JP5279015B2 - 導光板 - Google Patents
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Description
本発明は、導光板に関し、特に、パーソナルコンピュータ、液晶モニター、液晶テレビ等に用いられる液晶表示装置、室内外空間の照明装置、及び看板等の背面から照明する面光源装置に適した導光板に関する。
パーソナルコンピュータや携帯電話等に幅広く利用されている液晶表示装置は、液晶材が自己発光しないため、面光源装置を具備している。面光源装置としては、エッジライト方式の面光源装置が多く用いられ、このようなエッジライト方式の面光源装置は、一般的には、光源からの光を液晶表示パネル側に出射させる導光板と、その側部に配置されたＬＥＤ（発光ダイオード）やＣＣＦＬ（冷陰極管）等の光源と、導光板から出射した光を液晶表示パネル側の方向に向けるプリズムシート等から構成される。導光板は、一般に、透明基板と光出射機構を備え、その側部から入射する光を板内部で繰り返し全反射させて導光し、導光した光を導光板に設けた光出射機構としての光散乱パターンにより液晶表示パネル側に出射させる。
導光板に設ける光散乱パターンとしては、拡散インクのドット印刷による拡散グラデーションパターンや、導光板に形成されたプリズム、シボ（粗面）等の凹凸パターンが用いられる。携帯電話、ＰＤＡ、及びモバイル型パーソナルコンピュータ等の画像表示サイズが１５インチ以下の小さなサイズでは、凹凸パターンを用いることが多く、凹凸パターンは、射出成形、過熱プレス等により形成される。
さらに、表示の高精細化に伴う液晶表示セルの光透過率の低下に対応して、導光板の光利用効率を上げるために光出射面または裏面に凸レンズ列やプリズム列を形成した導光板も使用されている。
近年、液晶表示装置において環境問題（水銀レス）、携帯性や意匠性の観点から薄型化の要求が高まる中で、光源として点光源であるＬＥＤを用いた面光源装置が、特にモバイル用途として用いられており、その面光源装置に使われる導光板も樹脂成形技術の向上に伴い厚さは１．０ｍｍ以下の薄型化されている。しかし、その結果、液晶表示セル、導光板の光出射面またはその裏面に形成された凸レンズ列やプリズム列、光散乱パターンための凹凸パターンやドット印刷による拡散グラデーションパターン、プリズムシートのプリズム、の各々の間での干渉によってモアレ（干渉縞）が生じ、発光面全体における輝度の均一性及び発光輝度の向上の妨げとなることがある。
このモアレ（干渉縞）の低減に関しては、これまでにも多くの技術が開示されている。例えば、導光板の光出射面に形成されたプリズムを入射面に対して０度以上傾斜させることにより、モアレの発生を抑制する（特許文献１）方法、導光板の光出射面の上に配置するプリズムシートの微細なプリズムの稜線を曲面または凹凸形状にすることにより、モアレの発生を防止する（特許文献２）方法、導光板のドット印刷パターンをプリズムシートの溝と交差する直線上に配列することによりモアレの発生を防止する（特許文献３）方法、導光板の光出射面またはその裏面に形成されたプリズム状凹凸が不規則周期によりモアレを低減する（特許文献４）方法が開示されている。
これらの先行技術では、モバイル用途の携帯電話、ＰＤＡ、及びモバイル型パーソナルコンピュータ等の比較的小さな画像表示サイズ１５インチ以下の面光原装置において、導光板の光散乱パターンやプリズムシートのプリズムパターンに起因したモアレの発生を防止することはできる。
ところで、画像表示サイズ１５インチ以上の大きな面光源装置に使用する厚さ１．０ｍｍ以下薄型導光板を、射出成形や加熱プレスで形成すると、成形品の反りが大きくなり、又板厚分布のバラツキが大きくなる。そのため、このような導光板は、一般に、凸レンズ列を有するエンボスロールを用いて押出成形してシート成形体を作成し、その後所定のサイズに切り出して、カット面を研磨加工し、次いで、光散乱パターンとしてドット印刷で拡散グラデーションパターンを形成することにより形成されている。
しかし、ドット印刷による拡散グラデーションパターンとエンボスロールで形成された凸レンズ列との干渉によるモアレの発生については、先行技術では十分に防止することができない。
ところで、画像表示サイズ１５インチ以上の大きな面光源装置に使用する厚さ１．０ｍｍ以下薄型導光板を、射出成形や加熱プレスで形成すると、成形品の反りが大きくなり、又板厚分布のバラツキが大きくなる。そのため、このような導光板は、一般に、凸レンズ列を有するエンボスロールを用いて押出成形してシート成形体を作成し、その後所定のサイズに切り出して、カット面を研磨加工し、次いで、光散乱パターンとしてドット印刷で拡散グラデーションパターンを形成することにより形成されている。
しかし、ドット印刷による拡散グラデーションパターンとエンボスロールで形成された凸レンズ列との干渉によるモアレの発生については、先行技術では十分に防止することができない。
この問題を解決する方法として、凸レンズ列のピッチを狭くする、またはドット印刷の拡散グラデーションパターンのドットサイズを小さくする方法が考えられる。
しかし、凸レンズ列を４０μｍ以下のピッチでロールに形成することは、切削法の精度やエンボスロール用いた押出成形の樹脂成形の精度上極めて困難である。
又拡散グラデーションパターンのドット印刷は、一般にスクリーン印刷により行われるところ、スクリーン印刷のドットサイズは、スクリーン印刷に用いる製版のメッシュとインキに含まれる散乱材の粒径で決定され、安定して生産するのに適しているドットサイズは１００μｍ以上の大きさである。また、拡散グラデーションパターンは、光源から遠ざかるほどドットサイズは徐々に大きくなり、最終的には光源に近い部分のドットサイズの４００％以上の大きさになるためにドットサイズを小さくすることも困難である。
しかし、凸レンズ列を４０μｍ以下のピッチでロールに形成することは、切削法の精度やエンボスロール用いた押出成形の樹脂成形の精度上極めて困難である。
又拡散グラデーションパターンのドット印刷は、一般にスクリーン印刷により行われるところ、スクリーン印刷のドットサイズは、スクリーン印刷に用いる製版のメッシュとインキに含まれる散乱材の粒径で決定され、安定して生産するのに適しているドットサイズは１００μｍ以上の大きさである。また、拡散グラデーションパターンは、光源から遠ざかるほどドットサイズは徐々に大きくなり、最終的には光源に近い部分のドットサイズの４００％以上の大きさになるためにドットサイズを小さくすることも困難である。
本発明の目的は、凸レンズ列が形成された導光板において、モアレの発生を防止し、高い輝度を有するとともに、光出射面での輝度分布の均一性を実現することにある。
本発明の目的はさらに、光散乱パターンとしてドット印刷による拡散グラデーションパターンを採用した場合にも、モアレの発生を防止し、高輝度、輝度分布の均一性を実現することにある。
本発明の目的はさらに、光散乱パターンとしてドット印刷による拡散グラデーションパターンを採用した場合にも、モアレの発生を防止し、高輝度、輝度分布の均一性を実現することにある。
本発明者らは前記課題を解決するため鋭意検討した結果、導光板の光出射面とその裏面各々に、光入射面と略直交する方向に延在する凸レンズ列を所定間隔で複数列形成し、各面の凸レンズ列の配列ピッチを所定の比率とすることにより、凸レンズ列と光散乱パターンとの干渉により発生するモアレを防止し、さらには発光輝度が高められることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち本発明は、次の構成を有する。
少なくとも１つの側端面を光入射面とし、この光入射面と直交する１つの面を光出射面
とする導光板であって、
光出射面及びこれと対向する裏面各々に、前記光入射面と略直交する方向に延在する凸レンズ列が一定の配列ピッチで複数列形成され、
光出射面に形成された凸レンズ列の配列ピッチと裏面に形成された凸レンズ列の配列ピ
ッチのうち、小さい方をＰ１、大きい方をＰ２としたときに、その比Ｐ１／Ｐ２が、
０．５５〜０．９５である、導光板。
少なくとも１つの側端面を光入射面とし、この光入射面と直交する１つの面を光出射面
とする導光板であって、
光出射面及びこれと対向する裏面各々に、前記光入射面と略直交する方向に延在する凸レンズ列が一定の配列ピッチで複数列形成され、
光出射面に形成された凸レンズ列の配列ピッチと裏面に形成された凸レンズ列の配列ピ
ッチのうち、小さい方をＰ１、大きい方をＰ２としたときに、その比Ｐ１／Ｐ２が、
０．５５〜０．９５である、導光板。
本発明の導光板においては、両面に形成される凸レンズ列のピッチを所定の比率とすることによって凸レンズ列の位相をランダムにし、これにより光散乱パターンとの干渉によるモアレの発生を効果的に防止することが可能となる。特に、本発明によれば、光散乱パターンが、ドット印刷で形成された拡散グラデーションパターンである場合にもモアレの発生を防止できる。
したがって、本発明によれば、画像信号を表示するパネルモニター、テレビモニター等の各種モニターに用いられる表示装置及び室内外空間の照明装置に使用される表示装置や看板等に適した導光板を提供することができる。
したがって、本発明によれば、画像信号を表示するパネルモニター、テレビモニター等の各種モニターに用いられる表示装置及び室内外空間の照明装置に使用される表示装置や看板等に適した導光板を提供することができる。
本発明にかかる導光板の実施形態について、以下具体的に説明する。
本発明の導光板は、透明基板から構成され、少なくとも１つの側端面を光入射面とし、この光入射面と直交する１つの面を光出射面とする。このような導光板において、導光板中に入射した光線は、臨界角以内の分布の光が導光板の面で全反射を繰り返して導光板中を伝搬する。この光線の内、導光板の裏面に設けられた光散乱パターンに当たった光線は、散乱するか光散乱パターンを透過し、散乱した光線は透明基板の光出射面から出射され、光散乱パターンを透過した光線は、裏面に抜けて反射シートに当たって反射し、透明基板の光出射面から出射される。これらの出射光が全画面上で均一な発光強度になるように光散乱パターンは形成され、具体的には、光源からの距離に応じて光散乱パターンに密度分布が与えられ、これにより、光出射面面内での輝度分布の均一性が実現されている。
図７に本発明の導光板の一例の概略図を示す。図７において、７１が光入射面、７２が光出射面、７３が光出射面と対向する裏面であり、７４及び７５が凸レンズ列である。
