(57)【要約】【課題】ドットパターンをインクジェット法により印刷する場合において、ドットパターンの印刷の不均一を抑制することが可能となる導光板の製造方法、およびこの製造方法によって得ることのできる導光板、これを備えた面光源装置および透過型画像表示装置を提供する。【解決手段】導光板の製造方法は、剥離工程と、水洗処理工程と、印刷工程とを備えている。剥離工程は、マスキングフィルムＭＦが表面に貼合された透光性樹脂板３５から当該マスキングフィルムＭＦを剥離する。水洗処理工程は、マスキングフィルムＭＦを剥離した透光性樹脂板３５の表面３２上を水洗処理する。印刷工程は、水洗処理された透光性樹脂板３５の表面３２上にインクを滴下することによって、ドットパターン３７を印刷する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
保護フィルムが表面に貼合された樹脂板から当該保護フィルムを剥離する剥離工程と、
前記保護フィルムを剥離した樹脂板の表面上を水洗処理する水洗処理工程と、
前記水洗処理された樹脂板の表面上にインクを滴下することによって、ドットパターンを印刷する印刷工程と、
を備える、導光板の製造方法。
【請求項２】
前記インクが紫外線硬化インクである、請求項１に記載の導光板の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の導光板の製造方法によって得ることのできる導光板。
【請求項４】
請求項３に記載の導光板と、
前記導光板の端面に光を供給する光源と、
を備える面光源装置。
【請求項５】
請求項４に記載の面光源装置と、
前記面光源装置の導光板と対向配置された透過型画像表示部と、
を備える透過型画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光板の製造方法、導光板、これを備えた面光源装置および透過型画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置等の透過型画像表示装置は、一般に、バックライトとしての面光源装置を有している。エッジライト型面光源装置は、導光板及びその端面に光を供給する光源とから構成される。導光板の端面から入射した光が、導光板の背面側に設けられた反射ドット等の反射手段によって反射し、導光板の出射面から画像表示用の面状の光が供給される。
【０００３】
導光板の反射ドット（配光パターン）を形成する方法として、インクジェット法が検討されている（特許文献１）。インクジェット法によれば、設計された所望のパターンを構成する反射ドットを簡易に形成できることが期待される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２４０２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、導光板の樹脂板の表面上にインクジェット法により反射ドットを形成すると、反射ドットの印刷の均一性が低いという問題があった。例えば、反射ドットが所定の位置に印刷されなかったり、反射ドットの形状が円状でなかったり、隣接する反射ドット同士が接触したりするなど、必ずしも設計通りのドットパターンで反射ドットが形成されないことがあった。このようなドットパターンを有する導光板は、外観品位が低いだけでなく、均一性の高い面状の光を出射することができない。印刷の不均一（印刷ムラ）は、反射ドットの位置が部分的に異なる場合や、反射ドットの形状が部分的に異なる場合に発生する。また、反射ドット同士が接触する場合には、その接触の程度が部分ごとに差異を有する場合においても発生する。
【０００６】
本願発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、ドットパターンをインクジェット法により形成する場合において、ドットパターンの印刷の不均一を抑制することが可能な導光板の製造方法、この製造方法によって得ることができる導光板、これを備えた面光源装置および透過型画像表示装置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】
【０００７】
