(57)【要約】【課題】液晶ディスプレイに使用される導光板を、光学性能を向上させ、生産能力を高めて安価に製造することを目的とするものである。【解決手段】導光板の製造方法であって、予め、基材の片面にＵＶ硬化樹脂層からなる凹凸形状を形成し、その凹形状部に、該ＵＶ硬化樹脂層に対して離型性を有する樹脂層を充填して樹脂転写シートを作製し、その後、前記樹脂層との密着性が高い熱可塑性樹脂層を熱溶融法により該樹脂転写シートと積層し、冷却固化後、該樹脂転写シートを剥離して、該熱可塑性樹脂層に該凹凸形状を形成することを特徴とする導光板の製造方法である。【選択図】図１
2012189667.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導光板の製造方法であって、予め、基材の片面にＵＶ硬化樹脂層からなる凹凸形状を形成し、その凹形状部に、該ＵＶ硬化樹脂層に対して離型性を有する樹脂層を充填して樹脂転写シートを作製し、その後、前記樹脂層との密着性が高い熱可塑性樹脂層を熱溶融法により該樹脂転写シートと積層し、冷却固化後、該樹脂転写シートを剥離して、該熱可塑性樹脂層に該凹凸形状を形成することを特徴とする導光板の製造方法。
【請求項２】
前記導光板の厚みが０．１〜３．０ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の導光板の製造方法。
【請求項３】
前記樹脂転写シートの樹脂層が熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１または２記載の導光板の製造方法。
【請求項４】
前記樹脂転写シートの樹脂層がＵＶ硬化樹脂であることを特徴とする請求項１または２記載の導光板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は押出成型による導光板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ＴＶ、ディスプレイにおいては急激な市場価格低下、合理化、軽量薄型化、大型化、品質向上が強く求められているが、業務用は元より一般家庭用においても３０インチ以上の液晶ＴＶが主流になってきており、また２０１１年度アナログ放送から地上波デジタル放送への以降にともない、各家庭でのＴＶの買い替えが激しくなり販売台数が順調に伸びている。
【０００３】
それに伴い液晶ＴＶを構成しているバックライト部材も需要が増えている中、液晶ディスプレイの面光源として用いられるバックライト部材には、冷陰極管やＬＥＤ等の光源を底面に並べて光拡散板を介して光を出す直下型と、冷陰極管やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）等の光源を導光板と呼ばれる透明な板のエッジ部分に配して、導光板エッジから光を通して背面に設けられたドット印刷やパターン形状によって前面に光を出すエッジライト型とがある。これまでは、バックライトの輝度を高くできる観点から直下型が主流であったが、近年、光源として薄くて高輝度なＬＥＤが多く使われるようになったことや、液晶ディスプレイの薄型化により、エッジライト方式の割合が増えてきている。また大画面化が進んでいることもあり、薄くて広い面積の導光板が要望されている。
【０００４】
これまでは、キャスト成型や射出成形で導光板が製造されることが多かったが、その製法上大きい面積の加工が難しいという問題やその製造方法から生産性に劣るという問題があった。またエッジライト導光板はエッジよりＬＥＤによって入射された光を画面センター付近まで均一に導光させＴＶ前面に光を取り出す白色のドットやストライプがグラデーション状に導光板の裏面側に配列されているが、板を成型した後１枚毎にスクリーン印刷などの方法により印刷加工作製することから生産能力が低いことによる部材が供給不足であることや製造コストが高いという問題がある。
【０００５】
また近年では裏面側に光を取り出すためにドットやストライプ等の形状を白色ドットの換わりに形成する方法が提案されている。例えば射出成型では母型内部にパターンを施して形成したり、レーザーにより直接板面にパターンを形成する方法がある（特許文献１）。しかしこれらの方法は枚葉による加工であるため１枚あたりの時間が長く生産コストが高かったり、その製造方法により大きいサイズ作製できないという問題がある。
