JP6295525B2 - Light guide plate, backlight unit and display device - Google Patents
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Description
本発明は、液晶表示パネルなどの表示装置の出光面に対して面状に光を出射する導光板に関するものである。 The present invention relates to a light guide plate that emits light in a planar shape with respect to a light output surface of a display device such as a liquid crystal display panel.
携帯電話、カーナビゲーションシステム、携帯端末などの中小型表示装置や、パーソナルコンピュータ、コンピュータ用モニター、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表示装置では、液晶表示パネルに対して、面状に光を出射する導光板を利用することが多い。この導光板は、拡散シート、プリズムシート等といった他の光学シートと組み合わせてバックライトユニットを構成する。これら他の光学シートは出射光の高輝度化、面内の均一化の役割を果たしている。 In liquid crystal display devices that have come to be widely used as small and medium-sized display devices such as mobile phones, car navigation systems, and portable terminals, and medium and large-sized display devices such as personal computers, computer monitors, television receivers, and advertising billboards For a liquid crystal display panel, a light guide plate that emits light in a planar shape is often used. This light guide plate constitutes a backlight unit in combination with other optical sheets such as a diffusion sheet and a prism sheet. These other optical sheets play a role of increasing the brightness of the emitted light and making the surface uniform.
バックライトユニットの構成の一例についての断面図を図29に例示する。導光板202の入光面4近傍に、光源203(例えばLED)が配置される。光源203(ここではLED)から入射された光は導光板202の内部で導光される。導光板202の内部で導光された光209は、導光板202の一方の面である光反射面2と他方の出光面3との間で全反射を繰り返す。導光板202の光反射面2側には、一般に反射シート204が設けられるが、導光板202の内部で導光されてきた光209の大部分は、導光板202の光反射面2に形成された微細構造パターン208によって光路が変更され、出光面3側から面状の光として出射されるようになっている。出光面側から出射された光209は、例えば、出射光の高輝度化や面内の均一化のための拡散シート205、プリズムシート206を通して、例えば反射偏光フィルム207へと送られるようになっている。 A cross-sectional view of an example of the configuration of the backlight unit is illustrated in FIG. A light source 203 (for example, LED) is disposed in the vicinity of the light incident surface 4 of the light guide plate 202. Light incident from the light source 203 (here, LED) is guided inside the light guide plate 202. The light 209 guided inside the light guide plate 202 repeats total reflection between the light reflection surface 2 which is one surface of the light guide plate 202 and the other light exit surface 3. In general, a reflection sheet 204 is provided on the light reflection surface 2 side of the light guide plate 202, but most of the light 209 guided inside the light guide plate 202 is formed on the light reflection surface 2 of the light guide plate 202. The optical path is changed by the fine structure pattern 208, and the light is emitted as planar light from the light exit surface 3 side. The light 209 emitted from the light exit surface side is sent to, for example, the reflective polarizing film 207 through, for example, the diffusion sheet 205 and the prism sheet 206 for increasing the brightness of the emitted light and in-plane uniformity. Yes.
近年、上記のような導光板には、さらなる高輝度化、薄型化が求められている。高輝度化、薄型化を実現するためには、光路を変更するために表面に形成された微細構造パターンをさらに微細化する必要がある。従来から導光板の製造方法として用いられているスクリーン印刷法では、パターン形状の微細化に限界があり、さらなる高輝度化、薄型化が困難である。 In recent years, the light guide plate as described above is required to have higher brightness and thinner thickness. In order to realize high brightness and thinning, it is necessary to further refine the fine structure pattern formed on the surface in order to change the optical path. In the screen printing method conventionally used as a method for manufacturing a light guide plate, there is a limit to miniaturization of the pattern shape, and it is difficult to further increase the brightness and reduce the thickness.
そこで、導光板の光反射面に微細構造パターン形状を付与する方法が種々提案されている。これら微細構造パターンとしては、入光面に平行な線状のパターンや個片状のパターンが開示されている(特許文献1、特許文献2)。 Therefore, various methods for providing a fine structure pattern shape to the light reflecting surface of the light guide plate have been proposed. As these fine structure patterns, a linear pattern or an individual pattern parallel to the light incident surface is disclosed (Patent Document 1, Patent Document 2).
線状のパターンは、導光板用基材に直接パターン加工する方法や、パターン加工された型を用いて導光板用基材に転写する方法によって製作される。しかし、最近のバックライトユニットの光源として多用されているLED等の点光原に対しては、光反射面の入光面近傍部において点光源の正面近傍のみが明るくなる輝度ムラが発生しやすいという問題がある。また、入光面から反入光面までの全体の輝度の均一化を図るためには、平面で見た場合に単位面積に占めるパターンの面積の割合を面内で変化させたり、パターンの形状や深さを変化させたりする必要がある。例えば、光源に近い領域では、光源から遠い領域に比べてパターンの面積の割合を低くする必要がある。線状のパターンの場合では、パターンとパターンの間隔を広げたり、パターンの開口幅やパターンの深さを小さくしたりするなどの調整が必要である。ただし、その際、線状のパターンから出射された光が輝線となって肉眼で視認される問題(輝線見え)が発生しやすい。 The linear pattern is produced by a method of directly patterning the light guide plate base material or a method of transferring the pattern pattern to the light guide plate base material using a patterned die. However, for point light sources such as LEDs, which are frequently used as the light source of recent backlight units, uneven brightness in which only the vicinity of the front surface of the point light source becomes bright in the vicinity of the light incident surface of the light reflecting surface is likely to occur. There is a problem. Also, in order to make the overall brightness uniform from the light incident surface to the anti-light incident surface, the ratio of the pattern area to the unit area when viewed in a plane can be changed within the surface, or the pattern shape It is necessary to change the depth. For example, in the area close to the light source, it is necessary to reduce the pattern area ratio as compared with the area far from the light source. In the case of a linear pattern, it is necessary to make adjustments such as increasing the interval between patterns and reducing the pattern opening width and pattern depth. However, at that time, a problem that the light emitted from the linear pattern becomes a bright line and is visually recognized with the naked eye (visible line appearance) is likely to occur.
一方、個片状のパターンは、パターンの配置や個数を容易に変更できるため、線状のパターンに比べて輝度の均一性向上や、輝線見え発生防止は図りやすい。しかし、パターンの加工に時間を要することがある。 On the other hand, since individual patterns can easily change the arrangement and number of patterns, it is easier to improve brightness uniformity and prevent the appearance of bright lines compared to linear patterns. However, it may take time to process the pattern.
さらに、線状のパターンと個片状のパターンを組み合わせたものとして、入光面近傍で2つのパターンを一定の位置で切り替えている導光板も提案されている(特許文献3)。個片状と線状のパターンを組み合わせることで、入光面近傍での輝度の均一化が図れるとともに、全て個片状のパターンに比べ、パターン加工時間の短縮化が図られることにより、製作の低コスト化を実現することができる。しかし、線状のパターンと個片状のパターンを組み合わせているため、線状のパターンと個片状のパターンの境界部ではパターンの形状が突然変化することにより、輝度ムラが発生することがある。 Furthermore, as a combination of a linear pattern and a piece-like pattern, a light guide plate is also proposed in which two patterns are switched at a fixed position in the vicinity of the light incident surface (Patent Document 3). By combining individual and linear patterns, brightness can be made uniform in the vicinity of the light incident surface, and the pattern processing time can be shortened compared to all individual patterns. Cost reduction can be realized. However, since a linear pattern and a piece-like pattern are combined, brightness irregularity may occur due to a sudden change in the shape of the pattern at the boundary between the linear pattern and the piece-like pattern. .
本発明は上記先行技術の課題に基づいたものであり、本発明の目的とするところは輝度の均一化ならびに輝線見え発生防止を可能にするとともに、低コストで製造可能な導光板を提供することにある。 The present invention is based on the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a light guide plate that can make the luminance uniform and prevent the appearance of bright lines and can be manufactured at low cost. It is in.
上記先行技術の課題を解決するために、本発明に係る導光板は側端面である入光面から入った光を出光面から外部へ出射させる導光板において、
前記導光板の光反射面には、前記導光板内部を伝搬する光を前記導光板の出光面側へむけて反射させるための構造体として、以下の(a)〜(c)に記載のパターンが形成され、
前記導光板の入光面に近い側から順に、個片状パターン、波状パターン、線状パターンの順にパターンが配置され、さらに、個片状パターン領域、波状パターン領域、線状パターン領域の順でパターン占有率が漸増するように配置されたことを特徴とする導光板である。
(a)一方向の延在方向を有し、かつ、前記導光板の厚み方向の高さが前記延在方向の全長にわたって実質的に一定である線状パターン。
(b)前記線状パターンと同じ延在方向を有し、かつ、前記導光板の厚み方向の高さが延在方向に沿って連続的に変化する部分を有する波状パターン。
(c)互いに所定の間隔を空けて配置された複数の独立パターンの集合体であって、前記波状パターンと同じ延在方向を有する個片状パターン。
In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the light guide plate according to the present invention is a light guide plate that emits light entering from a light incident surface that is a side end surface to the outside from a light exit surface,
Patterns described in the following (a) to (c) are provided on the light reflecting surface of the light guide plate as structures for reflecting light propagating through the light guide plate toward the light exit surface of the light guide plate. Formed,
In order from the side closer to the light incident surface of the light guide plate, the patterns are arranged in the order of individual patterns, wavy patterns, and linear patterns, and further in the order of individual pattern areas, wavy pattern areas, and linear pattern areas. The light guide plate is characterized by being arranged so that the pattern occupancy gradually increases.
(A) A linear pattern having one extending direction and having a height in the thickness direction of the light guide plate that is substantially constant over the entire length in the extending direction.
(B) A wavy pattern having the same extending direction as the linear pattern and having a portion in which the height in the thickness direction of the light guide plate continuously changes along the extending direction.
(C) A group of a plurality of independent patterns arranged at a predetermined interval from each other, each having a piece-like pattern having the same extending direction as the wavy pattern.
パターン密度の低い領域で個片状パターンを配置することで、異なるパターン形状の境界での輝度ムラおよび輝線見えを低減することができるとともに、線状パターンを併用することで導光板あるいは金型の加工時間を短縮し、結果的に加工コストを下げることが可能となる。また、個片状パターン領域と線状パターン領域の間に波状パターン領域を配置することで、出光面から取り出している光量の急激な変化(輝度変化)を抑え輝度を全体で均一にすることが可能となる。 By arranging individual patterns in areas with low pattern density, it is possible to reduce unevenness in brightness and the appearance of bright lines at the boundaries of different pattern shapes, and by using linear patterns in combination, the light guide plate or mold The processing time can be shortened, and as a result, the processing cost can be reduced. In addition, by arranging a wave pattern area between the individual pattern area and the linear pattern area, it is possible to suppress a sudden change (brightness change) in the amount of light extracted from the light exit surface and make the brightness uniform throughout. It becomes possible.
以下、図面を参照しながら、さらに詳しく本発明の導光板について説明する。 Hereinafter, the light guide plate of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
本発明の導光板は、側端面である入光面から入った光を出光面から外部へ出射させる導光板において、
前記導光板の出光面と対向する光反射面には、前記導光板内部を伝搬する光を前記導光板の出光面側へ向けて反射させるための構造体として、以下の(a)〜(c)に記載のパターンが形成され、
同一平面内で延在方向と垂直な方向に、前記導光板の入光面に近い側から順に、個片状パターン、波状パターン、線状パターンの順にパターンが配置され、さらに、個片状パターン領域、波状パターン領域、線状パターン領域の順でパターン占有率が漸増するように配置されたことを特徴とする導光板である。
(a)一方向の延在方向を有し、かつ、前記導光板の厚み方向の高さが前記延在方向の全長にわたって実質的に一定である線状パターン。
(b)前記線状パターンと同じ延在方向を有し、かつ、前記導光板の厚み方向の高さが延在方向に沿って連続的に変化する部分を有する波状パターン。
(c)互いに所定の間隔を空けて配置された複数の独立パターンの集合体であって、前記波状パターンと同じ延在方向を有する個片状パターン。
The light guide plate of the present invention is a light guide plate that emits light from a light incident surface that is a side end surface to the outside from a light exit surface.
The light reflecting surface facing the light exit surface of the light guide plate is a structure for reflecting light propagating inside the light guide plate toward the light exit surface side of the light guide plate, and the following (a) to (c) ) Pattern is formed,
In the same plane, in the direction perpendicular to the extending direction, the patterns are arranged in the order of individual patterns, wavy patterns, and linear patterns from the side closer to the light incident surface of the light guide plate. The light guide plate is characterized in that the pattern occupying ratio is gradually increased in the order of the area, the wavy pattern area, and the linear pattern area.
(A) A linear pattern having one extending direction and having a height in the thickness direction of the light guide plate that is substantially constant over the entire length in the extending direction.
(B) A wavy pattern having the same extending direction as the linear pattern and having a portion in which the height in the thickness direction of the light guide plate continuously changes along the extending direction.
(C) A group of a plurality of independent patterns arranged at a predetermined interval from each other, each having a piece-like pattern having the same extending direction as the wavy pattern.
本発明の一実施態様に係る導光板の一例を図1に示す。なお、本発明において、パターンとは導光板1の光反射面2に設けられた凹凸の形状を示す構造物のことと定義する。また、延在方向とは、一方向に沿って形成されたパターンの長手方向と定義し、図1においては31で示した矢印の方向が延在方向となる。パターン高さ27とはパターンの延在方向31に垂直な断面において、光反射面2に形成された凹凸の高さあるいは深さである。 An example of a light guide plate according to an embodiment of the present invention is shown in FIG. In the present invention, the pattern is defined as a structure showing the uneven shape provided on the light reflecting surface 2 of the light guide plate 1. The extending direction is defined as the longitudinal direction of the pattern formed along one direction, and the direction of the arrow indicated by 31 in FIG. 1 is the extending direction. The pattern height 27 is the height or depth of the irregularities formed on the light reflecting surface 2 in a cross section perpendicular to the pattern extending direction 31.
ここで、パターンの延在方向31に垂直な断面の形状の例を図2に示す。図2(a)では凹型五角形形状である。図2(b)では凹型V字形状である。図2(c)では凹型楕円形状である。図2(d)では凸型五角形形状である。図2(e)では凸型V字形状である。図2(f)では凸型楕円形状である。なお、パターンの延在方向31に垂直な断面の形状はこれら図2(a)〜(f)の形状に限定されるわけではなく、その他の形状であってもよい。また、導光板1内のパターンの形状は凹型、凸型いずれか一方のみとする必要はなく、凹型と凸型の組み合わせ形状でもよい。さらに断面形状も統一する必要は無く、導光板1内でパターンごとに断面形状を変えてもよい。しかし、後述する導光板製作時の容易性を考慮すると、凹型、凸型のいずれか一方の形状で統一しておくことが好ましい。 Here, an example of a cross-sectional shape perpendicular to the pattern extending direction 31 is shown in FIG. FIG. 2A shows a concave pentagonal shape. In FIG. 2B, it is a concave V-shape. In FIG. 2 (c), it is a concave elliptical shape. In FIG.2 (d), it is a convex pentagon shape. FIG. 2 (e) shows a convex V-shape. FIG. 2 (f) shows a convex elliptical shape. The shape of the cross section perpendicular to the pattern extending direction 31 is not limited to the shapes of FIGS. 2A to 2F, and may be other shapes. Moreover, the shape of the pattern in the light guide plate 1 does not have to be either a concave shape or a convex shape, and may be a combination of a concave shape and a convex shape. Furthermore, it is not necessary to unify the cross-sectional shape, and the cross-sectional shape may be changed for each pattern in the light guide plate 1. However, in consideration of the ease of manufacturing the light guide plate described later, it is preferable to unify the concave shape or the convex shape.