本発明の導光板は、透明基板から構成され、少なくとも１つの側端面を光入射面とし、この光入射面と直交する１つの面を光出射面とする。このような導光板において、導光板中に入射した光線は、臨界角以内の分布の光が導光板の面で全反射を繰り返して導光板中を伝搬する。この光線の内、導光板の裏面に設けられた光散乱パターンに当たった光線は、散乱するか光散乱パターンを透過し、散乱した光線は透明基板の光出射面から出射され、光散乱パターンを透過した光線は、裏面に抜けて反射シートに当たって反射し、透明基板の光出射面から出射される。これらの出射光が全画面上で均一な発光強度になるように光散乱パターンは形成され、具体的には、光源からの距離に応じて光散乱パターンに密度分布が与えられ、これにより、光出射面面内での輝度分布の均一性が実現されている。
図７に本発明の導光板の一例の概略図を示す。図７において、７１が光入射面、７２が光出射面、７３が光出射面と対向する裏面であり、７４及び７５が凸レンズ列である。
＜凸レンズ列の配置とピッチ＞
本発明においては、輝度分布の均一性の尺度として、次の（１）式で示される均斉度（ΔＢ）を用いて、導光板の輝度分布の均一性についての測定評価及び検討を行った。
図１に示す測定点Ｐ１〜Ｐ２５に対する輝度測定値をＢ１〜Ｂ２５とし場合、各測定点の均斉度（ΔＢｉ）は次の（１）式により表される。
ΔＢｉ＝Ｂｉ／Ｂ０×１００％ （ｉ＝１〜２５） ・・・（１）
Ｂ０：導光板中心輝度
本発明においては、輝度分布の均一性の尺度として、次の（１）式で示される均斉度（ΔＢ）を用いて、導光板の輝度分布の均一性についての測定評価及び検討を行った。
図１に示す測定点Ｐ１〜Ｐ２５に対する輝度測定値をＢ１〜Ｂ２５とし場合、各測定点の均斉度（ΔＢｉ）は次の（１）式により表される。
ΔＢｉ＝Ｂｉ／Ｂ０×１００％ （ｉ＝１〜２５） ・・・（１）
Ｂ０：導光板中心輝度
液晶ディスプレイ等に用いられるエッジライト方式の面光源装置においては輝度の均一性が高いことが要求されるが、加えて、導光板中心輝度（Ｂ０）が光入射面側の輝度（Ｂ１〜２５）より高いことも要求されている。
導光板の光出射面に、光入射面と平行方向に凸レンズ列が形成されていると、この凸レンズ列の稜線に到達した光のうち凸レンズ列の稜線に対して臨界角を超える光線は屈折して導光板の外へ出射し、臨界角以内の光線は反射するが、この凸レンズ列の稜線で反射した光線は反対面での入射角が大きくなり、反対面での臨界角以内の光線は少なくなり、結果として光入射光面から入った光線は光入射光面側で殆ど放射することになり、導光板中心輝度（Ｂ０）より、光入射面側の輝度（Ｂ１〜２５）が高く、各測定点の均斉度（ΔＢｉ）は１００％以上となり、光出射光面の輝度分布の均一性が悪くなる。
従って、凸レンズ列は、その稜線が導光板の光入射面と直角方向になるよう形成される必要がある。凸レンズ列が、この方向に形成されているならば、導光板本来の入射光面から入ってくる光線を進行方向に導くという機能を妨げることがなく、各測定点の均斉度（ΔＢｉ）を１００％以下にすることができる。
導光板の光出射面に、光入射面と平行方向に凸レンズ列が形成されていると、この凸レンズ列の稜線に到達した光のうち凸レンズ列の稜線に対して臨界角を超える光線は屈折して導光板の外へ出射し、臨界角以内の光線は反射するが、この凸レンズ列の稜線で反射した光線は反対面での入射角が大きくなり、反対面での臨界角以内の光線は少なくなり、結果として光入射光面から入った光線は光入射光面側で殆ど放射することになり、導光板中心輝度（Ｂ０）より、光入射面側の輝度（Ｂ１〜２５）が高く、各測定点の均斉度（ΔＢｉ）は１００％以上となり、光出射光面の輝度分布の均一性が悪くなる。
従って、凸レンズ列は、その稜線が導光板の光入射面と直角方向になるよう形成される必要がある。凸レンズ列が、この方向に形成されているならば、導光板本来の入射光面から入ってくる光線を進行方向に導くという機能を妨げることがなく、各測定点の均斉度（ΔＢｉ）を１００％以下にすることができる。
導光板の光出射面又は裏面どちらか一方にのみ凸レンズ列を形成すると、導光板表裏の表面積の差が大きくなるため、環境温度、湿度により、導光板に反りが生じる。反りの方向（凹凸）がいずれであっても、液晶ユニットを突き上げことになるので、反りの発生は液晶画面表示に影響することになり好ましくない。本発明においては、導光板の光出射面と裏面の両方に凸レンズ列を形成することにより、導光板表裏の表面積の差を小さくし、環境温度、湿度による反りの発生を防ぎ、液晶画面表示に対する影響を低減している。
本発明の導光板は、裏面、すなわち、光出射面と対向する面に光散乱パターンを有する。光散乱パターンは、光入射面から入光した光を光出射面に十分量到達させるために、光の角度を補正するためのものである。光散乱パターンとして、ドット印刷による拡散グラデーションパターンを採用する場合は、例えば、導光板表面の端部から中央部、もしくは一端から他端に向かって（光源から光源の最も遠い部分に向かって）一定のピッチでドットの大きさが徐々に大きくなるグラデーション、又は一定の大きさのドットの個数が徐々に増えるグラデーションをつけて、円形や四角形などが多数連続するドットパターンを設けることにより付与する。
導光板の光出射面に形成する凸レンズ列の配列ピッチとその裏面に形成する凸レンズ列の配列ピッチの比は、大きい方をＰ２、小さい方をＰ１としたときに、Ｐ１／Ｐ２が０．５５〜０．９５の範囲となるようにする。これにより、両面の凸レンズ列の谷部の位相がランダムな配置となり、一定のピッチ、又は一定の大きさで配列された光散乱パターンと凸レンズ列の凹凸との干渉によって発生するモアレを見えにくくすることができる。
ここで、凸レンズ列の配列ピッチとは、導光板を光入射面と平行な面で切断した際に現れる断面において、隣接する２つの凸レンズ列の断面どうしの対応する位置（例えば、頂点など）の間の距離をいう。
光出射面の凸レンズ列及び裏面の凸レンズ列の配列ピッチに限定はなく、例えば、４０ 〜２００μｍとすることができる。また、光出射面の凸レンズ列の配列ピッチと裏面の凸レンズ列の配列ピッチは、その比率が本発明の範囲内にあれば、いずれが大きくてもよい。
ここで、凸レンズ列の配列ピッチとは、導光板を光入射面と平行な面で切断した際に現れる断面において、隣接する２つの凸レンズ列の断面どうしの対応する位置（例えば、頂点など）の間の距離をいう。
光出射面の凸レンズ列及び裏面の凸レンズ列の配列ピッチに限定はなく、例えば、４０ 〜２００μｍとすることができる。また、光出射面の凸レンズ列の配列ピッチと裏面の凸レンズ列の配列ピッチは、その比率が本発明の範囲内にあれば、いずれが大きくてもよい。
＜凸レンズ列＞
本発明の導光板の光出射面及びその裏面に形成される凸レンズ列とは、一方向に延在する凸部をいう。凸レンズ列の高さ（頂点の高さと谷の高さの差）に限定はなく、例えば、１ 〜２００μｍとすることができる。
凸レンズ列の、光入射面と平行な断面の形状は、凸形状である限り限定はない。好ましい具体例は、略二等辺三角形の頂角先端部分を円弧状とした形状であり、略二等辺三角形の頂角は５０〜１５０度の範囲とすることが好ましい。略二等辺三角形の頂角が５０度以上であると、導光板からの出射光が集光され、面光源装置としての輝度を向上させることができる。また、１５０度以下であると、目的の観察角度範囲に応じて適度な出射光分布の広がりを付与することができる。光出射面の凸レンズ列の場合は、略二等辺三角形の頂角は５０〜１００度とすることが好ましく、光出射面の裏面側の凸レンズの場合は５０〜８０度、または１００〜１５０度とすることが好ましい。
凸レンズ列の断面形状の略二等辺三角形の頂角先端部分を円弧状に形成することによって、凸レンズ列の稜線付近で光が散乱されて輝線が発生することを防止し、導光板からの出射光分布が改善され、光の利用効率が向上するとともに、製造時の導光板への微細な凸レンズ列の精確な形成を容易にすることができる。また、輸送、持ち運び等の長時間の振動で導光板に形成された略二等辺三角形形状の先端部と接触配設されているプリズムシート、拡散シート、及び反射シートとの摩擦や圧力によりプリズムシート、拡散シート、及び反射シートが傷ついたり、略二等辺三角形形状の先端部が欠損したりすることを防止し、導光板の耐久性の向上を図ることができる。頂角先端部分の円弧の曲率半径（ｒ）と凸レンズ列のピッチ（Ｐ（Ｐ１又はＰ２））との比（ｒ／Ｐ）は０．１〜５であることが好ましい。
また、凸レンズ列の別の断面形状の具体例としては、楕円円弧または円弧の一部からなる形状が挙げられる。この場合は、集光度は低下するが、輝度分布が広がり、明るく見える視野角を広げる事ができるので、観察方向が広くなる大画面に適する好ましい形態である。
凸レンズ列の断面形状は、その延在方向において変化しないことが好ましい。
本発明の導光板の光出射面及びその裏面に形成される凸レンズ列とは、一方向に延在する凸部をいう。凸レンズ列の高さ（頂点の高さと谷の高さの差）に限定はなく、例えば、１ 〜２００μｍとすることができる。
凸レンズ列の、光入射面と平行な断面の形状は、凸形状である限り限定はない。好ましい具体例は、略二等辺三角形の頂角先端部分を円弧状とした形状であり、略二等辺三角形の頂角は５０〜１５０度の範囲とすることが好ましい。略二等辺三角形の頂角が５０度以上であると、導光板からの出射光が集光され、面光源装置としての輝度を向上させることができる。また、１５０度以下であると、目的の観察角度範囲に応じて適度な出射光分布の広がりを付与することができる。光出射面の凸レンズ列の場合は、略二等辺三角形の頂角は５０〜１００度とすることが好ましく、光出射面の裏面側の凸レンズの場合は５０〜８０度、または１００〜１５０度とすることが好ましい。
凸レンズ列の断面形状の略二等辺三角形の頂角先端部分を円弧状に形成することによって、凸レンズ列の稜線付近で光が散乱されて輝線が発生することを防止し、導光板からの出射光分布が改善され、光の利用効率が向上するとともに、製造時の導光板への微細な凸レンズ列の精確な形成を容易にすることができる。また、輸送、持ち運び等の長時間の振動で導光板に形成された略二等辺三角形形状の先端部と接触配設されているプリズムシート、拡散シート、及び反射シートとの摩擦や圧力によりプリズムシート、拡散シート、及び反射シートが傷ついたり、略二等辺三角形形状の先端部が欠損したりすることを防止し、導光板の耐久性の向上を図ることができる。頂角先端部分の円弧の曲率半径（ｒ）と凸レンズ列のピッチ（Ｐ（Ｐ１又はＰ２））との比（ｒ／Ｐ）は０．１〜５であることが好ましい。
