JP3748788B2

JP3748788B2 - Method for manufacturing light guide plate

Info

Publication number: JP3748788B2
Application number: JP2001143818A
Authority: JP
Inventors: 直明坂本
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2001-05-14
Filing date: 2001-05-14
Publication date: 2006-02-22
Anticipated expiration: 2021-05-14
Also published as: JP2002337191A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フロントライトやバックライトに用いて好適な導光板の製造方法に関し、特に、出射面からの出射光の均一性を高めるための導光板の製造技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
太陽光や照明光を光源として表示を行う反射型液晶表示装置は、消費電力が小さいという特徴から、携帯電話や携帯情報端末などに用いられているが、この反射型液晶表示装置は、外部の光源が利用できない暗所での表示が極端に劣るという問題がある。この問題を解決するために、反射型液晶表示装置にバックライトを配して、外光が得られない暗所などではこのバックライトを点灯させて透過表示を行う半透過反射型液晶表示装置が知られている。しかしながら、この種の半透過反射型液晶表示装置ではバックライトの光を金属薄膜からなる反射膜を通過させて表示に利用するため、透過表示と反射表示の明るさを両立させることが困難であった。
【０００３】
そこで、導光板の側端面から導入されたＬＥＤ（Light Emitting Diode）や冷陰極管などの光源からの光を導光板の一面から出射させて、この光を反射型液晶表示素子の前面から照射する面発光装置（フロントライト）を備えた液晶表示装置が開発されている。このように液晶表示装置の前面にフロントライトを配することにより、暗所であっても外光を利用する場合と同様の反射表示が可能になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図４は、現在一般に用いられているフロントライトを備えた表示装置の構成を模式的に示す斜視図であり、この図に示すフロントライト２０は、平板状の導光板２２と、この導光板２２の一側端面２２ａに配置された棒状の光源２３とを備えて構成されている。そして、動作時に光源２３から出射された光は、前記側端面２２ａを介して導光板２２の内部に導入され、導光板２２の内面で反射を繰り返すうちに、導光板２２の一面（図示上面）に形成されたストライプ状の溝２２ｃの斜面により反射されて導光板２２の出射面（図示下面）へ向かう光となったものが、この出射面から出射される。そして、この出射された光がフロントライト２０の下面に配置された液晶表示装置などの表示装置２４を照明するようになっている。
【０００５】
ところで、上記フロントライト２０に備えられている導光板２２は、金型に樹脂材料を注入して成形する射出成形により製造されるのが一般的である。これは、射出成形による製造が量産性、製造コストの面から有利であるためであるが、この射出成形により製造された導光板２２を用いた場合に、導光板２２の周縁部の一部に複屈折部が生じるという問題があった。この複屈折部は、通常肉眼で目視した場合は目立つことはないが、変更サングラスをかけて目視した場合に特に目立つものであった。
【０００６】
図５は導光板２２に発生した複屈折部の位置を示すための模式図であり、図６は、前記導光板２２を射出成形により製造するための金型である。図６に示す金型２７は、樹脂材料を金型内部に導入するための樹脂注入口２８と、この樹脂注入口２８に連続して形成されたゲート形成部２９と、導光板形成部３０とを備えて構成されている。
【０００７】
本発明者が上記複屈折部について調査したところ、図５に示すように、射出成型工程において、導光板２２の一側端面と連続して形成されるゲート２４との接続部近傍の導光板２２内に２箇所の複屈折部２５が形成されていることが判明した。つまり、図６に示す金型２７においては、ゲート形成部２９と導光板形成部３０との接続部３１の両端近傍の導光板形成部３０側に対応する位置である。この位置は、ゲート形成部２９から導光板形成部３０に流入する樹脂材料が、ゲート形成部２９の幅方向に広がりながら流動する部分であり、特に前記接続部３１の両端近傍においては、樹脂材料の巻き込みが生じるために導光板形成部３０側からゲート形成部２９側への渦状の流れが形成される。従って、このような流れの不均一性が硬化後の樹脂構造を不均一にする原因であると本発明者は考えた。そして、射出成形工程において上記複屈折部２５が形成されないようにするための射出成形工程の構成について研究し、本願発明に到達した。よって、本発明の目的は、複屈折部を生じることなく、均一に光を出射させることが可能な導光板を、歩留まり良く製造することができる導光板の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、射出成型時に樹脂注入口から導光板に至るまでのゲートを含む経路中に、樹脂材料の流れが不均一になる部分があるために硬化後の樹脂中に前記内部応力が残留し、これによって導光板内に複屈折部２５が形成されるとの考察に基づき、射出成型時における金型内部の樹脂材料の流れの制御について研究を重ねた結果、以下の構成を採用することにより、前記内部応力を導光板内部に残留させないようにでき、複屈折が生じない導光板を製造できることを本発明者は知見した。
【０００９】
すなわち、本発明の導光板の製造方法は、樹脂材料を金型内部に導入するための樹脂注入口から延出してゲート部を形成し、該ゲート部の先端に連続して導光板部を形成する射出成形工程と、前記導光板部とゲート部とを分離する分離工程とを含み、前記ゲート部と導光板部との接続部におけるゲート幅Ｗ _Ｇを、該接続部の導光板幅Ｗ _Ｌと略同一に形成すると共に、前記ゲート部の長さを、前記ゲート幅Ｗ _Ｇの１／３以上としたことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の導光板の製造方法によれば、射出成形によりゲート部と導光板部とが一体になった成形材が得られる。そして、この成形材は、前記ゲート部と導光板部との接続部におけるゲート幅Ｗ_Ｇと導光板幅Ｗ_Ｌが略同一とされているので、射出成型時に金型内部における樹脂材料の流れを適切に制御することができる。
