JP2006059559A - Planar luminaire and method for manufacturing die for forming light guide plate used therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、サイドライト方式の面状照明装置に関し、特に、液晶表示装置の照明手段として用いられる面状照明装置並びにそれに用いられる導光板を成形する金型の作製方法に関するものである。 The present invention relates to a sidelight type planar illumination device, and more particularly to a planar illumination device used as an illuminating means of a liquid crystal display device and a method for producing a mold for molding a light guide plate used therefor.
今日の電子機器の表示手段等には液晶表示装置が広く用いられているが、この液晶表示装置は自発光型ではないことから、夜間や暗所での視認性を確保するための照明手段が必要となる。従来、かかる照明手段として面状照明装置があり、その一形態として、サイドライト方式の面状照明装置が広く用いられている。サイドライト方式の面状照明装置は、透光性を有する導光板と、導光板の側端面に配置された棒状光源もしくは1つないし複数の点状光源を基本要素として構成されている。近年の傾向では、携帯電話等の小型の電子機器への応用例の増加から、駆動回路の簡略化を図ることが可能な点状光源を備える形式の面状照明装置が用いられている。 A liquid crystal display device is widely used as a display means of today's electronic equipment, but since this liquid crystal display device is not a self-luminous type, there is an illumination means for ensuring visibility at night or in a dark place. Necessary. Conventionally, there is a planar illumination device as such an illuminating means, and as one form, a sidelight type planar illumination device has been widely used. The sidelight type planar illumination device is composed of a light guide plate having translucency and a bar-shaped light source or one or more point light sources arranged on a side end surface of the light guide plate. In recent years, a planar lighting device having a point light source capable of simplifying a driving circuit is used due to an increase in application examples to small electronic devices such as mobile phones.
図9には、サイドライト方式の面状照明装置10の、導光板12と、導光板12の側端面に配置された複数の点状光源14とを模式的に示している。従来のサイドライト方式の面状照明装置は、次のような欠点が指摘されていた。すなわち、図9に示すように、点状光源14を用いた面状照明装置10は、点状光源14から導光板12へと照射される光が一定の指向性を持つために、点状光源14によって照らされる導光板12の点状光源14の近傍は、明部Aと暗部Bとに明確に分かれてしまう。この明暗むらは、近年、点状光源として使用される発光ダイオード(LED)の高光度化や面状照明装置のコストダウン要求に伴って点状光源の実装数が削減される傾向にあり、その結果、導光板12の側端面に配置される点状光源の間隔が広がるため、より大きな問題となっている。
FIG. 9 schematically shows the
従来、この明部Aと暗部Bとの差を解消して平均的な明るさを得るための対策として、図10に示すように、点状光源14に対向する導光板12の側端面12aに、複数の溝からなる入光プリズム13を設けることが提案されている(例えば、特許文献1参照)。さらに、図10に示す例では、入光プリズム13を構成する各溝の形状を、点状光源14を中心として少しずつ変えることによって、それぞれの溝毎に光の屈折による進行方向を変え、入光プリズム13全体として可能な限り広範囲への光の拡散を図っている。それによって、図9に符号Wで示す明暗むらの生じる範囲を可能な限り狭め、面状照明装置10の発光の均一化を図っている。
しかしながら、入光プリズム13を構成する各溝の形状を変える対策は、所望の光拡散効果を得るために、点状光源14と入光プリズム13との間に高い位置決め精度を要求するものであることから、導光板12と点状光源14との位置決めを確実に行うための構造設計が必要不可欠となっていた。また、異なる形状の溝を形成するために、加工機の高精度化・高機能化が不可欠となり、面状照明装置を生産するための加工プロセスの複雑化、高コスト化を来す原因となっていた。
However, a measure for changing the shape of each groove constituting the
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、導光板とその側端面に配置された点状光源との位置決め精度を高度に管理することなく、点状光源から入光する光を広範囲に拡散させることができる導光板を備えた面状照明装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and does not manage the positioning accuracy between the light guide plate and the point light sources disposed on the side end surfaces thereof, and does not manage the light from a point light source in a wide range. It aims at providing the planar illuminating device provided with the light-guide plate which can be made to diffuse in.
さらに、本発明は、導光板とその側端面に配置された点状光源との位置決め精度を高度に管理することなく、点状光源から入光する光を広範囲に拡散することができる導光板を成形するための金型を、容易かつ低コストに作製できる金型の作製方法を提供することを目的とする。 Furthermore, the present invention provides a light guide plate capable of diffusing light incident from a point light source over a wide range without highly managing the positioning accuracy between the light guide plate and the point light source disposed on the side end surface thereof. It is an object of the present invention to provide a mold manufacturing method capable of easily and inexpensively manufacturing a mold for molding.
