JP2004327204A

JP2004327204A - Optical diffusion layer integrated type light guide plate

Info

Publication number: JP2004327204A
Application number: JP2003119549A
Authority: JP
Inventors: Satoru Hirota; 悟廣田; Takeo Kuroki; 丈雄黒木
Original assignee: Asahi Kasei Chemicals Corp
Current assignee: Asahi Kasei Chemicals Corp
Priority date: 2003-04-24
Filing date: 2003-04-24
Publication date: 2004-11-18

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light guide plate with which an image of a printing dot pattern can be reduced, and color unevenness of a light emitting face can be reduced, and loss of light between a diffusion film and the light guide plate is reduced and thus realization of high brightness becomes possible. <P>SOLUTION: In a surface light source device of the so-called edge-light method wherein the light sources are arranged on the edge face of at least one or more of a transparent thermoplastic resin substrate of which one face is designated as a light emission face, this device is provided with a light diffusion layer in which a thermoplastic resin is used as the basic material resin on at least one or more end faces as the light emission face of the transparent thermoplastic resin substrate, and the light diffusion layer contains 0.05-20 pts. wt. of light diffusion particulates against the thermoplastic resin 100 pts. wt. in which there are 12 wt% or less of particulates having 3 μm or less of particle size and 25 wt% or less of particulates having 33 μm or more of particle size when the whole light diffusion particulates are taken as 100 wt%. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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面光源装置に使用される表示装置や看板等に適した導光板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
透明熱可塑性樹脂、その中でも特にメタクリル樹脂は、優れた光透過性、機械的特性からこれまでに多くの照明用途に用いられてきたが、特に近年は照明用ランプを備えた液晶ディスプレー等のバックライト用導光板として使用されるようになってきた。このバックライトの方式としては、導光板を光源と液晶ユニットの間に挟んだ、いわゆる直下式と、光源を導光板のエッジに取り付けるエッジライト式の２種が通常用いられ、現在はエッジライト式が主流となっている。
【０００３】
エッジライト式の表示装置として、現在広く普及しているのは、例えば液晶ディスプレイが挙げられる。液晶ディスプレイは、液晶、液晶配向膜、偏光フィルム、位相差フィルム、集光シート、拡散フィルム、導光板、光反射シートなど多くのそれぞれの異なった機能を有するフィルムやシートから構成されている。このフィルムやシートの種類が多いため、フィルム、シート間での光の損失が大きく、高輝度化の要求に応えられなくなっている。また、組立工程が複雑であり、低コスト化に制約が生じているとともに、組立の際、フィルム、シート、導光板の間に異物が混入しやすく、混入した異物は輝点等の不良となり、製品収率を下げる原因となっている。
このため、液晶ディスプレー等の照明装置で使用される導光板に拡散フィルムの機能を一体化し複雑な組立工程を簡素化する複数の技術が提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、透過率４０〜７０％の拡散材入り拡散板を透過率７０〜９５％の拡散材入り導光板に貼り付け、拡散材入り導光板の表裏両面が鏡面状態となることを利用して光の利用効率アップと均一発光を得る技術が開示され、特許文献２には、光拡散性を有する板又はフィルムを基材樹脂板に貼り合せ法、注型法により一体化しする技術が開示されているが、これら先行技術においては、拡散板又は拡散フィルムについての明確な記載が無く、技術的に不充分なものであった。
また、特許文献３（実施例２）には、導光板と光反射シート、集光シートまたは拡散フィルムの機能を一体化する技術が開示されているが、反り、剥離等信頼性に関する記載が中心であり、拡散フィルムの機能を付与する方法については、予めケガキバリで平行な直線を引き、光拡散パターンを形成した金型を用いることが実施例で開示されているに過ぎない。
【０００５】
そして、特許文献４には、導光板の表面に光拡散フィルムまたはシートを接着積層することで、拡散フィルムの削減及び裏面のドットパターン印刷等の光拡散処理工程が不必要になる旨開示されているが、先行技術と何ら異なるものではない。
更に、特許文献５には、透明樹脂基板よりも低屈折率の透明材料中に光散乱粒子を分散させた光拡散層を密着形成させ、一体化する技術等が開示され、特許文献６には、透明熱可塑性樹脂をベース層とし、その片面又は両面に拡散層として平均粒子径０．１〜５０μｍの硫酸バリウム粒子が拡散層全重量の０．０１〜２％含んだ熱可塑材で構成された導光板について開示されているが、硫酸バリウムに限定されたものである。
【０００６】
加えて、特許文献７には、透明熱可塑性樹脂基板の少なくとも片面に、透明光拡散層となる透明熱可塑性樹脂との屈折率差が特定の範囲内で、且つ平均粒子径が０．０１〜１００μｍである光拡散性微粒子を光拡散層となる透明熱可塑性樹脂１００重量部に対して０．０５〜２０重量部含有してなる光拡散層を多層押出成形法で一体形成する技術が開示されているが、この技術は、高輝度化を達成し且つ光出射面と反対側に施される印刷ドットパターンのイメージを低減させ、従来、光出射面に配設された光拡散フィルムを不要とすることを可能とせしめ得る技術であるが、光出射面の色ムラが大きくなる傾向があり充分完成したものではなかった。
【０００７】
【特許文献１】
特開平０４−１０９２８７号公報
【特許文献２】
特開平０６−３２４２１６号公報
【特許文献３】
特開平０８−０９４８５２号公報
【特許文献４】
特開平０８−２２７２７３号公報
【特許文献５】
特開平０９−０６３３３１号公報
【特許文献６】
特開２０００−２１４３１３号公報
【特許文献７】
特願２００２−３２２９３７号明細書
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら微粒子を含有する先行技術においては、その製造方法として、例えば接着法、熱プレスによる熱融着法、注型法等の記載があるが、それぞれ以下の問題がある。接着法は、ゴミ、気泡等の混入による不具合が発生しやすく、工業的には適さないし、また、接着層を設けることから、その界面における光損失が大きく輝度の低下に繋がるという問題、また、熱融着法は、ゴミ、気泡の混入問題の他に、加熱工程におけるシートの表面と内部の温度勾配が避けられず、光学歪が大きくなり輝度低下に繋がるという問題、注型法では、工程上非常に手間がかかり、工業的には実施困難であり、また、板厚精度が劣るため導光板等の光学製品には好ましくないという問題があった。また、先行技術においては、光散乱粒子の平均粒子径、屈折率等の特性が記載されているが、光出射面の色ムラを低減させ、更に高輝度化するための技術的検討が不充分であった。
【０００９】
本発明は、画像信号を表示する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光拡散機能を一体化した導光板を提供することにより、光出射面に生じる色ムラを低減させ、更に高輝度化を達成せしめ、従来、光出射面上に配設された光拡散フィルムを不要とすることを可能とし、また、従来と同様にフィルムを配設した場合でも、光出射面の色ムラを低減させ、輝度向上を発現させることを目的としたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため本発明者は鋭意検討の結果、特定の粒子径分布を有する光拡散性微粒子を熱可塑性樹脂中に分散させた光拡散層を透明熱可塑性樹脂基板表面に一体積層することにより、光出射面の色ムラを大幅に低減でき、更に、従来、光出射面側に配設されていた光拡散フィルムを配設せずとも印刷ドットパターンのイメージを低減でき、且つ拡散フィルムと導光板間での光の損失を低減させ高輝度化が可能となることを見出した。また、多層押出法を用い製造することで、先行技術で開示された接着法、熱融着法、注型法等の工程に起因する信頼性の低下及び手間をなくし、簡便に製造することを見出し本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち本発明は、片面が光出射面とされる透明熱可塑性樹脂基板の少なくとも１つ以上の端面に光源が配置されたエッジライト方式の面光源装置において、透明熱可塑性樹脂基板の少なくとも光出射面となる片面に、熱可塑性樹脂を基材樹脂とした光拡散層を有し、該光拡散層には光拡散性微粒子全体を１００重量％としたときに、３μｍ以下の微粒子が１２重量％以下で、３３μｍ以上の微粒子が２５重量％以下である光拡散性微粒子を、光拡散層となる熱可塑性樹脂１００重量部に対して、０．０５〜２０重量部含有する光拡散層を一体形成したことを特徴とする導光板に関する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明において、透明熱可塑性樹脂基板を構成する透明熱可塑性樹脂は、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。
