(57)【要約】【課題】高効率の光拡散機能を持った光出射機構を備えた面光源装置用導光体を生産性よく容易に得ることが可能な面光源装置用導光体の製造方法を提供する。【解決手段】板状の面光源装置用導光体２４を製造する方法であって、透明樹脂からなる板状の導光体素材の少なくとも一方の主表面の少なくとも一部の領域に短パルスレーザーを照射することにより前記導光体素材に多孔質構造を形成し、該多孔質構造からなる光出射機構部２４４を持つ導光体２４を得る。【選択図】図２４
2013145742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の面光源装置用導光体を製造する方法であって、
透明樹脂からなる板状の導光体素材の少なくとも一方の主表面の少なくとも一部の領域に短パルスレーザーを照射することにより前記導光体素材に多孔質構造を形成し、該多孔質構造からなる光出射機構を持つ導光体を得る、面光源装置用導光体の製造方法。
【請求項２】
前記短パルスレーザーは、発振波長が１０８０ｎｍ以下かつ、パルス幅が２００フェムト秒以下である、請求項１に記載の面光源装置用導光体の製造方法。
【請求項３】
前記短パルスレーザーの発振波長が７９５ｎｍである、請求項２に記載の面光源装置用導光体の製造方法。
【請求項４】
前記短パルスレーザーは、発振波長が２６６ｎｍかつパルス幅が２０ナノ秒以下である、請求項１に記載の面光源装置用導光体の製造方法。
【請求項５】
前記透明樹脂がアクリル樹脂である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の面光源装置用導光体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッジライト方式の面光源装置を構成するのに用いられる導光体に関するものであり、特に、光出射機能構造（光出射機構）に特徴を持つ面光源装置用導光体を製造する方法に関するものである。
【０００２】
本発明の方法により製造される導光体を用いて構成される面光源装置は、例えば、携帯用ノートパソコン等のモニターや液晶テレビ等の表示部として使用される液晶表示装置のバックライトおよび、照明や看板に、好適である。
【背景技術】
【０００３】
液晶表示装置は、基本的にバックライトと液晶表示素子とから構成されている。バックライトとしては、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。エッジライト方式のバックライトにおいては、矩形板状の導光体の少なくとも１つの端面を光入射端面として用いて、該光入射端面に沿って直管型蛍光ランプなどの線状または棒状の一次光源あるいは発光ダイオード（ＬＥＤ）などの点状の一次光源を配置し、該一次光源から発せられた光を導光体の光入射端面に入射させて導光体内部へと導入し、該導光体の２つの主表面のうちの一方である光出射面から出射させるようにしている。導光体の光出射面から出射した光は、光出射面上に配置される光拡散フィルムなどの光拡散素子及びプリズムシートなどの光偏向素子により拡散され所要の方向へと偏向される。導光体の２つの主表面のうちの他方である裏面からも光は出射し、この光を導光体へと戻すために、裏面に対向して光反射シートなどの光反射素子が配置される。
【０００４】
導光体の光出射面または裏面には、導光体内を導光される光を適宜出射させるための光学機能構造としての光出射機構が形成される。この光出射機構としては、たとえば、適度に荒らされた粗面または多数のレンズ列を配列したレンズ列形成面のような微小凹凸構造が用いられる。
【０００５】
このような微小凹凸構造を形成するためには、ブラストまたは切削などにより形成した形状転写面を有する成形用型部材を含んでなる成形装置を用いてアクリル樹脂などの透光性素材に形状を転写する方法が知られている（特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００６】
また、光出射機構は導光体の内部に形成されていてもよい。そのような光出射機構として光拡散剤や発泡層を用いたものが知られている。たとえば、特許文献３には、放射線エネルギー及び熱エネルギーの付与により発泡した発泡体からなる導光体が開示されている。
【０００７】
また、特許文献４には、重量平均分子量が１０万を超えるアクリル樹脂板の一方の表面にレーザー光を照射して発泡表面層を有する凹部を多数形成することで、当該表面を拡散（散乱）面となした導光板が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２００５／０７３６２５号公報
【特許文献２】特開２００９−２６６８３０号公報
【特許文献３】特開２００６−１５５９３７号公報
【特許文献４】特開２０１０−１０３０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１及び特許文献２の導光体のように、成形用型部材からの形状転写により光出射機構を形成する場合には、品種毎に型部材を準備する必要がある。さらに、液晶テレビのような大型の液晶表示装置に用いる面光源装置用導光体を製造するためには、大型の型部材を準備する必要があるうえ、成形工程において面全体で精度良く形状を転写するのが困難であるといった課題があるため、適用が困難である。
【００１０】
また、成形用型部材に微小凹凸構造を形成するためにはブラスト加工が広く用いられているが、ブラスト加工はブラスト粒子のばらつきや湿度などの環境条件のばらつきによって形成される微小凹凸構造が変化しやすいため、再現性が得られにくいという課題があった。また、切削などにより光出射機構を形成する場合には、主表面の表面形状のみに基づき光拡散を行うため、出射光が特定の方向に集中してしまい、光拡散性が低く、即ち半値幅が狭く、指向性が強い光出射となる。このような面光源装置用導光体を用いると、拡散シート及び／またはプリズムシートなどの光学シートと組合せて面光源装置を構成した場合に、導光体の微小凹凸構造の配置パターンが透けて見え易いため、品位の高い面光源装置を得ることが困難となる。このような微小凹凸構造配置パターン透けの問題を解決して高品位の面光源装置を得るには、導光体の微小凹凸構造配置パターンをより小さく、高密度に配置する必要があるため、複雑な設計が必要になる。
【００１１】
また、特許文献４の導光板では、レーザー照射加工により凹部を形成するため、加工データを変更するだけで多数の品種に対応することができるが、基材として使用する導光体素材によってレーザー加工性が異なるため、基材によっては拡散性が高い光出射機構を形成できないという問題がある。
【００１２】
一方、特許文献３の導光体では発泡部による光拡散に基づき光出射を実現している。しかしながら、この導光体を製造するには、放射線照射工程と加熱工程との双方を必要とし、製造工程が複雑であるうえ、発泡を誘起する添加剤を必要とするため、コストの上昇を招く。
【００１３】
