JP2015060765A - Light guide film - Google Patents
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Abstract
【課題】出射面から出射される光の輝度や色度が、入射端面からの距離に対して大きく変化しない導光フィルムを提供する。【解決手段】導光フィルム５は、フィルムからなる基材層５１と、基材層５１の一方の面上の前面層５２と、基材層５１の他方の面上の背面層５３とを備える。背面層５３の表面に、基材層５１の一方の面に対して平行な平面部５３ａと基材層５１の一方の面及び入射端面５４に対して傾斜した傾斜部５３ｂとを複数配置することによって、基材層５１の他方の面から出射された光を反射するパターンを形成する。基材層５１の屈折率Ｎｃ，背面層５３の屈折率Ｎｂを、以下の条件式（１）を満足する値とする。Ｎｃ≰Ｎｂ ・・・（１）【選択図】図１Provided is a light guide film in which the luminance and chromaticity of light emitted from an emission surface do not change significantly with respect to the distance from an incident end surface. A light guide film includes a base layer made of a film, a front layer on one side of the base layer, and a back layer on the other side of the base layer. . A plurality of flat portions 53 a parallel to one surface of the base material layer 51 and a plurality of inclined portions 53 b inclined with respect to one surface of the base material layer 51 and the incident end surface 54 are disposed on the surface of the back layer 53. Thus, a pattern for reflecting the light emitted from the other surface of the base material layer 51 is formed. The refractive index Nc of the base material layer 51 and the refractive index Nb of the back surface layer 53 are set to values that satisfy the following conditional expression (1). Nc≰Nb (1) [Selection] Fig. 1
Description
本発明は、入射端面から導入した光を出射面から出射する導光フィルム、特に電子機器のバックライトの構成部品として用いられる導光フィルムに関する。 The present invention relates to a light guide film that emits light introduced from an incident end face from an exit surface, and more particularly to a light guide film used as a component of a backlight of an electronic device.
近年、携帯電話やパソコン等の電子機器の薄型化が進むに伴って、その電子機器が備えるバックライトの薄型化も要求されており、バックライトの構成部品である導光板も薄型化が要求されている。 In recent years, as electronic devices such as mobile phones and personal computers have been made thinner, there has been a demand for thinner backlights included in the electronic devices, and light guide plates that are components of the backlight have also been required to be thinner. ing.
そこで、バックライトの構成部品として、射出成形によって形成される樹脂製の導光板に代わり、フィルム基材の両面に樹脂製の薄膜層を形成した導光フィルムを用いて、バックライトの薄型化を実現する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。 Therefore, instead of a resin light guide plate formed by injection molding as a component of the backlight, a light guide film having a resin thin film layer formed on both sides of the film base is used to reduce the thickness of the backlight. A method for realizing this has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
しかし、従来の導光フィルムは、その入射端面からの距離に応じて出射面から出射される光の光量が大きく減少し、それに伴って、出射面から出射される光の輝度や色度が大きく変化してしまうという問題があった。 However, in the conventional light guide film, the amount of light emitted from the emission surface is greatly reduced according to the distance from the incident end surface, and accordingly, the luminance and chromaticity of the light emitted from the emission surface are increased. There was a problem of changing.
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、出射面から出射される光の輝度や色度が、入射端面からの距離に対して大きく変化しない導光フィルムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a light guide film in which the luminance and chromaticity of light emitted from an emission surface do not change greatly with respect to the distance from the incident end surface. To do.
上記目的を達成するために、本発明の導光フィルムは、フィルムからなる基材層と、基材層の一方の面を覆うように形成された前面層と、基材層の他方の面を覆うように形成された背面層とを備え、背面層の基材層側とは反対側の面に、基材層の一方の面に対して平行な平面部と基材層の一方の面及び入射端面に対して傾斜した傾斜部とを複数配置することによって、基材層の他方の面から出射された光を反射するパターンが形成され、基材層の屈折率Ｎｃと背面層の屈折率Ｎｂとが、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする。
Ｎｃ≦Ｎｂ ・・・（１）
In order to achieve the above object, a light guide film of the present invention comprises a base material layer comprising a film, a front layer formed so as to cover one surface of the base material layer, and the other surface of the base material layer. A back surface layer formed so as to cover, on a surface of the back layer opposite to the base material layer side, a plane portion parallel to one surface of the base material layer, one surface of the base material layer, and By arranging a plurality of inclined portions inclined with respect to the incident end surface, a pattern for reflecting light emitted from the other surface of the base material layer is formed, and the refractive index Nc of the base material layer and the refractive index of the back surface layer are formed. Nb satisfies the following conditional expression (1).
Nc ≦ Nb (1)
このように、本発明の導光フィルムでは、基材層と背面層の屈折率が条件式（１）を満足するように構成されているので、入射端面から導光フィルムに入射して基材層と背面層との境界に向かう光は、その境界を透過する。 Thus, in the light guide film of the present invention, since the refractive index of the base material layer and the back layer satisfies the conditional expression (1), the light enters the light guide film from the incident end face and the base material layer. Light traveling toward the boundary between the layer and the back layer is transmitted through the boundary.
基材層と背面層との境界を透過した光は、背面層の基材層とは反対側の面、すなわち、パターンが形成された背面層の表面（反射面）において反射される。 The light transmitted through the boundary between the base material layer and the back surface layer is reflected on the surface of the back surface layer opposite to the base material layer, that is, the surface of the back surface layer on which the pattern is formed (reflection surface).
入射端面から導光フィルムに入射して基材層と前面層との境界に向かう光や反射面において反射された光のうち、一部の光は、基材層と前面層との境界を透過し、前面層の表面（出射面）から出射される。その他の光は、基材層と前面層との境界や出射面において反射され、その後、反射面で反射される。 Of the light that is incident on the light guide film from the incident end face and travels toward the boundary between the base material layer and the front surface layer and is reflected on the reflective surface, a part of the light passes through the boundary between the base material layer and the front surface layer. Then, the light is emitted from the surface (outgoing surface) of the front layer. The other light is reflected at the boundary between the base material layer and the front layer and the emission surface, and then reflected by the reflection surface.
