光学シートの製造方法
【課題】 光学シートの背面にドットパターン印刷を施す際に、印刷面におけるスジの発生を抑制することにより、光学シートを用いた製品の品質向上を図ることができる光学シートの製造方法および製造装置を提供する。
【解決手段】 導光板を製造する際のドットパターン印刷において、インクジェットノズル５１から導光板の原板６０に対してインクを噴射する。このとき、原板６０の非印刷面を吸引吸着して反りを排除し、ジェットノズル５１と原板６０との距離であるギャップ距離Ｄが２．８ｍｍ以下に調整されている。
【解決手段】 導光板を製造する際のドットパターン印刷において、インクジェットノズル５１から導光板の原板６０に対してインクを噴射する。このとき、原板６０の非印刷面を吸引吸着して反りを排除し、ジェットノズル５１と原板６０との距離であるギャップ距離Ｄが２．８ｍｍ以下に調整されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学シートとその製造方法および製造装置並びにこの光学シートを用いた面光源装置および透過型画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（透過型画像表示装置）の面光源装置として用いられるバックライトには、いわゆる直下型のものやエッジライト型のものが知られている。このうち、直下型の面光源装置は、冷陰極管やＬＥＤ等の光源を導光板の背面側に並べて、導光板の背面から入射した光を正面側に出射するものである。
【０００３】
一方のエッジライト型の面光源装置は、冷陰極管やＬＥＤ等の光源を透明な板である導光板の側面に並べて、導光板の側面から入射した光を正面側に出射するものである。従来のバックライトとしては、輝度を高くできるという観点から直下型の面光源装置が多く用いられていた。しかし、近年においては、薄くて高輝度なＬＥＤ光源の使用が増加していることや、液晶ディスプレイの薄型化に伴ってエッジライト型の面光源装置の使用割合が増加している。
【０００４】
このようなエッジライト型の面光源装置における導光板では、背面にドット印刷を施すことにより、側面から入射した光を背面で乱反射させて、正面から出射させるようにしている。導光板の背面にドット印刷を施す方法としては、スクリーン印刷による方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。しかしながら、スクリーン印刷によってドット印刷を施す際には、パターンごとに個別の版を用意する必要がある。このため、スクリーン印刷では、自由度が低いという問題があった。
【０００５】
他方、スクリーン印刷以外の方法としては、インクジェットを用いたドットパターン印刷が知られている（たとえば、特許文献２参照）。インクジェットを用いることにより、多数の版を用意する必要はなくなるため、印刷パターンが多様化したとしても対応できるように自由度を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−４９４２１号公報
【特許文献２】特開２００６−１３６８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年、この種の導光板を用いた面光源装置には、高精度、たとえば１５０ｄｐｉ以上のものが求められるようになってきた。
【０００８】
また、近年、液晶表示ディスプレイがテレビなどに適用されて導光板の大型化及び薄型化が求められる傾向にある。導光板を製造するにあたり、導光板原板は反りがない板状であることが理想的であるが、実際には、保管中の吸湿や不均一の加熱などにより、反りやたわみが発生する。導光板の大型化及び薄型化に伴い、このような反りの影響が顕著となることが想定される。
【０００９】
しかし、上記特許文献２に開示された導光板に対しては、高い精細度に対する要求、及び導光板原板の反り改善に対する要求は高くなかった。このため、上記特許文献２に開示されたドットパターン印刷を用いた導光板では、ドットパターン印刷を行った際に、ドット間距離の不均一さやドット形状の乱れが原因となって印刷面にスジが見えてしまうことがあった。このように印刷面にスジが見えてしまうと、光学シートを用いた液晶ディスプレイなどの品質の低下を招いてしまうという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明の課題は、光学シートの背面にドットパターン印刷を施す際に、印刷面におけるスジの発生を抑制することにより、光学シートを用いた製品の品質向上を図ることができる光学シートの製造方法および製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決した本発明に係る光学シートの製造方法は、光源から出射される光を入射する入射面が側面に形成され、入射した光の出射面が表面に形成された光学シートにおける原板の背面に対して、インクジェットノズルからインクを噴射するインクジェットを用いたドットパターン印刷によってドットパターンが印刷された光学シートを製造する光学シートの製造方法であって、ドットパターン印刷を行う、原板の非印刷面を吸引吸着して反りを排除し、インクジェットノズルと光学シートの原板との距離が、２．８ｍｍ以下に調整されていることを特徴とする。
【００１２】
一般に、低精細のドットパターンを形成する場合には、インクジェットノズルと原板との距離が遠い場合でも印刷パターンにスジが生じることはほとんどなかったため、インクジェットと原板との接触を避けるために、ギャップ距離を大きくとっていた。しかし、高精細のドットパターンを形成する場合には、ギャップ距離が大きいと、印刷パターンにスジが発生することがあり、このスジによって製品の品質が低下する問題が生じた。この点、本発明に係る光学シートの製造方法においては、ドットパターン印刷を行う、原板の非印刷面を吸引吸着して反りを排除し、インクジェットノズルと原板との距離が、２．８ｍｍ以下に調整されている。原板の非印刷面を吸引吸着して反りを排除することで、インクジェットノズルと原板との距離が、２．８ｍｍ以下に調整されていることにより、光学シートにおけるドットパターン印刷の印刷面におけるスジの発生を抑制することができる。したがって、光学シートを用いた製品の品質向上を図ることができる。なお、ドットパターン印刷を行う際のインクジェットノズルと原板とのより好ましい距離は１．８ｍｍ以下であり、さらに好ましい範囲は１．０ｍｍ以下である。
【００１３】
ここで、ドットパターン印刷を行う際のインクジェットノズルと原板との距離が２．８ｍｍ以下に調整されている態様とすることができる。
【００１４】
導光板などの光学シートに用いられる原板は、完全に平面状となることは少なく、若干の反りを生じることが多い。この反りの影響によってインクジェットノズルと原板との距離が長くなりすぎると、印刷面におけるスジの発生が懸念される。この点、ドットパターン印刷を行う際、原板の非印刷面を吸引吸着して反りを排除し、インクジェットノズルと原板との距離が２．８ｍｍ以下に調整されていることにより、印刷面におけるスジの発生をより確実に抑制することができる。その結果、さらに光学シートを用いた製品の品質向上を図ることができる。
【００１５】
さらに、原板の厚さが４．５ｍｍ以下である態様とすることができる。
【００１６】
このように、原板の厚さは４．５ｍｍ以下に調整されているのが好適である。また、原板の厚さは、２．０ｍｍ以下に調整されているのがさらに好適である。
【００１７】
また、ドットパターン印刷を行う際に、原板はテーブル上に載置されており、インクジェットノズルとテーブルとの距離が、２．８ｍｍに原板の厚さを加算した距離以下とされている態様とすることができる。
【００１８】
このように、原板の厚さを加味することにより、インクジェットと原板との距離を、原板が載置されたテーブルとインクジェットノズルとの間の距離で管理することができる。
【００１９】
光学シートの製造方法によって製造された光学シートとすることもできるし、この光学シートの入射面の側方に配置された光源と、を備える面光源装置とすることもできる。さらに、この面光源装置を備え、光学シートの出射面に対向して配置され、光源から出射された光に照射されて画像を表示する透過型画像表示部を備える透過型画像表示装置とすることもできる。
【００２０】
他方、上記課題を解決した本発明に係る光学シートの製造装置は、光源から出射される光を入射する入射面が側面に形成され、入射した光の出射面が表面に形成され、背面に対して、インクジェットノズルからインクを噴射するインクジェットを用いたドットパターン印刷によってドットパターンが印刷された光学シートを製造する光学シートの製造装置であって、ドットパターン印刷を行う際、原板の非印刷面を吸引吸着して反りを排除し、インクジェットノズルと、原板が載置されるテーブルとの距離が、２．８ｍｍに原板の厚さを加算した距離以下に調整されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る光学シートの製造方法および製造装置によれば、光学シートの背面にドットパターン印刷を施す際に、印刷面におけるスジの発生を抑制することにより、光学シートを用いた製品の品質向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態に係る導光板を用いた透過型画像表示装置を模式的に示す分解側断面図である。