個片状パターン11とは、パターンのある光反射面2の延在方向31に複数のパターンが配置されている状態の各々の独立パターンのことをいう。また、個片状パターン11において、互いに所定の間隔を空けて配置された複数の個片状パターン11の集合体とは、延在方向31において一定の非パターン部32が介在しつつ複数の個片状パターン11が並べられている集合体のことをいう。図3は凹型の個片状パターン11の一例を示したものであり、図3(a)は光反射面2側から見た平面図、図3(b)は延在方向31に沿い、かつ、光反射面2に垂直な断面図である。図4は凸型の個片状パターン11の一例を示したものであり、図4(a)は光反射面2側から見た平面図、図4(b)は延在方向31に沿い、かつ、光反射面2に垂直な断面図である。個片状パターン11の形状はこれらに限られるわけではなく、他の形状であってもよい。個片状パターン11は光反射面2に対し、パターン内で最も高い位置であるパターン頂部41と、パターン頂部41と非パターン部32を結ぶ遷移部42からなる。なお、光反射面2からパターン頂部41までの高さを最大高さ44と定義する。 The individual pattern 11 refers to each independent pattern in a state where a plurality of patterns are arranged in the extending direction 31 of the light reflecting surface 2 having the pattern. Further, in the individual pattern 11, the aggregate of the plurality of individual patterns 11 arranged at a predetermined interval from each other is a plurality of pieces with a certain non-pattern part 32 interposed in the extending direction 31. It means an aggregate in which the piece-like patterns 11 are arranged. FIG. 3 shows an example of the concave individual pattern 11, FIG. 3 (a) is a plan view seen from the light reflecting surface 2 side, FIG. 3 (b) is along the extending direction 31, and FIG. 3 is a cross-sectional view perpendicular to the light reflecting surface 2. FIG. 4 shows an example of the convex individual pattern 11, FIG. 4 (a) is a plan view seen from the light reflecting surface 2 side, FIG. 4 (b) is along the extending direction 31, Further, it is a cross-sectional view perpendicular to the light reflecting surface 2. The shape of the individual pattern 11 is not limited to these, and may be other shapes. The individual pattern 11 includes a pattern top 41 that is the highest position in the pattern with respect to the light reflecting surface 2, and a transition portion 42 that connects the pattern top 41 and the non-pattern portion 32. The height from the light reflecting surface 2 to the pattern top 41 is defined as the maximum height 44.
波状パターン12とは、延在方向31に沿ってパターン高さ27が連続的に変化する部分を有する波状パターンのことである。 The wavy pattern 12 is a wavy pattern having a portion in which the pattern height 27 continuously changes along the extending direction 31.
図6〜8は凹型の波状パターン12の例を示したものであり、各図の(a)に光反射面2側から見た平面図を、(b)で延在方向31に沿い、かつ、光反射面2に垂直な断面図を示す。波状パターン12では、パターン頂部41と、光反射面2に対し波状パターン12で最も低い位置であるパターン低部43が遷移部42によって接続されている。なお、光反射面2からパターン低部43までの高さを最小高さ45と定義する。図6に示した例では光反射面2と平行な直線部を有するパターン頂部41とパターン底部43をテーパ状の遷移部42が接続した形態である。パターン頂部41およびパターン底部43が必ずしも直線部を持つ必要はなく、図7に示すようにパターン底部43が尖っていたり、図8に示すように、パターン頂部41およびパターン底部43の両方で尖っていたりしてもよい。なお、波状パターン12の形状はこれらに限られるわけではなく、他の形状であってもよい。また、図6〜8では凹型の波状パターン12のみ示したが、本発明は凸型の波状パターン12にも適用できる。さらに、波状パターン12はパターン高さ27が延在方向31に沿って連続的に変化する部分を有していればよい。すなわち、延在方向31に沿ってパターン高さ27が連続的に変化する部分と一定である部分とを有していてもよいし、延在方向31全長にわたって厚み方向の高さが連続的に変化していてもよい。 FIGS. 6 to 8 show examples of the concave wavy pattern 12, and FIG. 6A is a plan view seen from the light reflecting surface 2 side, and FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view perpendicular to the light reflecting surface 2. In the wavy pattern 12, the pattern top 41 and the pattern low portion 43, which is the lowest position of the wavy pattern 12, with respect to the light reflecting surface 2 are connected by the transition portion 42. Note that the height from the light reflecting surface 2 to the pattern low portion 43 is defined as a minimum height 45. In the example shown in FIG. 6, the pattern top 41 and the pattern bottom 43 having a straight line parallel to the light reflecting surface 2 are connected to the tapered transition 42. The pattern top part 41 and the pattern bottom part 43 do not necessarily have a straight line part, and the pattern bottom part 43 is sharp as shown in FIG. 7, or both the pattern top part 41 and the pattern bottom part 43 are sharp as shown in FIG. Or you may. The shape of the wave pattern 12 is not limited to these, and may be other shapes. 6 to 8 show only the concave wave pattern 12, the present invention can also be applied to the convex wave pattern 12. Further, the wavy pattern 12 only needs to have a portion in which the pattern height 27 continuously changes along the extending direction 31. That is, it may have a portion where the pattern height 27 continuously changes along the extending direction 31 and a portion where the pattern height 27 is constant, and the height in the thickness direction continuously over the entire length of the extending direction 31. It may have changed.
線状パターン13とは最大高さ44が延在方向31で常に一定のパターンのことである。図12は凹型の線状パターン13の一例を示したものであり、図12(a)は光反射面2側から見た平面図、図12(b)は延在方向31に沿い、かつ、光反射面2に垂直な断面図である。なお、凹型の線状パターン13の形状はこれらに限られるわけではなく、他の形状であってもよい。また、図12では凹型の線状パターン13のみ示したが、本発明は凸型の線状パターン13にも適用できる。 The linear pattern 13 is a pattern whose maximum height 44 is always constant in the extending direction 31. FIG. 12 shows an example of the concave linear pattern 13, FIG. 12 (a) is a plan view seen from the light reflecting surface 2 side, FIG. 12 (b) is along the extending direction 31, and FIG. 3 is a cross-sectional view perpendicular to the light reflecting surface 2. The shape of the concave linear pattern 13 is not limited to these, and may be other shapes. Although only the concave linear pattern 13 is shown in FIG. 12, the present invention can be applied to the convex linear pattern 13.
ここで、パターン占有率の漸増とは、入光面4から遠ざかる方向に5mm間隔で測定した光反射面2の単位面積(1cm2)に占めるパターンを光反射面2に垂直に投影した面積の割合が増えていくことと定義する。図14にパターン占有率の好適な変化の一例として、入光面4から遠ざかるに従い、パターン占有率の増分の割合が次第に増大していく場合を示す。なお、パターン占有率が増大していく形態は上記に限定されるわけではなく、他の形態でもよい。 Here, the gradual increase in the pattern occupancy is an area obtained by projecting a pattern occupying a unit area (1 cm 2 ) of the light reflection surface 2 measured at intervals of 5 mm in a direction away from the light incident surface 4 onto the light reflection surface 2. It is defined as the proportion increasing. As an example of a preferable change in the pattern occupancy ratio, FIG. 14 shows a case where the pattern occupancy increase ratio gradually increases as the distance from the light incident surface 4 increases. The form in which the pattern occupancy rate increases is not limited to the above, and other forms may be used.
導光板1のパターンを全て線状パターン13で構成した場合、光源6に近づくに従い、光反射面2内で延在方向31に垂直な方向の隣り合うパターン同士のパターン間距離34を広げていくと出光面3では均一な輝度を得られる。しかし、パターン間距離34を広げると1本1本のパターンの輝線が視認されやすくなる。発明者の実験的な検討では、厚さ3mmの導光板1の場合、図13に示すパターン幅28とパターン間距離34の関係を表すグラフにおいて、51で示す領域ではパターンの輝線が視認されやすかった。図13に示すとおり、輝線見えを発生させないためにはパターン幅28が6μmではパターン間距離34は約280μm以下とすることが好ましく、パターン幅28が18μmではパターン間距離34は約240μm以下とすることが好ましい。 When all the patterns of the light guide plate 1 are composed of the linear patterns 13, the inter-pattern distance 34 between adjacent patterns in the direction perpendicular to the extending direction 31 in the light reflecting surface 2 is increased as the light source 6 is approached. In the light exit surface 3, uniform brightness can be obtained. However, if the inter-pattern distance 34 is increased, the bright lines of each pattern are easily visible. According to the inventor's experimental study, in the case of the light guide plate 1 having a thickness of 3 mm, in the graph showing the relationship between the pattern width 28 and the inter-pattern distance 34 shown in FIG. It was. As shown in FIG. 13, in order to prevent the appearance of bright lines, the inter-pattern distance 34 is preferably about 280 μm or less when the pattern width 28 is 6 μm, and the inter-pattern distance 34 is about 240 μm or less when the pattern width 28 is 18 μm. It is preferable.
もし、点光源に近い領域を線状パターン13のみで構成した場合、全体の輝度の均一化を図るためにパターン間距離34を広くする必要があり、結果として輝線見えが発生しやすい。そこで、点光源に近い領域では、個片状パターン11を散在させて配置することで輝線見えを抑制することができる。ところが、導光板を個片状パターン11と線状パターン13のみで構成した場合、境界部でパターンの延在方向31に平行な断面の形状が個片状パターン11と線状パターン13の境界部で急激に変化するため出光面3での光量にわずかな変化が生じ、これが輝線ムラとして視認されることがあった。そこで、個片状パターン領域7と線状パターン領域9の間に波状パターン領域8を介在させることで個片状パターン11と波状パターン12の境界部、ならびに波状パターン12と線状パターン13の境界部での出光面3から取り出される光量をなだらかに変化させ、結果的に輝線見えの発生を防止することができる。さらに、入光面4から遠ざかるに従いパターン占有率を漸増させることで、導光板1内での導光距離が長くなり、光の強度が相対的に弱まった部位ではより高密度で光路変換できることになり、結果的に、光路変換後に出光面3における輝度分布の均一化に寄与できることになる。なお、図1は入光面4が1つの場合を例示しているが、入光面4が導光板1の両側に、あるいは3面以上存在する場合には、それら入光面4からの距離が大きくなる導光板1の中央部にいくにしたがってパターン占有率が漸増されるように配置されることが好ましい。このように入光面4から遠ざかるに従いパターン占有率を漸増させることで、導光板1内での導光距離が長くなり、光の強度が相対的に弱まった点光源6から離れた部位ではより高密度で光路変換できることになり、結果的に、光路変換後に出光面3における輝度分布の均一化に寄与できることになる。 If the area close to the point light source is configured by only the linear pattern 13, it is necessary to increase the inter-pattern distance 34 in order to make the entire luminance uniform, and as a result, the appearance of bright lines is likely to occur. In view of this, in the region close to the point light source, the appearance of the bright line can be suppressed by arranging the discrete patterns 11 scattered. However, when the light guide plate is composed of only the individual pattern 11 and the linear pattern 13, the shape of the cross section parallel to the pattern extending direction 31 is the boundary portion between the individual pattern 11 and the linear pattern 13 at the boundary portion. In this case, the light amount on the light exit surface 3 slightly changes, and this may be visually recognized as bright line unevenness. Therefore, by interposing the wavy pattern region 8 between the individual pattern region 7 and the linear pattern region 9, the boundary between the individual pattern 11 and the wavy pattern 12 and the boundary between the wavy pattern 12 and the linear pattern 13. The amount of light extracted from the light exit surface 3 at the part can be changed gently, and as a result, the appearance of bright lines can be prevented. Further, by gradually increasing the pattern occupancy as the distance from the light incident surface 4 increases, the light guide distance in the light guide plate 1 becomes longer, and the light path can be changed at a higher density at a portion where the light intensity is relatively weak. As a result, it is possible to contribute to uniform luminance distribution on the light exit surface 3 after the optical path conversion. FIG. 1 illustrates the case where there is one light incident surface 4. However, when there are three light incident surfaces 4 on both sides of the light guide plate 1 or three or more surfaces, the distance from these light incident surfaces 4. It is preferable that the pattern occupancy is gradually increased as it goes to the central portion of the light guide plate 1 where the distance increases. In this way, by gradually increasing the pattern occupancy as the distance from the light incident surface 4 increases, the light guide distance in the light guide plate 1 becomes longer, and the portion away from the point light source 6 where the light intensity is relatively weaker is more. The optical path can be changed at a high density, and as a result, the luminance distribution on the light exit surface 3 can be made uniform after the optical path change.
このように、点光源6に近い入光面4近傍においては個片状パターン11、入光面4から遠い箇所においては線状パターン13を配置し、個片状パターン11と線状パターン13の間に波状パターン12を介在させ、個片状パターン11、波状パターン12、線状パターン13を入光面4近傍からパターン占有率が漸増するように配置することで、導光板1の出光面3における輝線見えの発生を防止させることと出光面3の全体の輝度分布を均一化させることが可能となる。 In this manner, the individual pattern 11 is arranged in the vicinity of the light incident surface 4 close to the point light source 6, and the linear pattern 13 is arranged in a place far from the light incident surface 4, and the individual pattern 11 and the linear pattern 13 are arranged. The light-emitting surface 3 of the light guide plate 1 is disposed by interposing the wavy pattern 12 between them and arranging the individual pattern 11, the wavy pattern 12, and the linear pattern 13 so that the pattern occupancy gradually increases from the vicinity of the light incident surface 4. It is possible to prevent the appearance of bright lines in the light source and to make the entire luminance distribution of the light exit surface 3 uniform.
