TWI612348B - 導光板及導光板之製造方法、以及液晶顯示裝置 - Google Patents

Description

導光板及導光板之製造方法、以及液晶顯示裝置

本發明係關於一種使用於端面照光型之背光單元之導光板、具備其之面發光裝置、液晶顯示裝置及導光板之製造方法。

液晶顯示裝置(LCD：Liquid Crystal Display)與陰極射線管(CRT：Cathode Ray Tube)相比，低耗電力且可小型化、薄型化，目前，各式各樣尺寸之液晶顯示裝置廣泛被使用於由行動電話、攜帶式遊戲機、數位攝影機、PDA(Personal Digital Assistants；個人數位助理)等小型機器至大型尺寸之液晶電視。

液晶顯示裝置可分為穿透型、反射型等，尤其穿透型液晶顯示裝置具備有液晶顯示面板、與作為照明光源之背光單元。背光單元除了將光源配置於液晶顯示面板之正下方之正下方型以外，有端面照光型。端面照光型之背光單元係利用配置於液晶顯示面板之背面之導光板、配置於此導光板之側面之光源、及覆蓋與導光板之光出射面相反側之面之反射板等所構成。

在使用於此等各方式之背光單元之光源中，以往，廣泛使用著發出白色光之冷陰極管(CCFL：Cold Cathode Fluorescent Lamp)。尤其，近年來，在行動電話等可移動用途之顯示器中，使用發光二極體(LED：Light Emitting Diode)作為光源之背光單元被認為頗具潛力。

在端面照光型之背光單元中，由光源出射之光係從導光板之入射面進入導光板之內部，一面在導光板之出射面與反射面重複被全反射，一面在導光板之內部傳播。在其途中，光會被形成於反射面之擴散圖案擴散，對出射面之入射角在臨界角以下之情形，可從出射面出射而成為液晶顯示面板之照明光。為獲得此種光學特性，導光板之設計需做到最適化。

另一方面，在端面照光型之背光單元中，要求光之利用效率之提高與面內之亮度分佈之提高。即，有必要使由光源出射之光有效地入射於導光板之內部，並防止在導光板內部傳播之光洩漏至外部。又，光源使用LED之情形，由光源射出之光會由導光板之入射面擴散呈扇狀而向導光板內部傳播。其結果，在導光板內部容易產生不傳播光之區域，故僅靠導光板之設計之最適化，難以使光均一地從導光板之出射面出射。

為消除上述之問題，例如在專利文獻1中，揭示使導光板之入射面粗面化，而利用在入射面之光之擴散，以減低亮度不均。又，在專利文獻2及專利文獻3中，揭示在導光板之入射面設置稜鏡或曲面狀之凹凸，以減低亮度不均。

[專利文獻1]日本特開2001-243825號公報

[專利文獻2]日本特開2002-196151號公報

[專利文獻3]日本特開2005-228718號公報

在專利文獻1所記載之導光板中，來自光源之光在入射時，會無方向地強制擴散，故入射後之光之行進方向也變成無方向，不僅導光板之面方向，也會向厚度方向分散。其結果，本應藉由全反射而在導光板內行進之光卻由導光板之側面及背面漏掉，而有光之利用效率降低之問題。

又，在專利文獻2、3所記載之導光板中，在光之入射面形成稜鏡或曲面狀之凹凸，故入射面變得不平坦，其結果，因凹凸部分之光之折射或反射，而有光不能有效地入射於導光板之內部之問題發生。因此，在此構成中，也難以謀求光利用效率之提高與亮度分佈之改善。

另外，近年來，在以行動電話所代表之攜帶式資訊終端及攜帶式遊戲機之領域中，要求液晶顯示裝置之進一步之薄型化，故導光板之薄壁化已成為必須之探討課題。但，隨著導光板之薄壁化，對入射面之光之入射效率會降低，使得光利用效率之提高與亮度分佈特性之改善變得越來越困難。

鑑於如以上之情況，本發明之目的在於提供一種可改善光之利用效率及亮度分佈特性，且亦可應付薄壁化之導光板、面發光裝置、液晶顯示裝置及導光板之製造方法。

為達成上述目的，本發明之一形態之導光板包含光出射面、光反射面、及光入射面。

上述光反射面與上述光出射面對向。上述光入射面具有突出部。上述突出部之突出量由上述光出射面側向上述光反射面側逐次變小。上述突出部形成於上述光出射面側之端部。

又，本發明之一形態之面發光裝置包含導光板與光源。

上述導光板包含光出射面、光反射面、及光入射面。上述光反射面與上述光出射面對向。上述光入射面具有突出部。上述突出部之突出量由上述光出射面側向上述光反射面側逐次變小。上述突出部形成於上述光出射面側之端部。