本願発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、反射ドットの印刷の不均一は、導光板のための樹脂板における保護フィルムの糊残りが原因であることを見出した。導光板のための樹脂板の表面には、搬送等における傷の発生、ほこりや汚れの付着等を回避するために、接着層を有する保護フィルムが貼合されている。導光板の製造工程では、樹脂板から保護フォルムを剥離した後に、反射ドットを形成するドットパターンを印刷するが、樹脂板の表面には保護フィルムの接着層の糊残りが発生する。この保護フィルムの糊残りに起因するドットパターンの印刷の不均一は、近年の大画面かつ高解像度の液晶ディスプレイのための導光板において高精細な反射ドットを形成する際に問題となる。
【０００８】
そこで、本発明の導光板の製造方法は、保護フィルムが表面に貼合された樹脂板から当該保護フィルムを剥離する剥離工程と、保護フィルムを剥離した樹脂板の表面上を水洗処理する水洗処理工程と、水洗処理された樹脂板の表面上にインクを滴下することによって、ドットパターンを印刷する印刷工程と、を備えている。
【０００９】
この発明によれば、インクジェット法によってドットパターンを印刷する前に、樹脂板の表面を水洗処理しておくことにより、ドットパターンの印刷の不均一の原因と考えられる保護フィルムの糊残りを除去することができる。この結果、設計通りのドットパターンを印刷することが可能となり、ドットパターンをインクジェット法により形成する場合において、ドットパターンの印刷の不均一を抑制することが可能となる。
【００１０】
また、本発明に係る導光板の製造方法では、インクが紫外線硬化インクであってもよい。
【００１１】
本発明に係る導光板は、上記導光板の製造方法によって得ることができる。この導光板は、ドットパターンをインクジェット法により形成する場合において、ドットパターンの印刷の不均一が抑制されるので、外観品位が高くなると共に、均一性の高い面状の光を出射することが可能である。
【００１２】
本発明に係る面光源装置は、上記の導光板と、この導光板の端面に光を供給する光源と、備える構成とすることができる。また、本発明に係る透過型画像表示装置は、上記面光源装置と、面光源装置の導光板と対向配置された透過型画像表示部と、備えた構成とすることができる。
【００１３】
この面光源装置および透過型画像表示装置によれば、均一性の高い面状の光を出射することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ドットパターンをインクジェット法により印刷する場合において、ドットパターンの印刷の不均一を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る透過型画像表示装置の一実施形態の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明に係る面光源装置の一実施形態の構成を模式的に示す背面図である。
【図３】導光板の製造方法の一実施形態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、同一または相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１７】
（透過型画像表示装置）
透過型画像表示装置１は、透過型画像表示部１０と、図１において透過型画像表示部１０の背面側に配置された面光源装置２０とを備えている。以下の説明では、図１に示すように、面光源装置２０と透過型画像表示部１０の配列方向をＺ方向（板厚方向）と称し、Ｚ方向に直交する２方向であって互いに直交する２方向をＸ方向およびＹ方向と称す。
【００１８】
透過型画像表示部１０としては、例えば液晶セル１１の両面に偏光板１２，１２が配置された液晶表示パネルが挙げられる。この場合、透過型画像表示装置１は液晶表示装置（又は液晶テレビ）である。液晶セル１１，偏光板１２，１２は、従来の液晶表示装置等の透過型画像表示装置１に内蔵されているものを用いることができる。液晶セル１１としてはＴＦＴ型、ＳＴＮ型等の公知の液晶セルが例示される。
【００１９】
（面光源装置）
