JP2014022223A - Plane light emission device having light-emitting surfaces on both sides, and method for manufacturing light guide plate used in the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、両面に発光面を有する面発光用装置及び該装置に用いられる導光板を製造する方法に関する。 The present invention relates to a surface emitting device having light emitting surfaces on both sides and a method for manufacturing a light guide plate used in the device.
光透過性の基板の両側表面の光照射面に反射ドットとして光反射印刷を施すものが従来知られている(例えば特許文献1参照)。
また、反射膜を一対の導光体で挟んで表裏両面への発光が可能な構造の導光体が従来知られている(例えば特許文献2参照)。
また、透明な表示板の表面に、光散乱微粒子を含んだ透明インクで画像を印刷した間接照明装置が従来知られている(例えば特許文献3参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, a device that performs light reflection printing as reflection dots on the light irradiation surfaces on both sides of a light-transmitting substrate is known (for example, see Patent Document 1).
In addition, a light guide having a structure in which a reflective film is sandwiched between a pair of light guides and light can be emitted from both the front and back surfaces is known (see, for example, Patent Document 2).
In addition, an indirect illumination device in which an image is printed on a transparent display plate surface with a transparent ink containing light scattering fine particles is conventionally known (see, for example, Patent Document 3).
本発明の主たる目的は導光板の片面に白インクを用いてグラデーションによる反射印刷を施して均等に面発光ができるようにしたものにおいて、反射印刷を透過する透過光も利用して拡散板などを用いることなく両面からの発光を効率よく行う構造にして発光体を作成することにより、部品点数などの省略が可能になるスリムな両面発光用装置を提供することである。
また、本発明の他の目的は、複数種類の白インクを用意して、印字する導光板に適合した白インクを使用することにより、印刷パターン、導光板の種類などを関連付けて所望の発光特性を有する導光板を製造することができるようにすることである。
The main object of the present invention is to apply a reflection printing by gradation using white ink on one side of a light guide plate so that surface emission can be performed uniformly. It is an object of the present invention to provide a slim double-sided light emitting device that can omit the number of parts by creating a light emitter with a structure that efficiently emits light from both sides without using it.
Another object of the present invention is to prepare a plurality of types of white ink and use the white ink suitable for the light guide plate to be printed, thereby associating the print pattern and the type of the light guide plate with desired light emission characteristics. It is to be able to manufacture a light guide plate having
上記目的を達成するため、本発明は、両面に発光面を有し、該両面に貼った被照明画に光を照射するための面発光用装置であって、基台と、該基台に端部が支持された透明なプラスチックからなる導光板と、前記基台に内蔵され前記導光板の端面と対向し、該端面から導光板の内部に向けて光を入射する光源部とを備え、前記導光板の片側の面にインクジェットプリンタにより光反射印刷を、白インクを用いたグラデーションパターンで施したことを特徴とする。
また本発明は、前記導光板は、基台に両面が開放された状態で端部が支持されていることを特徴とする。
また本発明は、前記導光板の片側の面に前記光反射印刷を保護するための透明な保護板を接着したことを特徴とする。
また本発明は、両面に発光面を有する面発光用装置に用いられる導光板を製造する方法であって、インクジェットプリンタに、透明なプラスチック板の発光面の色温度を決定する複数種類の白インクを種類ごとにインクタンクに収納した白インク供給部を設け、該インクジェットプリンタに複数個の記録ヘッドを設け、前記各記録ヘッドに前記インクタンクの中の1つをそれぞれ接続して、各記録ヘッドが互いに種類の異なる白インクを吐出できるように成し、前記インクジェットプリンタが前記透明プラスチックの片面にグラデーションパターンで反射印刷を施し、選択した1種類または複数種類の白インクの組み合わせに対応する色温度を備えた導光板を作成するようにしたことを特徴とする。
また本発明は、前記複数種類の白インクは、それぞれのインク中の酸化チタンの含有量が異なっていることを特徴とする。
また本発明は、前記複数種類の白インクは、それぞれのインク中の酸化チタンの粒子径の分布が異なっていることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a surface emitting device for emitting light to an illuminated image pasted on both surfaces and having a light emitting surface on both surfaces, the base and the base A light guide plate made of transparent plastic with an end supported, and a light source unit that is built in the base and faces the end surface of the light guide plate, and that enters light from the end surface toward the inside of the light guide plate, Light reflection printing is performed on one surface of the light guide plate by an ink jet printer with a gradation pattern using white ink.
