(57)【要約】【課題】光散乱ドットのパターンムラが生じにくい、光散乱ドットの配置パターンの設計方法を主に提供する。【解決手段】  一実施形態に係る配置パターン設計方法は、導光板２４における複数の光散乱ドット２４の配置パターンの設計方法であって、導光板基材３０のドット形成面３０ａを仮想的に複数の仮想領域３４に分割すると共に、仮想領域毎に被覆率を設定する工程Ｓ１１と、仮想領域毎に、複数の仮想セルであって光散乱ドットを形成する目標とするための複数の仮想セル３６を設定する工程Ｓ１２と、仮想領域毎に被覆率を満たすように、仮想セルに、仮想光散乱ドットを配置して仮想光散乱ドットの初期配置パターンを作成する工程Ｓ１３と、初期配置パターンに誤差拡散法を適用することによって、初期配置パターンを構成する仮想光散乱ドットの大きさを、複数の大きさレベルに離散化させて、光散乱ドット形成用の配置パターンを作成する工程Ｓ１４と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を伝搬する導光板基材の一方の面であるドット形成面に、前記光を散乱するための複数の光散乱ドットが設けられた導光板における前記複数の光散乱ドットの配置パターンの作成方法であって、
前記ドット形成面を仮想的に複数の仮想領域に分割すると共に、前記仮想領域毎に被覆率を設定する被覆率設定工程と、
前記仮想領域毎に、複数の仮想セルであって前記光散乱ドットを形成する目標とするための前記複数の仮想セルを設定する仮想セル設定工程と、
前記仮想領域毎に前記被覆率を満たすように、前記複数の仮想セルに、仮想光散乱ドットを規則的に配置して仮想光散乱ドットの初期配置パターンを作成する初期配置パターン作成工程と、
前記初期配置パターンに誤差拡散法を適用することによって、前記初期配置パターンを構成する前記仮想光散乱ドットの大きさを、複数の大きさレベルに離散化させて、光散乱ドット形成用の配置パターンを作成するドット形成用配置パターン作成工程と、
を備える、
配置パターンの設計方法。
【請求項２】
前記導光板基材の厚みが１ｍｍ以下である請求項１に記載の配置パターンの設計方法。
【請求項３】
前記光散乱ドットの直径が９０μｍ以下である請求項１又は２に記載の配置パターンの設計方法。
【請求項４】
前記仮想領域の大きさが０．２ｍｍ〜２ｍｍである請求項１〜３のいずれか1項に記載の配置パターンの設計方法。
【請求項５】
前記仮想セルの配置間隔が４０μｍ〜２６０μｍである請求項１〜４のいずれか１項に記載の配置パターンの設計方法。
【請求項６】
前記複数の大きさレベルの数が３以上である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の配置パターンの設計方法。
【請求項７】
印刷を行うための印刷部位が複数配列されているユニットを備えた印刷装置を用いて、導光板基材の少なくとも一方の面であるドット形成面に、複数の光散乱ドットが形成された導光板を製造する方法であって、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の設計方法によって複数の前記光散乱ドットの配置パターンを設計する配置パターン設計工程と、
前記導光板基材に対して前記ユニットを相対移動しながら、前記ユニットの印刷部位により前記導光板基材に前記配置パターンに従って前記光散乱ドットを印刷する光散乱ドット印刷工程と、
を備える導光板の製造方法。
【請求項８】
前記印刷部位が、インクジェットインクを吐出可能なノズルであり、
前記光散乱ドットは、前記ノズルから吐出されるインクジェットインクにより形成される、
請求項７に記載の導光板の製造方法。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の導光板の製造方法によって導光板を製造する工程と、
製造された前記導光板の端面に光を供給する光源を、前記端面に対して配置する工程と、
を備える、
エッジライト型面光源装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項７又は８に記載の導光板の製造方法によって導光板を製造する工程と、
製造された前記導光板の端面に光を供給する光源を、前記端面に対して配置する工程と、
前記導光板における前記ドット形成面と反対側の面に対向して、画像を表示するための透過型画像表示部を配置する工程と、
を備える、
透過型画像表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配置パターン設計方法に関し、さらには導光板の製造方法、面光源装置の製造方法及び透過型画像表示装置の製造方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置等の透過型画像表示装置として、導光板により面状の光を供給する面光源装置（バックライト装置）を有するものが知られている。この面光源装置は、導光板の側面に沿って光源が設けられ、エッジライト方式と呼ばれている。
【０００３】
エッジライト方式の面光源装置では、導光板の側面から入射した光が、導光板の内部で全反射を繰り返しながら伝播すると共に、その一部が、導光板の背面側に設けられた配置パターンの作用により反射及び拡散（散乱）し、臨界角以上の角度成分の光が導光板の出射面から出射することによって、面状の光を供給する。その発光面の輝度を均一にするために、特許文献１に記載の導光板では、光源から離れるに従い配光パターンの密度を粗から密にしたグラデーションを施している。
【０００４】
