(57)【要約】【課題】輝度が高く明るい表示画面を備えた液晶表示装置を得ることができる導光板を提供する。【解決手段】熱可塑性樹脂を成形してなり、光入射面、光反射面及び光出射面を有する導光板において、光出射面に、平均底面積０.８〜３１,０００μｍ2、平均高さ０.５〜１００μｍの凸部又は平均開口部面積０.８〜３１,０００μｍ2、平均深さ０.５〜１００μｍの凹部を有し、光出射面の算術平均粗さＲaが０.１μｍ以下であることを特徴とする導光板。【選択図】図２
2006185860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂を成形してなり、光入射面、光反射面及び光出射面を有する導光板において、光出射面に、平均底面積０.８〜３１,０００μｍ2、平均高さ０.５〜１００μｍの凸部又は平均開口部面積０.８〜３１,０００μｍ2、平均深さ０.５〜１００μｍの凹部を有し、光出射面の算術平均粗さＲaが０.１μｍ以下であることを特徴とする導光板。
【請求項２】
光出射面に有する凸部の形状が、略半球状である請求項１記載の導光板。
【請求項３】
光反射面にプリズム形状を有し、光反射面の算術平均粗さＲaが０.１μｍ以下である請求項１又は請求項２記載の導光板。
【請求項４】
光入射面の算術平均粗さＲaが２.０μｍ以下である請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の導光板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光板に関する。さらに詳しくは、本発明は、輝度が高く明るい表示画面を備えた液晶表示装置を得ることができる導光板に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータ、薄型テレビジョン、カーナビゲーションシステムなどの表示画面に、液晶表示装置が広く用いられている。液晶表示装置は、液晶表示パネルとバックライトとを備えている。液晶表示装置のバックライトとしては、管状光源を導光板のエッジ部に設置するサイドライト型バックライトと、管状光源を光拡散板を介して表示画面の直下に設置する直下型バックライトが一般的に用いられている。サイドライト型バックライトは、透明なメタクリル樹脂などの成形品で作られた導光板のエッジ部の光入射面に、冷陰極管などの光源を配置する方式であり、薄型のバックライトを実現することができる。しかし、サイドライト型バックライトは、直下型バックライトに比べて輝度が低く、輝度むらが生じやすい。冷陰極管などの線状の光源から発せられる光を、均一な面状の光としてバックライトから効率的に出射させるために、導光板の反射面側には反射シートが積層され、出射面側には拡散シートが積層され、その上に２枚のプリズムシートがプリズムの方向が直交するように積層され、さらにその上に拡散シートが積層される場合が多い。
サイドライト型バックライトの輝度を向上し、輝度むらを減少し、プリズムシートと拡散シートの使用枚数を減らし、薄型化とコストダウンを図る検討がなされている。図５は、サイドライト型バックライトの一例の説明図である。この例においては、導光板１３の光入射面１３Ａに管状光源１４と反射板１５を配置し、光出射面１３Ｂに略半球状の凸部を設け、光反射面１３Ｃにプリズム形状を形成することにより、導光板の光出射面側に、プリズムを導光板側になるように設置したプリズムシート１６と、その上に拡散シート１７を積層し、光反射面側に反射シート１８を積層するだけで輝度が向上したバックライトが得られている。
液晶表示装置は、外光の強い場所で用いられる場合があるカーナビゲーションシステムなどのように、輝度むらを多少犠牲にしても強い輝度が求められる用途がある。均斉でかつ高輝度な大画面用の面光源を実現し得る指向性導光板として、入光端面が、その厚み方向に沿う縦筋からなる縞模様にて粗面化されている指向性導光板が提案されている（特許文献１）。しかし、この導光板によっても、液晶表示装置の表示画面の輝度は十分に満足し得る水準までには向上せず、一層明るい表示画面が求められている。
【特許文献１】特開２００２−１６９０３２号公報（第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、輝度が高く明るい表示画面を備えた液晶表示装置を得ることができる導光板を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、導光板の光出射面に多数の微細な凸部又は凹部を設け、光出射面の粗さを小さくすることにより、導光板の輝度が著しく向上することを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）熱可塑性樹脂を成形してなり、光入射面、光反射面及び光出射面を有する導光板において、光出射面に、平均底面積０.８〜３１,０００μｍ2、平均高さ０.５〜１００μｍの凸部又は平均開口部面積０.８〜３１,０００μｍ2、平均深さ０.５〜１００μｍの凹部を有し、光出射面の算術平均粗さＲaが０.１μｍ以下であることを特徴とする導光板、
