JP2007087638A - 導光板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】導光板14は、対向する一対の入射端面20A,20Bを有している。また、入射端面20A(20B)の近傍の所定箇所M1(M2)に位置する各溝は、第2反射部27A(27B)に属する第2部位の深さが、第1反射部26A(26B)に属する第1部位の深さよりも深く形成されている。
【選択図】 図2
Description
上記構成によれば、一の入射端面に対向する位置に他の入射端面を少なくとも一つ設けることにより、一の入射端面から入射した光線が充分に届かない第2反射部に対して、その一の入射端面に対向する端面(他の入射端面)から入射した光線が照射されることとなる。これにより、第2反射部に対して同光線が照射されやすくなる。すなわち、第2反射部に対して照射される光線の量が充分に確保されるようになり、導光板の出射部における輝度ムラが好適に抑制されて全体として均一な発光を確保することが容易となる。
上述したように、一の入射端面側の第2反射部においては、他の入射端面から入射した光線が照射される。このとき、本発明の第2反射部においては、他の入射端面から離間するに連れて深い溝が設けられている。このため、他の入射端面から最も離間する特定の溝に対して他の入射端面側から照射される光線は、その途中の溝で反射されることがなく、同特定の溝まで進行する可能性が高くなる。従って、他の入射端面から最も離間する特定の溝において反射される光線の量が低減することがなく、導光板の出射部において全体として均一な発光を確保することが一層容易となる。
通常、一の入射端面側の第2反射部においては、第1反射部から離間するに連れて、他の入射端面側からの光線が照射されにくくなる。また、一の入射端面から入射した光線に関しても、第1反射部から離間するに連れて一層照射されにくくなる。そこで、本発明では、一の入射端面側の第2反射部において、双方の入射端面側からの光線が照射されにくいとされる部位(第1反射部から離間する部位)ほど深い溝が設けられることとなる。これにより、そうした部位においても、双方の入射端面側からの光線を所定方向へ確実に反射させることが可能となる。ひいては、導光板の出射部において全体として均一な発光を確保することがより一層容易となる。
上記構成によれば、9.0μm〜11.0μmの波長を有するCO2レーザ光を用いて溝加工を行うことにより、その加工性を向上させることが可能となる。
導光板14は、透明性の高い材質(例えば、アクリル樹脂)により、長四角板状(平面形状が長四角形状)に形成されている。導光板14は、LED15からの光線を内部に入射させる一対の入射端面20A,20B、同入射端面20A,20Bから入射した光線を所定方向へ反射させる反射部21、及び同反射部21において反射された光線を外部(本実施形態においては上方)に出射する出射部22を有している。前記入射端面20A,20Bは、導光板14において相対向する端面であって上記LED15に対向する各端面に設けられる。また、反射部21は、反射された光線を外部へ反射させるために出射部22に対向して設けられる。
上記導光板14は、樹脂製の透明基板の裏面に、入射端面20A(20B)と平行にレーザ光を走査して、所定本の溝を形成することにより得られる。ここで用いられる透明基板の構成樹脂としては、アクリル樹脂、エステル樹脂、オレフィン樹脂、ビニル樹脂、エポキシ樹脂、エーテル樹脂等が考えられるが、透明な基板を構成し得る樹脂であればこれらに限定されるものではない。これらの樹脂のなかでも、透明性や加工性に特に優れるといった観点から、アクリル樹脂が好ましい。
(1) 入射端面20Aから入射した光線が充分に届かない第2反射部27Aに対しては、その入射端面20Aから入射した光線を配光させるのではなく、別の入射端面20Bから入射した光線を反射させている。従って、本実施形態においては、入射端面20Aから入射した光線の量及び強度が低下するといった不具合が回避され、導光板14の中央部分における充分な明るさが確保される。
