导光板、边光型背光源和液晶显示装置的利记博彩app

本发明涉及液晶显示装置中使用的导光板、使用该导光板的边光型背光源和液晶显示装置。具体地说，本发明涉及对液晶显示装置中使用的导光板的结构的改进，和使用改进了结构的导光板的边光型背光源和液晶显示装置。

背景技术：

液晶显示装置具有厚度薄、重量轻并且耗电低的优点，被广泛用于例如个人计算机、电视机、汽车导航仪等车载设备、智能手机和平板终端等便携式信息终端的显示器。

液晶显示装置不是自发光型的显示装置，因此，需要在液晶面板的背面设置照明装置，即所谓的背光源。

液晶显示装置的背光源主要分为边光型背光源(也称为边缘型背光源、侧光型背光源)和正下方型背光源。边光型背光源在液晶面板的背后设置导光板，并在导光板的端面(横向端部)设置光源(LED等)，从光源射出的光通过在导光板中反射而间接地照射液晶面板。正下方型背光源不使用导光板，将光源配置在液晶面板的正下方，直接照射液晶面板。与正下方型背光源相比，边光型背光源能够在使装置的厚度更薄的同时实现亮度均匀性优异的背光源。

在边光型背光源中，从由LED等构成的线状光源发出的光线，从导光板的边缘部分入射，在液晶显示装置的显示区域被转换成均匀的面状发光，照射液晶面板(例如参照专利文献1)。

图3是表示以往的边光型背光源的结构的分解立体图。图4是图3所示的以往的边光型背光源组装后的状态的截面图。图5表示以往的边光型背光源中的反射图案和光的传导方式。

如图3和图4所示，作为以往的边光型背光源的LED光源装置100具备壳体160、导光板120、反射片130、扩散片150和LED光源基板 140。

LED光源基板140通过在平板状的配线基板上呈线状安装多个LED封装件(LED package)而构成，发出用于向导光板120照射的照射光。从LED光源基板140照射的照射光，从导光板120的一个侧面(入射面)向导光板120内入射。从入射面入射的上述照射光在导光板120的内部被混合和均匀化，成为面状光从导光板120的顶面(出射面)射出。在图3中仅表示了在导光板120的一个侧面设置LED光源基板140的情况，但是也可以在导光板120的相对的两个侧面都设置LED光源基板140，从两边向导光板120内入射光。

反射片130配置在导光板120的背面侧(上述出射面的相反侧)，使泄漏至该背面侧的光返回到导光板120内，从而提高光的利用效率。

扩散片150配置在导光板120的正面侧(上述出射面侧)，具有使射出至该正面侧的光均匀化，减少亮度不均匀的效果，根据需要与其它的各种光学片(例如，透镜片、偏振反射片等)组合使用。

壳体160将这些部件收纳在内部，在内部固定和支承这些部件。

如图5所示，导光板120包括导光体121和在导光体121的底面形成的反射图案122。

导光体121的材质大多使用透射率非常高的丙烯酸树脂。

反射图案122可以通过例如印刷方式或激光加工方式形成。例如，可以是利用白色墨水在导光体121的表面印刷的反射点，可以是利用印模等在导光体121的表面形成的凹凸，可以是利用激光加工在导光体121的表面形成的点状图案等。

在图5中，从LED光源基板140发出的光，由导光板120的入射面(图的左边的端面)向导光板120内入射。

在图5中，用箭头表示代表性的入射光的轨迹。由LED光源基板140射出并照射到导光体121的入射面的光，在其入射角小于某个角度(临界角)的情况下，折射而入射到导光体121的内部，在其入射角大于某个角度(临界角)的情况下，在入射面进行全反射，不入射到导光体121的内部。

入射至导光体121内的入射光在导光体121的顶面和底面反复进行全反射。当入射光碰到反射图案122时，在反射图案处被扩散反射， 大部分成分由顶面即出射面射出。

通常，为了使面发光图案均匀化或形成期望的面发光图案，对反射图案122进行适当设定。例如，为了实现均匀的发光图案，在离光源远的部位，使反射图案的密度大(单个的反射图案大、每单位面积的反射图案的数量多、或它们的组合等)，在离光源近的部位，使反射图案的密度小(单个的反射图案小、每单位面积的反射图案的数量少、或它们的组合等)。

