TWI547334B - 面光源裝置、用於面光源裝置的導光體及其製造方法 - Google Patents

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Description

面光源裝置、用於面光源裝置的導光體及其製造方法
本發明是有關於一種邊緣發光(edge light)方式的面光源裝置、以及用於構成該面光源裝置的導光體，特別是有關於一種形成於主表面的光出射構造具有特徵的面光源裝置用導光體及其製造方法、以及使用該導光體的面光源裝置。
使用本發明的導光體所構成的面光源裝置適合於例如用作攜帶用個人電腦等的螢幕或液晶電視等的顯示部的液晶顯示裝置的背光源。
液晶顯示裝置基本上是由背光源與液晶顯示元件構成。作為背光源，就液晶顯示裝置的小型化的觀點而言，較多使用邊緣發光方式的背光源。在邊緣發光方式的背光源中，將矩形板狀的導光體的至少1個端面用作光入射端面，沿著該光入射端面配置直管型螢光燈等線狀或棒狀的一次光源或者發光二極體(Light Emitting Diode，LED)等點狀的一次光源，使自該一次光源所發出的光入射至導光體的光入射端面並朝導光體內部導入，然後使該光自作為該導光體的2個主表面中的一個的光出射面出射。自導光體的光出射面出射的光藉由配置於光出射面上的光擴散膜等光擴散元件及稜鏡片等光偏向元件而擴散，並朝所需的方向偏向。自作為導光體的2個主表面中的另一個的背面亦出射光，為了使該光回到導光體上，與背面對向地配置光反射片等光反射元件。
在導光體的光出射面或背面，形成作為用於使在導光體內受到導光的光適宜出射的光學功能構造的光出射機構。作為該光出射機構，例如可使用適度地變粗糙的粗面或排列有多個透鏡列的透鏡列形成面之類的微小凹凸構造。
為了形成此種微小凹凸構造，已知有使用成形裝置將丙烯酸樹脂等透光性素材壓製成形的方法，上述成形裝置是包含具有藉由噴砂或切削等而形成的形狀轉印面的成形用模具構件而形成(參照專利文獻1及專利文獻2)。
另外，對透光性素材進行直接加工來形成光出射機構的方法亦為人所知，例如於專利文獻3中揭示有對導光體表面一面掃描雷射光一面進行照射，藉此形成多個槽來作為微小凹凸構造的導光體。
另外，將光散射劑或氣泡用作光出射機構的方法亦為人所知，例如於專利文獻4中揭示有包含藉由幅射能及熱能的賦予而發泡的發泡體的導光體。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2005/073625號公報
[專利文獻2]日本專利特開2009-266830號公報
[專利文獻3]日本專利特開2007-87638號公報
[專利文獻4]日本專利特開2006-155937號公報
當藉由如以上的專利文獻1及專利文獻2的壓製成形來製造具有微小凹凸構造的導光體時，必需製作成形用模具構件。進而，當變更應該形成於導光體主表面的微小凹凸構造的構成時，必需更換成形用模具構件，而存在作業麻煩且花費時間，製造效率下降的可能性。
另外，當藉由噴砂而於成形用模具構件上形成微小凹凸構造轉印面時，為了獲得整個導光體光出射面上的均勻的發光，與接近光入射端面的區域相比，在遠離光入射端面的區域(1)更強烈地或(2)更密集地噴砂。若如此，則與接近光入射端面的區域的噴砂痕跡相比，遠離光入射端面的區域的噴砂痕跡(1)更深或(2)重疊，光出射機構的受光面的傾斜角度發生變化，因此在導光體中遠離光入射端面的區域與接近光入射端面的區域，自光出射面的光出射方向發生變化。
另外，當藉由切削等而於成形用模具構件上形成包含表面平滑的多個凹部(例如多個透鏡列的排列)的微小凹凸構造轉印面時，將凹部的傾斜角度設定為所需的傾斜角度，藉此可容易地控制自導光體的光出射面的光出射方向。但是，在此情況下，自導光體光出射面的光出射角度的分布成為集中於狹小的角度的尖峰形的分布，而成為視角狹小者。其結果，當將上述導光體與各種光學片加以組合來構成或製作面光源裝置時，作為光出射機構而設置的凹部與周邊部相比，更強烈地發光，因此為了製成易於透視，且藉由整個導光體光出射面均勻地發光的高品質的面光源裝置，必需較細地且密集地形成凹部。
另外，如上所述的先前的微小凹凸構造是僅根據導光體主表面的表面形狀進行光擴散，因此擴散性不充分，在要求擴大來自面光源裝置的出射光的角度分布的情況下，必需在導光體光出射面上配置光擴散元件。
作為增強光出射機構部的擴散性的方法，在專利文獻3中提出有於表面形成具有微細的空孔的槽的方法。藉由使用該技術，與具有表面平滑的光出射機構的導光體相比，可獲得更廣的出射光的角度分布，但因僅藉由槽表面的微細凹凸進行光擴散，故其擴散性談不上充分。
另一方面，專利文獻4的導光體是基於由發泡部所形成的光散射來實現光出射。當製造該導光體時，必需添加特定的發泡劑。另外，在該技術中，可藉由發泡部中的光散射來擴大出射光的角度分布，但無法將發泡部與其以外的部分的邊界(邊界面)的角度設定成所期望的角度。因此，無法將自導光體光出射面的光出射的方向設定成所期望的方向。
鑒於如上所述的技術課題，本發明的一個目的在於提供一種具有基於新的光擴散功能的光出射機構的面光源裝置用導光體。
鑒於如上所述的技術課題，本發明的另一目的在於提供一種可將自光出射面的光出射的方向設定成所期望的方向的面光源裝置用導光體。
鑒於如上所述的技術課題，本發明的另一目的在於提供一種可不使用利用了成形用模具構件的成形裝置而製造的面光源裝置用導光體。
本發明的又一目的在於提供一種有利於製造如上所述的面光源裝置用導光體的方法、以及使用如上所述的面光源裝置用導光體的面光源裝置。
根據本發明，提供如下的面光源裝置用導光體作為達成上述任一個目的者，該面光源裝置用導光體是具備光入射端面、光出射面、以及位於上述光出射面的相反側的背面的板狀的導光體，其特徵在於：在上述光出射面及背面的至少一者上，於至少一部分的區域中形成有發泡表面層，上述發泡表面層含有氣泡，且包含上述光出射面或背面的法線的方向的剖面呈凹形狀。
在本發明的一型態中，上述發泡表面層的厚度為1 μm～50 μm。在本發明的一型態中，上述發泡表面層中所含有的氣泡的直徑為1 μm～50 μm。在本發明的一型態中，形成有上述發泡表面層的上述一部分的區域包含上述光出射面及背面的一者中的點狀區域。在本發明的一型態中，形成有上述發泡表面層的上述一部分的區域包含上述光出射面及背面的一者中的條紋狀區域。在本發明的一型態中，上述發泡表面層及上述導光體的上述發泡表面層以外的部分包含丙烯酸樹脂。
另外，根據本發明，提供如下的面光源裝置作為達成上述任一個目的者，該面光源裝置的特徵是包含上述面光源裝置用導光體、以及鄰接於該導光體的光入射端面而配置的一次光源而形成。
在本發明的一型態中，上述面光源裝置是進一步包含鄰接於上述導光體的背面而配置的光反射元件而形成。在本發明的一型態中，上述面光源裝置是進一步包含鄰接於上述導光體的光出射面而配置的光偏向元件而形成。在本發明的一型態中，上述光偏向元件具備離上述導光體較近側的入光面、以及與該入光面為相反側的出光面，上述出光面是包含相互平行地排列的多個稜鏡列而形成。
進而，根據本發明，提供如下的面光源裝置用導光體的製造方法作為達成上述任一個目的者，該面光源裝置用導光體的製造方法是製造上述面光源裝置用導光體的方法，其特徵在於：藉由連續製板法來製作包含丙烯酸樹脂板的板狀的導光體素材，以及對該板狀導光體素材的至少一個主表面的至少一部分的區域進行雷射蝕刻，藉此形成上述發泡表面層。
在本發明的一型態中，上述雷射蝕刻中所使用的雷射是紅外雷射。
根據本發明，導光體的發泡表面層具有如使被導光的光自光出射面出射的光學作用，尤其，僅在凹部的表面附近形成氣泡，且氣泡內部包含折射率與導光體材料差別較大的氣體，因此可獲得較大的光擴散作用，於是提供一種具有基於新的光擴散功能的光出射機構的面光源裝置用導光體。
