成形複屈折反射偏光子を含むバックライト
【課題】成形複屈折反射偏光子を含むバックライトを提供する。
【解決手段】バックライトユニットは、
（１）光源と、
（２）光源の方に入射面を有し、かつ屈折率ｎＬＧＰを有する導光板（ＬＧＰ）と、
（３）ＬＧＰと光学的に接触する成形複屈折を有する反射偏光子であって、少なくとも１つの反射偏光子の光入射角θａで、５５０ｎｍの波長の光に対して、一方の偏光状態でＲ０＞０．８となり、かつ直交する偏光状態でＴ９０＞０．８となるように選択される反射偏光子のパラメータを有する層を含む反射偏光子とを備える。
【解決手段】バックライトユニットは、
（１）光源と、
（２）光源の方に入射面を有し、かつ屈折率ｎＬＧＰを有する導光板（ＬＧＰ）と、
（３）ＬＧＰと光学的に接触する成形複屈折を有する反射偏光子であって、少なくとも１つの反射偏光子の光入射角θａで、５５０ｎｍの波長の光に対して、一方の偏光状態でＲ０＞０．８となり、かつ直交する偏光状態でＴ９０＞０．８となるように選択される反射偏光子のパラメータを有する層を含む反射偏光子とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概してディスプレイ照明に関し、より詳細には、大きい入射角を有する光に使用するための成形複屈折に基づく反射偏光子を用いるバックライトユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、様々なディスプレイ装置に広く使用されており、多くのディスプレイ用途向けのより一般的な陰極線管（ＣＲＴ）モニタと遜色なく競合する。しかしながら、直視型ＬＣＤは、解像度、速度および全体的な性能が絶えず良くなっている一方で、ディスプレイの明るさがＣＲＴと比較したときにいまだに満足のいかないことがある。この欠点は、より大きい視野角で特に顕著である。
【０００３】
明るさを制限するというＬＣＤディスプレイに固有の問題は、偏光依存と関係する。典型的な用途では、ＬＣＤ装置自体が、光源から放出された非偏光の光の半分を吸収する一対の吸収偏光子を有する。したがって、より明るい光源が設けられた場合でも、この光のかなりの部分が依然として廃棄される。
【０００４】
この問題に対する１つの解決法が、例えばミネソタ州セントポールの３Ｍ社によって製造されているＶｉｋｕｉｔｉ（商標）デュアル輝度増強フィルムまたはユタ州オレムのＭｏｘｔｅｋ社（ユタ州オレム）から入手可能なワイヤグリッド偏光子などの反射偏光子を使用することである。これらの装置は、ＬＣＤにとって望ましい偏光を有する光だけを透過し、直交偏光の光を反射し、その光は、照明構成要素によって再配向されて最終的に使用される。
【０００５】
反射偏光子は、光の一部、特に反射偏光子に対する垂線に近い入射角の光に対してうまく機能する。しかしながら、垂線からそれる角度で入射する光、すなわち大角度の光は、有効に使用されていない。この効率の悪さは、光のいくらかの意図的な散乱が導光板（ＬＧＰ）の中で典型的に行われるので、改善することが困難である。印刷ドットまたはエッチングパターンなどの散乱要素は、従来のバックライトシステムにおいて光を均一にするために大抵必要である。したがって、均一化要素および偏光要素は、相反する目的で機能する傾向があり、適切な明るさと許容できる均一性の両方を達成するためには、ある程度の妥協を必要とする。
【０００６】
反射偏光子または偏光ビームスプリッタを使用する１つの手法は、Ｌｉらの米国特許第６，２８５，４２３号に開示されているように、この偏光構成要素を、散乱要素のない導光板の底面に配置する（Ｌｉらの米国特許第６，２８５，４２３号の図１ａの符号２０を参照）。このタイプの配置では、反射偏光子を透過する光が垂線に近い角度で出力される照明として方向転換される。反射偏光子によって反射された光は、この光の少なくとも一部の偏光を変えるために偏光変換器に向けられ、最終的な出力のために方向転換する。
【０００７】
反射偏光子を使用する代替手法は、Ｓａｃｃｏｍａｎｎｏの米国特許第６，４４３，５８５号に開示されているように、この要素を、散乱要素のない導光板の上面に配置する（Ｓａｃｃｏｍａｎｎｏの米国特許第６，４４３，５８５号の図１の符号８を参照）。この手法は、散乱の損失が低減されることによって、より高い光取り出し効率を一般に提供するが、満足のいく偏光効果は提供しない。
【０００８】
Ｌｉらの米国特許第６，２８５，４２３号とＳａｃｃｏｍａｎｎｏの米国特許第６，４４３，５８５号の両手法を用いて経験した反射偏光子の使用に関する問題を理解するためには、偏光が照明システムの導光板の中でどのように処理されるのかを観察することが有用である。これを行うために、本開示の図１の概略図を、Ｌｉらの米国特許第６，２８５，４２３号開示の図１ＡおよびＳａｃｃｏｍａｎｎｏの米国特許第６，４４３，５８５号開示の図１と比較する。光線１０が、導光板１２の入射平面に配置された光源１４から放出される。入射平面での入射角がθｉであり、θｉは、最も一般的な場合に０〜９０°である。次いで、光線１０は、導光板１２内で結合されて、反射偏光子２０に入射する。偏光状態は、標準的な概略表記法を用いて表されている。すなわち、Ｓ偏光が光線に沿って大きな点で表され、Ｐ偏光が光線と直交する線で示されている。導光板１２の表面でＴＩＲを無効にするための３つの光取り出し構造２５が示されており、バックライト照明技術分野でよく知られているいくつかの異なるフィルムまたは構造が、この目的のために利用され得る。４分の１波長フィルムまたは４分の１波長板などの偏光変換器が、底面１８または端面１９あるいは底面１８と端面１９の両面に位置している。
【０００９】
従来の反射偏光子２０の詳細な説明は、Ｌｉらの米国特許第６，２８５，４２３号開示に見ることができる。簡単に言うと、慣例によれば、反射偏光子２０は、米国特許第６，２８５，４２３号の図８ｃ、図１０ｃおよび図１２ｃに示されているように、（１）ポリカーボネート基体上に堆積された１．３８／２．３５誘電体層のスタック、（２）基体上の金属層／誘電体層のスタック、（３）２つの基体の間に挟まれた液晶材料などの複屈折材料の層または（４）複屈折材料と等方性材料の混合物を有する延伸プラスチックフィルムを含むいくつかの可能な構造を有することができる。しかしながら、偏光効果は、光が装置の限られた受光角の範囲内にあるときのみ達成されることが強調されなければならない。Ｌｉらの米国特許第６，２８５，４２３号開示に示されている構成によれば、受光角（Ｌｉらの第６，２８５，４２３号特許では入射角と称されている）の範囲は、６９°〜７９°（Ｌｉらの第６，２８５，４２３号特許の図９を参照）、６２°〜８２°（Ｌｉらの第６，２８５，４２３号特許の図１１を参照）または７０°〜８４°（‘Ｌｉらの第６，２８５，４２３号特許の図１３を参照）のいずれかである。
【００１０】
角度θＴＩＲに関して、以下の条件が満たされたときに、反射偏光子は、一方の偏光を透過させ、他方の偏光を全内部反射（ＴＩＲ）によって反射し、そのときに、導光板内に閉じ込められたすべての光の２つの偏光状態を分離する。
【数１】
式中、ｎＬＧＰは導光板の基体の屈折率であり、ｎｏは異常屈折率であり、ｎｅは正常屈折率である。
【００１１】
Ｌｉらの米国特許第６，２８５，４２３号開示で使用されている従来の手法に固有の光入射角に関する制限についてより良く理解するためには、反射偏光子２０が異常屈折率ｎｅおよび正常屈折率ｎｏを有する複屈折材料の層である場合の事例をより詳しく見ることが特に有益である。この特定の事例では、ｎｅの方向が光源１４と平行であるか、または図１Ａに示されている入射面に対して垂直である。例としてＬｉらの米国特許第６，２８５，４２３号で使用されている以下の値を使用する。
ｎｅ＝ｎＬＧＰ＝１．５８９および
ｎｏ＝１．５
【００１２】
導光板に閉じこめられた光は受光角θａを有し、受光角θａは以下のように境界される。
【数２】
すなわち、屈折率ｎＬＧＰ＝１．５８９を有する基体の場合、
５１°≦θａ＜９０°
である。したがって、５１〜９０度の光は、導光板の受光角の範囲内である。
【００１３】
しかしながら、良好な偏光分離は、全内部反射がある場合にしか、すなわち、
【数３】
よりも大きい入射角を有する光に対してしかもたらされない。従来の導光板では、この低い境界は、ｎｏ＝１．５およびｎＬＧＰ＝１．５８９の場合に７１°である。これは、Ｌｉらの第６，２８５，４２３号特許に開示されている教示によれば、反射偏光子２０が５１°〜７１°の入射角を有する光に対して満足のいく偏光分離効果をもたらさないことを意味する。７１〜９０度の範囲にある光に対してのみ、許容できる偏光分離がもたらされる。
【００１４】
表１ならびに添付の図１Ｂ、図１Ｃおよび図１Ｄの比較例は、反射偏光子構造に関する従来の手法、例えばＬｉらの米国特許第６，２８５，４２３号開示に記載されている手法の欠点を示す（Ｌｉらの米国特許第６，２８５，４２３号の第８欄、６６〜６７行を参照）。これらの例は、ｎＬＧＰ＝１．５８９を有するポリカーボネート基体を示す。図１Ｂ〜図１Ｄでは、様々な受光角θａでのＳ偏光（入射平面に対して垂直に偏光され、図１Ａにおいて円で示されている）の光の透過率の値が曲線Ｔ９０（黒四角）で与えられる。直交する偏光、すなわちＰ偏光（入射平面と平行に偏光され、図１Ａにおいて線で示されている）の反射率が曲線Ｒ０（白三角）で与えられる。図１Ｂにおいて破線枠Ｑで示されているように、５１〜９０度の範囲での光の良好な分離が導光板からの光の偏光に好ましい。光分離は、Ｔ９０の値とＲ０の値がともに約０．８を上回ったときに、４：１またはそれ以上の偏光分離が達成されたことを示すので、許容できると考えられる。
【００１５】
表１では、屈折率ｎＬＧＰ、ｎｅおよびｎｏに関して、例示的値が与えられている。深さＤは、複屈折偏光材料の厚さである。全体的な性能のために特に重要なのが、重なり角の範囲と最右列に与えられている有効受光角θａの範囲である。
【００１６】
表に示されかつ本開示の説明に使用されている８９度の値は、限界として９０度に近づく可能性があるが９０度未満である受光角θａの角度の値を表すために使用されていることに留意されたい。
【００１７】
深さＤ＝５μｍを有する図１Ｂの例では、重なり角θが７１°〜８９°であり、これは、所望の５１〜９０度の範囲の約半分である。５１°〜７１°の光は、十分に偏光されていない。図１Ｃの例は、非常に低い正常屈折率ｎｏ＝１．３８９を有する複屈折層を使用することによって、少なくともいくらかの改善を示している。しかしながら、これは、ｎｅ＝１．５８９を所与として、０．２という非常に大きい複屈折をもたらす理論的材料である。ｎｅ＝１．５８９を所与として、シート状反射偏光子用にこの値の複屈折を有する使用可能な材料を見いだすことは稀であろう。しかしながら、そのような材料が使用可能な場合でも、重なり角θａは６１°〜８９°しかなく、これは、まだ所望の範囲には及ばない。
【００１８】
図１Ｄの例は、図１Ｃの例の理論的材料を使用し、かつ複屈折層の深さＤをＤ＝０．５μｍに変えることによって、所望の性能にほんの少しだけ近づいている。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【特許文献１】米国特許第６，２８５，４２３号
【特許文献２】米国特許第６，４４３，５８５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
図１Ｂ〜図１Ｄの比較例が示すように、この制限を改善するための従来の解決法は、光学材料自体の物理的特性によって著しく妨げられる。例えば、７１〜９０度までの機能的なθａの範囲におけるこの制約は、十分に大きい複屈折を有する複屈折材料が使用されれば、いくぶん緩和されるであろう。例えば、０．３５より大きい複屈折は、この問題を軽減するであろう。
【００２２】