また、本発明において、光拡散層を構成する熱可塑性樹脂は、何ら限定されるものではないが、例えばメタクリル樹脂、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。
また、本発明において、透明熱可塑性樹脂基板を構成する透明熱可塑性樹脂と光拡散層を構成する熱可塑性樹脂との組み合わせについては、特に限定されないが、如いて言えば同一樹脂を使用することが好ましい。
【００１３】
メタクリル樹脂とは、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、これらと共重合性を有する単量体とを共重合することにより得ることができる。これらと共重合性を有する単量体としては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挙げられるが、これらに限定されるものではなく、また、製造方法についても何ら限定されるものではない。また、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が含まれる。耐衝撃性メタクリル樹脂とは、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であり、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が用いられる。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。
【００１４】
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。
【００１５】
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樹脂であることが好ましい。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、特に限定されるものではなく、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。
【００１６】
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、非晶性の樹脂である。非晶性ポリエステルの製造方法は、特に限定されるものではなく、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ＫＯＤＡＲＰＥＴＧあるいはＰＣＴＡ等がある。
【００１７】
熱可塑性樹脂中に分散される光拡散性微粒子は、光拡散性微粒子全体を１００重量％としたときに、３μｍ以下の微粒子が１２重量％以下で、３３μｍ以上の微粒子が２５重量％以下であることが必要である。微小粒子に関して、更に好ましくは、３μｍ以下の微粒子が１２重量％以下で且つ５μｍ以下の微粒子が２６重量％以下、より好ましくは、３μｍ以下の微粒子が１重量％以下で且つ５μｍ以下の微粒子が２６重量％以下、最も好ましくは、３μｍ以下の微粒子が１重量％以下で且つ５μｍ以下の微粒子が２０重量％以下である。３μｍ以下の微粒子が１２重量％以下であると光源装置としたときに光出射面の色ムラが抑制されるため好ましい。また、３３μｍ以上の微粒子が２５重量％以下であると、微粒子による光の吸収、後方反射等が抑えられ高輝度化が可能となる。３３μｍ以上の微粒子が１５重量％以下であることが好ましく、更には１０重量％以下が好ましい。
【００１８】
また、熱可塑性樹脂中に分散される光拡散性微粒子は、該熱可塑性樹脂との屈折率差が下記式（１）又は（２）の範囲内であることが好ましい。
光拡散性微粒子の屈折率αが熱可塑性樹脂の屈折率βよりも小さい場合
（α＜β）
０．０１≦（β−α）≦０．５９・・・（１）
光拡散性微粒子の屈折率αが熱可塑性樹脂の屈折率βよりも大きい場合
（β＜α）
０．０１≦（α−β）≦１．３・・・（２）
屈折率差が上記式（１）又は（２）の範囲内であると光拡散効果、出射面の輝度ムラ及び出射面輝度が良好である。上記屈折率差の範囲において、更に好ましくは以下の範囲内である。
【００１９】
光拡散性微粒子の屈折率αが熱可塑性樹脂の屈折率βよりも小さい場合
（α＜β）
０．０１≦（ β−α） ≦０．１・・・（３）
光拡散性微粒子の屈折率αが熱可塑性樹脂の屈折率βよりも大きい場合
（β＜α）
０．０１≦（ α−β） ≦０．４・・・（４）
また、より好ましくは、光拡散性微粒子の屈折率αが熱可塑性樹脂の屈折率βよりも大きく（β＜α）、且つ下記式（５）又は（６）を満たす範囲内である。
０．０１≦（ α−β） ≦０．３・・・（５）
また、更に好ましくは、光拡散性微粒子の屈折率αが熱可塑性樹脂の屈折率βよりも大きく（β＜α）、且つ下記式を満たす範囲内である。
０．１５＜（ α−β） ≦０．３・・・（６）
【００２０】
本発明における屈折率とは、Ｄ線（５８９ｎｍ）に基づく温度２０℃での値である。屈折率の測定方法は、例えば屈折率の値を少しずつ変化できる液体に光拡散性微粒子を浸して、微粒子界面が不明確になる液の屈折率を測定すればよい。液体の屈折率を測定するにはアッベの屈折計等が簡便である。
本発明における光拡散性微粒子は、特に限定されるものではないが、例えば、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、アルミナ、二酸化チタン、二酸化珪素、ガラスビーズ等の無機微粒子、スチレン架橋ビーズ、ＭＳ架橋ビーズ、シロキサン系架橋ビーズ等の有機微粒子等が挙げられる。また、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ＭＳ樹脂、環状オレフィン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及びガラスからなる中空微粒子等も挙げられる。中でも好ましくは無機微粒子であり、更に好ましくは炭酸カルシウム粒子である。また、上記光拡散性微粒子を単独または複数併用して使用することも可能であり何ら限定されるものではない。
【００２１】
また、熱可塑性樹脂中に分散される光拡散性微粒子の含有量は、該熱可塑性樹脂１００重量部に対して０．０５〜２０重量部、好ましくは０．１〜２０重量部、更に好ましくは０．１〜１０重量部である。含有量が２０重量部以下であると光出射面の色ムラを低減することができると共に、導光板の裏面に出射光調整を目的とした印刷ドットを施すことにより均一な面発光を得ることが容易となり好ましい。また、含有量が０．０５重量部以上であると、光拡散性微粒子の光拡散効果が発現され、導光板の裏面に施される印刷ドットが出射面側から目視で認識できなくなり好ましい。
また、熱可塑性樹脂中に分散される光拡散性微粒子の形状は、特に限定されるものではなく、例えば、真球状、球状、鱗片状、キュービック状、菱餅状、六方晶状、不定形等が挙げられる。
【００２２】
また、該光拡散性微粒子の他に、光拡散層となる熱可塑性樹脂１００重量部に対して該熱可塑性樹脂との屈折率差が０．０５以下であり、且つ平均粒子径が１〜３０μｍである樹脂架橋粒子を０．５〜２０重量部配合することにより、光源装置としたときに光出射面の色ムラが更に抑制されるため好ましい。この範囲内であると、輝度の低下を伴わず色ムラ抑制効果が十分得られる。屈折率差については、好ましくは、０．０３以下、更に好ましくは０．０２以下である。
また、本発明における光拡散層の厚みは、一般的に５〜１０００μｍ、好ましくは１０〜１０００μｍ、より好ましくは３０〜５００μｍ、更に好ましくは５０〜３００μｍである。
また、熱可塑性樹脂中に分散される光拡散性微粒子の平均粒子径は、特に限定されないが、好ましくは６〜３０μｍ、更に好ましくは６〜２５μｍである。
本発明の透明熱可塑性樹脂基板には、有機系及び無機系の光散乱性微粒子を任意に含んでも良い。
【００２３】
光拡散層原料の製造方法は、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、熱可塑性樹脂と光拡散性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。
本発明の導光板は多層押出成形法により製造されることが好ましい。多層押出成形法は、通常、押出機を２台以上使用し、多層用の専用ダイを用い実施される。基材部及び光拡散層の厚み調整は、各押出機の押出量を調整し、また押出用ダイの出口に設置したポリシングロールの間隔を調整して行うのが一般的である。多層押出法は、成形時に両層の流動性を合わせ均一にすることができるので両層の密着性が良好で、光学歪みが少なく且つ板厚精度に優れていることから導光板用シートの製造法として非常に適している。また、連続的に安定生産可能なことから工業的に最も優れている。
【００２４】
また、本開発明の導光板には、側面に沿って配設された光源ランプから発生する紫外線による着色を抑え、特にカラー用光源装置においてはモニター画面上の色調が長時間使用しても常に一定した色調を示し、且つ色ムラの発生も抑えられ、更には、輝度の低下及び輝度ムラの拡大をも抑制する目的で、透明熱可塑性樹脂基板及び光拡散層の少なくとも一方に、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、２−（１−アリールアルキデン）マロン酸エステル類などであり、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基板及び光拡散層に対して３０〜２０００ｐｐｍ、好ましくは８０〜５００ｐｐｍの濃度で添加することができる。
【００２５】
