JP2007101567A

JP2007101567A - 導光板製作用スタンパの製造方法及び導光板の製作方法

Info

Publication number: JP2007101567A
Application number: JP2005124010A
Authority: JP
Inventors: Un Chun Son; ウンチュンソン; Ho Kim Te; ホキムテ; Young Keun Lee; グンイヨン; Byeong Kyoo Shon; ギュソンビョン
Original assignee: Taesan LCD Co Ltd
Current assignee: Taesan LCD Co Ltd
Priority date: 2005-03-03
Filing date: 2005-04-21
Publication date: 2007-04-19
Also published as: KR20060096199A; TW200632463A

Abstract

【課題】導光板製作用スタンパの製造方法に関するものであって、スタンパのバターン模様が三角山並み型に代えて、垂直及び水平形態のレンズ形状を持つレンチキュラの導光板を製作するためのスタンパ製造方法を提供する。
【解決手段】板状ガラスを洗浄する段階、洗浄されたガラス上にスピンコーティングにより感光膜を塗布する段階、塗布された感光膜を熱処理する段階、垂直及び水平形態のパターンマスクを載せてから露光を行う段階、露光済みの感光膜を介して現像する段階、感光膜の除去された部分に熱処理を介して垂直及び水平形態のレンズ形状を製作する段階、製作された形状上に電導層(Ｃｕ、Ｎｉなど)膜を蒸着する段階、完成されたパターン金属(Ｃｕ、Ｎｉなど)面をニッケル鍍金を介してマスターを製作する段階、及び前記マスターを離型させて、再鍍金によりスタンパを製作する段階からなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、バッグライトユニット(ｂａｃｋｌｉｇｈｔｕｎｉｔ、以下、ＢＬＵ)に適用される導光板製造に用いるスタンパの製造方法に関し、さらに詳細には、数十?〜数百?サイズの微細構造物を形成し得るＬＩＧＡ（Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｅ、Ｇａｌｖａｎｏｆｏｒｍｕｎｇ、ＡｂｆｏｒｍｕｎｇｉｎＧｅｒｍａｎ）工程を施して垂直及び水平形態のレンチキュラ(Ｌｅｎｔｉｃｕｌａｒ)配列のスタンパを製造する方法に関する。また、本発明の製造方法によって製造されたスタンパを用いて導光板を製作する方法に関する。

一般に、液晶表示素子(ＬＣＤ、ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ)は、平板表示素子の一つとして、自ら光を発しない手動ディスプレー素子に属する。ＬＣＤのような、かかる手動ディスプレー素子は、素子の背面または側面から光を発生させる背光装置を必ず必要とする。現在、ノートブック型コンピュータ、卓上型パソコンのモニタ及び薄型ＴＶなどの表示装置として液晶表示装置が多く使用されていて、かかる液晶表示装置は受光型として背面に面形状の照明装置、即ち、バックライトユニットが設けられている。

該面光源装置は、通常、光源として冷陰極管などの棒状の線光源(ｌａｍｐ)が採用され、導光板の一側面又は両側面に設けられて、透明なアクリル樹脂からなる導光板を用いてランプの線光源を均一の面状に変える方法が代表的であり、且つ、光出射面には拡散シート、プリズムアレイなどからなる光学素子を配置して、所望の光学特性が得られる器具とされている。

導光板を製造するための方法は様々であるが、初期には、光散乱インクを導光板下部にスクリーン印刷し、入射された光を垂直散乱させ、且つ出光させるという印刷方式を用いて製造していた。その後、導光板にパターンを印刷しない無印刷導光板と、輝度を向上させるためのＶ字型溝(Ｖカット)を導光板に形成するプリズム導光板とに発展してきた。現在、プリズム形態を加工するために、ＳＵＳ基板を直接機械的に加工して、形状を表す直加工方式が主になっている。しかしながら、プリズム形態を加工するための直加工方式は、微細プリズムパターンの製作時間が非常に長く、且つ、加工時におけるパターンの再現性が劣り、製作コストが高くなるという短所がある。また、射出成形時、三角山並みパターンの具現が困難となる。

従って、本発明の目的は、無印刷導光板方式で採択しているレンズ形態のパターンを利用した垂直及び水平形態のレンチキュラ形状の加工方法が容易であり、パターンの高さ及びピッチを自由に変型することができる、導光板製作用スタンパの製造方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、導光板を成形したとき、プリズム構造の有している光輝度に類似していて、導光板射出時に、プリズムパターンに比べて、成形に優れている導光板製作用スタンパの製造方法を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、前記スタンパを用いて導光板を製作する方法を提供することにある。