【図２】実施形態に係る導光板を用いた透過型画像表示装置を模式的に示す平面図である。
【図３】実施形態に係る導光板製造装置を示す斜視図である。
【図４】ドットパターン印刷を行う際のインクジェットノズルと導光板の原板との関係を模式的に示す側面図である。
【図５】ドットパターン印刷が行われる際に導光板を載置する搬送ベルトを示す平面図である。
【図６】（ａ）（ｂ）とも、印刷ドットの他の配置パターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各実施形態において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略することがある。また、図示の便宜上、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致しない。
【００２４】
本発明においては、液晶表示装置などの透過型画像表示装置に用いられる面光源装置における光学シートである導光板の製造方法におけるドットパターン印刷が主に特徴的である。本実施形態では、まず、導光板を含む液晶表示装置の構造について説明し、続いて、導光板の製造方法におけるドットパターン印刷について説明する。
【００２５】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る導光板を用いた液晶表示を模式的に示す分解側断面図、図２は、その背面図である。図１に示すように、透過型画像表示装置である液晶表示装置１は、透過型画像表示部１０および面光源装置２０を備えている。面光源装置２０は、透過型画像表示部１０の背面側に配置されており、透過型画像表示部１０の背面側から光を照射している。以下の説明では、図１に示すように、面光源装置２０と透過型画像表示部１０の配列方向をＺ方向（板厚方向）と称し、Ｚ方向に直交する２方向であって互いに直交する２方向をＸ方向およびＹ方向と称す。
【００２６】
透過型画像表示部１０は、液晶セル１１および直線偏光板１２を備えており、液晶セル１１の両面側に直線偏光板１２が配設されている。液晶セル１１、直線偏光板１２は、既知の液晶表示装置において用いられるものを用いることができる。液晶セル１１としては、ＴＦＴ型、ＳＴＮ型等の公知の液晶セルを例示することができる。
【００２７】
面光源装置２０は、光学シートである導光板３０と、ＬＥＤ光源２２とを備えている。導光板３０は、光を透過させる透光性樹脂から形成され板状を成している。なお、導光板３０は、シート状でもよく、フィルム状でもよい。また、導光板３０の厚みＴは、１．０ｍｍ以上４．５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２８】
導光板３０は、透光性樹脂からなる板状の部材を備えている。透光性樹脂の屈折率は、たとえば１．４９〜１．５９の範囲内である。導光板３０に使用される透光性樹脂としては、メタアクリル樹脂が主として用いられる。導光板３０に使用される樹脂として、その他の樹脂を用いてもよく、スチレン系の樹脂を用いてもよい。透光性樹脂としては、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、環状オレフィン樹脂、ＭＳ樹脂（アクリルとスチレンの共重合体）などを用いることができる。さらに、導光板３０には、光拡散剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、光重合安定剤などの添加剤を添加することもできる。
【００２９】
また、導光板３０は、直方体をなしており、図２に示すように、Ｚ軸方向（厚み方向）に対向する一対の主面である表面３１および背面３２を備えている。また、導光板３０は、Ｘ軸方向に対向する一対の側面３３およびＹ軸方向に対向する一対の側面３４を備えている。表面３１および背面３２は、側面３３，３４と交差する方向、さらに言えば、側面３３，３４と直交する方向に形成されている。これらの表面３１、背面３２、側面３３，３４は、いずれも長方形状をなしている。
【００３０】
このうち、表面３１は、平坦である面であったり、凹凸が付与された面であったりすることができる。表面３１に凹凸を付与する場合には、たとえば、Ｚ軸方向に突出し、その長手方向がＸ軸方向に沿う複数の突条部をＹ軸方向に離間させて互いに平行に並べて配置することができる。突条部の形状としては、表面がプリズム形状となる形状とすることができ、突条部を長手方向に直交する方向で切断した際の断面形状が、半円形状、半楕円形状となる形状とすることができる。また、突条部は、長手方向に直交する方向で切断した際の断面形状が同一形状となるようにすることが好ましい。なお、突条部が延在する方向は、光源から出射される光が導光板の側面から入射する際の入射方向と平行であることが望ましい。
【００３１】
また、表面３１は、面状の光を出射可能な面として機能する。表面３１は、透過型画像表示部１０側に配置され、背面３２は、透過型画像表示部１０とは反対側に配置される。導光板３０の正面側においては、導光板３０と透過型画像表示部１０との間に、各種フィルム４１が配置されている。さらに、背面３２と対面する位置には、導光板３０内の光を表面３１側へ反射させる反射シート４２が配設されている。各種フィルム４１としては、拡散フィルム、プリズムフィルム、輝度向上フィルムなどが挙げられる。
【００３２】
ＬＥＤ光源２２は、導光板３０の側方であって、導光板３０のＹ軸方向に延在する側面３３と対向して配置されている。導光板３０における側面３３は、ＬＥＤ光源２２から出射される光を入射する入射面となる。複数のＬＥＤ光源２２は、側面３３の長手方向（Ｙ軸方向）に沿って、離散的に配置されている。導光板３０における側面３３から入射した光は、表面３１から出射する。導光板３０の表面は、側面３３から入射した光を出射する出射面となる。
【００３３】
ＬＥＤ光源２２の配置間隔は、通常５ｍｍ〜２０ｍｍとされている。ＬＥＤ光源２２は、Ｙ軸を挟んで対向する側面３３に沿って配置されている。この態様に代えて、導光板３０の４辺のそれぞれに沿って配置されていてもよく、Ｘ軸を挟んで対向する側面３４に沿って配置されてもよい。あるいは、側面３３，３４のうちのいずれか１辺に沿って配置されていてもよい。また、光源は、ＬＥＤ光源に限らずその他の光源でもよい。さらに、光源としては、冷陰極管などの線状光源が配置されている構成でもよい。
【００３４】
ＬＥＤ光源２２は、たとえば白色ＬＥＤで構成されており、一つの箇所に複数のＬＥＤを配置して一つの光源単位を構成している。また、一つの光源単位としては、赤色、緑色、青色の異なる三色のＬＥＤが、近接され並べられて配置されていてもよい。ここで、複数のＬＥＤを有する光源単位が、上述した配置方向に沿って離散的に配置される場合には、異なる色のＬＥＤ同士は可能な限り近づけられて配置されていることが好ましい。
【００３５】
ＬＥＤ光源としては、様々な出光分布を有するものが使用可能であるが、ＬＥＤ光源の法線方向（Ｘ軸方向）の光度が最大であり、光度分布の半値幅が４０度以上８０度以下である出光分布を有するものが、好適である。また、ＬＥＤ光源のタイプとしては、具体的に、ランバーシアン型、砲弾型、サイドエミッション型などが挙げられる。
【００３６】
導光板３０を平面視した際のサイズは、目的とする透過型画像表示部１０の画面サイズに適合するように設定される。具体的に、直交する２辺の長さが、通常２５０ｍｍ×４４０ｍｍ以上（対角線の長さＬが５０６ｍｍ以上）であるものが用いられる。さらには、５００ｍｍ×８００ｍｍ以上（対角線の長さＬが９４３ｍｍ以上）の大型サイズのものが用いられることもある。あるいは、導光板３０の平面視形状は、長方形とされているが、正方形などの他の形状とすることもできる。また、導光板３０の原板（透光性樹脂シート）の厚さＴは、４．５ｍｍ以下とし、たとえば２．０ｍｍや１．０ｍｍとすることもできる。
【００３７】
また、導光板３０の原板６０は、下記式（１）を満たしていてもよい。
【数１】
ただし、Ｌは、原板の対角線の長さ（ｍｍ）、Ｔは、原板の厚み（ｍｍ）である。なお、対角線の長さＬは、５００ｍｍ以上である。
【００３８】
さらに、導光板３０の背面３２には、複数の印刷ドット３５が形成されている。印刷ドット３５は、インクジェットを用いたドットパターン印刷によって形成される。印刷ドット３５は、背面３２におけるＬＥＤ光源２２に近い方がその径が小さく、ＬＥＤ光源２２から離れるにつれて徐々に径が大きくなるように形成されている。
【００３９】
