專利名稱:光學用凝膠部件、使用其的光學裝置的組裝方法和光學裝置的制作方法
技術領域:
本發明涉及光學用凝膠部件、使用其的光學裝置的組裝方法和光學裝置,具體而言,涉及在作為液晶顯示裝置或照明裝置等光學裝置的光源的發光二極管與導光板的空隙中使用的光學用凝膠部件、使用其的光學裝置的組裝方法和光學裝置。
背景技術:
將發光元件和引導該發光元件的光的導光板組合而成的光傳送技術一直以來被用于液晶顯示裝置的背光燈光源、具有應用了所述背光燈技術的發光單元的照明器具。迄今為止,液晶顯示裝置(以下也稱為LCD)的背光燈光源在電視、個人計算機、汽車導航等的中 大畫面中采用陰極管,在手機、游戲機等小型設備中特別采用發光二極管 (以下也稱為LED)。近年來,減少環境負荷的市場需求的傾向增強,由于熒光管(冷陰極管)中使用汞,因而在已使用陰極管(冷陰極管)的電視等的中 大畫面用背光燈光源中也想使用LED 的要求極高。只要能使用LED,則包括LED性能的提高和低耗電化、輕量化、耐久性、低價格化在內,對于制造商一方(以及用戶一方)也可得到很多好處。另一方面,照明器具也是伴隨著同樣的減少環境負荷的需求和近年來的LED的高性能化,作為熒光管(熱陰極管)的替代品,LED照明的實用化不斷發展。作為LED照明, 除以LED直接照射的結構以外,已提出在導光板的側面配置發光元件、在導光板的面方向使發光元件的光射出的側邊型LED照明裝置并已經實用化。特別地,由于側邊型可以從側面入射光并在導光板的面方向均勻地射出,所以沒有直接照射型的照度不均(產生斑點), 由于導光板本身是照明的光源,所以具有外觀設計的自由度高等優點,隨著今后LED的進一步高亮度化,可以預見其用途也更加廣泛。但是,為了用LED代替陰極管,已表現出LED所帶來的、以往不成為問題的、以下應解決的課題。S卩,為了使用LED,首先可舉出如下的技術課題(1)產生由LED和導光板間的空隙 (空氣間隙)導致的光入射損失,所以想減少該光入射損失。這是因為LED與陰極管不同、是點光源,另外,由于是在電路基板(例如柔性基板、環氧玻璃基板等)上使發光面朝向導光板方向、以規定間隔貼裝多個LED的構成,所以需要以更高效率從具有點式存在點光源的發光分布的光源單元(光源)向導光板入射。因此,作為以往的方法,利用⑴按照成為與LED的發光分布對應的形狀的方式裁剪形成導光板的入射面并調整入射角,強制保持空隙及其距離,以此設計高效地使光入射到導光板的方法(例如參照圖2(a)、(b)) ; (ii)將LED發光面和導光板的入射面(導光板側面)對接,盡可能減少空隙來減少導光損失的方法(例如參照圖2(c))等,將LED實用化。但是,上述方法中,均存在空隙,空隙所導致的光入射損失在原理上不可避免。特別地,上述(ii)的方法雖然是通過對接來減少LED和導光板的間隔的設計構思,但無法避免細小空隙的產生。相反,由于也將LED的熱所引起的導光板樹脂的膨脹變形考慮在內來進行設計,所以為了防止膨脹變形,細小空隙在設計上必不可少。如果沒有該空隙,則發生導光板樹脂的翹曲或變形,可能作為背光燈會不好。作為改善、解決上述課題的技術,過去提出了在LCD的空隙填充(注入)透明的凝膠狀物的方法(例如,參照專利文獻1 3)。例如,在專利文獻3中公開了一種面發光裝置,其具有導光板和光源,其特征在于,所述光源的發光部配置在所述導光板的側面,所述發光部和所述導光板的入光部通過含有光學系粘接劑、光學系彈性體、光學系凝膠中的至少一種的層來排除空氣層而固定。但是,當將凝膠狀物用于LED光源和導光板的空隙時,雖然對光入射損失的減少有效,但另外產生了解決如下課題的必要性。S卩,(2)當填充凝膠狀物時,在凝膠狀物流出所帶來的裝配時的操作性方面存在難點;(3)伴隨著LED的高輸出功率化,由于熱而容易從凝膠狀物中滲油等。對于這些課題,也考慮使用以往的光學粘接劑等,但(4)存在在光學構件的組裝時不能再加工作業的問題。因此,需要能綜合解決上述課題⑴ ⑷的、在作為液晶顯示裝置或照明器具等光學裝置的光源的LED和導光板的空隙中使用的光學用凝膠部件。現有技術文獻專利文獻專利文獻1 日本專利第3321718號(特開平6-337411號)公報專利文獻2 日本專利第4123355號(特開2004-101636號)公報專利文獻3 日本特開2005-078802號公報
發明內容
鑒于上述以往技術的問題,本發明的目的在于提供在作為液晶顯示裝置或照明裝置等光學裝置的光源的發光二極管和導光板的空隙中使用的光學用凝膠部件、使用其的光學裝置的組裝方法和光學裝置。本發明人等為了解決上述課題進行了認真研究,結果發現,當使用繩狀透明凝膠部件(也稱繩狀凝膠部件)作為光學用凝膠部件,形成使該繩狀透明凝膠部件壓縮變形而夾持設置于LED發光面和導光板入射面之間的結構時,能夠減少來自LED的光入射損失,能夠改善凝膠狀物流出所帶來的裝配時的操作性,即,可以解決上述課題(1)、(2),另外,通過對該繩狀透明凝膠部件賦予粘合性,從而能夠改善裝配時的操作性,能夠確保組裝時的密合性和兼顧密合性和再加工性,即,能夠對上述課題O)、(4)的解決有所幫助,進而,通過該繩狀透明凝膠部件使用耐熱性且低滲油性的特定材料,從而變得不滲油,即可以解決上述課題C3),換言之,作為光學用凝膠部件,為繩狀透明凝膠部件,而且通過使用為粘合性和 /或耐熱性且低滲油性的特定材料,從而發現能解決上述課題。本發明在這些知識的基礎上完成。S卩,根據本發明的第1發明,提供一種光學用凝膠部件,其特征在于,是介于光學裝置的導光板與由發光二極管(LED)構成的發光元件之間而使用的光學用凝膠部件,滿足下述(i) (iii)的必要條件。(i)由選自有機硅系凝膠、丙烯酸系凝膠、聚烯烴系凝膠、聚氨酯系凝膠、丁二烯凝
5膠、異戊二烯凝膠、丁基凝膠、苯乙烯丁二烯凝膠、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物凝膠、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物凝膠和氟凝膠中的至少一種透明凝膠形成,所述透明凝膠的硬度是 基于JIS K6253的JIS-A硬度為0 80或者根據JIS K2207測得的針入度(25°C )為20 200。(ii)為繩狀,且使繩狀凝膠部件的外周面與導光板和發光元件接觸。(iii)在壓縮率為30%時,具有12MPa以下的排斥力。根據本發明的第2發明,提供如第1發明所述的光學用凝膠部件,其特征在于,所述繩狀凝膠部件的外周面與導光板和發光元件接觸的面的至少一方被設定成如下的凸狀曲面在接觸前是凸狀曲面,在接觸后被夾壓在導光板和發光元件的間隙而沒有間隙地沿著導光板的光入射面和/或發光元件的發光面的表面形狀發生變形。另外,根據本發明的第3發明,提供如第1發明所述的光學用凝膠部件,其特征在于,所述繩狀凝膠部件的截面形狀是上下平坦的橢圓形狀。另外,根據本發明的第4發明,提供如第1發明所述的光學用凝膠部件,其特征在于,所述繩狀凝膠部件的至少一部分的截面形狀是U字形或L字形。根據本發明的第5發明,提供如第1發明所述的光學用凝膠部件,其特征在于,具有根據JIS Z0237進行的傾斜式滾球粘性試驗(傾斜角30度)中的球號為5 32的粘合性。另外,根據本發明的第6發明,提供如第1發明所述的光學用凝膠部件,其特征在于,就所述硬度而言,凝膠部件的發光元件側比導光板側柔軟。另外,根據本發明的第7發明,提供如第1發明所述的光學用凝膠部件,其特征在于,在所述光學用凝膠部件的表面層和/或內部的至少一部分分散有擴散劑。根據本發明的第8發明,提供如第1發明所述的光學用凝膠部件,其特征在于,所述繩狀凝膠部件的外周面與端面的透光率不同,端面的透光率相對于外周面的透光率為 90%以下。另外,根據本發明的第9發明,提供如第1發明所述的光學用凝膠部件,其特征在于,所述透明凝膠是有機硅凝膠,該有機硅凝膠是將含有(A)分支型有機聚硅氧烷、(B)有機氫聚硅氧烷以及(C)加成反應催化劑的組合物熱固化而成的分支型有機硅凝膠。另外,根據本發明的第10發明,提供如第1發明所述的光學用凝膠部件,其特征在于,所述透明凝膠是聚烯烴系凝膠,該聚烯烴系凝膠的拉伸伸長率(基于JIS K6251)為 50%以上。另外,根據本發明的第11發明,提供如第1發明所述的光學用凝膠部件,其特征在于,在所述透明凝膠的表面涂布有透明液體(a)。另外,根據本發明的第12發明,提供如第1發明所述的光學用凝膠部件,其特征在于,所述光學裝置是液晶顯示裝置或照明裝置。另外,根據本發明的第13發明,提供一種光學構件,其結構為使第1 12中任一項發明所述的光學用凝膠部件預先密合在導光板或反射片的規定位置。另外,根據本發明的第14發明,提供一種光學用凝膠部件的層疊品,其將第1 12 中任一項發明所述的光學用凝膠部件的外周面的至少一部分預先以可剝離的狀態層疊在剝離膜的規定位置而成。
