CN101688645B - 导光板的制造方法、导光板以及使用该导光板的发光牌 - Google Patents

导光板的制造方法、导光板以及使用该导光板的发光牌 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种导光板的制造方法、导光板以及使用该导光板的发光牌，用于当利用超声波加工形成反射图案时，通过对反射图案的不均一进行调整，从而防止在表面产生不均。

Description

导光板的制造方法、导光板以及使用该导光板的发光牌
技术领域
本发明涉及导光板的制造方法、导光板以及使用该导光板的发光牌。 
背景技术
现有技术中，公知一种将自端面入射的光从导光板的两个主面射出的导光板。专利文献1中披露的照明装置中所使用的导光板就是一种这样的导光板。 
专利文献1：日本专利公开第2007-299716号公报 
具体而言，专利文献1所披露的照明装置包括导光板以及夹着导光板配置的第一显示面板和第二显示面板。这种照明装置通过使自配置在导光板的端面上的LED等光源入射到导光板上的光从导光板的两个主面射出，从而从背面对第一显示面板和第二显示面板进行照射。 
但是，将这种照明装置应用于诸如液晶监视器、发光牌等较大型的装置上时，由于从导光板射出的光量不够充分，从而存在难以发挥其功效的问题。因此，作为增加从这种导光板射出的光量的方法，专利文献2所披露的发明涉及了一种利用超声波加工在导光板上形成反射图案的方法。在形成这样的反射图案时，将超声波加工用珩磨头(hone)安装在规定的超声波加工设备上，并使该超声波加工用珩磨头与导光板加工件多次接触，由此形成反射图案。 
专利文献2：日本专利公开第2007-66699号公报
然而，利用超声波加工形成这样的反射图案时，是使如图12所示的超声波加工用珩磨头101与导光板加工件接触，从而来形成反射图案。并且，如果考虑到诸如超声波加工用珩磨头101的输出，由于无法使珩磨头的加工部的大小在一定尺寸以上，所以当在导光板加工件的整个表面形成反射图案时，超声波加工用珩磨头101不得不反复与导光板加工件接触。这时，超声波加工用珩磨头101在与导光板加工件的加工面暂且接触之后，例如如图13(a)所示，从导光板加工件103的加工面的左上沿箭头A方向移动，并再次与导光板加工件103的加工面接触。这时，超声波加工用珩磨头101以使得各反射图案不与相邻的反射图案重迭的方式进行移动从而来实施加工处理。接着，当超声波加工用珩磨头101到达导光板加工件103的右端时，超声波加工用珩磨头101向导光板3的下方移动，在从导光板3的右侧移动到左侧(箭头B方向)的同时，实施加工处理。经这一系列加工处理后形成的导光板如图13(b)所示成为整个面上形成有反射图案的状态。 
接着，如果从实施了这一系列加工处理的导光板的一个端面入射光，则导光板如图14所示地发光。值得说明的是，该图所示照片上的导光板其主面上配置有扩散板。由图14可知，在该导光板的表面沿纵向和横向产生了条纹。这是超声波加工用珩磨头101在加工时产生的加工痕迹。即、因为与各反射图案的尺寸相比超声波加工用珩磨头101的尺寸更大，所以即使超声波加工用珩磨头101只是稍有倾斜，也会使导光板表面上形成的反射图案的大小不均等。而且，在使光入射到形成有各自的大小不均等的反射图案的导光板上的情况下，反射图案的不均一将导致在表面上产生不均匀。 
发明内容
因此，鉴于上述实际情况，本发明的目的在于提供一种当利用超声波加工形成反射图案时，通过对反射图案的不均一进行调整，从而能防止在表面上产生不均的导光板制造方法、导光板以及使用这种导光板的发光牌。 
为解决上述问题，本发明涉及的导光板制造方法是将自端面入射的光从主面射出的导光板的制造方法，其特征在于包括：形成步骤，使规定的超声波加工用珩磨头与上述导光板的主面接触，形成由用于使从上述端面入射的光的前进方向偏转的多个凹部构成的凹部群；以及调整步骤，使上述超声波加工用珩磨头与通过上述形成步骤形成在上述导光板的主面上的上述凹部群接触，从而将构成该凹部群的上述多个凹部的大小调整成基本均等。 