前述した本発明の目的は、板状ガラスを洗浄する段階、洗浄されたガラス上にスピンコーティングにより感光膜を塗布する段階、塗布された感光膜を熱処理(ＳｏｆｔＢａｋｅ)する段階、垂直及び水平形態のパターンマスクを載せてから露光を行う段階、露光済みの感光膜を介して現像する段階、感光膜の除去された部分に熱処理(ＨａｒｄＢａｋｅ)を介して垂直及び水平形態のレンズ形状をなす段階、製作された形状上に電導層(Ｃｕ、Ｎｉなど)膜を蒸着する段階、完成されたパターン金属(Ｃｕ、Ｎｉなど)面をニッケル鍍金を介してマスターを製作する段階、及び前記マスターを離型させて、再鍍金によりスタンパを製作する段階からなるスタンパの製造方法により達成される。

本発明の方法により製造されたスタンパを用いて導光板を成形して製作することができる。

前述したように、本発明の製造方法により、三角山並み型のプリズム形状の問題点、即ち、再現性、製作時間、費用などの諸問題点を解決し得る。本発明の製造方法により、既存のレンズ形態を加工し得る写真蝕刻工程を用いて、プリズム構造が持っている輝度特性に類似している結果を奏する導光板を製作することが可能である。

また、本発明の製造方法により製造されたスタンパを用いて導光板を製作する場合、コスト低減が図れると共に、容易に導光板を製作することができる。

さらに、本発明の製造方法により製造されたスタンパを用いて導光板を成形する場合、該成形される導光板の厚み及び寸法に制限されず、且つ、導光板両面にパターンをより容易に形成することができるという効果を奏する。

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
図１には、本発明の導光板製作用スタンパ製造方法の一実施形態を示す工程手順が示されている。

先ず、任意の厚みを持つ板状のガラス１０を用意して洗浄した後(ａ)、洗浄済みのガラス１０上にスピンコーティングにより感光膜２０を塗布する(ｂ)。塗布された感光膜２０を熱処理(ＳｏｆｔＢａｋｅ)した後(ｃ)、垂直及び水平形態のパターンマスク３０を載せてから露光を行う(ｄ)。露光済みの感光膜を介して現像して、感光膜が部分的に除去されたところに熱処理(ＨａｒｄＢａｋｅ)を施して垂直及び水平形態のレンズ形状を製作する(ｅ)。製作された形状上に電導層(Ｃｕ、Ｎｉなど)膜４０を蒸着し(ｆ)、完成されたパターン金属(Ｃｕ、Ｎｉなど)面をニッケル鍍金を介してマスターを製作してから、前記マスターを離型させて、再鍍金によりスタンパ５０を製作する(ｇ)。

ここで、上記のような垂直及び水平配列構造を持つレンズ形態の光輝度及び視野角シミュレーション結果をそれぞれ図３ｂ、図３ｃに示した。

シミュレーションは、輝度に影響を及ぼし得る変数を五つに大別して行った。もちろん、パターン形状は、写真蝕刻工程により容易に成し得る。五つの変数は、導光板背面のパターン構造(三つの変数：角度、パターンサイズ、パターン高さ)と、導光板上面構造(二つの変数(拡散面対置)：ドットの密度変化、ドットの高さ変化)である。

シミュレーションを行った結果、導光板背面のパターン模様について、プリズムを、垂直及び水平配列のレンズ形態(凹、凸)に取り替えた場合、視野角の最大値はより高くなり、且つ、全体的な平均輝度は、類似の結果が得られた。輝度値は、導光板上面の形態について、ドットの高さは関係なく、ドットの密度によって位置毎に制御することができた。

