JP6600952B2

JP6600952B2 - Transflective reflection sheet, display device

Info

Publication number: JP6600952B2
Application number: JP2015051821A
Authority: JP
Inventors: 雄大山下; 博関口; 正浩後藤; 一信小川
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2015-03-16
Filing date: 2015-03-16
Publication date: 2019-11-06
Anticipated expiration: 2035-03-16
Also published as: JP2016170372A

Description

本発明は、背景等の外界の光を透過するとともに、映像光を反射する半透過型反射シート、表示装置に関するものである。 The present invention relates to a transflective reflection sheet and a display device that transmit external light such as a background and reflect video light.

従来、ＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）等の映像源を、光学系を介して観察者に観察させる頭部装着型の表示装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
このような頭部装着型の表示装置は、例えば、映像源に対向する位置に導光板を配置して、映像源で表示された映像光を、その導光板によって観察者の眼に対応する位置まで導光して、反射層を介して観察者側へ反射させている。このような表示装置は、表示される映像によって観察者の視界が遮られてしまうため、反射層にマジックミラーを用いる等して、映像光と外界の光とを重ねて見せる、いわゆるシースルーにする場合がある。
しかし、この場合、マジックミラーの透過率を向上させて反射率を低下させすぎると観察者側に届く映像が不鮮明になり、逆に反射率を向上させて透過率を低下させすぎると、外界の光（外界の像）が不鮮明になってしまう場合があった。 Conventionally, there has been proposed a head-mounted display device that allows an observer to observe an image source such as an LCD (Liquid Crystal Display) via an optical system (for example, Patent Document 1).
In such a head-mounted display device, for example, a light guide plate is arranged at a position facing the image source, and the image light displayed by the image source is positioned at the position corresponding to the eyes of the observer by the light guide plate. To the viewer side through the reflective layer. In such a display device, the viewer's field of view is blocked by the displayed image, so a magic mirror is used for the reflective layer, etc., so that the image light and the external light can be seen so as to overlap each other. There is a case.
However, in this case, if the reflectance of the magic mirror is improved to reduce the reflectance too much, the image reaching the viewer side becomes unclear, and conversely if the reflectance is increased to reduce the transmittance too much, In some cases, the light (image of the outside world) would be blurred.

特表２０１１−５０９４１７号公報Special table 2011-509417 gazette

本発明の課題は、観察者側に届く映像や、外界の光が不鮮明になってしまうのを抑制することができる半透過型反射シート、表示装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a transflective reflection sheet and a display device capable of suppressing an image reaching the observer side and an external light from becoming unclear.

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、背面から外界の光を透過するとともに映像光を反射して、出光面から前記映像光及び前記外界の光を出光する半透過型反射シート（２０）であって、単位光学形状（３０）が複数配列された第１光学形状層（２２）と、前記出光面を有し、前記第１光学形状層の前記単位光学形状側の面に積層される第２光学形状層（２３）とを備え、前記単位光学形状は、前記出光面に対して傾斜した第１傾斜面（３０ａ）を有し、前記第１傾斜面上の少なくとも一部には、前記第１光学形状層及び前記第２光学形状層の屈折率よりも低い屈折率の低屈折率層（２５）が形成されていること、を特徴とする半透過型反射シートである。
請求項２の発明は、請求項１に記載の半透過型反射シート（２０）において、前記低屈折率層（２５）は、空気層であること、を特徴とする半透過型反射シートである。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の半透過型反射シート（２０）と、前記半透過型反射シートに映像光を出射する映像源（１１）と、を備える表示装置（１）である。 The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected and demonstrated, it is not limited to this.
The invention of claim 1 is a transflective reflection sheet (20) that transmits external light from the back and reflects video light, and emits the video light and external light from a light exit surface. A first optical shape layer (22) in which a plurality of optical shapes (30) are arranged, and a second optical shape layer having the light exit surface and laminated on the unit optical shape side surface of the first optical shape layer (23), wherein the unit optical shape has a first inclined surface (30a) inclined with respect to the light exit surface, and at least a part of the first optical shape on the first inclined surface. A low-refractive index layer (25) having a refractive index lower than that of the layer and the second optical shape layer is formed.
The invention according to claim 2 is the transflective sheet according to claim 1, wherein the low refractive index layer (25) is an air layer. .
According to a third aspect of the present invention, there is provided a display device comprising: the transflective reflection sheet (20) according to the first or second aspect; and an image source (11) that emits image light to the transflective reflection sheet. (1).

本発明によれば、観察者側に届く映像や、外界の光が不鮮明になってしまうのを抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can suppress that the image | video which reaches an observer side, and the external light become unclear.

第１実施形態の頭部装着型の表示装置を説明する図である。It is a figure explaining the head mounting type display device of a 1st embodiment. 第１実施形態の導光板の詳細を説明する図である。It is a figure explaining the detail of the light-guide plate of 1st Embodiment. 第１実施形態の導光板の製造方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the manufacturing method of the light-guide plate of 1st Embodiment. 第２実施形態の導光板の詳細を説明する図である。It is a figure explaining the detail of the light-guide plate of 2nd Embodiment. 第２実施形態の導光板の製造方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the manufacturing method of the light-guide plate of 2nd Embodiment. 変形形態の半透過型反射シートを説明する図である。It is a figure explaining the transflective reflection sheet of a deformation | transformation form. 変形形態の単位光学形状を説明する図である。It is a figure explaining the unit optical shape of a deformation | transformation form.

以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
本明細書中において、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、平行や直交等の用語については、厳密に意味するところに加え、同様の光学的機能を奏し、平行や直交と見なせる程度の誤差を有する状態も含むものとする。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, each figure shown below including FIG. 1 is the figure shown typically, and the magnitude | size and shape of each part are exaggerated suitably for easy understanding.
Numerical values such as dimensions and material names of the respective members described in the present specification are examples of the embodiment, and the present invention is not limited thereto, and may be appropriately selected and used.
In this specification, terms that specify shape and geometric conditions, for example, terms such as parallel and orthogonal, are strictly meanings, have similar optical functions, and can be regarded as parallel and orthogonal It also includes a state having an error of.

（第１実施形態）
図１は、本実施形態の頭部装着型の表示装置１を説明する図である。図１は、表示装置１を鉛直方向上方から見た図である。
なお、図１を含め以下に示す図中及び以下の説明において、理解を容易にするために、観察者が頭部に表示装置１を装着した状態における鉛直方向をＺ方向とし、水平方向をＸ方向及びＹ方向とする。また、この水平方向のうち、導光板に入光した映像光の導光される方向（導光板の左右方向）をＸ方向とし、それに直交する方向（導光板の厚み方向）をＹ方向とする。このＹ方向の−Ｙ側を観察者側とし、＋Ｙ側を背面側とする。 (First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a head-mounted display device 1 according to this embodiment. FIG. 1 is a view of the display device 1 as viewed from above in the vertical direction.
In addition, in the figure shown below including FIG. 1 and the following description, in order to make an understanding easy, the vertical direction in the state where the observer has mounted the display device 1 on the head is defined as the Z direction, and the horizontal direction is defined as X. Direction and Y direction. Of these horizontal directions, the direction in which the video light entering the light guide plate is guided (the left-right direction of the light guide plate) is the X direction, and the direction perpendicular to the direction (thickness direction of the light guide plate) is the Y direction. . The −Y side in the Y direction is the observer side, and the + Y side is the back side.