本発明の目的は、以上のような技術的課題に鑑みて、高効率の光拡散機能を持った光出射機構を備えた面光源装置用導光体を生産性よく容易に得ることが可能な面光源装置用導光体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によれば、上記目的を達成するものとして、
板状の面光源装置用導光体を製造する方法であって、
透明樹脂からなる板状の導光体素材の少なくとも一方の主表面の少なくとも一部の領域に短パルスレーザーを照射することにより前記導光体素材に多孔質構造を形成し、該多孔質構造からなる光出射機構を持つ導光体を得る、面光源装置用導光体の製造方法、
が提供される。
【００１５】
本発明の一態様においては、前記短パルスレーザーは、発振波長が１０８０ｎｍ以下かつ、パルス幅が２００フェムト秒以下である。本発明の一態様においては、前記短パルスレーザーの発振波長が７９５ｎｍである。本発明の一態様においては、前記短パルスレーザーは、発振波長が２６６ｎｍかつ、パルス幅が２０ナノ秒以下である。本発明の一態様においては、前記透明樹脂がアクリル樹脂である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、基材を選択することなしに、高効率の光拡散機能を持った光出射機構を備えた面光源装置用導光体を生産性よく容易に得ることが可能な面光源装置用導光体の製造方法が提供され、これにより容易に高品位の面光源装置を得ることが可能になる。とくに、本発明においては、短パルスレーザー（超短パルスレーザーと呼ばれるものを含む）の照射により導光体素材に形成される多孔質構造を導光体の光出射機構として用いるので、炭酸ガスレーザーなどを用いたレーザー加工の加工メカニズム（発熱による熱溶融を伴う）とは異なり、実質上発熱による熱溶融を伴うことなく導光体素材による光エネルギーの直接吸収により効率良く多孔質構造を形成することができる。この多孔質構造を構成する気孔の内部は導光体材料とは屈折率が大きく異なるので、ランダムで大きな光拡散作用が得られる。かくして、半値幅が広いブロードな光出射が得られ、これにより容易に、光出射機構配置パターン透けのない高品位の面光源装置を得ることが可能になる。また、本発明によれば、上記のような特徴的なレーザー加工メカニズムに基づき、レーザー光に対する吸収帯が存在しない導光体素材をも使用することができ、導光体素材の選択の自由度が増加する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の面光源装置用導光体の製造方法の実施に使用されるフェムト秒レーザー加工装置の概略構成図である。
【図２】本発明の面光源装置用導光体の製造方法の実施に使用されるナノ秒レーザー加工装置の概略構成図である。
【図３】実施例１（イ）で得られた面光源装置用導光体サンプルの光出射機構部の表面形状および断面形状を示すＳＥＭ図である。
【図４】実施例１（ロ）で得られた面光源装置用導光体サンプルの光出射機構部の表面形状および断面形状を示すＳＥＭ図である。
【図５】実施例１（ハ）で得られた面光源装置用導光体サンプルの光出射機構部の表面形状および断面形状を示すＳＥＭ図である。
【図６】実施例１（ニ）で得られた面光源装置用導光体サンプルの光出射機構部の表面形状および断面形状を示すＳＥＭ図である。
【図７】実施例１（ホ）で得られた面光源装置用導光体サンプルの光出射機構部の表面形状および断面形状を示すＳＥＭ図である。
【図８】比較例１（イ）で得られた面光源装置用導光体サンプルの光出射機構部の表面形状および断面形状を示すＳＥＭ図である。
【図９】比較例１（ロ）で得られた面光源装置用導光体サンプルの光出射機構部の表面形状および断面形状を示すＳＥＭ図である。
【図１０】比較例１（ハ）で得られた面光源装置用導光体サンプルの光出射機構部の表面形状および断面形状を示すＳＥＭ図である。
【図１１】比較例１（ニ）で得られた面光源装置用導光体サンプルの光出射機構部の表面形状および断面形状を示すＳＥＭ図である。
【図１２】比較例１（ホ）で得られた面光源装置用導光体サンプルの光出射機構部の表面形状を示すＳＥＭ図である。
【図１３】板状導光体素材を製造するための装置の一例を示す模式的構成図である。
【図１４】実施例で作製した面光源装置用導光体サンプルの概略図である。
【図１５】実施例で作製した面光源装置用導光体サンプルの光学特性の評価方法の説明図である。
【図１６】実施例２乃至６及び比較例２で得られた導光体サンプルの光出射機構部の評価結果を示す図である。
【図１７】実施例２で得られた面光源装置用導光体サンプルの出射光輝度分布を示す図である。
【図１８】実施例３で得られた面光源装置用導光体サンプルの出射光輝度分布を示す図である。
【図１９】実施例４で得られた面光源装置用導光体サンプルの出射光輝度分布を示す図である。
【図２０】実施例５で得られた面光源装置用導光体サンプルの出射光輝度分布を示す図である。
【図２１】実施例６で得られた面光源装置用導光体サンプルの出射光輝度分布を示す図である。
【図２２】比較例２で得られた面光源装置用導光体サンプルの出射光輝度分布を示す図である。
【図２３】本発明の方法により製造される面光源装置用導光体を用いた面光源装置の一実施形態を示す模式的構成図である。
【図２４】図２３の面光源装置における面光源装置用導光体の模式的部分断面図である。
【図２５】図２４の面光源装置用導光体の光出射機構部の配列形態を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
図２３は本発明方法により製造される面光源装置用導光体を用いた面光源装置の一実施形態を示す模式的構成図であり、図２４は該面光源装置における面光源装置用導光体の模式的部分断面図である。図２３に示されているように、本実施形態の面光源装置は、点状の一次光源としてのＬＥＤ２２と、該ＬＥＤから発せられる光を導光する板状の面光源装置用導光体２４と、光拡散素子２６と、第１の光偏向素子２８と、第２の光偏向素子３０と、光反射素子３２とを備えている。
【００２０】
導光体２４は、図２３及び図２４における上下方向を厚み方向としており、紙面と垂直の方向に広がりをもっており、全体として矩形板状をなしている。導光体２４は、４つの側端面を有しており、そのうちの１対の側端面のうちの一方が光入射端面２４１とされ、該光入射端面と対向するようにＬＥＤ２２が隣接配置されている。尚、本実施形態では導光体２４が１つの光入射端面２４１を有するが、所望により１対の側端面の双方、或いは２対の側端面の全て、を光入射端面としてもよい。この場合、全ての光入射端面と対向するようにＬＥＤが隣接配置される。
【００２１】
導光体２４の光入射端面２４１に略直交する２つの主表面のうちの一方である上面が光出射面２４２とされている。本実施形態では該光出射面２４２は、平滑面（鏡面）からなるが、これに限定されるものではなく、光出射面にプリズム形状や、レンチキュラーレンズ形状、マイクロレンズ形状などを付与することができる。
