专利名称：导光构件及其加工方法、液晶显示装置及其面光源装置的利记博彩app
技术领域：
本发明，涉及例如搭载在具有透过型或半透过型的液晶显示面板及将其作为显示画面的电子设备上的导光构件、具有该导光构件的面光源装置和具有将该导光构件作为面光源的液晶显示装置、及该导光构件的加工方法。
又，本发明，涉及例如搭载在具有背照光方式或前照光方式的显示装置及将其作为显示画面的电子设备上的导光构件、具有该导光构件的面光源装置和具有将该导光构件作为面光源的液晶显示装置、及该导光构件的加工方法。
背景技术：
以往，将降低亮度不匀等作为目的，将导光构件搭载在液晶显示装置等的背照光单元上(例如，参照专利文献1日本专利特开平9-184920号公报)。
并且，作为已有的导光构件，具有将棱镜形成在与射出面相对的反射面上的结构(例如，参照专利文献2日本专利特开平11-219609号公报)；在与射出面相对的反射面上进行棱镜加工、为了防止与射出面粘附(日文はりつき)而形成(对光学特性无影响的)凸状的条的结构(例如，参照专利文献3日本专利特开2000-56137号公报)；在与射出面相对的反射面上代替棱镜而进行细条纹加工的结构(例如，参照专利文献4日本专利特开昭51-88042号公报)；或在射出面和与该射出面相对的反射面上形成棱镜的结构(例如，参照专利文献5日本专利特开平10-282342号公报)。
图9所示的已有的显示装置31，具有将许多像素形成矩阵状的透过型或半透过型的电光学式(液晶、LCD)面板2；设在该面板2的背面的扩散薄片或棱镜薄片等的透光性的薄片构件3；设在该薄片构件3的背面的透光性的导光构件34；配置在该导光构件34的背面的反射构件5；覆盖导光构件34的入射面4a以外的各面的反射框架6；从导光构件34的入射面4a射入光的线状(冷阴极管等)或多个点状(白色LED等)的光源7。
从上述光源7射出的光，从导光构件34的入射面4a射入，在导光构件34的反射面4b和反射构件5上进行反射，透过导光构件34并利用薄片构件3向法线方向矫正地对面板2进行照明。
在上述结构中，在专利文献1和2中，在与导光构件34的射出面34b相对的反射面34a上通过形成三角形的棱镜槽4e而提高从射出面34b的出光效率。可是，在反射面4a上形成棱镜槽4e、且不对射出面34b进行平坦状态的加工的场合，尤其在点状光源的场合，发生在光源附近的亮度分布、在从光源直进的位置较明亮、而在点状光源之间的区域中变得较暗的亮度不匀。
又，在上述反射面4a上所形成的棱镜槽4e由于是与入射面4a平行、且沿整个宽度形成为线状，故在光源点灯时、从上部看射出面34b就形成线状的筋。
又，如专利文献4所述，在与射出面相对的反射面上进行细条纹加工来代替棱镜的场合，加工面变粗、在光源附近的出光量就增多。
又，如专利文献3和5所述，在对射出面和与该射出面相对的反射面的两方进行加工的场合，由于射出面未被粗面化、光的射出方向始终为一定，故扩散效果降低。又，规则的宽度方向的槽在与液晶像素之间引起干涉条纹现象，其结果，由于需要扩散薄片等，故存在光量的降低及成本上升等的问题。
发明内容
本发明，是鉴于上述问题而作成的，其目的在于，提供沿射出面的整个区域能抑制亮度不匀、作成均匀亮度的导光构件、具有该导光构件的面光源装置和具有将该导光构件作为面光源的液晶显示装置、及该导光构件的加工方法。
为了解决上述问题并达到目的，本发明的导光构件，具有射入来自光源的光的入射面；将从该入射面射入的光进行反射的反射面；与该反射面相对配置、并将由该反射面反射的光进行射出的射出面，在所述反射面上，在沿该入射面的方向上形成有规则的凹凸，在所述射出面上，形成有从所述入射面沿与该入射面相对的端部的方向的平均面粗度为0.01～0.5μm、沿所述入射面的方向的平均面粗度为0.01～1.0μm的不规则的凹凸。
又，本发明的面光源装置，具有上述导光构件。
又，本发明的液晶显示装置，作为面光源具有上述导光构件。