個片状パターン11、波状パターン12、線状パターン13のそれぞれのパターン高さ27、パターン幅28の好ましい範囲はともに1μm〜100μmであり、より好ましくは5μm〜50μmである。また、パターン間距離34の好ましい範囲は1μm〜500μmであり、より好ましくは5μm〜50μmである。パターン高さ27、パターン幅28は1μm未満では輝度向上の効果が得られないことがあり、一方100μmより大きい範囲では輝度ムラや輝線見えが発生することがある。また、光反射面2および出光面3の平坦部の表面粗さは、JISB0601(2001)にて定義される算術平均粗さRaで0.2μm以下のものが好ましい。Raが0.2μmを超えると、出光面3の平坦部で全反射するはずの光の一部が出射する場合があるためである。 The preferable ranges of the pattern height 27 and the pattern width 28 of the individual pattern 11, the wavy pattern 12, and the linear pattern 13 are all 1 μm to 100 μm, and more preferably 5 μm to 50 μm. Moreover, the preferable range of the inter-pattern distance 34 is 1 μm to 500 μm, and more preferably 5 μm to 50 μm. If the pattern height 27 and the pattern width 28 are less than 1 μm, the effect of improving the brightness may not be obtained. On the other hand, if the pattern height is greater than 100 μm, the brightness unevenness and the bright line appearance may occur. The surface roughness of the flat portions of the light reflecting surface 2 and the light emitting surface 3 is preferably 0.2 μm or less in terms of arithmetic average roughness Ra defined by JISB0601 (2001). This is because when Ra exceeds 0.2 μm, part of the light that should be totally reflected by the flat portion of the light exit surface 3 may be emitted.
また、個片状パターン11、波状パターン12、線状パターン13において、光反射面2内で延在方向31に垂直な方向とパターンがなすパターン斜面角度29の好ましい範囲は40°〜60°であり、より好ましくは45°〜55°である。パターン斜面角度29が40°未満、あるいは60°より大きい範囲では、出光面3側において視野領域での輝度が低下することがある。また、個片状パターン11、波状パターン12において、非パターン部32またはパターン底部43とパターン遷移部42がなすパターン遷移角度47の好ましい範囲は30°以下であり、より好ましくは20°以下である。パターン遷移角度47を30°以下、より好ましくは20°以下とすることで、後述するパターンの加工特性上、加工速度を大幅に上げることができる。また、加工するためのバイトの逃げ角を小さくすることができるため、加工途中でのバイトの欠けによるパターン加工不良の問題発生を抑制することができる。さらに、パターン頂部41およびパターン底部43と遷移部42では、出光面3での出射角度が異なるため、視野領域で角度により輝度の変化が生じるが、パターン遷移角度47を30°以下、より好ましくは20°以下とすることで、輝度の変化の差を抑えることができ、視野角特性上好ましくなる。 Further, in the individual pattern 11, the wavy pattern 12, and the linear pattern 13, a preferable range of the pattern slope angle 29 formed by the pattern and the direction perpendicular to the extending direction 31 in the light reflecting surface 2 is 40 ° to 60 °. Yes, more preferably 45 ° to 55 °. In the range where the pattern slope angle 29 is less than 40 ° or greater than 60 °, the luminance in the visual field region may decrease on the light exit surface 3 side. In the individual pattern 11 and the wavy pattern 12, the preferred range of the pattern transition angle 47 formed by the non-pattern part 32 or the pattern bottom part 43 and the pattern transition part 42 is 30 ° or less, more preferably 20 ° or less. . By setting the pattern transition angle 47 to 30 ° or less, more preferably 20 ° or less, the processing speed can be significantly increased in view of the processing characteristics of the pattern described later. In addition, since the clearance angle of the cutting tool for processing can be reduced, it is possible to suppress the problem of pattern processing defects due to chipping of the cutting tool during processing. Furthermore, the pattern top portion 41 and the pattern bottom portion 43 and the transition portion 42 have different emission angles at the light exit surface 3, so that the luminance changes depending on the angle in the viewing area, but the pattern transition angle 47 is preferably 30 ° or less, more preferably By setting the angle to 20 ° or less, a difference in luminance change can be suppressed, which is preferable in view angle characteristics.
個片状パターン11において、該パターンの延在方向31に沿い、かつ、光反射面2に垂直な断面の形状が角丸台形波形状であることが好ましい。 In the individual pattern 11, it is preferable that the cross-sectional shape along the extending direction 31 of the pattern and perpendicular to the light reflecting surface 2 is a rounded trapezoidal wave shape.
角丸台形波形状をもつ個片状パターンの例を図5に示す。図5(a)は光反射面2側から見た平面図、図5(b)は延在方向31に沿い、かつ、光反射面2に垂直な断面図である。角丸台形波形状とは、パターン頂部41と遷移部42および遷移部42と非パターン部32の遷移部境界46が円弧形状になっている形状のことをいう。遷移部境界46を除く遷移部42は直線であってもよいし、パターン頂部41と非パターン部32の間が円弧で直接つながっていてもよい。また、遷移部境界46は全ての同一の半径の円弧である必要はなく、異なっていてもよい。さらに、遷移部境界46の円弧は単一の値を有する半径から構成される必要は無く、複数の半径の円弧が連続的に変化しながら接続されている形状でもよい。全ての遷移部境界46を円弧にしなくてもよい。なお、角丸台形波形状をもつ個片状パターン11の形状はこれらに限られるわけではなく、他の形状であってもよい。また、図5では角丸台形波形状をもつ凹型の個片状パターン11のみ示したが、角丸台形波形状をもつ凸型の個片状パターン11であってもよい。 An example of an individual piece pattern having a rounded trapezoidal wave shape is shown in FIG. 5A is a plan view seen from the light reflecting surface 2 side, and FIG. 5B is a cross-sectional view along the extending direction 31 and perpendicular to the light reflecting surface 2. The rounded trapezoidal wave shape refers to a shape in which the pattern top portion 41 and the transition portion 42 and the transition portion boundary 46 between the transition portion 42 and the non-pattern portion 32 have an arc shape. The transition part 42 excluding the transition part boundary 46 may be a straight line, or the pattern top part 41 and the non-pattern part 32 may be directly connected by an arc. Moreover, the transition part boundary 46 does not need to be the circular arc of all the same radii, and may differ. Furthermore, the arc of the transition boundary 46 need not be composed of a radius having a single value, and may be a shape in which arcs of a plurality of radii are connected while continuously changing. All transition part boundaries 46 do not have to be arcs. The shape of the individual pattern 11 having a rounded trapezoidal wave shape is not limited to these, and may be other shapes. Further, FIG. 5 shows only the concave individual pattern 11 having a rounded trapezoidal wave shape, but may be a convex individual pattern 11 having a rounded trapezoidal wave shape.
個片状パターン11において、遷移部42の端部を円弧形状とした角丸台形波形状とすることで、輝度特性をほとんど変えることなく、大幅に加工速度を上げることができる。さらに、パターン頂部41と遷移部42のみでは出光面3での出射角度が異なるため、視野領域で角度により輝度の変化が大きくなることがあるが、遷移部境界46を円弧にすることでパターン頂部41と遷移部42の出射角の中間にも光が出射されるので、視野領域で滑らかな輝度変化を示し、視野角特性上好ましくなる。 In the individual pattern 11, the processing speed can be significantly increased with almost no change in luminance characteristics by making the end of the transition portion 42 into a rounded trapezoidal wave shape having an arc shape. Furthermore, since the emission angle at the light exit surface 3 is different between the pattern top 41 and the transition portion 42 alone, the luminance may vary greatly depending on the angle in the field of view area. Since light is emitted also between the emission angles of 41 and the transition portion 42, a smooth luminance change is exhibited in the viewing region, which is preferable in view angle characteristics.
ここで、円弧の半径は1μm以上が好ましく、より好ましくは10μm〜100μmである。円弧の半径が1μm未満では加工速度の向上へ大きく寄与しない場合があり、また、視野領域で滑らかな輝度変化を得るという視野角特性上の効果が大きく出ない場合がある。 Here, the radius of the arc is preferably 1 μm or more, more preferably 10 μm to 100 μm. If the radius of the arc is less than 1 μm, it may not contribute significantly to the improvement of the processing speed, and the effect on the viewing angle characteristic of obtaining a smooth luminance change in the viewing area may not be significant.
波状パターン12において、該パターンの延在方向31に沿い、かつ、光反射面2に垂直な断面の形状が角丸台形波形状であることが好ましい。 In the wavy pattern 12, it is preferable that the cross-sectional shape along the extending direction 31 of the pattern and perpendicular to the light reflecting surface 2 is a rounded trapezoidal wave shape.
角丸台形波形状をもつ波状パターンの例を図9〜11に示す。各図の(a)は光反射面2側から見た平面図、(b)は延在方向31に沿い、かつ、光反射面2に垂直な断面図である。波状パターン12において、角丸台形波形状とは、パターン頂部41と遷移部42および遷移部42とパターン低部43の遷移部境界46が円弧形状になっている形状のことをいう。また、遷移部境界46は直線であってもよいし、パターン頂部41とパターン低部43の間が円弧で直接つながっていてもよい。さらに、遷移部境界46は全て同一半径の円弧である必要はなく、異なっていてもよい。また、遷移部境界46の円弧は単一の値を有する半径から構成される必要は無く、複数の半径の円弧が連続的に変化しながら接続されている形状でもよい。全ての遷移部境界46を円弧にしなくてもよい。なお、角丸台形波形状をもつ波状パターン12の形状はこれらに限られるわけではなく、他の形状であってもよい。また、図9〜11では角丸台形波形状をもつ凹型の波状パターン12のみ示したが、角丸台形波形状をもつ凸型の波状パターン12であってもよい。波状パターン12において、遷移部42の端部を円弧形状とした角丸台形波形状とすることで、個片状パターン11の場合と同様に輝度特性をほとんど変えることなく、大幅に加工速度を上げることができるとともに視野角特性上も好ましくなる。 Examples of a wavy pattern having a rounded trapezoidal wave shape are shown in FIGS. (A) of each figure is the top view seen from the light reflective surface 2 side, (b) is sectional drawing along the extending direction 31 and perpendicular | vertical to the light reflective surface 2. FIG. In the wavy pattern 12, the rounded trapezoidal wave shape refers to a shape in which the pattern top portion 41, the transition portion 42, and the transition portion boundary 46 between the transition portion 42 and the pattern low portion 43 have an arc shape. Moreover, the transition part boundary 46 may be a straight line, or the pattern top 41 and the pattern low part 43 may be directly connected by an arc. Furthermore, the transition part boundaries 46 do not have to be arcs having the same radius, and may be different. Moreover, the arc of the transition part boundary 46 does not need to be configured by a radius having a single value, and may be a shape in which arcs of a plurality of radii are connected while continuously changing. All transition part boundaries 46 do not have to be arcs. The shape of the wave pattern 12 having a rounded trapezoidal wave shape is not limited to these, and may be other shapes. 9 to 11 show only the concave wave pattern 12 having a rounded trapezoidal wave shape, it may be a convex wave pattern 12 having a rounded trapezoidal wave shape. In the wavy pattern 12, the end of the transition portion 42 is formed into a rounded trapezoidal wave shape with an arc shape, so that the processing speed is greatly increased without changing the luminance characteristic as in the case of the individual pattern 11. In addition, the viewing angle characteristics are preferable.
ここで、加工速度の向上および視野角特性上の効果の観点から円弧の半径は1μm以上であり、より好ましくは10μm〜100μmである。 Here, the radius of the arc is 1 μm or more, more preferably 10 μm to 100 μm, from the viewpoint of improving the processing speed and the effect on the viewing angle characteristics.
本発明においては、個片状パターン11、波状パターン12、線状パターン13の少なくとも1種類のパターン高さ27の導光板1の延在方向31の平均値が、入光面4から遠ざかるに従い、漸増することが好ましい。入光面4から遠ざかるに従い、導光板1の延在方向31の高さの厚み方向の平均高さが漸増するとは、延在方向31における非パターン部32を含むパターン両端間の全区間のパターン高さ27の平均値が入光面4から遠ざかるに従い、高くなるということである。 In the present invention, as the average value of the extending direction 31 of the light guide plate 1 having at least one pattern height 27 of the individual pattern 11, the wavy pattern 12, and the linear pattern 13 moves away from the light incident surface 4, It is preferable to increase gradually. As the distance from the light incident surface 4 increases, the average height in the thickness direction of the extending direction 31 of the light guide plate 1 gradually increases. The pattern of the entire section between both ends of the pattern including the non-pattern portion 32 in the extending direction 31 That is, the average value of the height 27 increases as the distance from the light incident surface 4 increases.
図15にパターン平均高さの好適な変化の一例として、入光面4から遠ざかるに従い、パターン平均高さの増分の割合が次第に増加していく場合を示す。なお、パターン平均高さの増大の形態は上記に限定されるわけではなく、他の形態でもよい。 As an example of a preferable change in the pattern average height, FIG. 15 shows a case where the rate of increase in the pattern average height gradually increases as the distance from the light incident surface 4 increases. In addition, the form of increase in the pattern average height is not limited to the above, and other forms may be used.
入光面4から遠ざかるに従い、導光板1の中を伝搬してきた光は光源に近い領域から順次パターンに当たり出光面3から出射していくため、入光面4から遠ざかるに従い光の強度が相対的に減少する。しかし、入光面4から遠ざかるに従い、順次パターン高さ27の平均値を漸増させることで光源からの光がパターンに当たりやすくなり、出光面3から出射される確率が高くなるため、結果的に、出光面3における輝度分布の均一化に寄与できることになる。 As the distance from the light incident surface 4 increases, the light propagating through the light guide plate 1 sequentially hits the pattern from the area close to the light source and is emitted from the light output surface 3. Therefore, the intensity of the light increases relative to the distance from the light incident surface 4. To decrease. However, as the distance from the light incident surface 4 increases, the average value of the pattern height 27 is gradually increased so that the light from the light source easily hits the pattern and the probability of being emitted from the light exit surface 3 is increased. This can contribute to uniform luminance distribution on the light exit surface 3.
本発明においては、個片状パターン11における、延在方向31に隣り合う個片状パターン11同士の間隔が、入光面4から遠ざかるに従い漸減し、個片状パターン11のうち、波状パターン12に最も近い位置における個片状パターン11の延在方向31に隣り合う各個片状パターン11同士の間隔が、10μm以下であることが好ましい。 In the present invention, the distance between the individual patterns 11 adjacent to each other in the extending direction 31 in the individual patterns 11 gradually decreases as the distance from the light incident surface 4 increases. It is preferable that the space | interval of each piece-like pattern 11 adjacent to the extending direction 31 of the piece-like pattern 11 in the position nearest to is 10 micrometers or less.
個片状パターン11同士の間隔とは、図1の延在方向31の非パターン部32の長さのことである。図16に非パターン部32の長さの好適な変化の一例として、入光面4から遠ざかるに従い、非パターン部32の減分の割合が次第に増加していく場合を示す。なお、非パターン部32の減少の形態はこれらに限定されるわけではなく、他の形態でもよい。入光面4から遠ざかるに従い、非パターン部32の長さを漸減させることで光を取り出しやすいため、入光面4から離れた部位で光の強度が相対的に弱まっていても、輝度を均一に保ちやすい。 The interval between the individual patterns 11 is the length of the non-pattern part 32 in the extending direction 31 of FIG. FIG. 16 shows an example of a preferable change in the length of the non-pattern portion 32 in the case where the decrement ratio of the non-pattern portion 32 gradually increases as the distance from the light incident surface 4 increases. In addition, the form of the reduction | decrease of the non-pattern part 32 is not necessarily limited to these, Other forms may be sufficient. As the distance from the light incident surface 4 is increased, the length of the non-patterned portion 32 is gradually reduced so that light can be easily extracted. Therefore, even if the light intensity is relatively weak at a portion away from the light incident surface 4, the luminance is uniform. Easy to keep in.