上述光源配置於上述導光板之上述光入射面。

另外，本發明之一形態之液晶顯示裝置包含導光板、光源、及液晶顯示元件。

上述導光板包含光出射面、光反射面、及光入射面。上述光反射面與上述光出射面對向。上述光入射面具有突出部。上述突出部之突出量由上述光出射面側向上述光反射面側逐次變小。上述突出部形成於上述光出射面側之端部。

上述光源配置於上述導光板之上述光入射面。

上述液晶顯示元件配置於上述導光板之上述光出射面側。

上述導光板在光入射面之光出射面側之端部具有上述構成之突出部，故在光源高度與導光板之厚度尺寸同等以上之情形，在光入射面與光源之間會形成相當於突出部之突出長度之離開距離。通常，由作為光源之發光二極體射出之光具有指向性，故會由光入射面在導光板內部呈扇狀傳播。在上述導光板中，藉由突出部之形成，使由光源射出而入射於光入射面之光以某種程度之擴大入射於光入射面。藉此，緩和入射光L之指向性，與將光源接觸配置於光入射面之情形相比，可抑制在光源配置部位之光入射面上之亮點產生。

又，在光入射面之附近位置，可使光廣範圍地擴散，故可增多在導光板之四角位置或光源之間等傳播之光量，以提高穿透導光板內部之光之均勻性，謀求面內亮度分佈之改善。另外，可減低直接到達與光入射面正交之兩側面及與光入射面對向之側面之光量，故由此等側面穿透至外部之光量減少。藉此，可謀求光利用效率之提高。

另外，藉由光入射面具有上述突出部，入射於突出部之光會穿透突出部，在光出射面之內面全反射而在導光板內部傳播。如此，可利用突出部有效地遮蔽向光入射面之上部射出之入射光成分，故可謀求光利用效率之提高。又，上述突出部除了沿著光出射面之緣部而連續地形成於光入射面之情形以外，也可沿著光出射面之緣部而間歇地形成於光入射面。

上述導光板在其被形成薄壁之情形，也可發揮顯著之效果。即，以光源之高度(厚度)以下構成導光板之光入射面部分之厚度之情形，可使上述突出部有效地發揮功能，故可同時實現光利用效率及亮度分佈特性之改善。

光入射面也可為由沿著其長度方向排列之複數列稜鏡所構成之稜鏡面。

藉此，光入射面之光之擴散效果提高，可謀求亮度不均之減低。光入射面不限於上述稜鏡面，也可為其他透鏡形狀。

另一方面，本發明之另一形態之導光板包含光出射面、光反射面、及含光入射面之4個側面。

上述光反射面與上述光出射面對向。上述側面具有突出部。上述突出部之突出量由上述光出射面側向上述光反射面側逐次變小。上述突出部形成於上述光出射面側之端部。

藉由在含光入射面之4個側面形成上述突出部，可利用突出部捕捉在導光板之側面與反射板之間之間隙內向正面方向傳播之光而使其再入射於導光板內部。藉此，可緩和偏倚在導光板周緣部之亮度上升。

在上述導光板中，可形成上述光入射面具有由上述光反射面側向上述光出射面側之多數條紋狀凹部之構成。藉此，抑制向導光板厚度方向之光之擴散，並抑制穿透導光板之光之全反射效率降低，不損及光利用效率而可謀求出射強度之面內均勻性提高。

另外，在上述構成中，可形成上述光入射面具有某種程度粗度之構成。藉由使光入射面粗面化，可使入射光在光入射面某種程度散射，且無方向化。其結果，可實現在導光板內部之光之穿透分佈均勻化。又，藉由光入射面之表面粗度以適度之隨機性分佈於其長度方向，可進一步提高上述效果。

而且，本發明之一形態之導光板之製造方法包含準備由透光性樹脂所構成之塑膠片材。將上述塑膠片材沖切成框狀而形成導光板之外形。藉此，可製造包含具有沿著上述塑膠片材之一方表面緣部連續之突出部之沖切剖面之導光板。

在上述導光板之製造方法中，係藉由沖床法製造導光板，故可容易製造不能藉由注塑成型法製作之例如0.30 mm以下之超薄型導光板。又，可將導光板之製造抑制於低成本，且可大幅提高生產性。又，變更沖切刀之大小，也可容易應付對應於種種畫面尺寸之導光板製作。另外，沖切後，無需對導光板之側面施以特殊之加工，而可在保持沖切剖面之情況下，提供實際使用。

[發明之效果]

