JP2010080239A - Light guide plate and method of manufacturing the same, and surface light-emitting device and cellphone using the light guide plate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示パネルのバックライトなどに用いられる導光板およびその製造方法、ならびにその導光板を用いた面発光装置および携帯電話機に関する。 The present invention relates to a light guide plate used for a backlight of a liquid crystal display panel, a manufacturing method thereof, a surface light emitting device using the light guide plate, and a mobile phone.
液晶表示パネルのバックライトなどに用いられる導光板は、導光板の出射面に拡散シートあるいはプリズムシートなどの光学シートを貼り付けて、光の乱反射層を形成し、光の乱反射効率および輝度を高めている。 The light guide plate used for the backlight of liquid crystal display panels, etc., affixes an optical sheet such as a diffusion sheet or a prism sheet on the light exit surface of the light guide plate to form a light irregular reflection layer, thereby improving the light irregular reflection efficiency and brightness. ing.
特許文献1に記載される平面照明装置は、ケースの下部に反射体を備え、ケースの上部方向に向かって導光板、拡散体、プリズムシート、および遮光体の順に配置されて構成される。光源は、導光板の側部に近接して設けられる。導光板は、有効出射領域をなす平坦面の部分が光源の高さよりも薄く形成され、導光板、拡散体およびプリズムシートが累積した厚さを光源の厚さ以下にしている。 The flat illumination device described in Patent Document 1 includes a reflector at the lower part of a case, and is configured by arranging a light guide plate, a diffuser, a prism sheet, and a light shield in this order toward the upper part of the case. The light source is provided close to the side of the light guide plate. In the light guide plate, the flat surface portion forming the effective emission region is formed thinner than the height of the light source, and the accumulated thickness of the light guide plate, the diffuser, and the prism sheet is set to be equal to or less than the thickness of the light source.
特許文献2に記載される薄型面光源素子は、側面に1つ以上の光源が設けられた導光体と、複数の凸部が支持体上に設けられた出射光制御板とを、その凸部の頂部を介して接着することによって構成される。プリズムシートなどの集光部材を必要としないので、薄型面光源素子の厚さは、集光部材の厚み分薄くなる。
A thin surface light source element described in
特許文献3に記載される面発光用導光板は、一体ものの透明板の肉厚内に、光を乱反射させるための複数層のプリズム列層をレーザ加工によって形成することによって、透明体にプリズムシートを貼着する場合に較べて、プリズムシートの厚み分は、導光板を薄く形成することができる。 The light-emitting plate for surface light emission described in Patent Document 3 includes a prism sheet on a transparent body by forming a plurality of prism rows for irregularly reflecting light within the thickness of a single transparent plate by laser processing. Compared to the case of sticking, the light guide plate can be made thinner by the thickness of the prism sheet.
特許文献4に記載される表示装置は、第1導光板と第2導光板との間に中間導光板を有する導光板を、反射型液晶ディスプレイを覆うように配置する。中間導光板は、第1導光板および第2導光板の屈折率よりも小さい屈折率である屈折率不一致部分からなるパターンが配置される構造であるか、または光を散乱させる液晶滴を含む高分子分散液晶層によって形成される。
In the display device described in
上述した平面照明装置および薄型面光源素子などの面発光装置は、それを用いる電子機器の薄型化に欠かせないものであるが、更なる薄型化の要望がますます増大している。 The above-described planar light-emitting devices and surface light-emitting devices such as thin surface light source elements are indispensable for thinning electronic devices using the same, but there is an increasing demand for further thinning.
しかしながら、上述した特許文献1に記載される平面照明装置は、導光板の有効出射領域をなす平坦面の部分が光源の高さよりも薄く形成されているが、導光板の出射面に拡散体およびプリズムシートを貼り付けて、光の乱反射層を形成しているので、拡散体およびプリズムシートの厚み分は厚くなり、薄型化の支障となる。さらに、導光板の出射面に貼り付ける拡散体およびプリズムシートは高価であるため、平面照明装置のコストが高くなるという問題がある。 However, in the flat illumination device described in Patent Document 1 described above, the flat surface portion forming the effective emission region of the light guide plate is formed to be thinner than the height of the light source. Since the prism sheet is affixed to form the diffuse reflection layer of light, the thickness of the diffuser and the prism sheet is increased, which hinders thinning. Furthermore, since the diffuser and the prism sheet to be attached to the exit surface of the light guide plate are expensive, there is a problem that the cost of the flat illumination device increases.
上述した特許文献2に記載される薄型面光源素子は、出射光制御板を用いて、プリズムシートなどの集光部材を不要としているが、出射光制御板の厚み分は厚くなるので、薄型化の支障となる。
The thin surface light source element described in
上述した特許文献3に記載される面発光用導光板は、レーザ加工では、プリズムのような線状形状とドット形状とを形成することができても、粗密を形成すること、および大きさが異なる形状をランダムに形成することなどは困難であるので、乱反射部形状による光調整ができず、均一な面発光の実現および輝度の向上の支障となる。上述した特許文献4に記載される表示装置に用いられる導光板は、中間導光板によって照明輝度の不均一性を低減するものではあるが、中間導光板の屈折率不一致部分あるいは液晶滴がランダムに形成されるものではなく、乱反射部形状による光調整ができず、均一な面発光の実現および輝度の向上の支障となる。
The above-described surface-emitting light guide plate described in Patent Document 3 can form a linear shape and a dot shape like a prism in laser processing, but can form a denseness and a size. Since it is difficult to form different shapes at random, it is not possible to perform light adjustment by the irregular reflection portion shape, which hinders realization of uniform surface light emission and improvement of luminance. Although the light guide plate used in the display device described in
本発明の目的は、乱反射効率を落とすことなく、薄くかつコストの低い導光板およびその製造方法、ならびにその導光板を用いた面発光装置および携帯電話機を提供することである。 An object of the present invention is to provide a thin and low-cost light guide plate and a method for manufacturing the same, and a surface light emitting device and a mobile phone using the light guide plate without reducing the diffuse reflection efficiency.
本発明は、対面する2つの界面が平面に凹凸形状が形成された面であり、かつその2つの界面を介して隣接する部分である導光部の屈折率よりも小さい屈折率の界面層が少なくとも1つ形成されることを特徴とする導光板である。 In the present invention, an interface layer having a refractive index smaller than the refractive index of the light guide unit, which is a portion adjacent to each other through the two interfaces, is a surface in which the two interfaces facing each other are formed on a flat surface. At least one light guide plate is formed.
また本発明は、前記記載の導光板と、
発光する光を前記導光板の厚み方向に平行な側面のうちの少なくとも1つの側面から入射する位置に配置される光源とを含むことを特徴とする面発光装置である。
The present invention also provides the light guide plate described above,
And a light source disposed at a position where light emitted from at least one side surface parallel to the thickness direction of the light guide plate is incident.
また本発明は、導光板を構成する平板状の導光部で、かつお互いに対向する面が凹凸形状である少なくとも2つの導光部を、その導光部の屈折率よりも小さい屈折率の変形可能な物質をお互いに対向する面の間に介在させて重ね合わせる重ね合わせステップと、
前記重ね合わせステップで重ね合わされた前記少なくとも2つの導光部を基台に載せ、熱を発する熱発生装置によって、前記基台に載せた前記少なくとも2つの導光部を上方から押さえ、前記熱発生装置が発する熱を前記少なくとも2つの導光部に与えることによって、前記少なくとも2つの導光部を熱圧着する熱圧着ステップとを含むことを特徴とする導光板の製造方法である。
Further, the present invention provides a flat light guide part constituting the light guide plate and having at least two light guide parts having concave and convex surfaces facing each other, having a refractive index smaller than the refractive index of the light guide part. An overlaying step of interposing the deformable material between the surfaces facing each other;
The at least two light guides superposed in the superposition step are placed on a base, and the heat generation device generates heat by pressing the at least two light guides placed on the base from above by a heat generating device that generates heat. And a thermocompression bonding step of thermocompression bonding the at least two light guides by applying heat generated by the device to the at least two light guides.
また本発明は、導光板を構成する平板状の導光部で、かつお互いに対向する面が凹凸形状である少なくとも2つの導光部を、お互いに対向する面のうちの1つの面にUV硬化樹脂を塗布し、かつ前記導光部の屈折率よりも小さい屈折率の変形可能な物質をお互いに対向する面の間に介在させて重ね合わせる重ね合わせステップと、
前記重ね合わせステップで重ね合わされた前記少なくとも2つの導光部を基台に載せ、紫外線を照射する紫外線発生装置によって、前記基台に載せた前記少なくとも2つの導光部を上方から押さえ、前記紫外線発生装置によって紫外線を、前記塗布されたUV硬化樹脂に照射して硬化させることによって、前記少なくとも2つの導光部を接着する接着ステップとを含むことを特徴とする導光板の製造方法である。
Further, the present invention provides a flat light guide part constituting a light guide plate, and at least two light guide parts having concave and convex surfaces facing each other are provided with UV on one of the faces facing each other. A superposition step of applying a cured resin and superposing a deformable substance having a refractive index smaller than the refractive index of the light guide unit between the surfaces facing each other;
The at least two light guides superimposed in the superimposing step are placed on a base, and the ultraviolet light generator that irradiates ultraviolet rays presses the at least two light guides placed on the base from above, and the ultraviolet light And a bonding step of bonding the at least two light guide portions by irradiating the applied UV curable resin with ultraviolet rays by a generator to cure the light guide plate.
また本発明は、前記記載の導光板の製造方法によって製造された導光板と、
発光する光を前記導光板の厚み方向に平行な側面のうちの少なくとも1つの側面から入射する位置に配置される光源とを含むことを特徴とする面発光装置である。
The present invention also provides a light guide plate manufactured by the above-described method for manufacturing a light guide plate,
And a light source disposed at a position where light emitted from at least one side surface parallel to the thickness direction of the light guide plate is incident.
また本発明は、前記記載の面発光装置を含むことを特徴とする携帯電話機である。 According to another aspect of the present invention, there is provided a cellular phone including the surface light emitting device described above.
本発明によれば、対面する2つの界面が平面に凹凸形状が形成された面であり、かつその2つの界面を介して隣接する部分である導光部の屈折率よりも小さい屈折率の界面層が少なくとも1つ形成される。 According to the present invention, the two interfaces facing each other are surfaces in which a concavo-convex shape is formed on a plane, and an interface having a refractive index smaller than the refractive index of the light guide portion that is an adjacent portion through the two interfaces. At least one layer is formed.
したがって、凹凸形状の界面が乱反射層となり、光の乱反射効率を高め、均一な面発光を可能とし、かつ輝度を向上することができる。さらに、拡散シートおよびプリズムシートを用いて光の乱反射効率を高めることを、導光板のみで行うことができるので、導光板の厚さを薄くすることができ、かつ拡散シートおよびプリズムシートをなくし、コストを低減することができる。 Therefore, the irregularly shaped interface becomes the irregular reflection layer, and the irregular reflection efficiency of light can be increased, uniform surface emission can be achieved, and the luminance can be improved. Furthermore, since the diffused reflection efficiency of light using the diffusion sheet and the prism sheet can be increased only with the light guide plate, the thickness of the light guide plate can be reduced, and the diffusion sheet and the prism sheet are eliminated, Cost can be reduced.
また本発明によれば、前記導光板と、発光する光を前記導光板の厚み方向に平行な側面のうちの少なくとも1つの側面から入射する位置に配置される光源とを含む。 Moreover, according to this invention, the said light-guide plate and the light source arrange | positioned in the position which injects into the light incident light from the at least 1 side surface of the side surfaces parallel to the thickness direction of the said light-guide plate are included.
したがって、前記界面層の凹凸形状の界面が乱反射層となり、光の乱反射効率を高め、均一な面発光を可能とし、かつ輝度を向上することができる導光板を用いるので、光の乱反射効率を高めるための拡散シートおよびプリズムシートを用いる必要がなく、面発光装置の厚さをこれらの拡散シートおよびプリズムシートの厚み分薄くすることができ、かつ拡散シートおよびプリズムシート分の面発光装置のコストを低減することができる。 Accordingly, the uneven interface of the interface layer becomes a diffuse reflection layer, and a light guide plate capable of improving light diffuse reflection efficiency, enabling uniform surface light emission, and improving luminance is used. Therefore, the thickness of the surface light-emitting device can be reduced by the thickness of the diffusion sheet and the prism sheet, and the cost of the surface light-emitting device for the diffusion sheet and the prism sheet can be reduced. Can be reduced.
また本発明によれば、重ね合わせステップでは、導光板を構成する平板状の導光部で、かつお互いに対向する面が凹凸形状である少なくとも2つの導光部を、その導光部の屈折率よりも小さい屈折率の変形可能な物質をお互いに対向する面の間に介在させて重ね合わせる。熱圧着ステップでは、前記重ね合わせステップで重ね合わされた前記少なくとも2つの導光部を基台に載せ、熱を発する熱発生装置によって、前記基台に載せた前記少なくとも2つの導光部を上方から押さえ、前記熱発生装置が発する熱を前記少なくとも2つの導光部に与えることによって、前記少なくとも2つの導光部を熱圧着する。 Further, according to the present invention, in the overlapping step, at least two light guide portions that are flat plate-like light guide portions constituting the light guide plate and whose surfaces facing each other are concave and convex are refracted by the light guide portions. A deformable material having a refractive index smaller than the refractive index is interposed between the surfaces facing each other and superposed. In the thermocompression bonding step, the at least two light guide portions superimposed in the superposition step are placed on a base, and the heat generation device that generates heat causes the at least two light guide portions placed on the base to be viewed from above. The at least two light guides are thermocompression-bonded by pressing and applying heat generated by the heat generating device to the at least two light guides.
したがって、本発明に係る導光板の製造方法を用いて導光板を製造すれば、導光板を構成する平板状の導光部の屈折率よりも小さい屈折率の物質、たとえば空気から成り、かつその空気と前記導光部との界面が凹凸形状である少なくとも1つの界面層を導光板内部に形成することができる。その凹凸形状の界面が乱反射層となるので、光の乱反射効率を高め、均一な面発光を可能とし、かつ輝度を向上することができる。さらに、拡散シートおよびプリズムシートを用いて光の乱反射効率を高めることを、導光板のみで行うことができるので、導光板の厚さを薄くすることができ、かつ拡散シートおよびプリズムシートをなくし、コストを低減することができる。 Therefore, if a light guide plate is manufactured using the method for manufacturing a light guide plate according to the present invention, the light guide plate is made of a substance having a refractive index smaller than the refractive index of the flat light guide part constituting the light guide plate, for example, air, and At least one interface layer in which the interface between the air and the light guide portion has an uneven shape can be formed inside the light guide plate. Since the irregularly shaped interface serves as a diffuse reflection layer, the diffuse reflection efficiency of light can be increased, uniform surface emission can be achieved, and the luminance can be improved. Furthermore, since the diffused reflection efficiency of light using the diffusion sheet and the prism sheet can be increased only with the light guide plate, the thickness of the light guide plate can be reduced, and the diffusion sheet and the prism sheet are eliminated, Cost can be reduced.
