JP4316559B2

JP4316559B2 - 導光板及びその製造方法

Info

Publication number: JP4316559B2
Application number: JP2005344965A
Authority: JP
Inventors: 服部　　正
Original assignee: NANO CREATE COMPANY, LTD.
Current assignee: NANO CREATE COMPANY, LTD.
Priority date: 2005-11-30
Filing date: 2005-11-30
Publication date: 2009-08-19
Anticipated expiration: 2025-11-30
Also published as: JP2007149575A

Description

本発明は、例えば面光源装置や液晶表示用光源パネル等に使用される導光板及びその製造方法に関する。

従来から、例えば液晶表示装置においては、液晶表示パネルは自ら発光しないので、外部から光を液晶表示パネルに照射することによって液晶表示画面を見ることができるようにしている。これを実現するためには、例えば、いわゆるライティングパネルと呼ばれる面光源装置をパネルの表示画面と反対側に配置し、この面光源装置から出射された光が液晶表示パネルを通過することによって、表示画面を照明する構成になっている。面光源装置は、外部に配置された、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）の点光源から入射された光を面光源に変換して液晶表示パネルに対し均一に出射するための導光板を備えている。

このような面光源装置においては、導光板に入射された点光源からの光を当該導光板から均一に効率良く出射することが求められている。出射光の輝度を向上させるために、導光板の出射面又は出射面と反対側の面に種々の形状の穴、突起又は溝等を形成することが提案されている。このような導光板の構造は、例えば特許文献１や２に開示されている。
特開平１０−２５３９６０号公報特開２００１−２２８３３８号公報

ところで近年は、携帯情報端末の表示装置等においては高画質化に対する要求が年々高まっており、この要求に応えるために液晶表示装置において回路部と表示部の消費電力が増大しつつある。従って、周辺部品としての面光源装置においては、より低い消費電力で照明光の利用効率を高めることができるとともに、より精細な表示画面を明るく照らすために、出射光の輝度をより高くするニーズがある。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、出射光の輝度を一層向上させることが可能な導光板やその製造方法を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の第１の観点によれば、光源から入射部を介して入射された光を内部で伝播させて出射面から出射させる導光板の、以下のような製造方法が提供される。前記導光板は、前記出射面又は前記出射面と反対側の面の少なくとも何れか一方の面に、テーパ角が６５°以上８０°以下のテーパ凸形状又はテーパ凹形状を有する複数の微細構造体を形成した構成とする。当該製造方法は、光学リソグラフィマスクと基板上のレジスト層との間を離間させた状態で紫外線を照射する選択照射工程を含む。

この構成により、光学リソグラフィマスクを通過した紫外線が斜めにレジスト層に入射することで、当該マスクの紫外線通過可能領域よりも大きな面積の半影感光が可能となり、テーパ形状の微細構造体を導光板に対して容易に形成できる。この結果、光輝度の導光板を低コストで得ることができる。
また、導光板の前記テーパ凸形状又はテーパ凹形状のテーパ角を６５°以上８０°以下とすることにより、優れた出射光強度が得られ、消費電力の低減と輝度の向上とを両立した導光板とすることができる。

本発明の第２の観点によれば、光源から入射部を介して入射された光を内部で伝播させて出射面から出射させる導光板の、以下のような製造方法が提供される。前記導光板は、前記出射面又は前記出射面と反対側の面の少なくとも何れか一方の面に、テーパ角が６５°以上８０°以下のテーパ凸形状又はテーパ凹形状を有する複数の微細構造体を形成した構成とする。当該製造方法は、光学リソグラフィマスクと基板上のレジスト層との間を離間させた状態で紫外線を照射する選択照射工程と、このレジスト層を現像することによってレジスト構造体を前記基板上に形成する工程と、前記基板上のレジスト構造体を被覆するように金属を電着させることによって金属構造体を形成する工程と、この金属構造体から前記レジスト構造体を除去する工程と、前記金属構造体を型として用いて合成樹脂材料に前記テーパ凸形状又はテーパ凹形状を形成する工程と、を含む。

