光學件、製作該光學件的方法和具有該光學件的液晶裝置的製作方法
2023-09-17 15:06:05
專利名稱：光學件、製作該光學件的方法和具有該光學件的液晶裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及光學件、製作該光學件的方法和具有該光學件的LCD(液晶顯示)裝 置，特別涉及具有高顯示質量和低製作成本的光學件、製作該光學件的方法和具有該光學 件的IXD裝置。
背景技術：
通常，IXD裝置利用液晶顯示圖像。應用於IXD裝置的液晶具有諸如根據所施加 的電場改變取向的電性能和諸如根據液晶的取向改變光透射率的光性能。為了用液晶顯示圖像，IXD裝置包括光源組件，用於產生光；顯示組件，用於將光 源組件發射的光改變成具有圖像信息的圖像光。IXD裝置還包括改變光源組件所發射光的光分布或改善光源組件所發射光的亮度 的組件。該組件位於光源組件與顯示組件之間。具體地，該組件包括光導板，散射片和稜鏡片。光導板將光源組件發射的線光源 的光分布改變成面光源的光分布。散射片設置在光導板上並使光導板發射的光具有均勻的 亮度分布。散射片包括分布在透明基底上的珠粒，從而散射或漫射從光導板發射的光。但是，由於珠粒非常小，所以它可能不均勻地分布在散射片上。在珠粒不均勻分布 的情況下，散射片所發射的光的亮度分布也不均勻，因而降低了 LCD裝置的顯示質量。
發明內容
本發明提供能產生具有均勻亮度分布的光的光學件。本發明還提供製作上述光學件的方法。另外，本發明提供具有上述光學件的IXD裝置。根據本發明的一個方面，光學件包括基體和形成在基體上的光散射層。基體具有用於接收第一光的光入射面、和對著光入射面用於發射第一光的光發射 面。光散射層具有位於光發射面上的第一樹脂層和位於第一樹脂層上的光散射圖案，以便 散射光發射面所發射的第一光、並發射第二光。根據本發明的另一方面，在製作光學件的方法中，第一樹脂層形成在基體的光發 射面上，該基體具有用於接收第一光的光入射面、和對著光入射面用於發射第一光的光發 射面。具有半球形的光散射圖案形成在第一樹脂層上，以便散射光發射面所發射的第一光、 並發射第二光，光散射圖案具有半球形。第一樹脂層經硬化處理(curing process)被硬化。根據本發明的又一方面，IXD裝置包括光源組件，用於產生第一光；光學件，用於 散射第一光、並發射第二光；和LCD板組件，它利用第二光顯示圖像。光學件包括基體，它具有接收第一光的光入射面和對著光入射面的光發射面；第一樹脂層，它形成在光發射面上；和光散射層，它具有形成在第一樹脂層上的光散射圖 案、用於散射從光發射面發射的第一光、並發射第二光。根據本發明，形成在光學件上的光散射圖案將具有不均勻亮度分布的光改變成具 有均勻亮度分布的光。因而，具有該光學件的LCD裝置能夠改善顯示質量、並因不需要珠粒 而降低製作成本。另外，因為光散射圖案由可硬化材料構成，所以光散射圖案可具有各種形狀和極 好的再現性(r印roducibility)。
以下結合附圖所作的詳細描述將使本發明的上述和其它優點變得更加清楚，在附 圖中圖1是本發明示例性實施例的光學件的透視圖；圖2A和2B是圖1所示基體的視圖；圖3A和;3B是圖1所示基體的熱性能的曲線圖；圖4是沿圖1的A-A』線所作的圖1所示光學件的剖視圖；圖5是圖4中部分「B」的局部放大視圖；圖6是表示本發明示例性實施例的光散射圖案的電子掃描顯微(SEM)樣品；圖7A-7D是表示製作本發明示例性實施例的光學件的方法的視圖；圖8A-8C是表示製作本發明另一示例性實施例的光學件的方法的視圖；圖9A-9E是表示製作本發明示例性實施例的輥的方法的視圖；和圖10是本發明示例性實施例的IXD裝置的示意圖。