また、特許文献１には、この種のドット状の配光パターンを液滴吐出（例えば、インクジェット印刷）によって形成する手法も開示されている。例えば、インクジェット印刷手法では、印刷タクトを短縮するために、インクジェットヘッドを複数配列させて印刷することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２４０２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、より一層の画像表示装置の薄型化が求められている。しかしながら、導光板は、板厚が薄くなると、光散乱ドットが出射面側から視認されやすくなる傾向にある。更に、導光板に、規則的に光散乱ドットが形成されている場合には、格子状といった一定のパターンムラが視認されやすい。
【０００７】
そこで、本発明の主な目的は、光散乱ドットのパターンムラが生じにくい、光散乱ドットの配置パターンの設計方法、導光板の製造方法、面光源装置の製造方法及び透過型画像表示装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面に係る配置パターンの設計方法は、光を伝搬する導光板基材の一方の面であるドット形成面に、前記光を散乱するための複数の光散乱ドットが設けられた導光板における前記複数の光散乱ドットの配置パターンの設計方法である。この方法は、ドット形成面を仮想的に複数の仮想領域に分割すると共に、仮想領域毎に被覆率を設定する被覆率設定工程と、仮想領域毎に、複数の仮想セルであって光散乱ドットを形成する目標とするための複数の仮想セルを設定する仮想セル設定工程と、仮想領域毎に被覆率を満たすように、複数の仮想セルに、仮想光散乱ドットを規則的に配置して仮想光散乱ドットの初期配置パターンを作成する初期配置パターン作成工程と、初期配置パターンに誤差拡散法を適用することによって、初期配置パターンを構成する仮想光散乱ドットの大きさを、複数の大きさレベルに離散化させて、光散乱ドット形成用の配置パターンを作成するドット形成用配置パターン作成工程と、を備える。
【０００９】
この方法では、初期配置パターンにおける仮想光散乱ドットの配置の規則性が、誤差拡散法によって、乱された配置パターンに変換される。その結果、得られたドット形成用の配置パターンでは、パターンムラが視認されにくい。
【００１０】
上記導光板基材の厚みが１ｍｍ以下であってもよい。上記光散乱ドットの直径が９０μｍ以下であってもよい。上記仮想領域の大きさが０．２ｍｍ〜２ｍｍであってもよい。上記仮想セルの配置間隔が４０μｍ〜２６０μｍであってもよい。
【００１１】
上記記複数の大きさレベルの数が３以上であってもよい。この場合、３種類以上の大きさの異なる光散乱ドットが、規則性が乱された状態で配置されるので、パターンムラが更に視認されにくい。
【００１２】
本発明の他の側面は、印刷を行うための印刷部位が複数配列されているユニットを備えた印刷装置を用いて、導光板基材の少なくとも一方の面であるドット形成面に、複数の光散乱ドットが形成された導光板を製造する方法に係る。この方法では、上述した本発明の一側面に係る配置パターンの設計方法によって複数の光散乱ドットの配置パターンを設計する配置パターン設計工程と、導光板基材に対してユニットを相対移動しながら、ユニットの印刷部位により導光板基材に配置パターンに従って光散乱ドットを印刷する光散乱ドット印刷工程と、を備える。
【００１３】
この方法では、上述した本発明の一側面に係る配置パターンの設計方法によって設計された複数の光散乱ドットの配置パターンに基づいて、複数の光散乱ドットが、インクジェット印刷法を利用してドット形成面上に形成される。その結果、製造された導光板において、複数の光散乱ドットのパターンムラが視認されにくい。
【００１４】
上記印刷部位が、インクジェットインクを吐出可能なノズルであってもよい。この場合、光散乱ドットは、ノズルから吐出されるインクジェットインクにより形成されてもよい。
【００１５】
本発明の更に他の側面は、本発明の上記他の側面に係る導光板の製造方法によって導光板を製造する工程と、製造された導光板の端面に光を供給する光源を、端面に対して配置する工程と、を備える、エッジライト型面光源装置の製造方法にも係る。
【００１６】
この製造方法では、複数の光散乱ドットのパターンムラが視認されにくい導光板を組み込んだ面光源装置を製造し得る。
【００１７】
本発明の更に他の側面は、本発明の上記他の側面に係る導光板の製造方法によって導光板を製造する工程と、製造された導光板の端面に光を供給する光源を、その端面に対して配置する工程と、導光板におけるドット形成面と反対側の面に対向して、画像を表示するための透過型画像表示部を配置する工程と、を備える、透過型画像表示装置の製造方法にも係る。
【００１８】
この製造方法では、複数の光散乱ドットのパターンムラが視認されにくい導光板を組み込んだ透過型画像表示装置を製造し得る。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、光散乱ドットのパターンムラが生じにくい、光散乱ドットの配置パターンの設計方法、導光板の製造方法、面光源装置の製造方法及び透過型画像表示装置の製造方法を提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】透過型画像表示装置の一実施形態の概略構成を示す模式図である。
【図２】導光板をドット形成面側からみた場合の平面図である。
【図３】導光板の製造方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【図４】被覆率設定工程を説明するための図面である。
