JP2009230928A - Side edge type backlight device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、中型,小型あるいは携帯型の液晶画面に用いられるバックライト用装置に関する。 The present invention relates to a backlight device used for a medium-sized, small-sized or portable liquid crystal screen.
近年、携帯電話や携帯電子機器等に用いられる液晶画面は、利便性やデザイン性の向上のため、薄型へのニーズが高まっている。現在の携帯電話器等の薄型の液晶画面に用いられるバックライトの構造としては、透明素材の導光板の側面に光源が配置され、光源の発する光線が導光板内を反射を繰り返しながら誘導、すなわち導波されて、導光板の表面に配置された光学フィルムを介して出光するいわゆるサイドエッジ型バックライトが多くなっている。また、導光板の背面に漏れてくる光線を再利用するため、導光板の背面側にリフレクタ(反射板)を設置しているものがある。こうした技術としては、例えば特許文献1に記載されているものがある。
In recent years, there is an increasing need for thin liquid crystal screens used in mobile phones, portable electronic devices, and the like in order to improve convenience and design. As the structure of the backlight used for a thin liquid crystal screen such as a current cellular phone, a light source is disposed on the side surface of a transparent light guide plate, and the light emitted from the light source is guided while being repeatedly reflected in the light guide plate, that is, A so-called side-edge type backlight that is guided and emits light through an optical film disposed on the surface of the light guide plate is increasing. Moreover, in order to reuse the light beam leaking to the back surface of the light guide plate, there is one in which a reflector (reflecting plate) is installed on the back side of the light guide plate. An example of such a technique is described in
一方、現在バックライトの光源には、液晶画面の小型化、バックライトの薄型化のために、小型化できるLED(発光ダイオード)が用いられている。LEDの厚さは、薄型化すると光発光効率が低下することから、現在では厚さ0.3〜0.4mmが主流となっている。その一方で、導光板は、フィルム加工によって次第に薄型化が進んでいる。 On the other hand, LEDs (light emitting diodes) that can be miniaturized are currently used as the light source of the backlight in order to reduce the size of the liquid crystal screen and the thickness of the backlight. As the thickness of the LED is reduced, the light emission efficiency is reduced, so that the thickness is currently 0.3 to 0.4 mm. On the other hand, the thickness of the light guide plate is gradually reduced by film processing.
しかし、光源の光出射面>導光板の入光端面の厚みの関係となった場合、光源から発せられる光線は、導光板に有効に入光することができない。例えば図10に示すように、従来の導光板300のみ薄型化して光源2であるLEDが導光板300よりも厚い構造とすると、光源2の光出射面200の一部201の光線202が、導光板300に伝わらずに光学フィルム4・・の端面のみを照射する現象が発生する。導光板300に入光した光線203のみが、導波された後、バックライトとして出射され、光線のエネルギーとなる。そのためバックライト装置は、光効率が大幅に低下し高輝度のバックライト装置とはならない。
However, when the light emission surface of the light source> the thickness of the light incident end surface of the light guide plate, the light emitted from the light source cannot enter the light guide plate effectively. For example, as shown in FIG. 10, when only the conventional
そこで、特許文献2には、光源を可能な限り導光板に入光させようとする手段として、導光板に光源の出光射面の付近のみ厚みを拡張し、ラッパ状にした拡大部分やテーパー部分を設ける技術が示されている。
Therefore, in
しかしながら、特許文献2のように、光源の厚みに合わせて導光板の入光端面を厚くした後に一端を傾斜して縮径するテーパー部分を設けると、光源の光出射面から発せられる光線のすべてが導光板の入光端面のみに直接入光することはできるものの、傾斜が設けられた縮径部分では大きな入射角で光線が反射を繰り返して伝播するうち、テーパー部分で大半の光がもれてしまい、出光する光が非常に弱くなることが知られている。
However, as in
例えば、図11に示すテーパー構造210において、面積の大きな大端面211と、面積の小さな小端面212において、それぞれの部分を通過する光線の量204、205について考える。LEDのような拡散光源からの光が通過する場合のテーパー光学系においては、小端面の光線量205に対する大端面の光線量204の比は、(小端面のNA(開口数)/大端面のNA)の2乗となることが知られている。NAの比率は面積によって決まり、例えば大端面:小端面の面積が4:1である場合、(小端面のNA(開口数)/大端面のNA)=1/4となる。この場合、大端面の光線の量204は、小端面の光線の量205に対して、(1/4)^2=0.0625となる。すなわち大端面211は、小端面212を通過できる光の量の6.25%の光の量しか受け入れられないので、両方の端面が同面積の場合と比べても6.25%の光線しかテーパー構造を通過できないことになる。このように、テーパー部分を導光板に設けると、結局は高い光効率を得ることはできない。
For example, in the
また、特許文献2の図2に示すように、傾斜面の液晶画面側すなわち表面側に反射膜を設け、表面から漏れる光線を導光板内に反射させようとすると、傾斜面の傾斜角度によって、反射膜で反射した光線の多くが導光板に対して垂直に近くなってしまうため、水平方向に導波されづらく利用されない。これを避けるためには傾斜面の傾斜角度をできるだけ小さくする必要があるが、この場合には傾斜面が水平方向に長くなってしまうため、バックライト装置を小型化することができない。
Further, as shown in FIG. 2 of
これらの従来の技術における問題点を考慮し、本発明者は、LEDのような光源の光出射面よりも導光板の入光端面が薄いバックライト装置において、光効率を上昇させることができる手段について、鋭意研究を重ねていった。 In view of these problems in the prior art, the present inventor has found that the light efficiency can be increased in a backlight device in which the light incident end face of the light guide plate is thinner than the light exit face of the light source such as an LED. I have been eagerly researching about.
