JP2009224253A - 導光体、表示装置及び導光体の成形方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】微小なプリズムパターンを導光体の発光面に形成することなく、光源から照射された光を無駄無く均一に発光面に導くことができる導光体、該導光体を適用した表示装置を提供すること。
【解決手段】本発明に係る導光体は、一端面側に位置する光源7から照射された光Dを被照射面11と対向している発光面13に導く導光体9であって、前記導光体9は、屈折率の異なる複数の導光層15A、15B、…を組み合わせて構成され、前記一端面から入射した光Dは前記複数の導光層の境界面17A、17B、…で進行方向を変えられ、前記発光面13に至るように構成されている。
【選択図】図2
【解決手段】本発明に係る導光体は、一端面側に位置する光源7から照射された光Dを被照射面11と対向している発光面13に導く導光体9であって、前記導光体9は、屈折率の異なる複数の導光層15A、15B、…を組み合わせて構成され、前記一端面から入射した光Dは前記複数の導光層の境界面17A、17B、…で進行方向を変えられ、前記発光面13に至るように構成されている。
【選択図】図2
Description
本発明は、例えば液晶パネルの被照射面に光を照射して液晶パネルの輝度を向上させる為に用いられ、その一端面側に位置する光源から照射された光を前記被照射面と対向している発光面に導く導光体、該導光体を適用した表示装置及び該導光体の成形方法に関するものである。
液晶パネルの表面又は背面、即ち被照射面に光を照射して液晶パネルの輝度を向上させるフロントライト又はバックライトの構成部材として導光体が使用されている。該導光体は、一端面側に配設される光源から照射された光を前記液晶パネルの被照射面にムラなく均一に導いて面発光させるようになっている。そして、従来の導光体は、下記の特許文献1に示すように、導光体の一端面側から入射された光を光の反射を利用して前記液晶パネルの表面ないし背面と対向する発光面に導き、該発光面に形成されている微小なプリズムパターンによって配光を制御して均一な面発光を得るようにしている。
特開2000−250034号公報
しかし、前記微小なプリズムパターンを導光体の発光面に形成するためには、該導光体を成形するための射出成形装置における成形金型のキャビティ形状等が複雑になってしまう。従って、成形金型の加工が非常に難しくなり、加工時間も長くかかるため成形金型の製作コストを増大させる要因となっていた。また、前記特許文献1では導光体の一端面から発光面に平行に入射した光については導光体の他端面との間で反射を繰り返すだけで減衰してしまって発光面に到達できない構造になっていた。従って、光源から照射された光をすべて発光面からの面発光に使用している訳ではなく光源から照射された光の有効利用の点でも課題が残されていた。
本発明の目的は、微小なプリズムパターンを導光体の発光面に形成することなく、光源から照射された光を無駄無く均一に発光面に導くことができる導光体、該導光体を適用した表示装置及び該導光体の成形方法を提供することにある。
本発明の第1の態様に係る導光体は、一端面側に位置する光源から照射された光を被照射面と対向している発光面に導く導光体であって、前記導光体は、屈折率の異なる複数の導光層を組み合わせて構成され、前記一端面から入射した光は前記複数の導光層の境界面で方向を変えられ、前記発光面に至るように構成されていることを特徴とするものである。
本態様によれば、従来、導光体の発光面に対して設けられていた微小なプリズムパターンが不要になるから成形金型の加工が容易になり、加工時間が短くなって、成形金型の製作コストの削減が図られる。また一端面側から入射された光が順次、複数の導光層を通るように構成されているから光源から照射された光を無駄無く有効に使用して発光面からの均一で明るい面発光が得られるようになる。
本発明の第2の態様は、前記第1の態様に係る導光体において、前記複数の導光層は光源から照射された光が通過する順番に屈折率が大きくなるように構成されていることを特徴とするものである。