・ 本実施形態においては、所定の溝23A〜23Dの第2部位A2〜D2を階段状に形成したが、同第2部位A2〜D2の形状はこれに限定されるものではない。すなわち、同第2部位A2〜D2は、それぞれ第1部位A1〜D1から離間するに連れて深くなる構成であれば、例えば、図6(a)に示すように平坦状であってもよく、又は図6(b)に示すように曲面状であってもよい。なお、図6(a)及び(b)は、上記所定の溝のうち第1溝23Aについて図示したものである。
・ 本実施形態では、第1反射部(第1部位)よりも第2反射部(第2部位)の深さが深くなる溝23A〜23Fを、各入射端面20A(20B)の近傍に設けている。しかしながら、仮に、第2反射部(第2部位)において第1反射部(第1部位)よりも浅い溝が部分的に混ざっていたとしても、第2反射部における溝の深さが第1反射部における溝の深さよりも深く形成されている構成に該当する。この場合、第2反射部(第2部位)の深さの平均値が、第1反射部(第1部位)の深さよりも大きくなる溝を、各入射端面の近傍に設ける構成が好ましい。
・ 前記第2反射部において、複数の段差を介して階段状に形成されてなる溝が設けられている導光板。このような構成によれば、加工の容易性を確保しつつ、全体として均一な発光を確保することができる。
<評価1:導光板における明るさ及び輝度ムラの評価>
[試験例1〜試験例11、及び比較例1]
ここでは、第2反射部27A(27B)における各溝の深さ及び形状を適宜変更して導光板を製造した。各例の導光板における、溝のピッチは0.8mmとされている。そして、一対の入射端面20A,20Bのそれぞれに対向するLED15を発光させた状態で、以下の基準に従い、各例の導光板に関しての明るさ及び輝度ムラの評価を目視により行った。その結果を表1に示す。なお、下記の評価基準中の「輝度ムラ」とは、導光板14の出射部22のコーナ部近傍における輝度の差異に起因するものをいう。
◎:導光板の中央部分における明るさが確保され、輝度ムラが全くみられず全体として均一である
○:導光板の中央部分における明るさが確保され、輝度ムラがほとんどみられない
×:導光板の中央部分における明るさは確保されたが、輝度ムラが顕著にみられる
(試験例1)
図9(a)に示すように、本試験例1の第1溝23A及び第2溝23Bにおいては、端部から長さ方向R1に5.0mmまでの箇所(第2部位)の深さが37μmであり、それ以外の箇所(第1部位)の深さは17μmである。第3溝23C及び第4溝23Dにおいては、端部から長さ方向に3.3mmまでの箇所(第2部位)の深さが37μmであり、それ以外の箇所(第1部位)の深さは21μmである。また、第5溝23E及び第6溝23Fにおいては、端部から長さ方向に1.7mmまでの箇所(第2部位)の深さが37μmであり、それ以外の箇所(第1部位)の深さは25μmである。
(試験例2)
ここでは、第1溝23A〜第4溝23Dの第2部位に関しては、1つの段差を介して階段状に形成した。そして、残りの第5溝23E及び第6溝23Fの第2部位に関しては、平坦状に形成した。ちなみに、図9(b)に示すように、本試験例2の第1溝23A及び第2溝23Bにおいては、端部から長さ方向に3.3mmまでの箇所の深さが67μmであり、3.3mm〜5.0mmまでの箇所の深さが37μmであり、それ以外の箇所(第1部位)の深さは17μmである。第3溝23C及び第4溝23Dにおいては、端部から長さ方向に1.7mmまでの箇所の深さが67μmであり、1.7mm〜3.3mmまでの箇所の深さが37μmであり、それ以外の箇所(第1部位)の深さは21μmである。さらに、第5溝23E及び第6溝23Fにおいては、端部から長さ方向に1.7mmまでの箇所の深さが37μmであり、それ以外の箇所(第1部位)の深さは25μmである。
(試験例3)
ここでは、第1溝23A及び第2溝23Bの第2部位に関しては、1つの段差を介して階段状に形成した。そして、第3溝23C及び第4溝23Dの第2部位に関しては、平坦状に形成した。ちなみに、図9(c)に示すように、本試験例3の第1溝23A及び第2溝23Bにおいては、端部から長さ方向に1.7mmまでの箇所の深さが107μmであり、1.7mm〜3.3mmまでの箇所の深さが67μmであり、それ以外の箇所(第1部位)の深さは17μmである。第3溝23C及び第4溝23Dにおいては、端部から長さ方向に1.7mmまでの箇所の深さが67μmであり、それ以外の箇所(第1部位)の深さは21μmである。第5溝23E及び第6溝23Fにおいては、長さ方向に沿って深さが同一であり、25μmとされている。
