JP2003090919A

JP2003090919A - 導光板、導光板用金型及び導光板用金型の製造方法

Info

Publication number: JP2003090919A
Application number: JP2001281821A
Authority: JP
Inventors: Yoshinari Kawashima; 良成川島; Akira Koshimura; 章越村
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-09-17
Filing date: 2001-09-17
Publication date: 2003-03-28

Abstract

(57)【要約】【課題】導光板の部位による厚みの差を大きくせず、
量産しても製造工程における歩留まりが向上する導光
板、導光板用金型及び導光板用金型の製造方法を提供す
ること。【解決手段】入射光を導くための傾斜部１４４を備え
る導光板であって、前記入射光の入射側の端部１４１
と、この入射側と対向する対向側の端部１４２と、これ
ら入射側の端部と対向側の端部の間に形成され、前記傾
斜部を有する中間部１４３と、前記中間部の厚みが、前
記入射側の端部及び対向側の端部の厚みに比べ大きく形
成されていることで導光板１４０を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光源からの光を
所望の位置に導くための導光板、導光板用金型及び導光
板用金型の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、携帯情報端末装置に反射型液
晶ディスプレイが用いられている。このような反射型液
晶ディスプレイは、図１２に示すように構成されてい
る。図１２に示すように、反射型液晶ディスプレイ１０
は、タッチパネル１１，フロントライトユニット１２及
び反射型液晶素子（ＬＣＤ）１３を有している。そし
て、このフロントライトユニット１２は、ライトパイプ
１２ａを備えている。このライトパイプ１２ａは、その
両側に図示するように２つのＬＥＤ１２ｂ、１２ｃを備
えている。

【０００３】このようなライトパイプ１２ａに連接して
図１２に示すように導光板１４が配置されている。この
ため、ライトパイプ１２ａのＬＥＤ１２ｂ、１２ｃで発
光した点光源は、ライトパイプ１２ａによって線光源に
変化する。このライトパイプ１２ａの線状の光は、導光
板１４に入射し、導光板１４によって面光源に変化させ
られることになる。

【０００４】このように面状に広がった光は、例えば導
光板１４に下に配置されている反射型液晶素子（ＬＣ
Ｄ）１３の方向に、導光板１４によって導かれるように
なっている。このＬＣＤ１３では、目的の映像になるよ
うに光を反射し、反射された光は、導光板１３とタッチ
パネル１０を透過し、使用者に視認されるようになって
いる。

【０００５】このような働きをする導光板１４は、具体
的には図１３にしめすように構成されている。すなわ
ち、ライトパイプ１２ａから導光板１４内に入射した光
は、導光板１４に設けられた傾斜部１４ａによって下方
向であるＬＣＤ１３方向に導かれる。また、この傾斜部
１４ａは、ライトパイプ１２ａから離間するにしたがっ
て低くなり、且つ階段状に形成されている。このため、
ライトパイプ１２ａからの光はよりライトパイプ１２ａ
から離間する方向に広がりやすい構成となっている。そ
して、これがため、光がより均一にＬＣＤ１３へ導か
れ、反射型液晶ディスプレイ１０の使用者がＬＣＤ１３
の映像をより見やすくなっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような導光板１４
は、金型を用いて樹脂成形されるが、この導光板１４は
階段状に傾斜部１４ａが形成されるため、導光板１４の
厚みが不均一となってしまう。すなわち、図１３に示す
ように、導光板１４のライトパイプ１２ａ側の端部の厚
みが最も大であり、ライトパイプ１２ａから離間するに
したがい厚みが小となり、図において右側の端部の厚み
が最も小となるように構成されている。このように形成
されることは、導光板１４の機能上は優れているが製造
工程において歩留まりが悪くなり、量産上の問題となっ
ていた。