【図５】仮想セル設定工程を説明するための図面である。
【図６】初期配置パターン作成工程を説明するための図面である。
【図７】図６の左上の仮想セル内の仮想光散乱ドットの大きさを離散化する場合の誤差拡散法の適用例を示す図面である。
【図８】図７において整数丸めを行った仮想セルの右隣の仮想セルについて整数丸めを実施した場合の誤差拡散法の適用例を示す図面である。
【図９】図８において整数丸めを行った仮想セルの更に右隣の仮想セルについて整数丸めを実施した場合の誤差拡散法の適用例を示す図面である。
【図１０】設計された、光散乱ドット作成用の配置パターンの一例を示す図面である。
【図１１】光散乱ドットの印刷に用いられる印刷装置を含む導光板の製造装置を示す模式図である。
【図１２】インクジェットヘッドをインクの吐出側からみた図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。同一の要素には同一符号を付する。重複する説明は省略する。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。説明中、「上」、「下」等の方向を示す語は、図面に示された状態に基づいた便宜的な語である。
【００２２】
図１は、透過型画像表示装置の一実施形態の概略構成を示す模式図である。図１では、透過型画像表示装置１０の構成を分解して示している。透過型画像表示装置１０は、携帯電話及びノートパソコンなどの各種電子機器の表示装置或いはテレビ装置として好適に利用することができる。
【００２３】
図１に示す透過型画像表示装置１０は、透過型画像表示部１２と、透過型画像表示部１２に供給するための面状の光を出力する面光源装置１４とを主に備える。透過型画像表示部１２と面光源装置１４との間には、光学部材１６を配置してもよい。光学部材の例は、反射型偏光分離シート、光拡散シート、マイクロレンズシート、及びレンチキュラーレンズシート及びプリズムシートなどの光学シートが含まれ、本発明の趣旨を逸脱しなければ、単独又は組み合わせて配置され得る。
【００２４】
以下、説明の便宜のため、図１に示すように、面光源装置１４に対して、透過型画像表示部１２及び光学部材１６が配列されている方向をＺ軸方向と称する。また、Ｚ軸方向に直交する２つの方向をＸ軸方向及びＹ軸方向と称する。Ｘ軸方向及びＹ軸方向は互いに直交する。
【００２５】
透過型画像表示部１２は、面光源装置１４から出射される面状の光で照明されることによって画像を表示する。透過型画像表示部１２の例は、液晶セル１８の両面に偏光板２０，２２が配置された偏光板貼合体としての液晶表示パネルである。この場合、透過型画像表示装置１０は、液晶表示装置（又は液晶テレビ）である。液晶セル１８及び偏光板２０，２２は、従来の液晶表示装置等の透過型画像表示装置で用いられているものを用いることができる。液晶セル１８の例は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）型の液晶セルが挙げられる。また、液晶セル１８の例としてＳＴＮ（Super Twisted Nematic）型、ＴＮ（Twisted Nematic）型、ＩＰＳ（In Plane Switching）型、ＶＡ（Vertical Alignment）型の液晶セルなども挙げられる。
【００２６】
図１の面光源装置１４は、透過型画像表示部１２に光を供給するエッジライト型のものである。面光源装置１４は、導光板２４と、導光板２４の側方に配置された光源部２６とを備える。
【００２７】
光源部２６は、ライン状に配列（図１では、Ｙ軸方向に配列）された複数の点状光源２６ａを有する。点状光源２６ａの例は、発光ダイオードである。光源部２６は、導光板２４に光を効率的に入射するために、光源部２６の上下や、場合によっては導光板２４側とは反対側に、光源部２６からの光を反射させて導光板２４へ導くための反射部としてのリフレクターを備えてもよい。ここでは、複数の点状光源２６ａを有する光源部２６を例示したが、光源部２６は、冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）などの線状光源であってもよい。
【００２８】
面光源装置１４は、導光板２４に対して透過型画像表示部１２と反対側に位置する反射板２８を備えていてもよい。反射板２８は、導光板２４から反射板２８側に出射した光を導光板２４に再度入射させるためのものである。反射板２８は、図１に示すようにシート状であってもよい。反射板２８は、導光板２４を収容する面光源装置１４の筐体底面であってもよい。反射板２８の反射面は鏡面反射面であっても、散乱反射面であってもよい。
【００２９】
導光板２４は、光源部２６から出射された光を、面状の光に変換して、透過型画像表示部１２に出射するために用いられる。導光板２４の平面視形状の例は略長方形及び略正方形を含む。導光板２４は、導光板基材３０と、導光板基材３０に設けられた複数の光散乱ドット３２と、を有する。図１では、光散乱ドット３２を模式的に示しており、その大きさ及び個数は、他の図と必ずしも一致していない。導光板２４は、光源部２６から入射され全反射によって導光板基材３０内を伝搬する光を、光散乱ドット３２で散乱（例えば、反射）させることによって、光源部２６からの光を面状の光に変換して出射する。
【００３０】
導光板基材３０は、複数の光散乱ドット３２が形成されるドット形成面３０ａと、導光板２４において光を出射する面として機能する出射面３０ｂと、ドット形成面３０ａ及び出射面３０ｂに交差する４つの端面３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆ（図２参照）を有する。