(試験例4)
ここでは、第1溝23A及び第2溝23Bの第2部位に関しては2つの段差を介して階段状に形成し、第3溝23C及び第4溝23Dの第2部位に関しては1つの段差を介して階段状に形成した。そして、残りの第5溝23E及び第6溝23Fの第2部位に関しては、平坦状に形成した。ちなみに、図9(d)に示すように、本試験例4の第1溝23A及び第2溝23Bにおいては、端部から長さ方向に1.7mmまでの箇所の深さが157μmであり、1.7mm〜3.3mmまでの箇所の深さが67μmであり、3.3mm〜5.0mmまでの箇所の深さが37μmであり、それ以外の箇所(第1部位)の深さは17μmである。第3溝23C及び第4溝23Dにおいては、端部から長さ方向に1.7mmまでの箇所の深さが67μmであり、1.7mm〜3.3mmまでの箇所の深さが37μmであり、それ以外の箇所(第1部位)の深さは21μmである。さらに、第5溝23E及び第6溝23Fにおいては、端部から長さ方向に1.7mmまでの箇所の深さが37μmであり、それ以外の箇所(第1部位)の深さは25μmである。
(試験例5)
ここでは、第1溝23A及び第2溝23Bの第2部位に関しては2つの段差を介して階段状に形成し、第3溝23C及び第4溝23Dの第2部位に関しては1つの段差を介して階段状に形成した。そして、残りの第5溝23E及び第6溝23Fの第2部位に関しては、平坦状に形成した。ちなみに、図9(e)に示すように、本試験例5の第1溝23A及び第2溝23Bにおいては、端部から長さ方向に1.7mmまでの箇所の深さが107μmであり、1.7mm〜3.3mmまでの箇所の深さが67μmであり、3.3mm〜5.0mmまでの箇所の深さが37μmであり、それ以外の箇所(第1部位)の深さは17μmである。第3溝23C及び第4溝23Dにおいては、端部から長さ方向に1.7mmまでの箇所の深さが67μmであり、1.7mm〜3.3mmまでの箇所の深さが37μmであり、それ以外の箇所(第1部位)の深さは21μmである。さらに、第5溝23E及び第6溝23Fにおいては、端部から長さ方向に1.7mmまでの箇所の深さが37μmであり、それ以外の箇所(第1部位)の深さは25μmである。
(試験例6)
図9(f)に示すように、本試験例6の第1溝23A及び第2溝23Bにおいては、端部から長さ方向に5.0mmまでの箇所(第2部位)の深さが67μmであり、それ以外の箇所(第1部位)の深さは17μmである。第3溝23C及び第4溝23Dにおいては、端部から長さ方向に3.3mmまでの箇所(第2部位)の深さが67μmであり、それ以外の箇所(第1部位)の深さは21μmである。また、第5溝23E及び第6溝23Fにおいては、端部から長さ方向に1.7mmまでの箇所(第2部位)の深さが67μmであり、それ以外の箇所(第1部位)の深さは25μmである。
(試験例7)
図9(g)に示すように、本試験例7の第1溝23A及び第2溝23Bにおいては、端部から長さ方向に5.0mmまでの箇所(第2部位)の深さが107μmであり、それ以外の箇所(第1部位)の深さは17μmである。第3溝23C及び第4溝23Dにおいては、端部から長さ方向に3.3mmまでの箇所(第2部位)の深さが107μmであり、それ以外の箇所(第1部位)の深さは21μmである。また、第5溝23E及び第6溝23Fにおいては、端部から長さ方向に1.7mmまでの箇所(第2部位)の深さが107μmであり、それ以外の箇所(第1部位)の深さは25μmである。
(試験例8)
ここでは、図9(h)に示すように、第1溝23A及び第2溝23Bにおいては、端部から長さ方向に3.3mmまでの箇所の深さが37μmであり、それ以外の箇所の深さは17μmである。第3溝23C及び第4溝23Dにおいては、端部から長さ方向に1.7mmまでの箇所の深さが37μmであり、それ以外の箇所の深さは21μmである。第5溝23E及び第6溝23Fにおいては、長さ方向に沿って深さが同一であり、25μmとされている。
