CN105074324B - 热塑性树脂成形体及其制造方法、热塑性树脂光导、光源装置以及液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明的课题是提供形成有发光效率良好的空孔的热塑性树脂成形体以及使用其的热塑性树脂光导。解决上述课题的方法是，以聚焦在热塑性树脂成型素材内部的状态照射脉冲激光，在热塑性树脂成型素材的内部形成裂纹之后，以构成热塑性树脂成型素材的热塑性树脂的玻璃态转变温度以上的温度进行加热处理，得到仅在离表面10μm以上的内部具有直径为30μm以上的近球形的空孔(244)的热塑性树脂成形体(20)。

Description

热塑性树脂成形体及其制造方法、热塑性树脂光导、光源装置 以及液晶显示装置

技术领域

本发明涉及热塑性树脂成形体及其制造方法、热塑性树脂光导、光源装置以及液晶显示装置。

背景技术

液晶显示装置，基本上由光源装置和液晶显示元件构成。从使液晶显示装置紧凑的角度考虑，多采用侧光式的背光源(背面光源装置)作为光源装置。对于侧光式的背光源，矩形板状光导的至少一个侧端面被用作光入射端面，沿着光入射端面，装有直管形荧光灯等线形或棒形的一次光源或者发光二极管(LED)等点形的一次光源，从一次光源发出的光射入到光导的光入射端面并导入到光导的内部，然后使其从光导两个主表面中的一面，即光出射面射出。利用在光出射面上安装的光扩散膜等光扩散元件，对从光导的光出射面射出的光进行扩散，利用棱镜片等偏光元件使光偏向目标方向。光也会从与光导的光出射面相对的主表面即背面射出，为了使这种光返回光导，面向背面装有光反射片等光反射元件。

可使用在作为光导材料的热塑性树脂成形体上形成有各种光学功能结构之物，作为上述的光导。所谓光学功能结构可以举出例如，用于将导入光导内部的光射出的光出射装置。

作为该光出射装置，公开了使用通过施加放射能和热能形成的气泡的方法(例如，参考专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-155937号公报

发明内容

发明要解决的问题

伴随着液晶显示装置的高精细化和低耗电化，需要背光源能够以较少光量的一次光源，实现较高辉度的发光。因此，要求作为背光源的构成部分的光导上形成的光出射装置，具有能够将来自一次光源的光高效地射出的功能。

但是，专利文献1公开的光导，将以指定的密度形成的气泡作为光出射装置使用，由于气泡的直径为20μm以下，具体小至0.3μm，因此每个气泡的发光效率低，其亮度不能说是足够的。

另外，对于专利文献1的光导的制造方法，为了形成气泡，需要加入用于引发发泡的特定的添加剂。

此外，在专利文献1的光导的制造方法中，由于在照射放射能的部分产生气泡，因此可以控制在放射线能的照射面内气泡形成的位置，但难以控制与放射能的照射方向平行的深度方向上气泡形成的位置。

本发明的主题在于提供形成有发光效率良好的空孔的热塑性树脂成形体，以及使用该成形体的热塑性树脂光导，另外也提供使用该热塑性树脂光导的光源装置以及液晶显示装置。

本发明的其它主题在于提供在无添加剂的前提下制造形成有发光效率良好的空孔的热塑性树脂成形体的方法。

本发明的另一个主题在于提供可在成形体内部的任何位置形成发光效率良好的空孔的热塑性树脂成形体的制造方法。

解决问题的方法

通过下述发明[1]～[13]解决上述问题。

[1]一种热塑性树脂成形体，其仅在离表面10μm以上的内部，具有最小直径为30μm以上的近球形的空孔。

[2][1]中所述的热塑性树脂成形体，其具有透明性。

[3]一种热塑性树脂成形体，其是在下述脉冲激光照射工序后，经过下述加热处理工序获得的热塑性树脂成形体，其仅在热塑性树脂成形体的离表面10μm以上的内部，具有最小直径为30μm以上的近球形的空孔。

(脉冲激光照射工序)

以脉冲激光聚焦在热塑性树脂成型素材的离表面10μm以上的内部的状态照射脉冲激光，仅在热塑性树脂成型素材的内部形成裂纹的工序

(加热处理工序)

在构成热塑性树脂成型素材的热塑性树脂的玻璃态转变温度以上的温度下，对形成有裂纹的热塑性树脂成型素材进行加热处理，仅在热塑性树脂成型素材的离表面10μm以上的内部，形成最小直径为30μm以上的近球形的空孔的工序

[4][1]～[3]中任一项所述的热塑性树脂成形体，在空孔内具有由构成热塑性树脂成型素材的热塑性树脂分解生成的气体。

[5]一种热塑性树脂成形体的制造方法，其是在下述脉冲激光照射工序后，经过下述加热处理工序获得热塑性树脂成形体的制造方法，是仅在热塑性树脂成形体的离表面10μm以上的内部，具有最小直径为30μm以上的近球形的空孔的热塑性树脂成形体的制造方法。

