专利名称：面光源装置用导光体及其制造方法以及该方法使用的切削加工用车刀的制作方法
技术领域：
本发明涉及采用端面照光方式的面光源装置中使用的导光体及其制造。本发明特别是涉及形成与一次光源对置的导光体光入射端面的切削加工中具有特点的面光源装置用导光体的制造方法以及其切削加工中使用的车刀。此外，本发明还特别涉及谋求减小亮度不均等光学性缺陷的明显程度的面光源装置中使用的导光体。
使用本发明的导光体的面光源装置适合用作例如作为便携式笔记本电脑等的监视器、液晶电视机以及视频一体型液晶电视机等的显示部的液晶显示装置的背光源、或者作为便携式电话机等便携型电子设备的显示面板和各种设备的指示器使用的较小型的液晶显示装置的背光源、或者作为车站和公共设施等的指路显示板和广告牌使用的液晶显示装置的背光源、或者作为高速公路和一般公路的交通标识的标记装置使用的的液晶显示装置的背光源。
背景技术：
近年来，液晶显示装置作为便携式笔记本电脑等的监视器、或者液晶电视机、视频一体型液晶电视机、便携式电话机以及便携式信息终端等的显示部使用，甚至在其他各种领域被广泛使用。另外，随着信息处理量的增大、需求的多样化、以及对多媒体的应对等，液晶显示装置的大屏幕化、高清晰化正不断发展。
液晶显示装置基本上由背光源部和液晶显示元件部组成。作为背光源部，从液晶显示装置的紧凑化的观点出发，往往使用端面照光方式的背光源部。一般说来，采用该方式的液晶显示装置中，将板状导光体配置在液晶显示元件部的背面侧，这时，使该导光体的一个主面(光出射面)与液晶显示元件的背面对置，还配置直管型荧光灯等线状或者棒状的一次光源，使其与导光体的至少1个侧端面(光入射端面)对置。以此使自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，从光出射面射出。
作为端面照光方式的面光源装置的导光体，采用利用丙烯树脂等透光性合成树脂通过注塑成型等成型方法形成板状的导光体。但是，通过注塑成型等成型方法获得的毛坯上，在其端部带有直浇道和横浇道，因此，在成型加工后，为了做成所需要尺寸和形状的导光体，将这些不要部分切除。
然而，上述端面照光方式面光源装置的导光体中，自一次光源射出，射入导光体的光入射端面，被导入导光体内的光在该导光体内的分布对从光出射面来的出射光分布产生很大的影响。导光体内的光的分布也受到光入射端面的性状的影响。因此，以往为了获得在整个导光体性状均匀性尽可能高的光入射端面，在切除上述不要的部分之后进行端面切削加工以去除浇口切断痕迹等。
该端面切削加工是使用例如特开2001-260075号公报(专利文献1)中记载的装置完成的。该端面切削装置中，将具有大于导光体的被加工端面部的厚度的尺寸的宽度的金刚石车刀固定在刀架上，使该刀架在沿着导光体的被加工端面以及主面两者的方向上移动，根据所要的切入量，反复进行切削加工。这样，可以在短时间内将其加工成表面性状的均匀性得以提高的端面。
但是，近年来，对背光源的光学性能的要求逐渐提高，特别是要求与液晶显示元件的有效显示区域对应的背光源的有效发光区域内具有高亮度均匀性。另外，若局部发生亮度极低或极高的区域，则将特别明显容易被看出，因此最好是极力抑制这样的局部性低/高亮度区域的发生。
作为该局部发生低/高亮度区域的原因的具体例子，可以举出从一次光源通过光入射端面被导入导光体内的光的分布不均的情况。作为该局部性低/高亮度区域的1个形态，可以举出在比较接近一次光源的区域中沿着光入射端面显现的明带(亮线)以及暗带(暗线)。
又，端面照光方式的面光源装置中，从导光体的光出射面射出的光的分布的峰值(峰值光)通常相对于该光出射面形成例如10～40度的较小的角度(即相对于光出射面的法线方向形成例如50～80度的较大的角度)，为了使那样的导光体出射光的分布峰值靠近光出射面法线的方向，通常将棱镜片配置在导光体光出射面上。然而，从一次光源通过光入射端面导入导光体内的光分布不均匀性大的情况下，几乎不受所述棱镜片造成的光行进方向的偏转作用地从棱镜片对导光体出射面法线大角度倾斜射出的斜光的比率有时是不能够忽视的。
发生以上那样的明带、暗带以及斜光问题，随着导光体的薄型化(例如2～3mm)的发展而日益显著。
又，近年来，要求液晶显示装置尽量增大显示画面尺寸与其外形尺寸的比率，提高显示效率。因此，即使是面光源装置，也要求尽量增大发光面尺寸与面光源装置的外形尺寸的比率，即尽量减少在发光面周围作为框存在的结构部分(有时称为「画框」)的尺寸。
另一方面，面光源装置也被要求薄型化，为了应对该要求，必需使导光体薄型化。端面照光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，其一部分相对于光出射面或者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，另外一部分以小于全反射临界角的角度射入光出射面，其一部分从光出射面射出。随着导光体的薄型化(例如厚度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区域射出的情况下，随着离开光入射端面的距离的变化，周期性地显现高亮度部分(亮线或明带)和低亮度部分(暗线或暗带)。虽然在画框宽度大的情况下，该现象实际上不特别成为问题，但若采用上述那样的小画框宽度的面光源装置，则存在该影响导致亮度不均容易被看出来的问题。
这样的光入射端面附近的亮度不均的产生，起因于自一次光源通过导光体光入射端面导入导光体内的光的分布不均。该光分布不均的原因之一在于导光体光入射端面的形态如何。因此，在例如日本特开2000-214334号公报(专利文献2)中揭示了作为防止产生上述那样的亮度不均用的方法，也就是使光入射端面与光出射面的夹角形成为例如93度以下的钝角，使光入射端面与导光体的光出射面的相反侧的主面即背面的夹角形成例如89.4233度。另外，在例如日本特开10-319339号公报(专利文献3)中揭示了使光入射端面与光出射面的夹角与光入射端面与背面的夹角相同，其角度为例如80度以上且未满90度的情况。另外，例如日本特开平7-198956号公报(专利文献4)揭示了防止一次光源的光线映入的手段，即在导体体背面的光入射端面附近区域形成反倾斜部，使其倾斜成导光体厚度越是远离光入射端面越是增加。
另外，上述那样的光入射端面附近的亮度不均的产生也与光入射端面的性状有关。因此，在例如日本特开平9-160035号公报(专利第3253001号公报)(专利文献5)中揭示了作为防止发生上述那样的亮度不均匀用的方法，即将光入射端面的与光出射面平行的方向的算术平均粗糙度Ra设定为0.05～0.3μm的方法。另外，在例如日本特开2001-83512号公报(专利文献6)中揭示了将光入射端面的算术平均粗糙度Ra设定为0.05～0.3μm，而且使与光出射面平行的方向的粗糙程度大于导光体厚度方向的粗糙程度的方法。另外，在例如日本特开2002-324424号公报(专利文献7)中揭示了将光入射端面的最大高度Ry设定为3～5μm，将平均粗糙度Ra设定在0.3或0.3以上、0.6或0.6以下，为此，将光入射端面做成例如暗光泽面构成的面的方法。还有，在例如日本特开2000-306410号公报(专利文献8)中揭示了在光入射端面形成了沿着与光出射面平行的方向形成的顶角为160～175度的棱镜的方法。
发明内容
上述端面切削装置及使用该装置的切削方法不能够充分应对上述明带和暗带的发生以及斜光的发生，因此，还不能说面光源装置的质量得到了充分提高。
