JP4409402B2 - 面光源装置用導光体の製造方法及びそれに用いる切削加工用バイト - Google Patents

Description

本発明は、エッジライト方式の面光源装置に用いる導光体の製造に関するものであり、特に、一次光源に対向する導光体光入射端面を形成する切削加工に特徴を有する面光源装置用導光体の製造方法及びその切削加工に用いるバイトに関するものである。

本発明に係る導光体を用いた面光源装置は、例えば液晶表示装置のバックライトに好適に適用される。

近年、液晶表示装置は、携帯用ノートパソコン等のモニターとして、あるいは液晶テレビ、ビデオ一体型液晶テレビ、携帯電話機及び携帯情報端末等の表示部として、更にはその他の種々の分野で広く使用されてきている。また、情報処理量の増大化、ニーズの多様化、マルチメディア対応等に伴って、液晶表示装置の大画面化、高精細化が盛んに進められている。

液晶表示装置は、基本的にバックライト部と液晶表示素子部とから構成されている。バックライト部としては、液晶表示装置のコンパクト化の観点から、エッジライト方式のものが多用されている。一般に、この方式のものでは、液晶表示素子部の背面側に板状導光体を配置し、その際に該導光体の一主面（光出射面）が液晶表示素子部の背面に対向するようにし、更に導光体の少なくとも１つの側端面（光入射端面）に対向するように直管型蛍光ランプなどの線状または棒状の一次光源を配置している。

エッジライト方式の面光源装置の導光体としては、アクリル系樹脂などの透光性合成樹脂を射出成形などの成形法を用いて板状に成形したものが使用される。但し、射出成形により得られるブランクにはその端部にスプルーやランナーが付属しているので、成形加工後に所要の寸法及び形状の導光体にするために、これら不要部分を切り落とす。

ところで、上記エッジライト方式の面光源装置の導光体では、一次光源から出射され導光体の光入射端面に入射し導光体内へと導かれた光の該導光体内での分布が光出射面からの出射光分布に大きく影響する。導光体内での光の分布は、光入射端面の性状によっても影響される。このため、従来、全体に亘ってできるだけ性状均一性の高い光入射端面を得るために、上記不要部分の切り落としの後にゲートカット痕などを除去すべく端面切削加工がなされている。

この端面切削加工は、たとえば特開２００１−２６００７５号公報（特許文献１）に記載されているような装置を用いてなされる。この端面切削装置では、導光体の被加工端面部の厚さより大きな寸法の幅を持つダイヤモンドバイトを刃物台に固定して、該刃物台を導光体の被加工端面及び主面の双方に沿った方向に移動させ、所要の切り込み量にて繰り返し切削加工する。これにより、短時間で表面性状の均一性の高められた端面に加工できる。

しかし、近年、バックライトの光学的性能に対する要求はますます高くなっており、特に液晶表示素子の有効な表示領域に対応するバックライトの有効発光領域内での高い輝度均一性が要求されている。更に、局所的に輝度の極端に低い又は高い領域が発生すると特に目立って視認されるので、そのような局所的低／高輝度領域の発生を極力抑制することが極めて好ましい。

このような局所的低／高輝度領域発生の原因の具体例としては、一次光源から光入射端面を介して導光体内に導かれる光の分布の不均一が挙げられる。この局所的低／高輝度領域の１つの形態として、一次光源に比較的近い領域において光入射端面に沿って現れる明帯（輝線）及び暗帯（暗線）が挙げられる。

また、エッジライト方式の面光源装置では、導光体の光出射面から出射する光の分布のピーク（ピーク光）は該光出射面に対して比較的小さな角度たとえば１０〜４０度をなして（即ち、光出射面法線の方向に対して比較的大きな角度たとえば５０〜８０度をなして）いるのが一般的であり、そのような導光体出射光の分布ピークを光出射面法線の方向に近づけるために導光体光出射面上にプリズムシートを配置するのが一般的である。しかるに、一次光源から光入射端面を介して導光体内に導かれる光の分布の不均一性が大きい場合には、上記プリズムシートによる光進行方向の偏向の作用を殆ど受けずにプリズムシートから導光体光出射面法線に対して大きな角度傾いて出射する斜光の割合が無視できなくなる場合がある。

