TWI487960B - Light guide, side light type backlight unit and portable computer - Google Patents

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Description

導光片、側光式背光單元和便攜式電腦
本發明涉及導光片、側光式背光單元和便攜式電腦(laptop computer)。
液晶顯示裝置的從背面照射液晶層使其發光的背光方式得到普及，在液晶層的下面側裝有側光式、直下式等背光單元。如圖5所示，前述側光式背光單元110通常包括位於液晶顯示部最背面的頂板116、配置在前述頂板116表面的反射片115、配置在前述反射片115的表面的導光片111、以及向前述導光片111的端面照射光的光源117(參照日本特開2010-177130號公報)。在前述圖5的側光式背光單元110中，由光源117照射並入射到導光片111中的光在導光片111內傳輸。前述傳輸的光的一部分從導光片111的背面射出，被反射片115反射，再次入射到導光片111中。
具有前述液晶顯示部的便攜式電腦為了提高其便攜性、方便性，被要求薄型化和輕量化，因此要求液晶顯示部也薄型化。特別是在被稱為超輕薄筆電(Ultrabook，註冊商標)的殼體最厚部分為21mm以下的薄型便攜式電腦中，希望液晶顯示部的厚度為從4mm到5mm的程度，所以對組裝在液晶顯示部的側光式背光單元也要求進一步薄型化。
如圖6所示，對於前述超輕薄筆電的側光式背光單元210，提出了藉由不使用圖5那樣的反射片115來實現薄型化的方案。前述圖6所示的側光式背光單元210包括金屬製的頂板216、層疊在前述頂板216的表面的導光片211、以及向前述導光片211的端面照射光的光源217，頂板216的表面被研磨而具有作為反射面216a 的功能。由光源217射出並入射到導光片211中的光在導光片211內傳輸，前述傳輸的光的一部分從導光片211的背面射出，被頂板216的表面的反射面216a反射，之後再次入射到導光片211中。圖6所示的側光式背光單元210由於頂板216的表面是反射面216a，所以所述反射面216a替代了圖5的反射片115。因此，側光式背光單元210不需要反射片115，可以實現液晶顯示部的薄型化。
先前技術文獻
專利文獻1：日本特開2010-177130號公報
本發明人發現，如果使用具有圖6所示的側光式背光單元210的便攜式電腦，則會產生液晶顯示面的亮度不均的不利情況(亮度不均)。本發明人對產生所述不利情況的原因進行了專心的研究，其結果判明了，側光式背光單元210的導光片211的背面與頂板216摩擦，導光片211的背面受到損傷，入射到前述損傷的光被擴散，由此產生了亮度不均。
鑒於前述問題，本發明的目的是提供一種導光片，該導光片在用於液晶顯示裝置的側光式背光單元的情況下，可以抑制液晶顯示面的亮度不均，並且可以實現薄型化。本發明另外的目的是提供可以抑制亮度不均並可以實現薄型化的側光式背光單元和便攜式電腦。
為了解決前述問題，本發明提供一種導光片，其用於殼體的厚度為21mm以下的便攜式電腦的液晶顯示部的側光式背光單元，前述導光片包括：導光層，以聚碳酸酯系樹脂為主要成分；以及硬塗層，層疊於前述導光層的背面側，前述導光片的平均厚度為600μm以下。
前述導光片由於在以聚碳酸酯系樹脂為主要成分的導光層的背面側具有硬塗層，所以在把前述導光片例如層疊於金屬製的頂 板的表面的情況下，前述導光片即使與頂板的層疊面摩擦，也可以藉由硬塗層防止導光層受到損傷。因此能可靠地防止因導光層受到損傷導致產生的亮度不均。此外，由於前述導光片的平均厚度為600μm以下，所以可以實現利用了前述導光片的背光單元的薄型化。
在前述導光片中，最佳為，前述硬塗層的平均厚度為2μm以上20μm以下。由此能可靠地防止導光層受到損傷，並且能實現前述導光片的薄型化。
在前述導光片中，最佳為，前述導光片還包括低折射率層，前述低折射率層層疊於前述導光層的背面，折射率比前述導光層的折射率小，前述硬塗層層疊於前述低折射率層的背面。由此，可以使從導光層入射到導光層與低折射率層的界面的光被很好地向表面側全反射。因此，前述導光片可以在導光層中可靠地傳輸從光源入射的光。
在前述導光片中，最佳為，前述低折射率層與前述導光層的厚度比為1/50以上1/5以下。由此，可以使從光源入射的光更可靠地在導光層中傳輸。
在前述導光片中，最佳為，前述低折射率層的主要成分是丙烯酸系樹脂。由此可以使低折射率層的硬度變高。因此，藉由在前述導光片的導光層和硬塗層之間設置低折射率層，可以防止因導光層和硬塗層的硬度差產生捲曲(curl)。此外，藉由使低折射率層的硬度變高，前述導光片可以進一步提高背面側的硬度。
在前述導光片中，最佳為，前述低折射率層相對於前述導光層的相對折射率為0.95以下。如果前述相對折射率為0.95以下，則根據斯涅爾定律可以使全反射的臨界角在71.8度以上。由此，在從導光層入射到導光層與低折射率層的界面的光中，相對於前述界面的法線的入射角在71.8度以上的光被前述界面全反射。因此，前述導光片可以更可靠地使從光源入射的光在導光層中傳輸。
