特許 7571355 導光板及び表示モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-15

(45)【発行日】2024-10-23

(54)【発明の名称】導光板及び表示モジュール

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20160101AFI20241016BHJP

   G02B 6/00 20060101ALI20241016BHJP

   G09F 13/18 20060101ALI20241016BHJP

【ＦＩ】

F21S2/00 433

G02B6/00 331

G09F13/18 N

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2020139080

(22)【出願日】2020-08-20

(65)【公開番号】P2021044235

(43)【公開日】2021-03-18

【審査請求日】2023-01-30

(31)【優先権主張番号】108132770

(32)【優先日】2019-09-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(73)【特許権者】

【識別番号】517364444

【氏名又は名称】誠屏科技股▲ふん▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】劉 勁谷

(72)【発明者】

【氏名】李 信宏

(72)【発明者】

【氏名】▲呉▼ 中豪

(72)【発明者】

【氏名】李 坤憲

【審査官】下原 浩嗣

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－０４７９０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１４９６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０９６５９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２１９３１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／１２９６４５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／０３３９９７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－０３５４２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３１８１１１６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１１－２３７６９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／０５６２９８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１１－１３４６５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５３１１４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０１４０５１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２２６９０１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｇ０２Ｂ ６／００

Ｇ０９Ｆ １３／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

導光板であって、
出光面、前記出光面に対向する底面、及び前記出光面と前記底面の間に接続された入光面を有する導光本体と、
前記底面に設置された複数個の反射微構造と、
前記出光面に設置されたヘイズ(haze)層とを含み、
前記ヘイズ層がヘイズ値を有し、かつ前記ヘイズ値が5%～15%であり、
前記複数個の反射微構造が反射パターンを構成するように配列され、かつ前記複数個の反射微構造が前記入光面からの光束を反射し、前記光束を前記出光面へ出光させ、前記反射微構造に反射された前記光束の一部は前記ヘイズ層を通るが、前記反射微構造に反射された前記光束の別の一部は前記ヘイズ層を通らない、導光板。

【請求項2】

前記ヘイズ層が複数個の拡散粒子を有するコーティング層、または前記出光面に貼り付けられたフィルム層である、請求項1に記載の導光板。

【請求項3】

前記ヘイズ層が複数個のヘイズ微構造を含む、請求項1に記載の導光板。

【請求項4】

前記導光板はさらに、前記出光面に設置された補助ヘイズ層を含み、
前記ヘイズ層と前記補助ヘイズ層が異なるヘイズ値を有する、請求項1に記載の導光板。

【請求項5】

前記ヘイズ層が前記出光面の一部領域を被覆する、請求項1に記載の導光板。

【請求項6】

前記ヘイズ層が前記複数個の反射微構造の少なくとも一部を被覆する、請求項5に記載の導光板。

【請求項7】

前記ヘイズ層が前記反射パターンのみに対応して設置されている、請求項1に記載の導光板。

【請求項8】

前記複数個の反射微構造はそれぞれ、前記底面が前記導光本体へ凹入したものである、請求項1に記載の導光板。

【請求項9】

さらに、前記入光面に設けられた複数個の入光微構造を含む、請求項1に記載の導光板。

【請求項10】

表示モジュールであって、導光板と光源を含み、
前記導光板は、
出光面、前記出光面に対向する底面、及び前記出光面と前記底面の間に接続された入光面を有する導光本体と、
前記底面に設置された複数個の反射微構造と、
前記出光面に設置されたヘイズ層とを含み、
前記ヘイズ層がヘイズ値を有し、かつ前記ヘイズ値が5%～15%であり、
前記複数個の反射微構造が反射パターンを構成するように配列され、かつ前記複数個の反射微構造が前記入光面からの光束を反射し、前記光束を前記出光面へ出光させ、前記反射微構造に反射された前記光束の一部は前記ヘイズ層を通るが、前記反射微構造に反射された前記光束の別の一部は前記ヘイズ層を通らず、
前記光源は前記入光面に対向して設置され、前記光束を提供する、表示モジュール。

【請求項11】

前記光源が第一発光素子及び第二発光素子を含み、
前記複数個の反射微構造の一部が前記第一発光素子によって出射された光束を反射し、前記複数個の反射微構造の別の一部が前記第二発光素子によって出射された光束を反射する、請求項10に記載の表示モジュール。

【請求項12】

前記表示モジュールが透明ディスプレイである、請求項10に記載の表示モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は導光板及び表示モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