(試験例9)
ここでは、図9(i)に示すように、第1溝23A及び第2溝23Bにおいては、端部から長さ方向に3.3mmまでの箇所の深さが67μmであり、それ以外の箇所の深さは17μmである。第3溝23C及び第4溝23Dにおいては、端部から長さ方向に1.7mmまでの箇所の深さが67μmであり、それ以外の箇所の深さは21μmである。第5溝23E及び第6溝23Fにおいては、長さ方向に沿って深さが同一であり、25μmとされている。
(試験例10)
ここでは、図9(j)に示すように、第1溝23A及び第2溝23Bにおいては、端部から長さ方向に3.3mmまでの箇所の深さが107μmであり、それ以外の箇所の深さは17μmである。第3溝23C及び第4溝23Dにおいては、端部から長さ方向に1.7mmまでの箇所の深さが107μmであり、それ以外の箇所の深さは21μmである。第5溝23E及び第6溝23Fにおいては、長さ方向に沿って深さが同一であり、25μmとされている。
(試験例11)
ここでは、図9(k)に示すように、第1溝23A及び第2溝23Bにおいては、端部から長さ方向に1.7mmまでの箇所の深さが37μmであり、それ以外の箇所の深さは17μmである。第3溝23C及び第4溝23Dにおいては、長さ方向に沿って深さが同一であり、21μmとされている。また、第5溝23E及び第6溝23Fにおいても、長さ方向に沿って深さが同一であり、25μmとされている。
(試験例12)
ここでは、図9(l)に示すように、第1溝23A及び第2溝23Bにおいては、端部から長さ方向に1.7mmまでの箇所の深さが67μmであり、それ以外の箇所の深さは17μmである。第3溝23C及び第4溝23Dにおいては、長さ方向に沿って深さが同一であり、21μmとされている。また、第5溝23E及び第6溝23Fにおいても、長さ方向に沿って深さが同一であり、25μmとされている。
(試験例13)
ここでは、図9(m)に示すように、第1溝23A及び第2溝23Bにおいては、端部から長さ方向に1.7mmまでの箇所の深さが107μmであり、それ以外の箇所の深さは17μmである。第3溝23C及び第4溝23Dにおいては、長さ方向に沿って深さが同一であり、21μmとされている。また、第5溝23E及び第6溝23Fにおいても、長さ方向に沿って深さが同一であり、25μmとされている。
(比較例1)
ここでは、長さ方向において深さが同一である溝のみにより溝領域を形成した。すなわち、上記第1溝23A〜第6溝23Fの各溝は、第1部位と第2部位とが同一の深さを有している。これら複数の溝は、導光板の中心側に向かうに連れて深く形成されている。ちなみに、本比較例1の導光板に関しては、第1溝23Aの深さが17μmであり、溝領域の中央に位置する特定の溝の深さは100μmとされている。
ここでは、導光板14に対して片側からLED15の光線を入射させた状態で、上記と同様の評価を行った。
(比較例2)
上記試験例5の導光板を用い、その導光板に対して片側からLEDの光線を入射させた。その結果、入射端面側の出射部において、輝度ムラが確認された。これは、導光板に対して片側のみから光を入射させている都合上、入射端面近傍の第2反射部に対して光線が照射されにくくなることに起因するものと考えられる。この比較例2と上記試験例3の結果から、入射端面近傍の第2反射部に関しては、反対側の入射端面から入射した光線が確実に照射されていることが証明された。
(比較例3)
上記比較例1の導光板を用い、その導光板に対して片側からLEDの光線を入射させた。その結果、上記比較例2と同様、入射端面側の出射部において、輝度ムラがはっきり確認された。
<評価2:溝の加工条件の評価>
ここでは、CO2レーザ光を用いて溝を加工する際の加工条件を適宜変化させ、そうした加工条件が導光板の出射部における明るさに与える影響について、以下の基準に従い評価した。すなわち、各入射端面に対向するLEDを発光させたとき、導光板にぎらつき感がみられるか否かについて評価した。その結果を表2に示す。なお、下記の基準における「ぎらつき感」とは、反射部に形成された溝による光の散乱性の良し悪しを示すものである。すなわち、光の散乱性に優れる場合には、ぎらつき感がみられず、出射部において均一な明るさが得られるのである。
