(57)【要約】【課題】  薄型導光板の成形で、樹脂流動長が長く成形が不安定。多数個取りが困難。【解決手段】  透明の樹脂部材よりなり、平面が略矩形形状をした導光板１の側面に光入射面３を有するエッジライトタイプの薄型導光板及びその成形方法で、導光板の断面形状は、光入射面近傍は、厚肉部側から薄肉部側に傾斜する楔形状をなし、楔形状の端部から反光入射面側の薄肉部にかけて厚みが均一な平板形状である。導光板１の光入射面３を矩形短辺側に設け、矩形長辺側の略中央より光入射面３側にオフセットさせて射出成形品のゲート９を配設して、樹脂流動長が短くなる。オフセット量Cは、製品全長に対し、製品全長の０％＜オフセット量＜製品全長の３０％に設定する。ゲート９の位置により、成形材料の削減ができると同時に、成形圧力損出を削減し、多数個取り成形することが可能になる。成形コストのダウン及び成形の安定化につながる。  【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明の樹脂部材よりなり、平面が略矩形形状をした導光板の側面に光入射面を有し、該光入射面に光源を配設するエッジライトタイプの薄型導光板において、前記導光板の光入射面を矩形短辺側に設け、前記導光板を矩形長辺側からみた断面形状は、光入射面近傍が厚肉部側から薄肉部側に傾斜する楔形状と、該楔形状の端部から反光入射面側の薄肉部にかけて厚みが均一な平板形状であることを特徴とする薄型導光板。
【請求項２】
前記導光板の光入射面側の厚肉部の厚みは略０．５ｍｍ以下、反光入射面側の薄肉部の厚みは略０．３５ｍｍ以下、楔部の長さは略２ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の薄型導光板。
【請求項３】
透明の樹脂部材よりなり、平面が略矩形形状をした導光板の側面に光入射面を有し、該光入射面に光源を配設するエッジライトタイプの薄型導光板の成形方法において、前記導光板の光入射面を矩形短辺側に設け、前記導光板を矩形長辺側からみた断面形状は、光入射面近傍が厚肉部側から薄肉部側に傾斜する楔形状と、該楔形状の端部から反光入射面側の薄肉部にかけて厚みが均一な平板形状をなし、前記矩形長辺側の略中央より光入射面側にオフセットさせて射出成形品のゲートを配設したことを特徴とする薄型導光板の成形方法。
【請求項４】
前記矩形長辺側の略中央より光入射面側に設定したオフセット量は、製品全長に対し、
製品全長の０％＜オフセット量＜製品全長の３０％
であることを特徴とする請求項３記載の薄型導光板の成形方法。
【請求項５】
前記射出成形品に配設したゲート位置が、スプルーからの各成形品のゲートまでの距離を短縮し、ランナーによる成形圧力損出を削減し、多数個取り成形することを特徴とする請求項３または４記載の薄型導光板の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイにバックライトとして用いるのに適した射出成形により製作されるエッジライトタイプの薄型導光板及びその成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パーソナルコンピュータ、薄型テレビ、カーナビゲーションなどの表示画面に、液晶表示装置用のバックライト装置として、光源を導光板のエッジ部に配置するエッジライト型バックライト装置と、光源を光拡散板を介して表示画面の直下に配置する直下型バックライト装置が一般的に用いられている。上記エッジライト型バックライト装置は、透明なアクリル樹脂板などの射出成形品で作られた導光板のエッジ部の光入射面に冷陰極管やLEDなどの光源を配置する方式であり、薄型のバックライト装置を実現することができる。しかし、射出成形品には必ずゲート跡が残り、輝度ムラを生じて均質な表示画面を得るための障害となる。このために、ゲート跡の悪影響を避けるためさまざまな試みがなされ、ゲート位置から見ても、光入射面、光入射面に対向する面（反光入射面）、光入射面に隣接する側面などにゲートを設ける射出成形方法が提案されている。例えば、通常の成形機を用い、通常の条件設定に基づいて、超薄型で、ウエルドラインや反りが発生せず、均一な出射光が得られる導光板の成形方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照）また、上記成形方法で製造される導光板の断面形状は、光入射面から反光入射面にかけて傾斜する楔形状のものや、厚さが均一な平板状のものがある。（例えば、特許文献２参照）