また、印刷ドット３５については、図２に示す形態のほか、たとえば、図６（ａ）に示すように、略同一の大きさの複数の印刷ドット３５が導光板３０の背面側に略同一間隔で格子状に配置されている態様とすることもできる。印刷ドット３５を格子状に配置する場合には、正方格子、三角格子、立方格子、六方格子、籠目格子などとすることができる。あるいは、図６（ｂ）に示すように、略同一の大きさの複数の印刷ドット３５をランダムに配置する態様とすることもできる。その他、これらの態様で印刷ドット３５の大きさが適宜変わる態様とすることもできる。
【００４０】
続いて、導光板３０の製造方法におけるドットパターン印刷について説明する。ドットパターン印刷はインクジェットを用いて行われている。インクジェットを用いたドットパターン印刷を行う際には、導光板３０を製造する際の原板に対して、インクジェットノズルからインクを噴射してドットパターンを印刷する。
【００４１】
図３は、実施形態に係る導光板製造装置を示す斜視図である。ドットパターン印刷を行う際には、図３に示すような導光板製造装置（光学シートの製造装置）２００が用いられる。図３に示す導光板の製造装置２００は、透光性樹脂シート６０（導光板３０の原板）を搬送する搬送手段７０と、インクジェットヘッド５０とを備えている。また、製造装置２００は、原板６０の移動方向Ａにおいて、インクジェットヘッド５０の下流側に、図示しないＵＶランプ及び検査装置を備えている。
【００４２】
搬送手段７０は、透光性樹脂シート６０を載置して搬送する搬送ベルト７１と、搬送ベルト７１を移動させる一対の搬送ローラー７２（図３では、一方のみを図示している）と、搬送ベルト７１に載置された透光性樹脂シート６０を吸引するための吸引ボックス７３とを備えている。
【００４３】
搬送ベルト７１は、一対の搬送ローラー７２に架け渡されて水平方向（図示Ａ方向）に延在している。駆動側の搬送ローラー７２は、図示しないモーターによって回転駆動され、搬送ベルト７１を移動させる。原板６０の印刷面６０ａが上側に向けられ、印刷面６０ａとは反対側の面である非印刷面６０ｂが、搬送ベルト（テーブル）７１に当接して配置される。
【００４４】
吸引ボックス７３は、箱型を成し、上下方向に離間した搬送ベルト７１，７１間に配置されている。吸引ボックス７３は、移動方向Ａに沿って複数配置されている。吸引ボックス７３は、例えば真空ポンプなどの排気手段に接続され、箱内が減圧可能な構成となっている。
【００４５】
図４は、ドットパターン印刷を行う際のインクジェットノズルと導光板の原板との関係を模式的に示す側面図である。インクジェットヘッド５０には、複数のインクジェットノズル５１が設けられている。図５は、ドットパターン印刷が行われる際に導光板を載置する搬送ベルトを示す図である。吸引ボックス７３は、搬送ベルト７１を載置する天板７３ａを有している。この天板７３ａの外表面は、平坦面を成し、搬送ベルト７１を摺動させる面を構成する。そして、搬送ベルト７１上に透光性樹脂シート６０が載置される。すなわち、搬送ベルト７１は、原板６０が載置されるテーブルとして機能する。
【００４６】
吸引ボックス７３の天板７３ａ及び搬送ベルト７１には、複数の開口部７３ｂ，７１ａが設けられている。開口部７３ｂ，７１ａの間隔は、例えば５ｃｍ程度とされている。開口部７３ｂ，７１ａの形状は、円形以外の形状でもよい。搬送ベルト７１が所定の位置に配置されると、搬送ベルト７１の開口部７１ａと天板７３ａの開口部７３ｂとが一致する。そして、真空ポンプ部を作動させて、吸引ボックス７３内が減圧されると、搬送された原板６０の非印刷面６０ｂが搬送ベルト７１上で吸着され、反りが排除される。そして、原板６０が載置されている搬送ベルト７１（テーブル）とインクジェットノズル５１との距離が、２．８ｍｍに原板６０の厚さＴを加算した距離以下に調整されている。
【００４７】
なお、導光板製造装置２００では、原板６０を連続的又は間欠的に搬送可能である。また、原板６０が載置されるテーブルは、搬送ベルト７１に限定されず、その他の搬送トレイなどでもよい。また、導光板製造装置２００は、搬送手段を備えていない構成でもよい。テーブルに原板６０を載置して、原板６０の非印刷面６０ｂを吸引吸着して、原板６０の反りを排除すればよい。
【００４８】
導光板３０を製造する場合、まず、原板６０（導光板３０が有する透光性樹脂シート）の背面（３２）となるべき原板６０の表面に撥液処理を施してもよい。
【００４９】
撥液処理の程度としては、撥液処理された原板６０の表面に水滴を滴下した際の接触角が８０度〜１３０度、好ましくは８５度〜１２０度、より好ましくは９０度〜１１０度である。接触角を８０度以上とすることで、反射ドット（印刷ドット）３５，３５同士の連結を防止することができ、また、より密に反射ドット３５を設けることができる。更に、接触角を１３０度以下とすることで、反射ドット３５と、原板６０の密着性を高く保つことが可能である。
【００５０】
撥液処理の例は、撥液処理剤としての表面改質剤を用いる処理、各種エネルギー線による処理、化学吸着による処理、材料表面におけるグラフト重合による処理などである。
【００５１】
表面改質剤を用いる処理は、原板６０の表面上に少量の表面改質剤を添加した撥液層を形成する処理である。撥液処理剤としての表面改質剤の例は、パーフルオロアルキル基（Ｒｆ基）を側鎖に有するビニル系のポリマーやＲｆ基含有シリコーンなどである。撥液層は、表面改質剤を紙ウエス等に染み込ませて表面に塗布したり、表面改質剤をスプレーやインクジェット印刷により表面に吹き付ける等の方法で形成することができる。
【００５２】
各種エネルギー線による処理は、エネルギー線により表面に撥液性をもたせる処理である。エネルギー線の例は、プラズマ、電子線、イオンビームなどである。プラズマ処理を利用した場合の撥液処理の例は、プラズマ・エッチングによって表面を粗化した後に、粗化された表面に例えば撥液性の単分子膜を形成すること、フッ素系ガスプラズマによる表面のフッ素化、撥液化合物から構成される被膜をプラズマＣＶＤによって表面に形成すること、プラズマ重合によって表面上に撥液性薄膜を形成すること等である。
【００５３】
表面粗化による処理の例は、熱プレスによる原板６０の表面への凹凸形状の付与、薬品によるエッチング、ブラスト処理などである。
【００５４】
化学吸着による処理では、吸着分子の末端をフッ素で修飾することが好ましい。特に、末端の置換基としてはＣＦ３基が撥液性の観点から好ましい。
【００５５】
このような処理の例のうち、フッ素系ガスプラズマによる表面のフッ素化が簡便で且つ均一に表面処理を行える点で好ましい。
【００５６】
搬送ベルト７１は、図示しないモーターによって矢印Ａで示す水平方向に移動可能とされている。インクジェットノズル５１から噴射されたインク５４は、紫外線硬化樹脂からなり、原板６０に着弾した後、円形状に徐々に拡がっていく。さらに、導光板製造装置２００は、図示しない紫外線照射装置を備えている。インクには顔料を添加してもよく、無添加でもよい。
【００５７】
顔料は、好ましくは炭酸カルシウム粒子、硫酸バリウム粒子及び二酸化チタン粒子の少なくとも何れか一つである。炭酸カルシウム粒子、硫酸バリウム粒子及び二酸化チタン粒子それぞれの累積５０％粒子径Ｄ５０は、５０〜３０００ｎｍ、より好ましくは、１００〜１５００ｎｍ、更に好ましくは３００〜６００ｎｍである。累積５０％粒子径Ｄ５０が５０〜３０００ｎｍの範囲内にある炭酸カルシウム粒子、硫酸バリウム粒子、二酸化チタン粒子は、市販品から粒度分布に基づいて適宜選択することにより入手が可能である。顔料のインクにおける含有割合は、通常、インクの全体質量を基準として０．５〜１５．０質量％程度である。炭酸カルシウム粒子、硫酸バリウム粒子及び二酸化チタン粒子の少なくとも一つである顔料を利用したインクは、無機物を利用したインクである。
【００５８】
光重合性成分は、ビニル基等の光重合性官能基を有し、好ましくはヒドロキシル基を有しない光重合性モノマー及び／又は光重合性オリゴマーから構成される。ヒドロキシル基を有しない光重合性モノマーの含有割合は、好ましくは、インクの全体質量を基準として６５〜７５質量％である。ヒドロキシル基を有しない光重合性オリゴマーの含有割合は、好ましくは、インクの全体質量を基準として１０〜２０質量％である。
【００５９】
ヒドロキシル基を有しない光重合性モノマーは、例えば、１，４−ブタンジオールジアクリレート（例えば、サートマージャパン（株）製、ＳＲ２１３）、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（例えば、サートマージャパン（株）製、ＳＲ２３８Ｆ）、１，３−ブチレンジアクリレート（例えば、サートマージャパン（株）製、ＳＲ２１２）、１，９−ノナンジオールジアクリレート（例えば、新中村化学工業（株）製、Ａ−ＮＯＤ−Ｎ）、及び、プロポキシ化（２）ネオペンチルグリコールジアクリレート（例えば、サートマージャパン（株）製、ＳＲ９００３）から選ばれる。
【００６０】
