JP2009158403A - Light guide plate with laser-processed pattern formed on incident surface, and its manufacturing method - Google Patents
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本発明は導光板とその製作方法に関し、特に入射面にレーザー加工パターンが設けられた導光板及びその製作方法に関する。 The present invention relates to a light guide plate and a manufacturing method thereof, and more particularly to a light guide plate having a laser processing pattern on an incident surface and a manufacturing method thereof.
液晶パネルは液晶自体が発光しないため、バックライトモジュールを必要とする。バックライトモジュールは輝度と均一性が好適な光源を提供し、液晶パネルで画像を表示することを可能にする。モニター、ノートブック型パソコン、デジタルカメラ、プロジェクターでの液晶パネルの利用範囲が広がるとともに、バックライトモジュール及び関連素子の需要は増大しつつある。 A liquid crystal panel requires a backlight module because the liquid crystal itself does not emit light. The backlight module provides a light source with favorable brightness and uniformity, and allows an image to be displayed on a liquid crystal panel. As the range of use of liquid crystal panels in monitors, notebook computers, digital cameras, and projectors expands, the demand for backlight modules and related devices is increasing.
バックライトモジュールは光源の位置によって直下型(パネルの直下に光源を設ける)とエッジライト型(光源をパネルの外縁に設ける)に分けられる。そのうちエッジライト型バックライトモジュールは光源発生器が表示パネルの外縁に設けられるため、液晶表示器の小型化と製作コストの節減に役立ち、小型の電子製品には好適である。 The backlight module is classified into a direct type (providing a light source directly below the panel) and an edge light type (providing a light source on the outer edge of the panel) depending on the position of the light source. Among them, since the light source generator is provided on the outer edge of the display panel, the edge light type backlight module is useful for downsizing the liquid crystal display and reducing the manufacturing cost, and is suitable for small electronic products.
図1を参照する。図1は従来のエッジライト型バックライトモジュール10を表す説明図である。表示パネル12の下に設けられるエッジライト型バックライトモジュール10は、表示パネル12の下に設けられた導光板(LGP)14と、導光板14の一側に設けられた複数の光源16(例えば発光ダイオード(LED))と、複数の光源16の外側に設けられたカバー18と、導光板14の下に設けられ、導光板14を透過した光を導光板14に反射する反射板20と、導光板14と表示パネル12の間に設けられた光学材料層22とを含む。そのうち光源16は表示パネル12に光を供給し、カバー18と反射板20は光源16からの光を導光板14に反射し、光の使用率を高めて輝度出力を最適にする。導光板14の下方の散乱点は導光板14の全反射を破壊し、光を屈折して導光板14外の光学材料層22に導く。光学材料層22は導光板14からの光を霧化・収束して、均一で高輝度の光を表示パネル12に照射する。
Please refer to FIG. FIG. 1 is an explanatory view showing a conventional edge light
以上のとおり、導光板14はエッジライト型バックライトモジュール10に欠かせない核心素子であって、光の散乱方向を調整し、表示パネル12の輝度を高めるとともに、表示パネル12の輝度均一性を確保する機能を有する。導光板14はバックライトモジュールの光学的設計と輝度・均一性を左右するため、モジュール製作上では重要である。導光板14のパターンついては2種類の製作方法がある。第一は高反射率・光吸収性のない材料を設けたアクリル平板の底面に、円形や方形のパターンをスクリーン印刷方式で印刷して導光板14を製作する。第二は金型で導光板14の入射面か出射面にパターンを形成する。図2を参照する。図2は従来の導光板14の射出成形を表す説明図である。まずは導光板パターンのある金属薄膜24を雌型(または鏡面インサート)26に貼り、雄型28と雌型26を密着させて原料(アクリル)を矢印方法に沿って雄型28の射出口から型穴30の中に注入し、更に射出装置・熱圧装置でパターンのある導光板14を製作する。導光板14のパターンはバイト、旋盤、ワイヤーカット、食刻、砂吹きなどの加工技術で金属薄膜24の上に形成される。
As described above, the
以上のとおり、従来の技術は砂吹き機やバイトで導光板のパターンを製作する。しかし、バイトを利用した方法は高コストで所要時間が長く、精細度が低くて多様性のあるパターンを製作できないなどの欠点を有する。また、導光板パターンの粗密分布制御に関しては、砂吹き機で対象表面の粗さを調整することで導光板パターンの粗密分布とバックライトモジュールの発光均一性を調整することが理想的であるが、残念ながら現在の砂吹き技術では導光板の領域ごとに粗さを異にすることができず、粗さが均一な表面を作れても発光の均一性は容易に調整できない。 As described above, the conventional technique produces a light guide plate pattern with a sand blower or a bite. However, the method using a byte has disadvantages such as high cost, long time required, low definition, and difficulty in producing diverse patterns. In addition, regarding the density distribution control of the light guide plate pattern, it is ideal to adjust the density distribution of the light guide plate pattern and the light emission uniformity of the backlight module by adjusting the roughness of the target surface with a sandblaster. Unfortunately, with the current sandblasting technology, it is impossible to make the roughness different for each region of the light guide plate, and even if a surface with uniform roughness can be made, the uniformity of light emission cannot be easily adjusted.
