专利名称：光学件、制作该光学件的方法和具有该光学件的液晶装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学件、制作该光学件的方法和具有该光学件的LCD(液晶显示)装置，特别涉及具有高显示质量和低制作成本的光学件、制作该光学件的方法和具有该光学件的LCD装置。
背景技术：
通常，LCD装置利用液晶显示图像。应用于LCD装置的液晶具有诸如根据所施加的电场改变取向的电性能和诸如根据液晶的取向改变光透射率的光性能。
为了用液晶显示图像，LCD装置包括光源组件，用于产生光；显示组件，用于将光源组件发射的光改变成具有图像信息的图像光。
LCD装置还包括改变光源组件所发射光的光分布或改善光源组件所发射光的亮度的组件。该组件位于光源组件与显示组件之间。
具体地，该组件包括光导板，散射片和棱镜片。光导板将光源组件发射的线光源的光分布改变成面光源的光分布。散射片设置在光导板上并使光导板发射的光具有均匀的亮度分布。散射片包括分布在透明基底上的珠粒，从而散射或漫射从光导板发射的光。
但是，由于珠粒非常小，所以它可能不均匀地分布在散射片上。在珠粒不均匀分布的情况下，散射片所发射的光的亮度分布也不均匀，因而降低了LCD装置的显示质量。
发明内容
本发明提供能产生具有均匀亮度分布的光的光学件。
本发明还提供制作上述光学件的方法。
另外，本发明提供具有上述光学件的LCD装置。
根据本发明的一个方面，光学件包括基体和形成在基体上的光散射层。
基体具有用于接收第一光的光入射面、和对着光入射面用于发射第一光的光发射面。光散射层具有位于光发射面上的第一树脂层和位于第一树脂层上的光散射图案，以便散射光发射面所发射的第一光、并发射第二光。
根据本发明的另一方面，在制作光学件的方法中，第一树脂层形成在基体的光发射面上，该基体具有用于接收第一光的光入射面、和对着光入射面用于发射第一光的光发射面。具有半球形的光散射图案形成在第一树脂层上，以便散射光发射面所发射的第一光、并发射第二光，光散射图案具有半球形。第一树脂层经硬化处理(curing process)被硬化。
根据本发明的又一方面，LCD装置包括光源组件，用于产生第一光；光学件，用于散射第一光、并发射第二光；和LCD板组件，它利用第二光显示图像。
光学件包括基体，它具有接收第一光的光入射面和对着光入射面的光发射面；第一树脂层，它形成在光发射面上；和光散射层，它具有形成在第一树脂层上的光散射图案、用于散射从光发射面发射的第一光、并发射第二光。
根据本发明，形成在光学件上的光散射图案将具有不均匀亮度分布的光改变成具有均匀亮度分布的光。因而，具有该光学件的LCD装置能够改善显示质量、并因不需要珠粒而降低制作成本。
另外，因为光散射图案由可硬化材料构成，所以光散射图案可具有各种形状和极好的再现性(reproducibility)。
以下结合附图所作的详细描述将使本发明的上述和其它优点变得更加清楚，在附图中图1是本发明示例性实施例的光学件的透视图；图2A和2B是图1所示基体的视图；图3A和3B是图1所示基体的热性能的曲线图；图4是沿图1的A-A’线所作的图1所示光学件的剖视图；图5是图4中部分“B”的局部放大视图；图6是表示本发明示例性实施例的光散射图案的电子扫描显微(SEM)样品；图7A-7D是表示制作本发明示例性实施例的光学件的方法的视图；图8A-8C是表示制作本发明另一示例性实施例的光学件的方法的视图；图9A-9E是表示制作本发明示例性实施例的辊的方法的视图；和图10是本发明示例性实施例的LCD装置的示意图。
具体实施例方式
图1是本发明示例性实施例的光学件的透视图。
参看图1，光学件100包括将具有不均匀亮度分布的光改变成具有均匀亮度分布的光的光学片。为此，光学件100包括基体110和光散射层150。
基体110具有长度大于宽度的矩形板或矩形片的形状、其所含聚酯具有良好的光透过率。
