(57)【要約】【課題】透明基板に対し原版を精度良く傾斜配置するようにし複数個面付けした複製版を作製する導光板の作製方法及びその導光板を提供することにある。【解決手段】平面状の透明基板表面に光硬化樹脂を設ける工程と、微細な凹凸パターンを有する平面状の原版を前記光硬化樹脂に密着させ、前記透明基板と原版を近接配置する工程と、前記透明基板に原版と反対側から、光線を照射し前記光硬化樹脂を硬化させる光硬化樹脂の硬化工程と、前記原版を透明基板から剥離せしめる工程とからなる導光板の作製方法において、前記透明基板と原版を近接配置する工程において透明基板に対し原版を傾斜配置するようにしたことを特徴とする微細な凹凸パターンからなる導光板の作製方法及びその導光板である。【選択図】図３
2006154185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面状の透明基板表面に光硬化樹脂を設ける工程と、微細な凹凸パターンを有する平面状の原版を前記光硬化樹脂に密着させ、前記透明基板と原版を近接配置する工程と、前記透明基板に原版と反対側から、光線を照射し前記光硬化樹脂を硬化させる光硬化樹脂の硬化工程と、前記原版を透明基板から剥離せしめる工程とからなる導光板の作製方法において、前記透明基板と原版を近接配置する工程において透明基板に対し原版を傾斜配置するようにしたことを特徴とする微細な凹凸パターンからなる導光板の作製方法。
【請求項２】
上記原版を傾斜配置する際の、導光板の光入射光軸方向に対する傾斜角度が１度以下であることを特徴とする請求項１に記載の微細な凹凸パターンからなる導光板の作製方法。
【請求項３】
上記微細な凹凸パターンを有する平面状の原版において、光硬化樹脂を硬化する範囲とほぼ等しい範囲が凸形状であることを特徴とする請求項１乃至２に記載の微細な凹凸パターンからなる導光板の作製方法。
【請求項４】
上記光線を照射する際にビーム状の光線を走査して移動させ前記光硬化樹脂を順次硬化させるようにしたことを特徴とする請求項１乃至３に記載の微細な凹凸パターンからなる導光板の作製方法。
【請求項５】
上記微細な凹凸パターンが、回折格子パターンであることを特徴とする請求項１乃至４に記載の微細な凹凸パターンからなる導光板の作製方法。
【請求項６】
上記回折格子パターンが、ブレーズド回折格子形状であることを特徴とする請求項５に記載の微細な凹凸パターンからなる導光板の作製方法。
【請求項７】
上記請求項１乃至６のいずれかに記載の導光板の作製方法により得られる微細な凹凸パターンからなる導光板のその微細な凹凸パターンに、導電化処理を施した後、電鋳メッキもしくは化学メッキを行うことにより得られる複製版を用いて作製されたことを特徴とする微細な凹凸パターンからなる導光板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に微細な凹凸パターンを有する導光板を量産複製する製造方法に関するもので、特に回折格子パターンを有する導光板を複製する際に用いるもので、回折格子パターンを有する原版からその凹凸形状を光硬化樹脂の利用で転写する微細な凹凸パターンの転写方法及びそれを用いた導光板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示の照明として液晶背面に配置する導光板としては、端面から入射した光を内部でくり返し反射するような構造として、導光板の表面に導光する光を外部に射出するような構造物を設け、液晶面に対し面発光する方法が一般的に用いられている。
【０００３】
また、外部に射出するような構造物として回折格子の凹凸パターンを用いた場合には、導光板の形状は均等な板厚ではなく、導光板の光入射光軸方向に対し厚みが異なるくさび形状とすることにより、入射した光を効率良く導光することができる。
【０００４】
図１に回折格子を用いた導光板の従来の構成例を示す。
【０００５】
導光板１１の端面に発光ダイオード１２を配置し、導光板１１は入射した光軸方向に厚みが薄くなるようなくさび形状としてあり、導光板１１の内部を伝播した光は回折格子１３により外部へ射出光１４として取り出される。
