導光板の製造方法
【課題】金型の転写性が良く、恒温恒湿環境下での寸法安定性に優れた導光板の製造方法を提供する。
【解決手段】脂環式構造含有重合体を用いて射出成形により導光板を製造する方法において、前記導光板がその光出射面又は光反射面の少なくとも一方に微細な凹凸パターンを有し、該脂環式構造含有重合体に酸素除去処理を行った後、射出率２５０ｃｍ３／ｓ以上で金型キャビティ内へ供給し、前記微細な凹凸パターンは、三角プリズム形状であり、当該三角プリズム形状の傾斜表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が１５０ｎｍ以下である導光板の製造方法。
【解決手段】脂環式構造含有重合体を用いて射出成形により導光板を製造する方法において、前記導光板がその光出射面又は光反射面の少なくとも一方に微細な凹凸パターンを有し、該脂環式構造含有重合体に酸素除去処理を行った後、射出率２５０ｃｍ３／ｓ以上で金型キャビティ内へ供給し、前記微細な凹凸パターンは、三角プリズム形状であり、当該三角プリズム形状の傾斜表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が１５０ｎｍ以下である導光板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光板の製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、金型の転写性が良く、恒温恒湿環境下での寸法安定性に優れた導光板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
導光板は、各種表示装置に装着されるバックライトに使用される部材の一つであり、たとえば、エッジライト方式面状光源装置においては、導光板側端面から入射した光源の光を、光源に対して垂直方向に導きながら出射させる役目を果たすものである。
こうした導光板は、従来からポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）を射出成形したものが一般的であった。近年、バックライトユニットの小型化、軽量化、低コスト化のために部品点数の省略化が検討されており、導光板の成形と同時に導光板表面の微細な凹凸パターンを形成することが試みられている（特許文献１および２）。ＰＭＭＡ又はＰＣ製導光板の場合、微細な凹凸パターンのために導光板の出光面と反射面とで表面積が異なる結果、恒温恒湿環境下において、導光板の出光面と反射面とで吸水量が異なり、出光面と反射面との膨張率が異なるため、導光板に反りが生じ、輝度斑が発生するといった弊害が生じる。
一方、脂環式構造含有重合体樹脂は、耐熱性に優れ低吸水性であるため、恒温恒湿環境下での寸法安定性に優れた導光板を製造することが可能である。しかしながら、脂環式構造含有重合体樹脂を用いて射出成形により導光板を製造した場合、射出率が２００ｃｍ３／ｓを超えると成形品にシルバーストリーク（特許文献３）が発生し、また場合によっては成形品が黄色に変色するため、アクリル樹脂を用いた場合（特許文献４）に比べて射出率が上げられず、転写率が十分でない問題があった。
【特許文献１】特開２０００−８９０３３号公報
【特許文献２】特開２００３−８６０１２号公報
【特許文献３】特開平１１−３０９７６１号公報
【特許文献４】特開２０００−３２６３５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、金型の転写性が良く、恒温恒湿環境下での寸法安定性に優れた導光板の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、射出成形によって脂環式構造含有重合体からなる導光板を製造する際に、脂環式構造含有重合体に酸素除去処理を行なった後、射出率２５０ｃｍ３／秒以上にして射出を行なえば、シルバーストリークおよび黄変が発生せず、かつ転写率が向上することを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【０００５】
すなわち、本発明は、
（１） 脂環式構造含有重合体を用いて射出成形により導光板を製造する方法において、
前記導光板がその光出射面又は光反射面の少なくとも一方に微細な凹凸パターンを有し、該脂環式構造含有重合体に酸素除去処理を行った後、射出率２５０ｃｍ３／ｓ以上で金型キャビティ内へ供給し、前記微細な凹凸パターンは、三角プリズム形状であり、当該三角プリズム形状の傾斜表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が１５０ｎｍ以下である導光板の製造方法、
（２） 前記三角プリズム形状は、各三角プリズムが間断なく連続した形状である前記導光板の製造方法、
（３） 前記光出射面に、頂角５０〜１６０°の三角プリズムを、隣接する各三角プリズム間のピッチ１０〜２００μｍで設ける前記導光板の製造方法、
（４） 前記光入射面に、頂角７０〜１８０°の三角プリズムを、隣接する各三角プリズム間のピッチ１０〜２００μｍで設ける前記導光板の製造方法、並びに
（５）酸素除去処理が、脂環式構造含有重合体を、酸素含有量２重量％以下の不活性ガス雰囲気下、４０℃以上の温度に加温するものである前記導光板製造方法、
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の導光板の製造方法によれば、金型の転写性が良く、恒温恒湿環境下での寸法安定性に優れた導光板を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の導光板の製造方法は、脂環式構造含有重合体を用いて射出成形により導光板を製造する方法において、該脂環式構造含有重合体に酸素除去処理を行なった後、射出率２５０ｃｍ３／秒以上で金型キャビティ内へ供給することを特徴とする。
【０００８】
酸素除去処理の方法は、特に限定されないが、（ａ）常温または加温した状態で脂環式構造含有重合体を不活性ガスで処理する方法、（ｂ）常温または加温下で真空脱気した後、不活性ガスで真空ブレークする方法、などが挙げられるが、高価な真空設備が不要な点で（ａ）の方法が好ましい。また、不活性ガスとしては、コストの観点から窒素ガスが好適に用いられる。窒素ガスを用いる場合、その酸素含有量は２重量％以下が好ましく、１重量％以下がさらに好ましく、０．５重量％以下がより好ましく、０．１重量％以下が特に好ましい。
【０００９】
上記（ａ）の方法としては、脂環式構造含有重合体を不活性ガス雰囲気下で加温処理する態様が好ましく、不活性ガスを流通させながら脂環式構造含有重合体を加温する態様が特に好ましい。
【００１０】
脂環式構造含有重合体を不活性ガス雰囲気下で加温処理する場合、その温度は好ましくは４０℃以上、さらに好ましくは６０℃以上、特に好ましくは７０℃以上である。
また、加温処理の時間は、好ましくは２ｈｒ以上、さらに好ましくは３ｈｒ以上、特に好ましくは４ｈｒ以上である。
【００１１】
射出率とは、射出成形時に金型キャビティ内へ充填される単位時間あたりの脂環式構造含有重合体の体積を表す。本発明において射出率は、２５０ｃｍ３／秒以上、好ましくは３５０ｃｍ３／秒以上、特に好ましくは４５０ｃｍ３／秒以上である。
【００１２】
射出率が２５０ｃｍ３／秒未満であると導光板の光出射面の光出射用凹凸又は光反射面の光反射用凹凸が正常に形成されないため、転写率が低下する傾向にある。かかる射出率の上限は特に制限されないが、通常は射出量の制御が困難になるなどの理由から、２５００ｃｍ３／秒以下が好ましい。
【００１３】
本発明における射出の態様としては、金型キャビティ内への脂環式構造含有重合体の充填開始から終了までの間継続して本発明で規定する射出率であってもよいが、射出成形装置のシリンダー移動速度の制御が容易である点で、金型内への成形用材料の充填開始から充填の終了までの間における最大の射出率が本発明で規定する射出率の範囲となっていればよい。
【００１４】
本発明に用いられる脂環式構造含有重合体は、主鎖及び／または側鎖に脂環式構造を有するものであり、機械的強度、耐熱性などの観点から、主鎖に脂環式構造を含有するものが好ましい。重合体の脂環式構造としては、飽和環状炭化水素（シクロアルカン）構造、不飽和環状炭化水素（シクロアルケン）構造などが挙げられるが、機械的強度、耐熱性などの観点から、シクロアルカン構造やシクロアルケン構造が好ましく、中でもシクロアルカン構造を有するものが最も好ましい。脂環式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、及び成形性の特性が高度にバランスされ好適である。
【００１５】
本発明に用いられる脂環式構造含有重合体中の脂環式構造を有する繰り返し単位の割合は、使用目的に応じて適宜選択されればよいが、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。脂環式構造含有重合体中の脂環式構造を有する繰り返し単位の割合が３０重量％未満では機械的強度、耐熱性に劣り好ましくない。脂環式構造含有重合体中の脂環式構造を有する繰り返し単位以外の残部は、使用目的に応じて適宜選択される。
