(57)【要約】【課題】  導光体の発光エリアに影響を及ぼす面の一部または全面に接着剤などの接着部材を設けて導光体を筐体などに固定しても、光学性能の低下が起きない導光体および該導光体を用いた光源装置を提供する。【解決手段】  光出射面から光を出射する導光体であって、コア層と、コア層の光出射面側および光出射面の反対側に設けられ、コア層よりも屈折率の低いクラッド層と、を有する。光出射面は、凹部を有し、光出射面の反対側には、接着部材が配置される。接着部材は、導光体の有効照射領域と対向する領域の内部に少なくとも１つ以上設けられる。【選択図】  図１
2011054437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光出射面から光を出射する導光体であって、
コア層と、
前記コア層の前記光出射面側および前記光出射面の反対側に設けられ、前記コア層よりも屈折率の低いクラッド層と、を有し、
前記光出射面は、前記クラッド層を貫通し、前記コア層に至る凹部を有し、
前記光出射面の反対側の前記クラッド層には、前記コア層の反対側に接着部材が配置され、
前記凹部は、前記光出射面から光を出射できる有効照射領域に少なくとも１つ以上が設けられ、
前記接着部材は、前記有効照射領域と対向する領域内に少なくとも１つ以上設けられることを特徴とする導光体。
【請求項２】
前記接着部材は、前記有効照射領域と対向する前記領域全体にわたって設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の導光体。
【請求項３】
前記接着部材は、前記凹部と対向する特定の領域を覆うように設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の導光体。
【請求項４】
光出射面から光を出射する導光体であって、
コア層と、
前記コア層の前記光出射面側および前記光出射面の反対側に設けられ、前記コア層よりも屈折率の低いクラッド層と、を有し、
前記光出射面は、前記クラッド層を貫通し、前記コア層に至る凹部と、接着部材とを有し、
前記凹部は、前記光出射面から光を出射できる有効照射領域に少なくとも１つ以上が設けられ、
前記接着部材は、前記有効照射領域内であって、前記凹部が設けられた部位以外に少なくとも１つ以上設けられることを特徴とする導光体。
【請求項５】
前記光出射面の反対側の前記クラッド層には、前記コア層の反対側であって、前記有効照射領域と対向する領域内に、接着部材がさらに配置されることを特徴とする、請求項４に記載の導光体。
【請求項６】
光源と、請求項１乃至５に記載の導光体と、導光体を保持する支持部材と、を有し、前記接着部材により前記導光体が前記支持部材に固定されることを特徴とする光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話、ノートパソコン、液晶テレビ、ビデオカメラ等に使用される液晶表示装置、携帯電話のバックライトテンキー、パソコンのバックライトキーボード、電気機器の表示スイッチ等の表示装置に使用する、光源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話、ノートパソコン、液晶テレビ、ビデオカメラ等に使用される液晶表示装置、携帯電話のバックライトキー、パソコンのバックライトキーボード、電気機器の表示スイッチ等の表示装置に使用されている光源装置としては、ハウジング内に蛍光灯等の線状光源や発光ダイオード等の点光源を複数個配置した直下方式、板状の導光板の側端面に線状光源あるいは点光源を配置したエッジライト方式がある。
【０００３】
このようなエッジライト方式の背面光源装置は、例えば、アクリル樹脂板等の単層の板状透明材料を導光体とし、その側端面に対向して配置された光源からの光を側端面（光入射面）から導光体中に入射させ、入射した光を導光体の表面（光出射面）あるいは裏面に形成した光散乱部や導光体中に光拡散性微粒子を含有させる等の光出射機能を設けることにより、光出射面から出射させる。このような導光体の透明材料としてはアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂などが一般的であり、可撓性のある透明材料としてはウレタンやシリコーンなどをシート状に成形したものがある。
【０００４】
