JP6391330B2 - 導光部材、導光部材の作製方法及び導光部材成形用金型 - Google Patents

Description

本発明は、導光部材、導光部材の作製方法及び導光部材成形用金型に関する。

一側面から光を入射し、出射主面から光を導出する導光部材において、光を主面側に拡散する手段として、ドット状の凹部や溝状の凹部を主面に形成した導光部材が多数提案されている（例えば、特許文献１）。

しかしながら、ドット状の凹部や溝状の凹部を用いた導光部材は、各凹部近傍の狭い範囲において輝度を確保することは可能であるが、各凹部の周囲の比較的広い領域で光の輝度を確保するには十分でないという課題があった。

再表２００５／０９０８５５号公報

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、拡散効率を向上させることによって、凹部周囲の広い領域で光の輝度を確保可能な導光部材を提供することにある。

本発明は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明にかかる導光部材は、側面から入射された光を主面から出射する導光部材において、
少なくともいずれかの前記主面に溝状又はドット状に加工された凹部を有し、
前記凹部の底面に凹凸面又は粗面からなる拡散面が形成されていることを特徴とする。

かかる構成を採用することによって、凹部の底面とその他の凹部の面とで異なる拡散状態を呈することができるので、底面を有しない凹部と比較して、側面から入射された光がより複雑に拡散される。これにより、均一な照度を有する主面からなる導光部材とすることができる。

また、本発明にかかる導光部材において、前記拡散面からなる前記底面は、導光部材の前記主面における前記凹部の開口部の面積の１／５以下の面積であることを特徴とするものであってもよい。前記底面は、凹部の底面以外の凹部側面による光の拡散による視認性を阻害しない範囲であって、かつ底面による凹部側面とは異なる光の拡散状態により凹部周囲の比較的広い領域で光の輝度を確保することができる領域として、導光部材の主面における凹部の開口部の開口面積に対して、１／５以下の面積であることが好ましい。

さらに、本発明にかかる導光部材において、前記凹部は、前記底面を有する略三角錐台形又は略四角錐台形等の角錐台、略楕円錐台、略円錐台形等の錐台形であることを特徴とするものであってもよい。かかる構成を採用することによって、略三角錐、略円錐又は略四角錐の最深部、すなわち頂点付近に底面が形成される。こうして作製された底面は、底面表面の拡散に加え、それぞれ略三角錐台形又は略四角錐台形等の角錐台、略楕円錐台、略円錐台形等の錐台形に応じて、複雑な光の拡散が発生し、異なる印象の光を導出させたり、出射面からの光の出射効率を向上させたりすることができる。また、各凹部の形状による演出効果を発揮することができる。

さらに、本発明にかかる導光部材において、前記凹部の側面は、凹凸を有することを特徴とするものであってもよい。凹部の側面にも凹凸を設けることによって、凹部側面においてもさらに複雑な光の拡散や屈折を発生させることができ、異なる印象の光を導出させたり、出射面からの光の出射効率を向上させたりすることができる。

さらに、本発明にかかる導光部材において、前記凹部の側面は、階段状の凹凸を有することを特徴とするものであってもよい。これにより、凹部側面に階段状の凹凸が形成される。これにより、凹部側面によってさらに複雑な光の拡散や屈折が発生させることができる。

さらに、本発明にかかる導光部材において、前記凹部の側面は、階段状かつ同心状の凹凸を有することを特徴とするものであってもよい。これにより、凹部側面に凹部の開口と相似形に階段状に凹凸が形成され、凹部側面によってさらに複雑な光の拡散や屈折が発生させることができる。

さらに、本発明にかかる導光部材において、前記凹部は、前記凹部の少なくとも１部に溶融物が硬化した溶融痕が形成されていることを特徴とするものであってもよい。さらに、
本発明にかかる導光部材において、前記溶融痕が凹凸面又は粗面からなる前記拡散面を形成することを特徴とするものであってもよい。かかる構成を採用することによって、溶融痕は、凹部の底面や側面と異なる表面状態を有するため、溶融痕で拡散される光は、溶融痕が形成される前の凹部の底面や側面とは、異なる拡散状態を呈するものとなる。また、溶融痕は、溶融痕が形成される前の凹部の底面や側面との間に境界面が形成されるため、境界部分によっても異なる屈折・拡散がされた光を発することができる。こうして、凹部の側面や底面による拡散と溶融痕による拡散とが相まって、凹部周囲の比較的広い領域で高い光の輝度を確保することできる。

さらに、本発明にかかる導光部材において、前記溶融痕は、凹部を形成した際に発生する導光部材を溶融した溶融物による溶融痕で形成されていてもよい。溶融痕が凹部を加工した後に改めて溶融物の流し込むことによって形成されたものではなく、溝状又はドット状の凹部を加工する際に発生する、凹部部分に存在した導光部材自体の溶融物を埋め戻して形成されたものである。かかる構成を採用することで、改めて溶融痕を形成するために溶融物を流し込むという別工程を必要とせず、凹部を形成する際に同時に底面を作製することができる。