特に、導光板に拡張部分を設けずに、光源からの出光を有効にバックライトとして利用する手段が望まれた。そこで、導光板に傾斜部分とその背面に空気層を設けることによって、光源からの光を、導光板の厚みを増すことなく空気層を介して導光板に入光するという新たな技術思想を見出すことにより、本発明を完成するに至った。 In particular, a means for effectively using the light emitted from the light source as a backlight without providing an extended portion on the light guide plate has been desired. Therefore, by providing an inclined portion on the light guide plate and an air layer on the back thereof, a new technical idea is found in which light from the light source enters the light guide plate through the air layer without increasing the thickness of the light guide plate. As a result, the present invention has been completed.
前述の問題を解決するために、本発明に係るサイドエッジ型バックライト装置は、次のような手段を採用する。 In order to solve the above problem, the side edge type backlight device according to the present invention employs the following means.
すなわち、本発明に係るサイドエッジ型バックライト装置は、光源と、光源からの光線を側面の入光端面から入光して導波する導光板と、導光板の表面側に配置される光学フィルムと、導光板の背面側に配置される反射板とを備え、光源の光出射面>導光板の入光端面の厚みの関係にあるサイドエッジ型バックライト装置において、前記導光板の入光端面の近傍を傾斜させて傾斜領域を設け、該傾斜領域の背面と前記反射板との間に空気層を設け、光源の光出射面の一部を導光板の傾斜領域の入光端面に設置するとともに、光源の光出射面の他部を空気層に設置して空気層を介して導光板の傾斜領域の背面側から入光することを特徴とする。 That is, the side edge type backlight device according to the present invention includes a light source, a light guide plate that guides a light beam from the light source from a light incident end surface on a side surface, and an optical film disposed on a surface side of the light guide plate. And a reflecting plate disposed on the back side of the light guide plate, and in a side-edge type backlight device having a light emitting surface of the light source> the thickness of the light incident end surface of the light guide plate, the light incident end surface of the light guide plate Is inclined to provide an inclined region, an air layer is provided between the back surface of the inclined region and the reflecting plate, and a part of the light emitting surface of the light source is installed on the light incident end surface of the inclined region of the light guide plate. In addition, another part of the light emission surface of the light source is installed in the air layer, and light enters from the back side of the inclined region of the light guide plate through the air layer.
そして、このサイドエッジ型バックライト装置は、導光板の傾斜面と反射板とによって空気層が設けられ、光源の光出射面が導光板と空気層とに接している。導光板の入光端面から入光した光線は、導光板の表面側と、その背面側との間を、反射を繰り返しながら光源から離れる方向へと導波される。そして、光源から空気層に入光した光線は、空気層を通過して傾斜領域の背面側から導光板に入光し、導光板を導波される。導光板を導波された光線は、導光板の表面側から出射してバックライト光として利用される。 In this side edge type backlight device, an air layer is provided by the inclined surface of the light guide plate and the reflecting plate, and the light emission surface of the light source is in contact with the light guide plate and the air layer. A light beam incident from the light incident end surface of the light guide plate is guided in a direction away from the light source while repeating reflection between the front surface side of the light guide plate and the back surface side thereof. Then, the light beam that has entered the air layer from the light source passes through the air layer, enters the light guide plate from the back side of the inclined region, and is guided through the light guide plate. The light beam guided through the light guide plate is emitted from the surface side of the light guide plate and used as backlight light.
また、本発明に係るサイドエッジ型バックライト装置は、前記導光板の傾斜領域の傾斜角度が1度〜20度であることを特徴とする。 The side edge type backlight device according to the present invention is characterized in that the inclination angle of the inclined region of the light guide plate is 1 to 20 degrees.
そして、このサイドエッジ型バックライト装置では、導光板の入光端面から入光した光線の他に、空気層を介して導光板の背面側から入光した光線が、いずれも導光板に対して小さな入射角を持ち、光源から離れる方向に導波される。 And in this side edge type backlight device, in addition to the light beam incident from the light incident end surface of the light guide plate, the light beam incident from the back side of the light guide plate via the air layer is all to the light guide plate. It has a small incident angle and is guided away from the light source.