又，本发明的导光构件的加工方法，该导光构件，具有射入来自光源的光的入射面；将从该入射面射入的光进行反射的反射面；与该反射面相对配置、并将由该反射面反射的光进行射出的射出面，在使具有粘接着多结晶粒状体的表面的旋转体与所述导光构件的射出面接触的状态下，使所述旋转体与所述导光构件从所述入射面向沿与该入射面相对的端部的方向相对移动，对所述射出面沿厚度方向进行磨削加工，在所述射出面上，形成有从所述入射面向与该入射面相对的端部的方向的平均面粗度为0.01～0.5μm，沿所述入射面的方向的平均面粗度为0.01～1.0μm的不规则的凹凸。
发明的效果如上所述，采用本发明，能沿导光构件的射出面的整个区域不损害出光效率地抑制亮度不匀而使亮度均匀化。
图1是表示本发明实施形态的显示装置的分解立体图(a)及侧剖视图(b)。
图2是本发明实施形态的导光构件的俯视图(a)及主视图(b)。
图3是为了说明本实施形态的导光构件的作用而表示侧剖面的一部分的图。
图4是说明导光构件的射出面的加工方法的图。
图5是表示将向Y方向的送进量作成100μm进行磨削加工时的射出面的Y方向的表面精度(a)和X方向的表面精度(b)的测定结果的图。
图6是表示将向Y方向的送进量作成50μm进行磨削加工时的射出面的Y方向的表面精度(a)和X方向的表面精度(b)的测定结果的图。
图7是表示将向Y方向的送进量作成10μm进行磨削加工时的射出面的Y方向的表面精度(a)和X方向的表面精度(b)的测定结果的图。
图8是表示对具有未粗面化的射出面的已有的导光构件(a)和具有粗面化的射出面的本实施形态的导光构件(b)的各面发光状态进行比较的图。
图9是已有的导光构件的主视图(a)、俯视图(b)和为了说明导光构件的作用而表示侧剖面的一部分的图(c)。
符号说明1-显示装置；2-电光学式面板；3-薄片构件；4-导光构件；4a-入射面；4b-反射面；4c-射出面；4d-端面；4e-规则的凹凸形状；4f-不规则的凹凸形状；5-反射构件；6-反射框架；7-光源；11-磨削刀片；12-磨削余量
具体实施例方式
以下参照附图对本发明的实施形态进行详细的说明。
又，以下说明的实施形态，是作为本发明的实现手段的一例，本发明在不脱离其宗旨的范围内能应用于可对下述实施形态进行修正或变形的情况。
显示装置的结构图1是表示本发明实施形态的显示装置的分解立体图(a)及侧剖视图(b)，图2是本发明实施形态的导光构件的俯视图(a)及主视图(b)。又，在以下的说明中，对与图9所示的已有的结构具有相同功能的构件，标上相同的符号来表示。
如图1和图2所示，作为本发明实施形态例示的背照光方式的显示装置1，具有将许多像素形成矩阵状的透过型或半透过型的电光学式(液晶、LCD)面板2；设在该面板2的背面的扩散薄片或棱镜薄片等的透光性的薄片构件3；设在该薄片构件3的背面的透光性的导光构件4；配置在该导光构件4的背面的反射构件5；覆盖导光构件4的入射面4a以外的各面的反射框架6；从导光构件4的入射面4a射入光的线状(冷阴极管等)或多个点状(白色LED等)的光源7。
导光构件4，具有从光源射入光的入射面4a；使从该入射面4a射入的光进行扩散·散射并进行反射的反射面4b；与该反射面4b相对配置并将由该反射面4b反射的光进行射出的射出面4c；与入射面4a相对平行地与该入射面4a相对的端面4d，且利用具有大致均一的厚度的矩形的板材来构成。又，导光构件4的厚度不限于均一的结构，也可以是从入射面4a向端面4d厚度呈线形或非连续(非线形)地进行变化的结构。
上述导光构件4，例如，可由透明的丙烯酸树脂、(高透明度的)聚碳酸酯、聚胺酯、通用透明工程塑料(ZEONOR)等的透光性的材料构成。
在导光构件4的反射面4b上，在沿其入射面4b的方向(Y方向)上形成有由线状的棱镜槽或半球状的圆点图形等构成的、沿X方向的剖面为三角形的规则的(周期的)凹凸形状4e，从俯视看射出面4c成为向Y方向形成纵筋状的条纹模样的结构。该凹凸形状4e最好利用磨削加工来形成。
在上述反射面4b上所形成的凹凸形状4e，具有将来自入射面4a的射入的光进行扩散的效果和向射出面4c折射的作用。但是，作为面光源的功能，由于要求面内整个区域的亮度为均匀，故在入射面4b的附近射出强的光的是不好的，且尽量要避免光的折射成为极端而妨碍导光的情况。
