JPH02221926A

JPH02221926A - メタクリル樹脂製拡散板およびその製造方法

Info

Publication number: JPH02221926A
Application number: JP1041819A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Innami; 印南　英敏
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1989-02-23
Filing date: 1989-02-23
Publication date: 1990-09-04

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は面光源用の拡散板に係るもので、特に各種デイ
スプレィの光源、液晶表示セルのバックライト装置に適
する、中央部および左右の出光量が等しくなるように光
拡散性が改良された拡散板に関する。

〔従来の技術〕

従来の液晶デイスプレィは、裏面に光反射層を設け、前
面からの外光を利用して情報を表示する方式で、従来の
ＣＲＴに代えて使用する場合には、明るさが不足してい
るため、液晶デイスプレィの裏面に面光源を設けた装置
が使用され始めた。

従来、このような液晶デイスプレィの光源としては、白
熱ランプや蛍光灯等の照明ランプを液晶デイスプレィの
裏面からある程度の距離をもって設け、かつ、光を均一
にするため光拡散板を中間に配置したバックライト装置
が用いられていた。

しかし、このような装置においては、照明ランプのある
部分が、他の部分より明るくなる輝度斑がどうしても避
けられない。

この問題を解決する方法として、特開昭６３−７４００
４号等が提案されている。

この方法では、拡散板中の拡散剤濃度は均一であるが、
特に、輝度斑が問題となる照明ランプの部分を厚肉とす
ることによって解決を図っている。

しかしながら、この方法では、部分的に厚肉とした分だ
け全体に厚肉となり、携帯型、可搬型、壁掛は型等に多
く用いられている液晶デイスプレィのバックライトとし
ては好ましくない。

〔発明が解決しようとする課題〕本発明は、前述した諸問題にかんがみなされたもので、
均一な肉厚でありながら輝度斑がな（、薄型で出光面に
おける明るさが均一で、画面の左右への光拡散性が優れ
た実用性の高い液晶デイスプレィ用拡散板と、その製造
方法を提供することを目的としたものである。

〔課題を解決するための手段］すなわち、本発明は、（１）平均粒子径が２〜１００μｍφで、屈折率が１．
４〜１．６、かつ、メタクリル樹脂の屈折率と異なる屈
折率を有し、かつ、比重が２．０以上の無機充填剤が、
板の中央部では高濃度の範囲内に、両端にいくに従って
、より低濃度になってゆくように分散され、拡散板の中
央部背後に対して配置した照明ランプからの拡散板を通
過した出光量が、全出光面にわたり実質的に均一である
ことを特徴とするメタクリル樹脂拡散板。

（２）メタクリル樹脂を溶解したメタクリル樹脂シラッ
プに重合開始剤を溶解した組成物を、重合用セルの全容
量の３分の１以上、３分の２以下の量を注入した後、重
合用セルの残りの部分に、メタクリル樹脂を溶解したメ
タクリル樹脂シラップに、平均粒子径が２〜１００μｍ
φで、屈折率が１．４〜１．６、かつ、メタクリル樹脂
の屈折率と異なる屈折率を有し、かつ、比重が２．０以
上の無機充填剤と、重合開始剤とを均一に混合した組成
物を層状になるように注入した後、重合用セルを立てた
状態で重合することを特徴とする請求項第１項記載のメ
タクリル樹脂製拡散板の製造方法。

（３）　　重合用セルを構成するガラス板は、または、
金属板の表面に、ナシ地面を有するポリビニルアルコー
ルのフィルムを貼ることを特徴とする前記第２項記載の
メタクリル樹脂製拡散板の製造方法。