ヒドロキシル基を有しない光重合性オリゴマーは、好ましくは、脂肪族ウレタン（メタ）アクリレート（例えば、サートマージャパン（株）製、ＣＮ９８５Ｂ８８、ＣＮ９９１）を含む。脂肪族ウレタン（メタ）アクリレートは、脂肪族ポリイソシアネートと脂肪族ポリオールとから形成されるポリウレタンオリゴマー鎖と、これに結合したアクリレート基又はメタクリレート基とを有する光重合性オリゴマーである。脂肪族ウレタン（メタ）アクリレートのガラス転移温度は、好ましくは４０℃以上である。
【００６１】
光重合開始剤は、紫外線硬化型樹脂の分野において通常用いられているものから適宜選択することができる。光重合開始剤のインクにおける含有割合は、通常、０．５〜１０．０質量％程度である。
【００６２】
インクジェットインクは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、顔料、光重合性成分及び光重合開始剤以外の成分を含有していてもよい。
【００６３】
ドットパターン印刷を行う際には、まず、原板６０の非印刷面６０ｂを吸引吸着して反りを排除し、インクジェットノズル５１から原板６０にインク５４を所定量噴射してドットパターン印刷部５５を生成する。その後、紫外線照射装置が設けられた位置にドットパターン印刷部５５がくるまで、モーターによってテーブル５２を移動させて原板５３を搬送する。それから、紫外線照射装置によって原板５３におけるドットパターン印刷部５５に紫外線を照射することにより、インクを硬化させて図２に示す印刷ドット３５を生成する。
【００６４】
ここで、本実施形態においては、インクジェットノズル５１からインク５４を噴射する際、原板６０の非印刷面６０ｂを吸引吸着して反りを排除することで、インクジェットノズル５１と原板５３との距離を２．８ｍｍに設定している。低精細のドットパターンを形成する場合には、インクジェットノズル５１と原板５３との距離（以下「ギャップ距離」という）Ｄが大きい場合でも印刷パターンにスジが生じることはほとんどなかったため、インクジェットノズル５１と原板５３との接触を避けるために、ギャップ距離Ｄを大きくとっていた。
【００６５】
しかし、高精細のドットパターンを形成する場合には、ギャップ距離Ｄが大きいと、印刷パターンにスジが発生することがあり、このスジによって製品の品質が低下する。この点、ここでは、ドットパターン印刷を行う際のインクジェットノズル５１と原板６０との距離が、２．８ｍｍに調整されている。インクジェットノズル５１と原板６０との距離が、２．８ｍｍに調整されていることにより、導光板３０に施されたドットパターン印刷の印刷面におけるスジの発生を抑制することができる。したがって、導光板３０を用いた面光源装置２０や液晶表示装置１の品質向上を図ることができる。
【００６６】
導光板３０に施されたドットパターン印刷の印刷面におけるスジの発生を抑制するためのギャップ距離Ｄは２．８ｍｍ以下となる。さらには、ギャップ距離Ｄを１．８ｍｍ以下とすることにより、さらに好適にスジの発生を抑制することができる。また、ギャップ距離Ｄは小さい方が望ましいが、ギャップ距離Ｄの下限値については、ドットパターン印刷を施す際におけるインクジェットノズル５１と原板５３との接触を避けることができる程度の大きさとすることができる。具体的には、ギャップ距離Ｄを０．４ｍｍ以上、あるいは０．５ｍｍ以上とすることができる。これらの観点からは、ギャップ距離は、０．４ｍｍ以上２．８ｍｍ以下とすることが必要であり、０．５ｍｍ以上１．８ｍｍ以下とすることが好適であり、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下とすることがさらに好適である。
【実施例】
【００６７】
以下、光学シートの印刷面におけるスジの発生状況についての実験を行った。この実験では、ギャップ距離Ｄを適宜変更して複数の光学シートを製造し、これらの光学シートについて、それぞれスジの発生状況を目視によって評価した。設定したギャップ距離Ｄは、０．５ｍｍ、１．３ｍｍ、２．３ｍｍ、４．０ｍｍ、および９．０ｍｍとした。
【００６８】
また、共通の条件として、原板（光学シート）は４０インチパネルのものを用いた。また、使用したインクのインク粘度は１８．６ｍＰａ・ｓ、インク液量は３０ｐＬとした。さらに、ドットパターンにおけるドット直径はおよそ１３０μｍ程度とした。さらに、原板を搬送する際の走査（搬送）速度は４００ｍｍ／ｓ、解像度は１５０ｄｐｉとした。また、インクが原板に着弾してから１．５秒後に紫外線照射を行った。紫外線照射の際のＵＶ積算光量は０．２５Ｊ／ｃｍ２とした。
【００６９】
その結果、ギャップ距離Ｄが０．５ｍｍ、１．３ｍｍ、２．３ｍｍの場合には、いずれもスジの発生がほとんど見られなかった。また、ギャップ距離Ｄが５．０ｍｍの場合には、隣接するドットにおけるインク同士がくっつき、ライン状にスジが発生する結果となった。さらに、ギャップ距離Ｄが９．０ｍｍの場合には、非印刷領域にまでインクが飛散し、スジが大きく発生する結果となった。
【００７０】
導光板の印刷面を目視した場合、ギャップ距離Ｄが２．３ｍｍでスジがほとんど見られず、４．０ｍｍでスジがはっきり見られたが、ギャップ距離Ｄが２．８ｍｍ程度であれば、ほとんどスジが見られないものと考えられる。また、ギャップ距離Ｄが１．３ｍｍであれば、スジはほぼ完全に見られなかった。この結果から、ギャップ距離Ｄであれば、スジはほぼ完全に見られなくなると考えられる。よって、本発明のギャップ距離Ｄを２．８ｍｍに規定し、より好適なギャップ距離Ｄを１．８ｍｍに規定した。
【符号の説明】
【００７１】
１…液晶表示装置、１０…透過型画像表示部、１１…液晶セル、１２…直線偏光板、２０…面光源装置、２２…ＬＥＤ光源、３０…導光板、３１…表面、３２…背面、３３，３４…側面、３５…印刷ドット、４１…各種フィルム、４２…反射シート、５０…インクジェットヘッド、５１…インクジェットノズル、５２…テーブル、５３…原板、５４…インク、５５…ドットパターン印刷部、６０…原板（透光性樹脂シート）、６０ａ…印刷面、６０ｂ…非印刷面、７０…搬送手段、７１…搬送ベルト、７１ａ…開口部、７２…搬送ローラー、７３…吸引ボックス、７３ａ…天板、７３ｂ…開口部、２００…導光板製造装置（光学シードの製造装置）、Ｄ…ギャップ距離、Ｌ…原板の対角線の長さ、Ｔ…原板の対角線の長さ、Ａ…原板の移動方向。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学シートとその製造方法および製造装置並びにこの光学シートを用いた面光源装置および透過型画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（透過型画像表示装置）の面光源装置として用いられるバックライトには、いわゆる直下型のものやエッジライト型のものが知られている。このうち、直下型の面光源装置は、冷陰極管やＬＥＤ等の光源を導光板の背面側に並べて、導光板の背面から入射した光を正面側に出射するものである。
【０００３】
一方のエッジライト型の面光源装置は、冷陰極管やＬＥＤ等の光源を透明な板である導光板の側面に並べて、導光板の側面から入射した光を正面側に出射するものである。従来のバックライトとしては、輝度を高くできるという観点から直下型の面光源装置が多く用いられていた。しかし、近年においては、薄くて高輝度なＬＥＤ光源の使用が増加していることや、液晶ディスプレイの薄型化に伴ってエッジライト型の面光源装置の使用割合が増加している。
【０００４】
このようなエッジライト型の面光源装置における導光板では、背面にドット印刷を施すことにより、側面から入射した光を背面で乱反射させて、正面から出射させるようにしている。導光板の背面にドット印刷を施す方法としては、スクリーン印刷による方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。しかしながら、スクリーン印刷によってドット印刷を施す際には、パターンごとに個別の版を用意する必要がある。このため、スクリーン印刷では、自由度が低いという問題があった。
【０００５】
他方、スクリーン印刷以外の方法としては、インクジェットを用いたドットパターン印刷が知られている（たとえば、特許文献２参照）。インクジェットを用いることにより、多数の版を用意する必要はなくなるため、印刷パターンが多様化したとしても対応できるように自由度を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−４９４２１号公報
【特許文献２】特開２００６−１３６８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年、この種の導光板を用いた面光源装置には、高精度、たとえば１５０ｄｐｉ以上のものが求められるようになってきた。
【０００８】