さらに、本発明にかかる導光部材において、前記凹部は、略三角錐、略円錐又は略四角錐の底部に埋め戻された前記溶融痕からなる拡散面を有する略三角錐台形、略円錐台形又は略四角錐台形であることを特徴とするものであってもよい。かかる構成を採用することによって、略三角錐、略円錐又は略四角錐の最深部、すなわち頂点方向に溶融した導光部材の一部を埋め戻すことで、頂点付近に底面が形成される。こうして作製された底面は、底面表面の拡散に加え、埋め戻し前の凹部の側面と埋め戻した底面との間に境界が形成されるため、この境界によっても光の拡散が発生する。そのため、それぞれ三角錐、円錐又は四角錐形の凹部と比較して、より複雑な光の拡散が発生し、異なる印象の光を導出させたり、出射面からの光の出射効率を向上させたりすることができる。

さらに、本発明にかかる導光部材において、前記凹部は、凹部形状に対して反転した形状を有する超音波加工用又は熱加工用の型を前記主面に押圧することにより、主面を溶融して形成されており、前記底面は、主面を溶融した溶融物の一部を前記凹部の最深部に埋め戻すことにより形成されているものであってもよい。前述した溶融痕を超音波加工又は溶融加工によって作製したものである。かかる構成を採用することによって、容易に溶融痕による底面を作製することができる。

さらに、本発明にかかる導光部材において、前記凹部の外周近傍には、主面より盛り上がった突出部を有するものであってもよい。かかる構成を採用することによって、この突出部によっても乱反射が発生し、複雑な光の拡散や屈折が発生し、異なる印象の光を導出させたり、出射面からの光の出射効率を向上させたりすることができる。

さらに、本発明にかかる導光部材において、前記凹部は、凹部形状に対して反転した形状を有する超音波加工用又は熱加工用のプレス型を前記主面に押圧することにより、主面を溶融して形成されており、前記底面は、主面を溶融した溶融物の一部を前記凹部の最深部に埋め戻すことにより形成されており、前記突出部は、前記溶融物の一部を前記凹部の周囲に押し出すことにより形成されていることを特徴とするものであってもよい。すなわち、底面は、超音波加工又は溶融加工によって溶融した溶融物の一部をそのまま利用して埋め戻すことによって作製し、突出部も同様に超音波加工又は溶融加工によって溶融した溶融物の一部をそのまま利用して作製したものである。かかる構成を採用することによって、容易に、溶融物による埋め戻しによる底面と溶融物による突出部を作製することができる。

さらに、本発明にかかる導光部材において、前記突出部は、内側に複数の亀裂を有するものであることを特徴とするものであってもよい。かかる構成を採用することによって、亀裂によって複雑な拡散及び反射を発生させることができ、凹部周囲の比較的広い領域の輝度を確保することができる。

さらに、本発明にかかる導光部材において、前記突出部は、内部に気泡を有することを特徴とするものであってもよい。かかる構成を採用することによって、気泡によって複雑な拡散及び反射を発生させることができ、凹部周囲の比較的広い領域の輝度を確保することができる。

さらに、本発明にかかる導光部材において、前記拡散面及び前記突出部は、射出成形用型により成形されたものであることを特徴とするものであってもよい。射出成形用型により作製することで、１回の成形で導光部材のすべての凹部を同時に作製することができる。

さらに、上述した導光部材を作製する導光部材成形用型としては、プレス又は射出成形用の導光部材成形用型において、前記凹部の凹部形状に対して反転した形成された凸部が複数形成されていることを特徴とする。また、この際に、前記凸部は、型表面に螺合部材が取り付けられていることを特徴とするものであってもよい。かかる構成を採用することによって、突出部の形状を所望の任意の形状に成形することができる。そのため、突出部の大きさや形状を変化させることにより、異なる印象の光を導出させたり、出射面からの光の出射効率を向上させたりすることができ、凹部周囲の比較的広い領域で光の輝度を変化させたり、光の輝度を確保できる凹部周囲の比較的広い領域を変更することができる。

また、本発明にかかる前述した導光部材を作製する方法は、
（１）前記凹部の形状に対して反転した形状を有する超音波加工用型を導光部材の主面に押圧して主面を溶融することにより前記凹部形状を作製する凹部作製工程
（２）前記超音波加工用の型の先端に溶融物が流れ込むことによって一部を埋め戻し、埋め戻された溶融物が硬化して底面を形成した後に、前記超音波加工用の型を引き上げることにより底面を形成する底面形成工程
から成ることを特徴とする。
かかる構成を採用することによって、超音波加工装置を利用して底面を有する導光部材を作製することができる。

さらに、本発明にかかる導光部材を作製する方法において、底面を形成すると同時に、溶融物を凹部の周囲に押し出すことにより突出部を形成する工程を含むものであってもよい。かかる構成を採用することによって、超音波加工装置を利用して底面と、突出部を有する導光部材とを作製することができる。

本発明の導光部材によれば、導光部材に溶融痕を底面又は側面に有する溝状又はドット状の凹部が形成されているため、凹部の周囲の広い領域で光の輝度を確保し、主面から均一な照度の光を出射することができる導光部材を提供することができる。

