(57)【要約】【課題】  簡便な方法で、生産性よく、安価に、出射光の出射方向を制御した導光シートを製造する方法を提供する。【解決手段】  透明性樹脂を主成分とするコア層の両面に、コア層より屈折率の低いクラッド層が積層されており、クラッド層を貫通し、コア層に至る凹状部が形成された構造の導光シートの製造方法であって、凹状部をレーザーを照射して形成する際に、レーザーの照射角度を所定の角度とすることで、凹状部の側壁面の傾斜角を３０度以上４５度の範囲内の所定の角度とする。【選択図】  図３
2011124168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明性樹脂を主成分とするコア層と、
前記コア層の両面に積層された、前記透明性樹脂より屈折率の低い樹脂を主成分とするクラッド層とを有する積層体であって、前記クラッド層を貫通し前記コア層に至る凹状部を有する導光シートの製造方法であって、
前記積層体に、レーザーの光軸が前記積層体に対して４５度以上６０度以下の範囲の所定の角度となるよう、前記レーザーを前記積層体に照射して前記凹部を形成することを特徴とする、導光シートの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の導光シートの製造方法であって、
前記凹状部を構成する側壁面が、３０度以上４５度の範囲の所定の角度の斜面を含んでなることを特徴とする、導光シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話、ノートパソコン、液晶テレビ等に使用されるバックライトテンキー、パソコンのバックライトキーボード、電気機器の表示スイッチ等の表示装置に使用する、光源装置用導光シートの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話やバックライトキーボードなどに使用されている光源装置としては、ハウジング内に蛍光灯等の線状光源や発光ダイオード等の光源を配置した直下方式、板状の導光板の側端面に線状光源あるいは点光源を配置したサイドライト方式のものが知られている。
【０００３】
サイドライト方式の背光源装置は、通常、アクリル樹脂板等の板状透明材料を導光シートとし、その側端面に対向して配置された光源からの光を側端面（光入射面）から導光シート中に入射させ、入射した光を導光シートの表面（光出射面）あるいは裏面に形成した光出射機能により、光出射面から出射させる。
【０００４】
そして、光の導光性能をあげて光の利用効率を向上させるため、コア層とコア層より屈折率の低いクラッド層とを設けた積層体とし、コア−クラッド界面での全反射を利用して光を導光シート内に効率的に閉じ込めるとともに、光を出射したい部位にクラッド層の途絶部分を形成し、光を出射させる導光シートが特許文献１において提案されている。
【０００５】
また、光出射面から出射する光の方向は、前記途絶部分の側壁形状によって決まるため、光の出射方向を制御して光の利用効率を向上させるためには、途絶部分の形状を最適化すればよい。例えば、板状透明材料を導光シートとし、導光されている光を出射面側に反射させる溝部を設け、その溝部の入光側の傾斜面の角度を適切な範囲に設計することで、一定以上の視野角度が得られるように光の出射方向を制御し、視野角度の広角化を促進して、面状照明装置によって照らされる液晶表明装置の、画像の質の更なる向上を実現した面状照明装置が特許文献２において提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】公表特許公報  特表２００８−５０８５５６
【特許文献２】公開特許公報  特開２００３−１００１２８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
キーボードや携帯のスイッチなど電気機器の表示装置を効率的に照明するためには、出射光分布のピークを出射面の法線方向に合わせる必要がある。そのためには、途絶部分の側壁面の傾斜角度を最適化することで、光の出射方向を制御する必要がある。しかし、この途絶部分の形状を緻密に制御することは困難であり、精密な制御が可能であったとしても、加工方法が複雑であり、生産性が悪く、高コストになるという問題があった。例えば、切削により途絶部分の形状を制御する場合、所定の形状に対応した切削バイトを用いて切削を行わねばならない。即ち、ひとつの導光シートにおいて種々の形状を設けるためには、切削バイトを交換しながら、何度も切削作業を繰り返し行う必要があった。