在上述射出面4c上，利用后述的磨削加工，以从上述入射面4a向与该入射面4a相对的端部4d的方向(X方向)的算术平均面粗度Ra为0.01～0.5μm、沿上述入射面4a的方向(Y方向)的算术平均面粗度Ra为0.01～1.0μm的微细地形成不规则的凹凸形状4f而粗面化。
导光构件的射出面的加工方法下面对本实施形态的导光构件的射出面的加工方法进行说明。
图4是说明导光构件的射出面的加工方法的图。
如图4所示，上述导光构件4的射出面4c，利用作为旋转体的圆盘状的磨削刀片(砂轮)11进行磨削加工。在包括磨削刀片11的径向的外周缘部(磨削面11a)的外表面上，利用粘接剂将作为料粒的金刚石等的多结晶粒状体进行粘接。磨削刀片11，具有直径φ50～60mm、厚度(磨削面的宽度)L1为0.1～0.5mm(在本实施形态中为0.2mm)、磨削面11a的R形状(圆弧形)的高度L2在径向为0.09mm左右的大致平坦的形状。
在加工时，将导光构件4夹紧在能向X方向和Y方向往复移动的未图示的工作台上，以10000～30000rpm的高速转速使磨削刀片11向与导光构件4的相对移动方向相同方向(在图3中向右旋转)进行旋转，在将磨削刀片11的磨削面11a调整成以规定的推压力与导光构件4的射出面4c接触的高度的状态下，通过将磨削刀片11保持固定的状态地使工作台向箭头S1方向移动、而使导光构件4相对磨削刀片11在从入射面4a向端部4d的X方向上相对地以0.5～10mm/秒左右的送进速度进行移动，以规定的磨削余量12对射出面4c在厚度方向上进行磨削加工(往路磨削)。
然后，通过使工作台向箭头S3方向进行移动、使导光构件4在沿入射面4a的方向(Y方向)上以10～100μm程度的送进量(级距)进行移动(Y方向送进)。
接着，使磨削刀片11进行与导光构件4的相对移动方向成为相同方向状态的往路磨削相反的旋转(在图3中向左旋转)，通过使工作台向与箭头S1相反的箭头S2方向进行移动、而使导光构件4在从端面4d向其入射面4a的X方向上相对地以同样的送进速度移动而进行X方向的磨削(复路磨削)。
通过利用上述方法对导光构件4的射出面4c的整个面进行磨削加工，在射出面4c上形成为从入射面4b向相对该入射面4b的端部4d的方向(X方向)的平均面粗度Ra为0.01～0.5μm、沿入射面4b的方向(Y方向)的平均面粗度Ra为0.01～1.0μm的不规则的凹凸形状4f。
又，在上述实施形态中，以将磨削刀片11保持固定的状态使导光构件4移动，而也可以将导光构件4固定而使磨削刀片11相对地进行移动。又，在使工作台向箭头S3方向移动时，使前面刚磨削的加工面与接着进行磨削的加工面呈叠加状态地向Y方向送进。又，在切削加工及相同的磨削或研磨加工中，由于加工面为镜面，不能获得本实施形态那样的高亮度化及均匀化的效果。
磨削结果图5～图7是表示将向Y方向的送进量作成100μm、50μm、10μm进行磨削加工时的射出面的Y方向的表面精度(a)和X方向的表面精度(b)的测定结果的图。
如图5～图7所示，沿射出面4c的Y方向的平均面粗度Ra为0.5μm以下，射出面4c成为向Y方向大致规则的(周期的)凹凸形状。又，沿射出面4c的Y方向的表面精度为10μm p-p(波高值；peak to peak)以下。Y方向的表面精度，依赖于磨削刀片11的厚度L1及送进速度。
又，如图5～图7所示，沿射出面4c的X方向的平均面粗度Ra为0.3μm以下，射出面4c成为向X方向不规则的凹凸形状。又，沿射出面4c的X方向的表面精度为3μm p-p以下。X方向的表面精度，依赖于磨削刀片11的多结晶粒状体的粒度而成为不规则的。
这里，在看上述射出面4c的X方向时，上述凹凸形状4f，作为从上述入射面4a沿端面4d与光的行进方向大致平行的(与入射面4a大致垂直)的槽被形成，平均面粗度Ra和表面精度与Y方向相比都显示较小的值。作为其理由，是由于为了将面内亮度的均匀化作为目标而必须避免因极端的导光而妨碍导光的缘故。对于设在反射面4b上的凹凸形状4e(线状的棱镜槽或半球状的圆点图形)，相对X方向的出光量在任何位置上都施加某种程度的均匀的层次，在射出面4c极端地粗面化的场合，在入射面4a附近的区域、原来应导光的光(图3的R2)就在入射面4a的附近较多地出光(图3的R1)，其结果，在离入射面远的端面4d的附近的亮度就降低。又，从射出面4c出光的光R1相对射出面4c向法线方向进行出光是理想的，但当射出面4c极端粗面化时，出光的光与法线构成的角度就增大而使亮度降低。由此，如图5～图7所示，射出面4c成为不规则的凹凸形状，而其表面精度的偏差以少的一方为好，实验中显示最好是3μm p-p以下。