本態様によれば、前記複数の導光層は光源から照射された光が通過する順番に屈折率が大きくなるように構成されているので、光源から照射された光は一端面側から最初の導光層に入り、後続の導光層との境界面でその屈折率の差によって進行方向が徐々に変えられ、最終的に発光面に垂直に近い角度で当該発行面に到達するようになる。すなわち、組み合わせる導光層の屈折率を適宜、調節することによって、光源から照射された光を無駄無く有効に使用して発光面からの均一で明るい面発光を実現することができる。
本発明の第3の態様は、前記第1の態様または第2の態様に係る導光体において、前記複数の導光層の境界面は、前記発行面に対して交差する傾斜面によって構成されていることを特徴とするものである。
本態様によれば、各導光層に入射された光が当該導光層内で反射を繰り返して減衰してしまうような事態が防止され、各境界面に必ず到達して後続の導光層に至ることが可能になる。従って光源から照射された光を無駄無く被照射面に対する照明用の光として使用することが可能になる。
本発明の第4の態様は、前記第3の態様に係る導光体において、前記境界面は、階段状の傾斜面に形成されていることを特徴とするものである。
本態様によれば、導光層の境界面を階段状に形成している。従って、その階段状の面の凸凹の程度をある程度細かくすることによって、該境界面において屈折率の差に加えて、当該凸凹形状に基づいて光の進行方向を拡散して均一化することができる。この効果は、従来の発光面を形成していたプリズムパターンほどの微細な精密加工をすることなく、ほぼ同様の効果が得られる。
本態様によれば、導光層の境界面を階段状に形成している。従って、その階段状の面の凸凹の程度をある程度細かくすることによって、該境界面において屈折率の差に加えて、当該凸凹形状に基づいて光の進行方向を拡散して均一化することができる。この効果は、従来の発光面を形成していたプリズムパターンほどの微細な精密加工をすることなく、ほぼ同様の効果が得られる。
本発明の第5の態様は、前記第1の態様から第4の態様に係る導光体において、前記複数の導光層は多色成形によって射出成形されたものであることを特徴とするものである。本態様によれば、多色成形による複数の導光層を組み合わせた導光体とすることによって、導光体の成形が容易になり、導光体の成形サイクルの短縮が図られる。
本発明の第6の態様に係る表示装置は、表示情報を画面に表示させる表示パネルと、前記表示パネルの被照射面に光を照射させる導光体とを備え、前記導光体は前記第1の態様から第5の態様のいずれか一つに係る導光体であることを特徴とするものである。
本態様によれば、前記第1の態様から第5の態様と同様の作用、効果を奏することができ、導光体をバックライトないしフロントライトの構成部材として利用した時、表示パネルの背面ないし表面の輝度の大幅な向上に寄与し得るようになる。従って、種々の分野で使用されている種々の表示装置に適用することが可能になる。
本発明の第7の態様に係る導光体の成形方法は、型閉じ位置と型開き位置との間を移動し得る多色成形用の複数のコアを備えた可動型と、前記可動型と対向する位置に配置される単一のキャビティを備えた固定型とを備える成形金型を使用することによって実行される導光体の成形方法であって、1色目のコアとキャビティとを使用して光源から照射された光が最初に通過する第1導光層を成形する第1導光層成形工程と、2色目以降のコアと前記単一のキャビティとを使用して第1導光層を通過した光が通過する第2導光層以降の後続の導光層を順次成形して行く後続導光層成形工程とを備えていることを特徴とするものである。
本態様によれば、単一のキャビティを使用して異なる樹脂原料によって形成される複数の導光層を成形することが可能になる。また、キャビティやコアに対して微小なプリズムパターンを形成するための複雑な加工を施さなくてよいから、成形金型の製作コストの削減を図ることができる。また、前記単一のキャビティを使用して多色成形用の複数のコアの位置を所定ピッチずつ移動させて一層ずつ導光層を成形して行くようにしたから導光体の多色成形が効率良く実行されるようになる。