具體實施例方式圖1是本發明示例性實施例的光學件的透視圖。參看圖1，光學件100包括將具有不均勻亮度分布的光改變成具有均勻亮度分布 的光的光學片。為此，光學件100包括基體110和光散射層150。基體110具有長度大於寬度的矩形板或矩形片的形狀、其所含聚酯具有良好的光 透過率。圖2A是圖1所示基體110的平面圖，圖2B是圖1所示基體110的剖視圖。參看圖2A和2B，基體110包括第一表面111，第二表面112，第三表面113，第四 表面114，光入射面115和光發射面116。具體地，第一和第二表面111和112分別對著第三和第四表面113和114，光入射 面對著光發射面116。第一到第四表面111、112、113和114連接在光入射面115與光發射 面116之間。基體110具有高的光透射率以便發射經光入射面115入射的第一光510而不 改變第一光510的光學特性。基體110可具有與發射第一光510的光源(未示出)的安裝位置相關的各種形 狀。基體110可因光源(未示出)產生的熱而變形，光源(未示出)產生的熱量會在基體 110上產生皺紋。結果，被熱量折皺的基體110降低了 IXD裝置的顯示質量。圖3A和;3B是圖1所示基體的熱性能的曲線圖。
在圖3A中，曲線GA表示當基體110被加熱時基體110的長度變化，曲線GB表示 當基體110被冷卻時基體110的長度變化。如圖3A所示，當基體110從溫度「A」到溫度「B」被連續加熱時，基體110沿如二 次曲線所示的曲線GA膨脹。基體110在溫度「A」到達溫度「B」時連續膨脹，在溫度「B」到 達溫度「C」時既使是溫度「B」上升到溫度「C」基體110也連續收縮，所以，在溫度「B」、基體 110的膨脹長度最長。當基體110從溫度「C」到溫度「A」連續冷卻時，基體110的長度與它被加熱前的 長度不同。基體110的膨脹長度與收縮長度之間的差值如圖3A的標號「L」所示。這意味 著當施加到基體110的溫度超過規定溫度時，基體110被永久性變形。目前，安裝到LCD裝置的燈長度及其光量根據LCD裝置的比例尺寸逐漸增大。於 是，燈產生的熱量增加，導致安裝在LCD裝置上的基體110因燈的熱量增加而產生皺紋。參看圖3B，當經熱處理的基體110從溫度「A」到達溫度「C」連續加熱時，基體110 正比於從溫度「A」到達溫度「C」的溫升而膨脹。相反，當經熱處理的基體110從溫度「C」 到達溫度「A」連續冷卻時，基體110的長度返回到它被加熱前原始狀態。即，基體110的膨 脹長度等於它的收縮長度。包含聚酯的經熱處理的基體110不會被燈產生的熱量折皺，所以可避免降低IXD 裝置的顯示質量。如圖1所示，光散射層150設置在熱處理基體110上。圖4是沿圖1的A-A』線所作的圖1所示光學件剖視圖，圖5是圖4中部分「B」的 局部放大視圖。參看圖4和5，光散射層150設置在基體110的光發射面116上。光散射層150包 括第一樹脂層130和光散射圖案135。第一樹脂層130能由隨時間推移而逐漸硬化或在特定條件下快速硬化的可硬化 材料構成。在這個示例性實施例中，第一樹脂層130在特定條件下快速硬化。即，第一樹脂層 130在紫外線曝光下被硬化，因而，第一樹脂層130包含紫外光可硬化材料。另外，第一樹脂層130的膨脹率和收縮率與上述的熱處理基體110的膨脹率和收 縮率相同。如果第一樹脂層130的膨脹率和收縮率和熱處理基體110的膨脹率和收縮率不 相同，則當熱處理基體110因燈產生的熱而膨脹或收縮時，附著在熱處理基體110上的第一 樹脂層130會斷裂或破損。圖6是表示本發明示例性實施例的光散射圖案的電子掃描顯微(SEM)樣品。參看圖6，光散射圖案135藉助壓印方法形成在第一樹脂層130的表面上。光散射圖案135具有均勻形成在第一樹脂層130上的半球形。第一光510穿過基 體Iio到達光散射圖案135並在穿過光散射圖案135的半球形表面時被散射。而後，被光 散射圖案135散射的第一光510被定義為第二光420。在這個示例性實施例中，由於用壓印方法形成光散射圖案135，所以光散射圖案 135可具有例如凸稜錐、凹半球或凹稜錐的各種形狀。如圖5所示，光學件100還包括層140，它具有設置在光入射面115上的第二樹脂 層142 ；凸起144，它設置在第二樹脂層142上、以避免第二樹脂層142與鄰近的光學件100 的部件接觸。