また、非パターン部32の長さを10μm以下とすることで、個片状パターン11と波状パターン12の境界部での急激なパターン形状の変化による出光面3からの輝度変化が抑制されるため、視認されるような輝度ムラが発生しなくなり、結果的に個片状パターン11と波状パターン12の境界部での輝度の均一化を達成することが可能となる。 In addition, by setting the length of the non-pattern part 32 to 10 μm or less, a change in luminance from the light exit surface 3 due to a sudden change in pattern shape at the boundary between the individual pattern 11 and the wave pattern 12 is suppressed. As a result, unevenness in luminance that can be visually recognized does not occur, and as a result, it is possible to achieve uniform luminance at the boundary between the individual pattern 11 and the wave pattern 12.
本発明においては、波状パターン12における、延在方向31における最小高さ45が入光面4から遠ざかるに従い漸増し、波状パターン12のうち、線状パターン13に最も近い位置における波状パターン12の延在方向31における最小高さ45と線状パターン13の最大高さ44との差が1μm以下であることが好ましい。 In the present invention, the minimum height 45 in the extending direction 31 of the wavy pattern 12 gradually increases as the distance from the light incident surface 4 increases, and the wavy pattern 12 extends at the position closest to the linear pattern 13 in the wavy pattern 12. The difference between the minimum height 45 in the current direction 31 and the maximum height 44 of the linear pattern 13 is preferably 1 μm or less.
波状パターン12と線状パターン13の境界部の波状パターン12の最小高さ45と線状パターン13の最大高さ44との差を1μm以下とすることで、波状パターン12と線状パターン13の境界部での急激なパターン形状の変化による出光面3からの輝度変化が抑制されるため、視認されるような輝度ムラが発生しにくくなり、結果として波状パターン12から線状パターン13へ輝度分布が大きく変化することなく移行することが可能となる。 By setting the difference between the minimum height 45 of the wavy pattern 12 and the maximum height 44 of the linear pattern 13 at the boundary between the wavy pattern 12 and the linear pattern 13 to 1 μm or less, the wavy pattern 12 and the linear pattern 13 Since a change in luminance from the light exit surface 3 due to a sudden change in pattern shape at the boundary is suppressed, luminance unevenness that is visually recognized is less likely to occur, and as a result, the luminance distribution from the wave pattern 12 to the linear pattern 13 It is possible to move without significant change.
本発明においては、個片状パターン11および波状パターン12の延在方向31における最小高さの位置が入光面4と垂直な方向に沿って千鳥状、あるいは、ランダム状に配置されていることが好ましい。図17は個片状パターン11の非パターン部32の位置が入光面4と垂直な方向に沿って千鳥状に配置された一例の光反射面2側から見た平面図である。図18は個片状パターン11の非パターン部32の位置が入光面4と垂直な方向に沿ってランダム状に配置された一例の光反射面2側から見た平面図である。図19は波状パターン12の延在方向31におけるパターン底部43の位置が入光面4と垂直な方向に沿って千鳥状に配置された一例の光反射面2側から見た平面図である。図20は波状パターン12の延在方向31におけるパターン底部43の位置が入光面4と垂直な方向に沿ってランダム状に配置された一例の光反射面2側から見た平面図である。 In the present invention, the position of the minimum height in the extending direction 31 of the individual pattern 11 and the wavy pattern 12 is arranged in a staggered or random manner along the direction perpendicular to the light incident surface 4. Is preferred. FIG. 17 is a plan view seen from the light reflection surface 2 side of an example in which the positions of the non-pattern portions 32 of the individual pattern 11 are arranged in a staggered manner along the direction perpendicular to the light incident surface 4. FIG. 18 is a plan view as seen from the light reflecting surface 2 side of an example in which the positions of the non-patterned portions 32 of the individual pattern 11 are randomly arranged along the direction perpendicular to the light incident surface 4. FIG. 19 is a plan view seen from the light reflecting surface 2 side of an example in which the positions of the pattern bottom 43 in the extending direction 31 of the wave pattern 12 are arranged in a staggered manner along the direction perpendicular to the light incident surface 4. FIG. 20 is a plan view seen from the light reflecting surface 2 side of an example in which the position of the pattern bottom 43 in the extending direction 31 of the wave pattern 12 is randomly arranged along the direction perpendicular to the light incident surface 4.
千鳥状に配置されているとは交互に並んでいる状態のことであり、ランダム状に配置されているとは、延在方向31には規則性を持っているが、入光面4と垂直な方向には不規則に分散配置されている状態のことをいう。 Arranged in a zigzag form means a state in which they are arranged alternately, and arranged in a random form means that the extending direction 31 has regularity but is perpendicular to the light incident surface 4. It means a state of being randomly distributed in any direction.
非パターン部32やパターン底部43の位置が入光面4と垂直な方向に沿って千鳥状、あるいは、ランダム状に配置されていることで、個片状パターン11や波状パターン12の延在方向31において輝度が低い箇所が、入光面4と垂直な方向に連続することがなくなり、輝線見えの発生を防止させ、輝度分布を均一化させることに寄与する。なお、個片状パターン11および波状パターン12ともに千鳥状配置とランダム状配置の混合配置としてもよい。 Since the positions of the non-pattern part 32 and the pattern bottom part 43 are arranged in a staggered or random manner along the direction perpendicular to the light incident surface 4, the extending direction of the individual pattern 11 and the wave pattern 12 A portion having a low luminance in 31 does not continue in a direction perpendicular to the light incident surface 4, thereby preventing the appearance of bright lines and contributing to uniform luminance distribution. The individual pattern 11 and the wavy pattern 12 may be a mixed arrangement of a staggered arrangement and a random arrangement.
本発明においては、個片状パターン11、波状パターン12、線状パターン13において、入光面4と垂直な方向のパターン間距離34が、入光面4から遠ざかるに従い連続的に漸減し、パターン間距離34の変化の傾きが、各パターンの切り替わり位置において隣接する各パターン同士で実質的に一致することが好ましい。切り替わり位置とは個片状パターン11と波状パターン12、波状パターン12と線状パターン13の境界部のことである。図21にパターン間距離34の好適な変化の一例として、入光面4から遠ざかるに従い、パターン間距離34の減分の割合が次第に増加していく場合を示す。なお、減少の形態はこれらに限定されるわけではなく、他の減少の形態でもよい。 In the present invention, in the individual pattern 11, the wavy pattern 12, and the linear pattern 13, the inter-pattern distance 34 in the direction perpendicular to the light incident surface 4 is gradually decreased as the distance from the light incident surface 4 increases. It is preferable that the slope of the change in the inter-distance 34 substantially matches between adjacent patterns at the switching position of each pattern. The switching position is a boundary portion between the individual pattern 11 and the wavy pattern 12 and between the wavy pattern 12 and the linear pattern 13. As an example of a preferable change in the inter-pattern distance 34, FIG. 21 shows a case where the decrement rate of the inter-pattern distance 34 gradually increases as the distance from the light incident surface 4 increases. In addition, the form of reduction is not necessarily limited to these, and other forms of reduction may be used.
入光面4から徐々にパターン間距離34を漸減させて出光面3へ光路変換しやすくすることにより、導光板1全体で高輝度を維持しやすくなる。さらに、個片状パターン11と波状パターン12の切り替わり位置、および波状パターン12と線状パターン13の切り替わり位置でのパターン間距離34の変化の傾きを一致させることで切り替わり位置での輝線見えが視認されにくく輝度の均一性を保つことが可能となる。 By gradually decreasing the inter-pattern distance 34 from the light incident surface 4 to facilitate the optical path conversion to the light exit surface 3, it becomes easy to maintain high luminance in the entire light guide plate 1. Further, the appearance of the bright line at the switching position can be visually recognized by matching the change positions of the inter-pattern distance 34 at the switching position between the individual pattern 11 and the wavy pattern 12 and the switching position between the wavy pattern 12 and the linear pattern 13. This makes it difficult to maintain brightness uniformity.
本発明のバックライトユニットによれば、本発明の導光板1を組み込んでいるので、出光面3から輝度が均一化され輝線見えが発生しにくい。本発明の導光板1を有するバックライトユニットの一例の断面図を図22に示す。バックライトユニット71では光源73から出て、入光面4から導光板1の内部に入り、導光板1の内部で導光される光78は個片状パターン11、波状パターン12、線状パターン13によって光路変換され出光面3側から面状の光として出射される。出光面3側から出射された光78は拡散シート75、プリズムシート76、反射偏光フィルム77を経て高輝度化されるのみならず、更に輝度分布が均一化される。なお、バックライトユニット71の構造はこの限りではない。 According to the backlight unit of the present invention, since the light guide plate 1 of the present invention is incorporated, the luminance is made uniform from the light exit surface 3 and the appearance of the bright line hardly occurs. A cross-sectional view of an example of a backlight unit having the light guide plate 1 of the present invention is shown in FIG. In the backlight unit 71, the light 78 that exits from the light source 73, enters the light guide plate 1 from the light incident surface 4, and is guided inside the light guide plate 1 includes the individual pattern 11, the wave pattern 12, and the linear pattern. The light path is changed by 13 and emitted as planar light from the light exit surface 3 side. The light 78 emitted from the light exit surface 3 side passes through the diffusion sheet 75, the prism sheet 76, and the reflective polarizing film 77, so that the brightness is increased and the brightness distribution is further uniformed. The structure of the backlight unit 71 is not limited to this.
また、本発明のバックライトユニット71を有する表示装置によれば、本発明の導光板1を有しているので、表示面において輝度が均一化され輝線見えが発生しない。バックライトユニットを有する表示装置の一例として図23に液晶表示装置の断面図を示す。出光面3から出射された光78はバックライトユニットから出た後、液晶パネル82を通る。液晶パネル82は、例えばアレイ基板85と対向基板86の間に液晶材料を封入した後、アレイ基板85と対向基板86のそれぞれの外表面に、偏光板83、偏光板84を貼り合わせることで構成される。アレイ基板85には表示画素に対応した画素電極とスイッチング素子や、前記画素電極や前記スイッチング素子に信号を供給するための信号線が配置されている。一方、対向基板86には、透明電極材料により対向電極が形成されており、またカラーフィルタ層が各画素に対応するように形成されている。液晶パネル82は、図示しない外部回路基板からの駆動信号に基づき前記スイッチング素子が駆動されることで、出光面3から出射された光78を通す画素を選択し画像として表示される。なお、液晶パネル82の構造はこの限りではない。 Moreover, according to the display device having the backlight unit 71 of the present invention, since the light guide plate 1 of the present invention is provided, the luminance is uniformized on the display surface and the bright line appearance does not occur. FIG. 23 shows a cross-sectional view of a liquid crystal display device as an example of a display device having a backlight unit. The light 78 emitted from the light exit surface 3 passes through the liquid crystal panel 82 after exiting the backlight unit. The liquid crystal panel 82 is configured by, for example, sealing a liquid crystal material between the array substrate 85 and the counter substrate 86 and then bonding a polarizing plate 83 and a polarizing plate 84 to the outer surfaces of the array substrate 85 and the counter substrate 86, respectively. Is done. The array substrate 85 is provided with pixel electrodes and switching elements corresponding to display pixels, and signal lines for supplying signals to the pixel electrodes and the switching elements. On the other hand, the counter substrate 86 is formed with a counter electrode of a transparent electrode material, and a color filter layer is formed so as to correspond to each pixel. In the liquid crystal panel 82, the switching element is driven based on a drive signal from an external circuit board (not shown), so that a pixel through which the light 78 emitted from the light exit surface 3 passes is selected and displayed as an image. The structure of the liquid crystal panel 82 is not limited to this.
表示装置81を搭載した機器の使用例としては、携帯電話、カーナビゲーションシステム、携帯端末、パーソナルコンピュータ、コンピュータ用モニター、テレビ受像機、広告用看板などが挙げられるが、この限りではない。また、表示装置は液晶パネル82に限られるわけではなく、その他のものであってもよい。 Examples of the use of the device equipped with the display device 81 include a mobile phone, a car navigation system, a mobile terminal, a personal computer, a computer monitor, a television receiver, an advertising billboard, and the like, but are not limited thereto. Further, the display device is not limited to the liquid crystal panel 82 and may be other types.
なお、光源73として図1では点光源6を用いた例を示したが、光源は点光源6である必要はなく、例えば冷陰極管などのように入光面2に平行に配置された線状光源であってもよい。線状光源の場合、必要であれば個片状パターン11、波状パターン12、線状パターン13の配置を適宜変更することで、光源73が点光源6である場合と同様に輝度の均一化ならびに輝線見え発生防止の効果を得ることができる。 In addition, although the example using the point light source 6 was shown in FIG. 1 as the light source 73, the light source does not need to be the point light source 6, for example, the line arrange | positioned in parallel with the light-incident surface 2 like a cold cathode tube etc. It may be a light source. In the case of a linear light source, if necessary, the arrangement of the individual pattern 11, the wavy pattern 12, and the linear pattern 13 is appropriately changed to make the luminance uniform and the light source 73 as in the case of the point light source 6. The effect of preventing the appearance of bright lines can be obtained.
本発明に係る導光板1の材質として、種々の材料の使用が可能であるが、特に優れた導光性能、光反射面2での光路変換性能、出光面3での優れた輝度特性を得るために、例えばアクリル系樹脂の一種であるポリメタクリル酸メチルあるいはポリカーボネートを主体とする樹脂から形成されていることが好ましい。樹脂はこれらに限らず、その他の熱可塑性樹脂であっても、熱硬化性樹脂であってもよく、後述する射出成形法、押出成形法、熱インプリント法など導光板の個片状パターン11、波状パターン12、線状パターン13の形成に加熱工程を伴う場合にも、それぞれの導光板1の成形方法に適合する樹脂を自由に選択すればよい。なお、導光板1内での光透過性特性を向上させるために使用する樹脂は透明性が高いものが好ましい。 Although various materials can be used as the material of the light guide plate 1 according to the present invention, particularly excellent light guide performance, optical path conversion performance on the light reflection surface 2, and excellent luminance characteristics on the light output surface 3 are obtained. Therefore, it is preferably formed from a resin mainly composed of polymethyl methacrylate, which is a kind of acrylic resin, or polycarbonate. The resin is not limited to these, and may be other thermoplastic resins or thermosetting resins. The individual patterns 11 of the light guide plate such as an injection molding method, an extrusion molding method, and a thermal imprint method described later. Even in the case where the formation of the wavy pattern 12 and the linear pattern 13 is accompanied by a heating step, a resin suitable for the molding method of each light guide plate 1 may be freely selected. In addition, it is preferable that the resin used for improving the light transmission property in the light guide plate 1 has high transparency.
