WO2005096083A1 - 液晶表示用導光板およびその製造方法 - Google Patents

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WO2005096083A1
WO2005096083A1 PCT/JP2005/006283 JP2005006283W WO2005096083A1 WO 2005096083 A1 WO2005096083 A1 WO 2005096083A1 JP 2005006283 W JP2005006283 W JP 2005006283W WO 2005096083 A1 WO2005096083 A1 WO 2005096083A1
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light guide
guide plate
resin
liquid crystal
crystal display
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PCT/JP2005/006283
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Inventor
Tadahiro Ohmi
Naoki Tanahashi
Masahiko Hayashi
Original Assignee
Zeon Corporation
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    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133615—Edge-illuminating devices, i.e. illuminating from the side

Definitions

  • the present invention relates to a light guide plate for liquid crystal display made of resin and a method for manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a light guide plate for liquid crystal display made of a resin containing a large amount of fluorine atoms in the surface layer, having excellent heat resistance, preventing light reflection, and improving the brightness of the liquid crystal display surface, and a method of manufacturing the same. About.
  • Liquid crystal displays that apply this principle have been applied to personal computers and televisions.
  • Liquid crystal display devices are classified into IPS, VA, and ⁇ CB systems, etc., depending on how the arrangement of the liquid crystal changes when a voltage is applied.
  • the mainstream of liquid crystal display devices for personal computers is a thin film transistor (TFT), which supports moving images with high image quality.
  • TFT thin film transistor
  • Liquid crystal display devices take in light from the outside of the liquid crystal display surface, which does not emit light and display an image, and reflect light from the back of the liquid crystal substrate using a reflection type light source or inside the device. An image is displayed by a backlight type surface light source that emits light from the back of the liquid crystal substrate.
  • a linear light source such as a fluorescent lamp is provided on a side portion of the display screen, and light from the side portion is guided along the plate surface by a light guide plate.
  • a sidelight type or light guide plate type
  • a direct type in which a light source is arranged behind a liquid crystal substrate and light is sent to the liquid crystal substrate.
  • the direct type the light from the light source is sent directly to the liquid crystal substrate, so that a high-brightness display is possible. The thickness of the light source cannot be reduced.
  • the light guide plate method since the light source is located on the side, it is easy to reduce the thickness of the liquid crystal display device, and the light guide plate method has been actively developed.
  • the light guide plate method light incident on the light guide plate from the linear light source is spread over the entire emission surface and emitted in the normal direction, so that the brightness is reduced.
  • Attempts have been made to eliminate light leakage by applying special processing to the light exiting or reflecting surface of the light plate. For example, a reflection surface is shaped into a dot shape, a prism shape, a grain shape, or the like.
  • Patent Document 2 discloses a light guide having an optical path length of 50 mm or more in which an antireflection layer is provided on an incident surface.
  • an antireflection layer a film of an inorganic compound such as SiO or Zr ⁇ is disclosed.
  • an inorganic film is formed on the incident surface of the light guide plate by vapor deposition or sputtering. Also, a film formed by applying a resin having a refractive index smaller than the refractive index of the resin constituting the light guide plate, for example, a fluororesin, is disclosed as an antireflection layer.
  • the screen display can be viewed only in a bright place.
  • a front light type surface light source in which a light guide plate is provided in front of a liquid crystal substrate has been developed.
  • this front light method light from a light source on the side is spread from the light incident surface of the light guide plate to the entire light exit surface, and the light is emitted to the liquid crystal substrate side, and the light is reflected by the reflector on the back surface of the liquid crystal substrate.
  • the LCD image can be viewed even in dark places.
  • a front light type light guide plate may shine brightly due to reflected light, making the image less visible.Therefore, by providing an anti-reflection layer on the exit surface or both surfaces of the front light type light guide plate, the visibility is reduced. It has been proposed to suppress it (Patent Document 1).
  • This antireflection layer is formed of a vapor-deposited film.
  • these antireflection layers are laminated on the surface of the light guide plate substrate, and may cause problems in adhesion of the antireflection layer and transparency of the antireflection layer.
  • Patent Document 3 a method of controlling the refractive index by contacting a transparent resin with a fluorine gas in forming an optical fiber or a cladding of an optical waveguide is known.
  • Application to a display light guide plate is not known.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-240963
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001_311829
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-95862 Disclosure of the invention
  • the present inventor has proposed a surface treatment of a resin-made light guide plate in order to improve the brightness of a backlight type liquid crystal display device using a resin light guide plate and to prevent the occurrence of glare or moire in a front light system.
  • the method was repeated.
  • a resin phase having a higher fluorine atom content than the inner layer portion of the light guide plate on the surface layer portion of the resin light guide plate poor adhesion due to lamination of inorganic material films and the like, reduction in transparency, etc.
  • a light guide plate exhibiting a low light reflectance and a high light transmittance without causing the light guide plate and exhibiting a water repellent and antifouling effect at the same time is obtained.
  • the light guide plate for a liquid crystal display of the present invention is characterized in that a surface layer portion of a resin light guide plate has a phase having a higher fluorine atom content than an inner layer portion of the light guide plate.
  • the phase having a high fluorine atom content may be present in any of the surface layer portion on the incident surface side and / or the surface layer portion on the emission surface side, but in a preferred embodiment.
  • the resin is preferably an alicyclic structure-containing polymer.
  • the method for producing a light guide plate for a liquid crystal display of the present invention is characterized by including a step of exposing a light guide plate base made of resin to an atmosphere containing a fluorine gas.
  • the light guide plate substrate prior to the step of exposing the light guide plate substrate surface to a fluorine gas-containing atmosphere, the light guide plate substrate is placed in an inert gas atmosphere or under reduced pressure. After the step of exposing the light guide plate substrate surface to a fluorine gas-containing atmosphere and the step of exposing the light guide plate substrate surface to a fluorine gas-containing atmosphere, the step of placing the light guide plate substrate again in an inert gas atmosphere or air under reduced pressure is included.
  • an alicyclic structure-containing polymer resin is preferably used.
  • the atmosphere containing fluorine gas is preferably a fluorine gas concentration diluted with an inert gas. Degree 0 .:! ⁇ 50% by volume of fluorine gas.
  • the amount of oxygen and water in the light guide plate base immediately before exposure to the atmosphere containing fluorine gas is 1% by weight or less.
  • the oxygen and moisture concentrations in the atmosphere containing fluorine gas are both less than 100 ppm by weight.
  • the light guide plate substrate surface is exposed to a fluorine gas-containing atmosphere at a substrate surface temperature of -50 to 150 ° C.
  • the light guide plate substrate When the light guide plate substrate is placed in an inert gas atmosphere, the light guide plate substrate is preferably kept at 60 to 180 ° C. When placed in air under reduced pressure, it is preferable to maintain the light guide plate substrate at a temperature of 15 to 100 ° C and a pressure of 1 to 500 mmHg.
  • the light guide plate for a liquid crystal display of the present invention there is a phase having a high fluorine atom content in the surface layer portion.
  • the refractive index of the phase having a high fluorine atom content in the surface layer portion is lower than that of the phase in the inner layer portion (that is, the resin phase having zero or low fluorine atom content).
  • the light guide plate of the present invention has an effect that the surface reflectance is small due to the low refractive index of the surface layer portion. Further, since the entire light guide plate of the present invention is made of a uniform resin (or resin composition), there is no interface between different kinds of substances such as a laminate, so that peeling of the film and generation of cracks are prevented. It does not occur and has excellent mechanical strength.
  • a gradient index type light guide plate can be obtained by inclining the fluorine atom content from the surface layer portion toward the inner layer portion.
  • the liquid crystal display light guide plate of the present invention By attaching the liquid crystal display light guide plate of the present invention exhibiting such effects to a backlight type liquid crystal display device, the brightness of an image can be improved. In addition, by attaching the liquid crystal display device to a front light type liquid crystal display device, it is possible to prevent moiré and shining, and it is possible to prevent a decrease in image visibility due to reflected light. Furthermore, according to the production method of the present invention, the liquid crystal display light guide plate of the present invention can be easily obtained.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a reaction apparatus used in the method for producing a light guide plate of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an example of a light guide plate (for a backlight system) of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an example of a light guide plate (for a front light system) of the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view and a side view showing an example of the light guide plate (connection type light guide plate) of the present invention.
  • FIG. 5 is a plan view and a side view showing an example of the light guide plate (connection type light guide plate) of the present invention.
  • FIG. 6 is a plan view and a side view showing an example of the light guide plate (connection type light guide plate) of the present invention.
  • FIG. 7 is a plan view and a side view showing an example of the light guide plate (connection type light guide plate) of the present invention.
  • FIG. 8 is a plan view and a side view showing an example of the light guide plate (connection type light guide plate) of the present invention.
  • FIG. 9 is a plan view and a side view showing an example of the light guide plate (connection type light guide plate) of the present invention.
  • FIG. 10 is a plan view and a side view showing an example of the light guide plate (connection type light guide plate) of the present invention.
  • the light guide plate for liquid crystal display of the present invention is characterized in that a surface of a resin light guide plate has a resin phase having a higher fluorine atom content than the inner layer of the light guide plate.
  • the resin constituting the light guide plate of the present invention is a resin transparent to a desired wavelength.
  • the transparent resin include an acrylic resin, a polycarbonate resin, a polyester resin, a polyolefin resin, and an alicyclic structure-containing polymer resin. Among them, an alicyclic structure-containing polymer resin is preferable.
  • the alicyclic structure-containing polymer resin used in the present invention is a resin having an alicyclic structure in a main chain and / or a side chain. From the viewpoint of mechanical strength and heat resistance, a resin having an alicyclic structure in the main chain is preferable.
  • the alicyclic structure include a cycloalkane structure and a cycloalkene structure. From the viewpoints of mechanical strength, heat resistance, and the like, a cycloalkane structure is preferable.
  • examples of the alicyclic structure include a monocyclic ring and a polycyclic ring (such as a condensed polycyclic ring and a bridged ring).
  • the number of carbon atoms constituting the alicyclic structure is not particularly limited, but is usually 4 to 30, preferably 5 to 20, and more preferably 5 to:
  • the properties of heat resistance and moldability are highly balanced and suitable.
  • the alicyclic structure-containing polymer resin used in the present invention is usually a thermoplastic resin.
  • the alicyclic structure-containing polymer resin usually contains a repeating unit derived from an olefin having an alicyclic structure (hereinafter sometimes referred to as an alicyclic olefin).
  • Alicyclic structure-containing polymer The proportion of the repeating unit derived from alicyclic olefin in the resin is appropriately selected according to the purpose of use, but is usually 30 to 100% by weight, preferably 50 to: 100% by weight, and more preferably. Is 70 to 100% by weight. If the proportion of the repeating unit derived from an alicyclic olefin is not too small, the heat resistance is poor, which is not preferable.
  • the repeating unit other than the alicyclic olefin-derived repeating unit is appropriately selected depending on the intended use without particular limitation.
  • the alicyclic structure-containing polymer resin may have a polar group.
  • the polar group include a hydroxyl group, a carboxyl group, an alkoxyl group, an epoxy group, a glycidyl group, an oxycarbonyl group, a carbonyl group, an amino group, an ester group, a carboxylic anhydride residue, an amide group, and an imide group.
  • an ester group, a carboxyl group or a carboxylic anhydride residue is preferred.
  • the alicyclic structure-containing polymer resin is usually obtained by addition polymerization or ring-opening polymerization of an alicyclic olefin and hydrogenation of an unsaturated bond portion as necessary, or by converting an aromatic olefin into an aromatic olefin. It is obtained by addition polymerization and hydrogenating the aromatic ring portion of the polymer.
  • the alicyclic structure-containing polymer resin having a polar group may be prepared, for example, by introducing a compound having a polar group into the alicyclic structure-containing polymer resin by a modification reaction, or a monomer containing a polar group. It is obtained by copolymerizing the polymer as a copolymer component.
