JP2017004637A - Light guide plate, surface light source device, transmission type display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、導光板、及び、これを備える面光源装置、透過型表示装置に関するものである。 The present invention relates to a light guide plate, a surface light source device including the same, and a transmissive display device.
従来、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）パネル等の透過型表示部を背面から面光源装置（バックライト）によって照明し、映像を表示する透過型表示装置が知られている。
面光源装置は、大きく分けて、各種光学シート等の光学部材の直下に光源を配置する直下型のものと、光学部材の側面側に光源が配置されるエッジライト型のものがある。このエッジライト型の面光源装置は、光源を導光板等の光学部材の側面側に配置することから、直下型のものに比べて面光源装置をより薄型化できるという利点を有し、近年広く用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a transmissive display device that displays an image by illuminating a transmissive display unit such as an LCD (Liquid Crystal Display) panel from the back with a surface light source device (backlight) is known.
Surface light source devices are broadly classified into a direct type in which a light source is arranged directly under an optical member such as various optical sheets and an edge light type in which a light source is arranged on a side surface side of the optical member. This edge light type surface light source device has an advantage that the surface light source device can be made thinner than the direct type since the light source is arranged on the side surface side of the optical member such as a light guide plate. It is used.
一般的に、エッジライト型の面光源装置では、導光板の側面である入光面に対面する位置に光源が配置されており、光源が発する光は、入光面から導光板に入射し、出光面と出光面に対向する背面とで反射を繰り返しながら、入光面に略直交する方向（導光方向）へ進む。そして、導光板の背面に設けられた拡散パターンやプリズム形状等によって光の進行方向を変化させることにより、出光面の導光方向に沿った各位置から少しずつ光がＬＣＤパネル側へ出光していく。
近年では、背面にプリズム形状等の単位光学形状が複数配列された導光板が広く用いられている（特許文献１，２）。
Generally, in an edge light type surface light source device, a light source is disposed at a position facing a light incident surface that is a side surface of a light guide plate, and light emitted from the light source enters the light guide plate from the light incident surface, While repeating reflection on the light exit surface and the back surface facing the light exit surface, the light travels in a direction substantially perpendicular to the light entrance surface (light guide direction). Then, by changing the traveling direction of the light according to the diffusion pattern or prism shape provided on the back surface of the light guide plate, light is gradually emitted from each position along the light guide direction of the light exit surface to the LCD panel side. Go.
In recent years, a light guide plate in which a plurality of unit optical shapes such as a prism shape are arranged on the back surface has been widely used (
導光板の背面の単位光学形状としては、例えば、出光面に平行であり、光を対向面側へ導光するために出光面に対して臨界角以上で入射するように光を反射する面と、出光面に対して傾斜しており、反射した光を出光面に対して臨界角未満で入射させて出光面から出射させる斜面とを有するものが知られている。
このような導光板は、光を拡散反射しないので、正面輝度を高くすることができ、また、導光方向において光源から離れた領域であっても、十分に導光することができ、光の均一性も良好である。
The unit optical shape of the back surface of the light guide plate is, for example, a surface that is parallel to the light exit surface and reflects the light so that it is incident on the light exit surface at a critical angle or more in order to guide the light to the opposite surface side. It is known that it is inclined with respect to the light exit surface, and has an inclined surface that causes the reflected light to enter the light exit surface at a angle less than the critical angle and exit from the light exit surface.
Since such a light guide plate does not diffusely reflect light, the front brightness can be increased, and even in a region away from the light source in the light guide direction, the light can be sufficiently guided, Uniformity is also good.
上述のような導光板では、主として斜面で反射し、出光面に対して臨界角未満で入射した光の多くが出光面から出射する。また、この斜面は、導光方向に複数配列されている。そのため、導光板からの出光量は、導光方向において大きくなったり、小さくなったりを繰り返して変化している。
これにより、面光源装置の出光面上に明暗縞が生じ、この明暗縞と液晶パネルの画素との干渉により、透過型表示装置の表示面上にモアレが生じて、ディスプレイの画質を大幅に低下させるという問題があった。
特許文献１，２には、上述のような面光源装置の出光面に生じる明暗縞や、透過型表示装置の表示面に生じるモアレに対する対策は、なんら開示されていない。
In the light guide plate as described above, most of the light that is reflected by the inclined surface and incident at a angle less than the critical angle with respect to the light exit surface is emitted from the light exit surface. A plurality of the inclined surfaces are arranged in the light guide direction. For this reason, the amount of light emitted from the light guide plate is repeatedly increased and decreased in the light guide direction.
As a result, bright and dark stripes are formed on the light emitting surface of the surface light source device, and interference between the bright and dark stripes and the pixels of the liquid crystal panel causes moiré on the display surface of the transmissive display device, greatly reducing the image quality of the display. There was a problem of letting.
本発明の課題は、モアレの発生を大幅に低減し、良好な映像を表示できる導光板、及び、これを備える面光源装置、透過型表示装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a light guide plate capable of significantly reducing the occurrence of moire and displaying a good image, a surface light source device including the same, and a transmissive display device.
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、光が入射する入光面（１３ａ）と、前記入光面に交差し光が出射する出光面（１３ｃ）と、前記出光面に対向する背面（１３ｄ）とを有し、前記入光面から入射した光を前記入光面に対向する面側へ導光しながら前記出光面から出射する導光板であって、前記背面に、背面側単位光学形状（１３１）が光の導光方向に複数配列され、前記背面側単位光学形状は、背面側に凸となる柱状であり、その配列方向に平行であって該導光板の厚み方向に平行な断面において、その断面形状が、入光面側に位置する第１斜面部（１３２）と、前記第１斜面部に対向する他方側に位置して入射する光の少なくとも一部を全反射する第２斜面部（１３３）と、前記第１斜面部と前記第２斜面部との間であって最も背面側に位置する頂面部（１３４，２３４）とを有し、前記頂面部は、第１斜面部側の端部が第２斜面部側の端部よりも背面側に位置するように傾斜しており、前記第２斜面部が該導光板の板面に平行な面となす角度をβとし、前記頂面部が該導光板の板面に平行な面となす角度をγとするとき、０．２°＜γ＜０．７°、１°＜β＜５°、（β−γ）＜２°という関係を満たすこと、を特徴とする導光板（１３，２３）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の導光板において、前記背面側単位光学形状（１３１）は、配列ピッチＰ１が一定であり、前記配列ピッチＰ１に対して、前記第２斜面部（１３３）が前記背面側単位光学形状の配列方向において占める寸法Ｗａの比Ｗａ／Ｐ１は、前記入光面（１３ａ）から離れるにつれて大きくなること、を特徴とする導光板（１３，２３）である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の導光板において、前記頂面部（２３４）は、背面側への高さが異なる複数の面（２３４ａ〜２３４ｄ）を有し、前記複数の面は、該導光板の板面に平行な面と角度γをなし、導光方向において最も第１斜面部側に位置する面（２３４ａ）が最も背面側への高さが小さく、第２斜面部側へ向かうにつれて背面側への高さが大きくなること、を特徴とする導光板（２３）である。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の導光板（１３，２３）と、前記導光板の前記入光面（１３ａ）に対面する位置に設けられ、前記入光面へ光を投射する光源部（１２）と、前記導光板の出光面側に配置され、前記導光板から出射した光を、そのシート面の法線方向又は法線方向となす角度が小さくなる方向へ向ける偏向作用を有する偏向光学シート（１５）と、前記導光板の背面側に配置され、前記導光板の前記背面から出射した光を導光板側に反射する反射部材（１４）と、を備える面光源装置（１０）である。
請求項５の発明は、請求項４に記載の面光源装置（１０）と、前記面光源装置によって背面側から照明される透過型表示部（１１）と、を備える透過型表示装置（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
According to a second aspect of the present invention, in the light guide plate according to the first aspect, the rear unit optical shape (131) has a constant arrangement pitch P1, and the second slope portion (with respect to the arrangement pitch P1) 133) is a light guide plate (13, 23) characterized in that the ratio Wa / P1 of the dimension Wa occupied in the arrangement direction of the rear unit optical shape increases as the distance from the light incident surface (13a) increases. .