另外，通过在导光板的内部加入扩散颗粒，与反射图案122组合使用，能够进一步提高光利用效率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：WO 2013/183675 A1

技术实现要素：

发明要解决的技术问题

导光板的材质大多使用透射率非常高的丙烯酸树脂、或透射率稍低但强度高的聚碳酸酯等树脂材料。在尺寸较大的边光型背光源中，不能忽略由于导光板的吸收而失去的光的量，因此，大多使用丙烯酸树脂。另一方面，在尺寸较小且需要强度的情况下，大多使用聚碳酸酯。作为丙烯酸树脂，通常使用例如光学级PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)，但是，树脂材料、例如PMMA等丙烯酸树脂大多会由于温度和湿度等环境因素的影响而发生伸缩。

以70英寸(1546.0mm×877.5mm)的PMMA导光板为例，计算从打开导光板的防湿包装时的环境(例如温度23℃、湿度50％±15％RH)到高温高湿环境(例如温度85℃、湿度90％RH)，由于吸水和温度变化而导致的导光板的尺寸变化的理论值。当导光板吸水至饱和状态时，由吸水引起的尺寸变化率约为0.4％，即，吸水前后，导光板在长度方向膨胀约6.2mm，在宽度方向膨胀约3.5mm。另外，PMMA的线膨胀系数约为7.0×10^-5/℃，(在吸水膨胀后)由温度变化(23℃→85℃)引起的热膨胀，在长度方向约为6.7mm，在宽度方向约为3.8mm。这样，由于吸水和温度变化导致的导光板的尺寸变化，在长度方向约 为6.2+6.7＝12.9mm，在宽度方向约为3.5+3.8＝7.3mm。

这样的伸缩有可能会给产品性能带来严重不利的后果。例如，由于导光板的伸缩，会使周边部件破损或变形，即使导光板受到外部的抑制而没有发生伸缩，其自身也会弯曲。由此，会导致使用导光板的液晶显示装置等的显示品质变差，例如出现显示不均匀。

本发明鉴于上述问题而做出，其目的在于提供能够抑制由于温度和湿度等环境因素的影响而导致的伸缩的导光板、和使用该导光板的边光型背光源和液晶显示装置。

用于解决技术问题的手段

本发明的发明人为了抑制由以PMMA为代表的丙烯酸树脂等树脂材料制成的导光板在高温高湿环境下的伸缩，对导光板进行了潜心研究，想到如果在由丙烯酸树脂等树脂材料制成的导光板主体的表面贴合一层难以受到温度和湿度等环境因素的影响的材料制成复合导光板，则能够很好地解决上述技术问题，从而完成了本发明。

为了解决上述技术问题，本发明的导光板的特征在于，包括：由树脂材料形成的透明导光板主体，该透明导光板主体能够使从该透明导光板的横向端面入射到内部的光在该透明导光板主体的作为光出射面的上表面和作为与光出射面相反的一侧的面的下表面反复进行反射，并从该透明导光板主体的上表面射出；无色透明的玻璃板，该玻璃板位于上述透明导光板主体的上表面的上方；和无色透明的粘合剂层，该粘合剂层位于上述透明导光板主体与上述玻璃板之间，上述玻璃板通过上述粘合剂层粘贴在上述透明导光板主体的上表面上。

本发明的边光型背光源的特征在于，包括上述本发明的导光板。

本发明的液晶显示装置的特征在于，包括上述本发明的边光型背光源。

发明效果

根据本发明，通过将容易由于温度和湿度等环境因素的影响而伸缩的树脂材料(例如以PMMA为代表的丙烯酸树脂)与难以受到温度和湿度等环境因素的影响的材料(例如玻璃)贴合在一起制成复合导 光板，能够有效地抑制导光板的伸缩的发生。由此，温度和湿度不会对导光板和液晶显示装置的性能造成影响，由导光板的伸缩导致的部件的破损与变形、以及显示不均匀的发生，也能够得到有效的抑制。另外，容易被划伤的树脂导光板自身，通过与玻璃板贴合在一起也能得到有效的保护。

