JP2001201746A - Light guide body and back light - Google Patents

Light guide body and back light

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JP2001201746A
JP2001201746A JP2000012470A JP2000012470A JP2001201746A JP 2001201746 A JP2001201746 A JP 2001201746A JP 2000012470 A JP2000012470 A JP 2000012470A JP 2000012470 A JP2000012470 A JP 2000012470A JP 2001201746 A JP2001201746 A JP 2001201746A
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light
light guide
liquid crystal
backlight
crystal display
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JP2000012470A
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Japanese (ja)
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Masafumi Nakamaru
雅史 中丸
Eiichiro Nishihara
英一郎 西原
Tatsuteru Ryu
龍輝 劉
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Mitsubishi Chemical Corp
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Mitsubishi Chemical Corp
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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a means to realize the functions of a polarizing separation plate and a light guide body in one single body of a light guide body to efficiently use the illumination rays entering the light guide body in a back light and to improve the display luminance of a liquid crystal display device. SOLUTION: This plate type light guide body consists of a transparent solid material which constitutes the back light of a liquid crystal display device. A fine rugged pattern having a polarization separation function is formed on the face of the body where light exits, and a means to diffuse and reflect the light from a light source is formed on the counter face to the exit face.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示素子のバッ
クライトを構成する導光体に関し、さらに詳しくは、前
記液晶表示素子の表示特性を向上させる照明技術に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light guide constituting a backlight of a liquid crystal display device, and more particularly to a lighting technique for improving display characteristics of the liquid crystal display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】パーソナルコンピュータ向けモニター、
携帯端末や薄型TV等の表示装置として透過型の液晶表
示装置が多用されており、このような液晶表示装置で
は、通常、液晶素子の背面に面状の照明装置すなわちバ
ックライトが配設されている。このバックライトは冷陰
極放電管等の線状光源あるいは発光ダイオードアレイ等
の線状に配置された点光源を面状の光に変換する機能を
有する。具体的には、バックライトは液晶素子の側端に
線状光源を設置しアクリル板等の導光体を用いて面状の
光を得る方法(サイドライト方式)が代表的であり、光
出射面にはプリズムアレー等からなる光学素子を配設し
て所望の光学特性を得る機構とされている。
2. Description of the Related Art Monitors for personal computers,
A transmissive liquid crystal display device is frequently used as a display device of a portable terminal, a thin TV, or the like. In such a liquid crystal display device, usually, a planar illumination device, that is, a backlight is provided on a back surface of a liquid crystal element. I have. This backlight has a function of converting a linear light source such as a cold cathode discharge tube or a linearly arranged point light source such as a light emitting diode array into planar light. Specifically, a typical backlight method is to install a linear light source at a side end of a liquid crystal element and obtain planar light using a light guide such as an acrylic plate (side light method). An optical element such as a prism array is disposed on the surface to obtain desired optical characteristics.

【0003】サイドライト方式については、例えば特開
昭61−99187号公報や特開昭63−62104号
公報に開示されている。軽量、薄型という液晶表示装置
の一般的特徴をより有効に引き出す為には、バックライ
ト装置を薄くすることが出来るサイドライト方式の利用
が好適であり、近年の携帯用パーソナルコンピュータ等
の液晶表示装置にはサイドライト方式のバックライトが
多く用いられている。液晶表示素子用のバックライトに
要求される最も重要な性能は輝度であり、近年の液晶素
子の高性能化に伴って、バックライトに対する輝度向上
の要求もさらに高まりつつある。
[0003] The sidelight method is disclosed in, for example, JP-A-61-99187 and JP-A-63-62104. In order to more effectively bring out the general characteristics of the liquid crystal display device, which is light and thin, it is preferable to use a sidelight system that can make the backlight device thin, and a liquid crystal display device such as a recent portable personal computer is used. , A sidelight type backlight is often used. The most important performance required for a backlight for a liquid crystal display element is luminance. With the recent improvement in the performance of liquid crystal elements, the demand for improving the luminance of the backlight is increasing.

【0004】例えば透過型フルカラー液晶素子は高精細
化が進み、これに伴って一般的には表示素子自体の光線
透過率が低下することから、バックライトに要求される
輝度が必然的に高くなる。またノートブック型パーソナ
ルコンピューターあるいはモバイル端末と呼称される携
帯型パーソナルコンピューターはバッテリー電源で使用
されることから、そのバックライトには低い消費電力で
十分な輝度の確保が要求される。これらの要求に応える
ため、前記サイドライト方式からなるバックライトに於
いては、プリズムアレー等からなるシートを多用して光
学的集光作用によって正面輝度を確保することによって
出射光線を有効利用することが一般的には行われて来た
が、これらを多用することは大きなコスト増を招くばか
りか、視野角特性が狭くなる等の弊害も生むため、より
簡易な手段によって高い光学特性を有した高輝度のバッ
クライトを提供する技術の出現が待ち望まれていた。こ
の要求に沿う以下の考え方が公知となっている。すなわ
ち、バックライトから照射される光を部分偏光とする方
法である。
For example, in a transmission type full-color liquid crystal element, a higher definition is progressed, and generally, the light transmittance of the display element itself is reduced, so that the luminance required for the backlight is necessarily increased. . In addition, since a notebook personal computer or a portable personal computer called a mobile terminal is used with a battery power source, it is necessary to ensure sufficient luminance with low power consumption for its backlight. In order to respond to these demands, in the backlight using the sidelight method, a sheet made of a prism array or the like is frequently used, and the emitted light is effectively used by securing the front luminance by an optical condensing action. Although these methods have been generally used, the frequent use of these materials not only causes a large increase in cost but also causes adverse effects such as narrowing of the viewing angle characteristics. The emergence of a technology for providing a high-brightness backlight has been awaited. The following ideas that meet this requirement are known. That is, this is a method in which light emitted from the backlight is converted into partially polarized light.

