JP2004230728A

JP2004230728A - 導光板の製造方法

Info

Publication number: JP2004230728A
Application number: JP2003022311A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Hayashi; 昌彦林; Hitoshi Oishi; 仁志大石; Kazuyuki Obuchi; 和之小渕
Original assignee: Nippon Zeon Co Ltd
Current assignee: Zeon Corp
Priority date: 2003-01-30
Filing date: 2003-01-30
Publication date: 2004-08-19

Abstract

【課題】溶融樹脂中に未溶融物が存在せず、輝点による不良品の発生が少なく、高い歩留まりで導光板を製造することができる導光板の製造方法を提供する。
【解決手段】樹脂ペレット供給部、シリンダー、スクリュー及び溶融樹脂射出部を有する射出成形機を用いて透明樹脂を射出成形する導光板の製造方法において、スクリューがミキシング機構を有し、スクリューの有効長さをＬ、ミキシング機構の長さをＬ_１としたとき、Ｌ_１／Ｌが０．０３〜０．９である混練スクリューを備える射出成形機を用いることを特徴とする導光板の製造方法。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導光板の製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、溶融樹脂中に未溶融物が存在せず、輝点による不良品の発生が少なく、高い歩留まりで導光板を製造することができる導光板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パーソナルコンピューター、薄型テレビジョン、カーナビゲーションシステムなどの表示画面に、液晶表示装置が広く用いられている。液晶表示装置には、側部に設けられた冷陰極放電管などの光源からの光を、面状の光に変換する導光板が用いられる。例えば、反射型液晶表示素子を備えたフロントライト型ユニットでは、導光板に対して、側部にある光源からの光を液晶表示素子の表面に均一に照射し、液晶表示素子の反射面で反射された光が散乱することなく透過するとともに、導光板に輝度むらおよび異常発光を生ずる異物が存在しないことが厳しく求められている。また、液晶の背面から光を照射するバックライト型ユニットにおいても、同様に導光板に異物が存在しないことが好ましい。
導光板中に異物が存在すると、異物により光が乱反射され、輝度の高い輝点となる。径が５０μｍ以上の異物が１個でも存在すると、導光板として使用することができない輝点が発生し、成形品は不良品として廃棄せざるを得ない。射出成形において、異物を含まない成形品を得るためにさまざまな試みがなされている。
例えば、ペレットなどの粒状の固形物材料に付着した粉塵などの異物をより一層確実に除去し得る固形物材料の捕集装置として、ホッパーの下方に設けた材料貯留管の下部に加圧ガス吹き上げ手段を備え、加圧ガスにより材料貯留管内でペレットを浮遊させ、このとき固形物材料から分離した粉塵を、ホッパーに設けた排気管から自然排出させる固形物材料の粉取り機能を備える固形物材料の捕集装置が提案されている（特許文献１）。また、樹脂の酸化によるヤケ不良と、埃などの異物の混入による成形品の不良を軽減する成形機の樹脂材料供給装置として、ホッパーをシャッターにより上部、中間部、樹脂供給部に３分割し、中間部に窒素ガスを供給して樹脂から埃などの異物を除去し、樹脂供給部にも常時窒素ガスを供給する樹脂材料供給装置が提案されている（特許文献２）。さらに、樹脂の射出成形の際に、成形品への固体粒子の混入を抑制して高品質に成形する射出成形方法として、ノズルと反対側の端部において、加熱シリンダーの内部に、加熱シリンダーが設置されている雰囲気よりも固体粒子の含有量が少ない気体を供給する射出成形方法が提案されている（特許文献３）。
しかし、これらの装置又は方法を用いても、射出成形により異物を含まない導光板を製造し、導光板製造の歩留まりを高めることは困難であった。
【特許文献１】
特開平９−２５４１９０号公報（第２頁、図１〜３）
【特許文献２】
特開２００１−２６９９３２号公報（第２頁、図１〜３）
【特許文献３】
特開２００２−１７８３６７号公報（第２頁、図１〜５）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、溶融樹脂中に未溶融物が存在せず、輝点による不良品の発生が少なく、高い歩留まりで導光板を製造することができる導光板の製造方法を提供することを目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、導光板に輝点を発生させる原因となる物質は、まったく意外なことに主として透明樹脂の微粉末であり、ミキシング機構を有するスクリューを備えた射出成形機を用いて十分に可塑化することにより、導光板入光時に現れる輝点を減少することができ、さらに透明樹脂ペレット中の微粉末を除去したのち樹脂ペレットを溶融することにより、その効果がいっそう顕著になることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）樹脂ペレット供給部、シリンダー、スクリュー及び溶融樹脂射出部を有する射出成形機を用いて透明樹脂を射出成形する導光板の製造方法において、スクリューがミキシング機構を有し、スクリューの有効長さをＬ、ミキシング機構の長さをＬ_１としたとき、Ｌ_１／Ｌが０．０３〜０．９である混練スクリューを備える射出成形機を用いることを特徴とする導光板の製造方法、
