[发明专利]光学器件

说明书

本发明提供以简单的结构实现均匀的光分布和充分的显示品质的光学器件。光学器件具有：导光层；第一光学功能层，其设置于所述导光层的第一主面和第二主面中的至少一方；光线控制构造，其在所述导光层的光入射侧的端部设置于所述第一光学功能层的与所述导光层相反侧的面，所述光线控制构造减少以低于临界角的角度从所述导光层的边缘向所述第一光学功能层入射的光。

技术领域

本发明涉及光学器件，尤其是涉及具有光导的光学器件。

背景技术

当前，用于约0.5～1m²(平方米)以上的大型光导和与其相关联的配光结构的生产工具的制造成本高，每一个母版制作工具项目(约1m²的表面覆盖)的费用超过容许水平。并且，若考虑到由模塑等引起的向光导的整个表面的图案形成和大量生产，则工艺的难度高。基于该理由，尚未实现用于实现更高的光功率、功耗的降低以及性能的提高的、高效率且高度的光学解决方案。

作为在光向光导内耦合时引起的基本问题之一，存在入射角小于介质的临界角时、即以不进行全反射的角度(外耦合的角度)入射时的光损失。以小于临界角的角度入射到光导与一个以上的粘接剂层之间的界面的光，不被设置于光导的光学控制结构控制。在该情况下，向光导内耦合的光的5～15％通过粘接层，但不希望产生这样的漏光。

作为光导的应用例，有向透明的照明器件的应用。透明的照明器件在一般照明、窗/门面的照明、反射型/透射型显示器的照明、街头的招牌、交通标志等多种产品中是重要的解决方案。用于实现透明解决方案的主要课题在于：(1)表面凸纹光学图案的开放结构、(2)配光的管理、(3)杂散光的控制、以及(4)高透明度。其中，(1)的使表面光学图案露出的开放结构具有产生污垢、物理性缺陷等的风险，因此，作为产业上的实际应用并不现实。关于(2)，根据光学要求和规格，要求不使用亮度增强膜等追加的光学片而对配光进行控制。在透明器件中，由于有可能因多余的片的插入而损害透明性，因此，期望高效的光提取结构。

关于(3)，在用于招牌(标牌)、伴随着视觉功能的显示器等的表面照明中，为了避免对比度的降低，必须使朝向视线方向的杂散光为最小限度。但是，光学图案自身成为由漏光和菲涅耳反射引起的杂散光的原因。非层压型的器件也在外表面产生菲涅耳杂散光。

关于(4)，光学透明度总是取决于光学图案的形状和特性、以及有无周围光的视野。光学图案越大，越容易看到，但即便是小的图案，在器件被照明时也能够视觉辨认。尤其是，在图案密度小时，形成在视角下产生杂散光的明亮的光点。

上述四个课题的一部分可以通过在保护罩的外表面设置防反射(AR)膜来解决，但并非全部被解决，根据应用的不同而不会成为可靠的解决方案。也提出有用于透明照明的空腔光学元件，但并未考虑用于确保最终的品质和性能的漏光(或杂散光)对策。

已知有出于抑制干涉条纹的目的，在背光的导光板的与入光部相反侧的端部设置光吸收层的结构(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-109104号公报

发明内容

发明要解决的课题

在由薄膜层叠体形成具有光导的光学器件的情况下，从光源向光学器件的边缘光耦合时在端面附近的漏光成为问题。特别是在光导的上表面或底面设置有折射率比导光体低的层的情况下，在端面的附近存在以低于临界角的角度向低折射率层入射的光线。这些光线不被设置于光学器件的用于导光和光提取控制的结构控制，而进入其它层，直接碰触显示面等，从而光量降低，光分布变得不均匀。不仅得不到均匀的照明，还由于光量不足而对比度降低，视觉辨认度、显示品质等降低。

本发明的目的在于提供以简单的结构实现均匀的光分布和充分的显示品质的光学器件。

用于解决课题的方案