JP2008270223A - Light guide plate, planar light source, light source panel for liquid crystal display, liquid crystal display, and manufacturing method of light guide plate - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structure of a light guide plate and its manufacturing method capable of improving the luminance of emitted light. <P>SOLUTION: In the light guide plate 1, light is incident on an incident part from a light source; and the incident light is propagated internally and emitted from an emission surface. The emitted light illuminates a display screen. On the opposite surface to the emission surface, a plurality of minutely formed parts 10 are formed and dotted into concave shapes; and the diameter dimension defining the size of the minutely formed parts is smaller than an interval of pixels constituting a display screen. The light guide plate is manufactured by forming a synthetic resin material by fabricating a resist structure, having a top wall surface and sidewall surfaces inclined against the top wall surface, in an intermediate step of the manufacturing process. The resist structure is formed, by forming exposed parts and unexposed parts by irradiating a resist film on a substrate with X-rays or ultraviolet rays, and developing the exposed resist film. By controlling the energy intensity distribution of the X-rays or ultraviolet rays, the inclined surfaces are formed as boundaries of irradiated regions and non-irradiated regions. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、導光板、面光源装置、液晶表示用光源パネルおよび液晶表示装置、ならびに導光板の製造方法に関し、特定的には、携帯電話等の携帯情報端末、パーソナルコンピュータおよびカーナビゲーション装置等における液晶表示装置、液晶表示パネルを照明するための面光源装置としての液晶表示用光源パネル、これらの液晶表示装置と液晶表示用光源パネルに使用される導光板とその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a light guide plate, a surface light source device, a liquid crystal display light source panel and a liquid crystal display device, and a method for manufacturing the light guide plate, and more specifically, in portable information terminals such as mobile phones, personal computers, car navigation devices, and the like. The present invention relates to a liquid crystal display device, a light source panel for liquid crystal display as a surface light source device for illuminating the liquid crystal display panel, a light guide plate used in these liquid crystal display device and light source panel for liquid crystal display, and a manufacturing method thereof.

従来から、たとえば液晶表示装置においては、液晶表示パネルは自ら発光しないので、外部から光を液晶表示パネルに照射することによって液晶表示画面を見ることができるようにしている。これを実現するために、たとえば、いわゆるライティングパネルと呼ばれる面光源装置を液晶表示パネルの表示画面と反対側に配置している。面光源装置から出射した光が液晶表示パネルを通過することによって、表示画面を照明している。面光源装置は、外部に配置された、たとえば、発光ダイオード(LED)の点光源からの光を面光源に転換して液晶表示パネルに均一に入射させるために導光板を備えている。   Conventionally, in a liquid crystal display device, for example, the liquid crystal display panel does not emit light by itself, so that the liquid crystal display panel can be viewed by irradiating the liquid crystal display panel with light from the outside. In order to realize this, for example, a surface light source device called a so-called lighting panel is arranged on the opposite side of the display screen of the liquid crystal display panel. The light emitted from the surface light source device passes through the liquid crystal display panel to illuminate the display screen. The surface light source device includes a light guide plate that is disposed outside, for example, to convert light from a point light source of a light emitting diode (LED) into a surface light source and uniformly enter the liquid crystal display panel.

このような面光源装置においては、導光板に入射された点光源からの光を導光板から均一に効率よく出射することが求められている。出射光の輝度を向上させるために導光板の出射面または出射面と反対側の面に種々の形状の穴、突起または溝等を形成することが提案されている。たとえば、このような導光板の構造は、特開平10−253960号公報(特許文献1参照)、特開2001−228338号公報(特許文献2参照)に開示されている。
特開平10−253960号公報 特開2001−228338号公報
Such a surface light source device is required to emit light from a point light source incident on the light guide plate uniformly and efficiently from the light guide plate. In order to improve the brightness of the emitted light, it has been proposed to form various shapes of holes, protrusions, grooves or the like on the exit surface of the light guide plate or the surface opposite to the exit surface. For example, the structure of such a light guide plate is disclosed in JP-A-10-253960 (see Patent Document 1) and JP-A-2001-228338 (see Patent Document 2).
JP-A-10-253960 JP 2001-228338 A

ところで、近年、携帯情報端末の表示装置に用いられる液晶表示パネルにおいては、カラー動画化等によって表示内容が複雑かつ多様になってきている。このため、液晶表示画面の高画質化に対する要求は高まってきている。この要求に応えるために液晶表示装置において回路部と表示部の消費電力が増大しつつある。一方、周辺部品としての面光源装置であるライティングパネルに対しては、より低い消費電力で照明光の利用効率を高めることができるとともに、より精細な表示画面を明るく照らすために出射光の輝度をより高くしたものが求められている。   Incidentally, in recent years, liquid crystal display panels used for display devices of portable information terminals have become complicated and diverse in display content due to color animation. For this reason, the request | requirement for the image quality improvement of a liquid crystal display screen is increasing. In order to meet this demand, the power consumption of the circuit portion and the display portion is increasing in the liquid crystal display device. On the other hand, for a lighting panel, which is a surface light source device as a peripheral component, it is possible to increase the use efficiency of illumination light with lower power consumption and to increase the brightness of emitted light to illuminate a finer display screen. There is a need for something higher.

そこで、この発明の目的は、出射光の輝度を向上させることが可能な導光板の構造を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a structure of a light guide plate capable of improving the luminance of emitted light.

この発明のもう一つの目的は、照明光の利用効率を高めることが可能な面光源装置、液晶表示用光源パネル、液晶表示装置を提供することである。   Another object of the present invention is to provide a surface light source device, a light source panel for liquid crystal display, and a liquid crystal display device capable of increasing the utilization efficiency of illumination light.

この発明の別の目的は、出射光の輝度を向上させることが可能な導光板の製造方法を提供することである。   Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a light guide plate capable of improving the luminance of emitted light.

本発明者は、液晶表示画面の高画質化に対する要求に応えるために鋭意研究を重ねた結果、特定の構造を備えた導光板を用いることによって上記の目的を達成することができることを見出した。このような発明者の知見に基づいて本発明はなされたものである。   As a result of intensive studies to meet the demand for higher image quality of liquid crystal display screens, the present inventor has found that the above object can be achieved by using a light guide plate having a specific structure. The present invention has been made based on such knowledge of the inventors.

この発明に従った導光板は、光源から入射部に光が入射され、その入射された光を内部で伝播させて出射面から出射させ、その出射した光で表示画面を照明するための導光板であって、以下の特徴を備えている。出射面と反対側の面には、複数個の微小形状部が凹形状で円錐台形状になるように形成されて点在するように配置されている。微小形状部の大きさを規定する径寸法が表示画面を構成する画素間隔よりも小さい。   A light guide plate according to the present invention has light incident on an incident portion from a light source, propagates the incident light inside to be emitted from an exit surface, and illuminates a display screen with the emitted light. However, it has the following features. On the surface opposite to the emission surface, a plurality of minute shapes are formed so as to be concave and frustoconical, and are arranged so as to be scattered. The diameter dimension that defines the size of the minute shape portion is smaller than the interval between pixels constituting the display screen.

この発明の導光板においては、出射面と反対側の面に形成される微小形状部が画素間隔よりも小さいので、より精細な表示画面を明るく照らすために必要な出射光の輝度を向上させることができる。   In the light guide plate of the present invention, since the minute shape portion formed on the surface opposite to the exit surface is smaller than the pixel interval, the brightness of the emitted light necessary for brightly illuminating a finer display screen is improved. Can do.

この発明の導光板においては、微小形状部の大きさを規定する径寸法に対する高さ寸法の比率が0.3以上1.0以下であるのが好ましい。この場合、出射光の輝度を高めることができるとともに均一性を向上させることができる。   In the light guide plate of the present invention, the ratio of the height dimension to the diameter dimension that defines the size of the minute shape portion is preferably 0.3 or more and 1.0 or less. In this case, the brightness of the emitted light can be increased and the uniformity can be improved.