（２）微粉末除去処理を受けた樹脂ペレットを、樹脂ペレット供給部に供給する第１項記載の導光板の製造方法、
（３）樹脂ペレット供給部において、気体の吹き込みにより樹脂ペレット中の微粉末を除去する第１項又は第２項記載の導光板の製造方法、及び、
（４）透明樹脂が、脂環式構造を有する重合体樹脂である第１項記載の導光板の製造方法、
を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の導光板の製造方法においては、樹脂ペレット供給部、シリンダー、スクリュー及び溶融樹脂射出部を有する射出成形機を用いて透明樹脂を射出成形する導光板の製造方法において、スクリューがミキシング機構を有し、スクリューの有効長さをＬ、ミキシング機構の長さをＬ_１としたとき、Ｌ_１／Ｌが０．０３〜０．９である混練スクリューを備える射出成形機を用いる。
本発明方法において、透明樹脂とは、厚さ３ｍｍの板について、ＪＩＳＫ７１０５５．５に準じて測定した全光線透過率が８０％以上である樹脂をいう。本発明方法に用いる透明樹脂に特に制限はなく、例えば、ポリスチレン、ビニル芳香族炭化水素系単量体と（メタ）アクリル酸の低級アルキルエステルとの共重合体、テレフタル酸−エチレングリコール−シクロヘキサンジメタノール共重合体、ポリカーボネート、メタクリル樹脂、脂環式構造を有する重合体樹脂などを挙げることができる。これらの中で、脂環式構造を有する重合体樹脂は、透明性が高く、複屈折が低く、位相差が小さく、波長分散が少ないなど、優れた光学特性を有し、さらに吸湿性が低く、耐熱性が良好であり、寸法安定性が極めて高いので、特に好適に用いることができる。
脂環式構造を有する重合体樹脂としては、主鎖及び／又は側鎖に脂環式構造を有する重合体樹脂が挙げられるが、主鎖に脂環式構造を有する重合体樹脂は、機械的強度と耐熱性が良好なので、特に好適に用いることができる。脂環式構造としては、好ましくは炭素数４〜３０個、より好ましくは炭素数５〜２０個、さらに好ましくは炭素数６〜１５個の飽和環状炭化水素構造を挙げることができる。脂環式構造を有する重合体樹脂中の脂環式構造を有する繰り返し単位の割合は、５０重量％以上であることが好ましく、７０重量％以上であることがより好ましく、９０重量％以上であることがさらに好ましい。
脂環式構造を有する重合体樹脂としては、例えば、（１）ノルボルネン系単量体の開環重合体、ノルボルネン系単量体とこれと開環共重合可能な他の単量体との開環共重合体及びこれらの水素添加物、ノルボルネン系単量体の付加重合体及びノルボルネン系単量体とこれと共重合可能な他の単量体との付加共重合体などのノルボルネン系重合体；（２）単環の環状オレフィン系重合体及びその水素添加物；（３）環状共役ジエン重合体及びその水素添加物；（４）ビニル脂環式炭化水素系単量体の重合体、ビニル脂環式炭化水素系単量体とこれと共重合可能な他の単量体との共重合体及びこれらの水素添加物、ビニル芳香族炭化水素系単量体の重合体の芳香環を含む不飽和結合の水素添加物、ビニル芳香族炭化水素系単量体とこれと共重合可能な他の単量体との共重合体の芳香環を含む不飽和結合の水素添加物などのビニル脂環式炭化水素系重合体；などを挙げることができる。
【０００６】
ノルボルネン系単量体としては、例えば、ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン（慣用名：ノルボルネン）、５−メチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、５，５−ジメチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、５−エチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、５−ブチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、５−ヘキシルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、５−オクチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、５−オクタデシルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、５−エチリデンビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、５−シクロペンチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、５−シクロヘキシルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、５−シクロヘキセニルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、トリシクロ［４．３．１^２，５．０^１，６］デカ−３，７−ジエン（慣用名：ジシクロペンタジエン）、トリシクロ［４．３．１^２，５．０^１，６］デカ−３−エン、トリシクロ［４．４．１^２，５．０^{１，６１，６}］ウンデカ−３，７−ジエン、トリシクロ［４．４．１^２，５．０^１，６］ウンデカ−３，８−ジエン、トリシクロ［４．４．１^２，５．０^１，６］ウンデカ−３−エン、テトラシクロ［７．４．１^{１０，１３}．０^１，９．０^２，７］トリデカ−２，４，６−１１−テトラエン（１，４−メタノ−１，４，４ａ，９ａ−テトラヒドロフルオレンともいう。）、テトラシクロ［８，４，１^{１１，１４}．０^１，１０．０^３，８］テトラデカ−３，５，７，１２−１１−テトラエン（１，４−メタノ−１，４，４ａ，５，１０，１０ａ−ヘキサヒドロアントラセンともいう。）