JP5021182B2 - Manufacturing method of thin surface light source element - Google Patents

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Description

本発明は、携帯電話、PDA、ビデオカメラ、カーナビゲーションシステム、パーソナルコンピュータ、コンピュータ用モニタ、テレビ受像機、広告用看板などに利用される薄型面光源素子およびその製造方法、並びにそれを用いた液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a thin surface light source element used in a mobile phone, a PDA, a video camera, a car navigation system, a personal computer, a computer monitor, a television receiver, an advertising billboard, etc., a manufacturing method thereof, and a liquid crystal using the same. The present invention relates to a display device.

携帯電話、PDA、ビデオカメラなどの小型表示装置やカーナビゲーションシステム、パーソナルコンピュータ、コンピュータ用モニタ、テレビ受像機、広告用看板などの中大型表示装置として広く使用されるようになった液晶ディスプレイは、面状に光を発する面光源素子(バックライト)と映像情報を与える透過型または半透過型の液晶表示パネルとで構成され、該液晶表示パネルが与えた映像情報により光の透過率がコントロールされることによって文字および映像が表示される。   Liquid crystal displays that have come to be widely used as medium and large display devices such as small display devices such as mobile phones, PDAs, video cameras, car navigation systems, personal computers, computer monitors, television receivers, advertising billboards, It consists of a surface light source element (backlight) that emits light in a planar shape and a transmissive or transflective liquid crystal display panel that provides image information, and the light transmittance is controlled by the image information provided by the liquid crystal display panel. Characters and images are displayed.

面光源素子に関する従来の技術として、導光体から光を出射するために散乱反射を利用する方式があるものの、これは出射光の角度分布は広がり過ぎるために正面方向には低い輝度しか得られない(特許文献1参照)。このため高輝度化を図る際には線状プリズムを多数配列したプリズムシートなどで代表される出射角度をコントロールする集光部材を用いる必要がある。しかしながら、これらの部品を用いる場合には、高コスト化や面光源素子の厚みが増すといった問題が生じる。   As a conventional technique related to a surface light source element, there is a method using scattered reflection to emit light from a light guide. However, since the angular distribution of emitted light is too wide, only a low luminance is obtained in the front direction. No (see Patent Document 1). For this reason, in order to increase the luminance, it is necessary to use a condensing member that controls the emission angle represented by a prism sheet in which a large number of linear prisms are arranged. However, when these components are used, there are problems such as an increase in cost and an increase in the thickness of the surface light source element.

これに対して、導光体を薄型化することにより面光源素子を作製する方法がいくつか提案されている。特許文献2では導光体と反射層および光制御層からなる面光源素子が例示されており、該導光体の厚みは0.05mmから0.9mmまでとされている。該発明によれば面光源素子の厚みを薄型化することは可能であるが、該面光源素子から光が発される原理については何ら明示されていないため、実現の可能性は乏しいと思われる。   On the other hand, several methods for producing a surface light source element by reducing the thickness of the light guide have been proposed. Patent Document 2 exemplifies a surface light source element composed of a light guide, a reflection layer, and a light control layer, and the thickness of the light guide is 0.05 mm to 0.9 mm. According to the present invention, it is possible to reduce the thickness of the surface light source element, but since the principle of light emitted from the surface light source element is not clarified at all, the possibility of realization seems to be poor. .

また、特許文献3では面光源素子の剛性を確保するために使用していた金属フレームを省き、該面光源素子を樹脂フィルムで挟持することにより剛性を付与することで薄型化を達成可能とされているが、特許文献2と同様に面光源素子からの発光原理が不明確である。   In Patent Document 3, the metal frame used for securing the rigidity of the surface light source element is omitted, and the surface light source element is sandwiched between resin films to provide rigidity, thereby achieving a reduction in thickness. However, as in Patent Document 2, the light emission principle from the surface light source element is unclear.

更に、特許文献4では薄型で柔軟な導光体の裏面に、微小な凹凸パターンや拡散反射インクの印刷パターンなどからなる拡散パターンが設けられ、更に正反射シートが貼り付けられている。該発明によれば拡散パターンおよび正反射シートの設けられた部分でのみ発光させることができ、ポリカーボネートやポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンなどのシートを導光体として用いることで、柔軟な面光源素子を得ることができる。該方法であれば面光源素子の発光は確認できるものの、出射光には指向性が無いため正面方向への出射光の明るさは低いという課題を有している。また、指向性を付与するためにプリズムシートなどを併用することも考えられるが、その場合、部材数が多くなる上、厚みも増加することから好ましくない。   Furthermore, in Patent Document 4, a diffusion pattern composed of a minute uneven pattern, a diffuse reflection ink printing pattern, or the like is provided on the back surface of a thin and flexible light guide, and a regular reflection sheet is further attached. According to the invention, light can be emitted only at a portion where a diffusion pattern and a specular reflection sheet are provided, and a flexible surface light source can be obtained by using a sheet of polycarbonate, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, polypropylene or the like as a light guide. An element can be obtained. Although the light emission of the surface light source element can be confirmed by this method, since the emitted light has no directivity, there is a problem that the brightness of the emitted light in the front direction is low. In addition, it is conceivable to use a prism sheet or the like in order to impart directivity, but this is not preferable because the number of members increases and the thickness also increases.