また、近年、液晶表示ディスプレイがテレビなどに適用されて導光板の大型化及び薄型化が求められる傾向にある。導光板を製造するにあたり、導光板原板は反りがない板状であることが理想的であるが、実際には、保管中の吸湿や不均一の加熱などにより、反りやたわみが発生する。導光板の大型化及び薄型化に伴い、このような反りの影響が顕著となることが想定される。
【０００９】
しかし、上記特許文献２に開示された導光板に対しては、高い精細度に対する要求、及び導光板原板の反り改善に対する要求は高くなかった。このため、上記特許文献２に開示されたドットパターン印刷を用いた導光板では、ドットパターン印刷を行った際に、ドット間距離の不均一さやドット形状の乱れが原因となって印刷面にスジが見えてしまうことがあった。このように印刷面にスジが見えてしまうと、光学シートを用いた液晶ディスプレイなどの品質の低下を招いてしまうという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明の課題は、光学シートの背面にドットパターン印刷を施す際に、印刷面におけるスジの発生を抑制することにより、光学シートを用いた製品の品質向上を図ることができる光学シートの製造方法および製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決した本発明に係る光学シートの製造方法は、光源から出射される光を入射する入射面が側面に形成され、入射した光の出射面が表面に形成された光学シートにおける原板の背面に対して、インクジェットノズルからインクを噴射するインクジェットを用いたドットパターン印刷によってドットパターンが印刷された光学シートを製造する光学シートの製造方法であって、ドットパターン印刷を行う、原板の非印刷面を吸引吸着して反りを排除し、インクジェットノズルと光学シートの原板との距離が、２．８ｍｍ以下に調整されていることを特徴とする。
【００１２】
一般に、低精細のドットパターンを形成する場合には、インクジェットノズルと原板との距離が遠い場合でも印刷パターンにスジが生じることはほとんどなかったため、インクジェットと原板との接触を避けるために、ギャップ距離を大きくとっていた。しかし、高精細のドットパターンを形成する場合には、ギャップ距離が大きいと、印刷パターンにスジが発生することがあり、このスジによって製品の品質が低下する問題が生じた。この点、本発明に係る光学シートの製造方法においては、ドットパターン印刷を行う、原板の非印刷面を吸引吸着して反りを排除し、インクジェットノズルと原板との距離が、２．８ｍｍ以下に調整されている。原板の非印刷面を吸引吸着して反りを排除することで、インクジェットノズルと原板との距離が、２．８ｍｍ以下に調整されていることにより、光学シートにおけるドットパターン印刷の印刷面におけるスジの発生を抑制することができる。したがって、光学シートを用いた製品の品質向上を図ることができる。なお、ドットパターン印刷を行う際のインクジェットノズルと原板とのより好ましい距離は１．８ｍｍ以下であり、さらに好ましい範囲は１．０ｍｍ以下である。
【００１３】
ここで、ドットパターン印刷を行う際のインクジェットノズルと原板との距離が２．８ｍｍ以下に調整されている態様とすることができる。
【００１４】
導光板などの光学シートに用いられる原板は、完全に平面状となることは少なく、若干の反りを生じることが多い。この反りの影響によってインクジェットノズルと原板との距離が長くなりすぎると、印刷面におけるスジの発生が懸念される。この点、ドットパターン印刷を行う際、原板の非印刷面を吸引吸着して反りを排除し、インクジェットノズルと原板との距離が２．８ｍｍ以下に調整されていることにより、印刷面におけるスジの発生をより確実に抑制することができる。その結果、さらに光学シートを用いた製品の品質向上を図ることができる。
【００１５】
さらに、原板の厚さが４．５ｍｍ以下である態様とすることができる。
【００１６】
このように、原板の厚さは４．５ｍｍ以下に調整されているのが好適である。また、原板の厚さは、２．０ｍｍ以下に調整されているのがさらに好適である。
【００１７】
また、ドットパターン印刷を行う際に、原板はテーブル上に載置されており、インクジェットノズルとテーブルとの距離が、２．８ｍｍに原板の厚さを加算した距離以下とされている態様とすることができる。
【００１８】
このように、原板の厚さを加味することにより、インクジェットと原板との距離を、原板が載置されたテーブルとインクジェットノズルとの間の距離で管理することができる。
【００１９】
光学シートの製造方法によって製造された光学シートとすることもできるし、この光学シートの入射面の側方に配置された光源と、を備える面光源装置とすることもできる。さらに、この面光源装置を備え、光学シートの出射面に対向して配置され、光源から出射された光に照射されて画像を表示する透過型画像表示部を備える透過型画像表示装置とすることもできる。
【００２０】
他方、上記課題を解決した本発明に係る光学シートの製造装置は、光源から出射される光を入射する入射面が側面に形成され、入射した光の出射面が表面に形成され、背面に対して、インクジェットノズルからインクを噴射するインクジェットを用いたドットパターン印刷によってドットパターンが印刷された光学シートを製造する光学シートの製造装置であって、ドットパターン印刷を行う際、原板の非印刷面を吸引吸着して反りを排除し、インクジェットノズルと、原板が載置されるテーブルとの距離が、２．８ｍｍに原板の厚さを加算した距離以下に調整されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る光学シートの製造方法および製造装置によれば、光学シートの背面にドットパターン印刷を施す際に、印刷面におけるスジの発生を抑制することにより、光学シートを用いた製品の品質向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態に係る導光板を用いた透過型画像表示装置を模式的に示す分解側断面図である。
【図２】実施形態に係る導光板を用いた透過型画像表示装置を模式的に示す平面図である。
【図３】実施形態に係る導光板製造装置を示す斜視図である。
【図４】ドットパターン印刷を行う際のインクジェットノズルと導光板の原板との関係を模式的に示す側面図である。
【図５】ドットパターン印刷が行われる際に導光板を載置する搬送ベルトを示す平面図である。
【図６】（ａ）（ｂ）とも、印刷ドットの他の配置パターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各実施形態において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略することがある。また、図示の便宜上、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致しない。
【００２４】
本発明においては、液晶表示装置などの透過型画像表示装置に用いられる面光源装置における光学シートである導光板の製造方法におけるドットパターン印刷が主に特徴的である。本実施形態では、まず、導光板を含む液晶表示装置の構造について説明し、続いて、導光板の製造方法におけるドットパターン印刷について説明する。
【００２５】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る導光板を用いた液晶表示を模式的に示す分解側断面図、図２は、その背面図である。図１に示すように、透過型画像表示装置である液晶表示装置１は、透過型画像表示部１０および面光源装置２０を備えている。面光源装置２０は、透過型画像表示部１０の背面側に配置されており、透過型画像表示部１０の背面側から光を照射している。以下の説明では、図１に示すように、面光源装置２０と透過型画像表示部１０の配列方向をＺ方向（板厚方向）と称し、Ｚ方向に直交する２方向であって互いに直交する２方向をＸ方向およびＹ方向と称す。
【００２６】
透過型画像表示部１０は、液晶セル１１および直線偏光板１２を備えており、液晶セル１１の両面側に直線偏光板１２が配設されている。液晶セル１１、直線偏光板１２は、既知の液晶表示装置において用いられるものを用いることができる。液晶セル１１としては、ＴＦＴ型、ＳＴＮ型等の公知の液晶セルを例示することができる。
【００２７】
面光源装置２０は、光学シートである導光板３０と、ＬＥＤ光源２２とを備えている。導光板３０は、光を透過させる透光性樹脂から形成され板状を成している。なお、導光板３０は、シート状でもよく、フィルム状でもよい。また、導光板３０の厚みＴは、１．０ｍｍ以上４．５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２８】
