JP2010165548A - 導光板及び導光板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】拡散構造体の配置由来のモアレや縞模様が見え難い導光板の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る導光板の製造方法は、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る。光拡散微粒子１１及び透光性バインダ１２を含み、硬化後の光拡散能が異なる塗布液１ａ、１ｂを、夫々異なるスプレーノズル２１ａ、２１ｂから噴霧して、光源４に近い部分は光拡散能が低く、光源４に遠い部分は光拡散能が高くなるように、導光板基材３の裏面若しくは表面、又は両面に塗布液１を塗布する。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示パネルや看板などの背面から光を照射する面光源装置、所謂バックライト装置用の導光板及び導光板の製造方法に関し、特に導光板の少なくとも表面又は裏面に拡散構造体を形成した導光板及び導光板の製造方法に関する。

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は、光源を面状に配置して拡散板等によって面均一発光を形成する直下型と、線光源を導光板の端面に配置したエッジライト又はサイドライトと呼ばれる導光板方式が知られている。

導光板方式のバックライト装置は、例えば図９及び１０に示す構成とされている。すなわち、導光板ａの対向する両端部に光源４が配置されている。光源４は集光用反射体５で覆われており、当該集光用反射体５によって光源４が発した光を効率良く導光板ａ内に導く構成とされている。
導光板ａの裏面側には、拡散反射シート６が配置されている。導光板ａの表面側には、拡散シート７が配置されている。

導光板ａに入った光は、当該導光板ａの界面で全反射しつつ拡散シート７に面した側に光を出す役目を持つ。そのために、導光板ａは、当該導光板ａと拡散シート７とが向かい合った面（以下、出射面という場合がある。）、又は当該導光板ａと拡散反射シート６とが向かい合った面（以下、反射面という場合がある。）、又は出射面及び反射面の両方に全反射する光の一部を拡散させる拡散構造体ｂが形成されている。拡散構造体ｂとしては、白インクによる印刷や適切な大きさの荒れ、切り欠き、レンズが使われている。ちなみに、図示例では導光板ａの反射面に白インク印刷が施されており、拡散構造体ｂが形成されている。

このとき、バックライト装置から出る光の斑を小さくするためには、拡散構造体ｂの性能を光源４に近付くほど低く、光源４から離れるほど高くしなければならない。そこで、特許文献１では、光源から離れるほど拡散構造体である白インク層の面積やピッチを変化させる技術が開示されている。

しかし、拡散構造体ｂとして白インク印刷を施す場合、一般的に穴が開いた型を導光板基材に押し当てて、その上からインクを塗り、型を剥がして実現する。この方法ではインク幅やプリズム、レンズの大きさをあまり小さくできない。白インク印刷にせよレンズ、プリズムを使うにせよ、それらの幅は多くの場合０．１ｍｍより大きくなる。

従って、導光板から出る光の斑が小さくなるように拡散構造体ｂを並べると、その間隔は容易にｍｍ単位になる。出射光は出射面側に配置した拡散シート７でぼかされるが、導光板ａが薄い場合は拡散構造体ｂのパターンが見え易くなる。また、拡散シート７の上に縞状の印刷物や液晶表示装置を配置した場合、モアレと呼ばれる縞模様が生じ易い。そこで、特許文献２では、導光板基材に不定形の拡散パターンをシルク印刷若しくは不定形パターンをエッチングした金型を押しつけて転写することで、モアレや縞模様が見えないバックライト装置を得る方法が開示されている。この方法ではモアレを回避できるものの、インクが付着した部分あるいは転写されたパターンの幅は改良前と比べて小さくならない。このため、特に導光板が薄くなったときに不定形パターン自体が見え易くなる。

特開昭５７−１２８３８３号公報 特開平９−１４５９３７号公報

本発明は、拡散構造体の配置由来のモアレや縞模様が見え難い導光板及び導光板の製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る導光板の製造方法は、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、光拡散微粒子及び透光性バインダを含み、硬化後の光拡散能が異なる塗布液を、夫々異なるスプレーノズルから噴霧して、前記光源に近い部分は光拡散能が低く、前記光源から遠い部分は光拡散能が高くなるように、導光板基材の裏面若しくは表面、又は両面に前記塗布液を塗布する。
このように塗布液をスプレー塗工法によって塗布すると、不規則に光拡散微粒子が噴霧され、導光板基材に付着する。導光板基材に付着した光拡散微粒子は、それぞれ拡散構造体となるため、微細な拡散構造体を簡単に形成することができる。また、光拡散微粒子は、必ずランダムに塗布されるため、モアレの発生を抑制することができる。そのため、モアレや縞模様が見え難い導光板とすることができる。