在前述導光片中，最佳為，前述低折射率層具有光散射部，前述光散射部是藉由雷射照射顯現顏色而形成的。由此，在導光層中傳輸的一部分光從導光層的背面向低折射率層射出，從前述導光層的背面射出的一部分光因入射到光散射部而發生散射。前述散射的光的一部分再次入射到導光層中，從導光片的表面射出。因此，藉由利用雷射照射在低折射率層的所希望的位置形成前述光散射部，可以從前述導光片的整個表面射出合適的光。
在前述導光片中，最佳為，藉由共擠出成型法形成前述導光層和前述低折射率層。由此可以容易且可靠地形成平均厚度在前述範圍內的前述導光片。
在前述導光片中，最佳為，背面側的鉛筆硬度為HB以上。由此可以提高耐擦傷性，並且可以進一步抑制液晶顯示面的亮度不均。
此外，本發明還提供一種側光式背光單元，其包括：頂板，表面形成為反射面，位於液晶顯示部的最背面；前述導光片，層疊於前述頂板的前述表面；以及光源，向前述導光片的端面照射光。
前述側光式背光單元由於前述導光片層疊於頂板的表面，所以從導光片的硬塗層的背面側射出的光被頂板表面的反射面反射，再次入射到前述導光片中。因此，前述側光式背光單元由於未使用以往那樣的反射片，所以可以實現薄型化。此外，在前述側光式背光單元中，由於前述導光片層疊於頂板表面，所以前述導光片的硬塗層與頂板表面抵接。因此，前述側光式背光單元如已經敘述過的那樣難以受到損傷，因此能可靠地防止亮度不均。
在前述側光式背光單元中，最佳為，前述頂板是金屬製的，前述反射面的算術平均粗糙度(Ra)為0.2μm以下。前述側光式背光單元由於頂板是金屬製的，所以藉由對表面進行研磨，可以容易且可靠地形成反射面。此外，如果反射面的算術平均粗糙度 為0.2μm以下，則從導光片的背面射出的光容易被反射面鏡面反射，能提高光的利用效率，此外，反射面的表面是平坦的，與反射面接觸的導光片的背面不容易受到損傷。
此外，本發明還提供一種側光式背光單元，其包括：頂板，位於液晶顯示部的最背面；反射片，層疊於前述頂板的表面；前述導光片，層疊於前述反射片的表面；以及光源，向前述導光片的端面照射光。前述側光式背光單元藉由前述結構，可以在謀求薄型化的同時防止亮度不均。
此外，本發明還提供一種便攜式電腦，其在液晶顯示部中具備前述側光式背光單元。
前述便攜式電腦由於具備具有前述結構的前述側光式背光單元，所以具有前述優點。在頂板表面作為反射面發揮功能的情況下，前述便攜式電腦不需要以往那樣的反射片，可以實現薄型化。此外，由於前述導光片的硬塗層與頂板表面抵接，所以前述導光片不容易受到損傷，因此能可靠地防止亮度不均。
此外，所謂「殼體」是指收容便攜式電腦的全部構成構件的外殼，所謂「頂板」是殼體的一部分，是指位於便攜式電腦的液晶顯示部的最背面的板狀構件。所謂「導光層的背面」是指導光層的頂板側，是與液晶顯示部的顯示面相反一側的面。此外，所謂「表面」是指前述背面的相反一側的面，是液晶顯示部的顯示面側的面。所謂「片的平均厚度」是指按JIS-K-7130規定的5.1.2的A-2法測量出的值的平均值。所謂「低折射率層相對於導光層的相對折射率」是用低折射率層的絕對折射率除以導光層的絕對折射率得到的值。此外，在本說明書中單獨使用「折射率」的情況下，是作為表示絕對折射率的用語使用。前述折射率用波長589.3nm的光(鈉的D線)測量。算術平均粗糙度(Ra)是按照JIS B0601-1994，截止λc 為2.5mm、評價長度為12.5mm的值。所謂「鉛筆硬度」是基於JIS K5400規定的試驗方法的8.4所記載 的鉛筆劃痕值的值。
如以上說明過的，當本發明的導光片在液晶顯示裝置的側光式背光單元中使用的情況下，可以抑制液晶顯示面的亮度不均，並且可以實現薄型化。此外，本發明的側光式背光單元和便攜式電腦可以抑制亮度不均，並且可以實現薄型化。
1‧‧‧便攜式電腦
2‧‧‧操作部
3‧‧‧液晶顯示部
4‧‧‧液晶面板
6‧‧‧液晶顯示部用外殼
7‧‧‧表面支承構件
8‧‧‧鉸鏈部
9‧‧‧操作部用外殼
11‧‧‧側光式背光單元
12‧‧‧導光片
13‧‧‧導光層
14‧‧‧硬塗層
16‧‧‧頂板
17‧‧‧光源
18‧‧‧擴散點
21‧‧‧導光片
22‧‧‧導光層
23‧‧‧低折射率層
24‧‧‧光散射部
110‧‧‧側光式背光單元
111‧‧‧導光片
115‧‧‧反射片
116‧‧‧頂板
117‧‧‧光源
210‧‧‧側光式背光單元
211‧‧‧導光片
216‧‧‧頂板
217‧‧‧光源
16a‧‧‧反射面
216a‧‧‧反射面
圖1是本發明一實施方式的便攜式電腦的簡要立體圖，圖1(A)表示打開液晶顯示部的狀態，圖1(B)表示關閉液晶顯示部的狀態。
圖2是示意性地表示圖1的便攜式電腦的側光式背光單元的剖視圖。
圖3是示意性地表示圖2的側光式背光單元的導光片的剖視圖。
圖4是示意性地表示與圖3的導光片不同方式的導光片的剖視圖。
圖5是示意性地表示以往的側光式背光單元的剖視圖。
圖6是示意性地表示與圖5的方式不同的以往的側光式背光單元的剖視圖。
下面參照適當的附圖對本發明的實施方式進行詳細說明。
[第一實施方式] 便攜式電腦1
圖1的便攜式電腦1具有操作部2以及液晶顯示部3，液晶顯示部3以可轉動(可開閉)的方式與前述操作部2連接。前述便攜式電腦1是殼體厚度(最厚部分(液晶顯示部3關閉時))為21mm以下的所謂的超輕薄筆電(註冊商標)(以下有時也稱為「超薄型電腦1」)。
