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CN104395670B - 导光体预成型物用树脂组合物、导光体预成型物、积层导光体预成型物、面光源装置用导光体以及面光源装置 - Google Patents

导光体预成型物用树脂组合物、导光体预成型物、积层导光体预成型物、面光源装置用导光体以及面光源装置 Download PDF

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CN104395670B
CN104395670B CN201380032999.1A CN201380032999A CN104395670B CN 104395670 B CN104395670 B CN 104395670B CN 201380032999 A CN201380032999 A CN 201380032999A CN 104395670 B CN104395670 B CN 104395670B
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light conductor
light source
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山下友义
濑知洋平
仓地与志也
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Mitsubishi Kasei Corp
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Abstract

本发明涉及一种导光体预成型物用树脂组合物，其可通过对成型品的表面进行激光照射加工而低成本地形成光散射效果大的发泡层；更具体涉及一种导光体预备成型物用树脂组合物，其含有重均分子量为6万～15万的树脂，且其在空气下从100℃的状态起以5℃/分钟的升温速度进行热重测定时的30％热失重温度为310℃以下、40％热失重温度与20％热失重温度之差为7℃以下，或者，一种导光体预成型物用树脂组合物，其含有重均分子量为6万～15万的树脂、以及在氮气下从100℃的状态起以5℃/分钟的升温速度进行热重测定时的90％热失重温度为250℃以上650℃以下的硅氧烷化合物。

Description

导光体预成型物用树脂组合物、导光体预成型物、积层导光体 预成型物、面光源装置用导光体以及面光源装置
技术领域
本发明涉及导光体预成型物用树脂组合物、导光体预成型物、积层导光体预成型物、面光源装置用导光体以及面光源装置。
背景技术
从液晶显示装置的紧凑化的观点考虑，边缘光型的背光源经常被使用在配置于在液晶显示装置中使用的液晶面板背面的背光源中。
在边缘光型的背光源中，将矩形板状的导光板的至少一个端面用作光入射端面。在光入射端面，沿着光入射端面而配置有直管型荧光灯等线状的一次光源或者发光二极管(LED)等点状的一次光源。从一次光源发出了的光入射于导光板的光入射端面，然后向导光板内部导入，从导光板的二个主表面之中的一个光出射面出射。关于从导光板的光出射面出射的光，通过配置于光出射面上的光散射薄膜等光散射元件以及棱镜片材等光偏转元件而发生散射，向所要的方向偏转。
在作为导光板的2个主表面之中的另一个的背面上，为了将从背面出射的光返回到导光板，与背面相向地配置光反射片材等光反射元件。
在导光体的光出射面或背面上，形成具有用于将光进行出射的功能的光出射机构。在光出射机构中，可使用例如，适度粗糙加工的粗糙面或者有如排列有多个透镜列的透镜列形成面的微小凹凸结构。
作为形成这样的微小凹凸结构的方法，例如列举出：使用具有通过喷砂或切削等在表面形成了凹凸形状的成型用型构件的成型装置，将树脂成型体进行成型从而将凹凸形状转印于树脂成型体的表面的方法，以及在树脂成型体的表面形成发泡层的方法。
例如，在专利文献1中提出了如下的方法：在由通过浇铸聚合而制造出的高分子量的甲基丙烯酸系树脂形成的板状导光体预成型物的主表面，通过激光照射加工而形成发泡表面层。
另外，在专利文献2中提出了如下的方法：将使用二氧化碳及/或氮气浸渍热塑性树脂成型体，然后照射激光。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-9160号公报
专利文献2：国际公开第2008/026373号
发明内容
发明想要解决的课题
但是，在专利文献1的技术中，虽然可在通过使用通过浇铸聚合获得的丙烯酸类树脂而得到的板状导光体预成型物的主表面上形成表面发泡层，但是存在有如下的问题：在通过使用适于进行挤出成型和/或注射成型的丙烯酸类树脂而得到的成型品的表面上无法形成发泡层，无法获得光散射效果良好的导光体。
另外，在专利文献2的技术中存在有如下的问题：在激光照射之前需要使用二氧化碳及/或氮气浸渍的工序，导致高成本。
本发明的目的在于解决上述的现有技术的问题，提供一种导光体预成型物用树脂组合物，其即使对于成型性良好的丙烯酸类树脂，也可通过激光照射加工而形成发泡层，低成本地形成良好的光散射图案。
用于解决问题的方案
前述课题通过以下的发明[1]～[17]来解决。
[1]一种导光体预成型物用树脂组合物，其含有重均分子量为6万～15万的树脂，在空气下从100℃的状态起以5℃/分钟的升温速度进行热重测定时的30％热失重温度为310℃以下，40％热失重温度与20％热失重温度之差为7℃以下。
[2]根据[1]所述的导光体预成型物用树脂组合物，其中，在含有氦气80质量％以及氧气20质量％的模拟空气流下，从40℃的状态起以5℃/分钟的升温速度对所述树脂组合物进行加热，对该加热时产生的物质通过光能引发的离子化法进行质谱分析之时，显示此时的质量电荷比m/z100的峰之中的最大的峰的峰温度为310℃以下，半峰宽温度为25℃以下。