ところで、反射面のパターンには、平面部だけではなく傾斜部も設けられており、その傾斜部で反射された光は、基材層と前面層との境界に対する入射角が大きく変化する。 By the way, the pattern of the reflecting surface is provided with not only a flat portion but also an inclined portion, and the incident angle of the light reflected by the inclined portion with respect to the boundary between the base material layer and the front layer changes greatly.
そのため、一度、基材層と前面層との境界や出射面において反射された光も、傾斜部において反射されることで、基材層と前面層との境界を透過して出射面から出射されるようになる。すなわち、入射端面に近い位置では反射されてしまうような光であっても、反射を繰り返すことによって、入射端面からの距離が遠い位置では出射される。 Therefore, the light reflected once at the boundary between the base material layer and the front surface layer and the light exit surface is also reflected at the inclined portion, so that it passes through the boundary between the base material layer and the front surface layer and is emitted from the light output surface. Become so. That is, even light that is reflected at a position close to the incident end face is emitted at a position far from the incident end face by repeating reflection.
したがって、本発明の導光フィルムによれば、従来の導光フィルムよりも、入射端面からの距離に対する光量の減少が減るので、出射面から出射される光の輝度や色度が、入射端面からの距離に対して大きく変化しない。 Therefore, according to the light guide film of the present invention, since the decrease in the amount of light with respect to the distance from the incident end surface is reduced as compared with the conventional light guide film, the luminance and chromaticity of the light emitted from the exit surface is reduced from the incident end surface. The distance does not change greatly.
また、本発明の導光フィルムにおいては、基材層の屈折率Ｎｃと背面層の屈折率Ｎｂとが、以下の条件式（１−１）を満足することが好ましい。
Ｎｃ＝Ｎｂ ・・・（１−１）
Moreover, in the light guide film of this invention, it is preferable that the refractive index Nc of a base material layer and the refractive index Nb of a back surface layer satisfy the following conditional expressions (1-1).
Nc = Nb (1-1)
このように、基材層と背面層の屈折率を条件式（１−１）を満足する値に近づけるほど、すなわち、基材層と背面層の屈折率を同じ値に近づけるほど、背面層から基材層へ光が入射する際にそれらの境界において反射される光を減らすことができる、すなわち、背面層内で反射し続ける光を減らすことができるので、さらに光量の損失を減らすことができる。その結果、出射面から出射される光の輝度や色度の入射端面からの距離に対する変化を小さくすることができるようになる。 Thus, the closer the refractive index of the base material layer and the back surface layer is to a value satisfying the conditional expression (1-1), that is, the closer the refractive index of the base material layer and the back surface layer is to the same value, When light is incident on the substrate layer, the light reflected at the boundary between them can be reduced, that is, the light that continues to be reflected in the back layer can be reduced, so that the loss of light quantity can be further reduced. . As a result, it is possible to reduce changes in the luminance and chromaticity of light emitted from the emission surface with respect to the distance from the incident end surface.
また、本発明の導光フィルムにおいては、基材層の屈折率Ｎｃと前面層の屈折率Ｎｔとが、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
Ｎｃ＞Ｎｔ ・・・（２）
In the light guide film of the present invention, it is preferable that the refractive index Nc of the base material layer and the refractive index Nt of the front layer satisfy the following conditional expression (2).
Nc> Nt (2)
このように、条件式（２）を満足する、すなわち、基材層の屈折率を前面層の屈折率を超えるようにすれば、出射面で出射されずに反射された光が、前面層内で反射し続けることなく、基材層内に入射するようになるので、光量の損失を抑えることができる。その結果、さらに出射面から出射される光の輝度や色度の入射端面からの距離に対する変化を小さくすることができるようになる。 Thus, if the conditional expression (2) is satisfied, that is, if the refractive index of the base material layer exceeds the refractive index of the front layer, the light reflected without being emitted from the emission surface is reflected in the front layer. In this case, the light enters the base material layer without continuing to be reflected, so that loss of light quantity can be suppressed. As a result, it becomes possible to further reduce changes in the luminance and chromaticity of light emitted from the emission surface with respect to the distance from the incident end surface.
また、本発明の導光フィルムにおいては、前面層の基材層側とは反対側の面に、基材層の一方の面から出射された光の方向を制御して透過させるパターンが形成されたことを特徴とする導光フィルム。 Further, in the light guide film of the present invention, a pattern that controls and transmits the direction of light emitted from one surface of the base material layer is formed on the surface of the front layer opposite to the base material layer side. A light guide film characterized by that.
このように、前面層の表面（出射面）に、光の出射方向を制御するパターンを形成すれば、さらに出射面から出射される光の輝度や色度の入射端面からの距離に対する変化を小さくすることができるようになる。 In this way, if a pattern for controlling the light emission direction is formed on the surface (emission surface) of the front layer, the change in the luminance and chromaticity of the light emitted from the emission surface with respect to the distance from the incident end surface is further reduced. Will be able to.
以下、図１〜図８を参照して、本発明の導光フィルムの実施形態を説明する。 Hereinafter, with reference to FIGS. 1-8, embodiment of the light guide film of this invention is described.
まず、図１及び図２を参照して、本実施形態の導光フィルムを用いたバックライトを備える液晶表示装置の構成を説明する。 First, with reference to FIG.1 and FIG.2, the structure of a liquid crystal display device provided with the backlight using the light guide film of this embodiment is demonstrated.
図１に示すように、液晶表示装置１のバックライトのハウジング２は、前面部２１と背面部２２とを備えている。前面部２１には、周縁部２１ａに囲まれた開口部２１ｂが形成されている。 As shown in FIG. 1, the backlight housing 2 of the liquid crystal display device 1 includes a front surface portion 21 and a back surface portion 22. The front surface portion 21 is formed with an opening portion 21b surrounded by a peripheral edge portion 21a.
