(57)【要約】【課題】棒状型の先端形状を容易に加工することが可能な導光部材形成装置の型加工装置、導光部材形成装置の型加工装置により形成された型板を備えた導光部材形成装置並びにこの導光部材形成装置により形成された導光部材を提供する。【解決手段】導光部材形成装置の下型板２１には、光入射面から光出射面へ導光する導光部材を樹脂成形するためにキャビティとなる凹部２１１が設けられている。型加工装置１０には、この凹部２１１を加工するために、棒状型１１が設けられている。棒状型１１は、先端が光出射面に対応する凸状曲面１１１を有するほぼ円柱状に形成されると共に、中心軸線Ｌ１を挟んだ両側が切除されることで、中心軸線Ｌ１に沿った平行面部１１２が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光入射面から光出射面へ導光する導光部材を樹脂成形するために、導光部材形成装置の型板に設けられたキャビティとなる凹部を加工する型加工装置であって、
前記凹部を形成するための棒状型が設けられ、
前記棒状型は、先端が前記光出射面に対応する凸状曲面を有するほぼ円柱状に形成されると共に、中心軸線を挟んだ両側が切除されることで、前記中心軸線に沿った平面部が形成されていることを特徴とする導光部材形成装置の型加工装置。
【請求項２】
前記平面部は、平面部同士の間隔が変化しない平行面である請求項１記載の導光部材形成装置の型加工装置。
【請求項３】
前記平面部は、先端側から基端側に向かって平面部同士の間隔が徐々に広くなるテーパー面である請求項１記載の導光部材形成装置の型加工装置。
【請求項４】
前記棒状型の先端に形成された凸状曲面の中央に、凹部が設けられている請求項１から３のいずれかの項に記載の導光部材形成装置の型加工装置。
【請求項５】
光入射面から光出射面へ導光する導光部材を樹脂成形するための型板にキャビティとなる凹部が設けられた導光部材形成装置であって、
前記凹部は、底部が前記光出射面に対応する凹状曲面を有すると共に、中心軸線を挟んだ両側を狭幅させることで、前記中心軸線に沿った平面部が形成されていることを特徴とする導光部材形成装置。
【請求項６】
光入射面から光出射面へ導光する導光部材であって、
前記光出射面は、凸状曲面を有すると共に、中心軸線を挟んだ両側が切除されることで、前記中心軸線に沿った平面部が形成されていることを特徴とする導光部材。
【請求項７】
前記凸状曲面の中央に、半球状凹部が設けられている請求項６記載の導光部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射面から出射面へ導光する導光部材の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
バックライトとしては、導光板の側面に沿って発光装置を列状に配置したものの他に、液晶テレビなどの大型の表示面を有する場合には、大判の配線基板に複数の発光装置をマトリクス状に配置したものがある。
【０００３】
このような大型のバックライトに用いられる発光素子として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。この特許文献１の記載の発光装置は、点光源である発光素子と、平面形状が丸みを帯びた略四角形状を呈しており、発光素子の発光中心を中心とする半球状の窪みが形成された光束制御部材とを備えている。この光束制御部材は、光出射面の中央に、下に凸の滑らかな曲面形状に形成された第１の光出射面と、第１の光出射面の周囲を取り囲むように連続して形成された上に凸の滑らかな曲面形状である第２の光出射面とが、外表面側に光制御出射面として形成されている。
【０００４】
この特許文献１に記載の発光装置をマトリクス状に配置した面光源装置は、それぞれの発光装置が、発光素子からの光を所望とする照射範囲内に向けて滑らかに拡げるので、均一な輝度の照明光を得られるものである。
【特許文献１】特開２００７−２２７４１０号公報
【特許文献２】特開平５−２７５７５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この面光源装置は、発光装置の光束制御部材が、丸みを帯びた略四角形状で中心に半球状の窪みが形成されているので、各発光装置が等間隔に配置されていれば、均一な輝度の照明光とすることができる。しかし、表示面の横と縦の比率が１６：９のワイド画面の液晶テレビでは、発光装置を縦方向の間隔より横方向の間隔の方が長くなるように配置することがある。そうなると、均一な輝度の表示面が得られない恐れがある。