つまり、金型に注入された樹脂材料は、樹脂注入口から扇形に広がり、前記ゲート部を形成するためのゲート形成部、次いで導光板部を形成するための導光板形成部の順に充填されるが、金型内に充填された樹脂材料の流速は、金型内部の形状が急激に変化する部分でより顕著なものとなる。上記構成によれば、樹脂材料が金型のゲート形成部と導光板形成部との接続部を通過する際に、金型内部の形状にほとんど変化がないので、その流速が大きく変化しないようにすることができ、流速の変化による内部応力の残留を防止して、導光板に複屈折部が形成されるのを防止することができる。
また、このような構成とすることにより、複屈折部が形成されやすい樹脂注入口の近傍と、導光板部との距離を大きくすることができるので、ゲート部に形成された樹脂材料の複屈折部が導光板部にまで及ぶのを防止することができる。
【００１１】
次に、本発明の導光板の製造方法においては、前記ゲートと導光板の接続部におけるゲート幅Ｗ_Gと、該接続部の導光板幅Ｗ_Lとの比Ｗ_G／Ｗ_Lを、０．９以上１．１以下の範囲としてもよい。
このような構成とした場合にも、前記金型のゲート形成部と導光板形成部の接続部を樹脂材料が通過する際に、流速が大きく変化しないようにすることができるので、前記接続部及びその近傍で内部応力が残留しないようにすることができる。
【００１２】
次に、本発明の導光板の製造方法においては、前記樹脂注入口から、前記ゲート部と導光板部の接続部までの距離を、前記ゲート幅Ｗ_Gの１／２以上とすることが好ましい。
このような構成とすることにより、複屈折部が形成されやすい樹脂注入口の近傍と、導光板部との距離を大きくすることができるので、ゲート部に形成された樹脂材料の複屈折部が導光板部にまで及ぶのを防止することができる。
【００１３】
次に、本発明の導光板の製造方法においては、前記ゲートの前記導光板との接続部における厚さを、該導光板の厚さと同一とすることが好ましい。
このような構成とすることにより、金型のゲート形成部と導光板形成部との接続部において、導光板の厚さ方向における樹脂材料の流速の変化を小さくすることができるので、導光板部の厚さ方向においても内部応力が残留しないようにすることができる。従って、導光板部に複屈折部が形成されるのをより効果的に防止することができる。
【００１４】
次に、本発明の導光板の製造方法においては、前記ゲートと反対側の導光板の側端面に、光源からの光を内部に導入するための入光面を形成することができる。
【００１５】
次に、本発明の導光板の製造方法においては、前記ゲートが形成された側端面と隣接する導光板の側端面に、光源からの光を内部に導入するための入光面を形成することもできる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００１７】
図１は、本発明の導光板の製造方法により導光板を製造する場合に用いる射出成型用の金型を模式的に示す部分平断面図であり、図２は、図１に示す金型の側断面図である。
図１に示す金型１０は、ステンレス鋼やスチール鋼等からなる金属製の金型であり、樹脂材料を金型内部に導入するための樹脂注入口１１と、この樹脂注入口に連続するゲート形成部１２と導光板形成部１３とがこの順で形成されている。そして、これらゲート形成部１２と導光板形成部１３とが接する位置である接続部１４における前記ゲート形成部１２の幅Ｗ₁と、導光板形成部１３の幅Ｗ₂は、同一または略同一とされている。これらの幅Ｗ₁とＷ₂が略同一とは、これらの幅の差が導光板形成部１３の幅Ｗ₂の±１０％以内である場合を指す。すなわち、前記幅Ｗ₁，Ｗ₂の比Ｗ₁／Ｗ₂が０．９〜１．１の範囲であればよい。従って、この金型１０を用いて射出成形された成形材におけるゲート部の幅Ｗ_Gと導光板部の幅Ｗ_Lとの比Ｗ_G／Ｗ_Lを０．９〜１．１の範囲とすることができる。この範囲の成形材とすることにより、複屈折部を生じることなく、均一な出射光量が得られる導光板を製造することができる。
【００１８】
前記比Ｗ₁／Ｗ₂が前記範囲を越える場合には、前記ゲート形成部１２の幅と、導光板形成部１３の幅との差が大きくなりすぎるために、図１に示すゲート形成部１２と導光板形成部１３との接続部１４において、樹脂材料の流れの変化が大きくなりすぎので、成形材の導光板部側に複屈折部が形成されるので好ましくない。
【００１９】
また、図２に示す側面視においては、金型１０の上側に金型１０ａが配置され、これらの金型１０，１０ａとの間に前記ゲート形成部１２および導光板形成部１３が形成されている。そして、図示されていないが、この金型１０ａの下面側には、導光板に転写するためのストライプ状の溝が多数形成されている。図２に示すように、ゲート形成部１２と導光板形成部１３との接続部１４において、ゲート形成部１２の厚さと導光板形成部１３の厚さは略同一とされている。
【００２０】
本実施形態の製造方法の射出成形工程において、この金型１０に注入された樹脂材料は、樹脂注入口１１からゲート形成部１２に充填され、続いて導光板形成部１３に順次充填される。その後、冷却工程により前記充填された樹脂材料が固化され、図２に示すゲート部１５と導光板部１６が一体に形成された平板状の成形材が得られる。
【００２１】
図３は、図１および図２に示す金型１０、１０ａを用いて作製された成形材を示す斜視図である。図３に示す成形材１７は、一体に形成されたゲート部１５と導光板部１６とを備えて構成されており、この成形材１７の前記ゲート部１５と、導光板部１６との接続部１８におけるゲート部１５の幅（ゲート幅Ｗ_G）と、導光板部１６の幅（導光板幅Ｗ_L）とが、同一または略同一の幅に形成されている。
【００２２】
本実施形態の製造方法においては、前記成形材１７のゲート部と導光板部１６とを分離して、導光板を得る。この分離方法としては、カッターによる切断や、レーザーによる切断など公知の技術を用いることができる。
【００２３】
本実施形態の製造方法においては、射出成形工程に図１、図２に示す金型１０を用いることとされている。射出成形工程では、図１に示す樹脂注入口から注入された樹脂材料は、ゲート形成部１２内において樹脂注入口１１からゲート幅Ｗ₁まで広がり、続いて導光板形成部１３に流入して導光板幅Ｗ₂まで広がり、金型１０の内部に充填される。図１に示す金型１０は、前記接続部１４におけるゲート形成部１２の幅Ｗ₁と、導光板形成部の幅Ｗ₂が略同一とされているので、金型１０内に注入された樹脂材料が、前記接続部１４を通過する際の樹脂材料の流速が、前記接続部１４の中央と、両端部において大きく異なることがない。これにより樹脂材料中の流速の差により生じる内部応力を小さくすることができる。従って、金型１０の内面形状を転写されて形成された、図３に示す成形材１７においては、ゲート幅Ｗ_Gと導光板幅Ｗ_Lとが略同一に形成されるとともに、成形材１７中に複屈折部が形成されるのを抑制することができる。これにより、出射光量が均一な導光板を製造することができる。
