JP5804216B2 - Light guide plate, surface light source device, transmissive display device - Google Patents
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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、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 because the light source is arranged on the side surface side of the optical member such as a light guide plate, and is widely used. It has been.
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、出光面とこれに対向する背面とで反射を繰り返しながら、入光面に対向する面側へ、入光面に略直交する方向（導光方向）へ進む。
近年、背面側に、光を反射して出光面への入射角度を変化させる斜面を有するプリズム形状等が複数配列された導光板が広く用いられるようになってきている。このような導光板は、背面に拡散パターンが印刷された導光板等に比べて、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る等の利点を有している（例えば、特許文献１，２参照）。
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 this, the light travels in a direction (light guide direction) substantially perpendicular to the light entrance surface toward the surface facing the light entrance surface.
In recent years, a light guide plate in which a plurality of prism shapes and the like having inclined surfaces that reflect light and change an incident angle on a light exit surface is arranged on the back side has been widely used. Such a light guide plate does not diffusely reflect light as compared with a light guide plate or the like having a diffusion pattern printed on the back surface, and thus has an advantage that the front luminance can be increased (for example, Patent Documents). 1 and 2).
このような背面側に複数のプリズム形状等を有する導光板では、仮に、導光方向において、均一にプリズム形状を形成した場合、入光面近傍は、光量が多いため、多くの光が斜面で反射し、出光面から出光する。そのため、導光方向において、入光面近傍は明るく、入光面から離れるにつれて暗くなるという問題があった。 In such a light guide plate having a plurality of prism shapes on the back side, if the prism shape is uniformly formed in the light guide direction, the amount of light is large in the vicinity of the light incident surface, so that a large amount of light is inclined. Reflected and emitted from the light exit surface. Therefore, in the light guide direction, there is a problem that the vicinity of the light incident surface is bright and becomes darker as the distance from the light incident surface increases.
そこで、入光面近傍では、光を反射して出光面への入射角度を変化させる斜面の占める割合を小さくし、入光面から離れるにつれてその割合を大きくした導光板等も開発されているが、導光方向における明るさの均一性に関しては、未だ不十分であった。
導光板や、これを備える面光源装置、透過型表示装置において、明るさの面内均一性が高いことは、常々求められることである。
Therefore, a light guide plate, etc. has been developed in the vicinity of the light incident surface, in which the proportion of the slope that reflects light and changes the incident angle to the light exit surface is reduced, and the proportion increases as the distance from the light incident surface increases. The brightness uniformity in the light guide direction is still insufficient.
In a light guide plate, a surface light source device including the same, and a transmissive display device, high in-plane brightness uniformity is always required.
本発明の課題は、明るさの面内均一性の高い、良好な導光板、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 good light guide plate, surface light source device, and transmissive display device with high in-plane brightness uniformity.
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、前記入光面に対向する対向面（１３ｂ）とを有し、前記入光面から入射した光を前記対向面側へ導光方向に導光しながら前記出光面から出射する導光板であって、前記背面の導光方向において少なくとも一部に、背面側単位光学形状（１３）が前記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、その断面形状が略四角形形状であり、入光面側に位置する第１斜面部（１３２）と、これに対向して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斜面部との間に位置する頂面部（１３４）とを有し、前記背面側単位光学形状の配列ピッチをＰ１、前記導光方向における前記第２斜面部の寸法をＷｄとし、前記第２斜面部の寸法Ｗｄが前記配列ピッチＰ１に対する比をＷｄ／Ｐ１とするとき、前記比Ｗｄ／Ｐ１は、前記導光方向において変化しており、前記入光面側において最小値をとり、前記最小値は、０より大きく、前記最小値をとる前記背面側単位光学形状よりも前記入光面側の前記背面側単位光学形状の前記比Ｗｄ／Ｐ１は、前記最小値よりも大きく、前記最小値をとる前記背面側単位光学形状よりも前記対向面側の前記背面側単位光学形状の前記比Ｗｄ／Ｐ１は、前記対向面側に向かうにつれて大きくなっていること、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（１３ｄ）は、前記導光方向において、前記比Ｗｄ／Ｐ１が最小値となる前記背面側単位光学形状（１３１）から前記対向面側となる第２領域（１３ｆ）と、前記第２領域に隣接し、前記第２領域よりも前記入光面側に形成される第１領域（１３ｅ）と、を有し、前記第１領域における前記比Ｗｄ／Ｐ１は、一定であること、を特徴とする導光板（１３）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、前記背面（１３ｄ）は、前記導光方向において、前記比Ｗｄ／Ｐ１が最小値となる前記背面側単位光学形状（１３１）から前記対向面側となる第２領域（１３ｆ）と、前記第２領域に隣接し、前記第２領域よりも前記入光面側に形成される第１領域（１３ｅ）と、前記入光面から前記第１領域の前記入光面側端部までの領域であって、前記背面側単位光学形状が形成されていない第３領域と、を有すること、を特徴とする導光板（１３）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項に記載の導光板において、前記背面側単位光学形状（２３１）は、少なくとも導光方向における一部において、前記頂面部（２３４）が、前記出光面（１３ｃ）に平行であって前記背面側への高さ（ｈ）が異なる複数の面（２３４ａ〜２３４ｄ）を有し、前記複数の面は、前記背面側単位光学形状の配列方向に沿って配列され、最も前記第１斜面部側に位置する面が最も前記背面側への高さが小さく、前記第２斜面部側へ向かうにつれて前記背面側への高さが大きくなる階段状であること、を特徴とする導光板（２３）である。
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の導光板において、前記背面側単位光学形状（１３１）は、柱状であり、前記導光方向に直交する方向を長手方向として、前記導光方向に配列されていること、を特徴とする導光板（１３，２３）である。
請求項６の発明は、請求項１から請求項５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、前記導光板の前記背面側に配置され、前記導光板の前記背面から出射した光を前記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７の発明は、請求項６に記載の面光源装置と、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、前記透過型表示部よりも観察者側に配置され、前記透過型表示部の表示画面（１１ａ）において非有効画面部（１１ｃ）となる周縁部を被覆する枠状のベゼル部（１７）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 back surface (13d) is from the back side unit optical shape (131) in which the ratio Wd / P1 is a minimum value in the light guide direction. A second region (13f) on the opposite surface side, and a first region (13e) adjacent to the second region and formed on the light incident surface side with respect to the second region, The light guide plate (13) is characterized in that the ratio Wd / P1 in the first region is constant.