【００１６】
係る脂環式構造を有する重合体の具体例としては、（１）ノルボルネン系重合体、（２）単環の環状オレフィン系重合体、（３）環状共役系ジエン系重合体、（４）ビニル脂環式炭化水素重合体、及びこれらの水素添加物などが挙げられる。これらの中でも、ノルボルネン系重合体及びその水素添加物、環状共役ジエン系重合体、ビニル脂環式炭化水素重合体及びその水素添加物などが好ましく、ノルボルネン系重合体及びその水素添加物がより好ましい。
【００１７】
ノルボルネン系重合体としては、例えば、特開平３−１４８８２号公報や特開平３−１２２１３７号公報などで開示される方法によってノルボルネン系モノマーを重合したものが用いられる。
【００１８】
本発明に使用される脂環式構造含有重合体の、２８０℃、荷重２．１６ｋｇｆにおけるＪＩＳ−Ｋ−６７１９により測定したメルトフローレートは、使用目的に応じて適宜選択すれば良いが、通常１〜２００ｇ／１０ｍｉｎ．、好ましくは２〜１８０ｇ／１０ｍｉｎ．、より好ましくは３〜１６０ｇ／１０ｍｉｎ．の範囲が好適である。メルトフローレートが低すぎると成形時に成形材料を加温する温度がより高温となるため加工しにくい場合が生じ、高すぎると成形品の強度不足が生じる傾向にある。
【００１９】
ちなみに、これらの脂環式構造含有重合体は、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。
【００２０】
上記脂環式構造含有重合体樹脂には、必要に応じて、その他のポリマー、各種配合剤または充填剤を単独であるいは２種以上混合して用いることができる。
【００２１】
その他のポリマーとしては、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ＳＢＳ、ＳＩＳ、ＳＥＢＳなどのゴム；ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリメタアクリレート、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエーテル、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホンなどの樹脂；などが挙げられる。これらのその他のポリマーはそれぞれ単独で、あるいは２種以上混合して用いることができる。また、その割合は、本発明の目的を損なわれない範囲で適宜選択される。
【００２２】
配合剤としては、熱可塑性樹脂材料で通常用いられているものであれば格別な制限はなく、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、近赤外線吸収剤、染料や顔料などの着色剤、滑剤、可塑剤、帯電防止剤、蛍光増白剤などの配合剤が挙げられる。
【００２３】
これらの配合剤は単独、２種以上混合して用いることができ、その割合は、本発明の目的を損なわれない範囲で適宜選択される。配合量は、本発明の目的を損なわれない範囲で適宜選択されるが、脂環式構造含有重合体樹脂１００重量部に対して通常０．０００１〜５重量部、好ましくは０．００１〜３重量部の範囲である。
【００２４】
混合方法は、脂環式構造含有重合体中に、その他のポリマー、各種配合剤または充填剤が十分に分散される方法であれば、特に限定されない。例えば、ミキサー、二軸混練機、ロール、ブラベンダー、押出機などで樹脂を溶融状態で混練する方法、適当な溶剤に溶解して分散させて凝固法、キャスト法、または直接乾燥法により溶剤を除去する方法などがある。二軸混練機を用いる場合、混練後は、通常は溶融状態で棒状に押出し、ストランドカッターで適当な長さに切り、ペレット化して用いられることが多い。
【００２５】
本発明においては、各種配合剤を必要に応じて混合されたもの（成形用材料）を射出成形することによって、目的とする導光板を得るようにすることが好ましい。各種配合剤が混合された成形用材料を射出成形することにより、寸法精度のより良い導光板を生産性高く得ることができる。
【００２６】
本発明の導光板の製造方法は、導光板がその光出射面又は光反射面の少なくとも一方に微細な凹凸パターンを有する場合に好適に用いられる。
【００２７】
微細な凹凸パターンは、導光板の輝度を均一にするために用いられ、光反射機能または集光機能を有する形状であれば特に制限されないが、側端面から入射した光を反射または集光する面を複数有する形状であることが好ましい。
このような形状として光出射面側においては、複数の平行するＶ型溝からなる形状、三角プリズム形状、円弧状プリズム形状、横置きの四角柱形状、横置きの台形柱形状、梨地状、半球状、円柱状、楕円柱状、四角柱状、三角錐状または四角錐台状などの微細な凹凸パターンが挙げられるが、これらの中でも梨地状、複数の平行するＶ型溝からなる形状、三角プリズム形状、円弧状プリズム形状、横置きの四角柱形状または横置きの台形柱形状好ましく、三角プリズム形状が特に好ましい。なお図１は三角プリズム形状、円弧状プリズム形状、横置きの四角柱形状および横置きの台形柱形状の模式図である。
また、光反射面側には半球状、円柱状、楕円柱状、四角柱状、三角錐状、四角錐台状、複数の平行するＶ型溝からなる形状、三角プリズム形状、円弧状プリズム形状、横置きの四角柱形状または横置きの台形柱形状の微細な凹凸パターンが好ましい。
【００２８】
三角プリズム形状は、導光板の光出射面から出射する光、又は反射面で反射する光を可能な限り正面方向（０°）に向ける役割を果たすものであれば、特に限定されないが、各三角プリズムが間断なく連続した形状とすることが好ましい。隣接する各三角プリズム間のピッチは、通常、１０〜２００μｍ、好ましくは１５〜１５０μｍ、より好ましくは２０〜１００μｍである。ピッチが１０μｍ未満では、三角プリズム形状を形成することが困難である。また、ピッチが２００μｍを超えると、三角プリズムの繰り返しが目立ち、またこの繰り返しによる出射光量の微小な脈動と、液晶セルの繰り返しピッチによるモアレが発生する。光出射面に三角プリズム形状を用いる場合、各三角プリズムの頂角は、好ましくは５０〜１６０°、より好ましくは６０〜１３０°、さらに好ましくは７０〜１１０°、特に好ましくは９０°である。頂角を５０〜１６０°に調整することで、集光機能が向上する。また、光反射面に三角プリズム形状を用いる場合、各三角プリズムの頂角は、好ましくは７０〜１８０°、より好ましくは９０〜１６０°、さらに好ましくは１００〜１４０°、特に好ましくは１２０°である。なお各三角プリズムの傾斜表面は、集光性能の観点から、より鏡面状態に近い形状である方が良いが、傾斜表面の算術平均粗さ（Ｒａ）は、好ましくは１５０ｎｍ以下、より好ましくは１００ｎｍ以下、特に好ましくは８０ｎｍ以下である。
【００２９】
円弧状プリズム形状としては、各円弧状プリズムが間断なく連続した形状とすることが好ましい。円弧状プリズムの曲率半径は、５〜５０μｍであることが好ましく、１０〜４０μｍであることがより好ましく、１５〜３０μｍであることがさらに好ましい。円弧状プリズムのピッチは、５〜５００μｍであることが好ましく、１０〜４００μｍであることがより好ましく、１５〜３００μｍであることが特に好ましい。
【００３０】
横置きの四角柱形状としては、各四角柱が一定の間隔をあけて並んでいる形状が好ましい。各四角柱同士の間隔は、５〜４００μｍが好ましく、１０〜３００μｍが特に好ましい。また、四角柱の導光板に垂直な辺の長さは５〜３００μｍが好ましく、１０〜２００μｍが特に好ましい。四角柱の導光板に平行な短辺の長さは１０〜２００μｍが好ましい。
【００３１】
横置きの台形柱形状としては、各台形柱が一定の間隔をあけて並んでいても良いし、間断なく連続した形状でも良い。各台形柱同士の間隔は、０〜４００μｍが好ましい。また、台形柱の上辺の長さは１〜１５０μｍが好ましく、台形柱の下辺の長さは２〜３００μｍが好ましい。
【００３２】
半球の半径は、５〜１００μｍが好ましい。
円柱は、高さ又は深さｈと最大開口幅Ｗmaxとの比ｈ／Ｗmaxが０.３以上であることが好ましく、０.４以上であることがより好ましく、０．５以上であることがさらに好ましい。楕円柱は、長径５０〜６００μｍ、短径５〜３００μｍ、長径／短径の比が１〜１０であることが好ましい。四角柱は、長辺５０〜６００μｍ、短辺５〜３００μｍ、長辺／短辺の比が１〜１０であることが好ましく、高さ又は深さｈと最大開口幅Ｗmaxとの比ｈ／Ｗmaxが０.３以上であることが好ましく、０.４以上であることがより好ましく、０．５以上であることがさらに好ましい。三角錐は、斜面傾斜角度が２０〜５０度、底辺１００μｍ以下、高さ１〜２０μｍであることが好ましい。
四角錐台は、斜面傾斜角度が２５〜４５度、底辺１００μｍ以下、高さ２〜１５μｍであることが好ましい。
光反射面の半球、円柱、楕円柱、四角柱、三角錐または四角錐台は、格子状などのように規則的に配列することができ、あるいは、ランダムに配列することもできる。光反射面の半球、円柱、楕円柱、四角柱、三角錐または四角錐台をランダムに配列することにより、液晶パネルとの光学的な干渉を防ぐことができる。光反射面の半球、円柱、楕円柱、四角柱、三角錐または四角錐台は、導光板の側端面に設ける光源に近い方を疎に、光源から遠い方を密にすることが好ましい。光源に近い方を疎に、光源から遠い方を密にすることにより、面状光源装置の全面の輝度をほぼ等しくして、輝度むらを低減することができる。
