专利名称：具有光收集层的光扩散板、面光源装置和液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明根据巴黎公约享受申请号为2007-232875的日本专利申请的优先权， 该申请的全部内 此结合作为参考。
本申请涉及一种具有光收集层的光扩散板，有效地避免产生裂缝以及保证 前方的充分亮度，示出了在前方的充分亮度的高品质的面光源装置，以及一种 液晶显示装置。
背景技术：
例如，众所周知其中面光源装置作为背光的液晶显示装置配置在包括液晶 单元的液晶面板(即图像显示件)的后侧。由于面光源装置作为背光，因此已 知面光源装置包括置于灯箱中(或者盒子中)的多个光源，置于光源前侧的光 扩散板，和作为光收集片、置于光扩散板前侧的透镜片。例如，日本专利3123006 中公开了一种具有，结构的面光源装置。
发明内容
但是，上述面光源装置具有的问题在于由于光收集片简单地层叠在光扩散 板的前侧，因此光扩散板禾咣收集片相碟擦并产生驟逢。
本发明正是基于上述技术背景的考虑而产生的。本发明的目的是提供一种 具有光收集层的光扩散板，充分地防止产生裂缝以及保证在前方的充分亮度， 示出了在前方的充分亮度的高品质的面光源装置，以及一种液晶显装置。
为了达到战目的，本发明提供了如下装置。
(1) 具有光收集层的光扩散板，包括光扩散基片和光收集片，其置于叠层 状态并在周边部分结合，其中在光扩散基片和光收集片之间形成空气层。
(2) 面光源装置，包括如，第1项所述的具有光收集层的光扩散板，和 置于光扩散板后侧的多个光源，其中光收集片置于光扩散板的前侧。
(3) 液晶显装置，包括如上述第1项所述的具有光收集层的光扩散板， 置于光扩散板后侧的多个光源，和置于光扩散板前侧的、液晶面板，其中光收集 片置于光扩散板的前侧。
图1是说明了根据本发明的液晶显示装置的实施例的示意图。
图2是根据本发明的具有光收集层的光扩散板的实施例的透视图。
图3是图2的光扩散板在x—x方向的截面图。
图4是根据本发明的具有光收集层的光扩散板的另一个实施例的截面图。 图5是根据本发明的具有光收集层的光扩散板的另一个实施例的透视图。
参考标记的简要描述
1=面光源體
2=光源
3:光扩散板
20=液晶面板
30二液晶显^置
31=光扩散基片
32=光收集片
33=空气层
34=周边结合部分
Q二前方(或者法线方向)
具体实施例方式
根据发明的第一项(1)，光扩散基片和光收集片结合在它们的周边部分， 因此，光扩散基片和光收集片不互相摩擦，从而有效地防止了光扩散板的纖 产生。进一步，空气层形成在光扩散基片和光收集片之间的除了周边结合部分 之外的区域处，因此，可以充分保证前方的光扩散板的亮度。
根据发明的第二项(2)，具有光收集层的光扩散板上没有裂缝，这样可以 提供育滩划寸高质量光并在前方具有高亮度的面光源装置。
根据发明的第三项(3)，具有光收集层的光扩散板上没有裂缝，这样可以 提供可以获得高品质图像并在前方具有高亮度的液晶显示置。
执行本发明的最佳模式
如图l，说明了根据本发明的液晶显示置的一个实施例。在图l中，数字
(30)标液晶显滿置；(ll)表示液晶单元；(12)和(13)表示偏振板；(1) 表示面光源装置(即背光)。偏振板(12)和(13)分别布置在液晶单元(11) 的上侧和下侧，这样三个数字(11)， (12)， (13)组成了作为图像显示器的液 晶面板(20)。作为液晶单元(11)，优M用可以显示彩色图像的液晶单元。
面光源装置(1)布置于在液晶面板(20)的下侧(即在液晶面板的后侦lj) 上的偏振板(13)的下侧。也就是说，液晶显示装置(30)是直接型的液晶显 满置。
面光源装置(1)包括灯箱(5)，形状如高度低的盒子皿，其上侧(或者 前侧)处被开口， MJl方看是矩形；在灯箱(5)中多个互相间隔的光源(2); 和布置于多个光源(2)的上侧(或者前侧)上的光扩散板(3)。光扩散板(3) 固定到灯箱(5)，以使得封闭灯箱(5)的开口。进一步地，在灯箱(5)的内 表面上提供了光反射层(未显示出)。对光源(2)的选择没有限制，例如，可 以使用冷阴极射线管，发光二极管(或者LED)等。
