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光学薄板
説明

光学薄板

【課題】光線の拡散角度を制御できるだけでなく、更に光線を十分に混合する効果を達成することができる光学薄板を提供する。
【解決手段】本発明が提供する光学薄板は、本体と構造表面層を含む。該本体は、平面と、ベース部と、上部と、を含む。該構造表面層は、複数の相互に隣接して寄り合う凹状構造を有し、該凹状構造は、該平面上に設置され、各凹状構造は、少なくとも2つの第1曲面及び少なくとも2つの第2曲面を有し、該第1曲面は、該ベース部に延伸し、且つ該第2曲面は、該ベース部に延伸する。該第1曲面及び他の相互に隣接する凹状構造の第1曲面は、該上部箇所で相互に接続し、第1弧面を形成し、該第2曲面及び他の相互に隣接する凹状構造の第2曲面は、該上部箇所で相互に接続し、第2弧面を形成する。このように、本発明の光学薄板は、良好な拡散効果を達成し、良好な輝度均一度を得ることができ、且つ増光膜又はその他の光学膜をスクラッチすることを回避する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学薄板に関し、特に複数の凹状構造を有する光学薄板に関する。
【背景技術】
【0002】
現在、液晶ディスプレイと関連する技術は、急激に進歩し、液晶ディスプレイの販売価格を徐々に下降させているだけでなく、そのディスプレイも従来のCRTディスプレイに徐々に迫っている。一般的に、液晶ディスプレイは、バックライトモジュール(backlight module)及び液晶パネル(LCD panel)を含み、バックライトモジュールは、画面を表示する時に必要な光線を提供することに用い、液晶パネルは、その内部の液晶の配列方式を変化させることにより光線を通過させるかを制御することができる。図1において、図1が示すのは、市場における液晶ディスプレイの各部材の説明図である。この液晶ディスプレイ1は、バックライトモジュール11及び液晶パネル12を含み、このバックライトモジュール11は、反射マスク111と、複数の灯源112と、拡散板113と、増光膜114と、を含み、そのうち、灯源112は、反射マスク111内に配置され、拡散板113の作用は、灯源112が発する光線を拡散することであり、増光膜114は、拡散した光線を収束する(condense)ことに用いるものである。
【0003】
拡散板113の主要な構成材質は、例えば、ポリメチルメタクリレート(poly methyl methacrylate)、ポリカーボネート(polycarbonate)またはポリエチレンテレフタレート(Polyethylene Terephthalate)等の透明物質であり、且つ拡散板113内は、複数の光拡散粒子(図示せず)を散布し、この光拡散粒子の屈折率及び拡散板113の主要な構成材質は異なるものであるので、光線が拡散板113及び拡散粒子の境界面を通過する時、その進行方向は、屈折を生じ、それにより光線を拡散させる効果を達成する。
【0004】
液晶ディスプレイがリビングに置かれるテレビに用いられる時、それは、ディスプレイ前方(例えば、位置A)に位置する使用者がはっきりと見ることができるようにするだけでなく、同時にディスプレイの側方(例えば、位置B)に位置する使用者もはっきりと見ることができるようにする必要があるので、その光の拡散角度は、十分に大きくなければならない。反対に、液晶ディスプレイがオフィスのデスク前に置かれ、パソコンのディスプレイとして用いられる時、ディスプレイ正面(例えば、位置A)に位置する使用者がはっきりと見ることができるだけでよいので、その光の拡散角度は、比較的小さくてよい。しかしながら、光拡散粒子は、拡散板113内の散布方式が不規則であるので、光線の拡散角度を精確に制御することができない。
【0005】
従って、光線の角度を如何に精確に制御するかは、当業者が思量するに値する問題である。米国特許US7320538において、図2に示すような光学薄板2が開示されている。該光学薄板2は、主体層22と構造表面層21を含み、この構造表面層21は、粘着層29により主体層22の上方に設置されるものである。構造表面層21上に複数の凹状構造24を設置し、各凹状構造24は、2つの第1表面24A及び2つの第2表面24Bを含む。光線が該第1表面24A又は第2表面24Bを通過する時、入射角度を有するので、屈折又は全反射を発生する。米国特許US7320538の光学薄板2も、2つの第1表面24A及び2つの第2表面24Bにより、凹状構造24を通過する光線の拡散角度を変化させている。
【0006】
