JP2012053273A

JP2012053273A - 導光板及びこれを用いたエッジライト型面光源装置

Info

Publication number: JP2012053273A
Application number: JP2010195824A
Authority: JP
Inventors: Toyohiro Hamamatsu; 豊博濱松
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2010-09-01
Filing date: 2010-09-01
Publication date: 2012-03-15
Also published as: KR20140000215A; TW201224544A; CN103080644A; WO2012029508A1

Abstract

【課題】大画面のエッジライト型面光源装置において用いられるのに十分な程度に高い強度を有する導光板を提供すること。
【解決手段】主面Ｓ１，Ｓ２の面積が４０００００ｍｍ^２以上である樹脂板１１を有するエッジライト型面光源装置用導光板１。樹脂板１１の厚みが１．５〜４．０ｍｍであり、樹脂板１１が、重量平均分子量が２０００００〜４０００００で、分子量分布が２．０〜４．０であるスチレン系樹脂を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、導光板及びこれを用いたエッジライト型面光源装置に関する。

液晶表示装置等の透過型画像表示装置は、一般に、バックライトとしての面光源装置を有している。エッジライト型面光源装置は、透明な樹脂板を有する導光板と、樹脂板の端面に光を供給する光源とから構成される。樹脂板の端面から入射した光が、樹脂板の背面側に設けられたドットパターン等の反射手段によって反射し、導光板の出射面から画像表示用の面状の光が供給される。導光板用の樹脂板としては、従来、透明性に優れるアクリル樹脂板が広く用いられている（例えば、特許文献１、２。）

特開平５−１００１１８号公報特開平５−３１３０１７号公報

透過型画像表示装置の近年の薄型化及び大画面化にともなって、より薄く、より広い面積を有する導光板を用いたエッジライト型面光源装置が求められている。しかし、４０００００ｍｍ^２以上のように導光板の面積が大きくなると、従来の導光板では、ある程度の薄さを維持しながら、強度の点で満足できるレベルを達成することが困難であることが明らかとなった。

そこで、本発明は、大画面のエッジライト型面光源装置において用いられるのに十分な程度の高い強度を有する導光板を提供することを目的とする。

本発明は、主面の面積が４０００００ｍｍ^２以上である樹脂板を有するエッジライト型面光源装置用導光板に関する。本発明に係る導光板においては、樹脂板の厚みは１．５〜４．０ｍｍである。また、樹脂板は、重量平均分子量が２０００００〜４０００００で、分子量分布が２．０〜４．０であるスチレン系樹脂を含む。

上記本発明に係る導光板は、特定範囲の重量平均分子量及び分子量分布を有するスチレン系樹脂から形成された、特定の厚みを有するスチレン系樹脂板を用いたことにより、４０００００ｍｍ^２以上の大画面のエッジライト型面光源装置において用いられるのに十分な程度の高い強度が達成される。

樹脂板を構成する上記スチレン系樹脂を成形して得られる厚み４ｍｍの板状の試験片の厚み方向の光線透過率を、波長６００ｎｍにおいてＴ６００、波長３６５ｎｍにおいてＴ３６５としたときに、好ましくは、Ｔ６００が８５％以上で、Ｔ３６５／Ｔ６００が０．９０〜０．９９である。これにより、大画面の面光源装置においてより容易に十分に高い輝度が達成される。

別の側面において、本発明は、上記本発明に係るエッジライト型面光源装置用導光板と、該導光板が有する樹脂板の端面に光を供給する光源と、を備えるエッジライト型面光源装置に関する。

本発明によれば、大画面のエッジライト型面光源装置において用いられるのに十分な程度の高い強度を有する導光板が提供される。

面光源装置を備える透過型画像表示装置の一実施形態を示す断面図である。

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

図１は、面光源装置を備える透過型画像表示装置の一実施形態を示す断面図である。図１に示す透過型画像表示装置１００は、面光源装置２０と、液晶セルを有する液晶表示部３０とから主として構成される液晶表示装置である。面光源装置２０は、樹脂板１１を有する導光板１と、樹脂板１１の端面Ｓ３に沿って設けられた光源３とを備える。樹脂板１１は出射面Ｓ１及びその反対側の背面Ｓ２を有しており、導光板１は、背面Ｓ２側に設けられた反射部１２を更に有している。液晶表示部２０は、導光板１の出射面Ｓ１側に設けられている。

光源３から照射された光は、端面Ｓ３から樹脂板１１に入射する。樹脂板１１に入射した光は、反射部１２において反射することにより、主として出射面Ｓ１から出射される。出射面Ｓ１から出射した光が液晶表示部３０に供給される。

樹脂板１１の主面である出射面Ｓ１及び背面Ｓ２は、矩形（典型的には長方形）であり、それぞれの面積は４０００００ｍｍ^２以上である。例えば、出射面Ｓ１及び背面Ｓ２は８００ｍｍ×５００ｍｍの長方形であり得る。

樹脂板１１の厚みは、１．５〜４．０ｍｍである。このように樹脂板がある程度の厚みを有することにより、４０００００ｍｍ^２以上の大面積でも、面光源装置において用いられたときに受ける衝撃に起因する導光板の変形及び破損が十分に防止される。同様の観点から、樹脂板１１の厚みは、２．０ｍｍを超えることが好ましく、２．５以上がより好ましい。一方、表示装置の薄型化の観点からは、樹脂板１１の厚みは小さいことが好ましい。具体的には、樹脂板１１の厚みは、好ましくは３．７ｍｍ以下、より好ましくは３．５ｍｍ以下である。

樹脂板１１は、スチレン系樹脂から形成されたスチレン系樹脂板である。スチレン系樹脂は、スチレン又はその単官能誘導体（以下「スチレン系単量体」という。）を主な単量体単位として含む重合体を含む。スチレン系樹脂は、この重合体と相溶した微量のその他の成分を含んでいてもよい。スチレン系樹脂は、スチレン系単量体の単独重合体であってもよいし、スチレン系単量体と他の１種又は２種以上の単官能単量体との共重合体であってもよい。スチレン系樹脂は、スチレン系樹脂全体の質量を基準として、スチレン系単量体に由来する単量体単位を好ましくは５０質量％以上含む。

スチレン系単量体と共重合する単官能単量体は、ラジカル重合可能な二重結合を１個有する化合物であればよい。この単官能単量体は、例えば、メタクリル酸エステル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸２−エチルヘキシル及びメタクリル酸２−ヒドロキシエチル等のメタクリル酸エステル、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、アクリル酸ベンジル、アクリル酸２−エチルヘキシル及びアクリル酸２−ヒドロキシエチル等のアクリル酸エステル、メタクリル酸、アクリル酸、並びにアクリロニトリルから選ばれる少なくとも１種である。これらの中でも、メタクリル酸メチル等のメタクリル酸エステルが好ましい。

樹脂板１１を構成するスチレン系樹脂の重量平均分子量Ｍｗは、十分な強度及び良好な押出加工性を維持する観点から、好ましくは２０００００〜４０００００、より好ましくは２５００００〜３８０００００である。同様の観点から、スチレン系樹脂の分子量分布（重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎとの比、Ｍｗ／Ｍｎ）は、好ましくは２．０〜４．０、より好ましくは２．５〜３．４である。重量平均分子量及び分子量分布が大きくなると、押出加工等の方法により樹脂板を成形する際、成形機に大きな負荷が加わり、そのために成形機内の異物等が樹脂板内に混入し易くなる。また、分子量分布が小さいことにより、成形後の樹脂板の端面を研磨によって平滑化し易くなる。端面から光が入射するエッジライト型面光源装置においては、大面積の樹脂板の端面加工が容易であることは、特に重要である。

上記の重量平均分子量及び分子量分布は、ゲル浸透クロマトグラフ（ＧＰＣ）測定により得られる標準ポリスチレン換算の値である。

樹脂板１１を構成するスチレン系樹脂を成形して得られる厚み４ｍｍの板状の試験片の波長６００ｎｍにおける厚み方向の光線透過率Ｔ６００は、８５％以上である。係る試験片の波長３６５ｎｍにおける厚み方向の光線透過率Ｔ３６５のＴ６００に対する比（Ｔ３６５／Ｔ６００）は０．９０〜０．９９である。スチレン系樹脂がこれらの条件を満たす光透過性を有することにより、大面積の面光源装置において十分な輝度の光を供給することができる。同様の観点から、Ｔ３６５／Ｔ６００は好ましくは０．９５以上である。上記条件を満たすスチレン系樹脂を成形して得られる単一相の樹脂板は、通常、厚みが１．５〜４ｍｍ程度の範囲において、上記試験片と同様に８５％以上のＴ６００及び０．９０〜０．９９のＴ３６５／Ｔ６００を示す。

一般に多く用いられているスチレン系樹脂を成形した板状の試験片の場合、Ｔ３６５／Ｔ６００は０．９０未満であることが多い。この理由としては、例えば、液相中で懸濁重合法、分散重合法などの方法により原料モノマーを重合させてスチレン系樹脂を製造する際に、得られるスチレン系樹脂に溶媒、触媒成分その他の添加剤が混入することが考えられる。ガス状の原料モノマーを固体状の触媒と接触させることにより重合させてスチレン系樹脂を製造する場合も、触媒成分の混入が想定される。また、製造されたスチレン系樹脂に様々な目的で少量添加される添加剤によってＴ３６５が低下することも考えられる。

そこで、スチレン系樹脂として、例えば、製造工程で使用される添加剤、触媒等の使用されたもの、重合後に十分洗浄されたもの、または後から添加される添加剤を含まないか、またはその量が極めて少ないものを選択して用いることにより、Ｔ３６５／Ｔ６００が０．９０〜０．９５の範囲にある試験片を得ることができる。このような高純度のスチレン系樹脂は、後述の実施例で示すように市販品として入手が可能である。

樹脂板１１は、スチレン系樹脂の他に、スチレン系樹脂とは異なる相を形成する粒子状の光拡散剤等の他の成分を含んでいてもよい。樹脂板１１は、押出成形等の通常の成形方法により製造することができる。

反射部１２は、背面Ｓ２上で所定のドットパターンを形成している。反射部１２は、例えば、粒子状の光反射剤及びこれが分散したバインダーを含んでいる。反射部１２は、インクのパターン印刷等の通常の方法により形成することができる。

光源３は、ＬＥＤ等の点状光源であることが好ましい。この場合、樹脂板１１の矩形の主面を構成する４辺のうち少なくとも１辺に沿って、複数の点状光源が配列される。

本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。例えば、導光板１の反射手段として、反射部１２を設けるのに代えて、背面Ｓ２に凹凸形状を形成させてもよい。また例えば、出光を調整するために導光板１の出射面Ｓ１側に凹凸形状を形成させてもよい。また、導光板１と液晶表示部３０との間に、拡散フィルム、プリズムフィルム、輝度向上フィルム等の各種の光学フィルムが設けられていてもよい。

以下、本発明に係る導光板に用いられ得るスチレン系樹脂の特性を評価した結果を示す。ただし、本発明に用いられるスチレン系樹脂はこれらに限定されるものではない。

重量平均分子量及び分子量分布
スチレン系樹脂をＴＨＦに溶解した溶液を、０．２μｍメンブレンフィルターによってろ過して、測定用のサンプルを準備した。このサンプルを用いてＧＰＣ測定を行い、標準ポリスチレン換算の重量平均分子量（Ｍｗ）及び分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）を測定した。

光線透過率
スチレン系樹脂を押出機の原料ホッパーに投入し、シリンダー温度を２００〜２５０℃に設定して押出成形し、厚み４ｍｍの板状の試験片を得た。この試験片を用いて、積分球付き分光透過率計（日立製作所製Ｕ４００）により、板厚方向の波長３６５ｎｍにおける光線透過率Ｔ３６５及び波長６００ｎｍにおける光線透過率Ｔ６００を測定した。また、これらの値からＴ３６５／Ｔ６００の値を求めた。

表１に示されるように、市販の各スチレン系樹脂（ポリスチレン）Ａ、Ｂ、Ｃはいずれも、重量平均分子量が２０００００〜４０００００で、分子量分布が２．０〜４．０であった。また、各スチレン系樹脂を成形して得た試験片は、Ｔ６００が８５％以上、Ｔ３６５／Ｔ６００が０．９０〜０．９９の特性を満足することが確認された。

１…導光板、３…光源、１１…樹脂板、１２…反射部、２０…面光源装置、３０…液晶表示部、１００…透過型画像表示装置（液晶表示装置）、Ｓ１…出射面、Ｓ２…背面、Ｓ３…端面。

Claims

主面の面積が４０００００ｍｍ^２以上である樹脂板を有するエッジライト型面光源装置用導光板において、
前記樹脂板の厚みが１．５〜４．０ｍｍであり、
前記樹脂板が、重量平均分子量が２０００００〜４０００００で、分子量分布が２．０〜４．０であるスチレン系樹脂を含む、
エッジライト型面光源装置用導光板。
前記スチレン系樹脂を成形して得られる厚み４ｍｍの板状の試験片の厚み方向の光線透過率を、波長６００ｎｍにおいてＴ６００、波長３６５ｎｍにおいてＴ３６５としたときに、Ｔ６００が８５％以上で、Ｔ３６５／Ｔ６００が０．９０〜０．９９である、請求項１に記載のエッジライト型面光源装置用導光板。
請求項１又は２に記載のエッジライト型面光源装置用導光板と、該導光板が有する前記樹脂板の端面に光を供給する光源と、を備えるエッジライト型面光源装置。