TWI530705B - 導光板、表面光源裝置、穿透式圖像顯示裝置、製造導光板之方法、及導光板用紫外線硬化型噴墨墨水 - Google Patents

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Description

導光板、表面光源裝置、穿透式圖像顯示裝置、製造導光板之方法、及導光板用紫外線硬化型噴墨墨水
本發明係關於一種導光板、一種表面光源裝置、一種穿透式圖像顯示裝置、一種製造導光板之方法及一種導光板用紫外線硬化型噴墨墨水。
穿透式圖像顯示裝置，諸如液晶顯示裝置，一般具有表面光源裝置作為背光。邊緣光型表面光源裝置包括具有透明樹脂片之導光板及向該透明樹脂片端面提供光之光源。自透明樹脂片端面入射之光被設置在透明樹脂片背面側之反射構件(諸如反射點)反射，而用於圖像顯示之平面光自導光板之發射面供給。
已有建議使用噴墨墨水應用噴墨印刷之方法作為形成反射點之方法(定向圖案)(日本專利申請特許公開案第2006-136867號、日本專利申請特許公開案第2004-240294號)。預期噴墨印刷能夠容易地形成具有所要圖案之組態的反射點。
然而，在使用具有藉由噴墨印刷形成之反射點的導光板發光之情況下，由於不能將供至導光板之足夠光提取至導光板之發光表面，所以亮度傾向於較低。
有鑒於此，本發明之目的在於提供一種能夠自發光表面以較高亮度發光之導光板、包含該導光板之一種表面光源裝置及一種穿透式圖像顯示裝置、一種製造導光板之方法 及一種導光板用紫外線硬化型噴墨墨水。
本發明係關於一種導光板，該導光板包含：透明樹脂片，該透明樹脂片具有發射自端面入射之光的發光表面且在該發光表面之相對側上具有背面；及複數個反射點，該等反射點設置在該透明樹脂片之該背面上且藉由光硬化點狀墨水而形成，其中該墨水含有顏料、光可聚合組分及光聚合引發劑，且該背面為經防液處理(liquid repellent-treated)之表面。
關於根據本發明之導光板，藉由光硬化墨水而構成之反射點形成在透明樹脂片的經防液處理之背面上。由此，因為可抑制反射點彼此連接，所以可自發光表面提取更多量之光。結果，可自發光表面以較高亮度發光。
關於根據本發明之導光板，背面較佳為經防液處理之表面，以使得滴在背面上之水滴具有80度至130度之接觸角。由此，可更可靠地抑制反射點彼此連接。
關於根據本發明之導光板，彼此連接之相鄰反射點的百分比較佳為每100個反射點中有0至30個。若彼此連接之相鄰反射點的百分比處於上述範圍內，則反射點彼此連接對亮度下降之影響得到抑制。
在另一態樣中，本發明係關於一種製造導光板之方法，該方法包含以下步驟：對透明樹脂片之一個表面進行防液處理；藉由噴墨印刷在該個經防液處理之表面上用墨水印刷圖案；及藉由光硬化墨水之印刷圖案來形成反射點，其中該墨水含有顏料、光可聚合組分及光聚合引發劑。
關於根據本發明之製造方法，在透明樹脂片的一個經防液處理之表面上由墨水形成反射點。由此，可製造抑制反射點彼此連接之導光板。關於由此製造之導光板，可自發光表面提取更多量之光，且可以較高亮度發射光。
在又一態樣中，本發明係關於一種表面光源裝置，該表面光源裝置包含：本發明之導光板；及用於向包括在該導光板中之透明樹脂片端面供給光的光源。因為表面光源裝置包含本發明之導光板，所以可自透明樹脂片之發光表面提取自光源供給的更多量之光。結果，本發明之表面光源裝置能夠發射較高亮度之光。
在另一態樣中，本發明係關於一種穿透式圖像顯示裝置，該穿透式圖像顯示裝置包含：本發明之導光板；用於向包括在該導光板中之透明樹脂片端面供給光的光源；及由自包括在該導光板中之透明樹脂片的發光表面發射之光照明的穿透式圖像顯示單元。
因為本發明之穿透式圖像顯示裝置包含本發明之導光板，所以可自透明樹脂片之發光表面以較高亮度發射自光源供給之光。因此，可以較高亮度給穿透式圖像顯示裝置照明。
在又一態樣中，本發明係關於一種施用於透明樹脂片的一個經防液處理之表面上成為反射點的紫外線硬化型噴墨墨水，其中該紫外線硬化型噴墨墨水含有顏料、光可聚合組分及光聚合引發劑，且該顏料為碳酸鈣粒子、硫酸鋇粒子及二氧化鈦粒子中之至少一者。
本發明之導光板用紫外線硬化型噴墨墨水施用於透明樹脂片的經防液處理之表面上成為反射點。因為本發明之導光板用紫外線硬化型噴墨墨水包括顏料，所以當將光供至包含透明樹脂片及反射點之導光板時，可自透明樹脂片之發光表面發射較高亮度之光。
現在將詳細描述本發明之一個實施例。然而，本發明不限於以下實施例。在對附圖之描述中，相同元件將以相同參考字符表示以免冗餘。此外，應當注意的是，附圖中所示尺寸比並非必定與說明書中所用者一致。在對實施例之說明中，「紫外線」被稱為「UV」。
