(57)【要約】【課題】インクジェット式印刷機を用いて透光性樹脂シートの表面に反射ドットを作製する工程を含む導光板の製造において、反射ドットのパターンにおける欠損等が少ない、高品質な導光板を提供すること。【解決手段】本発明は、端面から入射された光が出射される光出射面と前記光出射面と対向する背面とを有する透光性樹脂シートと、前記透光性樹脂シートの前記背面に設けられた複数の反射ドットとを備える導光板を、前記透光性樹脂シートの背面を撥液化する撥液処理ステップと、光硬化型のインクを、インクジェット式の印刷機を用いて、前記透光性樹脂シートの背面上にドット状に印刷するパターン印刷ステップと、印刷された前記インクを光硬化して、前記複数の反射ドットを形成するパターン硬化ステップとをこの順で含み、前記撥液処理ステップの前に、前記透光性樹脂シートの少なくとも背面をエアーにより洗浄するエアー洗浄ステップを有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
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端面から入射された光が出射される光出射面と前記光出射面と対向する背面とを有する透光性樹脂シートと、
前記透光性樹脂シートの前記背面に設けられた複数の反射ドットとを備える導光板を、
前記透光性樹脂シートの背面を撥液化する撥液処理ステップと、
光硬化型のインクを、インクジェット式の印刷機を用いて、前記透光性樹脂シートの背面上にドット状に印刷するパターン印刷ステップと、
印刷された前記インクを光硬化して、前記複数の反射ドットを形成するパターン硬化ステップとをこの順で含み、
前記撥液処理ステップの前に、前記透光性樹脂シートの少なくとも背面をエアーにより洗浄するエアー洗浄ステップを有することを特徴とする、導光板の製造方法。
【請求項２】
前記撥液処理ステップにおいて、プラズマ処理により撥液化が行われる、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記エアー洗浄ステップにおいて、前記透光性樹脂シートの光出射面および背面の両方にエアーが吹き付けられ、
前記光出射面へのエアーの吹き付け位置と、前記背面におけるエアーの吹き付け位置とが、前記透光性樹脂シートの搬送方向において異なる、請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記透光性樹脂シートがポリメチルメタクリレート樹脂シートである、請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射した光を内部に伝播させ、その光を所定の出射面から出射するための導光板の製造方法に関する。
【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。例えば、エッジライト型面光源装置は、透光性樹脂シートを有する導光板と、透光性樹脂シートの端面に光を供給する光源とから構成される。透光性樹脂シートの端面から入射した光が、透光性樹脂シート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】
近年、液晶表示装置等を用いた携帯電話やモバイルコンピュータ等の各種携帯機器においては、薄型化、形状の複雑化が要求されており、導光板についても同様に薄型化と、複雑な形状に対応し得る柔軟性が求められている。
【０００４】
従来は、導光板の側面から入射した光を表面に取り出すため、表面に微細な凹凸パターンを成形により作り込むことが多かったが、近年、薄型化のために、透光性樹脂シートを導光板の素材として使用する場合が増加している。この場合、成形による凹凸パターンの形成は困難であるため、印刷や塗装により導光板の背面に反射ドットが形成される。
【０００５】
この反射ドットは、顔料を含んだ塗料を導光板の背面にスプレーしたり、スクリーン印刷法で印刷したりすることで形成される場合が多い。しかしながら、このような方法においては、予めマスクを製作する必要があり、費用および時間がかかるという不都合があった。また、スプレーによる方法では均一なパターン厚みを得ることが困難であり、パターンの再現性に乏しいという不都合があった。さらに、スクリーン印刷による方法においては、薄膜の形成が困難であり、膜厚および膜の断面形状の制御が困難であるという不都合があった。