According to a third aspect of the present invention, in the light guide plate according to the first or second aspect, the top surface portion (234) has a plurality of surfaces (234a to 234d) having different heights toward the back side, The plurality of surfaces form an angle γ with a surface parallel to the plate surface of the light guide plate, and the surface (234a) located closest to the first slope portion side in the light guide direction has the smallest height to the back surface side. 2 The light guide plate (23) is characterized in that the height toward the back surface side increases toward the inclined surface side.
The invention of claim 4 is provided at a position facing the light guide plate (13, 23) according to any one of
The invention of claim 5 is a transmissive display device (1) comprising the surface light source device (10) according to claim 4 and a transmissive display unit (11) illuminated from the back side by the surface light source device. It is.
本発明によれば、モアレの発生を大幅に低減でき、良好な映像を表示できる導光板、及び、これを備える面光源装置、透過型表示装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, generation | occurrence | production of a moire can be reduced significantly and the light-guide plate which can display a favorable image | video, a surface light source device provided with this, and a transmissive display apparatus can be provided.
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。
本明細書中において、板、シート等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、シート、板、フィルムの文言は、適宜置き換えることができるものとする。例えば、光学シートは、光学フィルムとしてもよいし、光学板としてもよい。
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.
In this specification, the terms “plate”, “sheet”, and the like are used, but these are generally used in the order of thickness, “plate”, “sheet”, “film”. Above all, it uses it. However, there is no technical meaning for such proper use, so the terms of sheets, plates, and films can be replaced as appropriate. For example, the optical sheet may be an optical film or an optical plate.
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。
本明細書中において、シート面（板面，フィルム面）とは、各シート（板，フィルム）において、そのシート（板，フィルム）全体として見たときにおける、シート（板，フィルム）の平面方向となる面を示すものであるとする。
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.
In this specification, the sheet surface (plate surface, film surface) is the planar direction of the sheet (plate, film) when viewed as the entire sheet (plate, film) in each sheet (plate, film). It is assumed that the surface to be
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の透過型表示装置１を説明する図である。
第１実施形態の透過型表示装置１は、ＬＣＤパネル１１と面光源装置１０とを備えている。透過型表示装置１は、ＬＣＤパネル１１を背面側から面光源装置１０で照明し、ＬＣＤパネル１１に形成される映像情報を表示する。
なお、図１を含め以下の図中及び以下の説明において、理解を容易にするために、透過型表示装置１の使用状態において、透過型表示装置１の画面に平行であって互いに直交する２方向をＸ方向（Ｘ１−Ｘ２方向）、Ｙ方向（Ｙ１−Ｙ２方向）とし、透過型表示装置１の画面に直交する方向をＺ方向（Ｚ１−Ｚ２方向）とする。なお、Ｚ方向においてＺ１側が背面側であり、Ｚ２側は観察者側である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a
The
In addition, in the following drawings including FIG. 1 and the following description, in order to facilitate understanding, when the
透過型表示装置１の画面は、ＬＣＤパネル１１の最もＺ２側（観察者側）の面（以下、表示面という）１１ａに相当する。また、透過型表示装置１の「正面方向」とは、この表示面１１ａの法線方向であり、Ｚ方向に平行であり、後述する導光板１３の板面の法線方向やプリズムシート１５のシート面の法線方向と一致するものとする。また、透過型表示装置１の表示面１１ａは、ＸＹ面に平行であり、後述する導光板１３の板面、プリズムシート１５のシート面と平行であるとする。
The screen of the
ＬＣＤパネル１１は、透過型の液晶表示素子により形成された略板状の部材であり、その表示面１１ａに映像情報を形成する透過型表示部である。本実施形態のＬＣＤパネル１１の外形及び表示面１１ａは、Ｚ方向から見て略矩形形状であり、Ｘ方向に平行な対向する２辺と、Ｙ方向に平行な対向する２辺とを有している。
The
面光源装置１０は、ＬＣＤパネル１１をＺ１側（背面側）から照明する装置であり、所謂、エッジライト型の面光源装置（バックライト）である。
面光源装置１０は、光源部１２、導光板１３、反射シート１４、プリズムシート１５、光学シート１６を備えている。導光板１３、反射シート１４、プリズムシート１５、光学シート１６等は、Ｚ方向から見て略矩形形状であり、Ｘ方向に平行な対向する２辺と、Ｙ方向に平行な対向する２辺とを有している。
The surface
The surface
光源部１２は、ＬＣＤパネル１１を照明する光を発する部分である。光源部１２は、導光板１３のＸ方向の一方（Ｘ１側）の端面である入光面１３ａに対面する位置に、Ｙ方向に沿って配置されている。
光源部１２は、点光源１２１がＹ方向に所定の間隔で複数配列されて形成されている。点光源１２１は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）光源である。
なお、光源部１２は、例えば、Ｙ方向に延在する冷陰極管等の線光源としてもよいし、Ｙ方向に延在するライトガイドの端面に光源を配置した形態としてもよい。また、光源部１２の発する光の利用効率を向上させる観点から、光源部１２の外側（Ｘ１側やＺ２側）を覆うように不図示の反射板を設けてもよい。
The
The
The
導光板１３は、光を導光する略平板状の部材であり、入光面１３ａと、対向面１３ｂと、出光面１３ｃと、背面１３ｄとを有している。導光板１３は、光源部１２が発する光を入光面１３ａから入射させ、出光面１３ｃと背面１３ｄとで全反射させながら、入光面１３ａに対向する対向面１３ｂ側（Ｘ２側）へ、主にＸ方向に導光しながら、出光面１３ｃからプリズムシート１５側（Ｚ２側）へ適宜出射させる。
本実施形態の導光板１３の入光面１３ａ及び対向面１３ｂは、導光板１３のＸ方向の両端部（Ｘ１側端部、Ｘ２側端部）に位置している。また、特に断りがない場合、導光板１３の出光面１３ｃ、背面１３ｄは、それぞれ、導光板１３全体として見たときの出光側の面、背面側の面であり、ＸＹ面及び導光板１３の板面に平行であるとする。
以下、導光板１３の各部について説明する。
The
The
Hereinafter, each part of the
図２は、第１実施形態の導光板１３を説明する図である。図２（ａ）は、出光側単位光学形状１３５を説明する図であり、図２（ｂ）は、背面側単位光学形状１３１を説明する図である。図２（ａ）では、導光板１３のＹＺ面に平行な断面の一部を拡大して示し、図２（ｂ）では、導光板１３のＸＺ面に平行な断面の一部を拡大して示している。
出光側単位光学形状１３５は、図１及び図２（ａ）に示すように、出光側（ＬＣＤパネル１１側、Ｚ２側）に凸となる柱状であり、導光板１３の観察者側（Ｚ２側）の面に、長手方向（稜線方向）をＸ方向とし、Ｙ方向に複数配列されて形成されている。
FIG. 2 is a diagram illustrating the