【0005】一般的な液晶素子は液晶のねじれ構造を利
用するという原理上、表示輝度に関して次のような制約
があった。つまり、液晶素子は表示画素毎の光量を制御
する微小な光シャッターの機能を持たせるため、液晶を
封入するガラス等の基盤内側には微小な電極やカラーフ
ィルター等が配置されるとともに外側には偏光板が貼り
合わされた構成となっており、この偏光板はある基準面
内の電場振動成分を透過し基準面と直角方向に電場振動
面をもつ光成分を吸収する性質があるため、通常バック
ライトから照射される自然光の全光量のうち少なくとも
半分は偏光板で吸収されるという原理上の制約である。
この制約を克服するには、バックライトから照射される
光を部分偏光とする方法が有効である。
A general liquid crystal element has the following restrictions on display luminance due to the principle of using the twisted structure of liquid crystal. In other words, in order for the liquid crystal element to have a function of a minute optical shutter for controlling the amount of light for each display pixel, minute electrodes and color filters are arranged inside a base such as glass for enclosing the liquid crystal, and outside the base. A polarizing plate is bonded to the polarizing plate.This polarizing plate has the property of transmitting an electric field vibration component in a certain reference plane and absorbing a light component having an electric field vibration plane in a direction perpendicular to the reference plane. The principle is that at least half of the total amount of natural light emitted from the light is absorbed by the polarizing plate.
In order to overcome this limitation, it is effective to use light emitted from the backlight as partially polarized light.

【0006】すなわち、液晶パネルの下側基板の偏光板
とバックライト側の導光板との間に偏光分離板を配置す
ることにより出射光を部分偏光とする方法が知られてい
る。この偏光分離板は互いに振動面が直交関係にある2
つの偏光成分(ここではP偏光、S偏光とする)のう
ち、一方を直接出射して利用すると共に、他方をバック
ライト側に戻して光源光として再利用するために設けら
れており、これにより液晶表示装置の輝度上昇を実現で
きる。例えば、月刊ディスプレイ1997年6月号p.
82には、図8に示すような液晶表示装置が開示されて
いる。この液晶表示装置は、線状光源104、リフレク
ター105、導光体101および反射板106を備えた
バックライトの導光体101の光出射側に、拡散板(図
示せず)、レンズ板(図示せず)および偏光分離板10
8が設けられ、その上に偏光板107を有する液晶表示
素子110が設けられている。
That is, a method is known in which a polarized light separating plate is disposed between a polarizing plate on a lower substrate of a liquid crystal panel and a light guide plate on a backlight side to make outgoing light into partially polarized light. The polarized light separating plates have vibration surfaces orthogonal to each other.
One of the two polarized light components (here, P-polarized light and S-polarized light) is provided for direct emission and use, and the other is returned to the backlight side for reuse as light source light. The brightness of the liquid crystal display device can be increased. For example, see the monthly display June 1997 p.
82 discloses a liquid crystal display device as shown in FIG. This liquid crystal display device includes a diffusion plate (not shown) and a lens plate (not shown) on the light emitting side of a light guide 101 of a backlight including a linear light source 104, a reflector 105, a light guide 101, and a reflection plate 106. Not shown) and the polarization separator 10
8, and a liquid crystal display element 110 having a polarizing plate 107 is provided thereon.

【0007】前述の直線偏光反射光再利用の考え方を応
用した技術に関しては類似構成の素子が、偏光分離効率
の向上あるいは表示特性向上等の目的で、数多く提案さ
れている。これらは、特開平6―250169号、特開
平6―265892号、特開平6―337413号、特
開平7―20466号、特開平7―49496号、特開
平7―64085号、特開平7―72475号、特開平
8―271892号、特開平9―146092号、特開
平9―288274号、特開平10―20310号、特
開平10―48628号、特開平10―293212
号、特開平10―319393号、特開平11―133
409号、特開平11―142849号、特開平11―
149074号、特開平11―96819号等に開示さ
れている
[0007] Regarding the technology applying the concept of reusing the linearly polarized reflected light, there have been proposed many devices having a similar configuration for the purpose of improving the polarization separation efficiency or the display characteristics. These are described in JP-A-6-250169, JP-A-6-265892, JP-A-6-337413, JP-A-7-204466, JP-A-7-49496, JP-A-7-64085, and JP-A-7-72475. JP-A-8-271892, JP-A-9-146092, JP-A-9-288274, JP-A-10-20310, JP-A-10-48628, JP-A-10-293212
JP-A-10-319393, JP-A-11-133
409, JP-A-11-142849, JP-A-11-142
No. 149074, and JP-A-11-96819.