According to a third aspect of the present invention, in the light guide plate according to the first or second aspect, the back surface (13d) is the back unit optical shape where the ratio Wd / P1 is a minimum value in the light guide direction. A first region (13e) that is adjacent to the second region and is closer to the light incident surface than the second region; A light guide plate comprising: a third region in which the back side unit optical shape is not formed, which is a region from the writing light surface to the light incident surface side end portion of the first region. 13).
According to a fourth aspect of the present invention, in the light guide plate according to any one of the first to third aspects, the back-side unit optical shape (231) is at least a part of the top surface portion in the light guide direction. (234) has a plurality of surfaces (234a to 234d) that are parallel to the light exit surface (13c) and have different heights (h) toward the back surface, and the plurality of surfaces are the back surface unit. The surface arranged along the arrangement direction of the optical shape, the surface located closest to the first slope portion side has the smallest height toward the back surface side, and the height toward the back surface side toward the second slope surface side. It is a light guide plate (23) characterized by having a stepped shape in which becomes larger.
A fifth aspect of the present invention is the light guide plate according to any one of the first to fourth aspects, wherein the back unit optical shape (131) is columnar and is orthogonal to the light guide direction. The light guide plates (13, 23) are arranged in the light guide direction with a longitudinal direction as a longitudinal direction.
The invention of claim 6 is provided at a position facing the light guide plate (13, 23) according to any one of
According to a seventh aspect of the present invention, the surface light source device according to the sixth aspect, a transmissive display unit (11) illuminated from the back side by the surface light source device, and an observer side than the transmissive display unit are arranged. The transmissive display device (1) includes a frame-shaped bezel portion (17) that covers a peripheral edge portion that becomes an ineffective screen portion (11c) in the display screen (11a) of the transmissive display portion .
本発明によれば、明るさの面内均一性の高い、良好な導光板、面光源装置、透過型表示装置を提供することができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to provide a favorable light guide plate, surface light source device, and transmissive display device with high in-plane brightness uniformity.
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、これらの文言は、適宜置き換えることができるものとする。
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。
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 in such proper use, so these terms can be replaced as appropriate.
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.
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、平行や直交とみ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。
In this specification, terms that specify shape and geometric conditions, for example, terms such as parallel and orthogonal, in addition to strictly meaning, 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、本実施形態の透過型表示装置１を説明する図である。
本実施形態の透過型表示装置１は、ＬＣＤパネル１１、面光源装置１０等を備えている。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。
本実施形態の透過型表示装置１の画面は、ＬＣＤパネル１１の最も観察者側の面（以下、表示面という）１１ａに相当し、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、後述するプリズムシート１５のシート面への法線方向や導光板１３の板面等への法線方向と一致するものとする。
(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
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、その表示面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１は、略平板状である。ＬＣＤパネル１１の外形及び表示面１１ａは、Ｚ方向から見て矩形形状であり、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。
透過型表示装置１は、ＬＣＤパネル１１の観察者側（Ｚ２側）には、ＬＣＤパネル１１の周縁部を被覆する枠状のベゼル１７や、ＬＣＤパネル１１及び面光源装置１０を内部に配置し、保持する箱状の不図示の筐体部を備えている。
The
The
In the
面光源装置１０は、ＬＣＤパネル１１を背面側から照明する装置であり、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。この面光源装置１０は、所謂、エッジライト型の面光源装置（バックライト）である。
この面光源装置１０を構成する導光板１３、反射シート１４、プリズムシート１５、光学シート１６等は、正面方向（Ｚ方向）から見て矩形形状であり、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
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。この光源部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。本実施形態の点光源１２１は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）光源を用いている。なお、光源部１２は、例えば、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の外側を覆うように不図示の反射板を設けてもよい。
The
The
導光板１３は、光を導光する略平板状の部材である。本実施形態では、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、板面の法線方向（Ｚ方向）から見てＹ方向に平行な２辺である。また、導光板１３の板面は、ＸＹ面に平行であり、出光面１３ｃは、この板面に平行な面であるとする。
この導光板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、主として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。
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、本実施形態の導光板１３の形状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）に凸となる三角柱状であり、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いる。
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）での断面形状が頂角をγとする二等辺三角形形状である。また、出光側単位光学形状１３５の配列ピッチは、Ｐ２であり、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。
FIG. 2 is a diagram illustrating the shape of the
As shown in FIGS. 1 and 2A, the light exit side unit
As shown in FIG. 2A, the light exit side unit
出光側単位光学形状１３５の配列ピッチＰ２としては、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、例えば、断面形状が台形形状や五角形形状等の多角柱形状や、長軸が導光板１３の板面（出光面１３ｃに平行な面）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し、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。
The light output side unit
出光側単位光学形状１３５は、導光板１３の主たる光の導光方向（Ｘ方向）に直交する方向（Ｙ方向）に配列されており、出光面１３ｃ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する。従って、出光側単位光学形状１３５により、導光板１３からの出射光のＹ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、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
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、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台形形状である。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。
この背面側単位光学形状１３１の配列ピッチは、Ｐ１であり、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。また、配列ピッチＰ１は、導光方向において一定である。
As shown in FIGS. 1 and 2B, the back side unit
As shown in FIG. 2B, the back-side unit
The arrangement pitch of the back side unit
第１斜面部１３２は、導光板１３の板面（出光面１３ｃに平行な面、ＸＹ面に平行な面）と角度βをなしている。また、第２斜面部１３３は、導光板１３の板面に平行な面（出光面１３ｃに平行な面、ＸＹ面に平行な面）と角度αをなしている。角度α，βは、α＜βを満たしている。
第１斜面部１３２は、入光面側端部よりも対向面側（頂面部側）端部が背面側となるように傾斜しており、導光板１３内を導光する光は、入光面１３ａから対向面１３ｂへ向けて（Ｘ１側からＸ２側へ）進むので、第１斜面部１３２には入射しにくい。
The first
The first
頂面部１３４は、第１斜面部１３２と第２斜面部１３３との間に位置している。この頂面部１３４は、導光板１３の板面（出光面１３ｃ）に平行な面である。
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、かつ、その入射した光の少なくとも一部を全反射する。そして、第２斜面部１３３で全反射することにより、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、その光の進行方向が変化する。従って、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から、角度αは、１°＜α≦５°を満たすことが好ましい。
The
The second
α≦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、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、α＞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（ＸＹ面に平行な面）となす角度の変化量が大きくなり過ぎ、導光効率が低下する。また、導光板１３からの出光方向のばらつきも大きくなるので、後述するプリズムシート１５での正面方向への偏向作用が不十分となり、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αは、上記の範囲とすることが好ましい。
When α ≦ 1 °, when the light traveling in the light guide direction (X direction) is totally reflected by the second
Further, when α> 5 °, when the light traveling in the light guide direction (X direction) is totally reflected by the
From the above, it is preferable that the angle α be in the above range.