更に、本発明の導光板には、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、チオエーテル系、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が、その際は、本発明の目的を損なわない範囲で用いられ、通常５０００ｐｐｍ以下の濃度で用いることが好ましい。
更に、本発明の導光板には、必要に応じて蛍光増白剤、ブルーイング剤等のマスキング剤を任意に使用することが可能である。
また、本発明の導光板は、その上に配設される光学フィルムの種類に何ら制約されるものではない。
【００２６】
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何ら制限されるものではない。
（粒子径分布の測定方法）
光拡散性微粒子の粒子径分布については、下記の株式会社セイシン企業社製のレーザー回折・散乱式粒度分布測定器「ＳＫレーザーマイクロンサイザーＬＭＳ３０」を用い測定を行った。また、平均粒子径についても同様の機器を使用し５０％累積粒子径を平均粒子径とした。
測定分散媒として水を使用し、超音波発生装置により分散させた。実施例、比較例で使用した微粒子のうちキュービック形状炭酸カルシウム（Ｃ）及び球状アクリル系架橋粒子（Ｄ）には少量の界面活性剤を分散剤として添加し水中に分散させた。
（光拡散性微粒子及びその他の微粒子）
実施例、比較例で使用した微粒子の素性について表１に示す。尚、表１中の３μｍ以下の微粒子、５μｍ以下の微粒子、３３μｍ以上の微粒子の各欄の単位は重量％である。
【００２７】
（メタクリル樹脂ペレットの製造）
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時間で重合した後、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、押出機を通すことにより、メタクリル樹脂ペレットを得た。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％あり、屈折率は１．４９であった。
【００２８】
【実施例１】
メタクリル樹脂ペレット１００重量部、光拡散性微粒子「Ａ−１」０．９重量部をドラムブレンダーで混合し、３０ｍｍ二軸押出機を用いて樹脂温度約２５０℃で混練、造粒し光拡散層用樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物を３０ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝２４の押出機を用い、また、基板用樹脂としてメタクリル樹脂ペレットを９０ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝３２の押出機を用いて共押出しを行った。ダイは２種２層のフィードブロック式を用い、積層板が６．０ｍｍの厚さになるようにリップ開度及びポリシングロールのクリアランスで調整し、押出機とダイの温度は２５０〜２６０℃で行った。光拡散層の厚みのコントロールは３０ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝２４の押出機（以下サブ押出機と記す）の吐出量を変えることによって調整した。このようにして幅約３０ｃｍの積層板を製造したところ、積層板の全厚みは６．０ｍｍ、光拡散層の厚みは１００μｍで、光拡散性微粒子を０．９重量部含有した積層板を得た。
【００２９】
次いで得られた積層板から幅２３０ｍｍ、長さ３１０ｍｍ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（株）製）を用いて研磨し、更にバフ研磨を施し、鏡面状に仕上げ、１５インチサイズとした。
得られた板に１５インチサイズのドットグラデーションを施した印刷スクリーンを用い、インクにマットメジウムＳＲ９３１（ミノグループ製）を使用して、光拡散層の反対側にスクリーン印刷でドットパターンを形成した導光板を得た。
【００３０】
図１に示した光源装置に準じ、光源Ａとして２．６ｍｍφの冷陰極管（ハリソン電気製）を導光板の長辺側の両端面に設置し、光反射シートＤとしてＥ−６０（東レ製）を用い、導光板の上部（光拡散層付与側）にプリズムシートＥとしてＢＥＦＩＩ（住友３Ｍ製）を冷陰極管に対してプリズム列が平行となるよう配設し、更にその上には輝度向上シートＦとしてＤＢＥＦ（住友３Ｍ製）を配設した。
冷陰極管には直流電圧安定装置より１２Ｖの電圧をかけ、２０分間点灯後に発光面から１ｍ離れた位置に設置した輝度計（ＣＡ−１０００：ミノルタ製）により、発光面全体を縦１０×横１０＝１００分割した測定点の各々の輝度を測定した。次いで得られた測定値から平均輝度を算出し、比較例１の平均輝度値を１００としたときの値を輝度比（％）とした。また、その際の出射面側から見た時の光出射面の色ムラ及び印刷ドットパターンイメージの有無を目視にて観察した。
【００３１】
【実施例２】
メタクリル樹脂ペレット１００重量部、光拡散微粒子「Ｂ−１」０．８重量部をドラムブレンダーで混合し、３０ｍｍ二軸押出機を用いて樹脂温度約２５０℃で混練、造粒し光拡散層用樹脂組成物を得た。以下実施例１と同様に実施し、積層板の全厚みは６．０ｍｍ、光拡散層の厚みは１０５μｍで、光拡散性微粒子を０．８重量部含有した１５インチサイズの積層板を得た。以下実施例１と同様にスクリーン印刷でドットパターンを形成した導光板を作製し、輝度比の算出とその際の出射面側から見た時の光出射面の色ムラ及び印刷ドットパターンイメージの有無を目視にて観察した。
【００３２】
【実施例３〜１１】
メタクリル樹脂ペレット１００重量部に表２に示すように光拡散微粒子とその他の微粒子を配合しドラムブレンダーで混合し、３０ｍｍ二軸押出機を用いて樹脂温度約２５０℃で混練、造粒し光拡散層用樹脂組成物を得た。以下実施例１，２と同様に実施し、積層板の全厚みは６．０ｍｍで表２に示す光拡散層厚みの積層板を得た。以下実施例１，２と同様にカット、研磨を施し、スクリーン印刷でドットパターンを形成した導光板を作製し、輝度比の算出とその際の出射面側から見た時の光出射面の色ムラ及び印刷ドットパターンイメージの有無を目視にて観察した。
実施例１〜１１の結果を表２に示す。
【００３３】
【実施例１２】
ポリカーボネート樹脂ペレット「帝人化成製パンライト／Ｌ−１２５０Ｙ」１００重量部、光拡散微粒子「Ｂ−２」１．１重量部をドラムブレンダーで混合し、３０ｍｍ二軸押出機を用いて樹脂温度約２６０℃で混練、造粒し光拡散層用樹脂組成物を得た。基板用樹脂としてポリカーボネート樹脂ペレット「帝人化成製パンライト／Ｌ−１２５０Ｙ」を使用し、実施例１と同様に実施した。積層板の全厚みは６．０ｍｍ、光拡散層の厚みは２０８μｍで光拡散性微粒子を１．１重量部含有した１５インチサイズの積層板を得た。以下実施例１と同様にスクリーン印刷でドットパターンを形成した導光板を作製し、輝度比の算出とその際の出射面側から見た時の光出射面の色ムラ及び印刷ドットパターンイメージの有無を目視にて観察した。
【００３４】
【実施例１３】
環状オレフィン樹脂ペレット「日本ゼオンゼオノア１０６０Ｒ」１００重量部、光拡散微粒子「Ｂ−３」０．８５重量部をドラムブレンダーで混合し、３０ｍｍ二軸押出機を用いて樹脂温度約２５０℃で混練、造粒し光拡散層用樹脂組成物を得た。基板用樹脂として環状オレフィン樹脂ペレット「日本ゼオンゼオノア１０６０Ｒ」を使用し、実施例１と同様に実施した。積層板の全厚みは６．０ｍｍ、光拡散層の厚みは２０１μｍで、光拡散性微粒子を０．８５重量部含有した１５インチサイズの積層板を得た。実施例１と同様にスクリーン印刷でドットパターンを形成した導光板を作製し、輝度比の算出とその際の出射面側から見た時の光出射面の色ムラ及び印刷ドットパターンイメージの有無を目視にて観察した。
実施例１２及び１３の結果を表２に示す。
【００３５】
【比較例１】
光拡散層用樹脂組成物の代わりとして基板樹脂と同一のメタクリル樹脂ペレットを用い、実施例１と同様に実施し、板厚が６．０ｍｍで光拡散層を含まず、光出射面の反対側にスクリーン印刷でドットパターンを形成した１５インチサイズの導光板を得た。
実施例１と同様にスクリーン印刷でドットパターンを形成した導光板を作製し、平均輝度を算出し、その値を１００とした。また、出射面側から見た時の光出射面の色ムラ及び印刷ドットパターンイメージの有無を目視にて観察した。
【００３６】
【比較例２〜７】
メタクリル樹脂ペレット１００重量部に表２に示すように光拡散微粒子又はその他の微粒子を配合しドラムブレンダーで混合し、３０ｍｍ二軸押出機を用いて樹脂温度約２５０℃で混練、造粒し光拡散層用樹脂組成物を得た。以下実施例１と同様に実施し、積層板の全厚みは６．０ｍｍで表２に示す光拡散層厚みの積層板を得た。以下実施例１と同様にカット、研磨を施し、スクリーン印刷でドットパターンを形成した導光板を作製し、輝度比の算出とその際の出射面側から見た時の光出射面の色ムラ及び印刷ドットパターンイメージの有無を目視にて観察した。
比較例１〜７の結果を表２に示す。
【００３７】
【実施例１４】
実施例８で得られた１５インチサイズの導光板を用い、図２に示した光源装置に準じ、光源Ａとして２．６ｍｍφの冷陰極管（ハリソン電気製）を導光板の長辺側の両端面に設置し、光反射シートＤとしてＥ−６０（東レ製）を用い、導光板の上部（光拡散層付与側）に拡散フィルムＧとしてＰＣＥＳ１３０（恵和製）を配設し、その上にプリズムシートＥとしてＢＥＦＩＩ（住友３Ｍ製）を冷陰極管に対してプリズム列が平行となるよう配設し、更にその上には輝度向上シートＦとしてＤＢＥＦ（住友３Ｍ製）を配設した。以下実施例１と同様に測定を行い平均輝度を算出し、その値を以下に記載する比較例８の平均輝度を１００として輝度比（％）を算出した。また、出射面側から見た時の光出射面の色ムラ及び印刷ドットパターンイメージの有無を目視にて観察した。
【００３８】
【比較例８】
比較例１で得られた１５インチサイズの導光板を用い、実施例１４と同様に図２に示した光源装置に準じた方法で測定を実施した。算出された平均輝度値を１００とした。また、出射面側から見た時の光出射面の色ムラ及び印刷ドットパターンイメージの有無を目視にて観察した。
実施例１４、比較例８の結果を表３に示す。
実施例１４と比較例８を比べることにより、同一の拡散フィルムを施した場合でも、本発明による導光板は従来品と比べ高い輝度性能を有することがわかる。
【００３９】
【表１】