以下、本発明の実施例に係る導光体、該導光体を適用した表示装置及び前記導光体を成形するための導光体の成形方法を図面に基づいて説明する。尚、以下の説明では表示パネルのバックライトの構成部材として使用される導光体を例に採り、2色成形によって導光体を成形する場合について説明する。
図1は本発明の実施例に係る導光体の成形に使用される射出成形装置における成形金型と、該成形金型によって成形された導光体を示す分解斜視図、図2は本発明の実施例に係る表示装置を示す側断面図である。
本実施例の導光体9は、一端側Aに設けられる光源7から照射された光Dを該光Dの反射と屈折を利用して表示パネル5の被照射面となる背面11と対向している発光面13に導くものである。前記導光体9は、多色成形によって成形された屈折率λの異なる複数の導光層15A、15B、15C、・・・を組み合わせることによって構成されている。また、前記複数の導光層15A、15B、15C、・・・の境界面17A、17B、・・・は傾斜面によって形成されており、一端面19から入射した光Dが順次、複数の導光層15A、15B、15C、・・・を通って前記発光面13に至るように構成されている。
また、前記複数の導光層15A、15B、15C、・・・は、光源7から照射された光Dが通過する順番に屈折率λがα、β、εと大きくなるように構成されている。そして、図示の実施例にあたっては、前記導光層は15A、15Bの2層が設けられており、これらの導光層15A、15Bの間の境界面17Aは、傾斜角度θで配設されている傾斜面によって構成されている。また、図示の導光体9には、図1、図2に示すように、光源7と導光体9を収容する筐体21と、前記筐体21の下面に配設されている反射板23と、光源7と導光体9の上面に配置される拡散板25と、前記該拡散板25の上面に設置される2枚のプリズムシート27、29と、前記筐体21の上面に配設される窓部33が形成された遮光板31とが更に備えられている。
光源7としては、一例として発光ダイオード(LED)等が使用でき、LEDは消費電力が小さく、軽量・コンパクトであるので携帯電話機等の小型の表示装置3用の導光体9として適している。
導光体9は、2色成形によって成形されている幾分肉厚の矩形平板状の部材である。導光体9の一端面19の上部コーナ部35と、他端面37の下部コーナ部39とを結ぶ傾斜平面によって境界面17Aが形成されている。境界面17Aを境にして下方に位置する光源7側の第1導光層15Aは、屈折率λがαの樹脂原料C1を原料として形成されている。一方、境界面17Aを境にして上方に位置する発光面13側の第2導光層15Bは、屈折率λがβの、前記第1導光層15Aの屈折率λ=αより大きな樹脂原料C2を原料ととして形成されている。
尚、前記導光層15A、15Bを成形するための樹脂原料C1、C2としては、合成樹脂製の透光性材料が一例として使用でき、具体的にはアクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレンまたはメチルメタクリレートとスチレンとの共重合体等の透明度の高い合成樹脂原料が適用可能である。因みに、本実施例では、第1導光層15Aを成形するための樹脂原料C1としてアクリル系樹脂、第2導光層15Bを成形するための樹脂原料C2としてポリカーボネート系樹脂を使用しており、前記第1導光層15Aと、第2導光層15Bと間の屈折率λの大きさの関係は、α<βになっている。
そして、このようにして構成される導光体9に対して光源7から光Dが照射されると、図2に示すように、光Dは導光体9の一端面19から第1導光層15A内に進入する。第1導光層15A内に進入した光Dの一部は、直接、境界面17Aに達して屈折率の差によって進行方向を変えて第2導光層15B内に至り、第2導光層15Bを通過して発光面13から空気層41に出光され、表示パネル5の背面11に向けて進む。
また、境界面17Aに到達した光Dの一部であって、境界面17Aに対する光Dの入射角が小さいものは、当該境界面17Aで全反射して第1導光層15A内に留まる。しかし、下方の反射板23の上面に反射されて境界面17Aに対する光Dの入射角が大きくなって第2導光層15Bに至ることができる。