本発明のシミュレーションに関する詳しい説明は、下記の通りである。
レンズ形態の特性を比較するために、図２ａに示すようなＢＬＵ構造において、垂直配列プリズム形態のシミュレーションを行った。図２ａのＢＬＵ構造において、導光板５００の背面には角度１００°の垂直配列（ピッチ２５?）のプリズム３００があり、且つ、導光板５００の上面には拡散のための大きさ１００?円形の高さ５０?のレンズ形態パターン２００が位置に従ってそれぞれ異なる密度をもって配列されていて（パターンの高さは、テストの結果、輝度とは相関関係が少ない）、その上部（出射側）には、角度６８°の逆プリズムシート１００が置かれている。導光板５００の側面には光源６００と反射板７００が配される。シミュレーションのための光Ｒａｙは１００万個に設定されていた。図２ｂ及び図２ｃに、このようなプリズム構造を持つＢＬＵのシミュレーション結果値を示した。図２ｂの輝度イメージは、導光板全体の光量を示したものであり、図２ｃの視野角イメージは、導光板の９０度正面から光量を測定したものである。

図３ａには、本発明のスタンパを用いて製作した導光板５００であって、その背面に垂直配列の凹レンチキュラのレンズ形態４００が配列され、その他の構成は図２ａと同等であるＢＬＵを示す。この構成において、同様にシミュレーションを行った。光輝度及び視野角シミュレーション結果が上述の図３ｂ、図３ｃである。

図４及び図５には、それぞれの条件に応じたシミュレーション結果値を総合して、グラフにした。図４はプリズムの場合の平均輝度値と、本実施形態に係る凹レンチキュラのレンズ形態の場合の平均輝度値を比較して示し、図５はプリズムの場合の視野角値と、本実施形態に係る凹レンチキュラのレンズ形態の場合の視野角値（それぞれ平均及び最大値）を比較して示す。

グラフの結果値によると、垂直配列のレンチキュラの凹レンズ（叉は凸レンズ）形態は、垂直プリズム構造の輝度及び視野角値等に類似していることが分かる。従って、この結果より、加工再現性が劣り、製作に長時間や高コストを招く直加工プリズム方式よりも、垂直配列のレンチキュラの凹レンズ（叉は凸レンズ）形態は、写真蝕刻工程を用いて容易に形状を具現することができ、且つ、様々に応用可能な垂直及び水平方向配列のレンズ形態方式において、垂直プリズム構造と類似の輝度特性を持たせることができる。

本発明のスタンパ製造方法の一実施形態を示す工程のフローチャート。垂直プリズムを持つＢＬＵ構造を示した図。シミュレーション結果であり、輝度イメージを示した図。シミュレーション結果であり、視野角イメージを示した図。垂直凹レンズ形態を持つＢＬＵ構造を示した図。シミュレーション結果であり、輝度イメージを示した図。シミュレーション結果であり、視野角イメージを示した図。プリズム対レンチキュラ方式の輝度値を比較したグラフ。プリズム対レンチキュラ方式の視野角値を比較したグラフ。

符号の説明

１０ガラス
２０感光膜
３０フォトマスク
４０電導性物質
５０スタンパ

Claims

板状ガラスを洗浄する段階、洗浄されたガラス上にスピンコーティング法により感光膜を塗布する段階、塗布された感光膜を熱処理を行う段階、前記処理の施されたガラス上に垂直及び水平形態のパターンマスクを載せてから露光を行う段階、
前記による露光済みの感光膜を介して現像する段階、前記により感光膜が部分的に除去されたところに熱処理により垂直及び水平形態のレンズ形状を製作する段階、前記により製作されたレンズ形状上に電導層(Ｃｕ、Ｎｉなど)膜を蒸着する段階、
前記により完成されたパターン金属(Ｃｕ、Ｎｉなど)面をニッケル鍍金を介してマスターを製作する段階、及び前記マスターを離型させて、再鍍金によりスタンパを製作する段階からなる導光板製作用スタンパの製造方法。
前記レンズ形状は、凹または凸になされることを特徴とする請求項１に記載の導光板製作用スタンパの製造方法。
前記レンズ形状のサイズ、高さ及びレンズ形状間の距離は自由に調節可能であることを特徴とする請求項１に記載の導光板製作用スタンパの製造方法。
請求項１の方法により製造されたスタンパを用いることを特徴とする導光板の製作方法。
前記導光板の上側と下側の両面に垂直及び水平配列のレンズ形状を成形することを特徴とする請求項４に記載の導光板の製作方法。
前記導光板の上側と下側の両面に垂直及び水平配列のレンズ形状を凹又は凸に成形することを特徴する請求項４に記載の導光板の製作方法。
前記導光板の上側と下側の両面に成形される垂直及び水平配列のレンズ形状のサイズ、高さ及びレンズ形状間の距離は多様に調節可能であることを特徴する請求項４に記載の導光板の製作方法。