この発明に従った面光源装置は、上記のいずれかの特徴を有する導光板と、この導光板の入射部に光が入射するように配置された点光源とを備える。   A surface light source device according to the present invention includes a light guide plate having any one of the above characteristics, and a point light source arranged so that light enters an incident portion of the light guide plate.

さらに、この発明に従った液晶表示用光源パネルは、上記のいずれかの特徴を有する導光板と、この導光板の入射部に光が入射するように配置された点光源と、導光板の出射面から出射した光を制御するように配置された光制御部材とを備える。   Furthermore, a light source panel for liquid crystal display according to the present invention includes a light guide plate having any one of the above characteristics, a point light source arranged so that light is incident on an incident portion of the light guide plate, and emission of the light guide plate. And a light control member arranged to control light emitted from the surface.

この発明に従った液晶表示装置は、上記の液晶表示用光源パネルと、この液晶表示用光源パネルから出射した光で照明されるように配置された液晶表示パネルとを備える。   A liquid crystal display device according to the present invention includes the above-described light source panel for liquid crystal display and a liquid crystal display panel arranged to be illuminated with light emitted from the light source panel for liquid crystal display.

この発明に従った導光板の製造方法は、次の工程を備える。なお、以下の製造方法においては、X線の代わりに紫外線(UV)によるリソグラフィ技術を採用してもよい。   The light guide plate manufacturing method according to the present invention includes the following steps. In the following manufacturing method, a lithography technique using ultraviolet rays (UV) may be adopted instead of X-rays.

(a)基板の上に形成されたレジスト膜にX線を照射することによって、レジスト膜にX線露光部分とX線非露光部分とを形成する工程。   (A) A step of forming an X-ray exposed portion and an X-ray non-exposed portion on the resist film by irradiating the resist film formed on the substrate with X-rays.

(b)X線が照射されたレジスト膜を現像することによって、頂壁面と、この頂壁面に対して傾斜している側壁面とを有するレジスト構造体を基板の上に形成する工程。   (B) A step of forming a resist structure having a top wall surface and a side wall surface inclined with respect to the top wall surface on the substrate by developing the resist film irradiated with X-rays.

(c)レジスト構造体と基板を被覆するように金属を電着させることによって、金属構造体を形成する工程。   (C) A step of forming a metal structure by electrodepositing a metal so as to cover the resist structure and the substrate.

(d)金属構造体からレジスト構造体を除去した後、金属構造体を型として用いて合成樹脂材料を成形する工程。   (D) A step of forming a synthetic resin material using the metal structure as a mold after removing the resist structure from the metal structure.

なお、前記レジスト膜にX線を照射するときにエネルギ強度分布を制御することによって、照射領域と非照射領域との境界として傾斜面が形成される。   Note that an inclined surface is formed as a boundary between the irradiated region and the non-irradiated region by controlling the energy intensity distribution when the resist film is irradiated with X-rays.

以上のように、この発明によれば、より精細な表示画面を明るく照らすために出射光の輝度を従来よりも向上させることが可能な導光板を得ることができる。これにより、液晶表示装置に用いられる液晶表示用光源パネル等の面光源装置において照明光の利用効率を高めることができ、消費電力の低減を図ることができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a light guide plate capable of improving the brightness of emitted light as compared with the conventional art in order to brightly illuminate a finer display screen. Thereby, in the surface light source device such as a light source panel for liquid crystal display used in the liquid crystal display device, it is possible to increase the use efficiency of illumination light and to reduce power consumption.

以下、この発明の実施の形態を図面を用いて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施の形態に従った導光板を概念的に示す概略平面図である。図1に示すように、導光板1は、その出射面または出射面と反対側の面の少なくともいずれか一方の面には、多数個の凹形状または凸形状に形成された微小形状部としてドット10が点在するように配置されている。光は矢印Lで示されるように外部の点光源から導光板1に入射される。ドット10は、導光板1の入射部から離れるにしたがって点在の程度が疎の状態から密な状態に徐々に変化するように配置されている。なお、図1は、ドット10の配置パターンを概念的に示したものであり、正確に示したものではない。   FIG. 1 is a schematic plan view conceptually showing a light guide plate according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the light guide plate 1 has dots as minute shape portions formed in a large number of concave or convex shapes on at least one of its emission surface or the surface opposite to the emission surface. 10 are arranged to be scattered. Light is incident on the light guide plate 1 from an external point light source as indicated by an arrow L. The dots 10 are arranged so that the degree of doting gradually changes from a sparse state to a dense state as the distance from the incident part of the light guide plate 1 increases. FIG. 1 conceptually shows the arrangement pattern of the dots 10 and is not exactly shown.

図2は、図1の導光板1においてドット10の配置パターンの概念を説明するために示す図である。図2に示すように、矢印Lで示されるように光が入射される入射近傍領域IVでは、ドット10の配置密度が最も小さい。導光板1の中央部領域IIIでは、入射近傍領域IVよりもドット10の配置密度が大きい。さらに、導光板1の角領域IIとVでは、中央領域IIIよりもドット10の配置密度が大きい。入射部から最も離れた導光板1の角部領域Iでは、ドット10の配置密度が最も大きい。   FIG. 2 is a diagram for explaining the concept of the arrangement pattern of the dots 10 in the light guide plate 1 of FIG. As shown in FIG. 2, the arrangement density of the dots 10 is the smallest in the incident vicinity region IV where the light is incident as indicated by the arrow L. In the central region III of the light guide plate 1, the arrangement density of the dots 10 is larger than the incident vicinity region IV. Further, in the corner regions II and V of the light guide plate 1, the arrangement density of the dots 10 is larger than that in the central region III. In the corner region I of the light guide plate 1 farthest from the incident part, the arrangement density of the dots 10 is the highest.

図3は、図1の導光板1においてドット10の配置パターンの別の概念を説明するために示す図である。図3の(A)で示すようにドット10は規則的に配置することもでき、あるいは(B)で示すようにドット10は不規則にランダムに配置することもできる。出射光の輝度の均一性を高めるためには、(B)で示すようにドット10をランダムに配置するのが好ましい。   FIG. 3 is a diagram shown for explaining another concept of the arrangement pattern of the dots 10 in the light guide plate 1 of FIG. As shown in FIG. 3A, the dots 10 can be regularly arranged, or as shown in FIG. 3B, the dots 10 can be randomly arranged at random. In order to improve the uniformity of the brightness of the emitted light, it is preferable to arrange the dots 10 at random as shown in FIG.

図4は、図1の導光板1においてドット10の種々の断面形状を概念的に示すための導光板の概略的な断面図である。図4の(A)で示すように、一つの実施の形態では導光板1の出射面と反対側の面に多数個の円柱形状凹部11が点在するように配置されている。(B)で示すように、もう一つの実施の形態では導光板1の出射面に多数個の円柱形状凸部12が点在するように配置されている。また、(C)で示すように、導光板1の出射面には円柱形状凸部12が形成されるとともに、出射面と反対側の面には円柱形状凹部11が形成されてもよい。図4の(D)で示すように、別の実施の形態では導光板1の出射面と反対側の面に多数個の円錐台形状凹部13が点在するように配置されている。(E)で示すように、さらに別の実施の形態では導光板1の出射面に多数個の円錐台形状凸部14が点在するように配置されている。また、(F)で示すように、導光板1の出射面には円錐台形状凸部14が形成されるとともに、出射面と反対側の面には円錐台形状凹部13が形成されてもよい。   4 is a schematic cross-sectional view of the light guide plate for conceptually showing various cross-sectional shapes of the dots 10 in the light guide plate 1 of FIG. As shown in FIG. 4A, in one embodiment, the light guide plate 1 is arranged so that a large number of cylindrical recesses 11 are scattered on the surface opposite to the light exit surface. As shown in (B), in another embodiment, a large number of columnar convex portions 12 are disposed on the light exit surface of the light guide plate 1. Moreover, as shown in (C), while the cylindrical convex part 12 is formed in the output surface of the light-guide plate 1, the cylindrical recessed part 11 may be formed in the surface on the opposite side to an output surface. As shown in FIG. 4D, in another embodiment, a large number of truncated cone-shaped concave portions 13 are arranged on the surface opposite to the light exit surface of the light guide plate 1. As shown in (E), in another embodiment, a large number of truncated cone-shaped convex portions 14 are arranged on the light exit surface of the light guide plate 1. Further, as shown in (F), the frustoconical convex portion 14 may be formed on the exit surface of the light guide plate 1, and the frustoconical concave portion 13 may be formed on the surface opposite to the exit surface. .