以上は導光板の製作上の問題である。 The above is a problem in manufacturing the light guide plate.
本発明は上記従来の問題を解決するため、入射面にレーザー加工パターンが設けられた導光板及びその製作方法を提供することを課題とする。 In order to solve the above-described conventional problems, it is an object of the present invention to provide a light guide plate having a laser processing pattern on an incident surface and a manufacturing method thereof.
本発明は導光板を製作する方法を提供する。該方法は、(a)レーザーで型板を照射してその表面に複数の孔を形成する段階と、(b)上記型板で導光板を製作し、導光板の入射面に複数のレーザー加工パターンを形成する段階とを含む。 The present invention provides a method of fabricating a light guide plate. The method includes: (a) irradiating a template with a laser to form a plurality of holes on the surface; and (b) producing a light guide plate with the template and processing a plurality of lasers on the incident surface of the light guide plate. Forming a pattern.
本発明は更にエッジライト型のバックライトモジュールを提供する。該バックライトモジュールは、光源と、上記光源の側面に設けられる導光板とを含む。該導光板は、光源からの光を導光板内に導き、レーザー加工パターンを有する入射面と、光源から導光板に入った光を導き出す出射面とを含む。 The present invention further provides an edge light type backlight module. The backlight module includes a light source and a light guide plate provided on a side surface of the light source. The light guide plate includes an incident surface that guides light from the light source into the light guide plate and has a laser processing pattern, and an output surface that guides light that enters the light guide plate from the light source.
本発明による導光板パターンの製作方法はレーザー加工技術で導光板の金型を製作し、導光板の入射面にレーザー加工パターンを形成するので、発光効率を大幅に向上させ、製作時間を短縮してコストを節減し、多様で高精密度のパターンを製作することができる。のみならず、レーザー加工はバイトの磨耗問題を解消し、導光板の光混合距離を短縮することができ、レーザーで加工された金型は精密度が高くて再現性がよい。したがって、本発明は導光板の発光効率を向上させ、製作コストを節減する効果がある。 The light guide plate pattern manufacturing method according to the present invention uses a laser processing technique to manufacture a light guide plate mold and a laser processing pattern on the light incident surface of the light guide plate, thus greatly improving luminous efficiency and shortening the manufacturing time. The cost can be reduced and various high-precision patterns can be produced. In addition, laser processing can eliminate the problem of wear of the bite and shorten the light mixing distance of the light guide plate, and the laser processed mold has high precision and good reproducibility. Therefore, the present invention has an effect of improving the light emission efficiency of the light guide plate and reducing the manufacturing cost.
かかる装置と方法の特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図示を参照して以下に説明する。 In order to elaborate on the features of such an apparatus and method, specific examples are given and described below with reference to the figures.
図3を参照する。図3は本発明によるエッジライト型バックライトモジュール50を表す説明図である。図3に示すように、表示パネル52の下に設けられるエッジライト型バックライトモジュール50は、表示パネル52の下に設けられた導光板(LGP)54と、導光板54の一側に設けられた複数の光源56(例えばLED)と、複数の光源56の外側に設けられたカバー58と、導光板54の下に設けられた反射板60と、導光板54と表示パネル52の間に設けられた光学材料層62とを含む。そのうち光源56は光を生成して表示パネル52に当て、カバー58と反射板60は光源56からの導光板54に光を反射して光の使用率を高め、輝度出力を最適にする。導光板54は例えばアクリル板であって、光源56からの光を散乱させて光学材料層62に当てる。光学材料層62は例えばプリズムなどの光学材料を含み、導光板54からの光を霧化・収束し、均一かつ高輝度の光を表示パネル52に当てる。
Please refer to FIG. FIG. 3 is an explanatory view showing an edge light
図3から図5を参照する。図4は本発明による導光板54の外観図であり、図5は本発明による導光板54構造の側面図である。導光板54には、光源56からの光を導光板54内に導く入射面64と、導光板54に入った光を導光板54上方の光学材料層62に導く出射面66を含む。光学材料層62は導光板54からの光を霧化・収束し、均一かつ高輝度の光を表示パネル52に当てる。導光板54の入射面64と出射面66には複数のレーザー加工パターン68が形成され、レーザー加工パターン68は火山型または球状であり、線形かアレイ状に配列されている。出射面66に形成された複数のレーザー加工パターン68は光を均一に散乱させて光学材料層62に当てるものであり、その設置は任意である。入射面64に形成された複数のレーザー加工パターン68は導光板54の入射輝度の均一性を向上させ、光アーク現象の発生を減少し、LED光源56の光混合効果を向上させ光混合距離を有効に短縮する。
Please refer to FIG. 3 to FIG. 4 is an external view of the
図6を参照する。図6は本発明による導光板54製作方法のフローチャートである。
ステップ100:レーザーの加工パラメータを調整する。
Please refer to FIG. FIG. 6 is a flowchart of a method for manufacturing the
Step 100: Adjust laser processing parameters.
