JP3351889B2 - Surface light source device with projection preventing function and liquid crystal display device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本願発明は、入射光を体積領域で
散乱させながら導光させる機能を有する光学要素（以
下、「光散乱導光体」と言う。）を利用した面光源装
置、並びに該装置をバックライト光源として用いた液晶
表示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface light source device using an optical element having a function of guiding incident light while scattering the light in a volume region (hereinafter referred to as "light scattering light guide"), and a light source device using the same. The present invention relates to a liquid crystal display device using the device as a backlight light source.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来より、散乱現象を利用して光を所望
の方向に向けて出射させる型の光学要素あるいは装置と
して種々のものが知られており、液晶表示装置のバック
ライト光源等の用途に用いられている。これら公知技術
の１つの類型は、例えば特開平２―１３９２５号公報や
特開平２―２４５７８７号公報に記載されているよう
に、延在した板状の透明材料の側方より光を入射させ、
一方の面側に反射要素を配し、他方の表面付近に光拡散
性を与えて光出射面とする面状光源を構成するものであ
る。2. Description of the Related Art Hitherto, various types of optical elements or devices which emit light in a desired direction by utilizing a scattering phenomenon have been known, and are used as a light source for a backlight of a liquid crystal display device. It is used for As one type of these known techniques, for example, as described in JP-A-2-13925 and JP-A-2-245787, light is incident from the side of an extended plate-shaped transparent material,
A reflective element is arranged on one surface side, and a surface light source is provided as a light emitting surface by giving light diffusivity near the other surface.

【０００３】これらの技術を用いた面状光源において
は、光散乱が透明体の内部で体積的に生起されておら
ず、透明体の表面付近あるいは反射要素における拡散反
射や鏡面反射を利用して光出射方向に拡がりを持たせて
いるのみなので、光散乱導光装置から取り出せる散乱光
の割合を十分に上げるには原理的な困難があった。In a planar light source using these techniques, light scattering is not generated volumetrically inside the transparent body, and the diffused light and the specular reflection near the surface of the transparent body or at a reflective element are used. Since only the light emission direction has a spread, there has been a fundamental difficulty in sufficiently increasing the ratio of scattered light that can be extracted from the light scattering light guide device.

【０００４】また、側方から光を入射させて均一な照度
を有する面状光源を得ようとした場合、上記各公知文献
に示された例からも容易に理解されるように、反射要素
の反射能等になんらかの勾配を持たせなければならず、
光散乱導光装置部分の構造が複雑かつ大型のものとな
り、製造コストも高くならざるを得なかった。[0004] Further, when an attempt is made to obtain a planar light source having a uniform illuminance by irradiating light from the side, as will be easily understood from the examples shown in the above-mentioned known documents, the reflection element has It is necessary to have some gradient in the reflectivity etc.
The structure of the light-scattering light-guiding device is complicated and large, and the manufacturing cost must be high.

【０００５】公知技術のもう１つの類型は、延在した板
状の透明材料の内部に該透明材料と屈折率の異なる粒状
物質を分散させるものである。この技術は、体積的な拡
がりを持つ領域に散乱能を与えて入射光の光取出面方向
への方向転換を図る点で、上記第１の類型の技術より優
れているとも考えられるが、面光源として明るさの均一
性を確保する為に特殊な工夫を要するという点で問題を
残している。[0005] Another type of the prior art is to disperse a particulate material having a different refractive index from that of the transparent material in an extended plate-like transparent material. Although this technique is considered to be superior to the first type of technique in that the area having a volume expansion is given a scattering power to change the direction of the incident light toward the light extraction surface, the surface is considered to be superior. A problem remains in that a special device is required to ensure uniformity of brightness as a light source.

【０００６】例えば、特開平２−２２１９２４号、特開
平２−２２１９２５号、特開平２−２２１９２６号で
は、光入射面から距離の増大に応じて粒子径及び／また
は粒子濃度を大きくするという手段が講じられている。
このような粒子径や粒子濃度に勾配を有する光散乱導光
体を実際に製造することは技術的に容易でなく、量産性
に欠け、経済的にも不利である。例えば、射出成形技術
を適用し、一括成形により光散乱導光体を得ることが困
難である。For example, JP-A-2-221924, JP-A-2-221925, and JP-A-2-221926 disclose a method of increasing the particle diameter and / or particle concentration as the distance from the light incident surface increases. Has been taken.
Light scattering light guide with such gradient in particle diameter and particle concentration
Manufacture of the body is not technically easy, lacks mass productivity, and is economically disadvantageous. For example, it is difficult to obtain a light-scattering light guide by batch molding using an injection molding technique.

【０００７】そこで、本願発明者は、先に、光入射面か
ら遠ざかるにつれて厚みの減少する傾向を持った光散乱
導光体を用いて明るさの均一性に優れた面光源装置を構
成することを提案した（特願平５−２０１９９０号）。
図１はこの提案の考え方に沿った面光源装置の基本的な
構成の１例を模式図で示したものである。Therefore, the inventor of the present application has first constructed a surface light source device having excellent brightness uniformity by using a light scattering light guide having a tendency to decrease in thickness as the distance from the light incident surface increases. (Japanese Patent Application No. 5-202090).
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a basic configuration of a surface light source device according to the concept of this proposal.

【０００８】これを簡単に説明すると、符号１’は楔形
形状を有する光散乱導光体を表わしており、その光入射
面２の近傍には光源（蛍光ランプ）Ｌが配置されてい
る。光散乱導光体１’の光取出面５の側には列状のプリ
ズム面４ａ，４ｂを備えた光出射方向修正素子４（その
作用については後述する。）を配置し、その平坦面４ｅ
を面光源として指向性のある光束４ｆを得る。この上方
に更に公知の液晶表示デバイスを配置すれば、液晶表示
装置が構成される。[0008] Briefly describing this, reference numeral 1 'is a wedge shape.
The light scattering guide has a shape, and a light source (fluorescent lamp) L is arranged near the light incident surface 2. On the light extraction surface 5 side of the light-scattering light guide 1 ' , a light-emitting direction correcting element 4 having an array of prism surfaces 4a, 4b (the function of which will be described later) is arranged, and its flat surface 4e.
Is used as a surface light source to obtain a directional light beam 4f . If a known liquid crystal display device is further disposed above this, a liquid crystal display device is configured.

【０００９】符号３は、光散乱導光体１’の裏面６に対
向して配置された反射手段を表わしており、拡散反射性
の白色シートあるいは正反射性の銀箔シートからなる。 Reference numeral 3 denotes a pair on the back surface 6 of the light scattering guide 1 '.
Face-to-face reflective means, diffuse reflective
From a white sheet or a specularly reflective silver foil sheet.

【００１０】このような面光源装置においては、光散乱
導光体１’の厚さが光入射面２側から遠ざかるにつれて
薄くなっている為に、光散乱導光体１’内で起こる斜面
繰り返し反射効果によって、面光源としての明るさのレ
ベルと均一度が向上する。その理由の概略を図１の配置
で用いられている楔形状の光散乱導光体１’及び反射体
３の断面を表わした図２を参照して説明すれば、次の通
りである。In such a surface light source device, light scattering
Since the thickness of the light guide 1 ′ decreases with increasing distance from the light incident surface 2, the level of the brightness as the surface light source becomes uniform due to the repetitive reflection effect of the inclined surface occurring in the light scattering light guide 1 ′ . Once improved. An outline of the reason will be described below with reference to FIG. 2 showing a cross section of the wedge-shaped light scattering light guide 1 ′ and the reflector 3 used in the arrangement of FIG.

【００１１】今、光入射面２から光散乱導光体１’の内
部に取り込まれる光を光線Ｂ0 で代表させると、Ｂ0
は、図示したように水平方向と小さな角度をなしている
ものと考えられる。この光線Ｂ0 の挙動を考察してみる
と、光線Ｂ0 は、一定割合で散乱による方向転換を受け
ながら、図示したように光取出面５と傾斜面６において
反射を繰り返して、光散乱導光体１’の厚みの薄い部分
へ近づいていく。面５，６の表面における反射は正反射
であるから、個々の反射における入射角と反射角は当然
相等しい（θ1 ，θ2 ，θ3 ・・・・）。ここで、光取
出面５における反射に注目すると、θ2 ＞θ4 ＞θ6 ・
・・の関係が成立していることが判る。Now, from the light incident surface 2 to the inside of the light scattering guide 1 '
When the light taken into the part is represented by the ray B0, B0
Is considered to form a small angle with the horizontal direction as illustrated. Considering the behavior of the light beam B0, the light beam B0 is repeatedly reflected on the light extraction surface 5 and the inclined surface 6 as shown in FIG. It approaches the thinner part of 1 ' . Since the reflections on the surfaces 5 and 6 are specular reflections, the incident angles and the reflection angles in the individual reflections are naturally equal (θ1, θ2, θ3,...). Here, paying attention to the reflection on the light extraction surface 5, θ2>θ4> θ6.
・ ・ It turns out that the relationship is established.

【００１２】更に、各反射時における界面透過率を考え
てみると、θi ＞αc （臨界角；ＰＭＭＡ−空気界面で
４２°）の条件では全反射が起こり、θi がαc を下回
ると透過率が急上昇し、θi が所定値（ＰＭＭＡ−空気
界面で３５°前後）以下では透過率はほぼ一定となる。
図では、θ2 ＞αc ＞θ4 ＞θ6 の関係によって、出射
光Ｂ4 ，Ｂ6 が生じている様子が描かれている。Further, considering the interface transmittance at each reflection, total reflection occurs under the condition of θi> αc (critical angle; 42 ° at the PMMA-air interface), and when θi falls below αc, the transmittance decreases. When the temperature rises sharply and θi is less than a predetermined value (around 35 ° at the PMMA-air interface), the transmittance becomes substantially constant.
In the drawing, the state where the emitted lights B4 and B6 are generated is illustrated according to the relationship of θ2>αc>θ4> θ6.

【００１３】このような効果は、代表光線Ｂ0 （無散乱
光）に限らず、１次散乱光や多重散乱光についても同様
に生じている筈であるから、光散乱導光体１’全体とし
ては、光入射面２から遠ざかる程光取出面５からの光出
射率を高める効果を生んでいるものと考えられる。この
効果を、光入射面２からの距離ｘの関数ｆ（ｘ）で評価
すると、ｆ（ｘ）はｘに関する増加関数である。一方、
光入射面２に近い部分では光源５に近いという効果が直
接光、散乱光いずれについても働く。この近接効果をｇ
（ｘ）で評価すれば、ｇ（ｘ）は減少関数となる。[0013] This effect is representative rays not limited to B0 (unscattered light), because should occurring Similarly, the primary scattered light and multiple scattering light as a whole light scattering guide 1 ' Is considered to produce an effect of increasing the light emission rate from the light extraction surface 5 as the distance from the light incidence surface 2 increases. When this effect is evaluated by a function f (x) of a distance x from the light incident surface 2, f (x) is an increasing function related to x. on the other hand,
The effect of being close to the light source 5 in the portion near the light incident surface 2 works for both direct light and scattered light. This proximity effect is g
When evaluated by (x), g (x) is a decreasing function.