ポリメタクリル酸メチル以外あるいはポリカーボネート以外の導光板の材質には、熱可塑性樹脂としては、例えばポリエステル系樹脂として、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、シクロヘキサンジメタノール共重合ポリエステル樹脂、イソフタル酸共重合ポリエステル樹脂、スピログリコール共重合ポリエステル樹脂、フルオレン共重合ポリエステル樹脂などを挙げることができる。またオレフィン系樹脂として脂環式オレフィン共重合樹脂を、さらに、その他の樹脂として、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエーテル、ポリエステルアミド、ポリエーテルエステル、ポリ塩化ビニルなども挙げることができる。さらに、これらを成分とする共重合体や、これら樹脂の混合物も用いることができる。また、熱硬化性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ユリア・メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられ、これらより選択される1種類もしくは2種類以上の混合物も用いることができる。 Examples of the material of the light guide plate other than polymethyl methacrylate or polycarbonate include thermoplastic resins such as polyester resin, polyethylene terephthalate, polyethylene-2,6-naphthalate, polypropylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and cyclohexanedimethanol. Examples thereof include a polymerized polyester resin, an isophthalic acid copolymerized polyester resin, a spiroglycol copolymerized polyester resin, and a fluorene copolymerized polyester resin. Examples of the olefin-based resin include alicyclic olefin copolymer resins, and examples of other resins include polycarbonate, polystyrene, polyamide, polyether, polyesteramide, polyetherester, and polyvinyl chloride. Furthermore, a copolymer containing these components and a mixture of these resins can also be used. Examples of the thermosetting resin include acrylic resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, phenol resin, urea / melamine resin, polyurethane resin, silicone resin, and the like. Mixtures of the above can also be used.
また、導光板用基材に直接個片状パターン11、波状パターン12、線状パターン13の形状を形成して導光板1とする場合には導光板1の材質としてガラスを使用してもよい。ただし、その場合は透明度の高いガラスであることが好ましい。 Further, when the light guide plate 1 is formed by directly forming the individual pattern 11, the wave pattern 12, and the linear pattern 13 on the light guide plate base material, glass may be used as the material of the light guide plate 1. . However, in that case, a highly transparent glass is preferable.
本発明に適用する導光板用基材は上述の樹脂やガラスの単体からなるシートであっても構わないし、複数の樹脂層からなる積層体であってもよい。この場合、単体からなるシートと比べて、易滑性や耐摩擦性などの表面特性や、機械的強度、耐熱性を付与することができる。このように複数の樹脂層からなる積層体とした場合はシート全体が前述の要件を満たすことが好ましいが、シート全体としては前記要件を満たしていなくても、少なくとも前述の要件を満たす層が表層に形成されていれば容易に表面を形成することができる。 The base material for a light guide plate applied to the present invention may be a sheet made of the above-mentioned resin or glass alone, or may be a laminate made of a plurality of resin layers. In this case, surface characteristics such as slipperiness and friction resistance, mechanical strength, and heat resistance can be imparted as compared with a single sheet. Thus, when it is a laminate composed of a plurality of resin layers, it is preferable that the entire sheet satisfies the above-mentioned requirements, but even if the entire sheet does not satisfy the above-mentioned requirements, a layer that satisfies at least the above-mentioned requirements is a surface layer. If it is formed, the surface can be easily formed.
次に、導光板1の製作方法を説明する。製作方法としては、導光板用基材にバイト等切削工具を用いた直接加工、個片状パターン11、波状パターン12、線状パターン13に対応する微細凹凸形状を加工した金型を用いたインプリント法、射出成形法、押出成形法などが挙げられる。 Next, a method for manufacturing the light guide plate 1 will be described. As a manufacturing method, direct processing using a cutting tool such as a cutting tool is performed on the base material for the light guide plate, and an in-process using a mold in which fine concavo-convex shapes corresponding to the individual pattern 11, the wavy pattern 12, and the linear pattern 13 are processed. Examples thereof include a printing method, an injection molding method, and an extrusion molding method.
最初に、凹型パターンを有する導光板用基材の直接切削加工方法、およびインプリント法、射出成形法、押出成形法を用いて導光板を製作するための凹型の断面形状を有する金型の製作方法について説明する。 First, a direct cutting method of a base material for a light guide plate having a concave pattern, and a mold having a concave cross-sectional shape for manufacturing a light guide plate using an imprint method, an injection molding method, and an extrusion method A method will be described.
まず、導光板用基材もしくは金型材料の賦形面側に、所望の断面凹形状と同じ形状を持つ加工バイトを用いて、3次元加工が可能な超精密加工機にて切削加工することにより断面凹形状を賦形面に付与することができる。超精密加工機としては、プレーナー(シェーパー)方式、フライカット方式、エンドミル方式、旋盤加工方式といった様々な方式のものが知られている。本発明では、なかでも、最も高精度とされる、上記の導光板用基材材料もしくは後述する金型材料の賦形面側に沿って加工バイトあるいは導光板用基材もしくは金型材料を真っ直ぐに移動させて断面凹形状を賦形するプレーナー(シェーパー)方式、および加工バイトを回転駆動させ、回転軸方向と直行する方向にバイトあるいは導光板用基材もしくは金型材料を移動させて断面凹形状を賦形するフライカット方式が好適である。プレーナー(シェーパー)方式では、導光板用基材もしくは金型材料に沿ってバイトを真っ直ぐに移動させて断面凹形状を賦形するため、連続した効率のよい加工が可能である。また、フライカット方式では、バリやカエリ等が比較的少ない加工が出来るため、目的に応じて両者を使い分けることが好ましい。 First, using a processing tool having the same shape as the concave shape of the desired cross section on the shaping surface side of the base material for the light guide plate or the mold material, cutting with an ultra-precision processing machine capable of three-dimensional processing Thus, a concave cross section can be imparted to the shaping surface. Various types of ultra-precision processing machines are known, such as a planar (shaper) method, a fly-cut method, an end mill method, and a lathe processing method. In the present invention, the processing tool or the base material for light guide plate or the mold material is straightened along the shaping surface side of the above-mentioned base material for light guide plate or the mold material described later, which is the highest accuracy among them. Planer (Shaper) method that shapes the cross-sectional concave shape by moving the tool, and rotationally drives the processing bite, and moves the bite or the base material for the light guide plate or the mold material in the direction perpendicular to the rotation axis direction. A fly-cut method for shaping the shape is suitable. In the planar (shaper) method, the cutting tool is moved straight along the light guide plate base material or the mold material to form a concave cross-sectional shape, so that continuous and efficient processing is possible. Further, in the fly-cut method, since it is possible to process with relatively few burrs and burrs, it is preferable to use both according to the purpose.
加工バイトの材質としては、炭素工具鋼、超硬合金、セラミックス、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素等が挙げられるが、その結晶の硬さおよび高熱伝導性からnmレベルの高精度な断面凹形状を長距離にわたって得られるダイヤモンドがより好ましい。また、より好ましくは単結晶ダイヤモンドを用いることにより、切削表面の表面粗さが非常に小さく加工でき、所望の光学特性が得られやすいので、本技術で使用される分野では非常に好ましく単結晶ダイヤモンドが用いられる。 Examples of the material of the machining tool include carbon tool steel, cemented carbide, ceramics, diamond, cubic boron nitride, etc., but it has a highly accurate cross-sectional concave shape of nanometer level due to its crystal hardness and high thermal conductivity. More preferred are diamonds obtained over distance. In addition, it is more preferable to use single crystal diamond because the surface roughness of the cutting surface can be processed to be extremely small and desired optical characteristics can be easily obtained by using single crystal diamond. Is used.
導光板用基材に直接切削加工する場合の導光板用基材としては加工バイトにとって切削性が良いことならびに加工中に発生する熱による変形が少なければいずれでもよく、たとえば上記の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂などが挙げられるが、この限りではなく、その他に例えばガラスなど透明性が高い物質でもよい。 As the base material for the light guide plate in the case of cutting directly on the base material for the light guide plate, any material may be used as long as the cutting tool has good machinability and the deformation due to heat generated during the processing is small. Although thermosetting resin etc. are mentioned, it is not restricted to this, For example, substances with high transparency, such as glass, may be sufficient.
金型材料としては所望のパターン加工精度、形状転写後の導光板の離型性の他にインプリント法や、射出成形法、押出成形法であれば、導光板成形時の強度があればよく、また、光インプリント法であれば紫外線感光性が得られるものであればよく、例えばステンレス、ニッケル、銅等を含んだ金属材料、シリコーン、ガラス、セラミックス、樹脂、もしくはこれらの表面に離型性を向上させるための有機膜を被覆させたものが好ましく用いられる。金型の微細断面凹形状は、形状を転写する導光板1の表面に付与したいパターン形状に対応して形成されているものである。 In addition to the desired pattern processing accuracy and releasability of the light guide plate after shape transfer, the mold material may have the strength at the time of light guide plate molding, as long as it is an imprint method, injection molding method, or extrusion method. In addition, as long as it is a photoimprinting method, any material can be used as long as ultraviolet photosensitivity can be obtained. For example, a metal material containing stainless steel, nickel, copper, etc., silicone, glass, ceramics, resin, or a mold release on these surfaces Those coated with an organic film for improving the properties are preferably used. The concave shape of the fine cross section of the mold is formed corresponding to the pattern shape to be applied to the surface of the light guide plate 1 to which the shape is transferred.
つづいて、バイトを用いて個片状パターン11、波状パターン12、線状パターン13もしくは個片状パターン11に対応する微細凹凸形状、波状パターン12に対応する微細凹凸形状、線状パターン13に対応する微細凹凸形状を製作する方法について説明する。 Next, using a bite, it corresponds to the individual concavo-convex pattern 11, the corrugated pattern 12, the linear pattern 13 or the fine concavo-convex shape corresponding to the individual pattern 11, the fine concavo-convex shape corresponding to the corrugated pattern 12, A method of manufacturing the fine uneven shape to be performed will be described.
まず、個片状パターン11もしくは個片状パターン11に対応する微細凹凸形状の製作方法としては、光反射面2あるいは光反射面2に対応する加工面に対して平行にかつ延在方向31となる方向に加工バイト刃を移動させつつ、加工面に対して垂直方向にバイトを、加工面外から加工面内へ下降、停止、加工面内から加工面外へ上昇、停止の順に移動させて加工することで得られる。 First, as a method of manufacturing the individual pattern 11 or the fine uneven shape corresponding to the individual pattern 11, the light reflecting surface 2 or the processing surface corresponding to the light reflecting surface 2 is parallel to the extending direction 31. While moving the cutting tool blade in the direction, move the cutting tool in the direction perpendicular to the processing surface, descending from the processing surface to the processing surface, stopping, rising from the processing surface to the processing surface, and then stopping. It is obtained by processing.
波状パターン12もしくは波状パターン12に対応する微細凹凸形状の製作方法としては延在方向31に加工バイト刃を移動させつつ、光反射面2あるいは光反射面2に対応する加工面に対して垂直方向にバイトを、加工面内で下降、停止、上昇、停止の順に移動させて加工することで得られる。 As a manufacturing method of the corrugated pattern 12 or the fine concavo-convex shape corresponding to the corrugated pattern 12, the processing tool blade is moved in the extending direction 31, and the light reflecting surface 2 or the processing surface corresponding to the light reflecting surface 2 is perpendicular. The tool is obtained by moving the cutting tool in the order of descending, stopping, raising, and stopping in the machining surface.
線状パターン13もしくは線状パターン13に対応する微細凹凸形状の製作方法としては加工バイト刃を光反射面2あるいは光反射面2に対応する加工面に対して一定の深さのままで加工することで形成することができる。なお、上昇、下降動作がないため、個片状パターン11もしくは波状パターン12あるいは、個片状パターン11もしくは波状パターン12に対応する微細凹凸形状の製作に比べ高速加工が可能であり、加工時間の短縮を図ることができる。 As a method for manufacturing the linear pattern 13 or the fine uneven shape corresponding to the linear pattern 13, the processing tool blade is processed with a constant depth with respect to the light reflecting surface 2 or the processing surface corresponding to the light reflecting surface 2. Can be formed. In addition, since there is no ascending or descending operation, it is possible to perform high-speed processing as compared with the production of the individual pattern 11 or the wavy pattern 12 or the fine concavo-convex shape corresponding to the individual pattern 11 or the wavy pattern 12. Shortening can be achieved.
加工バイト刃の加工面に対する上昇、下降動作の際は水平方向の移動速度と高さ方向の移動速度を調整することで、高さ方向の変化位置では角丸台形波形状とすることができる。 By adjusting the moving speed in the horizontal direction and the moving speed in the height direction during the ascent and descent operations of the machining tool blade with respect to the machining surface, a rounded trapezoidal wave shape can be obtained at the change position in the height direction.
このような加工方法を用いさらに、導光板1のパターンに高速で加工できる線状パターン11を併用することで導光板1あるいは金型の加工時間を短縮し、結果的に加工コストを下げることが可能となる。 By using such a processing method and using the linear pattern 11 that can be processed at a high speed for the pattern of the light guide plate 1, the processing time of the light guide plate 1 or the mold can be shortened, resulting in a reduction in processing cost. It becomes possible.
次に、前記記載の導光板成形用金型を用いて導光板1を製作する方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the light guide plate 1 using the light guide plate forming mold described above will be described.
最初に、インプリント法により導光板1を製造する方法を説明する。インプリントで成形した導光板1は、たとえば、公知の熱可塑性樹脂のフィルム、シート状物、板状物(以下、ベース基材という)などの表面に上記のような凹凸形状を付与することで得られる。ここで、上記のような凹凸形状を付与する方法としては、特に限定されるものではないが、たとえば熱インプリント法や光インプリント法などが挙げられる。 First, a method for manufacturing the light guide plate 1 by the imprint method will be described. The light guide plate 1 formed by imprinting, for example, imparts the above-described uneven shape to the surface of a known thermoplastic resin film, sheet-like material, plate-like material (hereinafter referred to as a base substrate) or the like. can get. Here, the method for imparting the uneven shape as described above is not particularly limited, and examples thereof include a thermal imprint method and an optical imprint method.