【００３１】
ドット形成面３０ａは、略平坦であり得る。ドット形成面３０ａは、撥液処理が施された面であってもよい。出射面３０ｂはドット形成面３０ａと反対側の面である。出射面３０ｂは、透過型画像表示装置１０において、透過型画像表示部１２（又は光学部材１６）と対向する。出射面３０ｂは、本実施形態のように平坦面であってもよいが、凹凸形状を有していてもよい。図２に示すように、端面３０ｃ及び端面３０ｄは、Ｘ軸方向において互いに対向している。端面３０ｃは、光源部２６と対向する。この場合、端面３０ｃは、光源部２６からの光が入射される入射面である。端面３０ｅ及び端面３０ｆは、Ｙ軸方向において互いに対向している。
【００３２】
導光板基材３０は、主に透光性材料から形成されている。透光性材料としては、ポリ（メタ）アクリル酸アルキル樹脂シート、ポリスチレンシート又はポリカーボネート系樹脂シートであることが好ましく、これらのなかでも、ポリメチルメタクリレート樹脂シート（ＰＭＭＡ樹脂シート）が好ましい。導光板基材３０は拡散粒子を含んでいてもよい。導光板基材３０が透光性樹脂から構成されている場合、導光板基材３０は、透光性樹脂シートである。導光板基材３０の厚みは通常０．１ｍｍ〜４ｍｍであり、一実施形態に係る設計方法は導光板基材３０の厚みが１ｍｍ以下である、いわゆる薄型導光板のドット形成用配置パターンの設計に好適である。
【００３３】
図２は、導光板をドット形成面側からみた場合の平面図である。
【００３４】
ドット形成面３０ａに設けられる光散乱ドット３２の平面視形状の例は、略円形である。複数の光散乱ドット３２は、図２に示すように、ドット形成面３０ａ上に互いに離間して配置される。光散乱ドット３２の直径は、概ね１０μｍ以上であり、通常は９０μｍ以下、好ましくは８０μｍ以下、更に好ましくは６０μｍ以下である。光散乱ドット３２同士は連結しないことが好ましい。光散乱ドット３２は、光散乱性のインクが用いられ、例えば、紫外線硬化インク、水性インク又は溶剤インクなどが用いられる。光散乱ドット３２は、インクジェット法及びスクリーン法などにより形成される。また、レーザ光線を照射することにより光散乱ドット３２を形成してもよい。
【００３５】
複数の光散乱ドット３２は、均一な面状の光が出射面３０ｂから出射されるように、所定の配置パターンで形成されている。通常、光散乱ドット３２の大きさは、光源部２６（点状光源２６ａ）に近い端面３０ｃ側では小さく、光源部２６から離れるに従って大きくなる。複数の光散乱ドット３２は、後述する配置パターンの設計方法で設計された配置パターンで配置される。図２に示した光散乱ドット３２の配置パターンは、一例であり、光散乱ドットの３２の配置パターンは、図２に示したパターンに限定されない。
【００３６】
次に、光散乱ドットの配置パターンの設計方法を含む導光板の製造方法について説明する。図３は、導光板の製造方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【００３７】
導光板２４を製造する場合、まず、図３に示したように、ドット形成面３０ａに設ける複数の光散乱ドット３２の配置パターンを設計する（配置パターン設計工程Ｓ１０）。配置パターン設計工程Ｓ１０は、被覆率設定工程Ｓ１１、仮想セル設定工程Ｓ１２、初期配置パターン作成工程Ｓ１３及びドット形成用配置パターン作成工程Ｓ１４を有する。各工程について説明する。
【００３８】
＜被覆率設定工程＞
図４は、被覆率設定工程を説明するための図面であり、ドット形成面３０ａの平面図である。説明の便宜のため、ドット形成面３０ａを模式的に示しており、ドット形成面３０ａの形状及び寸法比率は、必ずしも説明及び他の図のものと一致していない。これは他の図においても同様である。
【００３９】
図４に示したように、被覆率設定工程Ｓ１１では、ドット形成面３０ａを、複数の仮想的な領域（以下、仮想領域と称す）３４に分割すると共に、各仮想領域３４に被覆率を設定する。図４では、ドット形成面３０ａを、５×５＝２５個の仮想領域３４に分割している。複数の仮想領域３４は、２次元的に配列されており、図中の横方向及び縦方向それぞれにおいて等間隔に配置される。各仮想領域３４の大きさは同じである。
【００４０】
仮想領域の大きさ、例えば１辺の長さは通常、0.2〜2mm程度、好ましくは0.5〜1.5mm程度、薄型導光板においては好ましくは0.5〜1.0mmであり、仮想領域３４の１辺は、後述の仮想セルの大きさが決まっている場合には、その整数倍に設定する。仮想領域３４の形状の一例は、長方形及び正方形といった四角形である。被覆率は、仮想領域３４の面積に対する仮想領域３４内の光散乱ドットが占める面積の割合である。図４では、画面内でドット面積が最大である、右下の仮想領域３４の被覆率を基準（図４では１）として規格化した被覆率を示している。
【００４１】
被覆率は、面光源装置の面内輝度分布が所定の輝度・均斉度の仕様を満たすように、光学シミュレーションや実際に試作を実施することにより、適宜設計される。
【００４２】
＜仮想セル設定工程＞