テトラシクロ［４．４．１^２，５．１^７，１０．０〕ドデカ−３−エン（テトラシクロドデセンともいう。）、８−メチル−テトラシクロ［４．４．１^２，５．１^７，１０．０］ドデカ−３−エン、８−メチルテトラシクロ［４．４．１^２，５．１^７，１００］ドデカ−３−エン、８−エチルテトラシクロ［４．４．１^２，５．１^７，１０．０］ドデカ−３−エン、８−シクロペンチルテトラシクロ［４．４．１^２，５．１^７，１０．０］ドデカ−３−エン、８−シクロヘキシルテトラシクロ［４．４．１^２，５．１^７，１０．０］ドデカ−３−エン、８−シクロヘキセニルテトラシクロ［４．４．１^２，５．１^７，１０．０］ドデカ−３−エン、８−フェニルテトラシクロ［４．４．１^２，５．１^７，１０．０］ドデカ−３−エン、ペンタシクロ［６．５．１^１，８．１^３，６．０^２，７．０^９，１３］ペンタデカ−３，１０−ジエン、ペンタシクロ［７．４．１^３，６．１^{１０，１３}．０^１，９．０^２，７］ペンタデカ−４，１１−ジエンなどを挙げることができる。これらのノルボルネン系単量体は、１種を単独で用いることができ、あるいは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【０００７】
これらのノルボルネン系単量体の開環重合体又はノルボルネン系単量体と開環共重合可能な他の単量体との開環共重合体は、各単量体成分を、開環重合触媒の存在下で重合することにより得ることができる。開環重合触媒としては、例えば、ルテニウム、パラジウム、白金などの貴金属のハロゲン化物、硝酸塩、アセチルアセトン化合物などと、還元剤とからなる触媒系、あるいは、タングステンなどの金属のハロゲン化物、アセチルアセトン化合物などと、有機アルミニウム化合物とからなる触媒系などを挙げることができる。重合反応は、溶媒中又は無溶媒で、通常、−５０〜１００℃の重合温度、０〜４．９ＭＰａの重合圧力で行うことができる。ノルボルネン系単量体と開環共重合可能な他の単量体としては、例えば、シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテンなどの単環の環状オレフィン系単量体などを挙げることができる。
ノルボルネン系単量体の開環重合体水素添加物は、上記開環重合体の重合溶液に、水素添加触媒を添加し、水素添加することにより得ることができる。水素添加触媒としては、例えば、金属触媒、金属酸化物触媒、金属硫化物触媒、金属錯体触媒などを挙げることができる。金属としては、例えば、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、白金、銅、レニウムなどを挙げることができる。
ノルボルネン系単量体の付加重合体又はノルボルネン系単量体とこれと共重合可能な他の単量体との付加共重合体は、例えば、各単量体成分を、溶媒中又は無溶媒で、チタン、ジルコニウム、バナジウム化合物などと、有機アルミニウム化合物などとからなる触媒系の存在下で、通常、−５０〜１００℃の重合温度、０〜４．９ＭＰａの重合圧力で重合させる方法により得ることができる。
【０００８】
共重合可能な他の単量体としては、例えば、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、３−メチル−１−ブテン、３−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ヘキセン、４，４−ジメチル−１−ペンテン、４−エチル−１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、１−ドデセン、１−テトラデセン、１−ヘキサデセン、１−オクタデセン、１−エイコセンなどの炭素数２〜２０のα−オレフィン；シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、３，４−ジメチルシクロペンテン、３−メチルシクロヘキセン、シクロオクテン、３ａ，５，６，７ａ−テトラヒドロ−４，７−メタノ−１Ｈ−インデンなどのシクロオレフィン；１，４−ヘキサジエン、４−メチル−１，４−ヘキサジエン、５−メチル−１，４−ヘキサジエン、１，７−オクタジエンなどの非共役ジエン；などを挙げることができる。これらの共重合可能な他の単量体は、１種を単独で用いることができ、あるいは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。これらの中で、α−オレフィンを好適に用いることができ、エチレンを特に好適に用いることができる。ノルボルネン系単量体と共重合可能な他の単量体とを付加共重合する場合は、付加共重合体中のノルボルネン系単量体に由来する結合単位と、共重合可能な他の単量体に由来する結合単位との重量比が、３０：７０〜９９：１であることが好ましく、５０：５０〜９７：３であることがより好ましく、７０：３０〜９５：５であることがさらに好ましい。
単環の環状オレフィン系重合体としては、例えば、シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテンなどの単環の環状オレフィン系単量体の付加重合体を挙げることができる。
環状共役ジエン系重合体としては、例えば、シクロペンタジエン、シクロヘキサジエンなどの環状共役ジエン系単量体を１，２−又は１，４−付加重合した重合体及びその水素添加物などを挙げることができる。
本発明方法において使用されるノルボルネン系重合体、単環の環状オレフィン系重合体及び環状共役ジエン系重合体の分子量は、使用目的に応じて適宜選択することができるが、シクロヘキサン溶液又はトルエン溶液についてゲル・パーミエーション・クロマトグラフィーで測定したポリイソプレン又はポリスチレン換算の重量平均分子量が、５，０００〜５００，０００であることが好ましく、８，０００〜２００，０００であることがより好ましく、１０，０００〜１００，０００であることがさらに好ましい。