この構成により、前記選択照射工程で光学リソグラフィマスクを通過した紫外線が斜めにレジスト層に入射することで、当該マスクの紫外線通過可能領域よりも大きな面積の半影感光が可能となり、現像によって、テーパ形状のレジスト構造体を容易に形成できる。そして、このレジスト構造体の形状を金属構造体を介して合成樹脂材料へ転写することで、テーパ形状の微細構造体を導光板に対して容易に形成できる。この結果、光輝度の導光板を安価な製造コストで得られる。
また、導光板の前記テーパ凸形状又はテーパ凹形状のテーパ角を６５°以上８０°以下とすることにより、優れた出射光強度が得られ、消費電力の低減と輝度の向上とを両立した導光板とすることができる。

前記の導光板の製造方法においては、前記選択照射工程の後に、前記レジスト層に前記光学リソグラフィマスクを通過させずに紫外線を照射する工程を含むことが好ましい。

この構成により、導光板に形成される前記微細構造体のテーパ形状の制御の自由度を更に高めることができる。

前記の導光板の製造方法においては、前記選択照射工程をドーナツ状の紫外線光源を用いて行うことが好ましい。

この構成により、紫外線の回折現象を用いずに半影露光を直接制御できるので、微細構造体のテーパ形状を更に精度良く制御することができる。

前記の導光板の製造方法においては、前記テーパ凸形状又はテーパ凹形状はほぼ円錐台形状又は円錐状であることが好ましい。

この構成により、出射光の均一性に優れる導光板とすることができる。

前記の導光板の製造方法においては、前記微細構造体は、前記導光板の入射部からの距離が大きくなるにつれて単位面積あたりの個数が指数関数的に増大するように配置されることが好ましい。

この構成により、入射部からの距離の大小にかかわらず均一な出射光の得られる導光板を提供できる。

なお、本発明の他の観点によれば、前記の製造方法で製造された導光板が提供される。

次に、発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係る導光板を備えるバックライト装置の全体的な構成を示す模式断面図である。

図１に示すように、図示しない透過型液晶パネルを裏面側から照明するに示す面光源装置としてのバックライト装置（ライティングパネル）１１は、光源１２と、導光板（導光体）１３と、を備えている。この導光板１３は例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等の透明材料によって矩形の平板状に形成されており、当該導光板１３の一辺に対向するように光源１２が配置されている。導光板１３の厚み方向一方側の面は光の出射面（発光面）１４とされており、この出射面１４に多数の微細構造体１５が形成されている。この微細構造体１５は図１に示すようにテーパ凹形状（更に言えば円錐台形状）に構成されており、その側面はテーパ面１６とされている。

この構成で、光源１２からの光は、導光板１３の備える微細構造体１５（正確には、前記テーパ面１６）により散乱又は反射されることにより、導光板１３の出射面１４の全面から出射し、この出射面１４に対向配置された液晶表示パネルを裏面側から照明するようになっている。

次に、上記の構成の導光板１３の製造方法を、図２から図１１までを参照して説明する。図２は、導光板の製造工程を順を追って説明する図であって、（ａ）はレジスト層形成工程、（ｂ）は紫外線の選択照射工程、（ｃ）は紫外線の均一照射工程、（ｄ）は現像工程を示す図である。図３は選択照射工程等で使用する紫外線照射装置を示す模式図、図４はレジストパターン構造体に形成されたテーパ状凹部を示す模式図である。図５は、選択照射工程でＵＶマスクとレジスト層との距離をゼロから増大させたときの、レジストパターン構造体の凹部の形状の変化を示す図である。図６は、選択照射工程におけるＵＶマスク−レジスト層間の距離と、レジストパターン構造体の凹部のテーパ角との関係を示すグラフ図である。

上記導光板１３の製造方法としては、先ず図２（ａ）に示すように、平坦な基板２１を用意し、その上にレジストを均一に塗布して固化させ、レジスト層２２とする。上記基板２１としては例えばシリコン基板を採用することができる。また、上記レジストとしては紫外線感光型の樹脂を使用し、厚みは数十〜１００μｍとすれば良い。