另一方面,根據本發明的第15發明,提供一種光學裝置的組裝方法,其特征在于, 用光學裝置中的導光板和由發光二極管(LED)構成的發光元件夾入第1 12中任一項發明所述的光學用凝膠部件并壓縮固定。另外,根據本發明的第16發明,提供一種光學裝置的組裝方法,其特征在于,用光學裝置的導光板和由發光二極管(LED)構成的發光元件夾入從第14發明所述的光學用凝膠部件的層疊品上剝離剝離膜后的光學用凝膠部件并壓縮固定。另外,根據本發明的第17發明,提供一種光學裝置的組裝方法,其特征在于,將第 1 12中任一項發明所述的光學用凝膠部件壓入、插入到已經組裝好的光學裝置的導光板的光入射面與由發光二極管(LED)構成的發光元件的發光面之間的空隙中,介由光學用凝膠部件連接該導光板的光入射面和該發光元件的發光面。另外,根據本發明的第18發明,提供一種光學裝置的組裝方法,其特征在于,預先將第1 12中任一項發明所述的光學用凝膠部件在縱方向伸長,以繩狀凝膠部件直徑變細的狀態插入到已經組裝好的光學裝置的導光板的光入射面與由發光二極管(LED)構成的發光元件的發光面之間的空隙中,然后,釋放該光學用凝膠部件的伸長、恢復形狀,由此介由光學用凝膠部件連接該導光板的光入射面和該發光元件的發光面。另外,根據本發明的第19發明,提供一種制造第1 12中任一項發明所述的光學用凝膠部件的方法,其特征在于,將光學用凝膠部件的原材料擠出成形。根據本發明的第20發明,提供一種光學裝置,其特征在于,使用第1 12中任一項發明所述的光學用凝膠部件。另外,根據本發明的第21發明,提供如第20發明所述的光學裝置,其特征在于, 使第1 12中任一項發明所述的光學用凝膠部件介入光學裝置的導光板與由發光二極管 (LED)構成的發光元件之間而成,進而,透明液體(b)介于所述光學用凝膠部件與由發光二極管(LED)構成的發光元件之間。另外,根據本發明的第22發明,提供如第20發明所述的光學裝置,其特征在于, 使第1 12中任一項發明所述的光學用凝膠部件介入光學裝置的導光板與由發光二極管 (LED)構成的發光元件之間而成,進而,在由發光二極管(LED)構成的發光元件與發光元件的間隙配置有絕緣性襯墊。根據本發明的第23發明,提供如第22發明所述的光學裝置,其特征在于,所述襯墊的光學用凝膠部件側具備反射層。另外,根據本發明的第對發明,提供如第22發明所述的光學裝置,其特征在于,所述襯墊是導熱性材料。另外,根據本發明的第25發明,提供如第20發明所述的光學裝置,其特征在于,發光二極管(LED)的結構是在與發光面正交的前后方向上可動。另外,根據本發明的第沈發明,提供一種電子設備,其特征在于,搭載第20 25 中任一項發明所述的光學裝置而成。本發明如上所述,涉及光學用凝膠部件等,但作為其優選的方式,包含以下發明。(1)如第5發明所述的光學用凝膠部件,其特征在于,就所述粘合性而言,光學用凝膠部件的LED側比導光板側高。(2)如第1發明所述的光學用凝膠部件,其特征在于,就所述硬度而言,凝膠部件的內面部比導光板側和發光元件側的表面部硬。本發明的光學用凝膠部件通過介于液晶顯示裝置或照明器具等光學裝置的導光板與由發光二極管(LED)構成的發光元件之間來使用,從而可起到能減少來自LED的光入射損失的顯著效果。另外,藍色波長的透射性變大,與以往的帶黃色的顯示相比,可呈現接近自然的色調。另外,根據本發明,由于能效率良好地使用從LED發出的光,所以與以往相比亮度評價改善15%以上,由此可提供低耗電的液晶顯示裝置或照明器具等光學裝置。另外,因為能減少光入射損失,所以也可以將LED從4個燈變成3個燈,能降低1個LED的成本,可提供廉價的液晶顯示裝置或照明器具等光學裝置。另外,根據本發明,通過在分開設置的LED間裝入襯墊,從而可確保光學用凝膠部件的組裝操作的容易性和組裝后的密合穩定性,而且通過對襯墊賦予導熱性從而LED經散熱作用而實現LED的高壽命,另外,通過在光學用凝膠抵接側具備反射層來減少漏光從而使亮度提高,利用該作用可以進一步提高品質和降低成本。
圖1是說明以往的IXD的背光燈結構的示意圖。圖2是以往的LED與導光板的組裝方式的示意圖。圖3是說明組裝有本發明的光學用凝膠部件的IXD背光燈結構的正視(左圖)和側視(右圖)的示意圖。圖4是說明使用本發明的光學用凝膠部件時的光傳送效果的示意圖。圖5是表示本發明的光學用凝膠部件的形狀例的示意圖。圖6是說明本發明的外周面具有凸狀曲面的光學用凝膠部件的解壓形狀復原性的正視(左圖)和側視(右圖)的示意圖。圖7是表示本發明的光學用凝膠部件與導光板一體化而成的光學構件的例子的正視(左圖)和側視(右圖)的示意圖。圖8是表示本發明的光學用凝膠部件與反射片一體化而成的光學構件的例子的正視(左圖)和側視(右圖)的示意圖。圖9是層疊有本發明的光學用凝膠部件和剝離膜的光學用凝膠部件的層疊品的例子((a) (b)),和說明除去剝離膜時的光學用凝膠部件的形狀復原性(C)的正視(左圖) 和側視(右圖)的示意圖。圖10是對從本發明的光學用凝膠部件發生漏光進行說明的正視(左圖)和側視 (右圖)的示意圖。圖11是表示對本發明的光學用凝膠部件實施了低透光處理的形式的例子的示意圖。圖12是將本發明的形成不同硬度構成的光學用凝膠部件的形態進行例示的正視 (左圖)和側視(右圖)的示意圖。圖13是將本發明的具有不同粘合面的光學用凝膠部件的形態進行例示的正視 (左圖)和側視(右圖)的示意圖。圖14是表示用LED和導光板夾持本發明的光學用凝膠部件的方法的一種方式的正視(左圖)和側視(右圖)的示意圖。圖15是表示用LED和導光板夾持本發明的光學用凝膠部件的方法的另一方式的示意圖。圖16是表示使用本發明的光學用凝膠部件和反射片一體化而成的光學構件、用 LED和導光板夾持所述光學用凝膠部件的方法的一例的示意圖。圖17是表示用LED和導光板夾持所述光學用凝膠部件的方法的一例的正視(左圖)和側視(右圖)的示意圖。圖18是表示用LED和導光板夾持所述光學用凝膠部件的方法的另一方式的例子的正視(左圖)和側視(右圖)的示意圖。圖19是說明本發明的光學用凝膠部件的壓縮率與排斥力的關系的示意圖。圖20是表示本發明的實施例中的簡易評價裝置的示意圖。圖21是表示組裝本發明的光學用凝膠部件的方法的另一方式的正視(左圖)和側視(右圖)的示意圖。圖22是說明本發明的第20發明的方式的示意圖,(b)(c)(d)是(a)的A_A截面方向的示意圖。圖23是說明本發明的光學用凝膠部件向LED凹表面的密合行為的示意圖,(b)、 (c)、(d)是(a)的俯視示意圖及其A-A截面示意圖。圖M是說明本發明的光學用凝膠部件的不優選變形作用的正視(左圖)和側視 (右圖)的示意圖。圖25是說明本發明的第22發明的方式的正視(左圖)和側視(右圖)的示意圖。圖沈是說明本發明的第22發明的另一方式的正視(左圖)和側視(右圖)的示意圖。圖27是說明本發明的第23發明的方式的正視(左圖)和側視(右圖)的示意圖。圖觀是說明本發明的第23發明的另一方式的正視(左圖)和側視(右圖)的示意圖。圖四是說明夾持本發明的光學用凝膠部件的方法中的不優選方式的示意圖。圖30是說明本發明的光學用凝膠部件的實施方式的優選方式的示意圖。圖31是表示本發明的實施例中的評價裝置的示意圖。圖32是說明本發明的第6發明的方式的光學用凝膠部件的截面示意圖。圖33是說明本發明的光學用凝膠部件的實施方式的另一方式的光學用凝膠部件的截面示意圖。圖34是說明本發明的第20發明的另一實施方式的正視(左圖)和雙方向側視 (右圖和下側圖)的示意圖。圖35是說明本發明的第4發明的方式的示意圖。圖36是說明本發明的第4發明的實施方式的正視(左圖)和側視(右圖)的示意圖。圖37是說明本發明的第4發明的另一實施方式的正視(左圖)和側視(右圖) 的示意圖。圖38是說明本發明的第4發明的另一方式的示意圖。
圖39是說明本發明的第4發明的另一實施方式的示意圖。圖40是說明本發明的第25發明的方式的示意圖。圖41 (a)是說明本發明的實施例中的散熱結構和LED的溫度測定方法的示意圖, (b)是其俯視圖。
具體實施例方式本發明的光學用凝膠部件介于液晶顯示裝置或照明裝置等光學裝置中的導光板與由發光二極管(LED)構成的發光元件之間來使用。以下,逐項進行說明。應予說明,所謂本發明的光學裝置,也包含以LED發光元件和導光板的組合為最小構成的光學構件。1.光學用凝膠部件的形狀本發明的光學用凝膠部件被組裝到液晶顯示裝置或照明裝置等光學裝置的LED 與導光板的空隙來使用,形狀為繩狀是必須要件,使繩狀的透明凝膠部件(以下,也稱為繩狀凝膠部件)的外周面與導光板和發光元件接觸,根據需要使其擠壓變形而與LED和導光板密合。在此,繩狀是指具有規定長度、其截面為多邊形或圓形、縱方向形成自由彎曲的狀態,包括厚度(直徑)細的線狀,還包含極短(一個LED左右)的形狀、環狀(例如參照圖 5(f)、(g))。應予說明,這里所說的截面是指相對于繩狀凝膠部件的縱方向的中心軸垂直截斷時的截面(相當于圓柱情況下的直徑方向截面)(以下,只要無特別說明則相同)。基于以下理由,如圖5(b) (e)所示,所述繩狀凝膠部件的外周面與導光板和發光元件的兩個接觸面優選至少一部分在接觸前是凸狀曲面,更優選兩個接觸面都是凸狀曲面。于是,在接觸后,該凸狀曲面被夾壓在導光板和發光元件的間隙,從而沒有間隙地沿著導光板的光入射面和/或發光元件的發光面的表面形狀進行變形。這里所說的凸狀曲面是指在繩狀凝膠部件的直徑方向截面中與LED發光面或導光板的入射面相接側的外周形狀是凸狀曲線,是指一邊保持/或者一邊改變所述直徑方向截面的形狀一邊沿著繩狀凝膠部件的軸使所述截面連續移動時作為軌跡而形成的曲面,例如有圓柱外周面這樣的具有曲率的面、近穹狀等樣子。另外,發光元件側和導光板側的凸狀曲面可以相同,也可以不同,例如可以如圖5(c) —樣在外周面以近穹狀等突起狀部形成凸狀曲面。通過形成凸狀曲面,從而當用導光板和發光元件夾持設置而密合時,繩狀凝膠部件的外周面擠壓變形而緩慢接觸,因而空氣等氣泡很難進入兩接觸面,能減少接觸面處因氣泡所導致的光傳送損失。另外,如果兩接觸面是凸狀曲面,則對于其表面具有粘合性的情況,在用導光板和發光元件夾持設置時,由于隨著夾壓變形而接觸面積緩緩增加,所以粘合性強時能防止粘貼損失等的操作性提高,另外在再加工時,如圖6所示,解壓釋放的繩狀凝膠部件利用自身的反彈性而恢復形狀,從而由于隨著其形狀復原而容易從端部剝離,所以再加工性也提高。 另外,由于可以低壓接觸,所以能減輕對LED的應力負擔。另外,繩狀凝膠部件的截面形狀可以是一定,也可以部分變化,還可以是接觸LED 的部分具有鼓起或與導光板的光入射面形狀匹配的形狀。例如,通常,由于LED發光面的高度(是與用LED和導光板夾壓的方向近似垂直方向的長度,相當于導光板的厚度方向)小于導光板的入射面的高度(或同等),所以如圖5(e)所示,LED發光面側窄、導光板入射面側寬的形狀也有效。另外,LED的發光面是平坦形狀、透鏡這樣的凸形狀等各種各樣形狀,可以根據 LED發光面的形狀來選擇繩狀凝膠部件的LED接觸側的形狀。例如,當LED發光面是平坦或凹狀時,繩狀凝膠部件的LED接觸側的形狀優選是凸狀曲面,當LED發光面是凸狀時,優選是平面狀。另外,當LED發光面是凹狀時,更具體而言,繩狀凝膠部件的LED接觸側的形狀特別優選圓柱側面狀的凸形狀。