JPH09222514A - Production of light guide body - Google Patents

Production of light guide body

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JPH09222514A
JPH09222514A JP15082496A JP15082496A JPH09222514A JP H09222514 A JPH09222514 A JP H09222514A JP 15082496 A JP15082496 A JP 15082496A JP 15082496 A JP15082496 A JP 15082496A JP H09222514 A JPH09222514 A JP H09222514A
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Toshitaka Kunisawa
Osamu Shinji
Kozo Yasuda
Toshiyuki Yoshikawa
浩三 保田
俊之 吉川
俊隆 國澤
修 新治
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Kuraray Co Ltd
株式会社クラレ
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a process for efficiently producing a light guide body which is made uniform in the distribution of exist light and is usable for a large-area back light with high working accuracy.
SOLUTION: A photoresist layer 9 is formed on a flat base material 10 and is exposed. The exposed photoresist 9 is developed to make the surface of the photoresist 9 conductive. A stamper 16 having the surface of a fine rugged sectional shape is manufactured by a method including an electroforming stage and molding is executed by using this stamper 16, by which the light guide body is obtd.
COPYRIGHT: (C)1997,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置等に用いられるバックライト用の導光体を製造する方法に関するものであり、光を散乱または反射させる凹凸が表面に設けられた導光体を効率的に製造することができる方法に関するものである。 The present invention relates is related to a method of manufacturing a light guide for a backlight used for a liquid crystal display device or the like, irregularities for scattering or reflecting light to the light guide body provided on the surface to a method that can be efficiently produced.

【0002】 [0002]

【従来の技術】液晶表示装置などに使用される面光源装置のバックライトに用いられる導光体は、一般に出射面とこれに対向する面とを有する。 Light guide used in a backlight of the Prior Art The surface light source device used for a liquid crystal display device includes a generally exit surface which faces thereto. これらの面の少なくとも一つには、導光体を透過する光の角度または導光体で反射される光の角度を変える要素(以下、これを「偏向要素」という。導光体を透過する光を散乱させたり、光を反射させたりするものである点で、偏向要素を「散乱反射手段」ということもできる。)が設けられている。 At least one of these surfaces, the element for changing the angle of light reflected at an angle or light guide of the light transmitted through the light guide (hereinafter, transmits that. Lightguide "deflection elements" or scatter light, in that in which or to reflect light, the deflection element can also be referred to as "diffuse reflection means.") is provided.
端面から導光体に入射した光は、出射面またはこれに対向する面でその方向を変えられて出射面から出射するか、これらの面で全反射されて導光体内を伝搬する。 Light incident from the end face on the light guide body, or changed its direction in a surface facing the exit surface or thereto is emitted from the exit surface, it propagates totally reflected by the light guide body in these surfaces. ここで、出射光の輝度が導光体の全面で均一になるように、偏向要素が分布する密度または偏向要素によって偏向される角度が決定されることが多い。 Here, the luminance of the emitted light so that uniform in the entire surface of the light guide body, the deflection element density or is the angle is often determined deflected by deflection elements distributed.

【0003】上記の偏向要素としては、導光体表面に光を散乱または反射する物質が塗布されたもの、導光体表面に光が散乱または反射されるような凹凸形状が設けられたもの、導光体中に光拡散剤が含有されたものが挙げられる。 [0003] What As the deflection element, which material that scatters or reflects light light guide surface is applied, the uneven shape so that light is scattered or reflected is provided on the light guide surface, light diffusing agent include those contained in the light guide. ここで、のタイプの導光体に関しては、光拡散剤を含む樹脂(塗料など)か、導光体の基材の材料とは異なる屈折率を有する樹脂を導光体表面に塗布することが一般的である。 Here, with respect to the type of light guide, (such as paint) resin containing a light diffusing agent or, the material of the substrate of the light guide is applying a resin having a different refractive index to the light guide surface it is common. のタイプの導光体に関しては、導光体表面を粗面化するもの、導光体表面に規則的な凹凸を設けるものなどがある。 Regarding the type of the light guide, which roughened light guide surface, and the like which provide a regular unevenness on the light guide surface. 導光体表面に設けられた凹凸の平面形状としては、ライン状、ドット状などがあり、その断面形状としては矩形状、台形状、三角形状、円の一部のような形状などがある。 The planar shape of the unevenness provided on the light guide surface, the line-like, there is a dot shape, the sectional shape rectangular, trapezoidal, triangular, and the like shaped like a portion of a circle. のタイプの導光体に関しては、導光体の基材の材料とは異なる屈折率を有する樹脂またはガラスの微小ビーズからなる光拡散剤を導光体の基材中に分散させたものが多い。 Regarding the type of the light guide body, many of them dispersed in the base material of the light diffusing agent in the light guide body made of microbeads of resin or glass having a refractive index different from that of the material of the substrate of the light guide . なお、以下、本明細書において、導光体の出射面における輝度の分布を均一化する目的で、所定の関係式に従って分布密度に変化が与えられた偏向要素の集合を「偏向パターン」という。 Hereinafter, in this specification, for the purpose of uniform distribution of luminance in the exit surface of the light guide, a set of deflection element a change in the distribution density is given according to a predetermined relational expression "deflection pattern".