しかしながら、大きい複屈折と他の望ましい特性とを有する材料は、容易に入手できないか、反射偏光子用に使用できないか、あるいは存在さえしない可能性がある。導光板１２は、より大きい異常屈折率ｎｅおよび正常屈折率ｎｏと実質的に同等の屈折率ｎＬＧＰを有していなければならない。より小さい異常屈折率ｎｅおよび正常屈折率ｎｏは、通常１．０５よりも大きく、そしてそれは、導光板が比較的大きい屈折率ｎＬＧＰ、例えば、１．５８９というポリカーボネートの屈折率ｎＬＧＰを有していなければならないことを意味する。しかしながら、これは、最も一般的に使用されている導光板が約１．４９の屈折率を有するポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）で製作されているので、望ましくないかまたは実行不可能である。したがって、高レベルの複屈折を使用する解決法は、誘電性材料自体の特性に制約される。
【００２３】
明らかに、光源１４（図１Ａ）から入射する光のかなりの部分は、Ｌｉらによって説明され、かつ米国特許第６，２８５，４２３号開示の図１に示されている反射偏光子解決法が用いられたときに、使用されない。さらに、この種の従来の解決法では、θａが５１〜９０度の範囲にある光が利用可能であるが、許容できる偏光分離は、７１〜９０度の範囲にある光に対してしかもたらされない。導光板に最も一般的に使用されている材料では、導光板の内部で光の角度θａの全範囲にわたって機能する反射偏光子に関する適切な解決法がまだ提供されていない。従来の手法を用いてこの問題を軽減しようとする試みは、光学材料自体の制限によって妨げられている。したがって、従来の反射偏光子技術を用いたときに許容されるよりも広い入射角の範囲にわたって偏光をもたらす照明解決法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明は、
（１）光源と、
（２）前記光源の方に入射面を有し、かつ屈折率ｎＬＧＰを有する導光板（ＬＧＰ）と、
（３）前記ＬＧＰと光学的に接触する成形複屈折を有する反射偏光子であって、
（ａ）屈折率ｎ１を有する細長い非導電性の第１の材料と、
（ｂ）前記第１の材料の屈折率と少なくとも０．２の差で異なる屈折率ｎ２を有する細長い非導電性の第２の材料とを有し、
前記第１の材料および前記第２の材料が、前記ＬＧＰの前記入射面に対してほぼ垂直の方向に配列される層を含む反射偏光子とを順に備え、
（ｉ）前記ＬＧＰの前記光入射面と平行な面における前記第１および第２の材料の断面寸法が、それらの幅寸法の１００ｎｍよりも小さく、および
（ｉｉ）前記反射偏光子のパラメータが、少なくとも１つの反射偏光子の光入射角θａで、５５０ｎｍの波長の光に対して、一方の偏光状態でＲ０＞０．８となり、かつ直交する偏光状態でＴ９０＞０．８となるように選択される、バックライトユニットを提供する。
【００２５】
本発明の特徴は、本発明が、通常に利用可能な材料を使用して高レベルの偏光分離を得るために成形複屈折を使用することである。
【００２６】
本発明の利点は、本発明が、いくつかのディスプレイ用途で導光板とともに使用するために、必要なレベルの偏光分離を示すことができる照明装置のための反射偏光子を提供することである。
【００２７】
本発明のこれらのおよびその他の態様、目的、特徴および利点は、好ましい実施形態についての以下の詳細な説明と添付の特許請求の範囲とを検討し、かつ添付図面を参照することによって、より明確に理解され、かつ評価されるであろう。
【００２８】
本明細書は、特に本発明の主題を指摘し、かつ明確に主張する請求項で完結するが、本発明は、添付図面に関連して以下の説明がなされたときに、より良く理解されると考えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本説明は、特に本発明による装置の一部を形成する要素または本発明による装置とより直接的に協働する要素を対象とする。具体的に示されていないかまたは説明されていない要素が当業者に周知である様々な形態をとってもよいことが理解されるべきである。
【００３０】
本発明の反射偏光子の構造および配置を示す図は、原寸に留意して描かれてはいないが、全体的な構造、構成および機能を示すように提供される。
【００３１】
本発明は、成形複屈折の新規な応用を用いることによって、光を導光板の内部で偏光するための角度制限の問題に対処するものである。構造性複屈折とも呼ばれる成形複屈折は、波長よりも小さい特徴と間隔すなわちピッチ寸法とを有するほぼ周期的な構造を有する装置を使用する。成形複屈折の原理は、例えば、十分高い空間周波数を有する導電性ワイヤの回折格子を使用するワイヤグリッド偏光子の形で使用されており、ゼロ次光はもはや回折せず、回折格子特徴と平行な光路長とそれに対して垂直な光路長とが異なるというものである。ワイヤグリッド偏光子の一例が、Ｋｕｒｔｚらの「Ｗｉｒｅ Ｇｒｉｄ Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ」と題する米国特許第６，７８８，４６１号に記載されている。これらの従来の解決法は、偏光のために導電性金属ワイヤまたは細長い金属層を用いている。しかしながら、そのような装置は、偏光状態の優れた分離をもたらすことができる一方で、それらの金属材料の使用は、若干の固有光吸収による望ましくない副作用がある。
【００３２】
しかしならが、本発明では、反射性および導電性のワイヤを使用するのではなく、光伝播の全体的な方向に沿って延びる、一方が高い屈折率ｎ１を有し、他方が低い屈折率ｎ２を有する、２つの誘電性／非導電性材料を含む層が形成される。２つの誘電性材料は、等方性または複屈折とすることができる。例示のために、本開示に与えられているすべての実施例は、２つの誘電性材料が等方性であること、すなわち各材料が１つの屈折率しか有していないことを前提とする。本発明で得られる反射偏光子は、成形複屈折がこの配置でもたらされるように構造化され、したがって、層の挙動は、有効な異常屈折率ｎｅおよび正常屈折率ｎｏを有する高複屈折材料層の挙動とほぼ同じである。この場合、成形複屈折構造の結果として得られた有効な異常屈折率ｎｅおよび異常屈折率ｎｏは、元の材料の屈折率ｎ１およびｎ２とは一般に異なる。この構造の成形複屈折は、常に負数、すなわちΔｎ＝ｎｅ−ｎｏ＜０として計算される。しかしながら、実際には、差は対象量であるので、絶対値｜Δｎ｜を使用して、複屈折を定量化することができる。比較として、ｎ１およびｎ２の一方または両方が、通常は導電性材料の場合に複素数であり、したがって、成形複屈折もまた複素数である。この配置は、導電性材料を使用した場合に若干の固有吸収があることを意味する。
【００３３】
本発明による反射偏光子は、ディスプレイ用途にとって特定の価値のある３つの重要な利点を有する。第１に、この装置は、単一の複屈折材料を使用する従来の反射偏光子で得られる複屈折を優に上回る、０．２〜０．５またはそれ以上の範囲にある高レベルの複屈折｜Δｎ｜を提供する。これは、一方が１．０（空気）という低い低屈折率ｎ２を有し、他方が１．６〜１．８（一部のプラスチックによる）という大きい屈折率ｎ１、あるいは２．３５（ＴｉＯ２などの無機材料を使用）という大きい高屈折率ｎ１を有する、２つの等方性材料で可能となる。第２に、有効な正常屈折率ｎｏは、低い値に調整することができる。したがって、ｎｏ＝ｎＬＧＰ＞ｎｅ（式中、ｎＬＧＰはＬＧＰ基体の屈折率であり、前述のように、背面照明装置に反射偏光子を使用した場合に重要な関係である）を満たす低屈折率を有するＬＧＰ基体を使用することが可能である。第３に、この反射偏光子は、誘電性／非導電性材料の場合にｎ１およびｎ２がどちらも実数であるので、ほとんど吸収しない。前述のように、これは、若干の固有吸収を示す従来の導電性ワイヤグリッド偏光子とは対照的である。
【００３４】
図２Ａの斜視図は、本発明による成形複屈折に基づく反射偏光子５０と光学的に接触する導光板１２を備えるバックライト装置３８を示す。導光板１２は、光源１４に面する入射面１６を有する。図２Ａに示されているように、反射偏光子５０は、導光板１２と他の透明基体材料の層、典型的には導光板１２と同じ屈折率を有する材料の層との間に挟まれていてもよい。
【００３５】
反射偏光子５０は、導光板１２と光学的に接触している。本開示で使用される用語「光学的接触」は、物理的接触と同等であり、または任意に光学接着剤によって結合することと同等である。反射偏光子５０と導光板１２との間に空隙はない。
【００３６】
反射偏光子５０は、入射面１６に対してほぼ垂直である長さ方向に延長され、かつ交互パターンで幅方向に分散されている、複数の細長いチャネル３１および３２を有する。チャネルは、入射面に対して９０°であるか、または±１５度の範囲内にあれば、ほぼ垂直である。各チャネル３１、３２は、非導電性または誘電性の光学材料を使用して形成される。図２Ａおよび図２Ｂの断面に示されているように、チャネル３１および３２は、異なる屈折率ｎ１およびｎ２を有する。寸法に関して、チャネル３１および３２は、幅が可視波長域の光の波長未満、通常は約１５０ｎｍ未満であり、紙面と平行な方向、すなわち入射面１６に対して垂直な方向に反射偏光子５０の長さに沿って延びる。したがって、反射偏光子５０は、有効な異常屈折率ｎｅおよび正常屈折率ｎｏを有する。異常屈折率ｎｅの方向は、チャネル３１および３２の長さ方向に対して垂直である。そして、屈折率ｎｏは、ｎｅに対して垂直な偏光軸を有する光に適用される。
【００３７】
比較例では、図２Ａに示されている方向と直交する方向、すなわち入射面１６と平行な方向に延びるチャネル３１および３２を検討する。この配置により、異常屈折率ｎｅの方向は、光源１４の長さ方向に対して垂直になる。したがって、入射平面で偏光された光は、ｎｅとｎｏの組み合わせに直面して、反射偏光子の表面で全内部反射を維持することが困難になるはずである。
【００３８】
図２Ｂは、反射偏光子５０の偏光挙動を決定するいくつかの重要な寸法を示す。これらは、
ｗ１：チャネル３１の断面幅；
ｗ２：チャネル３２の断面幅；
Ｐ：チャネル３１および３２のピッチ、この場合（ｗ１＋ｗ２）に等しい；
ｄ：チャネル３１および３２の深さ
を含む。１つの重要な寸法関係が、曲線因子ｆ１、すなわちデューティサイクルであり、これは次のように表すことができる。
ｆ１＝ｗ１／Ｐ
【００３９】
本開示との関連で、ピッチＰは、製作の結果としてピッチが若干変動し得る場合の平均ピッチを含むものである。
【００４０】
図２Ｃは、反射偏光子５０の別の実施形態を示し、この反射偏光子５０は、マトリックス材料３４の中に埋め込まれた分散材料３３を有し、分散材料３３は、図２Ｂの周期的パターンと同じ応答を示すことができるが、非周期的分布のチャネルを有する交互パターンで配置されている。分散材料３３は、マトリックス材料３４よりも高いまたは低い屈折率を有することができる。埋め込まれた材料の幅寸法は、可視光の波長と比べて小さく、好ましくは１５０ｎｍより小さく、より好ましくは１００ｎｍより小さい。ピッチＰは、１５０ｎｍ未満であることが好ましい。埋め込まれた材料の形状は、細長いことが好ましい。マトリックス材料および分散材料は、等方性材料または複屈折材料とすることができる。大きい成形複屈折の値が、この構成からも提供され得る。埋め込まれた（または分散された）材料の体積分率は、図２Ｂに示されている反射偏光子の曲線因子ｆ１に関係する。
【００４１】
図２Ａおよび図２Ｂの成形複屈折の実施形態について、図３Ａ〜図３Ｄのグラフは、有効な異常屈折率ｎｅおよび正常屈折率ｎｏならびに複屈折Δｎ＝ｎｅ−ｎｏを曲線因子ｆ１の関数として示す。垂直入射の下で、有効屈折率ｎｅおよびｎｏは、ゼロ次有効媒質理論によって与えられる。
【００４２】
【数４】
あるいは、２次有効媒質理論が、以下の計算で使用され得る。
【００４３】
【数５】
【００４４】