表示装置１は、観察者が頭部に装着し、観察者の眼前に映像を表示する、いわゆるヘッドマウントディスプレイである。図１に示すように、本実施形態の頭部装着型の表示装置１は、不図示のメガネフレームの内側に、映像源１１と、投射光学系１２と、導光板２０とを備えており、観察者がメガネフレームを頭部に装着することによって、映像源１１の映像を、導光板（半透過型反射シート）２０等を介して観察者に視認させることができる。具体的には、表示装置１は、映像源１１に表示された映像光を、投射光学系１２を介して導光板２０へ入射し、導光板２０内において＋Ｘ方向に導光した上で、導光方向に直交する−Ｙ方向に反射して、表示装置１を頭部に装着した観察者の眼Ｅ前に映像情報を表示する。
また、表示装置１は、外界からの光の一部を、導光板２０を透過させ観察者側に到達させて、映像と外界の光とを重ねて見せる、いわゆるシースルー機能を備えている。本実施形態では、半透過型反射シートを導光板２０に適用した例で説明する。なお、半透過型反射シートとは、入射した光の一部を透過し、その他を反射するシートを総称するものであり、透過率及び反射率が５０％であるものに限られない。 The display device 1 is a so-called head mounted display that an observer wears on the head and displays an image in front of the eyes of the observer. As shown in FIG. 1, the head-mounted display device 1 of the present embodiment includes a video source 11, a projection optical system 12, and a light guide plate 20 inside a glasses frame (not shown). When the observer wears the eyeglass frame on the head, the image of the image source 11 can be visually recognized by the observer via the light guide plate (semi-transmissive reflection sheet) 20 or the like. Specifically, the display device 1 enters video light displayed on the video source 11 into the light guide plate 20 through the projection optical system 12 and guides it in the + X direction within the light guide plate 20. The image information is displayed in front of the eyes E of the observer who wears the display device 1 on the head by reflecting in the -Y direction orthogonal to the light direction.
In addition, the display device 1 has a so-called see-through function in which a part of light from the outside world is transmitted through the light guide plate 20 to reach the observer side, and the image and the light from the outside world are overlapped. In the present embodiment, an example in which a transflective reflection sheet is applied to the light guide plate 20 will be described. The transflective reflection sheet is a generic term for a sheet that transmits a part of incident light and reflects others, and is not limited to a sheet having a transmittance and a reflectance of 50%.

映像源１１は、映像光を表示するマイクロディスプレイであり、例えば、透過型の液晶表示デバイスや、反射型の液晶表示デバイス、有機ＥＬ等を使用することができる。映像源１１は、例えば、対角が１インチ以下のマイクロディスプレイが使用される。
投射光学系１２は、映像源１１から出射された映像光を平行光として投射する複数のレンズ群から構成される光学系である。
導光板２０は、光を導光する略平板状の透明部材であり、本実施形態では、鉛直方向（Ｚ方向）から見た形状が略台形形状に形成された台形柱形状に形成されている。導光板２０は、図１に示すように、互いに平行であり、互いに対向する第１全反射面２０ｂ及び第２全反射面２０ｃと、−Ｘ側端部に、この第１全反射面２０ｂ及び第２全反射面２０ｃに対して傾斜した反射面２０ａとが設けられている。 The video source 11 is a micro display that displays video light. For example, a transmissive liquid crystal display device, a reflective liquid crystal display device, an organic EL, or the like can be used. For example, a micro display having a diagonal of 1 inch or less is used as the video source 11.
The projection optical system 12 is an optical system composed of a plurality of lens groups that project image light emitted from the image source 11 as parallel light.
The light guide plate 20 is a substantially flat transparent member that guides light. In the present embodiment, the light guide plate 20 is formed in a trapezoidal column shape in which the shape viewed from the vertical direction (Z direction) is formed in a substantially trapezoidal shape. . As shown in FIG. 1, the light guide plate 20 is parallel to each other, and faces the first total reflection surface 20 b and the second total reflection surface 20 c, and the first total reflection surface 20 b and the end on the −X side. A reflecting surface 20a inclined with respect to the second total reflection surface 20c is provided.

反射面２０ａは、第１全反射面２０ｂ及び第２全反射面２０ｃに対して所定の角度で傾斜しており、その面の全面に反射膜２７が形成されている。反射面２０ａは、導光板２０内に入射した映像光を、この反射膜２７よって第１全反射面２０ｂ側に反射させる。ここで、反射膜２７は、光反射性の高い金属、例えば、アルミニウムや、銀、ニッケル等により形成されている。本実施形態では反射膜２７は、アルミニウムを蒸着することにより形成されている。また、これに限らず反射膜２７は、光反射性の高い金属をスパッタリングしたり、金属箔を転写したり、金属薄膜を含有した塗料を塗布したりする等により形成されてもよい。
反射面２０ａは、反射膜２７で反射した映像光を第１全反射面２０ｂにおいて全反射させるために、第１全反射面２０ｂに対して２５°〜４０°の範囲で傾斜している。 The reflection surface 20a is inclined at a predetermined angle with respect to the first total reflection surface 20b and the second total reflection surface 20c, and a reflection film 27 is formed on the entire surface. The reflection surface 20 a reflects the image light incident in the light guide plate 20 to the first total reflection surface 20 b side by the reflection film 27. Here, the reflection film 27 is formed of a metal having high light reflectivity, for example, aluminum, silver, nickel, or the like. In the present embodiment, the reflective film 27 is formed by evaporating aluminum. The reflective film 27 is not limited to this, and may be formed by sputtering a metal having high light reflectivity, transferring a metal foil, or applying a paint containing a metal thin film.
The reflection surface 20a is inclined in the range of 25 ° to 40 ° with respect to the first total reflection surface 20b in order to cause the first total reflection surface 20b to totally reflect the image light reflected by the reflection film 27.

第１全反射面２０ｂは、導光板２０を形成する面のうちＸＺ平面に平行であって、観察者側（−Ｙ側）に位置する面であり、反射膜２７によって反射した映像光を第２全反射面２０ｃ側に向けて全反射させる。また、第１全反射面２０ｂは、第２全反射面２０ｃにおいて全反射した映像光を、再び第２全反射面２０ｃ側に向けて全反射させる。
第１全反射面２０ｂは、その−Ｘ側の端部が、映像源１１から投射された映像光を入光する入光面となっており、また、＋Ｘ側の端部が、単位光学形状部３０及び出光側単位光学形状部３１（後述する）において反射した映像光を導光板２０外へ出光する出光面となっている。
第２全反射面２０ｃは、導光板２０を形成する面のうち、ＸＺ平面に平行であって、背面側（＋Ｙ側）に位置する面（観察者側から離れた側の面）であり、第１全反射面２０ｂにおいて全反射した映像光を、第１全反射面２０ｂ側に向けて全反射させる。
以上により、反射膜２７を反射した映像光は、第１全反射面２０ｂ及び第２全反射面２０ｃの間で全反射を繰り返すことによって、導光板２０内の＋Ｘ方向（導光方向）に導光されることとなる。 The first total reflection surface 20 b is a surface that is parallel to the XZ plane and that is located on the viewer side (−Y side) among the surfaces that form the light guide plate 20, and the image light reflected by the reflection film 27 is the first. 2 Total reflection is performed toward the total reflection surface 20c side. The first total reflection surface 20b totally reflects the image light totally reflected on the second total reflection surface 20c toward the second total reflection surface 20c again.
As for the 1st total reflection surface 20b, the edge part of the -X side becomes a light-incidence surface which injects the image light projected from the image source 11, and the edge part of + X side is unit optical shape. It is a light exit surface that emits the image light reflected by the portion 30 and the light exit side unit optical shape portion 31 (described later) to the outside of the light guide plate 20.
The second total reflection surface 20c is a surface (surface on the side away from the observer side) that is parallel to the XZ plane and located on the back side (+ Y side) among the surfaces that form the light guide plate 20. The image light totally reflected on the first total reflection surface 20b is totally reflected toward the first total reflection surface 20b side.
As described above, the image light reflected by the reflection film 27 is guided in the + X direction (light guide direction) in the light guide plate 20 by repeating total reflection between the first total reflection surface 20b and the second total reflection surface 20c. It will be illuminated.

次に、導光板２０の層構成について説明する。
図２は、本実施形態の導光板２０の詳細を説明する図である。
図２に示すように、導光板２０は、観察者側（−Ｙ側）から順に、基材部２１、接合層２４、第２光学形状層２３、第１光学形状層２２が積層されている。
基材部２１は、導光板２０の基礎となる平板状の部材であり、例えば、光透過性の高いアクリル樹脂、スチレン樹脂、アクリルスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂等から形成されている。上述の第１全反射面２０ｂは、この基材部２１の観察者側（−Ｙ側）の面となる。この基材部２１の観察者側の面は、入射する光の拡散を抑制する観点から平滑（例えば、６０度の光沢度で９０以上）に形成されるのが望ましい。 Next, the layer configuration of the light guide plate 20 will be described.
FIG. 2 is a diagram illustrating details of the light guide plate 20 of the present embodiment.
As illustrated in FIG. 2, the light guide plate 20 includes a base material portion 21, a bonding layer 24, a second optical shape layer 23, and a first optical shape layer 22 that are stacked in this order from the observer side (−Y side). .
The base material portion 21 is a flat plate member that is the basis of the light guide plate 20, and is formed of, for example, a highly light-transmitting acrylic resin, styrene resin, acrylic styrene resin, polycarbonate resin, alicyclic polyolefin resin, or the like. Yes. The first total reflection surface 20b described above is a surface on the viewer side (−Y side) of the base material portion 21. The surface of the base member 21 on the viewer side is desirably formed smoothly (for example, 90 or more with a glossiness of 60 degrees) from the viewpoint of suppressing the diffusion of incident light.