As shown in FIGS. 1 and 2A, the light output side unit
出光側単位光学形状１３５は、図２（ａ）に示すように、その配列方向に平行であって導光板１３の板面に直交する断面（ＹＺ面）での断面形状が、略五角形形状である。
この出光側単位光学形状１３５の頂角は、δ１であり、谷側の斜面がＺ方向となす角度は、δ２である。また、出光側単位光学形状１３５の配列ピッチは、Ｐ２である。本実施形態の配列ピッチＰ２は、出光側単位光学形状１３５の配列方向の幅Ｗ２に等しい（Ｐ２＝Ｗ２）形態となっている。
As shown in FIG. 2A, the light exit side unit
The vertex angle of the light-emitting side unit
出光側単位光学形状１３５の配列ピッチＰ２は、１０〜１００μｍ程度とすることが好ましい。
配列ピッチＰ２がこの範囲よりも小さいと、出光側単位光学形状１３５の製造が困難となり、設計通りの形状が得られなくなり、所望する光学性能が得られない場合がある。また、配列ピッチＰ２がこの範囲よりも大きいと、ＬＣＤパネル１１の画素とのモアレが生じやすくなったり、面光源装置１０等としての使用状態において、出光側単位光学形状１３５のピッチが筋状に認識されやすくなったりする。従って、配列ピッチＰ２は、上記範囲とすることが好ましい。
The arrangement pitch P2 of the light exit side unit
If the arrangement pitch P2 is smaller than this range, it is difficult to manufacture the light output side unit
なお、出光側単位光学形状１３５は、上記の例に限らず、所望する光学性能に合わせて、その形状を変更してもよい。例えば、出光側単位光学形状１３５は、断面形状が二等辺三角形形状や台形形状等となる多角柱形状や、長軸が導光板１３の板面（出光面１３ｃ）に直交する楕円柱の一部形状としてもよいし、円柱の一部形状としてもよい。また、出光側単位光学形状１３５は、複数種類の曲面や平面を組み合わせてなる形状としてもよい。
出光側単位光学形状１３５は、その長手方向（稜線方向）が、導光板１３の主たる光の導光方向（Ｘ方向）に平行であり、導光方向に直交する方向（Ｙ方向）に複数配列されている。出光側単位光学形状１３５は、導光板１３から出射する光に対して、その配列方向における光線制御作用を有し、導光板１３からの出射光のＹ方向における集光性等を向上させることができる。なお、このような光線制御作用を必要としない場合には、出光面１３ｃに出光側単位光学形状１３５を形成しない形態としてもよい。
The light output side unit
The light output side unit
背面側単位光学形状１３１は、図１，図２（ｂ）に示すように、背面側（Ｚ１側）に凸となる柱状であり、導光板１３の背面側（Ｚ１側）の面に、長手方向（稜線方向）をＹ方向とし、導光方向となるＸ方向に複数配列されている。
背面側単位光学形状１３１は、図２（ｂ）に示すように、その配列方向に平行であって導光板１３の板面に直交する方向における断面（ＸＺ面）における断面形状が略四角形形状である。背面側単位光学形状１３１は、入光面側（Ｘ１側）に位置する第１斜面部１３２と、対向面側（Ｘ２側）に位置し、入射する光の少なくとも一部を全反射する第２斜面部１３３と、第１斜面部１３２及び第２斜面部１３３との間に位置する頂面部１３４とを有している。
背面側単位光学形状１３１の配列ピッチは、Ｐ１である。本実施形態の配列ピッチＰ１は、背面側単位光学形状１３１の配列方向の幅Ｗ１に等しい（Ｐ１＝Ｗ１）形態となっている。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2B, the back side unit
As shown in FIG. 2B, the back-side unit
The arrangement pitch of the back side unit
背面側単位光学形状１３１の配列ピッチＰ１は、Ｐ１＝８０〜３００μｍ程度とすることが好ましい。
配列ピッチＰ１が、この範囲よりも小さいと、背面側単位光学形状１３１の製造が困難となり、設計通りの形状が得られなくなり、所望する光学性能が得られない場合がある。また、配列ピッチＰ１がこの範囲よりも大きいと、ＬＣＤパネル１１の画素とのモアレが生じやすくなったり、面光源装置１０等としての使用状態において、背面側単位光学形状１３１のピッチが筋状に認識されやすくなったりする。
従って、配列ピッチＰ１は、上記範囲とすることが好ましい。
The arrangement pitch P1 of the back side unit
When the arrangement pitch P1 is smaller than this range, it is difficult to manufacture the back unit
Therefore, the arrangement pitch P1 is preferably in the above range.
図３は、背面側単位光学形状１３１における光の様子を説明する図である。
図２に示すように、第１斜面部１３２は、導光板１３の板面（ＸＹ面）と角度αをなしている。また、第２斜面部１３３は、導光板１３の板面と角度βをなしている。また、頂面部１３４は、導光板１３の板面と角度γをなしている。角度α，β，γは、α＞β＞γ＞０°である。
第１斜面部１３２は、図２（ｂ），図３に示すように、入光面側端部よりも対向面側端部（頂面部１３４側の端部）が背面側（Ｚ２側）となるように傾斜している。第１斜面部１３２と導光板１３の板面（出光面１３ｃに平行な面）とがなす角度αは、約５０〜８５°である。導光板１３内を対向面側（Ｘ２側）へ導光する光は、入光面１３ａから対向面１３ｂへ（Ｘ１側からＸ２側へ）進むが、第１斜面部１３２が上述のような形状であるので、第１斜面部１３２に入射しにくい。
FIG. 3 is a diagram for explaining the state of light in the back-side unit
As shown in FIG. 2, the
As shown in FIGS. 2B and 3, the first
第２斜面部１３３は、図２（ｂ），図３に示すように、対向面側端部よりも入光面側端部の方が背面側（Ｚ２側）となるように傾斜しており、導光板１３の板面（ＸＹ面）と角度βをなしている。
第２斜面部１３３は、導光板１３内を導光する光の一部が入射し、入射した光の少なくとも一部を全反射する斜面である。図３に示すように、第２斜面部１３３で全反射する光（光Ｌ１）は、全反射により、出光面１３ｃ（ＸＹ面に平行な面）に対する入射角度が小さくなる方向に進行方向が変化する。そして、第２斜面部１３３で全反射した後に、出光面１３ｃに対して臨界角以上で入射した光は、導光を続けるが、臨界角未満で出光面１３ｃに入射した光の少なくとも一部（光Ｌ１）は、導光板１３から出射する。
As shown in FIGS. 2B and 3, the second
The second
頂面部１３４は、図２（ｂ），図３に示すように、その第２斜面部１３３側（対向面側、Ｘ２側）の端部が、第１斜面部１３２側（入光面側、Ｘ１側）の端部よりも出光面側（Ｚ２側）に位置するように傾斜しており、導光板１３の板面（ＸＹ面）と角度γをなしている。
図３に示すように、導光方向（Ｘ方向）に進み頂面部１３４に入射した光の少なくとも一部は、全反射して出光面１３ｃ側へ進む。このとき、全反射により出光面１３ｃに対して、出光面１３ｃに対する入射角度が小さくなる方向へ、光の進行方向が変化する。
As shown in FIGS. 2B and 3, the
As shown in FIG. 3, at least a part of the light that travels in the light guide direction (X direction) and enters the
多くの光（光Ｌ２）は、出光面１３ｃで全反射して対向面側へ導光を続けるが、一部の光（光Ｌ３）は、出光面１３ｃへ臨界角未満の角度で入射して導光板１３から出光する。
しかし、γ＜βであるので、頂面部１３４での全反射前後での角度変化は、第２斜面部１３３での全反射前後での角度変化よりも小さい。従って、頂面部１３４で全反射して導光板１３から出射する光は、第２斜面部１３３で全反射して導光板１３から出射する光に比べて少ない。
A lot of light (light L2) is totally reflected by the
However, since γ <β, the angle change before and after total reflection at the
このような導光板１３において、光の導光効率及び取り出し効率の双方を向上させる観点等から、角度βは、１°＜β＜５°を満たすことが好ましい。
また、角度γは、０．２°＜γ＜０．７°を満たすことが、光の導光効率を上げ、かつ、導光板１３の導光方向における出光量の差を低減し、導光板１３の出光量差に起因する面光源装置の出光面の明暗縞とＬＣＤパネル１１の画素との干渉によるモアレを改善する観点から好ましい。
さらに、角度γ、角度βは、（β−γ）＜２°を満たすことが、導光板１３の出光量差に起因する面光源装置の出光面の明暗縞とＬＣＤパネル１１の画素との干渉によるモアレを改善する観点から好ましい。
これらの理由の詳細については、後述する。
In such a
Further, the angle γ satisfying 0.2 ° <γ <0.7 ° increases the light guide efficiency and reduces the difference in the amount of light emitted in the light guide direction of the
Furthermore, the angle γ and the angle β satisfy (β−γ) <2 °, and interference between the bright and dark stripes on the light exit surface of the surface light source device and the pixels of the
Details of these reasons will be described later.