また、本実施例の表示装置3は、表示情報を直接、画面に表示させる表示パネル5と、前記表示パネル5の背面11に光Dを照射させる前述した本実施例の導光体1とを備えている。そして、このうち表示パネル5は一例として液晶パネルによって構成されており、図2に示すように、表示情報である文字情報、図形情報あるいは画像情報等を直接、画面上に表示させる液晶45と、該液晶45の上下面に設置される視認性ないし透光性を有する2枚の保護層47、49と、前記液晶45と2枚の保護層47、49を収容する筐体51とを備えることによって一例として構成されている。
また、前述した本実施例の導光体1を適用することによって表示装置3全体としても製造工数及び製造時間の短縮が図られ、製造コストの削減を図ることができるようになっている。また、導光体1の発光面13から照射される光Dの明るさが向上し、均一になることによって表示装置3の視認性が向上して、画面上の色ムラ等の発生が防止される。
次に、前述した導光体9を成形する方法を具体的に説明する。
図3は一次成形前の型開き状態の射出成形装置における成形金型を示す側断面図、図4は一次成形・冷却時の型閉じ状態の同成形金型を示す側断面図である。図5は一次成形・冷却後の型開き状態の同成形金型を示す側断面図、図6は一次スライド時の型開き状態の同成形金型を示す側断面図であ同成形金型を示す側断面図、図10は二次スライド時の型開き状態の同成形金型を示す側断面図である。
図3は一次成形前の型開き状態の射出成形装置における成形金型を示す側断面図、図4は一次成形・冷却時の型閉じ状態の同成形金型を示す側断面図である。図5は一次成形・冷却後の型開き状態の同成形金型を示す側断面図、図6は一次スライド時の型開き状態の同成形金型を示す側断面図であ同成形金型を示す側断面図、図10は二次スライド時の型開き状態の同成形金型を示す側断面図である。
本発明の実施例に係る導光体の成形方法は、型閉じ位置Lと型開き位置Nとの間を移動し得る多色成形用の複数のコア(雄型)14A、14Bを備えた可動型53と、前記可動型53と対向する位置に配置される単一のキャビティ(雌型)20を備えた固定型54とを備える成形金型55を使用することによって実行される。また、図示の実施例にあっては、前記可動型53を成形金型55の接近離反方向と交差する一次スライド方向F(図7)と二次スライド方向R(図11)とに移動させるスライド装置57が設けられている。
可動型53は、金属製の図示のような肉厚で長寸の矩形平板状の部材である。可動型53の分割面となる上面53aには、所定のピッチPで2つのコア14A、14Bが設けられている。このうちコア14Aは、第1導光層15Aを成形する場合のコア14で、側面視三角形状の凸部を備えるコア14になっている。もう一方のコア14Bは、第2導光層15Bを成形する場合のコア14で、分割面である上面53aと面一の平坦なコア14になっている。
固定型54は、前記可動型53と同様、金属製で図示のように肉厚で短寸の矩形平板状の部材である。固定型54の分割面となる下面54aには、前記可動型53の上面53aに設けられているコア14A、14Bの1つと対応する位置に導光体9の外観を成形するためのキャビティ(雌型)20が1つのみ設けられている。また、該キャビティ20にはアンダーカットが施されており、成形された第1導光層15Aないし導光体9をキャビティ20側で保持できるようになっている。
キャビティ20の上方には、図示しない射出成形機から射出された溶融状態の樹脂原料C1をキャビティ20内に供給するための第1スプルー59が、固定型54の上下面を貫くように設けられている。また、キャビティ20の側方から上方にかけての部位には、同じく図示しない射出成形機から射出された溶融状態の樹脂原料C2をキャビティ20内に供給するための第2スプルー61が固定型54の上下面を貫くように設けられている。
この他に、固定型54には成形された導光体9を突き出してキャビティ20から取り出すためのエジェクタピン63と、キャビティ20内の第1導光層15Aと、第2導光層15Bを含んだ導光体9とを冷却・固化させるための図示しない冷却管路等が設けられている。また、スライド装置57は、コア14Aとコア14B間のピッチPに対応したストローク、可動型53を一次スライド方向Fと、二次スライド方向Rとに移動させるシリンダ65と、可動側プラテン67上に敷設されているガイドレール69と、該ガイドレール69と係合する可動型53に設けられている係合構造71とを備えることによって一例として構成されている。