附图说明

图1是表示本发明的导光板的结构的分解立体图。

图2A至图2D是表示本发明的导光板的贴合流程的示意图。

图3是表示以往的边光型背光源的结构的分解立体图。

图4是图3所示的以往的边光型背光源组装后的状态的截面图。

图5表示以往的边光型背光源中的反射图案和光的传导方式。

符号说明

10 导光板

11 导光板主体

12 粘合剂层(OCA)

13 玻璃板

100 LED光源装置

140 LED光源基板

120 导光板

121 导光体

122 反射图案

130 反射片

150 扩散片

160 壳体

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式详细地进行说明。在图中，对相同或相应部分标注相同符号，适当地省略其说明。此外，为了使说明容易理解，在以下参照的各图中，将结构简化或示意性地表示， 或者将一部分的构成部件省略。另外，各图所示的构成部件间的尺寸比，不一定表示实际的尺寸比。

[本发明的导光板]

以下，对本发明的导光板进行说明。

图1是表示本发明的复合导光板的结构的分解立体图。

如图1所示，本发明的导光板10具有在导光板主体11上利用粘合剂层12贴合有玻璃板13的结构。

导光板主体11例如是由丙烯酸树脂(例如PMMA)形成的，与使用图3～图5说明的以往的导光板120相同。

粘合剂层12只要使用无色透明、光透过率高(90％以上)、粘接强度良好的能够用于粘接透明光学元件的粘合剂即可。例如，可以使用OCA(Optically Clear Adhesive：光学胶)。

玻璃板13使用无色透明玻璃即可。玻璃板13通过粘合剂层12(例如OCA)贴合在导光板主体11的非印刷面(或非光刻面)、即光出射面(图1中的上表面)上。

粘合剂层12的粘接力只要能够克服导光板主体11和玻璃3在伸缩时产生的应力的合力即可。

玻璃板13贴合在导光板主体11的光出射面(图1中的上表面)而不贴合在与光出射面相反的一侧的面(图1中的下表面)，是因为在与光出射面相反的一侧的面通常形成有反射图案(例如，通过印刷或激光加工等形成的点状图案，可参照图5)，在该面上附着粘合剂层12比较困难，而且有可能对反射图案的性能造成影响。

通过利用粘合剂层12在导光板主体11上贴合玻璃板13，能够有效地抑制导光板主体11的吸湿膨胀。其原因如下。首先，与由树脂形成的导光板主体11相比，玻璃板13的吸水率极低，吸湿膨胀极少，因此，导光板主体11的吸湿膨胀通过粘合剂层12的粘接力被玻璃板13抑制。其次，通过在导光板主体11的一个表面上整面地贴合玻璃板13，使导光板主体11的吸湿面积大致减少一半。

通过利用粘合剂层12在导光板主体11上贴合玻璃板13，能够有效地抑制导光板主体11的受热膨胀。其原因如下。与由树脂形成的导光板主体11相比，玻璃板13的线膨胀系数很低，受热时的膨胀很少， 因此，导光板主体11的受热膨胀通过粘合剂层12的粘接力被玻璃板13抑制。

关于本发明的导光板的透光性，粘合剂层12和玻璃板13均为无色透明，而且光透过率非常高(90％以上)，因此，即使在导光板主体11的表面上贴合粘合剂层12和玻璃板13，对透光性的影响也很小。另外，例如，通过使粘合剂层12和玻璃板13的折射率与导光板主体11的折射率大致相等，对透光性的影响会进一步减小。

另外，粘合剂层12和玻璃板13的厚度，可以根据需要适当设定。

如以上所述，通过利用OCA等粘合剂层12在导光板主体11的光出射面上贴合无色透明的玻璃板13形成导光板10，能够使导光板10与仅由导光板主体11构成的现有的导光板相比，吸水率和线膨胀系数大幅降低，而全光线透过率和折射率等光学特性基本上不怎么变化。

