(57)【要約】【課題】    輝度が高く、照度ムラが無く均一に中心部まで導く面状発光体を容易に量産可能にする精密加工装置を提供する。【解決手段】車状又はローラ状の面状発光体部材１６の表面粗さ検知器１５と切削バイト１４を同一の収納体で構成したユニット１３を構成する。バイト収納ユニット１１と１３の間にバネ材１２を設けてクッションにする。１５の車状の表面検知器は導光板部材１６表面の凹凸によって上下する。バイト１４は同一のユニット１３に収納してあるから、導光板表面の粗さに応じて正確に上下する。１２のバネ材はクッションになってＶ字溝の深さを精度よく均一に保って彫れるから高品質に面状発光体を製造できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶ディスプレイ等バックライトとしての面状発光体の精密加工装置において、面状発光体部材１６の表面の粗さを検出する車輪状又はローラ状の表面粗さ検出器１５と、バイト１４を一体にして設けて収納した格納部１３と、
該格納部１３と格納部を複数個並べて列状にしたバイト収納ユニット１１を備えて、
前記部材の表面粗さ検知車輪、ローラと一体に収納した１３と収納ユニット１１間を該列バネ材１１等でクッションにして面状発光体部材１６の表面の凹凸に応じて切削バイト１４を柔軟に連動させて一定の深さを精度よく保ってＶ字溝を形成することと、
前記バイト収納ユニット１１を個々に列状にした切削ユニット２１を構成したことを特徴とする面状発光体の精密加工と製造方法。
【請求項２】
前記面状発光体部材１６の表面粗さ検知機１５と切削バイト１４を一体に構成したバイト収納部１３を設けた請求項１において、該収納部を個々に列状に配列できることを可能にした切削ユニット２１と、
該ユニット２１によって、所定の大きさの面状発光体部材を効率よく製作できることを特徴とする面状発光体の精密加工と製造方法。
【請求項３】
列状に配置した切削バイトユニット２１は、面状発光体部材１６の切削精度の向上を目的に、該部材１６の平行度調整用の駆動手段２２を含む、請求項１、または請求項２記載の面状発光体の精密加工と製造方法。
【請求項４】
面状発光体Ｖ字溝１７の多様な紋様の形成手段として、平行度調整駆動装置２２，２３と列状に配列した切削バイトユニット２５との間に偏心カムを設けたことを含む、請求項１、または請求項２記載の面状発光体の精密加工と製造方法。
【請求項５】
面状発光体部材１６のＶ字溝の多様な紋様の形成は、請求項４記載の偏心カム２４を手段とし、該手段は超音波モーター、ピエゾ振動子等による振動伝達を含む、面状発光体の精密加工と製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、液晶ディスプレイ等に用いられる導光板とバックライトの精密加工とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  液晶（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）ディスプレイは、液晶ＴＶ、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ），携帯電話機のパネル等各種ディスプレイに採用されている。とくにテレビジョン始め、情報家電、ＯＡ機器等のディスプレイとして社会に浸透している。低消費電力、薄型、軽量であることから今やＣＲＴを凌いで、かつ安価な方向に進んでいるため今後、急速に出荷台数を伸ばしている。【０００３】  液晶ディスプレイのバックライトには、面状発光体が多く採用されている。特徴は、輝度が高く、均一に面の中心部まで減衰しないないで光を導いて全体を均一に面発光させるために、液晶ＴＶには有効である。例えば、エッジライト型の面状発光源体は、図８に示すように８４、８５のような発光源であるＬＥＤ，冷陰極管、蛍光管を主にもちいる。【０００４】  面状発光体のバックライトとしての導光板８１の構成は、８２のＶ字溝と８３のドットパターンからなる。Ｖ字溝は光を減衰させないで平均して面の中心部まで導く工夫がされている。Ｖ字溝から漏れてしまった光を８３のドットは、漏洩光をＶ字溝に再度復帰させる効果がある。【０００５】  Ｖ字溝は、従来特別な工作機械、レーザー光を使って彫って作っていた。しかし、量産性に乏しくコストと時間が多くかかって、かつ高精細で均一な特性をもった面状発光体用バックライトの製造は難しかった。
【特許文献１】  特開２００２−１６９０３号公報
