JP2004090311A

JP2004090311A - フロントライト装置用導光板の製造方法

Info

Publication number: JP2004090311A
Application number: JP2002252497A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Takagi; 高木　孝之; Ryomei Men; 面　了明; Toshiaki Yamada; 山田　敏明
Original assignee: Nissha Printing Co Ltd
Current assignee: Nissha Printing Co Ltd
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2004-03-25

Abstract

【課題】製造工程を短縮するとともに傷の発生やゴミの付着を防止することができるフロントライト装置用導光板の製造方法を提供する。
【解決手段】基体シート上に反射防止層が少なくとも形成された反射防止シートを金型内に設置し、金型内に透明な溶融樹脂を射出して樹脂からなる透明基板と反射防止シートとを一体化させるように構成されている。したがって、製造工程を短縮するとともに傷の発生やゴミの付着を防止することができる。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、フロントライト装置用導光板の製造方法に関する。この発明により得られるフロントライト装置用導光板は、コードレス電話機、携帯電話機、電卓、ノートパソコン、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　ｄｉｇｉｔａｌ　ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、デジタルカメラ、ビデオカメラ、業務用通信機器、携帯ゲーム機などの反射型液晶ディスプレイを備えた携帯型電子機器などに適用する場合において特に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、液晶表示部を備えた小型軽量の携帯型電子機器が開発され製品化されている。携帯型電子機器においては、消費電力を下げるために、反射型液晶ディスプレイが用いられることがある。反射型液晶ディスプレイは、バックライトを使用しないことにより消費電力が小さい点に加え、屋外など十分な外光が得られる環境下においては、外光を取り入れることによって液晶ディスプレイの視認性が優れるなど、携帯型電子機器に適している。
【０００３】
そして、十分な外光が得られない屋内や夜間などの環境下で反射型液晶ディスプレイを使用するには、反射型液晶ディスプレイを表側から照明することが必要となるため、反射型液晶ディスプレイの上方に光源を位置させた照明装置であるフロントライト装置が用いられている。
【０００４】
フロントライト装置としては、反射型液晶ディスプレイの表示面の上に、反射型液晶ディスプレイに対し平行に導光板を配置し、導光板の側面から冷陰極管または発光ダイオードなどの光源からの光を取り込んで反射型液晶ディスプレイ面へ照射させるものが一般的である。導光板の一方の面は、側面から入光した光を液晶ディスプレイ面へ出射するための光拡散機能を有している。光拡散機能としては、目視によって視認できない程度の微細な多数のプリズムやマイクロレンズを導光板の上面に形成したものが一般的である。
【０００５】
このような構成のフロントライト装置の導光板は反射型液晶ディスプレイの上側に配置されるため、導光板表面と空気層との界面でおこる反射光が反射型液晶ディスプレイの表示を見えにくくさせてしまう。このため、導光板表面には、反射防止処理を行う必要がある。
【０００６】
従来、導光板に対して反射防止処理を行うには、表面に反射防止処理がされたフィルムを粘着剤や接着剤を介して導光板に貼り合せる方法や、蒸着法やコーティング法などにより導光板表面に直接反射防止処理を施す方法がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のようなフロントライト装置用導光板の製造方法においては、次のような問題があった。
【０００８】
すなわち、これらの方法では、反射防止層の形成を、導光板の成形の後加工として行うため、成形工程と反射防止処理工程との間に導光板を搬送および滞留させなければならなかった。ところが、反射防止工程過程、搬送工程および滞留工程において、導光板に傷がはいったりゴミが付着したりすることにより製品が不良となるものが多く発生していた。
【０００９】
したがって、この発明は、上記のような問題点を解消し、製造工程を短縮するとともに傷の発生やゴミの付着を防止することができるフロントライト装置用導光板の製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明のフロントライト装置用導光板の製造方法は、以上の目的を達成するために、つぎのように構成した。