今の発光イルミネーションボード製品は、例えばアクリル板である導光板の表面に、一つまたは複数のパターンに並べられた複数個の微構造を形成し、かつ、導光板の一方側に複数個の光源を配置し、光源の光束が導光板の中に伝達され、かつ微構造に反射されて出光することで、複数個の微構造の配列によって構成された一つまたは複数の発光パターンを表示するものである。

【0003】

しかし、微構造が光束を全反射する棒状構造を有するため、微構造に反射された光束は高い指向性を有し、例えば、反射された光束の垂直進行方向（例えば、導光板の出光面の法線方向）のみが変更され、水平進行方向（例えば、導光板の入光面の法線方向）が変更されない。一つの照明光源から複数個の微構造へ照射された光束は、微構造の位置が異なることにより、それぞれ異なる水平出光角度の光束になるため、鑑賞者が一つの固定位置で観察できるのは特定領域の微構造が一つの照明光源を反射した光束のみである。発光イルミネーションボードに複数個の照明光源が設置されていても、これらの照明光源が所定間隔で離間して配列されるため、鑑賞者が同じ位置からは一部の微構造に反射された光束しか見ることができず、本来なら全体的に見えるはず発光表示パターンが明暗交じりの非連続な発光表示パターンになる。また、微構造は全反射を利用して光束を反射するため、反射光束の垂直進行方向の角度がより一層制限され、観察者が場所を移動した後、発光パターンがはっきり見えなくなる。

【0004】

この「背景技術」は本発明内容の理解を促すことのみを目的とし、そのため、この「背景技術」に開示された内容には当業者に知られている従来技術を構成しないものが含まれている可能性がある。「背景技術」に開示された内容は、当該内容または本発明の一つ若しくは複数の実施例が解決しようとする課題が本発明の出願前に当業者に承知または把握されていたことを意味するものではない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、表示パターンが非連続になる現象を防ぎ、優れた表示品質を有する導光板及び表示モジュールを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のその他の目的と利点について、本発明が開示する技術特徴からさらに理解を深めることができる。

【0007】

前記一つ、一部または全ての目的及びその他の目的を達成するために、本発明が提供する導光板は、導光本体、複数個の反射微構造及びヘイズ（haze）層を含む。導光本体は出光面、出光面に対向する底面、及び出光面と底面の間に接続された入光面を有する。反射微構造は底面に設置され、かつ反射パターンをなすように配列されて、入光面からの光束を反射する。ヘイズ層は出光面に設置される。

【0008】

前記一つ、一部または全ての目的及びその他の目的を達成するために、本発明が提供する表示モジュールは光源と前記導光板を含む。光源は導光板の入光面に対向して設置される。

【0009】

本発明の一実施例において、ヘイズ層が複数個の拡散粒子を有するコーティング層、または出光面に貼り付けられたフィルム層である。

【0010】

本発明の一実施例において、ヘイズ層が複数個のヘイズ微構造を含む。

【0011】

本発明の一実施例の導光板はさらに、補助ヘイズ層を含んでもよい。ヘイズ層と補助ヘイズ層は異なるヘイズ度を有する。

【0012】

本発明の一実施例において、ヘイズ層が出光面の一部領域を被覆する。

【0013】

本発明の一実施例において、ヘイズ層が少なくとも一部の反射微構造を被覆する。

【0014】

本発明の一実施例において、ヘイズ層が反射パターンのみに対応して設置される。

【0015】

本発明の一実施例において、ヘイズ層が40%より小さいヘイズ度を有する。

【0016】

本発明の一実施例において、ヘイズ度が5%%～15%である。

【0017】

本発明の一実施例において、反射微構造はそれぞれ、底面から導光本体へ凹入したものである。

【0018】

本発明の一実施例の導光板はさらに、入光面に設置された複数個の入光微構造を含んでもよい。

【0019】

本発明の一実施例において、光源は第一発光素子及び第二発光素子を含む。複数個の反射微構造の一部が第一発光素子から出射された光束を反射し、別の一部が第二発光素子から出射された光束を反射する。

【0020】

本発明の一実施例において、表示モジュールは透明ディスプレイである。

【0021】

本発明の実施例は、導光板の出光面にヘイズ層が設置されているため、出光面から出射された高指向性の光束の出光角度を大きくすることができ、鑑賞者がどのように移動しても、連続した表示パターンが見える。

【0022】

本発明の前記及びその他の目的、特徴と利点をより明確に、かつ分かりやすく示すため、以下はその好ましい実施例を挙げて、かつ図面を参照しながら詳しく説明する。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1A】本発明の一実施例の表示モジュールの上面概略図である。

