JP4524282B2 - 導光板体 - Google Patents
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Description
【技術分野】
【０００１】
この発明は、テレビジョン受像機、パーソナルコンピュータのモニター、携帯電話等の電子機器用の液晶ディスプレイ、案内灯、方向指示灯、ブレーキランプなどの各種ランプ、照明灯、或いは大型看板のバックライトとしての使用に便利で極めて好適な導光板体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、テレビジョン受像機、パーソナルコンピュータのモニター、携帯電話等の電子機器用の液晶ディスプレイ、案内灯、方向指示灯、ブレーキランプなどの各種ランプ、照明灯、或いは大型看板のバックライトとして、冷陰極管表示装置、蛍光管表示装置やLED(Light Emitting Device)アレイ装置を用いることが知られている。例えば薄型の液晶表示装置では、液晶の画像セルの裏面側には、発光体としてのバックライトユニットが設けられているが、最近の薄型志向から、光源となる冷陰極管や白色ダイオードを並べたものをアクリルなどの導光板と呼ばれる透明平板の端面に配置し、その端面からの入射光をプリズムシートや散光シートなどを利用しながら表面側へ散光させるように構成されている。図３２は、このような導光板を用いた従来のバックライトユニットを示す図である。図示のように、アクリル樹脂板２２２の背面部２２３に印刷塗布された多数の反射印刷面２２４を設け、アクリル樹脂板２２２の端面２２５に備えた光源部２２０より導入された光がこれら多数の反射印刷面２２４を介して反射されてアクリル樹脂板２２２の表面２２１に導出されるようにしている。アクリル樹脂板２２２の表面２２１には、通常プリズムシートや散光シートと呼ばれる光学部材が液晶セルとの間に配置される。
【０００３】
この様な技術を用いた導光板としては特許文献１に記載されたものがある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−４３２６６公報
【０００５】
ところが従来の液晶ディスプレイ又は液晶ディスプレイ以外での大型看板等のバックライトとして用いられている導光板体は、液晶ディスプレイの全面又は大型看板の全面に亘りむらなく高輝度で効率よく光を当てることが困難であり、表示部や光投影部の一部にむらが生じ、液晶ディスプレイの性能を十分に引き出すことができない等の欠点があった。また、近年のLEDアレイなどは低消費電力やエネルギー効率の点で優れた電子部品として注目を集めているが、プリズムシートや散光シートと呼ばれる光学部材が必要であり、その部品の分だけ液晶ディスプレイの製造コストを高くしている。
【発明の開示】
【０００６】
この発明は、上述の問題点を解決したものであり、テレビジョン受像機、パーソナルコンピュータのモニター、携帯電話等の液晶ディスプレイの全面又は大型看板の全面に亘りむらなく高輝度で効率よく光を当てて液晶ディスプレイ又は大型看板の性能を改善させることができ、使用に便利で極めて使い勝手が良い導光板体を得ることを目的としたものである。
【０００７】
上記の目的を達成するため本発明の導光板体は、透光性を有し高分子材料からなる透光性板体の端面から光を入射して該光を背面から表面に向かって導出させるための導光板体であって、前記背面の同一面内に、点状で断面形状が角錐、円錐、角錐台、円錐台、角柱、又は円柱からなる凹状に形成された複数の点状凹状部と、筋状で断面形状がＶ字又は矩形からなる凹状に形成された複数の筋状凹状部とを有し、前記点状凹状部は、前記筋状凹状部の深さよりも深くなるように、前記背面に形成され、且つ前記筋状凹状部は、直線状に複数平行に形成されたものが、他の直線状に複数平行に形成されたものと、所定の角度で交差するように、前記背面に形成されたことを特徴とする。
【０００８】
光源からの光は透光性を有する高分子材料からなる透光性板俸に導入され、該導入された光は透光板体の背面に設けた窪み部を備えた多数の凹状部によって向きを変えて進む。その結果、むらが生じることなく発光するものでテレビジョン受像機、パソコン、蕩帯電話の液晶ディスプレイのバックライトとして極めて好適である。また、本発明によれば特に導光基板の背面の中央部に窪み部よりも深くした複数の窪み部を設けたことによって光源の光の反射が助長されて広い範囲に亘りむらなく高輝度で光を出して大型看板の性能を向上させ、大型看板物のバックライトとして極めて好都合に作用するものである。
【０００９】
また、本発明の他の導光板体は、上述のように、透光性を有するアクリル樹脂板等の透光性板体の背面の全面に亘り窪み部を備えた多数の凹状部を設けた構造を有しており、透光性板体の端面壁面部に隣接して透光性板体に光を導入する光源を設け、光源に通電することにより光源より出された光は透光性を有する透光性板体に導入される。その導入された光は透光性板体の背面に設けた窪み部を備えた多数の凹状部によって向きを変えて進むとともに光が導光基板の表面から出て透光性板体がむらが生じることなく発光するものでテレビジョン受像機、パーソナルコンピュータのモニター、携帯電話等の電子機器用の液晶ディスプレイのバックライトとして極めて好適である。
【００１０】
また、特に導光基板の背面の中央部に窪み部よりも深くした複数の窪み部を設けたことによって光源の光の反射が助長されて広い範囲に亘りむらなく高輝度で光を出して大型看板の性能を向上させ、大型看板物のバックライトとして極めて好都合に作用するものである。
【００１１】
また、透光性板体の背面の全面に亘り設けた窪み部を備えた複数の凹状部は交差部を有した多数本の波筋状で形成したものであるので光源より出た光は色々の多方向に多本数の波筋状で乱反射されて導光基板の全面より発光する光の輝度を高めるものである。
【００１２】
また、透光性板体の背面の全面に亘り設けた窪み部を備えた複数の凹状部は交差部を有した多数本の傾斜した平行直交筋状で形成したもので光源より出た光は交差部を有した多数本の直交した平行直交筋状で反射されて導光基板の光源を設けた方向に相当する導光基板の両端面部より発光する光の輝度を高めるものである。
【００１３】
また、透光性板体の背面の全面に亘り設けた窪み部を備えた複数の凹状部は交差部を有した多数本の直交した平行傾斜筋状で形成したもので光源より出た光は交差部を有した多数本の直交した平行直交筋状で反射されて導光基板の光源を設けた方向に相当する導光基板の両端面部より発光する光の輝度を高めるものである。
【００１４】
また、透光性板体の背面の全面に亘り設けた窪み部を備えた複数の凹状部は多数の点状凹状部で形成したもので点状凹状部同士の間隔を異にした導光基板を形成することが容易であり、液晶ディスプレイ又は大型看板に適した輝度を備えた導光基板を用いることができてバックライトとしての効率よく使用できるものである。
【００１５】
以上のように、本発明の導光板体は、テレビジョン受像機、パーソナルコンピュータのモニター、携帯電話等の電子機器用の液晶ディスプレイの全面又は大型看板の全面に亘りむらなく高輝度で効率よく光を当てて、液晶ディスプレイ又は大型看板の性能を向上させることができ、使用に際して便利で極めて使い勝手が良く好都合であると共に製作が簡便であり、安価に提供することができる等の幾多の産業的利点を奏するものである。
【発明の効果】
【００１６】
この様に本発明にかかる導光板体によれば、パーソナルコンピュータのモニター、携帯電話等の液晶ディスプレイの全面又は大型看板の全面に亘りむらなく高輝度で効率よく光を当てて液晶ディスプレイ又は大型看板の性能を改善させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について説明する。図１は導光板体の一例の概略斜視図である。本実施形態の導光板体は、透光性を有する透光性板体であるアクリル樹脂板１０と、その背面に設けられた複数の凹部３を有し、各凹部３は当該アクリル樹脂板１０の背面側にマトリクス状に配列されて形成されている。本実施形態においては、凹部３はそれぞれ４角錐の形状を有した孔となっており、その４角錐の底面がアクリル樹脂板１０の背面で開口し、４角錐の頂点がアクリル樹脂板１０の厚みの中ほどに位置する深さに形成されている。