【００４０】
【表２】

【００４１】
【表３】

【００４２】
【発明の効果】
本発明は、従来、導光板の光出射面側に配設されていた光拡散フィルムを配設せずとも印刷ドットパターンのイメージを低減できるとともに、光出射面の色ムラを大幅に低減でき、更に、拡散フィルムと導光板間での光の損失を低減させ高輝度化が可能となる導光板を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の導光板を用いたエッジライト方式液晶光源装置での輝度評価方法の一例を示したものである。
【図２】図１のエッジライト方式液晶光源装置に拡散フィルムを配して行った輝度評価方法を示したものである。
【符号の説明】
Ａ：光源（冷陰極管）
Ｂ：ランプハウス
Ｃ：導光板
Ｄ：反射シート
Ｅ：プリズムシート
Ｆ：輝度向上シート
Ｇ：拡散フィルム[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to office automation equipment such as a personal computer and a word processor, various monitors for displaying image signals, for example, display devices used for panel monitors and television monitors, and display devices and signboards used for surface light source devices in indoor and outdoor spaces. The present invention relates to a light guide plate suitable for such as.
[0002]
[Prior art]
Transparent thermoplastic resins, and especially methacrylic resins, have been used in many lighting applications so far because of their excellent light transmission and mechanical properties. It has come to be used as a light guide plate for lights. As the backlight system, there are usually used two types, a so-called direct type in which a light guide plate is sandwiched between a light source and a liquid crystal unit, and an edge light type in which a light source is attached to an edge of the light guide plate. Is the mainstream.
[0003]
As an edge light type display device, for example, a liquid crystal display is widely used at present. 2. Description of the Related Art A liquid crystal display is composed of many films and sheets having different functions such as a liquid crystal, a liquid crystal alignment film, a polarizing film, a retardation film, a light collecting sheet, a diffusion film, a light guide plate, and a light reflecting sheet. Since there are many types of films and sheets, loss of light between the films and sheets is large, and it is no longer possible to meet the demand for higher luminance. In addition, the assembling process is complicated, which limits the cost reduction. In addition, foreign substances are easily mixed between the film, sheet, and light guide plate during the assembly, and the mixed foreign substances cause defects such as bright spots. This causes the yield to decrease.
For this reason, there have been proposed a plurality of techniques for integrating a function of a diffusion film into a light guide plate used in a lighting device such as a liquid crystal display to simplify a complicated assembly process.
[0004]
For example, in Patent Document 1, a diffusion plate containing a diffusion material having a transmittance of 40 to 70% is attached to a light guide plate containing a diffusion material having a transmittance of 70 to 95%, and both the front and back surfaces of the light guide plate containing the diffusion material are in a mirror state. Utilizing this, a technology for increasing the light use efficiency and obtaining uniform light emission is disclosed. Patent Document 2 discloses a method in which a plate or film having a light diffusing property is integrated with a base resin plate by a bonding method or a casting method. However, in these prior arts, there is no clear description of the diffusion plate or the diffusion film, and the technology is insufficient.
Patent Literature 3 (Example 2) discloses a technology for integrating the functions of a light guide plate and a light reflection sheet, a light collection sheet or a diffusion film, but mainly describes reliability such as warpage and peeling. As for the method of imparting the function of the diffusion film, only the examples disclose the use of a mold in which a parallel straight line is drawn in advance by marking and a light diffusion pattern is formed.
[0005]
Patent Document 4 discloses that bonding and laminating a light diffusion film or sheet on the surface of a light guide plate eliminates the need for a light diffusion processing step such as reduction of the diffusion film and printing of a dot pattern on the back surface. But not at all different from the prior art.
Further, Patent Literature 5 discloses a technique in which a light diffusion layer in which light scattering particles are dispersed in a transparent material having a lower refractive index than that of a transparent resin substrate is adhered and integrated, and Patent Literature 6 discloses a technique. A transparent thermoplastic resin as a base layer, and a diffusion layer formed on one or both sides thereof as a diffusion layer comprising a thermoplastic material containing barium sulfate particles having an average particle diameter of 0.1 to 50 μm in an amount of 0.01 to 2% of the total weight of the diffusion layer. The disclosed light guide plate is limited to barium sulfate.
[0006]
In addition, Patent Document 7 discloses that, on at least one surface of the transparent thermoplastic resin substrate, the refractive index difference between the transparent thermoplastic resin serving as the transparent light diffusion layer and the transparent thermoplastic resin is within a specific range, and the average particle diameter is 0.01 to There is disclosed a technique in which a light diffusion layer containing 0.05 to 20 parts by weight of 100 μm of light diffusing fine particles of 100 μm with respect to 100 parts by weight of a transparent thermoplastic resin to be a light diffusion layer is integrally formed by a multilayer extrusion molding method. However, this technology achieves high brightness and reduces the image of the printed dot pattern provided on the side opposite to the light exit surface, eliminating the need for a light diffusion film conventionally disposed on the light exit surface. Although it is a technique that can make the light emission, the color unevenness on the light emitting surface tends to be large, and it has not been completed sufficiently.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-04-109287
[Patent Document 2]
JP-A-06-324216
[Patent Document 3]
JP-A-08-094852
[Patent Document 4]
JP 08-227273 A
[Patent Document 5]
JP-A-09-063331
[Patent Document 6]
JP 2000-214313 A
[Patent Document 7]
Japanese Patent Application No. 2002-322937
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the prior art containing these fine particles, as a manufacturing method, for example, an adhesion method, a heat fusion method using a hot press, a casting method, and the like are described, but each has the following problems. The bonding method is liable to cause inconvenience due to mixing of dust, air bubbles, and the like, and is not industrially suitable.Moreover, since the bonding layer is provided, light loss at the interface leads to a large decrease in luminance, and In the heat fusion method, in addition to the problem of mixing of dust and air bubbles, a temperature gradient between the surface and the inside of the sheet in the heating process is unavoidable, causing optical distortion to increase and leading to a decrease in luminance. In addition, there is a problem that the method is extremely troublesome, is difficult to implement industrially, and is not preferable for optical products such as a light guide plate due to poor plate thickness accuracy. Further, in the prior art, characteristics such as the average particle diameter and the refractive index of the light scattering particles are described, but technical studies for reducing color unevenness on the light emitting surface and further increasing the brightness are insufficient. Met.
[0009]
The present invention provides a light guide plate integrated with a light diffusion function suitable for a display device used for various monitors that display image signals and a display device or a signboard used for a lighting device for indoor and outdoor spaces, It reduces color unevenness occurring on the light exit surface, achieves higher brightness, and makes it possible to eliminate the need for a light diffusion film conventionally provided on the light exit surface. Even when the light emitting surface is provided, it is intended to reduce the color unevenness of the light emitting surface and to improve the luminance.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present inventors have conducted intensive studies and found that a light diffusion layer obtained by dispersing light diffusing fine particles having a specific particle size distribution in a thermoplastic resin is integrally laminated on the surface of the transparent thermoplastic resin substrate. Thereby, the color unevenness of the light emitting surface can be greatly reduced, and the image of the printed dot pattern can be reduced without disposing the light diffusing film conventionally disposed on the light emitting surface side. It has been found that loss of light between the light guide plates can be reduced and high luminance can be achieved. In addition, by manufacturing using the multilayer extrusion method, it is possible to eliminate the reliability and trouble caused by the steps such as the bonding method, the heat fusion method, and the casting method disclosed in the prior art, and to simplify the manufacturing. The present invention has been completed.
[0011]