本発明に係るサイドエッジ型のバックライト装置は、前記導光板の傾斜領域が高分子樹脂フィルム材料から入光端面の近傍を曲げ成形されることを特徴とする。 The side edge type backlight device according to the present invention is characterized in that the inclined region of the light guide plate is formed by bending the vicinity of the light incident end surface from a polymer resin film material.
そして、このサイドエッジ型バックライト装置では、成形が容易かつ正確で、厚みも均一にできるフィルムを用い、フィルムの曲げ成形によって傾斜領域が設けられる。 In this side-edge type backlight device, a film that can be easily and accurately formed and has a uniform thickness is used, and an inclined region is provided by bending the film.
さらに、本発明に係るサイドエッジ型バックライト装置は、UV硬化樹脂から成形されていることを特徴とする。 Furthermore, the side edge type backlight device according to the present invention is formed from a UV curable resin.
そして、このサイドエッジ型バックライト装置では、導光板の透明度が高く、成形が容易で、光学特性に優れた導光板が提供される。 In the side edge type backlight device, a light guide plate having high transparency of the light guide plate, easy to mold, and excellent in optical characteristics is provided.
さらに、本発明に係るサイドエッジ型バックライト装置は、導光板の傾斜領域の表面側に反射構造を設けることを特徴とする。 Furthermore, the side edge type backlight device according to the present invention is characterized in that a reflective structure is provided on the surface side of the inclined region of the light guide plate.
そして、このサイドエッジ型バックライト装置は、導光板の傾斜領域の表面側から出射しようとする漏れ光が、反射構造によって導光板側に反射され、導光板の中を導波される。 In this side-edge type backlight device, leakage light that is about to be emitted from the surface side of the inclined region of the light guide plate is reflected to the light guide plate side by the reflection structure, and is guided through the light guide plate.
本発明の請求項1に係るサイドエッジ型バックライト装置によれば、導光板の入光端面の厚みが光源の光出射面よりも薄い構造のサイドエッジ用バックライト装置において、導光板の入光端面に入光する他に、空気層を通じて導光板の背面側の傾斜領域を入光領域とすることができ、光源からの光効率を最大限入光させることができた。導光板と空気層とで光源の入光端面に接し光線を利用するので、導光板にテーパー等の大きな拡大部を設ける必要がなく、導光板中での光効率の低下がなく、導光板を薄型化したままで光効率を向上させることができる。 According to the side edge type backlight device of the present invention, in the side edge backlight device having a structure in which the light incident end face of the light guide plate is thinner than the light exit surface of the light source, the light incident on the light guide plate. In addition to entering the end face, the inclined area on the back side of the light guide plate can be used as the light entering area through the air layer, and the light efficiency from the light source can be maximized. Since the light guide plate and the air layer are in contact with the light incident end face of the light source and use light rays, it is not necessary to provide a large enlarged portion such as a taper on the light guide plate, there is no reduction in light efficiency in the light guide plate, and the light guide plate The light efficiency can be improved while the thickness is reduced.
また、本発明に係るサイドエッジ型バックライト装置によれば、1〜20度の傾斜領域によって、導光板と空気層との双方から入射した多くの光線を効果的に導波させることができる。 Moreover, according to the side edge type backlight device according to the present invention, a large number of light beams incident from both the light guide plate and the air layer can be effectively guided by the inclined region of 1 to 20 degrees.
また、本発明に係るサイドエッジ型バックライト装置によれば、高分子樹脂フィルム成形による導光板を曲げ成形するだけで高い精度を要求する光学装置を提供することができる。また、曲げ成形という簡易な加工技術であって、連続的な工程で製造することができ、精度の高い導光板を大量かつ安価に生産することができる。 Moreover, according to the side edge type backlight device according to the present invention, it is possible to provide an optical device that requires high accuracy only by bending a light guide plate formed by polymer resin film molding. Further, it is a simple processing technique called bending, which can be manufactured in a continuous process, and a highly accurate light guide plate can be produced in large quantities and at low cost.
また、本発明に係るサイドエッジ型バックライト装置によれば、成形が容易であり、従来の透明素材、バックライト装置用部材の様々な成形方法の中から製法、条件を選択可能である。また硬度にすぐれることからも反射素子を微細な構造を含めて設計、成形でき、入光ロスと導光ロスとを抑えることができる。 In addition, according to the side edge type backlight device according to the present invention, molding is easy, and the manufacturing method and conditions can be selected from various methods for molding the transparent material and the backlight device member. In addition, because of its excellent hardness, it is possible to design and mold the reflective element including a fine structure, and to suppress light incident loss and light guide loss.