図５は、仮想セル設定工程を説明するための図面である。仮想セル設定工程Ｓ１２では、各仮想領域３４を更に複数の仮想的なセル（以下、仮想セルと称す）３６に分割する。図５では、一つの仮想領域３４を６×６＝３６個の仮想セル３６に分割している。複数の仮想セル３６の大きさ及び形状は同じである。換言すれば、第１の方向（図中の横方向）に平行で等間隔に配置された第１の仮想線Ｌ１と、第１の方向に直交する第２の方向（図中の縦方向）に平行で等間隔に配置された第２の仮想線Ｌ２とで構成される格子構造において、隣接する第１の仮想線Ｌ１，Ｌ１と、隣接する第２の仮想線Ｌ２，Ｌ２とで囲まれる領域が仮想セル３６である。複数の仮想セル３６の集合が仮想領域３４である。図５に示すように、仮想セル３６は、第１の方向において等間隔に配置され、第２の方向においても、等間隔で配置されている。
【００４３】
仮想セル３６の配置間隔（１辺の大きさ）は通常、４０μｍ〜２６０μmであり、薄型導光板においては１７０μm以下が好ましく、１００μm以下がさらに好ましい。
【００４４】
図５において、各仮想セル３６内の数値は、各仮想セル３６における被覆率を示している。一つの仮想領域３４内の仮想セル３６の被覆率は同じである。
【００４５】
＜初期配置パターン作成工程＞
図６は、初期配置パターン作成工程を説明するための図面である。初期配置パターン作成工程Ｓ１３では、各仮想セル３６に、仮想的な光散乱ドット（以下、仮想光散乱ドットと称す）を配置して初期配置パターンを作成する。この際、各仮想セル３６に配置する仮想光散乱ドットの大きさは、対応する仮想セル３６の被覆率に応じたものであり、任意（大きさ０も含む）である。図６中において、０より大きい数字が記載されている仮想セル３６には有限の大きさを有する仮想光散乱ドットが配置されている。すなわち、図６では、全ての仮想セル３６に仮想光散乱ドットが配置されている。
【００４６】
仮想光散乱ドットは、複数の仮想セル３６それぞれに対して同じ位置、例えば、仮想セル３６の中心に配置される。前述したように、仮想セル３６は、第１の方向に等間隔で配置されると共に、第２の方向に等間隔で配置されている。従って、初期配置パターンでは、仮想光散乱ドットは、一定の間隔（ピッチ）で規則的に配置されている。
【００４７】
仮想セル３６内の各数字は、仮想光散乱ドットの大きさの最大値を「４」、すなわち、最大被覆率の仮想セル３６に配置される仮想光散乱ドットの大きさを「４」とした場合の相対的な仮想光散乱ドットの大きさを示す。ここで、仮想光散乱ドットの大きさの最大値を「４」と仮定したのは、後述するように、形成すべき光散乱ドット３２の大きさを、”０”，”１”，”２”，”３”，”４”と５段階に離散化するためである。
【００４８】
＜ドット形成用配置パターン作成工程＞
次に、初期配置パターンに誤差拡散法を適用して、仮想光散乱ドットの大きさを離散化する。離散化とは、仮想光散乱ドットの”大きさ”をデジタル的に整数で表すことを意味する。光散乱ドット３２をインクジェット印刷法で形成する場合、光散乱ドット３２の大きさは、滴下するインクの回数で表し得る。一例として、光散乱ドット３２の大きさを設計段階で”０”，”１”，”２”，”３”，”４”のように整数で離散的に表した場合、同じ位置へのインクの滴下回数が０回、１回，２回，３回，４回であることを意味する。設計段階での光散乱ドット３２の大きさを示す数値とインクの滴下回数とは、大きさと滴下回数との対応関係が維持されていれば、同じ数字でなくてもよい。
【００４９】
誤差拡散法は、ディザリング法の一つである。誤差拡散法では、離散化する際に生じた誤差を、所定の重みに従って周囲の仮想セル３６に拡散させている。
【００５０】
以下、本実施形態の例を利用して、図７〜図９を参照しながら誤差拡散法に基づいた仮想光散乱ドットの大きさの離散化の方法について説明する。
【００５１】
図７は、図６の左上の仮想セル３６内の仮想光散乱ドットの大きさを離散化する場合の誤差拡散法の適用例を示す図面である。図７（ａ）は、図６においてハッチングで示した領域Ａの部分の抜粋した図面である。まず、図７（ａ）において、太枠で示された仮想セル３６内の数値の”整数丸め”を実施する。整数丸めは、通常は、四捨五入により行なわれる。
【００５２】
図７（ｂ）は、左上の仮想セル３６内の仮想光散乱ドットの大きさを示す数値である０．３６を四捨五入することによって、整数丸めを実施した結果を示す。整数丸めを実施するための仮想セル３６内の数値は、０．３６であるので、四捨五入した結果は０である。
【００５３】
図７（ｃ）は、整数丸めを実施した際に発生した誤差を周囲に分配するための重みを示す図面である。図７（ｃ）中に示した重みは、フロイド−スタインベルグ（Floyd-Steinberg）誤差マトリクスに基づいた重みである。図７（ｃ）中のマークとして”＊”が付された太枠のセルＳ０が整数丸めを実施した仮想セル３６に対応する。Floyd-Steinberg誤差マトリクスでは、整数丸めを実施した仮想セル３６の右、左下、下、右下それぞれの仮想セル３６の仮想光散乱ドットの大きさに、整数丸めにより発生した誤差を、図７（ｃ）に示したマトリクスの対応するセルＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４に記載の重みに従って分配する。
【００５４】
図７（ｄ）は、誤差に重みをかけた結果としての分配値を示した図面である。前述したように、分配されるべき誤差は、０．３６であるので、例えば、図７（ｄ）の太枠セルの右に位置するセルＳ１には、０．３６×７／１６＝０．１５８が分配される。図７（ｄ）では、図７（ｃ）における”＊”が付されたセルの左下、下、右下それぞれのセルＳ２〜Ｓ４についても同様に計算されて得られた分配値が記載されている。
【００５５】
図７（ｅ）は、誤差の分配後の結果を示す図面である。具体的には、図７（ｂ）において整数丸めを実施した仮想セル３６の周囲の仮想セル３６内の値に、図７（ｄ）における対応セルの値を加える演算を実施した結果である。ハッチングで示した仮想セル３６は、誤差が分配された仮想セル３６である。