【非特許文献１】  小林駿介（１９９３）「電子ディスプレイ」電子情報通信学会、ｐｐ．１１７−１５２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  解決しようとする問題点は、従来の面状発光体バックライトの導光板を精度よく高精細に量産することは極度に難しくコストもかかった。【０００７】  導光板の素材である透明部材は主にアクリル樹脂を使うが、安いものは表面が滑らかでなく、ミクロ的には凹凸である。その表面上に１００ミクロン程度のＶ字溝を均一に精度よく切削加工する必要があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  本発明は、レーザー光、特別な切削工具等を使わないで導光板部材にＶ字溝を部材の表面の凹凸にもかかわらず、精度を保って生産性の向上を生み出す。【０００９】  透明なアクリル樹脂部材の表面は、凹凸であって粗い。この素材の粗さを前提に、Ｖ字溝の切削に加工に特別の工夫を施した。切削バイトは素材表面の粗さに応じて上下して均一な一定の深さに切削できるような機構を設けた事を特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】  本発明の面状発光体の導光板のＶ字切削加工は、特別な高価な切削装置とか工作機械を使用しないで、簡易な機構を設けて素材の表面の粗さに応じて切削バイトを柔軟に上下させて精密なＶ字溝の深さを維持できる。【００１１】  切削バイトに併設して表面の粗さに応じて上下に動揺する車状の部材を設ける。アクリル樹脂表面の粗さに応じて車状の部材は動揺し、同様に切削バイトも動揺する。このような簡便な機構を形成して切削面の精度を高く保てる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】  本発明は、発光源からの光を効率良く均一に面の中心部まで導く導光板のＶ字溝を精度よく高品質に量産することを目的とした製造方法を提供する。【００１３】  図１（ａ）は、本発明の要部の断面図である。１１は切削バイト１４と車状の表面粗さ検知器１５を保持するアングル部材である。１３は切削バイト１４と車状表面粗さ検知器１５を格納する部材である。【００１４】  １２は１３と１１のアングル部材の間に設置した高性能なバネ材である。１５の表面粗さ検地器で検出した切削部材の表面の凹凸をバネ１２が敏感に検知する。この表面粗さの動揺を１３のバイト収納部材に伝達する。【００１５】  図１（ａ）のａ−ａ’矢印はこの間を１６のアクリル部材の表面の凹凸によって上下することを示している。１２のバネ部材のクッション効果で１６の粗さに応じて動揺する。１３がいっしょに動揺するから１４の切削バイトも動揺する。この原理によって１６に彫られるＶ字溝は、精度よく一定の深さを保つことが可能になる。【００１６】  図１（ｂ）は１６の導光板部材１６を切削バイト１４でＶ字溝１７を切削している様子を示した模式図である。切削バイト１４は図１（ａ）で説明したように、１６の表面の粗さに応じてａ−ａ’に示すように柔軟に上下する。そして１００μ程度の深さで正確に彫っていく。【００１７】  図２は本発明による精密加工装置の構成を示した断面図である。図において２１は本装置の断面構成である。２２はパルスモーター又は普通の駆動モーターである。精度を得るにはパルスモーターのほうがよい。２３は２４の部材で切削バイト列２５の平行度を出すためのラックピニオン歯車である。【００１８】  ２２，２３，２４とも２５の左右即ち、Ｘ方向の平行度を正確に出すためにＸ方向に移動する。図示していない測定器が２１に設けられていて２５と導光板部材２８との水平方向の平行度を設定する。２９は２４の部材の圧力を受けて、２５の平行度をとるための板状部材である。【００１９】  又２４は、切削バイト列２５の平行度を出すための調整機構部材であるが、例えば偏心カム、バイブレータ、超音波モーターを使って２５を細かく精密に振動させる。
２４の振動は２５に伝達されて、切削バイト１４は細かく細動するから振動のパターンを図示していない制御部のＣＰＵ（中央演算部）からおくれば千鳥状、蛇行Ｖ字溝等多彩なパターンのＶ字溝が形成できる。【００２０】  ２６は切削バイトの格納部であって、２７は図１（ａ）で説明した車状の、導光板部材の表面粗さを調整するローラ状の検知器である。この裏に図示してない切削バイトが設けられている。図中ａ−ａ’は、前記図１で説明したように導光板部材２８の表面の凹凸に応じて柔軟に切削バイトを上下させて均一なＶ字溝の深さを保つための模式を示した。【００２１】  本精密加工装置２１は２２のパルスモーターを駆動して切削バイト列２５の平行度をとり、かつ導光板部材の表面の状態に応じて切削バイト一つ一つの高さを調整しながら加工できるから高精度な品質を維持しながら量産製作が可能になる。【００２２】  図３は本精密加工装置２１を用いて２８の導光板部材を彫って蛇行状のＶ字溝を製作した完成図である。３１は蛇行状、又は千鳥型のＶ字溝である。プラスチック、アクリル、エポキシ等の透明部材を本装置によって正確なＶ字溝を自在に製作ができる。【００２３】  図４は本発明による精密加工装置の全体を示す平面図である。４４は切削バイト列を格納した切削機構要素である。４４は４５の駆動モーターによってＸ方向に移動しながら、本装置にある部材切削用フラットベット４１上に置かれた導光板部材４３の表面にＶ字溝を切削加工する。【００２４】  ４２は４４がＸ方向に移動するためのラックピニオン歯車を示す。ラックピニオンでなくリニアモーターによって精密に４４を移動することも可能である。４６は、前記図２において説明したように、４４に備えてある切削バイト列の平行度を出すための上下調整用機構部を駆動するモーターである。【００２５】  ４７は導光板部材４３の固定用コーナ金具である。４３の大きさに応じて位置を変えることができる。４４はＸ方向にスキャンニングしながら４３の部材を高精度に切削でき、かつ量産製に優れている。【００２６】  図５は図４の断面図である。前記図２にて説明してあるものと同じである。本発明の特徴とする要部である。５１は切削バイトユニットで図２の２６に相当する。５２は切削バイト列で５１を順序よく配列して格納してある。【００２７】  ５３は切削する部材であってアクリル、エポキシ、ガラス材等の透明部材である。５４は５２の平行度調整用のモーターであって、５５はモーターの固定金具である。５６は５４のモーター駆動によって微調整するラックピニオン歯車である。５７は図２の２４と同じで多彩なＶ字溝パターン生成用の偏心カムである。この偏心カムは、超音波モーター、ピエゾ振動子等の振動発生駆動素子を使っていっそう繊細なパターンを生成できる。【００２８】  図６は彫った導光板の断面模式図を示す。６１はＶ字溝の側壁であって６３は、導光板部材の表面である。図に示すようにミクロ的に見ると凹凸で粗い。Ｖ字溝の深さは１００μ程度である。６３は導光部材の基底部である。【００２９】  ６４は導光板Ｖ字溝の基底標準線を示す。前記述べたように６２に示すように導光板部材の表面は粗い。表面上に一定の正確な仮想線を決めてＶ字溝の標準基��ラインを設定する。このようにして仮想表面基準線を一定の値に設定して、Ｖ字溝の標準基底ラインを決定する。【００３０】  導光板の役割は、導光板端部においた光源からの光を斑なく減衰させないで中心部まで伝送することにある。Ｖ字溝の深さは、本例では１００μに仮定してあるが端部は深く中心部は浅くしたほうが減衰の少ない場合があるし、又この逆もある。【００３１】  例えば光源のある端部のＶ字溝の深さは２００μにして中心部は１００μにした例とか、端部は２００μでそこから近距離のところから１００μにする例。逆に中心部は深く２００μにして中心部を離れて端部にいくほど徐々に浅くなるほうが伝送効率が良い例もある。【００３２】  導光板の部材、Ｖ字溝の紋様、パターン、応用物によって切削の深さは異ってくる。本発明では、これらの用途に自在に答えられるのが特徴である。【００３３】  図７は本発明による面状発光体を説明するためのカラーＬＣＤの構成原理を示した図である。現在最も進んでいるのはマイクロカラーフィルタを用いた加法混色である。図７（ａ）はマイクロカラーフィルタ方式によるＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）アクティブマトリクスと組み合わせたカラー液晶パネルである。【００３４】  図７（ａ）は平面図であって、ＲＧＢはマイクロカラーフィルタである。Ｒは赤の色素成分でＧは緑、Ｂは青の成分である。７１はカラー液晶パネルを示している。ＲＧＢ混色の割合によって多様な鮮明な色再現ができる。【００３５】  図７（ｂ）は断面図である。図において、７２はガラス基板であって、７３はカラー液晶パネルに設けられた拡散板である。拡散板は発光を均一に一様に拡散するフラットなレンズである。７４は透明電極である。【００３６】  ７５は液晶で、７６はマイクロカラーフィルターである。７７は透明電極であって、７８は透明な基板である。７９はアクリル樹脂等で形成した導光板、８０は反射板である。８０は７９から漏れた光を７９に戻す効果がある。【００３７】  図８は本装置によって完成した導光板である。図において８１は導光板であって、８２はＶ字溝である。本例では、光の漏洩と拡散効果を目的として斜めに交差したＶ字溝パターンになっている。８３はドットで８１の表面か裏面にＶ字溝の間隙に設ける。これは光が漏れたときにＶ字溝内に復帰させて損失を少なくする効果がある。【００３８】  ８４、８５は８１の端部に設けた光源である。冷陰極管、ＬＥＤ，蛍光管等が用いられる。本例では、８１の端部２ヶ所に光源を配置してあるがより輝度をあげる目的から８１の四隅に配置しても良い。【００３９】  以上説明したように液晶等のバックライトの導光板の製作を効率よく、高精度な精密加工を行う目的で容易な機構要素を提供する。導光板の素材を選ばないで表面の粗さの如何を問わず高精度な加工ができることが特徴である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】切削バイトユニットの機構要素示した図である。
【図２】バイトユニット列の断面の構成を示した図である。
【図３】切削加工後の導光板を示した図である。
【図４】加工、製造装置の平面図である。
【図５】同、断面図である。
【図６】導光板の断面形状を示した図である。
【図７】マイクロカラーフィルター方式の液晶パネルの構成を示した図である。
【図８】導光板の構成を示した図である。
【符号の説明】
【００４１】１１、２６、５１              バイト収納ユニット
１２                          バネ材
１３                          バイトと表面平行度制御装置格納部
１４                          切削バイト
１５、２７                    平行度調整用車、ローラ
１６、２８、４３、４７、５３  面状発光体導光板部材
１７，３１、６１、８２        Ｖ字溝
２１                          切削ユニット
２２、４６，５４              上下調整用パルスモーター
２３、５６                    ラックピニオン歯車
２４、５７                    偏心カム
２５                          バイト列
２９                          バイト列押さえ部材
４１、５６                    導光板部材切削用フラットテーブル
４２                          バイト列移動用部材、リニアモーター
４４，５２                    移動切削機構ユニット
４５                          同、駆動モーター
４７                          導光板部材押さえコーナ部材
６２                          導光板部材の表面
６３                          導光板部材の基盤底部
６４                          基準線
７１                          液晶パネル
７２                          ガラス基盤
７３                          拡散板
７４、７７                    透明電極
７５                          液晶
７６                          マイクロカラーフィルター
７８                          透明基盤
７９                          導光板
８０                          反射板
８３                          ドット
８４、８５                    光源
【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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【図７】
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【図８】
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