[3]一种导光体预成型物用树脂组合物，其含有重均分子量为6万～15万的树脂、以及硅氧烷化合物，所述硅氧烷化合物在氮气下从100℃的状态起以5℃/分钟的升温速度进行热重测定时的90％热失重温度为250℃以上650℃以下。
[4]根据[3]所述的导光体预成型物用树脂组合物，其中，硅氧烷化合物为二甲基硅油。
[5]根据[1]～[4]中任一项所述的导光体预成型物用树脂组合物，其中，树脂是含有甲基丙烯酸甲酯单元30～100质量％以及其它单体单元0～70质量％的聚合物。
[6]一种导光体预成型物，其为由[1]～[5]中任一项所述的导光体预成型物用树脂组合物获得的片材。
[7]一种积层导光体预成型物，其为将[6]所述的导光体预成型物积层于别的透光性片材而得到的积层体。
[8]根据[6]所述的导光体预成型物，其为通过将导光体预成型物用树脂组合物进行挤出成型或注射成型而获得的片材。
[9]根据[7]所述的积层导光体预成型物，其中，导光体预成型物是通过将导光体预成型物用树脂组合物进行挤出成型或注射成型而获得的片材。
[10]一种面光源装置用导光体，其为将[6]或[8]所述的导光体预成型物的至少一个端面作为光入射端面，将导光体预成型物的2个主表面的一个作为光出射面，将另一个主表面作为背面的面光源装置用导光体，其中，在光出射面或者背面的一部分或全体的区域形成有具有气泡的表面层。
[11]一种面光源装置用导光体，其为将构成[7]或[9]所述的积层导光体预成型物的导光体预成型物的至少一个端面作为光入射端面，将积层导光体预成型物的2个主表面之中的导光体预成型物侧或透光性片材侧的主表面作为光出射面的面光源装置用导光体，其中，在导光体预成型物侧的主表面的一部分或全体的区域形成有具有气泡的表面层。
[12]根据[10]或[11]所述的面光源装置用导光体，其中，表面层的厚度为1～50μm。
[13]根据[10]～[12]中任一项所述的面光源装置用导光体，其中，表面层在包含光出射面或背面的法线方向的剖面具有凹形。
[14]根据[10]～[13]中任一项所述的面光源装置用导光体，其中，表面层通过激光照射加工而形成。
[15]根据[14]所述的面光源装置用导光体，其中，激光照射加工中使用的激光是红外激光。
[16]根据[15]所述的面光源装置用导光体，其中，红外激光是二氧化碳激光。
[17]一种面光源装置，其中，一次光源与[10]～[16]中任一项所述的面光源装置用导光体的光入射端面相邻配置。
发明的效果
根据本发明，可通过对成型品的表面进行激光照射加工而低成本地形成光散射效果大的发泡层，优选用作液晶显示装置等的导光体。
附图说明
[图1]显示本发明的面光源装置的一个实施方式的示意性结构图。
[图2]显示图1的面光源装置中的导光体的示意性部分剖面图。
[图3]面光源装置的光学特性的评价方法的说明图。
[图4]图4(a)是面光源装置用导光体样品中的光出射机构的放大图，图4(b)是面光源装置用导光体样品的主视图，图4(c)是面光源装置用导光体样品的侧视图。
[图5]显示构成在实施例3～8以及比较例3和4中所得的面光源装置用导光体的光出射机构的、具有气泡的表面层或凹部的SEM俯视图以及SEM剖面图。
符号说明
22：LED，24：导光体，241：光入射端面，242：光出射面，243：背面，244：具有气泡的表面层，26：光散射元件，28：第1光偏转元件，30：第2光偏转元件，32：光反射元件，B：面光源装置用导光体，301：光出射机构，310：光出射面，320：光入射端面，401：光出射机构，402：光入射端面，410：反射片材，440：LED光源，450：恒定电流电源，460：亮度计
具体实施方式
树脂
本发明中使用的树脂(以下称为“本树脂”)是本发明的导光体预成型物用树脂组合物(以下称为“本树脂组合物”)中含有的树脂。
本树脂的重均分子量(以下称为“Mw”)为6万～15万。通过使Mw为6万～15万，从而可在注射成型和/或挤出成型中使得成型性良好。Mw的上限值优选为10万以下。
作为本树脂，例如列举出甲基丙烯酸甲酯均聚物或者以甲基丙烯酸甲酯为主要成分的单体混合物的共聚物。其中，优选为含有甲基丙烯酸甲酯单元30～100质量％以及其它单体单元0～70质量％的聚合物。通过使甲基丙烯酸甲酯单元为30质量％以上，使得所获得的导光体的透明性倾向于提高。
作为其它的单体，例如列举出：甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸环己酯、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、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸苄酯等丙烯酸酯，以及苯乙烯、α-甲基苯乙烯等芳香族乙烯基单体。予以说明，这些其它的单体可单独使用，也可组合二种以上而使用。
本树脂组合物
第1本树脂组合物，其含有重均分子量为6万～15万的树脂，在空气下从100℃的状态起以5℃/分钟的升温速度进行了热重测定时的30％热失重温度为310℃以下，40％热失重温度与20％热失重温度之差为7℃以下的值。本树脂组合物的30％热失重温度为310℃以下，40％热失重温度与20％热失重温度之差为7℃以下时，则作为由本树脂组合物获得的片材的导光体预成型物(以下称为“本导光体预成型物”)等成型体(以下称为“本成型体”)的激光发泡性改善。
第1本树脂组合物，从本成型体的基于激光照射加工而形成表面发泡层的性质的观点考虑，优选为如下的树脂组合物：在表面，通过光能引发的离子化法，对在含有氦气80质量％以及氧气20质量％的模拟空气流下，在从40℃的状态起以5℃/分钟的升温速度进行加热之时产生的物质，进行质量分析之时，显示此时的质量电荷比m/z100的峰之中的最大的峰的峰温度为310℃以下，半峰宽温度为25℃以下。
通过使用m/z100峰温度以及半峰宽温度满足上述条件的本树脂组合物，从而通过激光照射加工而使得本导光体预成型物的表面的发泡性倾向于改善，光散射性倾向于改善。