以下,說明其理由。S卩,LED發光面即使看起來平坦,例如如圖22(a)所示,有時若干密封材料部分也形成球面狀的凹形狀。此時,當繩狀凝膠部件的LED接觸側的形狀是平坦或半球球狀時,在 LED發光面的凹部內的空氣被排除前,凹部的周端部被繩狀凝膠部件的表面密封,所以導致在凹部內殘留空氣層,因而不優選。另一方面,當繩狀凝膠部件的LED接觸側的形狀是圓柱側面狀的凸形狀時,如圖23(a)所示,由于LED發光面的半球狀凹部和圓柱狀的繩狀凝膠部件側面接觸,所以當使繩狀凝膠部件向LED發光面擠壓接觸時,如圖23(b) (d)所示, 從線接觸開始一邊緩緩增加接觸面積一邊轉到面接觸,從而一邊排除LED發光面的半球狀凹部內部的空氣一邊與所述凹部接觸,因而可避免在LED和繩狀凝膠部件的接觸部殘留氣泡。另外,繩狀凝膠部件的凸狀曲面的曲率由繩狀凝膠部件的直徑尺寸與LED發光面和導光板的入射面的面積之間的關系來適當設定,如圖四所示,例如對于用LED和導光板夾持設置截面形狀為圓系的繩狀凝膠部件作為一例的情況而言,根據繩狀凝膠部件、LED發光面和導光板的尺寸關系,當像圖29(b)這樣因過度膨出而發生向光學裝置組裝上的制約時,當因對導光板的不充分接觸狀態而得不到期望的亮度分布時,進而當如圖^Kc)所示在導光板側或LED發光面的側面過度膨出、從膨出部泄漏光、亮度下降時等,需要調整組裝條件。這時,優選像圖30(a)這樣的截面形狀。即如下形狀與LED和導光板接觸的部分是在接觸時不損失排除空氣作用的范圍內曲率小、緩和的圓柱側面狀的凸形狀,與夾持設置方向垂直的方向(導光板的面方向)的上下側平坦,所謂繩狀凝膠部件的截面形狀是上下平坦的橢圓形狀。通過形成該形狀,從而如圖30(d)所示,以小的壓緊力就能夠可靠地使凝膠部件與LED發光面和導光板的入射面的雙方全面地接觸,另外,也可避免像圖四(b)、 (c)這樣的因過度膨出所產生的問題。另外,作為另一實施方式,如圖33所示,可以是在繩狀凝膠部件的內部密封透明流體的構成,由于能減小繩狀凝膠部件的壓縮反作用力,所以在夾持設置于LED和導光板之間時,可減少對LED和導光板的應力負荷,可防止LED觸點部的破損,可防止導光板的變形(微細凹凸圖案的混亂)。特別地,在夾持設置于LED與導光板之間的狀態下,當由于LED 發光時的發熱而導光板膨脹時,由于LED和導光板的間隙變小,所以使繩狀凝膠部件的表面部變硬、使內部變軟,從而可以緩和此時的應力。作為密封于內部的透明流體,至少是與構成繩狀凝膠部件的凝膠原材料同等的透明性,只要在使用溫度范圍內不氣化則沒有特別限定,優選硅油、熱固化性或UV固化性的未固化凝膠原料等。
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繩狀凝膠部件的尺寸可根據以下見解而適當確定。首先,對于寬(用LED和導光板夾壓的方向的長度),重要的是由導光板和LED發光面的距離來確定,可以以該間隙為基準確定成寬具有規定壓縮狀態的寬尺寸。另外,長度由LED排列而成的距離來確定,可以將比排列距離長作為基礎來確定。應予說明,對于高度(是與用LED和導光板夾壓的方向近似垂直方向的長度,相當于導光板的厚度方向),夾持設置時LED發光面和導光板的光入射面能全面地接觸繩狀凝膠部件是必要條件,另外,可以根據液晶顯示裝置或照明裝置等光學裝置的組裝的空間高度來確定。例如,基本上確定為比所述組裝的空間低,或者可確定為比壓緊部件或上下構件的空間高度稍高地(在不損失性能、耐久性的范圍)有意地組裝時使其壓縮而固定的高度。另外,作為其它方式,如圖7所示,本發明的光學用凝膠部件也可以使用在液晶顯示裝置或照明裝置等光學裝置的導光板的規定位置預先將所述繩狀凝膠部件一體化而得的部件。例如可使用在導光板的周圍將所述繩狀凝膠部件嵌入成環狀的組裝方法、使繩狀凝膠部件的未固化原料接觸導光板并使其固化的一體成形等方法。這時,在導光板的外周面可形成收納繩狀凝膠部件的凹狀溝。或者,液晶顯示裝置等光學裝置的背光燈結構通常如圖1所示,使用反射片。因此,如圖8所示,也可使用在反射片的規定位置預先將所述繩狀凝膠部件一體化而得的部件。此時,在片材上一體化地層疊有繩狀凝膠部件,本發明的光學用凝膠部件的形狀是該一體化接觸面與導光板或反射片側壓合而成為面接觸,其余可以是曲面(即,例如是縱向切割圓柱體的切割圓柱的狀態)。應予說明,這里所說的一體化包括可剝離的密合狀態、牢固密合的狀態,是指不論該密合的強度如何,在處理一體化產品時繩狀凝膠部件都不會從導光板或反射片等的一部分脫落的附著狀態。2.光學用凝膠部件的性狀、性能本發明的光學用凝膠部件由繩狀凝膠部件構成,介入作為液晶顯示裝置或照明裝置等光學裝置的發光部的LED發光面、和導光板的與LED發光面對置的入射面的空隙來使用,能減少來自LED的光入射損失。因此,作為光學用凝膠部件的性狀、性能,可舉出⑴透明性、(ii)折射率與導光板相同或相近、(iii)硬度適度、(iv)為了再加工性等而具有粘合性和剝離性、(ν)壓縮率和排斥力適度、(Vi)低滲出性等。以下進行說明。⑴透明性本發明的光學用凝膠部件的透明性是必須要件。透明是指包含無色透明、著色透明、半透明的意思,本發明所使用的例如透明有機硅凝膠在波長為380 780nm區域的可見光的總光線透射率(根據JIS K7105 “塑料的光學特性試驗方法”)優選是80%以上,更優選是85%以上,特別優選是90%以上。透射率是透明部件的透明度的指標,當透射率小于80%時,例如光難以透過透明部件。另外,當透射率為80%以上的波長區域比380nm 780nm區域窄時,紅色側(高波長側)或藍色側(低波長側)的光的透射性下降,因而不優選。在此,透射率是使用分光光度計等測定的值。本發明的光學用凝膠部件由于整體透明,所以如圖10的示意圖所示,由LED入射到繩狀凝膠部件的光有時從繩狀凝膠部件的端部漏出,出于防止這種光泄漏的目的,本發明的光學用凝膠部件可以形成所述繩狀凝膠部件的外周面和端面的透光率不同、端面的透光率小的構成。通過形成這樣的構成,從而可以效率良好地將更多的光傳送給導光板。在此,所謂降低透光率,更準確地是指在端面和外層(空氣層)的界面將來自LED 的光更多地反射到凝膠內、減少向外層的射出光量(透射率變低),不包含光吸收作用所導致的透光性的降低。優選端面的透光率相對于外周面的透光率為90%以下。作為降低端面的透光率的方法,如圖11(a)所示,可使用將端面細微地粗糙化而制成磨砂玻璃的方法,如圖11(b)所示,可使用用鋁或光學用反射膜的反射層所使用的材料等高光反射性涂料對端面進行襯涂等的形成反射層的方法等。作為將端面細微地粗糙化的方法,可使用在切斷繩狀凝膠部件時特意地使該裁截面粗糙化,或者在將繩狀凝膠部件成型時增大作為端面部分的模具表面的粗糙度等方法。另外,根據同樣的技術思想,如圖11(c)、(d)所示,不僅是端面,而且在外周面上也可以降低與LED和導光板接觸的部分以外的外周面部分的透光率,特別是當附加反射層時,既可以減少端面的漏光又可以減少來自外周面的漏光,因而可以更高效率地向導光板傳送光。此時,相對于與LED和導光板接觸的部分的透光率,優選在90%以下,可使用與減少端面的透光性的方法相同的方法。應予說明,外周面和端面的透光率的所述比例是由在與外周面以及端面相同的表面狀態下、用由與繩狀凝膠部件相同的材料構成的相同厚度的片材狀片進行測定的各自的透光率導出的值。(ii)折射率本發明的光學用凝膠部件的折射率至少比空氣的折射率大,且優選LED發光面 (通常,被環氧樹脂密封)和導光板的材料的折射率之差小,該差越小,繩狀凝膠部件與LED 發光面和導光板的接觸界面處的光反射越少,對提高光傳送性有利。(iii)硬度構成本發明的光學用凝膠部件的例如有機硅系凝膠、丙烯酸系凝膠、聚烯烴系凝膠等透明凝膠的硬度是,基于JIS K6253的JIS-A硬度為0 80或者根據JIS K2207測得的針入度(25°C )為20 200。優選SRIS0101標準的ASKER C硬度為0 30或者根據 JIS K2207測得的針入度(25°C)為20 200。硬度通常是使用用與硬度范圍相對應的硬度計測得的值,對于本發明的硬度,同樣地也是在JIS-A硬度的數值范圍中包含ASKER C硬度和針入度,更具體而言,也規定了以ASKER C硬度和/或針入度計的硬度。應予說明,本發明的凝膠是指所述硬度范圍的材料,也包含橡膠的概念。如果是該硬度范圍,則可以追隨LED發光面或導光板入射面的形狀而密合,可以減少密合界面處的光傳送損失。如果硬度大于所述范圍而變硬,則很難追隨所述密合面,因空氣層的存在而容易發生光傳送損失,而且密合時的排斥應力變大,存在LED的貼裝部分 (主要是焊接接合部)容易破損的不良情況,因而不優選。另外,小于上述硬度范圍的柔軟材料由于過于柔軟而難以處理、導致操作性下降,而且容易滲油,因而不優選。另外,本發明的光學用凝膠部件的LED側和導光板側可以具有相同硬度,但如圖 12(a)的例示,LED側和導光板側也可以具有不同硬度。此時,為了能夠密合以進一步減少來自LED發光面的光損失、光學用凝膠部件覆蓋LED、以及容易組裝,優選LED側比導光板側柔軟(即低硬度和/或壓縮排斥力小)。另外,如圖12(b)所示,也可以僅與LED接觸的部分柔軟。同樣地,本發明的光學用凝膠部件,內面部可以具有與LED側及導光板側的表面部相同的硬度,也可以使光學用凝膠部件的表面部和內部的硬度不同,如圖12(c)所示,通過使LED側及導光板側的表面部比內面部柔軟,從而可以給光學用凝膠部件帶來韌性而提高操作性(handling),而且可以提高與LED和導光板的密合性。另外,如圖12(d)所示,通過形成使光學用凝膠部件的表面部變硬、使內部變軟的構成,從而能夠減小光學用凝膠部件的壓縮排斥力,所以在LED和導光板之間夾持設置時,可減少對LED和導光板的應力負荷, 防止LED觸點部的破損、防止導光板的變形(微細凹凸圖案的混亂)。特別地,對于在夾持設置于LED和導光板之間的狀態下、因LED發光時的發熱而導致導光板膨脹的情況而言,由于LED和導光板的間隙變小,所以通過使光學用凝膠部件的表面部變硬、使內部變軟,從而能緩和此時的應力,很有效果。