しかしながら、上記の光学薄板2は、大きな欠陥が存在する。第1表面24Aが平面であるので、光線は、該第1表面24Aを通過した後、その射出する光線は、相互に平行であり、従って、良好な拡散効果を達成することができない。同様に、該第2表面24Bも良好な拡散効果を達成することができない。この場合、液晶ディスプレイの輝度(Brightness)が十分に均一でなく、消費者が購買する意欲を低下させる。また、相互に隣接する凹状構造24の間の隣接箇所244は、鋭利な尖角を呈するので、図1に示すような増光膜114またはその他の種類の光学膜がその上に置かれる時、容易にスクラッチが発生する。
【0007】
従って、光学薄板の輝度の均一度を如何に増加し、その他の光学膜をスクラッチする確率を低下するかは、当業者の努力の目標となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】米国特許US7320538
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明の目的は、光線の拡散角度を制御できるだけでなく、更に光線を十分に混合する効果を達成することができる光学薄板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記の目的を達成する為、本発明が提供する光学薄板は、光線の拡散角度を調整制御することに用い、該光学薄板は、本体と構造表面層を含む。そのうち、該本体は、平面と、ベース部と、上部と、を含み、該平面、該ベース部及び上部は、相互に交わり合う。該構造表面層は、複数の相互に隣接して寄り合う凹状構造を有し、該凹状構造は、該平面上に設置され、各凹状構造は、少なくとも2つの相互に対向する第1曲面及び少なくとも2つの相互に対向する第2曲面を有し、該第1曲面は、該ベース部に延伸し、且つ該第2曲面は、該ベース部に延伸する。該第1曲面及び他の相互に隣接する凹状構造の第1曲面は、該上部の箇所で相互に接続し、第1弧面を形成し、該第2曲面及び他の相互に隣接する凹状構造の第2曲面は、該上部の箇所で相互に接続し、第2弧面を形成する。このように、本発明の光学薄板は、良好な拡散効果を達成し、良好な輝度均一度を得ることができ、且つ増光膜又はその他の光学膜をスクラッチすることを回避する。
【0011】
上記の光学薄板は、そのうち、各凹状構造の上部が台形、長方形、菱形又は正方形に包囲形成するものである。
【0012】
上記の光学薄板は、そのうち、該ベース部が点状、平面状又は弧面状を呈するものである。
【0013】
上記の光学薄板は、そのうち、該光学薄板が、主体層及び基底層を更に含み、該主体層が該構造表面層の下方に位置し、該主体層内部に複数の拡散粒子を分布し、該光拡散粒子の屈折率及び該主体層の屈折率が異なるものである。該基底層は、該主体層の下方に位置し、該基底層は、紫外光吸収剤を含む。
【0014】
上記の光学薄板は、そのうち、2つの第1曲面が該ベース部に相互に対称である。
【0015】
上記の光学薄板は、そのうち、2つの第2曲面が該ベース部に相互に対称である。
【0016】
上記の目的を達成する為、本発明が提供する他の光学薄板は、光線の拡散角度を調整制御することに用い、該光学薄板は、本体及び構造表面層を含む。そのうち、該本体は、平面及び上部を含む。該構造表面層は、複数の相互に隣接して寄り合う凹状構造を含み、該該凹状構造は、該平面上に設置され、各凹状構造は、第1曲面及び少なくとも2つの相互に対向する第2曲面を有し、該第1曲面は、下向に延伸し、且つ該第2曲面と相互に隣接する。該第1曲面及び他の相互に隣接する凹状構造の第1曲面は、該上部の箇所で相互に接続し、第1弧面を形成し、該第2曲面及び他の相互に隣接する凹状構造の第2曲面は、該上部の箇所で相互に接続し、第2弧面を形成する。このように、本発明の光学薄板は、良好な拡散効果を達成し、良好な輝度均一度を得ることができ、且つ増光膜又はその他の光学膜をスクラッチすることを回避する。
【0017】
上記の光学薄板は、そのうち、各凹状構造の上部が台形、長方形、菱形又は正方形に包囲形成するものである。
【0018】
上記の光学薄板は、そのうち、該光学薄板が、主体層及び基底層を更に含み、該主体層が該構造表面層の下方に位置し、該主体層内部に複数の拡散粒子を分布し、該光拡散粒子の屈折率及び該主体層の屈折率が異なるものである。該基底層は、該主体層の下方に位置し、該基底層は、紫外光吸収剤を含む。
【0019】
上記の光学薄板は、そのうち、2つの第2曲面が該第1曲面に相互に対称である。
【発明の効果】
【0020】
このように、本発明の光学薄板は、該第1曲面及び該第2曲面が曲面であるので、その上の各点の接線傾斜率が何れも異なり、従って、相互に平行な光線が第1表面を貫通した後、その進行方向は、平行を保持しない。従って、本発明の光学薄板は、通過した光線に十分混合した効果を達成させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】市場における液晶ディスプレイの各部材の説明図である。