図２（ｂ）に示すように、背面側単位光学形状１３１の配列方向における第２斜面部１３３の寸法をＷａとするとき、配列ピッチＰ１に対する寸法Ｗａの比Ｗａ／Ｐ１は、導光方向において入光面側から対向面側へ向かうにつれて大きくなっている。
本実施形態の比Ｗａ／Ｐ１は、最も入光面１３ａ側（Ｘ１側）では０であり、対向面１３ｂ側へ向かうにつれて次第に大きくなり、最も対向面側（Ｘ２側）では約０．５となっている。
この比Ｗａ／Ｐ１は、上記のように角度γがγ＞０°である場合、最も入光面側での最小値が約０、最も対向面側での最大値が約０．５となるような範囲内であれば、上記の例に限らず、所望する光学性能等に応じて、適宜その値を設定できる。
本実施形態のように、角度γが０．２°＜γ＜０．７°である場合、頂面部１３４に入射した光の一部が、頂面部１３４で全反射して出光面１３ｃに臨界角未満で入射し、導光板１３から出射するので、比Ｗａ／Ｐ１＝０となる領域を設けても（例えば、背面側単位光学形状１３１を第２斜面部１３３がない形状である領域を設けても）、導光板１３から光を出射させることができる。
As shown in FIG. 2B, when the dimension of the second
The ratio Wa / P1 of this embodiment is 0 on the
When the angle γ is γ> 0 ° as described above, the ratio Wa / P1 has a minimum value on the most incident surface side of about 0 and a maximum value on the most opposed surface side of about 0.5. Within such a range, the value can be set as appropriate according to the desired optical performance and the like, not limited to the above example.
When the angle γ is 0.2 ° <γ <0.7 ° as in the present embodiment, a part of the light incident on the
対向面側へ向かうにつれて比Ｗａ／Ｐ１を大きくすることにより、背面側単位光学形状１３１における第２斜面部１３３の占める割合が大きくなる。これにより、対向面側（Ｘ２側）への導光効率が向上し、また、光量が低下する対向面側においても効率よく導光板１３から光を出光させることができ、導光方向における明るさの均一性を向上させることができる。
なお、本実施形態の比Ｗａ／Ｐ１は、背面側単位光学形状１３１の配列方向（導光方向、Ｘ方向）に沿って、連続的に、次第に変化する形態とするが、これに限らず、例えば、段階的に変化する形態としてもよい。
By increasing the ratio Wa / P1 toward the opposite surface side, the proportion of the second
In addition, although ratio Wa / P1 of this embodiment is taken as the form which changes gradually along the arrangement direction (light guide direction, X direction) of back side unit
導光板１３は、背面側単位光学形状１３１を賦形する凹状の成形型を、バイト等で切削する等して作製し、その成形型を用いて、押出成形法や射出成形する等により形成される。使用する熱可塑性樹脂は、光透過性が高いものであれば特に限定されないが、例えば、アクリル系樹脂、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）樹脂、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂等が挙げられる。
なお、これに限らず、導光板１３は、押出成形等により成形したシート状の部材の両面に、紫外線成形法によって、背面側単位光学形状１３１及び出光側単位光学形状１３５を一体に形成して、導光板１３としてもよい。
The
The
図１に戻って、反射シート１４は、光を反射可能なシート状の部材であり、導光板１３よりも背面側（Ｚ１側）に配置されている。この反射シート１４は、導光板１３からＺ１側へ向かう光を反射して、導光板１３側へ向ける機能を有している。
反射シート１４は、例えば、主として拡散反射性を有し、反射率の高い白色の樹脂製のシート状部材等を用いることができる。
また、反射シート１４は、光の利用効率等を高める観点等から、主として鏡面反射性（正反射性）を有するものを用いてもよい。例えば、反射シート１４は、少なくとも反射面（導光板１３側の面）が金属等の高い反射率を有する材料により形成されたシート状の部材、高い反射率を有する材料により形成された薄膜（例えば金属薄膜）を表面層として含んだシート状の部材等を用いることができる。
Returning to FIG. 1, the
As the
Moreover, you may use the sheet | seat which has a specular reflection property (regular reflection property) mainly from a viewpoint etc. which improve the utilization efficiency of light, etc. as the
図４は、プリズムシート１５を説明する図である。図４では、プリズムシート１５のＸＺ面に平行な断面の一部を拡大して示している。
プリズムシート１５は、導光板１３よりもＬＣＤパネル１１側（Ｚ２側、観察者側）に配置されている（図１参照）。プリズムシート１５は、導光板１３の出光面１３ｃから出射し、Ｚ方向（正面方向）に対して角度をなす方向へ進む光の進行方向を、Ｚ方向又は、Ｚ方向となす角度が小さい方向へ偏向（集光）する作用を有する偏向光学シートである。
プリズムシート１５は、プリズム基材層１５２と、プリズム基材層１５２のＺ１側（導光板１３側）に複数配列されて形成された単位プリズム１５１とを有している。
FIG. 4 is a diagram illustrating the
The
The
プリズム基材層１５２は、プリズムシート１５のベース（基材）となる部分である。プリズム基材層１５２は、光透過性を有する樹脂製のシート状の部材が用いられる。
単位プリズム１５１は、Ｚ１側（導光板１３側）に凸となる柱形状であり、プリズム基材層１５２の背面側（Ｚ１側）の面に、長手方向（稜線方向）をＹ方向とし、Ｘ方向に複数配列されている。この単位プリズム１５１の配列方向は、透過型表示装置１の表示面の法線方向（Ｚ方向）から見て、導光板１３の背面側単位光学形状１３１の配列方向に平行であり、出光側単位光学形状１３５の配列方向と直交している。
The prism
The
本実施形態の単位プリズム１５１は、略三角柱形状であり、入光面側の面１５３と、対向面側の面１５４とを有している。その配列方向（Ｘ方向）及びシート面に直交する方向（Ｚ方向）に平行な断面（ＸＺ面）での単位プリズム１５１の断面形状は、頂角をεとする略三角形形状である。
入光面側の面１５３は、シート面に平行な面（ＸＹ面）と角度θ３をなしている。
対向面側の面１５４は、外側へ凸となる折れ面状となっており、プリズム基材層側の第１の面１５４ａと、頂角側の第２の面１５４ｂとを有している。第１の面１５４ａは、シート面に平行な面（ＸＹ面）と角度θ１をなし、第２の面１５４ｂは、シート面に平行な面（ＸＹ面）と角度θ２をなしている。
The
The light
The
単位プリズム１５１は、配列ピッチがＰ３、配列方向の幅がＷ３である。本実施形態の単位プリズム１５１は、配列方向において配列ピッチＰ３と配列方向のレンズ幅Ｗ３とが等しい（Ｐ３＝Ｗ３）形態となっている。
単位プリズム１５１の配列ピッチＰ３は、一般的に１０〜２００μｍとすることができる。しかし、近年、単位プリズム１５１の配列の高精細化が急速に進んでおり、より効率よく導光板１３からの光を正面方向へ向けるために、配列ピッチＰ３は、１０〜４０μｍとすることが好ましい。配列ピッチＰ３が、１０μｍよりも小さいと、製造が困難であり、好ましい光学性能が得られない。また、配列ピッチＰ３が４０μｍよりも大きいと、ＬＣＤパネル１１の画素との干渉によるモアレが生じやすくなったり、面光源装置１０等としての使用状態において、単位プリズム１５１のピッチが筋状に認識されやすくなったりする。そのため、単位プリズム１５１の配列ピッチＰ１は、上記範囲が好ましい。
The
The arrangement pitch P3 of the
導光板１３からの出射光は、その多くが、ＸＺ面内において、正面方向（Ｚ方向）に対してＸ２側に大きく角度をなす方向に出射する。プリズムシート１５は、図４に示すように、導光板１３から出射した光Ｌ（光Ｌ４，Ｌ５）を入光面側の面１５３から入射させ、対向面側の面１５４で全反射させることにより、その進行方向を正面方向（Ｚ方向）又は正面方向に対してなす角度が小さくなる方向へ偏向（集光）する。
なお、単位プリズム１５１は、上記の例に限らず、二等辺三角形柱形状や他の多角柱形状としてもよいし。また、単位プリズム１５１は、対向面側の面１５４が３つ以上の面からなる折れ面状としてもよいし、入光側の面も複数の面からなる折れ面状となっていてもよい。また、単位プリズム１５１は、曲面と平面とを組み合わせた形状としてもよい。
Most of the light emitted from the
The
プリズムシート１５は、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂製や、ＰＣ樹脂製等のシート状のプリズム基材層１５２の片面に、紫外線硬化型樹脂や電子線硬化型樹脂等の電離放射線硬化型樹脂により単位プリズム１５１を複数配列して形成することにより作製される。