【００１４】従って、近接効果ｇ（ｘ）がｆ（ｘ）によ
って相殺され、より遠くまで光を導いた上で光取出面５
から光を出射させる傾向が生まれることになる。また、
光散乱導光体１’内の光が光取出面５に入射する機会
も、楔形状の効果によって全体的に増大すると考えられ
るから、面光源としての輝度レベル自体を一段と向上さ
せる効果も期待出来ることになる。Accordingly, the proximity effect g (x) is canceled by f (x), and the light is guided farther and the light extraction surface 5
Tend to emit light from the Also,
The chance of the light in the light scattering light guide 1 ′ being incident on the light extraction surface 5 is considered to be increased by the effect of the wedge shape, so that the effect of further improving the luminance level itself as the surface light source can be expected. Will be.

【００１５】なお、反射体３として正反射性のもの（銀
箔シート等）を用いた場合、光散乱導光体１’の裏面を
透過した光が拡散されずに光散乱導光体１’の内部へ再
入射される確率が高まるから、上記説明した効果はより
明瞭なものとなる。When a regular reflective material (such as a silver foil sheet) is used as the reflector 3, the light transmitted through the back surface of the light scattering light guide 1 ' is not diffused, and the light transmitted through the back surface of the light scattering light guide 1' is not diffused. The effect described above becomes clearer because the probability of re-entering the inside increases.

【００１６】[0016]

【発明が解決しようとする課題】このように、光入射面
から遠ざかるにつれて厚みの減少する傾向を持った光散
乱導光体を用いることによって、明るさの均一性に優れ
た面光源装置を構成することが出来るが、この改良型の
面光源装置においても、主として光入射面の近傍領域に
面光源の輝度にむらが発生し易いという問題点が残され
ている。本発明者の考察によれば、この現象が発生する
メカニズムは、図３を参照して、概略次のように説明さ
れる。As described above, a surface light source device having excellent brightness uniformity is constructed by using a light scattering guide having a tendency to decrease in thickness as the distance from the light incident surface increases. However, this improved surface light source device still has a problem that the luminance of the surface light source tends to be uneven mainly in a region near the light incident surface. According to the present inventor's consideration, the mechanism by which this phenomenon occurs is roughly described as follows with reference to FIG.

【００１７】図３は、図２における光入射面２の近傍領
域を抽出して描示したものである。光散乱導光体１’へ
の光供給手段として、光入射面２の近くに光源素子Ｌを
配置した場合、光源素子Ｌが光入射面２に垂直な平行光
束のみを出射するものでない限り、光入射面２の近くの
光散乱導光体１’内には、光線Ｃ1 ，Ｃ2 で代表される
ような、小入射角の往復反射光線が多く存在することに
なる。例えば、光入射面２に小さな入射角をもって光入
射面２から光散乱導光体１’内に入り、散乱を受けるこ
となく光散乱導光体１’の裏面６の位置Ｒ1 に入射角φ
1 で入射する光線Ｃ1 を考えると、その一部はＲ1 で反
射されて光取出面５側に向かう。また、図示は省略した
が、Ｒ1 で反射されなかった光の一部も反射体３で反射
されて光散乱導光体１’内に再入射し、同様の光路を経
て光取出面５側に向かう。FIG. 3 is a diagram illustrating an extracted area near the light incident surface 2 in FIG. When the light source element L is arranged near the light incident surface 2 as a light supply unit to the light scattering light guide 1 ′ , unless the light source element L emits only a parallel light beam perpendicular to the light incident surface 2, Near the light entrance surface 2
In the light-scattering light guide 1 ' , there are many round-trip reflected light rays having a small incident angle as represented by the light rays C1 and C2. For example, the light enters the light-scattering light guide 1 ' from the light-incident surface 2 at a small angle of incidence on the light-incident surface 2 and enters the position R1 of the back surface 6 of the light-scattering light guide 1' without being scattered.
Considering the ray C1 incident at 1, a part thereof is reflected by R1 and goes to the light extraction surface 5 side. Although not shown, a part of the light not reflected by R1 is also reflected by the reflector 3.
Then, the light is re-entered into the light-scattering light guide 1 ′ , and travels through the same optical path toward the light extraction surface 5.

【００１８】光取出面５に位置Ｒ2 で光散乱導光体１’
から入射する光の入射角φ2 は、裏面６が光取出面５に
対して傾斜している為に、φ1 よりも小さくなって０°
に近づき、臨界角（例えば、光散乱導光体１’にアクリ
ル樹脂を使用した場合で４２度程度）を大きく下回って
いる。従って、その光の大部分は光取出面５から出射さ
れる。At the position R2, the light-scattering light-guiding member 1 '
The incident angle φ2 of the light incident from the light source becomes smaller than φ1 and becomes 0 ° because the back surface 6 is inclined with respect to the light extraction surface 5.
, Which is much smaller than the critical angle (for example, about 42 degrees when acrylic resin is used for the light-scattering light guide 1 ′ ). Therefore, most of the light is emitted from the light extraction surface 5.

【００１９】光線Ｃ2 のように、光散乱導光体１’内の
散乱中心（屈折率不均一構造）に当たった散乱光は、後
述するように強い前方散乱性が存在する故に、やはり光
散乱導光体１’の裏面６に小入射角をもって入射する確
率が高い。その為に、光線Ｃ2 も光線Ｃ1 と同様の繰り
返し反射を両面５，６及び反射体３で受け、図中Ｃ12で
示されたような出射光が強弱とり混ぜて多く発生し、光
取出面５の輝度に局所的なむらが発生する。特に、反射
体３に正反射性のものを使用した場合には、このムラが
より明瞭に現われる可能性が高くなる。[0019] As the ray C2, scattered light striking the scattering centers of the light scattering guide 1 'in (heterogeneous structure refractive index), due to the presence of a strong forward scattering properties as described below, also the light
The probability of incidence on the back surface 6 of the scattering light guide 1 'at a small incident angle is high. Therefore, the light beam C2 also undergoes the same repetitive reflection as the light beam C1 on both sides 5, 6 and the reflector 3, and a large amount of outgoing light as shown by C12 in the figure is generated by mixing intensely and weakly. Local unevenness occurs in the luminance of the image. In particular, when a specular reflective material is used for the reflector 3, the possibility that this unevenness appears more clearly is increased.

【００２０】このような輝度むらは、正反射現象に基づ
く光源Ｌの多重的な映り込み現象とも言うべきものであ
るから、以後、これを単に「映込」と呼ぶことにする。Since such luminance unevenness can be called a multiple reflection phenomenon of the light source L based on the regular reflection phenomenon, this phenomenon will be simply referred to as “reflection” hereinafter.

【００２１】さて、このような映込による輝度ムラが発
生すると、均一な輝度を有する光取出面領域が実質的に
減少し、実用上極めて都合が悪いことは明らかである。
例えば、液晶表示装置のバックライト光源への適用を考
えた場合、輝度ムラの発生した部分は遮光してしまう等
の手段をとらざるを得ず、それだけ表示面のサイズが制
限されてしまう。また、光の利用効率が低下して省電力
性を損なうことにもなる。It is clear that, when such luminance unevenness due to the reflection occurs, the light extraction surface area having uniform luminance is substantially reduced, which is extremely inconvenient in practical use.
For example, when application to a backlight light source of a liquid crystal display device is considered, it is inevitable to take measures such as shielding a portion where luminance unevenness occurs, and the size of the display surface is limited accordingly. In addition, the light use efficiency is reduced and power saving is impaired.

【００２２】本願発明は、光散乱導光体を利用した上記
改良型の面光源装置において、映込現象を抑止し、広範
囲に亙って均一な輝度が得られ、実質的な光の利用効率
が高い面光源装置を提供し、更に、該面光源装置の特徴
を活かし、表示面全体に亙って均一な表示品位が確保さ
れた液晶表示装置を提供することを目的とするものであ
る。According to the present invention, in the above-mentioned improved surface light source device utilizing a light-scattering light guide, the projection phenomenon is suppressed, uniform brightness is obtained over a wide range, and substantial light use efficiency is obtained. It is another object of the present invention to provide a surface light source device having a high display quality, and to provide a liquid crystal display device having uniform display quality over the entire display surface by utilizing the features of the surface light source device.

【００２３】[0023]

【課題を解決するための手段】本願発明は、先ず、「少
なくとも１つの相対的に小さな光入射面領域、前記光入
射面領域を通しての入射光を起源とする出射光を取り出
す相対的に大きな光取出面領域、及び散乱能が一様に与
えられた体積領域を有する光散乱導光体と、前記光入射
面領域に光を入射させる為の光供給手段を備えた面光源
装置に適用される。本願発明に従えば、前記光散乱導光
体は、少くとも前記光入射面領域の近傍部分を除く部分
において、前記光入射面領域側から見て、前記光取出面
領域に垂直な方向に沿った厚みが前記光入射面領域から
遠ざかるに従って減少する傾向を有していると共に、前
記光取出面領域と相反する側の面は、前記光取出面領域
に対する傾斜が前記近傍部分で調整され、それによって
前記光供給手段の映込を防止されるようになっている。
ここで、前記光取出面領域に対する傾斜の調整は、前記
近傍部分のみにおいて、前記傾向が逆転するように、即
ち、逆傾斜するように行われる（請求項１）。According to the present invention, there is firstly provided at least one relatively small light incident surface area, and a relatively large light for extracting outgoing light originating from incident light passing through the light incident surface area. The present invention is applied to a light-scattering light guide having an extraction surface region and a volume region having a uniform scattering ability, and a surface light source device including a light supply unit for causing light to enter the light incident surface region. According to the invention of the present application, the light-scattering light guide has at least a portion excluding a portion near the light incident surface region, in a direction perpendicular to the light extraction surface region when viewed from the light incident surface region side. While the thickness along has a tendency to decrease as it goes away from the light incident surface region, the surface on the side opposite to the light extraction surface region, the inclination with respect to the light extraction surface region is adjusted in the vicinity portion, Thereby, the light supply means It is adapted to be prevented is included in the room rate.
Here, the adjustment of the inclination with respect to the light extraction surface area is performed by
In the vicinity only, the above tendency is reversed,
That is, it is performed so as to be inclined in reverse (claim 1) .

【００２４】本願発明では、また、上記構成に、「前記
光散乱導光体の光取出面領域と相反する側には、正反射
性の光反射手段が設けられている」（請求項２）という
要件を課すことによって、所定方向から見た時の面光源
の明るさを向上させると共に、映込防止手段の存在意義
が高められる。According to the invention of the present application, the above structure further includes "a regular reflection light reflecting means is provided on a side opposite to a light extraction surface area of the light scattering light guide" ( claim 2 ). By imposing the requirement, the brightness of the surface light source when viewed from a predetermined direction is improved, and the significance of the anti-glare means is enhanced.

【００２５】更に、本願発明では、光散乱導光体の有す
る指向出射性を修正する必要がある場合に対処する為
に、「前記光散乱導光体の光取出表面領域に臨み、散乱
光出射方向特性を修正する散乱光出射方向修正手段が前
記光散乱導光体と一体あるいは別体に設けられている」
という構成要件を加えた面光源装置が併せて提案される
（請求項３）。Further, in the present invention, in order to cope with a case where it is necessary to correct the directivity of the light-scattering light guide, it is necessary to correct the directional light-emitting property of the light-scattering light guide. A scattered light emitting direction correcting means for correcting the directional characteristics is provided integrally with or separately from the light scattering light guide. "
In addition, a surface light source device to which the above constitutional requirement is added is proposed ( claim 3 ).