第１光学形状層２２は、導光板２０の観察者側から最も離れた側に位置する層である。第１光学形状層２２は、光透過性の高いポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ウレタンアクリレート樹脂、エポキシアクリレート樹脂等から形成されており、その屈折率は、上述の基材部２１と同等の屈折率である。
第１光学形状層２２は、図１に示すように、その観察者側（−Ｙ側）の面であって、＋Ｘ側の端部近傍に、単位光学形状部３０が複数設けられている。また、第１光学形状層２２は、図２に示すように、観察者側の面であって、単位光学形状部３０の配列方向（Ｘ方向）における単位光学形状部３０の両端側に、第２光学形状層２３の接合部２３ａ（後述する）と当接する接合部２２ａが形成されている。 The first optical shape layer 22 is a layer located on the side of the light guide plate 20 that is farthest from the viewer side. The first optical shape layer 22 is formed of polycarbonate resin, acrylic resin (PMMA), urethane acrylate resin, epoxy acrylate resin, or the like with high light transmittance, and the refractive index thereof is the same as that of the base material portion 21 described above. Refractive index.
As shown in FIG. 1, the first optical shape layer 22 is a surface on the viewer side (−Y side), and a plurality of unit optical shape portions 30 are provided in the vicinity of the end portion on the + X side. Further, as shown in FIG. 2, the first optical shape layer 22 is a surface on the viewer side, and is formed on both end sides of the unit optical shape portions 30 in the arrangement direction (X direction) of the unit optical shape portions 30. 2 A joining portion 22a that abuts on a joining portion 23a (described later) of the optical shape layer 23 is formed.

この単位光学形状部３０は、鉛直方向（Ｚ方向）に延在し、映像光の導光方向（Ｘ方向）に沿って複数配列されている。また、単位光学形状部３０は、観察者側（−Ｙ側）に凸になるようにして、映像光が出光する方向（導光板２０の厚み方向、Ｙ方向）に平行であって単位光学形状部３０の配列方向（Ｘ方向）に平行な断面（ＸＹ面）における断面形状が略三角形状、いわゆるプリズム形状に形成されている。単位光学形状部３０は、第１傾斜面３０ａと、この第１傾斜面３０ａよりも映像光の進行する側（＋Ｘ側）に、第１傾斜面３０ａと対向して設けられた第２傾斜面３０ｂとから構成される。
なお、上述の第２全反射面２０ｃは、この第１光学形状層２２の背面側（＋Ｙ側）の面となる。この第１光学形状層２２の背面側の面は、入射する光の拡散を抑制する観点から平滑（例えば、６０度の光沢度で９０以上）に形成されるのが望ましい。 The unit optical shape sections 30 extend in the vertical direction (Z direction) and are arranged in a plurality along the light guide direction (X direction) of the image light. The unit optical shape section 30 is convex toward the observer side (−Y side), is parallel to the direction in which the image light is emitted (the thickness direction of the light guide plate 20, the Y direction), and has a unit optical shape. The cross-sectional shape (XY plane) parallel to the arrangement direction (X direction) of the parts 30 is formed in a substantially triangular shape, so-called prism shape. The unit optical shape section 30 includes a first inclined surface 30a and a second inclined surface provided on the side (+ X side) on which video light travels from the first inclined surface 30a so as to face the first inclined surface 30a. 30b.
The second total reflection surface 20c described above is a surface on the back side (+ Y side) of the first optical shape layer 22. The surface on the back side of the first optical shape layer 22 is desirably formed smoothly (for example, 90 or more with a glossiness of 60 degrees) from the viewpoint of suppressing the diffusion of incident light.

第１傾斜面３０ａは、第１全反射面２０ｂを全反射した映像光が直接入射する面であり、出光面（第１全反射面２０ｂ、第１光学形状層２２の観察者側の面）に対して傾斜しており、その＋Ｘ側の端部が、−Ｘ側の端部よりも観察者（出光）側（−Ｙ側）に位置している。この第１傾斜面３０ａ上の全面には、すなわち、第１傾斜面３０ａ及び第３傾斜面３１ａ（後述する）間の全体には、低屈折率層２５が形成されている。
第２傾斜面３０ｂは、第１全反射面２０ｂを全反射した映像光が直接入射しない面であり、出光面（第１全反射面２０ｂ、第１光学形状層２２の観察者側の面）に対して傾斜しており、その＋Ｘ側の端部が、−Ｘ側の端部よりも背面側（＋Ｙ側）に位置している。 The first inclined surface 30a is a surface on which the image light totally reflected from the first total reflection surface 20b is directly incident, and a light exit surface (first total reflection surface 20b, surface on the observer side of the first optical shape layer 22). The end on the + X side is positioned closer to the observer (light emission) side (−Y side) than the end on the −X side. A low refractive index layer 25 is formed on the entire surface of the first inclined surface 30a, that is, between the first inclined surface 30a and the third inclined surface 31a (described later).
The second inclined surface 30b is a surface on which the image light totally reflected from the first total reflection surface 20b is not directly incident, and a light exit surface (first total reflection surface 20b, surface on the observer side of the first optical shape layer 22). The end on the + X side is located on the back side (+ Y side) with respect to the end on the −X side.

第２光学形状層２３は、単位光学形状部３０を覆うようにして、第１光学形状層２２の観察者側の面に設けられた層である。第２光学形状層２３は、光透過性の高いポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ウレタンアクリレート樹脂、エポキシアクリレート樹脂等から形成されている。第２光学形状層２３の観察者側の面は、接合層２４を介して基材部２１に接合される面であり、また、第２光学形状層２３から基材部２１へと通過する光の出光面となる。この第２光学形状層２３の出光面は、導光板２０の第１全反射面２０ｂ（出光面、ＸＺ平面）と平行である。
なお、第２光学形状層２３の観察者側に設けられる基材部２１を省略して、第２光学形状層２３の観察者側の面を導光板２０の出光面にしてもよい。 The second optical shape layer 23 is a layer provided on the surface of the first optical shape layer 22 on the viewer side so as to cover the unit optical shape portion 30. The second optical shape layer 23 is formed of polycarbonate resin, acrylic resin (PMMA), urethane acrylate resin, epoxy acrylate resin, or the like with high light transmittance. The surface on the observer side of the second optical shape layer 23 is a surface bonded to the base material portion 21 via the bonding layer 24, and light passing from the second optical shape layer 23 to the base material portion 21. The light exit surface. The light output surface of the second optical shape layer 23 is parallel to the first total reflection surface 20 b (light output surface, XZ plane) of the light guide plate 20.
The base 21 provided on the observer side of the second optical shape layer 23 may be omitted, and the surface on the observer side of the second optical shape layer 23 may be used as the light exit surface of the light guide plate 20.

第２光学形状層２３は、第１光学形状層２２と対向する面（背面、＋Ｙ側の面）に上述の単位光学形状部３０に対応する出光側単位光学形状部３１が形成されている。
また、第２光学形状層２３は、背面（＋Ｙ側の面）であって、出光側単位光学形状部３１の配列方向（Ｘ方向）における出光側単位光学形状部３１の両端側に、第１光学形状層２２の接合部２２ａと当接する接合部２３ａが形成されている。 In the second optical shape layer 23, a light output side unit optical shape portion 31 corresponding to the unit optical shape portion 30 described above is formed on the surface (back surface, + Y side surface) facing the first optical shape layer 22.
In addition, the second optical shape layer 23 is the back surface (+ Y side surface), and the first optical shape layer 23 is disposed on both ends of the light output side unit optical shape portion 31 in the arrangement direction (X direction) of the light output side unit optical shape portions 31. A joint portion 23 a that contacts the joint portion 22 a of the optical shape layer 22 is formed.