【０００７】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、導光板の部位による厚みの差を大き
くせず、量産しても製造工程における歩留まりが向上す
る導光板、導光板用金型及び導光板用金型の製造方法を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的は、請求項１の
発明によれば、入射光を導くための傾斜部を備える導光
板であって、前記入射光の入射側の端部と、この入射側
と対向する対向側の端部と、これら入射側の端部と対向
側の端部の間に形成され、前記傾斜部を有する中間部
と、を備え、前記中間部の厚みが、前記入射側の端部及
び対向側の端部の厚みに比べ大きく形成されていること
を特徴とする導光板により達成される。請求項１の構成
によれば、前記中間部の厚みが、前記入射側の端部及び
対向側の端部の厚みに比べ大きく形成されているので、
入射光は前記中間部の前記傾斜部で屈折し、若しくは導
光板全体に広がるようになっている。したがって、従来
のように階段状に前記傾斜部を形成するため、前記入射
側の端部の厚みを前記対向側の端部の厚みより著しく厚
くする必要がなく、両者の端部の厚み差が著しく縮まる
ことになり、量産しても歩留まりが向上する導光板とな
る。

【０００９】好ましくは、請求項２の発明によれば、請
求項１の構成において、前記入射側の端部の厚みと前記
対向側の端部の厚みが、略同一に形成されていることを
特徴とする導光板である。請求項２の構成によれば、前
記入射側の端部の厚みと前記対向側の端部の厚みが、略
同一に形成されているので、樹脂等の厚みがより均一と
なり、より量産上の歩留まりが向上する導光板となる。

【００１０】前記目的は、請求項３の発明によれば、入
射光を導くための傾斜部を備える導光板であって、前記
入射光の入射側の端部と、この入射側と対向する対向側
の端部と、これら入射側の端部と対向側の端部の間に形
成され、前記傾斜部を有する中間部と、を備え、前記中
間部の厚みが、前記入射側の端部と前記対向側の端部の
厚みと略同一に形成されていることを特徴とする導光板
により、達成される。請求項３の構成によれば、前記中
間部の厚みが、前記入射側の端部と前記対向側の端部の
厚みと略同一に形成されているので、樹脂等の厚みが均
一となり、量産上の歩留まりが著しく向上する導光板と
なる。

【００１１】前記目的は、請求項４の発明によれば、入
射光を導くための傾斜部用転写部を備える導光板用金型
であって、前記入射光の入射側の端部を転写する入射側
端部用転写部と、この入射側端部用転写部と対向する対
向側の端部を転写する対向側端部用転写部と、これら入
射側端部用転写部と対向側端部用転写部との間に形成さ
れ、前記傾斜部用転写部を有する中間部用転写部と、を
備え、前記中間部用転写部が前記入射側端部用転写部と
前記対向側端部用転写部に対して凹状に形成されている
ことを特徴とする導光板用金型により達成される。

【００１２】請求項４の構成によれば、前記中間部用転
写部が前記入射側端部用転写部と前記対向側端部用転写
部に対して凹状に形成されているので、この金型の前記
入射側端部用転写部と前記対向側端部用転写部の厚みに
大きな差がない。このため、成型機に、この導光板用金
型を組み立てる際、導光板金型が成形機に対して傾きに
くくなり、組み立て易くなる。また、この導光板用金型
で成形する導光板の量産上の歩留まりも向上する。

【００１３】前記目的は、請求項５の発明によれば、入
射光を導くための傾斜部を導光板に転写するための傾斜
部用転写部を形成する傾斜部用転写部形成工程を有する
導光板用金型の製造方法であって、前記傾斜部用転写部
形成工程が、前記傾斜部用転写部を切削加工で形成する
切削工程を含むと共に、前記切削工程では、治具を用い
て前記導光板用金型を傾けて傾斜部用転写部の切削加工
を行うことを特徴とする導光板用金型の製造方法により
達成される。

【００１４】請求項５の発明によれば、前記傾斜部用転
写部形成工程が、前記切削工程では、治具を用いて前記
導光板用金型を傾けて傾斜部用転写部の切削加工を行
う。このため、両端部である入射側端部用転写部と対向
側端部用転写部の厚みが略同一の導光板用金型であって
も前記傾斜部用転写部を切削加工で最も好ましい形状に
形成することができる。このため、成形された導光板の
傾斜部には前記最も好ましい形状の傾斜部用転写部の形
状が転写され、導光板の性能が向上する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を添付図面を参照しながら、詳細に説明する。尚、以下
に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるか
ら、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本
発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定す
る旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもので
はない。