圖1為顯示包含本發明之導光板之一個實施例的穿透式圖像顯示裝置之橫截面圖。圖1中示出之穿透式圖像顯示裝置100主要由表面光源裝置20及穿透式圖像顯示單元30構成。表面光源裝置20為邊緣光型表面光源裝置，其包括具有透明樹脂片11之導光板1及設置在導光板1之側面並向導光板1供給光的光源3。
透明樹脂片11具有近似長方體之形狀。透明樹脂片11具有發射面S1、在發射面S1之相對側的背面S2及與發射面S1及背面S2相交之四個端面S31至S34。在本發明實施例中，四個端面S31至S34與發射面S1及背面S2大致正交。
透明樹脂片11較佳為聚(甲基)丙烯酸烷基酯樹脂片、聚苯乙烯片或聚碳酸酯型樹脂片，其中聚甲基丙烯酸甲酯樹脂片(PMMA樹脂片)為較佳。透明樹脂片11亦可含有擴散 粒子。儘管透明樹脂片11之上面形成有反射點12的表面(背面S2)之相對側的表面(發射面S1)可如本發明實施例所述為平坦表面，但亦可具有凹凸形狀。透明樹脂片11之厚度較佳為1.0 mm至4.5 mm。
透明樹脂片11之背面S2為幾乎全部經過防液處理之表面。施用於背面S2之防液處理為滴在背面S2上之水滴具有80度至130度之接觸角、較佳具有85度至120度之接觸角、或更佳具有90度至110度之接觸角的防液處理。在本發明實施例中，接觸角係指靜態接觸角。量測接觸角之方法細節將隨後在實例中描述。
導光板1還具有設置在背面S2側之複數個反射點12。每個反射點12之最大厚度較佳為20 μm或更小，或者更佳為15 μm或更小。
黃色指數較佳為10或更小，該黃色指數係基於在發射面S1之垂直線方向上透射穿過反射點12及透明樹脂片11之光的光譜透射率量測來評估。上述黃色指數可藉由在透明樹脂片之整個一側上印刷用於形成反射點之噴墨墨水，硬化所印刷之墨水以製備具有厚度與反射點相同之反射膜的量測樣品，且使用該量測樣品來量測。10或更小之黃色指數可例如藉由組合PMMA樹脂片與噴墨墨水(將在下文描述)來容易地獲得。量測黃色指數之方法細節將在下文所述之實例中描述。
如圖2所示，複數個反射點12在背面S2上經佈置成彼此隔開。圖2為自背面側觀察導光板所得之平面圖。為便於 解釋，圖2亦示出了光源3。在圖2中，反射點12被佈置成彼此隔開。然而，上面形成有反射點12之表面上彼此連接之反射點12的百分比在給定位置附近區域可為每100個反射點12中有0至30個，較佳為0至20個反射點12彼此連接，或者更佳為0至10個反射點12彼此連接。較佳地，選用於評估彼此連接之反射點12之百分比的100個反射點12為背面12上反射點12較為密集佈置之區域中的100個反射點12。圖2中示出之反射點12的數目及其類似特點僅為了便於解釋而呈現，且正如將在後面描述般，反射點12之數目及佈置圖案調節成使得自發射面S1有效發射均勻的平面光。
如圖1及圖2所示，光源3被佈置在彼此相對之一對端面S31及S32側面。儘管光源3可為線光源，諸如冷陰極螢光燈(cold cathode fluorescent lamp，CCFL)，但光源3較佳為點光源，諸如LED。在此種情況下，如圖2所示，複數個點光源沿例如構成透明樹脂片11之矩形背面S2的四條邊中彼此相對之兩條邊佈置。為了獲得自然色調之光，將由噴墨墨水(將於下文描述)形成之反射點12與LED相組合特別有利。
如圖1所示，穿透式圖像顯示單元30佈置成在導光板1之發射面S1側與導光板1相對。例如，穿透式圖像顯示單元30為具有液晶胞之液晶顯示單元。
在上述組態中，自光源3輸出之光自端面S31及S32入射至透明樹脂片11。入射至透明樹脂片11之光被反射點12不 規則地反射且主要自發射面S1發射。自發射面S1發射之光被供至穿透式圖像顯示單元30。反射點12之數目及佈置圖案調節成使得自發射面S1有效發射均勻的平面光。
接著，將描述導光板1之製造方法。當製造導光板1時，首先對包括在導光板1中之透明樹脂片11的成為透明樹脂片11之背面S2的表面進行防液處理。為便於解釋，將透明樹脂片11上進行防液處理之表面(一個表面)稱為表面S0。
如先前所述，防液處理之程度為使得滴在透明樹脂片11的經防液處理之表面S0上的水滴具有80度至130度之接觸角、較佳具有85度至120度之接觸角、或更佳具有90度至110度之接觸角的程度。藉由將接觸角設定為80度或更大，可防止反射點12彼此連接，且可更密集地設置反射點12。另外，藉由將接觸角設定為130度或更小，反射點12與透明樹脂片11之間的黏附可以高水準保持。
防液處理之實例包括使用表面改性劑作為防液處理劑之處理、利用各種能量射線之處理、利用化學吸附之處理及利用在材料表面上之接枝聚合的處理。