【００１８】
アクリル樹脂板１０は、光透過性の高い熱可塑性合成樹脂であり、本実施形態においては矩形状の平板である。アクリル樹脂板１０の厚みは、機能や用途に応じて任意ものを選択することが可能であるが、一例としては当該アクリル樹脂板１０の端面に配置される発光ダイオードや冷陰極管のサイズに応じて選ぶことも可能である。また、本実施形態では、アクリル樹脂板を平板状としているが、筒状などの曲面を有する形状であっても良く、部分的に板の厚みが変わるような構造のものであっても良い。また、アクリル樹脂板１０は、光透過性の高い熱可塑性合成樹脂ということで採用されているが、他の光透過性の高い熱可塑性合成樹脂を用いることも可能である。
【００１９】
複数の凹部３は、それぞれがアクリル樹脂板１０の端面１１から入射した光を当該アクリル樹脂板１０の表面８側に反射するための孔であり、本実施形態においては、略４角錐の形状を有した孔とされる。各凹部３の周辺部には、アクリル樹脂板１０の背面９から突出するように形成された周辺突条部４が設けられている。この周辺突条部４は、凹部３を形成する際に、熱ロール若しくは熱プレートの表面に形成されたピラミッド状の突起をアクリル樹脂板１０の背面９に加圧した際に隆起してなる部分であり、一旦その加圧時に熱で溶融し冷却して各凹部３の周辺部で固まった部分である。この周辺突条部４によって、アクリル樹脂板１０の背面９の面内方向に進行する光が拡散され、透光性を有する透光性板体の例えば端面から導入された光を効率良く表面側へ反射され、凹部３の周囲での光取り出し効率を改善する。各凹部３は、所要の傾斜面を有していることから、アクリル樹脂板１０の端面１１から入射した光を効率良く、アクリル樹脂板１０の表面８側に反射しているが、端面１１からの入射光と共に凹部３内の乱反射などでアクリル樹脂板１０の背面９の面内方向に進行する光なども有効に周辺突条部４によってアクリル樹脂板１０の表面８側に反射されることになる。
【００２０】
複数の凹部３のサイズは、その背面側の径で例えば０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍであり、隣接する凹部３のピッチは例えば０．１ｍｍ〜２．０ｍｍ、より好ましくは０．３ｍｍ〜０．７ｍｍに設定することが可能である。凹部３の頂点側の角度はコーナーキューブのように約９０度とすることも可能であるが、それよりも多少小さく６０〜７０度程度でも良く、反対により鈍角な１２０度程度であっても良い。また、アクリル樹脂板１０の周辺部と中央部で、複数の凹部３のサイズやピッチ、形状、方向、深さなどを変えても良く、例えばアクリル樹脂板１０の中央部では光強度が不足がちであることから、複数の凹部３を比較的に高密度に配置するようにしても良い。
【００２１】
このようなアクリル樹脂板１０の表面８側に反射するための複数の凹部３には、冷陰極管やLEDアレイの如き比較的に狭いスペースにも有効に配置できる光源１２から射出した光が直接或いは反射面１３で反射してアクリル樹脂板１０の端面１１に入射し、その入射した光が複数の凹部３とその周辺突条部４で反射して、液晶ディスプレイの全面又は大型看板の全面に亘りむらなく高輝度で効率よく光を当てることになる。
【００２２】
図２に示した角錐状の凹部３の形状に限定されず、本発明の導光板体は、円錐や角柱、円柱、円錐台や角錐台などの種々の形状を採ることができ、例えば図３に示す変形例のように、円錐台形状の凹部２３をアクリル樹脂板２０の背面２６に複数形成することも可能である。このような円錐台形状の凹部２３の形状であっても、熱ロール若しくは熱プレートの表面に形成された頭が平らなピラミッド状や筒状の突起をアクリル樹脂板２０の背面２６に加圧して、所望の形状の凹部２３と同時に周辺突条部２４を形成することができる。また、円錐や角錐などの形状では、尖頭部分が偏芯しているようなものでも良い。また、複数の凹部３は、全てが同じ形状である必要はなく、一部が異なる形状やサイズであったり、複数の形状の凹部３を組み合わたのパターンを並べるようなものであっても良い。
【００２３】
図４は熱ロールによる本実施形態の導光板体の製造方法の一例を示しており、基台１７上に移動式テーブル１５上にアクリル樹脂板１６が支持されている。このアクリル樹脂板１６は、最終製品として背面側となる側が上側となるように移動式テーブル１５上に固定されており、その移動式テーブル１５上のアクリル樹脂板１６に圧接するように熱ロール１８が設けられている。この熱ロール１８は、アクリル樹脂板１６を加熱及ぶ加圧するものであり、図５に示すように、形成する凹部の形状に応じた突起１９が形成されている。熱ロール１８をアクリル樹脂板１６に圧接させると、突起１９がアクリル樹脂板１６の面に刺さるように食い込み、その表面での温度上昇に伴って溶融し冷却して各凹部の周辺部で周辺突条部が固まることになる。
【００２４】
次に、図６は、透光性を有するアクリル樹脂板等の透光性板体３１の両端面３７、３７に光源３８、３８を配した例を示すものであり、透光性板体３１の背面３２の全面に亘り窪み部を備えた多数の凹状部を設けると共に背面の中央部に窪み部よりも深くした多数の窪み部３５を設けて透光性板体３１を形成している。光源３８、３８からの光は、一部は直接、透光性板体３１の両端面３７、３７に入射し、また一部は支持板４１、４１の反射面４０で反射して両端面３７、３７に入射する。
【００２５】
光源３８、３８に通電することにより光源３８、３８より出された光は透光性を有する透光性板体３１に導入され、透光性板体３１に導入された光は透光性板体３１の背面３２に設けた窪み部を備えた多数の凹状部３６によって向きを変えて進むとともに、光が透光性板体３１の表面から出て透光性板体３１がむらが生じることなく発光するものであって、テレビジョン受像機、パーソナルコンピュータのモニター、携帯電話等の電子機器用の液晶ディスプレイのバックライトとして極めて好適である。光源３８として透光性板体３１に光を導入する冷陰極管又はＬＥＤ光源等の光源を反射面４０、４０を備えた支持板４１、４１内に設けたものであり、支持板４１に設けた反射面４０は透光性板体３１への光の導入を助長して導光板の輝度をより高くして液晶ディスプレイの性能をより向上させるものである。
【００２６】
図７乃至図９は本発明の第２の実施形態を示す図であり、図７が本発明の導光板体の第２の実施形態の概略背面図であり、図８が図７に示した本発明の導光板体の第２の実施形態の要部A-A拡大断面図であり、図９が図７に示した本発明の導光板体の第２の実施形態の要部B-B拡大断面図である。この本発明の第２の実施形態においては、透光性板体３６の背面３２の全面に亘り設けた窪み部を備えた多数の凹状部は多数本の波筋状３４、３９で形成したものであり、網目状をなす多数の凹状部の略中心部分に多数の深窪み部３５も形成される。
【００２７】
このような第２の実施形態に於ける多数本の波筋状は、次に説明する第３の実施形態に於ける多数本の傾斜した平行傾斜筋状及び第４の実施形態に於ける多数本の直交した平行直交筋状と同様に、それぞれ鋸刃状のような複数の突出刃先部を設けると共に電熱を介して加熱した筋形成器具で形成するものであり、その形成は筋形成器具の多数の突出刃先部を透光性板体の背面に当接し、更に筋形成器具の多数の突出刃先部又は透光性板体の背面のいずれかを移動させることで透光性板体の所要箇所を溶融切削して透光性板体の背面に多数本の波筋状、多数本の傾斜した平行傾斜筋状、多数本の直交した平行直交筋状を簡便に形成することができるものである。
【００２８】
また、多数の深窪み部３５は電熱を介して加熱した深窪み部形成用ローラ体を回転移動させることで透光性板体３６の所要箇所を溶融切削して透光性板体３６の背面３２の所要箇所を溶融切削して透光性板体３６の背面に多数の深窪み部３５を簡便に形成することができるものである。
【００２９】
図１０乃至図１２は本発明の第３の実施形態を示す図であり、図１０が本発明の導光板体の第３の実施形態の概略背面図であり、図１１が図１０に示した本発明の導光板体の第３の実施形態の要部A-A拡大断面図であり、図１２が図１０に示した本発明の導光板体の第２の実施形態の要部B-B拡大断面図である。この本発明の第３の実施形態においては、透光性板体５６の背面５２の全面に亘り設けた窪み部を備えた多数の凹状部は交差部を有した多数本の傾斜した平行傾斜筋状５４、５７で形成したものであり、平行傾斜筋状５４、５７によって網目状をなす多数の凹状部の略中心部分に多数の深窪み部５５も形成される。透光性板体５６の図示しない端面から入射した光は、これらの多数の凹状部で反射され、透光性板体５６の表面５１から高効率で反射され、輝度をより高くして液晶ディスプレイの性能をより向上させる。