【０００６】
また押出方式は連続シート成型のため生産能力が高く大きいサイズにも対応できる製造方法である（特許文献２）。この方法としては表面にパターンを施した冷却ロールを溶融された樹脂に圧着することにより直接冷却ロール表面のパターンを賦形転写形成する方法であるが、高温に溶解された樹脂が冷却ロールのパターン部に十分に充填されない状態で冷却されてしまうため導光板として必要な光学性能を有する複雑なパターンにおいては精度良く形状が賦形転写することができないという問題が生じている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１６０２２９号公報
【特許文献２】特許第２９２５０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記従来技術の有する問題点を解消し、液晶ディスプレイに使用される導光板を、光学性能を向上させ、生産能力を高めて安価に製造することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するべくものであり、本発明の請求項１に係る発明は、導光板の製造方法であって、予め、基材の片面にＵＶ硬化樹脂層からなる凹凸形状を形成し、その凹形状部に、該ＵＶ硬化樹脂層に対して離型性を有する樹脂層を充填して樹脂転写シートを作製し、その後、前記樹脂層との密着性が高い熱可塑性樹脂層を熱溶融法により該樹脂転写シートと積層し、冷却固化後、該樹脂転写シートを剥離して、該熱可塑性樹脂層に該凹凸形状を形成することを特徴とする導光板の製造方法である。
【００１０】
本発明の請求項２に係る発明は、前記導光板の厚みが０．１〜３．０ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の導光板の製造方法である。
【００１１】
本発明の請求項３に係る発明は、前記樹脂転写シートの樹脂層が熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１または２記載の導光板の製造方法である。
【００１２】
本発明の請求項４に係る発明は、前記樹脂転写シートの樹脂層がＵＶ硬化樹脂であることを特徴とする請求項１または２記載の導光板の製造方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の製造方法によれば、光学性能を向上させ、生産能力を高め、大型化が可能になり製造コストを低廉化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の片面に樹脂転写シート使用した押出賦形プロセスの概略図である。
【図２】樹脂転写シート作製工程の概念図である。
【図３】従来の押出賦形成型方法による導光板の製造法の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図により本発明の一実施形態を詳細に説明する。
【００１６】
図３は、従来の押出賦形成型方法による導光板の製造法の概略図である。従来の一般的な押出賦形成型方法は、熱可塑性樹脂（３ｄ）をＴダイ（３ａ）より溶融押出して、金属又はセラミックからなるロール表面に任意のパターン（３ｃ）が形成された冷却ロール（３ｅ）と圧着ロール（３ｂ）との間隙に熱可塑性樹脂（３ｄ）を流し込み、挟圧して樹脂板（３ｆ）を成型する方法である。この方法では、例えばＴダイ（３ａ）の温度を３００℃に設定した場合、Ｔダイから吐出される熱可塑性樹脂（３ｄ）は、Ｔダイ出口部で２８０℃程度、狭圧される冷却ロール（３ｅ）と圧着ロール（３ｂ）の間では１５０℃程度まで低下し、冷却ロール（３ｅ）表面の任意のパターン（３ｃ）内に充填され、その後、冷却固化されてパターン形成され導光板（３ｆ）を作製する。従って、熱可塑性樹脂（３ｄ）の温度は、パターン形成される段階で設定の半分の温度となり、正確なパターン形成に必要な流動性が得られず、冷却ロール（３ｅ）の任意のパターン内に、十分に樹脂が充填されない状態で冷却固化されることから、導光板（３ｆ）に正確なパターン形状が得られないと言う問題がある。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態である導光板の製造工程の概念図を示す。また、図２は、