切削加工得到的合成树脂制导光体的光入射端面从微观上来说，具有作为切削加工工具的金刚石车刀等车刀产生的切割痕迹、以及因车刀与合成树脂间的摩擦发热造成的合成树脂部分熔化而产生的微小凹凸等微细结构。本发明人对这样的切削加工产生的导光体光入射端面的性状与导光体的光学性能之间的关系进行了探讨。结果发现，在制造导光体时候，因光入射端面的切削加工条件、特别是使用的切削工具即车刀的形态特征不同，上述明带和暗带的发生、以及斜光发生状况有变化。即发现通过适当地设定切削加工条件能够充分抑制明带和暗带的产生的斜光的产生，从而实现本发明。
又，如果采用上述专利文献5～专利文献8的方法，则通过使光入射端面的表面性状特定的性状，能够降低光入射端面附近的亮度不均匀。
然而，小画框宽度的面光源装置中的导光体薄型化带来的问题也在上述情况以外存在。即作为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之间的边界的导光体棱线上作为二次光源起作用所产生的影响，在光入射端面附近，从面光源装置的发光面向对其法线方向倾斜的倾斜方向射出异常强的光(产生斜光)，作为液晶显示装置的背光源使用，在这种情况下，有时将使显示图像的质量降低。
采用上述专利文献5～8的方法的情况下，无法充分抑制这样的现象。
又，上述专利文献4的方法只对在体积区域内使光散射的光散射型的导光体有效。另外，若仅仅采用上述专利文献2或者3的方法，则无法充分应对一次光源的映入等亮度不均的发生以及斜光的发生两种情况。
本发明的目的在于，提供一种不容易看见导光体薄型化带来的导光体光入射端面附近区域中的亮度不均，在光入射端面附近极少产生斜光的面光源装置以及其使用的导光体。
即若采用本发明，作为解决上述技术课题的方法，提供一种端面照光方式面光源装置用导光体的制造方法，所述导光体引导自一次光源发射的光，而且具有让自所述一次光源发射的光入射的光入射端面以及让所引导的光出射的光出射面，其特征在于，作为所述导光体的材料采用由透光性合成树脂形成的材料，利用后角3°及其以上4.5°及其以下且前角为8°及其以下的车刀进行切削加工，以此对所述光入射端面进行精加工。
又，若采用本发明，作为解决上述技术课题的方法，则将提供一种车刀，所述车刀是在制造端面照光方式的面光源装置用导光体时，所述光入射端面的切削加工中使用的车刀，所述导光体引导自一次光源发射的光，并具有让自所述一次光源发射的光入射的光入射端面以及让所引导的光出射的光出射面，而且由透光性合成树脂形成，其特征在于，后角为3°及其以上4.5°及其以下，而且前角为8°及其以下。
本发明的一形态中，上述车刀的前角为3度或3°以上。在本发明的一形态中，上述车刀的前端的曲率半径为1.5μm或以上6μm或以下。本发明的一形态中，上述车刀采用烧结多晶体金刚石颗粒作为固定磨粒。本发明的一形态中，上述烧结多晶体金刚石颗粒其平均颗粒直径在0.3μm或以上30μm或以下。
还有，若采用本发明，作为解决上述技术课题的方法，则提供一种面光源装置用导光体，所述导光体是引导自一次光源发射的光，而且具有让自所述一次光源发射的光入射的光入射端面、以及让所引导的光出射的光出射面及其相反侧的背面的导光体，其特征在于，所述光入射端面与所述背面构成的角度为89.4°及其以上，91°及其以下，所述光入射端面，其利用超深度形状测定显微镜测定得到的所述导光体的大约厚度方向上的平均倾斜角为3°及其以上，12°及其以下。
本发明的一形态中，上述光入射端面其根据超深度形状测定显微镜的测量获得的倾斜角分布中的倾斜角20度或以上的成分的存在比率在40％或以下。本发明的一形态中，上述光入射端面其根据超深度形状测定显微镜的测量获得的上述导光体的厚度方向的中心线的平均粗糙度Ra在0.2μm或以上0.4μm或以下。本发明的一个形态中，上述光入射端面其根据超深度形状测定显微镜的测量获得的上述导光体的厚度方向的十点平均粗糙度Rz在0.7μm或以上2μm或以下。本发明的一形态中，上述光入射端面是其粗糙面，而且具有在与上述导光体的厚度方向垂直的方向上相互平行地延伸的多个透镜列，且其剖面形状包含曲线的透镜列形成面、或是具备在与所述导光体的厚度方向垂直的方向上相互平行地延伸的多个透镜列且对该透镜列的至少一部分进行粗面化而形成的粗面化透镜列形成面。本发明的一个形态中，上述光出射面由粗糙面构成。本发明的一形态中，上述背面是具有在与上述光入射端面大致垂直的方向上相互平行地延伸的多个透镜列的透镜列形成面。
如果采用上述本发明，利用采用后角在3度或以上4.5度或以下且前角在8度或以下的车刀的切削加工，对透光性合成树脂构成的导光体的光入射端面进行精加工，可以容易地获得可形成能够充分抑制明带和暗带的发生以及斜光的发生的面光源装置的光入射端面性状的导光体。
另外，如果采用上述本发明，则通过将光入射端面和背面的夹角设定为89.4或度以上91度或以下，将光入射端面的大约导光体厚度方向的平均倾斜角设定在3度或以上12度或以下，面光源装置中将难以看出导光体薄型化造成的导光体光入射端面附近区域中的亮度不均，并且可以减少在光入射端面附近的斜光的产生。
图1是用于说明本发明的面光源装置用导光体的制造方法的实施中使用的端面切削加工装置的一个实施形态的结构示意图。
图2是图1的示意性立体图。
图3是示出导光体与精加工切削刀具以及粗切削刀具之间的位置关系的示意图。
图4是利用刀具支持位置切换手段进行的粗切削刀具的位置切换与粗切削加工以及精切削加工的说明图。
图5是精加工切削刀具的形态特征的说明图。
图6是端面照光方式背光源的立体图。
图7示出利用棱镜片使光偏转的状态。
图8是示出采用本发明的面光源装置用导光体的面光源装置的一个实施形态的示意性立体图。
图9是图8的面光源装置的部分剖面图。
图10是导光体的部分放大剖面图。
图11是导光体的部分放大剖面图。
图12是示出光偏转元件中光偏转的状态的示意图。
图13是示出导光体光出射面的特别是来自光入射端面附近区域的光出射的状态的示意图。
图14是示出光偏转元件出光面的特别是来自导光体光入射端面附近区域的光出射的状态的示意图。
图15表示面光源装置的法线亮度的测量结果。
图16表示面光源装置的法线亮度的测量结果。
图17表示面光源装置的法线亮度的测量结果。
图18表示面光源装置的法线亮度的测量结果。
图19表示面光源装置的法线亮度的测量结果。
图20表示面光源装置的法线亮度的测量结果。
图21表示面光源装置的法线亮度的测量结果。
图22表示面光源装置的法线亮度的测量结果。
具体实施例方式
以下参考附图对本发明的实施形态进行说明。
图1是用于说明本发明的面光源装置用导光体的制造方法的实施过程中使用的端面切削加工装置的一个实施形态的示意性结构图，图2为其示意性立体图。在这里，也记述本发明的切削加工用车刀的一个实施方式。
在这些图中，符号2表示作为被加工物的板状导光体。导光体2由透光性合成树脂构成，用于构成液晶显示装置用的端面照光方式的背光源。导光体2具有2个主面2a、2b以及与这些主面的外周边缘邻接的端面2c、2d、2e、2f。主面2a被用作光出射面，端面2c被用作光入射端面。导光体2被未图示的加工装置主体上设置的未图示的支持手段定位于所要的位置上，大致保持水平(也就是使主面2a、2b位于与XY面平行的面内)。端面2c是被加工端面，处于与XZ面平行的位置上。透光性合成树脂板在材质上没有特别限制，只要可以切削加工即可，具体细节将在后文阐述，由例如丙烯酸系树脂、聚碳酸酯系树脂、或者环聚烯烃系树脂构成。
后面板4固定在加工装置主体上。在Y方向上延伸的导轨6安装在该后面板上，将刀架支持部8安装成可以由该导轨引导在Y方向上往返移动。可以正反旋转的伺服电动机4a安装在上述后面板4上，其旋转力通过卷绕在输出旋转轴上的传送带4b传送到分别在Y方向上延伸的2根螺旋轴4c上。另一方面，与上述螺旋轴上形成的阳螺纹配合的阴螺纹所形成的阴螺纹构件8a安装在刀架支持部8上。因此，通过驱动伺服发动机4a、或使其停止，可以使刀架支持部8在Y方向上移动并停止在所要的位置上。