前述超薄型電腦1的液晶顯示部3具有液晶面板4以及側光 式背光單元11(以下有時也稱為「背光單元11」)，側光式背光單元11從背面側向前述液晶面板4照射光。前述液晶面板4的背面、側面和表面的周圍由殼體的液晶顯示部用外殼6保持。在此，液晶顯示部用外殼6具有：頂板16，設置在液晶面板4的裡面(和背面)；以及表面支承構件7，配置在液晶面板4的表面周圍的表面側。此外，作為前述液晶顯示部用外殼6的一個構件的頂板16如後面敘述的那樣，被設置成表面作為反射面16a形成，作為背光單元11的一個構件發揮功能。此外，前述超薄型電腦1的殼體具有前述液晶顯示部用外殼6以及操作部用外殼9，前述操作部用外殼9經由鉸鏈部8以可轉動的方式設於前述液晶顯示部用外殼6，前述操作部用外殼9內部裝有中央運算處理裝置(超低電壓中央處理器)等。
前述液晶顯示部3的厚度只要是能使殼體的厚度在所希望的範圍內，就沒有特別的限定，液晶顯示部3的厚度的上限最佳為7mm，更佳為6mm，極佳為5mm。另一方面，液晶顯示部3的厚度的下限最佳為2mm，更佳為3mm，極佳為4mm。如果液晶顯示部3的厚度超過前述上限，則有可能難以滿足超薄型電腦1的薄型化的要求。此外，如果液晶顯示部3的厚度小於前述下限，則有可能導致液晶顯示部3的強度降低和亮度降低等。
背光單元11
如圖2所示，前述背光單元11包括：導光片12；前述頂板16，直接層疊於前述導光片12；以及光源17，向前述導光片12照射光。即，前述背光單元11沒有以往那樣的、設置在頂板16和導光片12之間的反射片。
導光片12
如圖3所示，本實施方式的導光片12是具有導光層13和硬塗層14的雙層結構的片。導光片12形成為俯視大體為方形，是厚度大體均勻的板狀(非楔形)。前述導光片12的平均厚度為 600μm以下。導光片12的平均厚度的上限，更佳為580μm，極佳為550μm。另一方面，導光片12的平均厚度的下限，最佳為250μm，更佳為280μm，極佳為300μm。在前述平均厚度超過前述上限的情況下，有可能不能滿足在超薄型電腦1中所希望的背光單元11的薄型化的要求。此外，在前述平均厚度小於前述下限的情況下，導光片12的強度有可能不夠，此外有可能不能使光源17的光充分入射到導光片12中。
導光層13是以聚碳酸酯系樹脂為主要成分的透明樹脂層。聚碳酸酯系樹脂由於透明度高，所以可以減少光在導光層13中的損耗。此外，由於聚碳酸酯系樹脂的折射率高，所以在導光層13和空氣層(與液晶面板之間的間隙的空氣層)的界面(導光層13的表面)、以及導光層13和硬塗層14的界面容易產生全反射，可以使光有效地傳輸。此外，聚碳酸酯系樹脂由於具有耐熱性，所以難以產生因光源17的發熱造成的劣化等。
作為前述聚碳酸酯系樹脂，沒有特別的限定，可以僅是直鏈聚碳酸酯系樹脂或支鏈聚碳酸酯系樹脂中的任一種，也可以是含有直鏈聚碳酸酯系樹脂和支鏈聚碳酸酯系樹脂雙方的聚碳酸酯系樹脂。
作為直鏈聚碳酸酯系樹脂，是藉由公知的光氣法或熔融法製造出的直鏈芳香族聚碳酸酯系樹脂，由碳酸酯成分和雙酚成分構成。作為用於導入碳酸酯成分的前驅物質，可以例舉碳醯氯、碳酸二苯酯等。此外作為雙酚，可以例舉2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(3,5-二甲基-4-羥基苯基)丙烷、1,1-雙(4-羥基苯基)環已烷、1,1-雙(3,5-二甲磺醯基-4-羥基苯基)環已烷、1,1-雙(4-羥基苯基)癸烷、1,1-雙(4-羥基苯基)丙烷、1,1-雙(4-羥基苯基)環癸烷、1,1-雙(3,5-二甲基-4-羥基苯基)環十二烷、4,4’-二羥基二苯醚、4,4’-硫代二苯酚、4,4’-二羥基-3,3-二氯二苯醚等。它們可以單獨使用，也可以 把兩種以上組合使用。前述直鏈聚碳酸酯系樹脂例如由美國專利第3989672號所記載的方法等製造。
作為支鏈聚碳酸酯系樹脂，是使用支化劑製造出的聚碳酸酯系樹脂，作為支化劑，可以例舉：間苯三酚、偏苯三酸、1,1,1-三(4-羥基苯基)乙烷、1,1,2-三(4-羥基苯基)乙烷、1,1,2-三(4-羥基苯基)丙烷、1,1,1-三(4-羥基苯基)甲烷、1,1,1-三(4-羥基苯基)丙烷、1,1,1-三(2-甲基-4-羥基苯基)甲烷、1,1,1-三(2-甲基-4-羥基苯基)乙烷、1,1,1-三(3-甲基-4-羥基苯基)甲烷、1,1,1-三(3-甲基-4-羥基苯基)乙烷、1,1,1-三(3,5-二甲基-4-羥基苯基)甲烷、1,1,1-三(3,5-二甲基-4-羥基苯基)乙烷、1,1,1-三(3-氯-4-羥基苯基)甲烷、1,1,1-三(3-氯-4-羥基苯基)乙烷、1,1,1-三(3,5-二氯-4-羥基苯基)甲烷、1,1,1-三(3,5-二氯-4-羥基苯基)乙烷、1,1,1-三(3-溴-4-羥基苯基)甲烷、1,1,1-三(3-溴-4-羥基苯基)乙烷、1,1,1-三(3,5-二溴-4-羥基苯基)甲烷、1,1,1-三(3,5-二溴-4-羥基苯基)乙烷、4,4’-二羥基-2,5-二羥基二苯醚等。
例如可以在日本特開平03-182524號公報中舉出的下述方法來製造前述支鏈聚碳酸酯系樹脂：以使含有從芳香族雙酚類、前述支化劑和碳醯氯衍生出的聚碳酸酯低聚物、芳香族雙酚類以及封端劑(亦即終止剤；terminating agent；以下稱為終止劑)的反應混合液成為湍流的方式邊攪拌邊使從芳香族雙酚類、前述支化劑和碳醯氯衍生出的聚碳酸酯低聚物、芳香族雙酚類以及終止劑反應，在反應混合液的黏度升高的時刻加入碱水溶液並且使反應混合液成為層流進行反應。