第１のスプレーノズルから光拡散能が高い光拡散微粒子を含む塗布液を噴霧し、第２のスプレーノズルから光拡散能が低い光拡散微粒子を含む塗布液を噴霧すること、が好ましい。第１と第２のスプレーノズルを使い分けて、硬化後の光拡散能が異なる塗布液を噴霧するので、簡単に、且つ迅速に光源に近い部分は光拡散能が低く、光源から遠い部分は光拡散能が高い導光板とすることができる。特に、光拡散能が低い光拡散微粒子と、光拡散能が高い光拡散微粒子とを適宜、使用することで、よりダイナミックに光拡散能を変化させることができる。

前記第１のスプレーノズルからの塗布液の噴霧によって、前記導光板基材における前記光源が配置される位置から離れるに従って光拡散能が高い光拡散微粒子の個数が増えるような階段状又は連続的なグラデーション分布に、前記塗布液を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、が好ましい。

前記第２のスプレーノズルからの塗布液の噴霧によって、前記導光板基材における前記光源が配置される位置から離れるに従って光拡散能が低い光拡散微粒子の個数が増えるような階段状又は連続的なグラデーション分布に、前記塗布液を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、が好ましい。
前記光拡散能が低い光拡散微粒子は、少なくとも前記光拡散微粒子による光拡散能が飽和状態となる位置近傍まで、前記光源が配置される位置から離れるに従って階段状又は連続的なグラデーション分布に個数が増加すること、が好ましい。

前記光拡散能が高い光拡散微粒子と前記光拡散能が低い光拡散微粒子との屈折率差は０．２以上１．２以下であること、が好ましい。これより小さいと、光拡散能が異なる複数種の光拡散微粒子を使用する効果が不十分となる場合がある。これより大きいと光拡散微粒子の光拡散能が異なりすぎ、適切な濃度グラデーション分布を得るための粒子濃度の調整が困難になる場合がある。

前記光拡散能が低い光拡散微粒子の平均粒径に対して前記光拡散能が高い光拡散微粒子の平均粒径は１．２５倍以上５０倍以下大きいこと、が好ましい。これより小さいと、光拡散能が異なる複数種の光拡散微粒子を使用する効果が不十分となる場合がある。これより大きいと、粒径が小さな光拡散微粒子による着色現象が生じたり、粒径が大きな光拡散微粒子がノズルに詰まったりする、などの問題を生じる場合がある。

前記光拡散能が高い光拡散微粒子と前記光拡散能が低い光拡散微粒子とは表面の凹凸形状が異なること、が好ましい。
前記光拡散微粒子の平均粒径は１μｍ以上２０μｍ以下であること、が好ましい。
前記光拡散微粒子は、メチルメタクリレートとスチレンとを共重合した球状粒子であること、が好ましい。

硬化後の前記透光性バインダの厚みは、１μｍ以上２０μm以下であること、が好ましい。
硬化後の前記透光性バインダの可視光における垂直方向の透過率は、９９．９５％以上９９．９９９％以下であること、が好ましい。
硬化後の前記透光性バインダの屈折率ｎ２と前記導光板基材の屈折率ｎ１との関係が次式を満たすこと、が好ましい。
ｎ２≧ｎ１又はｎ２−ｎ１＞０．０５

前記透光性バインダは紫外線硬化樹脂からなること、が好ましい。
前記透光性バインダは熱硬化型の熱可塑性樹脂であること、が好ましい。
前記透光性バインダは溶剤を乾燥させることによって硬化する溶剤乾燥型の材料であること、が好ましい。