在刀架支持部8上安装可以正反旋转的伺服电动机8b，将其旋转力传送到滚珠螺杆8c。利用刀架支持部8支持刀架10，使其可以在X方向上移动。即、将与滚珠螺杆8c配合的配合构件10a安装在刀架10上，通过驱动伺服电动机8a然后使其停止，可以使刀架10在X方向上移动并停止在所要的位置上。还有，但将引导刀架10在X方向上移动用的导轨设置在刀架支持部8上(未图示)，使刀架10沿着该导轨和上述滚珠螺杆8c在X方向上平行移动。
为了提高刀架10的移动精度，最好是使上述2根导轨相互平行配置。这样可以使滚珠螺杆8c主要仅仅具有驱动刀架的功能，而且具有使刀架10以高位置精度支持于导轨上，并且抑制驱动刀架10时的振动的功能。
最好是适度地设定刀架10与导轨之间的间隙。该间隙最好设定为例如1～5μm。若间隙偏离上述范围变得过小，则有时无法驱动刀架10。而若间隙偏离上述范围变得过大，则有时在驱动刀架10时将产生偏移造成的振动，在导光体端面形成成为斜光产生的原因的不规则的凹凸图案。
精切削刀具12和在精加工切削刀具的切削加工之前进行的粗切削加工用的粗切削刀具14安装在刀架10上。这些刀具是例如烧结多晶体金刚石车刀，精切削刀具12与粗切削刀具14相比，可以将小颗粒的金刚石用作固定磨粒。金刚石车刀是通过在例如平均颗粒直径为0.3～30μm、较佳的是0.5～25μm、更理想的是2～10μm范围内相对于该平均颗粒直径值，使其±50％范围内的颗粒直径的金刚石颗粒与粘接剂一起烧结获得的。烧结多晶体金刚石车刀与通过例如CVD法等获得的车刀相比，其机械强度高且颗粒分布良好。若金刚石颗粒的平均颗粒直径大于30μm，则有时在导光体的光入射端面的附近容易出现明带，若金刚石颗粒的平均颗粒直径小于0.3μm，则有时在导光体的光入射端面的附近容易出现暗带。
刀具支持位置切换手段10b附设在刀架10上，对精切削刀具12以及粗切削刀具14中的一方在沿着从另一方切入移动的移动方向(Y方向)上前进的第1位置以及后退的第2位置上进行切换、支持。该刀具支持位置切换手段，具体而言是由例如在第1位置与第2位置之间可切换位置地仅仅支持粗切削刀具14的构件构成，但也以可切换位置地仅仅支持精切削刀具12，也可以相互反向切换位置地同时支持切削刀具12、14。作为可切换位置地仅仅支持粗切削刀具14的刀具支持位置切换手段10b，有例如对粗切削刀具14进行支持，使其在Y方向上的位置相对于刀具10可改变，利用汽缸等在Y方向上驱动与粗切削刀具14同时移动的构件的手段。
图3是示出导光体2、精切削刀具12、以及粗切削刀具14之间的Z方向上的位置关系的示意图。如图所示，精切削刀具12和粗切削刀具14具有比导光体2的端面2c的宽度(Z方向尺寸)大的宽度(Z方向尺寸)，可以利用精切削刀具12或者粗切削刀具14同时对导光体2端面2c的整个宽度进行加工。
上述伺服电动机4a、传送带4b、螺旋轴4c、阴螺纹构件8a以及刀架支持部8构成切入移动机构，上述伺服电动机8b、滚珠螺杆8c、以及配合构件10a构成输送移动机构。伺服电动机4a、8b以及刀具支持位置切换手段10b由控制部20控制。以下参考图4和图5对控制部20的动作进行说明。
图4是刀具支持位置切换手段10b进行的粗切削刀具14的位置切换、粗切削加工以及精切削加工的说明图，图5是精切削刀具12的形态特征的说明图。
在进行导光体端面2c的粗切削加工时，根据来自控制部20的指令，如图4(a)所示，刀具支持位置切换手段10b将粗切削刀具14相对于刀架10的位置切换到在Y方向上相对精切削刀具12向前进(即靠近导光体2)的第1位置(1)。在这种状态下，根据来自控制部20的指令，伺服电动机8b在所要求的定时内反复进行正转、反转，这样，利用输送移动机构使刀架10上的粗切削刀具14沿X方向以所要求的冲程(大于导光体端面2c的X方向尺寸的距离)往返移动。同时根据来自控制部20的指令，使伺服电动机4a与伺服电动机8b同步地，在所要求的定时反复进行正转、反转，这样利用切入移动机构使刀架10上的粗切削刀具14沿Y方向往返移动。具体而言，图1、图4以及图5中，粗切削刀具14沿X方向从右向左移动时进行粗切削加工，在X方向冲程的左端进行反转时，仅使粗切削刀具14沿Y方向稍许后退(即远离导光体)，在X方向冲程的右端进行反转时，使粗切削刀具14沿Y方向只前进所要的切入量(例如10～30μm左右)加上上述后退量的距离。这样进行希望次数(例如5～30次)的粗切削。
从粗切削加工过渡到精切削加工时，首先根据来自控制部20的指令，如图4(b)所示，刀具支持位置切换手段10b将粗切削刀具14相对于刀具10的的位置切换到在Y方向上相对精切削刀具12后退的第2位置(2)。接着，在该状态下，根据来自控制部20的指令，伺服电动机4a正转，这样，如图4(c)所示，利用切入移动机构使刀架10上的粗切削刀具14沿Y方向前进。使该前进在Y方向上只进行稍小于第1位置上的粗切削刀具14的前端位置与精切削刀具12的前端位置之差(该值是已知的，例如100μm)的距离。以此完成精加工切削加工的准备。
进行导光体端面2c的精切削加工时，根据来自控制部20的指令，伺服电动机8b在所要求的定时反复进行正转及反转，这样利用输送移动机构使刀架10上的精切削刀具12沿X方向以所要的冲程(大于导光体端面2c的X方向的尺寸的距离)往返移动。同时，根据来自控制部20的指令，使伺服电动机4a与伺服电动机8b同步，在所要的定时反复进行正转及反转，这样利用切入移动机构使刀架10上的精切削刀具12沿Y方向往返移动。具体而言，图1、图4以及图5中，精切削刀具12沿X方向从右向左移动时进行精切削加工，在X方向冲程的左端反转时，仅使精切削刀具12沿Y方向稍许后退，在X方向冲程的右端反转时，使切削刀具12沿Y方向只前进所要的切入量(例如2～20μm左右)加上上述后退量的距离。这样进行希望次数(例如2～20次左右)的精切削加工。在精切削加工的最终阶段，最好是进行数次将切入量几乎设定为0μm的切削加工。采用该方法，可以获得稳定且个体偏差小的良好性状的切削加工面。
进行该精切削加工时，可以将刀架10的X方向的输送移动速度设定在例如50～2000mm/sec范围内的一定速度，另外，也可以在每次切削时使刀架10的X方向的输送移动速度在例如50～2000mm/sec范围内变化。
然而，不本实施形态中，如图5所示，作为切削刀具12的金刚石车刀其后角D1为在3度或以上4.5度或以下，前角D2为在3度或以上8度或以下，前端的曲率半径R在1.5μm或以上6μm或以下。若后角D1小于3度，则容易出现明带，若后角D1大于4.5度，则容易出现暗带。另外，若前角D2小于3度，则容易因切削而产生毛刺，若前角D2大于8度，则容易产生斜光。另外，若前端的曲率半径R小于1.5μm，则切削面镜面化，容易产生暗带，若前端的曲率半径R大于6μm，则切削时的电阻大，切削面粗糙，容易产生明带。
采用以上述方式获得的导光体，可以形成图6所示的端面照光方式的面光源装置。即配置带反射器102的线状一次光源101，使其与导光体端面(光入射端面)2c对置，配置光反射片105，使其与导光体主面(光出射面)2b对置，在导光体光出射面2a上配置棱镜片104。还有，导光体的一个主面即光出射面2a采用具有定向性光出射功能的粗糙面，在与光入射端面2c垂直的方向上延伸的多个棱镜列相互平行地形成于另一个主面(背面)2b。另外，在与一次光源101平行地在X方向上延伸的多个棱镜列相互平行地形成于与棱镜片104的与导光体光出射面2a对置的下表面(入光面)104a上。
导光体光出射面2a上形成的粗糙面采用ISO4287/1-1984中记述的平均倾斜角θa为0.5～15度范围内的面，尤其对于从希望实现YZ面内的所要的定向性光出射，谋求光出射面内的亮度的均匀这一点是理想的。平均倾斜角θa在1～12度的范围更佳，最好是在1.5～11度的范围内。
