JP5271685B2 - 導光板及び導光板の製造方法 - Google Patents
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Description
しかし、版や金型を用いた射出成型やプレス成型、及びスクリーン印刷法では、拡散層のパターンを十分微細化することが困難である。また、設計パターンに不備がある場合には、再設計はもとより、高額な版や金型、及びスクリーン版を作り直すこととなり、コストアップに繋がっていた。
1つの前記凝集体に含まれる光拡散微粒子の個数は10個以上10000個以下であること、が好ましい。
前記光源の近傍における前記塗工面積比率S1が5%以上50%以下であり、前記光源から最も離れた位置における前記塗工面積比率S2が20%以上95%以下であり、S2>S1であること、が好ましい。
前記光源の近傍における前記塗工面の(2π/360)×60radグロス値GS1が40以上90以下であり、前記光源から最も離れた位置における前記塗工面の(2π/360)×60radグロス値GS2が10以上60以下であり、GS2>GS1であること、が好ましい。
前記光源の近傍における面方向のヘイズ値H1が5%以上30%以下であり、前記光源から最も離れた位置における面方向のヘイズ値H2が10%以上40%以下であり、H2>H1であること、が好ましい。
前記凝集体における微細凹凸の算術平均表面粗さが0.01μm以上10μm以下であること、が好ましい。
前記透光性バインダの屈折率と前記導光板基材の屈折率との差が±0.1以内であること、が好ましい。
前記光源の近傍における照度と前記光源から最も離れた位置における照度との比が0.8以上1.2以下であり、かつ、導光長900mm以上であること、が好ましい。
前記導光板基材の曲率は±1.61×10−4(1/mm)以内であること、が好ましい。
前記拡散層は塗布部と未塗布部とがランダムに配置されていること、が好ましい。
前記光源の近傍における前記塗工面積比率S1と、前記光源から最も離れた位置における前記塗工面積比率S2との比S2/S1の値が80%以上120%以下であること、が好ましい。
前記ノズルから前記導光板基材における塗工面までの間隔は70mm以上300mm以下であること、が好ましい。
導光板基材に拡散層を形成する技術には、スクリーン印刷法やオフセット印刷法等が挙げられるが、いずれも最初に印刷版や金型といったマスターとなるパターンを作成する必要がある。例えば、スクリーン印刷版ではレーザー描画やインクジェットプリンターで精密に光学設計されたパターンを作画し、感光乳剤を塗布したシルク上にできたパターン画を選択感光、洗浄して当該導光板に拡散層を形成する。
即ち、本発明に係る導光板及び導光板の製造方法は、以下のような構成及び工程とした。
本発明の実施形態1を以下に説明する。本発明に係る導光板は、液晶表示パネルや看板などの背面から光を照射するバックライト装置を構成するべく、光源が端面に配置される導光板である。
光拡散微粒子21の平均粒径は、1μm以上50μm以下が好ましい。当該平均粒径が前述した下限値より小さいと、光を拡散する能力が不足したり、拡散光が着色したりする恐れがある。当該平均粒径が前述した上限値より大きいと、ノズルを使用した際に詰まり易くなったり、塗布密度が小さい部分で当該光拡散微粒子21による拡散光が輝点となって目立ったりする恐れがある。特に当該平均粒径は、1μm以上20μm以下が好ましい。
透光性バインダ22の屈折率と導光板基材1の屈折率との差が±0.1以内であることが好ましい。透光性バインダ22と導光板基材1との界面での屈折反射を考慮しなくて良いので光学設計が簡単である。
凝集体210に含まれる光拡散微粒子21の個数は300〜1000倍程度の光学顕微鏡又はレーザー顕微鏡などの観察によって数えることができる他、凝集体210を採取して透光性バインダ22を除去した後、光学顕微鏡などの観察によって数えることができる。
本発明の実施形態2を以下に説明する。本実施形態の導光板及び導光板の製造方法は、実施形態1の導光板及び導光板の製造方法と略同様であるが、導光板の輝度が略均一となるように、光源から離れるにつれて、導光板基材の塗工面における凝集体が占める平面積と塗布液の塗布面積との比率R又は塗布液の塗布面積と導光板基材の塗工面の面積との塗工面積比率Sを高くした。
