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JP2004273203A - Light guide and display using the same - Google Patents

Light guide and display using the same Download PDF

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JP2004273203A
JP2004273203A JP2003060017A JP2003060017A JP2004273203A JP 2004273203 A JP2004273203 A JP 2004273203A JP 2003060017 A JP2003060017 A JP 2003060017A JP 2003060017 A JP2003060017 A JP 2003060017A JP 2004273203 A JP2004273203 A JP 2004273203A
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incident
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Abstract

【課題】導光体本体の厚さを薄くすることを実現しつつ、入射光に対する光の利用効率を高めることができると共に、平面的に光を効率よく均一に拡げること。
【解決手段】平面的に光を導光させる平面状の導光体において、入射光を導光体本体1の内部へ取り入れる入射カップラ2を、導光体本体1上の平面部に少なくとも1個配置し、入射カップラ2を、入射光を導光体本体の平面部に平行な面において光を拡げながら導光体本体内を導光する光に変換する機能を有する回折光学素子で構成する。
【選択図】 図1
An object of the present invention is to reduce the thickness of a light guide main body, increase the use efficiency of light with respect to incident light, and efficiently and uniformly spread light in a plane.
In a planar light guide for guiding light in a planar manner, at least one incident coupler (2) for taking incident light into the interior of the light guide main body (1) is provided on a flat portion on the light guide main body (1). The incident coupler 2 is configured by a diffractive optical element having a function of converting incident light into light guided inside the light guide body while spreading light on a plane parallel to the plane portion of the light guide body.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面的に光を導光させる平面状の導光体、およびそれを用いた表示体に係り、特に平面照明光源用の導光体、およびその導光体からの射出光をLCDパネル等の表示素子の照明光とする表示体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、平面的に光を導光させる平面状の導光体は、LCDパネル等の表示素子の背面光源用光学部材としての利用をはじめとして、多くの用途で使用されてきている。
【0003】
特に、LCDパネル等の表示素子の背面光源用光学部材としての導光体は、典型的には、1〜数mm程度の厚さの透明樹脂で形成されている。
【0004】
また、導光体への光の入射は、一般的に、導光体の端面において平面部に垂直な方向から行なわれていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の導光体においては、入射光に対する光の利用効率の低下や、好ましくない光成分(例えば、輝度むらや、照明光として利用しきれない成分等)の発生等の光学的な問題がある。
【0006】
また、光源の大きさが小さく、数が少ない場合には、平面的に光を効率よく均一に拡げることが難しい。
【0007】
一方、入射光に対する光の利用効率を低下させないようにするためには、導光体自身の厚みを厚くしなければならないことから、導光体自身の厚みを薄くすることが考えられるが、それを実現できないのが現状である。
【0008】
この導光体自身の厚みは、製品を薄くすることができないという問題に留まらず、重量、製造コスト等の面でも問題がある。
【0009】
本発明の目的は、導光体本体の厚さを薄くすることを実現しつつ、入射光に対する光の利用効率を高めることができると共に、平面的に光を効率よく均一に拡げることが可能な導光体、およびそれを用いた表示体を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項1に対応する発明では、平面的に光を導光させる平面状の導光体において、入射光を導光体本体の内部へ取り入れる入射カップラを、導光体本体上の平面部に少なくとも1個配置し、入射カップラを、入射光を導光体本体の平面部に平行な面において光を拡げながら導光体本体内を導光する光に変換する機能を有する回折光学素子で構成するようにしている。
【0011】
従って、請求項1に対応する発明の導光体においては、入射光を導光体本体の内部へ取り入れる入射カップラを、導光体本体上の平面部に配置することにより、入射カップラの大きさを導光体本体の厚みに限定されることなく決定することができ、入射光の十分な取り入れ効率を得るための大きさの入射カップラを使用することができる。
これにより、平面状の導光体本体に光を効率良く入射させることができると共に、導光体本体の厚さを薄くすることができる。
特に、入射カップラを構成する回折光学素子も、その他の光学素子に比べて薄い構造(典型的には0.1〜10μm程度)で良いため、導光体を平滑な板もしくはフィルムとして容易に取り扱うことができる。
また、構成が極めて簡単であり、構成材料が少なくてよいため、安価に製造することができる。
さらに、光学的には、回折光学素子の機能により、光を均一に拡げることができ、特に光源の大きさが小さく、数が少ないような場合でも(1つの場合でも)、均一に光を導光させることができる。
さらにまた、光源と導光体本体との位置関係が若干ずれても、導光体本体への光の入射効率が著しく変化することがなく、光源と導光体本体とのアライメントが簡便となる。
【0012】
また、請求項2に対応する発明では、上記請求項1に対応する発明の導光体において、入射カップラにより、入射光を導光体本体の内部へ臨界角以上の角度で取り入れるようにしている。
【0013】
従って、請求項2に対応する発明の導光体においては、入射カップラで、入射光を導光体本体の内部へ臨界角以上の角度で取り入れることにより、平面状の導光体本体の両平面部では全反射が起こり、平面状の導光体本体の内部を極めて効率良く導光させることができる。
【0014】
さらに、請求項3に対応する発明では、上記請求項1または請求項2に対応する発明の導光体において、導光体本体の内部を導光する光を導光体本体の外へ射出する射出カップラを、導光体本体上に少なくとも1個配置するようにしている。
【0015】
さらにまた、請求項4に対応する発明では、上記請求項3に対応する発明の導光体において、射出カップラを、回折光学素子で構成するようにしている。
【0016】
従って、請求項3および請求項4に対応する発明の導光体においては、導光体本体の内部を導光する光を導光体本体の外へ射出する射出カップラを、導光体本体上に配置することにより、平面状の導光体本体の内部から、射出カップラを配置した位置において効率良く光を射出することができる。
すなわち、平面上の任意の位置から選択的に光を射出することができ、その他の領域では光が導光するため、極めて効率良く光を利用することができる。
また、射出カップラを構成する回折光学素子も、その他の光学素子に比べて薄い構造(典型的には0.1〜10μm程度)で良いため、導光体を板もしくはフィルムとして取り扱うことができる。
【0017】
一方、請求項5に対応する発明では、上記請求項3または請求項4に対応する発明の導光体において、射出カップラの大きさを、入射カップラに近い側は小さくし、入射カップラから離れるにしたがって大きくなるようにしている。
【0018】
従って、請求項5に対応する発明の導光体においては、射出カップラの大きさを、入射カップラに近い側は小さくし、入射カップラから離れるにしたがって大きくなるようにすることにより、射出カップラの大きさに応じて、射出カップラの光学的設計を大きく変更することなく、導光中の光から射出光へ変換される割合を制御することができるため、平面状の導光体本体から均一に光を射出することができる。
【0019】
また、請求項6に対応する発明では、上記請求項1乃至請求項5のいずれか1項に対応する発明の導光体において、入射カップラまたは射出カップラのうちの少なくとも一方のカップラを構成する回折光学素子を、表面レリーフ型回折素子とするようにしている。
【0020】
従って、請求項6に対応する発明の導光体においては、入射カップラまたは射出カップラのうちの少なくとも一方のカップラを構成する回折光学素子を、表面レリーフ型回折素子とすることにより、例えばエンボス技術等を用いて、導光体を容易かつ安価に量産することができる。
特に、入射カップラと射出カップラとを、共に表面レリーフ型回折素子とした場合には、一度の成形によって全ての機能を持った導光体を形成することができる。この時、入射カップラと射出カップラを同一面に形成すると製造がより簡便となる。
【0021】
さらに、請求項7に対応する発明では、上記請求項1乃至請求項6のいずれか1項に対応する発明の導光体において、入射カップラまたは射出カップラのうちの少なくとも一方のカップラを構成する回折光学素子を、キノフォーム、もしくはブレーズド回折格子とするようにしている。
【0022】
従って、請求項7に対応する発明の導光体においては、入射カップラまたは射出カップラのうちの少なくとも一方のカップラを構成する回折光学素子を、キノフォーム、もしくはブレーズド回折格子とすることにより、導光体本体への光の入射時、あるいは/および導光体本体からの光の射出時における光の利用効率を極めて高くすることができる。
【0023】
さらにまた、請求項8に対応する発明では、上記請求項1乃至請求項5のいずれか1項に対応する発明の導光体において、入射カップラまたは射出カップラのうちの少なくとも一方のカップラを構成する回折光学素子を、体積型回折素子とするようにしている。
【0024】
従って、請求項8に対応する発明の導光体においては、入射カップラまたは射出カップラのうちの少なくとも一方のカップラを構成する回折光学素子を、体積型回折素子とすることにより、光の利用効率を極めて高くすることができると共に、体積型回折素子の入射角度依存性や波長選択性によって、ノイズとなる光の遮断や表示色のコントロールをすることができる。
【0025】
一方、請求項9に対応する発明では、上記請求項1乃至請求項8のいずれか1項に対応する発明の導光体において、入射カップラまたは射出カップラのうちの少なくとも一方のカップラを、透過型回折素子とするようにしている。
【0026】
従って、請求項9に対応する発明の導光体においては、入射カップラまたは射出カップラのうちの少なくとも一方のカップラを、透過型回折素子とすることにより、近接して配置することが可能であるため、アライメントの誤差が影響し難く、簡便な組み立てを行なうことができる。
また、反射層等を設ける必要がないため、極めて少ない工程で作製することができる。
【0027】
また、請求項10に対応する発明では、上記請求項1乃至請求項8のいずれか1項に対応する発明の導光体において、入射カップラまたは射出カップラのうちの少なくとも一方のカップラを、反射型回折素子とするようにしている。
【0028】
従って、請求項10に対応する発明の導光体においては、入射カップラまたは射出カップラのうちの少なくとも一方のカップラを、反射型回折素子とすることにより、導光体本体における光の入射面と対向する面に配置するため、反射層等を設けることが可能となり、光の損失が極めて少なく、容易に高効率にすることができる。
また、表面レリーフ型回折素子とした場合には、最適な回折効率の構造の高さとした時に、透過型回折素子の場合に比べて、構造上の高さを小さくすることができ、作製が容易となる。
さらに、体積型回折素子とした場合には、波長選択性を利用して波長を選択的に導光することができる。
【0029】
さらに、請求項11に対応する発明では、上記請求項3乃至請求項5のいずれか1項に対応する発明の導光体において、射出カップラを、表面が微少な凹凸構造の光散乱要素で構成するようにしている。
【0030】
従って、請求項11に対応する発明の導光体においては、射出カップラを、表面が微少な凹凸構造の光散乱要素で構成することにより、容易に作製することが可能であり、均一な散乱を得ることができる。
特に、入射カップラを、表面レリーフ型回折素子とした場合には、表面の凹凸の複製によって、簡便に入射と射出の機能を備えた導光体を形成することができる。
【0031】
一方、請求項12に対応する発明では、上記請求項1乃至請求項11のいずれか1項に対応する発明の導光体において、入射カップラを、導光体本体の光入射面と対向する面に配置された反射型回折素子とし、入射カップラが配置された導光体本体の平面部のほぼ全面に亘って反射層を備えるようにしている。
【0032】
従って、請求項12に対応する発明の導光体においては、入射カップラを、導光体本体の光入射面と対向する面に配置された反射型回折素子とし、入射カップラが配置された導光体本体の平面部のほぼ全面に亘って反射層を備えることにより、入射カップラにおける光の損失を極小化すると共に、導光体本体から光が射出するのは反射層がない面のみとなるため、導光体全体の光の損失も極めて少なく、容易に高効率な導光体を得ることができる。
【0033】
また、請求項13に対応する発明では、上記請求項1乃至請求項12のいずれか1項に対応する発明の導光体において、入射カップラが配置された導光体本体の平面部上に、射出カップラを複数個配置するようにしている。
【0034】
従って、請求項13に対応する発明の導光体においては、入射カップラが配置された導光体本体の平面部上に、射出カップラを複数個配置することにより、形成面が導光体本体の一面だけでよく、簡便に作製することができる。
特に、入射カップラと射出カップラとを、表面レリーフ型回折素子とした場合には、成形する面を一面のみにすることができ、極めて安価かつ容易に量産を行なうことができる。
【0035】
さらに、請求項14に対応する発明では、上記請求項1乃至請求項13のいずれか1項に対応する発明の導光体において、入射カップラまたは射出カップラのうちの少なくとも一方のカップラを、曲線状の回折格子で構成するようにしている。
【0036】
従って、請求項14に対応する発明の導光体においては、入射カップラまたは射出カップラのうちの少なくとも一方のカップラを、曲線状の回折格子で構成することにより、発散する光が入射すると、平行光状の光(あるいは発散する度合いの異なる光)として回折し、平行光状の光が入射すると、発散する光を回折する。
従って、点光源等からの光を導光体本体内に導く入射カップラとして、あるいは導光体本体内の光を適切に拡げて射出する射出カップラとして、極めて適している。
さらに、曲線の形状によって、拡がり方を簡便にコントロールすることができる。
【0037】
一方、請求項15に対応する発明では、上記請求項1乃至請求項14のいずれか1項に対応する発明の導光体において、導光体本体の平面部と水平な面内における主導光方向に対してほぼ直交する方向において、入射カップラから導光体本体内へ入射光が60度以上かつ180度以下の角度でほぼ均一な光強度分布に拡がって入射するようにしている。
【0038】
従って、請求項15に対応する発明の導光体においては、導光体本体の平面部と水平な面内における主導光方向に対してほぼ直交する方向において、入射カップラから導光体本体内へ、入射光が60度以上かつ180度以下の角度でほぼ均一な光強度分布に拡がって入射するようにすることにより、導光体本体の主導光方向に対してほぼ直交する方向において、平面内に均一に光を拡げることができる。
また、入射光の角度を、好ましくは90度以上にすることにより、導光する光の均一性が向上すると共に、入射カップラ周辺の光の不均一な領域を狭めることができる。
【0039】
また、請求項16に対応する発明では、上記請求項1乃至請求項15のいずれか1項に対応する発明の導光体において、導光体本体の平面部とほぼ垂直な面内において、入射カップラから導光体本体内へ入射光がほぼ平行光状として入射するようにしている。
【0040】
従って、請求項16に対応する発明の導光体においては、導光体本体の平面部とほぼ垂直な面内において、入射カップラから導光体本体内へ入射光がほぼ平行光状として入射するようにすることにより、射出カップラでの射出光の制御が容易となり、不必要な光の発生を抑制して、平面内で好ましい光量分布を持った射出光を高効率で得ることができる。
【0041】
さらに、請求項17に対応する発明では、上記請求項1乃至請求項16のいずれか1項に対応する発明の導光体において、導光体本体の厚みを、0.5mm以下とするようにしている。
【0042】
従って、請求項17に対応する発明の導光体においては、導光体本体の厚みを、0.5mm以下とすることにより、光の利用効率を高くしながら、厚さの薄い導光体を実現することができる。
また、作製工程において曲げることも可能であり、簡便に作製することができ、安価な製品を容易に実現することができる。
さらに、本発明の導光体を光源として、フィルムLCD等の表示素子と組み合わせて、フレキシブルな表示体を構成することができる。
特に、導光体本体の厚みが0.2mm以下である場合には、巻き取り機構を持った製造装置での作製も容易であり、量産性が極めて高いものとなる。
【0043】
さらにまた、請求項18に対応する発明では、上記請求項1乃至請求項17のいずれか1項に対応する発明の導光体において、入射光を発生する光源の導光体本体側を平坦とし、導光体本体と光源とを、密着もしくは接着材料を介して一体とするようにしている。
【0044】
従って、請求項18に対応する発明の導光体においては、入射光を発生する光源の導光体本体側を平坦とし、導光体本体と光源とを、密着もしくは接着材料を介して一体とすることにより、アライメントがずれることなく、安定して高効率に導光体本体に光を取り入れることができる。
また、光源から導光体への光の入射時に、反射等による損失を無くすることができる。
【0045】
一方、請求項19に対応する発明では、上記請求項1乃至請求項18のいずれか1項に対応する発明の導光体の光射出面に、LCDパネル等の表示素子を配置している。
【0046】
従って、請求項19に対応する発明の表示体においては、上記請求項1乃至請求項18のいずれか1項に対応する発明の導光体の光射出面に、LCDパネル等の表示素子を配置することにより、光の利用効率が高く、明るくてかつ厚さの薄い表示体を実現することができる。
