(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明なアクリル板材の表面を加工して導光板を製造する方法であって、
前記板材の一側表面に第１サイズのサンド粒子を噴射して（sand-blasting）表面破砕により多数の第１陰刻を形成する第１次加工ステップと、
前記多数の第１陰刻が形成された前記アクリル板材の一側表面に前記第１サイズより小さい第２サイズのサンド粒子を噴射して表面破砕により前記第１陰刻の少なくとも一部の内面と前記第１陰刻の外方の表面に前記第１陰刻より小さいサイズの多数の第２陰刻を形成する第２次加工ステップと、
を備え、
（ａ）前記アクリル板材のいずれか１つの側面からその向い側の側面に行くほど、または（ｂ）向かい合う２側面からその２側面の中に行くほど、前記アクリル板材の単位面積当たり衝突する前記第１サイズのサンド粒子の個数と前記第２サイズのサンド粒子の個数のうち、少なくともいずれか１つが次第に増加するように、前記第１及び第２サイズのサンド粒子を噴射することを特徴とする、導光板製造方法。
【請求項２】
透明なアクリル板材の表面を加工して導光板を製造する方法であって、
前記板材の一側表面に第１サイズのサンド粒子を噴射して（sand-blasting）表面破砕により多数の第１陰刻を形成する第１次加工ステップと、
前記多数の第１陰刻が形成された前記アクリル板材の一側表面に前記第１サイズより小さい第２サイズのサンド粒子を噴射して表面破砕により前記第１陰刻の少なくとも一部の内面と前記第１陰刻の外方の表面に前記第１陰刻より小さいサイズの多数の第２陰刻を形成する第２次加工ステップと、
を備え、
（ａ）前記アクリル板材のいずれか１つの側面からその向い側の側面に行くほど、または（ｂ）向かい合う２側面からその２側面の中に行くほど、前記アクリル板材の単位面積当たり衝突する前記第１及び第２サイズのサンド粒子の入射角が次第に減少するように、前記第１及び第２サイズのサンド粒子を噴射することを特徴とする、導光板製造方法。
【請求項３】
前記第１サイズは３０−８０メッシュであり、前記第２サイズは１２０−２５０メッシュであることを特徴とする、請求項１または２に記載の導光板製造方法。
【請求項４】
透明なアクリル板材の表面を加工して導光板を製造する方法であって、
前記板材の一側表面に第１サイズのサンド粒子を噴射して（sand-blasting）表面破砕により多数の第１陰刻を形成する第１次加工ステップと、
前記多数の第１陰刻が形成された前記アクリル板材の一側表面に前記第１サイズより小さい第２サイズのサンド粒子を噴射して表面破砕により前記第１陰刻の少なくとも一部の内面と前記第１陰刻の外方の表面に前記第１陰刻より小さいサイズの多数の第２陰刻を形成する第２次加工ステップと、
を備え、
２次加工された前記アクリル板材の一側表面に前記第２サイズより小さいサイズのサンド粒子を噴射して微細陰刻を形成する第３次加工ステップを更に備えることを特徴とする、導光板製造方法。
【請求項５】
前記第１サイズは３０−８０メッシュであり、前記第２サイズは１２０−２５０メッシュであり、前記第３次加工ステップに使用するサンド粒子のサイズは３００〜４００メッシュであることを特徴とする、請求項４に記載の導光板製造方法。
【請求項６】
透明なアクリル板材の表面を加工して導光板を製造する方法であって、
前記板材の一側表面に第１サイズのサンド粒子を噴射して（sand-blasting）表面破砕により多数の第１陰刻を形成する第１次加工ステップと、
前記多数の第１陰刻が形成された前記アクリル板材の一側表面に前記第１サイズより小さい第２サイズのサンド粒子を噴射して表面破砕により前記第１陰刻の少なくとも一部の内面と前記第１陰刻の外方の表面に前記第１陰刻より小さいサイズの多数の第２陰刻を形成する第２次加工ステップと、
を備え、
第１次加工により加工された前記第１陰刻の光源から最近距離領域と最遠距離領域での密度比を１：Ｎとする時、第２次加工により加工された前記第２陰刻の前記最近距離領域と前記最遠距離領域での密度比は１：Ｎ／３〜１：Ｎ／１．５となるように第１次及び第２次加工を遂行することを特徴とする、導光板製造方法。
【請求項７】
透明なアクリル板材の表面を加工して導光板を製造する方法であって、
前記板材の一側表面に第１サイズのサンド粒子を噴射して（sand-blasting）表面破砕により多数の第１陰刻を形成する第１次加工ステップと、
前記多数の第１陰刻が形成された前記アクリル板材の一側表面に前記第１サイズより小さい第２サイズのサンド粒子を噴射して表面破砕により前記第１陰刻の少なくとも一部の内面と前記第１陰刻の外方の表面に前記第１陰刻より小さいサイズの多数の第２陰刻を形成する第２次加工ステップと、
を備え、
前記導光板の上面に出力される出力光に対し、前記第１次加工ステップで形成される前記第１陰刻の散乱と前記第２次加工ステップで形成される前記第２陰刻の散乱の寄与率は２０−４０％対６０−８０％であることを特徴とする、導光板製造方法。
【請求項８】
透明なアクリル板材の表面を加工して導光板を製造する方法であって、
前記板材の一側表面に第１サイズのサンド粒子を噴射して（sand-blasting）表面破砕により多数の第１陰刻を形成する第１次加工ステップと、
前記多数の第１陰刻が形成された前記アクリル板材の一側表面に前記第１サイズより小さい第２サイズのサンド粒子を噴射して表面破砕により前記第１陰刻の少なくとも一部の内面と前記第１陰刻の外方の表面に前記第１陰刻より小さいサイズの多数の第２陰刻を形成する第２次加工ステップと、
を備え、