【００２４】
また、前記ゲート幅Ｗ_Gと導光板幅Ｗ_Lとが同一又は略同一とされているので、前記成形材１７のゲート部１５と導光板部１６とを分離する工程において、両者の切断精度が低下した場合にも、分離された導光板部１６の均一性に影響を与えることがなく、製品の歩留まりを向上させることが可能である。つまり、ゲート幅Ｗ_Gが、導光板幅Ｗ_Lよりも極端に小さく形成されていた従来の構成では、ゲート部と導光板部を分離する際に前記両者の接続部で精度良く切断する必要があり、このために切断不良が発生しやすく、製品の歩留まりを低下させていたが、本発明に係る構成によれば、切断位置が多少ずれたとしても切断不良が発生することがないので、製品の歩留まりを向上させることができる。
【００２５】
前記樹脂材料としては、アクリル系樹脂のほか、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ樹脂などの透明な樹脂材料を用いることができるが、透光率が大きく、また複屈折が生じにくい材料を用いることが好ましい。具体的な例を挙げるならば、特に限定されるものではないが、アートン（商品名：日本合成ゴム社製）、ゼオノア（商品名：日本ゼオン社製）などを好適なものとして挙げることができる。
【００２６】
また、図１に示すように、本実施形態の金型１０のゲート形成部１２は、平面視四角形状とされている。この形状とされているのは、上記金型１０を用いた場合にも、成形材１７中に樹脂材料の構造が不均一な部分が形成される場合があるためである。
具体的には、射出成形工程において金型１０内に注入された樹脂材料が、ゲート形成部１２の内部に広がる際、樹脂注入口１１の出口側両側で渦状に巻き込まれ、これにより樹脂構造の不均一な部分が形成される。この不均一な部分が導光板部１３に及ぶと導光板部側に複屈折部が生じるので、本発明においては、この不均一部分をゲート形成部１２の入り口側の両角部１２ａ、１２ａに配置させるようにし、前記不均一部分が成形材１７の導光板部１３に及ばないように構成されている。従って、本実施形態の製造方法によれば、導光板部１６に前記不均一部分を含まない成形材１７を製造することができる。よって、複屈折部の生じない導光板を製造することができる。
【００２７】
また、図１に示す金型１０のゲート形成部１２の長さ（樹脂注入口１１から、前記接続部１４までの距離ｄ）は、ゲート形成部１２の幅Ｗ₁の１／３以上の長さとされている。このような構成により、前記注入口から注入された樹脂材料がゲート形成部１２の幅Ｗ₁の幅までに広がる際に、十分な距離を通過して導光板形成部に到達するようになっている。従って、樹脂材料の流速がゲート中央部とゲート両端部とで大きく異ならないように成形を行うことができ、これにより前記樹脂材料が広がる際の内部応力を緩和することができるので、図３に示す成形材１７の導光板部１６に内部応力が残留して出射光量が不均一になるのを防止することができる。さらに、ゲート部１５の長さを十分にとっておくことで、ゲート部１５と導光板部１６を分離する工程における切断精度が低下した場合にも、前記不均一部が製品の導光板に含まれないようにすることができる。
【００２８】
また、前記ゲート形成部１２の長さｄは、ゲート形成部１２の幅Ｗ₁の１／２以上とすることが好ましい。このような構成とするならば、前記樹脂材料の流速をより均一化できるので、導光板部１６の樹脂の構造をより均一にすることができ、出射光量をより均一化した導光板を製造することができる。
前記ゲート形成部１２の長さは、ある程度以上大きくしてあれば上記効果を十分に得ることができる。また、ゲート形成部１２の長さを大きくしすぎると、成形材１７のゲート部１５が大きくなって原材料の無駄が多くなり、製造コストの増大を招くので好ましくない。
【００２９】
図３に示す成形材１７においては、導光板部の側面のうちゲート部１５と反対側の側端面１６ａまたはこの側端面１６ａと隣り合う側端面１６ｂ，１６ｂに、使用時に光源からの光を導光板の内部に導入するための入光面が形成されていることが好ましい。すなわち、ゲート部１５と導光板部１６との接続部を入光面としないことにより、ゲート部１５と導光板部１６との切断面を仕上げ加工する工程が必要なくなるので、効率よく導光板の製造を行うことができる。また、図１に示す金型１０においては、上記入光面を図３に示す側端面１６ａまたは１６ｂに形成するために、内面１３ａ及び１３ｂ，１３ｂは、入光面を形成するのに適した形状に加工されている。この入光面を形成するのに適した形状としては、例えば表面粗さ１０ｎｍ以下の平滑面形状を挙げることができる。
【００３０】
【実施例】
以下実施例により、本発明の効果をより明らかにするが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００３１】
本例では、本発明に係る製造方法により製造された導光板と、従来の方法により製造された導光板のそれぞれを作製し、出射光量の均一性の指標として、偏光子を介した目視観察を行った。以下に、その製造工程および評価結果について説明する。
【００３２】
（実施例１）
まず、金型を用いた射出成形により、図３に示す成形材と同様の形状のゲート部と導光板部が一体に成形された成形材を作製した。この成形材の導光板部の寸法は、縦５０ｍｍ×横３６ｍｍ×厚さ０．８ｍｍとし、ゲート部の寸法は縦２５ｍｍ×横３６ｍｍ×厚さ０．８ｍｍとした。また、導光板の一側の面には、２５０μｍピッチで深さ５０μｍの側面視くさび状の溝をストライプ状に形成した。
【００３３】
（実施例２〜４）
次に、実施例２〜４として、前記ゲート部の寸法を、表１に示すように縦１５ｍｍ〜３０ｍｍまで変化させた以外は上記実施例１と同様として、成形材を作製した。
【００３４】
（実施例５，６）
次に、実施例５，６として、前記ゲート部の幅（ゲート幅）をそれぞれ３９ｍｍ、３３ｍｍとした以外は上記実施例１と同様にして、成形材を作製した。（つまり、導光板部の幅は３６ｍｍである。）
【００３５】
次に、上記にて作製された実施例１〜６および比較例１の成形材について、偏光子（偏光サングラス）を介した目視観察を行い、成形材を構成する材料に形成されている複屈折部を確認し、以下の評価基準に基づいて評価を行った。この評価結果も併せて表１に記載する。尚、下記評価基準において「実用上問題ない」とは、導光板を表示装置に実装して使用した場合に、表示装置の表示領域に複屈折部が被らない場合をいう。
【００３６】
◎：導光板部には全く複屈折部が見られない。
○：導光板部の周縁の一部に複屈折部があるものの、実用上問題無い。
△：導光板部への複屈折部の広がりが著しい。
【００３７】