依据ISO4287/1-1984，使用触针式表面粗糙度计对粗糙面形状进行测量，将测量方向的坐标记为x，根据得到的倾斜函数f(x)，用以下的式(1)和式(2)，可以求出粗糙面的平均倾斜角θa。
Δa＝(1/L)∫0L|d/(dx)f(x)|dx…(1)θa＝tan-1(Δa) …(2)这里，L是测量长度，Δa是平均倾斜角θa的正切。
还有，作为导光体2，其光出射率在0.5～5％的范围内为佳，在1～3％的范围内则更佳。这是因为，若光出射率小于0.5％，则有从导光体3射出的光量少从而无法获得充分的亮度的倾向，若光出射率大于0.5％，则有大量的光在一次光源的附近射出，光出射面2a内的X方向的出射光明显衰减，从而光出射面2a的亮度的均匀度有降低的倾向。
利用这样的导光体2，可以在垂直于光入射端面2c与光出射面2a两者的YZ面内，使从光出射面2a射出的光的出射光光度分布中的峰值光的角度相对于光出射面的法线在50～80度的范围内，且使其半值全宽度为10～40度的具有方向性高的出射特性的光从光出射面2a射出，可以利用棱镜片104有效地使其出射方向偏转，从而能够提供具有高亮度的面光源装置。
本发明中，来自导光体2的光出射率定义如下。若将导光体2的厚度(Z方向尺寸)记为t，则光出射面2a的光入射端面2c侧的端缘的出射光的光强度(I0)与离光入射端面2c侧的端缘距离L的位置上的出射光强度(I)之间的关系满足以下的式(3)的关系。
I＝I0(α/100)[1-(α/100)]L/t…(3)这里，常数α为光出射率，是光从光出射面2a上的与光入射端面2c垂直的X方向的每单位长度(相当于导光体厚度t的长度)的导光体2出射的光线的比率(百分率％)。将纵坐标轴设定为来自光出射面2a的出射光的光强度的对数，将横坐标轴设定为(L/t)，将其关系作图，根据其斜度可以求出该光出射率α。
另外，导光体2的背面2b上形成的棱镜列控制与来自导光体的出射光在与一次光源101平行的面(XZ面)内的方向性。也可以形成双凸透镜列、V字形槽替代棱镜列。导光体背面2b上形成的棱镜列其顶角设定在85～110度的范围为佳。这是因为通过将顶角设定在这一范围可以使来自导光体2的出射光适度会聚，从而可以谋求提高作为面光源装置的亮度，该顶角设定在90～100度的范围则更佳。
为了实现在本发明的导光体中精确地制作所希望的棱镜列形状，获得稳定的光学性能，同时抑制组装操作时和作为光源装置使用时的棱镜顶部的磨损和变形的目的，也可以在棱镜列的顶部形成平面部或曲面部。
一次光源101是在X方向上延伸的线状的光源，该一次光源101可以使用例如荧光灯、冷阴极管。在该情况不仅是像图6所示那样一次光源101设置成与导光体的一个侧端面对置，必要时还可以在相反侧的侧端面上也加以设置。还有，一次光源101并非局限于线状光源，也可以排列使用一个或多个LED光源、碘钨灯、金属卤化物灯等点状光源。
作为光偏转元件的棱镜片104的2个主面104a、104b，作为整体相互平行排列，分别作为整体处于与XY面平行的位置。将主面104a、104b中的一个(位于导光体2的光出射面2a侧的主面)作为入光面104a，另一个作为出光面104b。将出光面104b形成为与导光体光出射面2a平行的平面。将入光面104a形成为多个在X方向上延伸的棱镜列相互平行排列的棱镜列形成面。棱镜列形成面也可以在邻接的棱镜列之间设置宽度较小的平面部(与例如棱镜列的Y方向尺寸大约相同或小于该尺寸的宽度的平面部)，但从提高光的利用效率这点出发，最好是不设置平面部而沿X方向连续配置棱镜列。
图7示出棱镜片104造成的光偏转状态。该图示出来自YZ面内的导光体2的峰值光(与出射光分布的波峰对应的光)的行进方向。从导光体光出射面2a以角度a倾斜射出的峰值光，射入棱镜列的第1面，被第2面全反射，大约沿着出光面104b的法线方向射出。另外，在XZ面内，利用上述那样的导光体背面2b的棱镜列的作用，可以在大范围的区域内谋求充分提高出光面104b的法线方向的亮度。
棱镜片104的棱镜列的棱镜面的形状并非局限于单一平面，还可以做成例如剖面为凸多边形状或凸曲面形状。以此可以谋求高亮度化、窄视野化。
为了实现在棱镜片104中精确地制作所希望的棱镜形状，获得稳定的光学性能，同时抑制组装操作时和作为光源装置使用时的棱镜顶部的磨损和变形的目的，也可以在棱镜列的顶部形成平面部或曲面部。这时，棱镜列的顶部形成的平面部或曲面部的宽度设定在3μm以下，这从抑制光源装置的亮度下降和粘着现象造成的亮度不均图案的发生的观点考虑是理想的，设定在2μm以下更佳，设定在1μm以下还要好。
上述导光体2和棱镜片104可以由光透射率高的合成树脂构成。作为这样的合成树脂，可以举出有例如甲基丙烯树脂、丙烯酸系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚酯系树脂、聚氯乙烯类树脂。尤其是甲基丙烯树脂最佳，其光透射率的高度、耐热性、力学特性、成型加工性良好，最为合适。这样的甲基丙烯树脂是以甲基丙烯酸甲酯为主要成分的树脂，最好是甲基丙烯酸甲酯在80重量％以上。在形成导光体2和棱镜片104的粗糙面和棱镜列等表面构造时，也可以通过使用具有所希望的表面构造的模具构件对透明合成树脂板进行热压，也可以利用丝网印刷、挤压成型和注塑成型等方法进行成型加工同时赋予形状。另外，还可以采用热或光固化树脂等形成构造面。再者，也可以在由聚酯系树脂、丙烯酸系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚氯乙烯系树脂、聚甲基丙烯(酰)亚胺类树脂等组成的透明薄膜或者薄片等透明基体材料的表面形成活性能量线固化型树脂组成的粗糙面构造或透镜列排列构造，也可以利用接合、熔接等方法，将这样的该薄片接合在单独的透明基体材料上形成一体。作为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、烯丙基化合物、(甲基)丙烯酸的金属盐等。
光反射薄片105可以使用例如表面具有金属蒸镀反射层的塑料薄片。
接着，图8是示出采用本发明的面光源装置用导光体的面光源装置的一个实施形态的示意性立体图。图9是该部分的剖面图。如图所示，本实施形态的面光源装置其构成包含，以至少1个侧端面作为光入射端面231，将与其大致垂直的一个表面作为光出射面233的导光体23、被配置成与该导光体23的光入射端面231对置且由光源反射器22覆盖的线状的一次光源21、配置在导光体23的光出射面上的光偏转元件24、被配置成与导光体23的光出射面233的相反侧的背面234对置的光发射元件25。
导光体23配置成大致与XY面平行，作为整体形成矩形板状。导光体23具有4个侧端面，将其中的与YZ面大致平行的1对侧端面中的至少一个侧端面作为光入射端面231。光入射端面231配置成与一次光源21对置，从一次光源21发出的光从光入射端面231被导入导光体23内。本发明中，也可以将一次光源对置地配置在例如光入射端面231的相反侧的侧端面232等其他侧端面。
与导光体23的光入射端面231大致垂直的2个主面分别处于与XY面大致平行的位置，任意一个面(图中的上表面)成为光出射面233。通过将由粗糙面构成的定向性光出射机制赋予该光出射面233或其背面234中的至少一个面，在导光体23中引导射入光入射端面31的光，同时使在垂直于光入射端面231以及光出射面233两者的面(XZ面)内具有方向性的光从光出射面233射出。将该XZ面内分布中的出射光光度分布的峰值方向(峰值光)与光出射面233形成的角度记为α。角度α为例如10～40度，出射光光度分布的半值全宽度为例如10～40度。