That is, the present invention relates to an edge light type surface light source device in which a light source is disposed on at least one or more end surfaces of a transparent thermoplastic resin substrate having one surface serving as a light emitting surface, wherein at least the light emitting surface of the transparent thermoplastic resin substrate is provided. Has a light diffusion layer using a thermoplastic resin as a base resin, and the light diffusion layer contains 12% by weight or less of 3 μm or less fine particles when the entire light diffusing fine particles is 100% by weight. The light diffusing layer containing 0.05 to 20 parts by weight of the light diffusing fine particles having a particle size of 33 μm or more and 25% by weight or less based on 100 parts by weight of the thermoplastic resin to be the light diffusing layer was integrally formed. The present invention relates to a light guide plate characterized by the above.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the present invention, examples of the transparent thermoplastic resin constituting the transparent thermoplastic resin substrate include a methacrylic resin, a polycarbonate resin, a styrene-based resin, a cyclic olefin-based resin, and an amorphous polyester. Particularly preferred is methacrylic resin.
In the present invention, the thermoplastic resin constituting the light diffusion layer is not limited at all, for example, methacrylic resin, polycarbonate resin, styrene-based resin, cyclic olefin-based resin, amorphous polyester and the like . Particularly preferred is methacrylic resin.
Further, in the present invention, the combination of the transparent thermoplastic resin constituting the transparent thermoplastic resin substrate and the thermoplastic resin constituting the light diffusion layer is not particularly limited, but it is possible to use the same resin. preferable.
[0013]
The methacrylic resin can be obtained by copolymerizing at least 70% by weight of methyl methacrylate or ethyl methacrylate with a copolymerizable monomer. Monomers having copolymerizability with these include methacrylates such as butyl methacrylate, ethyl methacrylate, methyl methacrylate, propyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, phenyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, and acrylic acid. Examples include, but are not limited to, acrylates such as methyl, ethyl acrylate, butyl acrylate, cyclohexyl acrylate, phenyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, and unsaturated acids such as methacrylic acid and acrylic acid. The manufacturing method is not limited at all. Further, a heat-resistant methacrylic resin, a low-hygroscopic methacrylic resin, an impact-resistant methacrylic resin, and the like are included. The impact-resistant methacrylic resin is, for example, a blend of a methacrylic resin and a rubber elastic body, and the rubber elastic body is disclosed in JP-A-53-58554, JP-A-55-94917, and JP-A-61-32346. It is disclosed in gazettes and the like.
As the polycarbonate resin, a polymer derived from a dihydric phenol compound represented by bisphenol A is used. The method for producing the polycarbonate resin is not particularly limited, and those produced by a well-known and usual method such as a phosgene method, a transesterification method, or a solid-phase polymerization method can be used.
[0014]
The cyclic olefin resin is a polymer having a cyclic olefin skeleton in a polymer chain or a copolymer containing these, such as norbornene and cyclohexadiene, and belongs to an amorphous thermoplastic resin. The manufacturing method is not particularly limited. For example, cyclic olefin resins mainly composed of norbornene include JP-A-60-168708, JP-A-62-252406, JP-A-2-133413, JP-A-63-145324, and JP-A-63-145324. Resins described in JP-A-63-264626, JP-A-1-240517, and JP-B-57-8815 can be used. Moreover, you may add a soft polymer as needed. For example, olefin-based soft polymer composed of α-olefin, isobutylene-based soft polymer composed of isobutylene, butadiene, diene-based soft polymer composed of conjugated diene such as isoprene, norbornene, and cyclic olefin-based soft composed of cyclic olefin such as cyclopentene A polymer, an organic polysiloxane-based soft polymer, a soft polymer comprising an α, β-unsaturated acid and a derivative thereof, a soft polymer comprising an unsaturated alcohol and an amine or an acyl derivative thereof or an acetal, a polymer of an epoxy compound, Fluorinated rubber and the like can be mentioned.
[0015]
The styrene-based resin is a homopolymer or copolymer containing styrene as an essential component, or a polymer blend obtained from such a polymer and another resin. In particular, polystyrene, an AS resin that is a copolymer resin of acrylonitrile and styrene, and an MS resin that is a copolymer resin of methacrylate and styrene are preferable. Further, transparent reinforced polystyrene in which rubber is distributed in a styrene resin phase can also be preferably used. The method for producing the styrene-based resin is not particularly limited, and a styrene-based resin produced by a known and commonly used method can be used.
[0016]
Amorphous polyesters include aliphatic glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, and hexamethylene glycol; alicyclic glycols such as cyclohexanedimethanol; bisphenols; An aromatic dihydroxy compound such as (2-hydroxyethoxy) benzene, 1,4-bis (hydroxyethoxy) benzene, or a dihydroxy compound unit selected from two or more of these, and terephthalic acid, isophthalic acid, 2,6- Aromatic dicarboxylic acids such as naphthalene dicarboxylic acid, oxalic acid, adipic acid, sebacic acid, succinic acid, aliphatic dicarboxylic acids such as undecadicarboxylic acid, alicyclic dicarboxylic acids such as hexahydroterephthalic acid, or two kinds thereof Zikaru selected from the above Among the polyesters formed from a phosphate units, a resin amorphous. The method for producing the amorphous polyester is not particularly limited, and those produced by a known and commonly used method can be used. Commercial brands that are readily available as amorphous polyesters include KODAR PETG or PCTA, a product of Eastman Kodak Company.
[0017]
As for the light diffusing fine particles dispersed in the thermoplastic resin, when the total light diffusing fine particles are 100% by weight, fine particles of 3 μm or less are 12% by weight or less, and fine particles of 33 μm or more are 25% by weight or less. It is necessary. As for the fine particles, more preferably, 12% by weight or less of fine particles having a size of 3 μm or less and 26% by weight or less of fine particles having a size of 5 μm or less, more preferably 26% by weight or less of fine particles having a size of 3 μm or less and 26% by weight or less. % By weight, most preferably 1% by weight or less of fine particles of 3 μm or less and 20% by weight or less of fine particles of 5 μm or less. When the amount of the fine particles having a size of 3 μm or less is 12% by weight or less, color unevenness on the light emitting surface is suppressed when the light source device is used, which is preferable. When the content of the fine particles having a size of 33 μm or more is 25% by weight or less, absorption of light by the fine particles, back reflection, and the like are suppressed, and high luminance can be achieved. The content of fine particles having a size of 33 μm or more is preferably 15% by weight or less, more preferably 10% by weight or less.
[0018]
Further, the light diffusing fine particles dispersed in the thermoplastic resin preferably have a difference in refractive index from the thermoplastic resin within the range of the following formula (1) or (2).
When the refractive index α of the light diffusing fine particles is smaller than the refractive index β of the thermoplastic resin
(Α <β)
0.01 ≦ (β−α) ≦ 0.59 (1)
When the refractive index α of the light diffusing fine particles is larger than the refractive index β of the thermoplastic resin
(Β <α)
0.01 ≦ (α−β) ≦ 1.3 (2)
When the difference in the refractive index is within the range of the above formula (1) or (2), the light diffusion effect, the luminance unevenness of the exit surface, and the exit surface luminance are good. Within the above range of the refractive index difference, it is more preferably within the following range.
[0019]
When the refractive index α of the light diffusing fine particles is smaller than the refractive index β of the thermoplastic resin
(Α <β)
0.01 ≦ (β−α) ≦ 0.1 (3)
When the refractive index α of the light diffusing fine particles is larger than the refractive index β of the thermoplastic resin
(Β <α)
0.01 ≦ (α−β) ≦ 0.4 (4)
More preferably, the refractive index α of the light diffusing fine particles is larger than the refractive index β of the thermoplastic resin (β <α) and falls within a range satisfying the following formula (5) or (6).
0.01 ≦ (α−β) ≦ 0.3 (5)
More preferably, the refractive index α of the light diffusing fine particles is larger than the refractive index β of the thermoplastic resin (β <α), and is within a range satisfying the following expression.
0.15 <(α−β) ≦ 0.3 (6)
[0020]
The refractive index in the present invention is a value at a temperature of 20 ° C. based on the D line (589 nm). As a method of measuring the refractive index, for example, the light diffusing fine particles may be immersed in a liquid whose refractive index value can be changed little by little, and the refractive index of the liquid at which the interface of the fine particles becomes unclear may be measured. Abbe's refractometer or the like is convenient for measuring the refractive index of a liquid.
The light diffusing fine particles in the present invention are not particularly limited. For example, calcium carbonate, barium sulfate, alumina, titanium dioxide, silicon dioxide, inorganic fine particles such as glass beads, styrene cross-linked beads, MS cross-linked beads, siloxane Organic fine particles such as cross-linked beads are exemplified. Further, hollow cross-linked fine particles made of a highly transparent resin material such as methacrylic resin, polycarbonate resin, MS resin, and cyclic olefin resin, and hollow fine particles made of glass are also included. Among them, inorganic fine particles are preferable, and calcium carbonate particles are more preferable. The light diffusing fine particles may be used alone or in combination of two or more, and there is no particular limitation.
