JP5369840B2 - 導光板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、エッジライト型のバックライトユニットに用いられる導光板、これを備えた面発光装置、液晶表示装置及び導光板の製造方法に関する。

液晶表示装置、特に透過型液晶表示装置は、液晶表示パネルと、照明光源としてバックライトユニットとを備えている。バックライトユニットは、光源を液晶表示パネルの直下に配置する直下型のほか、エッジライト型がある。エッジライト型のバックライトユニットは、液晶表示パネルの背面に配置される導光板と、この導光板の側面に配置された光源と、導光板の光出射面とは反対側の面を覆う反射板等を備えている。

エッジライト型のバックライトユニットにおいて、光源から出射された光は、導光板の光入射面から導光板の内部に入り、導光板の光出射面とその裏面側の光反射面との間で全反射を繰り返しながら導光板の内部を伝播する。その途中で、光は、光反射面に形成された拡散パターンで拡散され、光出射面に対する入射角が臨界角以下となった場合に光出射面から出射して、液晶表示パネルの照明光となる。拡散パターンは、光出射面から光を一様に出射させるためのものであり、光源の近傍位置ではパターン密度が粗く、光源から離れるほどパターン密度が密に形成される。例えば特許文献１には、光出射面の裏面に印刷法によってドットパターンを形成したフィルム状導光板が記載されている。

特開２００６−２１０１０８号公報

近年、液晶表示装置の薄型化が進められており、バックライトユニットを構成する導光板においても更なる薄型化が求められている。しかしながら、導光板が薄くなるほど、拡散パターンの形成密度が疎な領域において、拡散パターンの形成領域と非形成領域との拡散特性の差が顕在化し、これが液晶表示パネル越しに視認され易くなることが、本発明者らによって確認された。上記の事実は、輝度ムラとなって表示画質の低下を招くため、導光板の薄型化を進める上で解決されなければならない。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、導光板の薄型化に伴う輝度ムラの発生を抑制できる導光板及びこれを備えた面発光装置、液晶表示装置並びに導光板の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る導光板は、光入射面と、光反射面と、光出射面とを具備する。
上記光反射面は、複数の第１の光拡散部と、第２の光拡散部とを有する。上記第１の光拡散部は、第１の凹凸高さを有する。上記第２の光拡散部は、上記第１の凹凸高さよりも小さい第２の凹凸高さを有し、上記第１の光拡散部の周囲に網状に張り巡らされる。
上記光出射面は、上記光入射面から入射し上記光反射面で反射した光を出射する。

第１の光拡散部は、光入射面から入射し、光出射面と光反射面とで全反射を繰り返して導光板内部を伝播する光を拡散させ、当該光を光出射面から出射させる。第２の光拡散部もまた、導光板内部を伝播する光を拡散させる機能を有する。ここで、第２の光拡散部は、第１の光拡散部に比べて凹凸高さが小さいため第１の光拡散部に比べて拡散機能は低い。しかし、第２の光拡散部は、第１の光拡散部の周囲に網状に張り巡らされているため、第１の光拡散部の形成位置と非形成位置との間の拡散度合いの差を緩和し、当該拡散度合いの差に起因する輝度ムラの発生を低減する。したがって、上記導光板によれば、薄型化に伴う輝度ムラの発生を効果的に抑えることが可能となる。

上記第２の光拡散部の凹凸高さは、３００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下とすることができる。第２の光拡散部の凹凸高さが３００ｎｍ未満の場合、可視光波長に対していわゆるモスアイ効果が発現し、目的とする拡散特性が得られにくくなる。また、第２の光拡散部の凹凸高さが１０００ｎｍを越えると、第２の光拡散部による光の拡散作用の影響が強くなる。その結果、第１の光拡散部の形成密度が大きい領域から出射する光の量が他の領域に比べて多くなり、輝度特性の均一化を図ることが困難になる。

上記第１の光拡散部は円形の凸部または凹部とすることができる。この場合、第１の光拡散部の直径は、５０μｍ以下とすることができる。これによっても、第１の光拡散部の形成位置と非形成位置との間の拡散度合いの差を緩和でき、輝度ムラの抑制に大きく貢献することができる。

上記導光板の厚みは、３００μｍ以下とすることができる。このように導光板を薄型化したとしても、第１の光拡散部の形成位置と非形成位置との間の拡散度合いの差による輝度ムラの発生を効果的に抑えることが可能となる。