以上のような明帯及び暗帯の発生並びに斜光発生の問題は、導光体の薄型化（例えば２〜３ｍｍ程度）が進むにつれて顕著なものとなっている。
特開２００１−２６００７５号公報

上記の端面切削装置及びこれを用いた切削方法は、以上のような明帯及び暗帯の発生並びに斜光発生には十分に対処しておらず、従って面光源装置の品位向上に関しては未だ十分とはいえない。

切削加工された合成樹脂製導光体の光入射端面は、微視的には、切削加工工具であるダイヤモンドバイトなどのバイトによる引掻き痕や、バイトと合成樹脂との摩擦による発熱に基づく合成樹脂の部分的溶融による微細凹凸などの微細構造を有する。本発明者は、このような切削加工による導光体光入射端面の性状と導光体の光学性能との関係につき検討した。その結果、導光体の製造に際し、光入射端面の切削加工の条件とくに使用する切削工具であるバイトの形態的特徴によって、上記明帯及び暗帯の発生や斜光発生の状況が変化することを見出した。即ち、切削加工条件を適正に設定することで、明帯及び暗帯の発生並びに斜光発生を十分に抑制することが可能であることを見出し、本発明に到達した。

即ち、本発明によれば、上記の技術的課題を解決するものとして、
一次光源から発せられる光を導光し且つ前記一次光源から発せられる光が入射する光入射端面及び導光される光が出射する光出射面を有するエッジライト方式面光源装置用の導光体を製造する方法であって、
前記導光体の素材として透光性合成樹脂からなるものを使用し、前記光入射端面を逃げ角 が３度以上４．５度以下で且つすくい角が８度以下のバイトを用いて切削加工を行うことを特徴とする、エッジライト方式面光源装置用導光体の製造方法、
が提供される。

本発明の一態様においては、前記バイトのすくい角が３度以上である。本発明の一態様においては、前記バイトの先端の曲率半径が１．５μｍ以上６μｍ以下である。本発明の一態様においては、前記バイトは固定砥粒として焼結多結晶ダイヤモンド粒子を用いたものである。

また、本発明によれば、上記の技術的課題を解決するものとして、
一次光源から発せられる光を導光し且つ前記一次光源から発せられる光が入射する光入射端面及び導光される光が出射する光出射面を有し且つ透光性合成樹脂からなるエッジライト方式面光源装置用導光体を製造するに際して前記光入射端面の切削加工に使用されるバイトであって、
逃げ角が３度以上４．５度以下で且つすくい角が８度以下であることを特徴とするバイト、
が提供される。

本発明の一態様においては、前記バイトはすくい角が３度以上である。本発明の一態様においては、前記バイトは先端の曲率半径が１．５μｍ以上６μｍ以下である。本発明の一態様においては、前記バイトは固定砥粒として焼結多結晶ダイヤモンド粒子を用いたものである。

以上のような本発明によれば、透光性合成樹脂からなる導光体の光入射端面を、逃げ角が３度以上４．５度以下で且つすくい角が８度以下のバイトを用いた切削加工により仕上げることで、明帯及び暗帯の発生並びに斜光発生が十分に抑制された面光源装置を形成することの可能な光入射端面性状の導光体を容易に得ることができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明による面光源装置用導光体の製造方法の実施に使用される端面切削加工装置の一実施形態を説明するための模式的構成図であり、図２は、その模式的斜視図である。ここでは、本発明による切削加工用ダイヤモンドバイトの一実施形態についても記載されている。

これらの図において、符号２は、被加工物である板状の導光体を示す。導光体２は、透光性合成樹脂板からなり、液晶表示装置用のエッジライト方式のバックライトを構成するためのものである。導光体２は、２つの主面２ａ，２ｂとこれら主面の外周縁に隣接する端面２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆとを有する。主面２ａは光出射面として利用され、端面２ｃは光入射端面として利用される。導光体２は、不図示の加工装置本体に設けられた不図示の保持手段により所要の位置に位置決めされて、ほぼ水平に（即ち主面２ａ，２ｂがほぼＸＹ面と平行な面内に位置するように）保持されている。端面２ｃは、被加工端面であり、ＸＺ面に平行に位置する。透光性合成樹脂板は、切削加工可能なものであれば材質には特に制限はなく、詳細には後述するが、例えばアクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂または環状ポリオレフィン系樹脂からなる。

