JPH08262230A

JPH08262230A - 液晶表示装置のバックライト用導光体

Info

Publication number: JPH08262230A
Application number: JP7068394A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Nakanishi; 寛中西; Nobuhiro Hirota; 暢宏廣田
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1995-03-27
Filing date: 1995-03-27
Publication date: 1996-10-11

Abstract

(57)【要約】【目的】高輝度で、輝度斑の少ない均一な液晶表示装
置のバックライトを提供できる。【構成】屈折率（ｎ_d ）が１．３９〜１．４９、平均
粒径が０．５〜５μｍのシリコーン粒子を０．０１〜
０．１重量％含有した透明樹脂からなる液晶表示装置の
バックライト用導光体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピューターや液晶
テレビジョン等に使用される液晶表示装置のバックライ
ト用導光体に関するものであり、さらに詳しくは、高輝
度で、輝度斑のない均一なバックライトを提供できるバ
ックライト用導光体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】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、
カーナビゲイ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、
液晶表示装置の消費電力がバッテリー駆動時間を伸ばす
ため、消費電力の割合が大きいバックライトの消費電力
をできる限り低く抑えることがバッテリー駆動時間を伸
ばし、上記製品の実用価値を高める上で重要な課題とさ
れている。しかし、バックライトの消費電力を抑えるこ
とによって、バックライトの輝度を低下させたのでは液
晶表示が見辛くなり好ましくない。そこで、バックライ
トの輝度を犠牲にすることなく消費電力を抑えるため
に、バックライトの光学的な効率を改善することが望ま
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようなバックライ
トの構造としては、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、バックライトをコンパク
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。本発明は、バックライトのコンパクト化と
いう特徴を生かしたエッジライト方式において、高い輝
度を有する液晶表示装置のバックライトを構成できる導
光体を提供することを目的とする。

【０００４】

【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、バックライト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。すなわち、本
発明の液晶表示装置のバックライト用導光体は、屈折率
（ｎ_d ）が１．３９〜１．４９、平均粒径が０．５〜５
μｍのシリコーン粒子を０．０１〜０．１重量％含有し
た透明樹脂からなることを特徴とするものである。本発
明の導光体を構成する透明樹脂としては、メタクリル樹
脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の高透明性
の種々の合成樹脂を使用することができる。特に、メタ
クリル樹脂が、その光線透過率の高さ、耐熱性、力学的
特性、成形加工性にも優れており、導光体用材料として
最適である。

【０００５】本発明において、メタクリル樹脂とは、メ
タクリル酸メチルを主成分とする樹脂であり、メタクリ
ル酸メチルが８０重量％以上であることが好ましい。メ
タクリル酸メチル以外の共重合成分としては、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）アクリル酸エステル類、（メタ）アクリル酸
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、無水マレイン酸等が挙げられる。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
た共重合体を含むものも使用できる。

【０００６】本発明においては、上記のようなメタクリ
ル樹脂に代表される透明樹脂に特定のシリコーン粒子を
配合させることが、本発明の目的を達成するうえで重要
である。使用されるシリコーン粒子としては、特に限定
されるものではなく、例えば、ケイ素原子に有機基が直
結し、残りの結合が酸素と直結しており、ケイ素原子と
酸素が繰り返すシロキサン結合でポリマーとなったもの
等が挙げられる。また、シロキサン結合が三次元網状構
造を有するものであってもよい。ケイ素原子に直結する
有機基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピ
ル基、ブチル基等のアルカン基、カルボキシル基、カル
ボニル基、エステル基、エーテル基等が挙げられる。こ
れら有機基を有するシリコーン粒子は、透明樹脂との親
和性に優れ、透明樹脂との分散性が極めて良好である。

【０００７】使用するシリコーン粒子は、その屈折率
（ｎ_d ）が１．３９〜１．４９の範囲である。これは、
屈折率（ｎ_d ）が１．３９未満であると、透明樹脂との
屈折率の差が大きくなり隠蔽性が出てくるようになり、
１．４９を超えると透明樹脂との屈折率の差が小さくな
り十分な光線透過率が得られなくなるためであり、好ま
しくは１．４２〜１．４６の範囲である。なお、本発明
において、シリコーン粒子の屈折率（ｎ_d ）とは、２３
℃におけるナトリウムｄ線５８９ｎｍに対する値をい
う。

【０００８】また、本発明で使用されるシリコーン粒子
の平均粒径は、０．５〜５μｍの範囲である。これは、
シリコーン粒子の粒径が０．５μｍ未満では、可視光線
領域での短波長側の光損失が大きくなり、導光体からの
出射光が赤味を帯びてくるようになり、５μｍを超える
と光線透過率が低下し、光源からの距離による輝度差が
大きくなり輝度斑が生じるためであり、好ましくは０．
８〜４．５μｍの範囲である。

【０００９】シリコーン粒子の透明樹脂への含有量は、
０．０１〜０．１重量％であり、好ましくは０．０１〜
０．０７重量％の範囲である。これは、シリコーン粒子
の含有量が０．０１重量％未満では、十分な光拡散性が
得られず輝度を十分に向上させることができないためで
あり、０．１重量％を超えると光線透過率が低下し、光
源からの距離による輝度差が大きくなり輝度斑が生じる
ためである。