图2A是图1所示基体110的平面图，图2B是图1所示基体110的剖视图。
参看图2A和2B，基体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和光发射面116。
具体地，第一和第二表面111和112分别对着第三和第四表面113和114，光入射面对着光发射面116。第一到第四表面111、112、113和114连接在光入射面115与光发射面116之间。基体110具有高的光透射率以便发射经光入射面115入射的第一光510而不改变第一光510的光学特性。
基体110可具有与发射第一光510的光源(未示出)的安装位置相关的各种形状。基体110可因光源(未示出)产生的热而变形，光源(未示出)产生的热量会在基体110上产生皱纹。结果，被热量折皱的基体110降低了LCD装置的显示质量。
图3A和3B是图1所示基体的热性能的曲线图。
在图3A中，曲线GA表示当基体110被加热时基体110的长度变化，曲线GB表示当基体110被冷却时基体110的长度变化。
如图3A所示，当基体110从温度“A”到温度“B”被连续加热时，基体110沿如二次曲线所示的曲线GA膨胀。基体110在温度“A”到达温度“B”时连续膨胀，在温度“B”到达温度“C”时既使是温度“B”上升到温度“C”基体110也连续收缩，所以，在温度“B”、基体110的膨胀长度最长。
当基体110从温度“C”到温度“A”连续冷却时，基体110的长度与它被加热前的长度不同。基体110的膨胀长度与收缩长度之间的差值如图3A的标号“L”所示。这意味着当施加到基体110的温度超过规定温度时，基体110被永久性变形。
目前，安装到LCD装置的灯长度及其光量根据LCD装置的比例尺寸逐渐增大。于是，灯产生的热量增加，导致安装在LCD装置上的基体110因灯的热量增加而产生皱纹。
参看图3B，当经热处理的基体110从温度“A”到达温度“C”连续加热时，基体110正比于从温度“A”到达温度“C”的温升而膨胀。相反，当经热处理的基体110从温度“C”到达温度“A”连续冷却时，基体110的长度返回到它被加热前原始状态。即，基体110的膨胀长度等于它的收缩长度。
包含聚酯的经热处理的基体110不会被灯产生的热量折皱，所以可避免降低LCD装置的显示质量。如图1所示，光散射层150设置在热处理基体110上。
图4是沿图1的A-A’线所作的图1所示光学件剖视图，图5是图4中部分“B”的局部放大视图。
参看图4和5，光散射层150设置在基体110的光发射面116上。光散射层150包括第一树脂层130和光散射图案135。
第一树脂层130能由随时间推移而逐渐硬化或在特定条件下快速硬化的可硬化材料构成。
在这个示例性实施例中，第一树脂层130在特定条件下快速硬化。即，第一树脂层130在紫外线曝光下被硬化，因而，第一树脂层130包含紫外光可硬化材料。
另外，第一树脂层130的膨胀率和收缩率与上述的热处理基体110的膨胀率和收缩率相同。如果第一树脂层130的膨胀率和收缩率和热处理基体110的膨胀率和收缩率不相同，则当热处理基体110因灯产生的热而膨胀或收缩时，附着在热处理基体110上的第一树脂层130会断裂或破损。
图6是表示本发明示例性实施例的光散射图案的电子扫描显微(SEM)样品。
参看图6，光散射图案135借助压印方法形成在第一树脂层130的表面上。
光散射图案135具有均匀形成在第一树脂层130上的半球形。第一光510穿过基体110到达光散射图案135并在穿过光散射图案135的半球形表面时被散射。而后，被光散射图案135散射的第一光510被定义为第二光420。
在这个示例性实施例中，由于用压印方法形成光散射图案135，所以光散射图案135可具有例如凸棱锥、凹半球或凹棱锥的各种形状。