[0021]
Further, the content of the light diffusing fine particles dispersed in the thermoplastic resin is 0.05 to 20 parts by weight, preferably 0.1 to 20 parts by weight, more preferably 100 parts by weight of the thermoplastic resin. 0.1 to 10 parts by weight. When the content is 20 parts by weight or less, color unevenness on the light emitting surface can be reduced, and uniform surface emission can be obtained by applying printed dots on the back surface of the light guide plate for the purpose of adjusting emitted light. It is easy and preferable. When the content is 0.05 parts by weight or more, the light diffusing effect of the light diffusing fine particles is exhibited, and the printed dots formed on the back surface of the light guide plate cannot be visually recognized from the emission surface side, which is preferable.
Further, the shape of the light diffusing fine particles dispersed in the thermoplastic resin is not particularly limited, for example, true spherical, spherical, scale-like, cubic, rhombic, hexagonal, amorphous and the like No.
[0022]
Further, in addition to the light diffusing fine particles, the difference in refractive index between the thermoplastic resin and the thermoplastic resin relative to 100 parts by weight of the light diffusing layer is 0.05 or less, and the average particle diameter is 1 to 30 μm. By mixing 0.5 to 20 parts by weight of the resin crosslinked particles described above, it is preferable to further suppress color unevenness on the light emitting surface when the light source device is used. Within this range, the effect of suppressing color unevenness can be sufficiently obtained without a decrease in luminance. The difference in refractive index is preferably 0.03 or less, and more preferably 0.02 or less.
In addition, the thickness of the light diffusion layer in the present invention is generally 5 to 1000 μm, preferably 10 to 1000 μm, more preferably 30 to 500 μm, and still more preferably 50 to 300 μm.
The average particle size of the light diffusing fine particles dispersed in the thermoplastic resin is not particularly limited, but is preferably 6 to 30 μm, and more preferably 6 to 25 μm.
The transparent thermoplastic resin substrate of the present invention may optionally contain organic and inorganic light scattering fine particles.
[0023]
The method for producing the light-diffusing layer raw material is not particularly limited, and the light-diffusing layer raw material can be produced by a known and commonly used method. For example, there is a method in which a thermoplastic resin and light diffusing fine particles are mixed by a well-known and commonly used mixing method such as a Henschel mixer, a super floater, and a tumbler, mixed by these methods, and then granulated using an extruder. The temperature of the extruder can be arbitrarily set depending on the type of the thermoplastic resin used. For example, in the case of methacrylic resin, the temperature is about 180 to 260 ° C.
The light guide plate of the present invention is preferably manufactured by a multilayer extrusion molding method. The multilayer extrusion molding method is usually performed using two or more extruders and using a special die for multilayer. The thickness of the base member and the light diffusion layer is generally adjusted by adjusting the extrusion amount of each extruder and adjusting the interval between polishing rolls installed at the exit of the extrusion die. The multi-layer extrusion method can produce a light guide plate sheet because the fluidity of both layers can be adjusted and uniform at the time of molding, so that the adhesion between both layers is good, the optical distortion is small, and the thickness accuracy is excellent. Very suitable as a law. In addition, it is industrially most excellent because it can be continuously and stably produced.
[0024]
Further, the light guide plate of the present invention suppresses coloring due to ultraviolet rays generated from the light source lamps arranged along the side surfaces, and particularly in a color light source device, even when the color tone on the monitor screen is used for a long time, it is always used. For the purpose of showing a constant color tone and suppressing the occurrence of color unevenness, and further suppressing the reduction of luminance and the expansion of luminance unevenness, at least one of the transparent thermoplastic resin substrate and the light diffusion layer is provided as necessary. UV absorbers can be added. Examples of the ultraviolet absorber include 2- (5-methyl-2hydroxyphenyl) benzotriazole, 2- [2-hydroxy-3,5-bis (α, α'dimethylbenzyl) phenyl] benzotriazole, 2- ( Benzotriazole ultraviolet absorbers such as 3,5-di-t-amyl-2-hydroxyphenyl) benzotriazole, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2,2′-dihydroxy-4-methoxybenzophenone, 2- Benzophenone UV absorbers such as hydroxy-4-n-octoxybenzophenone; salicylic acid UV absorbers such as phenyl salicylate and 4-tbutylphenyl salicylate; 2- (1-arylalkylidene) malonic esters; And one or more types of ultraviolet absorption selected from these. 30~2000ppm against transparent thermoplastic resin substrate and a light diffusion layer, can preferably be added at a concentration of 80～500Ppm.
[0025]
Further, to the light guide plate of the present invention, for example, a glycerin fatty acid ester such as glycerin monostearate, a higher alcohol such as stearyl alcohol, a higher fatty acid such as stearic acid may be added as a release agent, or a phenol-based or thioether-based It is possible to add an antioxidant such as phosphite or the like, but in that case, it is used within a range that does not impair the object of the present invention, and is preferably used at a concentration of usually 5000 ppm or less.
Further, in the light guide plate of the present invention, a masking agent such as a fluorescent whitening agent and a bluing agent can be optionally used as needed.
Further, the light guide plate of the present invention is not limited at all by the type of optical film disposed thereon.
[0026]
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.
(Method of measuring particle size distribution)
The particle size distribution of the light diffusing fine particles was measured using a laser diffraction / scattering type particle size distribution analyzer “SK laser micron sizer LMS30” manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd. below. The same equipment was used for the average particle diameter, and the 50% cumulative particle diameter was defined as the average particle diameter.
Water was used as a measurement dispersion medium and dispersed by an ultrasonic generator. Among the fine particles used in Examples and Comparative Examples, a small amount of a surfactant was added as a dispersant to the cubic calcium carbonate (C) and the spherical acrylic crosslinked particles (D) and dispersed in water.
(Light diffusing fine particles and other fine particles)
Table 1 shows the characteristics of the fine particles used in the examples and comparative examples. In Table 1, the unit of each column of the fine particles of 3 μm or less, the fine particles of 5 μm or less, and the fine particles of 33 μm or more is% by weight.
[0027]
(Production of methacrylic resin pellets)
1,1-di-tert-butylperoxy-3,3,5-trimethylcyclohexane was added to a monomer mixture consisting of 79.9% by weight of methyl methacrylate, 5.1% by weight of methyl acrylate, and 15% by weight of ethylbenzene. 150 ppm and 300 ppm of n-octyl mercaptan were added and mixed uniformly. The mixed solution is continuously supplied to a closed pressure-resistant reactor having an internal volume of 10 liters, and is polymerized under stirring at an average temperature of 130 ° C. and an average residence time of 2 hours, and then continuously into a storage tank connected to the reactor. After sending out and removing volatile components under reduced pressure, methacrylic resin pellets were obtained by continuously transferring to an extruder in a molten state and passing through the extruder. As a result of analyzing the pellets, the copolymerization ratio was 94.0% by weight of methyl methacrylate units, 6.0% by weight of methyl acrylate units, and the refractive index was 1.49.
[0028]
Embodiment 1
100 parts by weight of methacrylic resin pellets and 0.9 parts by weight of light-diffusing fine particles “A-1” are mixed by a drum blender, and kneaded and granulated at a resin temperature of about 250 ° C. using a 30 mm twin-screw extruder to form a light-diffusing layer. A resin composition for use was obtained.
The obtained resin composition was co-extruded using an extruder of 30 mmφ, L / D = 24, and a methacrylic resin pellet as a substrate resin using an extruder of 90 mmφ, L / D = 32. The die is a two-layer, two-layer feed block type, and the lip opening and the clearance of the polishing roll are adjusted so that the thickness of the laminate becomes 6.0 mm. The temperature of the extruder and the die is 250 to 260 ° C. went. The thickness of the light diffusion layer was controlled by changing the discharge rate of an extruder (hereinafter, referred to as a sub-extruder) having a diameter of 30 mm and an L / D of 24. When a laminate having a width of about 30 cm was manufactured in this way, a laminate having a total thickness of 6.0 mm, a thickness of the light diffusion layer of 100 μm, and containing 0.9 parts by weight of light diffusing fine particles was obtained. Was.
[0029]