上記課題を解決するため、本発明に係る面状照明装置は、導光板と、該導光板の側端面に配置された点状光源とを備える面状照明装置において、前記導光板の側端面から突出して前記導光板の厚み方向に延び、側面形状の少なくとも一部が曲面からなる複数の筋状突起部が設けられ、かつ、前記筋状突起部の側面と前記導光板の側端面との2つの交角の少なくとも一方は、略90度であることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a planar illumination device according to the present invention is a planar illumination device including a light guide plate and a point light source disposed on a side end surface of the light guide plate, from a side end surface of the light guide plate. A plurality of streak-like protrusions that protrude and extend in the thickness direction of the light guide plate, and at least a part of the side surface shape is a curved surface, and 2 of the side face of the streaky protrusion and the side end face of the light guide plate At least one of the two intersection angles is approximately 90 degrees.
さらに、本発明の一態様として、前記複数の筋状突起部は、隣り合う2つの筋状突起部の側面が鏡映対称となるように構成されていることを特徴とする。 Furthermore, as one aspect of the present invention, the plurality of streak protrusions are configured such that side surfaces of two adjacent streak protrusions are mirror-symmetric.
さらに、本発明の一態様として、前記筋状突起部の側面と前記導光板の側端面との2つの交角はいずれも略90度であることを特徴とする。 Furthermore, as one aspect of the present invention, each of the two intersection angles of the side surface of the streaky protrusion and the side end surface of the light guide plate is approximately 90 degrees.
また、本発明に係る金型の作製方法は、側端面から突出して該側端面の厚み方向に延びる複数の筋状突起部が設けられた導光板を成形する金型の作製方法において、前記金型の加工平面に前記複数の筋状突起部に対応する複数の溝を形成する工程は、先端部が曲面状に加工された楔形のバイトを用い、該バイトを、当該バイトのピッチ送り方向またはその反対方向に前記加工平面の鉛直方向に対して所定の角度だけ傾けて溝加工を施す工程を含み、前記所定の角度は、形成される前記複数の溝のそれぞれの加工表面と前記金型の加工平面との2つの交角の少なくとも一方が、略90度となるように設定されることを特徴とする。 Further, the mold manufacturing method according to the present invention is a mold manufacturing method for molding a light guide plate provided with a plurality of streak-like projections protruding from a side end surface and extending in the thickness direction of the side end surface. The step of forming a plurality of grooves corresponding to the plurality of streak-like projections on the machining plane of the mold uses a wedge-shaped tool whose tip is processed into a curved surface, and the tool is used in the pitch feed direction of the tool or Including a step of grooving in the opposite direction with respect to the vertical direction of the machining plane by a predetermined angle, the predetermined angle of each of the machining surfaces of the plurality of grooves to be formed and the mold It is characterized in that at least one of two intersection angles with the processing plane is set to be approximately 90 degrees.
さらに、本発明の一態様として、前記溝加工を施す工程は、前記バイトを、前記バイトのピッチ送り方向またはその反対方向のいずれか一方向に前記加工平面の鉛直方向に対して前記所定の角度だけ傾けて複数回の溝加工を施す第1の工程と、前記バイトを、前記バイトのピッチ送り方向またはその反対方向のうち前記第1の工程における方向とは異なる一方向に前記加工平面の鉛直方向に対して前記所定の角度だけ傾けて複数回の溝加工を施す第2の工程と、を含むことを特徴とする。 Furthermore, as one aspect of the present invention, in the step of performing the grooving, the predetermined angle of the cutting tool with respect to a vertical direction of the processing plane in either one of a pitch feed direction of the cutting tool or an opposite direction thereof. A first step of performing a plurality of times of grooving by inclining, and a vertical direction of the machining plane in a direction different from the direction in the first step in the bite pitch feed direction or the opposite direction thereof And a second step of performing groove processing a plurality of times by inclining the predetermined angle with respect to the direction.
さらに、本発明の一態様として、前記第2の工程は、前記第1の工程で溝加工された複数の溝の隣り合う溝間に溝加工を施すことを特徴とする。 Furthermore, as one aspect of the present invention, the second step is characterized in that groove processing is performed between adjacent grooves of the plurality of grooves grooved in the first step.
さらに、本発明の一態様として、前記第2の工程は、形成される前記複数の溝のそれぞれの加工表面と前記金型の加工平面との2つの交角がいずれも略90度となるように、前記第1の工程で溝加工された複数の溝のそれぞれに重ねて溝加工を施すことを特徴とする。 Furthermore, as one aspect of the present invention, in the second step, the two intersection angles of the processing surfaces of the plurality of grooves to be formed and the processing plane of the mold are both approximately 90 degrees. The grooving is performed so as to overlap each of the plurality of grooves grooved in the first step.