另外，根據本發明，可不使用利用了成形用模具構件的成形裝置而製造面光源裝置用導光體，可藉由變更雷射蝕刻的加工條件而容易且迅速地變更發泡表面層的形態。
尤其，根據本發明，由於在凹部傾斜面上局部存在發泡表面層，因此可藉由散射而獲得寬廣的視角與較高的發光品質，同時可藉由適宜設定傾斜面的傾斜角而使光朝所期望的方向出射，另外，藉由遍及導光體主表面的整個區域配置傾斜面上局部存在發泡表面層的凹部，可使光容易地朝遍及整個區域的相同的方向出射，進而可藉由簡便的方法形成斜面上局部存在發泡表面層的凹部。
以下，一面參照圖式，一面說明本發明的實施形態。
圖1是表示本發明的面光源裝置的一實施形態的示意性的構成圖，圖2是表示該面光源裝置中的導光體的示意性的部分剖面圖。如圖1所示，本實施形態的面光源裝置包括：作為點狀的一次光源的LED 22、對自該LED所發出的光進行導光的板狀的導光體24、光擴散元件26、第1光偏向元件28、第2光偏向元件30、以及光反射元件32。
導光體24將圖1及圖2中的上下方向作為厚度方向，在與紙面垂直的方向上具有擴展性，且整體上呈矩形板狀。導光體24具有4個側端面，將其中的至少1對側端面中的至少一者設定為光入射端面241，且以與該光入射端面對向的方式鄰接配置有LED 22。將作為與導光體24的光入射端面241大致正交的2個主表面中的一個的上表面設定為光出射面242。在本實施形態中，該光出射面242包含平滑面(鏡面)，但並不限定於此，可對光出射面賦予稜鏡形狀或扁豆狀透鏡(lenticular lens)形狀、微透鏡形狀等。
再者，LED 22亦可設置有多個。在此情況下，較佳為將多個LED 22以適宜的間隔配置在與圖1的紙面垂直的方向上，且以使自該些LED 22所發出的光的最大強度光的方向相互平行的方式進行配置。
在與導光體24的光出射面242為相反側的主面(背面)243上形成有光出射機構。光出射機構包含形成於背面243的一部分的區域中的發泡表面層244。發泡表面層244的包含光出射面242或背面243的法線的方向的剖面(縱剖面)呈凹形狀。
圖3是表示發泡表面層244的一例的掃描型電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope，SEM)俯視圖，圖4是其SEM剖面立體圖。形成有發泡表面層244的區域包含背面243上的多個點狀區域。該點狀區域的尺寸例如直徑為30 μm～1000 μm，深度為0.1 μm～500 μm，圖2中所示的斜面的傾斜角度α為1°～70°。
再者，形成有發泡表面層244的區域的形狀並不限定於如上所述的點狀，亦可為包含條紋狀區域即線狀或帶狀的區域的形狀。在此情況下，關於與條紋的延伸方向正交的剖面(縱剖面)的形狀，針對上述點狀的情況的剖面(縱剖面)的形狀的說明亦適用。
發泡表面層244可藉由使用包含丙烯酸樹脂板的板狀的導光體素材，如後述般進行雷射蝕刻加工而形成。於是，發泡表面層244及導光體24的發泡表面層以外的部分包含丙烯酸樹脂。
在如後述的製造方法中，發泡表面層244的縱剖面形狀(輪廓)的變化可藉由使針對導光體素材的主表面的雷射的輸出、掃描速度、焦點位置(聚焦位置)的距離變化而實現。
發泡表面層244含有許多氣泡，且氣泡內部包含折射率與導光體材料差別較大的氣體。於是，發泡表面層244作為針對光的透過及反射的不均勻的層而發揮功能，且在其光學性質方面作為光擴散層而發揮功能。藉此，入射至光入射端面241中，並在導光體內部受到導光的光於發泡表面層244中被擴散反射，一部分以自光出射面242的出射被允許的角度朝向光出射面242，並自該光出射面出射。
由於在導光體背面243的一部分的區域中形成有如上所述的發泡表面層244，因此在包含光出射面242的法線方向(圖1及圖2中的上下方向)及與光入射端面241正交的方向兩者的面內的分布中具有略微寬廣的指向性的光自光出射面242出射。因此，可獲得視角廣且光出射機構部不易被辨認、品質的調整較容易的面光源裝置用導光體。
發泡表面層244的厚度較佳為1 μm～50 μm，發泡表面層244中所含有的氣泡的直徑較佳為1 μm～50 μm。
在發泡表面層244中所含有的氣泡的直徑過小的情況下，於導光體24內傳播的光的散射強度顯現波長依存性，因此產生在接近導光體24的光入射端面241的區域與遠離光入射端面241的區域中出射光的色調發生變化的色移現象。另一方面，在發泡表面層244中所含有的氣泡的直徑過大的情況下，氣泡的表面積變小，因此引起擴散效率的下降。
另外，在發泡表面層244的厚度過薄的情況下，發泡表面層244中所含有的氣泡的直徑亦必然過小，因此適用上述的氣泡的直徑過小的情況的說明。另一方面，在發泡表面層244的厚度過厚的情況下，氣泡的直徑亦過大的情況適用上述的說明，在氣泡的直徑適當的情況下，該發泡表面層中的出射率變得過高，因此難以在導光體24的整個區域中謀求亮度的均齊化。
另外，在藉由雷射蝕刻加工來形成凹部的情況下，發泡表面層244局部存在於凹部的表面附近，因此氣泡的一部分露出至表面，上述凹部的表面成為微細的凹凸。因此，發泡表面層244的發泡狀態與上述凹部的表面粗糙度具有關聯性，且存在如下的傾向，即越是存在許多氣泡者，越具有較大的表面粗糙度。
背面243上的發泡表面層244的區域可設置多個。當發泡表面層244的區域為點狀時，其分布例如可設定成無規狀、棋盤格狀、最密填充狀。當發泡表面層244的區域為條紋狀時，其分布例如可設定成平行條紋狀。進而，形成有發泡表面層244的區域亦可為背面243的整個區域。
再者，作為導光體24的光出射機構，可與如上所述的形成於背面243上的發泡表面層244一併使用藉由將光擴散性微粒子混入分散至導光體24的內部而形成者。另外，作為導光體24，除如圖1及圖2中所示的整體的厚度(忽視背面243的發泡表面層244的凹形狀時的厚度)一致的板狀的導光體以外，亦可使用如厚度自光入射端面241朝相反端面逐漸變小的楔狀的導光體等各種剖面形狀的導光體。
另外，亦可於光出射面242上形成包含如上所述的發泡表面層244的光出射機構，進而亦可於光出射面242及背面243兩者上形成包含如上所述的發泡表面層244的光出射機構。
導光體24的厚度例如為0.1 mm～10 mm。
光擴散元件26是配置在導光體24的光出射面242上，且包含例如光擴散膜。當自光出射面242出射的光的指向性具有所期望的出射角度、視角時，亦可省略光擴散元件26。
第1光偏向元件28是配置在光擴散元件26上，第2光偏向元件30是配置在第1光偏向元件28上。即，光擴散元件26介於第1光偏向元件28與導光體的光出射面242之間。
第1光偏向元件28及第2光偏向元件30具備離導光體24較近側的入光面、以及與該入光面為相反側的出光面，出光面是包含相互平行地排列的多個稜鏡列而形成。但是，第1光偏向元件28與第2光偏向元件30的出光面的多個稜鏡列的延伸方向相互正交。
在本實施形態中，第1光偏向元件28的出光面的多個稜鏡列的延伸方向與光入射端面241平行，第2光偏向元件30的出光面的多個稜鏡列的延伸方向與光入射端面241垂直。但是，並不限定於此。第1光偏向元件28的出光面的多個稜鏡列的延伸方向、及第2光偏向元件30的出光面的多個稜鏡列的延伸方向兩者亦可相對於光入射端面241傾斜且相互正交。
第1光偏向元件28及第2光偏向元件30的厚度例如為30μm~350μm。
當如自光出射面242出射的光在所需的方向上具有分布的波峰時，亦可省略第1光偏向元件28或第2光偏向元件30。
作為光反射元件32，例如可使用表面具有金屬蒸鍍反射層的塑膠片或者含有顏料的白色的薄片或發泡片等光反射片。作為上述顏料，例如可列舉：氧化鈦、硫酸鋇、碳酸鈣、碳酸鎂等。再者，較佳為對用作導光體24的光入射端面的端面以外的端面亦附加反射構件。當自背面243出射的光的量少至可忽視的程度時，亦可省略光反射元件32。