(脉冲激光照射工序)

以脉冲激光聚焦在热塑性树脂成型素材的离表面10μm以上的内部的状态照射脉冲激光，仅在热塑性树脂成型素材的内部形成裂纹的工序

(加热处理工序)

在构成热塑性树脂成型素材的热塑性树脂的玻璃态转变温度以上的温度下，对形成有裂纹的热塑性树脂成型素材进行加热处理，仅在热塑性树脂成型素材的离表面10μm以上的内部，形成最小直径为30μm以上的近球形的空孔的工序

[6][5]中所述的热塑性树脂成形体的制造方法，其特征在于，脉冲激光具有1080nm以下的波长、200飞秒以下的脉冲宽度、以及5μJ/脉冲以上的能量。

[7][5]或[6]中所述的热塑性树脂成形体的制造方法，其中，加热处理的时间为3分钟以上、30分钟以下。

[8][5]～[7]中任一项所述的热塑性树脂成形体的制造方法，其中，加热处理温度为高于构成热塑性树脂成型素材的热塑性树脂的玻璃态转变温度30℃以上。

[9]一种热塑性树脂光导，其使用[1]～[4]中任一项所述的热塑性树脂成形体，并具有供导入到内部的光入射的光入射端面、和供导入到内部的光出射的光出射面，且其雾度为5％以下。

[10]一种热塑性树脂光导，其特征在于，具有供导入到内部的光入射的光入射端面、和供射入到内部的光出射的光出射面，且雾度为5％以下，并且其仅在离光出射面10μm以上的内部，具有最小直径为30μm以上的近球形的空孔。

[11][9]或[10]所述的热塑性树脂光导具有内核-包层结构。

[12]一种光源装置，其是[9]或[10]所述的热塑性树脂光导具备一次光源，一次光源与热塑性树脂光导的光入射端面邻接配置。

[13]一种光源装置，其是[11]所述的热塑性树脂光导具备一次光源，一次光源与热塑性树脂光导的光入射端面邻接配置。

[14]一种液晶显示装置，具备[12]所述的光源装置。

[15]一种液晶显示装置，具备[13]所述的光源装置。

发明的效果

本发明能够提供形成有发光效率良好的空孔的热塑性树脂成形体以及使用该热塑性树脂成形体的热塑性树脂光导。

另外，能够提供使用该热塑性树脂光导的高辉度发光的光源装置以及液晶显示装置。

此外，因不使用添加剂形成发光效率良好的空孔，本发明也能够提供热塑性树脂成形体的简便且低成本化的制造方法。

另外，利用本发明的热塑性树脂成形体的制造方法，可以在热塑性树脂成形体内部的任何位置形成发光效率良好的空孔，因此本发明也能够提供可使来自一次光源的光高效率地出射的热塑性树脂成形体。

由本发明的热塑性树脂成形体构成的光源装置，优选用作例如计算机等的显示器、液晶电视等的液晶显示装置的背光源或者吸顶灯等室内照明、照明广告牌等照明装置所使用的光源。

另外，本发明的热塑性树脂成形体也可以用作例如计算机等的显示器、液晶电视等的液晶显示装置的扩散板、或吸顶灯等室内照明、照明广告牌等照明装置中使用的扩散板、建材、广告牌、面板等的设计样板。

