JP3208302B2 - 導光体の製造方法 - Google Patents

導光体の製造方法

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政廣 樋口
孝也 草深
良昭 前納
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、非発光表示装置、
例えば液晶表示装置をその背面から光照射するバックラ
イトに利用されて好適な面光源用導光体の製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置に代表される非発光表示装
置を表示器とする装置として、パーソナルコンピュー
タ、ワードプロセッサ、携帯情報端末装置、液晶テレビ
等の情報機器あるいは民生機器が実用化されている。こ
れらの機器において図4に示すように液晶パネル10の
背面に、導光体11とその両側面に配された蛍光管1
2、12および導光体11の光出射面側に配されたレン
ズフイルム13から成るバックライト14が設けられ、
当該液晶パネル10をその背面側から面均一な光を照射
している構造が知られている(日経マイクロデバイス1
995年10月号第79頁参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このようなバックライ
ト14を組み込んだ機器の市場における価格要求は厳し
く、価格競争力を持たせるために製造コストの更なる削
減が望まれている。
【0004】本発明は、前記製造コストの削減を図るこ
とを目的として為されたものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明の製
造方法は、光出射面を一方の面側に配置する導光体の製
造方法であって、一組の成形用金型の内、第1成形用金
型の共通金型に、導光体の光出射面の形状に相当してい
るパターンを有している交換自在なパターン金型を、前
記共通金型に交換自在な保持部材により保持する工程
と、前記第1成形用金型と第2成形用金型を結合する工
程と、前記第1成形用金型と第2成形用金型に囲繞され
たキャビティに樹脂を充填する工程と、その樹脂を硬化
させる工程とを少なくとも有し、前記パターン金型と前
記保持部材は、異なるサイズを含む異なる形状の導光体
を製造するために、前記共通金型に対して成形すべき形
状に応じて交換自在とする。
【0006】また、請求項2に係る発明の製造方法は、
前記パターン金型には、前記光出射面から出射される光
にレンズ作用を与える微細パターンが形成されている。
【0007】更に、請求項3に係る発明の製造方法は、
前記金型の光出射面と対向する面を形成する部位には光
の透過を阻止する粗面パターンが形成されている。
【0008】
【実施の形態】図1及び図2は、本発明製造方法を説明
するための樹脂成形工程を状態別に示す模式図、図3は
斯る樹脂成形工程により製造される導光体の断面図であ
る。
【0009】図1及び図2の樹脂成形工程において、図
1に示したように分割可能な第1・第2成形用金型1、
2を準備し、第2金型2を第1金型1側に移動させて両
者を結合する。その後、第1・第2金型1、2の囲繞に
より中央に形成されたキャビティ3に図示していない注
入口から摂氏200度程度に保持された溶融状態の熱可
塑性樹脂(例えばアクリル樹脂)が200kg/cm2
の圧力で液密的に充填される。斯る熱可塑性樹脂として
は他にポリカーボネートや光学特性に富んだ材料が使用
可能である。充填が終了すると、その樹脂材料の硬化条
件により決定される温度プログラムに基づき所定時間冷
却保持され、所定形状の導光体4が成形される。
【0010】この実施例で形成された導光体4は図3に
示す如く、側面から入射する光を液晶表示器側に面均一
に方向性を持って出射するべく、その光出射面4aの形
状は山形状(プリズム状)或は四角錐状に突出した微細
パターンを呈する。この微細パターンは例えば頂角(プ
リズム角)90度、ピッチ31μm、高さ31μmであ
り、光出射面4aに対して全面に均一に形成されること
から、出射される光に対して方向性(光出射面4aに直
行する方向)を呈するレンズ作用を与える。
【0011】従って、導光体4に斯る微細パターンを形
成すべく金型側にその反転微細パターン(凹凸状態の反
転パターン)が形成されている。この金型側の微細パタ
ーンは導光体4の光出射面4aの全面に対応して形成さ
れるものであり、そのパターンは微細化と導光体4の大
面積化、更には異なるパターンへの対応をも考慮して、
第1金型1の共通金型1aに平板状のパターン金型1b
がその全周囲に亘って保持部材1cにより交換自在に保
持されている。即ち、微細パターンを形成するに当た
り、平板を使用することにより大面積化に対しても加工
性に富む。
【0012】この実施例によるパターン金型1bは原版
をフォトリソグラフィ手法と物理的気相成長(PVD)
法により形成した後、そのパターンを被うように電鋳メ
ッキ法により厚みが数mm程度の薄板状に形成される。
即ち、フォトリソグラフィ手法とスパッタリングや真空
蒸着により導光体4の光出射面4aと同じ微細パターン
を有する原版を形成した後、その微細パターン面に対し
て、電鋳メッキ法によりニッケルなどの耐久性に富む金
属を厚み0.2〜3mm堆積させ薄板状と成し、然る
後、金属薄板の背面(微細パターンと対向する面)に対
して、研磨を施し、その背面を鏡面とする。鏡面研摩が
終了したら原版からその金属薄板を分離させる。このパ
ターン金型1bの背面鏡面研磨は、この背面が当接する
共通金型1aに対する鏡面研磨と相まって、微細パター
ンの位置精度を高めるものである。
【0013】斯るパターン金型1bの形成に関して、こ
のような電鋳メッキ法の他に金属平板を準備し、直接そ
の表面に対してレーザビーム手法やフォトリソグラフィ
手法により微細パターンを形成しても良い。
【0014】このように薄板状のパターン金型1bはそ
のパターンの加工性で、パターン金型1bを使用せず金
型に直接パターンを形成する場合と比較して有利であ