  • the alicyclic olefin used for obtaining the alicyclic structure-containing polymer resin includes norbornene, dicyclopentadiene, tetracyclododecene, ethyltetracyclododecene, ethylidenetetracyclod Decene, tetracyclo [7.4.0.10, 13.02, 7] Tride force-2,4,6,11-tetraene, 1,4 Methanol 1,4,4a, 9a Like tetrahydrofunolene Polycyclic unsaturated hydrocarbons such as norbornene-based monomers and derivatives thereof; cyclobutene, cyclopentene, cyclohexene, 3,4-dimethylcyclopentene, 3-methylenolecyclohexene, 2_ (2-methinolevbutinole) _ Examples include monocyclic unsaturated hydrocarbons and their derivatives, such as 1-cyclohexene, cyclootaten
  • These cyclic olefins may have a polar group as a substituent.
  • the aromatic olefin include styrene, monomethylstyrene, dibutylbenzene, and the like.
  • the alicyclic olefins and / or aromatic olefins can be used alone or in combination of two or more.
  • a monomer copolymerizable with an alicyclic olefin or an aromatic olefin can be addition-copolymerized as necessary.
  • Specific examples include ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 3-methyl-1-butene, 3-methyl-1-pentene, 3-ethyl-1-pentene, 4-methyl1- Pentene, 4-methyl 1-hexene, 4, 4-dimethyl_1-hexene, 4,4-dimethyl-1-pentene, 4-ethyl_1-hexene, 3 -ethyl-1-hexene, 1-otaten, 1-decene, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1-octadecene, 1-eicosene, etc.
  • the polymerization of alicyclic olefins and / or aromatic olefins can be carried out according to a known method.
  • the polymerization temperature and pressure are not particularly limited, but the polymerization is usually performed at a polymerization temperature of 50 ° C to 100 ° C and a polymerization pressure of 0 to 50 kgf / cm2.
  • the hydrogenation reaction is carried out by blowing hydrogen in the presence of a known hydrogenation catalyst.
  • the alicyclic structure-containing polymer resin examples include a ring-opened polymer of a norbornene-based monomer and its hydride, an addition polymer of a norbornene-based monomer, a norbornene-based monomer and a vinyl compound ( Addition polymers with ethylene, ⁇ -olefin, etc.), polymers of monocyclic cycloalkenes, polymers of alicyclic conjugated monomers and their hydrides, vinyl alicyclic hydrocarbon monomers And hydrides thereof, aromatic hydrides of aromatic olefin polymers and the like.
  • ring-opened polymers of norbornene-based monomers and hydrides thereof addition polymers of norbornene-based monomers, addition polymers of norbornene-based monomers and vinyl compounds, and aromatic polymers of aromatic olefins
  • a ring hydride is preferred, and a hydride of a ring-opened polymer of a norbornene monomer is particularly preferred.
  • the alicyclic structure-containing polymer resins described above can be used alone or in combination of two or more.
  • the resin used in the present invention is not particularly limited by its molecular weight.
  • the molecular weight of the resin is the weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC) using cyclohexane (toluene when not dissolved in cyclohexane) as a solvent, and is usually 1, 000 to 1,000,000, preferably ⁇ 5,000 to 500,000, more preferably 10,000 to 250,000.
  • Mw weight average molecular weight
  • the molecular weight distribution of the resin is determined by the ratio of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) measured by GPC using cyclohexane (or toluene when not dissolved in cyclohexane) as a solvent.
  • Mw / Mn is usually 5 or less, preferably 4 or less, more preferably 3 or less.
  • the glass transition temperature of the resin may be appropriately selected according to the purpose of use, but is preferably 70 ° C. or higher, more preferably 100 ° C. or higher, and most preferably 120 ° C. or higher.
  • the resin used in the present invention includes colorants such as pigments and dyes, fluorescent brighteners, dispersants, heat stabilizers, light stabilizers, ultraviolet absorbers, near infrared absorbers, antistatic agents, antioxidants, and the like. It may be a composition appropriately blended with an agent, a lubricant, a solvent, a plasticizer, a release agent, and the like.
  • antioxidants and / or light stabilizers are particularly preferred.
  • antioxidants examples include phenol-based antioxidants, phosphorus-based antioxidants, and zeo-based antioxidants, among which phenol-based antioxidants IJ, particularly alkyl-substituted phenol-based antioxidants are preferable. .
  • phenolic antioxidants examples include octadecyl-3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxypheninole) propionate, 2,2 'methylene-bis (4-methyl 6t-butylphenol), 1 1,1,3 Tris (2-methyl-4-hydroxy-15-t-butylphenyl) butane, 1,3,5 Trimethinolee 2,4,6 Tris (3,5 di-t-butynole-4-hydroxybenzyl) benzene, tetrakismethylene One 3— (3 ′, 5, di-tert-butyl 4′—hydroxyphenylpropionate) methane [that is, pentaerythrityl-tetrakis 3 _
  • Alkyl-substituted phenolic compounds such as (3,5-di-t-butyl-14-hydroxyphenylpropionate)]; 2_t_butyl_6_ (3_t_butyl_2-hydroxy_5-methyl) Butylbenzyl) _4_methylphenyl acrylate, 2,4_di-t-amyl _6 _ ⁇ 1_ (3,5_di-t-amyl-l-hydroxyphenyl) ethyl ⁇ phenylatarylate Acrylate compounds; 6_ (4-hydroxy-3,5_di-t-butylanilino) _2,4_bisoctylthio-1,3,5_triazine, 4_bisoctylthio-11,3,5_triazine And a phenolic compound containing a triazine group.
  • Examples of the phosphorus-based antioxidant include triphenyl phosphite, diphenyl isodecyl phosphite, phenyl diisodecyl phosphite, tris (noylphenyl) phosphite, tris (dinoerphenyl) phosphite, and tris (2,4- Di-t-butylphenyl) phosphite, etc.
  • Monophosphite-based compounds diphosphite-based compounds such as 4,4,1-butylidene-bis (3-methyl-6-t-butylphenyl-di-tridecinolephosphite) and the like;
  • Examples of the zeo-based antioxidants include dilaurinole-1,3'-thiodipropionate, dimyristinole 3,3, _thiodipropionate, distearyl-1,3,3'_thiodipropionate, lauryl stearinolate. 1,3′-thiodipropionate and the like.
  • antioxidants may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the antioxidant is usually 0.01 to 2 parts by weight, preferably 0.02 to 1 part by weight, more preferably 0.05 to 0.5 part by weight, based on 100 parts by weight of the resin. is there.
  • Examples of the light stabilizer include hindered amine light stabilizers (HALS) and benzoate light stabilizers. Among these, hindered amine light stabilizers are preferable.
  • HALS hindered amine light stabilizers
  • benzoate light stabilizers are preferable.
  • HALS include bis (2,2,6,6 tetramethyl-4-piperidyl) sebacate, bis (1,2,2,6,6 pentamethyl-4-piperidyl) sebacate, 1- [2— ⁇ 3 1- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionyloxy ⁇ ethyl] 4- ⁇ 3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) -p-pionyloxy ⁇ -2,2 6, 6, —Tetramethinolebiperidine, 8 Benzinole 7,7,9,9-Tetramethinole 3 —Octyl-1,2,3 Triazaspiro [4,5] pandecan-1,2,4 dione, 4 Benzoyloxy _2,2,6,6,1-tetramethylpiperidine, dimethyl succinate 1 _ (2-hydroxyxethyl) _4-hydroxy-1,2,2,6,6-tetramethylpiper
  • These light stabilizers may be used alone or in combination of two or more. Also, the amount of the light stabilizer is usually 0.000 :! to 5 parts by weight, preferably 0.001 to:! Weight ⁇ , more preferably 0.01 to 0 parts by weight, per 100 parts by weight of the resin. The range is 5% by weight.
  • a light diffusing agent can be added to the resin used in the present invention.
  • the light diffusing agent is a fine particle or a transparent particle that can be dispersed to a particle size that is transparent to visible light.
  • Such particles include fluororesin particles, silicone Resin particles, crosslinked silicone resin particles, polystyrene particles, acrylic resin particles, calcium carbonate powder, silica powder talc, barium sulfate powder, and the like.
  • the light guide plate for liquid crystal display of the present invention is not particularly limited in its shape, and has a known shape.
  • a typical shape of the light guide plate is a wedge shape. It is known that the wedge-shaped light guide plate is formed with various shapes such as dots, grains, prisms, lines, line dots, and grain dots on an emission surface and a reflection surface. Also, a shape in which wedge-shaped light guide plates are connected in series or face to face can be adopted.
  • connection type light guide plate will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 4 is a plan view and a side view showing one embodiment of a connection type light guide plate.
  • the coupled light guide plate of the present embodiment is composed of three flat light guide plates 15.
  • the light source 1 is arranged at an end of the light reflecting surface 4 of each light guide plate 15, and the light source 1 is covered by a reflector 16.
  • the side surface to which each light guide plate 15 is connected is an inclined surface 17, and the inclined surface 17 is provided with light control means. Therefore, it is possible to obtain a large screen without uneven brightness, in which light from the light source is not directly emitted from the light emission surface 3.
  • Examples of the light control unit include a prism shape that reflects light, printing with black ink or white ink that blocks light, and the like.
  • connection type light guide plate of the present embodiment the pin point gate of each light guide plate can be placed on the inclined surface provided with the light control means. A large screen can be obtained without any influence of the above. Further, since the linked light guide plate of this embodiment is manufactured by connecting light guide plates of the same shape, it can be manufactured economically. Further, since the flat light guide plate constituting the connection type light guide plate of this embodiment has a substantially uniform thickness, it can be manufactured with a high yield even if the molding conditions fluctuate.
  • connection type light guide plate of this embodiment a diffusion sheet can be laminated on the light emission surface. Only one plate-shaped light guide plate of the embodiment shown in FIG. 4 can be used alone.
  • FIG. 5 is a plan view and a side view showing another embodiment of the connection type light guide plate.
  • the connection type light guide plate of this embodiment is composed of three blade-type light guide plates 18. Each light guide A depression 19 is provided on the light reflection surface 4 side of the plate 18, and the light source 1 is disposed in the depression 19, and the depression 19 is covered by the reflector 20.
  • Light control means 21 is provided at a position on the light emitting surface 3 facing the light source 1. By adjusting the directing light from the light source 1 to the light emitting surface 3 by the light control means 21, a large screen without uneven brightness can be obtained. Examples of the light control means 21 include a prism shape that reflects light, fine dot-shaped printing using black ink or white ink that blocks light, and the like.
  • connection type light guide plate shown in Fig. 5 is composed of three vane-type light guide plates, but may be integrally molded products of the same shape.
  • connection type light guide plate of this aspect most of the light emitted from the light source is directly incident on the light guide plate, so that the light can be used effectively.
  • uneven brightness can be reduced.
  • a connection type light guide plate in which three light guide plates are connected can be produced economically. Since the light guide plate made of an integrally molded product does not have the effect of the seam, a display screen with extremely good image quality can be obtained.
  • the force at which three vane-shaped light guide plates are connected may be any number of two or more vane-type light guide plates.
  • a diffusion sheet can be laminated on the light emission surface. Only one vane-type light guide plate of the embodiment shown in FIG. 5 can be used alone.
  • connection type light guide plate of this aspect a diffusion sheet can be laminated on the light emission surface. Only one vane-type light guide plate in the embodiment shown in FIG. 5 can be used alone.
  • FIG. 6 is a plan view and a side view showing another embodiment of the connection type light guide plate.
  • the linked light guide plate of the present embodiment includes one vane-type light guide plate 22 and two single-wing light guide plates 23.
  • a recess 24 is formed on the light reflecting surface 4 side between the vane-shaped light guide plate 22 and the single-wing light guide plate 23, and the light source 1 is disposed in the recess 24, and the recess 24 is covered by the reflector 20.
  • Light control means 21 is provided at a position on the light emitting surface 3 facing the light source 1. By adjusting the directing light from the light source 1 to the light emitting surface 3 by the light control means 21, a large screen without uneven brightness can be obtained. For example, the light control means 21 And fine dot printing with black or white ink that blocks light.
  • connection type light guide plate of the present embodiment most of the light emitted from the light source directly enters the light guide plate, so that the light can be used effectively.
  • the distance that light must reach from the light source is short, uneven brightness can be reduced.
  • the influence of the seam is small, a display screen with good image quality can be obtained.
  • connection type light guide plate of the embodiment shown in FIG. 6 is composed of one blade-type light guide plate and two single-wing type light guide plates, but two or more blade-type light guide plates. , And two single-wing light guide plates may be connected to both ends. Further, instead of one wing-shaped light guide plate, two single-wing light guide plates may be used, and the connection-type light guide plate may be constituted only by the single-wing light guide plate. In this case, since the light guide plate to be formed is only one type of the single-wing type light guide plate, it can be manufactured economically.