In the invention, it is preferable that an end portion of the light guide plate is supported in a state where both surfaces are open to the base.
Further, the present invention is characterized in that a transparent protective plate for protecting the light reflection printing is bonded to one surface of the light guide plate.
The present invention also relates to a method of manufacturing a light guide plate used in a surface emitting device having light emitting surfaces on both sides, and a plurality of types of white ink for determining the color temperature of the light emitting surface of a transparent plastic plate in an inkjet printer. For each type of ink tank, a plurality of recording heads are provided in the ink jet printer, and one of the ink tanks is connected to each recording head. The ink jet printer performs reflective printing with a gradation pattern on one side of the transparent plastic, and a color temperature corresponding to a selected combination of one or more types of white ink. A light guide plate provided with the above is produced.
In the invention, it is preferable that the plurality of types of white ink have different contents of titanium oxide in the respective inks.
Further, the present invention is characterized in that the plurality of types of white ink have different titanium oxide particle size distributions in the respective inks.
インクジェットによる希薄な反射印刷により透過光の使用もできるので、部品点数などの省略が可能なスリムな両面発光用装置が提供できる。また、使用する導光板に適合した反射印刷が可能であり、所望の発光特性を有する導光板を製造することができる。 Since the transmitted light can be used by the thin reflection printing by the ink jet, a slim double-sided light emitting device capable of omitting the number of parts can be provided. Moreover, reflection printing suitable for the light guide plate to be used is possible, and a light guide plate having desired light emission characteristics can be manufactured.
以下に本発明の構成を添付した図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明に係る両面に発光面を有する面発光用装置の全体側面説明図を示している。本装置2は、基台4と、光源部6と、基台4に立設された導光板8とを備えている。光源部6は、内側に光反射面が形成された断面コ字状の収納体10とこれに収納配置された冷陰極管やLED(発光ダイオード)などの発光体12とから構成されている。
Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows an overall side view of a surface emitting device having light emitting surfaces on both sides according to the present invention. The apparatus 2 includes a
収納体10の開放部には導光板8の下部端面が取り付けられている。収納体10内の発光体12は、導光板8の下部端面8aに対向配置されている。発光体12は電気コードや電源スイッチを介して電源部に接続している。導光板8は、本実施形態では、アクリル板、ウレタン板、シリコン板等の透明プラスチックからなる四角形状の六面体により構成されている。導光板8は、幅広側の一対の互いに平行な2つの表面8b,8cと、該表面8b,8cの四方向端部に形成された4つの幅狭の端面8a,8d,8e,8fとから成り、本実施形態では、4つの端面の中、1つの端面8aに光源部6を対向配置しているが、特に1つの端面8aに光源部6を設ける構成に限定されるものではない。
A lower end surface of the