導光板３０は、透光性樹脂からなる板状の部材を備えている。透光性樹脂の屈折率は、たとえば１．４９〜１．５９の範囲内である。導光板３０に使用される透光性樹脂としては、メタアクリル樹脂が主として用いられる。導光板３０に使用される樹脂として、その他の樹脂を用いてもよく、スチレン系の樹脂を用いてもよい。透光性樹脂としては、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、環状オレフィン樹脂、ＭＳ樹脂（アクリルとスチレンの共重合体）などを用いることができる。さらに、導光板３０には、光拡散剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、光重合安定剤などの添加剤を添加することもできる。
【００２９】
また、導光板３０は、直方体をなしており、図２に示すように、Ｚ軸方向（厚み方向）に対向する一対の主面である表面３１および背面３２を備えている。また、導光板３０は、Ｘ軸方向に対向する一対の側面３３およびＹ軸方向に対向する一対の側面３４を備えている。表面３１および背面３２は、側面３３，３４と交差する方向、さらに言えば、側面３３，３４と直交する方向に形成されている。これらの表面３１、背面３２、側面３３，３４は、いずれも長方形状をなしている。
【００３０】
このうち、表面３１は、平坦である面であったり、凹凸が付与された面であったりすることができる。表面３１に凹凸を付与する場合には、たとえば、Ｚ軸方向に突出し、その長手方向がＸ軸方向に沿う複数の突条部をＹ軸方向に離間させて互いに平行に並べて配置することができる。突条部の形状としては、表面がプリズム形状となる形状とすることができ、突条部を長手方向に直交する方向で切断した際の断面形状が、半円形状、半楕円形状となる形状とすることができる。また、突条部は、長手方向に直交する方向で切断した際の断面形状が同一形状となるようにすることが好ましい。なお、突条部が延在する方向は、光源から出射される光が導光板の側面から入射する際の入射方向と平行であることが望ましい。
【００３１】
また、表面３１は、面状の光を出射可能な面として機能する。表面３１は、透過型画像表示部１０側に配置され、背面３２は、透過型画像表示部１０とは反対側に配置される。導光板３０の正面側においては、導光板３０と透過型画像表示部１０との間に、各種フィルム４１が配置されている。さらに、背面３２と対面する位置には、導光板３０内の光を表面３１側へ反射させる反射シート４２が配設されている。各種フィルム４１としては、拡散フィルム、プリズムフィルム、輝度向上フィルムなどが挙げられる。
【００３２】
ＬＥＤ光源２２は、導光板３０の側方であって、導光板３０のＹ軸方向に延在する側面３３と対向して配置されている。導光板３０における側面３３は、ＬＥＤ光源２２から出射される光を入射する入射面となる。複数のＬＥＤ光源２２は、側面３３の長手方向（Ｙ軸方向）に沿って、離散的に配置されている。導光板３０における側面３３から入射した光は、表面３１から出射する。導光板３０の表面は、側面３３から入射した光を出射する出射面となる。
【００３３】
ＬＥＤ光源２２の配置間隔は、通常５ｍｍ〜２０ｍｍとされている。ＬＥＤ光源２２は、Ｙ軸を挟んで対向する側面３３に沿って配置されている。この態様に代えて、導光板３０の４辺のそれぞれに沿って配置されていてもよく、Ｘ軸を挟んで対向する側面３４に沿って配置されてもよい。あるいは、側面３３，３４のうちのいずれか１辺に沿って配置されていてもよい。また、光源は、ＬＥＤ光源に限らずその他の光源でもよい。さらに、光源としては、冷陰極管などの線状光源が配置されている構成でもよい。
【００３４】
ＬＥＤ光源２２は、たとえば白色ＬＥＤで構成されており、一つの箇所に複数のＬＥＤを配置して一つの光源単位を構成している。また、一つの光源単位としては、赤色、緑色、青色の異なる三色のＬＥＤが、近接され並べられて配置されていてもよい。ここで、複数のＬＥＤを有する光源単位が、上述した配置方向に沿って離散的に配置される場合には、異なる色のＬＥＤ同士は可能な限り近づけられて配置されていることが好ましい。
【００３５】
ＬＥＤ光源としては、様々な出光分布を有するものが使用可能であるが、ＬＥＤ光源の法線方向（Ｘ軸方向）の光度が最大であり、光度分布の半値幅が４０度以上８０度以下である出光分布を有するものが、好適である。また、ＬＥＤ光源のタイプとしては、具体的に、ランバーシアン型、砲弾型、サイドエミッション型などが挙げられる。
【００３６】
導光板３０を平面視した際のサイズは、目的とする透過型画像表示部１０の画面サイズに適合するように設定される。具体的に、直交する２辺の長さが、通常２５０ｍｍ×４４０ｍｍ以上（対角線の長さＬが５０６ｍｍ以上）であるものが用いられる。さらには、５００ｍｍ×８００ｍｍ以上（対角線の長さＬが９４３ｍｍ以上）の大型サイズのものが用いられることもある。あるいは、導光板３０の平面視形状は、長方形とされているが、正方形などの他の形状とすることもできる。また、導光板３０の原板（透光性樹脂シート）の厚さＴは、４．５ｍｍ以下とし、たとえば２．０ｍｍや１．０ｍｍとすることもできる。
【００３７】
また、導光板３０の原板６０は、下記式（１）を満たしていてもよい。
【数１】
ただし、Ｌは、原板の対角線の長さ（ｍｍ）、Ｔは、原板の厚み（ｍｍ）である。なお、対角線の長さＬは、５００ｍｍ以上である。
【００３８】
さらに、導光板３０の背面３２には、複数の印刷ドット３５が形成されている。印刷ドット３５は、インクジェットを用いたドットパターン印刷によって形成される。印刷ドット３５は、背面３２におけるＬＥＤ光源２２に近い方がその径が小さく、ＬＥＤ光源２２から離れるにつれて徐々に径が大きくなるように形成されている。
【００３９】
また、印刷ドット３５については、図２に示す形態のほか、たとえば、図６（ａ）に示すように、略同一の大きさの複数の印刷ドット３５が導光板３０の背面側に略同一間隔で格子状に配置されている態様とすることもできる。印刷ドット３５を格子状に配置する場合には、正方格子、三角格子、立方格子、六方格子、籠目格子などとすることができる。あるいは、図６（ｂ）に示すように、略同一の大きさの複数の印刷ドット３５をランダムに配置する態様とすることもできる。その他、これらの態様で印刷ドット３５の大きさが適宜変わる態様とすることもできる。
【００４０】
続いて、導光板３０の製造方法におけるドットパターン印刷について説明する。ドットパターン印刷はインクジェットを用いて行われている。インクジェットを用いたドットパターン印刷を行う際には、導光板３０を製造する際の原板に対して、インクジェットノズルからインクを噴射してドットパターンを印刷する。
【００４１】
図３は、実施形態に係る導光板製造装置を示す斜視図である。ドットパターン印刷を行う際には、図３に示すような導光板製造装置（光学シートの製造装置）２００が用いられる。図３に示す導光板の製造装置２００は、透光性樹脂シート６０（導光板３０の原板）を搬送する搬送手段７０と、インクジェットヘッド５０とを備えている。また、製造装置２００は、原板６０の移動方向Ａにおいて、インクジェットヘッド５０の下流側に、図示しないＵＶランプ及び検査装置を備えている。
【００４２】
搬送手段７０は、透光性樹脂シート６０を載置して搬送する搬送ベルト７１と、搬送ベルト７１を移動させる一対の搬送ローラー７２（図３では、一方のみを図示している）と、搬送ベルト７１に載置された透光性樹脂シート６０を吸引するための吸引ボックス７３とを備えている。
【００４３】
搬送ベルト７１は、一対の搬送ローラー７２に架け渡されて水平方向（図示Ａ方向）に延在している。駆動側の搬送ローラー７２は、図示しないモーターによって回転駆動され、搬送ベルト７１を移動させる。原板６０の印刷面６０ａが上側に向けられ、印刷面６０ａとは反対側の面である非印刷面６０ｂが、搬送ベルト（テーブル）７１に当接して配置される。
【００４４】
吸引ボックス７３は、箱型を成し、上下方向に離間した搬送ベルト７１，７１間に配置されている。吸引ボックス７３は、移動方向Ａに沿って複数配置されている。吸引ボックス７３は、例えば真空ポンプなどの排気手段に接続され、箱内が減圧可能な構成となっている。
【００４５】
図４は、ドットパターン印刷を行う際のインクジェットノズルと導光板の原板との関係を模式的に示す側面図である。インクジェットヘッド５０には、複数のインクジェットノズル５１が設けられている。図５は、ドットパターン印刷が行われる際に導光板を載置する搬送ベルトを示す図である。吸引ボックス７３は、搬送ベルト７１を載置する天板７３ａを有している。この天板７３ａの外表面は、平坦面を成し、搬送ベルト７１を摺動させる面を構成する。そして、搬送ベルト７１上に透光性樹脂シート６０が載置される。すなわち、搬送ベルト７１は、原板６０が載置されるテーブルとして機能する。
【００４６】
吸引ボックス７３の天板７３ａ及び搬送ベルト７１には、複数の開口部７３ｂ，７１ａが設けられている。開口部７３ｂ，７１ａの間隔は、例えば５ｃｍ程度とされている。開口部７３ｂ，７１ａの形状は、円形以外の形状でもよい。搬送ベルト７１が所定の位置に配置されると、搬送ベルト７１の開口部７１ａと天板７３ａの開口部７３ｂとが一致する。そして、真空ポンプ部を作動させて、吸引ボックス７３内が減圧されると、搬送された原板６０の非印刷面６０ｂが搬送ベルト７１上で吸着され、反りが排除される。そして、原板６０が載置されている搬送ベルト７１（テーブル）とインクジェットノズル５１との距離が、２．８ｍｍに原板６０の厚さＴを加算した距離以下に調整されている。