藉由在包含如上所述的LED 22、導光體24、光擴散元件26、第1光偏向元件28、第2光偏向元件30及光反射元件32的面光源裝置的發光面(第2光偏向元件30的出光面)上配置液晶顯示元件來構成液晶顯示裝置。觀察者自圖1中的上方起透過液晶顯示元件來觀察液晶顯示裝置。
再者，可在第2光偏向元件30的出光面上鄰接配置第2光擴散元件，從而可抑制成為圖像顯示的品質下降的原因的眩光或亮度不均等，並提昇圖像顯示的品質。
其次，對用於製造如上所述的面光源裝置用導光體的本發明的製造方法的實施形態進行說明。
首先，製造主表面上未形成有發泡表面層的導光體素材。該導光體素材是包含丙烯酸樹脂板的板狀的導光體素材，且具有與導光體24相同的厚度。
導光體素材例如藉由如下的連續製板法(連續鑄造法)來製造：將甲基丙烯酸甲酯的漿料(syrup)連續地注入至由以上下相對的方式配置的2個環狀的金屬旋轉帶、與在其兩側邊部被夾在帶間的墊片密封而構成的鑄模中並使其聚合來獲得板。
具體而言，該方法是如例如日本專利特開平8-151403號公報中所記載般，具有如下特徵的壓克力板狀聚合物的製造方法：向20℃下的黏度為100泊以上且聚合物含有率為25wt%(重量百分比)~60wt%的甲基丙烯酸甲酯系漿料中添加1種以上的聚合起始劑，將該漿料供給至鑄模中並加熱至50℃~100℃的溫度而使聚合物含有率至少達到 70wt%後，利用在與聚合中的漿料溫度大致相同或其以上的溫度下自生的聚合發熱來進行聚合。
此處，較佳為與聚合中的漿料溫度大致相同或其以上的溫度為60℃~150℃。另外，較佳為利用自生的聚合發熱進行聚合的漿料的峰值溫度為105℃~140℃。另外，較佳為鑄模是由以上下相對的方式配置，且在同一方向上以同一速度移動的2個環狀帶，以及在其兩側邊部被環狀帶夾持著移動的連續的墊片構成的鑄模。
成為本發明中所使用的漿料的原料的單體是單一的甲基丙烯酸甲酯或以甲基丙烯酸甲酯為主成分的單體混合物，當其為單體混合物時，較理想的是甲基丙烯酸甲酯為80wt%以上。
作為與甲基丙烯酸甲酯一同使用的單體，可列舉：甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸苄酯等甲基丙烯酸酯，丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸環己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸苄酯等丙烯酸酯，苯乙烯，α-甲基苯乙烯等。
作為用於使上述單體聚合來獲得漿料的聚合起始劑，例如可列舉：過氧化二碳酸二異丙酯、過氧化新癸酸第三丁酯(t-butyl peroxy neodecanoate)、過氧化特戊酸第三丁酯、過氧化特戊酸第三己酯、過氧化月桂醯、過氧化苯甲醯、過氧化異丙基碳酸第三丁酯、過氧化苯甲酸第三丁酯、過氧化二異丙苯、二-第三丁基過氧化物等有機過氧化物； 2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮雙異丁腈、1,1'-偶氮雙(1-環己甲腈)、2,2'-偶氮雙(2,4,4-三甲基戊烷)等偶氮化合物。聚合起始劑的添加量通常相對於單體為0.01wt%~0.5wt%，但可根據聚合溫度或作為目標的聚合物轉化率而適宜決定。
當要獲得漿料時，視需要可使用分子量調整劑。具體而言，可列舉具有烷基或取代烷基的一級、二級或三級的硫醇，例如：正丁基硫醇、異丁基硫醇、正辛基硫醇、正十二基硫醇、第二丁基硫醇、第二-十二基硫醇、第三丁基硫醇等。分子量調整劑的使用量並無特別限定，例如相對於漿料，可在0.01wt%~0.2wt%的範圍內較佳地使用。
由上述單體所製造的漿料必需是20℃下的黏度為100泊以上且聚合物含有率為25wt%~60wt%的漿料。若漿料的黏度未滿100泊或聚合物含有率未滿25wt%，則聚合時間變長，另一方面，若聚合物含有率超過60wt%，則難以混合聚合起始劑或向鑄模供給漿料。
具有上述黏度及聚合物含有率的漿料可藉由公知的方法，例如日本專利特公昭40-3701號公報、日本專利特公昭47-35307號公報、日本專利特公昭53-39918號公報等中所記載的方法來製造。
其次，作為添加於上述漿料中的聚合起始劑，使用與獲得上述漿料時所使用的聚合起始劑相同的聚合起始劑。聚合起始劑的添加量通常相對於漿料，較佳為0.03wt%~0.5wt%。
再者，於本發明中所使用的漿料中，視需要可進一步添加各種添加劑，例如氧化穩定劑、塑化劑、染料、顏料、脫模劑等。
作為用於獲得本發明的壓克力板狀聚合物的鑄模，較佳為如日本專利特公昭46-41602號公報、日本專利特公昭47-33495號公報等中所記載的由以上下相對的方式配置，且在同一方向上以同一速度移動的2個環狀帶，以及在其兩側邊部被環狀帶夾持著移動的連續的墊片所構成的連續地製造板狀聚合物的方式的鑄模。
圖5是表示用於連續地製造本發明的壓克力板狀聚合物(導光體素材)的聚合裝置的一例的概略說明圖。
在圖5所示的聚合裝置中，上下配置的2個不鏽鋼製的環狀帶1、1'分別由主滑輪2、3、2'、3'來賦予張力，且以在同一方向上以同一速度移動的方式受到驅動。
輥4水平地支持移動的環狀帶，並規定帶面間距離，即漿料的厚度。
漿料是由未圖示的定量泵等自儲存槽輸送至漿料供給管5中，並被供給至環狀帶1'上。
帶面間的兩側邊部由連續的具有彈性的墊片6密封，並被環狀帶1、1'夾持著移動。
供給至環狀帶1'上的漿料被環狀帶1、1'夾持著移動，依次通過加熱區域15、16、17及18後完成聚合，從而形成板狀聚合物19。
在圖5中，表示加熱區域15使用藉由蒸氣管路7的空氣加熱，加熱區域16、17使用藉由鼓風機11、12、13的 熱風加熱，加熱區域18使用藉由蒸氣管路8的空氣加熱的例子，排泄管路(drain line)9、10是為了排出發生在加熱區域15、18的排液(drain)，而熱交換器14、14'是為了調整熱風的溫度。但可使用除此以外的加熱方法，例如水浴加熱、電熱加熱、紅外線加熱、電磁感應加熱等公知的方法。於本發明中，較佳為使用熱風加熱、電熱加熱、紅外線加熱等方法。
本發明的方法如上所述使用聚合裝置來實施，但在加熱區域15中將漿料預加熱至50℃~90℃。
在加熱區域16、17中進行漿料的聚合，且聚合至聚合物含有率至少為70wt%，較佳為70wt%~90wt%為止。在該加熱區域16、17中，將漿料的聚合溫度保持在60℃~100℃的範圍內。再者，此處所示的聚合物含有率是在批量製板實驗的中途取出樣品，並急速冷卻，藉此停止聚合而進行測定所得者。
繼而，在加熱區域18中，進而使漿料聚合後完成聚合，該加熱區域18是維持在與聚合中的漿料溫度大致相同或其以上的溫度，較佳為60℃~150℃的溫度，並利用自生的漿料的聚合發熱進行聚合。即，積極地利用聚合發熱來完成聚合。此時的漿料的聚合峰值溫度為105℃~140℃，較佳為110℃~130℃。
在本發明的方法中，當聚合物含有率未滿70wt%，並利用在與聚合中的漿料溫度大致相同或其以上的溫度下自生的聚合發熱進行聚合時，板狀聚合物中會產生氣泡，故不佳。
聚合的實質性的完成是藉由使聚合物含有率至少為 95wt%，較佳為95wt%以上來達成。
繼而，對以上述方式所獲得的導光體素材的主表面進行利用雷射光照射的蝕刻(雷射蝕刻)，從而在導光體素材主表面的表層部形成發泡表面層244。
作為用於雷射蝕刻的雷射，較佳為使用對於導光體素材的蝕刻效率良好的雷射，例如使用二氧化碳雷射(CO2雷射)等紅外雷射。作為二氧化碳雷射，可列舉KEYENCE公司製造的CO2雷射刻印機(ML-Z9520T：振盪波長為9.3μm，平均輸出為20W)。
如上所述，藉由使針對導光體素材的主表面的雷射的輸出、掃描速度、焦點位置(聚焦位置)的距離變化，而可容易地使發泡表面層244的縱剖面形狀(輪廓)變化。