（２）光出射面に有する凸部の形状が、略半球状である(１)記載の導光板、
（３）光反射面にプリズム形状を有し、光反射面の算術平均粗さＲaが０.１μｍ以下である(１)又は(２)記載の導光板、及び、
（４）光入射面の算術平均粗さＲaが２.０μｍ以下である(１)ないし(３)のいずれか１項に記載の導光板、
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の導光板を備えたバックライトは輝度が高く、表示画面が明るいので、カーナビゲーションシステム、携帯テレビジョンなどの外光の強い場所で見られる可能性のある液晶表示装置に好適に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の導光板は、熱可塑性樹脂を成形してなり、光入射面、光反射面及び光出射面を有する導光板において、光出射面に、平均底面積０.８〜３１,０００μｍ2、平均高さ０.５〜１００μｍの凸部又は平均開口部面積０.８〜３１,０００μｍ2、平均深さ０.５〜１００μｍの凹部を有し、光出射面の算術平均粗さＲaが０.１μｍ以下である導光板である。
図１は、本発明の導光板の一態様の模式的斜視図である。本態様の導光板は、一側面が光入射面１であり、下面が光反射面２であり、上面が光出射面３である。光入射面と対向する側面は、光入射面よりも厚さが小さく、他の二つの側面４は台形となり、導光板はくさび形の形状をなしている。本態様の導光板は、光反射面が単位プリズムが密接して並んだプリズム面５であり、光出射面に多数の略半球状の凸部６を有する。
本発明において、光出射面の凸部の平均底面積又は凹部の平均開口部面積は、０.８〜３１,０００μｍ2であり、より好ましくは１５〜４,０００μｍ2である。凸部の平均底面積又は凹部の開口部面積が０.８μｍ2未満であると、十分に高い輝度が得られないおそれがある。凸部の平均底面積又は凹部の平均開口部面積が３１,０００μｍ2を超えると、表示画面で凸部又は凹部が目立ちすぎて画質が低下するおそれがある。本発明において、光出射面の凸部の平均高さ又は凹部の平均深さは、０.５〜１００μｍであり、より好ましくは３〜８０μｍである。凸部の平均高さ又は凹部の平均深さが０.５μｍ未満であると、十分に高い輝度が得られないおそれがある。凸部の平均高さ又は凹部の平均深さが１００μｍを超えると、表示画面で凸部又は凹部が目立ちすぎて画質が低下するおそれがある。
本発明の導光板においては、光出射面の凸部の底面積の合計又は凹部の開口部面積の合計が、光出射面の全面積の２〜５０％であることが好ましく、４〜３０％であることがより好ましい。凸部の底面積の合計又は凹部の開口部面積の合計が光出射面の全面積の２％未満であっても、５０％を超えても、導光板の輝度が低下するおそれがある。凸部の底面積の合計と凹部の開口部面積の合計が等しい場合、光出射面に凸部を有する導光板の輝度の方が、光出射面に凹部を有する導光板の輝度よりも高いので、光出射面の形状は、凸部を有することがより好ましい。
本発明の導光板においては、輝度を向上することができるので、光出射面に有する凸部の形状が略半球状であることが好ましい。
本発明の導光板においては、光出射面の算術平均粗さＲaが０.１μｍ以下であり、より好ましくは０.０５μｍ以下であり、さらに好ましくは０.０３μｍ以下である。表面の算術平均粗さＲaは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１ ３.に準拠して、対象面に直角な平面で対象面を切断したときにその切り口に現れる断面曲線から、所定の波長より長い成分を位相補償形高域フィルタで除去した粗さ曲線について求めることができ、あるいは、超深度形状測定顕微鏡などを用いて直読することもできる。光出射面の算術平均粗さＲaが０.１μｍを超えると、十分に高い輝度が得られないおそれがある。
【０００７】