對於導光層13，前述支鏈聚碳酸酯系樹脂在聚碳酸酯系樹脂中的含量最佳為在5重量%以上80重量%以下的範圍內，更佳為在10重量%以上60重量%以下的範圍內。採用前述範圍的原因是 由於下述原因：在支鏈聚碳酸酯系樹脂小於5重量%時，會造成拉伸黏度降低，在擠出成型中成型變得困難；如果支鏈聚碳酸酯系樹脂超過80重量%，則樹脂的剪切黏度增加，成形加工性能降低。
導光層13雖然可以含有其他的任意成分，但是最佳為使前述直鏈聚碳酸酯系樹脂和/或支鏈聚碳酸酯系樹脂含90質量%以上，極佳為含98質量%以上。作為前述任意成分，可以例舉：紫外線吸收劑、穩定劑、潤滑劑、加工助劑、增塑劑、耐衝擊助劑、相位差降低劑、消光劑、抗菌劑、防黴劑等。但是由於導光層13需要傳輸光，所以最佳為形成為透明的，特佳為形成為無色透明的。
作為前述導光層13的平均厚度，雖然沒有特別的限定，但是最佳為595μm以下。導光層13的平均厚度的上限更佳為570μm，極佳為550μm。此外，導光層13的平均厚度的下限最佳為200μm，更佳為230μm，極佳為250μm。在前述平均厚度超過前述上限的情況下，導光片12有可能變厚、不符合超薄型電腦1中所希望的背光單元11的薄型化的要求。另一方面，在前述平均厚度小於前述下限的情況下，導光片12有可能變薄、強度不夠，此外，有可能不能使光源17的光充分入射到導光層13中。
此外，導光層13的折射率最佳為1.57以上1.68以下，更佳為1.59以上1.66以下。
在導光層13的背面形成有複數個擴散點18。複數個擴散點18典型的是白色點。按照以面狀的射出光成為大體均勻的方式設計的圖案形成複數個擴散點18。
硬塗層14層疊於導光層13的背面。硬塗層14含有熱固化性樹脂或活性能量線固化性樹脂等合成樹脂作為主要成分。其中，最佳為，硬塗層14含有藉由紫外線或電子線等活性能量線固化的活性能量線固化性樹脂。特別是從減小硬塗層14的折射率的觀點等出發，作為硬塗層14的主要成分最佳為活性能量線固化性的丙 烯酸系樹脂。
作為前述活性能量線固化性的丙烯酸系樹脂，可以例舉把具有(甲基)丙烯醯基、(甲基)丙烯醯氧基等聚合性官能團的單體或低聚體混合得到的組合物。作為前述組合物，最佳為使用3官能團以上的多官能單體。此外，前述單體或低聚體可以單獨使用，也可以混合多種使用。
作為前述單體，沒有特別的限定，可以例舉：(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、乙氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基三甘醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、四氫糠基(甲基)丙烯酸酯、異冰片基(甲基)丙烯酸酯、2-羥乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥丙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥基-3-苯氧基(甲基)丙烯酸酯等單官能丙烯酸酯；新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷(甲基)丙烯酸苯甲酸酯、三羥甲基丙烷苯甲酸酯等多官能丙烯酸酯；甘油二(甲基)丙烯酸酯六亞甲基二異氰酸酯(Glycerol di(meth)acrylate hexamethylene diisocyanate)、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、六亞甲基二異氰酸酯等氨基甲酸酯丙烯酸酯(urethane acrylate)等。
作為前述低聚體，沒有特別的限定，可以例舉：聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚氨酯(甲基)丙烯酸酯、環氧(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、醇酸(甲基)丙烯酸酯、三聚氰胺(甲基)丙烯酸酯、矽(甲基)丙烯酸酯等。
作為前述活性能量線固化性丙烯酸系樹脂的含量，沒有特別的限定，相對於硬塗層14的固體成分的總量，最佳為50質量% 以上，更佳為55質量%以上，極佳為60質量%以上，特佳為70質量%以上。
為了使前述單體或低聚體開始聚合，最佳為使用光聚合引發劑。作為前述光聚合引發劑沒有特別的限定，可以例舉：苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、p-二甲基苯乙酮、p-二甲基氨基苯丙酮、二苯甲酮、苯偶醯、2-氯二苯甲酮、4,4’-二氯二苯甲酮、4,4’-雙(二乙基氨基)二苯甲酮、米蚩酮、苯偶醯、苯偶姻、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香異丙醚、苯甲醯甲酸甲酯、p-異丙基-α -羥基異丁醯苯、α-羥基異丁醯苯、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、1-羥基環己基苯基甲酮等羰基化合物、一硫化四甲基秋蘭姆、二硫化四甲基秋蘭姆、噻噸酮、2-氯噻噸酮、2-甲基噻噸酮等含硫化合物等。這些光聚合引發劑可以單獨使用，也可以組合兩種以上使用。