加工装置本体にはバックプレート４が固定されている。該バックプレートにはＹ方向に延びたガイドレール６が取り付けられており、該ガイドレールによりガイドされてＹ方向に往復移動可能なように刃物台支持部８が取り付けられている。上記バックプレート４には正逆回転可能なサーボモータ４ａが取り付けられており、その回転力は出力回転軸に巻き掛けられたベルト４ｂを介してそれぞれＹ方向に延びた２本のネジ軸４ｃに伝達される。一方、刃物台支持部８には、上記ネジ軸に形成された雄ネジと係合する雌ネジの形成された雌ネジ部材８ａが取り付けられている。したがって、サーボモータ４ａを駆動し停止させることで、刃物台支持部８をＹ方向に所望の位置へと移動させ停止させることができる。

刃物台支持部８には、正逆回転可能なサーボモータ８ｂが取り付けられており、その回転力はボールネジ軸８ｃに伝達される。刃物台支持部８により、刃物台１０がＸ方向に移動可能なように支持されている。即ち、刃物台１０には、ボールネジ軸８ｃと係合する係合部材１０ａが取り付けられており、サーボモータ８ｂを駆動し停止させることで、刃物台１０をＸ方向に所望の位置へと移動させ停止させることができる。尚、図示はしないが、刃物台支持部８には刃物台１０のＸ方向移動をガイドするためのガイドレールが設けられており、刃物台１０はこのガイドレールと上記ボールネジ軸８ｃとに沿ってＸ方向に平行移動せしめられる。

刃物台１０の移動精度を高めるために、上記ガイドレールを２本互いに平行に配置して使用するのが好ましい。これにより、ボールネジ軸８ｃには主として刃物台の駆動の機能のみをもたせ、ガイドレールに刃物台１０の位置精度を高く維持し且つ刃物台１０の駆動時の振動を抑制する機能をもたせることができる。

刃物台１０とガイドレールとのクリアランスを適度に設定することが望ましい。このクリアランスは例えば１〜５μｍ程度とすることが好ましい。クリアランスが上記範囲を外れて小さくなりすぎると、刃物台１０の駆動ができなくなる場合がある。また、クリアランスが上記範囲を外れて大きくなりすぎると、刃物台１０の駆動の際にブレによる振動が生じて、導光体端面に斜光発生の原因となる不規則な凹凸パターンが形成される場合がある。

刃物台１０には、仕上げ切削刃物１２と該仕上げ切削刃物による切削加工に先立って行われる粗切削加工のための粗切削刃物１４とが取り付けられている。これらの刃物は、例えば焼結多結晶ダイヤモンドバイトであり、仕上げ切削刃物１２は粗切削刃物１４に比べて小さい粒子のダイヤモンドを固定砥粒として使用することができる。ダイヤモンドバイトは、例えば、平均粒径が０．２〜１５μｍ、好ましく０．５〜１２μｍの範囲内で該平均粒径値に対してその±５０％の範囲内の粒径のダイヤモンド粒子をバインダーと共に焼結して得られたものである。焼結多結晶ダイヤモンドバイトは、例えばＣＶＤ法等で得られたものに比べて、機械的強度が高く且つ粒度分布に優れている。ダイヤモンド粒子の平均粒径が１５μｍより大きくなると、導光体の光入射端面の近傍に明帯が現れやすくなる場合があり、ダイヤモンド粒子の平均粒径が０．２μｍより小さくなると、導光体の光入射端面の近傍に暗帯が現れやすくなる場合がある。

