JP2013101783A - 導光板の製造方法、導光板、エッジライト型面光源装置及び透過型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インクジェット法により導光板の反射ドットを形成する場合において、形成される反射ドットの均一性を高めること。
【解決手段】粘着層２１を有する保護フィルム２を、樹脂板１１から剥離する工程と、樹脂板１１の粘着層２１が貼合されていた表面Ｓ２を親水化処理する工程と、親水化処理された表面Ｓ２に、インクジェット法によってインク１０をドット状にパターン印刷する工程と、パターン印刷されたインク１０から反射ドット１２を形成させる工程と、を備える、導光板１の製造方法。
【選択図】図２

Description

本発明は、導光板の製造方法、導光板、エッジライト型面光源装置及び透過型画像表示装置に関する。

液晶表示装置等の透過型画像表示装置は、一般に、バックライトとしての面光源装置を有している。エッジライト型面光源装置は、導光板及びその端面に光を供給する光源とから構成される。導光板の端面から入射した光が、導光板の背面側に設けられた反射ドット等の反射手段によって反射し、導光板の出射面から画像表示用の面状の光が供給される。

導光板の反射ドット（配光パターン）を形成する方法として、インクジェット法が検討されている（特許文献１）。インクジェット法によれば、設計された所望のパターンを構成する反射ドットを簡易に形成できることが期待される。

特開２００４−２４０２９４号公報 特開２００６−１３６８６７号公報

しかしながら、導光板の表面上にインクジェット法により反射ドットを形成すると、局所的に印刷の状態が異なる印刷ムラが発生して、高い均一性で反射ドットを形成できない場合があるという問題があった。反射ドットを所望のパターン通りに高い均一性で形成することは、導光板を製造する上で非常に重要である。

そこで、本発明は、インクジェット法により導光板の反射ドットを形成する場合において、形成される反射ドットの均一性を高めることを目的とする。

本発明は、基材フィルムと該基材フィルム上に設けられ樹脂板の表面に貼合されている粘着層とを有する保護フィルムを、樹脂板から剥離する工程と、樹脂板の粘着層が貼合されていた表面を親水化処理する工程と、親水化処理された表面に、インクジェット法によってインクをドット状にパターン印刷する工程と、パターン印刷されたインクから反射ドットを形成させる工程と、を備える、導光板の製造方法に関する。

上記本発明に係る製造方法によれば、均一性の高い反射ドットを有する導光板をインクジェット法により製造することができる。保護フィルムの粘着層が貼合されていた表面には、粘着層の粘着剤が少量残存している箇所があり、残存した粘着剤に起因して、インクジェット印刷の際の印刷ムラが発生し易いと考えられる。インクをパターン印刷する前に、樹脂板の表面を親水化処理しておくことにより、粘着剤の影響が抑制され、その結果、形成される反射ドットの均一性を高くすることが可能になったと考えられる。

親水化処理は、好ましくは紫外線照射、アルコールとの接触、又はプラズマ処理である。反射ドットの均一性向上の効果がより高められる。同様の観点から、インクは好ましくは紫外線硬化インクである。

本発明はまた、上記本発明に係る製造方法によって得ることのできる導光板に関する。本発明に係る導光板は、均一性の高い反射ドットを有する。反射ドットの均一性が高いことから、本発明に係る導光板によれば、外観品位が高く、また、均一性の高い面状の光を出射することができる。

本発明に係るエッジライト型面光源装置は、上記本発明に係る導光板と、導光板の端面に光を供給する光源と、を備える。本発明に係る透過型画像表示装置は、エッジライト型面光源装置と、エッジライト型面光源装置の導光板と対向配置された透過型画像表示部と、を具備する。

本発明によれば、インクジェット法により導光板の反射ドットを形成する場合において、形成される反射ドットの均一性を高めることができる。

面光源装置を備える透過型画像表示装置の一実施形態を示す断面図である。 導光板の製造方法の一実施形態を示す工程図である。

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

図１は、面光源装置を備える透過型画像表示装置の一実施形態を示す断面図である。図１に示す透過型画像表示装置１００は、面光源装置２０と、透過型画像表示部３０とから主として構成される。面光源装置２０は、樹脂板１１を有する導光板１と、樹脂板１１の端面Ｓ３に沿って設けられた光源３とを備えるエッジライト型面光源装置である。樹脂板１１は出射面Ｓ１及びその反対側の背面Ｓ２を有しており、導光板１は、背面Ｓ２側に設けられた反射ドット１２を更に有している。透過型画像表示部３０は、導光板１の出射面Ｓ１側において導光板１と対向配置されている。透過型画像表示部３０は、例えば、液晶セルを有する液晶表示部である。

光源３から照射された光は、端面Ｓ３から樹脂板１１に入射する。樹脂板１１に入射した光は、反射ドット１２において乱反射することにより、主として出射面Ｓ１から出射される。出射面Ｓ１から出射した面状の光は画像表示部３０に供給される。均一な面状の光が効率的に出射面Ｓ１から出射されるように、反射ドット１２のパターンが設計される。

光源３は、ＬＥＤ等の点状光源であることが好ましい。この場合、樹脂板１１の矩形の主面を構成する４辺のうち少なくとも１辺に沿って、複数の点状光源が配列される。

図２は、導光板の製造方法の一実施形態を示す工程図である。本実施形態に係る製造方法は、基材フィルム２５と基材フィルム２５上に設けられ樹脂板１１の表面に貼合されている粘着層２１とを有する保護フィルム２を、樹脂板１１から剥離する工程と、樹脂板１１の粘着層２１が貼合されていた表面Ｓ２を親水化処理する工程と、親水化処理された表面Ｓ２に、インクジェット法によってインク１０をドット状にパターン印刷する工程と、パターン印刷されたインク１０から反射ドット１２を形成させる工程とから主として構成される。この方法により、樹脂板１１及び樹脂板１１上に設けられた反射ドット１２を有する導光板１が製造される。

図２の（ａ）に示されるように、樹脂板１１は、その表面に保護フィルム２が貼合された状態で供給される。保護フィルム２の粘着層２１は、例えば、エラストマーであるエチレン−酢酸ビニル共重合体を含有している。このエチレン−酢酸ビニル共重合体は、好ましくは、酢酸ビニルに由来する単量体単位８〜２０質量％と、エチレンに由来する単量体単位８０〜９２質量％とを含む。粘着層２１は、エチレン−酢酸ビニル共重合体以外の他の成分を含有していてもよい。好ましくは、粘着層２１は、ロジン系樹脂、クマロンインデン樹脂、クマロン樹脂及びインデン樹脂から選ばれる、被着体（樹脂板１１）に対する濡れ性を向上させる材料を含有する。ロジン系樹脂は、例えば、ロジン、重合ロジン、水添ロジン、ロジン変性物、及び、ロジン又は水添ロジンのグリセリンエステル又はペンタエリスリットエステルから選ばれる。これらのなかでも水添ロジンが好ましい。

基材フィルム２５は、好ましくは、ポリオレフィン系樹脂フィルムである。ポリオレフィン系樹脂フィルムは、例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリオレフィン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体から選ばれる少なくとも１種のポリオレフィン系樹脂を含む。基材フィルム２５は、単層のフィルムであってもよいし、２層以上から構成される多層のフィルムであってもよい。

樹脂板１１は、透光性の樹脂シートである。具体的には、樹脂板１１は、ポリ（メタ）アクリル酸アルキル樹脂シート、ポリスチレンシート又はポリカーボネート系樹脂シートであることが好ましい。これらの中でも、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂シートが特に好ましい。

樹脂板１１の表面、特に背面Ｓ２に保護フィルムが貼合されていることにより、背面Ｓ２における傷及び汚れの発生が防止される。背面Ｓ２に傷があったり、汚れが付着していたりすると、インクの濡れ拡がり方が不均一となり、このことが反射ドット１２の均一性が低下する原因となり得る。ただし、保護フィルムを樹脂板１１から剥離した際に、保護フィルムの粘着剤が背面Ｓ２上にわずかに残る場合がある。残った粘着剤に起因して、パターン印刷されたインクにおけるスジ状の欠陥が生じたり、ムラが生じたりすることがある。しかし、本実施形態のように背面Ｓ２を親水化処理することにより、粘着剤の影響が低減され、背面Ｓ２に保護フィルムが貼合されていた場合であっても、反射ドット形成用のインクを高い均一性でパターン印刷することができる。

保護フィルム２を樹脂板１１から剥離して、樹脂板１１の一方の主面である表面（背面）Ｓ２を露出させる（図１の（ｂ））。保護フィルム２を剥離する方法は特に限定されない。

露出した樹脂板１１の表面（背面Ｓ２）に対して、インクのパターン印刷の前に親水化処理１５が施される。通常、樹脂板の表面の水との接触角は、親水化処理によって小さくなる。親水化処理された樹脂板の表面の水との接触角は、好ましくは３０度以上８０度未満である。一般に、親水化処理される前の樹脂板の表面の水との接触角は８０度以上である場合が多い。

親水化処理は、例えば、紫外線照射、アルコールとの接触、及びプラズマ処理から選ばれる。紫外線照射は、低圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等を用いて行うことができる。紫外線照射は、空気雰囲気下で行ってもよいし、オゾン雰囲気下で行ってもよい。アクリル樹脂板の表面とアルコールとの接触は、例えば、アルコールを浸み込ませたウエス等の繊維基材を用いてアクリル樹脂板の表面を拭く方法により行うことができる。アルコールとして、例えばイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）が用いられる。プラズマ処理としては、コロナ処理がある。

次いで、図２の（ｃ）に示されるように、粘着層２１が貼合されていた表面Ｓ２に対して、反射ドット形成用のインク１０がドット状にパターン印刷される。インク１０は、インクジェットヘッド５から液滴状に吐出される。インクジェット法による印刷は、インクジェットヘッドを備える通常のインクジェット印刷装置を用いて行うことができる。インクジェットヘッドの走査速度は、好ましくは１００ｍｍ／秒以上８００ｍｍ／秒以下である。

インク１０は、硬化又は乾燥により反射ドットを形成するインクであればよく、例えば、紫外線硬化インク、水性インク又は溶剤インクが用いられる。これらのなかでも、環境対策の容易さなどの観点から、紫外線硬化インク及び水性インクが好ましい。紫外線硬化インクを用いる場合、印刷されたインク１０に対してランプ７により紫外線を照射してインク１０を硬化する工程を経て、硬化したインクからなる反射ドット１２が形成される。紫外線硬化インクを用いることにより、紫外線照射により短時間で硬化することから、樹脂板の表面上における過剰な濡れ拡がりを防ぎ易い。硬化のための紫外線ランプの走査速度は、好ましくは１００ｍｍ／秒以上８００ｍｍ／秒以下である。これにより、低粘度の未硬化のインクが濡れ拡がる前にインクを硬化して、より良好な形状を有する反射ドットを形成することができる。水性インク又は溶剤インクを用いる場合、乾燥装置によりインクが乾燥されて、反射ドットが形成される。いずれの種類のインクも、酸化チタン粒子等の顔料を含んでいてもよいし、必要に応じて、微粒子を含まない透明なものであってもよい。

以下、実施例を挙げて本発明についてさらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

１．導光板の作製
実施例１
粘着層を有する保護フィルムが両面に貼合されたＰＭＭＡ板（４０インチサイズ）を準備した。片方の保護フィルムを剥離し、露出したＰＭＭＡ板表面に対して、ＵＶランプを用いて積算光量５０〜１００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線を照射した。紫外線が照射されたＰＭＭＡ板表面に対して、インクジェットヘッドを用いて、紫外線硬化樹脂のインクをドット状に印刷した。印刷されたインクを、ＵＶランプを用いた紫外線照射により硬化して、反射ドットを形成させた。以上の手順により、反射ドットを有する導光板を得た。形成された反射ドットを目視により観察したところ、印刷面全体にわたって印刷ムラは認められず、良好な均一性で反射ドットが形成されることが確認された。

導光板の作成に用いたものと同様の、保護フィルムが両面に貼合されたＰＭＭＡ板から１００ｍｍ角のサンプルを切り出した。このサンプルの片方の保護フィルムを剥離し、露出したＰＭＭＡ板表面に対して、ＵＶランプを用いて積算光量５０〜１００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線を照射した。紫外線照射されたＰＭＭＡ板表面の水との接触角を、接触角測定装置を用いて測定したところ、８３度であった。

実施例２
粘着層を有する保護フィルムが両面に貼合されたＰＭＭＡ板（４０インチサイズ）を準備した。片方の保護フィルムを剥離し、露出したＰＭＭＡ板表面に対して、ＵＶランプを用いて積算光量３５０〜４００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線を照射した。これ以外は実施例１と同様の手順により、インクジェット法により反射ドットを形成させて、反射ドットを有する導光板を得た。形成された反射ドットを目視により観察したところ、印刷面全体にわたって印刷ムラは認められず、良好な均一性で反射ドットが形成されることが確認された。

導光板の作成に用いたものと同様の、保護フィルムが両面に貼合されたＰＭＭＡ板から１００ｍｍ角のサンプルを切り出した。このサンプルの片方の保護フィルムを剥離し、露出したＰＭＭＡ板表面に対して、上記と同様の条件で紫外線処理を施した。紫外線照射されたＰＭＭＡ板表面の水との接触角を、接触角測定装置を用いて測定したところ、７０度であった。

実施例３
粘着層を有する保護フィルムが両面に貼合されたＰＭＭＡ板（４０インチサイズ）を準備した。片方の保護フィルムを剥離し、露出したＰＭＭＡ板表面に対して、搬送速度５．０ｍ／分でＰＭＭＡ板を搬送しながら、表面から７〜９ｍｍの距離をおいた位置からプラズマ処理を施した。プラズマ処理されたＰＭＭＡ板表面に対して、実施例１と同様の手順により、インクジェットヘッド法により反射ドットを形成させた。以上の手順により、反射ドットを有する導光板を得た。形成された反射ドットを目視により観察したところ、印刷面全体にわたって印刷ムラは認められず、良好な均一性で反射ドットが形成されることが確認された。

導光板の作成に用いたものと同様の、保護フィルムが両面に貼合されたＰＭＭＡ板から１００ｍｍ角のサンプルを切り出した。このサンプルの片方の保護フィルムを剥離し、露出したＰＭＭＡ板表面に対して、上記と同様の条件でプラズマ処理を施した。プラズマ処理されたＰＭＭＡ板表面の水との接触角を、接触角測定装置を用いて測定したところ、６１度であった。

実施例４
粘着層を有する保護フィルムが両面に貼合されたＰＭＭＡ板（４０インチサイズ）を準備した。片方の保護フィルムを剥離し、露出したＰＭＭＡ板表面に対して、イソプロピルアルコールを浸み込ませた紙製のウエスを軽く擦り付けた。その後、その表面上に、実施例１と同様の手順により、インクジェットヘッド法により反射ドットを形成させた。以上の手順により、反射ドットを有する導光板を得た。形成された反射ドットを目視により観察したところ、印刷面全体にわたって印刷ムラは認められず、良好な均一性で反射ドットが形成されることが確認された。

導光板の作成に用いたものと同様の、保護フィルムが両面に貼合されたＰＭＭＡ板から１００ｍｍ角のサンプルを切り出した。このサンプルの片方の保護フィルムを剥離し、露出したＰＭＭＡ板表面に対して、上記と同様の条件でアルコールとの接触による親水化処理を施した。アルコールとの接触により親水化処理されたＰＭＭＡ板表面の水との接触角を、接触角測定装置を用いて測定したところ、７４度であった。

比較例１
粘着層を有する保護フィルムが両面に貼合されたＰＭＭＡ板（長さ１００ｍｍ、幅１００ｍｍ、厚み４ｍｍ）を準備した。片方の保護フィルムを剥離し、露出したＰＭＭＡ板表面に対して、実施例１と同様の手順により、インクジェットヘッド法により反射ドットを形成させた。以上の手順により、反射ドットを有する導光板を得た。インクを印刷する前のＰＭＭＡ板表面の水との接触角を、接触角測定装置を用いて測定したところ、８５度であった。形成された反射ドットを目視により観察したところ、印刷ムラが多く発生していることが確認された。

１…導光板、２…保護フィルム、３…光源、５…インクジェットヘッド、７…ランプ、１１…樹脂板、１２…反射ドット、２０…面光源装置、２１…粘着層、２５…基材フィルム、３０…透過型画像表示部、１００…透過型画像表示装置（液晶表示装置）、Ｓ１…出射面、Ｓ２…背面、Ｓ３…端面。

Claims (6)

1. 基材フィルムと該基材フィルム上に設けられ樹脂板の表面に貼合されている粘着層とを有する保護フィルムを、前記樹脂板から剥離する工程と、
   前記樹脂板の前記粘着層が貼合されていた表面を親水化処理する工程と、
   親水化処理された前記表面に、インクジェット法によってインクをドット状にパターン印刷する工程と、
   パターン印刷された前記インクから反射ドットを形成させる工程と、
   を備える、導光板の製造方法。
2. 前記親水化処理が紫外線照射、アルコールとの接触、又はプラズマ処理である、請求項１に記載の製造方法。
3. 前記インクが紫外線硬化インクである、請求項１又は２に記載の製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法によって得ることのできる導光板。
5. 請求項４に記載の導光板と、
   前記導光板の端面に光を供給する光源と、
   を備えるエッジライト型面光源装置。
6. 請求項５に記載のエッジライト型面光源装置と、
   前記エッジライト型面光源装置の導光板と対向配置された透過型画像表示部と、
   を具備する透過型画像表示装置。

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