JP6567466B2 - Transparent light guide plate and transmissive display device using the same - Google Patents

Transparent light guide plate and transmissive display device using the same Download PDF

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Description

この発明は、透明導光板及びこれを用いた透過型ディスプレイ装置に関する。   The present invention relates to a transparent light guide plate and a transmissive display device using the same.

透過型ディスプレイ装置としては、例えば下記特許文献1に開示されたものが知られている。特許文献1の透過型ディスプレイ装置では、バックライトとして、面光源を使用している。   As a transmissive display device, for example, one disclosed in Patent Document 1 below is known. In the transmissive display device of Patent Document 1, a surface light source is used as a backlight.

ここで、面光源は、例えば、導光板の側面から入射させた光を、その導光板の厚さ方向に出射させることによって、液晶板等に光を供給する。面光源をバックライトとして使用することにより、蛍光灯やLEDアレイ等を使用する場合と比較して、その透過型ディスプレイ装置を薄型化できる。   Here, the surface light source supplies light to the liquid crystal plate or the like by, for example, emitting light incident from the side surface of the light guide plate in the thickness direction of the light guide plate. By using a surface light source as a backlight, the transmissive display device can be made thinner than when a fluorescent lamp, an LED array, or the like is used.

面光源としては、例えば、下記特許文献2に開示されたものが知られている。特許文献2では、インクジェット印刷技術を用いて、導光板の背面に、球欠状の光反射突部(引用文献2では光反射ドット)を多数形成している。そして、導光板の側面から入射した光が、導光板内で散乱し、その一部が光反射突部の内側球面に達して反射することにより、導光板の厚さ方向に出射する光を得る(引用文献2の図1等参照)。   As the surface light source, for example, one disclosed in Patent Document 2 below is known. In Patent Document 2, a large number of spherical light reflecting protrusions (light reflecting dots in Cited Document 2) are formed on the back surface of the light guide plate using an inkjet printing technique. Then, light incident from the side surface of the light guide plate is scattered in the light guide plate, and part of the light reaches the inner spherical surface of the light reflection protrusion to be reflected, thereby obtaining light emitted in the thickness direction of the light guide plate. (See FIG. 1 etc. of Cited Document 2).

国際公開第2014/010585号International Publication No. 2014/010585 特開2015−76124号公報JP, 2015-76124, A

このような透明導光板において、出射光の光度を高くするためには、光反射突部のピッチを可能な限り小さくすることが望ましい。   In such a transparent light guide plate, in order to increase the luminous intensity of the emitted light, it is desirable to make the pitch of the light reflecting protrusions as small as possible.

しかしながら、光反射突部のピッチを狭くして、透過型ディスプレイ装置の各副画素(各画素のRGBを担う小画素)のピッチと一致した場合、透過型ディスプレイ装置の画面に干渉縞が発生してしまう。   However, when the pitch of the light reflection protrusions is narrowed to match the pitch of each sub-pixel of the transmissive display device (small pixel that carries RGB of each pixel), interference fringes are generated on the screen of the transmissive display device. End up.

同様に、モノクロの透過型ディスプレイ装置の場合にも、透過型ディスプレイ装置の画素のピッチと一致してしまうと、この透過型ディスプレイ装置の画面に干渉縞が発生してしまう。   Similarly, in the case of a monochrome transmissive display device, if the pitch of the pixels of the transmissive display device matches, interference fringes are generated on the screen of the transmissive display device.

このような欠点を回避するためには、光反射突部のピッチを、透過型ディスプレイ装置の副画素(或いは画素)のピッチと一致しないように設定すればよい。しかし、光反射部のピッチを高精度に制御することは、特にインクジェット印刷技術を用いる場合には、容易ではない。   In order to avoid such a drawback, the pitch of the light reflecting protrusions may be set so as not to coincide with the pitch of the sub-pixel (or pixel) of the transmissive display device. However, it is not easy to control the pitch of the light reflecting portions with high accuracy, particularly when the ink jet printing technique is used.

この発明は、透過型ディスプレイ装置の画面に干渉縞を発生させることが無い透明導光板及びこれを用いた透過型ディスプレイ装置を安価に提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide a transparent light guide plate that does not generate interference fringes on the screen of a transmissive display device and a transmissive display device using the transparent light guide plate.

かかる課題を解決するため、請求項1の発明に係る透明導光板は、平面視が略矩形の平板形状を呈し、側面から光を入射する、透光性の導光基材と、該導光基材の裏面側に貼付され、該導光基材の側面から入射された光の少なくとも一部を、その内球面で反射させて表面から出射させる、複数の光反射突部が型押し加工で形成された光反射部材と、を有する透明導光板であって前記複数の光反射突部は、互いに直交するx方向及びy方向に沿った二次元方向に、所定の配列パターンで規則的に形成され、前記光反射部材は、前記x方向及び前記y方向の両方が、前記導光基材の前記側面に対して傾斜する方向となるように、該導光基材に貼付された、ことを特徴とする。 In order to solve this problem, a transparent light guide plate according to the invention of claim 1 has a substantially rectangular flat plate shape in plan view, and a light-transmitting light guide base material on which light is incident from a side surface, and the light guide. A plurality of light reflecting protrusions that are affixed to the back surface side of the base material and reflected from the inner spherical surface of the light incident from the side surface of the light guide base material and emitted from the surface are embossed. in the light reflecting member formed, a transparent light guide plate having a plurality of light reflecting projection is a two-dimensional direction along the x and y directions perpendicular to each other, regularly in a predetermined arrangement pattern The light reflecting member is affixed to the light guide base so that both the x direction and the y direction are inclined with respect to the side surface of the light guide base. It is characterized by that.