【0004】ところで、のタイプの導光体はスクリーン印刷法により製造することが一般的である。 Meanwhile, the type of the light guide body, it is common to manufacture by a screen printing method. のタイプの導光体はエッチング法、サンドブラスト法、機械加工法等により製造することが一般的である。 The type of light guide etching method, a sandblasting method, it is common to manufacture by machining or the like. また、機械加工法によって偏向要素を設けたスタンパーを用いて射出成形等することにより樹脂製の導光体を大量に複製することも多い。 It is also often replicate a large amount of resin lightguide by injection molding using a stamper provided with a deflecting element by machining methods. さらに、のタイプの導光体は導光体の基材を構成する樹脂材料中にガラスビーズ等を混入させておき、この樹脂を用いて成形することにより製造することが一般的である。 Furthermore, the type of the light guide of advance is mixed with glass beads in a resin material constituting the substrate of the light guide, it is common to manufacture by molding using the resin.

【0005】 [0005]

【発明が解決しようとする課題】のタイプの導光体の製造方法については、スクリーン印刷という製造方法の特性上、微細な形状の再現性が低く、100ミクロン以下の幅またはピッチを有する微細な偏向要素を設けることが事実上不可能である(特開平3−68923号公報を参照)。 The type of a method of manufacturing the light guide of the invention Problems to be Solved, the nature of the manufacturing method of screen printing, low reproducibility of the fine shape, fine having the width or pitch 100 microns it is virtually impossible to provide a deflection element (see JP-a-3-68923). したがって、所定の関係式に従った分布密度を有する偏向要素を設けようとした場合、偏向要素のピッチの下限寸法が上記のように100ミクロン以上であるという制限を受け、偏向要素のピッチの上限寸法が1 Therefore, when it is intended to create deflection element having a distribution density according to a predetermined relationship, the lower limit size of the pitch of the deflecting element is subjected to limitation that is 100 microns or more as described above, the upper limit of the pitch of the deflection element dimensions 1
mm以上になってしまうことがある。 It may become more than mm. このとき、偏向要素のピッチが大きい部分では偏向パターン自体が明暗の模様として認識されてしまい、均質な照明光が得られなくなってしまう。 In this case, the partial pitch large deflection elements will be recognized as a pattern of the deflection pattern itself is dark, homogeneous illumination light can not be obtained. また、偏向要素のピッチとプリズムシートのピッチまたは液晶表示装置の画素のピッチとが干渉してモアレが発生し、液晶表示装置の画質を低下させる可能性も大きくなる(特開平5−257144号公報または特開平5−313017号公報を参照)。 Also, moire is generated and the pitch of the pitch or the pixel of the liquid crystal display device of the pitch and the prism sheet deflecting elements interfere, can degrade the image quality of the liquid crystal display device also increases (JP-A 5-257144 JP or see JP-a-5-313017 Patent Publication). すなわち、スクリーン印刷法により導光体の偏向パターンを作製しようとすると、所望の光学的な性能が得られないことがある。 That is, when an attempt is prepared deflection pattern of the light guide body by a screen printing method, may be desired optical performance can not be obtained.

【0006】また、のタイプの導光体の製造方法については、機械加工法によって微細な偏向要素を高い精度で加工することは一般に困難であり、所望の光学的な性能が得られないことがある。 [0006] As for the method for producing a type of light guide, be processed with high accuracy fine deflection element by machining methods are generally difficult, that the desired optical performance can not be obtained is there. 射出成形法等による導光体の製造に用いるため、機械切削によりスタンパーに偏向パターンを加工する場合、加工工具の位置決め精度の限界や加工工具の摩耗などにより、設計通りの正確な形状の多数の微細な偏向要素を、所定の関係式に従った分布密度になるように設けることは困難である。 For use in the manufacture of the light guide by an injection molding method, etc., when processing of the deflection pattern in the stamper by mechanical cutting, due to wear of the positioning accuracy limitations and machining tool machining tool, a number of the exact shape as designed fine deflection element, it is difficult to provide such that the distribution density according to a predetermined relationship. 特に、大面積の導光体であれば加工が非常に困難である。 In particular, processing is very difficult if light having a large area. 加工精度が低いと、設計値通りの偏向特性が得られず、バックライトの性能として第一に求められる高い輝度が得られないことがある。 The low processing precision, sometimes deflection characteristics as designed can not be obtained, can not be obtained a high luminance obtained in the first as the performance of the backlight. また、加工できる最小寸法値が大きいため、一つの偏向要素の大きさが数百ミクロン以上にならざるを得ない。 Moreover, because of the large minimum size values ​​can be processed, the size of one of the deflecting elements inevitably more than several hundred microns. しかし、一つの偏向要素の寸法が数百ミクロン以上になると、上記ののタイプの導光体の場合と同様に偏向パターンが輝度のムラになって見えるという不都合が生じる。 However, as the size of one deflection element is more than a few hundred microns, inconvenience above the case of the type of the light guide as well as the deflection pattern appears to become uneven brightness occurs.

【0007】さらに、のタイプの導光体の製造方法に関しては、所定の関係式に従った分布密度になるように偏向要素を設けようとしても、高い再現性で基材中に光拡散剤を分散させることは非常に困難であるという問題がある。 Furthermore, regarding the manufacturing method of the type of light guide, even it is intended to create deflection elements such that the distribution density according to a predetermined relational expression, a light diffusing agent into the base material at a high reproducibility there is a problem that can be distributed is very difficult.