【００３３】
本発明の製造方法で得られる導光板の用途は、特に限定されないが、たとえばラップトップ型、ノート型、ブック型、パームトップ型などのパーソナルコンピューターまたはワードプロセッサーなどのＯＡ機器；壁掛け用などの液晶テレビなどの家電製品；電飾看板；ライトテーブル；ビュワー、その他の表示装置；などにバックライト又はフロントライトとして使用される面状光源装置に用いられる。
【００３４】
以下に、本発明を、図面に基づき詳細に説明する。
【００３５】
図２（Ａ）〜（Ｅ）は本発明の導光板製造方法の一態様を示す工程図である。本態様では、スクリュー式射出成形機を用いて導光板を製造する。スクリュー式射出成形機は、図２（Ａ）に示すように、ホッパー１、加熱シリンダー２、スクリュー３、金型４およびノズル５とを有している。
【００３６】
まず、図２（Ａ）に示すように、ホッパー１に、上述した脂環式構造含有重合体および必要に応じて混合されるその他のポリマー、各種配合剤、充填剤からなる成形用材料を所定の割合で混合させて、たとえば二軸混練機にて混練後、ペレット化されたものを投入する。投入された成形用材料はその自重によって、加熱シリンダー２内に落下して、スクリュー３に接触するとともに、その回転によって次第に加熱シリンダー２の先端部に送られる。なお、この際、酸素除去処理したペレットが再び空気と接触しないよう、ホッパー１に囲いを設けて不活性ガスを流し、外気を遮断する構成とすることが好ましい。
【００３７】
ここで、加熱シリンダー２の温度を制御することが望ましい。加熱シリンダー２の温度は、用いる脂環式構造含有重合体の種類によっても異なるが、通常２００〜４００℃、好ましくは２１０〜３７０℃、より好ましくは２２０〜３５０℃である。２００℃未満では成形用材料の溶融が充分ではなく、良好な形状の成形品を得ることが出来ない。また、４００℃を超えると成形用材料の酸化劣化が生じ、ヤケが成形品に混入し、光学的な不良となってしまう。加熱シリンダー２の温度の制御は、ジャケットやヒーターにより行うことができる。スクリュー３の回転数は、成形用材料が均一に混合されるように適宜決定される。
【００３８】
このようにして可塑化溶融された成形用材料は、スクリュー３の先端部に所定量蓄えられ、この可塑化の進行にともなって、スクリュー３を加熱シリンダー２内で、加熱シリンダー２の先端部にあるノズル５から遠ざかるよう、所定距離を後退させる。
このとき、スクリュー３の後退運動を抑制するような方向で射出シリンダー（図示省略。）側に２０〜１５０ｋｇｆ／ｃｍ２の背圧をかけることが望ましい。背圧が２０ｋｇｆ／ｃｍ２未満の場合には、可塑化溶融した成形材料中に気泡が発生し、成形品中の気泡、成形品表面のシルバーストリークなどの外観不良が発生する。また、背圧が１５０ｋｇｆ／ｃｍ２以上では、スクリューの後退速度が遅くなり、射出成形に要する時間が長くなってしまう。
【００３９】
スクリュー３を加熱シリンダー２内で所定の距離を後退させることにより、シリンダー３の先端部ノズル５付近に所定量の成形用材料が蓄えられていき、これが金型４内に射出される成形用材料の射出量となる。射出量は、導光板の大きさ、厚みなどの関係上、特に限定されない。この後退距離の制御は、マイクロスイッチ（図示省略。）などによって適宜決定される。
【００４０】
次に、図２（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、射出シリンダーによって、スクリュー３を加熱シリンダー２内のノズル５に向かって、所定の速度で前進させて、ノズル５付近に蓄えられていた可塑化溶融した成形用材料を、ノズル５を通して金型４内に充填させる。本発明においては、このときの射出率を２５０ｃｍ３／秒以上とすることが必須である。
【００４１】
また、スクリュー３をノズル５側に前進させることにより成形用材料をノズル５から射出する際の成形用材料に対して加えられる圧力は、主として、成形用材料の粘度特性（流動性）、成形品の形状や肉厚、または金型４の構造によって適宜決定することができる。圧力は、成形用材料を金型４内に射出する段階の圧力（以下、「射出圧」と略す。）と、金型内に充填し終わった後の段階の圧力（以下、「保圧」と略す。）の２段階に分けられる。
【００４２】
保圧は、射出圧によって金型が略充填された後、金型４のゲート部分が完全に冷却固化するまでの一定時間かけられる圧力であり、特に限定されないが、好ましくは１００ｋｇｆ／ｃｍ２以上、より好ましくは１２０ｋｇｆ／ｃｍ２以上、特に好ましくは１５０ｋｇｆ／ｃｍ２以上である。保圧を１００ｋｇｆ／ｃｍ２未満とすると成形品たる導光板にひけが発生する。また、保圧の上限は、金型の型締め圧力の範囲内で決定することが望ましい。保圧が金型の型締め圧力を越えると、冷却途中の金型が開いてしまうおそれがあり、成形品にバリが発生する。
【００４３】
金型４内に充填された成形用材料は、一定時間、金型４内に保持され、冷却固化させる。
金型温度は、特に限定されないが、好ましくは３０〜１８０℃、より好ましくは４０〜１５０℃、さらに好ましくは６０〜１４０℃である。金型温度が３０℃未満では金型４内での成形用材料の流動性が悪くなり、成形不良の要因となってしまう。金型温度が１８０℃を超えると、成形用材料のガラス転移点Ｔｇを越えてしまい，金型４と成形品たる導光板との型離れが悪くなり、成形品の面精度を確保することができなくなる恐れがある。
【００４４】
冷却時間は、シリンダー温度、金型温度、成形品の厚みなどによって適宜変更され得る。冷却時間を長くすれば、成形品の変形を減少させることができが、サイクル時間が長くなってしまう。一方、冷却時間を短くすると、成形品の固化が不十分となり、それによって成形品の変形や寸法安定性の悪化をもたらせてしまう。
【００４５】
このようにして、金型内で一定時間冷却された後、金型を開き、成形品を取り出して成形工程の１サイクルが終了する。このようなサイクルは、手動運転又は自動運転のいずれの運転で行ってもよい。
【００４６】
次に本発明の製造方法によって得られる導光板を用いた面状光源装置および導光板について詳細に説明する。
図３（Ａ）は本発明の製造方法により得られる導光板を用いた面状光源装置を示す概略斜視図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）をＸ方向からの見た正面図、図３（Ｃ）は図３（Ａ）をＹ方向から見た正面図を表す。図４（Ａ）は本発明の製造方法によって得られる導光板を用いた別の面状光源装置を示す概略斜視図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）をＸ方向からの見た正面図、図４（Ｃ）は図４（Ａ）をＹ方向から見た正面図、図５は図３（Ａ）記載の導光板を、図３（Ａ）におけるＸ方向に垂直な面で切断した場合の部分断面図を表す。
【００４７】
図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、本発明の製造方法により得られる導光板を用いたエッジライト方式面状光源装置８は、導光板６と、導光板６の少なくとも一端面に配置された光源７とを有している。
【００４８】
光源７としては、冷陰極管、熱陰極管などの蛍光灯が挙げられるが、特に冷陰極管ば消費電力が少ないため、好適に用いられる。エッジライト方式面状光源装置の高輝度薄型化のために、光源７も細管径で高輝度のものが好ましく、管径１．５〜６．０ｍｍ、管面輝度１５０００ｃｄ／ｍ２以上のものがより好ましい。また、光源７の色温度（光源７がどのような色をしているかを温度［Ｋ］で表したもの。）が、導光板６の光出射面６ｂから出射される光の見え方に影響を与えるので、光出射面６ｂから出射される光が、色温度７０００〜８０００K、好ましくは７４００〜７５００K程度となるような光源を用いることが望ましい。
【００４９】
なお、上記部材の他、図示しないが、光源７を囲むように配置され導光板６の光源側端面６ａに直接入射しなかった光源光を導光板６に効率良く導くためのランプリフレクターや、導光板６の光反射面６ｃ側に配置され、導光板６から漏れた光を再度導光板６内に戻すための反射シートも、面状光源装置を構成する部材として適宜用いられる。
【００５０】
導光板６は、図３（Ｃ）に示すように、光入射面６ａから入射した光源７の光を長手方向に導きながら光出射面６ｂから輝度斑なく出射させるための部材である。また図３（Ｃ）に示す態様においては、導光板６は断面が光源７側から遠ざかる方向（直線状光源の軸芯と略垂直方向）につれて厚みが漸次薄くなるようなくさび型をしており、光源７から遠ざかるにつれて、導光板６の光出射面６ｂに対する入射角θ１がより多く臨界角（全反射が起こる最小の入射角）以上になるようになっている。
【００５１】