そして、前記成形金型55を使用することによって実行される本実施例の導光体の成形方法は、(1)第1導光層成形工程と、(2)後続導光層成形工程とを備えることによって基本的に構成されている。以下、各工程を説明する。
(1)第1導光層成形工程(図3〜図6参照)
第1導光層成形工程は、1色目のコア14Aとキャビティ20とを使用して光源7から照射された光Dが最初に通過する第1導光層15Aを成形する工程である。そして、第1導光層成形工程は、(a)一次成形準備工程と、(b)一次成形・冷却工程と、(c)型開き工程と、(d)一次スライド工程とを備えることによって構成されている。
第1導光層成形工程は、1色目のコア14Aとキャビティ20とを使用して光源7から照射された光Dが最初に通過する第1導光層15Aを成形する工程である。そして、第1導光層成形工程は、(a)一次成形準備工程と、(b)一次成形・冷却工程と、(c)型開き工程と、(d)一次スライド工程とを備えることによって構成されている。
(a)一次成形準備工程(図3参照)
一次成形準備工程は、一次成形前の型開き状態で成形金型55が待機している工程である。本工程ではシリンダ65が収縮状態になっており、1色目のコア14Aがキャビティ20と対峙した位置に位置している。
一次成形準備工程は、一次成形前の型開き状態で成形金型55が待機している工程である。本工程ではシリンダ65が収縮状態になっており、1色目のコア14Aがキャビティ20と対峙した位置に位置している。
(b)一次成形・冷却工程(図4参照)
一次成形・冷却工程は、実際に第1導光層15Aを成形し、冷却・固化させる工程である。本工程では可動型53と固定型54が相対移動して型閉じ位置Lに移動し、図示しない射出成形機から溶融状態の樹脂原料C1を第1スプルー59に供給してキャビティ20内に樹脂原料C1を射出させる。そして、キャビティ20内の樹脂原料C1を図示しない冷却管路を流れる冷媒の冷却作用等によって冷却し、型開き可能な状態まで冷却・固化させる。
一次成形・冷却工程は、実際に第1導光層15Aを成形し、冷却・固化させる工程である。本工程では可動型53と固定型54が相対移動して型閉じ位置Lに移動し、図示しない射出成形機から溶融状態の樹脂原料C1を第1スプルー59に供給してキャビティ20内に樹脂原料C1を射出させる。そして、キャビティ20内の樹脂原料C1を図示しない冷却管路を流れる冷媒の冷却作用等によって冷却し、型開き可能な状態まで冷却・固化させる。
(c)型開き工程(図5参照)
ここでの型開き工程は、一次成形・冷却後に、次工程の(d)一次スライド工程に先立って行われる成形金型55の型開き位置Nへの移動工程である。本工程では、キャビティ20内の樹脂原料C1が冷却・固化されて型開き可能になった後、可動型53と固定型54が相対移動して型開き位置Nに移動する。そして、この状態では成形された第1導光層15Aはキャビティ20側に保持された状態になっている。
ここでの型開き工程は、一次成形・冷却後に、次工程の(d)一次スライド工程に先立って行われる成形金型55の型開き位置Nへの移動工程である。本工程では、キャビティ20内の樹脂原料C1が冷却・固化されて型開き可能になった後、可動型53と固定型54が相対移動して型開き位置Nに移動する。そして、この状態では成形された第1導光層15Aはキャビティ20側に保持された状態になっている。
(d)一次スライド工程(図6参照)
一次スライド工程は、二次成形に先立って2色目のコア14Bをキャビティ20と対峙する位置に移動させる工程である。本工程では、シリンダ65を伸張状態にして可動型53を一次スライド方向Fにコア14Aとコア14B間のピッチPに対応したストローク移動させる。
一次スライド工程は、二次成形に先立って2色目のコア14Bをキャビティ20と対峙する位置に移動させる工程である。本工程では、シリンダ65を伸張状態にして可動型53を一次スライド方向Fにコア14Aとコア14B間のピッチPに対応したストローク移動させる。