【0047】
また、請求項20に対応する発明では、上記請求項19に対応する発明の表示体において、LCDパネル等の表示素子の1画素毎に、導光体本体上の対応する位置に射出カップラを配置するようにしている。
【0048】
従って、請求項20に対応する発明の表示体においては、LCDパネル等の表示素子の1画素毎に、導光体本体上の対応する位置に射出カップラを配置することにより、ブラックマトリクス等の光が遮断される領域へは、導光体から光を射出しないため、より一層光の利用効率を高めることができる。
【0049】
さらに、請求項21に対応する発明では、上記請求項19に対応する発明の表示体において、LCDパネル等の表示素子の1画素を構成するR,G,Bの各色のセル毎に、導光体本体上の対応する位置に射出カップラを配置するようにしている。
【0050】
従って、請求項21に対応する発明の表示体においては、LCDパネル等の表示素子の1画素を構成するR,G,Bの各色のセル毎に、導光体本体上の対応する位置に射出カップラを配置することにより、ブラックマトリクス等の光が遮断される領域へは、導光体から光を射出しないため、より一層光の利用効率を高くしたフルカラー表示を行なうことができる。
【0051】
また、請求項22に対応する発明では、上記請求項20または請求項21に対応する発明の表示体において、射出カップラが、LCDパネル等の表示素子位置近辺で射出光を集光する機能を有するようにしている。
【0052】
従って、請求項22に対応する発明の表示体においては、射出カップラが、LCDパネル等の表示素子位置近辺で射出光を集光する機能を有するようにすることにより、射出光が表示素子のセル内で集光もしくは集光に近い状態に細く絞られているため、表示素子と導光体本体とがセルの大きさの範囲内で変位しても、導光体からの射出光は表示素子のセルに入射し続ける。
従って、表示素子と導光体との組み合わせ時のアライメント誤差の許容量を大きくすることができ、容易に明るい表示体を安定して作製することができる。
また、集光する点と射出カップラの大きさ、表示素子と導光体との距離によって、表示素子のセルから射出する光の拡がりも制御することが可能であり、観察者から明るく観察される視域を任意に形成することができる。
【0053】
さらに、請求項23に対応する発明では、上記請求項19乃至請求項22のいずれか1項に対応する発明の表示体において、射出カップラが、特定波長の光を射出する波長選択性を有するようにしている。
【0054】
従って、請求項23に対応する発明の表示体においては、射出カップラが、特定波長の光を射出する波長選択性を有するようにすることにより、カラー表示を簡便に行なうことができる。
特に、フルカラー表示時には、カラーフィルター等の部材が必要なくなり、極めて高効率でかつ明るい表示を得ることができる。
【0055】
【発明の実施の形態】
本発明は、入射光を導光体本体の内部へ取り入れる入射カップラを、導光体本体上の平面部に配置し、入射カップラを、入射光を導光体本体の平面部に平行な面において光を拡げながら導光体本体内を導光する光に変換する機能を有する回折光学素子で構成することを、基本的な特徴としている。
【0056】
以下、上記のような考え方に基づく本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【0057】
(第1の実施の形態)
図1は、本実施の形態による入射カップラを用いた導光体の全体構成例を示す斜視図である。
【0058】
図1において、平面的に光を導光させる平面状の導光体本体1上の平面部に、入射光を導光体本体1の内部へ取り入れる入射カップラ2を少なくとも1個(本例では1個)配置し、当該入射カップラ2を、入射光を導光体本体の平面部に平行な面において光を拡げながら導光体本体内を導光する光に変換する機能を有する回折光学素子で構成するようにしている。
【0059】
すなわち、LEDや半導体レーザー等の点光源3から発した光を、平面状の導光体本体1上の平面部に配置された入射カップラ2に入射し、入射カップラ2を構成する回折光学素子の回折機能により、主導光方向にほぼ直交する方向に拡がりながら、板状、もしくはフィルム状の導光体本体1へ取り入れるようにしている。
【0060】
また、本実施の形態では、導光体本体1の厚みを、0.5mm以下とするようにしている。
【0061】
次に、以上のように構成した本実施の形態の導光体においては、入射光を導光体本体1の内部へ取り入れる入射カップラ2を、導光体本体1上の平面部に配置するようにしていることにより、入射カップラ2の大きさ(面積)は導光体本体1の厚みには依存せずに決定することができ、光源3からの光の拡がり方を考慮して、入射光の十分な取り入れ効率を得るための大きさの入射カップラ2を使用することができる。
【0062】
これにより、平面状の導光体本体1に光を効率良く入射させることができると共に、導光体本体1の厚さを薄くすることができる。
【0063】
特に、入射カップラ2を構成する回折光学素子も、その他の光学素子に比べて薄い構造(典型的には0.1〜10μm程度)で良いため、導光体を平滑な板もしくはフィルムと同様に容易に取り扱うことができる。
【0064】
また、このような導光体は、構成が極めて簡単であり、構成材料が少なくてよいため、安価に製造することができる。
【0065】
さらに、光学的には、回折光学素子の機能により、光を均一に拡げることができ、特に入射カップラ2に光を入射する光源3の大きさが小さく、数が少ないような場合でも(1つの場合でも)、十分に広い範囲に均一に光を拡げて導光させることができる。
【0066】
さらにまた、導光体を薄くできるため、LCD表示装置の照明部材等の面光源としての利用をはじめとして、多くの用途に光利用効率の高い導光体として利用することができる。
【0067】
特に、導光体の厚みが0.5mm以下である場合には、光の利用効率を高くしながら、厚さの薄い導光体を実現することができる。
【0068】
一方、作製工程において曲げることも可能であり、簡便に作製することができ、安価な製品を容易に実現することができる。
【0069】
また、本実施の形態の導光体を光源として、フィルムLCD等の表示素子と組み合わせて(張り合わせることも可能)、フレキシブルな表示体を構成することができる。
【0070】
特に、導光体の厚みが0.2mm以下である場合には、巻き取り機構を持った製造装置での作製も容易であり、量産性が極めて高いものとなる。
【0071】
図2は、本実施の形態による入射カップラを用いた導光体の全体構成例を示す側面図であり、図1と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【0072】
図2において、入射カップラ2により、入射光を導光体本体1の内部へ臨界角以上の角度で取り入れるようにしている。
【0073】
すなわち、入射カップラ2により、回折した光が導光体本体1の平面部に対して臨界角を超えた角度で進み、導光体本体1の平面部の界面(導光体本体1の外側との境界)で全反射するようにしている。
【0074】
次に、以上のように構成した本実施の形態の導光体においては、入射カップラ2により、入射光を導光体本体1の内部へ臨界角以上の角度で取り入れるようにしていることにより、導光体本体1の平面部とほぼ直交する断面において、導光体本体1の内部を光が全反射する。
【0075】
すなわち、臨界角は、導光体本体1を構成する材料の屈折率と、導光体本体1の外側の媒質の屈折率とから決定される。
【0076】
例えば、前者の屈折率を1.5、後者の屈折率を1.0とすると、臨界角は約42度の角度であるため、それ以上の角度で導光体本体1内から導光体本体1界面に入射した光は全反射する。
【0077】
この全反射して導光された光は、損失が極めて少ないため、導光体として最適である。
【0078】
なお、導光体本体1内に光を分布させる方法としては、何度も反射させて導光させる方法と、入射カップラ2の回折光学素子の機能により、導光体本体1の平面部とほぼ直交する断面において回折光の角度分布を拡げておき、少ない反射回数(典型的には0回、もしくは1回)で導光体本体1内に分布させる方法とがある。
【0079】
これらは、導光体本体1の表面の反射効率、後述する射出カップラ等の条件に応じて適宜選択することができる。
【0080】
図3は、本実施の形態による入射カップラを用いた導光体の全体構成例を示す平面図であり、図1および図2と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【0081】
図3において、平面状の導光体本体1に対して、相対的に小さな光源3、小さな入射カップラ2であっても、また光源3や入射カップラ2の数が少なくても、入射カップラ2を構成する回折光学素子の機能により、平面内の角度ξの範囲に光を拡げて回折しているために、別途光学素子を必要とすることなく、導光体の平面の幅方向において光を十分に拡げて導光させることができ、入射カップラ2付近の光が拡がっていない領域を狭くすることができる。
【0082】
また、図4に示すように、入射時の角度に対する光量分布(同図(a))を、より均一な回折光の分布(同図(b))へ変換する機能を、入射カップラ2を構成する回折光学素子を持たせることができ、極めて均一に平面内に光を拡げることができる。
【0083】
具体的な例としては、図5の平面図に示すような曲線状の回折格子パターンを用いると、光を拡げる効果が得られ、当該曲線の曲率や格子間隔を局所的に変更することで、光量分布の変換を実現することができ、角度ξの角度範囲においてほぼ均一な光量分布を形成することができる。
【0084】
用途によっては、回折光の光量分布は、角度に対して均一である必要はなく、導光体内で最適な分布を持つように適宜設計することが可能である。
【0085】
なお、これらの回折格子パターンは、導光体本体1上の入射カップラ2面における入射光の光量および角度の分布と、入射カップラ2から回折する光量および角度の分布とから、一般的な回折光学理論により決定することができる。
【0086】
ここで、導光体本体1の平面部と水平な面内における主導光方向に対してほぼ直交する方向において、入射カップラ2から導光体本体1内へ光が角度ξ=60度以上の角度でほぼ均一な光強度分布に拡がるようにすると、容易に平面内を均一に光を拡げることができる。
【0087】
例えば、主導光方向に対してほぼ直交する方向における導光体本体1の平面の幅が30mmの時、入射カップラ2の幅を5mmとすると、入射カップラ2から主導光方向に46.7mm離れた位置からは、導光体本体1の全幅に光を分布させることができる。
【0088】
ここで、好ましくは、角度ξ=90度以上にすると、均一性が向上すると共に、入射カップラ2周辺の光の不均一な領域を狭めることができる。
【0089】
この時、前述の場合と同一条件下で、30mm離れた位置からは、導光体本体1の全幅に光を分布させることができ、導光体本体1上で均一に光が分布する領域を広くすることができる。
【0090】
もちろん、入射カップラ2からの拡がり角ξ=180度、もしくは180度近くにすることも可能であり、この場合、入射カップラの直近から導光体の全幅に光を分布させることが可能となる。
【0091】
一方、角度ξ=180度近くの値とする場合、主導光方向への光強度を強く、主導光方向からの角度が大きくなるに従って光強度を弱くしていくことにより、導光体本体1の全体に均一に光を分布させることができる。
【0092】
以上の「導光体本体1に光を拡げる」、「均一に導光する」という効果は、特に照明部材として用いる際に、導光体を照明光源として用いることができる有効面積の増加(非有効面積の減少)、照明光の均一化の効果に結びつく。
【0093】
特に、前者は、光源として不必要な面積・体積を極小化することができ、特に小型のLCDパネル用の光源として最適である。
【0094】
さらに、本実施の形態の導光体においては、光源3と導光体本体1(入射カップラ2)との位置関係が若干ずれても、入射カップラ2の大きさよりも十分小さければ、導光体本体1への光の入射効率が著しく変化することがなく、光源3と導光体本体1とのアライメントは簡便である。
【0095】
以上、本発明の基本的な構成例について説明したが、その他の構成例について以下に説明する。
【0096】
(第2の実施の形態)
図6は、本実施の形態による複数の入射カップラを用いた導光体の全体構成例を示す平面図であり、図1乃至図3、および図5と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【0097】
すなわち、本実施の形態による導光体は、図6に示すように、入射カップラ2、および光源3を複数組(本例では2組)用いて、1つの導光体本体1に光を入射させるようにしている。
【0098】
次に、以上のように構成した本実施の形態の導光体においては、2組の入射カップラ2および光源3を用いるようにしていることにより、導光体本体1内の光の分布をより一層均一にすることができる。
【0099】
また、より大きな導光体に均一に導光させることができる。例えば、主導光方向に対してほぼ直交する方向における導光体本体1の平面の幅が30mmの時、入射カップラ2の大きさを5mm×5mmとすると、1つの入射カップラ2から主導光方向に47mm離れた位置からは、導光体本体1の全幅に光を分布させることができるが、2つの入射カップラ2があれば、18.7mm離れた位置からは、導光体本体1の全幅に光を分布させることができる。
【0100】
(第3の実施の形態)
図7は、本実施の形態による入射カップラと射出カップラとを用いた導光体の全体構成例を示す平面図であり、図1乃至図3、および図5、図6と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【0101】
すなわち、本実施の形態による導光体は、図7に示すように、前述した導光体本体1上に、導光体本体1の内部を導光する光を導光体本体1の外へ射出する射出カップラ4を、複数個配置(少なくとも1個配置すればよい)した構成としている。
【0102】
また、これら複数個の射出カップラ4は、回折光学素子で構成するようにしている。
【0103】
次に、以上のように構成した本実施の形態の導光体においては、導光体本体1の内部を導光する光を導光体本体1の外へ射出する射出カップラ4を、導光体本体1上に複数個配置するようにしていることにより、平面状の導光体本体1の内部から、射出カップラ4を配置した位置において効率良く光を射出することができる。
【0104】
すなわち、平面上の任意の位置から選択的に光を射出することができ、その他の領域では光が導光するため、極めて効率良く光を利用することができる。
【0105】
また、この場合、射出カップラ4の大きさを、入射カップラ2に近い側は小さくし、入射カップラ2から離れるにしたがって大きくなるようにすることにより、射出カップラ4の大きさに応じて、射出カップラ4の光学的設計を大きく変更することなく、導光中の光から射出光へ変換される割合を制御できるため、平面状の導光体本体1から均一に光を射出することができる。
【0106】
これは、拡がり角や光路上での射出等のために導光中の光が導光方向において徐々に弱くなる割合を、射出カップラ4の大きさで補償することにより簡便に実現できることを意味する。
【0107】
一方、図8の平面図に示すように、導光体本体1の平面部とほぼ垂直な面内において、入射カップラ2から導光体本体1内へ入射光がほぼ平行光状として入射するようにすることにより、射出カップラ4での射出光の制御が容易となり、不必要な光の発生を抑制して、平面内で好ましい光量分布を持った射出光を高効率で得ることができる。
【0108】
すなわち、射出カップラ4の光学的設計が容易であるばかりでなく、導光体本体1から一様な射出光を得たい場合に、複数配置した射出カップラ4へ導光体本体1内から入射する光の角度がほぼ一定であるため、複数の射出カップラ4の光学的な設計が1度で済み、また作製時にも同一の射出カップラ4を複数配置するだけでよいため、極めて簡便に作製することができる。
【0109】
(第4の実施の形態)
本実施の形態による導光体は、前述した導光体において、図9乃至図12の側面図に示すように、入射カップラ2または射出カップラ4のうちの少なくとも一方のカップラを構成する回折光学素子を、表面レリーフ型回折素子とするようにしている。
【0110】
次に、以上のように構成した本実施の形態の導光体においては、入射カップラ2または射出カップラ4のうちの少なくとも一方のカップラを構成する回折光学素子を、表面レリーフ型回折素子とするようにしていることにより、例えばエンボス技術等を用いて、導光体を容易かつ安価に量産することができる。
【0111】
特に、入射カップラ2と射出カップラ4とを、共に表面レリーフ型回折素子とした場合には、一度の成形によって全ての機能を持った導光体を形成することができる。
【0112】
(第5の実施の形態)
本実施の形態による導光体は、前述した導光体において、入射カップラ2または射出カップラ4のうちの少なくとも一方のカップラを構成する回折光学素子を、キノフォーム、もしくはブレーズド回折格子とするようにしている。
【0113】
次に、以上のように構成した本実施の形態の導光体においては、入射カップラ2または射出カップラ4のうちの少なくとも一方のカップラを構成する回折光学素子を、キノフォーム、もしくはブレーズド回折格子とするようにしていることにより、導光体本体1への入射時、あるいは/および導光体本体1からの射出時における光の利用効率を極めて高くすることができる。
【0114】
また、ブレーズド回折格子とする場合には、光を拡げる機能を効率よく実現するために、曲線状の格子パターンを用いることがより好ましい。
【0115】
(第6の実施の形態)
本実施の形態による導光体は、前述した導光体において、入射カップラ2または射出カップラ4のうちの少なくとも一方のカップラを構成する回折光学素子を、体積型回折素子とするようにしている。
【0116】
次に、以上のように構成した本実施の形態の導光体においては、入射カップラ2または射出カップラ4のうちの少なくとも一方のカップラを構成する回折光学素子を、体積型回折素子とするようにしていることにより、光の利用効率を極めて高くすることができると共に、体積型回折素子の入射角度依存性や波長選択性によって、ノイズとなる光の遮断や表示色のコントロールをすることができる。
【0117】
(第7の実施の形態)
本実施の形態による導光体は、前述した導光体において、図9および図10の側面図に示すように、入射カップラ2または射出カップラ4のうちの少なくとも一方のカップラを構成する回折光学素子を、透過型回折素子とするようにしている。
【0118】
次に、以上のように構成した本実施の形態の導光体においては、入射カップラ2または射出カップラ4のうちの少なくとも一方のカップラを構成する回折光学素子を、透過型回折素子とするようにしていることにより、導光体本体1における光の入射面に配置するため、光源3と入射カップラ2と導光体本体1との一体化が可能であり、アライメントの誤差が影響し難く、簡便な組み立てを行なうことができる。
【0119】
また、反射層等を設ける必要がないため、極めて少ない工程で作製して、簡便に利用することができる。
【0120】
(第8の実施の形態)
本実施の形態による導光体は、前述した導光体において、図9乃至図12の側面図に示すように、入射カップラ2または射出カップラ4のうちの少なくとも一方のカップラを構成する回折光学素子を、反射型回折素子とするようにしている。
【0121】
次に、以上のように構成した本実施の形態の導光体においては、入射カップラ2または射出カップラ4のうちの少なくとも一方のカップラを構成する回折光学素子を、反射型回折素子とするようにしていることにより、導光体本体1における光の入射面と対向する面に配置するため、反射層等を設けることが可能となり、光の損失が極めて少なく、容易に高効率にすることができる。