【０００６】
透光性樹脂シートに反射ドットを形成する他の方法として、インクジェット式印刷機を用いる方法が提案されている（例えば、特許文献１：特開２００６−１３６８６７号公報、特許文献２：特開２００４−２４０２９４号公報）。インクジェット式印刷機を用いる方法は、導光板に所望のドットを印刷する時間が極めて短いことから、他の方法に比べて作業効率が高く、また、微細なドットパターンを再現性よく印刷できるという利点がある。
【０００７】
反射ドットを印刷する前の透光性樹脂シートは、通常、両面に剥離可能な保護フィルム（マスキングフィルム）が貼り付けられた状態で保管されている。そして、反射ドットを印刷する際は、導光板の背面側となる一方の面に貼り付けられた保護フィルムを剥離し、該保護フィルムが剥離された面に反射ドットが印刷される。
【０００８】
この保護フィルムが剥離された面には、糊残りや付着した異物が存在するため、反射ドットを印刷する前にこれらを除去する必要がある。従来は、例えばスクリーン印刷等により反射ドットが印刷される場合、透光性樹脂シートの印刷面は、ごみ取りローラー（粘着性ローラー）等で清掃されていた。
【０００９】
しかし、粘着性ローラー等では微細な異物の除去が難しく、透光性樹脂シートの印刷面に微細な異物が残存する場合があった。このため、粘着性ローラー等で清掃された印刷面に、インクジェット方式で反射ドットの微細なパターンを印刷した場合、印刷された直後の反射ドットは、残存した微細な異物に接触して位置がずれてしまう場合があり、近隣のドットと接触したり、結合したりすることで、反射ドットのパターンに欠陥等が生じることがあるという問題があった。
【００１０】
なお、水洗により微細な異物を除去することも考えられるが、透光性樹脂シートの一方の面にはマスキングフィルムが貼り付けられたままであるため、溶着の可能性から、水分除去にホットプレートを使用することは好ましくない。そして、インクジェット印刷の前処理として透光性樹脂シートの表面にプラズマ処理が施される場合、透光性樹脂シートに水分が残っているとプラズマ処理装置が故障してしまうといった問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−１３６８６７号公報
【特許文献２】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】
【００１２】
本発明の目的は、インクジェット式印刷機を用いて透光性樹脂シートの表面に反射ドットを作製する工程を含む導光板の製造において、反射ドットのパターンにおける欠損等が少ない、高品質な導光板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、端面から入射された光が出射される光出射面と前記光出射面と対向する背面とを有する透光性樹脂シートと、
前記透光性樹脂シートの前記背面に設けられた複数の反射ドットとを備える導光板を、
前記透光性樹脂シートの背面を撥液化する撥液処理ステップと、
光硬化型のインクを、インクジェット式の印刷機を用いて、前記透光性樹脂シートの背面上にドット状に印刷するパターン印刷ステップと、
印刷された前記インクを光硬化して、前記複数の反射ドットを形成するパターン硬化ステップとをこの順で含み、
前記撥液処理ステップの前に、前記透光性樹脂シートの少なくとも背面をエアーにより洗浄するエアー洗浄ステップを有することを特徴とする、導光板の製造方法である。
【００１４】
前記撥液処理ステップにおいて、プラズマ処理により撥液化が行われることが好ましい。
【００１５】
前記エアー洗浄ステップにおいて、前記透光性樹脂シートの光出射面および背面の両方にエアーが吹き付けられ、
前記光出射面へのエアーの吹き付け位置と、前記背面におけるエアーの吹き付け位置とが、前記透光性樹脂シートの搬送方向において異なることが好ましい。
【００１６】