（４）多官能上ツマ−を混合したメタクリル樹脂シラッ
プを用いることを特徴とする前記第２項および第３項記
載のメタクリル樹脂製拡散板の製造方法。

を提供する。

本発明において、メタクリル樹脂製拡散板を形成するメ
タクリル樹脂としては、通常この分野で用いられるもの
は全て使用可能である。代表的な例としては、メタクリ
ル酸メチル５０重量％以上、好ましくは８０重量％以上
含有するものであり、その−例として、メタクリル酸メ
チル９５重量％、アクリル酸エチル５重景％の共重合物
が挙げられる。

本発明の製造法で用いるメタクリル樹脂シラップにおい
て、メタクリル樹脂とは、前記メタクリル樹脂と同様メ
タクリル酸メチル５０重量％以上、好ましくは８０重量
％以上含有するものであり、該メタクリル樹脂をメタク
リル酸メチル５０重量％以上と、これと共重合可能なア
クリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プ
ロピル、アクリル酸ｎ−ブチル等のアクリル酸エステル
、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メ
タクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸２−エチルヘキシ
ル等のメタクリル酸エステル、および、スチレン、アク
リロニトリル、酢酸ビニル等との混合単量体に溶解して
メタクリル樹脂シラップとする。

本発明において重合開始剤は、１０時間の半減期を得る
ための分解温度が３０〜９０°Ｃのアゾまたはパーオキ
サイド含有化合物、例えば、２．２−アゾビスイソブチ
ロニトリル、ベンゾイルパーオサイド、ラウロイルパー
オキサイド等であり、より好ましくは、２，２−アゾビ
ス（４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル）
、シミリスチルパーオキシジカーボネート等の低温活性
の重合開始剤を用いる。

本発明において用い得る無機充填剤は、屈折率カ月、４
〜１．６、かつ、メタクリル樹脂の屈折率と異なる屈折
率を有し、かつ、比重が２．０以上、好ましくは２．３
以上のものである。例えば石英粉、ガラスピーズ、炭酸
カルシウム、硫酸バリウム、ホタル石等が挙げられる。

また、粒子の形状は球形に近い物が好ましい。

前記充填剤の屈折率がメタクリル樹脂の屈折率と等しい
場合は拡散効率が悪く、逆にあまりにも屈折率の差が大
きいと、隠ぺい性が出てくるため前記の範囲が好ましい
。

また、前記充填剤の比重は沈降速度に関連し、メタクリ
ル樹脂シラップの比重との差がある程度ないと前記充填
剤の沈降速度が遅くなるため前記の範囲が好ましい。

また、無機充填剤の平均粒子径は、これが２μ−φ未満
になると沈降に時間がかかり過ぎ、逆に１００μｍφを
超えると沈降時間が速過ぎるため、前記充填剤の濃度分
布をコントロールすることが難しく、無機充填剤の平均
粒子径は、２〜１１００ｔＩφが好ましく、より好まし
くは５〜５０μｍφの範囲である。

ここで、平均粒子径は、横軸に粒子径、縦軸に一定粒子
径までの粒子体積の累計をプロットした積分曲線におい
て、体積累計５０％に対応する粒子径を指すものであり
、コールタ−カウンター（米国、コールタ−エレクトロ
ニクス社）等の装置を用いて求めることができる。

無機充填剤は粒度分布を持っており、この技術分野に一
般に用い得る市販のものの範囲でよい。

代表例として、例えば、平均粒子径３０μｍφのガラス
ピーズの場合、１μｍφ以下の粒子から６０μｍφの粒
子を含んでおり、１０μｍφ以下の粒子が体積累計で５
％、２０μｍφ以下の粒子が体積累計１５％、３０μｍ
φ以下の粒子が体積累計５０％、４０ｕｍφ以下の粒子
が体積累計８０％である。

無機充填剤の濃度は本発明の目的を達するために、無機
充填剤の種類、粒子径、拡散板の肉厚、大きさ等によっ
て変える必要がある。しかし、−船釣な用途であれば５
重量％以下で充分である。