【００２２】
尚、ＬＥＤ２２は、複数設けられていてもよい。この場合、複数のＬＥＤ２２は、図２３の紙面と垂直の方向に適宜の間隔をもって配置され、それらから発せられる光の最大強度光の方向が互いに平行となるように配置するのが好ましい。
【００２３】
導光体２４の光出射面２４２と反対側の主表面である下面（裏面）２４３には、光出射機構が形成されている。光出射機構は、裏面２４３の一部の領域において形成された多孔質構造の部分２４４からなる。該多孔質構造部分２４４は、表面が大略的にみて凹面形状とされており、本明細書においては、この表面部を凹部と云うことがある。また、多孔質構造部分２４４により光出射機構が形成されるので、本明細書においては、この部分を光出射機構部と云うこともある。
【００２４】
光出射機構部２４４が形成されている領域は、裏面２４３におけるドット状領域からなる。このドット状領域の径は、たとえば１μｍ〜１０００μｍである。光出射機構部２４４の凹部深さは、たとえば０．１μｍ〜５００μｍである。また、光出射機構部２４４の厚みは、たとえば１μｍ〜２０００μｍである。
【００２５】
裏面２４３における光出射機構部２４４の領域は、複数設けることができる。光出射機構部２４４の領域がドット状である場合には、その分布（配列形態）は、たとえば、ランダム状、碁盤目状、千鳥状、最密充填状のようにすることができる。
【００２６】
図２５に、裏面２４３における光出射機構部２４４の配列形態の一例を示す。光出射機構部２４４は、裏面２４３において、横方向配列ピッチＰ１及び縦方向配列ピッチＰ２の格子状に配列してもよい。このような配列形態は、レーザー加工において、後述のようにして導光体素材の主表面上で短パルスレーザースポットを走査することで、形成することができる。ピッチＰ１，Ｐ２は、たとえば１０μｍ〜１０００μｍである。
【００２７】
尚、光出射機構部２４４が形成されている領域の形状は、以上のようなドット状に限定されるものではなく、ストライプ状領域すなわち線状または帯状の領域からなるものであってもよい。この場合においても、ストライプの延在方向と直交する断面（縦断面）の形状について、上記ドット状の場合の断面（縦断面）の形状についての説明が当てはまる。光出射機構部２４４の領域がストライプ状である場合には、その配列形態は、たとえば、平行縞状のようにすることができる。
【００２８】
光出射機構部２４４は、透明樹脂からなる板状の導光体素材を用いて、後述のようにして短パルスレーザーを照射することで、形成することができる。透明樹脂としては、たとえばアクリル樹脂、ポリカーボネート、メタクリル酸−スチレン共重合体（ＭＳ樹脂）、環状オレフィン系樹脂（ＣＯＰ）などが挙げられるが、透明性、加工性の観点から、アクリル樹脂が好ましい。光出射機構部２４４の縦断面形状（プロファイル）の変化は、後述のような製造方法において、導光体素材の主表面に対するレーザーの出力、走査速度、焦点位置（フォーカス位置）を変化させることで、実現することができる。
【００２９】
光出射機構部２４４は、多数の気泡を含んだ多孔質構造をとっており、気泡内部に導光体材料とは屈折率が大きく異なる気体を内包している。かくして、光出射機構部２４４は光の透過及び反射に対する不均一層として機能し、その光学的性質において光拡散層として機能する。これにより、光入射端面２４１に入射し、導光体内部を導光される光は、光出射機構部２４４において拡散反射され、一部が光出射面２４２からの出射が許容される角度にて光出射面２４２へと向かい、該光出射面から出射する。
【００３０】
導光体裏面２４３の一部の領域において以上のような光出射機構部２４４が形成されているので、光出射面２４２からは、光出射面２４２の法線方向（図２３及び図２４における上下方向）及び光入射端面２４１と直交する方向の双方を含む面内の分布において十分にブロードな光が出射する。
【００３１】
このような光出射機構部２４４の機能は、該光出射機構部２４４の多孔質状態に依存する。形成される気泡の単位面積あたりの数が少なすぎたりすると、良好な光拡散機能が得にくくなる。本発明者らは、この多孔質状態（高気泡密度状態）に影響する因子の１つとして、レーザー加工において照射されるレーザーの特性乃至種類があることを見出した。即ち、透明樹脂からなる板状導光体素材をレーザー加工するに際して、照射レーザーとして短パルスレーザーを用いることで、導光体素材に形成される多孔質構造即ち導光体の光出射機構の多孔質状態が極めて良好なものとなる。
【００３２】
ここで、短パルスレーザーは、ナノ秒レーザーやピコ波レーザー、およびフェムト波レーザーを含む。このような短パルスレーザーとしては、発振波長が２６６ｎｍかつパルス幅が２０ナノ秒以下のものを使用することができる。Ｃ−Ｃ結合、Ｃ−Ｈ結合を分子骨格に持つ樹脂は、波長３３９ｎｍ以下の紫外光領域において、分子骨格を形成している化学結合を１光子のエネルギーだけで切断することが可能になる。例えば、Ｃ−Ｃ結合は波長３３９ｎｍ付近以下、Ｃ−Ｈ結合は波長２９３ｎｍ付近以下の光を照射することで化学結合が切断される。そのため、発振波長が３３９ｎｍ以下のものを使用する必要がある。
【００３３】
発振波長３３９ｎｍ以下の短パルスレーザーとしては、ＹＡＧレーザーやＹＶＯ４レーザーの基本波（１０６４ｎｍ）を波長変換素子により、４倍波（２６６ｎｍ）に変換したＱスイッチレーザーや、エキシマーレーザーなどを用いることができる。
【００３４】
また、短パルスレーザーとして、発振波長が１０８０ｎｍ以下かつパルス幅が２００フェムト秒以下の超短パルスレーザーを使用しても良い。短パルスレーザーの発振パルスが、２００フェムト秒以下の超短パルスになると、樹脂に２個以上の光子が同時に吸収される多光子吸収が起こる確率が高くなる。
【００３５】
例えば、波長１０１７ｎｍにおける３光子のエネルギーは、波長３３９ｎｍの１光子のエネルギーと等しく、樹脂の分子骨格を形成している化学結合（Ｃ−Ｃ結合など）を切断することが可能となる。
【００３６】
発振パルスが２００フェムト秒以下の超短パルスレーザーとしては、発振波長が７８０ｎｍ、７９５ｎｍ、８０８ｎｍ、８３０ｎｍのものを用いることができる。
【００３７】
後述の実施例にて示されるように、導光体素材を短パルスレーザーにより加工することで、光拡散機能が極めて良好な光出射機構部２４４を形成することができる。
【００３８】
なお、導光体２４の光出射機構としては、上記の様な裏面２４３に形成した光出射機構部２４４と併用して、導光体２４の内部に光拡散性微粒子を混入分散することで形成したものを用いることができる。また、光出射面２４２または裏面２４３にプリズム列、レンチキュラーレンズ列及びマイクロレンズなどの形状を付与してもよい。
【００３９】
