JPH09159831A

JPH09159831A - 導光板及びその製造方法

Info

Publication number: JPH09159831A
Application number: JP7345073A
Authority: JP
Inventors: Kozo Kosakata; 弘三小坂田; Takaaki Katakura; 孝明片倉
Original assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Current assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Priority date: 1995-12-08
Filing date: 1995-12-08
Publication date: 1997-06-20

Abstract

(57)【要約】【課題】製造が容易でコストも低くしかも輝度の高い導
光板を提供する。【解決手段】透明なアクリル樹脂板で形成された導光板
３の上下の少なくとも一面に、ドット形成面３ｃに対し
て５０〜６５度の傾斜角度を有する反射面（傾斜面）４
ａにて構成された微小な角錐状のドット４を多数形成し
て、導光板３の入光面３ａから入光した光線を効率よく
出光面３ｂから出光できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置のバ
ックライト等に用いられる導光板及びその製造方法に関
するものであり、特に出光輝度が高く、且つ拡散シート
を用いなくとも反射パターンが目立たず、しかも均一で
ムラのない出光が得られる導光板及びその製造方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置に用いるバックライトに
は、冷陰極放電管から照射される光を液晶表示板の背面
に導いて、ムラのない均一な拡散光をもたらす導光板が
必要とされている。このような均一な拡散光を得る場
合、通常液晶表示器と導光板の間に、導光板の反射パタ
ーン（以下、ドットと記す）が目視にて認められること
がないように、ドットをぼかす目的で拡散シートを導光
板の上面（出光面）に配設する方法が採用されていた。
しかしながら、上記拡散シートを使用すると、上記拡散
シートによって出光がロスをして出光輝度が低下すると
共に、価格的にもコスト高になってしまうので、上記拡
散シートを可能な限り使用しないことが所望されてい
る。

【０００３】そこで、拡散シートを使用しなくてもドッ
トが視認されない導光板を得る方法として、導光板のド
ット数を１ｃｍ²当り１０００〜１００００個位設けれ
ばよいことが本願の発明者が実験をおこなった結果判明
した。すなわち、２００×１６０ｍｍの寸法のマスター
導光板を作成するためには、約３２万〜３２０万個以上
のドットを形成する必要がある。

【０００４】一方、多数のドットを形成するため、従来
より、例えば特開平６−１１８２４５号公報や特開平７
−１５９６２３号公報等にみられる導光板の製造方法が
提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
方法では、マスター導光板を製造するに際して、各ドッ
トを、それぞれ例えば高精度に数値制御可能なフライス
盤等といった機械加工により形成していたので、大変な
手間がかかり、また、後者の方法では、エッチングによ
りドットを形成しているために、ドットの形状が思い通
りに制御できないという問題点を有していた。

【０００６】そして、これら従来の加工方法では、上記
した数のドットを形成することは、実際的には不可能で
あるので、必ず、拡散シートを使用していた。

【０００７】また、これら従来の技術では、マスター導
光板から量産用の金型を作成していたが、何れの方法に
おいても、マスター導光板に形成されたドットの各々の
表面に、機械加工による擦痕やクラック、或いはエッチ
ング粗面が残ってしまい、この面で光が乱反射してしま
い、これらの乱反射光も含めてマスター導光板の光学的
性能が決定されていた。

【０００８】しかしながら、現在おこなわれているどの
ような方法を用いても、金型に上記ドットの乱反射面に
おける微細な凹凸の形状までを転写することはできず、
まして内部に生じたクラックを再現することは不可能で
ある。このため上記金型で成形された導光板には、マス
ター導光板のドットの細部の形状や内部に生じたクラッ
クが転写されない。すなわち、これら従来の技術では、
マスター導光板と成型品とでは輝度特性等の光学的性能
に差異が生じてしまうという問題が生じていた。

【０００９】更に、従来例では、マスター導光板となる
合成樹脂板に機械加工でドットを形成する場合、ドット
の形状として、四角錐のものの記載も認められるが、そ
の形状を採用した根拠は何ら記載されておらず、単に権
利範囲を確保するためだけのアイデア的なものに過ぎ
ず、実際にはドットの加工上の問題から、円錐状、円筒
状、円錐台状若しくは半球状のドットしか形成できなか
った。

【００１０】しかしながら、本願の発明者が実験をおこ
なった結果、後述するように導光板内では、光が一定の
方向性をもって伝搬するために、これらの形状のドット
では、反射面が光の方向性に対応していないため、充分
な輝度が得られないことが明らかになった。

【００１１】また、従来の方法では、一枚のマスター導
光板を作成するためには、実際には輝度特性を計測しな
がら１０〜１００回程度の修正をおこなわなければ良好
な光学特性を得ることができず、多くの時間と作業工数
を要していた。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記に鑑み提案
されたもので、透明な合成樹脂板からなり、側面の少な
くとも一面を入光面とすると共に表裏の何れかの一面を
出光面とする導光板であって、上記表裏の何れかの一面
に対して５０度乃至６５度の傾斜角度を有する傾斜面に
て構成された微細な角錐状の凹部を、上記表裏の少なく
とも一面に多数形成した輝度の高い導光板を提供するも
のである。

【００１３】本発明は、上記角錐状の凹部の底辺の長さ
が１０μｍ乃至２００μｍである導光板を提供するもの
である。

【００１４】本発明は、上記角錐状の凹部が上記導光板
の表裏の何れかの一面に、１ｃｍ²当り１０００個乃至
１００００個程度形成されている導光板を提供するもの
である。