刃物台１０には、仕上げ切削刃物１２及び粗切削刃物１４のうちの一方を他方より切り込み移動の移動方向（Ｙ方向）に関して前進した第１の位置及び後退した第２の位置にて切り替えて支持する刃物支持位置切り替え手段１０ｂが付設されている。該刃物支持位置切り替え手段は、具体的には例えば粗切削刃物１４のみを第１の位置と第２の位置との間で位置切り替え可能に支持するものからなるが、仕上げ切削刃物１２のみを位置切り替え可能に支持してもよいし、双方の切削刃物１２，１４を同時に互いに逆向きに位置切り替え可能に支持してもよい。粗切削刃物１４のみを位置切り替え可能に支持する刃物支持位置切り替え手段１０ｂとしては、例えば、刃物台１０に対して粗切削刃物１４をＹ方向位置が可変なように支持し、粗切削刃物１４と共に移動する部材をエアシリンダーなどによりＹ方向に駆動するようにしたものが挙げられる。

図３は、導光体２と仕上げ切削刃物１２及び粗切削刃物１４とのＺ方向に関する位置関係を示す模式図である。図示されているように、仕上げ切削刃物１２及び粗切削刃物１４は、導光体２の端面２ｃの幅（Ｚ方向寸法）より大きな幅（Ｚ方向寸法）を持っており、導光体端面２ｃの幅全体を仕上げ切削刃物１２または粗切削刃物１４により一時に切削加工することができる。

上記サーボモータ４ａ、ベルト４ｂ、ネジ軸４ｃ、雌ネジ部材８ａ及び刃物台支持部８を含んで切り込み移動機構が構成されており、上記サーボモータ８ｂ、ボールネジ軸８ｃ及び係合部材１０ａを含んで送り移動機構が構成されている。サーボモータ４ａ，８ｂ及び刃物支持位置切り替え手段１０ｂは、制御部２０により制御される。以下、制御部２０の動作を、図４及び図５をも参照しながら説明する。

図４は、刃物支持位置切り替え手段１０ｂによる粗切削刃物１４の位置切り替えと粗切削加工及び仕上げ切削加工の説明図であり、図５は、仕上げ切削刃物１２の形態的特徴の説明図である。

導光体端面２ｃの粗切削加工に際しては、制御部２０からの指令に基づき、刃物支持位置切り替え手段１０ｂは、図４（ａ）に示されるように、刃物台１０に対する粗切削刃物１４の位置を、Ｙ方向に関して仕上げ切削刃物１２より前進した（即ち導光体２に近づいた）第１の位置（１）に切り替える。この状態で、制御部２０からの指令に基づき、サーボモータ８ｂが所要のタイミングで正転及び逆転を繰り返し、かくして送り移動機構により刃物台１０上の粗切削刃物１４がＸ方向に所要のストローク（導光体端面２ｃのＸ方向寸法より大きな距離）にて往復移動せしめられる。同時に、制御部２０からの指令に基づき、サーボモータ８ｂと同期してサーボモータ４ａが所要のタイミングで正転及び逆転を繰り返し、かくして切り込み移動機構により刃物台１０上の粗切削刃物１４がＹ方向に往復移動せしめられる。具体的には、図１、図４及び図５において、粗切削刃物１４がＸ方向に右から左へと移動する際に粗切削加工がなされ、Ｘ方向ストロークの左端にて反転する際に粗切削刃物１４がＹ方向に僅かに後退し（即ち導光体から遠ざかり）、Ｘ方向ストロークの右端にて反転する際に粗切削刃物１４がＹ方向に所要の切り込み量（例えば１０〜３０μｍ程度）に上記後退量を加えた距離だけ前進する。このようにして所望回数（例えば５〜３０回程度）の粗切削を行う。

粗切削加工から仕上げ切削加工に移行する際には、先ず、制御部２０からの指令に基づき、刃物支持位置切り替え手段１０ｂは、図４（ｂ）に示されるように、刃物台１０に対する粗切削刃物１４の位置を、Ｙ方向に関して切削刃物１２より後退した第２の位置（２）に切り替える。次に、この状態で、制御部２０からの指令に基づき、サーボモータ４ａが正転し、かくして、図４（ｃ）に示されるように、切り込み移動機構により刃物台１０上の粗切削刃物１４がＹ方向に前進せしめられる。この前進は、Ｙ方向に関して、第１の位置での粗切削刃物１４の先端の位置と仕上げ切削刃物１２の先端の位置との差（この値は既知であり例えば１００μｍ程度である）よりも僅かに小さな距離だけおこなわれる。これにより、仕上げ切削加工の準備が完了する。