【００１１】
つまり、この発明のフロントライト装置用導光板の製造方法は、基体シート上に反射防止層が少なくとも形成された反射防止シートを金型内に設置し、金型内に透明な溶融樹脂を射出して樹脂からなる透明基板と反射防止シートとを一体化させるように構成した。
【００１２】
また、上記の発明において、溶融樹脂を射出する前に、反射防止シートの基体シート側の面を１００〜２８０℃で加熱するように構成してもよい。
【００１３】
また、上記の発明において、反射防止シートの基体シート側の面に、透明基板と同一の屈折率、または、透明基板の屈折率以上かつ基体シートの屈折率以下の屈折率を有する接着層を形成するように構成してもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図面を参照しながらこの発明の実施の形態について詳しく説明する。
【００１５】
図１〜２は、この発明のフロントライト装置用導光板を用いたフロントライト装置の一実施例を示す平面図である。図３〜４は、この発明のフロントライト装置の製造方法に用いられる反射防止シートの一実施例を示す断面図である。図５〜７は、この発明のフロントライト装置の製造方法の一工程を示す断面図である。図８は、この発明の反射防止層を施した反射防止シートの一例の反射防止層側の表面における分光透過率を表した図である。図中、１はフロントライト装置、２はフロントライト装置用導光板、３は光源、４は金型、５は溶融樹脂、１０は透明基板、１１は側面、１２は入光面、１３は出光面、２０は反射防止シート、２１は基体シート、２２は反射防止層、２３は接着層である。
【００１６】
この発明のフロントライト装置用導光板２の製造方法は、基体シート２１上に反射防止層２２が少なくとも形成された反射防止シート２０を金型４内に設置し、金型４内に透明な溶融樹脂５を射出して樹脂からなる透明基板１０と反射防止シート２０とを一体化させる方法である。
【００１７】
反射防止シート２０は、基体シート２１上に反射防止層２２が少なくとも形成されたものである（図３参照）。
【００１８】
基体シート２１の材質としては、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの樹脂シートを使用することができる。
【００１９】
反射防止層２２は、透明基板１０の反射を防止するための層である。
【００２０】
反射防止層２２に用いる低屈折材料としては、フッ化マグネシウム、酸化ケイ素などの金属酸化物を用いることができる。また、シリカあるいはオルガノポリシロキサンの少なくとも１種を含む有機金属化合物を用いることもできる。また、これらの有機金属化合物の多孔体を用いることもできる。また、フッ素系合成樹脂などの有機化合物を用いることも可能である。
【００２１】
反射防止層２２の構成としては、微細孔を有する酸化ケイ素あるいは酸化アルミニウムを、酸化ケイ素に分散し単層として使用したり、フッ化マグネシウムを単層として用いるほか、酸化チタン層／酸化ケイ素層の２層構成の反射防止層２２として使用したり、酸化チタン層／酸化ケイ素層／酸化チタン層／酸化ケイ素層のように４層構成の反射防止層２２など多重干渉を利用した多層構成の反射防止層２２としてもよい。
【００２２】
これらの反射防止層２２の製造方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などがある。あるいは金属アルコラート、金属キレートなどの有機金属化合物を浸漬法あるいは印刷法、コーティング法などにより基体シート２１上に塗布し、その後、光照射あるいは乾燥により金属酸化物皮膜を形成して反射防止層２２を得る方法もある。
【００２３】
反射防止層２２の厚さは、０．０１〜２μｍの範囲で適宜選択するとよい。これらの膜厚は、低屈折材料の屈折率により、一般式ｎ×ｄ＝λ／４または一般式ｎ×ｄ＝３λ／４（ただし、ｎは低屈折材料の屈折率、ｄは低屈折材料の膜厚、λは低反射中心波長をそれぞれ示す）を満たすように適宜選択するとよい。
【００２４】
また、透明基板１０の上に反射防止シート２０を接着させるため、接着層２３を形成してもよい（図４参照）。接着層２３は、基体シート２１の反射防止層２２が形成されていない側の面に形成する。接着層２３としては、透明基板１０の素材に適した感熱性あるいは感圧性の樹脂を適宜使用するとよい。
【００２５】