請求項の発明は、請求項に記載の構成に加え、前記光反射突部は、前記x方向及び前記y方向に沿って千鳥状又は行列状に等間隔で配列されたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect , the light reflecting protrusions are arranged at equal intervals in a staggered pattern or a matrix shape along the x direction and the y direction. To do.

請求項の発明は、請求項1又は2に記載の構成に加え、前記導光基材及び前記光反射部材が可撓性であることを特徴とする。 The invention of claim 3 is characterized in that, in addition to the configuration of claim 1 or 2 , the light guide base material and the light reflecting member are flexible.

請求項の発明は、請求項1乃至の何れかに記載の構成に加え、前記導光基材の側面に入射された光の一部を背面から出射させることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration according to any one of the first to third aspects, a part of the light incident on the side surface of the light guide base material is emitted from the back surface.

請求項の発明に係る透過型ディスプレイ装置は、請求項1乃至の何れかの透明導光板をバックライトとして用いる透過型ディスプレイ装置であって、互いに直交するX方向及びY方向に沿った二次元方向に配列された複数の画素又は副画素を備え、前記光反射突部の配列方向である前記x方向及び前記y方向は、前記画素又は副画素の配列方向である前記X方向及び前記Y方向に対して、傾斜する方向である、ことを特徴とする。 A transmissive display device according to a fifth aspect of the present invention is a transmissive display device using the transparent light guide plate according to any one of the first to fourth aspects as a backlight, and two transmissive display devices along the X and Y directions perpendicular to each other. A plurality of pixels or sub-pixels arranged in a dimensional direction, wherein the x-direction and the y-direction which are the arrangement directions of the light reflecting protrusions are the X-direction and the Y-direction which are the arrangement directions of the pixels or sub-pixels It is a direction inclined with respect to the direction.

請求項1の発明によれば、光反射突部の配列方向を傾斜させるので、透過型ディスプレイ装置に干渉縞を発生させ難くすることができ、これにより、透過型ディスプレイ装置の画質を向上させることができる。   According to the first aspect of the present invention, since the arrangement direction of the light reflecting protrusions is inclined, it is difficult to generate interference fringes in the transmissive display device, thereby improving the image quality of the transmissive display device. Can do.

また、請求項の発明によれば、光反射突部が形成された光反射部材を、導光基材に対して傾斜させて貼付するだけで、干渉縞を発生させ難くすることができ、従って、製造が容易である。 In addition, according to the invention of claim 1 , it is possible to make it difficult for interference fringes to be generated simply by inclining and pasting the light reflecting member on which the light reflecting protrusions are formed with respect to the light guide base material. Therefore, manufacture is easy.

請求項の発明によれば、光反射突部を千鳥状又は行列状に等間隔で配列するので、製造が容易である。 According to the invention of claim 2 , since the light reflecting protrusions are arranged at equal intervals in a staggered pattern or a matrix pattern, the manufacturing is easy.

請求項の発明によれば、導光基材及び光反射部材を可撓性とすることで、表示画面が曲面の透過型ディスプレイ装置の透明導光板としての使用が可能になる。 According to the third aspect of the present invention, by making the light guide base material and the light reflecting member flexible, the display screen can be used as a transparent light guide plate of a transmissive display device having a curved surface.

請求項の発明によれば、光源から側面に入射された光の一部を背面から出射させることにより、表示画面と背景とを重ねて表示するタイプの透過型ディスプレイ装置に、この発明の透明導光板を使用できる。 According to the fourth aspect of the present invention, the transparent display device of the present invention can be applied to a transmissive display device in which a part of the light incident on the side surface from the light source is emitted from the back surface so that the display screen and the background are superimposed. A light guide plate can be used.

請求項の発明によれば、画面に干渉縞を発生させることが無い透過型ディスプレイ装置を提供できる。 According to the invention of claim 5 , it is possible to provide a transmissive display device that does not generate interference fringes on the screen.

この発明の実施の形態1に係る透明導光板の構成を概念的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows notionally the structure of the transparent light-guide plate which concerns on Embodiment 1 of this invention. 上記実施の形態1に係る透明導光板の構成を概念的に示す平面図である。It is a top view which shows notionally the structure of the transparent light-guide plate which concerns on the said Embodiment 1. FIG. 上記実施の形態1に係る透明導光板の原理を説明するための概念的部分断面図である。It is a conceptual fragmentary sectional view for demonstrating the principle of the transparent light-guide plate which concerns on the said Embodiment 1. FIG. 上記実施の形態1に係る透明導光板の製造方法を説明するための概念的平面図である。It is a conceptual top view for demonstrating the manufacturing method of the transparent light-guide plate which concerns on the said Embodiment 1. FIG.

以下、この発明の実施の形態1について、図面を参照して説明する。   Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、この実施の形態1に係る透明導光板の構造を概略的に示す断面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the transparent light guide plate according to the first embodiment.