【0008】また、月刊ディスプレイ1997年6月号
p.81には、図9に示すような液晶表示装置が開示さ
れている。この液晶表示装置は、前述の偏光分離板10
8の機能が、直線偏光分離の代わりに円偏光分離機能で
あることが特徴である。この構成の場合は、四分の一波
長板109を偏光分離板108の上部に設けることによ
って、直線偏光に近い楕円偏光に変換することができ、
液晶素子下板の偏光板107の偏光面(図示せず)に楕
円長軸を合わせることによって前述と同様の原理で液晶
表示装置の輝度上昇を実現できる。この円偏光反射光再
利用の考え方を応用した技術に関しても類似構成の素子
が数多く提案されている。これらは、特開平8―271
837号、特開平9―304770号、特開平10―5
4909号、特開平10―142407号、特開平10
―197722号、特開平10―206636号、特開
平10―232313号、特開平10―253930
号、特開平10―293211号、特開平10―301
097号、特開平10―319235号、特開平10―
321025号、特開平10―321026号、特開平
10―339812号、特開平11―64841号、特
開平11―125717号、特開平11―133231
号、特開平11―160539号等に開示されている。
[0008] The monthly display June 1997, p. 81 discloses a liquid crystal display device as shown in FIG. This liquid crystal display device is the same as the above-described polarization separation plate 10.
It is characterized in that the function of No. 8 is a circularly polarized light separating function instead of the linearly polarized light separating function. In the case of this configuration, by providing the quarter-wave plate 109 on the upper part of the polarization separation plate 108, it can be converted into elliptically polarized light close to linearly polarized light,
By adjusting the major axis of the ellipse to the polarization plane (not shown) of the polarizing plate 107 under the liquid crystal element, the brightness of the liquid crystal display device can be increased on the same principle as described above. A number of devices having a similar configuration have been proposed for a technology that uses the concept of reusing circularly polarized reflected light. These are disclosed in JP-A-8-271.
No. 837, JP-A-9-304770, JP-A-10-5
4909, JP-A-10-142407, JP-A-10-142407
-197722, JP-A-10-206636, JP-A-10-232313, JP-A-10-253930
JP-A-10-293221, JP-A-10-301
097, JP-A-10-319235, JP-A-10-319
No. 321025, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 10-321026, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 10-339812, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 11-64841, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 11-125717, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 11-133231
And Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-160539.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術は、いずれも導光板自体は偏光分離機能を持
たないため、偏光分離板等の偏光分離機能を有する部品
(例えば屈折率の異なる2種の透明材料を交互に積層し
た多層フィルム等)と組み合わせて用いることが必須で
あった。このことは、反射偏光再利用を意図する限り、
部品点数の増加を回避できないことを意味し、これは市
場からの液晶表示素子への要求である、さらなる軽量
化、薄肉化、およびコスト低減に反していた。部品点数
の増加は、表示品質の低下にもつながっているため製造
面にも悪い影響があった。例えば部品間の隙間の制御が
容易ではなく、部品間距離の均一性が乱れると表示むら
の原因となることから、結果的に歩留まりが悪いといっ
た問題があった。
However, in the prior arts described above, since the light guide plate itself does not have a polarization separation function, a component having a polarization separation function such as a polarization separation plate (for example, two types having different refractive indexes). In combination with a multilayer film in which transparent materials are alternately laminated. This means that as long as the intention is to reuse reflected polarization,
This means that an increase in the number of parts cannot be avoided, which is contrary to the demand for liquid crystal display devices from the market, which is further reduced in weight, thickness, and cost. The increase in the number of parts has a negative effect on the manufacturing side because it leads to a decrease in display quality. For example, it is not easy to control the gap between the components, and if the uniformity of the distance between the components is disturbed, display unevenness is caused. As a result, there is a problem that the yield is low.