作為前述光聚合引發劑的含量，沒有特別的限定，相對於硬塗層14的固體成分的總量，最佳為0.1質量%以上10質量%以下，更佳為0.5質量%以上8質量%以下。
為了調整折射率、提高耐熱性、尺寸穩定性等，在硬塗層14中可以分散含有膠體二氧化矽、膠體氧化鋁、膠體碳酸鈣、蒙脫石、雲母、氧化鈦、氧化鋯、氧化銻、氧化鋅、氧化鎂、滑石、氧化鋁、硫酸鋇、石棉、摻氧化錫氧化銦(ITO；Indium Tin Oxide)、摻銻氧化錫(ATO；Antimony-doped tin oxide)等無機超微顆粒。
此外，為了提高隱蔽性，在硬塗層14中也可以含有顏料。作為含在硬塗層14中的顏料，可以例舉：炭黑、鐵黑、氧化鈦白、銻白、鉻黃、鈦黃、紅色氧化鐵、鎘紅、群青、鈷藍等無機顏料；喹吖啶酮紅、異吲哚啉酮黃、酞菁藍等有機顏料；由鋁、黃銅等的鱗片狀箔片構成的金屬顏料；由二氧化鈦覆蓋雲母、鹼性碳酸鉛等的鱗片狀箔片構成的珍珠光澤(pearl)顏料等。其中，為了提高隱蔽性，最佳為氧化鈦白(titanium oxide white)。
作為前述顏料的含量雖然沒有特別的限定，但相對於硬塗層14的固體成分總量，最佳為20質量%以上50質量%以下。前述顏料的含量上限更佳為45質量%，極佳為40質量%。此外，前述顏料的含量下限更佳為25質量%，極佳為30質量%。在前述顏料的含量超過前述上限的情況下，硬塗層14與導光層13的黏合性有可能降低。相反，在前述顏料的含量小於前述下限的情況下，有可能不能得到足夠的隱蔽性。
此外，在硬塗層14中也可以含有抗氧化劑、紫外線吸收劑、均化劑、抗靜電劑、潤滑劑、著色劑等。
作為硬塗層14的平均厚度，雖然沒有特別的限定，但是最佳為2μm以上20μm以下。硬塗層14的平均厚度的上限更佳為18μm，極佳為15μm。此外，硬塗層14的平均厚度的下限更佳為7μm，極佳為10μm。在硬塗層14的平均厚度超過前述上限的情況下，有可能不能滿足對導光片12的薄型化的要求，並且有可能產生起因於導光層13和硬塗層14的硬度差的捲曲。相反，在硬塗層14的平均厚度小於前述下限的情況下，有可能不能可靠地防止導光層13受到損傷。
作為硬塗層14的折射率，雖然沒有特別的限定，但最佳為比導光層13的折射率小。作為硬塗層14相對於導光層13的相對折射率雖然沒有特別的限定，但最佳為0.95以下，更佳為0.90以下，極佳為0.85以下。如果硬塗層14相對於導光層13的相對折射率在前述上限以內，則按照斯涅爾定律，全反射的臨界角為一定角度以下(71.8度以下)。由此，從導光層13入射到硬塗層14的界面的光中，入射角在前述臨界角以上的光在導光層13和硬塗層14的界面全反射。另一方面，入射角小於前述臨界角的光的一部分被嚮導光層13反射，另外的一部分光入射到硬塗層14中。
作為硬塗層14的鉛筆硬度，最佳為H以上，更佳為2H以上，極佳為3H以上。藉由使硬塗層14的鉛筆硬度在前述範圍內，能 很好地提高導光片12的背面側的硬度，可以可靠地防止導光層13受到損傷。此外，作為導光片12的背面側的鉛筆硬度，最佳為HB以上，更佳為H以上，極佳為2H以上。在導光片12的背面側的鉛筆硬度小於前述下限的情況下，不能可靠地防止導光層13受到損傷的可能性變高。
頂板16
頂板16是由金屬製的板材製成的，具體而言是由鋁製的板材製成的。在此，前述板材的厚度最佳為500μm以上1200μm以下，更佳為700μm以上900μm以下。此外，前述頂板16的前述板材的周圍向表面側彎曲，前述彎曲的部位作為肋發揮功能，從而頂板16具有作為頂板16的足夠的強度。此外，使前述肋的彎曲部位以外的部分(中央部分)成為平坦面，也可以壓花加工形成幾何圖形等圖案。
在頂板16的表面(液晶面板4側的面)形成有反射光的反射面16a。因此，從導光片12的背面射出的光被反射面16a向表面側反射。
藉由對頂板16(的原材料的板材)的表面進行研磨來形成反射面16a，對前述形成方法沒有特別的限定，也可以使用研磨以外的方法。
作為反射面16a(頂板16的原材料板材的表面)的算術平均粗糙度(Ra)，雖然沒有特別的限定，但最佳為0.2μm以下，更佳為0.1μm以下，極佳為0.05μm以下。在反射面16a的算術平均粗糙度(Ra)超過前述上限的情況下，入射到反射面16a的光難以鏡面反射，光的利用效率有可能降低。
光源17
光源17裝在液晶顯示部用外殼6內，配置成照射面與前述導光片12的導光層13的端面相對(或抵接)。作為光源17，可以使用各種光源，例如可以使用發光二極體(LED；Light Emitting Diode)。具體而言，作為前述光源17，可以使用沿導光層13的端面設置複數個發光二極體而構成的光源。
在前述背光單元11中，可以採用僅在導光片12的一側邊緣的側方配置光源17的單側側光式方式、在導光片12的相對的側邊緣的側方分別配置光源17的兩側側光方式、在導光片12的各個側邊緣的側方配置光源17的全周邊側光式方式等。
導光片12的製造方法
下面對導光片12的製造方法進行說明，但本發明的導光片12的製造方法不限於以下敘述的製造方法。