【００１６】（第１の実施の形態）図１は、本発明の実
施の形態にかかる導光板を適用した携帯情報端末装置で
ある例えばＰＤＡ１００の全体を示す概略斜視図であ
る。ＰＤＡ１００は、全体が携帯用に小型に構成されて
いると共に、その表面には、具体的な情報を表示する表
示部１１０が配置されている。また、この表示部１１０
の図において下方には、ＰＤＡ１００に備え付けのタッ
チペン（図示せず）で接触するための各種のアイコンが
形成されているアイコン部１２０が配置されている。す
なわち、使用者が特定の情報を表示部１１０に表示させ
たい場合、当該情報のマークが付されているアイコンを
タッチペンで押すと、表示部１１０に当該情報が表示さ
れるようになっている。

【００１７】図２は、図１に示すＰＤＡ１００の概略分
解斜視図である。図２に示すように、表示部１１０及び
アイコン部１２０は、タッチパネル１３０に形成されて
いる。このタッチパネル１３０は、全体が板状の直方体
に成っている。また、このタッチパネル１３０の図２の
下方には、タッチパネル１３０と同様の大きさの導光板
１４０が配置され、その下方には、反射型液晶素子（Ｌ
ＣＤ）１５０が配置されている。そして、この導光板１
４０の一端側、図において左側の側面には、光源ユニッ
トであるライトパイプ１８０と２つのＬＥＤ１７０が配
置されている。

【００１８】具体的には、ライトパイプ１８０の両端の
短辺側には、ＬＥＤ１７０が２つ設けられ、このＬＥＤ
１７０の光がライトパイプ１８０内に導かれる。したが
って、ＬＥＤ１７０の点光源がライトパイプ１８０によ
って線光源に変換させる構成となっている。なお、導光
板１４０の下方の反射型液晶素子１５０が形成されてい
ない領域、すなわち、タッチパネル１３０のアイコン部
１２０が形成された領域に対応する領域には、反射板で
ある反射シート１６０が形成されている。この反射シー
ト１６０は、ライトパイプ１８０を含むリフレクタ内に
進入させることで、安定した反射光を得られることにな
る。

【００１９】ところで、導光板１４０は、例えば図３に
示すように構成されている。図３は図２に示す導光板１
４０の概略中央縦断面図である。この導光板１４０は、
全体が例えば透明なアクリル樹脂やアモルファスポリオ
レフィン系樹脂などの透明な樹脂で形成されている。そ
して、図において両端部に対して中間部が盛り上がるよ
うに凸状に形成されている。具体的には、図において左
側のライトパイプ１８０側の入射側端部１４１の厚みＬ
１と、この入射側に対向する対向側端部１４２の厚みＬ
２が略同一に形成されている。そして、これら入射側端
部１４１と対向側端部１４２の中間である中間部１４３
の厚みＬ３は、最高でＬ１及びＬ２より例えば０．２ｍ
程度厚く形成されている。

【００２０】したがって、この導光板１４０の厚みの
は、最も薄い部分である入射側端部１４１と対向側端部
１４２と、最も厚い部分である中間部１４３の中央部１
４３ａとの差が僅か０．２ｍｍ程度となる。これは、図
１３に示す従来の導光板１４の厚みの差が０．８ｍｍ以
上存在したことと比べ格段に厚みが均一化されたことに
なる。このため、後述する金型を用いて樹脂成形により
導光板１４０を量産する場合に、樹脂の不均一による歩
留まりの悪化が著しく改善することができることにな
る。