先ず、図7(a)に示すように、全てのパラメータを一定として、透明な導光板基材1の全体又は一部に均一に塗布液2を塗布する。次に、中央部周辺に同様にして均一に塗布液2を重ねて塗布する。すなわち、全てのパラメーラを一定として、中央部周辺で塗布液2の塗布を繰り返す。
なお、このような多層重ね塗りについては、塗布液2の塗布量、ノズル5の走査速度、ノズル5の送りピッチなどを変えて適宜調整しながら、重ね塗りを実施しても良い。
塗布される光拡散微粒子21の塗布密度は、ノズル5の送りピッチに逆比例して増減する。すなわち、図7(b)に示すように、両端部においてはノズル5の送りピッチが広く、中央部周辺においてはノズル5の送りピッチが狭くするように、設計したグラデーション分布関数の逆比例関係となるように連続的に送りピッチを増減する。
光拡散微粒子21の塗布密度はノズル5の走査速度に反比例するので、図7(c)に示すように、導光板基材1の両端部はノズル5の走査速度を早く、中央部周辺では遅くし、所望のグラデーション分布の逆比例関係によって、ノズル5の走査毎の走査速度を連続的に変化させながら塗布する。
すなわち、図7(d)に示すように、ノズル5を所定のピッチで、端面A側から中央部に送るにつれ、塗布液2の塗布量を多くし、中央部から光源が設置される端面B側に送るにつれ、塗布液2の塗布量を少なくする。逆に、端面A側では塗布液2の塗布量を過剰にして光拡散微粒子21の凝集体210を透光性バインダ22に沈降させ、ノズル5を中央部に送るにつれ、当該塗布液2の塗布量を適量とし、ノズル5を中央部から端面B側に送るにつれ、再び塗布液2の塗布量を過剰にして光拡散微粒子21の凝集体210を透光性バインダ22に沈降させてもよい。
すなわち、図7(e)に示すように、導光板基材1の両端部でノズル5の走査速度を速く、中央部周辺で遅くなるように所望のノズル5の走査中において、グラデーション分布関数の逆関数関係によって当該ノズル5の走査速度を連続的に変化させながらノズル5を走査する。
すなわち、図7(f)に示すように、ノズル5の走査中において、導光板基材1の両端部で塗布液2の塗布量を少なく、中央部周辺で多く噴出する。逆に、両端部では塗布液2の塗布量を過剰にして光拡散微粒子21の凝集体210を透光性バインダ22に沈降させ、中央部では当該塗布液2の塗布量を適量としてもよい。
上記実施形態1では、光拡散微粒子21の凝集体210を導光板基材1にランダムに付着させ、上記実施形態2では、光源9から離れるにつれて、導光板基材1の塗工面における凝集体210が占める平面積と塗布液2の塗布面積との比率R又は塗布液2の塗布面積と導光板基材1の塗工面の面積との塗工面積比率Sを高くしている。しかし、光拡散微粒子21の凝集体210を導光板基材1に略均一に付着させてもよい。すなわち、光源9の近傍における塗工面積比率S1と、光源9から最も離れた位置における塗工面積比率S2との比S2/S1の値が80%以上120%以下であるように構成される。
上記実施形態1乃至3の導光板の製造方法において、生産性を考えた場合、1つのノズルだけで広い面積の導光板基材の塗工面上を塗工することは時間がかかるので必ずしも得策ではない。図8は、例えばY方向、すなわち走査方向と略直交方向に等間隔に複数個のノズル5を並列に配置し、当該複数個のノズル5をX方向に走査するようにした一例である。但し、Y方向に走査する構成でも良い。このようにマルチノズルとすることで塗布時間を大幅に短縮させることができる。隣接するノズル5と5の間隔は塗布時に互いに干渉しない十分広い間隔が必要であったり、場合によっては隣接するノズルをX方向にずらして互い違いに配置したりすることも考えられる。
導光板基材:アクリル樹脂シート
導光板基材の寸法:長さ(導光方向の長さ)1200mm、幅1000mm、厚み8mm
塗布液:透光性バインダ+溶媒+光拡散微粒子(5wt%、固形分換算)
透光性バインダ:アクリル系紫外線硬化樹脂
溶媒:ケトン系溶剤
光拡散微粒子:樹脂微粒子(屈折率1.56、平均粒径3μmφ)
塗工面:出射面(導光板基材の表面)
塗布手段:スプレーコータ
吐出量:0.5〜4.0gr/分
ノズル移動:200〜400mm/sec
ノズル高さ:導光板基材の上面から100〜200mm