【特許文献１】特開２００１−９６５８３号（第４〜５頁、図１、図２、図３）
【特許文献２】特開２００５−１５３４８８号（第４頁、図１、図２）
【０００３】
上記した特許文献１に開示されている薄型導光板の成形方法は、図４（a）、（b）に示される。図４（a）は、導光板の半完成品状態を示す平面図、図４（b）は図４（a）の下側の側面図である。図４において、導光板は透明の樹脂部材よりなり、平面が略矩形形状をしていて、矩形長辺側に光源からの光を矢印A方向に入射する光入射面１１を有し、１２は出射面、１３は微細なプリズム模様、凹凸模様が施された反射面で、光入射面１１から入射した光を多方面に反射させ、最終的には出射面１２から均一な光として出射する。１４は反光入射面で、図４（b）に示すように、光入射面１１側の厚肉部の厚さは、例えば、ｔ１＝３．５mm程度、反光入射面１４側の薄肉部の厚さは、例えば、t２＝１．５mm程度に設定され、矩形短辺側からみた断面形状は、略楔形状をした薄型導光板である。前記導光板の矩形長辺側に光入射面１１に設けられた張出し部１５にはゲート跡１６が形成されている。金型におけるゲート１７は、前記張出し部１５の一方の面に配置されている。従って、ランナー１８から供給されてきた材料は、ゲート１７からキャビティ内へ充填された後、略９０度その進路を曲げられる。図４（b）において、ランナー１８を通りゲート１７に充填されたアクリル樹脂系の溶融材料は、成形後に張り出し部１５が切除される付帯的キャビティにおいて、樹脂流動方向Bに向けて広がり略均一な圧力で光入射面１１の近傍のキャビティ内に流入し、全体として光入射面１１側の厚肉部t１から反光入射面１４側の薄肉部t２に向かって流れ、隅々まで完全に充填される。このようにして、半製品１９が成形された後、張出し部１５をダイヤモンドカッターや回転刃を有する通常のアクリル切断用のカッターを用いて切断する。
【０００４】
上記した薄型導光板の成形方法においては、矩形長辺側の光入射面１１に張出し部１５を設け、成形後に不要な張出し部１５を切断する工程を必要とするためコストアップになる。また、もしも切断面が粗いと出射する光の輝度ムラを生じ均質な表示画面を得るための障害となる。などの問題がある。
【０００５】
上記した特許文献２に開示されている導光板２０は、図５に示すように、透明な熱可塑性樹脂からなる成形品であり、図５（ａ）に示す導光板は、一方の側面が厚く（例えば、ｔ１＝３．５ｍｍ）、光入射面２１となり、反光入射面２２が薄く（例えば、ｔ２＝１．５ｍｍ）略楔形状である。図５（ｂ）に示す導光板２０Ａは、全体の厚さ（例えば、ｔ１＝３．５ｍｍ）が均一な平板状である。上記導光板２０（２０Ａ）の光入射面２１に接近して光源（例えば、ＬＥＤ）２５が配置され、リフレクタで囲われる。光源２５から出た光は、光入射面２１から入射し、導光板２０（２０Ａ）の中で全反射を繰り返し、光出射面２３から均一な光を液晶表示素子に出射する。光反射面２４には、光を反射するために、微細なプリズム模様、凹凸模様が設けられている。
【０００６】
上記した導光板において、光源（例えば、ＬＥＤ）を配置する光入射面は、光源の厚みより薄くすることはできない。そのため、図５（ａ）に示す楔形状の導光板及び、図５（ｂ）に示す平板状の導光板は、ＬＥＤの厚みを考慮すると薄型導光板を得ることは困難である。従って、薄型バックライトが達成できない。
【０００７】
図６は、ゲート部の切断工程が不要な従来の一般的な薄型導光板の成形方法を示し、２０は導光板で、透明な樹脂部材よりなる平面が略矩形形状をしていて、光入射面２１側が厚く、反光入射面２２側が薄い、長辺側からみた断面形状は略楔形状をしている。矩形短辺側に配置した光源からの光を矢印A方向に入射する光入射面２１を有する。２３は出射面、２４は微細なプリズム模様、凹凸模様が施された反射面で、光入射面２１から入射した光を多方面に反射させ、最終的には出射面２３から均一な光として出射する。前記薄型導光板の成形方法は、図６（b）に示すように、射出成形機から射出された溶融樹脂は、スプルー２５、ランナー２６を通り、ゲート２７を通過して金型キャビティ２８内に充填される。矢印Bは樹脂流動方向を示す。ゲート２７は、薄型導光板の楔形状をした薄肉部側、即ち、反光入射面２２側に配置されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