図２は、本発明に係る面光源装置の一実施形態の構成を模式的に示す背面図である。面光源装置２０は、図１および図２に示すように、導光板３０と、導光板３０における透光性樹脂板３５の側面（端面）３３と対向して配置されたＬＥＤ光源２２とを備えたエッジライト型面光源装置である。なお、導光板３０における透光性樹脂板３５の正面側において、導光板３０と透過型画像表示部１０との間に、各種フィルム４１が配置されている構成でもよい。各種フィルム４１としては、拡散フィルム、プリズムフィルム、輝度向上フィルムなどが挙げられる。
【００２０】
（光源）
ＬＥＤ光源２２は、面光源装置２０の点状光源として機能するものであり、図２に示すように、導光板３０における透光性樹脂板３５のＹ軸方向に延在する側面３３，３３と対向して配置されている。複数のＬＥＤ光源２２は、側面３３の長手方向（Ｙ軸方向）に沿って、離散的に配置されている。ＬＥＤ光源２２の配置間隔は、通常５ｍｍ〜２０ｍｍである。点状光源は、導光板３０における透光性樹脂板３５の４辺と対向するように配置、Ｘ軸方向に対向する２辺、Ｙ軸方向に対向する２辺に配置、１辺のみに配置されている構成でもよい。また、点状光源は、ＬＥＤ光源に限らずその他の点状光源でもよい。さらに、光源は、点状光源に限定されず、線状光源（ＣＣＦＬ：冷陰極管）が配置されている構成でもよい。
【００２１】
ＬＥＤ光源２２は、白色ＬＥＤでもよく、一つの箇所に複数のＬＥＤを配置して一つの光源単位を構成してもよい。例えば、一つの光源単位として、赤色、緑色、青色の異なる三色のＬＥＤが、近接され並べられて配置されていてもよい。そして、複数のＬＥＤを有する光源単位が、上述した配置方向に従い離散的に配置される。このような場合には、異なるＬＥＤ同士は可能な限り近づけられて配置されていることが好ましい。
【００２２】
ＬＥＤ光源２２としては、様々な出光分布を有するものが使用可能であるが、ＬＥＤ光源の法線方向の光度が最大であり、光度分布の半値幅が４０度以上８０以下である出光分布を有するものが、好適である。また、ＬＥＤ光源のタイプとしては、具体的に、ランバーシアン型、砲弾型、サイドエミッション型などが挙げられる。
【００２３】
（導光板）
導光板３０は、透光性樹脂板３５と、透光性樹脂板３５の背面３２に所定のドットパターン３７に配置される複数の反射ドット３６とを有する。図２に示すように、透光性樹脂板３５は、長方形を成し、平面視形状のサイズは目的とする透過型画像表示部１０の画面サイズに適合するように選択される。透光性樹脂板３５の平面視形状は、長方形に限らず、正方形としてもよいが、以下では、特に断らない限り、長方形として説明する。
【００２４】
透光性樹脂板３５は、光を透過させる透光性樹脂から形成され板状を成している。透光性樹脂としては、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ（メタ）アクリル酸アルキル樹脂、ポリスチレンシート又はポリカーボネート系樹脂を用いることができる。なお、透光性樹脂板３５は、シート状でもよく、フィルム状でもよい。透光性樹脂板３５の厚みＴは、１．０ｍｍ以上４．５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２５】
透光性樹脂板３５は、Ｚ軸方向（厚み方向）に対向する一対の表面３１，３２、Ｘ軸方向に対向する一対の側面３３，３３、およびＹ軸方向に対向する一対の側面３４，３４を備えている。表面３１，３２は、側面３３，３４と交差する方向に形成されている。
【００２６】
Ｚ軸方向に対向する一対の表面のうち一方の表面３１は、面状の光を出射可能な出射面として機能する。出射面としての表面３１は、透過型画像表示部１０側に配置され、他方の表面（背面３２）は、透過型画像表示部１０とは反対側に配置される。また、背面３２と対面する位置には、導光板３０内の光を表面３１である出射面側へ反射させる反射シート４２が配置されている。透光性樹脂板３５の反射ドット３６が形成される表面（背面３２）とは反対側の表面３１は、本実施形態のように平坦面であってもよいが、凹凸形状を有していてもよい。
【００２７】
（反射加工）