【0010】本発明はこのような従来技術の課題を解決
するためになされたものであり、本発明の目的は、導光
体に入射した照明光線を効率良く利用し、液晶表示素子
の表示輝度向上を達成するために用いられる偏光分離と
導光出射の両機能を、導光体に持たせることにある。こ
の目的が達成されれば、バックライトの軽量化、薄肉化
を図ることが可能になり、さらには、その組立工程を容
易にすることで歩留まりをも改善することができる。
The present invention has been made to solve such problems of the prior art, and an object of the present invention is to efficiently utilize an illumination light beam incident on a light guide, and to improve the display brightness of a liquid crystal display device. An object of the present invention is to provide a light guide with both functions of polarization separation and light guide emission used to achieve the improvement. If this object is achieved, it is possible to reduce the weight and thickness of the backlight, and it is also possible to improve the yield by facilitating the assembly process.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、液晶表
示素子のバックライトを構成する透明固体物質からなる
板状導光体であって、その光出射面には偏光分離機能を
有する微細凹凸が形成され、出射面と対向する面には光
源からの光を拡散反射する手段が設けられていることを
特徴とする導光体に存する。更に、上記微細凹凸が前記
出射面に形成された実質的に平行な微細線状リブの集合
体であることもその態様の一つとする。更に、上記線状
リブは、そのピッチが0.1〜2μm、平均開口幅が
0.05〜1.5μm、リブ高さが平均開口幅の2〜8
倍であること、や導光体を成す物質が、屈折率1.34
〜1.71の、透明高分子化合物であることもその態様
の一つとする。また、液晶表示素子のバックライトであ
って、上記要旨の導光体と該導光体に光を供給する光源
とを構成要素とすることを特徴とするバックライトもま
た本発明の要旨の一つとする。
The gist of the present invention is to provide a plate-like light guide made of a transparent solid substance constituting a backlight of a liquid crystal display element, and a light exit surface of the plate-like light guide having a polarization separating function. The light guide is characterized in that irregularities are formed, and a means for diffusing and reflecting light from the light source is provided on a surface facing the emission surface. Further, one of the aspects is that the fine unevenness is an aggregate of substantially parallel fine linear ribs formed on the emission surface. Further, the linear ribs have a pitch of 0.1 to 2 μm, an average opening width of 0.05 to 1.5 μm, and a rib height of 2 to 8 of the average opening width.
And the material forming the light guide has a refractive index of 1.34.
The transparent polymer compound having a molecular weight of from 1.71 to 1.71 is also one of the embodiments. Further, a backlight for a liquid crystal display device, which comprises the light guide of the above-described gist and a light source for supplying light to the light guide, is also included in the gist of the present invention. One.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の導光体の具体例に
ついて図面を用いて説明する。図1は本発明の好ましい
態様を示す概念図である。導光体101の上方出射面に
は偏光分離機能を有する微細凹凸102が形成されてい
る。また対向する面には光源から入射されて来る光を拡
散反射する反射手段103が配されている。一般的に、
微細凹凸の幅、深さ等の寸法が入射光の波長に比較して
充分に大きいときは幾何光学に則った反射屈折現象が観
測されるが、一方これらの寸法が波長と同等のときには
幾何光学に則った反射屈折現象は観測されず、光の波動
としての特徴が強く現れ、光を伝えている媒体との相互
作用の結果としての回折現象が観測される。本発明にお
いては、微細凹凸の幅、深さは可視光の波長域とほぼ同
等とすることにより、後者の回折現象を起こさせ、複数
の回折光の重ね合わせの結果として偏光分離機能を制御
するものである。まず導光体の上方出射面に形成される
微細凹凸102の偏光分離機能について図2を用いて説
明する
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, specific examples of the light guide of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram showing a preferred embodiment of the present invention. On the upper emission surface of the light guide 101, fine unevenness 102 having a polarization separation function is formed. A reflecting means 103 for diffusing and reflecting the light incident from the light source is disposed on the facing surface. Typically,
When the dimensions such as the width and depth of the fine irregularities are sufficiently large compared to the wavelength of the incident light, catadioptric phenomena in accordance with geometric optics are observed. The phenomena of reflection and refraction according to the above are not observed, but the characteristics as the wave of light appear strongly, and the diffraction phenomenon as a result of the interaction with the medium transmitting the light is observed. In the present invention, the width and depth of the fine irregularities are substantially equal to the wavelength range of visible light, thereby causing the latter diffraction phenomenon and controlling the polarization separation function as a result of superposition of a plurality of diffracted lights. Things. First, the polarization separation function of the fine unevenness 102 formed on the upper emission surface of the light guide will be described with reference to FIG.

【0013】通常の光源は無偏光光であるため導光体内
を伝わる光も無偏光光である。これは光の、ある面内の
電場振動成分と、これと直交する電場振動成分の強度が
統計的に等しいことを意味する。無偏光光が下方から上
方へ進み偏光分離機能を有する微細凹凸部分102に到
達すると、一部の光は出射され、残りの光は反射され
る。これらの出射光、反射光とも出射面と垂直なある基
準面内の電場振動成分(以降、P成分)と、これに直交
する電場振動成分(以降、S成分)との間に強度差が生
じる。この強度差は入射光の波長、微細凹凸の寸法、媒
体の屈折率等の条件に依存する。ある条件ではP成分が
強く、S成分が弱くなるが、また別な条件ではこの強度
差は逆転することもある。
[0013] Since a normal light source is unpolarized light, light transmitted through the light guide is also unpolarized light. This means that the intensity of the electric field vibration component in a certain plane of the light and the intensity of the electric field vibration component orthogonal thereto are statistically equal. When the unpolarized light travels upward from below and reaches the fine uneven portion 102 having the polarization separation function, some light is emitted and the remaining light is reflected. In both the emitted light and the reflected light, an intensity difference occurs between an electric field vibration component (hereinafter, P component) in a certain reference plane perpendicular to the emission surface and an electric field vibration component orthogonal to the electric field vibration component (hereinafter, S component). . This difference in intensity depends on conditions such as the wavelength of incident light, the size of fine irregularities, and the refractive index of the medium. Under certain conditions, the P component is strong and the S component is weak, but under other conditions, this intensity difference may be reversed.