【０００９】
ビニル脂環式炭化水素系重合体としては、例えば、ビニルシクロヘキセン、ビニルシクロヘキサンなどのビニル脂環式炭化水素系単量体の重合体及びその水素添加物、スチレン、α−メチルスチレンなどのビニル芳香族炭化水素系単量体の重合体の芳香環を含む不飽和結合の水素添加物などを挙げることができる。ビニル脂環式炭化水素系重合体やビニル芳香族炭化水素系単量体と、これらの単量体と共重合可能な他の単量体とのランダム共重合体、ブロック共重合体などの共重合体及びその水素添加物であってもよい。ブロック共重合体としては、ジブロック共重合体、トリブロック共重合体、それ以上のマルチブロック共重合体、傾斜ブロック共重合体などを挙げることができる。
本発明方法に使用されるビニル脂環式炭化水素系重合体の分子量は、使用目的に応じて適宜選択することができるが、シクロヘキサン溶液又はトルエン溶液についてゲル・パーミエーション・クロマトグラフィーで測定したポリイソプレン又はポリスチレン換算の重量平均分子量が、１０，０００〜３００，０００であることが好ましく、１５，０００〜２５０，０００であることがより好ましく、２０，０００〜２００，０００であることがさらに好ましい。
本発明方法に使用される透明樹脂のガラス転移温度は、８０℃以上であることが好ましく、９０〜２００℃であることがより好ましい。
【００１０】
本発明方法においては、ミキシング機構を有する混練スクリューを備えた射出成形機を用いて透明樹脂を射出成形する。射出成形機のスクリューの形状には特に制限はないが、スクリュー有効長さＬとスクリュー径Ｄとの比Ｌ／Ｄが５〜４５であることが好ましく、１５〜２５であることがより好ましく、スクリューのピッチ径Ｐとスクリュー径Ｄとの比Ｐ／Ｄが０．５〜２であることが好ましく、０．８〜１であることがより好ましく、圧縮比が１〜５であることが好ましく、２〜３であることがより好ましい。
本発明方法に用いるミキシング機構の構造に特に制限はなく、例えば、図１（ａ）に示すダルメージ、図１（ｂ）〜（ｉ）に示すスクリューに設けたピン、図２（ａ）〜（ｄ）に示すバリアタイプ、図３に示すスクリュー溝半径方向にあけた貫通孔、図４（ａ）〜（ｆ）に示すバリアフライトスクリュー、図５に示すソリッドドレイニングスクリュー、図６に示すダブルウエーブスクリュー、図７に示すバレル側に設けたミキシングピン、図８に示すＨＭスクリューなどを挙げることができるが、図２（ｂ）に示すバリアタイプが好ましい。これらのミキシング機構は、１種を単独で用いることができ、あるいは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。ミキシング機構は、スクリューの圧縮部又は計量部に設けることが好ましい。
本発明方法において、混練スクリューは、スクリューの有効長さをＬ、ミキシング機構の長さをＬ_１としたとき、Ｌ_１／Ｌが０．０３〜０．９であり、より好ましくはＬ_１／Ｌが０．０５〜０．４である。本発明方法において、ミキシング機構の長さとは、スクリューの１条の主フライト以外に、混練効果を高めるための機構が設けられている部分の合計の長さである。例えば、シングルフライトスクリューの計量部にダルメージが設けられているスクリューにおいては、ダルメージの後端側から先端側までの距離がミキシング機構の長さであり、主フライトに加えて副フライトが設けられたダブルフライトスクリューにおいては、副フライトが存在する領域の長さがミキシング機構の長さである。
【００１１】
本発明方法において、スクリューがミキシング機構を有し、スクリューの有効長さをＬ、ミキシング機構の長さをＬ_１としたとき、Ｌ_１／Ｌが０．０３〜０．９である混練スクリューを備える射出成形機を用いることにより、導光板成形体中の異物を減少し、輝点の発生を防止し得る機構は明らかではないが、樹脂ペレット中に混在する樹脂の微粉末が溶融し、異物として残存しないためであると推定される。従来、導光板成形体中の異物としては、環境から混入する塵埃などが注目され、その混入を防止し、また、いったん混入した塵埃などを除去することに努力が払われていた。また、樹脂の微粉末は、樹脂ペレットに比べると微細なので、シリンダー内で容易に溶融すると考えられ、樹脂の微粉末が未溶融の状態で導光板成形体中に残存するとは想像もされていなかった。
本発明方法により、特定の長さのミキシング機構を有する混練スクリューを備えた射出成形機を用いて成形することにより、樹脂の微粉末を効果的に溶融し、成形体中に残存する異物が少なく、輝点の発生がない導光板を、高い歩留まりで製造することができる。樹脂の微粉末が、ミキシング機構を有しない通常のスクリューによっては溶融され難い理由は明らかではないが、微細であるがために、スクリューの回転による剪断力が十分に作用しないことによると推定される。
本発明方法において、混練スクリューのミキシング機構の長さＬ_１がスクリューの有効長さＬの０．０３倍未満であると、十分なミキシング効果が得られず、透明樹脂の微粉末が溶融することなく樹脂中に残存し、異物となって、導光板入光時に輝点が発生するおそれがある。混練スクリューのミキシング機構の長さＬ_１がスクリューの有効長さＬの０．９倍を超えると、樹脂の吐出量の減少、温度上昇による焼けや熱劣化の発生、圧力上昇による温度上昇や吐出圧の上昇などの不具合が発生するおそれがある。
【００１２】
本発明方法においては、微粉末除去処理を受けた樹脂ペレットを、射出成形機の樹脂ペレット供給部に供給することが好ましい。ミキシング機構を有するスクリューを備える射出成形機を用いても、同一の条件で射出成形した場合には、樹脂ペレット中に混在する微粉末が少ないほど、導光板成形体中に残存する異物が少なく、輝点の発生を防止し、導光板の歩留まりを高めることができる。微粉末除去処理の方法に特に制限はなく、例えば、樹脂ペレットを篩にかける方法、樹脂ペレットを気体流と接触させて微粉末を吹き飛ばす方法、遠心式粉末分級機を用いる方法などを挙げることができる。