特開2001−43716号公報JP 2001-43716 A 特開平6−186558号公報JP-A-6-186558 特開2003−242821号公報JP 2003-242821 A 特開2000−258633号公報JP 2000-258633 A 米国特許第5,396,350号公報US Pat. No. 5,396,350 特開2005−38749号公報JP 2005-38749 A 特開2005−38750号公報JP 2005-38750 A 特開2004−273238号公報JP 2004-273238 A 特開2004−268383号公報JP 2004-268383 A

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、従来に比べ薄いこと、並びにフレキシブルであることを特徴とする薄型面光源素子およびその製造方法を提供することを目的とする。更に、該薄型面光源素子を用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a thin surface light source element characterized by being thinner and more flexible than the prior art and a method for manufacturing the same. Furthermore, it aims at providing the liquid crystal display device using this thin surface light source element.

上記課題を解決する薄型面光源素子は、少なくとも1つ以上の光出射手段、導光体、および該導光体の側面に光を入射するための少なくとも1つ以上の光源、とからなる面光源素子において、該面光源素子における光出射手段と導光体とが一体に形成されてなり、かつ厚みが0.5mm以下であり、前記光出射手段が、頂部が同一平面内にあり光反射機能を有する複数の凸部を形成した厚み0.25mm以下の出射光制御板であり、厚みが面内均一な導光体と該出射光制御板とが該凸部の頂部を介して接着されてなることを特徴とする。   A thin surface light source element that solves the above problems is a surface light source comprising at least one light emitting means, a light guide, and at least one light source for making light incident on a side surface of the light guide. In the element, the light emitting means and the light guide in the surface light source element are integrally formed and have a thickness of 0.5 mm or less, and the light emitting means has a top portion in the same plane and has a light reflecting function. An output light control plate having a thickness of 0.25 mm or less formed with a plurality of convex portions having a thickness, and a light guide body having a uniform in-plane thickness and the output light control plate are bonded via the top portion of the convex portions. It is characterized by becoming.

本発明の薄型面光源素子の製造方法は、ロール状に巻かれた可視光の波長領域で透明な導光体用フィルムを引き出して搬送し、ロール状に巻かれた前記出射光制御板が配設されてなる長尺フィルムを引き出して搬送し、該導光体用フィルムに粘接着剤を塗布した後、該導光体用フィルムと該出射光制御板が配設されてなる長尺フィルムとを貼合せ、該貼合されたフィルムを所定位置で切断することで、複数の薄型面光源素子を連続的に製造することを特徴とする。 The thin surface light source element manufacturing method of the present invention draws and conveys a transparent light guide film in the visible light wavelength region wound in a roll shape, and the emitted light control plate wound in the roll shape is arranged. A long film in which the long film is drawn and conveyed, and after the adhesive film is applied to the light guide film, the light guide film and the outgoing light control plate are disposed. DOO lamination was to, by cutting the該貼engaged films at a predetermined position, characterized by manufacturing a plurality of thin surface light source device continuously.

また本発明の薄型面光源素子の製造方法は、可視光波長で透明な導光体用フィルムおよび/または前記出射光制御板が配設されてなる長尺フィルムを4eV以上のエネルギーを有するエネルギー線の照射により表面処理した後、該導光体用フィルムと該長尺フィルムを貼合することで、複数の薄型面光源素子を連続的に製造することを特徴とする。   Moreover, the manufacturing method of the thin surface light source element of this invention WHEREIN: The energy beam which has the energy of 4 eV or more for the elongate film in which the film for light guides transparent at a visible light wavelength and / or the said emitted light control board are arrange | positioned are provided. After the surface treatment by irradiation, a plurality of thin surface light source elements are continuously produced by laminating the light guide film and the long film.

本発明の液晶表示装置は、前記薄型面光源素子を用いることを特徴とする。   The liquid crystal display device of the present invention uses the thin surface light source element.

本発明によれば、従来に比べ薄いこと、並びにフレキシブルであることを特徴とする薄型面光源素子およびその製造方法を提供することができる。また、本発明の薄型面光源素子を用いることにより、薄型・軽量であるという特徴を活かし、モバイル用途などに最適な液晶表示装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the thin surface light source element characterized by being thin compared with the past and being flexible, and its manufacturing method can be provided. In addition, by using the thin surface light source element of the present invention, it is possible to provide a liquid crystal display device that is optimal for mobile use, taking advantage of the thin and lightweight features.

