一種具有聚光層的光擴散板的製作方法

2023-06-07 06:24:36

專利名稱：一種具有聚光層的光擴散板的製作方法
技術領域：
本申請要求日本專利申請號No.2007-297443的巴黎公約優先權，其整個內 容ffl31引證被結合於此。
本申請涉及一種具有聚光層的光擴散板，其能充分的防止產生裂縫，並且 使用該光擴散板使得確保在前向方向上足夠的亮度，在前向方向上顯示出足夠 亮度的高質量表面光源，以及液晶顯示器。
背景技術：
#例子， 一種通常已知的液晶顯示器由包含液晶單元的液晶面板(或者 圖像顯示部分)，和作為背光設置在液晶面板後面的表面光源組成。對於作為背 光的表面光源，已知的是一種表面光源，其包含燈箱(或者外殼)，多個置於該 燈箱中的光源，置於這些光源前側的光擴散板，以及置於光擴散板前側的、例 如聚光片的雙凸透鏡(lenticularlense)。例如，專利文獻1公開了具有這種結構 的表面光源。
專利文獻l:日本專利登記號No.312300
發明內容
本發明解決的技術問題
然而，具有上述結構的表面光源有下述缺點逸就是，由於聚光片簡單的 疊置(sup邵ose)在光擴散板的前面，光擴散板和聚光片彼此磨擦因而容易受影響 而產頓縫。
本發明考慮到前述技術背景進行了改進。因此，本發明的目的是提供一種 具有聚光層的光擴散板，其可以充分地避免產生裂縫，並且用於使得確保在前 向方向足夠的亮度成為可能，並且，提供能夠在前向方向上顯示出足夠的亮度 的高質量表面光源，以及一個包含其的液晶顯示器。 解決技術問題的手段
為達到上述目的，本發明提供如下
m具有聚光層的光擴散板，包含設置成彼此疊置的光擴散基板和聚光片，其中光擴散基板和聚光片通過接合部分彼此接合，該接合部分被設置成分散在 光擴散板的整個平面上，其中空氣層存在於介於光擴散基板和聚光片之間除接 合部分外的區域中。根據第1項的具有聚光層的光擴散板，其中，在平面視圖中，接合部分
的面積為光擴散基板和聚光片疊置面積的0.01至5%。包含根據第l或2項的具有聚光層的光擴散板的液晶顯示器，多個光源 設置於光擴散板的背面，並且液晶面板設置於光擴散板的前側，其中光擴散板 的聚光片的方 使其面對液晶顯示器的前側。 發明效果
根據本發明的莉l]項，光擴散繊禾餵光片艦接合部分彼此接合，因此， 光擴散基板和聚光片彼此不磨擦，所以能夠充分防止光擴散板產 縫。進一 步地，空氣層存在於介於光擴散基板和聚光片之間除接合部分外的區域中，因 此，育,充分確保在前向方向上的亮度。此外，接合部分被這樣設置以致被分 散在光擴散板的整個平面上，因此，由於接合部分的形成，具有聚光層的光擴 散板的光學功能沒有受到影響，所以育,避免顯示圖像成像質量的任何影響。
根據本發明的第[2]項，在平面視圖中，接合部分的面積被設置為光擴散基 板和聚光片疊置面積的0.01至5%。因此，育^確保足夠的接合S艘，並且能
夠充分消除該接合部分對顯示圖像的任何影響。
根據本發明的第[3]項，具有聚光層的光擴散板不會有裂縫。因此，能夠獲
得高質量光，並且可以提供能夠在前向方向顯示高亮度的表面光源。
根據本發明的第[4]項，具有聚光層的光擴散板不會有裂縫，因而，育g夠獲 得高質量圖像，並且可以提供肖,在前向方向顯示高亮度的液晶顯示器。


本發明通過具體闡述和附圖將被充分理解，其中 圖1是根據本發明一個實施例的液晶顯示器的示意圖。 圖2是根據本發明該實施例，具有聚光層的光擴散板的透視圖。 圖3是根據本發明該實施例，具有聚光層的光擴散板沿著圖2所示的X-X 線的剖視圖。
4圖4是根據本發明的另一實施例，具有聚光層的光擴散板的剖視圖。
圖5是根據本發明其它實施例，具有聚光層的光擴散板的多個平面圖，其
中沒有設置聚光片以說明設置的接合部分的圖案。 附圖標記說明
1 二表面光源
2=光源
3=光擴散板
20=液晶面板
30=液晶顯示器
31=光擴散繊
32=聚光片
33=空氣層
34=接合部分
Q二前向方向
(或者法線方向)
具體實施例方式
根據本發明的一個實施例的液晶顯示器在圖l中示出。在圖1中，數字(30) 表示液晶顯示器；(11)，液晶單元；(12)禾口(13)，極板(polarizingplate);以及 (1)，表面光源(或者背光)。極板(12)和(13)分別設置於液晶單元(11) 的上側和下側，這些組件(11)， (12)和(13)組成作為圖像顯示部分的液晶 面板(20)。 1M地作為液晶單元(11)的是育^I多顯示彩色圖像的液晶單元。
表面光源(1)設置於液晶面板(20)的下側極板(13)的下面(或者背面)。 逸就是說，該液晶顯示器(30)是EI寸型液晶顯示器。
表面光源(1)包含低高度殼體形燈箱(5)，其平面視圖為矩形並且在其上 側(或前側)開口，多個光源(2)以一定間隔間隔開來並設置在燈箱(5)中， 以及設置在多個光源(2)上側(或前側)的光擴散板(3)。光擴散板G)如 此設置以封閉燈箱(5)開口的一面並固定在其上。進一步地，反射層(沒有示 出)形成於燈箱(5)的內表面。同時，對於上述光源(2)的選擇沒有限制， 例如，可以4頓冷陰極射線管，發光二極體(LED)或者相類似的。
如圖2和3所示，光擴散板(3)包含光擴散基板(31)和聚光片(32)，其中兩者皆彼此平行設置。光擴散基板(31)通過接合部分(34)與聚光片(32) 接合，該接合部分(34)設置成在平面視圖中其分散在整個接合表面上，並且 空氣層(33)存在於介於光擴散基板(31)和聚光片(32)之間除接合部分(34) 外的區域中。該實施例中，光擴散基板(31)和聚光片(32)通過由粘性樹脂 形成的接合部分(34)彼此接合，該接合部分(34)如此設置使得在平面視圖 中其分散在整個接合表面上。還是在該實施例中，接合部分(34)為多個實質 上點狀部分，設置成在平面視圖中其分散在整個接合表面上。還是在該實施例 中，光擴散基板(31)和聚光片(32)設置成非接觸的疊置情形。換句話說， 它們彼此疊置但彼此不接觸(如圖3所示)。
在，液晶顯示器(30)中，光擴散板(3)設置成使聚光片(32)育灘放 置在光擴散板的前側(即，在液晶面板(20)的一側)(如圖1所示)。換句話 說，在該液晶顯示器(30)中，光擴散板(3)設置成使光擴散基板(31)育獬 放置在光擴散板(3)的背面(即，在光源(2)的一側)(如圖l所示)。
由於在上述光擴散板(3)中光擴散基板(31)和聚光片(32)通il接合部 分(34)彼此接合，光擴散基板(31)和聚光片(32)從不彼此磨擦，所以光 擴散板(3)肖的多充分防止產生裂縫。進一步地，在光擴散板(3)中，空氣層 (33)存在於介於光擴散基板(31)和聚光片(32)之間除接合部分(34)外的 區域中。因此，表面光源(1)能夠在前向方向(或者法線方向)(Q)上以高亮 度照明，並且能夠在前向方向(或者法線方向)(Q)上在液晶顯示器(30)上 以高亮度顯示圖像。此外，因為接合部分(34)設置成在平面視圖中其分散在 旨接合表面上，接合部分(34)不會對具有聚光層的光擴散板(3)的光學功 育g造成不利影響，其使得以高圖畫質量顯示圖像成為可能。
該實施例中，光擴散基板(31)和聚光片(32) M接合部分(34)彼此 接合，接合部分(34)由粘性樹脂形成，設置成使得在平面視圖中其分散在整 個接合表面上。然而，這種部分接合併不局限於由粘性樹脂形成。可以4頓任 何手段，只要在光擴散SI反(31)和聚光片(32)能夠彼此部分接合。具體的， 光擴散基板(31)和聚光片(32)可以層壓在一起，例如，通過雷射焊接，熱 焊接，超聲波焊接，由類似紗線的材料縫合，或者利用膠帶，粘性粒等。
本發明中，在光擴散基板(31)和聚光片(32)之間除J^接合部分(34) 外的區域形成空氣層(33)是必需的。術語"空氣層"也用於表示光擴散板(31)和聚光片(32)彼此並非光學緊密接觸，雖然光擴散板(31)和聚光片(32) 彼此接觸。就細節描述例如，如圖4所示，聚光片(32)用於疊置的接合表 面不平坦地形成，該聚光片(32)疊置在光擴散板(31)上並與光擴散板(31) 接觸，並且兩者皆M31焊接在接合部分(34)處接合，因此空氣層(33)存在 於光擴散板(31)和聚光片(32)之間的除接合部分(34)外的接合表面區域。 如圖4所示的設置中，聚光片(32)的不平坦的表面在除接合部分(34)外的 接合表面區域上部分接觸光擴散基板(31)，然而由於聚光片(32)的不平坦的 表面，光擴散寂反(31)和聚光片(32)彼此間並不光學地緊密接觸，因而， 空氣層(33)存在於光擴散板(31)和聚光片(32)之間。
在這點上，當光擴散板(31)和聚光片(32)彼此光學地緊密接觸(換句 話說，它們之間不存在空氣層)時，在前向方向(Q)上不能獲得足夠的亮度。
本發明中，作為光擴散基板(31)，可以使用任何能夠擴散傳輸光的裝置。 首先， 4頓的是包含透明材料和在其中分散的光擴麵粒(即，光翻寸體) 的板。
用於光擴散繊(31)的透明材料並不特別地限制例如，〗頓透明樹脂， 無機玻璃或者相類似的。作為透明樹脂，由於其優秀的易成型性，優選使用透 明的熱塑性樹脂。同時不限制該透明的熱塑性樹脂的選擇，其中包含聚碳酸酯 樹脂的例子有，ABS樹脂(丙烯腈-苯乙烯-丁 二烯共聚物 (acrylonirile-butadiene-styrene copolymer resins ))， 甲基丙l^fc希才對月旨，甲基丙夂希酸 甲酯-苯乙烯共聚物樹脂，聚苯乙烯樹脂，AS樹脂(丙烯腈-苯乙烯共聚物樹脂)， 聚烯烴樹脂(例如，聚乙烯樹脂，聚丙烯樹脂，等)以及相對以的。
戰光擴tm粒的選擇並不限制也就是，可以^頓任何與組成光擴散基 板(31)的透明樹脂不相容的、並且與透明樹脂具有不同折射率的顆粒。光學 擴 粒的例子包括無機顆粒，例如矽顆粒，碳酸鈣顆粒，硫酸鋇顆粒，氧化 f，粒，氫氧化鋁顆粒，無機玻璃顆粒，雲母顆粒，滑石顆粒，二氧化ffl粒， 氧化f繊粒以及氧化鋅顆粒；其包含的有+鵬粒，例如甲基丙魁希交聯的樹脂 顆粒，甲基丙隞希聚合體的樹脂顆粒，苯乙烯基交聯的樹脂顆粒，苯乙烯基聚 合體樹脂顆粒和矽氧烷基聚合體顆粒。作為光擴散顆粒，可以使用從以上所列 顆粒中選擇的一種，或者作為混合tH頓從中選擇的兩種或更多。
使用的光擴，茅M常體積平均(volume-average)顆粒直徑為0.1至50nm。體積平均顆粒直徑(D5Q)按如下確定測量所有顆粒的顆粒直徑和體積；
顆粒的體積按照它們的顆粒直徑求積分，從最小的顆粒直徑開始。並且取出當
所求積分的體積等{肝所有顆粒的總#1隻50%時得至啲顆粒，該顆粒的顆粒直 徑被作為#1隻平均顆粒直徑(D50)觀懂。
使用的光擴散顆粒的數量依透射的光的預期擴散度而不相同。通常，100 份按照質量的透明樹脂包含0.01至20份按照質量的光擴M粒。首先， 的 是100份按照質量的透明樹脂包含0.01至10份按照質量的光擴散顆粒。
，光擴散基板(31)的厚度通常為0.1至10mm。
，聚光片(32)並不受限制。例如，可以使用具有比如非常純(fine)的 稜鏡透鏡，非常純的凸透鏡或雙凸透鏡的非常純的聚集光的透鏡形成在其全部 表面的片或類似的。M光擴散基板(31)的被擴散的M^M31聚光片(32) 在光擴散板(3)的法線方向(Q)上會聚。
聚光片(32)的材料並不限制。例如，此處給出聚碳酸酯樹脂，ABS樹脂 (丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物樹脂)，甲基丙^);希樹脂，甲基異丁烯麟-苯乙 烯共聚物樹脂，聚苯乙烯樹脂，AS樹脂(丙烯腈-苯乙烯共聚物樹脂)，聚烯烴 樹脂(例如，聚乙烯樹脂，聚丙烯樹脂，等)和相類似的。聚光片(32)的商 業可用產品並不限制例如，SUMIT0M03MLIMITED的作為示例的"BEF⑧" (包含具有厚度125 " m聚酯薄膜和在其上形成的具有厚度30 u m的丙烯酸樹脂 層，以及以50 u m間距(P)在丙烯酸樹脂層表面上形成的具有25 " m深度(H) 和底部90°開口角度的V形凹槽，如圖3所示)，SEKISUICHEMCAL,CO.,LTD.， 的"Estina "等。
聚光片(32)的厚度(T)通常為0.02至5mm,優選的是0.02至2mm。 空氣層(33)的厚度(E)通常為l至100um，雌的是5至20nm。 當上述接合部分(34)由粘性樹脂形成，該粘性樹脂的選擇沒都艮制例 如，可以{頓丙烯酸樹脂，聚氨酯謝脂，聚醚aW脂，矽S+對脂，環氧對對 脂中的任何一種或相類似的。從形成具有更高質量的顯示圖像的觀點來看，從 這些樹脂中選擇的無色透明樹脂的使用是優選的。在這點上，粘性樹脂的折射 率沒有限制。
從提高接合強度的觀點來看，有利的是增加接合部分(34)的面積(前視 面積)。然而，期望地，從充分消除接合部分(34)對顯示圖像的影響的觀點來
8看，接合部分(34)應當具有糹歡佳在視覺上l戱見察的尺寸(即寬度，主軸，等)。 綜合考慮這兩個觀點，im的，接合部分(34)的面積(前視面積)設置為光 擴散基板(31)和聚光片(32)的全部疊置面積的0.01至5%。
優選的，接合部分(34)的尺寸(W) (B卩，如果該部分以線或者格子的形 ，成時的線寬，或者當它為點狀形成時的主軸，等，)設置為50um至3mm。 50 u m及其以上的尺寸使得確保足夠的接合 驢成為可能，並且3mm及其以下 的尺寸使得充分消除接合部分(34)對顯示圖像的影響成為可能。
的，於相鄰的接合部分(34)間的間隔(L)設置為3至10cm。 3cm 及其以上的間隔使得充分消除接合部分(34)對顯示圖像的影響成為可能。10cm 及其以下的間隔使得確保足夠的接合^^成為可能。
該實施例中，接合部分(34)形成為點狀，所以僅從上方看許多主要為點 狀的部分分散在整個接合表面區域上。然而，接合部分(34)的布置並不局限 於這一種，並且任何布置都是允許的，只要從上方看接合部分(34)設置成分 散在整個接合表面區域的範圍內例如，如圖5 (a)或5 (b)所示，接合部分 (34)為可以線性布置的帶狀；或者如圖5 (c)所示，接合部分(34)可以在平
面視圖中以格子狀排列。
{雄的，戰聚光片(32)和上述光擴散基板(31)中的任何一個應當在 接合表面上不平坦的形成，從而防止聚光片(32)和光擴散基板(31)間的光 學緊密接觸，甚至當兩者彼此接觸時，換句話說，為了確保空氣層(33)在聚 光片(32)和光擴散基板(31)間形成，甚至當兩者彼此接觸時。該不平坦表 面的不規則度Rz的十點高度(根據JISB0601—2001規定的規則度)優選的為 1.0至100um，更ite的為1.0至50um。
本發明中光擴散板(3)可以M利用熱壓製作，使用例如，粘性樹脂， 或者M熱焊接製作。然而，這些方法是只例證出的，本發明中的光擴散板(3) 不限制於fflil任何途徑的這些方法製作出。
本發明中光擴散板(3)的厚度(S)通常為0.1至15mm。本發明中光擴 散板(3)的尺寸(或面積)並不限制例如，可以根據預期的表面光源(1) 或預期的液晶顯示器(30)的尺寸來適當地選擇該尺寸。然而，光擴散板的尺 寸通常為20cm X 30cm至150cm X 200cm。
本發明中光擴散板(3)，表面光源(1)和液晶顯示器(30)並不限制於前
9述實施例，在它們的設計上可以變形或修改，只要這些變形和修改在不背離本 發明精神的權利要求的範圍內是允許的。 實施例
接下來，將闡述本發明的具體實施例，然而這些闡述不應當解釋為以任何 方式限制本發明的範圍。
^ffi—個厚度為2.0mm的光擴散凝反(31)，按照JIS K-7361測量，其整 ^it光率為70。/。，並具有不平坦的上表面(也就是說，根據JISB0601-2001具 有Rz為1.79 u m的不平坦表面)。丙烯酸樹脂粘合劑點狀地施加在光擴散 (31)的不平坦上表面，所以僅^U:方看多個基本上為點狀的部分分散在旨基 板表面區域上(參見圖2)。在ll:b^後，聚光片(32)疊置在光擴散基板(31) 的不平坦的表面上並且壓在其上。因而，製作出如圖2和3所示的光擴散板(3)， 其包含光擴散基板(31)和疊置在其上並通過接合部分(34)彼此接合的聚光 片(32)，接合部分(34)設置成僅/Xi:方看分散在旨接合表面區域上。
在這點上，作為接合部分(34)的點的主軸(W)為2.0mm，各個相鄰點 間的間距(L)為3.0cm。使用作為聚光片(32)的為SUMITOMO 3MLIMITED 製造的"BEF⑧"(即，包含具有厚度125um聚酯薄膜和在其上形成的具有厚度 30 nm的丙烯酸樹脂層，以及以50 um間距(P)在丙烯酸樹脂層表面上形成 的具有25um深度(H)和底部90°開口角度的V形凹槽，如圖3所示)。
因此在光擴散板(3)中獲得了，空氣層(33)的厚度(E)為10um，並 且接合部分(34)的面積為光擴散基板(31)和聚光片(32)的，疊置面積 的比率為0.2%。
接著，使用光擴散板(3)製作具有上述如圖1所示的結構的表面光源(1)。 作為光源(2)， j頓冷陰豐蹄線管。表面光源(1)在前向方向(或者法線方向) (Q)上的亮度被測量，得到的測量結果為7,409cd/m2。
〈比較實施例1〉
丙烯酸樹脂粘合劑施加於上述光擴散對及的齡上表面，然後，上述聚光 片(SUMITOMO 3MLIMITED製造的"BEF ")疊置並壓在該光擴散基板的上 表面。除該程序外，按照實施例1相同的方式製作表面光源。表面光源在前向 方向上的亮度被測量，得到的測量結果為5,263cd/m2。<參考實施例1〉
，聚光片(SUMITOMO 3M LIMITED製造的"BEF ")被簡單地疊置 在光擴散基板的上表面上(即，在光擴散對及和聚光片之間形成空氣層)。除該 禾旨外，按照實施例1相同的方式製作表面光源。表面光源在前向方向上的亮 度被測量，得到的測量結果為7,427cd/m2。
如前所述，4頓本發明的光擴散板製造的實施例1的表面光源，育g夠在前 向方向(或者法線方向)上獲得足夠高的亮度。也就是說，該表面光源可以獲 得足夠高的亮度，其與其中聚光片簡單地疊置在光擴散板上的參考實施例1的 常用表面光源的亮度為同一個水平。進一步的，實施例1中的光擴散板中，光 擴散基板和聚光片彼ltbil過接合部分接合，因而光擴散基板和聚光片彼此間不 相互磨擦，因此光擴散板不再經，縫。
相反，由於粘合劑施加在齡光擴散^^及上，比較實施例1的表面光源在 光擴散基板和聚光片之間不具有空氣層。從而，該表面光源不育g在前向方向(法 線方向)上獲得足夠的亮度。
工業適用性
雖然本發明的光擴散板有利地用於表面光源，但其應用並不限制於此。雖 然本發明的表面光源有利地用於作為液晶顯示器的背光，但其應用並不限制於 此。
權利要求
1. 一種具有聚光層的光擴散板，其包含設置成彼此疊置的光擴散基板和聚光片，其中，所述光擴散基板和聚光片通過接合部分彼此接合，所述接合部分被設置成分散在所述光擴散板的整個平面上，其中在所述光擴散基板和所述聚光片之間除接合部分外的區域中存在空氣層。
2.根據權利要求1所述的具有聚光層的光擴散板，其中，在平面視圖中， 所述接合部分的面積為光擴散基板和聚光片疊置面積的0.01至5%。
3. —種包含根據權利要求1或2所述的具有聚光層的光擴散板的表面光源， 多個光源設置於所述光擴散板的背面，其中所述光擴散板的聚光片放置成面對 所述表面光源的前側。
4. 一種包含根據t又利要求l或2所述的具有聚光層的光擴散板的液晶顯示 器，多個光源設置於所述光擴散板的背面，並且液晶面板設置於所述光擴散板 的前側，其中所述光擴散板的聚光片放置成面對液晶顯示器的前側。
全文摘要
一種具有聚光片的光擴散板，其能充分防止產生裂縫並且被使用使得充分確保在前向方向上的亮度成為可能。根據本發明，具有聚光層的光擴散板3包含配置成彼此疊置的一個光擴散基板31和一個聚光片32，其中光擴散基板31和聚光片32通過複數個接合部分34彼此接合，接合部分34被配置成分散在所述光擴散板的整個平面上，其中一空氣層33存在於介於光擴散基板31和聚光片32之間除接合部分34外的區域中。
文檔編號G02B5/02GK101446655SQ200810191158
公開日2009年6月3日 申請日期2008年11月14日 優先權日2007年11月16日
發明者熊澤裕之, 金光昭佳 申請人:住友化學株式會社