附图说明

图1：表示本发明的热塑性树脂成形体的一种实施方式的模式化的斜视图。

图2：表示利用脉冲激光的照射的飞秒激光加工装置的一种实施方式的模式图。

图3：表示本发明的热塑性树脂光导的一种实施方式的模式化的截面图。

图4：表示本发明的光源装置的一种实施方式的模式化的截面图。

图5：表示热塑性树脂光导的法线辉度的测定装置的一种实施方式的模式图。

图6：表示通过实施例制造的热塑性树脂光导的空孔排列的一种实施方式的模式图。

图7：通过实施例制造的裂纹形成薄片的概要图。

图8：通过实施例制造的热塑性树脂光导的概要图。

图9：通过对照例制造的裂纹形成薄片的概要图。

图10：表示在对照例1中，多种加热处理温度下热塑性树脂成形体的加热处理时间与热塑性树脂成体中的空孔的最小直径间关系的图表。

图11：表示在对照例2中，多种加热处理温度下热塑性树脂成形体的加热处理时间与热塑性树脂成体中的空孔的最小直径间关系的图表。

图12：表示通过对照例2制造的热塑性树脂成形体的空孔部分的一种实施方式的光学显微镜照片。

图13：表示本发明的热塑性树脂成形体的一种实施方式的模式化的斜视图。

符号说明

1 飞秒激光光源

2 半波长板

3 格兰激光棱镜

4 快门

5、5’、5” 镜

6 物镜

7 飞秒激光

8 热塑性树脂成形素材

9 z轴平台

10 自动二轴平台

20 热塑性树脂成形体

22、340 LED

24、600 热塑性树脂光导

26 光扩散元件

28 第1偏光元件

30 第2偏光元件

32 光反射元件

100 飞秒激光加工装置

101 脉冲激光照射区域

241、302 光入射端面

242、304 光出射面

243、303 背面

244 空孔

300 辉度测定区域

310 反射薄片

320 面罩

360 辉度计

501 裂纹

700、900 裂纹形成薄片

1301 内核

1302 包层

具体实施方式

<热塑性树脂成形体>

本发明的实施方式中涉及的热塑性树脂成形体为仅在热塑性树脂成形体的离表面10μm以上的内部，具有最小直径为30μm以上的近球形的空孔的热塑性树脂成形体。

构成热塑性树脂成形体的热塑性树脂可以举出例如丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、甲基丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(MS树脂)、环烯树脂(COP)以及ABS树脂。热塑性树脂成形体用于光学用途时的热塑性树脂优选为在较广的波长范围内具有高光透过性的丙烯酸树脂。

热塑性树脂成形体，可以根据其的用途以不同的形状被使用。将热塑性树脂成形体用作光导时，热塑性树脂成形体的形状可以举出例如板状。

可以根据用途使用具有透明性的热塑性树脂成形体。例如，当热塑性树脂成形体用作光导时，优选具有雾度为5％以下的透明性的热塑性树脂成形体。

<空孔>

在本发明的实施方式中，空孔是指在热塑性树脂成形体或者下述的热塑性树脂光导内部存在的空隙。空孔可以通过例如，令构成热塑性树脂成形体或者热塑性树脂光导的热塑性树脂的解聚或热分解等产生的裂纹受热膨胀而形成。这种情况中，在空孔内部存在热塑性树脂分解产生的气体。

空孔仅存在于热塑性树脂成形体或热塑性树脂光导的离表面10μm以上的内部。由于空孔仅存在于热塑性树脂成形体或热塑性树脂光导的离表面10μm以上的内部，故能够抑制从光导射出的光的眩光。空孔优选仅存在于热塑性树脂成形体或热塑性树脂光导的离表面20μm以上的内部，更优选仅存在于热塑性树脂成形体或热塑性树脂光导的离表面30μm以上的内部。

空孔的最小直径为30μm以上。通过使空孔的最小直径为30μm以上，将热塑性树脂成形体用作热塑性树脂光导时能够获得良好的发光效率。另一方面，空孔的最小直径优选为50μm以上，更优选为70μm以上。为了抑制从光导射出的光的辉度斑，空孔的最大直径优选为20mm以下。当热塑性树脂成形体作为关注光学透明性的热塑性树脂光导使用时，空孔的最大直径优选为1mm以下，当热塑性树脂成形体作为关注设计性的热塑性树脂装饰板使用时，空孔的最大直径优选为20mm以下。

接下来，利用图1对空孔的最小直径进行说明。图1为表示本发明的热塑性树脂成形体的一种实施方式的模式化的斜视图。本文中，在热塑性树脂成形体20为板状的情况中，以其厚度方向为z轴方向，以与其垂直且相互垂直的方向为x轴方向和y轴方向。在本发明的实施方式中，当从z轴方向以及y轴方向观察空孔244时，以空孔244的最小宽度为最小直径，空孔244的最大宽度为最大直径。另外，长宽比为最大直径除以最小直径的所得值。

上述关于最小直径以及长宽比的说明，对于存在于热塑性树脂光导内部的空孔也同样适用。

空孔的形状为近球形。所谓近球形是指接近于球形的、无角的形状。利用近球形的形状的空孔，当热塑性树脂成形体用作热塑性树脂光导时，能够实现良好的发光效率。空孔的长宽比优选为3以下。

<热塑性树脂成型素材>

热塑性树脂成型素材是为了获得热塑性树脂成形体所使用的材料，是空孔形成前的阶段。热塑性树脂成型素材可以根据热塑性树脂成形体的用途使用不同的形状。例如，当热塑性树脂成形体用作光导时，热塑性树脂成型素材的形状可以举出例如板状。

可以根据用途使用具有透明性的热塑性树脂成型素材。例如，当热塑性树脂成形体用作光导时，优选具有雾度为5％以下的透明性的热塑性树脂成型素材。

<热塑性树脂成形体的制造方法>

热塑性树脂成形体的制造方法可以举出例如，通过以下工序制造的方法：在脉冲激光聚焦于热塑性树脂成形素材的离表面10μm以上的内部的状态下，照射脉冲激光，仅在热塑性树脂成型素材的内部形成裂纹的工序(脉冲激光照射工序)之后，以构成热塑性树脂成形素材的热塑性树脂的玻璃态转变温度以上的温度，对形成有裂纹的热塑性树脂成型素材进行加热处理，仅在热塑性树脂成型素材的离表面10μm以上的内部，形成最小直径为30μm以上的近球形的空孔的工序(加热处理工序)。