如上所述，依據本發明，可獲得改善光之利用效率及亮度分佈特性，且亦可應付薄壁化之導光板、面發光裝置、液晶顯示裝置。

以下，依據圖式，說明本發明之實施形態。

圖1係概略地表示本發明之實施形態之液晶顯示裝置1之構成之立體圖。首先，說明有關此液晶顯示裝置1之全體構成。

本實施形態之液晶顯示裝置1係具備有液晶顯示面板2、由背面側照明此液晶顯示面板2之面發光裝置3。面發光裝置3係利用包含導光板4、光源5及反射板6之背光單元7、擴散片8、及稜鏡片或透鏡片之類之聚光片9等之適宜之光學片所構成。

液晶顯示面板2具有以一對透明基板夾入液晶層之構造。液晶顯示面板2之驅動模式並無特別限定，可適用VA(垂直定向)、IPS(平面扭轉)、TN(扭轉向列)等。此液晶顯示面板2具有配置於光入射側之第1偏光器(偏光板)與配置於光出射側之第2偏光器(偏光板)。又，液晶顯示面板2具有顯示彩色圖像用之彩色濾光片(省略圖示)。又，必要時，液晶顯示面板2可採用含有用來光學地補償液晶層等之雙折射之相位差膜等之構成。

背光單元7係由端面照光型背光單元所構成。背光單元7具備有透光性材料所形成之導光板4、配置於此導光板4之一側面部之光源5、及覆蓋與導光板4之光出射面相反側之面之反射板6等。反射板6含有反射片、鏡面金屬框、白色等之反射性高之樹脂框等。光源5係以LED(發光二極體)等之複數點光源所構成。又，也可使用螢光燈等之線光源。

圖2係導光板4之側面圖，圖3係導光板4之平面圖，圖4係導光板4之底面圖，圖5係圖3之[A]-[A]線剖面圖，圖6係導光板4之要部立體圖。導光板4係以聚碳酸酯樹脂或丙烯酸樹脂等之透明之塑膠材料所構成。在本實施形態中，導光板4係將上述透明樹脂材料之塑膠片材沖切成特定大小而製作。作為導光板4之大小之具體例，在本實施形態中，為67 mm(橫)×35 mm(縱)×0.25 mm(厚)。

如圖3至圖5所示，導光板4係以導光板本體之導光部40、光出射面41、光反射面42、具有4個側面43之薄板所構成。光出射面41與光反射面42相當於互相對向之導光板4之2個主面。導光板4之4個側面43中之一個相當於作為光入射面43a之第1側面，其他3個相當於此外之第2側面43b。光入射面43a既可為導光板4之短邊側之側面，也可為長邊側之側面。導光板4之光反射面42、及排除光入射面43a以外之其他3個側面43b係被反射板6所覆蓋。又，光入射面43a側也可被反射板6所覆蓋。

導光板4之4個側面43分別具有突出量由光出射面41側向光反射面42側逐次變小之突出部43c。突出部43c係形成於光入射面43a之光出射面41側之端部，尤其，在本實施形態中，係沿著光出射面41之緣部連續地形成。此等突出部43c係如後所述，在將塑膠片材沖切成框狀而製作導光板4之際，同時被形成於側面43。加壓之方向係由光反射面42側向光出射面41側之方向。又，含突出部43c之各側面43之後述之表面性狀係來自該導光板4之製造方法。

突出部43c具有略三角形狀，其突出長度並無特別限定，在本實施形態中，約為10 μm。突出部43c之上面側(光出射面41側)之表面屬於與光出射面41同一平面內，藉由連續地形成於光出射面41而形成光出射面41之緣部。突出部43c之下面側(光反射面42側)之表面呈現由光出射面41側向光反射面42側傾斜之錐面。藉此，側面43具有由厚度方向之特定位置向光出射面41擴大成錐狀之形狀。對側面部43之高度之突出部43c之高度之比率例如為10分之1以下。

在導光板4之光出射面41，如圖3及圖5所示，形成有稜鏡圖案41a。此稜鏡圖案41a具有作為用來使由光出射面41出射之光擴散之光擴散圖案之功能，多數排列於與作為光入射面43a之一方側面43平行之方向。稜鏡圖案41a既可形成於光出射面41之全域，也可局部地形成於光出射面41。又，不限於稜鏡圖案，也可採用環面透鏡圖案或透鏡陣列圖案等其他之光擴散性圖案。

另一方面，導光板4之光反射面42具有使由光入射面43a入射而穿透導光部40之光向光出射面41側反射之功能。在光反射面42，如圖4及圖5所示，形成有凹型曲面狀之點圖案42a。點圖案42a係用於擴散在光反射面42所反射之光，隨著遠離光入射面43a而以互相之形成間隔變窄方式被高密度形成。點圖案42a不限於凹型，也可為凸型、或凸型與凹型之結合型。取代點圖案42a，將光反射面42全體形成花紋面，也可獲得同樣之光擴散作用。