レジスト層２２の乾燥・固化後、図２（ｂ）に示すように、レジスト層２２の上方に光学リソグラフィマスクとしてのＵＶマスク２３を配置する。このＵＶマスク２３は、上記微細構造体１５に対応する位置に紫外線２４が透過可能な円形パターン２５を施したものであり、当該円形パターン２５の部分を紫外線２４が通過し、それ以外の部分は通過できないように構成されている。この円形パターン２５の大きさ（直径）は、数十〜１００μｍ程度とすることが考えられる。このＵＶマスク２３はレジスト層２２に対し、適宜の間隔ｄをあけて配置される。

この状態で、図２（ｂ）に示すように図中上方から紫外線２４を照射する（選択照射工程）。すると、ＵＶマスク２３の円形パターン２５の部分を通過した紫外線２４はレジスト層２２に入射してレジスト層２２を感光させるが、前記円形パターン２５の縁を通過した紫外線２４は、回折現象によってその向きを曲げられ、紫外線通過不能部分の裏側へ回り込むように、レジスト層２２に対して斜めに入射する（符号２４ａ）。この結果、前記ＵＶマスク２３の円形パターン２５の部分の面積よりも大きな面積の半影感光が可能となり（感光部分２２ａ）、円形パターン２５の境界部分には、緩やかに増大／減少する感光強度分布が得られる。これにより、レジスト層２２の深層部分では円形パターン２５の形状にほぼ一致し、レジスト層２２の表面に近づくにつれて徐々に領域を拡大させるような、テーパ状の感光部分２２ａ（図中のクロスハッチング部分）を得ることができる。

次に、図２（ｃ）に示すように、今度はＵＶマスク２３を取り去った状態で、図中上方から紫外線２４を照射して、紫外線２４を全面的に且つ均一にレジスト層２２に対し入射させる（均一照射工程）。すると、レジスト層２２の全面が露光されるが、その感光反応の進行には偏りがある。即ち、図２（ｂ）の選択照射工程によって形成された感光部分２２ａのうちレジスト層２２の深層部分の感光の進行は遅いが、感光部分２２ａの浅層部分や未感光部分の感光の進行は速い。これにより、結局、あたかも上記テーパ状の感光部分２２ａの当該テーパ角が大きくなるような効果を得ることができる。

なお、図２（ｂ）の選択照射工程及び図２（ｃ）の均一照射工程は、例えば図３に模式的に示す紫外線照射装置によって行うことができる。この紫外線照射装置は、図３に示すように、紫外線光源１ａから照射された紫外線２４を、２つのミラー２で反射させた上でＵＶマスク２３及びレジスト層２２に入射させるように構成している。これにより、点光源の如くほぼ放射状に紫外線２４を放射する紫外線光源１ａを使用しても、当該光源１ａと照射対象としてのレジスト層２２との間の実効的距離を可及的に長くすることで、レジスト層２２へほぼ平行に紫外線２４を入射させ得るように構成している。なお、図２（ｃ）の均一照射工程は、図３の装置から単にＵＶマスク２３を取り外すことで行うことができる。

次に、図２（ｄ）に示すように、レジスト層２２を適宜の現像液により現像して、前記感光部分２２ａを除去する。すると、上記円形パターン２５の部分に相当する位置に円錐台形状の凹部２６が形成された、レジストパターン構造体（レジスト構造体）２８を得ることができる。また、図４は、上記の現像工程後の様子であって、微小形状部（凹部２６）の断面図を示している。この凹部２６は、導光板１３の微細構造体１５に対応するものである。

図５は、ＵＶマスク２３とレジスト層２２との距離（図２（ｂ）に示す距離ｄ）によって前記凹部２６のテーパ形状が変化する様子を、断面図及びＳＥＭ観察写真で示したものである。なお、この図５では、図２（ｂ）の選択照射工程のみを行い、図２（ｃ）の均一照射工程は省略して現像した結果を示している。