本発明に係る面状照明装置によれば、点状光源が配置された導光板の側端面に筋状突起部を設け、点状光源から導光板へと入光する光を曲面または曲面と平面で構成された筋状突起部の側面で屈折させることで、導光板の幅方向に光を拡散させることができる。しかも、筋状突起部の側面と導光板の側端面との2つの交角の少なくとも一方が略90度であることによって、点状光源から導光板へと入光する光の屈折角度を広角化し、導光板内のより広い範囲に光を拡散させることが可能となる。 According to the planar illumination device according to the present invention, the streak-like protrusion is provided on the side end surface of the light guide plate on which the point light source is arranged, and the light entering the light guide plate from the point light source is curved or curved and flat. The light can be diffused in the width direction of the light guide plate by being refracted on the side surface of the streak-shaped projection portion constituted by the above. Moreover, at least one of the two intersection angles of the side surface of the streaky protrusion and the side end surface of the light guide plate is approximately 90 degrees, thereby widening the refraction angle of light entering the light guide plate from the point light source, Light can be diffused over a wider area within the light guide plate.
さらに、複数の筋状突起部を、隣り合う2つの筋状突起部の側面が鏡映対称となるように構成することで、点状光源から入光する光を点状光源の正面方向に対して導光板の幅方向に対称的に拡散させることができる。特に、筋状突起部の側面と導光板の側端面との2つの交角がいずれも略90度であるように構成することによって、より広範囲かつ対称的に光を拡散させることができる。 Further, by configuring the plurality of streaky projections so that the side surfaces of two adjacent streaky projections are mirror-symmetric, the light incident from the point light source is directed to the front direction of the point light source. The light can be diffused symmetrically in the width direction of the light guide plate. In particular, it is possible to diffuse light in a wider range and symmetrically by configuring the two intersection angles of the side surface of the streak-like projection and the side end surface of the light guide plate to be approximately 90 degrees.
以上のように、本発明に係る面状照明装置では、比較的単純な導光板の側端面形状によって、導光板と点状光源との位置決め精度を高度に管理することなく、点状光源からの光を広範囲に拡散することが可能となり、導光板からの出射光分布を均一化することができる。 As described above, in the planar lighting device according to the present invention, the relatively simple side end face shape of the light guide plate allows the light from the point light source to be managed without highly managing the positioning accuracy between the light guide plate and the point light source. Light can be diffused over a wide range, and the light distribution from the light guide plate can be made uniform.
また、本発明に係る金型の作製方法によれば、導光板の側端面に設けられる筋状突起部に対応する溝を加工するためのバイトをそのピッチ送り方向またはその反対方向に傾けて溝加工を施すため、通常の楔形のバイトを用いて、金型の加工平面と略90度の交角をなす加工表面を有する溝を容易に形成することができる。 Further, according to the mold manufacturing method of the present invention, the cutting tool for processing the groove corresponding to the streak-like protrusion provided on the side end surface of the light guide plate is inclined in the pitch feed direction or the opposite direction. In order to perform processing, it is possible to easily form a groove having a processing surface that makes an angle of intersection of approximately 90 degrees with the processing plane of the mold using a normal wedge-shaped tool.
さらに、バイトをピッチ送り方向またはその反対方向のいずれか一方向に傾けて溝加工を施す第1の工程と、第1の工程における傾き方向とは異なる一方向に傾けて溝加工を施す第2の工程によって溝加工を施すことで、隣り合う溝の加工表面が鏡映対称であるように構成された複数の溝を容易に形成することができる。さらに、第2の工程における溝加工を、第1の工程で形成された複数の溝に重ねて実施することによって、金型の加工平面と加工表面との2つの交角がいずれも略90度である溝を容易に形成することができる。 Further, the first step of performing the groove processing by tilting the cutting tool in any one of the pitch feed direction and the opposite direction, and the second step of performing the groove processing by tilting in one direction different from the tilt direction in the first step. By performing the groove processing in this step, it is possible to easily form a plurality of grooves configured such that the processing surfaces of adjacent grooves are mirror-symmetric. Furthermore, by performing the groove processing in the second step so as to overlap the plurality of grooves formed in the first step, the two intersection angles of the mold processing plane and the processing surface are both approximately 90 degrees. A certain groove can be easily formed.
以上のように、本発明に係る金型の作製方法によれば、広範囲に光を拡散する側端面形状を有する導光板を成形するための金型を、特殊な工具や加工機器等を使用することなく、容易かつ低コストに製作することが可能となり、ひいてはそのような導光板を備えた面状照明装置の加工プロセスの単純化、低コスト化を図ることが可能となる。 As described above, according to the mold manufacturing method according to the present invention, a special tool, a processing device, or the like is used as a mold for forming a light guide plate having a side end face shape that diffuses light over a wide range. Therefore, it is possible to easily and cost-effectively manufacture, and as a result, it is possible to simplify the processing process and reduce the cost of the planar lighting device including such a light guide plate.