本発明において、光出射面に凸部又は凹部を有し、光出射面の算術平均粗さＲaが０.１μｍ以下である導光板の製造方法に特に制限はなく、例えば、所望の形状を転写したスタンパーを金型の光出射面に対応する面に取り付けて、熱可塑性樹脂を射出成形することにより製造することができる。該スタンパーは、表面平滑性の良好なニッケル板を微細加工機により加工して得ることができる。また、略半球状の凸部を有する導光板を製造するためのスタンパーは、算術平均粗さＲaが０.１μｍ以下のガラス基板に、フォトレジストを塗付し、露光し、現像することにより、円柱状のフォトレジストを形成する。ガラス基板上の円柱状のフォトレジストをポストベークすることにより、フォトレジストは流動して略半球状に変形する。流動により形成される略半球状の凸部の表面は極めて滑らかであり、通常は算術平均粗さＲa０.０３μｍ以下である。必要とする略半球状の凸部の底面積と高さから、ガラス基板上に形成する円柱状のフォトレジストの寸法を定めることができる。本発明において、略半球状とは、高さが球の直径の０.３〜０.６倍、より好ましくは０.４〜０.５倍である椀又はそれに近似する形状をいう。フォトレジストの露光条件とポストベーク条件を選択することにより、略半球状の凸部の形状を制御することができる。
表面に略半球状の凸部が形成されたガラス基板に、無電解メッキ、スパッタリングなどによりニッケルなどの被膜を形成して電気伝導性を付与したのち、ニッケルなどの金属を電鋳して略半球状の凹部を有するスタンパーを作製することができる。さらに、電鋳により形成された表面に略半球状の凹部を有するニッケルなどの板を母材とし、該母材の表面をプラズマ処理などにより酸化して剥離膜を形成し、該剥離膜上にさらにニッケルなどの金属を電鋳したのち剥離することにより、略半球状の凸部を有するスタンパーを得ることができる。
本発明において、スタンパーの厚さに特に制限はないが、０.１〜５ｍｍであることが好ましく、０.２〜４ｍｍであることがより好ましく、０.３〜３ｍｍであることがさらに好ましい。スタンパーの厚さが０.１ｍｍ未満であると、形状安定性と寸法安定性が不足するおそれがある。スタンパーの厚さは５ｍｍ以下で射出成形に耐える強度と安定性を有し、厚さが５ｍｍを超えるスタンパーは電鋳に無駄な時間と原材料を費やすことになるおそれがある。
【０００８】
本発明の導光板の製造方法においては、スタンパーの算術平均粗さＲaを０.１μｍ以下の範囲で適宜選択することができる。導光板の光出射面には、スタンパーの表面が略９０％以上の転写率で正確に転写されるので、スタンパーの算術平均粗さＲaを選択することにより、導光板の光出射面の算術平均粗さＲaを制御することができる。一般に、導光板の光出射面の算術平均粗さＲaが小さいほど輝度が高くなるが、一方、導光板の光出射面の算術平均粗さＲaが小さいと輝度むらが現れやすくなる。したがって、導光板の使用目的に応じて算術平均粗さＲaを選択し、輝度と輝度むらのバランスを制御することができる。例えば、算術平均粗さＲa０.０３μｍ以下のガラス基板を用いて、算術平均粗さＲa０.０３μｍ以下のスタンパーを作製することができ、あるいは、このようにして得られたスタンパーをサンドブラストすることにより、算術平均粗さＲa０.０３〜０.１μｍの任意の粗さを有するスタンパーとすることができる。また、例えば、算術平均粗さＲaが０.０３〜０.１μｍの任意の粗さのガラス基板にフォトレジストを塗付、露光、現像、ポストベークすることにより、平坦部の算術平均粗さＲaよりも略半球状の凹部の算術平均粗さＲaが小さいスタンパーを作製することができ、あるいは、算術平均粗さＲaが０.０３μｍ以下のガラス基板にフォトレジストを塗付、露光、現像、ポストベークしたのち、ガラス基板は粗面化せず、フォトレジストのみを粗面化する研磨材を用いてサンドブラストすることにより、平坦部の算術平均粗さＲaよりも略半球状の凹部の算術平均粗さＲaが大きいスタンパーを作製することができる。これらのスタンパーを金型に組み込んで射出成形することにより、スタンパーの表面の形状と算術平均粗さＲaが光出射面に転写された導光板を製造することができる。
【０００９】
本発明の導光板は、光反射面にプリズム形状を有し、光反射面の算術平均粗さＲaが０.１μｍ以下であることが好ましく、０.０５μｍ以下であることがより好ましく、０.０３μｍ以下であることがさらに好ましい。光反射面の算術平均粗さＲaが０.１μｍを超えると、十分に高い輝度が得られないおそれがある。光反射面のプリズム形状に特に制限はなく、例えば、底面の幅１〜１００μｍ、頂角８０〜１６０度の単位プリズムを密接して並べた形状とすることができる。単位プリズムの方向に特に制限はなく、例えば、光入射面と略垂直な方向とすることができ、あるいは、光入射面と平行な方向とすることもできるが、光入射面と略垂直な方向であることが好ましい。
本発明の導光板の寸法に特に制限はないが、短手方向の長さが８０ｍｍ以上であることが好ましく、１３０ｍｍ以上であることがより好ましく、１７０ｍｍ以上であることがさらに好ましい。大型の導光板ほど光路長が長くなり、輝度を向上させることが難しいので、本発明の導光板の輝度向上効果が大きい役割を果たす。
本発明の導光板においては、光入射面の算術平均粗さＲaが２.０μｍ以下であることが好ましく、０.４〜１.５μｍであることがより好ましい。光入射面の算術平均粗さＲaが２.０μｍを超えると、十分に高い輝度が得られないおそれがある。