使用表面改性劑之處理為在透明樹脂片11之表面S0上形成加有少量表面改性劑之防液層的處理。作為防液處理劑之表面改性劑的實例包括具有全氟烷基(Rf基)的基於乙烯基之聚合物或含Rf基之聚矽氧。可藉由將表面改性劑逐漸注入紙布(paper rag)或其類似物中且將表面改性劑施用於表面S0，利用噴霧器或藉由噴墨印刷將表面改性劑噴至表 面S0上或以類似方式來形成防液層。
利用各種能量射線之處理為利用能量射線賦予表面S0防液特性之處理。能量射線之實例包括電漿、電子束及離子束。在採用電漿處理之情況下，防液處理之實例包括：藉由電漿蝕刻來粗化表面S0且隨後在粗化之表面上形成防液單分子膜或其類似物、使用基於氟之氣體電漿使表面S0氟化、藉由電漿化學氣相沈積(CVD)在表面S0上形成由防液化合物構成之塗層，及藉由電漿聚合在表面S0上形成防液薄膜。
表面粗化處理之實例為藉由熱壓製、用化學物蝕刻或噴砂(blasting)來賦予透明樹脂片11之表面S0凹凸形狀。
當進行利用化學吸附之處理時，吸附分子之端部較佳被氟改性。特定而言，自防液特性之觀點看，CF3基作為末端取代基為有利的。
在上述處理實例中，使用基於氟之氣體電漿使表面S0氟化為較佳，此係因為可以簡單又均勻之方式進行表面處理。
如圖3所示，藉由在上述經過防液處理的透明樹脂片11之表面S0上形成反射點12來製造導光板1。圖3為說明製造導光板之方法的一個實施例之透視圖。
圖3中所示之用於製造導光板之裝置200由用於輸送透明樹脂片11之輸送構件40、噴墨頭5、UV燈7及檢測裝置9構成。噴墨頭5、UV燈7及檢測裝置9以所述順序沿透明樹脂片之移動方向A自上游側起依序佈置。
輸送構件40沿方向A連續或間歇地輸送透明樹脂片11。透明樹脂片11亦可預先經切割以匹配欲製造之導光板的尺寸，或亦可在已於長透明樹脂片11上形成反射點12之後進行切割。在本發明實施例中輸送構件40為移動工作台(table shuttle)，但不限於此，而是亦可例如為帶式傳送機、輥或空氣懸浮輸送器(air levitation transfer)。
噴墨墨水液滴經由由支撐單元41支撐之噴墨頭5沈積在透明樹脂片11之表面S0上，以至於形成包含點狀墨水之圖案。此時，進行圖案印刷，以使得沈積在表面S0上之滴狀噴墨墨水彼此隔開。
噴墨頭5具有複數個噴嘴，其在反射點形成於透明樹脂片11表面上之區域的整個寬度方向(垂直於A之方向)上以一列或多列佈置且固定，以至於與透明樹脂片11之背面S2相對。已藉由噴墨系統自複數個噴嘴排出的呈液滴狀態之墨水同時且共同被印刷在透明樹脂片11之整個寬度方向上。較佳在以固定速度連續移動透明樹脂片11之同時進行墨水印刷。或者，亦可藉由重複在透明樹脂片11停止之狀態下印刷墨水、移動透明樹脂片11至下一印刷位置及停止該移動的操作來有效地印刷墨水，以便具有由多列點組成之圖案。
透明樹脂片11之移動速度經控制以便可適當地印刷墨水。在本發明實施例之情況下，噴墨頭5由分別具有複數個噴嘴之複數個單元構成。該複數個單元佈置成其端部沿輸送透明樹脂片11之方向A彼此交疊。有時，亦可使用具 有在反射點形成於透明樹脂片表面上之區域的整個寬度方向上按順序佈置的複數個噴嘴之噴墨頭。
在本發明實施例之情況下，墨水可在噴墨頭5之複數個噴嘴被固定的狀態下在透明樹脂片11之整個寬度方向上被共同印刷。由此，與在可移動噴嘴沿透明樹脂片11寬度方向移動之同時隨後印刷墨水的情況相比，導光板之生產率得到顯著提高。
特別是當製造具有短邊長度為200mm或200mm以上且1000mm或1000mm以下之透明樹脂片的大尺寸導光板時，根據本發明實施例之方法提高生產率之效果大。此外，根據噴墨方法，甚至可容易又精確地形成例如最大直徑為100μm或100μm以下之微小反射點。當透明樹脂片薄時，可透過發射面S1側觀察到反射點，但該現象可藉由使反射點變小來防止。
噴墨頭5之噴嘴經由導管55連接至墨水供給單元50。墨水供給單元50具有例如容納墨水之墨水槽及送出墨水之泵。複數個導管55可連接至單個墨水槽，或者亦可分別連接至複數個墨水槽。
用於噴墨印刷以形成反射點12之噴墨墨水為紫外線硬化型墨水，其包括顏料、光可聚合組分及光聚合引發劑。
顏料較佳為碳酸鈣粒子、硫酸鋇粒子及二氧化鈦粒子中之至少任一者。碳酸鈣粒子、硫酸鋇粒子及二氧化鈦粒子各自之累積50%粒度D50為50nm至3000nm，更佳為100nm至1500nm，或者甚至更佳為300nm至600nm。可藉由 基於粒度分佈自商業化產品適當選擇一產品來獲得累積50%粒度D50在50nm至3000nm範圍內之碳酸鈣粒子、硫酸鋇粒子及二氧化鈦粒子。顏料在墨水中之含量比相對於墨水之總質量通常為大約0.5質量%至15.0質量%。所用顏料為碳酸鈣粒子、硫酸鋇粒子及二氧化鈦粒子中之至少任一者的墨水為使用無機物質之墨水。當考慮此種使用無機物質之墨水的保存穩定性時，或者換言之當考慮其無機顏料沈降特性時，使用在此三種粒子中比重最小之碳酸鈣粒子作為顏料的墨水最有利。
