説明

導光板

【課題】
液晶表示パネルや電子看板などのバックライトユニットや照明に使用される面発光装置の導光板に関する発明であり、高輝度を可能とし、かつ比較的短時間で反射面に、輝度均斉化パターンを形成することができる導光板を提供する。
【解決手段】
光を端面から入射し、一方の表面の射出面から射出し、射出面に対面する反射面には輝度均斉化微細パターンが形成されている導光板において、前記輝度均斉化微細パターンが、印刷された凸パターンと、レーザー穿設された凹パターンとから形成されていることを特徴とする導光板を提供する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液晶表示パネルや電子看板などのバックライトユニットや照明に使用される面発光装置の導光板に関する。詳しくは、導光板の表面に形成される輝度均斉化のための微細凹凸パターンの改良に関する。
【背景技術】
【0002】
液晶表示パネルや看板などの背面から光を照射するバックライト、面発光装置は、光源を面状に配置して拡散板等によって面均一発光を形成する直下型と、線光源を導光板の端面に配置したエッジライト型とが知られている。
【0003】
近年では、より薄型で軽量、省エネ型のものが望まれてきており、そのような面発光装置として導光板を用いるエッジライト型が着目され、特に、光源として従来の蛍光灯や冷陰極管に代わり、高輝度で長寿命、省エネの観点からLED(Light Emitting Diode)を用いたものが注目されつつある。
【0004】
エッジライト型面発光装置は、導光板の少なくとも一方の端面に接するライト(光源)、導光板、導光板の射出面側の拡散板および導光板の背面(裏面)側の反射板から構成される。導光板の背面側(反射面)には、光源からの距離の差を補償、相殺し、射出面の輝度をその全面で均斉化するために反射勾配あるいは散乱勾配を設けた微細なパターンが形成される。なお、一般にエッジライト型面発光装置には、導光板の一端にのみ線光源が配されたいわゆる片エッジライト型と導光板の相対する両端にそれぞれ線光源が配されたいわゆる両エッジライト型がある。
片エッジライト型に用いられる導光板の反射面は先端に向かって上方に傾斜する楔形にされ、両エッジライト型の場合の導光板の厚みは一定にされるか、中央部の厚みが漸減するようなものが用いられる。
【0005】
また、導光板には、成形性、加工性あるいは軽量化の観点から透明な熱可塑性樹脂、例えばアクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ノルボルネン系樹脂などのポリオレフィン、セルロースアセテート系樹脂等などが使用されている。
【0006】
この導光板においては、光源からの光が基板の端面エッジ(入射面)から入射し、基板と空気との界面の光学的密度差に伴い反射を繰返しながら進行しつつ、反射面に入射すると、光が反射し、基板と空気との界面において臨界角以下になって、基板の表面部分(射出面)から外部に射出されるのである。
【0007】
輝度均斉化のための微細パターンについていえば、導光板の裏面(反射面)にドット状の微細凹凸パターン(以下、輝度均斉化微細パターンという)を形成し、導光板内の光を散乱、拡散させて出射効率を向上させ、輝度を均斉化する種々の工夫がなされてきた。
例えば、特許文献1、特許文献2には、輝度の均一性を高めるために、光源からの距離に応じて密度が高まる微細凹凸パターンすなわち輝度均斉化微細パターンを反射面に形成している。このパターンを形成する方法としては、スクリーン印刷などが用いられている。
【0008】
また、特許文献3には、導光板の輝度の均斉性を高めるために、反射面に、光散乱部(輝度均斉化微細パターン)が形成され、その光散乱面は、光源から遠ざかるに従って変化するように形成(グラデーション分布)されている。つまり、光源からの光強度は一般的に光源から遠ざかるにつれ低下するので、それに応じて個々の光散乱部の面積を変化させ、光散乱の分布が一様になるように形成されている。具体的には、光入射面から相対する一辺に向かって単調増加的に光散乱面積が増大するように形成されている。
【0009】
しかしながら、スクリーン印刷方式では、印刷技術の限界とインクの材料自体の問題から、滲み発生及び印刷漏れ現象などが生じる。
そこで、特許文献4、特許文献5に記載されているように光源からの光の出射効率を安定的に向上させるために、金型を使用して、輝度均斉化微細パターンを形成する方法が知られている。しかしながら、上記方法は金型を使用しているため、輝度ムラの修正が必要になった場合は金型自体を修正しなければならず、金型修正と成型による改善確認の工程を繰返し行う必要があることから、修正時間が大幅にかかるという問題がある。また、修正は金型自体の修正であるため、いったん修正したものを復元させるということはできず、その結果再現性がないという致命的な問題があった。
【0010】