【０００６】
例えば、特許文献２に記載の発光ダイオードのように、発光素子をパッケージするレンズ付きモールド部の断面を、互いに直交する２つの軸方向のうちいずれか一方の軸方向を長径とし、他方の軸方向を短径とする楕円形に形成し、更に、このモールド部におけるレンズの表面を楕円球面に形成したものであれば、いずれか一方の軸を含む面における光の広がり角度を大きくすることができる。
【０００７】
ところで、発光素子からの光を導光する導光部材であるモールド部は、銅板で形成された型板に設けられたキャビティとなる凹部に、樹脂を充填することで形成される。そして、この型板の凹部は、型板を一方の電極とし、型板の上方に位置させた棒状型を他方の電極として通電して、棒状型を型板へ降下させることで加工して形成される。従って、棒状型の先端形状がモールド部の形状となる。
【０００８】
従って、広い範囲に配光するために導光部材の表面を楕円球面とするには、棒状型の先端を楕円球面に形成する必要があるが、棒状型の先端形状を楕円球面とするのは加工が容易ではない。
【０００９】
そこで本発明は、棒状型の先端形状を容易に加工することが可能な導光部材形成装置の型加工装置、導光部材形成装置の型加工装置により形成された型板を備えた導光部材形成装置並びにこの導光部材形成装置により形成された導光部材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】
【００１０】
本発明は、光入射面から光出射面へ導光する導光部材を樹脂成形するための導光部材形成装置の型板に設けられたキャビティとなる凹部を加工する型加工装置であって、前記凹部を形成するための棒状型が設けられ、前記棒状型は、先端に前記光出射面に対応する凸状曲面を有するほぼ円柱状に形成されると共に、中心軸線を挟んだ両側が切除されることで、前記中心軸線に沿った平面部が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、先端に凸状曲面を有したほぼ円柱状の棒状体から、中心軸線を挟んだ両側を切除すれば、先端側から見た形状を細長くすることができるので、棒状型の先端部分を楕円曲面とするより容易に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本願の第１の発明は、光入射面から光出射面へ導光する導光部材を樹脂成形するために、導光部材形成装置の型板に設けられたキャビティとなる凹部を加工する型加工装置であって、凹部を形成するための棒状型が設けられ、棒状型は、先端が光出射面に対応する凸状曲面を有するほぼ円柱状に形成されると共に、中心軸線を挟んだ両側が切除されることで、中心軸線に沿った平面部が形成されていることを特徴としたものである。
【００１３】
本発明の導光部材形成装置の型加工装置には、導光部材を樹脂成形するための型板にキャビティとなる凹部を加工するために、棒状型が設けられている。この棒状型は、先端に光出射面に対応する凸状曲面を有したほぼ円柱状に形成されている。そして、棒状型の先端は、中心軸線を挟んだ両側が切除されていることで、平面部同士の間より、平面部に挟まれた曲面同士の間の方向の方が長くなる。従って、棒状型の先端側から見た形状が細長くなるので、この棒状型の先端側を光出射面側とすることで平面部に挟まれた曲面同士の間の方向の光の広がりが大きくなる導光部材を得ることができる。この棒状型は、先端に凸状曲面を有したほぼ円柱状の棒状体から、中心軸線を挟んだ両側を切除すれば、先端側から見た形状を細長くすることができるので、棒状型の先端部分を楕円曲面とするより容易に形成することができる。
【００１４】
本願の第２の発明は、第１の発明において、平面部は、平面部同士の間隔が変化しない平行面であることを特徴としたものである。
【００１５】
本願の第２の発明においては、平面部は、先端側から基端側に向かって平面部同士の間隔が変化しない平行面とすることで、棒状型に平面部を作製する際、中心軸に平行に加工するだけなので、作製が容易である。
【００１６】
本願の第３の発明は、第１の発明において、平面部は、先端側から基端側に向かって平面部同士の間隔が徐々に広くなるテーパー面であることを特徴としたものである。
【００１７】
本願の第３の発明においては、平面部を先端側から基端側に向かって間隔が徐々に広くなるテーパー面とすることで、型板を加工する際に棒状型で凹部を形成した後に容易に抜くことができる。