図５（ａ）には、ＵＶマスク２３とレジスト層２２とを接触させて紫外線２４を選択照射した場合の様子が示され（即ちｄ＝０）、この場合、凹部２６の内周面２７は２０°前後のテーパ角を有することが認められる。なお、テーパ角とは、図４に示す円錐面（テーパ面）同士がなす角度θのことである。凹部２６の内底面は、中央より端部の方が若干深く加工されている。ＵＶマスク２３とレジスト層２２とを１００μｍだけ離間させた場合（距離ｄ＝１００μｍ）が図５（ｂ）に示され、このときは、凹部２６の内周面２７がなすテーパ角θは４０°前後と若干大きくなる。

上記距離ｄが２００μｍの場合が図５（ｃ）に示され、このときは、凹部２６の内周面２７のテーパ角θは６０°前後と更に大きくなり、凹部２６の断面輪郭も若干の丸みを帯びてくる。更に、上記の距離ｄが３００μｍの場合が図５（ｄ）に示され、この場合は内周面２７のテーパ角は８０°前後と更に増大し、断面輪郭の丸みも強くなる。

図６には、ＵＶマスク２３とレジスト層２２との間隔ｄと上記テーパ角θとの関係がグラフで示される。なお、この図６においても、図２（ｂ）の選択照射工程のみを行い、図２（ｃ）の均一照射工程は省略して現像した結果を示している。

このグラフで明らかであるように、ＵＶマスク２３をレジスト層２２から離していくに従って、即ち、前記の距離ｄを０から増大させてゆくに従って、テーパ角θが増大する傾向が見られた。これは、ＵＶマスク２３とレジスト層２２との距離を調節することによって、テーパ角θを所望の角度に制御できることを意味する。例えば、導光板１３において出射光の強度を最も大きくできる好適なテーパ角は６５°〜８０°であるので、これに対応してレジストパターン構造体２８のテーパ角θを６５°〜８０°とするには、図６のグラフに従えば、ＵＶマスク２３とレジスト層２２との距離ｄは２００μｍ〜３００μｍ程度とするのが好ましいことが判る。

なお、図２（ｂ）の選択照射工程は、図３の紫外線照射装置の代わりに、図７や図８に示すような紫外線照射装置によって行うこともできる。図８に示す紫外線照射装置は、図３の点光源としての紫外線光源１ａの代わりに、ドーナツ状の紫外線光源１ｂを備えたものである。この中空のサークライン光源を用いた場合、ＵＶマスク２３の円形パターン２５に対して最初から斜め方向に紫外線を照射できるので（図７を参照）、紫外線２４の回折現象を利用せずとも、半影露光を直接光（直進光）で制御してレジスト層２２を露光するができる。

次に、図９に、図２（ｃ）の均一照射工程を行った場合のレジストパターン構造体２８の様子をＳＥＭ観察写真で示す。なお図９（ａ）は、図２（ｂ）の選択照射工程のみを行い、図２（ｃ）の均一照射工程を省略した場合のレジストパターン構造体２８のＳＥＭ観察写真であり、比較対照として示すものである。このときの前記テーパ角θを測定すると、７５°程度であった。

図９（ｂ）は、図２（ｃ）の均一照射工程で１００ｍＪ／ｃｍ²の露光量で紫外線露光した場合の様子であり、テーパ角θが図９（ａ）に比べて増大していることが判る（テーパ角θの測定値は９０°程度であった）。また図９（ｃ）は、同様に均一照射工程で２５０ｍＪ／ｃｍ²の露光量で紫外線露光した場合の様子であり、更にテーパ角θが増大していることが判る（テーパ角θの測定値は約１００°であった）。

また、図１０には、均一照射工程におけるレジスト層２２の露光量と上記テーパ角θとの関係がグラフで示される。このグラフからも、均一照射工程での露光量を増大させると、テーパ角θを増大させ得ることが判る。

図１１は、図２（ｄ）のレジストパターン構造体から金型を形成して導光板を製造する工程を示す図である。即ち、図２（ｄ）で示されるレジストパターン構造体２８は、基板２１を剥離してそのまま前記導光板１３とすることもできるが、電鋳法を使用して導光板１３を製造することもできる。この方法が図１１に示され、先ず前記レジストパターン構造体２８を被覆するように、金属としてのニッケル等を電着させることによって、金属構造体としての金型２９を形成する（図１１（ａ））。これにより、金型２９には、前記レジストパターン構造体２８の凹部２６に対応する位置に凸部３０が形成される。

