(57)【要約】【課題】  導光板及び面状光源において、紫外線及び酸化による劣化を抑制して黄変を抑制すること。【解決手段】  入射され導光した光を光路変換して主面側から面状に出射する導光板２であって、光を導光する樹脂材料で形成された基材部３と、該基材部３の表裏面の少なくとも一方に設けられ基材部３よりも紫外線透過性の低い光透過性樹脂で形成された劣化防止層４と、を備えている。これにより、紫外線透過性の低い劣化防止層４によって形成面における基材部３への紫外線透過を抑制することができ、紫外線に起因する基材部３の劣化、すなわち黄変を抑制することができる。【選択図】図１
2011009125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射され導光した光を光路変換して主面側から面状に出射する導光板であって、
光を導光する樹脂材料で形成された基材部と、
該基材部の表裏面の少なくとも一方に設けられ前記基材部よりも紫外線透過性の低い光透過性樹脂で形成された劣化防止層と、を備えていることを特徴とする導光板。
【請求項２】
請求項１に記載の導光板において、
前記劣化防止層が、青く着色されていることを特徴とする導光板。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の導光板において、
前記基材部が、ウレタン系樹脂で形成され、
前記劣化防止層が、アクリル系樹脂で形成されていることを特徴とする導光板。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の導光板において、
前記劣化防止層が、前記基材部にＵＶ硬化樹脂を塗布してＵＶ硬化させたコーティング層であることを特徴とする導光板。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の導光板において、
前記劣化防止層に、出射される光の光路変換を行う複数の微細光学形状が施されていることを特徴とする導光板。
【請求項６】
光源と、
該光源を光入射面である側端面に配した請求項１から５のいずれか一項に記載の導光板と、を備えていることを特徴とする面状光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示パネルなどを照明する装置に使用される導光板及び面状光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機、ＰＤＡ、モバイルタイプＰＣ（パーソナルコンピュータ）、ノートＰＣ、携帯型ゲーム機、携帯ミュージックプレーヤー等の電子機器には、情報表示及び画像表示のための液晶表示装置が広く採用されている。この液晶表示装置には、液晶表示パネルの裏面側から光を照射して表示画面の輝度を高める面状光源としてバックライトユニットが用いられている。
【０００３】
上記バックライトユニットでは、導光板と、該導光板の側端面に配置させた光源と、を備え、光源からの光を導光して主面全体から液晶表示パネルに向けて出射させている。特に、近年、導光板の端面にＬＥＤ光源を配したサイドライト型のバックライトユニットが、小型化・薄型化に対応可能であることから、携帯電話機等に多く採用されている。
例えば、特許文献１には、薄型かつ軽量で可撓性を有する導光板として、シリコーン樹脂からなり可撓性を有する導光板を備えたバックライト装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１４０６９８号公報（特許請求の範囲）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、従来の樹脂で形成された導光板では、液晶表示パネル等を介して外部から紫外線が入射されると、樹脂が劣化してしまい、黄変して導光特性や輝度特性が劣化してしまう不都合があった。このため、白色ＬＥＤを光源とした場合、導光板の黄変により、主面から照明光として出射される光が黄色味がかってしまう問題があった。また、高温環境下では、樹脂が酸化し易くなり、やはり黄変して導光特性や輝度特性が劣化してしまう不都合があった。特に、シリコーン樹脂やウレタン樹脂で形成された導光板では、紫外線や酸化によって黄変し易いという問題があった。
【０００６】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、紫外線及び酸化による劣化を抑制して黄変を抑制することができる導光板及び面状光源を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の導光板は、入射され導光した光を光路変換して主面側から面状に出射する導光板であって、光を導光する樹脂材料で形成された基材部と、該基材部の表裏面の少なくとも一方に設けられ前記基材部よりも紫外線透過性の低い光透過性樹脂で形成された劣化防止層と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
すなわち、この導光板では、光を導光する樹脂材料で形成された基材部と、該基材部の表裏面の少なくとも一方に設けられ基材部よりも紫外線透過性の低い光透過性樹脂で形成された劣化防止層と、を備えているので、紫外線透過性の低い劣化防止層によって形成面における基材部への紫外線透過を抑制することができ、紫外線に起因する基材部の劣化、すなわち黄変を抑制することができる。また、基材部の少なくとも一面を劣化防止層が覆うことで、基材部と酸素を含む空気との接触を低減して、高温環境下における基材部の酸化を抑制して黄変を防ぐことができる。なお、基材部の表裏面の両面に上記劣化防止層を設けることが好ましい。
【０００９】
また、本発明の導光板は、前記劣化防止層が、青く着色されていることを特徴とする。
すなわち、この導光板では、劣化防止層が、青く着色されているので、白色ＬＥＤを光源とした場合、たとえ基材部が劣化して黄変したとしても青い劣化防止層により光の黄色成分が吸収されて、良好な白色光を維持することができる。
【００１０】
また、本発明の導光板は、前記基材部が、ウレタン系樹脂で形成され、前記劣化防止層が、アクリル系樹脂で形成されていることを特徴とする。
すなわち、この導光板では、基材部が、ウレタン系樹脂で形成され、劣化防止層が、アクリル系樹脂で形成されているので、互いに屈折率の差が少ない樹脂材料であるため、導光効率が高まり、輝度を向上させることができる。
【００１１】
また、本発明の導光板は、前記劣化防止層が、前記基材部にＵＶ硬化樹脂を塗布してＵＶ硬化させたコーティング層であることを特徴とする。
すなわち、この導光板では、劣化防止層が、基材部にＵＶ硬化樹脂を塗布してＵＶ硬化させたコーティング層であるので、別途シート状のものを用意して貼り付ける必要が無く、容易に劣化防止層を形成可能であると共に、劣化防止層の厚みを容易に調整可能である。
【００１２】
また、本発明の導光板は、前記劣化防止層に、出射される光の光路変換を行う複数の微細光学形状が施されていることを特徴とする。
すなわち、この導光板では、劣化防止層に、出射される光の光路変換を行う複数の微細光学形状が施されているので、基材部への加工や印刷が不要で、劣化防止層の微細光学形状により輝度分布の調整や光学特性の維持を図ることができる。
【００１３】
本発明の面状光源は、光源と、該光源を光入射面である側端面に配した上記本発明の導光板と、を備えていることを特徴とする。
すなわち、この面状光源では、光源を光入射面である側端面に配した上記本発明の導光板を備えているので、紫外線や酸化による導光板の黄変が抑制されて輝度等の経時変化が生じ難く、信頼性の高いバックライト等を得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る導光板及び面状光源によれば、光を導光する樹脂材料で形成された基材部と、該基材部の表裏面の少なくとも一方に設けられ基材部よりも紫外線透過性の低い光透過性樹脂で形成された劣化防止層と、を備えているので、紫外線が透過し難い劣化防止層で基材部の面が覆われ、紫外線による基材部の劣化及び酸化による黄変を抑制することができる。
したがって、この面状光源をバックライトとして備えた液晶表示装置等では、長期にわたり安定した照明光の輝度及び色等によって良好な表示や照明効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る導光板及び面状光源の第１実施形態において、面状光源を示す断面図である。
【図２】第１実施形態において、面状光源をバックライトとして備えた液晶表示装置を示す要部の拡大断面図である。
【図３】本発明に係る導光板及び面状光源の第２実施形態において、面状光源を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る導光板及び面状光源の第１実施形態を、図１及び図２に基づいて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。
【００１７】
本実施形態における面状光源１は、図１及び図２に示すように、携帯電話機等の液晶表示装置１０における液晶表示パネル１１を照明するバックライトユニットである。この面状光源１は、光源Ｌと、該光源Ｌを光入射面である側端面２ａに配した導光板２と、を備えている。
【００１８】
上記導光板２は、入射され導光した光を光路変換して主面側から面状に出射する導光板であって、光を導光する樹脂材料で形成された可撓性薄板状又はシート状の基材部３と、該基材部３の表面に設けられ基材部３よりも紫外線透過性の低い光透過性樹脂で形成された劣化防止層４と、を備えている。
【００１９】
上記基材部３は、例えば、熱可塑性ウレタン系樹脂で形成されている。すなわち、この導光板２は、熱可塑性の可撓性導光板である。
また、上記劣化防止層４は、アクリル系樹脂で形成されている。さらに、劣化防止層４は、青い染料が含有されて青く着色されている。なお、ウレタン樹脂の屈折率は、１．４７〜１．４９２であり、アクリル系樹脂の屈折率は１．４９である。
この劣化防止層４は、基材部３の表面にＵＶ硬化樹脂を塗布してＵＶ硬化させたコーティング層である。
【００２０】
なお、劣化防止層４の厚みは、０．１〜１０μｍの範囲内に設定されることが好ましい。すなわち、劣化防止層４が０．１μｍよりも薄いと、熱可塑性ウレタン系樹脂の基材部３とアクリル系樹脂の劣化防止層４との架橋による融着が少なくなり、密着性が低下してしまうと共に、劣化防止層４が１０μｍを越えると、不必要に厚くなって全体が硬くなり、可撓性を利用した用途に適さなくなるためである。したがって、より好ましくは、劣化防止層４の厚さは、特に１〜５μｍの範囲内に設定される。
【００２１】
上記光源Ｌは、ＬＥＤ光源であって、側端面２ａに光出射面である先端面を対向させて設置された白色ＬＥＤである。この白色ＬＥＤは、例えば基板上の半導体発光素子を樹脂材で封止したものであり、半導体発光素子として、例えば青色（波長λ：４７０〜４９０ｎｍ）ＬＥＤ素子又は紫外光（波長λ：４７０ｎｍ未満）ＬＥＤ素子であって、例えばサファイア基板などの絶縁性基板上に窒化ガリウム系化合物半導体（例えばＩｎＧａＮ系化合物半導体）の複数の半導体層が積層されて形成されたものである。
【００２２】
また、この半導体発光素子を封止する樹脂材は、シリコーン樹脂を主剤とし、例えばＹＡＧ蛍光体が添加されている。このＹＡＧ蛍光体は、半導体発光素子からの青色光又は紫外光を黄色光に変換させて混色効果により白色光を生じさせるものである。なお、ＬＥＤ光源は、先端面からのみ光が出射されるように先端面以外の樹脂材側面には、反射枠が形成されている。また、白色ＬＥＤとしては、上記以外でも種々のものが採用可能である。
【００２３】
また、本実施形態の液晶表示装置１０は、図２に示すように、液晶表示パネル１１と、液晶表示パネル１１の裏面側に配された上記面状光源１と、を備えている。
【００２４】
すなわち、この液晶表示装置１０は、上記面状光源１と、導光板２上に配され導光板２からの光を拡散させて面内の光強度を均一にする拡散シート１２と、拡散シート１２上に配され拡散シート１２からの光を液晶表示パネル１１に向けた上方向への照射光として出射する第１プリズムシート１３Ａ及び第２プリズムシート１３Ｂと、導光板２の下面に配された反射シート１４と、を備えている。
なお、本実施形態では、液晶表示パネル１１の画面側及び面状光源１の光出射面側を表面側又は上面側として記載している。
【００２５】
上記拡散シート１２は、例えば、アクリル樹脂やポリカーボネイト樹脂などの透明樹脂にシリカ粒子などを分散させたシートである。
【００２６】
上記第１プリズムシート１３Ａは、拡散シート１２上に配され、上記第２プリズムシート１３Ｂは、第１プリズムシート１３Ａ上に配されている。第１プリズムシート１３Ａ及び第２プリズムシート１３Ｂは、拡散シート１２からの光を上面側に集光するための透明シート状の部材であり、平行な複数の稜線を有するプリズム部を上面側に有している。また、第１プリズムシート１３Ａは、光源Ｌの光軸に対して、プリズム部の稜線がねじれの位置に設定され、特に、上方への高い指向性が得られる方向として、光源Ｌの光軸に直交する方向と平行に設定される。また、第２プリズムシート１３Ｂは、光源Ｌの光軸に対して、プリズム部の稜線が平行に設定されている。すなわち、第１プリズムシート１３Ａと第２プリズムシート１３Ｂとは、互いのプリズム部の稜線がねじれの位置に配され、平面視で互いに稜線が直交している。
【００２７】
上記反射シート１４は、光反射機能を有する金属板、フィルム、箔等であって、本実施形態では銀蒸着膜を設けたフィルムが採用されている。なお、反射シート１４は、上記銀蒸着膜の代わりに、アルミ金属蒸着膜や、白色の反射シートなどを採用しても構わない。また、この反射シート１４は、上記各シートを収納する図示しないホルダー等に貼り付けられている。
【００２８】
上記液晶表示パネル１１は、透過型又は半透過型の液晶表示パネルが採用される。例えば、透過型の液晶表示パネル１１の場合、透明電極、配向膜及び偏光板をそれぞれ有する上基板と下基板との間隙に液晶材料をシール材で封止したＴＦＴ液晶方式、ＳＴＮ液晶方式やＴＮ液晶方式等のパネル本体を備えたものである。
【００２９】
このように本実施形態の導光板２では、光を導光する樹脂材料で形成された基材部３と、該基材部３の表面に設けられ基材部３よりも紫外線透過性の低い光透過性樹脂で形成された劣化防止層４と、を備えているので、紫外線透過性の低い劣化防止層４によって形成面における基材部３への紫外線透過を抑制することができ、紫外線に起因する基材部３の劣化、すなわち黄変を抑制することができる。
【００３０】
また、基材部３の表面を劣化防止層４が覆うことで、基材部３と酸素を含む空気との接触を低減して、高温環境下における基材部３の酸化を抑制して黄変を防ぐことができる。
さらに、劣化防止層４が、青く着色されているので、白色ＬＥＤを光源Ｌとした場合、たとえ基材部３が劣化して黄変したとしても青い劣化防止層４により光の黄色成分が吸収されて、良好な白色光を維持することができる。
【００３１】
また、基材部３が、ウレタン系樹脂で形成され、劣化防止層４が、アクリル系樹脂で形成されているので、互いに屈折率の差が少ない樹脂材料であるため、導光効率が高まり、輝度を向上させることができる。
また、劣化防止層４が、基材部３にＵＶ硬化樹脂を塗布してＵＶ硬化させたコーティング層であるので、別途シート状のものを用意して貼り付ける必要が無く、容易に劣化防止層４を形成可能であると共に、劣化防止層４の厚みを容易に調整可能である。
【００３２】
したがって、この面状光源１では、光源Ｌを光入射面である側端面２ａに配した上記導光板２を備えているので、紫外線や酸化による導光板２の黄変が抑制されて輝度等の経時変化が生じ難く、信頼性の高いバックライト等の照明装置を得ることができる。特に、上記液晶表示装置１０では、液晶表示パネル１１、第１プリズムシート１３Ａ、第２プリズムシート１３Ｂ及び拡散シート１２により十分に紫外線を遮断できないと共に十分な気密性が確保されていない場合に、劣化防止層４によってさらに紫外線の透過及び空気の接触を抑制するので、良好な白色光のバックライトを長期にわたって維持することができる。
【００３３】
次に、本発明に係る導光板及び面状光源の第２実施形態について、図３を参照して以下に説明する。なお、以下の実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００３４】
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、基材部３の表面のみに劣化防止層４が成膜されているのに対し、第２実施形態の面状光源２１は、図３に示すように、基材部３の表裏面それぞれに劣化防止層２４Ａ，２４Ｂが形成されている導光板２２を採用している点である。
【００３５】
また、第２実施形態の導光板２２は、裏面側の劣化防止層２４Ａに、出射される光の光路変換を行う複数の凸状白色ドットである微細光学形状２４ａが施されている点でも第１実施形態と異なっている。この凸状白色ドットの微細光学形状２４ａは、白色インクの印刷によって形成されている。
なお、微細光学形状２４ａとしては、凸状白色ドット以外にプリズム又は溝等を形成しても構わない。また、表面側の劣化防止層２４Ｂ又は劣化防止層２４Ａ，２４Ｂの両方に微細光学形状２４ａを形成しても構わない。
【００３６】
すなわち、第２実施形態の導光板２２では、基材部３の表面だけでなく裏面にも劣化防止層２４Ａが成膜されているので、紫外線及び空気を遮断する効果がさらに高まり、基材部３の劣化及び酸化により黄変をより抑制することができる。
また、劣化防止層２４Ａに、出射される光の光路変換を行う複数の微細光学形状２４ａが施されているので、基材部３への加工や印刷が不要で、劣化防止層２４Ａの微細光学形状２４ａにより輝度分布の調整や光学特性の維持を図ることができる。
【００３７】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
【００３８】
上記各実施形態では、本発明の導光板及び面状光源を液晶表示パネルのバックライト用として採用しているが、他の機構や部分を照明する照明装置として適用しても構わない。例えば、携帯電話機、ＰＤＡ、モバイルタイプＰＣ（パーソナルコンピュータ）、ノートＰＣ、携帯型ゲーム機、携帯ミュージックプレーヤー等の電子機器には、複数の操作キーが用いられており、暗所での操作をし易くするために、例えば操作キーを裏面側から導光板を用いて光を照射して照明する操作キー用の照明装置が採用されている。
【００３９】
このような照明装置では、操作キーと、該操作キーの下方に配置されたドームスイッチ等のスイッチング素子と、操作キーとスイッチング素子との間に配され側面に配置されたＬＥＤ光源から入射した光を操作キーに向かって投射して下方から操作キーを照明する可撓性の導光板と、を備えたものが知られている。
【００４０】
すなわち、この操作キー用の照明装置（面状光源）として、本発明の導光板を操作キーと該操作キーの直下に配されたボタンスイッチ等のスイッチング素子との間に配しても構わない。この場合、本発明の導光板も可撓性を有するので、操作キーを押圧した際に、導光板が撓んで容易に下方のスイッチング素子を押すことが可能である。また、この適用例でも、劣化防止層が外部からの紫外線や空気を遮断可能なので、基材部の黄変を抑制でき、長期にわたり操作キーの良好な照明効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１，２１…面状光源、２，２２…導光板、２ａ…導光板の側端面、３…基材部、４，２４Ａ，２４Ｂ…劣化防止層、２４ａ…微細光学形状、Ｌ…光源
【図１】
2011009125.tif 000003
【図２】
2011009125.tif 000004
【図３】
2011009125.tif 000005