本発明に係る導光板は、上述の導光板の製造方法によって製造される。

本発明によれば、拡散構造体の配置由来のモアレや縞模様が見え難い導光板及び導光板の製造方法を提供することができる。

本発明に係る導光板の製造方法において、導光板基材の塗工面に塗布液をスプレー塗工する様子を示す概略図である。 光拡散微粒子の塗布量と、光源からの距離との関係を示す図である。 光拡散微粒子の塗布量と、光源からの距離との関係を示す図である。 光拡散微粒子の塗布量と、光源からの距離との関係を示す図である。 （ａ）は、塗布液が水玉状に塗布された導光板を概略的に示す側面図である。（ｂ）は、塗布液が水玉状に塗布された導光板を概略的に示す平面図である。 （ａ）は、塗工面の全面に塗布液が塗布された導光板を概略的に示す側面図である。（ｂ）は、塗工面の全面に塗布液が塗布された導光板を概略的に示す平面図である。 （ａ）は、光拡散微粒子が透光性バインダ内に埋没するように塗布液が塗布された導光板を概略的に示す側面図である。（ｂ）は、光拡散微粒子が透光性バインダ内に埋没するように塗布液が塗布された導光板を概略的に示す平面図である。 （ａ）は、光拡散微粒子が凝集するように塗布液が塗布された導光板を概略的に示す側面図である。（ｂ）は、光拡散微粒子が凝集するように塗布液が塗布された導光板を概略的に示す平面図である。 一般的なバックライト装置を概略的に示す構造図である。 従来のバックライト装置を概略的に示す側面図である。

以下に、本発明に係る導光板及び導光板の製造方法の実施形態を図面に基づいて説明する。但し、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

本発明に係る導光板は、図９に示すように、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４が端面に配置される導光板である。

この導光板は、図１に示すように、光拡散微粒子及び透光性バインダを含み、硬化後の光拡散能が異なる塗布液１（１ａ、１ｂ）を、夫々異なるスプレーノズル２１（２１ａ、２１ｂ）から噴霧して、光源４に近い部分は光拡散能が低く、光源４から遠い部分は光拡散能が高くなるように、導光板基材３の裏面若しくは表面、又は両面（但し、本実施形態では表面のみであり、以下、塗工面という場合がある。）に塗布する。そして、導光板基材３の塗工面に、透光性バインダを接着剤として光拡散微粒子を付着させる。ここで、「光源に近い、遠い」とは、例えば導光板基材の塗工面上における任意の２点において、当該２点が相対的に光源に近いか、遠いかを云う。

このとき、付着させる光拡散微粒子の付着密度を光源４に近付くほど低く、光源４から離れるほど高くすれば出射光の空間照度斑は均一化できるが、光拡散微粒子の付着密度を大きく変えることは、外観品位の悪化を招き易い。このような場合、光拡散能が異なる複数の光拡散微粒子を用意することで、光拡散微粒子の付着密度を大きく変えなくても対応することができる。そこで、本実施形態では、光拡散能が高い光拡散微粒子を含む塗布液１ａと、光拡散能が低い光拡散微粒子を含む塗布液１ｂとを用いて対応する。ここで、「光拡散能が高い、低い」とは、塗布液１ａ、１ｂに含まれる光拡散微粒子を比べた際に、相対的に光拡散能が高いか、低いかを云う。

具体的に云うと、先ず導光板基材３を用意する。導光板基材３としては、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂など一般の透明樹脂基板が好適に用いられる。特に、大型導光板基板としては、最も透明性に優れるポリメチルメタクリレート樹脂基板がより好適である。

次に、導光板基材３の塗工面に、光拡散能が高い光拡散微粒子を含む塗布液１ａ及び光拡散能が低い光拡散微粒子を含む塗布液１ｂを塗布する。
塗布手段としては、塗布液をスプレーノズルから噴霧するスプレー塗工法を用いる。このとき、スプレー装置は、流量安定性に優れ、ノズルの詰まりなどの心配がないものを好適に用いるが、塗布液を均一な微粒子状に噴霧でき、導光板基材３の平面領域外に塗布液が飛散することが殆どない、塗布効率が高いスプレーコータ２を用いるのが好ましい。このスプレーコータ２は、第１のスプレーノズル２１ａと第２のスプレーノズル２１ｂとを備えている。

第１のスプレーノズル２１ａからは、光拡散能が高い光拡散微粒子を含む塗布液１ａを噴霧する構成とされている。すなわち、第１のスプレーノズル２１ａに気体を圧送して噴出させ、当該噴出された気体に、貯蔵槽２２ａからポンプ２３ａによって当該第１のスプレーノズル２１ａに圧送された塗布液１ａを同伴させて、導光板基材３の塗工面に噴霧する。

第２のスプレーノズル２１ｂからは、光拡散能が低い光拡散微粒子を含む塗布液１ｂを噴霧する構成とされている。すなわち、第２のスプレーノズル２１ｂに気体を圧送して噴出させ、当該噴出された気体に、貯蔵槽２２ｂからポンプ２３ｂによって当該第２のスプレーノズル２１ｂに圧送された塗布液１ｂを同伴させて、導光板基材３の塗工面に噴霧する。
第１及び第２のスプレーノズル２１ａ、２１ｂに圧送される気体及び塗布液の流量は、それぞれ図示を省略した流量制御部によって、制御される。

第１及び第２のスプレーノズル２１ａ、２１ｂ、又は導光板基材３を支持するステージ（図示を省略）はＸ方向及びＹ方向へ移動可能な構成とされており、導光板基材３の平面全領域（但し、一部分でも良い。）に塗布液１を噴霧できる構成とされている。
さらに第１及び第２のスプレーノズル２１ａ、２１ｂ、又は導光板基材３を支持するステージは上下方向へ移動可能な構成とされており、当該第１及び第２のスプレーノズル２１ａ、２１ｂと導光板基材３との間隔を変化させることができる構成とされていることが好ましい。
なお、第１及び第２のスプレーノズル２１ａ、２１ｂ、又は導光板基材３を支持するステージのＸ・Ｙ方向及び上下方向への駆動機構は、特に限定されない。

気体としては、例えば乾燥空気、乾燥窒素などを使用できる。可燃性の溶媒を使用する場合は静電気などによる着火を防ぐため、乾燥窒素を使用することが好ましい。なお、後述するように光拡散微粒子の凝集を促進させるため、キャリアとなる気体を噴霧前に例えば３０℃以上１２０℃以下に加熱してもよい。

塗布液１は、上述したように光拡散微粒子及び透光性バインダを含む混合物である。光拡散微粒子は、光を透過拡散する部材である。光拡散微粒子としては、シリカ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛等の無機系微粒子や、シリコーンビーズ、ＰＭＭＡビーズ、ＭＳビーズ、スチレンビーズ等の有機系微粒子を用いることができる。光拡散微粒子と透光性バインダとの屈折率差が大きければ光拡散能は大きくなり、屈折率差が小さければ光拡散能は小さくなる。つまり、透光性バインダとして用いる汎用樹脂の屈折率は１．４９〜１．６程度であり、これより屈折率が大きな酸化アルミニウム（１．７５）、酸化亜鉛（約２）、酸化チタン（２．５〜２．７）などを光拡散微粒子として用い、導光板基材の塗工面上の位置によって夫々の光拡散微粒子の付着密度を変えれば当該塗工面上の光拡散能を大きく変えることができる。

本実施形態では、屈折率が０．２以上異なる光拡散能が高い光拡散微粒子と光拡散能が低い光拡散微粒子とを用い、当該光拡散能が高い光拡散微粒子を含む塗布液１ａを第１のスプレーノズル２１ａから噴霧させ、当該光拡散能が低い光拡散微粒子を含む塗布液１ｂを第２のスプレーノズル２１ｂから噴霧させる。

光拡散微粒子の形状は、真球状、球状、鱗片状、不定形状等であってよく、特に限定されるものではない。
光拡散微粒子は幾何光学的な振る舞いをしなければならないので、使用する光の波長と比べて大きなものである必要がある。しかしながら、従来の技術である白印刷の印刷幅や切り欠き、レンズの大きさよりも小さくすることで本発明の効果がより発揮される。従って、光拡散微粒子の平均粒径は１μｍ以上２０μｍ以下の範囲であるのが好ましい。

透光性バインダは、光拡散微粒子を導光板基材３の塗工面に付着させる部材である。透光性バインダとしては、紫外線硬化樹脂をはじめとする活性エネルギー反応性樹脂、熱硬化型の熱可塑性樹脂などが好適に用いられる。この透光性バインダは、導光板基材３の塗工面に光拡散微粒子と共にスプレー塗布した後に、当該透光性バインダに紫外線照射や熱処理することによって、光拡散微粒子を導光板基材３に付着させる接着剤としての機能を発現する。但し、非反応性のポリマーを後述する溶剤に溶解させてスプレー塗布し、導光板基材上で溶剤を乾燥させることによって、ポリマーが基材に光拡散微粒子を接着する接着剤として機能させることも本発明の範疇に属する。

塗布液は必要に応じて、さらに溶剤を混合することも可能である。溶媒はケトン系、アルコール系、エステル系等制約はないが、塗布液の再凝集を安定化させるために沸点６０℃以上２００℃以下のもので、沈降防止の点から比重０．８以上１．３以下のものが好ましい。溶剤の濃度や表面張力、乾燥性を制御することによって、スプレーノズルから噴霧される塗布液の液滴サイズ、スプレーノズル先端から導光板基材３へ到達するまでの溶剤乾燥速度、導光板基材３の塗工面に塗布されてから当該導光板基材３上でレベリングしながら乾燥するまでの時間などを制御して、好適なスプレー塗布条件を設定することが可能となる。

このような光拡散微粒子及び透光性バインダ、さらには必要に応じて混合された溶剤を含む塗布液を、以下のように噴霧して、光源に近い部分は光拡散能が低く、光源に遠い部分は光拡散能が高い導光板とすることができる。

すなわち、図１に示すように、第１及び第２のスプレーノズル２１ａ、２１ｂからの塗布液１ａ、１ｂの噴霧によって、導光板基材３における光源が配置される位置から離れるに従って光拡散能が低い光拡散微粒子及び光拡散能が高い光拡散微粒子の個数が増えるような階段状又は連続的なグラデーション分布に、塗布液１ａ、１ｂを導光板基材３の塗工面に塗布する。

ここで、一般的にグラデーション塗布とは、光源が配置される位置から離れるに従って光拡散微粒子を多く塗布して光拡散能を向上させることを云う。しかし、いくら多く光拡散微粒子を塗布しても、光拡散微粒子が透光性バインダに埋没して、凹凸が一定以上は増えなくなるので、光拡散能の向上には限界がある。一方、光拡散能が高い光拡散微粒子のみを使用すると、光源に近い部分での光拡散能を抑えるためには粒子濃度がまばらになりすぎ、ムラ（輝点）が目立つようになる。

そこで、光拡散能が低い光拡散微粒子と、光拡散能が高い光拡散微粒子とを適宜、使用することで、よりダイナミックに光拡散能を変化させている。つまり、図２に示すように、光拡散能が低い光拡散微粒子の塗布量（個数）は、光源４が配置される位置から離れるに従って階段状又は連続的なグラデーション分布に増加させる。このとき、光拡散能が低い光拡散微粒子の塗布量を増加させても、光拡散能の向上に大きく寄与しない、すなわち光拡散能が飽和状態となる位置がある。そのため、光拡散能が低い光拡散微粒子の塗布量を、少なくとも光源４が配置される位置近傍から当該飽和状態となる位置近傍まで徐々に増加させる。一方、光拡散能が高い光拡散微粒子の塗布量は、当該飽和状態となる位置近傍から離れるに従って階段状又は連続的なグラデーション分布に増加させる。

例えば、第１及び第２のスプレーノズル２１ａ、２１ｂを導光方向（図２の紙面左右方向）に走査させる。このとき、導光板基材３における光源が配置される左側端部から右側端部に亘って、第２のスプレーノズル２１ｂからの塗布液１ｂの噴霧量を徐々に増加させる。一方、第１のスプレーノズル２１ａからの塗布液１ａは、左側端部から当該塗布液１ｂに含まれる光拡散微粒子による光拡散能が飽和状態となる位置近傍まで噴霧しない。そして、当該飽和状態となる位置近傍から導光板基材３の右側端部に亘って、第１のスプレーノズル２１ａからの塗布液１ａの噴霧量を徐々に増加させる。この第１及び第２のスプレーノズル２１ａ、２１ｂの走査を、図２の紙面奥行き方向に所定の送りピッチで繰り返し、導光板基材３の塗工面に塗布液を塗布する。なお、図２の紙面奥行き方向に、すなわち導光板基材３の幅方向全域に亘って塗布液を噴霧することができるように、第１のスプレーノズル２１ａと第２のスプレーノズル２１ｂとを一組として、複数組配置したスプレーコータを用いると、より簡易、迅速に導光板基材３の塗工面に塗布液を塗布することができる。

但し、本実施形態では、光拡散能が低い光拡散微粒子の塗布量を、当該飽和状態となる位置から更に増加させているが、この限りでない。すなわち、上述のように、光拡散能が低い光拡散微粒子の塗布量を当該飽和状態となった後に増加させても、光拡散能の向上に大きく寄与しない。そのため、図３に示すように、当該飽和状態となった後は、光拡散能が低い光拡散微粒子の塗布量を略一定にしても良い。また、図４に示すように、当該飽和状態となった後は、光拡散能が低い光拡散微粒子の塗布量を減少させても良い。また、当該飽和状態となった後は、光拡散能が低い光拡散微粒子の塗布量を０としても良い。

ちなみに、光拡散微粒子の付着密度は連続的に変化することが好ましいがスプレーコータの能力との兼ね合いから階段状に変化させざるを得ない場合もある。階段状に変化させた場合の出射光の空間照度分布は光拡散微粒子の付着密度を連続的に変化させる場合と比べてより不均一になるが、問題とならない程度に抑えることができる。

このように塗布液をスプレー塗工法によって塗布すると、不規則に光拡散微粒子が噴霧され、導光板基材３に付着する。導光板基材３に付着した光拡散微粒子は、それぞれ拡散構造体となるため、微細な拡散構造体を簡単に形成することができる。また、光拡散微粒子は、必ずランダムに塗布されるため、モアレの発生を抑制することができる。そのため、モアレや縞模様が見え難い導光板とすることができる。

さらに、光拡散能が高い光拡散微粒子を含む塗布液を第１のスプレーノズル２１ａから噴霧し、光拡散能が低い光拡散微粒子を含む塗布液を第２のスプレーノズル２１ｂから噴霧する。すなわち、第１と第２のスプレーノズルを使い分けて、硬化後の光拡散能が異なる塗布液を噴霧するので、簡単に、且つ迅速に光源に近い部分は光拡散能が低く、光源に遠い部分は光拡散能が高い導光板とすることができる。特に、光拡散能が低い光拡散微粒子と、光拡散能が高い光拡散微粒子とを適宜、使用することで、よりダイナミックに光拡散能を変化させることができる。

また、スプレー塗工法は、例えば５０インチサイズ以上の大型の導光板にも容易に適用できる。射出成型やプレス成型、ドット印刷等はいずれも大型の精密金型やスクリーン版が必要の他に、大型の設備が必要で、投資コストが高い。また、インクジェット印刷法においても、大判対応とするには巨額の投資が必要である。スプレー塗工法であれば、軽量で小さなスプレーノズルを走査するだけであるから、安価な設備で目的が達せられる。すなわち、本発明のスプレー塗工法は、大型導光板にも安価な設備にて適用される。

なお、望ましい光拡散能を得るために、光拡散微粒子、透光性バインダ、溶剤、導光板基材とスプレーノズルとの間隔などのスプレー塗布条件が適宜制御・選択されるが、塗布液を水玉状に塗布しても良い（図５）。図中、符号１１は光拡散微粒子、１２は透光性バインダを示している。但し、図示例では、光拡散能が高い光拡散微粒子と光拡散能が低い光拡散微粒子とを、区別して示していない。光拡散能を大きくするために全面を塗布液で覆っても良い（図６）。但し、上述のように、光拡散能を大きくするために、より多くの塗布液を塗布しても、光拡散微粒子１１が透光性バインダ１２内に埋没してしまう場合がある（図７）。

このような場合、さらに溶媒で希釈した低粘度の透光性バインダ１２に小粒径の光拡散微粒子１１を混合し、スプレーノズルから導光板基材３までの間で噴霧した極微細な液滴を再凝集させても良い（図８）。より具体的には、塗布液をスプレーノズルにより噴霧する際、スプレーノズルと塗工面との間隔が比較的小さい場合は光拡散微粒子１１が単分散した状態で当該塗工面に付着する。この状態は光拡散微粒子１１が透光性バインダ１２内に埋没しやすいため、拡散力が比較的小さい。一方、スプレーノズルと塗工面との間隔が比較的大きい場合、噴霧直後の液滴中は希釈溶媒の成分が多いため、光拡散微粒子１１は分散した状態であるが、塗工面に到達するまでの間に乾燥すると表面張力で光拡散微粒子１１を核として再凝集し、葡萄のフサ状の凝集塊となり塗工面に付着する。この状態は光拡散微粒子１１の凝集体が透光性バインダ１２内に埋没せず、表面凹凸が大きくなるため拡散力が比較的大きい。つまり、複数の光拡散微粒子１１の凝集体は、高いアスペクト比を有する拡散構造体を成す。それ故に、従来のように版や金型を作製しなくても、塗布液１を導光板基材３に塗布すると、光拡散能に優れた拡散構造体を簡単、且つ安価に形成できる。このように光拡散微粒子１１の分散凝集を調整することによって、拡散構造体の拡散力を調整する方法を併用しても良い。

導光板基材３に塗布された塗布液は、当該溶剤を用いる場合は自然風乾や熱風などによって乾燥させる。透光性バインダが紫外線硬化樹脂からなる場合は、その後の行程にて紫外線を照射して当該透光性バインダを硬化させる。

硬化後の透光性バインダの厚みは、１μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。透光性バインダが薄すぎると接着剤としての機能が果たせなくなるばかりか、紫外線硬化樹脂である場合には酸素の影響によって硬化が困難となる。逆に、透光性バインダが厚すぎると、光拡散微粒子が当該透光性バインダ内に埋没してしまうので、光拡散微粒子の表面凹凸による本来の拡散効果が低減する。

また、導光板の中を通る光は透光性バインダの中も繰り返し通過するので、透光性バインダの透過率も十分高くなければならない。種々の検討の結果、硬化後の透光性バインダの可視光における透過率は垂直方向からみて９９．９５％以上９９．９９９％以下であることが好ましい。

ここで、屈折率差による拡散能が向上できる点で、硬化後の前記透光性バインダの屈折率ｎ２と前記導光板基材の屈折率ｎ１との関係が次式を満たすことが好ましい。
ｎ２≧ｎ１又はｎ２−ｎ１＞０．０５

上述のように製造された導光板１００は、例えば図９に示したように、対向する両端部に配置されたＬＥＤアレイ等の光源４と、裏面側に設置された拡散反射シート６と、表面側に設置された拡散シート７と、等でバックライト装置を構成する。

以上、本発明に係る導光板及び導光板の製造方法の実施形態を説明したが、上述した実施形態に限られず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。

上記実施形態では、屈折率差を有する光拡散微粒子を用いたが、光拡散微粒子の体積を変えても、同様に実施できる。光拡散微粒子は、図５等に示すように、透光性バインダに半ば埋もれ、半ばはみ出した形態で存在する。大きな光拡散微粒子を使えば当該光拡散微粒子は透光性バインダからはみ出る部分が増え、光拡散能は大きくなる。小さな光拡散微粒子を使えば当該光拡散微粒子は透光性バインダに埋もれた領域が増え光拡散能は小さくなる。光拡散微粒子の平均粒径が２５％以上異なれば透光性バインダからはみ出す体積が変わるので、それを閾値とした平均粒径が異なる複数の光拡散微粒子を付着させるのが有効である。つまり、光拡散能が低い光拡散微粒子の平均粒径に対して光拡散能が高い光拡散微粒子の平均粒径は２５％以上大きくすると良い。

また、光拡散微粒子の表面凹凸形状を変えても、上記実施形態と同様に実施できる。光拡散微粒子が真球状ならば単純な凸レンズとして働くが粉砕粒子のような不定形の場合、より高角度への拡散が期待できる。そこで球状の光拡散微粒子と不定形の光拡散微粒子、あるいは不定形だが比較的球に近い光拡散微粒子を付着させることも有効である。この場合、光拡散微粒子としては、メチルメタクリレートとスチレンとを共重合した球状粒子を好適に用いることができる。

上記実施形態では、二種類の塗布液を用いたが、三種類以上の塗布液を用いても良い。この場合、夫々の塗布液は異なるスプレーノズルから噴霧される。
上記実施形態では、光拡散能が異なる光拡散微粒子を用いて、硬化後の光拡散能が異なる塗布液を成したが、透光性バインダの濃度や粘度を変化させることで、硬化後の光拡散能が異なる塗布液を成しても良い。

１ 塗布液
１ａ 光拡散能が高い光拡散微粒子を含む塗布液
１ｂ 光拡散能が低い光拡散微粒子を含む塗布液
２ スプレーコータ
３ 導光板基材
４ 光源
５ 集光用反射体
６ 拡散反射シート
７ 拡散シート
１１ 光拡散微粒子
１２ 透光性バインダ
２１ スプレーノズル
２１ａ 第１のスプレーノズル
２１ｂ 第２のスプレーノズル
２２ａ、２２ｂ 貯蔵槽
２３ａ、２３ｂ ポンプ
１００ 導光板

Claims (17)

1. 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、
   光拡散微粒子及び透光性バインダを含み、硬化後の光拡散能が異なる塗布液を、夫々異なるスプレーノズルから噴霧して、前記光源に近い部分は光拡散能が低く、前記光源から遠い部分は光拡散能が高くなるように、導光板基材の裏面若しくは表面、又は両面に前記塗布液を塗布する導光板の製造方法。
2. 第１のスプレーノズルから光拡散能が高い光拡散微粒子を含む塗布液を噴霧し、第２のスプレーノズルから光拡散能が低い光拡散微粒子を含む塗布液を噴霧することを特徴とする請求項１に記載の導光板の製造方法。
3. 前記第１のスプレーノズルからの塗布液の噴霧によって、前記導光板基材における前記光源が配置される位置から離れるに従って光拡散能が高い光拡散微粒子の個数が増えるような階段状又は連続的なグラデーション分布に、前記塗布液を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２に記載の導光板の製造方法。
4. 前記第２のスプレーノズルからの塗布液の噴霧によって、前記導光板基材における前記光源が配置される位置から離れるに従って光拡散能が低い光拡散微粒子の個数が増えるような階段状又は連続的なグラデーション分布に、前記塗布液を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２又は３に記載の導光板の製造方法。
5. 前記光拡散能が低い光拡散微粒子は、少なくとも前記光拡散微粒子による光拡散能が飽和状態となる位置近傍まで、前記光源が配置される位置から離れるに従って階段状又は連続的なグラデーション分布に個数が増加することを特徴とする請求項４に記載の導光板の製造方法。
6. 前記光拡散能が高い光拡散微粒子と前記光拡散能が低い光拡散微粒子との屈折率差は０．２以上１．２以下であることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の導光板の製造方法。
7. 前記光拡散能が低い光拡散微粒子の平均粒径に対して前記光拡散能が高い光拡散微粒子の平均粒径は１．２５倍以上５０倍以下大きいことを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載の導光板の製造方法。
8. 前記光拡散能が高い光拡散微粒子と前記光拡散能が低い光拡散微粒子とは表面の凹凸形状が異なることを特徴とする請求項２乃至７のいずれか１項に記載の導光板の製造方法。
9. 前記光拡散微粒子の平均粒径は１μｍ以上２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の導光板の製造方法。
10. 前記光拡散微粒子は、メチルメタクリレートとスチレンとを共重合した球状粒子であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の導光板の製造方法。
11. 硬化後の前記透光性バインダの厚みは、１μｍ以上２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の導光板の製造方法。
12. 硬化後の前記透光性バインダの可視光における垂直方向の透過率は、９９．９５％以上９９．９９９％以下であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の導光板の製造方法。
13. 硬化後の前記透光性バインダの屈折率ｎ２と前記導光板基材の屈折率ｎ１との関係が次式を満たすことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の導光板の製造方法。
    ｎ２≧ｎ１又はｎ２−ｎ１＞０．０５
14. 前記透光性バインダは紫外線硬化樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の導光板の製造方法。
15. 前記透光性バインダは熱硬化型の熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の導光板の製造方法。
16. 前記透光性バインダは溶剤を乾燥させることによって硬化する溶剤乾燥型の材料であることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の導光板の製造方法。
17. 請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の導光板の製造方法によって製造された導光板。

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