また本発明によれば、重ね合わせステップでは、導光板を構成する平板状の導光部で、かつお互いに対向する面が凹凸形状である少なくとも2つの導光部を、お互いに対向する面のうちの1つの面にUV硬化樹脂を塗布し、かつ前記導光部の屈折率よりも小さい屈折率の変形可能な物質をお互いに対向する面の間に介在させて重ね合わせる。接着ステップでは、前記重ね合わせステップで重ね合わされた前記少なくとも2つの導光部を基台に載せ、紫外線を照射する紫外線発生装置によって、前記基台に載せた前記少なくとも2つの導光部を上方から押さえ、前記紫外線発生装置によって紫外線を、前記塗布されたUV硬化樹脂に照射して硬化させることによって、前記少なくとも2つの導光部を接着する。 According to the invention, in the superimposing step, at least two light guide portions that are flat plate-shaped light guide portions constituting the light guide plate and whose surfaces facing each other are uneven are formed on the surfaces facing each other. A UV curable resin is applied to one of the surfaces, and a deformable substance having a refractive index smaller than the refractive index of the light guide is interposed between the opposing surfaces. In the bonding step, the at least two light guides superimposed in the superposition step are placed on a base, and the at least two light guides placed on the base are viewed from above by an ultraviolet ray generator that irradiates ultraviolet rays. The at least two light guides are bonded by pressing and irradiating and curing the applied UV curable resin with the ultraviolet ray generator.
したがって、本発明に係る導光板の製造方法を用いて導光板を製造すれば、導光板を構成する平板状の導光部の屈折率よりも小さい屈折率の物質、たとえば空気から成り、かつその空気と前記導光部との界面が凹凸形状である少なくとも1つの界面層を導光板内部に形成することができる。その凹凸形状の界面が乱反射層となるので、光の乱反射効率を高め、均一な面発光を可能とし、かつ輝度を向上することができる。さらに、拡散シートおよびプリズムシートを用いて光の乱反射効率を高めることを、導光板のみで行うことができるので、導光板の厚さを薄くすることができ、かつ拡散シートおよびプリズムシートをなくし、コストを低減することができる。 Therefore, if a light guide plate is manufactured using the method for manufacturing a light guide plate according to the present invention, the light guide plate is made of a substance having a refractive index smaller than the refractive index of the flat light guide part constituting the light guide plate, for example, air, and At least one interface layer in which the interface between the air and the light guide portion has an uneven shape can be formed inside the light guide plate. Since the irregularly shaped interface serves as a diffuse reflection layer, the diffuse reflection efficiency of light can be increased, uniform surface emission can be achieved, and the luminance can be improved. Furthermore, since the diffused reflection efficiency of light using the diffusion sheet and the prism sheet can be increased only with the light guide plate, the thickness of the light guide plate can be reduced, and the diffusion sheet and the prism sheet are eliminated, Cost can be reduced.
また本発明によれば、前記導光板の製造方法によって製造された導光板と、発光する光を前記導光板の厚み方向に平行な側面のうちの少なくとも1つの側面から入射する位置に配置される光源とを含む。 According to the invention, the light guide plate manufactured by the method of manufacturing the light guide plate and a position where the emitted light is incident from at least one of the side surfaces parallel to the thickness direction of the light guide plate. Including a light source.
したがって、内部に凹凸形状の界面が形成された導光板を用いるので、凹凸形状の界面が乱反射層となり、光の乱反射効率を高め、均一な面発光を可能とし、かつ輝度を向上することができる。さらに、光の乱反射効率を高めるための拡散シートおよびプリズムシートを用いる必要がないので、面発光装置の厚さをこれらの拡散シートおよびプリズムシートの厚み分薄くすることができ、かつ拡散シートおよびプリズムシート分の面発光装置のコストを低減することができる。 Therefore, since the light guide plate having a concavo-convex shape interface is used, the concavo-convex shape interface serves as a diffuse reflection layer, improving the light irregular reflection efficiency, enabling uniform surface light emission, and improving the luminance. . Further, since it is not necessary to use a diffusion sheet and a prism sheet for increasing the light irregular reflection efficiency, the thickness of the surface light emitting device can be reduced by the thickness of the diffusion sheet and the prism sheet, and the diffusion sheet and the prism can be used. The cost of the surface light emitting device for the sheet can be reduced.
また本発明によれば、前記面発光装置を含む。したがって、内部に凹凸形状の界面が形成された導光板を用いた面発光装置を用いるので、凹凸形状の界面が乱反射層となり、光の乱反射効率を高め、携帯電話機の表示部を均一な面発光とし、かつその輝度を向上することができる。さらに、光の乱反射効率を高めるための拡散シートおよびプリズムシートを用いる必要がないので、携帯電話機の厚さをこれらの拡散シートおよびプリズムシートの厚み分薄くすることができ、かつ拡散シートおよびプリズムシート分の携帯電話機のコストを低減することができる。 Moreover, according to this invention, the said surface emitting device is included. Therefore, since a surface light emitting device using a light guide plate having an uneven surface inside is used, the uneven surface becomes a diffuse reflection layer, improving the light irregular reflection efficiency, and making the display portion of the mobile phone uniform surface light emission And the luminance can be improved. Further, since it is not necessary to use a diffusion sheet and a prism sheet for increasing the light irregular reflection efficiency, the thickness of the mobile phone can be reduced by the thickness of the diffusion sheet and the prism sheet, and the diffusion sheet and the prism sheet The cost of the mobile phone can be reduced.
図1は、本発明の実施の一形態である導光板10の構成を模式的に示す斜視図である。導光板10は、導光板上部11、凹凸界面部12および導光板下部13によって構成される。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a configuration of a
導光板上部11は、平板状の形状であり、厚み方向に垂直な方向に広がる出射面111および導光板上部界面112は、いずれも平面に凹凸形状が形成された面である。出射面111は、導光板10に入射した光を出射する。凹凸界面部12は、導光板上部11と導光板下部13とが重なり合うことによって形成される界面層であり、屈折率が導光板上部11および導光板下部13の屈折率よりも小さい屈折率の変形可能な物質たとえば空気から構成される。導光板下部13は、平板状の形状であり、厚み方向に垂直な方向に広がる導光板下部界面131および裏面132は、いずれも平面に凹凸形状が形成された面である。導光板上部11および導光板下部13は、導光部である。
The
導光板上部11および導光板下部13は、少なくとも光透過性を有し、好ましくは成形性に優れた透光性材料によって形成される。透光性材料は、たとえばアクリル樹脂ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィンポリマー、ポリスチレン樹脂、あるいはファンクショナルノルボルネン系樹脂などの透光性樹脂の材料である。
The light guide plate
導光板上部11および導光板下部13の屈折率は、たとえば、材料がアクリル樹脂またはポリカーボネート樹脂から成る場合、1.49〜1.59程度である。導光板上部11および導光板下部13に用いられるこれらの材料は、それぞれ屈折率が異なるが、導光板上部11および導光板下部13の表面に形成される凹凸形状あるいは凹凸数などを調整することによって光の進む方向を制御することができるので、用いる材料が屈折率によって制約されることはない。
The refractive index of the light guide plate
出射面111、導光板上部界面112、導光板下部界面131および裏面132の凹凸形状は、導光板10の厚み方向に垂直な仮想平面による切断面の形状が、略矩形状であり、より詳細には略長方形状である。この凹凸形状は、略矩形状に限定されるものではなく、たとえばランダムな凹凸として構成してもよいし、用途に応じた形状、たとえば斜面が直線あるいは曲線からなる多数のレンズ列によって構成してもよい。凹凸形状の各凹凸の基底部の大きさは、たとえば0.5mm以下、かつその深さは、たとえば100μm以下である。
The concave and convex shapes of the
導光板上部11と凹凸界面部12との界面および導光板下部13と凹凸界面部12との界面が凹凸形状であるので、図2を用いて後述するように、空気から成る凹凸界面部12の凹凸形状の界面が乱反射層となり、導光板10に入射した光の乱反射効率を高め、均一な面発光を可能とし、かつ導光板10から出射する光の輝度を向上することができる。
Since the interface between the light guide plate
さらに、導光板上部11の出射面111が凹凸形状であるので、出射面111でも乱反射が発生し、光の乱反射効率をより高めることができる。さらにまた、導光板下部13の裏面132が凹凸形状であるので、裏面132でも乱反射が発生し、光の乱反射効率をより高めることができる。後述する面発光像置1に含まれる反射シート8は、裏面132側に設けられ、裏面132から出射した光を、裏面132から再び導光板下部13に入射させ、光の利用効率を高める。
Furthermore, since the
従来の技術では、光の乱反射効率を高めることを、拡散シートおよびプリズムシートを用いて行っていたが、導光板10は、拡散シートおよびプリズムシートを用いことなく、屈折率が隣接する導光板上部11および導光板下部13の屈折率よりも小さい屈折率である凹凸界面部12の凹凸形状のみで光の乱反射効率を高めることができる。したがって、導光板10の厚さを薄くすることができ、かつ拡散シートおよびプリズムシートをなくし、コストを低減することができる。
In the prior art, the diffuse reflection efficiency of light is increased by using the diffusion sheet and the prism sheet. However, the
図1に示した導光板10は、導光板上部11の出射面111および導光板下部13の裏面132を凹凸形状としたが、凹凸界面部12の屈折率を隣接する導光板上部11および導光板下部13の屈折率よりも小さい屈折率とし、かつ導光板上部11と凹凸界面部12との界面および導光板下部13と凹凸界面部12との界面を凹凸形状とすることによって、導光板10に入射した光の乱反射効率を十分高め、均一な面発光を可能とし、かつ導光板10から出射する光の輝度を十分向上することができる場合は、導光板上部11の出射面111および導光板下部13の裏面132は、凹凸形状とする必要はなく、平面でもよい。あるいは、導光板上部11の出射面111および導光板下部13の裏面132のうち、導光板上部11の出射面111のみ、または導光板下部13の裏面132のみを凹凸形状としてもよい。
In the
このように、対面する2つの界面が平面に凹凸形状が形成された面であり、かつその2つの界面を介して隣接する部分である導光部、たとえば導光板上部11および導光板下部13の屈折率よりも小さい屈折率の凹凸界面部12が少なくとも1つ形成される。
In this way, the two interfaces facing each other are surfaces in which a concavo-convex shape is formed on a plane, and the light guides, for example, the light guide plate
したがって、凹凸形状の界面が乱反射層となり、光の乱反射効率を高め、均一な面発光を可能とし、かつ輝度を向上することができる。さらに、拡散シートおよびプリズムシートを用いて光の乱反射効率を高めることを、導光板10のみで行うことができるので、導光板10の厚さを薄くすることができ、かつ拡散シートおよびプリズムシートをなくし、コストを低減することができる。
Therefore, the irregularly shaped interface becomes the irregular reflection layer, and the irregular reflection efficiency of light can be increased, uniform surface emission can be achieved, and the luminance can be improved. Furthermore, since the diffused reflection efficiency of light using the diffusion sheet and the prism sheet can be increased only by the
さらに、光を出射する出射面111は、厚み方向に垂直な方向に広がる平面に凹凸形状が形成された面であるので、導光板10の出射面111の凹凸形状が、凹凸形状の界面に加えて、乱反射層となり、光の乱反射効率をより高めることができ、より均一な面発光を可能とし、かつ輝度をより向上することができる。さらに、拡散シートおよびプリズムシートを用いて光の乱反射効率を高めることを、これらの凹凸形状の面で行うことができるので、導光板10の厚さをこれらの拡散シートおよびプリズムシートの厚み分薄くすることができ、かつ拡散シートおよびプリズムシートをなくし、コストを低減することができる。
Furthermore, since the
さらに、光を出射する出射面111の反対側にある裏面132は、厚み方向に垂直な方向に広がる平面に凹凸形状が形成された面であるので、導光板10の裏面132の凹凸形状が、凹凸形状の界面および出射面111に加えて、乱反射層となり、光の乱反射効率をより高めることができ、より均一な面発光を可能とし、かつ輝度をより向上することができる。さらに、拡散シートおよびプリズムシートを用いて光の乱反射効率を高めることを、これらの凹凸形状の面で行うことができるので、導光板10の厚さをこれらの拡散シートおよびプリズムシートの厚み分薄くすることができ、かつ拡散シートおよびプリズムシートをなくし、コストを低減することができる。
Furthermore, since the
図2は、本発明の実施の第1の形態である面発光装置1の構成を模式的に示す図である。面発光装置1は、エッジライト式の面発光装置であり、導光板10、光源9および反射シート8を含んで構成される。導光板10は、図1に示した導光板であり、内部に凹凸形状の界面に挟まれた界面層である凹凸界面部12が形成されている。導光板10に入射される光は、導光板10の厚み方向と平行な面のうちの1つである入射面101から入射される。
FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of the surface light emitting device 1 according to the first embodiment of the present invention. The surface light emitting device 1 is an edge light type surface light emitting device and includes a
光源9は、たとえば図示しない複数の発光素子および発光素子を支持する図示しない支持部を含み、導光板10の入射面101に隣接して配置され、出射する光を入射面101から導光板10に入射する。発光素子は、たとえば発光ダイオードによって構成され、図示しない電源によって与えられる電力が供給されると、導光体10の入射端面101に向けて放射状に光を出射する。支持部は、発光素子が光を出射する出射面を除く残余の部分の外側を覆い、発光素子の出射面が導光板10の入射面101に対向する位置になるように発光素子を支持する。
The light source 9 includes, for example, a plurality of light-emitting elements (not shown) and a support portion (not shown) that supports the light-emitting elements, is disposed adjacent to the
発光素子は、図示しない半導体素子と、その半導体素子を被覆する図示しない透光性樹脂とによって構成される。透光性樹脂は、半導体素子から出射される光を吸収し、吸収した光の波長と異なる波長の光を発生する蛍光体を含有させてもよい。半導体素子から出射される光が紫外線の場合は、半導体素子から出射される紫外線によって励起される紫外線または可視光を発生する蛍光体を用いればよい。半導体素子から出射される光が可視光の場合は、半導体素子から出射される可視光を吸収して、その可視光の波長よりも長い波長の可視光を発生する蛍光体を用いてもよい。半導体素子と蛍光体との組み合わせによって、様々な色調の混合色を発光させることが可能となる。 The light emitting element includes a semiconductor element (not shown) and a translucent resin (not shown) that covers the semiconductor element. The translucent resin may contain a phosphor that absorbs light emitted from the semiconductor element and generates light having a wavelength different from the wavelength of the absorbed light. When light emitted from the semiconductor element is ultraviolet light, a phosphor that generates ultraviolet light or visible light excited by the ultraviolet light emitted from the semiconductor element may be used. When the light emitted from the semiconductor element is visible light, a phosphor that absorbs visible light emitted from the semiconductor element and generates visible light having a wavelength longer than that of the visible light may be used. By combining the semiconductor element and the phosphor, it is possible to emit mixed colors having various color tones.