導光体端面２ｃの仕上げ切削加工に際しては、制御部２０からの指令に基づき、サーボモータ８ｂが所要のタイミングで正転及び逆転を繰り返し、かくして送り移動機構により刃物台１０上の仕上げ切削刃物１２がＸ方向に所要のストローク（導光体端面２ｃのＸ方向寸法より大きな距離）にて往復移動せしめられる。同時に、制御部２０からの指令に基づき、サーボモータ８ｂと同期してサーボモータ４ａが所要のタイミングで正転及び逆転を繰り返し、かくして切り込み移動機構により刃物台１０上の仕上げ切削刃物１２がＹ方向に往復移動せしめられる。具体的には、図１、図４及び図５において、切削刃物１２がＸ方向に右から左へと移動する際に仕上げ切削加工がなされ、Ｘ方向ストロークの左端にて反転する際に切削刃物１２がＹ方向に僅かに後退し、Ｘ方向ストロークの右端にて反転する際に切削刃物１２がＹ方向に所要の切り込み量（例えば２〜２０μｍ程度）に上記後退量を加えた距離だけ前進する。このようにして所望回数（例えば２〜２０回程度）の仕上げ切削加工を行う。仕上げ切削加工の最終段階において、切り込み量を殆ど０μｍとする切削加工を数回程度行うのが好ましい。これによれば、安定して個体ばらつきの少ない良好な性状の切削加工面が得られる。

この仕上げ切削加工の際には、刃物台１０のＸ方向の送り移動の速度を、例えば５０〜２０００ｍｍ／ｓｅｃの範囲内の一定速度とすることができる。また、刃物台１０のＸ方向の送り移動の速度を、例えば５０〜２０００ｍｍ／ｓｅｃの範囲内で切削ごとに変化させてもよい。

ところで、本実施形態では、図５に示されているように、切削刃物１２としてのダイヤモンドバイトは、逃げ角Ｄ１が３度以上４．５度以下であり、すくい角Ｄ２が３度以上８度以下であり、先端の曲率半径Ｒが１．５μｍ以上６μｍ以下である。逃げ角Ｄ１が３度より小さくなると明帯が現れやすくなり、逃げ角Ｄ１が４．５度より大きくなると暗帯が現れやすくなる。また、すくい角Ｄ２が３度より小さくなると切削によりバリが発生しやすくなり、すくい角Ｄ２が８度より大きくなると斜光が発生しやすくなる。また、先端の曲率半径Ｒが１．５μｍより小さくなると切削面が鏡面化し暗帯が発生しやすくなり、先端の曲率半径Ｒが６μｍより大きくなると切削時の抵抗が高くなり切削面が荒れて明帯が発生しやすくなる。

以上のようにして得られる導光体を用いて、図６に示すようなエッジライト方式の面光源装置を形成することができる。すなわち、導光体端面（光入射端面）２ｃに対向するようにリフレクタ１０２付きの線状一次光源１０１を配置し、導光体主面（光出射面）２ｂに対向するように光反射シート１０５を配置し、導光体光出射面２ａ上にプリズムシート１０４を配置する。尚、導光体の一方の主面である光出射面２ａは指向性光出射機能をもつマット面とされ、他方の主面（裏面）２ｂには光入射端面２ｃと直交する方向に延びた多数のプリズム列が互いに平行に形成されている。また、プリズムシート１０４の導光体光出射面２ａと対向する下面（入光面）１０４ａには、一次光源１０１と平行にＸ方向に延びた多数のプリズム列が互いに平行に形成されている。

導光体光出射面２ａに形成するマット面は、ＩＳＯ４２８７／１−１９８４による平均傾斜角θａが０．５〜１５度の範囲のものとすることが、特にＹＺ面内での所要の指向性光出射を実現し、光出射面内での輝度の均斉度を図る点から好ましい。平均傾斜角θａは、さらに好ましくは１〜１２度の範囲であり、より好ましくは１．５〜１１度の範囲である。