【図2】米国特許US7320538中に開示される光学薄板を示す図である。
【図3】本発明の第1実施例の光学薄板の断面図である。
【図4】本発明の第1実施例の構造表面層の説明図である。
【図5】本発明の第1実施例の2つの相互に隣接する凹状構造の説明図である。
【図6】光学シミュレーションを行う各設備の配置図である。
【図7A】本発明の光学薄板の光学シミュレーションを示す図である。
【図7B】従来の光学薄板の光学シミュレーションを示す図である。
【図8A】本発明の第1実施例の凹状構造の俯瞰図である。
【図8B】本発明の第2実施例の凹状構造の俯瞰図である。
【図8C】本発明の第3実施例の凹状構造の俯瞰図である。
【図8D】本発明の第4実施例の凹状構造の俯瞰図である。
【図9】本発明の第5実施例の光学薄板の俯瞰図である。
【図10A】本発明の第5実施例の凹状構造の俯瞰図である。
【図10B】本発明の第5実施例の凹状構造のB−B断面図である。
【図10C】本発明の第5実施例の凹状構造のC−C断面図である。
【図11A】本発明の第6実施例の凹状構造の俯瞰図である。
【図11B】本発明の第7実施例の凹状構造の俯瞰図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
本発明の上記目的、特徴及び利点をより分かり易くするため、実施例を挙げ、図面に併せて以下に詳細に説明する。
【0023】
図3は、本発明の第1実施例の第1実施例の光学薄板の断面図である。図3に示すように、該光学薄板3は、光線の拡散角度を調整制御することに用い、それは、構造表面31と、主体層32と、基底層33と、を含む。そのうち、該主体層32は、該構造表面層31の下方に位置し、該主体層32内部に複数の光拡散粒子(図示せず)を分布し、該光拡散粒子の屈折率は、該主体層32の屈折率と異なるので、光線が主体層32及び光拡散粒子の境界面を通過する時、その進行方向は、屈折及び散乱を発生し、それにより、光線を拡散させる効果を達成する。該基底層33は、該主体層32の下方に位置し、該基底層33は、紫外光吸収剤を含むので、該基底層33は、紫外光を吸収する機能を有し、光学薄板3の老化現象を緩和することができる。また、当業者は、可視状況で構造表面層31内に少量の紫外光吸収剤を添加する。
【0024】
続いて、図4及び図5を同時に参照し、図4が示すのは、本発明の第1実施例の構造表面の説明図である。図5が示すのは、本発明の第1実施例の2つの相互に隣接する凹状構造の説明図である。図3の光学薄板3の上方は、該構造表面層31及び本体35から構成される。そのうち、該本体35は、平面34と、ベース部355と、上部353と、を含み、該平面354と、該ベース部355と、該上部353とは、相互に交わり合わない。該構造表面層31は、相互に隣接して寄り合う複数の凹状構造34を含み、該凹状構造34は、該平面354上に設置される。各凹状構造34は、2つの相互に対向する第1曲面341及び2つの相互に対向する第2曲面342を有し、且つ2つの第1曲面341は、該ベース部355に延伸し、該ベース部355に相互に対称であり、2つの第2曲面342は、該ベース部355に延伸し、ベース部355に相互に対称である。ここでは、該ベース部355が1つの点である。該第1曲面341及び他の相互に隣接する凹状構造34の第1曲面341は、該上部353の箇所で相互に接続し、第1弧面351を形成し、該第2曲面342及び他の相互に隣接する凹状構造34の第2曲面342は、該上部353の箇所で相互に接続し、第2弧面352を形成する。図4及び図5から分かるように、2つの第1曲面341及び2つの第2曲面342上の各点の接線傾斜率は、位置により異なるので、相互に平行な光線が該構造表面層31を通過した後、その進行方向は、平行を保持しない。これにより、凹状構造34の光線拡散角度を調整し、光線を十分に混合させ、輝度の均一度を向上することができる。
【0025】
また、2つの凹状構想34が接する箇所の第1弧面351及び第2弧面352は、弧状を呈するので、鋭利な尖角を発生しない。このように、増光膜又はその他の種類の光学膜が該光学薄板3上に置かれる場合、スクラッチが発生し難い。また、上記の光学薄板3は、鋳型中において成型を行う時、その相互に隣接する箇所が弧状に設計することも光学薄板3に製造完成後、鋳型中から抜き易くすることができる。
【0026】
続いて、本発明の光学薄板3が達成する効果を実証するため、本発明の凹状構造34に対して光学シミュレーションを行う。図6は、光学シミュレーションを行う各設備の配置図である。そのうち、凹状構造34は、光源96及びスクリーン95の間に置かれ、光源6が発する光線が凹状構造34を経過した後、スクリーン95上に投影される。その投影の結果は、図7Aに示すようである。この光学シミュレーションにおいて、光源96がLED灯であり、それが発する光線の光強度及び垂直方向の挟み角θが以下の関係を呈する:
