(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と反対側の表面がパネルに被覆される基部と、前記基部から突出した凸部とを有する光学部材の前記凸部の表面のうち前記基部と接する位置に凹凸が設けられ、
前記凹凸は、前記凸部表面のうち前記凸部と前記基部とが接する位置から前記凸部の端部までの０．５倍以下の範囲に設けられていることを特徴とする光学部材。
【請求項２】
凹部と、前記凹部とは異なる位置に設けられた突出部を有する第１の金型と、前記突出部と係合するとともに、前記凹部の側に凹凸形状の接触面を有する第２の金型と、前記第２の金型を介して前記第１の金型とは反対側に設けられた第３の金型とを用いて、
前記第１の金型と前記第３の金型との間に樹脂を注入する工程と、
前記第１の金型と前記第３の金型との距離を近づけるとともに、前記第１の金型と係合する前記第２の金型の前記接触面が、前記第１の金型と前記第３の金型との接近に伴って前記凹部の方向に向かって移動することにより、前記凹部および前記接触面により形成される凸部と前記第２の金型と前記第３の金型により形成される基部とを含む光学部材において、前記凸部の表面のうち前記基部と接する位置に凹凸を設ける工程と、
を備えたことを特徴とする光学部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示ユニットに用いる光学部材および当該光学部材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、表示ユニットにおいて、光の進行方向に対して傾斜する傾斜面を有し、傾斜面には光の一部を透過し他の部分を乱反射するようにシボ加工が施された光射出部を有する導光体（光学部材）が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１８０９２６号公報（段落［００１７］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、光学部材の形状によっては、光出射部を異なる方向からそれぞれ見た際に、光出射部の輝度にばらつきが生じてしまうという課題があった。例えば、光源から光が入射する基部と当該基部から突出して設けられ、光を出射する光出射部を有する凸部を含むような形状の光学部材においては、光出射部を異なる方向からそれぞれ見た際に、光出射部の輝度にばらつきが生じてしまう。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、光出射部を異なる方向からそれぞれ見た際に、光出射部の輝度のばらつきを従来よりも低減する光学部材および当該光学部材の製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る光学部材は、光源と反対側の表面がパネルに被覆される基部と、基部から突出した凸部とを有する光学部材の凸部の表面のうち基部と接する位置に凹凸が設けられ、この凹凸は、凸部表面のうち凸部と基部とが接する位置から凸部の端部までの０．５倍以下の範囲に設けられたものである。
【０００７】
また、本発明に係る光学部材の製造方法は、凹部と、凹部とは異なる位置に設けられた突出部を有する第１の金型と、突出部と係合するとともに、凹部の側に凹凸形状の接触面を有する第２の金型と、第２の金型を介して第１の金型とは反対側に設けられた第３の金型とを用いて、第１の金型と第３の金型との間に樹脂を注入する工程と、第１の金型と第３の金型との距離を近づけるとともに、第１の金型と係合する第２の金型の接触面が、第１の金型と第３の金型との接近に伴って凹部の方向に向かって移動することにより、凹部および接触面により形成される凸部と第２の金型と第３の金型により形成される基部とを含む光学部材において、凸部の表面でかつ基部と接する位置に凹凸を設ける工程と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る光学部材によれば、光出射部を異なる方向からそれぞれ見た際の光出射部の輝度のばらつきを従来よりも低減することができる。
【０００９】
また、本発明に係る光学部材の製造方法によれば、光出射部を異なる方向からそれぞれ見た際の光出射部の輝度のばらつきを従来よりも低減する光学部材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態における光学部材を含む表示ユニットの断面を示した図である。
【図２】この発明の実施の形態における表示ユニットの構成を示した図である。
【図３】この発明の実施の形態における光学部材の変形例を示した図である。
【図４】この発明の実施の形態における光学部材の変形例を示した図である。
【図５】この発明の実施の形態における光学部材に設けられた凹凸を示した図である。
