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TECHNISCHES GEBIET
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Die
Erfindung betrifft eine Lichtleiterplatte, die in einer planaren
Lichtquelle verwendet wird, welche ein Flüssigkristallanzeigepaneel
oder dergleichen beleuchtet. Die Erfindung betrifft auch eine planare
Lichteinheit, welche die Lichtleiterplatte aufweist, und betrifft
auch eine Anzeigevorrichtung, welche die planare Lichteinheit aufweist.
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VERWANDTE HERKÖMMLICHE
TECHNIK
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Flüssigkristallanzeigevorrichtungen
zur Bildanzeige werden verbreitet in Anzeigen von Mobiltelefonen,
persönlichen digitalen Assistenten (PDAs), mobilen Personal-Computer
(PCs), Geldausgabeautomaten (ATMs), etc. verwendet. Diese Flüssigkristallanzeigevorrichtungen
verwenden eine Hintergrundbeleuchtungseinheit, bei der ein Aufstrahlen von
Licht auf ein Flüssigkristallanzeigepaneel von dessen Rückseite
zur Anwendung kommt, um die Helligkeit des Anzeigebildschirms zu
verbessern.
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Die
Hintergrundbeleuchtungseinheit verwendet eine Lichtleiterplatte,
die Licht von einer Lichtquelle, z. B. einer Leuchtstofflampe oder
einer Leuchtdioden-(LED)-Lichtquelle leitet und das Licht zu einem
Flüssigkristallanzeigepaneel abstrahlt, und zwar von der
Gesamtoberfläche ihrer Lichtaustrittsfläche, die
dem Flüssigkristallanzeigepaneel zugewandt ist. Beispielsweise
wird im
japanischen Patent Nr.
3376508 eine Lichtleiterplatte vorgeschlagen, die eine
durchsichtige Substratschicht und eine Harzschicht aufweist, welche
ein Lichtstreuungsmuster aufweist und auf dem Harzsubstrat ausgebildet
ist, und schlägt auch eine planare Lichtquellenvorrichtung
vor, welche diese Lichtleiterplatte beinhaltet. Das durchsichtige Harzsubstrat,
das bei einer derartigen Lichtleiterplatte verwendet wird, wird
im Allgemeinen durch ein Spritzgießverfahren beispielsweise unter
Verwendung von Acryl- oder Polykarbonatharz hergestellt.
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INHALT DER ERFINDUNG
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Bei
dem zuvor beschriebenen herkömmlichen Verfahren müssen
jedoch die folgenden Probleme gelöst werden.
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Mit
der Lichtleiterplatte, bei der eine Harzschicht ein Lichtstreuungsmuster
aufweist und auf einem durchsichtigen Harzsubstrat ausgebildet ist, wird
ein Teil des Lichts, das durch das durchsichtige Harzsubstrat geleitet
wird, an der Grenzfläche zwischen der Harzschicht und dem
durchsichtigen Harzsubstrat reflektiert und kann nicht in die Harzschicht eintreten.
Demgemäß ist die Helligkeit von Licht, das von
der Lichtaustrittsfläche abgestrahlt wird, nicht ausreichend
groß.
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Es
wurde in letzter Zeit nachgefragt, dass Lichtleiterplatten dünner
sein sollten, damit das Gewicht und die Dicke der Endprodukte verringert
wird. Wenn LEDs, die Größenverringerungen gestatten, als
Lichtquelle verwendet werden, ist es insbesondere erforderlich,
dass die Dicke der Lichtleiterplatte entsprechend der Dicke der
LED-Lichtquelle verringert wird. Herkömmlicherweise werden
die meisten Lichtleiterplatten unter Verwendung eines Spritzgießverfahrens
hergestellt. Um eine Lichtleiterplatte, die eine große
Oberfläche, dabei jedoch verringerte Dicke aufweist, mittels
des Spritzgießverfahrens auszubilden, ist es erforderlich,
eine umfangreiche Größe aufweisende Spritzgießmaschine
mit großem Einspritzdruck zu verwenden, um das Harzmaterial
in die gesamte Form einzubringen. Die Verwendung einer derartigen
umfangreiche Größe aufweisenden Spritzgießmaschine
erhöht die Kosten der Anlage, was zu einer Erhöhung
der Herstellungskosten führt.
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Die
Erfindung erfolgte in Anbetracht der zuvor beschriebenen Probleme
des Standes der Technik. Demgemäß besteht ein
Ziel der Erfindung darin, eine Licht leiterglatte bereitzustellen,
bei der eine Harzschicht auf einem Substrat ausgebildet ist, wobei
eine Reflexion an der Grenzfläche zwischen dem Substrat
und der Harzschicht verringert ist, um eine große Helligkeit
an der Lichtaustrittsfläche zu erzielen, und die insbesondere
fähig ist, eine große Helligkeit zu bewerkstelligen,
sogar wenn ihre Dicke verringert wird. Ein weiteres Ziel der Erfindung
besteht darin, eine planare Lichteinheit bereitzustellen, welche die
Lichtleiterplatte der Erfindung aufweist. Noch ein weiteres Ziel
der Erfindung besteht darin, eine Anzeigevorrichtung bereitzustellen,
welche die planare Lichteinheit der Erfindung aufweist.
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Die
Erfindung stellt eine Lichtleiterplatte bereit, die eine Substratschicht
beinhaltet, welche aus einem lichtdurchlässigen Material
besteht und eine erste Fläche und eine zweite Fläche
aufweist, die entgegengesetzt zur ersten Fläche angeordnet
ist. Die Substratschicht weist weiter eine Umfangskantenfläche
auf, die sich zwischen Umfangskanten der ersten und zweiten Flächen
erstreckt. Die Substratschicht ist so konfiguriert, dass sie Licht
durch einen Teil der Umfangskantenfläche aufnimmt. Die
Lichtleiterplatte beinhaltet weiter eine Harzschicht, die auf der
ersten und/oder der zweiten Fläche der Substratschicht
ausgebildet ist. Die Harzschicht weist eine Mehrzahl von mikroskopischen
optischen Konfigurationen auf, die auf deren Oberfläche
ausgebildet sind, um eine Lichtwegumformung durchzuführen.
Der Brechungsindex der Harzschicht ist nicht geringer als derjenige
der Substratschicht.
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Bei
der Lichtleiterplatte der Erfindung ist der Brechungsindex der auf
der Substratschicht ausgebildeten Harzschicht gleich groß oder
größer eingestellt als der Brechungsindex der
Substratschicht. Daher tritt der überwiegende Teil des
durch die Substratschicht geleiteten Lichts auch in die Harzschicht ein,
ohne dass eine Totalreflexion von diesem an der Grenzfläche
zwischen der Harzschicht und der Substratschicht erfolgt, und tritt
aus der Lichtleiterplatte aus. Demgemäß kann eine
große Helligkeit an der Lichtaustrittsfläche der
Lichtleiterplatte erzielt werden.
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Die
Harzschicht kann aus einem durch Bestrahlung mit ultraviolettem
Licht aushärtenden Harz ausgebildet sein. In diesem Fall
wird eine Beschichtung aus durch ultraviolette Strahlung aushärtendem Harz
auf eine Fläche der Substratschicht aufgebracht, und der
Harzbeschichtung wird unter Verwendung eines Formwerkzeugs eine
gewünschte Konfiguration verliehen. Danach wird die Harzbeschichtung
durch Bestrahlen mit ultravioletter(UV)-Strahlung ausgehärtet,
um die Harzschicht auszubilden. Demgemäß kann
eine umfangreiche Größe und geringe Dicke aufweisende
Lichtleiterplatte zu verringerten Kosten problemlos hergestellt
werden.
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Die
Substratschicht kann aus einem filmförmigen Element hergestellt
sein. Dadurch kann eine geringe Dicke und umfangreiche Größe
aufweisende Lichtleiterplatte zu verringerten Kosten hergestellt werden.
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Außerdem
stellt die Erfindung eine planare Lichteinheit bereit, welche die
zuvor beschriebene Lichtleiterplatte und eine Lichtquelle beinhaltet,
die mindestens ein Leuchtdiodenelement aufweist, um Licht in die
Lichtleiterplatte auszusenden. Da die planare Lichteinheit die zuvor
beschriebene Lichtleiterplatte aufweist, ist es möglich,
geleitetes Licht in effizienter Weise aus der Lichtaustrittsfläche
der planaren Lichteinheit abzustrahlen, und es ist somit möglich,
eine große Helligkeit zu erzielen.
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Außerdem
stellt die Erfindung eine Anzeigevorrichtung, welche die zuvor beschriebene
planare Lichteinheit beinhaltet, und ein Bildanzeigepaneel bereit,
das an einer Seite der planaren Lichteinheit angeordnet ist, bei
der sie der Harzschicht zugewandt ist. Da die Anzeigevorrichtung
die zuvor beschriebene planare Lichteinheit aufweist, kann eine große
Helligkeit aufweisende Bildanzeigeeinrichtung erzielt werden.
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Das
Bildanzeigepaneel kann ein Flüssigkristallanzeigepaneel
sein.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Schnittansicht einer Ausführungsform einer Lichtleiterplatte
der Erfindung.
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2 ist
eine schematische Schnittansicht einer Anzeigevorrichtung, welche
die in 1 dargestellte Lichtleiterplatte verwendet.
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3 ist
ein Diagramm zur Erläuterung der Ausbreitung von Licht
in einer Lichtleiterplatte, die eine Substratschicht und Harzschichten
aufweist, wobei: Teil (a) die Ausbreitung von Licht in einer herkömmlichen
Lichtleiterplatte darstellt; und Teil (b) die Ausbreitung von Licht
in der Lichtleiterplatte der Erfindung darstellt.
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4 ist
ein Graph, welcher die Simulationsergebnisse der Helligkeitsverteilung
auf der Lichtaustrittsfläche der Lichtleiterplatte der
Erfindung darstellt, wobei die Beziehung zwischen dem Brechungsindex
n0 der Substratschicht und dem Brechungsindex n1 der Harzschicht
n0 < n1 ist.
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5 ist
ein Graph, welcher die Simulationsergebnisse eines zweiten Beispiels
der Helligkeitsverteilung auf der Lichtaustrittsfläche
der Lichtleiterplatte der Erfindung zeigt, wobei die Beziehung der Brechungsindizes
die gleiche wie im Fall von 4 ist.
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6 ist
ein Graph, der die Simulationsergebnisse der Helligkeitsverteilung
auf der Lichtaustrittsfläche der Lichtleiterplatte der
Erfindung darstellt, wobei die Beziehung der Brechungsindizes n0 =
n1 ist.
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7 ist
ein Graph, der die Simulationsergebnisse der Helligkeitsverteilung
auf der Lichtaustrittsfläche der Lichtleiterplatte der
Erfindung darstellt, wobei die Beziehung der Brechungsindizes n0 > n1 ist.
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8 ist
ein Graph, der die Simulationsergebnisse der Helligkeitsverteilung
auf der Lichtaustrittsfläche einer Lichtleiterplatte darstellt,
die als Referenz für einen Helligkeitsvergleich mit der
Lichtleiterplatte der Erfindung verwendet wird.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend detailliert
mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen erläutert. Es
sei angemerkt, dass der Maßstab der in der folgenden Erläuterung
verwendeten Figuren in geeigneter Weise verändert wurde,
um jedes Element in erkennbarer Größe darzustellen.
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Wie
in 1 dargestellt, weist eine Lichtleiterplatte 1 gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung eine Substratschicht 1a und
Harzschichten 1b auf, die auf den oberen und unteren Flächen
der Substratschicht 1a ausgebildet sind. Mindestens eine
der Harzschichten 1b weist eine Mehrzahl von mikroskopischen
optischen Konfigurationen auf, die auf deren Oberfläche
ausgebildet sind, um eine Lichtwegumformung durchzuführen.
Die Lichtleiterplatte 1 empfängt Licht von einer
Lichtquelle L durch eine Lichteintrittsfläche, die ein
Teil von deren Umfangskantenfläche ist, das Licht breitet
sich durch diese hindurch aus, und es wird aus einer Lichtaustrittsfläche
(bei der dargestellten Ausführungsform die obere Fläche) von
dieser abgestrahlt.
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Die
Substratschicht 1a und die Harzschichten 1b sind
beispielsweise aus durchsichtigem Polykarbonat- oder Acrylharz ausgebildet.
Die Lichtleiterplatte 1 weist eine ebene Plattenform auf,
die beispielsweise unter Verwendung eines Walzformverfahrens erzeugt
wird. Die Harzschichten 1b sind auf der Substratschicht 1a unter
Verwendung eines durch ultraviolette(UV)-Strahlung aushärtenden
Harzes ausgebildet.
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Um
die Substratschicht 1a unter Verwendung eines Walzformverfahrens
herzustellen, werden ein oberes Walzformwerkzeug und ein unteres Walzformwerkzeug
vorbereitet, und ein Harzfilm wird zwischen die oberen und unteren
Formwerkzeuge eingebracht und zwischen diesen unter Wärmeeinwirkung
gepresst, wodurch eine dünne filmförmige Substratschicht 1a hergestellt
wird. Die Dicke der Substratschicht 1a liegt beispielsweise
in der Größenordnung von 100 μm.
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Um
die Harzschichten 1b beispielsweise unter Verwendung eines
Formungsverfahrens für UV-aushärtendes Harz herzustellen,
wird eine Beschichtung aus UV-aushärtendem Harz sowohl
auf die Oberseite als auch die Unterseite der Substratschicht 1a aufgebracht,
und mikroskopische optische Konfigurationen werden auf der Harzbeschichtung unter
Verwendung eines Formwerkzeuges oder dergleichen ausgebildet. Weiter
wird die Harzbeschichtung mit ultravioletter Strahlung unter Verwendung
einer Hochdruck-Quecksilber-UV-Lampe oder dergleichen bestrahlt,
um das UV-aushärtende Harz auszuhärten, wodurch
Harzschichten 1b ausgebildet werden, die beträchtlich
dünner als die Substratschicht 1a sind.
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Es
sei angemerkt, dass Beispiele von verwendbaren UV-aushärtenden
Harzen photoreaktive organische Harze sind, z. B. Acryl-, Urethan-,
Urethanacrylat- und Epoxyacrylatharze sind.
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Die
zuvor beschriebenen mikroskopischen optischen Konfigurationen können
aus verschiedenen Konfigurationen ausgewählt sein, beispielsweise einer
Mehrzahl von konvexen Punkten oder konkaven Punkten, konvexen oder
konkaven Prismen, die jeweils eine V-förmige Querschnittkonfiguration
aufweisen, und Prismen, die jeweils eine Querschnittkonfiguration
eines schiefen Dreiecks aufweisen. Es sei angemerkt, dass bei dieser
Ausführungsform mikroskopische optische Konfigurationen
auf derjenigen Fläche der Harzschicht 1b ausgebildet
sind, die sich auf der Unterseite der Substratschicht 1a befindet.
Höhe und Teilungsabstände der mikroskopischen
optischen Konfigurationen sind im Hinblick auf die Größe
der Lichtleiterplatte 1 und einheitliche Helligkeit geeignet
festgelegt.
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Der
Brechungsindex der Harzschichten 1b ist gleich groß oder
größer eingestellt als derjenige der Substratschicht 1a.
Beispielsweise sind die Harzschichten 1b aus einem Polykarbonat-(PC)-Harz ausgebildet,
und ihr Brechungsindex n1 ist auf 1,589 eingestellt. Die Substratschicht 1a ist
aus einem Polymethylmethacrylat(PMMA; Acryl)-Harz ausgebildet und
ihr Brechungsindex n0 ist auf 1,490 eingestellt.
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Bei
der tatsächlichen Herstellung einer Lichtleiterplatte 1 zur
Verwendung in einem Mobiltelefon oder dergleichen wird eine eine
umfangreiche Größe aufweisende Platte, die wie
zuvor beschrieben hergestellt wird, mit einer Presse oder einer
Schneideinrichtung zerschnitten, um eine plattenförmige
Lichtleiterplatte vorbestimmter Gestalt zu erhalten.
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2 zeigt
eine Hintergrundbeleuchtungseinheit 3 in einer Anzeigevorrichtung 10 gemäß der Erfindung.
Die Hintergrundbeleuchtungseinheit 3 beinhaltet eine Mehrzahl
von Lichtquellen L, die jeweils mindestens ein (nicht dargestelltes)
LED Element aufweisen, eine Lichtleiterplatte 1, die Licht
von den Lichtquellen L empfängt, einem Streuungsfilm 4,
der oberhalb der Lichtleiterplatte 1 angeordnet ist, um Licht
von der Lichtleiterplatte 1 zu empfangen und dieses als
gleichmäßig verteiltes Licht nach oben abzustrahlen,
ein Paar von ersten und zweiten Prismenfilmen 6A und 6B,
die oberhalb des Streuungsfilms 4 angeordnet sind, um Licht
vom Streuungsfilm 4 zu empfangen und dieses als zu einem
Flüssigkristallanzeigepaneel 5 gerichtetes Beleuchtungslicht
nach oben abzustrahlen, und einen Reflexionsfilm 7, der unterhalb
der Lichtleiterplatte 1 angeordnet ist.
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In 2 sind
der Anzeigebildschirm des Flüssigkristallanzeigepaneels 5 und
die Lichtaustrittsfläche der Hintergrundbeleuchtungseinheit 3 so dargestellt,
dass sie nach oben weisen.
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Die
Lichtleiterplatte 1 ist durch eine (nicht dargestellte)
Halteeinrichtung fest angebracht, die ein weiteres Filmelement trägt,
beispielsweise einen Prismenfilm. Die Lichtleiterplatte 1 und
das Filmelement können mit einem doppelseitig beschichteten Klebeband
befestigt sein.
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Der
Streuungsfilm 4 wird dadurch erzeugt, dass Silica-Partikel
oder dergleichen in einem durchsichtigen Harz, z. B. einem Acrylharz
oder einem Polykarbonatharz fein verteilt werden.
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Der
erste Prismenfilm 6A und der zweite Prismenfilm 6A sind
durchsichtige filmförmige Elemente, die Licht vom Strreuungsfilm 4 sammeln
und dieses nach oben lenken. Die ersten und zweiten Prismenfilme 6A und 6B weisen
auf ihren Oberseiten eine Mehrzahl von zueinander parallelen länglichen Prismen
auf. Die jeweiligen Prismen der ersten und zweiten Prismenfilme 6A und 6B erstrecken
sich so, dass sie von oberhalb der Prismenfilme 6A und 6B gesehen,
d. h. in der Draufsicht, einander überkreuzen. Um eine
große Direktivität in Aufwärtsrichtung zu
erzielen, sind insbesondere die Prismen des ersten Prismenfilms 6A in
der Draufsicht in Richtung senkrecht zu der zuvor beschriebenen
optischen Achse ausgerichtet, und die Prismen des zweiten Prismenfilms 6B sind
in der Draufsicht parallel zur optischen Achse ausgerichtet.
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Der
Reflexionsfilm 7 ist eine dünne Metallschicht,
ein Metallfilm oder eine -folie, die lichtreflektierende Funktion
aufweist. Bei dieser Ausführungsform wird ein Film, der
mit einer aufgedampften Silberschicht versehen ist, als Reflexionsfilm 7 verwendet.
Es sei angemerkt, dass eine aufgedampfte Aluminiumschicht oder dergleichen
anstelle der aufgedampften Silberschicht verwendet werden kann.
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Bei
dieser Ausführungsform sind die Lichtquellen L weiße
Lichtquellen. Beispielsweise wird ein blaues (Wellenlänge λ 470–490
nm) LED-Element oder ein ultraviolettes (Wellenlänge λ:
weniger als 470 nm) LED-Element dadurch ausgebildet, dass eine Mehrzahl
von Halbleiterschichten aus einem Galliumnitrid-Verbindungshalbleiter
(z. B. ein InGaN-Verbindungshalbleiter) auf einem Isoliersubstrat,
z. B. einem Saphirsubstrat, übereinandergeschichtet ausgebildet
werden. Das LED-Element wird auf einem Substrat für eine
Lichtquelle montiert und mit einem Harzmaterial eingekapselt, um
eine LED-Lichtquelle zu bilden.
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Das
Harzmaterial, das verwendet wird, um das LED-Element einzukapseln,
wird dadurch ausgebildet, dass beispielsweise eine fluoreszierende YAG-Substanz
einem als Hauptbestandteil dienenden Silikonharz zugesetzt wird.
Die fluoreszierende YAG-Substanz wandelt blaues oder ultraviolettes Licht
vom LED-Element in gelbes Licht um, und durch den Farbmischungseffekt
wird weißes Licht erzeugt.
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Es
sei angemerkt, dass, neben zu den zuvor beschriebenen Elementen,
mancherlei andere LED-Elemente als weiße LEDs verwendet
werden können.
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Das
Flüssigkristallanzeigepaneel 5 ist ein durchlässiges
oder halbdurchlässiges Flüssigkristallanzeigepaneel.
Falls das Flüssigkristallanzeigepaneel 5 beispielsweise
ein halbdurchlässiges Flüssigkristallanzeigepaneel
ist, weist es einen Paneelkörper auf, der ein Flüssigkristallmaterial,
z. B. einen TN-Flüssigkristall oder einen STN-Flüssigkristall
aufweist, der mittels eines Dichtungsmittels in einem Spalt zwischen
einem oberen Substrat und einem unteren Substrat eingekapselt ist,
die jeweils eine durchsichtige Elektrodenschicht, einen Anpassungsfilm
und einen Polarisator aufweisen. Das halbdurchlässige Flüssigkristallanzeigepaneel 5 weist
weiter einen halbdurchlässigen Reflexionsfilm auf, der
sowohl lichtdurchlassende als auch lichtreflektierende Funktion
aufweist und der unterhalb des Paneelkörpers vorgesehen
ist.
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Nachfolgend
wird das Leiten von Licht durch die Lichtleiterplatte 1 und
das Abstrahlen von Licht aus dieser erläutert. Beispielsweise
erfolgt, falls der Brechungsindex der Harzschichten 1b geringer
als derjenige der Substratschicht 1a ist, wie in Teil (a) von 3 dargestellt,
eine Totalreflexion eines überwiegenden Teils des durch
die Substratschicht 1a geleiteten Lichts an der Grenzfläche
zwischen einer jeweiligen der Harzschichten 1b und der
Substratschicht 1a, und dieses kann nicht in die Harzschichten 1b eintreten.
Im Gegensatz dazu ist bei der Lichtleiterplatte 1 dieser
Ausführungsform der Brechungsindex der Harzschichten 1b gleich
groß oder größer als derjenige der Substratschicht 1a.
Daher tritt, wie in Teil (b) von 3 dargestellt,
Licht durch die Grenzfläche zwischen einer jeweiligen der
Harzschichten 1b und der Substratschicht 1a hindurch, um
in die Harzschichten 1b einzutreten. Somit tritt eine größere
Menge an Licht aus der Lichtaustrittsfläche aus. Da auf
einer Fläche der unteren Harzschicht 1b mikroskopische
optische Konfigurationen ausgebildet sind, kann die Lichtleiterplatte 1 in
effizienter Weise Licht von ihrer Lichtaustrittsfläche
(oberen Fläche) abstrahlen. Mit anderen Worten ist die
Beziehung zwischen den Brechungsindizes der Substratschicht 1a und
der Harzschichten 1b umgekehrt zum Fall eines optischen
Einschlusses eingestellt, bei dem die gleiche Brechungsindexbeziehung
wie bei Lichtleitfasern verwendet wird. Dadurch wird Licht, das
die Substratschicht 1a durchläuft, ein Eintreten
in die Harzschichten 1b ohne Weiteres gestattet, und somit
kann Licht, das in die Lichtleiterplatte 1 eintritt, in
effizienter Weise aus der Lichtaustrittsfläche abgestrahlt
werden.
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Wir
haben die durchschnittliche Helligkeit an der Lichtaustrittsfläche
und die Helligkeitsverteilung in der Ebene der Lichtaustrittsfläche
für verschiedene willkürlich eingestellte Brechungsindizes
der Substratschicht 1a und der Harzschichten 1b simuliert.
Die Simulationsergebnisse werden nachfolgend mit Bezug auf 4 bis 7 erläutert.
In jeder dieser Figuren zeigt der auf der linken Seite befindliche
Graph die Helligkeitsverteilung in der Ebene der Lichtaustrittsfläche,
und der auf der rechten Seite befindliche Graph zeigt die Menge
des austretenden Lichts bei jedem Teil der Lichtaustrittsfläche,
von deren Seite entlang der vertikalen Richtung gesehen, wie aus den
Figuren zu ersehen.
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4 bis 6 zeigen
jeweils die Simulationsergebnisse der Beispiele 1 bis 3 der Lichtleiterplatte 1 dieser
Ausführungsform. In Beispiel 1 wurde der Brechungsindex
n0 der Substratschicht 1a auf 1,49 eingestellt, und der
Brechungsindex n1 der Harzschichten 1b wurde auf 1,58 (n0 < n1) eingestellt.
In Beispiel 2 wurde der Brechungsindex n0 der Substratschicht 1a auf
1,49 eingestellt, und der Brechungsindex n1 der Harzschichten 1b wurde
auf 1,52 (n0 < n1)
eingestellt. In Beispiel 3 wurde der Brechungsindex n0 der Substratschicht 1a auf
1,58 eingestellt, und der Brechungsindex n1 der Harzschichten 1b wurde
auf 1,58 (n0 = n1) eingestellt.
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7 zeigt
die Simulationsergebnisse eines Vergleichsbeispiels, bei dem der
Brechungsindex n0 der Substratschicht 1a auf 1,58 eingestellt
war, und der Brechungsindex n1 der Harzschichten 1b auf 1,52
(n0 > n1) eingestellt
war.
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8 zeigt
die Simulationsergebnisse im Hinblick auf eine Lichtleiterplatte,
die lediglich eine Substratschicht 1a aufweist, die einen
Brechungsindex n0 von 1,58 hat, und zwar als Referenzbeispiel. Es
sei angemerkt, dass bei allen Beispiele der Reflexionsfilm 7 und
weitere Bestandteile gleiche Einstellungen aufwiesen.
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Die
Simulationsergebnisse ergaben, dass die Lichtleiterplatte 1 der
Erfindung in Bezug auf die durchschnittliche Helligkeit beträchtlich
verbessert wurde. Das heißt, wenn man die durchschnittliche Helligkeit
des Referenzbeispiels zu 100 annimmt, beträgt die durchschnittliche
Helligkeit des Vergleichsbeispiels 48,3, hingegen betragen die durchschnittlichen
Helligkeiten der Beispiele 1 und 2 (n0 < n1) 89,3 bzw. 93,2, und die durchschnittliche
Helligkeit von Beispiel 3 (n0 = n1) beträgt 99,2. Somit
wird die größte Helligkeit erzielt, wenn die Brechungsindexbeziehung
n0 = n1 beträgt (Beispiel 3). Ein Vergleich zwischen Beispielen
1 und 2 ergibt, dass eine größere Helligkeit bei
Beispiel 2 erzielt wird, bei dem die Brechungsindizes der Substratschicht 1a und
der Harzschichten 1b näher beieinander liegen
als in Beispiel 1.
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Somit
ist bei der Lichtleiterplatte 1 dieser Ausführungsform
der Brechungsindex der Harzschichten 1b, die auf der Substratschicht 1a ausgebildet
sind, gleich groß oder größer als der
Brechungsindex der Substratschicht 1a eingestellt. Daher
gestattet die Lichtleiterplatte 1, dass der überwiegende
Teil des durch die Substratschicht 1a geleiteten Lichts
in die Harzschichten 1b eintritt und aus der Lichtaustrittsfläche
austritt, ohne dass eine Totalreflexion des Lichts an der Grenzfläche
zwischen einer jeweiligen Harzschicht 1b und der Substratschicht 1a erfolgt.
Demgemäß gestattet die Lichtleiterplatte 1, dass
das geleitete Licht in effizienter Weise in die Harzschichten 1b eintritt
und aus der Lichtaustrittsfläche austritt, und somit kann
eine große Helligkeit an der Lichtaustrittsfläche
erzielt werden.
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Außerdem
sind die Harzschichten 1b durch einen Formungsverfahren
für UV aushärtendes Harz unter Verwendung eines
photoreaktiven Harzes ausgebildet, das bei Bestrahlung mit ultravioletter(UV)-Strahlung
aushärtet. Daher kann eine umfangreiche Größe
und geringe Dicke aufweisende Lichtleiterplatte ohne Weiteres zu
verringerten Kosten hergestellt werden. Speziell wird eine Substratschicht 1 beispielsweise
unter Verwendung eines sehr dünnen Elementes in der Größenordnung
von 100 μm Dicke ausgebildet, und ein UV-aushärtendes Harz
wird auf die Substratschicht 1a aufgebracht, um Harzschichten 1b auszubilden.
Mit diesem Verfahren kann eine sehr dünne Lichtleiterplatte 1 erzeugt
werden. Somit kann die Dicke einer Hintergrundbeleuchtungseinheit
und einer Anzeigevorrichtung, welche die Lichtleiterplatte 1 verwenden,
beträchtlich verringert werden. Spezieller kann die Lichtleiterplatte
der Erfindung für ein Mobiltelefon einer Größe
in der Größenordnung von 2 bis 3 Zoll mit einer
Dicke von 0,1 mm ausgebildet werden. Für eine Größe
eines Mobiltelefons in der Größenordnung von 4
bis 7 Zoll kann die Lichtleiterplatte mit einer Dicke von 0,2 bis
0,3 mm ausgebildet werden. Für eine Größe
eines Mobiltelefons in der Größenordnung von 8
bis 13 Zoll kann die Lichtleiterplatte mit einer Dicke von 0,4 bis
0,5 mm ausgebildet werden. Falls sie mittels des herkömmlichen
Spritzgießverfahrens hergestellt würden, wären
diese dünnen Lichtleiterplatten sehr kostspielig.
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Demgemäß kann
die Anzeigevorrichtung 10, welche die Lichtleiterplatte 1 aufweist,
in einer geringe Dicke und umfangreiche Größe
aufweisenden Struktur zu verringerten Kosten hergestellt werden, kann
jedoch dabei eine große Helligkeit aufweisende Bildanzeige
bereitstellen.
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Es
sei angemerkt, dass die Erfindung nicht notwendigerweise auf die
zuvor beschriebene Ausführungsform eingeschränkt
ist, sondern auf vielfältige Weise modifiziert werden kann,
ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
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Beispielsweise
sind bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform mikroskopische
optische Konfigurationen auf der Oberfläche der Harzschicht 1b angeordnet,
welche sich auf der Unterseite der Substratschicht 1a befindet.
Die auf der Oberseite der Substratschicht 1a befindliche
Harzschicht 1b kann ebenfalls mit mikroskopischen optischen
Konfigurationen versehen sein. In diesem Fall können die mikroskopischen
optischen Konfigurationen, die auf beiden Seiten der Substratschicht 1a ausgebildet sind,
gleich oder voneinander verschieden sein.
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Vom
Standpunkt eines Erzielens einer Erhöhung der Größe
und einer Verringerung der Dicke ist es zu bevorzugen, eine plattenförmige
Lichtleiterplatte 1 herzustellen, die eine Struktur aufweist,
welche eine Mehrzahl von Schichten beinhaltet, einschließlich
einer biegsamen filmförmigen Substratschicht 1a und
einer Harzschicht 1b, die auf mindestens einer Fläche
der Substratschicht 1a vorgesehen ist, wie zuvor beschrieben
wurde. Die Erfindung beinhaltet jedoch auch eine Lichtleiterplatte,
die eine nicht biegsame plattenförmige Substratschicht,
die durch ein Spritzgießverfahren hergestellt wird, und
eine Harzschicht aufweist, die auf einer Fläche der Substratschicht
mit der zuvor beschriebenen Brechungsindexbeziehung ausgebildet
ist.
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Es
wird zwar in der Hintergrundbeleuchtungseinheit der zuvor beschriebenen
Ausführungsform ein Streuungsfilm verwendet, jedoch kann
der Streuungsfilm weggelassen werden. Es werden zwar bei der zuvor
beschriebenen Ausführungsform zwei Prismenfilme verwendet,
jedoch kann die Hintergrundbeleuchtungseinheit lediglich einen einzigen Prismenfilm
aufweisen.
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Zwar
werden bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform ein
Flüssigkristall-Anzeigepaneel als Bildanzeigepaneel verwendet,
jedoch können andere Typen von Bildanzeigepaneelen verwendet
werden, beispielsweise elektronisches Papier. In diesem Fall ist
die planare Beleuchtungseinheit, welche die Lichtleiterplatte der
Erfindung beinhaltet, als von vorne her beleuchtende Beleuchtungseinheit
an der Vorderseite des Körpers des elektronischen Papiers
angeordnet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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