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。ここで、従来技術と同一部分若しくは相当する部分については、同一符号で示し、詳しい説明を省略する。
本発明に係る面状照明装置18は、全体構成については従来技術(図9)と同様であり、図1、図2に示すように、導光板12と、導光板12の側端面12aに配置された点状光源14とを備えている。また、導光板12には、側端面12aから突出して導光板12の厚み方向に延びる複数の筋状突起部21が設けられ、これらの複数の筋状突起部21によって入光プリズム20が構成されている。なお、図2に示す筋状突起部21は、その態様を概略的に示すものであり、筋状突起部21の具体的な形状および作用については、図3〜図8を参照して以下に詳述する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Here, parts that are the same as or correspond to those in the prior art are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
The
図3(A)は、本発明の第1の実施形態における導光板12の側端面12aの一部を拡大して示す平面図であり、紙面の左右方向が導光板12の幅方向、紙面に垂直な方向が導光板12の厚み方向である。本実施形態において、入光プリズム20には、二種類の筋状突起部21a、21bが含まれている。筋状突起部21aの側面形状は、図3(B)に示すように、側端面12aに対して非対称に傾斜する一対の平面22、24と、一対の平面22、24の先端側を滑らかに連結する曲面26とで構成され、この際、平面24側における筋状突起部21aと側端面12aとの交角(以下、筋状突起部の底角とよぶ)αは略90度となるように設定されている。さらに、筋状突起部21aの先端部を形成する曲面26は、その曲率半径Rが0.035mmの円弧とし、筋状突起部21aの平面22側の底角βは略60度とする。
FIG. 3A is an enlarged plan view showing a part of the
また、筋状突起部21bは、筋状突起部21aと同一の構成面22、24、26によって同一の側面形状に形成され、入光プリズム20は、筋状突起部21aと筋状突起部21bをそれぞれの平面22同士および平面24同士を対向させて交互に配置することによって、隣り合う筋状突起部21a、21bの側面が鏡映対称となるように構成されている。さらに、本実施形態では、各筋状突起部21a、21bは、所定幅の平坦部28を介して同一ピッチPで配置されており、このような構成によって、入光プリズム20全体としては、導光板12の幅方向に一様な構造が実現されている。なお、本実施形態において、各筋状突起部21a、21bの断面形状は、導光板12の厚み方向に一定であるものとする。
Further, the
本実施形態における入光プリズム20は、上述したように、各筋状突起部21a、21bそれぞれの2つの底角のうち平面24側の底角αが略90度に設定されていることで、次に説明するような作用・効果を発揮する。
As described above, the
一般に、導光板の側端面に設けられる入光プリズムは、点状光源から入光する光を導光板の幅方向に拡散することによって輝度分布の均一化を図るものであるが、その拡散効果は入光プリズムの形状に大きく依存している。図4(A)は、点状光源の正面方向を0度とする点状光源からの光の出射角度に対して導光板の出射光分布を強度比で示したグラフであり、図4(B)は、図4(A)に示す3種類の強度比曲線にそれぞれ対応する入光プリズム形状を示す平面図である。図4(B)に示した入光プリズムは、いずれも断面が円弧状の側面を有する複数の筋状突起部からなり、円弧の曲率半径Rは0.035mm、筋状突起部のピッチPと平坦部の幅Xとの比は2:1であるが、各筋状突起部の底角を、(a)の場合には42度、(b)の場合には60度、(c)の場合には90度としたものである。また、図4(A)の右上方には、広出射角領域Cにおける強度比を拡大して示すグラフが示されている。図4(A)によれば、導光板からの出射光分布は、筋状突起部の底角が増大するほど点状光源の前方への集中が緩和されて広角化する傾向を示し、筋状突起部の底角を90度として側面の断面形状を半円とした(c)の場合に最も広範囲に光が拡散されることが分かる。 In general, the light incident prism provided on the side end surface of the light guide plate is intended to make the luminance distribution uniform by diffusing the light incident from the point light source in the width direction of the light guide plate. It largely depends on the shape of the light incident prism. FIG. 4A is a graph showing the intensity distribution of the light emitted from the light guide plate with respect to the light emission angle from the point light source with the front direction of the point light source being 0 degrees. ) Is a plan view showing a light incident prism shape corresponding to each of the three types of intensity ratio curves shown in FIG. The light incident prism shown in FIG. 4B is composed of a plurality of streak protrusions each having a side surface with an arcuate cross section, the radius of curvature R of the arc is 0.035 mm, and the pitch P of the streak protrusions. The ratio with the width X of the flat portion is 2: 1, but the base angle of each streaky projection is 42 degrees in the case of (a), 60 degrees in the case of (b), and (c). In some cases, the angle is 90 degrees. Moreover, the graph which expands and shows the intensity ratio in the wide emission angle area | region C is shown by the upper right of FIG. 4 (A). According to FIG. 4 (A), the distribution of the emitted light from the light guide plate shows a tendency that the point light source is less concentrated to the front and widened as the base angle of the streak-like projections increases, It can be seen that light is diffused in the widest range in the case of (c) where the base angle of the protrusion is 90 degrees and the cross-sectional shape of the side surface is a semicircle.