【００５６】
図８は、図７において整数丸めを行った仮想セルの右隣の仮想セルについて整数丸めを実施した場合の誤差拡散法の適用例を示す図面である。
【００５７】
すなわち、図８（ａ）に示す太枠で示された仮想セル３６内の整数丸めを実施する。図８（ａ）の太枠内に数値は、０．５１８であるので、四捨五入して整数丸めを実施すると、図８（ｂ）のように１である。
【００５８】
次に、図７（ｃ）の場合と同様に、図８（ｃ）に示すFloyd-Steinberg誤差拡散マトリクスに応じて、整数丸めの実施によって発生した誤差を周囲の仮想セル３６に分配する。
【００５９】
図８（ｄ）は、図７（ｄ）の場合と同様に、分配すべき誤差に、図８（ｃ）に示した重みをかけた結果としての分配値を示した図面である。具体的には、分配されるべき誤差は、０．５１８−１＝−０．４８２であるので、例えば、図８（ｄ）の”＊”の右に位置するセルＳ１には、−０．４８２×７／１６＝−０．２１１が分配される。図８（ｄ）では、図８（ｃ）における”＊”の左下、下、右下のセルＳ２〜Ｓ４についても同様に計算されて得られた分配値が記載されている。
【００６０】
図８（ｅ）は、誤差の分配後の結果を示す図面である。具体的には、図８（ｂ）において整数丸めを実施した仮想セル３６の周囲の仮想セル３６内の値に、図８（ｄ）における対応するセルの値を加える演算を実施した結果である。ハッチングで示した仮想セル３６は、誤差が分配された仮想セル３６である。
【００６１】
図９は、図８において整数丸めを行った仮想セルの更に右隣の仮想セルについて整数丸めを実施した場合の誤差拡散法の適用例を示す図面である。
【００６２】
すなわち、図９（ａ）に示す太枠で示された仮想セル３６内の整数丸めを実施する。図９（ａ）の太枠内に数値は、０．１４９であるので、四捨五入して整数丸めを実施すると、図９（ｂ）のように０である。
【００６３】
次に、図７（ｃ）及び図８（ｃ）の場合と同様に、図９（ｃ）に示すFloyd-Steinberg誤差拡散マトリクスに応じて、整数丸めの実施によって発生した誤差を周囲の仮想セル３６に分配する。
【００６４】
図９（ｄ）は、図９（ｄ）の場合と同様に、分配すべき誤差に、図９（ｃ）に示した重みをかけた結果としての分配値を示した図面である。具体的には、分配されるべき誤差は、０．１４９−０＝０．１４９であるので、例えば、図９（ｄ）の”＊”の右に位置するセルＳ１には、０．１４９×７／１６＝０．０６５が分配される。図９（ｄ）では、図９（ｃ）における”＊”の左下、下、右下のセルＳ２〜Ｓ４についても同様に計算されて得られた分配値が記載されている。
【００６５】
図９（ｅ）は、誤差の分配後の結果を示す図面である。具体的には、図９（ｂ）において丸めを実施した仮想セル３６の周囲の仮想セル３６内の値に、図９（ｄ）における対応するセルの値を加える演算を実施した結果である。ハッチングで示した仮想セル３６は、誤差が分配された仮想セル３６である。
【００６６】
以後、同様に、仮想セル３６内の数値に対して順に整数丸め及びそれに伴って発生した誤差の周囲への拡散を実施して、仮想光散乱ドットの大きさを離散化する。その結果、図１０に示したような、光散乱ドット作成用の配置パターンが作成される。図２に示した複数の光散乱ドット３２の配置パターン（大きさの異なる光散乱ドット３２の配置）は、図１０に基づいたものである。
【００６７】
これらの操作により、ある仮想セル３６の値が丸めによって切り下げられたら、次の仮想セル３６にその誤差が反映されて切り上げられることになり、全体として丸め誤差がゼロに近づくことになる。また、誤差を、図１及ぶ図２に示したX方向とY方向の両方に分配することができるので、この結果、二次元的にほぼランダムでパターンムラの無いドット配置パターンを作成することができる。
【００６８】
導光板２４の製造では、次に、設計したドット形成用配置パターンに従って、導光板基材３０のドット形成面３０ａに、光散乱ドット３２を形成することによって、導光板２４を製造する。導光板基材３０は、例えば、押出成形法によって製造され得る。具体的には、導光板基材３０の原料の一例としての熱可塑性樹脂を、押出成形することによって、所定の厚さの板を形成することによって、導光板基材３０が得られる。光散乱ドット３２は、インクジェット法を利用して形成され得る。
【００６９】
（光散乱ドット印刷工程）
図１１を参照して、光散乱ドットの印刷工程について説明する。図１１は、光散乱ドット印刷工程Ｓ２０に用いられる印刷装置を含む導光板２４の製造装置を示す模式図である。
【００７０】
製造装置３８は、導光板基材３０を搬送する搬送部４０と、インクジェットヘッド部４２と、ＵＶランプ４４と、検査装置４６とから構成される。インクジェットヘッド部４２、ＵＶランプ４４及び検査装置４６は、導光板基材３０の搬送方向Ｕにおいて上流側からこの順に配置される。インクジェットヘッド部４２とＵＶランプ４４が、光散乱ドット３２の印刷装置に対応する。
【００７１】
導光板基材３０は、搬送部４０によって、搬送方向Ｕに沿って連続的又は間欠的に搬送される。導光板基材３０は、目的とする導光板２４のサイズに合わせて予め裁断されていてもよいし、目的とする導光板２４のサイズよりも大きなサイズの導光板基材３０上に光散乱ドット３２を形成し、その後、目的のサイズに合うように導光板基材３０を裁断してもよく、このとき大きなサイズの導光板基材から１枚の導光板を得るように裁断してもよいし、複数枚の導光板を得るように裁断してもよい。本実施形態における搬送部４０はテーブルシャトルであるが、搬送部はこれに限られるものではなく、例えばベルトコンベア、コロ、又はエア浮上移送であってもよい。