図９は、微粉末除去処理方法の一態様の説明図である。本態様の方法においては、上部に樹脂ペレット投入口１と排気口２、下部に樹脂ペレット排出口３を有し、内部に傾斜して設置された２枚の網目プレート４及び５と、それぞれの網目プレートの下方に設けられた空気吹き出し口６及び７とを有する微粉末除去塔８を用いる。エアーフィルター９を通過して除塵された空気が、給気ファン１０により空気吹き出し口６及び７に送られる。樹脂ペレット投入口１から投入された樹脂ペレットは、第一の網目プレート４と第二の網目プレート５の上を順次転がりながら落下し、樹脂ペレットに付着、あるいは混入している微粉末は、空気吹き出し口６及び７から吹き出される空気により、樹脂ペレットから分離して吹き上げられ、除去される。樹脂ペレットから除去された微粉末を含む空気は、排気口２から排出され、集塵機１１により微粉末が捕集されたのち、排気ファン１２により大気中に放出される。必要に応じて、給気ファンにより送られる空気をイオン化することにより、樹脂ペレットと微粉末の静電気を除去し、微粉末の除去効果を高めることができる。
【００１３】
本発明方法においては、射出成形機の樹脂ペレット供給部において、気体の吹き込みにより樹脂ペレット中の微粉末を除去することが好ましい。ミキシング機構を有するスクリューを備える射出成形機を用いても、同一の条件で射出成形した場合には、樹脂ペレット中に混在する微粉末が少ないほど、導光板成形体中に残存する異物が少なく、輝点の発生を防止し、導光板製造の歩留まりを高めることができる。
図１０は、樹脂ペレット供給部における微粉末除去方法の一態様の説明図である。射出成形機のシリンダー１３とスクリュー１４に樹脂ペレットを供給するホッパー１５を備え、ホッパー１５の下部に給気管１６、上部に排気管１７と樹脂ペレット移送管１８が設けられている。樹脂ペレット移送管１８から供給される樹脂ペレットが、ホッパー１５内を落下するとき、給気管１６から吹き込まれる気体と向流的に接触し、樹脂ペレットに付着、あるいは混入している微粉末が、樹脂ペレットから分離して吹き上げられ、除去される。樹脂ペレットから除去された微粉末を含む気体は、排気管１７から吸引排出される。給気管からホッパー内に吹き込まれる気体としては、窒素などの不活性ガスを用いることが好ましい。気体として不活性ガスを用いることにより、シリンダーとスクリューの間隙への空気の侵入を防ぎ、溶融樹脂の酸化劣化を防止することができる。
本発明方法においては、透明樹脂に、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、耐候安定剤、耐光安定剤、熱安定剤などの安定剤；近赤外線吸収剤、可塑剤、滑剤、帯電防止剤、難燃剤、樹脂や軟質重合体などの添加剤を配合することができる。
【００１４】
導光板の形状は板状であり、その大きさは、使用する液晶表示素子の画面サイズに応じて選択されるが、通常は、幅１０〜３００ｍｍ、長さ１０〜３５０ｍｍ、厚さ０．２〜１０ｍｍである。
導光板は、側面から取り入れた光源からの光を、反射型液晶表示素子に向けて出射させるための光反射機能を有する微細凹凸形状を、少なくとも一つの面上に有する。微細凹凸形状を有する少なくとも一つの面は、液晶表示素子に対面する面の反対面であることが好ましい。微細凹凸形状は、光反射機能を有する形状であれば特に制限はないが、側面から取り入れた光源からの光を液晶表示素子に向けて反射する面を複数有する形状であることが好ましい。このような形状としては、例えば、複数の平行するＶ型溝からなる形状、連続プリズム形状などを挙げることができる。Ｖ型溝やプリズムのピッチは、１０〜５００μｍであることが好ましく、２０〜３００μｍであることがより好ましく、５０〜２００μｍであることがさらに好ましい。Ｖ型溝やプリズムの幅は、１〜２５０μｍであることが好ましく、２〜１００μｍであることがより好ましく、５〜５０μｍであることがさらに好ましい。Ｖ型溝の深さ又はプリズムの高さは、１〜２５０μｍであることが好ましく、２〜１００μｍであることがより好ましく、５〜５０μｍであることがさらに好ましい。ピッチが１０μｍ未満であると、液晶表示素子で反射した光が導光板を透過しにくくなるおそれがある。ピッチが５００μｍを超えると、光源からの光を反射する効果が低下するおそれがある。幅が１μｍ未満であると、光源からの光を反射する効果が低下するおそれがある。幅が２５０μｍを超えると、液晶表示素子の反射光が透過しにくくなるおそれがある。Ｖ型溝の深さ又はプリズムの高さが１μｍ未満であると、光源からの光を反射する効果が低下するおそれがある。Ｖ型溝の深さ又はプリズムの高さが２５０μｍを超えると、液晶表示素子の反射光が透過しにくくなるおそれがある。脂環式構造を有する重合体樹脂は、加熱溶融時の流動性に優れるので、射出成形により金型の微細凹凸形状を正確に転写することができる。
【００１５】
導光板は、少なくとも一つの面に、光反射防止層を有することが好ましい。光反射防止層を有することにより、微細凹凸形状で反射した光が、もれなく液晶表示素子側に出射され、さらに液晶表示素子で反射した光が、もれなく導光板を透過することができる。したがって、光反射防止層を有する一つの面は、液晶表示素子に対面する面、すなわち、微細凹凸形状を有する面の反対面であることが好ましい。光反射防止層は、光学部品の光反射防止層の如くに、可視光線などの光の、入光面における反射を防止する機能を有するものであれば特に限定はない。光反射防止層としては、太陽電池、光センサー、レンズ、ミラーなどの光学部品の光反射防止層として用いられる無機化合物の薄膜や、透明樹脂からなる膜などを用いることができる。無機化合物の薄膜からなる光反射防止層は、４００〜７００ｎｍの可視領域において反射率が低くなる特性を有している。光反射防止層は、単層で用いることができ、あるいは、２層乃至６層程度を積層して用いることもできる。