図1に示したように、この透明導光板100は、導光基材110と、接着層120と、光反射部材130とを備える。   As shown in FIG. 1, the transparent light guide plate 100 includes a light guide base 110, an adhesive layer 120, and a light reflecting member 130.

導光基材110は、透光性を有する、板状の基材である。この導光基材110としては、平面視が矩形の、平板形状のものが使用される。導光基材110は、剛性を有する板であっても良いし、可撓性を有するシートであっても良い。導光基材110の形成材料としては、例えばアクリルが好適であるが、他の材料を使用してもよい。導光基材110の平面寸法は任意であり、使用する透過型ディスプレイ装置の画面寸法等に応じて定めれば良い。また、導光基材110の厚さも任意であるが、例えば2mm程度である。この実施の形態1では、導光基材110の屈折率n0を、1.49に設定した。   The light guide substrate 110 is a plate-like substrate having translucency. As the light guide base 110, a flat plate having a rectangular shape in plan view is used. The light guide substrate 110 may be a rigid plate or a flexible sheet. As a material for forming the light guide base 110, for example, acrylic is suitable, but other materials may be used. The planar dimensions of the light guide substrate 110 are arbitrary, and may be determined according to the screen dimensions of the transmissive display device to be used. Moreover, although the thickness of the light guide base material 110 is also arbitrary, it is about 2 mm, for example. In the first embodiment, the refractive index n0 of the light guide base 110 is set to 1.49.

接着層120としては、例えば透明光学粘着フィルム(Optical Clear Adhesive Film:OCA)を使用できる。但し、十分な透光性と接着性能とを有するものであれば、他の種類の接着シートや接着剤等を使用してもよい。この接着層120の厚さは、例えば0.1mmである。この実施の形態1では、接着層120の屈折率n1を、1.4857に設定した。   For example, a transparent optical adhesive film (OCA) can be used as the adhesive layer 120. However, as long as it has sufficient translucency and adhesive performance, you may use another kind of adhesive sheet, an adhesive agent, etc. The thickness of the adhesive layer 120 is, for example, 0.1 mm. In the first embodiment, the refractive index n1 of the adhesive layer 120 is set to 1.4857.

光反射部材130は、接着層120を用いて、導光基材110の裏面に貼付される。この光反射部材130としては、例えば、平面寸法が導光基材110と略同一の、平板形状のものが使用される。この光反射部材130は、剛性を有する板であっても良いし、可撓性を有するシートであっても良い。   The light reflecting member 130 is attached to the back surface of the light guide base 110 using the adhesive layer 120. As the light reflecting member 130, for example, a flat plate having a planar dimension substantially the same as that of the light guide base 110 is used. The light reflecting member 130 may be a rigid plate or a flexible sheet.

光反射部材130は、単層構造であっても良いし、多層構造であっても良い。図1の例では、この光反射部材130を、ベース層131と光反射層132とを積層することで形成した。これらの層131,132は、何れも透光性を有する層である。   The light reflecting member 130 may have a single layer structure or a multilayer structure. In the example of FIG. 1, the light reflecting member 130 is formed by laminating a base layer 131 and a light reflecting layer 132. These layers 131 and 132 are both light-transmitting layers.

ここで、ベース層131の形成材料としては、例えばPET(すなわち、ポリエチレンテレフタラート)を使用できるが、他の材料で形成してもよい。この実施の形態1では、ベース層131の屈折率n2を、1.48に設定した。また、このベース層131の厚さは、例えば0.05mmである。なお、ベース層131が厚くなるほど出射光の色温度が上昇する傾向があるため、このベース層131は、光反射部材130の耐久性等を確保できる範囲内で、なるべく薄くすることが望ましい。   Here, as a forming material of the base layer 131, for example, PET (that is, polyethylene terephthalate) can be used, but other materials may be used. In the first embodiment, the refractive index n2 of the base layer 131 is set to 1.48. Further, the thickness of the base layer 131 is, for example, 0.05 mm. Since the color temperature of the emitted light tends to increase as the base layer 131 becomes thicker, it is desirable to make the base layer 131 as thin as possible within a range in which the durability of the light reflecting member 130 can be secured.

光反射層132としては、例えば紫外線硬化樹脂を使用できるが、他の材料で形成してもよい。この実施の形態1では、光反射層132の屈折率n3を、1.5785に設定した。また、この光反射層132の厚さは、例えば、0.012mmである。   As the light reflecting layer 132, for example, an ultraviolet curable resin can be used, but it may be formed of other materials. In the first embodiment, the refractive index n3 of the light reflecting layer 132 is set to 1.5785. Moreover, the thickness of this light reflection layer 132 is 0.012 mm, for example.

この光反射層132の外側面132a側には、多数の光反射突部132bが形成されている。   A large number of light reflecting protrusions 132 b are formed on the outer surface 132 a side of the light reflecting layer 132.

光反射突部132bは、望ましくは、球欠状を呈する。このような形状とすることで、これら光反射突部132bの内球面を凹面鏡として作用させて、導光基材110から光反射部材130に挿入された光の一部を反射させ、導光基材110の表面側に導くことができる。   The light reflecting protrusion 132b preferably has a spherical shape. By adopting such a shape, the inner spherical surface of these light reflecting protrusions 132b acts as a concave mirror to reflect a part of the light inserted from the light guide base 110 into the light reflecting member 130, so that the light guide base It can be led to the surface side of the material 110.