熱インプリント法とは、微細な断面凹形状を有する金型と樹脂を熱し、樹脂に金型を押し付け、冷却後、離型することで、金型表面に施された断面凹形状を樹脂へ転写させる手法である。本発明の導光板1は、例えば図24、図25に示すような装置を用いて製造することが可能である。図24、図25は導光板用基材を、片方の面に個片状パターン11、波状パターン12、線状パターン13を形成し光反射面2とし、必要な場合には出光面3に微細構造パターンを成形する装置の例を示している。図25ではロールtoロールで搬送できるフィルムについて示しているが、搬送部を変更すれば枚葉状のシートにも適用できる。なお、導光板用基材は単層でもよいし、積層でもよい。 The thermal imprint method is to heat a mold having a fine concave cross section and a resin, press the mold against the resin, cool, and release the mold so that the cross section concave shape applied to the mold surface is transformed into the resin. This is a technique for transferring. The light guide plate 1 of the present invention can be manufactured using an apparatus as shown in FIGS. 24 and 25, for example. 24 and 25 show a light guide plate base material, with individual patterns 11, wavy patterns 12, and linear patterns 13 formed on one side to form a light reflecting surface 2, and if necessary, a fine pattern on the light emitting surface 3. An example of an apparatus for forming a structural pattern is shown. Although FIG. 25 shows a film that can be conveyed by roll-to-roll, it can also be applied to a sheet-like sheet by changing the conveyance unit. In addition, the base material for light-guide plates may be a single layer, and may be laminated | stacked.
図24に示す例では、表面に個片状パターン11、波状パターン12、線状パターン13に対応する微細凹凸形状が形成され加熱された金型104を、間欠的に送られてくる導光板用基材102に押し付け、加圧により導光板用基材102の表面に所定の微細構造パターンを熱成形する加圧転写工程用のプレスユニット105が設けられている。図示しない搬送装置により間欠的に送られてきた導光板用基材102の一面がプレスユニット105内で金型104によって熱成形され、熱成形後に金型104に貼り付いていた導光板用基材102を離型することにより、光反射面2に個片状パターン11、波状パターン12、線状パターン13形状を有する導光板1を得るようになっている。金型104において個片状パターン11、波状パターン12、線状パターン13の延在方向31は特に限定されない。また、本発明の光反射面2の個片状パターン11、波状パターン12、線状パターン13形状に対応する微細凹凸形状を加圧プレート109の外表面に形成してもよい。 In the example shown in FIG. 24, for a light guide plate that is intermittently sent, a heated mold 104 having fine irregularities corresponding to the individual patterns 11, wavy patterns 12, and linear patterns 13 formed on the surface is heated. A press unit 105 for a pressure transfer process that presses against the base material 102 and thermoforms a predetermined fine structure pattern on the surface of the light guide plate base material 102 by pressurization is provided. One surface of the light guide plate base material 102 that has been intermittently sent by a conveying device (not shown) is thermoformed by the die 104 in the press unit 105 and is attached to the die 104 after the thermoforming. The light guide plate 1 having the individual pattern 11, the wave pattern 12, and the linear pattern 13 shape on the light reflecting surface 2 is obtained by releasing the mold 102. In the mold 104, the extending direction 31 of the individual pattern 11, the wavy pattern 12, and the linear pattern 13 is not particularly limited. Further, a fine uneven shape corresponding to the shape of the individual pattern 11, the wave pattern 12, and the line pattern 13 of the light reflecting surface 2 of the present invention may be formed on the outer surface of the pressure plate 109.
図25に示す例では、導光板用基材の巻取ロール121から導光板用基材122を引き出し、導光板用基材122の一面上に個片状パターン11、波状パターン12、線状パターン13が連続的に熱成形される。導光板用基材122は、加熱ロール123により、加熱されたエンドレスベルト状の金型124上に供給される。金型124の外表面には、個片状パターン11、波状パターン12、線状パターン13に対応する微細凹凸形状が形成されている。エンドレスベルト状の金型124とその上に積層された導光板用基材122は、ニップロール125によりエンドレスベルト状の金型124の微細構造が加工された金型表面124aに押し付けられ、導光板用基材122の一面上にエンドレスベルト状の金型124の表面形状に対応する微細構造パターンが転写される。その後、導光板用基材122は、エンドレスベルト状の金型124の表面と密着された状態で冷却ロール126の外表面位置まで搬送される。導光板用基材122は、冷却ロール126によってエンドレスベルト状の金型124を介して熱伝導により冷却された後、剥離ロール127によってエンドレスベルト状の金型124から剥離され、導光板128となる。その後導光板128は、導光板巻取ロール129として巻き取られる。このようなプロセスにより、個片状パターン11、波状パターン12、線状パターン13を有する導光板1を連続的に高い生産性をもって製作することが可能になる。 In the example illustrated in FIG. 25, the light guide plate base material 122 is pulled out from the light guide plate base material take-up roll 121, and the individual pattern 11, the wave pattern 12, and the linear pattern are formed on one surface of the light guide plate base material 122. 13 is continuously thermoformed. The light guide plate base material 122 is supplied onto a heated endless belt-shaped mold 124 by a heating roll 123. On the outer surface of the mold 124, fine concavo-convex shapes corresponding to the individual pattern 11, the wave pattern 12, and the linear pattern 13 are formed. The endless belt-shaped mold 124 and the light guide plate base material 122 laminated thereon are pressed against the mold surface 124 a on which the fine structure of the endless belt-shaped mold 124 is processed by the nip roll 125, and are used for the light guide plate. A fine structure pattern corresponding to the surface shape of the endless belt-shaped mold 124 is transferred onto one surface of the substrate 122. Thereafter, the light guide plate base material 122 is conveyed to the outer surface position of the cooling roll 126 while being in close contact with the surface of the endless belt-shaped mold 124. The light guide plate base material 122 is cooled by heat conduction through the endless belt-shaped mold 124 by the cooling roll 126, and then peeled from the endless belt-shaped mold 124 by the peeling roll 127 to become the light guide plate 128. . Thereafter, the light guide plate 128 is wound as a light guide plate winding roll 129. By such a process, the light guide plate 1 having the individual pattern 11, the wave pattern 12, and the linear pattern 13 can be continuously manufactured with high productivity.
なお、エンドレスベルト状の金型124またはニップロール125外表面に形成する個片状パターン11、波状パターン12、線状パターン13の延在方向31に対応する微細凹凸形状の向きは特に限定されない。 The direction of the fine concavo-convex shape corresponding to the extending direction 31 of the individual pattern 11, the wavy pattern 12, and the linear pattern 13 formed on the outer surface of the endless belt-shaped mold 124 or nip roll 125 is not particularly limited.
本発明の導光板1は射出成形機を用いた射出成形法によって製造することも可能である。射出成形機を用いて導光板1を製作する方法の一例を示す工程図の断面図を図26(a)〜(d)に示しながら説明する。 The light guide plate 1 of the present invention can also be manufactured by an injection molding method using an injection molding machine. A cross-sectional view of a process diagram showing an example of a method for manufacturing the light guide plate 1 using an injection molding machine will be described with reference to FIGS.
まず、図26(a)に示すように導光板1の材料となる導光板用樹脂粒子131を射出成形機132のホッパー133から供給し、内部で加熱溶融、混合し、ノズル135付近へ順次供給する。導光板用樹脂粒子131として複数の樹脂原料粒子を混合する場合はこの工程で均一に混合されるようにする。次に、図26(b)および(c)に示すように、ノズル135付近に蓄えられていた可塑化溶融した成形用材料134を、ノズル135を通して個片状パターン11、波状パターン12、線状パターン13に対応する微細凹凸形状の加工が施された金型136内に充填させる。金型136内に充填された可塑化溶融した成形用材料134は、一定時間、金型136内に保持され、冷却固化させる。このようにして、金型136内で一定時間冷却された後、図26(d)のように金型136を開き、成形品である導光板137を取り出して成形工程の1サイクルが終了する。なお、この状態では、導光板137に湯道138など不要な部分も成形されるため、後に切断し、切断箇所は必要に応じて研磨などを行い、導光板1とする。 First, as shown in FIG. 26A, light guide plate resin particles 131 as a material of the light guide plate 1 are supplied from a hopper 133 of an injection molding machine 132, heated and melted and mixed inside, and sequentially supplied to the vicinity of the nozzle 135. To do. When mixing a plurality of resin raw material particles as the light guide plate resin particles 131, they are uniformly mixed in this step. Next, as shown in FIGS. 26 (b) and 26 (c), the plasticized and melted molding material 134 stored in the vicinity of the nozzle 135 is passed through the nozzle 135 through the individual pattern 11, the wavy pattern 12, and the linear shape. A mold 136 that has been processed to have a fine concavo-convex shape corresponding to the pattern 13 is filled. The plasticized and melted molding material 134 filled in the mold 136 is held in the mold 136 for a certain time, and is cooled and solidified. After cooling in the mold 136 for a certain time in this way, the mold 136 is opened as shown in FIG. 26D, and the light guide plate 137 which is a molded product is taken out to complete one cycle of the molding process. In this state, since unnecessary portions such as a runner 138 are also formed on the light guide plate 137, the light guide plate 1 is cut later, and the cut portion is polished or the like as necessary to form the light guide plate 1.
なお、樹脂の溶融温度、射出温度、成形用材料を金型136内に射出する段階の圧力と、金型内に充填し終わった後の段階の圧力等射出成形条件については、使用する樹脂や金型サイズ等に応じて適宜設定すればよく、特に限定されない。 The injection molding conditions such as the resin melting temperature, the injection temperature, the pressure at the stage of injecting the molding material into the mold 136, and the pressure at the stage after the mold has been filled, are as follows: What is necessary is just to set suitably according to a mold size etc., and it does not specifically limit.
本発明の導光板1は、導光板用基材の樹脂を加熱溶融状態でダイから押し出して押出樹脂板を製造する押出成形法を用いて製作することもできる。押出成形法の一例を示す概略断面図を図27に示しながら説明する。なお、本発明はこれらに限定されるものではない。 The light guide plate 1 of the present invention can also be manufactured using an extrusion molding method in which a resin of a base material for a light guide plate is extruded from a die in a heated and melted state to produce an extruded resin plate. A schematic sectional view showing an example of the extrusion molding method will be described with reference to FIG. The present invention is not limited to these.
まず、導光板用樹脂粒子141は押出機142のホッパー143から投入される。導光板用樹脂粒子141は押出機142内で加熱溶融され、さらに混練されながらダイ144に圧送される。押出機142から圧送された導光板用樹脂粒子141は、加熱溶融状態のままダイ144により、板状に広げられ押し出される。ダイ144から押し出された導光板基材148は、第1ロール145と第2ロール146との間に挟み込まれる。ここで第1ロール145または第2ロール146の一方の表面に個片状パターン11、波状パターン12、線状パターン13に対応する微細凹凸形状が形成されたパターンロールを使用する。 First, the light guide plate resin particles 141 are introduced from the hopper 143 of the extruder 142. The resin particles 141 for the light guide plate are heated and melted in the extruder 142, and are fed to the die 144 while being kneaded. The light guide plate resin particles 141 pumped from the extruder 142 are spread and extruded into a plate shape by the die 144 while being heated and melted. The light guide plate base material 148 extruded from the die 144 is sandwiched between the first roll 145 and the second roll 146. Here, a pattern roll in which fine irregularities corresponding to the individual pattern 11, the wavy pattern 12, and the linear pattern 13 are formed on one surface of the first roll 145 or the second roll 146 is used.
第1ロール145と第2ロール146との間に挟み込まれた導光板用基材148は表面に本発明の個片状パターン11、波状パターン12、線状パターン13を有する導光板149となり、この後通常は、導光板149は第3ロール147、または複数本の冷却ロールに順次巻き掛けられるとともに次第に導光板149の温度が低下し固化する。固化後必要な長さで切断すれば導光板1となる。 The base material 148 for the light guide plate sandwiched between the first roll 145 and the second roll 146 becomes the light guide plate 149 having the individual pattern 11, the wave pattern 12, and the linear pattern 13 of the present invention on the surface, After that, the light guide plate 149 is usually wound around the third roll 147 or a plurality of cooling rolls, and the temperature of the light guide plate 149 gradually decreases and solidifies. If it cut | disconnects by required length after solidification, it will become the light-guide plate 1. FIG.
また、パターンを有するロールにおいて個片状パターン11、波線状パターン12、線状パターン13の延在方向31はロールの周方向、回転の中心軸方向いずれでもよい。 Further, in the roll having the pattern, the extending direction 31 of the individual pattern 11, the wavy pattern 12, and the linear pattern 13 may be any of the circumferential direction of the roll and the central axis direction of rotation.
なお、本発明の導光板1を製作する際の樹脂の溶融温度、押出温度、押出圧力等については、使用する樹脂に応じて適宜設定すればよく、特に限定されない。 In addition, what is necessary is just to set suitably according to resin to be used about the melting temperature of resin at the time of manufacturing the light-guide plate 1 of this invention, extrusion temperature, extrusion pressure, etc., It does not specifically limit.
この押出成形法において、共押出のプロセスとすることで複数の樹脂層からなる積層構造の導光板用基材から導光板1を製作することもできる。 In this extrusion molding method, the light guide plate 1 can also be manufactured from a base material for a light guide plate having a laminated structure composed of a plurality of resin layers by a coextrusion process.
なお、図27では個片状パターン11、波状パターン12、線状パターン13に対応する微細凹凸形状を有する型はロール形状であるが、例えばダイ144から押し出された導光板用基材148をベルト状の金型で押し付けて、片面あるいは両面にパターンを熱成形してもよい。 In FIG. 27, the mold having fine irregularities corresponding to the individual pattern 11, the wavy pattern 12, and the linear pattern 13 is a roll shape. For example, the light guide plate base material 148 extruded from the die 144 is a belt. The pattern may be thermoformed on one or both sides by pressing with a metal mold.
上記に記載した製造方法が生産性の観点から極めて優れているが、本発明の導光板1の他の製造方法として光インプリント法で製造することも可能である。光インプリント法の概略断面図を図28に示しながら説明する。 Although the manufacturing method described above is extremely excellent from the viewpoint of productivity, it can be manufactured by the optical imprint method as another manufacturing method of the light guide plate 1 of the present invention. A schematic sectional view of the optical imprint method will be described with reference to FIG.
まず、導光板用基材の巻取ロール151から引き出された導光板用基材152の片方の面上に、ダイ153から光硬化性樹脂154を塗布する。続いて、個片状パターン11、波状パターン12、線状パターン13に対応する微細凹凸形状を有するロール金型155を光硬化性樹脂部分に押し付けるとともに、ロール金型155を押し付けた面の反対方向から、紫外光発生装置156から照射された紫外光157を照射して光硬化性樹脂154を硬化させる。その後ロール金型155を離型することで、表面に個片状パターン11、波状パターン12、線状パターン13を有する導光板158が成形される。導光板158は導光板巻取ロール159として巻き取られる。なお、図28では金型はロール形状であったが、例えば平板状であってもよい。また、紫外光を照射する向きについては金型の材質がガラス等のように透明の場合は、ロール金型155を押し付けた面の反対方向である必要はない。 First, the photocurable resin 154 is applied from the die 153 onto one surface of the light guide plate substrate 152 drawn from the light guide plate substrate take-up roll 151. Then, while pressing the roll metal mold | die 155 which has the fine uneven | corrugated shape corresponding to the piece-shaped pattern 11, the wavy pattern 12, and the linear pattern 13 against a photocurable resin part, the direction opposite to the surface which pressed the roll metal mold | die 155 is carried out. Then, the ultraviolet light 157 emitted from the ultraviolet light generator 156 is irradiated to cure the photocurable resin 154. Thereafter, the roll mold 155 is released to form the light guide plate 158 having the individual patterns 11, the wavy patterns 12, and the linear patterns 13 on the surface. The light guide plate 158 is wound as a light guide plate winding roll 159. In addition, in FIG. 28, although the metal mold | die was roll shape, it may be flat form, for example. In addition, the direction of irradiating the ultraviolet light does not need to be opposite to the surface on which the roll mold 155 is pressed when the material of the mold is transparent such as glass.