解決しようとする問題点としては、上記した薄型導光板の成形方法においては、厚みが０．３５mm以下の薄型導光板の射出成形は、溶融樹脂の流動長が長くなり、溶融樹脂の圧力損出が大きくなって成形キャビティへの溶融樹脂の充填性が悪くなり、特にゲートと反対側の光入射面の面状態が鏡面に成形され難い。また、導光板の光反射面に、光を反射させるための微細なプリズム模様、凹凸模様などを正確に転写することが難しい。更に、高圧・高速で成形すると、溶融樹脂が金型表面に密着して離型が困難になる。また更に、薄型導光板は、高圧・高速で成形するが多数個取りが困難である、等の問題が発生した。
【０００９】
本発明は、上述の欠点を解消するもので、その目的は、薄型導光板及びその成形方法において、樹脂流動長を短縮し、充填速度・圧力等成形条件が通常の状態で、金型表面への密着を緩和して離型性、転写性に優れ、出射光が均一で、多数個取り生産が容易で安価な薄型導光板及びその成形方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明における薄型導光板は、透明の樹脂部材よりなり、平面が略矩形形状をした導光板の側面に光入射面を有し、該光入射面に光源を配設するエッジライトタイプの薄型導光板において、前記導光板の光入射面を矩形短辺側に設け、前記導光板を矩形長辺側からみた断面形状は、光入射面近傍は、厚肉部側から薄肉部側に傾斜する楔形状と、該楔形状の端部から反光入射面側の薄肉部にかけて厚みが均一な平板形状であることを特徴とするものである。
【００１１】
また、前記導光板の光入射面側の厚肉部の厚みは略０．５ｍｍ以下、反光入射面側の薄肉部の厚みは略０．３５ｍｍ以下、楔部の長さは略２ｍｍであることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明における薄型導光板の成形方法は、透明の樹脂部材よりなり、平面が略矩形形状をした導光板の側面に光入射面を有し、該光入射面に光源を配設するエッジライトタイプの薄型導光板の成形方法において、前記導光板の光入射面を矩形短辺側に設け、前記導光板を矩形長辺側からみた断面形状は、光入射面近傍は、厚肉部側から薄肉部側に傾斜する楔形状と、該楔形状の端部から反光入射面側の薄肉部にかけて厚みが均一な平板形状をなし、前記矩形長辺側の略中央より光入射面側にオフセットさせて射出成形品のゲートを配設したことを特徴とするものである。
【００１３】
また、前記矩形長辺側の略中央より光入射面側に設定したオフセット量は、製品全長に対し、製品全長の０％＜オフセット量＜製品全長の３０％、であることを特徴とするものである。
【００１４】
また、前記射出成形品に配設したゲート位置が、スプルーからの各製品のゲートまでの距離を短縮し、ランナーによる成形圧力損出を削減し、多数個取り成形することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の薄型導光板の断面形状を、「楔形状」＋「平板形状」にすることにより、「楔形状」で光源を配置する光入射面の厚みを確保すると同時に、「平板形状」で薄型導光板が実現できる。また、光入射面の充填性を向上させるために、ゲートを配置位置を長辺側の中央より光入射面側にオフセットさせることにより、溶融樹脂の流動長が短くなり、厚みが０．３５mm以下の薄型導光板の成形において、短時間での充填が可能になり、厚肉部のヒケが抑えられる。また、充填圧を下げることが可能で、成形性が向上して多数個取りが可能になり廉価な導光板が得られる。また、反光入射面側が鏡面にできるため反射光の有効活用ができる等、液晶表示装置用の導光板として優れた光学特性と品質安定性を有する薄型導光板及びその成形方法を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の薄型導光板の成形方法について、図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００１７】
図１〜図３は、本発明の実施例に係わり、図１は、液晶表示装置用の導光板の説明図、図２は、導光板の成形方法を示す説明図、図３は、多数個取りする場合の説明図である。
【００１８】
図1（a）、（b）において、導光板１は、透明樹脂材料として、例えば、ＰＣ、ＰＭＭＡ、ポリオレフィン系樹脂からなる平面が略矩形形状をした成形品であり、アクティブエリアの対角寸法が、例えば、３．５インチ以下、厚みが０．３５ｍｍ以下の導光板である。
【００１９】
図１（ａ）に示すように、前記導光板１の矩形短辺側に接近して冷陰極管、LEDなどの光源２を配置し、光源２からの光を矢印A方向に入射する光入射面３を有し、４は出射面、５は微細なプリズム模様、凹凸模様が施された反射面で、光入射面３から入射した光を多方面に反射させ、最終的には出射面４から均一な光として出射する。６は反光入射面である。矩形長辺側からみた断面形状は、光入射面３の近傍は、厚肉部ｔ１側から薄肉部ｔ２側に傾斜する楔形状をなし、該楔形状の端部から反光入射面６側の薄肉部ｔ２にかけて厚みが均一な平板形状で、「楔形状」＋「平板形状」をしている。前記導光板１の光入射面３側の厚肉部の厚みは、例えば、ｔ１＝略０．５ｍｍ以下、薄肉部の厚みは、たとえば、ｔ２＝略０．３５ｍｍ以下、楔部の長さは、例えば、Ｌ＝略２ｍｍ程度である。
【００２０】
前記薄型導光板の成形方法について説明する。図２（b）に示すように、ゲート９の位置は、矩形長辺側の略中央より光入射面３側にオフセットさせて配設する。射出成形機から射出された、例えば、ＰＣ、ＰＭＭＡ、ポリオレフィン系の溶融樹脂は、スプルー７、ランナー８、ゲート９を通過して矢印Bで示す樹脂流動方向に進み、金型キャビティ１０の隅々まで完全に充填される。溶融樹脂が冷却されて固化した後、金型が開いて、導光板１が露出する。ゲート跡は光入射面３および反光入射面６側でなく、矩形長辺側であるため、ゲート端面の処理は、ホットニッパーまたは、それと同等の機能を有する切断治具を用いて切断しても良い。矩形長辺側の略中央より光入射面側に設定したオフセット量Cは、本出願人が種々実験を試みた結果、製品全長に対し、製品全長の０％（中央）＜オフセット量C（長辺の中央からゲート中心までのズレ量）＜製品全長の３０％、に設定することが最適条件である。後述する液晶表示装置用として優れた光学特性と品質安定性を有する射出成形品を効率的に製造することができる。
【００２１】
図３は多数個取り（例えば、４個）する場合のレイアウトを示すものである。図３において、矢印Aは光入射面３側の光入射方向、矢印Bは樹脂流動方向、Cはオフセット量を示す。上述したように、射出成形機から射出されたアクリル樹脂系の溶融樹脂は、スプルー７から２方向に分流され、ランナー８、ゲート９を通過して矢印Bで示す樹脂流動方向に進み、金型キャビティ１０の隅々まで完全に充填される。
【００２２】
上記した構成の薄型導光板及びその成形方法よる作用・効果について説明する。先ず、導光板の断面形状を、「楔形状」＋「平板形状」にすることにより、「楔形状」で光源を配置する光入射面の厚みを確保すると同時に、「平板形状」で薄型導光板が実現できる。更に、ゲートの位置を、光入射面と関係しない、矩形長辺側の略中央より光入射面側にオフセットさせて配設することにより、樹脂流動長が短くなり、充填速度・充填圧力を上げなくても、短時間にする金型キャビティの隅々まで完全に充填させることができる。また、厚肉部t１側にゲートの位置が寄せられるので厚肉部t１のヒケが抑えられて光学的に品質の良い成形品が得られる。更に、反光入射面側が鏡面にできるため反射光の有効活用ができる。また、更に、反射面に形成されるは微細なプリズム模様、凹凸模様が確実に転写でき、光入射面から入射した光を多方面に効率良く反射させることができる。また、大きさは、アクティブエリアの対角寸法が、例えば、３．５インチ以下、厚みが０．３５ｍｍ以下の薄い導光板を多数個取りが可能である。更に、スプルーから各成形品までの距離が短くでき、成形材料の削減ができると同時に、ランナーによる成形圧力の損失の削減につながり、成形コストのダウン及び成形の安定化につながる。など優れた薄型導光板及びその成形方法を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例に係わる薄型導光板の説明図である。
【図２】図１の薄型導光板の成形方法を示す説明図である。
【図３】図１の薄型導光板を多数個取りする場合の説明図である。
【図４】従来の薄型導光板の成形方法を示す説明図である。
【図５】従来の導光板の断面図である。
【図６】従来の他の薄型導光板の成形方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  導光板
２  光源（ＬＥＤ）
３  光入射面
４  出射面
５  反射面
６  反光入射面
７  スプルー
８  ランナー
９  ゲート
１０  キャビティー
A  光入射方向
B  樹脂流動方向
C  オフセット量
ｔ１  厚肉部
ｔ２  薄肉部
Ｌ  楔部長さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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