在圖12(d)的實施方式中,內部的低硬度凝膠部分331可以是半固化狀態的凝膠。應予說明,此時的低硬度凝膠部分331的硬度對于半固化的情況而言,可以是根據JIS K2207測得的針入度(25°C )為大于200或者根據JIS K2220(l/4錐體)測得的稠度為20 以上。作為使硬度不同的方法,沒有特別限定,例如可舉出(i)在單面或內部將不同硬度的層共擠出的方法、( )成形時層疊不同硬度的層而成型的方法0色成型法)、(iii)成形時在模具中加入不同硬度原料而成型的方法、(iv)裁斷表里不同硬度層疊片材的方法、 (ν)使不同硬度原料鄰接地進行印刷的2色印刷法、以及(vi)在半固化物的表面涂布固化劑(例如有機硅系凝膠中,氫聚硅氧烷(以下稱為SiH油))的方法等。(iv)粘合性和剝離性優選本發明的光學用凝膠部件的表面具有粘合性和剝離性。如果表面具有粘合性,則能起到如下作用在使光學用凝膠部件接觸導光板、LED而組裝時,能阻止翹曲而提高操作性的作用,以及在夾持設置于導光板和LED而組裝后,能避免由于振動或其它外力而使接觸面偏移、或從夾持設置部脫落的不良情況的作用。另外,即使有由與光學裝置的工作·停止相伴的導光板的熱膨脹·收縮所產生的LED與導光板的間隙尺寸的變化,也可通過以強粘合力(接合力)使光學用凝膠部件與導光板或LED牢固地密合,從而光學用凝膠部件既保持與導光板和LED密合的狀態又追隨所述間隙尺寸的變化地進行變形,既能緩和產生尺寸變化時的應力集中又能可靠地將LED的光傳送給導光板。優選所述粘合性是根據JIS Z0237進行的傾斜式滾球粘性試驗(傾斜角30度) 中的球號為5 32。另外,剝離性包含在再加工操作中剝離光學用凝膠部件時,能不損壞(材料破壞) LED和導光板的接觸面(剝離面)地剝離。從光學用凝膠部件的再利用的觀點出發,優選具有能通過手操作而剝離的程度的剝離性。作為賦予粘合性的方法,可以利用透明凝膠自身的粘性,也可以對透明凝膠原料給予粘合劑而體現粘合性。對于這些情況而言,由于光學用凝膠部件整體(表面和內部均是)由粘合性材料形成,所以在繩狀凝膠部件的截面也可以具有粘合性。另外,作為另外的方法,也可以形成在凝膠的表面層疊粘合層的結構。所述粘合層可以是透明的粘合膠帶,特別優選無基材的粘合層。另外,當透明凝膠原料和/或粘合性成分是加成反應型聚硅氧烷系時(包含利用凝膠自身的粘性的情況),也可以使氫聚硅氧烷(以下SiH油)成分與固化或半固化狀態的
14光學用凝膠部件的粘合面接觸,進行降低粘合性的調整。作為所述接觸方法,可使用涂布、 噴霧或浸漬SiH油的原液或用溶劑制得的稀釋液等的方法。另外,本發明的光學用凝膠部件的LED側和導光板側可以具有相同粘合性,LED側和導光板側也可以具有不同的粘合性(不同粘合性)。此時,如圖13(a)所示,優選LED側比導光板側粘合性高。這是因為LED側的接觸面積比導光板側小而LED側的密合力變小, 所以通過增大LED側的粘合力從而可以提高LED側的密合可靠性等。另外,如圖13(b)所示,也可以僅LED接觸部分為高粘合。作為形成不同粘合性的方法,沒有特別限定,例如可舉出(i)在單面將不同粘合層共擠出的方法、(ii)成形時在單面的模具中涂布SiH油等而成型的方法、(iii)成形時按照使單面的模具接觸空氣等的方式開放從而使其固化的方法、(iv)裁斷表里不同粘合片材的方法、(ν)在固化或半固化狀態的光學用凝膠部件的表面的一部分涂布、噴霧或浸漬SiH 油的方法等。(ν)壓縮排斥特性本發明的光學用凝膠部件由于被LED和導光板夾壓地使用,所以不僅是硬度,而且在本發明中壓縮變形特性(壓縮排斥特性)也是必要的構成要件,這是因為,通過使雙方的條件嚴格一致,從而以更低壓進行變形而易于追隨抵接面,且夾持設置后的排斥應力小, 由此可實現將夾壓狀態維持成不產生空隙的一直穩定的狀態。如圖19所示,光學用凝膠部件可以根據硬度、形狀大幅改變壓縮排斥力,但如果該壓縮排斥力過大,則如圖19中的(I) 曲線所示,在將光學用凝膠部件與導光板、LED密合時,由于以微小的壓縮率就生成大的排斥力而容易對發光元件的固定部分產生負荷進而導致破損、由于容易發生引發透明凝膠原料中的溶劑成分(有機硅系凝膠的情況是油成分、未交聯成分)的滲出(也稱為滲出現象) 等的不良情況,因而不優選。如圖19的(II)曲線所示,本發明的光學凝膠部件存在開始壓縮后排斥力的上升緩慢的區域,在該區域中優選用LED和導光板夾持設置。作為具體的特性值,優選在粗方向以壓縮率30%使光學用凝膠部件壓縮變形時具有12MPa以下的排斥力,更優選的是如果在3MPa以下則使雙方的條件更嚴格地一致。如果比該范圍大,則夾持設置時的排斥應力變大,特別地由于LED側的LED接觸面小,所以容易產生應力容易集中、 LED的貼裝部分(主要是焊接接合部)容易破損的不良情況,因而不優選。在此,所述的排斥力由以lmm/min的速度相對于壓縮方向的初期厚度壓縮30%作為光學用凝膠部件的壓縮方向的厚度變形量的時刻的試驗力、和與所述加壓時刻進行加壓的夾具接觸的光學用凝膠部件的接觸面積(在上下加壓面不同時是其平均值)算出。另外,如圖19的(III)曲線所示,外周面具有凸狀曲面的光學用凝膠部件具有排斥力上升能更加緩和的效果。另外,為了以更低壓進行變形而易于追隨抵接面、且減小夾持設置后的排斥應力, 也可以用LED發光面和導光板夾持設置半固化狀態的光學用凝膠部件后加熱或照射能量線而使其固化。應予說明,此處所說的半固化是指固化到不流動程度的狀態、且顯示相對于完全固化時的硬度為95%以下的硬度。(vi)低滲出性本發明的光學用凝膠部件被LED和導光板夾壓,且受到LED的發熱的影響。因此, 由于凝膠部件容易滲油,所以出于避免滲出油所導致的電氣構件的觸點不良等不良情況的目的,優選具有低滲出性。為了具有低滲出性,如后所述,優選使用特定的分支型有機硅凝膠作為有機硅凝膠。(vii)壓縮永久變形特性因為導光板被組裝到光學裝置內使用,所以反復進行如下的膨脹·收縮當光學裝置工作時,在因來自以LED為代表的各種電子構件的發熱而帶來的溫度影響下發生膨脹,另一方面,在光學裝置停止時,伴隨溫度的下降,進行收縮而復原。特別是對于樹脂制導光板的情況而言,由于熱膨脹系數大,所以由于該膨脹 收縮而產生LED和導光板之間的間隙變化。即,光學用凝膠部件在被反復壓縮的環境下使用。此時,如果光學用凝膠部件的壓縮永久變形大,則光學用凝膠部件的變形(特別是間隙寬時的光學用凝膠部件的形狀復原)不能追隨所述間隙變化,光學用凝膠部件與LED和/或導光板的接觸面性下降(極端情況下出現間隙),結果光傳送效率可能下降。尤其對于在大型導光板的底邊側面介由光學用凝膠部件配置LED的情況而言,由于導光板等的荷重施加在光學用凝膠部件上,所以更容易產生壓縮永久變形。因此,優選本發明的光學用凝膠部件的壓縮永久變形小,具體而言,采用JIS K6262標準法的壓縮永久變形優選是50%以下,進一步優選30%以下。3.光學用凝膠部件的原材料本發明的光學用凝膠部件由選自透明的有機硅系凝膠、丙烯酸系凝膠、聚烯烴系凝膠、聚氨酯系凝膠、丁二烯凝膠、異戊二烯凝膠、丁基凝膠、苯乙烯丁二烯凝膠、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物凝膠、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物凝膠或氟凝膠中的至少一種透明凝膠形成,可根據對光學裝置的適用條件來選擇。特別是要求耐熱性、壓縮永久變形小時,優選有機硅系凝膠。(i)有機硅系凝膠有機硅系凝膠由于耐熱性優異、各種特性的溫度依賴性小、另外壓縮永久變形也小,所以適合于使用高輸出功率的LED的情況、導光板的熱膨脹收縮的影響大的情況。本發明中,有機硅系凝膠只要滿足上述本發明要求的各種特性,則可使用公知市售的有機硅系凝膠。另外,有機硅系凝膠可使用加成反應型、縮合型、能量線固化型、混煉型(熱硫化型) 中任一種,但優選加成反應型有機硅系凝膠。另外,特別優選不會因熱等而發生經時性變黃的凝膠。作為上述加成反應型有機硅凝膠,可適當選擇使用以往所知的、作為市售的各種有機硅材料而通常使用的硅化合物。由此,可使用加熱固化型或常溫固化型的材料、固化機理是縮合型或加成型的材料等,特別優選由加成型有機硅組合物得到的有機硅凝膠。另外,作為本發明的有機硅系凝膠,為了提高折射率,特別優選苯酚系。另外,將高折射率化、賦予粘合性等作為目的,也可使用環氧改性有機硅系、丙烯酸改性有機硅系等各種改性有機硅凝膠。作為具體的加成反應型有機硅凝膠材料,例如Dow Corning Toray (株)制的商品名CF-5106(針入度為150)等較好,對于該有機硅凝膠材料,將作為原料的有機硅樹脂分為A液和B液,以規定比率混合該兩液并加熱,由此可得到具有期望針入度等的有機硅凝膠材料。所述有機硅系凝膠具有來自表面的非交聯官能團的粘合性,但也可使用以下物質例如配合MQ樹脂型粘合賦予成分而得的物質;使用了通過添加非反應性粘合成分、調整非交聯官能團的側鏈長度或末端官能團的種類等從而體現粘合性等的公知的粘合性賦予方法而得的物質。(ii)分支型有機硅凝膠本發明中,有機硅系凝膠可使用上述材料,但要進一步減少凝膠中的溶劑的滲出時,優選使用以下特定的分支型有機硅凝膠。分支型有機硅凝膠是代替直鏈型有機硅凝膠的烯基聚硅氧烷而形成(A)分支型有機聚硅氧烷的材料,是將含有(B)有機氫聚硅氧烷和(C)加成反應催化劑的組合物熱固化而成的材料。以下,進行說明。上述(A)成分的分支型有機聚硅氧烷,從操作方面出發,作為粘性,優選在未固化狀態下用Jis Z8803標準的共軸雙重圓筒形旋轉粘度計進行測定的在25°C的粘度是10 IOOOOOmPa · s的范圍,其用下述通式(1)表示。通式(1)[R1aSiOi4^72] p [R22SiO272] q [R2bR3cSiO(4_b_c)/2] r(式中,R1是相同或不同的碳原子數1 10的一價烴基,R2是相同或不同的碳原子數1 10的一價烴基,R3是相同或不同的碳原子數2 10的烯基,a是0或l,b是0 2的整數,c是1 3的整數,滿足2彡b+c彡3,p、q、r是1彡ρ彡30,100彡q、2彡r且滿足 0. 