光可聚合組分包含具有光可聚合官能基(諸如乙烯基)且較佳不具有羥基之光可聚合單體及/或光可聚合寡聚物。不具有羥基之光可聚合單體的含量比相對於墨水之總質量較佳為65質量%至75質量%。不具有羥基之光可聚合寡聚物的含量比相對於墨水之總質量較佳為10質量%至20質量%。
不具有羥基之光可聚合單體係例如選自1,4-丁二醇二丙烯酸酯(例如，由Sartomer Japan Inc.製造之SR213)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(例如，由Sartomer Japan Inc.製造之SR238F)、1,3-丁二醇二丙烯酸酯(例如，由Sartomer Japan Inc.製造之SR212)、1,9-壬二醇二丙烯酸酯(例如，由Shin Nakamura Chemical Co.,Ltd.製造之A-NOD-N)及丙氧基化(2)新戊二醇二丙烯酸酯(例如，由Sartomer Japan Inc.製造之SR9003)。
不具有羥基之光可聚合寡聚物較佳包括脂族(甲基)丙烯 酸胺基甲酸酯(例如，由Sartomer Japan Inc.製造之CN985B88及CN991)。脂族(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯為具有由脂族聚異氰酸酯及脂族多元醇形成之聚胺基甲酸酯寡聚物鏈以及與其鍵結之丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基的光可聚合寡聚物。脂族(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯之玻璃轉移溫度較佳為40℃或40℃以上。
光聚合引發劑可適當地選自常用於紫外線硬化型樹脂領域中之光聚合引發劑。墨水中光聚合引發劑之含量比相對於墨水之總質量通常為大約0.5質量%至10.0質量%。
在不背離本發明精神之範圍內，噴墨墨水亦可包括除顏料、光可聚合組分及光聚合引發劑之外的組分。
噴墨墨水在50±10℃下之黏度較佳為5.0 mPa．s至15.0 mPa．s，更佳為8.0 mPa．s至12.0 mPa．s。例如，可藉由脂族(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯之質量平均分子質量及/或含量比來調節噴墨墨水黏度。當脂族(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯之質量平均分子質量及含量比增加時，墨水黏度趨於增加。
聚合後顏料與光可聚合組分之間的折射率差之絕對值|△n|通常為0.02|△n|1.3，較佳為0.04|△n|0.3，或更佳為0.06|△n|0.2。例如，當將不具有羥基之光可聚合單體及/或光可聚合寡聚物用作光可聚合組分時，藉由使用碳酸鈣粒子(折射率：n=1.59)、硫酸鋇粒子(折射率：n=1.64)及二氧化鈦粒子(折射率：n=2.7)中之至少任一者作為顏料來滿足上述條件。
噴墨墨水在25.0℃下之表面張力較佳為25.0 mJ/m2至 45.0 mJ/m2，且更佳為25.0 mJ/m2至37.0 mJ/m2。例如，可藉由在墨水中混入基於矽之表面活性劑及基於氟之表面活性劑來調節噴墨墨水之表面張力。
所印刷之墨水在區域70中利用由支撐單元42支撐之UV燈7來硬化。由此，形成由硬化墨水構成之反射點12。
此後，經由由支撐單元43支撐之檢測裝置9檢測所形成之反射點12之狀態的步驟獲得導光板1。根據需要，將導光板1切割成所要尺寸。導光板並非必需如本發明實施例般藉由設置在噴墨頭下游側之檢測裝置來連續檢測，而是導光板亦可藉由單獨準備之檢測裝置來離線檢測。或者，有時可省略以檢測裝置檢測導光板之步驟。
通常，成為反射點12之墨水印刷圖案設計成自發射面S1有效發射均勻平面光之所要圖案。此外，因為於經防液處理之表面S0上印刷墨水，所以可抑制反射點12彼此連接。因此，彼此連接之反射點12的百分比可設定在前述範圍內。在此種情況下，因為複數個反射點12之佈置圖案或多或少呈現所要圖案，所以可有效地自光發射面S1提取自光源3供至透明樹脂片11之光。結果，可自導光板1之光發射面S1發射較高亮度之光。此外，因為反射點12之佈置圖案為上述所要圖案，所以光可大致均勻地自光發射面S1發出。
因為表面光源裝置20包含導光板1，所以表面光源裝置20能夠發射較高亮度之光。另外，因為穿透式圖像顯示裝置100由自表面光源裝置20發射的較高亮度之光照明，所 以可顯示高顯示品質之圖像，例如對比度更鮮明之圖像。
[實例]