【００３８】
表１に示すように、本発明の製造方法により製造された成形材においては、実用上問題となるような複屈折部は確認されず、使用時に均一な光出射が可能な導光板が得られることが確認された。またゲート部の長さが、導光板幅の１／３以上とされた実施例１，３，４の成形材においては、導光板部には全く複屈折部が形成されておらず、特に出射光分布の均一な優れた導光板を得られることが確認された。さらに、上記実施例１，３，４の評価はいずれも◎としたが、特に前記ゲート部の長さが導光板幅の１／２以上とされた実施例１，４の成形材は、ゲート部の樹脂注入口側の両角部に小さく複屈折部が確認されたのみであり、極めて優れた均一性を備えるものであった。
【００３９】
また、ゲート幅と導光板幅を異ならせて作製した実施例５，６の成形材においても、若干の複屈折部が見られたものの、導光板部の表示領域に対応する部分には複屈折部は見られず、実用上は問題ないものであった。これに対して、ゲート幅を３２ｍｍとした比較例２の成形材は複屈折部の占める割合が大きく、実用に耐えないものであった。従って、ゲート幅と導光板幅の比が０．９〜１．１の範囲とされているならば、優れた出射光量の均一性を備えた導光板を製造できることが確認された。
【００４０】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の導光板の製造方法は、ゲート部と、該ゲート部と一体に形成された導光板部とからなる板状の成形材を射出成形により作製する工程において、前記ゲート部と前記導光板部との接続部におけるゲート幅Ｗ_Gを、該接続部の導光板幅Ｗ_Lとを略同一に形成する構成としたことにより、製造された導光板内に内部応力が残留して構造が不均一となるのを防止することができる。したがって、本発明の導光板の製造方法によれば、均一な出射光量が得られる導光板を容易に製造することができる。
【００４１】
また、前記接続部の導光板幅とゲート幅を略同一としたことにより、導光板とゲートを分離する工程において、分離する位置が前記接続部から多少ずれたとしても、導光板に複屈折部が含まれることが無いので、量産性に優れた製造方法である。
【００４２】
次に、本発明においては、前記ゲート部と導光板部の接続部におけるゲート幅Ｗ_Gと、該接続部の導光板幅Ｗ_Lとの比Ｗ_G／Ｗ_Lを、０．９以上１．１以下の範囲としても、出射光量の均一な導光板を歩留まり良く製造することができる。
【００４３】
次に、前記ゲート部の長さを、前記ゲート幅Ｗ_Gの１／３以上とするならば、作製された導光板の出射光量の均一性をより向上させることができる。
【００４４】
次に、前記ゲート部の前記導光板部との接続部における厚さを、該導光板部の厚さと略同一とするならば、前記ゲート部と導光板部の接続部が形成される際に、樹脂材料の流速の変化がないので、この接続部において内部応力が発生することがなく、導光板部に内部応力が残留しにくい構成とすることができる。
【００４５】
次に、前記ゲート部と反対側の導光板部の側端面に、光源からの光を内部に導入するための入光面を形成する、あるいは前記ゲート部が形成された側端面と隣接する導光板部の側端面に、光源からの光を内部に導入するための入光面を形成するならば、射出成型時に同時に入光面を形成することができるので、効率良く導光板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る製造方法に用いる金型を模式的に示す部分平断面図である。
【図２】図２は、図１に示す金型の部分側断面図である。
【図３】図３は、本発明に係る成形材を模式的に示す斜視図である。
【図４】図４は、フロントライトを備えた表示装置の一例を示す斜視図である。
【図５】図５は、図４に示す導光板を模式的に示す斜視図である。
【図６】図６は、図５に示す導光板を製造するために用いる金型の部分平断面図である。
【符号の説明】
１５ゲート部
１６導光板部
１７成形材
１８接続部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a light guide plate suitable for use in a front light or a backlight, and particularly relates to a technology for manufacturing a light guide plate for improving the uniformity of light emitted from an output surface.
[0002]
[Prior art]
Reflective liquid crystal display devices that display using sunlight or illumination light as a light source are used for mobile phones and personal digital assistants because of their low power consumption. There is a problem that display in a dark place where a light source cannot be used is extremely inferior. In order to solve this problem, there is a transflective liquid crystal display device in which a backlight is provided on a reflective liquid crystal display device and the backlight is turned on to perform transmissive display in a dark place where external light cannot be obtained. Are known. However, in this type of transflective liquid crystal display device, since the backlight light passes through a reflective film made of a metal thin film and used for display, it is difficult to achieve both transmissive display and reflective display brightness. It was.
[0003]
Therefore, light from a light source such as an LED (Light Emitting Diode) or a cold cathode tube introduced from the side end surface of the light guide plate is emitted from one surface of the light guide plate, and this light is irradiated from the front surface of the reflective liquid crystal display element. A liquid crystal display device having a surface light emitting device (front light) has been developed. By arranging the front light on the front surface of the liquid crystal display device in this way, the same reflective display as when using outside light is possible even in a dark place.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 4 is a perspective view schematically showing a configuration of a display device having a front light that is generally used at present. The front light 20 shown in this figure includes a flat light guide plate 22 and the light guide plate 22. And a rod-shaped light source 23 arranged on one side end face 22a. The light emitted from the light source 23 during operation is introduced into the light guide plate 22 through the side end face 22a, and is repeatedly reflected on the inner surface of the light guide plate 22, while the light guide plate 22 has one surface (upper surface in the drawing). The light that is reflected by the inclined surface of the stripe-shaped groove 22c formed on the light and becomes the light directed to the light emission surface (lower surface in the drawing) of the light guide plate 22 is emitted from the light emission surface. The emitted light illuminates a display device 24 such as a liquid crystal display device disposed on the lower surface of the front light 20.
[0005]
Incidentally, the light guide plate 22 provided in the front light 20 is generally manufactured by injection molding in which a resin material is injected into a mold. This is because manufacturing by injection molding is advantageous from the viewpoint of mass productivity and manufacturing cost, but when the light guide plate 22 manufactured by this injection molding is used, it is formed on a part of the peripheral portion of the light guide plate 22. There was a problem that a birefringence portion was generated. This birefringent portion is not noticeable when viewed with the naked eye, but is particularly conspicuous when viewed with changed sunglasses.
[0006]
FIG. 5 is a schematic view for illustrating the position of the birefringence portion generated in the light guide plate 22, and FIG. 6 is a mold for manufacturing the light guide plate 22 by injection molding. A mold 27 shown in FIG. 6 includes a resin injection port 28 for introducing a resin material into the mold, a gate formation portion 29 formed continuously from the resin injection port 28, a light guide plate formation portion 30, and the like. It is configured with.
[0007]
When the present inventor investigated the birefringence portion, as shown in FIG. 5, in the injection molding process, the light guide plate 22 in the vicinity of the connection portion between the one end face of the light guide plate 22 and the gate 24 formed continuously. It was found that two birefringent portions 25 were formed inside. That is, in the mold 27 shown in FIG. 6, it is a position corresponding to the light guide plate forming portion 30 side in the vicinity of both ends of the connection portion 31 between the gate forming portion 29 and the light guide plate forming portion 30. This position is a portion where the resin material flowing into the light guide plate forming portion 30 from the gate forming portion 29 flows while spreading in the width direction of the gate forming portion 29, and particularly in the vicinity of both ends of the connecting portion 31. Therefore, a spiral flow from the light guide plate forming part 30 side to the gate forming part 29 side is formed. Therefore, the present inventor considered that such non-uniformity of flow is a cause of non-uniformity of the resin structure after curing. And the structure of the injection molding process for preventing the birefringent portion 25 from being formed in the injection molding process was studied, and the present invention was reached. Therefore, an object of the present invention is to provide a light guide plate manufacturing method capable of manufacturing a light guide plate capable of emitting light uniformly without generating a birefringent portion with high yield.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present inventor has found that the internal stress remains in the cured resin because there is a portion where the flow of the resin material is non-uniform in the path including the gate from the resin injection port to the light guide plate at the time of injection molding. However, based on the consideration that the birefringent portion 25 is formed in the light guide plate by this, as a result of repeated research on the control of the flow of the resin material inside the mold at the time of injection molding, the following configuration should be adopted. Thus, the inventor has found that the internal stress can be prevented from remaining inside the light guide plate, and a light guide plate free of birefringence can be manufactured.