次に、メタクリル樹脂製拡散板の製造法において、メタ
クリル樹脂を溶解したメタクリル樹脂シラップに、重合
開始剤を溶解した組成物を、重合用セルの全容量の３分
の１以上、３分の２以下の量を注入としたのは、中央部
に設置された照明ランプによる輝度斑をなくすため、こ
の部分の無機充填剤濃度を高くするためである。

次に本発明を、添付図面を参照にしてさらに詳細に説明
する。

第１図は、本発明によるメタクリル樹脂製拡散板を使用
したバックライト装置の一例の断面を示したものである
。

第１図において、１はメタクリル樹脂製拡散板、３は蛍
光灯等の照明ランプである。メタクリル、樹脂製拡散板
１は、無機充填剤（フィラー）粒子２がメタクリル樹脂
板８中に分散混合されており、その平均粒子径は２〜１
００μｍφで、かつ、メタクリル樹脂の屈折率と異なる
屈折率を有しており、照明ランプ３に近い中央部では高
濃度に、遠い両端部では低濃度に、連続的な濃度勾配を
持って分布している。また、照明ランプ３の下部には、
アルミ等高反射率物質膜等よりなる反射層４を設けたり
、出光面５および下面６をナシ地にすることが出来る。

本発明によるメタクリル樹脂製拡散板の作用を第１図に
よって説明する。

すなわち、メタクリル樹脂製拡散板１は、メタクリル樹
脂板８の中に、照明ランプ３に近い中央部では無機充填
剤２を高濃度に、照明ランプ３より遠い所両端部では無
機充填剤２が低濃度で分散混合されているため、光量の
多い中央部では、光拡散率が高く通過光が少なくなるた
め、出光面５からの出光率が小さくなり、照明ランプ３
の輝度斑が目立たなくなると同時に、照明ランプ３から
遠い両端部では、光量が少ないが光拡散率が低くなるた
め、通過光が多くなり、出光面５からの出光率が大きく
なり、出光面５各部からの出光量７が等しくなる。

また、出光面５および下面６をナシ地にすることで、さ
らに光拡散効率を高めることが出来る。

第２図は、本発明によるメタクリル樹脂製拡散板の製造
法の一例を、その断面で模式的に示したものである。

第２図（ａ）において、１１は１対のガラス板、または
、金属板で、この間にガスケット１２を挟み、重合用セ
ル１５を形成する。

該重合用セル１５に、メタクリル樹脂を、メタクリル酸
メチル５０重量％以上と、これと共重合可能なアクリル
酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル
、アクリル酸ｎ−ブチル等のアクリル酸エステル、メタ
クリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリ
ル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸２−エチルヘキシル等の
メタクリル酸エステル、および、スチレン、アクリロニ
トリル、酢酸ビニル等との混合単量体に溶解したメタク
リル樹脂シラップに重合開始剤を溶解した組成物（Ａ）
１４を、重合用セルの全容量の３分の１以上、３分の２
以下の量を注入した後、重合用セル１５の残りの部分に
、メタクリル樹脂を溶解したメタクリル樹脂シラップに
、平均粒子径が２〜１００μｍφ、屈折率が１．４〜１
．６、かつ、メタクリル樹脂の屈折率と異なる屈折率を
有し、かつ、比重が２．０以上、好ましくは２．３以上
の無機充填剤、例えば、石英粉、ガラスピーズ、炭酸カ
ルシウム、硫酸バリウム、ホタル石等２と重合開始剤と
を均一に混合した組成物（Ｂ）１３を、層状になるよう
に静かに注入した後、該重合用セルを立てた状態で重合
しメタクリル樹脂製拡散板を得る。

重合温度は、使用する重合開始剤によって異なるが、ア
ゾまたはパーオキサイド含有化合物、例えば、２．２−
アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキサイ
ド等一般に使用されている重合開始剤を用いて、４０〜
１００°Ｃの温度で重合する。