この出光側単位光学形状部３１は、鉛直方向（Ｚ方向）に延在し、映像光の導光方向（Ｘ方向）に沿って複数配列されている。出光側単位光学形状部３１は、背面側（＋Ｙ側）に凸になるようにして、映像光が出光する方向（導光板２０の厚み方向、Ｙ方向）に平行であって出光側単位光学形状部３１の配列方向（Ｘ方向）に平行な断面（ＸＹ面）における断面形状が略三角形状、いわゆるプリズム形状に形成されている。この出光側単位光学形状部３１は、第３傾斜面３１ａと、この第３傾斜面３１ａよりも映像源側（−Ｘ側）に、第３傾斜面３１ａと対向して設けられた第４傾斜面３１ｂとから構成されている。
本実施形態では、出光側単位光学形状部３１と単位光学形状部３０とは、上記断面において、同様の三角形形状に形成されている。 The light output side unit optical shape portions 31 extend in the vertical direction (Z direction) and are arranged in a plurality along the light guide direction (X direction) of the image light. The light output side unit optical shape portion 31 is convex on the back side (+ Y side), is parallel to the direction in which the image light is output (thickness direction of the light guide plate 20, Y direction), and is the light output side unit optical shape. The cross-sectional shape (XY plane) parallel to the arrangement direction (X direction) of the portions 31 is formed in a substantially triangular shape, so-called prism shape. The light output side unit optical shape portion 31 has a third inclined surface 31a and a fourth inclined surface provided on the image source side (−X side) of the third inclined surface 31a and facing the third inclined surface 31a. It is comprised from the surface 31b.
In the present embodiment, the light output side unit optical shape portion 31 and the unit optical shape portion 30 are formed in the same triangular shape in the cross section.

第３傾斜面３１ａは、第１全反射面２０ｂを全反射した映像光が直接入射する面であり、出光面（第１全反射面２０ｂ、第１光学形状層２２の観察者側の面）に対して傾斜しており、その＋Ｘ側の端部が、−Ｘ側の端部よりも観察者（出光）側（−Ｙ側）に位置している。第３傾斜面３１ａは、単位光学形状部３０の第１傾斜面３０ａに対向しており、その第１傾斜面３０ａと平行な面である。上述したように、この第３傾斜面３１ａ及び第１傾斜面３０ａ間の全体には、低屈折率層２５が設けられている。
第４傾斜面３１ｂは、第１全反射面２０ｂを全反射した映像光が直接入射しない面であり、出光面（第１全反射面２０ｂ、第１光学形状層２２の観察者側の面）に対して傾斜しており、その＋Ｘ側の端部が、−Ｘ側の端部よりも背面側（＋Ｙ側）に位置している。この第４傾斜面３１ｂは、単位光学形状部３０の第２傾斜面３０ｂに対向しており、この第２傾斜面３０ｂと平行な面である。 The third inclined surface 31a is a surface on which the image light totally reflected from the first total reflection surface 20b is directly incident, and a light exit surface (first total reflection surface 20b, surface on the observer side of the first optical shape layer 22). The end on the + X side is positioned closer to the observer (light emission) side (−Y side) than the end on the −X side. The third inclined surface 31a faces the first inclined surface 30a of the unit optical shape portion 30, and is a surface parallel to the first inclined surface 30a. As described above, the low refractive index layer 25 is provided between the third inclined surface 31a and the first inclined surface 30a.
The fourth inclined surface 31b is a surface on which the image light totally reflected by the first total reflection surface 20b does not directly enter, and a light exit surface (first total reflection surface 20b, surface on the viewer side of the first optical shape layer 22). The end on the + X side is located on the back side (+ Y side) with respect to the end on the −X side. The fourth inclined surface 31b is opposed to the second inclined surface 30b of the unit optical shape portion 30, and is a surface parallel to the second inclined surface 30b.

本実施形態では、第２傾斜面３０ｂと第４傾斜面３１ｂとは、互いに接触している。
ここで、第２傾斜面３０ｂと第４傾斜面３１ｂとが面同士で接触していない場合、すなわち、点接触又は線接触している場合、これらの面に光が入射することによってニュートンリング（環状の干渉縞）が生じてしまい、観察者側に届く映像光や、外界の光が不鮮明になってしまう恐れがある。そのため、第２傾斜面３０ｂ及び第４傾斜面３１ｂには、微細な凹凸形状を形成して入射した光を拡散させて、上述のニュートンリングの発生を抑制するようにしてもよい。 In the present embodiment, the second inclined surface 30b and the fourth inclined surface 31b are in contact with each other.
Here, when the second inclined surface 30b and the fourth inclined surface 31b are not in contact with each other, that is, when they are in point contact or line contact, Newton rings ( (Annular interference fringes) may occur, and the image light reaching the viewer side and the light in the outside world may become unclear. Therefore, a fine uneven shape may be formed on the second inclined surface 30b and the fourth inclined surface 31b to diffuse the incident light, thereby suppressing the occurrence of the above Newton ring.

単位光学形状部３０の第１傾斜面３０ａ及び出光側単位光学形状部３１の第３傾斜面３１ａが、第１全反射面２０ｂ（出光面）に平行な面（ＸＺ平面）となす角度は、αである。また、第２傾斜面３０ｂ及び第４傾斜面３１ｂが第１全反射面２０ｂに平行な面となす角度は、β（β＞α）である。
また、単位光学形状部３０及び出光側単位光学形状部３１の配列ピッチは、Ｐである。更に、単位光学形状部３０の高さ（導光板の厚み方向（Ｙ方向）における単位光学形状部３０の頂部ｔ１から単位光学形状部３０間の谷底となる部位ｖ１までの寸法）は、ｈ１であり、出光側単位光学形状部３１の高さ（導光板の厚み方向（Ｙ方向）における出光側単位光学形状部３１の頂部ｔ２から出光側単位光学形状部３１間の谷底となる部位ｖ２までの寸法）は、ｈ２であり、本実施形態では、ｈ１＝ｈ２である。なお、配列ピッチＰは、単位光学形状部３０及び出光側単位光学形状部３１の配列方向（Ｘ方向）における幅寸法と同等である。 The angle formed by the first inclined surface 30a of the unit optical shape portion 30 and the third inclined surface 31a of the light output side unit optical shape portion 31 with a surface (XZ plane) parallel to the first total reflection surface 20b (light output surface) is α. Further, the angle formed between the second inclined surface 30b and the fourth inclined surface 31b and a surface parallel to the first total reflection surface 20b is β (β> α).
The arrangement pitch of the unit optical shape portions 30 and the light exit side unit optical shape portions 31 is P. Further, the height of the unit optical shape portion 30 (the dimension from the top t1 of the unit optical shape portion 30 to the portion v1 that becomes the valley bottom between the unit optical shape portions 30 in the thickness direction (Y direction) of the light guide plate) is h1. Yes, from the height t2 of the light output side unit optical shape part 31 in the height direction (Y direction) of the light output side unit optical shape part 31 to the portion v2 that becomes the valley bottom between the light output side unit optical shape parts 31 Dimension) is h2, and in this embodiment, h1 = h2. The arrangement pitch P is equivalent to the width dimension in the arrangement direction (X direction) of the unit optical shape section 30 and the light output side unit optical shape section 31.

本実施形態の単位光学形状部３０及び出光側単位光学形状部３１は、配列ピッチＰ等が一定であるが、角度αが映像光の進行する側（＋Ｘ側）へ向かうにつれて次第に大きくなり、また、それに伴い高さｈ１、ｈ２も大きくなっている例で説明するが、これに限定されるものでない。例えば、配列ピッチＰや、角度α、角度β、高さｈ１、ｈ２が一定に形成されるようにしてもよい。
本実施形態では、第１光学形状層２２及び第２光学形状層２３は、それぞれポリカーボネート樹脂により形成されており、その屈折率は１．５９である。
なお、本実施形態では、この単位光学形状部３０及び出光側単位光学形状部３１は、鉛直方向（Ｚ方向）に延在するプリズム（リニアプリズム）形状に形成される例で説明するが、これに限定されるものでなく、リニアフレネルレンズ形状や、同心円状に単位光学形状が配列されるサーキュラーフレネルレンズ形状に形成されるようにしてもよい。 The unit optical shape section 30 and the light exit side unit optical shape section 31 of the present embodiment have a constant arrangement pitch P and the like, but the angle α gradually increases toward the image light traveling side (+ X side). In this example, the heights h1 and h2 are also increased. However, the present invention is not limited to this. For example, the arrangement pitch P, the angle α, the angle β, and the heights h1 and h2 may be formed constant.
In the present embodiment, the first optical shape layer 22 and the second optical shape layer 23 are each formed of polycarbonate resin, and the refractive index thereof is 1.59.
In this embodiment, the unit optical shape portion 30 and the light output side unit optical shape portion 31 will be described as an example of being formed in a prism (linear prism) shape extending in the vertical direction (Z direction). However, the shape may be a linear Fresnel lens shape or a circular Fresnel lens shape in which unit optical shapes are arranged concentrically.