また、凸レンズ列の別の断面形状の具体例としては、楕円円弧または円弧の一部からなる形状が挙げられる。この場合は、集光度は低下するが、輝度分布が広がり、明るく見える視野角を広げる事ができるので、観察方向が広くなる大画面に適する好ましい形態である。
凸レンズ列の断面形状は、その延在方向において変化しないことが好ましい。
＜マット面を構成する架橋樹脂微粒子及び積層構成＞
本発明において、導光板の凸レンズ列の形成された面の少なくとも一方にマット面（粗面）を形成すると、導光板の側端面から入射した光線が、マット面に侵入して拡散され、又はマット面に到達した光線が臨界角を超えて導光板の光出射面から外部へ放射される光線の量が多くなるために輝度が高くなり好ましい。また、マット面は、凸レンズ列の表面の全領域に形成されていることが好ましい。
マット面（粗面）を形成する方法としては、例えば、化学エッチング、ガラスビーズを用いたサンドブラスト法；レーザー加工等によって凹凸パターンを形成した金型等を用いて透明基板を加熱プレスする方法；透明基板上に活性エネルギー線硬化性樹脂を塗布して活性エネルギー線の照射によって賦型硬化させて凹凸パターンを転写する方法；射出成形によって形成する方法；導光板を化学エッチング、サンドブラスト、レーザー加工等によって直接加工する方法；架橋性樹脂微粒子を含有するマット層を設ける方法などが挙げられる。その中でも、架橋性樹脂微粒子を含有するマット層を設ける方法が好ましく、特に、架橋樹脂微粒子を含有するマット層形成用透明熱可塑性樹脂組成物と、透明基板形成用透明熱可塑性樹脂とを多重押出成形し、積層して一体形成する方法が好ましい。
本発明において、導光板の凸レンズ列の形成された面の少なくとも一方にマット面（粗面）を形成すると、導光板の側端面から入射した光線が、マット面に侵入して拡散され、又はマット面に到達した光線が臨界角を超えて導光板の光出射面から外部へ放射される光線の量が多くなるために輝度が高くなり好ましい。また、マット面は、凸レンズ列の表面の全領域に形成されていることが好ましい。
マット面（粗面）を形成する方法としては、例えば、化学エッチング、ガラスビーズを用いたサンドブラスト法；レーザー加工等によって凹凸パターンを形成した金型等を用いて透明基板を加熱プレスする方法；透明基板上に活性エネルギー線硬化性樹脂を塗布して活性エネルギー線の照射によって賦型硬化させて凹凸パターンを転写する方法；射出成形によって形成する方法；導光板を化学エッチング、サンドブラスト、レーザー加工等によって直接加工する方法；架橋性樹脂微粒子を含有するマット層を設ける方法などが挙げられる。その中でも、架橋性樹脂微粒子を含有するマット層を設ける方法が好ましく、特に、架橋樹脂微粒子を含有するマット層形成用透明熱可塑性樹脂組成物と、透明基板形成用透明熱可塑性樹脂とを多重押出成形し、積層して一体形成する方法が好ましい。
マット層に含有する架橋樹脂微粒子として、例えば、架橋メタクリル樹脂微粒子、架橋スチレン樹脂微粒子、架橋ＭＳ樹脂微粒子、架橋シロキサン系微粒子等の有機微粒子等が挙げられる。また、メタクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ＭＳ樹脂等の透明性の高い樹脂材料からなる中空架橋微粒子も挙げられる。
この中で特に好ましいものは、架橋メタクリル樹脂微粒子である。該架橋メタクリル樹脂微粒子の平均粒子径は２μｍ〜３０μｍの範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは５μｍ〜２０μｍの範囲内である。
この中で特に好ましいものは、架橋メタクリル樹脂微粒子である。該架橋メタクリル樹脂微粒子の平均粒子径は２μｍ〜３０μｍの範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは５μｍ〜２０μｍの範囲内である。
また、多層押出成形法にて形成するマット層を形成する場合、その厚みの範囲は、通常、５μｍ〜２００μｍ、好ましくは１０〜１００μｍ、より好ましくは１０〜８０μｍ、更に好ましくは１５〜５０μｍの範囲内である。また、マット層に用いる透明熱可塑性樹脂中に分散される架橋樹脂微粒子の含有量は、該透明熱可塑性樹脂１００重量部に対して０．０５〜１０重量部、好ましくは０．０５〜５重量部、更に好ましくは０．１〜３重量部である。
マット層形成用透明熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、特に制限されることはなく、周知慣用の方法で製造することができる。例えば、透明熱可塑性樹脂と架橋樹脂微粒子をヘンシェルミキサー、スーパーフローター、タンブラーといった周知慣用の混合方法で混合し、これらの方法で混合したあと押出機を用いて造粒する方法等がある。押出機の温度は、使用する熱可塑性樹脂の種類によって任意に設定することができる。例えばメタクリル樹脂の場合には、１８０〜２６０℃前後である。
マット層形成用透明熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、特に制限されることはなく、周知慣用の方法で製造することができる。例えば、透明熱可塑性樹脂と架橋樹脂微粒子をヘンシェルミキサー、スーパーフローター、タンブラーといった周知慣用の混合方法で混合し、これらの方法で混合したあと押出機を用いて造粒する方法等がある。押出機の温度は、使用する熱可塑性樹脂の種類によって任意に設定することができる。例えばメタクリル樹脂の場合には、１８０〜２６０℃前後である。
＜導光板の製造方法＞
本発明の導光板の表面に、複数の凸レンズ列を形成する方法としては、特に限定されるものではない。例えば、化学エッチング、バイド切削、レーザー加工等によって凸レンズパターンを形成した金型等を作成し、透明基板を加熱プレスして形成する方法、透明基板上に活性エネルギー線硬化性樹脂を塗布して活性エネルギー線の照射によって賦型硬化させて凸レンズパターンを形成する方法、射出成形によって形成する方法、導光板をエッチング、バイト切削、レーザー加工等によって直接加工する方法等が挙げられるが、好ましい方法は、安定して大量生産ができる押出成形法である。具体的には、凸レンズ列形状を形成したエンボスロールを用いる押出成形法が挙げられ、さらに好ましくは多層押出成形法が挙げられる。
押出成形法によれば、両面に形成する凸レンズ列の稜線又は谷部の微小な角度のずれがなく、導光板の両面に形成された凸レンズ列の干渉によるモアレのない均一な導光板を得ることが出来る。
本発明の導光板の表面に、複数の凸レンズ列を形成する方法としては、特に限定されるものではない。例えば、化学エッチング、バイド切削、レーザー加工等によって凸レンズパターンを形成した金型等を作成し、透明基板を加熱プレスして形成する方法、透明基板上に活性エネルギー線硬化性樹脂を塗布して活性エネルギー線の照射によって賦型硬化させて凸レンズパターンを形成する方法、射出成形によって形成する方法、導光板をエッチング、バイト切削、レーザー加工等によって直接加工する方法等が挙げられるが、好ましい方法は、安定して大量生産ができる押出成形法である。具体的には、凸レンズ列形状を形成したエンボスロールを用いる押出成形法が挙げられ、さらに好ましくは多層押出成形法が挙げられる。
押出成形法によれば、両面に形成する凸レンズ列の稜線又は谷部の微小な角度のずれがなく、導光板の両面に形成された凸レンズ列の干渉によるモアレのない均一な導光板を得ることが出来る。
図２に多層押出機の概略図を示し、これを用いて、多層押出成形法により凸レンズ列を形成する方法について説明する。
多層押出成形法により凸レンズ列を有する透明基板を成形する場合、凸レンズ列を形成するための層２２と基材層２１の材料（透明熱可塑性樹脂）として、粘度に差のあるものを用いることが好ましい。具体的には、凸レンズ列を形成するための層２２に粘度の低い透明熱可塑性樹脂を用い、これにエンボスロール２６により凸レンズ列形状を形成する。その際、層２２の透明熱可塑性樹脂より粘度の高い透明熱可塑性樹脂からなる基材層２１が芯となって溶融シート全体を支持するようになる。このように、凸レンズ列形状を加工し易くなった溶融シートがエンボスロール２６とエンボスロール２７の間に送り出され、このエンボスロール２６とエンボスロール２７により両面に凸レンズ列形状が施される。
凸レンズ列を形成するための層２２を形成する透明熱可塑性樹脂は、基材層２１の透明熱可塑性樹脂に対してその粘度が低いものであればよく、基材層２１とは異なる透明熱可塑性樹脂にしてもよい。凸レンズ列を形成するための層２２の積層厚みは、その用途及び板厚によって適宜選択されるが、通常は１０μｍ〜５００μｍの範囲にすることが好ましい。
多層押出成形法により凸レンズ列を有する透明基板を成形する場合、凸レンズ列を形成するための層２２と基材層２１の材料（透明熱可塑性樹脂）として、粘度に差のあるものを用いることが好ましい。具体的には、凸レンズ列を形成するための層２２に粘度の低い透明熱可塑性樹脂を用い、これにエンボスロール２６により凸レンズ列形状を形成する。その際、層２２の透明熱可塑性樹脂より粘度の高い透明熱可塑性樹脂からなる基材層２１が芯となって溶融シート全体を支持するようになる。このように、凸レンズ列形状を加工し易くなった溶融シートがエンボスロール２６とエンボスロール２７の間に送り出され、このエンボスロール２６とエンボスロール２７により両面に凸レンズ列形状が施される。
凸レンズ列を形成するための層２２を形成する透明熱可塑性樹脂は、基材層２１の透明熱可塑性樹脂に対してその粘度が低いものであればよく、基材層２１とは異なる透明熱可塑性樹脂にしてもよい。凸レンズ列を形成するための層２２の積層厚みは、その用途及び板厚によって適宜選択されるが、通常は１０μｍ〜５００μｍの範囲にすることが好ましい。
＜光散乱微粒子＞
本発明における導光板を構成する透明基板中には、光散乱微粒子を分散させてもよい。分散される光散乱微粒子として好ましくは、酸化アルミニウム、二酸化チタンなど公知の微粒子が使用できる。中でも、平均一次粒子径が０．２４μｍ〜０．３μｍの範囲内の二酸化チタン微粒子が好ましい。一次粒子径がこの範囲であると、光源から導光板中に入射した光が微粒子によって散乱され、光源近傍と板中央部で出射光色調が異なる現象、いわゆる色調ムラ、が生じ難い。また、後方反射等による光損失も少ない。さらに、一次粒子径がこの範囲であると、光源から入射した光を効率的に出射面側に散乱させることができる。これにより、発光輝度の向上効果と出射面内の色調ムラ抑制のバランスを良好にすることができる。二酸化チタンは屈折率が高いので、透明熱可塑性樹脂に対する濃度が比較的低くても高い輝度が得られる特徴があるが、粒径が大きすぎても小さすぎても色調ムラが激しくなる傾向にある。一次粒子径が０．２μｍ以下となると、可視光の波長域の中で比較的波長の短い青い光が微粒子によって散乱されるために、光出射面の色調ムラが大きくなる傾向にある。また一次粒子径が０．４μｍ以上であると光散乱効果が低くなることがあり、導光板の輝度を上げるためには微粒子の添加量を多くしなくてはならない。微粒子の添加量が増加すると、微粒子の中を透過する光の量が増えるところなり、微粒子は可視光域の波長の光を吸収するために微粒子を透過した光は透過する前と色が変わり、色調ムラが大きくなる。