下面將藉由列舉實例來更具體地描述本發明。然而，本發明不限於此等實例。
第一至第五實例及第一至第六對照實例中使用之導光板如下製造。
(第一實例) (1)防液處理劑
藉由經過濾自含有如下項之混合物中去除雜質來製備防液處理劑：0.52質量%由DIC Corporation製造之Megaface F-556；15.7質量%之脂族聚丙烯酸胺基甲酸酯(由Sartomer Japan Inc.製造之CN985B88)，作為光可聚合寡聚物；23.02質量%之丙烯酸異冰片酯(由Kyoeisha Chemical Co.,Ltd.製造之Light Acrylate IBXA)及52.34質量%之1,4-丁二醇二丙烯酸酯(由Sartomer Japan Inc.製造之SR213)，作為光可聚合單體；以及5.23質量%之羥己基苯基乙基酮(由BASF Japan Ltd.製造之Irgacure 184)、3.14質量%之苯基二(2,4,6-三甲基苯甲醯基)氧化膦(由BASF Japan Ltd.製造之Irgacure 819)及0.05質量%之4,4'-[1,10-二側氧基-1,10-癸烷二基]二(氧基)二[2,2,6,6-四甲基]-1-哌啶氧(由BASF Japan Ltd.製造之Irgastab UV10)，作為光聚合引發劑。
(2)透明樹脂片之防液處理
準備920 mm×520 mm之PMMA樹脂片作為透明樹脂片。剝除該準備的PMMA樹脂片上之掩膜。接著，在將製備之 防液處理劑噴於藉由剝除掩膜而暴露的表面上之後，藉由使用紫外線光照射經防液處理劑噴射之表面來進行防液處理。
(3)接觸角
使用由Matsubo Corporation製造之袖珍測角計PG-X來量測經防液處理之表面的接觸角。具體而言，2 μl純水在滴嘴尖形成垂型液滴，且藉由升降滴嘴將純水液滴滴於表面S0上。液滴滴落之後立即被捕獲為活動目標圖像(live image)，由此藉由分析液滴之液滴直徑及液滴高度來自動計算靜態接觸角。所得之接觸角為95度。
(4)紫外線硬化型噴墨墨水
藉由珠磨分散器由包含如下項之混合物分散顏料：9.52質量%之碳酸鈣粒子(由Shiraishi Calcium Kaisha,Ltd.製造之Brilliant 1500)，作為顏料；15.23質量%之脂族聚丙烯酸胺基甲酸酯(由Sartomer Japan Inc.製造之CN985B88)，作為光可聚合寡聚物；9.52質量%之丙烯酸異冰片酯(由Kyoeisha Chemical Co.,Ltd.製造之Light Acrylate IBXA)及53.31質量%之1,4-丁二醇二丙烯酸酯(由Sartomer Japan Inc.製造之SR213)，作為光可聚合單體；4.76質量%之羥己基苯基乙基酮(由BASF Japan Ltd.製造之Irgacure 184)、2.86質量%之苯基二(2,4,6-三甲基苯甲醯基)氧化膦(由BASF Japan Ltd.製造之Irgacure 819)及0.04質量%之4,4'-[1,10-二側氧基-1,10-癸烷二基]-二(氧)二[2,2,6,6-四甲基]-1-哌啶氧(由BASF Japan Ltd.製造之Irgastab UV10)，作為 光聚合引發劑；及4.76質量%之有機聚合物(由Lubrizol Japan Limited製造之SPLSPERSE 36000)，作為顏料分散劑。在分散之後藉由過濾自混合物中去除雜質以獲得紫外線硬化型噴墨墨水。
使用由Spectris Co.,Ltd.製造之馬爾文雷射粒度儀(Malvern Zetasizer Nano S)藉由動態光散射(光子相關)量測用作顏料之碳酸鈣粒子的累積50%粒度D50(體積平均粒度)。於環己酮中將約1 g之墨水稀釋100倍以製備用於量測之分散液。使用超音波清潔器或均化器以超音波照射分散液10分鐘。接著，將分散液置於Zetasizer Nano S之樣品輸入口來量測顏料之粒度及體積。D50表示在量測所有粒子之粒度及體積且自具有最小粒度之粒子開始依次累積體積時在累積體積等於所有粒子總體積之50%的點時之粒度。顏料具有685 nm之D50。
墨水在40℃下具有10.7 mPa．s之黏度，且在25℃下具有37.0 mJ/m2之表面張力。
(5)用於量測光譜透射率之小樣品
使用刮棒塗佈機(bar coater)將所得之墨水施加於50 mm×50 mm、4 mm厚的PMMA樹脂片之一個表面的整個表面上。藉由紫外線照射硬化所施加之墨水以獲得用於量測光譜透射率的具有由墨水形成之反射塗層的小樣品。使用Dektak(由Toho Technology Corporation製造之Large Sample Profiler FP10)量測所獲得樣品之反射塗層厚度為4.5 μm。紫外線照射條件如下。
