(57)【要約】【課題】  液晶ディスプレイの大型化に対して、このバックライト用の導光板２を精度よく効率的に製造可能とすることにある。【解決手段】  樹脂成形によって形成され、表面にパターンを有する液晶ディスプレイのバックライト用の導光板において、前記導光板は、前記液晶ディスプレイの表示面を投射するためのパターンを有する単一のスタンパ７によって形成され、該スタンパ７は、所定の領域で分割されたレプリカ５を平面的に配列し、接続して前記導光板の領域を構成するレプリカ複合板６を転写して形成され、前記レプリカ複合板６を構成する複数個の前記レプリカ５は、１個あるいは所定の複数個の原盤３を転写して形成される。【選択図】  図２
2008151819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂成形によって形成され、表面にパターンを有する液晶ディスプレイのバックライト用の導光板において、
前記導光板は、前記液晶ディスプレイの表示面を投射するためのパターンを有する単一のスタンパによって形成され、
該スタンパは、所定の領域で分割されたレプリカを平面的に配列し、接続して前記導光板の領域を構成するレプリカ複合板を転写して形成され、
前記レプリカ複合板を構成する複数個の前記レプリカは、１個あるいは所定の複数個の原盤を転写して形成される
ことを特徴とするバックライト用の導光板。
【請求項２】
請求項１に記載のバックライト用の導光板において、
前記導光板における前記パターンは、少なくとも２つ以上の異なるパターン領域を有し、該異なるパターン領域の少なくとも１つ以上のパターン領域が複数の領域で形成されてなり、
少なくとも前記複数の領域に形成されるパターン領域に対しては、１つの前記原盤によって形成された複数の前記レプリカを配列してレプリカ複合板を構成する
ことを特徴とするバックライト用の導光板。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のバックライト用の導光板において、
前記導光板における前記パターンは、前記導光板の所定の領域間で異なるパターン領域を有しており、
前記レプリカ複合板は、前記導光板の異なるパターンに対応して分割した原盤によって形成した複数個のレプリカを配列、接合した
ことを特徴とするバックライト用の導光板。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のバックライト用の導光板において、
前記導光板の前記パターンは、前記液晶ディスプレイの表示面の中心において、点対象、あるいは線対象に配置されている
ことを特徴とするバックライト用の導光板。
【請求項５】
樹脂成形によって形成され、表面にパターンを有する液晶ディスプレイのバックライト用の導光板と、
前記バックライト用の導光板へ向けて光を出射する光源と、
前記光源から出射された光を受けて前記バックライト用の導光板から出射される光が照射される液晶パネルとを備え、
前記導光板は、前記液晶ディスプレイの表示面を投射するためのパターンを有する単一のスタンパによって形成され、
該スタンパは、所定の領域で分割されたレプリカを平面的に配列し、接続して前記導光板の領域を構成するレプリカ複合板を転写して形成され、
前記レプリカ複合板を構成する複数個の前記レプリカは、１個あるいは所定の複数個の原盤を転写して形成される
ことを特徴とする液晶ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルのバックライト用の導光板に係わり、大面積の表面に微細なパターンが形成される導光板及びそれを用いた液晶ディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表示機器は、地上波ディジタルテレビジョン放送への移行や、ディジタル製品の普及、発展によって、ノートＰＣにおける表示機器に代表される薄型の平面型表示機器の普及が急速である。この平面型表示機器の１つに液晶ディスプレイがある。この液晶ディスプレイは、ディジタル処理技術、液晶パネルの加工技術等の開発により、画素数の増加を図った大画面高精細の表示機器等として大きく発展している。
【０００３】
液晶ディスプレイは、情報の表示のために液晶パネルに光を照射するバックライトとしての光源を持ち、光源からの光を液晶パネルに均一にかつ効率よく透過するために導光板を有している。液晶ディスプレイの大型化に伴って導光板自体も大面積を必要とされている。
【０００４】
従来、この導光板の成形技術の例が、特許文献１に開示されている。特許文献１に記載された導光板は、液晶表示装置における輝度の向上を図るためのパターンを工夫したものであり、その導光板の成形は、スタンパを用いて透明アクリル樹脂の射出成形や熱プレス法でパターンを転写形成している。また、スタンパは、大面積化に好適なフォトリソグラフ工程でパターンを形成し、電鋳法でパターンの反転転写している。