本実施形態における入光プリズム20は、図3に示すように、筋状突起部21a、21bの構成面である平面22、24および曲面26と、平坦部28とで構成され、これらの構成要素22、24、26、28は、それぞれ入射光の角度を変更する機能を異にする光の方向変換素子であるため、これらを組み合わせることによって、導光板12への入射光を点状光源の正面方向から広角方向までの広範囲にわたってバランス良く均等化するものである。加えて、筋状突起部21a、21bの平面22側の底角αが略90度に設定されているため、図4を参照して上述したように、導光板12への入射光の拡散範囲をさらに広角化することができる。また、単一の筋状突起部21a、21bの形状が導光板12の幅方向に関して非対称ではあるものの、隣り合う筋状突起部21a、21b同士の側面が鏡映対称となるように配列することによって、入光プリズム20全体としては、導光板12の幅方向に一様な構造が実現されているため、導光板12と点状光源14との位置決めを高精度に実施することなく、点状光源14の正面方向に対して対称的に光を拡散することができる。
As shown in FIG. 3, the
通常、このような導光板は透明樹脂を射出成形して製造され、その材料としては、成形性と光学特性のバランスに優れたアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、非晶性ポリオレフィン樹脂等が好適であるが、これに代えて、ポリスチレン、ポリエステル、ポリオレフィン、フッ素系透明ポリマー、エポキシ樹脂等を用いることもできる。また、導光板の製造方法についても、射出成形は生産性、製品精度の点で優れているが、これに限定されるものではなく、熱加圧成形、押し出し成形、注型法等、各種樹脂成形方法が適用可能である。 Usually, such a light guide plate is manufactured by injection molding of a transparent resin, and as its material, an acrylic resin, polycarbonate resin, amorphous polyolefin resin or the like excellent in balance between moldability and optical properties is suitable. Instead of this, polystyrene, polyester, polyolefin, fluorine-based transparent polymer, epoxy resin, or the like can be used. As for the method of manufacturing the light guide plate, injection molding is excellent in terms of productivity and product accuracy, but is not limited to this, and various resins such as hot press molding, extrusion molding, casting method, etc. A molding method is applicable.
また、樹脂成形による導光板の製造に用いられる金型において、筋状突起部の成形面の加工には、通常、図5に示すようないわゆる総形バイト40が用いられる。この総形バイト30は、バイト部38と、このバイト部38が固定されるシャンク部40から構成され、バイト部38は、その中心線mに対して対称に傾斜する一対の平面32、34と、これら一対の平面32、34の先端側を滑らかに連結する曲面36とで楔形に構成されている。本発明は、導光板を成形する金型の作製において、略90度の底角を有する筋状突起部に対応する溝を形成する工程を、このような楔形のバイト部38を有する総形バイト30を用いて実施する方法を含むものである。なお、バイト部38の材質はダイヤモンドが適しているが、必要な工具硬度が得られるのであれば、他の材料を用いることも可能である。
Further, in a mold used for manufacturing a light guide plate by resin molding, a so-called general-
ここで、図3(A)に示す入光プリズム20を備えた導光板12を成形するための金型を例として、本発明に係る金型の作製方法の一実施形態を説明する。その際、本実施形態における金型の作製方法は、筋状突起部21a、21bの成形面を加工する工程を除いて従来の金型の作製方法と同様のものであるため、他の工程の図示および説明は省略する。
Here, an embodiment of a mold manufacturing method according to the present invention will be described by taking as an example a mold for molding the
図6(A)〜図6(C)は、本発明の第2の実施形態である金型の作製方法において、金型50の加工平面50aに、図5に示す総形バイト30を用いて、筋状突起部21a、21bに対応する溝51a、51bを形成する工程を模式的に示す図であり、紙面の右方向を総形バイト30のピッチ送り方向、紙面に垂直な方向を溝加工方向とする。また、本実施形態において、バイト部38を構成する一対の平面32、34のなす角度θは30度、曲面36の断面は曲率半径R=0.035mmの円弧とする。
6 (A) to 6 (C) illustrate a mold manufacturing method according to the second embodiment of the present invention, in which a
まず、図6(A)に示す第1の工程において、金型50の加工平面50aに、筋状突起部21aに対応する溝51aを形成する。本工程において、総形バイト30は、その中心線mと金型50の加工平面50aの鉛直方向が角度φ=θ/2をなすように、ピッチ送り方向とは反対の方向に傾けてセットされており、本実施形態では、θ=30度としているためφ=15度である。これによって、バイト部38の平面34は、溝加工の実施の際に加工平面50aに対して90度の角度をなして当接し、このような設定により溝加工を実施することで、平面34に沿って切削される加工表面54と金型50の加工平面50aとの交角γが略90度であるような溝51aが形成される。また、上記設定により、溝51aにおいてバイト部38の平面32に沿って切削される側の加工表面52と加工平面50aとの交角δは略60度となり、加工表面52と加工表面54は、バイト部38の曲面36に沿って切削される加工表面56に滑らかに連結されている。
本工程は、1回の溝加工の終了後、総形バイト30を図3(A)に示す筋状突起部21a、21b間のピッチPの2倍のピッチP’で次の位置に送り、その位置で同様の溝加工を実施するという一連のステップを繰返して、複数の溝51aを得るものである。
First, in the first step shown in FIG. 6A,
In this step, after the completion of one grooving, the
次に、図6(B)に示す第2の工程において、金型50の加工平面50aに、筋状突起部21bに対応する溝51bを形成する。本工程では、総形バイト30は、バイト部38の平面32が加工平面50aに対して90度の角度をなすように、その中心線mと金型50の加工平面50aの鉛直方向とがなす角度φを15度として、ピッチ送り方向に傾けてセットされている。この際、本工程における溝51bの加工位置は、上記第1の工程において形成された複数の溝51aの隣り合う溝同士の中間の位置に設定される。このような設定により、平面32に沿って切削される加工表面54との金型50の加工平面50aとの交角γが略90度であるような溝51bが形成される。また、上記設定により、溝51bにおいて、バイト部38の平面34に沿って切削される加工表面52と加工平面50aとの交角δは略60度となり、加工表面52と加工表面54は、バイト部38の曲面36に沿って切削される加工表面56に滑らかに連結されている。
本工程は、1回の溝加工の終了後、総形バイト30を図3(A)に示す筋状突起部21a、21b間のピッチPの2倍のピッチP’で次の位置(すなわち、次の溝51a同士の中間の位置)に送り、その位置で同様の溝加工を実施するという一連のステップを繰返して、複数の溝51bを得るものである。
Next, in the second step shown in FIG. 6B,
In this step, after completion of one grooving, the
このような第1および第2の工程によって、図6(c)に示すように、金型50の加工平面50aに筋状突起部21a、21bにそれぞれ対応する溝51a、51bが形成され、この金型50を使用することによって、本発明の第1の実施形態における入光プリズム20を備えた導光板12を成形することができる。このように、本実施形態では、特殊な工具または加工機器を使用することなく、楔形のバイト部38を有する総形バイト30を用いて、略90度の底角を有する筋状突起部21a、21bを備えた導光板12を成形する金型を、容易かつ低コストに加工することができ、面状照明装置18の加工プロセスの単純化、低コスト化を図ることが可能となる。
なお、本実施形態では、説明のため、総形バイト30の傾き方向を第1の工程においてピッチ送り方向とは反対の方向、第2の工程においてピッチ送り方向としたが、逆に、第1の工程においてピッチ送り方向、第2の工程においてピッチ送り方向とは反対の方向としてもよい。また、金型50の加工平面50aに対して総形バイト30を傾ける代りに、総形バイト30に対して金型50の加工平面50aを傾けるようにしていもよい。
By such first and second steps, as shown in FIG. 6C,
In the present embodiment, for the sake of explanation, the inclination direction of the
次に、本発明の第3の実施形態として、本発明に係る面状照明装置18における導光板12の別の態様を説明する。
図7は、本発明の第3の実施形態における導光板12の側端面12aの一部を拡大して示す平面図であり、図3(A)と同様に、紙面の左右方向が導光板12の幅方向、紙面に垂直な方向が導光板12の厚み方向である。本実施形態において、入光プリズム60は、一種類の筋状突起部61によって構成されている。筋状突起部61は、一対の平面62、64と各平面62、64に滑らかに連結する一対の曲面66、68とから構成され、一対の曲面66、68は、筋状突起部61の幅方向の中央部で連結されている。この筋状突起部61の側面形状は、構成面62、66と構成面64、68とが鏡映対称になるように構成されており、加えて、筋状突起部61の2つの底角(すなわち、平面62、64と側端面12aとの交角)α、βは、いずれも90度となるように設定されている。また、一対の曲面66、68は、いずれも曲率半径0.035mmの円弧とする。
Next, another aspect of the
FIG. 7 is an enlarged plan view showing a part of the
本実施形態では、筋状突起部61の側面形状自体が鏡映対称であるため、同一の形状を有して隣り合う筋状突起部61同士の側面も鏡映対称となる。また、各筋状突起部61は、所定幅の平坦部69を介して同一ピッチPで配置されており、このような構成によって、入光プリズム60全体として、導光板12の幅方向に一様な構造が実現されている。なお、本実施形態において、各筋状突起部61の断面形状は、導光板12の厚み方向に一定であるものとする。
In this embodiment, since the side surface shape of the
このような構成をもって、本実施形態における入光プリズム60は、上述した第1の実施形態における入光プリズム20と同様の作用・効果を発揮するものであるが、本実施形態における入光プリズム60は、各筋状突起部61の側面形状自体が鏡映対称に構成されている上に、2つの底角α、βがいずれも略90度であることで図4(B)の(c)の場合に示す半円に近い側面形状が実現されているため、点状光源14から入光する光を広範囲かつ対称的に拡散することについて、より顕著な効果を奏する。
With such a configuration, the
次に、図7に示す入光プリズム60を備えた導光板12を成形するための金型を例として、本発明に係る金型の作製方法の一実施形態を説明する。その際、本実施形態における金型の作製方法は、筋状突起部61の成形面を加工する工程を除いて従来の金型の作製方法と同様のものであるため、他の工程の図示および説明は省略する。
Next, an embodiment of a mold manufacturing method according to the present invention will be described by taking as an example a mold for molding the
図8(A)〜図8(C)は、本発明の第4の実施形態である金型の作製方法において、金型70の加工平面70aに、図5に示す総形バイト30を用いて、筋状突起部61に対応する溝71を形成する工程を模式的に示す図であり、紙面の右方向を総形バイト30のピッチ送り方向、紙面に垂直な方向を溝加工方向とする。また、本実施形態において、バイト部38を構成する一対の平面32、34のなす角度θは30度、曲面36の断面は曲率半径R=0.035mmの円弧とする。
8 (A) to 8 (C) illustrate a mold manufacturing method according to a fourth embodiment of the present invention, in which a