図１は、第１実施形態にかかる導光部材２０を示す斜視図及び一部拡大斜視図である。 図２は、第１実施形態にかかる導光部材２０の凹部２６の断面を示す断面図である。 図３は、第１実施形態にかかる導光部材２０に形成される凹部２６のバリエーションを示す斜視図である。 図４Ａは、第２実施形態にかかる導光部材２０の凹部２６の断面図であり、図４Ｂは第３実施形態にかかる導光部材の凹部２６の拡大断面図である。 図５Ａは、第４実施形態にかかる導光部材２０に凹部２６を形成する形成工程を示す拡大断面図である。図５Ｂは第４実施形態にかかる導光部材２０の凹部２６の例を示す写真である。 図６Ａは、第５実施形態にかかる導光部材２０の凹部２６を示す拡大断面図である。図６Ｂは、第５実施形態にかかる導光部材２０の凹部２６の例を示す写真である。 図７は、第６実施形態にかかる導光部材２０の凹部２６を示す拡大断面図である。 図８は、第６実施形態にかかる導光部材２０の凹部２６の例を示す写真である。 図９は、第７実施形態にかかる導光部材２０の凹部２６を示す拡大斜視図である。 図１０は、導光部材２０の凹部２６を形成する工程を示す模式図である。 図１１は、導光部材２０の凹部２６を形成する工程を示す模式図である。 図１２は、導光部材２０の凹部２６を形成する工程を示す模式図である。 図１３は、第３実施形態にかかる導光部材２０に形成されたドット状の凹部２６の拡大断面図及び凹部２６を作製する導光部材成形用型７０を示す側面図である。 図１４は、導光部材２０の凹部２６を形成する工程を示す模式図である。 図１５は、導光部材２０の凹部２６を形成する工程を示す模式図である。 図１６は、射出成形による作製方法に使用される導光部材成形用型７０を示す断面図である。 図１７は、射出成形による作製方法に使用される他の導光部材成形用型７０を示す断面図である。 図１８は、本実施形態にかかる導光部材を使用した表示装置を示す斜視図である。

本発明にかかる導光部材２０の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態及び図面は、本発明の実施形態の一部を例示するものであり、これらの構成に限定する目的に使用されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。なお、各図において対応する構成要素には同一又は類似の符号が付されている。また、本明細書において、「凹部側面」とは、底面以外の凹部の側面を指す。具体的には、例えば図２における２７の領域をいう。

（第１実施形態）
第１実施形態にかかる導光部材２０について、図１及び図２に沿って詳細に説明する。図１は、第１実施形態にかかる導光部材２０を示す斜視図及び一部拡大斜視図である。図２は、導光部材２０に形成された凹部２６を示す断面図である。

第１実施形態にかかる導光部材２０は、光が内部を透過可能な透明な樹脂によって板状に形成されており、図１に示すように、光の出射面側の主面２５ａに対して反対側の主面２５ｂにドット状の凹部２６が形成されている。従って、側面２１から入射された光はこのドット状の凹部２６で拡散されて、主として出射面側の主面２５ａから出射する。導光部材２０の素材としては、例えば、メチルメタクリレートやエチルメタクリレート等のメタクリル樹脂、メチルアクリレート、エチルアクリレート等のアクリル製樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレン等の種々の透明な高分子素材を用いることができる。光の透過性を有する素材であれば、半透明であってもよいし、有色であってもよい。また、導光部材２０は、可視光を拡散可能な微粒子状の拡散剤を添加してもよい。板状の導光部材２０を使用する場合、導光部材２０の厚さは、特に限定するものではないが、３．０ｍｍ〜１０．０ｍｍ程度のものを使用するとよい。第１実施形態においては、８．０ｍｍの厚さの高透過性を有するメタクリル樹脂を使用している。

ドット状の凹部２６は、例えば、図１の一部拡大斜視図及び図２に示すように、四角錐状の凹部２６の最も深い位置である四角錐の頂点に凹凸面又は粗面からなる底面２４が形成され、この底面２４が拡散面をなす略四角錐台形に形成される。底面２４は、凹部側面２７とは明らかに異なる表面形態をしている。例えば、凹部側面２７は滑面に形成されており、底面２４は凹凸面又は粗面に形成されている。このように底面２４を凹部側面２７と異なる凹凸面又は粗面に形成することで、底面２４を通過する光が四角錐の凹部側面２７とは異なる拡散状態を呈し、全体として光が複雑に拡散されて均一な照度を有する主面２５ａを形成することができる。勿論、底面２４及び凹部側面２７のいずれも粗面に形成することを排除するものではないが、それぞれの粗面の形態は異なるものとすることが好ましい。凹部２６の底面２４の面積Ｂは、凹部２６の凹部側面２７による光の拡散を阻害しない程度の大きさであることが望ましい。そのため、あくまで光の拡散機能を向上させる程度のものとして底面２４の面積Ｂは、導光部材２０の主面２５ｂにおける開口部の面積Ｃに対して、１／５以下であることが好ましい。より好ましくは、１／１０〜１／５であるとよい。なお、個々のドット状の凹部２６の大きさは、同じであっても異なっていても良い。例えば、光源から遠ざかるにつれて、四角錐型のドット状の凹部２６の各辺を徐々に長くしたり、四角錐台型のドット状の凹部２６の深さを徐々に深くしたりしても良い。こうすれば、光源から近く光が強い位置では拡散される光量が小さくなり、光源から遠ざかるにつれて拡散される光量が大きくなるため、主面２５ａから出射する光の光量を均等に近づけることができる。本実施形態ではドット状の凹部２６の各辺の長さが約０．６ｍｍ、深さが約０．４ｍｍであり、隣り合う四角錐型のドット状の凹部２６間のピッチが２．０ｍｍに形成されている。しかし、凹部２６の大きさは限定するものではなく、適宜好適なサイズを選択することができる。好ましくは、四角錐型のドット状の凹部２６の各辺の長さは、０．２ｍｍ〜１．５ｍｍで選択するとよい。また、四角錐型のドット状の凹部２６の深さは、０．４ｍｍ〜０．８ｍｍで選択するとよい。また、隣り合う四角錐台型のドット状の凹部２６間のピッチについても特に限定するものではない。好ましくは、１．５ｍｍ〜８．０ｍｍのピッチの間から適宜選択するとよい。さらに、好ましくは、１．５ｍｍ〜３．０ｍｍのピッチに作製するとよい。