为了通过激光照射加工而赋予本导光体预成型物的表面以良好的光散射性，需要通过激光照射在本导光体预成型物的表面形成很多的发泡层。因此，可形成更良好的发泡层的本成型体在激光照射加工时产生更多的本导光体预成型物的分解物气体。
在本发明中，在使用含有甲基丙烯酸甲酯单元30～100质量％以及其它的单体单元0～70质量％的聚合物作为本树脂组合物中含有的树脂的情况下，可通过评价表示作为本树脂组合物的分解物气体成分的甲基丙烯酸甲酯成分的质量电荷比m/z100的检出情况，从而判断本导光体预成型物的表面的发泡层的形成状况。
在本发明中，作为m/z100峰温度，从激光照射加工时的分解物气体产生的观点考虑，优选为200℃以上。另外，关于半峰宽温度，从激光加工性的观点考虑，优选为1℃以上。
予以说明，在本发明中，半峰宽温度是指表示如下温度区域的值：检出量为显示质量电荷比m/z100的峰之中的最大的峰中的最大检出量的50％以上的温度区域。
作为第1本树脂组合物，例如可列举出本树脂的含量为50质量％以上100质量％以下的树脂组合物，但也可使用：相对于本树脂100质量份而含有0.0001～1质量份、优选含有0.0001～0.5质量份的热分解促进剂的树脂组合物。
作为上述热分解促进剂，例如优选为在氮气下从100℃的状态起以5℃/分钟的升温速度进行热重测定时的90％热失重温度为250℃以上650℃以下的硅氧烷化合物(以下称为“本硅氧烷化合物”)。通过在第1本树脂组合物中含有本硅氧烷化合物，使得激光发泡性倾向于改善。
作为本硅氧烷化合物，例如列举出二甲基硅油。
作为本硅氧烷化合物的具体例子，列举出东丽道康宁株式会社制的SH200CFLUID100CS(商品名)以及信越化学工业株式会社制的KF96A-30CS(商品名)等。
第1本树脂组合物中的本硅氧烷化合物的含量优选为10,000质量ppm以下。在本硅氧烷化合物的含量为10,000质量ppm以下时，有本成型体的透明性改善的倾向。另外，本树脂组合物中的本硅氧烷化合物的含量优选为50质量ppm以上。通过使本硅氧烷化合物的含量为50质量ppm以上，从而倾向于获得可使光在本成型体的表面进行散射的充分发泡。
另外，第2本树脂组合物含有：重均分子量为6万～15万的树脂，以及在氮气下从100℃的状态起以5℃/分钟的升温速度进行热重测定时的90％热失重温度为250℃以上650℃以下的硅氧烷化合物。通过在第2本树脂组合物中含有本硅氧烷化合物，使得本成型体的激光发泡性改善。
予以说明，在第2本树脂组合物中使用的硅氧烷化合物与在第1本树脂组合物中说明了的硅氧烷化合物相同，其含量也优选为相同的范围。
另外，在第2本树脂组合物中，本硅氧烷化合物相对于本树脂100质量份的含量优选为0.0001～1质量份，更加优选为0.0001～0.5质量份。
在第1以及第2本树脂组合物(以下简称为“本树脂组合物”)中可根据需要而添加紫外线吸收剂、脱模剂、抗氧化剂等各种添加剂。
作为紫外线吸收剂，例如列举出2-(5-甲基-2-羟基苯基)苯并三唑、2-[2-羟基-3,5-双(α,α’-二甲基苄基)苯基]苯并三唑、2-(3,5-二叔戊基-2-羟基苯基)苯并三唑等苯并三唑系紫外线吸收剂，2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮等二苯甲酮系紫外线吸收剂以及苯基水杨酸酯、4-叔丁基苯基水杨酸酯等水杨酸系紫外线吸收剂。它们可将1种单独地使用，或者可将2种以上一并使用。
作为脱模剂，例如列举出单硬脂酸甘油酯等脂肪酸甘油酯、硬脂醇等高级醇以及硬脂酸等高级脂肪酸。它们可将1种单独使用，或者可将2种以上合并而使用。
作为抗氧化剂，例如列举出酚系抗氧化剂、硫醚系抗氧化剂以及亚磷酸酯系抗氧化剂。它们可将1种单独地使用，或者可将2种以上一并使用。
予以说明，本树脂组合物例如可通过将本树脂、以及根据需要而适当选择的各种添加剂混合而制备。
在本树脂组合物的质量分析中，本树脂组合物的加热例如可使用热重分析仪(TG：Thermogravimeter)以及差热热重同时测定装置(TG/DTA)。
在前述的条件下将本树脂组合物加热时产生的物质是本树脂组合物的分解物。
作为分解物，例如列举出：作为本树脂组合物中使用的树脂的原料的单体成分、二氧化碳以及水。
在本发明中，在测定质量电荷比m/z100的峰温度以及半峰宽温度的情况下，将上述的分解物迅速地向质谱仪导入(MS：Mass Spectrometer)。
在本发明中，考虑到抑制本树脂组合物的分解物在将产生本树脂组合物的分解物的热重分析仪与质谱仪连接的接口处的吸附的观点，热重分析仪与质谱仪的结合距离优选为尽可能短，优选使用如株式会社理学制的ThermoMass Photo(商品名)、热重分析仪与质谱仪一体化的装置。
在热重分析仪与质谱仪一体化的装置中，将在热重分析仪内加热试样而产生出的分解物气体向质谱仪的离子化室运送，对分解物气体照射光而进行光离子化。所生成的离子通过离子分离装置按照质量电荷比进行分离，利用离子检测装置进行检测，求出每个质量电荷比的离子强度。
在本发明中，本树脂组合物的质量分析可由光能引发的光离子化法(PI：PhotoIonization)来实施。
光离子化法是通过在将光照射于分解物气体时吸收光的电磁波能量而将分子进行离子化的方法，相比于使用加速电压而予以试样分子轰击从而进行离子化的电子轰击离子化法(EI：Electron impact Ionization)而言离子化能量低，因而从不易引起分解物气体的分解和/或碎片离子化的观点考虑优选。
在本发明中，作为离子化中使用的光，从适于进行质量电荷比m/z100的离子化的观点考虑，优选为紫外线(波长10～380nm)。
作为光源，优选为氘灯(121.567nm、h＝10.2eV)。
作为本发明中使用的质谱仪，例如可使用具有将上述的气体进行离子化的离子化部、将产生出的离子按照质量电荷比而分离的离子分离部以及检测离子强度的离子检测部的质谱仪。