半導体素子としては、たとえば窒化物系化合物半導体による素子であって、一般式が「IniGajAlkN」である素子が用いられる。ここに、変数i、jおよびkはそれぞれIn、GaおよびAlの原子比を表し、それぞれ0以上で、かつi+j+k=1を満足する値である。窒化物系化合物半導体としては、たとえばInGaNおよび各種不純物がドープされたGaNである。この半導体素子は、MOCVD(Metal Organic Chemical
Vapor Deposition)法などによって基板上にInGaNおよびGaNなどの半導体を発光層として成長させることによって形成される。
As the semiconductor element, for example, an element made of a nitride compound semiconductor and having a general formula of “In i Ga j Al k N” is used. Here, the variables i, j, and k represent the atomic ratio of In, Ga, and Al, respectively, and are values that are 0 or more and satisfy i + j + k = 1. Examples of the nitride-based compound semiconductor include InGaN and GaN doped with various impurities. This semiconductor element is formed by MOCVD (Metal Organic Chemical).
It is formed by growing a semiconductor such as InGaN and GaN as a light emitting layer on a substrate by a Vapor Deposition method or the like.
半導体素子の構造としては、MIS(Metal Incipient-ferroelectric Superconductor
)接合、PIN(Positive Intrinsic Negative)接合ならびにpn接合などを有するホモ構造、ヘテロ構造およびダブルヘテロ構造のものが挙げられる。この窒化物系化合物半導体は、材料および混晶度を代えるによって所望の発光波長を選択することができる。あるいは半導体活性層を量子効果が生ずる薄膜で形成した単一量子井戸構造および多量子井戸構造とすることもできる。
The structure of the semiconductor element is MIS (Metal Incipient-ferroelectric Superconductor).
), A homostructure, a heterostructure and a double heterostructure having a PIN (Positive Intrinsic Negative) junction and a pn junction. This nitride-based compound semiconductor can select a desired emission wavelength by changing the material and the degree of mixed crystal. Alternatively, a single quantum well structure and a multiquantum well structure in which the semiconductor active layer is formed of a thin film that produces a quantum effect can be used.
蛍光体は、発光素子から出射される光の波長を変換するものであり、発光素子を被覆する透光性樹脂に蛍光物質を含有させることによって形成され、外部へ出射される光の波長を変換することができる。発光素子から出射される光がエネルギーの高い短波長の可視光である場合、ペリレン形誘導体、ZnCdS:Cu、ならびにYAG:Ceなどの有機蛍光体、およびEuならびにCrの少なくともいずれか1つで付活された窒素含有CaO−Al2O3−SiO2などの無機蛍光体などを用いることができる。 The phosphor converts the wavelength of the light emitted from the light emitting element, and is formed by adding a fluorescent substance to the translucent resin that covers the light emitting element, and converts the wavelength of the light emitted to the outside. can do. When light emitted from the light-emitting element is high-energy short-wavelength visible light, it is attached with at least one of perylene-type derivatives, organic phosphors such as ZnCdS: Cu and YAG: Ce, and Eu and Cr. Inorganic phosphors such as activated nitrogen-containing CaO—Al 2 O 3 —SiO 2 can be used.
特にYAG:Ce蛍光体を利用した場合は、その含有量によって青色発光する発光素子からの光と、その光を一部吸収して補色となる黄色系の光を発光することができ、白色系の光を比較的簡単にかつ信頼性高く形成することできる。同様に、無機蛍光体を用いた場合は、その含有量によって青色光と、その光を一部吸収して補色となる赤色系の光を発光することができので、白色系の光が比較的簡単にかつ信頼性よく形成することができる。 In particular, when a YAG: Ce phosphor is used, it is possible to emit light from a light emitting element that emits blue light depending on its content, and yellow light that is complementary to the light by partially absorbing the light. Can be formed relatively easily and with high reliability. Similarly, when an inorganic phosphor is used, it is possible to emit blue light and red light that is a part of the light by absorbing the light depending on its content, so that white light is relatively It can be formed easily and reliably.
反射シート8は、たとえば銀あるいは無機フィラーによって構成され、導光板10の裏面132に隣接して配置され、裏面132から出射してくる光を反射して、裏面132から導光板10に入射させる。
The
導光板上部11の厚さL3は、たとえば0.1mm〜0.5mmであり、導光板下部13の厚さL4は、たとえば0.1mm〜0.5mmである。
The thickness L3 of the light guide plate
光源9の厚さL1は、導光板10の厚さL2、つまり導光板上部11の厚さL3と導光板下部13の厚さL4との合計の厚さと同じ厚さである。したがって、光源9と光源9から出射される光を入射する入射面101との光の結合効率は、導光板10の厚みL2が光源9の厚みL1よりも小さい場合に比して高くなる。したがって、面発光装置1は、導光板10の厚みL2が光源9の厚みL1よりも小さい場合よりも、輝度を向上させることができる。
The thickness L1 of the light source 9 is the same as the thickness L2 of the
光路R1〜R3は、導光板10に入射した光が導光板10の内部で乱反射され出射面111から出射する光路を示す。光路R1は、導光板下部13の入射面101から入射し、反射シート40によって反射されることなく、出射面111から出射する光の光路である。入射面101から入射した光は、導光板下部界面131で屈折し、凹凸界面部12を透過して、導光板上部界面112から導光板上部11に入射し、出射面111から屈折して出射する。
Optical paths R <b> 1 to R <b> 3 indicate optical paths in which light incident on the
光路R2は、導光板下部13の入射面101から入射し、反射シート40によって反射された後、出射面111から出射する光の光路である。入射面101から入射した光は、裏面132で屈折して出射し、反射シート40で反射され、裏面132から再び導光板下部13に入射する。そして、裏面132から入射した光は、導光板下部界面131で屈折し、凹凸界面部12を透過して、導光板上部界面112から導光板上部11に入射し、出射面111から屈折して出射する。光路R3は、導光板上部11の入射面101から入射し、導光板上部界面112で反射されて、出射面111から屈折して出射する光の光路である。
The optical path R <b> 2 is an optical path of light that is incident from the
このように、光源9から出射した光が導光板上部11および導光板下部13のいずれの入射面101から入射しても、導光板10内部に形成された凹凸界面部12と導光板上部11または導光板下部13との凹凸形状の界面で乱反射して、出射面111から出射する。導光板10内部に形成された凹凸界面部12と導光板上部11または導光板下部13との凹凸形状の界面は、高い乱反射効率であるので、均一な面発光を形成し、かつ出射する光の輝度を向上することができる。
In this way, even if the light emitted from the light source 9 is incident from any of the incident surfaces 101 of the light guide plate
さらに、光路R2のように、反射シート8は、裏面132から出射した光を反射して、裏面132から再び導光板下部13に入射させるので、光の利用効率を高くすることができ、発光装置1の輝度を向上することができる。
Further, as in the optical path R2, the
面発光装置1は、対象物たとえば透過型の液晶表示装置に備えられる液晶表示パネルを、導光板10から出射される光によって照明する。面発光装置1を液晶表示装置に用いる場合、面発光装置1は、液晶表示装置の操作者が液晶表示パネルの表示画面を見る側とは反対側に、液晶表示パネルに対向して設けられ、対象物である液晶表示パネルを照明する。面発光装置1が照明する対象物は、液晶表示パネルに限定されることはなく、他の対象物の照明またはイルミネーションなどに使用することができる。
The surface light emitting device 1 illuminates an object, for example, a liquid crystal display panel provided in a transmissive liquid crystal display device with light emitted from the
このように、面発光装置1は、導光板10と、発光する光を導光板10の厚み方向に平行な側面のうちの少なくとも1つの側面から入射する位置に配置される光源9とを含む。したがって、凹凸界面部12の凹凸形状の界面が乱反射層となり、光の乱反射効率を高め、均一な面発光を可能とし、かつ輝度を向上することができる導光板10を用いるので、光の乱反射効率を高めるための拡散シートおよびプリズムシートを用いる必要がなく、面発光装置1の厚さをこれらの拡散シートおよびプリズムシートの厚み分薄くすることができ、かつ拡散シートおよびプリズムシート分の面発光装置1のコストを低減することができる。
As described above, the surface light emitting device 1 includes the
さらに、導光板10の厚み方向の厚さは、導光板10の厚み方向の光源9の厚さと同じ厚さである。したがって、導光板10の厚みを光源9の厚みと同じにすることによって、光源9とその光源9からの光を入射する入射面101との光の結合効率を、導光板10の厚みが光源9の厚みより小さい場合に比して高くすることができ、輝度をより向上することができる。さらに、拡散シートおよびプリズムシートを用いて光の乱反射効率を高めることを、導光板10の凹凸形状の界面で行うことができるので、面発光装置1の厚さをこれらの拡散シートおよびプリズムシートの厚み分薄くすることができ、かつ拡散シートおよびプリズムシートをなくし、コストを低減することができる。さらに、均一な面発光と輝度の向上が可能となる。
Further, the thickness of the
さらに、面発光装置1は、光を反射し、かつ導光板10の裏面132側に配置される反射シート8をさらに含むので、光源9からの光が裏面132を透過しても反射シート8によって導光板10に戻り、光の利用効率が高くすることができ、輝度をより向上することができる。さらに、拡散シートおよびプリズムシートを用いて光の乱反射効率を高めることを、導光板10の凹凸形状の界面で行うことができるので、面発光装置1の厚さをこれらの拡散シートおよびプリズムシートの厚み分薄くすることができ、かつ拡散シートおよびプリズムシートをなくし、コストを低減することができる。さらに、均一な面発光と輝度の向上とが可能となる。
Furthermore, since the surface light emitting device 1 further includes the
図2に示した面発光装置1では、反射シート8を備えているが、凹凸界面部12の屈折率を隣接する導光板上部11および導光板下部13の屈折率よりも小さい屈折率とし、かつ導光板上部11と凹凸界面部12との界面および導光板下部13と凹凸界面部12との界面を凹凸形状とすること、さらに導光板上部11の出射面111あるいは導光板下部13の裏面132を凹凸形状とすることによって、導光板10に入射した光の乱反射効率を十分高め、均一な面発光を可能とし、かつ導光板10から出射する光の輝度を十分向上することができる場合は、反射シート8を備える必要はない。
In the surface light emitting device 1 shown in FIG. 2, the
図3は、本発明の実施の第2の形態である面発光装置2の構成を模式的に示す図である。面発光装置2は、エッジライト式の面発光装置であり、導光板20、光源9および反射シート8を含んで構成される。図3に示す面発光装置2の構成要素のうち図2に示した面発光装置1の構成要素と同じ構成要素については、重複を避けるために、同じ参照符を付して説明は省略する。
FIG. 3 is a diagram schematically showing the configuration of the surface
導光板20は、図1に示した導光板10と同様に、内部に凹凸形状の界面に挟まれた界面層である凹凸界面部12が形成されているが、図1に示した導光板上部11に相当する導光板上部21に出射面側低屈折率膜24が形成されている。出射面側低屈折率膜24は、導光板上部21の面のうち凹凸界面部12との界面である導光板上部界面212と反対側にある境界面211に隣接して形成される。出射面側低屈折率膜24の面のうち、前記境界面211と反対側にある面24が出射面である。導光板20に入射される光は、導光板20の厚み方向と平行な面のうちの1つである入射面201から入射され、出射面側低屈折率膜24の出射面241から出射する。
As in the
光源9の厚さL1は、導光板20の厚さL2、つまり導光板上部21の厚さおよび出射面側低屈折率膜24の厚さの合計の厚さL3と、導光板下部13の厚さL4との合計の厚さと同じ厚さである。したがって、光源9と光源9から出射される光を入射する入射面201との光の結合効率は、導光板20の厚みL2が光源9の厚みL1よりも小さい場合に比して高くなる。したがって、面発光装置2は、導光板20の厚みL2が光源9の厚みL1よりも小さい場合よりも、輝度を向上させることができる。
The thickness L1 of the light source 9 is the thickness L2 of the
出射面側低屈折率膜24の屈折率は、導光板上部21の屈折率よりも小さい屈折率であり、たとえば導光板上部21が、屈折率1.49のアクリルもしくは屈折率1.59のポリカーボネートによって構成されるならば、導光板上部21と出射面側低屈折率膜24との境界面211での全反射を活用するために、たとえば1.10以下もしくは1.24以下であることが好ましい。光路R4は、導光板上部21の入射面201から入射し、境界面211で全反射された後、凹凸界面部12で乱反射されて、出射面241から出射する光の光路である。
The refractive index of the exit surface side low
導光板20は、光路R4が示すように、光の全反射を利用することができ、光源9から出射されて導光板20に入射した光が、導光板20内部を、入射面201と反対側にある側面付近まで光の吸収を抑制しながら伝播し、入射面201と反対側にある側面付近にある凹凸界面部212によって乱反射され、出射面241から出射する。したがって、導光板20は、均一な面発光と輝度の向上とに寄与する。すなわち、拡散シートおよびプリズムシートを用いる必要がなく、低コストにて、さらに均一な面発光と輝度の向上とが可能となる。
The