【図1B】図1AのA-A線に沿った断面概略図である。

【図2】本発明の別の実施例の導光板の断面概略図である。

【図3A】本発明のさらに別の実施例の導光板の断面概略図である。

【図3B】本発明のさらに別の実施例の導光板の断面概略図である。

【図4】本発明のさらに別の実施例の導光板の断面概略図である。

【図5A】本発明の別の実施例の表示モジュールの動作概略図である。

【図5B】本発明の別の実施例の表示モジュールの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

本発明の前記及びその他の技術内容、特徴と効果について、以下は図面を参照した好ましい実施例の詳細説明を通して明確に示す。以下の実施例において言及される方向用語、例えば、上、下、左、右、前及び後などは、図面を参照する方向のみである。従って、これらの方向用語は説明目的に用いられるものであり、本発明を制限するものではない。

【0025】

図1Aは本発明の一実施例の表示モジュールの上面概略図であり、図1Bは図1AのA-A線に沿った断面概略図である。図1Aと図1Bを参照すると、本実施例の表示モジュール10は光源100と導光板200を含み、光源100が光束Lを出射する。導光板200は導光本体210、複数個の反射微構造220及びヘイズ層230を含む。導光本体210は出光面211、出光面211に対向する底面212、及び出光面211と底面212の間に接続された入光面213を有し、入光面213で光束Lを受ける。反射微構造220は底面212に設置され、かつ反射パターンP1に配列され、反射微構造220が入光面213からの光束Lを反射する。ヘイズ層230は出光面211に設置される。これにより、表示モジュール10は反射パターンP1に対応した表示パターン（図示せず）を表示することができ、かつ、鑑賞者に表示パターンが連続である発光パターンを見せることができる。なお、図1Aにおいて反射パターンP1が矩形に示されているが、本発明はこれに限定されず、別の実施例において反射パターンP1が幾何パターン、文字、人形画像または各種のパターンであってもよく、鑑賞者に対応する幾何パターン、文字、人形画像または各種のパターンの表示パターンを見せることができる。光源100は導光板200の入光面213に対向して設置される。表示モジュール10は例えば透明ディスプレイであり、底面212の下方に背景パターンを設置し（図示せず）、表示モジュール10が発光パターンを表示する時に、選択により背景パターンも同時に見えるようにするか、または発光パターンのみが見えるようにすることができ、表示モジュール10が発光パターンを表示しない時に、表示モジュール10は略透明になり、背景パターンが見えるが、本発明はこれに限定されない。別の実施例において、表示モジュール10は透明ディスプレイであり、かつ背景パターンを設置しなくてもよい。即ち、鑑賞者からして表示モジュール10の反対側である他方側の景色を背景とし、表示発光パターンが表示される時に、選択により表示モジュール10の後ろの景色も同時に見えるようにするか、または発光パターンのみが見えるようにすることができ、表示モジュール10が発光パターンを表示しない時に、表示モジュール10が略透明になり、鑑賞者に表示モジュール10の後ろの景色がすべて見える。

【0026】

本実施例において、ヘイズ層230は複数個のヘイズ微構造231を含む。ヘイズ微構造231は、例えば、サンドプラスト、スクリーン印刷、インクジェット、エッチングなどの方法で、出光面211に形成することができる。ヘイズ微構造231は三角錐形、円形凸点、円形凹点、不規則な構造など異なる実施形態とすることができるが、これに限定されない。ヘイズ層230は40%より小さいヘイズ度を有する。好ましくは、ヘイズ層230のヘイズ度が5%～15%であり、これにより出光面211全体の出光輝度及び画面の鮮明度を維持する。

【0027】

本実施例において、各反射微構造220は底面212から導光本体210へ凹入した構造である。各反射微構造220は、例えば、三角柱体状の空洞であり、かつ入光面213に面した受光面221及び入光面213から離れている背光面222を有する構造であってもよい。背光面222と底面212が第一夾角θ1を成し、受光面221と底面212が第二夾角θ2を形成する。導光板200の屈折率が空気より大きいため、光束Lは出光面211と底面212の間に何回も全反射されながら、入光面213から離れる方向へ伝達される。反射微構造220は受光面221に照射された光束Lの反射方向を変えることができ、例えば、受光面221が傾斜角度（第二夾角θ2）を有し、入光面213からの光束Lが受光面221に照射された後、出光面211へ反射され、かつ、出光面211から出光する。好ましくは、受光面221が光束Lに対する反射は全反射であり、光漏れを防止し、及び光線利用率を高める。また、各反射微構造220の受光面221が底面212における縁線と入光面213が第三夾角θ3を形成する。第三夾角θ3は光束Lを適宜異なる方向へ反射させるが、受光面221が光線Lを全反射できる範囲内とする必要があり、例えば、第三夾角θ3は主に0度から35度の間にあり、導光板200の材料がアクリル（PMMA）である場合、第三夾角θ3を42度より小さくする必要がある。