次に、透明熱可塑性樹脂基板中に分散される微粒子の量は、透明熱可塑性樹脂の重量に対して０．０１〜２０ｐｐｍであることが好ましく、より好ましくは０．０５〜１０ｐｐｍであり、更に好ましくは０．１〜４ｐｐｍである。微粒子の量が０．０１ｐｐｍ〜２０ｐｐｍの範囲内であると、例えば１５インチ以上の比較的大型の液晶表示装置においても、光出射面の裏面に光散乱パターンを施さない導光板であっても、光源から入射光が光源近傍の輝度と光源から最も遠い位置の輝度に差が無く、光出射面全体が均一な出光分布となる。従って、導光板の光出射面の裏面に出射光を補正するための光散乱パターンを施しても光源から最も遠い部分が暗くなることは無く、光出射面の出光分布を適切なバランスにすることができる。さらに、微粒子の割合が２０ｐｐｍ以下においては、散乱により導光板光源近傍の色調の変化が少なく、光出射面内での出射光の色調分布を抑えることができる。
二酸化チタンの結晶構造は、例えばルチル型、及びアナタース型などが挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
本発明における導光板を構成する透明基板中には、光散乱微粒子を分散させてもよい。分散される光散乱微粒子として好ましくは、酸化アルミニウム、二酸化チタンなど公知の微粒子が使用できる。中でも、平均一次粒子径が０．２４μｍ〜０．３μｍの範囲内の二酸化チタン微粒子が好ましい。一次粒子径がこの範囲であると、光源から導光板中に入射した光が微粒子によって散乱され、光源近傍と板中央部で出射光色調が異なる現象、いわゆる色調ムラ、が生じ難い。また、後方反射等による光損失も少ない。さらに、一次粒子径がこの範囲であると、光源から入射した光を効率的に出射面側に散乱させることができる。これにより、発光輝度の向上効果と出射面内の色調ムラ抑制のバランスを良好にすることができる。二酸化チタンは屈折率が高いので、透明熱可塑性樹脂に対する濃度が比較的低くても高い輝度が得られる特徴があるが、粒径が大きすぎても小さすぎても色調ムラが激しくなる傾向にある。一次粒子径が０．２μｍ以下となると、可視光の波長域の中で比較的波長の短い青い光が微粒子によって散乱されるために、光出射面の色調ムラが大きくなる傾向にある。また一次粒子径が０．４μｍ以上であると光散乱効果が低くなることがあり、導光板の輝度を上げるためには微粒子の添加量を多くしなくてはならない。微粒子の添加量が増加すると、微粒子の中を透過する光の量が増えるところなり、微粒子は可視光域の波長の光を吸収するために微粒子を透過した光は透過する前と色が変わり、色調ムラが大きくなる。
次に、透明熱可塑性樹脂基板中に分散される微粒子の量は、透明熱可塑性樹脂の重量に対して０．０１〜２０ｐｐｍであることが好ましく、より好ましくは０．０５〜１０ｐｐｍであり、更に好ましくは０．１〜４ｐｐｍである。微粒子の量が０．０１ｐｐｍ〜２０ｐｐｍの範囲内であると、例えば１５インチ以上の比較的大型の液晶表示装置においても、光出射面の裏面に光散乱パターンを施さない導光板であっても、光源から入射光が光源近傍の輝度と光源から最も遠い位置の輝度に差が無く、光出射面全体が均一な出光分布となる。従って、導光板の光出射面の裏面に出射光を補正するための光散乱パターンを施しても光源から最も遠い部分が暗くなることは無く、光出射面の出光分布を適切なバランスにすることができる。さらに、微粒子の割合が２０ｐｐｍ以下においては、散乱により導光板光源近傍の色調の変化が少なく、光出射面内での出射光の色調分布を抑えることができる。
二酸化チタンの結晶構造は、例えばルチル型、及びアナタース型などが挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
＜導光板を構成する透明熱可塑性樹脂＞
本発明において、導光板の透明基板を構成する材料の具体例としては、透明熱可塑性樹脂が挙げられる。透明熱可塑性樹脂の具体例としては、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、スチレン系樹脂、環状オレフィン系樹脂、非晶性ポリエステル等が挙げられる。特に好ましくは、メタクリル樹脂である。
本発明において、導光板の透明基板を構成する材料の具体例としては、透明熱可塑性樹脂が挙げられる。透明熱可塑性樹脂の具体例としては、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、スチレン系樹脂、環状オレフィン系樹脂、非晶性ポリエステル等が挙げられる。特に好ましくは、メタクリル樹脂である。
メタクリル樹脂の具体例としては、メタクリル酸メチルあるいはメタクリル酸エチルを７０重量％以上と、これらと共重合可能な単量体との共重合体を挙げる事ができる。メタクリル酸メチルあるいはメタクリル酸エチルと共重合可能な単量体としては、例えば、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸２−エチルヘキシルなどのメタクリル酸エステル類；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、アクリル酸２−エチルヘキシル等のアクリル酸エステル類；メタクリル酸、アクリル酸等の不飽和酸類等があげられるが、これらに限定されるものではない。また、重合方法についても何ら限定されるものではない。
また、メタクリル樹脂の別の具体例としては、耐熱性メタクリル樹脂、低吸湿性メタクリル樹脂、耐衝撃性メタクリル樹脂等を挙げることができる。耐衝撃性メタクリル樹脂の具体例は、例えば、メタクリル樹脂にゴム弾性体をブレンドしたものが挙げられ、そのゴム弾性体は、特開昭５３−５８５５４号公報、同５５−９４９１７号公報、同６１−３２３４６号公報等に開示されている。
また、メタクリル樹脂の別の具体例としては、耐熱性メタクリル樹脂、低吸湿性メタクリル樹脂、耐衝撃性メタクリル樹脂等を挙げることができる。耐衝撃性メタクリル樹脂の具体例は、例えば、メタクリル樹脂にゴム弾性体をブレンドしたものが挙げられ、そのゴム弾性体は、特開昭５３−５８５５４号公報、同５５−９４９１７号公報、同６１−３２３４６号公報等に開示されている。
ポリカーボネート樹脂とは、ビスフェノールＡに代表される二価フェノール系化合物から誘導される重合体であり、ポリカーボネート樹脂の製造方法は、特に限定されるものではなく、ホスゲン法、エステル交換法あるいは固相重合法等、周知慣用の方法で製造されたものを使用することができる。
環状オレフィン樹脂とは、ノルボルネンやシクロヘキサジエン等、ポリマー鎖中に環状オレフィン骨格を含む重合体もしくはこれらを含む共重合体であり、非晶性熱可塑性樹脂に属する。その製造方法については特に限定されるものではない。例えば、ノルボルネンを主とした環状オレフィン樹脂としては、特開昭６０−１６８７０８号公報、特開昭６２−２５２４０６号公報、特開平２−１３３４１３号公報、特開昭６３−１４５３２４号公報、特開昭６３−２６４６２６号公報、特開平１−２４０５１７号公報、特公昭５７−８８１５号公報等に記載されている樹脂を用いることができる。また、必要に応じて軟質重合体を添加してもよい。
例えば、α−オレフィンからなるオレフィン系軟質重合体、イソブチレンからなるイソブチレン系軟質重合体、ブタジエン、イソプレンなどの共役ジエンからなるジエン系軟質重合体、ノルボルネン、シクロペンテン等の環状オレフィンからなる環状オレフィン系軟質重合体、有機ポリシロキサン系軟質重合体、α，β−不飽和酸とその誘導体からなる軟質重合体、不飽和アルコール及びアミンまたはそのアシル誘導体またはアセタールからなる軟質重合体、エポキシ化合物の重合体、フッ素系ゴム等が挙げられる。
例えば、α−オレフィンからなるオレフィン系軟質重合体、イソブチレンからなるイソブチレン系軟質重合体、ブタジエン、イソプレンなどの共役ジエンからなるジエン系軟質重合体、ノルボルネン、シクロペンテン等の環状オレフィンからなる環状オレフィン系軟質重合体、有機ポリシロキサン系軟質重合体、α，β−不飽和酸とその誘導体からなる軟質重合体、不飽和アルコール及びアミンまたはそのアシル誘導体またはアセタールからなる軟質重合体、エポキシ化合物の重合体、フッ素系ゴム等が挙げられる。
スチレン系樹脂とは、スチレンを必須成分とするホモポリマー、コポリマー、またはこれらのポリマーと他の樹脂とから得られるポリマーブレンドなどである。特に、ポリスチレン、アクリロニトリルとスチレンの共重合体樹脂であるＡＳ樹脂、メタクリル酸エステルとスチレンの共重合体樹脂であるＭＳ樹脂が好ましい。更に、スチレン系樹脂相中にゴムが分布した透明強化ポリスチレンも好ましく使用できる。スチレン系樹脂の製造方法は、周知慣用の方法で製造されたものを使用することができる。
非晶性ポリエステルとは、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキサメチレングリコール等の脂肪族グリコール；シクロヘキサンジメタノール等の脂環族グリコール；ビスフェノール、１，３−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、１，４−ビス（ヒドロキシエトキシ）ベンゼン等の芳香族ジヒドロキシ化合物；あるいはこれらの２種以上から選ばれたジヒドロキシ化合物単位と、テレフタル酸、イソフタル酸、２，６−ナフタリンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸；シュウ酸、アジピン酸、セバシン酸、コハク酸、ウンデカジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸；ヘキサヒドロテレフタル酸等の脂環族ジカルボン酸、あるいはこれらの２種以上から選ばれたジカルボン酸単位とから形成されるポリエステルの中で、非晶性のものである。