[0009]
That is, in the light guide plate manufacturing method of the present invention, the gate portion is formed by extending from the resin inlet for introducing the resin material into the mold, and the light guide plate portion is formed continuously at the tip of the gate portion. to the injection molding step, and a separation step of separating the light guide plate unit and the gate portion, the gate width W _G of the connection portion between the gate portion and the light guide plate unit, the connection portion of the light guide plate width W _L and thereby forming the substantially the same, the length of the gate portion, and is characterized in that it has a 1/3 or more of the gate width W _G.
[0010]
According to the method for manufacturing a light guide plate of the present invention, a molding material in which a gate portion and a light guide plate portion are integrated is obtained by injection molding. Then, the molding material, since the gate width W _G and the light guide plate width W _L is substantially equal at the connection portion between the gate portion and the light guide plate unit, the flow of the resin material inside the mold during injection molding It can be controlled appropriately.
That is, the resin material injected into the mold spreads in a fan shape from the resin injection port, and is filled in the order of the gate forming portion for forming the gate portion, and then the light guide plate forming portion for forming the light guide plate portion. However, the flow rate of the resin material filled in the mold becomes more remarkable at the portion where the shape inside the mold changes rapidly. According to the above configuration, when the resin material passes through the connection portion between the gate forming portion and the light guide plate forming portion of the mold, there is almost no change in the shape inside the mold, so that the flow rate does not change greatly. It is possible to prevent the internal stress from remaining due to the change in the flow velocity, and to prevent the birefringent portion from being formed on the light guide plate.
In addition, by adopting such a configuration, the distance between the vicinity of the resin inlet where the birefringent portion is easily formed and the light guide plate portion can be increased, so that the birefringence of the resin material formed in the gate portion can be increased. It is possible to prevent the part from reaching the light guide plate part.
[0011]
Then, in the manufacturing method of the light guide plate of the present invention, the gate width W _G of the connection portion of the gate and the light guide plate, the ratio W _G / W _L of the light guide plate width W _L of the connecting portion, 0. It is good also as a range of 9 or more and 1.1 or less.
Even in such a configuration, when the resin material passes through the connection portion between the gate forming portion and the light guide plate forming portion of the mold, it is possible to prevent the flow rate from changing greatly. And, it is possible to prevent the internal stress from remaining in the vicinity thereof.
[0012]
Then, in the manufacturing method of the light guide plate of the present invention, from the resin injection port, the distance to the connection portion of the gate portion and the light guide plate unit, it is preferable that a half or more of the gate width W _G .
By adopting such a configuration, the distance between the vicinity of the resin inlet where the birefringent portion is easily formed and the light guide plate portion can be increased, so that the birefringent portion of the resin material formed in the gate portion can be reduced. It can prevent reaching the light guide plate part.
[0013]
Then, in the manufacturing method of the light guide plate of the present invention, the thickness of the connecting portion between the light guide plate of the gate, it is preferable that the thickness and the same of the light guide plate.
By adopting such a configuration, the change in the flow rate of the resin material in the thickness direction of the light guide plate can be reduced in the connection portion between the gate forming portion and the light guide plate forming portion of the mold. Even in the thickness direction, no internal stress remains. Therefore, it is possible to more effectively prevent the birefringent part from being formed in the light guide plate part.
[0014]
Next, in the light guide plate manufacturing method of the present invention, a light incident surface for introducing light from the light source can be formed on the side end surface of the light guide plate opposite to the gate.
[0015]
Next, in the light guide plate manufacturing method of the present invention, a light incident surface for introducing light from the light source is formed on the side end surface of the light guide plate adjacent to the side end surface on which the gate is formed. You can also.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments.
[0017]
FIG. 1 is a partial plan sectional view schematically showing a mold for injection molding used when a light guide plate is manufactured by the method for manufacturing a light guide plate of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of the mold shown in FIG. It is a sectional side view.
A mold 10 shown in FIG. 1 is a metal mold made of stainless steel, steel, or the like, and includes a resin injection port 11 for introducing a resin material into the mold, and a gate continuous with the resin injection port. The forming part 12 and the light guide plate forming part 13 are formed in this order. Then, the width W ₁ of the gate forming portion 12 at the connecting portion 14 is a position where the these gate forming portion 12 and the light guide plate forming portion 13 are in contact, the width W ₂ of the light guide plate forming portion 13, the same or substantially the same Has been. These widths W ₁ and W ₂ being substantially the same indicate that the difference between these widths is within ± 10% of the width W ₂ of the light guide plate forming portion 13. That is, the ratio W ₁ / W _{2 of the} widths W ₁ and W ₂ may be in the range of 0.9 to 1.1. Therefore, the ratio W _G / W _L between the width W _G of the gate portion and the width W _L of the light guide plate portion in the molding material injection-molded using the mold 10 is set in the range of 0.9 to 1.1. be able to. By using the molding material in this range, it is possible to manufacture a light guide plate that can obtain a uniform amount of emitted light without producing a birefringent portion.
[0018]
When the ratio W ₁ / W ₂ exceeds the above range, the difference between the width of the gate forming portion 12 and the width of the light guide plate forming portion 13 becomes too large, so that the gate forming portion 12 shown in FIG. Since the change in the flow of the resin material becomes too large at the connection portion 14 between the light guide plate forming portion 13 and the birefringent portion is formed on the light guide plate portion side of the molding material, it is not preferable.
[0019]
Further, in the side view shown in FIG. 2, a mold 10 a is disposed on the upper side of the mold 10, and the gate forming part 12 and the light guide plate forming part 13 are formed between the