本発明の一実施形態である樹脂転写シートの製造工程の概念図を示す。
【００１８】
本発明は、先ず、図２に示す製造方法により、樹脂転写シート（１ｆ）を作製する。具体的には、予めＵＶ硬化樹脂層により凹凸形状（２ｄ）が形成された基材（２ａ）の凹形状部（２ｅ）に、該ＵＶ硬化樹脂層に離型性を有する樹脂層（２ｂ）を充填して、加圧ローラー（２ｃ）で平坦化し、樹脂転写シート（１ｆ）を作製する。
【００１９】
次に、図１に示す製造方法により、導光板を作製する。具体的には、前記樹脂転写シート（１ｆ）に、同樹脂転写シートの前記樹脂層（２ｂ）と密着性の高い熱可塑性樹脂層（１ｅ）を熱溶融法により積層し、圧着ロール（１ａ）と冷却ロール１（１ｂ）間で狭圧し、さらに、冷却ロール２（１ｃ）で冷却固化後、前記樹脂転写シートを剥離し、前記熱可塑性樹脂層（１ｅ）に前記凹凸形状を転写により形成することを特徴とする導光板（１ｇ）の製造方法である。
【００２０】
本発明に使用される基材（２ａ）には、溶融樹脂の熱に耐えうる耐熱性と前記ＵＶ硬化樹脂層との密着性が要求される。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、４フッ化エチレン、ポリイミド、ＰＭＭＡ、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリアリレート、芳香族ポリエステル、環状ポリオレフィン等が上げられる。耐熱性や離型性とコストを考慮した場合ポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。
【００２１】
上記基材上への任意のパターン形成に用いられるＵＶ硬化樹脂層は、例えば、エポキシアクリレート、ポリウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、アクリルアクリレート、エポキシメタクリレート、ポリウレタンメタクリレート、ポリエステルメタクリレート、およびアクリルメタクリレート等が挙げられる。
【００２２】
また、本発明に係る樹脂層（２ｂ）としては、前記ＵＶ硬化樹脂層に対する離型性と、溶融押出しされる熱可塑性樹脂との高い密着性が要求される。例えば、エポキシアクリレート、ポリウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、アクリルアクリレート、エポキシメタクリレート、ポリウレタンメタクリレート、ポリエステルメタクリレート、およびアクリルメタクリレート等のＵＶ硬化樹脂が挙げられ、またポリアミド系、ポリエステル系、ポリウレタン系、塩化ビニル系、セルロース系、石油系、スチレン系、ブチラール系、フェノール系などの樹脂の他、エチレン−酢酸ビニル共重合体やエチレン−アクリル系樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げられるが、それら中で少なくとも１種類を主成分するか２種類以上を混合して用いるかは特に限定はない。特に導光板となる熱可塑性樹脂との密着性を考慮した場合、同一系の樹脂が好ましい。
【００２３】
本発明の導光板を構成する前記熱可塑性樹脂としては、溶融加工可能な熱可塑性樹脂なら特に制限はなく、例えばポリ塩化ビニル樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂、低密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、直鎖低密度ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン樹脂、セルロースアセテート樹脂、エチレン−ビニルアセテート樹脂、アクリル−アクリロニトリル−スチレン樹脂、アクリル−塩素化ポリエチレン樹脂、エチレン−ビニルアルコール樹脂、フッ素樹脂、、メタクリル酸メチル−スチレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