る。更に、種々のパターンに対応する場合、そのパター
ン専用の金型を作成すると、その金型費用が導光体4の
製造コストに上乗せされるため、コスト削減の一つの障
壁となる。
【0015】それに対して、この実施例では光出射面4
aのパターン(形状)を決定する第1金型1の部位を共
通金型1aに対して薄板状となし交換自在とすることに
より、パターン加工費、パターンの補修費、交換費用を
含めトータル的な製造コストの削減を図っている。
【0016】そして、図4に示したように従来のバック
ライト14では導光体11の光出射面側にはレンズフイ
ルム13の別部品が必要であったが、前記微細パターン
はレンズ作用を与えるため、図3に示した導光体4を使
用することにより斯るフイルムレンズ13が不要とな
る。
【0017】その結果、バックライトとしてのレンズフ
イルム分のコストダウンが図れるばかりか、導光体11
とレンズフイルム13との界面における両者の屈折率の
差や空気層の介在などに起因する光伝達効率の低下も同
時に回避することができる。従って、図4に示した従来
品に比べ光伝達効率が向上した高輝度のバックライトを
提供することができ、また、この高輝度バックライトを
従来品と同一の輝度で使用すると、消費電力の低減が達
成できる。即ち、バックライトが電池駆動の際、特にこ
の消費電力低減効果は有益である。
【0018】一方、第1金型1と嵌合しキャビティを構
成する第2金型2の突出部位2aには、サンドブラスト
手法などによりその表面が荒された粗面パターンとなっ
ている。その結果、導光体4の光出射面4aと対向する
面、即ち、背面4bは粗面状を呈し、この背面4bから
の光の透過を阻止している。
【0019】更にこの金型では、製造コストの削減を達
成すべく、第1金型1のパターン金型1bをその外周で
保持し、導光体4の外形形状を規定する保持部材1cが
種々の導光体4の外形形状(異なるサイズも含む)に対
応すべく共通金型1aに対して交換自在となっている。
即ち、微細パターンが共通で外形形状のみ異なる場合、
先に使用されていた保持部材1cに代えて所望の保持部
材1cを共通金型1aにセットし、第2金型2をその形
状に対応するものに交換するだけで、異なる導光体4の
製造が可能となる。
【0020】尚、この図1及び図2に示された実施例で
は第2金型2の突出部位2aを、第1金型1に勘合させ
キャビティ3を形成する構成としていたが、前記突出部
位2aを突出させることなく平坦となし、その平坦面に
前記交換自在な保持部材1cで製造可能な最大サイズの
導光体4に対応して粗面パターンを作成することによっ
て、前述の異なる形状の導光体4の製造に際して第2金
型2も交換する必要がなくなり、金型の共用化が更に促
進され、製造コストの削減が図れる。
【0021】また、この実施例では、一組の金型から1
個の導光体4の製造について説明したが、これに限定さ
れるものではなく、保持部材1cの形状に工夫を凝らす
ことにより複数個の製造にも対応することができ、また
同時に異なった形状(サイズ)の導光体4も製造するこ
とが可能であり、その場合金型のサイズを考慮して組み
合わせを決定すればその金型の利用効率の向上が図れ、
より一層の製造コストの削減が図れる。
【0022】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明の製造方法に
よれば、導光体の製造コストの削減が図れ、安価な導光
体を提供することができる。
【0023】更に、光出射面の形状を規定する部位にレ
ンズ作用を与える微細パターンを形成することにより、
光伝達効率が向上した高輝度のバックライトを提供する
ことができ、また、この高輝度バックライトを従来品と
同一の輝度で使用すると、消費電力の低減が達成でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明製造方法の樹脂成形工程の一状態を示す
模式図である。
【図2】本発明製造方法の樹脂成形工程の他の状態を示
す模式図である。
【図3】本発明製造方法により製造される導光体を示す
断面図である。
【図4】従来のバックライトを備える液晶表示装置を示
す側面図である。
【符号の説明】
1 第1金型 1a 共通金型 1b パターン金型 1c 保持部材 2 第2金型 3 キャビティ 4 導光体 4a 光出射面 4b 背面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−134821(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 33/02 - 33/54 G02B 6/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光出射面を一方の面側に配置する導光体の
    製造方法であって、 一組の成形用金型の内、第1成形用金型の共通金型に、
    導光体の光出射面の形状に相当しているパターンを有し
    ている交換自在なパターン金型を、前記共通金型に交換
    自在な保持部材により保持する工程と、 前記第1成形用金型と第2成形用金型を結合する工程
    と、 前記第1成形用金型と第2成形用金型に囲繞されたキャ
    ビティに樹脂を充填する工程と、 その樹脂を硬化させる工程とを少なくとも有し、 前記パターン金型と前記保持部材は、異なるサイズを含
    む異なる形状の導光体を製造するために、前記共通金型
    に対して成形すべき形状に応じて交換自在とする導光体
    の製造方法。
  2. 【請求項2】前記パターン金型には、前記光出射面から
    出射される光にレンズ作用を与える微細パターンが形成
    されている請求項1記載の導光体の製造方法。
  3. 【請求項3】前記金型の光出射面と対向する面を形成す
    る部位には光の透過を阻止する粗面パターンが形成され
    ている請求項1または2記載の導光体の製造方法。
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