KR20170092518A - 반투과형 반사 시트, 도광판 및 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

반투과형 반사 시트(20)는, 복수의 단위 광학 형상(30)을 가지는 제1 광학 형상층(22)과, 제1 광학 형상층에 단위 광학 형상에 의해 형성되는 면의 측으로부터 적층된 제2 광학 형상층(23)을 가진다. 단위 광학 형상은, 제2 광학 형상층의 제1 광학 형상층과는 반대측을 향하는 출광측 면(23b)에 대하여 경사진 제1면(30a)과, 상기 출광측 면과 비평행한 제2면(30b)을 가진다. 반투과형 반사 시트 내를 진행하는 영상 광의 적어도 일부를 반사하는 반사층(25)이, 제1면 상에 설치되어 있다.

Description

반투과형 반사 시트, 도광판 및 표시 장치{SEMI-TRANSMISSIVE REFLECTIVE SHEET, LIGHT GUIDE PLATE, AND DISPLAY DEVICE}
본 발명은, 반투과형 반사 시트, 도광판 및 표시 장치에 관한 것이다.
종래, LCD(Liquid Crystal Display) 등의 표시부를, 광학계를 통하여 관찰자에게 관찰시키는 두부(頭部) 장착형 표시 장치가 제안되어 있다(예를 들면, JP2011-509417A). 이와 같은 두부 장착형 표시 장치는, 예를 들면, 표시부에 대향하는 위치에 도광판을 배치하고, 표시부에서 표시된 영상 광을, 그 도광판에 의해 관찰자의 눈에 대응하는 위치까지 도광하고, 반사층을 통하여 관찰자 측으로 반사시키고 있다. 또한, 이와 같은 표시 장치는, 표시되는 영상에 의해 관찰자의 시야가 차단되므로, 반사층에 매직 미러를 사용하여 또는 그 외의 방법으로, 영상과 외계의 광을 중첩하여 보여주는, 이른바 시스루(see through)로 하는 경우가 있다. 그러나, 이 경우에, 매직 미러의 투과율을 향상시켜 반사율을 지나치게 저하시키면 관찰자 측에 도달하는 영상이 불선명하게 되며, 반대로 반사율을 향상시켜 투과율을 지나치게 저하시키면, 외계의 광(외계의 상)이 불선명하게 되는 경우가 있었다.
JP2011-509417A
본 발명은, 관찰자 측에 도달하는 영상이나, 외계의 광이 불선명하게 되는 것을 억제할 수 있는 반투과형 반사 시트, 도광판 및 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 반투과형 반사 시트는,
복수의 단위 광학 형상을 가지는 제1 광학 형상층과,
상기 제1 광학 형상층에 상기 단위 광학 형상에 의해 형성되는 면의 측으로부터 적층된 제2 광학 형상층을 구비하고,
상기 단위 광학 형상은, 상기 제2 광학 형상층의 상기 제1 광학 형상층과는 반대측을 향하는 출광측 면에 대하여 경사진 제1면과, 상기 출광측 면과 비평행한 제2면을 가지고,
상기 반투과형 반사 시트 내를 진행하는 영상 광의 적어도 일부를 반사하는 반사층이, 상기 제1면 상에 설치되어 있다.
본 발명에 의한 반투과형 반사 시트에 있어서, 상기 반사층은, 상기 제1면의 일부분 상에만 설치되어 있어도 된다.
본 발명에 의한 반투과형 반사 시트에 있어서,
상기 단위 광학 형상은, 상기 제2 광학 형상층을 향하여 돌출된 볼록부를 이루고,
상기 제1면 및 상기 제2면은, 상기 반투과형 반사 시트의 시트 면을 따라 대향하고,
상기 단위 광학 형상의 배열 방향을 따라, 상기 제1면 및 상기 제2면이 교호적(交互的)으로 배열되고,
각각의 단위 광학 형상의 상기 반사층은, 상기 제1면 중, 상기 단위 광학 형상의 배열 방향을 따라 상기 단위 광학 형상의 상기 제2면에 근접하는 일부분 상에, 설치되어 있어도 된다.
본 발명에 의한 반투과형 반사 시트에 있어서, 각 단위 광학 형상의 상기 반사층은, 상기 제1면 중 일부분이며, 상기 단위 광학 형상의 배열 방향을 따라 상기 단위 광학 형상의 상기 제2면 측이 되는 단부를 포함하는 일부분 상에, 설치되도록 할 수도 있다.
본 발명에 의한 반투과형 반사 시트에 있어서, 광을 흡수하는 광 흡수층이, 상기 제2면 상에 설치되어 있어도 된다.
본 발명에 의한 반투과형 반사 시트에 있어서, 상기 제2면에는, 요철 형상이 형성되어 있어도 된다.
본 발명에 의한 반투과형 반사 시트에 있어서,
상기 요철 형상은, 상기 제2면을 따라 배열된 복수의 단위 형상을 포함하고,
상기 복수의 단위 광학 형상의 배열 방향 및 상기 반투과형 반사 시트의 법선 방향으로 평행한 단면에 있어서, 상기 단위 형상의 배열 피치를 P2로 하고, 상기 단위 형상의 바닥부와 정상부(頂部)의 사이의 거리를 h2로 하면, 하기 식이 만족되도록 할 수도 있다.
0.05≤h2/P2≤0.5
본 발명에 의한 반투과형 반사 시트에 있어서, 상기 복수의 단위 광학 형상의 배열 방향 및 상기 반투과형 반사 시트의 법선 방향으로 평행한 단면에 있어서, 상기 제1면과 상기 출광측 면이 이루는 각도를 α로 하고, 상기 출광측 면의 법선 방향과 상기 제2면이 이루는 각도를 φ로 하면, 하기 식이 만족되도록 할 수도 있다.
φ≤2×α
본 발명에 의한 반투과형 반사 시트에 있어서, 상기 제1 광학 형상층 및 상기 제2 광학 형상층 중 높은 쪽의 굴절률을 n1으로 하고, 낮은 쪽의 굴절률을 n2로 하면, 하기 식이 만족되도록 할 수도 있다.
φ≥arccos(n2/n1)
본 발명에 의한 반투과형 반사 시트가, 상기 단위 광학 형상이 설치된 광학 형상부와, 상기 광학 형상부로 광을 도광하는 도광부를 구비하도록 할 수도 있다.
본 발명에 의한 반투과형 반사 시트에 있어서, 상기 도광부는, 상기 광학 형상부와 인접하고 있어도 된다.
본 발명에 의한 반투과형 반사 시트에 있어서, 상기 도광부는, 상기 제1 광학 형상층의 상기 제2 광학 형상층과는 반대측을 향하는 면에 의해 형성된 제1 도광 반사면과, 상기 제2 광학 형상층의 상기 제1 광학 형상층과는 반대측을 향하는 면에 의해 형성된 제2 도광 반사면을 가지도록 할 수도 있다.
본 발명에 의한 반투과형 반사 시트에 있어서, 상기 도광부는, 상기 제1 광학 형상층의 상기 제2 광학 형상층과는 반대측에 위치하는 제1 도광 반사면과, 상기 제2 광학 형상층의 상기 제1 광학 형상층과는 반대측에 위치하는 제2 도광 반사면을 가지도록 할 수도 있다.
본 발명에 의한 반투과형 반사 시트에 있어서, 상기 제1면 및 상기 제2면은, 상기 반투과형 반사 시트의 시트 면을 따라 대향하고 있어도 된다.
본 발명에 의한 반투과형 반사 시트에 있어서, 상기 복수의 단위 광학 형상의 배열 방향 및 상기 반투과형 반사 시트의 법선 방향으로 평행한 단면에 있어서, 상기 단위 광학 형상은 대략 삼각형 형상 또는 대략 삼각형 형상의 모서리를 모따기(chamfering)하여 이루어지는 형상을 가지고 있어도 된다.
본 발명에 의한 제1 표시 장치는,
전술한 본 발명에 의한 반투과형 반사 시트 중 어느 하나와,
상기 반투과형 반사 시트에 영상 광을 투사하는 영상원을 구비한다.
본 발명에 의한 도광판은,
영상원으로부터 입사한 영상 광을 도광하는 도광판으로서,
상기 영상 광을 전반사시키는 제1 전반사면과,
상기 제1 전반사면과 대향하는 위치에 설치되고, 상기 영상 광을 전반사시키는 제2 전반사면과,
상기 영상 광의 도광 방향에 대하여 경사진 제1면을 가지고, 상기 영상 광의 도광 방향으로 복수 배열된 단위 광학 형상과,
상기 제1면의 일부에 설치되고, 상기 제1 전반사면 및 상기 제2 전반사면의 사이에서 전반사를 반복하여 도광된 상기 영상 광을 반사시켜 상기 도광판으로부터 출광시키는 반사층을 구비한다.
본 발명에 의한 도광판에 있어서, 상기 반사층은, 상기 제1면 상의 상기 영상 광이 진행하는 측에 설치되어 있어도 된다.
본 발명에 의한 도광판에 있어서,
상기 단위 광학 형상에는, 상기 제1면과 대향하고, 상기 제1면보다 상기 영상 광이 진행하는 측에 제2면이 형성되어 있고,
상기 제2면에는, 광을 흡수하는 광 흡수층이 형성되어 있어도 된다.
본 발명에 의한 제1 표시 장치는,
전술한 본 발명에 의한 도광판 중 어느 하나와,
상기 반투과형 반사 시트에 영상 광을 투사하는 영상원을 구비한다.
본 발명에 의하면, 관찰자 측에 도달하는 영상이나, 외계의 정보가 불선명하게 되는 것을 억제할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일실시형태를 설명하기 위한 도면으로서, 표시 장치에 대하여 설명하는 도면이다.