如图5所示，光学件100还包括层140，它具有设置在光入射面115上的第二树脂层142；凸起144，它设置在第二树脂层142上、以避免第二树脂层142与邻近的光学件100的部件接触。
第二树脂层142由随时间推移而逐渐硬化或在特定条件下快速硬化的可硬化材料构成。在这个示例性实施例中，第一树脂层142包含紫外光可硬化材料以便在紫外线曝光下被硬化。
另外，第二树脂层142的膨胀率和收缩率与上述的热处理基体110的膨胀率和收缩率相同。如果第二树脂层142的膨胀率和收缩率和热处理基体110的膨胀率和收缩率不相同，则当热处理基体110因灯产生的热而膨胀或收缩时、附着在热处理基体110上的第二树脂层142会断裂或破损。
此外，第二树脂层142的膨胀率和收缩率与第一树脂层130的相同。如果第二树脂层142的膨胀率和收缩率与第一树脂层130的不相同，则基体110在膨胀或收缩时将因第一与第二树脂层130和142之间膨胀率和收缩率的差异而被弯曲。
凸起144以矩阵结构形成在第二树脂层142的表面上并从第二树脂层142的表面伸出。由于用压印方法形成凸起144，所以凸起144可具有例如半球形和多边形的各种形状。
下面，结合
制作本发明示例性实施例的光学件的方法。
图7A-7D是表示制作本发明示例性实施例的光学件的方法的视图。
参看图7A，在基体110上形成第一树脂层130(见图7B)之前，根据基体110所包含的材料对基体110选择性地进行热处理。即，在膨胀率和收缩率彼此不同时，对基体110进行选择性的热处理。
参看图7B，第一树脂层130以薄膜形式形成在基体110的光发射面116上。在这个示例性实施例中，第一树脂层130包括由紫外线曝光硬化的可硬化材料。
参看图7C，第一辊370位于第一树脂层130上，第一辊370表面上形成有形状与光散射图案135(见图4)的形状相反的半球形。第一辊370沿第一树脂层130滚压，从而在第一树脂层130上形成光散射图案135。通过滚压第一辊370而在第一树脂层130上形成光散射图案135之后，第一树脂层130和形成在其上的光散射图案135被紫外线曝光，从而使第一树脂层130和光散射图案135被硬化。
参看图7D，第一树脂层130和光散射图案135被硬化后，具有可硬化材料且被紫外线曝光的第二树脂层140形成在基体110的光入射面115。第二辊380位于第二树脂层140上，具有与凸起144相反形状的第二转印图案385形成在第二辊380上。第二辊380沿第二树脂层140表面滚动，从而在第二树脂层140表面上形成凸起144，从而避免基体110与邻近基体110的部件、例如光导板(未示出)相接触。第二树脂层140和凸起144经紫外线曝光而硬化。
图8A-8C是表示制作本发明另一示例性实施例的光学件的方法的视图。
参看图8A，第一树脂层130形成在基体110的光发射面116上，第二树脂层140形成在光入射面115上。在这个示例性实施例中，第一和第二树脂层130和140包含由紫外线曝光而硬化的可硬化材料。
参看图8B和8C，第一辊370位于第一树脂层130上，第二辊380位于第二树脂层140上。
第一辊370包括紧密形成在第一辊370上的第一转印图案375，第二辊380包括以预定距离相互分开的第二转印图案385。第一和第二转印图案375和385分别具有与光散射图案135和凸起145相反的半球形(见图8C)。
第一辊370沿第一树脂层130的表面滚动以在第一树脂层130上形成光散射图案135，第二辊380沿第二树脂层140的表面滚动以在第二树脂层140上形成凸起145。光散射图案135和凸起145可以通过使基体110穿过第一辊和第二辊370、380之间而形成。
光散射图案135和凸起145分别形成在第一和第二树脂层130和140上之后，用紫外线对第一和第二树脂层130和140曝光，以使形成在第一树脂层130上的光散射图案135和形成在第二树脂层140上的凸起145被硬化。
下面，结合