【００１０】
本発明の導光板に用いる熱可塑性樹脂は、厚さ１ｍｍの試験片を用いて測定した全光線透過率が、７０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましく、９０％以上であることがさらに好ましい。このような熱可塑性樹脂としては、例えば、脂環式構造を有する樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、(メタ)アクリル酸アルキルエステル−芳香族ビニル化合物共重合体、ポリエーテルスルホンなどを挙げることができる。これらの中で、脂環式構造を有する樹脂、メタクリル樹脂及び(メタ)アクリル酸アルキルエステル−芳香族ビニル化合物共重合体を好適に用いることができ、脂環式構造を有する樹脂を特に好適に用いることができる。脂環式構造を有する樹脂は、溶融樹脂の流動性が良好なので、低い射出圧力で金型のキャビティを充填し、キャビティ表面の凹形状又は凸形状を正確に転写することができ、吸湿性が極めて低いので、寸法安定性に優れ、導光板に反りを生ずることがなく、比重が小さいので導光板を軽量化することができる。また、脂環式構造を有する樹脂は、ウエルドラインが発生しにくい。
脂環式構造を有する樹脂としては、主鎖又は側鎖に脂環式構造を有する重合体樹脂を挙げることができる。主鎖に脂環式構造を有する樹脂は、機械的強度と耐熱性が良好なので、特に好適に用いることができる。脂環式構造は、飽和炭化水素構造であることが好ましく、その炭素数は、４〜３０であることが好ましく、５〜２０であることがより好ましく、５〜１５であることがさらに好ましい。脂環式構造を有する樹脂中の脂環式構造を有する繰り返し単位の割合は、５０重量％以上であることが好ましく、７０重量％以上であることがより好ましく、９０重量％以上であることがさらに好ましい。
【００１１】
脂環式構造を有する樹脂としては、例えば、ノルボルネン系単量体の開環重合体若しくは開環共重合体又はそれらの水素添加物、ノルボルネン系単量体の付加重合体若しくは付加共重合体又はそれらの水素添加物、単環の環状オレフィン系単量体の重合体又はその水素添加物、環状共役ジエン系単量体の重合体又はその水素添加物、ビニル脂環式炭化水素系単量体の重合体若しくは共重合体又はそれらの水素添加物、ビニル芳香族炭化水素系単量体の重合体又は共重合体の芳香環の水素添加物などを挙げることができる。これらの中で、ノルボルネン系単量体の重合体の水素添加物及びビニル芳香族炭化水素系単量体の重合体の芳香環の水素添加物は、機械的強度と耐熱性に優れるので、特に好適に用いることができる。
メタクリル樹脂は、透明性に優れ、強靭でひびが入りにくいので好適に用いることができる。メタクリル樹脂としては、ＪＩＳ Ｋ ６７１７−１に規定されるポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）単独重合体、又は、８０％（ｍ／ｍ）以上のＭＭＡと２０％（ｍ／ｍ）以下の他のモノマーの共重合体を挙げることができる。この規格に規定されるメタクリル樹脂の中で、ビカット軟化温度９６〜１０４℃、メルトフローレート８〜１６の指定分類コード１００−１２０のメタクリル樹脂は、適度な流動性と強度を有するので、好適に用いることができる。
(メタ)アクリル酸アルキルエステル−芳香族ビニル化合物共重合体は、低級アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル系単量体と芳香族ビニル系単量体とを共重合することにより得ることができる。低級アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル系単量体としては、炭素数１〜４のアルキル基、好ましくは炭素数１又は２のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルを挙げることができる。芳香族ビニル系単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｏ−クロルスチレン、ｐ−クロルスチレンなどを挙げることができる。(メタ)アクリル酸アルキルエステル系単量体と芳香族ビニル系単量体は、いずれも、１種を単独で用いることができ、あるいは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。これらの中で、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体を好適に用いることができる。
【００１２】