도 2는, 반투과형 반사 시트의 제1예를 나타낸 단면도이다.
도 3은, 도 2에 나타낸 반투과형 반사 시트의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는, 표시 장치의 일변형예를 나타낸 도면이다.
도 5는, 도 2에 대응하는 도면으로서, 반투과형 반사 시트의 제2예를 나타낸 단면도이다.
도 6은, 도 5의 부분 확대도로서, 단위 광학 형상의 제2면을 나타낸 도면이다.
도 7은, 평탄면으로 이루어지는 제2면에 입사한 외계의 광의 궤적의 일례를 나타낸 도면이다.
도 8은, 평탄면으로 이루어지는 제2면에 입사한 외계의 광의 궤적의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 9는, 도 6에 나타낸 제2면에 입사한 외계의 광의 궤적을 나타낸 도면이다.
도 10은, 도 5에 나타낸 반투과형 반사 시트의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은, 단위 광학 형상의 제2면의 일변형예를 나타낸 도면이다.
도 12는, 단위 광학 형상의 제2면의 다른 변형예를 나타낸 도면이다.
도 13은, 도 2에 대응하는 도면으로서, 반투과형 반사 시트의 제3예를 나타낸 단면도이다.
도 14는, 도 13의 부분 확대도로서, 단위 광학 형상을 나타내는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 복수의 실시형태에 대하여 설명한다. 그리고, 본 건 명세서에 첨부하는 도면에 있어서는, 도시와 이해의 용이성의 편의 상, 축척 및 종횡의 치수비 등을, 실물을 적절하게 변경하여 과장하고 있다.
그리고, 본 명세서에 있어서, 「판」, 「시트」, 「필름」의 용어는, 호칭이 상이할 뿐이며, 서로 구별되는 것은 아니다. 예를 들면, 「시트」는 판이나 필름으로 불릴 수 있는 부재도 포함하는 개념이며, 따라서, 「반투과형 반사 시트」는, 「반투과형 반사판」이나 「반투과형 반사 필름」으로 불리는 부재와 호칭이 상이할 뿐이며 서로 구별되는 것은 아니다.
또한, 「시트면(판면, 필름면)」이란, 대상이 되는 시트형(판형, 필름형)의 부재를 전체적으로 또한 대국적으로 본 경우에 있어서 대상이 되는 시트형 부재(판형 부재, 필름형 부재)의 평면 방향과 일치하는 면을 지칭한다. 이하에서 설명하는 실시형태에 있어서는, 반투과형 반사 시트의 시트면, 반투과형 반사 시트의 출광면, 제1 광학 형상층의 시트면, 및 제2 광학 형상층의 시트면은 평행하게 되어 있다. 또한, 시트형(판형, 필름형)의 부재에 대한 법선 방향이란, 상기 시트형(판형, 필름형)의 부재의 시트면(판면, 필름면)에 대한 법선 방향을 지칭한다.
또한, 본 명세서에 있어서 사용하는, 형상이나 기하학적 조건 및 이들의 정도를 특정한다, 예를 들면, 「평행」, 「직교」, 「동일」 등의 용어나 길이나 각도의 값 등에 대해서는, 엄밀한 의미에 구애받지 않으며, 동일한 기능을 기대할 수 있는 정도의 범위를 포함하여 해석하기로 한다.
그리고, 이하에서 참조하는 도면 중 및 이하의 설명에 있어서, 이해를 용이하게 하기 위하여, 관찰자가 두부에 표시 장치(1)를 장착한 상태에 있어서, 연직 방향을 Z 방향으로 하고, 수평 방향을 X 방향 및 Y 방향으로 한다. 또한, 이 수평 방향 중, 도광판에 입광한 영상 광이 도광되는 방향(도광판의 좌우 방향)을 X 방향으로 하고, 그와 직교하는 방향(도광판의 두께 방향)을 Y 방향으로 한다. 이 Y 방향의 -Y측을 관찰자측으로 하고, +Y측을 배면측으로 한다.
<제1 실시형태>
표시 장치(1)는, 관찰자가 두부에 장착하고, 관찰자의 눈앞에 영상을 표시하는, 이른바 헤드 마운트 디스플레이이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 두부 장착형 표시 장치(1)는, 도시하지 않은 안경 프레임의 내측에, 영상원(표시부)(11)과, 투사 광학계(12)와, 반투과형 반사 시트(20)를 구비하고 있고, 관찰자가 안경 프레임을 두부에 장착함으로써, 영상원(11)에서 생성된 영상을, 반투과형 반사 시트(도광판)(20) 등을 통하여 관찰자에게 육안으로 확인시킬 수 있다. 구체적으로는, 표시 장치(1)는, 영상원(11)에 표시된 영상 광을, 투사 광학계(12)를 통하여 반투과형 반사 시트(20)에 입사시키고, 반투과형 반사 시트(20) 내에 있어서+X 방향으로 도광시킨 후, 도광 방향에 직교하는 -Y 방향으로 반사시켜, 표시 장치(1)를 두부에 장착한 관찰자의 눈(E) 앞에 영상 정보를 표시한다. 즉, 도 1에 나타낸 예에 있어서, 반투과형 반사 시트(20)는, 도시된 예에 있어서 도광판으로서 기능하며, 이러한 의미에 있어서, 반투과형 반사 시트(20)를 도광판(20)이라고도 한다. 또한, 표시 장치(1)는, 외계로부터 광의 일부를, 도광판(20)을 투과시켜 관찰자 측에 도달시켜, 영상과 외계의 광을 중첩하여 보이는, 이른바 시스루 기능을 구비하고 있다.
영상원(11)은, 영상 광을 표시하는 마이크로 디스플레이이며, 예를 들면, 투과형 액정 표시 디바이스나, 반사형 액정 표시 디바이스, 유기 EL 등을 사용할 수 있다. 영상원(11)은, 예를 들면, 대각(對角)이 1 인치 이하인 마이크로 디스플레이가 사용된다. 투사 광학계(12)는, 영상원(11)으로부터 출사된 영상 광을 평행광으로서 투사하는 복수의 렌즈군으로 구성되는 광학계이다. 반투과형 반사 시트(20)는, 광을 도광하는 대략 평판형의 투명 부재이며, 본 실시형태에서는, 연직 방향 Z 방향으로부터 본 형상이 대략 사다리꼴 형상으로 형성된 사다리꼴 기둥 형상으로 형성되어 있다. 반투과형 반사 시트(20)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 서로 평행하게 서로 대향하는 도광 반사면(제1 전반사면)(20b) 및 제2 도광 반사면(제2 전반사면)(20c)과, -X측 단부에, 이 제1 도광 반사면(20b) 및 제2 도광 반사면(20c)에 대하여 경사진 반사면(20a)을 가지고 있다. 제1 및 제2 도광 반사면(20b, 20c)에서의 반사는, 층적으로는 굴절률 차이를 이용한 전반사이다. 이 점에서, 제1 도광 반사면(20b)을 제1 전반사면(20b)이라고도 하며, 제2 도광 반사면(20c)을 제2 전반사면(20c)이라고도 한다.
반사면(20a)은, 제1 전반사면(20b) 및 제2 전반사면(20c)(X 방향)에 대하여 소정 각도로 경사져 있고, 그 면의 전체면에 반사막(27)이 형성되어 있다. 반사면(20a)은, 반투과형 반사 시트(20) 내에 입사한 영상 광을, 이 반사막(27)에 의해 제1 전반사면(20b) 측으로 반사한다. 여기서, 반사막(27)은, 광반사성이 높은 금속, 예를 들면, 알루미늄이나, 은, 니켈 등에 의해 형성되어 있다. 본 실시형태에서는 반사막(27)은, 알루미늄을 증착함으로써 형성되어 있다. 또한, 이것으로 한정되지 않고 반사막(27)은, 광반사성이 높은 금속을 스퍼터링하거나, 금속박을 전사하거나, 금속 박막을 함유한 도료를 도포하는 등에 의해 형성될 수도 있다. 반사면(20a)은, 반사막(27)에서 반사한 영상 광을 제1 전반사면(20b)에 있어서 전반사시키기 위하여, 제1 전반사면(20b)에 대하여 25°∼40°의 범위에서 경사져 있다.
제1 전반사면(20b)은, 반투과형 반사 시트(20)를 형성하는 면 중 XZ 평면과 평행하며, 관찰자측(-Y측)에 위치하는 면이며, 반사막(27)에 의해 반사한 영상 광을 제2 전반사면(20c) 측을 향해 전반사시킨다. 또한, 제1 전반사면(20b)은, 제2 전반사면(20c)에 있어서 전반사한 영상 광을, 제2 전반사면(20c) 측을 향해 전반사시킨다. 제1 전반사면(20b)은, 그 -X측의 단부가, 영상원(11)으로부터 투사된 영상 광을 입광하는 입광면이 되어 있고, 또한, +X 측의 단부가, 후술하는 단위 광학 형상에 있어서 반사한 영상 광을 반투과형 반사 시트(20) 밖으로 출광하는 출광면이 되어 있다. 즉, 도시된 예에 있어서, 반투과형 반사 시트(20)는, 영상원(11)으로부터의 영상 광이 입사하는 입광부(15a)와, 영상 광을 도광하는 도광부(15b)와, 도광부(15b)에 인접하여 도광부(15b)로부터의 영상 광을 반사하여 출사시키는 광학 형상부(15c)를 포함하고 있다. 제2 전반사면(20c)은, 반투과형 반사 시트(20)를 형성하는 면 중, XZ 평면과 평행하며, 배면측(+Y측)에 위치하는 면(관찰자 측으로부터 이격된 측의 면)이며, 제1 전반사면(20b)에 있어서 전반사한 영상 광을, 제1 전반사면(20b) 측을 향해 전반사시킨다. 이상에 의해, 반사막(27)에서 반사한 영상 광은, 제1 전반사면(20b) 및 제2 전반사면(20c)의 사이에서 전반사를 반복하는 것에 의해, 반투과형 반사 시트(20) 내의 +X 방향(도광 방향)으로 도광되게 된다.