（ａ）前記アクリル板材のいずれか１つの側面からその向い側の側面に行くほど、または（ｂ）向かい合う２側面からその２側面の中に行くほど、前記アクリル板材の単位面積当たり衝突する前記第１サイズのサンド粒子の個数と前記第２サイズのサンド粒子の個数のうち、少なくともいずれか１つが次第に増加するように、前記第１及び第２サイズのサンド粒子を噴射し、
前記第２陰刻が内面に形成された前記第１陰刻により、前記導光板の上面に出力される出力光の最大光の広がり角は１３０度以上１７０度以下であることを特徴とする、導光板製造方法。
【請求項９】
透明なアクリル板材の表面を加工して導光板を製造する方法であって、
噴射装置の容器に互いに異なる２つまたは３つサイズのサンド粒子を混合して噴射装置の容器に供給するステップと、
（ａ）前記アクリル板材のいずれか１つの側面からその向い側の側面に行くほど、または（ｂ）向かい合う２側面からその２側面の中に行くほど、前記板材の単位面積当たり衝突する前記サンド粒子の個数が次第に増加するように、その混合サンド粒子を前記板材の一側表面に噴射して（sand-blasting）表面破砕により限りなく多い陰刻を形成するステップと、を備え、
前記一側表面に形成された多数の陰刻のうち、少なくとも一部は大きいサイズの第１陰刻の内面に小さいサイズの１つ以上の第２陰刻が形成された構造になったことを特徴とする、導光板製造方法。
【請求項１０】
透明なアクリル板材で加工された導光板であって、
前記アクリル板材の一側表面に、肉眼で識別し難い程度のサイズである多数の第１陰刻と、前記第１陰刻より小さいサイズの多数の第２陰刻が光散乱要素として混在されて形成されており、かつ、
前記第２陰刻の少なくとも一部は前記第１陰刻の少なくとも一部の内面に形成されているので、前記第１陰刻の少なくとも一部は大きいサイズの陰刻内に１つ以上の小さいサイズの陰刻が形成されている構造になっており、
前記第１陰刻と前記第２陰刻は、第１サイズのサンド粒子と前記第１サイズより小さい第２サイズの第２サンド粒子を各々用いてサンドブラスティング工程により形成され、
前記アクリル板材の一側表面の表面粗さは、（ａ）前記アクリル板材のいずれか１つの側面からその向い側の側面に行くほど、または（ｂ）向かい合う２側面からその２側面の中に行くほど増加することを特徴とする、導光板。
【請求項１１】
透明なアクリル板材で加工された導光板であって、
前記アクリル板材の一側表面に、肉眼で識別し難い程度のサイズである多数の第１陰刻と、前記第１陰刻より小さいサイズの多数の第２陰刻が光散乱要素として混在されて形成されており、かつ、
前記第２陰刻の少なくとも一部は前記第１陰刻の少なくとも一部の内面に形成されているので、前記第１陰刻の少なくとも一部は大きいサイズの陰刻内に１つ以上の小さいサイズの陰刻が形成されている構造になっており、
前記アクリル板材の一側表面の表面粗さは、（ａ）前記アクリル板材のいずれか１つの側面からその向い側の側面に行くほど、または（ｂ）向かい合う２側面からその２側面の中に行くほど増加することを特徴とする、導光板。
【請求項１２】
透明なアクリル板材で加工された導光板であって、
前記アクリル板材の一側表面に、肉眼で識別し難い程度のサイズである多数の第１陰刻と、前記第１陰刻より小さいサイズの多数の第２陰刻が光散乱要素として混在されて形成されており、かつ、
前記第２陰刻の少なくとも一部は前記第１陰刻の少なくとも一部の内面に形成されているので、前記第１陰刻の少なくとも一部は大きいサイズの陰刻内に１つ以上の小さいサイズの陰刻が形成されている構造になっており、
前記第１陰刻の内面に位置する前記第２陰刻の分布密度(個数)は、（ａ）前記アクリル板材のいずれか１つの側面からその向い側の側面へ行くほど、または（ｂ）向かい合う２側面からその２側面の中に行くほど増加することを特徴とする、導光板。
【請求項１３】
透明なアクリル板材で加工された導光板であって、
前記アクリル板材の一側表面に、肉眼で識別し難い程度のサイズである多数の第１陰刻と、前記第１陰刻より小さいサイズの多数の第２陰刻が光散乱要素として混在されて形成されており、かつ、
前記第２陰刻の少なくとも一部は前記第１陰刻の少なくとも一部の内面に形成されているので、前記第１陰刻の少なくとも一部は大きいサイズの陰刻内に１つ以上の小さいサイズの陰刻が形成されている構造になっており、
前記第１陰刻と、前記第１陰刻の内部と外方に形成された前記第２陰刻の前記アクリル板材の前記一側表面での単位面積当たり占有面積は、（ａ）前記アクリル板材のいずれか１つの側面からその向い側の側面に行くほど、または（ｂ）向かい合う２側面からその２側面の中に行くほど増加することを特徴とする、導光板。
【請求項１４】
透明なアクリル板材で加工された導光板であって、
前記アクリル板材の一側表面に、肉眼で識別し難い程度のサイズである多数の第１陰刻と、前記第１陰刻より小さいサイズの多数の第２陰刻が光散乱要素として混在されて形成されており、かつ、
前記第２陰刻の少なくとも一部は前記第１陰刻の少なくとも一部の内面に形成されているので、前記第１陰刻の少なくとも一部は大きいサイズの陰刻内に１つ以上の小さいサイズの陰刻が形成されている構造になっており、
単位面積内に存在する前記第１陰刻と前記第２陰刻の直径の平均と最大深さの平均は、（ａ）前記アクリル板材のいずれか１つの側面からその向い側の側面に行くほど、または（ｂ）向かい合う２側面からその２側面の中に行くほど増加することを特徴とする、導光板。
【請求項１５】
透明なアクリル板材で加工された導光板であって、
前記アクリル板材の一側表面に、肉眼で識別し難い程度のサイズである多数の第１陰刻と、前記第１陰刻より小さいサイズの多数の第２陰刻が光散乱要素として混在されて形成されており、かつ、