molds

10 and 10 a. Yes. Although not shown, a large number of stripe-shaped grooves for transferring to the light guide plate are formed on the lower surface side of the mold 10a. As shown in FIG. 2, in the connecting portion 14 between the gate forming portion 12 and the light guide plate forming portion 13, the thickness of the gate forming portion 12 and the thickness of the light guide plate forming portion 13 are substantially the same.
[0020]
In the injection molding step of the manufacturing method of the present embodiment, the resin material injected into the mold 10 is filled into the gate forming unit 12 from the resin injection port 11 and then sequentially into the light guide plate forming unit 13. Thereafter, the filled resin material is solidified by a cooling step, and a flat molding material in which the gate portion 15 and the light guide plate portion 16 shown in FIG. 2 are integrally formed is obtained.
[0021]
FIG. 3 is a perspective view showing a molding material produced using the

molds

10 and 10a shown in FIGS. The molding material 17 shown in FIG. 3 includes a gate portion 15 and a light guide plate portion 16 that are integrally formed, and a connection portion between the gate portion 15 of the molding material 17 and the light guide plate portion 16. 18, the width of the gate portion 15 (gate width W _G ) and the width of the light guide plate portion 16 (light guide plate width W _L ) are formed to be the same or substantially the same width.
[0022]
In the manufacturing method of the present embodiment, the gate portion and the light guide plate portion 16 of the molding material 17 are separated to obtain a light guide plate. As this separation method, a known technique such as cutting with a cutter or cutting with a laser can be used.
[0023]
In the manufacturing method of the present embodiment, the mold 10 shown in FIGS. 1 and 2 is used in the injection molding process. In the injection molding process, the resin material injected from the resin injection port shown in FIG. 1 spreads from the resin injection port 11 to the gate width W ₁ in the gate formation portion 12 and then flows into the light guide plate formation portion 13 to be guided. It spreads to the optical plate width W ₂ and is filled in the mold 10. In the mold 10 shown in FIG. 1, the width W ₁ of the gate forming portion 12 in the connecting portion 14 and the width W ₂ of the light guide plate forming portion are substantially the same, so that the resin injected into the mold 10 The flow rate of the resin material when the material passes through the connection portion 14 is not greatly different between the center of the connection portion 14 and both ends. Thereby, the internal stress produced by the difference in the flow velocity in the resin material can be reduced. Therefore, in the molding material 17 shown in FIG. 3 formed by transferring the shape of the inner surface of the mold 10, the gate width W _G and the light guide plate width W _L are formed substantially the same, and the molding material 17 It is possible to suppress the formation of a birefringent portion. Thereby, a light guide plate with a uniform amount of emitted light can be manufactured.
[0024]
Further, since the gate width W _G and the light guide plate width W _L is the same or substantially the same, in the step of separating the gate portion 15 and the light guide plate part 16 of the molding material 17, the both cutting accuracy of Even in the case of a decrease, the yield of the product can be improved without affecting the uniformity of the separated light guide plate portion 16. That is, the gate width W _G is, in the conventional configuration that is formed extremely smaller than the light guide plate width W _L, it is necessary to accurately cut at the connection of the both in separating the gate portion and the light guide plate unit For this reason, cutting defects are likely to occur and the yield of the product has been reduced. However, according to the configuration of the present invention, even if the cutting position is slightly deviated, the cutting defect does not occur. The yield can be improved.
[0025]
As the resin material, in addition to an acrylic resin, a transparent resin material such as a polycarbonate resin and an epoxy resin can be used. However, it is preferable to use a material having a high light transmittance and hardly causing birefringence. Specific examples include, but not particularly limited to, arton (trade name: manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.), ZEONOR (product name: manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.), and the like. .
[0026]
As shown in FIG. 1, the gate forming portion 12 of the mold 10 of this embodiment has a square shape in plan view. The reason for this shape is that even when the mold 10 is used, a portion having a non-uniform structure of the resin material may be formed in the molding material 17.
Specifically, when the resin material injected into the mold 10 in the injection molding process spreads inside the gate forming portion 12, the resin material is spirally wound on both sides of the outlet side of the resin injection port 11. A non-uniform part is formed. When this non-uniform portion reaches the light guide plate portion 13, a birefringence portion is generated on the light guide plate portion side. Therefore, in the present invention, this non-uniform portion is disposed at both

