JP2006235553A

JP2006235553A - 面状発光体の加工と製造方法

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Publication number: JP2006235553A
Application number: JP2005080370A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Azuma; 保東
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-02-22
Filing date: 2005-02-22
Publication date: 2006-09-07

Abstract

【課題】液晶ディスプレイ等に用いられる面状発光体の光伝送効率の向上と漏洩光防止を目的としたＶ字溝切削バイトの構造に関する。
【解決手段】透明材料を使った基板層部材４１に切削バイト２１を用いてＶ字溝１２、１３を加工する。バイト２１はＶ字溝内の反射効率をあげ、減衰しないで発光体の中心部に導くために、Ｖ字溝の側面に漏洩光防止を目的とした微小な突起状の光反射用の襞を形成する。微小な突起状の襞を構成するために２２のようなバイトの側面に襞形成用の微小突起状切削刃を構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶ディスプレイ等に用いられるバックライトの面状発光体加工方法とその切削バイトの構造に関するものである。

液晶（ＬＣＤ：ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）ディスプレイは、液晶ＴＶ、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ），携帯電話機、各種表示板に採用されている。とくにインターネット網の普及と伴にテレビジョン始め、情報家電、ＯＡ機器のディスプレイとして最適なために顕著に一般に普及した。低消費電力、薄型、軽量であるために今後、急速に発展するものと期待される。

液晶ディスプレイ等のバックライトには、面状発光体が多く採用されている。特徴は、輝度、照度が高く均一に面発光させるために今まで、様々な工夫がなされてきた。例えば、構成が容易なエッジライト型の面状発光体は、透明なアクリル状部材樹脂にその端面におかれた光源から減衰することなく光を導いて面状に均一に発光させる。

一般的な構成は、アクリル部材にスクラッチ状のＶ字溝を設ける。光源からの光は、Ｖ字溝に沿って進み面の中央に導かれる。面状発光体はこうして構成され液晶ディスプレイを背後から斑無く均一に照射する。

面状発光体の導光板１１の構成は、図１の平面図に示すように、透明材料の基板層上に断面Ｖ字溝１２，１３を彫って、かつ光の反射効率を上げるために１４のドット状の点をＶ字溝間に印刷して構成する。又は、ドット印刷の変わりに楕円凹ドットを設ける。こうすることによって面状発光体の発光照度は向上する。

面状発光体は、近年有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）、無機ＥＬ、ＦＥＤ（ＦｉｅｌｄＥｍｉｓｓｉｏｎＤｉｓｐｌａｙ），ＳＥＤ（ＳｕｒｆａｃｅＣｏｎｄｕｃｔｉｏｎＥｍｉｔｔｅｒＤｉｓｐｌａｙ）等多くの発光体が提案、試作されているが、携帯電話機程度の小型画面しか実用になっていない。

従って、ＰＣ，ＴＶ，広告板等に用いる大形の面状発光体は、断面Ｖ字溝のような構造をもった導光板が実用的である。断面Ｖ字溝は、従来特別な工作機械、レーザー光を使って彫って加工していた。しかし、量産性に乏しく、コストも多くかかって均一な特性をもった高品質な面状発光体の製造は難しかった。
特開２００３−１０７２１６特開２００２−１６９０３０

解決しようとする問題点の一つは、従来の面状発光体において、発光体端面におかれた光源からの光を面の中央まで減衰させないで導き、面全体を均一に発光させることにある。
さらに、面状発光体を形成する透明なアクリル部材の表面は一様な平面ではない。Ｖ字溝の探さは、数１００μ程度である。面状の端面から一定の間隔をおいて、断面から見て曲線状に徐々に１００μ程度の深さに彫っていく。アクリル部材の表面は、極微的に見ると平面精度は粗く凹凸がある。このような凹凸、表面の粗さがあってもＶ字溝を数１００μ程度の一定の深さに保って精度よく、一様に彫るような切削を必要とする。

断面Ｖ字溝の中を端面に設置した光源からの光は、波動状となって面状発光体の中心部に導かれる。しかし、何％かは漏洩光となって損失される。Ｖ字溝内での損失を軽減するためにＶ字溝にバリ状の反射片を形成して光を有効に中心部に導く。超ＬＳＩ製造手法による極小のμプリズムも提案されているが、製作上の難しさとコストの側面からまだ有効な手段とは言いがたい。

本発明は、上記課題を解決するためにＶ字溝間にドット（点状）の印刷を行い、Ｖ字溝内の側壁に漏洩光防止用のバリ状の片鱗（襞）を形成して発光効率をよくする。

面状発光体を形成する透明部材の切削は、Ｖ字溝の側壁にバリ状の片鱗を作るために、特別な切削バイトを提案する。このバイトを使ってＶ字溝を切削すれば、Ｖ字溝の側壁にμプリズムと同様な効果のある漏洩光を元のＶ字溝に復帰させる光路を形成できる。

本発明の面状発光体導光部位の断面Ｖ字溝形状（以下Ｖ字溝と称する）を切削するバイトは、Ｖ字溝の側壁に漏洩光反射用の片鱗を多数形成する。従って、光を減衰させないで面の中心部まで均一に発光させるために、斑の無い面状発光体を構成できる。