【００１５】本発明は、上記角錐状の凹部が四角錐状で
ある導光板を提供するものである。

【００１６】本発明は、上記角錐状の凹部が、底面の形
状がほゞ長方形であり、対面する一対の台形状の傾斜面
及び該一対の台形状の傾斜面の側辺とそれぞれ接する対
面する一対の三角形状の傾斜面で構成され、上記一対の
台形状の傾斜面の上底が接合して稜線を形成し、且つ上
記一対の台形状の傾斜面の下底が上記長方形の長辺とな
ると共に、上記一対の三角形状の傾斜面の最上部が上記
稜線の両端と接合し、且つ上記一対の三角形状の傾斜面
の底辺が上記長方形の短辺となる形状である導光板を提
供するものである。

【００１７】本発明は、上記透明な合成樹脂板の表裏面
において、上記角錐状の凹部を形成しない面を出光面と
し、且つ上記角錐状の凹部が形成された面をドット形成
面とする導光板を提供するものである。

【００１８】更に、本発明は、底面に対して５０度乃至
６５度の角度をなす傾斜面にて構成された微細な角錐状
の凸部が多数形成された押型を、熱変形温度よりも低く
且つ低温脆性温度よりも高い温度範囲にて、透明な合成
樹脂板の表裏の少なくとも一面に、脆性破壊を生じない
程度の圧力と時間をかけて押圧することにより、上記合
成樹脂板の表面に塑性変形によって生じた圧痕であるド
ットを多数形成してマスター導光板を作成し、該マスタ
ー導光板に基づき形成された金型を用いて上記マスター
導光板と同じ材質の合成樹脂を成形して、上記マスター
導光板と同等な光学特性を有する導光板を形成する導光
板の製造方法を提供するものである。

【００１９】本発明は、上記角錐状の凸部の頂角のなす
角度が５０度乃至８０度である導光板の製造方法を提供
するものである。

【００２０】本発明は、上記角錐状の凸部が四角錐状で
ある導光板の製造方法を提供するものである。

【００２１】本発明は、上記角錐状の凸部が底面の形状
がほゞ長方形であり、対面する一対の台形状の傾斜面及
び該一対の台形状の傾斜面の側辺とそれぞれ接する対面
する一対の三角形状の傾斜面で構成され、上記一対の台
形状の傾斜面の上底が接合して稜線を形成し、且つ上記
一対の台形状の傾斜面の下底が上記長方形の長辺となる
と共に、上記一対の三角形状の傾斜面の最上部が上記稜
線の両端と接合し、且つ上記一対の三角形状の傾斜面の
底辺が上記長方形の短辺となる形状である導光板の製造
方法を提供するものである。

【００２２】本発明は、上記押型を上記合成樹脂板に対
して相対的に位置変位させながら複数回押圧することに
よりマスター導光板を形成する導光板の製造方法を提供
するものである。

【００２３】本発明は、上記押型の押圧面の面積が上記
合成樹脂板の被加工面の面積よりも大きい導光板の製造
方法を提供するものである。

【００２４】本発明は、上記合成樹脂板が弾性部材の上
に載置された状態で上記押型にて押圧される導光板の製
造方法を提供するものである。

【００２５】本発明は、上記ドットが上記マスター導光
板の被加工面に、１ｃｍ²当り１０００個乃至１０００
０個程度形成される導光板の製造方法を提供するもので
ある。

【００２６】本発明は、上記金型がマスター導光板に基
づき電鋳法により作成される導光板の製造方法を提供す
るものである。

【００２７】本発明は、上記金型による成形方法が射出
成形法である導光板の製造方法を提供するものである。

【００２８】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態の具体的な構成
を図面に従い説明する。図１（ａ）は導光板内の光跡を
表す平面図であり、図１（ｂ）は同要部側面図である。
尚、本発明では、導光板３に使用する合成樹脂として端
面及び表裏面が全て鏡面研磨された透明なポリメタクリ
ル酸メチル樹脂（以下、単にアクリル樹脂と記す）を用
いて説明する。尚、アクリル樹脂は、屈折率ｎが１．４
９であり、これより臨界角ｉｃは、ｉｃ＝ｓｉｎ^-1（１
／ｎ）という数式から算出され、約４２度であることが
わかる。

【００２９】すなわち、光源である冷陰極放電管２から
導光板３に入光した光は、入光面３ａの法線を対称軸と
した円錐状の光束となって導光板３の内部を伝搬し、導
光板３の端面や表裏面で反射及び透過を繰り返しながら
入光面３ａと相対した端面に当接された反射シート３ｄ
で反射し、該反射光は再び導光板３の内部を伝搬して反
射及び透過を繰り返す。

【００３０】図１（ａ）では、入光面３ａ上の点Ｐから
導光板３内に臨界角で入光した光跡を示しており、導光
板３の全ての端面で全反射しながら導光板３内を伝搬し
ていくのがわかる。また、上記臨界角よりも小さな角度
で入光した光線は、左右両端面では全反射し、且つ入光
面３ａ及び該入光面３ａと相対する端面では、到達した
光線は透過して反射シート３ｄで反射し、再び導光板３
内に入光して導光板３内を伝搬し、且つこれらを繰り返
していく。

【００３１】実際には、点Ｐは入光面３ａの全面に亘っ
て存在し、しかも、上記入光した光線は入光面３ａの法
線方向で最も輝度が高く、法線から離れるに従って徐々
に輝度が低下する。すなわち、導光板３に１個のドット
４が形成された場合には、該ドット４における反射を除
外すると、上記法線を中心にして水平方向に臨界角であ
る±４２度以下の角度の範囲で、入光面３ａ側及び反射
シート３ｄ側の両面側から光線が到達することがわか
る。