非晶性ポリエステルの製造方法は、周知慣用の方法で製造されたものを使用することができる。非晶性ポリエステルとして容易に入手し得る市販銘柄としては、イーストマン・コダック社の製品であるＫＯＤＡＲ ＰＥＴＧあるいはＰＣＴＡ等がある。
非晶性ポリエステルの製造方法は、周知慣用の方法で製造されたものを使用することができる。非晶性ポリエステルとして容易に入手し得る市販銘柄としては、イーストマン・コダック社の製品であるＫＯＤＡＲ ＰＥＴＧあるいはＰＣＴＡ等がある。
また、本発明においては、側端面に沿って配設された光源が蛍光管である場合に発生する紫外線による着色を抑え、モニター画面上の色調が長時間使用しても常に一定となるようにする目的、色ムラの発生を抑える目的、更には、輝度の低下の抑制する目的で、透明熱可塑性樹脂基板中に、必要に応じて紫外線吸収剤を添加することができる。
＜紫外線吸収剤等の添加＞
紫外線吸収剤としては、例えば、２−（５−メチル−２ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール，２−［２−ヒドロキシ−３，５−ビス（α，α’ジメチルベンジル）フェニル］ベンゾトリアゾール，２−（３，５−ジ−ｔ−アミル−２−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾールのようなベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤；２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン，２，２’−ジヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン，２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノンのようなベンゾフェノン系紫外線吸収剤；フェニルサリシレート，４−ｔブチルフェニルサリシレートのようなサリチル酸系紫外線吸収剤が挙げられ、これらの中から選択される１種以上の紫外線吸収剤を透明熱可塑性樹脂に対して３０〜２０００ｐｐｍ、好ましくは８０〜５００ｐｐｍの濃度で添加することができる。
＜紫外線吸収剤等の添加＞
紫外線吸収剤としては、例えば、２−（５−メチル−２ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール，２−［２−ヒドロキシ−３，５−ビス（α，α’ジメチルベンジル）フェニル］ベンゾトリアゾール，２−（３，５−ジ−ｔ−アミル−２−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾールのようなベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤；２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン，２，２’−ジヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン，２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノンのようなベンゾフェノン系紫外線吸収剤；フェニルサリシレート，４−ｔブチルフェニルサリシレートのようなサリチル酸系紫外線吸収剤が挙げられ、これらの中から選択される１種以上の紫外線吸収剤を透明熱可塑性樹脂に対して３０〜２０００ｐｐｍ、好ましくは８０〜５００ｐｐｍの濃度で添加することができる。
更に、本発明においては、透明基板に、例えば、グリセリンモノステアレートなどのグリセリン脂肪酸エステル、ステアリルアルコールなどの高級アルコール；ステアリン酸などの高級脂肪酸を離型剤として添加することや、フェノール系、チォエーテル系、フォスファイト系等の酸化防止剤等を添加することが可能である。これらは、本発明の目的を損なわない範囲で用いられ、通常５０００ｐｐｍ以下の濃度で添加することが好ましい。
＜光散乱微粒子の添加＞
微粒子を含んだ樹脂組成物を得る方法としては、例えば下記の方法が挙げられる。
１．微粒子を有機液体中に、例えば超音波発生装置を用い均一分散させて樹脂組成物を製造する方法。ここで言う有機液体とは、一般の有機液体や、透明熱可塑性樹脂を構成する重合性単量体等であり、微粒子が溶解、膨潤等を起こしにくく、且つ均一に分散しうるもので有れば何ら限定されるものではない。微粒子の分散状態により数種類の有機液体を任意の割合で混合して使用しても良い。有機液体としては、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、キシレン、トルエン等の芳香族類、メタノール、エタノール等のアルコール類があげられる。重合性単量体としては、例えば透明熱可塑性樹脂がメタクリル樹脂の場合、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸２−エチルヘキシルなどのメタクリル酸エステル類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、アクリル酸２−エチルヘキシル等のアクリル酸エステル類；メタクリル酸、アクリル酸等の不飽和酸類等が挙げられる。樹脂組成物を押出機で溶融混練する場合、微粒子と有機液体との混合比は、微粒子の分散性を考慮して任意に決定すればよい。例えば、微粒子が有機液体１００質量部に対して０．００１〜８０質量部の範囲である。また、その分散液と透明熱可塑性樹脂との混合比も混合押出工程でのハンドリング性を考慮し任意に決定することができる。例えば、透明熱可塑性樹脂１００質量部に対して０．００１〜１０質量部の範囲であることが好ましい。
微粒子を含んだ樹脂組成物を得る方法としては、例えば下記の方法が挙げられる。
１．微粒子を有機液体中に、例えば超音波発生装置を用い均一分散させて樹脂組成物を製造する方法。ここで言う有機液体とは、一般の有機液体や、透明熱可塑性樹脂を構成する重合性単量体等であり、微粒子が溶解、膨潤等を起こしにくく、且つ均一に分散しうるもので有れば何ら限定されるものではない。微粒子の分散状態により数種類の有機液体を任意の割合で混合して使用しても良い。有機液体としては、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、キシレン、トルエン等の芳香族類、メタノール、エタノール等のアルコール類があげられる。重合性単量体としては、例えば透明熱可塑性樹脂がメタクリル樹脂の場合、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸２−エチルヘキシルなどのメタクリル酸エステル類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、アクリル酸２−エチルヘキシル等のアクリル酸エステル類；メタクリル酸、アクリル酸等の不飽和酸類等が挙げられる。樹脂組成物を押出機で溶融混練する場合、微粒子と有機液体との混合比は、微粒子の分散性を考慮して任意に決定すればよい。例えば、微粒子が有機液体１００質量部に対して０．００１〜８０質量部の範囲である。また、その分散液と透明熱可塑性樹脂との混合比も混合押出工程でのハンドリング性を考慮し任意に決定することができる。例えば、透明熱可塑性樹脂１００質量部に対して０．００１〜１０質量部の範囲であることが好ましい。
２．透明熱可塑性樹脂を構成する単量体或いは部分重合体を含むシラップに微粒子を、例えば超音波発生装置を用い均一分散させた後、公知の方法によりキャスト法により重合する。微粒子とそれを分散する原料モノマーとの量比は、分散性、仕込み時の粘度、ハンドリング性等から任意に決定できる。また、その他の条件についても特に限定されるものではなく、キャスト法の周知慣用の条件を適用することができる。
３．透明熱可塑性樹脂組成物中に高濃度の微粒子が含まれたマスターバッチペレットを作製しておき、成形時に透明熱可塑性樹脂で所望の濃度になるまで希釈する。目安として、最終的に導光板中に含めようとする微粒子の５〜３００倍の透明熱可塑性樹脂組成物に微粒子を分散させてペレットにするとよい。
なお上記の方法において、粒子の分散に使用する超音波発生装置は、市販の超音波洗浄機、または、超音波スターラー等が挙げられる。例えば、超音波周波数が２８ＫＨｚ〜１００ＫＨｚの超音波洗浄機が一般的に使用される。超音波発生装置による照射時間は、微粒子の分散状態により任意に設定できるが、一般的には１分〜６０分間照射することが好ましい。
このようにして得られた樹脂組成物を、溶融混練して成形するには、例えば、押出機を用いるのが一般的である。押出機で溶融混練する場合、上記樹脂組成物の透明熱可塑性樹脂への混合方法には、例えば、ヘンシェルミキサー、スーパーフローター、タンブラーといった周知慣用の装置を用いて混合することができる。上記混合物を溶融混練する押出機には、単軸または二軸の押出機が挙げられるが、微粒子の二次凝集を防止しうることから二軸押出機を使用することが好ましい。また、微粒子の分散に使用した有機液体の揮発成分を除去するには、ベント口で減圧脱気することが好ましい。このときの圧力は３００Ｔｏｒｒ以下がよい。さらに、押出機の温度は、使用する透明熱可塑性樹脂の種類によって任意に設定することができる。例えばメタクリル樹脂の場合には、１８０〜２６０℃前後である。
なお上記の方法において、粒子の分散に使用する超音波発生装置は、市販の超音波洗浄機、または、超音波スターラー等が挙げられる。例えば、超音波周波数が２８ＫＨｚ〜１００ＫＨｚの超音波洗浄機が一般的に使用される。超音波発生装置による照射時間は、微粒子の分散状態により任意に設定できるが、一般的には１分〜６０分間照射することが好ましい。
このようにして得られた樹脂組成物を、溶融混練して成形するには、例えば、押出機を用いるのが一般的である。押出機で溶融混練する場合、上記樹脂組成物の透明熱可塑性樹脂への混合方法には、例えば、ヘンシェルミキサー、スーパーフローター、タンブラーといった周知慣用の装置を用いて混合することができる。上記混合物を溶融混練する押出機には、単軸または二軸の押出機が挙げられるが、微粒子の二次凝集を防止しうることから二軸押出機を使用することが好ましい。また、微粒子の分散に使用した有機液体の揮発成分を除去するには、ベント口で減圧脱気することが好ましい。このときの圧力は３００Ｔｏｒｒ以下がよい。さらに、押出機の温度は、使用する透明熱可塑性樹脂の種類によって任意に設定することができる。例えばメタクリル樹脂の場合には、１８０〜２６０℃前後である。