マット面の平均傾斜角θａは、ＩＳＯ４２８７／１−１９８４に従って、触針式表面粗さ計を用いて粗面形状を測定し、測定方向の座標をｘとして、得られた傾斜関数ｆ（ｘ）から次の式（１）および式（２）
Δａ＝（１／Ｌ）∫_０ ^Ｌ｜（ｄ／ｄｘ）ｆ（ｘ）｜ｄｘ ・・・ （１）
θａ＝ｔａｎ^−１（Δａ） ・・・ （２）
を用いて求めることができる。ここで、Ｌは測定長さであり、Δａは平均傾斜角θａの正接である。

さらに、導光体２としては、その光出射率が０．５〜５％の範囲にあるものが好ましく、より好ましくは１〜３％の範囲である。これは、光出射率が０．５％より小さくなると導光体３から出射する光量が少なくなり十分な輝度が得られなくなる傾向にあり、光出射率が５％より大きくなると一次光源１の近傍で多量の光が出射して、光出射面２ａ内でのＸ方向における出射光の減衰が著しくなり、光出射面２ａでの輝度の均斉度が低下する傾向にあるためである。

このような導光体２により、光入射端面２ｃと光出射面２ａとの双方に垂直なＹＺ面内において、光出射面２ａから出射する光の出射光光度分布におけるピーク光の角度が光出射面の法線に対し５０〜８０度の範囲にあり且つ半値全幅が１０〜４０度であるような指向性の高い出射特性の光を光出射面２ａから出射させることができ、その出射方向をプリズムシート１０４で効率的に偏向させることができ、高い輝度を有する面光源装置を提供することができる。

本発明において、導光体２からの光出射率は次のように定義される。光出射面２ａの光入射端面２ｃ側の端縁での出射光の光強度（Ｉ_０）と光入射端面２ｃ側の端縁から距離Ｌの位置での出射光強度（Ｉ）との関係は、導光体２の厚さ（Ｚ方向寸法）をｔとすると、次の式（３）
Ｉ＝Ｉ_０（α／１００）［１−（α／１００））］^Ｌ／ｔ ・・・ （３）
のような関係を満足する。ここで、定数αが光出射率であり、光出射面２ａにおける光入射端面２ｃと直交するＸ方向での単位長さ（導光体厚さｔに相当する長さ）当たりの導光体２から光が出射する割合（百分率：％）である。この光出射率αは、縦軸に光出射面２ａからの出射光の光強度の対数をとり、横軸に（Ｌ／ｔ）をとり、これらの関係をプロットすることで、その勾配から求めることができる。

また、導光体２の裏面２ｂに形成されたプリズム列は、導光体２からの出射光の一次光源１０１と平行な面（ＸＺ面）内での指向性を制御する。プリズム列に代えてレンチキュラーレンズ列やＶ字状溝等を形成してもよい。導光体裏面２ｂに形成されるプリズム列は、その頂角を８５〜１１０度の範囲とすることが好ましい。これは、頂角をこの範囲とすることによって導光体２からの出射光を適度に集光させることができ、面光源装置としての輝度の向上を図ることができるためであり、より好ましくは９０〜１００度の範囲である。

本発明の導光体においては、所望のプリズム列形状を精確に作製し、安定した光学性能を得るとともに、組立作業時や光源装置としての使用時におけるプリズム頂部の摩耗や変形を抑止する目的で、プリズム列の頂部に平坦部あるいは曲面部を形成してもよい。

一次光源１０１はＸ方向に延在する線状の光源であり、該一次光源１０１としては例えば蛍光ランプや冷陰極管を用いることができる。この場合、一次光源１０１は、図６に示したように、導光体２の一方の側端面に対向して設置する場合だけでなく、必要に応じて反対側の側端面にもさらに設置することもできる。なお、一次光源１０１としては線状光源に限定されるものではなく、ＬＥＤ光源、ハロゲンランプ、メタハロランプ等のような点状光源を１つまたは複数配列して使用することもできる。