ハウジング２の内部には、周縁部２１ａと背面部２２との間に、フレキシブルプリント基板３（ＦＰＣ）が、ＦＰＣテープ３１により固定されている。フレキシブルプリント基板３の端子部（不図示）は、液晶表示装置１の制御回路基板（不図示）に接続されている。また、フレキシブルプリント基板３上には光源であるＬＥＤ４が実装されている。 Inside the housing 2, a flexible printed circuit board 3 (FPC) is fixed by an FPC tape 31 between the peripheral edge portion 21 a and the back surface portion 22. Terminal portions (not shown) of the flexible printed circuit board 3 are connected to a control circuit board (not shown) of the liquid crystal display device 1. An LED 4 that is a light source is mounted on the flexible printed circuit board 3.
ＬＥＤ４は、制御回路基板からフレキシブルプリント基板３を介して伝達された信号に従って発光する光源である。ＬＥＤ４の側方には、ＬＥＤ４が発した光を、導光し出射する導光フィルム５が配置されている。 The LED 4 is a light source that emits light according to a signal transmitted from the control circuit board via the flexible printed circuit board 3. A light guide film 5 that guides and emits light emitted from the LED 4 is disposed on the side of the LED 4.
導光フィルム５とハウジング２の背面部２２との間には、反射シート６が配置されている。また、ＬＥＤ４及び導光フィルム５とハウジング２の周縁部２１ａとの間には、遮光シート７が配置されている。反射シート６及び遮光シート７は、ＬＥＤ４や導光フィルム５から漏れ出た光を反射・遮断して、光量のロスや光漏れを低減させるためのものである。 A reflection sheet 6 is disposed between the light guide film 5 and the back surface portion 22 of the housing 2. A light shielding sheet 7 is disposed between the LED 4 and the light guide film 5 and the peripheral edge 21 a of the housing 2. The reflection sheet 6 and the light shielding sheet 7 are for reflecting / blocking light leaking from the LEDs 4 and the light guide film 5 to reduce light loss and light leakage.
また、導光フィルム５とハウジング２の開口部２１ｂとの間には、導光フィルム５側から順に、導光フィルム５側に微細な角錐を多数連ねることによってプリズム面８Ｐが形成されたプリズムシート８（図２（ａ）参照）と、反射型偏光性シート９とが配置されている。プリズムシート８及び反射型偏光性シート９は、導光フィルム５から出射された光を所定の方向へ向けるとともに、その光の輝度を上昇させるためのものである。 Also, a prism sheet in which a prism surface 8P is formed between a light guide film 5 and an opening 21b of the housing 2 by connecting a number of fine pyramids on the light guide film 5 side in order from the light guide film 5 side. 8 (see FIG. 2A) and a reflective polarizing sheet 9 are disposed. The prism sheet 8 and the reflective polarizing sheet 9 are for directing light emitted from the light guide film 5 in a predetermined direction and increasing the luminance of the light.
このように、バックライトは、ハウジング２、フレキシブルプリント基板３、ＬＥＤ４、導光フィルム５、反射シート６、遮光シート７、プリズムシート８、及び、反射型偏光性シート９を構成部品として構成されている。 As described above, the backlight includes the housing 2, the flexible printed board 3, the LED 4, the light guide film 5, the reflective sheet 6, the light shielding sheet 7, the prism sheet 8, and the reflective polarizing sheet 9 as components. Yes.
そして、液晶表示装置１は、このように構成されたバックライトの前面側に、液晶ディスプレイ１０（ＬＣＤ）がＬＣＤテープ１１によって固定されることによって構成されている。 The liquid crystal display device 1 is configured by fixing a liquid crystal display 10 (LCD) with an LCD tape 11 on the front side of the backlight thus configured.
次に、図１〜図８を参照して、バックライトに用いられている導光フィルム５について詳細に説明する。 Next, with reference to FIGS. 1-8, the light guide film 5 used for the backlight is demonstrated in detail.
まず、図１及び図２を参照して、導光フィルム５の形状について説明する。 First, with reference to FIG.1 and FIG.2, the shape of the light guide film 5 is demonstrated.
導光フィルム５は、図１に示すように、基材層５１と、導光フィルム５から光が出射される出射面側、すなわち、基材層５１の前面（一方の面）側を覆うように形成された前面層５２と、出射面とは反対側、すなわち、基材層５１の背面（他方の面）側を覆うように形成された背面層５３とを備えている。また、導光フィルム５のＬＥＤ４側の端面は、ＬＥＤ４からの光が入射する入射端面５４となっている。 As shown in FIG. 1, the light guide film 5 covers the base material layer 51 and the emission surface side from which light is emitted from the light guide film 5, that is, the front surface (one surface) side of the base material layer 51. And a back layer 53 formed so as to cover the side opposite to the emission surface, that is, the back surface (the other surface) side of the base material layer 51. Further, the end face on the LED 4 side of the light guide film 5 is an incident end face 54 on which light from the LED 4 is incident.
基材層５１は、透明なポリカーボネートにより形成されたフィルムである。 The base material layer 51 is a film formed of a transparent polycarbonate.
前面層５２は、基材層５１の前面側に、ＵＶ樹脂（紫外線硬化樹脂）により形成された薄膜である。前面層５２の表面、すなわち、出射面５２Ｏには、微細な突条５２ａを多数連ねることによって、基材層５１から出射された光を透過させる際に出射される光の方向を制御する微細なパターンが形成されている（図２（ａ）参照。）。また、前面層５２のＬＥＤ４側の端部は、導光フィルム５への入光効率を高めるために、入射端面５４側に向けて厚みが増すテーパーが形成されている。 The front layer 52 is a thin film formed of UV resin (ultraviolet curable resin) on the front side of the base material layer 51. The surface of the front layer 52, that is, the exit surface 52O, has a fine projection that controls the direction of light emitted when transmitting the light emitted from the base material layer 51 by connecting a large number of fine protrusions 52a. A pattern is formed (see FIG. 2A). In addition, the end of the front layer 52 on the LED 4 side is formed with a taper that increases in thickness toward the incident end face 54 side in order to increase the light incident efficiency into the light guide film 5.