【００２６】そして、これら各構成を備えた面光源装置
を液晶表示装置のバックライト光源として配置すること
によって、上記各構成に対応した諸特徴が反映された液
晶表示装置を提供したものである（請求項４〜請求項
６）。By arranging the surface light source device having each of these components as a backlight light source of the liquid crystal display device, a liquid crystal display device reflecting various features corresponding to each of the above configurations is provided. Claim 4-Claim
6 ).

【００２７】[0027]

【作用】先ず、本願発明において使用される光散乱導光
体の散乱特性を記述・評価する際に有効な散乱照射パラ
メータＥと相関距離ａについて、Ｄｅｂｙｅの理論を引
用して説明する。強度Ｉ0 の光が媒体中をｙ(cm)透過
し、その間の散乱により強度がＩに減衰した場合に、有
効散乱照射パラメータＥを次式（１）または（２）で定
義する。First, the scattering irradiation parameter E and the correlation distance a effective in describing and evaluating the scattering characteristics of the light scattering guide used in the present invention will be described with reference to Debye's theory. When the light of intensity I0 passes through the medium in y (cm), and the intensity attenuates to I due to scattering during that time, the effective scattering irradiation parameter E is defined by the following equation (1) or (2).

【００２８】[0028]

【数１】 上式（１），（２）は各々いわゆる積分形及び微分形の
表現であって、物理的な意味は等価である。なお、この
Ｅは濁度と呼ばれることもある。一方、媒体内に分布し
た不均一構造によって光散乱が起こる場合の散乱光強度
は、縦偏光の入射光に対して出射光の大半が縦偏光であ
る通常の場合（ＶV 散乱）には、次式（３）で表され
る。(Equation 1) The above equations (1) and (2) are so-called integral and differential expressions, respectively, and their physical meanings are equivalent. In addition, this E may be called turbidity. On the other hand, the scattered light intensity in the case where light scattering occurs due to a non-uniform structure distributed in the medium is as follows in a normal case (VV scattering) where most of outgoing light is vertically polarized light with respect to vertically polarized incident light. It is represented by equation (3).

【００２９】[0029]

【数２】 自然光を入射させた場合には、Ｈh 散乱を考慮して、式
（３）の右辺に（１＋cos²Φ）／２を乗じた次式を考え
れば良いことが知られている。(Equation 2) It is known that when natural light is incident, the following equation obtained by multiplying the right side of equation (3) by (1 + cos ² Φ) / 2 in consideration of Hh scattering may be considered.

【００３０】[0030]

【数３】 ここで、λ0 は入射光の波長、ν＝（２πｎ）／λ0 、
ｓ＝２sin （Φ／２）、ｎは媒体の屈折率、φは散乱
角、＜η ² ＞は媒体中の誘電率ゆらぎ２乗平均（以下、
＜η ² ＞＝τとして、τを適宜使用する。）であり、γ
（ｒ）は相関関数と呼ばれるものであり、次式（６）で
表わされる。(Equation 3) Here, λ0 is the wavelength of the incident light, ν = (2πn) / λ0,
s = 2 sin (Φ / 2), n is the refractive index of the medium, φ is the scattering
The angle , <η ² > is the root mean square of the dielectric constant fluctuation in the medium (hereinafter, referred to as
Τ is appropriately used as <η ² > = τ. ) And γ
(R) is called a correlation function, and is represented by the following equation (6).

【００３１】そして、Ｄｅｂｙｅによると、媒体の屈折
率不均一構造が界面を持ってＡ相とＢ相に分かれて分散
している場合には、誘電率のゆらぎに関して相関関数γ
（ｒ）、相関距離ａ、誘電率ゆらぎ２乗平均τ等が次の
関係式（７），（８）で表される。According to Debye, when the non-uniform refractive index structure of the medium is dispersed and divided into A phase and B phase with an interface, the correlation function γ is related to the fluctuation of the dielectric constant.
(R), correlation distance a, dielectric constant fluctuation root mean square τ, and the like are represented by the following relational expressions (7) and (8).

【００３２】[0032]

【数４】 不均一構造が半径Ｒの球状界面で構成されているとみな
せば、相関距離ａは次式で表される。(Equation 4) Assuming that the non-uniform structure is constituted by a spherical interface having a radius R, the correlation distance a is expressed by the following equation.

【００３３】[0033]

【数５】 相関関数γ（ｒ）についての式（６）を用い、式（５）
に基づいて自然光を媒体に入射させた時の有効散乱照射
パラメータＥを計算すると結果は次のようになる。(Equation 5) Using equation (6) for the correlation function γ (r), equation (5)
When the effective scattering irradiation parameter E when natural light is incident on the medium is calculated based on the above, the result is as follows.

【００３４】[0034]

【数６】 以上述べた関係から、相関距離ａ及び誘電率ゆらぎ２乗
平均τを変化させることにより、散乱光強度、散乱光強
度の角度依存性及び有効散乱照射パラメータＥを制御す
ることが可能であることが判る。図４には、横軸に相関
距離ａ、縦軸に誘電率ゆらぎ２乗平均τをとって有効散
乱照射パラメータＥを一定にする条件を表わす曲線が、
Ｅ＝５０［cm^-1］及びＥ＝１００［cm^-1］の場合につい
て描かれている。(Equation 6) From the relation described above, it is possible to control the scattered light intensity, the angle dependence of the scattered light intensity, and the effective scattered irradiation parameter E by changing the correlation distance a and the dielectric constant fluctuation root mean square τ. I understand. FIG. 4 shows a curve representing a condition for keeping the effective scattering irradiation parameter E constant by taking the correlation distance a on the horizontal axis and the root mean square τ on the vertical axis.
The cases where E = 50 [cm ⁻¹ ] and E = 100 [cm ⁻¹ ] are illustrated.

【００３５】一般に、Ｅが大きければ散乱能が大きく、
Ｅが小さければ散乱能が小さい、換言すれば透明に近く
なる。Ｅ＝０は全く散乱の無いことに対応する。従っ
て、大面積の面状光源や長尺のファイバー状乃至棒状の
均一照明光源等に光散乱導光体を用いる場合にはＥを非
常に小さく選べば良い。一応の判断基準を述べれば次の
ようになる。In general, the larger E is, the larger the scattering power is,
If E is small, the scattering power is small, in other words, it is almost transparent. E = 0 corresponds to no scattering at all. Therefore, when using a light-scattering light guide for a large-area planar light source or a long fiber-like or rod-like uniform illumination light source, it is sufficient to select E to be very small. The criterion is as follows.

【００３６】例えば、有効散乱照射パラメータをＥ＝
０．００１［cm^-1］の程度とすれば、数十ｍの寸法のフ
ァイバー状の光散乱導光体を均一に光らせることが出来
る。図１に示したＥ＝１００［cm^-1］の程度にとれば、
数ｍｍ〜数ｃｍの範囲を集中的且つ均一に照明するのに
適している。For example, if the effective scattering irradiation parameter is E =
When it is about 0.001 [cm ^-1 ], a fiber-like light scattering / guiding member having a size of several tens of meters can be uniformly illuminated. If E = 100 [cm ^-1 ] shown in FIG.
It is suitable for intensively and uniformly illuminating a range of several mm to several cm.

【００３７】また、図４のＥ＝５０［cm^-1］のケースで
は、それらの中間的なサイズ（例えば、数ｃｍ〜数十ｃ
ｍ）の光散乱導光体を均一に光らせるのに好適と考えら
れる。Further, in the case of E = 50 [cm ^-1 ] in FIG. 4, an intermediate size between them (for example, several cm to several tens c.
This is considered to be suitable for uniformly illuminating the light-scattering light guide of m).

【００３８】上記基準を考慮しつつ、通常サイズのバッ
クライト光源の用途における実用性を重視した場合の有
効散乱照射パラメータＥの実際的なレンジは、Ｅ＝０．
４５〜１００［cm^-1］の程度となる。The practical range of the effective scattering irradiation parameter E in the case where importance is placed on practicality in the application of a normal-sized backlight light source while taking the above criteria into consideration is E = 0.
It is on the order of 45 to 100 [cm ^-1 ].

【００３９】一方、相関距離ａは、光散乱導光体内部に
おける個々の散乱現象における散乱光の方向特性に深く
関わっている量である。即ち、上記（３）式乃至（５）
式の形から推察されるように、光散乱導光体内部におけ
る光散乱は一般に前方散乱性を帯びているが、前方散乱
性の強さが相関距離ａによって変化する。On the other hand, the correlation distance a is an amount that is deeply related to the directional characteristics of the scattered light in each scattering phenomenon inside the light scattering light guide. That is, the above equations (3) to (5)
As can be inferred from the form of the equation, light scattering inside the light-scattering light guide generally has a forward scattering property, but the strength of the forward scattering property varies depending on the correlation distance a.

【００４０】図５は、これをａの２つの値について例示
したグラフである。図において、横軸は散乱角度Φ（入
射光線の進行方向をΦ＝０°とする。）を表わし、縦軸
は自然光を仮定した場合の散乱光強度、即ち、上記
（５）式をΦ＝０°に対して規格化した値、Ｖvh（Φ）
／Ｖvh（０）を表わしている。図に併記されているよう
に、ａ＝０．１３μｍ、上記（９）を用いて粒径に換算
して２Ｒ＝０．２μｍの場合には、規格化散乱強度のグ
ラフはΦに関する緩やかな減少関数となるが、ａ＝１．
３μｍ、上記（９）式による粒径換算値で２Ｒ＝２．０
μｍの場合には、規格化散乱強度のグラフはΦが小さい
範囲で急激に減少する関数となる。FIG. 5 is a graph illustrating this for two values of a. In the figure, the horizontal axis represents the scattering angle Φ (the traveling direction of the incident light is assumed to be Φ = 0 °), and the vertical axis represents the scattered light intensity assuming natural light, that is, Φ = Value normalized to 0 °, Vvh (Φ)
/ Vvh (0). As shown in the figure, when a = 0.13 μm and 2R = 0.2 μm in terms of the particle size using the above (9), the graph of the normalized scattering intensity shows a gradual decrease in Φ. A = 1.
3 μm, 2R = 2.0 in terms of the particle size converted by the above equation (9)
In the case of μm, the graph of the normalized scattering intensity is a function that sharply decreases in the range where Φ is small.

【００４１】このように、光散乱導光体内の屈折率の不
均一構造によって生ずる散乱は、基本的に前方散乱性を
示し、相関距離ａの値が小さくなると前方散乱性が弱ま
り、１回の散乱における散乱角度範囲が広がる傾向を持
つようになると言うことが出来る。この事実は、実験的
にも確認済みの事柄である。As described above, the scattering caused by the non-uniform structure of the refractive index in the light-scattering light guide basically shows forward scattering properties. It can be said that the scattering angle range in the scattering tends to be widened. This fact has been confirmed experimentally.