光偏向素子としてのプリズムシート１０４の２つの主面１０４ａ，１０４ｂは全体として互いに平行に配列されており、それぞれ全体としてＸＹ面と平行に位置する。主面１０４ａ，１０４ｂのうちの一方（導光体２の光出射面２ａ側に位置する主面）は入光面１０４ａとされており、他方が出光面１０４ｂとされている。出光面１０４ｂは、導光体光出射面２ａと平行な平坦面とされている。入光面１０４ａは、多数のＸ方向に延びるプリズム列が互いに平行に配列されたプリズム列形成面とされている。プリズム列形成面は、隣接するプリズム列の間に比較的幅の狭い平坦部（例えば、プリズム列のＹ方向寸法と同程度あるいはそれより小さい幅の平坦部）を設けてもよいが、光の利用効率を高める点からは平坦部を設けることなくプリズム列をＸ方向に連続して配列することが好ましい。

図７に、プリズムシート１０４による光偏向の様子を示す。この図は、ＹＺ面内での導光体２からのピーク光（出射光分布のピークに対応する光）の進行方向を示すものである。導光体光出射面２ａから角度ａで斜めに出射されるピーク光は、プリズム列の第１面へ入射し第２面により全反射されてほぼ出光面１０４ｂの法線の方向に出射する。また、ＸＺ面内では、上記のような導光体裏面２ｂのプリズム列の作用により広範囲の領域において出光面１０４ｂの法線の方向の輝度の十分な向上を図ることができる。

プリズムシート１０４のプリズム列のプリズム面の形状は、単一平面に限られず、例えば断面凸多角形状または凸曲面形状とすることができ、これにより、高輝度化、狭視野化を図ることができる。

プリズムシート１０４においては、所望のプリズム形状を精確に作製し、安定した光学性能を得るとともに、組立作業時や光源装置としての使用時におけるプリズム頂部の摩耗や変形を抑止する目的で、プリズム列の頂部に平坦部あるいは曲面部を形成してもよい。この場合、プリズム列頂部に形成する平坦部あるいは曲面部の幅は、３μｍ以下とすることが、光源装置としての輝度の低下やスティキング現象による輝度の不均一パターンの発生を抑止する観点から好ましく、より好ましくは２μｍ以下であり、さらに好ましくは１μｍ以下である。

上記の導光体２及びプリズムシート１０４は、光透過率の高い合成樹脂から構成することができる。このような合成樹脂としては、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、塩化ビニル系樹脂が例示できる。特に、メタクリル樹脂が、光透過率の高さ、耐熱性、力学的特性、成形加工性に優れており、最適である。このようなメタクリル樹脂としては、メタクリル酸メチルを主成分とする樹脂であり、メタクリル酸メチルが８０重量％以上であるものが好ましい。導光体２及びプリズムシート１０４の粗面やプリズム列等の表面構造を形成するに際しては、透明合成樹脂板を所望の表面構造を有する型部材を用いて熱プレスすることで形成してもよいし、スクリーン印刷、押出成形や射出成形等によって成形と同時に形状付与してもよい。また、熱あるいは光硬化性樹脂等を用いて構造面を形成することもできる。更に、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリメタクリルイミド系樹脂等からなる透明フィルムあるいはシート等の透明基材の表面に、活性エネルギー線硬化型樹脂からなる粗面構造またレンズ列配列構造を形成してもよいし、このようなシートを接着、融着等の方法によって別個の透明基材上に接合一体化させてもよい。活性エネルギー線硬化型樹脂としては、多官能（メタ）アクリル化合物、ビニル化合物、（メタ）アクリル酸エステル類、アリル化合物、（メタ）アクリル酸の金属塩等を使用することができる。

光反射シート１０５としては、例えば表面に金属蒸着反射層を有するプラスチックシートを用いることができる。

以下、実施例により本発明を更に説明する。
［実施例１］
射出成形及びゲートカットにより得られた横寸法３０７．５ｍｍ、縦寸法２３２．７ｍｍ、厚さ２．２ｍのアクリル系樹脂製の板状導光体２の上記寸法３０７．５ｍｍの辺に対応する端面である光入射端面２ｃを、図１〜図５に関し説明した端面仕上げ加工装置を用いて、切削加工した。仕上げ切削刃物１２及び粗切削刃物１４として、いずれも焼結多結晶ダイヤモンドバイトを用いた。仕上げ切削刃物１２は、ダイヤモンド固定砥粒の平均粒径が１０μｍで、逃げ角Ｄ１が３．５度で、すくい角Ｄ２が４度で、先端の曲率半径Ｒが３μｍであった。