【０００６】
ところで、回折格子パターンを有する導光板を効率よく作製する場合には、原版の回折格子の凹凸パターンを複数個面付けした複製版（スタンパー）を用いて作製を行う方法を用いてきている。
【０００７】
ここで、複数個面付けする方法として、複数枚の版を繋ぎあわせて複製版を作製する方法があるが、この方法では回折格子の凹凸パターンの面を傾斜して配置する必要があり、精度良く傾斜させて版を繋ぐことが困難であるという問題がある。
【０００８】
また、上記原版の凹凸形状を転写して大きな面積の複製版を作製する方法としては、光硬化樹脂もしくは紫外線硬化樹脂を用いて原版に樹脂が密着した状態で、紫外線照射により樹脂を硬化させて原版の凹凸形状を転写する方法がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
また、この他に原版の凹凸形状を転写して大きな面積の複製版を作製する方法としては、光硬化樹脂を用いて原版に樹脂が密着した状態で、ビーム状の光線で特定範囲を走査して移動させ紫外線を照射することにより、基板上の特定範囲の樹脂を硬化させて原版の凹凸形状を転写する方法がある。
【００１０】
しかし、この方法では、原版が硬化する特定範囲より大きい場合には、基板と原版を傾斜させ近接配置すると、隣接した硬化部分に原版が干渉するため、原版を傾斜することが困難となる問題がある。
【００１１】
以下に、特許文献を示す。
【特許文献１】特許第０２７８９５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
以上のように、従来の方法としては、複数枚の版を繋ぎあわせて複製版を作製する方法においては、回折格子の凹凸パターンの面を傾斜して配置する必要があり、精度良く傾斜させて版を繋ぐことが困難であるという問題点があり、また、基板上の特定範囲の樹脂を硬化させて原版の凹凸パターンを転写する方法においては基板と原版を傾斜させ近接配置することが困難となる問題がある。
【００１３】
本発明は、かかる従来技術の問題点を解決するものであり、その課題とするところは、平面状の透明基板表面に光硬化樹脂を設ける工程と、微細な凹凸パターンを有する平面状の原版を該光硬化樹脂に密着させ、該透明基板と原版を近接配置する工程と、該透明基板に原版と反対側から、光線を照射し該光硬化樹脂を硬化させる光硬化樹脂の硬化工程と、該原版を透明基板から剥離せしめる工程とからなる導光板の作製方法において、透明基板に対し原版を精度良く傾斜配置するようにし複数個面付けした複製版を作製する導光板の作製方法及びその導光板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に於いて上記課題を達成するために、まず請求項１の発明では、平面状の透明基板表面に光硬化樹脂を設ける工程と、微細な凹凸パターンを有する平面状の原版を前記光硬化樹脂に密着させ、前記透明基板と原版を近接配置する工程と、前記透明基板に原版と反対側から、光線を照射し前記光硬化樹脂を硬化させる光硬化樹脂の硬化工程と、前記原版を透明基板から剥離せしめる工程とからなる導光板の作製方法において、前記透明基板と原版を近接配置する工程において透明基板に対し原版を傾斜配置するようにしたことを特徴とする微細な凹凸パターンからなる導光板の作製方法としたものである。
【００１５】
また、請求項２の発明では、上記原版を傾斜配置する際の、導光板の光入射光軸方向に対する傾斜角度が１度以下であることを特徴とする請求項１に記載の微細な凹凸パターンからなる導光板の作製方法としたものである。
【００１６】
また、請求項３の発明では、上記微細な凹凸パターンを有する平面状の原版において、光硬化樹脂を硬化する範囲とほぼ等しい範囲が凸形状であることを特徴とする請求項１乃至２に記載の微細な凹凸パターンからなる導光板の作製方法としたものである。
【００１７】
また、請求項４の発明では、上記光線を照射する際にビーム状の光線を走査して移動させ前記光硬化樹脂を順次硬化させるようにしたことを特徴とする請求項１乃至３に記載の微細な凹凸パターンからなる導光板の作製方法としたものである。