上記第１及び第２の光拡散部は、上記光反射面に一体成形されることができる。これにより、光反射面に第１及び第２の光拡散部を容易に形成することが可能となる。例えば、第１及び第２の光拡散部に対応する形状の凹部を有する原盤を用いることで、光反射面に凸状の第１及び第２の拡散部を形成することができる。

本発明の一形態に係る面発光装置は、導光板と、光源とを具備する。
上記導光板は、光入射面と、光反射面と、光出射面とを有する。上記光反射面は、複数の第１の光拡散部と、第２の光拡散部とを有する。上記第１の光拡散部は、第１の凹凸高さを有する。上記第２の光拡散部は、上記第１の凹凸高さよりも小さい第２の凹凸高さを有し、上記第１の光拡散部の周囲に網状に張り巡らされる。上記光出射面は、上記光入射面から入射し上記光反射面で反射した光を出射する。
上記光源は、上記導光板の上記光入射面に対向して配置されている。
上記構成の面発光装置によれば、導光板の薄型化に伴う輝度ムラの発生を効果的に抑えることが可能となる。

本発明の一形態に係る液晶表示装置は、導光板と、光源と、液晶表示パネルとを具備する。
上記導光板は、光入射面と、光反射面と、光出射面とを有する。上記光反射面は、複数の第１の光拡散部と、第２の光拡散部とを有する。上記第１の光拡散部は、第１の凹凸高さを有する。上記第２の光拡散部は、上記第１の凹凸高さよりも小さい第２の凹凸高さを有し、上記第１の光拡散部の周囲に網状に張り巡らされる。上記光出射面は、上記光入射面から入射し上記光反射面で反射した光を出射する。
上記光源は、上記導光板の上記光入射面に対向して配置されている。
上記液晶表示パネルは、上記導光板の上記光出射面側に配置される。
上記構成の液晶表示装置によれば、導光板の薄型化に伴う輝度ムラの発生を効果的に抑えることが可能となる。

本発明の一形態に係る導光板の製造方法は、透光性基材の第１の表面に、第１の凹凸高さを有する複数の第１の光拡散部を形成する工程を含む。上記第１の表面には、上記第１の凹凸高さよりも小さい第２の凹凸高さを有し網状に張り巡らされた第２の光拡散部が形成される。

以上のようにして製造された導光板は、その光出射面に、第１の光拡散部と、この第１の光拡散部の周囲に網状に張り巡らされた第２の光拡散部とを備える。これにより、導光板の薄型化に伴う輝度ムラの発生を効果的に抑えることが可能となる。

上記第１及び第２の光拡散部は、上記第１及び第２の光拡散部にそれぞれ対応する形状の構造体が形成された原盤を用いた転写法により、形成されることができる。これにより、導光板の生産性を高めることができる。

上記原盤は、表面をクロムめっきで被覆する工程を含んでもよい。これにより、上記第２の光拡散部に対応する形状の構造体を、上記クロムめっきに発生した微小なクラックで構成することができる。

上記第１の光拡散部は、上記第２の光拡散部が形成された上記第１の表面に形成されてもよい。この場合、第１の光拡散部は、印刷法により上記第１の表面に形成された印刷層で構成することができる。第２の光拡散部は、例えば、上述と同様に、表面に微小なクラックを有する被膜が形成された原盤を用いて形成することができる。

以上述べたように、本発明によれば、導光板の薄型化に伴う輝度ムラの発生を抑えることが可能となる。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の概略構成を示す分解斜視図である。 上記液晶表示装置を構成する導光板の光出射面を示す平面図である。 上記導光板の光反射面を示す底面図である。 上記導光板の側面図である。 図２における［Ａ］−［Ａ］線方向の断面図である。 上記導光板の光反射面の要部拡大図である。 本発明の一実施形態に係る導光板の製造方法を説明する概略工程図である。 上記導光板の光反射面を成形する原盤の要部断面図である。 上記原盤の要部平面図である。 上記導光板の一製造工程を説明する打ち抜きプレス機の概略構成図である。 上記導光板の作用の説明に用いられる液晶表示装置の分解斜視図である。 上記導光板が有する光学特性を説明する実験結果を示す図であり、（Ａ）は、光反射面に構造体（第２の光拡散部）が形成されていない場合の実験結果であり、（Ｂ）は、光反射面に上記構造体が形成されている場合の実験結果を示している。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置を示す概略分解斜視図である。まず、この液晶表示装置１の全体構成について説明する。