在导光体23的主面上形成且构成定向性光出射机构的粗糙面和透镜列，其平均倾斜角θa’采用0.5～15度范围，这从谋求提高光出射面内的亮度的均匀度这一点考虑是理想的。平均倾斜角θa’在1～12度范围内更佳，1.5～11度范围内最理想。平均倾斜角的测量方法将在后文阐述。
另外，为了控制来自导光体23的出射光在与一次光源21平行的面(YZ)面中的方向性，最好是没有被赋予定向性光出射机制的另一主面作为沿着与光入射端面231大致垂直的方向(大致为X方向)延伸的多个透镜列进行排列的透镜列形成面。图8所示的实施形态中，在光出射面233上形成粗糙面，在背面234上形成沿着与光入射端面231大致垂直的方向(大致为X方向)上延伸的多个透镜列排列组成的透镜列形成面。在本发明中，也可以与图8所示的实施形态相反，在光出射面233上形成透镜列形成面，将背面234做成粗糙面。
如图8所示，在导光体23的背面234或光出射面233上形成在YZ面中控制方向性用的透镜列形成面的情况下，作为该透镜列，可以列举出大约沿着X方向延伸的棱镜列、双凸透镜列、V字形槽，但最好是采用YZ断面的形状大约为三角形的棱镜列。
本发明中，在导光体23的背面234上形成棱镜列形成面作为透镜列形成面的情况下，最好是将其顶角设定在85～110度的范围内。这是因为通过将顶角设定在该范围可以适度地使来自导光体23的出射光会聚，从而可以谋求提高作为面光源装置的亮度，将该顶角设定在90～100度的范围则更佳。
为了实现在本发明的导光体中精确地制作所希望的棱镜列形状，获得稳定的光学性能，同时抑制组装操作时和作为光源装置使用时的棱镜顶部的磨损和变形的目的，也可以在棱镜列的顶部形成平面部或曲面部。
再者，本发明中，也可以与上述那样的光出射面233或其背面234上形成的光出射机构同时并用，在导光体内部附加加入使光漫射的微粒并使其分散的方向性光出射机构。
图10是本实施形态中的导光体23的部分扩大剖面图。导光体23其光入射端面231与光出射面233的夹角为θ1，光入射端面231与背面234的夹角为θ2。还有，这些角度θ1、θ2是指光入射端面231与其附近例如5mm以内的光出射面233或者背面234的夹角。另外，导光体23形成其光入射端面231较厚的楔形，楔角为θ3。该楔角θ3是指X方向上的平均性的光出射面233与背面234的夹角。角度θ1在88.2度或以上89.6度或以下，最好是在88.6度或以上89度或以下。角度θ2在89.4度或以上91度或以下，最好是在90度或以上90.5度或以下。若θ1、θ2偏离这些范围，则明显存在斜光产生和亮度不均的倾向。楔角θ3在例如0.1度或以上1度会以下。
光入射面231其导光体23的大约厚度方向的平均倾斜角θa在3°或以上12°或以下。通过将光入射端面231的大约导光体厚度d的方向(大致为Z方向，参考图9)的平均倾斜角θa设定在该范围内，适当地调节XZ面内的光的扩展，特别是使来自导光体光出射面233的光入射端面附近的区域的光出射(光量和出射角的分布)适当，也就不容易看见导光体薄型化造成的光入射端面附近区域中的亮度不均。若平均倾斜角θa未满3°，则来自导光体光入射端面附近区域的出射光量小，该区域的亮度过低，另一方面，若平均倾斜角θa超过12°，则来自导光体光入射端面附近区域的出射光量大，该区域的亮度过高，而且难以降低光入射端面附近的斜向的异常的光出射。光入射端面231的导光体23的大约厚度方向的平均倾斜角θa以5°或以上11°或以下为宜，在6°或以上9°或以下则更佳。
平均倾斜角θa可以根据使用超深度形状测定显微镜(例如基恩士公司制造的VK8500〔商品名〕测出的倾斜角获得。也就是使用超深度形状测定显微镜对导光体23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进行测量，读取测量范围内Ra、Rz，对于该测量范围，在精加工(スム-ジング)02的条件下提取断面曲线，求出各测量点(在该测量条件下1次可以测量的范围为110μm左右，因此在除了导光体光入射端面的导光体厚度方向上的两端的50μm之外的区域按等间隔进行5个部位的测量)上的倾斜角的绝对值，将这些绝对值加以平均，以此获得平均倾斜角。
与如上所述的平均倾斜角θa一起，测量点的倾斜角的度数分布也对面光源装置的光出射特性产生影响。特别是基于上述超深度形状测定显微镜的测量获得的倾斜角的度数分布中的主要是倾斜角为20°或以上的分量的存在比率对光入射端面附近的倾斜方向的异常光出射的产生有影响。为了减少面光源装置的光入射端面附近的斜向异常光的出射，该存在比率最好在40％或以下。基于上述超深度形状测定显微镜的测量获得的倾斜角的度数分布中的倾斜角20°或以上的分量的存在比率在30％或以下为宜，在20％或以下则更佳。
上述那样的光入射端面231由例如粗糙面构成。作为粗糙面的形成方法，可以列举出采用上述本发明的车刀及端面切削加工装置进行切削的方法、使用其他铣刀工具等进行切削的方法、用砂轮、砂纸、抛光轮等进行研磨的方法、喷砂加工、放电加工、电解研磨、化学研磨等方法。作为喷砂加工中使用的喷砂颗粒，可以列举出玻璃珠那样的球形颗粒、氧化铝珠那样的多边形颗粒，使用多边形颗粒可以形成使光扩散的效果大的粗糙面，因此最为理想。通过调整切削加工和研磨加工的加工方向，可以形成各向异性的粗糙面。为了调节XY面内的光扩散，可以采用大约为Z方向的加工方向，形成大约在Z方向的条状凹凸形状，为了调节XZ面内的光扩散，可以采用大约为Y方向的加工方向，形成大约在Y方向的条状凹凸形状。通过将其他多个相互不同的加工方向加以组合，可以形成没有方向性的粗糙面。该粗糙面加工可以直接对导光体的光入射端面实施，但也可以通过以下方法实施，即在利用模具构件使透光性合成树脂成型为导光体的模具装置中，预先将对应复制形成面形成于模具构件的光入射端面复制形成用的面上，在成型时将其复制于透光性合成树脂上。
另外，作为光入射端面231，可以采用沿着垂直于导光体的厚度方向(Z方向)的方向(Y方向)上延伸的多个透镜列相互平行排列的透镜列形成面组成的面替代粗糙面。透镜列可以使用棱镜列。该透镜列其XY断面形状中包含曲线，这对于光扩散效果是理想的。图11是示出形成那样的透镜列的光入射端面的断面形状的示意性放大图。该例中，透镜面231a采用曲率半径为R且向外凸出的曲面，相对于顶角φ且间距为P的三角棱镜形状，具有最大距离d。作为这样的光入射端面的透镜列形成面的形成方法，以采用上述本发明的车刀以及端面切削加工装置进行切削的方法、以及使用其他的铣刀工具等进行切削的方法为宜。该透镜列形成面的加工也可以直接对导光体的光入射端面实施，但也可以通过以下方法实施，即在利用模具构件使透光性合成树脂成型为导光体的模具装置中，预先在复制形成模具构件的光入射端面用的面上形成对应复制形成面，在成型时将其复制于透光性合成树脂上。
还有，光入射端面231是具有相互平行地在垂直于导光体的厚度方向(Z方向)的方向(Y方向)上延伸的多个透镜列的透镜列形成面，可以由使透镜列的至少一部分粗糙化而形成的粗糙化透镜列形成面组成。使该粗糙化透镜列形成面粗糙的方法可以列举出用砂纸、抛光轮等进行研磨的方法、喷砂加工、电解研磨、化学研磨等方法。这些粗糙面加工可以直接对形成导光体的透镜列的光入射端面实施，但也可以通过以下方法实施，即在利用模具构件使透光性合成树脂成型为导光体的模具装置中，预先在复制形成模具构件的光入射端面复制形成用的面上形成对应复制形成面，在成型时将其复制于透光性合成树脂上。