一般に、ゼロ次値は、以下のように、ピッチＰが入射光の波長に対して非常に小さい場合に適用されるのが最良である。
【数６】
ピッチＰ／λが無視できない場合には、２階方程式がより正確になる可能性がある。
【００４５】
図３Ａ（ゼロ次の場合）および図３Ｂ（２次の場合）では、それぞれの屈折率が、ｎ１＝２．３５、ｎ２＝１．０である。例えば、図３Ａでは、約−０．５という比較的高い複屈折の値が、約０．６の曲線因子ｆ１の値を用いて得ることができる。
【００４６】
図３Ｃ（ゼロ次の場合）および図３Ｂ（２次の場合）では、それぞれの屈折率が、ｎ１＝１．８、ｎ２＝１．０である。
【００４７】
要約すると、図３Ａ〜図３Ｄから、比較的大きい複屈折値（この場合も絶対値で）が、上述の細長いチャネル配置を用いて、２つの通常の等方性誘電性材料を使用して得ることができることが分かる。
【００４８】
図４Ａ〜図４Ｆおよび図５Ａ〜図５Ｊは、本発明による成形複屈折をベースとして、屈折率ｎＬＧＰ、ｎ１、ｎ２、深さｄおよび曲線因子ｆ１に関していくつかの異なる考えられる値を用いた反射偏光子のいくつかの実施例を示す。図４Ａ〜図４Ｆの実施例の場合、ＬＧＰ１２の基体は、ｎＬＧＰ＝１．５８９を有するポリカーボネートである。図５Ａ〜図５Ｊの実施例の場合、ＬＧＰ１２の基体は、ｎＬＧＰ＝１．４９を有するＰＭＭＡである。図４Ａ〜図４Ｆおよび図５Ａ〜図５Ｈの実施例では、ピッチＰは１４０ｎｍであり、対象の波長は５５０ｎｍである。実施例５Ｉおよび５Ｊでは、ピッチＰは１００ｎｍであり、対象の波長は、同様に５５０ｎｍである。
【００４９】
図４Ａ〜図５Ｊに示されている基準破線枠Ｑは、対象の受光角θａの範囲、この場合には５１〜９０度を示し、本発明の反射偏光子と先に図１Ｂ〜図１Ｄに示したような従来の反射偏光子との比較を容易にする。
【００５０】
解析が、厳密結合波解析（ＲＣＷＡ）を用いてサブ波長構造を完全にモデル化できるようにするＧｓｏｌｖｅｒグレーティング解析ソフトウェアツールを用いて、５５０ｎｍでモデル化された。Ｇｓｏｌｖｅｒソフトウェアは、テキサス州アレン，Ｐ．Ｏ．Ｂｏｘ ３５３のＧｒａｔｉｎｇ Ｓｏｌｖｅｒ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ社から市販されている。
【００５１】
ポリカーボネート基体での実施例（図４Ａ〜４Ｆ）
図４Ａの実施例を参照すると、基体の屈折率は、ｎＬＧＰ＝１．５８９であり、したがって、導光板に閉じこめられた光の受光角θａは、先にＬｉらの第６，２８５，４２３号特許で与えられた例を参照して説明し、かつ図１Ｂ、図１Ｃおよび図１Ｄのグラフで要約したように、５１°≦θａ＜９０°で与えられた範囲内にある。高屈折率ｎ１は２．３５であり、低屈折率ｎ２は１．０である。高屈折率材料の曲線因子は、ｆ１＝０．３８である。反射偏光子の厚さは０．５ｍｍである。
【００５２】
チャネル３１および３２と平行な面で偏光された光の場合、その光は、有効な正常屈折率ｎｏおよびＬＧＰ１２の基体の屈折率ｎＬＧＰに遭遇する。透過率対受光角の挙動は、曲線Ｔ９０（黒四角）で記載されている。材料の吸収は小さく、ほぼゼロと見なされるので、反射は、Ｒ９０＝１−Ｔ９０であり、プロットされていない。破線枠Ｑ内に示されているように、透過値Ｔ９０は、すべての所望の受光角に対して８８％を上回っており、この偏光の光は、反射偏光子を実質的に透過することを示す。
【００５３】
チャネル３１、３２に対して垂直な面で偏光された光の場合、有効な異常屈折率ｎｅおよび基体の屈折率ｎＬＧＰが適用される。反射対受光角の特性は、曲線Ｒ０（白三角）で表される。この場合も、透過率Ｔ０＝１−Ｒ０はプロットされていない。Ｒ０は、５８°より大きいすべての入射角に対して９０％を上回っており、この偏光の光は、反射偏光子から反射されたことを示す。Ｒ０は、５１°≦θａ＜９０°に対して８０％の閾値を超えており、この反射偏光子は、導光板内で結合された本質的にすべての光に対して十分に機能することを示す。
【００５４】
図４Ａに示されている性能が与えられると、本発明のこの反射偏光子の実施形態は、図１Ｂ〜図１Ｄを参照して説明したような従来の反射偏光子に対して著しい改善をもたらして、偏光状態が広範囲の受光角θａにわたって十分に有効に分離することが分かる。
【００５５】
下記の表２は、図４Ａ〜図４Ｆに適用されているパラメータおよび性能の値の概要を示す。表２の実施例のすべてについて、屈折率は、ｎＬＧＰ＝１．５８９、ｎ１＝２．３５、ｎ２＝１．０およびピッチＰ＝１４０ｎｍである。深さｄおよび曲線因子ｆ１の値は、個々の実施例で異なる。
【００５６】
図４Ａの曲線を参照して説明する実施例１は、ｄ＝０．５μｍ、ｆ１＝０．３８であり、偏光分離に関して最高の性能をもたらして、重なり角θａの範囲（ただし、Ｔ９０＞０．８およびＲ０＞０．８）は、５０°から８９°まで広がっている。
【００５７】
図４Ｂに示されている実施例２は、曲線因子ｆ１＝０．３０を除いて、実施例１で与えられた値を使用している。重なり角θａの範囲は、４６°〜８２°であり、下限で広がっているが、高角度の光に対しては最適でない。
【００５８】
図４Ｃに示されている実施例３は、曲線因子ｆ１＝０．５０を除いて、実施例１で与えられた値を使用している。重なり角θは、５９°〜７７°であり、この範囲は、上限に対しても下限に対しても狭くなっている。
【００５９】
図４Ｄに示されている実施例４は、深さｄ＝０．４０μｍを除いて、実施例１で与えられた値を使用している。重なり角θは、５１°〜７９°であり、この範囲は、下限がほぼ同じであり、上限が狭くなっている。
【００６０】
図４Ｅに示されている実施例５は、深さｄ＝０．６０μｍを除いて、実施例１で与えられた値を使用している。重なり角θは、５０°〜７２°であり、この範囲は、下限がほぼ同じであり、上限が狭くなっている。
【００６１】
図４Ｆに示されている実施例６は、深さｄ＝５．０μｍを除いて、実施例１で与えられた値を使用している。重なり角θは、５１°〜７２°であり、この範囲は、下限および上限が図４Ｅの実施例とほぼ同じである。
【００６２】
【表２】
【００６３】
ＰＭＭＡ基体での実施例（図５Ａ〜図５Ｊ）
表３に要約されている図５Ａ〜図５Ｊの実施例は、図４Ａ〜図４Ｆの実施例で与えられたパラメータとはわずかに異なるパラメータ、とりわけ異なる基体屈折率ｎＬＧＰを有する本発明による反射偏光子の性能を示す。これらの実施例では、ＬＧＰ屈折率ｎＬＧＰ＝１．４９であり、したがって、導光体内に閉じこめられた光の受光角θａは、約４８°≦θａ＜９０°で与えられる範囲にある。前述したように、最も一般的に使用されている導光板材料は、約１．４９の屈折率を有するＰＭＭＡである。図５Ａ〜図５Ｊに示されている基準破線枠Ｑは、０．８を上回るＴ９０およびＲ０の値で、対象の受光角θａの範囲、約４８〜９０度を示し、本発明の反射偏光子と、先に図１Ｂ〜図１Ｄに示したような従来の反射偏光子と、図４Ａ〜４Ｆの本発明の実施例との比較を容易にする。
【００６４】
最初に図５Ａを参照すると、高屈折率ｎ１は１．８０であり、低屈折率ｎ２は１．０である。ピッチＰは、１４０ｎｍである。高屈折率材料の曲線因子ｆ１は、０．５２４である。反射偏光子の厚さは、０．５ｍｍである。この場合、反射Ｒ０は、約５９°より大きい受光角θａに対して８０％を上回っており、この偏光の光は、反射偏光子から反射されたことを示す。したがって、この反射偏光子の設計は、従来の反射偏光子に対して大幅に改善されるが、与えられた先の実施例のうちの一部ほど良くはない。
【００６５】
図５Ｂの実施例では、高い屈折率ｎ１は、Ｌｉらの米国特許第６，２８５，４２３号開示において使用されているもの（米国特許第６，２８５，４２３号開示における図１２および１３を参照）に対応する１．５８９である。低屈折率ｎ２は１．０である。高屈折率材料の曲線因子ｆ１は０．７８７である。チャネル３１および３２と平行な面で偏光された光の場合、その光は、正常屈折率ｎｏおよびＬＧＰ１２の基体の屈折率ｎＬＧＰに遭遇する。透過Ｔ９０は、すべての受光角θａに対して９５％を上回る。反射Ｒ０は、７１°より大きい受光角に対して８０％を上回る。Ｒ０は、６７．５°≦θａ＜９０°に対して５０％を上回る。この反射偏光子が、より低い屈折率（１．４９対１．５８９）を有する基体を使用するという利点とともに、従来の反射偏光子と同等の偏光分離効果を有することを観察することができる。したがって、受光角θａの全範囲が期待はずれであっても、性能は、Ｌｉらの米国特許第６，２８５，４２３号開示に記載されているものと少なくとも同等であるが、Ｌｉらの解決法が用いている一般的ではないポリカーボネート材料ではなく、標準的なＬＧＰ１２の材料（ＰＭＭＡ）を使用している。
【００６６】
図５Ｃの実施例は、層の厚さｄが５μｍであり、かつ高屈折率材料の曲線因子ｆ１が０．７８５であることを除いて、図５Ｂの実施例とほぼ同等である。全体的な分離性能は、Ｌｉらの米国特許第６，２８５，４２３号開示に記載されているものとほぼ同等である。
【００６７】
図５Ｄの実施例は、図５Ｂの実施例とほぼ同等であるが、高屈折率ｎ１が２．３５である。図５Ｅの実施例は、図５Ｄの実施例とほぼ同等であるが、曲線因子ｆ１が０．４５である。図５Ｆの実施例は、図５Ｄの実施例とほぼ同等であるが、ｆ１が０．６である。この場合、偏光分離が許容できる重なり領域がない。同様に、図５Ｇは、深さｄ＝０．４μｍを有し、かつ重なりのない実施例を示す。図５Ｈは、図５Ｇの実施例とほぼ同等の実施例を示すが、深さｄ＝０．６μｍを有し、重なりが非常に狭い。図５Ｉは、類似の実施例を示すが、ピッチＰが１４０ｎｍではなく１００ｎｍである。図５Ｊは、類似の実施例を示すが、曲線因子ｆ１が０．５３４である。曲線因子ｆ１がわずかに変化すると、層の厚さが変化することによって、干渉効果を最小限に抑えることに留意されたい。
【００６８】
【表３】
【００６９】
図４Ａ〜図４Ｆおよび図５Ａ〜図５Ｊに与えられている実施例は、限定するものではなく、例示するためのものである。他の多くのパラメータ変動が許容される。例えば、チャネル３１、３２の形状は、図２Ａおよび図２Ｂに示されている矩形断面と異なることができ、当技術分野で知られる他の形状を使用することもできる。ピッチＰは、ゼロ次回折しか生じない限り、長くすることも短くすることもできる。低屈折材料は、空気である必要はなく、比較的低い屈折率を有する、例えばＭｇＦ２などの種々の材料のうちのいずれかとすることもできる。高屈折率材料と低屈折率材料は、どちらもそれらの光学軸が平行に向けられている限り、複屈折とすることができる。
【００７０】
製作
いくつかの異なる製作技術のうちのいずれかが、反射偏光子５０を形成するために使用され得る。チャネル３２に空気を用いた一実施形態では、チャネル構造は、標準的なフォトリソグラフィを用いてチャネル３１を形成することになる基体に直接パターン化され得る。他の方法では、インクジェット印刷または他の精密堆積技術を用いた、基体上への材料３１の堆積を使用することができる。
【００７１】
フォトリソグラフィを用いる代替方法では、金属層が、後続のエッチングのためのマスクとして付着され得る。この場合、金属層は、アルミニウムなどの金属を使用して堆積される。堆積法は、熱蒸着やスパッタリングなどのいくつかの標準的な方法のうちの１つとすることができる。次に、金属は、標準的なフォトリソグラフィとそれに続くメタルエッチ（あるいは、ＣＣ１４、ＢＣ１３などのドライメタルエッチ）を用いてパターン化されて、マスクパターンを形成する。次いで、チャネル３２は、好ましくない材料を除去するようにエッチングされて、所望の空隙を残すことができる。
【００７２】
あるいは、誘電体を繰り返しエッチングしたり、イオンビーム加工したりする方法も使用され得る。リフトオフ法も使用され得る。ＳｉＯ２エッチのためにＨＦなどのエッチング化合物を用いたウェットエッチが使用され得る。
【００７３】