【図６】光学部材に凹凸が設けられていない場合の輝度の低下を説明した図である。
【図７】この発明の実施の形態における光学部材の効果を説明した図である。
【図８】この発明の実施の形態における光学部材の製造方法を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の実施の形態に係る光学部材１を含む表示ユニット１１の断面を示した図である。表示ユニット１１は、基板１０と、基板１０の表面に設けられた光源５と、光源５から出射した光を導く光学部材１と、光学部材１が設置されるパネル６とを含む。
【００１２】
光学部材１は、光源５から出射した光が入射する基部３と、基部３から突出して設けられた凸部２とを含む。光学部材１の凸部２は、パネル６に設けられた穴部１８に嵌め込まれている。光学部材１の凸部２は光が出射する光出射部４を有しており、当該光出射部４を含む面は、パネル６の意匠面７と共通の面を有している。ただし、パネル６の意匠面７とは、パネル６の表面のうちユーザが触れるまたは見る面を示す。光学部材１は、基部３において図示しない嵌合構造によってパネル６に固定されている。
【００１３】
光学部材１の凸部２の表面のうち基部３と接する位置には凹凸１６が設けられている。当該凹凸１６は、光源５から光学部材１に入射した光を光学部材１の内部で乱反射させる構造である。凸部２の表面に凹凸１６を設けるには、例えば、光学部材１を形成する際に凹凸形状の表面を有する金型を用いる方法を利用する。凹凸１６を有する光学部材１の製造方法については後述する。
【００１４】
光学部材１としては、例えば、導光部材としてのプリズムを用いる。また、光学部材１の材料としては、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂を用いる。光学部材１は、光のムラを低減するため、予め定められた透明度（スモーク）を有する樹脂を用いることができる。
【００１５】
光源５としては、例えば、ＬＥＤを用いることができる。パネル６の材料としては、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂または、ＡＢＳ樹脂を用いる。ただし、パネル６は光出射部４の視認性を確保するため、不透明な部材を用いるのが望ましい。また、実施の形態では、光出射部４が平面を含む例を示しているが、例えば、自由曲面を含んでいてもよい。
【００１６】
図２は、図１に示した表示ユニット１１に含まれる各構成を、光学部材１の凸部２の延伸方向に分解した際の各構成の斜視図を模式的に示したものである。図２に示すように、光学部材１の突起部２において、パネル６の意匠面７と平行な面における断面は円形である。すなわち、実施の形態では光学部材１の凸部２は円柱の形状であるとともに光出射部４の形状は円形である。
【００１７】
なお、光学部材１の凸部２の形状は上述のものに限らない。例えば、図３および図４にそれぞれ示すように、凸部２の光出射部４に平行な面における断面が正方形または長方形であってもよい。ただし、パネル６の穴部１８の形状は、凸部２の形状に対応した形状となる。光学部材１の凸部２の形状を自由に選択することで、表示ユニット１１表示に係る意匠性を確保することができる。
【００１８】
次に、光学部材１に設ける凹凸１６の形状の詳細について説明する。実施の形態で説明する凹凸１６の形状としては、シボ加工によって得られる形状、梨地面を有する形状、予め定められた凹凸のパターン形状が繰り返される形状、および凹凸のパターン形状が不規則に配置された形状を含む。
【００１９】
図５は、光学部材１の凸部２の表面に設けられた凹凸１６を説明するための概略図である。図５では、光学部材１のうち基部３と凸部２とが接する部分を拡大して示している。図５に示すように光学部材１の凸部２の表面のうち基部３と接する位置に、複数の突起部２０を含む凹凸１６が設けられている。
【００２０】
図５に示すように、光学部材１の凸部２の表面に突起部２０が複数設けられており、突起部２０同士の間には窪み部２１が形成されている。なお、図５に示した複数の突起部２０の高さはそれぞれ異なっていてもよく、突起部２０および窪み部２１の形状はどのような形状であってもよい。なお、突起部２０の頂点と窪み部２１の底部との距離は３０μｍ〜７０μｍであることが望ましい。また、光学部材１の凸部２に凹凸１６を設けることによって、例えば、凸部２に光拡散用の拡散シート等を設ける必要がなくなりコスト低減が実現する。
【００２１】
次に、光学部材１の凸部２に凹凸１６が設けられていない場合に生じる輝度の低下について説明する。図６は、基部３と、基部３から突出した凸部２とを含む光学部材１の凸部２の表面のうち基部３と接する位置に凹凸１６が設けられていない場合の表示ユニット１７と当該表示ユニット１７を見るユーザの目８との関係を示したものである。図６において、図１と対応する符号はそれぞれ同一の構成を示すため説明を省略する。