前記第２陰刻の少なくとも一部は前記第１陰刻の少なくとも一部の内面に形成されているので、前記第１陰刻の少なくとも一部は大きいサイズの陰刻内に１つ以上の小さいサイズの陰刻が形成されている構造になっており、
前記第１陰刻と前記第２陰刻は前記板材のいずれか一側面、または向かい合う両側面を通じて流入する光を散乱させて、前記板材の上面に出力されるようにする光散乱要素として作用し、前記導光板の上面に出力される出力光に対する前記第１陰刻の散乱と前記第２陰刻の散乱との寄与率は２０−４０％対６０−８０％であることを特徴とする、導光板。
【請求項１６】
前記第２陰刻が内面に形成された第１陰刻により前記導光板の上面に出力される出力光の最大光広がり角が１３０度以上１７０以下であることを特徴とする、請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の導光板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光板とその製造方法に関し、より詳しくは、大型モニター、広告看板などのバックライトに使われる導光板の光散乱要素として形成される微細陰刻の構造を多重化して光散乱特性が改善された導光板とそのような導光板を加工する製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＣＤモニター用、または大型広告看板用にバックライトユニットが使われる。そのバックライトユニットは導光板を含むが、それは光源からの入射光を上面に案内して出光されるようにする。導光板の下面には入射光を上面に誘導する光散乱要素が設けられている。例えば、エッジ型バックライト装置において、導光板のどの側面に流入してその内部に前進していた光源の光（前進過程で導光板の上面と外部の境界面または下面と外部の境界面で全反射の過程を経るようになる）が下面の光散乱要素に入射すれば、入射角とは異なる角度に多くの方向に不規則に散乱される。その散乱光のうちの一部は上部境界面に臨界角より小さい角度に入射して、その上面から抜け出るようになるが、その光がまさに導光板から出る出力光である。
【０００３】
今まで知られた代表的な光散乱要素の種類には、導光板の下面に印刷されたドットインキ、底面をカッターにより掘り出したＶ字形溝、その底面にサンドブラスティングまたは金型工程により形成された微細陰刻（溝）などが挙げられる。本発明者は、大韓民国特許公開公報第１０−２００３−００７９６５９号、及び第１０−２００３−００７９７４９号を通じてサンドブラスティング工法を用いて導光板の下面に限りなく多い微細陰刻を光散乱要素として形成する技術を開示したことがある。
【０００４】
これらの従来技術は、サンド粒子を噴射装置により導光板の一側表面に強く噴射して、その表面が衝突するサンド粒子により破砕されるようにすることで、その表面に限りなく多い微細な陰刻を形成する方法を提示する。図１は上記従来技術が提示した代表的な噴射装置１０を用いて導光板の材料である透明アクリル板材４０にサンド粒子１２を噴射して、そのアクリル板材４０に限りなく多い微細陰刻をグラデーションパターンに形成するものを図示し、図２の写真はそのように加工されたアクリル板材４０を撮影した写真である。コンベヤーベルト３０の上に載置されたアクリル板材４０の表面に噴射管２０が位置し、その噴射管２０の入口には第２送風機１８と第１送風機１６が順次に連結される。サンド容器１４にあるサンド粒子は自由落下しながら第１送風機１６により第２送風機１８に伝達され、その第２送風機１８の風により、また噴射管２０の出口側に強く噴出される。サンド粒子はその過程で該噴射管２０の内部空間の形態の通り広がってアクリル板材４０に衝突するようになる。衝突するサンド粒子の分布密度は、噴射管２０の中から両端に行くほど次第に減少する。その衝突によりアクリル板材４０の表面は破砕されながら限りなく多い微細陰刻が形成されて光散乱要素を構成する。
【０００５】
出力光の輝度均一性を高めるために、図３に示すように、微細陰刻（図面では、点で表示される）の分布密度が光源からの距離によって次第に増加するようにする必要があるが（図３の（ａ）は左側面に光源が配置され、（ｂ）は左右両側面に光源が配置される場合であり、図面において点で表したものが微細陰刻である）、噴射されたサンド粒子も微細陰刻のような形態の密度分布を有するように噴射されることが好ましい。この噴射装置１０は、噴射管２０を扇形の平たい管で、かつその管の出口部の形態は、中が広く、両端に行くほど狭くなる形態を取ることによって、そのような要求を満たす。
【０００６】
ところが、上記従来技術は、使用するサンド粒子のサイズが１つであった。図４は、単一サイズのサンド粒子を導光板４０の表面に噴射する時に形成される微細陰刻５０の２次元（２Ｄ）及び３次元（３Ｄ）形状を概念的に示すものである。個々の微細陰刻５０は、１つまたは数個のサンド粒子の衝突による表面破砕により形成される。ところが、単一サイズのサンド粒子で噴射すれば、図示したように形成された陰刻５０は概してその形状が単純な場合が多く、またその内部表面はスムーズな方であり、溝や屈曲の多い粗い表面を得ることが困難である。微細陰刻５０の傾斜角も（後述する本発明に比べて）ある程度険しい方である。
【０００７】
光散乱の形態は光散乱要素である微細陰刻の表面状態に左右される。図５は、上記従来技術によって単一サイズのサンド粒子で微細陰刻を形成した導光板の出力光の広がり角を測定した結果を示すグラフである。これによれば、測定された広がり角は略１２０度を超えなかった。導光板を面光源に使用する場合、それの照射領域はそれの広がり角に限定される。それによって、導光板の出力光の光量もそれほど制限を受ける。また、導光板を広告フィルムのバックライトに使用する場合、広告看板の視野角もその広がり角に制限される。このような側面を考慮する時、出力光の広がり角は大きいほど好ましいが、このような点で上記従来技術に従う導光板は改善の余地がある。