また、導光体２４としては、図２３及び図２４に示される様な全体として一様な厚さ（裏面２４３の光出射機構部２４４の凹部表面形状を無視した場合の厚さ）の板状のものの他に、光入射端面２４１から反対端面の方へと次第に厚さが小さくなる様なくさび状のもの等の、種々の断面形状のものを使用することができる。
【００４０】
導光体２４の厚さは、例えば０．１〜１５ｍｍである。
【００４１】
光拡散素子２６は、導光体２４の光出射面２４２上に配置されており、たとえば光拡散フィルムからなる。光出射面２４２から出射される光の指向性が所望の出射角度、視野角を持つ場合においては、光拡散素子２６を省略してもよい。
【００４２】
第１の光偏向素子２８は光拡散素子２６上に配置されており、第２の光偏向素子３０は第１の光偏向素子２８上に配置されている。すなわち、第１の光偏向素子２８と導光体の光出射面２４２との間に光拡散素子２６が介在している。
【００４３】
第１及び第２の光偏向素子２８，３０は、導光体２４に近い側の入光面と、該入光面と反対側の出光面とを備えており、出光面は互いに平行に配列された複数のプリズム列を含んでなる。但し、第１の光偏向素子２８と第２の光偏向素子３０とでは、出光面の複数のプリズム列の延在方向が互いに直交している。
【００４４】
本実施形態では、第１の光偏向素子２８の出光面の複数のプリズム列の延在方向は光入射端面２４１と平行であり、第２の光偏向素子３０の出光面の複数のプリズム列の延在方向は光入射端面２４１と垂直である。但し、これに限定されない。第１の光偏向素子２８の出光面の複数のプリズム列の延在方向及び第２の光偏向素子３０の出光面の複数のプリズム列の延在方向の双方が、光入射端面２４１に対して斜めで且つ互いに直交しているものであってもよい。
【００４５】
第１及び第２の光偏向素子２８，３０の厚さは、例えば３０〜３５０μｍである。
【００４６】
光出射面２４２から出射される光が所要の方向に分布のピークを持つような場合においては、第１または第２の光偏向素子２８，３０を省略してもよい。また、光出射面２４２から出射される光または光拡散素子２６から出射される光の角度分布が、光偏向を要することなく所要の用途（たとえば看板）での使用を可能となすような場合には、第１または第２の光偏向素子２８，３０を省略してもよい。
【００４７】
光反射素子３２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や顔料を含有させた白色のシートや発泡シートなどの光反射シートを用いることができる。前記顔料としては、たとえば、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等が挙げられる。尚、導光体２４の光入射端面として利用される端面以外の端面にも反射部材を付することが好ましい。裏面２４３から出射される光の量が無視し得る程度に少ない場合においては、光反射素子３２を省略してもよい。
【００４８】
以上のようなＬＥＤ２２、導光体２４、光拡散素子２６、第１及び第２の光偏向素子２８，３０および光反射素子３２からなる面光源装置の発光面（第２の光偏向素子３０の出光面）上に、液晶表示素子を配置することにより液晶表示装置が構成される。液晶表示装置は、図２３における上方から液晶表示素子を通して観察者により観察される。
【００４９】
なお、第２の光偏向素子３０の出光面上に、第２の光拡散素子を隣接配置して、画像表示の品位低下の原因となるぎらつきや輝度斑などを抑止し、画像表示の品質を向上させることができる。
【００５０】
次に、以上のような面光源装置用導光体を製造するための本発明による製造方法の実施形態を説明する。
【００５１】
先ず、主表面に光出射機構部が形成されていない導光体素材を用意する。この導光体素材は、たとえばアクリル樹脂板からなる板状のものであり、導光体２４と同等の厚みを有する。
【００５２】
導光体素材は、たとえば、上下に相対するように配置された２個のエンドレスの金属回転ベルトとその両側辺部でベルト間に挟まれたガスケットとでシールされて構成される鋳型にメタクリル酸メチルのシラップを連続的に注入し重合させて板を得る製板法により製造される。
【００５３】
この方法は、公知の連続キャスト製板法であり、たとえば、
２０℃での粘度が０．５Ｐａ・ｓ以上で重合体含有率が１０〜４０重量％であるメタクリル酸メチル系シラップに１種以上の重合開始剤を添加し、このシラップを鋳型に供給して５０〜１００℃の温度に加熱し重合体含有率が少なくとも７０重量％に達した後、重合中のシラップ温度とほぼ同じかもしくはそれ以上の温度下で自生する重合発熱を利用して重合を行うことを特徴とするアクリル板状重合体の製造方法、
である。
【００５４】
ここで、好ましくは、重合中のシラップ温度とほぼ同じかもしくはそれ以上の温度が６０〜１５０℃である。また、好ましくは、自生する重合発熱を利用して重合するシラップのピーク温度が１０５〜１４０℃である。また、好ましくは、鋳型が上下に相対するように配置され、同一方向に同一速度で走行する２個のエンドレスベルトと、その両側辺部でエンドレスベルトに挟まれて走行する連続したガスケットとで構成される鋳型である。
【００５５】
本発明で用いられるシラップの原料となる単量体は、メタクリル酸メチル単独またはメタクリル酸メチルを主成分とする単量体混合物であり、単量体混合物の場合メタクリル酸メチルは８０重量％以上であることが望ましい。
【００５６】
メタクリル酸メチルと共に使用される単量体としては、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸−２−エチルヘキシル、メタクリル酸ベンジル等のメタクリル酸エステル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、アクリル酸ベンジル等のアクリル酸エステル、スチレン、α−メチルスチレン等が挙げられる。
【００５７】
上記の単量体を重合してシラップを得るのに使用される重合開始剤としては、例えば、ジ−イソプロピルパーオキシジカーボネート、ｔ−ブチルネオデカノエート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート、ｔ−ヘキシルパーオキシピバレート、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド等の有機過酸化物；２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、１，１’−アゾビス（１−シクロヘキサンカルボニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４，４−トリメチルペンタン）等のアゾ化合物が挙げられる。重合開始剤の添加量は、通常単量体１００重量部に対して０．０１〜０．５重量部であるが重合温度や目的とする重合体転化率によって適宜決定される。
【００５８】