【００４７】
なお、導光板製造装置２００では、原板６０を連続的又は間欠的に搬送可能である。また、原板６０が載置されるテーブルは、搬送ベルト７１に限定されず、その他の搬送トレイなどでもよい。また、導光板製造装置２００は、搬送手段を備えていない構成でもよい。テーブルに原板６０を載置して、原板６０の非印刷面６０ｂを吸引吸着して、原板６０の反りを排除すればよい。
【００４８】
導光板３０を製造する場合、まず、原板６０（導光板３０が有する透光性樹脂シート）の背面（３２）となるべき原板６０の表面に撥液処理を施してもよい。
【００４９】
撥液処理の程度としては、撥液処理された原板６０の表面に水滴を滴下した際の接触角が８０度〜１３０度、好ましくは８５度〜１２０度、より好ましくは９０度〜１１０度である。接触角を８０度以上とすることで、反射ドット（印刷ドット）３５，３５同士の連結を防止することができ、また、より密に反射ドット３５を設けることができる。更に、接触角を１３０度以下とすることで、反射ドット３５と、原板６０の密着性を高く保つことが可能である。
【００５０】
撥液処理の例は、撥液処理剤としての表面改質剤を用いる処理、各種エネルギー線による処理、化学吸着による処理、材料表面におけるグラフト重合による処理などである。
【００５１】
表面改質剤を用いる処理は、原板６０の表面上に少量の表面改質剤を添加した撥液層を形成する処理である。撥液処理剤としての表面改質剤の例は、パーフルオロアルキル基（Ｒｆ基）を側鎖に有するビニル系のポリマーやＲｆ基含有シリコーンなどである。撥液層は、表面改質剤を紙ウエス等に染み込ませて表面に塗布したり、表面改質剤をスプレーやインクジェット印刷により表面に吹き付ける等の方法で形成することができる。
【００５２】
各種エネルギー線による処理は、エネルギー線により表面に撥液性をもたせる処理である。エネルギー線の例は、プラズマ、電子線、イオンビームなどである。プラズマ処理を利用した場合の撥液処理の例は、プラズマ・エッチングによって表面を粗化した後に、粗化された表面に例えば撥液性の単分子膜を形成すること、フッ素系ガスプラズマによる表面のフッ素化、撥液化合物から構成される被膜をプラズマＣＶＤによって表面に形成すること、プラズマ重合によって表面上に撥液性薄膜を形成すること等である。
【００５３】
表面粗化による処理の例は、熱プレスによる原板６０の表面への凹凸形状の付与、薬品によるエッチング、ブラスト処理などである。
【００５４】
化学吸着による処理では、吸着分子の末端をフッ素で修飾することが好ましい。特に、末端の置換基としてはＣＦ３基が撥液性の観点から好ましい。
【００５５】
このような処理の例のうち、フッ素系ガスプラズマによる表面のフッ素化が簡便で且つ均一に表面処理を行える点で好ましい。
【００５６】
搬送ベルト７１は、図示しないモーターによって矢印Ａで示す水平方向に移動可能とされている。インクジェットノズル５１から噴射されたインク５４は、紫外線硬化樹脂からなり、原板６０に着弾した後、円形状に徐々に拡がっていく。さらに、導光板製造装置２００は、図示しない紫外線照射装置を備えている。インクには顔料を添加してもよく、無添加でもよい。
【００５７】
顔料は、好ましくは炭酸カルシウム粒子、硫酸バリウム粒子及び二酸化チタン粒子の少なくとも何れか一つである。炭酸カルシウム粒子、硫酸バリウム粒子及び二酸化チタン粒子それぞれの累積５０％粒子径Ｄ５０は、５０〜３０００ｎｍ、より好ましくは、１００〜１５００ｎｍ、更に好ましくは３００〜６００ｎｍである。累積５０％粒子径Ｄ５０が５０〜３０００ｎｍの範囲内にある炭酸カルシウム粒子、硫酸バリウム粒子、二酸化チタン粒子は、市販品から粒度分布に基づいて適宜選択することにより入手が可能である。顔料のインクにおける含有割合は、通常、インクの全体質量を基準として０．５〜１５．０質量％程度である。炭酸カルシウム粒子、硫酸バリウム粒子及び二酸化チタン粒子の少なくとも一つである顔料を利用したインクは、無機物を利用したインクである。
【００５８】
光重合性成分は、ビニル基等の光重合性官能基を有し、好ましくはヒドロキシル基を有しない光重合性モノマー及び／又は光重合性オリゴマーから構成される。ヒドロキシル基を有しない光重合性モノマーの含有割合は、好ましくは、インクの全体質量を基準として６５〜７５質量％である。ヒドロキシル基を有しない光重合性オリゴマーの含有割合は、好ましくは、インクの全体質量を基準として１０〜２０質量％である。
【００５９】
ヒドロキシル基を有しない光重合性モノマーは、例えば、１，４−ブタンジオールジアクリレート（例えば、サートマージャパン（株）製、ＳＲ２１３）、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（例えば、サートマージャパン（株）製、ＳＲ２３８Ｆ）、１，３−ブチレンジアクリレート（例えば、サートマージャパン（株）製、ＳＲ２１２）、１，９−ノナンジオールジアクリレート（例えば、新中村化学工業（株）製、Ａ−ＮＯＤ−Ｎ）、及び、プロポキシ化（２）ネオペンチルグリコールジアクリレート（例えば、サートマージャパン（株）製、ＳＲ９００３）から選ばれる。
【００６０】
ヒドロキシル基を有しない光重合性オリゴマーは、好ましくは、脂肪族ウレタン（メタ）アクリレート（例えば、サートマージャパン（株）製、ＣＮ９８５Ｂ８８、ＣＮ９９１）を含む。脂肪族ウレタン（メタ）アクリレートは、脂肪族ポリイソシアネートと脂肪族ポリオールとから形成されるポリウレタンオリゴマー鎖と、これに結合したアクリレート基又はメタクリレート基とを有する光重合性オリゴマーである。脂肪族ウレタン（メタ）アクリレートのガラス転移温度は、好ましくは４０℃以上である。
【００６１】
光重合開始剤は、紫外線硬化型樹脂の分野において通常用いられているものから適宜選択することができる。光重合開始剤のインクにおける含有割合は、通常、０．５〜１０．０質量％程度である。
【００６２】
インクジェットインクは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、顔料、光重合性成分及び光重合開始剤以外の成分を含有していてもよい。
【００６３】
ドットパターン印刷を行う際には、まず、原板６０の非印刷面６０ｂを吸引吸着して反りを排除し、インクジェットノズル５１から原板６０にインク５４を所定量噴射してドットパターン印刷部５５を生成する。その後、紫外線照射装置が設けられた位置にドットパターン印刷部５５がくるまで、モーターによってテーブル５２を移動させて原板５３を搬送する。それから、紫外線照射装置によって原板５３におけるドットパターン印刷部５５に紫外線を照射することにより、インクを硬化させて図２に示す印刷ドット３５を生成する。
【００６４】
ここで、本実施形態においては、インクジェットノズル５１からインク５４を噴射する際、原板６０の非印刷面６０ｂを吸引吸着して反りを排除することで、インクジェットノズル５１と原板５３との距離を２．８ｍｍに設定している。低精細のドットパターンを形成する場合には、インクジェットノズル５１と原板５３との距離（以下「ギャップ距離」という）Ｄが大きい場合でも印刷パターンにスジが生じることはほとんどなかったため、インクジェットノズル５１と原板５３との接触を避けるために、ギャップ距離Ｄを大きくとっていた。
【００６５】
しかし、高精細のドットパターンを形成する場合には、ギャップ距離Ｄが大きいと、印刷パターンにスジが発生することがあり、このスジによって製品の品質が低下する。この点、ここでは、ドットパターン印刷を行う際のインクジェットノズル５１と原板６０との距離が、２．８ｍｍに調整されている。インクジェットノズル５１と原板６０との距離が、２．８ｍｍに調整されていることにより、導光板３０に施されたドットパターン印刷の印刷面におけるスジの発生を抑制することができる。したがって、導光板３０を用いた面光源装置２０や液晶表示装置１の品質向上を図ることができる。
【００６６】
導光板３０に施されたドットパターン印刷の印刷面におけるスジの発生を抑制するためのギャップ距離Ｄは２．８ｍｍ以下となる。さらには、ギャップ距離Ｄを１．８ｍｍ以下とすることにより、さらに好適にスジの発生を抑制することができる。また、ギャップ距離Ｄは小さい方が望ましいが、ギャップ距離Ｄの下限値については、ドットパターン印刷を施す際におけるインクジェットノズル５１と原板５３との接触を避けることができる程度の大きさとすることができる。具体的には、ギャップ距離Ｄを０．４ｍｍ以上、あるいは０．５ｍｍ以上とすることができる。これらの観点からは、ギャップ距離は、０．４ｍｍ以上２．８ｍｍ以下とすることが必要であり、０．５ｍｍ以上１．８ｍｍ以下とすることが好適であり、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下とすることがさらに好適である。