【０００８】
光散乱要素による光の散乱角のサイズと光の導光板内での移動距離（即ち、光源が配置された側面から反対側の側面まで光の実質走行距離）は反比例する。前述したように、導光板４０の一側面を通じて入射された光は、その導光板の上部境界面と下部境界面で全反射されて向い側の側面に進行するが、その過程で微細陰刻５０により散乱される。光散乱角が大きくない光成分は導光板４０の上面に抜け出られず、上部及び下部境界面で全反射を繰り返しながら光源の反対側にジグザグ形態に続けて前進していくので、それだけ光の実質走行距離が長くなる。それによって、光の強さもそれほど弱くなり、光源から遠い領域の輝度は格段に低くなる。最近、屋外広告看板のバックライトに使われる導光板の場合、そのサイズが横と縦の長さが１乃至数メートルに達する大きいサイズが使われ始めている。そのような大型導光板の場合、上記のような微細陰刻の光散乱特徴と噛み合って導光板４０の上面に出力されるまで光の実質走行距離がより長くなって、光源から最遠距離領域に到達する光の強さが格段に減って、その領域の輝度が相対的に格段に低くなる。これは、光出力効率を低くするだけでなく、導光板の全体の輝度均一性を落とす。
【０００９】
更に他の問題もある。導光板の出力光は微細陰刻から散乱された光の一部である。そのような点において、微細陰刻の各々は１つの画素と見ることができる。従来の加工方法によれば、陰刻が画素として機能する程度の光出力に寄与するために、そして導光板の全体で希望の程度の光出力効率を得るためには、サンド粒子をサイズがある程度以上のものを使用して導光板を加工したし、その結果、陰刻（画素）のサイズも相対的に大きかった。導光板に光源の光が入射されれば、陰刻（画素）部分はとても明るく見える一方、陰刻が形成されない領域（非画素部分）は相対的に暗く見える。ところが、陰刻（画素）のサイズが大きくて出力光が固めて出るように見えて、軟らかくなく、粗い光雰囲気が感じられる短所がある。図６は、従来の加工方法により加工された導光板の表面を拡大撮影した写真であるが、この写真でもこのような点を確認することができる。出力光の品質に改善が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前述したように、単一サイズのサンド粒子を噴射して導光板の表面に微細陰刻の光散乱要素を形成すれば、画素（即ち、個別微細陰刻）の形態は、大概は単純で、かつ、なだらかな角を有し、内部表面の粗さが相対的に低い立体構造となる。そのような形態の画素は入射光を相対的に広い角度範囲に散乱させられない。そのため、導光板の上面を通じて出てくる出力光の光広がり角が１２０度を超えない。また、そのような画素構造は、導光板の内部で光の走行距離をより長くしてくれる。光が遠くまで到達しなければならない一定サイズ以上の導光板では、光出力の効率性が低く、導光板全体の輝度均一度が急激に落ちて、導光板の光源の向い側領域（光源が導光板の一側面に配置される場合には反対側面の近くの領域、向かい合う２側面に配置される場合には、その導光板の中央領域がこれに該当）が相対的により暗く表れる。
【００１１】
本発明は、以上のような従来技術の短所の改善を目的とする。具体的に、従来に比べて入射光を遥かに効果的で、かつ多様な角度に散乱できる陰刻−内−陰刻（grooves-in-groove）構造の光散乱要素を導光板の表面に形成することによって、導光板の光出力効率性、輝度均一性、視野角（照射角）、出力光の軟らかさを従来に比べて格段に改善することができる導光板と、これを加工する導光板製造方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するための本発明の一態様によれば、透明なアクリル板材で加工された導光板であって、上記板材の一側表面に、肉眼で識別し難い程度のサイズである多数の第１陰刻と上記第１陰刻より小さいサイズの多数の第２陰刻が光散乱要素として混在されて形成され、かつ、上記第２陰刻の少なくとも一部は上記第１陰刻の少なくとも一部の内面に形成されている構造であることを特徴とする導光板が提供される。
【００１３】
上記第１陰刻と上記第２陰刻は、第１サイズのサンド粒子と上記第１サイズより小さい第２サイズの第２サンド粒子を各々用いてサンドブラスティング工程により形成される。
【００１４】
上記アクリル板材の一側表面の表面粗さ、上記第１陰刻の内面に位置する上記第２陰刻の分布密度（個数）、上記第１陰刻と上記第１陰刻の外方に形成された上記第２陰刻の上記アクリル板材の上記一側表面での単位面積当たり占有面積、そして単位面積の内に存在する上記第１陰刻と上記第２陰刻の直径の平均と最大深さの平均は、（ａ）上記アクリル板材のいずれか１つの側面からその向い側の側面に行くほど、または（ｂ）向かい合う２側面からその２側面の中に行くほど増加する。
【００１５】
上記第２陰刻が内面に形成された第１陰刻により、上記導光板の上面に出力される出力光の最大光広がり角は１３０−１７０度程度となる。
【００１６】
上記第１陰刻と上記第２陰刻は上記板材のどの一側面または対向する両側面を通じて流入する光を散乱させて上記板材の上面に出力されるようにする光散乱要素として作用し、加工された上記導光板の上面に出力される出力光に対し、上記第１陰刻の散乱と上記第２陰刻の散乱の寄与率は２０−４０％対６０−８０％であることが好ましい。
【００１７】