如图2和图3所示，光扩散板(3)包括光扩散基片(31)和光收集片(32)， 其相互平行放置并互相结合在周边部分，从而在光扩散基片(31)和光收集片 (32)之间的除了它们的周边结合部分(34)之外的区域处形成空气层(33)。 在本实施例中，光扩散基片(31)的周边部分通过包含粘合树脂的周边结合部 分(34)被结合在光收集片(32)的周边部分。再次，在该实施例中，光扩散 基片(31)和光收集片(32)以非接触的叠层状态被方爐，所以互相不接触(见 图3)。
在液晶显碟置(30)中，光扩散板(3)与其放置在前侧(在液晶面板(20) 的这侧)的光收集片(32) —起放置(见图1)。也就是说，在液晶显示装置(30) 中，光扩散板(3)与其放置在后侧(在光源(2)的这侧)的光扩,(31) 一起放置(见图l)。
，结构的光扩散板(3)可以确定地防止出现裂缝，因为光扩散基片(31) 由于它们的周边结合而不会在光收集片(32)上发生摩擦。光扩散板(3)还在 光扩散基片(31)和光收集片(32)之间的除了周边结合部分(34)之外的区 域处具有空气层(33)。因此，面光源體(1)可以在 (或者法线方向)(Q) 以较高亮度照明；以及液晶显示装置(30)可以在前方(或者法线方向)(Q) 以较高亮度来显示图像。
在液晶显^置(30)中，光扩散板(3)的周边结合部分iM被设计成能
被环绕在图像显示部分的防护框架部分(黑色或者类似颜色)隐藏的尺寸。这
样，周边结合部分(34)在显示图像上的不良影响可以被消除。
在本实施例中，光扩散基片(31)的周边部分通过包含粘合性树脂的周边 结合部分(34)结合在光收集片(32)的周边部分。但是，周边结合的方法并 不局限于粘合性树脂，能将光扩散基片(31)的周边部分结合在光收集片(32) 的周边部分的任何方法都可以使用。以上方法的详细例子包括激光焊接，热焊 接，超声焊接，禾,丝状材料熔合，粘合带，利用粘合性粒子结合，等等。
在本发明中，需要在光扩散基片(31)和光收集片(32)之间的除了上述 周边结合部分(34)之外的区域处形成空气层(33)。出于此考虑，IOT术语"空 气层"包括光扩散基片(31)和光收集片(32)相互之间光学上非紧密接触的 情况。这个如图4所描述，在图4中结合表面是不平的光收集片(32)以接 触的状态层叠在光扩散基片(31)上，它们通过经由周边结合部分(34)在它 们的周边部分处以焊接方式互相结合，以致于在光扩散基片(31)和光收集片 (32)之间除了该周边结合部分(34)之外的区域处形成空气层(33)。在如图4 所示的结构中，光收集片(31)的不平表面的一部分与光扩散基片(31)在除 了周边结合部分(34)之外的区域处接触。但是，上述不平表面不能允许在光 扩散基片(31)和光收集片(32)之间紧密的光学接触，因此，在光扩散基片 (31)和光收集片(32)之间形成空气层(33)。
注意，当光扩散基片(31)与光收集片(32)紧密地光学接触时(或者是 在两者间没有形成空气层时)，不能在前方(Q)获得充分的亮度。
在本发明中，光扩散基片(31)可以是能扩散透射光的任何一种。在这种 材料中，tt^顿具有分散在其中的光扩散粒子(光扩散体)的透明材料的板。
构成光扩散基片(31)的透明材料不受限制。例如，此材料可以包括透明 树脂，无机玻璃，等等。作为透明树脂， 使用透明热塑性树脂，这是因为 它们容易模制。热塑性树脂的例预括但不局限于聚碳酸酯树脂，ABS树脂(或 者丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚物树職，甲基丙酸烯树脂，甲基异丁烯酸盐一 苯乙烯共聚物树脂，聚苯乙烯树脂，AS树脂(或者丙烯腈一苯乙烯共聚物树脂)， 聚丙烯树脂(例如聚乙烯树脂，聚丙烯树脂，等等)之类的。
上述光扩散粒子也是不受限制的，可以采用任何种类的粒子，其与构成光