［液晶表示装置］
本実施形態の液晶表示装置１は、液晶表示パネル２と、液晶表示パネル２を背面側から照明する面発光装置３とを備えている。面発光装置３は、導光板４、光源５及び反射板６からなるバックライトユニット７と、拡散シート８、プリズムシート９等の適宜の光学シートとで構成されている。

液晶表示パネル２は、液晶層を一対の透明基板で挟み込んだ構造を有している。液晶表示パネル２の駆動モードは特に限定されず、ＶＡ（垂直配向）、ＩＰＳ（インプレーンスイッチング）、ＴＮ（ツイストネマチック）等が適用可能である。この液晶表示パネル２は、光入射側に配置された第１の偏光子（偏光板）と光出射側に配置された第２の偏光子（偏光板）を備えている。また、液晶表示パネル２は、カラー画像を表示させるためのカラーフィルタ（図示略）を有している。なお必要に応じて、液晶表示パネル２は、液晶層等の複屈折を光学的に補償するための位相差フィルム等を含む構成とされる。

バックライトユニット７は、エッジライト型バックライトユニットで構成されている。バックライトユニット７は、透光性材料からなる導光板４と、この導光板４の一側面部に配置された光源５と、導光板４の光出射面とは反対側の面を覆う反射板６等を備えている。反射板６は、反射シート、鏡面金属フレーム、白色などの反射性の高い樹脂フレームなどを含む。光源５は、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の複数の点光源で構成されているが、蛍光管等の線光源を用いることも可能である。

導光板４は、光源５から出射された光が入射する光入射面４３ａと、拡散シート８と対向する光出射面４１と、反射板６と対向する光反射面４２とを有する。光入射面４３ａから入射した光は、光出射面４１の内面と光反射面４２の内面との間で全反射を繰り返して導光板４の内部を伝播する。光反射面４２上の所定位置には光拡散部としてのドットパターンが形成されており、当該ドットパターンで拡散され光出射面４１に対する入射角が臨界角未満である光は、光出射面４１から拡散シート８に向けて出射される。上記ドットパターンは、光出射面４１から光が一様に出射されるように、位置や大きさが最適化される。このようにして、導光板４は、面発光体として構成される。

［導光板の構成］
次に、導光板４の詳細について説明する。

図２は導光板４の平面図、図３は導光板４の底面図、図４は導光板４の側面図、図５は図２における［Ａ］−［Ａ］断面図である。導光板４は、ポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂等の透明なプラスチック材料で構成されている。本実施形態では、導光板４は、上記透明樹脂材料のプラスチックシートを所定の大きさに打ち抜いて製作される。導光板４の大きさは適宜設定可能であり、例えば、横６７ｍｍ、縦３５ｍｍである。導光板４の厚みは、例えば３００μｍ以下とされ、本実施形態では、２５０μｍである。

図２から図４に示すように、導光板４は、導光板本体である導光部４０と、光出射面４１と、光反射面４２と、４つの側面４３を有する薄板で構成されている。光出射面４１と光反射面４２は互いに対向する導光板４の２つの主面に相当する。導光板４の４つの側面４３のうち、１つは光入射面４３ａとなる第１の側面に相当し、他の３つはそれ以外の第２の側面４３ｂに相当する。光入射面４３ａは導光板４の短辺側の側面でもよいし、長辺側の側面でもよい。導光板４の光反射面４２及び、光入射面４３ａを除く他の３つの側面４３ｂは、反射板６によって覆われている。なお、光入射面４３ａ側も反射板６で覆われていても良い。

導光板４の光出射面４１は、図２及び図５に示すように、平坦面で形成されている。これに限られず、光出射面４１に光の拡散効果をもたせる目的で、光出射面にプリズムパターンが形成されてもよい。この場合、プリズムパターンは、光入射面４３ａとなる一方の側面４３と平行な方向に多数配列されている。プリズムパターンは光出射面４１の全域に形成されていてもよいし、光出射面４１に部分的に形成されていてもよい。また、プリズムパターンに限られず、トロイダルレンズパターンやレンズアレイパターン等の他の光拡散性パターンを採用してもよい。