配列ピッチＰ１は、Ｐ１＝５０〜３００μｍ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る。また、配列ピッチＰ１がこの範囲よりも大きいと、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 is preferably about P1 = 50 to 300 μm.
If the arrangement pitch P1 is smaller than this range, it becomes difficult to manufacture the back unit
Therefore, the arrangement pitch P1 is preferably in the above range.
図３は、本実施形態の導光板１３における非有効領域Ｃ（Ｃ１，Ｃ２）及び有効領域Ｂについて説明する図である。図３では、ＸＺ面に平行な断面でのベゼル１７及び導光板１３を示し、理解を容易にするために、ベゼル１７とＬＣＤパネル１１との間に空間を設け、また、導光板１３の形状は簡略化して示している。
図４は、本実施形態の第１領域１３ｅ，第２領域１３ｆにおける背面側単位光学形状１３１を説明する図である。図４（ａ）は、第１領域１３ｅにおける背面側単位光学形状１３１を示し、図４（ｂ）は、第２領域１３ｆの最も入光面側（第１領域１３ｅ側）に位置する背面側単位光学形状１３１を示し、図４（ｃ）は、第２領域１３ｆの最も対向面側に位置する背面側単位光学形状１３１を示している。
一般的に、透過型表示装置１は、図１に示すように、ＬＣＤパネル１１の周縁部を保持する枠状のベゼル１７を備えており、ＬＣＤパネル１１の表示面１１ａの周縁部は、ベゼル１７に被覆されている。そのため、ＬＣＤパネル１１の表示面１１ａは、映像を視認可能な有効面部１１ｂと、ベゼル１７に被覆され、映像を視認できない非有効面部１１ｃとを有している。
FIG. 3 is a diagram illustrating the ineffective area C (C1, C2) and the effective area B in the
FIG. 4 is a diagram illustrating the back-side unit
In general, the
ＬＣＤパネル１１よりも背面側（Ｚ１側）に位置する導光板１３や反射シート１４、プリズムシート１５、光学シート１６は、Ｚ方向から見て、その外形がＬＣＤパネル１１の有効面部１１ｂよりも大きく、これらにおいても、有効面部１１ｂに対応する領域及び非有効面部１１ｃに対応する領域が存在する。
図３に示すように、導光板１３は、導光方向において両端部に、表示面１１ａの非有効面部１１ｃに対応する非有効領域Ｃ（入光面側非有効領域Ｃ１，対向面側有効領域Ｃ２）を有し、この非有効領域Ｃ（Ｃ１，Ｃ２）の内側に、表示面１１ａの有効面部１１ｂに対応する有効領域Ｂを有している。
そして、導光板１３は、背面１３ｄの入光面側非有効領域Ｃ１内に位置する第１領域１３ｅと、この第１領域１３ｅの対向面側に隣接する第２領域１３ｆとを有している。また、第１領域１３ｅと第２領域１３ｆとの境界となる点は、境界点１３ｇである。
以下、各領域について説明する。
The
As shown in FIG. 3, the
And the light-
Hereinafter, each region will be described.