corners

12a and 12a on the entrance side of the gate forming portion 12. The nonuniform portion is configured not to reach the light guide plate portion 13 of the molding material 17. Therefore, according to the manufacturing method of the present embodiment, the molding material 17 that does not include the uneven portion in the light guide plate portion 16 can be manufactured. Therefore, it is possible to manufacture a light guide plate that does not generate a birefringent portion.
[0027]
Further, the length of the gate forming portion 12 of the mold 10 shown in FIG. 1 (distance d from the resin injection port 11 to the connecting portion 14) is not less than 1/3 of the width W ₁ of the gate forming portion 12. It is said. With such a configuration, when the resin material injected from the injection port spreads to the width W ₁ of the gate forming portion 12, the resin material passes through a sufficient distance and reaches the light guide plate forming portion. Yes. Therefore, the molding can be performed so that the flow rate of the resin material does not greatly differ between the gate central portion and the both ends of the gate, thereby reducing the internal stress when the resin material spreads. It is possible to prevent the internal light from remaining on the light guide plate portion 16 of the molding material 17 to be uneven and the amount of emitted light from becoming non-uniform. Furthermore, even if the cutting accuracy in the step of separating the gate portion 15 and the light guide plate portion 16 is reduced by keeping the length of the gate portion 15 sufficiently, the non-uniform portion is not included in the light guide plate of the product. Can be.
[0028]
The length d of the gate forming portion 12 is preferably ½ or more of the width W ₁ of the gate forming portion 12. With such a configuration, since the flow rate of the resin material can be made more uniform, the resin structure of the light guide plate portion 16 can be made more uniform, and a light guide plate with a more uniform emitted light quantity can be manufactured. be able to.
If the length of the gate forming portion 12 is increased to some extent, the above effect can be sufficiently obtained. On the other hand, if the length of the gate forming portion 12 is too large, the gate portion 15 of the molding material 17 becomes large and waste of raw materials increases, resulting in an increase in manufacturing cost.
[0029]
In the molding material 17 shown in FIG. 3, the light from the light source is guided to the side end surface 16a on the side opposite to the gate portion 15 or the side end surfaces 16b, 16b adjacent to the side end surface 16a on the side surface of the light guide plate portion. It is preferable that a light incident surface for introduction into the light plate is formed. That is, since the connection part between the gate part 15 and the light guide plate part 16 is not a light incident surface, a step of finishing the cut surface between the gate part 15 and the light guide plate part 16 is not required, so that the light guide plate can be efficiently processed. Manufacturing can be performed. Further, in the mold 10 shown in FIG. 1, in order to form the light incident surface on the

side end surface

16a or 16b shown in FIG. 3, the

inner surfaces

13a and 13b, 13b are suitable for forming a light incident surface. It is processed into a shape. As a shape suitable for forming the light incident surface, for example, a smooth surface shape having a surface roughness of 10 nm or less can be exemplified.
[0030]
【Example】
Hereinafter, the effects of the present invention will be clarified by examples, but the present invention is not limited to the following examples.
[0031]
In this example, each of the light guide plate manufactured by the manufacturing method according to the present invention and the light guide plate manufactured by the conventional method is prepared, and visual observation through a polarizer is performed as an index of uniformity of the amount of emitted light. went. Below, the manufacturing process and evaluation result are demonstrated.
[0032]
Example 1
First, a molding material in which a gate portion and a light guide plate portion having the same shape as the molding material shown in FIG. 3 were integrally formed was produced by injection molding using a mold. The dimensions of the light guide plate portion of the molding material were 50 mm long × 36 mm wide × 0.8 mm thick, and the gate portion was 25 mm long × 36 mm wide × 0.8 mm thick. Further, a wedge-shaped groove having a 250 μm pitch and a depth of 50 μm in side view was formed in a stripe shape on one surface of the light guide plate.
[0033]
(Examples 2 to 4)
Next, as Examples 2 to 4, molding materials were produced in the same manner as in Example 1 except that the dimensions of the gate portion were changed from 15 mm to 30 mm in length as shown in Table 1.
[0034]
(Examples 5 and 6)
Next, as Examples 5 and 6, molding materials were produced in the same manner as in Example 1 except that the width of the gate portion (gate width) was 39 mm and 33 mm, respectively. (That is, the width of the light guide plate portion is 36 mm.)
[0035]
Next, the birefringence formed in the material constituting the molding material by visual observation through the polarizer (polarized sunglasses) for the molding materials of Examples 1 to 6 and Comparative Example 1 produced above. The part was confirmed and evaluated based on the following evaluation criteria. The evaluation results are also shown in Table 1. In the following evaluation criteria, “no problem in practical use” means a case where a birefringence portion does not cover the display region of the display device when the light guide plate is mounted on the display device and used.
[0036]
(Double-circle): A birefringence part is not seen at all in a light-guide plate part.
○: Although there is a birefringence portion at a part of the periphery of the light guide plate portion, there is no practical problem.
(Triangle | delta): The spread of the birefringence part to a light-guide plate part is remarkable.
[0037]