本発明の導光板は、光反射面に反射シートを積層し、光出射面にプリズムシートと拡散シートとを積層して、バックライトを構成することができる。図２は、本発明の導光板を用いたバックライトの一態様の説明図である。本態様のバックライトは、導光板７の光入射面に冷陰極管８が取り付けられ、冷陰極管が反射板９で覆われている。導光板の光反射面に反射シート１０が積層され、光出射面にプリズムシート１１と拡散シート１２がこの順に積層されている。導光板の光反射面がプリズム面であるときは、光反射面の単位プリズムの方向と、プリズムシートの単位プリズムの方向が、平行でないことが好ましい。
本発明の導光板は、一対の側面の形状が略台形若しくは略台形を組み合わせた形状又はすべての側面が略長方形である導光板とすることができる。導光板には、一対の側面の形状が略台形であり、厚さの大きい方の略長方形の側面を光入射面とする導光板と、一対の側面の形状が略台形を組み合わせた形状であり、それぞれの略台形の長辺に垂直な方向に光入射面を形成した導光板と、すべての側面が略長方形であって、相対する一対の側面のそれぞれを光入射面とする導光板がある。面積が広い一方の主面が光反射面となり、他方の主面が光出射面となる。略台形とは、例えば、台形又は台形の辺若しくは角に光源を組み込むための切り込みが入った形状であり、略長方形とは、長方形又は長方形の辺若しくは角に光源を組み込むための切り込みが入った形状である。図３は、略台形を組み合わせた形状の三態様の斜視図である。略台形を組み合わせた形状は、複数の略台形を、略台形の平行な二辺に垂直な方向に平行に配置して、平行な二辺のうちの一辺を、他の略台形の平行な二辺のうちの一辺に重ね合わせた形状である。このとき、隣接する略台形の平行な二辺の重ね合わせ方は、平行な二辺のうちの短辺同士でも、長辺同士でも、短辺と長辺とでもよい。平行な二辺のうちの長辺同士を重ね合わせた形状においては、重ね合わせ面に相当する箇所に光源を組み込むための切り込みを設けることが好ましい。短辺と長辺とを重ね合わせた形状においては、長辺側に接して光源を設けることができる。、
【実施例】
【００１３】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
実施例１
脂環式構造を有する樹脂［日本ゼオン(株)、ゼオノア１０６０Ｒ］を用いて、１５インチ型導光板を射出成形により作製した。導光板の寸法は、縦２３０ｍｍ、横３０６ｍｍであって、横３０６ｍｍ側の光入射面となる側面の厚さ２.０ｍｍ、光入射面と対向する側面の厚さ０.６ｍｍであり、他の２側面の形状は台形である。
算術平均粗さＲaが０.０５μｍで直径５００ｍｍの円形ガラス基板に、レジスト［日本ゼオン(株)、ＺＰＰ１７００ＰＧ−３０］を塗付し、露光したのち現像液［日本ゼオン(株)、ＺＴＭＡ１００−５Ｌ］を用いて現像することにより、直径１５.２μｍ、高さ１５.２μｍの円柱状の凸部を複数形成した。この円柱状のレジストの凸部を有するガラス基板を、１４０℃でポストベークすることにより、凸部を変形させた。凸部は、底面の直径２２.０μｍ、高さ１１.０μｍの略半球状となり、凸部の底面が占める全面積は、導光板の光出射面に相当する領域の面積の１６％となった。
この略半球状の凸部を有するガラス基板の表面を無電解ニッケルメッキし、さらに厚さが０.６ｍｍになるまでニッケルを電鋳し、ガラス基板から剥がして開口部の直径２２.０μｍ、深さ１１.０μｍの略半球状の凹部を有するスタンパーを得た。得られたスタンパーの平坦部の算術平均粗さＲaを超深度形状測定顕微鏡［(株)キーエンス、ＶＫ−９５００］を用いて測定した。平坦部の算術平均粗さＲaは、０.０５μｍであった。さらに取り付けしろを含み、縦２５０ｍｍ、横３３０ｍｍの寸法に切断してスタンパーを完成した。
金型の光出射面に対応する面に上記のスタンパーを取り付け、金型の光反射面に対応する面に厚さ０.６ｍｍのピッチ５０μｍ、頂角１２０度で、光入射面と略直交するプリズム形状を有し、算術平均粗さＲa０.０１μｍのニッケル板からなるスタンパーを取り付け、金型の光入射面に対応する面に厚さ０.６ｍｍ、算術平均粗さＲa０.０３μｍのニッケル板からなるスタンパーを取り付けた。ゲートは、光入射面と直交する両側面の、光入射面から１０ｍｍ離れ、厚さ方向の中央の位置に、ピンポイントゲート各１個を設けた。
型締力３,４４０ｋＮの射出成形機を用い、溶融樹脂温度２７５℃、金型温度８０℃、射出１秒、５０ＭＰａの保圧７秒、冷却１７秒、取り出し５秒、合計３０秒のサイクルタイムで射出成形を行った。成形品は金型から容易に取り出すことができ、目視では成形品にウエルドラインは認められなかった。