第二樹脂層142由隨時間推移而逐漸硬化或在特定條件下快速硬化的可硬化材 料構成。在這個示例性實施例中，第一樹脂層142包含紫外光可硬化材料以便在紫外線曝 光下被硬化。另外，第二樹脂層142的膨脹率和收縮率與上述的熱處理基體110的膨脹率和收 縮率相同。如果第二樹脂層142的膨脹率和收縮率和熱處理基體110的膨脹率和收縮率不 相同，則當熱處理基體110因燈產生的熱而膨脹或收縮時、附著在熱處理基體110上的第二 樹脂層142會斷裂或破損。此外，第二樹脂層142的膨脹率和收縮率與第一樹脂層130的相同。如果第二樹 脂層142的膨脹率和收縮率與第一樹脂層130的不相同，則基體110在膨脹或收縮時將因 第一與第二樹脂層130和142之間膨脹率和收縮率的差異而被彎曲。凸起144以矩陣結構形成在第二樹脂層142的表面上並從第二樹脂層142的表面 伸出。由於用壓印方法形成凸起144，所以凸起144可具有例如半球形和多邊形的各種形 狀。下面，結合
製作本發明示例性實施例的光學件的方法。圖7A-7D是表示製作本發明示例性實施例的光學件的方法的視圖。參看圖7A，在基體110上形成第一樹脂層130(見圖7B)之前，根據基體110所包 含的材料對基體110選擇性地進行熱處理。即，在膨脹率和收縮率彼此不同時，對基體110 進行選擇性的熱處理。參看圖7B，第一樹脂層130以薄膜形式形成在基體110的光發射面116上。在這 個示例性實施例中，第一樹脂層130包括由紫外線曝光硬化的可硬化材料。 參看圖7C，第一輥370位於第一樹脂層130上，第一輥370表面上形成有形狀與光 散射圖案135(見圖4)的形狀相反的半球形。第一輥370沿第一樹脂層130滾壓，從而在 第一樹脂層130上形成光散射圖案135。通過滾壓第一輥370而在第一樹脂層130上形成 光散射圖案135之後，第一樹脂層130和形成在其上的光散射圖案135被紫外線曝光，從而 使第一樹脂層130和光散射圖案135被硬化。參看圖7D，第一樹脂層130和光散射圖案135被硬化後，具有可硬化材料且被紫 外線曝光的第二樹脂層140形成在基體110的光入射面115。第二輥380位於第二樹脂層 140上，具有與凸起144相反形狀的第二轉印圖案385形成在第二輥380上。第二輥380沿 第二樹脂層140表面滾動，從而在第二樹脂層140表面上形成凸起144，從而避免基體110 與鄰近基體110的部件、例如光導板(未示出)相接觸。第二樹脂層140和凸起144經紫 外線曝光而硬化。圖8A-8C是表示製作本發明另一示例性實施例的光學件的方法的視圖。參看圖8A，第一樹脂層130形成在基體110的光發射面116上，第二樹脂層140形 成在光入射面115上。在這個示例性實施例中，第一和第二樹脂層130和140包含由紫外 線曝光而硬化的可硬化材料。參看圖8B和8C，第一輥370位於第一樹脂層130上，第二輥380位於第二樹脂層 140 上。第一輥370包括緊密形成在第一輥370上的第一轉印圖案375，第二輥380包括以 預定距離相互分開的第二轉印圖案385。第一和第二轉印圖案375和385分別具有與光散射圖案135和凸起145相反的半球形(見圖8C)。第一輥370沿第一樹脂層130的表面滾動以在第一樹脂層130上形成光散射圖案 135，第二輥380沿第二樹脂層140的表面滾動以在第二樹脂層140上形成凸起145。光散 射圖案135和凸起145可以通過使基體110穿過第一輥和第二輥370、380之間而形成。光散射圖案135和凸起145分別形成在第一和第二樹脂層130和140上之後，用 紫外線對第一和第二樹脂層130和140曝光，以使形成在第一樹脂層130上的光散射圖案 135和形成在第二樹脂層140上的凸起145被硬化。下面，結合