【００１８】
本願の第４の発明は、第１から第３のいずれかの発明において、棒状型の先端に形成された凸状曲面の中央に、半球状の凹部が設けられていることを特徴としたものである。
【００１９】
第４の発明においては、棒状型の先端の凸状曲面の中央に半球状の凹部を設けることで、凹状曲面の中央部に半球状の凸部が形成された型板の凹部を形成できる。従って、導光部材として凸状曲面の中央に半球状の凹部が形成できるので、光軸周辺の輝度を抑えることができる。よって、より均一な配光を得ることができる。
【００２０】
本願の第５の発明は、光入射面から光出射面へ導光する導光部材を樹脂成形するための型板にキャビティとなる凹部が設けられた導光部材形成装置であって、凹部は、底部が光出射面に対応する凹状曲面を有すると共に、中心軸線を挟んだ両側を狭幅させることで、中心軸線に沿った平面部が形成されていることを特徴としたものである。
【００２１】
本発明の導光部材形成装置は、導光部材を樹脂成形するための型板に、キャビティとなる凹部が設けられている。この凹部は、底部が光出射面に対応する凸状曲面を有している。そして凹部は、中心軸線を挟んだ両側を狭幅させることで、平面部同士の間より、平面部に挟まれた曲面同士の間の方向の方が長くなる。従って、導光部材の先端側から見た形状が細長くなるので、光の広がりが、平面部と平行する方向より平面部と直交する方向の方が大きくなる導光部材を得ることができる。
【００２２】
本願の第６の発明は、光入射面から光出射面へ導光する導光部材であって、光出射面は、凸状曲面を有すると共に、中心軸線を挟んだ両側が切除されることで、中心軸線に沿った平面部が形成されていることを特徴としたものである。
【００２３】
本発明の導光部材は、光出射面を、凸状曲面の中心軸線を挟んだ両側を切除することで、中心軸線に沿った平面部が形成されている。つまり、導光部材は、平面部同士の間より、平面部に挟まれた曲面同士の間の方向の方が長くなるので、導光部材の先端側から見た形状が細長くなる。従って、平面部と直交する方向が光の広がりが広くなるので、導光部材を配置する間隔を、平面部と平行する方向より平面部と直交する方向を広くしても、均一な配光を得ることができる。
【００２４】
本願の第７の発明は、第６の発明において、凸状曲面の中央に、半球状凹部が設けられていることを特徴としたものである。
【００２５】
本願の第７の発明においては、凸状曲面の中央に凹部が形成できるので、光軸周辺の輝度を抑えることができる。従って、より均一な配光を得ることができる。
【００２６】
（実施の形態）
本発明の実施の形態に係る導光部材形成装置の型加工装置および導光部材形成装置並びに導光部材を図面に基づいて説明する。
【００２７】
まず、図１および図２に基づいて導光部材形成装置の型加工装置を説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る導光部材形成装置の型加工装置の棒状型を示す図である。図２は、図１に示す棒状型を示す図であり、（Ａ）は先端側から見た図、（Ｂ）は一方の側面から見た図、（Ｃ）は他方の側面から見た図である。
【００２８】
導光部材形成装置の型加工装置１０は、導光部材形成装置の下型板２１に、下型板２１の上方に位置させた棒状型１１によって凹部２１１を形成するものである。この棒状型１１は、棒状電極であり、銅板で形成された下型板２１との間に電源１２を接続し、図示しない昇降手段により棒状型１１を下降させることで、下型板２１を少しずつ溶解して凹部２１１を形成、加工することができる。
【００２９】
この棒状型１１は、先端が、後述する導光部材の光出射面に対応する凸状曲面１１１を有するほぼ円柱状に形成されると共に、中心軸線Ｌ１を挟んだ両側が切除されることで、中心軸線Ｌ１に沿った平行面部（平面部）１１２が形成されている。そして、棒状型１１の先端に形成された凸状曲面１１１の中央に、円形凹部１１３が設けられている。
【００３０】
この平行面部１１２は、間隔が変化しない平行面として形成されているが、製造上の誤差範囲程度であれば許容することができる。
【００３１】
次に、本発明の実施の形態に係る導光部材形成装置について、図３に基づいて説明する。図３は、導光部材形成装置の上型板および下型板を示す断面図であり、（Ａ）は上型板と下型板とが離間した状態を示す断面図、（Ｂ）は上型板と下型板とが型締めされた状態を示す断面図である。
【００３２】