【0014】図2においては、光をP成分とS成分と別
々に示して有り、P成分は強くS成分は弱く出射されて
いるときの状態を表している。すなわち、図2に示すよ
うに微細凹凸102を実質的に平行な、ある程度高さの
ある(溝深さの深い)リブ(線状リブ)で構成すると、
このリブの長手方向と平行方向の波の光(P成分)は凹
凸と相互作用した結果として表面平滑な透明体から空気
中に出射する回折光に変換されるが、このリブの長手方
向と直角方向の波の光(S成分)は凹凸との相互作用に
おいてほとんどは反射する回折光に変換され導光体10
1中に返り、出射光は僅かになる。
In FIG. 2, light is separately shown as a P component and an S component, and the P component represents a state when the S component is emitted strongly and the S component is emitted weakly. That is, as shown in FIG. 2, when the fine unevenness 102 is formed of substantially parallel ribs (linear ribs) having a certain height (a deep groove depth),
The light (P component) of the wave in the direction parallel to the longitudinal direction of the rib is converted into diffracted light emitted from the transparent body having a smooth surface into the air as a result of the interaction with the unevenness, and is perpendicular to the longitudinal direction of the rib. The light (S component) of the wave in the direction is converted into diffracted light which is mostly reflected in the interaction with the unevenness, and the light guide 10
It returns to 1 and the emitted light becomes small.

【0015】従って、出射光は微細凹凸102を形成す
るリブの長手方向と平行方向の成分を主とする偏光光と
なる。反射して導光体101中に戻った光は反射・散乱
手段103等によって種々の方向の光とされ再度出射面
に向かい、P波は出射光、S波は反射光となる。これが
繰り返され、偏光光が出射光となる。上記では、出射さ
れる偏光光はP成分として説明したが、リブの構成、光
の波長等を変えれば、リブの長手方向と直角方向の波の
光(S成分)を出射光とすることも可能である。微細凹
凸102の形態は、実質的に平行な微細直線状リブの集
合体である。この集合体は、必ずしも出射面全体に均一
に形成される必要はない。またリブは不連続面を有して
いてもよい。該集合体の一例を図3に示す。
Therefore, the emitted light is polarized light mainly composed of components in the direction parallel to the longitudinal direction of the ribs forming the fine unevenness 102. The light that has been reflected and returned to the light guide 101 is converted into light in various directions by the reflection / scattering means 103 and the like, and returns to the emission surface. The P wave is emitted light, and the S wave is reflected light. This is repeated, and the polarized light becomes the emitted light. In the above description, the emitted polarized light is described as the P component. However, if the configuration of the rib, the wavelength of the light, and the like are changed, light (S component) in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the rib may be used as the emitted light. It is possible. The form of the fine unevenness 102 is an aggregate of substantially parallel fine linear ribs. This aggregate does not necessarily need to be formed uniformly over the entire exit surface. Further, the rib may have a discontinuous surface. FIG. 3 shows an example of the aggregate.

【0016】図3(a)は平行連続リブ、(b)は平行
不連続リブ、(c)は平行互い違いリブ、(d)はドメ
イン型リブ、(e)は平行ランダムリブの例である。そ
の他、用途に応じ、リブ同士が平行でないもの、集合体
の方向が異なるもの等任意に設計可能である。その他、
リブの幅や溝の幅を段階的に変化させたり、リブの高さ
(溝の深さ)を段階的に変化させることにより、光量、
偏光波長を調節することもできる。実質的に平行な微細
直線状リブの集合体であれば出射光の最大強度偏光面は
このリブの延びる方向で決めることができる。線状リブ
と基材とは実質的に一体で、光学的界面が無いことが好
ましい。すなわち、線状リブは基材に直接形成されるの
が望ましい。微細凹凸102の形態は、実質的に平行な
微細線状リブの集合体であってその断面が略多角形であ
る。この略多角形は、略矩形または略台形であることが
好ましいが、厳密な幾何学的多角形を指すものではな
く、頂点が無くなめらかな角からなるもの、辺が曲線で
あるものも含む。断面形状例を図6に示す。矩形
(a)、三角形(b)、台形(c)、半円形(d)、角
のない矩形(e)、波形(f)、鋸刃形(g)、逆半円
形(h)、ステップ形(i)等、任意に設計可能であ
る。
3A shows an example of a parallel continuous rib, FIG. 3B shows an example of a parallel discontinuous rib, FIG. 3C shows an example of a parallel alternate rib, FIG. 3D shows an example of a domain type rib, and FIG. In addition, it is possible to arbitrarily design, for example, a rib having non-parallel ribs or a rib having a different direction according to the application. Others
By changing the width of the rib and the width of the groove stepwise, or by changing the height of the rib (depth of the groove) stepwise,
The polarization wavelength can also be adjusted. In the case of a set of substantially parallel fine linear ribs, the plane of maximum polarization of the emitted light can be determined by the direction in which the ribs extend. It is preferable that the linear rib and the substrate are substantially integral and have no optical interface. That is, the linear ribs are desirably formed directly on the base material. The form of the fine unevenness 102 is an aggregate of substantially parallel fine linear ribs, and the cross section thereof is substantially polygonal. The substantially polygonal shape is preferably a substantially rectangular shape or a substantially trapezoidal shape, but does not indicate a strict geometric polygon, but also includes a shape having smooth corners without vertices and a shape having curved sides. FIG. 6 shows an example of the cross-sectional shape. Rectangle (a), triangle (b), trapezoid (c), semicircle (d), rectangle without corners (e), waveform (f), saw blade shape (g), inverted semicircle (h), step shape (I) and the like can be arbitrarily designed.