【0122】
また、表面レリーフ型回折素子とした場合には、最適な回折効率の構造の高さとした時に、透過型回折素子の場合に比べて、構造上の高さを大幅に小さくすることができ、作製が容易となる。
【0123】
さらに、体積型回折素子とした場合には、波長選択性を利用して波長を選択的に導光することができる。
【0124】
(第9の実施の形態)
本実施の形態による導光体は、前述した導光体において、射出カップラ4を、表面が微少な凹凸構造の光散乱要素で構成するようにしている。
【0125】
次に、以上のように構成した本実施の形態の導光体においては、射出カップラ4を、表面が微少な凹凸構造の光散乱要素で構成するようにしていることにより、容易に作製することが可能であり、均一な散乱を得ることができる。
【0126】
特に、入射カップラ2を、表面レリーフ型回折素子とした場合には、表面の凹凸の複製によって、簡便に入射と射出の機能を備えた導光体を形成することができる。
【0127】
(第10の実施の形態)
本実施の形態による導光体は、前述した導光体において、入射カップラ2を、導光体本体1の光入射面と対向する面に配置された反射型回折素子とし、入射カップラ2が配置された導光体本体1の平面部のほぼ全面に亘って反射層を備えるようにしている。
【0128】
次に、以上のように構成した本実施の形態の導光体においては、入射カップラ2を、導光体本体1の光入射面と対向する面に配置された反射型回折素子とし、入射カップラ2が配置された導光体本体1の平面部のほぼ全面に亘って反射層を備えるようにしていることにより、入射カップラ2における光の損失を極小化すると共に、導光体本体1から光が射出するのは反射層がない面のみとなるため、導光体全体の光の損失も極めて少なく、容易に高効率な導光体を得ることができる。
【0129】
(第11の実施の形態)
本実施の形態による導光体は、前述した導光体において、入射カップラ2が配置された導光体本体1の平面部上に、射出カップラ4を複数個配置するようにしている。
【0130】
次に、以上のように構成した本実施の形態の導光体においては、入射カップラ2が配置された導光体本体1の平面部上に、射出カップラ4を複数個配置するようにしていることにより、形成面が導光体本体1の一面だけでよく、簡便に作製することができる。
【0131】
特に、入射カップラ2と射出カップラ4とを、表面レリーフ型回折素子とした場合には、平面状の板やフィルム等の基材上の一面に形成することができ、極めて安価かつ容易に高精度な量産を行なうことができる。
【0132】
(第12の実施の形態)
本実施の形態による導光体は、前述した導光体において、入射カップラ2または射出カップラ4のうちの少なくとも一方のカップラを、曲線状の回折格子で構成するようにしている。
【0133】
次に、以上のように構成した本実施の形態の導光体においては、入射カップラ2または射出カップラ4のうちの少なくとも一方のカップラを、曲線状の回折格子で構成するようにしていることにより、発散する光が入射すると、平行光状の光(あるいは発散する度合いの異なる光)として回折し、平行光状の光が入射すると、発散する光を回折する。
【0134】
従って、点光源等の光源3からの光を導光体本体1内に導く入射カップラ2として、あるいは導光体本体1内の光を適切に拡げて射出する射出カップラ4として、極めて適している。
【0135】
さらに、曲線の形状によって、拡がり方を簡便にコントロールすることができる。
【0136】
(第13の実施の形態)
本実施の形態による導光体は、前述した導光体において、図12の側面図に示すように、入射光を発生する光源3の導光体本体1側を平坦とし、導光体本体1と光源3とを、密着もしくは接着材料を介して一体とするようにしている。
【0137】
次に、以上のように構成した本実施の形態の導光体においては、入射光を発生する光源3の導光体本体1側を平坦とし、さらに導光体本体1と光源3とを、密着もしくは接着材料を介して一体とするようにしていることにより、アライメントがずれることなく、安定して高効率に導光体本体1に光を取り入れることができる。
【0138】
また、光源3から導光体本体1への入射時に、反射等による損失を無くすことができる。
【0139】
さらに、このような光源3が一体となった導光体は、取り扱いが極めて容易である。
【0140】
なお、一体化するための導光体本体1と光源3、接着剤等の材料としては、屈折率がほぼ等しい材料を用いることが好ましい(各界面での反射率を極めて小さくするため)。
【0141】
また、導光体本体1の厚さを薄くすることができるため、光源3としてもLED光源や半導体レーザ等の小型光源を用いるようにすることにより、平面光源として全体の厚みを薄くすることができ、体積としても極めて小さい光源3を提供することができる。
【0142】
特に、図12に示すような構成をとることにより、光源3全体をほぼ平面とすることができる。
【0143】
(第14の実施の形態)
図13は、本実施の形態による導光体とLCDパネルとを組み合わせた表示体の全体構成例を示す側面図であり、図1乃至図3、および図5乃至図12と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【0144】
すなわち、本実施の形態による導光体は、図13に示すように、前述した導光体本体1の光射出面に、表示素子としてLCDパネル5を配置した構成としている。
【0145】
次に、以上のように構成した本実施の形態の表示体においては、導光体本体1の光射出面に、表示素子であるLCDパネル5を配置するようにしていることにより、光の利用効率が高く、明るくてかつ厚さの薄い表示体を実現することができる。
【0146】
(第15の実施の形態)
本実施の形態による表示体は、前述した表示体において、表示素子であるLCDパネル5の1画素毎に、導光体本体1上の対応する位置に射出カップラ4を配置するようにしている。
【0147】
次に、以上のように構成した本実施の形態の表示体においては、表示素子であるLCDパネル5の1画素毎に、導光体本体1上の対応する位置に射出カップラ4を配置するようにしていることにより、ブラックマトリクス等の光が遮断される領域へは、導光体から光を射出しないため、より一層光の利用効率を高めることができる。
【0148】
(第16の実施の形態)
本実施の形態による表示体は、前述した表示体において、表示素子であるLCDパネル5がカラーLCDパネルの場合に、LCDパネル5の1画素を構成するR,G,Bの各色のセル毎に、導光体本体1上の対応する位置に射出カップラ4を配置するようにしている。
【0149】
次に、以上のように構成した本実施の形態の表示体においては、LCDパネル5の1画素を構成するR,G,Bの各色のセル毎に、導光体本体1上の対応する位置に射出カップラ4を配置するようにしていることにより、ブラックマトリクス等の光が遮断される領域へは、導光体から光を射出しないため、より一層光の利用効率を高くしたフルカラー表示を行なうことができる。
【0150】
(第17の実施の形態)
本実施の形態による表示体は、前述した表示体において、図14の側面図に示すように、射出カップラ4が、LCDパネル5位置近辺で射出光を集光する機能を有するようにしている。
【0151】
次に、以上のように構成した本実施の形態の表示体においては、射出カップラ4が、LCDパネル5位置近辺で射出光を集光する機能を有するようにしていることにより、射出光がLCDパネル5のセル内で集光もしくは集光に近い状態に細く絞られているため、LCDパネル5と導光体本体1とがセルの大きさの範囲内で変位しても、導光体からの射出光はLCDパネル5のセルに入射し続ける。
【0152】
従って、LCDパネル5と導光体との組み合わせ時のアライメント誤差の許容量を大きくすることができ、容易に明るい表示体を安定して作製することができる。
【0153】
また、集光する点と射出カップラ4の大きさ、LCDパネル5と導光体との距離によって、LCDパネル5のセルから射出する光の拡がりも制御することが可能であり、観察者から明るく観察される視域を任意に形成することができる。
【0154】
(第18の実施の形態)
本実施の形態による表示体は、前述した表示体において、射出カップラ4が、特定波長の光を射出する波長選択性を有するようにしている。
【0155】
次に、以上のように構成した本実施の形態の表示体においては、射出カップラ4が、特定波長の光を射出する波長選択性を有するようにしていることにより、カラー表示を簡便に行なうことができる。
【0156】
特に、フルカラー表示時には、カラーフィルター等の部材が必要なくなり、極めて高効率でかつ明るい表示を得ることができる。
【0157】
(その他の実施の形態)
尚、本発明は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で、種々に変形して実施することが可能である。
例えば、上記各実施の形態では、表示素子としてLCDパネルを用いる場合について説明したが、これに限らず、その他の表示素子を用いるようにすることも可能である。
【0158】
また、上記各実施の形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合には組み合わせた作用効果を得ることができる。
【0159】
さらに、上記各実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより、種々の発明を抽出することができる。
例えば、上記各実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題(の少なくとも一つ)が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果(の少なくとも一つ)が得られる場合には、この構成要件が削除された構成を発明として抽出することができる。
【0160】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に対応する発明の導光体によれば、入射光を導光体本体の内部へ取り入れ、入射光を導光体本体の平面部に平行な面において光を拡げながら導光体本体内を導光する光に変換する機能を有する回折光学素子から成る入射カップラを、平面状の導光体本体上の平面部に形成するようにしているので、平面状の導光体本体に光を効率良く入射させることができると共に、導光体本体の厚さを薄くすることが可能となる。
また、光学的には、回折光学素子の機能により光を均一に拡げることができ、特に光源の大きさが小さく、数が少ない場合でも均一に光を導光させることが可能となる。
【0161】
また、請求項2に対応する発明の導光体によれば、入射カップラで、入射光を導光体本体の内部へ臨界角以上の角度で取り入れるようにしているので、平面状の導光体本体内部を極めて効率良く導光させることが可能となる。
【0162】
さらに、請求項3および請求項4に対応する発明の導光体によれば、導光体本体の内部を導光する光を導光体本体の外へと射出する射出カップラを、導光体本体上に複数形成するようにしているので、平面状の導光体本体の内部から、射出カップラを配置した位置において選択的に効率良く光を射出することが可能となる。
【0163】
一方、請求項5に対応する発明の導光体によれば、射出カップラの大きさが、入射カップラに近い側は小さく、入射カップラから離れるほど大きくなるようにしているので、射出カップラの大きさに応じて、射出カップラの光学的設計を大きく変更することなく、導光中の光から射出光へ変換される割合を制御できるため、平面状の導光体本体から均一に光を射出することが可能となる。
より具体的には、拡がり角や射出のために導光中の光が導光方向において徐々に弱くなる割合を、射出カップラの大きさで補償することにより、簡便に実現することが可能となる。
【0164】
また、請求項6に対応する発明の導光体によれば、入射カップラまたは射出カップラのうちの少なくとも一方のカップラを構成する回折光学素子を、表面レリーフ型回折素子とするようにしているので、エンボス技術等を用いて導光体を容易かつ安価に量産することが可能となる。
特に、入射カップラと射出カップラとを、共に表面レリーフ型回折素子とした場合には、一度の成形によって全ての機能を持った導光体を形成することが可能となる。
【0165】
さらに、請求項7に対応する発明の導光体によれば、入射カップラまたは射出カップラのうちの少なくとも一方のカップラを構成する回折光学素子を、キノフォームもしくはブレーズド回折格子とするようにしているので、導光体本体への光の入射時、あるいは/および導光体本体からの光の射出時における光の利用効率を極めて高くすることが可能となる。
特に、キノフォームとした場合には、任意の光波面変換に対して柔軟に応用することができ、ブレーズド回折格子とした場合には、その格子間隔や格子パターンによって光学的機能を簡便に設計することができ、また作製も比較的容易であり、高精度な光学素子を作り易くすることが可能となる。
【0166】
さらにまた、請求項8に対応する発明の導光体によれば、入射カップラまたは射出カップラのうちの少なくとも一方のカップラを構成する回折光学素子を、体積型回折素子とするようにしているので、光の利用効率を極めて高くすることができると共に、体積型回折素子の入射角度依存性や波長選択性によって、ノイズとなる光の遮断や表示色のコントロールすることが可能となる。
【0167】
一方、請求項9に対応する発明の導光体によれば、入射カップラまたは射出カップラのうちの少なくとも一方のカップラを、透過型回折素子とするようにしているので、導光体本体における光の入射面に配置するため、光源と入射カップラと導光体本体との一体化が可能であり、アライメントがずれることを無くすることが可能となる。
また、一体化しない場合でも、近接して配置することができるため、アライメントの誤差が影響し難く、簡便な組み立てを行なうことが可能となる。
さらに、反射層等を設ける必要がないため、少ない工程で作製することが可能となる。
【0168】
また、請求項10に対応する発明の導光体によれば、入射カップラまたは射出カップラのうちの少なくとも一方のカップラを、反射型回折素子とするようにしているので、導光体本体における光の入射面と対向する面に配置するため、反射層等を設けることができ、光の損失が極めて少なく、容易に高効率にすることが可能となる。
また、表面レリーフ型回折素子とした場合には、透過型に比べて構造の高さを小さくすることができ、作製を容易にすることが可能となる。
さらに、体積型回折素子とした場合には、波長選択性を利用して波長を選択的に導光することが可能となる。
【0169】
さらに、請求項11に対応する発明の導光体によれば、射出カップラを、表面が微少な凹凸構造の光散乱要素から構成するようにしているので、容易に作製することができ、均一な散乱を得ることが可能となる。
特に、入射カップラを、表面レリーフ型回折素子とした場合には、表面の凹凸の複製によって簡便に入射と射出の機能を備えた導光体を形成することが可能となる。
【0170】
一方、請求項12に対応する発明の導光体によれば、入射カップラを、導光体本体の光入射面とは対向する面に配置された反射型回折素子とし、入射カップラが配置された導光体本体の面のほぼ全面に亘って反射層を備えるようにしているので、入射カップラにおける光の損失を極小化すると共に、導光体本体から光が射出するのは反射層がない面のみとなるため、導光体本体全体の光の損失も極めて少なく、容易に高効率な導光体を得ることが可能となる。
【0171】
また、請求項13に対応する発明の導光体によれば、入射カップラが配置された導光体本体の平面部上に、射出カップラを複数配置するようにしているので、形成面が導光体本体の一面だけでよく、簡便に作製することが可能となる。
特に、入射カップラと射出カップラとを、表面レリーフ型回折素子とした場合には、成形する面を一面のみにすることができ、極めて安価かつ容易に量産を行なうことが可能となる。
【0172】
さらに、請求項14に対応する発明の導光体によれば、入射カップラまたは射出カップラのうちの少なくとも一方のカップラを、曲線状の回折格子から構成するようにしているので、発散する光が入射すると、平行光状の光(あるいは発散する度合いの異なる光)として回折し、平行光状の光が入射すると、発散する光を回折するため、点光源等からの光を導光体本体内に導く入射カップラとして、あるいは導光体本体内の光を適切に拡げて射出する射出カップラとして適している。
また、曲線の形状によって、拡がり方を簡便にコントロールすることが可能となる。
【0173】
一方、請求項15に対応する発明の導光体によれば、導光体本体の平面部と水平な面内における主導光方向に対してほぼ直交する方向において、入射カップラから導光体本体内へ光が60度以上かつ180度以下の角度でほぼ均一な光強度分布に拡がって入射するようにしているので、導光体本体の主導光方向に対してほぼ直交する方向において、平面内に均一に光を拡げることが可能となる。
また、入射光の角度を、好ましくは90度以上にすることにより、導光する光の均一性が向上すると共に、入射カップラ周辺の光の不均一な領域を狭めることが可能となる。
【0174】
また、請求項16に対応する発明の導光体によれば、導光体本体の平面部にほぼ垂直な面内において、入射カップラから導光体本体内へほぼ平行光状として入射するようにしているので、射出カップラでの射出光の制御が容易となり、不必要な光の発生を抑制して、平面内で好ましい光量分布を持った射出光を高効率で得ることが可能となる。
【0175】
さらに、請求項17に対応する発明の導光体によれば、導光体本体の厚みを0.5mm以下とするようにしているので、光の利用効率が高くしながら、厚さの薄い導光体を実現することが可能となる。
また、作製工程において曲げることも可能であり、簡便に作製することができ、安価な製品を容易に実現することが可能となる。
さらに、本発明の導光体を光源として、フィルムLCD等の表示素子と組み合わせて、フレキシブルな表示体を構成することが可能となる。
特に、導光体本体の厚みが0.2mm以下である場合には、巻き取り機構を持った製造装置での作製も容易であり、量産性が極めて高いものとすることが可能となる。
【0176】
さらにまた、請求項18に対応する発明の導光体によれば、入射光を発生する光源の導光体本体側を平坦とし、導光体本体と光源とを密着もしくは接着材料を介して一体とするようにしているので、アライメントがずれることなく、安定して高効率に導光体本体に光を取り入れることが可能となる。
また、光源から導光体への入射時に反射等による損失を無くすことが可能となる。
【0177】
一方、請求項19に対応する発明の表示体によれば、上記導光体の光射出面に、LCDパネル等の表示素子を配置するようにしているので、光の利用効率が高く、明るくてかつ厚さの薄い表示体を実現することが可能となる。
【0178】
また、請求項20に対応する発明の表示体によれば、LCDパネル等の表示素子の1画素毎に、導光体本体上の対応する位置に射出カップラを配置するようにしているので、ブラックマトリクス等の光が遮断される領域へは、導光体から光を射出しないため、より一層光の利用効率を高めることが可能となる。
【0179】
さらに、請求項21に対応する発明の表示体によれば、LCDパネル等の表示素子の1画素を構成するR,G,Bの各色のセル毎に、導光体本体上の対応する位置に射出カップラを配置するようにしているので、ブラックマトリクス等の光が遮断される領域へは、導光体から光を射出しないため、より一層光の利用効率を高くしたフルカラー表示を行なうことが可能となる。
【0180】
また、請求項22に対応する発明の表示体によれば、射出カップラが、LCDパネル等の表示素子位置近辺で射出光を集光する機能を有するようにしているので、射出光がLCDパネル等の表示素子のセル内で集光もしくは集光に近い状態に細く絞られているため、LCDパネル等の表示素子と導光体本体とがセルの大きさの範囲内で変位しても、導光体からの射出光はLCDパネル等の表示素子のセルに入射し続ける。
