(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射された光を光入射面より導光板へ導入し、導光板の内部に閉じ込めると共に拡散パターンで拡散反射させて光出射面から出射させる面光源装置であって、
前記導光板の拡散パターンが形成されている面において、導光板の光入射面と拡散パターン形成領域との中間に、光入射面側が拡散パターン形成領域側よりも引っ込むように段差部を設け、
前記段差部の下端部において下方へ突出するように生じた凸筋の幅をｗ、段差部よりも光入射面側の引っ込んだ面と拡散パターン形成領域との間の段差部の段差寸法をｈとするとき、前記段差部の段差寸法が
ｈ≧ｗ
を満たすようにしたことを特徴とする面光源装置。
【請求項２】
導光板の拡散パターン形成領域を成形するためのスタンパと、導光板の拡散パターン形成領域以外の面を成形する金型本体とからなり、金型本体内に設けられた凹部に前記スタンパがはめ込まれ、金型本体の凹部周囲にはスタンパ表面と平行な面が形成された導光板成形用金型であって、
前記金型本体の凹部深さが前記スタンパの厚みよりも大きくなっていることを特徴とする導光板成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、面光源装置装置及び導光板成形用金型に関する。特に、液晶表示装置のバックライト等として使用される面光源装置と、その導光板を樹脂成形するための金型の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来例の面光源装置１を図１の分解斜視図と図２の断面図により示す。面光源装置１は、光を閉じ込めるための導光板２と発光部３と反射板４とから構成されている。導光板２はポリカーボネイト樹脂やメタクリル樹脂等の透明で屈折率の大きな樹脂によって成形されており、導光板２の下面には、凹凸加工によって拡散パターン５が形成されている。発光部３は、回路基板６上に複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）等のいわゆる点光源７を実装したものであって、導光板２の側面（光入射面８）に対向している。反射板４は拡散性を有し、例えば白色樹脂シートによって形成されており、両面テープ９によって両側部を導光板２の下面に貼りつけられている。
【０００３】
しかして、発光部３から出射されて光入射面８から導光板２の内部に導かれた光ｆは、図２に示すように、導光板２の内部で全反射することにより導光板２の内部に閉じ込められる。導光板２の内部に閉じ込められている光ｆは拡散パターン５に入射すると、拡散パターン５によって拡散反射され、上面の光出射面１０へ全反射の屈折率よりも小さな入射角で入射した光ｆは光出射面１０から出射される。また、導光板２の下面の拡散パターン５が存在しない領域を通過した光ｆは、反射板４によって反射されて再び導光板２の内部に戻るので、導光板２の下面からの光量損失を防止される。ただし、拡散パターン５は導光板２の下面全体に形成されている訳ではなく、外周部を除く領域（光出射面よりも小さな領域）に形成されている。これは、例えば液晶表示パネルの画面領域に対応するものであって、有効発光領域と呼ぶ。
【０００４】
次に、上記面光源装置１に用いられる導光板２の製造方法を説明する。導光板２は金型を用いた樹脂成形によって製造されるが、拡散パターン５は微細であるため、拡散パターン５の部分を成形する金型は通常の機械加工では製作することができない。そのため拡散パターン５を成形するための金型には、フォトリソグラフィで作製した原盤を電気鋳造法によってＮｉ等で複製したスタンパが用いられている。このスタンパ１１を図３に示す。スタンパ１１の上面には、拡散パターン５を成形するための突部１２が多数設けられている。
【０００５】
図４は導光板２を成形するための金型１３の構造を示している。この金型１３は、上記スタンパ１１、下部金型１４及び上部金型１８から構成されている。スタンパ１１は上記のようにフォトリソグラフィ及び電気鋳造法によって製作されるが、上部金型１８及び下部金型１４は通常の機械加工によって製作される。下部金型１４には、スタンパ１１をはめ込むための凹部１５と、導光板２を成形するためのキャビティ１６が形成されており、凹部１５内にスタンパ１１をはめ込むと、キャビティ１６の下面に拡散パターン５を成形するための突部１２が配置される。しかして、スタンパ１１を取り付けられた下部金型１４の上面を上部金型１８で蓋をし、キャビティ１６内に樹脂を注入することによって導光板２が成形される。
【０００６】