根据这样的结构，通过形成步骤形成在导光板上的凹部的大小被调整为基本均等。由此，从导光板射出的光变得均匀。 
这样，根据本发明，通过对凹部的不均一进行调整，从而可以防止在表面上产生不均。 
附图说明
图1是发光牌的立体图； 
图2是导光板的立体图； 
图3是制造导光板时的放大截面图； 
图4是导光板的放大截面图； 
图5是导光板的放大截面图； 
图6是导光板的平面图； 
图7是导光板的平面图； 
图8是导光板的放大平面图； 
图9是示出导光板的发光状态的照片； 
图10是导光板的放大立体图； 
图11是发光牌的立体图； 
图12是超声波加工用珩磨头的放大立体图； 
图13是用于说明导光板制造方法的平面图； 
图14是示出现有技术中使用的导光板的发光状态的照片。 
具体实施方式
如图1所示，实施方式所涉及的发光牌1包括：导光板3、扩散板5及显示板7。这样的发光牌1将自导光板3的侧面入射的光从导光板3的主面射出。接着，从导光板3的主面射出的光经扩散板5扩散，从显示板7的背面进行照射。 
如图2所示，导光板3是通过在导光板加工件9的表面加工出多个凹部11而形成的，该导光板加工件9例如由规定大小的丙烯板构成。这样的凹部11使从导光板3的端面入射到导光板3上的光的前进方向偏转。而且，通过超声波加工形成凹部11。 
如上所述，用于形成凹部11的超声波加工装置包括图12所示的超声波加工用珩磨头101。超声波加工用珩磨头101的前端形成有形状与凹部11相对应的加工用打点(dot)105。各加工用打点105具有例如高度为0.3mm左右的四角锥形状。各加工用打点105的底面对角线长度大约形成为1.8mm左右。在超声波加工用珩磨头101的前端沿纵向和横向各排列有偶数个这样的加工用打点105。通过规定的搬运装置使超声波加工用珩磨头101移动，并使各加工用打点105与导光板加工件9的表面接触，从而在导光板加工件9的表面形成诸如12个×12个共144个凹部11。制造导光板3时，使超声波加工用珩磨头101的前端与导光板加工件9接触而形成144个凹部11之后，使超声波加工用珩磨头101与导光板加工件9分开，然后使其平行移动，并再次使超声波加工用珩磨头101与导光板加工件9接触。通过反复执行这些操作，从而在导光板3的表面均匀地形成凹部11。 
此外，在导光板3上的与形成有凹部11的主面相对的另一主面上形成有反射板13。例如，通过将聚碳酸酯薄膜贴在导光板3的另一主面上而构成反射板13。由此，在导光板3的内部被导向另一主面侧的光借助反射板13而向凹部11的方向反射。 
例如，通过操作者的手动操作将这样的超声波加工用珩磨头101固定在搬运装置上，然而，进行基于手动操作的固定时，很难将超声波加工用珩磨头101准确地固定。正如上面所提到的，由于各凹部11的大小很细小，所以即使超声波加工用珩磨头101只是稍有偏离地被固定，也会使各凹部11形成得不均一。例如，如图3所示，在超声波加工用珩磨头101的轴倾斜的情况下，由此形成的凹部11变为图4所示的不均一的形状。具体而言，多个凹部11中，位于超声波加工用珩磨头101的倾斜方向上的凹部11更大，随着距离的拉远，凹部11的大小变小。并且，这样形成的多个凹部11的深度变得不均等，且如图14所示，从导光板射出的光也会不均匀。尤其，当大批量生产导光板时，超声波加工用珩磨头101每回与导光板加工件9接触都会使超声波加工用珩磨头101的倾斜稍稍偏移，所以这种现象尤为明显。 
因此，本发明的目的在于在超声波加工用珩磨头101稍有倾斜的情况下也防止出现光的不均。 
为防止出现这样的不均，在本发明涉及的导光板制造方法中，一旦通过超声波加工用珩磨头101形成凹部11之后，就再次利用超声波加工用珩磨头101对凹部11的大小进行调整。换言之，在本发明中，利用超声波加工用珩磨头101对导光板加工件9进行两次打磨，从而在形成凹部11之后对凹部11进行调整。在调整凹部11的大小时，先使超声波加工用珩磨头101移动到与形成凹部11时不同的位置，然后再使超声波加工用珩磨头101与导光板加工件9相接触。由此，如图5所示，较小的凹部11的大小被扩大，所以各凹部11的大小变得比较均等。并且，在调整凹部11的大小时，超声波加工用珩磨头101移动到与形成凹部11时不同的位置，且移动到与加工用打点已形成的凹部11相重迭的位置来进行大小的调整。 