【００４２】以上は光散乱導光体内部に分布した屈折率
不均一構造による散乱現象そのものに着目した議論であ
るが、光散乱導光体の光取出面から実際に出射される光
の方向特性を評価する為には、光取出面における全反射
の現象と光出射時の透過率（光散乱導光体からの脱出
率）を併せて考慮する必要がある。The above discussion focuses on the scattering phenomenon itself due to the non-uniform refractive index structure distributed inside the light-scattering light guide. The directional characteristics of light actually emitted from the light extraction surface of the light-scattering light guide are described. In order to evaluate, it is necessary to consider both the phenomenon of total reflection on the light extraction surface and the transmittance at the time of light emission (the escape rate from the light scattering guide).

【００４３】図２や図３の関連説明部分においても述べ
たように、光散乱導光体の内部側から光取出面に光が入
射した時、光散乱導光体内外の媒質の屈折率によって決
まる臨界角αc （光取出面に立てた法線方向を０°とす
る。）を上回る場合には、外部（空気層）への出射（脱
出）が起らない。本願発明に使用される代表的な材料で
あるＰＭＭＡ（屈折率１．４９２）では、αc ＝４２°
となる。他の材料の場合にも大差の無い値となる（後述
する表１，表２参照）。As described in the related description of FIGS. 2 and 3, when light enters the light extraction surface from the inside of the light scattering light guide, it depends on the refractive index of the medium inside and outside the light scattering light guide. If the critical angle αc exceeds the determined critical angle αc (the normal direction set on the light extraction surface is 0 °), no emission (exit) to the outside (air layer) occurs. In PMMA (refractive index 1.492) which is a typical material used in the present invention, αc = 42 °
Becomes In the case of other materials, the values are not so different (see Tables 1 and 2 described later).

【００４４】上述したように、光散乱導光体内部におけ
る散乱は一般に前方散乱性を示すから、図１の配置の如
く、光取出面の側方に光入射面をとる通常のケースで
は、光入射面から入射した光が不均一構造に遭遇して発
生した１次散乱光が直ちに上記臨界角条件を満たすこと
は稀であると考えられる。As described above, since the scattering inside the light-scattering light guide generally shows forward scattering properties, in the usual case where the light-incident surface is provided on the side of the light-extracting surface as shown in FIG. It is considered rare that the first-order scattered light generated when the light incident from the incident surface encounters the non-uniform structure immediately satisfies the critical angle condition.

【００４５】換言すれば、光取出面からの光出射には、
光散乱導光体内部における多重散乱や光散乱導光体の背
面側の界面、あるいはその近傍に配置された反射部材に
よる反射等を経た光が上記臨界角条件を満たして外部に
出射される現象が大きく寄与している。In other words, for light emission from the light extraction surface,
A phenomenon in which light that has passed through the multiple scattering inside the light scattering light guide or the reflection by a reflecting member disposed at or near the back surface side of the light scattering light guide and satisfies the above critical angle condition and is emitted to the outside. Has greatly contributed.

【００４６】従って、臨界角条件を満たす光のみに注目
した場合には、個々の散乱現象の属性である前方散乱性
は相当程度薄められ、光の進行方向分布には相当の拡が
りが生じている筈である。その結果、光散乱導光体から
出射される光の方向特性は、臨界角条件を満たした光の
光取出面における透過率（脱出率）の角度依存性に大き
く左右されることになる。Therefore, when attention is paid only to light that satisfies the critical angle condition, the forward scattering property, which is the attribute of each scattering phenomenon, is considerably reduced, and the light traveling direction distribution has a considerable spread. It should be. As a result, the directional characteristics of light emitted from the light-scattering light guide greatly depend on the angle dependence of the transmittance (escape rate) of the light that satisfies the critical angle condition on the light extraction surface.

【００４７】一般に、臨界角条件をぎりぎりで満たすよ
うな場合の界面透過率は極めて低く（例えば、アクリル
樹脂−空気界面の場合、Ｐ偏光成分４０％程度、Ｓ偏光
成分２０％程度）、臨界角を下回ると急激に上昇し、５
°乃至１０°以上下回った条件ではほぼ一定となる（ア
クリル樹脂−空気界面の場合、Ｐ偏光成分９０％以上、
Ｓ偏光成分８５％以上）。In general, when the critical angle condition is barely satisfied, the interface transmittance is extremely low (for example, in the case of an acrylic resin-air interface, a P-polarized component is about 40% and an S-polarized component is about 20%). Falls sharply and rises
It is almost constant under the condition of being lower than 10 ° to 10 °.
S-polarized component 85% or more).

【００４８】以上のことから、光取出面への入射角が３
５°前後の光が、光散乱導光体の光取出面からの光出射
に最も寄与しているものと考えられる。光取出面におけ
る屈折を考慮に入れると、３５°前後の入射角で光取出
面に入射した光は、光取出面に立てた法線に対して、６
０°前後となる（光散乱導光体の屈折率は、通常１．５
程度である）。即ち、光散乱導光体の光取出面からの出
射光は、粗く見積って光取出面表面に対して３０°前後
立ち上がった方向に指向性を有する光となる。As described above, the angle of incidence on the light extraction surface is 3
It is considered that light of about 5 ° contributes most to light emission from the light extraction surface of the light scattering guide. Taking into account the refraction at the light extraction surface, the light incident on the light extraction surface at an incident angle of about 35 ° is 6 ° with respect to the normal set on the light extraction surface.
0 ° (the refractive index of the light-scattering light guide is usually 1.5
Degree). In other words, the light emitted from the light extraction surface of the light scattering / guiding body becomes light having directivity in a direction rising approximately 30 ° with respect to the surface of the light extraction surface, roughly estimated.

【００４９】但し、ここで注意すべきことは、相関距離
ａの値が余り小さくなると、前方散乱性そのものが薄れ
てしまい、一次散乱のみで広範囲の方向に散乱光が発生
するようになる為に、この指向性が弱まってしまうこと
である。このような現象が顕著とならない一応の目安と
して、相関距離ａが０．０１μｍ以上、特に、ａ＞０．
０５μｍであることが好ましい。以下、このような性質
を「指向出射性」と呼ぶことにする。However, it should be noted here that if the value of the correlation distance a is too small, the forward scattering itself will be weakened, and scattered light will be generated in a wide range of directions only by primary scattering. This weakens the directivity. As a tentative measure that such a phenomenon does not become remarkable, the correlation distance a is 0.01 μm or more, in particular, a> 0.
Preferably it is 05 μm. Hereinafter, such a property is referred to as “directivity”.

【００５０】本願発明は、このような指向出射性のある
光散乱導光体を使用した場合に特に著しい効果が得られ
る。また、光取出面と相反する側に正反射性手段を配置
した場合（請求項２）、あるいは後述する光出射方向修
正素子を使用した場合には、光散乱導光体が指向出射性
のものであることが好ましい。According to the present invention, a particularly remarkable effect can be obtained when such a light-scattering light guide having directivity is used. Further, in the case where the regular reflection means is disposed on the side opposite to the light extraction surface (claim 2), or in the case where a light emission direction correcting element to be described later is used, the light scattering guide has a directional emission property. It is preferred that

【００５１】これら指向出射性の光散乱導光体と組み合
わせて特に有利な各手段（正反射手段及び光出射方向修
正手段）の機能及び光散乱導光体の材料と製法について
は、次の実施例の中で述べることとする。The functions of the particularly advantageous means (specular reflection means and light emission direction correcting means) in combination with these directional light-emitting light-scattering light guides, and the materials and manufacturing methods of the light-scattering light guides are described below. It will be described in an example.

【００５２】[0052]

【実施例】図６は、本願発明の面光源装置の１つの実施
例を表わした模式図である。図６において、符号１は光
散乱導光体を表わしており、その一方の側面側に光源
（蛍光ランプ）Ｌを配置し、光入射面２から左方に向か
って光を入射させ、光取出面５から光を取り出す。光取
出面５の外側には、光列状のプリズム面４ａ，４ｂを備
えた光出射方向修正素子４を配置し、その平坦面４ｅを
面光源として指向性のある光束４ｆを得るものである。
この上方に更に公知の液晶表示デバイスを配置すれば、
液晶表示装置が構成される。FIG. 6 is a schematic diagram showing one embodiment of the surface light source device of the present invention. In FIG. 6, reference numeral 1 denotes light.
A light source (fluorescent lamp) L is disposed on one side surface of the scattering light guide, and light is made to enter from the light incident surface 2 to the left, and light is extracted from the light extraction surface 5. Outside the light extraction surface 5, a light emission direction correcting element 4 having a light columnar prism surface 4a, 4b is arranged, and a directional light beam 4f is obtained by using the flat surface 4e as a surface light source. .
If a known liquid crystal display device is further arranged above this,
A liquid crystal display device is configured.

【００５３】裏面６に沿っては、正反射性の銀箔シート
３が配置されている。裏面６に対向して配置する反射手
段としては、拡散反射性のもの（例えば、白色シート）
を用いても良いが、面光源に指向性を持たせ、所要方向
から見た明るさを高める為には正反射性のものを用いる
ことが好ましい。その理由は次の通りである。作用の説
明の欄でも述べたように、光散乱導光体１の裏面側に白
色シート等を配置すると、光散乱導光体１内部における
光の進行方向分布がよりランダムなものとなり（スクラ
ンブル効果）、斜面６ｂ部分の光を遠方に伝える効果が
薄められると共に光散乱導光体１の指向出射性が鈍化す
る。これは、面光源としての明るさの均一性を保つ上で
好ましくなく、また、次に述べるプリズム面による屈折
作用を利用した光出射方向修正手段の有効性を相対的に
低下させる。従って、このような観点からは、反射体３
としては、正反射性のものを用いることが有利となる。Along the back surface 6, a specularly reflective silver foil sheet 3 is arranged. As a reflection unit arranged to face the back surface 6, a diffuse reflection unit (for example, a white sheet) is used.
However, in order to make the surface light source have directivity and to increase the brightness as viewed from a required direction, it is preferable to use a specular light source. The reason is as follows. As described in the description of the operation, when a white sheet or the like is arranged on the back surface side of the light-scattering light guide 1, the light traveling direction distribution inside the light-scattering light guide 1 becomes more random (the scrambling effect). ), The effect of transmitting the light on the inclined surface 6b to a distant place is reduced, and the directivity of the light-scattering light guide 1 is reduced. This is not preferable in maintaining the uniformity of the brightness as the surface light source, and also relatively reduces the effectiveness of the light emitting direction correcting means using the refraction effect of the prism surface described below. Therefore, from such a viewpoint, the reflector 3
It is advantageous to use a specular reflection material.

【００５４】このように、光散乱導光体の裏面側に正反
射性の反射体を配置することにはこのような利点がある
のであるが、その一方、「発明が解決しようとする課
題」の欄で述べたように、反射体３として正反射性のも
のを用いれば、光入射面２の近傍で映込現象がより発生
し易くなる。そこで、本実施例においては、本願発明の
技術思想に従って光散乱導光体１の裏面側の光入射面２
の近傍領域に、光源Ｌの映込を防止する映込防止手段７
として、逆傾斜部６ａが設けられている。As described above, arranging the regular reflective reflector on the back surface side of the light-scattering light guide has such an advantage. On the other hand, "the problem to be solved by the invention" As described in the section, when a specular reflector is used as the reflector 3, the reflection phenomenon is more likely to occur near the light incident surface 2. Therefore, in the present embodiment, in accordance with the technical idea of the present invention, the light incident surface 2 on the back side of the light scattering guide 1
Projection preventing means 7 for preventing the projection of the light source L in the area near
, A reverse inclined portion 6a is provided.