【0008】本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は出射光の分布が均一化されており大面積のバックライトに用いることが好適な導光体を、高い加工精度で効率的に製造する方法を提供することにある。 [0008] The present invention has been made to solve the above problems, a suitable light guide that its purpose is to be used for a backlight of a large area are uniform distribution of the emitted light, high It is to provide a method for efficiently producing in machining accuracy.

【0009】 [0009]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決する本発明の導光体の製造方法は、平坦な基材にフォトレジスト層を形成する工程、フォトレジストを露光する工程、 Method for manufacturing a light guide of the present invention to solve the above problems BRIEF SUMMARY OF THE INVENTION, the step of forming a photoresist layer on a flat substrate, exposing the photoresist,
露光されたフォトレジストを現像する工程、フォトレジストの表面を導電化する工程および電鋳工程を含む方法で微細な凹凸表面を持つスタンパーを作製し、該スタンパーを使用して成形することを特徴とする。 To prepare a stamper having step, a fine uneven surface by a method comprising a step and electroforming process to electric conductivity of the surface of a photoresist developing the exposed photoresist, and characterized in that the molded using the stamper to.

【0010】 [0010]

【発明の実施の形態】本発明の導光体の製造方法を図3 FIG manufacturing method of the light guide of the embodiment of the present invention 3
を用いてより詳細に説明する。 It will be described in more detail with reference to. 図3(a)における基材(10)としては、表面を研磨するなどして平坦性を高めたガラス板や金属板が一般に用いられる。 As the substrate (10) in FIG. 3 (a), a glass plate or a metal plate with increased flatness, such as by polishing the surface is generally used. この基材の表面に図3(a)に示すようにフォトレジスト層(9) The photoresist layer as shown in FIG. 3 (a) on the surface of the substrate (9)
を形成する。 To form. フォトレジスト層を形成する方法としてはスピンコート、デイップコート、ロールコート、電着、 The photoresist layer spin-coated on the method for forming, dip coating, roll coating, electrodeposition,
フィルム状のフォトレジストを加熱しながら貼り付けるなどの方法があるが、全面にわたって均一な厚さに膜を形成できる方法であれば何れの方法でも良い。 There is a method such as pasting with heating the film-like photoresist may be any method as long as the method can form a film to a uniform thickness over the entire surface.

【0011】偏向要素の高さはフォトレジスト層の厚さで決定される。 [0011] The height of the deflection elements is determined by the thickness of the photoresist layer. 高い輝度を実現し、偏向パターンが明暗の模様として認識されることや、モアレの発生を防止するために、設計値通りの偏向要素の高さを得ることは重要である。 To achieve high luminance, and the deflection pattern is recognized as a pattern light and dark, in order to prevent the occurrence of moire, it is important to obtain the height of the deflection element as designed. しかし、LD、CDなどの光ディスクにおけるピットの高さが0.1μm程度であるのに対して、偏向要素の高さは一般に極めて大きく、偏向要素の形成に適した厚さのフォトレジスト層を得ることは困難である。 However, to obtain LD, while the height of the pit is approximately 0.1μm in the optical disc of the CD, etc. The height of the deflection elements is generally very large, a photoresist layer of a thickness suitable for formation of the deflection element it is difficult. 偏向要素を設けるためには、粘度が200〜120 To provide the deflection element has a viscosity from 200 to 120
0cpsの範囲にあるフォトレジストを用いてスピンコートして5〜30μmの厚さを有するフォトレジスト層を形成することが好ましい。 It is preferable to form a photoresist layer having a thickness of 5~30μm by spin coating using a photoresist in the range of cps. また、フィルム状のフォトレジスト(いわゆるドライフィルムレジスト)を加熱しながら貼り付けることによって20〜50μmの厚さのフォトレジスト層を形成することも好ましい。 It is also preferable to form a photoresist layer having a thickness of 20~50μm by pasting while heating the film-like photoresist (the so-called dry film resist). なお、フォトレジストの種類にはポジ型とネガ型とがあるが本発明においてはその種類は問わない。 Note that the type of photoresist has a positive and a negative type but the type in the present invention is not limited. フォトマスクを用いてフォトレジストを露光する場合、ポジ型のフォトレジストとネガ型のフォトレジストとをそれぞれ用いれば、 When exposing the photoresist using a photomask, using positive photoresist and negative photoresist and respectively,
1つのフォトマスクを用いて凹凸が逆の偏向要素をもつ2種類のスタンパーを作製することができる。 Irregularity can be manufactured two types of stamper of opposite deflection elements using one photomask. また、ポジ型フォトレジストとしては東京応化工業(株)製のP In addition, P manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. as a positive type photoresist
MER P−AR900、PMER P−AR300シリーズなどを用いることができ、ネガ型のフォトレジストとしては東京応化工業(株)製のBMER C−10 MER P-AR900, PMER P-AR300 series, etc. can be used, BMER C-10 is manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. as a negative type photoresist
00などを用いることができる。 00, or the like can be used. ドライフィルムレジストとしては、例えば、富士ハントエレクトロニクステクノロジー(株)製のVANX A−900シリーズ、A Dry film as the resist, for example, Fuji Hunt Electronics Technology Co. Ltd. VANX A-900 series, A
−800シリーズ、A−600シリーズおよびU−12 -800 series, A-600 series and the U-12
0や、東京応化工業(株)製のORDYL α−430 0 and, ORDYL manufactured by Tokyo Ohka Kogyo (Ltd.) α-430
TおよびORDYL α−450Tを用いることができる。 T and ORDYL alpha-450T can be used.

