光导板和包括其的背光单元的制作方法
【专利摘要】公开了一种包括棱镜图案的光导板及包括其的背光单元，该光导板在其顶表面上具有垂直截面为弧形的顶尖部分，其中所述棱镜图案满足式1，由此具有从其发出的光的优异的直线性及亮度。
【专利说明】
光导板和包括其的背光单元
技术领域
[0001] 本发明涉及一种光导板及包括其的背光单元，更具体地，涉及一种在实施屏幕分 割驱动中具有优异效果的光导板及包括其的背光单元。
【背景技术】
[0002] 由于图像显示装置（其最大的部分是传统CRT监视器）的技术近年来已大幅发展， 变得更宽、更轻且甚至是挠性的以允许弯曲的图像显示装置例如LCD、0LED、电子纸近来已 被大量引入。此外，作为为这种图像显示装置积极研究的结果，具有大面积的图像显示装置 目前已竞争性地发展。
[0003]图像显示装置的发展导向扩展该装置的显示屏幕。然而，最近显示屏幕已被扩展 至超过人类视野的程度，因此达到其极限。由于这个理由，本研究已聚焦在改善图像质量， 即分辨率、对比度、色彩再现等。
[0004] 关于改善图像质量，在最近引入的技术中，有一种屏幕分割驱动方法（"局部背光 调节"），其将背光单元分为多个部分并将光源的亮度与图像信号链接，以减少图像的暗色 部分的亮度但增加明亮部分的亮度，因此显着增强对比度，并同时增加锐度。
[0005] 为了有效地进行这种屏幕分割驱动，需要一种光导板以高亮度以直线性 (straightness)均勾地发出光源的光。
[0006] 在此方面，韩国专利早期公开第2011-0050270号提出一种具有在光导板的底部形 成的激光凹面图案及在其顶部形成的棱镜图案的光导板，然而，其仍然不足以改善表面光 源的直线性。
[0007] [现有技术]
[0008] [专利文献]
[0009] (专利文献1)韩国专利早期公开第2011-0050270号。
【发明内容】
[0010] 技术问题
[0011] 本发明的目的是提供一种具有优异的光的直线前进性（以下简称为"直线性"）和 亮度的光导板。
[0012] 另外，本发明的另一目的是提供一种包括上述光导板的背光单元。
[0013]技术方案
[0014] (1)-种光导板，其包括棱镜图案，该光导板在其顶表面上具有垂直截面为弧形的 顶尖部分，其中该棱镜图案满足下式1:
[0015] [式 1]
[0016] 0.350化!11/弧度2)〈{!1/弧度以)）*(弧度(8))}/(11*100)〈1.40(^111/弧度 2)
[0017](其中，Η(μπι)是该垂直截面中该棱镜的高度，
[0018] Α(°)是该垂直截面中该棱镜的基部及斜边之间的角度，
[0019] B(°)是连接线与该基部之间的角度，该连接线将该垂直截面中该棱镜的顶部圆弧 开始的点与该基部的中心连接，以及
[0020] η是形成该棱镜图案的材料的折射率）。
[0021] (2)根据上述(1)所述的光导板，其中该高度Η是20至50μπι。
[0022] (3)根据上述(1)所述的光导板，其中该角度Α是25°至50°。
[0023] (4)根据上述(1)所述的光导板，其中该角度B是10°至75°。
[0024] (5)根据上述（1)所述的光导板，其中该棱镜图案由包括从由（甲基）丙烯酸系树 月旨、碳酸酯树脂、苯乙烯树脂、烯烃树脂、酯树脂、及其共聚物组成的组中选出的至少一者的 材料形成。
[0025] (6)根据上述(1)所述的光导板，还包括在其底部上形成的光散射图案。
[0026] (7)根据上述(6)所述的光导板，其中该光散射图案是凹面或凸面图案。
[0027] (8)-种背光单元，其包括根据上述(1)至(7)中任一项所述的光导板。
[0028] (9) 一种图像显示装置，其包括根据上述(8)所述的背光单元。
[0029] 技术效果
[0030] 本发明的光导板具有从其发出的光的改善的直线性，因此有用地被应用于实施屏 幕分割驱动。
[0031] 具有本发明光导板的图像显示装置可均匀地发光而无热点。
[0032] 此外，包括本发明光导板的图像显示装置在实施屏幕分割驱动上具有优异的效 果，由此能使屏幕显示具有优异的对比度及锐度。
【附图说明】
[0033] 图1是示意地表示根据本发明的一个实施方案的圆棱镜的垂直截面图；
[0034] 图2是示意地表示根据本发明的一个实施方案的背光单元的透视图；以及
[0035] 图3是示意地表示根据本发明的一个实施方案的背光单元的垂直截面图。
【具体实施方式】
[0036] 本发明公开一种包括棱镜图案的光导板及包括其的背光单元，该光导板在其顶表 面上具有垂直截面为弧形的顶尖部分，其中该棱镜图案满足式1，由此具有从其发出的光的 优异的直线性及亮度。
[0037] 以下，将参考附图详细描述本发明的示例性实施方案。
[0038] 本发明的光导板包括棱镜（以下称为"圆棱镜"）图案，该光导板在其顶表面上具有 垂直截面为弧形的顶尖部分。
[0039]该圆棱镜满足下式1，使得从此发出的光的直线性及亮度可被显着地改善，且由此 可有效地实施屏幕分割驱动（"局部背光调节"）。
[0040] [式1]
[0041] 0.350化!11/弧度2)〈{!1/弧度以））*(弧度(8))}/(11*100)〈1.40(^111/弧度 2)
[0042](其中，Η(μπι)是该垂直截面中该棱镜的高度，
[0043] Α(°)是该垂直截面中该棱镜的基部及斜边之间的角度，
[0044] Β(°)是连接线与该基部之间的角度，该连接线将该垂直截面中该棱镜的顶部圆弧 开始的点与该基部的中心连接，以及
[0045] η是形成该棱镜图案的材料的折射率）。
[0046] 图1表示根据本发明的一个实施方案的圆棱镜的垂直截面的示意形状。图1中表示 的圆棱镜的垂直截面具有两侧对称的形状，其中该棱镜的顶尖部分具有弧形。
[0047] 在本发明中，该垂直截面中圆棱镜的高度Η可为20至50μπι，且优选地为25至50μπι。 当高度Η在上述范围内时，从该光导板发出的光的直线性及亮度可进一步被改善。
[0048]在本发明中，该垂直截面中圆棱镜的基部与斜边之间的角度Α可为25°至50°，且优 选地为30°至50°。当角度A在上述范围内时，从该光导板发出的光的直线性及亮度可进一步 被改善。
[0049]在本发明中，连接线与基部之间的角度B可为10°至75.0°，且优选地为10°至70°， 该连接线将该垂直截面中该圆棱镜的顶部圆弧开始的点与该基部的中心连接。当角度B在 上述范围内时，从该光导板发出的光的直线性及亮度可进一步被改善。
[0050]在本发明中，形成该圆棱镜的棱镜图案的材料的折射率η可为1.41至1.61，且优选 地为1.45至1.59。当折射率η在上述范围内时，从该光导板发出的光的直线性及亮度可进一 步被改善。
[0051 ]在本发明中，该垂直截面中该圆棱镜的基部长度Ρ可为100至250μπι，且优选地为 130至210μπι。当基部长度Ρ在上述范围内时，从该光导板发出的光的直线性及亮度可进一步 被改善。
[0052]根据本发明，该垂直截面中该圆棱镜的高度Η、其基部与斜边之间的角度Α、将其顶 部圆弧开始的点与该基部的中心连接的连接线与该基部之间的角度Β、以及其基部长度Ρ都 满足上述范围时，从该光导板发出的光的直线性及亮度可被协同地提高，且由此屏幕分割 驱动（"局部背光调节"）可被进一步有效地实施。
[0053]参考图1，其表示本发明的一个实施方案，如果上述四个参数具有上述每个特定范 围内的值，包括根据本发明的圆棱镜的上弧形的圆的中心（原点〇)可位于下端基部的上方 或该圆棱镜的外部。因此，包括该圆棱镜的上弧形的扇形的半径R可具有不同的值。
[0054]在本发明中，该圆棱镜图案可由包括光学透明树脂的材料形成。
[0055] 对该光学透明树脂并无特别限制，只要其用于相关领域，但可包括例如（甲基）丙 烯酸系树脂、碳酸酯树脂、苯乙烯树脂、烯烃树脂、酯树脂、及其共聚物，且优选地，使用（甲 基)丙烯酸系树脂或（甲基)丙烯酸类-苯乙烯共聚物树脂。
[0056] 优选地，该烯烃树脂是环烯烃树脂，且优选地，该酯树脂是非晶质聚酯树脂。
[0057]该（甲基）丙烯酸系树脂可包括（甲基）丙烯酸甲酯、（甲基）丙烯酸乙酯、（甲基）丙 烯酸丁酯、（甲基)丙烯酸环己酯、（甲基）丙烯酸苄酯、（甲基）丙烯酸2-乙基己酯、（甲基）丙 烯酸2-羟基乙酯、（甲基)丙烯酸苯酯、（甲基)丙烯酸氯苯酯等。在这些中，优选地使用具有 高透射率的（甲基)丙烯酸甲酯树脂。
[0058]更优选地，该（甲基)丙烯酸系树脂是通过与单官能不饱和单体的共聚而得到的树 月旨。共聚时，优选地，相对于共聚物树脂的总重量，以60wt. %或更少的范围包括该（甲基)丙 烯酸系树脂，且更优选地，约50wt. %或更少。
[0059]与该（甲基)丙烯酸系树脂共聚的单官能不饱和单体可包括不饱和酸化合物，该不 饱和酸化合物包括（甲基)丙烯酸、丙烯酸等，以及苯乙烯、丙烯腈、马来酸酐、苯基马来酰亚 胺、环己基马来酰亚胺等，且优选地，苯乙烯。这些可单独使用或以其两个或更多个的组合 使用。
[0060] 将该（甲基）丙烯酸系树脂与单官能不饱和单体共聚可由本发明所属技术领域中 具有通常知识者容易地进行。
[0061] 本发明的光导板可进一步包括在其底部上形成的光散射图案。通过这种光散射图 案，通过该光导板的顶表面发出的光可具有从其发出的光的进一步提高的均匀性。
[0062] 光散射图案的形状可包括用于相关领域中光散射图案的任一种，其无特别限制。 例如，该光散射图案可具有应用于该光导板的底部的凹面图案或凸面图案。特别地，该图案 的形状可包括透镜、凸透镜、棱镜或多边形等。凸透镜形状可具有半圆或半椭圆形等的横截 面。该光散射图案可连续设置或彼此以预定间隔设置。替代地，散射图案密度可随图案远离 光源设置的位置而增加，或者该密度可不考虑距离而保持恒定。
[0063] 本发明的光导板的基材可包括光学透明树脂，且对其种类并无特别限制，但可使 用与上述圆图案的树脂相同的光学透明树脂。该基材可进一步包括UV-吸收剂、发泡剂、抗 氧化剂或脱模剂中的至少一种。
[0064]如传统光导板那样，本发明的光导板可进一步包括在底部或顶表面上提供的功能 层，或者可被形成为具有功能性的光导板。功能层的基材可使用例示为光导板的基材的上 述树脂的相同树脂或者可使用与光导板的基材相同的树脂。另外，也可使用与基材不同的 其他树脂。这种功能层可进一步包括UV-吸收剂、热稳定剂、抗氧化剂、抗静电剂、荧光增白 剂及脱模剂中的至少一种，或者，这些功能材料可被添加至基材。
[0065] 对该光导板的制备方法并无特别限定，然而，可包括各种方法例如挤出成型、真空 成型、热压成型、膜层合、溶剂接合、表面涂覆、UV固化、热固化等。然而，考虑制造的容易程 度，优选地使用挤出成型或UV固化。考虑生产成本及生产率，优选地使用挤出成型。
[0066] 在根据本发明的背光单元中，如图2中所示，当光源200位于光导板100的侧面时， 圆棱镜图案130可被配置在光导板100的顶表面上，使得光源200被设置在圆棱镜图案130的 纵向的两端，否则，光源200被设置在与以上方向正交的横向中的位置。
[0067] 优选地，如图3中示意地表示那样，考虑到减少热点及改善从其发出的光的均匀 性，优选以将光源200设置在其纵向上的两端的方式来设定圆棱镜图案130的方向。此外，光 导板100可进一步在其底部上设置有反射片300。反射片300可用于反射向光导板100的底部 发出的光，然后使反射的光重新入射在光导板100上，相关领域中使用的任何传统反射片可 被采用于反射片300而对其无特别限制。
[0068] 同时，光导板100可进一步在其顶表面上包括扩散片、微透镜片、棱镜片、反射式偏 光增亮膜(DBEF)或保护片等。
[0069]本发明的光导板100可被包括作为图像显示装置的一个组件。对该图像显示装置 并无特别限制，只要该装置需要替代的表面光源来显示图像，并可包括例如液晶显示器 (IXD)。再者，上述的光导板100也可用作将表面光源提供至一般照明装置的一个组件。
[0070] 以下提出优选的实施方案来更具体地描述本发明。然而，以下实施例只用于说明 本发明而给出，并且本领域中的技术人员将明显地了解，各种替代及变形可能在本发明的 范围及主旨内。这些替代及变形可适当地被包括在所附权利要求中。
[0071] 实施例及比较例
[0072]使用MMA-苯乙烯(折射率：1.55)制备光导板，且将具有下表1中描述的组件及形状 的圆棱镜图案在所制备的光导板的顶表面上形成。在此，垂直截面中图案的基部长度为150 μπι。在光导板的底部上形成的光散射图案为凹面椭球体，并具有70μπι的深度、250μπι的纵向 长度以及20μπι的横向长度。进而，为了确定从此发出的光的均匀性，随着图案变得更远离光 源而增加图案的分布密度，以被密集地形成。
[0073] 实施例1至8及比较例1至4:高度Η的变化
[0074][表1]
[0077] 实验例1
[0078]将LED光源设置在以上制备的光导板的侧面上，且测量在LED光发射角120°及LED 光强度35流明的条件下从光导板发出的光的直线性及相对亮度。
[0079]以从直线部分发出的光的亮度相对于从另一直线部分发出的光的亮度的相对比 率来评价直线性，该直线部分连接光导板中第N+3块中的光源，该另一直线部分连接光导板 中第N块中的光源，当第N块中的LED光源(每块包括8至12个LED光源)被开启而其他块中的 光源被关闭时。当以上比率降低时，改善了光直线性。使用亮度计（型号名称:BM-7,日本 TOPCON公司）来测量亮度。
[0080] 将测量结果显示于下表2中。
[0081] [表 2]
[0084] 实施例9及10与比较例5及6:基部与斜边之间的角度A的变化 [0085][表3]
[0087] 实验例2
[0088] 将LED光源设置在以上制备的光导板的一侧，并且测量在LED光发射角120°及LED 光强度35流明的条件下从光导板发出的光的直线性及相对亮度。
[0089] 将测量结果显示于下表4中。
[0090][表 4]
[0092] 实施例11至13以及比较例7及8:连接线与基部之间的角度B的改变
[0093][表 5]
[0095] 实验例3
[0096] 将LED光源设置在以上制备的光导板的一侧，并且测量在LED光发射角120°及LED 光强度35流明的条件下从光导板发出的光的直线性及相对亮度。
[0097] 将测量结果显示于下表6中。
[0098][表6]
[0100] 实施例14至16以及比较例9及10:图案成分(折射率η)的改变
[0101] [表 7]
[0103] 实验例4
[0104] 将LED光源设置在以上制备的光导板的一侧，并且测量在LED光发射角120°及LED 光强度35流明的条件下从光导板发出的光的直线性及相对亮度。
[0105] 将测量结果显示于下表8中。
[0106] [表 8]
[0108]参考以上表2、4、6及8,可以看到实施例中制备的光导板显示出了从其发出的光的 明显改善的亮度及直线性，因此有用地被应用于实施屏幕分割驱动。
[0109]然而，可以看到比较例中制备的具有超出本发明范围的参数的光导板与实施例相 比，显示出了从其发出的光的明显降低的直线性及平均亮度。
[0110] 【附图标记说明】
[0111] 100:光导板
[0112] 130:圆棱镜图案
[0113] 200:光源
[0114] 300:反射片
【主权项】
1. 一种光导板，其包括棱镜图案，该光导板在其顶表面上具有垂直截面为弧形的顶尖 部分， 其中该棱镜图案满足下式1: [式1] 0·350(μπι/弧度 2)〈{H/弧度(A))*(弧度(8))}/(11*100)〈1.400化111/弧度2)其中，!1化111)是 该垂直截面中该棱镜的高度， A(°)是该垂直截面中该棱镜的基部及斜边之间的角度， B(°)是连接线与该基部之间的角度，该连接线将该垂直截面中该棱镜的顶部圆弧开始 的点与该基部的中心连接，以及 η是形成该棱镜图案的材料的折射率。2. 根据权利要求1所述的光导板，其中该高度Η是20至50μπι。3. 根据权利要求1所述的光导板，其中该角度Α是25°至50°。4. 根据权利要求1所述的光导板，其中该角度B是10°至75°。5. 根据权利要求1所述的光导板，其中该棱镜图案由包括从由（甲基)丙烯酸系树脂、碳 酸酯树脂、苯乙烯树脂、烯烃树脂、酯树脂、及其共聚物组成的组中选出的至少一者的材料 形成。6. 根据权利要求1所述的光导板，还包括在其底部上形成的光散射图案。7. 根据权利要求6所述的光导板，其中该光散射图案是凹面图案或凸面图案。8. -种背光单元，包括根据权利要求1至7中任一项所述的光导板。9. 一种图像显示装置，包括根据权利要求8所述的背光单元。
【文档编号】G02B6/00GK106030357SQ201580008709
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年2月27日
【发明人】宋寅奎, 李命源, 郑昌焕, 琴中韩, 沈载镐
【申请人】东友精细化工有限公司