<紫外線照射條件>
燈：兩個金屬鹵化物燈(集中型)
輸出：120 W/cm
照射時間：0.5秒
照射距離：焦距+10 mm
(6)導光板之製造
使用PMMA樹脂片作為透明樹脂片且使用如上所述製備之紫外線硬化型噴墨墨水製造導光板。
具體而言，首先，藉由噴墨印刷將紫外線硬化型噴墨墨水以一圖案印刷在PMMA樹脂片的經防液處理之表面上。接著，用紫外線照射所印刷之噴墨墨水，且墨水被光硬化而形成反射點。在第一實例中，在紫外線硬化型噴墨墨水以一圖案印刷在PMMA樹脂片上之後，用紫外線照射2秒以光硬化該墨水。結果，得到具有複數個反射點之導光板。印刷條件及紫外線照射條件如下。
<印刷條件>
噴嘴直徑：30 μm
施加電壓：20 V
脈衝寬度：40 μs
驅動頻率：2500 Hz
加熱溫度：40℃
<紫外線照射條件>
燈：兩個金屬鹵化物燈(集中型)
輸出：120 W/cm
照射時間：0.5秒
照射距離：焦距+10 mm
(第二實例)
以與第一實例相同之方式獲得導光板，不同之處在於使用藉由將顏料改成9.52質量%之碳酸鈣粒子(由Shiraishi Calcium Kaisha,Ltd.製造之Silver W)而製備的紫外線硬化型噴墨墨水。所用顏料具有350 nm之D50。
該墨水在40℃下具有10.7 mPa．s之黏度，且在25℃下具有37.0 mJ/m2之表面張力。
使用所得墨水，藉由與第一實例相同之方法獲得用於量測光譜透射率的具有由墨水形成之反射塗層的小樣品。所得樣品之反射塗層具有4.8 μm之厚度。藉由與第一實例相同之方法量測反射塗層厚度。
(第三實例)
以與第一實例相同之方式獲得導光板，不同之處在於使用藉由將顏料改成9.52質量%之硫酸鋇粒子(由Sakai Chemical Industry Co.,Ltd.製造之沈澱硫酸鋇100)而製備的紫外線硬化型噴墨墨水。所用顏料具有324 nm之D50。
該墨水在40℃下具有8.6 mPa．s之黏度，且在25℃下具有37.0 mJ/m2之表面張力。
使用所得墨水，藉由與第一實例相同之方法獲得用於量測光譜透射率的具有由墨水形成之反射塗層的小樣品。所得樣品之反射塗層具有4.5 μm之厚度。藉由與第一實例相同之方法量測反射塗層厚度。
(第四實例)
以與第一實例相同之方式獲得導光板，不同之處在於使用藉由將顏料改成9.52質量%之二氧化鈦粒子(由Ishihara Sangyo Kaisha,Ltd.製造之Titanium Oxide TIPAQUE R-820N)而製備的紫外線硬化型噴墨墨水。所用顏料具有433 nm之D50。
該墨水在40℃下具有8.3 mPa．s之黏度，且在25℃下具有37.0 mJ/m2之表面張力。
使用所得墨水，藉由與第一實例相同之方法獲得用於量測光譜透射率的具有由墨水形成之反射塗層的小樣品。所得樣品之反射塗層具有4.7 μm之厚度。藉由與第一實例相同之方法量測反射塗層厚度。
(第五實例)
以與第一實例相同之方式獲得導光板，不同之處在於使用藉由將顏料改成9.52質量%之二氧化鈦粒子(由Tayca Corporation製造之Titanium Oxide JR-1000)而製備的紫外線硬化型噴墨墨水。所用顏料具有643 nm之D50。
該墨水在40℃下具有8.3 mPa．s之黏度，且在25℃下具有37.0 mJ/m2之表面張力。
使用所得墨水，藉由與第一實例相同之方法獲得用於量測光譜透射率的具有由墨水形成之反射塗層的小樣品。所得樣品之反射塗層具有4.2 μm之厚度。藉由與第一實例相同之方法量測反射塗層厚度。
(第六實例) <利用能量射線對透明樹脂片進行防液處理>
準備600 mm×345 mm之PMMA樹脂片作為透明樹脂片。剝除該準備的PMMA樹脂片上之掩膜。接著，當將四氟化碳氣體與氬氣之混合氣體供至直接型電漿加工裝置中作為防液處理劑且將掩膜已剝除之PMMA樹脂片以5 m/分鐘之線速度傳送至該裝置內時，藉由用電漿照射藉由剝除掩膜而暴露之表面來進行防液處理。氬氣及四氟化碳氣體之流率分別為150 m3/分鐘及0.5 m3/分鐘。
以與第一實例相同之方式量測經防液處理之表面上的接觸角。所得接觸角為93.2度。
以與第一實例相同之方式獲得導光板，不同之處在於利用能量射線進行防液處理作為防液處理。
(第一對照實例)
在第一對照實例中，將第一實例中使用之PMMA樹脂片用作透明樹脂片，但沒有對該PMMA樹脂片進行防液處理。以與第一實例相同之方式量測在未經防液處理之PMMA樹脂片表面上的接觸角，結果為接觸角為75度。以與第一實例中相同之方式製備用於形成反射點之紫外線硬化型噴墨墨水。藉由噴墨印刷將紫外線硬化型噴墨墨水以一圖案印刷在PMMA樹脂片之一個表面上。接著，用紫外線照射所印刷之噴墨墨水，該墨水被光硬化而形成反射點。在第一對照實例中，以與第一實例相同之方式在將紫外線硬化型噴墨墨水以一圖案印刷在PMMA樹脂片上之後，用紫外線照射2秒以光硬化該墨水。結果，得到具有 複數個反射點之導光板。印刷條件及紫外線照射條件如下。