I=A*cosθ、そのうち、Iが光強度であり、Aが常数である。
【0027】
従来の光学薄板2の光学拡散効果と比較を行う為、ここでは、凹状構造34を図2に示す凹状構造24に置き換え、シミュレーションを行い、その投影の結果は、図7Bに示すようである。図7A及び図7Bにおいて、色が深いほど、輝度 (Brightness)が強いことを表す。そのうち、図7Aの均一度が78%であり、図7Bの均一度が69.5%である。ここでは、均一度は、(最大輝度-最小輝度)/最大輝度を指す。従って、図7A及び図7Bから、本発明の凹状構造34が良好な光学拡散効果を有し、比較的均一な輝度分布を呈することができることが明らかである。
【0028】
上記実施例の凹状構造34は、その俯瞰図、即ち、図8Aに示すように、その上部353は、正方形に包囲形成される。しかしながら、当業者は、それを台形又は菱形に設計することができ、その台形又は菱形の構造は、図8B及び図8Cに示す凹状構造54の通りである。また、図4及び図5のようなベース部355は、該第1曲面341及び第2曲面342から下向に延伸し、相互に接し、1つの点を形成する。しかしながら、図8Dにおいて、該凹状構造64のベース部655が平面状又は弧面状であり、このように、依然として前記の効果を達成することができる。
【0029】
また、本発明は、更にその他の実施例を有する。図9、図10A〜図10Cにおいて、図9が示すのは、本発明の第5実施例の光学薄板の俯瞰図であり、図10Aが示すのは、本発明の第5実施例の凹状構造の俯瞰図であり、図10Bが示すのは、本発明の実施例の凹状構造のB−B断面図であり、図10Cが示すのは、本発明の第5実施例の凹状構造のC−C断面図である。そのうち、図10A中のB−B断面及C−C断面は、それぞれ、図10B及び図10Cに示す通りである。図に示すように、本実施例の光学薄板7の上方は、構造表面層(図示せず)及び本体75から構成される。そのうち、該本体75は、平面754及び上部753を含み、該構造表面層は、複数の相互に寄り合う凹状構造74を含み、該凹状構造74は、該平面754上に設置される。各凹状構造74は、第1曲面741及び2つの相互に対向する第2曲面742を有し、該第1曲面741は、下向に延伸し、且つ2つの第2曲面742と相互に隣接し、且つ2つの凹状構造742は、該第1曲面741に相互に対称である。該第1曲面741及び他の相互に隣接する凹状構造74の第1曲面741が該上部753の箇所で相互に接続し、第1弧面751を形成し、該第2曲面742及び他の相互に隣接する凹状構造74の第2曲面742が該上部753の箇所で相互に接続し、第2弧面752を形成する。このように、本実施例も前記の効果を達成することができる。
【0030】
当然、当業者は、上記第5実施例の凹状構造設計を台形又は菱形に設計することができ、その台形又は菱形の構造は、図11A及び図11Bが示す凹状構造84及び凹状構造94のようであり、前記の効果を達成することができる。
【0031】
上記のように、本発明の光学薄板は、輝度の均一度を増加し、その他の光学膜又は増光膜をスクラッチする確率を低下し、且つ成型後の型抜きを容易にすることができるので、極めて大きな商業利益を有する。
【0032】
なお、本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない均等の範囲内で各種の変動や潤色を加えることができることは勿論である。
【符号の説明】
【0033】
<従来技術>
1 液晶ディスプレイ
11 バックライトモジュール
111 反射マスク
112 灯源
113 拡散板
114 増光膜
12 液晶パネル
2 光学薄板
21 構造表面層
22 主体層
24 凹状構造
244 隣接箇所
24A 第1表面
24B 第2表面
29 粘着層
A,B 位置
<本発明>
3,1 光学薄板
31 構造表面層
32 主体層
33 基底層
34,44,54,64,74,84,94 凹状構造
341,741 第1曲面
342,742 第2曲面
35,75 本体
351,751 第1弧面
352,752 第2弧面
353,753 上部
354,754 平面
355,655 ベース部
95 スクリーン
96 光源
θ 挟み角

【特許請求の範囲】
【請求項1】
光線の拡散角度を調整制御することに用いる光学薄板であって、前記光学薄板は、本体と、構造表面層と、を含み、
前記本体は、平面と、ベース部と、上部と、を含み、前記平面、前記ベース部及び上部が相互に交わり合い、
前記構造表面層は、複数の相互に隣接して寄り合う凹状構造を有し、前記凹状構造は、前記平面上に設置され、各凹状構造は、少なくとも2つの相互に対向する第1曲面及び少なくとも2つの相互に対向する第2曲面を有し、前記第1曲面は、前記ベース部に延伸し、且つ前記第2曲面は、前記ベース部に延伸し、