前記透光性樹脂シートがポリメチルメタクリレート樹脂シートであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明においては、エアー洗浄によって透光性樹脂シートの背面(印刷面)から微細な異物が除去されるため、インクジェット方式で印刷された微細なパターンの反射ドットであっても、反射ドット同士が接触したり、結合したりする割合が少なくなり、反射ドットのパターンにおける欠損等が少ない、高品質な導光板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の製造方法の一例を説明するためのフロー図である。
【図２】エアー洗浄ステップを説明するための模式側面図である。
【図３】エアー洗浄ステップを説明するための模式上面図である。
【図４】実施例１で得られた導光板の反射ドットの状態を示す図である。
【図５】本発明の製造方法によって得られる導光板の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表すものである。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、実際の寸法関係を表すものではない。
【００２０】
まず、本発明の製造方法によって得られる導光板の一例について説明する。図５に示す導光板１は、透光性樹脂シート１１と反射ドット１２とから構成される。透光性樹脂シート１１は、端面１１ｃから入射された光が出射される光出射面１１ａと光出射面１１ａと対向する背面１１ｂとを有する。
【００２１】
透光性樹脂シート１１は。ポリ（メタ）アクリル酸アルキル樹脂シート、ポリスチレンシートまたはポリカーボネート系樹脂シートであることが好ましく、これらのなかでも、ポリ（メタ）アクリル酸アルキル樹脂シートが好ましい。また、ポリ（メタ）アクリル酸アルキル樹脂シートの中でも、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂シートが好ましい。なお、透光性樹脂シート１１は拡散粒子を含んでいてもよい。
【００２２】
透光性樹脂シート１１の光出射面１１ａは、図５に示すように平坦面であってもよく、凹凸を有する面であってもよい。なお、透光性樹脂シート１１の厚みは、１ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。また、透光性樹脂シート１１の形状は正方形、長方形の何れでもよく、大きさは特に限定されないが、例えば一辺の長さが３００〜１５００ｍｍ、他の一辺の長さが３００〜８００ｍｍの範囲内である。
【００２３】
複数の反射ドット１２は、背面１１ｂ上に互いに離間して配置されている。反射ドット１２の個数および配置パターンは、均一な面状の光が効率的に出射面１１ａから出射されるように調整される。
【００２４】
光源９１は、図５に示すように、互いに対向する一対の端面１１ｃの側方に配置される。光源９１は、冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）等の線状光源であってもよいが、ＬＥＤ等の点状光源であることが好ましい。なお、図５では、互いに対向する端面１１ｃの側方に光源９１をそれぞれ配置した場合を示したが、光源９１は、少なくとも一方の端面の側方に配置されていればよい。
【００２５】
上記構成において、光源９１から出力された光は、端面１１ｃから透光性樹脂シート１１に入射する。透光性樹脂シート１１に入射した光は、反射ドット１２において乱反射することにより、主として出射面１１ａから出射される。出射面１１ａから出射した光は光学部材９２に供給される。このとき、均一な面状の光が効率的に出射面１１ａから出射されるように、反射ドット１２の個数および配置パターンは調整されている。
【００２６】
光学部材９２に供給された光は、偏光フィルム等の光学シートで処理され、液晶セル、その上の偏光フィルム等を通過して、液晶表示部を高輝度で照らすことになる。
【００２７】
＜導光板の製造方法＞