Next, a plate having a size of 230 mm in width and 310 mm in length was cut out from the obtained laminate using a circular saw. Next, the cut surface of the cut-out plate was polished using a precision polishing machine (PLA-BEAUTY: manufactured by Megalo Technica Co., Ltd.), and further subjected to buff polishing to finish it to a mirror-like surface to have a size of 15 inches.
A dot screen was formed on the opposite side of the light-diffusing layer by using a printing screen in which a dot gradation of 15 inches was applied to the obtained plate and using matte medium SR931 (manufactured by Mino Group) as the ink. A light plate was obtained.
[0030]
According to the light source device shown in FIG. 1, a cold cathode tube of 2.6 mmφ (manufactured by Harrison Electric Co., Ltd.) is installed on both long end sides of the light guide plate as the light source A, and E-60 (manufactured by Toray Industries, Ltd.) ), A BEFII (manufactured by Sumitomo 3M) is disposed as a prism sheet E on the upper part of the light guide plate (on the side where the light diffusion layer is provided) so that the prism rows are parallel to the cold cathode tubes. DBEF (manufactured by Sumitomo 3M) was provided as the enhancement sheet F.
A voltage of 12 V is applied to the cold-cathode tube from the DC voltage stabilizer, and after lighting for 20 minutes, the entire light-emitting surface is 10 × horizontal by a luminance meter (CA-1000: manufactured by Minolta) installed 1 m away from the light-emitting surface. The luminance at each of the 10 = 100 divided measurement points was measured. Next, the average luminance was calculated from the obtained measured values, and the value when the average luminance value of Comparative Example 1 was set to 100 was defined as the luminance ratio (%). In addition, color unevenness of the light emitting surface as viewed from the emitting surface side and the presence or absence of a printed dot pattern image were visually observed.
[0031]
Embodiment 2
100 parts by weight of methacrylic resin pellets and 0.8 parts by weight of light diffusing fine particles "B-1" are mixed by a drum blender, kneaded and granulated at a resin temperature of about 250 ° C. using a 30 mm twin screw extruder to form a light diffusing layer. A resin composition was obtained. Thereafter, the same procedure as in Example 1 was carried out to obtain a 15-inch laminated board having a total thickness of the laminate of 6.0 mm, a thickness of the light diffusion layer of 105 μm, and containing 0.8 parts by weight of the light diffusing fine particles. . Hereinafter, a light guide plate in which a dot pattern is formed by screen printing is manufactured in the same manner as in Example 1, and the calculation of the luminance ratio, the color unevenness of the light emission surface when viewed from the emission surface side, and the presence or absence of a printed dot pattern image Was visually observed.
[0032]
Embodiments 3 to 11
100 parts by weight of methacrylic resin pellets are mixed with light-diffusing fine particles and other fine particles as shown in Table 2, mixed by a drum blender, kneaded at a resin temperature of about 250 ° C. using a 30 mm twin-screw extruder, granulated, and light-diffused. A resin composition for a layer was obtained. Thereafter, the same procedure as in Examples 1 and 2 was carried out to obtain a laminate having a total thickness of the laminate of 6.0 mm and a light diffusion layer thickness shown in Table 2. Hereinafter, cut and polished in the same manner as in Examples 1 and 2, to produce a light guide plate having a dot pattern formed by screen printing, calculation of the luminance ratio and the color of the light exit surface when viewed from the exit surface side at that time. The unevenness and the presence or absence of a printed dot pattern image were visually observed.
Table 2 shows the results of Examples 1 to 11.
[0033]
Embodiment 12
100 parts by weight of polycarbonate resin pellets “Panlite / L-1250Y manufactured by Teijin Chemicals” and 1.1 parts by weight of light-diffusing fine particles “B-2” were mixed in a drum blender, and the resin temperature was about 260 using a 30 mm twin screw extruder. The mixture was kneaded and granulated at ℃ to obtain a resin composition for a light diffusion layer. The same procedure as in Example 1 was carried out using polycarbonate resin pellets “Panlite / L-1250Y” manufactured by Teijin Chemicals Ltd. as the substrate resin. The total thickness of the laminated plate was 6.0 mm, the thickness of the light diffusion layer was 208 μm, and a 15-inch size laminated plate containing 1.1 parts by weight of light diffusing fine particles was obtained. Hereinafter, a light guide plate in which a dot pattern is formed by screen printing is manufactured in the same manner as in Example 1, and the calculation of the luminance ratio, the color unevenness of the light emission surface when viewed from the emission surface side, and the presence or absence of a printed dot pattern image Was visually observed.
[0034]
Embodiment 13
100 parts by weight of a cyclic olefin resin pellet “Nippon Zeon Zeonor 1060R” and 0.85 parts by weight of light diffusion fine particles “B-3” are mixed in a drum blender, and kneaded at a resin temperature of about 250 ° C. using a 30 mm twin screw extruder. The mixture was granulated to obtain a light diffusion layer resin composition. A cyclic olefin resin pellet “Nippon Zeon Zeonor 1060R” was used as the resin for the substrate, and the same operation as in Example 1 was performed. The total thickness of the laminate was 6.0 mm, the thickness of the light diffusion layer was 201 μm, and a 15-inch size laminate containing 0.85 parts by weight of light diffusing fine particles was obtained. A light guide plate having a dot pattern formed by screen printing was manufactured in the same manner as in Example 1, and the luminance ratio was calculated and the color unevenness of the light emission surface and the presence or absence of a printed dot pattern image when viewed from the emission surface side were calculated. It was visually observed.
Table 2 shows the results of Examples 12 and 13.
[0035]
[Comparative Example 1]
The same methacrylic resin pellets as the substrate resin were used in place of the resin composition for the light diffusion layer, and the same procedure as in Example 1 was carried out. The plate thickness was 6.0 mm. Then, a 15-inch light guide plate having a dot pattern formed by screen printing was obtained.
A light guide plate having a dot pattern formed by screen printing was produced in the same manner as in Example 1, and the average luminance was calculated. Further, the color unevenness of the light emitting surface as viewed from the emitting surface side and the presence or absence of a printed dot pattern image were visually observed.
[0036]
[Comparative Examples 2 to 7]
100 parts by weight of methacrylic resin pellets are mixed with light diffusing fine particles or other fine particles as shown in Table 2, mixed by a drum blender, kneaded at a resin temperature of about 250 ° C. using a 30 mm twin screw extruder, granulated, and light diffused. A resin composition for a layer was obtained. Thereafter, the same procedure as in Example 1 was carried out to obtain a laminate having a total thickness of the laminate of 6.0 mm and a light diffusion layer thickness shown in Table 2. Hereinafter, cut and polished in the same manner as in Example 1 to produce a light guide plate having a dot pattern formed by screen printing, calculation of a luminance ratio and color unevenness of the light exit surface when viewed from the exit surface side at that time. The presence or absence of a printed dot pattern image was visually observed.
Table 2 shows the results of Comparative Examples 1 to 7.
[0037]
Embodiment 14
Using a 15-inch light guide plate obtained in Example 8, a 2.6 mmφ cold cathode tube (manufactured by Harrison Electric) was used as a light source A according to the light source device shown in FIG. The light reflecting sheet D is made of E-60 (manufactured by Toray), and the light guide plate is provided with PCES130 (manufactured by Eiwa) as the diffusion film G on the upper side (the side on which the light diffusion layer is provided), and a prism is formed thereon. BEFII (manufactured by Sumitomo 3M) was disposed as a sheet E such that the prism rows were parallel to the cold cathode tubes, and DBEF (manufactured by Sumitomo 3M) was disposed thereon as a brightness enhancement sheet F. Hereinafter, the measurement was performed in the same manner as in Example 1 to calculate the average luminance, and the luminance ratio (%) was calculated using the average luminance of Comparative Example 8 described below as 100. Further, the color unevenness of the light emitting surface as viewed from the emitting surface side and the presence or absence of a printed dot pattern image were visually observed.
[0038]
[Comparative Example 8]
Using the 15-inch light guide plate obtained in Comparative Example 1, the measurement was carried out in the same manner as in Example 14 by the method according to the light source device shown in FIG. The calculated average luminance value was set to 100. Further, the color unevenness of the light emitting surface as viewed from the emitting surface side and the presence or absence of a printed dot pattern image were visually observed.
Table 3 shows the results of Example 14 and Comparative Example 8.
By comparing Example 14 with Comparative Example 8, it can be seen that the light guide plate according to the present invention has higher luminance performance than the conventional product even when the same diffusion film is applied.
[0039]
[Table 1]