シラップを得るに当っては、必要に応じて分子量調整剤を使用することができる。具体的にはアルキル基または置換アルキル基を有する第１級、第２級または第３級のメルカプタン、例えば、ｎ−ブチルメルカプタン、ｉ−ブチルメルカプタン、ｎ−オクチルメルカプタン、ｎ−ドデシルメルカプタン、ｓ−ブチルメルカプタン、ｓ−ドデシルメルカプタン、ｔ−ブチルメルカプタン等が挙げられる。分子量調整剤の使用量は特に限定されないがたとえば単量体１００重量部に対して０．０１〜０．２重量部の範囲で好ましく使用することができる。
【００５９】
上記の単量体から製造されるシラップは、２０℃での粘度が０．５Ｐａ・ｓ以上で重合体含有率が１０〜４０重量％であることが必要である。シラップの粘度が０．５Ｐａ・ｓ未満または重合体含有率が１０重量％未満では重合時間が長くなり、一方、重合体含有率が４０重量％を越えると重合開始剤の混合や鋳型へのシラップの供給が困難となる。
【００６０】
上記の粘度および重合体含有率を有するシラップは、公知の方法、例えば特公昭４０−３７０１号公報、特公昭４７−３５３０７号公報、特公昭５３−３９９１８号公報等に記載の方法により製造することができる。
【００６１】
次に、上記のシラップに添加される重合開始剤としては、上述のシラップを得る際に用いられる重合開始剤と同様のものが使用される。重合開始剤の添加量は、通常シラップ１００重量部に対して０．０３〜０．５重量部が好ましい。
【００６２】
なお、本発明で用いられるシラップには、さらに必要に応じて各種の添加剤、例えば分子量調整剤、酸化安定剤、可塑剤、染料、顔料、離型剤、紫外線吸収剤等を添加してもよい。
【００６３】
本発明のアクリル板状重合体を得るのに使用される鋳型としては、特公昭４６−４１６０２号公報、同４７−３３４９５号公報等に記載されるような上下に相対するように配置され、同一方向に同一速度で走行する２個のエンドレスベルトと、その両側辺部でエンドレスベルトに挟まれて走行する連続したガスケットとで構成される連続的に板状重合体を製造する方式のものが好ましい。
【００６４】
図１３は、アクリル板状重合体（板状導光体素材）を連続的に製造するのに使用される重合装置の一例を示す概略説明図である。
【００６５】
供給ダイ２０１から紫外線重合性粘性液体（シラップ）２０２を供給し、アクリルキャストシート（導光体素材）２０２’を製造する。繰り出し装置２１４および巻き取り装置２１５を用いて第一のフィルム２１３を走行させ、繰り出し装置装置２１７および巻き取り装置２１８を用いて第二のフィルム２１６を走行させる。供給された紫外線重合性粘性液体２０２は、第一および第二のフィルム２１３，２１６により挟持され、上面押し付けロール２０８および下面押し付けロール２０８’によりニップされて所要厚さの層状にされ、走行する。その間、紫外線照射装置２０４により第一および第二のフィルム２１３，２１６を介して紫外線が照射され、更に熱風加熱装置２１０により加熱がなされ、紫外線重合性粘性液体２０２が重合し、アクリルキャストシート２０２’となる。
【００６６】
尚、以上のような導光体素材は、市販品（たとえば、三菱レイヨン社製  アクリライトＬまたはアクリライトＬＸ）を使用してもよい。更に、本発明においては、導光体素材として、アクリルキャストシート以外のもの、たとえば公知の押し出し法により製造されたアクリル押し出しシート、を使用することも可能である。
【００６７】
次いで、導光体素材の主表面に対して、短パルスレーザー照射による加工（短パルスレーザー加工）を行い、導光体素材に光出射機構部２４４を形成する。
【００６８】
図１および図２に本発明の短パルスレーザー加工による導光体製造のための装置の構成例を示す。
【００６９】
図１に示す装置は、フェムト秒レーザー加工装置である。図１において、フェムト秒レーザー加工装置１００は、フェムト秒レーザー光源１、半波長板２、グランレーザープリズム３、シャッター４、ミラー５、５’、ガルバノミラー６、Ｚ軸ステージ８、およびレーザー照射制御とくにガルバノミラー駆動制御のための制御用ＰＣ（パーソナルコンピュータ）１０を含んでいる。Ｚ軸ステージ８上に被加工物であるところの導光体素材７が載置される。レーザー光源１から発せられたフェムト秒パルスレーザーは、半波長板２、グランレーザープリズム３、シャッター４、ミラー５、５’、及びガルバノミラー６を経て、レーザー光９としてＺ軸ステージ８上の導光体素材７に照射される。
【００７０】
図２に示す装置は、ナノ秒レーザー加工装置である。図２において、ナノ秒レーザー加工装置２００は、ナノ秒レーザー光源２０、ミラー５、５’、５”、平凸レンズ１２、Ｚ軸ステージ８、自動二軸［Ｘ軸・Ｙ軸］ステージ１３、およびレーザー照射制御とくに自動二軸ステージ駆動制御のための制御用ＰＣ（パーソナルコンピュータ）１０を含んでいる。Ｚ軸ステージ８上に被加工物であるところの導光体素材７が載置される。レーザー光源２０から発せられたナノ秒パルスレーザーは、ミラー５、５’、５”を経た後、平凸レンズ１２で集光され、レーザー光９としてＺ軸ステージ８上の導光体素材７に照射される。
【００７１】
ここでは一例として、ガルバノミラーを用いてレーザー光を走査するフェムト秒レーザー加工装置、および自動二軸ステージを用いてレーザー光を走査するナノ秒レーザー加工装置を例示したが、求められる加工精度や効率により、レーザー光源と走査方法とを任意の組合せとしても良い。
【００７２】
短パルスレーザーを用いることで、炭酸ガスレーザー（ＣＯ２レーザー）などの場合とは異なり、実質上アクリルシートによるレーザー光吸収に起因する発熱を伴うことなく、照射光と導光体素材とを直接的に相互作用させることで効率良く気泡を発生させて多孔質化させ、その状態が固定される。このような短パルスレーザー照射による多孔質化は、単一のパルス照射により当該照射部分において実現する。
【００７３】
上述したように、光出射機構部２４４の縦断面形状（プロファイル）は、導光体素材の主表面に対するレーザーの出力、走査速度、焦点位置（フォーカス位置）を変化させることで、容易に変化させることができる。
【実施例】
【００７４】
以下、実施例および比較例によって本発明をさらに具体的に説明する。
【００７５】
以下の実施例および比較例において、重量平均分子量の測定および光出射機構部の評価は次のようにして実施した。
【００７６】
＜重量平均分子量の測定＞
面光源装置用導光体素材であるアクリルシートの重量平均分子量は、サンプルにテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を加えて、一晩静置溶解させた後、液体クロマトグラフィー（東ソー社製  液体クロマトグラフィー  ＨＬＣ−８１２０型）を用いて測定した。ガードカラムは東ソー社製ＴＳＫｇｕａｒｄｃｏｌｕｍｎ  ＳｕｐｅｒＨ−Ｈを、分離カラムは東ソー社製ＴＳＫ−Ｇｅｌ  ＳｕｐｅｒＨＭ−Ｈを２本直列、溶媒はＴＨＦ、流量は０．６ｍｌ／ｍｉｎ、検出器は示差屈折計、測定温度は４０℃、注入量は１０μＬとした。標準ポリマーとしては、ポリスチレンを使用した。
【００７７】
＜光出射機構部の評価＞