、芳香族ポリカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、脂環構造含有エチレン性不飽和単量体単位を含有する樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、アクリル系ゴム等のゴム状重合体ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂等の汎用またはエンジニアリングプラスチックの他に、ポリ塩化ビニル系エラストマー、塩素化ポリエチレン、エチレン−アクリル酸エチル樹脂、熱可塑性ポリウレタンエラストマー、熱可塑性ポリエステルエラストマー、アイオノマー樹脂、スチレン・ブタジエンブロックポリマー、エチレン−プロピレンゴム、メチルペンテン樹脂ポリブタジエン樹脂、メタクリル酸メチル樹脂が挙げられ、これらは１種または２種以上をブレンドして用いてもよい。
【００２４】
またこれらの樹脂は１種類だけでなく、積層化して２種２層板や、２種３層板としても問題はなく、例えば板の中心層にポリカーボネート樹脂、表層にメタクリル酸メチル系樹脂を積層したものも含まれる。さらに、第二成分を混合したものであってもよく、例えばポリカーボネート樹脂にメタクリル酸メチル系樹脂を加えたものも含まれる。
【００２５】
また、必要に応じて、紫外線吸収剤や光拡散剤、艶消剤、酸化防止剤、離型剤、難燃剤、帯電防止剤等を１種又は２種以上、含有させてもよい。
【００２６】
圧着ロールは、冷却ロールと押出ダイから吐出される樹脂とを、幅方向に均一に狭圧させ、更に凹凸部に樹脂を充填させるために、狭圧時に変形しやすいゴムロールもしくは金属ロールの表層の厚みが薄くロールが好ましい。
【００２７】
冷却ロールは金属ロールが好ましいが、特に限定されるものではなく、従来から押出成形で使用されている通常の金属ロールを採用することができる。具体例としては、ドリルドロールやスパイラルロール、ロール内部が円周方向に対して分割されておりそれぞれのゾーンが独立して温度設定できるもの等が挙げられる。金属ロールの表面状態は、例えば鏡面であってもよく、模様や凹凸等があっても良い。金属ロール内部には冷却するため水やオイルなどの流体を循環させ温度コントロールすることが可能である。冷却ロール２は冷却ロール１と同等の構造であるが表面は鏡面が好ましい。
【００２８】
本発明における熱可塑性樹脂層の押出し膜厚は、０．１〜３．０ｍｍ、好ましくは０．３〜２．０ｍｍ、より好ましくは１．０〜２．０ｍｍである。前記膜厚が０．１ｍｍ未満であると、導光板としてエッジ部分の面積が小さくなり光源から十分な光を導入することが困難となることやＴＶ筐体にセットした時にたわみが発生するなどの問題が発生する。また、３．０ｍｍを超えると、導光板としては重過ぎる。
【００２９】
導光板の膜厚は、Ｔダイ（１ｄ）から押し出される熱可塑性樹脂層（１ｅ）の膜厚と、圧着ロール（１ａ）と冷却ロール（１ｂ）の間隔等により調整することができる。またＴダイ（１ｄ）から押し出された溶融熱可塑性樹脂（１ｅ）と樹脂転写シート（１ｆ）を十分に圧着させるためには、圧着ロール（１ａ）と冷却ロール（１ｂ）との間の圧力、すなわち、狭圧力は０．１ＫＮ〜２０ＫＮが好ましい。狭圧力が０．１ＫＮより低い場合、十分に転写樹脂層が溶融熱可塑性樹脂に転写できず、また、２０ＫＮより大きい場合、冷却固化後の導光板が歪んだり反ったりしてしまう。
【実施例】
【００３０】
以下、実施例により、本発明をより具体的に説明する。
【００３１】
＜実施例１＞
図１の様な押出成型形態において以下の材料と成型条件にて実施を行った。
【００３２】
（樹脂転写シートの作製）
図２の様に、厚さ１８８μｍのポリエチレンテレフタレート（東レ社製、商品名「ルミラーＵ３４」）を基材として、その片面上にエポキシＵＶ硬化樹脂（テスク社製、商品名「Ａ１７９０」）によりプリズム状にパターン形成した。次に、前記パターン形成した凹部に、アクリルＵＶ硬化樹脂（日本合成化学社製、商品名「ＵＶ２０００Ｂ」）を塗布し
、加圧ロールにより前記パターンの凹部の内部に隙間なく充填し、その後、ＵＶ照射にて硬化させ、樹脂転写シートを作製した。
【００３３】
（導光板の作製）