圖6及圖7是分別為了與本發明的圖3及圖4進行比較而表示的圖，且為包含藉由擠出成形而獲得的丙烯酸樹脂板的導光體素材的雷射蝕刻加工部的SEM俯視圖及SEM剖面立體圖。在此情況下，未形成發泡表面層。當將藉由擠出成形法所製造的丙烯酸樹脂板用作導光體素材時，聚合物的分子量比上述本發明的情況更低，因此推測在雷射蝕刻中不會成為與本發明相同的加工機制。
[實例]
以下，藉由實例及比較例來更具體地說明本發明。
(實例1)
<導光體素材的製作>
使用圖5中所示的裝置，根據日本專利特開平 8-151403號的實例1而如下般製作導光體素材。
利用泵以6kg/h的流量將含有0.016wt%的2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、0.2wt%的正十二基硫醇、4wt%的丙烯酸丁酯的甲基丙烯酸甲酯供給至聚合槽中，充分且均勻地攪拌聚合槽的內液後，將溫度維持在130℃並進行10分鐘聚合。噴出側的聚合反應物(漿料)的聚合物含有率為28wt%，黏度為12泊。
利用冷凝器冷卻該漿料，並藉由齒輪泵以4.5kg/h的流量送液，然後利用泵以0.5kg/h的比例向其中添加聚合物含有率為20wt%，且含有0.32wt%的過氧化特戊酸第三己酯與0.008wt%的偶氮雙異丁腈的聚合起始劑的維持在10℃的甲基丙烯酸甲酯的漿料，並藉由內置有靜態攪拌器的混合機加以混合。
繼而，利用供給管5以0.83kg/h的流量將該漿料供給至由厚度為1.5mm、寬度為500mm、長度為10m(環狀帶1)與長度為12m(環狀帶1')的2根不鏽鋼構成，且每分鐘移動0.04m的環狀帶1'上，並藉由上下的環狀帶1、1'夾持來進行滾軋。再者，墊片6使用軟質氯乙烯製中空管。在加熱區域15中將藉由帶滾軋的漿料升溫至70℃後，使其以在加熱區域16(熱風82℃)中停留4分鐘，在加熱區域17(熱風69℃)中停留9分鐘，在加熱區域18(100℃)中停留6分鐘的方式依次通過該些加熱區域，從而獲得厚度為0.5mm的透明的壓克力鑄板。
將該壓克力鑄板切成寬度為30mm、長度為100mm的矩形，從而獲得導光體素材A1。
＜面光源裝置用導光體的製作＞
將本實例中所製作的樣品(面光源裝置用導光體B1)的示意圖示於圖8a及圖8b。圖8a表示俯視圖，圖8b表示縱剖面圖。一面參照圖8a及圖8b，一面對自導光體素材A1獲得面光源裝置用導光體B1為止的加工步驟，特別是雷射蝕刻加工進行說明。再者，為便於說明，關於導光體素材的各部分，以與導光體所對應的部分相同的名稱來稱呼。以下相同。
使用KEYENCE公司製造的CO2雷射刻印機ML-Z9520T(波長：9.3 μm，平均輸出：20 W)，在輸出為80%，掃描速度為500 mm/sec，並使雷射焦點位置與加工面吻合的條件下對導光體素材A1的與光出射面110對向的面(光出射面110的相反側的背面)130實施雷射蝕刻加工，設置將凹狀的發泡表面層作為單位點並排列多個該單位點而成的凹部(光出射機構)101，從而獲得面光源裝置用導光體B1。在將雷射蝕刻加工的圖案設定為點形狀，並將離光入射端面120為50 mm，離側端面為15 mm的位置作為中心的6 mm×6 mm的區域中，將在與光入射端面120平行的方向上以0.5 mm的間距排列有13個的圖案於對應於導光體的導光方向的方向(與側端面平行的方向)上以0.5 mm的間距排列13行。
＜發泡表面層的觀察及測定＞
利用掃描型電子顯微鏡(SEM，日立先端科技(Hitachi High Technologies)公司製造S-4300SE/N型掃描電子顯微鏡)觀察所獲得的面光源裝置用導光體B1的凹狀的發泡表面層的表面形狀及剖面形狀。對任意地抽選的單位點進行觀察，並在所觀察的範圍內，將自上述導光體表面(該單位點的表面)起，至位於上述導光體的厚度方向的最深處的氣泡的最深部位為止的上述厚度方向的長度設定為「發泡表面層的厚度」。另外，測定發泡表面層的氣泡的上述厚度方向的長度，並將其最大值設定為「氣泡的直徑」。
＜發泡表面層的表面粗糙度測定＞
使用雷射共軛焦顯微鏡(奧林巴斯(Olympus)公司製造掃描型共軛焦雷射顯微鏡LEXT OLS-3000)對所獲得的面光源裝置用導光體B1的凹狀的發泡表面層的表面粗糙度(算術平均粗糙度：Ra)進行評價。利用上述雷射共軛焦顯微鏡測定凹狀的發泡表面層的三維輪廓，以所獲得的輪廓為基礎，使用分析軟體LEXT OLS application program(版本5.0.7)抽選表面粗糙度曲線，並算出Ra。將截斷(cutoff)值設定為λc=1/10，對任意地抽選的3個部位的點進行上述測定，將在各點內測定3個部位所獲得的共計9個資料的平均值作為Ra值。
＜光學評價＞
(1)亮度分布評價
圖9是用於亮度分布評價的測定系統的示意圖。藉由下述的方法來評價使用面光源裝置用導光體B1所構成的面光源裝置的亮度分布。
將藉由定電流電源350而以20 mA發光的LED光源340(日亞化學工業公司製造LED NSSW020BT 1燈)配置於被測定用的面光源裝置用導光體B1的光入射端面302，將反射片310(帝人杜邦薄膜公司製造UX厚度為225 μm)配置於光出射面的相反側的背面303。使用亮度計360(TOPCON公司製造亮度計BM-7)，測定自將設置有發泡表面層(光出射機構)301的部位作為中心的視角為2度的區域的光出射面304出射的光的在與導光方向平行、且與導光體光出射面304垂直的面內的自-90度至90度為止的出射光角度下的亮度分布。再者，出射方向是將法線方向設定為0度，將自發泡表面層(光出射機構)301觀察光入射端面302的方向設定為-(負)，將其相反方向設定為+(正)。根據該測定結果，獲得亮度分布的半值角度範圍(度)。評價的結果將後述。
(2)發光品質評價
圖10是用於發光品質觀察的評價系統的示意圖。藉由下述的方法來評價使用面光源裝置用導光體B1所構成的面光源裝置的發光品質。
將藉由定電流電源350而以20 mA發光的LED光源340(日亞化學工業公司製造LED NSSW020BT 1燈)配置於被測定用的面光源裝置用導光體B1的光入射端面302，將反射片310(帝人杜邦薄膜公司製造UX厚度為225 μm)配置於光出射面的相反側的背面303。鄰接於導光體光出射面304而配置有作為光擴散元件的擴散片220、以及作為第1及第2光偏向元件的稜鏡片230、240。稜鏡片是配置在稜鏡列形成面朝向與面光源裝置用導光體B1的光出射面304為相反側(向上)的方向上。即，稜鏡片230、240具備離面光源裝置用導光體B1較近側的入光面、以及與該入光面為相反側的出光面，出光面是包含多個稜鏡列而形成。作為擴散片220，使用KIMOTO公司製造的液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)背光源用高亮度擴散膜Light-Up 100GM3，作為稜鏡片230、240，使用住友3M公司製造的亮度上升膜Vikuiti BEFII90/50。第1稜鏡片230是以使稜鏡列與導光體光入射端面302相互平行的方式配置，第2稜鏡片240是以使稜鏡列與導光體內的導光方向相互平行(即稜鏡列與導光體光入射端面302相互垂直)的方式配置。
與上述亮度分布評價同樣地使LED 340發光，並以目視確認能否辨認雷射點圖案，藉此評價發光品質，將可辨認藉由雷射蝕刻所形成的點者設定為「×」，將無法辨認藉由雷射蝕刻所形成的點，而可獲得作為面的發光者設定為「○」。評價的結果將後述。
(實例2)
將厚度為0.5 mm的壓克力鑄板(三菱麗陽公司製造ACRYLITE LX001)切成寬度為30 mm、長度為100 mm的矩形，從而獲得導光體素材A2。使用導光體素材A2，以與實例1相同的方法製作面光源裝置用導光體B2。針對所獲得的面光源裝置用導光體B2，以與實例1相同的方法進行凹狀的發泡表面層的觀察、表面粗糙度測定及光學評價。其結果將後述。
(實例3)