【００３２】以上のように、ドット４に入射する光線に
は一定の方向性があるので、従来の円錐状や円柱状及び
半球状等の形状をしたドットでは、ドットに入射した光
線が有効に出光面３ｂから出光することができないこと
が容易に理解できる。

【００３３】図１（ｂ）においても、入光面３ａ上の点
Ｐから入光した光線は、導光板３内を直進或いは出光面
３ｂ及びドット形成面３ｃで全反射しながら伝搬してい
き、入光面３ａと相対する端面において、反射シート３
ｄで反射して導光板３内を伝搬し、且つこれを繰り返し
ていく。

【００３４】実際には、点Ｐは入光面３ａの全面に亘っ
て存在し、しかも、上記入光した光線は入光面３ａの法
線方向で最も輝度が高く、法線から離れるに従って徐々
に輝度が低下する。すなわち、１個のドット４には、該
ドット４における反射を除外すると上記法線方向を中心
にして垂直方向に臨界角である±４２度以下の角度の範
囲で入光面３ａ側及び反射シート３ｄ側の両面側から光
線が到達することがわかる。

【００３５】以上のように、ドット４に入射する光線に
は一定の方向性があるので、従来の円柱状や半球状等の
形状をしたドットでは、ドットに入射した光線が有効に
出光面３ｂから出光することができないことが容易に理
解できる。

【００３６】尚、図において、光跡は臨界角で導光板３
内に入光した光線を示しており、２ａは光源である冷陰
極放電管２から出射した光線を導光板３の入光面３ａに
導くためのリフレクタを示している。該リフレクタ２ａ
は反射面が白色の拡散面となっている。また、導光板３
の下面には、反射シート３ｅが当接するように配設され
ている。

【００３７】図２は本発明の一実施形態を示す要部拡大
側面図であり、ドット４及びドット４の反射面４ａにお
ける光跡を示している。この実施形態においては、ドッ
ト４の形状は、反射面４ａとドット形成面３ｃとの角度
が６０度である四角錐状である。この６０度という数値
は様々な角度で実験をおこなった結果、出光面３ｂに対
して垂直な方向に出光した光線の輝度（垂直出光率）が
最も高かったドット４の反射面４ａの角度であり、実際
には、ほゞ５０〜６５度の範囲において、実施が可能で
あることがわかっている。

【００３８】また、上記したようにドット４に入射する
光線の角度は、出光面３ｂと平行な面に対して約±４２
度の範囲であるが、ドット４の高さが導光板３の厚さに
比べて極めて低いため、ドット４に対して平行か或いは
水平に近い角度で入射する光線が極めて少ないことは明
らかである。すなわち、ドット４に入射する光線は、大
部分が出光面３ｂか若しくはドット形成面３ｃで反射し
てきた光線である。

【００３９】ここで、ドット４における反射面４ａ上に
点Ｑを設定し、この点Ｑにおける入射光の反射の状態を
図にて示す。図において、〜は点Ｑに入射する各光
線を表している。尚、図において、説明に不要な反射光
の光跡は省略している。図からもわかるとおり、光線
〜はドット形成面３ｃで全反射した後に、点Ｑにおい
ても全反射して出光面３ｂから導光板３の外部に出光す
る。

【００４０】一方、光線〜は、点Ｑにおいて一部は
反射するが、殆どは反射面４ａを透過して、導光板３の
下方に出光し、該導光板３の下面に当接された反射シー
ト３ｅに当たって乱反射する（図示せず）。該乱反射光
の内、上方に向うものは再び導光板３のドット形成面３
ｃから入光し、導光板３を透過して出光面３ｂから出光
する（図示せず）。この出光した光線の広がりは約８４
度程度であり、その光量は直接反射光線〜よりも少
ない。

【００４１】更に、点Ｑは反射面上の全面に亘って存在
するが、点Ｑの位置がドット４の頂点に近いほど、ドッ
ト形成面３ｃで反射して点Ｑに入射する光線の線密度が
高くなるので、ドット４の頂点付近からの出光した光線
の輝度が最も高くなる。これは、顕微鏡にてドット４を
拡大して見ると同様な傾向にドット４が輝いて見えるこ
とからも明らかである。

【００４２】以上の結果を、図３に出光した光線の出光
角毎の輝度分布のグラフで示す。図において、導光板３
に形成された一個の反射面の角度が６０度の四角錐状ド
ットの真上の方向を基準（０度）としてドットの方位角
を、入光面側をマイナス、入光面の反対側をプラスとし
て放射状に表示し、基準線からの各角度におけるドット
の輝度を同心円状に表示したものである。この際、輝度
の単位は、ｃｄ／ｍ²で表されている。

【００４３】尚、測定条件は下記のとおりである。 (1) 輝度計（型番及び測光のスポットサイズ）；ＢＭ−
７（トプコン社製、商品名）、スポット径：０．２°の
スポット測光。 (2) 導光板のサイズ及び形状；２２０×１２０ｍｍで板
厚３〜１ｍｍの楔形（板厚が最大の端面が入光面）。 (3) 光源の種類；管径：２．６ｍｍ、有効発光長：２２
０ｍｍ、管輝度：２５０００ｃｄ／ｍ²の３波長型冷陰
極放電管。 (4) ドットの大きさ及び形状；底辺長１００μｍで全て
の反射面が底面に対して６０度の角度をなすと共に底面
が出光面に対して平行な四角錐状ドット。