また、本発明に係るサイドエッジ型バックライト装置によれば、導光板の傾斜領域の漏れ光が導光板に戻って導波され、バックライト光として利用されるため、光効率の減少を抑えることができる。また、漏れ光は導光板に対して垂直方向に近い方向で反射されるのではなく、傾斜領域を通じて水平方向の向きへと導波されてゆくので、導光板にゆきわたりバックライト光として利用されやすい。 Further, according to the side edge type backlight device according to the present invention, the leakage light in the inclined region of the light guide plate is guided back to the light guide plate and used as the backlight light, thereby suppressing the reduction in light efficiency. Can do. In addition, the leaked light is not reflected in a direction close to the vertical direction with respect to the light guide plate, but is guided in the horizontal direction through the inclined region, so that it is used as backlight light on the light guide plate. Cheap.
以下、本発明の実施の形態(1)について図面を参照して説明する。図1は本実施の形態(1)のサイドエッジ型バックライト装置の要部概略図、図2は本実施の形態(1)のサイドエッジ型バックライト装置の要部斜視図、図3は本実施の形態(1)のサイドエッジ型バックライト装置の作用を示す要部概略図である。 Embodiment (1) of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of the main part of a side edge type backlight device according to the present embodiment (1), FIG. 2 is a perspective view of the main part of the side edge type backlight device according to the present embodiment (1), and FIG. It is a principal part schematic diagram which shows an effect | action of the side edge type | mold backlight apparatus of Embodiment (1).
バックライト装置1は、光源2と、導光板3と、光学フィルム4と、反射板5と、空気層6とから概略構成される。
The
光源2としては、導光板3へ光線を出射するLED(発光ダイオード)が用いられ、光出射面20の厚さは問わないが、厚さ0.2〜0.4mmであれば薄型化の度合いに応じて採用可能である。光出射面20は、携帯電話器等の薄型化に伴って厚さ0.27〜0.35mm前後が好適に用いられる。なお、光源2としては有機EL等の光源の使用も可能である。
As the
光源2は、光出射面20の一部21が導光板3の入光端面30が緊密に接する形で配置され、入光端面30の近傍には、いわゆるくの字ないしへの字に曲がって傾斜した傾斜領域31が設けられている。また、光源2は、光出射面20の他部22が導光板3の傾斜領域31の背面側33と前記反射板5との間の空気層6に緊密接する形で配置されている。
In the
導光板3は、上記した傾斜領域31と、平面領域32とから成り、平面領域32の表面33には光学フィルム4が配置され、背面34には反射板5が配置されている。
The
導光板3の厚みtは、光源2の光出射面20の厚みTよりも薄いが、上面に積層される光学フィルム厚みスペース確保の理由から、光出射面20の厚みTの30〜75%が選択され、好適には50〜70%が望ましい。
Although the thickness t of the
導光板3の傾斜領域31は、入光端面30に沿って並行に近傍部位のみが一定幅で傾斜され、平面領域32に対して傾斜角度αをとって曲がっている領域である。傾斜角度αは、空気層6か傾斜領域31の背面側33への入射角を小さくするためは、1度〜20度程度であればよい。傾斜角度αが1.2〜3.0度であると、傾斜領域31の背面33から入光した光線が、導光板3内を略全反射しながら導波することができる。
The
傾斜領域31の幅wは、傾斜角度αをもとに、光源2、導光板3、空気層6の厚みの割合の設計から、バックライト装置のサイズに応じて決定される。さらに望ましくは、傾斜領域が、入光部空気層の厚みの20〜40倍程度の傾斜長さの数式の範囲となっていることが望ましい。この範囲内において、傾斜領域31の背面33から入光した光線が、導光板3内を全反射しながら導波することができる。一例としては光源発光部280ミクロン、傾斜角度α=1.6度、導光板厚み170ミクロン、空気層厚みは110ミクロン以下となり、その場合のwは2200ミクロン〜4400ミクロンの範囲となり、空気層の厚みの20倍から40倍の範囲に入る設計が実現可能となる。
The width w of the
導光板3は、光線を導波できるように屈折率が大きく透明度が高い素材により成形するのが望ましい。特に、アクリル(PMMA)材料でUV硬化性のものは、UV硬化を利用した正確な成形が可能であり、透明度が高いため特に好適である。図に示した例では、導光板3はアクリル製のUV硬化樹脂によって、厚さは150μm、面積はバックライトを与える画面の大きさとほぼ同じ面積に形成されている。
The
空気層6は、光源2の光射出部20と、導光板3の傾斜領域31の背面側33と、反射板5との間に囲まれ、断面がくさび状の領域となっている。通常の装置の組み立てや使用状況では、空気層6は大気で構成されている。空気層6は、光射出面20の他部22から出射した光線のうち、導光板3の入光端面30に入光しなかった光線が入光する層であり、屈折率が非常に低い領域なので、入光した光線がほとんど干渉や拡散することなく直進する。したがって、空気層6に入光した光線はそのまま傾斜領域31の背面側33から導光板3に入光することになる。
なお、傾斜領域31の背面側33は、図示しないが、入光を促す拡散素子を形成しておくことも可能である。
The
Although not shown in the drawing, the
光学フィルム4は、導光板3の出光する表面に配置されるフィルムで、バックライト光を均一に出射するためのものである。図示した例では、出光する光線を均一化するための拡散フィルム40と、均一化された光を集光するプリズムフィルム41,42とが配置されている。