本発明の薄型面光源素子は、光出射手段および導光体が一体に形成されてなり、かつ厚みが0.5mm以下である。該光出射手段と該導光体の厚みが0.5mm以下であればフレキシブルな薄型面光源素子を実現することができる。上記薄型面光源素子は、少なくとも導光体を用いる方式であれば特に限定されないが、導光体の裏面に拡散材を添加した塗料のドット印刷方式、導光体表面および/もしくは裏面に凹凸や溝を形成するパターン形成方式、導光体に拡散材を添加する散乱導光体方式などの光出射手段を具備する薄型面光源素子においては、反射シートや拡散シート、プリズムシートといった光学シートを少なくとも1枚以上使用しなければならず、薄型面光源素子との一体化は困難である。そのため、本発明を実現するためには、導光体と複数の凸部を有する出射光制御板とが、該出射光制御板の該凸部の頂部を介して接着された薄型面光源素子を用いることが必要である。   The thin surface light source element of the present invention has a light emitting means and a light guide integrally formed, and has a thickness of 0.5 mm or less. If the thickness of the light emitting means and the light guide is 0.5 mm or less, a flexible thin surface light source element can be realized. The thin surface light source element is not particularly limited as long as it is a method using at least a light guide, but a dot printing method of a paint in which a diffusing material is added to the back surface of the light guide, unevenness or In a thin surface light source element having a light emitting means such as a pattern forming method for forming a groove or a scattering light guide method in which a diffusing material is added to the light guide, an optical sheet such as a reflection sheet, a diffusion sheet, or a prism sheet is used. One or more sheets must be used, and integration with a thin surface light source element is difficult. Therefore, in order to realize the present invention, a thin surface light source element in which a light guide and an outgoing light control plate having a plurality of convex portions are bonded via the tops of the convex portions of the outgoing light control plate is provided. It is necessary to use it.

該薄型面光源素子10の概略構成図を図1に示し(特許文献5、6、7参照)、発光原理を以下に簡単に説明する。光源12から導光体11に入射された光は、該導光体11内を全反射しながら伝搬していく。該導光体11と該凸部13の頂部との接着部15に伝搬光が達した場合、凸部13と導光体11の屈折率差が小さければ、該接着部15から該出射光制御板14側に光が取り出される。該面光源素子10は散乱反射を利用せずに全反射のみを利用する発光原理であるため、光利用効率が高いという特長を有する。   A schematic configuration diagram of the thin surface light source element 10 is shown in FIG. 1 (see Patent Documents 5, 6, and 7), and the light emission principle will be briefly described below. Light incident on the light guide 11 from the light source 12 propagates while totally reflecting inside the light guide 11. When propagating light reaches the adhesive portion 15 between the light guide 11 and the top of the convex portion 13, if the difference in refractive index between the convex portion 13 and the light guide 11 is small, the emitted light control from the adhesive portion 15 is performed. Light is extracted to the plate 14 side. Since the surface light source element 10 is based on a light emission principle that uses only total reflection without using scattered reflection, the surface light source element 10 has a feature of high light use efficiency.

また、従来の面光源素子では線状プリズムを多数配列したプリズムシートなどで代表される出射角度をコントロールする集光部材を使用しなければならなかったため、その分の厚み増加を避けることはできなかった。これに対して本発明の薄型面光源素子10は、凸部13の形状により出射角度を制御することができる。つまり、接着部15で取出された光は薄型面光源素子の法線方向から傾いているため、該凸部13の斜面に入射され、全反射乃至屈折されることとなる。ここで、該斜面においては空気と後述する凸部を形成する樹脂材料の界面が存在しており、比較的大きな屈折率差を有する。したがって、該斜面に入射された光は全反射条件を満たすことになり、薄型面光源素子の法線方向に光は反射し観察者側に発光される。このとき該斜面の傾きを最適化することにより出射光の指向性をコントロールできるため、プリズムシートなどの集光部材が不必要であることも本発明の薄型面光源素子の特長である。   In addition, in the conventional surface light source element, it is necessary to use a condensing member for controlling the emission angle represented by a prism sheet having a large number of linear prisms. It was. On the other hand, the thin surface light source element 10 of the present invention can control the emission angle by the shape of the convex portion 13. That is, since the light extracted by the bonding portion 15 is inclined from the normal direction of the thin surface light source element, it is incident on the inclined surface of the convex portion 13 and is totally reflected or refracted. Here, on the slope, there is an interface between air and a resin material that forms a convex portion described later, and has a relatively large refractive index difference. Therefore, the light incident on the inclined surface satisfies the total reflection condition, and the light is reflected in the normal direction of the thin surface light source element and emitted to the observer side. At this time, since the directivity of the emitted light can be controlled by optimizing the inclination of the inclined surface, it is also a feature of the thin surface light source element of the present invention that a condensing member such as a prism sheet is unnecessary.

図1には凸部13として一次元のシリンドリカルレンズのような形状が示されているが、二次元のマイクロレンズ(フライアイレンズ)のような形状であっても良く、更に凸部の形状は上記に限定されず、いかなる形状であっても構わない。また、凸部のサイズは特に限定されないが、凸部を不可視化するためには100μm以下であることが好ましく、更には50μm以下であることがより好ましい。   In FIG. 1, a shape like a one-dimensional cylindrical lens is shown as the convex portion 13, but it may be a shape like a two-dimensional microlens (fly eye lens), and the shape of the convex portion is It is not limited to the above, and any shape may be used. Further, the size of the convex portion is not particularly limited, but in order to make the convex portion invisible, it is preferably 100 μm or less, and more preferably 50 μm or less.

出射光制御板における凸部の配置については特に限定されないが、薄型面光源素子の均整度を重視する場合、光源に近い領域を疎に、光源から遠い領域を密に配置し、配置密度をなめらかに変調させることが好ましい。このようにすることで、薄型面光源素子の面内均一な発光を実現することができる。   There is no particular limitation on the arrangement of the convex portions on the outgoing light control plate, but when placing importance on the uniformity of the thin surface light source element, the area close to the light source is sparse and the area far from the light source is densely arranged, and the arrangement density is smooth Preferably, the modulation is performed. In this way, uniform light emission in the surface of the thin surface light source element can be realized.