【００５５】即ち、光散乱導光体１の裏面６は、図１に
示した構成とは異なり、光入射面２に近い裏面部分６ａ
では、光入射面２から離れるに従って光散乱導光体１の
厚みが増す方向の傾斜を有し、残りの部分６ｂでは逆に
光入射面２から離れるに従って光散乱導光体１の厚みが
減る方向の傾斜を有するものとなっている。That is, unlike the structure shown in FIG. 1, the back surface 6 of the light-scattering light guide 1 has a back surface portion 6 a close to the light incident surface 2.
Has a slope in the direction in which the thickness of the light scattering guide 1 increases as the distance from the light incidence surface 2 increases, and the thickness of the light scattering guide 1 decreases as the distance from the light incidence surface 2 increases in the remaining portion 6b. It has an inclination in the direction.

【００５６】図７は、このような映込防止手段の映込防
止作用を説明する図であり、図３に準じた条件で光入射
面２近傍における光の挙動を例示的に描いたものであ
る。図３における光線Ｃ1 に相当する光線Ｃ1 ’は、光
散乱導光体１に入射後、逆傾斜部６ａで正反射する（入
射角、反射角共にφ1 ’）から、図３の場合と異なり、
反射後の光Ｃ1 ”は光取出面５に直交するような角度方
向には進行せず、相対的に遠方へ向う方向へ進行する。
従って、このような光路で代表される光線Ｃ1 ’によっ
て、光入射面２の近傍で光源Ｌの映込現象が発生する可
能性は極めて小さくなる。FIG. 7 is a view for explaining the anti-reflection effect of the anti-reflection means, and exemplarily shows the behavior of light in the vicinity of the light incident surface 2 under conditions similar to FIG. is there. The light beam C1 'corresponding to the light beam C1 in FIG. 3 is incident on the light-scattering light guide 1, and then is specularly reflected by the inversely inclined portion 6a (both the incident angle and the reflection angle are φ1').
The reflected light C1 "does not travel in an angle direction perpendicular to the light extraction surface 5, but travels in a direction relatively far away.
Therefore, the possibility that the light source L will cause a reflection phenomenon near the light incident surface 2 by the light beam C1 'represented by such an optical path is extremely small.

【００５７】光線Ｃ2 ’のように、光散乱導光体１内の
散乱中心（屈折率不均一構造）で散乱されてから、光散
乱導光体１の裏面６に小入射角で逆傾斜部６ａに入射す
る光線Ｃ2 ’についても同様の理由により、映込現象の
原因となり難い。After being scattered at the scattering center (non-uniform refractive index structure) in the light-scattering light guide 1 like the light ray C 2 ′, the light beam is inversely inclined at a small incident angle on the back surface 6 of the light-scattering light guide 1. The light ray C2 'incident on 6a is unlikely to cause a projection phenomenon for the same reason.

【００５８】逆傾斜部６ａを透過して反射体３に入射す
る光を考えても、これと同様の議論が成立するから、結
局、この逆傾斜部６ａは、反射体３における反射の効果
を含めて映込防止機能を発揮することになる。この映込
防止機能は、上記説明したメカニズムから判るように、
反射体３が光拡散性、正反射性いずれの型のものであっ
ても、また、反射体が配置されない場合であっても有効
なものであることは言うまでもないが、特に、光源Ｌの
映り込みを心配することなく反射体３として正反射性の
ものを使用出来ることは、次に述べる光出射方向修正手
段（本実施例では光出射方向修正素子４）の作用をより
有効に利用する上で極めて有利である。Considering the light transmitted through the inversely inclined portion 6a and incident on the reflector 3, the same discussion holds. Therefore, the inversely inclined portion 6a eventually reduces the effect of reflection on the reflector 3. Including, it will exhibit the anti-glare function. This anti-glare function, as can be seen from the mechanism described above,
It is needless to say that the reflector 3 is effective regardless of whether it is of a light diffusive type or a regular reflective type, and even if the reflector is not disposed, it is particularly effective to reflect the light source L. The fact that a regular reflecting material can be used as the reflector 3 without having to worry about intrusion causes a more effective use of the operation of the light emitting direction correcting means (light emitting direction correcting element 4 in this embodiment) described below. Is very advantageous.

【００５９】以下、図６に示した配置における光出射方
向修正素子４の作用の概略を図８及び図９を参照して説
明する。なお、両図においては、光散乱導光体１はポリ
メチルメタクリレート（ＰＭＭＡ；屈折率ｎ1 ＝１．４
９２）を基材とするものであり、光出射方向修正素子４
はポリカーボネート（ＰＣ；屈折率ｎ2 ＝１．５９）製
とする。The operation of the light emitting direction correcting element 4 in the arrangement shown in FIG. 6 will be described below with reference to FIGS. In both figures, the light-scattering light guide 1 is made of polymethyl methacrylate (PMMA; refractive index n1 = 1.4).
92) as a base material, and the light emitting direction correcting element 4
Is made of polycarbonate (PC; refractive index n2 = 1.59).

【００６０】先ず図８は、図６に示した配置における光
の挙動を説明する断面図である。図に示されているよう
に、光出射方向修正素子４は、光散乱導光体１の光取出
面５側に臨んでそのプリズム面を内側に向けて配置され
ている。光入射方向を矢印Ｌ’の方向とすれば、作用の
説明の欄で述べたように、臨界角条件を満たす代表光線
Ｂ1 は、ψ1 ＝３５°前後の角度を以て光取出面５に入
射し、その大部分が空気層ＡＲへ出射される。この時の
出射角ψ2 は、光散乱導光体１の屈折率ｎ1 ＝１．４９
２、空気層ＡＲの屈折率ｎ0 ＝１として、６０°前後と
なる。First, FIG. 8 is a sectional view for explaining the behavior of light in the arrangement shown in FIG. As shown in the figure, the light emitting direction correcting element 4 is arranged facing the light extraction surface 5 of the light scattering guide 1 with its prism surface facing inward. Assuming that the light incident direction is the direction of arrow L ', as described in the description of the operation, the representative light beam B1 satisfying the critical angle condition enters the light extraction surface 5 at an angle of about ψ1 = 35 °, Most of the light is emitted to the air layer AR. The emission angle ψ2 at this time is determined by the refractive index n1 of the light scattering guide 1 = 1.49.
2. Assuming that the refractive index n0 of the air layer AR is 1, it is about 60 °.

【００６１】代表光線Ｂ1 は、空気層ＡＲを直進した
後、光出射方向修正素子４のプリズム面４ａに垂直に近
い角度で入射する。特に、プリズム面の頂角ψ3 ＝６０
°前後とすれば、この条件の満足度が高い（反対側のプ
リズム面４ｂに入射する割合は相対的に小さい）。従っ
て、代表光線Ｂ1 は反対側のプリズム面４ｂまでほぼ直
進して正反射され、光出射方向修正素子４の平坦面４ｅ
に対して垂直方向に近い角度で入射し、光線光出射方向
修正素子４から出射される。After traveling straight through the air layer AR, the representative light beam B 1 is incident on the prism surface 4 a of the light emitting direction correcting element 4 at an angle close to perpendicular. In particular, the vertex angle of the prism surface 面 3 = 60
If the angle is around °, the satisfaction of this condition is high (the ratio of incidence on the opposite prism surface 4b is relatively small). Therefore, the representative light beam B1 travels substantially straight to the opposite prism surface 4b and is specularly reflected.
At an angle close to the vertical direction, and is emitted from the light beam emission direction correcting element 4.

【００６２】次に図９は、図６に示した配置における光
出射方向修正素子４を、そのプリズム面を外側に向けて
配置した場合の光の挙動を説明する断面図である。光入
射方向を矢印Ｌ’の方向とすれば、図８の場合と同様
に、臨界角条件を満たす代表光線Ｂ2 は、ψ1 ＝３５°
前後の角度を以て光取出面５に入射し、その大部分が空
気層ＡＲへ出射される。この時の出射角ψ2 は６０°前
後となる。Next, FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining the behavior of light when the light emitting direction correcting element 4 in the arrangement shown in FIG. 6 is arranged with its prism surface facing outward. Assuming that the light incident direction is the direction of arrow L ', the representative ray B2 satisfying the critical angle condition is ψ1 = 35 °, as in the case of FIG.
The light enters the light extraction surface 5 at an angle in the front-rear direction, and most of the light is emitted to the air layer AR. The emission angle ψ2 at this time is about 60 °.

【００６３】代表光線Ｂ2 は、空気層ＡＲを直進した
後、光出射方向修正素子４の平坦面４ｅに斜めに入射
し、図示されたような屈折経路を辿り、光取出面５に対
して垂直方向に近い角度で光出射方向修正素子４の面４
ｃから出射される（面４ｄから出射される割合は相対的
に小さい。）。After traveling straight through the air layer AR, the representative light beam B 2 is obliquely incident on the flat surface 4 e of the light emitting direction correcting element 4, follows a refraction path as shown, and is perpendicular to the light extracting surface 5. Surface 4 of light emitting direction correcting element 4 at an angle close to the direction
c (the ratio of light emitted from the surface 4d is relatively small).

【００６４】光出射方向修正素子４の平坦面４ｅ入射以
後の光の経路は、光出射方向修正素子４の屈折率ｎ2 や
プリズム頂角ψ4 によって広範囲に亙って変化するか
ら、これらパラメータを選択することを通して、所望す
る方向へ指向性を持った光を得ることが出来る。Since the path of light after incidence on the flat surface 4e of the light emitting direction correcting element 4 varies over a wide range depending on the refractive index n2 of the light emitting direction correcting element 4 and the prism apex angle ψ4, these parameters are selected. Through this, light having directivity in a desired direction can be obtained.

【００６５】なお、光出射方向修正素子４は、図示した
ように列状にプリズム面が形成されたものに限らず、い
かなる型のものを使用しても良い。例えば、３角錐状あ
るいはドーム状の突起群を分布させたフィルム、かまぼ
こ形断面を有する列状凸部を有する板状素子等が考えら
れる。The light emitting direction correcting element 4 is not limited to one having a prism surface formed in a row as shown in the figure, but may be of any type. For example, a film in which a group of triangular pyramidal or dome-shaped protrusions are distributed, a plate-like element having a row-like convex portion having a semi-cylindrical cross section, and the like can be considered.

【００６６】また、特殊なケースとして、例えば、射出
成形技術を用いて光散乱導光体１を製造する際に金型に
凹凸面を形成しておく等の手段により光取出面５に凹凸
を形成し、光出射方向修正素子の役割を果たさせる態様
も採用可能である。Further, as a special case, for example, when the light scattering / guiding member 1 is manufactured by using an injection molding technique, the unevenness is formed on the light extraction surface 5 by means such as forming an uneven surface on a mold. It is also possible to adopt a mode in which it is formed and plays the role of a light emitting direction correcting element.