而，在含導光板4之光入射面43a之側面43，如圖6所示，在導光板4之厚度方向形成有多數條紋狀之微小之凹部(溝)43d。藉此，側面43在其長度方向形成表面之凹凸分佈。凹部43d之形狀可以為三角形狀、平坦狀、曲面狀。凹部43d之形成間隔既可具有規則性，也可為非規則性。又，側面43具有某種程度之表面粗度。也可使側面43之凹部與凸部之間具有相異之表面粗度，此情形，可使側面43之長度方向具有粗度之分佈。

光入射面43a之表面粗度並無特別限定。光入射面43a之表面粗度例如可設定為Ra(中心線平均粗度)0.2μm以上至0.7μm(Rz(最大粗度)2μm以上7μm以下、Rzjis(10點平均粗度)2μm~5μm)。藉此，在光入射面43a中，可有效地使光散射，而可謀求亮度不均之減低。

又，光入射面43a之表面粗度也可為光源之光之波長以下。藉此，可使光入射面43a展現蛾眼效果，可抑制入射於光入射面43a之光之反射，並可謀求光利用效率之提高。在此所稱之「蛾眼效果」，意味著對利用作為對象之光之波長以下之週期形成凹凸構造(例如突起構造)之層在光入射時所展現之防止反射功能。光並非將上述凹凸構造辨識為構造體，而將其辨識為宛如折射率連續地變化之層，故可抑制界面反射，展現防止反射功能。

光入射面43a之粗度可由塑膠片材之沖切條件加以調整。且也可在對沖切後之導光板4之側面施行後加工而調整成目的之粗度。作為加工方法，可列舉使用旋轉刀具或銼刀等之研削處理。

圖7係表示光源5與導光板4之光入射面43a之關係之要部側面圖。光源5係以發光二極體(LED：Light Emitting Diode)構成，其光出射面對向配置於導光板4之光入射面43a。尤其，光源5係夾著導光板4之突出部43c而配置成與光入射面43a對向，光源5與光入射面43a之間至少形成有相當於突出部43c之突出長度之大小之離開距離X。在本實施形態中，離開距離X為約10μm程度。

配置於導光板4之光入射面43a之光源5數及位置並無特別限定。在本實施形態中，分別以等間隔在光入射面43a之中央部及其兩側合計配置3個。又，構成個光源5之LED晶片之大小或厚度(高度)並無特別限制。LED晶片使用出射白色光之白色LED。又，也可使用紅色(R)、綠色(G)、及藍色(B)之三色之LED晶片，在導光板4內混色而形成白色。

本實施形態之液晶顯示裝置1係利用如以上方式所構成。其次，說明有關此液晶顯示裝置1之基本動作。

入射於導光板4之光入射面43a之來自光源5之射出光係在光出射面41與光反射面42之各其內面重複全反射而在導光部40內傳播。被光反射面42之點圖案42a擴散之光由於全反射條件瓦解而由光出射面41出射。尤其，點圖案42a係隨著遠離光源5而被高密度形成，故在導光板4之面內，可使光以大致均一之亮度分佈由光出射面41出射。

又，由於在光出射面41形成有稜鏡圖案41a，故由光出射面41出射之光可以一定之廣度擴散出射。另外，由導光板4之光反射面42及側面43b漏出之光會在反射板6被反射，而再度入射於導光板4內。藉此，可提高光利用效率。

由導光板4之光出射面41出射之光經由擴散片8及聚光片9入射於液晶顯示面板2。擴散片8可使來自導光板4之出射光均勻地擴散，提高在面內之亮度之均一性。聚光片9係使由擴散片8出射之光聚光於正面方向而使其向液晶顯示 面板2入射，以提高液晶顯示面板2之正面亮度。入射於液晶顯示面板2之光之穿透量在各畫素被控制後，經由彩色濾光片(省略圖示)向觀察者側出射。藉此，將彩色圖像顯示於液晶顯示面板2之前面。

其次，說明有關本發明之一實施形態之導光板4之詳情。

本實施形態之導光板4如上所述，在構成光入射面43a之側面43之光出射面41側之端部具有突出部43c。因此，在光入射面43a和與此光入射面43a對向配置之光源5之間，如圖7所示，形成有相當於突出部43c之突出長度之離開距離X。通常，由發光二極體射出之光具有指向性，故會由光入射面43a在導光部40內呈扇狀傳播。在本實施形態中，可藉由離開距離X之形成，使由光源5射出而入射於光入射面43a之光(以下稱為「入射光」)L以某種程度之廣度入射於光入射面43a。藉此，緩和入射光L之指向性，與將光源5接觸配置於光入射面43a之情形相比，可抑制在光源5之配置部位之光入射面43a上之亮點之產生。