The
反射板5は、導光板3の背面に配置される反射構造で、光線を導光板3の方向に反射させるリフレクタの作用を有している。図に示した例では、PETフィルムの背面に銀の薄膜を蒸着したものを用い、光源2の光射出面20の下端になるよう配置されている。
The
次に、この実施の形態(1)のバックライト装置の作用について説明する。図3に示すように、光線23は、導光板3の入光端面30から直接入光し、導光板3内での反射を繰り返し、光源2から離れる方向へと導波され、やがて水平領域32からバックライトの照射方向に光出射される。
Next, the operation of the backlight device of this embodiment (1) will be described. As shown in FIG. 3, the
一方で、光源2の光出射面20の他部22からの光線24は、出射直後は導光板3の入光端面30に入光せず、空気層6に入光し、背面側33より傾斜領域31に入射し、傾斜領域31の表面35と背面33との間で反射を繰り返しながら導波され、やがて水平領域32に導波され、導光板3の表面36からバックライトの照射方向に出射される。
On the other hand, the
また、光源2の光出射面20の他部22からの光線25は、導光板3に入光せずに空気層6に入光するが、反射板5によって反射され、反射光が背面側33より傾斜領域31に入射し、上記光線24と同様に導波される。
The
バックライト照射方向に出射された光線23、24、25は、拡散フィルム40、プリズムフィルム41、42によって光線が偏向され、いずれもほぼバックライト構造から垂直に出光する光となり、バックライト光として供される。かくして、光源2から出光する光線のうちの略全光量を導波して、バックライト光として利用することができる。
The light beams 23, 24, and 25 emitted in the backlight irradiation direction are deflected by the diffusion film 40 and the
次に、本発明の実施の形態(2)について説明する。図4は、本実施の形態(2)のサイドエッジ型バックライト装置を示す要部概略図、図5は本実施の形態(2)における導光板の製造方法の要部工程図、図6は本実施の形態(2)の第1ロール金型による成形を示す要部斜視図、図7は本実施の形態(2)の第2ロール金型による成形を示す要部斜視図である。なお、この実施の形態(2)において、実施の形態(1)と同一符号は同一構成を示すので、重複説明を省略する。 Next, an embodiment (2) of the present invention will be described. FIG. 4 is a schematic view of the main part showing the side edge type backlight device of the present embodiment (2), FIG. 5 is a process diagram of the main part of the light guide plate manufacturing method in the present embodiment (2), and FIG. The principal part perspective view which shows shaping | molding by the 1st roll metal mold | die of this Embodiment (2), FIG. 7 is the principal part perspective view which shows shaping | molding by the 2nd roll metal mold | die of this Embodiment (2). In the second embodiment (2), the same reference numerals as those in the first embodiment (1) indicate the same configuration, and the duplicate description is omitted.
この実施の形態(2)では、導光板3は、平面領域32の表面に拡散素子37を設けられ、背面に反射素子38を設けられている。また、傾斜領域31の表面36には、反射板50を設けている。
In this embodiment (2), the
傾斜領域31の反射板50は、傾斜領域31の表面35から漏れる光線を反射させて平面領域32へと導波するためのものである。上記反射板50は、傾斜領域31の表面35の幅wの全域にわたって配置される。
The
前記反射素子38は、立体的なパターンに熱成形され、背面34に入射する光線を偏向して平面領域32の内部での導波を助けるものである。反射素子38は、反射板5との間の光線の出射、入光の際の角度を調整する働きを持たせることができる。形状は鏡面V溝やドット粗面等を選択できる。図に示す例では、反射素子38については、V溝の場合導光板厚みが170ミクロンの時、傾斜角は0.15度一定もしくは入光部付近が0.1度で反入光部が0.3度となるように除変させたV溝を加工する。
The reflective element 38 is thermoformed into a three-dimensional pattern, deflects light rays incident on the
前記拡散素子37は立体的なパターンに熱成形され、平面領域32から出射する光線を拡散させることで、光学フィルム4とあわせてバックライト光を均一なものにするために設けられている。拡散素子37については、図に示した例では入光面と平行となる方向に60度拡散それと直交する方向には1度とするパターンとしている。
The diffusing
この実施の形態(2)では、傾斜領域31の表面35からの漏れがなく、傾斜領域31に対する光線の入射角を小さくする必要がなく、傾斜角度αを大きく設定することができる。したがって、傾斜領域31の幅を小さくすることができ、バックライト装置を小型化に寄与する。
In this embodiment (2), there is no leakage from the
次に、この実施の形態(2)のサイドエッジ型バックライト装置に係る導光板の製造方法について説明する。 Next, the manufacturing method of the light-guide plate which concerns on this side edge type | mold backlight apparatus of this Embodiment (2) is demonstrated.