たとえば、透明基板１０の材質がアクリル系樹脂の場合はアクリル系樹脂を用いるとよい。また、透明基板１０の材質がポリフェニレンオキシド・ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系ブレンド樹脂の場合は、これらの樹脂と親和性のあるアクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂などを使用すればよい。さらに、透明基板１０の材質がポリプロピレン樹脂の場合は、塩素化ポリオレフィン樹脂、塩素化エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、環化ゴム、クマロンインデン樹脂が使用可能である。接着層２３の形成方法としては、グラビアコート法、ロールコート法、コンマコート法などのコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの印刷法がある。
【００２６】
特に、接着層２３としては、反射防止シート２０の基体シート２１側の面に、透明基板１０と同一の屈折率、または、透明基板１０の屈折率以上かつ基体シート２１の屈折率以下の屈折率を有する接着層２３を形成するのが好ましい。空気層を介さずに積層されている透明樹脂層間を光が通過する時、屈折率の低い側から屈折率の高い側へはすべての光成分が通過するが、屈折率が高い側から低い側へは界面への入射角によっては光が通過せず反射される成分が発生する。光源３から透明基板１０の側面１１へ入射した光が透明基板１０と接着層２３の界面に到達した時、接着層２３の屈折率が透明基板１０の屈折率より低いと接着層２３へ入射する光量が減ってしまい、透明基板１０内に反射される。このため透明基板１０の出光率が下がってしまう。また、接着層２３の屈折率が基体シート２１の屈折率より高い場合も、同様の理由により透明基板１０の出光率が下がってしまう。
【００２７】
反射防止シート２０の構成は、上記した態様に限定されるものではなく、たとえば、基体シート２１の材質として透明基板１０との接着性に優れたものを使用する場合には、接着層２３を省略することができる。
【００２８】
次いで、このような構成の反射防止シート２０を用い、フロントライト装置用導光板２を得る方法について説明する。
【００２９】
まず、反射防止シート２０を、シート送り装置などを使用して、ゲートを有するコア型と、凹部を有するキャビティ型との間に配置し、クランプなどの手段でキャビティ型内または周囲に固定する（図５参照）。キャビティ型のキャビティ面には、導光板の光拡散機能を実現させるために、目視によって視認できない程度の微細な多数のプリズムやマイクロレンズを形成する微細凹凸を設けてもよい。また、反射防止シート２０の成形形状が深絞りである場合、熱源により反射防止シート２０を加熱軟化させるとともにキャビティ型側から真空吸引してキャビティ型の表面に密着させてもよい。
【００３０】
また、溶融樹脂５を射出する前に、反射防止シート２０の基体シート２１側の面を１００〜２８０℃で加熱するのが好ましい。この加熱処理は、反射防止シート２０を金型４内に装着する前であっても後であってもよい。反射防止シート２０の基体シート２１側の面が過熱されない状態で金型４内に溶融樹脂５を流し込むと、反射防止シート２０表面で射出された溶融樹脂５が急激に冷やされて溶融樹脂５の流動性が悪くなり充填不足など成形不良の原因となる恐れがある。また、溶融樹脂５と反射防止シート２０との密着も十分でなくなる恐れがある。さらに、反射防止シート２０と溶融樹脂５の収縮量の差異により、導光板の反りが発生しやすくなる。反射防止シート２０の基体シート２１側の面を上記範囲の温度に加熱することにより、金型４内に射出された溶融樹脂５の流動性を向上させ成形性が向上する。また、溶融樹脂５と反射防止シート２０との密着性も向上させることができる。さらに、導光板の反りも発生しないようにすることができる。
【００３１】
次いで、キャビティ型とコア型を型締めし、反射防止シート２０とコア型との間に密閉空間を形成する。この空間に溶融樹脂５を射出する（図６参照）。
【００３２】
次いで、キャビティ型とコア型を型開きすれば、樹脂からなる透明基板１０と反射防止シート２０とが一体化したフロントライト装置用導光板２を得ることができる（図７参照）。
【００３３】
透明基板１０は反射型液晶ディスプレイの上に重ねて使用するものであるため、透明基板１０は十分な光透過性を有し、液晶表示の視認性を妨げないことが要求される。
【００３４】
透明基板１０としては、透明樹脂からなるものを用いるとよい。透明樹脂としては、透明性、導光性に優れたポリアクリル系樹脂、ポリフェニレンオキシド系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、スチレン共重合体系樹脂、ポリスチレン系ブレンド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリオレフィン系樹脂などを用いることができる。
【００３５】