다음으로, 반투과형 반사 시트(20)의 층 구성에 대하여 설명한다. 도 2는, 본 실시형태의 반투과형 반사 시트(20)를 상세하게 설명하는 도면이며, 도 1의 a부를 상세하게 나타낸 도면이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 반투과형 반사 시트(20)는, 관찰자측(-Y측)으로부터 순차적으로, 기재(基材)(21), 접합층(24), 제2 광학 형상층(23), 제1 광학 형상층(22)이 적층되어 있다. 기재(21)는, 반투과형 반사 시트(20)의 기초가 되는 평판형 부재이며, 예를 들면, 광투과성이 높은 아크릴 수지, 스티렌 수지, 아크릴스티렌 수지, 폴리카보네이트 수지, 지환식 폴리올레핀 수지 등으로 형성되어 있다. 전술한 제1 전반사면(제1 도광 반사면)(20b)은, 이 기재(21)의 관찰자측(-Y측)의 면으로 이루어진다.
제1 광학 형상층(22)은, 반투과형 반사 시트(20)의 관찰자 측으로부터 가장 이격된 측에 위치하는 층이다. 제1 광학 형상층(22)은, 광투과성이 높은 우레탄 아크릴레이트 수지, 에폭시 아크릴레이트 수지 등으로 형성되어 있고, 그 굴절률은, 전술한 기재(21)와 동등한 굴절률이다. 제1 광학 형상층(22)은, 그 관찰자측(-Y측)의 면으로서, +X 측의 단부 근방에 있어서, 환언하면 광학 형상부(15c)를 이루는 영역에 있어서, 단위 광학 형상(단위 광학 요소, 단위 형상 요소)(30)이 복수 설치되어 있다. 이 단위 광학 형상(30)은, 연직 방향(Z 방향)으로 연장되고, X 방향을 따라 복수 배열되어 있다. 또한, 단위 광학 형상(30)은, 관찰자측(-Y측)으로 돌출하는 볼록부를 형성하도록 하여, 단위 광학 형상(30)의 배열 방향과 반투과형 반사 시트의 법선 방향의 양쪽에 평행한 단면(이하에서 「반투과형 반사 시트의 주절단면」이라고도 함)에서의 단면 형상이, 즉 XY 평면과 평행한 단면에서의 단면 형상이, 삼각형 형상 또는 삼각형 형상의 모서리를 모따기하여 이루어지는 형상으로 형성되어 있다. 즉, 단위 광학 형상(30)은, 프리즘 형상으로 형성되어 있다. 단위 광학 형상(30)은, 제1면(30a)과, 이 제1면(30a)보다 영상 광이 진행하는 측(+X측)에 대향하여 설치된 제2면(30b)을 가지고 있다. 그리고, 전술한 제2 전반사면(제2 도광 반사면)(20c)은, 이 제1 광학 형상층(22)의 배면측(+Y측)의 면으로 이루어진다.
본 실시형태에서는, 이 단위 광학 형상(30)은, 연직 방향(Z 방향)으로 연장되는 리니어 프리즘 형상으로 형성되는 예로서 설명하지만, 이것으로 한정되지 않고, 리니어 프레넬(Fresnel) 렌즈 형상이나, 동심원형으로 단위 광학 형상(30)이 복수 배열되는 서큘러 프레넬 렌즈 형상으로 형성되도록 할 수도 있다.
제1면(30a)은, 제1 전반사면(20b)에서 전반사한 영상 광이 직접 입사하는 면이며, 그 면의 +X측(영상 광이 진행하는 측)에는, 반사층(25)이 설치되어 있다. 제2면(30b)은, 제1 전반사면(20b)을 전반사한 영상 광이 직접 입사하지 않는 면이며, 그 면 상에는, 광 흡수층(26)이 전체면에 설치되어 있다.
제2 광학 형상층(23)은, 단위 광학 형상(30)을 덮도록 하여, 제1 광학 형상층(22)의 관찰자 측의 면에 설치된 층이며, 제1 광학 형상층(22)의 관찰자측(-Y측)의 면을 평탄하게 하기 위해 설치되어 있다. 제2 광학 형상층(23)의 관찰자측(-Y측)의 면(23b), 즉 제2 광학 형상층(23)의 출광측 면(23b)은, 반투과형 반사 시트(20)의 시트 면 및 반투과형 반사 시트(20)의 출광면(20b)과 평행하며, 따라서, XZ 평면과도 평행하게 되어 있다. 제2 광학 형상층(23)의 관찰자 측의 출광측 면(23b)은, 접합층(24)을 통하여 기재(21)에 접합되는 면이며, 또한, 제2 광학 형상층(23)으로부터 기재(21)로 통과하는 광의 출광면이 된다. 이 제2 광학 형상층(23)의 출광면은, 도광판(20)의 제1 전반사면(20b)(출광면)과 평행하다. 그리고, 제2 광학 형상층(23)의 관찰자 측에 설치되는 기재(21)를 생략하여, 제2 광학 형상층(23)의 관찰자 측의 면을 도광판(20)의 출광면으로 할 수도 있다.
제2 광학 형상층(23)은, 광투과성이 높은 우레탄 아크릴레이트 수지, 에폭시 아크릴레이트 수지 등으로 형성된다. 제1 실시형태에 있어서, 제2 광학 형상층(23)의 굴절률은, 전술한 기재(21)나 제1 광학 형상층(22)과 동등한 굴절률이다.
여기서, 단위 광학 형상(30)의 제1면(30a)이, 제1 전반사면(20b)에 평행한 면(XZ 평면)과 이루는 각도는, α이다. 또한, 제2면(30b)이 제1 전반사면(20b)에 평행한 면과 이루는 각도는, β(β>α)이다. 또한, 단위 광학 형상(30)의 배열 피치는, P이며, 단위 광학 형상(30)의 높이(반투과형 반사 시트의 법선 방향(두께 방향, Y 방향)에서의 단위 광학 형상(30)의 정상부(t)로부터 단위 광학 형상(30) 사이의 골 바닥(谷底)이 되는 부위(골부(谷部))(v)까지의 치수는, h이다. 그리고, 배열 피치(P)는, 단위 광학 형상(30)의 배열 방향(X 방향)에서의 폭 치수와 동등하다. 이해하기 용이하도록, 도 2 등에서는, 단위 광학 형상(30)의 배열 피치(P), 각도(α), 각도(β), 높이(h)는, 단위 광학 형상(30)의 배열 방향에 있어서 일정하도록 나타내고 있다. 그러나, 본 실시형태의 단위 광학 형상(30)은, 배열 피치(P) 등이 일정하지만, 각도(α)가 영상 광의 진행하는 측(+X측)으로 향할수록 점차로 커지고, 또한, 그에 따른 높이(h)도 커지고 있는 예로서 설명하지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 배열 피치(P)나, 각도(α), 각도(β), 높이(h)가 일정하게 형성되도록 할 수도 있다.
접합층(24)은, 기재(21) 및 제2 광학 형상층(23)을 접합하는 점착제이다. 접합층(24)은, 기재(21) 및 제2 광학 형상층(23)의 사이를 투과하는 영상 광이 굴절하지 않도록, 이들 층과 동등한 굴절률을 가지는 재료, 예를 들면, 광투과성이 높은 우레탄 아크릴레이트 수지, 에폭시 아크릴레이트 수지, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제 등에 의해 형성되어 있다. 이상의 구성에 의해, 반투과형 반사 시트(20)를 구성하는 각 층은, 모두 광의 굴절률이 동등하도록 형성된다. 여기서, 굴절률이 동등하다하는 것은, 각 층의 굴절률이 완전히 일치하는 경우뿐만 아니라, 각 층간에 있어서 굴절이 생기지 않을 정도로 굴절률이 근사한 경우도 포함하는 것을 일컫는다. 이로써, 본 실시형태의 반투과형 반사 시트(20)는, 이 반투과형 반사 시트(20) 내에 있어서, 영상 광이나, 외계의 광이 굴절하는 것을 억제할 수 있다.
반사층(25)은, 단위 광학 형상(30)의 제1면(30a)의 면 상에 설치된 광반사성이 높은 금속, 예를 들면, 알루미늄이나, 은, 니켈 등의 층으로서 형성되어 있다. 본 실시형태에서는 반사층(25)은, 알루미늄을 증착함으로써 형성되어 있다. 또한, 이것으로 한정되지 않고 반사층(25)은, 광반사성이 높은 금속을 스퍼터링하거나, 금속박을 전사하거나, 금속 박막을 함유한 도료를 도포하는 등에 의해 형성될 수도 있다. 반사층(25)은, 광을 반사하기 위해 충분한 두께를 가진다면, 그 재료 등에 맞게 두께를 자유롭게 설정할 수 있다. 또한, 반사층(25)은, 영상 광의 일부를 반사하고, 또한 반투과형 반사 시트(20)의 배면측(+Y측)으로부터 입사하는 외계의 광을 투과하는 매직 미러(하프 미러)형으로 만들 수도 있으며, 그 반사율과 투과율의 비율은 적절하게 설정할 수 있다. 본 실시형태의 반사층(25)은, 반사율 및 투과율이 모두 45%인 하프 미러형으로 형성되어 있다.