接合層２４は、基材部２１及び第２光学形状層２３を接合する粘着剤である。接合層２４は、基材部２１及び第２光学形状層２３間を透過する映像光が屈折しないよう、これらの層と同等の屈折率を有する材料、例えば、光透過性の高いポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ウレタンアクリレート樹脂、エポキシアクリレート樹脂、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤等により形成されている。 The bonding layer 24 is an adhesive that bonds the base material portion 21 and the second optical shape layer 23 together. The bonding layer 24 is made of a material having a refractive index equivalent to those of these layers so as not to refract the image light transmitted between the base material portion 21 and the second optical shape layer 23, for example, a polycarbonate resin or an acrylic resin having a high light transmittance. It is formed of resin (PMMA), urethane acrylate resin, epoxy acrylate resin, acrylic adhesive, silicone adhesive, and the like.

低屈折率層２５は、入射した光の一部を反射するとともに、その他を透過する層であり、その屈折率が、第１光学形状層２２及び第２光学形状層２３の屈折率よりも低くなるように形成されている。本実施形態の低屈折率層２５は、第１傾斜面３０ａと第３傾斜面３１ａとの間に設けられた空隙、すなわち空気層である。そのため、低屈折率層２５の屈折率は、１．００であり、上述の第１光学形状層２２及び第２光学形状層２３の屈折率（１．５９）よりも低い値となる。 The low refractive index layer 25 is a layer that reflects part of the incident light and transmits the other, and the refractive index thereof is lower than the refractive indexes of the first optical shape layer 22 and the second optical shape layer 23. It is formed to become. The low refractive index layer 25 of the present embodiment is a gap provided between the first inclined surface 30a and the third inclined surface 31a, that is, an air layer. Therefore, the refractive index of the low refractive index layer 25 is 1.00, which is lower than the refractive indexes (1.59) of the first optical shape layer 22 and the second optical shape layer 23 described above.

低屈折率層２５は、映像光を良好に反射させるとともに、外界の光を良好に透過させる観点から、その厚みｆが、１μｍ≦ｆ≦５０μｍで形成されるのが望ましい。さらに、厚みｆは、１μｍ≦ｆ≦１０μｍで形成されるのがより望ましい。
仮に、低屈折率層２５の厚みｆが５０μｍよりも大きい場合、厚みが厚くなりすぎてしまうため、表示される映像がぼやけてしまうので望ましくない。また、低屈折率層２５の厚みｆが１μｍ未満である場合、厚みが薄すぎて、第１傾斜面３０ａ及び第３傾斜面３１ａが部分的に接触してしまい、このような厚みの空気層を第１傾斜面３０ａ及び第３傾斜面３１ａ間に形成するのが困難となるので望ましくない。 The low refractive index layer 25 is desirably formed with a thickness f of 1 μm ≦ f ≦ 50 μm from the viewpoint of reflecting video light well and transmitting light from outside. Furthermore, it is more desirable that the thickness f is 1 μm ≦ f ≦ 10 μm.
If the thickness f of the low-refractive index layer 25 is larger than 50 μm, the thickness becomes too thick, which is not desirable because the displayed image is blurred. Further, when the thickness f of the low refractive index layer 25 is less than 1 μm, the thickness is too thin, and the first inclined surface 30a and the third inclined surface 31a are partially in contact with each other. Is difficult to form between the first inclined surface 30a and the third inclined surface 31a.

ここで、効率よく映像光を反射して導光板２０から出光させる観点から、第１傾斜面３０ａ及び第３傾斜面３１ａの角度αは、２０°≦α≦３５°の範囲内に、第２傾斜面３０ｂ及び第４傾斜面３１ｂの角度βは、８０°≦β≦９０°の範囲内に、単位光学形状部３０の高さｈ１及び出光側単位光学形状部３１の高さｈ２は、それぞれ、２０μｍ≦ｈ１≦７００μｍ、２０μｍ≦ｈ２≦７００μｍの範囲内に形成されるのが望ましい。また、単位光学形状部３０の配列ピッチＰは、５０μｍ≦Ｐ≦１０００μｍの範囲内で形成されるのが望ましい。 Here, from the viewpoint of efficiently reflecting the image light and emitting the light from the light guide plate 20, the angle α of the first inclined surface 30a and the third inclined surface 31a is within the range of 20 ° ≦ α ≦ 35 °. The angle β of the inclined surface 30b and the fourth inclined surface 31b is within the range of 80 ° ≦ β ≦ 90 °, and the height h1 of the unit optical shape portion 30 and the height h2 of the light output side unit optical shape portion 31 are respectively And 20 μm ≦ h1 ≦ 700 μm and 20 μm ≦ h2 ≦ 700 μm. Further, it is desirable that the arrangement pitch P of the unit optical shape portions 30 is formed within a range of 50 μm ≦ P ≦ 1000 μm.

次に、本実施形態の導光板２０に入射する映像光Ｌ及び外界の光Ｇの動作について説明する。
図１に示すように、映像源１１から出射した映像光Ｌは、投射光学系１２を介して導光板２０の第１全反射面２０ｂへと入射する。導光板２０内に入光した映像光Ｌは、反射面２０ａの反射膜２７に入射して第１全反射面２０ｂ側へと反射する。それから、その映像光Ｌは、第１全反射面２０ｂに入射して第２全反射面２０ｃ側へと全反射した後に、第２全反射面２０ｃに入射して第１全反射面２０ｂ側へと全反射する。このように第１全反射面２０ｂ及び第２全反射面２０ｃ間において全反射を繰り返すことにより、映像光Ｌは、導光板２０の−Ｘ側から＋Ｘ側に向けて導光され、第２光学形状層２３に設けられた出光側単位光学形状部３１に入射する。
本実施形態の導光板２０では、図１に示すように、映像光Ｌが第１全反射面２０ｂにおいて２回全反射し、第２全反射面２０ｃにおいて１回全反射するように形成されているが、これに限定されるものでなく、各面においてより多く又は少なく全反射を繰り返すようにしてもよい。 Next, the operation of the image light L and the external light G incident on the light guide plate 20 of the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 1, the video light L emitted from the video source 11 enters the first total reflection surface 20 b of the light guide plate 20 through the projection optical system 12. The image light L that has entered the light guide plate 20 enters the reflection film 27 of the reflection surface 20a and is reflected toward the first total reflection surface 20b. Then, the image light L enters the first total reflection surface 20b and is totally reflected toward the second total reflection surface 20c, and then enters the second total reflection surface 20c and enters the first total reflection surface 20b. And totally reflected. Thus, by repeating total reflection between the first total reflection surface 20b and the second total reflection surface 20c, the video light L is guided from the −X side to the + X side of the light guide plate 20, and the second optical The light enters the light exit side unit optical shape portion 31 provided in the shape layer 23.
In the light guide plate 20 of the present embodiment, as shown in FIG. 1, the video light L is totally reflected twice on the first total reflection surface 20b and is totally reflected once on the second total reflection surface 20c. However, the present invention is not limited to this, and the total reflection may be repeated more or less on each surface.

出光側単位光学形状部３１に入射した映像光のうち、一部の映像光Ｌ１は、図２に示すように、第３傾斜面３１ａに入射して低屈折率層２５によって、第１全反射面２０ｂに対してほぼ垂直な方向（−Ｙ方向）に反射して、第１全反射面２０ｂから観察者の眼Ｅに向けて出光する。また、他の映像光Ｌ２は、低屈折率層２５を透過して単位光学形状部３０内に入射することとなるが、そのほとんどが導光板２０の背面側から出光することとなる。
外界の光Ｇは、図１に示すように、導光板２０の背面側（＋Ｙ側）の第２全反射面２０ｃから導光板２０内に入光する。この導光板２０内に入光した外界の光Ｇのうち一部の光は、第１傾斜面３０ａの低屈折率層２５に入射する。そして、その一部の光Ｇ１は、図２に示すように、低屈折率層２５を透過して、第１全反射面２０ｂ（出光面）から観察者の眼Ｅに向けて出光する。また、他の光Ｇ２は、低屈折率層２５と第１光学形状層２２との界面で背面側（＋Ｙ側）に反射することとなる。 Of the image light incident on the light exit side unit optical shape portion 31, a part of the image light L1 is incident on the third inclined surface 31a and the first total reflection by the low refractive index layer 25 as shown in FIG. The light is reflected in a direction substantially perpendicular to the surface 20 b (−Y direction) and emitted from the first total reflection surface 20 b toward the eye E of the observer. Further, the other image light L2 passes through the low refractive index layer 25 and enters the unit optical shape portion 30, most of which is emitted from the back side of the light guide plate 20.
As shown in FIG. 1, the external light G enters the light guide plate 20 from the second total reflection surface 20 c on the back side (+ Y side) of the light guide plate 20. A part of the external light G entering the light guide plate 20 is incident on the low refractive index layer 25 of the first inclined surface 30a. Then, as shown in FIG. 2, a part of the light G1 passes through the low refractive index layer 25 and exits from the first total reflection surface 20b (light exit surface) toward the observer's eye E. The other light G2 is reflected to the back side (+ Y side) at the interface between the low refractive index layer 25 and the first optical shape layer 22.