＜光拡散処理（光散乱パターンの形成）＞
本発明の導光板には、出射光分布を均一にするために、光出射面裏面、又は光出射面に光源を配置された側端面から光源から遠ざかる方向に向かってグラデーションを有する光散乱パターンを形成することができる。
光散乱パターンとしては、例えば、ドットや凹凸形状を、光源を配置する位置から離れるに従って徐々に面積が広くなるようなグラデーションパターンにしたものや、同一大のドットや凹凸形状を光源から離れるに従ってピッチが狭くなるようにしたグラデーションパターンが挙げられる。この場合のドットや凹凸の形状には円形、四角形などが挙げられ、その大きさは０．１〜２．０ｍｍ程度が例としてあげられる。
ドット印刷によりグラデーションパターンを形成する場合、その具体的な方法は特に限定されず、ドット状グラデーションパターンを製版し、酸化チタンやシリカ等を混入した白色や半透明色のインキを用いたスクリーン印刷で、導光板の光出射面の裏面に施す方法や、グラデーションパターンの施された金型を用いてプレス加工や射出成型加工を行う方法がある。
本発明の導光板には、出射光分布を均一にするために、光出射面裏面、又は光出射面に光源を配置された側端面から光源から遠ざかる方向に向かってグラデーションを有する光散乱パターンを形成することができる。
光散乱パターンとしては、例えば、ドットや凹凸形状を、光源を配置する位置から離れるに従って徐々に面積が広くなるようなグラデーションパターンにしたものや、同一大のドットや凹凸形状を光源から離れるに従ってピッチが狭くなるようにしたグラデーションパターンが挙げられる。この場合のドットや凹凸の形状には円形、四角形などが挙げられ、その大きさは０．１〜２．０ｍｍ程度が例としてあげられる。
ドット印刷によりグラデーションパターンを形成する場合、その具体的な方法は特に限定されず、ドット状グラデーションパターンを製版し、酸化チタンやシリカ等を混入した白色や半透明色のインキを用いたスクリーン印刷で、導光板の光出射面の裏面に施す方法や、グラデーションパターンの施された金型を用いてプレス加工や射出成型加工を行う方法がある。
＜光入射端面の形状＞
導光板の光入射側端面には、導光板内での光の広がりを大きくするために、微細なプリズム列を形成するか、粗面化することが好ましい。微細なプリズム列の形成方法としてはフライス工具等で切削する方法が挙げられ、粗面の形成方法としては、砥石、サンドペーパー、バフ等で研磨する方法、ブラスト加工等による方法が挙げられる。ブラスト加工に使用されるブラスト粒子としては、ガラスビーズのような球形のもの、アルミナビーズのような多角形状のものが挙げられるが、多角形状のものを使用する方が光を広げる効果の大きな粗面を形成できることから好ましい。切削加工や研磨加工の加工方向を調整することにより、異方性の粗面を形成することもできる。この粗面加工は、導光板の光入射端面に直接施すことができる。
導光板の光入射側端面には、導光板内での光の広がりを大きくするために、微細なプリズム列を形成するか、粗面化することが好ましい。微細なプリズム列の形成方法としてはフライス工具等で切削する方法が挙げられ、粗面の形成方法としては、砥石、サンドペーパー、バフ等で研磨する方法、ブラスト加工等による方法が挙げられる。ブラスト加工に使用されるブラスト粒子としては、ガラスビーズのような球形のもの、アルミナビーズのような多角形状のものが挙げられるが、多角形状のものを使用する方が光を広げる効果の大きな粗面を形成できることから好ましい。切削加工や研磨加工の加工方向を調整することにより、異方性の粗面を形成することもできる。この粗面加工は、導光板の光入射端面に直接施すことができる。
導光板の光入射端面に光を供給する光源に特に制限は無いが、例えばＬＥＤ等の点状光源を適宜配置して使用することもできる。点状光源の他には、冷陰極管等の線状光源を光入射端面に対して１本ないしは複数本の線状光源を配置することができる。
以下に実施例、比較例を用いて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。
＜導光板の平均輝度測定評価方法＞
サンプルである導光板を用いて、図３に示したエッジライト方式の面光源装置を作成して評価を行った。
長さ３３２ｍｍ、幅２１４ｍｍとなるように切り出した導光板３３の長さ３３２ｍｍ側の一側端面を光入射端面とし、その側端面に対向するように、光源として３６個のＬＥＤ（ＮＳＳＷ１０８Ｔ；日亜化学工業製）を９ｍｍ間隔で設置した。光反射シート３１（レイホワイト７５；きもと製）、導光板３３、光拡散シート３４（光拡散シートＤ１２１；ツジデン製）を順に重ね、その上にプリズム列が多数列並列に形成されたプリズムシート３６（ＢＥＦ２；住友３Ｍ製）をプリズム列の稜線が光入射端面と略平行になるように載せ、更にその上にプリズムシート３５（ＢＥＦ２；住友３Ｍ製）をプリズム列の稜線が光入射端面と略直交するように載せた。 ＬＥＤ光源１１を点灯し３０分経過後に、光出射面から０．５ｍ離れた位置に設置した輝度計（ＢＭ−７Ｆａｓｔ／視野角１度設定；トプコン製）により、光出射面上の２５点での輝度を測定した。２５点は、図１に示したように、出射面全体を縦５分割、横５分割して計２５の区画に分割し、各区画の中央を測定点とした。得られた測定値から平均輝度を算出した。
サンプルである導光板を用いて、図３に示したエッジライト方式の面光源装置を作成して評価を行った。
長さ３３２ｍｍ、幅２１４ｍｍとなるように切り出した導光板３３の長さ３３２ｍｍ側の一側端面を光入射端面とし、その側端面に対向するように、光源として３６個のＬＥＤ（ＮＳＳＷ１０８Ｔ；日亜化学工業製）を９ｍｍ間隔で設置した。光反射シート３１（レイホワイト７５；きもと製）、導光板３３、光拡散シート３４（光拡散シートＤ１２１；ツジデン製）を順に重ね、その上にプリズム列が多数列並列に形成されたプリズムシート３６（ＢＥＦ２；住友３Ｍ製）をプリズム列の稜線が光入射端面と略平行になるように載せ、更にその上にプリズムシート３５（ＢＥＦ２；住友３Ｍ製）をプリズム列の稜線が光入射端面と略直交するように載せた。 ＬＥＤ光源１１を点灯し３０分経過後に、光出射面から０．５ｍ離れた位置に設置した輝度計（ＢＭ−７Ｆａｓｔ／視野角１度設定；トプコン製）により、光出射面上の２５点での輝度を測定した。２５点は、図１に示したように、出射面全体を縦５分割、横５分割して計２５の区画に分割し、各区画の中央を測定点とした。得られた測定値から平均輝度を算出した。
＜モアレの観察＞
光拡散シート３１、プリズムシート３６、３５を積層しない以外は輝度測定のときと同様にしてエッジライト方式光源装置を作成し、ＬＥＤ光源１１を点灯し、光出射面側から印刷された拡散グラデーションパターン３２と導光板に形成された凸レンズ列との干渉で発生するモアレの有無を目視にて観察した。
光拡散シート３１、プリズムシート３６、３５を積層しない以外は輝度測定のときと同様にしてエッジライト方式光源装置を作成し、ＬＥＤ光源１１を点灯し、光出射面側から印刷された拡散グラデーションパターン３２と導光板に形成された凸レンズ列との干渉で発生するモアレの有無を目視にて観察した。
＜メタクリル樹脂αペレットの製造＞
メタクリル酸メチル７９．９重量％、アクリル酸メチル５．１重量％、及びエチルベンゼン１５重量％からなる単量体混合物に１，１−ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン１５０ｐｐｍ及びｎ−オクチルメルカプタン３００ｐｐｍを添加し、均一に混合した。この混合溶液を内容積１０リットルの密閉式耐圧反応器に連続的に供給し、攪拌下に平均温度１３０℃、平均滞留時間２時間で重合した。この樹脂を反応器に接続された貯槽に連続的に送り出し、減圧下で揮発分を除去した後、押出機に連続的に溶融状態で移送した。押出機のサイド部よりフィードポンプを用いて、１４０℃で加熱溶融された紫外線吸収剤＜２−（５−メチル−２ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール＞を所定量添加し、得られた樹脂組成物を押し出すことによりメタクリル樹脂αのペレットを得た。このペレットを分析した結果、その共重合率は、メタクリル酸メチル単位９４．０重量％，アクリル酸メチル単位６．０重量％であり、２−（５−メチル−２ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾールの含有量は１５０ｐｐｍであった。
メタクリル酸メチル７９．９重量％、アクリル酸メチル５．１重量％、及びエチルベンゼン１５重量％からなる単量体混合物に１，１−ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン１５０ｐｐｍ及びｎ−オクチルメルカプタン３００ｐｐｍを添加し、均一に混合した。この混合溶液を内容積１０リットルの密閉式耐圧反応器に連続的に供給し、攪拌下に平均温度１３０℃、平均滞留時間２時間で重合した。この樹脂を反応器に接続された貯槽に連続的に送り出し、減圧下で揮発分を除去した後、押出機に連続的に溶融状態で移送した。押出機のサイド部よりフィードポンプを用いて、１４０℃で加熱溶融された紫外線吸収剤＜２−（５−メチル−２ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール＞を所定量添加し、得られた樹脂組成物を押し出すことによりメタクリル樹脂αのペレットを得た。このペレットを分析した結果、その共重合率は、メタクリル酸メチル単位９４．０重量％，アクリル酸メチル単位６．０重量％であり、２−（５−メチル−２ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾールの含有量は１５０ｐｐｍであった。
［実施例１］
断面形状が、頂角先端部分が曲率半径４０μｍの円弧の一部で構成された頂角８０度の略二等辺三角形である、略プリズム形状の凸レンズ列１が、ピッチ９０μｍ（Ｐ１）で形成されるように製作されたエンボスロール２６と、断面形状が、頂角先端部分が曲率半径４０μｍの円弧の一部で構成された頂角１００度の略二等辺三角形である、略プリズム形状の凸レンズ列２がピッチ１００μｍ（Ｐ２）で形成されるように製作されたエンボスロール２７、及びポリシングロール２５を図２に示す装置と同じように配置した。
基板用樹脂としてメタクリル樹脂ペレットαを用い、９０ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝３２の押出機２３を用いて押出成形を行った。得られる押出板の厚さが０．８ｍｍになるように、リップ開度及びポリシングロール２５とエンボスロール２６のクリアランスを調整し、押出機とダイの温度は２５０〜２６０℃とした。このようにして幅約４００ｍｍの、両面に凸レンズ列が賦型された押出板を得た。