[0038]
As shown in Table 1, in the molding material produced by the production method of the present invention, a birefringent portion that causes a practical problem is not confirmed, and a light guide plate that can emit light uniformly when used is obtained. It was confirmed. Further, in the molding materials of Examples 1, 3, and 4 in which the length of the gate portion is set to 1/3 or more of the width of the light guide plate, no birefringence portion is formed in the light guide plate portion. It was confirmed that an excellent light guide plate with uniform light distribution can be obtained. Furthermore, the evaluations of Examples 1, 3, and 4 were all evaluated as ◎, but in particular, the molding material of Examples 1 and 4 in which the length of the gate portion was not less than ½ of the width of the light guide plate was a gate. Only a small birefringence part was confirmed at both corners on the resin injection port side of the part, and it had extremely excellent uniformity.
[0039]
In addition, in the molding materials of Examples 5 and 6 manufactured with different gate widths and light guide plate widths, although some birefringence portions were observed, birefringence was observed in the portions corresponding to the display areas of the light guide plate portions. No part was seen, and there was no problem in practical use. On the other hand, the molding material of Comparative Example 2 having a gate width of 32 mm has a large proportion of the birefringent portion, and cannot be practically used. Therefore, it was confirmed that a light guide plate having excellent uniformity of emitted light quantity can be manufactured if the ratio of the gate width to the light guide plate width is in the range of 0.9 to 1.1.
[0040]
【The invention's effect】
As described above in detail, the method of manufacturing the light guide plate of the present invention includes a step of producing a plate-shaped molding material including a gate portion and a light guide plate portion formed integrally with the gate portion by injection molding. in the gate width W _G of the connection portion between the gate portion and the light guide plate unit, with the construction of forming the light guide plate width W _L of the connecting portion substantially the same, the manufactured light guide plate It is possible to prevent the internal stress from remaining and the structure from becoming uneven. Therefore, according to the method for manufacturing a light guide plate of the present invention, it is possible to easily manufacture a light guide plate that can obtain a uniform amount of emitted light.
[0041]
In addition, since the width of the light guide plate and the gate width of the connection portion are substantially the same, even in the step of separating the light guide plate and the gate, even if the separation position is slightly deviated from the connection portion, Therefore, it is a production method excellent in mass productivity.
[0042]
Next, in the present invention, the ratio W _G / W _L between the gate width W _{G at} the connection portion between the gate portion and the light guide plate portion and the light guide plate width W _L at the connection portion is 0.9 or more and 1. Even in the range of 1 or less, a light guide plate having a uniform amount of emitted light can be manufactured with high yield.
[0043]
Then, the length of the gate portion, if 1/3 or more of the gate width W _G, it is possible to improve the uniformity of the emission light intensity of the produced light guide plate.
[0044]
Next, if the thickness of the connection portion between the gate portion and the light guide plate portion is substantially the same as the thickness of the light guide plate portion, the connection portion between the gate portion and the light guide plate portion is formed. Since there is no change in the flow rate of the resin material, no internal stress is generated at the connection portion, and the internal stress hardly remains in the light guide plate portion.
[0045]
Next, a light incident surface for introducing light from the light source is formed on the side end surface of the light guide plate portion opposite to the gate portion, or a light guide surface adjacent to the side end surface on which the gate portion is formed. If a light incident surface for introducing light from the light source is formed on the side end surface of the light plate portion, the light incident surface can be formed at the same time as the injection molding, so that the light guide plate can be manufactured efficiently. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial plan sectional view schematically showing a mold used in a manufacturing method according to the present invention.
FIG. 2 is a partial side sectional view of the mold shown in FIG.
FIG. 3 is a perspective view schematically showing a molding material according to the present invention.
FIG. 4 is a perspective view illustrating an example of a display device including a front light.
FIG. 5 is a perspective view schematically showing the light guide plate shown in FIG. 4;
FIG. 6 is a partial plan sectional view of a mold used for manufacturing the light guide plate shown in FIG.
[Explanation of symbols]
15 Gate portion 16 Light guide plate portion 17 Molding material 18 Connection portion

Claims

A method of manufacturing a light guide plate having a structure in which light from a light source is introduced into the inside from one side end surface and the light is emitted from one main surface,
In a step of producing a plate-shaped molding material comprising a gate portion and a light guide plate portion integrally formed with the gate portion by injection molding, a gate width W _{G at} a connection portion between the gate portion and the light guide plate portion. and thereby substantially equal to the light guide plate width W _L of the connecting portion, the length of the gate portion, the manufacturing method of the light guide plate, characterized in that a 1/3 or more of the gate width W _G.

The gate width W _G of the connection portion of the gate portion and the light guide plate unit, that the ratio W _{G /} W _L of the light guide plate width W _L of the connecting portion, and a range of 0.9 to 1.1 The method for manufacturing a light guide plate according to claim 1, wherein

The gate portion, a thickness in the connecting portion between the light guide plate unit, a manufacturing method of the light guide plate according to claim 1 or 2, characterized in that the thickness and the same of the light guide plate.

The side end face of the opposite side of the light guide plate and the gate, the light guide plate according to any one of claims 1 to 3, the light from the light source and forming a light incident surface for introducing therein Manufacturing method.

The side end face of the light guide plate adjacent to the side end surface on which the gate is formed, any one of claim 1 to 3, characterized in that to form the light incident surface for introducing light from the light source in the interior The manufacturing method of the light-guide plate of description.