相对在未使射出面粗面化的已有的结构中、从光源7向入射面4a射入的光R相对射出面4c以一定的角度θ1以上从射出面4c作为光R1进行射出而在光源7附近发生亮度不匀来说，如图3所示，通过使上述射出面4c粗面化，即使角度为θ1以上，作为光R2也不从射出面4c射出、而能一边向X-Y平面内的所有的方向进行反射、一边向端面4d导光至更远离光源7的位置。又，由于能抑制光相对X方向的折射、促进相对Y方向的折射，故能抑制在光源附近的亮度不匀、并能实现沿射出面4c的整个面的高亮度化和均匀化的面光源。
图8是表示对具有未粗面化的射出面的已有的导光构件(a)和具有粗面化的射出面的本实施形态的导光构件(b)的各面发光状态进行比较的图，相对在已有的结构(a)中、在入射面4a附近的亮度不匀显著的情况，在本实施形态的结构(b)中，上述亮度不匀能大幅度地改善。又，可知，射出面4c的平均亮度值与以往相比也不会降低，而使出光效率提高，能使沿射出面4c的整个面高亮度化和均匀化。
又，图8例示了向Y方向的送进量为50μm的情况，而由于在送进量为100μm时、光源附近区域的出光量增多，在10μm时如图8(a)那样会看到来自光源的亮线，故向Y方向的送进量最好是为50μm左右。
作为本实施形态的导光构件的应用例，由具有上述导光构件4的面光源装置(具有符号3、4、5、6、7的各要素的结构)及具有作为面光源的上述导光构件的液晶显示装置(具有符号2、3、4、5、6、7的各要素的结构)等，使用于小型便携终端或移动电话等的液晶画面。
(图5、图6、图7)(a)Y方向送进量；入射面并行位置；表面精度(b)Y方向送进量；入射面并行位置；表面精度(图8)(a)射出面平均亮度值(b)射出面平均亮度值；Y方向送进量
权利要求
1.一种导光构件，具有射入来自光源的光的入射面；反射从该入射面射入的光的反射面；以及与该反射面相对配置并使该反射面反射的光射出的射出面，其特征在于，在所述反射面上，沿该入射面的方向上形成有规则的凹凸，在所述射出面上，形成从所述入射面起沿与该入射面相对的端部的方向的平均面粗度为0.01～0.5μm，沿所述入射面的方向的平均面粗度为0.01～1.0μm的不规则的凹凸。
2.一种面光源装置，其特征在于，具有如权利要求1所述的导光构件。
3.一种液晶显示装置，其特征在于，作为面光源具有如权利要求1所述的导光构件。
4.一种导光构件的加工方法，所述导光构件具有射入来自光源的光的入射面；反射从该入射面射入的光的反射面；与该反射面相对配置并使该反射面反射的光射出的射出面，所述加工方法，其特征在于，在使具有粘接着多结晶粒状体的表面的旋转体与所述导光构件的射出面接触的状态下，使所述旋转体与所述导光构件从所述入射面向沿与该入射面相对的端部的方向相对移动，对所述射出面沿厚度方向进行磨削加工，在所述射出面上，形成有从所述入射面向与该入射面相对的端部的方向的平均面粗度为0.01～0.5μm，沿所述入射面的方向的平均面粗度为0.01～1.0μm的不规则的凹凸。
全文摘要
本发明涉及导光构件及其加工方法、有该构件的面光源装置及具有该构件作为面光源的液晶显示装置。本发明，在射出面(4c)上，形成有从入射面(4a)沿与该入射面(4a)相对的端部(4d)的X方向的平均面粗度Ra为0.01～0.5μm、沿入射面(4a)的Y方向的平均面粗度Ra为0.01～1.0μm的不规则的凹凸形状(4f)而被粗面化。能沿导光构件的射出面的整个区域抑制亮度不匀而使亮度均匀化。
文档编号F21Y103/00GK1540418SQ20041004220
公开日2004年10月27日 申请日期2004年4月21日 优先权日2003年4月21日
发明者熊谷武彦 申请人:日本电产科宝株式会社