반사층(25)은, 제1면(30a) 상에 있어서, 반투과형 반사 시트(20) 내를 진행하는 영상 광이 진행하는 측(+X측)의 위치에 설치되어 있다. 환언하면, 각 단위 광학 형상(30) 상의 반사층(25)은, 제1면(30a) 중, 단위 광학 형상(30)의 배열 방향을 따라 단위 광학 형상(30)의 제2면(30b)에 근접하는 일부분 상에, 설치되어 있다. 더욱 환언하면, 반사층(25)은, 제1면(30a)의 정상부(t)로부터 바닥부(v) 측을 향하여 소정의 폭으로 형성되지만, 제1면(30a)의 바닥부(v) 근방에는 형성되지 않는다. 즉, 반사층(25)은, 제1면(30a) 중 제1 전반사면(20b)에서 전반사한 영상 광의 반사에 기여하는 부분에만, 즉 제1 전반사면(20b)에서 전반사한 영상 광이 입사할 수 있는 부분에만, 형성되어 있다. 한편, 반사층(25)은, 인접하는 단위 광학 형상(30)의 그림자가 되어 영상 광의 반사에 기여하지 않는 부분에는 형성되어 있지 않다. 이와 같이 반사층(25)을 형성하는 것에 의해, 반투과형 반사 시트(20)는, 반투과형 반사 시트(20) 내를 도광하는 영상 광을, 제1면(30a)의 반사층(25)에 의해 반사시켜 반투과형 반사 시트(20)로부터 출광시킬 뿐만 아니라, 반투과형 반사 시트(20)의 배면측으로부터 입사하는 외계의 광을, 제1면(30a) 중 반사층(25)이 형성되어 있지 않은 부분으로부터 관찰자 측으로 투과시킬 수 있다. 또한, 본 실시형태의 반사층(25)은, 제1면(30a)의 영상 광의 반사에 기여하지 않는 부분에만 설치되어 있지 않으므로, 제1면(30a)의 전체면에 반사층을 형성한 경우에 비해, 반사층이 반사하는 광량이 저감하지 않는다. 여기서, 효율적으로 영상 광을 반사하여 반투과형 반사 시트(20)로부터 출광시키는 관점에서, 단위 광학 형상(30)의 높이(h)는, 8㎛≤h≤700㎛의 범위 내에서 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 단위 광학 형상(30)의 배열 피치(P)는, 50㎛≤P≤1000㎛의 범위 내에서 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 렌즈면에 평행한 면에 대한 반사층(25)의 길이를 w1으로 했을 때, 반사층(25)은, w1=P×sin(90°-2×α)/sin(90°+α)를 만족시키도록 하여 형성되는 것이 바람직하다.
광 흡수층(26)은, 제2면(30b) 상의 전체면에 설치된, 광을 흡수하는 층이며, 예를 들면, 어두운 색 계열의 재료에 의해 형성되어 있다. 이로써, 본 실시형태의 반투과형 반사 시트(20)는, 제1면(30a)의 반사층(25)에 입사한 영상 광의 일부가, 반사층(25)을 투과하여 제1 광학 형상층(22) 내에 입사하더라도, 광 흡수층(26)에서 흡수할 수 있고(도 2의 L2 참조), 반투과형 반사 시트(20)로부터 출광하는 영상에 고스트(ghost)가 생기는 것을 억제할 수 있다. 광 흡수층(26)은, 우레탄계 수지, 아크릴계 수지나 에폭시계 수지, 이들의 혼합한 수지를 모재(母材)로 하고, 광 흡수재인 흑색 등의 어두운 색 계열의 안료나 염료를 포함하는 도료 등이나, 흑색 등의 어두운 색 계열의 안료나 염료 등을 함유하는 비즈(beads) 등이 첨가된 재료에 의해 형성된다.
다음으로, 본 실시형태의 반투과형 반사 시트(20)에 입사하는 영상 광(L) 및 외계의 광(G)의 동작에 대하여 설명한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 영상원(11)으로부터 출사한 영상 광(L)은, 투사 광학계(12)를 통하여 반투과형 반사 시트(20)의 제1 전반사면(20b)으로 입사한다. 반투과형 반사 시트(20) 내에 입광한 영상 광(L)은, 반사면(20a)의 반사막(27)에 입사하고 제1 전반사면(20b) 측으로 반사한다. 그리고 나서, 이 영상 광(L)은, 제1 전반사면(20b)에 입사하고 제2 전반사면(20c) 측으로 전반사한 후에, 제2 전반사면(20c)에 입사하고 제1 전반사면(20b) 측으로 전반사한다. 이와 같이 제1 전반사면(20b) 및 제2 전반사면(20c)간에 있어서 전반사를 반복함으로써, 영상 광(L)은, 반투과형 반사 시트(20)의 -X 측으로부터 +X 측을 향하여 도광되고, 제1 광학 형상층(22)에 설치된 단위 광학 형상(30)에 입사한다. 본 실시형태의 반투과형 반사 시트(20)에서는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 영상 광(L)이 제1 전반사면(20b)에 있어서 2회 전반사하고, 제2 전반사면(20c)에 있어서 1회 전반사하도록 형성되어 있지만, 이것으로 한정되지 않고, 각 면에 있어서 보다 많이 전반사를 반복하도록 할 수도 있다.
광학 형상부(15c)에 있어서 단위 광학 형상(30)에 입사한 영상 광 중, 일부 영상 광(L1)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1면(30a)의 반사층(25)에 입사하고 제1 전반사면(20b)에 대하여 거의 수직인 방향(-Y 방향)으로 반사하여, 출광면(제1 전반사면)(20b)으로부터 관찰자의 눈(E)을 향해 출광한다. 또한, 다른 영상 광(L2)은, 하프 미러형으로 형성되는 반사층(25)을 투과하여 단위 광학 형상(30) 내에 입사하게 되지만, 제2면(30b)의 광 흡수층(26)에 입사하여 흡수되게 된다. 외계의 광(G)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 반투과형 반사 시트(20)의 배면측(+Y측)의 제2 전반사면(20c)으로부터 반투과형 반사 시트(20) 내에 입광한다. 이 반투과형 반사 시트(20) 내에 입광한 외계의 광(G) 중 일부 광(G1)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1면(30a) 중 반사층(25)이 형성되어 있지 않은 부분을 투과하여, 출광면(제1 전반사면)(20b)으로부터 관찰자의 눈(E)을 향해 출광하게 된다. 또한, 다른 외계의 광(G)은, 제1면(30a)의 반사층(25)에 입사하고, 그 일부는 반사층(25)에 의해 반투과형 반사 시트(20)의 배면측에 반사하지만, 다른 일부(G2)는, 하프 미러형으로 형성되는 반사층(25)을 투과하여, 출광면(제1 전반사면)(20b)으로부터 관찰자의 눈(E)을 향해 출광하게 된다.
다음으로, 본 실시형태의 반투과형 반사 시트(도광판)(20)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 3은, 본 실시형태의 반투과형 반사 시트(20)의 제조 방법을 설명하는 도면이다. 도 3의 각 도면은, 반투과형 반사 시트(20)가 제조되기까지의 과정를 나타낸 도면이다. 먼저, 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 단위 광학 형상(30)에 대응하는 요철 형상이 설치된 금형을 사용하여, 반투과형 반사 시트(20)를 구성하는 제1 광학 형상층(22)을 압출(押出) 성형법이나, 사출 성형법, 전리(電離) 방사선 경화형 수지를 사용한 부형법(賦型法)(특히, 전리 방사선 경화형 수지를 기재 상에 부형하는 2P법) 등에 의해 형성한다.
이어서, 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이, 제1 광학 형상층(22)의 단위 광학 형상(30)이 형성된 측의 면의 전체면에, 광 흡수층(26)을 형성하는 재료를 디핑 등에 의해 수지층(26')을 형성한다. 그리고, 도 3의 (c)에 나타낸 바와 같이, 수지층(26') 중 광 흡수층(26)의 형성에 불필요한 부분을 제거한다. 본 실시형태에서는, 단위 광학 형상(30)의 제2면(30b)에만 광 흡수층(26)이 형성되므로, 제1 광학 형상층(22)의 단위 광학 형상(30)이 형성된 측의 면 중, 제2면(30b)을 제외한 부위에 도포된 수지를, 레이저광을 조사함으로써 제거한다. 다음으로, 도 3의 (d)에 나타낸 바와 같이, 단위 광학 형상(30)의 제1면(30a) 상에, 진공 증착법에 의해 알루미늄을 증착하여 반사층(25)을 형성한다. 그리고, 반사층(25)은, 광 반사 재료가 함유된 도료를 도포함으로써 형성되도록 할 수도 있다.
이어서, 도 3의 (e)에 나타낸 바와 같이, 제1 광학 형상층(22)의 단위 광학 형상(30)이 형성된 측의 면에, 제2 광학 형상층(23)을 구성하는 수지를 충전하고, 평탄면이 형성된 금형에 의해 압압하고, 경화시킨 후에 이형(離型) 등에 의해, 제2 광학 형상층(23)이 형성된다. 다음으로, 도 3의 (f)에 나타낸 바와 같이, 이 단위 광학 형상(30) 상에 형성된 제2 광학 형상층(23)과, 평판형의 기재(21)를 접합층(24)을 통하여 접합하여, 기재(21), 접합층(24), 제2 광학 형상층(23), 제1 광학 형상층(22)이 순차적으로 적층된 적층체가 완성된다. 그리고, 마지막으로, 이 적층체를 소정의 형상으로 재단(裁斷)한 다음, -X측(단위 광학 형상이 형성되는 측과는 반대측)의 배면측(-Y측)의 모서리부를 가공하여 반사면(20a)을 형성하고, 그 반사면(20a)에 진공 증착법 등에 의해 알루미늄을 증착하는 등에 의해 반사막(27)을 형성한다. 이로써, 반투과형 반사 시트(도광판)(20)가 완성된다.