導光板8の下部端部は、基台4に形成された溝14に嵌合配置されている。導光板8の片方の表面8cには、インクジェットプリンタにより白インクを用いて、グラデーション作画による反射印刷16が施されている。導光板8の上部端面8fと左右端面8d,8eには、帯シート状の光反射部材18が貼り付けられている。ここでグラデーションとは、印字データ作成ソフトのグラデーションパターン生成モードにより形成される印字濃度変化パターンのことを言う。グラデーションパターンの作画において、インクドットの印字密度は、0%から100%の間で変化させることができる。
A lower end portion of the
図10はグラデーションパターン図におけるインクドット20の濃度の説明図であり、図10中(A)は0%、(B)は25%、(C)は50%、(D)は75%、(E)は100%の濃度をそれぞれ示している。尚、図10は単に簡略して説明をしただけのものであり、実際の印字では多数のドットにて印字がされるものであるためプリンタの解像度により印字される場所に関しての指定がされ、その範囲内で0〜100%などの任意の範囲での印字が可能である。
FIG. 10 is an explanatory diagram of the density of the
上記した構成において、光源部6に通電し、発光体12を発光させると発光体12の光が、導光板8の端面8aから入光する。導光板8に入光した光は、導光板8の反射印刷16で反射するとともに、光反射部材18でも反射する。導光板8に入光した光は一方の表面8bを矢方向Aに抜けるものや、あるいは反射印刷16を矢方向Bに抜けるもの、反射部材18の反射面で反射するもの等があり、導光板8全体に拡散する。これにより、導光板8の一方の表面8bは、反射印刷16により反射された光で発光し、反射印刷16の施された片方の表面8cは、反射印刷16を透過した光により発光する。
In the configuration described above, when the light source unit 6 is energized to cause the
導光板8の表面8b,8cにシート状の被照明画(図示省略)を貼り付ければ、この面像シートには導光板8の表面から発光する光がバックライトとして照射される。
本実施形態では、導光板8の両面を開放し、被照明画貼付面としたが、図11に示すように、導光板8の光反射印刷16が施された片側の面に光反射印刷を保護するための透明な保護板50を接着しても良い。なおこの場合も光源12は導光板8側にだけ設ければよい。
If a sheet-like illuminated image (not shown) is attached to the
In the present embodiment, both sides of the
上記実施形態において、反射印刷16は、インクジェットプリンタに複数種類の白インクを用意して、導光板8に適合した白インクを使用することにより、グラデーション作画により印刷している。
次に、導光板8に反射印刷を施し、両面発光用の導光板を作成する装置について説明する。
In the above embodiment, the
Next, an apparatus that performs reflection printing on the
図3及び図6は、インクジェットプリンタ22と該プリンタ22のコントローラに入出力インターフェイスを介して接続するパーソナルコンピュータなどのコンピュータ24とからなる導光板印字装置の概略図を示している。導光板8は片方の表面8cを上にして印字装置のテーブル28上に脱着可能に保持される。
3 and 6 are schematic views of a light guide plate printing apparatus including an
導光板8に対する印字(印刷)は、印字装置本体駆動部の制御により、横レール26が一方向(副走査方向)に設定された印字単位で送られる一方、この横レール26に沿って、ヘッドキャリッジ駆動部の制御により、インクジェット記録ヘッド30,32,34,36を備えたヘッドキャリッジ38が横レール26の搬送方向とは直角な主走査方向に移動して行われている。ヘッドキャリッジ38が主走査方向に移動するとき、記録ヘッド28〜34のノズルからインクが吐出され、コンピュータ24からインクジェットプリンタ22のコントローラに転送される印字データが、該コントローラに格納されたソフトウエアの制御により、導光板8の印刷面上に印字される。尚、文中の印字は印刷と同義である。
In printing (printing) on the
コンピュータ24の記憶装置には、インクジェットプリンタ22のコントローラを制御し、印字を行うための印刷プログラムが格納されている。テーブル28上には、横レール26が副走査方向に平行移動可能に配置され、該横レール26にヘッドキャリッジ38が主走査方向に移動自在に連結している。このヘッドキャリッジ38には、図5に示すように複数個のインクジェット記録ヘッド30,32,34,36が保持されている。
The storage device of the
各記録ヘッド30,32,34,36は、インクを吐出する多数個のノズルを備えている。各ヘッド30,32,34,36は、図5に示すように、それぞれプリンタ22の機体に配設されたインクタンクを備えた白インク供給部A,B,C,Dの対応するインクタンク40,42,44,46にチューブなどのインク供給手段を介して連通している。複数個の記録ヘッド30,32,34,36は、横レール26に沿った主走査方向に互いの印字領域が重なるように並列配置されている。
Each of the recording heads 30, 32, 34, and 36 includes a number of nozzles that eject ink. As shown in FIG. 5, each of the
コンピュータ24の記憶装置には、光反射パターンの印字データ作成用のソフトウエア(印字プログラム)が格納されるとともに、インクデータテーブル48が設けられている。このデータテーブル48は、複数種類揃えた白インクA,B,C,Dを、個々または組み合わせて導光板8に印字を行うことにより、多種の色温度の導光板や酸化チタンの濃度を変更して印字した後のインクの厚さが非常に薄くなる導光板の作成ができるようにするために、色温度と酸化チタンの濃度などを変更したインクA,B,C,Dとの組み合わせを予め設定したものであり、このデータテーブル48を使用することにより、簡単に多種の色温度や酸化チタンの濃度を変更して印字した後のインクの厚さが非常に薄くなる導光板を作成することができるものである。