【００６７】光出射方向修正素子の機能はこのようなも
のであるが、作用の説明の欄で述べた原理に従って、図
８及び図９に描かれた光線Ｂ1 ，Ｂ2 が光散乱導光体１
から出射される光をより明瞭に代表するような状況が与
えられれば、上記光出射方向修正機能の実効性が一層高
まり、代表光線の出射方向から見た明るさが格段に向上
した面光源が得られることになる。光散乱導光体１の背
面側に正反射性の光反射手段３を配置することによっ
て、このような状況が実現されることは既に実験によっ
て確かめられている。The function of the light emitting direction correcting element is as described above. In accordance with the principle described in the section of the operation, the light beams B1 and B2 shown in FIGS.
Given a situation that more clearly represents the light emitted from the surface light source, the effectiveness of the light emission direction correction function is further enhanced, and a surface light source with significantly improved brightness as viewed from the emission direction of the representative light beam is provided. Will be obtained. It has already been confirmed by experiments that such a situation is realized by arranging the specular light reflecting means 3 on the back side of the light scattering light guide 1.

【００６８】以上、映込防止手段として光散乱導光体１
の裏面（光取出面と相反する側の面）に逆傾斜部６ａを
形成した実施例について述べたが、逆傾斜部を図１０に
示したように形成しても良い。図１０に示した例では、
光入射面２の近傍に逆傾斜湾曲部６ｇを設け、平面状の
傾斜部６ｂに滑らかに移行させている。As described above, the light-scattering light-guiding member 1
The embodiment in which the reverse inclined portion 6a is formed on the back surface (the surface opposite to the light extraction surface) of FIG.
It may be formed as shown. In the example shown in FIG.
A reverse-inclined curved portion 6g is provided in the vicinity of the light incident surface 2 to form a flat surface.
The transition is smoothly made to the inclined portion 6b .

【００６９】また、これら光散乱導光体の逆傾斜に加え
て、図６あるいは図１０における映込防止部（逆傾斜
部）６ａ，６ｇの全域または一部を粗面（シボ面）とす
ることによって、映込防止機能を向上させることが出来
る。同様に、光散乱導光体１の裏面側に配置する反射体
について、各映込防止部に対向した部分では正反射性を
下げて拡散反射性とするか、あるいは、低反射率とした
り、反射体を設けない部分とする等の手段を講ずること
によっても映込防止機能を強化することが可能である。In addition to the reverse inclination of these light scattering guides,
6 or 10 (reverse tilt)
Part) Make the whole or part of 6a, 6g a rough surface (textured surface)
By doing so , the reflection preventing function can be improved. Similarly, with respect to the reflector disposed on the back side of the light scattering light guide 1, the portion facing each anti-reflection prevention portion is reduced in regular reflectance to be diffusely reflective, or has a low reflectance, It is also possible to enhance the anti-glare function by taking measures such as providing a portion without a reflector.

【００７０】更に、正反射性の反射体の例としては、銀
箔の他に基板上にアルミニウム膜等の反射膜を蒸着した
シート等がある。光散乱導光体を製造する際に（次記の
製造法参照）、これら銀箔やアルミニウム箔を光散乱導
光体の裏面６にインモールド成形法によって固着させる
ことも出来る。Further, examples of the regular reflective reflector include a sheet in which a reflective film such as an aluminum film is deposited on a substrate in addition to a silver foil. When manufacturing the light-scattering light guide (see the following manufacturing method), the silver foil or the aluminum foil can be fixed to the back surface 6 of the light-scattering light guide by an in-mold molding method.

【００７１】光散乱導光体の形状及び光源（光供給手
段）についても、図６，図１０に示したものは代表例で
あり、各請求項に記載した要件を遵守する限り、本願発
明の技術的範囲から逸脱するものではない。図１１は、
可能な変形配置の幾つかを例示したものである。As for the shape of the light-scattering light guide and the light source (light supply means), those shown in FIGS. 6 and 10 are typical examples, and as long as the requirements described in each claim are complied with. It does not depart from the technical scope. FIG.
It illustrates some of the possible deformation arrangements.

【００７２】図１１（１）は、光入射面２の近傍に映込
防止部６ａを形成した略楔形状の光散乱導光体を２個突
き合わせたもの１０を使用し、銀箔３を順傾斜部６ｂに
のみ沿わせて配置し、両側面に光源Ｌ，Ｌを設けたもの
である。図１１（２）は、１個の光源Ｌを２個の楔形光
散乱導光体２０，３０の光供給に兼用し、映込防止手段
として逆傾斜湾曲部６ｇを両光散乱導光体２０，３０に
形成した例である。FIG. 11 (1) shows a case 10 in which two substantially wedge-shaped light-scattering light guides 10 each having a reflection preventing portion 6 a formed near the light incident surface 2 are used, and the silver foil 3 is inclined forward. The light sources L, L are provided on both side surfaces only along the portion 6b. 11 (2) is one of the light source L also used to light the supply of the two wedge-shaped light diffusion light guide member 20 and 30, both light scattering guide the reverse slope curved portion 6g as Utsukomi preventing means 20 , 30 are formed.

【００７３】そして、図１１（３）では、屈曲蛍光ラン
プＬを用い、２次元的に厚みの変化する光散乱導光体１
の２つの光入射面２（一方のみ図示）から光を入射させ
るものであり、各光入射面２の近傍に逆傾斜部６ａを設
けたものである。Then, in FIG. 11 (3), the bent light fluorescent lamp L is used and the light scattering light guide 1 whose thickness changes two-dimensionally.
Light is incident from the two light incident surfaces 2 (only one is shown), and an inversely inclined portion 6a is provided near each light incident surface 2.

【００７４】なお、これら変形例においても、光出射方
向修正素子が使用可能なことは言うまでもないであろう
（図示省略）。また、光散乱導光体に凹部あるいは空洞
部を設けて、そこに光源素子を配置するような形態を採
用することも可能である。It is needless to say that the light emitting direction correcting element can be used in these modifications as well (not shown). Further, it is also possible to adopt a mode in which a concave portion or a hollow portion is provided in the light scattering light guide and the light source element is disposed therein.

【００７５】最後に、本願発明に使用される光散乱導光
体の材料及び製造方法について説明する。本願発明で使
用する光散乱導光体には、ポリマー材料をベースとした
種々のものが利用可能である。その代表的なものを挙げ
れば、下記の表１及び表２に示したように、ＰＭＭＡ
（ポリメチルメタクリレート）、ＰＳｔ（ポリスチレ
ン）、ＰＣ（ポリカーボネート）等がある。Finally, the material of the light-scattering light guide used in the present invention and the method of manufacturing the same will be described. As the light-scattering light guide used in the present invention, various materials based on polymer materials can be used. Representative examples include PMMA as shown in Tables 1 and 2 below.
(Polymethyl methacrylate), PSt (polystyrene), PC (polycarbonate) and the like.

【００７６】[0076]

【表１】 [Table 1]

【００７７】[0077]

【表２】 このようなポリマー材料をベースとする光散乱導光体
は、次のような製造法によって製造することが可能であ
る。先ず、その１つは、２種類以上のポリマーを混練す
る工程を含む成形プロセスを利用する方法である。即
ち、２種類以上の屈折率の相互に異なるポリマー材料
（任意形状で良い。工業的には、例えばペレット状のも
のが考えられる。）を混合加熱して、練り合わし（混練
工程）、混練された液状材料を射出成形機の金型内に高
圧で射出注入し、冷却固化することによって成形された
光散乱導光体を金型から取り出せば金型形状に対応した
形状の光散乱導光体を得ることが出来る。例えば、楔形
形状の厚みの大きい方の一端部を逆傾斜部とした金型を
使用すれば、図６の配置で使用する光散乱導光体１が製
造される。また、その逆傾斜部の金型内面を粗面（シボ
面）とすれば、光散乱導光体１の逆傾斜部６ａを粗面
（シボ面）とすることが出来る。[Table 2] The light scattering light guide based on such a polymer material can be manufactured by the following manufacturing method. First, one is a method using a molding process including a step of kneading two or more kinds of polymers. That is, two or more types of polymer materials having different refractive indices mutually different (arbitrary shape may be used. Industrially, for example, a pellet-like material is considered), and are heated and kneaded (kneading step) and kneaded. The liquid material is injected into the mold of the injection molding machine at a high pressure, and then cooled and solidified. The light-scattering light guide formed is removed from the mold, and the light-scattering light guide has a shape corresponding to the shape of the mold. Can be obtained. For example, if a mold having a wedge-shaped one end having a larger thickness and a reversely inclined portion is used, the light-scattering light guide 1 used in the arrangement of FIG. 6 is manufactured. In addition, if the inner surface of the mold of the inversely inclined portion is a rough surface (textured surface), the inversely inclined portion 6a of the light scattering / guiding member 1 can be a rough surface (textured surface).

【００７８】混練された２種類以上の異屈折率のポリマ
ーは完全には混ざり合うことなく固化するので、それら
の局所的濃度に不均一（ゆらぎ）が生まれて固定され、
一様な散乱能が与えられる。また、混練された材料を押
し出し成形機のシリンダー内に注入し、通常のやり方で
押し出せば目的とする成形物を得ることが出来る。Since the kneaded two or more kinds of polymers having different refractive indices solidify without being completely mixed, non-uniformity (fluctuation) is generated in their local concentration and fixed.
Uniform scattering power is provided. The kneaded material is poured into a cylinder of an extruder and extruded in a usual manner to obtain a desired molded product.

【００７９】これらポリマーブレンドの組合せや混合割
合については、非常に幅広い選択が可能であり、屈折率
差、成形プロセスで生成される屈折率不均一構造の強さ
や性質（散乱照射パラメータＥ、相関距離ａ、誘電率ゆ
らぎ２乗平均τ等）を考慮して決定すれば良い。なお、
使用し得るポリマー材料の代表的なものは前記表１及び
表２に示されている。A wide variety of combinations and mixing ratios of these polymer blends can be selected. The difference in refractive index, the strength and properties of the non-uniform refractive index structure generated in the molding process (scattering irradiation parameter E, correlation distance, etc.) a, dielectric constant fluctuation, root mean square τ, etc.). In addition,
Representative polymer materials that can be used are shown in Tables 1 and 2 above.

【００８０】光散乱導光体を構成する材料の製造法の別
の１つは、ポリマー材料中に屈折率の異なる（０．００
１以上の屈折率差）粒子状材料を一様に混入分散させる
ものである。そして、粒子状材料の一様混入に利用可能
な方法の１つにサスペンション重合法と呼ばれる方法が
ある。即ち、粒子状材料をモノマー中に混入し、湯中に
懸濁させた状態で重合反応を行なわせると、粒子状材料
が一様に混入されたポリマー材料を得ることが出来る。
これを原材料に用いて成形を行なえば、所望の形状の光
散乱導光体が製造される。Another method of producing the material constituting the light scattering light guide is to use a polymer material having a different refractive index (0.00%).
One or more refractive index differences) are uniformly mixed and dispersed. One of the methods that can be used for uniformly mixing the particulate material is a method called a suspension polymerization method. That is, when the particulate material is mixed in the monomer and the polymerization reaction is carried out in a state of being suspended in hot water, a polymer material in which the particulate material is uniformly mixed can be obtained.
If this is used as a raw material and molding is performed, a light-scattering light guide having a desired shape is manufactured.