이상에 의해, 전술한 반투과형 반사 시트(도광판)(20)에서는, 단위 광학 형상(30)의 제1면(30a)에 하프 미러로서 기능하는 반사층(25)이 형성되어 있다. 따라서, 제1면(30a)의 반사층(25)에 의해 영상 광을 반사하고, 또한 제1면(30a)의 반사층(25)을 통하여 외계의 광을 관찰자 측으로 투과시킬 수 있다. 특히 본 실시형태의 반투과형 반사 시트(도광판)(30)에서는, 단위 광학 형상(30)의 제1면(30a)의 일부분 상에만 반사층(25)이 형성되어 있다. 따라서, 제1면(30a)의 반사층(25)에 의해 영상 광을 반사하고, 또한 제1면(30a)의 반사층(25)이 형성되지 않은 부분으로부터 외계의 광을 관찰자 측으로 투과시킬 수 있다. 이와 같은 반투과형 반사 시트(20)에 의하면, 영상 광의 선명도를 저하시키지 않으며, 외계의 광을 더욱 선명하게 관찰할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 반투과형 반사 시트(20)에 의하면, 반사층(25)이, 단위 광학 형상(30)의 제1면(30a) 상의 영상 광이 진행하는 측(+X측)에 형성되어 있으므로, 영상 광을 관찰자 측으로 더욱 효율적으로 반사할 수 있고, 또한 제1면(30a)의 영상 광의 반사에 기여하지 않는 부분으로부터 외계의 광을 관찰자 측으로 투과할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 반투과형 반사 시트(20)에 의하면, 제2면(30b)에 광을 흡수하는 광 흡수층(26)이 형성되어 있으므로, 영상 광의 일부가 반사층(25)을 투과하여 제1 광학 형상층(22) 내에 입사하더라도, 광 흡수층(26)에 의해 흡수할 수 있고, 반투과형 반사 시트(20)로부터 출광하는 영상 광에 고스트가 생기는 것을 억제할 수 있다.
이상, 제1 실시형태에 대하여 설명하였으나, 이 제1 실시형태에 대하여 다양한 변경이 가능하다. 이하에서 변형의 일례를 나타낸다.
(1) 전술한 제1 실시형태에 있어서, 반투과형 반사 시트(20)의 반사층(25)이, 단위 광학 형상(30)의 제1면(30a)의 일부분 상에만 형성되는 예를 나타내었으나, 이 예로 한정되지 않는다. 반사층(25)이 하프 미러이며 소정의 투과율을 가지므로, 반사층(25)이, 제1면(30a)의 전체면에 형성되도록 할 수도 있다.
(2) 전술한 실시형태에 있어서, 반투과형 반사 시트(20)의 제2면(30b)에는, 광 흡수층(26)이 형성되는 예를 나타내었으나, 이것으로 한정되지 않고, 광 흡수층을 형성하지 않는 형태로 할 수도 있다. 예를 들면, 제1면(30a)의 반사층(25)이 매직 미러형이 아닌, 완전 반사의 미러형으로 형성되어 있는 경우, 반사층(25)을 투과하는 영상 광이 없어지므로, 광 흡수층을 특별히 형성할 필요가 없어져, 반투과형 반사 시트(20)의 제조 효율을 향상시키거나, 제조 비용를 저감시킬 수 있다.
(3) 전술한 제1 실시형태에 있어서, 반투과형 반사 시트(20)의 반사층(25)은, 하프 미러형인 예를 나타내었으나, 이것으로 한정되지 않고, 예를 들면, 하프 미러형보다 광의 투과율이 낮고, 반사율이 높아지도록 반사층을 형성할 수도 있다. 이 경우에, 외계의 광은, 반사층(25)을 투과하는 양이 감소하게 되지만, 제1면(30a)의 반사층(25)이 형성되어 있지 않은 부분으로부터 관찰자 측으로 투과하므로, 표시 장치(1)를 두부에 장착하는 관찰자에 대하여, 외계의 광을 육안으로 관찰시키고, 또한 영상 광을 더욱 선명하게 육안으로 확인시킬 수 있다.
(4) 전술한 실시형태에 있어서, 반투과형 반사 시트(20)가, 도광부(15b)를 포함하여, 도광판으로서도 기능하는 예를 설명하였으나, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 반투과형 반사 시트(20)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 표시 장치(1)의 영상원(11)으로부터의 영상 광을 도광시키지 않고 제1면(30a)에 있어서 관찰자 측으로 직접 반사시키는 반사 시트로서 기능하도록 할 수도 있다. 즉, 도 4의 반투과형 반사 시트(20)는, 입광부(15a)와, 입광부(15a)에 인접하는 광학 형상부(15c)를 포함하고 있다. 이 예에서는, 제1면(30a)의 각도(α)는 5°≤α≤35°의 범위 내에, 단위 광학 형상(30)의 높이(h)는 5㎛≤h≤700㎛의 범위 내에, 단위 광학 형상(30)의 배열 피치(P)는 50㎛≤P≤1000㎛의 범위 내에 형성되는 것이 바람직하다.
(5) 또한, 자동차 등의 프론트 윈도우에 탑재되는 헤드업 디스플레이나, 배경 등의 외계의 광을 투과하는 스크린 등에 적용할 수도 있다.
(6) 또한, 반투과형 반사 시트를 컴바이나(combiner) 등의 대형 허상 투영에 적용하는 경우, 단위 광학 형상은, 프레넬 렌즈 형상으로 형성되도록 할 수도 있다.
(7) 전술한 실시형태에 있어서, 반투과형 반사 시트(20)는, 제1 전반사면(20b)과 영상 광이 입광하는 면을 동일면 내에 형성하는 예를 나타내었으나, 이것으로 한정되지 않고, 제1 전반사면과 영상 광이 입광하는 면이 상이한 면으로서 형성되어 있어도 된다. 또한, 전술한 실시형태에 있어서, 반투과형 반사 시트(20)는, 제1 전반사면(20b)과 영상 광이 출광하는 면을 동일면 내에 형성하는 예를 나타내었으나, 이것으로 한정되지 않고, 제1 전반사면과 영상 광이 출광하는 출광면이 상이한 면으로서 형성되어 있어도 된다.
<제2 실시형태>
다음으로, 제2 실시형태에 따른 표시 장치(1)에 대하여 설명한다. 제2 실시형태는, 전술한 제1 실시형태의 단위 광학 형상(30) 및 광 흡수층(26)에 대한 구성을 변경한 것이며, 이하에서 설명하는 사항에 있어서 제1 실시형태와는 상이하다. 한편, 제2 실시형태의 이하에서 설명하지 않는 사항에 대해서는, 제1 실시형태와 동일하게 구성할 수 있다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 제2 실시형태의 반투과형 반사 시트(20)는, 제1 실시형태에서 설명한 제1 광학 형상층(22), 제2 광학 형상층(23), 접합층(24) 및 기재(21)를 가지고 있다. 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 제1 광학 형상층(22)의 단위 광학 형상(30)은, 제1면(30a) 및 제2면(30b)을 가지고 있다. 도시된 예에 있어서, 반사층(25)이, 제1면(30a)의 전체면에 형성되어 있다. 한편, 제2면(30b) 상에 광 흡수층(26)은 설치되어 있지 않다. 제1 광학 형상층(22) 및 제2 광학 형상층(23)은, 제2면(30b)을 통하여 접촉하고, 계면을 형성하고 있다.
그런데, 제1 실시형태에서 설명한 바와 같이, 제1 광학 형상층(22)과 제2 광학 형상층(23)은,기본적으로는, 동일한 재료 등으로 형성하는 것에 의해, 양 층의 굴절률이 동등하게 되도록 형성할 수 있지만, 미소한 굴절률 차이(예를 들면, 1/1000 이하)가 생기는 경우도 있다. 그리고, 예를 들면, 제1 광학 형상층의 굴절률이 제2 광학 형상층의 굴절률보다 큰 경우, 도 7에 나타낸 바와 같이, 제1 광학 형상층을 투과한 외계의 광의 일부(G210)가, 제2면에 있어서 전반사하여, 출광면의 법선 방향에 대하여 약간 경사진 상태로 관찰자 측에 도달한다. 또한, 제1 광학 형상층의 굴절률이 제2 광학 형상층의 굴절률보다 작은 경우, 도 8에 나타낸 바와 같이, 제1 광학 형상층 및 제2 광학 형상층을 투과한 외계의 광의 일부(G211)가, 제2면에 있어서 전반사하여, 출광면의 법선 방향에 대하여 약간 경사진 상태로 관찰자 측에 도달한다. 이와 같이, 출광면의 법선 방향에 대하여 약간 경사진 상태로 외계의 광이 관찰자 측에 도달하면, 정면 방향으로 출광하는 외계의 광(G20)의 근방에, 이 약간 경사진 상태의 외계의 광(G210)이나, 광(G211)이 출광하게 되어, 이중상(二重像), 이른바 고스트가 생겨, 관찰자에 의해 육안으로 볼 수 있는 외계의 광이 불선명하게 된다.