また、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示す態様では、導光板６の光出射面６ｂにはプリズム形状９が設けられている。このプリズム形状９は、導光板６の光出射面６ｂから出射される光の方向を可能な限り光出射面に垂直に外部に出射する機能を有する。
【００５２】
また、図４（Ａ）および（Ｂ）に示すように、プリズム１４の上に、別途プリズムシートなどの集光シート１３を、１枚または２枚以上重ねて使用するようにしてもよい。この際、図４（Ａ）に示すように、集光シート１３を１枚重ねて使用する場合には、導光板１１のプリズム形状を構成する連続線と、集光シート１３のプリズム形状を構成する連続線とが互いに略直交となるように配置することが好ましい。このように配置することで輝度効率の一層の向上が期待できる。
【実施例】
【００５３】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。なお、以下の実施例および比較例において、特に断りのない限り、部および％は重量基準である。また、以下の実施例および比較例においては、次に示す方法で転写率、吸湿変形量および算術平均粗さを求めた。
【００５４】
（１）転写率
３次元測定機（株式会社菱光社、非接触３次元測定機ＮＨ−３）で金型の凹凸の形状が分かっている部分について製品の形状を測定し、その最大高さを求めた。そして、金型の形状の最大高さに対しての比率を転写率として求めた。
（２）吸湿変形量
導光板を温度６０℃、相対湿度９０％の恒温恒湿室に１２０時間放置したのち、平板上に載置し、隙間ゲージ［東京シクネス(株)、１００ＭＬ］を用いて４辺の各中点及び４隅の計８か所で平板との隙間を測定し、その最大値を吸湿変形量とした。
（３）算術平均粗さ（Ｒａ）
株式会社キーエンス製超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡ＶＫ−９５００を用いて測定した。
【００５５】
［製造例１］脂環式構造を有する重合体樹脂の製造
脱水したシクロヘキサン５００部、１−ヘキセン０.８２部、ジブチルエーテル０.１５部及びトリイソブチルアルミニウム０.３０部を、室温で十分に乾燥し窒素置換したステンレス鋼製耐圧容器に入れて混合したのち、４５℃に保ちながら、この混合物にトリシクロ［４.３.０.１２、５］デカ−３,７−ジエン（ジシクロペンタジエン、以下、「ＤＣＰ」と略記する。）１７０部と８−エチリデンテトラシクロ［４.４.０.１２、５.１７、１０］ドデカ−３−エン（エチリデンテトラシクロドデセン、以下、「ＥＴＤ」と略記する。）３０部と六塩化タングステンの０.７％トルエン溶液４０部とを、２時間かけて連続的に添加し、重合した。次いで、重合溶液にブチルグリシジルエーテル１.０６部とイソプロピルアルコール０.５２部を加えて重合触媒を不活性化し、重合反応を停止させた。
得られた開環重合体を含有する反応溶液１００部に対して、シクロヘキサン３５部を加え、さらに水素添加触媒としてニッケル−アルミナ触媒［日揮化学（株）］５部を加え、水素により５ＭＰａに加圧して撹拌しながら２００℃まで加温して４時間反応させ、ＤＣＰ／ＥＴＤ開環重合体水素添加物２０％を含有する反応溶液を得た。ろ過により水素添加触媒を除去したのち、ＤＣＰ／ＥＴＤ開環重合体水素添加物１００部に対して、酸化防止剤としてペンタエリスリチルテトラキス［３−(３,５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル)プロピオネート］０.１部を添加して溶解させた。次いで、円筒型濃縮乾燥機［（株）日立製作所］を用い、温度２７０℃、圧力１ｋＰａ以下で、溶液から溶媒であるシクロヘキサン及びその他の揮発成分を除去しつつ、ＤＣＰ／ＥＴＤ開環重合体水素添加物を溶融状態で押出機からストランド状に押し出し、冷却後ペレット化し、樹脂ペレットを回収した。次に回収した樹脂ペレットを市販の高純度窒素ガス（純度９９.９重量％以上、酸素含有量０.１重量％以下）雰囲気下、窒素を流通させた状態で、８０℃で４ｈｒ加温処理した。
【００５６】
［実施例１］
製造例１で得られた樹脂ペレットから、図６に示すような短辺（ＡＢ）が２３２．７ｍｍ、長辺（ＡＣ）が３０８．４ｍｍ、一辺の厚みが２．４ｍｍであり該一辺の対辺（ＣＤ）の厚みが０．８ｍｍである楔形である導光板を成形した。
金型は、導光板の反射面となる固定型のキャビティ表面に、直径６０μｍの半球状突起を形成する半球状の穴を、図６の一辺ＡＢの位置の平均ピッチ３００μｍから、図６の一辺ＣＤの平均ピッチ１５０μｍまで順次間隔をつめて設けた。導光板の出光面となる可動型のキャビティ表面に、図６の一辺ＡＢと略直交する方向に、ピッチ５０μｍ、頂角９０°のプリズムを繰り返し形成した。
射出成形は、射出成形機［東洋機械金属株式会社、ＳＩ−４５０ＩＩ、スクリュー径６０ｍｍ］を用い、成形温度２７５℃、金型温度７０℃、射出率５６５ｃｍ３／秒の条件で行った。成形後、得られた導光板の評価を行ったところ、この導光板の転写率は良好であった。また、吸湿変形量も小さかった。この導光板の評価結果を表１に示す。
【００５７】
［実施例２］
射出率を２８３ｃｍ３／秒とした以外は実施例１と同様に成形実験を行ない、導光板を得た。成形後、得られた導光板の評価を行ったところ、この導光板の転写率は良好であった。また、吸湿変形量も小さかった。この導光板の評価結果を表１に示す。
【００５８】
［比較例１］
射出率を１４１ｃｍ３／秒とした以外は実施例１と同様に成形実験を行ない、導光板を得た。成形後、得られた導光板の評価を行ったところ、この導光板の転写率は低かった。
また、吸湿変形量は小さかった。この導光板の評価結果を表１に示す。
【００５９】
［比較例２］
製造例１で得られた樹脂ペレットに代えて、メタクリル樹脂（旭化成株式会社、デルペット７０ＮＨＸ）を用いた以外は実施例１と同様に成形実験を行ない導光板を得た。成形後、得られた導光板の評価を行ったところ、この導光板の転写率は低く、吸湿変形量は大きかった。この導光板の評価結果を表１に示す。
【００６０】
【表１】
【００６１】
表１より、実施例１および２で得られた導光板は、比較例１および２で得られた導光板と比較して転写率が高い。実施例１の導光板と同じ形状であっても、メタクリル樹脂の射出成形体からなる比較例２の導光板は、実施例１の導光板に比べて吸湿変形量が大きい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の製造方法で得られる導光板の微細な凹凸パターンの一態様である。
【図２】本発明の導光板製造方法の一態様を示す工程図である。
【図３】本発明の製造方法で得られる導光板を用いた面状光源装置の一態様である。
【図４】本発明の製造方法で得られる導光板を用いた面状光源装置の別の態様である。
【図５】図５は、図３（Ａ）記載の導光板を、図３（Ａ）におけるＸ方向に垂直な面で切断した場合の部分断面図である。
【図６】図６は、実施例および比較例で製造した導光板の形状を示す模式的な平面図である。
【図７】図７は、図６におけるＥ−Ｆ線での模式的な断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ ホッパー
２ 加熱シリンダー
３ スクリュー
４ 金型
５ ノズル
６ 導光板
６ａ 光入射面
６ｂ 光出射面
６ｃ 光反射面
７ 光源
８ エッジライト方式面状光源装置
９ プリズム形状
１０ エッジライト方式面状光源装置
１１ 導光板
１２ 光源
１３ 集光シート
１４ プリズム
１５ 導光板
１６ プリズム
１６ａ 傾斜表面
１６ｂ 傾斜表面
１７ ピッチ
１８ 頂角
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光板の製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、金型の転写性が良く、恒温恒湿環境下での寸法安定性に優れた導光板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
導光板は、各種表示装置に装着されるバックライトに使用される部材の一つであり、たとえば、エッジライト方式面状光源装置においては、導光板側端面から入射した光源の光を、光源に対して垂直方向に導きながら出射させる役目を果たすものである。
こうした導光板は、従来からポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）を射出成形したものが一般的であった。近年、バックライトユニットの小型化、軽量化、低コスト化のために部品点数の省略化が検討されており、導光板の成形と同時に導光板表面の微細な凹凸パターンを形成することが試みられている（特許文献１および２）。ＰＭＭＡ又はＰＣ製導光板の場合、微細な凹凸パターンのために導光板の出光面と反射面とで表面積が異なる結果、恒温恒湿環境下において、導光板の出光面と反射面とで吸水量が異なり、出光面と反射面との膨張率が異なるため、導光板に反りが生じ、輝度斑が発生するといった弊害が生じる。