また、図２および図３に示すように、透光性樹脂板３５の背面３２には、光を乱反射させる反射加工として所定のドットパターン３７に配置される反射ドット３６が形成されている。本実施形態の導光板３０では、当該ドットパターン３７がインクジェット法により印刷されている。ドットパターン３７の印刷には、光を拡散させる拡散粒子を有するインクが使用されている。ドットパターン３７を構成する各反射ドット３６の径は、図２に示すように、光源側から離間するにつれて大きくなるように形成されていてもよい。
本実施形態のように、エッジライト型の面光源装置では、光源２２、すなわち透光性樹脂板３５の側面３３に近い領域ほど光が強く、側面３３から遠ざかる領域ほど光が弱くなる。そのため、透光性樹脂板３５の出射面３１から出射される光の輝度が略均一になるように、側面３３からの距離に応じて、反射ドット３６の径を大きくする。
【００２８】
（導光板の製造装置）
次に、上記面光源装置２０および透過型画像表示装置１に含まれている導光板３０の製造方法について説明する。図３は、導光板の製造装置の一実施形態を示す模式図である。図３に示す導光板の製造装置１００は、搬送手段５０と、剥離装置６０と、洗浄装置７０と、インクジェットヘッド８０と、ＵＶランプ９０と、検査装置９５とを備えている。搬送手段５０と、剥離装置（剥離部）６０と、洗浄装置（水洗処理部）７０と、インクジェットヘッド（印刷部）８０と、ＵＶランプ９０と、検査装置９５とは、透光性樹脂板（樹脂板）３５の移動方向Ａにおいて上流側からこの順に配置される。
【００２９】
搬送手段５０は、方向Ａに沿って連続的又は間欠的に原板となる透光性樹脂板３５を搬送する。本実施形態における搬送手段５０としては、テーブルシャトル、ベルトコンベア、コロ、又はエア浮上移送等が例示される。
【００３０】
剥離装置６０は、片面又は両面にマスキングフィルム（保護フィルム）ＭＦが貼合された透光性樹脂板３５（図３では下面のみに貼付された例を図示している）からマスキングフィルムＭＦを剥離して、反射ドット３６が形成される透光性樹脂板３５の表面３２を露出させる（剥離工程）。
【００３１】
洗浄装置７０は、透光性樹脂板３５を搬送しながら、剥離装置６０によって露出された透光性樹脂板３５の表面３２を水洗処理する（水洗処理工程）。洗浄装置７０は、第１処理部７１と、第２処理部７２と、第３処理部７３とを有しており、この順番で、透光性樹脂板３５の表面３２を水洗処理する。透光性樹脂板３５の搬送速度として１〜４００ｍｍ／ｓｅｃが例示される。
【００３２】
第１処理部７１は、マスキングフィルムＭＦが貼合されていた透光性樹脂板３５の表面３２に対して、純水シャワーの打撃力により、表面３２の汚れ(糊、塵埃等)を剥離させる第１水洗処理工程を担う部分である。第１処理工程における純水シャワーの圧力として０．１〜０．３ＭＰａ、水量として５．０〜２０Ｌ／ｍｉｎ、処理時間として１〜６００ｓｅｃを例示することができ、例えば、純水シャワーの圧力を０．２５ＭＰａ、水量を２０Ｌ／ｍｉｎ、処理時間を１５ｓｅｃとすることができる。
【００３３】
第２処理部７２は、第１処理部７１による処理の後、透光性樹脂板３５の表面３２に対して、純水とＣＤＡ（Clean Dry Air）とによる２流体シャワーの打撃力により、表面３２の汚れ(糊、塵埃等)を剥離させる第２水洗処理工程を担う部分である。第２処理工程における２流体シャワーの圧力として０．１〜０．２ＭＰａ、エアー量として２００〜１０００Ｌ／ｍｉｎ、水量として５．０〜２０Ｌ／ｍｉｎ、処理時間として０．６〜６００ｓｅｃを例示することができ、例えば、圧力を０．１６ＭＰａ、エアー量を５００Ｌ／ｍｉｎ、水量を１４Ｌ／ｍｉｎ、処理時間を３ｓｅｃとすることができる。
【００３４】
第３処理部７３は、第２処理部７２による処理の後、透光性樹脂板３５の表面３２に対してガス噴出口から吐き出される気体流を吹きつけ、第１及び第２水洗処理工程における水分を除去する（エアーナイフ）第３水洗処理工程を担う部分である。第３処理工程におけるエアーナイフのエアー量として１００〜１０００Ｌ／ｍｉｎを例示することができ、例えば、エアー量を７５０Ｌ／ｍｉｎとすることができる。
【００３５】