具体而言，如图13所示，超声波加工用珩磨头101移动，以使将要新形成的凹部11与已形成的凹部11邻接，同时执行加工处理。随后，超声波加工用珩磨头101进行凹部11的大小的调整处理。这时，超声波加工用珩磨头101移动到与形成凹部11时不同的位置，也就是移动到与加工用打点已形成的凹部11相重迭的位置。例如，如图6所示，将形成凹部11时超声波加工用珩磨头101与导光板加工件9接触一次时形成的144个凹部11的集合所构成的凹部11的群所形成的区域设为区域A1至区域A32。即、超声波加工用珩磨头101在导光板加工件9的表面形成凹部11时要执行 32次形成处理。然后，超声波加工用珩磨头101移动至例如其轴位于导光板加工件9的角部附近的区域A1、区域A2、区域A9及区域A10的边界线交点上方的位置。由此，各加工用打点位于区域A1、区域A2、区域A9及区域A10内的凹部11的正上方。接着，超声波加工用珩磨头101朝下方移动而与导光板加工件9接触，并利用超声波将凹部11的大小扩大。这时被扩大的凹部11是小于原本应形成的大小的凹部11。将这时通过超声波加工用珩磨头101形成的凹部11的群所形成的区域设为B1。区域B1形成为与区域A1、区域A2、区域A9及区域A10中任意一个错开相当于各区域的宽度或高度的一半的长度、且形成为均等地跨过区域A1、区域A2、区域A9及区域A10内。接着，超声波加工用珩磨头101通过同样的处理形成区域B2至区域B21。如图7及图8所示，这样的区域B1至区域B21形成为与区域A1至A32的一部分重迭。 
当使光入射到如此形成的导光板3的端面时，导光板3如图9所示地发光。该图中示出的是在导光板3的主面配置有扩散板的状态下的照片。由图9可知，与图14中示出的导光板3的光分布相比，图9所示的导光板的光分布缩小了明暗部分的光强度之差。这是因为现用的技术中在加工凹部11时会出现凹部11的大小不均等，所以使得由比其它凹部11小的凹部11偏转的光所照射到的部分更暗，而由较大的凹部11偏转的光所照射到的部分则更亮。由此，现用的技术中出现了在导光板3的表面上产生不均。然而，在使用本发明所涉及的导光板3时，由于凹部11的大小经过了调整，因此不存在较小的凹部11。因此，根据本发明，能够减少从导光板3射出的光的不均。 
扩散板5对从导光板3的主面射出的光加以扩散。例如，将聚碳酸酯树脂制成板状而构成扩散板5。此外，扩散板5的主面大小基本与导光板3的主面大小相同。并且，这样的扩散板5的一个主 面配置成与导光板3的主面对置。当从导光板3射出的光入射到扩散板5的一个主面上时，扩散板5对该光进行扩散并从另一个主面将光射出。由此，扩散板5的另一个主面均匀发光。 
显示板7由具有规定透光性的塑胶类材料构成。在这样的显示板7的主面上印刷有规定信息。并且，显示板7的一个主面被配置成与扩散板5的另一个主面对置。当经扩散板5扩散的光入射到显示板7的一个主面上时，入射光穿过显示板7，显示板7的另一个主面发光。由此，提高了显示板7上印刷的信息的视觉辨认效果(可视性)。 
这样的发光牌1除上述结构以外，靠近发光牌1的一个端面还形成有LED(Light Emitting Diode，发光二极管)阵列。这时，既可以使LED阵列沿导光板3的一个端面形成，也可以使LED阵列沿导光板3对置的两个端面排列。如果使LED阵列沿导光板3的一个端面形成，则还可以将反射板配置在与该端面对置的端面上。由此，能够将发光牌1的光强度保持为恒定。此外，例如将发光牌1挂在天花板等上时，可以沿导光板3的上边所对应的端面形成LED阵列。由此，不但能够简便地进行LED阵列的布线，而且无需在导光板3的底边所对应的端面配置各种设备。 