【００２２】
図６に示すように、光源５から出射した光は、光学部材１の基部３に入射する。図６における複数の矢印は、光源５から出射した光を光線として示したものである。光線１４は、光学部材１の基部３に入射した光が光学部材１の凸部２の中央部を延伸方向に沿って光出射部４から出射する様子を示したものである。光線１３は、光学部材１の基部３に入射した光が、光学部材１の凸部２の内面に反射した後に光出射部４から出射する様子を示したものである。光線１５は、光学部材１の基部３に入射した光が、光学部材１の光出射部４の端部から出射する様子を示したものである。光線１２は、光学部材１の基部３に入射した光が、基部３の面のうちパネル６の側の面に反射し、さらに、基部３の面うち基板１０の側の面に反射する様子を示したものである。
【００２３】
ユーザが光線１３、光線１４、および光線１５を臨む方向から、光出射部４を見る場合には、ユーザの目８は光源５から出射した光を認識することができる。しかしながら、光線１２に示すような光は、ユーザの目８に到達することが困難である。すなわち、ユーザの目８が基部３のうちパネル６に沿って配置された部分を覗きこむ角度においては、ユーザの目８は光出射部４における輝度の低下を認識する。
【００２４】
ユーザが光出射部４を見た際に、光出射部４の輝度が低下する領域について説明する。図６の点線で示すように、光出射部４の端部と、光線１４を介して当該端部とは反対側で凸部２と基部３とが接する位置とを通る直線を直線Ｌ１とする。ユーザの目８が直線Ｌ１と光線１５との間の領域９にある場合、光源５から出射された光は、ユーザの目８に到達することが困難である。従って、ユーザの目８は、直線Ｌ１と光線１５とで囲まれる領域９から光出射部４を見た場合に、光出射部４の輝度の低下を認識することになる。すなわち、ユーザは光出射部４を異なる方向からそれぞれ見た場合に、光出射部４の輝度のばらつきを認識する。
【００２５】
一方、実施の形態のように光学部材１の凸部２に凹凸１６が設けられている場合には、輝度の低下が低減される。図７は、基部３と、基部３から突出した凸部２とを含む光学部材１の凸部２の表面のうち基部３と接する位置に凹凸１６が設けられている場合に輝度の低下が低減される様子を説明するための図である。図７において、図１と対応する符号はそれぞれ同一の構成を示すため説明を省略する。
【００２６】
図７に示すように、光学部材１の凸部２の表面のうち基部３と接する位置に凹凸１６が設けられていることにより、光線１３は、凹凸１６によって乱反射される。光線１３は、凹凸１６によって乱反射されて乱反射光２２となり、領域９に到達する。従って、ユーザが領域９から光出射部４を覗きこむ場合にも、光出射部４で発生する輝度の低下を低減することができる。従って、パネル６の意匠面７の側からどのような角度で光出射部４を見た場合であっても、表示ユニット１１の光出射部４の視認性を向上させることができる。
【００２７】
光学部材１の凹凸１６が設けられる位置について、凹凸１６は、光学部材１の生産性を考慮して、光学部材１の凸部２のうち凸部２と基部３とが接する位置から凸部２の端部までの０．５倍以下の範囲に設けられていることが望ましい。なお、凸部２の端部とは、凸部２のうち基部３とは反対側の一端を指す。実施の形態においては、光出射部４が端部に相当する。なお、光出射部４が曲面で形成されている場合には、凹凸１６は光学部材１の凸部２のうち凸部２と基部３とが接する位置から凸部２の頂点までの０．５倍以下の範囲に設けられていることが望ましい。
【００２８】
次に、実施の形態に係る光学部材１の製造方法について説明する。図８は、実施の形態に係る光学部材１の製造方法を概略的に示したものである。図８（ａ）は、金型に樹脂を注入する工程を示したものである。図８（ｂ）は、樹脂を成型するために金型を型締めした様子を示したものである。図８（ｃ）は、金型によって光学部材１として成型した樹脂を金型から離型する工程を示したものである。
【００２９】
図８（ａ）に示すように、光学部材１の成型においては複数の金型を用いる。第１の金型２６には凹部３０が設けられており、当該凹部３０とは異なる位置に、突出部２９が設けられている。第１の金型２６の突出部２９には第２の金型２７が係合している。第２の金型２７は、突出部２９と係合する傾斜面３２と、第１の金型２６の凹部３０の側に凹凸形状の接触面３１とを有している。第２の金型２７は、第１の金型２６の移動に伴い、図８の矢印３４で示すように、第１の金型２６の移動方向とは異なる方向に摺動可能である。具体的には、図８において、第１の金型２６は、図８の図面の上下方向に移動し、第２の金型２７は、第１の金型２６の移動に伴って、図８の図面の左右方向に摺動可能である。第３の金型２８は、第２の金型２７を介して第１の金型２６とは反対側に設けられている。