【００１８】
また、請求項５の発明では、上記微細な凹凸パターンが、回折格子パターンであることを特徴とする請求項１乃至４に記載の微細な凹凸パターンからなる導光板の作製方法としたものである。
【００１９】
また、請求項６の発明では、上記回折格子パターンが、ブレーズド回折格子形状であることを特徴とする請求項５に記載の微細な凹凸パターンからなる導光板の作製方法としたものである。
【００２０】
さらにまた、請求項７の発明では、上記請求項１乃至６のいずれかに記載の導光板の作製方法により得られる微細な凹凸パターンからなる導光板のその微細な凹凸パターンに、導電化処理を施した後、電鋳メッキもしくは化学メッキを行うことにより得られる複製版を用いて作製されたことを特徴とする微細な凹凸パターンからなる導光板としたものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は以上の構成であるから、下記に示す如き効果を奏する。
【００２２】
即ち、上記請求項１に係る発明によれば、透明基板と原版を近接配置する工程において透明基板に対し原版を傾斜配置するようにしたことによって、透明基板に対し原版を精度良く傾斜配置して複数個面付けした複製版を作製する微細な凹凸パターンからなる導光板の作製方法を提供することができる。
【００２３】
また、上記請求項２に係る発明によれば、上記原版を傾斜配置する際の、導光板の光入射光軸方向に対する傾斜角度が１度以下であることを特徴とする請求項１に記載の導光板の作製方法としたことで、入射した光を効率良く導光できる微細な凹凸パターンからなる導光板を得ることができる。
【００２４】
また、上記請求項３に係る発明によれば、上記微細な凹凸パターンを有する平面状の原版において、光硬化樹脂を硬化する範囲とほぼ等しい範囲が凸形状であることを特徴とする請求項１乃至２に記載の微細な凹凸パターンからなる導光板の作製方法としたことで、基板と原版を傾斜させ近接配置しても、隣接した硬化部分に原版が干渉しないため、透明基板に対し原版を精度良く傾斜配置して複数個面付けした複製版を得ることができる。
【００２５】
また、上記請求項４に係る発明によれば、上記光線を照射する際にビーム状の光線を走査して移動させ該光硬化樹脂を順次硬化させるようにしたことを特徴とする請求項１乃至３に記載の微細な凹凸パターンからなる導光板の作製方法としたことで、ビーム状の硬化部分に硬化収縮した分量の未硬化樹脂が、未硬化部分から供給され、硬化収縮による歪みが抑えられ、より高精度な導光板を得ることができる。
【００２６】
また、上記請求項５に係る発明によれば、上記微細な凹凸パターンが、回折格子パターンであることを特徴とする請求項１乃至４に記載の微細な凹凸パターンからなる導光板の作製方法としたことで、入射した光を効率良く導光できる導光板を得ることができる。
【００２７】
また、上記請求項６に係る発明によれば、上記回折格子パターンが、ブレーズド回折格子形状であることを特徴とする請求項５に記載の微細な凹凸パターンからなる導光板の作製方法としたことで、より高効率で導光できる導光板を得ることができる。
【００２８】
さらにまた、上記請求項７の発明では、上記請求項１乃至６のいずれかに記載の微細な凹凸パターンからなる導光板の作製方法により得られた光硬化樹脂の導光板に、導電化処理を施し、さらに電鋳メッキ、もしくは化学メッキを行うことにより得られた複製版を用いて作製された導光板としたことで、原版の凹凸パターンを複数個面付けし精度良く傾斜配置した複製版を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明を実施するための最良の一実施例としての実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００３０】
図２は、微細な凹凸パターンからなる導光板の作製方法の一実施形態においての構成要素を示す斜視図である。
【００３１】