作为离子分离部中的离子分离装置，例如可适用诸如：(1)在改变施加于四极杆的高频率电压的频率数的同时分离离子的四极杆分离方式，(2)使离子通过于电场以及磁场中而分离的电场方式，(3)对离子施加规定的力而使离子飞行，根据到达检测器为止的时间差而将离子分离的飞行时间方式，以及(4)应用有四极的离子阱方式的各种离子分离方式。
导光体预成型物
本发明的导光体预成型物(以下称为本导光体预成型物)是由本树脂组合物获得的片材。予以说明，在本发明中，片材的厚度为50μm以上、30mm以下。
关于本导光体预成型物，可通过使用本树脂组合物而获得片材，然后切断为所希望的尺寸，从而获得所要尺寸的导光体预成型物。
在本发明中，可以使用由本树脂组合物制得的本成型体，将本成型体成型为片材状，从而使用。
在片材的切断之时，也可将切断端面加工为镜面。
作为切断的方法，例如列举出使用往复锯、裁板锯以及激光的方法。
为了进行切断端面的镜面化，可使用：使用砂纸进行研磨的研磨方法、用氧化铝等公知的研磨剂进行研磨的方法、使切断端面与金刚石刃旋转接触的平面抛光(プラビューティー)等公知方法。
作为将本树脂组合物成型为片材状的方法，例如列举出挤出成型法、注射成型法以及热压成型法。
本导光体预成型物例如可通过以下的方法来获得。
首先，获得本树脂组合物的粒料。作为制造粒料的方法，例如列举出：将热分解促进剂分散于包含用于获得本树脂的单体的原料中，聚合所得到的物质获得的本树脂组合物，将其投入于挤出机而获得粒料的方法，以及将通过将树脂和热分解促进剂混合而得到的物质投入于挤出机而获得粒料的方法。
接着，使用获得了的粒料并利用注射成型、挤出成型、热压成型等成型方法而获得片材状的导光体预成型物。
积层导光体预成型物
本发明的积层导光体预成型物(以下称为本积层导光体预成型物)是将本导光体预成型物积层于别的透光性片材而得到的积层体。
别的透光性片材是指与本导光体预成型物不同的透光性片材，例如列举出：甲基丙烯酸类树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯、MS树脂(甲基丙烯酸甲酯·苯乙烯共聚物树脂)等含苯乙烯的树脂等透明树脂的片材。
作为本积层导光体预成型物的制造方法，例如列举出：将本树脂组合物的粒料与成为透光性片材的原料的树脂同时地挤出而片材状地成型的方法，以及将本导光体预成型物与透光性片材进行热压成型而制成积层体的方法。
面光源装置用导光体以及面光源装置
下面，对本发明的面光源装置用导光体以及面光源装置的实施方式进行说明。
图1所示为本发明的面光源装置的一个实施方式的示意性结构图，图2所示为该面光源装置中的导光体的示意性部分剖面图。
对于如以上那样操作而获得了的导光体预成型物的主表面(在导光体预成型物为积层导光体预成型物的情况下，其为构成积层导光体预成型物的导光体预成型物的露出面的主表面)，进行基于激光照射的加工(激光照射加工)，在由导光体预成型物用树脂组合物形成的导光体预成型物主表面的表层部形成图2中所示那样的具有气泡的表面层244。
作为激光照射加工中使用的激光，优选使用针对于导光体预成型物的由导光体预成型物用树脂组合物形成的表层部的加工效率好的激光，例如，使用二氧化碳激光(CO2激光)等红外激光，其波长例如为9.3μm和10.6μm。通过使用红外激光，使得导光体预成型物有效率地吸收所照射的激光，将吸收的部位加热，因而可实现有效率的激光照射加工。作为二氧化碳激光照射加工装置，列举出基恩士公司制CO2激光指示器ML-Z9520T(波长：9.3μm、平均输出功率：20W)。
关于具有气泡的表面层244的纵剖面形状(轮廓(profile))，可通过改变激光对导光体预成型物的主表面的输出功率、扫描速度、焦点位置(フォーカス位置)，从而容易地变化。
如图1中所示那样，本实施方式的面光源装置具备有：作为点状的一次光源的LED22、将从该LED发出的光进行导光的板状的导光体24、光散射元件26、第1光偏转元件28、第2光偏转元件30、以及光反射元件32。
关于导光体24，将图1以及图2中的上下方向设为厚度方向，在与纸面垂直的方向具有宽度，作为全体而言成为矩形板状。导光体24具有4个侧端面，将其中的1对的侧端面之中的一方作为光入射端面241，以与光入射端面241相向的方式而相邻地配置了LED22。予以说明，本实施方式中导光体24具有1个光入射端面241，但本发明中至少一个端面是光入射端面即可，因此不受限于此，也可根据希望而将1对的侧端面的两方、2对的侧端面全部作为光入射端面。在此情况下，以与全部的光入射端面相向的方式而相邻地配置LED。予以说明，在导光体预成型物为积层导光体预成型物的情况下，构成积层导光体预成型物的导光体预成型物的4个侧端面中的至少一个端面是光入射面。
作为大致正交于导光体24的光入射端面241的2个主表面之中的一个的上表面成为光出射面242。予以说明，在导光体预成型物为积层导光体预成型物的情况下，关于积层导光体预成型物的主表面，可考虑导光体预成型物侧和透光性片材侧的2种主表面，在本发明中，导光体预成型物侧以及透光性片材侧的任一个主表面都可以是光出射面。本实施方式中该光出射面242由平滑面(镜面)形成，但不受限于此，可赋予光出射面以棱形和微型透镜形状等。
予以说明，也可设置多个LED22。在此情况下，优选多个LED22在图1的与纸面垂直的方向以适当的间隔而配置，使其以从它们发出的光的最大强度的光的方向相互平行的方式配置。
在导光体24的与光出射面242侧为相反侧的主表面(背面)243，形成着光出射机构。予以说明，在本发明的面光源装置用导光体中，在光出射面以及背面的任一个面都可形成光出射机构，因此不受限于此，也可在导光体的光出射面形成光出射机构。但是，在导光体预成型物为积层导光体预成型物的情况下，形成有光出射机构的面限定为导光体预成型物侧的主表面。光出射机构包含：在背面243的一部分的区域所形成出的具有气泡的表面层244。关于具有气泡的表面层244，其包含光出射面242或者背面243的法线的方向的剖面(纵剖面)为凹形。
形成有具有气泡的表面层244的区域包含背面243中的多个点状区域。关于该点状区域的尺寸，例如，直径为30～1000μm，深度为0.1～500μm。另外，具有气泡的表面层244的厚度优选为1～50μm。