以70英寸的导光板为例，在导光板主体11使用厚度3.0mm的PMMA材料的导光板(张家港克蕾璐光电有限公司生产)，粘合剂层12使用厚度25μm的OCA(华宏新技股份有限公司生产的OCA光学胶RC1S025)，玻璃板13使用厚度0.7mm的无色透明玻璃板(苏州胜利精密制造科技股份有限公司生产)时，现有的导光板的吸水率为约0.3％，本发明的导光板10的吸水率小于0.01％，现有的导光板的线膨胀系数约为7.5×10^-5/℃，本发明的导光板10的线膨胀系数为0.8×10^-5/℃，现有的导光板的全光线透过率约为92％，本发明的导光板10的全光线透过率约为91％，现有的导光板和本发明的导光板10的折射率均为约1.49(各物理量的测量方法参见实施例)。

因为本发明的导光板10的吸水率和线膨胀系数大幅降低，所以能够有效地抑制导光板10整体的伸缩的发生。由此，温度和湿度对导光板和液晶显示装置造成的影响大幅降低，能够有效地抑制由导光板的伸缩导致的部件的破损与变形、以及显示不均匀的发生。另外，通过与玻璃板贴合在一起，容易被划伤的树脂导光板自身也能得到有效的保护。

因为本发明的导光板10的全光线透过率和折射率等光学特性基本上不怎么变化，所以导光板10整体作为导光板的功能与现有的导光板相比基本上不怎么变化。

[本发明的导光板的制造方法]

接着，对本发明的复合导光板的制造方法进行说明。

如以上所述，本发明的导光板通过利用粘合剂层12在导光板主体11的光出射面上贴合玻璃板13而形成。

在制造本发明的导光板10时的贴合工艺中，可以使用现有的贴合装置和贴合方法。

以下，以粘合剂层12使用固态OCA的情况为例，参照图2A至图2D对本发明的导光板的贴合工艺中的主要步骤进行简单说明。

图2A至图2D是表示本发明的复合导光板的贴合流程的示意图。

首先，如图2A所示，将作为粘合剂层12的固态OCA粘贴在导光板主体11的非印刷面或非光刻面(即，形成有反射图案的面的相反侧的面，也就是光出射面)上。粘贴后的状态如图2B所示。如图2A和图2B所示，在粘贴过程中，利用辊R将固态OCA从导光板主体11的一端开始逐渐粘贴至另一端。

接着，如图2C所示，使玻璃板13从导光板主体11的粘贴有固态OCA的面的上方相对于导光板主体11在水平方向上移动，在使玻璃板13与导光板主体11对齐之后，使玻璃板13在铅垂方向上下降，从导光板主体11的一端开始逐渐粘贴至另一端，玻璃板13与导光板主体11全部粘贴在一起后进行加压以使导光板主体11与玻璃板13的粘接牢固。贴合后的状态如图2D所示，贴合后的粘合剂层12(固态OCA)被夹在导光板主体11与玻璃板13之间，因此，在图中用虚线表示。

然后，使粘合剂层12的OCA固化。

以上各步骤均可以参照现有的贴合方法，在此省略详细说明。

除了以上的主要步骤以外，在贴合前要对导光板主体11和玻璃板13进行清扫，除去表面的尘埃、异物等，在贴合过程中要控制贴合速度等以避免产生气泡，在贴合后要对外观等进行检查，这些均可以参照现有的贴合方法，在此省略说明。

另外，本发明的复合导光板的贴合在无尘室中进行，例如，可以在与生产液晶面板的无尘室同样的环境下进行。

通过以上方法，能够制造出本发明的导光板10。

[本发明的边光型背光源和液晶显示装置]

本发明的边光型背光源和液晶显示装置与以往的边光型背光源和液晶显示装置的不同点，仅在于使用本发明的导光板。即，在本发明的边光型背光源和液晶显示装置中，使用本发明的复合导光板代替以往的树脂导光板。