透明基板１０の形状としては、光源３から入射する光を取り込み反射型液晶ディスプレイが配置される面へ出射させるようにするため、透明基板１０の側面１１の一部を入光面１２とし、透明基板１０の下面を出光面１３とする形状に形成する。具体的には、入光面１２となる透明基板１０の側面１１は、入射光のロスが生じないようにするため、鏡面に形成するのが好ましい。また、透明基板１０の上面は、微細な多数のプリズム形状やマイクロレンズ形状を形成して、入射光を拡散させて出射させるように形成するのが好ましい。また、透明基板１０の下面は、出射光がロスなく出光するようにするため、鏡面に形成するとよい。図１において、入光面１２の左側には、線状の光源３を配置してフロントライト装置１を構成することになる。なお、上記した透明基板１０の形状は、一例であり、この発明で使用することができる透明基板１０の形状は、上記した形状に限定されない。
【００３６】
また、次のようにして成形をすることができる。まず、反射防止シート２０を、深絞りのための凹部を有する予備成形型にクランプなどの手段で固定し、次に、熱源により反射防止シート２０を加熱軟化させるとともに予備成形型側から真空吸引して予備成形型の表面に密着させる。次いで真空吸引を解除し、予備成形型から反射防止シート２０を取り出す。このようにして、深絞り加工した反射防止シート２０を得ることができる。次いで、予備成形した反射防止シート２０を、ゲートを有するコア型と、深絞りのための凹部を有するキャビティ型との間に配置し、クランプなどの手段でキャビティ型内または周囲に固定する。次に、キャビティ型とコア型を型締めし、反射防止シート２０とコア型との間に密閉空間を形成する。この空間に溶融樹脂５を射出し、キャビティ型とコア型を型開きすれば、反射防止シート２０と成形樹脂とを一体化することができる。
【００３７】
このようにして得たフロントライト装置用導光板２は、少なくとも光源３と組み合わせることによってフロントライト装置１を構成することができる（図１〜２参照）。なお、図１〜２において、導光板が光拡散機能を発揮することを示すために多数のプリズムを模式的に表したものであり、実際のプリズム形状は目視によって視認できない程度の微細なものである。
【００３８】
光源３は、フロントライト装置用導光板２の入光面１２である側面１１に、少なくとも１つ以上配置する。光源３としては、点状に発光する点光源、あるいは、線状に発光する線光源を用いるとよい。点光源としては、発光ダイオードなどを用いるとよい。線光源としては、冷陰極管、発光ダイオードなどを用いるとよい。発光ダイオードを線光源とする場合は、複数の発光ダイオードを線状に並べて用いたり、棒状導光体の端面に発光ダイオードを配置して棒状導光体を発光させたりするとよい。
【００３９】
この発明のフロントライト装置用導光板２の製造方法は、導光板の成形時に金型４内に反射防止処理が施された反射防止シート２０を挿入し、インサート成形を行うことによって、導光板の成形と反射防止処理層を同時に形成するように構成した。したがって、従来、導光板の成形後に行っていた反射防止処理工程や工程間の搬送工程を省略することができ、導光板へのダメージを減少させ、良品率の高いフロントライト装置用導光板２を得ることができる。
【００４０】
【実施例】
（実施例１）厚さ１２５μｍのポリカーボネートフィルムを基体シートとし、その一方の面に、厚さ１９ｎｍのＴｉＯ_２層、厚さ１５ｎｍのＳｉＯ_２層、厚さ８２ｎｍのＴｉＯ_２層、厚さ９２ｎｍのＳｉＯ_２層を順次真空蒸着法で形成して反射防止層を形成し、反射防止シートを得た。なお、図８に本反射防止シートの反射防止層側の表面における分光透過率を表したグラフを示す。
【００４１】
次いで、反射防止シートを、反射防止層を設けた面を金型に接するようにしてキャビティ側の成形面に位置を合わせて配置し、吸引することで反射防止シートを固定した。
【００４２】
金型としては、キャビティ側は反射防止シートをセットできるように位置決めピンをもち、さらに反射防止シートをセットした時にシートを固定する為の複数の小さな吸引穴を設けたものを用いた。コア側は透明基板の光反射機能となる複数の微細な凹凸形状を形成させる為の入れ子をセットしたものを使用した。入れ子の複数の微細な凹凸形状は２つの異なる直線的な傾斜面を持つ直線状のプリズムを用いた。直線状のプリズムは平行で連続的に光反射機能面に形成されている。
【００４３】
次いで、型締めを行い、ゲートから加熱溶融された樹脂を射出し成形を行った。成形樹脂としては、ポリカーボネート樹脂（帝人化成株式会社製パンライトＬ−１２５ＬＬ）を用いた。
【００４４】
以上のようにして、表面に反射防止層を有するフロントライト装置用導光板を得ることができた。
【００４５】
このように、製造工程を短縮させるとともに製造工程中において傷の発生やゴミの付着を防止させてフロントライト装置用導光板を得ることができた。
【００４６】
（実施例２）実施例１と同様の反射防止シートを、反射防止層を設けた面が金型に接するようにしてキャビティ側の成形面に位置を合わせして配置し、吸引することで反射防止シートを固定した。