一方、上記の目的を達成するための本発明の他の態様によれば、大きいサイズ（第１サイズ）のサンド粒子を噴射する第１噴射装置と小さいサイズ（第２サイズ）のサンド粒子を噴射する第２噴射装置を設けて、アクリル板材の一側面を先に第１噴射装置に大きいサイズ（好ましくは、３０−８０メッシュ）のサンド粒子を噴射して１次加工する。噴射されたサンド粒子がアクリル板材の表面と衝突するによって、その表面が破砕されながら限りなく多い第１陰刻が形成される。
【００１８】
その１次加工は、光源が配置される側面から遠ざかるほど（光源が導光板の一側面に配置されれば、その側面の向い側の側面の近く領域へ行くほど、そして光源が導光板の向かい合う２側面に配置されれば、該２側面の中の領域へ行くほど）該陰刻（画素）分布密度が相対的に高まるようにする噴射条件であって、導光板出力光の全体明るさの２０−４０％程度を担う程度の陰刻が形成されるように加工する。
【００１９】
次に、第２次噴射装置によりその１次加工されたアクリル板材の加工面に１次加工時に使用したサンド粒子のサイズより小さい第２サイズ（好ましくは、１２０−２５０メッシュ）のサンド粒子を噴射して２次加工を行う。これによって、１次加工により形成された上記第１陰刻の少なくとも一部の内面と上記第１陰刻の外方の表面に上記第１陰刻より小さいサイズの多数の第２陰刻が形成される。
【００２０】
第１次加工により加工された上記第１陰刻の光源から最近距離領域と最遠距離領域との間の密度比を１：Ｎとする時、第２次加工により加工された上記第２陰刻の上記最近距離領域と上記最遠距離領域との間の密度比は１：Ｎ／３〜１：Ｎ／１．５となるように第１次及び第２次加工を遂行することが好ましい。
【００２１】
また、第２次加工は導光板出力光の全体明るさの６０−８０％程度を担う陰刻（画素）が形成されるように加工する。
【００２２】
このように本発明は、従来技術の短所を改善するために、大きいサイズのサンド粒子と小さいサイズのサンド粒子を使用して導光板の板材に順次に噴射加工する。すると、１次加工により形成された大きいサイズの陰刻の内面に２次加工による小さいサイズの陰刻が形成される。勿論、小さいサイズの陰刻単独または大きいサイズの陰刻単独で存在するものもありえる。このような構造により、光散乱が幅広い角度になされる。それによって、入射光は従来に比べて相対的により短い走行を経て導光板から出力される。その結果、光出力の効率性と輝度均一性が改善されるだけでなく、導光板の上面に出力される出力光の最大光広がり角は略１３０−１７０度程度に広くなって、軟らかい光分散がなされて、広い視野角に従う側面視認性が良くなり、光死角地域を最小化することができる。
【００２３】
このような導光板加工方法において、（ａ）上記アクリル板材のいずれか１つの側面からその向い側の側面へ行くほど、または（ｂ）向かい合う２側面からその２側面の中に行くほど、アクリル板材の単位面積当たり衝突する第１サイズのサンド粒子の個数と第２サイズのサンド粒子の個数のうち、少なくともいずれか１つは次第に増加するようにする一方、その板材の単位面積当たり衝突する上記第１及び第２サイズのサンド粒子の入射角は次第に減少するように、第１及び第２サイズのサンド粒子を噴射することが好ましい。
【００２４】
場合によっては、第３噴射装置によりアクリル板材の加工面をもう一度サンドブラスティング加工（第３次加工）することもできる。この場合、第２サイズより小さいサイズ（好ましくは、３００〜４００メッシュ）のサンド粒子で希望の最大効率導光板条件になるように、風の強度とサンド粒子密度を調整して加工する。
【００２５】
一方、本発明の他の態様によれば、透明なアクリル板材の表面を加工して導光板を製造
する方法であって、噴射装置の容器に互いに異なる２つのまたは３つのサイズのサンド粒
子を混合して噴射装置の容器に供給するステップと、（ａ）上記アクリル板材のいずれか
１つの側面からその向い側の側面へ行くほど、または（ｂ）向かい合う２側面からその２
側面の中に行くほど、上記板材の単位面積当たり衝突する上記サンド粒子の個数が次第に
増加するように、その混合サンド粒子を上記板材の一側表面に噴射して（sand-blasting
）表面破砕により限りなく多い陰刻を形成するステップを備え、上記一側表面に形成され
た多数の陰刻のうち、少なくとも一部は大きいサイズの陰刻の内面に小さいサイズの陰刻
が形成された構造を有することを特徴とする導光板製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００２６】
相異するサイズのサンド粒子を用いてアクリル板材を順次加工する方式は、各噴射装置の噴射管（噴射ノズル）別に多様なサンド粒子の使用と、噴射風量や風圧条件を調節することができるので、導光板領域別に陰刻（画素）のサイズ、深さ、密度制御が自由である。
【００２７】
本発明によって加工した導光板は、下面に大きいサイズと小さいサイズの陰刻が重畳、または非重畳された形態に混在されているので、画素のサイズを小型化した効果が得られる。また、陰刻のサイズが大きいものから小さいものまで多様で、大きい陰刻は大部分がその内面に小さいサイズの陰刻が形成された構造となり、小さい画素が集まっている効果を兼備する。したがって、出力光が固めて出る現状が大きく弱まり、軟らかい光雰囲気を演出してくれる。
【００２８】
この大きいサイズの陰刻の内面に小さいサイズの陰刻が形成された構造は、入射光を幅広い角度範囲に散乱させるので、出力光の平均走行距離を短縮させる。その結果、本発明に係る導光板を通じて出てくる出力光が従来技術（単一サイズのサンド粒子に加工する技術）に比べて光出力効率の改善程度が約２０％程度となる。
【００２９】
また、光の平均走行距離の短縮と共に、小さいサイズの微細陰刻の分布を適切に調節することで、導光板の表面の全体の輝度均一性を従来に比べて格段に改善することができる。本発明によれば、輝度均一性が９３％程度まで得られた。従来技術により加工された導光板の輝度均一度は略８０−８８％程度であるので、略５−１３％程度の輝度均一性の改善が得られる。