これらの単層構造の導光体を筐体に固定する場合、ネジやクリップなどで固定をする方法、筐体に導光体を収納する形状を設けた枠等を設けて固定する方法などがある。また接着層を介して固定する方法も提案されているが、導光体に接着層が光学密着することにより接着層から光の出射または吸収がおこり、光学性能が低下するという問題があった。このような光学性能の低下を避けるため、接着層の位置を発光エリアに影響を及ぼさない位置、例えば導光体の縁に接着層を設ける方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１５９５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、発光エリアに影響を及ぼさない導光体の縁などに接着層の塗布位置を制限することは、接着力の不足、位置合わせ精度の低下などの問題が発生する。ゆえに接着層の位置は導光体の縁などの制限を受けず、導光体から光を出射可能な有効照射領域の内部など、導光体のどの位置でも接着層を配置できる事が望ましい。
【０００７】
そこで本発明は、導光体の発光エリアに影響を及ぼす面の一部または全面に接着剤などの接着部材を設けて導光体を筐体などに固定しても、光学性能の低下が起きない導光体および該導光体を用いた光源装置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】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明では、光出射面から光を出射する導光体であって、コア層と、前記コア層の前記光出射面側および前記光出射面の反対側に設けられ、前記コア層よりも屈折率の低いクラッド層と、を有し、前記光出射面は、前記クラッド層を貫通し、前記コア層に至る凹部を有し、前記光出射面の反対側の前記クラッド層には、前記コア層の反対側に接着部材が配置され、前記凹部は、前記光出射面から光を出射できる有効照射領域に少なくとも１つ以上が設けられ、前記接着部材は、前記有効照射領域と対向する領域内に少なくとも１つ以上設けられることを特徴とする導光体、が提供される。
【０００９】
このように構成された導光体は、導光体の内部に入射した光は、コア層とクラッド層との間で全反射されてコア層内部を光が伝搬するために、クラッド層に接着部材配置しても、接着部材による光学性能の低下が抑制されている。従って、少ない光源からの光を効率よく導光体の出射機構から出射させることが可能になる。また、導光体の有効照射領域内部に接着部材を配置することができるために、導光体を確実に固着することができる。このように構成された導光体は、省電力の要求が強く、持ち運ばれることが多い携帯電話やノートパソコンなどのモバイル機器のキーボード照明に好適に利用することができる。
【００１０】
本発明の一能様においては、前記接着部材は、前記有効照射領域と対向する前記領域全体にわたって設けられていることを特徴とする。前記接着部材は、前記凹部と対向する特定の領域を覆うように設けられていることを特徴とする。このように構成することによって、接着部材による光学性能の低下を最小限に抑えつつ、確実に導光体を固定することができる。
【００１１】
また、本発明では、光出射面から光を出射する導光体であって、コア層と、前記コア層の前記光出射面側および前記光出射面の反対側に設けられ、前記コア層よりも屈折率の低いクラッド層と、を有し、前記光出射面は、前記クラッド層を貫通し、前記コア層に至る凹部と、接着部材とを有し、前記凹部は、前記光出射面から光を出射できる有効照射領域に少なくとも１つ以上が設けられ、前記接着部材は、前記有効照射領域内であって、前記凹部が設けられた部位以外に少なくとも１つ以上設けられることを特徴とする導光体、が提供される。
【００１２】
本発明の一能様においては、前記光出射面の反対側の前記クラッド層には、前記コア層の反対側であって、前記有効照射領域と対向する領域内に、接着部材がさらに配置されることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明では、光源と、上述の導光体と、導光体を保持する支持部材と、を有し、前記接着部材により前記導光体が前記支持部材に固定されることを特徴とする光源装置が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、接着部材が導光体の有効照射領域の一部または全体に配置されて筐体などに固定されても、光学性能の低下が起きない導光体および該導光体を用いた光源装置を提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る光源装置用の導光体の構成例を示す図である。
【図２】本発明に係る光源装置用の導光体の構成例を示す図である。
【図３】本発明に係る光源装置用の導光体の構成例を示す図である。
【図４】本発明に係る光源装置の構成例を示す図である。
【図５】導光体の評価に用いた光学性能の測定系を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１（１）、（２）は本発明に係る導光体の第一の実施形態の斜視図および断面図である。導光体１０は、コア層１１の上面および下面に、コア層１１の屈折率より低い屈折率をもつクラッド層１２が形成されている。なお、本願明細書においては、上面および下面と便宜上あらわしているが、これらは重力方向上方および下方を示すものではなく、図中の方向を表すものである。上面のクラッド層１２には、クラッド層１２を貫通し、コア層１１にまで達する凹形状の凹部（光出射機構１３）が形成され、光出射機構１３が設けられた領域を含み、光出射機構１３を形成すれば光を有効に出射可能な領域を有効照射領域１４とする。下面のクラッド層１２には有効照射領域１４と正対する領域を含んだ全面にわたって接着部材１５が設けられており、接着部材１５を介して光源装置の筐体や、導光体１０を保持する支持部材等に固定する事ができる。導光体１０の上面は光出射面とされ、光出射面側のクラッド層１２に設けられた光出射機構１３から光を出射する。
【００１８】
図２（１）、（２）は本発明に係る導光体の第二の実施形態の斜視図および断面図である。導光体１０は、コア層１１の上面および下面に、コア層１１の屈折率より低い屈折率をもつクラッド層１２が形成されている。上面のクラッド層１２には、クラッド層１２を貫通し、コア層１１にまで達する凹形状の凹部（光出射機構１３）が形成され、光出射機構１３が設けられた領域を含み、光出射機構１３を形成すれば光を出射可能な領域を有効照射領域１４とする。下面のクラッド層１２には有効照射領域１４と正対する領域を含んだ一部に接着部材１５が設けられており、接着部材１５を介して光源装置の筐体や、導光体１０を保持する支持部材等に固定する事ができる。導光体１０の上面は光出射面とされ、光出射面側のクラッド層１２に設けられた光出射機構１３から光を出射する。
【００１９】
図３（１）、（２）は本発明に係る導光体の第三の実施形態の斜視図および断面図である。導光体１０は、コア層１１の上面および下面に、コア層１１の屈折率より低い屈折率をもつクラッド層１２が形成されている。下面のクラッド層１２には、クラッド層１２を貫通し、コア層１１にまで達する凸形状の凹部（光出射機構１３）が形成され、光出射機構１３が設けられた領域を含み、光出射機構１３を形成すれば光を出射可能な領域を有効照射領域１４とする。また、有効照射領域１４の内部であって、光出射機構１３が形成されていない領域の少なくとも一部に接着部材１５が設けられており、接着部材１５を介して光源装置の筐体や、導光体１０を保持する支持部材等に固定する事ができる。導光体１０の上面は光出射面とされ、光出射面側のクラッド層１２に設けられた光出射機構１３から光を出射する。なお、接着部材１５は、光出射面側のクラッド層１２だけでなく、光出射面と反対側のクラッド層１２にも設けられても構わない。接着部材１５は、有効照射領域１４と対向する領域を全て覆っても、その一部に設けられても構わない。
【００２０】
コア層１１としては、公知の材料が使用可能であり、例えば、メタクリル酸メチルの単独重合体（ＰＭＭＡ）または共重合体を主成分として構成することができる。
【００２１】
中でも透過性耐久性に優れると共に安価なことから、ＰＭＭＡを主成分として構成することが好ましい。なお、メタクリル酸メチルの共重合体を用いる場合、メタクリル酸メチルの含有量は５０質量％以上とすることが好ましい。また、ポリカーボネート系樹脂を用いた場合、ＰＭＭＡより高屈折率であり、開口数が大きくなり、受光量を増やすことが可能であり、シートを屈曲した際の光の漏れを低く抑えることができる。さらに、耐熱性が良く給される場合などには、上述のポリカーボネート系樹脂や、脂環式ポリオレフィン系樹脂を用いることもできる。また、厚さｔ１としては光源の大きさにより０．１〜６ｍｍ程度のものが用いられる。
【００２２】
クラッド層１２としては、公知の材料が使用可能であり、例えば、含フッ素オレフィン系樹脂を主成分とする樹脂組成物により構成することができる。
【００２３】
含フッ素オレフィン系樹脂としては、例えば、フッ化ビニリデン系共重合体を挙げることができ、具体的にはフッ化ビニリデンとテトラフルオロエチレンとの２元共重合体、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロアセトンとの２元共重合体、フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの２元共重合体、フッ化ビニリデンとテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロエチレンとの３元共重合体を例示できる。クラッド層付導光体はその取り扱い性から屈曲性を有することが好ましい。そのためには、厚さｔ２は３〜５００μｍの範囲が適している。
【００２４】
コア層１１とクラッド層１２との積層方法としては、多層溶融押出しによりコア層クラッド層を一体成型する方法や、コア層にあたる樹脂シート（またはフィルム）に、クラッド層にあたる樹脂をコーティング処理して製造する方法などがある。
【００２５】
光出射機構１３の凹形状を設ける方法は特に限定されず、例えば、レーザー加工、サンドペーパー加工、熱プレス、切削加工等が挙げられる。
【００２６】
接着部材１５としては、公知の材料が使用可能であり、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、二酸化ケイ素を主成分としたエポキシ樹脂系接着剤、オルガノポリシロキサンを主成分としたシリコーン系接着剤、アクリル樹脂系接着剤を用いた両面テープなどがあげられる。
【００２７】
図４は本発明の光源装置の構成例である。導光体１０の少なくとも一つの側端面１０１を光入射面とし、側端面１０１と有効照射領域１４は略直交している。光入射面である側端面１０１に対し、発光ダイオード１６などの光源を対向させるように配置する。また、側端面１０１と対向する側端面１０２に発光ダイオード１６などの光源を配置し光源で、導光体１０を光源で挟むかたちにしてもよい。また、光源には，冷陰極管などの蛍光灯を用いても良い。また、導光体１０の一部に貫通孔や凹部を形成し、光源をはめ込む形態としても構わない。導光体１０は接着部材１５を介して筐体底面１７に固定される。
【００２８】
なお、導光体１０が固定されるのは、筺体底面１７に限定されるものではなく、筺体内部に配置され、導光体１０を保持する支持部材であっても構わない。また、上述の説明においては、導光体１０に接着部材１５を配置したが、本願発明はこれに限定されるものではなく、筺体底面１７や、支持部材などに接着部材が配置され、導光体１０を固定するものであっても良い。このような構成であっても、筺体内部においては導光体１０に接着部材１５が配置される構成となるため、このような構成も本願発明の範囲内に含まれるものとする。
【００２９】
漏光評価方法について、図５を用いて説明する。光源装置用導光体の漏光評価は、図５に示す光量測定系２００を用いて行った。光量測定系２００は、光源装置用導光体２１０の光入射面２１１から入射し、光入射面２１１の反対面２１２から出射した光の光子数を計測する系である。計測した光子数が多いほど、光源装置用導光体を伝播する間の漏光が少ないといえる。即ち、より遠くまで光を効率的に伝播することができるために、少ない光源にて、複数の光出射機構からより均一に光を出射する事ができる。
【００３０】
図４に示すように、光源装置用導光体２１０の光入射面２１１側には、ハロゲンランプ光源２２０（ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＥＲ：ＥＬＩ−１００  Ｋタイプ、三菱レイヨン株式会社製、ハロゲンランプ：ＪＣＲ１２Ｖ１００Ｗ、岩崎電気株式会社製）が、拡散板２３０（アクリライトＬ＃４３２  ３ｍｍ半乳板、三菱レイヨン株式会社製）を介して配置されている。光源装置用導光体２１０は、光入射面２１１の反対面２１２から出射する光を積分球２４０内に導くように、光入射面２１１の反対面２１２側が直接入光部２４１と接続されている。積分球２４０の測定部２４２には、分光測光装置２５０（ＰＭＡ−１１  浜松ホトニクス株式会社製）が接続されている。
【００３１】
漏光評価は、次の手順によって行った。光源２２０の光量調整つまみを最大に設定し、ランプを発光させ、光入射面２１１に向けて光を照射する。照射された光は、光源装置用導光体２１０内を伝播し、光入射面２１１の反対面２１２から出射し、積分球２４０に導かれる。積分球２４０に導かれた光を分光測光装置２５０で測定する。測定は、露光時間を１００ｍｓとして、波長６１０ｎｍにおける光子数を１０回計測し、平均を算出した。