(2)後続導光層成形工程(図7〜図10参照)
後続導光層成形工程は、2色目以降のコア14B、14C、・・・と前記単一のキャビティ20とを使用して第1導光層15Aを通過した光Dが通過する第2導光層15B以降の後続の導光層15B、15C・・・を順次、成形して行く工程である。そして、本実施例では、後続の導光層15は第2導光層15Bのみであるから、後続導光層成形工程は、(e)二次成形・冷却工程と、(f)型開き工程と、(g)突出し・離型工程と、(h)二次スライド工程とを備えることによって構成されている。
後続導光層成形工程は、2色目以降のコア14B、14C、・・・と前記単一のキャビティ20とを使用して第1導光層15Aを通過した光Dが通過する第2導光層15B以降の後続の導光層15B、15C・・・を順次、成形して行く工程である。そして、本実施例では、後続の導光層15は第2導光層15Bのみであるから、後続導光層成形工程は、(e)二次成形・冷却工程と、(f)型開き工程と、(g)突出し・離型工程と、(h)二次スライド工程とを備えることによって構成されている。
(e)二次成形・冷却工程(図7参照)
二次成形・冷却工程は、実際に第2導光層15Bを成形し、冷却・固化させる工程である。本工程では、可動型53と固定型54が相対移動して型閉じ位置Lに移動し、図示しない射出成形機から溶融状態の樹脂原料C2を射出させる。そして、キャビティ20内の樹脂原料C1を図示しない冷却管路を流れる冷媒の冷却作用等によって冷却し、型開き可能な状態まで冷却・固化させる。
二次成形・冷却工程は、実際に第2導光層15Bを成形し、冷却・固化させる工程である。本工程では、可動型53と固定型54が相対移動して型閉じ位置Lに移動し、図示しない射出成形機から溶融状態の樹脂原料C2を射出させる。そして、キャビティ20内の樹脂原料C1を図示しない冷却管路を流れる冷媒の冷却作用等によって冷却し、型開き可能な状態まで冷却・固化させる。
(f)型開き工程(図8参照)
ここでの型開き工程は、二次成形・冷却後に、次工程の(g)突出し・離型工程に先立って行われる成形金型55の型開き位置Nへの移動工程である。本工程では、キャビティ20内の樹脂原料C2が冷却・固化されて型開き可能になった後、可動型53と固定型54が相対移動して型開き位置Nに移動する。そして、この状態では、成形された第1導光層15Aと第2導光層15Bとから構成されている導光体9はキャビティ20側に保持された状態になっている。
ここでの型開き工程は、二次成形・冷却後に、次工程の(g)突出し・離型工程に先立って行われる成形金型55の型開き位置Nへの移動工程である。本工程では、キャビティ20内の樹脂原料C2が冷却・固化されて型開き可能になった後、可動型53と固定型54が相対移動して型開き位置Nに移動する。そして、この状態では、成形された第1導光層15Aと第2導光層15Bとから構成されている導光体9はキャビティ20側に保持された状態になっている。
(g)突出し・離型工程(図9参照)
突出し・離型工程は、成形された導光体9を突き出してキャビティ20から離型させて外部に取り出す工程である。本工程では、図示しないエジェクタロッドを駆動させてエジェクタピン63をキャビティ20の内壁面から突出させた状態とする。また、前記導光体9の突き出しに先立ってランナ73を導光体9から切断しておき、導光体9の取り出しに合わせてランナ73も第1スプルー59及び第2スプルー61から排出させる。
突出し・離型工程は、成形された導光体9を突き出してキャビティ20から離型させて外部に取り出す工程である。本工程では、図示しないエジェクタロッドを駆動させてエジェクタピン63をキャビティ20の内壁面から突出させた状態とする。また、前記導光体9の突き出しに先立ってランナ73を導光体9から切断しておき、導光体9の取り出しに合わせてランナ73も第1スプルー59及び第2スプルー61から排出させる。
(h)二次スライド工程(図10参照)