【００２１】また、導光板１４０の中間部１４３の表面
には、例えば鋸歯状の傾斜部１４３が形成されている。
この状態を示したのが図４であり、図４は、図３のＡ部
の概略拡大図である。図４に示すように傾斜部１４０に
は、図２に示すライトパイプ１８０から導光板１４０の
入射側端部１４１に入射された光を反射型液晶素子１５
０側に反射させるための光反射面１４４ａが形成されて
いる。また、前記光を導光板１４０の対向側端部１４２
に導く光拡散面１４４ｂも形成されている。そして、こ
れら光反射面１４１と光拡散面１４２は、ライトパイプ
１８０に向かって交互に配置されている。

【００２２】したがって、ライトパイプ１８０から入射
した光は、この光拡散面１４４ｂにより、導光板１４０
の対向側端部１４２まで導かれ、ライトパイプ１８０に
おける線光源が面光源へと変わることになる。また、光
反射面１４４ａでＬＣＤ１５０側に導かれた光はＬＣＤ
１５０によって所望の映像等になるように反射され、そ
の反射光は、導光板１４０の拡散面１４４ｂを透過し、
表示部１１０に表示されることになる。

【００２３】ところで、図４に示す反射面１４４ａと拡
散面１４４ｂとで形成される高さｈは、例えば６μｍ乃
至１０μｍで、漸次変化するように形成されている。ま
た、図４におけるピッチＣは、例えば０．３ｍｍ程度に
形成されている。

【００２４】本実施の形態の導光板１４０は以上のよう
に構成されるが、このような導光板１４０を製造する導
光板用金型等について、以下説明する。図５は、本実施
の形態にかかる導光板用金型２００を示す概略斜視図で
ある。図５に示す導光板用金型２００は、例えばステン
レスの上にＮｉ−Ｐ（ニッケル、リン）のメッキを施し
たものである。そして、導光板用金型２００は、両端部
が厚く形成され、その中間の表面に凹部が形成されてい
る。すなわち、図３の入射側端部１４１が形成される部
分に対応して図５に示すように入射側端部用転写部２４
１が配置され、図３の対向側端部１４２が形成される部
分に対応して対向側端部用転写部２４２が配置されてい
る。また、これら入射側端部用転写部２４１と対向側端
部用転写部２４２との厚みは略同一に形成されている。

【００２５】また、これら入射側端部用転写部２４１と
対向側端部用転写部２４２との間には、図３の中間部１
４３が形成されている部分に対応して中間部用転写部１
４３が凹状に形成されている。したがって、凹状の中間
部転写部１４３の最も深い部分は、前記入射側端部用転
写部２４１と対向側端部用転写部２４２とを結んだ仮想
線に対して図３と同様の０．２ｍｍの深さとなってい
る。さらに、図３の中間部１４３の表面に形成される傾
斜部１４４に対応して、図５の中間部用転写部２４３の
凹状の表面には傾斜部用転写部２４３ａが形成されてい
る。この傾斜部用転写部２４３ａは、具体的には図４に
示す光反射面１４４ａと光拡散面１４４ｂを形成するた
めの鋸状の溝等である。この傾斜部用転写部の鋸状の溝
等のエッジがシャープに形成されていないと、転写され
た導光板１４０の傾斜部１４４の鋸状の溝等もシャープ
に形成されないことになる。これでは、成形された導光
板１４０が必要とする光の指向性、輝度、透過性が不十
分となり、導光板１４０の不良の原因となり、量産上歩
留まりが悪化してしまう。

【００２６】そのため、本実施形態では、この導光板用
金型２００の傾斜部用転写部２４３ａを形成する際に、
鋸状の溝等をシャープにする切削加工を行う。この切削
加工により形成する傾斜部用転写部２４３ａは、具体的
には図４に示す光反射面１４４ａ及び光拡散面１４４ｂ
である。そして、このような光反射面１４４ａ及び光拡
散面１４４ｂを正確に形成するには、理論的には、例え
ば図６に示すような導光板を製造する必要がある。この
図６の矢印Ｃで示す部分は、図４に示すように形成され
ている。すなわち、導光板に面状に拡散するための光拡
散面１４４ｂと光を反射型液晶素子１５０側に反射させ
る光反射面１４４ａを精度良く配置されている。

