JP2002256128A

JP2002256128A - メタクリル樹脂組成物および導光体

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Publication number: JP2002256128A
Application number: JP2001060065A
Authority: JP
Inventors: Seiji Masuda; 誠司増田; Hiroshi Nakanishi; 寛中西
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2001-03-05
Filing date: 2001-03-05
Publication date: 2002-09-11

Abstract

(57)【要約】【課題】高輝度で、輝度ムラの少ない均一な液晶表
示装置のバックライト製造用に好適なメタクリル樹脂組
成物の提供。【解決手段】メタクリル樹脂と、それとは屈折率の
異なる微粒子とを含有するメタクリル樹脂組成物におい
て、樹脂組成物１ｇ当たり、粒径０．５〜１．０μｍの
微粒子を１０万個〜１００万個含有するメタクリル樹脂
組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導光体及び導光体
用アクリル樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来技術】近年、液晶表示装置を備えた携帯用ノート
パソコン、携帯用液晶ＴＶ，ビデオ一体型液晶ＴＶ、カ
ーナビゲーションシステム等においては、ＣＲＴ（カソ
ードレイチューブ）並の高画質なものが要求され、高輝
度で均一なバックライトが必要とされている。また、こ
れらの機器類では、液晶表示装置が消費電力のかなり大
きな割合を占めるため、液晶表示用面光源装置の消費電
力をできるだけ低く抑えることがバッテリー駆動時間を
伸ばし、製品自体の実用価値を高める上で重要な課題と
なっている。しかし、面光源装置の消費電力を抑えるた
めに面光源の輝度を低下させたのでは、液晶表示が見に
くくなり好ましくない。そこで、面光源の輝度を犠牲に
することなく消費電力を抑えるため、面光源の光学的な
特性を向上させるための材料開発が求められている。

【０００３】このような面光源の構造としては、蛍光ラ
ンプ等の光源を液晶パネルの下方に配置する直下方式の
ものと、光源を側面に配置した導光体を用いるエッジラ
イト方式に大別される。このうち、エッジライト方式で
は、面光源をコンパクト化できるという特徴を有する
が、直下方式と比較して輝度が低いという欠点を有して
おり、液晶表示装置の高画質化、省電力化という課題に
十分に対応できるものではなかった。このようなエッジ
ライト方式では、導光体の表面に形成した印刷層や粗面
部等を設けることにより、導光体中を伝搬する光が印刷
層や粗面部等に到達した際に反射または散乱が起こり、
入射した一部の光は導光体内部で反射を繰り返すことに
よって減衰してしまうため、入射したすべての光が出射
されず光の利用効率が低下していた。

【０００４】そこで、導光体を構成する透明樹脂中に、
透明樹脂とは屈折率の異なる無機粒子や有機粒子を添加
して、導光体内部で光散乱を起こさせ入射光を効率よく
出射させる方法が提案されている。しかし、このように
無機粒子や有機粒子を添加した場合には、これら拡散粒
子自体が可視光域の光を吸収するため、光線透過率が低
下し高い輝度が得られないという欠点があった。

【０００５】例えば特公平５−１６００２号公報では、
平均粒子径０．３〜１０μｍの球状シリコーン粒子を１
〜５０質量％添加した光拡散板が提案されている。ま
た、特開平６−３２４２１５号公報においては、平均粒
子径０．１〜５０μｍ、基材樹脂との屈折率差が０．０
２〜０．２の粒子を添加した導光体が提案されている。

【０００６】一方、特開平１０−２６５５３０号公報に
おいては、０．５〜２５μｍの微小粒子がポリマー１ｇ
あたり１０，０００個以下であるアクリル樹脂を使用し
た導光体が提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特公平５−１
６００２号公報にて提案されている樹脂組成物を、エッ
ジライト方式の導光体に使用した場合、１質量％以上も
のシリコーン粒子を添加すると、光源近傍で散乱する光
の割合が多くなりすぎ、導光体端部まで透過する光の割
合が少なくなり、面光源としての輝度の均一性に劣ると
いう問題点がある。

【０００８】また、特開平６−３２４２１５号公報にて
提案されている樹脂組成物は、そこに記載されている数
式によれば、拡散粒子は最低でも１０ｐｐｍ以上添加す
る必要があるとされており、これも拡散粒子の添加量が
多すぎるために光源近傍で散乱する光の割合が多くなり
すぎ、導光体端部まで透過する光の割合が少なくなり、
面光源としての輝度の均一性に劣るものである。

【０００９】一方、特開平１０−２６５５３０号公報に
て提案されている粒子数の非常に少ない樹脂組成物で
は、前述したように導光体中を伝搬する光が印刷層や粗
面部等に到達した際に反射または散乱が起こり、入射し
た一部の光は導光体内部で反射を繰り返すことによって
減衰してしまうため、入射したすべての光が出射されず
光の利用効率が低下していた。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、このよう
な状況に鑑み、面光源用導光体について鋭意検討した結
果、本発明に到達したものである。

