CN1914460A - 面光源装置用导光体及其制造方法和面光源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种面光源装置，该装置目视不容易辨认出其伴随导光体的薄型化带来的在导光体光入射端面附近区域产生的辉度不均匀现象，并在光入射端面附近斜向上特异的出射光少，作为所提供的面光源装置，具备：一次光源(1)、引导其发出的光的导光体(3)、以及配置于该光出射面(33)上的光偏转元件(4)。在这里，导光体的光入射端面(31)，其根据超深形状测定显微镜测量得到的导光体厚度方向上的平均倾斜角为大于等于3°小于等于12°，倾斜角的度数分布中的倾斜角大于等于20°的部分存在的比例为小于等于40％，导光体厚度方向的中心线平均粗糙度Ra为大于等于0.2微米小于等于0.4微米，导光体厚度方向的十点平均粗糙度Rz为大于等于0.7微米小于等于2.0微米。

Description

面光源装置用导光体及其制造方法和面光源装置
                          技术领域
本发明涉及边缘照明方式的面光源装置以及用于该装置的导光体及其制造方法，特别是涉及谋求减小辉度不均匀的视认程度的面光源装置以及用于该装置的导光体。本发明的面光源装置适于用作例如，便携式笔记本电脑等的监视器或液晶电视机和视频一体型液晶电视机等的显示部的液晶显示装置的后照明、或作为手机等便携式电子设备的显示面板和各种设备的指示器使用的比较小型的液晶显示装置的后照明、作为车站和公共设施等的向显示板和招牌使用的液晶显示装置的后照明、或作为高速公路和一般公路的交通标志使用的液晶显示装置的后照明。
                          背景技术
液晶显示装置作为便携式笔记本电脑等的监视器或液晶电视机和视频一体型液晶电视机等的显示部外，还在其他各种各样的领域越来越得到广泛使用。液晶显示装置基本上由后照明与液晶显示元件构成。从使液晶显示装置紧凑的角度考虑，后照明往往采用边缘照明方式。以往，作为边缘照明方式的后照明，广泛使用以下的方式：即将矩形板状的导光体的至少一个端面作为光入射端面使用，沿光入射端面配置直管型荧光灯等线状或棒状的一次光源，从该一次光源发出的光从导光体的光入射端面导入导光体内部，从该导光体的两个主面之一的光出射面射出。
但是近年来，在液晶显示装置上，要求其显示画面的尺寸相对于其外形尺寸的比例尽可能大，提高显示效率。从而，在面光源装置上也要求其发光面的尺寸相对于其外形尺寸的比例要尽可能地大，即要求在发光面周围存在的框状的结构部分(有时称为“边框”)的尺寸要尽可能地小。
另一方面，也要求将面光源装置做得更薄，为了与该要求对应，导光体有必要薄型化。在边缘照明方式的面光源装置中，从一次光源射入导光体的光入射端面的光，其一部分对光出射面或背面以全反射临界角以上的入射角入射，由内表面全反射导光，其另一部分以比全反射临界角小的角度射入光出射面，这一部分从光出射面射出。随着导光体的薄型化(例如厚度为0.5mm～3mm左右)，从一次光源发出的光在导光体的光出射面的光入射端面附近出射的情况下，与离开光入射端面的距离相关地周期性地出现高辉度部分(亮线或亮带)和低辉度部分(暗线或暗带)。这种现象在边框宽度大的情况下实际上并不特别成问题，但是在上述那样的边框宽度小的面光源装置的情况下，存在的问题则是该影响造成的辉度不均匀现象用目视特别容易辨认出来。
上述光入射端面附近辉度不均匀的发生也与光入射端面的表面性状有关。因此，作为一种防止发生上述辉度不均匀的方法，例如在日本特開平9-160035号公报(专利第3253001号公报)(专利文献1)公开了这样的技术，即与光入射端面的光出射面平行方向的算术平均粗糙度Ra为0.05～0.3微米。又例如在日本特開2001-83512号公报(专利文献2)公开了这样的技术，即光入射端面的算术平均粗糙度Ra为0.05～0.3微米，而且使与光出射面平行方向上的粗糙程度比导光体厚度方向上的粗糙程度大。又例如在日本特開2002-324424号公报(专利文献3)则公开了这样的技术，即光入射端面的最大高度Ry为3～5微米，平均粗糙度Ra为大于等于0.3小于等于0.6，因此光入射端面采用例如具有梨皮面形状的构成。还有，例如日本特開2000-306410号公报(专利文献4)公开了这样的技术，即在光入射端面上形成沿着与光出射面平行的方向形成的顶角160°～175°的棱镜。