続いて、前記レジストパターン構造体２８を金型２９から除去した上で、この金型２９を柔らかい透明な合成樹脂シート（合成樹脂材料）に圧接することで、前記凸部３０に対応する位置にテーパ凹形状の微細構造体１５を形成することができる。上記合成樹脂シートとしては、例えば、屈折率が１．４９であるポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を採用することができる。

なお、この微細構造体１５のテーパ角及びアスペクト比は、前記レジストパターン構造体２８におけるテーパ角（図４の角度θ）及びアスペクト比にそれぞれ一致するのは言うまでもない。こうして、バックライト装置１１を構成する導光板１３が完成する。

この導光板１３の出射光の輝度は、前記微細構造体１５の径が１００μｍ、６０μｍ、３０μｍと小さくなるにつれて向上する傾向が認められるが、輝度の均一性等を考慮すると、６０μｍ前後が好ましい。

また、導光板１３の出射光の輝度は、微細構造体１５の径寸法に対する深さの寸法比率（アスペクト比）が高くなると向上する傾向が認められるが、アスペクト比が高くなりすぎると、輝度は飽和するか、かえって低くなる。従って、アスペクト比は０．３以上１．０以下であることが好ましい。

以上に示すように、本実施形態の導光板１３の製造方法は、ＵＶマスク２３と基板２１上のレジスト層２２との間を距離ｄだけ離間させた状態で紫外線２４を照射する選択照射工程（図２（ｂ））を含む。

これにより、ＵＶマスク２３を通過した紫外線２４が斜めにレジスト層２２に入射することで、当該ＵＶマスク２３の紫外線通過可能領域より大きな面積の半影感光が可能となり、テーパ形状の微細構造体１５を容易に形成できる。

また、本実施形態の導光板１３の製造方法は、ＵＶマスク２３と基板２１上のレジスト層２２との間を離間させた状態で紫外線２４を照射する前記選択照射工程（図２（ｂ））と、このレジスト層２２を現像することによってレジストパターン構造体２８を基板２１上に形成する工程（図２（ｄ））と、このレジストパターン構造体２８を被覆するように金属を電着させることで金型２９を形成する工程（図１１（ａ））と、レジストパターン構造体２８を除去する工程と、この金型２９により合成樹脂シートにテーパ凹形状の微細構造体１５を形成する工程（図１１（ｂ））と、を含む。

これにより、前記選択照射工程でＵＶマスク２３を通過した紫外線２４が斜めにレジスト層２２に入射することで、当該ＵＶマスク２３の紫外線通過可能領域より大きな面積の半影感光が可能となり、レジストパターン構造体２８のテーパ形状の凹部２６を容易に実現できる。そして、この凹部２６の形状を金型２９で転写することで、テーパ形状の微細構造体１５を施した導光板１３を低コストで得ることができる。

なお、上記テーパ凹形状の微細構造体１５のテーパ角が６５°以上８０°以下となるように構成することで、優れた出射光強度が得られ、消費電力の低減と輝度の向上とを両立させることができる。

また、前記選択照射工程（図２（ｂ））の後に、レジスト層２２に前記ＵＶマスク２３を通過させずに紫外線を照射する均一照射工程（図２（ｃ））を行うことで、レジスト層２２に形成される凹部２６のテーパ角θを大きくすることができ、出射光強度の向上に寄与することができる。

また、前記選択照射工程（図２（ｂ））は、図７や図８に示すドーナツ状の紫外線光源１ｂを用いて行うこともでき、この方法では回折現象を用いずに半影露光を直接制御できるので、前記テーパ角θ等を精度良く制御することができる。

また、図１に示すように、前記微細構造体１５のテーパ凹形状は円錐台形状に構成されているので、出射光の均一性に優れる導光板１３とすることができる。

次に、図１２から図１４までを参照して、前記導光板１３の導光パターンとしてのドット配置パターンを説明する。図１２は導光板の導光パターン単位において微細構造体の配置パターンを概念的に説明する図、図１３は導光パターンの微細構造体の配置パターンの全体概念図、図１４はモアレ防止のための微細構造体の配置パターンを説明する図である。