  • FIG. 7 is a plan view and a side view showing another embodiment of the connection type light guide plate.
  • the connection type light guide plate of the present embodiment is a connection type light guide plate in which the diffusion sheet 25 is laminated on the connection type light guide plate of the embodiment shown in FIG.
  • a recess 24 is formed on the light reflecting surface 4 side between the vane-shaped light guide plate 22 and the single-wing light guide plate 23, the light source 1 is arranged in the recess 24, and the recess 24 is covered by the reflector 20.
  • the configuration in which the light control means 21 is provided at a position on the light emitting surface 3 facing the light source 1 is the same as that of the connection type light guide plate shown in FIG.
  • Light control means 26 is also provided inside the diffusion sheet 25 at a position facing the light source 1. Examples of the light control unit 26 include a prism shape that reflects light, and fine dot-shaped printing using black ink or white ink that blocks light.
  • the light going directly from the light source to the light emitting surface is adjusted by the light control means 21 provided on the light emitting surface, and further adjusted by the light control means 26 provided on the diffusion sheet, and the uneven brightness is reduced by the diffusion sheet. By doing so, a very homogeneous large screen can be obtained.
  • FIG. 8 is a plan view and a side view showing another embodiment of the connection type light guide plate.
  • the connection type light guide plate of this embodiment is composed of three flat light guide plates 27.
  • the light source 1 is arranged at the center of the light reflecting surface 4 of each light guide plate 27, and the light source 1 is covered by a reflector 28.
  • a light control means 21 is provided at a position of the light emitting surface 3 with respect to the light source 1.
  • Light source 1 By adjusting the light directly to the light emitting surface 3 by the light control means 21, a large screen without uneven brightness can be obtained.
  • the light control means 21 for example, a prism shape that reflects light, fine dot-shaped printing with black or white ink that blocks light, and the like can be used.
  • connection type light guide plate of this embodiment has a simple shape, and is manufactured by connecting light guide plates of the same shape, so that it can be manufactured economically. Further, since the flat light guide plate constituting the connection type light guide plate of the present embodiment has a substantially uniform thickness, it can be manufactured with high yield even if the molding conditions fluctuate.
  • connection type light guide plate of the embodiment shown in FIG. 8 may be an integrally molded product of the same shape without connecting the flat light guide plates. In this case, since there is no influence of the seam of the light guide plate, a display screen with extremely good image quality can be obtained.
  • a diffusion sheet can be laminated on the light exit surface. Only one plate-shaped light guide plate of the embodiment shown in FIG. 8 can be used alone.
  • FIG. 9 is a plan view and a side view showing another embodiment of the connection type light guide plate.
  • the connection type light guide plate of this embodiment is composed of three flat light guide plates 27.
  • the light source 1 is arranged at the center of the light reflecting surface 4 of each light guide plate 27, and the light source 1 is covered with a sheet-like reflector 29 together with the entire light reflecting surface 4.
  • Light control means 21 is provided at a position on the light emitting surface 3 facing the light source 1. By adjusting the directing light from the light source 1 to the light emitting surface 3 by the light control means 21, a large screen without uneven brightness can be obtained.
  • Examples of the light control means 21 include a prism shape that reflects light, fine dot-shaped printing using black ink or white ink that blocks light, and the like.
  • the connected light guide plate of this embodiment has a simpler reflector shape than the connected light guide plate of the embodiment shown in FIG. 9, and is manufactured by connecting light guide plates of the same shape. can do. Further, since the flat light guide plate constituting the connection type light guide plate of this embodiment has a substantially uniform thickness, it can be manufactured with a high yield even if the molding conditions vary.
  • connection type light guide plate of the embodiment shown in FIG. 9 may be an integrally molded product of the same shape without connecting the flat light guide plates. In this case, since there is no influence of the seam of the light guide plate, a display screen with extremely good image quality can be obtained.
  • a diffusion sheet can be laminated on the light emission surface. Moreover, since the amount of light returned from the reflector to the lamp is small, the coupled light guide plate of this embodiment has high brightness.
  • FIG. 10 is a plan view and a side view showing another embodiment of the connection type light guide plate.
  • the connection type light guide plate of this embodiment includes one wing-type light guide plate 30 and two single-wing type light guide plates 31.
  • the light source 1 is arranged in a gap 32 between the vane-type light guide plate 30 and the single-wing type light guide plate 31, and the gap 32 is covered by the reflector 33 on the light reflection surface 4 side.
  • the entire light emitting surface 3 of the light guide plate 31 is covered with the diffusion sheet 34, and the light control means 35 is provided at a position inside the diffusion sheet 34 facing the light source 1.
  • Examples of the light control unit 35 include a prism shape that reflects light, and fine dot-shaped printing using black ink or white ink that blocks light.
  • connection type light guide plate of the present embodiment most of the light emitted from the light source directly enters the light guide plate, so that the light can be used effectively. In addition, since the distance that light must reach from the light source is short, uneven brightness can be reduced. Further, since the influence of the seam is small, a display screen with good image quality can be obtained.
  • connection type light guide plate of the embodiment shown in FIG. 10 is composed of one vane type light guide plate and two single-wing type light guide plates. It is also possible to adopt a configuration in which two single-wing light guide plates are connected to both ends of the light guide plate. Further, instead of one wing-shaped light guide plate, two single-wing light guide plates may be used, and the connection-type light guide plate may be constituted only by the single-wing light guide plate. In this case, since the light guide plate to be formed is only one type of the single-wing type light guide plate, it can be manufactured economically.
  • the light guide plate for a liquid crystal display of the present invention has a phase having a higher fluorine atom content than the inner layer portion of the light guide plate in the surface layer.
  • the ⁇ surface layer '' of the light guide plate is from lnm to 10 / m from the outermost surface of the light guide plate. , Preferably from lnm to a depth of 5 xm.
  • “there is a phase having a large fluorine atom content” means that at least a part of the surface layer portion of the light guide plate is fluorinated.
  • Both the inner layer portion and the surface layer portion of the light guide plate are made of the same resin, and the surface layer portion having no lamination interface has a higher fluorine atom content than the inner layer portion.
  • the fluorine atom content can be confirmed by an analyzer such as X-ray electron spectroscopy (ESCA).
  • ESA X-ray electron spectroscopy
  • the fluorine atom content may have a distribution that gradually decreases from the surface to the inner layer, or a distribution that decreases stepwise from the surface to the inner layer. It is good.
  • the light guide plate for liquid crystal display of the present invention is manufactured by a method including a step of exposing a light guide plate base made of resin to an atmosphere containing a fluorine gas.
  • FIG. 1 shows an example of a reaction apparatus used in the production method of the present invention.
  • This reactor includes a chamber 101 and a heating device 105 for controlling the temperature of the chamber.
  • the chamber 101 has a fluorine gas supply line 102 for introducing fluorine gas, and an inert gas.
  • An inert gas supply line 103 for introduction is connected.
  • An exhaust line 104 for extracting unnecessary gas is connected to another position of the chamber 101.
  • the chamber 101 has a space in which the light guide plate substrate 106 can be placed, and various shapes of the light guide plate substrate 106 can be placed therein.
  • the gas extracted from the exhaust line 104 can be returned to each gas supply line as it is or after separation and purification, and can be recycled.
  • the light guide plate substrate 106 is obtained by molding a resin into a shape suitable for the size of the display screen.
  • the size of the substrate slightly changes. It is preferable that the optical plate substrate is formed into a size and shape that can obtain a desired light guide plate.
  • the molding method include known molding methods such as an extrusion molding method, an injection molding method, an inflation molding method, a cast molding method, a blow molding method, and a vacuum molding method.
  • a fluorine gas-containing light guide plate is contained. Prior to the step of exposing the surface of the light guide plate base material to an atmosphere, the step of placing the light guide plate base material in an inert gas atmosphere or air under reduced pressure, and the step of exposing the light guide plate base material to a fluorine gas-containing atmosphere. After the step of exposing the surface, the method further includes a step of re-placing the light guide plate substrate in an inert gas atmosphere or air under reduced pressure.
  • the method includes the following three steps: (1) a step of placing the substrate in an atmosphere of an inert gas or under reduced pressure, (2) a step of exposing the substrate surface of the light guide plate to an atmosphere containing a fluorine gas (3), and Re-installing in an inert gas atmosphere or in air under reduced pressure.
  • a step of placing the substrate in an atmosphere of an inert gas or under reduced pressure (2) a step of exposing the substrate surface of the light guide plate to an atmosphere containing a fluorine gas (3), and Re-installing in an inert gas atmosphere or in air under reduced pressure.
  • This step (1) is not essential, but by performing this step, a phase having a high fluorine content can be present in the surface layer portion of the light guide plate substrate without in-plane distribution. It is preferable to go through 1).
  • the step (1) first, the light guide plate substrate 106 is placed in the first chamber 101, the first chamber 101 is closed, and the valve of the inert gas supply line 103 is opened to allow the inert gas to flow into the first chamber 101.
  • Inert gases include argon, nitrogen, helium, neon, krypton, xenon, and the like. In the present invention, argon is preferably used.
  • the chamber used is preferably made of stainless steel or aluminum.
  • the chamber 101 be placed in an inert gas atmosphere and the heating device 105 heat the light guide plate substrate 106 in the chamber 101.
  • the heating temperature is the surface temperature of the light guide plate substrate, and is usually 60 to 180 ° C, preferably 80 to 130 ° C.
  • the heating time is:!- ⁇ minutes, preferably 2-300 minutes.
  • the light guide plate substrate may be left in the air under reduced pressure.
  • the pressure is usually 500 mmHg or less, preferably 100 mmHg or less.
  • the lower limit of pressure is ImmHg. If the pressure is extremely reduced, the exhaust system power may cause the back-diffusion of contaminants such as oil and moisture.
  • the temperature is usually kept between 15 and 100 ° C. It is preferable to inject a high-purity inert gas simultaneously with the pressure reduction because the amounts of oxygen and water can be efficiently removed.
  • the decompression time is 1-400 minutes, preferably:!-300 minutes.
  • the surface of the light guide plate substrate is easily hydrophilized. It is good.
  • the preferred amounts of oxygen and water in the light guide plate substrate are both usually 1% by weight or less, preferably 100% by weight or less, more preferably 10% by weight or less.
  • the valve of the inert gas supply line 103 is closed, the chamber 101 is cooled if necessary, and the valve of the fluorine gas supply line 102 and the inert gas supply as necessary are cooled in the next step.
  • the valve of the line 103 is opened to flow fluorine gas into the first chamber 101, and the inside of the first chamber 101 is set to an atmosphere containing a fluorine gas.
  • the atmosphere containing fluorine gas may be an atmosphere composed only of fluorine gas, but is preferably composed of fluorine gas diluted with an inert gas in order to moderate the reaction. It is preferable that the atmosphere containing fluorine gas be substantially free of oxygen and water. Specifically, the amounts of oxygen and water are both preferably 100 ppm by weight or less, more preferably 10 ppm by weight or less, and particularly preferably 1 ppm by weight or less.
  • the fluorine gas By exposing the surface of the light guide plate substrate to an atmosphere containing fluorine gas, the fluorine gas is gradually introduced into the molecules from the surface of the light guide plate substrate toward the surface layer and further to the inner layer. Occurs, and the fluorine atom content in the resin constituting the light guide plate base material increases. The depth of penetration of fluorine atoms from the light guide plate substrate surface and the content of fluorine atoms vary depending on the concentration, temperature, and time of the fluorine gas.
  • the concentration of the fluorine gas diluted with the inert gas is usually from 0 :! to 50% by volume, preferably from 0.1 to 30% by volume, more preferably from 0 :! to 20% by volume.
  • the surface temperature of the light guide plate substrate when the fluorine gas is brought into contact is not particularly limited, but is usually -50 to 150 ° C, preferably -20 to 80 ° C, and particularly preferably 0 to 50 ° C.
  • the contact time is usually 0.1 second to 600 minutes, preferably 0.5 second to 300 minutes, and more preferably 1 second to 60 minutes. If the fluorine gas concentration is high, the temperature is high, or the time is long, the penetration depth of fluorine atoms becomes deep and the fluorine atom content also increases.