第２図（ｂ）は、重合が完了した時の状態を示し、同図
（Ｃ）は、無機充填剤の濃度勾配の一例を模式的に表現
したものである。

無機充填剤の濃度勾配は、無機充填剤の比重、平均粒子
径、粒度分布、形状、およびメタクリル樹脂シラップの
粘度、重合温度、重合速度、肉厚等を変えることによっ
て自由に変えられる。

本廃明においては、以上の諸条件を調整することによっ
て、拡散板の出光面からの出光１ｔ（＝光量×出光率）
が、出光面全面にわたって実質的に均一になるように調
整することができる。この場合の出光量の均一度は、出
光面各点における出光量が、それ等の平均値に対して±
３０％以内であればよく、好ましくは±１５％以内であ
る。

なお、拡散板各点における出光量は、メタクリル樹脂製
拡散板の中央部背後から１、蛍光灯等の照明ランプにて
光を入射し、各測定点に照度計（ミノルタ製デジタル照
度計Ｔ−ＩＭ等）を当て測定した。

第３図はナシ地面を持ったメタクリル樹脂製拡散板の製
造方法を示したものであり、第２図で説明した重合用セ
ル１５の内側に、ナシ地面を有するポリビニルアルコー
ルのフィルム１６を貼ることにより、容易にナシ地面を
持ったメタクリル樹脂製拡散板を得ることが出来る。

また、メタクリル樹脂シラップに多官能モノマーである
エチレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグ
リコールジアクリレート、トリメチルプロパントリメタ
クリレート等を少量混合することにより、容易に耐熱性
の優れた架橋メタクリル樹脂製拡散板が得られる。

第４図は、本発明によるメタクリル樹脂製拡散板の製造
方法の他の実施例を、その断面で示したものである。

第４図においては、第２図と同様に、まず、メタクリル
樹脂シラップに重合開始剤を溶解した組放物（Ａ）１４
を、２枚のガラス板、または、金属板１１とガスケント
１２で構成された重合用セル１５に、該重合用セルの全
容量の６分の１以上、６分の２以下注入した後、メタク
リル樹脂を溶解したメタクリル樹脂シラップに、平均粒
子径が２〜１００μｍφ、屈折率が１．４〜１．６、か
つ、メタクリル樹脂の屈折率と異なる屈折率を有し、か
つ、比重が２．０以上、好ましくは２．３以上の無機充
填剤、例えば、石英粉、ガラスピーズ、炭酸カルシウム
、硫酸バリウム、ホタル石等２と、重合開始剤とを均一
に混合した組成物（Ｂ）１３を、該重合用セルの全部容
量の６分の１以上、６分の２以下注入した後、該重合用
セルの残りの部分に、更に、組成物（Ａ）１４および組
成物（Ｂ）１３を交互に注入した後、該重合用セルを立
てた状態で重合し、無機充填剤の濃度が高い所が２箇所
あるメタクリル樹脂製拡散板を得た。

このようにして得たメタクリル樹脂製拡散板は、第５図
にその断面を示したような、照明ランプ３゜３′を２つ
有するバックライト装置に利用される。

以上の説明で明らかなように、照明ランプの数に応じた
メタクリル樹脂製拡散板を得ることが出来る。

〔実施例〕

次に、本発明を実施例により、より具体的に説明すると
、平均分子量ｔｏｏｏｏｏのポリメタクリル酸メチル１
０ｇ１メタクリル酸メチル３８ｇとアクリル酸メチル２
ｇの混合単量体に溶解しメタクリル樹脂シラップとし、
該シラップに２．２−アゾビス（４−メトキシ−２，４
−ジメチルバレロニトリル）を０．０２ｇ加え、真空脱
泡しながら均一に混合し組成物（Ａ）を得た。

