【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置の照明として用いられる導光板の製造方法及び導光板製造装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示装置等に用いられるフロントライト等の照明装置は、導光板とその側端面に配設された光源とを基本構成としており、導光板側端面から導入した光を、導光板の出射面と反対側の面に形成したプリズム形状により反射させて出射面から出射させることで、液晶パネル等の被照明体を照明するようになっている(例えば特許文献1)。
図12Aは、これら従来の照明装置を備えた液晶表示装置の断面構造を示す図である。図12Bは、図12Aに示す導光板の製造方法を説明する説明図である。
【0003】
図12Aに示す液晶表示装置は、液晶パネル120とその図示上面側に配設されたフロントライト110とから構成されている。フロントライト110において、符号112は導光板、符号113はバー導光体、符号115はLED(発光ダイオード)である。また導光板112の上面に、緩斜面部114aと急斜面部114bとからなる断面三角形状の突条114が連続的に形成されている。また、液晶パネル120において、符号121は上基板、符号122は下基板、符号123は液晶層、符号124はシール材である。また、液晶パネル120には図示略の反射板が下基板122に装着されている。
【0004】
上記の導光板112の製造方法としては、射出成型法が好適に用いられている。すなわち、図12Bに示すように、上型201と下型202により形成されるキャビティ203内に耐熱性透明樹脂を射出し、樹脂が冷却固化されてから上型201,202と下型とを分割することによって導光板112が得られる。導光板112の突条114を構成する緩斜面部114a及び急斜面部114bがいずれも上型201の方向に向き、更に突条114の頂部をなす角度が90°以上の鈍角なので、突条114と上型201の型面204とが干渉することなく、上型201から導光板112を容易に取りはずすことができる。
【0005】
【特許文献1】
特開平11−109347号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の導光板112の製造方法は、キャビティ204への樹脂の射出、樹脂の冷却固化、上型201及び下型202の分割、といった一連の工程を要するため、導光板112を連続的に製造することができず、量産性に劣るという問題があった。
【0007】
また、最近では、図13Aに示すようなフロントライト用の導光板212が開発されている。この導光板212は、下面に緩斜面部214aと急斜面部214bとからなる断面三角形状の突条214が連続的に形成されて構成されている。突条214は、緩斜面214aが下側を向き、急斜面214bが上側を向くように形成されている。すなわち、緩斜面212a及び急斜面212bが相互に折り返す形で連続的に形成されている。このような構成により、導光板212の下面が光の出射面212bになっている。
【0008】
上記の導光板212を上型301及び下型302を用いる従来の射出成型法により製造しようとすると、図13Bに示すように、緩斜面212aと急斜面212bとが連続的に相互に折り返して形成され、しかも突条214の頂部をなす角が90°以下の鋭角であるため、突条214の急斜面部212bと下型302の型面303とが干渉し、下型302から導光板212を取り外すのが困難になるという問題があった。
【0009】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、量産性に優れるとともに、型と導光板とを干渉させずに容易に取り外し可能な導光板製造装置及び導光板の製造方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の導光板製造装置は、周面に型面が形成されて一方向に回転駆動される円筒状の転写型ローラと、該転写型ローラの型面に紫外線硬化樹脂組成物を塗布する原料塗布部と、該原料塗布部の前記回転方向下流側にあって前記紫外線硬化樹脂組成物に透明フィルムを積層するとともに前記紫外線硬化樹脂組成物を前記型面に押し付ける押付ローラと、該押付ローラの前記回転方向下流側にあって前記紫外線硬化樹脂組成物に紫外線を照射する光源と、該光源の前記回転方向下流側にあって前記透明フィルム及び前記紫外線硬化樹脂組成物を前記型面から剥離する剥離ローラとから構成されることを特徴とする。
【0011】
本発明の導光板製造装置は、転写型ローラを回転駆動させることで、導光板の原料となる紫外線硬化樹脂組成物を連続的に供給し、更に型面に押し付けて紫外線で硬化させることで紫外線硬化樹脂組成物を連続的に硬化成形し、更に紫外線硬化樹脂組成物を型面から連続的に剥離するので、紫外線硬化樹脂組成物が硬化成形されてなる導光板を連続的に生産できる。
【0012】
また本発明の導光板製造装置は、先に記載の導光板製造装置であり、前記原料塗布部と前記押付ローラと前記光源と前記剥離ローラとが前記転写型ローラの外周側に固定されていることを特徴とする。
【0013】
かかる構成により、転写型ローラのみを回転させることで、転写型ローラ上の紫外線硬化樹脂組成物に対して紫外線照射や型面からの剥離等の工程を連続的に行うことが可能となり、導光板を効率よく量産でき、また製造装置自体のエネルギー消費が少なくて済み、更に製造装置の接地面積も小さくできる。
【0014】
また本発明の導光板製造装置は、先に記載の導光板製造装置であり、前記型面には前記型面を構成する転写面が形成され、該転写面には、複数の突条型が前記回転方向に沿って設けられ、前記突条型は緩斜面部と急斜面部とが頂部において接することにより形成され、かつ前記緩斜面部が前記型面の外側を向き、前記急斜面部が前記型面の内側を向いて設けられていることを特徴とする。
【0015】
上記の導光板製造装置によれば、前記突条型に対応する複数の突条を有するプリズム面を前記紫外線硬化樹脂組成物に形成することができる。また、プリズム面の突条を、緩斜面部に対応する緩斜面と、急斜面部に対応する急斜面とから形成することができる。
【0016】
また本発明の導光板製造装置は、先に記載の導光板製造装置であり、前記光源が、前記透明フィルム及び前記紫外線硬化樹脂組成物を挟んで前記転写型ローラと対向する位置にあることを特徴とする。
【0017】
かかる構成により、紫外線硬化樹脂組成物を転写型ローラと透明フィルムとの間に挟んだ状態で、前記透明フィルムを介して紫外線を照射される。これにより、紫外線硬化樹脂組成物を転写型ローラに密着させたまま硬化させることができ、紫外線硬化樹脂組成物に型面の形状を精度良く転写させることができる。
【0018】
また本発明の導光板製造装置は、先に記載の導光板製造装置であり、前記剥離ローラに、前記透明フィルムを内側にして前記透明フィルム及び前記紫外線硬化樹脂組成物が巻き掛けられることを特徴とする。
【0019】
かかる構成により、転写型ローラから透明フィルム及び紫外線硬化樹脂組成物を、転写型ローラの回転方向の反対側に引き出させることができ、剥離の際に紫外線硬化樹脂組成物に形成された急斜面と型面の急斜面部の干渉が防止される。
【0020】
次に本発明の導光板の製造方法は、周面に型面が形成されてなる円筒状の転写型ローラを一方向に回転駆動させつつ、前記回転方向最上流位置において前記型面に紫外線硬化樹脂組成物を塗布し、次に前記紫外線硬化樹脂組成物に透明フィルムを積層するとともに、前記紫外線硬化樹脂組成物を前記型面に押し付け、次に前記紫外線硬化樹脂組成物に紫外線を照射し、次に前記回転方向最下流位置において前記透明フィルムと前記紫外線硬化樹脂組成物を前記型面から剥離することを特徴とする。
【0021】
本発明の導光板の製造方法は、転写型ローラを回転駆動させることで、導光板の原料となる紫外線硬化樹脂組成物を連続的に供給し、更に型面に押し付けて紫外線で硬化させることで紫外線硬化樹脂組成物を連続的に硬化成形し、更に紫外線硬化樹脂組成物を型面から連続的に剥離する。このようにして、紫外線硬化樹脂組成物が硬化成形されてなり、型面に対応する形状からなるプリズム面を備えた導光板を連続的に生産できる。
【0022】
また本発明の導光板の製造方法は、先に記載の導光板の製造方法であり、前記透明フィルム及び前記紫外線硬化樹脂組成物を前記転写型ローラの回転方向の反対方向に引き出して剥離することを特徴とする。
【0023】
かかる構成により、剥離の際に紫外線硬化樹脂組成物の型面による変形を防止できる。
【0024】
また本発明の導光板の製造方法は、先に記載の導光板の製造方法であり、前記型面には、複数の突条型が前記回転方向に沿って設けられ、前記突条型は緩斜面部と急斜面部とが頂部において接することにより形成され、かつ前記緩斜面部が前記転写面の外側を向き、前記急斜面部が前記転写面の内側を向いて設けられ、前記透明フィルム及び前記紫外線硬化樹脂組成物を、前記急斜面部の延長方向よりも前記回転方向反対側に引き出すことを特徴とする。
【0025】
かかる構成により、剥離の際に、紫外線硬化樹脂組成物に形成された急斜面と急斜面部との干渉が防止され、紫外線硬化樹脂組成物に形成された突条の変形が防止される。
【0026】
また本発明の導光板の製造方法は、先に記載の導光板の製造方法であり、前記透明フィルムと前記紫外線硬化樹脂組成物を前記型面から剥離させた後に前記紫外線硬化樹脂組成物を完全に硬化させることを特徴とする。
【0027】
かかる構成により、剥離時には紫外線硬化樹脂組成物が完全に硬化していないため、透明フィルム及び紫外線硬化樹脂組成物を型面から容易にめくり上げて剥離させることができる。
【0028】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態を図面を参照して説明する。図1〜図4に本実施形態の導光板製造装置1を示す。図1は、導光板製造装置1の全体構成を示す側面模式図であり、図2は導光板製造装置1に備えられた転写型ローラ2の斜視図であり、図3は転写型ローラ2の構成を説明する模式図である。また図4は導光板製造装置1の剥離ローラ6の近傍を示す拡大模式図である。
【0029】
図1に示すように、本実施形態の導光板製造装置1は、転写型ローラ2と、原料塗布部3と、押付ローラ4と、光源5と、剥離ローラ6とを主体として構成されている。転写型ローラ2は、図示略の駆動手段に接続されており、当該駆動手段によって図中矢印Aに示す回転方向に回転駆動される。原料塗布部3は転写型ローラ2の図中下側に配置されている。押付ローラ4は、原料塗布部3よりも回転方向Aの下流側に配置されている。また光源5は、押付ローラ4よりも回転方向Aの下流側に配置されている。更に剥離ローラ6は、光源5よりも回転方向Aの下流側に配置されている。そして、原料塗布部3と押付ローラ4と光源5と剥離ローラ6とが転写型ローラ2の外周側にそれぞれ固定されている。
【0030】
上記の構成により、転写型ローラ2の回転方向に沿って原料塗布部3、押付ローラ4、光源5、剥離ローラ6が順次配置されることになる。また、原料塗布部3、押付ローラ4、光源5及び剥離ローラ6が転写型ローラ2の外周側に固定されているため、転写型ローラ2に対するこれら各部材の相対位置が変化することがない。
【0031】
転写型ローラ2の周面には型面2aが形成されている。原料塗布部3は転写型ローラ2の型面2aに紫外線硬化樹脂組成物8を塗布する。押付ローラ4は、塗布済みの紫外線硬化樹脂組成物8に透明フィルム7を積層するとともに紫外線硬化樹脂組成物8を型面2aに押し付ける。光源5は、紫外線硬化樹脂組成物8に紫外線を照射する。そして、剥離ローラ6は、透明フィルム7及び紫外線硬化樹脂組成物8を型面2aから剥離させる。
【0032】
上記の導光板製造装置1によれば、転写型ローラ2を回転駆動させることで、導光板の原料となる紫外線硬化樹脂組成物8を連続的に塗布し、更に紫外線硬化樹脂組成物8を型面2aに押し付けさせて紫外線で硬化させることで紫外線硬化樹脂組成物8を連続的に硬化成形させ、成形後の紫外線硬化樹脂組成物8を型面2aから連続的に剥離させる。これにより、紫外線硬化樹脂組成物8を連続的かつ所定の形状に硬化成形することが可能になる。
【0033】
転写型ローラ2は、図1及び図2に示すように、回転軸21aを中心として一方向Aに回転駆動されるもので、ローラ本体21に転写型22が巻き付けられて構成されている。転写型22の表面が転写型ローラ2の型面2aになる。型面2aには複数の突条型24が設けられている。各突条型24は、回転方向Aに沿って相互に隣接して配置されている。各突条型24は緩斜面部24aと急斜面部24bとが頂部24cにおいて接して形成され、緩斜面部24aが回転方向A前方側に、急斜面部24bが回転方向A後方側に配置されて構成されている。また、緩斜面部24aが型面2aの外側を向き、急斜面部24bが型面2aの内側を向くように構成されている。
【0034】
転写型ローラ2を構成するローラ本体21は、直径300〜600mm、長さ600〜1200mmの円柱状の部材であり、金属、樹脂などから形成されている。また転写型22は厚みが約0.08〜0.15mm程度の金属板などから形成されている。ローラ本体21に転写型22を巻き付けることにより、転写型ローラ2の直径は300〜600mm程度とされる。また転写型ローラ2の回転速度は15〜60r.p.m(回/分)程度とされている。