一方、脂環式構造含有重合体樹脂は、耐熱性に優れ低吸水性であるため、恒温恒湿環境下での寸法安定性に優れた導光板を製造することが可能である。しかしながら、脂環式構造含有重合体樹脂を用いて射出成形により導光板を製造した場合、射出率が２００ｃｍ３／ｓを超えると成形品にシルバーストリーク（特許文献３）が発生し、また場合によっては成形品が黄色に変色するため、アクリル樹脂を用いた場合（特許文献４）に比べて射出率が上げられず、転写率が十分でない問題があった。
【特許文献１】特開２０００−８９０３３号公報
【特許文献２】特開２００３−８６０１２号公報
【特許文献３】特開平１１−３０９７６１号公報
【特許文献４】特開２０００−３２６３５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、金型の転写性が良く、恒温恒湿環境下での寸法安定性に優れた導光板の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、射出成形によって脂環式構造含有重合体からなる導光板を製造する際に、脂環式構造含有重合体に酸素除去処理を行なった後、射出率２５０ｃｍ３／秒以上にして射出を行なえば、シルバーストリークおよび黄変が発生せず、かつ転写率が向上することを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【０００５】
すなわち、本発明は、
（１） 脂環式構造含有重合体を用いて射出成形により導光板を製造する方法において、
前記導光板がその光出射面又は光反射面の少なくとも一方に微細な凹凸パターンを有し、該脂環式構造含有重合体に酸素除去処理を行った後、射出率２５０ｃｍ３／ｓ以上で金型キャビティ内へ供給し、前記微細な凹凸パターンは、三角プリズム形状であり、当該三角プリズム形状の傾斜表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が１５０ｎｍ以下である導光板の製造方法、
（２） 前記三角プリズム形状は、各三角プリズムが間断なく連続した形状である前記導光板の製造方法、
（３） 前記光出射面に、頂角５０〜１６０°の三角プリズムを、隣接する各三角プリズム間のピッチ１０〜２００μｍで設ける前記導光板の製造方法、
（４） 前記光入射面に、頂角７０〜１８０°の三角プリズムを、隣接する各三角プリズム間のピッチ１０〜２００μｍで設ける前記導光板の製造方法、並びに
（５）酸素除去処理が、脂環式構造含有重合体を、酸素含有量２重量％以下の不活性ガス雰囲気下、４０℃以上の温度に加温するものである前記導光板製造方法、
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の導光板の製造方法によれば、金型の転写性が良く、恒温恒湿環境下での寸法安定性に優れた導光板を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の導光板の製造方法は、脂環式構造含有重合体を用いて射出成形により導光板を製造する方法において、該脂環式構造含有重合体に酸素除去処理を行なった後、射出率２５０ｃｍ３／秒以上で金型キャビティ内へ供給することを特徴とする。
【０００８】
酸素除去処理の方法は、特に限定されないが、（ａ）常温または加温した状態で脂環式構造含有重合体を不活性ガスで処理する方法、（ｂ）常温または加温下で真空脱気した後、不活性ガスで真空ブレークする方法、などが挙げられるが、高価な真空設備が不要な点で（ａ）の方法が好ましい。また、不活性ガスとしては、コストの観点から窒素ガスが好適に用いられる。窒素ガスを用いる場合、その酸素含有量は２重量％以下が好ましく、１重量％以下がさらに好ましく、０．５重量％以下がより好ましく、０．１重量％以下が特に好ましい。
【０００９】
上記（ａ）の方法としては、脂環式構造含有重合体を不活性ガス雰囲気下で加温処理する態様が好ましく、不活性ガスを流通させながら脂環式構造含有重合体を加温する態様が特に好ましい。
【００１０】
脂環式構造含有重合体を不活性ガス雰囲気下で加温処理する場合、その温度は好ましくは４０℃以上、さらに好ましくは６０℃以上、特に好ましくは７０℃以上である。
また、加温処理の時間は、好ましくは２ｈｒ以上、さらに好ましくは３ｈｒ以上、特に好ましくは４ｈｒ以上である。
【００１１】
射出率とは、射出成形時に金型キャビティ内へ充填される単位時間あたりの脂環式構造含有重合体の体積を表す。本発明において射出率は、２５０ｃｍ３／秒以上、好ましくは３５０ｃｍ３／秒以上、特に好ましくは４５０ｃｍ３／秒以上である。
【００１２】
射出率が２５０ｃｍ３／秒未満であると導光板の光出射面の光出射用凹凸又は光反射面の光反射用凹凸が正常に形成されないため、転写率が低下する傾向にある。かかる射出率の上限は特に制限されないが、通常は射出量の制御が困難になるなどの理由から、２５００ｃｍ３／秒以下が好ましい。
【００１３】
本発明における射出の態様としては、金型キャビティ内への脂環式構造含有重合体の充填開始から終了までの間継続して本発明で規定する射出率であってもよいが、射出成形装置のシリンダー移動速度の制御が容易である点で、金型内への成形用材料の充填開始から充填の終了までの間における最大の射出率が本発明で規定する射出率の範囲となっていればよい。
【００１４】
本発明に用いられる脂環式構造含有重合体は、主鎖及び／または側鎖に脂環式構造を有するものであり、機械的強度、耐熱性などの観点から、主鎖に脂環式構造を含有するものが好ましい。重合体の脂環式構造としては、飽和環状炭化水素（シクロアルカン）構造、不飽和環状炭化水素（シクロアルケン）構造などが挙げられるが、機械的強度、耐熱性などの観点から、シクロアルカン構造やシクロアルケン構造が好ましく、中でもシクロアルカン構造を有するものが最も好ましい。脂環式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、及び成形性の特性が高度にバランスされ好適である。
【００１５】
本発明に用いられる脂環式構造含有重合体中の脂環式構造を有する繰り返し単位の割合は、使用目的に応じて適宜選択されればよいが、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。脂環式構造含有重合体中の脂環式構造を有する繰り返し単位の割合が３０重量％未満では機械的強度、耐熱性に劣り好ましくない。脂環式構造含有重合体中の脂環式構造を有する繰り返し単位以外の残部は、使用目的に応じて適宜選択される。
【００１６】
係る脂環式構造を有する重合体の具体例としては、（１）ノルボルネン系重合体、（２）単環の環状オレフィン系重合体、（３）環状共役系ジエン系重合体、（４）ビニル脂環式炭化水素重合体、及びこれらの水素添加物などが挙げられる。これらの中でも、ノルボルネン系重合体及びその水素添加物、環状共役ジエン系重合体、ビニル脂環式炭化水素重合体及びその水素添加物などが好ましく、ノルボルネン系重合体及びその水素添加物がより好ましい。
【００１７】
ノルボルネン系重合体としては、例えば、特開平３−１４８８２号公報や特開平３−１２２１３７号公報などで開示される方法によってノルボルネン系モノマーを重合したものが用いられる。
【００１８】
本発明に使用される脂環式構造含有重合体の、２８０℃、荷重２．１６ｋｇｆにおけるＪＩＳ−Ｋ−６７１９により測定したメルトフローレートは、使用目的に応じて適宜選択すれば良いが、通常１〜２００ｇ／１０ｍｉｎ．、好ましくは２〜１８０ｇ／１０ｍｉｎ．、より好ましくは３〜１６０ｇ／１０ｍｉｎ．の範囲が好適である。メルトフローレートが低すぎると成形時に成形材料を加温する温度がより高温となるため加工しにくい場合が生じ、高すぎると成形品の強度不足が生じる傾向にある。
【００１９】
ちなみに、これらの脂環式構造含有重合体は、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。
【００２０】
上記脂環式構造含有重合体樹脂には、必要に応じて、その他のポリマー、各種配合剤または充填剤を単独であるいは２種以上混合して用いることができる。
【００２１】
その他のポリマーとしては、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ＳＢＳ、ＳＩＳ、ＳＥＢＳなどのゴム；ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリメタアクリレート、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエーテル、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホンなどの樹脂；などが挙げられる。これらのその他のポリマーはそれぞれ単独で、あるいは２種以上混合して用いることができる。また、その割合は、本発明の目的を損なわれない範囲で適宜選択される。
【００２２】
配合剤としては、熱可塑性樹脂材料で通常用いられているものであれば格別な制限はなく、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、近赤外線吸収剤、染料や顔料などの着色剤、滑剤、可塑剤、帯電防止剤、蛍光増白剤などの配合剤が挙げられる。
【００２３】