図２において、ガラス基板２１の面に対して上下方向に移動する昇降ヘッド２４が配置してある。昇降ヘッド２４のガラス基板２１に対向する面には、表面に回折格子である微細な凹凸パターンのあるＮｉ原版２３が貼り付けてある。
【００３２】
ガラス基板２１の成形面は、ガラス表面を薬液により溶解し表面を細かく荒らした状態にするノングレア処理を行い、さらにシランカップリング処理を行うことで、硬化した樹脂とガラスの密着を強めるようにしてある。
【００３３】
次に、ガラス基板２１の表面に紫外線硬化樹脂２２を塗布（滴下）し、Ｎｉ原版２３を貼り付けた昇降ステージ２４を徐々に降下し、ガラス基板２１と近接配置し、また、Ｎｉ原版２３とガラス基板２１は、所望の角度で傾斜して配置している。
【００３４】
次に、発振する光の波長が３２５ｎｍの紫外線である（Ｈｅ−Ｃｄレーザー）紫外線レーザー２５から発振したレーザー光をミラー２６にて反射し、シャッター２７を経て、Ｘスキャナー２８のミラーに入射する。
【００３５】
さらに、Ｘスキャナー２８により走査されたレーザー光を、Ｙスキャナー２９のミラーに入射し、Ｘスキャナー２８の走査方向と直交する方向に走査する。
【００３６】
ところで、ガラス基板２１の表面のノングレア処理による微細な凹凸は、表面に塗布した紫外線硬化樹脂２２によって埋めらることにより、見かけ上は透明な基板となる。
【００３７】
ここで、図２においてはガラス基板２１の表面に塗布した紫外線硬化樹脂２２と、Ｎｉ原版２３は離れたように図示しているが、実際にレーザー光を照射するときは、紫外線硬化樹脂２２とＮｉ原版２３は密着して近接配置している。
【００３８】
図３は、本発明による微細な凹凸パターンからなる導光板の作製方法の一実施形態である第１工程における構成要素を示す図である。
【００３９】
昇降ステージ３１はガラス基板３４に対して垂直方向に移動するステージで、傾斜ステージ３２により原版３３をガラス基板３４に対して傾斜角度θだけ傾斜して配置できる。
【００４０】
ここで、ガラス基板３４に紫外線硬化樹脂３５が塗布してあり、傾斜角度θでけ傾斜しながら昇降ステージ３１を降下させ、ガラス基板３４に徐々に接近させ、紫外線硬化樹脂３５と原版３３を接触させる。
【００４１】
図４は、本発明による微細な凹凸パターンからなる導光板の作製方法の一実施形態である第２工程における構成要素を示す図である。
【００４２】
紫外線硬化樹脂３５と原版３３を接触させた状態で、ガラス基板３４の原版と反対側より、紫外線レーザー４１を照射しながら移動し、紫外線硬化樹脂３５を硬化する。
【００４３】
ここで、紫外線レーザー４１を照射して紫外線硬化樹脂３５を硬化する部分としては、原版３３とほぼ等しい範囲を硬化するようにしている。
【００４４】
図５は、本発明による微細な凹凸パターンからなる導光板の作製方法の一実施形態である第３工程における構成要素を示す図である。
【００４５】
昇降ステージ３１を徐々に上昇し、樹脂硬化部分５１と原版３３を剥離させることにより、ガラス基板３４の表面に樹脂硬化部分５１を形成することができる。
【００４６】
この樹脂硬化部分５１の表面には原版３３の表面の微細な凹凸パターンが転写され、樹脂の硬化時に設定した傾斜角度θだけ傾斜して形成されている。
【００４７】
つぎに、ガラス基板３４を移動し樹脂硬化部分５１以外の場所に、紫外線硬化樹脂を塗布し第１の工程と同様に昇降ステージ３１を降下させ、紫外線レーザーにより樹脂を硬化し、以下、第１の工程から第３の工程を繰り返すことで面付けを行う。
【００４８】
図６は、本発明による微細な凹凸パターンからなる導光板の作製方法の一実施形態である面付け樹脂版の構成要素を示す図である。
【００４９】
以上、説明した工程を繰り返すことにより、ガラス基板３４の表面に面付け樹脂６１が形成され、各面付けは傾斜角度θだけ傾斜し、表面には回折格子である微細な凹凸パターンが形成されている。
【００５０】
つぎに、この面付け樹脂６１の表面に導電膜を蒸着して導電化処理を施し、さらにその上にＮｉ電鋳処理を行う。
【００５１】