インクジェットヘッド８０は、搬送手段５０により搬送される透光性樹脂板３５の背面側である表面３２にインクを滴下して所望のドットパターン３７を印刷する（印刷工程）。インクジェットヘッド８０は、透光性樹脂板３５の反射ドット３６が形成される領域の幅方向（搬送方向Ａに対して垂直な方向）全体にわたって、透光性樹脂板３５の表面３２に対向して配置された複数のノズル（図示せず）を有している。インクジェットヘッド８０は、この構成により、透光性樹脂板３５の幅方向全体にわたり同時に印刷することができる。
【００３６】
反射ドット３６を形成するためにインクジェットにおいて用いられるインクジェットのインクは、光を拡散させるための拡散粒子と、印刷後の硬化処理にて硬化し透光性樹脂板３５に対して密着性を有する樹脂とを含有するインクが好適に用いられるが、拡散粒子を含まず、硬化後の樹脂によるプリズム効果によって光を拡散させるものであってもよい。
【００３７】
拡散粒子としては、二酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、シリカ等が例示されるが、これに限定されるものではない。拡散粒子は、特定の波長の光を選択的に吸収することのないよう、無色あるいは白色であることが好ましい。
【００３８】
樹脂成分としては、各種の水溶性樹脂、溶剤系樹脂およびエマルジョン型の樹脂の他、紫外線硬化樹脂などを用いることができる。これらの中でも、環境対策の容易さなどの観点から、水溶性樹脂および紫外線硬化樹脂が好ましい。ここでは、紫外線硬化樹脂を用いた場合について、硬化手段としてＵＶランプ９０による紫外線照射を例として説明するが、樹脂成分として水溶性樹脂、溶剤系樹脂およびエマルジョン型樹脂を用いた場合においては、硬化手段として熱による乾燥が採用される。
【００３９】
インクジェットヘッド８０による印刷は、透光性樹脂板３５を一定の速度で連続的に移動させながら行うことができる。また、透光性樹脂板３５を停止させた状態で印刷することと、透光性樹脂板３５を次の印刷位置まで移動させてから停止することとを繰り返して印刷することもできる。このようにして印刷された透光性樹脂板３５は、搬送方向下流側に搬送されていく。
【００４０】
ＵＶランプ９０は、搬送手段５０により上流側から搬送されてくるドットパターン３７が印刷された透光性樹脂板３５に対して照射領域９１において紫外線を照射する。透光性樹脂板３５上のインクは、ＵＶランプ９０により紫外線が照射されることによって硬化する。これにより、硬化したインクからなる反射ドット３６が形成される。
【００４１】
検査装置９５は、形成された反射ドット３６の状態を検査する。導光板３０は、以上のような工程を経て形成される。また、導光板３０は、必要により所望のサイズに裁断される。本実施形態のように、インクジェットヘッドの下流側に設けられた検査装置９５により導光板３０が連続的に検査される必要は必ずしもなく、別途準備された検査装置によりオフラインで導光板を検査することもできる。
【００４２】
本実施形態に係る導光板の製造方法では、透光性樹脂板３５の表面３２、特に背面となる表面３２にマスキングフィルムＭＦが貼合されていることにより、背面３２における傷及び汚れの発生が防止される。背面３２に傷があったり、汚れが付着していたりすると、インクの濡れ拡がり方が不均一となり、このことが反射ドット３６の均一性が低下する原因となり得る。ただし、マスキングフィルムＭＦを透光性樹脂板３５から剥離した際に、マスキングフィルムＭＦの糊が背面３２上にわずかに残る場合がある。残った糊に起因して、ドットパターン３７が印刷された際に当該ドットパターン３７にスジ状の欠陥が生じたり、印刷ムラが生じたりすることがある。本実施形態では、背面３２を水洗処理しているので、糊の影響が低減され、背面３２にマスキングフィルムＭＦが貼合されていた場合であっても、反射ドット３６形成用のドットパターン３７を高い均一性で印刷することができる。
【００４３】
また、この実施形態により製造された導光板３０は、ドットパターンをインクジェット法により形成する場合に印刷ムラが抑制されるので、均一性の高い面状の光を出射することが可能となる。また、この導光板３０を備える面光源装置２０、透過型画像表示装置１は、均一性の高い面状の光を出射することが可能となる。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例を挙げて本発明についてさらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００４５】