これらの配合剤は単独、２種以上混合して用いることができ、その割合は、本発明の目的を損なわれない範囲で適宜選択される。配合量は、本発明の目的を損なわれない範囲で適宜選択されるが、脂環式構造含有重合体樹脂１００重量部に対して通常０．０００１〜５重量部、好ましくは０．００１〜３重量部の範囲である。
【００２４】
混合方法は、脂環式構造含有重合体中に、その他のポリマー、各種配合剤または充填剤が十分に分散される方法であれば、特に限定されない。例えば、ミキサー、二軸混練機、ロール、ブラベンダー、押出機などで樹脂を溶融状態で混練する方法、適当な溶剤に溶解して分散させて凝固法、キャスト法、または直接乾燥法により溶剤を除去する方法などがある。二軸混練機を用いる場合、混練後は、通常は溶融状態で棒状に押出し、ストランドカッターで適当な長さに切り、ペレット化して用いられることが多い。
【００２５】
本発明においては、各種配合剤を必要に応じて混合されたもの（成形用材料）を射出成形することによって、目的とする導光板を得るようにすることが好ましい。各種配合剤が混合された成形用材料を射出成形することにより、寸法精度のより良い導光板を生産性高く得ることができる。
【００２６】
本発明の導光板の製造方法は、導光板がその光出射面又は光反射面の少なくとも一方に微細な凹凸パターンを有する場合に好適に用いられる。
【００２７】
微細な凹凸パターンは、導光板の輝度を均一にするために用いられ、光反射機能または集光機能を有する形状であれば特に制限されないが、側端面から入射した光を反射または集光する面を複数有する形状であることが好ましい。
このような形状として光出射面側においては、複数の平行するＶ型溝からなる形状、三角プリズム形状、円弧状プリズム形状、横置きの四角柱形状、横置きの台形柱形状、梨地状、半球状、円柱状、楕円柱状、四角柱状、三角錐状または四角錐台状などの微細な凹凸パターンが挙げられるが、これらの中でも梨地状、複数の平行するＶ型溝からなる形状、三角プリズム形状、円弧状プリズム形状、横置きの四角柱形状または横置きの台形柱形状好ましく、三角プリズム形状が特に好ましい。なお図１は三角プリズム形状、円弧状プリズム形状、横置きの四角柱形状および横置きの台形柱形状の模式図である。
また、光反射面側には半球状、円柱状、楕円柱状、四角柱状、三角錐状、四角錐台状、複数の平行するＶ型溝からなる形状、三角プリズム形状、円弧状プリズム形状、横置きの四角柱形状または横置きの台形柱形状の微細な凹凸パターンが好ましい。
【００２８】
三角プリズム形状は、導光板の光出射面から出射する光、又は反射面で反射する光を可能な限り正面方向（０°）に向ける役割を果たすものであれば、特に限定されないが、各三角プリズムが間断なく連続した形状とすることが好ましい。隣接する各三角プリズム間のピッチは、通常、１０〜２００μｍ、好ましくは１５〜１５０μｍ、より好ましくは２０〜１００μｍである。ピッチが１０μｍ未満では、三角プリズム形状を形成することが困難である。また、ピッチが２００μｍを超えると、三角プリズムの繰り返しが目立ち、またこの繰り返しによる出射光量の微小な脈動と、液晶セルの繰り返しピッチによるモアレが発生する。光出射面に三角プリズム形状を用いる場合、各三角プリズムの頂角は、好ましくは５０〜１６０°、より好ましくは６０〜１３０°、さらに好ましくは７０〜１１０°、特に好ましくは９０°である。頂角を５０〜１６０°に調整することで、集光機能が向上する。また、光反射面に三角プリズム形状を用いる場合、各三角プリズムの頂角は、好ましくは７０〜１８０°、より好ましくは９０〜１６０°、さらに好ましくは１００〜１４０°、特に好ましくは１２０°である。なお各三角プリズムの傾斜表面は、集光性能の観点から、より鏡面状態に近い形状である方が良いが、傾斜表面の算術平均粗さ（Ｒａ）は、好ましくは１５０ｎｍ以下、より好ましくは１００ｎｍ以下、特に好ましくは８０ｎｍ以下である。
【００２９】
円弧状プリズム形状としては、各円弧状プリズムが間断なく連続した形状とすることが好ましい。円弧状プリズムの曲率半径は、５〜５０μｍであることが好ましく、１０〜４０μｍであることがより好ましく、１５〜３０μｍであることがさらに好ましい。円弧状プリズムのピッチは、５〜５００μｍであることが好ましく、１０〜４００μｍであることがより好ましく、１５〜３００μｍであることが特に好ましい。
【００３０】
横置きの四角柱形状としては、各四角柱が一定の間隔をあけて並んでいる形状が好ましい。各四角柱同士の間隔は、５〜４００μｍが好ましく、１０〜３００μｍが特に好ましい。また、四角柱の導光板に垂直な辺の長さは５〜３００μｍが好ましく、１０〜２００μｍが特に好ましい。四角柱の導光板に平行な短辺の長さは１０〜２００μｍが好ましい。
【００３１】
横置きの台形柱形状としては、各台形柱が一定の間隔をあけて並んでいても良いし、間断なく連続した形状でも良い。各台形柱同士の間隔は、０〜４００μｍが好ましい。また、台形柱の上辺の長さは１〜１５０μｍが好ましく、台形柱の下辺の長さは２〜３００μｍが好ましい。
【００３２】
半球の半径は、５〜１００μｍが好ましい。
円柱は、高さ又は深さｈと最大開口幅Ｗmaxとの比ｈ／Ｗmaxが０.３以上であることが好ましく、０.４以上であることがより好ましく、０．５以上であることがさらに好ましい。楕円柱は、長径５０〜６００μｍ、短径５〜３００μｍ、長径／短径の比が１〜１０であることが好ましい。四角柱は、長辺５０〜６００μｍ、短辺５〜３００μｍ、長辺／短辺の比が１〜１０であることが好ましく、高さ又は深さｈと最大開口幅Ｗmaxとの比ｈ／Ｗmaxが０.３以上であることが好ましく、０.４以上であることがより好ましく、０．５以上であることがさらに好ましい。三角錐は、斜面傾斜角度が２０〜５０度、底辺１００μｍ以下、高さ１〜２０μｍであることが好ましい。
四角錐台は、斜面傾斜角度が２５〜４５度、底辺１００μｍ以下、高さ２〜１５μｍであることが好ましい。
光反射面の半球、円柱、楕円柱、四角柱、三角錐または四角錐台は、格子状などのように規則的に配列することができ、あるいは、ランダムに配列することもできる。光反射面の半球、円柱、楕円柱、四角柱、三角錐または四角錐台をランダムに配列することにより、液晶パネルとの光学的な干渉を防ぐことができる。光反射面の半球、円柱、楕円柱、四角柱、三角錐または四角錐台は、導光板の側端面に設ける光源に近い方を疎に、光源から遠い方を密にすることが好ましい。光源に近い方を疎に、光源から遠い方を密にすることにより、面状光源装置の全面の輝度をほぼ等しくして、輝度むらを低減することができる。
【００３３】
本発明の製造方法で得られる導光板の用途は、特に限定されないが、たとえばラップトップ型、ノート型、ブック型、パームトップ型などのパーソナルコンピューターまたはワードプロセッサーなどのＯＡ機器；壁掛け用などの液晶テレビなどの家電製品；電飾看板；ライトテーブル；ビュワー、その他の表示装置；などにバックライト又はフロントライトとして使用される面状光源装置に用いられる。
【００３４】
以下に、本発明を、図面に基づき詳細に説明する。
【００３５】
図２（Ａ）〜（Ｅ）は本発明の導光板製造方法の一態様を示す工程図である。本態様では、スクリュー式射出成形機を用いて導光板を製造する。スクリュー式射出成形機は、図２（Ａ）に示すように、ホッパー１、加熱シリンダー２、スクリュー３、金型４およびノズル５とを有している。
【００３６】
まず、図２（Ａ）に示すように、ホッパー１に、上述した脂環式構造含有重合体および必要に応じて混合されるその他のポリマー、各種配合剤、充填剤からなる成形用材料を所定の割合で混合させて、たとえば二軸混練機にて混練後、ペレット化されたものを投入する。投入された成形用材料はその自重によって、加熱シリンダー２内に落下して、スクリュー３に接触するとともに、その回転によって次第に加熱シリンダー２の先端部に送られる。なお、この際、酸素除去処理したペレットが再び空気と接触しないよう、ホッパー１に囲いを設けて不活性ガスを流し、外気を遮断する構成とすることが好ましい。
【００３７】
ここで、加熱シリンダー２の温度を制御することが望ましい。加熱シリンダー２の温度は、用いる脂環式構造含有重合体の種類によっても異なるが、通常２００〜４００℃、好ましくは２１０〜３７０℃、より好ましくは２２０〜３５０℃である。２００℃未満では成形用材料の溶融が充分ではなく、良好な形状の成形品を得ることが出来ない。また、４００℃を超えると成形用材料の酸化劣化が生じ、ヤケが成形品に混入し、光学的な不良となってしまう。加熱シリンダー２の温度の制御は、ジャケットやヒーターにより行うことができる。スクリュー３の回転数は、成形用材料が均一に混合されるように適宜決定される。
【００３８】
このようにして可塑化溶融された成形用材料は、スクリュー３の先端部に所定量蓄えられ、この可塑化の進行にともなって、スクリュー３を加熱シリンダー２内で、加熱シリンダー２の先端部にあるノズル５から遠ざかるよう、所定距離を後退させる。