【0012】ところで、基材上に塗布するフォトレジストの膜厚を変更することによって、導光体の輝度分布を調整することができる。 By the way, by changing the film thickness of the photoresist applied to the substrate, it is possible to adjust the luminance distribution of the light guide. すなわち、本発明の方法により試験的に作製した導光体の輝度分布の均斉度(最低輝度を最大輝度で割った値のことをいう。)が十分に高くなかった場合、塗布するフォトレジストの膜厚を変更することで偏向要素の高さを容易に変更することができ、偏向要素の設計をやり直すことなく、より均斉度の高い均一な輝度分布を有する導光体を得ることができる。 In other words, uniformity of luminance distribution of the light guide body produced tentatively by the method of the present invention (the minimum luminance refers to a value obtained by dividing the maximum brightness.) If was not high enough, the photoresist coating it is possible to easily change the height of the deflection element by changing the film thickness, without redoing the design of the deflection elements, it is possible to obtain a light guide having a more uniformity with high uniform luminance distribution. したがって、導光体の試作段階では導光体寸法の最適化を効率的に行え、また量産段階では導光体寸法の微調整を容易に行うことができる。 Therefore, in the prototyping stage of the light guide efficiently perform optimization of the light guide body dimensions, also it is possible to easily fine adjustment of the light guide dimensions at mass production stage.

【0013】次に、基材上のフォトレジストに偏向パターンを露光する。 [0013] Then, to expose the deflection pattern in the photoresist on the substrate. これに際しては、図3(b)のようにフォトマスク(11)をフォトレジスト層上に重ねて平行光線で全体を一度に露光する方法と、光ビームなどを用いてフォトレジストにパターンを直接に描画する方法とがある。 This time of to a method for exposing at once the whole parallel beams superimposed a photomask (11) on the photoresist layer as in FIG. 3 (b), a pattern in the photoresist directly by using a light beam and a method of drawing. 前者は偏向パターンを描画したフォトマスクを予め作製しておくもので、同一パターンのスタンパーを複数枚作製する場合に有利であり、後者は同一パターンのスタンパーを一枚に限り作製する場合に適する。 The former is intended to advance a photomask drawing a deflection pattern is advantageous in the case of manufacturing a plurality of stampers same pattern, the latter is suitable in the case of manufacturing only one stampers same pattern. 偏向パターンはドット、ラインなどその形状は問わない。 Deflection pattern dot, the shape does not matter such as a line.
またフォトマスクを使用する場合には、露光から現像までの工程における条件によって、フォトマスク上のパターンの幅と現像後のフォトレジストの偏向要素の幅とが一致しない場合がある。 In the case of using a photomask, the conditions in the step from exposure to development, there is a case where the width of the pattern on the photomask and the width of the deflection element of the photoresist after development do not match. この場合は現像後の偏向要素の幅の変化を考慮して、これを補正する方向でフォトマスクのパターンの幅を決定しておけば良い。 In this case taking into account the change in the width of the deflection element after development, in the direction to correct this it is sufficient to determine the width of the pattern of the photomask. また、フォトマスクを用いて露光するときの光としては、紫外線を用いるのが一般的であり、できるだけ平行に近い光線を出す設備を用いて露光することが望ましい。 Further, as the light at the time of exposure using a photomask is generally used ultraviolet, it is desirable to expose with issue light nearly as possible parallel facilities. また、直接描画の場合には、レーザー光線または電子線を用いることが一般的である。 In the case of direct imaging, it is common to use a laser beam or an electron beam.

【0014】上記の露光方法では、一般に偏向要素の断面形状は高さが一定の矩形状(図4(a))か台形状(図4(b))になる。 [0014] In the above exposure method, generally cross-sectional shape of the deflection element is a height constant rectangular (FIG. 4 (a)) or trapezoidal (Figure 4 (b)). マスク露光方法であれば、フォトマスクを密着させずにレジスト面から微小間隔だけ離して露光することにより露光部分と未露光部分との境界部分を広げて、台形断面形状を有する偏向要素における側面の傾斜角度や偏向要素の角の丸みを変更することができる(図4(c))。 If mask exposure method, to expand the boundary portion between the exposed portion and the unexposed portion by exposing apart by a small distance from the resist surface without contact the photomask, the side surface of the deflection element having a trapezoidal cross-sectional shape it is possible to change the roundness of the corner of the inclination angle and the deflection element (FIG. 4 (c)). 露光時の光線を基材の左右どちらかの上方から斜めに照射することで、偏向要素の底面に対する各側面の角度が異なる左右非対称の断面形状を有する偏向要素を得ることができる。 Rays during exposure by irradiating from the left or right above the substrate at an angle, it is possible to angle of each side relative to the bottom surface of the deflecting element to obtain a deflection element having a cross-sectional shape of different asymmetrical. また、所定の露光量の1/2の光量で一度露光した後で、基材をフォトマスクとともに180°回転させて所定の露光量の1/2 Further, after once exposed at half the quantity of a given exposure, the substrate 180 ° rotated with photomask with a predetermined exposure amount 1/2
の光量で再度露光させることによって、2種類の断面形状をもつ偏向要素を得ることができる。 By exposing again the amount of light, it is possible to obtain a deflection element with two types of cross-sectional shape.