次に本発明に用いられる出射光制御板について説明する。出射光制御板において凸部が形成される主面(以下、入射側の主面と呼ぶことがある。)に対して反対側の主面(以下、出射側の主面と呼ぶことがある。)は平坦であっても、微細な凹凸が形成されていても良い。出射側の主面が平坦である場合、薄型面光源素子の出射光の角度分布は、入射側の主面に形成される凸部形状に依存する。一方、出射側の主面に微細な凹凸が形成される場合、薄型面光源素子の出射光の角度分布は、入射側の主面に形成される凸部形状および出射側の主面に形成される微細な凹凸に依存する。つまり、入射側の主面に形成される凸部形状を制御することにより出射光に指向性を付与し、出射側の主面に形成される微細な凹凸の形状を制御することにより出射光に所望の視野角を与えることが可能となる。なお、「出射光の指向性」とは面光源素子の出射光のピーク輝度が該面光源素子の法線方向から傾いていることを表し(ただし、0度の傾きも含む)、「出射光の視野角」とは面光源素子の出射光のピーク輝度に対する半値幅を表す。   Next, the outgoing light control plate used in the present invention will be described. The main surface (hereinafter referred to as the main surface on the incident side) on which the convex portion is formed in the outgoing light control plate (hereinafter may be referred to as the main surface on the incident side) may be referred to as the main surface (hereinafter referred to as the main surface on the output side). ) May be flat or fine irregularities may be formed. When the main surface on the emission side is flat, the angular distribution of the emitted light of the thin surface light source element depends on the shape of the convex portion formed on the main surface on the incident side. On the other hand, when fine irregularities are formed on the main surface on the emission side, the angular distribution of the emitted light of the thin surface light source element is formed on the convex shape formed on the main surface on the incident side and the main surface on the emission side. Depends on fine irregularities. In other words, directivity is imparted to the outgoing light by controlling the shape of the convex portion formed on the main surface on the incident side, and the outgoing light is controlled by controlling the shape of the fine irregularities formed on the main surface on the outgoing side. It is possible to provide a desired viewing angle. “Direction of emitted light” means that the peak luminance of the emitted light from the surface light source element is inclined from the normal direction of the surface light source element (including the 0 degree inclination). The “viewing angle of” represents the half width with respect to the peak luminance of the light emitted from the surface light source element.

本発明の薄型面光源素子における出射光制御板の厚みは0.25mm以下であることが必要である。ここで出射光制御板の厚みは、入射側の主面と出射側の主面との厚みで定義され、入射側の主面における凸部の頂部から出射側の主面までの長さに対応する。ただし、出射側の主面に微細な凹凸が形成されている場合は、入射側の主面における凸部の頂部から出射側の主面における微細な凹凸の平均高さまでの長さとする。   The thickness of the outgoing light control plate in the thin surface light source element of the present invention needs to be 0.25 mm or less. Here, the thickness of the outgoing light control plate is defined by the thickness of the main surface on the incident side and the main surface on the outgoing side, and corresponds to the length from the top of the convex portion on the main surface on the incident side to the main surface on the outgoing side. To do. However, when fine irregularities are formed on the main surface on the emission side, the length is from the top of the convex portion on the main surface on the incident side to the average height of the fine irregularities on the main surface on the emission side.

出射光制御板を製造する方法としては、熱プレス成形法、射出成形法、押出成形法、光重合成形法などが挙げられる。しかし、熱プレス成形法や射出成形法では出射光制御板を連続的に成形することはできないため本発明に用いるには好ましくなく、熱可塑性樹脂を用いた押出成形法や活性エネルギー線硬化型樹脂を用いた光重合成形法が適している。押出成形法では出射光制御板における凸部のネガ形状が形成されたロール状の金型を用い、熱可塑性樹脂をシート状に押出した後、該金型に接触させながら該熱可塑性樹脂を冷却することにより、長尺フィルム状の出射光制御板を得ることができる。一方、光重合成形法では低粘度の活性エネルギー線硬化型樹脂を透明な支持体上に塗布した後、前述したロール状金型を該活性エネルギー線硬化型樹脂層に密着させる。その状態のまま透明支持体上から活性エネルギー線を照射することにより、長尺フィルム状の出射光制御板(以下、単に長尺フィルムと呼ぶことがある。)を得ることができる。ただし、出射光制御板の製造方法はこれらの方法に限定されるわけではなく、出射光制御板を連続的に成形できる方法であれば良い。また、長尺フィルム状の出射光制御板は前述したように厚みは0.25mm以下であるため、ロール状に巻き取ることが可能である。   Examples of the method for producing the outgoing light control plate include a hot press molding method, an injection molding method, an extrusion molding method, and a photopolymerization molding method. However, since the outgoing light control plate cannot be continuously formed by the hot press molding method or the injection molding method, it is not preferable for use in the present invention. The extrusion method using the thermoplastic resin or the active energy ray curable resin is not preferable. A photopolymerization molding method using is suitable. In the extrusion molding method, a roll-shaped mold having a convex negative shape formed on the outgoing light control plate is used. After the thermoplastic resin is extruded into a sheet shape, the thermoplastic resin is cooled while being in contact with the mold. By doing so, a long film-like outgoing light control plate can be obtained. On the other hand, in the photopolymerization molding method, a low-viscosity active energy ray-curable resin is applied on a transparent support, and then the above-mentioned roll mold is brought into close contact with the active energy ray-curable resin layer. By irradiating active energy rays from above the transparent support in that state, a long film-like outgoing light control plate (hereinafter sometimes simply referred to as a long film) can be obtained. However, the manufacturing method of the outgoing light control plate is not limited to these methods, and any method can be used as long as the outgoing light control plate can be continuously formed. Further, since the long film-like outgoing light control plate has a thickness of 0.25 mm or less as described above, it can be wound into a roll.