こうして作製された導光部材２０によれば、凹部２６が四角錐の形態の導光部材２０又は凹部２６が四角錐台であって底面２４も凹部側面２７と同様の滑面で形成されている導光部材２０と比較して、光が底面２４で複雑に拡散されるので、均一な照度を有する主面２５ａを有する導光部材２０とすることができる。

なお、ドット状の凹部２６の形状としては、図１に示す四角錐台形に限定するものではなく、種々の形状を選択することができる。例えば、図３に示すように、凹部２６の底部に底面を有する三角錐台形（図３Ａ）、六角錐台形（図示しない）等の角錐台形、円錐台形（図３Ｂ）半球状（図３Ｃ）の凹部２６の最深部に底面２４を設けた形状等を選択することができる。また、図３Ｄに示すように、主面における開口の形状（台形）と底面の形状（正方形）のように形状が異なっていても良い。勿論、これに限定されるものではなく、凹形状を有するものであれば、種々の形態の凹部２６を選択することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態にかかる導光部材２０について、図４Ａに沿って詳細に説明する。図４Ａは、第２実施形態にかかる導光部材２０の凹部２６を示す拡大断面図である。

第２実施形態にかかる導光部材２０は、凹部２６の底面２４を溶融痕２７ｂで形成したものである。すなわち、はじめから錐台形の凹部２６を作製するのではなく、一旦錐形を作製した後に、溶融した樹脂によって底面２４を形成したものである。例えば、四角錐台形の凹部２６であれば、まず、四角錐の凹部２６を形成し、樹脂の溶融物を底部に流し込むことによって、溶融痕２７ｂによる底面２４を形成して略四角錐台形の凹部２６を形成する。その他の構成は、第１実施形態と同様である。また第１実施形態と同様に、凹部２６の底部に底面２４を有する三角錐台形、六角錐台形等の角錐台形、円錐台形、半球状の凹部２６の最深部に底面２４を設けた形状等を選択することができる。

底面２４を溶融痕２７ｂとすることで、底面２４の形態は、自然な流れによって凹凸面又は粗面とされるため、人工的には作製することが難しい複雑な凹凸又は粗面が形成される。また、複数の凹部２６の底面２４をすべて異なる形態の凹凸又は粗面で作製することができるため、より複雑な光の拡散を呈することができ、均一な照度を有する主面２５ａを有する導光部材２０とすることができる。

（第３実施形態）
第３実施形態にかかる導光部材２０について、図４Ｂに沿って詳細に説明する。図４Ｂは、第３実施形態にかかる導光部材２０の凹部２６を示す拡大断面図である。

第３実施形態にかかる導光部材２０は、凹部２６の凹部側面２７にも凹凸面を形成したものである。第３実施形態にかかる凹部２６は、図４Ｂに示すように、凹部側面２７に同心四角形の階段状の凹凸が形成されている。このように凹部２６の凹部側面２７を凹凸に形成することで、凹部側面２７においても光を複雑に拡散させることができる。このため、凹部側面２７も、より複雑な光の拡散を呈することができ、均一な照度を有する主面２５ａを有する導光部材２０とすることができる。また、凹部側面２７の凹凸形状を変更させることにより、異なる印象の光を導出させたり、出射面からの光の出射効率を向上させたりすることができ、凹部２６周囲の比較的広い領域で光の輝度を変化させたり、光の輝度を確保できる凹部２６周囲の比較的広い領域の大きさを変更することができる。

なお、第３実施形態においては、凹凸の形態として階段状の凹凸としたが、凹凸の形態はこれに限定するものではなく、凹凸に形成されていれば、その形態はいかなる形態のものであってもよい。例えば、シボ状や梨地状の凹凸であってもよい。また、格子状に凹凸を形成したり、円形の凹凸を複数表面に形成したりしてもよい。この凹凸の形態を選択することによって、異なる印象の光を導出させることができる。また、これらの凹凸を組み合わせて使用してもよい。例えば、比較的大きな格子状凹凸又は円形の凹凸を形成し、これら個々の凹凸の表面にさらに細かいシボや梨地を形成するといった具合である。このように、大きな凹凸と梨地のような細かい凹凸を組み合わせて使用すれば、それぞれの凹凸によって光が拡散するため、より複雑な拡散を発生させることができる。勿論、凹凸の形状は限定するものではないし、凹凸の大小、形態にかかわらずいかなる凹凸を組み合わせてもかまわない。

また、この第３実施形態は、第１実施形態及び第２実施形態と組み合わせた凹部２６としてもよい。すなわち、凹部２６は、三角錐台形、六角錐台形等の角錐台形、円錐台形、半球状等の形態であってもよいし、また、底面２４は、溶融痕で作製せず、直接型で作製してもよい。

（第４実施形態）
第４施形態にかかる導光部材２０について、図５Ａに沿って詳細に説明する。図５Ａは、第４実施形態にかかる導光部材２０の凹部２６を示す拡大断面図である。図５Ｂは第４実施形態にかかる導光部材２０の凹部２６の１例を示す写真である。