透明樹脂からなる導光体素材の表面にレーザー照射加工を施すことによって得られる光出射機構部の評価は、走査型電子顕微鏡（日立ハイテクノロジーズ社製  Ｓ−４３００ＳＥ／Ｎ形走査電子顕微鏡、以下ＳＥＭ）にて光出射機構部の表面および断面を観察することにより行い、断面に多数の空隙が内包されているものを『○』、断面に空隙が観察されないものを『×』とした。また以下の実施例および比較例においては、複数の透明材料について前記光出射機構部の評価を行い、すべて『○』である場合は、総合判定『○』、ひとつでも『×』が含まれる場合は、総合判定『×』とした。
【００７８】
（実施例１）
面光源装置用導光体素材として、
（イ）アクリルキャストシート（三菱レイヨン社製  アクリライトＬ＃００１  厚み４ｍｍ  重量平均分子量６１．０万）、
（ロ）アクリル樹脂ペレット（三菱レイヨン社製  アクリペットＶＨ＃００１  重量平均分子量８．６万）を原料とし、公知の押出プロセスにより得られた厚み４ｍｍのアクリル押出シート、
（ハ）ポリカーボネート樹脂ペレット（三菱エンジニアリングプラスチックス社製  ユーピロンＨＬ−４０００）を原料とし、公知の射出成形プロセスにより得られた厚み４ｍｍのポリカーボネート樹脂成形シート、
（ニ）ＭＳ樹脂ペレット（電気化学工業社製  ＴＸポリマーＴＸ−１００Ｓ）を原料とし、公知の射出成形プロセスにより得られた厚み４ｍｍのＭＳ樹脂成形シート、及び
（ホ）ＣＯＰ樹脂ペレット（日本ゼオン社製  ゼオノア１０６０Ｒ）を原料とし、公知の射出成形プロセスにより得られた厚み４ｍｍのＣＯＰ樹脂成形シート、
を用いた。
【００７９】
これらの導光体素材（イ）〜（ホ）のそれぞれにつき、表面に、図１に示すフェムト秒レーザー加工装置１００を用いて短パルスレーザーをスポット状に照射し且つ照射スポットを走査することで、短パルスレーザー加工を施した。これにより、照射スポットに対応する導光体素材の領域（部分）に多孔質構造を形成し、該多孔質構造からなる光出射機構を持つ導光体を得た。
【００８０】
フェムト秒レーザー光源１は、ＱＵＡＮＴＲＯＮＩＸ社製  Ｉｎｔｅｇｒａ−ｃであり、波長：７９５ｎｍ、パルス幅：１３０ｆｓ、パルス周波数：１ｋＨｚであった。短パルスレーザー加工条件は、出力１００ｍＷ、走査速度５ｍｍ／ｓｅｃ、焦点位置は導光体素材のレーザー入射側表面（加工面）とした。
【００８１】
得られた導光体サンプルの表面には、多孔質構造部に対応して凹部が形成されていた。導光体サンプルの多孔質構造部即ち光出射機構部をＳＥＭにより評価した。
【００８２】
（比較例１）
実施例１で使用したものと同様な導光体素材（イ）〜（ホ）の表面に、キーエンス社製ＣＯ２レーザーマーカー  ＭＬ−Ｚ９５２０Ｔ（波長：９．３μｍ、平均出力：２０Ｗ）を用いてレーザー加工を施すことで光出射機構部を形成し、光出射機構部の評価を行った。レーザー加工条件は、出力８０％、走査速度５００ｍｍ／ｓｅｃ、焦点位置は加工面とした。
【００８３】
＜実施例１および比較例１の試験評価結果＞
表１は、実施例１および比較例１で製造した導光体サンプルの光出射機構部の評価結果である。
【００８４】
【表１】
2013145742.tif 000003
【００８５】
表１および図８〜１２に示す通り、ＣＯ２レーザーを用いた場合、重量平均分子量が６１．０万であるアクリルキャストシート（導光体素材（イ））にレーザー加工を施すことにより得られる凹状の光出射機構部では、表面全域にわたって多数の凹凸が形成され、断面には発泡による多数の空隙が内包されているのに対し、重量平均分子量が８．６万であるアクリル押出シート（導光体素材（ロ））、ポリカーボネート樹脂成形シート（導光体素材（ハ））およびＭＳ樹脂成形シート（導光体素材（ニ））にレーザー加工を施すことにより得られる凹状の光出射機構部では、表面が鏡面に近い面となっており、断面にも空隙は観察されなかった。また、ＣＯＰ樹脂成形シート（導光体素材（ホ））の場合には、レーザー加工部に凹部が形成されず、良好な光出射機構部を形成することができなかった。以上の結果から、レーザー光源としてＣＯ２レーザーを用いた比較例１では、導光板素材として使用する透明材料の種類によってレーザー加工性が変化するため、総合評価は『×』であった。
【００８６】
これに対して表１および図３〜７に示す通り、フェムト秒レーザーを用いた実施例１では、光出射機構部は、アクリル樹脂の重量平均分子量や透明樹脂材料の種類に依存していない。即ち、重量平均分子量が６１．０万であるアクリルキャストシート（導光体素材（イ））、重量平均分子量が８．６万であるアクリル押出シート（導光体素材（ロ））、ポリカーボネート樹脂成形シート（導光体素材（ハ））、ＭＳ樹脂成形シート（導光体素材（ニ））、およびＣＯＰ樹脂成形シート（導光体素材（ホ））のいずれを用いた場合においても、光出射機構部は、表面全域に多数の凹凸が形成され、断面は発泡による極めて多数の空隙が内包された多孔質構造をとっていることが分かり、総合評価は『○』であった。
【００８７】
（実施例２）
フェムト秒レーザー光源の出力の違いと、レーザー加工を施すことにより得られる光出射機構部の表面形状及び断面形状並びに導光体の光学特性との関係を詳細に評価するため、以下の方法で面光源装置用導光体を作製し、評価を行った。
【００８８】
＜導光体素材の作製＞
メチルメタクリレートモノマー６０重量部に対し、紫外線分解重合開始剤１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製  イルガキュア１８４）を０．０５重量部、離型剤としてジオクチルスルホ琥珀酸ナトリウム（三井サイアナミッド社製  エアロゾルＯＴ−１００）を０．０５重量部添加し、常温にて溶解させた後、メチルメタクリレートポリマービーズ（三菱レイヨン社製  ＢＲ−８０  重量平均分子量９．５万）４０部を８０℃で３０分間かけて加熱溶解させ、紫外線重合性粘性液体２０２を調製した。調合時の泡を抜くために５０℃にて２時間静置させた後、常温まで自然冷却させた。
【００８９】
次いで、前記紫外線重合性粘性液体２０２を用いて、図１３に示される装置でアクリルキャストシート２０２’を製造した。第一と第二のフィルム２１３，２１６としては幅５００ｍｍで厚さ１８８μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（東洋紡社製  コスモシャイン  Ａ４１００）を使用し、紫外線照射装置２０４として東芝社製  ＦＬ３０Ｓ−ＢＬランプを使用した。
【００９０】
フィルム２１３，２１６の搬送速度を０．１３ｍ／ｍｉｎとし、供給ダイ２０１から、先に調整した紫外線重合性粘性液体２０２をフィルム２１６上に幅４００ｍｍ、厚さ０．４６ｍｍのシート状に供給した後、フィルム２１３を被せた。その後、紫外線照射装置２０４により２ｍＷ／ｃｍ２の照射強度で２０分間紫外線を照射し、熱風加熱装置２１０により１４３℃にて３分間熱処理した後、常温まで空冷し、フィルム２１３，２１６から剥離することにより、厚み０．４ｍｍのアクリルキャストシート２０２’を得た。得られたアクリルキャストシート２０２’を幅３０ｍｍおよび長さ１００ｍｍの矩形に切り出すことにより面光源装置用導光体素材ａを作製した。得られた面光源装置用導光体素材ａの重量平均分子量は、７９．６万であった。