背面層５３は、基材層５１の背面側に、ＵＶ樹脂（紫外線硬化樹脂）により形成された薄膜である。背面層５３の表面、すなわち、反射面５３Ｒには、基材層５１から出射された光を反射する微細なパターンが形成されている（図２（ｂ）参照。）。 The back layer 53 is a thin film formed of UV resin (ultraviolet curable resin) on the back side of the base material layer 51. A fine pattern that reflects the light emitted from the base material layer 51 is formed on the surface of the back layer 53, that is, the reflective surface 53R (see FIG. 2B).
背面層５３に形成されたパターンは、入射端面５４側から順に、基材層５１の前面に対して平行な平面部５３ａと基材層５１の前面及び入射端面５４に対して傾斜した傾斜部５３ｂとを交互に複数配置することで形成されている。すなわち、背面層５３の表面には、平面部５３ａと傾斜部５３ｂとによって、反射面５３Ｒが形成されている。 The pattern formed on the back surface layer 53 includes, in order from the incident end surface 54 side, a flat portion 53a parallel to the front surface of the base material layer 51 and an inclined portion 53b inclined with respect to the front surface of the base material layer 51 and the incident end surface 54. Are alternately arranged. That is, on the surface of the back layer 53, the reflecting surface 53R is formed by the flat portion 53a and the inclined portion 53b.
次に、図３及び図４を参照して、導光フィルム５の光学的な性質について説明する。なお、図３における背面層５３に形成されたパターンの大きさは、理解を容易にするために、実際の大きさよりも拡大して記載している。 Next, with reference to FIG.3 and FIG.4, the optical property of the light guide film 5 is demonstrated. Note that the size of the pattern formed on the back surface layer 53 in FIG. 3 is shown enlarged from the actual size for easy understanding.
本実施形態の導光フィルム５は、基材層５１の屈折率Ｎｃ，前面層５２の屈折率Ｎｔと背面層５３の屈折率Ｎｂとが、以下の条件式（１），（２）を満足するように構成されている。
Ｎｃ≦Ｎｂ ・・・（１）
Ｎｃ＞Ｎｔ ・・・（２）
In the light guide film 5 of the present embodiment, the refractive index Nc of the base layer 51, the refractive index Nt of the front layer 52, and the refractive index Nb of the back layer 53 satisfy the following conditional expressions (1) and (2). Is configured to do.
Nc ≦ Nb (1)
Nc> Nt (2)
そのため、入射端面５４から導光フィルム５に入射した光は、図３（ａ）に示すような光路を辿り、そのほとんどが出射面から出射されることになる。その結果、本実施形態の導光フィルム５では、光量の損失が減り、且つ、出射面から出射される光が均一であるので、出射面から出射される光の輝度や色度が、入射端面からの距離に対して大きく変化しない。 Therefore, the light incident on the light guide film 5 from the incident end face 54 follows an optical path as shown in FIG. 3A, and most of the light is emitted from the emission surface. As a result, in the light guide film 5 of the present embodiment, the loss of light amount is reduced and the light emitted from the emission surface is uniform, so that the luminance and chromaticity of the light emitted from the emission surface are reduced by the incident end surface. It does not change greatly with the distance from.
具体的には、入射端面５４から導光フィルム５に入射した光のうち、基材層５１と背面層５３との境界に向かう光は、その境界を透過した後、パターンが形成された背面層５３の表面（反射面５３Ｒ）において反射される。（図３（ａ）の光路ＬＰ１〜ＬＰ３参照。）。 Specifically, among the light incident on the light guide film 5 from the incident end face 54, the light traveling toward the boundary between the base material layer 51 and the back surface layer 53 is transmitted through the boundary, and then the back surface layer on which the pattern is formed. The light is reflected on the surface of 53 (reflection surface 53R). (See the optical paths LP1 to LP3 in FIG. 3A.)
そのようにして反射面において反射された光のうち、一部の光は、基材層５１と前面層５２との境界を透過し、前面層５２の表面（出射面５２Ｏ）から出射される（図３（ａ）の光路ＬＰ１参照。）。 Of the light thus reflected on the reflecting surface, a part of the light passes through the boundary between the base material layer 51 and the front layer 52 and is emitted from the surface of the front layer 52 (exit surface 52O) ( (See the optical path LP1 in FIG. 3A.)
一方、反射面５３Ｒにおいて反射された光のうち、その他の光は、基材層５１と前面層５２との境界や出射面５２Ｏにおいて反射され、その後、反射面５３Ｒで反射されることになる（図３（ａ）の光路ＬＰ２，ＬＰ３参照。）。 On the other hand, among the light reflected on the reflecting surface 53R, the other light is reflected on the boundary between the base material layer 51 and the front layer 52 and the emitting surface 52O, and then reflected on the reflecting surface 53R ( (See optical paths LP2 and LP3 in FIG. 3A.)
ところで、上記のように、反射面５３Ｒのパターンには、平面部５３ａだけではなく傾斜部５３ｂが設けられており、傾斜部５３ｂで反射された光は、基材層５１と前面層５２との境界に対する入射角が大きく変化する。そのため、一度、基材層５１と前面層５２との境界や出射面５２Ｏにおいて反射された光も、傾斜部５３ｂにおいて反射されることで、基材層５１と前面層５２との境界を透過して出射面５２Ｏから出射されるようになる（図３（ａ）の光路ＬＰ２，ＬＰ３参照。）。 Incidentally, as described above, the pattern of the reflective surface 53R is provided with the inclined portion 53b as well as the flat portion 53a, and the light reflected by the inclined portion 53b is transmitted between the base material layer 51 and the front layer 52. The incident angle with respect to the boundary changes greatly. Therefore, once the light reflected at the boundary between the base material layer 51 and the front surface layer 52 and the emission surface 52O is also reflected at the inclined portion 53b, the light passes through the boundary between the base material layer 51 and the front surface layer 52. The light is emitted from the emission surface 52O (see the optical paths LP2 and LP3 in FIG. 3A).