一方、導光板４の光反射面４２は、光入射面４３ａから入射し導光部４０を透過した光を光出射面４１側へ反射する機能を有している。光反射面４２には、図４及び図５に示すように、複数の曲面状凸部からなるドットパターン４２ａが形成されている。ドットパターン４２ａは、光反射面４２で反射する光を拡散させる拡散部（第１の拡散部）として形成される。ドットパターン４２ａに入射した光の一部は、光出射面４１に対して全反射条件を満たす臨界角未満の入射角で入射することで光出射面４１から出射される。ドットパターン４２ａは、光入射面４３ａから遠ざかるに従って、互いの形成間隔が狭まるように高密度に形成されている。

ドットパターン４２ａの形状、凹凸高さは特に制限されず、上述の拡散効果が得られる程度の大きさであればよい。本実施形態では、ドットパターン４２ａは円形で、その直径は例えば２０μｍ以上７０μｍ以下、凹凸高さは１０μｍ以上３５μｍ以下である。ドットパターン４２ａは凸型に限らず、凹型、あるいは凸型と凹型の結合型でもよい。

ドットパターン４２ａの大きさは、導光板４の厚みとの関係で決定することができる。例えば、ドットパターン４２ａが直径５０μｍ以下の円形とした場合、導光板４の厚みに対するドットパターン４２ａの直径の比を２０％以下とすることができる。

導光板４の光反射面４２はさらに、図６に示すように、個々のドットパターン４２ａの周囲に網状に張り巡らされた構造体４２ｂを備えている。網目の形状は不定であり、大きさもランダムである。構造体４２ｂは、光反射面４２の上をランダムな方向に分岐して延びる筋状の凸部からなる。構造体４２ｂの高さ（凹凸高さ）は、ドットパターン４２ａよりも低く、例えば、３００ｎｍ以上６００ｎｍ以下である。構造体４２ｂの高さは一様である必要はなく、領域ごとに異なっていてもよい。構造体４２ｂの断面形状は略三角形状であるが、勿論、これに限られない。

構造体４２ｂは、ドットパターン４２ａと同様に、光反射面４２に入射した光を拡散させる光拡散部として機能する（第２の光拡散部）。構造体４２ｂは、ドットパターン４２ａよりも凹凸高さがはるかに小さいため、ドットパターン４２ａに比べて光の拡散効果は小さい。そこで本実施形態では、ドットパターン４２ａの周囲を囲むように構造体４２ｂを上述した網状に張り巡らすことで、ドットパターン４２ａの形成位置と非形成位置との間の拡散特性の差を緩和する。これにより、導光板４の薄型化に伴う、パネル２越しのドットパターン４２ａの視認を防止するようにしている。

構造体４２ｂの高さは、上述したように、ドットパターン４２ａの形成位置と非形成位置との間の拡散特性の差を緩和できる大きさに設定されるべきであり、例えば、３００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲に設定される。構造体４２ｂの高さが１０００ｎｍを越えると、構造体４２ｂによる光の拡散効果が強く影響し、例えば、ドットパターン４２ａの形成密度が大きい領域から出射する光の量が他の領域に比べて多くなる。この場合、面発光体として要求される、面内において一様な輝度特性を得ることが困難となる。

また、構造体４２ｂの高さが３００ｎｍ未満の場合、可視光波長に対していわゆるモスアイ効果が発現し、目的とする拡散特性が得られにくくなる。ここでいう「モスアイ効果」とは、対象となる光の波長以下の周期で凹凸構造（例えば突起構造）が形成された層に対して光が入射したときに発現する反射防止機能を意味する。光は上記凹凸構造を構造体としてではなく、あたかも屈折率が連続的に変化する層として認識するために、界面反射が抑制され、反射防止機能が発現する。

ドットパターン４２ａの間に形成される構造体４２ｂの形成密度は、ドットパターン４２ａの大きさや配列間隔のほか、導光板４の厚み等に応じて適宜設定することが可能である。構造体４２ｂの形成密度が大きいほど、ドットパターン４２ａの非形成位置において高い拡散特性が得られる。

ここでいう構造体４２の形成密度とは、例えば、単位面積あたりの構造体４２ｂの本数、あるいは、構造体４２ｂによって形成される網目の大きさを意味する。この場合、単位面積あたりの構造体４２ｂの本数が多いほど、また、網目の大きさが小さいほど、構造体４２ｂの形成密度は高くなる。

構造体４２ｂの形成密度は、導光板４の光反射面４２全域において一様であってもよいし、領域ごとに異なっていてもよい。例えば、ドットパターン４２ａの形成密度が低い領域（ドットパターン４２ａの配置間隔が大きい領域）ほど、構造体４２ｂの形成密度を大きくすることができる。