なお、これに限らず、例えば、プリズムシート１５は、ＰＣ樹脂、ＭＢＳ（メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体）樹脂、ＭＳ（メチルメタクリレート・スチレン共重合体）樹脂、ＰＥＴ樹脂、ＰＳ（ポリスチレン）樹脂等の熱可塑性樹脂を押し出し成形すること等により形成してもよい。
The
For example, the
図１に戻って、光学シート１６は、特定の偏光状態の光を透過し、それ以外の偏光状態の光については反射する機能を有する偏光選択反射シートである。光学シート１６は、プリズムシート１５のＬＣＤパネル１１側（Ｚ２側、観察者側）に設けられている。
光学シート１６は、その透過軸が、ＬＣＤパネル１１の入光側（Ｚ１側）に位置する不図示の偏光板の透過軸と平行となるように配置することが、輝度向上や光の利用効率向上の観点から好ましい。
このような偏光選択反射性を有する光学シート１６としては、例えば、ＤＢＥＦシリーズ（住友スリーエム株式会社製）を使用することができる。
Returning to FIG. 1, the
The
As the
なお、光学シート１６は、各種汎用の光拡散性を有するシート状の部材を、面光源装置１０及び透過型表示装置１として所望される光学性能や、導光板１３等の他の光学部材の光学特性等に合わせて、適宜選択して用いてよい。
例えば、光学シート１６は、光を拡散する作用を有する光拡散シートとしてもよい。光学シート１６として、光拡散シートを用いることにより、視野角を適度に広げたり、ＬＣＤパネル１１の不図示の画素と単位プリズム１５１等とによって生じるモアレ等を低減したりする効果が得られる。
このような光拡散シートは、拡散材を含有する樹脂製のシート状の部材や、基材となる樹脂製のシート状の部材の少なくとも片面等に拡散材を含有するバインダをコートした部材や、基材となる樹脂製のシート状の部材の片面等にマイクロレンズアレイが形成されたマイクロレンズシート、レンチキュラーレンズシート等の各種光学シート等を用いることができる。
The
For example, the
Such a light diffusion sheet is a resin-made sheet-shaped member containing a diffusing material, a member coated with a binder containing a diffusing material on at least one surface of a resin-made sheet-like member serving as a base material, Various optical sheets such as a microlens sheet in which a microlens array is formed on one surface of a resin sheet-like member serving as a substrate, a lenticular lens sheet, and the like can be used.
また、前述のプリズムシート１５のプリズム基材層１５２の出光側（Ｚ２側）の面に、光学シート１６との光学密着の防止や、光拡散機能の付与を目的として、微細凹凸形状を形成してもよい。このような凹凸形状としては、ビーズ状フィラーを含有するバインダをコートして形成したマット層等が好適であるが、この限りではない。
さらに、偏光選択反射性を有する光学シート１６の背面側（Ｚ１側）に、さらに、上述のような光拡散性を有するシート等を配置してもよい。
In addition, a fine uneven shape is formed on the light output side (Z2 side) surface of the
Further, a sheet having light diffusibility as described above may be further arranged on the back side (Z1 side) of the
図７は、モアレを生じさせる明暗縞について説明する図である。図７には、角度γ＝０°である背面側単位光学形状１３１ｂを有する導光板１３Ｂとプリズムシート１５が示されている。理解を容易にするために、プリズムシート１５は、その単位プリズム１５１を省略して簡単に示している。
背面側単位光学形状が背面側に凸となる三角柱形状であった場合、その頂角が反射シート１４を損傷したり、頂角が破損したりするという問題が生じやすい。そのため、図７に示すような、四角柱形状であって、頂面部１３４が出光面１３ｃ（ＸＹ面）に平行（γ＝０°）な背面側単位光学形状１３１ｂを形成した導光板が用いられてきた。
このような背面側単位光学形状１３１ｂを有する導光板では、主として第２斜面部１３３で全反射した光は、出光面１３ｃから出光するが、頂面部１３４で全反射した光は、全反射の前後で出光面１３ｃに対する角度が変化しないため、その多くが導光し続ける。そのため、導光板１３Ｂからの出光量は、第２斜面部１３３で全反射した光が出光面１３ｃに入射する領域では大きく、それ以外の領域では小さく、導光方向において大きくなったり、小さくなったりを繰り返す。
FIG. 7 is a diagram for explaining light and dark stripes that cause moire. FIG. 7 shows the
When the back side unit optical shape is a triangular prism shape that is convex on the back side, the apex angle tends to cause a problem that the
In the light guide plate having the back side unit
導光板１３Ｂよりも観察者側（Ｚ２側）には、導光板１３Ｂから出光した光を正面方向へ立ち上げるためのプリズムシート１５が配置されるが、プリズムシート１５を正面方向から観察した場合、この導光板１３Ｂからの出光量の差に起因する明暗縞が生じている。この明暗縞は、長手方向を導光方向に直交する方向（Ｙ方向）とする明線と暗線とが、導光方向に繰り返し現れる形態である。
導光板１３Ｂからの出光量の差による微細な明暗縞は、光拡散シート等、面光源装置に用いられる各種光学シートでは解消されず、面光源装置の出光面においても生じている。
明暗縞の明線は、主に背面側単位光学形状１３１ｂの第２斜面部１３３で反射して出光した光によるものであり、明線のピッチは、第２斜面部１３３のピッチ（すなわち背面側単位光学形状１３１ｂの配列ピッチ）に略対応する。第２斜面部１３３の配列ピッチは、非常に小さい（Ｐ１＝８０〜３００μｍ）のため、明暗縞のピッチも小さく、面光源装置の出光面での明暗縞は、人間の目に視認されにくい。
On the viewer side (Z2 side) from the
Fine bright and dark stripes due to the difference in the amount of light emitted from the
The bright lines of the bright and dark stripes are mainly due to the light reflected and emitted from the
しかし、この明暗縞が生じている面光源装置にＬＣＤパネルを積層し、透過型表示装置としてその表示面に映像を表示すると、この明暗縞とＬＣＤパネルの画素（ドット）との干渉によって、透過型表示装置の表示面上に、明暗縞の明線よりも明るい明線が４００〜５００μｍピッチで生じるモアレが発生する。このモアレの明線は、明るく、その配列ピッチが人間の目に認識されやすい大きさであるため、ディスプレイの画質を大幅に低下させるという問題があった。そして、このモアレは、入光面側でより顕著に視認される傾向があった。 However, when an LCD panel is stacked on the surface light source device in which the light and dark stripes are generated and an image is displayed on the display surface as a transmission type display device, the light is transmitted by interference between the light and dark stripes and the pixels (dots) of the LCD panel A moire pattern in which bright lines brighter than light lines of light and dark stripes are generated at a pitch of 400 to 500 μm occurs on the display surface of the type display device. The bright lines of the moire are bright and the arrangement pitch is a size that can be easily recognized by the human eye, so there is a problem that the image quality of the display is greatly reduced. And this moire had the tendency to be visually recognized more notably on the light-incident surface side.