【００３０】
延いては、本発明に係る導光板の出力光の光広がり角が最大１７０度程度まで測定されて、１２０−１３０度程度の光広がり角を有する従来技術に従う導光板より遥かに広い視野角乃至照射角を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来技術に係るサンドブラスティング工程によりアクリル板材の表面に微細陰刻を加工する方法を説明するための図である。
【図２】従来技術により微細陰刻が加工されたアクリル板材を撮影した写真である。
【図３】加工されたアクリル板材の微細陰刻が光源からの距離によって次第に増加するように分布するものを示すものであって、（ａ）は左側面に光源が配置される場合であり、（ｂ）は左右両側面に光源が配置される場合である。
【図４】従来技術により単一サイズのサンド粒子をアクリル板材に噴射する時に形成される微細陰刻の２次元（２Ｄ）及び３次元（３Ｄ）形状を概念的に示すものである。
【図５】従来技術により加工された導光板の上面から出る出力光の広がり角を示すグラフである。
【図６】従来の加工方法により加工された導光板の表面を拡大撮影した写真である。
【図７】本発明の好ましい実施形態に従うものであって、２台の噴射装置により互いに異なるサイズのサンド粒子を順次に噴射してアクリル板材を２ステップに加工する方法を説明するための図である。
【図８】光源が導光板の一側面のみに配置される場合の導光板加工方法を示す図である。
【図９】本発明に係る２ステップのサンドブラスティング加工方法によりアクリル板材の表面に形成された、第１陰刻の内面に第２陰刻が形成された構造の２次元（２Ｄ）及び３次元（３Ｄ）形状を概念的に示す図である。
【図１０】（ａ）は、本発明に係る２ステップのサンドブラスティング加工方法により加工されたアクリル板材の加工面の一部を電子顕微鏡で撮影した図である。（ｂ）は、図１０（ａ）にある、第１陰刻の内面に第２陰刻が形成された構造の１つを拡大した図である。
【図１１】本発明に係る２ステップのサンドブラスティング加工方法により加工された導光板の発光表面を撮影した図である。
【図１２】（ａ）及び（ｂ）は、従来技術により単一サイズのサンド粒子に加工したアクリル板材（左側）と、本発明により２つサイズのサンド粒子に順次加工したアクリル板材（右側）を導光板に各々採用したバックライトユニットの上に同一な広告フィルムを載置した状態を撮影した写真である。
【図１３】本発明により加工された導光板の光広がり角を測定したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
（１）サンドブラスティング工程による導光板加工方法
導光板の材料である透明なＰＭＭＡアクリル板材（臨界角が４２．１９度であり、屈折率は１．４９のものが主に使われる）を、例えば直四角形またはその他の希望の形態に切断して加工材料を用意する。裁断されたアクリル板材が用意されれば、それに対してサンドブラスティング加工を遂行する。この加工は、サイズが異なる２種のサンド粒子を用いて２ステップの順次的な加工工程により進行される。１台のサンド噴射装置にサンドの種類を変えながら加工することも可能であるが、サンドサイズ別に別途の噴射装置を用意して加工することが生産性の面でより好ましい。
【００３３】
図７は、２台の噴射装置１０−１、１０−２により互いに異なるサイズのサンド粒子を使用してアクリル板材１４０を２ステップに加工する場合を示す。コンベヤーベルト３０の上側に大きいサイズのサンド粒子と小さいサイズのサンド粒子を各々噴射する第１噴射装置１０−１と第２噴射装置１０−２とが並べて配置される。加工対象であるアクリル板材１４０はコンベヤーベルト３０の上に載置されており、その板材１４０の上には各噴射装置１０−１、１０−２の噴射管（噴射ノズル）２０の出口が近接配置される。
【００３４】
まず、第１噴射装置１０−１により１ステップ加工を遂行する。該１ステップ加工は２ステップ加工に比べて大きいサイズのサンド粒子、例えば３０−８０メッシュ程度のサンド粒子を使用する。１ステップの加工で、サンド粒子が３０メッシュより大きければ陰刻のサイズが大き過ぎて出力光が非常に粗く見える短所があり、８０メッシュより小さければ２ステップ加工による、大きいサイズの陰刻の内面に小さいサイズの陰刻が形成された構造の形成程度が低くなることがある。しかしながら、１ステップ加工と２ステップ加工時の使用サンド粒子のサイズは相対的に定めることが好ましい。
【００３５】
第１噴射装置１０−１で、大きいサイズのサンド粒子１２−１は自由落下を経て第１送風機１６と第２送風機１８により高速で噴射管２０に飛ばされて、その噴射管２０の出口形状に拡散されながらアクリル板材１４０に衝突する。これとは別途に、コンベヤーベルト３０は所定方向（横方向）に所定速度で動く。１次加工は、光源が配置される側面から遠ざかるほど（光源が導光板の一側面に配置されれば、その側面の向い側の側面の近く領域へ行くほど、そして光源が導光板の向かい合う２側面に配置されれば、該２側面の中の領域へ行くほど）該陰刻（画素）分布密度が相対的に高まるように噴射する。噴射管２０の出口部形態は、その幅が中の部分が広く、両端に行くほど狭くて、このような噴射要件を満たす。即ち、噴射管２０の出口部に出てくるサンド粒子１２−１はその噴射管２０の形状の通り広がる。したがって、アクリル板材１４０と衝突するサンド粒子１２−１の個数（即ち、１ステップ加工が完了したアクリル板材１４０に形成された陰刻の分布）は、図３の（ｂ）のように、その噴射管２０の出口部の中の部分で最も多く、両端に行くほど次第に減る。このように、１ステップ加工が完了したアクリル板材１４０の表面には相対的に大きい陰刻（但し、この陰刻は不規則な形状である）が形成される。