专利文献1：日本特開平9-160035号公报(专利第3253001号公报)。
专利文献2：日本特開2001-83512号公报
专利文献3：日本特開2002-324424号公报
专利文献4：日本特開2000-306410号公报
                          发明内容
如果采用上述专利文献1～专利文献4的方法，使光入射端面的表面性状为特定的性状，能够减小光入射端面附近的辉度不均匀。
但是，伴随着小边框宽度的面光源装置中导光体薄型化带来的问题也存在于上面所述以外的情况。即，从一次光源发出的光在形成导光体的光入射端面与光出射面的边界的导光体棱线上作为二次光源起作用造成的影响是，在光入射端面的附近从面光源装置的发光面在相对其法线方向倾斜的斜向上射出特别强的光，在作为液晶显示装置的后照明使用的情况下，有可能使显示图形的质量降低。
用上述专利文献1～专利文献4的方法不能够充分制止这样的现象。
本发明的目的在于，提供一种面光源装置，该装置目视不容易辨认出其伴随导光体的薄型化带来的在导光体光入射端面附近区域上发生的辉度不均匀，并在光入射端面附近的斜向上特异的出射光少，以及提供一种用于该装置的导光体。
采用本发明，则作为解决上述存在问题的方法为以下所述，
本发明提供一种面光源装置用导光体，这是用于与一次光源组合构成面光源装置，引导从所述一次光源发出的光的面光源装置用导光体，其特点是，
具有供从所述一次光源发出的光入射的入射端面和供被引导的光射出的光出射面以及该光出射面相反一侧的背面，
所述光入射端面，其根据超深形状测定显微镜测量得到的所述导光体厚度方向上的平均倾斜角为大于等于3°小于等于12°。
在本发明的一种形态中，所述光入射端面，其根据超深形状测量显微镜测量得到的所述倾斜角的度数分布中的倾斜角大于等于20°的部分存在的比例为小于等于40％。在本发明的一种形态中，所述光入射端面，其根据超深形状测定显微镜测量得到的所述导光体厚度方向的中心线平均粗糙度Ra为大于等于0.2微米小于等于0.4微米。在本发明的一种形态中，所述光入射端面，其根据超深形状测定显微镜测量得到的所述导光体厚度方向的十点平均粗糙度Rz为大于等于0.7微米小于等于2.0微米。在本发明的一种形态中，所述光入射端面是粗糙面、具备在垂直于所述导光体的厚度方向的方向上相互平行延伸的多个透镜列且该透镜列的断面形状中包含曲线的透镜列形成面、或是具备在垂直于所述导光体的厚度方向的方向上相互平行延伸的多个透镜列且对该透镜列中至少一部分进行粗糙面化处理而形成的粗糙面化透镜列形成面。
还有，根据本发明，作为解决上述存在问题的方法，提供了这样一种面光源装置，其特点是，所述一次光源与上述面光源装置用导光体的光入射端面对向配置。
在本发明的一种形态中，所述的面光源装置，还具备配置于所述导光体的光出射面上，而且具有供从所述导光体的光出射面射出的光射入的入光面以及其相反一侧的出光面的光偏转元件。在本发明的一种形态中，所述光偏转元件具备在所述入光面上沿着所述导光体的光入射端面延伸而且相互平行排列的多个棱镜列，各该棱镜列分别具有供来自所述导光体的光出射面的光入射的第1棱镜面和供入射后的光进行内表面反射的第2棱镜面。在本发明的一种形态中，所述一次光源为线状光源或点状光源。
还有，如果采用本发明，则作为解决上述存在问题的方法如以下所述，
本发明提供一种面光源装置用导光体的制造方法，这是一种制造如上所述的面光源装置用导光体的制造方法，其特点是，通过用模具构件使透明合成树脂成形，由复制该模具构件表面的形状而得到与所述导光体对应的导光体坯料，借助于此，在该导光体坯料上与该光出射面及背面同等地形成和所述光出射面及背面对应的面，接着通过切削加工与所述光入射端面对应的所述导光体坯料的面来形成光入射端面，得到所述面光源装置用导光体，
另外，本发明提供制造如上所述的面光源装置用导光体的方法，其特点是，用模具构件使透明合成树脂成形，通过复制该模具构件表面的形状，从而形成所述光出射面、背面以及光入射端面，得到所述面光源装置用导光体。
发明效果