光反射突部132bの寸法は、例えば直径30〜60μm、高さ3〜5μm(望ましくは3.3〜4.67μm)である。   The dimensions of the light reflecting protrusion 132b are, for example, a diameter of 30 to 60 μm and a height of 3 to 5 μm (preferably 3.3 to 4.67 μm).

図2の平面図に示したように、これらの光反射突部132bは、光反射層132の外側面132aに、互いに直交するx方向及びy方向(すなわち、光反射部材130の縦横方向)に沿った二次元方向に、所定のピッチで、所定の配置パターンに従って配置される。図2の例では、光反射突部132bを千鳥状に配置したが、通常の行列状でもよい。図2において、縦横方向のピッチAは例えば0.16〜0.24mm、斜め方向のピッチBは例えば0.11〜0.17mmである。また、隣接する3個の光反射突部132bが成す三角形の角度θa,θb,θcは任意であるが、この実施の形態1では、θa=θb=θc=60゜(すなわち正三角形)とした。   As shown in the plan view of FIG. 2, these light reflecting protrusions 132 b are arranged on the outer surface 132 a of the light reflecting layer 132 in the x direction and the y direction (that is, the vertical and horizontal directions of the light reflecting member 130). They are arranged in a two-dimensional direction along the predetermined arrangement pattern at a predetermined pitch. In the example of FIG. 2, the light reflecting protrusions 132b are arranged in a staggered pattern, but a normal matrix shape may be used. In FIG. 2, the vertical and horizontal pitch A is, for example, 0.16 to 0.24 mm, and the diagonal pitch B is, for example, 0.11 to 0.17 mm. Further, the angles θa, θb, and θc of the triangle formed by the three adjacent light reflecting protrusions 132b are arbitrary, but in the first embodiment, θa = θb = θc = 60 ° (that is, a regular triangle). .

後述のように、この実施の形態では、この光反射部材130を、導光基材110の縦横の側面から傾斜するようにして、この導光基材110に貼付する。これにより、透明導光板100の光反射突部132bの配列方向(x方向及びy方向)を、透過型ディスプレイ装置の画素(又は副画素)の配列方向に対して傾斜させることができるので、この透過型ディスプレイ装置の画面に干渉縞を発生し難くすることができる。   As will be described later, in this embodiment, the light reflecting member 130 is attached to the light guide base 110 so as to be inclined from the vertical and horizontal side surfaces of the light guide base 110. Thereby, the arrangement direction (x direction and y direction) of the light reflecting protrusions 132b of the transparent light guide plate 100 can be inclined with respect to the arrangement direction of the pixels (or sub-pixels) of the transmissive display device. Interference fringes can be made difficult to occur on the screen of the transmissive display device.

次に、この実施の形態1に係る透明導光板100の光学的な原理について、図3の概念的部分断面図を用いて説明する。   Next, the optical principle of the transparent light guide plate 100 according to the first embodiment will be described with reference to the conceptual partial sectional view of FIG.

図3に示したように、透明導光板100には、その側面から、この透明導光板100の表面及び裏面と平行な方向に、光が入射される。上述のように、この光の光源としては、例えば白色LED(図示せず)等が使用される。   As shown in FIG. 3, light is incident on the transparent light guide plate 100 from the side surface in a direction parallel to the front and back surfaces of the transparent light guide plate 100. As described above, for example, a white LED (not shown) or the like is used as the light source of this light.

透明導光板100に入射された光は、その一部が、この導光基材110と接着層120との境界面301に達する。そして、この境界面301で、一部の光は反射し、残りの光は屈折して接着層120に入射される。   A part of the light incident on the transparent light guide plate 100 reaches the boundary surface 301 between the light guide base 110 and the adhesive layer 120. Then, a part of the light is reflected at the boundary surface 301, and the remaining light is refracted and enters the adhesive layer 120.

接着層120に入射された光は、この接着層120とベース層131との境界面302に達する。そして、この境界面302で、一部の光は反射し、残りの光は屈折してベース層131に入射される。   The light incident on the adhesive layer 120 reaches the boundary surface 302 between the adhesive layer 120 and the base layer 131. Then, a part of the light is reflected at the boundary surface 302 and the remaining light is refracted and is incident on the base layer 131.

更に、ベース層131に入射された光は、このベース層131と光反射層132の境界面303に達する。そして、この境界面303で、一部の光は反射し、残りの光は屈折して光反射層132に入射される。   Further, the light incident on the base layer 131 reaches the boundary surface 303 between the base layer 131 and the light reflecting layer 132. A part of the light is reflected at the boundary surface 303, and the remaining light is refracted and is incident on the light reflecting layer 132.

そして、光反射層132に入射された光の一部は、光反射突部132bに達して、この光反射突部132bで反射する。   A part of the light incident on the light reflecting layer 132 reaches the light reflecting protrusion 132b and is reflected by the light reflecting protrusion 132b.

光反射突部132bで反射した光は、境界面303に達して、その一部は反射し、残りは屈折してベース層131に入射される。   The light reflected by the light reflecting protrusion 132 b reaches the boundary surface 303, a part of which is reflected, and the rest is refracted and enters the base layer 131.