図中、7は供給される透明なベースフィルム、70は樹脂供給装置、71は送りロール類、8は第1ロール金型、9は第2ロール金型であり、供給ラインは第1ラインの要部のみ表示し、第2ラインは第2ロール金型を除いて同一であるので、省略する。
前記第1ロール金型8は略円柱状を呈し、両端の基部81,81には中間に向けて縮径する傾斜領域成形面82,82を有し、傾斜領域成形面82,82の中央には細径の拡散パターン成形面83が配置されて構成されている。前記基部81には位置決めガイドピン84が突設されている。また、第2ロール金型9は、略同一形状を呈し、両端の基部91,91には傾斜領域成形面92,92が設けられ、中央には反射パターン成形面93が配置されて構成され、基部91にはガイドピン94が突設されている。
In the figure, 7 is a transparent base film to be supplied, 70 is a resin supply device, 71 is a feed roll, 8 is a first roll mold, 9 is a second roll mold, and the supply line is the first line. Only the main part is displayed, and the second line is the same except for the second roll mold, and is omitted.
The
前記ベースフィルム7は送りロール類71を介して速度制御されつつ送り込みされ、樹脂供給装置70からフィルム一面にUV硬化樹脂が供給される。第1ロール金型8は、ベースフィルム7を位置決めガイドピン84で送り込みながら、その一面に対してギャップロール73,73で挟みつつ、UV硬化樹脂を傾斜領域成形面82,82と拡散パターン成形面83とでほぼ台形状に熱成形して付着させる。その際に、UV照射装置72がベースフィルム7を通過してUV樹脂を照射しているので、上記台形状のUV樹脂は、熱硬化して拡散パターン成形面76と傾斜領域成形面75,75とを有する導光板成形型面74となる。
The base film 7 is fed through a
次に、ベースフィルム7は、導光板成形型面74を有しつつ第2ラインに送り込みされ、導光板成形型面74の上に樹脂供給装置70からUV樹脂が供給される。第2ロール金型9は、導光板成形型面74を有するベースフィルム7を位置決めガイドピン94で送り込みながら、導光板成形型面74の上のUV樹脂に対してギャップロール73,73で挟みつつ、UV硬化樹脂を傾斜領域成形面92,92と反射パターン成形面93とでほぼ台形状に熱成形すると同時に、反対面では導光板成形型面74で同様の台形状に成形されている。その際にUV照射装置72でよって、第2ロール金型9と第2成形型面74との間には、幅方向の両端に傾斜領域31,31を有すると同時に、中間部に反射素子38と拡散素子37とを備える平面領域32とが長さ方向にわたって成形されるので、第2成形型面37から剥離することによって中間部位からの切断などによって導光板3が成形されるに至る。
Next, the base film 7 is fed into the second line while having the light guide plate molding die
この実施の形態(2)に係る製造方法によると、UV硬化樹脂に対してロール金型ロール8,9のパターンを正確に付与できるため、成形の精度が高く、光路の計算も正確に行うことができる。また、ギャップロール73,73による厚みの制御は、おおよそ1〜2μm以下の精度で正確に厚みを制御することができ、この精度の高さはバックライト装置における光路の正確な調整には不可欠なものである。 According to the manufacturing method according to this embodiment (2), since the pattern of the roll mold rolls 8 and 9 can be accurately applied to the UV curable resin, the molding accuracy is high and the optical path is also accurately calculated. Can do. Further, the thickness control by the gap rolls 73 and 73 can accurately control the thickness with an accuracy of approximately 1 to 2 μm or less, and this high accuracy is indispensable for the accurate adjustment of the optical path in the backlight device. Is.
次に、本発明の実施の形態(3)について説明する。図8は、本実施の形態(3)の導光板を用いたサイドエッジ型バックライト装置の要部概略図である。なお、実施の形態(1)との重複部分については説明を省略する。 Next, an embodiment (3) of the present invention will be described. FIG. 8 is a schematic view of a main part of a side edge type backlight device using the light guide plate of the present embodiment (3). In addition, description is abbreviate | omitted about the duplication part with Embodiment (1).