そこで、本願発明は、背面側単位光学形状１３１の角度γ、角度βに関して、以下の３式を満たすものとすることにより、上記の明暗縞を大幅に低減し、モアレを大幅に改善して良好な映像を表示するものとした。
０．２°＜γ＜０．７° ・・・（式１）
１°＜β＜５° ・・・（式２）
（β−γ）＜２° ・・・（式３）
Therefore, the present invention satisfies the following three formulas regarding the angle γ and the angle β of the back side unit
0.2 ° <γ <0.7 ° (Formula 1)
1 ° <β <5 ° (Formula 2)
(Β−γ) <2 ° (Formula 3)
式１に関して、γ≦０．２°となる場合、頂面部１３４での全反射前後での出光面１３ｃに対する角度変化が小さくなりすぎ、頂面部１３４で全反射して導光板１３から出射する光が少なくなる。そのため、導光板１３から出光する光の大半が第２斜面部１３３で全反射した光となる。そのため、導光板１３の導光方向における出光量の差に起因する明暗縞が改善されない。
また、角度γ≧０．７°となる場合、頂面部１３４での全反射前後での出光面１３ｃに対する角度変化が大きくなり、頂面部１３４で全反射して導光板１３から出射する光が増える。そのため、導光効率が低下し、対向面側が暗くなる等、明るさの面均一性が低下する。
以上のことから、角度γは、上記式１を満たすことが好ましい。
With respect to
Further, when the angle γ ≧ 0.7 °, the angle change with respect to the
From the above, it is preferable that the angle γ satisfies the
式２に関して、β≦１°であると、導光方向（Ｘ方向）に進む光が、第２斜面部１３３で全反射したとき、全反射前後での出光面１３ｃ（ＸＹ面に平行な面）となす角度の変化量が小さくなり過ぎる。そのため、β≦１°では、出光面１３ｃに臨界角未満で入射する光が減少し、導光板１３から十分に光を取り出すことができず、光の取り出し効率が低下する。
また、β≧５°であると、導光方向（Ｘ方向）に進む光が、第２斜面部１３３で全反射したとき、全反射前後での出光面１３ｃとなす角度の変化量が大きくなり過ぎ、入光面側で出光量が増えるが対向面側での出光量が減少し、導光効率が低下する。また、β≧５°であると、導光板１３からの出光方向のばらつきも大きくなるので、プリズムシート１５での正面方向（Ｚ方向）への偏向作用が不十分となり、光の収束性が低下して、正面輝度が低下する。
以上のことから、角度βは、上記の式２を満たすことが好ましい。
With respect to
Further, when β ≧ 5 °, when the light traveling in the light guide direction (X direction) is totally reflected by the second
From the above, it is preferable that the angle β satisfies the
式３に関して、（β−γ）≧２°となる場合、角度βと角度γとの差が大きく、第２斜面部１３３で全反射して出光する光と、頂面部１３４で全反射して出光する光との出光量の差が大きく、明暗縞が低減されない。従って、角度β及び角度γは、式３の範囲を満たすことが好ましい。
Regarding (3), when (β−γ) ≧ 2 °, the difference between the angle β and the angle γ is large, the light totally reflected by the
ここで、第１実施形態の実施例の導光板１３と比較例１，２，３の導光板とを用意し、透過型表示装置を組み立て、モアレの有無に関して調べた。
図５は、比較例１，２の導光板１３Ｂ，１３Ｃを説明する図である。
図５（ａ）は、比較例１の導光板１３Ｂを示し、図５（ｂ）は、比較例２の導光板１３Ｃを示している。図５では、比較例１，２の導光板１３Ｂ，１３ＣのＸＺ面に平行な断面の一部を拡大して示している。
以下に、実施例及び比較例１〜３の導光板の詳細について説明する。
実施例の導光板１３の背面側単位光学形状１３１は、配列ピッチＰ１＝１４８μｍ、角度β＝１．８°、角度γ＝０．４°、β−γ＝１．４°であり、前述の式１〜式３を満たしている。
Here, the
FIG. 5 is a diagram for explaining the
FIG. 5A shows the
Below, the detail of the light-guide plate of an Example and Comparative Examples 1-3 is demonstrated.
The unit
比較例１の導光板１３Ｂは、背面側単位光学形状１３１ｂの角度γ＝０°である点以外は、実施例の導光板１３と略同様の形態である。この比較例１の導光板１３Ｂの背面側単位光学形状１３１ｂは、配列ピッチＰ１＝１４８μｍ、角度β＝２．３°、角度γ＝０°＜０．２°、β−γ＝２．３°＞２°であり、式２を満たしているが、式１及び式３を満たしていない。
比較例２の導光板１３Ｃは、背面側単位光学形状１３１ｃの角度β，γが（β−γ）＞２°である点以外は、実施例の導光板１３と略同様の形態である。この比較例２の導光板１３Ｃの背面側単位光学形状１３１ｃは、配列ピッチＰ１＝１４８μｍ、角度β＝２．５°、角度γ＝０．４°、β−γ＝２．１°＞２°であり、式１及び式２を満たしているが、式３を満たしていない。
The
The
図示していないが、比較例３の導光板は、背面側単位光学形状の角度γ＞０．７°である点以外は、実施例の導光板１３と略同様の形態である。この比較例３の導光板の背面側単位光学形状は、配列ピッチＰ１＝１４８μｍ、角度β＝２．４°、角度γ＝０．８°＞０．７°、β−γ＝１．６°であり、式１を満たしていないが、式２及び式３を満たしている。
Although not shown, the light guide plate of Comparative Example 3 has substantially the same configuration as that of the
実施例の導光板１３及び比較例１，２の導光板１３Ｂ、１３Ｃ、比較例３の導光板は、いずれも、アクリル系樹脂製であり、その屈折率は１．４９である。また、実施例の導光板１３及び比較例１，２の導光板１３Ｂ、１３Ｃ、比較例３の導光板は、その厚みが約６００μｍである。
実施例の導光板１３、比較例２の導光板１３Ｃ、比較例３の導光板の比Ｗａ／Ｐ１は、最も入光面側で０、最も対向面側で約０．５であり、入光面側から対向面側へ連続的に大きくなっている。比較例１の導光板１３Ｂの比Ｗａ／Ｐ１は、最も入光面側で約０．２、最も対向面側で約０．８であり、入光面側から対向面側へ連続的に大きくなっている。
実施例の導光板１３及び比較例１、２の導光板１３Ｂ、１３Ｃ、比較例３の導光板において、出光側単位光学形状１３５は、図２（ａ）に示すような五角形柱形状であり、配列ピッチＰ２＝３６μｍ、角度δ１＝１４０°、角度δ２＝４５°である。
The
The ratio Wa / P1 of the
In the
これらの実施例の導光板１３及び比較例１，２の導光板１３Ｂ，１３Ｃ、比較例３の導光板を、それぞれ面光源装置１０に組み込み、透過型表示装置１を作成して映像（白色画面）を表示し、モアレの有無を目視によって調べた。
実施例の導光板１３及び比較例１，２の導光板１３Ｂ，１３Ｃ、比較例３の導光板をそれぞれ組み込む透過型表示装置１において、各導光板以外の他の部材は、同じものを用いている。
光源部１２は、点光源１２１にＬＥＤ光源（白色光）を用いている。
反射シート１４は、ＰＥＴ樹脂製の白色シートである。
The
In the
The
The
プリズムシート１５：
プリズム基材層１５２は、厚さ１２５μｍ、ＰＥＴ樹脂製のシート状の部材である。
単位プリズム１５１は、アクリルウレタン樹脂（紫外線硬化型樹脂）製であり、略三角柱形状である。単位プリズム１５１は、配列ピッチＰ３＝１８μｍ、角度θ１＝５８．５°、角度θ２＝５６°、角度θ３＝５８．３°、角度ε＝６５．７°である。
光学シート１６は、偏光選択反射シート（住友スリーエム株式会社製 ＤＢＥＦ−Ｄ３−２６０）である。
ＬＣＤパネル１１は、有効表示画面８インチ、不図示の画素の配列ピッチが９０μｍ、導光方向（Ｘ方向）における透過部（カラーフィルタ）の割合が７８％である。
Prism sheet 15:
The prism
The
The
The
モアレの評価方法は、実施例の導光板１３及び比較例１，２の導光板１３Ｂ，１３Ｃ、比較例３の導光板を組み込んだ各透過型表示装置１を暗室環境下に用意し、その表示面に白色画面を表示する。そして、その表示面の中心からＺ方向に沿ってＺ２側に２０センチ離れた位置から観察者が表示面を観察し、モアレが視認されるか否かを被験者が目視で判断する。なお、モアレは、明室環境下に比べて暗室環境下の方が観察しやすいため、暗室環境下において評価を行った。
The moiré evaluation method was prepared by preparing each
表１は、実施例の導光板１３及び比較例１，２の導光板１３Ｂ，１３Ｃ、比較例３の導光板の角度β、γ等と透過型表示装置に組み込んで映像を表示した場合のモアレの強度に関してまとめた表である。
表１に示すように、比較例１の導光板１３Ｂを用いた透過型表示装置では、その画面に、導光板１３Ｂからの出光量差に起因した明暗縞とＬＣＤパネル１１の画素との干渉によるモアレが画面全体に著しく生じていた。このモアレは、強度が強く、良好な映像の視認を大きく妨げ、画質を著しく低下させた。
比較例２の導光板１３Ｃを用いた透過型表示装置では、比較例１の導光板１３Ｂを用いた透過型表示装置よりも強度が弱いモアレが発生しており、画質の低下が生じていた。
比較例３の導光板を用いた透過型表示装置では、画面にモアレは生じていたが、比較例１及び比較例２の透過型表示装置に比べて、その強度は弱かった。しかし、対向面側の輝度が低下して暗く、輝度ムラが生じており、明るさの面均一性が低下していた。
Table 1 shows the moiré when the image is displayed by incorporating the
As shown in Table 1, in the transmissive display device using the
In the transmissive display device using the
In the transmissive display device using the light guide plate of Comparative Example 3, moire was generated on the screen, but the strength was weaker than that of the transmissive display devices of Comparative Example 1 and Comparative Example 2. However, the brightness on the opposite surface side is lowered and dark, and uneven brightness occurs, and the surface uniformity of brightness is reduced.