このとき、スクリュー３の後退運動を抑制するような方向で射出シリンダー（図示省略。）側に２０〜１５０ｋｇｆ／ｃｍ２の背圧をかけることが望ましい。背圧が２０ｋｇｆ／ｃｍ２未満の場合には、可塑化溶融した成形材料中に気泡が発生し、成形品中の気泡、成形品表面のシルバーストリークなどの外観不良が発生する。また、背圧が１５０ｋｇｆ／ｃｍ２以上では、スクリューの後退速度が遅くなり、射出成形に要する時間が長くなってしまう。
【００３９】
スクリュー３を加熱シリンダー２内で所定の距離を後退させることにより、シリンダー３の先端部ノズル５付近に所定量の成形用材料が蓄えられていき、これが金型４内に射出される成形用材料の射出量となる。射出量は、導光板の大きさ、厚みなどの関係上、特に限定されない。この後退距離の制御は、マイクロスイッチ（図示省略。）などによって適宜決定される。
【００４０】
次に、図２（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、射出シリンダーによって、スクリュー３を加熱シリンダー２内のノズル５に向かって、所定の速度で前進させて、ノズル５付近に蓄えられていた可塑化溶融した成形用材料を、ノズル５を通して金型４内に充填させる。本発明においては、このときの射出率を２５０ｃｍ３／秒以上とすることが必須である。
【００４１】
また、スクリュー３をノズル５側に前進させることにより成形用材料をノズル５から射出する際の成形用材料に対して加えられる圧力は、主として、成形用材料の粘度特性（流動性）、成形品の形状や肉厚、または金型４の構造によって適宜決定することができる。圧力は、成形用材料を金型４内に射出する段階の圧力（以下、「射出圧」と略す。）と、金型内に充填し終わった後の段階の圧力（以下、「保圧」と略す。）の２段階に分けられる。
【００４２】
保圧は、射出圧によって金型が略充填された後、金型４のゲート部分が完全に冷却固化するまでの一定時間かけられる圧力であり、特に限定されないが、好ましくは１００ｋｇｆ／ｃｍ２以上、より好ましくは１２０ｋｇｆ／ｃｍ２以上、特に好ましくは１５０ｋｇｆ／ｃｍ２以上である。保圧を１００ｋｇｆ／ｃｍ２未満とすると成形品たる導光板にひけが発生する。また、保圧の上限は、金型の型締め圧力の範囲内で決定することが望ましい。保圧が金型の型締め圧力を越えると、冷却途中の金型が開いてしまうおそれがあり、成形品にバリが発生する。
【００４３】
金型４内に充填された成形用材料は、一定時間、金型４内に保持され、冷却固化させる。
金型温度は、特に限定されないが、好ましくは３０〜１８０℃、より好ましくは４０〜１５０℃、さらに好ましくは６０〜１４０℃である。金型温度が３０℃未満では金型４内での成形用材料の流動性が悪くなり、成形不良の要因となってしまう。金型温度が１８０℃を超えると、成形用材料のガラス転移点Ｔｇを越えてしまい，金型４と成形品たる導光板との型離れが悪くなり、成形品の面精度を確保することができなくなる恐れがある。
【００４４】
冷却時間は、シリンダー温度、金型温度、成形品の厚みなどによって適宜変更され得る。冷却時間を長くすれば、成形品の変形を減少させることができが、サイクル時間が長くなってしまう。一方、冷却時間を短くすると、成形品の固化が不十分となり、それによって成形品の変形や寸法安定性の悪化をもたらせてしまう。
【００４５】
このようにして、金型内で一定時間冷却された後、金型を開き、成形品を取り出して成形工程の１サイクルが終了する。このようなサイクルは、手動運転又は自動運転のいずれの運転で行ってもよい。
【００４６】
次に本発明の製造方法によって得られる導光板を用いた面状光源装置および導光板について詳細に説明する。
図３（Ａ）は本発明の製造方法により得られる導光板を用いた面状光源装置を示す概略斜視図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）をＸ方向からの見た正面図、図３（Ｃ）は図３（Ａ）をＹ方向から見た正面図を表す。図４（Ａ）は本発明の製造方法によって得られる導光板を用いた別の面状光源装置を示す概略斜視図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）をＸ方向からの見た正面図、図４（Ｃ）は図４（Ａ）をＹ方向から見た正面図、図５は図３（Ａ）記載の導光板を、図３（Ａ）におけるＸ方向に垂直な面で切断した場合の部分断面図を表す。
【００４７】
図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、本発明の製造方法により得られる導光板を用いたエッジライト方式面状光源装置８は、導光板６と、導光板６の少なくとも一端面に配置された光源７とを有している。
【００４８】
光源７としては、冷陰極管、熱陰極管などの蛍光灯が挙げられるが、特に冷陰極管ば消費電力が少ないため、好適に用いられる。エッジライト方式面状光源装置の高輝度薄型化のために、光源７も細管径で高輝度のものが好ましく、管径１．５〜６．０ｍｍ、管面輝度１５０００ｃｄ／ｍ２以上のものがより好ましい。また、光源７の色温度（光源７がどのような色をしているかを温度［Ｋ］で表したもの。）が、導光板６の光出射面６ｂから出射される光の見え方に影響を与えるので、光出射面６ｂから出射される光が、色温度７０００〜８０００K、好ましくは７４００〜７５００K程度となるような光源を用いることが望ましい。
【００４９】
なお、上記部材の他、図示しないが、光源７を囲むように配置され導光板６の光源側端面６ａに直接入射しなかった光源光を導光板６に効率良く導くためのランプリフレクターや、導光板６の光反射面６ｃ側に配置され、導光板６から漏れた光を再度導光板６内に戻すための反射シートも、面状光源装置を構成する部材として適宜用いられる。
【００５０】
導光板６は、図３（Ｃ）に示すように、光入射面６ａから入射した光源７の光を長手方向に導きながら光出射面６ｂから輝度斑なく出射させるための部材である。また図３（Ｃ）に示す態様においては、導光板６は断面が光源７側から遠ざかる方向（直線状光源の軸芯と略垂直方向）につれて厚みが漸次薄くなるようなくさび型をしており、光源７から遠ざかるにつれて、導光板６の光出射面６ｂに対する入射角θ１がより多く臨界角（全反射が起こる最小の入射角）以上になるようになっている。
【００５１】
また、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示す態様では、導光板６の光出射面６ｂにはプリズム形状９が設けられている。このプリズム形状９は、導光板６の光出射面６ｂから出射される光の方向を可能な限り光出射面に垂直に外部に出射する機能を有する。
【００５２】
また、図４（Ａ）および（Ｂ）に示すように、プリズム１４の上に、別途プリズムシートなどの集光シート１３を、１枚または２枚以上重ねて使用するようにしてもよい。この際、図４（Ａ）に示すように、集光シート１３を１枚重ねて使用する場合には、導光板１１のプリズム形状を構成する連続線と、集光シート１３のプリズム形状を構成する連続線とが互いに略直交となるように配置することが好ましい。このように配置することで輝度効率の一層の向上が期待できる。
【実施例】
【００５３】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。なお、以下の実施例および比較例において、特に断りのない限り、部および％は重量基準である。また、以下の実施例および比較例においては、次に示す方法で転写率、吸湿変形量および算術平均粗さを求めた。
【００５４】
（１）転写率
３次元測定機（株式会社菱光社、非接触３次元測定機ＮＨ−３）で金型の凹凸の形状が分かっている部分について製品の形状を測定し、その最大高さを求めた。そして、金型の形状の最大高さに対しての比率を転写率として求めた。
（２）吸湿変形量
導光板を温度６０℃、相対湿度９０％の恒温恒湿室に１２０時間放置したのち、平板上に載置し、隙間ゲージ［東京シクネス(株)、１００ＭＬ］を用いて４辺の各中点及び４隅の計８か所で平板との隙間を測定し、その最大値を吸湿変形量とした。
（３）算術平均粗さ（Ｒａ）
株式会社キーエンス製超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡ＶＫ−９５００を用いて測定した。
【００５５】
［製造例１］脂環式構造を有する重合体樹脂の製造
脱水したシクロヘキサン５００部、１−ヘキセン０.８２部、ジブチルエーテル０.１５部及びトリイソブチルアルミニウム０.３０部を、室温で十分に乾燥し窒素置換したステンレス鋼製耐圧容器に入れて混合したのち、４５℃に保ちながら、この混合物にトリシクロ［４.３.０.１２、５］デカ−３,７−ジエン（ジシクロペンタジエン、以下、「ＤＣＰ」と略記する。）１７０部と８−エチリデンテトラシクロ［４.４.０.１２、５.１７、１０］ドデカ−３−エン（エチリデンテトラシクロドデセン、以下、「ＥＴＤ」と略記する。）３０部と六塩化タングステンの０.７％トルエン溶液４０部とを、２時間かけて連続的に添加し、重合した。次いで、重合溶液にブチルグリシジルエーテル１.０６部とイソプロピルアルコール０.５２部を加えて重合触媒を不活性化し、重合反応を停止させた。