<印刷條件>
噴嘴直徑：30 μm
施加電壓：20 V
脈衝寬度：40 μs
驅動頻率：2500 Hz
加熱溫度：40℃
<紫外線照射條件>
燈：兩個金屬鹵化物燈(集中型)
輸出：120 W/cm
照射時間：0.5秒
照射距離：焦距+10 mm
(第二對照實例)
以與第一對照實例相同之方式獲得導光板，不同之處在於使用以與第二實例相同之方式製備的紫外線硬化型噴墨墨水。
(第三對照實例)
以與第一對照實例相同之方式獲得導光板，不同之處在於使用以與第五實例相同之方式製備的紫外線硬化型噴墨墨水。
(第四對照實例)
以與第一對照實例相同之方式獲得導光板，不同之處在於在紫外線硬化型噴墨墨水以一圖案印刷在PMMA樹脂片 上之後用紫外線照射60秒以光硬化該墨水。就製造第四對照實例之導光板而言，在用紫外線照射之前，以一圖案印刷的幾乎全部之紫外線硬化型噴墨墨水變得彼此連接而形成膜。因此，關於第四對照實例之導光板，形成光硬化墨水之膜。
(第五對照實例)
以與第四對照實例相同之方式獲得導光板，不同之處在於使用以與第二實例相同之方式製備的紫外線硬化型噴墨墨水。關於第五對照實例之導光板，以與第四對照實例相同之方式形成光硬化墨水之膜。
(第六對照實例)
以與第四對照實例相同之方式獲得導光板，不同之處在於使用以與第四實例相同之方式製備的紫外線硬化型噴墨墨水。關於第六對照實例之導光板，以與第四對照實例相同之方式形成光硬化墨水之膜。
(第七對照實例)
在第七對照實例中，以與第一實例相同之方式獲得導光板，不同之處在於使用第六實例中所用之PMMA樹脂片作為透明樹脂片，且沒有對PMMA樹脂片進行防液處理。以與第一實例相同之方式量測未經防液處理之PMMA樹脂片的接觸角。所得接觸角為75度。
接著，使用第一至第五實例中製備之用於量測光譜透射率的小樣品來獲得黃色指數(YI)，且對第一至第六實例及第一至第七對照實例中製備之導光板量測亮度。
<黃色指數(YI)之量測>
使用具有積分球之光譜透射率量測儀(由Hitachi,Ltd.製造之U-4100)在300 nm至800 nm波長範圍內量測透過第一至第五實例中製備的用於量測光譜透射率之小樣品的光之光譜透射率。根據量測結果獲得黃色指數(YI)。圖4為顯示黃色指數量測結果之表。如圖4所示，第一至第五實例中之YI值等於或低於10。當獲得如此之YI時，可獲得自然色調之光。
<亮度量測>
自可商購之液晶顯示裝置(40英吋)的表面光源裝置移除兩個擴散膜、一個稜鏡膜及導光板以製備複數個LED佈置成光源之框架。在將第一至第五實例及第一至第六對照實例中分別製備之導光板構建至該框架中之後，將兩個擴散膜及一個稜鏡膜疊放於導光板上且接著將其固定至框架。LED在該狀態下發光，且使用設置成與稜鏡膜相對之亮度計(由Konica Minolta Holdings,Inc.製造之二維色度/亮度計CA-2000)進行量測。關於第一至第五實例及第一至第六對照實例，由總共884×502個量測點或亦即沿導光板長邊方向之884個量測點乘以沿導光板短邊方向之502個量測點處的量測值量測平面內平均亮度。
<亮度量測>
自可商購之液晶顯示裝置(26英吋)的表面光源裝置移除兩個擴散膜、一個稜鏡膜及導光板以製備複數個LED佈置成光源之框架。在將第六實例及第七對照實例中分別製備 之導光板構建至該框架中之後，將兩個擴散膜及一個稜鏡膜疊放於導光板上且接著將其固定至框架。LED在該狀態下發光，且使用設置成與稜鏡膜相對之亮度計(由Konica Minolta Holdings,Inc.製造之二維色度/亮度計CA-2000)進行量測。關於第六實例及第七對照實例，由總共574×324個量測點或亦即沿導光板長邊方向之574個量測點乘以沿導光板短邊方向之324個量測點處的量測值量測平面內平均亮度。
圖5為顯示第一至第六實例之亮度量測結果的表。圖6為顯示第一至第七對照實例之亮度量測結果的表。圖5及圖6中所示之表呈現墨水組成、顏料之累積50%粒度D50，以及是否已進行防液處理的資訊。在圖5及圖6中，「已實施」意謂已在欲形成反射點之PMMA樹脂片表面上進行防液處理，而「未實施」意謂未在欲形成反射點之PMMA樹脂片表面上進行防液處理。圖5及6亦呈現在導光板上形成之反射點的形狀及在導光板上形成之彼此連接之反射點的百分比。彼此連接之反射點的百分比係根據位於導光板之形成有反射點之表面的中央部分之100個反射點中的相連反射點數目來估計。對應於第四至第六對照實例之術語「膜狀」意謂紫外線硬化型噴墨墨水已形成膜。