なお、図4では、横断面が円形状のドット11〜14を示したが、三角形、正方形、長方形等の多角形状のドット10を形成してもよい。また、図4の(D)〜(F)では円錐台形状のドット10を示したが、少なくとも側壁が頂壁に対して傾斜している凸部、または、少なくとも側壁が底壁に対して傾斜している凹部であればよい。   In FIG. 4, the dots 11 to 14 having a circular cross section are shown, but polygonal dots 10 such as a triangle, a square, and a rectangle may be formed. Further, in FIGS. 4D to 4F, the truncated cone-shaped dots 10 are shown. However, at least the side wall is inclined with respect to the top wall, or at least the side wall is inclined with respect to the bottom wall. What is necessary is just the recessed part which is doing.

図5は、この発明の導光板1を備えた面光源装置の一例である液晶表示用光源パネルとしてライティングパネル100の概略的な構成を示す分解斜視図である。図5に示すように、ライティングパネル100は、反射フィルム5、導光板1、拡散フィルム2、レンズフィルム3と4が順に積層されて構成されている。導光板1の側部に配置された発光ダイオード(LED)等の点光源6から光が導光板1に入射される。この例では、3つの点光源6が配置されている。点光源6から導光板1に入射された光は、導光板1の内部で伝播させて、面光源に変換されて導光板1の出射面(図5では上面)から拡散フィルム2に向かって出射する。反射フィルム5は、導光板1の出射面と反対側に漏れ出る光を上記の出射方向に反射させて導光板1の内部に集めるために設けられている。導光板1から出射した光は、光制御部材としての拡散フィルム2を通過することによって進行方向が拡散される。拡散フィルム2を通過して拡散した光は、光制御部材としての、いわゆるプリズムシートと呼ばれるレンズフィルム3と4を通過することによって液晶表示画面の視野角内に集中し、輝度をより高めた光が液晶表示画面を照射する。   FIG. 5 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of a lighting panel 100 as a liquid crystal display light source panel which is an example of a surface light source device including the light guide plate 1 of the present invention. As shown in FIG. 5, the lighting panel 100 is configured by sequentially laminating a reflection film 5, a light guide plate 1, a diffusion film 2, and lens films 3 and 4. Light enters the light guide plate 1 from a point light source 6 such as a light emitting diode (LED) disposed on the side of the light guide plate 1. In this example, three point light sources 6 are arranged. The light incident on the light guide plate 1 from the point light source 6 is propagated inside the light guide plate 1, converted into a surface light source, and emitted from the emission surface (upper surface in FIG. 5) of the light guide plate 1 toward the diffusion film 2. To do. The reflective film 5 is provided to reflect the light leaking to the opposite side of the light exiting surface of the light guide plate 1 in the light exiting direction and collect it in the light guide plate 1. The light emitted from the light guide plate 1 is diffused in the traveling direction by passing through a diffusion film 2 as a light control member. Light diffused through the diffusion film 2 is concentrated within the viewing angle of the liquid crystal display screen by passing through lens films 3 and 4 called so-called prism sheets as light control members, and light with higher brightness. Illuminates the liquid crystal display screen.

図6は、図5のライティングパネル100を備えた液晶表示装置500を概念的に示す図である。図6に示すように、点光源6から導光板1に入射された光は矢印で示すように導光板1の内部で反射を繰り返した後、導光板1の出射面から出射し、拡散フィルム2、レンズフィルム3と4を通過し、液晶表示パネルとしての液晶セル200を照射する。液晶セル200の表示画面と反対側の面がライティングパネル100の光の出射面に対向するように配置されている(バックライト方式)。なお、液晶セル200の表示画面がライティングパネル100の光の出射面に対向するように配置されていてもよい(フロントライト方式)。   FIG. 6 conceptually illustrates a liquid crystal display device 500 including the lighting panel 100 of FIG. As shown in FIG. 6, the light incident on the light guide plate 1 from the point light source 6 is repeatedly reflected inside the light guide plate 1 as indicated by an arrow, then exits from the exit surface of the light guide plate 1, and diffused film 2. The liquid crystal cell 200 as a liquid crystal display panel is irradiated through the lens films 3 and 4. The surface opposite to the display screen of the liquid crystal cell 200 is disposed so as to face the light emission surface of the lighting panel 100 (backlight method). The display screen of the liquid crystal cell 200 may be disposed so as to face the light emission surface of the lighting panel 100 (front light method).

点光源6から導光板1に入射した光は、導光板1と空気の屈折率の差によって全反射を繰り返し、導光板1の内部を伝播する。導光板1の出射面または出射面と反対側の面の少なくともいずれか一方の面には、図1〜図4に示されるように多数個の微小形状部として凸形状または凹形状のドット10が点在して配置されていることによって、光は全反射を繰り返して屈折し、出射面から出射する。この発明では、図4に示す種々の断面形状においてドット10の大きさを規定する径寸法は、液晶セル200の表示画面を構成する画素間隔よりも小さい。具体的には、液晶表示画面の画素間隔(ピッチ)は最小でも100μm程度であるので、ドット100の径寸法は100μm以下である。   The light incident on the light guide plate 1 from the point light source 6 repeats total reflection due to the difference in refractive index between the light guide plate 1 and air, and propagates inside the light guide plate 1. As shown in FIGS. 1 to 4, as shown in FIGS. 1 to 4, convex or concave dots 10 are formed as a plurality of minute shape portions on at least one of the light exit surface of the light guide plate 1 and the surface opposite to the light exit surface. By being arranged in a scattered manner, the light is refracted by repeating total reflection and is emitted from the emission surface. In the present invention, the diameter dimension that defines the size of the dots 10 in the various cross-sectional shapes shown in FIG. 4 is smaller than the interval between the pixels constituting the display screen of the liquid crystal cell 200. Specifically, since the pixel interval (pitch) of the liquid crystal display screen is at least about 100 μm, the diameter of the dot 100 is 100 μm or less.

図1と図2で示す導光板1に矢印Lで示す方向に点光源から光を入射した場合に、微小形状部としてのドット10の形状と寸法を変化させたときに導光板1から出射する光の輝度がどのように変化するのか、について導光板のモデルを用いて光線追跡シミュレーション実験によって調べた。   When light from a point light source is incident on the light guide plate 1 shown in FIGS. 1 and 2 in the direction indicated by the arrow L, the light is emitted from the light guide plate 1 when the shape and size of the dots 10 as the minute shape portions are changed. How the brightness of the light changes was examined by a ray tracing simulation experiment using a light guide plate model.

光線追跡シミュレーション実験においては、導光板1の内部での光の反射・屈折と外部への光の透過を考慮し、光の干渉と回折については考慮しないことを前提条件とした。また、導光板1の厚みを1.0mm、出射領域の大きさを33mm×33mm、点光源の光度を数100mcdとし、図1と図2で示されるドット10の配置パターンは、点光源の光量と点光源からの距離とドット当たりの出射量とを因子とする関数に従って点在の程度が入射部から離れるにつれて疎の状態から密の状態に変化するように設定し、図3の(B)で示すようにランダム配置とした。導光板の材質はポリメチルメタクリレート(PMMA)とし、屈折率は1.49とした。   In the ray tracing simulation experiment, it was assumed that reflection / refraction of light inside the light guide plate 1 and transmission of light to the outside were taken into consideration, and interference and diffraction of light were not taken into consideration. Further, the thickness of the light guide plate 1 is 1.0 mm, the size of the emission region is 33 mm × 33 mm, the luminous intensity of the point light source is several hundred mcd, and the arrangement pattern of the dots 10 shown in FIG. 1 and FIG. 3 is set so that the degree of doting changes from a sparse state to a dense state as the distance from the incident part increases in accordance with a function having factors of the distance from the point light source and the emission amount per dot. As shown in FIG. The material of the light guide plate was polymethyl methacrylate (PMMA), and the refractive index was 1.49.