第１領域１３ｅは、背面１３ｄの入光面側非有効領域Ｃ１内であって、導光方向において、入光面側非有効領域Ｃ１の対向面側端部よりも、入光面側に位置している。第１領域１３ｅは、図４（ａ）に示すように、背面側単位光学形状１３１の導光方向における配列ピッチＰ１と第２斜面部の寸法Ｗｄとの比Ｗｄ／Ｐ１が、第２領域１３ｆ内で最も入光面側に位置する背面側単位光学形状１３１の比Ｗｄ／Ｐ１より大きい領域である。
境界点１３ｇは、図３に示すように、入光面側非有効領域Ｃ１内であって、導光方向において、入光面側非有効領域Ｃ１の対向面側端部よりも、入光面側に位置している。
The
As shown in FIG. 3, the
一般に、入光面１３ａから入光した光は、導光板１３内を導光しながら第２斜面部１３３にて全反射し、ＸＺ面内において、導光板１３の出光面１３ｃに臨界角未満で入射した場合に、出光面１３ｃから出射する。
しかし、第２斜面部１３３での１回の全反射で出光面１３ｃから出射する光は僅かであり、数回から数十回の全反射を繰り返すことにより、出光面１３ｃへの入射角度が臨界角未満となる。従って、入光面１３ａから入光した光が十分な光量で出光面１３ｃから出射するまでには、導光方向において所定の寸法が必要となり、その部分は出光する光が少なく、輝度ムラの原因となる。
そのため、導光方向において、導光板１３への入光直後のわずかな部分（本実施形態では、入光面１３ａから境界点１３ｇまでの領域）において、上述のように比Ｗｄ／Ｐ１が大きい第１領域１３ｅを設けることにより、十分な光量で出光面１３ｃから出射するまでの導光方向の距離を低減し、光の面均一性を向上させることができる。
In general, light incident from the
However, only a small amount of light is emitted from the
Therefore, in the light guide direction, the ratio Wd / P1 is large as described above in a slight portion immediately after entering the light guide plate 13 (in this embodiment, the region from the
また、このような第１領域１３ｅは、背面１３ｄの入光面側非有効領域Ｃ１内であって、導光方向において、入光面側非有効領域Ｃ１の対向面側端部よりも、入光面側に位置していることが、導光方向における明るさの均一性を高める観点から好ましい。
仮に、第１領域１３ｅを、入光面側非有効領域Ｃ１の対向面側端部まで形成した場合、第１領域１３ｅの第２斜面部１３３で全反射して出光面１３ｃから出射する光量が大きくなりすぎ、透過型表示装置１において有効面部１１ｂの入光面側端部やその近傍が非常に明るくなり、輝度ムラとして観察されるという問題がある。
これに対して、本実施形態のように、第１領域１３ｅを、導光方向において、入光面側非有効領域Ｃ１の対向面側端部よりも入光面側に形成することにより、透過型表示装置１において有効面部１１ｂの入光面側端部やその近傍において十分な明るさを確保しながら輝度ムラを抑制し、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。
Further, such a
If the
On the other hand, as in the present embodiment, the
第２領域１３ｆは、図３に示すように、第１領域１３ｅの対向面側（Ｘ２側）に隣接する領域である。この第２領域１３ｆにおいて、最も入光面側に位置する背面側単位光学形状１３１の比Ｗｄ／Ｐ１は（図４（ｂ）参照）、第１領域１３ｅの比Ｗｄ／Ｐ１よりも小さく、最小値となる。そして、第２領域１３ｆ内では、入光面側から対向面側に向かって、比Ｗｄ／Ｐ１が、次第に大きくなっている（図４（ｃ）参照）。なお、これに限らず、第２領域１３ｆにおいて、比Ｗｄ／Ｐ１は、入光面側から対向面側に向かって、段階的に大きくなる形態としてもよい。
この第２領域１３ｆは、前述の図３に示すように、導光方向（Ｘ方向）において、境界点１３ｇから対向面１３ｂまでの領域となる。
As shown in FIG. 3, the
As shown in FIG. 3 described above, the
なお、導光方向において、第１領域１３ｅよりも入光面側（Ｘ１側）に、背面側単位光学形状が形成されていない不図示の第３領域を設けてもよい。この第３領域は、出光面１３ｃ（導光板１３の板面）に平行な平面である。
一般的に、導光板１３は、各種製法で成形された後に、所望の寸法に裁断されて形成される。従って、このような第３領域を設けることにより、裁断位置の僅かなずれによる第１領域１３ｅの導光方向の寸法（第１領域１３ｅ内の比Ｗｄ／Ｐ１の大きな背面側単位光学形状１３１の数）のブレを低減し、所定の寸法で第１領域１３ｅを設けることができる。
In the light guide direction, a third region (not shown) in which the rear unit optical shape is not formed may be provided on the light incident surface side (X1 side) from the
Generally, the
図５は、本実施形態の背面側単位光学形状１３１の比Ｗｄ／Ｐ１の導光方向における変化の様子を模式的に示したグラフである。縦軸は、比Ｗｄ／Ｐ１の値であり、横軸は、導光方向における入光面１３ａからの距離を示している。
図５（ａ）に示すように、比Ｗｄ／Ｐ１は、第１領域１３ｅでは大きく、第２領域１３ｆの最も入光面側の背面側単位光学形状１３１で最小値をとり、そして、対向面側に向かうにつれて次第に大きくなっている。
この比Ｗｄ／Ｐ１が最小値となる点（即ち、第２領域１３ｆにおいて最も入光面側に位置する背面側単位光学形状１３１）は、入光面側非有効領域Ｃ１内であって、入光面側非有効領域Ｃ１の対向面側端部よりも入光面側に位置している。
なお、第１領域１３ｅの入光面側に、背面側単位光学形状１３１を有しない平面状の第３領域を形成する場合には、比Ｗｄ／Ｐ１は、図５（ｂ）に示すように変化する形態となる。
FIG. 5 is a graph schematically showing how the ratio Wd / P1 of the back-side unit
As shown in FIG. 5A, the ratio Wd / P1 is large in the
The point where the ratio Wd / P1 becomes the minimum value (that is, the rear unit
In addition, when forming the planar 3rd area | region which does not have the back side unit
なお、第１領域１３ｅにおいて、背面側単位光学形状１３１の比Ｗｄ／Ｐ１は、第２領域１３ｆ側に向かうにつれて、次第に、又は、段階的に、小さくなる形状としてもよい。このとき、第１領域１３ｅの最も第２領域１３ｆ側（Ｘ２側）の背面側単位光学形状１３１での比Ｗｄ／Ｐ１は、第２領域１３ｆの最も第１領域１３ｅ側（Ｘ１側）の背面側単位光学形状１３１での比Ｗｄ／Ｐ１よりも大きいことが好ましい。
また、図５では、第２領域１３ｆにおける比Ｗｄ／Ｐ１の変化のグラフが直線状である例を示したが、これに限らず、曲線状としてもよい。また、第１領域１３ｅについても、その比Ｗｄ／Ｐ１が変化する場合には、図５に示すグラフにおいて、直線状に変化してもよいし、曲線状に変化してもよい。
In the
Further, in FIG. 5, an example in which the graph of the change in the ratio Wd / P1 in the
導光板１３の背面１３ｄに、上述のような背面側単位光学形状１３１及び第１領域１３ｅ及び第２領域１３ｆを形成し、その比Ｗｄ／Ｐ１を上述のように変化させることにより、導光方向における導光板１３からの出射光量の均一性を高めることができ、面光源装置１０及び透過型表示装置１の有効面部１１ｂの入光面側近傍での出射光量を増やし、明るさの面内均一性を向上させることができる。
By forming the back-side unit
本実施形態の導光板１３は、バイト等で背面側単位光学形状１３１を賦形する凹状の型を切削して成型型を作製し、その成型型を用いて、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、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内へ向ける機能を有している。
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）を有するものが好ましい。反射シート１４は、例えば、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。なお、これに限らず、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としてもよい。
Returning to FIG. 1, the
The reflecting
図６は、本実施形態のプリズムシート１５を説明する図である。図６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）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から出射した光の進行方向を、正面方向（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の導光板１３側（Ｚ１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. 6 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ている。