第一至第六實例與第一至第七對照實例之間的比較顯示形成點狀反射點之情況的平面內平均亮度經改良超過形成光硬化墨水之膜的情況。此外，如圖5及圖6所示，已進行防液處理之第一至第六實例與未進行防液處理之第一、第 二、第三及第七對照實例之間的比較顯示藉由進行防液處理能抑制相鄰反射點彼此連接。已進行防液處理之第一至第六實例的平面內平均亮度高於第一、第二、第三及第七對照實例中之平面內平均亮度。換言之，證實本發明使得光能夠自導光板之發光表面以較高亮度發射。
儘管以上已在實施例及實例中描述了本發明，但本發明不限於所述實施例及實例，且在不脫離本發明之精神或範圍的情況下可作出各種修改。例如，上述實施例例示了將光源3分別佈置在彼此相對之端面S31及S32側的情況。然而，光源3僅需要佈置在與透明樹脂片11之發光表面S1(或背面S2)相交的至少一個端面側即可。
本發明能夠提供能夠自發光表面發射較高亮度之光的導光板、包含該導光板之表面光源裝置及穿透式圖像顯示裝置、導光板製造方法及用於該導光板之紫外線硬化型噴墨墨水。
1‧‧‧導光板
3‧‧‧光源
5‧‧‧噴墨頭
7‧‧‧UV燈
9‧‧‧檢測裝置
11‧‧‧透明樹脂片
12‧‧‧反射點
20‧‧‧表面光源裝置
30‧‧‧穿透式圖像顯示單元
40‧‧‧輸送裝置
41‧‧‧支撐單元
42‧‧‧支撐單元
43‧‧‧支撐單元
50‧‧‧墨水供給單元
55‧‧‧導管
70‧‧‧區域
100‧‧‧穿透式圖像顯示裝置
200‧‧‧用於製造導光板之裝置
S0‧‧‧透明樹脂片上進行防液處理之表面
S1‧‧‧發射面/光發射面
S2‧‧‧背面
S31‧‧‧端面
S32‧‧‧端面
S33‧‧‧端面
S34‧‧‧端面
圖1為顯示包含表面光源裝置之穿透式圖像顯示裝置之一個實施例的橫截面圖；圖2為導光板上形成有反射點之一側的平面圖；圖3為顯示導光板製造方法之一個實施例的透視圖；圖4為顯示第一至第五實例之導光板之黃色指數(yellow index)量測結果的表；圖5為顯示第一至第五實例之亮度量測結果的表；及圖6為顯示第一至第六對照實例之亮度量測結果的表。
1‧‧‧導光板
3‧‧‧光源
11‧‧‧透明樹脂片
12‧‧‧反射點
20‧‧‧表面光源裝置
30‧‧‧穿透式圖像顯示單元
100‧‧‧穿透式圖像顯示裝置
S1‧‧‧發射面/光發射面
S2‧‧‧背面
S31‧‧‧端面
S32‧‧‧端面

Claims (9)

  1. 一種導光板，其包含：透明樹脂片，其具有發射自端面入射之光的發光表面且具有位在該發光表面之相對側上的背面；及複數個反射點，其設置在該透明樹脂片之該背面上且藉由光硬化點狀墨水而形成，其中該墨水含有顏料、光可聚合組分及光聚合引發劑，該背面為經防液處理之表面，其中該背面為經防液處理之表面，以使得滴在該背面上之水滴具有80度至130度之接觸角。
  2. 如請求項1之導光板，其中該透明樹脂片係由聚(甲基)丙烯酸甲酯構成。
  3. 如請求項1或2之導光板，其中該防液處理為施加防液處理劑之處理、電漿處理及表面粗化中之至少一者。
  4. 如請求項1或2之導光板，其中該等反射點之最大厚度為20μm或更小，且基於透射通過該等反射點及該透明樹脂片之光之透射率量測評估的黃色指數為10或更小。
  5. 一種製造導光板之方法，其包含以下步驟：在透明樹脂片之一個表面上進行防液處理；藉由噴墨印刷在該一個經防液處理之表面上用墨水印刷一圖案；及 藉由光硬化該經印刷之墨水圖案來形成反射點，其中該墨水含有顏料、光可聚合組分及光聚合引發劑，其中在進行防液處理之該步驟中，係進行該防液處理，以使得滴在該一個表面上之水滴具有80度至130度之接觸角。
  6. 一種表面光源裝置，其包含：如請求項1至4中任一項之導光板；及光源，其用於向包括在該導光板中之該透明樹脂片的該端面供給光。
  7. 一種穿透式圖像顯示裝置，其包含：如請求項1至4中任一項之導光板；光源，其用於向包括在該導光板中之該透明樹脂片的該端面供給光；及穿透式圖像顯示單元，其由自包括在該導光板中之該透明樹脂片之該發光表面發射的光照明。
  8. 一種導光板用紫外線硬化型噴墨墨水，其經施用於透明樹脂片的一個經防液處理之表面上成為反射點，以使得滴在該一個經防液處理之表面上之水滴具有80度至130度之接觸角，其中該紫外線硬化型噴墨墨水含有顏料、光可聚合組分及光聚合引發劑，且該顏料為碳酸鈣粒子、硫酸鋇粒子及二氧化鈦粒子中 之至少一者。
  9. 如請求項8之導光板用紫外線硬化型噴墨墨水，其中該顏料之累積50%粒度在50nm至3000nm範圍內。
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