光硬化性樹脂154の例としては、分子内に少なくとも一つのラジカル重合性を有する化合物、またはカチオン重合性を有する化合物などが挙げられる。ラジカル重合性を有する化合物とは、活性エネルギー線によりラジカルを発生する重合開始剤の存在下で、活性エネルギー線照射により高分子または架橋反応する化合物である。例えば、構造単位中にエチレン性の不飽和結合を少なくとも1個以上含むものであり、1官能であるビニルモノマーの他に他官能ビニルモノマーを含むものが挙げられる。またこれらのオリゴマー、ポリマー、混合物であってもよい。また分子内に少なくとも1つのカチオン重合性を有する化合物としては、オキシラン環を有する化合物、オキセタン環を有する化合物、ビニルエーテル化合物から選ばれる1種類あるいは2種以上の化合物が挙げられる。 Examples of the photocurable resin 154 include a compound having at least one radical polymerizable property in the molecule or a compound having a cationic polymerizable property. The compound having radical polymerizability is a compound that undergoes a polymer or a crosslinking reaction by irradiation with active energy rays in the presence of a polymerization initiator that generates radicals by active energy rays. For example, the structural unit includes at least one ethylenically unsaturated bond, and includes other functional vinyl monomers in addition to a monofunctional vinyl monomer. Moreover, these oligomers, polymers, and mixtures may be used. Examples of the compound having at least one cationic polymerizability in the molecule include one or more compounds selected from a compound having an oxirane ring, a compound having an oxetane ring, and a vinyl ether compound.
凹型のパターンを加工した金型を用いて凸型パターンを有する導光板1を製作することもできる。一方、凹型パターンを有する金型を製作した後、電気鋳造処理して凸型パターンを有する金型を製作し、この金型を使用して例えばインプリント法などで凹型パターンを有する導光板1を成形することができる。 The light guide plate 1 having a convex pattern can also be manufactured using a mold obtained by processing a concave pattern. On the other hand, after manufacturing a mold having a concave pattern, an electroforming process is performed to manufacture a mold having a convex pattern, and the light guide plate 1 having the concave pattern is formed using this mold by, for example, an imprint method. Can be molded.
なお、導光板1は上記のインプリント法、射出成形法、押出成形法で成形する際、出光面3内に入光面4に対して垂直な向きにストライプ状に配置されたレンチキュラーやプリズムなどのパターンを形成してもよい。出光面3にこれらのパターンを形成することで輝線見えが抑制され、また急峻な視野角特性も緩和される。 When the light guide plate 1 is formed by the imprint method, the injection molding method, or the extrusion method, the lenticular or prism arranged in a stripe shape in the light exit surface 3 in a direction perpendicular to the light entrance surface 4. The pattern may be formed. By forming these patterns on the light exit surface 3, the appearance of bright lines is suppressed, and steep viewing angle characteristics are also eased.
以上、具体例を挙げつつ、本発明にかかる実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。 The embodiments according to the present invention have been described above with specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples.
導光板を製作し、光学評価として32インチ液晶テレビ(三星電子株式会社製 UN32D6350RF)を分解して取り出したバックライトユニットに導光板を組み込んでバックライトユニットを点灯させて30分静置した後の出光面側正面の輝度のうち、導光板の延在方向中央部における入光面に最も近い個片状パターンを起点に、入光面と垂直かつ入光面から遠ざかる方向に10mm間隔で輝度(cd/m2)を測定した。測定には2次元輝度計CA−2000(コニカミノルタセンシング(株)製)を用いた。 After producing a light guide plate and disassembling a 32-inch liquid crystal television (UN32D6350RF manufactured by Samsung Electronics Co., Ltd.) as an optical evaluation, the light guide plate was incorporated into the backlight unit taken out and allowed to light for 30 minutes. Out of the brightness on the front surface of the light exit surface, the brightness is 10 mm apart in the direction perpendicular to the light entrance surface and away from the light entrance surface, starting from the piece-like pattern closest to the light entrance surface in the central portion of the light guide plate in the extending direction. cd / m 2 ) was measured. For the measurement, a two-dimensional luminance meter CA-2000 (manufactured by Konica Minolta Sensing Co., Ltd.) was used.
(実施例1)
個片状パターン、波状パターン、線状パターンの各パターンが光反射面に対して凹型V字形状となる形状の導光板を、3次元加工が可能な超精密加工機に先端の角度が80°のダイヤモンドバイトを適用して、ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)の基材の片面に個片状パターン、波状パターン、線状パターンの各パターンを加工の方向が延在方向となるようにプレーナー方式で切削加工することによって製作した。
Example 1
A light guide plate in which individual patterns, wavy patterns, and linear patterns have a concave V-shape with respect to the light reflecting surface is applied to an ultra-precision processing machine capable of three-dimensional processing with a tip angle of 80 °. The diamond method is applied, and the planar method is applied so that the processing direction of the individual patterns, wavy patterns, and linear patterns is extended on one side of a polymethyl methacrylate resin (PMMA) base material. It was manufactured by cutting.
用意したPMMAの基材の寸法は、光学評価で使用するバックライトユニットに適用できるよう、厚さ3mm、縦405mm、横710mmとした。延在方向は横方向となる。 The dimensions of the prepared PMMA substrate were 3 mm thick, 405 mm long, and 710 mm wide so that it could be applied to a backlight unit used in optical evaluation. The extending direction is the horizontal direction.
パターン形状の設計について、個片状パターン、波状パターン、線状パターンのパターン幅は全て8μm、個片状パターン、波状パターンのパターン斜面角度の設計値は入光面側、反入光面側ともに50°、パターン遷移角度は9°とした。また、最も入光面に近い位置にある個片状パターンは入光面と垂直な方向に入光面から5mmのところに配置し、最も入光面に近い位置にある個片状パターンと最も反入光面に近い位置にある線状パターンの距離は395mmとした。さらに、個片状パターンと波状パターンは、延在方向に0.2mmピッチで周期的に変化するパターン配置とし、入光面と垂直な方向に隣り合う両パターンに対しては千鳥状に配置した。 Regarding the design of pattern shape, the pattern widths of the individual pattern, wavy pattern, and linear pattern are all 8 μm, and the design values of the pattern slope angle of the individual pattern, wavy pattern are both on the light incident surface side and the light incident surface side. 50 ° and the pattern transition angle were 9 °. Also, the individual pattern located closest to the light incident surface is arranged at a distance of 5 mm from the light incident surface in the direction perpendicular to the light incident surface, and the individual pattern located closest to the light incident surface is the most similar to the individual pattern. The distance of the linear pattern at a position close to the anti-light-incident surface was 395 mm. Furthermore, the individual pattern and the wavy pattern are arranged in a pattern that periodically changes at a pitch of 0.2 mm in the extending direction, and are arranged in a staggered pattern for both patterns that are adjacent in the direction perpendicular to the light incident surface. .
パターン占有率について、入光面から遠ざかるに従い漸増するように変化させることとし、入光面に最も近い個片状パターンを起点に、入光面と垂直かつ入光面から遠ざかる方向の距離をdmm、距離dmmにおけるパターン占有率をyと定義した場合に、入光面に最も近い個片状パターンから5mm間隔でのパターン占有率の値が、y=8.4×10-24×d8+7.9×10−18×d6+2.7×10−12×d4+3.8×10−7×d2+0.02を満たすように設計した。この占有率を満たすように、パターン間距離については個片状パターン、波状パターン、線状パターンの各パターン間距離が入光面に最も近い個片状パターンを起点に、入光面と垂直かつ入光面から遠ざかる方向に連続的に漸減し、かつ、個片状パターンと波状パターンにおいては入光面から遠ざかるに従い延在方向における平均高さが漸増するような形状とした。なおパターン間距離について、パターン間距離の変化の傾きが個片状パターンと波状パターンの切り替わり位置、および波状パターンと線状パターンの切り替わり位置において実質的に一致させることとした。入光面に最も近い個片状パターンを起点に、入光面と垂直かつ入光面から遠ざかる方向の距離と、パターン間距離およびパターン占有率の変化を図30に示す。設計上、個片状パターンと波状パターンの境界は入光面に最も近い個片状パターンを起点に、入光面と垂直かつ入光面から遠ざかる方向に195.1mmの位置となり、個片状パターンのうち、波状パターンに最も近い位置における個片状パターンの延在方向に隣り合う各個片状パターン同士の間隔は0.1μm未満となる。また、波状パターンと線状パターンの境界は入光面に最も近い個片状パターンを起点に、入光面と垂直かつ入光面から遠ざかる方向に250.0mmの位置となり、設計上は波状パターンのうち、線状パターンに最も近い位置における波状パターンの延在方向における最小高さと線状パターンの最大高さとの差は0.1μm未満となる。 The pattern occupancy rate is changed so as to gradually increase as the distance from the light incident surface increases, and the distance in the direction perpendicular to the light incident surface and away from the light incident surface is set to dmm starting from the individual pattern closest to the light incident surface. When the pattern occupancy at the distance dmm is defined as y, the value of the pattern occupancy at intervals of 5 mm from the individual pattern closest to the light incident surface is y = 8.4 × 10 −24 × d 8 +7 It was designed to satisfy 9.9 × 10 −18 × d 6 + 2.7 × 10 −12 × d 4 + 3.8 × 10 −7 × d 2 +0.02. In order to satisfy this occupancy rate, the distance between patterns is vertical to the light incident surface, starting from the individual pattern where the distance between the individual patterns, wavy patterns, and linear patterns is closest to the light incident surface. The shape is such that the average height in the extending direction gradually increases as the distance from the light incident surface increases in the individual pattern and the wave pattern in the direction away from the light incident surface. Regarding the inter-pattern distance, the inclination of the change in the inter-pattern distance is substantially matched at the switching position between the individual pattern and the wavy pattern and at the switching position between the wavy pattern and the linear pattern. FIG. 30 shows changes in the distance perpendicular to the light incident surface and away from the light incident surface, the distance between the patterns, and the pattern occupancy rate, starting from the individual pattern that is closest to the light incident surface. By design, the boundary between the individual pattern and the wave pattern is 195.1 mm in the direction perpendicular to the incident surface and away from the incident surface, starting from the individual pattern closest to the incident surface. Among the patterns, the interval between the individual patterns adjacent to each other in the extending direction of the individual patterns at the position closest to the wave pattern is less than 0.1 μm. The boundary between the wavy pattern and the linear pattern is 250.0 mm in the direction perpendicular to the light incident surface and away from the light incident surface, starting from the individual pattern closest to the light incident surface. Among these, the difference between the minimum height in the extending direction of the wavy pattern at the position closest to the linear pattern and the maximum height of the linear pattern is less than 0.1 μm.
製作した導光板について表面をデジタルマイクロスコープ(株式会社キーエンス社製 VHX−500)で1,000倍にして個片状パターン、波状パターン、線状パターンの各パターンについて、それぞれ任意の10点を取り出してパターン幅を測定したところ全てのパターンが7.9〜8.1μmの範囲にあった。さらに、個片状パターンのうち、波状パターンに最も近い位置における個片状パターンの延在方向に隣り合う各個片状パターン同士の間隔について、任意の10点を取り出して測定したところ全て0.1μm未満であった。入光面に最も近い個片状パターンを起点に、入光面と垂直かつ入光面から遠ざかる方向に20mm間隔でパターン間の距離を測定した結果、パターン間距離は設計値に対して±2μmの範囲にあった。 The surface of the manufactured light guide plate is 1,000 times with a digital microscope (VHX-500, manufactured by Keyence Corporation), and 10 arbitrary points are taken out for each of the individual pattern, wavy pattern, and linear pattern. When the pattern width was measured, all the patterns were in the range of 7.9 to 8.1 μm. Further, among the individual patterns, when 10 points were taken and measured for the interval between the individual patterns adjacent to each other in the extending direction of the individual patterns at the position closest to the wave pattern, all 0.1 μm were measured. Was less than. As a result of measuring the distance between the patterns at intervals of 20 mm in the direction perpendicular to the light incident surface and away from the light incident surface, starting from the individual piece pattern closest to the light incident surface, the distance between patterns is ± 2 μm with respect to the design value. Was in the range.
続いて、導光板表面の個片状パターン、波状パターン、線状パターンの各領域の一部で印象材(株式会社ジーシー製 エクザファインレギュラータイプ)を用いて反転形状を採取し、走査型電子顕微鏡(株式会社キーエンス社製 VE−7800)で2,000倍にして各パターンの延在方向の断面形状を観察した。まず、個片状パターン、波状パターン、線状パターンの各パターンについて、それぞれ任意の10点を取り出してパターン幅を測定したところ全てのパターンが7.9〜8.1μmの範囲にあった。次に、波状パターンのうち、線状パターンに最も近い位置における波状パターンの延在方向の最小高さについて、任意の10点を取り出して測定したところ4.6〜4.8μmの範囲にあった。さらに、個片状パターン、波状パターンの遷移部境界形状について任意の10点の形状を測定したところ、すべて半径0.5μm以下の円弧形状であった。 Subsequently, an inverted shape was collected using an impression material (Exafine Regular Type, manufactured by GC Corporation) at a part of each of the individual pattern, wavy pattern, and linear pattern on the surface of the light guide plate, and scanning electron The cross-sectional shape in the extending direction of each pattern was observed with a microscope (VE-7800 manufactured by Keyence Corporation) at a magnification of 2,000. First, for each of the individual pattern, wavy pattern, and linear pattern, 10 arbitrary points were taken out and the pattern width was measured. As a result, all patterns were in the range of 7.9 to 8.1 μm. Next, among the wavy patterns, the minimum height in the extending direction of the wavy pattern at the position closest to the linear pattern was measured by extracting 10 arbitrary points and found to be in the range of 4.6 to 4.8 μm. . Furthermore, when the shape of arbitrary 10 points was measured with respect to the transition part boundary shape of the individual piece pattern and the wavy pattern, all of them were arc shapes having a radius of 0.5 μm or less.
続いて、輝度を測定した結果、7,209〜10,185cd/m2であった。輝度の変化を図31に示す。さらに、上から液晶パネルを載せて目視確認したが輝度ムラの発生はなかった。 Then, as a result of measuring a brightness | luminance, it was 7,209-10,185 cd / m < 2 >. The change in luminance is shown in FIG. Further, the liquid crystal panel was placed on the top and visually confirmed, but no luminance unevenness occurred.