ここで、蒸着等によりマジックミラー（ハーフミラー）状に形成された反射層が、低屈折率層の代わりに第１傾斜面３０ａ及び第３傾斜面３１ａ間に設けられる場合、この反射層に入射した映像光や外界の光は、その一部が反射し、他の一部が透過し、その他が反射層自体に吸収されることとなる。これに対して、本実施形態の低屈折率層２５は、上述したように、空気層により形成されているので、映像光や外界の光を、吸収することなく反射又は透過させることができ、上述のマジックミラー状に形成された反射層に比して映像光の利用効率を向上させることができる。 Here, when a reflective layer formed in the shape of a magic mirror (half mirror) by vapor deposition or the like is provided between the first inclined surface 30a and the third inclined surface 31a instead of the low refractive index layer, it is incident on this reflective layer. A part of the image light and the outside light are reflected, the other part is transmitted, and the other part is absorbed by the reflection layer itself. On the other hand, as described above, the low refractive index layer 25 of the present embodiment is formed of an air layer, and therefore can reflect or transmit video light and external light without being absorbed, The use efficiency of image light can be improved as compared with the reflective layer formed in the above-described magic mirror shape.

次に、本実施形態の導光板２０の製造方法について説明する。
図３は、本実施形態の導光板２０の製造方法を説明する図である。図３の各図は、導光板２０が製造されるまでの過程を示す図である。
まず、図３（ａ）に示すように、単位光学形状部３０に対応する凹凸形状が設けられた金型を使用して、導光板２０を構成する第１光学形状層２２を押出成形法や、射出成形法等により形成する。
また、第１光学形状層２２と同様に、図３（ｂ）に示すように、出光側単位光学形状部３１に対応する凹凸形状が設けられた金型を使用して、導光板２０を構成する第２光学形状層２３を押出成形法や、射出成形法等により形成する。 Next, a method for manufacturing the light guide plate 20 of the present embodiment will be described.
FIG. 3 is a diagram illustrating a method for manufacturing the light guide plate 20 of the present embodiment. Each drawing in FIG. 3 is a diagram illustrating a process until the light guide plate 20 is manufactured.
First, as shown in FIG. 3A, the first optical shape layer 22 constituting the light guide plate 20 is formed by an extrusion molding method using a mold provided with an uneven shape corresponding to the unit optical shape portion 30. It is formed by an injection molding method or the like.
Similarly to the first optical shape layer 22, as shown in FIG. 3B, the light guide plate 20 is configured using a mold provided with an uneven shape corresponding to the light output side unit optical shape portion 31. The second optical shape layer 23 to be formed is formed by an extrusion molding method, an injection molding method, or the like.

次に、図３（ｃ）に示すように、第１光学形状層２２の観察者側（単位光学形状部３０側）の面と、第２光学形状層２３の背面側（出光側単位光学形状部３１側）の面とを対向させて、接合部２２ａ及び接合部２３ａを当接させて、不図示の接着剤により接合する。このとき、単位光学形状部３０の第２傾斜面３０ｂ及び出光側単位光学形状部３１の第４傾斜面３１ｂも互いに当接する。
なお、接合部２２ａ及び接合部２３ａの接合に使用する接着剤は、例えば、上述の接合層２４に使用される材料を使用することができる。 Next, as shown in FIG. 3C, the viewer side (unit optical shape unit 30 side) surface of the first optical shape layer 22 and the back side (light emission side unit optical shape) of the second optical shape layer 23 are used. The bonding portion 22a and the bonding portion 23a are brought into contact with each other so as to face each other and are bonded with an adhesive (not shown). At this time, the second inclined surface 30b of the unit optical shape portion 30 and the fourth inclined surface 31b of the light output side unit optical shape portion 31 also contact each other.
In addition, the adhesive used for joining of the junction part 22a and the junction part 23a can use the material used for the above-mentioned joining layer 24, for example.

ここで、図２に示すように、導光板２０の厚み方向における接合部２２ａと単位光学形状部３０間の谷底となる部位ｖ１との距離をｈ３とし、接合部２３ａと出光側単位光学形状部３１間の谷底となる部位ｖ２との距離をｈ４としたときに、接合部２２ａ及び接合部２３ａは、それぞれ、ｈ１＜ｈ３＋ｈ４、ｈ２＜ｈ３＋ｈ４を満たすようにして形成されている。
そのため、第１光学形状層２２及び第２光学形状層２３が、接合部２２ａ及び接合部２３ａにおいて互いに当接し、接合されたとしても、第１傾斜面３０ａと第３傾斜面３１ａとの間には空間ができ、所定の厚みの空気層、すなわち低屈折率層２５が形成されることとなる。 Here, as shown in FIG. 2, the distance between the junction 22a in the thickness direction of the light guide plate 20 and the portion v1 that becomes the valley bottom between the unit optical shape portions 30 is h3, and the junction 23a and the light output side unit optical shape portion When the distance from the portion v2 that is the valley bottom between 31 is h4, the junction 22a and the junction 23a are formed so as to satisfy h1 <h3 + h4 and h2 <h3 + h4, respectively.
Therefore, even if the 1st optical shape layer 22 and the 2nd optical shape layer 23 contact | abut each other in the junction part 22a and the junction part 23a, and are joined, between the 1st inclined surface 30a and the 3rd inclined surface 31a. A space is formed, and an air layer having a predetermined thickness, that is, a low refractive index layer 25 is formed.

続いて、図３（ｄ）に示すように、第１光学形状層２２に接合された第２光学形状層２３の観察者側の面と、平板状の基材部２１とを接合層２４を介して貼り合せて、基材部２１、接合層２４、第２光学形状層２３、第１光学形状層２２が順次積層された積層体が完成する。
そして、最後に、この積層体を所定の形状に裁断した上で、−Ｘ側（単位光学形状部が形成される側とは反対側）であって背面側（＋Ｙ側）の角部を加工して反射面２０ａを形成し、その反射面２０ａに真空蒸着法等によってアルミニウムを蒸着する等して反射膜２７を形成する。以上により、導光板２０が完成する。 Subsequently, as illustrated in FIG. 3D, the viewer-side surface of the second optical shape layer 23 bonded to the first optical shape layer 22 and the flat substrate portion 21 are bonded to the bonding layer 24. Thus, a laminated body in which the base material portion 21, the bonding layer 24, the second optical shape layer 23, and the first optical shape layer 22 are sequentially laminated is completed.
Finally, after cutting this laminate into a predetermined shape, the corner on the back side (+ Y side) on the −X side (the side opposite to the side where the unit optical shape portion is formed) is processed. Then, the reflective surface 20a is formed, and the reflective film 27 is formed on the reflective surface 20a by vapor-depositing aluminum by a vacuum vapor deposition method or the like. Thus, the light guide plate 20 is completed.

以上より、本実施形態の導光板２０は、第１傾斜面３０ａ上の全面、すなわち第１傾斜面３０ａ及び第３傾斜面３１ａ間の全体に、第１光学形状層２２及び第２光学形状層２３の屈折率よりも低い屈折率の低屈折率層２５が形成されている。そのため、導光板２０は、映像源から投射された映像光の一部を低屈折率層２５によって観察者側に反射させるとともに、導光板２０の背面側から入射する外界の光の一部を観察者側に透過させることができる。これにより、本実施形態の導光板２０は、映像光の鮮明さを低下させることなく、外界の光をより鮮明に観察することができる。
本実施形態の導光板２０は、低屈折率層２５が空気層により形成されているので、低屈折率層２５に入射した映像光や外界の光を吸収することなく、反射させたり、透過させたりすることができ、映像光の利用効率を向上させることができる。 As described above, the light guide plate 20 of the present embodiment has the first optical shape layer 22 and the second optical shape layer on the entire surface on the first inclined surface 30a, that is, between the first inclined surface 30a and the third inclined surface 31a. A low refractive index layer 25 having a lower refractive index than the refractive index 23 is formed. Therefore, the light guide plate 20 reflects a part of the image light projected from the image source to the viewer side by the low refractive index layer 25 and observes a part of the external light incident from the back side of the light guide plate 20. It can be transmitted to the person side. Thereby, the light guide plate 20 of the present embodiment can observe the light of the outside world more clearly without reducing the sharpness of the image light.
In the light guide plate 20 of the present embodiment, since the low refractive index layer 25 is formed of an air layer, the image light incident on the low refractive index layer 25 and external light are reflected or transmitted without being absorbed. It is possible to improve the use efficiency of the image light.