【００４４】このグラフからもわかるように、反射面４
ａとドット形成面３ｃとのなす角度が６０度である四角
錐状のドット４は、出光した光線が出光面３ｂに対して
ほゞ垂直となる方向に輝度のピークが存在する。尚、プ
ラス側において減衰が少ないのは、ドット４の両側面の
反射面での反射光を輝度計が受光しているためである
る。また、上記測定結果は、反射シート３ｄを除外した
場合の実測値であり、反射シート３ｄを当接して測定す
ると、反射シート３ｄ側からもドット４に向って光が当
たるので、図３の輝度分布曲線のカーブは左右対称とな
り、６０度傾斜角の特性把握が正確におこなえなくなる
ので、反射シート３ｄを除外して測定したものである。

【００４５】図４は本発明の一実施形態におけるマスタ
ー導光板を作成するための押型１の概観図を示したもの
である。この実施形態においては、押型１は、被加工物
であるアクリル樹脂板よりも形状が大きく、しかも、プ
レス金押型等の金属板の表面に、底面に対する傾斜角が
６０度の傾斜面で構成された正四角錐状の凸部１ａを、
縦横共、ほゞ０．４ｍｍピッチで配列して押型面１ｂを
形成したものである。

【００４６】具体的には、上記金属板の表面に例えば高
精度に数値制御可能なフライス盤等により、直交するＶ
溝を上記したピッチで形成することにより、図５（ａ）
に示すような底面が正方形である正四角錐状の凸部１ａ
を所定のピッチで形成したものである。

【００４７】尚、押型１の押型面１ｂの凸部１ａの形状
は、図５（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）に示すよう
な形状であっても、図５（ａ）の場合と同様に作用す
る。すなわち、図５（ｂ）は底面の形状が長方形である
四角錐、図５（ｃ）は底面の形状が菱形である四角錐、
図５（ｄ）は底面の形状がほゞ長方形であり、対面する
一対の台形状の傾斜面及び該一対の台形状の傾斜面の側
辺とそれぞれ接する対面する一対の三角形状の傾斜面で
構成され、上記一対の台形状の傾斜面の上底が接合して
稜線を形成し、且つ上記一対の台形状の傾斜面の下底が
上記長方形の長辺となると共に、上記一対の三角形状の
傾斜面の最上部が上記稜線の両端と接合し、且つ上記一
対の三角形状の傾斜面の底辺が上記長方形の短辺となる
四角錐状の形状、図５（ｅ）は三角錐である場合をそれ
ぞれ示している。

【００４８】また、図示はしていないが、底面の形状が
平行四辺形や台形である四角錐の場合、及び平行四辺形
や台形といった底面の形状を有する図５（ｄ）に示すよ
うな四角錐状の形状であってもよい。

【００４９】ただし、上記何れの形状においても、角錐
状の凸部１ａを構成する傾斜面の底面となす角度は、５
０〜６５度の範囲である。すなわち、言い換えれば、上
記何れの形状においても、角錐状の凸部１ａの頂角のな
す角度は、５０〜８０度の範囲となる。

【００５０】特に、図５（ｄ）に示す形状の凸部１ａで
は、押型１及び後述する射出成型金型の入子ニッケル板
の耐久性の向上に有効である。すなわち、角錐の頂部が
尖鋭に過ぎると、マスター導光板を作成する際、並びに
射出成型により導光板を量産する際に、押型１の凸部１
ａ及び該凸部１ａが転写されたニッケル板の凸部がそれ
だけ磨耗変形し易くなる。

【００５１】そして、それに伴って、成型された導光板
のドットの形状が変形して、導光板の輝度特性が変化し
てしまうので不都合であるが、図５（ｄ）のように、頂
部に稜線を持たせた構造にすると、頂部の強度が大幅に
増大して、磨耗変形が起こり難くなるためである。

【００５２】ここで、押型１を製作する場合、図５
（ａ）に示すような正四角錐状の凸部１ａが形成される
ように押型１の押型面１ｂを加工するには、高い精度を
必要とするが、図５（ｄ）に示す形状の凸部１ａが押型
１の押型面１ｂに形成されるように加工することは、精
度が大幅に緩和されるために製作が容易になり、押型１
を製作する工作機械も高精度のものを使用せずに済む。

【００５３】更に、上記押型１の押型面１ｂを電解研磨
することによって、凸部１ａの加工面に生じた擦痕等の
微細な凹凸や凸部１ａの頂点及び稜線が丸みを帯び、且
つ滑らかな形状になるので、後述する電鋳や射出成形の
際に、転写忠実度が向上すると共に射出成形金型の寿命
も長くなる。

【００５４】図６は本発明の一実施形態におけるマスタ
ー導光板の成形方法を示す要部断面図であり、５ａは上
部ダイセットプレート、５ｂは下部ダイセットプレー
ト、１は上部ダイセットプレート５ａに押型面１ｂを下
向きにして固定された押型、６は下部ダイセットプレー
ト５ｂ上に載置されている受板であり、該受板６上に厚
さ調整板６ａ、弾性部材６ｂ、被加工部材であるアクリ
ル樹脂板７が順に載置されており、受板６を移動させる
か若しくは回転させることによって、アクリル樹脂板７
も一体的に移動及び回転することができるように構成さ
れている。

【００５５】アクリル樹脂板７は、表裏両面が平行か或
いは平行に近いほゞ楔状で且つ表裏両面及び各端面が鏡
面仕上げされ、非加工面を弾性部材６ｂ及び厚さ調整板
６ａを介して受板６上に載置され、且つ被加工面を図４
に示すような押型１の押型面１ｂと当接させると共に、
押型１の背面を直接上部ダイセットプレート５ａに固定
し、上部ダイセットプレート５ａを押し下げる方向に力
を加えることにより、アクリル樹脂板７と押型１は押圧
されて、例えば、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）
及び（ｅ）に示されるような押型１の押型面１ｂの凸部
１ａの形状が、アクリル樹脂板７に凹状に転写される。