【００２７】そして、図７は、このような導光板を形成
するための導光板金型である。しかし、図６に示す導光
板では、上述の図１１と同様に導光板の両端部の厚みが
不均一となる。すなわち、図６において光源側である左
端部の厚みが右端部の厚みに比べ厚くなるように構成さ
れてしまう。また、このような導光板を製造する導光板
用金型も図７に示すように一端側が他端側より厚みが厚
い構成となる。本実施の形態では、上述のように両端部
の厚みを略均一にするように構成し、且つ図７に示す導
光板用金型に形成されている傾斜部用転写部と同様の光
拡散面と光反射面を導光板に転写するため、図８に示す
ような治具２１０を使用する。

【００２８】具体的には、本実施の形態の導光板用金型
２００の切削加工を行う際、図８に示すような治具２１
０を用いて導光板用金型２００を角度θだけ傾ける。す
なわち、このように導光板用金型２００が角度θだけ傾
けて配置されているため、導光板用金型２００の傾斜部
用転写部２４３ａは、図７に示す導光板用金型の傾斜部
用転写部と同様の位置に置かれることになる。そして、
この状態で切削加工することにより、導光板用金型２０
０には、図７に示す導光板用金型の傾斜部用転写部と同
様の形状の傾斜部用転写部２４３ａが形成されることに
なる。

【００２９】したがって、このような傾斜部用転写部２
４３ａによって転写される導光板１４０には、図４に示
す光拡散面１４４ｂと光反射面１４４ａが正確に転写さ
れ、図６に示す導光板に形成される光反射面及び光拡散
面と同様の光拡散面１４４ｂと光反射面１４４ａとな
る。また、本実施の形態に係る導光板用金型２００の両
端部である入射側端部用転写部２４１と対向側端部用転
写部２４２の厚みを略同一に形成することもできる。

【００３０】このように形成された導光板用金型２００
を図９に示すような成型機２２０に配置するこのとき導
光板用金型２００の両端部である入射側端部用転写部２
４１と対向側端部用転写部２４２の厚みが略同一なの
で、導光板用金型２００が傾かず組み立て易くなる。ま
た、成形機２１０で成形する際に、導光板用金型２００
の傾斜部用転写部２４３ａの溝等が切削加工により最も
好ましい形状に形成されているので、転写された導光板
１４０の傾斜部１４４の溝等も形状も最も好ましい形状
にに成るので、光の指向性、輝度、透過性が十分な導光
板１４０が製造でき、量産上の歩留まりが著しく向上す
ることとなる。さらに、本実施の形態の導光板１４０，
導光板用金型２００等によれば、従来に比べ、導光板１
４０を薄くでき、且つ、その形状の自由度も高い導光板
１４０となる。

【００３１】（第２の実施の形態）図１０は、本発明の
第２の実施の形態にかかる導光板用金型３００を示す概
略斜視図である。本実施の形態にかかる導光板用金型３
００の構成の多くは第１の実施の形態の導光板用金型２
００と同様であるため、共通する構成は同一符号等と
し、以下相違点を中心に説明する。本実施の形態の導光
板用金型３００は、その中間部用転写部３４３が、第１
の実施の形態の導光板用金型２００と異なり、入射側端
部用転写部３４１や対向側端部用転写部３４２と略同一
の厚みとなっている。図１１は、図１０の中間部用転写
部３４３の表面に形成される傾斜部用転写部３４３ａの
一部の概略拡大図である。図１１に示すように、傾斜部
用転写部３４３ａの溝等の深さが直線的に（１次式）変
化するように構成することができる。

【００３２】本発明は、上述の各実施の形態や各変形例
に限定されない。さらに、上述の各実施の形態は、相互
に組み合わせて構成するようにしてもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、導
光板の部位による厚みの差を大きくせず、量産しても製
造工程における歩留まりが向上する導光板、導光板用金
型及び導光板用金型の製造方法を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る導光板を適用したＰ
ＤＡの全体構成を示す概略斜視図である。