組成物（Ａ）を、内寸が２２０ｍｍ　Ｘ　１４０ｍｍ　
Ｘ　３叫りの２枚のガラス板とガスケットからなるセル
に注入した後、別に用意した平均分子量１０００００の
ポリメタクリル酸メチル１０ｇ、メタクリル酸メチル３
８ｇとアクリル酸メチル２ｇの混合単量体に溶解し、さ
らに平均粒径１７μｍφのガラスピーズ３ｇおよび２．
２−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロ
ニトリル）を０．０２ｇ加え、真空脱泡しながら均一に
混合して得た組成物（Ｂ）を静かに注入、密封した後、
５０°Ｃに温度コントロールした水槽の中でセルを立て
た状態で重合させ、メタクリル樹脂製拡散板を得た。

得られたメタクリル樹脂製拡散板は、中央部でのガラス
ピーズの濃度が４，５％であり、両端部（上下ガスケッ
トから各々約３ｃｍ内側の位置）のガラスピーズの濃度
が１．５％の濃度が連続的に変化したメタクリル樹脂製
拡散板であった。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のメタクリル樹脂製拡散板
は、メタクリル樹脂板の中に、照明ランプに近い中央部
では無機充填剤を高濃度に、該照明ランプより遠い両端
部では無機充填剤が低濃度で分散混合されているため、
光量の多い中央部では、光拡散率が高く通過光が少なく
なるため、出光面からの出光率が小さくなるのに対し、
照明ランプから遠い両端部では、光量が少ないが光拡散
率が低くなるため、通過光が多くなり、出光面からの出
光率が大きくなり、出光面各部からの出光量が等しく、
輝度斑のない拡散板を得ることが出来、更に、拡散板表
面をナシ地面にすることによって拡散効率を高めること
が出来る。

また、多官能モノマーを加えて重合することによって架
橋メタクリル樹脂製拡散板が得られるが、このものは耐
熱性が優れるため、拡散板の近くに照明ランプを持って
こられるので、よりコンパクトなシステムとすることが
出来る等、数多くの利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第５図は、本発明のメタクリル樹脂製拡散
板を使用したバックライト装置の断面図、第２図、第３
図および第４図は、本発明によるメタクリル樹脂製拡散
板の製造方法の説明図を示す。主な符号の説明は以下のとおりである。１・・・・・・メタクリル樹脂製拡散板、２・・・・・
・無機充填剤（フィラーＬ３，３’・・・・・・照明ラ
ンプ、４・・・・・・高反射率物質膜、５・・・・・・
出光面、８・・・・・・メタクリル樹脂板、１１・・・
・・・ガラス板、または、金属板、１２・・・・・・ガ
スケット、１３・・・・・・組成物（Ｂ）、４・・・・
・・組成物（Ａ）５・・・・・・重合用セル、・・・・・・表面に、ナシ地面を有するポリビニルアルコール製フィルム。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）平均粒子径が２〜１００μｍφで、屈折率が１．
４〜１．６、かつ、メタクリル樹脂の屈折率と異なる屈
折率を有し、かつ、比重が２．０以上の無機充填剤が、
板の中央部では高濃度の範囲内に、両端にいくに従って
、より低濃度になってゆくように分散され、拡散板の中
央部背後に対して配置した照明ランプからの拡散板を通
過した出光量が、全出光面にわたり実質的に均一である
ことを特徴とするメタクリル樹脂製拡散板
（２）メタクリル樹脂を溶解したメタクリル樹脂シラッ
プに重合開始剤を溶解した組成物を、重合用セルの全容
量の３分の１以上、３分の２以下の量を注入した後、重
合用セルの残りの部分に、メタクリル樹脂を溶解したメ
タクリル樹脂シラップに、平均粒子径が２〜１００μｍ
φで、屈折率が１．４〜１．６、かつ、メタクリル樹脂
の屈折率と異なる屈折率を有し、かつ、比重が２．０以
上の無機充填剤と、重合開始剤とを均一に混合した組成
物を層状になるように注入した後、重合用セルを立てた
状態で重合することを特徴とする請求項第１項記載のメ
タクリル樹脂製拡散板の製造方法