JP7016757B2 - 導光板の製造方法 - Google Patents
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Description
側面を形成する端面と、前記端面から入射した光が屈曲して出射する主面である出射面とを有し、前記出射面の反対側の表面である非出射面に複数の凹部を有する導光部材
を備える導光板の製造方法であり、
前記凹部の内部に、前記導光部材の屈折率とは異なる屈折率を有する、気体、液体又は真空の少なくともいずれかを封止する状態で、塗布基材と封止層とを有する導光板用封止部材を、前記非出射面の表面に、前記封止層が接触するように積層し、且つ前記封止層の加熱を行う積層加熱工程と、
前記積層加熱工程後、前記封止層の硬化を行う硬化工程と
を含み、
前記封止層は、少なくとも活性エネルギー線硬化性樹脂を含み、
前記封止部材は、25℃にて前記封止層とアクリルフィルムとを貼合した際のJIS K-6850に基づく引張せん断強度が0.1MPa以下であることを特徴とする、導光板の製造方法である。
本発明は、
前記積層加熱工程よりも前の工程として、
少なくとも活性エネルギー線硬化性樹脂を含む活性エネルギー線硬化性組成物を前記塗布基材に塗布する塗布工程と、
前記活性エネルギー線硬化性組成物に活性エネルギー線を照射し、活性エネルギー線硬化性組成物を部分硬化させて前記封止層を形成する部分硬化工程と
を有する封止部材形成工程を更に含むことが好ましい。
本発明は、
前記積層加熱工程及び前記硬化工程が、ロールトゥロール方式で行われることが好ましい。
1.導光板用封止部材及び導光板の構成
1-1.導光板用封止部材の構成
1-2.導光板の構成
2.導光板用封止部材
2-1.封止層
2-2.塗布基材
3.導光板
3-1.導光部材
3-2.導光板用封止部材硬化体
3-3.特性
3-3-1.90°剥離強度
3-3-2.光学特性(C)
4.製造方法
4-1.導光板用封止部材の製造方法
4-2.導光板の製造方法
5.面状光源装置又は照明装置の用途
まず始めに、本発明導光板用封止部材及び導光板の構成について、図1を用いて説明する。
図1(a)に示すように、導光板用封止部材(10)は、塗布基材(12)と、塗布基材(12)に積層された封止層(11)と、を少なくとも含む構成である。
より詳細には、導光板用封止部材(10)は、塗布基材(12)上に設けられた、少なくとも一部が未硬化の状態の活性エネルギー線硬化性組成物の固形分からなる、封止層(11)を有する部材である。
図1(b)に示すように、導光板(100)は、凹部(121)が設けられた導光部材(120)と、導光部材(120)の表面に積層され、凹部(121)を封止する導光板用封止部材硬化体(110)と、で構成される。
図1(a)の導光板用封止部材(10)は、後述するように、導光部材と貼り合わされた後に硬化工程を経ることで、活性エネルギー線硬化性組成物の固形分が硬化され、図1(b)に示すように、導光板用封止部材硬化体(110)となる。このように、導光板用封止部材(10)と、導光板用封止部材硬化体(110)とは、実質的にその硬化形態のみが異なるものであり、種々の構成{例えば、原料(固形分)}に関しては相互に読み替え可能な場合がある。
2-1.封止層
導光板用封止部材の封止層は、少なくとも一部が未硬化の状態である、活性エネルギー線硬化性樹脂を含む組成物(活性エネルギー線硬化性組成物)により形成される。
塗布基材は、導光板において、封止層硬化体と共に導光部材を保護する役割を担い、導光板の一部として機能するため、透明性を有していることが好ましく、又、導光部材や封止層硬化体と同様の屈折率を有していることが好ましい。
以下、本発明に係る製造方法にて得られる導光板について詳述する。なお、ここで示す構成はあくまで一例であり、本発明はこれに何ら限定されない。
本発明に係る導光部材は、公知のものが使用できる。導光部材は、光源から発せられた光を、図1(b)の導光板(100)の、光入射端面(101)(側面側)で受光し(当該光は入射光となる)、その内部を通じて、出射面(102)側に光を出射することができる。
導光板用封止部材硬化体は、導光板用封止部材を積層する際、導光部材の凹部内部に、気体、液体又は真空の少なくともいずれか(被封止物)を封止する。このようにすることで、凹部へのゴミの付着や、傷つきによる導光板の光学特性の低下を防止できる。
3-3-1.90°剥離強度
導光板用封止部材硬化体(110)の封止層硬化体(111)と、導光部材との界面における90°剥離強度(JIS K6854による)は、0.2N/25mm以上とすることができる。0.2N/25mm未満では、剥がれや浮きが発生する懸念がある。