【実施例】
【００３２】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００３３】
（実施例１）
幅１２００ｍｍのＴダイをもつ共押出シート製造機を用いて、クラッド／コア／クラッドの３層構造の導光体を成型した。コア層にアクリル樹脂（三菱レイヨン製、アクリペットＶＨ０００、屈折率１．４９）を、クラッド層にフッ化ビニリデン共重合体（アルケマ製、ＫＹＮＡＲ７２０、屈折率１．４２）を用い、幅約９８０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍの積層体を製造した。この積層体のクラッド層の厚みを膜厚計により測定したところ、上面側、下面側とも約５μｍであった。
【００３４】
この積層体から、幅１０ｍｍ、長さ１４０ｍｍの矩形に切り出し、コア−クラッド層導光体を得た。このコアクラッド層導光体の出射面と反対側の面に接着部材を配置し導光体を得た。
【００３５】
また、接着部材には主剤と硬化剤にわかれた２液方式のエポキシ樹脂系接着剤であるハイスーパー３０（セメダイン（株）製）を用い、主剤と硬化剤を約１：１の割合で混合し、コア−クラッド層導光体の出射面の反対側の全面にわたって塗布した。
【００３６】
（実施例２）
接着部材としてエポキシ接着剤を用いる代わりに、両面テープであるナイスタック（ニチバン（株）製）をコア−クラッド層導光体の出射面の反対側の全面にわたって貼付した以外は、実施例１と同様にして導光体を得た。
【００３７】
コアクラッド層導光体、実施例１に基づく導光体、実施例２に基づく導光体について、漏光評価を行った。その結果を表１に示す。なお、光子数は、コアクラッド層導光体の光子数を１００とした。
【００３８】
（比較例１）
アクリルシートであるクラレックス（日東樹脂（株）製、厚み３００μｍ）を、幅、１０ｍｍ、長さ１４０ｍｍの矩形に切り出し、単層導光体を得た。この単層導光体に実施例と同様にエポキシ樹脂系接着剤ハイスーパー３０（セメダイン（株）製）を主剤と硬化剤を約１：１の割合で混合し、単層導光体の全面にわたって塗布して導光体を得た。
【００３９】
（比較例２）
接着剤を塗布する代わりに、幅１０ｍｍの両面テープ、ナイスタックＮＷＢＢ−１０（ニチバン（株）製）を、単層導光体の全面にわたって貼付した以外は比較例１と同様の方法で導光体を得た。
単層導光体、比較例１の導光体、比較例２の導光体について、漏光評価を行った。その結果を表１に示す。なお、光子数は単層導光体の光子数を１００とした。
【００４０】
表１に示されるように、接着層のないコア−クラッド層導光体の光子数に対して、接着剤を塗布したコア−クラッド層導光体は９３％、両面テープを貼付したコア−クラッド層導光体は９０％の光子数となった。
【００４１】
一方で、アクリルシートの単層導光体では、接着剤を塗布した単層導光体は１５％、両面テープを貼付した単層導光体は１０％の光子数となった。
【００４２】
これらの結果より、本発明の導光体では、接着層が導光体の接着する面の一部または全体に塗布しても光学密着による光の出射または吸収がおこらず、導光体を接着層により筐体等に固定しても光学性能の低下が起こらない導光体および該導光体を用いた光源装置を提供する事ができる。
【００４３】
【表１】
2011054437.tif 000003
【符号の説明】
【００４４】
１０、２１０         光源装置用導光体
１１                 コア層
１２                 クラッド層
１３                 光出射機構
１４                 有効照射領域
１５                 接着層
１６                 光源（ＬＥＤ）
１７                 筐体底面
１０１、１０２       側端面
２２０               ハロゲンランプ光源
２３０               拡散板
２４０               積分球
２５０               分光測定装置
【図１】
2011054437.tif 000004
【図２】
2011054437.tif 000005
【図３】
2011054437.tif 000006
【図４】
2011054437.tif 000007
【図５】
2011054437.tif 000008