1 彡[100Xp/(p+q+r)]彡 5. 0。)上述通式(1)的作為R1的碳原子數1 10的一價烴基,具體而言,可舉出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基的直鏈烷基,1-甲基丁基、2-乙基丁基、 2-乙基己基等支鏈烷基,環戊基、環己基等環烷基,乙烯基、烯丙基、丁烯基、己烯基等烯基, 苯基、甲苯基等芳基等,優選是甲基、乙基、丙基等碳原子數1 3的烷基,從容易合成以及得到的有機硅凝膠固化物的耐熱性、物理性質優異出發,更優選是甲基(CH3-)。這些基團的氫原子可以部分地被其它原子或結合基團取代。另外,R1是多個時(a = l、p彡2),可以相同或不同。另外,上述通式(1)的R2是碳原子數1 10的一價烴基,具體而言,可舉出甲基、 乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基的直鏈烷基,1-甲基丁基、2-乙基丁基、2-乙基己基等支鏈烷基,環戊基、環己基等環烷基,苯基、甲苯基等芳基等,優選是甲基、 乙基、丙基等碳原子數1 3的烷基,從容易合成以及得到的有機硅凝膠的耐熱性、物理性質優異出發,更優選是甲基(CH3-)。這些基團的氫原子可以部分地被其它原子或結合基團取代。另外R2可以相同或不同。另外,上述通式(1)的R3是碳原子數2 10的烯基,具體而言,是乙烯基、烯丙基、 異丙烯基、環己烯基等,從利用多種催化劑而容易地進行反應出發,優選是乙烯基。另外,R3 為多個時,可以相同或不同。另外,在通式(1)中,a是0或1,b是0 2的整數,c是1 3的整數且是滿足 2 ^ b+c ^ 3的數,優選a是1,b是1,c是1。另外,p、q、r是 1 彡 ρ 彡 30、100 彡 q、2 彡 r 且滿足 0. 1 彡[100 Xp/(p+q+r)]彡 5. 0 的數,優選ρ是3 20,q是300 3000,r是5 17。上述p、q、r表示構成(A)成分的分支型有機聚硅氧烷的硅氧烷成分的組成比。 (A)成分的固化物狀態隨著p、q、r值而變化,隨著ρ的組成比例變大,由凝膠狀態向橡膠狀態、進一步向樹脂狀態變化,結果有機硅固化物的狀態也同樣地變化,但本發明的有機硅固化物為了保持凝膠獨特的柔軟性,以P的組成比例滿足0.1彡[100Xp/(p+q+r)]彡5. 0的條件作為必須要件。其中,ρ是規定側鏈數(從主鏈分支的數目)的數值,另外,是賦予低滲出性的重要因素,優選P是3 20、即從Si-O的主鏈分支出的側鏈數是每一分子為3 20,特別優選是5 15。如果ρ是2以下時,則低滲出性的效果小,未達到改善以往產品的滲油的水平。 另一方面,如果P大于20,則相反地滲油增多,因而在凝膠片材等用途中不優選。另外,在ρ 值和滲油量的關系中,在特別優選的P的范圍5 15中,滲油量最小。另外,q是Si-O重復單元的數目,是規定聚硅氧烷的直鏈長度的數值,q越大直鏈長度越長,如果是相同側鏈條件則分子量變大。q是既與ρ有關系,又與固化后的低滲出性和未固化時的(A)成分的粘度相關的因素。對于低滲出性,例如P—定時,如果q變大,則由于固化后的未交聯浮游狀態的成分 (A)分子難以進行分子運動,所以結果是滲油減少。另外,如果隨著q的增加P也增加、隨著 q的減少P在增加等,則固化后的交聯網絡變密,而且固化后的未交聯浮游狀態的成分(A) 分子的分子運動也由于分子間的立體阻礙而受到限制,所以結果是滲油進一步減少。本發明中,以q是100以上作為必須要件。如果q小于100,則在本發明的ρ的范圍中,得不到充分的滲油降低效果。另一方面,對于未固化時的㈧成分的粘度,總的來說, q變大則粘度變大,q小則粘度變小。本發明中,q的更優選范圍是300 3000,此時可充分得到低滲出性且適合操作的粘度。另外,r表示用于通過加熱而與(B)成分的硅鍵合氫原子發生反應的烯基的含有比例。為了進行交聯而得到凝膠固化物,分子內需要最低2個烯基,如果r= 1,則由于反應后無法交聯,所以得不到凝膠固化物。因此,需要r是2以上。接著,如果不在0. 1 ( [100Xp/(p+q+r)] ( 5. 0范圍,則得不到低滲出性的凝膠狀固化物。作為(A)成分的分支型有機聚硅氧烷,具體而言,例如可舉出下述的通式表示的物質。
V"3 V 嚴3〉
I S 卜 I i S廣 Ox J I CH2=CH卞01/2 I
\ /Ach3 /q \CH3 /
或
(V"3 V M
1 SiO2 ) I S廣。M I (CH2=CH卞01/2 J \ /p \ch3 /q \ CH3 Λ式中,p、q、r是 1 彡 P 彡 30、100 彡 q、2 彡 r 且滿足 0. 1 彡[100Xp/(p+q+r)]彡 5. 0 的數。(A)成分的分支型有機聚硅氧烷在分子內含有1個以上且小于30個三官能或四官
18能的硅氧烷。另外,具有2個以上用于與(B)成分的有機氫聚硅氧烷進行反應而獲得有機硅凝膠固化物的烯基。另外,對于本發明中的(A)成分的利用凝膠滲透色譜測定的按標準聚苯乙烯換算的重均分子量(Mw),優選1000 100000。重均分子量(Mw)是根據主鏈長度、側鏈數和側鏈長度的結構因素而確定的(A)成分的分子量的平均值,由于上述的結構因素,因而固化后的三維交聯網絡的大小和固化狀態中的未交聯浮游(A)成分的分子運動的難易性發生變化,所以結果是與低滲出性有深刻關系。另外,如上述q的說明,也與未固化時的(A)成分的粘度有關系。具體而言,如上述的P和q的說明。從低滲出性的觀點出發,如果重均分子量(Mw)小于1000,則得不到充分的低滲出性,另一方面,如果重均分子量(Mw)大于100000,則在ρ小的條件下,交聯網絡結構變粗,難以得到充分的低滲出性。另一方面,從未固化時的粘度的觀點出發,如果重均分子量(Mw) 小于1000,則未固化(A)成分的粘度變低,不能制造均勻組成的有機硅凝膠固化物,另外, 如果重均分子量(Mw)大于100000,則組合物的粘度變高,發生混合操作性下降的不良情況。本發明的組合物配合有機氫聚硅氧烷作為(B)成分。(B)成分的有機氫聚硅氧烷是公知的,在分子內具有2個以上硅原子鍵合氫原子。其中,(A)成分的分支型有機聚硅氧烷中的烯基的含有數目是2個時,(B)成分的有機氫聚硅氧烷中的硅原子鍵合氫原子的數目是3個以上。這些硅原子鍵合氫原子的位置可以在有機聚硅氧烷的末端、側鏈。另外,加成反應催化劑(C)可以是作為促進(A)成分中的與硅原子鍵合的烯基和 (B)成分中的與硅原子鍵合的氫原子的加成反應(硅氫化反應)的催化劑而熟知的任何催化劑。通常,使用鉬族金屬系催化劑,例如可舉出氯鉬酸、醇改性氯鉬酸、氯鉬酸和乙烯基硅氧烷的配合物、氯鉬酸-2-乙基己醇溶液等鉬系催化劑,四(三苯基膦)鈀、鈀黑和三苯基膦的混合物等鈀系催化劑,銠催化劑等。其中,優選氯鉬酸-2-乙基己醇溶液。這些催化劑的配合量可以是所謂的催化劑量。通常相對于(A)成分和(B)成分的合計量是0. 1 100ppm(按催化劑金屬元素換算)的范圍。對于使用(A)成分的分支型有機聚硅氧烷的情況,在本發明的組合物中,作為交聯劑的氫聚硅氧烷的配合量是,相對于(A)成分的與硅原子鍵合的烯基1個,與硅原子鍵合的氫原子為0. 1 1. 5個,優選是0. 2 1. 2個的量。如果小于0. 1個,則交聯程度不充分, 因而出現固化不良的不良情況。另一方面,如果大于1.5個,則難以得到期望針入度(20 200)的加成反應固化型有機硅凝膠固化物,進而該加成反應固化型有機硅凝膠的物性容易經時變化。另外,如上所述,鉬催化劑的配合量通常是相對于(A)成分和氫聚硅氧烷的合計量為0. 1 100ppm(按催化劑金屬元素換算)的范圍。上述硅氫化反應可使用公知的技術來進行。本發明的低滲出性的有機硅凝膠固化物是將上述的組合物熱固化而成的材料。作為本發明的有機硅凝膠固化物的制造方法,沒有特別限定,通常通過將構成組合物的(A)成分的分支型有機聚硅氧烷和(B)成分的有機氫聚硅氧烷作為原料,在(C)成分的加成反應催化劑的存在下使兩者進行硅氫化反應(加成反應)而得到。上述硅氫化反應可使用公知的技術來進行。
(iii)丙烯酸系凝膠另外,作為上述丙烯酸系凝膠,只要是用于粘合劑等的、將含有丙烯酸酯的單體聚合而成的聚合物,則可使用各種物質,例如可使用將(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基) 丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸異戊酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸異十四烷基酯、(甲基) 丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸異壬酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸異硬脂酯等丙烯酸系單體聚合或共聚而成的物質。應予說明,上述(共)聚合時使用的丙烯酸酯除單獨使用以外,還可以并用2種以上。(iv)聚烯烴系凝膠另外,作為本發明的光學用凝膠部件的透明凝膠,可使用聚烯烴系凝膠,從生產率的觀點出發,特別優選透明性和伸長率以及表面強度優異的聚乙烯系凝膠。(ν)其它透明凝膠另外,作為本發明的光學用凝膠部件的透明凝膠,除上述的有機硅系凝膠、丙烯酸系凝膠、聚烯烴系凝膠以外,還可使用透明的聚氨酯系凝膠、丁二烯凝膠、異戊二烯凝膠、丁基凝膠、苯乙烯丁二烯凝膠、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物凝膠、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物凝膠或氟凝膠。另外,作為光學用凝膠部件的其它實施方式,在光學用凝膠部件中,例如如圖32 所示可附加光擴散作用。