予以说明，形成有具有气泡的表面层244的区域的形状不受限于以上那样的点状，也可以为条纹状区域、即、包含线状或者带状的区域的区域。在此情况下，关于与条纹的延伸方向正交的剖面(纵剖面)的形状，也适用对于上述点状的情况下的剖面(纵剖面)的形状进行的说明。
关于具有气泡的表面层244，可通过使用片材状的本导光体预成型物，进行激光照射加工，从而形成。
关于具有气泡的表面层244的纵剖面形状(轮廓)的变化，可通过在后述那样的制造方法中，改变激光对导光体预成型物的主表面的输出功率、扫描速度以及焦点位置，从而实现。
具有气泡的表面层244包含有许多气泡，气泡内部与导光体材料的折射率有较大差别。这样一来，具有气泡的表面层244作为相对于光的透射以及反射的不均匀层而发挥功能，在其光学性质方面作为光散射层而起作用。由此，入射于光入射端面241而导入导光体内部的光，在具有气泡的表面层244中散射反射，一部分以容许从光出射面242出射的角度朝向光出射面242，从光出射面242出射。
由于在导光体背面243的一部分的区域形成有具有气泡的表面层244，因而使得在包含光出射面242的法线方向(图1以及图2中的上下方向)以及与光入射端面241正交的方向这两者的面内分布中具有些许宽的指向性的光从光出射面242出射。
这样的具有气泡的表面层244的功能依赖于具有气泡的表面层244的发泡状态。形成的气泡过小，或者单位面积的气泡的数量过少时，则不易获得良好的光散射功能。
背面243中的具有气泡的表面层244的区域可设置多个。在具有气泡的表面层244的区域为点状的情况下，其分布例如可如不规则形状、棋盘格子状、锯齿(千鳥)状或最密填充状那样设定。在具有气泡的表面层244的区域为条纹状的情况下，其分布例如可如平行条纹状那样设定。
另外，背面243中的具有气泡的表面层244可形成于一部分的区域，但本发明的面光源装置用导光体不受限于此，也存在有具有气泡的表面层形成于光出射面的一部或者全部的区域或背面的全部的区域的情况。但是，在导光体预成型物为积层导光体预成型物的情况下，形成有光出射机构的面限定于导光体预成型物侧的主表面，因而在导光体预成型物侧的主表面的一部分或全部的区域形成具有气泡的表面层。
予以说明，作为导光体24的光出射机构，可使用：与上述那样的形成于背面243的具有气泡的表面层244并用、将光散射性微粒混入分散于导光体24的内部而形成出的光出射机构。另外，也可赋予光出射面242或者背面243以棱镜列、柱面透镜列等的形状。
另外，作为导光体24，除了可使用图1以及图2所示那样的作为整体而言同一样的厚度(不计背面243的具有气泡的表面层244的凹形时的厚度)的板状的导光体之外，还可使用厚度从光入射端面241起向相反端面的一侧逐渐变小的那样的楔状的导光体等的各种剖面形状的导光体。
导光体24的厚度例如为0.3～30mm。
光散射元件26配置于导光体24的光出射面242之上，例如由光散射薄膜形成。在从光出射面242出射的光的指向性具有所希望的出射角度以及发光角度的情况下，也可省略光散射元件26。
第1光偏转元件28配置于光散射元件26之上，第2光偏转元件30配置于第1光偏转元件28之上。即，在第1光偏转元件28与导光体的光出射面242之间介有光散射元件26。
第1光偏转元件28以及第2光偏转元件30具备有接近导光体24的一侧的入光面、以及与该入光面侧为相反侧的出光面，出光面通过包含相互平行排列的多个棱镜列而成其中，在第1光偏转元件28与第2光偏转元件30，出光面的多个棱镜列的延伸方向相互正交。
本实施方式中，第1光偏转元件28的出光面的多个棱镜列的延伸方向与光入射端面241平行，第2光偏转元件30的出光面的多个棱镜列的延伸方向与光入射端面241垂直。但是，不限定于此。第1光偏转元件28的出光面的多个棱镜列的延伸方向以及第2光偏转元件30的出光面的多个棱镜列的延伸方向这两者也可以是相对于光入射端面241倾斜并且相互正交。
第1光偏转元件28以及第2光偏转元件30的厚度例如为30～350μm。
在从光出射面242出射的光在所要的方向上具有分布的峰值的情况下，也可省略第1光偏转元件28以及第2光偏转元件30。另外，在从光出射面242出射的光或者从光散射元件26出射的光的角度分布不需要进行光偏转即可在所要的用途(例如招牌)进行使用那样的情况下，也可省略第1光偏转元件28或者第2光偏转元件30。
作为光反射元件32，例如可使用在表面具有金属蒸镀反射层的塑料片材(光反射片材)。予以说明，优选在除了用作导光体24的光入射端面的端面以外的端面上也设置反射构件。在从背面243出射的光的量少至可以无忽视程度的情况下，也可省略光反射元件32。
可通过在以上那样的包含LED22、导光体24、光散射元件26、第1光偏转元件28以及第2光偏转元件30以及光反射元件32的面光源装置的发光面(第2光偏转元件30的出光面)上，配置液晶显示元件从而构成液晶显示装置。关于液晶显示装置，观察者从图1中的上方透过液晶显示元件而进行观察。
予以说明，通过在第2光偏转元件30的出光面上相邻地配置第2光散射元件，从而可抑制导致图像显示品质降低的闪烁和/或亮度斑等，提高图像显示品质。
实施例
以下通过实施例来进一步详细说明本发明。另外，在以下通过以下所示的方法而实施了各种评价。
＜重均分子量的测定＞
树脂的重均分子量通过以下的测定而求出。
将树脂10mg添加于四氢呋喃(THF)10mL中而静置一夜溶解，获得树脂的THF溶液。接着，以树脂的THF溶液为试样并且使用液相色谱仪(东曹株式会社制，商品名：HLC-8120)进行测定。
在测定之时，保护柱使用东曹株式会社制TSK guard column Sper H-H，分离柱使用了通过将2根东曹株式会社制TSK-Gel Super HM-H串联地排列而得到的分离柱。使用溶剂为THF，流量设为0.6mL/分钟，检测器为差示折射计，测定温度设为40℃，以及注入量设为10μL。标准聚合物使用聚苯乙烯。