【0015】一方、光ビームなどを用いて直接描画することにより露光する方法であれば、フォトレジスト表面に集光された光ビームスポットの焦点を微小量だけずらすこと(すなわち、ピントをぼかすこと)により、台形断面形状を有する偏向要素における側面の傾斜角度や偏向要素の角の丸みを変更することができる(図4 Meanwhile, if the method of exposure by drawing directly by using a light beam, shifting the focal point of the light beam spot focused on the photoresist surface by a small amount (i.e., blurring the focus) Accordingly, it is possible to change the roundness of the corner of the inclination angle and the deflection elements of the side surface of the deflection element having a trapezoidal cross-sectional shape (FIG. 4
(c))。 (C)). 平行ではない光線を露光に使用することなど、条件を選ぶことでサインカーブ状の断面形状(図4 Such as by using the exposure light beam is not parallel, sinusoidal shape in cross section by selecting the condition (FIG. 4
(e))を得ることもできる。 Can be obtained (e)). このように露光条件を調整することにより、偏向要素が有する偏向性能の調整が可能となり、また成型時の転写性を向上させることもできる。 By adjusting such exposure conditions, it is possible to adjust the deflection performance deflection element has, also can be improved transferability during molding. 前述の断面形状の調整は、現像工程において現像液の濃度や現像温度、現像時間などの条件を変更することによっても実現できる。 Adjustment of the above cross-sectional shape can also be realized by changing the concentration or the developing temperature of the developing solution, the conditions such as the developing time in the development step. また、現像工程と表面導電化工程との間に加熱処理工程を加えて、現像処理後に残ったフォトレジストの断面形状を変形させることで円の一部のような断面形状(図4(d))を得ることができる。 In addition the heat treatment step between the developing step and the surface conductive process, the cross-sectional shape such as a part of a circle by deforming the sectional shape of the photoresist remaining after development processing (FIG. 4 (d) ) can be obtained.

【0016】本発明において用いられるフォトレジストがポジ型であれば、図3(c)のようにフォトレジスト層の露光された部分(12)が現像工程で除去され、露光されなかった部分(13)が残ることにより偏向パターンが現れる。 If [0016] the photoresist positive type used in the present invention, the exposed portions of the photoresist layer (12) is removed in the development step as in FIG. 3 (c), the unexposed portions (13 ) deflection pattern appears by the remains. ネガ型のフォトレジストであれば逆に露光されなかった部分が除去され、露光された部分が残る。 Negative photoresist in case if the reverse were not exposed to the portion are removed, and the exposed portions remain. 現像の方法としては、所定の現像液を用いて行うデイップ法、パドル法、シャワー法などが一般的である。 As the method of development, dip method carried out using a predetermined developer, puddle method, such as a shower method is generally used.

【0017】現像後のレジストの表面に蒸着、スパッタリング、無電解メッキなどの方法で金属膜を設けて導電化し(図3(d))、電鋳法によりスタンパー(16) [0017] deposited on the surface of the resist after development, sputtering, a method such as electroless plating is provided a metal film is conductive (FIG. 3 (d)), the stamper (16) by electroforming
を得る(図3(e)、図3(f))。 The obtained (FIG. 3 (e), the FIG. 3 (f)). 場合によってはこの電鋳後のスタンパーの表面に剥離用の処理を施した後に、再度電鋳処理することによって、最初のスタンパーとは凹凸が逆転した偏向パターンを有する複製スタンパーを得ることができる。 Sometimes after performing processing for peeling on the surface of the stamper after the electroforming, by again electroforming process, the first stamper can be obtained duplicate stampers with a deflection pattern unevenness is reversed. さらにはこの複製スタンパーを用いて電鋳することで、最初のスタンパーと同一の凹凸の偏向パターンを有する複製スタンパーを複数個得ることもできる。 Furthermore it is also possible the replication stamper by electroforming using a obtaining a plurality of replicas stamper having a deflection pattern of the first same irregularity and the stamper.

【0018】電鋳で作製したスタンパーの裏面が粗れていればこれを研磨して平坦化し、外形を必要な寸法に加工することで成形用のスタンパーを得る。 The polished and planarized this if the rear surface of the stamper produced is sufficient that the crude by electroforming to obtain a stamper for molding by processing the outer shape to required dimensions. この成形用のスタンパーを用いて射出成形、プレス成形、2P(Ph Injection molding, press molding using a stamper for the molding, 2P (Ph
oto−polymer)成形等をすることで凹凸パターンが精密に転写された導光体を大量に得ることができる。 oto-Polymer) uneven pattern by the molding can be obtained in large quantities precisely transferred light guide.

【0019】なお、エッチングやサンドブラスト等の方法により、フォトレジストを塗布する平坦な基材表面を偏向要素よりも小さい凹凸構造を持つように粗し、この粗れた表面をもつ基材にフォトレジストを塗布し、以下、上記と同様の処理を経ることで基材の微細な粗れが導光体に転写され、偏向要素の頂部または底面が梨地状に粗れた導光体を製造することができる。 [0019] Incidentally, by a method such as etching or sand blasting, so as to have the irregularity smaller than the deflection element a flat substrate surface for coating a photoresist roughening, a photoresist to a substrate having the rough surface was applied, hereinafter, the Re fine roughness of the substrate by passing through the same processing as described above is transferred to the light guide, the top or bottom surface of the deflection element to produce a textured coarse light guide body can.