实施例

以下，说明实际制造本发明的复合导光板的实施例，并将本发明的复合导光板与作为比较例的现有导光板进行比较。

实施例1

导光板主体11使用张家港克蕾璐光电有限公司生产的厚度3.0mm的PMMA材料的70英寸导光板(在其上已经形成有反射图案)，

粘合剂层12使用华宏新技股份有限公司生产的OCA光学胶RC1S025(厚度25μm)，

玻璃板13使用苏州胜利精密制造科技股份有限公司生产厚度0.7mm的无色透明玻璃板(折射率1.49、线膨胀系数8.50×10^-7/℃)，

使用上述部件，按照上述的贴合工艺进行贴合，得到实施例1的复合导光板。

实施例2

导光板主体11使用张家港克蕾璐光电有限公司生产的厚度3.0mm的PMMA材料的40英寸导光板(在其上已经形成有反射图案)，

粘合剂层12使用华宏新技股份有限公司生产的OCA光学胶RC1S025(厚度25μm)，

玻璃3使用苏州胜利精密制造科技股份有限公司生产厚度0.7mm的无色透明玻璃(折射率1.49、线膨胀系数8.50×10^-7/℃)，

使用上述部件，按照上述的贴合工艺进行贴合，得到实施例2的复合导光板。

实施例3

导光板主体11使用张家港克蕾璐光电有限公司生产的厚度3.0mm的PMMA材料的70英寸导光板(在其上已经形成有反射图案)，

粘合剂层12使用3M公司生产的光学胶8146-2(厚度50μm)，

玻璃3使用苏州胜利精密制造科技股份有限公司生产厚度0.7mm的无色透明玻璃(折射率1.49、线膨胀系数8.50×10^-7/℃)，

使用上述部件，按照上述的贴合工艺进行贴合，得到实施例3的复合导光板。

比较例1

作为比较例1的导光板，使用实施例1中的导光板主体11。

比较例2

作为比较例2的导光板，使用实施例2中的导光板主体11。

比较例3

作为比较例3的导光板，使用实施例3中的导光板主体11。

测量实施例1～3的复合导光板和比较例1～3的树脂导光板的全光线透过率(单位：％)、折射率、线膨胀系数(单位：℃^-1)和吸水率(单位：％)，将结果示于以下的表1。

全光线透过率的测量方法为JIS K7361-1中规定的方法。

折射率的测量方法为JIS K7105中规定的方法。

线膨胀系数的测量方法为JIS K7197中规定的方法。

吸水率的测量方法为JIS K7209中规定的方法。

[表1]

由表1可看出，实施例1～3的复合导光板，全光线透过率与比例较1～3的树脂导光板相差约1～2％，折射率与比例较1～3的树脂导光板相同，线膨胀系数为比例较1～3的树脂导光板的1/10左右，吸水率远远小于比例较1～3的树脂导光板。

根据表示的结果可知，通过利用OCA等粘合剂层在导光板主体的光出射面上贴合无色透明的玻璃板形成复合导光板，能够使复合导光板与树脂导光板相比，吸水率和线膨胀系数大幅降低，而全光线透过率和折射率等光学特性基本上不怎么变化。

本发明并不限定于上述的实施方式和实施例，能够在权利要求表示的范围内进行各种变更。即，将在权利要求表示的范围内适当变更后的技术手段组合而得到的实施方式和实施例也包含在本发明的技术范围内。

产业上的可利用性

本发明能够应用于液晶显示装置中使用的边光型背光源中的导光板，抑制高温高湿环境下的导光板的伸缩，从而抑制由导光板的伸缩导致的部件的破损与变形、以及显示不均匀的发生。

本发明还能够应用于：在液晶显示单元使用粘合剂粘贴光学片、导光板、反射片等而一体化的液晶显示装置，在液晶显示单元的CF(彩色滤光片)侧粘贴玻璃、并在其前面粘贴偏光板的液晶显示装置；在液晶显示装置的CF侧或两面的偏光板的两侧涂敷粘合剂粘贴玻璃或 其他部件的显示装置；在液晶显示装置的CF侧粘贴玻璃，在导光板上表面也粘贴玻璃，并且具有使两块玻璃与周边部件重合的机构的显示装置。