又，在光入射面43a之附近位置，可使光在廣範圍中擴散，故可增多在導光板4之四角位置及光源5之間等傳播之光量，以提高穿透導光部40內之光之均一性，可謀求面內亮度分佈之改善。另外，可減低直接到達與光入射面43a正交之兩側面43b及與光入射面43a對向之側面43b之光量，故可減少由此等側面43b穿透至外部之光量。藉此，可謀求光利用效率之提高。

加之，在本實施形態之導光板4中，由於導光板4之光入射面43a具有適度之表面粗度，可使入射光L在光入射面43a施行某種程度之散射，且使其無方向化。其結果，可實現在導光部40之光之穿透分佈之進一步之均一化。又，藉由使光入射面43a之表面粗度以適度之隨機性分佈於其長度方向，可進一步提高上述效果。此種效果在導光板4之板厚愈薄時愈為顯著。

圖8係導光板4之光入射面43a之要部放大平面圖。在光入射面43a，形成有多數微細之條紋狀之凹部43d，故如圖8所示，可發揮使入射光L向面內之各方向擴散之功能。其結果，可強化在光入射面43a之入射光L之無方向化，而可謀求在導光部40之光之穿透分佈之進一步之提高。又，因沿著導光板4之厚度方向形成凹部43d，故可抑制向導光板4之厚度方向之光之擴散。藉此，可抑制穿透導光部40之光之全反射效率之降低，故不損及光利用效率而可謀求出射強度之面內均一性之提高。

另一方面，由於導光板4之光入射面43a與光源5之間之離開距離X之存在，可能產生由光源5向光出射面41側漏出之入射光L之成分。但，在本實施形態中，由於在導光板4之光入射面43a形成有突出部43c，故可利用此突出部43c獲得阻斷入射光L之漏出之功能。

圖9(A)係表示無突出部43c之光入射面44a。此情形，會顯現在光入射面43a之上部反射而向外部漏出之入射光成分La，而損及光利用效率。對此，如圖9(B)所示，依據有突出部43c之光入射面43a，可有效將朝向光入射面43a之上部之入射光成分La導向突出部43c之內部。入射於突出部43c之光會穿透突出部43c，在光出射面41內面全反射而在導光部40內傳播。如此，可利用突出部43c有效地遮蔽向光入射面43a之上部射出之入射光成分La，故可謀求光利用效率之提高。

為提高此種突出部43c之遮光效果，突出部43c可形成圖10(A)~(C)所示之形狀。圖10(A)係表示突出部43c具有斜率一定之平面狀之錐面43t1之例，圖10(B)及(C)係分別表示具有斜率逐次變化之曲面狀之錐面43t2及43t3之例。

另一方面，本實施形態之導光板4由於光入射面43a以外之其他3個側面43b也具有與光入射面43a同樣之構成，故可獲得以下之效果。

第1.各側面43b具有適度之表面粗度或粗度分佈，故可隨機擴散而反射穿透導光部40而到達側面43b之光。藉此，可提高在光出射面41之面內之亮度之均一性。又，可減低穿透側面43b之光量而提高光利用效率。另外，在反射板6反射而再入射於導光板4之際可獲得適度之光散射效果。

第2.各側面43b具有沿著厚度方向之條紋狀之微細之凹部43d，除了上述之效果以外，尚可提高在導光板4之主要面內之反射散射效率。藉此，可提高由光出射面出射之光之面內均一性。

第3.各側面43b在光出射面41側具有突出部43c，故可利用突出部43c截獲在導光板4之側面43b與反射板6之間之間隙內向正面方向傳播之光而使其再入射於導光部40內。圖11係表示該情形之背光單元7之要部剖面圖。在導光板4之側面43b與反射板6之間之間隙G向正面方向(圖中上方向)傳播之光Lb會入射於側面43b之突出部43c，且被突出部43c之具有適度之粗度之表面效果所擴散。藉此，可緩和偏倚在導光板4之周緣部之亮度上升，可謀求亮度分佈之改善。

圖15(A)及(B)係表示突出部43c之有無所引起之導光板之光學特性之差異。圖15(A)表示以側面不具有突出部43c之導光板構成為模型之模擬結果，圖15(B)表示以側面具有突出部43c之本實施形態之導光板構成為模型之模擬結果。由於導光板之側面具有上述構成之突出部，可使光到達光出射面之全域而提高亮度之面內分佈，並可抑制由導光板之側面之漏光。

由於本實施形態之導光板4具有如以上之導光特性，故可獲得光利用效率高，面內亮度分佈優異之面發光裝置3及液晶顯示裝置1。又，因可形成0.30 mm以下之極薄之導光板4，可對面發光裝置3及液晶顯示裝置1之薄型化大有貢獻。

