[发明专利]具有微小槽内槽结构的光散射元件的导光板及其加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种导光板和制造该导光板的方法，更具体地，本发明涉及一种这样的导光板：其光散射特性通过使形成为用于大型监视屏、广告牌等的背光源的光散射元件的微小槽结构多层化而改进。

背景技术

背光组件用于液晶显示器或大型广告牌。背光组件包括导光板，导光板用于将来自光源的入射光导引到上表面上以便输出光。导光板的下表面上设置有光散射元件，以将入射光导引至上表面。例如，在侧光式背光装置中，如果来自光源的光被引入导光板的某一侧面并继续(在导光板的上表面和外部之间或者在下表面和外部之间的界面处经历全反射过程)进入光散射元件，则其不规则地以不同于入射角的各个方向散射。一部分散射光以比临界角小的角度进入上分界表面且离开上表面，其是自导光板输出的光。

传统的光散射元件包括印刷在导光板的下表面上的墨点、利用刀具在下表面切割出的V-形槽、通过喷砂或模塑在下表面上形成的微凹(槽)。本发明的发明人在韩国专利申请公开10-2003-0079659和10-2003-0079749中公开了利用喷砂法在导光板的下表面上形成作为光散射元件的许多微凹的方法。

以上现有技术公开了一种通过将砂粒猛烈地喷射到导光板的表面上使该表面被砂粒损伤而在表面上形成很多微槽的方法。图1是示出通过利用喷射装置10将砂粒12喷射到透明亚克力(acrylic)板40(导光板的材料)上而在亚克力板40上形成渐变图案的很多微槽的透视图，图2是以此方式制造的亚克力板40的图片。喷砂嘴20位于传送带30上的亚克力板40的表面上，喷砂嘴20的入口依次连接第二鼓风机18和第一鼓风机16。砂箱14中的砂粒下落并通过第一鼓风机16传送到第二鼓风机18，接着由第二鼓风机18猛烈地喷向喷砂嘴20的出口。在该过程中，砂粒以喷砂嘴20的内部空间的形状散开并与亚克力板40碰撞。碰撞砂粒的散布密度从中央区域到两端逐渐降低。通过碰撞，亚克力板40的表面受损伤且在其上形成很多作为光散射元件的微槽。

为了提高亮度的均匀性，如图3所示，微槽(在该图中由点表示)的分布密度需要随着距光源的距离变化而逐渐增大(图3(a)中光源位于左侧，图3(b)中光源位于两侧，其中微槽由点表示)，优选的是以和所述微槽相同的分布密度喷射砂粒。喷射装置10具有喷砂嘴20，喷砂嘴20是扇形的扁平管且其输出部分的形状为中间宽且靠近两端变窄，满足以上要求。

而且，现有技术使用单一尺寸的砂粒。图4是示出单一尺寸的砂粒被喷射到导光板40的表面上时形成的微槽50的二维形式和三维形式的概念图。每一微槽50是通过由一个或许多砂粒碰撞而引起的表面损伤形成的。而且，如果喷射单一尺寸的砂粒，如图所示，形成的槽50在形状上全部是单一的，内表面趋向于平滑，难以获得具有槽或突起的凹凸表面。微槽50的坡度角也有点陡峭(与下文描述的本发明相比)。

光散射类型取决于微槽(光散射元件)的表面状况。图5是示出了根据现有技术对具有微槽的导光板的输出光的散射角进行的测量的结果的曲线图，该微槽由单一尺寸的砂粒形成。根据该图，测量的散射角不超过约120度。在利用该导光板作为面光源的情况下，其照射区域受限于其散射角。因此，导光板的输出光的光量如此受到限制。而且，在利用该导光板作为广告片的背光源的情况下，广告板的可视角度也受到限制。

考虑到这些方面，优选的是使输出光的散射角尽可能地大，且在这样的情况下，根据现有技术的导光板能够得到进一步改进。

光散射元件的散射角与光在导光板中的传播距离(光从安装有光源的一侧到另一侧的实际行进距离)成反比。如上文所述，通过导光板40的一个侧面入射的光在导光板的上界面表面和该导光板的下界面表面全反射、朝向另一侧表面继续行进且同时由微槽50散射。具有小散射角的光分量不能离开导光板40的上表面，在上界面表面处和下界面表面处重复全反射且保持以锯齿形状朝向光源的另一侧前进，使得加长了光的实际行进距离。因此，光强度由此被减弱且距离光源远的区域处的亮度大大降低。近来，在利用导光板作为广告牌的背光源的情况下，使用宽一米或几米、高一米或几米的大尺寸。在这样的大导光板的情况下，由于微槽的上述光散射性质，因为光在离开导光板40的上表面之前的实际行进距离变长，所以到达距离光源最远的区域的光的强度明显降低，使得在该区域中的亮度也明显降低。这降低了光输出效率，且还降低了整个导光板的亮度均匀性。