図４に示す導光板の縦方向と横方向を６等分する直線の交点のうち、●で示す１３個の点について、超深度形状測定顕微鏡［(株)キーエンス、ＶＫ−９５００］を用いて、略半球状の凸部の底面の直径と高さを測定した。凸部の底面の直径はすべて２２.０μｍであり、凸部の高さの平均値は１０.６μｍであり、(略半球状の凸部の高さ／金型の凹部の深さ)×１００（％）として求めた転写率は９６％であった。また、平坦部の算術平均粗さＲaは０.０５μｍであった。
得られた導光板の光反射面に反射シート［東レ(株)、Ｅ６０Ｌ］を積層し、光出射面に逆プリズムシート［三菱レイヨン(株)、Ｍ２６８Ｙ］と拡散シート［(株)ツジデン、Ｄ１１７ＴＦ］を積層し、光入射面に冷陰極蛍光ランプ［ハリソン東芝ライティング(株)、ＭＢＶＭ１６Ｊ］を取り付け、冷陰極蛍光ランプを内面が銀色の反射板で覆ってバックライトを作製した。
冷陰極蛍光ランプに点灯して１時間後に、図４に示す１３点において、表示画面の輝度を測定した。輝度の平均値は、２,７９５ｃｄ／ｍ2であった。また、表示画面にドットがかすかに見られた。
【００１４】
実施例２
算術平均粗さＲaが０.０１μｍのガラス基板を用いた以外は、実施例１と同様にして、略半球状の凸部を有するガラス基板の表面を無電解ニッケルメッキし、さらに厚さが０.６ｍｍになるまでニッケルを電鋳し、ガラス基板から剥がして開口部の直径２２.０μｍ、深さ１１.０μｍの略半球状の凹部を有するスタンパーを得た。得られたスタンパーを、縦２５０ｍｍ、横３３０ｍｍの寸法に切断してスタンパーを完成した。
金型の光出射面に対応する面にこのスタンパーを取り付けた以外は、実施例１と同様にして、射出成形により導光板を作製し、評価を行った。略半球状の凸部の底面の直径はすべて２２.０μｍであり、凸部の高さの平均値は１０.６μｍであり、転写率は９６％であった。平坦部の算術平均粗さＲaは、０.０１μｍであった。バックライトの輝度の平均値は、２,９００ｃｄ／ｍ2であった。また、表示画面にドットがかすかに見られた。
実施例３
実施例２と同様にして、略半球状の凸部を有するガラス基板の表面を無電解ニッケルメッキし、さらに厚さが０.６ｍｍになるまでニッケルを電鋳し、ガラス基板から剥がして開口部の直径２２.０μｍ、深さ１１.０μｍの略半球状の凹部を有するスタンパーを得た。得られたスタンパーを、縦２５０ｍｍ、横３３０ｍｍの寸法に切断してスタンパーを完成した。
金型の光出射面に対応する面にこのスタンパーを取り付け、金型の光入射面に対応する面に厚さ０.６ｍｍ、算術平均粗さＲa０.９０μｍのニッケル板からなるスタンパーを取り付けた以外は、実施例１と同様にして、射出成形により導光板を作製し、評価を行った。略半球状の凸部の底面の直径はすべて２２.０μｍであり、凸部の高さの平均値は１０.６μｍであり、転写率は９６％であった。平坦部の算術平均粗さＲaは、０.０１μｍであった。バックライトの輝度の平均値は、３,０３２ｃｄ／ｍ2であった。また、表示画面にドットがかすかに見られた。
実施例４
算術平均粗さＲaが０.０１μｍのガラス基板を用いた以外は、実施例１と同様にして、略半球状の凸部を有するガラス基板の表面を無電解ニッケルメッキし、さらに厚さが０.６ｍｍになるまでニッケルを電鋳し、ガラス基板から剥がして開口部の直径２２.０μｍ、深さ１１.０μｍの略半球状の凹部を有するスタンパーを得た。得られたスタンパーを、縦２５０ｍｍ、横３３０ｍｍの寸法に切断してスタンパーを完成した。
金型の光出射面に対応する面にこのスタンパーを取り付け、樹脂としてメタクリル樹脂［旭化成(株)、デルペット７０ＮＨＸ］を用いた以外は、実施例１と同様にして、射出成形により導光板を作製し、評価を行った。略半球状の凸部の底面の直径はすべて２２.０μｍであり、凸部の高さの平均値は９.７μｍであり、転写率は８８％であった。平坦部の算術平均粗さＲaは、０.０１μｍであった。バックライトの輝度の平均値は、２,７６８ｃｄ／ｍ2であった。また、表示画面にドットがかすかに見られた。
【００１５】
実施例５
実施例２と同様にして、ガラス基板にレジストを塗付し、露光したのち現像することにより、直径４８.５μｍ、高さ４８.５μｍの円柱状の凸部を形成した。この円柱状のレジストの凸部を有するガラス基板を、１４０℃でポストベークすることにより、凸部を変形させた。凸部は、底面の直径７０.０μｍ、高さ３５.０μｍの略半球状となり、凸部の底面が占める全面積は光出射面に相当する領域の面積の２１％となった。
この略半球状の凸部を有するガラス基板を用い、実施例１と同様にして、開口部の直径７０.０μｍ、深さ３５.０μｍの略半球状の凹部を有し、平坦部の算術平均粗さＲaが０.０１μｍのスタンパーを得た。得られたスタンパーを、縦２５０ｍｍ、横３３０ｍｍの寸法に切断してスタンパーを完成した。