【0028】

本実施例において、ヘイズ層230は出光面211の全面を被覆するものではなく、出光面211の一部領域、例えば少なくとも一部分の反射微構造220及び出光面211のその他の領域を被覆するが、これに限定されない。その他の図示されていない実施例において、必要に応じて、ヘイズ層230が出光面211を完全に被覆する構造、複数個の反射微構造220の少なくとも一部分のみを被覆する構造、反射微構造220のみをすべて被覆する構造、または反射パターンのみに対応して設置されるとしてもよい。

【0029】

なお、光束Lが導光本体210内に伝達される時に、その一部の光束Lは反射微構造220に反射された後、出光面211へ出光し、さらにヘイズ層230によって出光の角度範囲が拡散されるため、鑑賞者に連続した図像（例えば、発光パターン）を見せることができる。その他の一部の光束Lは底面212に全反射された後、出光面211から射出され、かつ、ヘイズ層230の影響により出光面211から出光するが、このように出光した光束Lは通常出光面211の法線Fとの夾角が比較的に大きいため、鑑賞者に見えない。さらに別の一部の光束Lは反射微構造220に反射され、ヘイズ層230を通らずに出光面211から出光するが、このように出光した光束Lはきらめく（光る）視角効果を有する。従って、表示モジュール10では、異なる表示効果のニーズに応じて、ヘイズ層230のパターンを設置することができる。

【0030】

本実施例の導光板200はさらに、入光面213に設置された複数個の入光微構造250を含むことができ、例えば、複数個の半円柱体または網点であるが、これに限定されない。入光微構造250は入光面213に照射された光束Lを分散させて、光束Lを導光本体210内に均等に拡散させることができる。

【0031】

本実施例において、導光板200の出光面211にヘイズ層230を設置することで、出光面211から出射される高指向性の光束Lの出光角度を拡大することができる。例えば、ヘイズ層230が出光面211を完全に被覆し、または反射微構造220のみを全てに被覆した実施例の場合、鑑賞者がどのように移動しても、連続した表示パターンを見ることができる。

【0032】

図2は本発明の別の実施例の導光板の断面概略図である。図2を参照すると、本実施例が図1Bの実施例と相違する点は、本実施例の導光板200aのヘイズ層230aが複数個の拡散粒子232を有するコーティング層、または出光面211に貼り付けられたフィルム層である。光束Lが出光面211から出光してヘイズ層230aに進入する時に、拡散粒子232が光束Lを散乱させて、出光角度を拡大することができる。

【0033】

図3Aは本発明の別の実施例の導光板の断面概略図である。図3Aを参照すると、本実施例は図2の実施例に類似するが、本実施例の導光板200bがさらにその出光面211に設置された補助ヘイズ層240aを含む点において相違し、補助ヘイズ層240aが出光面211におけるヘイズ層230a以外の領域に設置されてもよい。補助ヘイズ層240aはヘイズ層230aと異なるヘイズ度を有し、例えば、補助ヘイズ層240aはヘイズ層230aより低い密集度の拡散粒子232を有することで、ヘイズ層230aより低いヘイズ度となる。出光面211に配置された補助ヘイズ層240aはヘイズ層230aの輪廓を薄くする機能を有し、表示品質を向上させる。

【0034】

図3Bは本発明の別の実施例の導光板の断面概略図である。図3Bを参照すると、本実施例は図1Bの実施例に類似しており、かつ機能が図3Aの実施例と同じ。本実施例の導光板200cの補助ヘイズ層240bが図3Aの補助ヘイズ層240aと相違する点は、補助ヘイズ層240bが複数個のヘイズ微構造241を含むことである。ヘイズ微構造241の寸法がヘイズ微構造231と異なるため、補助ヘイズ層240bはヘイズ層230と異なるヘイズ度を有する。