＜树脂组合物的热失重温度的测定＞
在树脂组合物的热失重温度的测定中，使用了差热热重同时测定装置(TG/DTA：株式会社理学制TG8120(商品名))。将样品质量设为5mg，为了排除低温挥发成分的影响，因而以20℃/分钟的升温速度加热至100℃，然后保持了10分钟。其后，一边以5℃/分钟的升温速度加热至650℃一边测定失重，以在100℃保持10分钟后的质量为基准，将失重率变为20％、30％以及40％时的温度分别设为20％、30％以及40％热失重温度。予以说明，测定全部在空气气氛下进行。
＜m/z100峰温度以及半峰宽温度＞
使用株式会社理学制的差热天秤-光离子化质谱同时测定系统“Thermo MassPhoto(商品名)”，从而在以下的条件下实施了针对树脂组合物的质谱分析。
在试样室内的天平的基准侧配置空的铝制杯，在待测试样侧配置填充有7mg树脂组合物的试片的铝制杯。
在测定仪器中，以300mL/分钟流通作为含有氦气80质量％以及氧气20质量％的混合气体的模拟空气，在质量变化稳定后开始测定。
在模拟空气流下，从40℃的状态起以5℃/分钟的速度进行升温，对于产生的分解物气体中的质量电荷比m/z100实施m/z100峰温度以及半峰宽温度的测定。在分解物气体的离子化中使用了光离子化法。
＜硅氧烷化合物的90％热失重温度的测定＞
在硅氧烷化合物的90％热失重温度的测定中，使用了差热热重同时测定装置(TG/DTA：株式会社理学制，商品名：TG8120)。样品质量为5mg，为了排除低温挥发成分的影响，因而以20℃/分钟的升温速度加热至100℃，然后保持10分钟。其后，一边以5℃/分钟的升温速度加热至650℃一边测定失重，以在100℃保持10分钟后的质量为基准，将失重率变为90％时的温度设为90％热失重温度。予以说明，测定全部在氮气气氛下进行。
＜发泡层的状态＞
向树脂成型体的表面照射二氧化碳激光(株式会社基恩士制，商品名：ML-Z9520T(波长：9.3μm、平均输出功率：20W))而实施激光加工处理。接着，通过利用电子显微镜观察进行激光加工处理的部位的正面以及其剖面的状态，按照下述基准目视评价发泡层的有无。
○：确认在进行了激光加工处理的部位有许多空隙。
×：确认在进行了激光加工处理的部位有少量空隙或者完全没有确认出空隙。
＜亮度分布评价＞
图3为面光源装置的光学特性的评价方法的说明图，显示用于进行亮度分布评价的测定装置的一个例子的示意图。利用该测定装置，按照下述的方法评价通过使用面光源装置用导光体B而构成的面光源装置的亮度分布。
分别将利用恒定电流电源450以20mA进行发光的LED光源440(日亚化学工业株式会社制LED NS2W123B(商品名)1灯)配置于被测定用的面光源装置用导光体B的光入射端面402，将反射片材410(帝人-杜邦薄膜株式会社制UX(商品名)厚度225μm)配置于光出射面(图3中的上表面)侧的相反侧的背面(图3中的下表面)。
使用亮度计460(拓普康制BM-7(商品名))，测定出：从以设置了光出射机构401的部位为中心的发光角度2度的区域的光出射面出射的光的、在与面光源装置用导光体B内的导光方向(图3中的左右方向)平行并且与导光体光出射面垂直的面内的-90度至90度的出射光角度中的亮度分布。予以说明，关于出射方向，将光出射面法线方向设为0度，从光出射机构401观看，将光入射端面402的方向设为-(负)，将其相反方向设为+(正)。基于该测定结果，获得了亮度分布的半值角宽度(度)。
＜发光品质评价＞
使用图3所示的测定装置在以下的条件下，利用下述的方法，评价通过使用面光源装置用导光体B而构成的面光源装置的发光品质。
分别将利用恒定电流电源450以20mA进行发光的LED光源440(日亚化学工业株式会社制LED NS2W123B(商品名)1灯)配置于被测定用的面光源装置用导光体B的光入射端面402，将反射片材410(帝人-杜邦薄膜株式会社制UX(商品名)、厚度225μm)配置于光出射面的相反侧的背面。
进一步，在图3中没有示出，但是如图1所示，相邻于导光体光出射面(242)地配置作为光散射元件的散射片材(26)以及作为第1以及第2光偏转元件的棱镜片材(28、30)。关于棱镜片材，棱镜列形成面配置于朝向面光源装置用导光体B(24)的与光出射面(242)相反的一侧(朝上)的方向。即，棱镜片材(28、30)具备有接近面光源装置用导光体B(24)的一侧的入光面以及与该入光面侧为相反侧的出光面，出光面通过包含多个棱镜列而成。使用了株式会社KIMOTO制LCD背光源用高亮度散射薄膜(商品名：LIGHT-UP 100GM3)作为散射片材(26)，使用了住友3M株式会社制增亮薄膜(商品名：Vikuiti BEFII90/50)作为棱镜片材(28、30)。分别将第1棱镜片材(28)按照棱镜列与导光体光入射端面402(241)成为相互平行的方式配置，将第2棱镜片材(30)按照棱镜列与导光体内的导光方向成为相互平行(即棱镜列与导光体光入射端面402(241)相互地垂直)的方式配置。
与前述的亮度分布评价同样地操作，使LED440发光，通过目测确认是否可以视认通过激光蚀刻加工而形成出的凹部的点，从而对发光品质进行了评价。
×：可视认出点。
○：无法视认出点并且获得良好的面发光。
[实施例1]
向甲基丙烯酸类树脂的粒料(三菱丽阳(株)制，商品名：Acrypet VH000、Mw：86,000、甲基丙烯酸甲酯单元90质量％以上)中，添加500质量ppm的作为热分解促进剂的东丽道康宁株式会社制聚二甲基硅氧烷SH200C FLUID 100CS，然后使用株式会社川田制超级混合机SMV-20(商品名)以搅拌桨转速1,000rpm而搅拌30秒，获得添加剂混合粒料。进一步使用该添加剂混合粒料并且利用株式会社池贝制双螺杆挤出机PCM45(商品名)进行调制，获得树脂组合物。作为调制条件，将挤出时的温度条件C1设为180℃，C2设为235℃，C3设为235℃，C4设为235℃，C5设为235℃，C6设为240℃，AD设为245℃以及D设为245℃。另外，将吐出量设为60kg/小时，将螺杆转速设为200rpm，将给料器转速设为45rpm，以及将通风口真空压设为-95kPa以下，将所挤出的股条在水温55℃的水槽中冷却，然后使用五十铃化工株式会社制SCF-150型造粒机(商品名)而造粒，获得了树脂组合物。