金型の光出射面に対応する面にこのスタンパーを取り付けた以外は、実施例１と同様にして、射出成形により導光板を作製し、評価を行った。略半球状の凸部の底面の直径はすべて７０.０μｍであり、凸部の高さはすべて３５.０μｍであり、転写率は１００％であった。平坦部の算術平均粗さＲaは、０.０１μｍであった。バックライトの輝度の平均値は、２,８９５ｃｄ／ｍ2であった。また、表示画面にドットが明らかに見られた。
実施例６
実施例２と同様にして、ガラス基板にレジストを塗付し、露光したのち現像することにより、直径３.４７μｍ、高さ３.４７μｍの円柱状の凸部を形成した。この円柱状のレジストの凸部を有するガラス基板を、１４０℃でポストベークすることにより、凸部を変形させた。凸部は、底面の直径５.０μｍ、高さ２.５μｍの略半球状となり、凸部の底面が占める全面積は光出射面に相当する領域の面積の１２％となった。
この略半球状の凸部を有するガラス基板を用い、実施例２と同様にして、開口部の直径５.０μｍ、深さ２.５μｍの略半球状の凹部を有し、平坦部の算術平均粗さＲaが０.０１μｍのスタンパーを得た。得られたスタンパーを、縦２５０ｍｍ、横３３０ｍｍの寸法に切断してスタンパーを完成した。
金型の光出射面に対応する面にこのスタンパーを取り付けた以外は、実施例１と同様にして、射出成形により導光板を作製し、評価を行った。略半球状の凸部の底面の直径はすべて５.０μｍであり、凸部の高さの平均値は２.３８μｍであり、転写率は９５％であった。平坦部の算術平均粗さＲaは、０.０１μｍであった。バックライトの輝度の平均値は、２,９２６ｃｄ／ｍ2であった。また、表示画面にドットは全く見られなかった。
【００１６】
比較例１
メタクリル樹脂［旭化成(株)、デルペット７０ＮＨＸ］を用いて、１５インチ型導光板を射出成形により作製した。導光板の寸法は、縦２３０ｍｍ、横３０６ｍｍであって、横３０６ｍｍ側の光入射面となる側面の厚さ２.０ｍｍ、光入射面と対向する側面の厚さ０.６ｍｍであり、他の２側面の形状は台形である。
算術平均粗さＲaが０.０１μｍで直径５００ｍｍの円形ガラス基板に、レジスト［日本ゼオン(株)、ＺＰＰ１７００ＰＧ−３０］を塗付し、露光したのち現像液［日本ゼオン(株)、ＺＴＭＡ１００−５Ｌ］を用いて現像することにより、直径１５.２μｍ、高さ１５.２μｍの円柱状の凸部を形成した。この円柱状のレジストの凸部を有するガラス基板を、１４０℃でポストベークすることにより、凸部を変形させた。凸部は、底面の直径２２.０μｍ、高さ１１.０μｍの略半球状となり、凸部の底面が占める全面積は光出射面に相当する領域の面積の１６％となった。
この略半球状の凸部を有するガラス基板の表面を無電解ニッケルメッキし、さらに厚さが０.６ｍｍになるまでニッケルを電鋳し、ガラス基板から剥がして開口部の直径２２.０μｍ、深さ１１.０μｍの略半球状の凹部を有するスタンパーを得た。得られたスタンパーの平坦部の算術平均粗さＲaを超深度形状測定顕微鏡［(株)キーエンス、ＶＫ−９５００］を用いて測定した。平坦部の算術平均粗さＲaは、０.０１μｍであった。得られたスタンパーを＃１２００のアルミナ研磨材を用いて０.０１ＭＰａの圧力でサンドブラストすることにより、算術平均粗さＲaを０.１５μｍに調整したのち、縦２５０ｍｍ、横３３０ｍｍの寸法に切断してスタンパーを完成した。
金型の光出射面に対応する面に、上記のスタンパーを取り付け、金型の光反射面に対応する面に厚さ０.６ｍｍのニッケル板を加工したピッチ５０μｍ、頂角１２０度で、光入射面と略直交するプリズム形状を有し、算術平均粗さＲa０.０１μｍのスタンパーを取り付け、金型の光入射面に対応する面に厚さ０.６ｍｍ、算術平均粗さＲa０.０３μｍのニッケル板からなるスタンパーを取り付けた。ゲートは、光入射面と直交する両側面の、光入射面から１０ｍｍ離れ、厚さ方向の中央の位置に、ピンポイントゲート各１個を設けた。
型締力３,４４０ｋＮの射出成形機を用い、溶融樹脂温度２７５℃、金型温度８０℃、射出１秒、５０ＭＰａの保圧７秒、冷却１７秒、取り出し５秒、合計３０秒のサイクルタイムで射出成形を行った。成形品は金型から容易に取り出すことができ、目視では成形品にウエルドラインは認められなかった。
図４に示す導光板の縦方向と横方向を６等分する直線の交点のうち、●で示す１３個の点について、超深度形状測定顕微鏡［(株)キーエンス、ＶＫ−９５００］を用いて、略半球状の凸部の底面の直径と高さを測定した。凸部の底面の直径はすべて２２.０μｍであり、凸部の高さの平均値は９.７μｍであり、(略半球状の凸部の高さ／金型の凹部の深さ)×１００（％）として求めた転写率は８８％であった。また、平坦部の算術平均粗さＲaは０.１５μｍであった。
得られた導光板の光反射面に反射シート［東レ(株)、Ｅ６０Ｌ］を積層し、光出射面に逆プリズムシート［三菱レイヨン(株)、Ｍ２６８Ｙ］と拡散シート［(株)ツジデン、Ｄ１１７ＴＦ］を積層し、光入射面に冷陰極蛍光ランプ［ハリソン東芝ライティング(株)、ＭＢＶＭ１６Ｊ］を取り付け、冷陰極蛍光ランプを内面が銀色の反射板で覆ってバックライトを作製した。