ドットパターン４２ａ及び構造体４２ｂは、導光板４の光反射面４２に対して一体成形されている。本実施形態では、後述するように、透光性基材の表面に形状を転写することで光反射面４２を形成するようにしている。このとき、透光性基材へ構造を転写する原盤に、上記ドットパターン及び構造体に対応する形状の凹パターンを形成しておくことで、凸形状からなるドットパターン４２ａ及び構造体４２ｂが光反射面４２へ同時に形成される。これにより、ドットパターン４２ａ及び構造体４２ｂを容易に形成することが可能となる。

［本実施形態の作用］
本実施形態の液晶表示装置１は、以上のように構成される。次に、この作用について説明する。

光源５から出射した光は、光入射面４３ａを介して導光板４に入射する。導光板４に入射した光は、光出射面４１の内面と光反射面４２の内面との間で全反射を含む反射作用を繰り返しながら導光部４０を伝播する。

本実施形態において、光反射面４２には、ドットパターン４２ａ及び構造体４２ｂが形成されている。導光部４０から光反射面４２に到達した光のうち、ドットパターン４２ａに入射した光は、ドットパターン４２ａに対する入射位置で定まる拡散態様で拡散される。この拡散光は、光出射面４１に対する全反射条件を満たさない場合が多いため、当該拡散光のほとんどは光出射面から出射される。

一方、導光部４０から光反射面４２に到達した光のうち、ドットパターン４２ａの非形成領域に入射した光は、構造体４２ｂに入射する光と構造体４２ｂに入射しない光とにさらに分類される。構造体４２ｂに入射しない光とは、網状に張り巡らされた構造体４２ｂの非形成位置、すなわち網目の領域に入射する光を意味する。この光は、平坦な光反射面４２において正反射される。一方、構造体４２ｂに入射した光は、構造体４２ｂに対する入射位置で定まる拡散態様で拡散される。この拡散光は、光出射面に対する全反射条件を満たさない場合が多いため、当該拡散光のほとんどは光出射面から出射される。

本実施形態では、構造体４２ｂがドットパターン４２ａの周囲に網状に張り巡らされている。したがって、構造体４２ｂによって、ドットパターン４２ａの周囲を囲むように拡散光が生成される。これにより、ドットパターン４２ａの形成位置と非形成位置との間における光の拡散度合いの差が緩和される。その結果、当該光の拡散度合いの差に起因する輝度ムラの発生を抑えることができる。このような効果は、導光板４が薄いほど、あるいは、ドットパターン４２ａの形成間隔が大きい領域ほど、顕著に得ることができる。

導光板４の光出射面４１から出射した光は、拡散シート８及びプリズムシート９を介して液晶表示パネル２に照射され、液晶表示パネル２の前面に画像を表示させる照明光として利用される。

以上のように、本実施形態においては、導光板４のドットパターン４２ａの周囲を囲むように構造体４２ｂが網状に張り巡らされているので、ドットパターン４２ａの形成位置と非形成位置との間の光拡散度合いの差を緩和することができる。これにより、例えば、導光板４の薄型化に伴って液晶表示パネル２の前面（表示面）に視認され得る、ドットパターン４２ａの形成位置に対応する輝度ムラの発生を効果的に抑制することができる。

したがって、本実施形態によれば、面内輝度分布に優れた導光板４及び面発光装置３を提供することができる。また、本実施形態によれば、導光板４の薄型化に伴って発生し得る表示画像の劣化を抑制し、画質の優れた液晶表示装置１を提供することができる。

［導光板の製造方法］
次に、以上のように構成される本実施形態の導光板４の製造方法について説明する。

本実施形態の導光板４の製造方法は、透明なプラスチックシート等からなる透光性基材の一方の面にドットパターン４２ａ及び構造体４２ｂを形成する工程と、その透光性基材を枠状に打ち抜いて導光板４の外形を形成する工程とを有する。導光板４の母材となる上記プラスチックシートは、溶融押出し成形、熱プレス成形、ロール成形等の各種成形法によって製造することができる。また、市販の製品を購入することで上記プラスチックシートを準備してもよい。

図７は、本実施形態において用いられる導光板製造装置１１の概略構成図である。導光板製造装置１１は、シート成形部１２と、打ち抜きプレス部１３とを有している。シート成形部１２は、導光板４の光出射面４１及び光反射面４２を成形する。打ち抜きプレス部１３は、シート成形部１２で成形されたプラスチックシートを所定形状に打ち抜いて導光板４の外形（側周面）を形成する。