ベース層131に入射された光は、境界面302に達して、その一部は反射し、残りは屈折して接着層120に入射される。   The light incident on the base layer 131 reaches the boundary surface 302, a part of which is reflected, and the rest is refracted and incident on the adhesive layer 120.

更に、接着層120に入射された光は、境界面301に達して、その一部は反射し、残りは屈折して導光基材110に入射される。   Furthermore, the light incident on the adhesive layer 120 reaches the boundary surface 301, a part of which is reflected, and the rest is refracted and incident on the light guide substrate 110.

そして、導光基材110に入射された光の一部が、この導光基材110の表面(図3の下側面)から出射する。   A part of the light incident on the light guide base 110 is emitted from the surface of the light guide base 110 (the lower side in FIG. 3).

ここで、周知のように、光が物質A(屈折率をnaとする)から物質B(屈折率をnbとする)に達した場合、その境界面における反射率Rは、下式(1)で与えられる(垂直入射の場合)。   Here, as is well known, when light reaches the substance B (refractive index is nb) from the substance A (refractive index is na), the reflectance R at the boundary surface is expressed by the following equation (1). (For normal incidence).

R=(na−nb)/(na+nb) ・・・(1)
この式(1)が示すように、物質A,Bの屈折率na,nbの差が小さいほど、反射率Rが小さくなり、したがって物質Aから物質Bへ達した光の透過率が多くなる。
R = (na−nb) 2 / (na + nb) 2 (1)
As shown in this equation (1), the smaller the difference between the refractive indexes na and nb of the substances A and B, the smaller the reflectance R, and thus the greater the transmittance of light reaching the substance B from the substance A.

この実施の形態1では、上述のように、導光基材110の屈折率n0は1.49、接着層120の屈折率n1は1.4857、ベース層131の屈折率n2は1.48、光反射層132の屈折率n3は1.5785である。   In the first embodiment, as described above, the refractive index n0 of the light guide base 110 is 1.49, the refractive index n1 of the adhesive layer 120 is 1.4857, and the refractive index n2 of the base layer 131 is 1.48. The refractive index n3 of the light reflecting layer 132 is 1.5785.

すなわち、この実施の形態1では、導光基材110の屈折率n0と接着層120の屈折率n1との差(0.0043)及び接着層120の屈折率n1とベース層131の屈折率n2との差(0.0057)が小さいため、これら各部110,120,131の境界面301,302では、光の透過率が高い。従って、導光基材110の側面から入射された光の多くは、ベース層131へ達する。   That is, in the first embodiment, the difference (0.0043) between the refractive index n0 of the light guide base 110 and the refractive index n1 of the adhesive layer 120, and the refractive index n1 of the adhesive layer 120 and the refractive index n2 of the base layer 131. Since the difference (0.0057) is small, the light transmittance is high at the boundary surfaces 301 and 302 of these portions 110, 120, and 131. Therefore, most of the light incident from the side surface of the light guide base 110 reaches the base layer 131.

一方、光反射層132の屈折率n3とベース層131の屈折率n2との差(n3−n2=0.0985は大きい。このため、ベース層131側から境界面303に達した光の透過率は、境界面301,302の場合よりも小さくなる(従って、反射率は、境界面301,302の場合よりも大きくなる)。   On the other hand, the difference (n3−n2 = 0.0985) between the refractive index n3 of the light reflecting layer 132 and the refractive index n2 of the base layer 131 is large. Is smaller than that of the boundary surfaces 301 and 302 (therefore, the reflectance is larger than that of the boundary surfaces 301 and 302).

その反面、n3>n2であるため、ベース層131側から境界面303へ達した光の全反射は起こらない。   On the other hand, since n3> n2, total reflection of light reaching the boundary surface 303 from the base layer 131 side does not occur.

従って、十分な光量の光を、ベース層131から光反射層132内へ導くことができる。   Therefore, a sufficient amount of light can be guided from the base layer 131 into the light reflecting layer 132.

ここで、周知のように、境界面303に達した時の入射角θ1が大きいほど、光の反射率が高くなる。このため、光反射層132には、入射角θ1が小さい光(すなわち、透明導光板100の厚さ方向に対する角度が小さい光)が、多く入射されることになる。   Here, as is well known, the greater the incident angle θ1 when reaching the boundary surface 303, the higher the light reflectance. For this reason, a large amount of light having a small incident angle θ1 (that is, light having a small angle with respect to the thickness direction of the transparent light guide plate 100) is incident on the light reflecting layer 132.

光反射層132へ入射された光の一部は、上述のように、光反射突部132bで反射する。上述のように、光反射層132の屈折率n3は1.5785であり、この光反射層132の外部(通常は空気)の屈折率と比べて十分に大きいので、光反射突部132bで反射する光の光量は十分に大きい(上述の式(1)参照)。   A part of the light incident on the light reflecting layer 132 is reflected by the light reflecting protrusion 132b as described above. As described above, the refractive index n3 of the light reflecting layer 132 is 1.5785, which is sufficiently larger than the refractive index outside the light reflecting layer 132 (usually air), and is therefore reflected by the light reflecting protrusion 132b. The amount of light to be generated is sufficiently large (see the above formula (1)).