如上所述，面光源装置用导光体的制造方法之一，通过用模具构件使透光性合成树脂成型，利用该模具构件的表面的形状的复制，获得与导光体对应的导光材料。借助于此，与光出射面及背面同等地形成与导光体的光出射面及背面对应的导光材料的面。接着，通过对与导光体的光入射端面对应的导光材料的面进行切削加工，形成光入射端面，从而获得面光源装置用导光体。另外，面光源装置用制造方法的另一个是通过用模具构件使透光性合成树脂成型，利用该模具构件的表面的形状的复制，形成光出射面、背面以及光入射端面，从而获得上述面光源装置用导光体。
光入射端面231其基于超深度形状测定显微镜的测量获得的导光体的厚度方向的中心线平均粗糙度Ra最好在0.2μm或以上0.4μm或以下，基于超深度形状测定显微镜的测量获得的上述导光体的厚度方向的十点平均粗糙度Rz最好在0.7μm或以上2μm或以下。通过设定在这样的范围，容易将平均倾斜角θa以及倾斜角的度数分布中的倾斜角20°及其以上的分量的存在比率设定在规定范围内。
又，最好是光入射端面231的表面性状为，其垂直于纵方向即导光体厚度方向(Z方向)的方向(Y方向)上的平均倾斜角θa为1～3度、中心线平均粗糙度Ra为0.02～0.1μm、十点平均粗糙度Rz为0.3～2μm。在这里，平均倾斜角θa在1.3度～2.7度范围较佳，在1.5度～2.5度范围则最理想。中心线平均粗糙度Ra在0.03～0.08μm范围较佳，在0.05～0.07μm范围则最理想。十点平均粗糙度Rz在0.4～1.7μm范围较佳，在0.5～1.5μm的范围则最理想。
导光体23并不局限于图9所示的楔形，也可以使用厚度大致均匀的形状(即θ3＝0)的导光体。
光偏转元件24配置在导光体23的光出射面233上。光偏转元件24的2个主面241、242作为整体相互平行排列，分别作为整体处于与XY面平行的位置上。将主面241、242中的一个(位于导光体23的光出射面233一侧的主面)作为入光面241，另一个作为出光面242。出光面242形成与导光体23的光出射面233平行的平坦面。入光面241采用多个在Y方向上延伸的棱镜列相互平行排列的棱镜列形成面。棱镜列形成面也可以在邻接的棱镜列之间设置宽度较小的底部平面部(与例如棱镜列的X方向尺寸相同程度或小于该尺寸的宽度的平面部)，但是从提高光的使用率这点出发，最好是不设置底部平面部地沿X方向连续地配置棱镜列。
图12是示出光偏转元件24的光偏转的状态的示意图。该图示出来自XZ面内的导光体23的峰值光(与出射光分布的峰值对应的光)的前进方向的一个例子。从导光体23的光出射面233以角度a倾斜射出的峰值光射入棱镜列的第1棱镜面，被第2棱镜面内表面全反射，大致沿着出光面242的法线方向射出。另外，在YZ面内，利用上述导光体表面234的棱镜列的作用，可以在大范围的区域内谋求充分提高出光面242的法线方向的亮度。
作为参考，图13是示出导光体光出射面的特别是来自光入射端面附近区域的光出射的状态的示意图。另外，作为参考，图14是示出面光源装置的光偏转元件出光面的特别是来自导光体光入射端面附近区域的光出射的状态的示意图。如图13及图14所示，导光体光出射面233的中央部的区域(光入射端面附近以外的区域)中，如图13所示，从光入射端面231射入的光的峰值光相对光出射面233形成角度α射出，对光偏转元件24从一个棱镜面射入，在另一个棱镜面被内表面反射，沿着出光面法线方向射出。与此相对应，在导光体光出射面233的光入射端面附近区域，峰值光相对光出射面233形成角度β射出，对着光偏转元件24从一个棱镜面射入，相应于角度β的大小接收或者不接收光偏转元件24的另一个棱镜面中的内表面反射，相对出光面形成角度γ射出。
上述角度β受到导光体的光入射端面231的形态、例如分别与光出射面233及背面234形成的角度θ1、θ2的影响，还受到表面性状的影响，特别是受到XZ面内的平均倾斜角θa及倾斜角度数分别的影响。
若角度θ1、θ2过大，则角度β小于角度α，来自该区域的出射光量小，因此，该区域的亮度过于低下，从而亮度均匀度容易变低。若角度θ1、θ2过小，则角度β大于角度α，来自该区域的出射光量变大，因此，该区域的亮度过度增加，从而亮度均匀度容易变低。若角度β大于角度α，则出现射入光偏转元件24的光不受棱镜面的内表面反射而只受到折射作用后射出的分量。若该分量过多，则上述光入射端面附近的斜向的异常光出射明显。
还有，若平均倾斜角θa过小，则角度β小于角度α，来自该区域的出射光量变小，因此，该区域的亮度过于低下，从而亮度均匀度容易低下。若平均倾斜角θa过大，则角度β大于角度α，来自该区域的出射光量变大，因此，该区域的亮度过于增加，从而亮度均匀度容易低下。若角度β大于角度α，则出现射入光偏转元件24的光不受棱镜面的内表面反射而只受到折射作用后射出的分量。若该分量过多，则上述光入射端面附近的斜向的异常光出射明显。
又，若倾斜角的度数分布中的倾斜角20°及其以上的分量存在比率过大，则射入光偏转元件24的光不受棱镜面的内表面反射而只受到折射作用后射出的分量过多，上述光入射端面附近区域的斜向的异常光出射明显。
因此，本发明为了在光入射端面附近区域实现等同于中央部或者接近中央部的光出射状态，将角度θ1、θ2的范围、平均倾斜角θa的范围乃至倾斜角的度数分布中的倾斜角20°及其以上的分量的存在比率的范围设定在上述特定范围，从而维持亮度均匀性且抑制光入射端面附近区域的斜向的异常光出射的产生。
为了实现在光偏转元件24中精确地制作所希望的棱镜形状，获得稳定的光学性能，同时抑制组装操作时和作为光源装置使用时棱镜顶部的磨损和变形的目的，也可以在棱镜列的顶部形成顶部平面部或顶部曲面部。这时，顶部平面部或顶部曲面部的宽度设定在3μm或以下，但从抑制作为光源装置的亮度低下和粘着现象导致的亮度不均图案的产生的观点出发，顶部平面部或顶部曲面部的宽度在2μm或以下较佳，在1μm或以下则更佳。
一次光源21是在Y方向上延伸的线状的光源，作为该一次光源21，可以使用例如荧光灯和冷阴极管。在该情况下不仅是如图8所示，一次光源21设置成与导光体23的一个侧端面对置，必要时还可以设置在相反侧的侧端面上。还有，作为一次光源21，也可以使用发光二极管(LED)等点状光源，特别是可以使用以适当的间隔配置多个点状光源的光源。
光源反射器22是减少损耗地将一次光源21的光导入导光体23的部件。其材质可以使用例如表面具有金属蒸镀反射层的塑料薄膜。如图所示，光源反射器22避开光偏转元件24从光反射元件25的端缘部外表面经过一次光源21的外表面绕向导光体23的光出射面端缘部。另一方面，光源反射器22也可以从光反射元件25的端缘部外表面经过一次光源21的外表面绕向光偏转元件24的出光面端缘部。也可以将与这样的光源反射器22同样的反射构件安装在导光体23的光入射端面231以外的侧端面上。
光反射元件25使用例如表面具有金属蒸镀反射层的塑料薄片。本发明中，作为光反射元件25，也可以使用通过金属蒸镀在导光体23的背面234上形成的光反射层替代反射片。
本发明的导光体23及光偏转元件24可以由光透射率高的合成树脂构成。作为这样的合成树脂，有例如甲基丙烯树脂、丙烯酸系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚酯系树脂、聚氯乙烯系树脂。尤其以甲基丙烯树脂最佳，其光透射率大、耐热性、力学特性、成型加工生良好。这样的甲基丙烯树脂是以甲基丙烯酸甲酯为主要成分的树脂，最好是甲基丙烯酸甲酯在80重量％或以上。在形成导光体23和光偏转元件24的粗糙面等表面构造、以及棱镜列或者双凸透镜列等的表面构造时，可以使用具有所希望的表面构造的模具构件对透明合成树脂板进行热压形成，也可以通过丝网印刷、挤压成型或注塑成型等方法进行成型加工，同时赋予形状。另外，还可以采用热或光固化树脂等形成构造面。再者，可以在由聚酯系树脂、丙烯酸系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚氯乙烯系树脂、聚甲基丙烯(酰)亚胺系树脂等构成的透明薄膜或者薄片等透明基体材料的表面形成活性能量线固化型树脂构成的粗糙面构造或透镜列排列构造，也可以利用接合、熔接等方法，将这样的薄片连接在单独的透明基体材料上形成一体。作为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、乙烯化合物、(甲基)丙烯酸酯类、烯丙基化合物、(甲基)丙烯酸的金属盐等。