  • the fluorine atom-introduced portion (mainly the surface layer portion) Since the refractive index decreases, a desired refractive index can be controlled by appropriately selecting the fluorine gas concentration, the temperature, and the time. In order to reduce the light reflectance, it is preferable that the difference between the refractive index of the surface layer portion and the refractive index of the inner layer portion is 0.001 or more, preferably 0.01 or more. If the fluorine gas concentration is extremely high, or if the temperature is extremely high and the temperature is prolonged, the resin constituting the light guide plate substrate deteriorates. Therefore, it is preferable to contact the fluorine gas within the above range. ,.
  • the inert gas supply line 103 is opened, the valve of the fluorine gas supply line 102 is closed, and the chamber 101 is brought into an inert gas atmosphere.
  • the same inert gas as described in the above step (1) can be used.
  • the light guide plate substrate 106 be heated by the heating device 105. By this heating, the fluorine gas that could not be introduced into the light guide plate substrate can be removed.
  • the heating temperature is the surface temperature of the substrate, usually 60 to 180. C, preferably 80-: 130. C.
  • the caloric heat time is:! ⁇ ⁇ minutes, preferably:! ⁇ 300 minutes.
  • the light guide plate substrate may be placed in air under reduced pressure.
  • the pressure is usually 500 mmHg or less, preferably 100 mmHg or less.
  • the lower limit of pressure is ImmHg. If the pressure is extremely reduced, contaminants such as oil and moisture may diffuse back from the exhaust system.
  • the temperature is usually kept between 15 and 100 ° C. It is preferable to inject a high-purity inert gas at the same time as the pressure reduction because the fluorine gas can be efficiently removed.
  • the decompression time is 1 to 400 minutes, preferably:! To 300 minutes.
  • This step (3) is not essential, but by performing this step, it becomes possible to make the phase having a high fluorine atom content exist in the surface layer of the light guide plate without in-plane distribution. 3), preferably go through.
  • step (3) the light guide plate can be taken out of the chamber and used according to the intended use.
  • the short side is 53.8 mm
  • the long side is 71.5 mm
  • the thickness on the incident side is 2.Omm
  • the thickness on the opposite side is 1
  • the molding was carried out using an injection molding apparatus Hi-100B (manufactured by Huanac) at a mold temperature of 110 ° C and a cylinder temperature of 290 ° C. All surfaces (emission surface, reflection surface, etc.) of this light guide plate substrate were masked except the entrance surface.
  • the masked light guide plate substrate was placed in a stainless steel container, and heated at 100 ° C for 3 hours under a high-purity argon stream having an oxygen and moisture content of 1 wt ppb or less to remove oxygen and water. Oxygen and water levels were less than 10 ppm by weight. Cool to room temperature, switch the valve while taking care not to mix oxygen or moisture from the outside air, and discharge 1 wt% fluorine gas (oxygen and water content less than 1 wtppm) diluted with argon gas. Introduced at 20 ° C. After a lapse of 20 minutes, the valve was switched to introduce high-purity argon with an oxygen and moisture content of 1 wt ppb or less, and heated at 100 ° C for 1 hour to remove excess fluorine gas.
  • the masking was peeled off, and as shown in FIG. 2, a cold-cathode tube (not shown) and a reflector (not shown) were installed in parallel with the incident surface 112 which was brought into contact with the fluorine gas, and a white reflective sheet 111 was provided.
  • E60L manufactured by Toray Industries, Inc.
  • the cold cathode tube was turned on, and the luminance was evaluated using a luminance meter CA-1500 (manufactured by Minolta Co., Ltd.).
  • the brightness was 805cdZm2.
  • a 6 mm wedge-shaped light guide plate substrate was molded.
  • the molding was performed using an injection molding apparatus Hi-100B (manufactured by Huanac) at a mold temperature of 110 ° C and a cylinder temperature of 290 ° C.
  • a backlight device was assembled in the same manner as in Example 1, except that the light guide plate base was not brought into contact with the fluorine gas. The luminance of this backlight device was 776 cd / m2.
  • a light guide plate substrate having a size of 8 mm, a long side of 71.5 mm and a thickness of 2. Omm and having a prism shape as shown in FIG. 3 was formed.
  • the surface other than the side surface (incident surface 132) of the light guide plate substrate and the surface (outgoing surface 133) facing the surface on which the prism is formed were masked.
  • the masked light guide plate substrate was placed in a stainless steel container, and heated at 100 ° C for 3 hours under a high-purity argon stream having an oxygen and moisture content of 1 wt ppb or less to remove oxygen and water. Oxygen and water levels were less than 10 ppm by weight.
  • the masking was peeled off, and a cold cathode tube and a reflector 123 were installed on the long side surface of the light guide plate, and placed on a reflective liquid crystal display taken out from a commercially available portable game machine.
  • a front light guide plate with excellent visibility was obtained without the occurrence of such phenomena as possible.
  • the liquid crystal display light guide plate of the present invention is useful as a light guide plate of a liquid crystal display device for various electronic devices such as a personal computer and a television receiver.

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Abstract

　樹脂製導光板の表層部に、好ましくは入射面側の表層部に、導光板内層部よりもフッ素原子含有量が多い相がある液晶表示用導光板。樹脂としては、脂環構造含有重合体樹脂が好ましい。上記導光板は、樹脂製の導光板基材の表面を、フッ素ガスを含有する雰囲気に曝すことにより製造される。好ましくは、導光板基材表面をフッ素ガス含有雰囲気に曝すに先立って、および、フッ素ガス含有雰囲気に曝した後に、該導光板基材を不活性ガス雰囲気中または減圧下の空気中に置くことにより製造される。

Description

明 細 書
液晶表示用導光板およびその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、樹脂製の液晶表示用導光板およびその製造方法に関する。さらに詳し くは、本発明は、表層部にフッ素原子を多く含む、耐熱性に優れ、光反射が防止され 、液晶表示面の輝度を向上させた樹脂製の液晶表示用導光板およびその製造方法 に関する。
背景技術
[0002] 液晶は電圧をかけると内部の結晶構造が変わり、光の通り方が変化する。この原理 を応用した液晶表示装置はパソコンやテレビに適用されている。液晶表示装置は、 電圧の印加による液晶の配列の変化の仕方などにより IPS方式、 VA方式、〇CB方 式などに分類されている。パソコン用の液晶表示装置では高画質で動画に対応しや すレ、薄膜トランジスタ (TFT)と呼ばれる方式が主流である。液晶表示装置はそれ自 体が発光して画像表示するのではなぐ液晶表示面側の外部から光を取り入れて、 液晶基板の背面で光を反射する反射型方式の光によって、または装置内部に光源 を備え液晶基板背面から光を出射するバックライト方式面光源によって画像を表示 する。
[0003] ノ ノクライト方式面光源には、表示画面の側部に蛍光ランプなどの線状光源を設け 、側部からの光を導光板によって板面に沿って導き、板面の法線方向に出射する、 サイドライト方式 (若しくは導光板方式という。）と、光源を液晶基板の背後に並べて液 晶基板に光を送る、直下方式とがある。直下方式は光源の光がそのまま液晶基板に 送られるので高い輝度の表示が可能である力 光源部分の厚みを減らすことができ なレ、。
[0004] 一方、導光板方式は光源が側部にあるので、液晶表示装置の厚さを薄くすることが 容易であり、この導光板方式の開発が盛んに行われている。しかし、導光板方式では 、線状の光源から導光板に入射された光を、出射面全体に広げて法線方向に出射 するので、輝度が低くなる。導光板方式において輝度を向上させる方策としては、導 光板の出射面、あるいは反射面に特殊な加工を施し、光の漏れをなくすことが試みら れている。例えば、反射面には、ドット形状、プリズム形状、シボ形状などを賦形する ことが行われている。
[0005] また、出射面には、プリズム形状、シボ形状などを賦形することが行われている。さ らに、導光板側面にある入射面の光反射率を低減する試みも行われている。例えば 、特許文献 2には入射面に反射防止層を設けた光路長 50mm以上の導光体が開示 されている。この反射防止層としては、 SiOや Zr〇などの無機化合物の膜が開示さ
2 2
れ、導光板の入射面に無機膜を蒸着やスパッタリングで形成することが開示されてい る。また、導光板を構成する樹脂の屈折率よりも小さい屈折率を有する樹脂、例えば フッ素樹脂を塗布することによって形成される膜が反射防止層として開示されている
[0006] 一方、反射型方式は、明るい場所においてのみ、画面表示を見ることができるに過 ぎなかった。そのため、液晶基板の前面に導光板を設けるフロントライト方式面光源 が開発された。このフロントライト方式は、側部の光源からの光を導光板入射面から 出射面全体に広げて液晶基板側に光を出射し、その光を液晶基板背面の反射板で 反射するものであって、暗い場所でも液晶画像を見ることができる。フロントライト方式 の導光板では、反射光によって明るく光って、画像が見えに《なることがあるので、 フロントライト方式用導光板の出射面または両面に反射防止層を設けることによって 視認性の低下を抑制することが提案されている（特許文献 1)。この反射防止層は、 蒸着膜で形成されている。しかし、これらの反射防止層は、導光板基材表面に積層さ れるものであり、反射防止層の密着性および反射防止層の透明性において不具合を 生じることがあった。
[0007] 一方、光ファイバ一や光導波路のクラッド形成において、透明樹脂にフッ素ガスを 接触させて屈折率を制御する方法が知られている（特許文献 3)が、この屈折率制御 方法を液晶表示用導光板に適用することは知られていない。
[0008] 特許文献 1 :特開 2003— 240963号公報
特許文献 2：特開 2001 _ 311829号公報
特許文献 3：特開 2000— 95862号公報 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0009] 本発明者は、樹脂製の導光板を用いたバックライト方式の液晶表示装置の輝度 向上およびフロントライト方式におけるてかり防止またはモヮレ防止を達成するために 樹脂製の導光板の表面処理方法について検討を重ねた。その結果、樹脂製導光板 の表層部に該導光板の内層部よりもフッ素原子含有量が多い樹脂の相を設けること によって、無機物質膜などの積層に伴う密着性不良、透明性低下などを起こさずに、 低光反射率および高光透過率を示し、同時に撥水性および防汚効果を発現する導 光板が得られること、さらに、この導光板を液晶表示装置のバックライトに装着したとこ ろ、表示画面の輝度が格段に向上することを見出した。また、この導光板は、樹脂製 の導光板基材をフッ素ガスを含有する雰囲気に曝すことによって、容易に得られるこ とを見出した。本発明はこれらの知見に基づいて完成するに至ったものである。 課題を解決するための手段
[0010] 本発明の液晶表示用導光板は、樹脂製導光板の表層部に該導光板の内層部よ りもフッ素原子含有量が多い相があることを特徴とする。
本発明の液晶表示用導光板において、フッ素原子含有量が多い相は、入射面側 の表層部および/または出射面側の表層部のいずれにあってもょレ、が、好ましい態 様においては、入射面側の表層部にフッ素原子含有量が多い相がある。樹脂は好ま しくは脂環構造含有重合体である。
[0011] 本発明の液晶表示用導光板の製造方法は、樹脂製の導光板基材を、フッ素ガス を含有する雰囲気中に曝す工程を含むことを特徴とする。
[0012] 本発明の液晶表示用導光板の製造方法の好ましい態様は、導光板基材表面を フッ素ガス含有雰囲気に曝す工程に先立って、該導光板基材を不活性ガス雰囲気 中または減圧下の空気中に置く工程、および、導光板基材表面をフッ素ガス含有雰 囲気に曝す工程の後に、該導光板基材を不活性ガス雰囲気中または減圧下の空気 中に再び置く工程を含む。
[0013] 樹脂として、好ましくは脂環構造含有重合体樹脂を用いる。
フッ素ガスを含有する雰囲気は、好ましくは、不活性ガスで希釈されたフッ素ガス濃 度 0.：!〜 50容量％のフッ素ガスである。フッ素ガスを含有する雰囲気に曝す直前の 導光板基材中の酸素および水分量が共に 1重量％以下である。フッ素ガスを含有す る雰囲気中の酸素および水分濃度が共に 100重量 ppm以下である。導光板基材表 面は、基材表面温度—50〜： 150°Cにおいて、フッ素ガスを含有する雰囲気に曝す。
[0014] 不活性ガス雰囲気中に導光板基材を置く際に、導光板基材を 60〜180°Cに保持 することが好ましい。減圧下の空気中に置く際には、導光板基材を温度 15〜100°C 、また、圧力 l〜500mmHgに保持することが好ましい。
発明の効果
[0015] 本発明の液晶表示用導光板は、表層部にフッ素原子含有量の多い相がある。こ の表層部にあるフッ素原子含有量の多い相の屈折率は、内層部の相（すなわち、フ ッ素原子含有量ゼロまたは少ない樹脂の相）に比べて低くなる。本発明の導光板は 表層部の屈折率が低いことによって表面反射率が小さいという効果を奏する。また、 本発明の導光板全体は、一様の樹脂 (若しくは樹脂組成物）から構成されているので 、積層体のような異種物質間の界面が存在しないので、膜の剥離、クラック発生など が生じず、機械的強度にも優れている。
さらに、フッ素原子含有量を、表層部から内層部に向けて傾斜させることによって 、屈折率分布型の導光板を得ることができる。
[0016] このような効果を奏する本発明の液晶表示用導光板を、バックライト方式の液晶 表示装置に取り付けることによって画像の輝度を向上させることができる。またフロン トライト方式の液晶表示装置に取り付けることによって、モヮレ、てかりを防止でき、反 射光による画像の視認性低下が解消される。さらに、本発明の製法によれば、本発 明の液晶表示用導光板を容易に得ることができる。
図面の簡単な説明
[0017] [図 1]本発明の導光板の製造方法において用いる反応装置の一例を示す図。
[図 2]本発明の導光板 (バックライト方式用）の一例を示す斜視図。
[図 3]本発明の導光板 (フロントライト方式用）の一例を示す斜視図。
[図 4]本発明の導光板 (連結型導光板）の一例を示す平面図および側面図。
[図 5]本発明の導光板 (連結型導光板）の一例を示す平面図および側面図。 [図 6]本発明の導光板 (連結型導光板）の一例を示す平面図および側面図。
[図 7]本発明の導光板 (連結型導光板）の一例を示す平面図および側面図。
[図 8]本発明の導光板 (連結型導光板）の一例を示す平面図および側面図。
[図 9]本発明の導光板 (連結型導光板）の一例を示す平面図および側面図。
[図 10]本発明の導光板 (連結型導光板）の一例を示す平面図および側面図。
発明を実施するための最良の形態
[0018] 本発明の液晶表示用導光板は、樹脂製導光板の表層部に該導光板内層部より もフッ素原子含有量が多い樹脂の相があることを特徴とする。
[0019] 本発明の導光板を構成する樹脂は、所望の波長に対して透明な樹脂である。透 明樹脂としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフ イン樹脂、脂環構造含有重合体樹脂などが挙げられるが、中でも、脂環構造含有重 合体樹脂が好ましい。
[0020] 本発明に用いる脂環構造含有重合体樹脂は、主鎖および/または側鎖に脂環構 造を有する樹脂である。機械的強度や耐熱性などの観点から、主鎖に脂環構造を含 有する樹脂が好適である。脂環構造としては、シクロアルカン構造ゃシクロアルケン 構造などが挙げられる力 機械的強度、耐熱性などの観点から、シクロアルカン構造 が好ましい。また、脂環構造としては、単環、多環 (縮合多環、橋架け環など）が挙げ られる。脂環構造を構成する炭素原子数は、格別な制限はないが、通常 4〜30個、 好ましくは 5〜20個、より好ましくは 5〜： 15個の範囲であるときに、機械的強度、耐熱 性、および成形性の諸特性が高度にバランスされ好適である。また、本発明で使用さ れる脂環構造含有重合体樹脂は、通常、熱可塑性のものである。
[0021] 脂環構造含有重合体樹脂は、通常、脂環構造を有するォレフィン (以下、脂環式 ォレフィンということがある。 )由来の繰り返し単位を含有する。脂環構造含有重合体 樹脂中における脂環式ォレフイン由来の繰り返し単位の割合は、使用目的に応じて 適宜選択されるが、通常 30〜100重量％、好ましくは 50〜： 100重量％、より好ましく は 70〜： 100重量％である。脂環式ォレフイン由来の繰り返し単位の割合が過度に少 ないと、耐熱性に劣り好ましくない。脂環式ォレフイン由来の繰り返し単位以外の繰り 返し単位としては、格別な限定はなぐ使用目的に応じて適宜選択される。 [0022] また、脂環構造含有重合体樹脂は、極性基を有するものであってもよい。極性基 としては、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アルコキシル基、エポキシ基、グリシジル 基、ォキシカルボニル基、カルボニル基、アミノ基、エステル基、カルボン酸無水物残 基、アミド基、イミド基などが挙げられ、特に、エステル基、カルボキシル基またはカル ボン酸無水物残基が好適である。
[0023] 脂環構造含有重合体樹脂は、通常、脂環式ォレフインを付加重合または開環重 合し、そして必要に応じて不飽和結合部分を水素化することによって、または、芳香 族ォレフインを付加重合し、そして該重合体の芳香環部分を水素化することによって 得られる。また、極性基を有する脂環構造含有重合体樹脂は、例えば、前記脂環構 造含有重合体樹脂に極性基を有する化合物を変性反応により導入することによって 、または、極性基を含有する単量体を共重合成分として共重合することによって得ら れる。
[0024] 脂環構造含有重合体樹脂を得るために使用される脂環式ォレフインとしては、ノ ルボルネン、ジシクロペンタジェン、テトラシクロドデセン、ェチルテトラシクロドデセン 、ェチリデンテトラシクロドデセン、テトラシクロ〔7. 4. 0. 1 10、 13. 02、 7〕トリデ力— 2, 4, 6, 11—テトラェン、 1 , 4 メタノー 1 , 4, 4a, 9a テトラヒドロフノレ才レンのよう なノルボルネン系単量体などの多環構造の不飽和炭化水素およびその誘導体；シク ロブテン、シクロペンテン、シクロへキセン、 3， 4—ジメチルシクロペンテン、 3—メチ ノレシクロへキセン、 2 _ (2—メチノレブチノレ） _ 1—シクロへキセン、シクロオタテン、シ クロヘプテン、シクロペンタジェン、シクロへキサジェンなどの単環構造の不飽和炭 化水素およびその誘導体などが挙げられる。これら環状ォレフィンには置換基として 極性基を有していてもよレ、。芳香族ォレフインとしては、スチレン、 ひ一メチルスチレン 、ジビュルベンゼンなどが挙げられる。脂環式ォレフインおよび/または芳香族ォレ フィンは、それぞれ単独で、あるいは 2種以上を組み合わせて用いることができる。
[0025] 脂環式ォレフインまたは芳香族ォレフインと共重合可能な単量体を必要に応じて 付加共重合させることができる。その具体例として、エチレン、プロピレン、 1—ブテン 、 1—ペンテン、 1—へキセン、 3—メチル一1—ブテン、 3—メチル一1—ペンテン、 3 —ェチルー 1—ペンテン、 4—メチル 1—ペンテン、 4—メチル 1—へキセン、 4, 4—ジメチル _ 1—へキセン、 4， 4—ジメチル一 1 _ペンテン、 4_ェチル _ 1—へキ セン、 3—ェチル—1—へキセン、 1—オタテン、 1—デセン、 1—ドデセン、 1—テトラ デセン、 1 _へキサデセン、 1—ォクタデセン、 1 _エイコセンなどの炭素数 2〜20の エチレンまたはひ一ォレフィン； 1， 4_へキサジェン、 4_メチル _ 1， 4—へキサジェ ン、 5 _メチル_ 1 , 4 _へキサジェン、 1， 7—ォクタジェンなどの非共役ジェン；1， 3 —ブタジエン、イソプレンなどの共役ジェンなどが挙げられる。これらの単量体は、そ れぞれ単独で、あるいは 2種以上を組み合わせて使用することができる。
[0026] 脂環式ォレフインまたは/および芳香族ォレフインの重合は公知の方法に従って 行うことができる。重合温度、圧力などは特に限定されなレ、が、通常 50°C〜100°C の重合温度、 0〜50kgf/cm2の重合圧力で重合させる。水素化反応は、公知の水 素化触媒の存在下で、水素を吹き込んで行う。
[0027] 脂環構造含有重合体樹脂の具体例としては、ノルボルネン系単量体の開環重合 体およびその水素化物、ノルボルネン系単量体の付加重合体、ノルボルネン系単量 体とビニル化合物（エチレンや、 α—ォレフインなど）との付加重合体、単環シクロア ルケンの重合体、脂環式共役ジェン系単量体の重合体およびその水素化物、ビニ ル脂環式炭化水素系単量体の重合体およびその水素化物、芳香族ォレフイン重合 体の芳香環水素化物などが挙げられる。これらの中でも、ノルボルネン系単量体の開 環重合体およびその水素化物、ノルボルネン系単量体の付加重合体、ノルボルネン 系単量体とビニル化合物との付加重合体、芳香族ォレフイン重合体の芳香環水素化 物が好ましぐ特にノルボルネン系単量体の開環重合体の水素化物が好ましい。前 記の脂環構造含有重合体樹脂は、それぞれ単独で、あるいは 2種以上を組み合わ せて用いることができる。
[0028] 本発明に用いる樹脂は、その分子量によって特に制限されなレ、。樹脂の分子量 は、シクロへキサン (シクロへキサンに溶解しない場合はトルエン）を溶媒とするゲル パーミエーシヨンクロマトグラフィー（GPC)で測定されるポリスチレン換算の重量平均 分子量（Mw)で、通常 1， 000〜1 , 000， 000、好まし <は 5， 000〜500, 000、より 好ましくは 10, 000〜250， 000の範囲である。樹脂の重量平均分子量（Mw)がこ の範囲にあるときには、耐熱性、表面平滑性などがバランスされ好適である。 [0029] 樹脂の分子量分布は、シクロへキサン (シクロへキサンに溶解しない場合はトルェ ン)を溶媒とする GPCで測定される重量平均分子量 (Mw)と数平均分子量 (Mn)と の比（Mw/Mn)として、通常 5以下、好ましくは 4以下、より好ましくは 3以下である。
[0030] 樹脂のガラス転移温度は、使用目的に応じて適宜選択されればよいが、好ましく は 70°C以上、より好ましくは 100°C以上、最も好ましくは 120°C以上である。
[0031] 本発明に用いる樹脂は、顔料や染料のごとき着色剤、蛍光増白剤、分散剤、熱安 定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、近赤外線吸収剤、帯電防止剤、酸化防止剤、滑 剤、溶剤、可塑剤、離型剤などを適宜配合したものであってもよい。
[0032] これらの添加剤の中でも、酸化防止剤および/または光安定剤が特に好ましい。
酸化防止剤としては、フエノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、ィォゥ系酸化防 止剤などが挙げられ、これらの中でもフエノール系酸化防止斉 IJ、特にアルキル置換フ ェノール系酸化防止剤が好ましい。
[0033] フエノール系酸化防止剤としては、ォクタデシルー 3—（3, 5 ジ tーブチルー 4 —ヒドロキシフエ二ノレ）プロピオネート、 2, 2' メチレン一ビス（4—メチル 6 t ブ チルフエノ一ル）、 1 , 1, 3 トリス（2—メチル 4 ヒドロキシ一 5— t ブチルフエ二 ル）ブタン、 1 , 3, 5 トリメチノレー 2, 4, 6 トリス（3, 5 ジ一 t ブチノレ一 4 ヒドロ キシベンジル）ベンゼン、テトラキスメチレン一 3— (3' , 5，一ジ一 t ブチル 4'—ヒ ドロキシフエニルプロビオネ一ト）メタン [すなわち、ペンタエリスリチル—テトラキス 3 _
( 3， 5—ジ一 t—ブチル一 4—ヒドロキシフエニルプロビオネ一ト）]などのアルキル置 換フエノール系化合物；2_t_ブチル _ 6 _ (3 _t_ブチル _ 2—ヒドロキシ _ 5—メ チルベンジル） _4_メチルフエニルアタリレート、 2, 4_ジ一 t—ァミル _6 _ { 1 _ (3 ， 5 _ジ一 t—アミル一 2—ヒドロキシフエニル）ェチル }フエ二ルアタリレ一トなどのァク リレート系化合物； 6 _ (4—ヒドロキシ—3, 5_ジ— t—ブチルァニリノ）_ 2, 4_ビス ォクチルチオ一 1 , 3， 5 _トリァジン、 4_ビスォクチルチオ一 1 , 3， 5 _トリァジンなど のトリアジン基含有フヱノ—ル系化合物などが挙げられる。
[0034] リン系酸化防止剤としては、トリフエニルホスファイト、ジフエニルイソデシルホスフ アイト、フエニルジイソデシルホスフアイト、トリス（ノユルフェニル）ホスファイト、トリス（ジ ノエルフエニル）ホスファイト、トリス（2, 4—ジ一 t ブチルフエニル）ホスファイトなど のモノホスファイト系化合物； 4, 4，一ブチリデン一ビス（3—メチル _ 6 _t—ブチルフ ヱニル一ジ一トリデシノレホスファイト）などのジホスファイト系化合物などが挙げられる
[0035] ィォゥ系酸化防止剤としては、ジラウリノレ一 3, 3 '—チォジプロビオネ一ト、ジミリス チノレ 3， 3， _チォジプロピピオネート、ジステアリル一 3, 3' _チォジプロピオネート、 ラウリルステアリノレ一3, 3 '—チォジプロピオネートなどが挙げられる。
[0036] これらの酸化防止剤は、単独で用いてもよいし、 2種以上を組み合わせて用いて も良い。また、酸化防止剤の量は、樹脂 100重量部に対し、通常 0. 01〜2重量部、 好ましくは 0. 02〜1重量部、より好ましくは 0. 05〜0. 5重量部の範囲である。
[0037] 光安定剤としては、ヒンダードアミン系光安定剤（HALS)、ベンゾエート系光安定 剤などが挙げられ、これらの中でもヒンダードアミン系光安定剤が好ましい。
[0038] HALSの具体例としては、ビス（2, 2, 6, 6 テトラメチルー 4ーピペリジル）セバ ケート、ビス（1, 2, 2, 6, 6 ペンタメチルー 4ーピペリジル）セバケート、 1ー〔2—{ 3 一（3, 5—ジー第 3ブチルー 4ーヒドロキシフエニル）プロピオ二ルォキシ}ェチル〕 4— { 3— (3, 5 ジ一第 3ブチル 4 ヒドロキシフエニル）プ口ピオニルォキシ } - 2 , 2, 6, 6, —テトラメチノレビペリジン、 8 べンジノレ 7, 7, 9, 9, ーテトラメチノレー 3 —ォクチル一 1 , 2, 3 トリァザスピロ〔4, 5〕ゥンデカン一 2, 4 ジオン、 4 ベンゾ ィルォキシ _ 2， 2, 6, 6， 一テトラメチルピペリジン、コハク酸ジメチル一 1 _ (2—ヒド ロキシェチル） _4—ヒドロキシ一2, 2, 6， 6—テトラメチルピペリジン重縮合物、ポリ [ {6 _ (1， 1， 3, 3—テトラメチノレブチノレ）ァミノ _ 1， 3， 5_トリアジン一 2， 4—ジィノレ } { (2, 2, 6, 6—テトラメチル _4—ピペリジル）イミノ}へキサメチレン { (2， 2, 6, 6—テ トラメチル _4—ピペリジル）ィミノ }]、 N, N，一ビス（3—ァミノプロピル）エチレンジァ ミン一2, 4_ビス [N—ブチル _N_ (1 , 2, 2, 6， 6 _ペンタメチル _4ピペリジル） ァミノ]— 6—クロ口一 1 , 3， 5—トリアジン縮合物、
[0039] テトラキス（2, 2, 6， 6， 一テトラメチル _4—ピペリジル） 1， 2, 3, 4_ブタンテトラ カルボキシレ一ト、 1 , 2， 3， 4_ブタンテトラカルボン酸と 1， 2, 2, 6， 6， 一テトラメチ ル— 4—ピベリジノールとトリデシルアルコールとの縮合物、 N, N，， N，，， N，，' _テ トラキスー（4, 6 ビス （ブチルー（N—メチルー 2, 2, 6, 6 テトラメチルピベリジ ン _4_ィル）ァミノ）—トリァジン— 2—ィル）_4, 7_ジァザデカン— 1 , 10—ジアミ ン、ジブチルァミンと 1， 3, 5_トリアジンと N， N'—ビス（2, 2, 6， 6—テトラメチル一 4—ピペリジル）ブチルァミンとの重縮合物、ポリ〔{ (1 , 1， 3， 3—テトラメチルブチル） ァミノ _ 1， 3， 5_トリアジン一 2， 4—ジィノレ } { (2, 2, 6, 6—テトラメチノレ一 4—ピペリ ジル)イミノ}へキサメチレン { (2， 2, 6, 6—テトラメチル _4—ピペリジル)ィミノ }〕、 1 ， 6—へキサンジァミン一 N， N'—ビス（2, 2, 6， 6—テトラメチル _4—ピペリジル）と モノレフォリン一 2， 4, 6 _トリクロ口一1 , 3, 5—トリアジンとの重縮合物、ポリ〔（6—モ ルフォリノ一 s トリァジン一 2, 4 ジィル）〔（2, 2, 6, 6, —テトラメチル一 4 ピペリ ジル）ィミノ〕一へキサメチレン〔（2, 2, 6, 6 テトラメチルー 4ーピペリジル）ィミノ〕〕コ ハク酸ジメチルと 4ーヒドロキシ 2, 2, 6, 6 テトラメチルー 1ーピペリジンエタノー ノレとの重合物、 1 , 2, 3, 4—ブタンテトラ力ノレボン酸と 1, 2, 2, 6, 6 ペンタメチノレ —4—ピペリジノ一ルと 3, 9—ビス（2—ヒドロキシ一 1 , 1—ジメチルェチル）一 2, 4, 8, 10—テトラオキサスピロ [5, 5]ゥンデカンとの混合エステル化物などが挙げられる
[0040] これらの中でも、ジブチルァミンと 1 , 3, 5 トリァジンと N, N' ビス（2, 2, 6, 6 ーテトラメチルー 4ーピペリジル)プチルァミンとの重縮合物、ポリ〔{ (1 , 1 , 3, 3—テト ラメチルブチル）ァミノ一 1 , 3, 5 トリアジン一 2, 4 ジィル } { (2, 2, 6, 6 テトラメ チル _4—ピペリジル）イミノ}へキサメチレン { (2， 2, 6, 6—テトラメチル _4—ピペリ ジル）イミノ}〕、コハク酸ジメチルと 4—ヒドロキシ _ 2， 2, 6, 6—テトラメチル _ 1—ピ ペリジンエタノールとの重合物などの数平均分子量が 2, 000〜5， 000のものが好ま しい。
[0041] これらの光安定剤は、単独で用いてもよいし、 2種以上を組み合わせて用いても 良い。また、光安定剤の量は、樹脂 100重量部に対し、通常 0. 000：!〜 5重量部、好 ましく ίま 0. 001〜：!重量咅 ^より好ましく ίま 0. 01〜0. 5重量咅の範囲である。
[0042] 本発明に用いる樹脂に光拡散剤を添加することもできる。光拡散剤を添加するこ とによって、入射光が導光板の中で内部拡散し、効率的に法線方向に出射すること 力 Sできる。光拡散剤は、可視光に対して透明になる程度の粒子径に分散可能な微粒 子、または透明な粒子である。そのような粒子としては、フッ素樹脂粒子、シリコーン 樹脂粒子、架橋シリコーン樹脂粒子、ポリスチレン粒子、アクリル樹脂粒子、炭酸カル シゥム粉末、シリカ粉末タルク、硫酸バリウム粉末などが挙げられる。
[0043] 本発明の液晶表示用導光板は、その形状において特に限定されず、公知の形状 をなしている。導光板の代表的な形状は楔形である。その楔形導光板の出射面およ び反射面に、ドット、しぼ、プリズム、ライン、ラインドット、しぼドットなどのさまざまな形 が賦形されたものが知られている。また、楔形の導光板を直列にまたは向かい合わ せに連結した形状も採用することができる。
以下、図 4〜図 10を参照して、連結型導光板の具体例を説明する。
[0044] 図 4は、連結型導光板の一態様を示す平面図および側面図である。本態様の連 結型導光板は、 3個の平板状の導光板 15から構成されている。それぞれの導光板 1 5の光反射面 4の端部に光源 1が配置され、光源 1はリフレクタ 16により覆われている 。それぞれの導光板 15の連結される側面は傾斜面 17となり、この傾斜面 17には光 制御手段が設けられている。そのために、光源の光が光出射面 3から直接出射する ことがなぐ輝度むらのない大画面を得ることができる。光制御手段としては、例えば 、光を反射するプリズム形状、光を遮蔽する黒インキまたは白インキによる印刷などを 挙げることができる。
[0045] 本態様の連結型導光板は、それぞれの導光板のピンボイトゲートを光制御手段を 設ける傾斜面に置くことができるので、連結する導光板の個数を多くしても、ピンボイ ントゲート跡の影響が全くない大画面を得ることができる。また、本態様の連結型導光 板は、同一形状の導光板を連結して作製するので、経済的に製造することができる。 さらに、本態様の連結型導光板を構成する平板状の導光板は、厚さがほぼ均一であ るために、成形条件が変動しても歩留まりよく製造することができる。
[0046] 図 4に示す態様においては、 3個の平板状の導光板が連結されているが、連結する 平板状の導光板の数は、 2個以上の任意の個数とすることができる。本態様の連結 型導光板は、その光出射面に拡散シートを積層することができる。図 4に示す態様の 平板状の導光板は、 1個のみを単独に用いることもできる。
[0047] 図 5は、連結型導光板の他の態様を示す平面図および側面図である。本態様 の連結型導光板は、 3個の羽翼型の導光板 18から構成されている。それぞれの導光 板 18の光反射面 4側に窪み 19が設けられ、窪み 19の中に光源 1が配置され、窪み 19がリフレクタ 20により覆われている。光出射面 3の光源 1に対峙する位置には、光 制御手段 21が設けられている。光源 1から光出射面 3に直接向力 光を、光制御手 段 21で調節することにより、輝度むらのない大画面を得ることができる。光制御手段 2 1としては、例えば、光を反射するプリズム形状、光を遮蔽する黒インキまたは白イン キによる微細なドット状の印刷などを挙げることができる。
[0048] 図 5に示す連結型導光板は、 3個の羽翼型の導光板から構成されているが、同一 形状の一体成形品とすることもできる。本態様の連結型導光板は、光源から出る光の 大部分が導光板に直接入射するので、光を有効に利用することができる。また、光源 力 光が到達すべき距離が短いので、輝度むらを少なくすることができる。 3個の導 光板を連結した連結型導光板は、経済的に作製することができる。一体成形品から なる導光板は、継ぎ目の影響がないので、極めて良好な画質の表示画面を得ること ができる。
[0049] 図 5に示す態様においては、 3個の羽翼型の導光板が連結されている力 連結する 羽翼型の導光板の数は、 2個以上の任意の個数とすることができる。本態様の連結 型導光板は、その光出射面に拡散シートを積層することができる。図 5に示す態様の 羽翼型の導光板は、 1個のみを単独に用いることもできる。
[0050] に示す態様においては、 3個の羽翼型の導光板が連結されているが、連結する羽翼 型の導光板の数は、 2個以上の任意の個数とすることができる。本態様の連結型導 光板は、その光出射面に拡散シートを積層することができる。図 5に示す態様の羽翼 型の導光板は、 1個のみを単独に用いることもできる。
[0051] 図 6は、連結型導光板の他の態様を示す平面図および側面図である。本態様の 連結型導光板は、 1個の羽翼型の導光板 22と 2個の片翼型の導光板 23から構成さ れている。羽翼型の導光板 22と片翼型の導光板 23の間の光反射面 4側に窪み 24 が形成され、窪み 24の中に光源 1が配置され、窪み 24がリフレクタ 20により覆われて いる。光出射面 3の光源 1に対峙する位置には、光制御手段 21が設けられている。 光源 1から光出射面 3に直接向力 光を、光制御手段 21で調節することにより、輝度 むらのない大画面を得ることができる。光制御手段 21としては、例えば、光を反射す るプリズム形状、光を遮蔽する黒インキまたは白インキによる微細なドット状の印刷な どを挙げることができる。
[0052] 本態様の連結型導光板は、光源から出る光の大部分が導光板に直接入射するの で、光を有効に利用することができる。また、光源から光が到達すべき距離が短いの で、輝度むらを少なくすることができる。さらに、継ぎ目の影響が少ないので、良好な 画質の表示画面を得ることができる。
[0053] 図 6に示す態様の連結型導光板は、 1個の羽翼型の導光板と 2個の片翼型の導光 板から構成されているが、 2個以上の羽翼型の導光板を連結し、その両端に 2個の片 翼型の導光板を連結した構成とすることもできる。また、羽翼型の導光板 1個の代わり に、片翼型の導光板 2個を用い、片翼型の導光板のみで連結型導光板を構成するこ ともできる。この場合、成形すべき導光板は、片翼型の導光板の 1種のみとなるので、 経済的に製造することができる。
[0054] 図 7は、連結型導光板の他の態様を示す平面図および側面図である。本態様の 連結型導光板は、図 6に示す態様の連結型導光板の上に拡散シート 25を積層した 連結型導光板である。羽翼型の導光板 22と片翼型の導光板 23の間の光反射面 4側 に窪み 24が形成され、窪み 24の中に光源 1が配置され、窪み 24がリフレクタ 20によ り覆われており、さらに、光出射面 3の光源 1に対峙する位置に光制御手段 21が設け られている構成は、図 6に示す連結型導光板と同様である。拡散シート 25の内側の 光源 1に対峙する位置にも、光制御手段 26が設けられている。光制御手段 26として は、例えば、光を反射するプリズム形状、光を遮蔽する黒インキまたは白インキによる 微細なドット状の印刷などを挙げることができる。
[0055] 光源から光出射面に直接向かう光を、光出射面に設けた光制御手段 21で調節し、 さらに拡散シートに設けた光制御手段 26で調節するとともに、拡散シートにより輝度 むらを減少させることにより、極めて均質な大画面を得ることができる。
[0056] 図 8は、連結型導光板の他の態様を示す平面図および側面図である。本態様の 連結型導光板は、 3個の平板状の導光板 27から構成されている。それぞれの導光板 27の光反射面 4の中央に光源 1が配置され、光源 1はリフレクタ 28により覆われてい る。光出射面 3の光源 1に対する位置には、光制御手段 21が設けられている。光源 1 力も光出射面 3に直接向力 光を、光制御手段 21で調節することにより、輝度むらの ない大画面を得ることができる。光制御手段 21としては、例えば、光を反射するプリ ズム形状、光を遮蔽する黒インキまたは白インキによる微細なドット状の印刷などを挙 げること力 Sできる。
[0057] 本態様の連結型導光板は、形状が簡単であり、同一形状の導光板を連結して作製 するので、経済的に製造することができる。また、本態様の連結型導光板を構成する 平板状の導光板は、厚さがほぼ均一であるために、成形条件が変動しても歩留まりよ く製造することができる。
[0058] 図 8に示す態様においては、 3個の平板状の導光板が連結されているが、連結する 平板状の導光板の数は、 2個以上の任意の個数とすることができる。図 8に示す態様 の連結型導光板は、平板状の導光板を連結せず、同一形状の一体成形品とすること もできる。この場合、導光板の継ぎ目の影響がないので、極めて良好な画質の表示 画面を得ることができる。図 8に示す態様の連結型導光板は、その光出射面に拡散 シートを積層することができる。図 8に示す態様の平板状の導光板は、 1個のみを単 独に用いることもできる。
[0059] 図 9は、連結型導光板の他の態様を示す平面図および側面図である。本態様の 連結型導光板は、 3個の平板状の導光板 27から構成されている。それぞれの導光板 27の光反射面 4の中央に光源 1が配置され、光源 1は光反射面 4の全体とともにシー ト状のリフレクタ 29により覆われている。光出射面 3の光源 1に対峙する位置には、光 制御手段 21が設けられている。光源 1から光出射面 3に直接向力 光を、光制御手 段 21で調節することにより、輝度むらのない大画面を得ることができる。光制御手段 2 1としては、例えば、光を反射するプリズム形状、光を遮蔽する黒インキまたは白イン キによる微細なドット状の印刷などを挙げることができる。
[0060] 本態様の連結型導光板は、図 9に示す態様の連結型導光板よりもリフレクタの形状 が簡単であり、同一形状の導光板を連結して作製するので、さらに経済的に製造す ることができる。また、本態様の連結型導光板を構成する平板状の導光板は、厚さが ほぼ均一であるために、成形条件が変動しても歩留まりよく製造することができる。
[0061] 図 9に示す態様においては、 3個の平板状の導光板が連結されているが、連結する 平板状の導光板の数は、 2個以上の任意の個数とすることができる。図 9に示す態様 の連結型導光板は、平板状の導光板を連結せず、同一形状の一体成形品とすること もできる。この場合、導光板の継ぎ目の影響がないので、極めて良好な画質の表示 画面を得ることができる。本態様の連結型導光板は、その光出射面に拡散シートを 積層することができる。また、本態様の連結型導光板は、リフレクタからランプへ戻さ れる光の量が少ないので、高い輝度を有する。
[0062] 図 10は、連結型導光板の他の態様を示す平面図および側面図である。本態様 の連結型導光板は、 1個の羽翼型の導光板 30と 2個の片翼型の導光板 31から構成 されている。羽翼型の導光板 30と片翼型の導光板 31の間隙 32の中に光源 1が配置 され、間隙 32は光反射面 4側がリフレクタ 33により覆われている。導光板 31の光出 射面 3の全体が拡散シート 34で覆われ、拡散シート 34の内側の光源 1に対峙する位 置に、光制御手段 35が設けられている。光制御手段 35としては、例えば、光を反射 するプリズム形状、光を遮蔽する黒インキまたは白インキによる微細なドット状の印刷 などを挙げることができる。光源 1から拡散シート 34に直接入射する光を、拡散シート 34に設けた光制御手段 35で調節することにより、輝度むらを減少させることができる
[0063] 本態様の連結型導光板は、光源から出る光の大部分が導光板に直接入射するの で、光を有効に利用することができる。また、光源から光が到達すべき距離が短いの で、輝度むらを少なくすることができる。さらに、継ぎ目の影響が少ないので、良好な 画質の表示画面を得ることができる。
[0064] 図 10に示す態様の連結型導光板は、 1個の羽翼型の導光板と 2個の片翼型の導 光板から構成されているが、 2個以上の羽翼型の導光板を連結し、その両端に 2個の 片翼型の導光板を連結した構成とすることもできる。また、羽翼型の導光板 1個の代 わりに、片翼型の導光板 2個を用い、片翼型の導光板のみで連結型導光板を構成す ることもできる。この場合、成形すべき導光板は、片翼型の導光板の 1種のみとなるの で、経済的に製造することができる。
[0065] 本発明の液晶表示用導光板は、その表層部に該導光板内層部よりもフッ素原子 含有量が多い相がある。導光板の「表層部」とは、導光板最表面から lnm〜10 / m 、好ましくは lnm〜5 x mの深さまでの部分を指す。ここで、「フッ素原子含有量が多 い相がある」とは、上記導光板の表層部の少なくとも一部がフッ素化されていることを 意味する。
導光板の内層部および表層部はともに同種樹脂から構成されており、積層界面が 無ぐ表層部は内層部よりもフッ素原子含有量が多くなつている。フッ素原子含有量 は X線電子分光法 (ESCA)などの分析装置によって、確認することができる。フッ素 原子含有量は、表層部から内層部に向かって徐々に減少していくような分布をなして もいてもよいし、表層部から内層部に向って階段的に減少する分布をなしていてもよ い。
[0066] 本発明の液晶表示用導光板は、樹脂製の導光板基材を、フッ素ガスを含有する 雰囲気に曝す工程を含む方法によって製造される。
[0067] 図 1は、本発明の製造方法に使用する反応装置の一例を示すものである。この反 応装置はチャンバ一 101と、チャンバ一の温度を制御するための加熱装置 105を備 え、チャンバ一 101には、フッ素ガスを導入するためのフッ素ガス供給ライン 102と、 不活性ガスを導入するための不活性ガス供給ライン 103が連結されている。そして、 不要なガスを抜き出す排気ライン 104がチャンバ一 101の別の位置に連結されてい る。チャンバ一 101には前記の導光板基材 106を置くことができる空間があり、そこに 種々形状の導光板基材 106を置くことができる。排気ライン 104から抜き出されたガ スは、そのままあるいは分離精製して、各ガス供給ラインに戻し、循環再利用すること ができる。
[0068] 導光板基材 106は、表示画面の大きさに適した形状に、樹脂を成形することによ つて得られる。本発明の製法において、導光板基材をフッ素ガスを含有する雰囲気 に曝しフッ素原子を該基材に導入すると、基材の大きさがわずかに変化するので、そ の変化量を勘案して導光板基材を所望の導光板が得られる大きさ形状に成形するこ とが好ましい。成形方法としては、押出成形法、射出成形法、インフレーション成形法 、キャスト成形法、ブロー成形法、真空成形法など公知の成形法を挙げることができ る。
[0069] 本発明の液晶表示用導光板の製造方法の好ましい態様は、フッ素ガスを含有す る雰囲気に導光板基材表面を曝す工程に先立って、該導光板基材を不活性ガス雰 囲気中または減圧下の空気中に置く工程、および、フッ素ガスを含有する雰囲気に 導光板基材表面を曝す工程の後に、該導光板基材を不活性ガス雰囲気中または減 圧下の空気中に再び置く工程を含む。すなわち、次の 3工程を含む：（1)不活性ガス 雰囲気中または減圧下の空気中に置く工程、（2)フッ素ガスを含有する雰囲気に導 光板基材表面を曝す工程（3)、および不活性ガス雰囲気中または減圧下の空気中 に再び置く工程。以下、各工程について説明する。
[0070] (1)不活性ガス雰囲気中または減圧下の空気中に樹脂製導光板基材を置く工程。
この工程（1)は必須ではないが、この工程を経ることによって、導光板基材の表層 部に、フッ素含有量が多い相を面内分布なく存在させることができるようになるので、 工程（1)を経ることが好ましい。工程（1)では、まず、チャンバ一 101に導光板基材 1 06を置き、チャンバ一 101を閉じて、不活性ガス供給ライン 103の弁を開いて不活性 ガスをチャンバ一 101に流入させる。不活性ガスとしては、アルゴン、窒素、ヘリウム、 ネオン、クリプトン、キセノンなどが挙げられる。本発明においてはアルゴンが好適に 用いられる。使用するチャンバ一は、ステンレス製もしくはアルミニウム製のものが好 ましい。
[0071] チャンバ一 101を不活性ガス雰囲気にして、加熱装置 105によって、チャンバ一 10 1内の導光板基材 106を加熱することが好ましい。この加熱によって導光板基材中に 含まれていた水分、酸素、揮発成分を効率的に除去することができる。加熱温度は 導光板基材表面温度で、通常 60〜： 180°C、好ましくは 80〜： 130°Cである。加熱時 間は:!〜■分、好ましくは 2〜300分である。
[0072] 不活性ガス雰囲気中に放置する代りに、減圧下の空気中に導光板基材を放置し てもよレ、。減圧下の空気中に放置する場合は圧力を通常 500mmHg以下、好ましく は lOOmmHg以下にする。圧力の下限は ImmHgである。極端に減圧すると排気系 力も油や水分などの汚染物が逆拡散するおそれがある。温度は、通常 15〜100°C に保持する。また、減圧と同時に、高純度不活性ガスを注入することは、酸素および 水の量を効率的に除去することができるので好ましい。減圧時間は 1〜400分、好ま しくは:!〜 300分である。 [0073] 次の工程（2)において導光板基材中に酸素や水分が存在すると、導光板基材の 表面が親水化されやすいので、工程（1)において酸素や水分の量を減らすことが好 ましい。好ましい導光板基材中の酸素および水の量は、共に、通常 1重量％以下、 好ましくは 100重量 ppm以下、より好ましくは 10重量 ppm以下である。
[0074] (2)フッ素ガスを含有する雰囲気に該導光板基材表面を曝す工程。
工程（1)の後、不活性ガス供給ライン 103の弁を閉じ、必要に応じてチャンバ一 1 01を冷却し、次レ、でフッ素ガス供給ライン 102の弁と必要に応じて不活性ガス供給ラ イン 103の弁を開き、フッ素ガスをチャンバ一 101に流入させ、チャンバ一 101内をフ ッ素ガスを含有する雰囲気にする。
[0075] フッ素ガスを含有する雰囲気は、フッ素ガスだけで構成される雰囲気でもよいが、 反応を緩やかにするために、不活性ガスで希釈したフッ素ガスで構成することが好ま しい。フッ素ガスを含有する雰囲気中には酸素および水が実質的に無いほうが好ま しい。具体的には酸素および水の量が共に 100重量 ppm以下であることが好ましぐ 10重量 ppm以下であることがさらに好ましぐ 1重量 ppm以下であることが特に好まし い。
[0076] 導光板基材表面をフッ素ガスを含有する雰囲気に曝すことによって、フッ素ガス が導光板基材の表面から表層部さらには内層部に向かって徐々に分子内でのフッ 素原子の導入が起こり、導光板基材を構成する樹脂中のフッ素原子含有量が増加し ていく。導光板基材表面からのフッ素原子の浸透深さ、フッ素原子の含有量は、フッ 素ガスの濃度、温度、時間に依存して変化する。
[0077] 不活性ガスで希釈したフッ素ガスの濃度は、通常 0. ：!〜 50容量％、好ましくは 0. 1 〜30容量％、より好ましくは 0.：!〜 20容量％である。フッ素ガスを接触させるときの 導光板基材表面温度は、特に制限されないが、通常 _ 50〜150°C、好ましくは _ 2 0〜80°C、特に好ましくは 0〜50°Cである。接触させる時間は、通常 0. 1秒〜 600分 、好ましくは 0. 5秒〜 300分、より好ましくは 1秒〜 60分である。フッ素ガス濃度が高 い場合、温度が高い場合、若しくは時間が長い場合には、フッ素原子の浸透深さが 深くなり、フッ素原子含有量も多くなる。
[0078] フッ素原子含有量の増加に伴って、フッ素原子が導入された部分（主に表層部）の 屈折率は低下するので、フッ素ガス濃度、温度、時間を適宜選択することによって、 所望の屈折率に制御することができる。光反射率を低減するためには、表層部の屈 折率と内層部の屈折率との差を 0. 001以上、好ましくは 0. 01以上となるようにする ことが好ましい。フッ素ガス濃度が極端に高い場合、若しくは極端に高温度長時間の 場合は、導光板基材を構成する樹脂が劣化するので、上記に示した範囲でフッ素ガ スを接触させることが好ましレ、。
[0079] (3)フッ素ガスを接触させた後、不活性ガス雰囲気中または減圧下の空気中に、フッ 素ガスで処理した導光板基材を再び置く工程。
フッ素ガスを接触させ、所定時間経過した後、不活性ガス供給ライン 103を開き、 フッ素ガス供給ライン 102の弁を閉じて、チャンバ一 101を不活性ガス雰囲気にする 。不活性ガスは前記工程（1)で説明したものと同じものが挙げられる。そして、加熱装 置 105によって導光板基材 106を加熱することが好ましい。この加熱によって導光板 基材中に導入しきれなかったフッ素ガスを除去することができる。加熱温度は基材表 面温度で、通常 60〜： 180。C、好ましくは 80〜： 130。Cである。カロ熱時間は：!〜■分 、好ましくは：!〜 300分である。
[0080] 不活性ガス雰囲気中に放置する代りに、減圧下の空気中に導光板基材を置いて もよい。減圧下の空気中に置く場合は、圧力を通常 500mmHg以下、好ましくは 100 mmHg以下にする。圧力の下限は ImmHgである。極端に減圧すると排気系から油 や水分などの汚染物が逆拡散するおそれがある。減圧下の空気中に置く際、温度は 通常 15〜100°Cに保持する。また、減圧と同時に、高純度不活性ガスを注入するこ とは、フッ素ガスを効率的に除去することができるので好ましい。減圧時間は 1〜400 分、好ましくは:!〜 300分である。この工程（3)は必須ではないが、この工程を経るこ とによって、導光板表層部に、フッ素原子含有量が多い相を面内分布なく存在させる こと力 Sできるようになるので、工程（3)を経ることが好ましレ、。
[0081] 工程（3)を終了後、導光板をチャンバ一から取り出し、それぞれの用途に応じて 用レ、ることができる。
実施例
[0082] 次に、本発明を実施例および比較例に基づいてさらに具体的に説明するが、この 実施例によって本発明を限定するものでなレ、。
[0083] 実施例 1
脂環構造含有重合体樹脂 (ゼォノア 1430R:日本ゼオン社製)を使用し、短辺 53 . 8mm、長辺 71. 5mm,入射面側の厚みが 2. Ommであり、その対面の厚みが 1. 6mmである、楔形導光板基材を成形した。成形は射出成形装置ひ—100B (フアナ ック社製）を用レ、、金型温度 110°C、シリンダー温度 290°Cで行った。この導光板基 材の入射面以外のすべての面（出射面、反射面など）をマスキングした。マスキングさ れた導光板基材をステンレス容器に入れ、酸素および水分含有量 1重量 ppb以下の 高純度アルゴン気流下、 100°Cで 3時間加熱し酸素および水を除去した。酸素およ び水の量は 10重量 ppm未満であった。室温まで冷却し、外気からの酸素や水分の 混入がないよう気をつけながらバルブを切り替えて、アルゴンガスで希釈された 1重 量％フッ素ガス（酸素および水の含有量 1重量 ppm未満）を 20°Cで導入した。 20分 間経過後、バルブを切り替えて酸素および水分含有量 1重量 ppb以下の高純度アル ゴンを導入し、 100°Cで 1時間加熱し余剰のフッ素ガスを除去した。
[0084] マスキングを剥がし、図 2に示すように、フッ素ガスと接触させた入射面 112に平行 に、冷陰極管（図示せず）とリフレクタ（図示せず）を設置し、白色反射シート 111 (E6 0L :東レ社製）を反射面に積層し、バックライト装置を組み立てた。冷陰極管を点灯し 、輝度計 CA— 1500 (株式会社ミノルタ製）で輝度を評価した。輝度は 805cdZm2 であった。
[0085] 比較例 1
脂環構造含有重合体樹脂 (ゼォノア 1430R:日本ゼオン社製)を使用し、短辺 53 . 8mm、長辺 71. 5mm,入射面側の厚みが 2. Ommであり、その対面の厚みが 1. 6mmである、楔形導光板基材を成形した。成形は射出成形装置ひ—100B (フアナ ック社製）を用レ、、金型温度 110°C、シリンダー温度 290°Cで行った。この導光板基 材をフッ素ガスと接触させずそのままで、図 2に示すように、実施例 1と同様にしてバ ックライト装置を組み立てた。このバックライト装置の輝度は 776cd/m2であった。
[0086] 実施例 2
脂環構造含有重合体樹脂 (ゼォノア 1430R:日本ゼオン社製)を使用し、短辺 53 . 8mm、長辺 71. 5mm,厚み 2. Ommで、図 3に示すようなプリズム形状が形成され た導光板基材を成形した。この導光板基材の側面（入射面 132)と、プリズムが形成 されている面に対峙する面（出射面 133)以外の面をマスキングした。マスキングされ た導光板基材をステンレス容器に入れ、酸素および水分含有量 1重量 ppb以下の高 純度アルゴン気流下、 100°Cで 3時間加熱し酸素および水を除去した。酸素および 水の量は 10重量 ppm未満であつた。
[0087] 室温まで冷却し、外気からの酸素や水分の混入がないよう気をつけながらバルブを 切り替えて、アルゴンガスで希釈された 1容量％フッ素ガス（酸素および水の含有量 1 重量 ppm未満）を 20°Cで導入した。 20分間経過後、バルブを切り替えて酸素および 水分含有量 1重量 ppb以下の高純度アルゴンを導入し、 100°Cで 1時間加熱し余剰 のフッ素ガスを除去した。
[0088] マスキングを剥がし、この導光板の長辺側側面に冷陰極管とリフレクタ 123を設置し 、市販の携帯ゲーム機から取り出した反射型液晶ディスプレイの上に置レ、て観察した ところ、モヮレなどの現象が生じず、視認性に優れたフロントライト導光板が得られた 産業上の利用可能性
[0089] 本発明の液晶表示用導光板は、パーソナルコンピュータ、テレビジョン受像器な どの各種電子機器用の液晶表示装置の導光板として有用である。

Claims

請求の範囲
[I] 樹脂製導光板の表層部に該導光板内層部よりもフッ素原子含有量が多い相がある 液晶表示用導光板。
[2] 樹脂製導光板の入射面側の表層部に、フッ素原子含有量が多い相がある請求項 1 に記載の液晶表示用導光板。
[3] 樹脂が脂環構造含有重合体樹脂である請求項 1に記載の液晶表示用導光板。
[4] 脂環構造含有重合体樹脂が、ノルボルネン系単量体の開環重合体およびその水 素化物、ノルボルネン系単量体の付加重合体、ノルボルネン系単量体とビュル化合 物との付加重合体、単環シクロアルケンの重合体、脂環式共役ジェン系単量体の重 合体およびその水素化物、ビニル脂環式炭化水素系単量体の重合体およびその水 素化物、ならびに芳香族ォレフイン重合体の芳香環水素化物からなる群から選ばれ る請求項 3に記載の液晶表示用導光板。
[5] 樹脂製導光板基材の表面を、フッ素ガスを含有する雰囲気に曝す工程を含む液晶 表示用導光板の製造方法。
[6] 樹脂製導光板基材の表面を、フッ素ガスを含有する雰囲気に曝す工程に先立って 、該導光板基材を不活性ガス雰囲気中または減圧下の空気中に置く工程、および、 樹脂製導光板基材の表面をフッ素ガスを含有する雰囲気に曝す工程の後に、該導 光板基材を不活性ガス雰囲気中または減圧下の空気中に再び置く工程を含む請求 項 5に記載の液晶表示用導光板の製造方法。
[7] 樹脂が脂環構造含有重合体樹脂である請求項 5に記載の液晶表示用導光板の製 造方法。
[8] フッ素ガスを含有する雰囲気が、不活性ガスを含有し、フッ素ガス濃度が 0.：!〜 50 容量％である請求項 5に記載の液晶表示用導光板の製造方法。
[9] フッ素ガスを含有する雰囲気に曝す直前の樹脂製導光板基材中の酸素および水 分量が共に 1重量％以下である請求項 5に記載の液晶表示用導光板の製造方法。
[10] フッ素ガスを含有する雰囲気中の酸素および水分濃度が共に 100重量 ppm以下 である請求項 5に記載の液晶表示用導光板の製造方法。
[I I] 樹脂製導光板基材表面を、基材表面温度— 50〜150°Cにおいて、フッ素ガスを含 有する雰囲気に曝す請求項 5に記載の液晶表示用導光板の製造方法。
[12] 樹脂製導光板基材の表面を、フッ素ガスを含有する雰囲気に曝す工程に先立って 、該導光板基材を不活性ガス雰囲気中で 60〜180°Cの範囲に保持する工程、およ び、樹脂製導光板基材の表面をフッ素ガスを含有する雰囲気に曝す工程の後に、該 導光板基材を不活性ガス雰囲気中で 60〜180°Cの範囲に再び保持する工程を含 む請求項 5に記載の液晶表示用導光板の製造方法。
[13] 樹脂製導光板基材の表面を、フッ素ガスを含有する雰囲気に曝す工程に先立って 、該導光板基材を減圧下の空気中で 15〜100°Cの範囲に保持する工程、および、 樹脂製導光板基材の表面をフッ素ガスを含有する雰囲気に曝す工程の後に、該導 光板基材を減圧下の空気中で 15〜： 100°Cの範囲に再び保持する工程を含む請求 項 5に記載の液晶表示用導光板の製造方法。
[14] 樹脂製導光板基材の表面を、フッ素ガスを含有する雰囲気に曝す工程に先立って 、該導光板基材を l〜500mmHgの範囲の圧力の空気中に保持する工程、および、 樹脂製導光板基材の表面をフッ素ガスを含有する雰囲気に曝す工程の後に、該導 光板基材を 1〜 500mmHgの範囲の圧力の空気中に再び保持する工程を含む請求 項 5に記載の液晶表示用導光板の製造方法。
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