前記樹脂転写シートを冷却ロール（１ｂ）と圧着ロール（１ａ）の間に圧着し、１５０℃に溶解されたＰＭＭＡ樹脂（三菱レイヨン社製、商品名「アクリペット  Ｖ００１」）をＴダイ（１ｄ）より押出し、４ｍ／ｍｉｎの速度で引き取りながら樹脂転写シートと隔離して導光板を作製した。
【００３４】
＜実施例２＞
（樹脂転写シートの作製）
図２の様に、厚さ１８８μｍのポリエチレンテレフタレート（東レ社製、商品名「ルミラーＵ３４」）を基材として、その片面上にエポキシＵＶ硬化樹脂（テスク社製、商品名「Ａ１７９０」）によりプリズム状にパターン形成した。次に、前記パターン形成した凹部に、アクリル系熱可塑性樹脂（三菱レイヨン社製、商品名「ダイヤナールＢＲ８５」）を塗布し、加圧ロールにより前記パターンの凹部の内部に隙間なく充填し、その後、１００℃のオーブンにて乾燥させ、樹脂転写シートを作製した。
【００３５】
（導光板の作製）
実施例１と同様にして導光板を作製した。
【００３６】
＜比較例１＞
図１の様に、パターン形成された冷却ロール（１ｂ）と圧着ロール（１ａ）の間に、Ｔダイ（１ｄ）内部で１５０℃に溶解されたＰＭＭＡ樹脂（三菱レイヨン社製、商品名「アクリペット  Ｖ００１」）を流し込み、狭圧させながら押出し４ｍ／ｍｉｎの速度で引き取り導光板を作製した。
【００３７】
＜比較例２＞
図２の様に、厚さ１８８μｍのポリエチレンテレフタレート（東レ社製、商品名「ルミラーＵ３４」）を基材として、その片面上にエポキシＵＶ硬化樹脂（テスク社製、商品名「Ａ１７９０」）によりプリズム状にパターン形成した。次に、前記パターン形成した凹部に、ポリエステル系熱可塑性樹脂（東洋紡績社製、商品名「バイロン２００」）を塗布し、加圧ロール２ｃにより前記パターンの凹部の内部に隙間なく充填し、その後、１００℃のオーブンにて乾燥させ、樹脂転写シートを作製した。
【００３８】
（導光板の作製）
実施例１と同様にして導光板を作製した。
【００３９】
実施例及び比較例で得られた導光板について、パターン精度と密着性を評価した。
【００４０】
＜パターン精度＞
上記実施例１、実施例２、比較例１で作製した導光板を用いて、パターン精度を評価した。なお、パターン精度の評価は、パターン形状の賦形率と、それぞれの導光板を用いてＴＶセットに組み込み測定した正面輝度の総合評価とした。その結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】
2012189667.tif 000003
【００４２】
＜密着性＞
上記実施例１、実施例２、比較例２で作製した導光板を用いて、転写密着させたプリズムパターン層の密着性を接着テープ剥離試験にて評価した。なお、接着テープ剥離試験と
は、導光板のパターン層をクロスカットして、その上に接着テープを貼り付け、その後導光板に対して９０°の角度で剥離する試験方法である。前記接着テープ剥離試験でプリズムパターン層が剥離しない状態を○、剥離した場合を×とした。その結果を表２に示す。
【００４３】
【表２】
2012189667.tif 000004
【００４４】
＜比較結果＞
本発明の実施例１及び実施例２で得られた本発明品は、１００％の賦形率と、基準輝度比に対する輝度比が１００％を示した。一方、比較例１で得られた比較例品の賦形率は８０％、輝度比は９８％であった。このように、本発明品は比較例品に比べて、いずれも良好なパターン精度が得られた。また、密着性についても、本発明品は良好な結果を示した。
【符号の説明】
【００４５】
１ａ  圧着ロール
１ｂ  冷却ロール１
１ｃ  冷却ロール２
１ｄ  Ｔダイ
１ｅ  熱可塑性樹脂
１ｆ  樹脂転写シート
１ｇ  導光板
１ｈ  転写後の樹脂転写シート
２ａ  基材
２ｂ  樹脂層
２ｃ  加圧ローラー
２ｄ  凹凸形状（パターン）
２ｅ  凹形状部
３ａ  Ｔダイ
３ｂ  圧着ロール
３ｃ  凹凸形状（パターン）
３ｄ  熱可塑性樹脂
３ｅ  冷却ロール
３ｆ  導光板
【図１】
2012189667.tif 000005
【図２】
2012189667.tif 000006
【図３】
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