【0035】
次に図3の上側には、ローラ本体21と、ローラ本体21に装着前の転写型22を示している。装着前の転写型22は略平板状の基板から構成されている。基板の一面(図中上面)には、転写型22がローラ本体21に装着されたときに型面2aとなる転写面22aが形成されている。転写面22aには、緩斜面部24aと急斜面部24bとからなる複数の突条型24が相互に隣接して設けられている。突条型24は縦断面くさび状に形成されている。また、緩斜面部24a及び急斜面部24bは、転写面22aの水平基準面zに対して傾斜して形成されており、急斜面部24bの傾斜角度が緩斜面部24aよりも急になっている。
【0036】
また、緩斜面部24aは、転写面22aの水平基準面zに対して傾斜角θ1を有して形成され、急斜面部24bは傾斜角θ2を有して形成されており、両者の傾斜方向は水平基準面zの法線に対して同一方向とされている。すなわち、緩斜面部24aが転写面22aの外側を向き、急斜面部24bが転写面22aの内側を向くように形成されている。
緩斜面部24aの傾斜角θ1は、水平基準面zに対して0.5°以上5°以下の範囲とされ、急斜面部24bの傾斜角θ2は40°以上60°以下の範囲とされている。
【0037】
また、突条型24のピッチP(突条の頂点部の間隔)は転写面22a内でほぼ一定とされている。更に、突条型24の高さh(水平基準面zと、突条頂部との距離)も転写面22a内で一定とされている。尚、突条型24のピッチP及び高さhは、必ずしも転写面22a内で一定とする必要はなく、これらを変化させて突条型24を形成しても本発明の技術範囲を超えるものではない。また、各突条型24の傾斜角度θ1及びθ2を変化させても本発明の技術範囲を超えるものではない。
【0038】
そして、図3の下方に示すように、上記構成の転写型22をローラ本体21に巻き付けることで、転写型ローラ2が形成される。転写型22は、ローラ本体21に巻き付けられる際に、突条型24同士のピッチPが広げられた状態で装着される。すなわち、突条型24の急斜面部24bと、この急斜面部24bに隣接する他の突条型24の緩斜面部24aとのなす角度が広げられる。こうすることで、型面2a上で硬化成形された紫外線硬化樹脂組成物8が剥離されやすくなる。
【0039】
そして図1に示すように、転写型ローラ2には、紫外線硬化樹脂組成物8と透明フィルム7とが巻き付けられる。紫外線硬化樹脂組成物8は、原料塗布部3から剥離ローラ6に至るまで間の転写型ローラ2上に置かれ、透明フィルム7は、押付ローラ4から剥離ローラ6に至るまでの間の転写型ローラ2上に置かれる。これら紫外線硬化樹脂組成物8と透明フィルム7は、転写型ローラ2が回転駆動されることで、原料塗布部3から剥離ローラ6に向けて連続的に送り出される。
【0040】
次に図1に示すように、原料塗布部3は、塗布ローラ3aと原料貯留部3bとから概略構成されている。塗布ローラ3aは、転写型ローラ2の型面2aに対向して配置されている。塗布ローラ3aは、図示略の駆動手段に接続されており、図1の矢印B方向に回転駆動される。原料貯留部3bは、塗布ローラ3aの下方に配置されており、塗布ローラ3aの一部が原料貯留部3bに収納されている。また、原料貯留部3bには紫外線硬化樹脂組成物8が貯留されている。
【0041】
塗布ローラ3aが回転することにより、原料貯留部3bにある紫外線硬化樹脂組成物8が塗布ローラ3aの周面に付着して巻き上げられ、更に転写型ローラ2近傍まで運ばれて型面2aに塗布される。型面2aに対する塗布量は、製造しようとする導光板の厚み、紫外線硬化樹脂組成物8の粘度若しくは塗布ローラ3aと転写型ローラ2の相対回転速度等に左右されるが、転写ローラ上に0.6〜1.2mmの厚みで塗布される程度が好ましい。
【0042】
ここで塗布される紫外線硬化樹脂組成物8は、例えば、アクリル系樹脂を主成分とするものがよい。また、この紫外線硬化樹脂組成物8は硬化速度の遅いものがよい。硬化速度が大きいと、光源5における紫外線照射によって紫外線硬化樹脂組成物8自体が完全に硬化してしまい、剥離ローラ6による剥離が困難になるので好ましくない。
また紫外線硬化樹脂組成物8が硬化することにより紫外線硬化樹脂が得られるが、この紫外線硬化樹脂が導光板として機能するためには、紫外線硬化樹脂の屈折率が1.41程度となることが好ましい。
【0043】
次に図1に示すように、押付ローラ4は、原料塗布部3の回転方向A下流側に位置して、転写型ローラ2の型面2aに対向して配置されている。押付ローラ4は所定の付勢力をもって転写型ローラ2側に付勢されている。また押付ローラ4には透明フィルム7が順次供給されている。透明フィルム7は、押付ローラ4に巻き付けられ、押付ローラ4と紫外線硬化樹脂組成物8との間に挿入される。押付ローラ4が転写型ローラ2側に付勢されているため、透明フィルム7が紫外線硬化樹脂組成物8に圧着されるとともに、紫外線硬化樹脂組成物8が型面2aに押し付けられる。
【0044】
また、透明フィルム7は、厚さ50〜100μm程度の長尺の樹脂フィルムであり、紫外線に対して透過性を有しているものが好ましく、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネートなどからなることが好ましい。
【0045】
次に図1に示すように、光源5は、押付ローラ4の回転方向A下流側にあり、転写型ローラ2の型面2aに対向して配置されている。光源5は、紫外線硬化樹脂組成物8に紫外線を照射するもので、透明フィルム7及び紫外線硬化樹脂組成物8を挟んで転写型ローラ2と対向する位置に配置されている。尚、図1に示す光源5は、押付ローラ4と剥離ローラ6のほぼ中間に位置しているが、押付ローラ4側、剥離ローラ6側のいずれかに片寄って配置されていても良い。
【0046】
光源5から照射された紫外線は、透明フィルム7を透過して紫外線硬化樹脂組成物8に照射される。このような構成とすることで、型面2aと透明フィルム7との間に紫外線硬化樹脂組成物8を挟んだ状態で紫外線を照射させ、紫外線硬化樹脂組成物8を型面2aに密着させたまま硬化させることができ、転写型型面2aの形状を紫外線硬化樹脂組成物8に精度良く転写させることができる。
【0047】
尚、紫外線照射後の紫外線硬化樹脂組成物8は、上述したように硬化速度が比較的遅いために、剥離ローラ6に至るまでの間で徐々に硬化され、剥離ローラ6によって型面2aから剥離されてから完全に硬化される。
【0048】
次に、図1に示すように、剥離ローラ6は、光源5の回転方向A下流側に位置して、転写型ローラ2の型面2aに対向して配置されている。剥離ローラ6は、透明フィルム7及び紫外線硬化樹脂組成物8を型面2aから剥離するもので、図示略の駆動手段に接続されており、図1の矢印C方向に回転駆動される。また、剥離ローラ6の直径は30〜60mmの範囲に設定されている。
【0049】
また、図1及び図4に示すように、剥離ローラ6には、透明フィルム7を内側にして透明フィルム7及び紫外線硬化樹脂組成物8が巻掛けられる。透明フィルム7及び紫外線硬化樹脂組成物8は、剥離ローラ6によって転写型ローラ2の回転方向Aの反対方向に引き出される。このとき、紫外線硬化樹脂組成物8が、型面2aの急斜面部24bと干渉しない方向、すなわち急斜面部24bの延長方向よりも回転方向A反対側に引き出されることが好ましい。透明フィルム7及び紫外線硬化樹脂組成物8の引出方向は、剥離ローラ6の直径、剥離ローラ6と型面2aとの距離などを調整することで決めることができる。
【0050】
上記の構成により、透明フィルム7及び紫外線硬化樹脂組成物8を型面2aからめくり上げて剥離させることができる。特に、急斜面部24bに対して紫外線硬化樹脂組成物8が干渉しない方向に引き出すことで、紫外線硬化樹脂組成物8が変形されるおそれがない。
【0051】
次に、上記の導光板製造装置1を用いて導光板を製造する方法について説明する。
まず、図1に示すように、型面2aが形成された転写型ローラ2を図中矢印Aの方向に15〜60r.p.m.(回/分)の回転速度で回転させる。次に原料塗布部3により、紫外線硬化樹脂組成物8を型面2aに連続的に塗布する。紫外線硬化樹脂組成物8の塗布厚は0.6〜1.2mm程度がよい。
【0052】
次に、押付ローラ4に透明フィルム7を供給し、押付ローラ4と塗布済みの紫外線硬化樹脂組成物8との間に透明フィルム7を挿入させ、透明フィルム7を紫外線硬化樹脂組成物8上に積層する。このとき、押付ローラ4が転写型ローラ2側に付勢されているため、透明フィルム7と紫外線硬化樹脂組成物8とが密着し、更に紫外線硬化樹脂組成物8が型面2aに押し付けられる。
【0053】
次に、光源5から紫外線硬化樹脂組成物8に紫外線を照射する。紫外線は、透明フィルム7を透過して照射される。
【0054】
次に、剥離ローラ6により、透明フィルム7と紫外線硬化樹脂組成物8とを型面2aから剥離させる。剥離する際には、図1及び図4に示すように、透明フィルム7及び紫外線硬化樹脂組成物8を、転写型ローラ2の回転方向Aの反対方向に引き出す。特に、紫外線硬化樹脂組成物8が、型面2aの急斜面部24bと干渉しない方向、すなわち急斜面部24bの延長方向よりも回転方向A反対側に引き出すことが好ましい。こうすることで、紫外線硬化樹脂組成物8が急斜面部24bによって変形されるおそれがない。
【0055】
尚、紫外線照射後の紫外線硬化樹脂組成物8は、上述したように硬化速度が比較的遅いために、光源5から剥離ローラ6に至るまでの間で徐々に硬化され、剥離ローラ6によって型面2aから剥離された後に完全に硬化されて、導光板を構成する紫外線硬化樹脂9となる。このため、紫外線硬化樹脂組成物8を型面2aから剥離する際には、紫外線硬化樹脂組成物8自体に柔軟性が残っているので、剥離ローラ6で紫外線硬化樹脂組成物8を回転方向Aの反対方向に引き出した場合でも紫外線硬化樹脂組成物8が割れるおそれがない。
【0056】
また、紫外線硬化樹脂9には、型面2aの形状が転写されてなる成形面9aが形成される。成形面9aには、突条型24が転写されてなる突条14が形成される。突条14は、緩斜面部24aが転写されてなる緩斜面14aと、急斜面部24bが転写されてなる急斜面14bとにより構成される。この成形面9aが導光板のプリズム面になる。
【0057】
そして、紫外線硬化樹脂9を所定の長さに切断し、さらに透明フィルム7を剥がすことにより、紫外線硬化樹脂9からなる導光板が得られる。
【0058】
上記の導光板製造装置1によれば、型面2aに対応した形状のプリズム面を有する導光板が得られる。特に、転写型ローラ2を回転させることで、型面2aに対応した形状のプリズム面を有する導光板を連続的に製造することができる。
【0059】
また、上記の導光板製造装置1によれば、ローラ本体21に平板状の転写型22を巻き付けることにより、突条同士の間が開いて紫外線硬化樹脂組成物8が型面2aから剥離されやすくなる。これにより、剥離の際の紫外線硬化樹脂組成物8の変形を防止できる。
【0060】
更に、転写型ローラ2を回転させるだけで、転写型ローラ2に塗布された紫外線硬化樹脂組成物8に対して紫外線照射や型面2aからの剥離等の工程を連続的に行うことが可能となり、導光板を効率よく量産でき、また製造装置自体のエネルギー消費が少なくて済み、更に製造装置の接地面積も小さくできる。
【0061】
また上記の導光板製造装置1によれば、透明フィルム7を内側にした状態で剥離ローラ6に透明フィルム7及び紫外線硬化樹脂組成物8が巻掛けられるので、透明フィルム7及び紫外線硬化樹脂組成物8を転写型ローラ2の回転方向の反対方向に引き出すことができ、紫外線硬化樹脂組成物8が型面2aからめくり上げられ、紫外線硬化樹脂組成物8が型面2aによって変形されることがない。
【0062】
また、上記の導光板の製造方法によれば、転写型ローラ2を回転駆動させることで、導光板の原料となる紫外線硬化樹脂組成物8を連続的に供給し、更に型面2aに押し付けて紫外線で硬化させることで紫外線硬化樹脂組成物8を連続的に硬化成形し、更に紫外線硬化樹脂組成物8を型面2aから連続的に剥離するので、紫外線硬化樹脂組成物8が硬化成形されてなる導光板を連続的に生産できる。
【0063】
また、透明フィルム7及び紫外線硬化樹脂組成物8を転写型ローラ2の回転方向の反対方向に引き出して剥離するので、透明フィルム7及び紫外線硬化樹脂組成物8が型面2aからめくり上げられ、剥離の際に紫外線硬化樹脂組成物8が型面2aによって変形されるおそれがない。
【0064】
図5及び図6には、上記の導光板製造装置1及び上記の製造方法により得られた導光板を備えた液晶表示装置を示す。図5は、液晶表示装置の断面構成図である。また、図6は、図5に示すフロントライトの導光状態を説明するための部分断面構成図である。この液晶表示装置は、図5に示すように、フロントライト(照明装置)10と、その背面側(図示下面側)に配設された液晶パネル30とを備えて構成されている。
【0065】
フロントライト10は、図5に示すように、本実施形態の製造装置及び製造方法によって得られた透明の導光板12と、その側端面12aに沿って配設された光源13とを備えて構成されている。導光板12の側端面12aが入光面とされている。
また、導光板12の液晶パネル側の面(図示下面)12bは、導光板12の側端面12aと略平行に延在する複数の突条14が配列形成された、断面略鋸刃状とされている。この下面12bが、導光板製造装置1の転写型ローラ2の型面2aの形状に対応する。また、下面12bの反対側面(対向面)12cが透明フィルム7に接していた面である。
【0066】
液晶パネル30は、対向して配置された上基板31と下基板32とを備えて構成された反射型の液晶表示装置である。図5に示す液晶表示装置は、液晶パネル30上に導光板12が配置され、この導光板12を透過して液晶パネル30の表示を視認できるようになっている。また、外光が得られない暗所では、光源13を点灯させ、この光源13から出射された光を導光板12の入光面12aから導光板内部へ導入し、導光板内部を伝搬する光(伝搬光)を導光板12の図示下面(出射面)12b側から液晶パネル30へ向けて出射させ、液晶パネル30を照明するようになっている。
【0067】
導光板12は、図5及び図6に示すように、透明な紫外線硬化樹脂により構成されている。図6の部分断面図に示すように、導光板12の出射面12bには、複数の突条14が互いに平行に平面視ストライプ状に形成されてプリズム形状を成しており、対向面12cは平坦面に形成されている。
【0068】
図6に示すように、出射面12bに形成された突条14は、出射面12bの水平基準面zに対して傾斜して形成された一対の斜面により構成された縦断面くさび状のもので、これらの斜面の一方が緩斜面14aとされ、他方がこの緩斜面14aよりも急な傾斜角度に形成された急斜面14bとされている。また、緩斜面14aは、出射面12bの水平基準面zに対して傾斜角θ3を有して形成され、急斜面14bは傾斜角θ4を有して形成されており、両者の傾斜方向は水平基準面zの法線に対して同一方向とされている。すなわち、急斜面14bが導光板12の対向面12c側を向き、緩斜面14aが出射面12bの外側を向くように形成されている。そして、導光板12内部を図6では左側(光源13側)から右側へ伝搬する光を、出射面12bの急斜面部14bにより出射面12b側へ反射して導光板12の背面側に配置された液晶パネル30に向けて出射させるようになっている。
【0069】
上記の緩斜面14aは、転写型ローラ2の型面2aに形成された緩斜面部24aに対応し、また急斜面14bは型面2aに形成された急斜面部24bに対応する。更に、緩斜面14aの傾斜角θ3は、型面2aの緩斜面部24aの傾斜角θ1に対応し、急斜面14bの傾斜角θ4は、型面2aの急斜面部24bの傾斜角θ2に対応する。
【0070】
緩斜面14aの傾斜角θ3は、水平基準面zに対して0.5°以上5°以下の範囲とされ、急斜面14bの傾斜角θ4は40°以上60°以下の範囲とされることが好ましい。このような範囲とするならば、導光板12面内を伝搬する光を効率よく液晶パネル30へ出射させることができ、明るい表示が可能な液晶表示装置を構成することができる。緩斜面14aの傾斜角θ3の範囲が0.5°未満では、フロントライトの平均輝度が低下し、5°を越える場合には、導光板面内での出射光量を均一化することができなくなる。また、急斜面14bの傾斜角度θ4が40°未満の場合及び45°を越える場合には、急斜面14bを透過して漏れ出る光量が多くなり出射面12bからの出射光量(すなわちフロントライト10の輝度)が低下するため好ましくない。
【0071】
また、突条14のピッチP(突条14の頂部の間隔)は、導光板の出射面12b面内で一定とされている。さらに、突条14の高さh(水平基準面zと、突条14の底頂部との距離)も出射面12bの面内で一定とされている。尚、突条14のピッチP及び高さhは、必ずしも出射面12bの面内で一定とする必要はなく、これらを変化させて突条14を形成してもよい。また、それぞれの突条14の傾斜角度θ3及びθ4を変化させて突条14を形成してもよい。
【0072】
液晶パネル30は、対向して配置された上基板31と下基板32との間に液晶層33が挟持され、この液晶層33が基板31,32の内面側周縁部に沿って平面額縁状に設けられたシール材34により封止された構成とされている。上基板31の内面側(下基板32側)には、液晶制御層36が形成されており、下基板32の内面側(上基板31側)には、フロントライト10の照明光や外光を反射させるための金属薄膜を有する反射層37が形成され、この反射層37上に液晶制御層38が形成されている。
【0073】
液晶制御層36,38は、液晶層33を駆動制御するための電極や、配向膜等を含んで構成されており、上記電極をスイッチングするための半導体素子等も含むものである。また、場合によってはカラー表示のためのカラーフィルタを備えていてもよい。反射層37は、液晶表示パネル30に入射した外光やフロントライト10の照明光を反射させるためのアルミニウムや銀などの高反射率の金属薄膜からなる反射膜を備えるものであり、特定の方向で反射光が強くなり液晶表示装置の視認性が低下するのを防止するための光散乱手段を備えることが好ましい。この光散乱手段としては、反射膜に凹凸形状を付与したものや、樹脂膜中に樹脂膜を構成する材料と異なる屈折率の樹脂ビーズを分散させた散乱膜等を用いることができる。
【0074】
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態を図面を参照して説明する。図7に本実施形態の導光板製造装置を示し、図8に導光板製造装置に備えられる転写型の側面模式図を示し、図9には導光板製造装置の剥離ローラ近傍の拡大模式図を示す。
尚、図7〜図9に示した構成部材のうち、第1の実施形態の導光板製造装置と同一の構成部材には同一の符号を付して、その説明を省略若しくは簡単に説明する。
【0075】
図7に示すように、本実施形態の導光板製造装置51は、転写型ローラ52と、原料塗布部3と、押付ローラ4と、光源5と、剥離ローラ6とを主体として構成されている。転写型ローラ52は、図示略の駆動手段に接続されており、当該駆動手段によって図中矢印Aに示す回転方向に回転駆動される。原料塗布部3は転写型ローラ52の図中下側に配置されている。押付ローラ4は、原料塗布部3よりも回転方向Aの下流側に配置されている。また光源5は、押付ローラ4よりも回転方向Aの下流側に配置されている。更に剥離ローラ6は、光源5よりも回転方向Aの下流側に配置されている。そして、原料塗布部3と押付ローラ4と光源5と剥離ローラ6とが転写型ローラ52の外周側にそれぞれ固定されている。
【0076】
転写型ローラ52の周面には型面52aが形成されている。原料塗布部3は転写型ローラ52の型面52aに紫外線硬化樹脂組成物8を塗布する。押付ローラ4は、塗布済みの紫外線硬化樹脂組成物8に透明フィルム7を積層するとともに紫外線硬化樹脂組成物8を型面52aに押し付ける。光源5は、紫外線硬化樹脂組成物8に紫外線を照射する。そして、剥離ローラ6は、透明フィルム7及び紫外線硬化樹脂組成物8を型面52aから剥離させる。
【0077】
転写型ローラ52は、図7に示すように、回転軸21aを中心として一方向Aに回転駆動されるもので、ローラ本体21に転写型62が巻き付けられて構成されている。転写型62の表面が転写型ローラ52の型面52aになる。型面52aには複数の突条型64が設けられている。各突条型64は、回転方向Aに沿って相互に隣接して配置されている。各突条型64は緩斜面部64aと急斜面部64bとからなり、緩斜面部64aが回転方向A前方側に、急斜面部64bが回転方向A後方側に配置されて構成されている。また、緩斜面部64aが型面52aの外側を向き、急斜面部64bが型面52aの内側を向くように構成されている。
また、緩斜面部64aは、第1緩斜面部64a1と、第2緩斜面部64a2とにより構成されている。第1緩斜面部64a1が回転方向A前方側に、第2緩斜面部64a2が回転方向A後方側に配置されている。
【0078】
転写型ローラ52を構成するローラ本体21は、第1の実施形態のローラ本体と同一の形状である。また転写型62は厚みが約0.08〜0.15mm程度の金属板などから形成されている。ローラ本体21に転写型62を巻き付けることにより、転写型ローラ52の直径は第1の実施形態の場合とほぼ同じになる。また転写型ローラ52の回転速度は15〜60r.p.m.程度とされている。
【0079】
次に図5には、ローラ本体21に装着前の転写型62を示している。装着前の転写型62は略平板状の基板から構成されている。基板の一面(図中上面)には、転写型62がローラ本体21に装着されたときに型面52aとなる転写面62aが形成されている。転写面62aには、緩斜面部64aと急斜面部64bとが頂部64cにおいて接して形成された複数の突条型64が、相互に隣接して設けられている。突条型64は縦断面くさび状に形成されている。また、緩斜面部64aは、第1緩斜面部64a1と、第2緩斜面部64a2とから構成され、第1、第2緩斜面部64a1、64a2及び急斜面部64bは、転写面62aの水平基準面zに対して傾斜して形成されており、急斜面部64bの傾斜角度が第1、第2緩斜面部64a1、64a2よりも急になっている。
【0080】
また、第1緩斜面部64a1は転写面62aの水平基準面zに対して傾斜角θ21を有して形成され、第2緩斜面部64a2は傾斜角θ23を有して形成され、急斜面部64bは傾斜角θ22を有して形成されており、それぞれの傾斜方向は水平基準面zの法線に対して同一方向とされている。すなわち、第1、第2緩斜面部64a1、64a2が転写面62aの外側を向き、急斜面部64bが転写面62aの内側を向くように形成されている。
第1緩斜面部64a1の傾斜角θ21は、水平基準面zに対して0.5°以上5°以下の範囲とされ、第2緩斜面部64a3の傾斜角θ23は水平基準面zに対して−5°以上10°以下の範囲とされ、急斜面部64bの傾斜角θ2は40°以上60°以下の範囲とされている。
【0081】
また、突条型64のピッチP(突条の頂点部の間隔)は転写面62a内でほぼ一定とされている。更に、突条型64の高さh(水平基準面zと、突条頂部との距離)も転写面62a内で一定とされている。尚、突条型64のピッチP及び高さhは、必ずしも転写面62a内で一定とする必要はなく、これらを変化させて突条型64を形成しても本発明の技術範囲を超えるものではない。また、各突条型64の傾斜角度θ21、θ22、θ23を変化させても本発明の技術範囲を超えるものではない。
【0082】
そして、上記構成の転写型62をローラ本体21に巻き付けることで、転写型ローラ52が形成される。転写型62は、ローラ本体21に巻き付けられる際に、突条型64同士のピッチPが広げられた状態で装着される。こうすることで、型面52a上で硬化成形された紫外線硬化樹脂組成物8が剥離されやすくなる。
【0083】
そして図7に示すように、転写型ローラ52には、紫外線硬化樹脂組成物8と透明フィルム7とが巻き付けられる。紫外線硬化樹脂組成物8は、原料塗布部3から剥離ローラ6に至るまで間の転写型ローラ52上に置かれ、透明フィルム7は、押付ローラ4から剥離ローラ6に至るまでの間の転写型ローラ52上に置かれる。これら紫外線硬化樹脂組成物8と透明フィルム7は、転写型ローラ52が回転駆動されることで、原料塗布部3から剥離ローラ6に向けて連続的に送り出される。
【0084】
剥離ローラ6には、透明フィルム7を内側にして透明フィルム7及び紫外線硬化樹脂組成物8が巻掛けられる。透明フィルム7及び紫外線硬化樹脂組成物8は、剥離ローラ6によって転写型ローラ52の回転方向Aの反対方向に引き出されている。このとき、紫外線硬化樹脂組成物8が、型面52aの急斜面部64bと干渉しない方向、すなわち急斜面部64bの延長方向よりも回転方向A反対側に引き出されることが好ましい。透明フィルム7及び紫外線硬化樹脂組成物8の引出方向は、第1の実施形態と同様にして調整できる。
【0085】
このような構成により、透明フィルム7及び紫外線硬化樹脂組成物8を型面52aからめくり上げて剥離させることができる。特に、急斜面部64bに対して紫外線硬化樹脂組成物8が干渉しない方向に引き出すことで、紫外線硬化樹脂組成物8が変形されるおそれがない。
【0086】
本実施形態の導光板の製造方法は、上記の導光板製造装置51を用いたこと以外は第1の実施形態の導光板の製造方法と同じ工程により行われる。
紫外線照射後の紫外線硬化樹脂組成物8は、剥離ローラ6によって型面52aから剥離された後に完全に硬化されて、導光板を構成する紫外線硬化樹脂19になる。紫外線硬化樹脂19には、型面52aの形状が転写されてなる成形面19aが形成される。成形面19aには、突条型64が転写されてなる突条44が形成される。突条44は、第1緩斜面部64a1が転写されてなる第1斜面44aと、急斜面部64bが転写されてなる第2斜面44bと、第2緩斜面64a2が転写されてなる第3斜面44cとにより構成される。この成形面19aが導光板のプリズム面になる。
【0087】
そして、紫外線硬化樹脂19を所定の長さに切断し、さらに透明フィルム7を剥がすことにより、紫外線硬化樹脂19からなる導光板が得られる。
【0088】
上記の導光板製造装置51によれば、型面52aに対応した形状のプリズム面(成形面19a)を有する導光板を得ることができる。
【0089】
図10及び図11には、上記の導光板製造装置51により得られた導光板を備えた液晶表示装置を示す。図10は、液晶表示装置の断面構成図である。また、図11は、図10に示すフロントライトの導光状態を説明するための部分断面構成図である。この液晶表示装置は、図10に示すように、フロントライト(照明装置)40と、その背面側(図示下面側)に配設された液晶パネル30とを備えて構成されている。尚、液晶表示パネル30は、第1の実施形態において説明した液晶表示パネルと同一構成なので説明を省略する。
【0090】
フロントライト40は、図10に示すように、本実施形態の製造装置によって得られた導光板42と、その側端面42aに沿って配設された光源13とを備えて構成されている。導光板42の側端面42aが導光板の入光面とされている。また、導光板42の液晶パネル側の面(図示下面)42bは、導光板42の側端面42aと略平行に延在する複数の突条44が配列形成された、断面略鋸刃状とされている。この下面42bが、導光板製造装置51の転写型ローラ52の型面52aの形状に対応する。また、下面42bの反対側面(対向面)42cが透明フィルム7に接していた面である。
【0091】
導光板42は、透明な紫外線硬化樹脂により構成されている。図11の部分断面図に示すように、導光板42の出射面42bには、複数の突条44が互いに平行に平面視ストライプ状に形成されてプリズム形状を成しており、対向面42cは平坦面に形成されている。
【0092】
図11に示すように、出射面42bに形成された突条44は、出射面42bの水平基準面zに対して傾斜して形成された3面の斜面により構成された縦断面くさび状のもので、第1斜面44aと、第2斜面44bと、第3斜面44cとされている。第1斜面44aは、出射面12bの水平基準面zに対して傾斜角θ31を有して形成され、第2斜面44bは傾斜角θ32を有して形成され、第3斜面44cは傾斜角θ33を有して形成されており、各面の傾斜方向は水平基準面zの法線に対して同一方向、すなわち光の伝搬方向Lの方向に傾斜している。また、第1、第3斜面44a、44cが導光板44の出斜面42bの外側を向き、第2斜面44bが出射面42bの内側を向くように形成されている。
そして、導光板42内部を図11では左側(光源13側)から右側へ伝搬する光を、出射面42bの第2斜面44bにより出射面42b側へ反射して導光板42の背面側に配置された液晶パネル30に向けて出射させるようになっている。
【0093】
上記の第1斜面44aは、転写型ローラ52の型面52aに形成された第1緩斜面部64a1に対応して形成されたものであり、第2斜面44bは急斜面部64bに対応して形成されたものであり、第3斜面44cは、第2緩斜面部64a2に対応して形成されたものである。更に、第1斜面44aの傾斜角θ31は、型面52aの第1緩斜面部64a1の傾斜角θ21に対応し、第2斜面44bの傾斜角θ32は急斜面部64bの傾斜角θ22に対応し、第3斜面44cの傾斜角θ33は第2緩斜面部64a2の傾斜角θ23に対応する。
【0094】
第1斜面44aの傾斜角θ31は、水平基準面zに対して0.5°以上5°以下の範囲とされ、第2斜面44bの傾斜角θ32は40°以上60°以下の範囲とされ、第3斜面の傾斜角θ33は、水平基準面zに対して−5°以上10°以下の範囲とされることが好ましい。このような範囲とするならば、導光板42面内を伝搬する光を効率よく液晶パネル30へ出射させることができ、明るい表示が可能な液晶表示装置を構成することができる。
【0095】
第1斜面44aの傾斜角θ31の範囲が0.5°未満では、フロントライトの平均輝度が低下し、5°を越える場合には、導光板面内での出射光量を均一化することができなくなる。また、第2斜面44bの傾斜角度θ32が40°未満の場合及び45°を越える場合には、第2斜面44bを透過して漏れ出る光量が多くなり出射面42bからの出射光量(すなわちフロントライト10の輝度)が低下するため好ましくない。
更に第3斜面44cの傾斜角度θ33が上記の範囲であれば、出射光の一部が第3斜面44cの内面により反射される際に、液晶表示パネル30の表示面の鉛直方向から大きく外れた方向に反射するので、液晶表示パネル30の視認性を大幅に向上できる。
【0096】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の導光板製造装置によれば、転写型ローラを回転駆動させることで、導光板の原料となる紫外線硬化樹脂組成物を連続的に供給し、更に型面に押し付けて紫外線で硬化させることで紫外線硬化樹脂組成物を連続的に硬化成形し、更に紫外線硬化樹脂組成物を型面から連続的に剥離するので、紫外線硬化樹脂組成物が硬化成形されてなる導光板を連続的に生産できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態である導光板製造装置の全体構成を示す模式図。
【図2】図1に示す導光板製造装置に備えられた転写型ローラの斜視図。
【図3】図1に示す導光板製造装置に備えられた転写型ローラの構成を説明する説明図。
【図4】図1に示す導光板製造装置の剥離ローラ近傍を示す拡大模式図。
【図5】図1に示す導光板製造装置により製造された導光板を備えた液晶表示装置の断面模式図。
【図6】図5に示した導光板の拡大断面図。
【図7】本発明の第2の実施形態である導光板製造装置の全体構成を示す模式図。
【図8】図7に示す導光板製造装置に備えられた転写型ローラの構成を説明する説明図。
【図9】図7に示す導光板製造装置の剥離ローラ近傍を示す拡大模式図。
【図10】図7に示す導光板製造装置により製造された導光板を備えた液晶表示装置の断面模式図。
【図11】図10に示した導光板の拡大断面図。
【図12】Aは従来の液晶表示装置の断面模式図、Bは従来の導光板の製造方法を説明するための断面模式図。
【図13】Aは従来の液晶表示装置の断面模式図、Bは従来の導光板の製造方法を説明するための断面模式図。
【符号の説明】
1…導光板製造装置、2、52…転写型ローラ、2a、52a…型面、3…原料塗布部、4…押付ローラ、5…光源、6…剥離ローラ、7…透明フィルム、8…紫外線硬化樹脂組成物、24,64…突条型、24a…緩斜面部、24b…急斜面部、24c…頂部、A…回転方向(一方向)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a light guide plate used as illumination of a liquid crystal display device and an apparatus for manufacturing a light guide plate.
[0002]
[Prior art]
A lighting device such as a front light used for a liquid crystal display device or the like basically has a light guide plate and a light source disposed on a side end surface thereof, and emits light introduced from the light guide plate side end surface to an emission surface of the light guide plate. An object to be illuminated such as a liquid crystal panel is illuminated by being reflected by a prism shape formed on the opposite surface and emitted from an emission surface (for example, Patent Document 1).
FIG. 12A is a diagram showing a cross-sectional structure of a liquid crystal display device provided with these conventional lighting devices. FIG. 12B is an explanatory diagram illustrating a method for manufacturing the light guide plate illustrated in FIG. 12A.
[0003]
The liquid crystal display device shown in FIG. 12A includes a liquid crystal panel 120 and a front light 110 provided on the upper surface side in the figure. In the front light 110, reference numeral 112 denotes a light guide plate, reference numeral 113 denotes a bar light guide, and reference numeral 115 denotes an LED (light emitting diode). On the upper surface of the light guide plate 112, a ridge 114 having a triangular cross-section is formed continuously and includes a gentle slope portion 114a and a steep slope portion 114b. In the liquid crystal panel 120, reference numeral 121 denotes an upper substrate, reference numeral 122 denotes a lower substrate, reference numeral 123 denotes a liquid crystal layer, and reference numeral 124 denotes a sealing material. The liquid crystal panel 120 has a reflector (not shown) mounted on the lower substrate 122.
[0004]
As a method for manufacturing the light guide plate 112, an injection molding method is suitably used. That is, as shown in FIG. 12B, a heat-resistant transparent resin is injected into a cavity 203 formed by the upper die 201 and the lower die 202, and after the resin is cooled and solidified, the upper die 201, 202 and the lower die are divided. By doing so, the light guide plate 112 is obtained. Since the gentle slope portion 114a and the steep slope portion 114b forming the protrusion 114 of the light guide plate 112 are both directed toward the upper mold 201, and the angle forming the top of the protrusion 114 is an obtuse angle of 90 ° or more. The light guide plate 112 can be easily removed from the upper mold 201 without interference with the mold surface 204 of the upper mold 201.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-11-109347
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional method of manufacturing the light guide plate 112 requires a series of steps such as injection of resin into the cavity 204, cooling and solidification of the resin, and division of the upper mold 201 and the lower mold 202. There was a problem that it could not be manufactured and was inferior in mass productivity.
[0007]
Recently, a light guide plate 212 for a front light as shown in FIG. 13A has been developed. The light guide plate 212 is formed by continuously forming a ridge 214 having a triangular cross section formed by a gentle slope portion 214a and a steep slope portion 214b on the lower surface. The ridge 214 is formed so that the gentle slope 214a faces downward and the steep slope 214b faces upward. That is, the gentle slope 212a and the steep slope 212b are continuously formed in a shape that is folded back to each other. With such a configuration, the lower surface of the light guide plate 212 is the light emission surface 212b.
[0008]
When the light guide plate 212 is to be manufactured by a conventional injection molding method using the upper mold 301 and the lower mold 302, as shown in FIG. 13B, a gentle slope 212a and a steep slope 212b are continuously folded back and formed. Moreover, since the angle forming the top of the ridge 214 is an acute angle of 90 ° or less, the steep slope portion 212b of the ridge 214 interferes with the mold surface 303 of the lower mold 302, and the light guide plate 212 is removed from the lower mold 302. There was a problem that it became difficult.
[0009]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a light guide plate manufacturing apparatus and a light guide plate manufacturing method which are excellent in mass productivity and can be easily removed without causing interference between the mold and the light guide plate. The purpose is to do.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention employs the following configurations.
An apparatus for manufacturing a light guide plate according to the present invention includes a cylindrical transfer mold roller having a mold surface formed on a peripheral surface and driven to rotate in one direction, and a raw material for applying an ultraviolet curable resin composition to the mold surface of the transfer mold roller. An application unit, a pressing roller that presses the ultraviolet-curable resin composition against the mold surface while laminating a transparent film on the ultraviolet-curable resin composition on the downstream side in the rotation direction of the raw material application unit; and A light source that irradiates ultraviolet rays to the ultraviolet-curable resin composition on the downstream side in the rotation direction, and peels the transparent film and the ultraviolet-curable resin composition on the downstream side in the rotation direction of the light source from the mold surface. And a peeling roller.
[0011]
The light guide plate manufacturing apparatus of the present invention rotates the transfer type roller to continuously supply an ultraviolet curable resin composition as a raw material of the light guide plate, and further presses the mold against the mold surface to cure it with ultraviolet light. Since the cured resin composition is continuously cured and molded, and the ultraviolet curable resin composition is continuously peeled off from the mold surface, a light guide plate formed by curing and molding the ultraviolet curable resin composition can be continuously produced.
[0012]
The light guide plate manufacturing apparatus of the present invention is the light guide plate manufacturing apparatus described above, wherein the raw material application section, the pressing roller, the light source, and the peeling roller are fixed to an outer peripheral side of the transfer roller. It is characterized by the following.
[0013]
With such a configuration, by rotating only the transfer roller, it is possible to continuously perform processes such as ultraviolet irradiation and peeling from the mold surface on the ultraviolet curable resin composition on the transfer roller, and the light guide plate. Can be efficiently mass-produced, the energy consumption of the manufacturing apparatus itself can be reduced, and the ground area of the manufacturing apparatus can be reduced.
[0014]
Further, the light guide plate manufacturing apparatus of the present invention is the light guide plate manufacturing apparatus described above, wherein a transfer surface constituting the mold surface is formed on the mold surface, and a plurality of ridges are formed on the transfer surface. Provided along the rotation direction, the ridge type is formed by contacting the gentle slope portion and the steep slope portion at the top, and the gentle slope portion faces the outside of the mold surface, and the steep slope portion is the mold. It is characterized by being provided facing the inside of the surface.
[0015]
According to the above light guide plate manufacturing apparatus, a prism surface having a plurality of protrusions corresponding to the protrusions can be formed on the ultraviolet curable resin composition. Further, the protrusions on the prism surface can be formed from a gentle slope corresponding to the gentle slope portion and a sharp slope corresponding to the sharp slope portion.
[0016]
The light guide plate manufacturing apparatus of the present invention is the light guide plate manufacturing apparatus described above, wherein the light source is located at a position facing the transfer roller with the transparent film and the ultraviolet curable resin composition interposed therebetween. Features.
[0017]
With this configuration, the ultraviolet ray is irradiated through the transparent film while the ultraviolet curable resin composition is sandwiched between the transfer roller and the transparent film. Thereby, the ultraviolet-curable resin composition can be cured while being kept in close contact with the transfer mold roller, and the shape of the mold surface can be accurately transferred to the ultraviolet-curable resin composition.
[0018]
The light guide plate manufacturing apparatus of the present invention is the light guide plate manufacturing apparatus described above, wherein the transparent film and the ultraviolet curable resin composition are wound around the peeling roller with the transparent film inside. And
[0019]
With such a configuration, the transparent film and the ultraviolet curable resin composition can be pulled out from the transfer type roller to the opposite side in the rotation direction of the transfer type roller, and the steep surface formed on the ultraviolet curable resin composition at the time of peeling and the mold can be used. Interference at steep slopes of the surface is prevented.
[0020]
Next, the method of manufacturing a light guide plate according to the present invention includes the steps of: rotating a cylindrical transfer mold roller having a mold surface formed on a peripheral surface in one direction; Applying a resin composition, and then laminating a transparent film on the ultraviolet-curable resin composition, pressing the ultraviolet-curable resin composition against the mold surface, and then irradiating the ultraviolet-curable resin composition with ultraviolet light, Next, at the most downstream position in the rotation direction, the transparent film and the ultraviolet curable resin composition are separated from the mold surface.
[0021]
The method for manufacturing the light guide plate of the present invention is such that by rotating the transfer type roller, an ultraviolet curable resin composition as a raw material of the light guide plate is continuously supplied, and further pressed against the mold surface to be cured with ultraviolet light. The ultraviolet curable resin composition is continuously cured and molded, and the ultraviolet curable resin composition is continuously peeled off from the mold surface. In this manner, a light guide plate having a prism surface having a shape corresponding to the mold surface, which is obtained by curing and molding the ultraviolet curable resin composition, can be continuously produced.
[0022]
The method for manufacturing a light guide plate of the present invention is the method for manufacturing a light guide plate described above, wherein the transparent film and the ultraviolet curable resin composition are pulled out in a direction opposite to a rotation direction of the transfer roller and peeled. It is characterized by.
[0023]
With this configuration, it is possible to prevent deformation of the ultraviolet curable resin composition due to the mold surface during peeling.
[0024]
The method for manufacturing a light guide plate of the present invention is the method for manufacturing a light guide plate described above, wherein a plurality of ridges are provided on the mold surface along the rotation direction, and the ridges are loose. The slope portion and the steep slope portion are formed by contact at the top portion, and the gentle slope portion is provided outside the transfer surface, and the steep slope portion is provided inside the transfer surface, and the transparent film and the ultraviolet light are provided. The method is characterized in that the cured resin composition is drawn out on the opposite side to the rotation direction from the extension direction of the steep slope portion.
[0025]
With such a configuration, at the time of peeling, interference between the steep slope formed on the ultraviolet curable resin composition and the steep slope portion is prevented, and deformation of the ridge formed on the ultraviolet curable resin composition is prevented.
[0026]
The method for producing a light guide plate of the present invention is the method for producing a light guide plate described above, wherein the transparent film and the ultraviolet curable resin composition are completely separated after the transparent film and the ultraviolet curable resin composition are separated from the mold surface. It is characterized by being cured.
[0027]
With this configuration, since the ultraviolet curable resin composition is not completely cured at the time of peeling, the transparent film and the ultraviolet curable resin composition can be easily flipped up from the mold surface and peeled.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1st Embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 4 show a light guide plate manufacturing apparatus 1 of the present embodiment. FIG. 1 is a schematic side view showing an entire configuration of the light guide plate manufacturing apparatus 1, FIG. 2 is a perspective view of a transfer roller 2 provided in the light guide plate manufacture apparatus 1, and FIG. It is a schematic diagram explaining a structure. FIG. 4 is an enlarged schematic view showing the vicinity of the peeling roller 6 of the light guide plate manufacturing apparatus 1.
[0029]
As shown in FIG. 1, the light guide plate manufacturing apparatus 1 of the present embodiment mainly includes a transfer roller 2, a raw material application section 3, a pressing roller 4, a light source 5, and a peeling roller 6. . The transfer roller 2 is connected to a drive unit (not shown), and is driven to rotate in a rotation direction indicated by an arrow A in the figure by the drive unit. The raw material application section 3 is disposed below the transfer roller 2 in the drawing. The pressing roller 4 is disposed downstream of the raw material application section 3 in the rotation direction A. Further, the light source 5 is disposed downstream of the pressing roller 4 in the rotation direction A. Further, the peeling roller 6 is disposed downstream of the light source 5 in the rotation direction A. The raw material application section 3, the pressing roller 4, the light source 5, and the peeling roller 6 are fixed to the outer peripheral side of the transfer roller 2.
[0030]
With the above configuration, the raw material application section 3, the pressing roller 4, the light source 5, and the peeling roller 6 are sequentially arranged along the rotation direction of the transfer roller 2. Further, since the raw material application section 3, the pressing roller 4, the light source 5, and the peeling roller 6 are fixed to the outer peripheral side of the transfer roller 2, the relative positions of these members with respect to the transfer roller 2 do not change.
[0031]
A mold surface 2 a is formed on the peripheral surface of the transfer mold roller 2. The raw material applying section 3 applies the ultraviolet curable resin composition 8 to the mold surface 2a of the transfer roller 2. The pressing roller 4 stacks the transparent film 7 on the applied ultraviolet curable resin composition 8 and presses the ultraviolet curable resin composition 8 against the mold surface 2a. The light source 5 irradiates the ultraviolet curable resin composition 8 with ultraviolet light. Then, the peeling roller 6 peels the transparent film 7 and the ultraviolet curable resin composition 8 from the mold surface 2a.
[0032]
According to the light guide plate manufacturing apparatus 1 described above, the transfer type roller 2 is driven to rotate, so that the ultraviolet curable resin composition 8 as a raw material of the light guide plate is continuously applied. The ultraviolet curable resin composition 8 is continuously cured and molded by being pressed against the surface 2a and cured with ultraviolet rays, and the molded ultraviolet curable resin composition 8 is continuously peeled off from the mold surface 2a. Thereby, it becomes possible to cure and mold the ultraviolet curable resin composition 8 continuously and in a predetermined shape.
[0033]
As shown in FIGS. 1 and 2, the transfer mold roller 2 is driven to rotate in one direction A about a rotation shaft 21a, and is configured by winding a transfer mold 22 around a roller body 21. The surface of the transfer die 22 becomes the die surface 2 a of the transfer die roller 2. A plurality of ridges 24 are provided on the mold surface 2a. The ridges 24 are arranged adjacent to each other along the rotation direction A. Each of the ridge molds 24 is formed by forming a gentle slope 24a and a steep slope 24b in contact with each other at a top 24c, the gentle slope 24a is disposed forward in the rotation direction A, and the steep slope 24b is disposed backward in the rotation direction A. Have been. The gentle slope 24a faces the outside of the mold surface 2a, and the steep slope 24b faces the inside of the mold surface 2a.
[0034]
The roller body 21 constituting the transfer roller 2 is a columnar member having a diameter of 300 to 600 mm and a length of 600 to 1200 mm, and is formed of metal, resin, or the like. The transfer mold 22 is formed of a metal plate having a thickness of about 0.08 to 0.15 mm. By winding the transfer mold 22 around the roller main body 21, the diameter of the transfer mold roller 2 is set to about 300 to 600 mm. The rotation speed of the transfer roller 2 is 15 to 60 r. p. m (times / minute).
[0035]
Next, the roller main body 21 and the transfer mold 22 before being mounted on the roller main body 21 are shown on the upper side of FIG. The transfer mold 22 before mounting is composed of a substantially flat substrate. On one surface (the upper surface in the figure) of the substrate, a transfer surface 22a that becomes the mold surface 2a when the transfer mold 22 is mounted on the roller body 21 is formed. The transfer surface 22a is provided with a plurality of ridges 24 formed of a gentle slope 24a and a steep slope 24b adjacent to each other. The ridge type 24 is formed in a wedge shape in a vertical section. Further, the gentle slope 24a and the steep slope 24b are formed to be inclined with respect to the horizontal reference plane z of the transfer surface 22a, and the inclination angle of the steep slope 24b is steeper than that of the gentle slope 24a.
[0036]
The gentle slope 24a has an inclination angle θ with respect to the horizontal reference plane z of the transfer surface 22a. 1 And the steep slope portion 24b has an inclination angle θ. 2 The inclination directions of the two are the same as the normal to the horizontal reference plane z. That is, the gentle slope 24a faces the outside of the transfer surface 22a, and the steep slope 24b faces the inside of the transfer surface 22a.
Angle of inclination θ of gentle slope 24a 1 Is in the range of 0.5 ° to 5 ° with respect to the horizontal reference plane z, and the inclination angle θ of the steep slope portion 24b is 2 Is in the range of 40 ° to 60 °.
[0037]
Further, the pitch P (the interval between the apexes of the ridge) of the ridge 24 is substantially constant within the transfer surface 22a. Further, the height h (the distance between the horizontal reference plane z and the top of the ridge) of the ridge 24 is also constant within the transfer surface 22a. The pitch P and the height h of the ridges 24 need not always be constant within the transfer surface 22a, and even if these are changed to form the ridges 24, the pitch P and the height h exceed the technical scope of the present invention. is not. Also, the inclination angle θ of each ridge 24 1 And θ 2 Does not exceed the technical scope of the present invention.
[0038]
Then, as shown in the lower part of FIG. 3, the transfer die roller 2 is formed by winding the transfer die 22 having the above configuration around the roller body 21. When the transfer mold 22 is wound around the roller body 21, the transfer mold 22 is mounted with the pitch P between the ridges 24 widened. That is, the angle between the steep slope 24b of the ridge 24 and the gentle slope 24a of another ridge 24 adjacent to the steep 24b is widened. By doing so, the ultraviolet curable resin composition 8 cured and molded on the mold surface 2a is easily peeled off.
[0039]
Then, as shown in FIG. 1, the ultraviolet curable resin composition 8 and the transparent film 7 are wound around the transfer roller 2. The ultraviolet curable resin composition 8 is placed on the transfer roller 2 from the raw material application section 3 to the release roller 6, and the transparent film 7 is transferred from the pressing roller 4 to the release roller 6. It is placed on the roller 2. The ultraviolet curing resin composition 8 and the transparent film 7 are continuously fed from the raw material application section 3 to the peeling roller 6 by the rotation of the transfer roller 2.
[0040]
Next, as shown in FIG. 1, the raw material application section 3 is schematically constituted by an application roller 3a and a raw material storage section 3b. The application roller 3 a is arranged to face the mold surface 2 a of the transfer roller 2. The application roller 3a is connected to driving means (not shown), and is driven to rotate in the direction of arrow B in FIG. The raw material storage unit 3b is disposed below the application roller 3a, and a part of the application roller 3a is stored in the raw material storage unit 3b. Further, the ultraviolet ray curable resin composition 8 is stored in the raw material storage section 3b.
[0041]
As the application roller 3a rotates, the ultraviolet curable resin composition 8 in the raw material storage portion 3b adheres to the peripheral surface of the application roller 3a and is wound up, and is further transported to the vicinity of the transfer roller 2 to be applied to the mold surface 2a. Is done. The amount of application to the mold surface 2a depends on the thickness of the light guide plate to be manufactured, the viscosity of the ultraviolet curable resin composition 8, the relative rotation speed between the application roller 3a and the transfer roller 2, and the like. It is preferable that the coating is applied with a thickness of 0.6 to 1.2 mm.
[0042]
The UV-curable resin composition 8 applied here is preferably, for example, one containing an acrylic resin as a main component. Further, the ultraviolet curing resin composition 8 preferably has a low curing speed. If the curing speed is high, the ultraviolet curing resin composition 8 itself is completely cured by the irradiation of the ultraviolet light from the light source 5, and it is difficult to peel off by the peeling roller 6.
The ultraviolet-curable resin composition 8 is cured to obtain an ultraviolet-curable resin. In order for the ultraviolet-curable resin to function as a light guide plate, the refractive index of the ultraviolet-curable resin is preferably about 1.41. .
[0043]
Next, as shown in FIG. 1, the pressing roller 4 is located on the downstream side in the rotation direction A of the raw material application unit 3 and is arranged to face the mold surface 2 a of the transfer roller 2. The pressing roller 4 is urged toward the transfer roller 2 with a predetermined urging force. Further, a transparent film 7 is sequentially supplied to the pressing roller 4. The transparent film 7 is wound around the pressing roller 4 and inserted between the pressing roller 4 and the ultraviolet curable resin composition 8. Since the pressing roller 4 is urged toward the transfer roller 2, the transparent film 7 is pressed against the ultraviolet curable resin composition 8 and the ultraviolet curable resin composition 8 is pressed against the mold surface 2a.
[0044]
The transparent film 7 is a long resin film having a thickness of about 50 to 100 μm, and preferably has transparency to ultraviolet rays, and is preferably made of, for example, polyethylene terephthalate or polycarbonate.
[0045]
Next, as shown in FIG. 1, the light source 5 is located on the downstream side in the rotation direction A of the pressing roller 4, and is arranged to face the mold surface 2 a of the transfer roller 2. The light source 5 irradiates the ultraviolet curable resin composition 8 with ultraviolet light, and is disposed at a position facing the transfer roller 2 with the transparent film 7 and the ultraviolet curable resin composition 8 interposed therebetween. Although the light source 5 shown in FIG. 1 is located substantially in the middle between the pressing roller 4 and the peeling roller 6, the light source 5 may be arranged on one of the pressing roller 4 side and the peeling roller 6 side.
[0046]
The ultraviolet light emitted from the light source 5 passes through the transparent film 7 and is applied to the ultraviolet curable resin composition 8. With such a configuration, ultraviolet rays were irradiated with the ultraviolet curable resin composition 8 sandwiched between the mold surface 2a and the transparent film 7, and the ultraviolet curable resin composition 8 was brought into close contact with the mold surface 2a. It can be cured as it is, and the shape of the transfer mold surface 2a can be accurately transferred to the ultraviolet-curable resin composition 8.
[0047]
The UV-curable resin composition 8 after the UV irradiation has a relatively low curing speed as described above, and is gradually cured before reaching the release roller 6, and is separated from the mold surface 2 a by the release roller 6. And then completely cured.
[0048]
Next, as shown in FIG. 1, the peeling roller 6 is located downstream of the light source 5 in the rotation direction A, and is arranged to face the mold surface 2 a of the transfer roller 2. The peeling roller 6 peels off the transparent film 7 and the ultraviolet curable resin composition 8 from the mold surface 2a, is connected to a driving means (not shown), and is driven to rotate in the direction of arrow C in FIG. The diameter of the peeling roller 6 is set in a range of 30 to 60 mm.
[0049]
As shown in FIGS. 1 and 4, the transparent film 7 and the ultraviolet curable resin composition 8 are wound around the peeling roller 6 with the transparent film 7 inside. The transparent film 7 and the ultraviolet curable resin composition 8 are pulled out by the peeling roller 6 in the direction opposite to the rotation direction A of the transfer roller 2. At this time, it is preferable that the ultraviolet curable resin composition 8 is drawn out in a direction not interfering with the steeply inclined surface portion 24b of the mold surface 2a, that is, in the direction opposite to the rotation direction A from the extending direction of the steeply inclined surface portion 24b. The drawing direction of the transparent film 7 and the ultraviolet curable resin composition 8 can be determined by adjusting the diameter of the peeling roller 6, the distance between the peeling roller 6 and the mold surface 2a, and the like.
[0050]
With the above configuration, the transparent film 7 and the ultraviolet-curable resin composition 8 can be peeled off by flipping up from the mold surface 2a. In particular, the ultraviolet curable resin composition 8 is drawn out in a direction in which the ultraviolet curable resin composition 8 does not interfere with the steep slope portion 24b, so that there is no possibility that the ultraviolet curable resin composition 8 is deformed.
[0051]
Next, a method of manufacturing a light guide plate using the light guide plate manufacturing apparatus 1 will be described.
First, as shown in FIG. 1, the transfer mold roller 2 on which the mold surface 2a is formed is rotated 15 to 60 r. p. m. (Rotations / min). Next, the UV curable resin composition 8 is continuously applied to the mold surface 2a by the raw material applying section 3. The coating thickness of the ultraviolet curable resin composition 8 is preferably about 0.6 to 1.2 mm.
[0052]
Next, the transparent film 7 is supplied to the pressing roller 4, the transparent film 7 is inserted between the pressing roller 4 and the applied ultraviolet curable resin composition 8, and the transparent film 7 is placed on the ultraviolet curable resin composition 8. Laminate. At this time, since the pressing roller 4 is urged toward the transfer roller 2, the transparent film 7 and the ultraviolet curable resin composition 8 are in close contact with each other, and the ultraviolet curable resin composition 8 is further pressed against the mold surface 2a.
[0053]
Next, ultraviolet rays are irradiated from the light source 5 to the ultraviolet curable resin composition 8. Ultraviolet rays are transmitted through the transparent film 7 and irradiated.
[0054]
Next, the transparent film 7 and the ultraviolet curable resin composition 8 are peeled from the mold surface 2a by the peeling roller 6. At the time of peeling, as shown in FIGS. 1 and 4, the transparent film 7 and the ultraviolet curable resin composition 8 are pulled out in the direction opposite to the rotation direction A of the transfer roller 2. In particular, it is preferable that the ultraviolet curable resin composition 8 is drawn out in a direction not interfering with the steep slope 24b of the mold surface 2a, that is, in the direction opposite to the rotation direction A from the extension direction of the steep slope 24b. By doing so, there is no possibility that the ultraviolet curable resin composition 8 is deformed by the steep slope portion 24b.
[0055]
Since the curing speed of the ultraviolet-curable resin composition 8 after ultraviolet irradiation is relatively low as described above, the ultraviolet-curing resin composition 8 is gradually cured from the light source 5 to the release roller 6, and the mold surface is released by the release roller 6. After being peeled off from 2a, it is completely cured, and becomes ultraviolet curing resin 9 constituting the light guide plate. For this reason, when the ultraviolet curable resin composition 8 is peeled from the mold surface 2a, the ultraviolet curable resin composition 8 itself has flexibility remaining. There is no possibility that the ultraviolet-curable resin composition 8 is cracked even if it is pulled out in the opposite direction.
[0056]
A molding surface 9a formed by transferring the shape of the mold surface 2a is formed on the ultraviolet curing resin 9. On the molding surface 9a, a ridge 14 to which the ridge 24 is transferred is formed. The ridge 14 includes a gentle slope 14a to which the gentle slope 24a is transferred, and a steep slope 14b to which the sharp slope 24b is transferred. This molding surface 9a becomes the prism surface of the light guide plate.
[0057]
Then, the ultraviolet curable resin 9 is cut into a predetermined length, and the transparent film 7 is peeled off, whereby a light guide plate made of the ultraviolet curable resin 9 is obtained.
[0058]
According to the above light guide plate manufacturing apparatus 1, a light guide plate having a prism surface having a shape corresponding to the mold surface 2a can be obtained. In particular, by rotating the transfer mold roller 2, a light guide plate having a prism surface having a shape corresponding to the mold surface 2a can be continuously manufactured.
[0059]
Further, according to the light guide plate manufacturing apparatus 1 described above, by winding the flat transfer mold 22 around the roller body 21, the gap between the protrusions is opened, and the ultraviolet curable resin composition 8 is easily separated from the mold surface 2a. Become. Thereby, deformation of the ultraviolet curable resin composition 8 at the time of peeling can be prevented.
[0060]
Further, by simply rotating the transfer roller 2, it is possible to continuously perform processes such as ultraviolet irradiation and peeling from the mold surface 2a on the ultraviolet curable resin composition 8 applied to the transfer roller 2. In addition, the light guide plate can be efficiently mass-produced, the energy consumption of the manufacturing apparatus itself can be reduced, and the ground area of the manufacturing apparatus can be reduced.
[0061]
According to the light guide plate manufacturing apparatus 1 described above, since the transparent film 7 and the ultraviolet-curable resin composition 8 are wound around the peeling roller 6 with the transparent film 7 inside, the transparent film 7 and the ultraviolet-curable resin composition 8 can be pulled out in a direction opposite to the rotation direction of the transfer mold roller 2, the UV curable resin composition 8 is turned up from the mold surface 2a, and the UV curable resin composition 8 is not deformed by the mold surface 2a. .
[0062]
Further, according to the above-described method of manufacturing the light guide plate, the ultraviolet curing resin composition 8 as a raw material of the light guide plate is continuously supplied by rotating the transfer mold roller 2 and further pressed against the mold surface 2a. The ultraviolet-curable resin composition 8 is continuously cured and molded by being cured by ultraviolet rays, and further, the ultraviolet-curable resin composition 8 is continuously peeled off from the mold surface 2a. Light guide plate can be continuously produced.
[0063]
Further, since the transparent film 7 and the ultraviolet curable resin composition 8 are pulled out in the direction opposite to the rotation direction of the transfer roller 2 and peeled off, the transparent film 7 and the ultraviolet curable resin composition 8 are turned up from the mold surface 2a and peeled. In this case, there is no possibility that the ultraviolet curable resin composition 8 is deformed by the mold surface 2a.
[0064]
5 and 6 show a light guide plate manufacturing apparatus 1 and a liquid crystal display device provided with a light guide plate obtained by the above-described manufacturing method. FIG. 5 is a cross-sectional configuration diagram of the liquid crystal display device. FIG. 6 is a partial cross-sectional configuration diagram for explaining a light guiding state of the front light shown in FIG. As shown in FIG. 5, the liquid crystal display device includes a front light (illumination device) 10 and a liquid crystal panel 30 disposed on the back side (the lower side in the figure).
[0065]
As shown in FIG. 5, the front light 10 includes a transparent light guide plate 12 obtained by the manufacturing apparatus and the manufacturing method of the present embodiment, and a light source 13 arranged along the side end surface 12a. Have been. The side end surface 12a of the light guide plate 12 is a light incident surface.
A surface (lower surface in the figure) 12b of the light guide plate 12 on the liquid crystal panel side has a substantially saw-tooth cross-section in which a plurality of ridges 14 extending substantially in parallel with the side end surface 12a of the light guide plate 12 are formed. ing. The lower surface 12b corresponds to the shape of the mold surface 2a of the transfer mold roller 2 of the light guide plate manufacturing apparatus 1. Further, the opposite side surface (opposing surface) 12c of the lower surface 12b is the surface in contact with the transparent film 7.
[0066]
The liquid crystal panel 30 is a reflection-type liquid crystal display device including an upper substrate 31 and a lower substrate 32 which are arranged to face each other. In the liquid crystal display device shown in FIG. 5, the light guide plate 12 is disposed on the liquid crystal panel 30, and the display on the liquid crystal panel 30 can be visually recognized through the light guide plate 12. In a dark place where external light cannot be obtained, the light source 13 is turned on, light emitted from the light source 13 is introduced into the light guide plate 12 from the light incident surface 12a of the light guide plate 12, and the light propagating inside the light guide plate. The (propagating light) is emitted from the illustrated lower surface (emission surface) 12b side of the light guide plate 12 toward the liquid crystal panel 30 to illuminate the liquid crystal panel 30.
[0067]
The light guide plate 12, as shown in FIGS. 5 and 6, is made of a transparent ultraviolet curable resin. As shown in the partial cross-sectional view of FIG. 6, a plurality of protrusions 14 are formed on an emission surface 12 b of the light guide plate 12 in a stripe shape in a plan view in parallel with each other to form a prism shape. It is formed on a flat surface.
[0068]
As shown in FIG. 6, the projection 14 formed on the emission surface 12b is a wedge-shaped vertical section formed by a pair of slopes formed to be inclined with respect to the horizontal reference plane z of the emission surface 12b. One of these slopes is a gentle slope 14a, and the other is a steep slope 14b formed at a steeper inclination angle than the gentle slope 14a. Further, the gentle slope 14a has an inclination angle θ with respect to the horizontal reference plane z of the emission surface 12b. 3 And the steep slope 14b has an inclination angle θ. 4 The inclination directions of the two are the same as the normal to the horizontal reference plane z. In other words, the steep slope 14b is formed so as to face the facing surface 12c of the light guide plate 12, and the gentle slope 14a is formed so as to face the outside of the emission surface 12b. In FIG. 6, the light propagating from the left side (the light source 13 side) to the right side in the light guide plate 12 is reflected by the steep slope portion 14b of the emission surface 12b toward the emission surface 12b side and arranged on the back side of the light guide plate 12. The light is emitted toward the liquid crystal panel 30.
[0069]
The gentle slope 14a corresponds to a gentle slope 24a formed on the mold surface 2a of the transfer roller 2, and the steep slope 14b corresponds to a sharp slope 24b formed on the mold surface 2a. Further, the inclination angle θ of the gentle slope 14a 3 Is the inclination angle θ of the gentle slope portion 24a of the mold surface 2a. 1 And the inclination angle θ of the steep slope 14b. 4 Is the inclination angle θ of the steep slope portion 24b of the mold surface 2a. 2 Corresponding to
[0070]
Angle of inclination θ of gentle slope 14a 3 Is in the range of 0.5 ° to 5 ° with respect to the horizontal reference plane z, and the inclination angle θ of the steep slope 14b is 4 Is preferably in the range of 40 ° to 60 °. Within such a range, light propagating in the plane of the light guide plate 12 can be efficiently emitted to the liquid crystal panel 30, and a liquid crystal display device capable of bright display can be configured. Angle of inclination θ of gentle slope 14a 3 If the range is less than 0.5 °, the average brightness of the front light decreases, and if it exceeds 5 °, it is not possible to equalize the amount of emitted light in the plane of the light guide plate. Also, the inclination angle θ of the steep slope 14b 4 Is less than 40 ° or more than 45 °, the amount of light passing through the steep slope 14b and leaking increases, and the amount of light emitted from the emission surface 12b (that is, the brightness of the front light 10) is not preferable.
[0071]
Further, the pitch P of the ridges 14 (the distance between the tops of the ridges 14) is constant within the emission surface 12b of the light guide plate. Further, the height h (the distance between the horizontal reference plane z and the bottom top of the ridge 14) of the ridge 14 is also constant in the plane of the emission surface 12b. Note that the pitch P and the height h of the ridges 14 do not necessarily have to be constant in the plane of the emission surface 12b, and the ridges 14 may be formed by changing these. Also, the inclination angle θ of each ridge 14 3 And θ 4 May be changed to form the ridge 14.
[0072]
In the liquid crystal panel 30, a liquid crystal layer 33 is sandwiched between an upper substrate 31 and a lower substrate 32 which are arranged to face each other, and the liquid crystal layer 33 is formed in a flat frame shape along the inner peripheral edge of the substrates 31, 32. The structure is sealed with the provided seal material 34. A liquid crystal control layer 36 is formed on the inner surface side (lower substrate 32 side) of the upper substrate 31, and the illumination light and the external light of the front light 10 are provided on the inner surface side of the lower substrate 32 (upper substrate 31 side). A reflection layer 37 having a metal thin film for reflection is formed, and a liquid crystal control layer 38 is formed on the reflection layer 37.
[0073]
The liquid crystal control layers 36 and 38 are configured to include electrodes for controlling the driving of the liquid crystal layer 33, an alignment film, and the like, and also include a semiconductor element for switching the electrodes. In some cases, a color filter for color display may be provided. The reflection layer 37 includes a reflection film made of a high-reflectance metal thin film such as aluminum or silver for reflecting external light incident on the liquid crystal display panel 30 or illumination light of the front light 10 in a specific direction. It is preferable to provide a light scattering means for preventing the reflected light from becoming strong and reducing the visibility of the liquid crystal display device. As the light scattering means, a reflection film having an uneven shape, a scattering film in which resin beads having a different refractive index from the material constituting the resin film are dispersed in the resin film, or the like can be used.
[0074]
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7 shows a light guide plate manufacturing apparatus of the present embodiment, FIG. 8 shows a schematic side view of a transfer die provided in the light guide plate manufacturing apparatus, and FIG. 9 shows an enlarged schematic view near a peeling roller of the light guide plate manufacturing apparatus. Show.
Note that among the constituent members shown in FIGS. 7 to 9, the same constituent members as those of the light guide plate manufacturing apparatus according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or briefly described.
[0075]
As shown in FIG. 7, the light guide plate manufacturing apparatus 51 of the present embodiment mainly includes a transfer roller 52, a raw material application unit 3, a pressing roller 4, a light source 5, and a peeling roller 6. . The transfer roller 52 is connected to a drive unit (not shown), and is driven to rotate in a rotation direction indicated by an arrow A in the figure by the drive unit. The raw material application section 3 is disposed below the transfer roller 52 in the drawing. The pressing roller 4 is disposed downstream of the raw material application section 3 in the rotation direction A. Further, the light source 5 is disposed downstream of the pressing roller 4 in the rotation direction A. Further, the peeling roller 6 is disposed downstream of the light source 5 in the rotation direction A. The raw material application section 3, the pressing roller 4, the light source 5, and the peeling roller 6 are fixed to the outer peripheral side of the transfer roller 52.
[0076]
A mold surface 52 a is formed on the peripheral surface of the transfer mold roller 52. The raw material application section 3 applies the ultraviolet curable resin composition 8 to the mold surface 52a of the transfer roller 52. The pressing roller 4 stacks the transparent film 7 on the applied ultraviolet curable resin composition 8 and presses the ultraviolet curable resin composition 8 against the mold surface 52a. The light source 5 irradiates the ultraviolet curable resin composition 8 with ultraviolet light. Then, the peeling roller 6 peels the transparent film 7 and the ultraviolet curable resin composition 8 from the mold surface 52a.
[0077]
As shown in FIG. 7, the transfer mold roller 52 is driven to rotate in one direction A about the rotation shaft 21a, and is configured by winding the transfer mold 62 around the roller body 21. The surface of the transfer die 62 becomes the die surface 52a of the transfer die roller 52. A plurality of ridge molds 64 are provided on the mold surface 52a. The ridges 64 are arranged adjacent to each other along the rotation direction A. Each of the ridge molds 64 includes a gentle slope 64a and a steep slope 64b, and the gentle slope 64a is disposed forward in the rotation direction A and the steep slope 64b is disposed rearward in the rotation direction A. The gentle slope 64a faces the outside of the mold surface 52a, and the steep slope 64b faces the inside of the mold surface 52a.
Further, the gentle slope 64a is formed by the first gentle slope 64a. 1 And the second gentle slope portion 64a 2 It consists of: First gentle slope 64a 1 Is located on the front side in the rotation direction A, and the second gentle slope portion 64a 2 Are arranged on the rear side in the rotation direction A.
[0078]
The roller main body 21 constituting the transfer roller 52 has the same shape as the roller main body of the first embodiment. The transfer die 62 is formed from a metal plate having a thickness of about 0.08 to 0.15 mm. By winding the transfer mold 62 around the roller main body 21, the diameter of the transfer mold roller 52 becomes substantially the same as in the first embodiment. The rotation speed of the transfer roller 52 is 15 to 60 r. p. m. Degree.