以下、本発明の導光板の製造方法の一例について説明する。以下で説明する製造方法は、図１のフロー図に示されるように、基本的に、透光性樹脂シート投入ステップ（Ｓ１）と、エアー洗浄ステップ（Ｓ２）と、撥液処理ステップ（Ｓ３）と、パターン印刷ステップ（Ｓ４）と、パターン硬化ステップ（Ｓ５）とをこの順で含む。以下に各ステップの詳細を説明する。
【００２８】
（Ｓ１：透光性樹脂シート投入ステップ）
まず、両面に保護フィルムが貼付された透光性樹脂シートを荷台から取り出し、片側の保護フィルムを剥がす。この透光性樹脂シートを保護フィルムが剥がされた面が上側となるように、搬送装置に投入する。搬送装置としては、光学フィルム等の製造に用いられる種々公知の装置を用いることができ、例えば、ベルトコンベア、テーブルシャトル、コロ、エア浮上移送装置が挙げられる。
【００２９】
本実施形態では、透光性樹脂シートは、製造される導光板のサイズに合わせて予め所定の大きさに裁断されている例を示しているが、長尺の透光性樹脂シート上に反射ドットを形成し、その後に透光性樹脂シートを所定の大きさに裁断してもよい。
【００３０】
（Ｓ２：エアー洗浄ステップ）
図２に示されるように、透光性樹脂シート１１（上側の保護フィルムのみが剥がされた状態）の両面（光出射面１１ａおよび背面１１ｂ）の異物１１１を、エアー洗浄により除去する。エアー洗浄は、種々公知のエアー洗浄機を用いて実施できる。なお、本実施形態では、透光性樹脂シートの両面に対してエアー洗浄を行った例を示しているが、エアー洗浄は少なくとも反射ドットが形成される面（すなわち、透光性樹脂シート１１の背面１１ｂ）に対して行えばよく、光出射面１１ａのエアー洗浄は必ずしも行う必要はない。
【００３１】
本実施形態において、透光性樹脂シート１１の光出射面１１ａ側へもエアーを吹き付けるのは、光出射面１１ａにも異物は付着しており、異物を除去せずに透光性樹脂シート１１を印刷ステージに移載すると、異物により透光性樹脂シート１１と印刷ノズルとの間の距離が変化してしまうためである。
【００３２】
このように、透光性樹脂シートの両面に対してエアー洗浄を行う場合、エアー４２の圧力は、エアー４１の圧力よりも高くなるように設定されることが好ましい。上側のエアー４２の圧力を高くすることで、透光性樹脂シート１１の両面に対してエアーを吹き付けることで、エアー吹き付けによる透光性樹脂シート１１の浮動（ばたつき）が抑制され、搬送不良や透光性樹脂シートの傷付きを防止できる。エアー４１，４２の圧力は特に限定されない。
【００３３】
また、光出射面１１ａへのエアー４１の吹き付け位置と、背面１１ｂにおけるエアー４２の吹き付け位置とは、透光性樹脂シート１１の搬送方向において異なることが好ましい。図２に示されるように、光出射面１１ａへのエアー４１の吹き付け位置が搬送方向下流側であり、背面１１ｂへのエアー４２の吹き付け位置が搬送方向上流側となっていることがより好ましい。これにより、上下のエアーが干渉する事無く、端部に付着した異物を効率的に排除できるという利点がある。
【００３４】
エアー供給口と透光性樹脂シートの間隔は、好ましくは０．５〜１．０ｍｍである。通常、０．５ｍｍ未満であると、基板と洗浄ノズルが接触して傷つくという問題があり、１．０ｍｍを超えると、洗浄効果が落ちるという問題があるためである。また、エアー洗浄の処理速度（基板の搬送速度）は、好ましくは、１２ｍ／分以下である。
【００３５】
また、エアー圧力は、０．１〜１．５ＭＰａであることが好ましい（ただし、上部エアーより下部エアーの圧力が小さいことが好ましい。）。圧力が大き過ぎると、基板のバタつきが考えられ、小さすぎると洗浄効果が落ちるからである。
【００３６】
なお、エアー４１，４２は、図２に示されるように、透光性樹脂シート１１の背面１１ｂまたは光出射面１１ａに対して垂直な方向から吹き付けられることが好ましい。
【００３７】
図３は、図２において背面１１ｂ側にエアーを吹き付けるためのエアー洗浄機（エアーブロワ）を示す模式上面図である。図３に示すように、エアーブロワ５はエアー供給口５１を有しており、エアー供給口５１から透光性樹脂シート１１の背面１１ｂへ向けてエアー（例えば、ＣＤＡ：Ｃｌｅａｎ  Ｄｒｉｅｄ  Ａｉｒ）が吹き付けられ、異物を含んだエアー４３が排出される。
【００３８】