【００８１】また、サスペンション重合を種々の粒子状
材料とモノマーの組合せ（粒子濃度、粒径、屈折率等の
組合せ）について実行し、複数種類の材料を用意してお
き、これを選択的にブレンドして成形を行なえば、多様
な特性の光散乱導光体を製造することが出来る。また、
粒子状材料を含まないポリマーをブレンドすれば、粒子
濃度を簡単に制御することが出来る。 Also, suspension polymerization is performed for various combinations of particulate materials and monomers (combinations of particle concentration, particle size, refractive index, etc.), and a plurality of types of materials are prepared, and these are selectively blended. Then, light-scattering light guides having various characteristics can be manufactured. Also,
By blending a polymer containing no particulate material, the particle concentration can be easily controlled.

【００８２】粒子状材料の一様混入に利用可能な方法の
更に別の１つの方法は、ポリマー材料と粒子状材料を混
練するものである。この場合も、種々の粒子状材料とポ
リマーの組合せ（粒子濃度、粒径、屈折率等の組合せ）
で混練・成形（ペレット化）を行なっておき、これらを
選択的にブレンドして光散乱導光体を成形製造すること
により、多様な特性の光散乱導光体を得ることが出来
る。Still another method which can be used for uniformly mixing the particulate material is to knead the polymer material and the particulate material. Also in this case, combinations of various particulate materials and polymers (combinations of particle concentration, particle size, refractive index, etc.)
By performing kneading and molding (pelletization) in advance, and selectively blending these to form and manufacture a light scattering light guide, light scattering light guides having various characteristics can be obtained.

【００８３】また、上記のポリマーブレンド法と粒子状
材料混入方法を組み合わせることも可能である。例え
ば、屈折率の異なるポリマーのブレンド・混練時に粒子
状材料を混入させることが考えられる。It is also possible to combine the above-mentioned polymer blending method with the method of mixing particulate materials. For example, it is conceivable to mix a particulate material when blending and kneading polymers having different refractive indexes.

【００８４】以下、製造法の幾つかの具体例を挙げてお
く。製造する光散乱導光体の形状は図６の配置で使用さ
れているものとし、そのサイズは縦６８ｍｍ、横８５ｍ
ｍで厚さが最厚部（６ａと６ｂの境界部）３．８ｍｍ、
最薄部０．２ｍｍ、光入射面２側端部１．９ｍｍとし
た。Hereinafter, some specific examples of the production method will be described. The shape of the light-scattering light guide to be manufactured is assumed to be used in the arrangement of FIG. 6, and the size is 68 mm long and 85 m wide.
m, the thickness is 3.8 mm, the thickest part (boundary part between 6a and 6b),
The thinnest portion was 0.2 mm, and the light incident surface 2 side end was 1.9 mm.

【００８５】＜製造例１＞メタクリル樹脂のペレット
（旭化成製、デルベット８０Ｎ）に粒径０．８μｍのシ
リコン系樹脂粉体（東芝シリコン製、トスパール１０
８）を０．３ｗｔ％添加し、ミキサーで混合分散させた
後、押し出し機でストランド状に押し出し、ペレタイザ
ーでペレット化することにより、シリコン系樹脂粉体が
均一に分散されたペレットを調製した。<Production Example 1> A methacrylic resin pellet (Delvet 80N, manufactured by Asahi Kasei Corporation) was powdered with a silicon-based resin powder having a particle diameter of 0.8 μm (Toshiba Silicon, Tospearl 10).
8) was added in an amount of 0.3 wt%, mixed and dispersed by a mixer, extruded into a strand by an extruder, and pelletized by a pelletizer to prepare a pellet in which a silicon-based resin powder was uniformly dispersed.

【００８６】このペレットを射出成形機を用い、シリン
ダー温度２３０゜Ｃ〜２６０゜Ｃ、型温度５０゜Ｃの条
件で成形し、図６の配置で使用されている形状の光散乱
導光体を得ることが出来た。製造された光散乱導光体の
相関距離はａ＝０．５３μｍであり、有効散乱照射パラ
メータの前記（１１）式による見積計算値はＥ＝１２．
６[cm^-1]であった。The pellets were molded using an injection molding machine under the conditions of a cylinder temperature of 230 ° C. to 260 ° C. and a mold temperature of 50 ° C. to obtain a light scattering light guide having the shape used in the arrangement of FIG. I got it. The correlation distance of the manufactured light-scattering light guide is a = 0.53 μm, and the estimated value of the effective scattering irradiation parameter calculated by the above equation (11) is E = 12.
It was 6 [cm ^-1 ].

【００８７】＜製造例２＞ＭＭＡに粒径０．８μｍのシ
リコーン系樹脂粉体（東芝シリコン製、トスパール１０
８）を０．３ｗｔ％添加し、公知のサスペンション重合
法により、該粉体が均一に分散した球状粒子を得た。こ
れを製造例１と同様にペレタイザーでペレット化するこ
とにより、シリコーン系樹脂粉体が均一に分散されたペ
レットを調製した。<Production Example 2> Silicone resin powder having a particle diameter of 0.8 μm (manufactured by Toshiba Silicon, Tospearl 10
8) was added to obtain a spherical particle in which the powder was uniformly dispersed by a known suspension polymerization method. This was pelletized with a pelletizer in the same manner as in Production Example 1 to prepare a pellet in which the silicone resin powder was uniformly dispersed.

【００８８】以下、製造例１と同じ条件で同型の光散乱
導光体を得た。この光散乱導光体は、製造例１で作製さ
れた光散乱導光体と外観上全く区別がつかないものであ
った。そして、相関距離はａ＝０．５３μｍであり、有
効散乱照射パラメータの前記（１１）式による見積値は
Ｅ＝１２．６[cm^-1]であった。A light-scattering light guide of the same type was obtained under the same conditions as in Production Example 1. This light-scattering light guide was indistinguishable in appearance from the light-scattering light guide produced in Production Example 1. Then, the correlation distance was a = 0.53 μm, and the estimated value of the effective scattering irradiation parameter by the equation (11) was E = 12.6 [cm ⁻¹ ].

【００８９】＜製造例３＞ポリメチルメタクリレート
（ＰＭＭＡ）にポリスチレン（ＰＳｔ）を０．５ｗｔ％
添加し、Ｖ型タンブラーを用いて１０分間、次いでヘン
シェルミキサーを用いて５分間混合した。これを径３０
ｍｍの２軸押し出し機［ナカタニ機械（株）製］を使っ
て、シリンダー温度２２０゜Ｃ〜２５０゜Ｃ、スクリュ
ー回転数７５ｒｐｍ、吐出量６ｋｇ／ｈｒの条件で融解
混合してペレットを作成した。<Production Example 3> 0.5 wt% of polymethyl methacrylate (PMMA) with polystyrene (PSt)
The mixture was added and mixed using a V-type tumbler for 10 minutes, and then using a Henschel mixer for 5 minutes. This is diameter 30
Using a 2-mm extruder [manufactured by Nakatani Machinery Co., Ltd.], pellets were prepared by melting and mixing at a cylinder temperature of 220 ° C. to 250 ° C., a screw rotation speed of 75 rpm, and a discharge rate of 6 kg / hr.

【００９０】このペレットを射出成形機を用い、シリン
ダー温度２２０゜Ｃ〜２５０゜Ｃ、型温度６５゜Ｃ、射
出速度中速、射出圧力ショートショット圧プラス１０ｋ
ｇ／ｃｍ ² の条件で成形して、図６の配置で使用されて
いる形状の光散乱導光体を得ることが出来た。Using an injection molding machine, the pellets were subjected to a cylinder temperature of 220 ° C. to 250 ° C., a mold temperature of 65 ° C., a medium injection speed, an injection pressure short shot pressure and 10 k.
By molding under the condition of g / cm ² , a light-scattering light guide having the shape used in the arrangement of FIG. 6 could be obtained.

【００９１】＜製造例４＞ＭＭＡ（メチルメタクリレー
ト）に粒径２μｍのシリコン系樹脂粉体（東芝シリコン
製、トスパール１２０）を各々０．０５ｗｔ％、０．０
８ｗｔ％、０．１０ｗｔ％、０．１５ｗｔ％を加えて均
一に分散した４種類の試料と粒子無添加のＭＭＡ試料を
用意し、計５種類の試料の各々にラジカル重合開始剤と
してベンゾイルパーオキサイド（ＢＰＯ）０．５ｗｔ
％、連鎖移動剤としてｎ―ラウリルメルカプタン（ｎ−
ＬＭ）を０．２ｗｔ％加え、７０℃で２４時間注型重合
させて図６の配置で使用されている形状の光散乱導光体
を得ることが出来た。<Production Example 4> Silicon-based resin powder (Tospearl 120, manufactured by Toshiba Silicon Corp.) having a particle size of 2 μm was added to MMA (methyl methacrylate) at 0.05 wt% and 0.0%, respectively.
Four types of samples uniformly dispersed by adding 8 wt%, 0.10 wt%, and 0.15 wt% and an MMA sample without particles were prepared, and benzoyl peroxide was used as a radical polymerization initiator in each of the five types of samples. (BPO) 0.5wt
%, N-lauryl mercaptan (n-
LM) was added at 0.2 wt% and cast polymerization was performed at 70 ° C. for 24 hours to obtain a light-scattering light guide having the shape used in the arrangement of FIG.

【００９２】＜製造例５＞ＭＭＡ（メチルメタクリレー
ト）にシリコーンオイルを０．０２５ｗｔ％加えて均一
に分散させ、ラジカル重合開始剤としてベンゾイルパー
オキサイド（ＢＰＯ）を０．５ｗｔ％、連鎖移動剤とし
てｎ―ブチルメルカプタン（ｎ−ＢＭ）を０．２ｗｔ
％、各々加え、７０℃で３０分間にわたりゾル化を行な
った上で、更に６５℃で２４時間注型重合させて上記製
造例１〜４と同型、同寸の光散乱導光体を得ることが出
来た。<Production Example 5> 0.025% by weight of silicone oil was added to MMA (methyl methacrylate) and uniformly dispersed, 0.5% by weight of benzoyl peroxide (BPO) was used as a radical polymerization initiator, and n was used as a chain transfer agent. -Butyl mercaptan (n-BM) 0.2 wt
%, Respectively, and after performing solification at 70 ° C. for 30 minutes, casting polymerization is further performed at 65 ° C. for 24 hours to obtain a light-scattering light guide of the same type and dimensions as in Production Examples 1 to 4. Was completed.

【００９３】[0093]

【発明の効果】本願発明によれば、光入射面から遠ざか
るにつれてその厚さが減ずる傾向を持った光散乱導光体
を利用した面光源装置において、光入射面の近傍に発生
する光供給手段の映込現象を簡単に防止することが出来
る。即ち、本願発明の面光源装置では、端部を含む全体
に輝度ムラがなく均一な明るさを有する光取出面を得る
ことが出来るから、実用可能な光取出面領域が実質的に
減少するような事態が回避される。また、このような面
光源装置を液晶表示装置のバックライト光源に適用すれ
ば、相対的に大きな表示面全体に亙って表示品位が高
く、光の実質的な利用効率が高い省電力性に優れた液晶
表示装置を得ることが可能となる。According to the present invention, in a surface light source device utilizing a light-scattering light guide having a tendency to decrease in thickness as the distance from the light incident surface increases, light supply means generated near the light incident surface Can be easily prevented. That is, in the surface light source device of the present invention, since a light extraction surface having uniform brightness without luminance unevenness on the whole including the end portion can be obtained, the practical light extraction surface region is substantially reduced. Is avoided. Further, when such a surface light source device is applied to a backlight light source of a liquid crystal display device, the display quality is high over a relatively large display surface, and the power use efficiency is high with substantial light utilization efficiency. An excellent liquid crystal display device can be obtained.