由此,由于能夠用光學用凝膠部件將點光源LED的射出光擴散并入射到導光板,所以導光板的射出分布的均勻化設計變得容易。作為附加光擴散作用的方法,例如對于圖32(a)的方式的情況,可使用在所述透明凝膠中混合光擴散劑(或擴散劑)使其分散的方法,例如對于圖32(b) (c)的方式的情況,可使用將含有光擴散劑的組合物涂覆在光學用凝膠部件的表面的方法、或者將透明凝膠原料和分散有擴散劑的透明凝膠原料進行共擠出成形而在光學用凝膠部件的表面形成擴散層的方法等。作為上述光擴散劑(或擴散劑),可使用公知的光擴散構件所使用的材料。例如, 作為無機光擴散劑,可舉出二氧化硅、白炭黑、滑石、氧化鎂、氧化鋅、氧化鈦、碳酸鈣、氫氧化鋁、硫酸鋇、硅酸鈣、硅酸鎂、硅酸鋁、硅酸鋁鈉、硅酸鋅、玻璃、云母等。另外,作為有機光擴散劑,可舉出苯乙烯系聚合粒子、丙烯酸系聚合粒子、硅氧烷系聚合粒子、聚酰胺系聚合粒子等。這些光擴散劑可分別單獨使用,或者可以組合2種以上使用。另外,為了得到優異的光散射特性,這些光擴散劑也可形成花瓣狀或球晶狀等的多孔結構。應予說明,光擴散劑可添加或混合不損失透光性的范圍的量。4.光學用凝膠部件的使用方法、用途本發明的光學用凝膠部件如圖3所示,例如夾持設置于液晶顯示器(LCD)的背光燈的導光板與在該導光板的側面配置的光源的發光部(LED)的空隙,另外,可適用于具有將發光部和導光板組合而成的光學構成的光學裝置整體。應予說明,作為貼裝LED的基板, 可使用柔性基板、環氧玻璃基板等公知的基板。通過使用繩狀透明凝膠部件作為光學用凝膠部件,從而可以減少來自LED的光入射損失。另外,使用多個LED時,即使多個LED在基板的貼裝位置有偏差,也可以通過用光學用凝膠部件填埋間隙從而效率良好地將來自LED光導入到導光板中。另外,將本發明的光學用凝膠部件的使用方法與組裝方法一起例示于以下。作為第一組裝方式,可使用一種光學裝置的組裝方法,其特征在于,用液晶顯示裝置或照明裝置等光學裝置的導光板和由發光二極管(LED)構成的發光元件夾入并壓縮固定。根據該方法,例如如圖14所示,使繩狀凝膠部件接觸導光板(或由LED構成的發光元件),接著接觸由LED構成的發光元件(或導光板),進一步夾壓使繩狀凝膠部件變形, 使其與導光板和LED發光面全面地接觸,進行固定。另外,對于用于導光板的2邊以上的情況,可逐邊地分別組裝繩狀凝膠部件,也可以是如圖15的例示,按照將2 4邊長度的繩狀凝膠部件卷繞于導光板外周面的方式進行安裝,并與對應于各邊的發光元件接觸而夾持設置的方法,尤其對于用于導光板的4邊的情況,也可以是將繩狀凝膠部件制成閉環狀(環狀),嵌合在導光板外周面的方式。另外,也可以是組裝在上述的導光板、發光元件、光學片材等上預先密合繩狀凝膠部件并一體化而成的光學構件的方法,繩狀凝膠部件可以以能剝離的程度密合于導光板、 發光元件、光學片材等,也可以牢固地密合并一體化。例如可使用在反射片上一體化繩狀凝膠部件而成的光學構件,如圖16所示地組裝。另外,當在將繩狀凝膠部件夾持設置于導光板的入射面和LED發光面的間隙的過程中、使繩狀凝膠部件不從規定的面接觸位置移動時,如圖35(a)、(b)所例示,繩狀凝膠部件的形狀可以是如下形狀在繩狀凝膠部件的厚度方向的兩端具有與和導光板入射面(或 LED發光面)的抵接面鄰接地突出的突出部370a和370b,截面形狀近似U字形;如圖36或圖37各自所示,能以覆蓋導光板的入射面或LED發光面的方式嵌合的形狀。應予說明,U字形的截面形狀可以在繩狀凝膠的縱方向全部相同,可以是部分改變所述突出部長度的截面形狀,進而也可以僅將繩狀凝膠部件的一部分制成U字形的截面形狀。當與導光板入射面(或LED發光面)接觸的繩狀凝膠部件的抵接面是凸狀曲面時,所述突出部可以形成所述突出部的前端比所述凸狀的抵接面前端部更突出的形狀,在按照覆蓋導光板的入射面或LED發光面的方式進行嵌合時,可以成對形成以固定成不脫落的程度。另外,所述突出部的形狀只要是能嵌合的形狀則沒有特別限定,按照覆蓋導光板的入射面或LED發光面的方式進行嵌合時,可以作為能固定至不脫落的程度、在對周圍構件的組裝沒有障礙的范圍內嵌入的程度的長度或寬度、厚度、突出角度來確定整體的形狀。 例如可以形成板狀、在與導光板相接的面設置溝或突起而難以從導光板(或LED)脫落。作為U字形的截面形狀,通過按照覆蓋導光板的入射面或LED發光面的方式進行嵌合,從而將繩狀凝膠部件在導光板的入射面或LED發光面定位,因此難以發生組裝時的位置偏移,操作性提高。尤其在光學裝置的組裝中,對于先貼裝并固定LED后,之后組裝導光板的以往的液晶顯示裝置的組裝方式的情況而言,也可以在沒有繩狀凝膠部件脫落或位置偏移的情況下進行組裝。此時,可以一邊將繩狀凝膠部件的被LED抵接面壓接在LED發光面一邊組裝在導光板側嵌合U字形繩狀凝膠部件而得的構件,也可以在固定的LED發光面嵌合繩狀凝膠部件后壓接導光板來進行組裝。
另外,組裝后也很難發生受振動或導光板的熱膨脹收縮等影響而導致的繩狀凝膠部件的面接觸部的位置偏移。另外,在組裝背光燈單元時,當導光板的厚度方向不能確保充分的組裝空間時,如圖38(a)、(b)所例示,可以是所述U字形截面形狀中僅單側具有突出部的近似L字形的截面形狀,也可以作為圖39(a) (d)的任一配置進行組裝,可以用與上述U字形截面形狀的情況同樣的方法進行組裝。另外,在一個繩狀凝膠部件中,可以是形成U字形截面形狀部分和L字形截面形狀部分的形狀。另外,作為第二組裝方式,在如圖9所例示的、使用剝離膜和光學用凝膠部件以可剝離的狀態層疊而得的層疊品的情況中,可舉出一種光學裝置的組裝方法,其特征在于,用液晶顯示裝置或照明裝置等光學裝置中的導光板和由發光二極管(LED)構成的發光元件夾入從光學用凝膠部件的層疊品上剝下剝離膜而得的光學用凝膠部件并壓縮固定。根據該方法,由于繩狀凝膠部件是以可剝離的狀態層疊在剝離膜上,所以即使是像繩狀凝膠部件細的情況、柔軟的情況這樣難以處理的情況,也可以容易地組裝,另外,如果最優化剝離膜的形狀,則具有能夠具有組裝時的定位夾具的作用、在正確位置的組裝成為可能的顯著效果。該方法可以是以下方法除去剝離膜,使露出的光學用凝膠部件的剝離露出面分別與LED和導光板接觸而夾持設置的方法;使所述剝離露出面以外的部分分別與LED和導光板接觸而夾持設置的方法。前者的方法是例如,對于兩面層疊有剝離膜的繩狀凝膠部件的情況而言,如圖 17所示,從繩狀凝膠部件上剝離除去在導光板側接觸側的剝離膜,使繩狀凝膠部件的剝離露出面與導光板接觸,接著,剝離除去LED接觸側的剝離膜,使繩狀凝膠部件的剝離露出面與LED發光面接觸,進而用LED和導光板夾壓繩狀凝膠部件。另外,后者的方法是例如,對于使用單面層疊有剝離膜的繩狀凝膠部件的例子, 如圖18所示,配置帶剝離膜的繩狀凝膠部件和導光板、LED發光元件,同時或順次地使規定面與繩狀凝膠部件的側面(與層疊面基本垂直的面)接觸而夾持設置后,接著剝離除去剝離膜。剝離膜的除去可以是在夾持設置的中途或完全夾持設置的時刻,可以根據繩狀凝膠部件的形狀、硬度、粘合性等進行適當調整。為了得到上述的效果,優選剝離膜是至少寬度比繩狀凝膠部件寬、且為長條。作為剝離膜,可使用將醇酸樹脂系、氟有機硅系、脂肪酸酰胺系、聚醚砜樹脂系、乙酸纖維素樹脂系、聚酰亞胺樹脂系、聚酯樹脂系、聚醚樹脂系、環氧樹脂系、酚醛樹脂系、聚酰胺樹脂系、聚烯烴(例如聚丙烯)系等有機樹脂制成剝離層的膜;這些有機樹脂與其它有機樹脂層疊而成的膜、或者這些有機樹脂覆蓋其它有機樹脂膜的表面而成的膜等,特別優選醇酸樹脂系、氟有機硅系、脂肪酸酰胺系,高粘合時,優選脂肪酸酰胺系,特別優選雙酰胺系。另外,對于兩面層疊剝離膜的形式、繩狀凝膠部件具有不同粘合性的情況而言,優選在各面改變剝離膜的種類而得到良好的剝離選擇性(沒有所謂拉絲(泣豸別Λ)現象的狀態)地進行組合。另外,作為第三組裝方法,可以壓入、插入到已經組裝好的光學裝置的導光板與由發光二極管(LED)構成的發光元件的空隙中。此時,粘合性小、硬度柔軟的部件適合。
這些組裝方法中,優選繩狀凝膠部件夾持設置時在夾壓方向的壓縮率是50 %以下,繩狀凝膠部件的接觸面是凸狀曲面時,優選1 40%,更優選5 40%。如果在該范圍,則具有能消除發光元件所排列的LED的貼裝位置偏差、背光燈組裝中的與允許位置偏移相伴的光通過距離變動因素的效果。應予說明,所述壓縮率是用變形前的厚度去除壓縮變形量(從變形前的厚度減去變形后的厚度而得的值)時的百分率的值。如果壓縮率大于 50%,則容易誘發滲油,容易對LED施加過度的負荷,因而不優選,另外,當繩狀凝膠部件的接觸面是凸狀曲面時,如果不進行1 %以上的壓縮,則與凸狀曲面的端部的接觸不足,不能與LED發射面和導光板充分密合,因而不優選。另外,在這些方法中,可以將半固化狀態的繩狀凝膠部件組裝到所述空隙中后,利用加熱和/或能量線照射使其完全固化。如果采用該方法,則能更加追隨并接觸發光元件和導光板之間的空隙,而且,具有能減少固化后的繩狀凝膠部件所產生的排斥力的效果。作為這種繩狀凝膠部件的原材料,例如可使用Dow Corning Toray公司的SOTEFA之類的有機硅系原材料。另外,作為第四組裝方法,可舉出以下方法如圖21所示,預先將光學用凝膠部件伸長,使該光學用凝膠部件的繩狀部件的直徑變細(圖21a),維持拉伸狀態地將其插入到已經組裝好的光學裝置的導光板的光入射面和由發光二極管(LED)構成的發光元件的發光面之間的空隙后(圖21b),釋放該光學用凝膠部件的伸長,恢復形狀(圖21c),由此介由光學用凝膠部件將該導光板的光入射面和該發光元件的發光面連接(圖21d)。在此,所謂所述繩狀部件的直徑,不限定于截面形狀為圓形時的直徑,是指夾持設置于LED發光面和導光板的入射面的部分的光學用凝膠部件的厚度。光學用凝膠部件的拉伸只要是拉伸到可插入LED發光面和導光板的入射面之間的空隙的直徑的程度,則拉伸的方向沒有特別限定,從操作性的觀點出發,如圖21a所示,優選在縱方向拉伸。另外,插入到 LED發光面和導光板的入射面之間的空隙時的光學用凝膠部件的拉伸狀態的維持不必與插入前的拉伸狀態相同地維持,將拉伸狀態維持在能確保可插入的直徑的程度即可。接著,如圖21c所示,當釋放光學用凝膠部件的拉伸時,光學用凝膠部件的直徑復原,由于這時縱方向一邊摩擦LED的發光面和/或導光板的入射面一邊在縱方向收縮,所以如果事先在光學用凝膠部件的表面涂布潤滑劑,則容易更均勻地恢復形狀。作為所述潤滑成分,優選硅油、醇等透明液體(a)。特別是醇等有機溶劑在裝好光學用凝膠部件后容易揮發,因而優選。另一方面,硅油等透明油成分雖然在組裝后也殘留,但是因為促進LED發光面和導光板入射面與光學用凝膠部件的接觸面的空氣排除、實現密合提升,所以可以涂布至組裝后不發生油的流出等的程度。應予說明,這里所說的液體是指能夠涂布、施加力而發生流動變形的性狀的物質。在光學用凝膠部件的表面涂布時,優選低粘度的物質。另外,如上述圖21的方法所示,除了一次性地組裝到LED和導光板的全部間隙中的方法以外,還可以如圖34(a)所示,將光學用凝膠部件的一部分插入LED和導光板之間并固定后,拉伸光學用凝膠部件的一端,如圖34 (b)所示,壓入LED和導光板之間,接著通過進行解除拉伸的操作而部分地插入,重復該操作而插入到全部間隙中(圖34(c))。在這些例示的使光學用凝膠部件拉伸而組裝的實施方式中,光學用凝膠部件優選具有拉伸伸長率(基于JIS K6251)50%以上的部件,進一步優選在拉伸狀態下難以破碎的原材料,例如聚烯烴系凝膠,特別優選聚乙烯凝膠。