第４実施形態にかかる凹部２６は、第１実施形態にかかる凹部２６に対して、さらに凹部２６の外周近傍に主面２５ｂの表面より盛り上がった突出部２８を有する点が異なる。凹部２６の外周に盛り上がった突出部２８を形成することによって、突出部２８に進行した光が複雑に拡散して、凹部２６の外周が平面で形成された場合と比較して異なる拡散状態を呈するものとすることができる。凹部２６の突出部２８の幅Ｆは、限定するものではないが、好ましくは四角錐の凹部２６の辺の長さの１／５以上１／２以下に形成するとよい。これにより、凹部２６の周囲による拡散の効果を得ることができる。また、突出部２８の厚さは、好ましくは最も厚いところで、５０μｍ以上２００μｍ以下に形成するとよい。

こうして作製された導光部材２０は、底面２４による拡散及び凹部側面２７と埋め戻した底面２４との境界面による拡散に加え、突出部２８によっても乱反射が発生し、複雑な光の拡散や屈折が発生し、異なる印象の光を導出させたり、出射面からの光の出射効率を向上させたりすることができる。

なお、凹部２６は、凹部２６の全周に渡って同様の突出部断面を有するように設けても良いし、図５Ｂに示すように、凹部２６の開口の四角の各辺に形成される突出部２８の略中央が盛り上がるように形成してもよい（図５ＢのＧの部分）。この盛り上がった部分から四角錐の隣り合う各辺の間を流れた溶融物を硬化させて、凹部側面２７の一部が盛り上がるように溶融痕（図５ＢのＨの部分）が設けてもよい。このように作製することで、四角錐のそれぞれの凹部側面２７においてさらに複雑な光の屈折・拡散を発生させることができる。

また、この第４実施形態は、第１実施形態〜第３実施形態と組み合わせた凹部２６としてもよい。すなわち、凹部２６の形態は限定するものではなく、また、底面２４は、溶融痕で作製せず、直接型で作製したり、凹部側面２７を凹凸面に形成したりしてもよい。

（第５実施形態）
第５施形態にかかる導光部材２０について、図６に沿って詳細に説明する。図６Ａは、第５実施形態にかかる導光部材２０の凹部２６を示す拡大断面図である。図６Ｂは、第５実施形態にかかる導光部材２０の凹部２６の１例を示す写真である。

第５実施形態にかかる凹部２６は、凹部２６の外周近傍に主面２５ｂの表面より盛り上がった突出部２８を有し、この突出部２８に亀裂が多数形成されている。多数の亀裂を突出部２８に形成することで、より複雑な光の屈折、拡散を発生させることができる。

また、この第５実施形態は、第１実施形態〜第３実施形態と組み合わせた凹部２６としてもよい。すなわち、凹部２６の形態は限定するものではなく、底面２４は、溶融痕で作製せず、直接型で作製したり、凹部側面２７を凹凸面に形成したりしてもよい。

（第６実施形態）
第６施形態にかかる導光部材２０について、図７及び図８に沿って詳細に説明する。図７は、第６実施形態にかかる導光部材２０の凹部２６を示す拡大断面図である。図８は、第６実施形態にかかる導光部材２０の凹部２６の１例を示す写真である。図８Ａは、主面２５ｂにピントを合わせた写真であり、図８Ｂは、底面２４にピントを合わせた写真である。なお、図８の写真は、凹部が形成されている側の主面２５ｂの側から撮影した写真である。

第６実施形態にかかる導光部材２０の凹部２６は、周囲に形成する突出部２８の内側に気泡２９を形成したものである。気泡２９は、突出部２８を形成する際に、空気を巻き込むように突出部２８を作製することで、突出部２８内に空気が取り残されて状態となっている。気泡が作製された突出部２８を有する凹部２６は、さらに複雑な光の屈折、拡散を発生させることができる。

また、この第６実施形態は、第１実施形態〜第３実施形態と組み合わせた凹部２６としてもよい。すなわち、凹部２６の形態は限定するものではなく、底面２４は、溶融痕で作製せず、直接型で作製したり、凹部側面２７を凹凸面に形成したりしてもよい。
（第７実施形態）
第７施形態にかかる導光部材２０について、図９に沿って詳細に説明する。図９は、第７実施形態にかかる導光部材２０の凹部２６を示す拡大断面図である。

第７実施形態にかかる導光部材２０の凹部２６は、第７実施形態にかかる導光部材２０の凹部２６は、図９に示すように、ドット状の凹部２６ではなく、溝状の凹部２６で形成されている。溝状の凹部２６は、全体的に断面が略三角形に形成された複数の長尺の溝からなるものであり、溝の最深部（頂点）に底面２４を有する。溝の凹部２６の断面は、溝の凹部側面２７に対して異なる勾配を有する底面２４によって略台形に形成される。この溝の底面２４の表面も上述と同様に凹凸面又は粗面に形成するとよい。こうすることで、同様に、底面２４を通過する光は、複雑に拡散されて溝状の凹部側面２７とは異なる拡散状態を呈することになる。

次に、上述した各実施形態にかかる導光部材２０の作製方法について詳述する。なお、以下に詳述する導光部材２０の作製方法は、例示であり以下に限定されるものではなく、以下の作製方法以外の方法で作製された導光部材２０も含むものである。本発明にかかる導光部材２０は、主として、熱又は超音波加工によるプレス成形若しくは射出成形によって作製される。