【００３０】
図８（ａ）に示すように、第２の金型２７において、第３の金型２８の側の表面の摺動方向の長さＬ２は、第１の金型２６における凹部３０の外周部から突出部２９の凹部３０の側の面までの距離Ｌ３と等しい。また、Ｌ２は、Ｌ３よりも大きい値とならないことが望ましい。
【００３１】
まず、図８（ａ）に示すように、第１の金型２６と第３の金型２８との間および第２の金型２７と第３の金型２８との間に樹脂２５を注入する。樹脂２５としては前述のポリカーボネート（ＰＣ）樹脂を用いる。
【００３２】
次に、図８（ｂ）に示すように、第１の金型２６と第３の金型２８との距離を近づける。すると、第１の金型２６の突出部２９と傾斜面３２において係合する第２の金型２７が、第１の金型２６の凹部３０に向かって移動する。第２の金型２７の移動によって、樹脂２５に凹凸１６が形成される。また、図８（ｂ）の工程において、第１の金型２６の凹部３０に樹脂２５が流入するとともに、第２の金型２７の接触面３１によって、光学部材１の凸部２に対応する部分が形成される。また、第２の金型２７と第３の金型２５との間の樹脂２５によって、光学部材１の基部３に対応する部分が形成される。
【００３３】
次に、図８（ｃ）に示すように、第１の金型２６と第３の金型との距離を図８（ｂ）に示した場合よりも遠ざけることによって樹脂２５を金型から離型し、光学部材１を得る。
【００３４】
図８に示した工程により、光学部材１を成型することによって、例えば、予め得られた光学部材に追加して凹凸構造を設ける工程がなくなり、コストを低減することができる。また、第２の金型２７は、第１の金型２６によって摺動されるため、金型には第１の金型２６と第３の金型２８とを近づけるための動力を与えればよく、第２の金型２７を独立して摺動させるための動力源が不要になり、コストが低減できる。さらに、樹脂２５を複数の金型で上下方向に挟み込むことによって、例えば、樹脂２５を複数の金型で左右方向に挟み込むことにより光出射部４に形成されるパーティングラインの発生を回避することができる。なお、光学部材１の成型において使用する金型は、成形する光学部材１の形状に基づいた形状を用いればよい。
【００３５】
本発明の実施の形態に係る光学部材１によれば、基部３と、基部３から突出した凸部２とを有する光学部材１の凸部２の表面のうち基部３と接する位置に凹凸１６が設けられているため、光学部材１の光出射部４を異なる方向からそれぞれ見た際の光出射部４の輝度のばらつきを従来よりも低減することができる。
【００３６】
また、本発明の実施の形態に係る光学部材１によれば、凹凸１６は、凸部２の表面のうち凸部２と基部３とが接する位置から凸部２の端部までの０．５倍以下の範囲に設けられているので、凸部２の全体に凹凸１６を設ける必要がなく製造コストの低下を実現できる。
【００３７】
また、本発明の実施の形態に係る光学部材１の製造方法によれば、凹部３０と、凹部３０とは異なる位置に設けられた突出部２９を有する第１の金型２６と、突出部２９と係合するとともに、凹部３０の側に凹凸形状の接触面３１を有する第２の金型２７と、第２の金型２７を介して第１の金型２６とは反対側に設けられた第３の金型２８とを用いて、第１の金型２６と第３の金型２８との間に樹脂２５を注入する工程と、第１の金型２６と第３の金型２８との距離を近づけるとともに、第１の金型２６と係合する第２の金型２７の接触面３１が、第１の金型２６と第３の金型２８との接近に伴って凹部３０の方向に向かって移動することにより、凹部３０および接触面３１により形成される凸部２と第２の金型２７と第３の金型２８により形成される基部３とを含む光学部材１において、凸部２の表面のうち基部３と接する位置に凹凸１６を設ける工程と、を備える。従って、光学部材１の光出射部４を異なる方向からそれぞれ見た際の光出射部４の輝度のばらつきを従来よりも低減する光学部材１を得ることができる。
【符号の説明】
【００３８】
１    光学部材
２    凸部
３    基部
４    出射部
１６    凹凸
２５    樹脂
２６    第１の金型
２７    第２の金型
２８    第３の金型
２９    突出部
３０    凹部
３１    接触面
【図１】
0006320312.tif 000002
【図２】
0006320312.tif 000003
【図３】
0006320312.tif 000004
【図４】
0006320312.tif 000005
【図５】
0006320312.tif 000006
【図６】
0006320312.tif 000007
【図７】
0006320312.tif 000008
【図８】
0006320312.tif 000009