この実施の形態(3)では、傾斜領域310が実施の形態(1)と傾斜方向を逆にするものである。前記傾斜領域310は、背面側に傾斜し、光学フィルム4側に第2反射板51との間に空気層6が設けられている。よって、前記傾斜領域310は、前面側311に空気層6からの入光がなされ、背面側312には必要に応じて第3反射板52を配置する。この場合に、背面側312には反射素子を設ける構成としてもよい。
In this embodiment (3), the
この実施の形態(3)では、導光板3の入光端面30からの入光と空気層6を介しての前面側311からの入光とにより、実施の形態(1)と同等の入光が得られる。
In this embodiment (3), the light incident from the light
この実施の形態(3)では、導光板3を光源2の光射出面の上端側に配置することができるので、バックライト装置1の設計にあわせて選択することができる。
In this embodiment (3), since the
以下に実施例をあげて、本発明をさらに詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
まず、透明なベースフィルム7としては易接着タイプのアクリルフィルム(三菱レーヨン製、HBX777)、厚み150μmを用い、ルール類によって所望速度で送りながら、UV硬化樹脂を塗工した。UV硬化樹脂の組成は下記の成分の混合物とした。
ウレタン系オリゴマー(MW:7000) 50重量%
テトラエチレングリコールジアクリレート
2官能モノマー (共栄社(株)製) 50重量%
光開始剤:1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン
(チバスペシャリティケミカル製、商品名「イルガキュア184」)
2重量%
First, as the transparent base film 7, an easy-adhesive acrylic film (Mitsubishi Rayon, HBX777) having a thickness of 150 μm was used, and a UV curable resin was applied while feeding at a desired speed according to rules. The composition of the UV curable resin was a mixture of the following components.
Urethane oligomer (MW: 7000) 50% by weight
Tetraethylene glycol diacrylate bifunctional monomer (manufactured by Kyoeisha) 50% by weight
Photoinitiator: 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone (product name “Irgacure 184”, manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
2% by weight
ついで前記ベースフィルム7上のUV硬化樹脂を、ギャップロール73,73を介して第1ロール金型8に押し付けた。第一ロール金型8は、巾4,000μmで傾斜角1.6度の傾斜領域成形面82,82を有し、中間部には拡散パターン成形面83が幅150mmに形成されているものを用いた。拡散パターンはLSD(60度X1度)Physical Optics社製のパターンで、入光面と平行となる方向に60度拡散それと直交する方向には1度とするパターンとした。
Subsequently, the UV curable resin on the base film 7 was pressed against the
次で、ベースフィルム7に第一ロール金型8を挟んで相対する側からUV照射装置72を用いてUVを照射した。UV照射装置72はアイグラフィックス製、160W/cmタイプを用い、ベースフィルム7までの距離を140mmとした。ギャップロール73,73によってUV硬化樹脂の厚みは150μmに調整した。こうしてベースフィルム7上にUV硬化樹脂11による導光板成型型面74が重なった二重フィルムを得た。
Next, UV was irradiated using the
次に、第2工程として、ベースフィルム7に離型剤を塗布し、第2ロール金型9を用いた以外は第1工程と同様に行った。第二ロール金型9は、巾4,000μmで傾斜角1.6度の傾斜領域成形面92,92を有し、中間部には拡散パターン成形面93が幅150mmに形成されているものを用いた。得られた導光板3を、表示用の寸法に裁断して、実施例1とした。
Next, as a 2nd process, the mold release agent was apply | coated to the base film 7, and it carried out like the 1st process except having used the 2nd roll metal mold | die 9. FIG. The
[光学特性評価]
本発明の効果を確認するために、光学特性評価を行った。試験例1として、導光板3として実施例1を厚み170μm、寸法は2インチの表示用としたものを作成し、光源としてLED(日亜化学製、NSCW215)4灯を配し、導光板3の背面には反射板5として銀蒸着リフレクタフィルム(麗光製、75W)、導光板3の上面即ちディスプレイ側には光学フィルム4として拡散フィルム40(キモト製、ライトアップ50LSE 65μm)、プリズムフィルム41,42(3M製、Tin−BEF)をプリズムを直交させた2枚構造として配置した。
外形寸法:縦 38mm×横 44mm
発光部 :縦 36mm×横 42mm
[Optical characteristics evaluation]
In order to confirm the effects of the present invention, optical characteristics were evaluated. As Test Example 1, a
External dimensions: Vertical 38mm x Horizontal 44mm
Light emitting part:
また比較例1として、導光板として入光付近の傾斜がなく厚みが170μm一定である以外は実施例1と同じものを使用したほかは、試験例1と同様に組み立てた。 Further, as Comparative Example 1, the light guide plate was assembled in the same manner as in Test Example 1 except that the same light guide plate as in Example 1 was used except that there was no inclination near the incident light and the thickness was constant at 170 μm.