また、比較例２の導光板１３Ｃ、比較例３の導光板を用いた透過型表示装置では、導光板の入光面側（光源部側）の比Ｗａ／Ｐ１が０〜１０％程度の領域では、モアレは生じておらず、対向面側に向かうにつれてモアレが発生し、その強度が強くなっていた。これは、比Ｗａ／Ｐ１が０〜１０％程度の領域では、第２斜面部１３３が小さく、第２斜面部１３３に入射する光は少なく、各導光板から出射する光は、ほとんどが頂面部１３４で全反射して出光面１３ｃに臨界角未満で入射した光であり、出光量差がわずかであり、明暗縞がほとんど発生しないか生じてもその明暗差がわずかであるためであった。
In the transmissive display device using the
一方、実施例の導光板１３を用いた実施例の透過型表示装置１では、モアレは生じていたが、非常に弱く、映像の視認に与える影響は非常に小さく、良好な映像が視認された。
また、実施例の導光板１３を用いた透過型表示装置１では、導光効率が高く、明るさの面均一性が高かった。
さらに、実施例の導光板１３を用いた透過型表示装置１においても、導光板の入光面側の比Ｗａ／Ｐ１が０〜１０％程度の領域では、モアレは生じておらず、対向面側に向かうにつれてモアレが発生していたが、その強度は小さく、画質にほとんど影響が出ず、良好な映像が観察された。
On the other hand, in the
Further, in the
Furthermore, also in the
以上のことから、本実施形態によれば、導光板１３の導光方向における出光量の変化を低減して明暗縞の差を大幅に低減し、モアレの発生を改善し、良好な映像を表示できる。
また、本実施形態によれば、導光方向における輝度ムラを大幅に抑制し、明るさの面均一性も良好な透過型表示装置１とすることができる。
From the above, according to the present embodiment, the change in the amount of emitted light in the light guide direction of the
Further, according to the present embodiment, it is possible to make the
（第２実施形態）
図６は、第２実施形態の導光板２３を説明する図である。図６では、導光板２３のＸＺ面に平行な面での断面を拡大して示している。
第２実施形態の導光板２３は、頂面部２３４が、複数の斜面で形成された階段状となっている点が異なる以外は、第１実施形態の導光板１３と略同様の形態である。したがって、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に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
第２実施形態の導光板２３は、Ｚ２側の面に出光側単位光学形状１３５が複数配列されて形成され、Ｚ１側の面に背面側単位光学形状２３１が複数配列されて形成されている。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a diagram illustrating the
The
The
背面側単位光学形状２３１は、背面側（Ｚ１側）に凸となる柱状であり、長手方向（稜線方向）をＹ方向とし、導光方向となるＸ方向に複数配列されている。背面側単位光学形状２３１は、図５に示すように、その配列方向に平行であって導光板１３の板面に直交する方向における断面（ＸＺ面）における断面形状が略四角形形状である。
背面側単位光学形状２３１は、入光面側（Ｘ１側）に位置する第１斜面部１３２と、対向面側（Ｘ２側）に位置し、入射する光の少なくとも一部を全反射する第２斜面部１３３と、第１斜面部１３２及び第２斜面部１３３との間に位置する頂面部２３４とを有している。
The back side unit
The back-side unit
頂面部２３４は、背面側（Ｚ１側）への高さｈの異なる複数の面を有している。ここで、背面側（Ｚ１側）への高さｈとは、背面側単位光学形状２３１間の谷底に位置する点ｖを通り導光板１３の板面に平行な面から、背面側（Ｚ１側）に位置する各面の中央となる点への寸法であるものとする。
一例として、図５に示す頂面部２３４は、４つの面２３４ａ，２３４ｂ，２３４ｃ，２３４ｄを有している。この面２３４ａ〜２３４ｄは、出光面１３ｃに平行な面（ＸＹ面）に対していずれも角度γをなし、対向面側端部が入光面側端部よりも高さｈが低い（Ｚ２側に位置する）形態となっている。また、各面２３４ａ〜２３４ｄは、背面側単位光学形状２３１の長手方向（Ｙ方向）を長手方向とし、背面側単位光学形状２３１の配列方向（Ｘ方向）に平行な方向に配列されている。
The
As an example, the
面２３４ａ〜２３４ｄのうち、最も第１斜面部１３２側（入光面側、Ｘ１側）に位置する面２３４ａがＺ方向において最も出光面側（Ｚ２側）に位置し、第２斜面部１３３側（対向面側、Ｘ２側）に向かうにつれて、次第に背面側（Ｚ１側）となり、最も第２斜面部１３３側に位置する面２３４ｄは、最も背面側（Ｚ１側）に位置している。頂面部２３４は、これらの面２３４ａ〜２３４ｄにより、配列方向（Ｘ方向）に沿って階段状となっている。従って、この導光板２３は、反射シート１４との接触面積が小さい。
また、面２３４ａ〜２３４ｄの間に斜面２３４ｅが形成されている。この斜面２３４ｅは、導光板１３の板面（ＸＹ面に平行な面）と角度αをなし、第１斜面部１３２に平行な斜面である。
第２実施形態の導光板２３は、角度γ、角度βに関する前述の式１〜式３を満たしている。
Of the
A
The
なお、本実施形態では、面２３４ａ〜２３４ｄは、その配列方向における幅が等しい例を挙げて説明するが、配列方向における幅は、等しくなくてもよい。また、各面間の背面側への高さｈの差は、一定であってもよいし、異なっていてもよい。さらに、面２３４ａ〜２３４ｄが導光板１３の板面となす角度γは、前述の式１〜式３を満たすならば、各面によって異なっていてもよい。
In the present embodiment, the
本実施形態によれば、透過型表示装置の表示面に表れるモアレを抑制し、良好な映像を表示できる。
また、本実施形態によれば、導光方向における輝度ムラを抑制し、明るさの面均一性を向上させることができる。
According to the present embodiment, moire that appears on the display surface of the transmissive display device can be suppressed, and a good image can be displayed.
Moreover, according to this embodiment, the brightness nonuniformity in a light guide direction can be suppressed and the surface uniformity of brightness can be improved.