これにより、LCDパネル等の表示素子と導光体との組み合わせ時のアライメント誤差の許容量を大きくすることができ、容易に明るい表示体を作製することが可能となる。
また、集光する点と射出カップラの大きさ、LCDパネル等の表示素子と導光体との距離によって、LCDパネル等の表示素子のセルから射出する光の拡がりも制御することができ、観察者から明るく観察される視域を任意に形成することが可能となる。
【0181】
さらに、請求項23に対応する発明の表示体によれば、射出カップラが、特定波長の光を射出する波長選択性を有するようにしているので、カラー表示を簡便に行なうことが可能となる。
特に、フルカラー表示時には、カラーフィルター等の部材が必要なくなり、極めて高効率でかつ明るい表示を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態による入射カップラを用いた導光体の全体構成例を示す斜視図。
【図2】本発明の第1の実施の形態による入射カップラを用いた導光体の全体構成例を示す側面図。
【図3】本発明の第1の実施の形態による入射カップラを用いた導光体の全体構成例を示す平面図。
【図4】同第1の実施の形態の導光体における入射カップラの前後での光強度分布を示す図。
【図5】本発明の第1の実施の形態による入射カップラを用いた導光体の他の構成例を示す平面図。
【図6】本発明の第2の実施の形態による複数の入射カップラと射出カップラとを用いた導光体の全体構成例を示す平面図。
【図7】本発明の第3の実施の形態による入射カップラと射出カップラとを用いた導光体の全体構成例を示す平面図。
【図8】本発明の第3の実施の形態による入射カップラと射出カップラとを用いた導光体の他の構成例を示す平面図。
【図9】本発明の第4乃至第8の実施の形態による入射カップラと射出カップラとを用いた導光体の全体構成例を示す側面図。
【図10】本発明の第4乃至第8の実施の形態による入射カップラと射出カップラとを用いた導光体の全体構成例を示す側面図。
【図11】本発明の第4乃至第8の実施の形態による入射カップラと射出カップラとを用いた導光体の全体構成例を示す側面図。
【図12】本発明の第4乃至第8の実施の形態による入射カップラと射出カップラとを用いた導光体の全体構成例を示す側面図。
【図13】本発明の第14の実施の形態による導光体とLCDパネルとを組み合わせた表示体の全体構成例を示す側面図。
【図14】本発明の第17の実施の形態による導光体とLCDパネルとを組み合わせた表示体の全体構成例を示す側面図。
【符号の説明】
1…導光体本体
2…入射カップラ
3…光源
4…射出カップラ
5…LCDパネル。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a planar light guide for guiding light in a plane, and a display using the same, and more particularly to a light guide for a planar illumination light source, and an LCD for emitting light from the light guide. The present invention relates to a display body used as illumination light for a display element such as a panel.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, planar light guides that guide light in a planar manner have been used in many applications, including use as an optical member for a back light source of a display element such as an LCD panel.
[0003]
In particular, a light guide as an optical member for a back light source of a display element such as an LCD panel is typically formed of a transparent resin having a thickness of about 1 to several mm.
[0004]
In general, light is incident on the light guide from a direction perpendicular to the plane portion at the end face of the light guide.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional light guide, optical efficiency such as reduction of light use efficiency with respect to incident light and generation of undesired light components (for example, uneven brightness and components that cannot be used as illumination light, etc.) are generated. Problem.
[0006]
When the size of the light source is small and the number thereof is small, it is difficult to efficiently and uniformly spread the light in a plane.
[0007]
On the other hand, the thickness of the light guide itself must be increased in order not to reduce the light use efficiency of the incident light, so it is conceivable to reduce the thickness of the light guide itself. It is not possible at present.
[0008]
The thickness of the light guide itself is not limited to the problem that the product cannot be made thin, but also has problems in weight, manufacturing cost, and the like.
[0009]
An object of the present invention is to achieve a reduction in the thickness of a light guide body, increase the efficiency of use of light with respect to incident light, and efficiently and uniformly spread light in a planar manner. An object of the present invention is to provide a light guide and a display using the same.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the invention corresponding to claim 1, in a planar light guide for guiding light in a plane, an incident coupler for taking incident light into the inside of the light guide main body is provided. At least one light guide is disposed on a plane portion on the light body, and the incident coupler converts the incident light into light guided in the light guide body while spreading light on a plane parallel to the plane portion of the light guide body. It is constituted by a diffractive optical element having a function.
[0011]
Therefore, in the light guide according to the first aspect of the present invention, the size of the incident coupler is increased by arranging the incident coupler for taking the incident light into the inside of the light guide main body on a flat portion on the light guide main body. Can be determined without being limited by the thickness of the light guide body, and an incident coupler sized to obtain a sufficient efficiency of taking in incident light can be used.
Accordingly, light can be efficiently incident on the planar light guide main body, and the thickness of the light guide main body can be reduced.
In particular, since the diffractive optical element constituting the incident coupler may have a thin structure (typically about 0.1 to 10 μm) as compared with other optical elements, the light guide is easily handled as a smooth plate or film. be able to.
Further, since the structure is extremely simple and the constituent materials are small, it can be manufactured at low cost.
Further, optically, the function of the diffractive optical element allows light to be spread evenly, and in particular, even when the size of the light source is small and the number is small (one case), the light is uniformly guided. Can be lighted.
Furthermore, even if the positional relationship between the light source and the light guide main body is slightly deviated, the incidence efficiency of light on the light guide main body does not significantly change, and the alignment between the light source and the light guide main body is simplified. .
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in the light guide according to the first aspect of the present invention, the incident light is introduced into the light guide body at an angle equal to or larger than the critical angle by the incident coupler. .
[0013]
Therefore, in the light guide according to the second aspect of the present invention, the incident coupler takes the incident light into the light guide main body at an angle equal to or greater than the critical angle, so that the two planes of the flat light guide main body are formed. In the portion, total reflection occurs, and the inside of the planar light guide body can be guided very efficiently.
[0014]
Furthermore, in the invention corresponding to claim 3, in the light guide according to the invention described in claim 1 or 2, light guided inside the light guide main body is emitted to the outside of the light guide main body. At least one emission coupler is arranged on the light guide body.
[0015]
Furthermore, in the invention according to claim 4, in the light guide according to the invention according to claim 3, the exit coupler is constituted by a diffractive optical element.
[0016]
Therefore, in the light guide according to the third and fourth aspects of the present invention, an emission coupler for emitting light guided inside the light guide main body to the outside of the light guide main body is provided on the light guide main body. , Light can be efficiently emitted from the inside of the planar light guide main body at the position where the emission coupler is arranged.
That is, light can be selectively emitted from an arbitrary position on a plane, and light is guided in other regions, so that light can be used extremely efficiently.
Further, the diffractive optical element constituting the exit coupler may have a thin structure (typically about 0.1 to 10 μm) as compared with other optical elements, so that the light guide can be handled as a plate or a film.
[0017]
On the other hand, according to a fifth aspect of the present invention, in the light guide of the third or fourth aspect of the present invention, the size of the exit coupler is reduced on the side closer to the entrance coupler, and the size of the exit coupler is reduced. Therefore, it is set to be large.
[0018]
Therefore, in the light guide of the invention corresponding to claim 5, the size of the exit coupler is reduced by making the size of the exit coupler smaller on the side closer to the entrance coupler and increasing as the distance from the entrance coupler increases. Accordingly, it is possible to control the rate at which light from the light being guided is converted into emission light without significantly changing the optical design of the emission coupler. Can be injected.
[0019]
According to a sixth aspect of the present invention, in the light guide according to any one of the first to fifth aspects of the present invention, at least one of the incident coupler and the exit coupler has a diffraction structure. The optical element is a surface relief type diffraction element.