得られた開環重合体を含有する反応溶液１００部に対して、シクロヘキサン３５部を加え、さらに水素添加触媒としてニッケル−アルミナ触媒［日揮化学（株）］５部を加え、水素により５ＭＰａに加圧して撹拌しながら２００℃まで加温して４時間反応させ、ＤＣＰ／ＥＴＤ開環重合体水素添加物２０％を含有する反応溶液を得た。ろ過により水素添加触媒を除去したのち、ＤＣＰ／ＥＴＤ開環重合体水素添加物１００部に対して、酸化防止剤としてペンタエリスリチルテトラキス［３−(３,５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル)プロピオネート］０.１部を添加して溶解させた。次いで、円筒型濃縮乾燥機［（株）日立製作所］を用い、温度２７０℃、圧力１ｋＰａ以下で、溶液から溶媒であるシクロヘキサン及びその他の揮発成分を除去しつつ、ＤＣＰ／ＥＴＤ開環重合体水素添加物を溶融状態で押出機からストランド状に押し出し、冷却後ペレット化し、樹脂ペレットを回収した。次に回収した樹脂ペレットを市販の高純度窒素ガス（純度９９.９重量％以上、酸素含有量０.１重量％以下）雰囲気下、窒素を流通させた状態で、８０℃で４ｈｒ加温処理した。
【００５６】
［実施例１］
製造例１で得られた樹脂ペレットから、図６に示すような短辺（ＡＢ）が２３２．７ｍｍ、長辺（ＡＣ）が３０８．４ｍｍ、一辺の厚みが２．４ｍｍであり該一辺の対辺（ＣＤ）の厚みが０．８ｍｍである楔形である導光板を成形した。
金型は、導光板の反射面となる固定型のキャビティ表面に、直径６０μｍの半球状突起を形成する半球状の穴を、図６の一辺ＡＢの位置の平均ピッチ３００μｍから、図６の一辺ＣＤの平均ピッチ１５０μｍまで順次間隔をつめて設けた。導光板の出光面となる可動型のキャビティ表面に、図６の一辺ＡＢと略直交する方向に、ピッチ５０μｍ、頂角９０°のプリズムを繰り返し形成した。
射出成形は、射出成形機［東洋機械金属株式会社、ＳＩ−４５０ＩＩ、スクリュー径６０ｍｍ］を用い、成形温度２７５℃、金型温度７０℃、射出率５６５ｃｍ３／秒の条件で行った。成形後、得られた導光板の評価を行ったところ、この導光板の転写率は良好であった。また、吸湿変形量も小さかった。この導光板の評価結果を表１に示す。
【００５７】
［実施例２］
射出率を２８３ｃｍ３／秒とした以外は実施例１と同様に成形実験を行ない、導光板を得た。成形後、得られた導光板の評価を行ったところ、この導光板の転写率は良好であった。また、吸湿変形量も小さかった。この導光板の評価結果を表１に示す。
【００５８】
［比較例１］
射出率を１４１ｃｍ３／秒とした以外は実施例１と同様に成形実験を行ない、導光板を得た。成形後、得られた導光板の評価を行ったところ、この導光板の転写率は低かった。
また、吸湿変形量は小さかった。この導光板の評価結果を表１に示す。
【００５９】
［比較例２］
製造例１で得られた樹脂ペレットに代えて、メタクリル樹脂（旭化成株式会社、デルペット７０ＮＨＸ）を用いた以外は実施例１と同様に成形実験を行ない導光板を得た。成形後、得られた導光板の評価を行ったところ、この導光板の転写率は低く、吸湿変形量は大きかった。この導光板の評価結果を表１に示す。
【００６０】
【表１】
【００６１】
表１より、実施例１および２で得られた導光板は、比較例１および２で得られた導光板と比較して転写率が高い。実施例１の導光板と同じ形状であっても、メタクリル樹脂の射出成形体からなる比較例２の導光板は、実施例１の導光板に比べて吸湿変形量が大きい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の製造方法で得られる導光板の微細な凹凸パターンの一態様である。
【図２】本発明の導光板製造方法の一態様を示す工程図である。
【図３】本発明の製造方法で得られる導光板を用いた面状光源装置の一態様である。
【図４】本発明の製造方法で得られる導光板を用いた面状光源装置の別の態様である。
【図５】図５は、図３（Ａ）記載の導光板を、図３（Ａ）におけるＸ方向に垂直な面で切断した場合の部分断面図である。
【図６】図６は、実施例および比較例で製造した導光板の形状を示す模式的な平面図である。
【図７】図７は、図６におけるＥ−Ｆ線での模式的な断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ ホッパー
２ 加熱シリンダー
３ スクリュー
４ 金型
５ ノズル
６ 導光板
６ａ 光入射面
６ｂ 光出射面
６ｃ 光反射面
７ 光源
８ エッジライト方式面状光源装置
９ プリズム形状
１０ エッジライト方式面状光源装置
１１ 導光板
１２ 光源
１３ 集光シート
１４ プリズム
１５ 導光板
１６ プリズム
１６ａ 傾斜表面
１６ｂ 傾斜表面
１７ ピッチ
１８ 頂角
【特許請求の範囲】
【請求項１】
脂環式構造含有重合体を用いて射出成形により導光板を製造する方法において、
前記導光板がその光出射面又は光反射面の少なくとも一方に微細な凹凸パターンを有し、該脂環式構造含有重合体に酸素除去処理を行った後、射出率２５０ｃｍ３／ｓ以上で金型キャビティ内へ供給し、前記微細な凹凸パターンは、三角プリズム形状であり、当該三角プリズム形状の傾斜表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が１５０ｎｍ以下である導光板の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の導光板の製造方法において、
前記三角プリズム形状は、各三角プリズムが間断なく連続した形状である導光板の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の導光板の製造方法において、
前記光出射面に、頂角５０〜１６０°の三角プリズムを、隣接する各三角プリズム間のピッチ１０〜２００μｍで設ける導光板の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の導光板の製造方法において、
前記光入射面に、頂角７０〜１８０°の三角プリズムを、隣接する各三角プリズム間のピッチ１０〜２００μｍで設ける導光板の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の導光板の製造方法において、
前記酸素除去処理が、前記脂環式構造含有重合体を、酸素含有量２重量％以下の不活性ガス雰囲気下、４０℃以上の温度に加温するものである導光板の製造方法。
【請求項１】
脂環式構造含有重合体を用いて射出成形により導光板を製造する方法において、
前記導光板がその光出射面又は光反射面の少なくとも一方に微細な凹凸パターンを有し、該脂環式構造含有重合体に酸素除去処理を行った後、射出率２５０ｃｍ３／ｓ以上で金型キャビティ内へ供給し、前記微細な凹凸パターンは、三角プリズム形状であり、当該三角プリズム形状の傾斜表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が１５０ｎｍ以下である導光板の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の導光板の製造方法において、
前記三角プリズム形状は、各三角プリズムが間断なく連続した形状である導光板の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の導光板の製造方法において、
前記光出射面に、頂角５０〜１６０°の三角プリズムを、隣接する各三角プリズム間のピッチ１０〜２００μｍで設ける導光板の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の導光板の製造方法において、
前記光入射面に、頂角７０〜１８０°の三角プリズムを、隣接する各三角プリズム間のピッチ１０〜２００μｍで設ける導光板の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の導光板の製造方法において、
前記酸素除去処理が、前記脂環式構造含有重合体を、酸素含有量２重量％以下の不活性ガス雰囲気下、４０℃以上の温度に加温するものである導光板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−２９６５８７（Ｐ２００８−２９６５８７Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８１３４８（Ｐ２００８−１８１３４８）
【出願日】平成２０年７月１１日（２００８．７．１１）
【分割の表示】特願２００３−３４０６９９（Ｐ２００３−３４０６９９）の分割
【原出願日】平成１５年９月３０日（２００３．９．３０）
【出願人】（０００２２９１１７）日本ゼオン株式会社 (1,870)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１１日（２００８．７．１１）
【分割の表示】特願２００３−３４０６９９（Ｐ２００３−３４０６９９）の分割
【原出願日】平成１５年９月３０日（２００３．９．３０）
【出願人】（０００２２９１１７）日本ゼオン株式会社 (1,870)
【Ｆターム（参考）】
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