The storage device of the
図4において、白インクA,Bは、酸化チタンの粒子径に関して、インクの色温度の違う2種類のインクを示し、白インクCは、白インクAとはその中の酸化チタンの含有量が違う白インクを示し、白インクDは、白インクBとはその中の酸化チタンの含有量が違う白インクを示している。本実施形態では、酸化チタンの粒子径と含有量に関して複数種類の白インクを用意することで、簡単に複数の色温度での印字または、これらを組み合わせての印字を可能としている。白インク中の酸化チタンの含有量は、10%以下が望ましく、1%以下のものを用意しても良い。酸化チタンの含有量を下げることで、導光板の発光面の微細なグラデーションの輝度の変化や透過光のコントロールをし易くなる。 In FIG. 4, white inks A and B indicate two types of inks having different color temperatures with respect to the particle diameter of titanium oxide, and white ink C has a content of titanium oxide in white ink A. A different white ink is shown, and a white ink D is a white ink having a titanium oxide content different from that of the white ink B. In this embodiment, by preparing a plurality of types of white ink with respect to the particle size and content of titanium oxide, printing at a plurality of color temperatures or a combination of these can be easily performed. The content of titanium oxide in the white ink is preferably 10% or less and may be 1% or less. By reducing the content of titanium oxide, it becomes easy to change the brightness of the fine gradation on the light emitting surface of the light guide plate and to control the transmitted light.
また、図4において、導光体種類は、印刷する導光板の種類、例えばアクリル板かあるいは、ウレタン板、シリコン板等かの導光体の種類を示し、印刷パターンは、必要とされる輝度分布、配光分布が複数用意されたグラデーション作画印刷パターンを示している。導光板作成に際し、製造者は、複数用意された導光板用の導光体印刷パターンの中から所望のものを選択することができる。
導光板の印刷において、酸化チタンを用いたインクを使用する場合には、インク中の酸化チタンの粒子径の分布により、色温度の違う白インクを用意し、粒子径の分布のばらつきを変更すると、反射光に差が出て色温度に差が出る。これはインク中の酸化チタンの粒子径が異なるために印刷後、散乱する光の強度が光りの波長により異なり、結果印刷された導光板の散乱光の色温度が異なるようになる。
In FIG. 4, the light guide type indicates the type of light guide plate to be printed, for example, the type of light guide such as an acrylic plate, a urethane plate, or a silicon plate, and the print pattern has a required luminance. A gradation drawing printing pattern in which a plurality of distributions and light distributions are prepared is shown. In creating the light guide plate, the manufacturer can select a desired one from a plurality of light guide printed patterns for the light guide plate.
When using ink with titanium oxide in the light guide plate printing, prepare white ink with different color temperature depending on the particle size distribution of titanium oxide in the ink, and change the dispersion of the particle size distribution. Difference in reflected light and color temperature. This is because the particle diameter of titanium oxide in the ink is different, so that the intensity of light scattered after printing differs depending on the wavelength of light, and as a result, the color temperature of the scattered light of the printed light guide plate is different.
[白インクと色温度について]
白インクは酸化チタンをインクの顔料としている。酸化チタンの粒子は粒子径の2倍の波長の光をもっとも強く反射する性質があり、白インクとしての理想は酸化チタンの粒子径の分布が、図7に示すように、200nm−400nmで均一に存在することである。その場合、粒子径200nm−400nmの2倍の波長の光400nm−800nm(可視光)を均一に反射する白色になる。
[About white ink and color temperature]
White ink uses titanium oxide as an ink pigment. Titanium oxide particles have the property of reflecting light with a wavelength twice as large as the particle diameter. The ideal white ink has a uniform titanium oxide particle size distribution of 200 nm to 400 nm as shown in FIG. Is to exist. In that case, it becomes white which uniformly reflects light 400 nm-800 nm (visible light) having a wavelength twice as large as the
しかし実際の白インクでは、粒子径の分布が、200nm−400nmで均一に存在することは稀であり、
(1)粒子径200nmに多く存在する場合(図8参照)、400nmの光(短波長)を強く反射する白インク、色温度が高く青みがかった白インクになる。
(2)粒子径400nmに多く存在する場合(図9参照)、800nmの光(長波長)を強く反射する白インク、色温度が低く赤くまたは、黄、緑色かかった白インクになる。
However, in the actual white ink, the particle size distribution rarely exists uniformly at 200 nm-400 nm,
(1) When there are many particles having a particle diameter of 200 nm (see FIG. 8), white ink that strongly reflects 400 nm light (short wavelength), and white ink that has a high color temperature and is bluish.
(2) When there are many particles having a particle diameter of 400 nm (see FIG. 9), white ink that strongly reflects light (long wavelength) at 800 nm, white ink with a low color temperature, red, yellow, or green is obtained.
色温度の調整においては、これらの色温度の異なる(酸化チタンの分布が異なる)白インクの組み合わせによって、所望の色温度=所望の酸化チタン分布=所望の光の波長域、の導光板を作成する。しかしながら、酸化チタンの粒子径のみでの色温度の調整が難しい場合は、その他の粒子、銅フタロシアニンなどを加えることにより所望の光の波長域を得ることもある。 In adjusting the color temperature, a light guide plate having a desired color temperature = desired titanium oxide distribution = desired wavelength range of light is created by combining the white inks having different color temperatures (different titanium oxide distributions). To do. However, when it is difficult to adjust the color temperature only with the particle diameter of titanium oxide, a desired light wavelength region may be obtained by adding other particles, copper phthalocyanine, or the like.
図7−図9はインク中の酸化チタンの粒子径の分布イメージ図であり、横軸は粒径を示し、縦軸は分布の度合いを示している。図7は、理想的な白インク中の酸化チタンの粒子の分布を示し、図8−図9は、実際の白インク中の酸化チタンの粒子の分布を示している。 7 to 9 are distribution image diagrams of the particle diameter of titanium oxide in the ink. The horizontal axis indicates the particle diameter, and the vertical axis indicates the degree of distribution. FIG. 7 shows the distribution of titanium oxide particles in an ideal white ink, and FIGS. 8 to 9 show the distribution of titanium oxide particles in an actual white ink.
本実施形態で使用されるインクには、銅フタロシアニンが微量に添加されている。この添加の量は、実験的に適量を選択することでインクの色温度のコントロールが容易となる実験結果を得ている。導光板6への印字に際し、操作者は、コンピュータ24のディスプレイに表示されるインク選択ボタンをマウスなどによりヒットすることで、白インクA,B,C,Dの選択を行うことができる。またAとB、AとCなどのインクを複数個指定する事もでき、作成された印字データとの対応関係で、どの印字部分で何のインクを使用するかの指定もできるようにしてある。
A small amount of copper phthalocyanine is added to the ink used in this embodiment. The amount of this addition has been experimentally selected so that the color temperature of the ink can be easily controlled by selecting an appropriate amount experimentally. When printing on the light guide plate 6, the operator can select the white inks A, B, C, and D by hitting an ink selection button displayed on the display of the
2 面発光用装置
4 基台
6 光源部
8 導光板
8a 下部端面
8b 表面
8c 表面
10 収納体
12 発光体
14 溝
16 反射印刷
18 反射部材
20 インクドット
22 インクジェットプリンタ
24 コンピュータ
26 横レール
28 テーブル
30 記録ヘッド
32 記録ヘッド
34 記録ヘッド
36 記録ヘッド
38 キャリッジ
40 インクタンク
42 インクタンク
44 インクタンク
46 インクタンク
48 データテーブル
2 Surface light emitting
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