另外,在光學用凝膠部件的表面,如圖22所例示,例如當LED發光面是凹形狀時, 對于光學用凝膠部件不能完全地追隨所述凹形狀部分的情況(圖22c)而言,通過形成使透明液體(b)介入LED發光面和光學用凝膠部件之間的結構,從而在LED發光面和光學用凝膠部件之間沒有空隙,可以避免亮度的下降。作為使所述透明液體(b)介入的方法,可使用在LED發光面和/或導光板入射面涂布所述透明液體的方法、或者在光學用凝膠部件的表面(至少與LED發光面和/或導光板入射面接觸的部分)涂布所述透明液體的方法等。作為所述透明液體,只要是絕緣性且與接觸的面(LED發光面和/或導光板入射面、光學用凝膠部件表面)潤濕性良好的(表面張力小的)液體則沒有特別限定,特別優選硅油。作為硅油,可使用疏水性、親水性中的任一種。硅油由于氣體透射性優異,所以具有即使在光學用凝膠部件與LED發光面、導光板入射面的接觸界面殘存微細氣泡時,也可消滅氣泡的作用。所述透明液體(b)的粘度只要是在加壓下能流動變形則沒有特別限定。另外,作為透明液體,可使用進行交聯反應的低粘度的有機硅凝膠原料等在涂布后既保持透明性又進行增粘或固化的材料,在防止涂布后的透明液體的滲出方面有效。另外,使用低粘度的透明光學用粘接劑或粘合劑,可以提高組裝后的光學用凝膠部件與LED發光面、導光板入射面的密合力。應予說明,對于所述透明液體狀態,推測即使是從構成光學用凝膠部件的透明凝膠中滲出的溶劑(油成分等)也起到同樣的效果,但需要注意的是使所述透明液體介入的方法是保持光學用凝膠部件的物性的狀態,與此相對,滲出的情況是由于光學用凝膠部件的硬度、壓縮排斥力等物性發生變化,所以不優選。另外,在LED發光面和導光板入射面之間擠壓并夾持設置光學用凝膠部件而組裝時,對于LED發光面的面積小的情況、與鄰接的LED的距離大的情況而言,如圖M所示,有時按照光學用凝膠部件進入LED和LED之間的空間的方式進行變形。如果發生這種光學用凝膠部件的變形,則從進入LED側的空間的光學用凝膠部件部分泄漏LED的光,由進入LED 側的空間的變形誘發而在導光板入射面和光學用凝膠部件之間產生間隙等,因而不優選。產生這種現象時,如圖25和圖沈所示,有效的是設置填埋基板上的LED和LED的間隙的襯墊250。通過使襯墊250的厚度(高度)與LED發光面是相同高度,從而具有以下效果襯墊250與光學用凝膠部件接觸的面與LED發光面在同一平面上,從而能夠均勻地擠壓光學用凝膠部件,因而能避免如圖M所示的光學用凝膠部件的變形,進而也可容易地組裝。所述襯墊250由于配置在基板上,所以優選由絕緣性的材料形成,另外,進一步優選具有適度的柔軟性以不破壞基板上的配線、觸點部分。作為這種材料,沒有特別限定,優選各種樹脂彈性體、凝膠材料。另外,通過用具有導熱性的材料構成襯墊250并與散熱片之類的散熱構件連接, 從而可以介由導熱性襯墊將LED發光時的熱傳導給散熱構件,因而可得到能緩和LED的溫度上升而延長LED的壽命、進一步提升LED的輸出功率等的效果。作為具有導熱性的襯墊250的材料,沒有特別限定,優選填充有絕緣性和導熱性優異的填充物的導熱性凝膠、導熱彈性體材料等。如果使用這種柔軟的導熱性材料,則在將光學用凝膠部件和襯墊擠壓接觸時,可以隨著襯墊的變形,導熱襯墊向LED整體的密合性變高,高效地傳送LED的熱。另外,如圖27和圖28所示,通過在所述襯墊250與光學用凝膠部件接觸的面具備反射層,從而甚至從LED發光面漏到背面側的光也能入射到光學用凝膠部件,所以可實現更進一步的亮度提升。作為反射層的形成方法,可使用公知技術,優選背光燈液晶顯示裝置等中使用的公知反射片(例如在樹脂膜的表面附著或露出微粒的反射片、樹脂膜表面經微細凹凸加工而得的反射片)、熱擴散性也優異的鋁箔等。應予說明,作為反射層的原材料,當使用金屬時,更優選實施透明的絕緣處理。另外,作為本發明的光學裝置的另一實施方式,出于易于組裝本發明的光學用凝膠部件的目的,為了緩和組裝后的使用狀態中的導光板的熱膨脹所產生的影響,例如如圖 40所示,可形成LED在發光面方向前后可動的結構。尤其是對于大型液晶電視的背光燈裝置之類的情況,由于導光板的尺寸大,所以熱膨脹所導致的導光板的伸縮變大,防止導光板變形和對LED的應力負荷的必要性顯現。 與像以往一樣在LED發光面和導光板間存在空隙的情況相比,將該間隙用光學用凝膠部件夾持設置的情況是,當導光板的伸縮影響變大時,通過LED自身形成可追隨導光板的伸縮的機構,從而解決了這些課題。作為使LED可動的機構,例如可使用以下方法等使貼裝有 LED的基板或固定該基板的周邊構件形成在LED發光面方向前后可動的結構,使彈力起作用,保持夾持設置的光學用凝膠部件的密合性的同時追隨導光板的伸縮。LED發光面具有可動的機構時,在組裝光學用凝膠部件時,使LED側向與導光板側相反方向移動,擴大導光板和LED發光面的間隙后,將本發明的光學用凝膠部件配置在夾持設置位置,接著,將LED側返回,夾持設置光學用凝膠部件,由此在上述第一 第三組裝方法中更容易組裝。5.光學用凝膠部件的制造方法本發明的光學用凝膠部件的形狀是繩狀。因此,作為本發明的光學用凝膠部件的制造方法,例如當把有機硅系凝膠的實施方式作為例子時,可以將作為光學用凝膠部件原料的加成反應型有機硅或縮合反應型有機硅、還有熱塑性的丙烯酸系凝膠、烯烴系凝膠擠出成形而形成。接著,作為擠出成形,可使用公知的方法。另外,可以使SiH油接觸利用擠出成形而得的固化或半固化的光學用凝膠部件的表面從而調整表面的粘合性,可以附加形成內部半固化、表面固化的構成的處理工序。另外,代替擠出成形也可使用注入模具等中的注入成形方法,可以是在模具的表面預先涂布使凝膠未固化物固化的成分(例如,有機硅系凝膠時是SiH油)而僅表面固化的方法。進而,也可以使反射性材料、擴散材料分散在這些制法中使用的固化反應成分(例如SiH油)等中,在表面形成反射層、擴散層。實施例以下,利用實施例具體說明本發明,但本發明不特別限定于這些實施例。應予說明,在實施例和比較例中,涉及光學用凝膠部件等的性能等按照下述的評價方法進行評價,另外,作為光學用凝膠部件,使用下述部件。1.評價方法(1)硬度對于構成光學用凝膠部件的透明凝膠,用基于JIS K2207 “石油浙青”的針入度測定法求出,或者求出SRIS 0101標準的ASKER C硬度或JIS K6253的JIS-A硬度,將該測定值作為光學用凝膠部件的硬度。(2)粘合性(傾斜式滾球粘性試驗中的球號)根據JIS Z0237 “粘合膠帶 粘合片材試驗方法”的傾斜式滾球粘性試驗,在30度的傾斜板上貼附試驗片,使球在該試驗片表面滾動,找出300秒后在測定部內停止的球中最大的球號,作為滾球粘性的值。(3)壓縮排斥力使用壓縮試驗機(島津制作所Autograph AG-I IOkN),根據JISK6250 (ISO 23529) “橡膠-物理試驗方法通則”,以lmm/min的速度用LED和導光板在夾壓方向壓縮光學用凝膠部件時,測定壓縮30%時的試驗力,將單位面積的試驗力作為壓縮排斥力。(4)透射率(折射率)對于波長在380 780nm區域的可見光的透射率,采用基于JISK7105 “塑料的光學特性試驗方法”的方法進行測定。測定裝置使用日本分光株式會社的紫外可見分光光度計 UbestV-550-IRM。(5)亮度組裝到實際的光學裝置中的評價由于隨著是否組裝繩狀凝膠部件而導光板的最優設計、與其它光學構件的匹配不同,所以難以進行恰當的亮度評價,因而作為簡易試驗方法,采用圖20所示的構成,用亮度計測定從視為導光板的丙烯酸板的端面入射光時從相反側的端面射出的亮度,將LED和導光板的空隙沒有繩狀凝膠部件的情況(比較例1)的亮度作為基準1,評價用凝膠材料密封空隙時的亮度的比例。所述丙烯酸板使用以Kuraray公司制GH-S為原料的40mmX 55mmX厚度Imm的板狀成形品。另外,光源的LED發光單元使用hternix公司出售的背光燈裝置(BLD2265W)的柔性基板貼裝的LED發光單元(將LED(發光面3mmX0. 5mm)以6mm間隔配置共4個燈), 配置在丙烯酸板的短邊側。應予說明,除丙烯酸板的光入射面和光出射面以外的面貼附有未圖示的反射膜以防止發生漏光。另外,在LED和丙烯酸板間的空隙、或繩狀凝膠夾持設置部分也同樣地配置有未圖示的反射膜。亮度計使用柯尼卡美能達制CS-2000,利用波長為380 780nm區域的可見光區域的積分方式進行測定。應予說明,實施例19 27以及比較例7中,如圖31所示,在丙烯酸板的出光面順次層疊擴散板和在所述丙烯酸板出光面的基本中心的位置形成48mmX IOmm的開口部的遮光板,使用柯尼卡美能達制CS-2000、采用波長為380 780nm區域的可見光區域的積分方式測定所述開口部的亮度。光源的LED發光單元使用市售的背光燈裝置(株式會社SiibasakiNP-OOO 14)的柔性基板貼裝的LED發光單元(將發光面為3mmX 2mm的LED在LED發光面的縱方向以Ilmm 間隔配置共3個燈),配置在丙烯酸板(10mmX40mmX厚度4mm)的長邊側。實施例19 27的亮度評價是將比較例7 (在LED和導光板的空隙沒有繩狀凝膠部件的情況)的亮度作為基準1,以亮度比例進行評價。(6)界面氣泡的有無在進行使繩狀凝膠部件接觸的操作時,以目視確認氣泡的有無。