図１２（ａ）に示すように、この導光パターン１８は矩形状に構成されており、その矩形領域の四隅のうち図中左下の隅（入射部）を介して、点光源としてのＬＥＤからの光が４５°の方向ないし対角線方向に入射される。

この導光パターン１８においては、上述したように、導光板１３の出射面に、円錐台形状の凹形状に形成された微細構造体１５（ドット）が多数個配置されている。

図１２（ａ）で丸付数字の１〜５で示される領域の具体的なドットパターン例が図１２（ｂ）にそれぞれ対応して示される。図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、導光パターン１８のうち入射部の近傍領域（丸付数字４の領域）では、微細構造体１５の配置密度が最も小さい。導光パターン１８の中央領域（丸付数字３の領域）では、微細構造体１５の配置密度がやや大きくなり、入射部から最も離れた隅の領域（丸付数字１の領域）では、微細構造体１５の配置密度が最も大きくなる。上記以外の２つの隅の領域（丸付数字２及び５の領域）では、微細構造体１５の配置密度は上記の中央領域よりもやや大きい。

以上に示すように、導光パターン１８において微細構造体１５は、その四隅のうちの一つに構成された入射部からの距離が増大するに従って、その配置密度が疎の状態から密の状態に徐々に変化するように、多数配置されている。

具体的には、微細構造体１５は、前記導光板１３の入射部からの距離が大きくなるにつれて、単位面積あたりの個数が所定の指数関数に従って増大するように配置されている。これにより、出射面から出射される光の強度を、導光パターン１８の領域全体にわたって均一にすることができる。この微細構造体１５の配置の様子は、図１３に示す全体正面図によっても理解することができる。なお、図１３における矢印Ｌは入射光の方向を示す。

また、図１４（ａ）に例示するように微細構造体１５を規則的に配置することに代えて、図１４（ｂ）に示すように微細構造体１５をやや不規則的（ランダム）に配置することもできる。なお、導光板１３の出射光の輝度の均一性やモアレ防止の観点からは、上記のように微細構造体１５をランダムに配置することが好ましい。勿論、上記のランダム配置は、図１２を参照して説明した微細構造体１５の密度の疎密の変化傾向を実質的に維持しつつ行うことが好ましい。

次に、本実施形態の導光板１３を備えた面光源装置の一例としてのライティングパネル（液晶表示用光源パネル）の概略構成を、図１５の分解斜視図を参照して説明する。

図１５においてライティングパネル１００は、反射フィルム５と、前記導光板１３と、拡散フィルム７と、レンズフィルム３・４とを順に積層して構成されている。導光板１３の側部には、点光源としての上記ＬＥＤ（発光ダイオード）６が配置され、このＬＥＤ６から光が導光板１３に入射される。図１５の例では３つのＬＥＤ６が導光板１３の一辺側に並べて配置されているが、ＬＥＤ６の数及び配置はこれに限定されるものではなく、前述の導光パターン１８の上記入射部に対応するようにＬＥＤ６を設ければ良い。

この構成で、ＬＥＤ６から導光板１３に入射された光は、導光板１３の前記導光パターンの内部で伝播することで面光源に変換され、導光板１３の出射面（図１５では、上面）から前記拡散フィルム７に向かって出射する。なお、前記反射フィルム５は、導光板１３の出射面と反対側に漏れ出る光を上記の出射方向に反射させて、導光板１３の内部に集めるためのものである。

上記のように導光板１３から出射した光は、光制御部材としての拡散フィルム７を通過することによって進行方向が拡散される。そして更に、所謂プリズムシートと称される、光制御部材としての前記レンズフィルム３・４を通過することによって、液晶表示画面の視野角内に集中し、輝度をより高めた光が液晶表示画面を照射する。