次いで導光板基材の両端部に白色LEDを線状に配置した光源を設置し、当該導光板基材の裏面側に白色拡散反射シート、表面側となる塗工面に光拡散フィルムを積層し、サイドライト式バックライトを作製した。
当該サイドライト式バックライトを正面2m離れた位置から目視により観察したところ、全面で均一な輝度であり、輝点などの輝度ムラも目立たなかった。
2 塗布液、21 光拡散微粒子、22 透光性バインダ
3 拡散層
4 スプレーコータ、5 ノズル、6 貯蔵槽、7、8 流量制御部
9 光源
10 拡散反射フィルム
11 拡散フィルム
100 導光板
210 凝集体
Claims (14)
- 面光源装置を構成するべく、光源が端面に配置される導光板であって、
導光板基材の裏面若しくは表面、又は両面に光拡散微粒子及び透光性バインダを含む塗布液を導光板基材の平面全領域に噴霧することによって拡散層が塗工されており、
前記光拡散微粒子は凝集体とされ、前記導光板基材の塗工面における前記凝集体が占める平面積と前記塗布液の塗布面積との比率は0.1%以上70%以下である導光板。 - 前記塗布液は、当該塗布液をノズルから噴霧させるスプレー塗工法によって、前記導光板基材の裏面若しくは表面、又は両面に塗布することを特徴とする請求項1に記載の導光板。
- 1つの前記凝集体に含まれる光拡散微粒子の個数は10個以上10000個以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の導光板。
- 前記光源から離れるにつれて、前記導光板基材の塗工面における前記凝集体が占める平面積と前記塗布液の塗布面積との比率が高くなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の導光板。
- 前記光源の近傍における前記塗工面の(2π/360)×60radグロス値GS1が40以上90以下であり、前記光源から最も離れた位置における前記塗工面の(2π/360)×60radグロス値GS2が10以上60以下であり、GS2>GS1であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の導光板。
- 前記光源の近傍における面方向のヘイズ値H1が5%以上30%以下であり、前記光源から最も離れた位置における面方向のヘイズ値H2が10%以上40%以下であり、H2>H1であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の導光板。
- 前記凝集体の屈折率と前記透光性バインダの屈折率との差が0.001以上0.5以下であることを特徴とする請求項1に記載の導光板。
- 前記凝集体における微細凹凸の算術平均表面粗さが0.01μm以上10μm以下であることを特徴とする請求項7に記載の導光板。
- 前記透光性バインダの屈折率と前記導光板基材の屈折率との差が±0.1以内であることを特徴とする請求項1に記載の導光板。
- 前記光源の近傍における照度と前記光源から最も離れた位置における照度との比が0.8以上1.2以下であり、かつ、導光長900mm以上であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の導光板。
- 前記導光板基材の曲率は±1.61×10−4(1/mm)以内であることを特徴とする請求項1に記載の導光板。
- 面光源装置を構成するべく、光源が端面に配置される導光板の製造方法であって、
導光板基材の裏面若しくは表面、又は両面に光拡散微粒子及び透光性バインダを含む塗布液を微細液滴状態で導光板基材の平面全領域に噴霧することによって拡散層を塗工し、前記光拡散微粒子は凝集体とし、前記導光板基材の塗工面における前記凝集体が占める平面積と前記塗布液の塗布面積との比率を0.1%以上70%以下とする導光板の製造方法。 - 前記塗布液は、当該塗布液をノズルから噴霧させるスプレー塗工法によって、前記導光板基材の裏面若しくは表面、又は両面に塗布することを特徴とする請求項12に記載の導光板の製造方法。
- 前記ノズルから前記導光板基材における塗工面までの間隔は70mm以上300mm以下であることを特徴とする請求項13に記載の導光板の製造方法。
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