本ステップにより、透光性樹脂シート１１の背面１１ｂ(反射ドットが形成される面)から微細な異物を除去することができ、後述のステップにおいてインクジェット方式で印刷された微細なパターンの反射ドットにおいて、反射ドット同士が接触したり、結合したりする割合が少なくなる。
【００３９】
（Ｓ３：撥液処理ステップ）
透光性樹脂シートの背面には、反射ドットを印刷する前に、撥液処理が施される。撥液処理は、背面のほぼ全面に施されることが好ましい。
【００４０】
撥液処理の程度としては、撥液処理された透光性樹脂シートの背面に水滴を滴下した際の接触角が８５度〜１２０度であることが好ましい。接触角を８５度以上とすることで、反射ドット同士の連結を防止することができ、また、より密に反射ドットを設けることができる。更に、接触角を１２０度以下とすることで、反射ドットと透光性樹脂シートの密着性を高く保つことが可能である。
【００４１】
ここで、接触角とは、静的接触角である。撥液処理された面の静的接触角は、例えば、（株）マツボー製携帯接触角計ＰＧ−Ｘを用いて測定することができる。具体的には、例えば、純水２μＬを滴下ノズル先端にペンダント状に形成し、ノズルを下降・上昇させることで純水液滴を撥液処理後の面に滴下した。滴下直後の液滴をライブ画像として取り込み、液滴の液滴計と液滴高さとを解析することによって、静的接触角が自動計算される。
【００４２】
撥液処理は、各種エネルギー線による処理であることが好ましい。各種エネルギー線による処理とは、エネルギー線により透光性樹脂シートの背面に撥液性をもたせる処理である。
【００４３】
エネルギー線の例としては、プラズマ、電子線、イオンビームなどが挙げられ、好ましくはプラズマである。プラズマ処理による撥液処理の例としては、プラズマ・エッチングによって透光性樹脂シートの背面を粗化した後に、例えば、粗化された背面をフッ素系ガスプラズマによってフッ素化したり、粗化された背面に撥液性の単分子膜を形成すること、撥液化合物から構成される被膜をプラズマＣＶＤによって背面上に形成したり、プラズマ重合によって背面上に撥液性薄膜を形成したりする処理が挙げられる。これらのうち、フッ素系ガスプラズマによるフッ素化が、簡便で且つ均一に表面処理を行える点で好ましい。
【００４４】
ただし、撥液処理は、上述の各種エネルギー線による処理に限定されず、撥液処理剤としての表面改質剤を用いる処理、化学吸着による処理、材料表面におけるグラフト重合による処理などであってもよい。
【００４５】
表面改質剤を用いる処理は、透光性樹脂シート１１の背面１１ｂ上に少量の表面改質剤を添加した撥液層を形成する処理である。撥液処理に用いられる表面改質剤の例は、パーフルオロアルキル基（Ｒｆ基）を側鎖に有するビニル系のポリマーやＲｆ基含有シリコーンなどである。撥液層は、表面改質剤を紙ウエス等に染み込ませて背面１１ｂに塗布したり、表面改質剤をスプレーやインクジェット印刷により背面１１ｂに吹き付ける等の方法で形成することができる。
【００４６】
表面粗化による処理の例は、熱プレスによる透光性樹脂シート１１の背面１１ｂへの凹凸形状の付与、薬品によるエッチング、ブラスト処理などである。
【００４７】
化学吸着による処理では、吸着分子の末端をフッ素で修飾することが好ましい。特に、末端の置換基としてはＣＦ３基が撥液性の観点から好ましい。
【００４８】
（Ｓ４：パターン印刷ステップ）
上記のように撥液処理された透光性樹脂シートの背面（印刷面）に、インクジェット方式の印刷機を用いて、反射ドットをパターン印刷する。
【００４９】
大気圧プラズマ処理を終えた後、インクジェット印刷装置のステージに移載された基板にドットパターンが印刷され、その後の紫外線照射装置によりインクが硬化される。
【００５０】
上述のインクジェット式印刷機を用いたパターン印刷に用いられるインクは光硬化型のインクであり、このましくは紫外線（ＵＶ）硬化型のインクである。インクは、顔料を含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。また、光重合性成分と、光重合開始剤とを含有することが好ましい。
【００５１】