図4は、出射面側低屈折率膜24の出射面241に形成される凹凸形状の一例を示す図である。出射面側低屈折率膜24の出射面241に凹凸形状を形成する場合、出射面241の凹凸形状は、導光板10の出射面111に形成される凹凸形状と同じ形状の凹凸形状が形成される。光路R3’は、導光板上部界面212で反射されて、境界面211で全反射されることなく、出射面側低屈折率膜24に入射し、凹凸形状の出射面241で拡散して、出射面111から出射する光の光路である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the concavo-convex shape formed on the
出射面側低屈折率膜24の屈折率が導光板上部21の屈折率よりも小さいので、境界面211で全反射される角度は、屈折率が同じ場合よりも広く、光路R4は、屈折率が同じ場合よりも広い部分に入り、全反射された場合の光路である。したがって、導光板20は、導光板10よりも全反射する割合が多く、光源9がある側面201の反対側にある側面付近までより多くの光を透過させることができる。
Since the refractive index of the exit surface side low
このように、凹凸界面部12に隣接する導光部、たとえば導光板上部21および導光板下部13のうち光を出射する出射面241に最も近い導光部である導光板上部21の面のうち前記出射面241側の面211に隣接して、導光板上部21および導光板下部13の屈折率よりも小さい屈折率の出射面側低屈折率膜24が形成され、出射面241は、出射面側低屈折率膜24の面である。したがって、入射面201から導光板20内部へ入射した光は、導光板上部21と出射面低屈折率膜24との境界面211で全反射されるので、導光板20内部を入射面201と反対側の側面付近まで光の吸収を抑制しながら伝播し、入射面201と反対側の側面付近に位置する凹凸界面部12によって乱反射され、出射面241から出射する。したがって、拡散シートおよびプリズムシートを用いる必要がなく、低コストにて、さらに均一な面発光と輝度の向上とが可能となる。
Thus, among the surfaces of the light guide plate
導光板20の他の効果は、導光板10と同じである。面発光装置2は、導光板20を有するので、面発光装置1が有する効果の他に、導光板20のみが有する効果、具体的には、入射面201から導光板20内部へ入射した光は、導光板上部21と出射面低屈折率膜24との境界面211で全反射されるので、導光板20内部を入射面201と反対側の側面付近まで光の吸収を抑制しながら伝播し、入射面201と反対側の側面付近に位置する凹凸界面部12によって乱反射され、出射面241から出射するという効果を有する。
Other effects of the
図5は、本発明の実施の第3の形態である面発光装置3の構成を模式的に示す図である。面発光装置3は、エッジライト式の面発光装置であり、導光板30および光源9を含んで構成される。図5に示す面発光装置3の構成要素のうち図2に示した面発光装置1の構成要素と同じ構成要素については、重複を避けるために、同じ参照符を付して説明は省略する。
FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration of a surface light emitting device 3 according to the third embodiment of the present invention. The surface light emitting device 3 is an edge light type surface light emitting device and includes a
導光板30は、図1に示した導光板10と同様に、内部に凹凸形状の界面に挟まれた界面層である凹凸界面部12が形成されているが、図1に示した導光板下部13に相当する導光板下部33に裏面側低屈折率膜35および反射膜36が形成されている。
As in the
裏面側低屈折率膜35は、導光板下部33の面のうち凹凸界面部12との界面である導光板下部界面331と反対側にある境界面332に隣接して形成される。反射膜36は、裏面側低屈折率膜35の面のうち境界面332と反対側にある境界面361に隣接して形成される。導光板下部33と裏面側低屈折率膜35との境界面332が裏面である。導光板20に入射される光は、導光板20の厚み方向と平行な面のうちの1つである入射面201から入射され、導光板上部11の出射面111から出射する。
The back side low
光源9の厚さL1は、導光板30の厚さL2、つまり導光板上部11の厚さL3と、導光板下部33の厚さ、裏面側低屈折率膜35の厚さおよび反射膜36の厚さの合計の厚さL4との合計の厚さL2と同じ厚さである。したがって、光源9と光源9から出射される光を入射する入射面301との光の結合効率は、導光板30の厚みL2が光源9の厚みL1よりも小さい場合に比して高くなる。したがって、面発光装置3は、導光板30の厚みL2が光源9の厚みL1よりも小さい場合よりも、輝度を向上させることができる。
The thickness L 1 of the light source 9 is the
裏面側低屈折率膜35の屈折率は、導光板下部33の屈折率よりも小さい屈折率であり、たとえば導光板下部33が、屈折率1.49のアクリルもしくは屈折率1.59のポリカーボネートによって構成されるならば、導光板下部33と裏面側低屈折率膜35と境界面332での全反射を活用するために、たとえば1.10以下もしくは1.24以下であることが好ましい。光路R5は、導光板下部33の入射面301から入射し、境界面332で全反射された後、凹凸界面部12で乱反射されて、出射面111から出射する光の光路である。
The refractive index of the back side low
光路R2’は、入射面301の法線方向に対して比較的大きな角度で入射し、境界面332で全反射されることなく、導光板下部33から出射し、裏面側低屈折率膜35に入射する光の光路である。図2に示した面表示装置1の導光板10あるいは図3に示した面表示装置2の導光板20では、導光板下部13から出射した光は、反射シート8などの光学シートで反射されて導光板下部13に戻されていたが、図5に示した面表示装置3の導光板30では、裏面側低屈折率膜35に入射した光は、反射膜36によって反射されて、裏面側低屈折率膜35を透過して導光板下部33に戻され、凹凸界面部12で乱反射されて、出射面111から出射する。
The optical path R <b> 2 ′ is incident at a relatively large angle with respect to the normal direction of the
導光板30は、光路R5が示すように、光の全反射を利用することができ、光源9から出射されて導光板30に入射した光が、導光板30内部を、入射面301と反対側にある側面付近まで光の吸収を抑制しながら伝播し、入射面301と反対側にある側面付近にある凹凸界面部212によって乱反射され、出射面111から出射する。さらに、光路R2’が示すように、入射面301の法線方向に対して比較的大きな角度で入射する光に対して、反射シート8が設けられる導光板10および導光板20と同様に、導光板下部33から出射する光が反射膜36によって戻される。したがって、導光板30は、均一な面発光と輝度の向上とに寄与する。すなわち、拡散シートおよびプリズムシートを用いる必要がなく、低コストにて、さらに均一な面発光と輝度の向上とが可能となる。
The
図6は、導光板下部33と裏面側低屈折率膜35との境界面332における光の光路を示す図である。導光板下部33と裏面側低屈折率膜35との境界面332に凹凸形状を形成する場合、境界面332の凹凸形状は、導光板10の裏面132に形成される凹凸形状と同じ形状の凹凸形状が形成される。
FIG. 6 is a diagram illustrating an optical path of light at the
図6(a)は、導光板下部33と裏面側低屈折率膜35との境界面332は、凹凸形状ではなく平面の場合を示す。裏面側低屈折率膜35の屈折率が導光板下部33の屈折率よりも小さいので、境界面332で全反射される角度は、屈折率が同じ場合よりも広く、光路R5は、屈折率が同じ場合よりも広い部分に入り、全反射された場合の光路である。したがって、導光板30は、導光板10よりも光を全反射する割合が多く、光源9がある側面201の反対側にある側面付近までより多くの光を透過させることができる。
FIG. 6A shows a case where the
図6(b)は、後述する熱インプリントによって境界面332に凹凸形状を形成した例である。裏面側低屈折率膜35の屈折率が導光板下部33の屈折率よりも小さいので、境界面332で全反射される角度は、屈折率が同じ場合よりも広い。光路R6およびR6’は、屈折率が同じ場合よりも広い部分の角度に入った場合の光路である。屈折率が同じ場合は、光路R6’のように、境界面332で全反射されることなく、裏面側低屈折率膜35に入射するが、裏面側低屈折率膜35の屈折率が導光板下部33の屈折率よりも小さい場合は、光路R6のように、境界面332で全反射される。全反射される場合、乱反射、つまり光の角度が変化して反射されるので、出射面に対する光の角度がより垂直方向に変化し、出射面から効率よく光を出射することができる。
FIG. 6B is an example in which a concavo-convex shape is formed on the
図6(c)は、後述する紫外線(Ultra-Violet;以下「UV」という)インプリントによって境界面332に凹凸形状を形成した例である。裏面側低屈折率膜35は、屈折率が導光板下部33の屈折率よりも小さい屈折率の後述するUV硬化樹脂によって形成され、UV硬化樹脂層33aは、屈折率が導光板下部33の屈折率と同じ屈折率のUV硬化樹脂によって形成される。この場合、境界面332は、UV硬化樹脂層33aと裏面側低屈折率膜35との境界面である。したがって、光路R7の光は、導光板下部33とUV硬化樹脂層33aとの境界面332aで反射されることなく、UV硬化樹脂層33aに入射する。UV硬化樹脂層33aは、導光板下部33と一体をなし、以下、導光板40では、UV硬化樹脂層33aを含めて導光板下部33ともいう。
FIG. 6C shows an example in which an uneven shape is formed on the
裏面側低屈折率膜35の屈折率がUV硬化樹脂層33aの屈折率よりも小さいので、境界面332で全反射される角度は、屈折率が同じ場合よりも広い。光路R7は、屈折率が同じ場合よりも広い部分の角度に入った場合の光路であり、光路R7のように、境界面332で全反射される。全反射される場合、乱反射、つまり光の角度が変化して反射されるので、出射面に対する光の角度がより垂直方向に変化し、出射面から効率よく光を出射することができる。
Since the refractive index of the back side low
このように、凹凸界面部12に隣接する導光部、たとえば導光板上部11および導光板下部33のうち出射面111の反対側にある裏面332に最も近い導光部である導光板下部33の面のうち裏面332側の面332aに隣接して、導光板上部11および導光板下部33の屈折率よりも小さい屈折率の裏面側低屈折率膜35が形成され、裏面側低屈折率膜35に隣接して光を反射する反射膜36が形成される。
In this way, the light guide part adjacent to the
したがって、入射面301より導光板30内部へ入射した光は、導光板下部33と裏面側低屈折率膜35との境界面332で全反射されるので、導光板30内部を入射面301と反対側の側面付近まで光の吸収を抑制しながら伝播し、入射面301と反対側の側面付近に位置する凹凸界面部12によって乱反射され、出射面111から出射する。さらに、入射面301の法線方向に対して比較的大きな角度で入射し、導光板下部33と裏面側低屈折率膜35との境界面332で全反射されることなく裏面側低屈折率膜35に入射した光については、反射膜36によって反射されて、裏面側低屈折率膜35および導光板下部33に戻される。そして、導光板30内部の凹凸界面部12によって乱反射され、出射面11から出射される。したがって、拡散シート、プリズムシートおよび反射シートを用いる必要がなく、低コストにて、さらに均一な面発光と輝度の向上とが可能となる。
Accordingly, the light that has entered the
導光板30の他の効果は、導光板10と同じである。面発光装置3は、導光板30を有するので、反射マーク8がある面発光装置1が有する効果の他に、導光板30のみが有する効果、具体的には、導光板30内部を入射面301と反対側の側面付近まで光の吸収を抑制しながら伝播し、入射面301と反対側の側面付近に位置する凹凸界面部12によって乱反射され、出射面111から出射するという効果を有する。
Other effects of the
図7は、本発明の実施の第4の形態である面発光装置4の構成を模式的に示す図である。面発光装置4は、エッジライト式の面発光装置であり、導光板40および光源9を含んで構成される。図7に示す面発光装置4の構成要素のうち図2に示した面発光装置1の構成要素、図3に示した面発光装置2の構成要素、および図5に示した面発光装置3の構成要素と同じ構成要素については、重複を避けるために、同じ参照符を付して説明は省略する。
FIG. 7 is a diagram schematically showing a configuration of a surface
導光板40は、図1に示した導光板10と同様に、内部に凹凸形状の界面に挟まれた界面層である凹凸界面部12が形成されているが、図2に示した導光板上部11の代わりに、図3に示した導光板上部21および出射面側低屈折率膜24を用い、図2に示した導光板下部13の代わりに、図4に示した導光板下部33、裏面側低屈折率膜35および反射膜36を用いるものである。
As in the
光源9の厚さL1は、導光板40の厚さL2、つまり導光板上部21の厚さおよび出射面側低屈折率膜24の厚さの合計の厚さL3と、導光板下部33の厚さ、裏面側低屈折率膜35の厚さおよび反射膜36の厚さの合計の厚さL4との合計の厚さL2と同じ厚さである。したがって、光源9と光源9から出射される光を入射する入射面401との光の結合効率は、導光板40の厚みL2が光源9の厚みL1よりも小さい場合に比して高くなる。すなわち、面発光装置4は、導光板40の厚みL2が光源9の厚みL1よりも小さい場合よりも、輝度を向上させることができる。
The thickness L 1 of the light source 9 is the
導光板40は、光路R4が示すように、導光板上部21で光の全反射を利用することができ、光路R5が示すように、導光板下部33でも光の全反射を利用することができ、さらに、光路R2’が示すように、入射面301の法線に対して比較的大きな角度で入射する光に対して、導光板下部33から出射する光が反射膜36によって戻される。したがって、導光板40は、均一な面発光と輝度の向上とにより寄与する。すなわち、拡散シートおよびプリズムシートを用いる必要がなく、低コストにて、さらに均一な面発光と輝度の向上とが可能となる。
The
図8は、出射面側低屈折率膜24、裏面側低屈折率膜35および反射膜36の厚さと光の光路との関係を説明するための図である。光源9を出射し、入射面401の法線方向に対して大きな角度で入射する光、たとえば光路R8の光は、出射面側低屈折率膜24に入射し、境界面211で全反射されることなく、出射面241から出射する光であるが、出射面241の垂直方向に対して大きな角度で出射する光である。出射面側低屈折率膜24の膜厚が厚いと光路R8のような光が多くなる。
FIG. 8 is a diagram for explaining the relationship between the thickness of the exit surface side low
光源9を出射し、入射面401の法線方向に対して大きな角度で入射する光、たとえば光路R9の光は、裏面側低屈折率膜35に入射し、境界面332および境界面361で全反射されて、光源9に近接する側面と反対側の側面から出射する光である。裏面側低屈折率膜35の膜厚が厚いと光路R9のような光が多くなる。さらに、光源9を出射し、入射面401の法線方向に対して大きな角度で入射する光、たとえば光路R10の光は、反射膜36の側面401で反射される光である。反射膜36の膜厚が厚いと光路R10のような光が多くなる。
Light that is emitted from the light source 9 and incident at a large angle with respect to the normal direction of the
出射面241から出射する光は、出射面241の垂直方向あるいは垂直方向に近い角度で出射する方が好ましいが、光路R8の光は、垂直方向に対して大きな角度で出射する光であり好ましい光ではない。光路R9および光路10の光は、出射面241から出射する光ではなく、面発光に寄与していない。
The light emitted from the
したがって、光路R8〜R10のような光を少なくするためには、導光板20および導光板40で用いられる出射面側低屈折率膜24の膜厚、ならびに導光板30および導光板40で用いられる裏面側低屈折率膜35の膜厚および反射膜36の膜厚は、できるだけ薄い方が好ましい。具体的には、出射面側低屈折率膜21は、出射面241に数2〜3μmの凹凸形状が形成されるので、出射面側低屈折率膜21の膜厚は、たとえば4〜5μm程度である。裏面側低屈折率膜35は、光の波長より大きな膜厚であれば、低屈折率の界面で光が反応するので、裏面側低屈折率膜35の膜厚は、たとえば1〜2μm程度である。反射膜36は、光が透過しないような膜厚であればよいので、たとえば銀蒸着膜を用いる場合、反射膜36の膜厚は、たとえば1000Åもあれば光が透過せずに、効率よく反射することができる。
Therefore, in order to reduce light such as the optical paths R8 to R10, the film thickness of the exit surface side low