光反射防止層として用いる無機化合物としては、例えば、金属酸化物、金属酸化物以外の無機酸化物、金属硫化物、金属弗化物などを挙げることができる。光反射防止層として用いる無機化合物は、導光板の表面との密着性に優れ、大気中及び水中で安定な物質であることが好ましい。金属酸化物としては、例えば、酸化マグネシウム、酸化スカンジウム、酸化イットリウム、酸化ランタン、酸化セリウム、酸化プラセオジミウム、酸化ネオジミウム、酸化サマリウム、酸化ユーロピウム、一酸化チタン、三酸化二チタン、二酸化チタン、酸化ジルコニウム、五酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化鉄、酸化ルテニウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化インジウム、酸化スズ、酸化鉛、酸化アンチモン、酸化ビスマスなどを挙げることができる。金属酸化物以外の無機酸化物としては、例えば、一酸化ケイ素、二酸化ケイ素などを挙げることができる。金属硫化物としては、例えば、硫化亜鉛などを挙げることができる。金属弗化物としては、例えば、弗化リチウム、弗化ナトリウム、弗化マグネシウム、弗化カルシウム、弗化ストロンチウム、弗化バリウム、弗化ランタン、弗化セリウム、弗化ネオジミウム、弗化サマリウム、弗化アルミニウム、弗化鉛、クリオライト、チオライトなどを挙げることができる。
【００１６】
光反射防止層として用いる無機化合物の薄膜は、屈折率の異なる薄膜を２種類以上交互に積層して使用することが好ましい。屈折率の異なる薄膜を積層することにより、反射防止機能を向上させることができる。無機化合物の薄膜を入光面に形成する方法としては、例えば、真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などや、無機化合物を分散させた溶液を塗布した後に溶媒を除去する方法や、無機化合物からなる単層フィルム又は積層フィルムを接着する方法などを挙げることができる。
より具体的には、（１）二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）からなる低屈折率層と、金属酸化物、金属硫化物、金属弗化物などからなる高屈折率層とを、導光板表面側から第１層（高屈折率層）、第２層（低屈折率層）、第３層（高屈折率層）、第４層（低屈折率層）の順に交互に真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリングなどの方法により形成する方法、（２）二酸化ケイ素と金属酸化物又は金属弗化物を積層したフィルムを、接着剤を介して入光面に貼りつける方法などを挙げることができる。光反射防止層の厚さは、上記（１）の場合は、５〜５００ｎｍであることが好ましく、１０〜３００ｎｍであることがより好ましく、上記（２）の場合は、５〜３００μｍであることが好ましく、１０〜１００μｍであることがより好ましい。脂環式構造を有する重合体樹脂は耐熱性に優れるので、上記（１）の方法を用いた場合に、製膜時の熱による微細凹凸形状の変形をおこさせずに、光反射防止層の密着性を向上させることができる。
さらに、上記（１）の方法を用いる際に、高屈折率の金属酸化物として、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化ニオブ又はこれらの混合物からなる層を導光板表面に形成することにより、光反射防止層の初期密着性及び高温、低温、多湿などの環境下における耐久性を向上させることができる。また、上記の金属酸化物層の下地層として、一酸化ケイ素の酸化度変更層（ＳｉＯｘ：ｘは１〜２の範囲で変化させる）又は二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）のいずれかの層を、第１層と導光板表面との間に介在させることが好ましい。
【００１７】
通常、照明ユニットは、光源と導光板とを有し、光源は、線状光源であって、導光板の少なくとも一つの側面の近傍に位置することが好ましい。光源と光入射面との距離は、０．０１〜５ｍｍであることが好ましく、０．０５〜２ｍｍであることがより好ましく、０．１〜１ｍｍであることがさらに好ましい。光源と光入射面との距離が０．０１ｍｍ未満であると、光源の熱により導光板の光入射面に変形や着色を生ずるおそれがある。光源と光入射面との距離が５ｍｍを超えると、導光板に入射する光の損失が生じて、照明ユニットの発光輝度が低下するおそれがある。線状光源は、一直線状でなくても、Ｌ字状であってもコの字状であってもよく、これらの場合には、光入射面はそれぞれ２面又は３面となる。光源からの光を可能な限り効率よく導光板に入射させるためには、光源の周囲に、光反射層（リフレクタ）を設置することが好ましい。
照明装置に使用される光源は、可視光線を照射し得るものであれば特に制限はなく、例えば、白熱電球、蛍光放電管、発光ダイオード（ＬＥＤ）、蛍光発光素子（ＥＬ素子）などを挙げることができる。これらの中で、輝度、色温度、低発熱性、低紫外線照射性などに優れた蛍光放電管及び発光ダイオードを好適に用いることができる。蛍光放電管の中では、冷陰極蛍光放電管が特に好ましい。蛍光放電管の場合は、管内部で放出された紫外線を、蛍光体が吸収して励起し、可視光を照射するが、紫外線も一部照射する。この紫外線は、波長２５４ｎｍ及び３１３ｎｍに強い発光を示すので、光源から照射する光線からこれらの波長の紫外線を低減した蛍光放電管を使用することが好ましい。すなわち、波長３５０ｎｍ以下の紫外線の最大発光強度が２μＷ／（ｃｍ^２・ｎｍ）以下であることが好ましく、１μＷ／（ｃｍ^２・ｎｍ）以下であることがより好ましく、０．５μＷ／（ｃｍ^２・ｎｍ）以下であることがさらに好ましい。