其次，說明有關本實施形態之導光板4之製造方法。

本實施形態之導光板4之製造方法係包含準備由透光性樹脂所構成之塑膠片材之步驟、與將此塑膠片材沖切成框狀而形成導光板4之外形之步驟。作為導光板4之母材之上述塑膠片材係藉由熔融擠出成型、熱壓成型、輥壓成型等各種成型法製造。又，也可購入市售之製品而準備上述塑膠片材。

圖12係使用於本實施形態之導光板製造裝置11之概略構成圖。導光板製造裝置11具有片材成型部12、與沖床部13。

在片材成型部12，設置成型機20。成型機20具有加熱輥21、冷卻輥22、及捲繞在加熱輥21與冷卻輥22之第1無縫皮帶23。又，成型機20具有與加熱輥21對向之第1夾輥24、與冷卻輥22對向之第2夾輥25、及捲繞於第1及第2夾輥24及25之第2無縫皮帶26。

在第1無縫皮帶23與第2無縫皮帶26之間，形成有一定之間隙，藉由將透光性樹脂材料供應至向同一方向行走之無縫皮帶23、26之間，以成型為特定厚度(例如0.30 mm以下)之長條塑膠片材S。又，藉由在第1無縫皮帶23之表面(成型面)形成稜鏡圖案所構成之幾何學花紋，在塑膠片材S之成型之同時，可在塑膠片材S之一方表面(圖12中之上面)形成稜鏡圖案(41a)。另外，藉由在第2無縫皮帶26之表面(成型面)形成凸型或凹型曲面狀之點圖案所構成之幾何學花紋，在塑膠片材S之成型之同時，可在塑膠片材S之另一方表面(圖12中之下面)轉印凹型或凸型曲面狀之點圖案(42a)。

在沖床部13，設置圖13所示之沖切機30。沖切機30有位於塑膠片材S之上面側之可動模31、與位於塑膠片材S之下面側之固定模32。可動模31係構成對固定模32向上下方向移動自如。在可動模31及固定模32之各內面側設置有緩衝材料33、34，尤其在固定模32側之緩衝材料34之內部埋設有框狀之沖切刀(裁刀)35。

沖切機30係由上下方向衝壓供應至可動模31與固定模32之間之塑膠片材S。此時，埋設於緩衝材料34之沖切刀35由塑膠片材S之下面進入，以製成具有對應於沖切刀35之形狀之外形形狀之片材片。藉由此製成之片材片構成本實施形態之導光板4。

沖切機30所形成之片材片之沖切剖面部構成具有如圖2至圖6所示之表面性狀之導光板4之側面43。即，側面43之突出部43c係在沖切步驟之最終階段中形成於塑膠片材S之上面附近。突出部43c異於沖切刀35之切斷作用，係藉由機械性分斷所形成，具有由切斷剖面向外方突出之形態。突出部43c係在塑膠片材S之沖切步驟中，必然地形成於沖切剖面部。

又，導光板4之側面43之表面粗度係在利用沖切刀35對塑膠片材S之切斷時必然地形成之沖切剖面部所固有之粗度。因此，可藉由塑膠片材S之構成材料、沖切刀35之尖銳度、衝壓壓力等調整側面43之表面粗度。形成於導光板4之側面43之條紋狀之凹部43d亦同。凹部43d之形成方向係依據導光板4之沖切方向(導光板4之厚度方向)。

如以上所製造之導光板4係使用在沖切剖面形成突出部43c之側之表面(塑膠片材S之上面)作為光出射面41，並使用其相反側作為光反射面42。又，導光板4之側面部均具有同樣之表面性狀，故任何面皆可使用作為光入射面43a。

依據本實施形態，由於係藉由沖床法製造導光板4，故可容易製造注塑成型法所不能製成之例如0.30 mm以下之超薄型之導光板4。

又，可將導光板4之製造抑制於低成本，且可大幅提高生產性。又，變更沖切刀35之大小時，也可容易應付對應於種種畫面尺寸之導光板之製成。

又，依據本實施形態，由於以沖切剖面構成導光板4之側面，故可容易實現上述種種光學特性。即，沖切後，無需對導光板4之側面施以特殊之加工，可在保持沖切剖面不變之情況下，提供實際使用。

圖14(A)係表示將厚度0.25 mm之聚碳酸酯片沖切加工成特定大小所得之導光板之側面(沖切剖面)之樣品照片。確認在沖切剖面有向導光板之厚度方向延伸之條紋狀之微細之凹部(溝)。圖14(B)係在圖14(A)形成條紋狀之剖面部分之放大照片，圖14(C)係在圖14(A)形成非條紋狀之剖面部分之放大照片。

以如以上方式藉由沖切加工所製作之導光板係在其側面具有起因於加工方法之表面形態。如以上所述，此等表面形態可帶來對作為導光板有利之種種之光學的功能。又，可藉由沖切加工製成極薄之導光板，故可對具備該導光板之面發光裝置及液晶顯示裝置之薄型化大有貢獻。