製作本發明示例性實施例的輥的方法。圖9A-9E是表示製作本發明示例性實施例的輥的方法的視圖。參看圖9A，利用旋轉塗覆法將第一光刻膠層310塗覆在第一基底300上。而後，使圖案掩膜330與第一光刻膠層310對準。圖案掩膜330包括鉻層332，鉻 層332對應於形成有光散射圖案(未示出)的位置而部分地敞開。光335被提供到與第一 光刻膠層310對準的圖案掩膜330。提供到圖案掩膜330的光335穿過鉻層332的打開部分334而施加到第一光刻膠 層310、而使第一光刻膠層310被部分地曝光。參看圖9B，被穿過圖案掩膜330的光335進行局部曝光的第一光刻膠層310的部 分經顯影處理而被除去、從而形成第二光刻膠層317，在第二光刻膠層317上形成與光散射 圖案135尺寸相同而形狀相反的第一圖案315。參看圖9C，利用濺射法在形成有第一圖案315的第二光刻膠層317上形成金屬層 3400金屬層340具有第二圖案345，第二圖案345具有與第二光刻膠層317的光散射圖案 135相同的尺寸和形狀。形成在金屬層340下面的第二光刻膠層317通過磨光處理(ashingprocess)而去 除，金屬層340從第二光刻膠層317分離。被分離的金屬層340如圖9D所示地附著在第二基底350上，合成樹脂層360塗覆 在金屬層340的第二圖案345上。在這個示例性實施例中，合成樹脂層360優選塗覆在整 個第二圖案345上且在合成樹脂層360與金屬層的第二圖案245之間沒有空隙空間。通過將合成樹脂層360塗覆在金屬層340的整個第二圖案345上，將第三圖案365 形成在合成樹脂層360上。第三圖案365具有與光散射圖案135相反的形狀、並在下文中 被稱作轉印圖案。參看圖9E，其上形成有轉印圖案365的合成樹脂層360沿第一輥370的外表面附 著。利用具有轉印圖案365的第一輥370形成本發明示例性實施例的第一樹脂層130的光 散射圖案135。圖10是本發明示例性實施例的IXD裝置的示意圖。參看圖10，IXD裝置700包括光源組件500，光調整組件400，和顯示組件600。光源組件500至少包括一個CCFL (冷陰極螢光燈)以便發射顯示圖像所需的第一 光510。從光源組件500發射的第一光510被提供到光調整組件400。光調整組件400至少包括兩個光學件100和200。在這個示例性實施例中，光調整組件400包括散射片100和稜鏡片200。散射片 100改變第一光510的亮度分布而發射具有均勻亮度分布的第二光420。稜鏡片200接收散射片100提供的第二光420，並改變第二光420的方向而發射第三光430。散射片100具 有與光學片(見圖4)相同的結構、並利用與光學片相同的工藝(見圖7A-7D)進行製作，因 此省略對製作光學片100的方法的具體說明。顯示組件600接收從稜鏡片200提供的第三光430、並發射具有圖像信息的圖像光 610。在這個示例性實施例中，顯示組件600是利用液晶顯示圖像信息的IXD板。IXD板 可具有各種形狀、以便用液晶顯示圖像信息。雖然已說明了本發明的示例性實施例，但可以理解，本發明將不限於這些示例性 實施例，在不脫離權利要求書限定的本發明構思和範圍的前提下，本領域的技術人員可作 出各種變化和改進。
權利要求