(脉冲激光照射工序)

在脉冲激光照射工序中，通过以脉冲激光聚焦于热塑性树脂成形素材的离表面10μm以上的内部的状态照射脉冲激光，从而在热塑性树脂成型素材的内部的目标位置形成空孔。根据目标，可以将脉冲激光的焦点的位置设定在热塑性树脂成型素材内部的任意位置和深度上。

为了仅在热塑性树脂成形素材的离表面到10μm以上的内部形成裂纹，优选使用具有可以透过构成热塑性树脂成型素材的热塑性树脂的波长的脉冲激光，优选使用具有可以发生多光子吸收的脉冲宽度的脉冲激光。通过使用具有这种波长和脉冲宽度的脉冲激光，以聚焦于热塑性树脂成型素材的内部的状态进行照射，能够将照射能集中在目标位置。因此，通过产生多光子吸收，可以使构成热塑性树脂成型素材的热塑性树脂发生解聚或者热分解，能够在热塑性树脂成型素材的内部的目标位置形成裂纹。

当使用丙烯酸树脂作为构成热塑性树脂成型素材的热塑性树脂时，可以使用例如，波长为350～1080nm、脉冲宽度为20纳秒以下的脉冲激光。在脉冲宽度为20纳秒以下的脉冲激光中，可以举出例如，355nm、525nm、780nm、790nm、808nm、830nm、以及1064nm波长的脉冲激光。另外，在脉冲宽度为200飞秒以下的脉冲激光中，可以举出例如，780nm、790nm、808nm以及830nm波长的脉冲激光。

脉冲激光的输出功率越高，裂纹的大小趋于越大，照射的脉冲数越多，裂纹的大小趋于越大。因此，通过控制脉冲激光的输出功率和照射的脉冲数，可以调整裂纹的大小。

为了切断热塑性树脂成型素材的分子键，优选具有1080nm以下的波长、200飞秒以下的脉冲宽度、5μJ/脉冲以上的能量的脉冲激光。

使用脉冲激光照射热塑性树脂成型素材的装置，可以举出例如，图2所示的飞秒激光装置100。

图2中，飞秒激光加工装置100由飞秒激光光源1、半波长板2、格兰激光棱镜3、快门4、反光镜5、5’、5”、物镜6、z轴平台9以及自动二轴平台10构成。Z轴平台9上装载有作为被加工物的热塑性树脂成型素材8。

从飞秒激光光源1发出的飞秒激光7经由半波长板2、格兰激光棱镜3、快门4、反光镜5、5’、5”、物镜6，以焦点连接的状态照射z轴平台9上的热塑性树脂成型素材内部的指定位置。此外，利用快门4改变激光照射的时间来设定飞秒激光的照射脉冲数。另外，利用z轴平台9以及自动二轴平台10对焦点位置进行调整。

(加热处理工序)

加热处理工序是指，以构成热塑性树脂成型素材的热塑性树脂的玻璃态装变温度以上的温度加热处理内部形成有裂纹的热塑性树脂成型素材。由此使裂纹扩大为空孔，从而获得仅在内部具有最小直径为30μm以上的近球形空孔的热塑性树脂成形体。

空孔的大小，可以通过控制裂纹的大小来调节。通过脉冲激光照射工序形成的裂纹越大，则空孔趋于越大。

热塑性树脂成形体中空孔的位置，因为基本与热塑性树脂成型素材中形成的裂纹的位置相同，因此可以通过调整形成裂纹的位置来调整形成空孔的位置。在本发明的实施方式中，因为可以利用脉冲激光的焦点位置控制热塑性树脂成型素材内部裂纹形成的位置，使得在热塑性树脂成形体内部的任意位置形成空孔成为可能。

热塑性树脂成型素材的加热处理温度，优选在构成热塑性树脂成型素材的热塑性树脂的玻璃态装变温度以上。因为利用热塑性树脂的玻璃态转变温度以上的温度作为热塑性树脂成型素材的加热处理温度，可以使热塑性树脂软化，因此能够在短时间内使空孔成长。热塑性树脂成型素材的加热处理温度，优选为高于热塑性树脂的玻璃态转变温度30℃以上，更优选为高于热塑性树脂的玻璃态转变温度50℃以上。

加热处理的温度越高，空孔的成长速度趋于越快，但成长后的空孔的大小的偏差趋于越大。另一方面，加热处理的温度越低，空孔的成长速度趋于越慢，但成长后的空孔的大小的偏差趋于越小。

另外，加热处理的时间越长，空孔趋于越大，空孔趋于长宽比为1的近球形。从缩小空孔大小的偏差的角度看，加热处理的时间优选为3分钟以上，从提高生产率的角度看优选为30分钟以下。