【0020】従来の機械加工などによっては、ダイヤモンドバイトを使用した精密加工技術をもってしても導光体に要求される精密で微細な形状の偏向要素が得られず、光の利用効率を十分に向上させることができなかった。 [0020] Depending on such conventional machining, not obtained deflection element of precise and fine shape even with a precision processing technique using a diamond byte is required to guide the light is sufficiently light utilization efficiency It could not be improved. しかし、上記の説明のように、光ディスクや半導体などの製造プロセスにおいて微細な凹凸パターンを高い精度で形成するために用いられるフォトリソグラフィーの技術を応用することで、高く均一な輝度を有する導光体を得るために必要とされる微細凹凸パターンを形成することができる。 However, as explained above, by applying the photolithographic technique used to form a precision higher fine uneven pattern in the manufacturing process such as an optical disk or a semiconductor, the light guide having high uniform brightness it is possible to form a fine concavo-convex pattern that is required to obtain the. また、本発明によれば、導光体の偏向要素における凹凸の高さをフォトレジストの膜厚で制御することができ、各偏向要素の高さを一定にすることができる。 Further, according to the present invention, the unevenness in the deflecting element of the light guide height can be controlled by the film thickness of the photoresist can be a constant height of each deflection element.

【0021】 [0021]

【実施例】以下、本発明の方法により製造した導光体を使用した液晶表示装置の実施例について具体的に説明する。 EXAMPLES The following examples of the liquid crystal display device using the light guide produced by the process of the present invention will be described in detail.

【0022】液晶表示装置等に使用される面光源装置のバックライトに用いられる導光体は、平坦な出射面とこれと対向する偏向要素を有する面とを有し、端面から入射した光を偏向要素により反射させて偏向させるものであり、偏向要素が分布する密度に所定の関係式に従った勾配を設けることにより、輝度を導光体の全面にわたって均一化させているものが一般的である。 The light guide used in a backlight of a surface light source device used in a liquid crystal display device or the like, and a surface having a deflecting elements facing the therewith flat emitting surface, a light incident from an end face is intended to deflect is reflected by the deflection elements, by providing a slope in accordance with a predetermined relation to the density of the deflection element is distributed, as is common that is uniform over the entire surface of the light guide luminance is there. 図1に典型的な一灯式エッジライト型バックライトと液晶表示装置との側面図を示す。 It shows a side view of a typical one lamp type edge light type backlight and a liquid crystal display device in FIG. 光源(2)には線状ランプを用い、このランプを半円型または放物線型の形状を有する反射鏡(3)の焦点位置に置く。 Using a linear lamp is the light source (2), placing the lamp at the focal point of the reflecting mirror having a semicircular or parabolic shape (3). 導光体(1)としては、矩形断面を有する透明な板状物が一般的である。 The light guide (1), a transparent plate-like material having a rectangular cross-section is generally used. 最近は軽量化のためにテーパー状の断面形状が採られることも多い。 Recently it is often taken tapered cross-sectional shape for weight reduction. 導光体の上側(出射面側)には光を均一に分布させる目的で拡散シート(6)が配置されており、さらに光がほぼ垂直方向になるように光を偏向させる目的でプリズムシート(7)が配置されている。 The upper side of the light guide (emitting surface side) and purpose diffusion sheet uniformly distributed (6) is arranged to light an object in prism sheet deflecting light such that more light is substantially vertically ( 7) is disposed. なお、最近は垂直方向の輝度を向上させるために2枚のプリズムシートを直交させて配置することが一般的になっている。 Incidentally, recently be placed in orthogonal two prism sheets in order to improve the brightness in the vertical direction has become common. 導光体の下面には端面から入射した光を上面から出射させるために偏向要素(5)が施されている。 The lower surface of the light-deflecting element in order to emit light incident from the end surface from the top surface (5) is applied. 光源に近い側から遠い側まで出射量を均一化するために、偏向要素の分布密度に勾配が与えられる。 To equalize the amount emitted from the side closer to the light source to the far side, the gradient is given to the distribution density of the deflection element. 一般的には、光源に近い側における偏向要素の密度を小さくし、光源に遠い側における偏向要素の密度を大きくする。 In general, to reduce the density of the deflection element on the side closer to the light source, to increase the density of the deflecting elements in the side far from the light source. また密度を部分的に変えて、面全体の輝度を均一化するための補正がなされる。 Also by changing the density partially correction for equalizing the luminance of the entire surface it is made. 導光体の下側には、下側に出た光を導光体側に反射して戻すために偏向シート(4)が配置される。 Below the light guide, the deflection sheet (4) is arranged to reflect back light emitted from the bottom side to the light guide side. 以上の構成がバックライトとなり、液晶表示板(8)の背後に置かれる。 The above configuration is a backlight is placed behind the liquid crystal display panel (8). 図2に偏向要素の分布密度に勾配を与えた例を示す(図2(a))。 An example given a gradient in the distribution density of the deflecting elements in FIG. 2 (FIG. 2 (a)). 面の上端(光源とは反対の側) The upper end face (the side opposite to the light source)
では図2(b)で示す様に高密度、下端(光源側)では図2(c)に示すように低密度の分布となっている。 In a high density as shown in FIG. 2 (b), it has a distribution of low density as shown in the lower end (source side) in FIG. 2 (c).

【0023】本発明に基づく導光体の製造方法について、以下に詳細に説明する。 The method for manufacturing a light guide member according to the present invention will be described in detail below. ガラス製の基材、ポジ型フォトレジストおよびフォトマスクを使用する場合について説明する。 Glass substrate, a case of using a positive photoresist and a photomask. 直径350mmで厚さが5mmの円形のガラス基材に厚膜用のポジ型フォトレジスト(粘度が90 Positive photoresist for thick film on a glass substrate of a circular thickness 5mm diameter 350 mm (viscosity 90
0cpsである。 It is 0cps. )を厚さが20μmになるようにスピンコートした。 ) Thickness was spin-coated so as to 20μm. プリベークした後に、この上に対角のサイズが10.4インチであり、偏向要素の分布密度に勾配が与えられた偏向パターンが描かれたフォトマスクを重ね、マスク露光装置でフォトレジストメーカーが指定する光量になるように露光した。 After prebaking, the size of the diagonal on the is 10.4 inches, superimposed photomask deflection pattern drawn gradient to the distribution density of the deflection element is provided, the photoresist manufacturer specified by mask exposure device was exposed so that the quantity of light. フォトマスクには、塩化銀の粒子を分散させた乳剤をガラス板に塗布し、CA The photomask was applied emulsion obtained by dispersing particles of silver chloride on a glass plate, CA
Dで作製したパターンの像を写真の原理を応用して縮小して焼き付けるという一般的な方法で作製したものを使用した。 Were used those manufactured in the common way that the pattern image of produced by the D baking shrunk by applying the principle of photos. 現像液はこのポジ型フォトレジストに適合した所定のものを使用し、デイップ法で現像を行って偏向要素のパターン付きの原盤を得た。 Developer The positive type using a predetermined those compatible with the photoresist to obtain a pattern with a master of the deflection element and developed in dip method. この原盤において、現像後に残ったフォトレジスト部分の断面形状はほぼ矩形状または台形状となった。 In this master, the cross-sectional shape of the photoresist portion remaining after development became substantially rectangular or trapezoidal. この原盤の表面に数10nm The number on the surface of the master 10nm
程度の厚さになるようにスパッタリング法によりニッケル膜を設けて導電膜とした。 And a conductive film provided a nickel film by sputtering to a thickness on the order. 次にニッケル膜の厚さが3 Then the thickness of the nickel film 3
00μmになるようにニッケル電鋳を行った後、表面に残留したフォトレジストを除去し、裏面を研磨し、外形を加工するなどの工程を経てスタンパーを得た。 After nickel electroforming so as to 00Myuemu, removing the photoresist remaining on the surface, and polishing the back surface to obtain a stamper through processes such as processing the outer shape. このスタンパーを用いて射出成形を行い、微細な凹凸形状で構成される偏向要素を片面に持つ導光体を得た。 It performs injection molding using the stamper, to give a light guide having a deflecting element on one side composed of fine irregularities. その寸法は偏向パターン部の有効面積の対角が10.4インチであり、入光側の端部の厚さが3.0mmであり、これと対向する側の端部の厚さが1.1mmである。 Its dimensions are diagonal 10.4 inches effective area of ​​the deflection pattern portion, the thickness of the end portion of the light entering side is 3.0 mm, the thickness of the end portion of the side 1 facing therewith. it is 1mm. 導光体の性能を評価するにあたって、白色散乱シート、3.0m In assessing the performance of the light guide, the white scattering sheet, 3.0 m
m径の冷陰極管、拡散シートおよびプリズムシートを使用した。 Cold cathode tubes m diameter were used diffusion sheet and a prism sheet. 測定機は(株)トプコン製の輝度計(形式:B Measuring machine produced by TOPCON Corporation in the luminance meter (model: B
M−7)を測定距離500mm、測定角1度の条件で使用した。 M-7) Measurement distance 500 mm, was used under the conditions of the measurement angle of one degree. 本製法で得られた導光体における輝度分布(図中Aで示す)と白色の散乱体のドットをスクリーン印刷法により設けた従来の導光体における輝度分布(図中B Luminance distribution in the resulting light guide in the present process (shown in the figure A) and the luminance distribution in the conventional light guide body provided by dot screen printing of a white scatterer (figure B
で示す)との比較を図5に示す。 Figure 5 shows the comparison of in shown). 本発明によれば高輝度の導光体が得られることが図5より明らかである。 The high brightness of the light guide can be obtained according to the present invention will be apparent from FIG.

【0024】次に、上記実施例においてフォトレジストの膜厚と均斉度との関係を測定した結果について説明する。 Next, a description will be given results of measurement of the relationship between the film thickness and the uniformity of the photoresist in the above embodiment. 図6に導光体の輝度分布を測定した結果を示す(測定機および測定方法は上記と同様である。)。 It shows the results of measuring the luminance distribution of the light guiding body in FIG. 6 (measuring instrument and the measuring method are the same as above.). フォトレジストの膜厚を12μm、10μmおよび17μmとした場合の輝度分布を図6中のA、BおよびCでそれぞれ示す。 Respectively the luminance distribution in the case where the thickness of the photoresist 12 [mu] m, and 10μm and 17 .mu.m A in FIG. 6, B and C. 測定結果より均斉度を求めると、図中Bで示すように、膜厚が10μmの場合には、均斉度74%と低かったがフォトレジストの膜厚を12μmとした場合、図中Aで示すように均斉度84%と改善された。 When the measurement results determine the uniformity ratio than, as shown in the figure B, and if the film thickness is 10μm, when it was as low as uniformity ratio 74% which was 12μm thickness of the photoresist, shown in figure A and improved uniformity of 84% as. さらにフォトレジストの膜厚を17μmとすると図中Cで示すように均斉度は逆に43%と悪化した。 Uniformity as shown in the drawing C Still with 17μm thickness of the photoresist is deteriorated 43% reversed.

【0025】 [0025]

【発明の効果】本発明によれば、出射光の分布が均一化されており大面積のバックライトに用いることが好適な導光体を、高い加工精度で効率的に製造することができる。 According to the present invention, a preferred light guide can be used for a backlight of a large area are uniform distribution of the emitted light, it can be efficiently produced at a high processing accuracy.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】エッジライト方式のバックライトの一般的な構成を示す断面図である。 1 is a cross-sectional view showing a general structure of a backlight of the edge light type.

【図2】偏向パターンの一例の平面図である。 2 is a plan view of an example of a deflection pattern.

【図3】本発明による導光体のスタンパーの製造方法の説明図である。 3 is an explanatory view of a method for manufacturing a stamper light guide according to the present invention.

【図4】偏向要素の一例の拡大断面を示す図である。 4 is a diagram showing an example enlarged cross section of the deflection element.

【図5】本発明の実施例で示した方法で作製した導光体の輝度測定結果Aと、従来のドット印刷された偏向要素を有する導光体の輝度測定結果Bとを対照して示す図である。 And luminance measurement result A of the light guide body produced by the method shown in the embodiment of the present invention; FIG show in contrast the luminance measurement result B of the light guide body having a conventional dot printed deflection element it is a diagram.

【図6】本発明の実施例においてフォトレジストの膜厚を変更した場合の輝度測定結果を示す図である。 In the embodiment of the invention; FIG is a diagram showing the luminance measurement results of changing the film thickness of the photoresist.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1・・・導光体 2・・・光源(冷陰極管) 3・・・反射鏡 4・・・散乱反射シート 5・・・偏向要素(偏向パターン) 6・・・拡散シート 7・・・プリズムシート 8・・・液晶表示板 1 ... light guide 2 ... light source (cold cathode tube) 3 ... reflecting mirror 4 ... scattered reflection sheet 5 ... deflection element (deflection pattern) 6 ... diffusion sheet 7 ... prism sheet 8 ... liquid crystal display panel

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉川 俊之 東京都中央区日本橋2丁目3番10号 株式 会社クラレ内 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Toshiyuki Yoshikawa Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo 2-chome No. 3 No. 10 stock company within the Kuraray

Claims (7)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 平坦な基材にフォトレジスト層を形成する工程、フォトレジストを露光する工程、露光されたフォトレジストを現像する工程、フォトレジストの表面を導電化する工程および電鋳工程を含む方法で微細な凹凸断面形状の表面を持つスタンパーを作製し、該スタンパーを使用して成形することにより導光体を得ることを特徴とする導光体の製造方法。 1. A forming a photoresist layer on a flat substrate step, a step of developing process, the exposed photoresist to expose the photoresist, including process and electroforming process to electric conductivity of the surface of the photoresist to prepare a stamper having a surface fine concavo-convex cross-sectional shape by the method, a manufacturing method of the light guide, characterized in that to obtain a light guide by molding using the stamper.
  2. 【請求項2】 粘度が200〜1200cpsの範囲にあるフォトレジストを用いてスピンコートすることによって5〜30μmの厚さのフォトレジスト層を形成する請求項1に記載の導光体の製造方法。 2. A method for producing a light guide according to claim 1 having a viscosity to form a photoresist layer having a thickness of 5~30μm by spin coating using a photoresist in the range of 200~1200Cps.
  3. 【請求項3】 フィルム状のフォトレジストを熱して貼り付けることによって20〜50μmの厚さのフォトレジスト層を形成する請求項1に記載の導光体の製造方法。 3. A film-like method for producing a light guide according to claim 1 for forming a photoresist layer having a thickness of 20~50μm by pasting by heating a photoresist.
  4. 【請求項4】 予め上記微細な凹凸よりも小さい凹凸に粗面化された表面を持つ平坦な基材を用いてフォトレジスト層を形成する請求項1ないし3のいずれか一項に記載の導光体の製造方法。 Wherein advance the guide according to any one of claims 1 to 3 to form a photoresist layer with a fine flat substrate having a roughened surface irregularity smaller than uneven the method of manufacturing an optical body.
  5. 【請求項5】 基材に塗布されたフォトレジストをマスク露光方法により露光する際に、フォトマスクとフォトレジスト表面とを微小距離だけ離して露光する請求項1 5. A photoresist applied to the substrate during the exposure by the mask exposure method, according to claim 1 that exposes away the photomask and the photoresist surface by a small distance
    ないし4のいずれか一項に導光体の製造方法。 To the manufacturing method of the light guide body in any one of four.
  6. 【請求項6】 現像工程と表面導電化工程との間に加熱処理工程を加えて、フォトレジストの微細な凹凸断面形状を変形させる請求項1ないし5のいずれか一項に導光体の製造方法。 6. In addition to a heat treatment step between the developing step and the surface conductive process, the production of the light guide body in any one of claims 1 to 5 to deform the fine concavo-convex cross-sectional shape of the photoresist Method.
  7. 【請求項7】 平坦な基材に形成するフォトレジスト層の厚さを変更することによって、導光体の輝度分布を調整する請求項1記載の導光体の製造方法。 7. By changing the thickness of the photoresist layer formed on the flat substrate, a manufacturing method of claim 1, wherein the light guide for adjusting the brightness distribution of the light guide.
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