【図２】図１のＰＤＡの概略分解斜視図である。

【図３】図２の導光板の概略中央縦断面図を示した図で
ある。

【図４】図３のＡ部拡大図である。

【図５】図１に示す導光板を成形する導光板用金型の概
略斜視図である。

【図６】好ましい光反射面及び光拡散面を有する導光板
の概略図である。

【図７】図６の導光板を形成するための導光板用金型を
示す概略斜視図である。

【図８】切削加工に際し、導光板用金型を治具で傾けて
配置した状態を示す概略説明図である。

【図９】図５の導光板用金型を成型機に配置した状態を
示す概略図である。

【図１０】本発明の第２の実施の形態にかかる導光板用
金型を示す概略斜視図である。

【図１１】図１０の導光板用金型の傾斜部用転写部の一
部の溝等を示す概略断面図である。

【図１２】従来の反射型液晶ディスプレイの構成を示す
概略分解斜視図である。

【図１３】図１２の反射型液晶ディスプレイの導光板の
作用等の説明図である。

【符号の説明】

１００・・・ＰＤＡ、１１０・・・表示部、１２０・・
・アイコン部、１３０・・・タッチパネル、１４０・・
・導光板、１４１・・・入射側端部、１４２・・・対向
側端部、１４３・・・中間部、１４３ａ・・・中央部、
１４４・・・傾斜部、１４４ａ・・・光反射面、１４４
ｂ・・・光拡散面、１５０・・・反射型液晶素子（ＬＣ
Ｄ）、１６０・・・反射シート、１７０・・・ＬＥＤ、
１８０・・・ライトパイプ、２００、３００・・・導光
板用金型、２４１，３４１・・・入射側端部用転写部、
２４２，３４２・・・対向側端部用転写部、２４３，３
４３・・・中間部用転写部、２４３ａ、３４３ａ・・・
傾斜部用転写部、２１０・・・治具、２２０・・・成型
機

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｂ２９Ｌ 31:00 Ｂ２９Ｌ 31:00 Ｆ２１Ｙ 101:02 Ｆ２１Ｙ 101:02 Ｆターム(参考） 2H038 AA55 BA06 2H091 FA23 FC29 LA12 4F202 AG21 AH81 AR12 CA30 CB01 CD18 CK11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入射光を導くための傾斜部を備える導光
板であって、前記入射光の入射側の端部と、この入射側と対向する対向側の端部と、これら入射側の端部と対向側の端部の間に形成され、前
記傾斜部を有する中間部と、前記中間部の厚みが、前記入射側の端部及び対向側の端
部の厚みに比べ大きく形成されていることを特徴とする
導光板。
【請求項２】前記入射側の端部の厚みと前記対向側の
端部の厚みが、略同一に形成されていることを特徴とす
る請求項１に記載の導光板。
【請求項３】入射光を導くための傾斜部を備える導光
板であって、前記入射光の入射側の端部と、この入射側と対向する対向側の端部と、これら入射側の端部と対向側の端部の間に形成され、前
記傾斜部を有する中間部と、を備え、前記中間部の厚みが、前記入射側の端部と前記対向側の
端部の厚みと略同一に形成されていることを特徴とする
導光板。
【請求項４】入射光を導くための傾斜部用転写部を備
える導光板用金型であって、前記入射光の入射側の端部を転写する入射側端部用転写
部と、この入射側端部用転写部と対向する対向側の端部を転写
する対向側端部用転写部と、これら入射側端部用転写部と対向側端部用転写部との間
に形成され、前記傾斜部用転写部を有する中間部用転写
部と、を備え前記中間部用転写部が前記入射側端部用転
写部と前記対向側端部用転写部に対して凹状に形成され
ていることを特徴とする導光板用金型。
【請求項５】入射光を導くための傾斜部を導光板に転
写するための傾斜部用転写部を形成する傾斜部用転写部
形成工程を有する導光板用金型の製造方法であって、前記傾斜部用転写部形成工程が、前記傾斜部用転写部を
切削加工で形成する切削工程を含むと共に、前記切削工程では、治具を用いて前記導光板用金型を傾
けて傾斜部用転写部の切削加工を行うことを特徴とする
導光板用金型の製造方法。