作為前述導光片12的製造方法，其例如包括：第一步驟，分別製備導光層13和硬塗層14的形成材料；第二步驟，對導光層13進行擠出成形；第三步驟，在導光層13的背面形成複數個擴散點18；以及第四步驟，在形成有複數個擴散點18的導光層13的背面塗佈硬塗層14的形成材料，使其乾燥，照射活性能量線，由此形成硬塗層14。
作為形成前述複數個擴散點18的方法，可以例舉絲網印刷，噴墨印刷等公知的印刷方法。
作為塗佈前述硬塗層14的形成材料的方法，可以例舉旋塗法、噴塗法、坡流塗佈法、浸漬塗佈法、棒塗佈法、輥式塗佈法、絲網印刷法等各種方法。此外，在製造硬塗層14時，根據需要作為前處理也可以在氬氣或氮氣等惰性氣體氛圍下進行等離子處理等的表面改性處理。
優點
在前述超薄型電腦1的背光單元11中，如以下所示的向液晶面板4照射來自光源17的光。首先，光從光源17入射到導光片12的導光層13中，光在導光層13內傳輸。在導光層13中傳輸的光中，在到達導光層13和硬塗層14的界面的光中，一部分光入射到硬塗層14，另外一部分的光被嚮導光層13反射。此外，入射 到前述硬塗層14的光中的一部分從硬塗層14的背面射出。從前述硬塗層14背面射出的光被頂板16的表面(反射面16a)反射，再次入射到導光片12中後，從導光片12的表面向液晶面板4射出。由於在前述超薄型電腦1中沒有設置以往那樣的反射片，所以可以實現背光單元11的薄型化。此外，由於前述導光片12由規定範圍內厚度的導光層13和硬塗層14的雙層結構構成，所以也可以實現導光片12本身的薄型化。
此外，前述超薄型電腦1的背光單元11的導光片12在以聚碳酸酯系樹脂為主要成分的導光層13的背面具有硬塗層14，所以在攜帶前述超薄型電腦1時，即使金屬製的頂板16和導光片12摩擦，由於硬塗層14與頂板16抵接，所以導光層13難以受到損傷。因此，前述超薄型電腦的背光單元11能可靠地防止因導光層13受到損傷而產生的亮度不均。前述超薄型電腦1的背光單元11的導光片12的平均厚度在前述範圍內，所以可以促進薄型化。
[第二實施方式] 導光片21
圖4的導光片21代替第一實施方式的導光片12，在殼體的厚度為21mm以下的便攜式電腦的液晶顯示部的側光式背光單元中使用。導光片21是導光層22、層疊於導光層22的背面的低折射率層23、以及層疊於低折射率層23的背面的硬塗層14的三層結構的片。關於硬塗層14，由於與圖3的硬塗層14相同，所以採用相同的附圖標記，並省略了對其的說明。導光片21俯視大體為方形，形成為厚度大體均勻的板狀(非楔形)。導光片21的平均厚度為600μm以下。導光片21的平均厚度的上限更佳為580μm，極佳為550μm。另一方面，導光片21的平均厚度的下限最佳為250μm，更佳為280μm，極佳為300μm。在前述平均厚度超過前述上限的情況下，有可能不能滿足在超薄型電腦中所希望的背光單元的薄型化的要求。此外，在前述平均厚度小於前述下限的情況 下，導光片21的強度有可能不夠，此外，有可能不能使光源的光充分入射到導光片21中。
作為導光層22的平均厚度，雖然沒有特別的限定，但最佳為570μm以下。導光層22的平均厚度的上限更佳為555μm，極佳為540μm。此外，導光層22的平均厚度的下限最佳為180μm，更佳為200μm，極佳為220μm。在前述平均厚度超過前述上限的情況下，導光片21變厚，有可能不能滿足在超薄型電腦中所希望的背光單元薄型化的要求。另一方面，在前述平均厚度小於前述下限的情況下，導光片21變薄，強度有可能不夠，此外，有可能不能使光源的光充分入射到導光層22中。
關於導光層22的形成材料和折射率，與圖3的導光層13的相同。
低折射率層23是折射率比導光層22的折射率小的層。作為低折射率層23的主要成分，雖然沒有特別的限定，但適合使用丙烯酸系樹脂。
作為前述丙烯酸系樹脂，沒有特別的限定，可以例舉：聚甲基丙烯酸甲酯等聚(甲基)丙烯酸酯；甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯-(甲基)丙烯酸共聚物、(甲基)丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物、具有脂環族烴基的聚合物(例如甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸環己酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸降冰片烯酯共聚物)等。在前述丙烯酸系樹脂中，最佳為聚(甲基)丙烯酸甲酯等聚(甲基)丙烯酸C1-C6烷基酯，更佳為甲基丙烯酸甲酯系樹脂。
前述導光片21因低折射率層23的主要成分是丙烯酸系樹脂，所以可以使低折射率層23的硬度比較高。因此，前述導光片21可以很好地防止產生起因於導光層22和硬塗層14的硬度差的捲曲。此外，藉由提高低折射率層23的硬度，前述導光片21可 以進一步提高背面側的硬度。此外，前述導光片21因低折射率層23的主要成分是丙烯酸系樹脂，所以如後面所敘述的，可以抑制在照射雷射的情況下的變色。