【００３０】
図１３乃至図１５は本発明の第４の実施形態を示す図であり、図１３は本発明の導光板体の第４の実施形態の概略背面図であり、図１４が図１３に示した本発明の導光板体の第４の実施形態の要部A-A拡大断面図であり、図１５が図１３に示した本発明の導光板体の第４の実施形態の要部B-B拡大断面図である。この本発明の第４の実施形態においては、透光性板体６６の背面６２の全面に亘り設けた窪み部を備えた多数の凹状部は交差部を有した多数本の傾斜した平行傾斜筋状６４、６７で形成したものであり、平行傾斜筋状６４、６７によって交差点６０を以って格子状をなす多数の凹状部の略中心部分に多数の深窪み部６５も形成される。透光性板体６６の図示しない端面から入射した光は、これらの多数の凹状部で反射され、透光性板体６６の表面６１から高効率で反射され、輝度をより高くして液晶ディスプレイの性能をより向上させる。
【００３１】
図１６及び図１７は本発明の第５の実施形態を示す図であり、図１６は本発明の導光板体の第５の実施形態の概略背面図であり、図１７は図１６に示した本発明の導光板体の第５の実施形態の要部A-A拡大断面図である。この本発明の第５の実施形態においては、透光性板体７６の背面７２の全面に亘り設けた窪み部を備えた多数の凹状部は多数の点状凹状部７４で形成したものであり、透光性板体７６の略中心部分に偏って多数の深窪み部７５も形成される。透光性板体７６の図示しない端面から入射した光は、これらの多数の点状の凹状部で反射され、透光性板体７６の表面７１から高効率で反射され、輝度をより高くして液晶ディスプレイの性能をより向上させる。
【００３２】
ここで第５の実施形態に於ける多数の点状凹状部はローラ体の周壁面に多数の突出刃先部を設けると共に電熱を介して加熱した点状形成器具で形成するもので、その形成は点状形成器具の多数の突出刃先部を透光性板体７６の背面７２に当接し、更に点状形成器具のローラ体を透光性板体７６の背面７２上で回転移動させることで透光性板体の所要箇所を溶融切削して透光性板体７６の背面７２に多数の点状凹状部を簡便に形成することができるものである。特にローラ体の周壁面に設けた多数の突出刃先部の数を異にした点状形成器具を用いることで透光性板体７６の背面７２に形成した多数の点状凹状部同士の間隔が相違した導光板を得ることができるものである。
【００３３】
図１８乃至図２０は本発明の第６の実施形態を示す図であり、図１８は本発明の導光板体の第６の実施形態を示す概略背面図であり、図１９は図１８に示した本発明の導光板体の第６の実施形態の要部A-A拡大断面図であり、図２０は図１８に示した本発明の導光板体の第６の実施形態の要部B-B拡大断面図である。この本発明の第６の実施形態においては、透光性板体８６の背面８２の全面に亘り設けた窪み部を備えた多数の凹状部は後述するような高周波加工若しくは超音波加工により設けた多数本の波筋状８４、８９で形成したものである。透光性板体８６の図示しない端面から入射した光は、これらの多数の波筋状８４、８９の凹状部で反射され、透光性板体８６の表面８１から高効率で反射され、輝度をより高くして液晶ディスプレイの性能をより向上させる。
【００３４】
図２１乃至図２２は本発明の第７の実施形態を示す図であり、図２１が本発明の導光板体の第７の実施形態の概略背面図であり、図２２が図２１に示した本発明の導光板体の第７の実施形態の要部A-A拡大断面図である。この本発明の第７の実施形態においては、透光性板体９６の背面９２の全面に亘り設けた窪み部を備えた多数の凹状部は交差部を有した多数本の傾斜した平行傾斜筋状９４、９７で高周波加工若しくは超音波加工により形成したものであり、平行傾斜筋状９４、９７によって網目状をなす多数の凹状部の略中心部分には、第３の実施形態とは異なり、多数の深窪み部は形成されていない。透光性板体９６の図示しない端面から入射した光は、これらの多数の凹状部で反射され、透光性板体９６の表面９１から高効率で反射され、輝度をより高くして液晶ディスプレイの性能をより向上させる。
【００３５】
図２３乃至図２４は本発明の第８の実施形態を示す図であり、図２３は本発明の導光板体の第８の実施形態の概略背面図であり、図２４が図２３に示した本発明の導光板体の第８の実施形態の要部A-A拡大断面図である。この本発明の第８の実施形態においては、透光性板体１０６の背面１０２の全面に亘り設けた窪み部を備えた多数の凹状部は交差部を有した多数本の傾斜した平行傾斜筋状１０４、１０７で高周波加工若しくは超音波加工により形成したものであり、平行傾斜筋状１０４、１０７によって交差点１００を以って格子状をなす。透光性板体１０６の図示しない端面から入射した光は、これらの多数の凹状部で反射され、透光性板体１０６の表面１０１から高効率で反射され、輝度をより高くして液晶ディスプレイの性能をより向上させる。
【００３６】
図２５及び図２６は本発明の第９の実施形態を示す図であり、図２５は本発明の導光板体の第９の実施形態の概略背面図であり、図２６が図２５に示した本発明の導光板体の第９の実施形態の要部A-A拡大断面図である。この本発明の第９の実施形態においては、透光性板体１１６の背面１１２の全面に亘り設けた窪み部を備えた凹状部は、複数の点状凹状部１１４、１１３で高周波加工若しくは超音波加工により形成したものである。透光性板体１１６の図示しない端面から入射した光は、これらの多数の点状の凹状部で反射され、透光性板体１１６の表面１１１から高効率で反射され、輝度をより高くして液晶ディスプレイの性能をより向上させる。
【００３７】
図２７乃至図３０は、本発明の導光板体を製造するのに使用可能な加工機のそれぞれ概念図であり、図２７は高周波筋形成加工機の概念図であり、図２８は高周波点状形成加工機の概念図であり、図２９は超音波筋形成加工機の概念図であり、図３０は超音波点状形成加工機の概念図である。
【００３８】
第２の実施形態に於ける多数本の波筋状、第３の実施形態に於ける多数本の傾斜した平行傾斜筋状、第４の実施形態に於ける多数本の直交した平行直交筋状を形成する装置の１つが、図２７に示す鋸刃状のような平板体１３３に多数の突出刃先部１３４を設けた高周波筋形成加工機１３５である。その形成時には、高周波筋形成加工機１３５の多数の突出刃先部１３４を透光性板体１３１の背面１３２に当接し、更に突出刃先部１３４又は透光性板体１３１の背面１３２のいずれかを移動させることで透光性板体１３１の所要箇所を溶融切削して透光性板体１３１の背面１３２に多数本の波筋状、多数本の傾斜した平行傾斜筋状、多数本の直交した平行直交筋状を簡便に形成することができるものである。
【００３９】
また、第５の実施形態に於ける多数の点状凹状部を形成する装置の１つが、図２８に示すローラ体１４５の周壁面に多数の突出刃先部１４４を設けた高周波点状形成加工機１４６である。その形成時には高周波点状形成加工機１４６の多数の突出刃先部１４４を支持台１４１上に支持された透光性板体１４２の背面１４３に当接し、更に高周波点状形成加工機１４６のローラ体１４５を透光性板体１４２の背面１４３上で回転移動させることで透光性板体１４２の所要箇所を溶融切削して透光性板体１４２の背面１４３に多数の点状凹状部を簡便に形成することができるものであり、且つローラ体１４５の周壁面に設けた多数の突出刃先部１４４の数を異にした高周波点状形成加工機１４６を用いることで透光性板体１４２の背面１４３に形成した多数の点状凹状部同士の間隔が相違した導光板を得ることができるものである。
【００４０】
第２の実施形態に於ける多数本の波筋状、第３の実施形態に於ける多数本の傾斜した平行傾斜筋状、第４の実施形態に於ける多数本の直交した平行直交筋状を形成する装置のまた他の１つが、図２９に示す鋸刃状のような平板体１５３に多数の突出刃先部１５４を設けた超音波筋形成加工機１３５である。その形成時には、超音波筋形成加工機１５５の多数の突出刃先部１５４を透光性板体１５１の背面１５２に当接し、更に突出刃先部１５４又は透光性板体１５１の背面１５２のいずれかを移動させることで透光性板体１５１の所要箇所を溶融切削して透光性板体１５１の背面１５２に多数本の波筋状、多数本の傾斜した平行傾斜筋状、多数本の直交した平行直交筋状を簡便に形成することができるものである。