【００９１】
これとは別に、紫外線重合性粘性液体を調整する際に、ｎ−オクチルメルカプタンを０．２重量部加えた以外は面光源装置用導光体素材ａと同様にして、面光源装置用導光体素材ｂを作製した。得られた面光源装置用導光体素材ｂの重量平均分子量は、７．８万であった。
【００９２】
＜面光源装置用導光体の作製＞
本実施例で作製した導光体サンプル３００の概略図を図１４に示す。
【００９３】
前述の方法で得られた面光源装置用導光体素材ａおよびｂの一主面（導光体サンプル３００の光出射面３１０に対応する主面と反対側の主面）に、実施例１で用いたものと同様のフェムト秒レーザー加工装置（波長：７９５ｎｍ、パルス幅：１３０ｆｓ、パルス周波数：１ｋＨｚ）を用い、出力２００ｍＷ、走査速度６０ｍｍ／ｓｅｃ、焦点位置を加工面に合わせた条件にてレーザー加工を施し、表面凹状の多孔質構造部を形成した。これにより、前記多孔質構造部からなる光出射機構部を備えた面光源装置用導光体Ａ２およびＢ２を得た。レーザー加工は、光入射端面３２０から５０ｍｍ、側端面３３０，３３０’から１５ｍｍの位置を中心とした５ｍｍ×５ｍｍのエリア（光出射機構配列エリア）３０１にのみ施し、加工パターンは、パルス発振するレーザーの照射スポットを光入射端面３２０と平行な方向にライン状に走査し、このラインを光入射端面３２０と垂直な方向に０．１ｍｍピッチで５０列配列することで、ドット形状を配列したパターンとした（図２５参照）。
【００９４】
＜光出射機構部の観察＞
得られた光出射機構部のドットピッチおよびサイズは、レーザー共焦点顕微鏡（オリンパス社製  走査型共焦点レーザー顕微鏡  ＬＥＸＴ  ＯＬＳ−３０００）を用いて評価した。また、形成された光出射機構部の表面形状および断面形状は、ＳＥＭで評価した。
【００９５】
＜光学評価＞
図１５は、光学評価に用いた測定系の模式図である。
【００９６】
面光源装置の光学特性は、下記の方法により評価した。定電流電源４５０により２０ｍＡで発光させたＬＥＤ光源４４０（日亜化学工業社製  ＬＥＤ  ＮＳＳＷ０２０ＢＴ  １灯）を被測定用の面光源装置用導光体サンプル４００の光入射端面４０２と対向するように配置し、反射シート４１０（帝人デュポンフィルム社製  ＵＸ  厚み２２５μｍ）を光出射面と反対側の裏面に対向するように配置し、輝度計４６０（ＴＯＰＣＯＮ社製  輝度計ＢＭ−７）を用い、光出射機構配列エリア４０１を中心とした視野角２度のエリアの光出射面から出射される光の、導光方向と平行で光出射面に垂直な面の−９０度から９０度までの出射光角度における輝度分布を測定した。なお出射方向は、法線方向を０度、光出射機構から見て光入射端面に近づく方向を−（マイナス）、その反対方向を＋（プラス）とした。
【００９７】
（実施例３）
フェムト秒レーザー加工装置のレーザー出力を４００ｍＷとした以外は実施例２と同様にして、面光源装置用導光体Ａ３およびＢ３を作製し、光出射機構部の観察、光学評価を行った。
【００９８】
（実施例４）
フェムト秒レーザー加工装置のレーザー出力を６００ｍＷとした以外は実施例２と同様にして、面光源装置用導光体Ａ４およびＢ４を作製し、光出射機構部の観察、光学評価を行った。
【００９９】
（実施例５）
ナノ秒レーザー光源の出力の違いと、レーザー加工を施すことにより得られる光出射機構部の表面形状および断面形状並びに導光体の光学特性との関係を詳細に評価するため、面光源装置用導光体Ａ５およびＢ５を作製し、評価を行った。
【０１００】
面光源装置用導光体Ａ５およびＢ５は、実施例２で作製した面光源装置用導光体素材ａおよびｂの一主面（導光体サンプル３００の光出射面３１０に対応する主面と反対側の主面）に、図２に示すナノ秒レーザー加工装置２００を用いて短パルスレーザー加工を施すことにより作製した。
【０１０１】
ナノ秒レーザー光源としては、タレスレーザー社製  ＳＡＧＡ１２０（波長２６６ｎｍ、パルス幅：５〜２０ｎｓ、パルス周波数：１０Ｈｚ）を用い、出力２００ｍＷ、走査速度２．５ｍｍ／ｓｅｃ、焦点位置を加工面に合わせた条件にてレーザー加工を施し、表面凹状の多孔質構造部を形成した。これにより、前記多孔質構造部からなる光出射機構部を備えた面光源装置用導光体Ａ５およびＢ５を得た。レーザー加工は、光入射端面３２０から５０ｍｍ、側端面３３０，３３０’から１５ｍｍの位置を中心とした５ｍｍ×５ｍｍのエリア（光出射機構配列エリア）３０１にのみ施し、加工パターンは、パルス発振するレーザーの照射スポットを光入射端面３２０と平行な方向にライン状に走査し、このラインを光入射端面３２０と垂直な方向に０．２５ｍｍピッチで２０列配列することで、ドット形状を配列したパターンとした（図２５参照）。
【０１０２】
面光源装置用導光体Ａ５およびＢ５を用いて、実施例２と同様の方法で光出射機構部の観察、光学評価を行った。
【０１０３】
（実施例６）
ナノ秒レーザー加工装置のレーザー出力を４００ｍＷとした以外は実施例５と同様にして、面光源装置用導光体Ａ６およびＢ６を作製し、光出射機構部の観察、光学評価を行った。
【０１０４】
（比較例２）
実施例２で作製した面光源装置用導光体素材ａおよびｂの一主面（導光体サンプル３００の光出射面３１０に対応する主面と反対側の主面）に、比較例１で用いたものと同様のＣＯ２レーザーマーカーを用い、出力８０％、走査速度５００ｍｍ／ｓｅｃ、レーザー焦点位置を加工面に合わせた条件にてレーザー加工を施し、表面が凹状の光出射機構部を備えた面光源装置用導光体Ａ７およびＢ７を得た。レーザー加工のパターンはドット形状とし、光入射端面３２０から５０ｍｍ、側端面３３０から１５ｍｍの位置を中心とした５ｍｍ×５ｍｍのエリアに、光入射端面３２０と平行な方向に約０．５ｍｍピッチで１１個配列したパターンを、光入射端面３２０と垂直な方向に約０．５ｍｍピッチで１１列配列することで、ドット形状を配列したパターンとした（図２５参照）。
【０１０５】
面光源装置用導光体Ａ７およびＢ７を用いて、実施例２と同様の方法で光出射機構部の観察、光学評価を行った。
【０１０６】
＜実施例２〜６および比較例２の試験評価結果＞
実施例２〜６および比較例２で作製した面光源装置用導光体Ａ２〜Ａ７およびＢ２〜Ｂ７の光出射機構部のピッチおよび凹部サイズを表２に、出射機構部の評価結果を図１６に示す。なお、表２の中で、ｘ方向は光入射端面３２０と平行な方向を、ｙ方向は光入射端面３２０と垂直な方向を表し、それぞれの値は、任意に抽出した３箇所の測定結果の平均値とした。
【０１０７】
【表２】
2013145742.tif 000004
【０１０８】