このように、凹凸界面部12に隣接する導光部、たとえば導光板上部21および導光板下部33のうち光を出射する出射面241に最も近い導光部である導光板上部21の面のうち前記出射面241側の面211に隣接して、導光板上部21および導光板下部33の屈折率よりも小さい屈折率の出射面側低屈折率膜24が形成される。凹凸界面部12に隣接する導光部、たとえば導光板上部21および導光板下部33のうち出射面241の反対側にある裏面332に最も近い導光部である導光板下部33の面のうち裏面332側の面332aに隣接して、導光板上部21および導光板下部33の屈折率よりも小さい屈折率の裏面側低屈折率膜35が形成され、裏面側低屈折率膜35に隣接して光を反射する反射膜36が形成される。出射面241は、出射面側低屈折率膜24の面であり、裏面332は、導光板下部33と裏面側低屈折率膜35との境界面である。
Thus, among the surfaces of the light guide plate
したがって、入射面401より導光板内部へ入射した光は、導光板上部21と出射面側低屈折率膜24との境界面、および導光板下部33と裏面側低屈折率膜35との境界面において、全反射されるので、導光板40内部を入射面401と反対側の側面付近まで光の吸収を抑制しながら伝播し、入射面401と反対側の側面付近に位置する凹凸界面部12によって乱反射され、出射面241から出射される。さらに、入射面401の法線方向に対して比較的大きな角度で入射し、導光板下部33と裏面側低屈折率膜35との境界面で全反射されることなく裏面側低屈折率膜35に入射した光については、反射膜36によって反射されて、裏面側低屈折率膜35および導光板下部33に戻され、導光板40内部の凹凸界面部12によって乱反射され、出射面241から出射される。したがって、拡散シート、プリズムシートおよび反射シートを用いる必要がなく、低コストにて、さらに均一な面発光と輝度の向上とが可能となる。
Therefore, the light that has entered the light guide plate from the
導光板40の他の効果は、導光板10と同じである。面発光装置4は、導光板40を有するので、反射マーク8のある面発光装置1が有する効果の他に、導光板40のみが有する効果、具体的には、導光板40内部を入射面401と反対側の側面付近まで光の吸収を抑制しながら伝播し、入射面401と反対側の側面付近に位置する凹凸界面部12によって乱反射され、出射面241から出射されるという効果を有する。
Other effects of the
図9は、本発明の実施の第1の形態である導光板の製造方法で用いられる熱インプリント装置50の構成を模式的に示す図である。熱インプリント装置50は、熱インプリント用ヘッド51、熱インプリント用上金型52、熱インプリント用下金型53およびステージ54を含んで構成される。本発明に係る導光板の製造方法は、熱インプリント装置50で実行される。
FIG. 9 is a diagram schematically showing a configuration of a
熱発生装置である熱インプリント用ヘッド51は、図示しない電源によって与えられる電力によって、熱を発生し、かつ上下方向に移動する。上側金型である熱インプリント用上金型52および下側金型である熱インプリント用下金型53は、導光板10を成型するための金型であり、それぞれの表面に凹凸形状が形成されている。熱インプリント用上金型52および熱インプリント用下金型53は、たとえばステンレスにニッケルメッキした金型あるいは石英などの金型である。
The
熱インプリント用上金型52および熱インプリント用下金型53の表面に形成されている凹凸形状は、たとえばランダムな凹凸として構成してもよいし、用途に応じた形状、たとえば斜面が直線あるいは曲線からなる多数のレンズ列によって構成してもよい。熱インプリント用上金型52は上側から、そして熱インプリント用下金型53は下側から、導光板下部13の上に導光板上部11が重ねられた導光板上部11および導光板下部13を挟む。基台であるステージ54は、熱インプリント用下金型53を載せて支持する台である。
The concavo-convex shape formed on the surfaces of the
導光板上部11および導光板下部13は、予め射出成形、バイト加工、熱インプリント、あるいはUVインプリントなどによって、重ねられたときにお互いに対向する面に凹凸形状が形成されている。導光板上部11の厚みはL3であり、導光板下部13の厚みはL4である。導光板上部11の厚みおよび導光板下部13の厚みを合計した厚みL2は、光源9の厚みL1と同じ厚みである。導光板上部11および導光板下部13は、導光板上部11および導光板下部13の屈折率よりも小さい屈折率の物質、たとえば空気を間に介在させて重ねられる。
The light guide plate
熱インプリント用ヘッド51は、下降し、導光板上部11および導光板下部13を挟んだ熱インプリント用上金型52および熱インプリント用下金型53を、ステージ54とによって上下方向から押さえる。さらに、熱インプリント用ヘッド51は、熱を発生して、導光板上部11および導光板下部13を熱圧着し、かつ導光板上部11の射出面111および導光板下部13の裏面132に凹凸形状を熱インプリントする。導光板上部11および導光板下部13を間に空気を介在させて熱圧着するので、内部に導光板上部11および導光板下部13の屈折率よりも小さい屈折率の凹凸界面部12を形成することができる。
The
図10は、熱インプリント装置50を用いる導光板の製造方法の処理手順を示すフローチャートである。導光板上部11および導光板下部13が、射出成形、バイト加工、熱インプリント、あるいはUVインプリントなどによって、重ねられたときにお互いに対向する面に凹凸形状が形成されて、作製されると、ステップA1に移る。作製された導光板上部11の厚みはL3であり、作製された導光板下部13の厚みはL4である。導光板上部11の厚みL3および導光板下部13の厚みL4を合計した厚みL2は、光源9の厚みL1と同じ厚みである。
FIG. 10 is a flowchart showing a processing procedure of a light guide plate manufacturing method using the
重ね合わせステップであるステップA1では、導光板上部11および導光板下部13は、導光板下部13および導光板上部11の屈折率よりも小さい屈折率の物質、たとえば空気を間に介在させて重ねられる。ステップA2では、熱インプリント用上金型52は、導光板上部11の射出面111側にセットされる。ステップA3では、熱インプリント用下金型53は、導光板下部13の裏面132側にセットされる。
In step A1, which is a superposition step, the light guide plate
ステップA4では、熱インプリント用ヘッド51およびステージ54は、導光板上部11および導光板下部13を挟んだ熱インプリント用上金型52および熱インプリント用下金型53を上下方向から押さえる。ステップA5では、熱インプリント用ヘッド51は、導光板上部11および導光板下部13を温め、導光板上部11および導光板下部13を熱圧着するとともに、熱インプリント用上金型52および熱インプリント用下金型53の凹凸形状を、それぞれ導光板上部11の射出面111および導光板下部13の裏面132に熱インプリントして、導光板10の製造方法の処理手順を終了する。ステップA4およびステップA5は、熱圧着ステップである。
In step A4, the
図9および図10に示した実施の形態では、熱インプリント用上金型52および熱インプリント用下金型53を用いたが、導光板上部11の射出面111および導光板下部13の裏面132に凹凸形状を形成しない場合には、熱インプリント用上金型52および熱インプリント用下金型53を用いない。あるいは射出面111にのみ凹凸形状を形成する場合は、熱インプリント用上金型52のみを用い、裏面132のみに凹凸形状を形成する場合は、熱インプリント用下金型53のみを用いる。
In the embodiment shown in FIGS. 9 and 10, the
従来の技術では、光の乱反射効率を高めることを、拡散シートおよびプリズムシートを用いて行っていたが、第1の形態である導光板の製造方法で用いられる熱インプリント装置50によって製造された導光板は、拡散シートおよびプリズムシートを用いことなく、屈折率が隣接する導光板上部11および導光板下部13の屈折率よりも小さい屈折率である凹凸界面部12の凹凸形状のみで光の乱反射効率を高めることができる。したがって、拡散シートおよびプリズムシートを用いる必要がないので、導光板10の厚さを薄くし、かつコストを低減することができ、さらに均一な面発光および輝度の向上を図ることができる。
In the conventional technique, the diffused reflection efficiency of light is increased by using a diffusion sheet and a prism sheet, but the
さらに、第1の形態である導光板の製造方法で用いられる熱インプリント装置50によって製造された導光板10は、導光板10の厚みを光源9の厚みと同じにしているので、光源9とその光源9からの光を入射する入射面101との光の結合効率を、導光板10の厚みが光源9の厚みより小さい場合に比して高くすることができ、輝度をより向上することができる。
Furthermore, since the
図11は、本発明の実施の第2の形態である導光板の製造方法で用いられるUVインプリント装置60の構成を模式的に示す図である。UVインプリント装置60は、UV照射用ヘッド61、UVインプリント用上金型62、UVインプリント用下金型63およびステージ64を含んで構成される。本発明に係る導光板の製造方法は、UVインプリント装置60で実行される。
FIG. 11 is a diagram schematically showing a configuration of a
紫外線発生装置であるUV照射用ヘッド61は、図示しない電源によって与えられる電力によって、紫外線発光ランプ610によって紫外線を出射し、かつ上下方向に移動する。上側金型であるUVインプリント用上金型62および下側金型であるUVインプリント用下金型63は、導光板10を成型するための金型であり、それぞれ表面に凹凸形状が形成されている。熱インプリント用上金型52は、たとえば石英などの光透過性のある金型であり、UVインプリント用下金型63は、たとえばステンレスにニッケルメッキした金型あるいは石英などの光透過性のある金型である。
The
UVインプリント用上金型62およびUVインプリント用下金型63の表面に形成されている凹凸形状は、たとえばランダムな凹凸として構成してもよいし、用途に応じた形状、たとえば斜面が直線あるいは曲線からなる多数のレンズ列によって構成してもよい。UVインプリント用上金型62は上側から、そしてUVインプリント用下金型63は下側から、導光板下部13の上に導光板上部11が重ねられた導光板上部11および導光板下部13を挟む。基台であるステージ64は、UVインプリント用下金型63を載せて支持する台である。
The concavo-convex shape formed on the surfaces of the
導光板上部11および導光板下部13は、予め射出成形、バイト加工、熱インプリント、あるいはUVインプリントなどによって、重ねられたときにお互いに対向する面に凹凸形状が形成されている。導光板上部11の厚みはL3であり、導光板下部13の厚みはL4である。導光板上部11の厚みL3および導光板下部13の厚みL4を合計した厚みL2は、光源9の厚みL1と同じ厚みである。
The light guide plate
導光板上部11の導光板上部界面112または導光板下部13の導光板下部界面131にUV硬化樹脂65が塗られ、導光板上部11および導光板下部13は、導光板上部11および導光板下部13の屈折率よりも小さい屈折率の物質、たとえば空気を間に介在させて重ねられる。UV硬化樹脂65の屈折率は、導光板上部11および導光板下部13と同様に、たとえば1.4〜1.6であり、透過率は、導光板上部11および導光板下部13と同様に、たとえば80%〜100%である。
A UV
導光板上部11の射出面111にUV硬化樹脂65が塗られ、その上にUVインプリント用上金型62が載せられ、導光板下部13の裏面132にUV硬化樹脂65が塗られ、UVインプリント用上金型62、射出面111にUV硬化樹脂65が塗られた導光板上部11、および裏面132にUV硬化樹脂65が塗られた導光板下部13がUVインプリント用下金型63の上に載せられる。
A UV
UV照射用ヘッド61は、下降し、導光板上部11および導光板下部13を挟んだUVインプリント用上金型62およびUVインプリント用下金型63をステージ64とによって上下方向から押さえる。そして、UV照射用ヘッド61は、紫外線を出射し、導光板上部11および導光板下部13に塗布されたUV硬化樹脂65を硬化させることによって、導光板上部11および導光板下部13をUV圧着し、かつ導光板上部11の射出面111および導光板下部13の裏面132に凹凸形状をUVインプリントする。導光板上部11および導光板下部13をUV硬化樹脂65によって空気を間に介在させてUV圧着するので、内部に導光板上部11および導光板下部13の屈折率よりも小さい屈折率の凹凸界面部12を形成することができる。
The
図12は、UVインプリント装置60を用いる導光板の製造方法の処理手順を示すフローチャートである。導光板上部11および導光板下部13が、射出成形、バイト加工、熱インプリント、あるいはUVインプリントなどによって、重ねられたときにお互いに対向する面に凹凸形状が形成されて、作製されると、ステップB1に移る。作製された導光板上部11の厚みはL3であり、作製された導光板下部13の厚みはL4である。導光板上部11の厚みL3および導光板下部13の厚みL4を合計した厚みL2は、光源9の厚みL1と同じ厚みである。
FIG. 12 is a flowchart illustrating a processing procedure of a light guide plate manufacturing method using the
ステップB1では、導光板上部11および導光板下部13は、導光板上部11の導光板上部界面112または導光板下部13の導光板下部界面131にUV硬化樹脂65が塗られ、導光板下部13および導光板上部11の屈折率よりも小さい屈折率の物質、たとえば空気を間に介在させて重ねられる。
In Step B1, the light guide plate
塗布ステップステップB2では、UV硬化樹脂が導光板上部11の射出面111に塗られ、UVインプリント用上金型62は、UV硬化樹脂が塗られた射出面111側にセットされる。第2の塗布ステップステップB3では、UV硬化樹脂65が導光板下部13の裏面132に塗られ、UVインプリント用下金型63は、UV硬化樹脂65が塗られた裏面132側にセットされる。ステップB1〜B3は、重ね合わせステップである。
In the coating step B2, UV curable resin is applied to the
ステップB4では、UV照射用ヘッド61とステージ64とは、導光板上部11および導光板下部13を挟んだUVインプリント用上金型62およびUVインプリント用下金型63を上下方向から押さえる。ステップB5では、UV照射用ヘッド61は、紫外線を出射し、導光板上部11および導光板下部13に塗布されたUV硬化樹脂65を硬化させることによって、導光板上部11および導光板下部13をUV圧着し、かつUVインプリント用上金型62およびUVインプリント用下金型63の凹凸形状を、それぞれ導光板上部11の射出面111および導光板下部13の裏面132にUVインプリントして、導光板10の製造方法の処理手順を終了する。ステップB4およびステップB5は、接着ステップである。
In Step B4, the
図11および図12に示した実施の形態では、UVインプリント用上金型62およびUVインプリント用下金型63を用いたが、導光板上部11の射出面111および導光板下部13の裏面132に凹凸形状を形成しない場合には、UVインプリント用上金型62およびUVインプリント用下金型63を用いない。あるいは射出面111にのみ凹凸形状を形成する場合は、UVインプリント用上金型62のみを用い、裏面132のみに凹凸形状を形成する場合は、UVインプリント用下金型63のみを用いる。
In the embodiment shown in FIGS. 11 and 12, the
従来の技術では、光の乱反射効率を高めることを、拡散シートおよびプリズムシートを用いて行っていたが、第2の形態である導光板の製造方法で用いられるUVインプリント装置60によって製造された導光板は、拡散シートおよびプリズムシートを用いことなく、屈折率が隣接する導光板上部11および導光板下部13の屈折率よりも小さい屈折率である凹凸界面部12の凹凸形状のみで光の乱反射効率を高めることができる。したがって、拡散シートおよびプリズムシートを用いる必要がないので、導光板10の厚さを薄くし、かつコストを低減することができ、さらに均一な面発光および輝度の向上を図ることができる。
In the conventional technique, the diffused reflection efficiency of light is increased by using a diffusion sheet and a prism sheet, but the light is manufactured by the
さらに、第2の形態である導光板の製造方法で用いられるUVインプリント装置60によって製造された導光板10は、導光板10の厚みを光源9の厚みと同じにしているので、光源9とその光源9からの光を入射する入射面101との光の結合効率を、導光板10の厚みが光源9の厚みより小さい場合に比して高くすることができ、輝度をより向上することができる。
Furthermore, since the
図13は、本発明の実施の第3の形態である導光板の製造方法で用いられる熱インプリント装置50の構成を模式的に示す図である。図13に示した熱インプリント装置50の構成は、図9に示した熱インプリント装置50の構成と同じ構成であり、同じ構成要素については、重複を避けるために、同じ参照符を付して説明を省略する。本発明に係る導光板の製造方法は、熱インプリント装置50で実行される。
FIG. 13 is a diagram schematically showing a configuration of a
導光板上部21および導光板下部33は、予め射出成形、バイト加工、熱インプリント、あるいはUVインプリントなどによって、重ねられたときにお互いに対向する面に凹凸形状が形成されている。出射面側低屈折率膜24および裏面側低屈折率膜35は、予め射出成形、バイト加工、熱インプリント、あるいはUVインプリントなどによって作製されている。反射膜36は、予め金属蒸着、インク塗布、あるいはUVインプリントなどによって作製されている。