【００４７】
次いで、遠赤外線照射装置を用いて、装置の設定温度４００℃、反射防止シートからの３ｃｍの距離から５秒間遠赤外線を照射して、金型内に固定してある反射防止シートを加熱した。このとき、反射防止シートは約１５０〜２００℃に加熱された。
【００４８】
次いで、型締めを行い、ゲートから加熱溶融された樹脂を射出し成形を行った。
【００４９】
以上のようにして、表面に反射防止層を有するフロントライト装置用導光板を容易に得ることができた。
【００５０】
このように、製造工程を短縮させるとともに製造工程中において傷の発生やゴミの付着を防止させてフロントライト装置用導光板を得ることができた。また、このようにして得たフロントライト装置用導光板は、実施例１で得たものと比較すると、反射防止シートと透明基板の密着性がより高いものであった。
【００５１】
（実施例３）厚さ１２５μｍのポリカーボネートフィルムを基体シートとし、その一方の面に厚さ２５ｎｍのＴｉＯ_２層、厚さ２０ｎｍのＳｉＯ_２層、厚さ７０ｎｍのＴｉＯ_２層、厚さ９０ｎｍのＳｉＯ_２層を順次真空蒸着法で形成して反射防止層とし、基体シートの他方の面に、スクリーン印刷によりアクリル系樹脂からなる接着層を設け、反射防止シートを得た。接着層の屈折率は１．４８〜１．５０、基体シートの屈折率は１．５５〜１．５９であった。
【００５２】
次いで、実施例１と同様の金型を用い、反射防止シートを、反射防止層を設けた面が金型に接するようにしてキャビティ側の成形面に位置を合わせて配置し、吸引することで反射防止シートを固定した。
【００５３】
次いで型締めを行い、ゲートより加熱溶融された樹脂を射出し成形を行った。成形樹脂としては、アクリル樹脂（住友化学工業株式会社製スミペックスＭＨ−ＥＸＴＲＡ）を用いた。透明基板となるアクリル樹脂の屈折率は１．４８〜１．５０であった。
【００５４】
以上のようにして、表面に反射防止層を有するフロントライト装置用導光板を得ることができた。
【００５５】
このように、製造工程を短縮させるとともに製造工程中において傷の発生やゴミの付着を防止させてフロントライト装置用導光板を得ることができた。また、このようにして得たフロントライト装置用導光板は、基体シートと透明基板の樹脂の種類が異なるものであるが、接着層の作用により十分な密着性を有するものであった。
【００５６】
【発明の効果】
この発明は、前記した構成からなるので、次のような効果を有する。
【００５７】
この発明のフロントライト装置用導光板の製造方法は、基体シート上に反射防止層が少なくとも形成された反射防止シートを金型内に設置し、金型内に透明な溶融樹脂を射出して樹脂からなる透明基板と反射防止シートとを一体化させるように構成されているので、製造工程を短縮するとともに傷の発生やゴミの付着を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のフロントライト装置用導光板を用いたフロントライト装置の一実施例を示す斜視図である。
【図２】この発明のフロントライト装置用導光板を用いたフロントライト装置の一実施例を示す平面図である。
【図３】この発明のフロントライト装置の製造方法に用いられる反射防止シートの一実施例を示す断面図である。
【図４】この発明のフロントライト装置の製造方法に用いられる反射防止シートの一実施例を示す断面図である。
【図５】この発明のフロントライト装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図６】この発明のフロントライト装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図７】この発明のフロントライト装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図８】この発明の反射防止層を施した反射防止シートの一例の反射防止層側の表面における分光透過率を表した図である。
【符号の説明】
１　フロントライト装置
２　フロントライト装置用導光板
３　光源
４　金型
５　溶融樹脂
１０　透明基板
１１　側面
１２　入光面
１３　出光面
２０　反射防止シート
２１　基体シート
２２　反射防止層
２３　接着層

Claims

基体シート上に反射防止層が少なくとも形成された反射防止シートを金型内に設置し、金型内に透明な溶融樹脂を射出して樹脂からなる透明基板と反射防止シートとを一体化させることを特徴とするフロントライト装置用導光板の製造方法。
溶融樹脂を射出する前に、反射防止シートの基体シート側の面を１００〜２８０℃で加熱する請求項１記載のフロントライト装置用導光板の製造方法。
反射防止シートの基体シート側の面に、透明基板と同一の屈折率、または、透明基板の屈折率以上かつ基体シートの屈折率以下の屈折率を有する接着層を形成する請求項１〜２のいずれかに記載のフロントライト装置用導光板の製造方法。