他の実施形態では、複数の誘電性材料層が、チャネル３１および３２のどちらか一方または両方を形成するように堆積され得る。このタイプの製作では、適正な深さｄ（図２Ｂ）が達成されるまで、堆積プロセスとエッチングプロセスが繰り返される必要がある。
【００７４】
図２Ｃに示されている実施形態を再び参照すると、反射偏光子を製作する別の方法では、ボイド空気が、適切な屈折率を有する無機または有機バインダと混合される。次いで、媒質は、一方向に沿って延伸される。ボイド空気の寸法は、この方向の光の波長よりも小さく、かつ直交方向の光の数波長分よりも大きい。ボイドとバインダの相対比は、有効な異常屈折率ｎｅおよび正常屈折率ｎｏを決定するチャネルの曲線因子ｆ１に等しい。
【００７５】
本発明の反射偏光子５０は、考えられる様々な実施形態でディスプレイ背面照明として使用することができる。図６Ａを参照すると、反射偏光子５０が、テーパ状導光板３０、およびディスプレイ３６内の光方向転換フィルム２６と光学的に接触して使用される。この背面照明構成要素の組み合わせは、ＬＣＤ変調器４０によって偏光した光を方向付け、光利用効率を高め、および通常はＬＣＤ変調器４０の一部として設けられる偏光構成要素の要件を減らす。偏光変換器、例えば４分の１波長フィルムまたは４分の１波長板が、底面１８および／または端面１９上に配置されることに留意されたい。
【００７６】
図６Ｂは、平坦なまたは非テーパ状の導光板１２と光学的に接触して使用される反射偏光子５０を示す。破線で示されているような別個のフィルムに接触しているか、あるいは基体表面に直接形成されるかまたは付着された光取り出し構造２５が、光取り出し物品となる。図６Ａと同様に、この組み合わせもまた、光利用効率を高めるとともにディスプレイシステム内の他の場所にある偏光構成要素の要件を減らすかまたはなくすのに役立つ。
【００７７】
反射偏光子５０は、考えられる様々な構成で導光板１２と組み合わせることができる。図６Ａおよび図６Ｂは、反射偏光子５０が導光板１２の上面の方に配置されている実施例を示す。
【００７８】
図６Ｃ、図６Ｄおよび図６Ｅは、反射偏光子５０が導光板１２の底面の方に配置されている実施形態を示す。本発明の反射偏光子５０と光方向転換構成要素の位置は、これらの実施形態で適切な性能レベルを得るために重要と思われる。
【００７９】
まず、図６Ｃの例示的な実施例を参照すると、条件ｎＬＧＰ＝ｎｏ＞ｎｅが満たされている。したがって、チャネルと平行な面で偏光された光は、反射偏光子５０を透過し、チャネルに対して垂直に偏光された光は、反射偏光子５０によって反射される。しかしながら、どちらの偏光の光も、光取り出し構造２５によって方向付けることができ、そのことは、反射偏光子５０の機能と矛盾する。したがって、この構成は、ほとんどの反射偏光子用途の要件に対して機能しない。
【００８０】
同様に、図６Ｄでは、条件ｎｏ＞ｎｅ＝ｎＬＧＰが満たされている。その結果、チャネルと平行な面で偏光された光は、反射偏光子５０によって反射され、チャネルに対して垂直に偏光された光は、反射偏光子５０を透過する。どちらの偏光の光も、図６Ｃに示されているものと同様に、光取り出し構造２５から出射する。したがって、この構成は、どちらにも適切でない。
【００８１】
図６Ｅは、光取り出し特徴が、導光板１２の底面の方に配置された場合に、反射偏光子５０を効果的に使用するためにどのように配置されなければならないかを示す。図６Ｅでは、図６Ｄと同様に、条件ｎｏ＞ｎｅ＝ｎＬＧＰが満たされている。しかしながら、この場合、光取り出し構造２５ａは、導光板１２の底面１８上に置かれる。光取り出し特徴を光取り出し構造２５ａとして上面１７から底面に移すことにより、チャネルと平行な面で偏光された光は、その偏光が使用可能な状態に変換されるまで、導光板１２内に閉じこめられる。この場合は、チャネルに対して垂直な偏光軸を有する光だけが導光板から放出される。
【００８２】
先に与えられた背景技術の欄に記載したような従来の反射偏光子の解決法と比較すると、本発明の反射偏光子は、導光板内での様々な角度の光に対して改善された偏光分離をもたらす。成形複屈折を使用することにより、本発明の反射偏光子は、小型で低コストの構成要素の形で高度の偏光分離をもたらす。
【００８３】
上記特許の全内容および本明細書で参照された他の出版物は、参照により本明細書に組み込まれる。本発明について、特にその特定の好ましい実施形態を参照しながら詳細に説明してきたが、本発明の精神および範囲内で変更形態および変形形態がもたらされ得ることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１Ａ】反射偏光子を有するバックライトユニットの概略断面図を用いて、解決すべき課題を示す図である。
【図１Ｂ】反射偏光子に対して従来の方法および材料を使用して達成することができる理論性能を示す比較例のグラフである。
【図１Ｃ】反射偏光子に対して従来の方法および材料を使用して達成することができる理論性能を示す比較例のグラフである。
【図１Ｄ】反射偏光子に対して従来の方法および材料を使用して達成することができる理論性能を示す比較例のグラフである。
【図２Ａ】本発明による成形複屈折に基づく反射偏光子を有するバックライトユニットを示す概略斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ａに使用されている反射偏光子の一実施形態の斜視図である。
【図２Ｃ】図２Ａに使用されている反射偏光子の別の実施形態の斜視図である。
【図３Ａ】有効な異常屈折率ｎｅおよび正常屈折率ｎｏならびに複屈折Δｎ＝ｎｅ−ｎｏを曲線因子ｆ１の関数として示す図である。
【図３Ｂ】有効な異常屈折率ｎｅおよび正常屈折率ｎｏならびに複屈折Δｎ＝ｎｅ−ｎｏを曲線因子ｆ１の関数として示す図である。
【図３Ｃ】有効な異常屈折率ｎｅおよび正常屈折率ｎｏならびに複屈折Δｎ＝ｎｅ−ｎｏを曲線因子ｆ１の関数として示す図である。
【図３Ｄ】有効な異常屈折率ｎｅおよび正常屈折率ｎｏならびに複屈折Δｎ＝ｎｅ−ｎｏを曲線因子ｆ１の関数として示す図である。
【図４Ａ】ｎＬＧＰ＝１．５８９での、様々な寸法および光学パラメータを有する反射偏光子の性能を示すグラフである。
【図４Ｂ】ｎＬＧＰ＝１．５８９での、様々な寸法および光学パラメータを有する反射偏光子の性能を示すグラフである。
【図４Ｃ】ｎＬＧＰ＝１．５８９での、様々な寸法および光学パラメータを有する反射偏光子の性能を示すグラフである。
【図４Ｄ】ｎＬＧＰ＝１．５８９での、様々な寸法および光学パラメータを有する反射偏光子の性能を示すグラフである。
【図４Ｅ】ｎＬＧＰ＝１．５８９での、様々な寸法および光学パラメータを有する反射偏光子の性能を示すグラフである。
【図４Ｆ】ｎＬＧＰ＝１．５８９での、様々な寸法および光学パラメータを有する反射偏光子の性能を示すグラフである。
【図５Ａ】ｎＬＧＰ＝１．４９での、様々な寸法および光学パラメータを有する実施例の性能を示すグラフである。
【図５Ｂ】ｎＬＧＰ＝１．４９での、様々な寸法および光学パラメータを有する実施例の性能を示すグラフである。
【図５Ｃ】ｎＬＧＰ＝１．４９での、様々な寸法および光学パラメータを有する実施例の性能を示すグラフである。
【図５Ｄ】ｎＬＧＰ＝１．４９での、様々な寸法および光学パラメータを有する実施例の性能を示すグラフである。
【図５Ｅ】ｎＬＧＰ＝１．４９での、様々な寸法および光学パラメータを有する実施例の性能を示すグラフである。
【図５Ｆ】ｎＬＧＰ＝１．４９での、様々な寸法および光学パラメータを有する実施例の性能を示すグラフである。
【図５Ｇ】ｎＬＧＰ＝１．４９での、様々な寸法および光学パラメータを有する実施例の性能を示すグラフである。
【図５Ｈ】ｎＬＧＰ＝１．４９での、様々な寸法および光学パラメータを有する実施例の性能を示すグラフである。
【図５Ｉ】ｎＬＧＰ＝１．４９での、様々な寸法および光学パラメータを有する実施例の性能を示すグラフである。
【図５Ｊ】ｎＬＧＰ＝１．４９での、様々な寸法および光学パラメータを有する実施例の性能を示すグラフである。
【図６Ａ】本発明の一実施形態による、テーパ状導光板および光方向転換フィルムと組み合わせた反射偏光子の使用を示す図である。
【図６Ｂ】本発明の他の実施形態による、光取り出し物品と組み合わせた反射偏光子の使用を示す図である。
【図６Ｃ】一比較例による、導光板の底面の方に配置された反射偏光子の使用を示す図である。
【図６Ｄ】別の比較例による、導光板の底面の方に配置された反射偏光子の別の使用を示す図である。
【図６Ｅ】本発明の一実施形態による、導光板の底面の方に配置された反射偏光子の使用を示す図である。
【符号の説明】
【００８５】
１０ 光線
１２ 導光板
１４ 光源
１６ 入射面
１７ 上面
１８ 底面
１９ 端面
２０ 反射偏光子
２５、２５ａ 光取り出し構造
２６ 光方向転換フィルム
３０ テーパ状導光板
３１、３２ チャネル
３３ 分散材料
３４ マトリックス材料
３６ ディスプレイ
３８ バックライト装置
４０ ＬＣＤ変調器
５０ 反射偏光子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概してディスプレイ照明に関し、より詳細には、大きい入射角を有する光に使用するための成形複屈折に基づく反射偏光子を用いるバックライトユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、様々なディスプレイ装置に広く使用されており、多くのディスプレイ用途向けのより一般的な陰極線管（ＣＲＴ）モニタと遜色なく競合する。しかしながら、直視型ＬＣＤは、解像度、速度および全体的な性能が絶えず良くなっている一方で、ディスプレイの明るさがＣＲＴと比較したときにいまだに満足のいかないことがある。この欠点は、より大きい視野角で特に顕著である。
【０００３】
明るさを制限するというＬＣＤディスプレイに固有の問題は、偏光依存と関係する。典型的な用途では、ＬＣＤ装置自体が、光源から放出された非偏光の光の半分を吸収する一対の吸収偏光子を有する。したがって、より明るい光源が設けられた場合でも、この光のかなりの部分が依然として廃棄される。
【０００４】
この問題に対する１つの解決法が、例えばミネソタ州セントポールの３Ｍ社によって製造されているＶｉｋｕｉｔｉ（商標）デュアル輝度増強フィルムまたはユタ州オレムのＭｏｘｔｅｋ社（ユタ州オレム）から入手可能なワイヤグリッド偏光子などの反射偏光子を使用することである。これらの装置は、ＬＣＤにとって望ましい偏光を有する光だけを透過し、直交偏光の光を反射し、その光は、照明構成要素によって再配向されて最終的に使用される。
【０００５】
反射偏光子は、光の一部、特に反射偏光子に対する垂線に近い入射角の光に対してうまく機能する。しかしながら、垂線からそれる角度で入射する光、すなわち大角度の光は、有効に使用されていない。この効率の悪さは、光のいくらかの意図的な散乱が導光板（ＬＧＰ）の中で典型的に行われるので、改善することが困難である。印刷ドットまたはエッチングパターンなどの散乱要素は、従来のバックライトシステムにおいて光を均一にするために大抵必要である。したがって、均一化要素および偏光要素は、相反する目的で機能する傾向があり、適切な明るさと許容できる均一性の両方を達成するためには、ある程度の妥協を必要とする。
【０００６】
反射偏光子または偏光ビームスプリッタを使用する１つの手法は、Ｌｉらの米国特許第６，２８５，４２３号に開示されているように、この偏光構成要素を、散乱要素のない導光板の底面に配置する（Ｌｉらの米国特許第６，２８５，４２３号の図１ａの符号２０を参照）。このタイプの配置では、反射偏光子を透過する光が垂線に近い角度で出力される照明として方向転換される。反射偏光子によって反射された光は、この光の少なくとも一部の偏光を変えるために偏光変換器に向けられ、最終的な出力のために方向転換する。
【０００７】