根据发明人等的实验，由以下实验可知，从一个主面上形成有凹部的导光板发出的光的亮度约为600坎德拉以上。具体而言，发明人等采用了宽1000mm、高600mm、厚8mm的丙烯树脂制导光板，并沿导光板的宽度方向的两个端面分别排列108个LED元件。并且，将各LED元件间的间距设为8.2mm。对于这样的LED阵列，以直流24V的电压使每个LED元件上流通20mA的电流。这时，距光源的距离与亮度之间的关系如表1所示。 
(表1) 
  距光源的距离   亮度(cd/m2)
  50   760
  100   660
  200   610
  300   580
  400   590
  500   600
  550   680
这样，根据第一实施方式，在确保一定量以上的亮度的同时，还能防止在发光牌1的发光面上产生光的不均。 
此外，在上述实施方式中对在导光板3的单面形成凹部11的情况进行了详细描述，但也可以在导光板3的两个主面都形成凹部11。 
在这种情况下，对一个主面实施了形成处理和调整处理之后，使导光板加工件翻转，对另一主面也实施同样的处理。由此，如图10所示，在导光板的两个主面一样地形成有凹部。接着，用扩散板和显示板将两个主面都实施了形成处理和调整处理的导光板夹在中间。由此，如图11所示，可以形成能在两个方向上显示规定信息的发光牌。 
根据发明人等的实验，由以下实验可知，从两个主面都形成有凹部的导光板发出的光的亮度为300坎德拉以上。具体而言，发明人等采用了宽1380mm、高270mm、厚8mm的丙烯树脂制导光板，并沿导光板的宽度方向的一个端面排列160个LED元件。并且，将各LED元件间的间距设为8.25mm。此外，在宽度方向的另一个端面上形成反射板。对于这样的LED阵列，以直流24V的电压使 每个LED元件上流通20mA的电流。这时，距光源的距离与亮度及发光强度之间的关系如表2所示。 
(表2) 
  距光源的距离   亮度(cd/m2)  发光强度(LUX)
  50   400  1330
  100   370  1210
  150   330  1080
  200   305  1040
  230   320  1100
这样，通过在导光板的两个主面配置扩散板，从而各个面的亮度最低也能达到300坎德拉以上。因此，根据本发明，即使是在从导光板的两个主面都射出光的情况下，也能防止出现不均，并能在此基础上得到作为发光牌所需的足够亮度。 
需要强调的是，本发明并不限于上述实施方式，在不脱离本发明宗旨的范围内可对各构成进行适当变更。 
附图标记说明 
1发光牌                3导光板 
5扩散板                7显示板 
9导光板加工件          11凹部 
13反射板               101超声波加工用珩磨头 
103导光板加工件        105加工用打点 

Claims (6)

1.一种导光板的制造方法，所述导光板用于将自端面入射的光从主面射出，所述导光板的制造方法其特征在于，包括：
形成步骤，在所述形成步骤中，使规定的超声波加工用珩磨头与所述导光板的主面接触，形成包括多个凹部的凹部群，其中，所述多个凹部用于偏转自所述端面入射的光的前进方向；以及
调整步骤，在所述调整步骤中，使所述超声波加工用珩磨头与通过所述形成步骤在所述导光板的主面上形成的所述凹部群接触，从而将构成所述凹部群的所述多个凹部的大小调整成基本均等，
所述超声波加工用珩磨头包括多个加工打点，所述多个加工打点具有分别与所述多个凹部相对应的形状，并且，
在所述调整步骤中，所述多个加工打点的一部分与在所述形成步骤中形成的所述凹部群中的一部分凹部以重迭的方式与所述导光板接触。
2.一种导光板的制造方法，所述导光板用于将自端面入射的光从第一主面和第二主面射出，所述导光板的制造方法其特征在于，包括：
第一形成步骤，在所述第一形成步骤中，使规定的超声波加工用珩磨头与所述导光板的所述第一主面接触，形成用于偏转自所述端面入射的光的前进方向的包括多个凹部的第一凹部群；
第一调整步骤，在所述第一调整步骤中，使所述超声波加工用珩磨头与通过所述第一形成步骤形成在所述导光板的所述第一主面上的所述第一凹部群接触，从而将构成所述第一凹部群的所述多个凹部的大小调整为基本均等；
第二形成步骤，在所述第二形成步骤中，使所述超声波加工用珩磨头与所述导光板的所述第二主面接触，形成包括用于偏转自所述端面入射的光的前进方向的多个凹部的第二凹部群；以及
第二调整步骤，在所述第二调整步骤中，使所述超声波加工用珩磨头与通过所述第二形成步骤形成在所述导光板的所述第二主面上的所述第二凹部群接触，从而将构成所述第二凹部群的所述多个凹部的大小调整为基本均等，
所述超声波加工用珩磨头包括多个加工打点，所述多个加工打点具有分别与所述多个凹部相对应的形状，
在所述第一调整步骤中，所述多个加工打点的一部分以与构成在所述第一形成步骤中形成的所述第一凹部群的所述多个凹部中的一部分以重迭的方式与所述导光板接触，
在所述第二调整步骤中，所述多个加工打点的一部分以与构成在所述第二形成步骤中形成的所述第二凹部群的所述多个凹部中的一部分重迭的方式与所述导光板接触。
3.一种导光板，用于将自端面入射的光从主面射出，其特征在于，包括：
具有多个凹部的凹部群，所述多个凹部通过使规定的超声波加工用珩磨头与所述主面接触而形成，并且，所述多个凹部用于偏转自所述端面入射的光的前进方向，
在所述主面上形成所述凹部群后，所述凹部群与所述超声波加工用珩磨头接触而被调整为所述多个凹部的大小基本均等，
所述超声波加工用珩磨头包括多个加工打点，所述多个加工打点具有分别与所述多个凹部相对应的形状，并且，
所述凹部群与所述多个加工打点的一部分与构成所述凹部群的所述多个凹部中的一部分凹部以重迭的方式相接触而被调整。
4.一种导光板，用于将自端面入射的光从第一主面和第二主面射出，其特征在于，包括：
具有多个凹部的第一凹部群，构成所述第一凹部群的所述多个凹部通过使规定的超声波加工用珩磨头与所述第一主面接触而形成，用于偏转自所述端面入射的光的前进方向；以及
具有多个凹部的第二凹部群，构成所述第二凹部群的所述多个凹部通过使规定的超声波加工用珩磨头与所述第二主面接触而形成，用于偏转自所述端面入射的光的前进方向，
在所述第一主面上形成所述第一凹部群后，所述第一凹部群与所述超声波加工用珩磨头接触而被调整为构成该第一凹部群的所述多个凹部的大小基本均等，
在所述第二主面上形成所述第二凹部群后，所述第二凹部群与所述超声波加工用珩磨头接触而被调整为构成该第二凹部群的所述多个凹部的大小基本均等，
所述超声波加工用珩磨头包括多个加工打点，所述多个加工打点具有分别与所述多个凹部相对应的形状，
所述第一凹部群通过所述多个加工打点的一部分与构成该第一凹部群的所述多个凹部中的一部分凹部以重迭的方式相接触而被调整，
所述第二凹部群通过所述多个加工打点的一部分以与构成该第二凹部群的所述多个凹部中的一部分凹部以重迭的方式相接触而被调整。
5.一种发光牌，其特征在于，包括：
根据权利要求3所述的导光板；
光源，用于发出向所述导光板的所述端面入射的所述光；
扩散板，所述扩散板的一个主面形成为与所述导光板的主面对置；以及
显示板，在具有一定透光性的板上形成规定信息，并且，该板的一个主面被配置成与所述扩散板的另一个主面对置。
6.一种发光牌，其特征在于，包括：
根据权利要求4所述的导光板；
光源，用于发出向所述导光板的所述端面入射的所述光；
第一扩散板，所述第一扩散板的一个主面形成为与所述导光板的所述第一主面对置；
第二扩散板，所述第二扩散板的一个主面形成为与所述导光板的所述第二主面对置；
第一显示板，在具有一定透光性的板上形成规定信息，并且，该板的一个主面被配置成与所述第一扩散板的另一个主面对置；以及
第二显示板，在具有一定透光性的板上形成规定信息，并且，该板的一个主面被配置成与所述第二扩散板的另一个主面对置。
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