この導光板のＶ字溝パターンの切削バイトは、これを使えばＶ字溝側壁に漏洩光反射用のバリ状の片鱗を効率よく形成して面の中心部まで光を減衰させないで導くことができる。

本発明は、発光源からの光を効率良く減衰しないで高輝度で均一に面全体を発光させる導光板体を効率良く、高品質に加工を行う方法を提供するものである。

図１は、本発明による透明部材から成るアクリル板等で構成した面状発光体の完成図である。１１は面状発光体であって１２、１３はＶ字溝である。１２と１３は相互にクロスしたパターンになっている。発光効率をよくするためにＶ字溝のパターンは、種々な紋様が提案されている。本図で示したものは一例である。１４はさらに反射効率を良くするために、Ｖ字溝関にドット印刷又は、楕円状の凹パターンを形成する。

図１において、面状発光体１１の上下あるいは左右に図示していない光源がある。この光源は、近年発展の著しいＬＥＤ光源を用いる。応用によっては、蛍光管、冷陰極管を用いることもある。

図２は、Ｖ字溝切削バイトの構造を示す。Ｖ字溝の側壁に漏洩光を反射する片鱗の切削が容易に出来るようバイトの先端刃は、ギザギザ状になっている。バイト刃の角度は８０°〜８５°にするとＶ字溝内の光伝送効率がよい。

図２の（ａ）は、本発明による切削バイトの形状で２１は、バイト本体であって２２はＶ字溝側壁に形成するためのギザギザ状の突起状切削刃である。

図２（ｂ）は、他の形状のバイトである。図２（ａ）より鋭角に切削するように工夫されている。２３は、バイト本体で２２は前記同様の突起刃である。前記述べたようにバイト刃の角度は、８０°〜８５°にすると切削した断面Ｖ字溝の光伝送効率はよい。

図２（ｃ）は、もう一方の形状のバイトを示す。２４はバイト刃本体であって、本例では、刃の先端が二つあって、一度に複数のＶ字溝が切削できる。本冷のバイト刃の形状は二つであるがそれ以上あってもよい。２２は、前記同様の突起である。Ｖ字溝の深さは、普通１００μ〜２００μ程度である。例えば、端面から一定の距離より始まるＶ字溝は、導光板体部材の断面から見て当初数μ程度で浅く彫って、中心部は数１００μ程度になるように漸次深くなるように加工する。こうすることによって面全体の発光を均等な照度に保つ光路が形成できる。このような細工は、バイトにかける圧力を微細に変えていけば可能である。

図３は、本発明によるバイトユニットの構造を示す。図３（ａ）はバイトユニットの平面図である。３１は切削バイトを納めているバイトブレイドであって、３２はバイト刃の先端。３３は、バイト刃の側面でＶ字溝の側面に襞のようなギザギザの片鱗がつくようにバイトに側面に突起刃を設けている。図においてハッチングと塗りつぶしで示してあるのがバイト側面に設けた突起刃である。

図３（ｂ）はバイトブレイド３１の側面図を示す。図において３３，３４はバイト刃の両側面を示す。３５は、３３、３４の側面に設けた突起である。

図４は、本発明による切削バイトで加工したＶ字溝の断面を示した図である。４１は、面状発光体の基板であって、４２は本切削バイトで形成したＶ字溝である。４３は漏洩光防止を目的とした光反射用の突起物である。

図５は、前記４２のＶ字溝内部の光反射の様子を示した模式図である。５１は突起４３で反射した光である。５２も同様に反射された他の光である。普通は漏洩光となって、外に出て損失となる反射光は、本例のように乱反射を繰り返して面の中心部まで効率よく伝送できる。それ故に、漏洩光がなく無駄のない有効な面状発光体が構成できる。

面状発光体の構成示した平面図である。切削バイトの形状を示した図である。同、バイト・ブレイド構成の平面と断面を示した図である。本バイトで切削したＶ字溝の断面を示した図である。Ｖ字溝内の光の光路示す模式図である。

符号の説明

１１面状発光体
１２，１３、４２Ｖ字溝
１４ドット印刷、楕円凹みドット
２１バイト
２２バイトの突起
２３、２４バイト刃の先端
３１バイトブレイド
３２バイトの刃
３３，３４バイト側面
３５バイト側面に設けた突起刃
４１基板層
４３Ｖ字溝内の光反射用突起、襞
５１，５２漏洩光

Claims

液晶等のディスプレイ面状発光体用導光板の加工方法と製造方法において、透明材料で構成した基板層部材４１上に断面Ｖ字溝４２を切削するバイトの構造であって、
導光板端面におかれた光源からの放射光を減衰させることなく面中心部に導くことを目的にＶ字溝の側面に光反射用の微小な突起状の襞を設けるための該バイトの切削手段、
前記手段を達成するために該バイト側面に突起刃、凹凸状の不規則な突起刃を設けて該Ｖ字溝の側面壁に光反射用の襞状の微小な突起をＶ字溝側面に容易に構成する事を特徴とする面状発光体の加工と製造方法。
前記請求項１において切削バイトは、Ｖ字溝側面に微小な光反射用突起状の紋様が容易に形成できように、該バイト刃の側面全体に多彩な突起刃を設ける手段、
Ｖ字パターンが容易に複数形成可能なようにバイト刃の先端部は複数の突起刃を設けた事を特徴とする面状発光体の加工と製造方法。
面状発光体の発光面を効率良く均等に発光させる導光板体の製作方法であって、Ｖ字溝側壁に微小な光反射用の突起状の襞を不規則に形成することを目的として、
バイトの側面全体に非対称な切削刃を設けた事を特徴とする面状発光体の加工と製造方法。