まず、図8(A)に示す第1の工程において、金型70の加工平面70aに溝71aを形成する。本工程において、総形バイト30は、その中心線mと金型70の加工平面70aの鉛直方向が角度φ=θ/2をなすように、ピッチ送り方向とは反対の方向に傾けてセットされており、本実施形態では、θ=30度としているためφ=15度である。これによって、バイト部38の平面34は、溝加工の実施の際に加工平面70aに対して90度の角度をなして当接し、このような設定により溝加工を実施することで、平面34に沿って切削される加工表面74と金型70の加工平面70aとの交角γが略90度となるような溝71aが形成される。また、上記設定により、溝71aにおいて、バイト部38の平面32に沿って切削される側の加工表面72aと加工平面50aとの交角δは略60度となり、加工表面72aと加工表面74は、バイト部38の曲面36に沿って切削される加工表面78に滑らかに連結されている。
本工程は、1回の溝加工の終了後、総形バイト30を図7に示す筋状突起部61間のピッチPと同一のピッチPで次の位置に送り、その位置で同様の溝加工を実施するという一連のステップを繰返して、複数の溝71aを得るものである。
First, in the first step shown in FIG. 8A, a
In this step, after the completion of one grooving, the
次に、図8(B)に示す第2の工程において、上記第1の工程で溝加工された複数の溝71aに重ねて再び溝加工を施して、筋状突起部61に対応する溝71を完成させる。本工程では、総形バイト30は、バイト部38の平面32が加工平面70aに対して90度の角度をなすように、その中心線mと金型70の加工平面70aの鉛直方向とがなす角度φを15度として、ピッチ送り方向に傾けてセットされている。この際、総形バイト30は、上記第1の工程で形成された溝71aにその加工領域が重なるように配置されており、このような設定により溝加工を実施することで、溝71aの加工表面72aおよび加工表面78の一部が切削され、バイト部38の平面32に沿って切削される加工表面72と曲面36に沿って切削される曲面状の加工表面76が新たに形成される。この溝加工によって、金型70の加工平面70aとの交角δが略90度である加工表面72およびこの加工表面72に連結する曲面状の加工表面76と、金型70の加工平面70aとの交角γが略90度である加工表面74およびこの加工表面74に連結する曲面状の加工表面78とが鏡映対称に連結された溝71が完成する。
本工程は、1回の溝加工の終了後、総形バイト30を図7に示す筋状突起部61間のピッチPで次の位置に送り、その位置に形成されている溝71aに対して同様の溝加工を実施するという一連のステップを繰返して、複数の溝71を得るものである。
Next, in the second step shown in FIG. 8B, the
In this step, after the completion of one groove processing, the
このような第1および第2の工程によって、図8(c)に示すように、金型70の加工平面70aに図7に示す筋状突起部61に対応する溝71が形成され、この金型70を使用することによって、本発明の第3の実施形態における入光プリズム60を備えた導光板12が成形される。このように、本実施形態でも、特殊な工具または加工機器を使用することなく、楔形のバイト部38を有する総形バイト30を用いて、2つの底角がいずれも略90度である筋状突起部61を備えた導光板12を成形する金型を、容易かつ低コストに加工することができ、面状照明装置18の加工プロセスの単純化、低コスト化を図ることが可能となる。
なお、本実施形態では、総形バイト30の傾き方向を、第1の工程においてピッチ送り方向とは反対の方向、第2の工程においてピッチ送り方向としたが、逆に、第1の工程においてピッチ送り方向、第2の工程においてピッチ送り方向とは反対の方向としてもよい。
By such first and second steps, as shown in FIG. 8C, a
In the present embodiment, the inclination direction of the
本発明に係る面状照明装置における導光板およびその金型の作製方法が特に有用なのは、次のような理由による。図4に基づいて上述したように、導光板に入光する光を広角かつ対称に拡散させるには、図4(B)の(c)に示すような、断面が半円状の曲面からなる側面形状を有する筋状突起部が最も望ましい。一方、総形バイトを用いて導光板を成形する金型の溝加工を実施する場合、このような筋状突起部に対応する溝を形成するには、例えば図5に示す総形バイト30において、バイト部38の曲面36を半円状にするために、一対の平面32、34を平行に形成する必要がある。しかしながら、バイト部をこのような形状にすることは、その加工自体が困難である上に、バイト部の機械的強度および工具寿命を著しく劣化させてしまう。本発明は、このような問題のない楔形のバイト部形状を有する総形バイトを用いて、断面が半円状の曲面からなる側面形状を有する筋状突起部と同等の作用・効果が得られる筋状突起部を実現する点で有利なものである。
The light guide plate and the method for producing the mold thereof in the surface illumination device according to the present invention are particularly useful for the following reason. As described above with reference to FIG. 4, in order to diffuse light incident on the light guide plate in a wide-angle and symmetrical manner, the cross-section is a semicircular curved surface as shown in (c) of FIG. A streak having a side shape is most desirable. On the other hand, in the case of performing groove processing of a mold for forming a light guide plate using a general-purpose cutting tool, in order to form a groove corresponding to such a streak-like projection, for example, in a
なお、上述した第1および第3の実施形態において、筋状突起部21a、21b、61の略90度の底角をなす構成面は、いずれも平面24、62、64であるとしたが、筋状突起部21a、21b、61の所望の高さおよび幅等の条件によっては、特に平面24、62、64を有することなく、導光板12の側端面12aに対して略90度の接線角度をなす曲面26、66、68の一端部が、直接側端面12aに連結するものであってもよい。この点に対応して、第2および第4の実施形態において、金型50、70に溝51a、51b、71を形成する際に、その溝加工の深さを調整することによって、平面状の加工表面54、72、74を形成することなく、加工平面50a、70aに対して略90度の交角をなす曲面状の加工表面56、76、78の一端部が直接金型の加工平面50a、70aに連結するように、溝加工を施すことができる。
In the first and third embodiments described above, the component surfaces forming the base angle of about 90 degrees of the
12:導光板、14:点状光源、18:面状照明装置、21a,21b,61:筋状突起部、30:総形バイト、50,70:金型、50a,70a:金型の加工平面、51a,51b,71:溝、54,72,74:溝の加工表面
12: Light guide plate, 14: Point light source, 18: Planar illumination device, 21a, 21b, 61: Streaky projection, 30: Total shape tool, 50, 70: Mold, 50a, 70a: Mold processing Plane, 51a, 51b, 71: groove, 54, 72, 74: groove processed surface
Claims (7)
前記導光板の側端面から突出して前記導光板の厚み方向に延び、側面形状の少なくとも一部が曲面からなる複数の筋状突起部が設けられ、かつ、前記筋状突起部の側面と前記導光板の側端面との2つの交角の少なくとも一方は、略90度であることを特徴とする面状照明装置。 In a planar illumination device comprising a light guide plate and a point light source disposed on a side end surface of the light guide plate,
A plurality of streak-shaped projections projecting from the side end surface of the light-guide plate and extending in the thickness direction of the light-guide plate and having at least a part of a side surface formed of a curved surface are provided. At least one of the two intersection angles with the side end surface of the light plate is approximately 90 degrees.
前記金型の加工平面に前記複数の筋状突起部に対応する複数の溝を形成する工程は、先端部が曲面状に加工された楔形のバイトを用い、該バイトを、当該バイトのピッチ送り方向またはその反対方向に前記加工平面の鉛直方向に対して所定の角度だけ傾けて溝加工を施す工程を含み、
前記所定の角度は、形成される前記複数の溝のそれぞれの加工表面と前記金型の加工平面との2つの交角の少なくとも一方が、略90度となるように設定されることを特徴とする金型の作製方法。 In a method for producing a mold for molding a light guide plate provided with a plurality of streak protrusions protruding from a side end surface and extending in the thickness direction of the side end surface,
The step of forming a plurality of grooves corresponding to the plurality of streak-like projections on the processing plane of the mold uses a wedge-shaped tool whose tip is processed into a curved surface, and the tool is fed to the pitch of the tool. Including a step of inclining a predetermined angle with respect to a vertical direction of the processing plane in a direction or the opposite direction to form a groove,
The predetermined angle is set such that at least one of two intersection angles between the processing surface of each of the plurality of grooves to be formed and the processing plane of the mold is approximately 90 degrees. Mold production method.
In the second step, the groove processing is performed in the first step so that the two intersection angles of the processing surfaces of the plurality of grooves to be formed and the processing plane of the mold are both approximately 90 degrees. 6. The method for producing a mold according to claim 5, wherein groove processing is performed on each of the plurality of grooves formed.
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2004
- 2004-08-17 JP JP2004237387A patent/JP2006059559A/en active Pending
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