【００７２】
導光板基材３０のドット形成面３０ａに、支持部４８に支持されたインクジェットヘッド部４２により液滴状のインクジェットインクが、配置パターン設計工程Ｓ１０で設計された配置パターン（ドット形成用配置パターン）でドット状にパターン印刷される。このとき、配置パターンに示した光散乱ドット３２の大きさに応じて、一つの位置に滴下するインクの滴下回数を調整する。すなわち、図１０に示した仮想セル３６内の数値において、”０”,”１”, ”２”,”３”, ”４”は、それぞれ、０滴、１滴、２滴、３滴及び４滴のインクを滴下することを意味する。
【００７３】
インクジェットヘッド部４２は、導光板基材３０のドット形成面３０ａにおける光散乱ドット３２が形成される領域の幅方向（方向Ｕに対して垂直な方向）全体にわたって、導光板基材３０のドット形成面３０ａと対向して配列固定された１列又は２列以上の複数のノズル５０を有している。これら複数のノズル５０のうち所定のノズル５０からインクジェット方式により吐出された液滴状のインクが、導光板基材３０の幅方向全体において同時に一括して印刷される。好ましくは、導光板基材３０を一定の速度で連続的に移動させながら、インクが印刷される。或いは、導光板基材３０を停止した状態でインクを印刷することと、導光板基材３０を次の印刷位置まで移動させてから停止することとを繰り返して、複数列のドットから構成されるパターンでインクを効率的に印刷することもできる。
【００７４】
導光板基材３０の移動速度は、インクが適切に印刷されるように調整される。本実施形態の場合、図１１及び図１２に示すように、インクジェットヘッド部４２は、それぞれ複数のノズル５０を有する複数のインクジェットヘッド（ユニット）４２ａ〜４２ｃから構成される。図１２は、インクジェットヘッドをインクの吐出側からみた図面である。図１２では、インクジェットヘッド４２ａを例示しているが、インクジェットヘッド４２ｂ，４２ｃについても同様である。これら複数のインクジェットヘッド４２ａ〜４２ｃは、例えば、搬送方向Ｕに直交する方向に配列され、搬送方向Ｕにおいて互いの端部が重なるように固定部材５２（図６参照）を介して連結されている。
【００７５】
インクジェットヘッド部４２のノズル５０は、導管５４を介してインク供給ユニット５６と連結されている。インク供給ユニット５６は、例えば、インクが収容されたインクタンクと、インクを送り出すためのポンプとを有している。複数の導管５４が単一のインクタンクに連結されていてもよいし、複数のインクタンクにそれぞれ連結されていてもよい。
【００７６】
光散乱ドット３２を形成するためにインクジェット印刷法に用いられるインクジェットインクは、例えば、顔料と、光重合性成分と、光重合開始剤とを含有する紫外線硬化型のインクである。インクジェットインクには、顔料が必ずしも含まれていなくともよい。
【００７７】
印刷されたインクは、支持部５８に支持されたＵＶランプ４４により、領域６０において光硬化される。これにより、硬化したインクからなる光散乱ドット３２が形成される。すなわち、光散乱ドット３２がドット形成面３０ａに印刷される。
【００７８】
その後、形成された光散乱ドット３２の状態を、支持部６２に支持された検査装置４６によって検査する工程を経て、導光板２４が得られる。本実施形態のように、インクジェットヘッド部４２の下流側に設けられた検査装置４６により導光板２４が連続的に検査される必要は必ずしもなく、別途準備された検査装置によりオフラインで導光板を検査することもできる。あるいは、検査装置による導光板２４の検査が省略されることもあり得る。ここでは、インクは、紫外線硬化型インクとして説明したが、インクは、水系インクや溶剤系インク等であってもよい。この場合にはＵＶランプ４４の替わりに適当な乾燥設備で水や溶剤を乾燥することで光散乱ドットを形成する。
【００７９】
上記方法で製造された導光板２４を利用して面光源装置１４を製造する場合には、図１に示したように、導光板２４の端面３０ｃの側方に光源部２６を配置すればよい。導光板２４及び光源部２６は、それらを収容する筐体に適宜固定すればよい。
【００８０】
更に、上記方法で製造された導光板２４に基づいて、透過型画像表示装置１０を製造する場合には、図１に示したように、導光板２４の端面３０ｃの側方に光源部２６を配置すると共に、導光板２４の出射面３０ｂ側に透過型画像表示部１２を配置すればよい。前述したように、透過型画像表示部１２と、導光板２４との間には、必要に応じて、光学部材１６を配置してもよい。導光板２４、光源部２６及び透過型画像表示部１２は、それらを収容する筐体に適宜固定すればよい。
【００８１】
本実施形態で説明したように誤差拡散法を用いて設計された配置パターンに基づいて、導光板を製造した場合、光散乱ドットの配置が、パターンムラとして視認されにくい。この点について誤差拡散法を用いない場合と比較しながら説明する。
【００８２】
誤差拡散法を適用せずに、例えば、ディザ・マトリクスに従って光散乱ドットを形成するパターン・ディサリング法では、光散乱ドットの配置が周期的なものとなり易いため、格子状といったパターンムラが視認されやすい。特に、ノートパソコンといった情報機器では、近年、薄型化が図られている傾向があるため、導光板や、これと共に画像表示装置に組込まれる光学部材も薄くなってきている。この場合、上記のようなパターンムラがあると、出射面側からも視認され易くなる。これを回避するためには、例えば、経験に基づいて試行錯誤しながら光散乱ドットの好適な配置パターンを探る必要があり、時間を要する。光散乱ドットを形成する際に、隣接する光散乱ドットのピッチを意図的に変更する等の方法も考えられるが、例えば、光散乱ドットをインクジェット印刷法で形成する場合、ノズルのピッチを変更するのは容易ではない。