二次スライド工程は、次のサイクルの一次成形に先立って1色目のコア14Aをキャビティ20と対峙する位置に移動させる工程である。本工程では、シリンダ65を収縮状態にして可動型53を前記一次スライド方向Fと逆方向の二次スライド方向Rにコア14Aとコア14B間のピッチPに対応したストローク移動させる。また、図示しないエジェクタロッドを逆方向に駆動させてエジェクタピン63の突当て面63aをキャビティ20の内壁面と面一になる位置に退去させる。
二次スライド工程は、次のサイクルの一次成形に先立って1色目のコア14Aをキャビティ20と対峙する位置に移動させる工程である。本工程では、シリンダ65を収縮状態にして可動型53を前記一次スライド方向Fと逆方向の二次スライド方向Rにコア14Aとコア14B間のピッチPに対応したストローク移動させる。また、図示しないエジェクタロッドを逆方向に駆動させてエジェクタピン63の突当て面63aをキャビティ20の内壁面と面一になる位置に退去させる。
[他の実施例]
本願発明に係る導光体9、該導光体9を適用した表示装置3及び該導光体9を成形するための導光体の成形方法は、以上述べたような構成を基本とするものであるが、本願発明の要旨を逸脱しない範囲内の部分的構成の変更や省略等を行うことも勿論可能である。
本願発明に係る導光体9、該導光体9を適用した表示装置3及び該導光体9を成形するための導光体の成形方法は、以上述べたような構成を基本とするものであるが、本願発明の要旨を逸脱しない範囲内の部分的構成の変更や省略等を行うことも勿論可能である。
図11は本発明の導光体の他の実施例を示す側断面図、図12は更に他の実施例を示す側断面図である。また、図13は更に他の実施例を示す側断面図である。
図11に示す導光体9は、3色成形によって成形されている。即ち、導光体9の一端面19の上部コーナ部35と、他端面37の下部コーナ部39とを結ぶ傾斜角度θ=θ1の境界面17Aの他に、前記一端面19の上部コーナ部35と、他端面37の中央位置75とを結ぶ傾斜角度θ=θ2の境界面17Bが導光体9内に設けられている。そして、これらの境界面17A、17Bを境にして光源7側から順番に第1導光層15A、第2導光層15B及び第3導光層15Cの3つの導光層15が配設されている。
そして、これら3つの導光層15A、15B、15Cの間の屈折率λの大きさの関係は、第1導光層15Aの屈折率をα、第2導光層15Bの屈折率をβ、及び第3導光層15Cの屈折率をεとすると、λ=α<β<εになっている。因みに、ここでは、第1導光層15Aの樹脂原料としてアクリル系樹脂、第2導光層15Bの樹脂原料として環状オレフィンコポリマ(COC)や環状オレフィンポリマ(COP)、第3導光層15Cの樹脂原料としてポリカーボネート系樹脂が使用されている。このように本発明の導光体9は2色成形に限らず、3色以上の多色成形によって成形することが可能である。
また、境界面17Aの形状は図2に示す導光体1のような傾斜平面ではなく、図12に示す導光体9のように傾斜階段形状、図13に示す導光体9のように傾斜曲面形状に形成することも可能である。
因みに、このような傾斜階段形状ないし傾斜曲面形状の境界面17Aを採用した場合には、光Dが衝突する部位によって境界面17Aの傾斜角度θがθ1、θ2、θ3、・・・と変化し、該境界面17Aの各位置によって光Dの屈折方向も変化するようになる。
図12のように、導光層15Aと15Bの境界面を階段状に形成した場合、更に以下の効果が得られる。すなわち、その階段状の面の凸凹の程度をある程度細かくすることによって、該境界面において屈折率の差に加えて、当該凸凹形状に基づいて光の進行方向を拡散して均一化することができる。この効果は、従来の発光面を形成していたプリズムパターンほどの微細な精密加工をすることなく、ほぼ同様の効果が得られる。
この他、本発明の導光体は、前記実施例のようにバックライトの構成部材として使用する他、フロントライトの構成部材として使用することも可能であり、フロントライトとして本発明の導光体を使用した場合には、表示パネルの表面が被照射面となる。また、表示パネルは液晶パネルに限らず、本発明の導光体をバックライトないしフロントライトの構成部材として使用可能な種々の表示パネルに適用可能である。