【００５６】尚、押圧に際しては、アクリル樹脂板７が
熱変形温度よりも低く且つ低温脆性温度よりも高い温度
範囲の環境において、脆性破壊が生じない程度の圧力と
時間をかけて押圧することにより、押型１の押型面１ｂ
の凸部１ａの形状をそのままアクリル樹脂板７に凹状に
転写させることが実現でき、しかもアクリル樹脂板７の
温度管理が不要になり、温度管理等の設備投資をおこな
わずに済む。

【００５７】更に、図７に示すように、押圧終了後、ア
クリル樹脂板７よりも形状が大きい押型１に対して、ア
クリル樹脂板７の位置を相対的に僅かに変位させ、例え
ば回転させて再度押圧する。そして、この操作を５〜３
０回程繰り返すことにより、アクリル樹脂板７の表面に
押型１の凸部１ａの頂角と同様の頂角を有し、且つ一様
に分布する微細な角錐状の凹部を形成することが可能と
なる。

【００５８】また、上記したように、押型１をアクリル
樹脂板７に対して相対位置をずらしながら複数回押圧す
る加工方法を採用することにより、押型１の押型面１ｂ
における角錐状の凸部１ａの間隔を広く設定する（押型
面１ｂにおける凸部１ａの数を少なくする）ことによ
り、押型１の製造コストを大幅に引き下げることが可能
になる。

【００５９】ここで、弾性部材６ｂは、アクリル樹脂板
７に対して押型１の押型面１ｂが均等な力で押圧され、
且つアクリル樹脂板７の表面に押型１の押型面１ｂを密
着させるために挿入されたものであり、例えば、軟質塩
化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート
樹脂等、適度の弾性を有する各種プラスチックや硬質ゴ
ム或いは紙等からなる厚さ１〜１０ｍｍ程度の板状体で
ある。

【００６０】また、厚さ調整板６ａは押型１の押圧によ
って、アクリル樹脂板７に押型１の押型面１ｂに多数設
けられた凸部１ａのめり込む深さを場所によって変える
ために使用されるものである。すなわち、厚さ調整板６
ａはほゞ楔形をしており、アクリル樹脂板７がマスター
導光板に加工された場合における入光面側では薄く、反
対側では厚くなるように形成されており、その傾きはほ
ゞ直線状か若しくは高次曲線状である。このため、入光
面側では上記凸部１ａのアクリル樹脂板７にめり込む深
さは浅くなり、反対側では凸部１ａのめり込む深さが深
くなるように成形される。

【００６１】尚、アクリル樹脂板７が入光面側が厚い、
例えば上下両面のなす角度が１度程度の楔形の形状であ
る場合には、厚さ調整板６ａは、上記したアクリル樹脂
板７の上下両面のなす角度を補正した上で、更に上記し
たように入光面側では上記凸部１ａのアクリル樹脂板７
にめり込む深さが浅く、反対側では凸部１ａのめり込む
深さが深くなるような傾斜角をなすように形成される。

【００６２】以上のような押圧方法をとることにより、
図８の要部拡大断面図に示すように本実施形態における
マスター導光板８は、該マスター導光板８の入光面８ａ
側から反対側に向って、押型１の四角錐状の凸部１ａの
圧痕であるドット４の面積が増加するように加工され
る。すなわち、圧痕である四角錐状のドット４の面積
は、例えば、ドット４の最大面積を１００とすると入光
面８ａ側付近では５〜１０程度に、また、反対側付近で
は５０〜１００程度になる如く、連続的に概ね高次曲線
状に変化する。

【００６３】このような四角錐状のドット４は、アクリ
ル樹脂板７が熱変形温度よりも低く、且つ低温脆性温度
よりも高い温度範囲において、塑性変形して形成された
ものであるから、アクリル樹脂板７の面部には適度の引
張応力が生じるため、押型１の四角錐状の凸部１ａの傾
斜面の形状が微細な凹凸までは入り込まないで、より滑
らかに転写される。

【００６４】しかも、上記したようにアクリル樹脂板７
は、熱変形温度よりも低く、且つ低温脆性温度よりも高
い温度範囲での塑性変形であるため、ドット４の傾斜面
にはクラックが発生しない。また、ドット４の底部付近
には、やはり引張張力により丸みが生じるが、実際に
は、上述したようにドット４の頂点付近における反射光
の輝度が高く、底部付近では、反射光の輝度が低いので
問題にはならない。

【００６５】また、各ドット４は圧痕であるから、マス
ター導光板８を構成しているアクリル樹脂と空気との境
界面は、当然ながらマスター導光板８内に形成されるた
め、マスター導光板８の表面付近に無数の微小な空気の
角錐状のプリズムが存在する構造となり、上述したよう
に、マスター導光板８内を直進或いは反射して伝搬して
きた光線は、上記境界面で反射してマスター導光板８の
出光面８ｂから空気中に出光するので、光源から出光し
た光線が有効に利用できる。

【００６６】更に、各ドット４は一辺が１０〜２００μ
ｍと微小であると共に、単位面積当たりの数が１ｃｍ²
当り１０００〜１００００個程度と多く、しかも各ドッ
ト４は向きが一定していないので、ドットが視認された
り、各ドット４が見た目にムラとして視認されることは
なく、従って、拡散シート等を使用する必要も無くな
り、コストダウンが図れると共に、拡散シート等による
出光輝度のロスも解消できる。