次に、前記レジストパターン構造体２８を実際に製造した実施例を説明する。前記基板２１としては４インチのシリコン基板を用い、この基板２１は、アセトン、イソプロピルアルコール、純水の順で洗浄し、ホットプレートで乾燥させた。次に、この基板２１上にスピンコーターにてＯＡＰ（ヘキサメチルジシラザン）を塗布後、１２０℃で５分間ベークした。ＯＡＰ（ヘキサメチルジシラザン）のスピンコートは、１０秒間で回転数５００ｒｐｍまで上昇させ、そのまま１０秒間５００ｒｐｍを保持し、その後１０秒間で停止させるようにした。

次に、クラリアント社製のポジレジストＡＺ−Ｐ４９０３を２回に分けて基板２１上にスピンコーターで塗布し、レジスト層２２を形成した。１回目のスピンコートの条件は、、１５秒間で回転数５００ｒｐｍまで上昇させ、そのまま１５秒間５００ｒｐｍを保持し、その後１５秒間かけて４５００ｒｐｍまで上昇させ、そのまま４０秒間４５００ｒｐｍを保持し、その後１５秒間で停止させるようにした。この１回目の塗布後、１１０℃で７分間ベークした。

２回目のスピンコートは、１５秒間で回転数５００ｒｐｍまで上昇させ、そのまま１５秒間５００ｒｐｍを保持し、その後１５秒間かけて１２００ｒｐｍまで上昇させ、そのまま４０秒間１２００ｒｐｍを保持し、その後１５秒間で停止させるようにした。この２回目の塗布後、１１０℃で１１分間ベークした。この結果、層厚が３０μｍ程度のレジスト層２２が基板２１上に形成された。

そして、上記レジスト層２２から３００μｍ浮かせた位置にＵＶマスク２３としてのガラスマスクを設置した（ｄ＝３００μｍ）。このガラスマスクは、φ＝３０μｍの円形パターン２５が多数描画されたものを用いた。そして、紫外線露光装置を用いて露光を行った（図２（ｂ）の選択照射工程）。このときの露光量は５５０ｍＪ／ｃｍ²であった。なお、図２（ｃ）の均一照射工程は省略した。

次に、現像液（クラリアント社製のＡＺ４００Ｋデベロッパー１に対し、純水４の割合で希釈したもの）を容器に入れ、適宜マグネットスターラで撹拌しながら、前記基板２１及びレジスト層２２を５０分間浸漬した。この結果、レジスト層２２の前記円形パターン２５の位置にテーパ角θ＝７０°付近の円錐状の凹部が形成され、レジストパターン構造体２８を作成することができた。

以上に本発明の好適な実施形態を説明したが、上記は一例であって、例えば以下のように変更することができる。

微細構造体１５は、出射面１４だけに形成する代わりに、出射面１４と反対側にだけ形成したり、両面に形成するように構成することができる。また、微細構造体１５は、テーパ凹形状に形成することに代えて、テーパ凸形状に形成することができる。なお、図１６は、円錐台形状のテーパ凸形状とした微細構造体を多数配置した例の写真を、（ａ）〜（ｃ）と倍率をそれぞれ異ならせて示したものである。また、テーパ凹形状及びテーパ凸形状は、円錐台形状のみならず、例えば円錐状に形成することができる。

図２（ｂ）の選択照射工程又は図２（ｃ）の均一照射工程でレジスト層２２の最深層まで露光させて、現像によって基板２１の表面を露出させたレジストパターン構造体２８を形成するように変更することができる。この場合でも、図１１を参照して説明した電鋳による導光板１３の製造を問題なく行うことができる。