出射光制御板の出射側の主面に微細な凹凸を形成する際には、サンドブラストなどの表面処理を施して良いし、押出成形乃至光重合成形時に微細な凹凸を賦型しても良い。押出成形の場合、微細な凹凸のネガ形状が形成されたロール状の金型と出射光制御板における凸部のネガ形状が形成されたロール状の金型とを用い、熱可塑性樹脂を挟み込みながら冷却することにより、出射側の主面に微細な凹凸が形成された長尺フィルム状の出射光制御板を得ることができる。また光重合成形の場合、入射側の主面に凸部形状が形成された長尺フィルム状の出射光制御板に、出射側の主面に活性エネルギー線硬化型樹脂を塗布した後、前述した微細な凹凸のネガ形状が形成されたロール状金型を該活性エネルギー線硬化型樹脂層に密着させ、活性エネルギー線を照射することにより、出射側の主面に微細な凹凸の形成された長尺フィルム状の出射光制御板を得ることができる。   When forming fine irregularities on the main surface on the emission side of the emission light control plate, surface treatment such as sandblasting may be applied, or fine irregularities may be formed during extrusion molding or photopolymerization molding. In the case of extrusion molding, using a roll-shaped mold in which a negative shape of fine irregularities is formed and a roll-shaped mold in which a convex negative shape is formed on the outgoing light control plate, while sandwiching a thermoplastic resin By cooling, an outgoing light control plate in the form of a long film having fine irregularities formed on the main surface on the outgoing side can be obtained. In the case of photopolymerization molding, an active energy ray-curable resin is applied to the main surface on the emission side on the long film-like output light control plate having a convex shape formed on the main surface on the incident side, and then described above. A roll-shaped mold having a fine irregular negative shape formed in close contact with the active energy ray-curable resin layer and irradiated with active energy rays, thereby forming a length with fine irregularities formed on the main surface on the emission side. A long film-like outgoing light control plate can be obtained.

次に、本発明の薄型面光源素子の製造方法について説明する。一般的な面光源素子の導光体としては可視光波長で透明な材料が用いられる。代表例として、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、環状オレフィンポリマーなどが挙げられ、またここに挙げた材料のポリマーブレンドや共重合ポリマーを用いることも可能である。ただし、上記以外の材料でも可視光波長で透明であれば使用することができる。これらの透明材料を表裏面ともに平滑に成形した導光体用フィルムを本発明の薄型面光源素子に使用する。該導光体用フィルムは厚みを面内均一とする必要があり、厚みが0.25mm以下であることが好ましい。厚みが不均一であったり、表面が平滑でなかったりする場合、導光体中を光が全反射しながら伝播する際に導光体の外へ光が漏れ出る現象が発生し、薄型面光源素子の光利用効率が低下する。また、厚みが0.25mmよりも厚い場合、導光体用フィルムを巻取り辛くなるために本発明の薄型面光源素子の製造方法の実現が困難となる場合がある。   Next, the manufacturing method of the thin surface light source element of this invention is demonstrated. As a light guide for a general surface light source element, a material transparent at a visible light wavelength is used. Representative examples include polymethyl methacrylate, polycarbonate, polystyrene, cyclic olefin polymer, and the like, and polymer blends and copolymer polymers of the materials listed here can also be used. However, materials other than those described above can be used as long as they are transparent at the visible light wavelength. A light guide film obtained by smoothly molding these transparent materials on both the front and back surfaces is used for the thin surface light source element of the present invention. The light guide film needs to have a uniform in-plane thickness, and preferably has a thickness of 0.25 mm or less. If the thickness is non-uniform or the surface is not smooth, the light will leak out of the light guide when propagating through the light guide while being totally reflected. The light utilization efficiency of the device is reduced. In addition, when the thickness is greater than 0.25 mm, it is difficult to wind up the light guide film, which may make it difficult to realize the method for manufacturing a thin surface light source element of the present invention.