【００６７】このようにして加工されたマスター導光板
８は、図９に示すように、実際に入光面８ａと相対する
面に反射シート８ｄを、更に下面に反射シート８ｅを当
接するか若しくは貼着すると共に、入光面８ａより光源
となる冷陰極放電管９の出射光を入光させて、目視及び
輝度計による検査により、出光した光線の輝度分布を確
認する。

【００６８】尚、この実施形態においても、図１（ｂ）
と同様に冷陰極放電管９をリフレクタ９ａで覆って、冷
陰極放電管９から出射した光線が、無駄無くマスター導
光板８の入光面８ａに入光するように構成している。

【００６９】ここで、マスター導光板８に要求される光
学的特性は、出光輝度が高いこと、及び出光した光線の
輝度分布が所要の規格を満たしていること、並びに目視
による検査において、出光面の全面に亘って、一個所で
も明るさにムラがないこと、すなわち、どのような小さ
な暗陰部や少しでも目立って明るい白輝域や点が認めら
れないことであり、これを直接目視並びに液晶板或いは
偏光フィルター等をマスター導光板８に載置して検査す
る。

【００７０】マスター導光板８の輝度分布は、図１０
（ａ）に示すように、光源の冷陰極放電管９に平行及び
直交する３乃至５区分の領域上における輝度カーブで示
され、輝度分布が、図１０（ｂ）、（ｃ）に示すように
中央最大値に対する周辺最小値の輝度比が所定の値（例
えば８３％）を下回らないこととする。

【００７１】この際、マスター導光板８が上記した光学
的特性の条件を満たさない場合には、上記した加工工程
に従って再度加工をおこない、所要の規格内に収まるよ
うに修正を加える。

【００７２】尚、マスター導光板８の所定エリアのみに
おいて、輝度ムラ（高輝度か若しくは低輝度）が生じた
場合には、厚さ調整板６ａの相当する部分の厚さを、輝
度の高い部分は薄く、また、輝度の低い部分は厚く修正
して、マスター導光板８の再加工をおこない、マスター
導光板８が上記した光学的特性の条件を満たすようにす
る。

【００７３】また、上述した実施形態のように、マスタ
ー導光板８の片面にのみ、ドットを形成してもよいが、
マスター導光板８の上下の両面に、上記実施形態の手法
によって、ドットを形成することも可能である。そし
て、マスター導光板８の上面（出光面８ｂ）にドットを
形成した場合、マスター導光板８の出光面８ｂ上に、拡
散シートが無い状態においてもドットは視認されなかっ
た。

【００７４】これは、ドットの形状が大きい場合、上面
（出光面８ｂ）に形成されたドットは、下面（ドット形
成面８ｃ）に形成されたドットのみの場合よりも、更に
視認され易くなるが、本発明のマスター導光板８のドッ
トが微細であるために視認されなかったものである。

【００７５】尚、上記したようにマスター導光板８の上
下の両面にドットを形成すると、下面のみの場合よりも
若干の出光輝度の増加が認められた。それ故に、導光板
の上下の両面にドットを形成することによって性能向上
が図れるものと推察される。

【００７６】以上のようにして作成されたマスター導光
板８は、これから量産する導光板の成形型の原型にな
る。

【００７７】次に、上記マスター導光板８から量産する
導光板の成形型を作成する方法について説明する。一般
的に、精密な形状を有する物体から金型を作成するに
は、電鋳法による金型製造法が用いられる。この実施形
態においても、マスター導光板８から電鋳法によって金
型を作成する。

【００７８】まず、マスター導光板８のドットの形成面
を洗浄して乾燥させた後、脱脂して真空蒸着装置内に
て、マスター導光板８のドット形成面８ｂ上に金の蒸着
膜１０を形成する。そして、図１１に示すように、蒸着
膜１０を形成したマスター導光板８を電解鍍金槽１１に
入れ、電解液として硫酸ニッケルを主とする溶液を用
い、マスター導光板８側を陰極に、また、ニッケル棒１
１ａを陽極にして直流電流若しくは脈流電流を流し、電
気分解をおこなって、上記蒸着膜１０上にニッケルを析
出させ、ニッケル板１２を形成する。

【００７９】尚、蒸着膜１０は電解鍍金をおこなう際の
電極として用いられるものであり、膜の材質は、電解液
に溶解しない物質とし、膜厚は成形面の転写に差し障り
がないように必要最小限の厚さである約０．２μｍ程度
とする。

【００８０】そして、析出したニッケルの鍍金厚が樹脂
成形の金型に用いるのに必要充分な厚さ（例えば４ｍｍ
程度）になったなら、電解鍍金を終了させ、マスター導
光板８を電解鍍金槽１１から引き上げて水洗する。

【００８１】次に、鍍金されたマスター導光板８からア
クリル樹脂を分離する工程を説明する。ここでは、図１
２（ａ）に示すように、超音波洗浄槽１３内にアクリル
樹脂の溶剤、例えばアセトンを満たして、この中に鍍金
されてニッケル板１２と一体になったマスター導光板８
を入れて、アクリル樹脂が完全に溶解するまで超音波洗
浄をおこなう。これにより、ニッケル板１２の表面の細
部にいたるまで、アクリル樹脂は除去され、マスター導
光板８のドットの形成面８ｂのパターンがニッケル板１
２側に転写される。

【００８２】尚、上記溶剤は、アセトンに限らず、その
他のケトン類、芳香族炭化水素類、或いはジクロルエチ
レン、クロロホルム、氷酢酸の混合液からなる塩化溶剤
類等が使用できる。

【００８３】更に、ニッケル板１２を超音波洗浄槽１３
から取り出して溶剤を揮発させた後に、今度は図１２
（ｂ）に示すように、電解槽１４に水酸化ナトリウム溶
液等の電解液を満たして、ニッケル板１２を一方の電極
とし且つ炭素棒１４ａを他方の電極としして電極間に交
流電流を流し、電解液中において電解研磨をおこなう。

【００８４】これによって、溶剤の揮発時に残留してい
た僅かのアクリル樹脂も完全に除去される。そして、電
解槽１４からニッケル板１２を引き上げ、ニッケル板１
２を水洗して電解液を完全に除去することにより、マス
ター導光板８のドット形成面８ｂのパターンが完全に転
写されたニッケル板１２を得ることができる。

【００８５】次に上記ニッケル板１２を金型の一部に用
いて導光板を製造する工程を説明する。まず、図１３
（ａ）に示すように、ニッケル板１２の転写面を射出成
形型の一部として射出成形金型１５に入子する。射出成
形金型１５は主に導光板の出光面を主に成形する第１の
金型１５ａとドット形成面を成形する上記ニッケル板１
２と一体になった第２の金型１５ｂとから構成される。

【００８６】そして、完成した射出成形金型１５を射出
成型機に設置し、図１３（ｂ）に示すように、マスター
導光板８と同じ材質のアクリル樹脂を通常の射出成形法
により射出成形金型１５内に射出し、成型品１６′を形
成する。尚、成型品１６′の両面にドットを形成する場
合には、第２の金型１５ｂにもニッケル板１２の転写面
を射出成形型の一部として入子すればよい（図示せ
ず）。

【００８７】このようにして製造された成型品１６′を
マスター導光板８においておこなわれたのと同じ工程で
検査を実施して、検査に合格すれば導光板１６として製
品化される。この導光板１６は、マスター導光板８と同
等に、出光輝度が高く、出光した光線の輝度分布が所要
の規格を満たしており、しかも目視による検査におい
て、出光面の全面に亘って、一個所でも明るさにムラが
ないといった光学的特性を有しており、冷陰極放電管等
の線光源と組み合わせて液晶表示装置等のバックライト
として充分な性能を発揮できるものである。

【００８８】以上、本発明を実施形態に基づいて説明し
たが、本発明は上記した実施形態に限定されるものでは
なく、特許請求の範囲に記載した構成を変更しない限り
どのようにでも実施できる。例えば本発明の実施形態で
は金型の製作に電鋳法を用いたが、他の方法でも適宜実
施できる。また、導光板の成型法も射出成形法に限ら
ず、例えば熱圧縮プレス等の手法を用いてもよい。更に
マスター導光板の両面にドットを形成した場合には、電
鋳法により両面に対応するニッケル板を作成し、第１及
び第２の金型に入子して成形面を構成し、上記したよう
な射出成形等の手法によって導光板を製造してもよい。

【００８９】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明の導光板に
おいては、底面に対して５０〜６５度の傾斜角度を有す
る滑らかな傾斜面にて構成された微細な角錐状のドット
を導光板の表裏の少なくとも一面に多数形成したので、
出光面からの垂直出光率が高く、且つ輝度ロスも少ない
ために出光輝度が高い。また、輝度分布も平坦であって
ムラがなく、しかも、目視上ではドットを視認すること
がなく何ら問題が認められない。

【００９０】また、多数の微細な角錐状の凸部が形成さ
れた押型を、透明な合成樹脂板の被加工面に、熱変形温
度よりも低く且つ低温脆性温度よりも高い温度範囲にお
いて脆性破壊を生じない程度の圧力と時間をかけてマス
ター導光板を成形したので、任意に設定した押型の押型
面の形状が正確にマスター導光板に転写できる。

【００９１】更に、押型をアクリル樹脂板に対して相対
位置をずらしながら複数回押圧する加工方法を採用する
ことにより、押型の押型面における四角錐状の凸部の間
隔を広く設定することができ、押型の製造コストを大幅
に引き下げることが可能になる。

【００９２】また、マスター導光板から金型をおこして
導光板を製造したので、製造に要する経費を大幅に削減
でき、導光板を品質を維持しながら大量に低価格で供給
することが可能になると共に、マスター導光板と同等の
光学性能を有する導光板を供給することができる等、多
大な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は導光板内の光跡を表す平面図であり、
（ｂ）は同要部側面図である。

【図２】本発明の一実施形態におけるドットの光学原理
を示す要部拡大側面図である。

【図３】本発明の一実施形態におけるドットの光学特性
を示すグラフである。

【図４】本発明の一実施形態における押型の概観図を示
したものである。

【図５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は
本発明の一実施形態における押型の押型面における凸部
の概観図及び平面図を示したものである。

【図６】本発明の一実施形態におけるマスター導光板の
成形装置を示す要部断面図である。

【図７】本発明の一実施形態におけるマスター導光板の
成形装置における押圧状態を示す平面図である。

【図８】本発明の一実施形態におけるマスター導光板の
要部拡大断面図である。

【図９】本発明の一実施形態におけるマスター導光板の
輝度を測定する状態を示す要部拡大断面図である。

【図１０】（ａ）は導光板上における輝度の測定位置を
示す図、（ｂ）は冷陰極放電管と平行する位置での輝度
分布を示す図、（Ｃ）は冷陰極放電管と直交する位置で
の輝度分布を示す図である。