【０００５】
このスタンパの大面積化に対応した形成方法の例が、特許文献２、および特許文献３に開示されている。特許文献２、および特許文献３に記載されたスタンパは、大画面のスタンパを複数枚のスタンパに分割して構成し、複数枚を接合して成形用金型面に配列することで大面積の導光板を成形するものである。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−５２３７０号公報
【特許文献２】特開２０００−１５３５４３号公報
【特許文献３】特開平９−２４５５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記した従来技術には解決しなければならない次の技術課題がある。
【０００８】
特許文献１に記載されている導光板成形用のスタンパは、一般的なスタンパの形成と同様にマスター型を基に転写して形成されている。このマスター型におけるパターンの加工方法は、機械切削による方法や、ホトプロセスを用いている。ただ、大画面の表示機器用の導光板においては、大面積のマスター型を必要とし、機械切削や、ホトプロセスを用いて製作する場合には、加工装置の大型化、加工時間の点から生産性が低いものであり、大画面用の導光板の形成方法としては問題を有するものである。
【０００９】
特許文献２に記載されている導光板成形用のスタンパは、大面積のスタンパを製作する上での困難さを解消するために工夫されたものであり、大面積となるスタンパを複数枚のスタンパとして分割して形成することである。分割して形成されたスタンパは、耐熱性ポリイミドフィルムなどで裏打処理して接合配列して金型に装着したり、直接金型面に接着することで大面積のスタンパとして構成したりしている。
【００１０】
しかし、複数枚のスタンパはそれぞれ裏面研磨で生じる加工歪の量が異なり、成形時の高温樹脂（温度：略３００℃）に接触したときに生じる熱変形（膨張・収縮含む）が問題となる。また、個々のスタンパ端面に加わる成形時の離形応力でスタンパ間の位置ずれ等が発生し、精度の良い導光板を効率よく成形し難い懸念を有している。
【００１１】
特許文献３に記載されているパターンを持つ光学部品は、小面積の原盤を複数枚貼合わせて大面積原盤を構成し、電鋳処理によってスタンパを作成し、パターンを転写形成するものである。特許文献２に記載されたようにスタンパ自体を分割していないことから、小面積の原盤の貼合わせ端面に隙間が生じる等の問題を解消させるものである。よって、小面積の原盤を作成するための工具の小型化や取り扱い性の容易さに関する改善はあるものの、小面積の原盤を直接貼会わせて大面積の原盤を構成することから、原盤の加工面積は何ら変わるものでもなく同一面積のままであり、作業工数の低減方法については何も記載されていない。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明では、大面積の導光板の成形における上記の課題を解決するために、下記の構成としている。
【００１３】
本発明の導光板は、樹脂成形によって形成され、表面にパターンを有する液晶ディスプレイのバックライト用の導光板であって、導光板は、液晶ディスプレイの表示面を投射するためのパターンを有する単一のスタンパによって形成され、スタンパは、所定の領域で分割されたレプリカを平面的に配列し、接続して導光板の領域を構成するレプリカ複合板を転写して形成され、レプリカ複合板を構成する複数個のレプリカは、１個あるいは所定の複数個の原盤を転写して形成されている。
【００１４】
さらには、導光板におけるパターンは、少なくとも２つ以上の異なるパターン領域を有し、異なるパターン領域の少なくとも１つ以上のパターン領域が複数の領域で形成されてなり、少なくとも複数の領域に形成されるパターン領域に対しては、１つの原盤によって形成された複数のレプリカを配列してレプリカ複合板を構成している。
【００１５】
さらには、導光板におけるパターンは、導光板の所定の領域間で異なるパターン領域を有しており、レプリカ複合板は、導光板の異なるパターンに対応して分割した原盤によって形成した複数個のレプリカを配列、接合している。
【００１６】
さらには、導光板のパターンは、液晶ディスプレイの表示面の中心において、点対象、あるいは線対象に配置されている。
【００１７】
また、本発明の液晶ディスプレイは、樹脂成形によって形成され、表面にパターンを有する液晶ディスプレイのバックライト用の導光板と、前記バックライト用の導光板へ向けて光を出射する光源と、前記光源から出射された光を受けて前記バックライト用の導光板から出射される光が照射される液晶パネルとを備え、前記導光板は、前記液晶ディスプレイの表示面を投射するためのパターンを有する単一のスタンパによって形成され、該スタンパは、所定の領域で分割されたレプリカを平面的に配列し、接続して前記導光板の領域を構成するレプリカ複合板を転写して形成され、前記レプリカ複合板を構成する複数個の前記レプリカは、１個あるいは所定の複数個の原盤を転写して形成されている。
【００１８】
また、本発明の液晶ディスプレイは、上述の本発明のバックライト用の導光板と、このバックライト用の導光板へ向けて光を出射する光源と、この光源から出射された光を受けて上述の本発明のバックライト用の導光板から出射される光が照射される液晶パネルとを備えている。
【発明の効果】
【００１９】
射出成形金型や熱圧縮成形金型に取り付けるスタンパをパターンに合わせて分割した複数個のレプリカを作成することによって一体的に形成することで、大面積を有する導光板を効率的に製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図１乃至図２を参照して説明する。
【００２１】
本発明は、スタンパを用いて射出成形方法によって効率よく生産される導光板２に関するものである。
【００２２】
実施形態は説明を分かりやすくするために表示画面に対し８分割面による実施例として説明するが、分割面の数は２つ以上のパターン領域を有して、そのうちの１つ以上のパターンが複数の領域で形成されている場合には、パターンに対応してレプリカを形成するに適する他の数による分割でも良い。また、導光板の出射面に同一のパターンが形成されている場合には、分割面の数は限定されることはない。
【００２３】
図１は、導光板の一実施例を模式的に示した図である。本実施例において、導光板２は、平行形状として形成されており、光源の光を出射するパターン２２を形成した出射面２１と対向面２３を有している。導光板２の対向面２３側には面発光を行う平面光源１が対向配置されている。この平面光源１を用いて導光板２へ向けて光（出射光２４）を出射する。出射面２１に形成されたパターン２２は出射光２４の出射方向を定め、出射光２４の出射方向に位置する液晶パネル（図示せず）の輝度の向上や表示画面の明るさの均一化を図るために最適な形状を形成される。よって、パターン２２の形状は、光源１の種類や、導光板２の形状等によって導光板２の出射面２１に同一の凹凸によるパターンを施される場合も、中央部面（画面の中央部）と周辺部面（画面の周辺部）で異なる凹凸によるパターンを施される場合もある。本発明の実施例では、出射面２１に形成するパターン２２は、画面の両周辺部に対応してパターンＡ２２１を設け、画面の中央部に対応してパターンＢ２２２を形成しているものとする。
【００２４】
このパターン２２を形成された導光板２の形成方法について、図２を参照して説明する。図２は、本発明の導光板の製造方法を示す工程図である。
【００２５】
導光板２には、図１で示したように、出射面２１の両周辺部に凹凸のパターンＡ２２１が施され、中央部に凹凸のパターンＢ２２２が形成されているものとする。ここで、本発明は、スタンパの形成を複数個のレプリカの作成によって行う方法であるが、このレプリカの形状は、実施例のパターンに対応して分割するならば最小分割数として４分割することで良いが、レプリカの複数個作成の効果を上げることから８分割した例として説明する。
【００２６】
まず、図２（ａ）の工程において、導光板２を形成するための金属製のマスター型（原盤）３を切削加工により形成する。マスター型（原盤）３の形成は、サイズを小さく設定することによって、マスター型（原盤）３自身の材料の縮減や加工工数の低減が図られるが、後に説明する大面積のスタンパ７を形成するためのレプリカ群とするレプリカ５の接合個所が多くなり、この工程が逆に増加する。よって、マスター型（原盤）３のサイズ選定の要因は、導光板２の出射面２１に同一の凹凸のパターン２２が形成されている場合には、切削加工によってパターン２２を形成するに支障の無いサイズとすることで良いが、より好ましい選定要因は、導光板２のパターン２２の変化状態に対応して分割することである。よって、上記したように８分割を例にしている。
【００２７】
ここで、マスター型（原盤）３の形成については、切削加工として説明したが、他の方法によって加工しても良い。
【００２８】
マスター型（原盤）３の形成において、パターン２２を加工された有効領域（マスター型（原盤）３のパターン）３１とそれを取り囲む領域に後の工程の加工基準となるアライメントマーク３２を形成しておくことが好ましい。
【００２９】
パターン２２の凹凸形状は、最終的に必要となる光学特性が得られるパターンであり、プリズム群、ドット群、レンズ形状群で構成される。
【００３０】
つぎに、図２（ｂ）の工程において、このマスター型（原盤）３のパターン３１の面に所定の厚さを構成するのに必要な紫外線硬化樹脂を滴下し、透明なアクリル樹脂からなるアクリル板を、アクリル板と紫外線硬化樹脂との間に気泡が残存しないように重ね、紫外線照射してマスター型（原盤）３のパターン３１を転写したレプリカマザー４を形成する。このマスター型（原盤）３から転写されるレプリカマザー４は、必要な所定数を作成する。本実施例においては、図１にみるようにパターンＡ２２１、及びパターンＢ２２２のレプリカマザー４は各々４個ずつを形成することになる。
【００３１】
紫外線硬化樹脂の代わりとしてアクリルモノマー液を滴下し、アクリル板と共に加熱硬化することによって、レプリカマザー４の形成が可能である。
【００３２】
レプリカマザー４としてのアクリル板の厚さはマスター型（原盤）３から容易に剥離可能となすために略３ｍｍ程度に設定されることが好ましい。すなわち、１ｍｍ以下の場合は次の工程での端面トリミング加工が困難であり、逆に１０ｍｍ以上では剥離が困難と成る場合が多い。
【００３３】
つぎに、図２（ｃ）の工程において、レプリカマザー４の端面トリミングを行う。非有効面の一部を残すようにアライメントマーク３２の転写マーク４２を基準に有効領域（レプリカのパターン）４１の端面を精密直線加工する。トリミング時の加工の直線精度は１０μｍ以内であることが好ましい。
【００３４】
つぎに、図２（ｄ）の工程において、端面トリミングされたレプリカ５の端面に紫外線硬化型接着剤６１を塗布し、パターンの合わせ面のズレが設計許容値内に入るようＸ−Ｙ−Ｚ面の位置合わせ調整を行う。位置合わせ調整の後に紫外線ランプ照射して紫外線硬化型接着剤を固着させてレプリカ複合板６を形成する。位置合わせ後の位置ズレの許容値として１０μｍ以内が好ましい。
【００３５】
このレプリカ複合板６を転写して大面積の導光板の成形に用いるスタンパ７が形成される。
【００３６】
上記のような小型の加工の容易なマスター型（原盤）３によって、レプリカ５を容易に複数個形成され、レプリカ５を接合することによってレプリカ複合板６を形成し、このレプリカ複合板６を用いて、所望のパターンを有した大面積のスタンパ７を形成することが可能である。レプリカ複合板６を用いてスタンパ７を形成する際には、電鋳加工が好適に用いられる。
【００３７】
本発明は、レプリカ５の段階で接合し、レプリカ複合板６を形成し、このレプリカ接合板６を用いて一体型のスタンパ７を形成し、このスタンパ７によって導光板２を樹脂成形するために、樹脂成形の金型内でのスタンパ７の位置ずれが生じることがなく、精度の良い導光板２を効率よく形成できる。スタンパ７によって導光板２を樹脂成形する際には、射出成形が好適に用いられる。なお、射出成形は量産性に優れているので樹脂成形する際に好適に用いられるのであり、射出成形以外の他の樹脂成形を用いることももちろん可能である。
【００３８】
また、レプリカ接合面（繋ぎ目）の位置ずれ懸念については、接着剤の硬化形態が制御できることにより解消される。例えば空気雰囲気下で紫外線硬化型接着剤を硬化させた場合、接着剤の空気接触表面が硬化不十分と成る。その後アルコールなどの溶剤で洗い流すことにより未硬化部分の紫外線硬化型接着剤を除去することができる。この場合、レプリカ複合板６において繋ぎ目部分は僅かな凹状の形態となり、従って、スタンパにおいて繋ぎ目部分は僅かな凸状の形態となる。逆に、窒素雰囲気下では接着剤の窒素接触表面は充分に硬化でき、この場合、レプリカ複合板６において繋ぎ目部分は凸状の形態となり、従って、スタンパ面の繋ぎ目は凹状の形態と成る。
【００３９】
このことはアクリル樹脂板等の透明体をベースにしたレプリカ作成の大きな特徴と言える。
【００４０】
しかる後にも、繋ぎ目部分における問題を解消できない場合が生じたとしても、レプリカ５の繋ぎ目は、パターン２２の相違した領域の境目により分割することを基本として行っているため、液晶表示画面への光の照射の性能に影響しないように工夫されている。
【００４１】
以上のように、一体型のスタンパを供給することが可能となり、大型の導光板が安価に提供でき、更に成形時にスタンパが損傷する危険も解消できる。この方法は液晶ディスプレイの導光板のみならず、他の大型光学部品への展開も可能であることは言うまでも無い。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】導光板の一実施例を模式的に示した図である。
【図２】本発明の導光板の製造方法を示す工程図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  平面光源
２  導光板
２１  出射面
２２  パターン
２２１  パターンＡ
２２２  パターンＢ
２３  対向面
２４  出射光
３  マスター型（原盤）
３１  原盤のパターン
３２  アライメントマーク
４  レプリカマザー
４１  レプリカのパターン
４２  転写マーク
５  レプリカ
６  レプリカ複合板
７  スタンパ
【図１】
2008151819.tif 000003
【図２】
2008151819.tif 000004