The light guide plate
導光板上部21、導光板下部33、出射面側低屈折率膜24、裏面側低屈折率膜35および反射膜36は、熱インプリント用上金型52と熱インプリント用下金型53との間に重ねて挟まれる。重ねられる順序は、熱インプリント用上金型52側から、出射面側低屈折率膜24、導光板上部21、導光板下部33、裏面側低屈折率膜35および反射膜36の順序である。導光板上部21および導光板下部33は、導光板上部21および導光板下部33の屈折率よりも小さい屈折率の物質、たとえば空気を間に介在させて重ねられる。出射面側低屈折率膜24および裏面側低屈折率膜35の屈折率は、導光板上部21および導光板下部33の屈折率よりも小さい屈折率である。
The
熱インプリント用ヘッド51は、下降し、出射面側低屈折率膜24、導光板上部21、導光板下部33、裏面側低屈折率膜35および反射膜36を挟んだ熱インプリント用上金型52および熱インプリント用下金型53を、ステージ54とによって上下方向から押さえる。さらに、熱インプリント用ヘッド51は、熱を発生して、出射面側低屈折率膜24、導光板上部21、導光板下部33、裏面側低屈折率膜35および反射膜36を熱圧着し、かつ出射面側低屈折率膜24の射出面241および導光板下部33の裏面332に凹凸形状を熱インプリントする。導光板上部21および導光板下部33を間に空気を介在させて熱圧着するので、内部に導光板上部21および導光板下部33の屈折率よりも小さい屈折率の凹凸界面部12を形成することができる。
The
出射面側低屈折率膜24および導光板上部21の合計の厚みはL3であり、導光板下部33、裏面側低屈折率膜35および反射膜36の合計の厚みはL4である。出射面側低屈折率膜24、導光板上部21、導光板下部33、裏面側低屈折率膜35および反射膜36の合計の厚みL2は、光源9の厚みL1と同じ厚みである。
The total thickness of the exit surface side low
熱インプリント装置50を用いて、導光板40を製造するための導光板の製造方法の処理手順は、図10に示した導光板の製造方法の処理手順で、導光板上部11を出射面側低屈折率膜24および導光板上部21に置き換え、導光板下部13を導光板下部33、裏面側低屈折率膜35および反射膜36に置き換えた処理手順と同じである。
The processing procedure of the light guide plate manufacturing method for manufacturing the
図13に示した実施の形態では、熱インプリント用上金型52および熱インプリント用下金型53を用いたが、出射面側低屈折率膜24の射出面241および導光板下部33の裏面332に凹凸形状を形成しない場合には、熱インプリント用上金型52および熱インプリント用下金型53を用いない。あるいは射出面241にのみ凹凸形状を形成する場合は、熱インプリント用上金型52のみを用い、裏面332のみに凹凸形状を形成する場合は、熱インプリント用下金型53のみを用いる。
In the embodiment shown in FIG. 13, the
従来の技術では、光の乱反射効率を高めることを、拡散シートおよびプリズムシートを用いて行っていたが、第3の形態である導光板の製造方法で用いられる熱インプリント装置50によって製造された導光板40は、拡散シートおよびプリズムシートを用いことなく、屈折率が隣接する導光板上部21および導光板下部33の屈折率よりも小さい屈折率である凹凸界面部12の凹凸形状のみで光の乱反射効率を高めることができる。したがって、拡散シートおよびプリズムシートを用いる必要がないので、導光板40の厚さを薄くし、かつコストを低減することができ、さらに均一な面発光および輝度の向上を図ることができる。
In the conventional technique, the diffused reflection efficiency of light is increased by using the diffusion sheet and the prism sheet, but the
さらに、第3の形態である導光板の製造方法で用いられる熱インプリント装置50によって製造された導光板40は、導光板40の厚みを光源9の厚みと同じにしているので、光源9とその光源9からの光を入射する入射面401との光の結合効率を、導光板40の厚みが光源9の厚みより小さい場合に比して高くすることができ、輝度をより向上することができる。
Furthermore, since the
図14は、本発明の実施の第4の形態である導光板の製造方法で用いられるUVインプリント装置60の構成を模式的に示す図である。図14に示したUVインプリント装置60の構成は、図11に示したUVインプリント装置60の構成と同じ構成であり、同じ構成要素については、重複を避けるために、同じ参照符を付して説明を省略する。本発明に係る導光板の製造方法は、UVインプリント装置60で実行される。
FIG. 14 is a diagram schematically showing a configuration of a
導光板上部21および導光板下部33は、予め射出成形、バイト加工、熱インプリント、あるいはUVインプリントなどによって、重ねられたときにお互いに対向する面に凹凸形状が形成されている。反射膜36は、予め金属蒸着、インク塗布、あるいはUVインプリントなどによって作製されている。
The light guide plate
導光板上部21の導光板上部界面212または導光板下部33の導光板下部界面331に、屈折率が導光板上部21の屈折率と同じ屈折率であるUV硬化樹脂65が塗布される。導光板上部21の導光板上部界面212の反対側の境界面211に、屈折率が導光板上部21の屈折率よりも小さい屈折率であるUV硬化樹脂66が塗布される。導光板下部33の導光板下部界面331の反対側の境界面332aに、屈折率が導光板下部33の屈折率と同じ屈折率であるUV硬化樹脂65が塗布されて硬化された後、さらに屈折率が導光板下部33の屈折率よりも小さい屈折率であるUV硬化樹脂66が塗布される。
A UV
これらのUV硬化樹脂が塗布された導光板上部21および導光板下部33、さらに反射膜36は、UVインプリント用上金型62側から、この順序で重ねられて、UVインプリント用上金型62とUVインプリント用下金型63との間に挟まれる。こととき、導光板上部21および導光板下部33は、導光板上部21および導光板下部33の屈折率よりも小さい屈折率の物質、たとえば空気を間に介在させて重ねられる。
The
UV照射用ヘッド61は、下降し、導光板上部21、導光板下部33および反射膜36を挟んだUVインプリント用上金型62およびUVインプリント用下金型63を、ステージ64とによって上下方向から押さえる。さらに、UV照射用ヘッド61は、紫外線を出射し、導光板上部21および導光板下部33に塗布されたUV硬化樹脂65,66を硬化させることによって、導光板上部21、導光板下部33および反射膜36をUV圧着する。
The
導光板上部21の境界面211に塗布されたUV硬化樹脂66は、硬化して出射面側低屈折率膜24を形成し、その出射面241に凹凸形状がUVインプリントされる。導光板下部33の境界面332aに塗布されたUV硬化樹脂65,66は、硬化して2層からなるUV硬化樹脂層67となる。UV硬化樹脂層67のうちUV硬化樹脂65から形成される層は、導光板下部33と一体化され、導光板下部33に含まれる。UV硬化樹脂層67のうちUV硬化樹脂66から形成される層は、裏面側低屈折率膜35を形成する。UV硬化樹脂65から形成される層とUV硬化樹脂66から形成される層との境界面332に凹凸形状がUVインプリントされる。さらに、導光板上部21と導光板下部33との間に空気を介在させてUVインプリントするので、内部に導光板上部21および導光板下部33の屈折率よりも小さい屈折率の凹凸界面部12を形成することができる。
The UV
出射面側低屈折率膜24および導光板上部21の合計の厚みはL3であり、導光板下部33、裏面側低屈折率膜35および反射膜36の合計の厚みはL4である。出射面側低屈折率膜24、導光板上部21、導光板下部33、裏面側低屈折率膜35および反射膜36の合計の厚みL2は、光源9の厚みL1と同じ厚みである。
The total thickness of the exit surface side low
UVインプリント装置60を用いて、導光板40を製造するための導光板の製造方法の処理手順は、図12に示した導光板の製造方法の処理手順で、導光板上部11を導光板上部21に置き換え、導光板下部13を導光板下部33および反射膜36に置き換え、さらに図14に示したUVインプリント装置60でのUV硬化樹脂65,66を塗布する手順を加えた処理手順と同じである。
The light guide plate manufacturing method for manufacturing the
図14に示した実施の形態では、UVインプリント用上金型62およびUVインプリント用下金型63を用いたが、出射面側低屈折率膜24の射出面241および導光板下部33の裏面332aに凹凸形状を形成しない場合には、UVインプリント用上金型62およびUVインプリント用下金型63を用いない。あるいは射出面241にのみ凹凸形状を形成する場合は、UVインプリント用上金型62のみを用い、裏面332のみに凹凸形状を形成する場合は、UVインプリント用下金型63のみを用いる。
In the embodiment shown in FIG. 14, the
従来の技術では、光の乱反射効率を高めることを、拡散シートおよびプリズムシートを用いて行っていたが、第4の形態である導光板の製造方法で用いられるUVインプリント装置60によって製造された導光板40は、拡散シートおよびプリズムシートを用いことなく、屈折率が隣接する導光板上部21および導光板下部33の屈折率よりも小さい屈折率である凹凸界面部12の凹凸形状のみで光の乱反射効率を高めることができる。したがって、拡散シートおよびプリズムシートを用いる必要がないので、導光板40の厚さを薄くし、かつコストを低減することができ、さらに均一な面発光および輝度の向上を図ることができる。
In the prior art, the diffuse reflection efficiency of light is increased by using a diffusion sheet and a prism sheet, but the light is manufactured by the
さらに、第4の形態である導光板の製造方法で用いられるUVインプリント装置60によって製造された導光板40は、導光板40の厚みを光源9の厚みと同じにしているので、光源9とその光源9からの光を入射する入射面401との光の結合効率を、導光板40の厚みが光源9の厚みより小さい場合に比して高くすることができ、輝度をより向上することができる。
Furthermore, since the
図13および図14に示した実施の形態では、出射面側および裏面側ともに低屈折率膜を形成したが、出射面側および裏面側のうちのいずれかにのみ低屈折率膜を形成してもよい。出射面側にのみ低屈折率膜を形成する場合は、導光板上部11を出射面側低屈折率膜24および導光板上部21に置き換え、かつ導光板下部13をそのまま用いる。裏面側にのみ低屈折率膜を形成する場合は、導光板上部11をそのまま用い、導光板下部13を導光板下部33、裏面側低屈折率膜35および反射膜36に置き換える。
In the embodiment shown in FIGS. 13 and 14, the low refractive index film is formed on both the emission surface side and the back surface side, but the low refractive index film is formed only on either the emission surface side or the back surface side. Also good. When the low refractive index film is formed only on the exit surface side, the light guide plate
図15は、ロール供給方式によって導光板を製造する製造方法を説明するための図である。ロール供給方式によって導光板を製造する製造方法は、光立ち上げパターン生成工程200と、多層膜作成工程210と、接着工程220とを含んで構成される。
FIG. 15 is a diagram for explaining a manufacturing method for manufacturing a light guide plate by a roll supply method. A manufacturing method for manufacturing a light guide plate by a roll supply method includes a light rising
ロール体231,232は、導光部290がロール状に巻かれたものであり、導光部290を連続して供給することができる。導光部290aは、たとえば導光板上部11であり、導光部290bは、たとえば導光板下部13である。ロール体231は、たとえば導光板上部11がロール状に巻かれたものであり、ロール体232は、たとえば導光板下部13がロール状に巻かれたものである。ローラ251a〜251gは、導光部290a、290bが送られる向きをかえるためのローラである。
The
光立ち上げパターン生成工程200では、ロール体231から供給される導光部290a、およびロール体232から供給される導光部290bの上面および下面に凹凸形状を形成する工程である。導光部290aの上面は、たとえば導光板上部11の出射面111であり、導光部290aの下面は、たとえば導光板上部11の導光板上部界面112である。また、導光部290bの上面は、たとえば導光板下部13の導光板下部界面131であり、導光部290bの下面は、たとえば導光板下部13の裏面132である。
The light rising
具体的には、光立ち上げパターン生成工程200では、ロール体231から供給される導光部290aは、まず、UV硬化樹脂塗布装置241aによって、導光部290aの下面にUV硬化樹脂が塗布され、金型である凹凸形状のパターンが形成されたUVインプリントローラ243aによってインプリントされ、UV光源242aから照射される紫外線によって塗布されたUV硬化樹脂が硬化される。次に、UV硬化樹脂塗布装置241bによって、導光部290aの上面にUV硬化樹脂が塗布され、金型である凹凸形状のパターンが形成されたUVインプリントローラ243bによってインプリントされ、UV光源242bから照射される紫外線によって塗布されたUV硬化樹脂が硬化される。
Specifically, in the light rising
同様に、ロール体232から供給される導光部290bは、まず、UV硬化樹脂塗布装置241cによって、導光部290bの下面にUV硬化樹脂が塗布され、金型である凹凸形状のパターンが形成されたUVインプリントローラ243cによってインプリントされ、UV光源242cから照射される紫外線によって塗布されたUV硬化樹脂が硬化される。次に、UV硬化樹脂塗布装置241dによって、導光部290bの上面にUV硬化樹脂が塗布され、金型である凹凸形状のパターンが形成されたUVインプリントローラ243dによってインプリントされ、UV光源242dから照射される紫外線によって塗布されたUV硬化樹脂が硬化される。
Similarly, in the
光立ち上げパターン生成工程200では、導光部290の下面に凹凸形状を形成した後に、導光部290の上面に凹凸形状を形成したが、光立ち上げパターン生成工程201に示すように、導光部290aまたは導光部290bの上面と下面とに同時に凹凸形状を形成してもよい。具体的には、UV硬化樹脂塗布装置241eによって導光部290aの上面にUV硬化樹脂を塗布すると同時に、UV硬化樹脂塗布装置241fによって導光部290bの下面にUV硬化樹脂を塗布する。そして、上面に対しては、UVインプリントローラ243eによって、下面に対しては、UVインプリントローラ243fによってインプリントするとともに、上面に対しては、UV光源242eから照射される紫外線によって、下面に対しては、UV光源242fから照射される紫外線によって、それぞれ塗布されたUV硬化樹脂を硬化させる。導光部290bについても同様である。
In the light rising
あるいは、光立ち上げパターン生成工程202に示すように、UVインプリントではなく、熱インプリントによって、導光部290aまたは導光部290bの上面と下面とに同時に凹凸形状を形成してもよい。具体的には、凹凸形状が形成された熱インプリントローラ253aによって導光部290aの上面を、そして、凹凸形状が形成された熱インプリントローラ253bによって導光部290aの下面を同時に熱インプリントする。導光部290bについても同様である。
Alternatively, as shown in the light rising
多層膜作成工程210は、すでに下面に凹凸形状が形成された導光部290bにさらに他の層を形成する工程である。たとえば、導光板下部13の裏面132に反射膜36を形成する工程である。光立ち上げパターン生成工程200で上面および下面に凹凸形状が形成された導光部290bの下面に、UV硬化樹脂塗布装置241gによってUV硬化樹脂を塗布し、金型である凹凸形状のパターンが形成されたUVインプリントローラ243gによってインプリントされ、UV光源242gから照射される紫外線によって塗布されたUV硬化樹脂が硬化される。
The multilayer
図16は、熱インプリントによって基板310に凹凸形状を形成する方法を説明するための図である。基板310は、たとえば上述した導光部290aおよび導光部290bなどの導光体である。図16(a)は、基板310をガラス転移温度まで昇温、つまり温度を上昇している状態を示す。凹凸形状のパターンが形成された金型(以下「スタンパ」という)360を基板310に押し付ける前に、基板310をガラス転移温度まで温度を上昇し、基板310を柔らかい状態にする。図16(b)は、基板310が柔らかくなった状態で、スタンパ360を基板310に押し付けた状態を示す。基板310の表面にスタンパ360の凹凸形状のパターンが形成されている。