○:ぎらつき感がみられない
△:ぎらつき感がみられた
(加工例1〜3)
CO2 レーザ発振器(キーエンス社製 レーザマーカ MLG9310 SO 9100)を用いて、大きさ81mm×20mm、厚さ2mmのアクリル基板(住友化学工業社製 「スミペックス」)の裏面に、入射端面と平行にCO2レーザ光を走査して、合計89本の光散乱性の溝を形成することにより、導光板を作製した。各例における加工条件(レーザ光の光出力、波長、走査速度)に関しては、表2に示す。
<評価3:アクリル基板の製造方法の評価>
(製造例1〜2)
ここでは、製造方法の異なる2種類のアクリル基板に対して所定の加工条件で溝加工を行い、上記評価2と同様に「ぎらつき感」の有無に関して評価した。その結果を表3に示す。
(製造例1)
セルキャスト法で製造されたアクリル基板の裏面に、上記加工例1の条件で入射端面と平行にCO2レーザ光を走査して光散乱性の溝を形成することにより、導光板を作製した。
(製造例2)
ここでは、押出し法で製造されたアクリル基板の裏面に対し、上記製造例1と同様のレーザ加工を施すことにより、導光板を作製した。
Claims (8)
- 光源からの光線を内部に入射させる入射端面、複数の溝が切り込まれることにより形成されるとともに前記入射端面から入射した光線を所定方向へ反射させる反射部、同反射部において反射された光線が外部に出射される出射部から構成される導光板であって、
前記入射端面は複数設けられており、一の入射端面の近傍において、一の入射端面から入射した光線を反射する第1反射部における溝の深さよりも深い溝が、他の入射端面から入射した光線を反射する第2反射部において存在することを特徴とする導光板。 - 前記導光板は平面形状が略四角形状をなし、前記一の入射端面の対向する位置に、前記他の入射端面が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の導光板。
- 前記一の入射端面側の前記第2反射部において、前記他の入射端面から離間するに連れて深い溝が設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の導光板。
- 前記第2反射部において、前記第1反射部から離間するに連れて深い溝が設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の導光板。
- 光源からの光線を内部に入射させる入射端面、複数の溝が切り込まれることにより形成されるとともに前記入射端面から入射した光線を所定方向へ反射させる反射部、同反射部において反射された光線が外部に出射される出射部から構成される導光板であって、
前記入射端面に対向する端面には、前記入射端面から入射した光線を同入射端面側へ反射させる反射手段が設けられており、
前記入射端面の近傍において、同入射端面から入射した光線を反射する第1反射部における溝の深さよりも深い溝が、前記反射手段により反射された光線を反射する第2反射部において存在することを特徴とする導光板。 - 光源からの光線を内部に入射させる入射端面、複数の溝が切り込まれることにより形成されるとともに前記入射端面から入射した光線を所定方向へ反射させる反射部、同反射部において反射された光線が外部に出射される出射部から構成される導光板の製造方法であって、
前記反射部側から、光出力が10W未満で、波長が0.4μm以下、及び1.0〜25.0μmであるレーザ光を、前記入射端面に平行な方向に1mm/秒〜3000mm/秒の範囲の走査速度で走査しながら照射する工程により、前記反射部において前記複数の溝を形成することを特徴とする導光板の製造方法。 - 請求項6に記載の導光板の製造方法であって、前記レーザ光は、波長が9.0〜11.0μmのCO2レーザ光であることを特徴とする導光板の製造方法。
- 請求項6又は請求項7に記載の導光板の製造方法であって、前記工程を複数回繰り返すことを特徴とする導光板の製造方法。
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