このような問題を解決するために、インクジェット方式で導光板の裏面にドット状に凸パターンを印刷する方法が提案(特許文献6参照)されている。金型製作に要していた複雑な工程と異なり大幅な製作時間の短縮が可能となり、導光板一枚に所望の輝度均斉化微細パターンをインクジェットで製作する時間は数秒単位であるため、作業効率の向上が図れる。もちろん、輝度ムラの修正については、インクジェットの噴出ノズルの高さ、噴出圧力、噴出量、噴出材料の粘性を変えることでドット状の凹凸パターンをある程度任意の形状に作成することができ、ドット形状の大きさ、半球形状、楕円形状、三角形状、四角形状などの多角形状のドットを作ることもできる。なお、印刷するインクの改良も進んでおり、近年では光拡散性微粒子を含有したインクも知られている。(特許文献7、8参照)
【0011】
一方、特許文献9には、レーザー装置を用いて輝度均斉化微細パターンを形成する方法が提案されている。各ドット別にレーザー出力量などを制御してドット形状を個別に形成することにより輝度を向上させることができる。
しかしながら、この技術では高輝度を可能とする導光板を製造することができるが、レーザー加工での加工時間が長くなり、その結果、一枚当りにかかる製造コストも高くなるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0012】
【特許文献1】特開平3−5725号公報
【特許文献2】特開平3−6525号公報
【特許文献3】特開平4−162002号公報
【特許文献4】特開平6−265731号公報
【特許文献5】特開2007−214001号公報
【特許文献6】特開2005−249882号公報
【特許文献7】特開2010−146771号公報
【特許文献8】特開2010−177130号公報
【特許文献9】特開2009−43708号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
本発明は、前記従来技術に鑑みなされたものであって、高輝度を可能とし、比較的短時間で反射面に、輝度均斉化微細パターンを形成することができる導光板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明は、
(1)光を端面から入射し、一方の表面の射出面から射出し、射出面に対面する反射面には、輝度均斉化微細パターンが形成されている導光板において、
前記輝度均斉化微細パターンが、印刷された凸パターンと、レーザー穿設された凹パターンとから形成されていることを特徴とする導光板;
(2)反射面の入射端面に近い部分には印刷された凸パターンが形成され、離れた部分にはレーザー穿設された凹パターンが形成されていることを特徴とする(1)記載の導光板;
(3)前記凸パターン及び前記凹パターンがドット状であることを特徴とする(1)または(2)記載の導光板;
(4)前記印刷された凸パターンがインクジェット方式によるものであることを特徴とする(1)乃至(3)のいずれかに記載の導光板;
である。
【発明の効果】
【0015】
本発明の導光板は、輝度均斉化微細パターンの形成方法として、従来公知である金型を使用して射出成型やプレス成型によって凹凸パターンを転写する方法、スクリーン印刷方式、グラビアオフセット方式、インクジェット方式でする印刷加工によって凸パターンを形成する方法のデメリットである「精細性が不十分」という問題と、従来公知であるレーザー穿設により凹パターンを形成する方法のデメリットである「加工時間が大幅にかかる」という問題を同時に改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明に係る両エッジライト型面発光装置用の導光板の一実施例の反射面(裏面)側から見た簡略斜視図である。
【図2】図1のX−X’の断面図である。
【図3】本発明に係る片エッジライト型面発光装置用の導光板の一実施例の反射面(裏面)側から見た簡略斜視図である。
【図4】図3のX−X’の断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下、図面を参照して本発明に係る導光板について詳細に説明する。
図1、図2は、本発明に係る導光板の一実施例の簡略斜視図及びその断面図であり、対面する二つの端面に光源を配置した両エッジライト型用の導光板の例である。図1のものは、光源から発せられる光が両入射端面1Cから入射し、反射面1Bに形成されている輝度均斉化微細パターンで反射することで、射出面1Aから射出させる導光板の一例である。
【0018】
図1の実施例の両エッジライト型の導光板においては、輝度均斉化パターンが、ドット状に印刷された凸部12を形成した凸パターンと、ドット状にレーザー穿設された凹部11を形成した凹パターンの両方のパターンから成り立っており、光源の近くである両端面付近の高精細加工が必要でない部分については、加工時間が早い印刷方式を選定し、高精細加工が必要な部分(光源から遠い中央部分)はレーザー穿設方式を採用することにより、導光板全体として高輝度を可能とし、輝度を均斉化することが可能である導光板を提供する。