図7は、微小形状部としての円柱形状のドット10の径寸法を60μmとした場合のシミュレーション結果を示す。図7の(A)は図4の(A)で示されるようにドット10の形状として円柱形状凹部11を導光板1の出射面と反対側の対向面に形成した場合、(B)は図4の(B)で示されるようにドット10の形状として円柱形状凸部12を導光板1の出射面と反対側の面に形成した場合、(C)は図4の(C)で示されるようにドット10の形状として円柱形状凸部12を導光板1の出射面に形成し、円柱形状凹部11を導光板1の出射面と反対側の面に形成した場合を示す。   FIG. 7 shows a simulation result when the diameter of the cylindrical dot 10 as the minute shape portion is 60 μm. 7A shows a case where a cylindrical recess 11 is formed on the opposite surface opposite to the exit surface of the light guide plate 1 as shown in FIG. 4 (B), when the cylindrical convex portion 12 is formed on the surface opposite to the exit surface of the light guide plate 1 as the shape of the dot 10, (C) is shown in FIG. 4 (C). Thus, the case where the column-shaped convex part 12 is formed in the output surface of the light-guide plate 1 as a shape of the dot 10, and the column-shaped recessed part 11 is formed in the surface on the opposite side to the output surface of the light-guide plate 1 is shown.

図8は、微小形状部としての円錐形状のドット10の径寸法を100μmとした場合のシミュレーション結果を示す。図8の(A)は図4の(D)で示されるようにドット10の形状として円錐台形状凹部13に準じて円錐形状凹部を導光板1の出射面と反対側の面に形成した場合、(B)は図4の(E)で示されるようにドット10の形状として円錐台形状凸部14に準じて円錐形状凸部を導光板1の出射面と反対側の面に形成した場合、(C)は図4の(F)で示されるようにドット10の形状として円錐台形状凸部14に準じて円錐形状凸部を導光板1の出射面に形成し、円錐台形状凹部13に準じて円錐形状凹部を導光板1の出射面と反対側の面に形成した場合を示す。   FIG. 8 shows a simulation result when the diameter dimension of the conical dot 10 as the minute shape portion is 100 μm. 8A shows a case where a conical recess is formed on the surface opposite to the exit surface of the light guide plate 1 in accordance with the truncated cone-shaped recess 13 as the shape of the dot 10 as shown in FIG. 4D. 4B shows a case in which a conical convex portion is formed on the surface opposite to the exit surface of the light guide plate 1 according to the truncated cone-shaped convex portion 14 as the shape of the dot 10 as shown in FIG. 4C, as shown in FIG. 4F, a conical convex portion is formed on the exit surface of the light guide plate 1 according to the truncated conical convex portion 14 as the shape of the dot 10, and the frustoconical concave portion 13 is formed. The case where a conical recessed part is formed in the surface on the opposite side to the output surface of the light-guide plate 1 according to is shown.

図9は、微小形状部としての円錐形状のドット10の径寸法を60μmとした場合のシミュレーション結果を示す。図9の(A)は図4の(D)で示されるようにドット10の形状として円錐台形状凹部13に準じて円錐形状凹部を導光板1の出射面と反対側の面に形成した場合、(B)は図4の(E)で示されるようにドット10の形状として円錐台形状凸部14に準じて円錐形状凸部を導光板1の出射面と反対側の面に形成した場合、(C)は図4の(F)で示されるようにドット10の形状として円錐台形状凸部14に準じて円錐形状凸部を導光板1の出射面に形成し、円錐台形状凹部13に準じて円錐形状凹部を導光板1の出射面と反対側の面に形成した場合を示す。   FIG. 9 shows a simulation result when the diameter of the conical dot 10 as the minute shape portion is 60 μm. 9A shows a case in which a conical recess is formed on the surface opposite to the exit surface of the light guide plate 1 according to the truncated cone-shaped recess 13 as the shape of the dot 10 as shown in FIG. 4D. 4B shows a case in which a conical convex portion is formed on the surface opposite to the exit surface of the light guide plate 1 according to the truncated cone-shaped convex portion 14 as the shape of the dot 10 as shown in FIG. 4C, as shown in FIG. 4F, a conical convex portion is formed on the exit surface of the light guide plate 1 according to the truncated conical convex portion 14 as the shape of the dot 10, and the frustoconical concave portion 13 is formed. The case where a conical recessed part is formed in the surface on the opposite side to the output surface of the light-guide plate 1 according to is shown.

図10は、微小形状部としての円錐形状のドット10の径寸法を30μmとした場合のシミュレーション結果を示す。図10の(A)は図4の(D)で示されるようにドット10の形状として円錐台形状凹部13に準じて円錐形状凹部を導光板1の出射面と反対側の面に形成した場合、(B)は図4の(E)で示されるようにドット10の形状として円錐台形状凸部14に準じて円錐形状凸部を導光板1の出射面と反対側の面に形成した場合、(C)は図4の(F)で示されるようにドット10の形状として円錐台形状凸部14に準じて円錐形状凸部を導光板1の出射面に形成し、円錐台形状凹部13に準じて円錐形状凹部を導光板1の出射面と反対側の面に形成した場合を示す。   FIG. 10 shows a simulation result when the diameter of the conical dot 10 as the minute shape portion is 30 μm. FIG. 10A shows a case where a conical recess is formed on the surface opposite to the exit surface of the light guide plate 1 in accordance with the truncated cone-shaped recess 13 as the shape of the dot 10 as shown in FIG. 4B shows a case in which a conical convex portion is formed on the surface opposite to the exit surface of the light guide plate 1 according to the truncated cone-shaped convex portion 14 as the shape of the dot 10 as shown in FIG. 4C, as shown in FIG. 4F, a conical convex portion is formed on the exit surface of the light guide plate 1 according to the truncated conical convex portion 14 as the shape of the dot 10, and the frustoconical concave portion 13 is formed. The case where a conical recessed part is formed in the surface on the opposite side to the output surface of the light-guide plate 1 according to is shown.

なお、図7〜図10において、縦軸は、導光板の出射面から出射される光の平均輝度(cd/m2)、横軸は、凹部の場合は微小形状部としてのドット10の深さ(μm)、凸部の場合は高さ(μm)を示す。   7 to 10, the vertical axis represents the average luminance (cd / m 2) of light emitted from the light exit surface of the light guide plate, and the horizontal axis represents the depth of the dot 10 as a minute shape portion in the case of a concave portion. (Μm), the height (μm) is shown in the case of a convex part.

これらのシミュレーション結果から次のことがわかる。   The following can be understood from these simulation results.

(1)図7〜図10のそれぞれにおいて、出射面に凸部、その反対側の面に凹部を形成した場合(C)の方が、出射面と反対側の面に凹部のみを形成した場合(A)、出射面と反対側の面に凸部のみを形成した場合(B)よりも、出射光の輝度は向上する傾向が認められる。   (1) In each of FIGS. 7 to 10, when a convex portion is formed on the exit surface and a concave portion is formed on the opposite surface, only the concave portion is formed on the surface opposite to the exit surface in the case of (C). (A) The brightness | luminance of an emitted light tends to improve rather than (B) when only a convex part is formed in the surface on the opposite side to an output surface.