そして、光反射層132内で反射した光は、再び、境界面303へ達する。上述のように、境界面303に達した時の入射角が大きいほど、光の反射率が高い。更に、この光は、屈折率の高い媒体(光反射層132)から低い媒体(ベース層131)へ入射する光であるため、入射角θ2が所定値より大きい光に対しては、全反射が起こる。このため、ベース層131には、入射角θ2が小さい光(すなわち、透明導光板100の厚さ方向に対する角度が小さい光)が、多く入射されることになる。   Then, the light reflected in the light reflecting layer 132 reaches the boundary surface 303 again. As described above, the greater the incident angle when the boundary surface 303 is reached, the higher the light reflectance. Further, since this light is incident on a medium having a high refractive index (light reflecting layer 132) and entering a medium having a low refractive index (base layer 131), total reflection is caused for light having an incident angle θ2 larger than a predetermined value. Occur. Therefore, a large amount of light having a small incident angle θ2 (that is, light having a small angle with respect to the thickness direction of the transparent light guide plate 100) is incident on the base layer 131.

なお、このとき境界面303で反射した光の一部は、光反射層132内で散乱し、この境界面303への入射角θ2が小さい光となって、ベース層131に入射されることになる。   At this time, a part of the light reflected by the boundary surface 303 is scattered in the light reflection layer 132, and becomes incident on the base layer 131 as light having a small incident angle θ2 to the boundary surface 303. Become.

ベース層131に入射された光の一部は、上述のように、接着層120及び導光基材110を透過して、この導光基材110の表面(図3の下側面)から出射する。上述のように、ベース層131と接着層120との屈折率の差(n2−n1)や、接着層120と導光基材110との屈折率の差(n0−n1)は小さいので、これらの透過率は十分に大きい。   As described above, a part of the light incident on the base layer 131 passes through the adhesive layer 120 and the light guide base 110 and exits from the surface of the light guide base 110 (the lower side in FIG. 3). . As described above, the difference in refractive index between the base layer 131 and the adhesive layer 120 (n2-n1) and the difference in refractive index between the adhesive layer 120 and the light guide substrate 110 (n0-n1) are small. The transmittance of is sufficiently large.

このように、この実施の形態1では、光反射部材130を、上の層(すなわち光反射層132)の方が屈折率が高くなるように構成したので、透明導光板100の厚さ方向に対する角度が小さい光を多く取り出せるようになり、これにより出射光の指向性を高めることができるので、被照射面(例えば、透過型ディスプレイ装置の液晶パネル)の照射光量を増大させることができる。   As described above, in the first embodiment, the light reflecting member 130 is configured such that the upper layer (that is, the light reflecting layer 132) has a higher refractive index. Since a large amount of light with a small angle can be extracted and thereby the directivity of the emitted light can be increased, the amount of light irradiated on the irradiated surface (for example, a liquid crystal panel of a transmissive display device) can be increased.

次に、この実施の形態1に係る透明導光板100の製造方法について説明する。   Next, a method for manufacturing the transparent light guide plate 100 according to the first embodiment will be described.

最初に、以下のようにして、シート状の光反射部材130を作製する。   First, the sheet-like light reflecting member 130 is produced as follows.

まず、ベース層131(例えばPET)の裏面に、液体状態の紫外線硬化性樹脂を塗布する。   First, an ultraviolet curable resin in a liquid state is applied to the back surface of the base layer 131 (for example, PET).

次に、この紫外線硬化性樹脂に、型押し加工で、光反射突部132bを形成する。型押し加工の方式は限定されず、この紫外線硬化性樹脂に平板状の型を押し付ける直押し転写方式でもよいが、大面積の光反射部材130を作製するためには、回転ローラ型の型を用いたローラ転写方式を用いることが望ましい。   Next, the light reflecting protrusion 132b is formed on the ultraviolet curable resin by a stamping process. The method of pressing is not limited, and a direct pressing transfer method in which a flat plate is pressed against the ultraviolet curable resin may be used. However, in order to manufacture the light reflecting member 130 having a large area, a rotary roller type is used. It is desirable to use the roller transfer method used.

続いて、紫外線を照射することにより、この紫外線硬化性樹脂を硬化させる。   Subsequently, the ultraviolet curable resin is cured by irradiating with ultraviolet rays.

その後、この光反射部材130を、所望のサイズに寸断する。光反射部材130のサイズは、被照射面(例えば、透過型ディスプレイ装置の液晶パネル)のサイズに基づいて決定される。   Thereafter, the light reflecting member 130 is cut into a desired size. The size of the light reflecting member 130 is determined based on the size of the irradiated surface (for example, a liquid crystal panel of a transmissive display device).

以上により、シート状の光反射部材130が完成する。   Thus, the sheet-like light reflecting member 130 is completed.

次に、以下のようにして、この光反射部材130を、導光基材110に貼付する工程を行う。   Next, a step of attaching the light reflecting member 130 to the light guide base 110 is performed as follows.

まず、導光基材110の裏面に、接着層120を形成する。上述のように、この接着層120の形成方法は、透明光学粘着フィルム(OCA)を貼付する方法であっても良いし、液体の接着剤等を導光基材110の裏面に塗布する方法であっても良い。   First, the adhesive layer 120 is formed on the back surface of the light guide substrate 110. As described above, the method of forming the adhesive layer 120 may be a method of applying a transparent optical adhesive film (OCA), or a method of applying a liquid adhesive or the like to the back surface of the light guide substrate 110. There may be.