【実施例】
【００６７】
以下、光学シートの印刷面におけるスジの発生状況についての実験を行った。この実験では、ギャップ距離Ｄを適宜変更して複数の光学シートを製造し、これらの光学シートについて、それぞれスジの発生状況を目視によって評価した。設定したギャップ距離Ｄは、０．５ｍｍ、１．３ｍｍ、２．３ｍｍ、４．０ｍｍ、および９．０ｍｍとした。
【００６８】
また、共通の条件として、原板（光学シート）は４０インチパネルのものを用いた。また、使用したインクのインク粘度は１８．６ｍＰａ・ｓ、インク液量は３０ｐＬとした。さらに、ドットパターンにおけるドット直径はおよそ１３０μｍ程度とした。さらに、原板を搬送する際の走査（搬送）速度は４００ｍｍ／ｓ、解像度は１５０ｄｐｉとした。また、インクが原板に着弾してから１．５秒後に紫外線照射を行った。紫外線照射の際のＵＶ積算光量は０．２５Ｊ／ｃｍ２とした。
【００６９】
その結果、ギャップ距離Ｄが０．５ｍｍ、１．３ｍｍ、２．３ｍｍの場合には、いずれもスジの発生がほとんど見られなかった。また、ギャップ距離Ｄが５．０ｍｍの場合には、隣接するドットにおけるインク同士がくっつき、ライン状にスジが発生する結果となった。さらに、ギャップ距離Ｄが９．０ｍｍの場合には、非印刷領域にまでインクが飛散し、スジが大きく発生する結果となった。
【００７０】
導光板の印刷面を目視した場合、ギャップ距離Ｄが２．３ｍｍでスジがほとんど見られず、４．０ｍｍでスジがはっきり見られたが、ギャップ距離Ｄが２．８ｍｍ程度であれば、ほとんどスジが見られないものと考えられる。また、ギャップ距離Ｄが１．３ｍｍであれば、スジはほぼ完全に見られなかった。この結果から、ギャップ距離Ｄであれば、スジはほぼ完全に見られなくなると考えられる。よって、本発明のギャップ距離Ｄを２．８ｍｍに規定し、より好適なギャップ距離Ｄを１．８ｍｍに規定した。
【符号の説明】
【００７１】
１…液晶表示装置、１０…透過型画像表示部、１１…液晶セル、１２…直線偏光板、２０…面光源装置、２２…ＬＥＤ光源、３０…導光板、３１…表面、３２…背面、３３，３４…側面、３５…印刷ドット、４１…各種フィルム、４２…反射シート、５０…インクジェットヘッド、５１…インクジェットノズル、５２…テーブル、５３…原板、５４…インク、５５…ドットパターン印刷部、６０…原板（透光性樹脂シート）、６０ａ…印刷面、６０ｂ…非印刷面、７０…搬送手段、７１…搬送ベルト、７１ａ…開口部、７２…搬送ローラー、７３…吸引ボックス、７３ａ…天板、７３ｂ…開口部、２００…導光板製造装置（光学シードの製造装置）、Ｄ…ギャップ距離、Ｌ…原板の対角線の長さ、Ｔ…原板の対角線の長さ、Ａ…原板の移動方向。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射される光を入射する入射面が側面に形成され、入射した前記光の出射面が表面に形成された光学シートにおける原板の背面に対して、インクジェットノズルからインクを噴射するインクジェットを用いたドットパターン印刷によってドットパターンが印刷された光学シートを製造する光学シートの製造方法であって、
前記ドットパターン印刷を行う際、原板の非印刷面を吸引吸着して反りを排除し、前記インクジェットノズルと前記原板との距離が、２．８ｍｍ以下に調整されていることを特徴とする光学シートの製造方法。
【請求項２】
前記原板の厚さが４．５ｍｍ以下である請求項１に記載の光学シートの製造方法。
【請求項３】
前記原板の対角線の長さＬが５００ｍｍ以上である請求項１又は２に記載の光学シートの製造方法。
【請求項４】
前記原板の対角線の長さＬと厚みＴが下記式（１）を満たすことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の光学シートの製造方法。
【数１】
ただし、Ｌは、原板の対角線の長さ（ｍｍ）、Ｔは、原板の厚み（ｍｍ）である。
【請求項５】
前記ドットパターン印刷を行う際に、前記原板はテーブル上に載置されており、
前記インクジェットノズルと前記テーブルとの距離が、２．８ｍｍに前記原板の厚さを加算した距離以下とされている請求項１〜４のうちの何れか一項に記載の光学シートの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載の光学シートの製造方法によって製造された光学シート。
【請求項７】
請求項６に記載の光学シートと、
前記光学シートの入射面に対向して配置された光源と、を備える面光源装置。
【請求項８】
請求項７に記載の面光源装置を備え、
前記光学シートの出射面に対向して配置され、前記光源から出射された光に照射されて画像を表示する透過型画像表示部を備える透過型画像表示装置。
【請求項９】
光源から出射される光を入射する入射面が側面に形成され、入射した前記光の出射面が表面に形成され、背面に対して、インクジェットノズルからインクを噴射するインクジェットを用いたドットパターン印刷によってドットパターンが印刷された光学シートを製造する光学シートの製造装置であって、
前記ドットパターン印刷を行う際、原板の非印刷面を吸引吸着して反りを排除し、前記インクジェットノズルと、前記原板が載置されるテーブルとの距離が、２．８ｍｍに前記原板の厚さを加算した距離以下に調整されていることを特徴とする光学シートの製造装置。
【請求項１】
光源から出射される光を入射する入射面が側面に形成され、入射した前記光の出射面が表面に形成された光学シートにおける原板の背面に対して、インクジェットノズルからインクを噴射するインクジェットを用いたドットパターン印刷によってドットパターンが印刷された光学シートを製造する光学シートの製造方法であって、
前記ドットパターン印刷を行う際、原板の非印刷面を吸引吸着して反りを排除し、前記インクジェットノズルと前記原板との距離が、２．８ｍｍ以下に調整されていることを特徴とする光学シートの製造方法。
【請求項２】
前記原板の厚さが４．５ｍｍ以下である請求項１に記載の光学シートの製造方法。
【請求項３】
前記原板の対角線の長さＬが５００ｍｍ以上である請求項１又は２に記載の光学シートの製造方法。
【請求項４】
前記原板の対角線の長さＬと厚みＴが下記式（１）を満たすことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の光学シートの製造方法。
【数１】
ただし、Ｌは、原板の対角線の長さ（ｍｍ）、Ｔは、原板の厚み（ｍｍ）である。
【請求項５】
前記ドットパターン印刷を行う際に、前記原板はテーブル上に載置されており、
前記インクジェットノズルと前記テーブルとの距離が、２．８ｍｍに前記原板の厚さを加算した距離以下とされている請求項１〜４のうちの何れか一項に記載の光学シートの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載の光学シートの製造方法によって製造された光学シート。
【請求項７】
請求項６に記載の光学シートと、
前記光学シートの入射面に対向して配置された光源と、を備える面光源装置。
【請求項８】
請求項７に記載の面光源装置を備え、
前記光学シートの出射面に対向して配置され、前記光源から出射された光に照射されて画像を表示する透過型画像表示部を備える透過型画像表示装置。
【請求項９】
光源から出射される光を入射する入射面が側面に形成され、入射した前記光の出射面が表面に形成され、背面に対して、インクジェットノズルからインクを噴射するインクジェットを用いたドットパターン印刷によってドットパターンが印刷された光学シートを製造する光学シートの製造装置であって、
前記ドットパターン印刷を行う際、原板の非印刷面を吸引吸着して反りを排除し、前記インクジェットノズルと、前記原板が載置されるテーブルとの距離が、２．８ｍｍに前記原板の厚さを加算した距離以下に調整されていることを特徴とする光学シートの製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１６３９８（Ｐ２０１３−１６３９８Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４９４４２（Ｐ２０１１−１４９４４２）
【出願日】平成２３年７月５日（２０１１．７．５）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【出願人】（０００１０７９０７）セーレン株式会社 (462)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月５日（２０１１．７．５）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【出願人】（０００１０７９０７）セーレン株式会社 (462)
【Ｆターム（参考）】
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