（第２実施形態）
次に、第２実施形態の導光板１２０について説明する。
図４は、第２実施形態の導光板の詳細を説明する図であり、図２に対応する図である。
なお、以下の説明及び図面において、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾（下２桁）に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
本実施形態の導光板１２０は、低屈折率層１２５が空気層ではなく、第１光学形状層２２及び第２光学形状層２３よりも屈折率の低い材料により構成された層である点で、上述の第１実施形態の導光板２０と相違する。 (Second Embodiment)
Next, the light guide plate 120 of the second embodiment will be described.
FIG. 4 is a diagram for explaining the details of the light guide plate of the second embodiment, and corresponds to FIG.
In the following description and drawings, parts having the same functions as those of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals or the same reference numerals at the end (last two digits), and repeated descriptions are omitted as appropriate. To do.
In the light guide plate 120 of the present embodiment, the low refractive index layer 125 is not an air layer, but a layer made of a material having a lower refractive index than the first optical shape layer 22 and the second optical shape layer 23. It differs from the light guide plate 20 of the first embodiment described above.

低屈折率層１２５は、入射した光の一部を反射し、その他を透過する透明又は略透明な層であり、その屈折率が、第１光学形状層２２及び第２光学形状層２３の屈折率よりも低くなるように形成されている。低屈折率層１２５は、低屈折率の材料、例えば、中空構造のシリカ粒子を含有した樹脂や、アモルファス系のフッ素樹脂（例えば、旭硝子株式会社製のサイトップ）、シリカの蒸着層等から構成されている。 The low refractive index layer 125 is a transparent or substantially transparent layer that reflects a part of incident light and transmits the other, and the refractive index thereof is the refraction of the first optical shape layer 22 and the second optical shape layer 23. It is formed to be lower than the rate. The low refractive index layer 125 is composed of a low refractive index material, for example, a resin containing hollow silica particles, an amorphous fluororesin (for example, Cytop manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), a silica vapor deposition layer, or the like. Has been.

次に、本実施形態の導光板２０の製造方法について説明する。
図５は、本実施形態の導光板２０の製造方法を説明する図である。図５の各図は、導光板２０が製造されるまでの過程を示す図である。
まず、図５（ａ）に示すように、単位光学形状部３０に対応する凹凸形状が設けられた金型を使用して、導光板２０を構成する第１光学形状層２２を押出成形法や、射出成形法等により形成する。
次に、図５（ｂ）に示すように、ディッピングや、スピンコータの手法によって単位光学形状部３０の第１傾斜面３０ａ上に低屈折率層１２５を形成する。
続いて、図５（ｃ）に示すように、第１光学形状層２２の単位光学形状部３０が形成された側の面に、第２光学形状層２３を構成する樹脂を充填し、平坦面が形成された金型によって押圧し、硬化させた後に離型する等により、第２光学形状層２３が形成される。 Next, a method for manufacturing the light guide plate 20 of the present embodiment will be described.
FIG. 5 is a diagram illustrating a method for manufacturing the light guide plate 20 of the present embodiment. Each drawing in FIG. 5 is a diagram illustrating a process until the light guide plate 20 is manufactured.
First, as shown in FIG. 5 (a), the first optical shape layer 22 constituting the light guide plate 20 is formed by an extrusion molding method using a mold provided with an uneven shape corresponding to the unit optical shape portion 30. It is formed by an injection molding method or the like.
Next, as shown in FIG. 5B, a low refractive index layer 125 is formed on the first inclined surface 30a of the unit optical shape portion 30 by dipping or spin coater.
Subsequently, as shown in FIG. 5C, the surface of the first optical shape layer 22 on the side where the unit optical shape portion 30 is formed is filled with the resin constituting the second optical shape layer 23, and the flat surface The second optical shape layer 23 is formed by, for example, releasing the mold after pressing it with a mold on which is formed.

次に、図５（ｄ）に示すように、この単位光学形状部３０上に形成された第２光学形状層２３と、平板状の基材部２１とを接合層２４を介して貼り合せて、基材部２１、接合層２４、第２光学形状層２３、第１光学形状層２２が順次積層された積層体が完成する。
そして、最後に、この積層体を所定の形状に裁断した上で、−Ｘ側（単位光学形状部が形成される側とは反対側）の背面側（＋Ｙ側）の角部を加工して反射面２０ａを形成し、その反射面２０ａに真空蒸着法等によってアルミニウムを蒸着する等して反射膜２７を形成する。以上により、導光板１２０が完成する。
なお、上述の説明では、作製した第１光学形状層２２の観察者側の面に第２光学形状層２３を形成する例を示したが、これに限定されるものでなく、先に第２光学形状層２３を作製した上で、第２光学形状層２３の背面側の面に第１光学形状層２２を形成するようにしてもよい。 Next, as shown in FIG. 5 (d), the second optical shape layer 23 formed on the unit optical shape portion 30 and the flat substrate portion 21 are bonded together via the bonding layer 24. Then, a laminated body in which the base material portion 21, the bonding layer 24, the second optical shape layer 23, and the first optical shape layer 22 are sequentially laminated is completed.
Finally, after cutting this laminate into a predetermined shape, the corner on the back side (+ Y side) on the −X side (the side opposite to the side where the unit optical shape portion is formed) is processed. The reflective surface 20a is formed, and the reflective film 27 is formed on the reflective surface 20a by, for example, depositing aluminum by a vacuum deposition method or the like. Thus, the light guide plate 120 is completed.
In the above description, the example in which the second optical shape layer 23 is formed on the surface of the manufactured first optical shape layer 22 on the viewer side is shown, but the present invention is not limited to this. After producing the optical shape layer 23, the first optical shape layer 22 may be formed on the back surface of the second optical shape layer 23.

以上より、本実施形態の導光板１２０は、上述の第１実施形態の導光板と同様に、映像源から投射された映像光の一部を低屈折率層１２５によって観察者側に反射させるとともに、導光板１２０の背面側から入射する外界の光の一部を観察者側に透過させることができる。これにより、本実施形態の導光板１２０は、映像光の鮮明さを低下させることなく、外界の光をより鮮明に観察することができる。 As described above, the light guide plate 120 of the present embodiment reflects a part of the video light projected from the video source to the viewer side by the low refractive index layer 125, similarly to the light guide plate of the first embodiment described above. In addition, a part of the external light incident from the back side of the light guide plate 120 can be transmitted to the viewer side. Thereby, the light guide plate 120 of this embodiment can observe the light of the outside world more clearly without reducing the sharpness of the image light.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、後述する変形形態のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。また、実施形態に記載した効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、実施形態に記載したものに限定されない。なお、前述した実施形態及び後述する変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made as in the modifications described later. Within the technical scope. In addition, the effects described in the embodiments are merely the most preferable effects resulting from the present invention, and the effects of the present invention are not limited to those described in the embodiments. It should be noted that the above-described embodiment and modifications described later can be used in appropriate combination, but detailed description thereof will be omitted.