反射偏光子を使用する代替手法は、Ｓａｃｃｏｍａｎｎｏの米国特許第６，４４３，５８５号に開示されているように、この要素を、散乱要素のない導光板の上面に配置する（Ｓａｃｃｏｍａｎｎｏの米国特許第６，４４３，５８５号の図１の符号８を参照）。この手法は、散乱の損失が低減されることによって、より高い光取り出し効率を一般に提供するが、満足のいく偏光効果は提供しない。
【０００８】
Ｌｉらの米国特許第６，２８５，４２３号とＳａｃｃｏｍａｎｎｏの米国特許第６，４４３，５８５号の両手法を用いて経験した反射偏光子の使用に関する問題を理解するためには、偏光が照明システムの導光板の中でどのように処理されるのかを観察することが有用である。これを行うために、本開示の図１の概略図を、Ｌｉらの米国特許第６，２８５，４２３号開示の図１ＡおよびＳａｃｃｏｍａｎｎｏの米国特許第６，４４３，５８５号開示の図１と比較する。光線１０が、導光板１２の入射平面に配置された光源１４から放出される。入射平面での入射角がθｉであり、θｉは、最も一般的な場合に０〜９０°である。次いで、光線１０は、導光板１２内で結合されて、反射偏光子２０に入射する。偏光状態は、標準的な概略表記法を用いて表されている。すなわち、Ｓ偏光が光線に沿って大きな点で表され、Ｐ偏光が光線と直交する線で示されている。導光板１２の表面でＴＩＲを無効にするための３つの光取り出し構造２５が示されており、バックライト照明技術分野でよく知られているいくつかの異なるフィルムまたは構造が、この目的のために利用され得る。４分の１波長フィルムまたは４分の１波長板などの偏光変換器が、底面１８または端面１９あるいは底面１８と端面１９の両面に位置している。
【０００９】
従来の反射偏光子２０の詳細な説明は、Ｌｉらの米国特許第６，２８５，４２３号開示に見ることができる。簡単に言うと、慣例によれば、反射偏光子２０は、米国特許第６，２８５，４２３号の図８ｃ、図１０ｃおよび図１２ｃに示されているように、（１）ポリカーボネート基体上に堆積された１．３８／２．３５誘電体層のスタック、（２）基体上の金属層／誘電体層のスタック、（３）２つの基体の間に挟まれた液晶材料などの複屈折材料の層または（４）複屈折材料と等方性材料の混合物を有する延伸プラスチックフィルムを含むいくつかの可能な構造を有することができる。しかしながら、偏光効果は、光が装置の限られた受光角の範囲内にあるときのみ達成されることが強調されなければならない。Ｌｉらの米国特許第６，２８５，４２３号開示に示されている構成によれば、受光角（Ｌｉらの第６，２８５，４２３号特許では入射角と称されている）の範囲は、６９°〜７９°（Ｌｉらの第６，２８５，４２３号特許の図９を参照）、６２°〜８２°（Ｌｉらの第６，２８５，４２３号特許の図１１を参照）または７０°〜８４°（‘Ｌｉらの第６，２８５，４２３号特許の図１３を参照）のいずれかである。
【００１０】
角度θＴＩＲに関して、以下の条件が満たされたときに、反射偏光子は、一方の偏光を透過させ、他方の偏光を全内部反射（ＴＩＲ）によって反射し、そのときに、導光板内に閉じ込められたすべての光の２つの偏光状態を分離する。
【数１】
式中、ｎＬＧＰは導光板の基体の屈折率であり、ｎｏは異常屈折率であり、ｎｅは正常屈折率である。
【００１１】
Ｌｉらの米国特許第６，２８５，４２３号開示で使用されている従来の手法に固有の光入射角に関する制限についてより良く理解するためには、反射偏光子２０が異常屈折率ｎｅおよび正常屈折率ｎｏを有する複屈折材料の層である場合の事例をより詳しく見ることが特に有益である。この特定の事例では、ｎｅの方向が光源１４と平行であるか、または図１Ａに示されている入射面に対して垂直である。例としてＬｉらの米国特許第６，２８５，４２３号で使用されている以下の値を使用する。
ｎｅ＝ｎＬＧＰ＝１．５８９および
ｎｏ＝１．５
【００１２】
導光板に閉じこめられた光は受光角θａを有し、受光角θａは以下のように境界される。
【数２】
すなわち、屈折率ｎＬＧＰ＝１．５８９を有する基体の場合、
５１°≦θａ＜９０°
である。したがって、５１〜９０度の光は、導光板の受光角の範囲内である。
【００１３】
しかしながら、良好な偏光分離は、全内部反射がある場合にしか、すなわち、
【数３】
よりも大きい入射角を有する光に対してしかもたらされない。従来の導光板では、この低い境界は、ｎｏ＝１．５およびｎＬＧＰ＝１．５８９の場合に７１°である。これは、Ｌｉらの第６，２８５，４２３号特許に開示されている教示によれば、反射偏光子２０が５１°〜７１°の入射角を有する光に対して満足のいく偏光分離効果をもたらさないことを意味する。７１〜９０度の範囲にある光に対してのみ、許容できる偏光分離がもたらされる。
【００１４】
表１ならびに添付の図１Ｂ、図１Ｃおよび図１Ｄの比較例は、反射偏光子構造に関する従来の手法、例えばＬｉらの米国特許第６，２８５，４２３号開示に記載されている手法の欠点を示す（Ｌｉらの米国特許第６，２８５，４２３号の第８欄、６６〜６７行を参照）。これらの例は、ｎＬＧＰ＝１．５８９を有するポリカーボネート基体を示す。図１Ｂ〜図１Ｄでは、様々な受光角θａでのＳ偏光（入射平面に対して垂直に偏光され、図１Ａにおいて円で示されている）の光の透過率の値が曲線Ｔ９０（黒四角）で与えられる。直交する偏光、すなわちＰ偏光（入射平面と平行に偏光され、図１Ａにおいて線で示されている）の反射率が曲線Ｒ０（白三角）で与えられる。図１Ｂにおいて破線枠Ｑで示されているように、５１〜９０度の範囲での光の良好な分離が導光板からの光の偏光に好ましい。光分離は、Ｔ９０の値とＲ０の値がともに約０．８を上回ったときに、４：１またはそれ以上の偏光分離が達成されたことを示すので、許容できると考えられる。
【００１５】
表１では、屈折率ｎＬＧＰ、ｎｅおよびｎｏに関して、例示的値が与えられている。深さＤは、複屈折偏光材料の厚さである。全体的な性能のために特に重要なのが、重なり角の範囲と最右列に与えられている有効受光角θａの範囲である。
【００１６】
表に示されかつ本開示の説明に使用されている８９度の値は、限界として９０度に近づく可能性があるが９０度未満である受光角θａの角度の値を表すために使用されていることに留意されたい。
【００１７】
深さＤ＝５μｍを有する図１Ｂの例では、重なり角θが７１°〜８９°であり、これは、所望の５１〜９０度の範囲の約半分である。５１°〜７１°の光は、十分に偏光されていない。図１Ｃの例は、非常に低い正常屈折率ｎｏ＝１．３８９を有する複屈折層を使用することによって、少なくともいくらかの改善を示している。しかしながら、これは、ｎｅ＝１．５８９を所与として、０．２という非常に大きい複屈折をもたらす理論的材料である。ｎｅ＝１．５８９を所与として、シート状反射偏光子用にこの値の複屈折を有する使用可能な材料を見いだすことは稀であろう。しかしながら、そのような材料が使用可能な場合でも、重なり角θａは６１°〜８９°しかなく、これは、まだ所望の範囲には及ばない。
【００１８】
図１Ｄの例は、図１Ｃの例の理論的材料を使用し、かつ複屈折層の深さＤをＤ＝０．５μｍに変えることによって、所望の性能にほんの少しだけ近づいている。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【特許文献１】米国特許第６，２８５，４２３号
【特許文献２】米国特許第６，４４３，５８５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
図１Ｂ〜図１Ｄの比較例が示すように、この制限を改善するための従来の解決法は、光学材料自体の物理的特性によって著しく妨げられる。例えば、７１〜９０度までの機能的なθａの範囲におけるこの制約は、十分に大きい複屈折を有する複屈折材料が使用されれば、いくぶん緩和されるであろう。例えば、０．３５より大きい複屈折は、この問題を軽減するであろう。
【００２２】
しかしながら、大きい複屈折と他の望ましい特性とを有する材料は、容易に入手できないか、反射偏光子用に使用できないか、あるいは存在さえしない可能性がある。導光板１２は、より大きい異常屈折率ｎｅおよび正常屈折率ｎｏと実質的に同等の屈折率ｎＬＧＰを有していなければならない。より小さい異常屈折率ｎｅおよび正常屈折率ｎｏは、通常１．０５よりも大きく、そしてそれは、導光板が比較的大きい屈折率ｎＬＧＰ、例えば、１．５８９というポリカーボネートの屈折率ｎＬＧＰを有していなければならないことを意味する。しかしながら、これは、最も一般的に使用されている導光板が約１．４９の屈折率を有するポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）で製作されているので、望ましくないかまたは実行不可能である。したがって、高レベルの複屈折を使用する解決法は、誘電性材料自体の特性に制約される。
【００２３】
明らかに、光源１４（図１Ａ）から入射する光のかなりの部分は、Ｌｉらによって説明され、かつ米国特許第６，２８５，４２３号開示の図１に示されている反射偏光子解決法が用いられたときに、使用されない。さらに、この種の従来の解決法では、θａが５１〜９０度の範囲にある光が利用可能であるが、許容できる偏光分離は、７１〜９０度の範囲にある光に対してしかもたらされない。導光板に最も一般的に使用されている材料では、導光板の内部で光の角度θａの全範囲にわたって機能する反射偏光子に関する適切な解決法がまだ提供されていない。従来の手法を用いてこの問題を軽減しようとする試みは、光学材料自体の制限によって妨げられている。したがって、従来の反射偏光子技術を用いたときに許容されるよりも広い入射角の範囲にわたって偏光をもたらす照明解決法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明は、
（１）光源と、
（２）前記光源の方に入射面を有し、かつ屈折率ｎＬＧＰを有する導光板（ＬＧＰ）と、
（３）前記ＬＧＰと光学的に接触する成形複屈折を有する反射偏光子であって、
（ａ）屈折率ｎ１を有する細長い非導電性の第１の材料と、
（ｂ）前記第１の材料の屈折率と少なくとも０．２の差で異なる屈折率ｎ２を有する細長い非導電性の第２の材料とを有し、
前記第１の材料および前記第２の材料が、前記ＬＧＰの前記入射面に対してほぼ垂直の方向に配列される層を含む反射偏光子とを順に備え、
（ｉ）前記ＬＧＰの前記光入射面と平行な面における前記第１および第２の材料の断面寸法が、それらの幅寸法の１００ｎｍよりも小さく、および
（ｉｉ）前記反射偏光子のパラメータが、少なくとも１つの反射偏光子の光入射角θａで、５５０ｎｍの波長の光に対して、一方の偏光状態でＲ０＞０．８となり、かつ直交する偏光状態でＴ９０＞０．８となるように選択される、バックライトユニットを提供する。
【００２５】
本発明の特徴は、本発明が、通常に利用可能な材料を使用して高レベルの偏光分離を得るために成形複屈折を使用することである。
【００２６】
本発明の利点は、本発明が、いくつかのディスプレイ用途で導光板とともに使用するために、必要なレベルの偏光分離を示すことができる照明装置のための反射偏光子を提供することである。
【００２７】
本発明のこれらのおよびその他の態様、目的、特徴および利点は、好ましい実施形態についての以下の詳細な説明と添付の特許請求の範囲とを検討し、かつ添付図面を参照することによって、より明確に理解され、かつ評価されるであろう。
【００２８】
本明細書は、特に本発明の主題を指摘し、かつ明確に主張する請求項で完結するが、本発明は、添付図面に関連して以下の説明がなされたときに、より良く理解されると考えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本説明は、特に本発明による装置の一部を形成する要素または本発明による装置とより直接的に協働する要素を対象とする。具体的に示されていないかまたは説明されていない要素が当業者に周知である様々な形態をとってもよいことが理解されるべきである。
【００３０】
本発明の反射偏光子の構造および配置を示す図は、原寸に留意して描かれてはいないが、全体的な構造、構成および機能を示すように提供される。
【００３１】
本発明は、成形複屈折の新規な応用を用いることによって、光を導光板の内部で偏光するための角度制限の問題に対処するものである。構造性複屈折とも呼ばれる成形複屈折は、波長よりも小さい特徴と間隔すなわちピッチ寸法とを有するほぼ周期的な構造を有する装置を使用する。成形複屈折の原理は、例えば、十分高い空間周波数を有する導電性ワイヤの回折格子を使用するワイヤグリッド偏光子の形で使用されており、ゼロ次光はもはや回折せず、回折格子特徴と平行な光路長とそれに対して垂直な光路長とが異なるというものである。ワイヤグリッド偏光子の一例が、Ｋｕｒｔｚらの「Ｗｉｒｅ Ｇｒｉｄ Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ」と題する米国特許第６，７８８，４６１号に記載されている。これらの従来の解決法は、偏光のために導電性金属ワイヤまたは細長い金属層を用いている。しかしながら、そのような装置は、偏光状態の優れた分離をもたらすことができる一方で、それらの金属材料の使用は、若干の固有光吸収による望ましくない副作用がある。
【００３２】
しかしならが、本発明では、反射性および導電性のワイヤを使用するのではなく、光伝播の全体的な方向に沿って延びる、一方が高い屈折率ｎ１を有し、他方が低い屈折率ｎ２を有する、２つの誘電性／非導電性材料を含む層が形成される。２つの誘電性材料は、等方性または複屈折とすることができる。例示のために、本開示に与えられているすべての実施例は、２つの誘電性材料が等方性であること、すなわち各材料が１つの屈折率しか有していないことを前提とする。本発明で得られる反射偏光子は、成形複屈折がこの配置でもたらされるように構造化され、したがって、層の挙動は、有効な異常屈折率ｎｅおよび正常屈折率ｎｏを有する高複屈折材料層の挙動とほぼ同じである。この場合、成形複屈折構造の結果として得られた有効な異常屈折率ｎｅおよび異常屈折率ｎｏは、元の材料の屈折率ｎ１およびｎ２とは一般に異なる。この構造の成形複屈折は、常に負数、すなわちΔｎ＝ｎｅ−ｎｏ＜０として計算される。しかしながら、実際には、差は対象量であるので、絶対値｜Δｎ｜を使用して、複屈折を定量化することができる。比較として、ｎ１およびｎ２の一方または両方が、通常は導電性材料の場合に複素数であり、したがって、成形複屈折もまた複素数である。この配置は、導電性材料を使用した場合に若干の固有吸収があることを意味する。
【００３３】
本発明による反射偏光子は、ディスプレイ用途にとって特定の価値のある３つの重要な利点を有する。第１に、この装置は、単一の複屈折材料を使用する従来の反射偏光子で得られる複屈折を優に上回る、０．２〜０．５またはそれ以上の範囲にある高レベルの複屈折｜Δｎ｜を提供する。これは、一方が１．０（空気）という低い低屈折率ｎ２を有し、他方が１．６〜１．８（一部のプラスチックによる）という大きい屈折率ｎ１、あるいは２．３５（ＴｉＯ２などの無機材料を使用）という大きい高屈折率ｎ１を有する、２つの等方性材料で可能となる。第２に、有効な正常屈折率ｎｏは、低い値に調整することができる。したがって、ｎｏ＝ｎＬＧＰ＞ｎｅ（式中、ｎＬＧＰはＬＧＰ基体の屈折率であり、前述のように、背面照明装置に反射偏光子を使用した場合に重要な関係である）を満たす低屈折率を有するＬＧＰ基体を使用することが可能である。第３に、この反射偏光子は、誘電性／非導電性材料の場合にｎ１およびｎ２がどちらも実数であるので、ほとんど吸収しない。前述のように、これは、若干の固有吸収を示す従来の導電性ワイヤグリッド偏光子とは対照的である。
【００３４】
図２Ａの斜視図は、本発明による成形複屈折に基づく反射偏光子５０と光学的に接触する導光板１２を備えるバックライト装置３８を示す。導光板１２は、光源１４に面する入射面１６を有する。図２Ａに示されているように、反射偏光子５０は、導光板１２と他の透明基体材料の層、典型的には導光板１２と同じ屈折率を有する材料の層との間に挟まれていてもよい。
【００３５】
反射偏光子５０は、導光板１２と光学的に接触している。本開示で使用される用語「光学的接触」は、物理的接触と同等であり、または任意に光学接着剤によって結合することと同等である。反射偏光子５０と導光板１２との間に空隙はない。
【００３６】
反射偏光子５０は、入射面１６に対してほぼ垂直である長さ方向に延長され、かつ交互パターンで幅方向に分散されている、複数の細長いチャネル３１および３２を有する。チャネルは、入射面に対して９０°であるか、または±１５度の範囲内にあれば、ほぼ垂直である。各チャネル３１、３２は、非導電性または誘電性の光学材料を使用して形成される。図２Ａおよび図２Ｂの断面に示されているように、チャネル３１および３２は、異なる屈折率ｎ１およびｎ２を有する。寸法に関して、チャネル３１および３２は、幅が可視波長域の光の波長未満、通常は約１５０ｎｍ未満であり、紙面と平行な方向、すなわち入射面１６に対して垂直な方向に反射偏光子５０の長さに沿って延びる。したがって、反射偏光子５０は、有効な異常屈折率ｎｅおよび正常屈折率ｎｏを有する。異常屈折率ｎｅの方向は、チャネル３１および３２の長さ方向に対して垂直である。そして、屈折率ｎｏは、ｎｅに対して垂直な偏光軸を有する光に適用される。
【００３７】
比較例では、図２Ａに示されている方向と直交する方向、すなわち入射面１６と平行な方向に延びるチャネル３１および３２を検討する。この配置により、異常屈折率ｎｅの方向は、光源１４の長さ方向に対して垂直になる。したがって、入射平面で偏光された光は、ｎｅとｎｏの組み合わせに直面して、反射偏光子の表面で全内部反射を維持することが困難になるはずである。
【００３８】
図２Ｂは、反射偏光子５０の偏光挙動を決定するいくつかの重要な寸法を示す。これらは、
ｗ１：チャネル３１の断面幅；
ｗ２：チャネル３２の断面幅；
Ｐ：チャネル３１および３２のピッチ、この場合（ｗ１＋ｗ２）に等しい；
ｄ：チャネル３１および３２の深さ
を含む。１つの重要な寸法関係が、曲線因子ｆ１、すなわちデューティサイクルであり、これは次のように表すことができる。
ｆ１＝ｗ１／Ｐ
【００３９】
本開示との関連で、ピッチＰは、製作の結果としてピッチが若干変動し得る場合の平均ピッチを含むものである。
【００４０】
図２Ｃは、反射偏光子５０の別の実施形態を示し、この反射偏光子５０は、マトリックス材料３４の中に埋め込まれた分散材料３３を有し、分散材料３３は、図２Ｂの周期的パターンと同じ応答を示すことができるが、非周期的分布のチャネルを有する交互パターンで配置されている。分散材料３３は、マトリックス材料３４よりも高いまたは低い屈折率を有することができる。埋め込まれた材料の幅寸法は、可視光の波長と比べて小さく、好ましくは１５０ｎｍより小さく、より好ましくは１００ｎｍより小さい。ピッチＰは、１５０ｎｍ未満であることが好ましい。埋め込まれた材料の形状は、細長いことが好ましい。マトリックス材料および分散材料は、等方性材料または複屈折材料とすることができる。大きい成形複屈折の値が、この構成からも提供され得る。埋め込まれた（または分散された）材料の体積分率は、図２Ｂに示されている反射偏光子の曲線因子ｆ１に関係する。
【００４１】
図２Ａおよび図２Ｂの成形複屈折の実施形態について、図３Ａ〜図３Ｄのグラフは、有効な異常屈折率ｎｅおよび正常屈折率ｎｏならびに複屈折Δｎ＝ｎｅ−ｎｏを曲線因子ｆ１の関数として示す。垂直入射の下で、有効屈折率ｎｅおよびｎｏは、ゼロ次有効媒質理論によって与えられる。
【００４２】
【数４】
あるいは、２次有効媒質理論が、以下の計算で使用され得る。
【００４３】
【数５】
【００４４】
一般に、ゼロ次値は、以下のように、ピッチＰが入射光の波長に対して非常に小さい場合に適用されるのが最良である。
【数６】
ピッチＰ／λが無視できない場合には、２階方程式がより正確になる可能性がある。
【００４５】
図３Ａ（ゼロ次の場合）および図３Ｂ（２次の場合）では、それぞれの屈折率が、ｎ１＝２．３５、ｎ２＝１．０である。例えば、図３Ａでは、約−０．５という比較的高い複屈折の値が、約０．６の曲線因子ｆ１の値を用いて得ることができる。
【００４６】
図３Ｃ（ゼロ次の場合）および図３Ｂ（２次の場合）では、それぞれの屈折率が、ｎ１＝１．８、ｎ２＝１．０である。
【００４７】
要約すると、図３Ａ〜図３Ｄから、比較的大きい複屈折値（この場合も絶対値で）が、上述の細長いチャネル配置を用いて、２つの通常の等方性誘電性材料を使用して得ることができることが分かる。
【００４８】
図４Ａ〜図４Ｆおよび図５Ａ〜図５Ｊは、本発明による成形複屈折をベースとして、屈折率ｎＬＧＰ、ｎ１、ｎ２、深さｄおよび曲線因子ｆ１に関していくつかの異なる考えられる値を用いた反射偏光子のいくつかの実施例を示す。図４Ａ〜図４Ｆの実施例の場合、ＬＧＰ１２の基体は、ｎＬＧＰ＝１．５８９を有するポリカーボネートである。図５Ａ〜図５Ｊの実施例の場合、ＬＧＰ１２の基体は、ｎＬＧＰ＝１．４９を有するＰＭＭＡである。図４Ａ〜図４Ｆおよび図５Ａ〜図５Ｈの実施例では、ピッチＰは１４０ｎｍであり、対象の波長は５５０ｎｍである。実施例５Ｉおよび５Ｊでは、ピッチＰは１００ｎｍであり、対象の波長は、同様に５５０ｎｍである。
【００４９】
図４Ａ〜図５Ｊに示されている基準破線枠Ｑは、対象の受光角θａの範囲、この場合には５１〜９０度を示し、本発明の反射偏光子と先に図１Ｂ〜図１Ｄに示したような従来の反射偏光子との比較を容易にする。
【００５０】
解析が、厳密結合波解析（ＲＣＷＡ）を用いてサブ波長構造を完全にモデル化できるようにするＧｓｏｌｖｅｒグレーティング解析ソフトウェアツールを用いて、５５０ｎｍでモデル化された。Ｇｓｏｌｖｅｒソフトウェアは、テキサス州アレン，Ｐ．Ｏ．Ｂｏｘ ３５３のＧｒａｔｉｎｇ Ｓｏｌｖｅｒ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ社から市販されている。
【００５１】
ポリカーボネート基体での実施例（図４Ａ〜４Ｆ）
図４Ａの実施例を参照すると、基体の屈折率は、ｎＬＧＰ＝１．５８９であり、したがって、導光板に閉じこめられた光の受光角θａは、先にＬｉらの第６，２８５，４２３号特許で与えられた例を参照して説明し、かつ図１Ｂ、図１Ｃおよび図１Ｄのグラフで要約したように、５１°≦θａ＜９０°で与えられた範囲内にある。高屈折率ｎ１は２．３５であり、低屈折率ｎ２は１．０である。高屈折率材料の曲線因子は、ｆ１＝０．３８である。反射偏光子の厚さは０．５ｍｍである。
【００５２】
チャネル３１および３２と平行な面で偏光された光の場合、その光は、有効な正常屈折率ｎｏおよびＬＧＰ１２の基体の屈折率ｎＬＧＰに遭遇する。透過率対受光角の挙動は、曲線Ｔ９０（黒四角）で記載されている。材料の吸収は小さく、ほぼゼロと見なされるので、反射は、Ｒ９０＝１−Ｔ９０であり、プロットされていない。破線枠Ｑ内に示されているように、透過値Ｔ９０は、すべての所望の受光角に対して８８％を上回っており、この偏光の光は、反射偏光子を実質的に透過することを示す。
【００５３】
チャネル３１、３２に対して垂直な面で偏光された光の場合、有効な異常屈折率ｎｅおよび基体の屈折率ｎＬＧＰが適用される。反射対受光角の特性は、曲線Ｒ０（白三角）で表される。この場合も、透過率Ｔ０＝１−Ｒ０はプロットされていない。Ｒ０は、５８°より大きいすべての入射角に対して９０％を上回っており、この偏光の光は、反射偏光子から反射されたことを示す。Ｒ０は、５１°≦θａ＜９０°に対して８０％の閾値を超えており、この反射偏光子は、導光板内で結合された本質的にすべての光に対して十分に機能することを示す。
【００５４】
図４Ａに示されている性能が与えられると、本発明のこの反射偏光子の実施形態は、図１Ｂ〜図１Ｄを参照して説明したような従来の反射偏光子に対して著しい改善をもたらして、偏光状態が広範囲の受光角θａにわたって十分に有効に分離することが分かる。
【００５５】
下記の表２は、図４Ａ〜図４Ｆに適用されているパラメータおよび性能の値の概要を示す。表２の実施例のすべてについて、屈折率は、ｎＬＧＰ＝１．５８９、ｎ１＝２．３５、ｎ２＝１．０およびピッチＰ＝１４０ｎｍである。深さｄおよび曲線因子ｆ１の値は、個々の実施例で異なる。
【００５６】
図４Ａの曲線を参照して説明する実施例１は、ｄ＝０．５μｍ、ｆ１＝０．３８であり、偏光分離に関して最高の性能をもたらして、重なり角θａの範囲（ただし、Ｔ９０＞０．８およびＲ０＞０．８）は、５０°から８９°まで広がっている。
【００５７】
図４Ｂに示されている実施例２は、曲線因子ｆ１＝０．３０を除いて、実施例１で与えられた値を使用している。重なり角θａの範囲は、４６°〜８２°であり、下限で広がっているが、高角度の光に対しては最適でない。
【００５８】
図４Ｃに示されている実施例３は、曲線因子ｆ１＝０．５０を除いて、実施例１で与えられた値を使用している。重なり角θは、５９°〜７７°であり、この範囲は、上限に対しても下限に対しても狭くなっている。
【００５９】
図４Ｄに示されている実施例４は、深さｄ＝０．４０μｍを除いて、実施例１で与えられた値を使用している。重なり角θは、５１°〜７９°であり、この範囲は、下限がほぼ同じであり、上限が狭くなっている。
【００６０】
図４Ｅに示されている実施例５は、深さｄ＝０．６０μｍを除いて、実施例１で与えられた値を使用している。重なり角θは、５０°〜７２°であり、この範囲は、下限がほぼ同じであり、上限が狭くなっている。
【００６１】
図４Ｆに示されている実施例６は、深さｄ＝５．０μｍを除いて、実施例１で与えられた値を使用している。重なり角θは、５１°〜７２°であり、この範囲は、下限および上限が図４Ｅの実施例とほぼ同じである。
【００６２】
【表２】
【００６３】
ＰＭＭＡ基体での実施例（図５Ａ〜図５Ｊ）
表３に要約されている図５Ａ〜図５Ｊの実施例は、図４Ａ〜図４Ｆの実施例で与えられたパラメータとはわずかに異なるパラメータ、とりわけ異なる基体屈折率ｎＬＧＰを有する本発明による反射偏光子の性能を示す。これらの実施例では、ＬＧＰ屈折率ｎＬＧＰ＝１．４９であり、したがって、導光体内に閉じこめられた光の受光角θａは、約４８°≦θａ＜９０°で与えられる範囲にある。前述したように、最も一般的に使用されている導光板材料は、約１．４９の屈折率を有するＰＭＭＡである。図５Ａ〜図５Ｊに示されている基準破線枠Ｑは、０．８を上回るＴ９０およびＲ０の値で、対象の受光角θａの範囲、約４８〜９０度を示し、本発明の反射偏光子と、先に図１Ｂ〜図１Ｄに示したような従来の反射偏光子と、図４Ａ〜４Ｆの本発明の実施例との比較を容易にする。
【００６４】
最初に図５Ａを参照すると、高屈折率ｎ１は１．８０であり、低屈折率ｎ２は１．０である。ピッチＰは、１４０ｎｍである。高屈折率材料の曲線因子ｆ１は、０．５２４である。反射偏光子の厚さは、０．５ｍｍである。この場合、反射Ｒ０は、約５９°より大きい受光角θａに対して８０％を上回っており、この偏光の光は、反射偏光子から反射されたことを示す。したがって、この反射偏光子の設計は、従来の反射偏光子に対して大幅に改善されるが、与えられた先の実施例のうちの一部ほど良くはない。
【００６５】
図５Ｂの実施例では、高い屈折率ｎ１は、Ｌｉらの米国特許第６，２８５，４２３号開示において使用されているもの（米国特許第６，２８５，４２３号開示における図１２および１３を参照）に対応する１．５８９である。低屈折率ｎ２は１．０である。高屈折率材料の曲線因子ｆ１は０．７８７である。チャネル３１および３２と平行な面で偏光された光の場合、その光は、正常屈折率ｎｏおよびＬＧＰ１２の基体の屈折率ｎＬＧＰに遭遇する。透過Ｔ９０は、すべての受光角θａに対して９５％を上回る。反射Ｒ０は、７１°より大きい受光角に対して８０％を上回る。Ｒ０は、６７．５°≦θａ＜９０°に対して５０％を上回る。この反射偏光子が、より低い屈折率（１．４９対１．５８９）を有する基体を使用するという利点とともに、従来の反射偏光子と同等の偏光分離効果を有することを観察することができる。したがって、受光角θａの全範囲が期待はずれであっても、性能は、Ｌｉらの米国特許第６，２８５，４２３号開示に記載されているものと少なくとも同等であるが、Ｌｉらの解決法が用いている一般的ではないポリカーボネート材料ではなく、標準的なＬＧＰ１２の材料（ＰＭＭＡ）を使用している。
【００６６】
図５Ｃの実施例は、層の厚さｄが５μｍであり、かつ高屈折率材料の曲線因子ｆ１が０．７８５であることを除いて、図５Ｂの実施例とほぼ同等である。全体的な分離性能は、Ｌｉらの米国特許第６，２８５，４２３号開示に記載されているものとほぼ同等である。
【００６７】
図５Ｄの実施例は、図５Ｂの実施例とほぼ同等であるが、高屈折率ｎ１が２．３５である。図５Ｅの実施例は、図５Ｄの実施例とほぼ同等であるが、曲線因子ｆ１が０．４５である。図５Ｆの実施例は、図５Ｄの実施例とほぼ同等であるが、ｆ１が０．６である。この場合、偏光分離が許容できる重なり領域がない。同様に、図５Ｇは、深さｄ＝０．４μｍを有し、かつ重なりのない実施例を示す。図５Ｈは、図５Ｇの実施例とほぼ同等の実施例を示すが、深さｄ＝０．６μｍを有し、重なりが非常に狭い。図５Ｉは、類似の実施例を示すが、ピッチＰが１４０ｎｍではなく１００ｎｍである。図５Ｊは、類似の実施例を示すが、曲線因子ｆ１が０．５３４である。曲線因子ｆ１がわずかに変化すると、層の厚さが変化することによって、干渉効果を最小限に抑えることに留意されたい。
【００６８】
【表３】
【００６９】
図４Ａ〜図４Ｆおよび図５Ａ〜図５Ｊに与えられている実施例は、限定するものではなく、例示するためのものである。他の多くのパラメータ変動が許容される。例えば、チャネル３１、３２の形状は、図２Ａおよび図２Ｂに示されている矩形断面と異なることができ、当技術分野で知られる他の形状を使用することもできる。ピッチＰは、ゼロ次回折しか生じない限り、長くすることも短くすることもできる。低屈折材料は、空気である必要はなく、比較的低い屈折率を有する、例えばＭｇＦ２などの種々の材料のうちのいずれかとすることもできる。高屈折率材料と低屈折率材料は、どちらもそれらの光学軸が平行に向けられている限り、複屈折とすることができる。
【００７０】
製作
いくつかの異なる製作技術のうちのいずれかが、反射偏光子５０を形成するために使用され得る。チャネル３２に空気を用いた一実施形態では、チャネル構造は、標準的なフォトリソグラフィを用いてチャネル３１を形成することになる基体に直接パターン化され得る。他の方法では、インクジェット印刷または他の精密堆積技術を用いた、基体上への材料３１の堆積を使用することができる。
【００７１】
フォトリソグラフィを用いる代替方法では、金属層が、後続のエッチングのためのマスクとして付着され得る。この場合、金属層は、アルミニウムなどの金属を使用して堆積される。堆積法は、熱蒸着やスパッタリングなどのいくつかの標準的な方法のうちの１つとすることができる。次に、金属は、標準的なフォトリソグラフィとそれに続くメタルエッチ（あるいは、ＣＣ１４、ＢＣ１３などのドライメタルエッチ）を用いてパターン化されて、マスクパターンを形成する。次いで、チャネル３２は、好ましくない材料を除去するようにエッチングされて、所望の空隙を残すことができる。
【００７２】
あるいは、誘電体を繰り返しエッチングしたり、イオンビーム加工したりする方法も使用され得る。リフトオフ法も使用され得る。ＳｉＯ２エッチのためにＨＦなどのエッチング化合物を用いたウェットエッチが使用され得る。
【００７３】
他の実施形態では、複数の誘電性材料層が、チャネル３１および３２のどちらか一方または両方を形成するように堆積され得る。このタイプの製作では、適正な深さｄ（図２Ｂ）が達成されるまで、堆積プロセスとエッチングプロセスが繰り返される必要がある。
【００７４】
図２Ｃに示されている実施形態を再び参照すると、反射偏光子を製作する別の方法では、ボイド空気が、適切な屈折率を有する無機または有機バインダと混合される。次いで、媒質は、一方向に沿って延伸される。ボイド空気の寸法は、この方向の光の波長よりも小さく、かつ直交方向の光の数波長分よりも大きい。ボイドとバインダの相対比は、有効な異常屈折率ｎｅおよび正常屈折率ｎｏを決定するチャネルの曲線因子ｆ１に等しい。
【００７５】
本発明の反射偏光子５０は、考えられる様々な実施形態でディスプレイ背面照明として使用することができる。図６Ａを参照すると、反射偏光子５０が、テーパ状導光板３０、およびディスプレイ３６内の光方向転換フィルム２６と光学的に接触して使用される。この背面照明構成要素の組み合わせは、ＬＣＤ変調器４０によって偏光した光を方向付け、光利用効率を高め、および通常はＬＣＤ変調器４０の一部として設けられる偏光構成要素の要件を減らす。偏光変換器、例えば４分の１波長フィルムまたは４分の１波長板が、底面１８および／または端面１９上に配置されることに留意されたい。
【００７６】
図６Ｂは、平坦なまたは非テーパ状の導光板１２と光学的に接触して使用される反射偏光子５０を示す。破線で示されているような別個のフィルムに接触しているか、あるいは基体表面に直接形成されるかまたは付着された光取り出し構造２５が、光取り出し物品となる。図６Ａと同様に、この組み合わせもまた、光利用効率を高めるとともにディスプレイシステム内の他の場所にある偏光構成要素の要件を減らすかまたはなくすのに役立つ。
【００７７】
反射偏光子５０は、考えられる様々な構成で導光板１２と組み合わせることができる。図６Ａおよび図６Ｂは、反射偏光子５０が導光板１２の上面の方に配置されている実施例を示す。
【００７８】
図６Ｃ、図６Ｄおよび図６Ｅは、反射偏光子５０が導光板１２の底面の方に配置されている実施形態を示す。本発明の反射偏光子５０と光方向転換構成要素の位置は、これらの実施形態で適切な性能レベルを得るために重要と思われる。
【００７９】
まず、図６Ｃの例示的な実施例を参照すると、条件ｎＬＧＰ＝ｎｏ＞ｎｅが満たされている。したがって、チャネルと平行な面で偏光された光は、反射偏光子５０を透過し、チャネルに対して垂直に偏光された光は、反射偏光子５０によって反射される。しかしながら、どちらの偏光の光も、光取り出し構造２５によって方向付けることができ、そのことは、反射偏光子５０の機能と矛盾する。したがって、この構成は、ほとんどの反射偏光子用途の要件に対して機能しない。
【００８０】
同様に、図６Ｄでは、条件ｎｏ＞ｎｅ＝ｎＬＧＰが満たされている。その結果、チャネルと平行な面で偏光された光は、反射偏光子５０によって反射され、チャネルに対して垂直に偏光された光は、反射偏光子５０を透過する。どちらの偏光の光も、図６Ｃに示されているものと同様に、光取り出し構造２５から出射する。したがって、この構成は、どちらにも適切でない。
【００８１】
図６Ｅは、光取り出し特徴が、導光板１２の底面の方に配置された場合に、反射偏光子５０を効果的に使用するためにどのように配置されなければならないかを示す。図６Ｅでは、図６Ｄと同様に、条件ｎｏ＞ｎｅ＝ｎＬＧＰが満たされている。しかしながら、この場合、光取り出し構造２５ａは、導光板１２の底面１８上に置かれる。光取り出し特徴を光取り出し構造２５ａとして上面１７から底面に移すことにより、チャネルと平行な面で偏光された光は、その偏光が使用可能な状態に変換されるまで、導光板１２内に閉じこめられる。この場合は、チャネルに対して垂直な偏光軸を有する光だけが導光板から放出される。
【００８２】