（変形形態）
以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
（１）面光源装置１０は、対向面１３ｂを第２入光面１３ｂとし、この面に対向する位置にさらに光源部１２を配置してもよい。
この場合、例えば、背面側単位光学形状１３１は、その配列方向（Ｘ方向）において、入光面１３ａから導光板１３の中心点までは、上述の実施形態の形状であり、その中心点から第２入光面１３ｂまでは、上述の実施形態のＸ方向を逆転した形状とする。このとき、中心点から第２入光面１３ｂまでは、Ｘ２側に向かうにつれて比Ｗａ／Ｐ１が次第に小さくなる形状とすることが好ましい。導光板１３の背面１３ｄは、ＸＺ面に平行な断面において、Ｘ方向（導光方向）の中心を通りＺ方向に平行な直線を軸として対称な形状となる。
(Deformation)
Without being limited to the embodiments described above, various modifications and changes are possible, and these are also within the scope of the present invention.
(1) In the surface
In this case, for example, the back unit
（２）導光板１３は、入光面側（Ｘ１側）が厚く、対向面側（Ｘ２側）へ進むにつれて次第に薄くなる形状としてもよい。
(2) The
（３）出光側単位光学形状１３５は、配列ピッチＰ２が配列方向における幅Ｗ２よりも大きく、各出光側単位光学形状１３５間に、平面部や凹部等が形成された形状としてもよい。なお、背面側単位光学形状１３１，２３１についても同様に、配列ピッチＰ１が幅Ｗ１よりも大きな形状としてもよい。
(3) The light emission side unit
（４）面光源装置１０は、導光板１３の背面側（Ｚ１側）に反射シート１４が配置される例を示したが、これに限らず、例えば、反射シート１４ではなく、面光源装置１０又は透過型表示装置１の筐体の導光板１３の背面側に位置する面に、白色や銀色等の光反射性を有する塗料や金属箔等を塗付又は転写等して形成してもよい。
(4) Although the surface
（５）使用環境や所望の光学性能に合わせて、面光源装置１０として導光板１３と組み合わせて用いる各種光学シート等は、適宜選択して用いることができる。例えば、プリズムシート１５以外の偏向作用を有する光学シートを用いてもよい。また、プリズムシート１５とＬＣＤパネル１１との間に、拡散作用を有する光学シートや、各種レンズ形状やプリズム形状が形成された他の光学シート等を組み合わせて配置してもよい。
(5) Various optical sheets used in combination with the
なお、本実施形態及び変形形態は、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。また、本発明は以上説明した各実施形態によって限定されることはない。 In addition, although this embodiment and modification can also be used in combination as appropriate, detailed description is abbreviate | omitted. Further, the present invention is not limited by the embodiments described above.
１ 透過型表示装置
１０ 面光源装置
１１ ＬＣＤパネル
１２ 光源部
１３，２３ 導光板
１３１，２３１ 背面側単位光学形状
１３２ 第１斜面部
１３３ 第２斜面部
１３４，２３４ 頂面部
１３５ 出光側単位光学形状
１４ 反射シート
１５ プリズムシート
１５１ 単位プリズム
１６ 光学シート
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記背面に、背面側単位光学形状が光の導光方向に複数配列され、
前記背面側単位光学形状は、背面側に凸となる柱状であり、その配列方向に平行であって該導光板の厚み方向に平行な断面において、その断面形状が、入光面側に位置する第１斜面部と、前記第１斜面部に対向する他方側に位置して入射する光の少なくとも一部を全反射する第２斜面部と、前記第１斜面部と前記第２斜面部との間であって最も背面側に位置する頂面部とを有し、
前記頂面部は、第１斜面部側の端部が第２斜面部側の端部よりも背面側に位置するように傾斜しており、
前記第２斜面部が該導光板の板面に平行な面となす角度をβとし、前記頂面部が該導光板の板面に平行な面となす角度をγとするとき、
０．２°＜γ＜０．７°
１°＜β＜５°
（β−γ）＜２°
という関係を満たすこと、
を特徴とする導光板。 A light incident surface on which light is incident; a light exit surface that intersects the light incident surface and emits light; and a back surface that faces the light exit surface; and incident light from the light incident surface on the light incident surface A light guide plate that emits light from the light exit surface while guiding light to the opposite surface side,
A plurality of back side unit optical shapes are arranged in the light guide direction on the back side,
The back-side unit optical shape is a columnar shape convex to the back side, and the cross-sectional shape is located on the light incident surface side in a cross section parallel to the arrangement direction and parallel to the thickness direction of the light guide plate. A first slope portion, a second slope portion that is located on the other side facing the first slope portion and that totally reflects at least a part of incident light; and the first slope portion and the second slope portion And a top surface portion located on the most back side,
The top surface portion is inclined such that the end portion on the first slope portion side is located on the back side with respect to the end portion on the second slope portion side,
When the angle formed by the second inclined surface portion and the surface parallel to the plate surface of the light guide plate is β, and the angle formed by the top surface portion and the surface parallel to the plate surface of the light guide plate is γ,
0.2 ° <γ <0.7 °
1 ° <β <5 °
(Β-γ) <2 °
Satisfying the relationship
A light guide plate characterized by
前記背面側単位光学形状は、配列ピッチＰ１が一定であり、
前記配列ピッチＰ１に対して、前記第２斜面部が前記背面側単位光学形状の配列方向において占める寸法Ｗａの比Ｗａ／Ｐ１は、前記入光面から離れるにつれて大きくなること、
を特徴とする導光板。 The light guide plate according to claim 1,
The back side unit optical shape has a constant array pitch P1,
The ratio Wa / P1 of the dimension Wa that the second inclined surface portion occupies in the arrangement direction of the back side unit optical shape with respect to the arrangement pitch P1 increases as the distance from the light incident surface increases.
A light guide plate characterized by
前記頂面部は、背面側への高さが異なる複数の面を有し、
前記複数の面は、
該導光板の板面に平行な面と角度γをなし、
導光方向において最も第１斜面部側に位置する面が最も背面側への高さが小さく、第２斜面部側へ向かうにつれて背面側への高さが大きくなること、
を特徴とする導光板。 In the light guide plate according to claim 1 or 2,
The top surface portion has a plurality of surfaces with different heights to the back side,
The plurality of surfaces are
An angle γ is formed with a plane parallel to the plate surface of the light guide plate,
The surface located closest to the first slope portion in the light guide direction has the smallest height to the back side, and the height to the back side increases toward the second slope portion side;
A light guide plate characterized by
前記導光板の前記入光面に対面する位置に設けられ、前記入光面へ光を投射する光源部と、
前記導光板の出光面側に配置され、前記導光板から出射した光を、そのシート面の法線方向又は法線方向となす角度が小さくなる方向へ向ける偏向作用を有する偏向光学シートと、
前記導光板の背面側に配置され、前記導光板の前記背面から出射した光を導光板側に反射する反射部材と、
を備える面光源装置。 The light guide plate according to any one of claims 1 to 3,
A light source unit provided at a position facing the light incident surface of the light guide plate, and projecting light onto the light incident surface;
A deflecting optical sheet disposed on the light exit surface side of the light guide plate and having a deflection action to direct light emitted from the light guide plate in a direction in which a normal angle of the sheet surface or an angle with the normal direction is reduced;
A reflective member that is disposed on the back side of the light guide plate and reflects light emitted from the back side of the light guide plate to the light guide plate side;
A surface light source device comprising:
前記面光源装置によって背面側から照明される透過型表示部と、
を備える透過型表示装置。 A surface light source device according to claim 4,
A transmissive display unit illuminated from the back side by the surface light source device;
A transmissive display device.
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| CN108919413A (en) * | 2018-06-29 | 2018-11-30 | 张家港康得新光电材料有限公司 | A kind of side-light type light guiding film |
| CN113740953A (en) * | 2020-05-27 | 2021-12-03 | 台湾扬昕股份有限公司 | Light guide plate and light source module |
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| JP2015062203A (en) * | 2014-12-18 | 2015-04-02 | 大日本印刷株式会社 | Light guide plate, surface light source device, and transmission type display device |
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