이에, 제2 실시형태의 반투과형 반사 시트(20)는, 전술한 고스트 발생의 문제를 해소하기 위하여, 도 6에 나타낸 바와 같이, 제2면(30b) 상에 미세한 요철 형상이 설치되어 있다. 이와 같이 제2면(30b)에 미세한 요철 형상이 설치되는 것에 의해, 도광판(20)의 배면측으로부터 입사한 외계의 광 중 제2면(30b)에 입사한 광이, 제2면(30b)에 있어서 전반사하는 것을 억제할 수 있다. 이로써, 도광판(20)은, 전술한 고스트가 생기는 것과, 관찰자에 의해 육안으로 볼 수 있는 외계의 광이 불선명하게 되는 것을 억제할 수 있다.
이 미세한 요철 형상은, 도 6에 나타낸 바와 같이, 제2면(30b)으로부터 볼록하게 되고 연직 방향(Z 방향)으로 연장되는 단위 형상(31)이, 제2면(30b)을 따라 도광판(20)의 두께 방향(Y 방향)으로 복수 배열되는 것에 의해 구성되어 있다.
제2 실시형태의 단위 형상(31)은, 그 배열 방향(도광판(20)의 두께 방향, Y 방향)으로 평행하며, 단위 광학 형상(30)의 배열 방향(X 방향)으로 평행한 단면)(XY면)에서의 단면 형상이, 삼각형 형상 또는 삼각형의 모서리를 모따기하여 이루어지는 형상으로 형성되어 있다. 단위 형상(31)은, 경사면(31a)과, 경사면(31a)에 대향하는 경사면(31b)을 가지고 있다. 전술한 고스트 발생을 더욱 효율적으로 회피하기 위하여, 이 미세한 요철 형상은, 단위 형상(31)의 배열 피치를 P2로 하고, 단위 형상(31)의 바닥부(b)로부터 정상부(p)까지의 거리(높이)를 h2로 하고, 높이(h2)와 피치(P2)의 어스펙트비를 A=h2/P2로 했을 때, 이하의 식(1)을 만족시키는 것이 바람직하다. 그리고, 단위 형상(31)의 바닥부(b)로부터 정상부(p)까지의 거리(높이) h2는, 전체적으로 관찰하여 파악되는 제2면(30)의 법선 방향을 따른 높이, 환언하면, 반투과형 반사 시트의 주절단면에 있어서 단위 광학 형상(30)의 정상부(t)와 골부(v)를 연결하는 직선과 직교하는 방향을 따른 높이이다.
식(1) 0.05≤A≤0.5
이와 같이 단위 광학 형상(30)이 상기 식(1)을 만족시키도록 하여 형성되는 것에 의해, 도광판(20)의 배면측으로부터 입사한 외계의 광 중 제2면(30b)에 입사한 광의 일부는, 미세한 요철 형상에 의해 확산하게 되고, 다른 일부는, 제2면(30b)에 있어서 전반사하지 않고, 관찰자의 정면으로부터 이격된 위치에 출사하게 된다(도 9의 G22 참조). 이로써, 본 실시형태의 도광판(20)은, 전술한 고스트가 생기는 것을 억제할 수 있고, 관찰자 측에 도달하는 외계의 광을 선명하게 할 수 있다. 만일, 어스펙트비(A)가 0.05보다 작은 경우, 제2면(30b)에 있어서 외계의 광이 전반사하기 용이하게 되어, 고스트 발생의 억제 효과가 저하되므로, 바람직하지 않다. 또한, 어스펙트비(A)가 0.5보다 큰 경우, 일부 영상 광이 경사면(31b)에 입사하게 될 가능성이 있어 바람직하지 않다. 그리고, 전술한 고스트 발생의 요인이 되는 전반사를 충분히 억제하는 관점에서, 제2면(30b)에서의 단위 형상(31)의 경사면(31a) 및 경사면(31b)의 비율은, 30% 이상인 것이 바람직하다. 또한, 제2 실시형태에서는, 단위 형상(31)의 배열 피치(P2) 및 높이(h2)가 일정한 예를 나타내지만, 이것으로 한정되지 않고, 배열 피치(P2) 및 높이(h2)가 제2면(30b)의 위치에 따라 변동하도록 할 수도 있다.
여기서, 도 6에 나타낸 바와 같이, 경사면(31a)과 도광판(20)의 출광면(XZ면)의 법선 방향이 이루는 각도를 θ1으로 하고, 경사면(31b)과 도광판(20)의 출광면(XZ면)의 법선 방향이 이루는 각도를 θ2로 하고, 제1 광학 형상층(22) 또는 제2 광학 형상층(23)의 굴절률을 n으로 했을 때, 각도(θ1) 및 각도(θ2)는, 각각 {arcsin(1/n)}/2 이상인 것이 바람직하고, 또한, arcsin(1/n) 이상인 것이 더욱 바람직하다. 이와 같이 각도(θ1), 각도(θ2)가 각각 전술한 범위를 만족시킴으로써, 경사면(31a), 경사면(31b)에 있어서 외계의 광이 전반사하는 것을 더욱 확실하게 억제할 수 있다. 이로써, 관찰자의 좌우 단측(-X측 단부, +X측 단부)으로부터 입사하는 외광의 광이, 관찰자의 정면측에 도달하는 것을 억제하고, 고스트의 발생을 더욱 효과적으로 억제할 수 있다. 제2 실시형태의 단위 형상(31)은, 그 배열 피치(P2)가 1㎛, 높이(h2)가 0.18㎛로 형성되고, 즉 어스펙트비가 A=0.18이며, θ1=θ2=약 19.8°로 형성되어 있다.
제2 실시형태에 있어서, 영상원(11)으로부터의 영상 광(L21)은, 전술한 제1 실시형태와 동일하게 하여, 관찰자가 육안으로 볼 수 있게 된다. 한편, 제2 실시형태에 있어서, 외계의 광은, 도 5에 나타낸 바와 같이, 도광판(20)의 배면측(+Y측)의 입광면(제2 전반사면)(20c)으로부터 도광판(20) 내에 입광한다. 이 도광판(20) 내에 입광한 외계의 광 중 일부의 광은, 제1면(30a)의 반사층(25)에 입사하고, 그 일부는 반사층(25)에 의해 반투과형 반사 시트(20)의 배면측으로 반사하지만, 다른 일부(G21)는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 하프 미러형으로 형성되는 반사층(25)을 투과하여, 출광면(제1 전반사면)(20b)으로부터 관찰자의 눈(E)(정면)을 향해 출광하게 된다. 또한, 제2면(30b)에 입사한 외계의 광의 일부는, 미세한 요철 형상에 의해 확산되어, 그 대부분이 관찰자 측에 도달하지 않게 된다. 또한, 다른 일부(G22)는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 전반사하지 않고 제2면(30b)을 투과하여, 출광면(제1 전반사면)(20b)으로부터 관찰자의 정면으로부터 이격된 위치를 향해 출광하여, 관찰자의 육안으로 확인되지 않는다. 또한, 제1 광학 형상층(22)의 굴절률이 제2 광학 형상층(23)보다 큰 경우, 제1 광학 형상층(22)의 배면(+Y측의 면)에 대하여 입사 각도가 큰 상태로 입사하는 외계의 광(G23)은, 제2면(30b)(경사면(31b))에 있어서 전반사하지만, 이것도 출광면(제1 전반사면)(20b)으로부터 관찰자의 정면으로부터 이격된 위치를 향해 출광하여, 관찰자의 육안으로 확인되지 않는다.
다음으로, 제2 실시형태의 반투과형 반사 시트(20)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 10은, 제2 실시형태의 도광판(20)의 제조 방법을 설명하는 도면이다. 도 10의 각 도면은, 도광판(20)이 제조되기까지의 과정을 나타낸 도면이다.
먼저, 도 10의 (a)에 나타낸 바와 같이, 단위 광학 형상(30)에 대응하는 형상이 설치된 금형을 사용하여, 도광판(20)을 구성하는 제1 광학 형상층(22)을 압출 성형법이나, 사출 성형법 등에 의해 형성한다. 다음으로, 도 10의 (b)에 나타낸 바와 같이, 단위 광학 형상(30)의 제1면(30a) 상에, 진공 증착법에 의해 알루미늄을 증착하여 반사층(25)을 형성한다. 그리고, 반사층(25)은, 광 반사 재료가 함유된 도료를 도포 등을 행함으로써 형성되도록 할 수도 있다.
이어서, 도 10의 (c)에 나타낸 바와 같이, 제1 광학 형상층(22)의 단위 광학 형상(30)이 형성된 측의 면에, 제2 광학 형상층(23)을 구성하는 수지를 충전하고, 평탄면이 형성된 금형에 의해 압압하고, 경화시킨 후에 이형 등에 의해, 제2 광학 형상층(23)이 형성된다. 다음으로, 도 10의 (d)에 나타낸 바와 같이, 이 단위 광학 형상(30) 상에 형성된 제2 광학 형상층(23)과, 평판형의 기재(21)를 접합층(24)을 통하여 접합하여, 기재(21), 접합층(24), 제2 광학 형상층(23), 제1 광학 형상층(22)이 순차적으로 적층된 적층체가 완성된다. 그리고, 마지막으로, 이 적층체를 소정의 형상으로 재단한 다음, +X측(단위 광학 형상이 형성되는 측과는 반대측)의 배면측(-Y측)의 모서리부를 가공하여 반사면(20a)을 형성하고, 그 반사면(20a)에 진공 증착법 등에 의해 알루미늄을 증착하는 등에 의해 반사막(27)을 형성한다. 이로써, 도광판(20)이 완성된다.