利用以上所述的本发明，通过这样形成面光源装置用导光体的光入射端面，使得根据超深度形状测定显微镜测量所得的导光体厚度方向的平均倾斜角为大于等于3°小于等于12°，在面光源装置上，目视难以辨认出随着导光体变薄而带来的在导光体光入射端面附近区域上的辉度不均匀，而且能减少光入射端面附近斜向上特异的光出射。再者，使得根据超深度形状测定显微镜测量所得的倾斜角的度数分布中倾斜角大于等于20°的部分的存在比例小于等于40％，从而能使光入射端面附近斜向上特异的光出射充分地减低。
                          附图说明
图1是示意地表示本发明的面光源装置的一个实施形态的立体图。
图2是图1的面光源装置的局部剖面图。
图3是导光体的局部剖面图。
图4是表示光偏转元件中的光偏转情况的示意图。
图5是表示从导光体光出射面的特别是光入射端面附近的区域光射出的情况的示意图。
图6是表示从光偏转元件的出光面的特别是导光体的光入射端面附近的区域光射出的情况的示意图。
符号说明
1    一次光源
2    光源反射器
3    导光体
31   光入射端面
31a  棱镜面
32   侧端面
33   光出射面
34   背面
4    光偏转元件
41   入光面
42   出光面
5    光反射元件
8    液晶显示元件
                          具体实施方式
下面参照附图对本发明的实施形态进行说明。
图1是示意地表示本发明的面光源装置的一个实施形态的立体图，图2是图1的面光源装置的局部剖面图。如图中所示，本实施形态的面光源装置包含将至少一个侧端面作为光入射端面31，将与其大致正交的一个表面作为光出射面33的导光体3；与该导光体3的光入射端面31相对配置，用光源反射器2覆盖的线状的一次光源1；配置于导光体3的光出射面上的光偏转元件4；以及与导光体3的光出射面33相反一侧的背面34对向配置的光反射元件5。
导光体3与XY平面平行配置，整体上形成矩形板状。导光体3具有4个侧端面，将其中与YZ平面平行的一对侧端面中的至少一个侧端面作为光入射端面31。光入射端面31与一次光源1对向配置，从一次光源1发出的光从入射端面31射入导光体3内。在本发明中，也可以例如将光源对向配置于与光入射端面31相反一侧的侧端面32等其他侧端面。
导光体3的与光入射端面31大致垂直的两个主面分别位于与XY面大致平行的位置上，其中某一个面(在图中为上表面)为光出射面33。通过对该光出射面33或其背面34中的至少一个面赋予由粗糙面构成的指向性光出射机构，以此引导从光入射端面31入射的光使其边射入导光体3，并且边从光出射面33在大致垂直于光入射端面31和光出射面33的面(XZ面)***出具有指向性的光。设在该XZ面内分布的出射光光度分布的峰值的方向(峰值光)与光出射面33形成的角度为α。角度α例如为10～40°，出射光光度分布的半全宽度(日文—半值全幅)例如为10～40°。
形成于导光体3的主面，构成指向性光出射机构的粗糙面或透镜列，平均倾斜角θa’的范围为0.5～15°，但是，考虑到谋求提高光出射面内辉度均匀性则还是理想的。平均倾斜角θa’更理想的范围是1～12°，更加理想的范围是1.5～11°。关于平均倾斜角的测量方法将在下面叙述。
又，没有被赋予指向性光出射机构的其他主面，为了控制在与从导光体3发出出射光的一次光源1平行的面(YZ面)上的指向性，最好是做成在大致垂直于光入射端面31的方向(X方向)上延伸的多个透镜列排列成的透镜列形成面。在图1所示的实施形态中，在光出射面33上形成粗糙面，在背面34上形成在与光入射端面31大致垂直的方向(X方向)上延伸的由多个透镜列的排列构成的透镜列形成面。在本发明中，也可以与图1所示的形态相反，在光出射面33上形成透镜列形成面，背面34为粗糙面。
如图1所示，在导光体3的背面34或光出射面33上形成控制YZ面上的指向性用的透镜列形成面的情况下，作为该透镜列，有例如大致在X方向上延伸的棱镜列、双凸透镜列、V字型槽等，但是最好YZ断面的形状为近似三角形形状的棱镜列。
在本发明中，在导光体的背面34上形成棱镜列形成面作为透镜列形成面的情况下，最好是其顶角在85～110°范围内。这是由于能够通过使该顶角在该范围内，从而能使导光体3来的出射光适当地会聚，力求提高面光源装置的辉度，更理想的范围是90～100°。
在本发明的导光体中，为了能精确地制作所希望的棱镜列形状，得到稳定的光学性能，同时，为了制止组装时或作为光源装置使用时棱镜顶部的磨耗和变形，也可以将棱镜列的顶部做成平面部或曲线部。