制作本发明示例性实施例的辊的方法。
图9A-9E是表示制作本发明示例性实施例的辊的方法的视图。
参看图9A，利用旋转涂覆法将第一光刻胶层310涂覆在第一基底300上。
而后，使图案掩膜330与第一光刻胶层310对准。图案掩膜330包括铬层332，铬层332对应于形成有光散射图案(未示出)的位置而部分地敞开。光335被提供到与第一光刻胶层310对准的图案掩膜330。
提供到图案掩膜330的光335穿过铬层332的打开部分334而施加到第一光刻胶层310、而使第一光刻胶层310被部分地曝光。
参看图9B，被穿过图案掩膜330的光335进行局部曝光的第一光刻胶层310的部分经显影处理而被除去、从而形成第二光刻胶层317，在第二光刻胶层317上形成与光散射图案135尺寸相同而形状相反的第一图案315。
参看图9C，利用溅射法在形成有第一图案315的第二光刻胶层317上形成金属层340。金属层340具有第二图案345，第二图案345具有与第二光刻胶层317的光散射图案135相同的尺寸和形状。
形成在金属层340下面的第二光刻胶层317通过磨光处理(ashingprocess)而去除，金属层340从第二光刻胶层317分离。
被分离的金属层340如图9D所示地附着在第二基底350上，合成树脂层360涂覆在金属层340的第二图案345上。在这个示例性实施例中，合成树脂层360优选涂覆在整个第二图案345上且在合成树脂层360与金属层的第二图案245之间没有空隙空间。
通过将合成树脂层360涂覆在金属层340的整个第二图案345上，将第三图案365形成在合成树脂层360上。第三图案365具有与光散射图案135相反的形状、并在下文中被称作转印图案。
参看图9E，其上形成有转印图案365的合成树脂层360沿第一辊370的外表面附着。利用具有转印图案365的第一辊370形成本发明示例性实施例的第一树脂层130的光散射图案135。
图10是本发明示例性实施例的LCD装置的示意图。
参看图10，LCD装置700包括光源组件500，光调整组件400，和显示组件600。
光源组件500至少包括一个CCFL(冷阴极荧光灯)以便发射显示图像所需的第一光510。从光源组件500发射的第一光510被提供到光调整组件400。
光调整组件400至少包括两个光学件100和200。
在这个示例性实施例中，光调整组件400包括散射片100和棱镜片200。散射片100改变第一光510的亮度分布而发射具有均匀亮度分布的第二光420。棱镜片200接收散射片100提供的第二光420，并改变第二光420的方向而发射第三光430。散射片100具有与光学片(见图4)相同的结构、并利用与光学片相同的工艺(见图7A-7D)进行制作，因此省略对制作光学片100的方法的具体说明。
显示组件600接收从棱镜片200提供的第三光430、并发射具有图像信息的图像光610。
在这个示例性实施例中，显示组件600是利用液晶显示图像信息的LCD板。LCD板可具有各种形状、以便用液晶显示图像信息。
虽然已说明了本发明的示例性实施例，但可以理解，本发明将不限于这些示例性实施例，在不脱离权利要求书限定的本发明构思和范围的前提下，本领域的技术人员可作出各种变化和改进。
权利要求
1.一种光学件，包括基体，其具有接收第一光的光入射面和发射所述第一光的光发射面，所述光入射对着所述光发射面；和光散射层，其具有设置在所述光发射面上的第一树脂层和设置在所述第一树脂层上的光散射图案，以便散射从光发射面发射的所述第一光并发射第二光。
2.如权利要求1所述的光学件，其特征在于，所述基体被热处理，以防止该基体折皱。
3.如权利要求2所述的光学件，其特征在于，所述基体在进行热处理时的膨胀率与其被冷却时的收缩率相同。
4.如权利要求1所述的光学件，其特征在于，所述第一树脂层包含紫外线可硬化材料。