扩散基片(31)的透明树脂不兼容，并具有与透明树脂的折射率不相同的折射 率，其能够扩 射光。例如，光扩散粒子包括无机粒子，例如硅离子，碳酸 钙粒子，硫酸钡粒子，氧化钛粒子，氢氧化铝粒子，无机玻璃粒子，云母粒子， 滑石粒子，白炭粒子，氧化镁粒子，氧化锌粒子；和有机粒子，例如交联甲基 丙烯酸树脂粒子，甲基丙烯酸聚合树脂粒子，交联苯乙烯树脂粒子，聚合苯乙 烯树脂粒子，硅氧烷基聚合粒子。上述粒子种类的至少一种或者作为混合物的 两种或更多种的粒子可以用做光扩散粒子。
通常，使用具有从0.1 u m到50 P m的平均体积的粒子大小光扩散粒子。 平均体积粒子大小(D50)是如下确定的粒子的粒子大小测量所有粒子的例子 大小和体积；以从具有最小粒子尺寸的粒子至找到占所有粒子的总体积的50% 的整体体积的顺序，对粒子的体积进行积分；以及测量当积分体积达到总体积 的50%时找到的粒子的粒子尺寸。
使用的光扩散粒子的数量根据期望的透射光的扩散程度而变化。通常，按 质量0.01至20份的光扩散粒子被包括在透明树脂的按质量100份中。 <腿的， 按质量0.1至10份的光扩散粒子被包括在透明树脂的按质量100份中。
光扩散基片(31)的厚度通常在0.1至10mm。
上述的光收集片也是不受限制的，例如使用一个片，其中具有良好的光收 集作用的透镜例如良好的棱镜、良好的凸透镜、双凸透镜等形成在该片的^h 表面上。光收集片(32)收集光线，该光线在透过光扩散基片(31)的同时扩 散，在法线方向(Q)到光扩散板(3)。
例如，用作光收集片(32)的材料包括但是不局限于聚碳酸酯树脂，ABS 树脂(或者丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚物树脂)，甲基丙 树脂，甲基异丁烯 酸盐一苯乙烯共聚物树脂，聚苯乙烯树脂，AS树脂(或者丙烯腈一苯乙烯共聚 物树脂)，聚丙烯树月旨(例如聚乙烯树脂，聚丙烯树脂，等等)之类的。在ltW 商业上可用的光收集片(31)的产品的选择不受限制，例如由SMMTTOM03M LIMITED生产的"BEP "(—种层压材料，包括厚度为125 um的聚酯薄膜和 在该聚酯薄膜上形成的30 u m厚的丙烯酸树脂层，其具有深度(H)为25 u m 的V型的凹槽，在底部的开口角度为90度，倾斜间隔(P)在表面为50"m) (见图2);由SEKISUIFILM有限公司生产的"ESTINA ",等等。
光收集片(32)的厚度(T)通常设置在从0.02至5mm，优选从0.02至2mm。
空气层(33)的厚度(E)通常在l至100um，优选是5到20"m。
构成上述周边结合部分(34)的粘合性树脂也是不受限制的，例如可以使 用，丙烯酸树脂，氨基甲酸乙酯基树脂，聚醚树脂，硅酮基树脂，环氧树脂或 者對以的。粘合性柳旨的折射率没有特别的限定。
从接合强度的改善的观点来看，，周边结合部分(34)的面积越大越好。 另一方面，从确保避免周边结合部分(34)的影响的观点来看，不期望将周边 结合部分(34)从被包围图像显示部分的防护框架部分(黑色或者类似的)所 隐藏的区域中尽可能多地投影至'j显示图像上。考虑到所有的观点，周边接合部 分(34)的面积(如正视图的面积)优选占光扩散基片(31)和光收集片(32) 的层压板的旨面积的3%到20%。
在本实施例中，周边接合结合部分(34)在正视图中形成为框架形状，在 周iiii缘部分的纵向是连续的(见图2)。但是，周边结合部分的皿不限于此
一种也就是说，如图5所示，周边结合部分在周iiii缘部分的纵向上是不连
续形成的。
优选地，光收集片(32)的接合表面和光扩散基片(31)的接合表面中的 至少一个是不平的，以至于即使在光收集片(32)和光扩散基片(31)互相接 触时不会引起该光收集片(32)和该光扩散基片(31)之间的光学紧密接触。 也就是说，即使在光收集片(32)和光扩散基片(31)相互接触时，仍保证在 该光收集片(32)和该光扩散基片(31)之间具有空气层(33)。该不平表面(根 据JISB0601-2001)的不规律的Rz的10磅因的高度，ife^在1.0至U 100um， 更iM在l.O到50um。
本发明中的光扩散板(3)可以被热压制造，例如，i顿上述粘合性树脂， 或者热焊接或者类似的。这些方法仅仅是说明性的，本发明中的光扩散板(3) 不仅限于这些方法。
本发明中光扩散板(3)的厚度(s)通常被设置在O.l到15mm。光扩散板 (3)的尺寸(或者面积)不被限制，例如可以根据想要的面光源装置(1)或者 液晶显示装置(30)的尺寸做适当的选择。通常设计的面积为20cm * 30cm至 250cm * 200cm。
本发明中的光扩散板(3)、面光源装置(1)、液晶显示装置(30)不限于
上述实施例，在不脱离本发明的精神的ltr^下可以更换其他的设计。
例子
接下来，将解释本发明的具体例子。然而，本发明的范围不限于下述例子。 <例1>
丙烯酸树脂粘合剂使用在光扩散基片(31)的上部且不平表面的周边结合
部分，其具有2.0腿的厚度，根据JISK-7361测量达到总计70X的透光率(其 中，根据JIS B0601-2001测量，不平表面的Rz为2.3um，)。此后，光收集片
(32) 层叠并压在光扩散基片(31)的不平表面上，用以制作包括光扩散基片(31) 和光收集片(32)的光扩散板(3)，该光扩散基片(31)和光收集片(32)被 布置成叠层状态并且被结合于它们的周边部分，如图2和图3所示。作为光收 集片(32)， ^ffi由SMMTTOMO 3MLIMITED生产的"BEF⑧"(一种层压材料， 包括厚度为125 u m的聚酯薄膜和在该聚酯薄膜上形成的30 u m的丙烯酸树月旨 层，其具有深度(H)为25ixm的V型的凹槽，在底部的开口角度为90度，倾 斜间隔(P)在表面为50um)(见图2)。在最终的光扩散板(3)中，空气层
(33) 的厚度(E)为10nm，周边结合部分的面积(34)与光扩散基片(31) 和光收集片(32)的层压板的，面积的比例是11.5%。
接下来，4柳这种光扩散板(3)来制造具有战结构的如图1所示的面光 源，(11)。作为光源(2)，使用冷阴极射线管。这种面光源^S (1)的在 前方(或者法线方向)(Q)的亮度可以被测量。结果为7367cd/m2。
<比较例1〉
除了在如上所述的光扩散基片的上表面的旨区域使用的丙烯酸树脂粘合 材料外，以与例1相同方法制造面光源装置，随后将如上所述的光收集片(SM MTTOM03MLIMnED生产的"BEF ")的层叠和压制在光扩散基片上。这种 面光源装置(1)的在前方(或者法线方向)(Q)的亮度可以被测量。结果为 5213cd/m2。
使用本申请的光扩散板的律怖的如例1中的面光源装置可以在前侧(或法 线方向)中得到充分的高亮度。在例1中的光扩散板中，光扩散基片和光聚片 被结合在它们的周边部分处，因此，光扩散板和光收集片不会相互摩擦。因此， 光扩散板不会产生任何摩麟缝。
相反，在比较例1中，光扩散基片的表面的齡区域i顿粘合材料允许在 光扩散基片和光收集片之间没有空气层。因此，最终的面光源装置不能在前方 (或法线方向)中得到充分的亮度。
本发明的光扩散板优选用在面光源装置中。但是，光扩散板的应用不局限 于此。本发明的面光源装置 用作液晶显示装置的背光。但是，面光源装置 的应用不局限于此。
权利要求
1、一种具有光收集层的光扩散板，其包括光扩散基片和光收集片，它们被布置成叠层状态并且被结合在它们的周边部分处，其中在该光扩散基片和该光收集片之间形成空气层。
2、 一种面光源，，其包括如丰又利要求1所述的具有光收集层的光扩散板， 以及布置在该光扩散板的后面上的多个光源，其中光收集片布置在该光扩散板 的前侧上。
3、 一种液晶显/满置，其包括如权利要求1所述的具有光收集层的光扩散 板，布置在该光扩散板的后侧的多个光源，和布置在该光扩散板的前侧上的液 晶显示面板，其中光收集片布置在该光扩散板的前侧上。
全文摘要
本发明涉及具有光收集层的光扩散板、面光源装置和液晶显示装置。本发明提供了一种具有光收集层的光扩散板，其可以有效地避免产生裂缝以及在前方保证充分的亮度。本发明的具有光收集层的光扩散板包括光扩散基片和光收集片，它们被布置成叠层状态并且被结合在它们的周边部分处，使得在该光扩散基片和该光收集片之间形成空气层。
文档编号G02B5/02GK101382609SQ200810173710
公开日2009年3月11日 申请日期2008年9月5日 优先权日2007年9月7日
发明者熊泽裕之, 金光昭佳 申请人:住友化学株式会社