在包含上述一次光源21、光源反射器22、导光体23、光偏转元件24以及光反射元件25而形成的面光源装置的发光面(光偏转元件25的出光面242)上，如图9所示，配置透射型液晶显示元件28，从而构成将本发明的面光源装置作为背光源的液晶显示装置。观察者从图9中的上方观察液晶显示装置。
实施例以下根据实施例进一步对本发明进行说明。
使用结合图1～图5说明的端面精加工装置，对利用注塑成型和浇口切断的方法获得的横向尺寸307.5mm、纵向尺寸232.7mm、厚度2.2mm的丙烯酸系树脂制的板状导光体2的与上述尺寸为307.5mm的边对应的端面、即光入射端面2c进行切削加工。精切削刀具12和粗切削刀具14，都使用烧结多晶体金刚石车刀。精切削刀具12其金刚石固定磨粒的平均颗粒直径为10μm、后角D1为3.5度，前角D2为4度，前端的曲率半径R为3μm。
粗切削加工中，以固定的输送速度2000mm/sec，按照固定的切入量25μm实施7次切削。精切削加工中，以固定的输送速度150mm/sec，实施7次切入量为5μm的切削，实施3次切入量为3μm的切削，实施7次切入量为0μm的切削。
用获得的导光体，制作图6所示的端面照光方式的面光源装置。对该面光源装置，在点亮一次光源101，观察棱镜片104的上表面(出光面)104b，没有发现有明带、暗带以及斜光发生。(参考以下的表1)[实施例2～4及比较例1～3]除了分别如以下表1记载的那样对作为精切削刀具12和粗加工刀具14的金刚石车刀的后角D1、前角D2以及前端的曲率半径R进行改变之外，还与实施例1一样地制造导光体，使用其制作面光源装置。对于得到的面光源装置，与实施例1一样观察棱镜片104的上表面(出光面)104b，得到表1所示的结果。
本实施例中，对图8～12的实施形态中说明的导光体以及使用该导光体的面光源装置进行制造。
用玻璃珠子对进行了镜面精加工的有效面积230mm×290mm、厚度3mm的不锈钢板的整个表面进行了喷砂处理。
另一方面，通过切削加工形成复制面，该复制面用于复制形成在进行了镜面加工的有效面积230mm×290mm、厚度3mm的其他不锈钢板的表面连续设置顶角100°、顶角前端曲率半径15μm、间距50μm的棱镜列的棱镜列形成面。
使用如以上所述制作而获得的2个模具构件进行透明丙烯酸树脂的注塑成型，获得230mm×290mm的长方形的从一个长边侧到另一个长边侧厚度从2.2mm到0.7mm连续变化的楔形(楔角θ3＝0.37°)的，一个主面被粗糙化而另一个主面作为棱镜列形成面的导光材料。
使用切削机沿着与主面平行的方向对与该导光材料的长度290mm的边(长边)对应的一个侧端面(厚度2.2mm的一侧的端面)进行切削加工，使其粗糙化。以此获得形成光入射端面，具有由导光材料的粗糙化主面所构成的光出射面和由导光材料的棱镜列形成面构成的背面(棱镜列向大致垂直于光入射端面的方向延伸)的导光体。光入射端面与光出射面的夹角θ1为88.9°，光入射端面与背面的夹角θ2为90.0°。大约在导光体的厚度方向上对获得的导光体的光入射面测量表面粗糙度。
测量时，使用超深度形状测定显微镜(基恩士公司制造的VK-8500〔商品名〕)。首先，对导光体23的光入射端面231的大约导光体厚度方向的中心线平均粗糙度Ra以及十点平均粗糙度Rz进行测量，读取测量范围内的Ra、Rz。使用100倍的物镜。在该测量范围内，在精加工(スム-ジング)条件(简单平均±2)下提取导光体厚度方向的断面形状，求出各测量点的倾斜角的绝对值，并且进行平均，以此获得平均倾斜角θa。还有，在该测量条件下1次可以测量的范围为110μm左右，因此在除了导光体光入射端面的导光体厚度方向上的两端的500μm之外的区域按等间隔进行5个部位的测量，对各个参数求出平均值。将结果在表2中表示出。
沿导光体23的纵方向将冷阴极管构成的一次光源21配置成与导光体23的光入射端面231对置，用光源反射器22(丽光株式会社制造的银反射膜)覆盖。将光漫反射膜(东丽株式会社制造的E60[商品名])粘贴在另一侧端面上。将光散射反射片构成的光反射元件25配置成与作为导光体23的棱镜列形成面的背面234对置。将以上的构成纳入框体。该面光源装置其出射光光度分布(XZ面内)的最大峰值在光出射面法线方向为70度，半值全宽为22.5度。
另一方面，采用折射率为1.5064的丙烯酸系紫外线固化性树脂，制作在厚度为125μm的聚酯薄膜的一个表面上形成一个的棱镜面的曲率半径为1000μm的凸曲面形状，另一个棱镜面为平面形状，间距50μm的多个棱镜列被并排连续设置的棱镜列的棱镜片。将获得的棱镜片所组成的偏转元件24放置成，棱镜列形成面朝上述导光体23的光出射面(粗糙面)233侧，棱镜列的棱线与导光体23的光入射端面231平行，各棱镜列的平面状棱镜面朝着导光体23的光入射端面231。
还有，在光偏转元件24上配置液晶显示元件(LCD)。
对于如以上所述制作得到的面光源装置，在点亮一次光源21用目视观察发光面时，没有看到X方向上的距离导光体光入射端面233为30mm以内的区域有亮度不均和导光体光入射端面233的附近的斜向异常光出射。
图15示出面光源装置的法线亮度测量结果。随着向导光体入射端面231行进，法线亮度平稳下降。在这样的亮度分布的情况下，没有看见亮度不均匀。
除了稍许改变使对应于导光材料的长边的一个侧端面粗糙化用的切削机进行切削加工时的切削工具的角度之外，采用与实施例5相同的实施方法，获得面光源装置。
导光体其光入射端面与光出射面的夹角θ1为88.7°，光入射端面与背面的夹角θ2为90.3°。
对于获得的面光源装置，在点亮一次光源21用目视观察发光面时，没有看到X方向上距离导光体光入射端面233为30mm以内的区域内有亮度不均和导光体光入射端面233的附近的斜向异常光出射。
图16示出面光源装置的法线亮度测量结果。随着向导光体入射端面231行进，法线亮度平稳下降。在这样的亮度分布的情况下，没有看见亮度不均匀。
再者，导光体光入射端面的平均倾斜角θa、倾斜角20°和以上的分量的存在比率、Ra及Rz等同于实施例5。
除了稍许改变使对应于导光材料的长边的一个侧端面粗糙化用的切削机进行切削加工时的切削工具的角度之外，采用与实施例5相同的实施方法，获得面光源装置。
导光体其光入射端面与光出射面的夹角θ1为88.5°(实施例7)、88.3°(实施例8)、89.1°(实施例9)，光入射端面与背面的夹角θ2为90.7°(实施例7)、90.8°(实施例8)、89.9°(实施例9)。
对于获得的面光源装置，在点亮一次光源21用目视观察发光面时，几乎没有看到X方向上距离导光体光入射端面233为30mm以内的区域内的亮度不均和导光体光入射端面233的附近的斜向异常光出射。
图17(实施例7)、图18(实施例8)、图19(实施例9)示出面光源装置的法线亮度测量结果。随着向导光体入射端面231行进，法线亮度平稳下降。在这样的亮度分布的情况下，几乎没有看见亮度不均。
再者，导光体光入射端面的平均倾斜角θa、倾斜角20°和以上的分量的存在比率、Ra以及Rz等同于实施例5。
除了改变使对应于导光材料的长边的一个侧端面粗糙化用的切削机进行切削加工时的切削工具的角度之外，采用与实施例5相同的实施方法，获得面光源装置。