シート成形部１２には、成形機２０が設置されている。成形機２０は、加熱ロール２１と、冷却ロール２２と、加熱ロール２１及び冷却ロール２２に巻回されたエンドレスベルト２３とを有している。また、成形機２０は、加熱ロール２１と対向する転写ロール２４と、冷却ロール２２と対向するニップロール２５とを有している。成形機２０は、エンドレスベルト２３と転写ロール２４との間には、導光板４の母材となる透光性樹脂材料が供給されることで、表面及び裏面に必要な形状が付与された所定厚（例えば０．３０ｍｍ以下）の長尺のプラスチックシートＳを成形する。

プラスチックシートＳの表面（図７において上面）は、導光板４の光出射面４１を構成し、プラスチックシートＳの裏面（図７において下面）は、導光板４の光反射面４２を構成する。ここで、光出射面４１が平坦面である導光板４を製造する場合、エンドレスベルト２３の転写面は平坦に形成される。また、光出射面４１をプリズム構造面とする場合、エンドレスベルト２３の転写面は、上記プリズム構造面に対応する形状のプリズム構造面で形成される。

一方、転写ロール２４は、導光板４の光反射面４２に相当する、プラスチックシートＳの下面側を成形する。上述のように、導光板４の光反射面４２は、複数のドットパターン４２ａと、網状に張り巡らされた構造体４２ｂを有する。これらドットパターン４２ａ及び構造体４２ｂは、プラスチックシートＳの成形工程において転写ロール２４によって同時に形成される。

図８及び図９は、転写ロール２４の転写面（外周面）の様子を示す要部の側断面図及び平面図である。転写ロール２４は、プラスチックシートＳの裏面にドットパターン４２ａを形成するための複数の第１の凹部２４ａと、構造体４２ｂを形成するための第２の凹部２４ｂとを有する。すなわち、転写ロール２４は、プラスチックシートＳの裏面にドットパターン４２ａ及び構造体４２ｂを形成するための原盤として用いられる。

第１の凹部２４ａは、ドットパターン４２ａに対応する概略半球状の断面形状を有しており、本実施形態では、直径は約５０μｍ、深さは約２０μｍである。第１の凹部２４ａは、図８に示すようにその底部中心から周縁部までの円弧の中心角θが所定の範囲となるように形成されている。角度θは、要求されるドットパターン４２ａの光拡散特性に応じて適宜設定され、本実施形態では、５７．５°〜６７．６°である。また、図示するように、第１の凹部２４ａの周縁部を適宜の曲面形状に形成してもよい。

一方、第２の凹部２４ｂは、転写ロール２４の外周面の全域にわたって形成されている。第２の凹部２４ｂは、第１の凹部２４ａの形成領域内に形成されていてもよい。本実施形態において、第２の凹部２４ｂは、転写ロール２４の外周面を被覆するクロムめっきに発生した微細なクラックで構成されている。

クロムめっきは、転写ロール２４の耐久性及び耐食性の向上を目的として、その外周面に形成される硬質・高耐食性被膜である。通常、クロムめっきの形成時、内部応力によって表面に微細なクラックが発生する。このクラックは、ランダムな方向に分岐しながら表面を伝播し、形状が不定の網のような形態を有する。本実施形態では、当該クラックからなる構造体を上記第２の凹部２４ｂとして利用し、当該構造体に対応する形状の凸状の構造体４２ｂをプラスチックシートＳに形成している。

クロムめっきの表面に発生するクラックの深さは、めっき被膜の厚みを含む種々の形成条件に応じて制御される。本実施形態では、当該クラックが形成された原盤をロール状に丸めることで転写ロール２４を形成している。したがって、クラックの深さ及び幅は、当該原盤をロール状に加工する前よりも加工後の方が大きくなる。本実施形態では、原盤をロール状に加工した後のクラックの深さが３００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲となるように、転写ロール２４が作製されている。

打ち抜きプレス部１３は、打ち抜きプレス機３０を備えている。図１０は、打ち抜きプレス機３０の概略斜視図である。打ち抜きプレス機３０は、プラスチックシートＳの上面側に位置する可動型３１と、プラスチックシートＳの下面側に位置する固定型３２とを有する。可動型３１は、固定型３２に対して上下方向へ移動自在に構成されている。可動型３１は、固定型３２に対して上下方向へ移動自在に構成されている。可動型３１及び固定型３２のそれぞれの内面側には緩衝材３３、３４がそれぞれ設置されている。固定型３２側の緩衝材３４の内部には、枠状の打ち抜き刃（ビク刃）３５が埋設されている。