（プレス型による作製方法）
はじめに、プレス型による作製方法を説明する。プレス型では、熱プレス又は超音波プレスによって作製可能である。
（第１作製方法）
第１実施形態にかかる導光部材２０の作製方法が図１０に示されている。第１実施形態にかかる凹部２６を作製するには、まず、図１０に示すように、導光部材２０に作製する予定の凹部２６（四角錐台形）に対して反転された形状（四角錐台形の凸状の形状）の凸状部７１を先端に有する超音波加工用又は熱加工用の導光部材成形用型７０を準備する。なお、図１０においては、凸状部７１は１つのみ記載しているが、複数形成されていてもよい。四角錐台形の先端面７１ａは、凹凸面又は粗面に形成される。凹凸面や粗面に形成する方法は、例えば、先端面７１ａにサンドブラスト処理をするといった方法等が考えられるが、特に限定するものではない。導光部材成形用型７０は、超音波加工用の場合においては、冷却用空気を吹き付けて導光部材成形用型７０に冷却する空気噴出用の空冷用ノズル７５を周囲に配置してもよい。かかる構成を採用することによって、導光部材成形用型７０は、空冷用ノズル７５によって常時冷却される。なお、空冷用ノズル７５は、図１０Ａにのみ図示し、その他の図面では省略する。次に、図１０Ｂに示すように、導光部材２０に導光部材成形用型７０を押圧しつつ超音波を印加するか又は熱を与えることで、導光部材２０を溶融しつつ四角錐台の凸状部７１が押し込まれ、導光部材２０に凹部側面２７を有する凹部２６が形成される。

上述した第１作製方法に使用される導光部材成形用型７０の凸状部７１の形態をそれぞれ三角錐台形、六角錐台形等の角錐台形、円錐台形半球状の凹部２６の最深部に底面２４を設けた形状に対して反転された凸状部７１を使用することで、同様の作製方法にて、それぞれの形態の凹部２６を作製することができる。

（第２作製方法）
第２実施形態にかかる導光部材２０の作製方法が図１１及び図１２に示されている。第２実施形態にかかる導光部材２０の凹部２６を作製する方法としては、凹部２６を設ける部位を溶融し、溶融した溶融物２７ａの一部を凹部２６に埋め戻すことにより形成される。具体的には、まず、図１１Ａに示すように、底面を有する前の凹部２６（四角錐形）に対して反転した形状（四角錐型の凸状の形状）を有する導光部材成形用型７０を準備する。次に、図１１Ｂに示すように、導光部材２０に導光部材成形用型７０を押圧しつつ超音波を印加するか又は熱を与えることで、導光部材２０を溶融しつつ四角錐の凸状部７１が押し込まれ、導光部材２０に凹部側面２７を有する凹部２６が形成される。そして、図１１Ｃに示すように、所定の位置まで押し込んだ状態で一定時間停止するか、若しくは、押圧時間をわずかに長くすることで凹部側面２７は溶融し、溶融物２７ａが形成される。溶融物２７ａは、流動性を有しているので凹部側面２７を流れ、最深部に流れ込んでいく。そして、図１２Ａに示すように、最深部に流れ込んだ溶融物２７ａは最深部に流れこみ、溶融物２７ａが硬化し、溶融痕２７ｂで形成された底面２４が形成される。溶融痕は、自然冷却であってもよいし、冷却用ノズルがある場合には冷却ノズルによって冷却された型によって冷却してもよい。その後、導光部材２０から導光部材成形用型７０を離型することで、図１２Ｂに示すように、溶融した溶融物２７ａの一部が最深部（四角錐の頂点）に埋め戻された状態で溶融痕２７ｂとなり、この溶融痕２７ｂによって底面２４が形成される。このように底面２４を作製することで、底面２４を形成する溶融痕２７ｂと四角錐の凹部２６の内面との間に境界２７ｃが形成されるため、この境界２７ｃによってさらに複雑な光の拡散、反射及び屈折が発生し、より拡散した光が主面２５ａから出射する。よって、より均一な照度で発光する主面２５ａを有する導光部材２０を提供することができる。なお、この際に、図１２Ｃに示すように凹部側面２７を流れる状態の溶融物２７ａを冷却して側面にも一部溶融痕２７ｂが残るように形成してもよい。

以上のように作製された導光部材２０は、溶融痕２７ｂで形成された底面２４は、それぞれ溶融物の自然な流れで形成されるので、底面２４の形状がすべて微妙に異なることになる。そのため、すべての凹部２６に対する光の拡散、反射及び屈折状態が異なるものになる。よって、底面２４を有しないドット状又は溝状の凹部２６が形成された導光部材２０と比較して、凹部２６の底面２４によって複雑に拡散された光を出射することができ、より均一な照度で発光する主面２５ａを有する導光部材２０を提供することができる。

（第３作製方法）
第３実施形態にかかる導光部材２０の作製方法が図１３に示されている。図１３は、第３実施形態にかかる導光部材２０に形成されたドット状の凹部２６及び凹部２６を作製する導光部材成形用型７０を示す図である。第４実施形態にかかる凹部２６は、凹部側面２７が意図的に凹凸面に形成されている。