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(7)滲油性滲油性的評價是在用LED發光面和導光板的入射面夾壓的狀態下置于溫度70°C 的烘箱中,觀察100小時后的滲油狀態。以目視評價,如果凝膠表面有滲出的油則評價為 “X”(不合格-insufficient),另一方面,如果沒有則評價為“〇”(合格:g00d)。(8)再加工性分解組裝品時,能沒有凝膠破壞地剝離LED和導光板雙方是“◎”(優秀 excellent),在LED和導光板至少一方繩狀凝膠部件斷裂、其斷裂物殘留時是“〇”(合格g00d),不能從LED和導光板至少一方剝離、或損傷導光板表面時是“ X,,(不合格 insufficient)。(9)組裝后的不良情況以目視觀察,如有不良情況則評價為“有”,另一方面,如沒有不良情況則評價為
“ -τ.,,尤。2.使用材料(1)直鏈型有機硅凝膠(材料A)材料Al 未固化的液狀有機硅凝膠原料使用將旭化成瓦克有機硅(株)社制的二液加成反應型有機硅凝膠(型號SLJ3363、空氣中的總光線透射率為90% )作為A液(主劑+交聯催化劑)/B液(主劑+交聯劑)以55重量份/45重量份配合而成的材料,將該有機硅凝膠原料在熱風式烘箱中于75°C加熱固化1小時,之后自然冷卻至室溫(25°C ),得到有機硅凝膠。材料A2 將旭化成瓦克有機硅(株)社制的二液加成型有機硅凝膠(型號RT-601) 作為主劑與固化劑以100 3 (重量)配合,與所述材料Al同樣地使其固化,得到有機硅凝膠。材料A3 在與所述材料Al相同固化條件下使Momentive公司制的二液加成型有機硅(型號LSR7070)固化,得到有機硅凝膠。(2)分支型有機硅凝膠(材料B)(i)分支型有機聚硅氧烷(分子量6萬、分支數3的分支型聚乙烯基硅氧烷)的制作在具備帶回流管的水分分餾管、溫度計、攪拌器的3L四口燒瓶中,加入八甲基環四硅氧烷1477g、甲基三乙氧基硅烷13. 3g、l,l,3,3-四甲基-1,3-二乙烯基二硅氧烷 11. 6g、50重量%氫氧化鉀水溶液9. 2g和甲苯169g。在水分分餾管中另外添加甲苯30mL, 開始加熱、攪拌。反應液的溫度在130 140°C進行共沸脫水,沒有水的流出后,進而一邊攪拌2小時一邊回流,進行平衡聚合反應。反應是將在以聚苯乙烯換算的凝膠滲透色譜(GPC)中樣品液的分子量分布沒有變化的時刻作為終點。將反應液冷卻至50°C后,加入乙酸5. 8g,攪拌30分鐘,中和堿催化齊U。將鹽水解后,將加入水500g攪拌5分鐘、靜置、分液的操作重復3次,確認水層的pH是中性。在50 130°C /2. 6 5. 通過蒸餾從有機層餾去甲苯,接著,在130 200°C /0. 7 2. 餾去低分子量硅氧烷,得到目標聚有機硅氧烷1277g。將其結構式示于以下。其收率是82%,粘度(25°C )是899mPa · s,重均分子量是44000,乙烯基含量是 0. 33% (理論值 0. 23% )。
權利要求
1.一種光學用凝膠部件,其特征在于,是介于光學裝置的導光板與由發光二極管LED 構成的發光元件之間而使用的光學用凝膠部件,滿足下述(i) (iii)的必要條件(i)由選自有機硅系凝膠、丙烯酸系凝膠、聚烯烴系凝膠、聚氨酯系凝膠、丁二烯凝膠、 異戊二烯凝膠、丁基凝膠、苯乙烯丁二烯凝膠、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物凝膠、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物凝膠和氟凝膠中的至少一種透明凝膠形成,所述透明凝膠的硬度是 基于JIS K6253的JIS-A硬度為0 80或者根據JIS K2207測得的25°C的針入度為20 200,( )為繩狀,且使繩狀凝膠部件的外周面與導光板和發光元件接觸,(iii)在壓縮率為30%時,具有12MPa以下的排斥力。
2.如權利要求1所述的光學用凝膠部件,其特征在于,所述繩狀凝膠部件的外周面與導光板和發光元件接觸的面的至少一方被設定成如下的凸狀曲面在接觸前是凸狀曲面, 在接觸后被夾壓在導光板和發光元件的間隙而沒有間隙地沿著導光板的光入射面和/或發光元件的發光面的表面形狀發生變形。
3.如權利要求1所述的光學用凝膠部件,其特征在于,所述繩狀凝膠部件的截面形狀是上下平坦的橢圓形狀。
4.如權利要求1所述的光學用凝膠部件,其特征在于,所述繩狀凝膠部件的至少一部分的截面形狀是U字形或L字形。
5.如權利要求1所述的光學用凝膠部件,其特征在于,具有根據JISZ0237進行的傾斜角為30度的傾斜式滾球粘性試驗中的球號為5 32的粘合性。
6.如權利要求1所述的光學用凝膠部件,其特征在于,就所述硬度而言,凝膠部件的發光元件側比導光板側柔軟。
7.如權利要求1所述的光學用凝膠部件,其特征在于,在所述光學用凝膠部件的表面層和/或內部的至少一部分分散有擴散劑。
8.如權利要求1所述的光學用凝膠部件,其特征在于,所述繩狀凝膠部件的外周面與端面的透光率不同,端面的透光率相對于外周面的透光率為90%以下。
9.如權利要求1所述的光學用凝膠部件,其特征在于,所述透明凝膠是有機硅凝膠,該有機硅凝膠是將含有(A)分支型有機聚硅氧烷、(B)有機氫聚硅氧烷以及(C)加成反應催化劑的組合物熱固化而成的分支型有機硅凝膠。
10.如權利要求1所述的光學用凝膠部件,其特征在于,所述透明凝膠是聚烯烴系凝膠,該聚烯烴系凝膠的基于JIS K6251的拉伸伸長率為50%以上。
11.如權利要求1所述的光學用凝膠部件,其特征在于,在所述透明凝膠的表面涂布有透明液體(a)。
12.如權利要求1所述的光學用凝膠部件,其特征在于,所述光學裝置是液晶顯示裝置或照明裝置。
13.一種光學構件,其結構為使權利要求1 12中任一項所述的光學用凝膠部件預先密合在導光板或反射片的規定位置。
14.一種光學用凝膠部件的層疊品,將權利要求1 12中任一項所述的光學用凝膠部件的外周面的至少一部分預先以可剝離的狀態層疊在剝離膜的規定位置而成。
15.一種光學裝置的組裝方法,其特征在于,用光學裝置的導光板和由發光二極管LED構成的發光元件夾入權利要求1 12中任一項所述的光學用凝膠部件并壓縮固定。
16.一種光學裝置的組裝方法,其特征在于,用光學裝置的導光板和由發光二極管LED 構成的發光元件夾入權利要求14所述的光學用凝膠部件的層疊品并壓縮固定,然后從光學用凝膠部件上將剝離膜剝離。
17.一種光學裝置的組裝方法,其特征在于,將權利要求1 12中任一項所述的光學用凝膠部件壓入、插入到已經組裝好的光學裝置的導光板的光入射面與由發光二極管LED構成的發光元件的發光面之間的空隙中,介由光學用凝膠部件連接該導光板的光入射面和該發光元件的發光面。
18.一種光學裝置的組裝方法,其特征在于,預先將權利要求1 12中任一項所述的光學用凝膠部件在縱方向伸長,以繩狀凝膠部件直徑變細的狀態插入到已經組裝好的光學裝置的導光板的光入射面與由發光二極管LED構成的發光元件的發光面之間的空隙中,然后,釋放該光學用凝膠部件的伸長、恢復形狀,由此介由光學用凝膠部件連接該導光板的光入射面和該發光元件的發光面。
19.一種制造權利要求1 12中任一項所述的光學用凝膠部件的方法,其特征在于,將光學用凝膠部件的原材料擠出成形。
20.一種光學裝置,其特征在于,使用權利要求1 12中任一項所述的光學用凝膠部件。
21.如權利要求20所述的光學裝置,其特征在于,使權利要求1 12中任一項所述的光學用凝膠部件介入光學裝置的導光板與由發光二極管LED構成的發光元件之間而成,進而,透明液體(b)介于所述光學用凝膠部件與由發光二極管LED構成的發光元件之間。
22.如權利要求20所述的光學裝置,其特征在于,使權利要求1 12中任一項所述的光學用凝膠部件介入光學裝置的導光板與由發光二極管LED構成的發光元件之間而成,進而,在由發光二極管LED構成的發光元件與發光元件的間隙配置有絕緣性襯墊。
23.如權利要求22所述的光學裝置,其特征在于,所述襯墊的光學用凝膠部件側具備反射層。
24.如權利要求22所述的光學裝置,其特征在于,所述襯墊是導熱性材料。
25.如權利要求20所述的光學裝置,其特征在于,發光二極管LED的結構是在與發光面正交的前后方向上可動。
26.一種電子設備,其特征在于,搭載權利要求20 25中任一項所述的光學裝置而成。
全文摘要
本發明提供在作為光學裝置背光燈光源的發光二極管與導光板的空隙中使用的光學用凝膠部件、使用其的光學裝置的組裝方法以及光學裝置。一種光學用凝膠部件等,其特征在于,是介于光學裝置的導光板與由發光二極管(LED)構成的發光元件之間而使用的光學用凝膠部件,滿足下述(i)~(iii)的必要條件。(i)由有機硅系凝膠或丙烯酸系凝膠等透明凝膠形成,所述透明凝膠的硬度是基于JIS K6253的JIS-A硬度為0~80或者根據JIS K2207測得的針入度(25℃)為20~200。(ii)為繩狀,且使繩狀凝膠部件的外周面與導光板和發光元件接觸。(iii)在壓縮率為30%時,具有12MPa以下的排斥力。
文檔編號G02B1/04GK102472916SQ20108003561
公開日2012年5月23日 申請日期2010年8月11日 優先權日2009年8月13日
發明者增田政彥, 櫻井敬久, 白鳥祐一, 笹澤宣弘 申請人:株式會社大華