打ち抜きプレス機３０は、可動型３１と固定型３２との間に供給されたプラスチックシートＳを上下方向からプレスする。このとき、緩衝材３４に埋設した打ち抜き刃３５がプラスチックシートＳの下面から進入し、打ち抜き刃３５の形状に対応する外形形状を有するシート片を作製する。この作製されたシート片によって、本実施形態の導光板４が構成される。

本実施形態においては、打ち抜きプレス法によって導光板４を製造するようにしているので、射出成形法によっては作製することができない、例えば厚みが０．３０ｍｍ以下という超薄型の導光板４を容易に製造することが可能である。打ち抜き断面は、光入射面４３ａとしてそのまま使用されてもよい。これにより、導光板４の製造コストを低減することが可能であるとともに、生産性を大幅に向上させることが可能である。さらに、打ち抜き刃３５の大きさを変更することで、種々の画面サイズに対応した導光板の作製にも容易に対応することが可能となる。

以上のようにして、本実施形態の導光板４が作製される。本実施形態によれば、光反射面４２に、ドットパターン４２ａと、その周囲に網状に張り巡らされた構造体４２ｂとを有する導光板４を容易に作製することができる。これにより、例えば、導光板４の薄型化に伴って液晶表示パネル２の前面（表示面）に視認され得る、ドットパターン４２ａの形成位置に対応する輝度ムラの発生を効果的に抑制することができる。

本発明者らは、導光板の厚み及びドットパターンの大きさが異なる複数の導光板サンプルを作製し、上記構造体４２ｂの有無による光学特性の相違を確認した。図１１に評価に用いた液晶表示装置の概略構成を示す。図示する液晶表示装置１０１は、液晶表示パネル２と、導光板１０４と、光源１０５と、反射板１０６と、拡散シート１０８と、２枚のプリズムシート１０９Ａ及び１０９Ｂとを備える。液晶表示パネル１０２は、偏光軸が互いに直交する第１及び第２の偏光子１０２Ａ及び１０２Ｂを有する。プリズムシート１０９Ａ及び１０９Ｂは、プリズム形成面が液晶表示パネル１０２側に向けられており、プリズムの稜線方向が相互に直交するように配置されている。

導光板１０４として、光反射面１４２にドットパターンのみが形成されたサンプルを用いたときの液晶表示パネル１０２の視認性評価を示した実験結果を、図１２（Ａ）に示す。本例において、「視認性」とは、上記ドットパターンの形成位置と非形成位置との間の光拡散特性の差に起因して、液晶表示パネル１０２越しに視認される輝度ムラの程度を意味する。本例では、上記輝度ムラが認められなかったサンプルを「○」、許容範囲内で輝度ムラが認められたサンプルを「△」、許容範囲を越える輝度ムラが認められたサンプルを「×」とした。

図１２（Ａ）に示すように、導光板が薄くなると、ドットパターンの直径が大きいほど視認性が悪化する。言い換えれば、導光板の薄型化に合わせて、ドットパターンの直径を小さくすることで、視認性の悪化を防止することが可能である。本例では、ドットパターンの直径が５０μｍ及び４０μｍのとき、厚みが３００μｍ以下の導光板に輝度ムラが確認された。

なお、当該サンプルは、図７を参照して説明した成形機を用いて作製した。この場合、光反射面１４２を成形する原盤となる転写ロールの表面は、クロムめっきよりも軟質のニッケルめっきで被覆した。ニッケルめっきは、クロムめっきのような微細のクラックを発生させない。これにより、網状に張り巡らされた構造体を有しない導光板を作製することができる。

一方、クロムめっきで被覆された転写ロール２４を用いて成形された導光板を作製したときの視認性の評価結果を図１２（Ｂ）に示す。図１２（Ｂ）の結果から明らかなように、ドットパターンの直径が４０μｍの場合において全ての導光板厚みで輝度ムラの発生が抑えられている。また、ドットパターンの直径が５０μｍの場合において、輝度ムラの低減効果が認められた。これは、光反射面１４２に形成された構造体（４２ｂ）によってドットパターン４２ａの形成位置と非形成位置との間の光拡散特性の差が緩和されることで、当該光拡散特性の差に起因する輝度ムラの発生が効果的に低減されたことを示している。