図2に薄型面光源素子を製造するための簡略工程図を示す。上述したロール状の導光体用フィルム21を巻出し部22にセットし、該導光体用フィルム21を搬送する。該導光体用フィルム21の片方の主面にのみ粘・接着剤23を塗布装置24を用いて所定量塗布する(ここで、本明細書において粘・接着剤とは粘着剤および接着剤の総称を表す)。また、上述した出射光制御板が配設されてなるロール状の長尺フィルム25を巻出し部26にセットし、該出射光制御板の入射側の主面を貼合面とし、搬送速度が該導光体用フィルム21と同一となるよう該長尺フィルム25を搬送する。該導光体用フィルム21と該長尺フィルム25はラミネートロール27で貼合されることにより両者が一体化され、薄型面光源素子が複数形成されたフィルム28を得ることができる。該フィルムは総厚0.5mm以下でありフレキシブルであるため、巻取り部29でロール状に巻取ることが可能である。   FIG. 2 shows a simplified process diagram for manufacturing a thin surface light source element. The above-described roll-shaped light guide film 21 is set on the unwinding portion 22 and the light guide film 21 is conveyed. A predetermined amount of the adhesive / adhesive 23 is applied to only one main surface of the light guide film 21 using an application device 24 (herein, the adhesive / adhesive means an adhesive and an adhesive). Represents a generic name). Moreover, the roll-shaped long film 25 in which the above-mentioned emission light control plate is disposed is set in the unwinding portion 26, the main surface on the incident side of the emission light control plate is used as a bonding surface, and the conveyance speed is The long film 25 is conveyed so as to be the same as the light guide film 21. The film 21 for light guide and the long film 25 are bonded together by a laminate roll 27 so that they are integrated to obtain a film 28 in which a plurality of thin surface light source elements are formed. Since the film has a total thickness of 0.5 mm or less and is flexible, the film can be wound in a roll shape by the winding portion 29.

図2には図示しないが、粘・接着剤としてUV硬化型接着剤を用いる場合、導光体用フィルム21と長尺フィルム25を貼合後に所定量のUVを照射することにより、両者を接着することも可能である。また、図2では導光体用フィルム21に粘・接着剤23を塗布する工程と該導光体用フィルム21と長尺フィルム25を貼合する工程を1つに示しているが、導光体用フィルム21に粘・接着剤23を塗布した後、離型処理が施されているカバーフィルムを貼合して巻取り、次の工程で該導光体用フィルム21から該カバーフィルムを剥離し、長尺フィルム25を貼合するという2つの工程に分割することも可能である。   Although not shown in FIG. 2, when a UV curable adhesive is used as an adhesive / adhesive, the light guide film 21 and the long film 25 are bonded to each other by irradiating a predetermined amount of UV. It is also possible to do. In FIG. 2, the process of applying the adhesive / adhesive 23 to the light guide film 21 and the process of bonding the light guide film 21 and the long film 25 are shown in one. After applying the adhesive / adhesive 23 to the body film 21, the cover film that has been subjected to the release treatment is bonded and wound, and the cover film is peeled off from the light guide film 21 in the next step. And it is also possible to divide | segment into two processes of bonding the elongate film 25. FIG.

本発明の薄型面光源素子の別の製造方法について図3を用いて説明する。ロール状の導光体用フィルム21を巻出し部22にセットし、該導光体用フィルム21を搬送する。また、出射光制御板が配設されてなるロール状の長尺フィルム25を巻出し部26にセットし、該出射光制御板の入射側の主面を貼合面とし、搬送速度が該導光体用フィルム21と同一となるよう該長尺フィルム25を搬送する。次に、表面処理装置31で該導光体用フィルム21および/または該長尺フィルム25の貼合面に表面処理を施す。更に、該導光体用フィルム21と該長尺フィルム25はラミネートロール27で貼合されることにより両者が一体化され、薄型面光源素子が複数形成されたフィルム28を得ることができる。該フィルムは総厚0.5mm以下でありフレキシブルであるため、巻取り部28でロール状に巻き取ることが可能である。また、本発明の表面処理による貼合方法によれば、粘・接着剤を使用する必要が無いため、面光源素子の一層の薄型化が可能である。なお、導光体用フィルム21および/または長尺フィルム25の表面処理方法については、特許文献8、9に説明されている方法を利用することができる。   Another method for producing the thin surface light source element of the present invention will be described with reference to FIG. The roll-shaped light guide film 21 is set on the unwinding portion 22 and the light guide film 21 is conveyed. Further, a roll-shaped long film 25 provided with an outgoing light control plate is set on the unwinding portion 26, the main surface on the incident side of the outgoing light control plate is used as a bonding surface, and the conveyance speed is the guide speed. The long film 25 is conveyed so as to be the same as the light body film 21. Next, the surface treatment device 31 performs surface treatment on the bonding surface of the light guide film 21 and / or the long film 25. Further, the light guide film 21 and the long film 25 are bonded together by a laminating roll 27 so that they are integrated to obtain a film 28 in which a plurality of thin surface light source elements are formed. Since the film has a total thickness of 0.5 mm or less and is flexible, the film can be wound up in a roll shape by the winding unit 28. Moreover, according to the bonding method by the surface treatment of this invention, since it is not necessary to use an adhesive agent, the surface light source element can be made still thinner. In addition, about the surface treatment method of the film 21 for light guides and / or the elongate film 25, the method demonstrated by patent document 8, 9 can be utilized.