【００１８】
本発明の導光板の製造方法は、ＪＩＳＫ９９２０にしたがって測定した清浄度クラス５以下のクリーンルーム内で実施することが好ましく、清浄度クラス３以下のクリーンルーム内で実施することがより好ましい。浮遊微粒子の濃度の低いクリーンルーム内で本発明方法を実施することにより、樹脂ペレットへの外部環境からの異物の混入を防ぎ、樹脂ペレット中に混在する微粉末の大半が同じ透明樹脂の微粉末である状態を維持することができる。樹脂ペレットと同じ透明樹脂の微粉末は、ミキシング機構を有する混練スクリューを備える射出成形機を用いて成形することにより、樹脂ペレットと同時に溶融し、未溶融の異物として残らないので、輝点の発生が少なく、高い歩留まりで良好な導光板を製造することができる。
本発明方法により製造された導光板は、バックライト導光板、フロントライト導光板のいずれとしても用いることができるが、特に輝点の存在が障害になるフロントライト導光板として好適に用いることができる。
【００１９】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
製造例１（脂環式構造を有する重合体樹脂の製造）
脱水したシクロヘキサン５００重量部、１−ヘキセン０．８２重量部、ジブチルエーテル０．１５重量部及びトリイソブチルアルミニウム０．３０重量部を、室温で十分に乾燥し窒素置換したステンレス鋼製耐圧容器に入れて混合したのち、４５℃に保ちながら、トリシクロ［４．３．０．１^２，５］デカ−３，７−ジエン（ジシクロペンタジエン、以下、「ＤＣＰ」と略記する。）１７０重量部と８−エチリデンテトラシクロ［４．４．０．１^２，５．１^７，１０］ドデカ−３−エン（エチリデンテトラシクロドデセン、以下、「ＥＴＤ」と略記する。）３０重量部と六塩化タングステンの０．７重量％トルエン溶液４０重量部とを、２時間かけて連続的に添加し、重合した。次いで、重合溶液にブチルグリシジルエーテル１．０６重量部とイソプロピルアルコール０．５２重量部を加えて重合触媒を不活性化し、重合反応を停止させた。
得られた開環重合体を含有する反応溶液１００重量部に対して、シクロヘキサン３５重量部を加え、さらに水素添加触媒としてニッケル−アルミナ触媒［日揮化学（株）］５重量部を加え、水素により５ＭＰａに加圧して撹拌しながら２００℃まで加温して４時間反応させ、ＤＣＰ／ＥＴＤ開環重合体水素添加物２０重量％を含有する反応溶液を得た。ろ過により水素添加触媒を除去したのち、ＤＣＰ／ＥＴＤ開環重合体水素添加物１００重量部に対して、酸化防止剤としてペンタエリスリチルテトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］０．１重量部を添加して溶解させた。次いで、円筒型濃縮乾燥機［（株）日立製作所］を用い、温度２７０℃、圧力１ｋＰａ以下で、溶液から溶媒であるシクロヘキサン及びその他の揮発成分を除去しつつ、ＤＣＰ／ＥＴＤ開環重合体水素添加物を溶融状態で押出機からストランド状に押し出し、冷却後ペレット化し、図９に示す構造を有する微粉末除去塔に通過させ、樹脂ペレットを回収した。樹脂の押し出し量は６００ｋｇ／ｈであり、微粉末除去塔への空気の供給量は約２６ｍ^３／分とした。
回収された樹脂ペレット１０ｋｇを、標準ふるい［ＪＩＳＺ８８０１］１５００μｍを用いて手で２０分間ふるいがけし、粒径１，５００μｍ以下の微粉末を分離した。得られた微粉末の量は４７０ｍｇであり、樹脂ペレットの微粉末含有量は４７ｐｐｍであった。なお、ＤＣＰ／ＥＴＤ開環重合体水素添加物の重量平均分子量は３１，０００、水素添加率は９９．９％、ガラス転移温度は１００℃であった。
製造例２（脂環式構造を有する重合体樹脂の製造）
製造例１と同様にして、冷却後ペレット化し、微粉末除去塔を通過させることなく樹脂ペレットを回収した。樹脂ペレットの微粉末含有量は、９２０ｐｐｍであった。
【００２０】
実施例１（導光板の製造）
製造例１で得られた樹脂ペレットを用いて、射出成形により導光板を製造した。
製造例１で得られた樹脂ペレットを、図１０に示す構造を有する微粉末除去ホッパーに窒素を供給しながら通過させた。樹脂ペレットの微粉末含有量は、１ｐｐｍ以下になった。
射出成形機［（株）日本製鋼所、ＪＳＷＥＬＩＩＩ、型締力１，０７８ｋＮ］の樹脂ペレット供給部に、上記の図１０に示す構造を有する微粉末除去ホッパーを取り付けた。直径Ｄ３５ｍｍ、有効長さＬ＝８０５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝２３、ミキシング機構として計量部に長さＬ_１７０ｍｍの溝部を有し、Ｌ_１／Ｌ＝０．０９の図２（ｂ）に示すバリアタイプの混練スクリューを装着した。ファンゲートを有する金型を用い、樹脂温度２８５℃、金型温度１３１℃、成形サイクル５９秒で、微粉末除去ホッパーに窒素を供給しながら、寸法が７６ｍｍ×６４ｍｍ×１ｍｍの３．５インチ型導光板１００枚を成形した。該導光板の微細凹凸形状を有する面と反対側の面に、真空蒸着法により、４層多層構造の光反射防止層を形成した。膜構成は以下の通りである。
第１層：五酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）と酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）の混合物層（膜厚：λ_０＝５５０ｎｍとして０．０９〜０．１λ_０）