以上、本発明の実施形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

例えば、上述の実施形態では、プラスチックシートに対して第１の光拡散部（ドットパターン４２ａ）と第２の光拡散部（構造体４２ｂ）とを一度の工程で同時に形成した。これに代えて、第２の光拡散部を形成した後、第１の光拡散部を形成するようにしてもよい。この場合、第２の光拡散部は、クロムめっきなどの硬質のめっき被膜が形成された平坦な原盤を作製し、この原盤をプラスチックシートの表面に転写することで、形成することができる。また、第１の光拡散部は、スクリーン印刷法などの印刷技術を用いて、第２の光拡散部が形成されたプラスチックシートの表面に凹凸パターンを形成することができる。これにより、導光板のサイズ、要求される光学特性などに応じて、適切なパターン配列の第１の光拡散部を容易かつ低コストに形成することが可能となる。

導光板の光反射面に形成される第１の光拡散部（ドットパターン４２ａ）及び第２の光拡散部（構造体４２ｂ）は、いずれも凸形状である場合に限られず、凹形状であってもよい。この場合、第１及び第２の光格差部を転写するための原盤に、これら光拡散部の形状に対応する構造体が凸状に形成されればよい。

第２の光拡散部（構造体４２ｂ）を成形する転写型は、表面がクロムめっきで被覆された原盤に限られない。例えば、レプリカ法や電鋳技術を用いて、クロムめっきされた一次原盤から更に二次原盤を作製し、この二次原盤を元に作製した型（三次原盤）を用いてもよい。したがって、第２の光拡散部を成形する転写型は、クロムめっきが表面に施された原盤だけに限られない。

導光板は、上述の実施形態のように打ち抜きプレス加工法によって作製される場合に限られない。例えば、導光板は、ロータリーカッターなどを用いてプラスチックシートＳから切り出されてもよい。

導光板４の形状は、単純な板状のものに限られない。例えば、入射面側から遠ざかるに従って板厚が漸次小さくなる楔形状の導光板にも、本発明は適用可能である。また、導光板の上面が傾斜部と平坦部で形成された導光板にも本発明は適用可能である。これにより、入射面の肉厚を光源の大きさに合わせて形成することを可能としながら、上記平坦部を光出射面に用いた薄肉の導光板を構成することができる。

１、１０１…液晶表示装置
２、１０２…液晶表示パネル
３…面発光装置
４、１０４…導光板
５、１０５…光源
６、１０６…反射板
７…バックライトユニット
８、１０８…拡散シート
９、１０９Ａ、１０９Ｂ…プリズムシート
２０…成形機
２４…転写ロール
２４ａ…第１の凹部
２４ｂ…第２の凹部
４０…導光部
４１…光出射面
４２…光反射面
４２ａ…ドットパターン
４２ｂ…構造体
４３ａ…光入射面

Claims (6)

1. 原盤に、第１の凹凸高さを有する複数の第１の光拡散部に対応する形状の第１の構造体を形成し、
   前記第１の構造体が形成された原盤の表面をクロムめっきで被覆してクラックを発生させることで、前記原盤に、前記第１の凹凸高さよりも小さい第２の凹凸高さを有し網状に張り巡らされた第２の光拡散部に対応する形状の第２の構造体を形成し、
   前記第１及び第２の構造体が形成された原盤を用いた転写法により、透光性基材の表面に、前記第１及び第２の光拡散部を同時に形成する
   導光板の製造方法。
2. 請求項１に記載の導光板の製造方法であって、
   前記透光性基材は、透明なプラスチックシートであり、
   前記第１及び第２の光拡散部を形成した後、前記プラスチックシートを枠状に打ち抜く工程をさらに有する
   導光板の製造方法。
3. 請求項１に記載の導光板の製造方法であって、
   前記第２の凹凸高さは、３００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である
   導光板の製造方法。
4. 請求項１に記載の導光板の製造方法であって、
   前記第１の光拡散部は円形の凸部または凹部である
   導光板の製造方法。
5. 請求項４に記載の導光板の製造方法であって、
   前記第１の光拡散部の直径は、５０μｍ以下である
   導光板の製造方法。
6. 請求項５に記載の導光板の製造方法であって、
   前記導光板の厚みは、３００μｍ以下である
   導光板の製造方法。

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