以下、光学特性について詳述する。図5に示したように、導光板(100)又は導光部材(120)の出射面に対する法線方向を0°、光源から光が入射される導光板又は導光部材の端面に対して垂直な方向を90°と規定する。
4-1.導光板用封止部材の製造方法
導光板用封止部材の製造方法は、特に限定されないが、一例として、以下の工程(A1)及び(A2)を含む方法が挙げられる。
工程(A1):塗布工程;活性エネルギー線硬化性組成物を、塗布基材上に塗布する。
工程(A2):封止部材形成工程;塗布後、必要に応じて、活性エネルギー線硬化性組成物を乾燥させる乾燥工程、及び/又は、必要に応じて、活性エネルギー線硬化性組成物に対する活性エネルギー線照射を行う部分硬化工程を実行し、封止層を形成する。
導光板は、未硬化状態又は部分硬化状態である封止層を備える導光板用封止部材を、導光部材の凹部側表面に積層(貼り合わせ)し、封止層の未硬化部分を硬化させることで得られる。
本発明による導光板用封止部材を用いた導光板は、その導光板の側面の位置(端面)に一つ又は複数の光源を設けることで、面状光源装置又は照明装置として使用することができる。光源は公知のものを使用することができ、特に限定されないが、省サイズ化や消費電力の観点からLED光源が好ましい。
導光板用封止部材の封止層の原料となる活性エネルギー線硬化性組成物を、以下の手順に基づき準備した。
下記の手順で得られる化合物1を94.5質量部と、開始剤としてIRGACURE184(BASFジャパン社製)を5.5質量部と、トルエンとを、固形分率が40%となるように配合して、活性エネルギー線硬化性組成物1を得た。
トリシクロデカンジメタノール196.29g(1モル)と、ε-カプロラクトン22.828g(0.2モル)とをフラスコに仕込み、120℃まで昇温し、触媒としてモノブチルスズオキシド50ppmを添加した。その後、窒素気流下で、残存したε-カプロラクトンがガスクロマトグラフィーで1%以下になるまで反応を行い、ジオール(1)を得た。
アクリット 8KX-212(大成ファインケミカル社製)を95質量部、IRUGACURE 184(BASFジャパン社製)を5質量部と、プロピレングリコールモノメチルエーテルとを、固形分率が30%となるように配合して、活性エネルギー線硬化性組成物2を得た。
化合物1をペンタエリスリトールトリアクリレートに変更した以外は活性エネルギー線硬化性組成物1の調製と同様に、活性エネルギー線硬化性組成物3を得た。
化合物1をエチレンジオールジメタクリレートに変更した以外は活性エネルギー線硬化性組成物1の調製と同様に、活性エネルギー線硬化性組成物4を得た。
(封止部材形成工程)
ワイヤーバーを用いて、塗布基材{住友化学社製アクリルフィルム テクノロイ(100μm厚さ)}に活性エネルギー線硬化性組成物1を塗布した。
上記導光板用封止部材の封止層側の表面と、下記の手順で得られる導光部材の凹部側表面とを、温度100℃の条件下で熱ラミネートを行った後、積算光量3000mJ/cm2の条件で高圧水銀ランプによる紫外線を照射することで封止層内に残存していた未反応のアクリロイル基を完全に硬化反応させ、実施例1の導光板を得た。
130mm×90mmのサイズの0.2mmの厚みのPMMAのシートに、UV硬化アクリル樹脂(光重合開始剤含有)により10μmの厚みで塗布層を形成し、直径約40μmで高さが約10μmの凸レンズ型のドット形状を有する金型(凸型レンズ密度:約100個/mm2)にてプレスを行いながら、PMMAのシートの塗布層と反対側の面からUV光線を照射して硬化することにより、本発明で用いる凹部を有する導光部材を作製した。得られた導光部材の表面をレーザー顕微鏡で観察し、大きさ(直径)が約40μmで深さが約8μmの凹レンズ型のドット形状が約100個/mm2の密度で存在する凹部を有する導光部材が得られていることを確認した。
積層加熱工程における熱ラミネート温度を40℃とした以外は、実施例1と同様に、実施例2の導光板を製造した。
封止部材形成工程において、塗工膜を乾燥させた後、大気中雰囲気下で、積算光量200mJ/cm2の条件で高圧水銀ランプによる紫外線を照射することで活性エネルギー線硬化性組成物1を部分硬化させた以外は実施例1と同様に、実施例3の導光板を製造した。
活性エネルギー線硬化性組成物として活性エネルギー線硬化性組成物2を使用した以外は実施例1と同様に、実施例4の導光板を製造した。
活性エネルギー線硬化性組成物として活性エネルギー線硬化性組成物3を使用した以外は実施例3と同様に、実施例5の導光板を製造した。