【0017】設計および製造の便宜を図る観点から、リ
ブの集合体は、同一の断面形状とすることが好ましく、
またリブは一定の周期で配置されることが好ましい。偏
光分離機能はこの空間的配置に強く依存することから、
ここで本発明の好ましいリブ配置を示すため、いくつか
の語彙を下述の如く定義する。 ピッチ203:基材面上に配置したリブの一周期距離。 溝202:隣り合うリブの間の空間。 開口幅:基材面と平行な面内における溝の幅。矩形
(a)以外の断面形状では開口幅は基材面からの高さに
より変化する。 最大開口幅204:開口幅の最大値。ほとんどの場合、
溝の上端の開口幅。 最小開口幅205:開口幅の最小値。ほとんどの場合、
溝の下端の開口幅。 リブ高さ206:基材面からリブ頂上までの距離。 平均開口幅:最大開口幅204と最小開口幅205の単
純平均値。 アスペクトレシオ:リブ高さ206を平均開口幅で除し
た値。
From the viewpoint of convenience in design and manufacture, it is preferable that the aggregate of the ribs has the same sectional shape.
Further, the ribs are preferably arranged at a constant period. Since the polarization separation function strongly depends on this spatial arrangement,
Here, some vocabulary is defined as follows to illustrate the preferred rib arrangement of the present invention. Pitch 203: one cycle distance of the rib arranged on the base material surface. Groove 202: Space between adjacent ribs. Opening width: The width of the groove in a plane parallel to the substrate surface. In a cross-sectional shape other than the rectangle (a), the opening width changes depending on the height from the substrate surface. Maximum opening width 204: The maximum value of the opening width. In most cases,
The opening width at the top of the groove. Minimum opening width 205: The minimum value of the opening width. In most cases,
The opening width at the bottom of the groove. Rib height 206: the distance from the substrate surface to the top of the rib. Average opening width: A simple average value of the maximum opening width 204 and the minimum opening width 205. Aspect ratio: A value obtained by dividing the rib height 206 by the average opening width.

【0018】以下、好ましいリブ配置について説明す
る。ピッチ203は0.4〜2μmが好ましく、0.4
〜1μmがより好ましい。リブ製造の便宜上、開口幅は
上方ほど大きく、下方ほど小さくすることが好ましい。
平均開口幅は0.2〜1.5μmが好ましく、0.2μ
m〜0.8μmがより好ましい。アスペクトレシオは
0.5〜10が好適で、好ましくは1.5〜10であ
り、さらに好ましくは2.5〜10である。これらの空
間的配置の最適化は以下の考え方を用いて実施すること
ができる。すなわち、透明固体物質内を無限個の電磁波
が進んできて微細凹凸領域に到達している定常状態を考
える。微細凹乙領域の構造的因子により無限個の電磁波
はある固有の共鳴状態を形成する。
Hereinafter, a preferred rib arrangement will be described. The pitch 203 is preferably 0.4 to 2 μm,
11 μm is more preferable. For convenience of rib production, it is preferable that the opening width is larger as it goes upward and smaller as it goes below.
The average opening width is preferably 0.2 to 1.5 μm, and 0.2 μm
m to 0.8 μm is more preferable. The aspect ratio is preferably from 0.5 to 10, preferably from 1.5 to 10, and more preferably from 2.5 to 10. Optimization of these spatial arrangements can be implemented using the following concept. That is, consider a steady state in which an infinite number of electromagnetic waves travel in the transparent solid material and reach the fine irregularities. An infinite number of electromagnetic waves form a specific resonance state due to the structural factors of the micro-concave region.

【0019】この状態を解釈するために、状態を空間調
和波(平面波)の重ね合わせ(Coupled Wave)として
表し、電場振動を対象としたMaxwell方程式で記述す
る。この方程式では、回折効率は、直線状リブ高さ、リ
ブ幅、溝幅の透明固体物質ディメンジョン、透明固体物
質の屈折率および入射光波長の関数である。実際には、
透明固体物質内、微細凹乙領域、気体または真空の各領
域境界における位相整合条件をもとに設定した連立微分
方程式を、計算機で解くことによって回折効率を求める
ことができる。当該方法による計算例を図5に示す。
In order to interpret this state, the state is represented as a superposed (coupled wave) of spatial harmonic waves (plane waves), and is described by Maxwell's equation for electric field vibration. In this equation, diffraction efficiency is a function of the linear solid height, rib width, groove width transparent solid material dimension, transparent solid material refractive index, and incident light wavelength. actually,
Diffraction efficiency can be obtained by solving a simultaneous differential equation set based on the phase matching conditions in the transparent solid material, the fine concave region, the boundary of each region of gas or vacuum with a computer. FIG. 5 shows a calculation example according to this method.

【0020】これは直線状リブの断面が矩形であって、
そのピッチは1.0μm、開口幅は0.5μm、の時の
リブ高さ/入射光波長比とP成分およびS成分の透過率
との関係を示したものである。例えば、リブ高さが波長
の3.1倍の時、P波の透過率が約80%、S波の透過
率が約30%であることが解る。液晶素子は、液晶を封
入するガラス等の基盤外側には偏光板が貼り合わされた
構成となっており、この偏光板はある基準面内の電場振
動成分を透過し基準面と直交する電場振動成分を吸収す
る性質があることから、導光体からの出射光の最大強度
偏光面を偏光板の基準面と一致させることにより、出射
全光量の少なくとも50%超を液晶素子に導くことがで
きる。次に、出射面と対向する面に形成される拡散反射
手段13の機能について図6を用いて説明する。拡散反
射手段103は、導光体101側端に配置された光源1
04から導光体101内に入り全反射して導光体101
全体に浸透してくる光の進行方向をランダムに、すなわ
ち拡散反射する。
This is because the cross section of the linear rib is rectangular,
The relationship between the rib height / incident light wavelength ratio and the transmittance of the P component and the S component when the pitch is 1.0 μm and the opening width is 0.5 μm is shown. For example, when the rib height is 3.1 times the wavelength, the transmittance of the P wave is about 80% and the transmittance of the S wave is about 30%. The liquid crystal element has a structure in which a polarizing plate is attached to the outside of a substrate such as glass for enclosing liquid crystal, and the polarizing plate transmits an electric field vibration component in a certain reference plane and is an electric field vibration component orthogonal to the reference plane. Therefore, by matching the maximum intensity polarization plane of the light emitted from the light guide with the reference plane of the polarizing plate, at least 50% or more of the total emitted light amount can be guided to the liquid crystal element. Next, the function of the diffuse reflection means 13 formed on the surface facing the emission surface will be described with reference to FIG. The diffuse reflection means 103 includes the light source 1 disposed at the light guide 101 side end.
The light guide 101 enters the light guide 101 from the light guide 104 and is totally reflected.
The traveling direction of light that permeates the whole is randomly reflected, that is, diffusely reflected.

【0021】この機能により光の一部を上方に向ける。
拡散反射手段103の存在面密度を調整することによ
り、出射面内の光量均斉性を制御できる。拡散反射手段
103のさらに重要な機能は、導光体101内を進み出
射面と対向する面の拡散反射手段103で反射される
と、反射光の電場振動面はランダムに回転する。つまり
拡散反射手段103に偏光が入射すると、反射光は特定
の電場振動面を持たず、すなわち無偏光光となる。した
がって、前述の微細凹凸部分102で導光体内下方へ反
射された部分偏光は拡散反射手段103で無偏光光に変
換され再び微細凹凸部分102に戻され、その一部が部
分偏光出射光として液晶素子の照明に寄与する。
This function directs a portion of the light upward.
By adjusting the existing surface density of the diffuse reflection means 103, it is possible to control the uniformity of the amount of light in the emission surface. An even more important function of the diffuse reflection means 103 is that when the light travels inside the light guide 101 and is reflected by the diffusion reflection means 103 on the surface facing the emission surface, the electric field vibration surface of the reflected light rotates randomly. That is, when polarized light enters the diffuse reflection means 103, the reflected light does not have a specific electric field vibration surface, that is, becomes unpolarized light. Therefore, the partially polarized light reflected downward in the light guide by the above-mentioned minute uneven portion 102 is converted into non-polarized light by the diffuse reflection means 103 and returned to the minute uneven portion 102 again. Contributes to the lighting of the element.

【0022】拡散反射手段103の形成方法としては、
導光体の表面に白色インキ等拡散剤を塗布して設ける、
導光体101の成形時に金型に微細な凹凸を形成してお
き、この凹凸を転写して形成する、機械的な切削加工に
より微細な凹凸を設ける、化学的な粗面化加工により微
細な凹凸を設ける等があるが、これらに限定されるもの
ではない。通常、サイドライト型バックライトの導光体
101は、導光体101側端から入射した光源104か
らの光を導光体101全体に浸透するために、出射面お
よびその対向面での全反射現象を利用しているが、当該
導光体においても全反射現象が利用できることについて
補足する。まず出射面の偏光分離機能を有する微細凹凸
部分102は凹凸寸法が光の波長と同レベルであるた
め、幾何光学的には図7のような二層構造体と同義の全
反射現象を呈する。
The method for forming the diffuse reflection means 103 is as follows.
Applying a diffusing agent such as white ink on the surface of the light guide,
At the time of forming the light guide 101, fine irregularities are formed in a mold, and the irregularities are transferred and formed. Fine irregularities are formed by mechanical cutting, and fine irregularities are formed by chemical roughening. There are irregularities and the like, but the present invention is not limited to these. Normally, the light guide 101 of the sidelight type backlight has a total reflection at the emission surface and its opposite surface in order to penetrate light from the light source 104 incident from the light guide 101 side end into the entire light guide 101. Although the phenomenon is used, it is supplemented that the total reflection phenomenon can be used in the light guide. First, the fine uneven portion 102 having the polarization splitting function on the emission surface exhibits the total reflection phenomenon equivalent to the two-layer structure as shown in FIG. 7 because the uneven size is the same level as the wavelength of light.