ステップ102:調整されたレーザーで型板の表面に複数の孔を形成する。 Step 102: Form a plurality of holes on the surface of the template with the adjusted laser.
ステップ104:上記型板で導光板54を製作し、導光板54の入射面64に複数のレーザー加工パターンを形成する。
Step 104: The
詳しく説明すれば、まずはレーザーの強度、周波数、照射発数など加工パラメータを調整し、型板の上に形成する孔の凹み具合、粗密程度を制御する。ここで用いるレーザーは例えばネオジムヤグ(Nd-YAG)レーザーなどのパルスレーザーである。次にレーザーで型板に複数の孔を形成する。ここで用いる型板はSUS、STAVAXなどのスチールやアクリルである。レーザーを型板にかけると、型板の表面では凝集力と表面張力により球状の凹みが形成される。その後、型板をインサートとして射出成形法または熱圧法で導光板54を製作する。そうすると、導光板54のレーザー加工パターン68は型板の凹みに対応するようになる。
More specifically, first, processing parameters such as laser intensity, frequency, and the number of irradiations are adjusted to control the degree of dents and the degree of density of the holes formed on the template. The laser used here is a pulse laser such as a neodymium yag (Nd-YAG) laser. Next, a plurality of holes are formed in the template with a laser. The template used here is steel such as SUS or STAVAX or acrylic. When a laser is applied to the template, a spherical recess is formed on the surface of the template due to cohesive force and surface tension. Thereafter, the
導光板54の入射面64のレーザー加工パターンは水玉模様にすることができる。図7から図9を参照する。図7から図9は本発明による数種類のレーザー加工パターン68を示す。レーザー加工パターン68は設計上の要求に応じて規則的か不規則に並べられている。導光板54の入射面64にあるLED光源56間の入射位置にレーザー加工パターン68を設け、光源56からの光を導光板54の内部に散乱させれば、LED光源56の光混合距離を短縮し、光源56の間に現れる暗点を解消してエッジライト型バックライトモジュール50の暗点問題を解決することができる。それと同時にLED光源56の発光効果と、整合LED光源56を有効に利用すれば、LED光源56の使用量を減少してコストを節減することができる。このような明暗調整は導光板54の光出力効率を高め、表示パネル52の可視範囲を拡大することができる。
The laser processing pattern of the
以上は本発明に好ましい実施例であって、本発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、本発明の精神の下においてなされ、本発明に対して均等の効果を有するものは、いずれも本発明の特許請求の範囲に属するものとする。 The above are preferred embodiments of the present invention, and do not limit the scope of the present invention. Accordingly, any modifications or changes that can be made by those skilled in the art, which are made within the spirit of the present invention and have an equivalent effect on the present invention, shall belong to the scope of the claims of the present invention. To do.
本発明は導光板のパターン製作にレーザー加工を用いることを内容とし、実施可能である。 The present invention includes the use of laser processing for pattern production of the light guide plate, and can be implemented.
10、50 エッジライト型バックライトモジュール
12、52 表示パネル
14、54 導光板
16、56 光源
18、58 カバー
20、60 反射板
22、62 光学材料層
24 金属薄膜
26 雌型
28 雄型
30 型穴
62 光学材料層
64 入射面
66 出射面
68 レーザー加工パターン
10, 50 Edge light
Claims (12)
(a)レーザーで型板を照射してその表面に複数の孔を形成する段階と、
(b)上記型板で導光板を製作し、導光板の入射面に複数のレーザー加工パターンを形成する段階とを含むことを特徴とする導光板の製作方法。 A method of manufacturing a light guide plate,
(A) irradiating the template with a laser to form a plurality of holes in the surface;
(B) producing a light guide plate with the above-mentioned template, and forming a plurality of laser processing patterns on an incident surface of the light guide plate.
光源と、
上記光源の側面に設けられる導光板とを含み、該導光板は、
光源からの光を導光板内に導き、レーザー加工パターンを有する入射面と、
光源から導光板に入った光を導き出す出射面とを含むことを特徴とするバックライトモジュール。 An edge light type backlight module,
A light source;
A light guide plate provided on a side surface of the light source,
The light from the light source is guided into the light guide plate, the incident surface having a laser processing pattern,
A backlight module comprising: an exit surface that guides light entering the light guide plate from the light source.
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2007
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