FIG. 16 is a diagram for explaining a method of forming a concavo-convex shape on the
図16(c)は、スタンパ360を基板310に押し付けた状態でガラス転位温度から降温、つまり温度を降下している状態を示す。基板310の温度をガラス転位温度から下げることによって、スタンパ360の凹凸形状のパターンが、基板310の表面に転写された状態でインプリントされる。図16(d)は、基板310の温度が下がり、基板310にスタンパ360の凹凸形状のパターンがインプリントされた後、押し付けられていたスタンパ360が剥離された状態を示す。
FIG. 16C shows a state where the temperature is lowered from the glass transition temperature, that is, the temperature is lowered while the
スタンパ360を構成する物質は、基板310の物質と同じ物質であり、図16に示した熱インプリントの場合、スタンパ360を基板310とともに昇温すると、スタンパ360も柔らかい状態になってしまう。したがって、スタンパ360を基板310と同じ物質で構成する場合、熱プリントでインプリントすることができない。
The material constituting the
図17は、UVインプリントによって基板に凹凸形状を形成する方法を説明するための図である。図17(a)は、光硬化性の樹脂320を流動性のある状態で基板310に塗布した状態を示す。図17(b)は、凹凸形状のパターンが形成された金型であるナノスタンパ361を、樹脂320が流動性のある状態で、基板310に押し付けた状態である。基板310に塗布された樹脂320は、ナノスタンパ361に形成された凹凸形状に変形する。
FIG. 17 is a diagram for explaining a method of forming a concavo-convex shape on a substrate by UV imprinting. FIG. 17A shows a state in which a
図17(c)は、ナノスタンパ361が基板310に押し付けらている状態を示す。UVを照射して、樹脂320を硬化させることによって、ナノスタンパ361に形成された凹凸形状のパターンが基板310にインプリントされる。図17(d)は、樹脂320が硬化し、基板310にナノスタンパ361の凹凸形状のパターンがインプリントされた後、押し付けられていたナノスタンパ361が剥離された状態を示す。したがって、UVインプリントでは、ナノスタンパ361などの金型の温度を上昇させることなくインプリントすることができる。すなわち、多層膜作成工程210では、UVインプリントが用いられる。
FIG. 17C shows a state where the
図15を参照して、接着工程220は、導光部290aと導光部290bとを接着する工程である。多層膜作成工程210から送られてくる導光部290bの上面に、接着剤塗布装置260によって、UV硬化樹脂である接着材が塗布される。そして、導光部290aおよび導光部290bは、その接着剤を挟み込む。さらに、導光部290aおよび導光部290bは、圧着ローラ243hによって上側から、および導光部290aおよび導光部290bを挟んで圧着ローラ243hに対向する位置にある圧着ローラ243jによって下側から挟み込まれ、同時にUV光源242hによって上方から、およびUV光源242jによって下方から紫外線が照射されて圧着される。圧着された導光部290a,290bは、巻き取られてロール体233となる。
Referring to FIG. 15, the
接着工程220は、UV硬化樹脂である接着剤を用いて紫外線を照射して接着したが、接着工程221に示すように、熱圧着ローラ253cおよび熱圧着ローラ253dによって、導光部290aおよび導光部290bを熱圧着してもよい。
In the
このように、図10に示したフローチャートにおいて、ステップA1では、導光板10を構成する平板状の導光部で、かつお互いに対向する面が凹凸形状である少なくとも2つの導光部たとえば導光板上部11および導光板下部13を、導光板上部11および導光板下部13の屈折率よりも小さい屈折率の変形可能な物質たとえば空気をお互いに対向する面の間に介在させて重ね合わせる。そして、ステップA4およびステップA5では、ステップA1で重ね合わされた導光板上部11および導光板下部13をステージ54に載せ、熱を発する熱インプリント用ヘッド51によってステージ54に載せた導光板上部11および導光板下部13を上方から押さえ、熱インプリント用ヘッド51が発する熱を導光板上部11および導光板下部13に与えることによって、導光板上部11および導光板下部13を熱圧着する。
In this way, in the flowchart shown in FIG. 10, in step A1, at least two light guides that are flat plate-like light guides constituting the
したがって、本発明に係る導光板の製造方法を用いて導光板を製造すれば、導光板10を構成する平板状の導光板上部11および導光板下部13の屈折率よりも小さい屈折率の空気から成り、かつその空気と導光板上部11および導光板下部13との界面が凹凸形状である少なくとも1つの凹凸界面部12を導光板10内部に形成することができる。凹凸界面部12の凹凸形状の界面が乱反射層となるので、光の乱反射効率を高め、均一な面発光を可能とし、かつ輝度を向上することができる。さらに、拡散シートおよびプリズムシートを用いて光の乱反射効率を高めることを、導光板10のみで行うことができるので、導光板10の厚さを薄くすることができ、かつ拡散シートおよびプリズムシートをなくし、コストを低減することができる。導光板20,30,40についても同様である。
Therefore, if a light guide plate is manufactured using the method for manufacturing a light guide plate according to the present invention, air having a refractive index smaller than that of the flat light guide plate
さらに、図10に示したフローチャートにおいて、ステップA1では、熱インプリント用ヘッド51と、ステップA1で重ね合わされた導光板上部11および導光板下部13との間に、導光板上部11に臨む面に凹凸形状が形成された熱インプリント用上金型52を介在させて、導光板上部11および導光板下部13を熱圧着する。したがって、導光板上部11の射出面111に凹凸形状を形成することができ、凹凸界面部12の凹凸形状に加えて射出面111に形成された凹凸形状が乱反射層となり、光の乱反射効率をより高めることができ、より均一な面発光および輝度の向上を図ることができる。導光板20,30,40についても同様である。
Further, in the flowchart shown in FIG. 10, in Step A <b> 1, the surface facing the
さらに、図10に示したフローチャートにおいて、ステップA1では、ステージ54と、ステップA1で重ね合わされた導光板上部11および導光板下部13との間に、導光板下部13に臨む面に凹凸形状が形成された熱インプリント用下金型53を介在させて、導光板上部11および導光板下部13を熱圧着する。したがって、導光板下部13の裏面132に凹凸形状を形成することができ、凹凸界面部12の凹凸形状に加えて裏面132に形成された凹凸形状が乱反射層となり、光の乱反射効率をより高めることができ、より均一な面発光および輝度の向上を図ることができる。導光板20,30,40についても同様である。
Further, in the flowchart shown in FIG. 10, in step A1, an uneven shape is formed on the surface facing the light guide plate
このように、図12に示したフローチャートにおいて、ステップB1〜B3では、導光板10を構成する平板状の導光部で、かつお互いに対向する面が凹凸形状である少なくとも2つの導光部、たとえば導光板上部11および導光板下部13を、お互いに対向する面のうちの1つの面にUV硬化樹脂を塗布し、かつ導光板上部11および導光板下部13の屈折率よりも小さい屈折率の変形可能な物質たとえば空気をお互いに対向する面の間に介在させて重ね合わせる。
In this way, in the flowchart shown in FIG. 12, in steps B1 to B3, at least two light guide portions that are flat light guide portions constituting the
そして、ステップB4およびステップB5では、ステップB1で重ね合わされた導光板上部11および導光板下部13をステージ64に載せ、紫外線を照射するUV照射用ヘッド61によってステージ64に載せた導光板上部11および導光板下部13を上方から押さえ、UV照射用ヘッド61によって紫外線を、塗布されたUV硬化樹脂に照射して硬化させることによって、導光板上部11および導光板下部13を接着する。
In step B4 and step B5, the light guide plate
したがって、本発明に係る導光板の製造方法を用いて導光板10を製造すれば、導光板10を構成する平板状の導光板上部11および導光板下部13の屈折率よりも小さい屈折率の空気から成り、かつその空気と導光板上部11および導光板下部13との界面が凹凸形状である少なくとも1つの凹凸界面部12を導光板10内部に形成することができる。凹凸界面部12の凹凸形状の界面が乱反射層となるので、光の乱反射効率を高め、均一な面発光を可能とし、かつ輝度を向上することができる。さらに、拡散シートおよびプリズムシートを用いて光の乱反射効率を高めることを、導光板10のみで行うことができるので、導光板10の厚さを薄くすることができ、かつ拡散シートおよびプリズムシートをなくし、コストを低減することができる。導光板20,30,40についても同様である。
Therefore, if the
さらに、図12に示したフローチャートにおいて、ステップB1〜B3は、前記重ね合わされた導光板上部11および導光板下部13の厚み方向に垂直な2つの露出する面のうち、UV照射用ヘッド61側の面にUV硬化樹脂を塗布するステップB2を含み、ステップB4およびステップB5では、UV照射用ヘッド61と、ステップB1〜B3で重ね合わされた導光板上部11および導光板下部13との間に、導光板上部11に臨む面に凹凸形状が形成されたUVインプリント用下金型63を介在させて、導光板上部11および導光板下部13を接着する。
Further, in the flowchart shown in FIG. 12, steps B1 to B3 are performed on the
したがって、導光板上部11の射出面111に凹凸形状を形成することができ、凹凸界面部12の凹凸形状に加えて射出面111に形成された凹凸形状が乱反射層となり、光の乱反射効率をより高めることができ、より均一な面発光および輝度の向上を図ることができる。導光板20,30,40についても同様である。
Therefore, a concavo-convex shape can be formed on the
さらに、図12に示したフローチャートにおいて、ステップB1〜B3は、前記重ね合わされた導光板上部11および導光板下部13の厚み方向に垂直な2つの露出する面のうち、ステージ64側の面にUV硬化樹脂を塗布するステップB3を含み、ステップB4およびステップB5では、ステージ64と、ステップB1〜B3で重ね合わされた導光板上部11および導光板下部13との間に、導光板下部13に臨む面に凹凸形状が形成されたUVインプリント用下金型63を介在させて、導光板上部11および導光板下部13を接着する。
Further, in the flowchart shown in FIG. 12, steps B1 to B3 are performed on the surface on the
したがって、導光板下部13の裏面132に凹凸形状を形成することができ、凹凸界面部12の凹凸形状に加えて裏面132に形成された凹凸形状が乱反射層となり、光の乱反射効率をより高めることができ、より均一な面発光および輝度の向上を図ることができる。導光板20,30,40についても同様である。
Therefore, an uneven shape can be formed on the
さらに、導光板10では、UV硬化樹脂65の屈折率は、前記導光部、たとえば導光板上部11および導光板下部13の屈折率と同じ屈折率であるので、UV硬化樹脂65は、導光板上部11および導光板下部13の一部として機能させることができる。導光板20,30,40についても同様である。
Furthermore, in the
さらに、導光板20または導光板40では、ステップB1〜B3で塗布されるUV硬化樹脂65の屈折率は、前記導光部、たとえば導光板上部21および導光板下部13の屈折率と同じ屈折率であり、ステップB2で塗布されるUV硬化樹脂66の屈折率は、前記導光部、たとえば導光板上部21および導光板下部13の屈折率よりも小さい屈折率である。
Furthermore, in the
したがって、入射面から導光板内部へ入射した光は、導光板上部21と出射面低屈折率膜24との境界面211で全反射されるので、導光板内部を入射面と反対側の側面付近まで光の吸収を抑制しながら伝播し、入射面と反対側の側面付近に位置する凹凸界面部12によって乱反射され、出射面241から出射する。したがって、拡散シートおよびプリズムシートを用いる必要がなく、低コストにて、さらに均一な面発光と輝度の向上とが可能となる導光板を製造することができる。
Therefore, the light that has entered the light guide plate from the entrance surface is totally reflected by the
さらに、導光板30または導光板40では、ステップB1〜B3で塗布されるUV硬化樹脂65の屈折率は、前記導光部、たとえば導光板上部11および導光板下部33の屈折率と同じ屈折率であり、ステップB3で塗布されるUV硬化樹脂66の屈折率は、前記導光部、たとえば導光板上部11および導光板下部33の屈折率よりも小さい屈折率である。
Further, in the
したがって、入射面より導光板内部へ入射した光は、導光板下部33と裏面側低屈折率膜35との境界面332で全反射されるので、導光板内部を入射面と反対側の側面付近まで光の吸収を抑制しながら伝播し、入射面と反対側の側面付近に位置する凹凸界面部12によって乱反射され、出射面から出射する。さらに、入射面の法線方向に対して比較的大きな角度で入射し、導光板下部33と裏面側低屈折率膜35との境界面332で全反射されることなく裏面側低屈折率膜35に入射した光については、反射膜36によって反射されて、裏面側低屈折率膜35および導光板下部33に戻され、導光板内部の凹凸界面部12によって乱反射され、出射面から出射される。したがって、拡散シート、プリズムシートおよび反射シートを用いることなく、低コストにて、さらに均一な面発光と輝度の向と上が可能となる導光板を製造することができる。
Accordingly, the light that has entered the light guide plate from the incident surface is totally reflected by the
さらに、前記各導光部290a,290bは、それぞれロール状に巻かれたロール体231,232からそれぞれ連続して供給されるので、量産向きのロール供給方式で作製することによって、従来の技術である射出成形、熱ンプリント、またはUVインプリントによって作製された光学部材を重ね合わせてBL(バックライト)を作成する場合よりも、本発明に係る製造方法は一体化されているので、素早く大量に生産することができる。
Further, since each of the light guides 290a and 290b is continuously supplied from the
面発光装置1は、本発明の実施の第1の形態である導光板の製造方法によって製造された導光板10と光源9とを用い、面発光装置2は、本発明の実施の第2の形態である導光板の製造方法によって製造された導光板20と光源9とを用い、面発光装置3は、本発明の実施の第3の形態である導光板の製造方法によって製造された導光板30と光源9とを用い、面発光装置4は、本発明の実施の第4の形態である導光板の製造方法によって製造された導光板40と光源9とを用いる。すなわち、面発光装置1〜4に用いられる導光板は、上述したいずれかの導光板の製造方法によって製造されたものであり、導光板内部に導光板上部および導光板下部の屈折率よりも小さい屈折率で、かつ導光板上部および導光板下部との界面が凹凸形状である凹凸界面部12が形成される。
The surface light-emitting device 1 uses the
このように、面発光装置1〜4などの面発光装置は、本発明の実施の第1〜4の形態である導光板の製造方法のうちのいずれか1つの前記導光板の製造方法によって製造された導光板と、発光する光を導光板の厚み方向に平行な側面のうちの少なくとも1つの側面から入射する位置に配置される光源9とを含む。 Thus, the surface light-emitting devices such as the surface light-emitting devices 1 to 4 are manufactured by any one of the light guide plate manufacturing methods according to the first to fourth embodiments of the present invention. And a light source 9 disposed at a position where the emitted light is incident from at least one of the side surfaces parallel to the thickness direction of the light guide plate.