[0020]
Therefore, in the light guide of the invention corresponding to claim 6, the diffractive optical element constituting at least one of the incident coupler and the exit coupler is a surface relief type diffractive element, for example, an embossing technique or the like. The light guide can be easily and inexpensively mass-produced by using.
In particular, when both the input coupler and the output coupler are surface relief type diffraction elements, a light guide having all functions can be formed by one molding. At this time, if the incidence coupler and the emission coupler are formed on the same surface, the production becomes easier.
[0021]
According to a seventh aspect of the present invention, in the light guide according to the first aspect of the present invention, at least one of the incident coupler and the exit coupler has a diffraction structure. The optical element is a kinoform or a blazed diffraction grating.
[0022]
Therefore, in the light guide of the invention corresponding to claim 7, the light guide is realized by using a kinoform or a blazed diffraction grating as the diffractive optical element constituting at least one of the input coupler and the output coupler. The light utilization efficiency can be made extremely high when light is incident on the body body and / or when light is emitted from the light guide body.
[0023]
Further, in the invention according to claim 8, in the light guide according to any one of claims 1 to 5, at least one of the incident coupler and the emission coupler is configured. The diffractive optical element is a volume type diffractive element.
[0024]
Therefore, in the light guide of the invention corresponding to claim 8, the light use efficiency is improved by making the diffractive optical element constituting at least one of the incident coupler and the exit coupler a volume type diffractive element. In addition to being able to be extremely high, it is possible to block noise light and control display colors by the incident angle dependence and wavelength selectivity of the volume diffraction element.
[0025]
On the other hand, according to a ninth aspect of the present invention, in the light guide according to any one of the first to eighth aspects, at least one of the incident coupler and the exit coupler is a transmission type coupler. It is designed to be a diffraction element.
[0026]
Therefore, in the light guide according to the ninth aspect of the present invention, at least one of the input coupler and the output coupler can be disposed close to each other by using a transmission diffraction element. Alignment errors are not easily affected, and simple assembly can be performed.
In addition, since there is no need to provide a reflective layer or the like, it can be manufactured with extremely few steps.
[0027]
According to a tenth aspect of the present invention, in the light guide according to any one of the first to eighth aspects, at least one of the incident coupler and the exit coupler is a reflection type coupler. It is designed to be a diffraction element.
[0028]
Therefore, in the light guide of the invention corresponding to claim 10, at least one of the input coupler and the output coupler is a reflection type diffractive element, so that it faces the light incident surface of the light guide main body. Since it is arranged on the surface where light is reflected, it becomes possible to provide a reflection layer or the like, light loss is extremely small, and high efficiency can be easily achieved.
Also, when a surface relief type diffraction element is used, the height of the structure can be made smaller than that of a transmission type diffraction element when the height of the structure with the optimum diffraction efficiency is set, and the fabrication is easy. It becomes.
Further, in the case of a volume diffractive element, the wavelength can be selectively guided using the wavelength selectivity.
[0029]
Further, in the invention according to claim 11, in the light guide according to any one of claims 3 to 5, the emission coupler is formed of a light scattering element having a fine uneven surface. I am trying to do it.
[0030]
Therefore, in the light guide of the invention corresponding to claim 11, the emission coupler can be easily manufactured by configuring the emission coupler with a light scattering element having a fine uneven structure on the surface, and uniform scattering can be achieved. Obtainable.
In particular, when the incident coupler is a surface relief type diffraction element, a light guide having functions of incidence and emission can be easily formed by duplication of the surface irregularities.
[0031]
On the other hand, according to a twelfth aspect of the present invention, in the light guide according to any one of the first to eleventh aspects, the incident coupler is provided on a surface facing the light incident surface of the light guide body. And a reflection layer is provided over substantially the entire flat surface of the light guide body on which the incident coupler is disposed.
[0032]
Therefore, in the light guide according to the twelfth aspect of the present invention, the incident coupler is a reflection type diffraction element disposed on the surface of the light guide main body opposite to the light incident surface, and the light guide on which the incident coupler is disposed. By providing the reflective layer over substantially the entire flat surface of the body, light loss at the incident coupler is minimized, and light is emitted from the light guide body only on the surface without the reflective layer. In addition, light loss of the entire light guide is extremely small, and a highly efficient light guide can be easily obtained.
[0033]
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the light guide according to any one of the first to twelfth aspects, the light guide body is provided on a plane portion of the light guide body on which the incident coupler is disposed. A plurality of injection couplers are arranged.
[0034]
Therefore, in the light guide of the invention corresponding to claim 13, by forming a plurality of emission couplers on the plane portion of the light guide main body on which the incident coupler is disposed, the formation surface of the light guide main body is formed. Only one surface is required, and it can be easily manufactured.
In particular, when the input coupler and the output coupler are surface relief type diffraction elements, only one surface can be molded, and mass production can be performed extremely inexpensively and easily.
[0035]
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the light guide according to any one of the first to thirteenth aspects, at least one of the incident coupler and the exit coupler is formed into a curved shape. Of the diffraction grating.
[0036]
Therefore, in the light guide of the invention corresponding to claim 14, at least one of the input coupler and the output coupler is constituted by a curved diffraction grating, so that when divergent light enters, parallel light The light is diffracted as light having different shapes (or light having different degrees of divergence). When parallel light is incident, the divergent light is diffracted.
Therefore, it is extremely suitable as an incident coupler for guiding light from a point light source or the like into the light guide main body, or as an exit coupler for appropriately expanding and emitting light in the light guide main body.
Further, the way of spreading can be easily controlled by the shape of the curve.
[0037]
On the other hand, according to a fifteenth aspect of the present invention, in the light guide according to any one of the first to fourteenth aspects, the main light guide direction in a plane parallel to the plane portion of the light guide body. In the direction substantially perpendicular to the direction, the incident light is made to enter the light guide main body from the incident coupler at an angle of not less than 60 degrees and not more than 180 degrees in a substantially uniform light intensity distribution.
[0038]
Therefore, in the light guide of the invention corresponding to claim 15, in the direction substantially orthogonal to the main light guide direction in a plane horizontal to the plane portion of the light guide main body, the light enters the light guide main body from the incident coupler. The incident light spreads at an angle of not less than 60 degrees and not more than 180 degrees in a substantially uniform light intensity distribution, so that the incident light is in a plane substantially perpendicular to the main light guide direction of the light guide body. The light can be spread evenly.
Further, by setting the angle of the incident light to preferably 90 degrees or more, the uniformity of the light to be guided is improved and the non-uniform region of the light around the incident coupler can be narrowed.
[0039]
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the light guide according to any one of the first to fifteenth aspects, light is incident on a plane substantially perpendicular to a plane portion of the light guide body. The incident light is made to enter the light guide body as substantially parallel light from the coupler.
[0040]
Therefore, in the light guide of the invention corresponding to claim 16, the incident light enters the light guide main body from the incidence coupler into the light guide main body as a substantially parallel light in a plane substantially perpendicular to the plane portion of the light guide main body. By doing so, it becomes easy to control the emission light at the emission coupler, it is possible to suppress the generation of unnecessary light, and to obtain the emission light having a preferable light amount distribution in a plane with high efficiency.
[0041]
Further, in the invention according to claim 17, in the light guide according to any one of claims 1 to 16, the thickness of the light guide body is set to 0.5 mm or less. ing.
[0042]
Therefore, in the light guide of the invention corresponding to claim 17, by setting the thickness of the light guide main body to 0.5 mm or less, the light guide having a small thickness can be used while increasing the light use efficiency. Can be realized.
Further, it can be bent in the manufacturing process, can be manufactured easily, and an inexpensive product can be easily realized.
Furthermore, a flexible display can be configured by using the light guide of the present invention as a light source in combination with a display element such as a film LCD.
In particular, when the thickness of the light guide main body is 0.2 mm or less, it is easy to manufacture with a manufacturing apparatus having a winding mechanism, and the mass productivity is extremely high.
[0043]
Further, in the invention according to claim 18, in the light guide according to any one of claims 1 to 17, the light guide body side of the light source that generates incident light is flattened. The light guide body and the light source are integrated with each other through close contact or an adhesive material.
[0044]
Therefore, in the light guide of the invention corresponding to claim 18, the light guide main body side of the light source that generates the incident light is flattened, and the light guide main body and the light source are integrally joined through close contact or an adhesive material. By doing so, light can be stably and efficiently introduced into the light guide main body without causing misalignment.
Further, when light enters the light guide from the light source, loss due to reflection or the like can be eliminated.
[0045]
On the other hand, in the invention according to claim 19, a display element such as an LCD panel is disposed on the light emitting surface of the light guide according to any one of the above-described inventions.
[0046]
Therefore, in the display body of the invention corresponding to claim 19, a display element such as an LCD panel is arranged on the light exit surface of the light guide of the invention according to any one of claims 1 to 18. By doing so, it is possible to realize a bright and thin display body with high light use efficiency.
[0047]
According to a twentieth aspect of the present invention, in the display according to the nineteenth aspect, an emission coupler is disposed at a corresponding position on the light guide body for each pixel of a display element such as an LCD panel. I am trying to do it.
[0048]
Accordingly, in the display body according to the present invention, the emission coupler is disposed at a corresponding position on the light guide body for each pixel of a display element such as an LCD panel, so that a light source such as a black matrix is provided. Since light is not emitted from the light guide to the region where the light is blocked, the light use efficiency can be further improved.
[0049]
According to a twenty-first aspect of the present invention, in the display according to the nineteenth aspect, the light guide is provided for each of R, G, and B cells constituting one pixel of a display element such as an LCD panel. The injection coupler is arranged at a corresponding position on the body.
[0050]
Therefore, in the display body of the invention according to claim 21, each cell of each color of R, G, and B constituting one pixel of a display element such as an LCD panel emits light to a corresponding position on the light guide body. By arranging the coupler, since light is not emitted from the light guide to a region where light is blocked, such as a black matrix, a full-color display with even higher light use efficiency can be performed.
[0051]
In the invention according to claim 22, in the display body according to claim 20 or claim 21, the emission coupler has a function of condensing emission light near a display element position such as an LCD panel. Like that.
[0052]
Therefore, in the display body of the invention corresponding to claim 22, the emission coupler has a function of condensing the emission light near the position of the display element such as an LCD panel, so that the emission light is transmitted to the cell of the display element. Even if the display element and the light guide body are displaced within the cell size range, the light emitted from the light guide is Continue to enter the cell.
Therefore, the allowable amount of the alignment error when the display element and the light guide are combined can be increased, and a bright display can be easily and stably manufactured.
Further, the spread of light emitted from the cells of the display element can be controlled by the distance between the light-collecting point and the size of the emission coupler, and the distance between the display element and the light guide, so that the observer can observe the image brightly. The viewing zone can be arbitrarily formed.
[0053]
Further, in the invention according to claim 23, in the display body according to any one of claims 19 to 22, the emission coupler has a wavelength selectivity for emitting light of a specific wavelength. I have to.
[0054]
Therefore, in the display body according to the twenty-third aspect of the present invention, color display can be easily performed by making the emission coupler have wavelength selectivity for emitting light of a specific wavelength.
In particular, at the time of full-color display, members such as color filters are not required, and a very efficient and bright display can be obtained.
[0055]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
According to the present invention, an incident coupler that takes incident light into the light guide main body is disposed on a flat portion on the light guide main body, and the incident coupler is placed on a plane parallel to the flat portion of the light guide main body. A fundamental feature is that the diffractive optical element has a function of converting light into light guided inside the light guide body while spreading light.
[0056]
Hereinafter, embodiments of the present invention based on the above-described concept will be described in detail with reference to the drawings.
[0057]
(First Embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing an overall configuration example of a light guide using the incident coupler according to the present embodiment.
[0058]
In FIG. 1, at least one incident coupler 2 (in this example, one incident light coupler 2) for taking incident light into the inside of the light guide main body 1 is provided on a flat surface of the flat light guide main body 1 for guiding light in a plane. And the incident coupler 2 is a diffractive optical element having a function of converting incident light into light that is guided inside the light guide main body while spreading light on a plane parallel to the plane portion of the light guide main body. It is composed.
[0059]
That is, light emitted from a point light source 3 such as an LED or a semiconductor laser is incident on an incident coupler 2 arranged on a plane portion of a planar light guide main body 1, and a diffractive optical element of the incident coupler 2 is formed. The diffractive function allows the light to enter the plate-shaped or film-shaped light guide body 1 while spreading in a direction substantially perpendicular to the main light guide direction.
[0060]
In the present embodiment, the thickness of the light guide body 1 is set to 0.5 mm or less.
[0061]
Next, in the light guide of the present embodiment configured as described above, the incident coupler 2 for taking the incident light into the inside of the light guide main body 1 is arranged on a plane portion on the light guide main body 1. By doing so, the size (area) of the incident coupler 2 can be determined without depending on the thickness of the light guide main body 1, and the incident light can be determined in consideration of how the light from the light source 3 spreads. Can be used to obtain a sufficient take-up efficiency.
[0062]
Thereby, light can be efficiently incident on the planar light guide main body 1 and the thickness of the light guide main body 1 can be reduced.
[0063]
In particular, since the diffractive optical element constituting the incident coupler 2 may have a thin structure (typically about 0.1 to 10 μm) as compared with other optical elements, the light guide may be formed in the same manner as a smooth plate or film. Can be easily handled.
[0064]
Further, such a light guide has a very simple structure and requires only a small amount of constituent materials, so that it can be manufactured at low cost.
[0065]
Furthermore, optically, the function of the diffractive optical element allows light to be spread evenly, and in particular, even when the size of the light source 3 for inputting light to the incident coupler 2 is small and the number is small (one light source). In this case, the light can be uniformly spread over a sufficiently wide range to guide the light.
[0066]
Furthermore, since the light guide can be made thin, it can be used as a light guide having high light use efficiency for many uses, including use as a surface light source such as a lighting member of an LCD display device.
[0067]
In particular, when the thickness of the light guide is 0.5 mm or less, a light guide having a small thickness can be realized while increasing the light use efficiency.
[0068]
On the other hand, it can be bent in the manufacturing process, can be easily manufactured, and an inexpensive product can be easily realized.
[0069]
Further, by using the light guide of the present embodiment as a light source and combining it with a display element such as a film LCD (it is also possible to bond together), a flexible display can be constituted.
[0070]
In particular, when the thickness of the light guide is 0.2 mm or less, it can be easily manufactured by a manufacturing apparatus having a winding mechanism, and the mass productivity is extremely high.
[0071]
FIG. 2 is a side view showing an example of the entire configuration of a light guide using the incident coupler according to the present embodiment. The same parts as those in FIG. Only the part will be described.
[0072]
In FIG. 2, incident light is introduced into the light guide body 1 at an angle equal to or greater than the critical angle by the incident coupler 2.
[0073]
That is, the diffracted light travels at an angle exceeding the critical angle with respect to the plane portion of the light guide main body 1 by the incident coupler 2, and the interface between the plane portion of the light guide main body 1 (the outside of the light guide main body 1 and the light guide body). At the boundary).