ここで、スタンパ１１はキャビティ１６よりも１回り小さくなっており、下部金型１４の凹部１５の周囲にはスタンパ１１の上面と面一となる平面部１７が形成されている。これは次のような理由によるものである。電気鋳造法によって得られた金型（スタンパ１１）は機械加工品に比べて面の粗さが大きいので、スタンパ１１の周囲に機械加工面（平面部１７）を置かないと、他部品との組み合わせが難しくなる可能性がある。また、導光板２の外周部は、他部品との組立をするために、形状が複雑になることが多いが、スタンパ１１はＮｉ等の硬い材料でできているため、所望の形状に加工することができない。そのため、スタンパ１１は、キャビティ１６よりも１回り小さくし、スタンパ１１の周囲に平面部１７を形成している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような構造の金型１３を用いて導光板２を成形する場合、毛細管現象により、どうしてもスタンパ１１と下部金型１４の凹部１５との隙間に樹脂が吸い込まれてしまい、成形された導光板２の下面に凸筋（バリ）１９が生じて導光板２の厚みムラとなっていた。この凸筋１９は導光板２の内部から見ると溝となるので、この凸筋１９に光ｆが当たると、図５に示すように光出射面１０から光ｆが出てしまう。特に、発光部３の近く（光入射側）では、光量が多いため、この付近に凸筋１９があると、図６のように、有効発光領域の縁に光の筋２０が見える。そして、この光の筋２０のため、導光板２の発光部３の付近の輝度均一性が大きく低下するという問題があった。
【０００８】
本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、成形時の凸筋（バリ）により光出射面に光の筋が生じることがない面光源装置とそのための導光板成形用金型を提供することにある。
【０００９】
【発明の開示】
請求項１に記載の面光源装置は、光源から出射された光を光入射面より導光板へ導入し、導光板の内部に閉じ込めると共に拡散パターンで拡散反射させて光出射面から出射させる面光源装置であって、前記導光板の拡散パターンが形成されている面において、導光板の光入射面と拡散パターン形成領域との中間に、光入射面側が拡散パターン形成領域側よりも引っ込むように段差部を設け、前記段差部の下端部において下方へ突出するように生じた凸筋の幅をｗ、段差部よりも光入射面側の引っ込んだ面と拡散パターン形成領域との間の段差部の段差寸法をｈとするとき、前記段差部の段差寸法が
ｈ≧ｗ
を満たすようにしたことを特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載の導光板成形用金型は、導光板の拡散パターン形成領域を成形するためのスタンパと、導光板の拡散パターン形成領域以外の面を成形する金型本体とからなり、金型本体内に設けられた凹部に前記スタンパがはめ込まれ、金型本体の凹部周囲にはスタンパ表面と平行な面が形成された導光板成形用金型であって、前記金型本体の凹部深さが前記スタンパの厚みよりも大きくなっていることを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の導光板成形用金型を用いて導光板を成形することにより、請求項１の面光源装置を構成する導光板が製作される。この導光板にあっては、光入射面と拡散パターン形成領域との間に段差部があり、前記段差部の下端部において下方へ突出するように生じた凸筋の幅をｗ、段差部よりも光入射面側の引っ込んだ面と拡散パターン形成領域との間の段差部の段差寸法をｈとするとき、前記段差部の段差寸法が
ｈ≧ｗ
を満たすように、段差部よりも光入射面側の領域が拡散パターン形成領域側より内側に引っ込んでいるから、光入射面に入射した光源の光から見て、拡散パターン形成領域側と連続する側の段差部の端は、光入射面側と連続する側の段差部の端の陰となる。従って、拡散パターン形成領域側の段差部の端に、金型本体とスタンパの隙間による凸筋が発生しても、当該凸筋に入射光が当たることがない。よって、従来例のように、凸筋に当たって反射した光で光出射面が部分的に光り、輝度分布が不均一になるといった問題を解消することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明の一実施形態を説明する。本発明の面光源装置と、図１で説明した従来例の面光源装置との違いは、導光板の構造だけであるので、本発明の面光源装置全体の説明は省略し、導光板３３の構造とその成形用金型２１について説明する。まず、図７により、導光板３３を成形するための金型の構造について説明する。２６は導光板３３の下面を成形するためのスタンパであって、上面には導光板３３下面に拡散パターン５を成形するための突部２７が形成されている。このスタンパ２６は、フォトリソグラフィによって作製された原盤を元にして電気鋳造法によりＮｉ等で複製されたものである。また、金型本体を構成する上部金型及２８び下部金型２２は、通常の機械加工によって製作される。下部金型２２には、スタンパ２６をはめ込むための凹部２３と、導光板３３を成形するためのキャビティ２４が形成されており、凹部２３内にスタンパ２６をはめ込むと、キャビティ２４の下面に突部２７が配置される。また、スタンパ２６はキャビティ２４よりも１回り小さくなっており、下部金型２２の凹部２３周囲には水平な平面部２５が形成されている。しかしながら、この金型２１にあっては、凹部２３の深さはスタンパ２６の厚みよりも大きくなっており、凹部２３の周囲に形成されている平面部２５は、凹部２３内にはめ込まれたスタンパ２６の上面よりも一段高くなっている。