接着，利用STZK CO.,LTD.制SBD-150AS型除湿干燥机将所获得的树脂组合物在温度80℃进行24小时的干燥，然后使用发那科株式会社制AUTOSHOT T Model 100D(商品名)利用注射成型而制作出宽度100mm、长度100mm以及厚度3mm的树脂成型体。将此时的模具温度设为60℃，作为料筒温度，将C1设为250℃，C2设为250℃，C3设为250℃，以及C4设为250℃，将注射速度设为20mm/秒，将注射压力(保压)设为70MPa，将保压时间设为20秒，将计量设为30mm，将冷却时间设为30秒，以及将循环设为45秒。
在残留有成型时的应变的状态下进行激光蚀刻加工的情况下，因激光加工时的热而引起成型时的应变的热缓和，蚀刻形状变得不稳定，因而在实际上进行边缘光(Edgelight)时容易生成亮度的不均匀，因此进行用于去除所获得的成型品的成型时的应变的退火处理，之后获得了退火成型品。作为退火条件，使用2张外部尺寸100mm×100mm、内部尺寸80mm×80mm以及厚度3mm的不锈钢板将成型品的上下表面进行夹持，进一步用夹子将不锈钢板的周围夹持并且固定，然后在热风干燥机中在120℃下加热16小时，进一步在130℃下进行了16小时的加热。
将所获得的退火成型品的由100mm×100mm的不锈钢板夹持的周边部分进行切断，获得了80mm×80mm×厚度3mm的导光体预成型物，使用该导光体预成型物进行评价，将评价结果示于表1。
从上述的导光体预成型物，切出图4(b)所示那样的60mm×30mm的试验片。
接着，在试验片的与光出射面310相向的面(光出射面的相反侧的面)，使用二氧化碳激光(株式会社基恩士制，商品名：ML-Z9520T(波长：9.3μm、平均输出功率：20W))，以输出功率80％以及扫描速度500mm/秒，将激光焦点位置对准于树脂成型体的表面，在这样的条件下进行激光照射加工，获得了图4(b)以及(c)所示的具有光出射机构301的导光体。将导光体的评价结果示于表1。
予以说明，关于通过激光照射加工而形成的图案，如图4(a)的放大图所示那样，其为在与光入射端面平行的方向以0.5mm间距排列13个点形状而得到的图案。另外，将激光照射加工的部位为以距离光入射端面320为40mm以及距离试验片的侧端面为15mm的位置为中心的6.5mm×6.5mm的区域。另外在光入射端面的相反侧的端面通过涂布黑油墨而进行遮光处理。
[实施例2]
向甲基丙烯酸类树脂的粒料(三菱丽阳(株)制，商品名：Acrypet VH000、Mw：86,000、甲基丙烯酸甲酯单元90质量％以上)中，添加100质量ppm的作为热分解促进剂的东丽道康宁株式会社制聚二甲基硅氧烷SH200C FLUID 100CS，然后使用株式会社川田制超级混合机SMV-20(商品名)并且以搅拌桨转速1,000rpm搅拌30秒，获得了添加剂混合粒料。
使用所获得的添加剂混合粒料，与实施例1同样地操作而获得了树脂成型体。
利用立铣刀(优能工具株式会社制，超硬立铣刀CPR2060-12(商品名))从所获得的树脂成型体的表面切出厚度120μm的部位，从而准备了厚度120μm的片材(本导光体预成型物)。另外，使用甲基丙烯酸类树脂粒料(三菱丽阳(株)制，商品名：Acrypet VH000、Mw：86,000、甲基丙烯酸甲酯单元90质量％以上)，与实施例1同样地操作而进行注射成型，准备了所获得的树脂成型体(透明性片材)。接着，使用亚速旺株式会社制AH-2003(商品名)将它们在130℃、1吨以及30秒的条件下进行热压，获得了100mm×100mm×厚度3.1mm的积层导光体预成型物(本导光体预成型物的厚度120μm)。
针对于所获得的积层导光体预成型物的含有包含热分解促进剂的丙烯酸类树脂组合物的层(本导光体预成型物)，与实施例1同样地操作而实施激光加工，利用显微镜观察发泡层的状态并进行了评价。将结果示于表1。
[比较例1]
使用甲基丙烯酸类树脂的粒料(三菱丽阳(株)制，商品名：Acrypet VH000、Mw：86,000、甲基丙烯酸甲酯单元90质量％以上)来替代包含甲基丙烯酸类树脂以及热分解促进剂的树脂组合物粒料，除此以外，与实施例1同样地操作而获得了树脂成型体以及导光体。将评价结果示于表1。
[比较例2]
将丙烯酸类浇铸片材(三菱丽阳(株)制，商品名：Acrylite L000、厚度4mm、重均分子量61万、甲基丙烯酸甲酯单元90质量％以上)粉碎，利用与实施例1同样的方法进行了注射成型。但是，由于分子量高并且流动性差，因而无法获得片材状的成型体。
根据表1的评价结果可知，通过制成在表面具有一种树脂组合物的导光体预成型物，并且该树脂组合物是含有重均分子量为6万～15万的树脂、30％热失重温度为310℃以下、40％热失重温度与20％热失重温度之差为7℃以下的树脂组合物，从而可利用激光照射加工而形成表面发泡层，可形成光散射性良好的图案。但是，在偏离出上述的条件的树脂成型体中在进行了激光加工处理的部位确认出少量空隙或者完全没有确认出，从而无法获得具有良好的光散射性的成型物。
[表1]
＊1关于注射成型性的评价，“○”表示可注射成型的情况，“×”表示无法注射成型的情况。
[实施例3～8以及比较例3和4]
向甲基丙烯酸类树脂的粒料(三菱丽阳(株)制，商品名：Acrypet VH000、甲基丙烯酸甲酯单元90质量％以上)中，按照成为表2中记载的浓度的方式添加作为热分解促进剂的表2中记载的硅氧烷化合物，利用与实施例1同样的方法获得了树脂组合物。
利用与实施例1同样的方法将所获得的树脂组合物进行注射成型，然后进行退火处理，获得了导光体预成型物。利用与实施例1同样的方法将所获得的导光体预成型物进行激光加工，获得了导光体。