【００８３】
これに対して、図３に示した配置パターン設計工程Ｓ１０で説明した設計方法では、初期配置パターンに対して誤差拡散法を適用して、仮想光散乱ドットの大きさを離散化している。この離散化により、規則的な仮想光散乱ドットの配置が乱される。その結果、上述したパターンムラが視認されにくい。誤差拡散法を計算機などで実施することで、パターンムラを解消し得る配置パターンが得られるので、経験などに基づいて試行錯誤して最適なパターンを見出すよりも導光板２４の配置パターンの設計に必要な時間を短縮することができる。更に、光散乱ドット３２を、例えば、インクジェット印刷法で印刷する場合でも、印刷目標位置は同じピッチである一方、印刷目標位置へのインクの滴下回数で光散乱ドット３２の配置パターンを実現するため、ノズル位置を調整する必要がない。その結果、インクジェット印刷法を利用したとしても、光散乱ドット３２の形成が容易であり、高い生産性を確保することも可能である。
【００８４】
次に、実験結果について説明する。実験では、２９８ｍｍ×１７３ｍｍのＰＭＭＡ樹脂シートを導光板基材３０として準備し、顔料として炭酸カルシウムを含有する紫外線硬化型インクジェットインクを用いて導光板２４を試作した。
【００８５】
光散乱ドット３２の配置パターンは、図３に示した配置パターン設計工程Ｓ１０に従って設計した。
【００８６】
具体的には、被覆率設定工程Ｓ１１において、ドット形成面３０ａを一辺が０．５０７ｍｍの正方形の複数の仮想領域３６に分割すると共に、出射面３０ｂからの面状の光の輝度が均一になるように被覆率を設定した。仮想セル設定工程Ｓ１２において、各仮想領域３４に、６×６個の仮想セル３６を設定した。複数の仮想セル３６を、図５に示したように、２次元的に且つ規則的に配置した。
【００８７】
初期配置パターン作成工程Ｓ１３では、被覆率に応じて仮想光散乱ドットを全ての仮想セル３６に配置した。その後、ドット形成用配置パターン作成工程Ｓ１４において、初期配置パターンに対して誤差拡散法を適用することによって、ドット形成用配置パターンを作成した。
【００８８】
次に、導光板基材部２４として準備したＰＭＭＡ樹脂シートからマスキングフィルムを剥がした。その剥離した面をドット形成面３０ａとした。ドット形成面３０ａに、作成した配置パターン（ドット形成用配置パターン）に基づいて光散乱ドット３２を形成することによって、導光板２４を得た。光散乱ドット３２は、インクジェット印刷法を用いて形成した。その際、インクジェットヘッドとしては、ノズル間距離が約８４．５μｍのものを使用した。また、インクは、紫外線を照射させることで硬化させた。
【００８９】
試作した導光板２４の端面３０ｃから光を供給して、光散乱ドット２４の配置パターンを肉眼で観察した結果、パターンムラは視認されなかった。
【００９０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００９１】
例えば、誤差拡散法において、誤差拡散させる際の重み付けとして、Floyd-Steinberg誤差マトリクスを用いた。しかしながら、他のマトリクス、例えば、Jaris, Judis and Nink、Stucki、Burks、Stevenson & Arche、Sierra 3 Line、Sierra 2 Line、Sierra Filter Lite等の公知の誤差拡散マトリクスを用いてもよい。更に、初期配置パターンにおいて、仮想光散乱ドットを、設定した仮想セル３６の全てに配置したが、例えば交互に配置して千鳥格子状に仮想光散乱ドットが配置されてもよい。図２及び図１０に示した光散乱ドット３２の配置パターンは、導光板２４の一つの端面からのみ光が入射することが想定されている。しかしながら、導光板２４には、例えば、一つの端面３０ｃからの光の入射に加えて、端面３０ｄからも光が入射されてもよいし、３つ又は４つの端面から光が入射されてもよい。更に、設計工程Ｓ１０において、仮想光散乱ドットの大きさを離散化する場合、大きさのレベルを０，１，２，３，４の５段階としたが、２以上であればよく、３以上であることが好ましい。３以上であれば、仮想領域３４ごとに設定する被覆率をより細かい階調で設定しても、パターンムラがより視認されにくい配置パターンを設計することが容易であり、面光源装置１４の輝度分布の品位を向上することが可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１０…透過型画像表示装置、１２…透過型画像表示部、１４…面光源装置、２４…導光板、２６…光源部、３０…導光板基材、３０ａ…ドット形成面、３０ｂ…出射面、３２…光散乱ドット、３４…仮想領域、３６…仮想セル。
【図１】
2014235831.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014235831.tif 000009
【図８】
2014235831.tif 000010
【図９】
2014235831.tif 000011
【図１０】
2014235831.tif 000012
【図１１】
2014235831.tif 000013
【図１２】
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