【００１１】すなわち、本発明は、メタクリル樹脂と、
それとは屈折率の異なる微粒子とを含有するメタクリル
樹脂組成物において、樹脂組成物１ｇ当たり、粒径０．
５〜１．０μｍの微粒子を１０万個〜１００万個含有す
るメタクリル樹脂組成物である。微粒子としては、シリ
カ、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、メタ
クリル樹脂、スチレン樹脂およびシリコーン樹脂からな
る群より選ばれた１種または２種以上であることが好ま
しい。

【００１２】また、もう一つの本発明は、上記のメタク
リル樹脂組成物からなる導光体である。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明においてメタクリル樹脂と
は、メタクリル酸メチル単位を７０質量％以上その構成
単位として含む重合体をいい、メタクリル酸メチル単位
７０質量％以上９９．８質量％以下と、メタクリル酸メ
チルと共重合可能なモノマー単位０．２質量％以上３０
質量％以下とからなる樹脂が好ましい。メタクリル酸メ
チルと共重合可能なモノマーとしては、アクリル酸メチ
ル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブ
チル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）ア
クリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸フェ
ニル、（メタ）アクリル酸ベンジル、（メタ）アクリル
酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸グリシジ
ル、（メタ）アクリル酸ジエチルアミノエチル等のメタ
クリル酸メチル以外の（メタ）アクリル酸エステル類；
エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチ
ロールプロパントリ（メタ）アクリレート、アリル（メ
タ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）
アクリレート等の多官能（メタ）アクリレート類；スチ
レン、α−メチルスチレン等の芳香族ビニル単量体類；
フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド等のマ
レイミド類；無水マレイン酸等を例示することができ
る。

【００１４】また、メタクリル樹脂の耐衝撃性の向上を
目的として、アクリル酸エステルを主成分とするゴム状
共重合体にメタクリル酸エステルを主成分とする共重合
体をグラフトした共重合体を含む樹脂も使用できる。

【００１５】本発明においては、上記メタクリル樹脂
に、メタクリル樹脂とは屈折率の異なる微粒子を配合さ
せることが、本発明の目的を達成する上で重要である。
ここで、屈折率が異なるとは、屈折率の差が０．０１以
上あることをいう。屈折率の差は０．０２以上あること
が好ましい。屈折率の差が０．０１未満の場合には、微
粒子の光散乱の効果が小さく、十分な出光量が得られに
くい。使用される微粒子としては、特に限定されるもの
ではないが、シリカ、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸
カルシウム、メタクリル樹脂、スチレン樹脂およびシリ
コーン樹脂からなる群より選ばれた１種または２種以上
を用いることが好ましい。

【００１６】本発明で使用される微粒子の平均粒径は
０．５〜１．０μｍの範囲であることが好ましい。これ
は、粒子径が小さすぎると、光拡散剤としての効率が低
下するためであり、また、粒子径が大きすぎる場合に
は、樹脂組成物に濁りが生じやすく、光の利用効率が低
下するためである。

【００１７】微粒子のメタクリル樹脂への添加量は、微
粒子のうち粒径が０．５〜１．０μｍの範囲にあるもの
が、樹脂組成物１ｇ当たり１０万〜１００万個であり、
好ましくは１５万〜５０万個である。上記粒径範囲にあ
る微粒子の含有量を樹脂組成物１ｇ当たり１０万個以上
とすることにより十分な光拡散性が得られ、輝度を十分
に向上させることができる。また、樹脂組成物１ｇ当た
り１００万個以下とすることにより十分な光線透過率を
得ることができる。樹脂組成物１ｇ当たりの粒径０．５
〜１．０μｍの微粒子の含有量を特定の量とするために
は、微粒子の粒径分布を予め測定してから、樹脂に添加
する微粒子の量を決めることが好ましい。０．５μｍよ
りも小さい微粒子や、１．０μｍよりも大きい微粒子の
含有量は少ない方が好ましい。メタクリル樹脂組成物中
の微粒子の含有量は、使用される面光源の大きさ、厚
さ、使用される光源の数や配置等に応じて、この範囲で
適宜選択される。なお、粒径が０．５〜１．０μｍの範
囲にある微粒子の数は、アクリル樹脂組成物をジクロロ
メタン等の溶媒に溶解した溶液にレーザー光を照射し、
その散乱光を検知する方法により求めた値をいうものと
する。

【００１８】微粒子の形状は、特に限定されるものでは
ないが、楕円球形状あるいは真球形状であることが好ま
しく、特に真球形状あるいはこれに近い形状であること
が好ましい。特に、導光体を射出成形法によって製造す
る場合には、棒状や板状のものでは、射出成形時に配向
を起こしやすくなり、導光体として特異な配向性を生じ
る場合があるため、真球形状あるいはこれに近い形状で
あることが好ましい。