【００３６】
引続き、１次加工されたアクリル板材１４０を第２噴射装置１０−２の下に通過させながら２ステップ加工を行う。この２ステップ加工は、１ステップ加工で形成された陰刻の内表面に小さい陰刻を形成することを主な目的とする。これを考慮して、２ステップ加工に使用するサンド粒子のサイズは、１ステップ加工で使用したサンド粒子のサイズより略１／２〜１／３より小さいものが好ましい。例えば、１ステップ加工で、３０−８０メッシュ程度のサンド粒子を使用した場合、２ステップ加工では略１２０−２５０メッシュ程度のサンド粒子を使用することが好ましい。
【００３７】
２ステップ加工により形成される陰刻はそのサイズが１ステップ加工で形成された陰刻よりとても小さい。それで、陰刻が彫られない滑らかな表面にも形成されるが、１ステップ加工により形成された陰刻の内部表面にも形成される。２次加工による陰刻の分布密度は１ステップ加工と似ているようにアクリル板材１４０の縦方向の中間部分から両端に行くほど減少することが好ましい。この場合、光源（図示せず）は、そのアクリル板材１４０の上部側面１４２ａと下部側面１４２ｂに配置されなければならない。
【００３８】
仮に、アクリル板材１４０の上部側面１４２ａと下部側面１４２ｂのいずれか一側面のみに光源を配置する場合には、１次加工された陰刻と２次加工された陰刻の分布密度はその一側面（光源配置側面）から向い側の側面へ行くほど次第に増加するようにしなければならない。このために、図８に示すように、噴射装置１０−３、１０−４の噴射管２０の半分だけを使用してアクリル板材１４０を加工すればよい。即ち、アクリル板材１４０が噴射管２０の出口部の半分のみにかかっている形態に噴射すればよい。
【００３９】
上記のような２ステップサンドブラスティング加工において、（ａ）アクリル板材１４０のいずれか１つの側面からその向い側の側面へ行くほど、または（ｂ）向かい合う２側面からその２側面の中に行くほど、そのアクリル板材１４０の単位面積当たり衝突する第１及び第２サイズのサンド粒子１２−１、１２−２の入射角は次第に減少する。
【００４０】
上記のような２ステップサンドブラスティング加工を経たアクリル板材１４０の一側表面には、肉眼で識別し難い程度のサイズである多数の第１陰刻と、この第１陰刻より小さいサイズの多数の第２陰刻が光散乱要素として混在されて形成されている。その第２陰刻の少なくとも一部は上記第１陰刻の少なくとも一部の内面に形成された構造を有する。図９は、前述した２ステップ加工を通じてアクリル板材１４０の表面に形成された陰刻のうち、第１陰刻の内面に第２陰刻が形成された構造の２次元（２Ｄ）及び３次元（３Ｄ）形状を概念的に示す。図示したように、１次加工により形成された大きい陰刻１５０、１５２のうち、少なくとも一部１５０の内部表面には２次加工サンド粒子１２−２の衝突により小さい陰刻１５５が更に形成されて、第１陰刻の内面に第２陰刻が形成された構造となる。１次加工された第１陰刻の残りの一部１５２の内面には２次加工サンド粒子１２−２が衝突されないので第２陰刻が形成されず、１次加工状態の表面がそのまま維持されることもできる。２次加工により形成される第２陰刻の残りは、その第１陰刻が形成されない清潔な表面に形成される。
【００４１】
図１０の（ａ）は、上記のような２ステップ加工方法により加工されたアクリル板材１４０の加工面の一部を電子顕微鏡で撮影したものである。この写真を通じても、アクリル板材１４０の加工面には１次加工状態の陰刻１５２、１次及び２次加工により第１陰刻の内面に第２陰刻が形成された形態の多重陰刻１５０、そして２次加工陰刻１５７が混在していることが確認できる。図１０の（ｂ）は、（ａ）にある、第１陰刻の内面に第２陰刻が形成された形態の多重陰刻１５０のうち、いずれか１つを拡大した形態である。この陰刻１５０の内部には２次加工による多数の第２陰刻１５５が形成されていることが確認できる。また、この陰刻１５０は従来技術による陰刻に比べて（図４の５０参照）、傾斜角が緩やかになれば、内部表面の粗さの程度は遥かに大きいことが確認できる。
【００４２】
このような２ステップ噴射工程を遂行するに当たって、第２陰刻の密度分布は１ステップ噴射工程による第１陰刻の密度分布とは異なるようにする。即ち、第１次加工により加工された第１陰刻の光源から最近距離領域と最遠距離領域での第１陰刻の密度比を１：Ｎとする時、第２次加工により加工された第２陰刻のその最近距離領域と最遠距離領域での密度比は１：Ｎ／３〜１：Ｎ／１．５となるように第１次及び第２次加工を遂行することが好ましい。
【００４３】
また、１次加工は導光板出力光の全体明るさの２０−４０％程度を担う程度の画素（陰刻）が形成されるように加工し、２次加工はその残り、即ち、導光板出力光の全体明るさの６０−８０％程度を担う画素（陰刻）が形成されるように加工することが好ましい。１次加工による陰刻の比重が４０％を超えれば、導光板出力光が相対的に粗く見えて、一方、２０％より小さければ、光出力の効率が低くなる。
【００４４】
図１１は、１次加工による大きい陰刻と２次加工による小さい陰刻がこのような割合で混在するように加工された導光板の発光表面を撮影したものである。図６の導光板に比べて出力光の粗さが格段に減少したことが分かる。
【００４５】