単位プリズム１５１は、導光板１３側（Ｚ１側）に凸となる三角柱形状であり、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。即ち、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、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）での断面形状が、頂角をεとする二等辺三角形形状である例を示している。しかし、これに限らず、単位プリズム１５１の断面形状は、不等辺三角形形状としてもよい。また、単位プリズム１５１は、少なくとも一方の面が複数の面からなる折れ面状となっていてもよいし、曲面と平面とを組み合わせた形状としてもよいし、断面形状が配列方向において非対称な形状としてもよい。
単位プリズム１５１は、配列ピッチがＰ３、配列方向の幅がＷ３であり、配列方向において配列ピッチと配列方向のレンズ幅が等しい（Ｐ３＝Ｗ３）形状となっている。
プリズムシート１５は、導光板１３から出射し、一方の面（例えば、面１５１ａ）から入射した光Ｌ１を他方の面（例えば、面１５１ｂ）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。
The
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、紫外線硬化型樹脂等の電離放射線硬化型樹脂により単位プリズム１５１を形成して作製される。
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により形成してもよい。
In 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）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シートである光学シート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
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、このような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。
このような拡散作用を有する光学シート１６としては、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等を用いることができる。
また、拡散作用を有する光学シート１６として、レンチキュラーレンズシート等の各種光学シート等を配置してもよい。
The
For example, the
As the
Various optical sheets such as a lenticular lens sheet may be disposed as the
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
ここで、本実施形態の実施例の導光板と、第１領域１３ｅを備えず、入光面１３ａから対向面１３ｂまで比Ｗｄ／Ｐ１が次第に大きくなるように背面側単位光学形状１３１が形成された比較例の導光板とを用意し、実際に透過型表示装置１に組み込んで、導光方向における正面輝度を測定し、導光方向における明るさの均一性を評価した。
Here, the back side unit
評価に用いた各部材のうち、実施例及び比較例の導光板に共通する部分の寸法等は、以下の通りである。
ＬＣＤパネル１１の有効面部１１ｂ：１４７ｍｍ（Ｘ方向）×８５ｍｍ（Ｙ方向） ６．８インチ相当
ベゼル１７：導光方向における幅５ｍｍ
光学シート１６：偏光選択反射シート（ＤＢＥＦ−Ｄ３−２６０ 住友スリーエム株式会社製）
プリズムシート１５：
単位プリズム１５１：紫外線硬化型樹脂製、配列ピッチＰ３＝３４μｍ、角度ε＝６６°
プリズム基材層１５２：厚さ１２５μｍのＰＥＴ樹脂製のシート状の部材
導光板１３：アクリル樹脂製、総厚約５５０μｍ、導光方向（Ｘ方向）の寸法１５２ｍｍ
出光側単位光学形状１３５：配列ピッチＰ２＝５０μｍ、頂角γ＝１２０°
背面側単位光学形状１３１：配列ピッチＰ１＝１００μｍ、角度α＝２°、角度β＝１５°
反射シート１４：白色のＰＥＴ樹脂製のシート状部材、厚さ１５０μｍ。
Among the members used for the evaluation, the dimensions and the like of the portions common to the light guide plates of the example and the comparative example are as follows.
Optical sheet 16: Polarization selective reflection sheet (DBEF-D3-260, manufactured by Sumitomo 3M Limited)
Prism sheet 15:
Unit prism 151: made of ultraviolet curable resin, arrangement pitch P3 = 34 μm, angle ε = 66 °
Prism base material layer 152: PET resin sheet-like member with a thickness of 125 μm
Output side unit optical shape 135: arrangement pitch P2 = 50 μm, apex angle γ = 120 °
Back side unit optical shape 131: arrangement pitch P1 = 100 μm, angle α = 2 °, angle β = 15 °
Reflective sheet 14: Sheet-like member made of white PET resin, thickness 150 μm.
実施例の導光板において、第１領域１３ｅ、第２領域１３ｆ、第３領域の導光方向における寸法、及び、背面側単位光学形状１３１の比Ｗｄ／Ｐ１は、以下の通りである。
第３領域：導光方向において入光面１３ａから対向面側へ１ｍｍの領域（導光方向における寸法１ｍｍ）。背面側単位光学形状１３１は形成されておらず、平面状。比Ｗｄ／Ｐ１＝０。
第１領域１３ｅ：導光方向において入光面１３ａから１ｍｍ〜４ｍｍまでの領域（導光方向における寸法３ｍｍ）、背面側単位光学形状１３１の比Ｗｄ／Ｐ１＝０．５０。
第２領域１３ｆ：導光方向において入光面１３ａから４ｍｍ〜１５２ｍｍ（対向面１３ｂ）までの領域（導光方向における寸法１４８ｍｍ）、第２領域１３ｆ内において最も入光面側（第１領域１３ｅ側）の背面側単位光学形状１３１で比Ｗｄ／Ｐ１＝０．２０、最も対向面側の背面側単位光学形状１３１で比Ｗｄ／Ｐ１＝０．８０。比Ｗｄ／Ｐ１は、対向面側へ向かうにつれて連続的に大きくなっている。
In the light guide plate of the example, the dimensions in the light guide direction of the
Third region: a region of 1 mm from the
1st area |
比較例の導光板は、第１領域１３ｅ及び第３領域を有しておらず、導光方向において、入光面１３ａから対向面１３ｂまで背面側単位光学形状１３１が形成され、背面側単位光学形状１３１の比Ｗｄ／Ｐ１が対向面側に向かうにつれて連続的に大きくなっている。
比較例の導光板では、最も入光面側の背面側単位光学形状１３１での比Ｗｄ／Ｐ１＝０．２０、最も対向面側の背面側単位光学形状１３１での比Ｗｄ／Ｐ１＝０．８０となっている。
The light guide plate of the comparative example does not have the
In the light guide plate of the comparative example, the ratio Wd / P1 = 0.20 in the rear unit
実施例及び比較例の導光板を用いて、透過型表示装置をそれぞれ作製し、導光方向における正面輝度を、輝度計（株式会社トプコンテクノハウス社製、ＢＭ−７）を用いて、表示面１１ａからＺ２側に５００ｍｍの位置で測定した。
なお、正面輝度の測定は、透過型表示装置１の表示面１１ａの有効面部１１ｂにおいて、Ｙ方向の中央を通り、Ｘ方向に平行に測定を行った。測定は３回行い、３回の測定で得られた値の平均値を正面輝度値として採用した。
そして、測定結果を基に、実施例及び比較例について、それぞれ最も高い輝度ＭＡＸに対する最も低い輝度ＭＩＮの比率となる比ＭＩＮ／ＭＡＸを求めた。この比ＭＩＮ／ＭＡＸは、高い方が輝度の差が小さく、明るさの均一性が高いことを示す。
Using the light guide plates of Examples and Comparative Examples, transmissive display devices are respectively produced, and the front luminance in the light guide direction is displayed using a luminance meter (Topcon Technohouse Co., Ltd., BM-7). Measurement was performed at a position of 500 mm on the Z2 side from 11a.