得られた押出板から、凸レンズ列が長さ方向に対して直角となるように幅２１４ｍｍ、長さ３３２ｍｍのサイズの板を丸鋸を用いて切り出した。次いで、切り出した板のカット面を精密研磨機（ＰＬＡ−ＢＥＡＵＴＹ：メガロテクニカ製）を用いて研磨し、更にバフ研磨を施し、鏡面状に仕上げ、導光板の基板を得た。
得られた導光板の基板に光拡散処理として、光入射端面側のドット直径φが１００μｍ、光入射端面の対向面側のドット直径がφ４００μｍとなるように、ドット間のピッチを５００μｍとして直線的なドットグラデーションを施したスクリーン印刷用製版を用い、インクとしてマットメジウムＳＲ９３１（ミノグループ製）を使用して、導光板の凸レンズ列２が形成された面にスクリーン印刷法で光散乱パターン（ドット印刷による拡散グラデーションパターン）を形成し、両面に形成された凸レンズ列のピッチ比Ｐ１／Ｐ２が０．９となる導光板を得た。その断面を図５に示す。
得られた導光板についてモアレの目視評価、輝度測定を実施したところ、モアレは観察されず、平均輝度は３０００ｃｄ／ｍ2であった。
断面形状が、頂角先端部分が曲率半径４０μｍの円弧の一部で構成された頂角８０度の略二等辺三角形である、略プリズム形状の凸レンズ列１が、ピッチ９０μｍ（Ｐ１）で形成されるように製作されたエンボスロール２６と、断面形状が、頂角先端部分が曲率半径４０μｍの円弧の一部で構成された頂角１００度の略二等辺三角形である、略プリズム形状の凸レンズ列２がピッチ１００μｍ（Ｐ２）で形成されるように製作されたエンボスロール２７、及びポリシングロール２５を図２に示す装置と同じように配置した。
基板用樹脂としてメタクリル樹脂ペレットαを用い、９０ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝３２の押出機２３を用いて押出成形を行った。得られる押出板の厚さが０．８ｍｍになるように、リップ開度及びポリシングロール２５とエンボスロール２６のクリアランスを調整し、押出機とダイの温度は２５０〜２６０℃とした。このようにして幅約４００ｍｍの、両面に凸レンズ列が賦型された押出板を得た。
得られた押出板から、凸レンズ列が長さ方向に対して直角となるように幅２１４ｍｍ、長さ３３２ｍｍのサイズの板を丸鋸を用いて切り出した。次いで、切り出した板のカット面を精密研磨機（ＰＬＡ−ＢＥＡＵＴＹ：メガロテクニカ製）を用いて研磨し、更にバフ研磨を施し、鏡面状に仕上げ、導光板の基板を得た。
得られた導光板の基板に光拡散処理として、光入射端面側のドット直径φが１００μｍ、光入射端面の対向面側のドット直径がφ４００μｍとなるように、ドット間のピッチを５００μｍとして直線的なドットグラデーションを施したスクリーン印刷用製版を用い、インクとしてマットメジウムＳＲ９３１（ミノグループ製）を使用して、導光板の凸レンズ列２が形成された面にスクリーン印刷法で光散乱パターン（ドット印刷による拡散グラデーションパターン）を形成し、両面に形成された凸レンズ列のピッチ比Ｐ１／Ｐ２が０．９となる導光板を得た。その断面を図５に示す。
得られた導光板についてモアレの目視評価、輝度測定を実施したところ、モアレは観察されず、平均輝度は３０００ｃｄ／ｍ2であった。
［実施例２］
断面形状が、頂角先端部分が曲率半径２０μｍの円弧の一部で構成された頂角１００度の略二等辺三角形である、略プリズム形状の凸レンズ列１が、ピッチ５０μｍ（Ｐ１）で形成されるように製作されたエンボスロール２６と、断面形状が、頂角先端部分が曲率半径８０μｍの円弧の一部で構成された頂角１００度の略二等辺三角形である、略プリズム形状の凸レンズ列２がピッチ８０μｍ（Ｐ２）で形成されるように製作されたエンボスロール２７を用いた他は、実施例１と同様の方法で、両面に形成された凸レンズ列のピッチ比Ｐ１／Ｐ２が０．６２５となる導光板を得た。
得られた導光板を実施例１と同様にして観察、測定を実施したところ、モアレは観察されず、平均輝度は３０５０ｃｄ／ｍ2であった。
断面形状が、頂角先端部分が曲率半径２０μｍの円弧の一部で構成された頂角１００度の略二等辺三角形である、略プリズム形状の凸レンズ列１が、ピッチ５０μｍ（Ｐ１）で形成されるように製作されたエンボスロール２６と、断面形状が、頂角先端部分が曲率半径８０μｍの円弧の一部で構成された頂角１００度の略二等辺三角形である、略プリズム形状の凸レンズ列２がピッチ８０μｍ（Ｐ２）で形成されるように製作されたエンボスロール２７を用いた他は、実施例１と同様の方法で、両面に形成された凸レンズ列のピッチ比Ｐ１／Ｐ２が０．６２５となる導光板を得た。
得られた導光板を実施例１と同様にして観察、測定を実施したところ、モアレは観察されず、平均輝度は３０５０ｃｄ／ｍ2であった。
［実施例３］
断面形状が、頂角先端部分が曲率半径４０μｍの円弧の一部で構成された頂角１００度の略二等辺三角形である、略プリズム形状の凸レンズ列１がピッチ１００μｍ（Ｐ１）で形成されるように製作されたエンボスロール２６と、断面形状が、頂角先端部分が曲率半径１８０μｍの円弧の一部で構成された頂角１００度の略二等辺三角形である、略プリズム形状の凸レンズ列２がピッチ１８０μｍ（Ｐ２）で形成されるように製作されたエンボスロール２７を用い、凸レンズ列１を形成した面に拡散グラデーションパターンを形成した他は実施例１と同様の方法で、両面に形成された凸レンズ列のピッチ比Ｐ１／Ｐ２が０．６となる導光板を得た。
得られた導光板を実施例１と同様にして観察、測定を実施したところ、モアレは観察されず、平均輝度は３１００ｃｄ／ｍ2であった。
断面形状が、頂角先端部分が曲率半径４０μｍの円弧の一部で構成された頂角１００度の略二等辺三角形である、略プリズム形状の凸レンズ列１がピッチ１００μｍ（Ｐ１）で形成されるように製作されたエンボスロール２６と、断面形状が、頂角先端部分が曲率半径１８０μｍの円弧の一部で構成された頂角１００度の略二等辺三角形である、略プリズム形状の凸レンズ列２がピッチ１８０μｍ（Ｐ２）で形成されるように製作されたエンボスロール２７を用い、凸レンズ列１を形成した面に拡散グラデーションパターンを形成した他は実施例１と同様の方法で、両面に形成された凸レンズ列のピッチ比Ｐ１／Ｐ２が０．６となる導光板を得た。
得られた導光板を実施例１と同様にして観察、測定を実施したところ、モアレは観察されず、平均輝度は３１００ｃｄ／ｍ2であった。
［比較例１］
断面形状が頂角先端部分が曲率半径４０μｍの円弧の一部で構成された頂角１００度の略二等辺三角形である、略プリズム形状の凸レンズ列１がピッチ１００μｍ（Ｐ１）で形成されるように製作されたエンボスロール２６と、断面形状が、頂角先端部分が曲率半径４０μｍの円弧の一部で構成された頂角１００度の略二等辺三角形である、略プリズム形状の凸レンズ列２がピッチ１００μｍ（Ｐ２）で形成されるように製作されたエンボスロール２７を用いた他は実施例１と同様の方法で、両面に形成された凸レンズ列のピッチ比Ｐ１／Ｐ２が１．０となる導光板を得た。
得られた導光板を実施例１と同様にして観察、測定を実施したところ、モアレが観察され、平均輝度は２９８０ｃｄ／ｍ2であった。
断面形状が頂角先端部分が曲率半径４０μｍの円弧の一部で構成された頂角１００度の略二等辺三角形である、略プリズム形状の凸レンズ列１がピッチ１００μｍ（Ｐ１）で形成されるように製作されたエンボスロール２６と、断面形状が、頂角先端部分が曲率半径４０μｍの円弧の一部で構成された頂角１００度の略二等辺三角形である、略プリズム形状の凸レンズ列２がピッチ１００μｍ（Ｐ２）で形成されるように製作されたエンボスロール２７を用いた他は実施例１と同様の方法で、両面に形成された凸レンズ列のピッチ比Ｐ１／Ｐ２が１．０となる導光板を得た。
得られた導光板を実施例１と同様にして観察、測定を実施したところ、モアレが観察され、平均輝度は２９８０ｃｄ／ｍ2であった。
［比較例２］
断面形状が、頂角先端部分が曲率半径２０μｍの円弧の一部で構成された頂角１６０度の略二等辺三角形である、略プリズム形状の凸レンズ列１がピッチ５０μｍ（Ｐ１）で形成されるように製作されたエンボスロール２６と、断面形状が頂角先端部分が曲率半径４０μｍの円弧の一部で構成された頂角１００度の略二等辺三角形である、略プリズム形状の凸レンズ列２がピッチ１００μｍ（Ｐ２）に形成されるように製作されたエンボスロール２７を用いた他は実施例１と同様の方法で、両面に形成された凸レンズ列のピッチ比Ｐ１／Ｐ２が０．５となる導光板を得た。その断面を図６に示す。
得られた導光板を実施例１と同様にして観察、測定を実施したところ、モアレが観察され、平均輝度は２９４０ｃｄ／ｍ2であった。
断面形状が、頂角先端部分が曲率半径２０μｍの円弧の一部で構成された頂角１６０度の略二等辺三角形である、略プリズム形状の凸レンズ列１がピッチ５０μｍ（Ｐ１）で形成されるように製作されたエンボスロール２６と、断面形状が頂角先端部分が曲率半径４０μｍの円弧の一部で構成された頂角１００度の略二等辺三角形である、略プリズム形状の凸レンズ列２がピッチ１００μｍ（Ｐ２）に形成されるように製作されたエンボスロール２７を用いた他は実施例１と同様の方法で、両面に形成された凸レンズ列のピッチ比Ｐ１／Ｐ２が０．５となる導光板を得た。その断面を図６に示す。
得られた導光板を実施例１と同様にして観察、測定を実施したところ、モアレが観察され、平均輝度は２９４０ｃｄ／ｍ2であった。
［比較例３］
断面形状が、頂角先端部分が曲率半径８０μｍの円弧の一部で構成された頂角８０度の略二等辺三角形である、略プリズム形状の凸レンズ列１がピッチ２５０μｍ（Ｐ１）で形成されるように製作されたエンボスロール２６を用い、エンボスロール２７としてポリシングロールを用い、ポリシングロール面（凸レンズ列１が形成された面とは反対側の面）に光散乱パターンを形成した他は実施例１と同様の方法で、片面にのみ凸レンズ列を形成した導光板を得た。
得られた導光板を実施例１と同様にして観察、測定を実施したところ、モアレが観察され、平均輝度は２７９０ｃｄ／ｍ2であった。
断面形状が、頂角先端部分が曲率半径８０μｍの円弧の一部で構成された頂角８０度の略二等辺三角形である、略プリズム形状の凸レンズ列１がピッチ２５０μｍ（Ｐ１）で形成されるように製作されたエンボスロール２６を用い、エンボスロール２７としてポリシングロールを用い、ポリシングロール面（凸レンズ列１が形成された面とは反対側の面）に光散乱パターンを形成した他は実施例１と同様の方法で、片面にのみ凸レンズ列を形成した導光板を得た。