[0074]
Next, in the light guide of the present embodiment configured as described above, the incident coupler 2 takes the incident light into the light guide main body 1 at an angle equal to or larger than the critical angle. Light is totally reflected inside the light guide main body 1 in a cross section substantially orthogonal to the plane portion of the light guide main body 1.
[0075]
That is, the critical angle is determined from the refractive index of the material forming the light guide main body 1 and the refractive index of the medium outside the light guide main body 1.
[0076]
For example, if the refractive index of the former is 1.5 and the refractive index of the latter is 1.0, the critical angle is an angle of about 42 degrees. Light incident on one interface is totally reflected.
[0077]
Since the light guided by total reflection has very little loss, it is optimal as a light guide.
[0078]
In addition, as a method of distributing light in the light guide main body 1, a method of reflecting and guiding light many times and a function of the diffractive optical element of the incident coupler 2 make it possible to substantially distribute the light to the plane portion of the light guide main body 1. There is a method in which the angular distribution of the diffracted light is expanded in a cross section orthogonal to the light guide, and distributed in the light guide body 1 with a small number of reflections (typically 0 or 1).
[0079]
These can be appropriately selected according to the conditions such as the reflection efficiency of the surface of the light guide body 1 and the emission coupler described later.
[0080]
FIG. 3 is a plan view showing an overall configuration example of a light guide using the incident coupler according to the present embodiment. The same parts as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Here, only the different parts will be described.
[0081]
In FIG. 3, even if the light source 3 and the incident coupler 2 are relatively small, and the number of the light sources 3 and the incident couplers 2 is small, the incident coupler 2 is Due to the function of the diffractive optical element that constitutes, the light is spread and diffracted in the range of the angle 、 in the plane, so that the light is sufficient in the width direction of the plane of the light guide without the need for an additional optical element. Thus, the area near the entrance coupler 2 where the light does not spread can be narrowed.
[0082]
Further, as shown in FIG. 4, the function of converting the light quantity distribution with respect to the angle at the time of incidence (FIG. 4A) to a more uniform diffracted light distribution (FIG. And the light can be spread very uniformly within a plane.
[0083]
As a specific example, when a curved diffraction grating pattern as shown in the plan view of FIG. 5 is used, an effect of expanding light is obtained, and by locally changing the curvature and the lattice spacing of the curve, Conversion of the light amount distribution can be realized, and a substantially uniform light amount distribution can be formed in the angle range of the angle ξ.
[0084]
Depending on the application, the light quantity distribution of the diffracted light does not need to be uniform with respect to the angle, and can be appropriately designed so as to have an optimum distribution in the light guide.
[0085]
Note that these diffraction grating patterns are formed by general diffraction optics based on the distribution of the amount of light and the angle of the incident light on the surface of the incident coupler 2 on the light guide main body 1 and the distribution of the amount of light and the angle of the light diffracted from the incident coupler 2. It can be determined by theory.
[0086]
Here, in the direction substantially perpendicular to the main light guide direction in a plane parallel to the plane portion of the light guide main body 1, the light enters the light guide main body 1 from the incident coupler 2 at an angle ξ = 60 degrees or more. When the light intensity is spread to a substantially uniform light intensity distribution, light can be easily spread uniformly in a plane.
[0087]
For example, when the width of the plane of the light guide body 1 in the direction substantially orthogonal to the main light guide direction is 30 mm, and the width of the incident coupler 2 is 5 mm, the light guide body is 46.7 mm away from the incident coupler 2 in the main light guide direction. From the position, light can be distributed over the entire width of the light guide body 1.
[0088]
Here, preferably, when the angle 90 is equal to or more than 90 degrees, the uniformity is improved and the non-uniform region of the light around the incident coupler 2 can be narrowed.
[0089]
At this time, the light can be distributed over the entire width of the light guide main body 1 from a position 30 mm away under the same conditions as in the case described above, and the region where the light is uniformly distributed on the light guide main body 1 is reduced. Can be wider.
[0090]
Of course, the divergence angle か ら from the incident coupler 2 can be set to 180 ° or close to 180 °. In this case, light can be distributed over the entire width of the light guide from immediately adjacent to the incident coupler.
[0091]
On the other hand, when the angle ξ is set to a value close to 180 degrees, the light intensity in the main light guide direction is increased, and the light intensity is decreased as the angle from the main light guide direction is increased. Light can be uniformly distributed throughout.
[0092]
The effects of "spreading light to the light guide body 1" and "uniformly guiding light" can be obtained especially when the light guide is used as an illumination member by increasing the effective area in which the light guide can be used as an illumination light source. Effective area is reduced), and the effect of making the illumination light uniform is obtained.
[0093]
In particular, the former can minimize unnecessary area and volume as a light source, and is particularly suitable as a light source for a small LCD panel.
[0094]
Furthermore, in the light guide of the present embodiment, even if the positional relationship between the light source 3 and the light guide main body 1 (incident coupler 2) is slightly shifted, if the size is sufficiently smaller than the size of the incident coupler 2, the light guide 3 The efficiency of light incidence on the main body 1 does not significantly change, and alignment between the light source 3 and the light guide main body 1 is simple.
[0095]
While the basic configuration example of the present invention has been described above, other configuration examples will be described below.
[0096]
(Second embodiment)
FIG. 6 is a plan view showing an overall configuration example of a light guide using a plurality of incident couplers according to the present embodiment, and the same parts as those in FIGS. 1 to 3 and FIG. A description thereof is omitted, and only different portions will be described here.
[0097]
That is, in the light guide according to the present embodiment, as shown in FIG. 6, light is incident on one light guide main body 1 using a plurality of sets (two sets in this example) of the incident coupler 2 and the light source 3. I try to make it.
[0098]
Next, in the light guide of the present embodiment configured as described above, since the two sets of the incident coupler 2 and the light source 3 are used, the light distribution in the light guide main body 1 is further improved. It can be more uniform.
[0099]
In addition, light can be uniformly guided to a larger light guide. For example, when the width of the plane of the light guide main body 1 in a direction substantially orthogonal to the main light guide direction is 30 mm, and the size of the incident coupler 2 is 5 mm × 5 mm, the direction from one incident coupler 2 to the main light guide Light can be distributed over the entire width of the light guide body 1 from a position 47 mm away, but if there are two incident couplers 2, light can be distributed over the entire width of the light guide body 1 from a position 18.7 mm away. Light can be distributed.
[0100]
(Third embodiment)
FIG. 7 is a plan view showing an example of the entire configuration of a light guide using the entrance coupler and the exit coupler according to the present embodiment, and the same parts as those in FIGS. 1 to 3 and FIGS. The description is omitted by attaching the reference numerals, and only different portions are described here.
[0101]
That is, the light guide according to the present embodiment, as shown in FIG. 7, transmits light for guiding the inside of the light guide main body 1 to the outside of the light guide main body 1 on the above-described light guide main body 1. A plurality of injection couplers 4 for injection (at least one injection coupler may be provided) are provided.
[0102]
Further, the plurality of emission couplers 4 are constituted by diffractive optical elements.
[0103]
Next, in the light guide according to the present embodiment configured as described above, the emission coupler 4 that emits the light guided inside the light guide main body 1 to the outside of the light guide main body 1 is connected to the light guide. By arranging a plurality of light on the body main body 1, light can be efficiently emitted from the inside of the planar light guide body 1 at the position where the emission coupler 4 is arranged.
[0104]
That is, light can be selectively emitted from an arbitrary position on a plane, and light is guided in other regions, so that light can be used extremely efficiently.
[0105]
In this case, the size of the injection coupler 4 is reduced on the side closer to the incident coupler 2 and is increased as the distance from the incident coupler 2 increases, so that the size of the injection coupler 4 depends on the size of the injection coupler 4. Since the rate of conversion from the light in the light guide to the emission light can be controlled without largely changing the optical design of 4, the light can be uniformly emitted from the planar light guide body 1.
[0106]
This means that the rate at which the light in the light guide gradually decreases in the light guide direction due to the divergence angle or emission on the optical path can be easily realized by compensating for the size of the emission coupler 4. .
[0107]
On the other hand, as shown in the plan view of FIG. 8, in a plane substantially perpendicular to the plane portion of the light guide main body 1, the incident light enters the light guide main body 1 from the incident coupler 2 as substantially parallel light. By this, the control of the emitted light in the emission coupler 4 becomes easy, the generation of unnecessary light is suppressed, and the emitted light having a preferable light amount distribution in a plane can be obtained with high efficiency.
[0108]
That is, when not only the optical design of the emission coupler 4 is easy, but also uniform emission light is desired to be obtained from the light guide main body 1, the light enters the plurality of emission couplers 4 from within the light guide main body 1. Since the angle of light is almost constant, the optical design of the plurality of emission couplers 4 is only required once, and it is only necessary to arrange a plurality of the same emission couplers 4 at the time of fabrication. Can be.
[0109]
(Fourth embodiment)
The light guide according to the present embodiment is a diffractive optical element that forms at least one of the input coupler 2 and the output coupler 4 as shown in the side views of FIGS. Is a surface relief type diffraction element.
[0110]
Next, in the light guide of the present embodiment configured as described above, the diffractive optical element constituting at least one of the incident coupler 2 and the exit coupler 4 is a surface relief type diffractive element. Accordingly, the light guide can be easily and inexpensively mass-produced by using, for example, an embossing technique.
[0111]
In particular, when both the input coupler 2 and the output coupler 4 are surface relief type diffraction elements, a light guide having all functions can be formed by a single molding.
[0112]
(Fifth embodiment)
In the light guide according to the present embodiment, in the light guide described above, the diffractive optical element constituting at least one of the incident coupler 2 and the exit coupler 4 is a kinoform or a blazed diffraction grating. ing.
[0113]
Next, in the light guide of the present embodiment configured as described above, the diffractive optical element constituting at least one of the incident coupler 2 and the exit coupler 4 is replaced with a kinoform or a blazed diffraction grating. By doing so, the light utilization efficiency at the time of entering the light guide main body 1 and / or at the time of exit from the light guide main body 1 can be extremely increased.
[0114]
When a blazed diffraction grating is used, it is more preferable to use a curved grating pattern in order to efficiently realize the function of spreading light.
[0115]
(Sixth embodiment)
In the light guide according to the present embodiment, in the light guide described above, the diffractive optical element constituting at least one of the incident coupler 2 and the exit coupler 4 is a volume diffractive element.
[0116]
Next, in the light guide of the present embodiment configured as described above, the diffractive optical element forming at least one of the incident coupler 2 and the exit coupler 4 is configured to be a volume diffractive element. Accordingly, the light use efficiency can be made extremely high, and at the same time, the light that becomes noise can be cut off and the display color can be controlled by the incident angle dependence and the wavelength selectivity of the volume diffractive element.
[0117]
(Seventh embodiment)
The light guide according to the present embodiment is a diffractive optical element that forms at least one of the input coupler 2 and the output coupler 4 as shown in the side views of FIGS. Is a transmission type diffraction element.
[0118]
Next, in the light guide of the present embodiment configured as described above, the diffractive optical element forming at least one of the input coupler 2 and the output coupler 4 is configured to be a transmissive diffraction element. As a result, the light source 3, the incident coupler 2, and the light guide body 1 can be integrated with each other because they are arranged on the light incident surface of the light guide body 1. Assembly can be performed.
[0119]
In addition, since there is no need to provide a reflective layer or the like, it can be manufactured with extremely few steps and can be easily used.
[0120]
(Eighth embodiment)
The light guide according to the present embodiment is a diffractive optical element that forms at least one of the input coupler 2 and the output coupler 4 as shown in the side views of FIGS. Is a reflection type diffraction element.
[0121]
Next, in the light guide of the present embodiment configured as described above, the diffractive optical element constituting at least one of the incident coupler 2 and the exit coupler 4 is a reflection type diffractive element. As a result, since the light guide body 1 is arranged on the surface facing the light incident surface, a reflection layer or the like can be provided, light loss is extremely small, and high efficiency can be easily achieved. .
[0122]
In addition, when a surface relief type diffraction element is used, when the height of the structure is optimized for diffraction efficiency, the height of the structure can be significantly reduced as compared with the case of a transmission type diffraction element, and fabrication Becomes easier.
[0123]
Further, in the case of a volume diffractive element, the wavelength can be selectively guided using the wavelength selectivity.
[0124]
(Ninth embodiment)
In the light guide according to the present embodiment, in the above-described light guide, the emission coupler 4 is formed of a light scattering element having a fine uneven structure on the surface.
[0125]
Next, in the light guide of the present embodiment configured as described above, the emission coupler 4 is made of a light scattering element having a fine uneven structure on the surface, so that it can be easily manufactured. And uniform scattering can be obtained.
[0126]
In particular, when the incident coupler 2 is a surface relief type diffraction element, a light guide having the functions of incidence and emission can be easily formed by duplication of the surface irregularities.
[0127]
(Tenth embodiment)
In the light guide according to the present embodiment, in the light guide described above, the incident coupler 2 is a reflection type diffraction element arranged on a surface of the light guide main body 1 facing the light incident surface, and the incident coupler 2 is arranged. The light guide body 1 is provided with a reflective layer over substantially the entire flat surface portion.
[0128]
Next, in the light guide of the present embodiment configured as described above, the incident coupler 2 is a reflection type diffraction element arranged on the surface of the light guide main body 1 facing the light incident surface, and By providing the reflective layer over substantially the entire surface of the light guide body 1 on which the light guide 2 is disposed, the loss of light in the incident coupler 2 is minimized and the light from the light guide body 1 is reduced. Since the light is emitted only on the surface without the reflective layer, light loss of the entire light guide is extremely small, and a highly efficient light guide can be easily obtained.
[0129]
(Eleventh embodiment)
In the light guide according to the present embodiment, in the above-described light guide, a plurality of emission couplers 4 are arranged on a plane portion of the light guide main body 1 on which the incident coupler 2 is arranged.
[0130]
Next, in the light guide of the present embodiment configured as described above, a plurality of emission couplers 4 are arranged on the plane portion of the light guide main body 1 on which the incident coupler 2 is arranged. Thereby, the formation surface may be only one surface of the light guide main body 1 and can be easily manufactured.
[0131]
In particular, when the input coupler 2 and the output coupler 4 are surface relief type diffractive elements, they can be formed on one surface of a substrate such as a flat plate or a film, and are extremely inexpensive and easily provided with high precision. Mass production can be performed.
[0132]
(Twelfth embodiment)
In the light guide according to the present embodiment, in the above-described light guide, at least one of the input coupler 2 and the output coupler 4 is configured by a curved diffraction grating.
[0133]
Next, in the light guide of the present embodiment configured as described above, at least one of the input coupler 2 and the output coupler 4 is configured by a curved diffraction grating. When divergent light is incident, the light is diffracted as parallel light (or light having a different degree of divergence), and when parallel light is incident, the divergent light is diffracted.