本発明の一実施形態に係る導光板を備えるバックライト装置の全体的な構成を示す模式断面図。導光板の製造工程を順を追って説明する図であって、（ａ）はレジスト層形成工程、（ｂ）は紫外線の選択照射工程、（ｃ）は紫外線の均一照射工程、（ｄ）は現像工程を示す図。選択照射工程等で使用する紫外線照射装置を示す模式図。レジストパターン構造体に形成されたテーパ状凹部を示す模式図。選択照射工程でＵＶマスクとレジスト層との距離をゼロから増大させたときの、レジストパターン構造体の凹部の形状の変化を示す図。選択照射工程におけるＵＶマスク−レジスト層間の距離と、レジストパターン構造体の凹部のテーパ角との関係を示すグラフ図。選択照射工程でドーナツ状の紫外線光源を用いる例を示す模式図。図７の例で使用される紫外線照射装置を示す模式図。均一照射工程の紫外線露光量によってレジストパターン構造体の凹部の形状が変化する様子を示す図。均一照射工程の紫外線露光量とレジストパターン構造体の凹部のテーパ角との関係を示すグラフ図。図２（ｄ）のレジストパターン構造体から金型を形成して導光板を製造する工程を示す図。導光板の導光パターン単位において微細構造体の配置パターンを概念的に説明する図。導光パターンの微細構造体の配置パターンの全体概念図。モアレ防止のための微細構造体の配置パターンを説明する図。導光板を用いる面光源装置としてのライティングパネルの概略構成を示す分解斜視図。微細構造体をテーパ凸形状とした場合の拡大写真を示す図。

符号の説明

１ａ紫外線光源
１ｂドーナツ状の紫外線光源
２ミラー
３・４レンズフィルム
５反射フィルム
６ＬＥＤ（発光ダイオード）
７拡散フィルム
１１バックライト装置
１２光源
１３導光板（導光体）
１４出射面（発光面）
１５微細構造体
１６テーパ面
１８導光パターン
２１基板
２２レジスト層
２２ａ感光部分
２３ＵＶマスク
２４紫外線
２４ａ回折した紫外線
２５円形パターン
２６凹部
２７内周面
２８レジストパターン構造体
２９金型
３０凸部
１００ライティングパネル
θ テーパ角
ｄレジスト層とＵＶマスクとの距離

Claims

光源から入射部を介して入射された光を内部で伝播させて出射面から出射させる導光板の製造方法において、
前記導光板は、前記出射面又は前記出射面と反対側の面の少なくとも何れか一方の面に、テーパ角が６５°以上８０°以下のテーパ凸形状又はテーパ凹形状を有する複数の微細構造体を形成した構成とし、
当該製造方法は、
光学リソグラフィマスクと基板上のレジスト層との間を離間させた状態で紫外線を照射する選択照射工程を含むことを特徴とする導光板の製造方法。
光源から入射部を介して入射された光を内部で伝播させて出射面から出射させる導光板の製造方法において、
前記導光板は、前記出射面又は前記出射面と反対側の面の少なくとも何れか一方の面に、テーパ角が６５°以上８０°以下のテーパ凸形状又はテーパ凹形状を有する複数の微細構造体を形成した構成とし、
当該製造方法は、
光学リソグラフィマスクと基板上のレジスト層との間を離間させた状態で紫外線を照射する選択照射工程と、
このレジスト層を現像することによってレジスト構造体を前記基板上に形成する工程と、
前記基板上のレジスト構造体を被覆するように金属を電着させることによって金属構造体を形成する工程と、
この金属構造体から前記レジスト構造体を除去する工程と、
前記金属構造体を型として用いて合成樹脂材料に前記テーパ凸形状又はテーパ凹形状を形成する工程と、
を含むことを特徴とする、導光板の製造方法
請求項１又は２に記載の導光板の製造方法であって、
前記選択照射工程の後に、前記レジスト層に前記光学リソグラフィマスクを通過させずに紫外線を照射する工程を含むことを特徴とする導光板の製造方法。
請求項１から３までの何れか一項に記載の導光板の製造方法であって、前記選択照射工程をドーナツ状の紫外線光源を用いて行うことを特徴とする導光板の製造方法。
請求項１から４までの何れか一項に記載の導光板の製造方法であって、前記テーパ凸形状又はテーパ凹形状はほぼ円錐台形状又は円錐状であることを特徴とする導光板の製造方法。
請求項１から５までの何れか一項に記載の導光板の製造方法であって、
前記微細構造体は、前記導光板の入射部からの距離が大きくなるにつれて単位面積あたりの個数が指数関数的に増大するように配置されることを特徴とする導光板の製造方法。
請求項１から６までの何れか一項に記載の製造方法で製造された導光板。