また、図１２は従来技術の単一サイズのサンド粒子に加工したアクリル板材（左側）と、本発明により２つサイズのサンド粒子に加工したアクリル板材（右側）を導光板に各々採用したバックライトユニットの上に同一な広告フィルムを載置した状態を撮影した写真である。アクリル板材は、横４ｍ、縦１．５ｍ程度の大型サイズである。右側フィルムが左側フィルムに比べて遥かに明るく見えることが確認できる（光出力効率の差）。特に、左側フィルムの場合、縁領域に比べて中の領域が遥かに暗く見えて、輝度差が大きいことが分かる（輝度均一性の差）。即ち、本発明は出力光の明るさ及び導光板表面全体の輝度均一度を相当に改善してくれる。この２つの導光板に対する光効率と輝度均一度を比較測定したところ、本発明に係る導光板は従来技術に係る導光板に比べて光出力効率が２０％程度改善された。本発明により加工された導光板の輝度均一度は９３％以上を表した。前述した従来技術により加工された導光板の輝度均一度は略８０−８８％程度であることを考慮すれば、かなり改善された数値ということができる。
【００４６】
また、このような２ステップ加工を通じて加工されたアクリル板材１４０の加工面の表面特徴を見ると、（ａ）加工されたアクリル板材１４０の加工面の表面粗さ、（ｂ）第１陰刻の内面に第２陰刻が形成された構造において第１陰刻の内面に位置する第２陰刻の分布密度（個数）、（ｃ）第１陰刻と、その第１陰刻の外方に形成された第２陰刻のアクリル板材１４０の加工面での単位面積当たり占有面積、そして（ｄ）単位面積の内に存在する上記第１陰刻と上記第２陰刻の直径の平均と最大深さの平均は、図７のように、噴射する場合には向かい合う２側面１４２ａ、１４２ｂで、その２側面の中に行くほど増加し、図８のように、噴射する場合には、アクリル板材１４０のどの一側面１４２ｂからその向い側の側面１４２ａへ行くほど増加する。
【００４７】
延いては、本発明により加工された導光板１４０の表面には微細陰刻が、大きいサイズの第１陰刻の内面に小さいサイズの第２陰刻が形成された形態に形成され、それの内部表面の粗さと屈曲の程度は、従来に比べてより大きいため、入射光を非常に多様な角度に散乱、反射する。したがって、その導光板１４０の出力光の広がり角をより広めてあげて、軟らかい光分散がなされる。そのような陰刻がたくさん形成されるほど、導光板の光広がり角はより拡大される。図１３は、本発明により加工された導光板１４０の光広がり角を測定したグラフである。最大光広がり角は略１３０〜１７０度程度であるので、従来より遥かに広くなることが分かる。
【００４８】
上記では２ステップの加工を説明したが、必要によっては、３次噴射装置（図示せず）により２次加工されたアクリル板材１４０を２次加工に使われたサンド粒子より小さいサイズのサンド粒子（例えば、３００〜４００メッシュ程度のサンド粒子）を使用してもう一度加工することもできる。この場合、そのサンド粒子に希望の最大効率導光板の条件になるように送風機１６、１８の風の強度とサンド粒子の密度を調整して加工すれば、より高品質の出力光が得られる。
【００４９】
一方、前述した加工方法は、大きいサイズのサンド粒子と小さいサイズのサンド粒子とを区別して順次に噴射する方式であるが、これを変形してサイズが異なる２つまたは３つ種類のサンド粒子を一か所に混合して一度に噴射することもできる。混合するサンド粒子は、それら間のサイズ差が少なくても２倍以上のものを選択することが好ましい。また、混合比は、例えば２つサイズのサンド粒子を混合する場合、大きいサイズと小さいサイズのサンド粒子を１：１乃至１：４の割合で混合することが好ましい。３つサイズのサンド粒子を混合する場合には、大きいサイズ（例：１００メッシュ）：中間サイズ（例：１５０メッシュ）：小さいサイズ（例：２００メッシュ）の混合比を１：１：１．５乃至１：１．５：２．５の比率の範囲内で導光板の加工サイズによって異に混合することが好ましい。
【００５０】
このような方式によりアクリル板材１４０を加工しても、単一サイズのサンド粒子に加工する従来技術に比べて、加工されたアクリル板材の多様な光散乱特性（光の出力効率、輝度均一度、出力光の軟らかさ、出力光の広がり角等）がより良く得られる。但し、このように異なるサイズのサンド粒子を混合して一度に噴射する方法は、その混合されたサンドのサイズ偏差が大きければ、導光板位置別陰刻密度の制御が困難であるという短所がある。また、小さいサイズのサンド粒子が先に形成した陰刻が後から衝突した大きいサイズのサンド粒子が形成する陰刻によりなくなってしまう場合が生じて、大きいサイズの陰刻の内面に形成される小さいサイズの陰刻の個数が相対的に少なくなり、それほど多段階に加工する方法に比べて、加工されたアクリル板材の光散乱特性が落ちることがある。
【００５１】
前述した各サイズ別に別途に順次加工する方法は、それに合う加工条件を別に制御できるので、平坦度が良くなる。２−３次に分けて加工する方法でも混合されたサンド粒子を使用することができる。導光板サイズが大型の場合（幅が１０００ｍｍ以上）には、粒子を混合して使用すれば光効率と平坦度の制御がより良くなる。この際、サンド粒子の混合比や粒子サイズは素材の表面強度によって調節してくれなければならない。しかしながら、１０００ｍｍ幅未満ではサンド粒子の混合無しで、１次、２次サンド噴射だけでも効果的な結果物が得られる。
【００５２】
前述した噴射装置は例示に過ぎないものであり、前述した大韓民国特許公開公報第１０−２００３−００７９６５９号、及び第１０−２００３−００７９７４９号に提示された他の噴射装置を利用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、広告用看板、モニターとテレビなどのディスプレイ装置のバックライトユニットの一部品に使われる導光板の製造に適用できる。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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