[0040]
[Table 2]

[0041]
[Table 3]

[0042]
【The invention's effect】
The present invention can reduce the image of the printed dot pattern without disposing the light diffusion film that was conventionally disposed on the light exit surface side of the light guide plate, and can significantly reduce the color unevenness of the light exit surface. Further, it is an object of the present invention to provide a light guide plate capable of reducing a loss of light between the diffusion film and the light guide plate and increasing the luminance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an example of a luminance evaluation method in an edge light type liquid crystal light source device using a light guide plate of the present invention.
FIG. 2 shows a brightness evaluation method performed by disposing a diffusion film in the edge light type liquid crystal light source device of FIG.
[Explanation of symbols]
A: Light source (cold cathode tube)
B: Lamp house
C: Light guide plate
D: Reflective sheet
E: Prism sheet
F: Brightness improvement sheet
G: Diffusion film

Claims

In a so-called edge light type surface light source device in which a light source is disposed on at least one end surface of a transparent thermoplastic resin substrate having one surface serving as a light emitting surface, at least one surface serving as at least a light emitting surface of the transparent thermoplastic resin substrate A light-diffusing layer using a thermoplastic resin as a base resin, wherein the light-diffusing layer has fine particles of 3 μm or less as 12% by weight or less, and The light-diffusing layer-integrated conductive material is characterized by containing 0.05 to 20 parts by weight of the light-diffusing particles in which the above-mentioned fine particles are 25% by weight or less based on 100 parts by weight of the thermoplastic resin to be the light-diffusing layer. Light board.

The light guide plate integrated with a light diffusion layer according to claim 1, wherein the average particle diameter of the light diffusion fine particles is 6 to 30 m.

In addition to the light diffusing fine particles, a difference in refractive index between the thermoplastic resin and the thermoplastic resin is 0.05 or less with respect to 100 parts by weight of the thermoplastic resin to be a light diffusing layer, and the average particle diameter is 1 to 30 μm. The light-diffusing-layer-integrated light guide plate according to claim 1 or 2, wherein 0.5 to 20 parts by weight of resin crosslinked particles are blended.

The light diffusing layer-integrated light guide plate according to any one of claims 1 to 3, wherein the light diffusing fine particles are inorganic fine particles.

The light diffusion light guide plate according to any one of claims 1 to 3, wherein the light diffusion fine particles are calcium carbonate.

The light-diffusing layer-integrated light guide plate according to any one of claims 3 to 5, wherein the thermoplastic resin serving as the light-diffusing layer is an acrylic resin, and the crosslinked resin particles are an acrylic resin. .

The light-diffusing layer-integrated light guide plate according to any one of claims 1 to 7, wherein the light-diffusing layer is integrally formed by using a multilayer extrusion molding method.