冷陰極蛍光ランプに点灯して１時間後に、図４に示す１３点において、表示画面の輝度を測定した。輝度の平均値は、２,６３６ｃｄ／ｍ2であった。また、表示画面にドットがかすかに見られた。
【００１７】
比較例２
金型の光反射面に対応する面にプリズム形状がなく、光出射面に対応する面に取り付けるスタンパーの底面の直径２２.０μｍ、高さ１１.０μｍの略半球状の凸部の底面が占める全面積を光出射面に相当する領域の面積の１６％とした以外は、比較例１と同様にして、射出成形を行った。成形品は金型から容易に取り出すことができ、目視では成形品にウエルドラインは認められなかった。凸部の底面の直径はすべて２２.０μｍであり、凸部の高さの平均値は９.７μｍであり、転写率は８８％であった。また、平坦部の算術平均粗さＲaは０.１５μｍであった。
得られた導光板の光反射面に白インキで反射パターンを印刷し、さらに反射シート［東レ(株)、Ｅ６０Ｌ］を積層し、光出射面に拡散シート［(株)ツジデン、Ｄ１１７ＴＦ］とプリズムシート［住友スリーエム(株)、ＢＥＦII］２枚をプリズムを直交させて積層し、光入射面に冷陰極蛍光ランプ［ハリソン東芝ライティング(株)、ＭＢＶＭ１６Ｊ］を取り付け、冷陰極蛍光ランプを内面が銀色の反射板で覆ってバックライトを作製した。
冷陰極蛍光ランプに点灯して１時間後に、図４に示す１３点において、表示画面の輝度を測定した。輝度の平均値は、１,５８２ｃｄ／ｍ2であった。また、表示画面にドットがかすかに見られた。
比較例３
光出射面に対応する面に、厚さ０.６ｍｍのニッケル板を＃１２００のアルミナ研磨材を用いて０.０１ＭＰａの圧力でサンドブラストすることにより、算術平均粗さＲa０.１５μｍのシボ模様を形成したスタンパーを取り付けた以外は、比較例１と同様にして、射出成形により導光板を作製し、評価を行った。成形品は金型から容易に取り出すことができ、目視では成形品にウエルドラインは認められなかった。バックライトの輝度の平均値は、２,３７３ｃｄ／ｍ2であった。
実施例１〜６及び比較例１〜３の結果を、第１表に示す。
【００１８】
【表１】
2006185860.tif 000003
【００１９】
第１表に見られるように、光出射面の平坦部の算術平均粗さＲaが０.０１μｍの導光板を備えた実施例２〜３及び実施例５〜６のバックライトの平均輝度は、約２,９００ｃｄ／ｍ2又はそれ以上に達している。光出射面の平坦部の算術平均粗さＲaが０.０２μｍの導光板を備えた実施例４のバックライト及び光出射面の平坦部の算術平均粗さＲaが０.０５μｍの導光板を備えた実施例１のバックライトの平均輝度も、約２,８００ｃｄ／ｍ2である。これに対して、光出射面の算術平均粗さＲaが０.１５μｍの導光板を備えた比較例１〜３のバックライトは、平均輝度が低い。この結果から、導光板の光出射面の平坦部の算術平均粗さＲaを小さくすることにより、輝度が高く表示画面が明るいバックライトが得られることが分かる。なお、実施例１〜６の導光板の中では、光入射面を最適に粗面化した実施例３の導光板の輝度が最も高く、良好な結果が得られている。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明の導光板を備えたバックライトは輝度が高く、表示画面が明るいので、カーナビゲーションシステム、携帯テレビジョンなどの外光の強い場所で見られる可能性のある液晶表示装置に好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の導光板の一態様の模式的斜視図である。
【図２】本発明の導光板を用いたバックライトの一態様の説明図である。
【図３】略台形を組み合わせた形状の三態様の斜視図である。
【図４】実施例における測定点を示す説明図である。
【図５】サイドライト型バックライトの一例の説明図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  光入射面
２  光反射面
３  光出射面
４  側面
５  プリズム面
６  略半球状の凸部
７  導光板
８  冷陰極管
９  反射板
１０  反射シート
１１  プリズムシート
１２  拡散シート
１３  導光板
１３Ａ  光入射面
１３Ｂ  光出射面
１３Ｃ  光反射面
１４  管状光源
１５  反射板
１６  プリズムシート
１７  拡散シート
１８  反射シート
【図１】
2006185860.tif 000004
【図２】
2006185860.tif 000005
【図３】
2006185860.tif 000006
【図４】
2006185860.tif 000007
【図５】
2006185860.tif 000008