導光部材形成装置２０は、図３（Ａ）に示すように一方の型板である下型板２１と、他方の型板である上型板２２と、上型板２２を昇降させる昇降手段（図示せず）と、樹脂を充填する樹脂充填装置（図示せず）とを備えている。この下型板２１と上型板２２とは、図３（Ｂ）に示すように型締めして樹脂を充填することで導光部材を樹脂成形するものである。
【００３３】
下型板２１は、棒状型１１によって加工されたキャビティである凹部２１１がマトリクス状に配置されている。この凹部２１１は、棒状型１１によって加工されたことにより、光出射面に対応する凹状曲面２１２を有すると共に、中心軸線Ｌ２を挟んだ両側を狭幅させることで、中心軸線Ｌ２に沿った平行面部（平面部）２１３が形成されている。また、凹部２１１の底面には、棒状型１１の円形凹部１１３により形成された円形凸部２１４が設けられている。中心軸線Ｌ２は、凹部２１１を開口側から見たときの中心位置を通る軸線である。つまり、円形凸部２１４の中心から凹部２１１の開口中心を結ぶ線をいう。
【００３４】
上型板２２には、下型板２１の凹部２１１が配置された位置に対応させて、凹部２１１の中心位置に、後述する発光素子を配置するための空間を形成する直方体状凸部２２１が設けられている。
【００３５】
次に、本発明の実施の形態に係る導光部材を備えた面発光装置について、図４に基づいて説明する。図４は、本発明の実施の形態に係る面発光装置の一部側面図である。図５は、図４に示す面発光装置の一部正面図である。
【００３６】
図４および図５に示すように、面発光装置３０は、画面比率１６：９もしくは４：３の液晶パネルＤを背面側から照光するもので、液晶パネルＤの背面に貼り付けられた拡散部材３１と、液晶パネルＤと所定の間隔をあけて配置された搭載基板３２と、この搭載基板３２に搭載された発光装置３３と備えている。
【００３７】
拡散部材３１は、拡散フィルムと、２枚のプリズムフィルムとで構成されている。拡散フィルムは、ポリエステル（ＰＳ）樹脂やポリカーボネート（ＰＣ）樹脂で、表面がすりガラスのように粗面に形成されたものである。２枚のプリズムフィルムは、ポリエステル樹脂の表面にアクリル樹脂からなる三角条（線状三角凸部）が形成されたプリズム面を有している。このプリズム面は断面視で鋸歯形状に形成されている。２枚のプリズムフィルムは、条方向が互いに略直交する向きに重なるように配置されている。
【００３８】
搭載基板３２は、エポキシ系樹脂などの大判の絶縁性基板に発光装置３３へ電源を供給するための配線パターンが形成されたプリント配線基板である。
【００３９】
発光装置３３は、搭載基板３２にマトリクス状に配置されている。発光装置３３は、横長の液晶パネルＤに合わせて横方向（Ｘ方向）の間隔が、縦方向（Ｙ方向）の間隔より長くなるように配置されている。
【００４０】
ここで、発光装置３３について、図６から図１１に基づいて説明する。図６は、図４に示す面発光装置に用いられる発光装置の斜視図である。図７は、図６に示す発光装置の正面図である。図８は、図６に示す発光装置の側面図である。図９は、図６に示す発光装置の平面図である。図１０は、図９に示す発光装置のＡ−Ａ線断面図である。図１１は、図９に示す発光装置のＢ−Ｂ線断面図である。
【００４１】
発光装置３３は、発光素子３３１と、プリント配線基板３３２と、導光部材４０とを備えている。
【００４２】
発光素子３３１は、ｎ型半導体層と発光層とｐ型半導体層とが順次積層され、ｎ型半導体層に接続されたｎ側電極とｐ型半導体層に接続されたｐ側電極とに電圧を印加することで点光源として機能する青色発光ダイオードである。プリント配線基板３３２は、エポキシ系樹脂により形成された絶縁性基板に、発光素子３３１のｎ側電極およびｐ側電極に電源を供給する配線パターンが形成されている。
【００４３】
この発光素子３３１は、プリント配線基板３３２に搭載された状態で蛍光体を含有する樹脂に封止されている。蛍光体を発光素子３３１からの青色と補色となる黄色とすることで、青色と黄色とが混色して白色を発光する発光装置３３とすることができる。
【００４４】
導光部材４０は、エポキシ系樹脂で形成され、発光素子３３１からの光を広い範囲に配光するためのものである。この導光部材４０は、図３に示す下型板２１と上型板２２とによって成形されたものを、正方形状にダイサーで分割することで形成される。導光部材４０は、レンズ部４１とレンズ部４１の周囲に形成された外形が正方形状の鍔部４２とを備えている。
【００４５】