【００１９】微粒子のメタクリル樹脂への添加方法につ
いては、特に限定されるものではないが、例えばペレッ
ト状またはビーズ状のメタクリル樹脂と微粒子を混合
し、押出機を用いて混練することによって、メタクリル
樹脂中に均一に微粒子を分散させることができる。特
に、二軸押出機を用いて混練を行うことが、微粒子の均
一拡散の点から好ましい。微粒子の分散が不均一である
場合には、面光源として輝度ムラが生じやすく、また、
射出成形法によって導光体を製造する場合には、シルバ
ーストリーク等の成形不良を起こしやすい。

【００２０】本発明の導光体は、メタクリル樹脂と微粒
子との混合物を、溶融混練して一般的に使用されている
射出成形や押出成形等によって成形して製造することが
できる。

【００２１】本発明の導光体を面光源用導光体とする場
合は、肉厚が均一なシート形状のもの、一灯式の光源側
から徐々に肉厚が薄くなるくさび形状のもの、二灯式の
両光源側から中央部に向かって徐々に肉厚が薄くなるも
の等、種々の形状のものとすることができる。また、導
光体からの出射光分布をより均一にするために、導光体
の出射面に白色や半透明色のインキを用いてドット状パ
ターンを印刷したり、シボ状、ドット状等の凹凸加工を
施すこともできる。

【００２２】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。

【００２３】実施例１〜８、比較例１、２メタクリル樹脂（アクリペットＶＨ５０００、商品
名、三菱レイヨン社製）１００質量部に、表１に示した
拡散剤（微粒子）を添加し、押出機（ＰＣＭ４５、商品
名、（株）池貝製）にて、バレル温度２４０℃、ダイス
温度２４０℃、スクリュー回転数２００ｒｐｍにて混練
押出し、押出されたストランドをペレタイザーを用いて
ペレット化した。

【００２４】このようにして得られたメタクリル樹脂組
成物０．１ｇをジクロロメタンに溶解し、ＨＩＡＣ／Ｒ
ＯＹＣＯ社製ＭＯＤＥＬ４１００を用いて、樹脂組成物
１ｇ中に存在する粒子径が０．５〜１．０μｍの微粒子
数を測定した。

【００２５】この拡散剤を含有するメタクリル樹脂ペレ
ットを、射出成形機（ＩＳ２２０ＦＢ−１０Ｙ、商品
名、東芝機械（株）製）を用いて、シリンダー温度２６
０℃、金型温度８０℃にて、入光端２２０×幅２００ｍ
ｍで、入光端の厚さが２．０ｍｍ、反対側が０．６ｍｍ
であるくさび形状の導光体を成形した。得られた導光体
の一方の面に、白色インキを用いてドットパターンを印
刷し、印刷面側に反射フイルム、その反対面に拡散フイ
ルムを積層した。さらに、肉厚の厚い端面に蛍光ランプ
を設置して、図１に示したような構造のバックライトを
構成した。

【００２６】得られたバックライトの拡散フイルム面か
らの出射光の輝度を、図１に示すように、光源から遠い
位置から順にＡ〜Ｊの１０点で測定して、その平均値を
平均輝度とし、１０点中の最小輝度／最大輝度を輝度ム
ラとして表１に示した。測定位置Ａ〜Ｊ相互の間隔は、
長さ２００ｍｍの方向に１０ｍｍ刻みで設定し、Ａ点と
端面、Ｊ点と端面はそれぞれ５ｍｍの間隔とした。輝度
測定には、ミノルタカメラ（株）製の輝度計ＬＳ−１０
０を用いた。

【００２７】比較例３拡散剤を使用しない以外は、実施例と同様にして導光体
を得た。得られた導光体を用いて、実施例と同様にバッ
クライトを構成し、輝度測定を行い、平均輝度と輝度ム
ラを表１に示した。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【発明の効果】特定の大きさの微粒子を特定量含有した
メタクリル樹脂組成物を用いて導光体を構成することに
よって、高輝度で、輝度ムラの少ない均一なバックライ
トが提供でき、液晶表示装置の高画質化、省電力化が達
成できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例および比較例のバックライト構成を示す
斜視図である。

【符号の説明】

１ …… 導光体２ …… 蛍光ランプ３ …… 反射フイルム４ …… 拡散フイルム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H042 BA02 BA20 4F071 AA22 AA33 AB18 AB21 AB24 AB26 AB30 AD06 AE18 AF29 AH12 AH16 BA01 BB05 BC03 4J002 BC02X BG04W BG04X BG06W CP03X DE136 DE236 DG046 DJ016 FD01X FD016 GQ00 GS00 GT00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】メタクリル樹脂と、それとは屈折率の異
なる微粒子とを含有するメタクリル樹脂組成物におい
て、樹脂組成物１ｇ当たり、粒径０．５〜１．０μｍの
微粒子を１０万個〜１００万個含有するメタクリル樹脂
組成物。
【請求項２】微粒子が、シリカ、酸化チタン、硫酸バ
リウム、炭酸カルシウム、メタクリル樹脂、スチレン樹
脂およびシリコーン樹脂からなる群より選ばれた１種ま
たは２種以上である請求項１記載のメタクリル樹脂組成
物。
【請求項３】請求項１記載のアクリル樹脂組成物から
なる導光体。