なお、インクは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、顔料、光重合性成分および光重合開始剤以外の成分を含有していてもよい。
【００５２】
また、光源から導光板に入射する光を反射ドットで上方向に反射させるため、より反射効率の良くなる屈折率を有するインク材料を選定することが好ましい。さらに、組み立て時、運送時およびエンドユーザでの使用時でも導光板から反射ドットが剥離しないために、インクの材料は透光性樹脂シートとの十分な密着性を有することが好ましい。
【００５３】
以上のようにして、反射ドットとなるパターンが印刷された透光性樹脂シートは、印刷ステージ上から、移載装置により再び搬送装置上に移載される。
【００５４】
（Ｓ５：パターン硬化ステップ）
透光性樹脂シートの背面に印刷されたインクは、ＵＶランプからのＵＶ照射により、領域において硬化される。これにより、硬化したインクからなる反射ドットが形成された導光板が得られる。硬化の目的は、透光性樹脂シート上に形成された反射ドットの形状を保つことと、透光性樹脂シートからの反射ドットの剥がれを防ぐことである。
【００５５】
以上で説明したとおり、本発明の導光板の製造方法においては、インクを撥液処理された背面（印刷面）１１ｂに印刷することから、反射ドット１２同士の連結が抑制される。これにより、複数の反射ドット１２を高精度で所望のパターンに配置することができる。したがって、光源９１から導光板１に供給される光を光出射面１１ａから効率的に取り出すことができ、その結果、導光板１の光出射面１１ａから光をより高い輝度で出射できる。また、光出射面１１ａからほぼ均一に光を出射させることも可能となる。
【実施例】
【００５６】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５７】
（実施例１）
（１）  透光性樹脂シートの準備
本実施例においては、透光性樹脂シートとして、７１７ｍｍ×４１１ｍｍのＰＭＭＡ樹脂シート（厚さ３ｍｍ）を使用した。なお、このＰＭＭＡ樹脂シートの両面には、マスキングフィルム（剥離可能な保護フィルム）が貼り付けられている。
【００５８】
上記実施形態と同様に、ＰＭＭＡ樹脂シートの一方の面からマスキングフィルムを剥離し、露出したＰＭＭＡ樹脂シートの表面（背面）、および、マスキングフィルムが貼り付けられたままである他方の面（光出射面）に対して、エアー洗浄を行った後、大気圧プラズマ処理により撥液処理を施した。具体的なエアー洗浄条件は、以下のとおりである。
【００５９】
＜エアー洗浄条件＞
使用流体：空気（クリーンドライエアー）
エアー圧：上側（背面側）は０．３５ＭＰａ
下側（光出射面側）は０．２５ＭＰａ
エアー供給口と透光性樹脂シートの間隔：０．５ｍｍ
処理速度１０ｍ／分
（２）導光板の製造
上記のようにして準備したＰＭＭＡ樹脂シート（透光性樹脂シート）と紫外線硬化型インクとを用いて、導光板を製造した。
【００６０】
具体的には、まず、ＰＭＭＡ樹脂シートをエアー洗浄にて両面の清掃を行った後、プラズマ処理により撥液処理された面に紫外線硬化型インクを、インクジェット印刷によってパターン印刷した。次いで、印刷されたインクに紫外線を照射し、インクを光硬化させて反射ドットを形成した。その結果、複数の反射ドットを有する導光板を得た。パターン印刷条件および紫外線照射条件は以下のとおりである。なお、ドットパターンにおけるドット同士の間隔は、１ｍｍとした。
【００６１】
得られた導光板の反射ドットの状態（光硬化後）を図４に示す。図４に示されるように、反射ドットの形状が円形を維持しており、反射ドット同士の結合等によるパターンの欠損もみられない。
【符号の説明】
【００６２】
１  導光板、１１  透光性樹脂シート、１１a  光出射面、１１ｂ  背面、１１ｃ  側面、１２  反射ドット、４１，４２  エアー、５  エアーブロワ、５１  エアー供給口、９１  光源、９２  光学部材。
【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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