加热处理的方法可以举出例如，使用热风干燥机等加热炉加热的方法、使用红外线加热器等热射线加热的方法以及与高温金属板等热媒介接触加热的方法。

进行加热处理工序的位置可以是热塑性树脂成型素材的整体，也可以仅仅是形成空孔的位置。

在加热处理工序中，为了防止热塑性树脂成型素材变形，热塑性树脂成形体优选如以悬挂状态或者以夹住其外周部固定在架子上的状态进行加热处理。在本发明的实施方式中，根据需要也可以在加热处理工序后，修剪掉获得的热塑性树脂成形体中不需要的部分。

<热塑性树脂光导>

本发明的实施方式所述的热塑性树脂光导为，具有供导入到热塑性树脂光导内部的光入射的光入射端面和供导入到热塑性树脂光导内部的光出射的光出射面，雾度为5％以下，仅在离光出射面10μm以上的内部，具有最小直径为30μm以上的近球形的空孔。此外，从透明性的角度看，热塑性树脂光导的雾度优选为5％以下。另外，热塑性树脂光导可以使用热塑性树脂成形体。

构成热塑性树脂光导的热塑性树脂可以举出例如丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、甲基丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(MS树脂)、以及环烯树脂(COP)。其中优选在较广的波长范围内具有高光透过性的丙烯酸树脂。

为了获得热塑性树脂光导而使用的板状热塑性树脂的材料可以举出例如以丙烯酸树脂颗粒为原料通过射出成型法或挤出成型法等的热溶融工序制造的成形体、或者以丙烯酸单体为原料通过浇铸法制造的丙烯酸浇铸片。

图3为表示本发明的热塑性树脂光导的一种实施方式的模式化的截面图。

热塑性树脂光导24以图3中的上下方向为厚度方向，沿着垂直于纸面的方向扩展，使其整体成为矩形板状。热塑性树脂光导24具有光入射端面241。光入射端面241为邻接一次光源安装的面。使热塑性树脂光导24的四个侧端面中的至少一面成为光入射端面241。热塑性树脂光导24具有作为一个主面的光出射面242以及作为与其相对的主面的背面243。此外，在本实施方式中，可仅以上表面为光出射面242，也可以以两面为光出射面242。另外，在本实施方式中，以光出射面242为光滑面(镜面)的热塑性树脂光导为例子，但并不限于此，光出射面可以形成棱镜形状、柱状透镜形状、微透镜形状等附带多种功能的形状。

热塑性光导24，其内部具有空孔244。

由于在空孔244中，包含有与构成热塑性树脂成型素材的热塑性树脂折射率差别大的构成热塑性树脂成型素材的热塑性树脂分解生成的气体等气体，因此空孔244具有可作为透过以及反射光的扩散部分的功能。由此，由光入射端面241入射，并被导入到热塑性树脂光导24内部的光，在空孔244中被折射、反射或散射，一部分从光出射面242射出。因此，空孔244也具有将导入到热塑性树脂光导24内部的光从光出射面射出的光出射装置的功能。

空孔244可以在热塑性树脂光导24内部的任意位置设置多个，为了获得期望的光学性能，可以适当地调整空孔244的数量和排列方式。空孔244的排列方式可以举出例如随机形状、棋盘格形状以及最密填充形状。

另外，空孔244可以只在热塑性树脂光导24的一部分区域形成，也可以遍及整个区域形成。

在热塑性树脂光导24上，根据需要可以在光导24的光出射面242以及背面243中的至少一面上形成追加的光出射装置。追加的光出射装置可以举出例如，微小凹凸结构以及印刷光散射油墨所得的点。

热塑性树脂光导24的厚度为如0.1～10mm。

热塑性树脂光导24，除了如图3所示的整体厚度一致的板状物之外，也可是从光入射端面241到相对的端面厚度逐渐变薄的楔子形状的物件等，可以使用多种截面形状的热塑性树脂光导。热塑性树脂光导可以使用通过例如射出成型法制得的热塑性树脂成型素材。

热塑性树脂光导24的颜色，可以根据需要选择。例如，在直接以一次光源的颜色射出的情况中，从热塑性树脂光导的光透过率的角度看优选无色透明的。另外，在以与一次光源的颜色不同的颜色射出的情况中，可以使用着色的热塑性树脂光导。

热塑性树脂成形体如图13所示，例如，可以根据需要形成多层化的板状体。图13的热塑性树脂成形体20，具有作为低折射率树脂层的包层1302、作为高折射率树脂层的内核1301以及作为低折射率树脂层的包层1302构成的3层结构的内核-包层结构。利用这种结构可以赋予以下优点：即使热塑性成形体20的表面被灰尘或指纹污染，这种污染也不易察觉。内核和包层的材料可以是内核为丙烯酸树脂包层为聚偏氟乙烯的组合、或者内核为聚碳酸酯树脂包层为丙烯酸树脂的组合等，只要是包层材料的折射率低于内核材料的折射率的组合即可任意选择。

热塑性树脂光导，可以使用热塑性树脂成型素材，通过与热塑性树脂成形体的制造方法同样的方法制造。

<一次光源>

本发明的实施方式中使用的一次光源可以举出例如白色光以及着色光。白色光可以举出例如白色LED。着色光可以举出例如着色LED。白色LED的具体例子可以举出NSSW020BT(日亚化学工业株式会社制造，商品名)。着色LED的具体例子可以举出NESB064(日亚化学工业株式会社制造，商品名)。

<光源装置>

本发明的实施方式所述的光源装置，是热塑性树脂光导上具备一次光源的装置，且一次光源邻接热塑性树脂光导的光入射端面安装。

图4所示为本发明的光源装置的一种实施方式的模式化的截面图。

图4中具备一次光源LED22，也可以设置多个LED22。在设置多个LED22的情况中，可以沿着垂直于图4纸面的方向，按照需要的间隔设置LED22。此外，在设置多个LED22的情况中，优选使从每个LED22发出的光的最大强度方向平行来设置。

光扩散元件26安装在热塑性树脂光导24的光出射面242上。从光出射面242射出的光的指向性具有期望的出射角度和视野角的情况下，也可以省略光扩散元件26。光扩散元件26可以举出例如光扩散膜。

第1偏光元件28安装在光扩散元件26上，第2偏光元件30安装在第1偏光元件28上。第1偏光元件28或者第2偏光元件30可以举出例如向上的棱镜片。第1偏光元件28与第2偏光元件30可以是相同类型也可以是不同类型。

第1偏光元件28和第2偏光元件30的出光面的多个棱镜阵列的棱线相互垂直。第1偏光元件28的出光面的多个棱镜阵列的棱线与光入射端面241平行，第2偏光元件30的出光面的多个棱镜阵列的棱线与光入射端面241垂直。另外，第1偏光元件28的出光面的多个棱镜阵列的棱线和第2偏光元件30的出光面的多个棱镜阵列的棱线，两者也可以相对于光入射端面241倾斜并且相互垂直。

第1偏光元件28以及第2偏光元件30的厚度为例如30～350μm。

从光出射面242射出的光的指向性具有期望的出射角度和视野角的情况中，也可以省略第1偏光元件28以及第2偏光元件30中的至少一个。

光反射元件32安装在背面243的下面。光反射元件32可以举出例如，表面具有金属蒸镀反射层的塑料薄片、含有颜料的白色薄片以及发泡薄片等光反射薄片。上述颜料可以举出例如氧化钛、硫酸钡、碳酸钙以及碳酸镁。此外，在从背面243发出的光的量少到可以忽略的情况中，也可以省略光反射元件32。

在本发明的实施方式所述的光源装置中，根据需要也可以在除热塑性树脂光导24的光入射端面241之外的侧端面上，安装与光反射元件32相同的光反射元件。

<液晶显示装置>

本发明的实施方式所述的液晶显示装置，为具备本发明的实施方式所述的光源装置的显示装置，其可以举出例如在图4的光源装置上安装液晶显示元件的显示装置。

实施例

接下来，结合实施例对本发明进行说明。

<空孔以及裂纹的评价>

使用光学显微镜(尼康株式会社制造，商品名：IC检查显微镜ECLIPSE L200N)，与图1所示的空孔的情况相同，从z轴方向以及y轴方向观察热塑性树脂成形体或热塑性树脂光导的内部形成的空孔。以z轴方向以及y周方向观察时空孔的最小宽度为最小直径，最大宽度为最大直径。另外，以最大直径除以最小直径所得的值作为长宽比。此外，分别以从16个裂纹中随机选取的3个裂纹的最小直径以及长宽比的平均值作为最小直径以及长宽比。

另外，通过与空孔的情况相同的方法对裂纹进行评价。

<法线辉度的测定>

使用光源装置，通过下文表示的法线辉度的测定来评价发光效率。

将具有图5所示结构的光源装置的光出射面的除辉度测定区域之外的部分用黑色面罩罩住后，使作为一次光源的LED340以20mA发光，使用辉度计360(东映无线株式会社制造，商品名：色彩辉度计BM-7)，测定从辉度测定区域300发出的出射光的法线辉度。另外，以使用获得热塑性树脂光导前的裂纹形成薄片代替热塑性树脂光导时的法线辉度为1.0，法线辉度为其相对值。

(制造例1)飞秒激光加工装置的制造

使用QUANTRONIX公司制造的Integra-c(商品名，波长：790nm，脉冲宽度：120飞秒，脉冲周波数：1kHz)作为激光光源，制造图2所示的飞秒激光加工装置100。

(实施例1)

以丙烯酸树脂颗粒(三菱丽阳株式会社制造，商品名：アクリペットVH6#001，重均分子量：8.6万，玻璃态转变温度：110℃)为原料制造厚度为3mm的丙烯酸挤出薄片。接下来，从获得的丙烯酸挤出薄片上切出160mm×100mm的长方形，即获得热塑性树脂成型素材。