1.一種製作光學件的方法，包括 製造其上具有轉印圖案的轉印輥；沿第一樹脂層滾動所述轉印輥，該轉印輥上的轉印圖案的形狀與形成的所述光散射圖 案的形狀相反，從而在第一樹脂層上形成所述光散射圖案；在基體的光發射面上形成第一樹脂層，所述基體具有接收第一光的光入射面和發射所 述第一光的光發射面，所述光發射面對著所述光入射面；在所述第一樹脂層上形成光散射圖案，以便散射從所述光發射面發射的第一光並發射 第二光，所述光散射圖案具有半球形；和 硬化所述第一樹脂層， 其中製造所述轉印輥的步驟包括將感光層曝光於通過對應於所述轉印圖案具有開口部分的圖案掩膜照射的光； 將所述感光層顯影，在感光層上形成第一圖案；通過濺射方法在具有第一圖案的感光層上形成金屬層，使得所述金屬層具有與所述第 一圖案相反的第二圖案；將所述金屬層與所述感光層分離；在所述金屬層的第二圖案上形成合成樹脂層，使得所述合成樹脂層具有與所述第二圖 案相反的轉印圖案；和將具有轉印圖案的所述合成樹脂層附著到輥上以形成轉印輥。
2.如權利要求1所述的方法，還包括在所述基體上形成所述第一樹脂層之前對基體進 行熱處理、以避免基體被折皺的步驟。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，硬化所述第一樹脂層的步驟包括向形成在 所述光發射面上的第一樹脂層照射紫外線以硬化第一樹脂層。
4.如權利要求1所述的方法，還包括 在所述光入射面上形成第二樹脂層； 在第二樹脂層上形成凸起；硬化第二樹脂層，其中設置在所述第一樹脂層上的光散射圖案具有半球形。
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，硬化所述第二樹脂層的步驟包括向所述第 二樹脂層照射紫外線。
6.一種製作光學件的方法，該光學件具有基體，所述基體通過其光入射面散射第一光、 通過其光發射面發射第二光，該方法包括在所述光發射面上形成第一可硬化樹脂層； 在所述光入射面上形成第二可硬化樹脂層； 製造其上具有轉印圖案的轉印輥；沿第一可硬化樹脂層滾動所述轉印輥，該轉印輥上的轉印圖案的形狀與形成的所述光 散射圖案的形狀相反，從而在所述第一可硬化樹脂層上形成所述光散射圖案、以散射從光 發射面發射的第一光、並發射第二光，所述光散射圖案具有半球形；在第二可硬化樹脂層上形成凸起、以避免第二可硬化樹脂層與鄰近件接觸；和 硬化所述的第一和第二可硬化樹脂層，其中設置在所述第一樹脂層上的光散射圖案具有半球形， 其中製造所述轉印輥的步驟包括將感光層曝光於通過對應於所述轉印圖案具有開口部分的圖案掩膜照射的光； 將所述感光層顯影，在感光層上形成第一圖案；通過濺射方法在具有第一圖案的感光層上形成金屬層，使得所述金屬層具有與所述第 一圖案相反的第二圖案；將所述金屬層與所述感光層分離；在所述金屬層的第二圖案上形成合成樹脂層，使得所述合成樹脂層具有與所述第二圖 案相反的轉印圖案；和將具有轉印圖案的所述合成樹脂層附著到輥上以形成轉印輥。
7.如權利要求6所述的方法，還包括在所述基體上形成所述第一和第二可硬化樹脂層 之前對基體進行熱處理、以避免基體被折皺的步驟。
全文摘要
本發明公開了一種光學件、製作該光學件的方法和具有該光學件的液晶裝置。在具有光學件的LCD裝置中，所述光學件具有基體，基體具有光入射面和對著光入射面的光發射面。第一樹脂層形成在光發射面上，光散射圖案均勻地形成在第一樹脂層上、以散射第一光並發射第二光。因此，該LCD裝置可改善顯示質量、並能降低製作成本。另外，由於用可硬化材料形成光散射圖案，所以光散射圖案可具有各種形狀和良好的重複性。
文檔編號F21V8/00GK102062885SQ20101058908
公開日2011年5月18日 申請日期2003年7月8日 優先權日2002年10月5日
發明者尹相赫, 樸鍾大, 李正煥, 鄭在皓, 金奎錫 申請人:三星電子株式會社