図７は、本発明による微細な凹凸パターンからなる導光板の作製方法の一実施形態であるＮｉ電鋳複製版の構成要素を示す図である。
【００５２】
図６においてＮｉ電鋳処理により十分な厚さとした後、ガラス原版３４を剥離することで、Ｎｉ電鋳複製版７１を作製することができる。
【００５３】
図８は、本発明による微細な凹凸パターンからなる導光板の作製方法の一実施形態である複製方法の構成要素を示す図である。
【００５４】
つぎに、樹脂基板８１に紫外線硬化樹脂８２を塗布し、作製したＮｉ電鋳複製版７１を密着し、樹脂基板８１側から紫外線を照射して、紫外線硬化樹脂８２を硬化させる。
【００５５】
ここで、樹脂基板８１と紫外線硬化樹脂８２は、硬化後に密着性の良い組合せのものを用いるようにしておく。
【００５６】
つぎに、紫外線硬化樹脂８２の硬化後、Ｎｉ電鋳複製版７１から樹脂基板８１を剥離することで面付け導光板を作製することができる。
【００５７】
図９は、本発明による微細な凹凸パターンからなる導光板の作製方法の一実施形態である樹脂基板の切断方法の構成要素を示す図である。
【００５８】
図８で作製した面付け導光板を、炭酸ガスレーザー等の加工レーザー９１を移動しながら照射することにより、樹脂基板８１と紫外線硬化樹脂８２を切断する。
【００５９】
ここで、原版と等しい大きさで切断することで、原版の回折格子である微細な凹凸パターンが複製され、所望の傾斜角度だけ傾斜した導光板が作製できる。
【００６０】
以上、説明した方法により透明基板に対し原版を精度良く傾斜配置して複数個面付けした複製版を作製することができ、さらにその複製版から、所望の傾斜角度だけ傾斜した導光板を作製する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】回折格子を用いた導光板の従来の構成例を示す。
【図２】本発明による微細な凹凸パターンからなる導光板の作製方法の一実施形態においての構成要素を示す斜視図である。
【図３】本発明による微細な凹凸パターンからなる導光板の作製方法の一実施形態である第１工程における構成要素を示す図である。
【図４】本発明による微細な凹凸パターンからなる導光板の作製方法の一実施形態である第２工程における構成要素を示す図である。
【図５】本発明による微細な凹凸パターンからなる導光板の作製方法の一実施形態である第３工程における構成要素を示す図である。
【図６】本発明による微細な凹凸パターンからなる導光板の作製方法の一実施形態である面付け樹脂版の構成要素を示す図である。
【図７】本発明による微細な凹凸パターンからなる導光板の作製方法の一実施形態であるＮｉ電鋳複製版の構成要素を示す図である。
【図８】本発明による微細な凹凸パターンからなる導光板の作製方法の一実施形態である複製方法の構成要素を示す図である。
【図９】本発明による微細な凹凸パターンからなる導光板の作製方法の一実施形態である樹脂基板の切断方法の構成要素を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１１・・・導光板
１２・・・発光ダイオード
１３・・・回折格子
１４・・・射出光
２１、３４・・・ガラス基板
２２、３５・・・紫外線硬化樹脂
２３・・・Ｎｉ原版
２４、３１・・・昇降ステージ
２５・・・紫外線レーザー
２６・・・ミラー
２７・・・シャッター
２８・・・Ｘスキャナー
２９・・・Ｙスキャナー
３２・・・傾斜ステージ
３３・・・原版
４１・・・紫外線レーザー
５１・・・樹脂硬化部分
６１・・・面付け樹脂
７１・・・Ｎｉ電鋳複製版
θ・・・傾斜角度
【図１】
2006154185.tif 000003
【図２】
2006154185.tif 000004
【図３】
2006154185.tif 000005
【図４】
2006154185.tif 000006
【図５】
2006154185.tif 000007
【図６】
2006154185.tif 000008
【図７】
2006154185.tif 000009
【図８】
2006154185.tif 000010
【図９】
2006154185.tif 000011