圖11是表示本實例中用於連續地製造板狀導光體素材的裝置的示意性的構成圖。在該裝置中，自供給模具401供給紫外線聚合性黏性液體(漿料)402來製造壓克力鑄板(導光體素材)402'。利用進給裝置414及捲繞裝置415使第一膜413移動，利用進給裝置417及捲繞裝置418使第二膜416移動。所供給的紫外線聚合性黏性液體2由第一膜413及第二膜416夾持，且藉由上表面按壓輥408及下表面按壓輥408'進行壓軋而成為所需厚度的層狀，並移動。在此期間，利用紫外線照射裝置404經由第一膜413及第二膜416照射紫外線，進而利用熱風加熱裝置410進行加熱，而使紫外線聚合性黏性液體402聚合，從而成為壓克力鑄板402'。
在本實例中，首先向甲基丙烯酸甲酯單體60重量份中添加紫外線分解聚合起始劑1-羥基-環己基-苯基酮(汽巴精化(Ciba Speciality Chemicals)公司製造Irgacure184)0.01重量份、正辛基硫醇0.100重量份、作為脫模劑的二辛基磺基琥珀酸鈉(Mitsui-Cyanamid公司製造Aerosol OT-100)0.05重量份，在常溫下使其溶解後，於80℃下歷時30分鐘使甲基丙烯酸甲酯聚合物珠粒(三菱麗陽公司製造BR-80重量平均分子量為10萬)40重量份加熱溶解，製成紫外線聚合性黏性液體402。為了去除調合時的氣泡，在50℃下靜置2小時後，自然冷卻至常溫為止。
繼而，使用上述紫外線聚合性黏性液體402，並藉由圖11中所示的裝置來製造壓克力鑄板402'。作為第一膜413與第二膜416，使用寬度為500 mm、厚度為188 μm的聚對苯二甲酸乙二酯膜(東洋紡(TOYOBO)公司製造Cosmoshine A4100)，作為紫外線照射裝置404，使用東芝公司製造的FL30S-BL燈。
將第一膜413及第二膜416的搬送速度設定為0.13 m/min，自供給模具401將先前所製備的紫外線聚合性黏性液體402以寬度為400 mm、厚度為0.58 mm的片狀供給至膜416上後，使膜413覆蓋該紫外線聚合性黏性液體402。其後，利用紫外線照射裝置404以2 mW/cm2的照射強度照射20分鐘紫外線，於利用熱風加熱裝置410以143℃進行3分鐘熱處理後，空氣冷卻至90℃，然後自第一膜413及第二膜416上剝離，藉此獲得厚度為0.5 mm的壓克力鑄板402'。將所獲得的壓克力鑄板402'切成寬度為30 mm、長度為100 mm的矩形，藉此製成導光體素材A3。
使用所獲得的導光體素材A3，以與實例1相同的方法製作面光源裝置用導光體B3。針對面光源裝置用導光體B3，以與實例1相同的方法進行凹狀的發泡表面層的觀察、表面粗糙度測定及光學評價。其結果將後述。
(比較例1)
將製備紫外線聚合性黏性液體402時的正辛基硫醇的添加量設定為0.135重量份，除此以外，以與實例3相同的方式製作導光體素材A4。
使用所獲得的導光體素材A4，以與實例1相同的方法製作面光源裝置用導光體B4。針對面光源裝置用導光體B4，以與實例1相同的方法進行凹狀的觀察、表面粗糙度測定及光學評價。其結果將後述。
(比較例2)
將以丙烯酸樹脂顆粒(三菱麗陽公司製造Acrypet VH000)為原料，並藉由公知的擠出製程所獲得的厚度為0.5 mm的壓克力擠出板切成寬度為30 mm、長度為100 mm的矩形，從而製成導光體素材A5。
使用所獲得的導光體素材A5，以與實例1相同的方法製作面光源裝置用導光體B5。針對面光源裝置用導光體B5，以與實例1相同的方法進行凹狀的觀察、表面粗糙度測定及光學評價。其結果將後述。
(比較例3)
將實例1中所製作的面光源裝置用導光體B1作為母模，製作利用取模用矽橡膠(Momentive Performance Materials公司製造TSE3450)轉印雷射點部的表面形狀而成的模具。將硬化後的折射率為1.51的紫外線硬化性單體混合液展開於該模具的表面上，並於其上積層實例1中所使用的導光體素材A1，然後自導光體素材A1側照射紫外線，藉此製作藉由轉印而複製有面光源裝置用導光體B1的出射機構部的表面形狀的面光源裝置用導光體B6。
針對所獲得的面光源裝置用導光體B6，以與實例1相同的方法進行凹狀的觀察、表面粗糙度測定及光學評價。其結果將後述。
[實例1～實例3及比較例1～比較例3的評價結果]
將實例1～實例3及比較例1～比較例3中所製作的面光源裝置用導光體(B1～B6)的凹部的表面及剖面的觀察結果(SEM照片)示於圖12。
如圖12所示，在藉由雷射蝕刻而形成於實例1～實例3中所製作的面光源裝置用導光體B1～面光源裝置用導光體B3的主表面的凹狀的光出射機構部，於表面上觀察到數μm級的凹凸，且可知於剖面上多個氣泡局部存在於傾斜面附近。即，發泡表面層是具有裂紋產生狀、或凹陷孔狀、或空洞內包狀的微細構造的層，且為上述微細構造中含有氣泡的層。
另一方面，在比較例1中所製作的面光源裝置用導光體B4的凹部表面上亦可觀察到微細的凹凸，但在其剖面上未觀察到氣泡，可知僅為表面的凹凸而未形成發泡表面層。另外，比較例2中所製作的面光源裝置用導光體B5的凹部表面平滑，在剖面上不存在氣泡，可知未形成發泡表面層。進而，比較例3中所製作的面光源裝置用導光體B6因轉印而複製有實例1中所製作的面光源裝置用導光體B1的形狀，故凹部具有與B1相同的表面，但其剖面上不存在氣泡，可知僅為表面的凹凸而未形成發泡表面層。
圖13是表示實例1～實例3及比較例1～比較例3中所製作的面光源裝置用導光體(B1～B6)的導光體單體中的各出射角的亮度的分布(藉由圖9的測定方法所測定的亮度分布)的圖，此處，為了比較亮度分布的輪廓，表示將峰值亮度的值設定為1.0來進行規格化的資料。另外，圖中，橫軸表示出射光的角度(出射角度)，縱軸表示該角度下的相對亮度，出射角度是以-(負)來表示自光出射機構觀察光入射端面的方向，以+(正)來表示其相反方向。
表1是將根據剖面觀察的結果所獲得的發泡表面層的厚度及氣泡的直徑、根據表面粗糙度測定的結果所獲得的算術平均粗糙度(Ra)、根據亮度分布評價的結果所獲得的半值角度範圍、發光品質評價的結果加以匯總的表。此處，所謂半值角度範圍，是指取圖13的各出射輪廓中的峰值的50%(相對亮度=0.5)以上的值的角度範圍。
如表1所示，在藉由雷射蝕刻所設置的凹部的表面具有發泡表面層的實例1～實例3的面光源裝置用導光體具備具有80度以上的半值角度範圍的寬廣的亮度分布特性，尤其法線方向(圖13中的0度方向)的亮度變高。因此，當與光學元件組合來構成面光源裝置時，可獲得雷射點不易被辨認且品質高的發光。
相對於此，不具有發泡表面層的比較例1及比較例2的面光源裝置用導光體分別顯現具有64度、42度的半值角度範圍的亮度分布特性，該亮度分布特性與實例1～實例3的面光源裝置用導光體的情況相比，成為狹小且指向性強的出射圖案。因此，當與實例1～實例3的面光源裝置用導光體的情況同樣地與光學元件組合來構成面光源裝置時，雷射點容易被辨認。為了改善該點穿透現象，獲得較高的發光品質，必需更細且更高密度地形成雷射點，故就結果而言，雷射蝕刻需要較長的時間，而引起生產性的下降。另外，比較例3的面光源裝置用導光體B6因自B1轉印有表面形狀，故具有與B1相同的表面粗糙度，但不具有發泡表面層。因此，僅獲得由表面的凹凸所產生的散射效果，而無法獲得由與氣泡內所包含的氣體的折射率差所產生的較高的散射效果。因此，與實例1相比，半值角度範圍明顯變狹小，雷射點容易被辨認。
(實例4)
將製備紫外線聚合性黏性液體402時的紫外線分解聚合起始劑1-羥基-環己基-苯基酮的添加量設定為0.05重量份，並將正辛基硫醇的添加量設定為0.05重量份，除此以外，以與實例3相同的方式製作導光體素材A7。