【００４１】
また、第５の実施形態に於ける多数の点状凹状部を形成する装置の１つが、図３０に示すローラ体１６５の周壁面に多数の突出刃先部１６４を設けた超音波点状形成加工機１６６である。その形成時には超音波点状形成加工機１６６の多数の突出刃先部１６４を支持台１６１上に支持された透光性板体１６２の背面１６３に当接し、更に超音波点状形成加工機１６６のローラ体１６５を透光性板体１６２の背面１６３上で回転移動させることで透光性板体１６２の所要箇所を溶融切削して透光性板体１６２の背面１６３に多数の点状凹状部を簡便に形成することができるものであり、且つローラ体１６５の周壁面に設けた多数の突出刃先部１６４の数を異にした超音波点状形成加工機１６６を用いることで透光性板体１６２の背面１６３に形成した多数の点状凹状部同士の間隔が相違した導光板を得ることができるものである。
【００４２】
従って、使用場所に応じた導光板を使用することで使用効果を助長することが出来るものであると共に冷陰極官又はＬＥＤ光源等の光源から出た光は多数本の波筋状、多数本の傾斜した平行傾斜筋状、多数本の直交した平行直交筋状、多数の点状凹状部及び多数の深窪み部を介して導光板内に斑なく導入されるものである。
【００４３】
次に、図３１を参照しながら、本発明の導光板体を用いた装置について説明する。先ず、導光板体については、透光性を有する透光性板体であるアクリル樹脂板２１０と、その背面に設けられた複数の凹部２０３を有し、各凹部２０３は当該アクリル樹脂板２１０の背面側にマトリクス状に配列されて形成されている。本実施形態においては、凹部２０３はそれぞれ４角錐の形状を有した孔となっており、その４角錐の底面がアクリル樹脂板２１０の背面２１１で開口し、４角錐の頂点がアクリル樹脂板２１０の厚みの中ほどに位置する深さに形成されている。各凹部２０３の周辺部には、このアクリル樹脂板２１０の背面２１１から突出するように形成された周辺突条部２０４が設けられている。この周辺突条部２０４は、凹部２０３を形成する際に、熱ロール若しくは熱プレートの表面に形成されたピラミッド状の突起をアクリル樹脂板２１０の背面２１１に加圧した際に隆起してなる部分であり、一旦その加圧時に熱で溶融し冷却して各凹部２０３の周辺部で固まった部分である。この周辺突条部２０４によって、アクリル樹脂板２１０の背面２１１の面内方向に進行する光が拡散され、凹部２０３の周囲での光取り出し効率を改善する。
【００４４】
このようなアクリル樹脂板２１０の背面側に対向するように透明合成樹脂板からなる反射板２１２が配設される。反射板２１２はその主面がアクリル樹脂板２１０の背面２１１に平行となるように一定の間隔D1だけ離間されて配設される。このように所要の間隔D1だけ離間して反射板２１２を設けた場合には、反射板２１２を密着させる場合よりも反射効率が高くなるという利点がある。ここで間隔D1は、例えば２〜７ミリ程度の間隔に設定される。また、反射板２１２の表面２１４には、複数の凸部２１３が形成されるが、複数の凸部２１３の間隔が中央部２１５で狭くなり、周辺部２１６では広げられるように設計されている。すなわち、中央部２１５で複数の凸部２１３を密に配し、逆に周辺部２１６で複数の凸部２１３を粗に配することで、通常周辺に配置される光源から遠いために光強度が弱くなりがちな中央部２１５での反射効率を高めることができる。なお、中央部と周辺部の凸部の粗密を調整する手段として、中央部と周辺部の各凸部の高さやサイズを変更したりすることも可能である。また、やや曲面を有する反射板を用い、反射板の中央付近の導光板との距離を周辺部に比べてやや導光板側に近づけるようにしても良い。
【００４５】
尚、上述の実施の形態では、透光性板体としてアクリル樹脂板を用いることとしたが、透光性板体としては、例えばポリエステル樹脂、非晶性ポリニステル樹脂、ポリメチルメタクリレート(PMMA)などのアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂(PS)、スチレン・アクリロニトリノゾ樹脂(SAN)、ウレタン樹脂、シクロオレフィン樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、脂環式アクリル樹脂、非晶性フッ素系樹脂、ニポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ビニルエステル樹脂などの各種の透明性高分子材料を用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】 本発明の導光板体の一例の概略斜視図である。
【図２】 図１に示した本発明の導光板体の一例の要部拡大断面図である。
【図３】 本発明の導光板体の一例の変形例の要部拡大断面図である。
【図４】 図１に示した本発明の導光板体の一例の製造工程を説明するための概略斜視図である。
【図５】 図４に示した製造工程で使用される熱ロールの表面を示す概略斜視図である。
【図６】 本発明の導光板体の実施形態の概略斜視図である。
【図７】 本発明の導光板体の第２の実施形態の概略背面図である。
【図８】 図７に示した本発明の導光板体の第２の実施形態の要部A-A拡大断面図である。
【図９】 図７に示した本発明の導光板体の第２の実施形態の要部B-B拡大断面図である。
【図１０】 本発明の導光板体の第３の実施形態の概略背面図である。
【図１１】 図１０に示した本発明の導光板体の第３の実施形態の要部A-A拡大断面図である。
【図１２】 図１０に示した本発明の導光板体の第３の実施形態の要部B-B拡大断面図である。
【図１３】 本発明の導光板体の第４の実施形態の概略背面図である。
【図１４】 図１３に示した本発明の導光板体の第４の実施形態の要部A-A拡大断面図である。
【図１５】 図１３に示した本発明の導光板体の第４の実施形態の要部B-B拡大断面図である。
【図１６】 本発明の導光板体の第５の実施形態の概略背面図である。
【図１７】 図１６に示した本発明の導光板体の第５の実施形態の要部A-A拡大断面図である。
【図１８】 本発明の導光板体の第６の実施形態の概略背面図である。
【図１９】 図１８に示した本発明の導光板体の第６の実施形態の要部A-A拡大断面図である。
【図２０】 図１８に示した本発明の導光板体の第６の実施形態の要部B-B拡大断面図である。
【図２１】 本発明の導光板体の第７の実施形態の概略背面図である。
【図２２】 図２１に示した本発明の導光板体の第７の実施形態の要部A-A拡大断面図である。
【図２３】 本発明の導光板体の第８の実施形態の概略背面図である。
【図２４】 図２３に示した本発明の導光板体の第８の実施形態の要部A-A拡大断面図である。
【図２５】 本発明の導光板体の第９の実施形態の概略背面図である。
【図２６】 図２５に示した本発明の導光板体の第９の実施形態の要部A-A拡大断面図である。
【図２７】 本発明の導光板体を製造するのに使用可能な高周波筋形成加工機の概念図である。
【図２８】 本発明の導光板体を製造するのに使用可能な高周波点状形成加工機の概念図である。
【図２９】 本発明の導光板体を製造するのに使用可能な超音波筋形成加工機の概念図である。
【図３０】 本発明の導光板体を製造するのに使用可能な超音波点状形成加工機の概念図である。
【図３１】 本発明の導光板体を用いた装置の一例を示す概略斜視図である。
【図３２】 従来の導光板体の一例を示す概略断面図である。
【０００１】