導光体用フィルムおよび/または長尺フィルムの表面処理は以下のようにして行うことができる。表面処理の方法としては、紫外線照射、コロナ放電処理、電子線照射、イオン線照射などが挙げられる。該表面処理のエネルギーとしては4eV以上が必要であり、7eV以上であることが好ましい。表面処理のエネルギーが4eV以上であれば、C−C結合、C−H結合などの分子結合が容易に切断されうる。つまり、照射するエネルギー線のエネルギーが4eVに満たない場合は、C−C結合、C−H結合などの分子結合が切断されないために十分な粘着性・接着性が発現されない。   The surface treatment of the light guide film and / or the long film can be performed as follows. Examples of the surface treatment method include ultraviolet irradiation, corona discharge treatment, electron beam irradiation, ion beam irradiation and the like. The energy for the surface treatment needs to be 4 eV or more, preferably 7 eV or more. When the surface treatment energy is 4 eV or more, molecular bonds such as C—C bonds and C—H bonds can be easily broken. That is, when the energy of the energy beam to be irradiated is less than 4 eV, molecular bonds such as C—C bond and C—H bond are not broken, and sufficient tackiness / adhesiveness is not exhibited.

本発明の薄型面光源素子の製造方法において表面処理に用いられるエネルギー線としては、紫外線、コロナ放電、電子線、イオン線などが挙げられ、特に紫外線としてはエキシマレーザー、Arレーザー、Krレーザー、Nレーザー、Dランプ、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、Xeランプ、Hg−Xeランプ、ハロゲンランプ、エキシマランプ、あるいは空気、窒素または他のガス雰囲気のアーク放電、コロナ放電または無声放電による紫外線ランプなどを発生源とするものが挙げられる。中でも、Dランプ、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、Xeランプ、Hg−Xeランプ、ハロゲンランプ、エキシマランプなどの紫外線ランプをエネルギー線とするのがエネルギー、強度、照射範囲のバランスの点で好ましい。 Examples of the energy rays used for the surface treatment in the method for producing a thin surface light source element of the present invention include ultraviolet rays, corona discharge, electron beams, ion rays and the like, and particularly ultraviolet rays include excimer laser, Ar + laser, Kr + laser. , N 2 laser, D 2 lamp, high pressure mercury lamp, low pressure mercury lamp, Xe lamp, Hg-Xe lamp, halogen lamp, excimer lamp, or arc discharge of air, nitrogen or other gas atmosphere, corona discharge or silent discharge The thing which uses an ultraviolet lamp etc. as a generation source is mentioned. Among them, D 2 lamp, a high pressure mercury lamp, low pressure mercury lamp, Xe lamp, Hg-Xe lamp, a halogen lamp, energy to the energy ray an ultraviolet lamp such as an excimer lamp, strength, preferred in view of the balance of the irradiation range .

以上のようにして作製した複数の面光源素子が形成されたロール状のフィルムについて、面光源素子の部分のみを切断することで、本発明の薄型面光源素子を得ることができる。切断の方法として、はさみやカッターナイフによる機械的切断、炭酸ガスレーザーによる熱的切断、トムソン刃による打抜きなどが挙げられるが、これらに限定されるわけではなく、複数の面光源素子が形成されたフィルムから所望の面光源素子の部分のみを切断できれば良い。   The thin surface light source element of the present invention can be obtained by cutting only the surface light source element portion of the roll-shaped film formed with the plurality of surface light source elements as described above. Examples of cutting methods include mechanical cutting with scissors and a cutter knife, thermal cutting with a carbon dioxide laser, and punching with a Thomson blade, but are not limited to these, and a plurality of surface light source elements were formed. It suffices if only a desired surface light source element portion can be cut from the film.

従来構成の面光源素子は板状の導光体を用いるために枚葉で製造せざるを得なかったため、製造コストを大幅に削減することは出来なかったが、本発明の製造方法によれば、薄型面光源素子を連続で製造することができることにより、コスト削減をも可能となる。   Since the surface light source element of the conventional configuration had to be manufactured in a single wafer because a plate-shaped light guide was used, the manufacturing cost could not be significantly reduced, but according to the manufacturing method of the present invention, Since the thin surface light source element can be manufactured continuously, the cost can be reduced.

得られた薄型面光源素子の端面に光源を配置することにより観察者側に光を取り出すことが可能となる。薄型面光源素子に用いる光源として冷陰極管などの線光源や発光ダイオード(LED)などの点光源が挙げられる。本発明の薄型面光源素子は厚みが0.5mm以下であるために、0.5mm以上の厚みを有する上記光源を薄型面光源素子の端面に配置するだけでは、光源から発せられる光を有効に利用することができない。そこで、薄型面光源素子と光源の間にライトガイドを使用することも可能である。該ライトガイドを用いることにより、該光源の発光部よりも薄い面光源素子に効率良く光を入射することができる。以上のようにして光源から入射された光は、薄型面光源素子の出射面側から観察者の方へ取り出されることになる。   By arranging a light source on the end face of the obtained thin surface light source element, light can be extracted to the viewer side. Examples of the light source used for the thin surface light source element include a linear light source such as a cold cathode tube and a point light source such as a light emitting diode (LED). Since the thin surface light source element of the present invention has a thickness of 0.5 mm or less, the light emitted from the light source can be effectively obtained only by arranging the light source having a thickness of 0.5 mm or more on the end surface of the thin surface light source element. It cannot be used. Therefore, a light guide can be used between the thin surface light source element and the light source. By using the light guide, light can be efficiently incident on a surface light source element thinner than the light emitting portion of the light source. The light incident from the light source as described above is extracted toward the observer from the exit surface side of the thin surface light source element.