【００１０】シリコーン粒子の形状は、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。

【００１１】シリコーン粒子の透明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透明樹脂とシリコーン粒子を
混合し、押出機を用いて混練することによって、透明樹
脂中に均一にシリコーン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、シリ
コーン粒子の均一拡散の点から好ましい。シリコーン粒
子の分散が不均一である場合には、バックライトとして
輝度斑が生じやすく、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の成形不良を
起こしやすい。

【００１２】本発明のバックライト用導光体は、透明樹
脂とシリコーン粒子との混合物を、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す
ることによって製造することができる。

【００１３】本発明においては、バックライト用導光体
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楔形状のもの、二灯式の両光源
側から中央部にいくに従って徐々に肉厚が薄くなるもの
等、種々の形状のものが使用できる。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
に白色や半透明色等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。

【００１４】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。

【００１５】実施例１メタクリル樹脂（三菱レイヨン社製アクリペットＶＨ＃
００１）と、屈折率（ｎ_d ）１．４４、平均粒径０．８
μｍの真球状のシリコーン粒子（東芝シリコーン社製ト
スパール１０８）０．０５重量％とを、ヘンシェル内で
２分間攪拌して混合した後、押出機（池貝社製ＰＣＭ４
５）に投入し、バレル温度２５０℃、ダイス温度２５０
℃、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。得られたペレットは、メタクリル樹脂中にシリコ
ン粒子が均一に分散していた。

【００１６】得られたシリコーン粒子含有メタクリル樹
脂ペレットを、射出成形機（名機製作所社製Ｍ−２００
−ＤＭ）を用いて、シリンダー温度２４０℃、金型温度
７０℃にて、２００ｍｍ×１８０ｍｍで、一方の端面の
厚さが３．５ｍｍ、他方の端面の厚さが１．５ｍｍであ
る楔形状の導光体を成形した。同時に、導光体の一方の
面にドット状の凹凸を転写形成した。得られた導光体の
ドット状凹凸面側に反射フィルム、その反対面に拡散フ
ィルムを積層して、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。

【００１７】得られたバックライトの拡散フィルム面か
らの出射光の輝度を、図１に示したＡ〜Ｅの５点で測定
して、その平均値を平均輝度とし、最小輝度／最大輝度
を輝度斑として表１に示した。なお、平均輝度は、比較
例１との相対比較のため、実施例１での平均輝度を１０
０として示した。

【００１８】比較例１シリコーン粒子を使用しない以外は実施例１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１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
（実施例１の平均輝度１００に対する値）と輝度斑を表
１に示した。

【００１９】実施例２メタクリル樹脂（三菱レイヨン社製アクリペットＶＨ＃
００１）と、屈折率（ｎ_d ）１．４４、平均粒径４．５
μｍの真球状のシリコーン粒子（東芝シリコーン社製ト
スパール１４５）０．０３重量％とを、ヘンシェル内で
２分間攪拌して混合した後、押出機（池貝社製ＰＣＭ４
５）に投入し、バレル温度２４５℃、ダイス温度２４５
℃、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。得られたペレットは、メタクリル樹脂中にシリコ
ン粒子が均一に分散していた。

【００２０】得られたシリコーン粒子含有メタクリル樹
脂ペレットを、射出成形機（名機製作所社製Ｍ−２００
−ＤＭ）を用いて、シリンダー温度２４０℃、金型温度
７０℃にて、２００ｍｍ×１８０ｍｍで、厚さが４ｍｍ
である平板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、印刷面側に反射フィルム、その反対面に拡散フィル
ムを積層して、肉厚の厚い端面に蛍光ランプを設置し
て、図２に示したような構造のバックライトを構成し
た。

【００２１】得られたバックライトの拡散フィルム面か
らの出射光の輝度を、図２に示したＡ〜Ｅの５点で測定
して、その平均値を平均輝度とし、最小輝度／最大輝度
を輝度斑として表１に示した。なお、平均輝度は、比較
例２との相対比較のため、実施例２での平均輝度を１０
０として示した。

【００２２】比較例２シリコーン粒子を使用しない以外は実施例２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２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
（実施例２の平均輝度１００に対する値）と輝度斑を表
１に示した。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【発明の効果】本発明は、特定のシリコーン粒子を特定
量含有した透明樹脂を用いて導光体を構成することによ
って、高輝度で、輝度斑の少ない均一なバックライトを
提供でき、液晶表示装置の高画質化、省電力化を達成で
きるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のバックライトの構成を示す斜視図で
ある。

【図２】実施例２のバックライトの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・・・反射フィルム４・・・拡散フィルム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】屈折率（ｎ_d ）が１．３９〜１．４９、
平均粒径が０．５〜５μｍのシリコーン粒子を０．０１
〜０．１重量％含有した透明樹脂からなることを特徴と
する液晶表示装置のバックライト用導光体。