[0134]
Therefore, it is extremely suitable as the incident coupler 2 for guiding the light from the light source 3 such as a point light source into the light guide main body 1 or as the emission coupler 4 for appropriately expanding and emitting the light inside the light guide main body 1. .
[0135]
Further, the way of spreading can be easily controlled by the shape of the curve.
[0136]
(Thirteenth embodiment)
The light guide according to the present embodiment is different from the above-described light guide in that the light guide body 1 side of the light source 3 for generating incident light is flattened as shown in the side view of FIG. The light source 3 is integrated with the light source 3 through close contact or an adhesive material.
[0137]
Next, in the light guide according to the present embodiment configured as described above, the light source 3 that generates the incident light has a flat light guide body 1 side, and the light guide body 1 and the light source 3 are further By integrating them through close contact or an adhesive material, light can be stably and efficiently introduced into the light guide main body 1 without misalignment.
[0138]
Further, when the light enters the light guide main body 1 from the light source 3, loss due to reflection or the like can be eliminated.
[0139]
Furthermore, a light guide in which such a light source 3 is integrated is extremely easy to handle.
[0140]
It is preferable to use materials having substantially the same refractive index as the light guide body 1, the light source 3, the adhesive, and the like for integration (in order to extremely reduce the reflectance at each interface).
[0141]
Further, since the thickness of the light guide body 1 can be reduced, a small light source such as an LED light source or a semiconductor laser is also used as the light source 3 so that the overall thickness of the flat light source can be reduced. It is possible to provide the light source 3 which is extremely small in volume.
[0142]
In particular, by employing the configuration shown in FIG. 12, the entire light source 3 can be made substantially flat.
[0143]
(14th embodiment)
FIG. 13 is a side view showing an example of the entire configuration of a display body in which a light guide according to the present embodiment and an LCD panel are combined, and the same parts as those in FIGS. 1 to 3 and FIGS. The description is omitted by attaching the reference numerals, and only different portions will be described here.
[0144]
That is, the light guide according to the present embodiment has a configuration in which the LCD panel 5 is arranged as a display element on the light exit surface of the light guide main body 1 as shown in FIG.
[0145]
Next, in the display of the present embodiment configured as described above, the LCD panel 5 as a display element is arranged on the light exit surface of the light guide main body 1, so that light can be used. A highly efficient, bright and thin display body can be realized.
[0146]
(Fifteenth embodiment)
In the display according to the present embodiment, in the display described above, the emission coupler 4 is arranged at a corresponding position on the light guide body 1 for each pixel of the LCD panel 5 as a display element.
[0147]
Next, in the display body of the present embodiment configured as described above, the emission coupler 4 is arranged at a corresponding position on the light guide body 1 for each pixel of the LCD panel 5 as a display element. With this configuration, since light is not emitted from the light guide to a region where light is blocked, such as a black matrix, the light use efficiency can be further improved.
[0148]
(Sixteenth embodiment)
In the display according to the present embodiment, in the above-described display, when the LCD panel 5 serving as a display element is a color LCD panel, each of the R, G, and B cells forming one pixel of the LCD panel 5 is provided. The emission coupler 4 is arranged at a corresponding position on the light guide body 1.
[0149]
Next, in the display of the present embodiment configured as described above, for each cell of each color of R, G, and B constituting one pixel of the LCD panel 5, the corresponding position on the light guide main body 1 is set. By arranging the emission coupler 4 in a region, light is not emitted from the light guide to a region where light is blocked, such as a black matrix, so that full-color display with further improved light use efficiency is performed. be able to.
[0150]
(Seventeenth embodiment)
In the display body according to the present embodiment, as shown in the side view of FIG. 14, the emission coupler 4 has a function of condensing emission light near the position of the LCD panel 5 as shown in the side view of FIG.
[0151]
Next, in the display body of the present embodiment configured as described above, the emission coupler 4 has a function of condensing the emitted light near the position of the LCD panel 5, so that the emitted light is Even if the LCD panel 5 and the light guide main body 1 are displaced within the size of the cell because the light is converged or narrowed to a state close to the light condensing in the cell of the panel 5, the light guide is Outgoing light continues to enter the cells of the LCD panel 5.
[0152]
Therefore, the allowable amount of the alignment error when the LCD panel 5 and the light guide are combined can be increased, and a bright display can be easily and stably manufactured.
[0153]
Further, the spread of light emitted from the cells of the LCD panel 5 can be controlled by the point of light collection, the size of the emission coupler 4, and the distance between the LCD panel 5 and the light guide, so that the observer can be brightened. The viewing zone to be observed can be arbitrarily formed.
[0154]
(Eighteenth Embodiment)
In the display according to the present embodiment, in the display described above, the emission coupler 4 has wavelength selectivity for emitting light of a specific wavelength.
[0155]
Next, in the display body of the present embodiment configured as described above, since the emission coupler 4 has a wavelength selectivity for emitting light of a specific wavelength, color display can be easily performed. Can be.
[0156]
In particular, at the time of full-color display, members such as color filters are not required, and a very efficient and bright display can be obtained.
[0157]
(Other embodiments)
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented in various modifications without departing from the spirit of the invention at the stage of implementation.
For example, in each of the above embodiments, the case where an LCD panel is used as a display element has been described. However, the present invention is not limited to this, and another display element may be used.
[0158]
In addition, the above embodiments may be implemented in appropriate combinations as much as possible. In such a case, the combined effects can be obtained.
[0159]
Furthermore, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent features.
For example, even if some components are deleted from all the components shown in each of the above embodiments, at least one of the problems described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and When (at least one of) the effects described in the effect column is obtained, a configuration from which this component is deleted can be extracted as an invention.
[0160]
【The invention's effect】
As described above, according to the light guide of the invention corresponding to claim 1, the incident light is introduced into the light guide main body, and the incident light is transmitted to the light guide in a plane parallel to the plane portion of the light guide main body. Since the incident coupler composed of the diffractive optical element having a function of converting the light into light to be guided inside the light guide main body while expanding is formed on a flat portion on the flat light guide main body, Light can be efficiently incident on the light guide main body, and the thickness of the light guide main body can be reduced.
Optically, the light can be uniformly spread by the function of the diffractive optical element. In particular, even when the size of the light source is small and the number thereof is small, the light can be uniformly guided.
[0161]
Further, according to the light guide of the invention corresponding to claim 2, since the incident light is introduced into the light guide main body at an angle equal to or larger than the critical angle by the incident coupler, the planar light guide is provided. It is possible to guide the light inside the main body extremely efficiently.
[0162]
Further, according to the light guide of the invention corresponding to claim 3 and claim 4, the emission coupler for emitting the light guided inside the light guide main body to the outside of the light guide main body is provided. Since a plurality of light guides are formed on the main body, light can be selectively and efficiently emitted from the inside of the planar light guide main body at the position where the emission coupler is arranged.
[0163]
On the other hand, according to the light guide of the invention corresponding to claim 5, the size of the exit coupler is small on the side close to the entrance coupler and increases as the distance from the entrance coupler increases. Therefore, it is possible to control the rate at which light is converted from light being guided to emitted light without largely changing the optical design of the emission coupler, so that light can be uniformly emitted from the planar light guide body. Becomes possible.
More specifically, by compensating the rate at which the light in the light guide gradually decreases in the light guide direction due to the divergence angle and emission by the size of the emission coupler, it can be easily realized. .
[0164]
Further, according to the light guide of the invention corresponding to claim 6, since the diffractive optical element constituting at least one of the incident coupler and the exit coupler is a surface relief type diffractive element, The light guide can be easily and inexpensively mass-produced by using the embossing technique or the like.
In particular, when the incident coupler and the exit coupler are both surface relief type diffraction elements, it is possible to form a light guide having all functions by a single molding.
[0165]
Further, according to the light guide of the invention corresponding to claim 7, the diffractive optical element constituting at least one of the incident coupler and the exit coupler is a kinoform or a blazed diffraction grating. In addition, it is possible to extremely increase the light use efficiency when light enters the light guide body or / and when light is emitted from the light guide body.
In particular, in the case of a kinoform, it can be flexibly applied to arbitrary light wavefront conversion, and in the case of a blazed diffraction grating, the optical function is simply designed by the grating interval and grating pattern. In addition, the fabrication is relatively easy, and it is possible to easily produce a high-precision optical element.
[0166]
Furthermore, according to the light guide of the invention corresponding to claim 8, since the diffractive optical element constituting at least one of the incident coupler and the exit coupler is a volume diffractive element, The light use efficiency can be made extremely high, and the incident angle dependency and wavelength selectivity of the volume diffractive element can block noise light and control the display color.
[0167]
On the other hand, according to the light guide of the invention corresponding to claim 9, at least one of the input coupler and the output coupler is configured as a transmission type diffraction element. Since the light source, the incident coupler, and the light guide main body are integrated on the incident surface, the alignment can be prevented from being shifted.
In addition, even when they are not integrated, they can be arranged close to each other, so that alignment errors are hardly affected, and simple assembly can be performed.
Further, since there is no need to provide a reflective layer or the like, the device can be manufactured with few steps.
[0168]
According to the light guide of the invention corresponding to claim 10, at least one of the incident coupler and the exit coupler is configured as a reflection type diffraction element. Since it is arranged on the surface opposite to the incident surface, a reflective layer or the like can be provided, light loss is extremely small, and high efficiency can be easily achieved.
In the case of a surface relief type diffractive element, the height of the structure can be made smaller than that of a transmissive type diffractive element, and the fabrication can be facilitated.
Further, in the case of a volume diffractive element, it is possible to selectively guide the wavelength by utilizing the wavelength selectivity.
[0169]
Furthermore, according to the light guide of the invention corresponding to claim 11, since the emission coupler is made of a light scattering element having a fine uneven structure on the surface, it can be easily manufactured, and can be manufactured uniformly. Scattering can be obtained.
In particular, when the incident coupler is a surface relief type diffraction element, it is possible to easily form a light guide having the functions of incidence and emission by duplicating the surface irregularities.
[0170]
On the other hand, according to the light guide of the invention corresponding to claim 12, the incident coupler is a reflection type diffraction element disposed on the surface of the light guide main body opposite to the light incident surface, and the incident coupler is disposed. Since the reflective layer is provided over almost the entire surface of the light guide body, light loss at the incident coupler is minimized, and light is emitted from the light guide body only on the surface without the reflective layer. Therefore, light loss in the entire light guide body is extremely small, and a highly efficient light guide can be easily obtained.
[0171]
Further, according to the light guide of the invention corresponding to claim 13, since a plurality of emission couplers are arranged on the plane portion of the light guide main body on which the incident coupler is arranged, the formation surface is a light guide. Only one surface of the body is required, and it can be easily manufactured.
In particular, when the input coupler and the output coupler are surface relief type diffraction elements, only one surface can be formed, and mass production can be performed extremely inexpensively and easily.
[0172]
Further, according to the light guide of the invention corresponding to claim 14, since at least one of the incident coupler and the exit coupler is constituted by a curved diffraction grating, divergent light is incident. Then, the light is diffracted as parallel light (or light having different degrees of divergence). When the parallel light enters, the divergent light is diffracted, so that light from a point light source or the like is introduced into the light guide body. It is suitable as an incident coupler for guiding or as an exit coupler for appropriately expanding and emitting light in the light guide body.
The shape of the curve makes it possible to easily control the spread.
[0173]
On the other hand, according to the light guide of the invention corresponding to claim 15, in the direction substantially orthogonal to the main light guide direction in a plane horizontal to the plane portion of the light guide main body, the light from the incident coupler to the inside of the light guide main body. Since the light is made to spread in a substantially uniform light intensity distribution at an angle of not less than 60 degrees and not more than 180 degrees, the light is within a plane in a direction substantially orthogonal to the main light guide direction of the light guide body. It is possible to spread light uniformly.
Further, by setting the angle of the incident light to preferably 90 degrees or more, the uniformity of the light to be guided is improved, and the non-uniform region of the light around the incident coupler can be narrowed.
[0174]
Further, according to the light guide of the invention corresponding to claim 16, in a plane substantially perpendicular to the plane portion of the light guide main body, the light is incident from the incident coupler into the light guide main body as substantially parallel light. Therefore, it is easy to control the emission light at the emission coupler, and it is possible to suppress the generation of unnecessary light and obtain the emission light having a preferable light amount distribution in a plane with high efficiency.
[0175]
Furthermore, according to the light guide of the invention corresponding to claim 17, since the thickness of the light guide body is set to 0.5 mm or less, the light guide is thin while the light use efficiency is high. An optical body can be realized.
In addition, it can be bent in the manufacturing process, can be easily manufactured, and an inexpensive product can be easily realized.
Furthermore, a flexible display can be formed by combining the light guide of the present invention as a light source with a display element such as a film LCD.
In particular, when the thickness of the light guide body is 0.2 mm or less, the light guide body can be easily manufactured with a manufacturing apparatus having a winding mechanism, and the mass productivity can be extremely high.
[0176]
Still further, according to the light guide of the invention corresponding to claim 18, the light guide main body side of the light source that generates the incident light is flattened, and the light guide main body and the light source are united through close contact or an adhesive material. Therefore, light can be stably and efficiently introduced into the light guide main body without any misalignment.
Further, it is possible to eliminate a loss due to reflection or the like when the light enters the light guide from the light source.
[0177]
On the other hand, according to the display body of the invention corresponding to claim 19, since a display element such as an LCD panel is arranged on the light emitting surface of the light guide, the light use efficiency is high, and the brightness is high. In addition, it is possible to realize a thin display body.
[0178]
According to the display body of the present invention, the emission coupler is arranged at a corresponding position on the light guide body for each pixel of a display element such as an LCD panel. Since light is not emitted from the light guide to a region where light is blocked, such as a matrix, light use efficiency can be further improved.
[0179]
Further, according to the display body of the invention corresponding to claim 21, each cell of each color of R, G, B constituting one pixel of a display element such as an LCD panel is located at a corresponding position on the light guide body. Since an emission coupler is arranged, light is not emitted from the light guide to areas where light is blocked, such as a black matrix, enabling full-color display with even higher light use efficiency. It becomes.
[0180]
Further, according to the display body of the invention corresponding to claim 22, since the emission coupler has a function of condensing the emitted light near the position of the display element such as the LCD panel, the emitted light is transmitted to the LCD panel or the like. Even if the display element such as an LCD panel and the light guide body are displaced within the size of the cell, the light is guided even if the display element is narrowed down to the condensed or near condensed state in the cell of the display element. The light emitted from the light body continues to enter the cells of the display element such as an LCD panel.
Thus, the allowable amount of alignment error when a display element such as an LCD panel and a light guide are combined can be increased, and a bright display can be easily manufactured.
Also, the spread of light emitted from the cells of the display element such as an LCD panel can be controlled by the distance between the light-condensing point and the size of the emission coupler, and the distance between the display element such as an LCD panel and the light guide. It is possible to arbitrarily form a viewing zone that can be observed brightly by a person.
[0181]
Furthermore, according to the display body of the invention corresponding to claim 23, since the emission coupler has a wavelength selectivity for emitting light of a specific wavelength, color display can be easily performed.