（実施例１）
マスキングフィルムが両面に貼合されたＰＭＭＡ板（長さ３７０ｍｍ、幅３２０ｍｍ、厚み４ｍｍ）を準備した。次に、片方のマスキングフィルムを剥離した。このとき、露出したＰＭＭＡ板の表面の主成分組成がＥＶＡ（エチレン・酢酸ビニル共重合体）であることがＩＲ分析（赤外分光分析）により分かった。
【００４６】
次に、ドットパターンを印刷する前処理として、露出したＰＭＭＡ板の表面に対して、以下の表１に示す水洗処理（１）〜（３）をこの順番に行った。
【表１】
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【００４７】
次に、水洗処理が成されたＰＭＭＡ板の表面に対して、インクジェットヘッド（印字幅５０ｍｍ）を用いて、体積が４０ｐＬ、粘度が８．３ｍＰａ・ｓの紫外線硬化樹脂のインクを、走査速度２００ｍｍ／ｓｅｃで１５０ｄｐｉの解像度で印刷した。
【００４８】
次に、印刷されたドットパターンに対して、ＰＭＭＡ板の表面にインクが着弾してから２秒後に、ＵＶランプを用いてＵＶ積算光量０．５Ｊ／ｃｍ２の紫外線を照射して反射ドットを形成させた。以上の本発明の導光板の製造手順により、反射ドット３６を有する導光板３０を得た。
【００４９】
（実施例２）
水洗処理における（１）〜（３）の各処理を表１に示す実施例２の内容とした以外は、上記実施例１と同様の製造手順により、反射ドット３６を有する導光板３０を得た。
（実施例３）
水洗処理における（１）〜（３）の各処理を表１に示す実施例３の内容とした以外は、上記実施例１と同様の製造手順により、反射ドット３６を有する導光板３０を得た。
（実施例４）
水洗処理における搬送速度及び水洗処理における（１）〜（３）の各処理を表１に示す実施例４の内容とした以外は、上記実施例１と同様の製造手順により、反射ドット３６を有する導光板３０を得た。
【００５０】
（比較例１）
露出したＰＭＭＡ板の表面に対して、ドットパターンを印刷する前処理を何もしなかった以外は、上記実施例１と同様、本発明の導光板の製造手順により、反射ドット３６を有する導光板３０を得た。
【００５１】
本評価では、上記実施例１〜４、比較例１について、反射ドットが形成された導光板の表面を目視にて観察を行った。その評価結果を表２に示す。表２では、反射ドットの印刷の不均一が確認されなかった場合に「○」を、確認された場合に「×」を示す。なお、水洗処理の内容については、表１に示すとおりである。
【００５２】
この評価結果によれば、ドットパターンを印刷する前処理として、ＰＭＭＡ板における保護フィルムを剥離した印刷面を所定の条件で水洗処理することによって、ドットパターンの印刷の不均一を抑制できることが確認できた。
【表２】
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【００５３】
以上、本発明に係る実施形態および実施例について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００５４】
上記実施形態においては、剥離工程と水洗処理工程と印刷工程とが一連のラインで製造される導光板の製造装置を例に挙げて説明したがこれに限定されるものではなく、それぞれの工程は、それぞれ別に用意された装置で行われてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１…透過型画像表示装置、１０…透過型画像表示部、１１…液晶セル、１２…偏光板、２０…面光源装置、２２…光源、３０…導光板、３５…透光性樹脂板（樹脂板）、３６…反射ドット、３７…ドットパターン、５０…搬送手段、６０…剥離装置、７０…洗浄装置、７１…第１処理部、７２…第２処理部、７３…第３処理部、８０…インクジェットヘッド、９０…ＵＶランプ、９１…照射領域、９５…検査装置、１００…導光板の製造装置。
【図１】
2012160374.tif 000005
【図２】
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【図３】
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