5.如权利要求1所述的光学件，其特征在于，所述基体的膨胀率和收缩率与所述第一树脂层的膨胀率和收缩率相同。
6.如权利要求1所述的光学件，其特征在于，设置在所述第一树脂层上的光散射图案具有半球形。
7.如权利要求1所述的光学件，还包括设置在所述光入射面上的第二树脂层和位于第二树脂层上用以防止所述第二树脂层与邻近件接触的层。
8.如权利要求7所述的光学件，其特征在于，所述第二树脂层包含紫外线可硬化材料。
9.如权利要求7所述的光学件，其特征在于，所述基体的膨胀率和收缩率与所述第二树脂层的膨胀率和收缩率相同。
10.一种制作光学件的方法，包括在基体的光发射面上形成第一树脂层，所述基体具有接收第一光的光入射面和发射所述第一光的光发射面，所述光发射面对着所述光入射面；在所述第一树脂层上形成光散射图案，以便散射从所述光发射面发射的第一光并发射第二光，所述光散射图案具有半球形；和硬化所述第一树脂层。
11.如权利要求10所述的方法，还包括在所述基体上形成所述第一树脂层之前对基体进行热处理、以避免基体被折皱的步骤。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，形成所述散射图案的步骤包括沿所述第一树脂层滚动辊，该辊上的转印图案的形状与形成的所述光散射图案的形状相反，从而在第一树脂层上形成所述光散射图案。
13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，硬化所述第一树脂层的步骤包括向形成在所述光发射面上的第一树脂层照射紫外线以硬化第一树脂层。
14.如权利要求10所述的方法，还包括在所述光入射面上形成第二树脂层；在第二树脂层上形成凸起；硬化第二树脂层。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，硬化所述第二树脂层的步骤包括向所述第二树脂层照射紫外线。
16.一种制作光学件的方法，该光学件具有基体，所述基体通过其光入射面散射第一光、通过其光发射面发射第二光，该方法包括在所述光发射面上形成第一可硬化树脂层；在所述光入射面上形成第二可硬化树脂层；在第一可硬化树脂层上形成光散射图案、以散射从光发射面发射的第一光、并发射第二光，所述光散射图案具有半球形；在第二可硬化树脂层上形成凸起、以避免第二可硬化树脂层与邻近件接触；和硬化所述的第一和第二可硬化树脂层。
17.如权利要求16所述的方法，还包括在所述基体上形成所述第一和第二可硬化树脂层之前对基体进行热处理、以避免基体被折皱的步骤。
18.一种LCD装置，包括光源组件，用于产生第一光；光学件，包括基体、第一树脂层和光散射层，所述基体具有接收第一光的光入射面和对着所述光发射面的光发射面，所述第一树脂层形成在光发射面上，所述光散射层具有形成在所述第一树脂层上的光散射图案，以便散射从光发射面发射的所述第一光、并发射第二光；和LCD板组件，其设置在所述第二光的光路中、用于将第二光改变成具有图像信息的图像光。
19.如权利要求18所述的LCD装置，还包括第二树脂层，其形成在所述的光入射面上；和具有从第二树脂层伸出的凸起的层，该层用于防止第二树脂层与邻近件接触。
全文摘要
本发明公开了一种光学件、制作该光学件的方法和具有该光学件的液晶装置。在具有光学件的LCD装置中，所述光学件具有基体，基体具有光入射面和对着光入射面的光发射面。第一树脂层形成在光发射面上，光散射图案均匀地形成在第一树脂层上、以散射第一光并发射第二光。因此，该LCD装置可改善显示质量、并能降低制作成本。另外，由于用可硬化材料形成光散射图案，所以光散射图案可具有各种形状和良好的重复性。
文档编号G02F1/13GK1487309SQ0314718
公开日2004年4月7日 申请日期2003年7月8日 优先权日2002年10月5日
发明者李正焕, 郑在皓, 尹相赫, 朴钟大, 金奎锡 申请人:三星电子株式会社