なお、入射端面５４から導光フィルム５に入射した光のうち、基材層５１と前面層５２との境界に向かう光も、基材層５１と背面層５３との境界に向かう光と同様に、反射・透過されて、出射面から出射される。 Of the light incident on the light guide film 5 from the incident end face 54, the light traveling toward the boundary between the base material layer 51 and the front layer 52 is the same as the light traveling toward the boundary between the base material layer 51 and the back surface layer 53. The light is reflected / transmitted and emitted from the emission surface.
仮に、基材層５１と背面層５３の屈折率が条件式（１）を満足するように構成しなかった場合（比較例１）、基材層５１と前面層５２との境界及び基材層５１と背面層５３との境界において反射された光は、その後も反射を繰り返し、導光フィルム５から出射されずに、基材層５１の内部を光ファイバーの内部のように伝播することになる（図３（ｂ）の光路ＬＰ４参照。）。 If the refractive index of the base material layer 51 and the back surface layer 53 is not configured to satisfy the conditional expression (1) (Comparative Example 1), the boundary between the base material layer 51 and the front surface layer 52 and the base material layer The light reflected at the boundary between 51 and the back layer 53 repeats reflection thereafter, and propagates through the base material layer 51 like an optical fiber without being emitted from the light guide film 5 ( (See the optical path LP4 in FIG. 3B.)
また、仮に、基材層５１と前面層５２の屈折率が条件式（２）を満足するように構成しなかった場合（比較例２）、出射面で出射されずに反射された光の一部が、前面層５２内で反射し続けてしまう（図３（ｃ）の光路ＬＰ５参照。）。 Also, if the refractive index of the base material layer 51 and the front layer 52 is not configured to satisfy the conditional expression (2) (Comparative Example 2), one of the light reflected without being emitted from the emission surface. The part continues to be reflected in the front layer 52 (see the optical path LP5 in FIG. 3C).
これらの光は、いずれも出射面から出射されることなく損失となってしまうのであり、境界への入射角が大きいほど、すなわち、入射端面５４からの距離が遠いほど発生しやすいものである。そして、これらの光は、導光フィルムの出射面から出射される光の輝度や色度の変化を抑えるためには、極力発生しないようにすべきものである。 All of these lights are lost without being emitted from the emission surface, and are more likely to be generated as the incident angle to the boundary is larger, that is, as the distance from the incident end surface 54 is longer. These lights should be prevented from being generated as much as possible in order to suppress changes in the brightness and chromaticity of the light emitted from the exit surface of the light guide film.
換言すれば、本実施形態の導光フィルム５は、比較例１や比較例２の導光フィルムとして示した従来の導光フィルムとは異なり、入射端面５４からの距離に対する光量の減少が少ない。そのため、本実施形態の導光フィルム５は、従来の導光フィルムに比べて、出射面５２Ｏから出射される光の輝度や色度が、入射端面５４からの距離に対して大きく変化しない。 In other words, the light guide film 5 of the present embodiment, unlike the conventional light guide film shown as the light guide film of the comparative example 1 or the comparative example 2, has a small decrease in light amount with respect to the distance from the incident end face 54. Therefore, in the light guide film 5 of the present embodiment, the luminance and chromaticity of the light emitted from the emission surface 52O do not change greatly with respect to the distance from the incident end surface 54, as compared with the conventional light guide film.
ここで、図４に、本実施形態の導光フィルム５である試料Ａ、条件式（１）を満足していない導光フィルムである試料Ｂ（参考例１）、及び、条件式（２）を満足していない導光フィルムである試料Ｃ（参考例２）について行った輝度及び色度についての測定実験の結果を示す。 Here, in FIG. 4, the sample A which is the light guide film 5 of the present embodiment, the sample B which is a light guide film which does not satisfy the conditional expression (1) (Reference Example 1), and the conditional expression (2) The result of the measurement experiment about the brightness | luminance and chromaticity which were performed about the sample C (reference example 2) which is a light guide film which is not satisfied is shown.
具体的は、基材層の屈折率Ｎｃ、前面層の屈折率Ｎｔ及び背面層の屈折率Ｎｂが、以下の表１に記載の通りの試料Ａ〜試料Ｃを作製し、各々の試料において、入射端面からの距離に対する輝度及び色度についての変化を測定した。 Specifically, the refractive index Nc of the base material layer, the refractive index Nt of the front layer, and the refractive index Nb of the back layer are prepared as Sample A to Sample C as shown in Table 1 below. Changes in luminance and chromaticity with respect to the distance from the incident end face were measured.
この図４における（ａ）は入射端面からの距離に対する輝度の変化を示すグラフ、（ｂ）は入射端面からの距離に対するｘ方向の色度の変化を示すグラフ、（ｃ）は入射端面からの距離に対するｙ方向の色度の変化を示すグラフである。なお、ｘ，ｙは、出射面５２Ｏ上の２次元座標軸である。 4A is a graph showing the change in luminance with respect to the distance from the incident end face, FIG. 4B is a graph showing the change in chromaticity in the x direction with respect to the distance from the incident end face, and FIG. It is a graph which shows the change of the chromaticity of the y direction with respect to distance. Note that x and y are two-dimensional coordinate axes on the emission surface 52O.
この図４の各グラフからも明らかなように、本実施形態の導光フィルム５（試料Ａ）は、条件式（１）や（２）を満足していない導光フィルム（試料Ｂ，試料Ｃ）に比べ、入射端面からの距離に対する出射される光の輝度や色度の変化が緩やかとなっている。 As is clear from each graph of FIG. 4, the light guide film 5 (sample A) of this embodiment is a light guide film (sample B, sample C) that does not satisfy the conditional expressions (1) and (2). ), The change in luminance and chromaticity of the emitted light with respect to the distance from the incident end surface is gentle.