この発明は、テレビジョン受像機、パーソナルコンピュータのモニター、携帯電話等の電子機器用の液晶ディスプレイ、案内灯、方向指示灯、ブレーキランプなどの各種ランプ、照明灯、或いは大型看板のバックライトとしての使用に便利で極めて好適な導光板体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、テレビジョン受像機、パーソナルコンピュータのモニター、携帯電話等の電子機器用の液晶ディスプレイ、案内灯、方向指示灯、ブレーキランプなどの各種ランプ、照明灯、或いは大型看板のバックライトとして、冷陰極管表示装置、蛍光管表示装置やLED(Light Emitting Device)アレイ装置を用いることが知られている。例えば薄型の液晶表示装置では、液晶の画像セルの裏面側には、発光体としてのバックライトユニットが設けられているが、最近の薄型志向から、光源となる冷陰極管や白色ダイオードを並べたものをアクリルなどの導光板と呼ばれる透明平板の端面に配置し、その端面からの入射光をプリズムシートや散光シートなどを利用しながら表面側へ散光させるように構成されている。図３２は、このような導光板を用いた従来のバックライトユニットを示す図である。図示のように、アクリル樹脂板２２２の背面部２２３に印刷塗布された多数の反射印刷面２２４を設け、アクリル樹脂板２２２の端面２２５に備えた光源部２２０より導入された光がこれら多数の反射印刷面２２４を介して反射されてアクリル樹脂板２２２の表面２２１に導出されるようにしている。アクリル樹脂板２２２の表面２２１には、通常プリズムシートや散光シートと呼ばれる光学部材が液晶セルとの間に配置される。
【０００３】
この様な技術を用いた導光板としては特許文献１に記載されたものがある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−４３２６６公報
【０００５】
ところが従来の液晶ディスプレイ又は液晶ディスプレイ以外での大型看板等のバックライトとして用いられている導光板体は、液晶ディスプレイの全面又は大型看板の全面に亘りむらなく高輝度で効率よく光を当てることが困難であり、表示部や光投影部の一部にむらが生じ、液晶ディスプレイの性能を十分に引き出すことができない等の欠点があった。また、近年のLEDアレイなどは低消費電力やエネルギー効率の点で優れた電子部品として注目を集めているが、プリズムシートや散光シートと呼ばれる光学部材が必要であり、その部品の分だけ液晶ディスプレイの製造コストを高くしている。
【発明の開示】
【０００６】
この発明は、上述の問題点を解決したものであり、テレビジョン受像機、パーソナルコンピュータのモニター、携帯電話等の液晶ディスプレイの全面又は大型看板の全面に亘りむらなく高輝度で効率よく光を当てて液晶ディスプレイ又は大型看板の性能を改善させることができ、使用に便利で極めて使い勝手が良い導光板体を得ることを目的としたものである。
【０００７】
上記の目的を達成するため本発明の導光板体は、透光性を有し高分子材料からなる透光性板体の端面から光を入射して該光を背面から表面に向かって導出させるための導光板体であって、前記背面の同一面内に、点状で断面形状が角錐、円錐、角錐台、円錐台、角柱、又は円柱からなる凹状に形成された複数の点状凹状部と、筋状で断面形状がＶ字又は矩形からなる凹状に形成された複数の筋状凹状部とを有し、前記点状凹状部は、前記筋状凹状部の深さよりも深くなるように、前記背面に形成され、且つ前記筋状凹状部は、直線状に複数平行に形成されたものが、他の直線状に複数平行に形成されたものと、所定の角度で交差するように、前記背面に形成されたことを特徴とする。
【０００８】
光源からの光は透光性を有する高分子材料からなる透光性板俸に導入され、該導入された光は透光板体の背面に設けた窪み部を備えた多数の凹状部によって向きを変えて進む。その結果、むらが生じることなく発光するものでテレビジョン受像機、パソコン、蕩帯電話の液晶ディスプレイのバックライトとして極めて好適である。また、本発明によれば特に導光基板の背面の中央部に窪み部よりも深くした複数の窪み部を設けたことによって光源の光の反射が助長されて広い範囲に亘りむらなく高輝度で光を出して大型看板の性能を向上させ、大型看板物のバックライトとして極めて好都合に作用するものである。
【０００９】
また、本発明の他の導光板体は、上述のように、透光性を有するアクリル樹脂板等の透光性板体の背面の全面に亘り窪み部を備えた多数の凹状部を設けた構造を有しており、透光性板体の端面壁面部に隣接して透光性板体に光を導入する光源を設け、光源に通電することにより光源より出された光は透光性を有する透光性板体に導入される。その導入された光は透光性板体の背面に設けた窪み部を備えた多数の凹状部によって向きを変えて進むとともに光が導光基板の表面から出て透光性板体がむらが生じることなく発光するものでテレビジョン受像機、パーソナルコンピュータのモニター、携帯電話等の電子機器用の液晶ディスプレイのバックライトとして極めて好適である。
【００１０】
また、特に導光基板の背面の中央部に窪み部よりも深くした複数の窪み部を設けたことによって光源の光の反射が助長されて広い範囲に亘りむらなく高輝度で光を出して大型看板の性能を向上させ、大型看板物のバックライトとして極めて好都合に作用するものである。
【００１１】
また、透光性板体の背面の全面に亘り設けた窪み部を備えた複数の凹状部は交差部を有した多数本の波筋状で形成したものであるので光源より出た光は色々の多方向に多本数の波筋状で乱反射されて導光基板の全面より発光する光の輝度を高めるものである。
【００１２】
また、透光性板体の背面の全面に亘り設けた窪み部を備えた複数の凹状部は交差部を有した多数本の傾斜した平行直交筋状で形成したもので光源より出た光は交差部を有した多数本の直交した平行直交筋状で反射されて導光基板の光源を設けた方向に相当する導光基板の両端面部より発光する光の輝度を高めるものである。
【００１３】
また、透光性板体の背面の全面に亘り設けた窪み部を備えた複数の凹状部は交差部を有した多数本の直交した平行傾斜筋状で形成したもので光源より出た光は交差部を有した多数本の直交した平行直交筋状で反射されて導光基板の光源を設けた方向に相当する導光基板の両端面部より発光する光の輝度を高めるものである。
【００１４】
また、透光性板体の背面の全面に亘り設けた窪み部を備えた複数の凹状部は多数の点状凹状部で形成したもので点状凹状部同士の間隔を異にした導光基板を形成することが容易であり、液晶ディスプレイ又は大型看板に適した輝度を備えた導光基板を用いることができてバックライトとしての効率よく使用できるものである。
【００１５】
以上のように、本発明の導光板体は、テレビジョン受像機、パーソナルコンピュータのモニター、携帯電話等の電子機器用の液晶ディスプレイの全面又は大型看板の全面に亘りむらなく高輝度で効率よく光を当てて、液晶ディスプレイ又は大型看板の性能を向上させることができ、使用に際して便利で極めて使い勝手が良く好都合であると共に製作が簡便であり、安価に提供することができる等の幾多の産業的利点を奏するものである。
【発明の効果】
【００１６】
この様に本発明にかかる導光板体によれば、パーソナルコンピュータのモニター、携帯電話等の液晶ディスプレイの全面又は大型看板の全面に亘りむらなく高輝度で効率よく光を当てて液晶ディスプレイ又は大型看板の性能を改善させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について説明する。図１は導光板体の一例の概略斜視図である。本実施形態の導光板体は、透光性を有する透光性板体であるアクリル樹脂板１０と、その背面に設けられた複数の凹部３を有し、各凹部３は当該アクリル樹脂板１０の背面側にマトリクス状に配列されて形成されている。本実施形態においては、凹部３はそれぞれ４角錐の形状を有した孔となっており、その４角錐の底面がアクリル樹脂板１０の背面で開口し、４角錐の頂点がアクリル樹脂板１０の厚みの中ほどに位置する深さに形成されている。
【００１８】
アクリル樹脂板１０は、光透過性の高い熱可塑性合成樹脂であり、本実施形態においては矩形状の平板である。アクリル樹脂板１０の厚みは、機能や用途に応じて任意ものを選択することが可能であるが、一例としては当該アクリル樹脂板１０の端面に配置される発光ダイオードや冷陰極管のサイズに応じて選ぶことも可能である。また、本実施形態では、アクリル樹脂板を平板状としているが、筒状などの曲面を有する形状であっても良く、部分的に板の厚みが変わるような構造のものであっても良い。また、アクリル樹脂板１０は、光透過性の高い熱可塑性合成樹脂ということで採用されているが、他の光透過性の高い熱可塑性合成樹脂を用いることも可能である。
【００１９】
複数の凹部３は、それぞれがアクリル樹脂板１０の端面１１から入射した光を当該アクリル樹脂板１０の表面８側に反射するための孔であり、本実施形態においては、略４角錐の形状を有した孔とされる。各凹部３の周辺部には、アクリル樹脂板１０の背面９から突出するように形成された周辺突条部４が設けられている。この周辺突条部４は、凹部３を形成する際に、熱ロール若しくは熱プレートの表面に形成されたピラミッド状の突起をアクリル樹脂板１０の背面９に加圧した際に隆起してなる部分であり、一旦その加圧時に熱で溶融し冷却して各凹部３の周辺部で固まった部分である。この周辺突条部４によって、アクリル樹脂板１０の背面９の面内方向に進行する光が拡散され、透光性を有する透光性板体の例えば端面から導入された光を効率良く表面側へ反射され、凹部３の周囲での光取り出し効率を改善する。各凹部３は、所要の傾斜面を有していることから、アクリル樹脂板１０の端面１１から入射した光を効率良く、アクリル樹脂板１０の表面８側に反射しているが、端面１１からの入射光と共に凹部３内の乱反射などでアクリル樹脂板１０の背面９の面内方向に進行する光なども有効に周辺突条部４によってアクリル樹脂板１０の表面８側に反射されることになる。
【００２０】
複数の凹部３のサイズは、その背面側の径で例えば０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍであり、隣接する凹部３のピッチは例えば０．１ｍｍ〜２．０ｍｍ、より好ましくは０．３ｍｍ〜０．７ｍｍに設定することが可能である。凹部３の頂点側の角度はコーナーキューブのように約９０度とすることも可能であるが、それよりも多少小さく６０〜７０度程度でも良く、反対により鈍角な１２０度程度であっても良い。また、アクリル樹脂板１０の周辺部と中央部で、複数の凹部３のサイズやピッチ、形状、方向、深さなどを変えても良く、例えばアクリル樹脂板１０の中央部では光強度が不足がちであることから、複数の凹部３を比較的に高密度に配置するようにしても良い。
【００２１】
このようなアクリル樹脂板１０の表面８側に反射するための複数の凹部３には、冷陰極管やLEDアレイの如き比較的に狭いスペースにも有効に配置できる光源１２から射出した光が直接或いは反射面１３で反射してアクリル樹脂板１０の端面１１に入射し、その入射した光が複数の凹部３とその周辺突条部４で反射して、液晶ディスプレイの全面又は大型看板の全面に亘りむらなく高輝度で効率よく光を当てることになる。
【００２２】
図２に示した角錐状の凹部３の形状に限定されず、本発明の導光板体は、円錐や角柱、円柱、円錐台や角錐台などの種々の形状を採ることができ、例えば図３に示す変形例のように、円錐台形状の凹部２３をアクリル樹脂板２０の背面２６に複数形成することも可能である。このような円錐台形状の凹部２３の形状であっても、熱ロール若しくは熱プレートの表面に形成された頭が平らなピラミッド状や筒状の突起をアクリル樹脂板２０の背面２６に加圧して、所望の形状の凹部２３と同時に周辺突条部２４を形成することができる。また、円錐や角錐などの形状では、尖頭部分が偏芯しているようなものでも良い。また、複数の凹部３は、全てが同じ形状である必要はなく、一部が異なる形状やサイズであったり、複数の形状の凹部３を組み合わたのパターンを並べるようなものであっても良い。
【００２３】
図４は熱ロールによる本実施形態の導光板体の製造方法の一例を示しており、基台１７上に移動式テーブル１５上にアクリル樹脂板１６が支持されている。このアクリル樹脂板１６は、最終製品として背面側となる側が上側となるように移動式テーブル１５上に固定されており、その移動式テーブル１５上のアクリル樹脂板１６に圧接するように熱ロール１８が設けられている。この熱ロール１８は、アクリル樹脂板１６を加熱及ぶ加圧するものであり、図５に示すように、形成する凹部の形状に応じた突起１９が形成されている。熱ロール１８をアクリル樹脂板１６に圧接させると、突起１９がアクリル樹脂板１６の面に刺さるように食い込み、その表面での温度上昇に伴って溶融し冷却して各凹部の周辺部で周辺突条部が固まることになる。
【００２４】
次に、図６は、透光性を有するアクリル樹脂板等の透光性板体３１の両端面３７、３７に光源３８、３８を配した例を示すものであり、透光性板体３１の背面３２の全面に亘り窪み部を備えた多数の凹状部を設けると共に背面の中央部に窪み部よりも深くした多数の窪み部３５を設けて透光性板体３１を形成している。光源３８、３８からの光は、一部は直接、透光性板体３１の両端面３７、３７に入射し、また一部は支持板４１、４１の反射面４０で反射して両端面３７、３７に入射する。
【００２５】
光源３８、３８に通電することにより光源３８、３８より出された光は透光性を有する透光性板体３１に導入され、透光性板体３１に導入された光は透光性板体３１の背面３２に設けた窪み部を備えた多数の凹状部３６によって向きを変えて進むとともに、光が透光性板体３１の表面から出て透光性板体３１がむらが生じることなく発光するものであって、テレビジョン受像機、パーソナルコンピュータのモニター、携帯電話等の電子機器用の液晶ディスプレイのバックライトとして極めて好適である。光源３８として透光性板体３１に光を導入する冷陰極管又はＬＥＤ光源等の光源を反射面４０、４０を備えた支持板４１、４１内に設けたものであり、支持板４１に設けた反射面４０は透光性板体３１への光の導入を助長して導光板の輝度をより高くして液晶ディスプレイの性能をより向上させるものである。
【００２６】
図７乃至図９は本発明の第２の実施形態を示す図であり、図７が本発明の導光板体の第２の実施形態の概略背面図であり、図８が図７に示した本発明の導光板体の第２の実施形態の要部A-A拡大断面図であり、図９が図７に示した本発明の導光板体の第２の実施形態の要部B-B拡大断面図である。この本発明の第２の実施形態においては、透光性板体３６の背面３２の全面に亘り設けた窪み部を備えた多数の凹状部は多数本の波筋状３４、３９で形成したものであり、網目状をなす多数の凹状部の略中心部分に多数の深窪み部３５も形成される。
【００２７】
このような第２の実施形態に於ける多数本の波筋状は、次に説明する第３の実施形態に於ける多数本の傾斜した平行傾斜筋状及び第４の実施形態に於ける多数本の直交した平行直交筋状と同様に、それぞれ鋸刃状のような複数の突出刃先部を設けると共に電熱を介して加熱した筋形成器具で形成するものであり、その形成は筋形成器具の多数の突出刃先部を透光性板体の背面に当接し、更に筋形成器具の多数の突出刃先部又は透光性板体の背面のいずれかを移動させることで透光性板体の所要箇所を溶融切削して透光性板体の背面に多数本の波筋状、多数本の傾斜した平行傾斜筋状、多数本の直交した平行直交筋状を簡便に形成することができるものである。
【００２８】
また、多数の深窪み部３５は電熱を介して加熱した深窪み部形成用ローラ体を回転移動させることで透光性板体３６の所要箇所を溶融切削して透光性板体３６の背面３２の所要箇所を溶融切削して透光性板体３６の背面に多数の深窪み部３５を簡便に形成することができるものである。
【００２９】
図１０乃至図１２は本発明の第３の実施形態を示す図であり、図１０が本発明の導光板体の第３の実施形態の概略背面図であり、図１１が図１０に示した本発明の導光板体の第３の実施形態の要部A-A拡大断面図であり、図１２が図１０に示した本発明の導光板体の第２の実施形態の要部B-B拡大断面図である。この本発明の第３の実施形態においては、透光性板体５６の背面５２の全面に亘り設けた窪み部を備えた多数の凹状部は交差部を有した多数本の傾斜した平行傾斜筋状５４、５７で形成したものであり、平行傾斜筋状５４、５７によって網目状をなす多数の凹状部の略中心部分に多数の深窪み部５５も形成される。透光性板体５６の図示しない端面から入射した光は、これらの多数の凹状部で反射され、透光性板体５６の表面５１から高効率で反射され、輝度をより高くして液晶ディスプレイの性能をより向上させる。
【００３０】
図１３乃至図１５は本発明の第４の実施形態を示す図であり、図１３は本発明の導光板体の第４の実施形態の概略背面図であり、図１４が図１３に示した本発明の導光板体の第４の実施形態の要部A-A拡大断面図であり、図１５が図１３に示した本発明の導光板体の第４の実施形態の要部B-B拡大断面図である。この本発明の第４の実施形態においては、透光性板体６６の背面６２の全面に亘り設けた窪み部を備えた多数の凹状部は交差部を有した多数本の傾斜した平行傾斜筋状６４、６７で形成したものであり、平行傾斜筋状６４、６７によって交差点６０を以って格子状をなす多数の凹状部の略中心部分に多数の深窪み部６５も形成される。透光性板体６６の図示しない端面から入射した光は、これらの多数の凹状部で反射され、透光性板体６６の表面６１から高効率で反射され、輝度をより高くして液晶ディスプレイの性能をより向上させる。
【００３１】
図１６及び図１７は本発明の第５の実施形態を示す図であり、図１６は本発明の導光板体の第５の実施形態の概略背面図であり、図１７は図１６に示した本発明の導光板体の第５の実施形態の要部A-A拡大断面図である。この本発明の第５の実施形態においては、透光性板体７６の背面７２の全面に亘り設けた窪み部を備えた多数の凹状部は多数の点状凹状部７４で形成したものであり、透光性板体７６の略中心部分に偏って多数の深窪み部７５も形成される。透光性板体７６の図示しない端面から入射した光は、これらの多数の点状の凹状部で反射され、透光性板体７６の表面７１から高効率で反射され、輝度をより高くして液晶ディスプレイの性能をより向上させる。
【００３２】
ここで第５の実施形態に於ける多数の点状凹状部はローラ体の周壁面に多数の突出刃先部を設けると共に電熱を介して加熱した点状形成器具で形成するもので、その形成は点状形成器具の多数の突出刃先部を透光性板体７６の背面７２に当接し、更に点状形成器具のローラ体を透光性板体７６の背面７２上で回転移動させることで透光性板体の所要箇所を溶融切削して透光性板体７６の背面７２に多数の点状凹状部を簡便に形成することができるものである。特にローラ体の周壁面に設けた多数の突出刃先部の数を異にした点状形成器具を用いることで透光性板体７６の背面７２に形成した多数の点状凹状部同士の間隔が相違した導光板を得ることができるものである。
【００３３】
図１８乃至図２０は本発明の第６の実施形態を示す図であり、図１８は本発明の導光板体の第６の実施形態を示す概略背面図であり、図１９は図１８に示した本発明の導光板体の第６の実施形態の要部A-A拡大断面図であり、図２０は図１８に示した本発明の導光板体の第６の実施形態の要部B-B拡大断面図である。この本発明の第６の実施形態においては、透光性板体８６の背面８２の全面に亘り設けた窪み部を備えた多数の凹状部は後述するような高周波加工若しくは超音波加工により設けた多数本の波筋状８４、８９で形成したものである。透光性板体８６の図示しない端面から入射した光は、これらの多数の波筋状８４、８９の凹状部で反射され、透光性板体８６の表面８１から高効率で反射され、輝度をより高くして液晶ディスプレイの性能をより向上させる。
【００３４】
図２１乃至図２２は本発明の第７の実施形態を示す図であり、図２１が本発明の導光板体の第７の実施形態の概略背面図であり、図２２が図２１に示した本発明の導光板体の第７の実施形態の要部A-A拡大断面図である。この本発明の第７の実施形態においては、透光性板体９６の背面９２の全面に亘り設けた窪み部を備えた多数の凹状部は交差部を有した多数本の傾斜した平行傾斜筋状９４、９７で高周波加工若しくは超音波加工により形成したものであり、平行傾斜筋状９４、９７によって網目状をなす多数の凹状部の略中心部分には、第３の実施形態とは異なり、多数の深窪み部は形成されていない。透光性板体９６の図示しない端面から入射した光は、これらの多数の凹状部で反射され、透光性板体９６の表面９１から高効率で反射され、輝度をより高くして液晶ディスプレイの性能をより向上させる。
【００３５】
図２３乃至図２４は本発明の第８の実施形態を示す図であり、図２３は本発明の導光板体の第８の実施形態の概略背面図であり、図２４が図２３に示した本発明の導光板体の第８の実施形態の要部A-A拡大断面図である。この本発明の第８の実施形態においては、透光性板体１０６の背面１０２の全面に亘り設けた窪み部を備えた多数の凹状部は交差部を有した多数本の傾斜した平行傾斜筋状１０４、１０７で高周波加工若しくは超音波加工により形成したものであり、平行傾斜筋状１０４、１０７によって交差点１００を以って格子状をなす。透光性板体１０６の図示しない端面から入射した光は、これらの多数の凹状部で反射され、透光性板体１０６の表面１０１から高効率で反射され、輝度をより高くして液晶ディスプレイの性能をより向上させる。
【００３６】
図２５及び図２６は本発明の第９の実施形態を示す図であり、図２５は本発明の導光板体の第９の実施形態の概略背面図であり、図２６が図２５に示した本発明の導光板体の第９の実施形態の要部A-A拡大断面図である。この本発明の第９の実施形態においては、透光性板体１１６の背面１１２の全面に亘り設けた窪み部を備えた凹状部は、複数の点状凹状部１１４、１１３で高周波加工若しくは超音波加工により形成したものである。透光性板体１１６の図示しない端面から入射した光は、これらの多数の点状の凹状部で反射され、透光性板体１１６の表面１１１から高効率で反射され、輝度をより高くして液晶ディスプレイの性能をより向上させる。
【００３７】
図２７乃至図３０は、本発明の導光板体を製造するのに使用可能な加工機のそれぞれ概念図であり、図２７は高周波筋形成加工機の概念図であり、図２８は高周波点状形成加工機の概念図であり、図２９は超音波筋形成加工機の概念図であり、図３０は超音波点状形成加工機の概念図である。
【００３８】
第２の実施形態に於ける多数本の波筋状、第３の実施形態に於ける多数本の傾斜した平行傾斜筋状、第４の実施形態に於ける多数本の直交した平行直交筋状を形成する装置の１つが、図２７に示す鋸刃状のような平板体１３３に多数の突出刃先部１３４を設けた高周波筋形成加工機１３５である。その形成時には、高周波筋形成加工機１３５の多数の突出刃先部１３４を透光性板体１３１の背面１３２に当接し、更に突出刃先部１３４又は透光性板体１３１の背面１３２のいずれかを移動させることで透光性板体１３１の所要箇所を溶融切削して透光性板体１３１の背面１３２に多数本の波筋状、多数本の傾斜した平行傾斜筋状、多数本の直交した平行直交筋状を簡便に形成することができるものである。
【００３９】
また、第５の実施形態に於ける多数の点状凹状部を形成する装置の１つが、図２８に示すローラ体１４５の周壁面に多数の突出刃先部１４４を設けた高周波点状形成加工機１４６である。その形成時には高周波点状形成加工機１４６の多数の突出刃先部１４４を支持台１４１上に支持された透光性板体１４２の背面１４３に当接し、更に高周波点状形成加工機１４６のローラ体１４５を透光性板体１４２の背面１４３上で回転移動させることで透光性板体１４２の所要箇所を溶融切削して透光性板体１４２の背面１４３に多数の点状凹状部を簡便に形成することができるものであり、且つローラ体１４５の周壁面に設けた多数の突出刃先部１４４の数を異にした高周波点状形成加工機１４６を用いることで透光性板体１４２の背面１４３に形成した多数の点状凹状部同士の間隔が相違した導光板を得ることができるものである。
【００４０】
第２の実施形態に於ける多数本の波筋状、第３の実施形態に於ける多数本の傾斜した平行傾斜筋状、第４の実施形態に於ける多数本の直交した平行直交筋状を形成する装置のまた他の１つが、図２９に示す鋸刃状のような平板体１５３に多数の突出刃先部１５４を設けた超音波筋形成加工機１３５である。その形成時には、超音波筋形成加工機１５５の多数の突出刃先部１５４を透光性板体１５１の背面１５２に当接し、更に突出刃先部１５４又は透光性板体１５１の背面１５２のいずれかを移動させることで透光性板体１５１の所要箇所を溶融切削して透光性板体１５１の背面１５２に多数本の波筋状、多数本の傾斜した平行傾斜筋状、多数本の直交した平行直交筋状を簡便に形成することができるものである。
【００４１】
また、第５の実施形態に於ける多数の点状凹状部を形成する装置の１つが、図３０に示すローラ体１６５の周壁面に多数の突出刃先部１６４を設けた超音波点状形成加工機１６６である。その形成時には超音波点状形成加工機１６６の多数の突出刃先部１６４を支持台１６１上に支持された透光性板体１６２の背面１６３に当接し、更に超音波点状形成加工機１６６のローラ体１６５を透光性板体１６２の背面１６３上で回転移動させることで透光性板体１６２の所要箇所を溶融切削して透光性板体１６２の背面１６３に多数の点状凹状部を簡便に形成することができるものであり、且つローラ体１６５の周壁面に設けた多数の突出刃先部１６４の数を異にした超音波点状形成加工機１６６を用いることで透光性板体１６２の背面１６３に形成した多数の点状凹状部同士の間隔が相違した導光板を得ることができるものである。
【００４２】
従って、使用場所に応じた導光板を使用することで使用効果を助長することが出来るものであると共に冷陰極官又はＬＥＤ光源等の光源から出た光は多数本の波筋状、多数本の傾斜した平行傾斜筋状、多数本の直交した平行直交筋状、多数の点状凹状部及び多数の深窪み部を介して導光板内に斑なく導入されるものである。
【００４３】
次に、図３１を参照しながら、本発明の導光板体を用いた装置について説明する。先ず、導光板体については、透光性を有する透光性板体であるアクリル樹脂板２１０と、その背面に設けられた複数の凹部２０３を有し、各凹部２０３は当該アクリル樹脂板２１０の背面側にマトリクス状に配列されて形成されている。本実施形態においては、凹部２０３はそれぞれ４角錐の形状を有した孔となっており、その４角錐の底面がアクリル樹脂板２１０の背面２１１で開口し、４角錐の頂点がアクリル樹脂板２１０の厚みの中ほどに位置する深さに形成されている。各凹部２０３の周辺部には、このアクリル樹脂板２１０の背面２１１から突出するように形成された周辺突条部２０４が設けられている。この周辺突条部２０４は、凹部２０３を形成する際に、熱ロール若しくは熱プレートの表面に形成されたピラミッド状の突起をアクリル樹脂板２１０の背面２１１に加圧した際に隆起してなる部分であり、一旦その加圧時に熱で溶融し冷却して各凹部２０３の周辺部で固まった部分である。この周辺突条部２０４によって、アクリル樹脂板２１０の背面２１１の面内方向に進行する光が拡散され、凹部２０３の周囲での光取り出し効率を改善する。
【００４４】
このようなアクリル樹脂板２１０の背面側に対向するように透明合成樹脂板からなる反射板２１２が配設される。反射板２１２はその主面がアクリル樹脂板２１０の背面２１１に平行となるように一定の間隔D1だけ離間されて配設される。このように所要の間隔D1だけ離間して反射板２１２を設けた場合には、反射板２１２を密着させる場合よりも反射効率が高くなるという利点がある。ここで間隔D1は、例えば２〜７ミリ程度の間隔に設定される。また、反射板２１２の表面２１４には、複数の凸部２１３が形成されるが、複数の凸部２１３の間隔が中央部２１５で狭くなり、周辺部２１６では広げられるように設計されている。すなわち、中央部２１５で複数の凸部２１３を密に配し、逆に周辺部２１６で複数の凸部２１３を粗に配することで、通常周辺に配置される光源から遠いために光強度が弱くなりがちな中央部２１５での反射効率を高めることができる。なお、中央部と周辺部の凸部の粗密を調整する手段として、中央部と周辺部の各凸部の高さやサイズを変更したりすることも可能である。また、やや曲面を有する反射板を用い、反射板の中央付近の導光板との距離を周辺部に比べてやや導光板側に近づけるようにしても良い。
【００４５】
尚、上述の実施の形態では、透光性板体としてアクリル樹脂板を用いることとしたが、透光性板体としては、例えばポリエステル樹脂、非晶性ポリニステル樹脂、ポリメチルメタクリレート(PMMA)などのアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂(PS)、スチレン・アクリロニトリノゾ樹脂(SAN)、ウレタン樹脂、シクロオレフィン樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、脂環式アクリル樹脂、非晶性フッ素系樹脂、ニポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ビニルエステル樹脂などの各種の透明性高分子材料を用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】 本発明の導光板体の一例の概略斜視図である。
【図２】 図１に示した本発明の導光板体の一例の要部拡大断面図である。
【図３】 本発明の導光板体の一例の変形例の要部拡大断面図である。
【図４】 図１に示した本発明の導光板体の一例の製造工程を説明するための概略斜視図である。
【図５】 図４に示した製造工程で使用される熱ロールの表面を示す概略斜視図である。
【図６】 本発明の導光板体の実施形態の概略斜視図である。
【図７】 本発明の導光板体の第２の実施形態の概略背面図である。
【図８】 図７に示した本発明の導光板体の第２の実施形態の要部A-A拡大断面図である。
【図９】 図７に示した本発明の導光板体の第２の実施形態の要部B-B拡大断面図である。
【図１０】 本発明の導光板体の第３の実施形態の概略背面図である。
【図１１】 図１０に示した本発明の導光板体の第３の実施形態の要部A-A拡大断面図である。
【図１２】 図１０に示した本発明の導光板体の第３の実施形態の要部B-B拡大断面図である。
【図１３】 本発明の導光板体の第４の実施形態の概略背面図である。
【図１４】 図１３に示した本発明の導光板体の第４の実施形態の要部A-A拡大断面図である。
【図１５】 図１３に示した本発明の導光板体の第４の実施形態の要部B-B拡大断面図である。
【図１６】 本発明の導光板体の第５の実施形態の概略背面図である。
【図１７】 図１６に示した本発明の導光板体の第５の実施形態の要部A-A拡大断面図である。
【図１８】 本発明の導光板体の第６の実施形態の概略背面図である。
【図１９】 図１８に示した本発明の導光板体の第６の実施形態の要部A-A拡大断面図である。
【図２０】 図１８に示した本発明の導光板体の第６の実施形態の要部B-B拡大断面図である。
【図２１】 本発明の導光板体の第７の実施形態の概略背面図である。
【図２２】 図２１に示した本発明の導光板体の第７の実施形態の要部A-A拡大断面図である。
【図２３】 本発明の導光板体の第８の実施形態の概略背面図である。
【図２４】 図２３に示した本発明の導光板体の第８の実施形態の要部A-A拡大断面図である。
【図２５】 本発明の導光板体の第９の実施形態の概略背面図である。
【図２６】 図２５に示した本発明の導光板体の第９の実施形態の要部A-A拡大断面図である。
【図２７】 本発明の導光板体を製造するのに使用可能な高周波筋形成加工機の概念図である。
【図２８】 本発明の導光板体を製造するのに使用可能な高周波点状形成加工機の概念図である。
【図２９】 本発明の導光板体を製造するのに使用可能な超音波筋形成加工機の概念図である。
【図３０】 本発明の導光板体を製造するのに使用可能な超音波点状形成加工機の概念図である。
【図３１】 本発明の導光板体を用いた装置の一例を示す概略斜視図である。
【図３２】 従来の導光板体の一例を示す概略断面図である。
Claims (6)
- 透光性を有し高分子材料からなる透光性板体の端面から光を入射して該光を背面から表面に向かって導出させるための導光板体であって、
前記背面の同一面内に、
点状で断面形状が角錐、円錐、角錐台、円錐台、角柱、又は円柱からなる凹状に形成された複数の点状凹状部と、
筋状で断面形状がＶ字又は矩形からなる凹状に形成された複数の筋状凹状部とを有し、
前記点状凹状部は、前記筋状凹状部の深さよりも深くなるように、前記背面に形成され、
且つ前記筋状凹状部は、直線状に複数平行に形成されたものが、他の直線状に複数平行に形成されたものと、所定の角度で交差するように、前記背面に形成されたこと
を特徴とする導光板体。 - 前記点状凹状部は、前記複数の筋状凹状部で囲われた領域の中央に位置するように、前記背面に形成されたこと
を特徴とする請求項１記載の導光板体。 - 前記点状凹状部は、多数の突出刃先部の数を異にした超音波点状形成加工機を用いて、前記点状凹状部同士の間隔を相違して形成したこと
を特徴とする請求項１記載の導光板体。 - 前記透光性板体の前記端面に隣接して前記端面に前記光を導入する光源を設けたこと
を特徴とする請求項１記載の導光板体。 - 前記光源はＬＥＤアレイ若しくは冷陰極管からなること
を特徴とする請求項４記載の導光板体。 - 請求項1記載の導光板体と、
前記導光板体の前記背面に対向するように配設される反射板とを備え、
前記反射板は前記導光板体の前記背面から離間して設けられること
を特徴とする導光板体を用いた装置。
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