第２層：酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）層（０．０６〜０．０８λ_０）
第３層：Ｔａ_２Ｏ_５とＺｒＯ_２の混合物層（０．２〜０．２５λ_０）
第４層：ＳｉＯ_２層（０．２５〜０．３λ_０）
（導光板側から第１、２、３、４層の順序）
尚、各層の蒸着条件は以下の通りであった。
第２、４層：５×１０^−５ｔｏｒｒ、５オングストローム／ｓｅｃ
第１、３層：０．８〜１×１０^−４ｔｏｒｒ、０．５〜２オングストローム／ｓｅｃ
尚、蒸着温度はいずれも約４０℃であった。
導光板の入光端面から入光し、標準限度見本と比較して、粒径５０μｍ以上に相当する輝点を検査した。１００枚中、粒径５０μｍ以上の輝点が存在する導光板が３枚あり、製品歩留まりは９７％であった。
実施例２（導光板の製造）
射出成形機のホッパーを、微粉末除去機能のない通常のホッパーに付け替え、樹脂ペレット供給部では、微粉末の除去を行わない以外は、実施例１と同様にして、製造例１で得られた微粉末含有量４７ｐｐｍの樹脂ペレットを用い、３．５インチ型導光板１００枚を成形し、真空蒸着法により光反射防止層を形成し、粒径５０μｍ以上に相当する輝点を検査した。１００枚中、粒径５０μｍ以上の輝点が２個存在する導光板が１枚、１個存在する導光板が５枚あり、製品歩留まりは９４％であった。
実施例３（導光板の製造）
製造例１で得られた樹脂ペレットの代わりに、製造例２で得られた微粉末含有量９２０ｐｐｍの樹脂ペレットを用いた以外は、実施例２と同様にして、樹脂ペレット供給部では微粉末の除去を行うことなく、３．５インチ型導光板１００枚を成形し、真空蒸着法により光反射防止層を形成し、粒径５０μｍ以上に相当する輝点を検査した。１００枚中、粒径５０μｍ以上の輝点が３個存在する導光板が１枚、２個存在する導光板が３枚、１個存在する導光板が９枚あり、製品歩留まりは８７％であった。
比較例１（導光板の製造）
スクリューをミキシング機構を有しないＬ_１／Ｌ＝０のスクリューに変更した以外は、実施例２とて同様にして、製造例１で得られた微粉末含有量４７ｐｐｍの樹脂ペレットを用い、３．５インチ型導光板１００枚を成形し、真空蒸着法により光反射防止層を形成し、粒径５０μｍ以上に相当する輝点を検査した。１００枚中、粒径５０μｍ以上の輝点が３個存在する導光板が２枚、２個存在する導光板が６枚、１個存在する導光板が１９枚あり、製品歩留まりは７３％であった。
比較例２（導光板の製造）
スクリューをミキシング機構を有しないＬ_１／Ｌ＝０のスクリューに変更した以外は、実施例３と同様にして、製造例２で得られた微粉末含有量９２０ｐｐｍの樹脂ペレットを用い、３．５インチ型導光板１００枚を成形し、真空蒸着法により光反射防止層を形成し、粒径５０μｍ以上に相当する輝点を検査した。１００枚中、粒径５０μｍ以上の輝点が３個存在する導光板が３枚、２個存在する導光板が７枚、１個存在する導光板が２２枚あり、製品歩留まりは６８％であった。
実施例１〜３及び比較例１〜２の結果を、第１表に示す。
【００２１】
【表１】

【００２２】
スクリューに供給される樹脂の微粉末含有量が等しい実施例２と比較例１、実施例３と比較例２を比較すると、ミキシング機構を有するスクリューを用いて成形することにより、導光板中の粒径５０μｍ以上に相当する輝点が大幅に減少している。この結果から、通常のスクリューを用いて成形したときに発生する輝点の大半は、塵埃などの無機物質ではなく、熱可塑性樹脂の微粉末に起因することが分かる。また、樹脂ペレット供給部において微粉末を除去し、ミキシング機構を有するスクリューに供給される樹脂の微粉末含有量を１ｐｐｍ以下にすると、導光板中の粒径５０μｍ以上に相当する輝点がさらに減少し、導光板製造の歩留まりが飛躍的に向上する。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の導光板の製造方法によれば、射出成形において、溶融樹脂中に未溶融物が存在せず、輝点による不良品の発生が少なく、高い歩留まりで導光板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、ミキシング機構の説明図である。
【図２】図２は、ミキシング機構の説明図である。
【図３】図３は、ミキシング機構の説明図である。
【図４】図４は、ミキシング機構の説明図である。
【図５】図５は、ミキシング機構の説明図である。
【図６】図６は、ミキシング機構の説明図である。
【図７】図７は、ミキシング機構の説明図である。
【図８】図８は、ミキシング機構の説明図である。
【図９】図９は、微粉末除去処理方法の一態様の説明図である。
【図１０】図１０は、樹脂ペレット供給部における微粉末除去方法の一態様の説明図である。
【符号の説明】
１樹脂ペレット投入口
２排気口
３樹脂ペレット排出口
４網目プレート
５網目プレート
６空気吹き出し口
７空気吹き出し口
８微粉末除去塔
９エアーフィルター
１０給気ファン
１１集塵機
１２排気ファン
１３シリンダー
１４スクリュー
１５ホッパー
１６給気管
１７排気管
１８樹脂ペレット移送管

Claims

樹脂ペレット供給部、シリンダー、スクリュー及び溶融樹脂射出部を有する射出成形機を用いて透明樹脂を射出成形する導光板の製造方法において、スクリューがミキシング機構を有し、スクリューの有効長さをＬ、ミキシング機構の長さをＬ_１としたとき、Ｌ_１／Ｌが０．０３〜０．９である混練スクリューを備える射出成形機を用いることを特徴とする導光板の製造方法。
微粉末除去処理を受けた樹脂ペレットを、樹脂ペレット供給部に供給する請求項１記載の導光板の製造方法。
樹脂ペレット供給部において、気体の吹き込みにより樹脂ペレット中の微粉末を除去する請求項１又は請求項２記載の導光板の製造方法。
透明樹脂が、脂環式構造を有する重合体樹脂である請求項１記載の導光板の製造方法。