还有，在本发明中，也可以与在上述的光出射面33或其背面34上形成的光出射机构并用，通过在导光体内部添加并分散光漫射性微粒而附加指向性光出射机构。
光入射端面31，其导光体3厚度方向的平均倾斜角θa为大于等于3°，小于等于12°。使光入射端面31的导光体厚度d的方向(Z方向：参照图2)的平均倾斜角θa在这一范围内，以此使XZ面内光的扩展得到适当调整，特别是从导光体光出射面33的光入射端面附近的区域来的光出射(光量和出射角分布)变得合适，伴随导光体变薄而带来的光入射端面附近区域的辉度不均匀变得目视不容易看出。平均倾斜角θa如果不满3°，则从导光体光入射端面附近的区域来的出射光量减少，该区域的辉度变得过低，另一方面，如果平均倾斜角θa超过12°，则从导光体光入射端面附近的区域来的出射光量增多，该区域的辉度变得过高，更加能减少光入射端面附近斜向的特异的光出射。光入射端面31的导光体3的厚度方向的平均倾斜角方向θa以大于等于5°小于等于11°为宜，更理想的是大于等于6°小于等于9°。
平均倾斜角θa可以根据用超深形状测定显微镜(例如キ一エンス公司制造的VK-8500(商品名称))测量的倾斜角而获得。也就是说，平均倾斜角是通过用超深形状测定显微镜测定导光体3的光入射端面等面的中心线平均粗糙度Ra以及十点平均粗糙度Rz，读取测定范围内的Ra、Rz，对该测定范围按照光滑(日文：スム-ジング)02的条件提取断面曲线，求出在各测定点(按照该测定条件一次能够测定的范围是110微米左右，因此在除了与导光体光入射端面的导光体厚度方向有关的两端的50微米以外的区域以等间隔测定5处)的倾斜角的绝对值，将这些值加以平均就可以得出。
与上述的平均倾斜角θa一起，测定点处倾斜角的度数分布也对面光源装置的光出射特性发生影响。特别是根据上述超深形状测定显微镜测量得到的倾斜角的度数分布中主要是倾斜角大于等于20°的部分的存在比例，影响光入射端面附近斜向上特异的光出射的发生。该存在的比例小于等于40％，但因为减少面光源装置的光入射端面附近斜向的特异的光出射，所以是比较理想的。根据上述超深形状测定显微镜测量得到的倾斜角的度数分布中倾斜角大于等于20°的部分的存在比例小于等于30％则更理想，而更加理想的是小于等于20％。
如上所述的光入射端面31例如由粗糙面构成。粗糙面的形成方法例如有用铣刀工具等进行切削的方法、砂轮、砂纸、抛光轮等进行研磨的方法、喷砂加工、放电加工、电解抛光、化学抛光等方法。喷砂加工所用的喷砂颗粒，例如有玻璃珠那样的球形颗粒、氧化铝颗粒那样的多角形颗粒，而使用多角形颗粒的方法能够形成使光散射效果更好的粗糙面，因此是较理想的。通过对切削加工或研磨加工的加工方向进行调整，能够形成各向异性的粗糙面。为了调节XY面内的光的发散，可以采用Z方向的加工方向，形成Z方向的筋状凹凸形状，为了调节XZ面内的光的发散，可以采用Y方向的加工方向，形成Y方向的筋状凹凸形状。可以通过其他多种相互不同的加工方向的组合，形成没有方向性的粗糙面。该粗糙面加工可以直接在导光体的光入射端面上实施，但是也可以在利用模具构件将透明合成树脂成形为导光体的金属模具装置中，在模具构件的光入射端面复制形成用的面上预先形成对应复制形成面，在成形时将其复制在透明合成树脂上，通过这样，也能实施。
又，作为光入射端面31，可以采用具备在和导光体厚度方向(Z方向)垂直的方向(Y方向)上相互平行延伸的多个透镜列的透镜列形成面构成的面，取代粗糙面。作为透镜列可以采用棱镜列。这种透镜列在其XZ断面形状中包含曲线，这对于光扩散效果是理想的。图3为示意地表示形成这样的透镜列的光入射端面的断面形状的放大图。在这一例子中，透镜面31a形成为以曲率半径R向外突出的曲面，对于顶角φ间距P的三角棱镜形状具有最大距离d。作为这样一种光入射端面的透镜列形成面的形成方法适于采用使用铣刀等工具进行切削的方法。这种透镜列形成面的加工可以直接在导光体的光入射端面上实施，也可以在利用模具构件将透明合成树脂成形为导光体的模具装置中在模具构件的光入射端面复制形成用的面上预先形成对应复制形成面，在成形时将其复制在透明合成树脂上，通过这样，进行实施。