【0019】
図3、図4は、本発明に係る導光板の他の実施例の簡略斜視図及びその断面図であり、一方の端面側に光源を配置した片エッジライト型用の導光板の例である。図3のものは、光源から発せられる光が入射端面3Cから入射し、反射面3Bに形成されている輝度均斉化微細パターンで反射することで、射出面3Aから射出させる導光板である。なお、本導光板は、入射端面3Cが厚く、他端に至るにしたがってしだいに薄くなる楔状断面となっている。
【0020】
図3の実施例のように片エッジライト型の導光板については、光源から発せられた光が一方の端面のみから入射されるので、輝度が下がる部分は入射面から最も遠いもう一方の端面近辺である。従来、ドットの形状、大きさ、ピッチなどを入射面から遠ざかるにつれて変化させた導光板が知られており、本発明では、入射面から最も遠い部分については凹パターンを密に形成することができるレーザー穿設方式を採用することで、高精細を可能とする導光板を得ることができる。
【0021】
以上のように、エッジライト型の導光板においては、光源が端面に配置されるので、光の入射面から遠い部分は輝度が下がる。その部分の輝度の損失を防止するために、高精細が可能なレーザー穿設方式を採用し、局所的にレーザー穿設された凹部からなる凹パターンを形成する。また、それ以外の部分については、輝度の低下が小さいので、高精細加工は必要なく、レーザー穿設に比べ加工時間が短い印刷方式による凸パターンを採用する。
【0022】
本発明の導光板の製造方法は、透明な熱可塑性樹脂からなる成形体(フィルム形状も含む)を用意し、反射面全面に輝度均斉化微細パターンを形成する。輝度均斉化微細パターンの形成方法は、印刷された凸パターンとレーザー穿設された凹パターンのどちらを先に形成してもよい。印刷は従来公知の方法なら特に限定なく、レーザー穿設は従来公知のレーザー装置を用いて形成することができる。
【0023】
なお、図示はしていないが、隣り合う二方の端面に光源を配置したエッジライト型の導光板や、三方の端面に光源を配置したエッジライト型の導光板、四方の端面に光源を配置したエッジライト型の導光板についても、本発明を適用可能であり、輝度均斉化微細パターンが印刷された凸パターンとレーザー穿設された凹パターンとから形成される。両パターンの配分、配置は、輝度均斉化と加工コストの最適化を図り、適宜調整するのが好ましい。
【0024】
印刷された凸パターンとレーザー穿設された凹パターンの密度、形状は、導光板の要求性能に応じて適宜調整(例えば従来から知られているグラデーション分布を形成するなど)し、そのパターンにおける印刷部とレーザー加工部の配分、配置を、輝度均斉化および加工コストの観点から最適調整すればよい。また、印刷インクも従来公知のものが使用できる。なお、本発明でいう輝度均斉化微細パターンは、ドット形状である形態しか説明していないが、もちろんプリズム形状などの従来から知られている形状でもよい。
【産業上の利用可能性】
【0025】
本発明は、エッジライト型の導光板に関するものであり、液晶表示装置のバックライトユニットなどの面発光装置に好適に用いられる。
【符号の説明】
【0026】
1A 射出面
1B 反射面
1C 入射端面
1D 中央部分
11 凹部
12 凸部

3A 射出面
3B 反射面
3C 入射端面
31 凹部
32 凸部


【特許請求の範囲】
【請求項1】
光を端面から入射し、一方の表面の射出面から射出し、射出面に対面する反射面には、輝度均斉化微細パターンが形成されている導光板において、
前記輝度均斉化微細パターンが、印刷された凸パターンと、レーザー穿設された凹パターンとから形成されていることを特徴とする導光板。
【請求項2】
反射面の入射端面に近い部分には印刷された凸パターンが形成され、離れた部分にはレーザー穿設された凹パターンが形成されていることを特徴とする請求項1記載の導光板。
【請求項3】
前記凸パターン及び前記凹パターンがドット状であることを特徴とする請求項1または2記載の導光板。
【請求項4】
前記印刷された凸パターンがインクジェット方式によるものであることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の導光板。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate


【公開番号】特開2012−128971(P2012−128971A)
【公開日】平成24年7月5日(2012.7.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−277176(P2010−277176)
【出願日】平成22年12月13日(2010.12.13)
【出願人】(000206473)大倉工業株式会社 (124)