以上，已說明有關本發明之實施形態，但本發明並不僅限定於上述之實施形態，在不脫離本發明之要旨之範圍內，當然可附加種種之變更。

例如，在以上之實施形態中，雖藉由沖切加工法製成導光板4，但也可因應導光板4之厚度而以注塑成型法製成導光板4。此情形，在突出部43c及凹部43d之形成中，可利用模具之內面加工加以對應。又，側面43之粗面化除了利用模具之內面加工加以對應之情形以外，可在成型後，藉由藥劑處理及噴砂處理、研削處理等使導光板之側面之粗面化。

又，導光板4之形狀並不限定於如上述之單純之板狀，本發明也可適用於板厚隨著遠離入射面側而逐次變小之楔形狀之導光板。又，如圖16所示，本發明也可適用於上面由傾斜部51與平坦部52所形成之導光板50。藉此，可構成一面配合光源5之大小形成入射面53之壁厚，一面在光出射面使用平坦部52之薄壁之導光板。

另外，在以上之實施形態中，雖說明有關在導光板4之含光入射面43a之4個側面43分別形成突出部43c之例，但取代此，本發明也可適用於僅在光入射面43a形成突出部43c之例、及在光入射面43a以外之至少1個側面43b形成突出部43c之例。

另一方面，光入射面43a例如也可具有稜鏡及透鏡等凹凸形狀。藉此，可在光入射面43a中展現特定之光之擴散效果，謀求亮度不均之減低。作為上述凹凸形狀，含有沿著光入射面43a之長度方向(寬度方向)排列之複數列之稜鏡所構成之稜鏡面。光入射面之凹凸形狀例如可藉由使沖切刀之尖端內面賦予凹凸形狀，或將刀之尖端形狀形成波形而獲得。

圖17係表示上述稜鏡面所構成之光入射面之一例之局部平面圖，圖18係其放大圖。此光入射面43p係具有在寬度方向週期地排列有概略二等邊三角形狀之稜鏡之凹凸構造面。稜鏡之排列間距、高度、頂角、谷角可依照導光板之大小、光源之配置間隔、光源之配置數、所要求之亮度特性等予以適當設定。

例如，可設定：稜鏡之排列間距P為0.1 mm以上5.0 mm以下、高度H為0.05 mm以上2.5 mm以下、頂角θa及谷角θb分別為60°以上150°以下。稜鏡之頂部及谷部不限定於尖銳之情形，如圖18所示，也可為曲面。稜鏡之頂部及谷部之曲率半徑例如可設定為0.05 mm以上。圖19係表示具有稜鏡形狀之光入射面43p之導光板之配光分佈之一例。在圖示之例中，表示對頂角θa及谷角θb為120°、間距P為0.7 mm、稜鏡頂部及谷部之曲率半徑為0.15 mm之光入射面43p之每1光源之配光分佈之模擬結果。上述之例例如可適用於以8.6 mm間隔配置5個光源之面光源。

以沖切製成由稜鏡面所構成之光入射面43p之情形，如上所述，沿著厚度方向在稜鏡面形成微細之條紋狀之凹部。此情形，可獲得該凹部之光之擴散作用、與在光入射面43p具有之稜鏡面之折射作用之雙重之光擴散效果。藉此，可謀求亮度不均之進一步之減低，構成亮度均一性優異之面光源。

圖20係表示導光板4之光入射面43a之構成之另一變形例之局部平面圖。在本例中，光入射面43a具有規制光源5之配置區域之複數凸部43s。藉此，可提高對光入射面43a之光源5之定位精度。凸部43s之間隔、數依照光源5之大小及設置個數等適宜地加以設定。又，凸部43s之間之區域例如可以上述之稜鏡面43p形成。