したがって、内部に凹凸形状の界面が形成された導光板を用いるので、凹凸形状の界面が乱反射層となり、光の乱反射効率を高め、均一な面発光を可能とし、かつ輝度を向上することができる。さらに、光の乱反射効率を高めるための拡散シートおよびプリズムシートを用いる必要がないので、面発光装置の厚さをこれらの拡散シートおよびプリズムシートの厚み分薄くすることができ、かつ拡散シートおよびプリズムシート分の面発光装置1のコストを低減することができる。 Therefore, since the light guide plate having a concavo-convex shape interface is used, the concavo-convex shape interface serves as a diffuse reflection layer, improving the light irregular reflection efficiency, enabling uniform surface light emission, and improving the luminance. . Further, since it is not necessary to use a diffusion sheet and a prism sheet for increasing the light irregular reflection efficiency, the thickness of the surface light emitting device can be reduced by the thickness of the diffusion sheet and the prism sheet, and the diffusion sheet and the prism can be used. The cost of the surface light emitting device 1 for the sheet can be reduced.
導光板10を用いる面発光装置1、導光板20を用いる面発光装置2、導光板30を用いる面発光装置3および導光板40を用いる面発光装置4などの面発光像置は、表示画面を有する電子装置たとえば携帯電話機などに適用される。携帯電話機に用いられる面発光装置の導光板は、導光板内部に導光板上部および導光板下部の屈折率よりも小さい屈折率で、かつ導光板上部および導光板下部との界面が凹凸形状である凹凸界面部12が形成されている。
A surface emitting image arrangement such as a surface light emitting device 1 using a
このように、携帯電話機は、導光板10を用いる面発光装置1、導光板20を用いる面発光装置2、導光板30を用いる面発光装置3および導光板40を用いる面発光装置4のうちのいずれか1つの面発光装置を含む。したがって、内部に凹凸形状の界面を有する凹凸界面部12が形成された導光板を用いた面発光装置を用いるので、凹凸形状の界面が乱反射層となり、光の乱反射効率を高め、携帯電話機の表示部を均一な面発光とし、かつその輝度を向上することができる。さらに、光の乱反射効率を高めるための拡散シートおよびプリズムシートを用いる必要がないので、携帯電話機の厚さをこれらの拡散シートおよびプリズムシートの厚み分薄くすることができ、かつ拡散シートおよびプリズムシート分の携帯電話機のコストを低減することができる。
As described above, the mobile phone includes the surface light emitting device 1 using the
1〜4 面発光装置
8 反射シート
9 光源
10,20,30,40 導光板
11,21 導光板上部
12 凹凸界面部
13,33 導光板下部
24 出射面側低屈折率膜
35 裏面側低屈折率膜
36 反射膜
50 熱インプリント装置
51 熱インプリント用ヘッド
52 熱インプリント用上金型
53 熱インプリント用下金型
54,64 ステージ
60 UVインプリント装置
61 UV照射用ヘッド
62 UVインプリント用上金型
63 UVインプリント用下金型
65,66 UV硬化樹脂
101,201,301,401 入射面
111,241 出射面
112,212 導光板上部界面
131,331 導光板下部界面
132,332 裏面
200〜202 光立ち上げパターン生成工程
210 多層膜作成工程
220,221 接着工程
231,232 ロール体
241 UV硬化樹脂塗布装置
242 UV光源
243 UVインプリントローラ
253 熱インプリントローラ
260 接着剤塗布装置
290 導光部
310 基板
320 樹脂
330 紫外線
360 スタンパ
361 ナノスタンパ
1 to 4 Surface
Claims (21)
前記出射面は、前記出射面側低屈折率膜の面であることを特徴とする請求項1に記載の導光板。 Of the light guide part adjacent to the interface layer, the light guide part that is the closest to the light output part that emits light, and the refractive index of the light guide part adjacent to the surface on the light output part side. A low refractive index film having a small refractive index is formed,
The light guide plate according to claim 1, wherein the exit surface is a surface of the exit surface side low refractive index film.
前記裏面側低屈折率膜に隣接して光を反射する反射膜が形成され、
前記裏面は、前記導光板下部と前記裏面側低屈折率膜との境界面であることを特徴とする請求項1に記載の導光板。 Of the light guide part adjacent to the interface layer, the refraction of the light guide part adjacent to the surface on the back surface side of the lower surface of the light guide plate that is the light guide part closest to the back surface on the opposite side of the emission surface. A low refractive index film on the back side having a refractive index smaller than the refractive index is formed,
A reflective film that reflects light is formed adjacent to the back side low refractive index film,
The light guide plate according to claim 1, wherein the back surface is a boundary surface between the lower portion of the light guide plate and the low refractive index film on the back surface side.
前記界面層に隣接する導光部のうち前記出射面の反対側にある裏面に最も近い導光部である導光板下部の面のうち前記裏面側の面に隣接して前記導光部の屈折率よりも小さい屈折率の裏面側低屈折率膜が形成され、
前記裏面側低屈折率膜に隣接して光を反射する反射膜が形成され、
前記出射面は、前記出射面側低屈折率膜の面であり、
前記裏面は、前記導光板下部と前記裏面側低屈折率膜との境界面であることを特徴とする請求項1に記載の導光板。 Of the light guide part adjacent to the interface layer, the light guide part that is the closest to the light output part that emits light, and the refractive index of the light guide part adjacent to the surface on the light output part side. A low refractive index film having a small refractive index is formed,
Of the light guide part adjacent to the interface layer, the refraction of the light guide part adjacent to the surface on the back surface side of the lower surface of the light guide plate that is the light guide part closest to the back surface on the opposite side of the emission surface. A low refractive index film on the back side having a refractive index smaller than the refractive index is formed,
A reflective film that reflects light is formed adjacent to the back side low refractive index film,
The exit surface is a surface of the exit surface side low refractive index film,
The light guide plate according to claim 1, wherein the back surface is a boundary surface between the lower portion of the light guide plate and the low refractive index film on the back surface side.
発光する光を前記導光板の厚み方向に平行な側面のうちの少なくとも1つの側面から入射する位置に配置される光源とを含むことを特徴とする面発光装置。 The light guide plate according to any one of claims 1 to 6,
And a light source disposed at a position where light emitted from at least one side surface parallel to the thickness direction of the light guide plate is incident.
前記重ね合わせステップで重ね合わされた前記少なくとも2つの導光部を基台に載せ、熱を発する熱発生装置によって、前記基台に載せた前記少なくとも2つの導光部を上方から押さえ、前記熱発生装置が発する熱を前記少なくとも2つの導光部に与えることによって、前記少なくとも2つの導光部を熱圧着する熱圧着ステップとを含むことを特徴とする導光板の製造方法。 A flat light guide part constituting the light guide plate, and at least two light guide parts having concave and convex surfaces facing each other, a deformable substance having a refractive index smaller than the refractive index of the light guide part. A superposition step of interposing and interposing between surfaces facing each other;
The at least two light guides superposed in the superposition step are placed on a base, and the heat generation unit generates heat by pressing the at least two light guides placed on the base from above. And a thermocompression bonding step of thermocompression bonding the at least two light guides by applying heat generated by the apparatus to the at least two light guides.
前記重ね合わせステップで重ね合わされた前記少なくとも2つの導光部を基台に載せ、紫外線を照射する紫外線発生装置によって、前記基台に載せた前記少なくとも2つの導光部を上方から押さえ、前記紫外線発生装置によって紫外線を、前記塗布されたUV硬化樹脂に照射して硬化させることによって、前記少なくとも2つの導光部を接着する接着ステップとを含むことを特徴とする導光板の製造方法。 Apply a UV curable resin to one of the surfaces facing each other with at least two light guides that are flat plate-shaped light guides constituting the light guide plate and the surfaces facing each other are uneven. And a superposition step of superposing a deformable substance having a refractive index smaller than the refractive index of the light guide unit between the surfaces facing each other,
The at least two light guides superposed in the superimposing step are placed on a base, and the ultraviolet light generation device that irradiates ultraviolet rays holds down the at least two light guides placed on the base from above. A method of manufacturing a light guide plate, comprising: adhering the at least two light guide parts by irradiating the applied UV curable resin with an ultraviolet ray by a generator to cure the applied UV curable resin.
前記接着ステップでは、前記紫外線発生装置と、前記重ね合わせステップで重ね合わされた前記少なくとも2つの導光部との間に、前記少なくとも2つの導光部に臨む面に凹凸形状が形成された上側金型を介在させて、前記少なくとも2つの導光部を接着することを特徴とする請求項13に記載の導光板の製造方法。 The superposition step includes an application step of applying a UV curable resin to a surface on the ultraviolet ray generator side among two exposed surfaces perpendicular to the thickness direction of the superposed at least two light guide portions,
In the bonding step, an upper metal having an uneven shape formed on a surface facing the at least two light guide portions between the ultraviolet ray generator and the at least two light guide portions overlapped in the overlapping step. The method of manufacturing a light guide plate according to claim 13, wherein the at least two light guide portions are bonded with a mold interposed therebetween.
前記接着ステップでは、前記基台と、前記重ね合わせステップで重ね合わされた前記少なくとも2つの導光部との間に、前記少なくとも2つの導光部に臨む面に凹凸形状が形成された下側金型を介在させて、前記少なくとも2つの導光部を接着することを特徴とする請求項13または14に記載の導光板の製造方法。 The superimposing step includes a second application step of applying a UV curable resin to a surface on the base side, out of two exposed surfaces perpendicular to the thickness direction of the superimposed at least two light guide portions. Including
In the bonding step, a lower metal having a concavo-convex shape formed on a surface facing the at least two light guide portions between the base and the at least two light guide portions superimposed in the overlapping step. The method for manufacturing a light guide plate according to claim 13 or 14, wherein the at least two light guide portions are bonded with a mold interposed therebetween.
前記塗布ステップで塗布されるUV硬化樹脂の屈折率は、前記導光部の屈折率よりも小さい屈折率であることを特徴とする請求項14、または請求項14に係る請求項15に記載の導光板の製造方法。 The refractive index of the UV curable resin applied in the overlapping step is the same as the refractive index of the light guide unit,
16. The refractive index of the UV curable resin applied in the application step is a refractive index smaller than the refractive index of the light guide unit, or according to claim 15, according to claim 15. Manufacturing method of light guide plate.
前記第2の塗布ステップで塗布されるUV硬化樹脂の屈折率は、前記導光部の屈折率よりも小さい屈折率であることを特徴とする請求項15、または請求項14に係る請求項15に係る請求項17に記載の導光板の製造方法。 The refractive index of the UV curable resin applied in the overlapping step is the same as the refractive index of the light guide unit,
15. The refractive index of the UV curable resin applied in the second application step is a refractive index smaller than the refractive index of the light guide unit, or claim 15 according to claim 14. The manufacturing method of the light-guide plate of Claim 17 which concerns on.
発光する光を前記導光板の厚み方向に平行な側面のうちの少なくとも1つの側面から入射する位置に配置される光源とを含むことを特徴とする面発光装置。 A light guide plate manufactured by the method for manufacturing a light guide plate according to any one of claims 10 to 19, and
And a light source disposed at a position where light emitted from at least one side surface parallel to the thickness direction of the light guide plate is incident.
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