使用所獲得的導光體素材A7，將雷射蝕刻加工時的條件設定成輸出為80%，掃描速度為500 mm/sec，並使雷射焦點位置自加工面(背面130)朝雷射光源側偏移10 mm的條件，除此以外，以與實例1相同的方法製作面光源裝置用導光體B7。針對面光源裝置用導光體B7，以與實例1相同的方法進行凹狀的發泡表面層的觀察、表面粗糙度測定及光學評價。但是，關於發光品質評價，不僅與實例1同樣地鄰接於導光體光出射面304而配置擴散片、稜鏡片(2片)，而且進而再配置1片實例1中所使用的擴散片(KIMOTO公司製造的LCD背光源用高亮度擴散膜Light-Up 100GM3)後進行評價。其結果將後述。
(比較例4)
使用比較例2中所使用的導光體素材A5作為導光體素材，除此以外，以與實例4相同的方法製作面光源裝置用導光體B8。針對面光源裝置用導光體B8，以與實例4相同的方法進行凹狀的觀察、表面粗糙度測定及光學評價。其結果將後述。
[實例4及比較例4的評價結果]
將實例4及比較例4中所製作的面光源裝置用導光體(B7～B8)的凹部的表面及剖面的觀察結果(SEM照片)示於圖14。
如圖14所示，在藉由雷射蝕刻而形成於實例4中所製作的面光源裝置用導光體B7的主表面的凹狀的光出射機構部，於表面上觀察到數μm級的凹凸，且可知於剖面上多個氣泡局部存在於傾斜面附近。相對於此，比較例4中所製作的面光源裝置用導光體B8的光出射機構部的表面平滑，在剖面上不存在氣泡，可知未形成發泡表面層。
圖15是表示實例4及比較例4中所製作的面光源裝置用導光體(B7～B8)的導光體單體中的各出射角的亮度分布圖，此處，為了比較亮度分布的輪廓，表示將峰值亮度的值設定為1.0來進行規格化的資料。另外，圖中，橫軸表示出射光的角度(出射角度)，縱軸表示該角度下的相對亮度，出射角度是以-(負)來表示自光出射機構觀察光入射端面的方向，以+(正)來表示其相反方向。
表2是將根據剖面觀察的結果所獲得的發泡表面層的厚度及氣泡的直徑、根據表面粗糙度測定的結果所獲得的算術平均粗糙度(Ra)、根據亮度分布評價的結果所獲得的半值角度範圍、發光品質評價的結果加以匯總的表。此處，所謂半值角度範圍，是指取圖15的各出射輪廓中的峰值的50%(相對亮度=0.5)以上的值的角度範圍。
如表2所示，在藉由雷射蝕刻所設置的凹部的表面具有發泡表面層的實例4的面光源裝置用導光體具有半值角度範圍為60度的寬廣的亮度分布特性，尤其法線方向的亮度變高。因此，當與光學元件組合來構成面光源裝置時，可獲得雷射點不易被辨認且品質高的發光。
相對於此，不具有發泡表面層的比較例4的面光源裝置用導光體顯現具有38度的半值角度範圍的亮度分布特性，該亮度分布特性與實例4的面光源裝置用導光體的情況相比，成為狹小且指向性強的出射圖案。因此，當與實例4的面光源裝置用導光體的情況同樣地與光學元件組合來構成面光源裝置時，雷射點容易被辨認。在此情況下，為了改善該點穿透現象，獲得較高的發光品質，亦必需更細且更高密度地形成雷射點，故就結果而言，雷射蝕刻需要較長的時間，而引起生產性的下降。
(實例5)
＜面光源裝置用導光體的製作＞
將以與實例1相同的方法所製作的壓克力鑄板切成寬度為100 mm、長度為100 mm的矩形，從而製成導光體素材A9。
將在本實例中使用所獲得的導光體素材A9所製作的樣品(面光源裝置用導光體B9)的示意圖示於圖16a及圖16b。圖16a表示俯視圖，圖16b表示縱剖面圖。一面參照圖16a及圖16b，一面對自導光體素材A9獲得面光源裝置用導光體B9為止的加工步驟，特別是雷射蝕刻加工進行說明。
在導光體素材A9的與光出射面110為相反側的背面130的自光入射端面120相距50 mm的寬度方向(圖16a中的上下方向)的中央的位置，使用KEYENCE公司製造的CO2雷射刻印機ML-Z9520T(波長：9.3 μm，平均輸出：20 W)，於將雷射輸出設定為90%，將掃描速度設定為75 mm/sec，並使雷射焦點位置自加工面(背面130)朝雷射光源側偏移9 mm的條件下實施雷射蝕刻，而形成成為光出射機構的V槽狀縱剖面的凹部101。將雷射蝕刻的圖案設定為與光入射端面120平行的條紋狀，將長度設定為10 mm。
藉此，獲得面光源裝置用導光體B9。上述凹部101的表層部成為發泡表面層244。
使用光學顯微鏡(尼康公司製造的IC檢查顯微鏡ECLIPSE L200N)對所獲得的面光源裝置用導光體B9中的凹部101及發泡表面層244的形狀、寬度、深度、以及光入射端面側的傾斜角度(入射面側傾斜角度)α進行評價。將其結果示於圖18。
另外，與實例1同樣地利用SEM對凹部101及發泡表面層244的光入射端面側的傾斜面的表面及剖面的形態進行觀察。其結果將後述。
＜光學評價＞
使用上述面光源裝置用導光體B9製作面光源裝置，並進行其光學特性的評價。圖17表示其樣子。
鄰接於面光源裝置用導光體B9的光入射端面302而等間隔地排列有5個作為一次光源的LED 340(日亞化學工業公司製造LED NSSW020BT)。鄰接於面光源裝置用導光體B9的背面303並經由空氣層而相隔地配置有作為光反射元件的反射片310(東麗公司製造Lumirror E20)。
藉由定電流電源350而使LED 340以20 mA發光，使用亮度計360(TOPCON公司製造　亮度計BM-7)，測定自將發泡表面層(光出射機構)301的部位作為中心的視角為2度的區域的光出射面304出射的光的自與導光方向平行、且與光出射面304垂直的面的-90度至90度為止的出射光角度下的亮度分布。再者，關於出射光的角度，將光出射面法線方向設定為0度，將自發泡表面層301觀察光入射端面302的方向設定為-(負)，將其相反方向設定為+(正)。將測定結果示於圖20。
繼而，將鄰接於導光體光出射面304而配置的作為第1及第2光偏向元件的稜鏡片230、240配置在稜鏡列形成面朝向與面光源裝置用導光體B9的光出射面304為相反側(向上)的方向上。即，稜鏡片230、240具備離面光源裝置用導光體B9較近側的入光面、以及與該入光面為相反側的出光面，出光面是包含多個稜鏡列而形成。作為稜鏡片230、240，使用住友3M公司製造的亮度上升膜Vikuiti BEFII90/50。第1稜鏡片230是以使稜鏡列與導光體光入射端面302相互平行的方式配置，第2稜鏡片240是配置在稜鏡列與導光體內的導光方向相互平行(即稜鏡列與導光體光入射端面302相互垂直)的方向上。
與上述同樣地使LED 340發光，使用亮度計360(TOPCON公司製造亮度計BM-7)測定出射光角度下的亮度分布。將測定結果示於圖21。
(比較例5)
將以丙烯酸樹脂顆粒(三菱麗陽公司製造Acrypet VH000)為原料，並藉由公知的擠出製程所獲得的厚度為0.5 mm的壓克力擠出板切成寬度為100 mm、長度為100 mm的矩形，將所獲得者用作導光體素材，並以與實例5相同的方法製作面光源裝置用導光體B10。
針對所獲得的面光源裝置用導光體B10，以與實例5相同的方法評價凹部101的形狀、寬度、深度、以及光入射端面側的傾斜角度(入射面側傾斜角度)α。將其結果示於圖18。
另外，以與實例5相同的方法觀察凹部101的光入射端面側的傾斜面的表面及剖面的形態。其結果將後述。
進而，使用上述面光源裝置用導光體B10，以與實例5相同的方式製作面光源裝置，並測定出射光角度下的亮度分布。將測定結果示於圖20及圖21。
(實例6)
在雷射輸出為90%，掃描速度為75 mm/sec，並使雷射焦點位置自加工面朝雷射光源側偏移7 mm的條件下實施雷射蝕刻，除此以外，以與實例5相同的方式製作面光源裝置用導光體B11。
針對所獲得的面光源裝置用導光體B11，以與實例5相同的方法評價凹部101及發泡表面層244的形狀、寬度、深度、以及光入射端面側的傾斜角度(入射面側傾斜角度)α。將其結果示於圖18。
另外，以與實例5相同的方法觀察凹部101及發泡表面層244的光入射端面側的傾斜面的表面及剖面的形態。其結果將後述。
進而，使用上述面光源裝置用導光體B11，以與實例5相同的方式製作面光源裝置，並測定出射光角度下的亮度分布。但是，未使用稜鏡片240。將測定結果示於圖22及圖23。