第４実施形態にかかる凹部２６は、図１３に示すように、凹部側面２７に同心四角形に階段状の凹凸が形成されている（図６Ｂ参照：第３実施形態を示す図６Ｂも同心四角形に階段状の凹凸が示されている）。凹部側面２７に凹凸を形成するためには、予め所望の凹凸に対して反転された同心四角形に階段状の凹凸が施された凸状部７１を有する導光部材成形用型７０を使用することで作製することができる。実際には、導光部材成形用型７０の凸状部７１の形状よりもゆるやかな凹凸となる場合がある。これは、凹部側面２７において溶融物が形成された後、溶融物が底部に流れて底面を形成する際に、凹部側面２７の凹凸に溶融物がたまった状態で硬化する場合があるからである。このように凹部２６の凹部側面２７を凹凸に形成することで、凹部側面２７においても光が複雑に拡散するため、凹部側面２７の凹凸形状を変更させることにより、異なる印象の光を導出させたり、出射面からの光の出射効率を向上させたりすることができ、凹部２６周囲の比較的広い領域で光の輝度を変化させたり、光の輝度を確保できる凹部２６周囲の比較的広い領域を変更することができる。

（第４作製方法）
第４実施形態にかかる導光部材２０の作製方法が図１４に示されている。図１４は、導光部材２０の凹部２６を形成する工程を示す模式図である。

かかる凹部２６は、以下の方法によって作製される。まず、図１４（Ａ）に示すように、四角錐型の凸状に形成された導光部材成形用型７０を準備し、図１４（Ｂ）に示すように、熱加工又は超音波加工により、導光部材成形用型７０を押圧することにより導光部材２０の主面２５ｂに四角錐型の凹部２６を形成する。そして、図１４（Ｃ）に示すように、凹部２６の内面に溶融物２７ａを形成する。この状態から導光部材成形用型７０をさらに押し込んでいくと、凹部２６の外周近傍に溶融物２７ａの一部が押し出されても盛り上がった突出部２８が形成される。また、溶融物２７ａの一部は凹部２６の最深部へ流れ込む。この状態で溶融物２７ａを硬化させる。そして、導光部材成形用型７０を離型することにより、図１４（Ｄ）に示すように、残りの溶融物２７ａが凹部２６の最深部、すなわち四角錐の頂点で硬化される。そして、最終的に溶融物２７ａの一部が凹部２６の周囲に突出部２８を形成し、残りが凹部２６の最深部に流れ込んだ状態で硬化して埋め戻された状態の底面２４が形成された凹部２６が形成される。

かかる作製方法において、導光部材２０の凹部２６は、突出部２８を作製した後、突出部２８に亀裂を多数形成することによって、第５実施形態にかかる導光部材の凹部２６を作製することができる。亀裂を多数発生させるには、突出部２８が作製された導光部材２０の主面に板等を押圧し、突出部２８を軽く押し潰すことで作製することができる。また、第３実施形態における突出部２８の作製方法において、突出部２８を作製した後に、さらに導光部材成形用型７０を押圧することによっても亀裂を作製することができる。多数の亀裂を突出部２８に形成することで、より複雑な光の屈折、拡散を発生させることができる。

さらに、周囲に形成する突出部２８の内側に気泡２９を形成することで第６実施形態にかかる導光部材２０の凹部２６を作製することができる。気泡２９は、突出部２８を形成する際に、空気を巻き込むように突出部２８を作製することで、突出部２８内に空気が取り残されることで作製される。気泡が作製された突出部２８を有する凹部２６は、さらに複雑な光の屈折、拡散を発生させることができる。

（第５作製方法）
第４実施形態にかかる導光部材２０のさらに別の作製方法が図１５に示されている。図１５は、導光部材２０の凹部２６を形成する工程を示す模式図である。

第５作製方法にかかる凹部２６の作製方法は、突出部２８を作製する際に、第４作製方法においては溶融物の自然な流れにまかせて形成したのに対し、第５作製方法にかかる凹部２６は、突出部２８を所望の形態に成形している点が異なる。

第５作製方法にかかる凹部２６の作製方法は、図１５に示すように、導光部材成形用型７０の凸状部７１の周囲に盛り上がった突出部２８を成形するため、突出部形成用凹部７３が予め形成されている。このように突出部形成用凹部７３が作製されている導光部材成形用型７０を使用して凹部２６を作製すると、溶融物が突出部形成用凹部７３に押し出された後、成形されて突出部２８を突出部形成用凹部７３の形態に成形される。例えば、図１５Ａでは、断面が三角形状の突出部２８を形成しており、図１５Ｂでは、向かって左側が断面四角形の突出部２８を、右側が断面半円形の突出部２８を成形することができる。

このように、突出部２８の形状を変更することによって、突出部２８における光の拡散具合を変更させることができ、凹部２６周囲の光の輝度を変化させることができる。

（射出成形型による作製方法）
（第６作製方法）
以下、導光部材の作製方法として、射出成形機（図示しない。）によって作製する方法を説明する。射出成形によって導光部材２０の各凹部２６を作製するには、図１６に示すように、各凹部２６の形態に反転された凸状部７２が内面７４に形成されている射出成形用の導光部材成形用型７０によって形成される。