(2)図7と図9を比較すると、微小形状部としてのドット10の径寸法が同一であれば、円錐形状の凹部または凸部を形成した場合の方が、円柱形状の凹部または凸部を形成した場合よりも、出射光の輝度は向上する傾向が認められる。   (2) When FIG. 7 and FIG. 9 are compared, if the diameter dimension of the dot 10 as the minute shape portion is the same, the cylindrical concave portion or convex portion is formed when the conical concave portion or convex portion is formed. It can be seen that the luminance of the emitted light tends to be improved as compared with the case where is formed.

(3)図8〜図10を比較すると、微小形状部としてのドット10の径寸法が100μm、60μm、30μmと小さくなるにつれて、出射光の輝度は向上する傾向が認められる。   (3) Comparing FIGS. 8 to 10, it is recognized that the brightness of the emitted light tends to be improved as the diameter of the dot 10 as the minute shape portion is reduced to 100 μm, 60 μm, and 30 μm.

(4)図8〜図10に示すように、微小形状部としてのドット10の径寸法に対する深さまたは高さ寸法の比率、いわゆるアスペクト比が高くなるにつれて(図において深さまたは高さ寸法が大きくなるにつれて)出射光の輝度は向上するが、アスペクト比が高くなりすぎると出射光の輝度の値は飽和するか、かえって低くなる、あるいは不安定になる傾向が認められる。   (4) As shown in FIGS. 8 to 10, as the ratio of the depth or height to the diameter of the dot 10 as the micro-shaped portion, the so-called aspect ratio increases (the depth or height in the figure is increased). The brightness of the emitted light is improved (as it becomes larger), but when the aspect ratio becomes too high, the brightness value of the emitted light saturates, tends to be lower, or becomes unstable.

(5)図9に示すように微小形状部としてのドット10の径寸法が液晶表示画面の画素間隔(ピッチ)よりも小さい60μmの場合には、アスペクト比が1を超えると出射光の輝度は低くなる傾向が認められ、0.3〜1.0の範囲内のアスペクト比であれば高い輝度を得ることができる。   (5) As shown in FIG. 9, when the diameter of the dot 10 as the minute shape portion is 60 μm which is smaller than the pixel interval (pitch) of the liquid crystal display screen, the luminance of the emitted light is increased when the aspect ratio exceeds 1. A tendency to decrease is recognized, and high luminance can be obtained if the aspect ratio is in the range of 0.3 to 1.0.

以上の結果から、出射光の輝度を向上させるためには、径寸法が液晶表示画面の画素間隔(ピッチ)よりも小さい微小形状部を形成し、微小形状部の形状としては、導光板の出射面に円錐形状または円錐台形状の凸部、その反対側の面に円錐形状または円錐台形状の凹部を形成するのが最も好ましいといえる。径寸法はより小さい方が好ましいが、輝度の均一性を考慮すると60μm程度が好ましい。また、アスペクト比は0.3〜1.0の範囲内であるのが好ましい。   From the above results, in order to improve the luminance of the emitted light, a minute shape portion whose diameter is smaller than the pixel interval (pitch) of the liquid crystal display screen is formed, and the shape of the minute shape portion is the emission of the light guide plate. It is most preferable to form a conical or frustoconical convex portion on the surface and a conical or frustoconical concave portion on the opposite surface. A smaller diameter is preferable, but about 60 μm is preferable in consideration of luminance uniformity. The aspect ratio is preferably in the range of 0.3 to 1.0.

図11と図12は、本発明の導光板の製造方法の実施の形態として、工程順に従った概略的な断面を示す図である。製造方法の実施の形態の例として、図11は円柱形状の凸部からなる微小形状部を形成する場合の導光板の製造方法を示し、図12は円錐台形状の凸部からなる微小形状部を形成する場合の導光板の製造方法を示す。本発明の導光板は、いわゆるLIGA(Lithographie Galvanoformung Abformung)プロセスを用いて製造される。以下、導光板の製造方法について具体的に説明する。   FIG. 11 and FIG. 12 are diagrams showing schematic cross sections according to the order of steps as an embodiment of the method for manufacturing a light guide plate of the present invention. As an example of an embodiment of the manufacturing method, FIG. 11 shows a method for manufacturing a light guide plate in the case of forming a micro-shaped portion made of a cylindrical convex portion, and FIG. 12 shows a micro-shaped portion made of a truncated cone-shaped convex portion. The manufacturing method of the light-guide plate in the case of forming will be shown. The light guide plate of the present invention is manufactured using a so-called LIGA (Lithographie Galvanoformung Abformung) process. Hereinafter, the manufacturing method of a light-guide plate is demonstrated concretely.

まず、円柱形状の凸部からなる微小形状部を形成する場合の導光板の製造方法について説明する。   First, the manufacturing method of a light-guide plate in the case of forming the minute shape part which consists of a cylindrical-shaped convex part is demonstrated.

図11の(A)に示すように、シリコンの基板20の表面上に厚み数10〜100μm程度のたとえば、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等のレジスト膜30を形成する。   As shown in FIG. 11A, a resist film 30 such as polymethyl methacrylate (PMMA) having a thickness of about 10 to 100 μm is formed on the surface of a silicon substrate 20.

図11の(B)に示すように、X線マスク40を用いて、基板20の上に形成されたレジスト膜30にX線を矢印Pで示す方向に照射する。X線は直進性に優れたシンクロトロン放射(SR)光装置から発生するX線を用いる。これにより、レジスト膜30にアスペクト比の高いX線露光部分とX線非露光部分とを形成する。この場合、X線マスク40は、円柱形状X線吸収体41と、このX線吸収体41を被覆するX線透過膜42とから構成されている。   As shown in FIG. 11B, the X-ray is irradiated in the direction indicated by the arrow P onto the resist film 30 formed on the substrate 20 using the X-ray mask 40. As X-rays, X-rays generated from a synchrotron radiation (SR) optical device excellent in straightness are used. Thereby, an X-ray exposed portion and an X-ray non-exposed portion having a high aspect ratio are formed on the resist film 30. In this case, the X-ray mask 40 includes a columnar X-ray absorber 41 and an X-ray transmission film 42 that covers the X-ray absorber 41.

図11の(C)に示すように、現像液に浸漬することにより、X線露光部分が現像液に溶解し、X線非露光部分が残存し、レジスト構造体として円柱形状レジストパターン31が基板20の上に形成される。この段階で円柱形状レジストパターン31の高さを調整するために頂壁面を削ってもよい。   As shown in FIG. 11C, by immersing in a developer, the X-ray exposed portion is dissolved in the developer, the X-ray non-exposed portion remains, and a cylindrical resist pattern 31 is formed as a resist structure on the substrate. 20 is formed. At this stage, the top wall surface may be shaved to adjust the height of the cylindrical resist pattern 31.

図11の(D)に示すように、電鋳法を用いて、円柱形状レジストパターン31と基板20を被覆するように金属としてニッケル等を電着させることによって、金属構造体50を形成する。図11の(D)は、金属構造体50から円柱形状レジストパターン31を除去した状態を示している。金属構造体50には円柱形状凹部51が形成されている。   As shown in FIG. 11D, a metal structure 50 is formed by electrodepositing nickel or the like as a metal so as to cover the cylindrical resist pattern 31 and the substrate 20 by using an electroforming method. FIG. 11D shows a state where the columnar resist pattern 31 is removed from the metal structure 50. A cylindrical recess 51 is formed in the metal structure 50.

図11の(E)に示すように、金属構造体50を金型として用いてシクロオレフィン系の高転写性樹脂等の合成樹脂を射出成形することによって導光板1を得る。この工程において合成樹脂を圧縮成形してもよい。図11の(E)は、金属構造体50を導光板1から除去した状態を示している。導光板1は微小形状部として円柱形状凸部12を備えている。   As shown in FIG. 11E, the light guide plate 1 is obtained by injection molding a synthetic resin such as a cycloolefin-based high transferable resin using the metal structure 50 as a mold. In this step, the synthetic resin may be compression molded. FIG. 11E shows a state where the metal structure 50 is removed from the light guide plate 1. The light guide plate 1 includes a cylindrical convex portion 12 as a minute shape portion.