In particular, at the time of full-color display, members such as a color filter are not required, and a very efficient and bright display can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an overall configuration example of a light guide using an incident coupler according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view showing an overall configuration example of the light guide using the incident coupler according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view showing an overall configuration example of a light guide using the incident coupler according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing light intensity distributions before and after an incident coupler in the light guide according to the first embodiment.
FIG. 5 is a plan view showing another configuration example of the light guide using the incident coupler according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a plan view showing an overall configuration example of a light guide using a plurality of incident couplers and emission couplers according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a plan view showing an overall configuration example of a light guide using an entrance coupler and an exit coupler according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a plan view showing another configuration example of the light guide using the entrance coupler and the exit coupler according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a side view showing an overall configuration example of a light guide using an entrance coupler and an exit coupler according to fourth to eighth embodiments of the present invention.
FIG. 10 is a side view showing an example of the overall configuration of a light guide using an entrance coupler and an exit coupler according to the fourth to eighth embodiments of the present invention.
FIG. 11 is a side view showing an overall configuration example of a light guide using an entrance coupler and an exit coupler according to fourth to eighth embodiments of the present invention.
FIG. 12 is a side view showing an overall configuration example of a light guide using an incident coupler and an exit coupler according to fourth to eighth embodiments of the present invention.
FIG. 13 is a side view showing an example of the entire configuration of a display unit in which a light guide and an LCD panel are combined according to a fourteenth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a side view showing an example of the overall configuration of a display unit in which a light guide according to a seventeenth embodiment of the present invention and an LCD panel are combined.
[Explanation of symbols]
1. Light guide body
2 ... Injection coupler
3. Light source
4: Injection coupler
5 LCD panel.

Claims (23)

平面的に光を導光させる平面状の導光体において、
入射光を導光体本体の内部へ取り入れる入射カップラを、前記導光体本体上の平面部に少なくとも1個配置し、
前記入射カップラを、入射光を前記導光体本体の平面部に平行な面において光を拡げながら導光体本体内を導光する光に変換する機能を有する回折光学素子で構成するようにしたことを特徴とする導光体。
In a planar light guide that guides light in a plane,
At least one incident coupler for taking incident light into the interior of the light guide main body is disposed on a flat portion on the light guide main body,
The incident coupler is constituted by a diffractive optical element having a function of converting incident light into light to be guided inside the light guide body while spreading light on a plane parallel to the plane portion of the light guide body. A light guide, characterized in that:
前記請求項1に記載の導光体において、
前記入射カップラにより、入射光を導光体本体の内部へ臨界角以上の角度で取り入れるようにしたことを特徴とする導光体。
The light guide according to claim 1, wherein
A light guide, wherein incident light is introduced into the light guide body at an angle equal to or greater than the critical angle by the incident coupler.
前記請求項1または請求項2に記載の導光体において、
前記導光体本体の内部を導光する光を導光体本体の外へ射出する射出カップラを、前記導光体本体上に少なくとも1個配置するようにしたことを特徴とする導光体。
In the light guide according to claim 1 or 2,
A light guide, wherein at least one emission coupler for emitting light for guiding light inside the light guide body to the outside of the light guide body is disposed on the light guide body.
前記請求項3に記載の導光体において、
前記射出カップラを、回折光学素子で構成するようにしたことを特徴とする導光体。
The light guide according to claim 3, wherein
A light guide, wherein the emission coupler comprises a diffractive optical element.
前記請求項3または請求項4に記載の導光体において、
前記射出カップラの大きさを、前記入射カップラに近い側は小さくし、前記入射カップラから離れるにしたがって大きくなるようにしたことを特徴とする導光体。
In the light guide according to claim 3 or 4,
A light guide, wherein the size of the exit coupler is reduced on the side close to the incident coupler, and increases as the distance from the incident coupler increases.
前記請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の導光体において、
前記入射カップラまたは射出カップラのうちの少なくとも一方のカップラを構成する回折光学素子を、表面レリーフ型回折素子とするようにしたことを特徴とする導光体。
The light guide according to any one of claims 1 to 5,
A light guide, wherein a diffractive optical element constituting at least one of the incident coupler and the exit coupler is a surface relief type diffractive element.
前記請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の導光体において、
前記入射カップラまたは射出カップラのうちの少なくとも一方のカップラを構成する回折光学素子を、キノフォーム、もしくはブレーズド回折格子とするようにしたことを特徴とする導光体。
In the light guide according to any one of claims 1 to 6,
A light guide, wherein a diffractive optical element constituting at least one of the incident coupler and the exit coupler is a kinoform or a blazed diffraction grating.
前記請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の導光体において、
前記入射カップラまたは射出カップラのうちの少なくとも一方のカップラを構成する回折光学素子を、体積型回折素子とするようにしたことを特徴とする導光体。
The light guide according to any one of claims 1 to 5,
A light guide, wherein a diffractive optical element constituting at least one of the incident coupler and the exit coupler is a volume diffractive element.
前記請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の導光体において、
前記入射カップラまたは射出カップラのうちの少なくとも一方のカップラを、透過型回折素子とするようにしたことを特徴とする導光体。
The light guide according to any one of claims 1 to 8,
A light guide, wherein at least one of the incident coupler and the exit coupler is a transmission diffraction element.
前記請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の導光体において、
前記入射カップラまたは射出カップラのうちの少なくとも一方のカップラを、反射型回折素子とするようにしたことを特徴とする導光体。
The light guide according to any one of claims 1 to 8,
A light guide, wherein at least one of the incident coupler and the exit coupler is a reflection type diffraction element.
前記請求項3乃至請求項5のいずれか1項に記載の導光体において、
前記射出カップラを、表面が微少な凹凸構造の光散乱要素で構成するようにしたことを特徴とする導光体。
The light guide according to any one of claims 3 to 5,
A light guide, wherein the emission coupler is constituted by a light scattering element having a fine uneven structure on the surface.
前記請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載の導光体において、
前記入射カップラを、導光体本体の光入射面と対向する面に配置された反射型回折素子とし、
前記入射カップラが配置された導光体本体の平面部のほぼ全面に亘って反射層を備えるようにしたことを特徴とする導光体。
The light guide according to any one of claims 1 to 11,
The incident coupler, a reflection type diffraction element disposed on a surface facing the light incident surface of the light guide body,
A light guide, comprising a reflection layer over substantially the entire surface of a plane portion of the light guide body on which the incident coupler is disposed.
前記請求項1乃至請求項12のいずれか1項に記載の導光体において、
前記入射カップラが配置された導光体本体の平面部上に、前記射出カップラを複数個配置するようにしたことを特徴とする導光体。
The light guide according to any one of claims 1 to 12,
A light guide, wherein a plurality of the emission couplers are arranged on a plane portion of the light guide body on which the incident coupler is arranged.
前記請求項1乃至請求項13のいずれか1項に記載の導光体において、
前記入射カップラまたは射出カップラのうちの少なくとも一方のカップラを、曲線状の回折格子で構成するようにしたことを特徴とする導光体。
The light guide according to any one of claims 1 to 13,
A light guide, wherein at least one of the input coupler and the output coupler is constituted by a curved diffraction grating.
前記請求項1乃至請求項14のいずれか1項に記載の導光体において、
前記導光体本体の平面部と水平な面内における主導光方向に対してほぼ直交する方向において、前記入射カップラから導光体本体内へ入射光が60度以上かつ180度以下の角度でほぼ均一な光強度分布に拡がって入射するようにしたことを特徴とする導光体。
The light guide according to any one of claims 1 to 14,
In a direction substantially orthogonal to the main light guide direction in a plane parallel to the plane portion of the light guide body, incident light from the incident coupler into the light guide body is substantially at an angle of 60 degrees or more and 180 degrees or less. A light guide, wherein the light guide is made to spread and enter into a uniform light intensity distribution.
前記請求項1乃至請求項15のいずれか1項に記載の導光体において、
前記導光体本体の平面部とほぼ垂直な面内において、前記入射カップラから導光体本体内へ入射光がほぼ平行光状として入射するようにしたことを特徴とする導光体。
The light guide according to any one of claims 1 to 15,
A light guide, wherein incident light is incident on the light guide body from the incident coupler as substantially parallel light in a plane substantially perpendicular to a plane portion of the light guide body.
前記請求項1乃至請求項16のいずれか1項に記載の導光体において、
前記導光体本体の厚みを、0.5mm以下とするようにしたことを特徴とする導光体。
The light guide according to any one of claims 1 to 16,
A light guide, wherein the thickness of the light guide body is 0.5 mm or less.
前記請求項1乃至請求項17のいずれか1項に記載の導光体において、
入射光を発生する光源の導光体本体側を平坦とし、
前記導光体本体と光源とを、密着もしくは接着材料を介して一体とするようにしたことを特徴とする導光体。
The light guide according to any one of claims 1 to 17,
Flatten the light guide body side of the light source that generates the incident light,
The light guide, wherein the light guide body and the light source are integrated with each other through close contact or an adhesive material.
前記請求項1乃至請求項18のいずれか1項に記載の導光体の光射出面に、LCDパネル等の表示素子を配置して成ることを特徴とする表示体。A display body comprising a light guide according to any one of claims 1 to 18, wherein a display element such as an LCD panel is disposed on a light exit surface of the light guide. 前記請求項19に記載の表示体において、
LCDパネル等の表示素子の1画素毎に、前記導光体本体上の対応する位置に前記射出カップラを配置するようにしたことを特徴とする表示体。
20. The display according to claim 19,
A display body, wherein the emission coupler is arranged at a corresponding position on the light guide body for each pixel of a display element such as an LCD panel.
前記請求項19に記載の表示体において、
LCDパネル等の表示素子の1画素を構成するR,G,Bの各色のセル毎に、導光体本体上の対応する位置に前記射出カップラを配置するようにしたことを特徴とする表示体。
20. The display according to claim 19,
A display body characterized in that the emission coupler is arranged at a corresponding position on the light guide body for each cell of each color of R, G, and B constituting one pixel of a display element such as an LCD panel. .
前記請求項20または請求項21に記載の表示体において、
前記射出カップラが、LCDパネル等の表示素子位置近辺で射出光を集光する機能を有するようにしたことを特徴とする表示体。
In the display according to claim 20 or 21,
A display body, wherein the emission coupler has a function of condensing emission light near a position of a display element such as an LCD panel.
前記請求項19乃至請求項22のいずれか1項に記載の表示体において、
前記射出カップラが、特定波長の光を射出する波長選択性を有するようにしたことを特徴とする表示体。
The display according to any one of claims 19 to 22, wherein
A display body, wherein the emission coupler has a wavelength selectivity for emitting light of a specific wavelength.
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006114380A (en) * 2004-10-15 2006-04-27 Toppan Printing Co Ltd Light guide plate and backlight unit
JP2007149665A (en) * 2005-10-17 2007-06-14 Philips Lumileds Lightng Co Llc Lighting system using fluorescent material distant from light source
WO2008047442A1 (en) * 2006-10-20 2008-04-24 Miraial Co., Ltd. Surface light source device
JP2008257921A (en) * 2007-04-02 2008-10-23 Ritsumeikan Light guide plate having optical coupling part
JP2009054513A (en) * 2007-08-29 2009-03-12 Central Glass Co Ltd Linear light source
US8854732B2 (en) 2009-06-17 2014-10-07 Enplas Corporation Light-guiding substrate and optical system provided with same
JP2015043321A (en) * 2013-08-26 2015-03-05 アドヴァンスト オプトエレクトロニック テクノロジー インコーポレイテッドAdvanced Optoelectronic Technology Inc. Light emitting diode light source module
JP2016541100A (en) * 2013-12-20 2016-12-28 フィリップス ライティング ホールディング ビー ヴィ Light emitting device
KR20180048585A (en) * 2015-09-05 2018-05-10 레이아 인코포레이티드 Multi-colored grating - combined backlighting
JP2018529120A (en) * 2015-09-05 2018-10-04 レイア、インコーポレイテッドLeia Inc. Diffraction backlight display and system
CN113905873A (en) * 2019-05-03 2022-01-07 奥迪股份公司 3D printing device for photopolymerizing photosensitive synthetic resin by illumination pattern
WO2023155897A1 (en) * 2022-02-17 2023-08-24 联宝(合肥)电子科技有限公司 Light guide structure

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006114380A (en) * 2004-10-15 2006-04-27 Toppan Printing Co Ltd Light guide plate and backlight unit
JP2007149665A (en) * 2005-10-17 2007-06-14 Philips Lumileds Lightng Co Llc Lighting system using fluorescent material distant from light source
WO2008047442A1 (en) * 2006-10-20 2008-04-24 Miraial Co., Ltd. Surface light source device
JP2008257921A (en) * 2007-04-02 2008-10-23 Ritsumeikan Light guide plate having optical coupling part
JP2009054513A (en) * 2007-08-29 2009-03-12 Central Glass Co Ltd Linear light source
US8854732B2 (en) 2009-06-17 2014-10-07 Enplas Corporation Light-guiding substrate and optical system provided with same
JP2015043321A (en) * 2013-08-26 2015-03-05 アドヴァンスト オプトエレクトロニック テクノロジー インコーポレイテッドAdvanced Optoelectronic Technology Inc. Light emitting diode light source module
US10451793B2 (en) 2013-12-20 2019-10-22 Signify Holding B.V. Lighting device having plural light-sources and light guide with wavelength converting means and out coupling means
JP2016541100A (en) * 2013-12-20 2016-12-28 フィリップス ライティング ホールディング ビー ヴィ Light emitting device
KR20180048585A (en) * 2015-09-05 2018-05-10 레이아 인코포레이티드 Multi-colored grating - combined backlighting
JP2018529120A (en) * 2015-09-05 2018-10-04 レイア、インコーポレイテッドLeia Inc. Diffraction backlight display and system
JP2018535506A (en) * 2015-09-05 2018-11-29 レイア、インコーポレイテッドLeia Inc. Multicolor grid coupled back lighting
EP3345046A4 (en) * 2015-09-05 2019-04-10 LEIA Inc. POLYCHROMATIC BACKLIGHT WITH NETWORK COUPLING
US10698217B2 (en) 2015-09-05 2020-06-30 Leia Inc. Diffractive backlight display and system
KR102274749B1 (en) * 2015-09-05 2021-07-08 레이아 인코포레이티드 Multicolor grid-coupled backlighting
CN113905873A (en) * 2019-05-03 2022-01-07 奥迪股份公司 3D printing device for photopolymerizing photosensitive synthetic resin by illumination pattern
CN113905873B (en) * 2019-05-03 2023-08-29 奥迪股份公司 3D printing apparatus for photopolymerizing photosensitive synthetic resin by illumination pattern
US11833743B2 (en) 2019-05-03 2023-12-05 Audi Ag 3D printer for photopolymerizing a photosensitive plastic resin using a lighting pattern
WO2023155897A1 (en) * 2022-02-17 2023-08-24 联宝(合肥)电子科技有限公司 Light guide structure

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