이상에 의해, 제2 실시형태의 반투과형 반사 시트(20)는, 제2면(30b)에 미세한 요철 형상이 형성되어 있으므로, 도광판(20)의 배면측으로부터 입사한 외계의 광 중 제2면(30b)에 입사한 광이, 제2면(30b)에 있어서 전반사하는 것을 억제하고, 관찰자의 정면으로부터 이격된 위치에 출사시킬 수 있다. 이로써, 본 실시형태의 도광판(20)은, 투과하는 외계의 광에 고스트가 생기는 것과, 관찰자에 의해 육안으로 볼 수 있는 외계의 광이 불선명하게 되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 제2 실시형태의 반투과형 반사 시트(20)는, 미세한 요철 형상을 구성하는 단위 형상(31)의 배열 피치를 P2로 하고, 단위 형상(31)의 바닥부(b)와 정상부(p)의 거리를 h2로 하고, 이들의 어스펙트비를 A=h2/P2로 했을 때, 0.05≤A≤0.5를 만족시킨다. 이로써, 제2면(30b)에 입사한 광의 대부분이, 제2면(30b)에 있어서 전반사하는 것을 더욱 효율적으로 억제하고, 관찰자의 정면으로부터 이격된 위치에 출사시킬 수 있다.
이상, 제2 실시형태에 대하여 설명하였으나, 이 제2 실시형태에 대하여 다양한 변경이 가능하다. 이하에서 변형의 일례를 나타낸다.
(1) 전술한 제2 실시형태에서 설명한 제2면(30b)의 요철 형상은 일례에 지나지 않는다. 여기서 도 11 및 도 12는, 제2면의 형상의 변형예를 나타낸 도면이다. 도 11 및 도 12는, 도 6에 대응하는 도면이다.
전술한 제2 실시형태에 있어서, 제2면(30b)의 미세한 요철 형상을 구성하는 단위 형상(31)은, XY면에 평행한 단면에서의 단면 형상이, 대략 삼각형상으로 형성되는 예를 설명하였으나, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 단위 형상(31)은, 예를 들면, 도 11에 나타낸 바와 같이, 상기 단면 형상이 파형(정현파형)으로 형성되도록 할 수도 있다. 이 경우에, 단위 형상(31)은, 곡면(31a)과 곡면(31b)으로 구성되고, 곡면(31a)과 도광판(20)의 출광면(XZ면)의 법선 방향이 이루는 평균 각도를 전술한 θ1으로 할 수 있고, 곡면(31b)과 도광판(20)의 출광면(XZ면)의 법선 방향이 이루는 평균 각도를 전술한 θ2로 할 수 있다.
또한, 단위 형상(31)은, 도 12에 나타낸 바와 같이, 상기 단면 형상이 사다리꼴로 형성되도록 할 수도 있다. 이 경우에, 단위 형상(31)은, 경사면(31a)과, 경사면(31b)과, 양 경사면의 사이에 형성되는 평탄면(31c)으로 구성되고, 경사면(31a)과 도광판(20)의 출광면(XZ면)의 법선 방향이 이루는 각도를 전술한 θ1로 할 수 있고, 경사면(31b)과 도광판(20)의 출광면(XZ면)의 법선 방향이 이루는 각도를 θ2로 할 수 있다. 미세한 요철 형상의 단위 형상(31)을 도 11 및 도 12에 나타낸 형태로 해도, 전술한 반투과형 반사 시트(20)와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
(2) 전술한 제2 실시형태에 있어서, 제2면(30b)의 각도(β)를 90°로 설정한 예를 나타내었으나, 이 예로 한정되지 않고, 소정 각도(예를 들면, 2×α 이내)로 경사지도록 할 수도 있다. 이와 같이 함으로써, 영상 광의 제1면(30a)으로의 입광을 방해하지 않고, 고스트가 생기는 것을 더욱 효율적으로 억제할 수 있다.
(3) 전술한 제2 실시형태에 있어서, 반투과형 반사 시트(20)의 반사층(25)이, 단위 광학 형상(30)의 제1면(30a)의 전체면에 형성되는 예를 나타내었으나, 이 예로 한정되지 않는다. 반사층(25)이, 단위 광학 형상(30)의 제1면(30a)의 일분부 상에만 설치되어 있어도 된다.
(4) 전술한 제1 실시형태의 변형예로서 설명한 (3)∼(7)과 동일한 변형예를 제2 실시형태에 적용할 수 있다.
<제3 실시형태>
다음으로, 제3 실시형태에 따른 표시 장치(1)에 대하여 설명한다. 제3 실시형태는, 전술한 제1 실시형태의 단위 광학 형상(30) 및 광 흡수층(26)에 대한 구성을 변경한 것이며, 또한 전술한 제2 실시형태의 단위 광학 형상(30)에 대한 구성을 변경한 것이며, 이하에서 설명하는 사항에 있어서 제1 실시형태와는 상이하다. 한편, 제3 실시형태의 이하에서 설명하지 않는 사항에 대해서는, 제1 실시형태 또는 제2 실시형태와 동일하게 구성할 수 있다.
도 13에 나타낸 바와 같이, 제3 실시형태의 반투과형 반사 시트(20)는, 제1 및 제2 실시형태에서 설명한 제1 광학 형상층(22), 제2 광학 형상층(23), 접합층(24) 및 기재(21)를 가지고 있다. 도 13 및 도 14에 나타낸 바와 같이, 제1 광학 형상층(22)의 단위 광학 형상(30)은, 제1면(30a) 및 제2면(30b)을 가지고 있다. 도시된 예에 있어서, 반사층(25)이, 제1면(30a)의 전체면에 형성되어 있다. 한편, 제2면(30b) 상에 광 흡수층(26)은 설치되어 있지 않다. 제1 광학 형상층(22) 및 제2 광학 형상층(23)은, 제2면(30b)을 통하여 접촉하고, 계면을 형성하고 있다. 또한, 제2면(30b)은, 제2 광학 형상층(23)의 법선 방향에 대하여 경사져 있다. 즉, 제2면(30b)은, ZX 평면에 대하여 경사져 있고, 반투과형 반사 시트(20)의 출광면(20b) 및 반투과형 반사 시트(20)의 시트 면에 대해서도 경사져 있다. 제2면(30b)은, 제2 광학 형상층(23)의 법선 방향(Y 방향)에 대한 경사 각도를 φ로 한다. 반투과형 반사 시트(20)의 법선 방향에 대하여 경사져 있다.
제3 실시형태의 반투과형 반사 시트(20)는, 전술한 고스트 발생의 문제를 해소하기 위하여, 제1 광학 형상층(22) 및 제2 광학 형상층(23) 중, 높은 쪽의 굴절률을 n1으로 하고, 낮은 쪽의 굴절률을 n2로 했을 때, 전술한 각도(α), 각도(φ)의 관계가 이하의 식(2)을 만족시키도록 하여 단위 광학 형상이 형성되어 있다.
식(2) arccos(n2/n1)≤φ≤2×α
이와 같이 상기 식(2)을 만족시키도록 하여 단위 광학 형상(30)을 형성하는 것에 의해, 외계의 광은, 제2면(30b)에 입사하더라도, 도 14에 나타낸 외계의 광(G32)과 같이, 전반사하지 않고, 관찰자 측에 도달하게 되어, 전술한 고스트가 생기는 것을 억제할 수 있고, 관찰자 측에 도달하는 외계의 광을 선명하게 할 수 있다. 만일 각도(φ)가 arccos(n2/n1)보다 작은 경우, 제2면(30b)에 입사하는 외계의 광이 제2면(30b)에 있어서 전반사하기 용이하게 되어 바람직하지 않다. 또한, 각도(φ)가 2×α보다 큰 경우, 제1면(30a)에 입사하는 영상 광의 일부가 제2면(30b)에 입사하므로, 바람직하지 않다.
여기서, 각도(φ)가 2×α 미만인 경우, 영상 광이, 반사층(25)을 투과한 후에, 인접하는 단위 광학 형상(30)의 반사층(25)에 입사하여 반사하는 경우가 있다. 이 경우에, 제2면(30b)(제1 광학 형상층(22) 및 제2 광학 형상층(23)의 계면)을 통과할 때 양 층의 굴절률 차이에 의해 영상 광이 굴절하게 되어, 반사층(25)을 투과 하지 않고 반사한 영상 광과 비교하여, 광의 각도가 약간 어긋나는 경우가 있어, 이중상이 약간 생기게 할 가능성이 있다. 이에 따라, 제2면(30b)은, 도 14에 나타낸 바와 같이, 반사층(25)에 입사하는 영상 광(L31)과 평행하게, 즉 제2면의 각도(φ)가, φ=2×α가 되도록 형성되는 것이 더욱 바람직하다. 이로써, 도광판(20)은, 영상원(11)으로부터 투사된 영상 광이 반사층(25)을 투과하더라도, 그 광이 인접하는 단위 광학 형상(30)의 반사층(25)에 입사하는 것을 방지할 수 있어(도 14의 L32 참조), 전술한 이중상이 생기는 것을 회피할 수 있다.
제3 실시형태에 따른 표시 장치(1)에서는, 단위 광학 형상(30)에 입사한 영상 광 중, 일부 영상 광(L31)은, 도 13에 나타낸 바와 같이, 제1면(30a)의 반사층(25)에 입사하고 제1 전반사면(20b)에 대하여 대략 수직인 방향(-Y 방향)으로 반사하여, 출광면(제1 전반사면)(20b)으로부터 관찰자의 눈(E)을 향해 출광한다. 또한, 다른 영상 광은, 하프 미러형으로 형성되는 반사층(25)을 투과하여 단위 광학 형상(30) 내에 입사하게 되지만, 그 대부분이 반투과형 반사 시트(20)의 배면측으로부터 출광하게 된다.