【０００８】
本発明は、光の出射方向を制御し、輝度の更なる向上を実現できる導光シートの製造を、簡便かつ安価に、そして再現性よく行う方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明においては、透明性樹脂を主成分とするコア層と、前記コア層の両面に積層された、前記透明性樹脂より屈折率の低い樹脂を主成分とするクラッド層と、前記クラッド層を貫通し、前記コア層に至る凹状部と、を有する導光シートの製造方法であって、前記コア層と、前記クラッド層とを有する積層体に、レーザーの光軸が前記積層体に対して６０度以上９０度以下の範囲の所定の角度となるよう、前記レーザーを前記積層体に照射して前記凹部を形成することを特徴とする導光シートの製造方法が提供される。
【００１０】
本発明の一能様においては、前記凹状部を構成する側壁面が、３０度以上４５度の範囲の所定の角度の斜面を含んでなる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の製造方法によれば、簡便な方法で、生産性よく、安価に、出射光の出射方向を制御した導光シートを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に基づく導光シートの模式図である。
【図２】本発明に基づくレーザー装置の模式図である。
【図３】本発明に基づく製造方法で製造した導光シートの模式図である。
【図４】本発明に基づく製造方法を用いた場合のレーザー装置の模式図である。
【図５】本発明の実施例で用いた測定系の模式図である。
【図６】本発明の実施例に基づき作成された導光シートの出射光分布のグラフである。
【図７】本発明の実施例に基づき作成された導光シートの断面写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明を実施するための形態について添付図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は、本発明で使用される多層導光シートの構成図である。導光シート１０は、厚みaのコア層１１、コア層１１の屈折率より低い屈折率を有する厚みｂのクラッド層１２を有し、導光シート１０の出射面１３及び出射面に対向する面１４にクラッド層１２が形成されている、導光シートに用いる積層体である。
【００１５】
図３は、上述の積層体に、光を出射するための光出射手段として、断面が略三角形状であり、クラッド層１２を貫通しコア層１１に至る凹状部１５が形成された導光シート１０が示されている。導光シート１０は、光源からの光が入射される光入光面１６と、入射した光が出射される光出射面１３とを備えている。なお、光出射手段としての凹状部１５が形成される前の、コア層１１にクラッド層１２が積層された状態の積層体は、厳密には光源装置等に用いる用の導光シートではないが、積層構造に大きな変化がないために、本願発明の説明においては便宜上このような積層体も導光シートと称することとする。
【００１６】
次に、実際にレーザーを用いて凹状部を形成し、その側壁面の傾斜角度を制御する方法を説明する。
【００１７】
図２は、レーザー装置２０を用いて導光シート１０を固定し、真上からレーザーを照射する場合の概略図である。導光シート１０の水平面（導光シート１０の光出射面１３）に対するレーザーの光軸の角度を、入射角度をαとする。導光シート１０を水平な状態に固定して、レーザーを垂直に照射した場合、レーザーの入射角度αは９０°となる。
【００１８】
図３は、導光シート１０にレーザー入射角度αを９０°でレーザー照射した場合に形成される導光シート１０および凹状部１５の概略図である。図３の通り、断面が左右対称の略三角形状の高さｃの凹状部１５が形成される。凹状部１５を構成する側壁面のうち、光源側（すなわち入光端面１６側）に位置する側壁面１７と、導光シート１０の水平面との傾斜角度をβとする。凹状部１５の形状は、加工条件によってはＵ字形状、矩形形状あるいは多角形形状の断面になることもある。この光反射機能を有する高さｃの凹状部１５が、クラッド層１２を貫通しコア層１１の内部に達するように形成されており、ａ、ｂ、ｃが下記式（１）を満足する導光シートである。
【００１９】
ｂ＜ｃ＜ａ＋２ｂ・・・（１）
このとき、（１）式を満足する凹状部１５を形成するためのレーザー加工条件（光強度、走査速度）は、コア層１１、クラッド層１２の種類、または加工用レーザーの種類によって変化するので、加工時に適宜最適条件を選択する。
【００２０】
導光シート１０に対するレーザーの入射角度αを変化させることで、形成する凹状部１５の三角形型断面形状を変化させ、側壁面１７の傾斜角度βを変化させることができる。レーザーの入射角度αの調整は、被照射部である導光シート１０の固定角度を調整することで行う。
【００２１】
図４は、導光シート１０の固定角度を変えてレーザーの入射角度αを変化させる方法の概略図である。導光シート１０の固定角度をγとする。導光シート１０の反入光側の端面を固定し、導光シート１０の入光端面１６を直方体のブロックで図４の様に固定する。この状態でレーザーを照射することで、導光シート１０に対するレーザーの入射角度αが変化する。このとき、導光シート１０を固定するブロックは導光シート１０の長さと同等の高さを持ったブロックであれば種類は限定しない。
【００２２】
また、導光シート１０を固定して、レーザーを傾けて照射することで角度を調整する方法でも良い。
【００２３】
このときに、レーザーの入射角度αを制御することにより、側壁面１７の傾斜角度βを制御することができる。特に、本願発明においては、レーザーの入射角度αを４５度以上６０度以下の範囲の所定の角度とすることにより、凹状部１５を構成する側壁面１７の傾斜角度βを３０度以上４５度以下の所定の角度に制御できることを見出した。なお、レーザーの入射角度αを７５度とすると、側壁面１７の傾斜角度βを５０度程度に制御することができるが、出射光の輝度を高くする観点からは、側壁面１７の傾斜角度βを３０度以上４５度以下とすることが好ましいために、レーザーの入射角度αは４５度以上６０度以下とされることが好ましい。
【００２４】
光反射機能を有する凹状部１５の配置パターンは、ライン状であることが望ましい。また、ラインの方向は導光方向に対して垂直であることが望ましい。その方向であれば、ラインの長さは特に限定しない。
【００２５】
加工用レーザーとしては、樹脂加工用レーザーが使用可能であり、特に限定されるものではない。中でも、樹脂加工用途に一般に使われているＣＯ２レーザーを使用することが好ましい。
【００２６】
コア層１１としては、公知の材料が使用可能であり、例えば、メタクリル酸メチルの単独重合体（ＰＭＭＡ）または共重合体を主成分として構成することができる。
【００２７】
中でも透過性耐久性に優れると共に安価なことから、ＰＭＭＡを主成分として構成することが好ましい。なお、メタクリル酸メチルの共重合体を用いる場合、メタクリル酸メチルの含有量は５０質量％以上とすることが好ましい。また、ポリカーボネート系樹脂を主成分とする材料を用いてコア層１１を構成しても良い。ポリカーボネート系樹脂は、ＰＭＭＡより高屈折率であるため、開口数が大きくなり、受光量を増やすことが可能であり、シートを屈曲した際の光の漏れを低く抑えることができる。さらに、耐熱性が良く給される場合などには、上述のポリカーボネート系樹脂や、脂環式ポリオレフィン系樹脂を用いることもできる。また、コア層の厚みとしては光源の大きさにより適宜選択加納であるが、一般的に０．１ｍｍ〜６ｍｍ程度に設定される。
【００２８】
クラッド層１２としては、公知の材料が使用可能であり、例えば、含フッ素オレフィン系樹脂を主成分とする樹脂組成物により構成することができる。
【００２９】
含フッ素オレフィン系樹脂としては、例えば、フッ化ビニリデン系共重合体を挙げることができ、具体的にはフッ化ビニリデンとテトラフルオロエチレンとの２元共重合体、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロアセトンとの２元共重合体、フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの２元共重合体、フッ化ビニリデンとテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロエチレンとの３元共重合体等を例示できる。クラッド層付導光シートはその取り扱い性から屈曲性を有することが好ましい。クラッド層の厚さとしては、３μｍ〜５００μｍの範囲とされることが好ましい。
【００３０】
コア層１１クラッド層１２の積層方法としては、多層溶融押出しによりコア層クラッド層を一体成型する方法や、コア層にあたる樹脂シート（またはフィルム）に、クラッド層にあたる樹脂をコーティング処理して製造する方法などがある。
【実施例】
【００３１】
（実施例１）
導光シート１０は、幅１２００ｍｍのＴダイをもつ共押出シート製造機を用いて、クラッド／コア／クラッドの３層構造で成型した。コア層１１にアクリル樹脂（三菱レイヨン製、アクリペットＶＨ０００、屈折率１．４９）を、クラッド層１２にフッ化ビニリデン共重合体（アルケマ製、ＫＹＮＡＲ７２０、屈折率１．４２）を用い、幅約９８０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍの導光シート１０を製造した。この導光シート１０のクラッド層１２の厚みを膜厚計により測定したところ、上面側、下面側とも約５μｍ、導光シート１０のトータル厚みは約３００μｍであった。この導光シート１０を幅１００ｍｍ、長さ２８０ｍｍの長方形状に切り出し、入光端面１６から５０ｍｍの部位にキーエンス社製  ＣＯ２レーザーマーカ  ＭＬ−Ｚ９５２０Ｔを用いて、レーザーの入射角度αを６０と設定してレーザー加工を施した。パターンは、導光方向に垂直なライン形状とし、長さ１０ｍｍのパターンを１本設けた。得られた凹状部１５の形状を評価するために、溝部の断面を光学顕微鏡で評価した。その断面形状を図７の（３）として示す。
【００３２】
次に、本発明によって得られた導光シート１０の光学特性を確認した。
【００３３】
図５に測定系の概略を示す。測定の際には、被測定用の導光シートのレーザー加工を施した面を下側に向け、非加工面を出射面とした。加工を施した面から出射した光を有効利用するため、出射面の反対の面に反射シート（東レ社製  Ｌｕｍｉｒｒｏｒ  Ｅ２０）を、空気層を介して配置した。
【００３４】
定電流電源４０により２０ｍＡで駆動される光源３０（日亜化学工業社製  ＬＥＤ  ＮＳＳＷ０２０ＢＴ  ５個使用）を被測定用の導光シート１０の片側側端面に配置し、輝度計５０（ＴＯＰＣＯＭ社製  輝度計ＢＭ−７）を用い、出射機構を設けた各部位を中心とした視野角２°のエリアの出射面から出射される光の輝度および導光方向と平行で導光シート面に垂直な面の−９０°から９０°までの出射光角度における輝度分布を測定した。その測定結果を、図６に示す。また、法線方向の輝度を、表１に示した。
【００３５】
（実施例２）
レーザーの入射角度αを４５度に設定してレーザー加工を行った以外は、実施例１と同様にして導光シート１０を作成した。その断面形状を、図７の（４）に、また輝度の測定結果を表１に示した。
【００３６】
（比較例１）
レーザーの入射角度αを９０度に設定してレーザー加工を行った以外は、実施例１と同様にして導光シート１０を作成した。その断面形状を、図７の（１）に、また輝度の測定結果を表１に示した。
【００３７】
（比較例２）
レーザーの入射角度αを７５度に設定してレーザー加工を行った以外は、実施例１と同様にして導光シート１０を作成した。その断面形状を、図７の（２）に、また輝度の測定結果を表１に示した。
【００３８】
図７に示すように、レーザーの入射角度αを変えることで形成される側壁面１７の傾斜角度βが制御されることがわかる。
【００３９】
また、図６および表１に示されたように、比較例１および２に基づき製造された（１）、（２）では、ピーク輝度が３００ｃｄ／ｍ２以下なのに対し、実施例１および２に基づき製造された（３）、（４）では出射光のピーク輝度が３０００ｃｄ／ｍ２以上となり、輝度が大幅に改善されていた。
【００４０】
【表１】
2011124168.tif 000003
【符号の説明】
【００４１】
１０  導光シート
１１  コア層
１２  クラッド層
１３  光出射面
１４  加工面
１５  凹状部
１６  光入光面
１７  側壁面
２０  レーザー装置
３０  光源
４０  定電流電源
５０  輝度計
α    レーザー入射角度
β    傾斜面の側壁角度
γ    導光シートの固定角度
【図６】
2011124168.tif 000004
【図１】
2011124168.tif 000005
【図２】
2011124168.tif 000006
【図３】
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【図４】
2011124168.tif 000008
【図５】
2011124168.tif 000009
【図７】
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