[0079]
Next, FIG. 5 shows the transfer mold 62 before being mounted on the roller body 21. The transfer mold 62 before mounting is formed of a substantially flat substrate. On one surface (the upper surface in the figure) of the substrate, a transfer surface 62a that becomes the mold surface 52a when the transfer mold 62 is mounted on the roller body 21 is formed. The transfer surface 62a is provided with a plurality of ridges 64 formed with a gentle slope 64a and a steep slope 64b in contact with each other at a top 64c. The ridge 64 is formed in a wedge shape in vertical section. Further, the gentle slope 64a is formed by the first gentle slope 64a. 1 And the second gentle slope portion 64a 2 And the first and second gentle slope portions 64a. 1 , 64a 2 The steep slope portion 64b is formed to be inclined with respect to the horizontal reference plane z of the transfer surface 62a, and the steep slope portion 64b has a first and second gentle slope portion 64a. 1 , 64a 2 Has become steeper than.
[0080]
Also, the first gentle slope portion 64a 1 Is the inclination angle θ with respect to the horizontal reference plane z of the transfer surface 62a. 21 And the second gentle slope 64a. 2 Is the inclination angle θ 23 And the steep slope 64b has an inclination angle θ. 22 , And the respective inclination directions are the same as the normal to the horizontal reference plane z. That is, the first and second gentle slope portions 64a 1 , 64a 2 Are formed so as to face the outside of the transfer surface 62a, and the steep slope portion 64b is directed toward the inside of the transfer surface 62a.
First gentle slope 64a 1 Angle of inclination θ 21 Is in the range of not less than 0.5 ° and not more than 5 ° with respect to the horizontal reference plane z. 3 Angle of inclination θ 23 Is in the range of −5 ° to 10 ° with respect to the horizontal reference plane z, and the inclination angle θ of the steep slope 64 b is 2 Is in the range of 40 ° to 60 °.
[0081]
Further, the pitch P (the interval between the apexes of the ridge) of the ridge mold 64 is substantially constant within the transfer surface 62a. Further, the height h (distance between the horizontal reference plane z and the top of the ridge) of the ridge mold 64 is also constant within the transfer surface 62a. The pitch P and the height h of the ridges 64 need not necessarily be constant within the transfer surface 62a, and even if these are changed to form the ridges 64, the ridges 64 exceed the technical scope of the present invention. is not. In addition, the inclination angle θ of each ridge 64 21 , Θ 22 , Θ 23 Does not exceed the technical scope of the present invention.
[0082]
Then, the transfer mold roller 52 is formed by winding the transfer mold 62 having the above configuration around the roller body 21. When the transfer mold 62 is wound around the roller body 21, the transfer mold 62 is mounted with the pitch P between the ridges 64 widened. By doing so, the ultraviolet curable resin composition 8 cured and molded on the mold surface 52a is easily peeled off.
[0083]
Then, as shown in FIG. 7, the ultraviolet curing resin composition 8 and the transparent film 7 are wound around the transfer roller 52. The ultraviolet curable resin composition 8 is placed on the transfer roller 52 from the raw material application section 3 to the release roller 6, and the transparent film 7 is transferred from the pressing roller 4 to the release roller 6. It is placed on a roller 52. The ultraviolet curing resin composition 8 and the transparent film 7 are continuously fed from the raw material application section 3 to the peeling roller 6 by the rotation of the transfer roller 52.
[0084]
The transparent film 7 and the ultraviolet curable resin composition 8 are wound around the peeling roller 6 with the transparent film 7 inside. The transparent film 7 and the ultraviolet curable resin composition 8 are pulled out by the peeling roller 6 in the direction opposite to the rotation direction A of the transfer roller 52. At this time, it is preferable that the ultraviolet curable resin composition 8 is drawn out in a direction not interfering with the steeply inclined surface portion 64b of the mold surface 52a, that is, in the direction opposite to the rotation direction A from the extending direction of the steeply inclined surface portion 64b. The drawing direction of the transparent film 7 and the ultraviolet curable resin composition 8 can be adjusted in the same manner as in the first embodiment.
[0085]
With such a configuration, the transparent film 7 and the ultraviolet-curable resin composition 8 can be lifted up from the mold surface 52a and peeled off. In particular, the ultraviolet curable resin composition 8 is drawn out in a direction in which the ultraviolet curable resin composition 8 does not interfere with the steep slope 64b.
[0086]
The method of manufacturing the light guide plate of the present embodiment is performed in the same steps as the method of manufacturing the light guide plate of the first embodiment, except that the above-described light guide plate manufacturing apparatus 51 is used.
The ultraviolet-curable resin composition 8 after the ultraviolet irradiation is completely cured after being separated from the mold surface 52a by the separation roller 6, and becomes the ultraviolet-curable resin 19 constituting the light guide plate. A molding surface 19a formed by transferring the shape of the mold surface 52a is formed on the ultraviolet curing resin 19. The protrusions 44 formed by transferring the protrusions 64 are formed on the molding surface 19a. The ridge 44 is provided with a first gentle slope portion 64a. 1 Is transferred, a second slope 44b where the steep slope 64b is transferred, and a second gentle slope 64a. 2 Is transferred to the third slope 44c. This molding surface 19a becomes the prism surface of the light guide plate.
[0087]
Then, the ultraviolet curable resin 19 is cut into a predetermined length, and the transparent film 7 is peeled off, whereby a light guide plate made of the ultraviolet curable resin 19 is obtained.
[0088]
According to the light guide plate manufacturing apparatus 51 described above, a light guide plate having a prism surface (molding surface 19a) having a shape corresponding to the mold surface 52a can be obtained.
[0089]
FIGS. 10 and 11 show a liquid crystal display device provided with a light guide plate obtained by the light guide plate manufacturing apparatus 51 described above. FIG. 10 is a cross-sectional configuration diagram of the liquid crystal display device. FIG. 11 is a partial cross-sectional configuration diagram for explaining a light guiding state of the front light shown in FIG. As shown in FIG. 10, the liquid crystal display device includes a front light (illumination device) 40 and a liquid crystal panel 30 disposed on the back side (the lower side in the figure). Note that the liquid crystal display panel 30 has the same configuration as the liquid crystal display panel described in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0090]
As shown in FIG. 10, the front light 40 includes a light guide plate 42 obtained by the manufacturing apparatus of the present embodiment, and the light source 13 disposed along the side end surface 42a. The side end surface 42a of the light guide plate 42 is a light incident surface of the light guide plate. A surface (lower surface in the drawing) 42b of the light guide plate 42 on the liquid crystal panel side has a substantially saw-tooth shape in cross section, on which a plurality of ridges 44 extending substantially in parallel with the side end surface 42a of the light guide plate 42 are formed. ing. The lower surface 42b corresponds to the shape of the mold surface 52a of the transfer roller 52 of the light guide plate manufacturing apparatus 51. Further, the opposite side surface (opposing surface) 42c of the lower surface 42b is the surface in contact with the transparent film 7.
[0091]
The light guide plate 42 is made of a transparent ultraviolet curable resin. As shown in the partial cross-sectional view of FIG. 11, a plurality of protrusions 44 are formed on the emission surface 42 b of the light guide plate 42 in a stripe shape in a plan view in parallel with each other to form a prism shape, and the opposing surface 42 c It is formed on a flat surface.
[0092]
As shown in FIG. 11, the projection 44 formed on the emission surface 42b has a wedge-shaped vertical cross-section composed of three inclined surfaces formed to be inclined with respect to the horizontal reference plane z of the emission surface 42b. Thus, a first slope 44a, a second slope 44b, and a third slope 44c are formed. The first inclined surface 44a has an inclination angle θ with respect to the horizontal reference plane z of the emission surface 12b. 31 And the second inclined surface 44b has an inclination angle θ. 32 And the third inclined surface 44c has an inclination angle θ. 33 The inclination direction of each surface is inclined in the same direction with respect to the normal line of the horizontal reference plane z, that is, in the direction of the light propagation direction L. Further, the first and third slopes 44a and 44c are formed so as to face outside the outgoing slope 42b of the light guide plate 44, and the second slope 44b is formed so as to face inside the emission face 42b.
In FIG. 11, the light propagating from the left side (the light source 13 side) to the right side in the light guide plate 42 is reflected by the second inclined surface 44b of the output surface 42b toward the output surface 42b side, and is disposed on the back side of the light guide plate 42. The liquid crystal panel 30 emits light.
[0093]
The first slope 44a is formed on a first gentle slope 64a formed on the mold surface 52a of the transfer roller 52. 1 The second slope 44b is formed corresponding to the steep slope 64b, and the third slope 44c is formed corresponding to the second gentle slope 64a. 2 It is formed corresponding to. Further, the inclination angle θ of the first slope 44a 31 Is a first gentle slope portion 64a of the mold surface 52a. 1 Angle of inclination θ 21 And the inclination angle θ of the second slope 44b. 32 Is the inclination angle θ of the steep slope 64b. 22 And the inclination angle θ of the third slope 44c. 33 Is the second gentle slope 64a 2 Angle of inclination θ 23 Corresponding to
[0094]
The inclination angle θ of the first slope 44a 31 Is in the range of 0.5 ° to 5 ° with respect to the horizontal reference plane z, and the inclination angle θ of the second slope 44b is 32 Is in the range of 40 ° to 60 °, and the inclination angle θ of the third slope is 33 Is preferably in a range from −5 ° to 10 ° with respect to the horizontal reference plane z. Within such a range, light propagating in the plane of the light guide plate 42 can be efficiently emitted to the liquid crystal panel 30, and a liquid crystal display device capable of bright display can be configured.
[0095]
The inclination angle θ of the first slope 44a 31 If the range is less than 0.5 °, the average brightness of the front light decreases, and if it exceeds 5 °, it is not possible to equalize the amount of emitted light in the plane of the light guide plate. Also, the inclination angle θ of the second slope 44b 32 Is less than 40 ° or more than 45 °, the amount of light passing through the second slope 44b and leaking increases, and the amount of light emitted from the emission surface 42b (that is, the brightness of the front light 10) is undesirably reduced. .
Further, the inclination angle θ of the third slope 44c 33 Is within the above range, when a part of the emitted light is reflected by the inner surface of the third inclined surface 44c, the reflected light is reflected in a direction largely deviated from the vertical direction of the display surface of the liquid crystal display panel 30. 30 can be greatly improved.
[0096]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the light guide plate manufacturing apparatus of the present invention, by rotating the transfer type roller, the ultraviolet curable resin composition as the raw material of the light guide plate is continuously supplied, and the mold is further formed. The UV curable resin composition is continuously cured and molded by being pressed against the surface and cured with UV rays, and further the UV curable resin composition is continuously peeled off from the mold surface, so that the UV curable resin composition is cured and molded. Light guide plate can be continuously produced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a light guide plate manufacturing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a transfer roller provided in the light guide plate manufacturing apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a transfer roller provided in the light guide plate manufacturing apparatus shown in FIG.
FIG. 4 is an enlarged schematic view showing the vicinity of a peeling roller of the light guide plate manufacturing apparatus shown in FIG.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device provided with a light guide plate manufactured by the light guide plate manufacturing apparatus shown in FIG.
FIG. 6 is an enlarged sectional view of the light guide plate shown in FIG.
FIG. 7 is a schematic diagram showing the entire configuration of a light guide plate manufacturing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a transfer roller provided in the light guide plate manufacturing apparatus illustrated in FIG. 7;
FIG. 9 is an enlarged schematic diagram showing the vicinity of a peeling roller of the light guide plate manufacturing apparatus shown in FIG.
10 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device including a light guide plate manufactured by the light guide plate manufacturing apparatus shown in FIG.
11 is an enlarged sectional view of the light guide plate shown in FIG.
12A is a schematic cross-sectional view of a conventional liquid crystal display device, and FIG. 12B is a schematic cross-sectional view for explaining a conventional method for manufacturing a light guide plate.
13A is a schematic cross-sectional view of a conventional liquid crystal display device, and FIG. 13B is a schematic cross-sectional view for explaining a conventional method for manufacturing a light guide plate.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light-guide-plate manufacturing apparatus, 2, 52 ... Transfer type roller, 2a, 52a ... Mold surface, 3 ... Raw material application part, 4 ... Pressing roller, 5 ... Light source, 6 ... Peeling roller, 7 ... Transparent film, 8 ... Ultraviolet light Cured resin composition, 24, 64: ridge type, 24a: gentle slope, 24b: steep slope, 24c: top, A: rotation direction (one direction)