【００１３】
しかして、スタンパ２６を取り付けられた下部金型２２の上面を上部金型２８で蓋をし、キャビティ２４内にポリカーボネイト樹脂やメタクリル樹脂等の成形用樹脂を注入することによって導光板３３が成形される。
【００１４】
こうして成形された導光板３３の光入射面８側の形状を図８に示す。下部金型２２の平面部２５がスタンパ２６の上面よりも高くなっているため、この金型２１によって成形された導光板３３では、拡散パターン５の形成されている拡散パターン形成領域３１（スタンパ２６により成形された部分）と光入射面８近傍の光入射部分３２の下面との間には段差部２９が生じ、拡散パターン形成領域３１が一段低くなっている。
【００１５】
また、このような金型２１を用いて成形された導光板３３でも凸筋（バリ）３０は生じるが、下部金型２２とスタンパ２６の間の隙間のため、この凸筋３０は段差部２９の下端部に生じる。このため図８に示すように、光入射面８の方向から見ると、凸筋３０は段差部２９の陰となり、凸筋３０に光ｆが当らなくなる。従って、従来例のように、凸筋３０に当った光が反射して光出射面１０に光の筋が生じるのを防止することができる。
【００１６】
上記段差部２９の大きさｈは、凸筋３０の幅をｗとするとき、
ｈ≧ｗ
の関係を満たすように決めるとよい。具体的にいうと、凸筋３０の幅は約０.０４ｍｍ程度であるので、段差部２９の大きさｈは、０.０５ｍｍ程度にすればよい。段差部２９の大きさｈを凸筋３０の幅Ｗとほぼ同程度にすれば、光の角度θが４５度以上の光ｆは凸筋３０に当たることになるが、θ＞４５°以上の光は導光板３３中で全反射されないので、そもそも導光板３３中に閉じ込めることができない。従って、段差部２９の大きさｈは、凸筋３０の幅をｗとほぼ等しくすればよい。
【００１７】
（第２の実施形態）
図９は本発明の別な実施形態による面光源装置３９の構造を示す一部破断した断面図である。この実施形態で用いられる発光部３５は、白色樹脂からなるケース３６内に発光ダイオード等の点光源３７を納め、透明樹脂３８で封止したものである。導光板３４では、光入射部分３２の下面を傾斜させることにより、拡散パターン形成領域３１の下面を上方へシフトさせ、導光板３４の厚みを薄くしている。特に、拡散パターン形成領域３１の下面が発光部３５の下面よりも下に出ないようにしている。また、光入射部分３２の傾斜した下面で反射した光が光入射部分３２の上面から漏れないよう、光入射部分３２の上面も同じ傾きで傾斜させてあり、光入射部分３２の板厚はパターン形成領域３１の板厚よりも薄くなっている。
【００１８】
なお、図７の金型２１では、凹部２３の周囲の平面部２５は全周にわたってスタンパ２６の上面よりも高くなるようにしたが、光入射側の光入射端面８と平行な辺においてのみ平面部２５の高さをスタンパ２６の高さよりも高くし、他の辺では、平面部２５とスタンパ２６とが面一となるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例の面光源装置を示す分解斜視図である。
【図２】同上の面光源装置内における光の挙動を説明する図である。
【図３】拡散パターンを成形するためのスタンパの側面図である。
【図４】導光板を成形するための金型の構造を示す断面図である。
【図５】同上の金型で成形された導光板の一部破断した拡大断面図である。
【図６】上記導光板を用いた面光源装置に生じる光の筋を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態による導光板成形用の金型を示す断面図である。
【図８】同上の金型により成形された導光板の一部破断した断面図である。
【図９】本発明の別な実施形態による面光源装置を示す一部破断した断面図である。
【符号の説明】
５  拡散パターン
８  光入射面
２２  下部金型
２３  凹部
２４  キャビティ
２５  平面部
２６  スタンパ
２９  段差部
３０  凸筋
３１  拡散パターン形成領域
３３  導光板
【図１】
0003858953.tif 000002
【図２】
0003858953.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003858953.tif 000005
【図５】
0003858953.tif 000006
【図６】
0003858953.tif 000007
【図７】
0003858953.tif 000008
【図８】
0003858953.tif 000009
【図９】
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