本発明の薄型面光源素子を用いた液晶表示装置は従来品よりも非常に薄いことを特徴とし、特に薄型・軽量化を要求されるモバイル用途などに最適である。また、プラスチック基板を用いた液晶表示パネルと併用することにより、薄型・軽量であるだけでなく、フレキシブルな液晶表示装置を実現することも可能である。   The liquid crystal display device using the thin surface light source element of the present invention is characterized by being much thinner than the conventional product, and is particularly suitable for mobile applications that require a reduction in thickness and weight. Further, by using in combination with a liquid crystal display panel using a plastic substrate, it is possible to realize not only a thin and lightweight liquid crystal display device but also a flexible liquid crystal display device.

薄型面光源素子の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of a thin surface light source element. 本発明の薄型面光源素子の製造方法を説明する簡略工程図である。It is a simplified process drawing explaining the manufacturing method of the thin surface light source element of this invention. 本発明の薄型面光源素子の別の製造方法を説明する簡略工程図である。It is a simplified process diagram explaining another manufacturing method of the thin surface light source element of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10:薄型面光源素子
11:導光体
12:光源
13:凸部
14:出射光制御板
15:接着部
21:導光体用フィルム
22:導光体フィルム用の巻出し部
23:粘・接着剤
24:塗布装置
25:出射光制御板が配設されてなる長尺フィルム
26:長尺フィルムの巻出し部
27:ラミネートロール
28:薄型面光源素子が複数形成されたフィルム
29:薄型面光源素子が複数形成されたフィルムの巻取り部
31:表面処理装置
10: Thin surface light source element 11: Light guide 12: Light source 13: Convex part 14: Emission light control plate 15: Adhering part 21: Light guide film 22: Unwinding part 23 for light guide film Adhesive 24: coating device 25: long film 26 provided with an outgoing light control plate 26: long film unwinding section 27: laminating roll 28: film 29 on which a plurality of thin surface light source elements are formed: thin surface Film winding unit 31 in which a plurality of light source elements are formed: surface treatment apparatus

Claims (2)

導光体、該導光体の側面に光を入射するための少なくとも1つ以上の光源および該導光体から出射光を取り出すための少なくとも1つ以上の光出射手段、とからなる面光源素子において、該光出射手段と該導光体とが一体に形成されてなり、かつ、厚みが0.5mm以下であり、前記光出射手段が、頂部が同一平面内にあり光反射機能を有する複数の凸部を形成した厚み0.25mm以下の出射光制御板であり、厚みが面内均一な導光体と該出射光制御板とが該凸部の頂部を介して接着されてなることを特徴とする薄型面光源素子の製造方法であって、ロール状に巻かれた可視光の波長領域で透明な導光体用フィルムを引き出して搬送し、ロール状に巻かれた前記出射光制御板が配設されてなる長尺フィルムを引き出して搬送し、該導光体用フィルムに粘接着剤を塗布した後、該導光体用フィルムと該出射光制御板が配設されてなる長尺フィルムとを貼合せ、該貼合されたフィルムを所定位置で切断することで、複数の薄型面光源素子を連続的に製造することを特徴とする薄型面光源素子の製造方法。 A surface light source element comprising a light guide, at least one light source for making light incident on a side surface of the light guide, and at least one light emitting means for taking out emitted light from the light guide The light emitting means and the light guide are integrally formed and have a thickness of 0.5 mm or less, and the light emitting means has a plurality of light reflecting functions with the tops being in the same plane. A light guide plate having a thickness of 0.25 mm or less in which a convex portion is formed, and a light guide body having a uniform in-plane thickness and the outgoing light control plate are bonded via the top of the convex portion. A method of manufacturing a thin surface light source element, characterized in that the transparent light guide film is drawn out and conveyed in a visible light wavelength region wound in a roll shape, and the emission light control plate is wound in a roll shape. Pulls out and transports a long film with a light guide for the light guide After applying the adhesive to Irumu, the elongated film light guide-body film and said output Shako control plate is disposed so bonding, cutting the該貼engaged films at a predetermined position Thus, a method for producing a thin surface light source element, comprising continuously producing a plurality of thin surface light source elements. 請求項1記載の薄型面光源素子の製造方法であって、可視光の波長領域で透明な導光体用フィルムおよび/または前記出射光制御板が配設されてなる長尺フィルムを4eV以上のエネルギーを有するエネルギー線の照射により表面処理した後、該導光体用フィルムと該長尺フィルムを貼合することで、複数の薄型面光源素子を連続的に製造することを特徴とする薄型面光源素子の製造方法。 2. The method of manufacturing a thin surface light source element according to claim 1, wherein a long film having a transparent light guide film and / or the emitted light control plate disposed in a wavelength region of visible light is 4 eV or more. A thin surface characterized in that a plurality of thin surface light source elements are continuously produced by bonding the light guide film and the long film after surface treatment by irradiation with energy rays having energy Manufacturing method of light source element.
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