3 表示装置、5 表示パネル、7 光源、9 導光体、10 表面、11 背面(被照射面)、13 発光面、14 コア(雄型)、15 導光層、17 境界面、19 一端面、20 キャビティ(雌型)、21 筐体、23 反射板、25 拡散板、27 プリズムシート、29 プリズムシート、31 遮光板、33 窓部、35 上部コーナ部、37 他端面、39 下部コーナ部、41 空気層、43 筐体、45 液晶、47 保護層、49 保護層、51 筐体、53 可動型、53a 上面(分割面)、54 固定型、54a 下面(分割面)、55 成形金型、57 スライド装置、59 第1スプルー、61 第2スプルー、63 エジェクタピン、63a 突当て面、65 シリンダ、67 可動側プラテン、69 ガイドレール、71 係合構造、73 ランナ、75 中央位置、A 一端側、B 他端側、C 樹脂原料、D 光、λ 屈折率、θ 傾斜角度、L 型閉じ位置、N 型開き位置、F 一次スライド方向、R 二次スライド方向、P ピッチ
Claims (7)
- 一端面側に位置する光源から照射された光を被照射面と対向している発光面に導く導光体であって、
前記導光体は、屈折率の異なる複数の導光層を組み合わせて構成され、前記一端面から入射した光は前記複数の導光層の境界面で方向を変えられ、前記発光面に至るように構成されていることを特徴とする導光体。 - 請求項1に記載の導光体において、
前記複数の導光層は光源から照射された光が通過する順番に屈折率が大きくなるように構成されていることを特徴とする導光体。 - 請求項1または2に記載の導光体において、
前記複数の導光層の境界面は、前記発行面に対して交差する傾斜面によって構成されていることを特徴とする導光体。 - 請求項3に記載の導光体において、
前記境界面は、階段状の傾斜面に形成されていることを特徴とする導光体。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載の導光体において、
前記複数の導光層は多色成形によって射出成形されたものであることを特徴とする導光体。 - 表示情報を画面に表示させる表示パネルと、
前記表示パネルの被照射面に光を照射させる導光体とを備え、
前記導光体は請求項1から5のいずれか1項に記載の導光体であることを特徴とする表示装置。 - 型閉じ位置と型開き位置との間を移動し得る多色成形用の複数のコアを備えた可動型と、前記可動型と対向する位置に配置される単一のキャビティを備えた固定型とを備える成形金型を使用することによって実行される導光体の成形方法であって、
1色目のコアとキャビティとを使用して光源から照射された光が最初に通過する第1導光層を成形する第1導光層成形工程と、
2色目以降のコアと前記単一のキャビティとを使用して第1導光層を通過した光が通過する第2導光層以降の後続の導光層を順次成形して行く後続導光層成形工程とを備えていることを特徴とする導光体の成形方法。
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WO2013168506A1 (ja) * | 2012-05-11 | 2013-11-14 | 富士フイルム株式会社 | 導光板および導光板の製造方法 |
US9128220B2 (en) | 2010-11-29 | 2015-09-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light guide body with continuously variable refractive index, and devices using such body |
US20210062575A1 (en) * | 2018-05-16 | 2021-03-04 | Yazaki Energy System Corporation | Multi-stage prism window |
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2008
- 2008-03-18 JP JP2008069330A patent/JP2009224253A/ja active Pending
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