导光体其光入射端面与光出射面的夹角θ1为88.1°(比较例4)、87.9°(比较例5)、87.7°(比较例6)，光入射端面与背面的夹角θ2为90.7°(比较例4)、90.9°(比较例5)、91.0°(比较例6)。
对于获得的面光源装置，在点亮一次光源21用目视观察发光面时，没有看到X方向上距离导光体光入射端面233为30mm以内的区域内的亮度不均和导光体光入射端面233的附近的斜向异常光出射。
图20(比较例4)、图20(比较例5)、图21(比较例6)示出面光源装置的法线亮度测量结果。随着向导光体入射端面231行进，法线亮度以较大的变化率变化。在这样的亮度分布的情况下，看见亮度不均。
再者，导光体光入射端面的平均倾斜角θa、倾斜角20°及其以上的分量的存在比率、Ra及Rz等同于实施例5。
除了将使对应于导光材料的长边的一个侧端面粗糙化用的切削机进行切削加工时的精加工切削速度变更为稍慢的速度外，采用与实施例5相同的实施方法，获得面光源装置。将与实施例5同样获得的导光体光入射端面的平均倾斜角θa、倾斜角20°及其以上的分量的存在比率、Ra以及Rz的测量结果在表2中示出。
对于获得的面光源装置，在点亮一次光源21用目视观察发光面时，看到X方向上距离导光体光入射端面233为30mm以内的区域内的亮度不均和导光体光入射端面233的附近的斜向异常光出射。
除了将使对应于导光材料的长边的一个侧端面粗糙化用的切削机进行切削加工时的精加工切削速度变更为稍快的速度之外，采用与实施例5相同的实施方法，获得面光源装置。将与实施例5同样获得的导光体光入射端面的平均倾斜角θa、倾斜角20°及其以上的分量的存在比率、Ra及Rz的测量结果在表2中示出。
对于获得的面光源装置，在点亮一次光源21用目视观察发光面时，几乎没有看到X方向上距离导光体光入射端面233为30mm以内的区域内的亮度不均和导光体光入射端面233的附近的斜向异常光出射。
除了将使对应于导光材料的长边的一个侧端面粗糙化用的切削机进行切削加工时的精加工切削速度变更为非常缓慢的速度之外，采用与实施例5相同的实施方法，获得面光源装置。将与实施例5同样获得的导光体光入射端面的平均倾斜角θa、倾斜角20°及其以上的分量的存在比率、Ra以及Rz的测量结果在表2中示出。
对于获得的面光源装置，在点亮一次光源21用目视观察发光面时，观察到X方向上距离导光体光入射端面233为30mm以内的区域内的亮度成为低于其他部分的暗带，亮度均匀度低。另外，还看到导光体光入射端面233的附近的斜向异常光出射。
除了将使对应于导光材料的长边的一个侧端面粗糙化用的切削机进行切削加工时的精加工切削速度变更为非常快的速度之外，采用与实施例5相同的实施方法，获得面光源装置。将与实施例5同样获得的导光体光入射端面的平均倾斜角θa、倾斜角20°及其以上的分量的存在比率、Ra以及Rz的测量结果在表2中示出。
对于获得的面光源装置，在点亮一次光源21用目视观察发光面时，观察到X方向上距离导光体光入射端面233为30mm以内的区域内的亮度成为高于其他部分的亮带，亮度均匀度低。
权利要求
1.一种端面照光方式的面光源装置用导光体的制造方法，所述导光体引导自一次光源发射的光，而且具有让自所述一次光源发射的光入射的光入射端面以及让所引导的光出射的光出射面，其特征在于，作为所述导光体的材料采用由透光性合成树脂形成的材料，通过使用后角为大于等于3°小于等于4.5°且前角为8°及其以下的车刀进行切削加工来完成。
2.根据权利要求1所述的端面照光方式的面光源装置用导光体的制造方法，其特征在于，所述车刀的前角为3°及其以上。
3.根据权利要求1所述的端面照光方式的面光源装置用导光体的制造方法，其特征在于，所述车刀的前端的曲率半径为1.5微米及其以上，6微米及其以下。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的端面照光方式的面光源装置用导光体的制造方法，其特征在于，所述车刀，作为固定磨粒使用烧结的多晶金刚石颗粒。
5.根据权利要求4所述的端面照光方式的面光源装置用导光体的制造方法，其特征在于，所述烧结的多晶金刚石颗粒是平均粒径0.3微米及其以上、30微米及其以下的颗粒。
6.一种车刀，是在制造端面照光方式的面光源装置用导光体时，所述光入射端面的切削加工中使用的车刀，所述导光体引导自一次光源发射的光，并具有让自所述一次光源发射的光入射的光入射端面以及让所引导的光出射的光出射面，而且由透光性合成树脂形成，其特征在于，后角为3°及其以上4.5°及其以下，而且前角为8°及其以下。
7.根据权利要求6所述的车刀，其特征在于，前角为3°及其以上。
8.根据权利要求6所述的车刀，其特征在于，前端的曲率半径为1.5微米及其以上6微米及其以下。
9.根据权利要求6～8中任一项所述的车刀，其特征在于，作为固定磨粒使用烧结的多晶金刚石颗粒。
10.根据权利要求9所述的车刀，其特征在于，所述烧结的多晶金刚石颗粒平均粒径为3微米及其以上，30微米及其以下。
11.一种面光源装置用导光体，是引导自一次光源发射的光，而且具有让自所述一次光源发射的光入射的光入射端面、以及让所引导的光出射的光出射面及其相反侧的背面的导光体，其特征在于，所述光入射端面与所述背面构成的角度为89.4°及其以上，91°及其以下，所述光入射端面，其利用超深度形状测定显微镜测定得到的所述导光体的大约厚度方向上的平均倾斜角为3°及其以上，12°及其以下。
12.根据权利要求11所述的面光源装置用导光体，其特征在于，所述光入射端面，其利用超深度形状测定显微镜测定得到的倾斜角的度数分布中倾斜角20°及其以上的成分的存在比例为40％及其以下。
13.根据权利要求11所述的面光源装置用导光体，其特征在于，所述光入射端面，其利用超深度形状测定显微镜测定得到的所述导光体的厚度方向的中心线平均粗度Ra为0.2微米及其以上，0.4微米及其以下。
14.根据权利要求11所述的面光源装置用导光体，其特征在于，所述光入射端面，其利用超深度形状测定显微镜测定得到的所述导光体的厚度方向的十点平均粗度Rz为0.7微米及其以上，2微米及其以下。
15.根据权利要求11～14中任一项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面、具备在与所述导光体的厚度方向垂直的方向上相互平行地延伸的多个透镜列且其剖面形状包含曲线的透镜列形成面、或是具备在与所述导光体的厚度方向垂直的方向上相互平行地延伸的多个透镜列且对该透镜列的至少一部分进行粗面化而形成的粗面化透镜列形成面。
16.根据权利要求11所述的面光源装置用导光体，其特征在于，所述光出射面由粗面形成。
17.根据权利要求11所述的面光源装置用导光体，其特征在于，所述背面是具备在与所述光入射端面大致垂直的方向上相互平行地延伸的多个透镜列的透镜列形成面。
全文摘要
制造能够充分抑制明带和暗带的发生以及斜光的发生的端面照光方式的面光源装置。制造导光体引导自一次光源发射的光，而且具有让自一次光源发射的光入射的光入射端面以及让所引导的光出射的光出射面的端面照光方式的面光源装置用导光体时，导光体(2)的材料采用由透光性合成树脂形成的材料，利用车刀(12)对光入射端面(2c)进行切削加工以对其进行精加工。使用后角(D1)为3°及其以上4.5°及其以下且前角(D2)为3°及其以上8°及其以下，前端的曲率半径(R)为1.5微米及其以上6微米及其以下的车刀。车刀(12)的固定磨粒使用烧结的多晶金刚石颗粒。
文档编号B23B27/00GK1758109SQ20051011354
公开日2006年4月12日 申请日期2005年10月8日 优先权日2004年10月8日
发明者村山义明, 佐伯厚志, 山下友义 申请人:三菱丽阳株式会社