その後、この接着層120の裏面に、シート状の光反射部材130を貼付する。このとき、この実施の形態1では、図4の概念的平面図に示したように、この光反射部材130を、導光基材110に対して、傾斜させて貼付する。このため、光反射突部132bの配列方向(x方向及びy方向)は、透明導光板100の各辺に対して傾斜している。   Thereafter, a sheet-like light reflecting member 130 is attached to the back surface of the adhesive layer 120. At this time, in the first embodiment, as shown in the conceptual plan view of FIG. 4, the light reflecting member 130 is attached to the light guide substrate 110 while being inclined. For this reason, the arrangement direction (x direction and y direction) of the light reflecting protrusions 132 b is inclined with respect to each side of the transparent light guide plate 100.

以上により、透明導光板100が完成する。   Thus, the transparent light guide plate 100 is completed.

続いて、透過型ディスプレイ装置(図示せず)を組み立てる。この組み立て工程において、この透明導光基板100は、透過型ディスプレイ装置のバックライトとして使用される。   Subsequently, a transmissive display device (not shown) is assembled. In this assembly process, the transparent light guide substrate 100 is used as a backlight of a transmissive display device.

ここで、透過型ディスプレイ装置には、画素又は副画素(例えば、液晶パネル等の液晶素子)が、二次元方向に配列されている(図示せず)。ここでは、その配列方向を、X方向及びY方向とする。このX方向及びY方向は、その画面の各辺と平行な方向である。また、画素又は副画素のピッチは、光反射突部132bのピッチと略同じとする。   Here, in the transmissive display device, pixels or sub-pixels (for example, liquid crystal elements such as a liquid crystal panel) are arranged in a two-dimensional direction (not shown). Here, the arrangement directions are the X direction and the Y direction. The X direction and the Y direction are directions parallel to the sides of the screen. In addition, the pitch of the pixels or sub-pixels is substantially the same as the pitch of the light reflecting protrusions 132b.

この組み立て工程では、透過型ディスプレイ装置の画面の各辺が、透明導光板100の各側面と平行になるようにする。   In this assembly process, each side of the screen of the transmissive display device is made parallel to each side surface of the transparent light guide plate 100.

ここで、上述のように、光反射部材130の光反射突部132bの配列方向(x方向及びy方向)は、透明導光板100の各辺に対して傾斜している。   Here, as described above, the arrangement direction (x direction and y direction) of the light reflecting protrusions 132 b of the light reflecting member 130 is inclined with respect to each side of the transparent light guide plate 100.

従って、光反射突部132bの配列方向は、透過型ディスプレイ装置の画素又は副画素の配列方向に対して、傾斜した状態となる。   Accordingly, the arrangement direction of the light reflecting protrusions 132b is inclined with respect to the arrangement direction of the pixels or sub-pixels of the transmissive display device.

これにより、この画素や副画素のピッチと光反射突部132bのピッチとが略同じであるにも拘わらず、透過型ディスプレイ装置に干渉縞が発生して画質が劣化することを防止できる。   Accordingly, it is possible to prevent the image quality from being deteriorated due to the generation of interference fringes in the transmissive display device, although the pitch of the pixels and sub-pixels is substantially the same as the pitch of the light reflecting protrusions 132b.

傾斜角度は、光反射突部132bのピッチの値や配列パターン等によって異なるが、例えば3〜5゜程度である。   The inclination angle varies depending on the pitch value of the light reflecting protrusions 132b, the arrangement pattern, and the like, but is about 3 to 5 °, for example.

なお、ここでは光反射部材130を傾斜させて貼付したが、光反射部材130を作製する際に、この光反射部材130の縦横側面に対して傾斜するように、光反射突部132bを形成することにしてもよい。光反射突部132bを傾斜させて形成した場合、この光反射部材130の縦横側面と導光基材110の縦横側面とが平行となるように、これらを貼付すればよい。   Here, the light reflecting member 130 is attached while being inclined. However, when the light reflecting member 130 is manufactured, the light reflecting protrusion 132b is formed so as to be inclined with respect to the vertical and horizontal side surfaces of the light reflecting member 130. You may decide. When the light reflecting protrusion 132b is formed to be inclined, the light reflecting member 130 may be attached so that the vertical and horizontal side surfaces of the light reflecting member 130 are parallel to the vertical and horizontal side surfaces of the light guide base 110.

以上説明したように、この実施の形態1によれば、光反射突部132bの配列方向を傾斜させることで、透過型ディスプレイ装置の干渉縞を発生し難くすることができる。   As described above, according to the first embodiment, it is possible to make it difficult to generate interference fringes of the transmissive display device by inclining the arrangement direction of the light reflecting protrusions 132b.

更に、光反射突部132bが形成された光反射部材130を、導光基材110に対して傾斜させて貼付するだけで、干渉縞を発生し難くすることができるので、製造が容易である。   Furthermore, since the light reflection member 130 on which the light reflection protrusion 132b is formed can be made difficult to generate interference fringes only by being inclined and attached to the light guide base 110, the manufacture is easy. .