レンズ部４１は、発光素子３３１が収納される直方体状凹部４１１の内側面が発光素子３３１からの光が入射する光入射面Ｓ１であり、上面および周囲面全体が光出射面Ｓ２である。レンズ部４１は、下型板２１および上型板２２とより成形されることで、光出射面Ｓ２は、上面が凸状曲面４１２を有すると共に、中心軸線Ｌ３（図９〜図１１参照）を挟んだ両側が切除されることで、中心軸線Ｌ３に沿った平行面部（平面部）４１３が形成されている。また、レンズ部４１の凸状曲面４１２の中央には、円形状凹部４１４が設けられている。
【００４６】
このように構成された本発明の実施の形態に係る発光装置３３が、面発光装置３０では、図５に示すように導光部材４０の平行面部４１３が、間隔が広いＸ方向に直交するように並べられている。つまり、円形状を切除して平行面部４１３を形成することで、細長くなったレンズ部４１は、Ｙ方向より、Ｙ方向に直交するＸ方向の方が光の広がる範囲が広い。
【００４７】
従って、導光部材４０のレンズ部４１を配置する間隔を、平行面部４１３と平行するＹ方向より平行面部４１３と直交するＸ方向を広くしても、均一な配光を得ることができる。また、レンズ部４１の凸状曲面４１２の中央に円形状凹部４１４が形成されているので、光軸周辺の輝度を抑えることができる。従って、より均一な配光を得ることができる。
【００４８】
このレンズ部４１は、図１および図２に示すような棒状型１１で加工した下型板２１の凹部２１１に樹脂を充填することで形成されている。この棒状型１１は、先端に凸状曲面１１１を有したほぼ円柱状の棒状体から中心軸線Ｌ１を挟んだ両側を切除すれば、先端側から見た形状を細長くすることができるので、先端を楕円球面とするより容易に形成することができる。従って、発光装置３３をマトリクス状に配置するときに、一方向の間隔より、一方向と直交する他方向の間隔を広く配置しても、均一な配光を得ることができる発光装置３３を容易に得ることができる。
【００４９】
なお、本実施の形態では、棒状型１１の中心軸線Ｌ１を挟んだ両側を切除することで、間隔が変化しない平行面部１１２が形成されているが、下型板の凹部を形成するときに、容易に切削しやすくしたり、抜き取りやすくしたりするために、先端側から基端側に向かって平面部同士の間隔が徐々に広くなるようにテーパー面とすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、棒状型の先端形状を容易に加工することが可能なので、入射面から出射面へ導光する導光部材の形成装置の型加工装置および導光部材形成装置並びに導光部材に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態に係る導光部材形成装置の型加工装置の棒状型を示す図
【図２】図１に示す棒状型を示す図、（Ａ）は先端側から見た図、（Ｂ）は一方の側面から見た図、（Ｃ）は他方の側面から見た図
【図３】導光部材形成装置の上型板および下型板を示す断面図、（Ａ）は上型板と下型板とが離間した状態を示す断面図、（Ｂ）は上型板と下型板とが型締めされた状態を示す断面図
【図４】本発明の実施の形態に係る面発光装置の一部側面図
【図５】図４に示す面発光装置の一部正面図
【図６】図４に示す面発光装置に用いられる発光装置の斜視図
【図７】図６に示す発光装置の正面図
【図８】図６に示す発光装置の側面図
【図９】図６に示す発光装置の平面図
【図１０】図９に示す発光装置のＡ−Ａ線断面図
【図１１】図９に示す発光装置のＢ−Ｂ線断面図
【符号の説明】
【００５２】
１０  型加工装置
１１  棒状型
１２  電源
２０  導光部材形成装置
２１  下型板
２２  上型板
３０  面発光装置
３１  拡散部材
３２  搭載基板
３３  発光装置
４０  導光部材
４１  レンズ部
４２  鍔部
１１１  凸状曲面
１１２  平行面部
１１３  円形凹部
２１１  凹部
２１２  凹状曲面
２１３  平行面部
２１４  円形凸部
２２１  直方体状凸部
３３１  発光素子
３３２  プリント配線基板
４１１  直方体状凹部
４１２  凸状曲面
４１３  平行面部
４１４  円形状凹部
Ｄ  液晶パネル
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３  中心軸線
Ｓ１  光入射面
Ｓ２  光出射面
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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