외계의 광은, 반투과형 반사 시트(20)의 배면측(+Y측)의 입광면(제2 전반사면)(20c)으로부터 반투과형 반사 시트(20) 내에 입광한다. 이 반투과형 반사 시트(20) 내에 입광한 외계의 광 중 일부 광은, 제1면(30a)의 반사층(25)에 입사하고, 그 일부는 반사층(25)에 의해 반투과형 반사 시트(20)의 배면측으로 반사하고, 다른 일부(G31)는, 도 13에 나타낸 바와 같이, 하프 미러형으로 형성되는 반사층(25)을 투과하여, 출광면(제1 전반사면)(20b)으로부터 관찰자의 눈(E)을 향해 출광하게 된다. 또한, 다른 외계의 광(G32)은, 전반사하지 않고 제2면(30b)을 투과하여, 출광면(제1 전반사면)(20b)으로부터 관찰자의 눈(E)을 향해 출광하게 된다.
제3 실시형태에서 설명한 반투과형 반사 시트(20)는, 전술한 제2 실시형태에서 설명한 반투과형 반사 시트와 동일하게 하여 제조할 수 있다.
이상에 의해, 제3 실시형태의 반투과형 반사 시트(20)는, 제1면(30a)에, 영상 광의 일부를 투과하고, 그 외의 영상 광을 반사하는 반투과형의 반사층(25)이 형성되고, 제1면(30a)의 각도(α)와 제2면(30b)의 각도(φ)의 관계가 φ≤2×α를 만족시키도록 하여 단위 광학 형상(30)이 형성되어 있다. 이로써, 제3 실시형태의 반투과형 반사 시트(20)는, 영상 광이 제2면(30b)에 입사하는 것을 억제하고, 또한 제1 광학 형상층(22) 및 제2 광학 형상층(23)간에 있어서 굴절률의 차이가 생기더라도, 외계의 광이 제2면(30b)에서 전반사하는 것을 억제할 수 있다. 이로써, 도광판(20)의 출광면으로부터 육안으로 볼 수 있는 외계의 광이 이중상이 되는, 이른바 고스트의 발생을 억제할 수 있어, 외계의 광이 불선명하게 되는 것을 억제할 수 있다.
제3 실시형태의 반투과형 반사 시트(20)는, 제1 광학 형상층(22) 및 제2 광학 형상층(23) 중, 높은 쪽의 굴절률을 n1으로 하고, 낮은 쪽의 굴절률을 n2로 했을 때, φ≥arccos(n2/n1)를 만족시키도록 단위 광학 형상(30)이 형성되어 있다. 이로써, 제3 실시형태의 반투과형 반사 시트(20)는, 제1 광학 형상층(22)과 제2 광학 형상층(23)의 굴절률 차이에 따라 최적인 단위 광학 형상(30)을 형성할 수 있어, 고스트의 발생을 더욱 효율적으로 억제할 수 있다.
(1) 전술한 제3 실시형태에 있어서, 제2면(30b)의 표면에 미세한 요철 형상을 형성하여, 제2면(30b)의 표면을 조면화(粗面化)하도록 할 수도 있다. 또한, 제2 실시형태에서 설명한 반투과형 반사 시트의 제2면을, 제3 실시형태에 적용할 수도 있다. 이와 같은 반투과형 반사 시트(20)에 의하면, 반사층(25)을 투과한 영상 광이, 제1 광학 형상층(22)에 입사하여 제2면(30b)에 입사하더라도, 제2면(30b)에 있어서 확산시킬 수 있고, 관찰자 측에서 육안으로 보이는 것을 억제할 수 있다.
(2) 전술한 제2 실시형태의 변형예로서 설명한 항목 (1)∼(4)와 동일한 변형예를 제3 실시형태에 적용할 수 있다.
이상, 본 발명의 제1∼제3 실시형태에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 전술한 실시형태로 한정되지 않고, 각종 변형이나 변경이 가능하며, 이들도 본 발명의 기술적 범위 내이다. 또한, 실시형태에 기재한 효과는, 본 발명으로부터 생기는 가장 바람직한 효과를 열거하는 것에 지나지 않으며, 본 발명에 의한 효과는, 실시형태에 기재한 것으로 한정되지 않는다. 그리고, 전술한 복수의 실시형태 및 그 변형예는, 적절하게 조합하여 사용할 수도 있으며, 상세한 설명은 생략한다.

Claims (18)

  1. 반투과형 반사 시트로서,
    복수의 단위 광학 형상을 가지는 제1 광학 형상층 및
    상기 제1 광학 형상층에 상기 단위 광학 형상에 의해 형성되는 면의 측으로부터 적층된 제2 광학 형상층을 포함하고,
    상기 단위 광학 형상은, 상기 제2 광학 형상층의 상기 제1 광학 형상층과는 반대측을 향하는 출광측 면에 대하여 경사진 제1면과, 상기 출광측 면과 비평행한 제2면을 가지고,
    상기 반투과형 반사 시트 내를 진행하는 영상 광의 적어도 일부를 반사하는 반사층이, 상기 제1면 상에 설치되어 있는, 반투과형 반사 시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반사층은, 상기 제1면의 일부분 상에만 설치되어 있는, 반투과형 반사 시트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 단위 광학 형상은, 상기 제2 광학 형상층을 향해 돌출된 볼록부를 이루고,
    상기 제1면 및 상기 제2면은, 상기 반투과형 반사 시트의 시트 면을 따라 대향하고,
    상기 단위 광학 형상의 배열 방향을 따라, 상기 제1면 및 상기 제2면이 교호적(交互的)으로 배열되고,
    각각의 단위 광학 형상의 상기 반사층은, 상기 제1면 중, 상기 단위 광학 형상의 배열 방향을 따라 상기 단위 광학 형상의 상기 제2면에 근접하는 일부분 상에, 설치되어 있는, 반투과형 반사 시트.
  4. 제1항에 있어서,
    광을 흡수하는 광 흡수층이, 상기 제2면 상에 설치되어 있는, 반투과형 반사 시트.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2면에는, 요철 형상이 형성되어 있는, 반투과형 반사 시트.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 요철 형상은, 상기 제2면을 따라 배열된 복수의 단위 형상을 포함하고,
    상기 복수의 단위 광학 형상의 배열 방향 및 상기 반투과형 반사 시트의 법선 방향으로 평행한 단면에 있어서, 상기 단위 형상의 배열 피치를 P2로 하고, 상기 단위 형상의 바닥부와 정상부(頂部)의 사이의 거리를 h2로 하면, 하기 식이 만족되는, 반투과형 반사 시트:
    0.05≤h2/P2≤0.5.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 단위 광학 형상의 배열 방향 및 상기 반투과형 반사 시트의 법선 방향으로 평행한 단면에 있어서, 상기 제1면과 상기 출광측 면이 이루는 각도를α로 하고, 상기 출광측 면의 법선 방향과 상기 제2면이 이루는 각도를 φ로 하면, 하기 식이 만족되는, 반투과형 반사 시트:
    φ≤2×α.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 광학 형상층 및 상기 제2 광학 형상층 중 높은 쪽의 굴절률을 n1으로 하고, 낮은 쪽의 굴절률을 n2로 하면, 하기 식이 만족되는, 반투과형 반사 시트:
    φ≥arccos(n2/n1).
  9. 제1항에 있어서,
    상기 단위 광학 형상이 설치된 광학 형상부와, 상기 광학 형상부로 광을 도광(導光)하는 도광부를 포함하는, 반투과형 반사 시트.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 도광부는, 상기 광학 형상부와 인접하고 있는, 반투과형 반사 시트.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 도광부는, 상기 제1 광학 형상층의 상기 제2 광학 형상층과는 반대측을 향하는 면에 의해 형성된 제1 도광 반사면과, 상기 제2 광학 형상층의 상기 제1 광학 형상층과는 반대측을 향하는 면에 의해 형성된 제2 도광 반사면을 포함하는, 반투과형 반사 시트.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1면 및 상기 제2면은, 상기 반투과형 반사 시트의 시트 면을 따라 대향하고 있는, 반투과형 반사 시트.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 단위 광학 형상의 배열 방향 및 상기 반투과형 반사 시트의 법선 방향으로 평행한 단면에 있어서, 상기 단위 광학 형상은 대략 삼각형 형상 또는 대략 삼각형 형상의 모서리를 모따기(chamfering)하여 이루어지는 형상을 가지고 있는, 반투과형 반사 시트.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 반투과형 반사 시트 및
    상기 반투과형 반사 시트에 영상 광을 투사하는 영상원을 포함하는, 표시 장치.
  15. 영상원으로부터 입사한 영상 광을 도광하는 도광판으로서,
    상기 영상 광을 전반사시키는 제1 전반사면,
    상기 제1 전반사면과 대향하는 위치에 설치되고, 상기 영상 광을 전반사시키는 제2 전반사면,
    상기 영상 광의 도광 방향에 대하여 경사진 제1면을 가지고, 상기 영상 광의 도광 방향으로 복수 배열된 단위 광학 형상 및
    상기 제1면의 일부에 설치되고, 상기 제1 전반사면 및 상기 제2 전반사면의 사이에서 전반사를 반복하여 도광된 상기 영상 광을 반사시켜 상기 도광판으로부터 출광시키는 반사층을 포함하는, 도광판.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 반사층은, 상기 제1면 상의 상기 영상 광이 진행하는 측에 설치되어 있는, 도광판.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 단위 광학 형상에는, 상기 제1면과 대향하고, 상기 제1면보다 상기 영상 광이 진행하는 측에 제2면이 형성되어 있고,
    상기 제2면에는, 광을 흡수하는 광 흡수층이 형성되어 있는, 도광판.
  18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 기재된 도광판 및
    상기 반투과형 반사 시트에 영상 광을 투사하는 영상원을 포함하는, 표시 장치.
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