JP2011048187A - 微構造拡散板 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は微構造拡散板を提供する。
【解決手段】本発明の微構造拡散板は、入光面及び出光面を有する基板と、出光面を覆う複数の微構造部を含む。前記複数の微構造部は、第一微構造ユニット及び第二微構造ユニットを含み、第一微構造ユニットは、第一側面、第二側面、頂面、第一間隔、第二間隔、及び高さを含み、第一側面と第二側面とは、第一傾斜度と第二傾斜度；１／２≦２Ｈ／（Ｐ１−Ｐ２）／２≦９／５；に対応する。第二微構造ユニットは、曲線関数形状であり、第二微構造ユニットと第一微構造ユニットの第二側面とは、第一低点を形成し、第二微構造ユニットともう一つの第一微構造ユニットの第一側面とは、第二低点を形成する。第一微構造ユニットの第一側面と第二側面とは、光源の光線を受けて第一光学経路を形成し、第一微構造ユニットの頂面は、光源の光線を受けて第二光学経路を形成し、前記第二微構造ユニットは、前記光源の光線を受けて第三光学経路を形成する。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、微構造拡散板に関し、特に複数の光学構造体を有する微構造拡散板に関する。

現在、液晶ディスプレイのような新世代の表示装置は、既に盛んに研究開発されており、次第に市場で使用される段階に入ってきている。しかし、液晶自体は、発光しないため、バックライトモジュールの機能により、十分な輝度をもち均等に分布した光源を提供し、画像を正常に表示することを可能にしている。頻繁に用いられる点状や線状の光源を、簡便で効果的な光メカニズムを用いて、均一で高い輝度をもつ面光源に変換するというのが、バックライトモジュールの基本原理である。一般的に、直下式のバックライトモジュールの構造では、冷陰極管のような線状の光源を利用して、反射型マスクを通過させることで、拡散板の光の均等化作用とプリズムシートの集光作用とによって、光源の輝度と均等度を高めることができる。

現在、拡散板の技術は、絶え間なく進化しており、その主な目的は、光線の均等化を達成できるようにすることにある。従来の単一プリズム（ｐｒｉｓｍ）構造から研究開発が行われており、例えば米国特許第６６０６１３３号では、出光面及び入光面全体に光学構造体を有する拡散板を開示している（図１に図示）。前記拡散板１Ａは、本体部２Ａを有し、前記本体部２Ａの一方の面が入光面であり、それに対向するもう一方の面が出光面であり、前記出光面上には、プリズム（ｐｒｉｓｍ）構造３Ａが形成され、入光面上には、複数の凸状構造４Ａが形成されている。しかし、一般的な製造過程において、両面に光学構造体を形成する製造過程は難度が高く、完成品の合格率も低く、しかも、光学フィルムを組み立てる時に問題も生じてしまう。その他、米国特許第７２５５４５６号には、拡散板の出光面に形成された二種類の光学構造体が開示されているが、前記二種類の光学構造体は、それぞれプリズム（ｐｒｉｓｍ）とレンチキュラー（ｌｅｎｔｉｃｕｌａｒ）とであり、この拡散板には以下の欠点がある。１．前記二種類の光学構造体は、それぞれ単一の光学的効果しか有していない。即ち、プリズムは、分光効果のみ有し、レンチキュラーは、光拡散効果のみ有する。このため、両者の組み合わせにより達成できる均等化の効果は低い。２、前記プリズムは、その構造上、先が尖った箇所が存在するため、その他の光学フィルムと組み立てる時、その他の光学フィルムに擦り傷が生じてしまい、製品の信頼性が下がってしまう。３、生産時、先が尖った構造を形成する場合、拡散板の生産合格率が低い、又は拡散板の成型が困難である、といった問題を引き起こす。

言い換えると、従来の拡散板には、効果的に光線の均等度を高めることができない、その他、組み合わせのバリエーションが少なく、成型時の歩留まりが低いといった問題が普遍的に存在し、バックライトモジュールの使用を更に普及させることを困難にしている。本発明人は、上述の欠点に改善できる余地があると考え、設計が合理的で、しかも効果的に、上述の欠点を改善することができる本発明を提案する。

米国特許第６６０６１３３号明細書 米国特許第７２５５４５６号明細書

本発明の主な目的は、微構造拡散板を提供することにある。前記微構造拡散板上には、二つ以上の異なる構造の光学構造体を設け、単体の光学構造体が、分光効果と光拡散効果という二種類の光学的効果を同時に具備することによって、より優れた均等性をもつ光線を提供できるようにすることにある。

上述の目的を達成するために、本発明は、入光面及び出光面を含み、前記入光面が光源の光線を受ける微構造拡散板を提供する。前記微構造拡散板は、前記出光面上を覆う複数の微構造部を含み、前記複数の微構造部は、第一微構造ユニット（光学構造体）及び第二微構造ユニット（光学構造体）を含み、前記第一微構造ユニットは、第一側面、第二側面、頂面、第一間隔（Ｐ１）、第二間隔（Ｐ２）及び高さ（Ｈ）を含み、前記第一側面と前記第二側面とは、それぞれ第一傾斜度と第二傾斜度とに対応し、且つ前記第一側面と前記第二側面とは、それぞれ前記頂面の両側に位置し且つ前記第二間隔を空け、前記第一側面と前記第二側面とは、それぞれ前記出光面の両側に位置し且つ前記第一間隔を空け、前記頂面から前記入光面にかけては、前記高さを空け、ここで、前記第一傾斜度及び前記第二傾斜度は、以下の公式：１／２≦２Ｈ／（Ｐ１−Ｐ２）／２≦９／５；を満たし、前記第二微構造ユニットは、曲線関数形状で、且つ前記出光面上に位置し、前記第二微構造ユニットと前記第一微構造ユニットとは、隣接していて、且つ前記第二微構造ユニットと前記第一微構造ユニットの前記第二側面とは、第一低点を形成し、前記第二微構造ユニットともう一つの前記第一微構造ユニットの第一側面とは、第二低点を形成し、前記第一低点と前記第二低点とは、前記出光面上に位置し、
前記複数の微構造部が前記光源の光線を受ける時、前記第一微構造ユニットの前記第一側面と前記第二側面とは、前記光源の光線を受けて第一光学経路を形成し、前記第一微構造ユニットの前記頂面は、前記光源の光線を受けて第二光学経路を形成し、前記第二微構造ユニットは、前記光源の光線を受けて第三光学経路を形成する。

本発明は、更に、入光面及び出光面を含み、前記入光面が光源の光線を受ける微構造拡散板を開示する。前記微構造拡散板は、前記出光面上を覆う複数の微構造部を含み、前記複数の微構造部は、第一微構造ユニット（光学構造体）及び第二微構造ユニット（光学構造体）を含み、前記第一微構造ユニットは、第一側面、第二側面、頂面、第一間隔（Ｐ１）、第二間隔（Ｐ２）及び高さ（Ｈ）を含み、前記第一側面と前記第二側面とは、それぞれ第一傾斜度と第二傾斜度とに対応し、且つ前記第一側面と前記第二側面とは、それぞれ前記頂面の両側に位置し且つ前記第二間隔を空け、前記第一側面と前記第二側面とは、それぞれ前記出光面の両側に位置し且つ前記第一間隔を空け、前記頂面から前記入光面にかけては、前記高さを空け、ここで、前記第一傾斜度及び前記第二傾斜度は、以下の公式：１／２≦２Ｈ／（Ｐ１−Ｐ２）／２≦９／５；を満たし、前記第二微構造ユニットは、第三側面、第四側面及び第二頂面を含み、前記第三側面と前記第四側面とは、それぞれ第三傾斜度と第四傾斜度とに対応し、且つ前記第三側面と前記第四側面とは、それぞれ前記第二頂面の両側に位置し、前記第二微構造ユニットと前記第一微構造ユニットとは、隣接していて、且つ前記第二微構造ユニットの前記第三側面と前記第一微構造ユニットの前記第二側面とは、第一低点を形成し、前記第二微構造ユニットの第四側面ともう一つの前記第一微構造ユニットの第一側面とは、第二低点を形成し、前記第一低点と前記第二低点とは、前記出光面上に位置し、ここで、前記複数の微構造部が前記光源の光線を受ける時、前記第一微構造ユニットの前記第一側面と前記第二側面とは、第一光学経路を形成し、前記第二微構造ユニットの前記第三側面と前記第四側面とは、前記光源の光線を受けて第二光学経路を形成し、前記第一微構造ユニットの前記第一頂面は、前記光源の光線を受けて第三光学経路を形成し、前記第二微構造ユニットの前記第二頂面は、前記光源の光線を受けて第四光学経路を形成する。

本発明は、更に、上述の微構造拡散板を使用するバックライトモジュールを提供する。

本発明は、以下の有益な効果を有する。本発明が提示する微構造拡散板の光学構造体は、光拡散効果と分光効果とを同時具備することができる。例えば、断面又は側面視において台形に似た構造の光学構造体の側面で分光を行い、その頂面で光拡散を行う。また、同時に二種類以上の異なる形態の光学構造体を組み合わせることにより、極めて優れた光を均等化する効果を達成することができる。

従来技術の拡散板構造の概略図である。 本発明の微構造拡散板の実施例１の概略図である。 図２におけるＡ部分の拡大図である。 実施例１における第二の実施態様の概略図である。 実施例１における第三の実施態様の概略図である。 本発明の微構造拡散板構造の実施例２の概略図である。 図３におけるＢ部分の拡大図である。 実施例２における第二の実施態様の概略図である。 実施例１の一次元構造の概略図である。 実施例１の二次元構造の概略図である。 実施例２の二次元構造の概略図である。 本発明の微構造拡散板の構造概略図である。 本発明の微構造拡散板と従来の拡散板との発光均等度の光学シミュレーション図である。 実施例１の微構造拡散板を使用したバックライトモジュールの概略図である。 実施例２の微構造拡散板を使用したバックライトモジュールの概略図である。

本発明の特徴及び技術内容を更に理解できるように、以下に、本発明に関する詳細説明と添付図面とを参照する。しかしながら、添付図面は、参考と説明用に供したに過ぎず、本発明に制限を課すものではない。

本発明は、微構造拡散板１を提供する。前記微構造拡散板１上には、二つ以上の異なる構造の光学構造体を設け、これにより、良好な光線の均等度をもつ拡散効果を達成することができる。図２、図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｃは、本発明の実施例１である。前記微構造拡散板１は、入光面１００及び出光面１０１を含み、前記入光面１００は、光源の光線（図２の矢印）を受ける。本発明の特徴は、前記出光面１０１上に複数の微構造部１２０を形成することにより、交互に繰り返して配列された第一微構造ユニット（光学構造体）１２１及び第二微構造ユニット（光学構造体）１２２を含み、これら二つの光学構造体が異なる輪郭形態をもつ構造体であることにより、入射する光線に対して異なる光学的効果を生じさせることができ、また、前記入光面１００が単純な平面であることにより、成型合格率を高めることができる、という点にある。本実施例において、前記第一微構造ユニット１２１は、断面又は側面視において台形に似た構造（以下、単に、「台形に似た構造」と記載する。）であり、前記第一微構造ユニット１２１は、第一側面１２１１Ａ、第二側面１２１１Ｂ、及び頂面１２１２Ａを有し、上述の構造は、第一間隔Ｐ１、第二間隔Ｐ２、及び高さＨを規定することができる。前記第一側面１２１１Ａと前記第二側面１２１１Ｂとは、それぞれ前記頂面１２１２Ａの両側に位置し、前記第一側面１２１１Ａと第二側面１２１１Ｂとは、それぞれ第一傾斜度と第二傾斜度とに対応し、前記第二間隔Ｐ２は、前記第一側面１２１１Ａと前記第二側面１２１１Ｂとの間の距離であり、前記第一間隔Ｐ１は、前記第一側面と前記第二側面との間のもう一つの距離であり、前記第一間隔Ｐ１は、両者の間の最大ピッチであり、前記第二間隔Ｐ２は、両者の間の最小ピッチである。その他、前記高さＨは、前記頂面１２１２Ａから前記入光面１００までの距離である。更に、上述の構造に基づき、前記第一傾斜度及び前記第二傾斜度は、下記の公式：１／２≦２Ｈ／（Ｐ１−Ｐ２）／２≦９／５：を満たすことで、かかる微構造拡散板１を使用したバックライトモジュール３において、より優れた発光態様を得ることができる。

その他、前記第二微構造ユニット１２２は、断面又は側面視において、その外面の外縁が曲線関数で表されるような形状（以下、単に、「曲線関数形状」と記載する。）であり、且つ前記出光面１０１上に位置する。前記第二微構造ユニット１２２と第一微構造ユニット１２１とは、隣接しており、両者は、交互に繰り返して配列されている。前記第二微構造ユニット１２２と前記第一微構造ユニット１２１の前記第二側面１２１１Ｂとは、第一低点１３１を形成し、前記第二微構造ユニット１２２ともう一つの前記第一微構造ユニット１２１の第一側面１２１１Ａとは、第二低点１３２を形成し、前記第一低点１３１と前記第二低点１３２とは、前記出光面１０１上に位置する。

前記複数の微構造部１２０が前記光源の光線を受ける時、前記第一微構造ユニット１２１の前記第一側面１２１１Ａと前記第二側面１２１１Ｂとは、前記光源３０の光線を受けて第一光学経路を形成し、前記第一微構造ユニット１２１の前記頂面１２１２Ａは、光源３０の光線を受けて第二光学経路を形成し、前記第二微構造ユニット１２２は、前記光源３０の光線を受けて第三光学経路を形成する。

具体的な実施例において、前記第二微構造ユニット１２２は、その外面の断面又は側面視における外縁が円錐曲線で表されるような形状（以下、単に、「円錐曲線形状」と記載する。）の構造である。前記第二微構造ユニット１２２は、その外面の断面又は側面視における外縁が、例えば、円、楕円又は放物線の方程式を満たしたすような円錐曲線形状のセグメントであり、前記円錐曲線の円錐係数は、−１より小さいか等しく（≦）、この円錐曲線の輪郭を有する光学構造体は、光線の光拡散効果を発揮することができる。

その他、前記第一微構造ユニット１２１の頂面１２１２Ａの断面又は側面視における外縁（以下、単に、「頂面の外縁」と記載する。）は、曲線（図２Ａに図示）、又は直線（図２Ｂに図示）であるため、上述した二種類の異なる構造をもつ二つの光学構造体は、前記出光面１０１から射出する光線に関して言うと、分光効果及び光拡散効果を同時に発揮させることができる。注意すべきは、図２Ａにおいて、前記二つの光学構造体は、同じ最大ピッチＰを有し（即ち、両者は、同じＰｉｔｃｈを有する）、前記最大ピッチＰは、およそ４０μｍから８５０μｍの範囲である。言い換えると、前記第一低点１３１と前記第二低点１３２との間には、第一ピッチＰを形成し，前記第二低点１３２ともう一つの第一低点１３１との間には、第二ピッチ（即ち、上述の第一間隔Ｐ１に相当する）を形成し、前記第一ピッチと第二ピッチとは、等しい（Ｐ＝Ｐ１）。もう一方で、前記二つの光学構造体は、等しい高さの構造であるが最も好ましいが、両者の間において高さの差を設けることもでき、前記高さの差は、５０％を越えないのが好ましい。例えば、仮に、第一微構造ユニット１２１の高さを１とすると、前記第二微構造ユニット１２２の高さを、およそ０．５から１．５の範囲にすることで、前記光学構造体を成型する製造プロセスの合格率を維持することができる。

図２Ｂに示すように、光線に関して言うと、前記頂面１２１２Ａは、光拡散効果を有し（即ち、第二光学経路）、その左右の二つの第一及び第二側面１２１１Ａ、１２１１Ｂは、分光効果を有する（即ち、第一光学経路）ため、前記第一微構造ユニット１２１は、二種類の光学的特性を有し、単純に、分光及び光拡散の一方のみが可能なだけではない。光線強度に関して言うと、前記第一及び第二側面１２１１Ａ、１２１１Ｂの分光強度は、前記頂面１２１２Ａの拡散光強度より大きい。例えば、入射光の強度を１００とすると、分光強度は、５１、拡散光強度は、４９である。ただし、これに限定されないものとする。又、第二微構造ユニット１２２は、光拡散効果を発揮する（即ち、第三光学経路）。

図２Ａに示すように、光線に関して言うと、前記曲面形態の頂面１２１２Ａは、同様に、光拡散効果を有し（即ち、第二光学経路）、その左右の二つの第一及び第二側面１２１１Ａ、１２１１Ｂは、分光効果を有する（即ち、第一光学経路）。同様に、光線強度に関して言うと、前記第一及び第二側面１２１１Ａ、１２１１Ｂの分光強度は、前記頂面１２１２Ａの拡散光強度より大きい。このため、上述の二種類の実施態様において、前記出光面１０１上には、二種類の異なる形態の光学構造体を形成し、その内、台形に似た構造を有する第一微構造ユニット１２１は、分光効果と光拡散効果との二種類の光学的効果を同時に具備することができ、更に、光拡散効果（即ち、第三光学経路）を有する第二微構造ユニット１２２を組み合わせることにより、微構造拡散板１は、入射光を効率的に均等化して、高い均等度をもつ光線を出力（出射）することができる。図２Ｃは、本発明の実施例１における第三の実施態様であり、本実施態様は、図２Ａを変更したものである。この第三の実施態様の微構造拡散板１では、出光面１０１上に、さらに、繰り返して配列された第三微構造ユニット１２３が形成されている。ここで、前記第三微構造ユニット１２３は、図２Ｂにおける第一微構造ユニット１２１と同じであり、上述の三種類の異なる光学構造体の組み合わせを利用して、微構造拡散板１における光線の均等度を高めることができる。

続いて、図３から図３Ｂは、本発明の実施例２である。実施例１と異なるのは、本実施例では、異なるピッチ（Ｐｉｔｃｈ）で、二種類以上の光学構造体を微構造拡散板１の出光面１０１に設けるという点である。以下に、本実施例の各種実施態様を詳細に説明する。まず、図３Ａに示すように、本発明の具体的な実施例において、前記第一微構造ユニット１２１′と前記第二微構造ユニット１２２′とは、どちらも台形に似た構造であり、前記第一微構造ユニット１２１′は、第一側面１２１１Ａ′、第二側面１２１１Ｂ′及び第一頂面１２１２Ａ′を有し、上述の構造は、第一間隔Ｐ１、第二間隔Ｐ２と高さＨを規定することができ、前記第一側面１２１１Ａ′と前記第二側面１２１１Ｂ′とは、それぞれ前記頂面１２１２Ａ′の両側に位置し、前記第一側面１２１１Ａ′と前記第二側面１２１１Ｂ′とは、それぞれ第一傾斜度と第二傾斜度とに対応し、前記第二間隔Ｐ２は、前記第一側面１２１１Ａ′と前記第二側面１２１１Ｂ′との間の距離であり、前記第一間隔Ｐ１は、前記第一側面１２１１Ａ′と前記第二側面１２１１Ｂ′との間のもう一つの距離である。本実施例において、前記第一間隔Ｐ１は、両者の間の最大ピッチであり、前記第二間隔Ｐ２は、両者の間の最小ピッチである。その他、前記高さＨは、前記頂面１２１２Ａ′から前記入光面１００の距離であり、更に、上述の構造に基づき、前記第一傾斜度及び前記第二傾斜度は、以下の公式：１／２≦２Ｈ／（Ｐ１−Ｐ２）／２≦９／５：を満たすことで、かかる微構造拡散板１を使用したバックライトモジュール３において、より優れた発光態様を得ることができる。同様に、前記第二微構造ユニット１２２′は、第三側面１２２１Ａ′、第四側面１２２１Ｂ′、及び第二頂面１２２２Ａ′を有し、前記第三側面１２２１Ａ′と前記第四側面１２２１Ｂ′とは、それぞれ第三傾斜度と第四傾斜度とに対応し、且つ、前記第三側面１２２１Ａ′と前記第四側面１２２１Ｂ′とは、それぞれ前記第二頂面１２２２Ａ′の両側に位置する。前記第二微構造ユニット１２２′と前記第一微構造ユニット１２１′とは、隣接し、且つ交互に繰り返して配列され、前記第二微構造ユニット１２２′の前記第三側面１２２１Ａ′と前記第一微構造ユニット１２１′の前記第二側面１２１１Ｂ′とは、第一低点１３１′を形成し、前記第二微構造ユニット１２２′の前記第四側面１２２１Ｂ′ともう一つの前記第一微構造ユニット１２１′の第一側面１２１１Ａ′とは、第二低点１３２′を形成し、前記第一低点１３１′と前記第二低点１３２′とは、前記出光面１０１上に位置する。前記複数の微構造部１２０′が前記光源３０の光線を受ける時、前記第一微構造ユニット１２１′の前記第一側面１２１１Ａ′と前記第二側面１２１１Ｂ′とは、第一光学経路を形成し、前記第二微構造ユニット１２２′の前記第三側面１２２１Ａ′と前記第四側面１２２１Ｂ′とは、前記光源３０の光線を受けて第二光学経路を形成し、前記第一微構造ユニット１２１′の前記第一頂面１２１２Ａ′は、前記光源３０の光線を受けて第三光学経路を形成し、前記第二微構造ユニット１２２′の前記第二頂面１２２２Ａ′は、前記光源３０の光線を受けて第四光学経路を形成する。

前記第一微構造ユニット１２１′と前記第二微構造ユニット１２２′との差異は、両者が異なる最大ピッチを有している点にある。本発明の具体的な実施例において、前記第二微構造ユニット１２２′は、前記第一微構造ユニット１２１′の前記第二側面１２１１Ｂ′と前記第一低点１３１′を形成し、もう一つの前記第一微構造ユニット１２１′の第一側面１２１１Ａ′と前記第二低点１３２′を形成する。前記第一低点１３１′と前記第二低点１３２′との間には、第一ピッチＰを形成し、前記第二低点１３２′ともう一つの第一低点１３１′との間には、第二ピッチＰ１を形成し、前記第一ピッチと前記第二ピッチとは、等しくない。言い換えると、前記第一低点１３１′と前記第二低点１３２′との間には、第一ピッチＰを形成し、前記第二低点１３２′ともう一つの前記第一低点１３１′との間には、第二ピッチ（上述の第一間隔Ｐ１に相当する）を形成し、例えば、Ｐが３５０μｍであり、Ｐ１が３００μｍであるといったように、前記第一ピッチＰは、前記第二ピッチＰ１と同じではない（即ち、Ｐ≠Ｐ１）。しかし、上述の第一ピッチと第二ピッチとの範囲は、実施例１と同じであり、おおよそ４０μｍから８５０μｍの範囲である。本実施例は、上述した二種類の異なる最大ピッチをもつ台形に似た構造を利用し、同様に、側面が分光効果、頂面が光拡散効果を発揮することができ、これにより、微構造拡散板１は、より優れた均等度を有する光線を出力（出射）することができる。なお、前記第一微構造ユニット１２１′は、円錐曲線形状とすることもでき、この場合、前記円錐曲線の円錐係数は、−１より小さいか等しい（≦）。

図３Ｂは、本実施例における第二の実施態様である。ここで、図３Ａとの差異は、前記第一微構造ユニット１２１′の頂面１２１２Ａ′の外縁が曲線であり、且つ、前記曲線の曲率半径は、前記第一微構造ユニット１２１′の第一間隔Ｐ１より小さいか等しく（≦）、前記第二微構造ユニット１２２′の頂面１２２２Ａ′の外縁も、同様に曲線であり、前記曲線の曲率半径は、前記第二微構造ユニット１２２′の前記第三側面１２２１Ａ′と前記第四側面１２２１Ｂ′との間の最大ピッチ（上述の第一ピッチＰに相当する）より小さいか等しく（≦）、同様に、側面が分光効果、頂面が光拡散効果を発揮することにより、微構造拡散板１が高い均等度をもつ光線を出力することができる、という点にある。言い換えると、前記第二微構造ユニット１２２′の頂面１２２２Ａ′の外縁は、曲線又は直線にすることができ、前記第一微構造ユニット１２１′の頂面１２１２Ａ′の外縁も、また、曲線又は直線にすることができる。

その他、本発明は、前記出光面１０１に第三の光学構造体を形成することができる。例えば、第三の光学構造体を第三の最大ピッチを有する光学構造体とすることができ、又は、前記光学構造体の頂面の外縁を曲線又は直線とすること等もでき、分光効果と光拡散効果とを同時に発揮できる上述の光学構造体を利用して、高い均等度をもつ光線を提供する。本実施例のその他の特徴は、実施例１と同様であり、ここでは再度記載しない。

もう一方で、上述の構造は、光学設計を考慮して変更することができる。図４に示すように、本発明の微構造拡散板１がＣＣＬＦのような蛍光灯等に使用される時、上述の実施例１における第一微構造ユニット１２１、第二微構造ユニット１２２又は第三微構造ユニット１２３は、前記出光面１０１上に、一次元方向に延在する構造（一次元構造）、即ち、直線状の構造として形成される（図４は、第一微構造ユニット１２１及び第二微構造ユニット１２２のみ描いている）。微構造拡散板１が発光ダイオード等に使用される時、上述の光学構造体は、前記出光面１０１に、交互に繰り返して配列された二次元方向に散在する構造（二次元構造）、即ち、行列状の構造を構築し、且つ二次元構造の下では、前記光学構造体は、凸部構造（図５は、実施例１の光学構造体を凸部を用いて形成した二次元構造である）又は、凹部構造（図５Ａは、実施例２の光学構造体を凹部を用いて形成した二次元構造である）にすることができる。言い換えると、微構造拡散板１は、異なる使用状況で、上述の光学構造体をそれに応じて変更をすることができ、同時に、良好な均等効果をもつ光の出力（出射）を達成することができる。同様に、その他の実施態様における微構造拡散板１も、一次元構造又は二次元構造に変更することで、均等化した光線を生じさせるという目的を達することができる。

図６は、本発明の微構造拡散板１の内部組成及び構造である。図６に示す微構造拡散板１は、メイン層１０、前記メイン層１０の下方に設置されたボトム層１１、及び前記メイン層１０の上方に設置された微構造層１２を含み、レイヤー状のサンドイッチ構造をなしている。本実施例では、前記メイン層１０は、ポリスチレン（Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ，ＰＳ）又はポリカーボネート（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ，ＰＣ）材質であり、且つ、前記メイン層１０内には、更に光線を均等化することができる拡散粒子２０が含まれるのが最も好ましい。前記ボトム層１１及び前記微構造層１２は、前記メイン層１０の下方と上方にそれぞれ設置され、その材質は、ポリスチレン（Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ，ＰＳ）又はメタクリル酸メチルスチレン（Ｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ ｓｔｙｒｅｎｅ）にすることができる。また、前記ボトム層１１及び前記微構造層１２内には、紫外光吸収粒子２１を更に含むことで、光源自体又は外界の光線内の紫外光を吸収することができ、これにより、微構造拡散板１に黄化（黄変）が生じるという問題を防ぐことができる。その他、前述の光学構造体は、前記微構造層１２の表面（即ち、出光面１０１）に形成されるが、上述の材質又は微構造拡散板１を構成するレイヤーの数は、説明するために用いたにすぎず、これを以って本発明を限定するものではない。

その他、図７は、本発明が従来技術の微構造拡散板と本発明の微構造拡散板１とに対して行った光線均等度の光学シミュレーションの結果図である。この結果図において、各曲線は、断面（ｃｒｏｓｓ−ｓｅｃｔｉｏｎａｌ）横方向に沿った光線強度の分布を表している。曲線１は、二つのＣＣＦＬ光源を使用し、且つ拡散板を使用していない場合の光線強度の分布を表している。ここから見て取れるように、前記二つのＣＣＦＬは、およそ４０ミリメートル（ｍｍ）及び８０ミリメートル（ｍｍ）の位置に設置しているため、光線強度が前記二つの位置に集中し、前記二つの位置から離れた光線強度は大幅に下がり、光線が均等化されていない。曲線２は、前記二つの光源上に先が尖ったプリズム（ｐｒｉｓｍ）を設置した拡散板を使用した場合の光線強度の分布を表している。しかし、曲線２には、光線強度の分布において明らかに波頂と波底が現れており、均等度が理想的とはいえない。曲線３は、前記二つの光源上に先が尖ったプリズム（ｐｒｉｓｍ）とレンチキュラー（ｌｅｎｔｉｃｕｌａｒ）とを設置した複合構造式拡散板（即ち、従来技術で言及した米国特許第７２５５４５６号）を使用した場合の光線強度の分布を表しており、その光線強度は、ＣＣＦＬ光源からの距離に従って変化し、光線強度のバラツキが大きくなっている。曲線４及び曲線５は、本発明の実施例１及び実施例２の微構造拡散板１を使用した場合の光線強度の分布を表している。光線強度のバラツキが小さいことから分かるように、本発明が提示する微構造拡散板１は、光線の均等度を大幅に高めることができる。即ち、光線強度は、ＣＣＦＬ光源の位置の影響を受けず、極めて高い均等度を保っている。従って、本発明の微構造拡散板１は、従来の拡散板と比較して、更に高い均等度をもつ光線を出力（出射）することができるといえる。

更に、上述の光強度の実験に基づくと、本発明は、均等度が極めて高い光線を提供することができるため、実際上の使用においては、本発明が提示する微構造拡散板１は、別の拡散板と組み合わせることにより、最終的な製品に使用することができる。比較してみると、従来の拡散板は、三つの拡散板を組み合わせないと製品に使用することができないため、本発明は、均等化の効果、あるいは生産コストの観点のいずれから見ても、従来の拡散板に比べ優れたパフォーマンスを有している。

図８及び図８Ａは、本発明が提示する微構造拡散板１のバックライトモジュール３である。図８は、実施例１の微構造拡散板１を使用したバックライトモジュール３であり、図８Ａは、実施例２の微構造拡散板１を使用したバックライトモジュール３である。バックライトモジュール３は、少なくとも一つの光源３０、及び上述の微構造拡散板１を含み、前記微構造拡散板１は、前記光源３０上方に設置され、且つ前記光源３０を反射構造３１が形成するスペース内に更に設置することにより、より高い輝度をもつ光線を生じさせることができる。前記光源３０は、冷陰極蛍光灯（ＣＣＦＬ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、平面蛍光ランプ（ＦＦＬ）、一外部電極蛍光灯（ＥＥＦＬ）や熱陰極蛍光灯（ＨＣＦＬ）、又はその他の種類の光源にすることもできる。前記微構造拡散板１の特徴は、前述の実施例と同じであり、ここでは再度記載しない。

上述したように、本発明は、以下の利点を有する。優れた光の均等化の作用を有しており、上述の光学構造体は、光拡散効果及び分光効果を同時に具備することができる。このため、例えば台形に似た光学構造体の側面で分光を行い、その頂面で光拡散を行うことができる。また、二種類以上の異なる形態の光学構造体を同時に組み合わせることで、干渉縞の問題を減少させることもできる。これにより、本発明の微構造拡散板は、極めて優れた光の均等化の効果を得ることができる。もう一方で、本発明が提示する微構造拡散板構造は、均等度が極めて高い光線を出力（出射）することができる。このため、その他の光学フィルムと組み合わせて使用する時、その他のフィルムの数量を減らすことができる。例えば、従来の拡散板は、三枚の拡散板の使用が必要であったが、本発明の微構造拡散板は、二枚の拡散板しか必要としない。言い換えると、本発明の微構造拡散板は、最終的な製品（例えばディスプレイ）の製造コストを効果的に下げることができ、ひいては本発明の微構造拡散板の使用価値を高めることができる。その他、従来の拡散板上には、プリズム（ｐｒｉｓｍ）が設置されていて、そのプリズムは先が尖った構造体を有しており、この形態の構造は、拡散板上方に設置される光学フィルムが摩擦により擦り傷がついたり破損したりするといった問題を引き起こしてしまう。それとは反対に、本発明の構造体の頂面は、平面又は曲面であるため、プリズム構造が引き起こす問題を解決することができる。

以上は、本発明の実施例についての記述であり、本発明の請求項を限定するものではない。本発明の明細書及び添付図面を応用した同様の効果をもつ変更については、すべて本発明の請求項に含まれるものとする。

１Ａ 拡散板
２Ａ 本体部
３Ａ プリズム構造
４Ａ 凸体構造
１ 微構造拡散板
１０ メイン層
１００ 入光面
１０１ 出光面
１１ ボトム層
１２ 微構造層
１２０、１２０′ 微構造部
１２１、１２１′ 第一微構造ユニット
１２１１Ａ、１２１１Ａ′ 第一側面
１２１１Ｂ、１２１１Ｂ′ 第二側面
１２１２Ａ、１２１２Ａ′ 頂面
１２２、１２２′ 第二微構造ユニット
１２２１Ａ′ 第三側面
１２２１Ｂ′ 第四側面
１２２２Ａ′ 第二頂面
１２３ 第三微構造ユニット
１３１、１３１′ 第一低点
１３２、１３２′ 第二低点
２０ 拡散粒子
２１ 紫外光吸収粒子
３ バックライトモジュール
３０ 光源
３１ 反射構造
Ｐ１ 第一間隔
Ｐ２ 第二間隔
Ｐ 第二ピッチ

Claims (10)

1. 入光面及び出光面を含み、前記入光面が光源の光線を受ける微構造拡散板であって、
   前記微構造拡散板は、前記出光面上を覆う複数の微構造部を含み、
   前記複数の微構造部は、第一微構造ユニット及び第二微構造ユニットを含み、前記第一微構造ユニットは、第一側面、第二側面、頂面、第一間隔（Ｐ１）、第二間隔（Ｐ２）及び高さ（Ｈ）を含み、前記第一側面と前記第二側面とは、それぞれ第一傾斜度と第二傾斜度とに対応し、且つ前記第一側面と前記第二側面とは、それぞれ前記頂面の両側に位置し且つ前記第二間隔を空け、前記第一側面と前記第二側面とは、それぞれ前記出光面の両側に位置し且つ前記第一間隔を空け、前記頂面から前記入光面にかけては、前記高さを空け、
   ここで、前記第一傾斜度及び前記第二傾斜度は以下の公式：１／２≦２Ｈ／（Ｐ１−Ｐ２）／２≦９／５；を満たし、
   前記第二微構造ユニットは、曲線関数形状で、且つ前記出光面上に位置し、前記第二微構造ユニットと前記第一微構造ユニットとは、隣接していて、且つ前記第二微構造ユニットと前記第一微構造ユニットの前記第二側面とは、第一低点を形成し、前記第二微構造ユニットともう一つの前記第一微構造ユニットの第一側面とは、第二低点を形成し、前記第一低点と前記第二低点とは、前記出光面上に位置し、
   前記複数の微構造部が前記光源の光線を受ける時、前記第一微構造ユニットの前記第一側面と前記第二側面とは、前記光源の光線を受けて第一光学経路を形成し、前記第一微構造ユニットの前記頂面は、前記光源の光線を受けて第二光学経路を形成し、前記第二微構造ユニットは、前記光源の光線を受けて第三光学経路を形成することを特徴とする、微構造拡散板。
2. 請求項１に記載する微構造拡散板であり、前記第二微構造ユニットは、円錐曲線形状であり、且つ前記円錐曲線の円錐係数は、−１より小さいか等しい（≦）ことを特徴とする、微構造拡散板。
3. 請求項１に記載する微構造拡散板であり、前記第一微構造ユニットの頂面は、全て凸部又は凹部であることを特徴とする、微構造拡散板。
4. 請求項１に記載する微構造拡散板であり、前記第二微構造ユニットは、前記第一微構造ユニットの前記第二側面と前記第一低点を形成し、もう一つの前記第一微構造ユニットの第一側面と前記第二低点を形成し、前記第一低点と第二低点との間には、第一ピッチを形成し、前記第二低点ともう一つの第一低点との間には、第二ピッチを形成し、前記第一ピッチと前記第二ピッチとは、等しくないことを特徴とする、微構造拡散板。
5. 請求項１に記載する微構造拡散板であり、前記第一微構造ユニットの前記頂面の外縁は、曲線又は直線であることを特徴とする、微構造拡散板。
6. 入光面及び出光面を含み、前記入光面が光源の光線を受ける微構造拡散板であって、
   前記微構造拡散板は、前記出光面上を覆う複数の微構造部を含み、
   前記複数の微構造部は、第一微構造ユニット及び第二微構造ユニットを含み、前記第一微構造ユニットは、第一側面、第二側面、頂面、第一間隔（Ｐ１）、第二間隔（Ｐ２）及び高さ（Ｈ）を含み、前記第一側面と前記第二側面とは、それぞれ第一傾斜度と第二傾斜度とに対応し、且つ前記第一側面と前記第二側面とは、それぞれ前記頂面の両側に位置し且つ前記第二間隔を空け、前記第一側面と前記第二側面とは、それぞれ前記出光面の両側に位置し且つ前記第一間隔を空け、前記頂面から前記入光面にかけては、前記高さを空け、
   ここで、前記第一傾斜度及び前記第二傾斜度は、以下の公式：１／２≦２Ｈ／（Ｐ１−Ｐ２）／２≦９／５；を満たし、
   前記第二微構造ユニットは、第三側面、第四側面及び第二頂面を含み、前記第三側面と前記第四側面とは、それぞれ第三傾斜度と第四傾斜度とに対応し、且つ前記第三側面と前記第四側面とは、それぞれ前記第二頂面の両側に位置し、前記第二微構造ユニットと前記第一微構造ユニットとは、隣接していて、且つ前記第二微構造ユニットの前記第三側面と前記第一微構造ユニットの前記第二側面とは、第一低点を形成し、前記第二微構造ユニットの第四側面ともう一つの前記第一微構造ユニットの第一側面とは、第二低点を形成し、前記第一低点と前記第二低点とは、前記出光面上に位置し、
   ここで、前記複数の微構造部が前記光源の光線を受ける時、前記第一微構造ユニットの前記第一側面と前記第二側面とは、第一光学経路を形成し、前記第二微構造ユニットの前記第三側面と前記第四側面とは、前記光源の光線を受けて第二光学経路を形成し、前記第一微構造ユニットの前記第一頂面は、前記光源の光線を受けて第三光学経路を形成し、前記第二微構造ユニットの前記第二頂面は、前記光源の光線を受けて第四光学経路を形成することを特徴とする、微構造拡散板。
7. 請求項６に記載する微構造拡散板であり、前記第二微構造ユニットは、前記第一微構造ユニットの前記第二側面と前記第一低点を形成し、もう一つの前記第一微構造ユニットの第一側面と前記第二低点を形成し、前記第一低点と第二低点との間には、第一ピッチを形成し、前記第二低点ともう一つの第一低点との間には、第二ピッチを形成し、前記第一ピッチと前記第二ピッチとは、等しくないことを特徴とする、微構造拡散板。
8. 請求項６に記載する微構造拡散板であり、前記第一微構造ユニットと前記第二微構造ユニットとは、全て凸部又は凹部であることを特徴とする、微構造拡散板。
9. 請求項６に記載する微構造拡散板であり、前記第一微構造ユニットは、円錐曲線形状であり、且つ前記円錐曲線の円錐係数は、−１より小さいか等しい（≦）ことを特徴とする、微構造拡散板。
10. 請求項６に記載する微構造拡散板であり、前記第二微構造ユニットの前記頂面の外縁は、曲線又は直線であることを特徴とする、微構造拡散板。

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