次に、図５〜図８を参照して、導光フィルム５の機械的な性質について説明する。 Next, the mechanical properties of the light guide film 5 will be described with reference to FIGS.
図５に、本実施形態の導光フィルム５の材料及び比較試料について行った弾性係数測定試験の結果を示す。また、以下の表２に、各試料において測定された弾性係数試験の具体的な数値を示す。 In FIG. 5, the result of the elastic modulus measurement test done about the material of the light guide film 5 of this embodiment and a comparative sample is shown. Table 2 below shows specific numerical values of the elastic modulus test measured for each sample.
具体的には、前面層５２の材料であるＵＶ樹脂１、基材層５１の材料であるポリカーボネート、基材層の材料として使用が想定されるアクリル（比較材料）及び背面層５３の材料であるＵＶ樹脂２について試料を作製し、各々の試料において、弾性係数を測定した。 Specifically, it is the UV resin 1 that is the material of the front layer 52, the polycarbonate that is the material of the base layer 51, the acrylic (comparative material) that is assumed to be used as the material of the base layer, and the material of the back layer 53. Samples were prepared for the UV resin 2, and the elastic modulus was measured for each sample.
この図５におけるグラフや表１からも明らかなように、前面層５２の材料であるＵＶ樹脂１の弾性係数は、基材層５１の材料であるポリカーボネートの弾性係数（約２１２（Ｎ／ｍｍ２））や基材層の材料として使用が想定されるアクリルの弾性係数に比べ、半分以下の１００（Ｎ／ｍｍ２）よりも、さらに低い値（約２２（Ｎ／ｍｍ２））となっている。 As is clear from the graph in FIG. 5 and Table 1, the elastic modulus of the UV resin 1 that is the material of the front layer 52 is the elastic modulus (about 212 (N / mm 2) of the polycarbonate that is the material of the base layer 51. )) And an elastic modulus of acrylic assumed to be used as a material for the base material layer, which is a lower value (about 22 (N / mm 2 )) than 100 (N / mm 2 ), which is less than half. Yes.
一方、背面層５３の材料であるＵＶ樹脂２の弾性係数は、基材層５１の材料であるポリカーボネートの弾性係数や基材層の材料として使用が想定されるアクリルの弾性係数に比べ、非常に高い値となっている。 On the other hand, the elastic modulus of the UV resin 2 that is the material of the back layer 53 is much higher than the elastic modulus of polycarbonate that is the material of the base material layer 51 and the elastic modulus of acrylic that is assumed to be used as the material of the base material layer. High value.
図６に、本実施形態の導光フィルム５の材料及び比較試料について行った負荷除荷試験の結果を示す。また、図７に、その結果に基づいて算出した、本実施形態の導光フィルム５の材料及び比較材料についての復元率を示す。さらに、以下の表３に、各試料において測定された弾性仕事量、塑性仕事量、合計仕事量及び復元率の具体的な数値を示す。 In FIG. 6, the result of the load unloading test done about the material of the light guide film 5 of this embodiment and a comparative sample is shown. Moreover, the restoration rate about the material of the light guide film 5 of this embodiment and a comparison material which were computed based on the result in FIG. 7 is shown. Furthermore, the following Table 3 shows specific numerical values of the elastic work, plastic work, total work, and restoration rate measured in each sample.
具体的には、前面層５２の材料であるＵＶ樹脂１、基材層５１の材料であるポリカーボネート、基材層の材料として使用が想定されるアクリル（比較材料）及び背面層５３の材料であるＵＶ樹脂２について試料を作製し、各々の試料において、荷重を加える過程及び荷重を除く過程における押込み深さを測定した。その後、それらの実験結果に基づいて、各試料について復元率を算出した。 Specifically, it is the UV resin 1 that is the material of the front layer 52, the polycarbonate that is the material of the base layer 51, the acrylic (comparative material) that is assumed to be used as the material of the base layer, and the material of the back layer 53. Samples were prepared for the UV resin 2, and in each sample, the indentation depth was measured in the process of adding and removing the load. Thereafter, the restoration rate was calculated for each sample based on the experimental results.
なお、復元率とは、図８に示すように、例えば、比較材料であるアクリルの場合、負荷開始から加重ピークまでの仕事量である弾性仕事量Ｗｅを、荷重ピークから負荷が完全に解放されるまでの仕事量である塑性仕事量Ｗｒを用いて、以下の算出式（３）により求めることができる。
復元率（％）＝Ｗｅ／（Ｗｅ＋Ｗｒ）・・・（３）
As shown in FIG. 8, for example, in the case of acrylic as a comparative material, the restoration rate is the elastic work amount We that is the work amount from the load start to the load peak, and the load is completely released from the load peak. The following calculation formula (3) can be used using the plastic work amount Wr that is the work amount until
Restoration rate (%) = We / (We + Wr) (3)
この図７におけるグラフ表３からも明らかなように、前面層５２の材料であるＵＶ樹脂１の復元率は、基材層５１の材料であるポリカーボネートの復元率（約８２％）や基材層の材料として使用が想定されるアクリルの復元率に比べ、高い値となっている。 As is apparent from the graph 3 in FIG. 7, the restoration rate of the UV resin 1 that is the material of the front layer 52 is the restoration rate (about 82%) of the polycarbonate that is the material of the base layer 51 and the base layer. Compared to the restoration rate of acrylic, which is expected to be used as a material, the value is high.
一方、背面層５３の材料であるＵＶ樹脂２の復元率は、基材層５１の材料であるポリカーボネートの復元率よりも低い値となっているが、基材層の材料として使用が想定されるアクリルの復元率よりも、高い値となっている。 On the other hand, the restoration rate of the UV resin 2 that is the material of the back layer 53 is lower than the restoration rate of the polycarbonate that is the material of the base layer 51, but it is assumed to be used as the material of the base layer. It is higher than the restoration rate of acrylic.