活性エネルギー線硬化性組成物として活性エネルギー線硬化性組成物3を使用した以外は実施例1と同様に、比較例1の導光板を製造した。
活性エネルギー線硬化性組成物として活性エネルギー線硬化性組成物4を使用した以外は実施例3と同様に、比較例2の導光板を製造した。
積層加熱工程において、熱ラミネートを実施せず、室温(25℃)でのラミネートとした以外は、実施例1と同様に、比較例3の導光板を製造した。
以下の手順に基づいて、各導光板の異物除去性、接着性、及び、光学特性を評価した。結果を表1に示す。
紙粉を封止層表面に付着させた後、エアブローなどにより紙粉が除去でき、かつ封止層表面に跡などが残らないものを○、紙粉が除去できないあるいは除去後に跡が残るものを×とした。
硬化工程後の90°剥離力が0.2N/25mm以上のものを○、それ未満のものを×とした。
図5(a)及び(b)には、導光板の光学特性評価に用いた測定装置の一例の模式図が示される。この測定装置により、実施例及び比較例の各々で得られた導光板の光学特性を、下記の方法により評価した。
まず、図5(a)のように、LED光源(200)を、実施例及び比較例の導光板(100)の光入射端面(101)に、裏面からの反射光を抑えるために黒色フェルトシート(140、和気産業社製黒色フェルトシートFU-714、厚み2mm)を、実施例及び比較例の非出射面(図5(a)の導光板(100)における下面)に、それぞれ設置した。
続いて輝度計(300)(村上色彩技術研究所社製GP-5)を用い、導光板(100)内での入射した光の進行方向(図5(a)における左から右に向かう方向)を90°、導光板出射面に対する法線方向(図5(a)における下から上に向かう方向)を0°とした際、当該規定角度を基準として、-70°~70°までの範囲で出射面に出射される光の輝度積分値(La)を測定した。なお出射方向は、出射面法線方向を0°と規定した際の、輝度計(300)から見て光入射端面(101)の方向を-(マイナス)、その反対方向を+(プラス)とした。
上記規定角度を基準として、同様に110°~250°までの範囲で、非出射面に出射される光の輝度積分値(Lb)を測定した。なお出射方向は、非出射面の法線方向を、上記規定角度基準により180°とし、輝度計(300)から見て、光入射端面(101)の方向を-(マイナス)、その反対方向を+(プラス)とした。
以上より、非出射面からの出射光輝度を基準として、出射面からの出射光と、非出射面からの出射光の輝度との差が、どれだけあるかを示す値(La-Lb)/Lbを、光学特性(C)とし、実施例及び比較例で得られた導光板の光学特性(Cx)と、導光板用封止部材硬化体を設けていない導光部材(120)の光学特性(Cy)との比率(Cx/Cy)の値により、導光板及び導光部材の光学特性比を評価した。
光学特性比が、0.3以上の場合を○、0.3未満の場合を×とした。また、導光部材と導光板封止部材が貼り付かず、導光板封止部材を含む導光板が得られなかった場合を-とした。
Claims (3)
- 側面を形成する端面と、前記端面から入射した光が屈曲して出射する主面である出射面とを有し、前記出射面の反対側の表面である非出射面に複数の凹部を有する導光部材
を備える導光板の製造方法であり、
前記凹部の内部に、前記導光部材の屈折率とは異なる屈折率を有する、気体、液体又は真空の少なくともいずれかを封止する状態で、塗布基材と封止層とを有する導光板用封止部材を、前記非出射面の表面に、前記封止層が接触するように積層し、且つ前記封止層の加熱を行う積層加熱工程と、
前記積層加熱工程後、前記封止層の硬化を行う硬化工程と
を含み、
前記封止層は、少なくとも活性エネルギー線硬化性樹脂を含み、
前記封止部材は、25℃にて前記封止層とアクリルフィルムとを貼合した際のJIS K-6850に基づく引張せん断強度が0.1MPa以下であることを特徴とする、導光板の製造方法。 - 前記積層加熱工程よりも前の工程として、
少なくとも活性エネルギー線硬化性樹脂を含む活性エネルギー線硬化性組成物を前記塗布基材に塗布する塗布工程と、
前記活性エネルギー線硬化性組成物に活性エネルギー線を照射し、活性エネルギー線硬化性組成物を部分硬化させて前記封止層を形成する部分硬化工程と
を有する封止部材形成工程を更に含む、請求項1に記載の導光板の製造方法。 - 前記積層加熱工程及び前記硬化工程が、ロールトゥロール方式で行われる、請求項1又は2に記載の導光板の製造方法。
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