先に与えられた背景技術の欄に記載したような従来の反射偏光子の解決法と比較すると、本発明の反射偏光子は、導光板内での様々な角度の光に対して改善された偏光分離をもたらす。成形複屈折を使用することにより、本発明の反射偏光子は、小型で低コストの構成要素の形で高度の偏光分離をもたらす。
【００８３】
上記特許の全内容および本明細書で参照された他の出版物は、参照により本明細書に組み込まれる。本発明について、特にその特定の好ましい実施形態を参照しながら詳細に説明してきたが、本発明の精神および範囲内で変更形態および変形形態がもたらされ得ることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１Ａ】反射偏光子を有するバックライトユニットの概略断面図を用いて、解決すべき課題を示す図である。
【図１Ｂ】反射偏光子に対して従来の方法および材料を使用して達成することができる理論性能を示す比較例のグラフである。
【図１Ｃ】反射偏光子に対して従来の方法および材料を使用して達成することができる理論性能を示す比較例のグラフである。
【図１Ｄ】反射偏光子に対して従来の方法および材料を使用して達成することができる理論性能を示す比較例のグラフである。
【図２Ａ】本発明による成形複屈折に基づく反射偏光子を有するバックライトユニットを示す概略斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ａに使用されている反射偏光子の一実施形態の斜視図である。
【図２Ｃ】図２Ａに使用されている反射偏光子の別の実施形態の斜視図である。
【図３Ａ】有効な異常屈折率ｎｅおよび正常屈折率ｎｏならびに複屈折Δｎ＝ｎｅ−ｎｏを曲線因子ｆ１の関数として示す図である。
【図３Ｂ】有効な異常屈折率ｎｅおよび正常屈折率ｎｏならびに複屈折Δｎ＝ｎｅ−ｎｏを曲線因子ｆ１の関数として示す図である。
【図３Ｃ】有効な異常屈折率ｎｅおよび正常屈折率ｎｏならびに複屈折Δｎ＝ｎｅ−ｎｏを曲線因子ｆ１の関数として示す図である。
【図３Ｄ】有効な異常屈折率ｎｅおよび正常屈折率ｎｏならびに複屈折Δｎ＝ｎｅ−ｎｏを曲線因子ｆ１の関数として示す図である。
【図４Ａ】ｎＬＧＰ＝１．５８９での、様々な寸法および光学パラメータを有する反射偏光子の性能を示すグラフである。
【図４Ｂ】ｎＬＧＰ＝１．５８９での、様々な寸法および光学パラメータを有する反射偏光子の性能を示すグラフである。
【図４Ｃ】ｎＬＧＰ＝１．５８９での、様々な寸法および光学パラメータを有する反射偏光子の性能を示すグラフである。
【図４Ｄ】ｎＬＧＰ＝１．５８９での、様々な寸法および光学パラメータを有する反射偏光子の性能を示すグラフである。
【図４Ｅ】ｎＬＧＰ＝１．５８９での、様々な寸法および光学パラメータを有する反射偏光子の性能を示すグラフである。
【図４Ｆ】ｎＬＧＰ＝１．５８９での、様々な寸法および光学パラメータを有する反射偏光子の性能を示すグラフである。
【図５Ａ】ｎＬＧＰ＝１．４９での、様々な寸法および光学パラメータを有する実施例の性能を示すグラフである。
【図５Ｂ】ｎＬＧＰ＝１．４９での、様々な寸法および光学パラメータを有する実施例の性能を示すグラフである。
【図５Ｃ】ｎＬＧＰ＝１．４９での、様々な寸法および光学パラメータを有する実施例の性能を示すグラフである。
【図５Ｄ】ｎＬＧＰ＝１．４９での、様々な寸法および光学パラメータを有する実施例の性能を示すグラフである。
【図５Ｅ】ｎＬＧＰ＝１．４９での、様々な寸法および光学パラメータを有する実施例の性能を示すグラフである。
【図５Ｆ】ｎＬＧＰ＝１．４９での、様々な寸法および光学パラメータを有する実施例の性能を示すグラフである。
【図５Ｇ】ｎＬＧＰ＝１．４９での、様々な寸法および光学パラメータを有する実施例の性能を示すグラフである。
【図５Ｈ】ｎＬＧＰ＝１．４９での、様々な寸法および光学パラメータを有する実施例の性能を示すグラフである。
【図５Ｉ】ｎＬＧＰ＝１．４９での、様々な寸法および光学パラメータを有する実施例の性能を示すグラフである。
【図５Ｊ】ｎＬＧＰ＝１．４９での、様々な寸法および光学パラメータを有する実施例の性能を示すグラフである。
【図６Ａ】本発明の一実施形態による、テーパ状導光板および光方向転換フィルムと組み合わせた反射偏光子の使用を示す図である。
【図６Ｂ】本発明の他の実施形態による、光取り出し物品と組み合わせた反射偏光子の使用を示す図である。
【図６Ｃ】一比較例による、導光板の底面の方に配置された反射偏光子の使用を示す図である。
【図６Ｄ】別の比較例による、導光板の底面の方に配置された反射偏光子の別の使用を示す図である。
【図６Ｅ】本発明の一実施形態による、導光板の底面の方に配置された反射偏光子の使用を示す図である。
【符号の説明】
【００８５】
１０ 光線
１２ 導光板
１４ 光源
１６ 入射面
１７ 上面
１８ 底面
１９ 端面
２０ 反射偏光子
２５、２５ａ 光取り出し構造
２６ 光方向転換フィルム
３０ テーパ状導光板
３１、３２ チャネル
３３ 分散材料
３４ マトリックス材料
３６ ディスプレイ
３８ バックライト装置
４０ ＬＣＤ変調器
５０ 反射偏光子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）光源と、
（２）前記光源の方に入射面を有し、かつ屈折率ｎＬＧＰを有する導光板（ＬＧＰ）と、
（３）前記ＬＧＰと光学的に接触する成形複屈折を有する反射偏光子であって、
（ａ）屈折率ｎ１を有する細長い非導電性の第１の材料と、
（ｂ）前記第１の材料の屈折率と少なくとも０．２の差で異なる屈折率ｎ２を有する細長い非導電性の第２の材料とを有し、
前記第１の材料および前記第２の材料が、前記ＬＧＰの前記入射面に対してほぼ垂直の方向に配列される層を含む反射偏光子とを順に備え、
（ｉ）前記ＬＧＰの前記光入射面と平行な面における前記第１および第２の材料の断面寸法が、それらの幅寸法の１００ｎｍよりも小さく、および
（ｉｉ）前記反射偏光子のパラメータが、少なくとも１つの反射偏光子の光入射角θａで、５５０ｎｍの波長の光に対して、一方の偏光状態でＲ０＞０．８となり、かつ直交する偏光状態でＴ９０＞０．８となるように選択される、バックライトユニット。
【請求項２】
前記選択されるパラメータが、ピッチ、厚さ、断面幅、ｎ１、ｎ２、ｎＬＧＰ、反射偏光子の位置および曲線因子を含む、請求項１記載のバックライトユニット。
【請求項３】
前記部分（ｉｉ）において選択されるパラメータが、θａで少なくとも２０°にわたって要件を満たす、請求項１記載のバックライトユニット。
【請求項４】
９０°−ｓｉｎ−１（１／ｎＬＧＰ）から８９度の角度で前記反射偏光子に入射する一部の光に対して、一方の偏光状態でＲ０＞０．８であり、かつ直交する偏光状態でＴ９０＞０．８である、請求項１記載のバックライトユニット。
【請求項５】
前記導光板の入射面と実質的に平行な第１の偏光軸を有する光に対するＴ０が、０．８８を超える、請求項１記載のバックライトユニット。
【請求項６】
前記第１の偏光軸に対して実質的に垂直な第２の偏光軸を有する光に対するＲ９０が、０．８８を超える、請求項１記載のバックライトユニット。
【請求項７】
前記反射偏光子が、５ミクロン未満の厚さを有する、請求項１記載のバックライトユニット。
【請求項８】
前記反射偏光子の第１の材料の断面寸法と第２の材料の断面寸法との和に等しいピッチＰに対する第１の材料の断面寸法の比が、０．２〜０．８ミクロンの範囲内である、請求項１記載のバックライトユニット。
【請求項９】
前記導光板が、テーパ状である、請求項１記載のバックライトユニット。
【請求項１０】
光方向転換フィルムをさらに含む、請求項９記載のバックライトユニット。
【請求項１】
（１）光源と、
（２）前記光源の方に入射面を有し、かつ屈折率ｎＬＧＰを有する導光板（ＬＧＰ）と、
（３）前記ＬＧＰと光学的に接触する成形複屈折を有する反射偏光子であって、
（ａ）屈折率ｎ１を有する細長い非導電性の第１の材料と、
（ｂ）前記第１の材料の屈折率と少なくとも０．２の差で異なる屈折率ｎ２を有する細長い非導電性の第２の材料とを有し、
前記第１の材料および前記第２の材料が、前記ＬＧＰの前記入射面に対してほぼ垂直の方向に配列される層を含む反射偏光子とを順に備え、
（ｉ）前記ＬＧＰの前記光入射面と平行な面における前記第１および第２の材料の断面寸法が、それらの幅寸法の１００ｎｍよりも小さく、および
（ｉｉ）前記反射偏光子のパラメータが、少なくとも１つの反射偏光子の光入射角θａで、５５０ｎｍの波長の光に対して、一方の偏光状態でＲ０＞０．８となり、かつ直交する偏光状態でＴ９０＞０．８となるように選択される、バックライトユニット。
【請求項２】
前記選択されるパラメータが、ピッチ、厚さ、断面幅、ｎ１、ｎ２、ｎＬＧＰ、反射偏光子の位置および曲線因子を含む、請求項１記載のバックライトユニット。
【請求項３】
前記部分（ｉｉ）において選択されるパラメータが、θａで少なくとも２０°にわたって要件を満たす、請求項１記載のバックライトユニット。
【請求項４】
９０°−ｓｉｎ−１（１／ｎＬＧＰ）から８９度の角度で前記反射偏光子に入射する一部の光に対して、一方の偏光状態でＲ０＞０．８であり、かつ直交する偏光状態でＴ９０＞０．８である、請求項１記載のバックライトユニット。
【請求項５】
前記導光板の入射面と実質的に平行な第１の偏光軸を有する光に対するＴ０が、０．８８を超える、請求項１記載のバックライトユニット。
【請求項６】
前記第１の偏光軸に対して実質的に垂直な第２の偏光軸を有する光に対するＲ９０が、０．８８を超える、請求項１記載のバックライトユニット。
【請求項７】
前記反射偏光子が、５ミクロン未満の厚さを有する、請求項１記載のバックライトユニット。
【請求項８】
前記反射偏光子の第１の材料の断面寸法と第２の材料の断面寸法との和に等しいピッチＰに対する第１の材料の断面寸法の比が、０．２〜０．８ミクロンの範囲内である、請求項１記載のバックライトユニット。
【請求項９】
前記導光板が、テーパ状である、請求項１記載のバックライトユニット。
【請求項１０】
光方向転換フィルムをさらに含む、請求項９記載のバックライトユニット。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図４Ｅ】
【図４Ｆ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図５Ｆ】
【図５Ｇ】
【図５Ｈ】
【図５Ｉ】
【図５Ｊ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図６Ｅ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図４Ｅ】
【図４Ｆ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図５Ｆ】
【図５Ｇ】
【図５Ｈ】
【図５Ｉ】
【図５Ｊ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図６Ｅ】
【公開番号】特開２００９−８７９２１（Ｐ２００９−８７９２１Ａ）
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００８−１５３２９３（Ｐ２００８−１５３２９３）
【出願日】平成２０年６月１１日（２００８．６．１１）
【出願人】（３０７０１０１８８）ローム アンド ハース デンマーク ファイナンス エーエス (51)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５３２９３（Ｐ２００８−１５３２９３）
【出願日】平成２０年６月１１日（２００８．６．１１）
【出願人】（３０７０１０１８８）ローム アンド ハース デンマーク ファイナンス エーエス (51)
【Ｆターム（参考）】
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