(比較例6)
使用比較例5中所使用的壓克力擠出板作為導光體素材，除此以外，以與實例6相同的方式製作面光源裝置用導光體B12。
針對所獲得的面光源裝置用導光體B12，以與實例5相同的方法評價凹部101的形狀、寬度、深度、以及光入射端面側的傾斜角度(入射面側傾斜角度)α。將其結果示於圖18。
另外，以與實例5相同的方法觀察凹部101的光入射端面側的傾斜面的表面及剖面的形態。其結果將後述。
進而，使用上述面光源裝置用導光體B12，以與實例6相同的方式製作面光源裝置，並測定出射光角度下的亮度分布。將測定結果示於圖22及圖23。
(實例7)
在雷射輸出為70%，掃描速度為75 mm/sec，並使雷射焦點位置自加工面朝雷射光源側偏移2 mm的條件下實施雷射蝕刻，除此以外，以與實例5相同的方式製作面光源裝置用導光體B13。
針對所獲得的面光源裝置用導光體B13，以與實例5相同的方法評價凹部101及發泡表面層244的形狀、寬度、深度、以及光入射端面側的傾斜角度(入射面側傾斜角度)α。將其結果示於圖18。
另外，以與實例5相同的方法觀察凹部101及發泡表面層244的光入射端面側的傾斜面的表面及剖面的形態。其結果將後述。
進而，使用上述面光源裝置用導光體B13，以與實例5相同的方式製作面光源裝置，並測定出射光角度下的亮度分布。但是，未使用稜鏡片230、240。將測定結果示於圖24。
(比較例7)
使用比較例5中所使用的壓克力擠出板作為導光體素材，除此以外，以與實例7相同的方式製作面光源裝置用導光體B14。
針對所獲得的面光源裝置用導光體B14，以與實例5相同的方法評價凹部101的形狀、寬度、深度、以及光入射端面側的傾斜角度(入射面側傾斜角度)α。將其結果示於圖18。
另外，以與實例5相同的方法觀察凹部101的光入射端面側的傾斜面的表面及剖面的形態。其結果將後述。
進而，使用上述面光源裝置用導光體B14，以與實例7相同的方式製作面光源裝置，並測定出射光角度下的亮度分布。將測定結果示於圖24。
[實例5～實例7及比較例5～比較例7的觀察結果]
上述圖18中的「形狀」是表示構成實例5～實例7及比較例5～比較例7中所製作的面光源裝置用導光體(B9～B14)的光出射機構的上述V槽狀剖面的凹部101及發泡表面層244的剖面的觀察結果者。圖中的左側的傾斜面相當於光入射端面側。
如圖18所示，可知藉由適宜調整雷射蝕刻時的雷射輸出、掃描速度、聚焦位置的條件，可形成將傾斜面的角度控制成特定的角度的V槽形狀。另外，可知在使用包含壓克力鑄板的導光體素材及包含壓克力擠出板的導光體素材的任一個所製作的導光體中，均形成有具有大致相同的傾斜角度的光出射機構部。
圖19a至圖19d是表示光出射機構部的光入射端面側傾斜面的SEM觀察結果的圖。此處，作為具有代表性的形狀，針對實例6及比較例6中所獲得的導光體樣品B11、B12表示傾斜面表面(圖19a、圖19c)及傾斜面的剖面(圖19b、圖19d)的觀察結果。如圖19a、圖19b所示，在藉由雷射蝕刻而形成於包含壓克力鑄板的導光體素材的主表面的光出射機構部，於表面上觀察到數μm級的凹凸，且可知於剖面上數μm級的氣泡局部存在於傾斜面附近並被內包。即，發泡表面層244是具有裂紋產生狀、或凹陷孔狀、或空洞內包狀的微細構造的層，且為上述微細構造中含有氣泡的層。另一方面，如圖19c、圖19d所示，在藉由雷射蝕刻而形成於壓克力擠出板的主表面的光出射機構部，表面平滑，可知剖面上不存在氣泡。
此處，對導光體樣品B11、B12的比較加以表示，但在導光體樣品B9、B10的比較，以及導光體樣品B13、B14的比較中亦觀察到相同的傾向。
[實例5～實例7及比較例5～比較例7的光學評價結果]
圖20是表示實例5及比較例5中所獲得的導光體樣品B9、B10的導光體單體中的各出射角度下的亮度分布圖，此處，為了比較亮度分布的輪廓，表示將峰值亮度的值設定為1.0來進行規格化的資料。另外，圖中，橫軸表示出射光的角度，縱軸表示該角度下的相對亮度，以-(負)來表示自光出射機構觀察光入射端面的方向，以+(正)來表示其相反方向。如圖20所示，在導光體樣品B9、B10的任一者中，均可藉由將構成光出射機構的V槽狀縱剖面的凹部101及發泡表面層244的傾斜面的傾斜角度α控制在25度附近，而獲得在40度附近具有出射峰值的出射輪廓。但是，可知導光體樣品B10在出射峰值角度附近急遽地出射，顯現指向性強的輪廓，相對於此，作為本發明的實施形態的導光體樣品B9成為寬廣的出射輪廓，尤其在光入射端面側寬廣地出射。其原因在於：基於在導光體樣品B9中，微細的氣泡局部地內包於光出射機構部的發泡表面層244的光入射端面側傾斜面附近，在導光體內傳播的光一面有效地散射一面出射。
圖21是表示在實例5及比較例5中所獲得的導光體樣品B9、B10的光出射面側配置有2片稜鏡片時的各出射角度下的亮度分布圖。如圖中所示，在任一導光體中，藉由使用2片稜鏡片，均可使出射光的波峰在法線方向上立起，但若比較兩者的出射輪廓，則導光體樣品B9與B10相比，獲得了寬廣的出射輪廓。
以下的表3是表示取圖21的各出射輪廓中的峰值的80%(相對亮度=0.8)以上的值的角度範圍(80%峰值角度範圍)的表。如表3所示，使用導光體樣品B10的面光源裝置的80%峰值角度範圍僅為22.8度，相對於此，使用導光體樣品B9的面光源裝置的80%峰值角度範圍擴大至30.5度為止，可知藉由使用作為本發明的實施形態的導光體，即便不使用擴散片，亦獲得在光出射面法線方向附近具有峰值的出射輪廓，從而可獲得視角廣的面光源裝置。
圖22是表示實例6及比較例6中所獲得的導光體樣品B11、B12的導光體單體中的各出射角度下的亮度分布圖。此處，亮度的值與上述相同，將峰值亮度的值設定為1.0來進行規格化。如圖22所示，在導光體樣品B11、B12的任一者中，均可藉由將構成光出射機構的V槽狀剖面的凹部101及發泡表面層244的傾斜面的傾斜角度α控制在45度附近，而獲得在30度附近具有出射峰值的出射輪廓。但是，可知導光體樣品B12在出射峰值角度附近急遽地出射，顯現指向性強的輪廓，相對於此，作為本發明的實施形態的導光體樣品B11成為寬廣的出射輪廓，尤其在光入射端面側寬廣地出射。其原因在於：基於在導光體樣品B11中，微細的氣泡局部地內包於光出射機構部的發泡表面層244的光入射端面側傾斜面附近，在導光體內傳播的光一面有效地散射一面出射。
圖23是表示在實例6及比較例6中所獲得的導光體樣品B11、B12的光出射面側配置有1片具有與光入射端面平行的稜鏡列的稜鏡片230時的各出射角度下的亮度分布圖。如圖中所示，在任一導光體中，藉由使用1片稜鏡片230，均可使出射光的波峰在法線方向上立起，但若比較兩者的出射輪廓，則導光體樣品B11與B12相比，獲得了寬廣的出射輪廓。
以下的表4是表示圖23的各出射輪廓中的80%峰值角度範圍的表。如表4所示，使用B12的面光源裝置的80%峰值角度範圍僅為38.5度，相對於此，使用B11的面光源裝置的80%峰值角度範圍擴大至46.0度為止，可知藉由使用作為本發明的實施形態的導光體，即便不使用擴散片、具有與光入射端面垂直的稜鏡列的稜鏡片，亦可獲得在光出射面法線方向附近具有峰值的出射輪廓，從而可獲得視角廣的面光源裝置。
圖24是表示實例7及比較例7中所獲得的導光體樣品B13、B14的導光體單體中的各出射角度下的亮度分布圖。此處，亮度的值與上述相同，將峰值亮度的值設定為1.0來進行規格化。如圖24所示，在導光體樣品B13、B14的任一者中，均可藉由將構成光出射機構的V槽狀剖面的凹部101及發泡表面層244的傾斜面的傾斜角度α控制在63度附近，而獲得在-10度附近具有出射峰值的出射輪廓。但是，可知作為本發明的實施形態的導光體樣品B13與導光體樣品B14相比，成為寬廣的出射輪廓，尤其在與光入射端面相反一側寬廣地出射。其原因在於：基於在導光體樣品B13中，微細的氣泡局部地內包於光出射機構部的發泡表面層244的光入射端面側傾斜面附近，在導光體內傳播的光一面有效地散射一面出射。