粗切削加工では、一定の送り速度２０００ｍｍ／ｓｅｃにて一定の切り込み量２５μｍで７回の切削を実施した。仕上げ切削加工では、一定の送り速度１５０ｍｍ／ｓｅｃにて、切り込み量５μｍで７回、切り込み量３μｍで３回及び切り込み量０μｍで７回の切削を実施した。

得られた導光体を用いて、図６に示すようなエッジライト方式の面光源装置を作製した。この面光源装置につき、一次光源１０１を点灯して、プリズムシート１０４の上面（出光面）１０４ｂを観察したところ、明帯／暗帯並びに斜光の発生はなかった（下記の表１参照）。
［実施例２〜４及び比較例１〜３］
仕上げ切削刃物１２及び粗切削刃物１４としてのダイヤモンドバイトの逃げ角Ｄ１、すくい角Ｄ２及び先端の曲率半径Ｒを、それぞれ以下の表１に記載のように変更したこと以外は、実施例１と同様にして導光体を製造し、それを用いて面光源装置を作製した。得られた面光源装置につき、実施例１と同様にしてプリズムシート１０４の上面（出光面）１０４ｂを観察したところ、表１に示すような結果が得られた。

本発明による面光源装置用導光体の製造方法の実施に使用される端面切削加工装置の一実施形態を説明するための模式的構成図である。 図１の装置の模式的斜視図である。 導光体と仕上げ切削刃物及び粗切削刃物との位置関係を示す模式図である。 刃物支持位置切り替え手段による粗切削刃物の位置切り替えと粗切削加工及び仕上げ切削加工の説明図である。 仕上げ切削刃物の形態的特徴の説明図である。 エッジライト方式のバックライトの斜視図である。 プリズムシートによる光偏向の様子を示す図である。

符号の説明

２ 導光体
２ａ 導光体主面（光出射面）
２ｂ 導光体主面
２ｃ 導光体端面（光入射端面）
２ｄ，２ｅ，２ｆ 導光体端面
４ バックプレート
４ａ サーボモータ
４ｂ ベルト
４ｃ ネジ軸
６ ガイドレール
８ 刃物台支持部
８ａ 雌ネジ部材
８ｂ サーボモータ
８ｃ ボールネジ軸
１０ 刃物台
１０ａ 係合部材
１０ｂ 刃物支持位置切り替え手段
１２ 仕上げ切削刃物（ダイヤモンドバイト）
１４ 粗切削刃物（ダイヤモンドバイト）
２０ 制御部
１０１ 一次光源
１０２ リフレクタ
１０４ プリズムシート
１０４ａ 入光面
１０４ｂ 出光面
１０５ 光反射シート

Claims (3)

1. 一次光源から発せられる光を導光し且つ前記一次光源から発せられる光が入射する光入射端面及び導光される光が出射する光出射面を有するエッジライト方式面光源装置用の導光体を製造する方法であって、
   前記導光体の素材として透光性合成樹脂からなるものを使用し、前記光入射端面を逃げ角が３度以上４．５度以下で且つすくい角が８度以下のバイトを用いて切削加工を行うことを特徴とする、エッジライト方式面光源装置用導光体の製造方法。
2. 前記バイトの先端の曲率半径が１．５μｍ以上６μｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載のエッジライト方式面光源装置用導光体の製造方法。
3. 一次光源から発せられる光を導光し且つ前記一次光源から発せられる光が入射する光入射端面及び導光される光が出射する光出射面を有し且つ透光性合成樹脂からなるエッジライト方式面光源装置用導光体を製造するに際して前記光入射端面の切削加工に使用されるバイトであって、
   逃げ角が３度以上４．５度以下で且つすくい角が８度以下であることを特徴とするバイト。

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