The front luminance was measured in the
Based on the measurement results, the ratio MIN / MAX, which is the ratio of the lowest luminance MIN to the highest luminance MAX, was obtained for each of the example and the comparative example. The higher the ratio MIN / MAX, the smaller the difference in luminance and the higher the brightness uniformity.
図７は、実施例及び比較例の導光板を用いた各透過型表示装置の正面輝度の測定結果を示すグラフである。図７において、縦軸は、正面輝度であり、横軸は、導光方向における距離であり、導光方向における表示面１１ａの有効面部１１ｂの中心を０としている。なお、図７において、入光面１３ａは、−７６ｍｍとなる位置に位置している。
図７に示すように、比較例の導光板を備える透過型表示装置では、有効面部１１ｂの最も入光面側端部では、他の部分に比べて暗く、導光方向における明るさの均一性が低い。また、比較例の導光板を備える透過型表示装置では、比ＭＩＮ／ＭＡＸ＝６９％であった。
これに対して、実施例の導光板を備える透過型表示装置では、有効面部１１ｂの最も入光面側端部でも十分な明るさを有しており、比較例に比べて、導光方向における明るさの均一性が高い。また、実施例の導光板を備える透過型表示装置では、比ＭＩＮ／ＭＡＸ＝８４％であり、こちらも、比較例に比べて大幅に上昇していた。
FIG. 7 is a graph showing the measurement results of the front luminance of each transmissive display device using the light guide plates of Examples and Comparative Examples. In FIG. 7, the vertical axis represents the front luminance, the horizontal axis represents the distance in the light guide direction, and the center of the
As shown in FIG. 7, in the transmissive display device including the light guide plate of the comparative example, the most light incident surface side end of the
On the other hand, in the transmissive display device including the light guide plate of the example, the most light entrance surface side end portion of the
以上のことから、本実施形態によれば、導光方向における明るさの均一性が高く、入光面１３ａ近傍での明るさの低下を大幅に改善でき、明るさの面内均一性の高い導光板１３、面光源装置１０、透過型表示装置１とすることができる。
また、本実施形態によれば、第１領域１３ｅは、入光面側非有効領域Ｃ１内に位置し、かつ、第１領域１３ｅと第２領域１３ｆとの境界点１３ｇは、入光面側非有効領域Ｃ１と有効領域Ｂとの境界よりも外側（入光面側）に位置しているので、導光方向において有効面部１１ｂの最も入光面側端部が明るくなりすぎで輝度ムラとなることもない。
From the above, according to the present embodiment, the uniformity of brightness in the light guide direction is high, the decrease in brightness near the
Further, according to the present embodiment, the
さらに、本実施形態によれば、背面側単位光学形状１３１は、第１領域１３ｅ及び第２領域１３ｆにおいて、配列方向における配列ピッチＰ１が一定であり、背面側単位光学形状１３１の比Ｗｄ／Ｐ１を変化させているので、モアレ（自己モアレ及びプリズムシート１５の単位プリズム１５１やＬＣＤパネル１１の画素とのモアレ）を大幅に低減でき、かつ、対向面側まで十分に光を導光して導光方向の明るさの均一性を高めることができる。
Furthermore, according to the present embodiment, the rear unit
（第２実施形態）
図８は、本実施形態の導光板２３の第２領域１３ｆの背面側単位光学形状２３１を説明する図である。
第２実施形態の導光板２３は、第２領域１３ｆの背面側単位光学形状２３１の頂面部２３４が、複数の面からなる階段状となっている点が、前述の第１実施形態とは異なる以外は、前述の第１実施形態と同様の形態である。従って、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、前述の第１実施形態の導光板１３と同様に、面光源装置１０及び透過型表示装置１に用いられる。
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（出光面１３ｃに平行な面）から、背面側（Ｚ１側）への寸法であるものとする。
(Second Embodiment)
FIG. 8 is a diagram illustrating the back-side unit
The
The
The
一例として、図８に示す頂面部２３４は、面２３４ａ，２３４ｂ，２３４ｃ，２３４ｄを有している。この面２３４ａ〜２３４ｄは、出光面１３ｃに平行な面であり、背面側単位光学形状１３１の長手方向（Ｙ方向）を長手方向とし、背面側単位光学形状１３１の配列方向（Ｘ方向）に平行な方向に配列されている。また、面２３４ａ〜２３４ｄは、それぞれ、背面側への高さｈがそれぞれ異なる。
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の背面側への高さｈが最も小さく、第２斜面部１３３側（対向面側、Ｘ２側）に向かうにつれて、次第に背面側への高さｈが大きくなり、最も第２斜面部１３３側に位置する面２３４ｄの背面側への高さｈが最も大きくなっている。そして、頂面部２３４は、これらの面２３４ａ〜２３４ｄを有することにより、配列方向に沿って階段状となっている。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。
As an example, the
Of the
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βをなし、第１斜面部２３２に平行な斜面である。
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、異なっていてもよい。
A
In the present embodiment, the
本実施形態においても、背面側単位光学形状２３１の第２斜面部１３３の導光方向における寸法Ｗｄと配列ピッチＰ１との比Ｗｄ／Ｐ１は、第２領域１３ｆにおいて、入光面側から対向面側へ向かうにつれて連続的に大きくなっている。また、本実施形態では、角度α，βは、一定である。
従って、第２領域１３ｆにおいて、対向面側（Ｘ２側）に向かうにつれて、頂面部２３４を形成する面の数を少なくすることにより、比Ｗｄ／Ｐ１を大きくしている。
なお、これに限らず、頂面部２３４を形成する面の数を一定とし、各面の幅を調整することにより、比Ｗｄ／Ｐ１を調整する形態としてもよい。