そのうち、前記第1曲面及び他の相互に隣接する凹状構造の第1曲面は、前記上部の箇所で相互に接続し、第1弧面を形成し、前記第2曲面及び他の相互に隣接する凹状構造の第2曲面は、前記上部の箇所で相互に接続し、第2弧面を形成する光学薄板。
【請求項2】
前記各凹状構造の上部が台形、長方形、菱形又は正方形に包囲形成するものである請求項1記載の光学薄板。
【請求項3】
前記ベース部が点状、平面状又は弧面状を呈するものである請求項1記載の光学薄板。
【請求項4】
前記光学薄板が、主体層を更に含み、前記主体層が前記構造表面層の下方に位置し、前記主体層内部に複数の拡散粒子を分布し、前記光拡散粒子の屈折率及び前記主体層の屈折率が異なるものである請求項1記載の光学薄板。
【請求項5】
前記光学薄板が、基底層を更に含み、前記基底層は、前記主体層の下方に位置し、前記基底層は、紫外光吸収剤を含む請求項4記載の光学薄板。
【請求項6】
前記2つの第1曲面が前記ベース部に相互に対称である請求項1記載の光学薄板。
【請求項7】
前記2つの第2曲面が前記ベース部に相互に対称である請求項1記載の光学薄板。
【請求項8】
光線の拡散角度を調整制御することに用いる光学薄板であって、前記光学薄板は、本体及び構造表面層を含み、
前記本体は、平面及び上部を含み、
前記構造表面層は、複数の相互に隣接して寄り合う凹状構造を含み、前記前記凹状構造は、前記平面上に設置され、各凹状構造は、第1曲面及び少なくとも2つの相互に対向する第2曲面を有し、前記第1曲面は、下向に延伸し、且つ前記第2曲面と相互に隣接し、
そのうち、前記第1曲面及び他の相互に隣接する凹状構造の第1曲面は、前記上部の箇所で相互に接続し、第1弧面を形成し、前記第2曲面及び他の相互に隣接する凹状構造の第2曲面は、前記上部の箇所で相互に接続し、第2弧面を形成する光学薄板。
【請求項9】
前記各凹状構造の上部が台形、長方形、菱形又は正方形に包囲形成するものである請求項8記載の光学薄板。
【請求項10】
前記光学薄板が、主体層及を更に含み、前記主体層が前記構造表面層の下方に位置し、前記主体層内部に複数の拡散粒子を分布し、前記光拡散粒子の屈折率及び前記主体層の屈折率が異なるものである請求項8記載の光学薄板。
【請求項11】
前記基底層は、前記主体層の下方に位置し、前記基底層は、紫外光吸収剤を含む請求項10記載の光学薄板。
【請求項12】
前記2つの第2曲面が前記第1曲面に相互に対称である請求項8記載の光学薄板。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7A】
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【図7B】
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【図8A】
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【図8B】
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【図8C】
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【図8D】
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【図9】
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【図10A】
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【図10B】
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【図10C】
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【図11A】
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【図11B】
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【公開番号】特開2011−59530(P2011−59530A)
【公開日】平成23年3月24日(2011.3.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−211020(P2009−211020)
【出願日】平成21年9月11日(2009.9.11)
【出願人】(507296827)穎台科技股▲ふん▼有限公司 (11)
【Fターム(参考)】