このように、本実施形態の導光フィルム５では、基材層５１から出射された光の方向を制御して透過させるパターンが表面に形成された前面層５２の弾性係数はフィルムからなる基材層５１の弾性係数以下、前面層５２の復元率は基材層５１の復元率以上となるように構成している。すなわち、前面層５２が、基材層５１よりも柔らかく且つ復元しやすい材料により構成している。 As described above, in the light guide film 5 of the present embodiment, the elastic coefficient of the front layer 52 on which the pattern that controls the direction of light emitted from the base material layer 51 to transmit is formed on the surface is a base material made of a film. Below the elastic modulus of the layer 51, the restoration rate of the front layer 52 is configured to be greater than or equal to the restoration rate of the base material layer 51. That is, the front layer 52 is made of a material that is softer and more easily restored than the base material layer 51.
そのため、本実施形態の導光フィルム５は、前面層５２の表面側、すなわち、出射面５２Ｏ側から押圧力が加えられると、基材層５１が変形するよりも少ない荷重が加わった段階で、前面層５２が変形し始める。また、押圧力が加えられなくなると、基材層５１の形状が復元するよりも速い速度で前面層５２の形状が復元される。 Therefore, in the light guide film 5 of the present embodiment, when a pressing force is applied from the surface side of the front layer 52, that is, the emission surface 52O side, a load less than the deformation of the base material layer 51 is applied, The front layer 52 begins to deform. When the pressing force is no longer applied, the shape of the front layer 52 is restored at a faster rate than the shape of the base material layer 51 is restored.
したがって、本実施形態の導光フィルム５は、前面層５２の表面側、すなわち、出射面５２Ｏ側から押圧力が加えられた場合であっても、出射面５２Ｏは変形するだけであり、破損することがない。また、その後に押圧力が加えられなくなると速やかに復元されるので、光学特性に影響が出ることもない。 Therefore, the light guide film 5 of the present embodiment is only deformed and damaged even when a pressing force is applied from the front side of the front layer 52, that is, from the exit surface 52O side. There is nothing. Further, when the pressing force is no longer applied thereafter, it is quickly restored, so that the optical characteristics are not affected.
また、本実施形態の導光フィルム５は、背面層５３を基材層５１よりも硬い材料で形成しているので、導光フィルム全体が柔らかくなりすぎてしまうことがなく、生産性や加工性が低下してしまうこともない。 In the light guide film 5 of the present embodiment, since the back layer 53 is formed of a material harder than the base material layer 51, the entire light guide film does not become too soft, and productivity and workability are improved. Will not drop.
以上、図示の実施形態について説明したが、本発明はこのような形態に限られるものではない。 Although the illustrated embodiment has been described above, the present invention is not limited to such a form.
例えば、上記実施形態においては、本発明の導光フィルム５を構成部品としてバックライトを構成し、そのバックライトを液晶表示装置１に用いている。しかし、液晶表示装置のバックライト以外の面光源を有する照明装置に用いてもよい。 For example, in the above embodiment, a backlight is configured using the light guide film 5 of the present invention as a component, and the backlight is used in the liquid crystal display device 1. However, you may use for the illuminating device which has surface light sources other than the backlight of a liquid crystal display device.
また、上記実施形態においては、基材層５１を、透明度が高く、透過させる光の減衰が少ないポリカーボネートで形成している。しかし、要求される光学的な性質や機械的な性質を満たすものであれば、基材層を他の材料で形成してもよい。例えば、ポリカーボネートに代わり、アクリルや環状オレフィン系樹脂、シクロオレフィンポリマー等で形成してもよい。 Moreover, in the said embodiment, the base material layer 51 is formed with the polycarbonate with high transparency and little attenuation of the light to permeate | transmit. However, the base material layer may be formed of other materials as long as the required optical properties and mechanical properties are satisfied. For example, instead of polycarbonate, acrylic, cyclic olefin resin, cycloolefin polymer, or the like may be used.
また、上記実施形態においては、前面層５２及び背面層５３を、ＵＶ樹脂によって形成している。これは、ＵＶ樹脂を用いることによって、容易に所望のパターンを有する前面層及び背面層を基材層に形成することができるためである。しかし、前面層及び背面層を他の材料で形成してもよい。例えば、熱可塑性樹脂等で形成してもよい。 Moreover, in the said embodiment, the front layer 52 and the back layer 53 are formed with UV resin. This is because the front layer and the back layer having a desired pattern can be easily formed on the base material layer by using the UV resin. However, the front layer and the back layer may be formed of other materials. For example, you may form with a thermoplastic resin etc.
また、上記実施形態においては、光源であるＬＥＤ４からの光の導光フィルム５への入光効率を高めるために、前面層５２の端部は、入射端面５４側に向けて厚みが増すテーパーが形成されている。しかし、背面層にそのようなテーパーを形成してもよいし、前面層及び背面層の両方にテーパーを形成してもよい。逆に、前面層及び背面層のいずれにもテーパーを形成しなくてもよい。 Moreover, in the said embodiment, in order to improve the light-incidence efficiency of the light from LED4 which is a light source to the light guide film 5, the edge part of the front layer 52 has a taper which thickness increases toward the incident end surface 54 side. Is formed. However, such a taper may be formed in the back layer, or both the front layer and the back layer may be tapered. Conversely, it is not necessary to form a taper on either the front layer or the back layer.
また、上記実施形態においては、背面層５３に形成されたパターンは、入射端面５４側から順に、平面部５３ａと傾斜部５３ｂとが交互に配置されたものになっている。しかし、平面部及び傾斜部の配置関係は、光源からの光の出射角等の特性や導光フィルムを形成する素材の特性等に応じて、適宜変化させてもよい。 Moreover, in the said embodiment, the pattern formed in the back surface layer 53 becomes a thing by which the plane part 53a and the inclination part 53b are alternately arrange | positioned sequentially from the incident end surface 54 side. However, the arrangement relationship between the flat portion and the inclined portion may be appropriately changed according to characteristics such as an emission angle of light from the light source and characteristics of a material forming the light guide film.