1．．．液晶顯示裝置

2．．．液晶顯示面板

3．．．面發光裝置

4．．．導光板

5．．．光源

6．．．反射板

7．．．背光單元

11．．．導光板製造裝置

12．．．片材成型部

13．．．沖床部

40．．．導光部

41．．．光出射面

42．．．光反射面

43．．．側面

43a．．．光入射面

43c．．．突出部

43d．．．凹部

43p．．．稜鏡面

S．．．塑膠片材

圖1係概略地表示本發明之實施形態之液晶顯示裝置之構成之立體圖；圖2係構成圖1之液晶顯示裝置之導光板之側面圖。圖3係導光板之平面圖；圖4係導光板之底面圖；圖5係圖3之[A]-[A]線方向之剖面圖；圖6係導光板之要部立體圖；圖7係表示構成圖1之液晶顯示裝置之光源與導光板之光入射面之關係之要部側面圖；圖8係導光板之光入射面之要部平面圖；圖9係導光板之光入射面之要部側面圖，(A)係表示無本發明之突出部之情形，(B)係表示有本發明之突出部之情形；圖10(A)-(C)係表示突出部之形狀例之要部側面圖；圖11係表示構成圖1之液晶顯示裝置之導光板之側面與反射板之關係之要部剖面圖；圖12係說明本發明之實施形態之導光板之製造方法之導光板製造裝置之概略構成圖；圖13係表示構成導光板製造裝置之沖床部之沖切機之概略構成之立體圖；圖14(A)-(C)係沖切加工所製造之導光板之側面(沖切剖面)之樣品照片；圖15係表示導光板之出射面之亮度分佈之模擬結果，(A)表示在光入射面無突出部之導光板之例，(B)表示在光入射面有突出部之導光板之例；圖16係表示導光板之構成之變形例之側面圖；圖17係表示本發明之另一實施形態之光入射面之形狀之變形例之圖；圖18係圖17之要部放大圖；圖19係表示具有圖17之構成之光入射面之導光板之每1光源之配光分佈之模擬結果；及圖20係表示本發明之另一實施形態之光入射面之形狀之變形例之圖。

4．．．導光板

5．．．光源

40．．．導光部

41．．．光出射面

42．．．光反射面

43a．．．光入射面

43c．．．突出部

L．．．入射光

Claims (14)

1. 一種導光板，其係包含：光出射面；光反射面，其係與前述光出射面成相對向；及光入射面，其係具有僅一個突出部，前述突出部係形成於厚度方向之側面部、且突出量由前述光出射面側向前述光反射面側逐漸變小，且前述突出部係僅形成於前述光出射面側之前述側面部之端部，且前述突出部並無鄰接於前述光反射面；且前述突出部係沿著前述光出射面之緣部連續地形成於前述光入射面；前述突出部包含曲面狀之錐面，前述曲面狀之錐面係自前述光出射面側之前述側面部之端部向前述光反射面側傾斜，且前述曲面狀之錐面具有逐次變化之斜率；前述導光板之厚度為0.30mm以下。
2. 如請求項1之導光板，其中前述光入射面係具有由前述光反射面側向前述光出射面側延伸之多數條紋狀之凹部。
3. 如請求項1之導光板，其中前述光入射面係沿著前述光入射面之長度方向具有表面粗度相異之粗度分佈。
4. 如請求項1之導光板，其中前述光入射面係具有沿著前述光入射面之長度方向排列之複數列之稜鏡之稜鏡面。
5. 如請求項4之導光板，其中前述稜鏡面係具有由前述光反射面側向前述光出射面側延伸之多數條紋狀之凹部。
6. 如請求項1之導光板，其中前述突出部係具有由前述光出射面側向前述光反射面側傾斜之錐面。
7. 如請求項1之導光板，其中前述光反射面係具有隨著遠離前述光入射面而被高密度形成之曲面狀點圖案。
8. 如請求項1之導光板，其中前述光出射面係具有排列於與前述光入射面平行之方向之稜鏡圖案。
9. 一種導光板，其係包含：光出射面；光反射面，其係與前述光出射面成相對向；及4個側面，其各係含有光入射面，而各該光入射面係具有僅一個突出部，各前述突出部係形成於厚度方向之側面部、且突出量由前述光出射面側向前述光反射面側逐次變小，且各前述突出部係僅形成於前述光出射面側之前述側面部之端部，且各前述突出部並無鄰接於前述光反射面；且前述突出部係沿著前述光出射面之緣部而連續地形成於前述側面之前述光入射面；前述突出部包含曲面狀之錐面，前述曲面狀之錐面係 自前述光出射面側向前述光反射面側傾斜，且前述曲面狀之錐面具有逐次變化之斜率；前述導光板之厚度為0.30mm以下。
10. 如請求項9之導光板，其中前述4個側面係具有由前述光反射面側向前述光出射面側延伸之多數條紋狀之凹部。
11. 一種導光板之製造方法，其係準備由透光性樹脂所構成之塑膠片材；將前述塑膠片材沖切成框狀而形成導光板；其中前述導光板係如請求項1至10中任一項之導光板。
12. 如請求項11之導光板之製造方法，其中前述沖切步驟係形成剖面，其係具有沿著前述塑膠片材之一方表面之緣部連續之突出部。
13. 如請求項11之導光板之製造方法，其中準備前述塑膠片材之步驟係使長條之前述塑膠片材成型之步驟；使前述塑膠片材成型之步驟係具有將幾何學花紋轉印在前述塑膠片材表面之步驟。
14. 一種液晶顯示裝置，其係包含如請求項1至10中任一項之導光板；且對前述側面部之高度之前述突出部之高度之比率為10分之1以下；光源與前述光入射面之間至少形成有相當於前述突出部之突出長度之大小之離開距離。