作為低折射率層23的鉛筆硬度，最佳為比導光層22的鉛筆硬度大、且比硬塗層14的鉛筆硬度小。作為低折射率層23的鉛筆硬度雖然沒有特別的限定，但最佳為HB以上4H以下，更佳為H以上3H以下。在低折射率層23的鉛筆硬度超過前述上限的情況下，有可能產生起因於導光層22和低折射率層23的硬度差的捲曲。相反，在低折射率層23的鉛筆硬度小於前述下限的情況下，有可能不能很好地提高導光片21的背面側的硬度。另一方面，在低折射率層23的鉛筆硬度在前述範圍的情況下，可以防止產生捲曲，並且可以利用低折射率層23和硬塗層14很好地提高導光片21的背面側的硬度。
作為低折射率層23與導光層22的厚度比，雖然沒有特別的限定，但最佳為1/50以上1/5以下。低折射率層23與導光層22的厚度比的上限更佳為1/10，極佳為1/12。此外，低折射率層23與導光層22的厚度比的下限更佳為1/25，極佳為1/20。在低折射率層23與導光層22的厚度比超過前述上限的情況下，導光層22的厚度變小，有可能不能使從光源射出的光在導光層22中可靠地傳輸。相反，在低折射率層23與導光層22的厚度比小於前述下限的情況下，有可能不能利用低折射率層23恰當地緩解導光層22和硬塗層14的硬度差，有可能產生捲曲。
作為低折射率層23的折射率雖然沒有特別的限定，但最佳為1.47以上1.51以下，更佳為1.48以上1.50以下。
作為低折射率層23相對於導光層22的相對折射率雖然沒有特別的限定，但最佳為0.95以下，更佳為0.90以下，極佳為0.85以下。如果低折射率層23相對於導光層22的相對折射率在前述上限以內，則按照斯涅爾定律，全反射的臨界角為一定角度以下 (71.8度以下)。因此，在從導光層22入射到低折射率層23的界面的光中，入射角在前述臨界角以上的光被導光層22和低折射率層23的界面全反射。另一方面，入射角小於前述臨界角的光的一部分被嚮導光層22反射，另外一部分的光入射到低折射率層23。
低折射率層23具有使光散射的光散射部24。藉由雷射照射顯現顏色而形成光散射部24。具體而言，預先在低折射率層23的形成材料中含有顯色劑，把低折射率層23的形成材料層疊於導光層22的背面，形成低折射率層23，向形成的低折射率層23照射雷射，前述顯色劑顯現顏色，由此形成光散射部24。
分散在低折射率層23的形成材料中的顯色劑是用雷射照射能改變顏色的顏料。作為前述顯色劑，可以採用作為雷射打標劑使用的衆所周知的有機物或無機物。具體而言，可以例舉：黃色氧化鐵、無機鉛化合物、錳紫、鈷紫、水銀、鈷、銅、鉍、鎳等的金屬化合物、珍珠光澤顏料、矽化合物、雲母類、高嶺土類、石英砂、矽藻土、滑石等，可以使用其中的一種或兩種以上。但是，由於目的是藉由雷射照射形成反射光線的反射圖案，所以前述導光片21最佳為，形成反射圖案的點形狀等具有反射光線的顏色。因此，最佳為，在前述導光片21中使用藉由雷射照射顯現白色的顯色劑，相反，因雷射照射而碳化，變成吸收光線的黑色的顯色劑則不適合本申請的發明。作為顯現出白色的顯色劑，可以例舉的有鈦黑(black titanium oxide)、堇青石、雲母等。
作為前述堇青石，除了用組成式MG2 A13 (AlSi5 O18 )表示的無機化合物以外，也可以使用把一部分Mg置換成Fe的物質。此外也可以使用含水分的物質。
作為前述雲母，可以使用白雲母、金雲母、黑雲母、絹雲母等天然雲母；氟金雲母、氟四矽雲母等合成雲母。
作為低折射率層23中的顯色劑的含量，最佳為0.0001質量%以上2.5質量%以下，更佳為0.1質量%以上1質量%以下。在顯 色劑的含量小於前述下限的情況下，在雷射照射時不能得到足夠的顯色效果，有可能不能形成所希望的反射圖案。相反，在顯色劑的含量超過前述上限的情況下，低折射率層23的透明度、機械強度等有可能降低。
光散射部24由俯視為散點狀的配置圖案形成(省略有關俯視的圖)。光散射部24的配置圖案被設置成：從導光片21向表面側射出均勻的光。具體而言，光散射部24形成為：在靠近光源的位置存在的比例小，隨著遠離光源的位置存在的比例變大。此外，可以藉由使各光散射部24的大小相同並且改變光散射部24的數量、或者藉由改變各光散射部24的大小，來調整光散射部24的存在比例。
可以使各光散射部24俯視的形狀是線形、圓形、橢圓形、矩形等。此外，對各光散射部24的大小(俯視)沒有特別的限定，例如最大寬度最佳為200μm以下，更佳為100μm以下。此外，光散射部24也可以是在片厚度方向具有高度的3維形狀。在光散射部24是3維形狀的情況下，可以使光散射部24的形狀為半球形、圓錐形、圓筒形、多稜錐形、多稜柱形、蹄形等。
作為向低折射率層23照射的雷射，沒有特別的限定，例如可以使用二氧化碳雷射、一氧化碳雷射、半導體雷射、YAG(釔鋁石榴石)雷射等。其中，作為波長從9.3μm到10.6μm的二氧化碳雷射適合形成精細的點圖案。作為前述二氧化碳雷射，可以使用橫向大氣壓激發(TEA；Transversely Excited Atmospheric)型、連續振盪型、脈衝振盪型等。
導光片21的製造方法
下面對前述導光片21的製造方法進行說明，但本發明的導光片21的製造方法不限於以下敘述的製造方法。
作為導光片21的製造方法，其包括：第一步驟，分別製備導光層22的形成材料、低折射率層23的形成材料和硬塗層14的形 成材料；第二步驟，對導光層22的形成材料和低折射率層23的形成材料進行共擠出，藉由共擠出成型法形成導光層22和低折射率層23；第三步驟，在低折射率層23的背面塗佈硬塗層14的形成材料，進行乾燥，照射活性能量線，由此形成硬塗層14。此外，作為導光片21的製造方法，其具有第四步驟，藉由對利用前述第二步驟形成的低折射率層23照射雷射，在低折射率層23形成光散射部24。