（変形形態）
図６は、変形形態の半透過型反射シートを説明する図である。
図７は、変形形態の単位光学形状を説明する図である。
（１）上述の実施形態において、半透過型反射シートを導光板２０に適用した例で説明したが、これに限定されるものでない。例えば、半透過型反射シートは、図６に示すように、表示装置１の映像源１１からの映像光を導光させずに低屈折率層２５において観察者側に直接反射させる半透過型反射シート２０に適用することもできる。この場合、第１傾斜面３０ａ及び第３傾斜面３１ａの角度αは５°≦α≦３５°の範囲内に、単位光学形状部３０の高さｈ１は５μｍ≦ｈ１≦７００μｍの範囲内に、出光側単位光学形状部３１の高さｈ２は５μｍ≦ｈ２≦７００μｍの範囲内に、単位光学形状部３０及び出光側単位光学形状部３１の配列ピッチＰは５０μｍ≦Ｐ≦１０００μｍの範囲内に形成されるのが望ましい。
また、半透過型反射シートは、自動車等のフロントウィンドウに搭載されるヘッドアップディスプレイや、背景等の外界の光を透過するスクリーン等に適用することも可能である。なお、半透過型反射シートをコンバイナー等の大型の虚像投影に適用する場合、単位光学形状部は、フレネルレンズ形状に形成されるようにしてもよい。 (Deformation)
FIG. 6 is a diagram illustrating a modified transflective sheet.
FIG. 7 is a diagram for explaining a unit optical shape of a modified embodiment.
(1) In the above-described embodiment, the example in which the transflective reflection sheet is applied to the light guide plate 20 has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 6, the transflective reflection sheet is a transflective reflection that directly reflects the image light from the image source 11 of the display device 1 to the viewer side in the low refractive index layer 25 without guiding the image light. It can also be applied to the sheet 20. In this case, the angle α of the first inclined surface 30a and the third inclined surface 31a is in the range of 5 ° ≦ α ≦ 35 °, and the height h1 of the unit optical shape portion 30 is in the range of 5 μm ≦ h1 ≦ 700 μm. The height h2 of the light emitting side unit optical shape part 31 is formed in the range of 5 μm ≦ h2 ≦ 700 μm, and the arrangement pitch P of the unit optical shape part 30 and the light emitting side unit optical shape part 31 is formed in the range of 50 μm ≦ P ≦ 1000 μm. It is desirable to be done.
The transflective reflection sheet can be applied to a head-up display mounted on a front window of an automobile or the like, a screen that transmits light from the outside such as a background, and the like. Note that when the transflective reflection sheet is applied to a large virtual image projection such as a combiner, the unit optical shape portion may be formed in a Fresnel lens shape.

（２）上述の第１実施形態において、第１光学形状層２２及び第２光学形状層２３は、それぞれ、単位光学形状部３０及び出光側単位光学形状部３１の両端部に接合部２２ａ及び接合部２３ａが設けられる例を示したが、これに限定されるものでない。例えば、図７に示すように、各単位光学形状部３０間に接合部２２ａを設けるとともに、出光側単位光学形状部３１のＸＹ断面における形状を略台形状にして、第３傾斜面３１ａ及び第４傾斜面３１ｂ間に接合部２３ａを設け、接合部２２ａ及び接合部２３ａが互いに当接するようにしてもよい。
この場合、第１傾斜面３０ａ及び第３傾斜面３１ａ間に所定の厚みの低屈折率層２５を設ける観点から、単位光学形状部３０の高さｈ１は、出光側単位光学形状部３１の高さｈ２よりも低くなるように形成される必要がある（ｈ１＜ｈ２）。 (2) In the first embodiment described above, the first optical shape layer 22 and the second optical shape layer 23 are bonded to both end portions of the unit optical shape portion 30 and the light output side unit optical shape portion 31, respectively. Although the example in which the part 23a is provided has been shown, it is not limited to this. For example, as shown in FIG. 7, while providing the junction part 22a between each unit optical shape part 30, the shape in the XY cross section of the light emission side unit optical shape part 31 is made into a substantially trapezoid shape, and the 3rd inclined surface 31a and the 3rd The joint portion 23a may be provided between the four inclined surfaces 31b, and the joint portion 22a and the joint portion 23a may be in contact with each other.
In this case, from the viewpoint of providing the low refractive index layer 25 having a predetermined thickness between the first inclined surface 30a and the third inclined surface 31a, the height h1 of the unit optical shape portion 30 is the height of the light output side unit optical shape portion 31. It must be formed to be lower than h2 (h1 <h2).

（３）上述の実施形態において、導光板２０の背面（第１光学形状層２２の背面）及び導光板２０の観察者側の面（基材部２１の観察者側の面）のいずれか又はその両方の面に、傷つき防止を目的としたハードコート処理を施すようにしてもよい。このハードコート処理は、例えば、導光板２０の背面及び観察者側の面のいずれか又は両方の面に、ハードコート機能を有する紫外線硬化型樹脂（例えば、ウレタンアクリレート）を塗布してハードコート層を形成するようにしてもよい。 (3) In the above-described embodiment, either the back surface of the light guide plate 20 (the back surface of the first optical shape layer 22) and the surface on the viewer side of the light guide plate 20 (the surface on the viewer side of the base material portion 21) or Both surfaces may be subjected to a hard coat treatment for the purpose of preventing scratches. In this hard coat treatment, for example, an ultraviolet curable resin (for example, urethane acrylate) having a hard coat function is applied to one or both of the back surface and the viewer side surface of the light guide plate 20 to form a hard coat layer. May be formed.

（４）上述の実施形態において、低屈折率層２５は、第１傾斜面３０ａ上の全面、すなわち第１傾斜面３０ａ及び第３傾斜面３１ａ間の全体に設けられる例を示したが、これに限定されるものでなく、第１傾斜面３０ａ上の一部に設けられるようにしてもよい。例えば、低屈折率層２５は、第１傾斜面３０ａの＋Ｘ側の領域、すなわち映像光の反射に寄与する領域にのみ設けるようにしてもよい。 (4) In the above-described embodiment, the low refractive index layer 25 is shown as an example provided on the entire surface of the first inclined surface 30a, that is, between the first inclined surface 30a and the third inclined surface 31a. It is not limited to this, and it may be provided in a part on the first inclined surface 30a. For example, the low refractive index layer 25 may be provided only in the region on the + X side of the first inclined surface 30a, that is, the region contributing to the reflection of the image light.

（５）上述の実施形態において、導光板２０は、第１全反射面２０ｂと映像光が入光する面とを同一面内に形成する例を示したが、これに限定されるものでなく、第１全反射面と映像光が入光する面とが相違する面として形成されていてもよい。
また、上述の実施形態において、導光板２０は、第１全反射面２０ｂと映像光が出光する出光面とを同一面内に形成する例を示したが、これに限定されるものでなく、第１全反射面と映像光が出光する面とが相違する面として形成されていてもよい。 (5) In the above-described embodiment, the light guide plate 20 has an example in which the first total reflection surface 20b and the surface on which the image light enters are formed in the same plane. However, the present invention is not limited to this. The first total reflection surface and the surface on which the image light enters may be formed as different surfaces.
In the above-described embodiment, the light guide plate 20 has an example in which the first total reflection surface 20b and the light exit surface from which the image light exits are formed in the same plane. However, the present invention is not limited to this. The first total reflection surface and the surface from which the image light exits may be formed as different surfaces.

１表示装置
１１映像源
１２投射光学系
２０導光板
２０ａ反射面
２０ｂ第１全反射面
２０ｃ第２全反射面
２１基材部
２２第１光学形状層
２２ａ接合部
２３第２光学形状層
２３ａ接合部
２４接合層
２５低屈折率層
２７反射膜
３０単位光学形状部
３０ａ第１傾斜面
３０ｂ第２傾斜面
３１出光側単位光学形状部
３１ａ第３傾斜面
３１ｂ第４傾斜面
Ｅ観察者の眼 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Display apparatus 11 Image source 12 Projection optical system 20 Light guide plate 20a Reflective surface 20b 1st total reflection surface 20c 2nd total reflection surface 21 Base material part 22 1st optical shape layer 22a Joining part 23 2nd optical shape layer 23a Joining part 24 Bonding layer 25 Low refractive index layer 27 Reflective film 30 Unit optical shape portion 30a First inclined surface 30b Second inclined surface 31 Light emitting side unit optical shape portion 31a Third inclined surface 31b Fourth inclined surface E Eye of the observer

Claims

A transflective reflective sheet that transmits external light from the back and reflects video light, and emits the video light and external light from a light exit surface;
A first optical shape layer in which a plurality of unit optical shapes are arranged;
A second optical shape layer having the light exit surface and laminated on the unit optical shape side surface of the first optical shape layer;
The unit optical shape has a first inclined surface inclined with respect to the light exit surface,
A low refractive index layer having a refractive index lower than that of the first optical shape layer and the second optical shape layer is formed on at least a part of the first inclined surface,
The low refractive index layer is an air layer;
The first optical shape layer has joints at both ends of the group of unit optical shapes arranged,
The first optical shape layer and the second optical shape layer are bonded by the bonding portion;
A transflective reflective sheet characterized by

The transflective sheet according to claim 1,
The unit optical shape has a second inclined surface at a position facing the first inclined surface,
The second optical shape layer has a fourth inclined surface in contact with the second inclined surface,
An uneven shape for diffusing incident light is formed on the second inclined surface and the fourth inclined surface,
A transflective reflective sheet characterized by

The transflective reflection sheet according to claim 1 or 2 ,
An image source for emitting image light to the transflective reflection sheet;
A display device comprising: