(57)【要約】【課題】  成形による導光板にパターンを直接印刷するには、印刷の精度は導光板の印刷面のヒケやウネリなどの面精度を確保する必要がありこのためより長い成形サイクルが求められる。また印刷場所の塵芥環境にも影響される。  他の方法として、導光板の表面部や裏面部などに微細加工により凸凹を施して光の拡散および、または反射をさせる方法や、導光板の表面部や裏面部に金型により特殊な面形状で、効果的な光の拡散および、または反射が得られる方法も知られているが、何れも生産性の面で難点があった。【解決手段】  予めプラスチックシートに光源からの光を拡散および、または反射させるために印刷されたパターンを導光板の成形時に成形金型内でインモールド転写により導光板の裏面部に転写させて形成させることで解決可能とするものである。【効果】  本案ではプラスチックシートに印刷されたパターンを導光板の成形時に転写し効果的な光の拡散および、または反射が得られるものであり、導光板の生産性が大きく向上する。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像を表示する液晶パネルと該液晶パネルの裏面に対向して配設された導光板と該導光板は少なくとも光源からの光が導入される入射端面部と前記入射端面部からの光を出射する表面部および前記表面部とは反対側の裏面部とを有しかつ前記裏面部に近接対向して平面反射板を配設した液晶パネル照明装置の該導光板は光透過性の熱可塑性樹脂により形成されると共に前記裏面部には前記光源から前記入射端面より導入された光が前記表面部に拡散及び反射して出射させるためのパターンが形成された液晶パネル用導光板おいて前記パターンが予め印刷されたシートを該導光板の射出成形時に成形金型内にてインモールドすることにより該導光板の前記裏面部に該パターンを転写させる事を特徴とする液晶パネル用導光板のパターン形成法。
【請求項２】
前記パターンと前記平面反射部は２段重ね状にシートに予め印刷され、前記導光板の射出成形時に成形金型内にてインモールド転写により前記導光板の前記裏面部に前記パターンと前記平面反射部を転写させる事を特徴とする液晶パネル用導光板のパターンと平面反射部の同時形成法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
透過型液晶ディスプレイパネルのバックライト装置として、光源からの光を透明な導光板の側面部から導入し、表面部全域から明るく且つ均一に出射させるためのパターン形成加工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は透過型液晶パネルのバックライトとして作用する液晶パネルの裏面側に位置し、該裏面側に対向してなる導光板の表面部とこれに対向する裏面部に光源からの光を側端面から導入し、この導入光を拡散及び反射して該表面部から明るくかつ均一に出射させるパターン及びまたは該パターンと協働する反射面を該裏面部に安定した品質で且つ生産性の高い手段で形成するための形成加工法が求められていた。
【０００３】
しかし従来の導光板に関わる技術は透明な導光板の側面部から導入された光をどのように効果的に導光板の表面部から出射させるかという導光方法の改良に関わる技術であり、その技術の具現化のための経済性（生産性）などにおいては幾多の難点が見られる。
このような導光方法の改良に関わる技術においては、一般的に透明アクリル樹脂（PMMAなど）による導光板の裏面部に光の散乱物質などを混入させた白色系塗料などで丸状や角状などのパターンを精度良く印刷する必要があるが、この導光板は主に成形品であることから、この印刷面は成形条件によりヒケやウネリなどの面精度に影響を受けやすい。従ってこの影響を極力抑制する必要があり、そのためには、成形射出後の製品を金型内で徐冷後、製品を金型内から取出す必要があり、結果として通常の成形サイクルタイムよりも大幅に長いサイクルタイム必要とされる。また印刷を行う室内の環境（塵芥などの）にも影響されるため、パターン印刷のためのクリーンルームが必要性になるなど生産上の難点があった。生産上の難点を有する事はその品質確保にも難点を有する事につながり易くなる。
また、他の方法として、導光板の表面部や裏面部などに微細加工による凸凹を施す方法も知られているが、この方法では凸凹加工を施さない場合に比較し、光の透過率が低くその分だけ液晶画面の輝度が不足し、更には表面部からの光を必要な方向へ光偏向制御するプリズムシートを併用しなければならないなど生産上の難点がある複雑な構造となっている。
また更には、導光板の表面部や裏面部に成形金型により様々な形状を施し、効果的な光の拡散、反射が得られる方法も知られているが、金型の面に直接必要十分な微細な形状精度を確保する金型加工においてもやはり生産上の難点があった。
【特許文献１】特開２００１−８３５１
【特許文献２】特開２００１−２１５５０２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする問題点は、このような導光板に関わる技術において、前述の通り、一般的に透明アクリル樹脂による導光板の裏面部に散乱物質などを混入させた白色系塗料などで丸状や角状などのパターンを精度良く印刷する必要があるが、このパターン印刷の精度は、導光板が主に成形品であるため、成形条件に影響される印刷面のヒケやウネリなどの面精度の確保が重要となる。このために成形射出後の製品を金型内で十分に徐冷後製品を金型内から取出すことになるため成形サイクルタイムが非常に長くなり、成形コストに大きく影響し、また面精度の良否がパターン印刷の歩留まりにも影響してくる。更には印刷室の環境（塵芥など）にも影響されるため、パターン印刷のためのクリーンルームの必要性も出てくる事になる。
また他の方法として、導光板の表面部や裏面部に微細加工による凸凹を与え光の拡散、反射をさせる方法も知られているが、この方法では凸凹加工を施さない場合に比較し、光の透過率が低くなりその分だけ液晶パネルでの十分な輝度が得られず、更には表面部からの光を必要な方向へ偏光制御するためにプリズムシートを併用しなければならないなど構造が複雑になる難点も有している。
また更には、導光板の表面部や裏面部に成形金型により様々な面形状を持たせ、効果的な光の拡散、反射が得られる方法も知られているが、金型の面に直接必要十分な形状精度を確保するための金型加工上の難点がある。然るに上記の如く本発明の目的とする解決に必要な課題としては、透過型液晶パネル照明のバックライト装置としての導光板において、光源からの光を透明な導光板の側面部から導入し、表面部の全域から明るく、均一に出射させるための必要十分なパターンを得るために、加工性（生産性）の高い即ち、成形サイクルタイムの短い、成形金型加工が容易で且つ品質の安定した導光板のパターン形成法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、導光板のパターン形成における種々の難点を後述の手段により解決するものである。
即ち、予めシートに印刷された前記パターンを前記導光板の成形時に、成形金型内にてインモールド転写により前記導光板の裏面部に転写させて形成させることで解決可能とするものである。従って、パターン転写面の外側には通常前記裏面側に近接して白色や光反射性のある平面反射板が配設されるが、この反射板は前記シート上に前記印刷パターンの上に重ねて印刷し、前記パターンと同時に前記裏面部にインモールド転写し、前記平面反射板を兼ねたパターン形成も可能であり、また前記パターンは光源であるLEDアレイやFCL(冷極陰管)などの様々な光源の条件や液晶画面サイズ、画面の明るさ、液晶画面全体のムラの更に少ない平滑な明るさなどを得るための新しいパターンであっても、シートへの印刷の版で対応が可能であり、該導光板の新規成形金型や既存金型の改造なども必要としない。
【発明の効果】
【０００６】
本且発明による導光板の製造法は、精度の高いパターン印刷のためにその成形サイクルをより長くして更に前記パターンを成形の後工程として印刷する必要もなく、また金型表面に特殊な形状加工を施す必要も無く、必要なパターンが印刷されたシートを介してインモールド転写により該導光板に前記パターンを通常の成形サイクルで形成可能とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の基本的な形態を添付図に従い説明する。図１において一般的に液晶パネル（１０）の照明としてのバックライト装置として、光源（２１）、（２２）からの光が導入される入射側面部（３１ａ）、（３１ｂ）と入射側面部（３１ａ）、（３１ｂ）から導入された光を出射する表面部（３２）とこの表面部（３２）とこれに対向する裏面部（３３）とを有し、前記表面部（３２）が液晶パネル（１０）の裏面部（１１）と対向するように前記液晶パネル（１０）の裏面部（１１）側に導光板（３０）が配設され、前記導光板（３０）は光透過性の熱可塑性樹脂により形成されると共に、前記導光板（３０）の前記裏面部（３３）には、前記入射端面（３１ａ）、（３１ｂ）から導入された光を拡散または、および反射させるためのパターン（４０）を形成し、またこれと併せて前記導光板（３０）のパターン（４０）が形成された裏面部（３３）の外側には前記裏面部（３３）側に近接して白色や光反射性のある平面反射板（７０）が配設される。以上の構成により前記光源（２１）、（２２）の光を前記入射端面（３１ａ）、（３１ｂ）より入射し、前記導光板（３０）の前記表面部（３２）の全域に渉ってほぼ均一に出射させる公知の構成と類似するものである。
【実施例１】
【０００８】
茲で前記導光板（３０）の前記裏面部（３３）への前記パターン（４０）の形成法について詳細に説明する。図２に示す如く、前記導光板（３０）の入射側面部（３１ａ）、（３１ｂ）側から中心部（３４）に向かって面積が徐々に広くなる様にグラデーションを持たせて前記パターン（４０）を光の拡散および、または反射に好適なインクおよび転写成形に好適な表面印刷処理剤を用いてにポリエチレンテレフタレート（PET）樹脂などの透明プラスチックシート（５０）に前記インク層の厚みが７〜８μｍ（この厚みに限定したものではない）にシルクスクリーン印刷をし、図５に示す通り透明アクリル樹脂の前記導光板（３０）を成形する工程で成形金型（６０）内に転写用プラスチックシート（５１）を装填し、前記導光板（３０）の前記裏面部（３３）に前記パターン（４０）がインモールドで転写形成されるものである。尚ここで用いられたプラスチックシートは前記パターンを印刷および転写形成可能な材質、厚さのものであればこれに限定されるものではない。またここで用いられたこのインモールド転写技術はこれまでプラスチックケースやパネルなどの意匠デザイン模様を施す技術として取り入れられてきているものである。即ち、図６に示す通り、Ｐ−１の成形金型（６０）が開いた状態で転写前プラスチックシートは可動型（６２）に装填される。つぎに前記可動型が前記転写前プラスチックシート（５０）と共にＰ−２及び図５に示す如く矢印A方向の固定型（６１）へ移動して金型（６１）、（６２）が閉じて、樹脂が金型（６０）内に射出されると共に前記パターン（４０）が前記導光板（３０）に転写され、前記金型（６０）内で樹脂の固化冷却を経て、Ｐ−３の様に前記可動型（６２）が矢印B方向に開き、茲で前記パターン（４０）が転写形成された前記導光板（３０）は金型（６０）内から矢印C方向へ取出されると共に、前記パターン（４０）が前記導光板へ転写完了後の前記プラスチックシート（５０）も矢印C'方向へと前記金型（６０）外に取出される。
この成形工程での一例として液晶パネルサイズが１７インチの場合の成形サイクルタイムは約３分であり、これは材質、形状から鑑みて一般的な成形サイクルと云える。また従来のパターン形成ではパターン印刷面の精度を確保するために更に長い成形サイクル(約８分前後)が要求される。また本案により転写された前記パターン（４０）は図３で示す通り、前記導光板（３０）の裏面部（３３）を境に前記導光板（３０）の内部側に入り込んだ状態に形成されている。図７は導光板（３０）の入射側面部（３１ａ）、（３１ｂ）の側から中心部（３４）に向かってパターン面積が徐々に広くなる様にグラデーションを持たせてパターン（４０）を形成し、図１および図２に示す様に前記入射側面部（３１ａ）、（３１ｂ）より光源（２１）、（２２）からの光を導入した場合の液晶パネル面での輝度分布状態の測定結果(転写式導光板)と導光板の成形後に類似のグラデーション持つパターンが印刷された従来導光板と同じ条件（それぞれの導光板と液晶パネルの同一位置関係および同一光源）で輝度分布を測定した結果を示すグラフである。また図７における横軸は図１および図２における入射側面部（３１ａ）から反対側の入射側面部（３１ｂ）の間で７を画面の中心としての１３分割したそれぞれの点における輝度を縦軸に示したものである。この図７から分かる通り従来導光板に比し、転写式導光板が輝度の点で約２０％優れていることがわかる。図７では輝度の数値が測定点で振れているが、視覚では輝度の差が判別し難いレベルはであるが、これは前記パターンのグラデーションやパターンの形状を最適化することで液晶画面全面に渉って更に平準化された均一な明るさが得る事も可能である。また図２に示すグラデーションを持つパターン（４０）は分かり易く説明するために模型的に示したパターンであり、必ずしも図７の効果としてこのパターンが限定されるものではない。
【実施例２】
【０００９】
前述の通り、前記パターン（４０）の転写面即ち前記導光板（３０）の裏面部（３３）の外側には通常前記裏面部（３３）側に近接して白色や光反射性のある平面反射板（７０）が配設されるが、この反射板（７０）は前記プラスチックシート（５０）上に前記パターン（４０）と重ねた状態に印刷し、前記パターン（４０）と同時に前記裏面部（３３）にシートインモールドし、前記反射板（７０）を兼ねたパターン形成も可能である。
この前記パターン（４０）は予めプラスチックシート（５０）に印刷された前記パターン（４０）を前記導光板（３０）の成形時に、成形金型（６０）内にてインモールド転写により前記導光板（３０）の裏面部（３３）に転写させることによって形成されるものである。
茲で本発明による実施例１、実施例２を含む該導光板のパターン形成と併せ、本案の製法と従来製法による効果の違いについて改めて説明すると、これまでの導光板の裏面部にパターン（４０）と類似の機能を持つパターンの印刷を該導光板の成形後に行う製法に対して本案の製法では導光板としてより安定した生産性の良い加工が達成できるものである。
一方、他の従来方法として、導光板の表面部や裏面部などに特殊な面形状を持たせ効果的な光の拡散、反射が得られる方法では、成形金型は複雑な面形状に加工する必要が生じるため金型加工コストに影響してくる。一方、本案ではプラスチックシート（５０）に印刷されたパターン（４０）のインモールド転写で効果的な光の拡散および、または反射が得られるものであり、成形金型の面形状は単一な平面に構成すれば良い。
【００１０】
更には、従来の導光板（１３０）に成形後パターン印刷する方法では図４に示す通り、印刷パターン（１４０）が導光板（１３０）の裏面部（１３３）の外側に形成され、インクが硬化するまでに多少のダレが生じるため、印刷部断面（１４１）は導光板（１３０）の裏面部（１３３）での水平面積よりも裏面部（１３３）から厚み方向に離れた水平面積の方が小さくなる所謂逆台形となるため、印刷パターンの厚み面（１４２）に入射光が当ると入射光は裏面部（１３３）から離れる方向へ反射する事になる。また裏面部（１３３）と平面反射板（１７０）との間には印刷パターン（１４０）の厚み分のスキマ（１４２）が介在するため入射光の屈折回数が多くなり、導光板表面部（１３２）までの光源からの距離も増大するため(図７)の様に液晶パネルの輝度の低下にもつながり易い。この点に関連して本案での前記パターン（４０）は転写により形成されるために前記導光板（３０）の裏面（３３）より該導光板の肉厚側に入り込んだ状態、即ち従来の形成パターンとは前記導光板（３０）の前記裏面部（３３）を中心に対称の位置に且つ対称な形状に前記パターン（４０）が形成されるため、前記導光板（３０）の光源側面部（３１）からの入射光が直接的にパターン部（４０）に到達して拡散および、または反射し、また平面反射板は導光板の裏面部に密着可能なため光の反射ロスが小さく導光板表面部からの出射光の効率が良く（図７）の如く液晶面の輝度の低下が少なくなるという効果が得られる。
更に環境面では前記パターン（４０）が転写成形された前記導光板（３０）はインク層が僅か７〜８μｍの厚みでありインクの使用量が微少なことから材料のリサイクルが可能である。
本発明は透過型液晶パネルの照明用のバックライトとして作用する液晶パネルの裏面側に位置し、該裏面側に対向してなる導光板の表面部とこれに対向する裏面部に光源からの光を側端面から導入し、この導入光を拡散および、または反射して該表面部から明るくかつ均一に出射させるためのパターンおよび、または該パターンと協働する平面反射面を該裏面部に形成する形成法であり、前記パターン（４０）は予めプラスチックシート（５０）に印刷された前記パターン（４０）および、または平面反射面を前記導光板（３０）の成形時に、成形金型（６０）内にてインモールド転写により前記導光板（３０）の裏面部（３３）に転写させることによって形成されるものである。この転写形成法により成形された導光板は類似の機能を持つ従来の導光板の製造法に比してより合理的な生産性と品質を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】液晶パネルと導光板の配置および導光板の各部を説明する側面図
【図２】導光板の裏面部に転写されるパターン例を示す平面図
【図３】導光板の裏面部におけるパターンの転写状態を示す側面図
【図４】従来法によるパターン印刷状態を示す側面図
【図５】プラスチックシートの転写成形を示す上面図
【図６】インモールド成形プロセスを示す上面図
【図７】液晶パネル面での輝度分布を示すグラフ図
【符号の説明】
【００１２】
１０      液晶パネル
１１      液晶パネルの裏面側
２１      光源ランプ１
２２      光源ランプ２
３０      導光板
３１ａ    導光板の入射端面
３１ｂ    導光板の入射端面
３２      導光板の表面部
３３      導光板の裏面部
３４      入射側面部（３１）の側からの中心部
４０      転写パターン
５０      ポリエステルシート
６０      成形金型
７０      平面反射板
１０      液晶パネル
１１ｌ    従来の液晶パネルの裏面側
１３０    従来の導光板
１３１ａ  従来の導光板の入射端面
１３１ｂ  従来の導光板の入射端面
１３２    従来の導光板の表面部
１３３    従来の導光板の裏面部
１４０    従来の印刷パターン
１７０    従来の平面反射板
【図１】
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【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】
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