この実施の形態1によれば、導光基材110及び光反射部材130を可撓性とすることで、表示画面が曲面の透過型ディスプレイ装置の透明導光板としての使用が可能になる。   According to the first embodiment, the light guide base 110 and the light reflecting member 130 are made flexible, so that the display screen can be used as a transparent light guide plate of a transmissive display device having a curved surface.

なお、この実施の形態1では、この発明に係る透明導光板100を液晶ディスプレイ等に利用する場合を例にとって説明したが、入射光の一部を背面から出射させることにより、表示画面と背景とを重ねて表示するタイプの透過型ディスプレイ装置に使用することも可能である。この場合は、光反射部材130を透過して裏面側の対象物で反射した光が、光反射部材130、接着層120及び導光基材110を透過することを利用する。   In the first embodiment, the case where the transparent light guide plate 100 according to the present invention is used for a liquid crystal display or the like has been described as an example. However, the display screen, the background, It is also possible to use it for a transmissive display device of a type that displays images in a superimposed manner. In this case, light transmitted through the light reflecting member 130 and reflected by the object on the back side is transmitted through the light reflecting member 130, the adhesive layer 120, and the light guide substrate 110.

なお、この実施の形態1では、光反射部材130を導光基材110に貼付する場合を例に採って説明したが、例えば、インクジェット印刷方式等で光反射突部を導光基材に直接形成する場合にも、この発明を適用できることはもちろんである。この場合は、光反射突部の配列パターンの配列方向が導光基材の各側面に対して傾斜するように、その光反射突部を配置すればよい。   In the first embodiment, the case where the light reflecting member 130 is affixed to the light guide substrate 110 has been described as an example. However, for example, the light reflecting protrusion is directly applied to the light guide substrate by an inkjet printing method or the like. Of course, the present invention can also be applied to the formation. In this case, the light reflection protrusions may be arranged so that the arrangement direction of the arrangement pattern of the light reflection protrusions is inclined with respect to each side surface of the light guide base material.

100 透明導光板
110 導光基材
120 接着層
130 光反射部材
131 ベース層
132 光反射層
132a 外側面
132b 光反射突部
301〜303 境界面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Transparent light guide plate 110 Light guide base material 120 Adhesive layer 130 Light reflection member 131 Base layer 132 Light reflection layer 132a Outer side surface 132b Light reflection protrusion 301-303 Boundary surface

Claims (5)

平面視が略矩形の平板形状を呈し、側面から光を入射する、透光性の導光基材と、
該導光基材の裏面側に貼付され、該導光基材の側面から入射された光の少なくとも一部を、その内球面で反射させて表面から出射させる、複数の光反射突部が型押し加工で形成された光反射部材と、
を有する透明導光板であって、
前記複数の光反射突部は、互いに直交するx方向及びy方向に沿った二次元方向に、所定の配列パターンで規則的に形成され、
前記光反射部材は、前記x方向及び前記y方向の両方が、前記導光基材の前記側面に対して傾斜する方向となるように、該導光基材に貼付された、
ことを特徴とする透明導光板。
A light-transmitting light-guiding base material that has a substantially rectangular flat plate shape in plan view and receives light from a side surface;
A plurality of light reflecting protrusions that are attached to the back surface side of the light guide base material and reflect at least a part of the light incident from the side surface of the light guide base material on the inner spherical surface and exit from the surface. A light reflecting member formed by embossing ,
A transparent light guide plate having
The plurality of light reflecting protrusions are regularly formed in a predetermined arrangement pattern in a two-dimensional direction along the x direction and the y direction orthogonal to each other.
The light reflecting member is affixed to the light guide base so that both the x direction and the y direction are inclined with respect to the side surface of the light guide base .
A transparent light guide plate characterized by that.
前記光反射突部は、前記x方向及び前記y方向に沿って千鳥状又は行列状に等間隔で配列されたことを特徴とする請求項1に記載の透明導光板。 2. The transparent light guide plate according to claim 1, wherein the light reflecting protrusions are arranged at equal intervals in a staggered pattern or a matrix pattern along the x direction and the y direction . 前記導光基材及び前記光反射部材が可撓性であることを特徴とする請求項1又は2に記載の透明導光板。 The transparent light guide plate according to claim 1, wherein the light guide base material and the light reflecting member are flexible . 前記導光基材の側面に入射された光の一部を背面から出射させることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の透明導光板。 4. The transparent light guide plate according to claim 1, wherein a part of light incident on a side surface of the light guide base material is emitted from the back surface. 5. 請求項1乃至4の何れかの透明導光板をバックライトとして用いる透過型ディスプレイ装置であって、
互いに直交するX方向及びY方向に沿った二次元方向に配列された複数の画素又は副画素を備え、
前記光反射突部の配列方向である前記x方向及び前記y方向は、前記画素又は副画素の配列方向である前記X方向及び前記Y方向に対して、傾斜する方向である、
ことを特徴とする透過型ディスプレイ装置
A transmissive display device using the transparent light guide plate according to claim 1 as a backlight,
A plurality of pixels or sub-pixels arranged in a two-dimensional direction along the X and Y directions orthogonal to each other;
The x direction and the y direction, which are the arrangement directions of the light reflecting protrusions, are directions inclined with respect to the X direction and the Y direction, which are the arrangement directions of the pixels or subpixels.
A transmissive display device .
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