Also in the present embodiment, the ratio Wd / P1 between the dimension Wd in the light guide direction of the second
Therefore, in the
However, the present invention is not limited to this, and the ratio Wd / P1 may be adjusted by making the number of surfaces forming the
一般的に、反射シート１４と頂面部とが光学密着を生じた場合には、その領域に入射した光は反射シート１４により反射するため、全反射せず、光学設計上とは異なる方向に反射して進む。そのため、輝度ムラや、光源部１２から遠い側での明るさの低下が生じる。
しかし、本実施形態によれば、上述のような頂面部２３４を備える導光板２３とすることにより、最も背面側（Ｚ１）側への高さが高い面２３４ｄのみで反射シート１４と接触するので、反射シート１４との接触面積を小さくでき、反射シート１４との光学密着による影響を大幅に低減することができる。
In general, when optical contact between the
However, according to the present embodiment, the
また、本実施形態では、入光面側に位置する面２３４ａから対向面側に向かって次第に背面側への高さｈが高くなっており、各面の間に位置する斜面２３４ｅが出光面１３ｃに平行な面と角度βをなす第１斜面部１３２と平行であり、斜面２３４ｅには、入光面側から導光する光が入射しにくい。そのため、本実施形態の頂面部２３４は、光学設計上は、出光面１３ｃに平行な１つの面からなる第１実施形態の頂面部１３４と等しい。
従って、本実施形態によれば、導光板２３と反射シート１４との光学密着による影響を抑制でき、頂面部２３４に入射した光は、全反射することができ、光学設計外の方向へ進む光が殆ど生じない。よって、導光方向において明るさの均一性が高い良好な導光板２３、面光源装置１０、透過型表示装置１とすることができる。
Further, in the present embodiment, the height h from the
Therefore, according to this embodiment, the influence by the optical contact between the
また、本実施形態によれば、頂面部２３４には、第２斜面部１３３に平行な斜面が存在しないので、そのような斜面で反射して出光して光学設計外の方向へ進む光もなく、輝度ムラを低減でき、また、外観性も良好である。
なお、上述の説明では、第２領域１３ｆの背面側単位光学形状２３１を例に挙げて説明したが、これに限らず、第１領域１３ｅの背面側単位光学形状についても、その頂面部が上述のような複数の面からなる頂面部としてもよい。
Further, according to the present embodiment, since there is no slope parallel to the
In the above description, the back side unit
（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）背面側単位光学形状１３１，２３１は、第１領域１３ｅ及び第２領域１３ｆにおいて、導光方向に配列され、導光方向及び導光板１３の板面に直交する方向における断面形状が前述の形態であれば、板面内において導光方向に直交する方向（Ｙ方向）に不連続な島状に形成されていてもよい。
例えば、背面側単位光学形状１３１，２３１は、背面側に凸となる略四角台形状であり、導光方向及びこれに直交する方向（Ｘ方向及びＹ方向）に配列される形態としてもよい。
(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) The rear-side unit
For example, the back-side unit
（２）背面側単位光学形状１３１，２３１の配列方向における配列ピッチＰ１は、第１領域１３ｅ及び第２領域１３ｆにおいて、配列方向において、段階的又は連続的に、変化する形態としてもよい。また、角度αに関しても、同様である。良好な光学性能を得るために、角度α、配列ピッチＰ１は適宜設定してよい。
(2) The arrangement pitch P1 in the arrangement direction of the back side unit
（３）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、第２入光面１３ｂ側にも、第１領域１３ｅや第３領域を設ける。背面側単位光学形状１３１は、その配列方向において、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、その中心点から対向面１３ｂまでは、上述の実施形態のＸ方向を逆転した形態となる。そして、中心点から第２領域１３ｆの第２入光面１３ｂ側端部までは、比Ｗｂ／Ｗ１がＸ２側に向かうにつれて次第に小さく（比Ｗａ／Ｗ１は次第に大きくなる）なり、第２入光面１３ｂ側の第１領域１３ｅで比Ｗｂ／Ｗ１が大きくなり、第３領域には背面側単位光学形状１３１が形成されない形態等とすることが好ましい。このとき、導光板１３の背面１３ｄは、ＸＺ面に平行な断面において、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。
(3) In the surface
In this case, the
（４）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についても同様である。
(4) The light emission side unit
（５）導光板１３，２３の総厚は、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。
(5) The total thickness of the
（６）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、反射シートではなく、面光源装置１０又は透過型表示装置１の導光板１３の背面側に位置する筐体の導光板１３側の面に、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。
(6) Although the surface
（７）面光源装置１０は、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配置してもよい。また、面光源装置１０は、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。
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。
(7) The surface
Various optical sheets used in combination with the
なお、各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実施形態等によって限定されることはない。 Each embodiment and modification may be used in appropriate combination, but detailed description is omitted. Further, the present invention is not limited by the above-described embodiments and the like.