次に、円錐台形状の凸部からなる微小形状部を形成する場合の導光板の製造方法について説明する。   Next, a method for manufacturing a light guide plate in the case of forming a minute shape portion composed of a truncated cone-shaped convex portion will be described.

図12の(A)に示すように、シリコンの基板20の表面上に厚み数10〜100μm程度のたとえばポリメチルメタクリレート(PMMA)等のレジスト膜30を形成する。   As shown in FIG. 12A, a resist film 30 such as polymethyl methacrylate (PMMA) having a thickness of about 10 to 100 μm is formed on the surface of a silicon substrate 20.

図12の(B)に示すように、X線マスク40を用いて、基板20の上に形成されたレジスト膜30にX線を矢印Pで示す方向に照射する。X線は直進性に優れたシンクロトロン放射(SR)光装置から発生するX線を用いる。これにより、レジスト膜30にアスペクト比の高いX線露光部分とX線非露光部分とを形成する。この場合、X線マスク40は、円錐台形状X線吸収体43と、このX線吸収体43を被覆するX線透過膜42とから構成されている。   As shown in FIG. 12B, the X-ray mask 40 is used to irradiate the resist film 30 formed on the substrate 20 with X-rays in the direction indicated by the arrow P. As X-rays, X-rays generated from a synchrotron radiation (SR) optical device excellent in straightness are used. Thereby, an X-ray exposed portion and an X-ray non-exposed portion having a high aspect ratio are formed on the resist film 30. In this case, the X-ray mask 40 includes a frustoconical X-ray absorber 43 and an X-ray transmission film 42 that covers the X-ray absorber 43.

図12の(C)に示すように、現像液に浸漬することにより、X線露光部分が現像液に溶解し、X線非露光部分が残存し、レジスト構造体として円錐台形状凸部レジストパターン32が基板20の上に形成される。この段階で円錐台形状凸部レジストパターン32の高さを調整するために頂壁面を削ってもよい。   As shown in FIG. 12C, by immersing in a developing solution, the X-ray exposed portion is dissolved in the developing solution, and the X-ray non-exposed portion remains, and a frustoconical convex resist pattern is formed as a resist structure. 32 is formed on the substrate 20. At this stage, the top wall surface may be shaved to adjust the height of the frustoconical convex resist pattern 32.

図12の(D)に示すように、電鋳法を用いて、円錐台形状凸部レジストパターン32と基板20を被覆するように金属としてニッケル等を電着させることによって、金属構造体50を形成する。図12の(D)は、金属構造体50から円錐台形状凸部レジストパターン32を除去した状態を示している。金属構造体50には円錐台形状凹部52が形成されている。   As shown in FIG. 12D, the metal structure 50 is formed by electrodepositing nickel or the like as a metal so as to cover the frustoconical convex resist pattern 32 and the substrate 20 by using an electroforming method. Form. FIG. 12D shows a state where the frustoconical convex resist pattern 32 is removed from the metal structure 50. The metal structure 50 is formed with a truncated cone-shaped recess 52.

図12の(E)に示すように、金属構造体50を金型として用いてシクロオレフィン系の高転写性樹脂等の合成樹脂を射出成形することによって導光板1を得る。この工程において合成樹脂を圧縮成形してもよい。図12の(E)は、金属構造体50を導光板1から除去した状態を示している。導光板1は微小形状部として円錐台形状凸部14を備えている。   As shown in FIG. 12E, the light guide plate 1 is obtained by injection molding a synthetic resin such as a cycloolefin-based high transfer resin using the metal structure 50 as a mold. In this step, the synthetic resin may be compression molded. FIG. 12E shows a state where the metal structure 50 is removed from the light guide plate 1. The light guide plate 1 includes a truncated cone-shaped convex portion 14 as a minute shape portion.

図13は、図12の(B)と(C)に示される導光板1の製造工程を部分的に拡大して示す断面図である。図13の(A)に示すように、X線マスク40は円錐台形状X線吸収体43を備えている。円錐台形状X線吸収体43は両端部に傾斜面を有する。この傾斜面においては、X線吸収体の厚みと照射されるX線エネルギ強度とに応じて、一部のX線はX線マスク40から漏れ出て、レジスト膜30を照射して露光する。このため、照射されたレジスト膜30には、X線非照射領域32aとX線照射領域32bとの境界が傾斜面として形成される。このレジスト膜30を現像すると、図13の(B)に示すように、レジスト膜30の上記傾斜面に対応した傾斜面を有する円錐台形状凸部レジストパターン32が形成される。   FIG. 13 is a cross-sectional view showing a partially enlarged manufacturing process of the light guide plate 1 shown in FIGS. As shown in FIG. 13A, the X-ray mask 40 includes a truncated cone-shaped X-ray absorber 43. The frustoconical X-ray absorber 43 has inclined surfaces at both ends. On this inclined surface, some X-rays leak from the X-ray mask 40 in accordance with the thickness of the X-ray absorber and the irradiated X-ray energy intensity, and the resist film 30 is irradiated and exposed. For this reason, in the irradiated resist film 30, the boundary between the X-ray non-irradiated region 32a and the X-ray irradiated region 32b is formed as an inclined surface. When this resist film 30 is developed, a frustoconical convex resist pattern 32 having an inclined surface corresponding to the inclined surface of the resist film 30 is formed as shown in FIG.

図14は、図12の(B)、図13の(A)で用いられるX線マスクの製造方法の実施の形態として、工程順に従った概略的な断面を示す図である。   FIG. 14 is a schematic cross-sectional view according to the order of steps as an embodiment of the method of manufacturing the X-ray mask used in FIGS. 12B and 13A.

図14の(A)で示すように、シリコンの基板44の表面上に円柱形状貫通穴45aを有するレジスト膜45を形成する。   As shown in FIG. 14A, a resist film 45 having a cylindrical through hole 45a is formed on the surface of a silicon substrate 44.

図14の(B)で示すように、円柱形状貫通穴45aを充填するように金(Au)等のX線吸収体材料をスパッタリング法またはめっき法によって堆積する。このとき、レジスト膜45の上で円柱形状貫通穴45aの外周近傍にもX線吸収体材料を堆積する。これによって形成された略円錐台形状X線吸収体46は、頂壁面と、この頂壁面に対して傾斜している側壁面とを有する。   As shown in FIG. 14B, an X-ray absorber material such as gold (Au) is deposited by sputtering or plating so as to fill the cylindrical through hole 45a. At this time, the X-ray absorber material is also deposited on the resist film 45 in the vicinity of the outer periphery of the cylindrical through hole 45a. The substantially frustoconical X-ray absorber 46 formed thereby has a top wall surface and a side wall surface inclined with respect to the top wall surface.

図14の(C)で示すように、レジスト膜45を除去する。   As shown in FIG. 14C, the resist film 45 is removed.

図14の(D)で示すように、略円錐台形状X線吸収体46を被覆するように基板44の上にポリイミド等からなるX線透過材層47を形成する。   As shown in FIG. 14D, an X-ray transmitting material layer 47 made of polyimide or the like is formed on the substrate 44 so as to cover the substantially frustoconical X-ray absorber 46.

図14の(E)で示すように、基板44の中央部をエッチングで除去することによって、X線透過窓を形成する。このようにして略円錐台形状X線吸収体を備えたX線マスクを製造する。   As shown in FIG. 14E, an X-ray transmission window is formed by removing the central portion of the substrate 44 by etching. In this way, an X-ray mask having a substantially frustoconical X-ray absorber is manufactured.

円錐台形状のレジストパターンを製造する方法として、図13に示された方法以外にX線マスクを移動する方法がある。   As a method of manufacturing a frustoconical resist pattern, there is a method of moving an X-ray mask other than the method shown in FIG.