使用飞秒激光加工装置100，在脉冲激光聚焦在热塑性树脂成型素材的离表面深度为1.5mm的位置、激光输出功率为30mW以及照射脉冲数为2个脉冲的条件下，照射脉冲激光，仅在热塑性树脂成型素材的内部形成裂纹。在移动自动二轴平台10的同时进一步重复上述脉冲激光照射操作15次，在热塑性树脂成型素材的主表面中央的6mm×6mm的区域(图7中脉冲激光照射区域101)，形成具有如图6所示的排列样式的裂纹，即获得图7所示的裂纹形成薄片700。

获得的裂纹形成薄片700，在距离其主表面1.5mm深的位置具有裂纹中心，裂纹的最小直径为17μm，裂纹的长宽比为10.7。

接下来，使用铝制的支架夹住裂纹形成薄片700的外周，使用热风干燥机(佐竹化学机械工业株式会社制造，制品名：热风循环高温干燥机41-S5)，在180℃下加热处理6.5分钟，使裂纹成长为空孔，即获得具有空孔的热塑性树脂成形体。

从具有空孔的热塑性树脂成形体上，切出在主表面的中央具有脉冲激光照射区域101的热塑性树脂光导用试验片，然后利用金刚石切刀将该试验片的所有侧端面磨削成镜面，即制得图8所示的30mm×100mm大小的热塑性树脂光导600。

获得的热塑性树脂成形体以及热塑性树脂光导，在距离其主表面1.5mm深的位置上具有空孔中心，空孔的最小直径为85μm，空孔的长宽比为2.4。

如图5所示，在与热塑性树脂光导600的光入射端面302相对的方向上安装LED340(日亚化学工业株式会社制造，商品名：白色LED NSSW020BT)1盏灯。在光出射面304的相反一侧的背面303上，面向背面310安装反射薄片(帝人-杜邦薄膜株式会社制造，商品名：テトロンフィルムUX，厚度：225μm)，获得光源装置。测定获得的光源装置的法线辉度。法线辉度为6.3。

此外，法线辉度为以下述对照例1中获得的裂纹形成薄片的法线辉度为1.0的情况下的相对值。

脉冲激光照射和加热处理的加工条件以及获得的热塑性树脂光导的评价结果表示在表1中。

(实施例2～4)

除加热处理的加工条件为表1所示条件之外，与实施例1同样地制得热塑性树脂光导。热塑性树脂光导的评价结果表示在表1中。

(对照例1)

除不进行加热处理之外，按照与实施例1相同的方法，制得裂纹形成薄片。该裂纹形成薄片的评价结果表示在表1中。

【表1】

(实施例5～7)

除脉冲激光照射和加热处理的加工条件为表2所示条件之外，与实施例1同样地制得热塑性树脂光导。热塑性树脂光导的评价结果表示在表2中。

此外，法线辉度为以下述对照例2中获得的裂纹形成薄片的法线辉度为1.0的情况下的相对值。

(对照例2)

除不进行加热处理之外，按照与实施例5相同的方法，制得裂纹形成薄片。该裂纹形成薄片的评价结果表示在表2中。

【表2】

(参考例1)

以丙烯酸树脂颗粒(三菱丽阳株式会社制造，商品名：アクリペットVH6#001，重均分子量：8.6万，玻璃态转变温度：110℃)为原料，制造厚度为3mm的丙烯酸挤出薄片。接下来，从获得的丙烯酸挤出薄片上切出160mm×100mm的长方形，即获得热塑性树脂成型素材。

使用飞秒激光加工装置100，在脉冲激光聚焦在热塑性树脂成型素材的离表面深度为1.5mm的位置、激光输出功率为30mW以及照射脉冲数为2个脉冲的条件下，照射脉冲激光，仅在热塑性树脂成型素材的内部形成裂纹。在移动自动二轴平台10的同时重复上述脉冲激光照射操作3次，形成具有如图9所示的排列样式的裂纹501，即获得裂纹形成薄片900。

接下来，使用铝制的支架夹住裂纹形成薄片900的外周，使用热风干燥机(佐竹化学机械工业株式会社制造，制品名：热风循环高温干燥机41-S5)，按照表3所示的温度和时间进行加热处理，制得热塑性树脂成形体。加工条件以及制得的热塑性树脂成形体的评价结果表示在表3中。

此外，参考例中最小直径以及长宽比分别为，在热塑性树脂成形体内部形成的4个空孔的最小直径以及长宽比的平均值。

在不同的加热处理温度下，加热处理的时间与空孔的最小直径间的关系如图10所示。此外，图10中的误差条线为4个空孔的最小直径的波动范围。

【表3】

(参考例2)

除了脉冲激光照射以及加热处理的加工条件为表4记载的条件之外，按照与参考例1相同的条件，制得热塑性树脂成形体。评价结果表示在表4中。

在不同的加热处理温度下，加热处理的时间与空孔的最小直径间的关系如图11所示。此外，图11中的误差条线为4个空孔的最小直径的波动范围围。

作为空孔的一个例子，通过z轴方向以及y轴方向观察以条件27获得的空孔时的光学显微镜的照片表示在图12中。

【表4】

从表3、4以及图10、11可以明显地看出，利用本发明的实施例所述的制造方法，不使用添加剂能够在热塑性树脂成形体的内部形成空孔。另外，通过控制脉冲激光照射以及加热处理的加工条件，能够形成具有任意最小直径以及长宽比的空孔。

另外，图10以及图11表明加热处理温度越高，形成空孔所需要的时间越短，空孔尺寸的波动趋于变大。另一方面，加热处理温度越低，形成空孔所需要的时间越长，空孔尺寸的波动趋于变小(即越容易形成大小一致的空孔)。

(参考例3)

除脉冲激光照射以及加热处理的加工条件为表5记载的条件之外，按照与参考例1相同的条件，求出空孔的最小直径以及长宽比。但是，使用马弗炉(いすゞ制作所制造，商品名：EPTS-11K)。评价结果表示在表5中。

【表5】

表5表明，在以构成热塑性树脂成形体的热塑性树脂的玻璃态转变温度以下的温度进行加热处理的情况中，无法形成长宽比为3以下的空孔。

Claims (14)

1.一种热塑性树脂成形体，其仅在离作为光出射面的表面10μm以上的内部具有直径为30μm以上的近球形的空孔，在空孔内具有由构成热塑性树脂成型素材的热塑性树脂分解生成的气体。

2.如权利要求1所述的热塑性树脂成形体，其特征在于，具有透明性。

3.一种热塑性树脂成形体，其是在下述脉冲激光照射工序后，经过下述加热处理工序而获得的热塑性树脂成形体，其仅在热塑性树脂成形体的离作为光出射面的表面10μm以上的内部，具有直径为30μm以上的近球形的空孔；

脉冲激光照射工序：

以脉冲激光聚焦在热塑性树脂成型素材的离作为光出射面的表面10μm以上的内部的状态照射脉冲激光，仅在热塑性树脂成型素材的内部形成裂纹的工序；

加热处理工序：

在构成热塑性树脂成型素材的热塑性树脂的玻璃化转变温度以上的温度下，对形成有裂纹的热塑性树脂成型素材进行加热处理，仅在热塑性树脂成型素材的离作为光出射面的表面10μm以上的内部，形成直径为30μm以上的近球形的空孔的工序。

4.一种热塑性树脂成形体的制造方法，其是在下述脉冲激光照射工序后，经过下述加热处理工序获得热塑性树脂成形体的制造方法，是仅在热塑性树脂成形体的离作为光出射面的表面10μm以上的内部，具有直径为30μm以上的近球形的空孔的热塑性树脂成形体的制造方法；

脉冲激光照射工序：

以脉冲激光聚焦在热塑性树脂成型素材的离作为光出射面的表面10μm以上的内部的状态照射脉冲激光，仅在热塑性树脂成型素材的内部形成裂纹的工序；

加热处理工序：

在构成热塑性树脂成型素材的热塑性树脂的玻璃化转变温度以上的温度下，对形成有裂纹的热塑性树脂成型素材进行加热处理，仅在热塑性树脂成型素材的离作为光出射面的表面10μm以上的内部，形成直径为30μm以上的近球形的空孔的工序。

5.如权利要求4所述的热塑性树脂成形体的制造方法，其特征在于，脉冲激光具有1080nm以下的波长、200飞秒以下的脉冲宽度以及5μJ/脉冲以上的能量。

6.如权利要求4或5所述的热塑性树脂成形体的制造方法，其特征在于，加热处理的时间为3分钟以上、30分钟以下。

7.如权利要求4所述的热塑性树脂成形体的制造方法，其特征在于，加热处理温度为高于构成热塑性树脂成型素材的热塑性树脂的玻璃化转变温度30℃以上。

8.一种热塑性树脂光导，其使用了权利要求1所述的热塑性树脂成形体，并具有供导入到内部的光入射的光入射端面、和供导入到内部的光出射的光出射面，且其雾度为5％以下。

9.一种热塑性树脂光导，其特征在于，具有供导入到内部的光入射的光入射端面、和供导入到内部的光出射的光出射面，且雾度为5％以下，并且其仅在离光出射面10μm以上的内部，具有直径为30μm以上的近球形的空孔。

10.如权利要求8或9所述的热塑性树脂光导，其特征在于，具有内核-包层结构。

11.一种光源装置，其是权利要求8或9所述的热塑性树脂光导具备一次光源的光源装置，一次光源与热塑性树脂光导的光入射端面邻接配置。

12.一种光源装置，其是权利要求10所述的热塑性树脂光导具备一次光源的光源装置，一次光源与热塑性树脂光导的光入射端面邻接配置。

13.一种液晶显示装置，其具备权利要求11所述的光源装置。

14.一种液晶显示装置，其具备权利要求12所述的光源装置。