射出成形は、基本的に導光部材成形用型７０の内面７４に反転した形状の導光部材２０が作製されるため、所望の凹部２６と反転した凸状部７２を内面７４に形成することで所望の形態の凹部２６を作製することができる。例えば、第１実施形態にかかる導光部材２０の凹部２６を作製するには、図１６ａに示す四角錐台形の凸状部７２を有する導光部材成形用型７０を使用すればよい。第２実施形態にかかる導光部材２０の凹部２６を作製するには、図１６ａの凸状部７２に代えて図１６ｂに示す四角錐の凸状部７２を有する導光部材成形用型７０で導光部材２０を成形した後、凹部２６に溶融物を流し込むことで作製することができる。第３実施形態にかかる導光部材２０の凹部２６を作製するには、図１６ａの凸状部７２に代えて図１６ｃに示すように同心四角形に階段状の凹凸が施された凸状部７２を有する導光部材成形用型７０で導光部材２０を成形することで作製することができる。第４実施形態にかかる導光部材２０の凹部２６を作製するには、図１６ａの凸状部７２に代えて図１６ｄに示すように、突出部形成用凹部７３が形成されている導光部材成形用型７０で導光部材２０を成形することで作製することができる。

（第７作製方法）
第４実施形態〜第６実施形態にかかる導光部材２０の射出成形による別の作製方法に使用される導光部材成形用型７０が図１７に示されている。

この射出成形に使用される導光部材成形用型７０は、図１７ａに示すように、導光部材成形用型７０の内面７４に、四角錐台の形態の頭部７６ａを有する押込部材７６が複数取り付けられている。かかる押込部材７６を取り付けた導光部材成形用型７０で射出成形することによって、押込部材７６の頭部７６ａが反転された四角錐台形の凹部が形成された導光部材が作製される。この押込部材７６は、例えば図１７ｂに示すように、頭７６ａの形態の異なる押込部材７６に変更することで、種々の形態の凹部を作製することができる。

また、突出部を作製するには、図１７ｃに示すように、導光部材成形用型７０の押込部材７６の周囲を一段低く形成しておくことによって、突出部２８を成形することができる。また、図１７ｄに示すように、突出部２８が凹部の周囲に形成されるように、押込部材７６の頭部７６ａの周囲に突出部形成用凹部７３を形成することで同様に突出部を作製することができる。

以上第１作製方法から第７作製方法によって作製された各実施形態にかかる導光部材２０は、例えば、図１８に示すように、光源１１を有する基板１２が取り付けられた保持部材１４に、導光部材２０と、導光部材２０の背面に配置される反射板３０と、を取り付けた後、出射する主面２５ａ側に表示板４０を設けることによって、表示装置１００として使用することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施の形態では、導光部材２０としては、板からなる導光部材２０を用いて説明したが、平面板に限定するものではなく、曲面板であってもよいし、立方体等の塊状部材であってもよい。

また、上述した実施形態では、凹部２６が一方の主面２５ｂにのみ形成されている導光部材２０を説明したが、両側の主面２５ａ、２５ｂに凹部２６が形成されていてもよい。この際に、一方の主面には四角錐台形の凹部２６を形成し、他方の主面には、三角錐台形の凹部２６のように両面の凹部２６の形態は異なるものではあってもよい。

上述した実施の形態で示すように、導光板として利用することができる。

１１…光源、１２…基板、１４…保持部材、２０…導光部材、
２１…側面、２４…底面、２５ａ，２５ｂ…主面、
２６…凹部、２７…凹部側面、２７ａ…溶融物、２７ｂ…溶融痕、
２７ｃ…境界、２８…突出部、２９…気泡、３０…反射板、
４０…表示板、７０…導光部材成形用型、７１…凸状部、
７１ａ…先端面、７２…凸状部、７３…突出部形成用凹部、
７４…内面、７５…空冷用ノズル、７６…螺合部材、
７６ａ…頭、１００…表示装置

Claims (2)

1. 側面から入射された光を主面から出射する導光部材において、
   少なくともいずれかの前記主面に溝状又はドット状に加工された凹部を有し、
   前記凹部の底面に凹凸面又は粗面からなる拡散面が形成されており、
   前記凹部の側面は、階段状かつ同心状の凹凸を有し、
   前記凹部の外周近傍には、前記主面の表面より盛り上がった突出部が形成されており、
   前記凹部及び前記突出部は、内面に四角錐台の形態の頭部を有する押込部材が設けられ、かつ、前記押込部材の周囲が一段低く形成された射出成形用の導光部材成形型により形成された形状であり、
   前記突出部は、溶融物の一部が前記凹部の周囲に押し出されることにより形成された導光部材を作製するためのプレス又は射出成形用の導光部材成形型において、
   前記凹部の凹部形状に対して反転して形成された凸部が複数形成されており、
   前記凸部は、型表面に押込部材が設けられており、前記押込部材の周囲が表面より一段低く形成されていることを特徴とする、
   導光部材成形型。
2. 側面から入射された光を主面から出射する導光部材において、少なくともいずれかの前記主面に溝状又はドット状に加工された凹部を有し、前記凹部の底面に凹凸面又は粗面からなる拡散面が形成されており、前記凹部の側面は、階段状かつ同心状の凹凸を有し、前記凹部の外周近傍には、前記主面の表面より盛り上がった突出部が形成されており、前記凹部及び前記突出部は、内面に四角錐台の形態の頭部を有する押込部材が設けられ、かつ、前記押込部材の周囲が一段低く形成された射出成形用の導光部材成形型により形成された形状である導光部材の製造方法であって、
   内面に四角錐台の形態の頭部を有する押込部材が設けられ、かつ、前記押込部材の周囲が一段低く形成された射出成形用の導光部材成形型により前記凹部を形成し、前記凹部の溶融物の一部が前記凹部の周囲に押し出されることにより前記突出部が形成される形成ステップと、
   を含むことを特徴とする、
   導光部材の製造方法。
   

Images