得られた導光板を実施例１と同様にして観察、測定を実施したところ、モアレが観察され、平均輝度は２７９０ｃｄ／ｍ2であった。
＜原料ペレットＡの作製＞
二酸化チタン（平均一次粒子径：０．２９μｍ）０．１５ｇをキシレン：メタノール＝３：１の混合有機液体２０ｇ中に超音波洗浄機（ＩＵＣＨＩ製 ＵＳ−４）を用いて、発信周波数３８ＫＨｚで３０分間分散させ、均一に分散していることを確認した。この分散液をメタクリル樹脂αペレット１．５ｋｇへ均一にふりかけ、ヘンシェルミキサー（三井三池工業（株）製）にて１４００回転で１分間ブレンドした。この操作を混合ペレットが必要量になるまで繰り返し、得られた混合ペレットを３０ｍｍφ２軸押出機（ナカタニ製）で１００Ｔｏｒｒに減圧脱揮しながら２５０℃の温度で押出し、二酸化チタンを１００ｐｐｍ含有したメタクリル樹脂組成物を得た。以下、これを原料ペレットＡとする。
＜原料ペレットＢの作製＞
平均粒子径１２．０μｍの架橋メタクリル樹脂微粒子（ＭＢＸ−１２；積水化成品工業製）１ｋｇとメタクリル樹脂αペレットとのを混合重量比１：１００の比率でタンブラーにより均一混合し、得られた混合ペレットを３０ｍｍφ２軸押出機（ナカタニ製）で１００Ｔｏｒｒに減圧脱揮しながら２５０℃の温度で押出し、架橋メタクリル樹脂微粒子を１重量部含有したメタクリル樹脂組成物を得た。以下、これを原料ペレットＢとする。
二酸化チタン（平均一次粒子径：０．２９μｍ）０．１５ｇをキシレン：メタノール＝３：１の混合有機液体２０ｇ中に超音波洗浄機（ＩＵＣＨＩ製 ＵＳ−４）を用いて、発信周波数３８ＫＨｚで３０分間分散させ、均一に分散していることを確認した。この分散液をメタクリル樹脂αペレット１．５ｋｇへ均一にふりかけ、ヘンシェルミキサー（三井三池工業（株）製）にて１４００回転で１分間ブレンドした。この操作を混合ペレットが必要量になるまで繰り返し、得られた混合ペレットを３０ｍｍφ２軸押出機（ナカタニ製）で１００Ｔｏｒｒに減圧脱揮しながら２５０℃の温度で押出し、二酸化チタンを１００ｐｐｍ含有したメタクリル樹脂組成物を得た。以下、これを原料ペレットＡとする。
＜原料ペレットＢの作製＞
平均粒子径１２．０μｍの架橋メタクリル樹脂微粒子（ＭＢＸ−１２；積水化成品工業製）１ｋｇとメタクリル樹脂αペレットとのを混合重量比１：１００の比率でタンブラーにより均一混合し、得られた混合ペレットを３０ｍｍφ２軸押出機（ナカタニ製）で１００Ｔｏｒｒに減圧脱揮しながら２５０℃の温度で押出し、架橋メタクリル樹脂微粒子を１重量部含有したメタクリル樹脂組成物を得た。以下、これを原料ペレットＢとする。
［実施例４］
原料ペレットＡを用い、メタクリル樹脂αペレットとの混合重量比１：１９９に変更した他は実施例１と同様の方法で、光散乱微粒子として二酸化チタンを０．５ｐｐｍ含有した、両面に形成された凸レンズ列のピッチ比Ｐ１／Ｐ２が０．９となる導光板を得た。
得られた導光板を実施例１と同様にして観察、測定を実施したところ、モアレは観察されず、平均輝度は３１１０ｃｄ／ｍ2であった。
原料ペレットＡを用い、メタクリル樹脂αペレットとの混合重量比１：１９９に変更した他は実施例１と同様の方法で、光散乱微粒子として二酸化チタンを０．５ｐｐｍ含有した、両面に形成された凸レンズ列のピッチ比Ｐ１／Ｐ２が０．９となる導光板を得た。
得られた導光板を実施例１と同様にして観察、測定を実施したところ、モアレは観察されず、平均輝度は３１１０ｃｄ／ｍ2であった。
［実施例５］
断面形状が、頂角先端部分に曲率半径４０μｍの円弧の一部で構成された頂角８０度の略二等辺三角形である、略プリズム形状の凸レンズ列１がピッチ９０μｍ（Ｐ１）で形成されるように製作されたエンボスロール２６と、断面形状が、頂角先端部分に曲率半径４０μｍの円弧の一部で構成された頂角１００度の略二等辺三角形である、略プリズム形状の凸レンズ列２がピッチ１００μｍ（Ｐ２）で形成されるように製作されたエンボスロール２７、及びポリシングロール２５を図８に示すように配置した。
基板用樹脂としてメタクリル樹脂ペレットαを用い、９０ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝３２の押出機２３と、３０ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝２４の押出機２４（以下サブ押出機）で共押出しを行った。ダイは２種２層のフィードブロック式を用い、積層板が０．８ｍｍの厚さになるようにリップ開度及びポリシングロール２５とエンボスロール２６のクリアランスで調整し、押出機とダイの温度は２５０〜２６０℃とした。マット層を形成する原料ペレットＢを用いて、サブ押出機２４から、吐出量を変えることによって厚みを４０μｍに調整してマット層８２を押出した。得られた押出板を用いて、実施例１と同様の方法で、両面に形成された凸レンズ列のピッチ比Ｐ１／Ｐ２が０．９となる導光板を得た。
得られた導光板を実施例１と同様にして観察、測定を実施したところ、モアレは観察されず、平均輝度は３１８０ｃｄ／ｍ2であった。
断面形状が、頂角先端部分に曲率半径４０μｍの円弧の一部で構成された頂角８０度の略二等辺三角形である、略プリズム形状の凸レンズ列１がピッチ９０μｍ（Ｐ１）で形成されるように製作されたエンボスロール２６と、断面形状が、頂角先端部分に曲率半径４０μｍの円弧の一部で構成された頂角１００度の略二等辺三角形である、略プリズム形状の凸レンズ列２がピッチ１００μｍ（Ｐ２）で形成されるように製作されたエンボスロール２７、及びポリシングロール２５を図８に示すように配置した。
基板用樹脂としてメタクリル樹脂ペレットαを用い、９０ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝３２の押出機２３と、３０ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝２４の押出機２４（以下サブ押出機）で共押出しを行った。ダイは２種２層のフィードブロック式を用い、積層板が０．８ｍｍの厚さになるようにリップ開度及びポリシングロール２５とエンボスロール２６のクリアランスで調整し、押出機とダイの温度は２５０〜２６０℃とした。マット層を形成する原料ペレットＢを用いて、サブ押出機２４から、吐出量を変えることによって厚みを４０μｍに調整してマット層８２を押出した。得られた押出板を用いて、実施例１と同様の方法で、両面に形成された凸レンズ列のピッチ比Ｐ１／Ｐ２が０．９となる導光板を得た。
得られた導光板を実施例１と同様にして観察、測定を実施したところ、モアレは観察されず、平均輝度は３１８０ｃｄ／ｍ2であった。
＜モアレの目視観察評価と輝度測定結果＞
実施例１〜５の導光板はいずれもドットパターンと凸レンズ列との干渉によるモアレが観察されず、平均輝度も優れた性能を有するものであった。とりわけ、透明基板に光散乱微粒子を添加した実施例４、表面にマット層を形成した実施例５は、さらに平均輝度も高く優れた性能を有するものであった。
実施例１〜５の導光板はいずれもドットパターンと凸レンズ列との干渉によるモアレが観察されず、平均輝度も優れた性能を有するものであった。とりわけ、透明基板に光散乱微粒子を添加した実施例４、表面にマット層を形成した実施例５は、さらに平均輝度も高く優れた性能を有するものであった。
本発明の導光板は、パーソナルコンピュータやワードプロセッサなどのオフィスオートメーション機器、画像信号を表示する各種モニター、例えばパネルモニター、テレビモニター等に用いられる表示装置及び室内外空間の照明装置に使用される表示装置や看板等に好適に使用できる。
１１：ＬＥＤ光源
１２：輝度測定位置
２１：基材層
２２：凸レンズ列を形成するための層
２３：メイン押出機
２４：サブ押出機
２５：ポリシングロール
２６：エンボスロール
２７：エンボスロール
２８：ダイス
３１：光反射シート
３２：光散乱パターン
３３：導光板
３４：光拡散シート
３５：プリズムシート
３６：プリズムシート
５１：凸レンズ列１
５２：凸レンズ列２
７１：光入射面
７２：光出射面
７３：光出射面と対向する裏面
７４及び７５：凸レンズ列
８２：マット層を形成するための層
１２：輝度測定位置
２１：基材層
２２：凸レンズ列を形成するための層
２３：メイン押出機
２４：サブ押出機
２５：ポリシングロール
２６：エンボスロール
２７：エンボスロール
２８：ダイス
３１：光反射シート
３２：光散乱パターン
３３：導光板
３４：光拡散シート
３５：プリズムシート
３６：プリズムシート
５１：凸レンズ列１
５２：凸レンズ列２
７１：光入射面
７２：光出射面
７３：光出射面と対向する裏面
７４及び７５：凸レンズ列
８２：マット層を形成するための層
Claims (7)
- 少なくとも１つの側端面を光入射面とし、この光入射面と直交する１つの面を光出射面
とする導光板であって、
光出射面及びこれと対向する裏面各々に、前記光入射面と略直交する方向に延在する凸レンズ列が一定の配列ピッチで複数列形成され、
光出射面に形成された凸レンズ列の配列ピッチと裏面に形成された凸レンズ列の配列ピ
ッチのうち、小さい方をＰ１、大きい方をＰ２としたときに、その比Ｐ１／Ｐ２が、
０．５５〜０．９５である、導光板。 - 前記光出射面に形成された凸レンズ列の配列ピッチと、前記裏面に形成された凸レンズ
列の配列ピッチが、いずれも、４０〜２００μｍである、請求項１記載の導光板。 - 前記光出射面に形成された凸レンズ列及び前記裏面に形成された凸レンズ列の少なくとも一方の断面形状が、頂角が５０度〜１５０度である略二等辺三角形であって、該頂角先端部が円弧状である、請求項１又は２に記載の導光板。
- 前記光出射面に形成された凸レンズ列及び前記裏面に形成された凸レンズ列の少なくとも一方の断面形状が、楕円、又は円の一部である、請求項１又は２に記載の導光板。
- 前記光出射面に形成された凸レンズ列及び前記裏面に形成された凸レンズ列の少なくとも一方の表面の全領域をマット面とした、請求項１〜４のいずれかに記載の導光板。
- 架橋樹脂微粒子を含有する透明熱可塑性樹脂組成物と、透明熱可塑性樹脂とを、多層押
出成形することにより、マット層と基板を積層して一体形成した、請求項１〜５のいずれ
かに記載の導光板。 - 前記透明熱可塑性樹脂基板が、光散乱微粒子を含有する、請求項１〜６のいずれかに記
載の導光板。
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