１ 透過型表示装置
１０ 面光源装置
１１ ＬＣＤパネル
１２ 光源部
１３ 導光板
１３１ 背面側単位光学形状
１３２ 第１斜面部
１３３ 第２斜面部
１３４ 頂面部
１３ｅ 第１領域
１３ｆ 第２領域
１４ 反射シート
１５ プリズムシート
１６ 光学シート
１７ ベゼル
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記背面の導光方向において少なくとも一部に、背面側単位光学形状が前記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、その断面形状が略四角形形状であり、入光面側に位置する第１斜面部と、これに対向して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斜面部との間に位置する頂面部とを有し、
前記背面側単位光学形状の配列ピッチをＰ１、前記導光方向における前記第２斜面部の寸法をＷｄとし、前記第２斜面部の寸法Ｗｄが前記配列ピッチＰ１に対する比をＷｄ／Ｐ１とするとき、
前記比Ｗｄ／Ｐ１は、前記導光方向において変化しており、前記入光面側において最小値をとり、
前記最小値は、０より大きく、
前記最小値をとる前記背面側単位光学形状よりも前記入光面側の前記背面側単位光学形状の前記比Ｗｄ／Ｐ１は、前記最小値よりも大きく、
前記最小値をとる前記背面側単位光学形状よりも前記対向面側の前記背面側単位光学形状の前記比Ｗｄ／Ｐ１は、前記対向面側に向かうにつれて大きくなっていること、
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; a rear surface that faces the light exit surface; and a facing surface that faces the light incident surface; A light guide plate that emits light from a light exit surface while guiding light incident from a surface in a light guide direction toward the facing surface;
A plurality of back side unit optical shapes are arranged in the light guide direction in at least part of the light guide direction of the back surface,
The back unit optical shape is convex on the back side, is parallel to the arrangement direction, and is parallel to the thickness direction of the light guide plate. A first slope portion located between the first slope portion and the second slope portion, the second slope portion facing the opposite side and totally reflecting at least part of incident light; A top surface portion located at
When the arrangement pitch of the back side unit optical shapes is P1, the dimension of the second slope part in the light guide direction is Wd, and the ratio of the dimension Wd of the second slope part to the array pitch P1 is Wd / P1. ,
The ratio Wd / P1 changes in the light guide direction, takes a minimum value on the light incident surface side,
The minimum value is greater than 0;
The ratio Wd / P1 of the back unit optical shape on the light incident surface side relative to the back unit optical shape taking the minimum value is larger than the minimum value,
The ratio Wd / P1 of the back side unit optical shape on the facing surface side is larger toward the facing surface side than the back side unit optical shape taking the minimum value,
A light guide plate characterized by
前記背面は、前記導光方向において、
前記比Ｗｄ／Ｐ１が最小値となる前記背面側単位光学形状から前記対向面側となる第２領域と、
前記第２領域に隣接し、前記第２領域よりも前記入光面側に形成される第１領域と、
を有し、
前記第１領域における前記比Ｗｄ／Ｐ１は、一定であること、
を特徴とする導光板。 The light guide plate according to claim 1,
The back surface is in the light guide direction,
A second region from the back side unit optical shape where the ratio Wd / P1 is a minimum value to the opposing surface side;
A first region adjacent to the second region and formed on the light incident surface side of the second region;
Have
The ratio Wd / P1 in the first region is constant;
A light guide plate characterized by
前記背面は、前記導光方向において、
前記比Ｗｄ／Ｐ１が最小値となる前記背面側単位光学形状から前記対向面側となる第２領域と、
前記第２領域に隣接し、前記第２領域よりも前記入光面側に形成される第１領域と、
前記入光面から前記第１領域の前記入光面側端部までの領域であって、前記背面側単位光学形状が形成されていない第３領域と、
を有すること、
を特徴とする導光板。 In the light guide plate according to claim 1 or 2,
The back surface is in the light guide direction,
A second region from the back side unit optical shape where the ratio Wd / P1 is a minimum value to the opposing surface side;
A first region adjacent to the second region and formed on the light incident surface side of the second region;
A third region that is a region from the light incident surface to the light incident surface side end portion of the first region, wherein the rear unit optical shape is not formed;
Having
A light guide plate characterized by
前記背面側単位光学形状は、少なくとも導光方向における一部において、前記頂面部が、前記出光面に平行であって前記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、前記背面側単位光学形状の配列方向に沿って配列され、最も前記第１斜面部側に位置する面が最も前記背面側への高さが小さく、前記第２斜面部側へ向かうにつれて前記背面側への高さが大きくなる階段状であること、
を特徴とする導光板。 In the light-guide plate of any one of Claim 1- Claim 3,
The back unit optical shape has at least a part in the light guide direction, and the top surface part has a plurality of surfaces that are parallel to the light exit surface and have different heights toward the back side,
The plurality of surfaces are arranged along the arrangement direction of the back side unit optical shapes, and the surface located closest to the first slope portion side has the smallest height toward the back side, and the second slope portion side A staircase shape in which the height to the back side increases as it goes to
A light guide plate characterized by
前記背面側単位光学形状は、柱状であり、前記導光方向に直交する方向を長手方向として、前記導光方向に配列されていること、
を特徴とする導光板。 In the light-guide plate of any one of Claim 1- Claim 4,
The back side unit optical shape is a columnar shape, and a direction perpendicular to the light guide direction is a longitudinal direction and is arranged in the light guide direction,
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、
前記導光板の前記背面側に配置され、前記導光板の前記背面から出射した光を前記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 5,
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、
前記透過型表示部よりも観察者側に配置され、前記透過型表示部の表示画面において非有効画面部となる周縁部を被覆する枠状のベゼル部と、
を備える透過型表示装置。 A surface light source device according to claim 6;
A transmissive display unit illuminated from the back side by the surface light source device;
A frame-shaped bezel portion that is disposed closer to the viewer than the transmissive display portion and covers a peripheral edge portion that becomes an ineffective screen portion on the display screen of the transmissive display portion;
A transmissive display device.
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