【図１１】マスター導光板を電鋳する概念図である。

【図１２】（ａ）は鍍金されたマスター導光板を超音波
洗浄する概略図、（ｂ）はニッケル板を電解研磨する概
略図である。

【図１３】（ａ）は射出成形金型の構成を示す概略断面
図、（ｂ）は射出成形工程を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１押型１ａ凸部１ｂ押型面２、９冷陰極放電管２ａ、９ａリフレクタ３導光板３ａ、８ａ入光面３ｂ、８ｂ出光面３ｃ、８ｃドット形成面３ｄ、３ｅ、８ｄ、８ｅ反射シート４ドット４ａ反射面５ａ上部ダイセットプレート５ｂ下部ダイセットプレート６受板６ａ厚さ調整板６ｂ弾性部材７アクリル樹脂板８マスター導光板１０蒸着膜１１電解鍍金槽１２ニッケル板１３超音波洗浄槽１４電解槽１５射出成形金型１６導光板１６′ 成型品Ｐ入光面３ａ上の点Ｑ反射面４ａ上の点〜光線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明な合成樹脂板からなり、側面の少な
くとも一面を入光面とすると共に表裏の何れかの一面を
出光面とする導光板であって、上記表裏の何れかの一面
に対して５０度乃至６５度の傾斜角度を有する傾斜面に
て構成された微細な角錐状の凹部を、上記表裏の少なく
とも一面に多数形成したことを特徴とする導光板。
【請求項２】上記角錐状の凹部は、底辺の長さが１０
μｍ乃至２００μｍであることを特徴とする請求項１に
記載の導光板。
【請求項３】上記角錐状の凹部は、四角錐状であるこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項２の何れかに記載の
導光板。
【請求項４】上記角錐状の凹部は、底面の形状がほゞ
長方形であり、対面する一対の台形状の傾斜面及び該一
対の台形状の傾斜面の側辺とそれぞれ接する対面する一
対の三角形状の傾斜面で構成され、上記一対の台形状の
傾斜面の上底が接合して稜線を形成し、且つ上記一対の
台形状の傾斜面の下底が上記長方形の長辺となると共
に、上記一対の三角形状の傾斜面の最上部が上記稜線の
両端と接合し、且つ上記一対の三角形状の傾斜面の底辺
が上記長方形の短辺となる形状であることを特徴とする
請求項１乃至請求項２の何れかに記載の導光板。
【請求項５】上記角錐状の凹部は、上記導光板の表裏
の何れかの一面に、１ｃｍ²当り１０００個乃至１００
００個程度形成されていることを特徴とする請求項１乃
至請求項４の何れかに記載の導光板。
【請求項６】上記透明な合成樹脂板の表裏面におい
て、上記角錐状の凹部を形成しない面を出光面とし、且
つ上記角錐状の凹部が形成された面をドット形成面とす
ることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記
載の導光板。
【請求項７】底面に対して５０度乃至６５度の角度を
なす傾斜面にて構成された微細な角錐状の凸部が多数形
成された押型を、熱変形温度よりも低く且つ低温脆性温
度よりも高い温度範囲にて、透明な合成樹脂板の表裏の
少なくとも一面に、脆性破壊を生じない程度の圧力と時
間をかけて押圧することにより、上記合成樹脂板の表面
に塑性変形によって生じた圧痕であるドットを多数形成
してマスター導光板を作成し、該マスター導光板に基づ
き形成された金型を用いて上記マスター導光板と同じ材
質の合成樹脂を成形して、上記マスター導光板と同等な
光学特性を有する導光板を形成したことを特徴とする導
光板の製造方法。
【請求項８】上記角錐状の凸部は、頂角をなす角度が
５０度乃至８０度であることを特徴とする請求項７に記
載の導光板の製造方法。
【請求項９】上記角錐状の凸部は、四角錐状であるこ
とを特徴とする請求項７乃至請求項８の何れかに記載の
導光板の製造方法。
【請求項１０】上記角錐状の凸部は、底面の形状がほ
ゞ長方形であり、対面する一対の台形状の傾斜面及び該
一対の台形状の傾斜面の側辺とそれぞれ接する対面する
一対の三角形状の傾斜面で構成され、上記一対の台形状
の傾斜面の上底が接合して稜線を形成し、且つ上記一対
の台形状の傾斜面の下底が上記長方形の長辺となると共
に、上記一対の三角形状の傾斜面の最上部が上記稜線の
両端と接合し、且つ上記一対の三角形状の傾斜面の底辺
が上記長方形の短辺となる形状であることを特徴とする
請求項７乃至請求項８の何れかに記載の導光板の製造方
法。
【請求項１１】上記押型を上記合成樹脂板に対して相
対的に位置変位させながら複数回押圧することによりマ
スター導光板を形成したことを特徴とする請求項７乃至
請求項１０の何れかに記載の導光板の製造方法。
【請求項１２】上記押型の押圧面の面積は、上記合成
樹脂板の被加工面の面積よりも大きいことを特徴とする
請求項７乃至請求項１１の何れかに記載の導光板の製造
方法。
【請求項１３】上記合成樹脂板は、弾性部材の上に載
置された状態で上記押型にて押圧されることを特徴とす
る請求項７乃至請求項１２の何れかに記載の導光板の製
造方法。
【請求項１４】上記ドットは、上記マスター導光板の
被加工面に、１ｃｍ²当り１０００個乃至１００００個
程度形成されたことを特徴とする請求項７乃至請求項１
３の何れかに記載の導光板の製造方法。
【請求項１５】上記金型は、マスター導光板に基づき
電鋳法により作成されたことを特徴とする請求項７乃至
請求項１４の何れかに記載の導光板の製造方法。
【請求項１６】上記金型による成形方法が、射出成形
法であることを特徴とする請求項７乃至請求項１５の何
れかに記載の導光板の製造方法。