【００９４】更に、本願発明は、光散乱導光体の光取出
面の背面側に正反射性の反射手段を配置した配置を選択
し、また、光出射方向を光取出面正面方向等に向けて修
正する為に光取出面に臨んで光出射方向修正手段を配す
る構成を選択した場合にも、これら配置・構成の持つ長
所をより有効に発揮させる形で映込防止機能を果たすこ
とを可能にするものである。Further, the invention of the present application selects an arrangement in which specular reflection means is arranged on the back side of the light extraction surface of the light scattering light guide, and directs the light emission direction to the front direction of the light extraction surface or the like. Even if a configuration that arranges the light emission direction correction means facing the light extraction surface is selected for correction, the anti-glare function should be performed in a form that makes the most of the advantages of these arrangements and configurations more effectively. Is what makes it possible.

【００９５】このような諸長所は、携帯用のビデオカメ
ラ、パーソナルコンピュータに付属したモニタ用の液晶
表示装置や液晶テレビジョン装置の表示性能と省電力性
を向上させる上で極めて意義が大きい。These advantages are extremely significant in improving the display performance and power saving of a liquid crystal display device and a liquid crystal television device for a monitor attached to a portable video camera and a personal computer.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】光入射面から遠ざかるにつれて厚みの減少する
傾向を持った光散乱導光体を用いた改良型の面光源装置
の基本的な構成の１例を模式図で示したものである。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a basic configuration of an improved surface light source device using a light scattering light guide having a tendency to decrease in thickness as the distance from a light incident surface increases.

【図２】光散乱導光体の厚さが光入射面側から遠ざかる
につれて薄くなっている為に、光散乱導光体内で起こる
斜面繰り返し反射効果によって、面光源としての明るさ
のレベルと均一度が向上する理由を説明する図である。FIG. 2 shows that the light scattering light guide becomes thinner as it goes away from the light incident surface side. It is a figure explaining the reason once improves.

【図３】光源の映込現象について説明する為に、図２に
おける光入射面の近傍領域を抽出描示した図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a region near a light incident surface in FIG. 2 in an extracted manner in order to explain a projection phenomenon of a light source.

【図４】横軸に相関距離ａ、縦軸に誘電率ゆらぎ２乗平
均τをとって有効散乱照射パラメータＥを一定にする条
件を表わす曲線を、Ｅ＝５０［cm-1］及びＥ＝１００
［cm-1］の場合について描かれたグラフである。FIG. 4 is a curve showing conditions for keeping the effective scattering irradiation parameter E constant by taking the correlation distance a on the horizontal axis and the root mean square τ of the dielectric constant fluctuation on the vertical axis, where E = 50 [cm −1] and E = 100
It is a graph drawn about the case of [cm-1].

【図５】相関距離ａによって光散乱導光体の前方散乱性
の強さが変化することを説明するグラフである。FIG. 5 is a graph illustrating that the forward scattering strength of the light scattering light guide changes depending on the correlation distance a.

【図６】本願発明の１実施例の構成の概略を示した見取
図である。FIG. 6 is a sketch showing an outline of the configuration of an embodiment of the present invention.

【図７】図７は、映込防止手段の映込防止作用を説明す
る図であり、図３に準じた条件で光入射面近傍における
光の挙動を例示的に描いたものである。FIG. 7 is a diagram for explaining an anti-glare effect of the anti-glare means, and exemplarily illustrates the behavior of light in the vicinity of the light incident surface under the conditions according to FIG. 3;

【図８】図６に示したように、光出射方向修正素子を光
散乱導光体の光取出面側に臨んでそのプリズム面を内側
に向けて配置した場合の光の挙動を説明する断面図であ
る。FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining the behavior of light when the light-emitting direction correcting element faces the light-extraction surface of the light-scattering light guide and its prism surface faces inward as shown in FIG. FIG.

【図９】図６に示した配置における光出射方向修正素子
を、そのプリズム面を外側に向けて配置した場合の光の
挙動を説明する断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating the behavior of light when the light emitting direction correcting element in the arrangement shown in FIG. 6 is arranged with the prism surface facing outward.

【図１０】映込防止部の形成態様の別の例を光散乱導光
体の断面図で示したものである。FIG. 10 shows another example of the mode of forming the reflection preventing portion by light scattering and light guiding.
It is shown in a sectional view of the body .

【図１１】光散乱導光体及び光源（光供給手段）の形状
や配置について、可能な変形例を例示したものである。FIG. 11 illustrates possible modifications of the shapes and arrangements of the light scattering light guide and the light source (light supply means).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１，１’，１０，２０，３０ 光散乱導光体 ２ 光取出面 ３ 反射体（銀箔、白色シート） ４ 光出射方向修正素子 ４ａ〜４ｄ プリズム面 ４ｅ 光出射方向修正素子の光出射面 ４ｆ 光出射方向修正素子からの出射光 ５ 光取出面 ６ 光散乱導光体の裏面 ６ａ 逆傾斜部６ｂ 順傾斜部 ６ｇ 逆傾斜湾曲部 ７ 映込防止手段 Ｌ 光源 Ｌ’ 光入射方向1,1 ', 10,20,30 Light scattering light guide 2 Light extraction surface 3 Reflector (silver foil, white sheet) 4 Light emitting direction correcting element 4a-4d Prism surface 4e Light emitting surface of light emitting direction correcting element 4f Outgoing light from light emitting direction correction element 5 Light extraction surface 6 Back surface of light scattering light guide 6a Reverse inclined portion 6b Forward inclined portion 6g Reverse inclined curved portion 7 Reflection prevention means L light source L 'Light incident direction

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−139592（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−179903（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−107542（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−88042（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−143202（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−140326（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−124217（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 6/00 331 F21V 8/00 601 G02F 1/13357 Continuation of the front page (56) References JP-A-2-139592 (JP, A) JP-A-4-179903 (JP, A) JP-A-5-107542 (JP, A) JP-A-51-88042 (JP) JP-A-59-143202 (JP, A) JP-A-61-140326 (JP, U) JP-A-63-124217 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁷ , DB Name) G02B 6/00 331 F21V 8/00 601 G02F 1/13357

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 少なくとも１つの相対的に小さな光入射
面領域、前記光入射面領域を通しての入射光を起源とす
る出射光を取り出す相対的に大きな光取出面領域、及び
散乱能が一様に与えられた体積領域を有する光散乱導光
体と、前記光入射面領域に光を入射させる為の光供給手
段を備え； 前記光散乱導光体は、前記光入射面領域の近傍部分を除
いて、前記光入射面領域側から見て、前記光取出面領域
に垂直な方向に沿った厚みが前記光入射面領域から遠ざ
かるに従って減少する傾向を有していると共に、前記光
取出面領域と相反する側の面は、前記近傍部分のみにお
いて、前記傾向が逆転するように、前記記光取出面領域
に対して傾斜していることを特徴とする面光源装置。 At least one relatively small light incidence
Surface region, originating from incident light through the light incident surface region
A relatively large light extraction surface area for extracting outgoing light, and
Light-scattering light guide with volume region with uniform scattering power
A body and a light supplying means for allowing light to enter the light incident surface area.
A step; wherein the light-scattering light guide removes a portion near the light incident surface area.
And the light extraction surface area as viewed from the light incident surface area side.
The thickness along the direction perpendicular to the distance from the light incident surface area
The light has a tendency to decrease as
The surface on the side opposite to the extraction surface area is only in the vicinity.
The light extraction surface area so that the tendency is reversed.
A surface light source device characterized by being inclined with respect to. 【請求項２】 前記光散乱導光体の光取出面領域と相反
する側には、正反射性の光反射手段が設けられているこ
とを特徴とする請求項１に記載された面光源装置。 2. A light extraction surface area of said light scattering light guide and a reciprocal light.
The side to be reflected must be provided with specular light reflecting means.
The surface light source device according to claim 1, wherein: 【請求項３】 前記光散乱導光体の光取出表面領域に臨
み、散乱光出射方向特性を修正する散乱光出射方向修正
手段が前記光散乱導光体と一体あるいは別体に設けられ
ていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載
された面光源装置。 3. A light extraction surface area of the light-scattering light guide.
Scattered light emission direction correction to correct scattered light emission direction characteristics
Means are provided integrally or separately with the light scattering light guide.
The method according to claim 1 or 2, wherein
Surface light source device. 【請求項４】 少なくとも１つの相対的に小さな光入射
面領域、前記光入射面領域を通しての入射光を起源とす
る出射光を取り出す相対的に大きな光取出面領域、及び
散乱能が一様に与えられた体積領域を有する光散乱導光
体と、前記光入射面領域に光を入射させる為の光供給手
段を備え、 前記光散乱導光体は、前記光入射面領域の近傍部分を除
いて、前記光入射面領域側から見て、前記光取出面領域
に垂直な方向に沿った厚みが前記光入射面領域から遠ざ
かるに従って減少する傾向を有していると共に、前記光
取出面領域と相反する側の面は、前記近傍部分のみにお
いて、前記傾向が逆転するように、前記記光取出面領域
に対して傾斜している面光源装置を、バックライト光源
手段として液晶表示素子の背面側に配置したことを特徴
とする液晶表示装置。 4. The at least one relatively small light incidence.
Surface region, originating from incident light through the light incident surface region
A relatively large light extraction surface area for extracting outgoing light, and
Light-scattering light guide with volume region with uniform scattering power
A body and a light supplying means for allowing light to enter the light incident surface area.
A step, wherein the light-scattering light guide removes a portion near the light incident surface area.
And the light extraction surface area as viewed from the light incident surface area side.
The thickness along the direction perpendicular to the distance from the light incident surface area
The light has a tendency to decrease as
The surface on the side opposite to the extraction surface area is only in the vicinity.
The light extraction surface area so that the tendency is reversed.
The surface light source device that is inclined with respect to
As a means, it is arranged on the back side of the liquid crystal display element
Liquid crystal display device. 【請求項５】 前記面光源装置の前記光散乱導光体の光
取出面領域と相反する側に光反射手段が設けられている
ことを特徴とする請求項４に記載された液晶 表示装置。 5. The light of the light-scattering light guide of the surface light source device.
Light reflection means is provided on the side opposite to the extraction surface area
The liquid crystal display device according to claim 4, wherein: 【請求項６】 前記面光源装置の前記光散乱導光体の光
取出表面領域に臨み、散乱光出射方向特性を修正する散
乱光出射方向修正手段が前記光散乱導光素子と一体ある
いは別体に設けられていることを特徴とする請求項４ま
たは請求項５に記載された液晶表示装置。 6. The light of the light-scattering light guide of the surface light source device.
The scattering surface facing the extraction surface area and correcting the scattered light emission direction characteristics
The scattered light emitting direction correcting means is integrated with the light scattering light guide element.
Or provided separately.
A liquid crystal display device according to claim 5.