此外，作為前述第二步驟中的共擠出成型法，可以採用T模法、充氣法(inflation method)等。第二步驟中的導光層22的形成材料和低折射率層23的形成材料的加熱溫度最佳為150℃以上350℃以下，更佳為200℃以上300℃以下。此外，第三步驟中的塗佈硬塗層14的形成材料的方法與圖3的硬塗層14的相同。
優點
前述導光片21由於具有層疊於導光層22的背面的低折射率層23，所以可以使從導光層22入射到導光層22與低折射率層23的界面的光很好地被向表面側全反射。因此，前述導光片21能可靠地使從光源入射的光在導光層22中傳輸。
由於前述導光片21的低折射率層23具有藉由雷射照射顯現顏色而形成的光散射部24，所以在導光層22中傳輸的光的一部分從導光層22的背面向低折射率層23射出，從導光層22的背面射出的光的一部分因入射到光散射部24而發生散射。散射的光的一部分再次入射到導光層22，從導光片21的表面射出。因此，藉由利用雷射照射在低折射率層23所希望的位置形成光散射部24，可以從導光片21整個表面射出合適的光。
由於藉由共擠出成型法形成前述導光片21的導光層22和低折射率層23，所以可以容易且可靠地形成平均厚度在前述範圍的前述導光片21。
由於前述導光片21具有層疊於具有光散射部24的低折射率 層23的導光層22和硬塗層14，所以即使向低折射率層23的層疊面的附近照射雷射，也難以產生收縮。因此，前述導光片21可以在低折射率層23的層疊面附近容易且可靠地形成光擴散部24。
[其他實施方式]
此外，本發明的導光片、側光式背光單元和便攜式電腦除了前述方式以外，還能夠以各種變形、改進的方式進行實施。例如，光散射部無需一定形成在低折射率層內，也可以在導光層、硬塗層或層疊的兩層的界面形成光散射部。此外，光散射部也無需一定藉由照射雷射形成，例如也可以是藉由熱壓成型法形成的凹凸形狀。作為前述熱壓成型法，可以例舉下述方法：將具有與光散射部成對的形狀相反模具作為模版使用進行熱壓，由此形成具有所希望形狀的光散射部。
前述導光片在導光層、低折射率層和硬塗層的各層之間也可以具有其他的層。此外，前述導光片也可以在導光層的表面側具有例如以丙烯酸系樹脂作為主要成分的保護層。前述導光片藉由具有這樣的保護層，可以提高表面側的硬度，從而可以防止表面側受到損傷。前述導光片即使在由導光層和硬塗層的雙層結構構成的情況下，也無需一定在導光層的背面具有複數個擴散點。
前述側光式背光單元也可以包括：頂板，位於液晶顯示部的最背面；反射片，層疊於前述頂板的表面；前述導光片，層疊於前述反射片的表面；以及光源，向前述導光片的端面照射光。此外，在前述側光式背光單元具有該結構的情況下，前述頂板的表面無需形成為反射面。前述側光式背光單元藉由該結構可以在謀求薄型化的同時防止亮度不均。
工業實用性
如上所述，本發明可以抑制便攜式電腦的液晶顯示面的亮度不均，並且可以實現薄型化，所以適合用於例如被稱為所謂的超輕薄筆電的超薄型化的電腦。
11‧‧‧側光式背光單元
12‧‧‧導光片
13‧‧‧導光層
14‧‧‧硬塗層
16‧‧‧頂板
17‧‧‧光源
18‧‧‧擴散點
16a‧‧‧反射面

Claims (12)

  1. 一種導光片，係用於殼體的厚度為21mm以下的便攜式電腦的液晶顯示部的側光式背光單元，該導光片係包括：導光層，以聚碳酸酯系樹脂為主要成分；以及硬塗層，層疊於前述導光層的背面側；平均厚度為600μm以下；還包括層疊於前述導光層的背面且折射率比該導光層的折射率小的低折射率層；前述硬塗層層疊於該低折射率層的背面。
  2. 如請求項1所記載之導光片，其中前述硬塗層的平均厚度為2μm以上20μm以下。
  3. 如請求項1所記載之導光片，其中前述低折射率層與前述導光層的厚度比為1/50以上1/5以下。
  4. 如請求項1所記載之導光片，其中前述低折射率層的主要成分是丙烯酸系樹脂。
  5. 如請求項1所記載之導光片，其中前述低折射率層相對於前述導光層的相對折射率為0.95以下。
  6. 如請求項1所記載之導光片，其中前述低折射率層具有藉由雷射照射而顯色的光散射部。
  7. 如請求項1所記載之導光片，其中藉由共擠出成型法形成前述導光層和前述低折射率層。
  8. 如請求項1所記載之導光片，其中背面側的鉛筆硬度為HB以上。
  9. 一種側光式背光單元，係包括：頂板，表面形成為反射面，位於液晶顯示部的最背面；如請求項1所記載之導光片，層疊於該頂板的表面；以及光源，向前述導光片的端面照射光。
  10. 如請求項9所記載之側光式背光單元，其中前述頂板是金屬製，前述反射面的算術平均粗糙度(Ra)為0.2μm以下。
  11. 一種側光式背光單元，係包括：頂板，位於液晶顯示部的最背面；反射片，層疊於該頂板的表面；如請求項1所記載之導光片，層疊於該反射片的表面；以及光源，向前述導光片的端面照射光。
  12. 一種便攜式電腦，係在液晶顯示部中具備如請求項9至請求項11中任一項所記載之側光式背光單元。
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