また、上記実施形態においては、基材層５１の屈折率Ｎｃと背面層５３の屈折率Ｎｂが条件式（１）を満足するように構成されている。しかし、基材層の屈折率Ｎｃと背面層の屈折率Ｎｂとが以下の条件式（１−１）を満足する値に近づけるように構成すると、さらに好ましい。
Ｎｃ＝Ｎｂ ・・・（１−１）
Moreover, in the said embodiment, it is comprised so that the refractive index Nc of the base material layer 51 and the refractive index Nb of the back surface layer 53 may satisfy conditional expression (1). However, it is more preferable that the refractive index Nc of the base material layer and the refractive index Nb of the back surface layer are close to values that satisfy the following conditional expression (1-1).
Nc = Nb (1-1)
すなわち、基材層５１と背面層５３の屈折率を同じ値に近づけるほど、背面層５３から基材層５１へ光が入射する際に、それらの境界において反射される光を減らすことができる、すなわち、背面層内で反射し続ける光を減らすことができるので、さらに光量の損失を減らすことができる。 That is, the closer the refractive indexes of the base layer 51 and the back layer 53 are to the same value, the more light that is reflected at the boundary between the back layer 53 and the base layer 51 can be reduced. That is, since the light that continues to be reflected in the back layer can be reduced, the loss of the light amount can be further reduced.
また、上記実施形態においては、前面層５２の表面、すなわち、出射面５２Ｏに、基材層５１から出射された光の方向を制御する微細なパターンが形成されている。しかし、前面層を備えずに基材層にそのようなパターンを直接形成するようにしてもよいし、前面層にパターンを形成しなくてもよい。 Moreover, in the said embodiment, the fine pattern which controls the direction of the light radiate | emitted from the base material layer 51 is formed in the surface of the front layer 52, ie, the output surface 52O. However, such a pattern may be directly formed on the base material layer without providing the front layer, or the pattern may not be formed on the front layer.
１…液晶表示装置、２…ハウジング、２１…前面部、２１ａ…周縁部、２１ｂ…開口部、２２…背面部、３…フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）、３１…ＦＰＣ固定テープ、４…ＬＥＤ（光源）、５…導光フィルム、５１…基材層、５２…前面層、５２Ｏ…出射面、５３…背面層、５３ａ…平面部、５３ｂ…傾斜部、５３Ｒ…反射面、５４…入射端面、６…反射シート、７…遮光テープ、８…プリズムシート、８Ｐ…プリズム面、９…反射型偏光性シート、１０…液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、１１…ＬＣＤ固定テープ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal display device, 2 ... Housing, 21 ... Front part, 21a ... Peripheral part, 21b ... Opening part, 22 ... Back part, 3 ... Flexible printed circuit board (FPC), 31 ... FPC fixing tape, 4 ... LED (light source) 5) Light guide film, 51 ... Base layer, 52 ... Front layer, 52O ... Outgoing surface, 53 ... Back layer, 53a ... Planar portion, 53b ... Inclined portion, 53R ... Reflecting surface, 54 ... Incident end surface, 6 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Reflective sheet, 7 ... Shading tape, 8 ... Prism sheet, 8P ... Prism surface, 9 ... Reflective polarizing sheet, 10 ... Liquid crystal display (LCD), 11 ... LCD fixing tape.
Claims (4)
前記背面層の前記基材層側とは反対側の面に、前記基材層の前記一方の面に対して平行な平面部と前記基材層の前記一方の面及び入射端面に対して傾斜した傾斜部とを複数配置することによって、前記基材層の前記他方の面から出射された光を反射するパターンが形成され、
前記基材層の屈折率Ｎｃと前記背面層の屈折率Ｎｂとが、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする導光フィルム。
Ｎｃ≦Ｎｂ ・・・（１） A base material layer made of a film, a front layer formed so as to cover one surface of the base material layer, and a back layer formed so as to cover the other surface of the base material layer,
A plane portion parallel to the one surface of the base material layer and a surface of the back surface layer opposite to the base material layer side are inclined with respect to the one surface and the incident end surface of the base material layer. By arranging a plurality of inclined portions, a pattern that reflects light emitted from the other surface of the base material layer is formed,
The light guide film characterized in that the refractive index Nc of the base material layer and the refractive index Nb of the back layer satisfy the following conditional expression (1).
Nc ≦ Nb (1)
前記基材層の屈折率Ｎｃと前記背面層の屈折率Ｎｂとが、以下の条件式（１−１）を満足することを特徴とする導光フィルム。
Ｎｃ＝Ｎｂ ・・・（１−１） The light guide film according to claim 1,
The refractive index Nc of the said base material layer and the refractive index Nb of the said back surface layer satisfy the following conditional expressions (1-1), The light guide film characterized by the above-mentioned.
Nc = Nb (1-1)
前記基材層の屈折率Ｎｃと前記前面層の屈折率Ｎｔとが、以下の条件式（２）を満足することを特徴とする導光フィルム。
Ｎｃ＞Ｎｔ ・・・（２） The light guide film according to claim 1 or 2,
The light guide film characterized in that the refractive index Nc of the base material layer and the refractive index Nt of the front layer satisfy the following conditional expression (2).
Nc> Nt (2)
前記前面層の前記基材層側とは反対側の面に、前記基材層の前記一方の面から出射された光の方向を制御して透過させるパターンが形成されたことを特徴とする導光フィルム。 The light guide film according to any one of claims 1 to 3,
A pattern is formed on the surface of the front layer opposite to the base material layer side to control and transmit the light emitted from the one surface of the base material layer. Light film.
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