将在实施例3～8以及比较例3和4中添加了的硅氧烷化合物的种类、添加量(浓度[质量基础])以及90％热失重温度、所获得的面光源装置用导光体B的具有气泡的表面层的厚度以及亮度分布的半值角宽度、以及面光源装置的发光品质评价结果示于表2。
[表2]
予以说明，表2中所示的硅氧烷化合物的种类A～F如以下所示。
A：信越化学工业株式会社制聚二甲基硅氧烷KF96A-10CS
B：信越化学工业株式会社制聚二甲基硅氧烷KF96A-20CS
C：信越化学工业株式会社制聚二甲基硅氧烷KF96A-30CS
D：信越化学工业株式会社制聚二甲基硅氧烷KF96A-50CS
E：东丽道康宁株式会社制聚二甲基硅氧烷SH200C FLUID 100CS
F：信越化学工业株式会社制聚二甲基硅氧烷KF96A-6CS
将面光源装置用导光体B的凹部的表面以及剖面的观察结果(SEM照片)示于图5。
如图5所示可知，在使用了热失重(TG/DTA)测定中的90％热分解温度为250℃以上650℃以下的硅氧烷化合物的实施例3～8的面光源装置用导光体中，在导光体的主表面通过激光蚀刻而形成出的凹状的光出射机构部的表面观察到数μm级的凹凸，在剖面中多个气泡局部存在于倾斜面近旁。即，具有气泡的表面层是具有裂纹(ひび割れ)状、凹陷孔状或者内包空洞状的微细结构的表面层，是在上述微细结构中包含气泡的表面层。
另一方面可知，在没有添加硅氧烷化合物的比较例3的面光源装置用导光体、以及使用了热失重(TG/DTA)测定中的90％热分解温度不足250℃的硅氧烷化合物的比较例4的面光源装置用导光体中，可在凹部表面观察到微细的凹凸，但是任一个都在其剖面中没有观察到气泡，没有形成具有气泡的表面层。
如表2所示，在具有在凹部的表面具有气泡的表面层的实施例3～8的面光源装置用导光体中，存在有具有宽半值角宽度的宽的亮度分布特性。因此，在与光学元件进行组合而构成了面光源装置的情况下，不易视认出对应于具有气泡的表面层的凹部点并且可获得品质高的发光。
与此相对，在不具有在凹部的表面具有气泡的表面层的比较例3和4的面光源装置用导光体中，半值角宽度显著变小，仅能获得指向性强的出射图案。由此，在与实施例3～8的面光源装置用导光体的情况同样地与光学元件进行组合而构成了面光源装置的情况下，容易视认出凹部点，无法获得品质高的发光。为了改善该点透过(ドット透け)，获得高的发光品质，因而需要更细致地更加高密度地形成凹部点，结果在激光蚀刻加工中需要长时间，导致生产率的降低。
根据以上的结果，通过使用本发明的导光体预成型物用树脂组合物、导光体预成型物、积层导光体预成型物以及面光源装置用导光体，容易获得具有高效率的光散射功能的光出射机构，由此可容易获得高品质的面光源装置。

Claims (17)

1.一种导光体预成型物用树脂组合物，其含有重均分子量为6万～15万的树脂，在空气下从100℃的状态起以5℃/分钟的升温速度进行热重测定时的30％热失重温度为310℃以下，40％热失重温度与20％热失重温度之差为7℃以下。
2.根据权利要求1所述的导光体预成型物用树脂组合物，其中，
在含有氦气80质量％以及氧气20质量％的模拟空气流下，从40℃的状态起以5℃/分钟的升温速度对所述树脂组合物进行加热，对该加热时产生的物质通过光能引发的离子化法进行质谱分析之时，显示此时的质量电荷比m/z100的峰之中的最大的峰的峰温度为310℃以下，半峰宽温度为25℃以下。
3.一种导光体预成型物用树脂组合物，其含有重均分子量为6万～15万的树脂、以及硅氧烷化合物，所述硅氧烷化合物在氮气下从100℃的状态起以5℃/分钟的升温速度进行热重测定时的90％热失重温度为250℃以上650℃以下。
4.根据权利要求3所述的导光体预成型物用树脂组合物，其中，硅氧烷化合物为二甲基硅油。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的导光体预成型物用树脂组合物，其中，树脂是含有甲基丙烯酸甲酯单元30～100质量％以及其它单体单元0～70质量％的聚合物。
6.一种导光体预成型物，其为由权利要求1～5中任一项所述的导光体预成型物用树脂组合物获得的片材。
7.根据权利要求6所述的导光体预成型物，其为通过将导光体预成型物用树脂组合物进行挤出成型或注射成型而获得的片材。
8.一种积层导光体预成型物，其为将权利要求6所述的导光体预成型物积层于别的透光性片材而得到的积层体。
9.根据权利要求8所述的积层导光体预成型物，其中，导光体预成型物是通过将导光体预成型物用树脂组合物进行挤出成型或注射成型而获得的片材。
10.一种面光源装置用导光体，其为将权利要求6或7所述的导光体预成型物的至少一个端面作为光入射端面，将导光体预成型物的2个主表面的一个作为光出射面，将另一个主表面作为背面的面光源装置用导光体，其中，在光出射面或者背面的一部分或全体的区域形成有具有气泡的表面层。
11.一种面光源装置用导光体，其为将构成权利要求8或9所述的积层导光体预成型物的导光体预成型物的至少一个端面作为光入射端面，将积层导光体预成型物的2个主表面之中的导光体预成型物侧或透光性片材侧的主表面作为光出射面的面光源装置用导光体，其中，
在导光体预成型物侧的主表面的一部分或全体的区域形成有具有气泡的表面层。
12.根据权利要求10或11所述的面光源装置用导光体，其中，表面层的厚度为1～50μm。
13.根据权利要求10或11所述的面光源装置用导光体，其中，表面层在包含光出射面或背面的法线方向的剖面具有凹形。
14.根据权利要求10或11所述的面光源装置用导光体，其中，表面层通过激光照射加工而形成。
15.根据权利要求14所述的面光源装置用导光体，其中，激光照射加工中使用的激光是红外激光。
16.根据权利要求15所述的面光源装置用导光体，其中，红外激光是二氧化碳激光。
17.一种面光源装置，其中，一次光源与权利要求10～16中任一项所述的面光源装置用导光体的光入射端面相邻配置。
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