於是，可知可不使用擴散片、稜鏡片，而在導光體單體中獲得於光出射面法線方向附近具有峰值的出射輪廓，從而可獲得視角廣的面光源裝置。
根據以上的實例1～實例7及比較例1～比較例7的結果，表示藉由使用本發明的面光源裝置用導光體，將出射光的波峰控制在任意的方向上，並可獲得視角廣、發光品質良好的面光源裝置。
1、1'．．．環狀帶
2、2'、3、3'．．．主滑輪
4．．．輥
5．．．漿料供給管
6．．．墊片
7、8．．．蒸氣管路
9、10．．．排泄管路
11、12、13．．．鼓風機
14、14'．．．熱交換器
15、16、17、18．．．加熱區域
19．．．板狀聚合物(導光體素材)
22、340．．．LED
24．．．導光體
26．．．光擴散元件
28．．．第1光偏向元件
30．．．第2光偏向元件
32．．．光反射元件
101．．．凹部(光出射機構)
110、242、304．．．光出射面
120、241、302．．．光入射端面
130、243、303．．．背面
220．．．擴散片
230、240．．．稜鏡片
244．．．發泡表面層
301．．．發泡表面層(光出射機構)
310．．．反射片
350．．．定電流電源
360．．．亮度計
401．．．供給模具
402．．．紫外線聚合性黏性液體(漿料)
402'．．．壓克力鑄板(導光體素材)
404．．．紫外線照射裝置
408．．．上表面按壓輥
408'．．．下表面按壓輥
410．．．熱風加熱裝置
413．．．第一膜
414、417．．．進給裝置
415、418．．．捲繞裝置
416．．．第二膜
A1、A9．．．導光體素材
B1、B9．．．面光源裝置用導光體
α．．．傾斜角度
圖1是表示本發明的面光源裝置的一實施形態的示意性的構成圖。
圖2是表示圖1的面光源裝置中的導光體的示意性的部分剖面圖。
圖3是表示圖1的面光源裝置的導光體的背面上所形成的發泡表面層的SEM俯視圖。
圖4是表示圖1的面光源裝置的導光體的背面上所形成的發泡表面層的SEM剖面立體圖。
圖5是表示用於製造在製造本發明的面光源裝置用導光體時所使用的板狀導光體素材的裝置的一例的示意性的構成圖。
圖6是為了與圖3進行比較而表示的包含藉由擠出成形所獲得的丙烯酸樹脂板的導光體素材的雷射蝕刻加工部的SEM俯視圖。
圖7是為了與圖4進行比較而表示的包含藉由擠出成形所獲得的丙烯酸樹脂板的導光體素材的雷射蝕刻加工部的SEM剖面立體圖。
圖8a及圖8b是表示面光源裝置用導光體的示意圖。
圖9是面光源裝置的光學特性(亮度分布)的評價方法的說明圖。
圖10是面光源裝置的光學特性(發光品質)的評價方法的說明圖。
圖11是表示用於製造在製造本發明的面光源裝置用導光體時所使用的板狀導光體素材的裝置的一例的示意性的構成圖。
圖12是表示成為實例1～實例3及比較例1～比較例3中所獲得的面光源裝置用導光體的光出射機構的凹部的觀察結果圖。
圖13是表示實例1～實例3及比較例1～比較例3中所獲得的面光源裝置用導光體的導光體單體中的各出射角度下的亮度分布圖。
圖14是表示成為實例4及比較例4中所獲得的面光源裝置用導光體的光出射機構的凹部的觀察結果圖。
圖15是表示實例4及比較例4中所獲得的面光源裝置用導光體的導光體單體中的各出射角度下的亮度分布圖。
圖16a及圖16b是表示面光源裝置用導光體的示意圖。
圖17是面光源裝置的光學特性的評價方法的說明圖。
圖18是表示成為實例5～實例7及比較例5～比較例7中所獲得的面光源裝置用導光體的光出射機構的凹部的觀察及評價的結果圖。
圖19a至圖19d是表示成為實例6及比較例6中所獲得的面光源裝置用導光體的光出射機構的凹部的SEM觀察結果的圖。
圖20是表示實例5及比較例5中所獲得的導光體樣品B9、B10的導光體單體中的各出射角度下的亮度分布圖。
圖21是表示在實例5及比較例5中所獲得的導光體樣品B9、B10的光出射面側配置有2片稜鏡片時的各出射角度下的亮度分布圖。
圖22是表示實例6及比較例6中所獲得的導光體樣品B11、B12的導光體單體中的各出射角度下的亮度分布圖。
圖23是表示在實例6及比較例6中所獲得的導光體樣品B11、B12的光出射面側配置有1片稜鏡片時的各出射角度下的亮度分布圖。
圖24是表示實例7及比較例7中所獲得的導光體樣品B13、B14的導光體單體中的各出射角度下的亮度分布圖。
24．．．導光體
242．．．光出射面
243．．．背面
244．．．發泡表面層
α．．．傾斜角度

Claims (11)

  1. 一種面光源裝置用導光體，其是包括光入射端面、光出射面、以及位於上述光出射面的相反側的背面的板狀的導光體，其特徵在於：在上述光出射面及背面的至少一者上，於至少一部分的區域中形成有凹部，在上述光出射面及背面的至少一者上，於至少一部分的區域中形成有發泡表面層，上述發泡表面層含有氣泡，且包含上述光出射面或背面的法線的方向的剖面呈凹形狀，上述發泡表面層局部存在於上述凹部的表面附近，上述發泡表面層中所含有的氣泡的直徑為1μm~50μm，但不包括1μm。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之面光源裝置用導光體，其中上述發泡表面層的厚度為1μm~50μm。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之面光源裝置用導光體，其中形成有上述發泡表面層的上述一部分的區域包含上述光出射面及背面的一者中的點狀區域。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之面光源裝置用導光體，其中形成有上述發泡表面層的上述一部分的區域包含上述光出射面及背面的一者中的條紋狀區域。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之面光源裝置用導光體，其中上述發泡表面層及上述導光體的上述發泡表面層以外的部分包含丙烯酸樹脂。
  6. 一種面光源裝置，其是包含如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述之面光源裝置用導光體、以及鄰接於該導光體的光入射端面而配置的一次光源而形成。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之面光源裝置，其中上述面光源裝置是進一步包含鄰接於上述導光體的背面而配置的光反射元件而形成。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之面光源裝置，其中上述面光源裝置是進一步包含鄰接於上述導光體的光出射面而配置的光偏向元件而形成。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之面光源裝置，其中上述光偏向元件具備離上述導光體較近側的入光面、以及與該入光面為相反側的出光面，上述出光面是包含相互平行地排列的多個稜鏡列而形成。
  10. 一種面光源裝置用導光體的製造方法，其是製造如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述之面光源裝置用導光體的方法，其特徵在於：藉由連續製板法來製作包含丙烯酸樹脂板的板狀的導光體素材；以及對該板狀導光體素材的至少一個主表面的至少一部分的區域進行雷射蝕刻，藉此形成上述發泡表面層。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之面光源裝置用導光體的製造方法，其中上述雷射蝕刻中所使用的雷射是紅外雷射。
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