図15は、一例として円錐台形状貫通穴レジストパターンを形成する方法を示す図である。図15の(A)に示すように、X線マスク40として、X線透過材層49の上に円柱形状貫通穴48aを有するX線吸収材層48が形成されたものを用いる。X線が照射される対象物としては、基板20の上にレジスト膜30が形成されている。円柱形状貫通穴48aの中心Rを中心とする円周Q上に沿ってX線マスク40全体を連続的に移動させながら、X線マスク40を通じてレジスト膜30にX線を照射する。このとき、X線吸収材層48の厚みとX線吸収特性と、X線の照射時間すなわちX線の照射エネルギとに応じて、(A)で示されるようにX線エネルギ強度分布を制御することができる。その結果、レジスト膜30にはX線照射領域33bとX線非照射領域33aとの境界として傾斜面が形成される。このレジスト膜30を現像することによって、(B)で示すように円錐台形状貫通穴レジストパターン33が基板20の上に形成される。   FIG. 15 is a diagram illustrating a method of forming a frustoconical through-hole resist pattern as an example. As shown in FIG. 15A, an X-ray mask 40 in which an X-ray absorber layer 48 having a cylindrical through hole 48a is formed on an X-ray transparent material layer 49 is used. As an object to be irradiated with X-rays, a resist film 30 is formed on the substrate 20. The X-ray mask 40 is irradiated with X-rays through the X-ray mask 40 while continuously moving the entire X-ray mask 40 along the circumference Q centering on the center R of the cylindrical through hole 48a. At this time, the X-ray energy intensity distribution is controlled as shown in (A) according to the thickness and X-ray absorption characteristics of the X-ray absorber layer 48 and the X-ray irradiation time, that is, the X-ray irradiation energy. be able to. As a result, an inclined surface is formed on the resist film 30 as a boundary between the X-ray irradiation region 33b and the X-ray non-irradiation region 33a. By developing the resist film 30, a frustoconical through-hole resist pattern 33 is formed on the substrate 20 as shown in FIG.

なお、上述した導光板の製造方法においては、シンクロトロン放射(SR)光装置から発生するX線を用いてレジストパターンを形成し、いわゆる放射光によるLIGAプロセスを採用しているが、商品名SU−8(Microlithography Chemical Corp 社製)と呼ばれる厚膜レジストを用いて、通常の半導体装置の製造工程で適用されている紫外線(UV)によるリソグラフィ技術によってレジストパターンを形成し、いわゆるSU−8におけるLIGAライクプロセスを採用してもよい。ここで、SU−8はバインダーポリマーとエポキシモノマーと光酸発生剤で構成された光カチオン重合系レジストである。   In the light guide plate manufacturing method described above, a resist pattern is formed using X-rays generated from a synchrotron radiation (SR) light device, and a so-called LIGA process using emitted light is employed. -8 (manufactured by Microlithography Chemical Corp.) is used to form a resist pattern by a lithography technique using ultraviolet (UV) applied in the normal semiconductor device manufacturing process, and so-called LIGA in SU-8 A like process may be employed. Here, SU-8 is a photocationic polymerization resist composed of a binder polymer, an epoxy monomer, and a photoacid generator.

また、上記のシミュレーション実験においては微小形状部として円錐形状の凹凸部について説明し、本発明の実施の形態においては微小形状部として円錐台形状の凹凸部について説明したが、いずれの形状でも本発明の作用効果を達成することができる。特に微小形状部として円錐形状の凹凸部を採用した場合、円錐の頂角が45〜50°の範囲内が好ましく、ほぼ45°であるのが最も好ましい。   Further, in the above simulation experiment, the conical uneven portion is described as the minute shape portion, and in the embodiment of the present invention, the truncated conical uneven portion is described as the minute shape portion. The effect of this can be achieved. In particular, when a conical concavo-convex portion is employed as the minute shape portion, the apex angle of the cone is preferably within a range of 45 to 50 °, and most preferably approximately 45 °.

さらに、上記の実施の形態では、微小形状部としてのドットの配置パターンは、ドットの径寸法を同一にして点在の程度が入射部から離れるにつれて疎の状態から密の状態に変化するように設定している。つまり、入射部に近い箇所では同一径のドットの密度を疎にし、入射部から遠い箇所では同一径のドットの密度を密にしている。しかし、径寸法の異なるドットを採用し、入射部に近い疎の領域ではドットの径寸法を相対的に小さくし、入射部から離れた密の領域ではドットの径寸法を相対的に大きくすることによって、より均一な面光源を実現することができる。   Furthermore, in the above-described embodiment, the arrangement pattern of the dots as the minute shape portion is changed from a sparse state to a dense state as the dot size is the same and the degree of dot separation is away from the incident portion. It is set. That is, the density of the dots having the same diameter is made sparse at a place close to the incident part, and the density of the dots having the same diameter is made dense at a place far from the incident part. However, using dots with different diameters, make the dot diameter relatively small in the sparse area near the incident area, and relatively large in the dense area away from the incident area. Thus, a more uniform surface light source can be realized.

以上に開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正や変形を含むものである。   The embodiment disclosed above should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above embodiments but by the scope of claims, and includes all modifications and variations within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

本発明の実施の形態に従った導光板を概念的に示す概略平面図である。1 is a schematic plan view conceptually showing a light guide plate according to an embodiment of the present invention. 図1の導光板においてドットの配置パターンの概念を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the concept of the arrangement pattern of a dot in the light-guide plate of FIG. 図1の導光板においてドットの配置パターンの別の概念を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate another concept of the arrangement pattern of a dot in the light-guide plate of FIG. 図1の導光板においてドットの種々の断面形状を概念的に示すための導光板の概略的な断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a light guide plate for conceptually showing various cross-sectional shapes of dots in the light guide plate of FIG. 1. この発明の導光板を備えた面光源装置の一例である液晶表示用光源パネルとしてライティングパネルの概略的な構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows schematic structure of a lighting panel as a light source panel for liquid crystal displays which is an example of the surface light source device provided with the light-guide plate of this invention. 図5のライティングパネルを備えた液晶表示装置を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the liquid crystal display device provided with the lighting panel of FIG. 微小形状部としての円柱形状のドットの径寸法を60μmとした場合のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result when the diameter dimension of the column-shaped dot as a micro-shaped part is 60 micrometers. 微小形状部としての円錐形状のドットの径寸法を100μmとした場合のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result when the diameter dimension of the cone-shaped dot as a micro shape part is 100 micrometers. 微小形状部としての円錐形状のドットの径寸法を60μmとした場合のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result when the diameter dimension of the cone-shaped dot as a micro-shaped part is 60 micrometers. 微小形状部としての円錐形状のドットの径寸法を30μmとした場合のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result when the diameter dimension of the cone-shaped dot as a micro-shaped part is 30 micrometers. 円柱形状の凸部からなる微小形状部を形成する場合の導光板の製造方法の実施の形態として、工程順に従った概略的な断面を示す図である。It is a figure which shows the schematic cross section according to process order as embodiment of the manufacturing method of a light-guide plate in the case of forming the micro-shaped part which consists of a cylindrical convex part. 円錐台形状の凸部からなる微小形状部を形成する場合の導光板の製造方法の実施の形態として、工程順に従った概略的な断面を示す図である。It is a figure which shows the schematic cross section according to process order as embodiment of the manufacturing method of the light-guide plate in the case of forming the micro shape part which consists of a truncated cone-shaped convex part. 図12の(B)と(C)に示される導光板の製造工程を部分的に拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows partially the manufacturing process of the light-guide plate shown by (B) and (C) of FIG. 図12の(B)、図13の(A)で用いられるX線マスクの製造方法の実施の形態として、工程順に従った概略的な断面を示す図である。It is a figure which shows the schematic cross section according to process order as embodiment of the manufacturing method of the X-ray mask used by FIG. 12 (B) and FIG. 13 (A). 円錐台形状貫通穴レジストパターンを形成する方法を示す図である。It is a figure which shows the method of forming a truncated cone-shaped through-hole resist pattern.