还有，光入射端面31是具备在与导光体的厚度方向(Z方向)垂直的方向(Y方向)上相互平行延伸的多个透镜列的透镜列形成面，可以采用由将透镜列中至少一部分面***糙形成的粗糙面透镜列形成面构成的形成面。该粗糙面透镜列形成面的***方法，有例如用砂纸、抛光轮等研磨的方法、喷砂加工、电解抛光、化学抛光等方法。这些粗糙面加工方法可以直接在形成导光体透镜列的光入射端面上实施，也可以在利用模具构件将透明合成树脂成形为导光体的模具装置中，在模具构件的光入射端面复制形成用的面上预先形成对应复制形成面，在成型时将其复制在透明合成树脂上，通过这样，进行实施。
如上所述，在这种面光源装置用导光体的制造方法中，用模具构件使透明合成树脂成形，靠复制该模具构件表面形状，得到与导光体对应的导光体坯料。通过这样，将与导光体的光出射面和背面对应的导光体坯料的面与光出射面和背面同等地形成。接着，通过对与导光体的光入射端面对应的导光体坯料的面进行切削加工，形成光入射端面，得到面光源装置用导光体。又一种另外的光源装置用导光体的制造方法，为用模具构件使透明合成树脂成形，靠复制该模具构件的表面形状，形成光出射面、背面以及光入射端面，得到上述面光源装置用导光体。
光入射端面31最好是根据超深形状测定显微镜测量得到的导光体厚度方向的中心线平均粗糙度Ra为大于等于0.2微米小于等于0.4微米，根据超深形状测定显微镜测量得到的所述导光体厚度方向的十点平均粗糙度Rz为大于等于0.7微米小于等于2.0微米。通过使其在这一范围内，容易使上述平均倾斜角θa和倾斜角的度数分布中的倾斜角大于等于20°的部分的存在比例在规定范围内。
又，光入射端面31的表面性状最好是，关于长度方向即与导光体厚度方向(Z方向)垂直的方向(Y方向)，平均倾斜角θa为1～3°，中心线平均粗糙度Ra为0.02～0.1微米，十点平均粗糙度Rz为0.3～2微米。在这里，平均倾斜角θa更理想的是1.3～2.7°，特别理想的范围是1.5～2.5°。中心线平均粗糙度Ra更理想的是0.03～0.08微米，特别理想的范围是0.05～0.07微米。十点平均粗糙度Rz更理想的是0.4～1.7微米，特别理想的范围是0.5～1.5微米。
作为导光体3不限于图1所示那样的形状，可以使用光入射端面比较厚的楔形等各种形状的导光体。
光偏转元件4设置于导光体3的光出射面33上。光偏转元件4的两个主面41、42总体上相互平行配置，分别在总体上处于平行于XY面的位置上。主面41、42中的一方(位于导光体3的光出射面33一侧上的主面)作为入光面41，另一个面作为出光面42。出光面形成为与导光体3的光出射面33平行的平面。入光面41形成为多个在Y方向上延伸的棱镜列被相互平行配置的棱镜列形成面。棱镜列形成面也可以在相邻的棱镜列之间设置宽度比较小的底部平坦部(例如与棱镜列的X方向尺寸相同程度或宽度比其小的平坦部)，但是从提高光的利用效率出发最好是不设置底部平坦部而在X方向上连续排列棱镜列。
图4是表示光偏转元件4的光偏转情况的示意图。该图表示来自XZ面内的导光体3的峰值光(与出射光分布的峰值光对应的光)的行进方向的一个例子。从导光体3的光出射面33以角度α斜射出的峰值光向棱镜列的第1棱镜面入射，由第2棱镜面进行内表面全反射，大致向出光面42的法线方向射出。又，在YZ面内，由于上述导光体背面34的棱镜列的作用，在较大的范围内可以力求做到充分提高出光面42法线方向的辉度。
作为参考，图5是表示导光体光出射面的特别是光入射端面附近的区域光射出的情况的示意图，又，作为参考，图6是表示面光源装置的光偏转元件出光面的特别是导光体的光入射端面附近的区域光射出的情况的示意图。如图5和图6所示，在导光体光出射面33的中央部的区域(光入射端面附近以外的区域)，如图4所示，从光入射端面31入射的光的峰值光相对于光出射面33成角度α射出，从一面的棱镜面向光偏转元件4入射，在另一面的棱镜面内表面反射，向出光面法线方向出射。与此相反，在导光体光出射面33的光入射端面附近的区域，峰值光相对于光出射面33成角度β射出，从一面的棱镜面向光偏转元件4入射，根据角度β的大小，相应地受到或不受到在光偏转元件4的另一面的棱镜面的内部表面反射影响，相对于出光面以角度γ射出。
上述角度β容易受导光体光入射端面31的表面性状的影响，特别是受XZ面内的平均倾斜角θa和倾斜角度数分布的影响。
平均倾斜角度θa如果过小，则角度β小于角度α，来自该区域的出射光量减少，因此该区域的辉度过度下降，辉度均匀度容易降低。如果平均倾斜角θa过大，则角度β大于角度α，该区域来的出射光量变大，因此该区域的辉度过度增加，辉度均匀度容易下降。如果角度β大于角度α，则向光偏转元件4入射的光不受棱镜面的内部表面面反射影响，而出现只受到折射作用而射出的部分。这部分如果过多，则在上述光出射端面附近的区域斜向的特异光出射就变得很显眼。
又，倾斜角的度数分布中倾斜角大于等于20°的部分的存在比例如果过大，则射入光偏转元件4的光不受棱镜面的内部表面反射只受到折射作用而射出的光的部分增加过多，在上述光入射端面附近区域斜向的特异光出射就变得很显眼。
因此，在本发明中，应在光入射端面附近区域实现与中央部同等或与其接近的光出射状态，将平均倾斜角θa的范围，更具体为将倾斜角的度数分布中的倾斜角大于等于20°部分的存在比例范围作为上述特定范围，以此保持辉度均匀而且制止光入射端面附近区域斜向上发生特异的光出射。
在光偏转元件4中，出于精确地制作所希望形状的棱镜，得到稳定的光学性能，同时抑制组装时和作为光源装置使用时棱镜顶部的磨耗和变形的目的，也可以将棱镜列的顶部做成平坦的顶部或曲面的顶部。在这种情况下，平坦的顶部或曲面的顶部的宽度为小于等于3微米，从抑制作为面光源装置的辉度下降和ステイキング(sticking)现象引起的辉度不均匀图案的发生的角度考虑是理想的，更理想的是平坦的顶部或曲面的顶部的宽度为小于等于2微米，小于等于1微米以下则还要理想。
一次光源1是沿Y方向延伸的线状光源，作为该一次光源可以使用例如荧光灯或冷阴极管。在这种情况下，一次光源1如图1所示，不仅与导光体3一方的一侧端面对向设置，根据需要也可以在相反一侧的端面再设置。作为一次光源1，也可以使用发光二极管(LED)等点状光源，特别是可以使用多个点状光源以适当的间隔配置的光源。
光源反射器2是将一次光源1的光少损耗地引入导光体3的反射器。其材料可以使用例如表面蒸镀金属反射层的塑料薄膜。如图所示，光源反射器2避开光偏转元件4从光反射元件5的端缘部外面经过一次光源1的外面向导光体3的光出射面端缘部卷绕。另一方面，光源反射器也可以从光反射元件5的端缘部外面经过一次光源1的外面向光偏转元件4的出光面端缘部卷绕。也可以将与这样的光源反射器2相同的反射构件附在导光体3的光入射端面31以外的一侧端面上。
作为光反射元件5，例如可以采用表面上有金属蒸镀反射层的塑料薄膜。在本发明中，也可以利用通过金属蒸镀等方法形成于导光体3背面的光反射层等，作为光反射元件，代替反射片。
本发明的导光体3和光偏转元件4可以用光透射率的合成树脂构成。这样的合成树脂有例如异丁烯树脂、丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、氯乙烯树脂。特别是异丁烯树脂，光透射率的大小、耐热性、力学性能、成型加工性能优异，作为这样的异丁烯树脂，最好是以异丁烯酸甲酯为主成份的树脂，异丁烯酸甲酯的含量为大于等于80重量％。在形成导光体3和光偏转元件4的粗糙面的表面结构和棱镜列或双凸透镜列等表面结构时，也可以用具有所希望的表面结构的模具构件对透明合成树脂板进行热压而形成，又可以利用网板印刷、挤压成形和射出成形等方法与成形同时赋予其形状。可以用热固化性树脂或光固化性树脂形成构造面。还可以在聚酯树脂、丙烯酸树脂、聚碳酸酯系树脂、聚氯乙烯树脂、聚异丁烯亚胺系树脂等构成的透明薄膜或薄片等透明基材的表面形成由活性能量线固化型树脂组成的粗糙面结构或透镜列排列结构，也可以将这样的薄片用连接、熔接等方法与别的透明基材连接形成一体。活性能量线固化型树脂可以使用多官能(甲基)丙烯酸化合物、乙烯基化合物、(甲基)丙烯酸酯类、丙烯基化合物、(甲基)丙烯酸的金属盐等。
包含上述一次光源1、光源反射器2、导光体3、光偏转元件4、以及光反射元件5在内的面光源装置的发光面(光偏转元件5的出光面42)上，如图2所示，配置透射型的液晶显示元件8，以此构成将本发明的面光源装置作为背后照明的液晶显示装置。液晶显示装置可从图2上方让观察者观察到。
实施例
以下利用实施例和比较例对本发明进行说明。
实施例1
在本实施例中，制造了图1～4的实施形态说明过的导光体以及使用该导光体的面光源装置。
对作过镜面加工处理的有效面积230mm×290mm、厚度3mm的不锈钢板的整个表面用玻璃珠进行喷砂处理。
另一方面，在作过镜面加工处理的有效面积230mm×290mm、厚度3mm的另一块不锈钢板的表面上，利用切削加工形成复制面，该复制面用于复制形成连续设置有顶角100°、顶部顶端曲率半径15微米、间距50微米的棱镜列的棱镜列形成面。
用如上所述加工得到的两个模具构件对透明丙烯酸树脂进行射出成形，得到230mm×290mm的长方形的，从一个长边到另一长边厚度从2.2mm到0.7mm连续变化的楔形形状的，一个主面经粗糙化处理而另一个主面为棱镜列形成面的导光体坯料。
用切削机器在与主面平行的方向上对与该导光体坯料的长度290mm的边(长边)对应的一个侧端面(厚度2.2mm一侧的端面)进行切削加工使其***糙。借助于此，形成光入射端面，得到具有由导光体坯料的***糙的主面构成的光出射面和由导光体坯料的棱镜列形成面构成的背面(棱镜列在和光入射端面垂直的方向上延伸)的导光体。接着对得到的导光体的光入射端面在导光体厚度方向测定背面粗糙度。
用超深形状测定显微镜(キ一エンス公司制造的VK8500(商品名称))进行测定。首先测定导光体3的光入射端面31的导光体厚度方向的中心线平均粗糙度Ra和十点平均粗糙度Rz，读取测定范围内的Ra、Rz。物镜使用100倍。对于该测定范围按光滑(日文：スム一ジング)条件(单纯平均±2)提取导光体厚度方向的断面形状，求出在各测定点的倾斜角的绝对值，加以平均，得出平均倾斜角θa。还有，在该测定条件下，一次能够测定的范围为110微米左右，因此在与导光体光入射端面的导光体厚度方向有关的除了两端的50微米以外的区域上均以等间隔对5个地方进行测定，对各参数求平均值，其结果示于表1。
沿着导光体3的长度方向配置冷阴极管构成的一次光源1，使其与导光体3的光入射端面31对向，用光源反射器2(丽光株式会社制造的银反射薄膜)加以覆盖。在其一侧端面上粘贴光扩散反射膜2(东レ株式会社制造的E60[商品名])，又配置光漫反射片构成的光反射元件5，使其与作为导光体3的棱镜列形成面的背面34对向。将上述构成组装到框体中。该面光源装置，其出射光光度分布(XZ面内)的最大峰值相对于光出射面法线方向为70°，半全宽度为22.5°。
另一方面，制作棱镜片的方法为：用折射率为1.5064的丙烯酸系紫外线固化性树脂，将以一方棱镜面的曲率半径为1000微米的凸曲面形状，另一方棱镜面为平面形状，间距50微米的多个棱镜列并排连续设置的棱镜列形成于厚度125微米的聚酯薄膜的一个表面上。将由得到的棱镜片构成的光偏转元件4配置为棱镜列形成面向着上述导光体3的光出射面(无光泽面)33一侧，棱镜列的棱线平行于导光体3的光入射端面31，各棱镜列的平面形状的棱镜面向着导光体3的光入射端面31。
还在光偏转元件4上配置液晶显示元件(LCD)。
对如以上所述得到的面光源装置，使一次光源1发光，靠目视对发光面进行观察时，从导光体光入射端面33向X方向30毫米左右为止的区域的辉度与其他部分大致相同，而在导光体光入射端面33附近斜向上没有发现特异的光出射。
实施例2
为了使与导光体坯料的长边对应的一方的一侧端面***糙而利用切削设备进行切削加工时，改变精加工的切削速度使其稍微放慢，除此以外，与实施例1一样进行加工得到面光源装置。
对于所得的面光源装置，在使一次光源1发光后，靠目视对发光面进行观察，从导光体光入射端面33至X方向30毫米左右为止的区域的辉度与其他部分大致相同，而在导光体光入射端面33附近斜向上没有发现特异的光出射。
实施例3
为了使与导光体坯料的长边对应的一方的一侧端面***糙而利用切削设备进行切削加工时，改变精加工的切削速度使其稍微放慢，除此以外，与实施例1一样进行加工得到面光源装置。
对于所得的面光源装置，在使一次光源1发光后，靠目视对发光面进行观察，从导光体光入射端面33至X方向30毫米左右为止的区域的辉度与其他部分大致相同，而在导光体光入射端面33附近斜向上几乎没有发现特异的光出射。
比较例1
为了使与导光体坯料的长边对应的一方的侧端面***糙而利用切削设备进行切削加工时，改变精加工的切削速度使其大大放慢，除此以外，与实施例1一样进行加工得到面光源装置。
对于所得的面光源装置，在使一次光源1发光后，靠目视对发光面进行观察时，从导光体光入射端面33至X方向30毫米左右为止的区域的辉度比其他部分低，观察到较暗的带，辉度均匀度较差。而在导光体光入射端面33附近斜向上发现有特异的光出射。
比较例2
为了使与导光体坯料的长边对应的一方的侧端面***糙而利用切削设备进行切削加工时，改变精加工的切削速度使其大大加快，除此以外，与实施例1一样进行加工得到面光源装置。
对于所得的面光源装置，在使一次光源1发光后，靠目视对发光面进行观察，从导光体光入射端面33至X方向30毫米左右为止的区域的辉度比其他部分高，观察到明亮的带，辉度均匀度较差。
表1
  实施例1   实施例2   实施例3   比较例1   比较例2
  平均倾斜角θ(°)   8.6   5.0   11.0   2.9   18.0
  倾斜角大于等于20°的部分的存在比例(％)   18.0   12.0   22.0   16.0   55.0
  Ra(微米)   0.26   0.21   0.28   0.15   0.48
  Rz(微米)   1.03   0.90   1.40   0.68   2.10
  质量(辉度分布)   良好   良好   良好   光入射端面附近暗   光入射端面附近明亮
  质量(特异光的出射)   无   无   几乎没有   有   无

Claims (12)

1.一种面光源装置用导光体，用于与一次光源组合构成面光源装置，引导从所述一次光源发出的光，其特征在于，
具有供从所述一次光源发出的光入射的入射端面和供被引导的光线射出的光出射面以及该光出射面相反一侧的背面，
所述光入射端面，其根据超深形状测定显微镜测量得到的所述导光体厚度方向上的平均倾斜角为大于等于3°小于等于12°。
2.根据权利要求1所述的面光源装置用导光体，其特征在于，所述光入射端面，其根据超深形状测定显微镜测量得到的所述倾斜角的度数分布中的倾斜角大于等于20°的成份存在的比例为小于等于40％。
3.根据权利要求1中所述的面光源装置用导光体，其特征在于，所述光入射端面，其根据超深形状测定显微镜测量得到的所述导光体厚度方向的中心线平均粗糙度Ra为大于等于0.2微米小于等于0.4微米。
4.根据权利要求1所述的面光源装置用导光体，其特征在于，所述光入射端面，其根据超深形状测定显微镜测量得到的所述导光体厚度方向的十点平均粗糙度Rz为大于等于0.7微米小于等于2.0微米。
5.根据权利要求1所述的面光源装置用导光体，其特征在于，
所述光入射端面是粗糙面、具备在垂直于所述导光体厚度方向的方向上相互平行地延伸的多个透镜列且该透镜列的断面形状中包含曲线的透镜列形成面、或是具备在垂直于所述导光体的厚度方向的方向上相互平行地延伸的多个透镜列且对该透镜列中至少一部分进行粗糙面化处理而形成的粗糙面化透镜列形成面。
6.一种面光源装置，其特征在于，所述一次光源与权利要求1所述的面光源装置用导光体的光入射端面对向配置。
7.根据权利要求6所述的面光源装置，其特征在于，还具备配置在所述导光体的光出射面的上面、且具有供从所述导光体的光出射面射出的光进入的入光面以及其相反一侧的出光面的光偏转元件。
8.根据权利要求7所述的面光源装置，其特征在于，
所述光偏转元件具备在所述入光面上沿着所述导光体的光入射端面延伸且相互平行地排列的多个棱镜列，各该棱镜列分别具有供来自所述导光体的光出射面的光入射的第1棱镜面和供入射后的光进行内表面反射的第2棱镜面。
9.根据权利要求6～8中任一项所述的面光源装置，其特征在于，所述一次光源为线状光源。
10.根据权利要求6～8中任一项所述的面光源装置，其特征在于，所述一次光源为点状光源。
11.一种面光源装置用导光体的制造方法，制造如权利要求1～5中任一项所述的面光源装置用导光体，其特征在于，通过用模具构件使透明合成树脂成形，由复制该模具构件表面的形状而得到与所述导光体对应的导光体坯料，借助于此，在该导光体坯料上与该光出射面及背面同等地形成和所述光出射面及背面对应的面，接着通过切削加工与所述光入射端面对应的所述导光体坯料的面来形成所述光入射端面，得到所述面光源装置用导光体。
12.一种面光源装置用导光体的制造方法，制造如权利要求1～5中任一项所述的面光源装置用导光体，其特征在于，用模具构件使透明合成树脂成形，通过复制该模具构件表面的形状，从而形成所述光出射面、背面以及光入射端面，得到所述面光源装置用导光体。
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