【0035】

図4は本発明のさらに別の実施例の導光板の断面概略図である。図1Aと図4を参照すると、本実施例の導光板200dと図2の導光板200aは略同じであるが、本実施例のヘイズ層230bが複数個の反射微構造220が配列されてなる反射パターンP1のみに対応して設置される点において相違する。具体的に言うと、ヘイズ層230bのパターンは反射パターンP1と同じ、または反射パターンP1より少し大きく、かつ、直角投影方向において各反射微構造220を完全に被覆するが、これに限定されない。別の実施例において、ヘイズ層230bは複数個の反射微構造220の少なくとも一部分のみを被覆するとしてもよい。別の実施例において、ヘイズ層230bが複数個のヘイズエリアを含み、各ヘイズエリアがそれぞれ一つの反射微構造220に対応して設置され、または各ヘイズエリアが複数個の反射微構造220の少なくとも一部に対応して設置されてもよい。

【0036】

図5Aは本発明の別の実施例の表示モジュールの動作概略図である。図5Aを参照すると、本実施例の表示モジュール10aの導光板200eは単独に発光することが可能な複数の領域、例えば、領域R1と領域R2を含んでもよい。領域R1と領域R2それぞれに反射微構造220が設置されており、図5において、各領域に一つの反射微構造220が設置されたものを示しているが、これに限定されない。光源100は基板110と複数個の発光素子を含み、例えば、第一発光素子121及び第二発光素子122を含む。領域R1中の反射微構造220は第一発光素子121から出射された光束L1を反射し、領域R2中の反射微構造220は第二発光素子122から出射された光束L2を反射する。しかし、本発明はこれに限定されず、別の実施例において、第一発光素子121から出射された光束L1が領域R1と領域R2に入射し、第二発光素子122から出射された光束L2が領域R1と領域R2に入射してもよい。本実施例の反射微構造220が異なる発光素子に対応しているため、異なる発光素子の光束出射を制御してエリア分けて発光する効果を実現でき、ディスプレイのバックライト制御、または広告イルミネーションボードの対比強化に応用可能であり。

【0037】

本実施例の導光板200は出光面に同じくヘイズ層が設けられているため、任意の領域へ照射された光束、例えば、領域R1に照射された光束L1が領域R1に均等に出光し、領域R2に照射された光束L2が領域R2に均等に出光することができる。なお、本実施例の表示モジュール10aに前記何れの実施例のヘイズ層も応用可能であり、鑑賞者に各領域において連続した図像を見せる効果を達成する。

【0038】

図5Bは本発明の別の実施例の表示モジュールの概略図である。図5Bを参照すると、本実施例の表示モジュール10bと図5Aの相違点は、導光板の各発光領域が重なり合っており、例えば、領域R3が大きな領域であり、領域R4が領域R3内に位置する小さめの領域であり、領域R5の一部が領域R3と重なっている。図5Aの表示モジュール10aと同じく、本実施例の表示モジュール10bも異なる発光素子の出射光束を制御することで、エリア分けて発光する効果を達成し、鑑賞者に異なる画像を見せる。特に、本発明では光源を導光板200の一方側に設置しても、導光板200の両側に設置してもよい。これにより、異なる発光素子から出射される光束の方向をより簡単に制御し、及び反射微構造220の設置方向を設計することができる。

【0039】

本発明において導光板の出光面にヘイズ層が設置されているため、出光面から出射される高指向性の光束の出光角度を増大させ、鑑賞者に連続した表示パターンを見せることができる。

【0040】

以上は本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明の実施範囲を制限するものではない。即ち、本発明の請求の範囲及び発明内容を基に行われた簡単、等価の変更と修正はすべて本発明の範囲内に属する。また、本発明の任意の実施例または請求項は、必ずしも本発明のすべての目的または利点または特徴を達成するものとは限らない。さらに、要約書と発明の名称は特許検索に利用されるものであり、本発明の権利範囲を制限するものではない。また、請求の範囲で言及される「第一」、「第二」等の用語は素子（ｅｌｅｍｅｎｔ）の名称を示し、または異なる実施例及び範囲を区別するものであり、素子の数の上限または下限を制限するものではない。

【符号の説明】

【0041】

10、10a、10b 表示モジュール
100 光源
110 基板
121 第一発光素子
122 第二発光素子
200、200a、200b、200c、200d、200e 導光板
210 導光本体
211 出光面
212 底面
213 入光面
220 反射微構造
221 受光面
222 背光面
230、230a、230b ヘイズ層
231、241 ヘイズ微構造
232 拡散粒子
240a、240b 補助ヘイズ層
250 入光微構造
F 法線
L、L1、L2 光束
P1 反射パターン
R1、R2、R3、R4、R5 領域
θ1 第一夾角
θ2 第二夾角
θ3 第三夾角

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5A】

【図5B】