符号の説明Explanation of symbols

1:導光板
2:拡散フィルム
3,4:レンズフィルム
5:反射フィルム
6:点光源
10:ドット
11:円柱形状凹部
12:円柱形状凸部
13:円錐台形状凹部
14:円錐台形状凸部
20:基板
30,45:レジスト膜
31:円柱形状レジストパターン
32:円錐台形状凸部レジストパターン
40:X線マスク
41:円柱形状X線吸収体
42:X線透過膜
43:円錐台形状X線吸収体
44:基板
45a:円柱形状貫通穴
46:略円錐台形状X線吸収体
47:X線透過材層
50:金属構造体
51:円柱形状凹部
52:円錐台形状凹部
100:ライティングパネル
200:液晶セル
500:液晶表示装置
1: Light guide plate 2: Diffusion film 3, 4: Lens film 5: Reflective film 6: Point light source 10: Dot 11: Cylindrical concave portion 12: Cylindrical convex portion 13: Frustum-shaped concave portion 14: Frustum-shaped convex portion 20 : Substrate 30, 45: Resist film 31: Cylindrical resist pattern 32: Frustum-shaped convex resist pattern 40: X-ray mask 41: Cylindrical X-ray absorber 42: X-ray transmission film 43: Frustum-shaped X-ray absorption Body 44: Substrate 45a: Cylindrical through-hole 46: Substantially truncated cone-shaped X-ray absorber 47: X-ray transmitting material layer 50: Metal structure 51: Cylinder-shaped recess 52: Frustum-shaped recess 100: Lighting panel 200: Liquid crystal Cell 500: Liquid crystal display device

Claims (6)

光源から入射部に光が入射され、その入射された光を内部で伝播させて出射面から出射させ、その出射した光で表示画面を照明するための導光板であって、
前記出射面と反対側の面には、複数個の微小形状部が凹形状で円錐台形状になるように形成されて点在するように配置され、前記微小形状部の大きさを規定する径寸法が表示画面を構成する画素間隔よりも小さくなっており、
当該導光板は、
基板の上に形成されたレジスト膜にX線又は紫外線を照射し、前記レジスト膜にX線又は紫外線の露光部分と非露光部分とを形成する工程と、
前記X線又は紫外線が照射されたレジスト膜を現像することによって、頂壁面と、前記頂壁面に対して傾斜している側壁面とを有するレジスト構造体を前記基板の上に形成する工程と、
前記レジスト構造体と前記基板を被覆するように金属を電着させることによって、金属構造体を形成する工程と、
前記金属構造体から前記レジスト構造体を除去した後、前記金属構造体を型として用いて合成樹脂材料を成形する工程と、
を含む方法で製造され、
前記レジスト膜にX線又は紫外線を照射するときにエネルギ強度分布を制御することによって、照射領域と非照射領域との境界として傾斜面が形成されることを特徴とする、導光板。
A light guide plate for making light incident on an incident portion from a light source, propagating the incident light inside to be emitted from an emission surface, and illuminating a display screen with the emitted light,
On the surface opposite to the emission surface, a plurality of minute shape portions are formed so as to be concave and frustoconical and arranged so as to be scattered, and a diameter that defines the size of the minute shape portion The dimension is smaller than the pixel interval that composes the display screen,
The light guide plate is
Irradiating the resist film formed on the substrate with X-rays or ultraviolet rays, and forming an exposed portion and an unexposed portion of X-rays or ultraviolet rays on the resist film;
Developing a resist film having a top wall surface and a side wall surface inclined with respect to the top wall surface by developing the resist film irradiated with the X-rays or the ultraviolet rays; and
Forming a metal structure by electrodepositing metal so as to cover the resist structure and the substrate;
Removing the resist structure from the metal structure and then molding a synthetic resin material using the metal structure as a mold;
Manufactured in a method including
An inclined surface is formed as a boundary between an irradiation region and a non-irradiation region by controlling an energy intensity distribution when the resist film is irradiated with X-rays or ultraviolet rays.
前記微小形状部の大きさを規定する径寸法に対する高さ寸法の比率が0.3以上1.0以下である、請求項1に記載の導光板。   The light-guide plate of Claim 1 whose ratio of the height dimension with respect to the diameter dimension which prescribes | regulates the magnitude | size of the said micro shape part is 0.3 or more and 1.0 or less. 請求項1又は2に記載の導光板と、
前記導光板の入射部に光が入射するように配置された点光源とを備えた、面光源装置。
The light guide plate according to claim 1 or 2,
A surface light source device comprising: a point light source disposed so that light is incident on an incident portion of the light guide plate.
請求項1又は2に記載の導光板と、
前記導光板の入射部に光が入射するように配置された点光源と、
前記導光板の出射面から出射した光を制御するように配置された光制御部材とを備えた、液晶表示用光源パネル。
The light guide plate according to claim 1 or 2,
A point light source disposed so that light is incident on an incident portion of the light guide plate;
A light source panel for liquid crystal display, comprising: a light control member arranged to control light emitted from an emission surface of the light guide plate.
請求項4に記載の液晶表示用光源パネルと、
前記液晶表示用光源パネルから出射した光で照明されるように配置された液晶表示パネルとを備えた、液晶表示装置。
A light source panel for liquid crystal display according to claim 4,
A liquid crystal display device comprising: a liquid crystal display panel arranged to be illuminated by light emitted from the light source panel for liquid crystal display.
光源から入射部に光が入射され、その入射された光を内部で伝播させて出射面から出射させ、その出射した光で表示画面を照明するための導光板の製造方法であって、
前記導光板において、前記出射面と反対側の面には、複数個の微小形状部が凹形状で円錐台形状になるように形成されて点在するように配置されており、前記微小形状部の大きさを規定する径寸法が表示画面を構成する画素間隔よりも小さくなっており、
当該製造方法は、
基板の上に形成されたレジスト膜にX線又は紫外線を照射し、前記レジスト膜にX線又は紫外線の露光部分と非露光部分とを形成する工程と、
前記X線又は紫外線が照射されたレジスト膜を現像することによって、頂壁面と、前記頂壁面に対して傾斜している側壁面とを有するレジスト構造体を前記基板の上に形成する工程と、
前記レジスト構造体と前記基板を被覆するように金属を電着させることによって、金属構造体を形成する工程と、
前記金属構造体から前記レジスト構造体を除去した後、前記金属構造体を型として用いて合成樹脂材料を成形する工程と、
を含み、
前記レジスト膜にX線又は紫外線を照射するときにエネルギ強度分布を制御することによって、照射領域と非照射領域との境界として傾斜面が形成されることを特徴とする、導光板の製造方法。
Light is incident on an incident part from a light source, the incident light is propagated inside and emitted from an exit surface, and a light guide plate manufacturing method for illuminating a display screen with the emitted light,
In the light guide plate, on the surface opposite to the emission surface, a plurality of minute shape portions are formed so as to be concave and frustoconical, and are arranged so as to be scattered. The diameter that defines the size of the display is smaller than the interval between the pixels constituting the display screen,
The manufacturing method is
Irradiating the resist film formed on the substrate with X-rays or ultraviolet rays, and forming an exposed portion and an unexposed portion of X-rays or ultraviolet rays on the resist film;
Developing a resist film having a top wall surface and a side wall surface inclined with respect to the top wall surface by developing the resist film irradiated with the X-rays or the ultraviolet rays; and
Forming a metal structure by electrodepositing metal so as to cover the resist structure and the substrate;
Removing the resist structure from the metal structure and then molding a synthetic resin material using the metal structure as a mold;
Including
An inclined surface is formed as a boundary between an irradiation region and a non-irradiation region by controlling an energy intensity distribution when the resist film is irradiated with X-rays or ultraviolet rays.
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