試験例1と比較例1の輝度変化の比較を図9に示す。試験例1の相対輝度を表すグラフがAであり、比較例1の相対輝度を表すグラフがBである。実施例1は相対平均輝度で2250cd/m2、すなわち比較例1に対して約(2250÷1650)−1=36%向上させることができた。本試験結果は、本発明のサイドエッジ型バックライト装置によって、液晶側への光線エネルギーを高める効果があることを示す。すなわち、LED光源発光部厚みと導光板の一般厚みの差異を所定の傾斜角をもった空気層にすることにより、導光板内に光線をとりこみ、液晶側への光線エネルギーを高められることが実証できた。 FIG. 9 shows a comparison in luminance change between Test Example 1 and Comparative Example 1. A graph showing the relative luminance of Test Example 1 is A, and a graph showing the relative luminance of Comparative Example 1 is B. In Example 1, the relative average luminance was 2250 cd / m 2 , that is, about (2250 ÷ 1650) −1 = 36% higher than that of Comparative Example 1. This test result shows that the side-edge type backlight device of the present invention has an effect of increasing the light energy toward the liquid crystal side. In other words, it has been demonstrated that by making the air layer with a predetermined inclination angle the difference between the LED light source light emitting part thickness and the general thickness of the light guide plate, light can be taken into the light guide plate and the light energy to the liquid crystal side can be increased. did it.
1 バックライト装置
2 光源
3 導光板
4 光学フィルム
5、50 反射板
6 空気層
7 ベースフィルム
8 第1ロール金型
9 第2ロール金型
20、200 光出射面
21、201 光出射面の一部
22 光出射面の他部
23、24、25 光線
30 入光端面
31、310 傾斜領域
32 平面領域
33 背面側
35 傾斜領域の表面
36 導光板の表面
37 拡散素子
38 反射素子
40 拡散フィルム
41、42 プリズムフィルム
51 第二反射板
52 第三反射板
70 樹脂供給装置
71 送りロール類
72 UV照射装置
73 ギャップロール
74 導光板成形型面
75 傾斜領域成形面
76 拡散パターン成形面
81、91 ロール金型基部
82、92 傾斜領域成形面
83、93 拡散パターン成形面
84、94 位置決めガイドピン
202、203 光線
204 大端面の光線量
205 小端面の光線量
210 テーパー構造
211 大端面
212 小端面
300 従来の導光板
311 前面側
312 背面側
A 試験例1の相対輝度
B 比較例1の相対輝度
t 導光板の厚み
T 光源の光出射面の厚み
w 傾斜領域の幅
α 傾斜角度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Backlight apparatus 2 Light source 3 Light guide plate 4 Optical film 5, 50 Reflector plate 6 Air layer 7 Base film 8 1st roll metal mold | die 9 2nd roll metal mold | die 20,200 Light emission surface 21, 201 A part of light emission surface 22 Other parts of light emitting surface 23, 24, 25 Light beam 30 Light incident end surface 31, 310 Inclined region 32 Planar region 33 Back surface 35 Surface of inclined region 36 Surface of light guide plate 37 Diffusing element 38 Reflecting element 40 Diffusing film 41, 42 Prism film 51 Second reflector 52 Third reflector 70 Resin supply device 71 Feed rolls 72 UV irradiation device 73 Gap roll 74 Light guide plate molding surface 75 Inclined area molding surface 76 Diffusion pattern molding surface 81, 91 Roll mold base 82, 92 Inclined area forming surface 83, 93 Diffusion pattern forming surface 84, 94 Positioning guide pin 202, 03 Light beam 204 Light amount of large end surface 205 Light amount of small end surface 210 Tapered structure 211 Large end surface 212 Small end surface 300 Conventional light guide plate 311 Front side 312 Rear side A Relative luminance of Test Example 1 B Relative luminance of Comparative Example 1 t Thickness of the light plate T Thickness of the light exit surface of the light source w Width of the inclined region α Inclination angle
Claims (5)
前記導光板の入光端面の近傍を傾斜させて傾斜領域を設け、該傾斜領域の背面と前記反射板との間に空気層を設け、光源の光出射面の一部を導光板の傾斜領域の入光端面に設置するとともに、光源の光出射面の他部を空気層に設置して空気層を介して導光板の傾斜領域の背面側から入光することを特徴とするサイドエッジ型バックライト装置。 A light source, a light guide plate that guides light from a light source through a light incident end surface on a side surface, an optical film disposed on a front surface side of the light guide plate, and a reflector plate disposed on a back side of the light guide plate In the side edge type backlight device in which the light exit surface of the light source is greater than the thickness of the light incident end surface of the light guide plate,
An inclined region is provided by inclining the vicinity of the light incident end surface of the light guide plate, an air layer is provided between the back surface of the inclined region and the reflecting plate, and a part of the light emission surface of the light source is provided in the inclined region of the light guide plate. The side edge type back is characterized in that the other side of the light emitting surface of the light source is installed in the air layer and the light enters from the back side of the inclined region of the light guide plate through the air layer. Light equipment.
Priority Applications (1)
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JP2008072491A JP2009230928A (en) | 2008-03-19 | 2008-03-19 | Side edge type backlight device |
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Cited By (1)
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CN107747695A (en) * | 2017-11-20 | 2018-03-02 | 江苏铁锚玻璃股份有限公司 | Window arrangement with lamp bar |
-
2008
- 2008-03-19 JP JP2008072491A patent/JP2009230928A/en active Pending
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