(実施例2)
個片状パターンと波状パターンの遷移部境界が円弧形状の角丸台形波形状となるように加工したことを除けば、実施例1と同一の寸法のPMMA基材に同一のパターン配置で導光板を製作した。角丸台形波形状とすることで、個片状パターンと波状パターンの加工速度を上げることができたため、実施例1に対して加工時間を5%短縮することができた。
(Example 2)
A light guide plate having the same pattern arrangement on a PMMA base material having the same dimensions as in Example 1 except that the transition part boundary between the piece-like pattern and the wave-like pattern is processed so as to have an arcuate rounded trapezoidal wave shape. Was made. By using the rounded trapezoidal wave shape, the processing speed of the individual pattern and the wave pattern could be increased, so that the processing time could be reduced by 5% compared to Example 1.
製作した導光板について実施例1と同様に測定したところ、個片状パターン、波状パターンの遷移部境界の角丸台形波形状の部分を除き、実施例1とほぼ同様の結果であった。個片状パターン、波状パターンの遷移部境界の角丸台形波形状については、実施例1と同様、印象材(株式会社ジーシー製 エクザファインレギュラータイプ)を用いて採取した反転形状の任意の10点を測定したところ、半径9.8〜10.2μmの円弧形状となっていた。 When the manufactured light guide plate was measured in the same manner as in Example 1, the results were almost the same as in Example 1 except for a piece-like pattern and a rounded-trapezoidal wave-shaped portion at the boundary of the wavy pattern. As for the rounded trapezoidal wave shape at the transition part boundary of the individual piece pattern and the wavy pattern, as in Example 1, any 10 inverted shapes collected using an impression material (Exafine regular type manufactured by GC Corporation) When the points were measured, it was an arc shape with a radius of 9.8 to 10.2 μm.
続いて、輝度を測定した結果、7,251〜10,197cd/m2であった。輝度の変化を図31に示す。さらに、上から液晶パネルを載せて目視確認したが輝度ムラの発生はなかった。 Subsequently, as a result of measuring the luminance, it was 7,251 to 10,197 cd / m 2 . The change in luminance is shown in FIG. Further, the liquid crystal panel was placed on the top and visually confirmed, but no luminance unevenness occurred.
(実施例3)
個片状パターン、波状パターンの配置をランダム状に配置した以外は、導光板の設計、製作方法、評価方法ともに実施例2と同じである。
(Example 3)
The light guide plate design, manufacturing method, and evaluation method are the same as those in Example 2, except that the arrangement of the individual pattern and the wave pattern is randomly arranged.
各個片状パターン、波状パターンのランダム状の配置について、実施例2の千鳥状の配置をベースに、ランダム関数を使って発生させたランダム値を使って各個片状パターンおよび波状パターンを延在方向に±50μmの範囲でランダムに移動させた。製作した導光板について、個片状パターン、波状パターン、線状パターンの形状を実施例2と同様の方法で評価した結果、実施例2と同じ結果となった。また、入光面に最も近い個片状パターンを起点に、入光面と垂直かつ入光面から遠ざかる方向に10mm間隔でデジタルマイクロスコープ(株式会社キーエンス社製 VHX−500)を用いて、表面形状を観察したところ、実施例2と入光面から距離が同じ箇所における、個片状パターン、波状パターンの延在方向の位置ずれは±50μm以内であった。 The random arrangement of each individual pattern and wavy pattern is based on the staggered arrangement of the second embodiment, and the individual patterns and the wavy pattern are extended using random values generated using a random function. Were randomly moved in the range of ± 50 μm. About the manufactured light-guide plate, as a result of evaluating the shape of an individual piece pattern, a wavy pattern, and a linear pattern by the method similar to Example 2, it became the same result as Example 2. FIG. In addition, the surface is obtained by using a digital microscope (VHX-500, manufactured by Keyence Corporation) at intervals of 10 mm in the direction perpendicular to the light incident surface and away from the light incident surface, starting from the individual piece pattern closest to the light incident surface. When the shape was observed, the positional deviation in the extending direction of the individual patterns and the wavy patterns at the same distance from the light incident surface as in Example 2 was within ± 50 μm.
続いて、輝度を測定した結果、7,148〜10,174cd/m2であった。輝度の変化を図31に示す。さらに、上から液晶パネルを載せて目視確認したが輝度ムラの発生はなかった。 Subsequently, the luminance was measured and found to be 7,148 to 10,174 cd / m 2 . The change in luminance is shown in FIG. Further, the liquid crystal panel was placed on the top and visually confirmed, but no luminance unevenness occurred.
(比較例1)
実施例1のパターン配置のうち、波状パターンとなる箇所の全てのパターンを、パターン幅8μmの線状パターンに変更したものを製作した。実施例1と比較例1のパターン占有率の変化のうち、実施例1における波状パターン領域での比較を図32に示す。
(Comparative Example 1)
Of the pattern arrangement of Example 1, a pattern in which all the patterns of the wavy pattern were changed to a linear pattern having a pattern width of 8 μm was manufactured. Of the changes in the pattern occupancy ratios of Example 1 and Comparative Example 1, comparison in the wavy pattern region in Example 1 is shown in FIG.
加工した導光板について実施例1と同様の方法で個片状パターンおよび線状パターンの形状を測定した結果、ともに実施例1の結果と同じであった。 With respect to the processed light guide plate, the shape of the individual pattern and the linear pattern was measured in the same manner as in Example 1. As a result, both were the same as those in Example 1.
続いて、輝度を測定した結果、6,275〜10,201cd/m2であった。輝度の変化を図31に示す。目視確認したところ、入光面から遠ざかるに従い低下傾向にあった輝度が、個片状パターンと線状パターンの境界付近で急上昇したために輝度ムラを視認した。また、反入光面に近い側では実施例1と比べて輝度値が低く、さらに輝度の低下が著しかったために輝度ムラを視認した。さらに、上から液晶パネルを載せて目視確認したところ、個片状パターンと線状パターンの境界付近および反入光面に近い側で輝度ムラを視認した。 Then, as a result of measuring a brightness | luminance, it was 6,275-10,201cd / m < 2 >. The change in luminance is shown in FIG. As a result of visual confirmation, the luminance, which had a tendency to decrease with increasing distance from the light incident surface, suddenly increased in the vicinity of the boundary between the piece-like pattern and the linear pattern, so that luminance unevenness was visually recognized. Moreover, since the luminance value was lower than that of Example 1 on the side close to the non-light-incident surface and the luminance was significantly reduced, luminance unevenness was visually recognized. Furthermore, when the liquid crystal panel was mounted from above and visually confirmed, luminance unevenness was visually recognized in the vicinity of the boundary between the individual pattern and the linear pattern and on the side close to the light-incident surface.
以上のような本発明の導光板は、バックライトユニット(特に点光源)の出光面に好適に用いられ、特に直下型バックライトユニットにおいて良好な性能を発現することができるので有用である。 The light guide plate of the present invention as described above is useful because it can be suitably used for the light output surface of a backlight unit (particularly a point light source) and can exhibit good performance particularly in a direct type backlight unit.
1 導光板
2 光反射面
3 出光面
4 入光面
5 反入光面
6 点光源
7 個片状パターン領域
8 波状パターン領域
9 線状パターン領域
11 個片状パターン
12 波状パターン
13 線状パターン
21 五角形形状パターン
22 V字形状パターン
23 楕円形状パターン
27 パターン高さ
28 パターン幅
29 パターン斜面角度
31 延在方向
32 非パターン部
34 パターン間距離
41 パターン頂部
42 遷移部
43 パターン低部
44 最大高さ
45 最小高さ
46 遷移部境界
47 パターン遷移角度
51 パターン輝線見え発生領域
52 パターン輝線見え未発生領域
62 パターン占有率の漸増
64 パターン平均高さの漸増
66 非パターン部の長さの漸減
68 パターン間距離の漸減
71 バックライトユニット
72 筐体
73 光源
74 反射シート
75 拡散シート
76 プリズムシート
77 反射偏光フィルム
78 光
81 表示装置
82 液晶パネル
83 偏光板
84 偏光板
85 アレイ基板
86 対向基板
102 導光板用基材
104 金型
105 プレスユニット
109 加圧プレート
121 導光板用基材の巻取ロール
122 導光板用基材
123 加熱ロール
124 エンドレスベルト状の金型
124a微細構造が加工された金型表面
125 ニップロール
126 冷却ロール
127 剥離ロール
128 熱成形された導光板
129 導光板巻取ロール
131 導光板用樹脂粒子
132 射出成形機
133 ホッパー
134 可塑化溶融した成形用材料
135 ノズル
136 金型
137 射出成形で製造された導光板
138 湯道
141 導光板用樹脂粒子
142 押出機
143 ホッパー
144 ダイ
145 第1ロール
146 第2ロール
147 第3ロール
148 導光板用基材
149 押出成形で製造された導光板
151 導光板用基材の巻取ロール
152 導光板用基材
153 ダイ
154 光硬化性樹脂
155 ロール金型
156 紫外光発生装置
157 紫外光
158 導光板
159 導光板巻き取りロール
201 バックライトユニット
202 導光板
203 光源
204 反射シート
205 拡散シート
206 プリズムシート
207 反射偏光フィルム
208 微細構造パターン
209 光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light-guide plate 2 Light reflection surface 3 Light-emitting surface 4 Light-incidence surface 5 Anti-light-incidence surface 6 Point light source 7 Piece-shaped pattern area | region 8 Wave-like pattern area | region 9 Line-shaped pattern area | region 11 Piece-like pattern 12 Wave-like pattern 13 Line-like pattern 21 Pentagonal pattern 22 V-shaped pattern 23 Elliptical pattern 27 Pattern height 28 Pattern width 29 Pattern slope angle 31 Extension direction 32 Non-pattern part 34 Inter-pattern distance 41 Pattern top part 42 Transition part 43 Pattern low part 44 Maximum height 45 Minimum height 46 Transition portion boundary 47 Pattern transition angle 51 Pattern bright line appearance occurrence region 52 Pattern bright line appearance non-occurrence region 62 Pattern occupancy gradually increasing 64 Pattern average height gradually increasing 66 Non-pattern portion length gradually decreasing 68 Inter-pattern distance Gradual decrease 71 Backlight unit 72 Case 73 Light source 74 Reflective sheet 75 Diffuse G 76 Prism sheet 77 Reflective polarizing film 78 Light 81 Display device 82 Liquid crystal panel 83 Polarizing plate 84 Polarizing plate 85 Array substrate 86 Counter substrate 102 Light guide plate base material 104 Die 105 Press unit 109 Pressure plate 121 Light guide plate base material Winding roll 122 Light guide plate base material 123 Heating roll 124 Endless belt mold 124a Mold surface 125 on which fine structure is processed Nip roll 126 Cooling roll 127 Peeling roll 128 Thermoformed light guide plate 129 Light guide plate winding Roll 131 Light guide plate resin particles 132 Injection molding machine 133 Hopper 134 Plasticized and melted molding material 135 Nozzle 136 Mold 137 Light guide plate 138 produced by injection molding 141 Light guide plate resin particles 142 Extruder 143 Hopper 144 Die 145 First roll 146 Second 147 Third roll 148 Light guide plate base material 149 Light guide plate 151 manufactured by extrusion molding Light guide plate base material roll 152 Light guide plate base material 153 Die 154 Photocurable resin 155 Roll mold 156 Ultraviolet Light generator 157 Ultraviolet light 158 Light guide plate 159 Light guide plate winding roll 201 Backlight unit 202 Light guide plate 203 Light source 204 Reflective sheet 205 Diffusion sheet 206 Prism sheet 207 Reflective polarizing film 208 Fine structure pattern 209 Light
Claims (10)
前記導光板の出光面と対向する光反射面には、前記導光板内部を伝搬する光を前記導光板の出光面側へむけて反射させるための構造体として、以下の(a)〜(c)に記載のパターンが形成され、
前記導光板の入光面に近い側から順に、個片状パターン、波状パターン、線状パターンの順にパターンが配置され、さらに、個片状パターン領域、波状パターン領域、線状パターン領域の順でパターン占有率が漸増するように配置されたことを特徴とする導光板。
(a)一方向の延在方向を有し、かつ、前記導光板の厚み方向の高さが前記延在方向の全長にわたって実質的に一定である線状パターン。
(b)前記線状パターンと同じ延在方向を有し、延在方向で間隔が空いていない一続きであり、前記導光板の厚み方向の高さが延在方向に沿って連続的に変化する部分を有し、かつ、延在方向における最小高さが前記入光面から遠ざかるに従い漸増する波状パターン。
(c)互いに所定の間隔を空けて配置された複数の独立パターンの集合体であって、前記波状パターンと同じ延在方向を有する個片状パターン。 In the light guide plate that emits the light entering from the light incident surface that is the side end surface to the outside from the light exit surface,
On the light reflecting surface facing the light exit surface of the light guide plate, the following (a) to (c) are provided as structures for reflecting the light propagating inside the light guide plate toward the light exit surface side of the light guide plate. ) Pattern is formed,
In order from the side closer to the light incident surface of the light guide plate, the patterns are arranged in the order of individual patterns, wavy patterns, and linear patterns, and further in the order of individual pattern areas, wavy pattern areas, and linear pattern areas. A light guide plate that is arranged so that a pattern occupancy gradually increases.
(A) A linear pattern having one extending direction and having a height in the thickness direction of the light guide plate that is substantially constant over the entire length in the extending direction.
(B) have the same extending direction as the linear pattern, a bout that is not spaced by extending direction, continuously varying height in the thickness direction of the light guide plate along the extending direction have a portion, and undulating pattern minimum height in the extending direction gradually increases as the distance from the light incident surface.
(C) A group of a plurality of independent patterns arranged at a predetermined interval from each other, each having a piece-like pattern having the same extending direction as the wavy pattern.
前記個片状パターンのうち、前記波状パターンに最も近い位置における前記個片状パターンの延在方向に隣り合う各個片状パターン同士の間隔が、10μm以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の導光板。 The distance between the individual patterns adjacent to each other in the extending direction in the individual patterns gradually decreases as the distance from the light incident surface increases.
The interval between the individual patterns adjacent to each other in the extending direction of the individual patterns at a position closest to the wave pattern among the individual patterns is 10 μm or less. The light guide plate according to any one of 4.
パターン間距離の変化の傾きが、各パターンの切り替わり位置において実質的に一致することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の導光板。 In the individual pattern, wavy pattern, linear pattern, the inter-pattern distance in the direction perpendicular to the light incident surface is gradually decreased as the distance from the light incident surface increases.
The light guide plate according to any one of claims 1 to 7, wherein inclinations of changes in distance between patterns substantially coincide with each other at a switching position of each pattern.
A display device comprising the backlight unit according to claim 9.
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