表２より、実施例２〜６および比較例２ともに、導光体素材であるアクリルシートの重量平均分子量の違いによらず、ほぼ同等のサイズ、ピッチで光出射機構部が形成されていることが確認された。
【０１０９】
一方、図１６を見ると、短パルスレーザーを用いて加工して得られた実施例２〜６の面光源装置用導光体では、導光体素材であるアクリルシートの重量平均分子量の違いによらず、レーザー加工を施すことにより得られる光出射機構部の表面には全域にわたって多数の凹凸が形成され、断面は多孔質構造をとっており、レーザー加工部に極めて多数の空隙を内包した構造をとっている。これに対し、ＣＯ２レーザーを用いて加工して得られた比較例２では、導光体素材であるアクリルシートの重量平均分子量によって光出射機構部の形状が著しく変化し、重量平均分子量が７．８万と小さいアクリルシートでは、凹部表面が鏡面となり、断面に空隙が内包されていないことが分かる。このことから、短パルスレーザーを用いることで、導光体素材であるアクリルシートの重量平均分子量によらずレーザー加工部に極めて多数の空隙を内包した構造を形成できることがわかる。
【０１１０】
図１７は実施例２で得られた面光源装置用導光体Ａ２およびＢ２の、図１８は実施例３で得られた面光源装置用導光体Ａ３およびＢ３の、図１９は実施例４で得られた面光源装置用導光体Ａ４およびＢ４の、図２０は実施例５で得られた面光源装置用導光体Ａ５およびＢ５の、図２１は実施例６で得られた面光源装置用導光体Ａ６およびＢ６の、図２２は比較例２で得られた面光源装置用導光体Ａ７およびＢ７の、導光体単体での各出射角度における輝度の分布を示したものである。ここでは輝度分布のプロファイルを比較するため、ピーク輝度の値を１．０として規格化したデータを示している。また、表３は、光学評価の結果をまとめたもので、各面光源装置用導光体の出射プロファイルの半値幅（出射ピーク値の５０％以上の輝度をとる角度幅）を示している。
【０１１１】
【表３】
2013145742.tif 000005
【０１１２】
図１７〜図２１および表３からわかるように、短パルスレーザーを用いて加工した実施例２〜６の面光源装置用導光体では、導光体素材であるアクリルシートの重量平均分子量によらずブロードな、半値幅の広い出射プロファイルを示す。これは、レーザー加工により形成した光出射機構部が極めて多数の空隙を内包した構造をとっていることに起因しており、導光体素材であるアクリルシートと比較して屈折率が著しく低い極めて多数の空隙部が導光体の光出射機構部に局在するため、導光体中を伝播してきた光が光出射機構部で散乱されながら、出射するためである。
【０１１３】
これに対し、図２２に示したＣＯ２レーザーを用いて加工した比較例２の面光源装置用導光体では、導光体素材であるアクリルシートの重量平均分子量により出射プロファイルが変化し、重量平均分子量が７．８万と小さい面光源装置用導光体Ｂ７では、半値幅の狭い指向性の強い出射プロファイルしか得られておらず、レーザー加工により形成された光出射機構部で散乱がほとんど起こっていないことがわかる。
【０１１４】
一般的に、半値幅が狭い、つまりシャープな出射パターンを持った面光源装置用導光体を用いると、拡散シート・上向きプリズムシートなどの光学シートを組合せ面光源装置とした際に、導光体の出射パターンが透けて見え易いため、品位の高い面光源装置を得るためには、光出射機構部ドットを高密度に形成する必要がある。その結果、レーザー加工に長時間を要するため、加工コストの増大に繋がる。これに対し、本発明の製造方法で製造した面光源装置用導光体では、半値幅が広い、つまりブロードな出射パターンとなるため、比較的低密度の光出射機構部ドットでも容易に高品位の面光源装置を得ることができるため、レーザー加工時間を短縮でき、低コストで面光源装置用導光体を製造することができる。
【０１１５】
以上の結果により、本発明の製造方法で製造した面光源装置用導光体を用いることにより、品位の調整が容易な面光源装置を、低コストで製造できることが示された。
【符号の説明】
【０１１６】
１００  フェムト秒レーザー加工装置
１  フェムト秒レーザー光源
２  半波長板
３  グランレーザープリズム
４  シャッター
５、５’、５”  ミラー
６  ガルバノミラー
７  導光体素材
８  Ｚ軸ステージ
９  レーザー光
１０  制御用ＰＣ
１２  平凸レンズ
１３  自動二軸ステージ
２２  ＬＥＤ
２４  導光体
２４１  光入射端面
２４２  光出射面
２４３  裏面
２４４  光出射機構部
２６  光拡散素子
２８  第１の光偏向素子
３０  第２の光偏向素子
３２  光反射素子
２０１  供給ダイ
２０２  紫外線重合性粘性液体（シラップ）
２０２’  アクリルキャストシート（導光体素材）
２０４  紫外線照射装置
２０８  上面押し付けロール
２０８’  下面押し付けロール
２１０  熱風加熱装置
２１３  第一のフィルム
２１４  第一のフィルム繰り出し装置
２１５  第一のフィルム巻き取り装置
２１６  第二のフィルム
２１７  第二のフィルム繰り出し装置
２１８  第二のフィルム巻き取り装置
３００  面光源装置用導光体
３０１  光出射機構配列エリア
３１０  光出射面
３２０  光入射端面
３３０，３３０’  側端面
４００  面光源装置用導光体
４０１  光出射機構配列エリア
４０２  光入射端面
４１０  反射シート
４４０  ＬＥＤ光源
４５０  定電流電源
４６０  輝度計
【図１】
2013145742.tif 000006
【図２】
2013145742.tif 000007
【図１３】
2013145742.tif 000008
【図１４】
2013145742.tif 000009
【図１５】
2013145742.tif 000010
【図１７】
2013145742.tif 000011
【図１８】
2013145742.tif 000012
【図１９】
2013145742.tif 000013
【図２０】
2013145742.tif 000014
【図２１】
2013145742.tif 000015
【図２２】
2013145742.tif 000016
【図２３】
2013145742.tif 000017
【図２４】
2013145742.tif 000018
【図２５】
2013145742.tif 000019
【図３】
2013145742.tif 000020
【図４】
2013145742.tif 000021
【図５】
2013145742.tif 000022
【図６】
2013145742.tif 000023
【図７】
2013145742.tif 000024
【図８】
2013145742.tif 000025
【図９】
2013145742.tif 000026
【図１０】
2013145742.tif 000027
【図１１】
2013145742.tif 000028
【図１２】
2013145742.tif 000029
【図１６】
2013145742.tif 000030