【0023】一方、対向面においては拡散反射手段10
3の形成されていない部分で全反射現象が起きる。拡散
反射手段103を粗密に設けることにより、出射光量の
調節が可能となる。したがって、該導光体101は通常
のサイドライト型バックライトに好適に用いることがで
きる。導光体101は、屈折率1.35〜1.72の、
透明高分子化合物で形成することが好ましい。透明高分
子化合物としては、多価アクリレート、多価メタクリレ
ート、モノアクリレート、モノメタクリレートから選ば
れるモノマーから重合して得られるアクリル系樹脂、あ
るいはポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、
または環状ポリオレフィン系樹脂が好適に用いられる。
On the other hand, on the facing surface, the diffuse reflection means 10
A total reflection phenomenon occurs in a portion where 3 is not formed. By providing the diffuse reflection means 103 in a coarse and dense manner, the amount of emitted light can be adjusted. Therefore, the light guide 101 can be suitably used for an ordinary sidelight type backlight. The light guide 101 has a refractive index of 1.35 to 1.72,
It is preferably formed of a transparent polymer compound. As the transparent polymer compound, polyacrylate, polymethacrylate, monoacrylate, acrylic resin obtained by polymerization from a monomer selected from monomethacrylate, or polycarbonate resin, polyester resin,
Alternatively, a cyclic polyolefin resin is preferably used.

【0024】導光体101の成形方法には、透明固体材
料の精密切削、レーザー切削、あるいはフォトリソグラ
フィにより微細凹凸を転写した精密スタンパーを用いた
転写方法が利用できるが、これらに限定されるものでは
ない。この発明は図6に示すようなサイドライト型バッ
クライト形態で実施することができる。図6は請求項1
ないし4の導光体をバックライトに組み入れた状態を示
す断面図であり、この図を用いて、導光体内に入射した
光線が出射する状況について説明する。導光体の側端に
配置された線状光源104から発射される無偏光光は側
端から入射し導光体内を全反射しながら側方に進むが、
その過程で反射手段103に入射した光の一部は上方へ
向かい微細凹凸102に到達する。微細凹凸102に到
達した光の一部(P成分偏光)は上方へ透過し出射さ
れ、他の光は導光体101から出ることなく下方へ反射
される。
As a method for forming the light guide 101, there can be used a precision cutting of a transparent solid material, laser cutting, or a transfer method using a precision stamper in which fine irregularities are transferred by photolithography, but are not limited thereto. is not. The present invention can be implemented in a sidelight type backlight form as shown in FIG. FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a state where light guides of Nos. To 4 are incorporated in a backlight, and a situation in which a light ray entering the light guide is emitted will be described with reference to FIG. Although unpolarized light emitted from the linear light source 104 disposed at the side end of the light guide enters from the side end and proceeds to the side while being totally reflected in the light guide,
In the process, a part of the light incident on the reflection means 103 reaches the fine unevenness 102 upward. Part of the light (P component polarized light) that has reached the fine irregularities 102 is transmitted upward and emitted, and the other light is reflected downward without exiting the light guide 101.

【0025】双方とも、前述したように最大強度偏光面
を持つ部分偏光光となる。上方へ透過出射する光の最大
強度偏光面をP偏光面とする。下方へ反射され、導光板
101の下表面に到達した部分偏光光(主としてS成分
偏光)は、到達位置に拡散反射手段103が存在する場
合は上方に向かうと同時に偏光面がランダムに回転(拡
散反射)するため、この光は無偏光光と見なすことがで
きる。一方、反射手段103が無い部分に到達した光は
導光体より下方へ出射し、反射板106で反射し再び導
光体101に入射し、その位置に拡散反射手段103が
無ければ上方に向かう。反射する光の偏光面回転挙動は
反射面組成と形状に依存する。例えば、銀蒸着面を持つ
反射板106の場合は、偏光面が一定の角度回転する
が、反射板106を発泡ポリエチレンテレフタレートで
形成した場合はほぼ完全にランダムに回転する。したが
って微細凹凸102で反射された光が導光体101の下
表面を経て再び微細凹凸102に到達するときは無偏光
光かまたは最大強度偏光面が変化した部分偏光となって
いる。したがって、この光は微細凹凸102を透過する
P偏光面成分が増加しているため、液晶素子に導かれ有
効に照明する光量増加に寄与する。一方、再び微細凹凸
102で反射される光は導光体下面に進むが、前述と同
様の反射および偏光面回転を繰り返すことによって、出
射光のP偏光面成分の増加に寄与する。微細凹凸102
での反射を無限回繰り返した場合、光量利用率はある値
に収束するが、これは導光板101の下表面での出入射
のロスがあるためで、概ね75%程度となる。バックラ
イトの面内輝度分布は小さいことが望ましく、従来の技
術では、拡散反射手段の配置を現物合わせで確認しなが
ら微調整を行ってきたが、当該バックライトにおいても
この方法が有効である。
Both are partially polarized light having a plane of maximum intensity polarization as described above. The maximum intensity polarization plane of the light transmitted and emitted upward is defined as a P polarization plane. Partially polarized light (mainly S-component polarized light) that is reflected downward and reaches the lower surface of the light guide plate 101 goes upward when the diffuse reflection means 103 is present at the arrival position, and the polarization plane rotates randomly (diffuse). This light can be considered as unpolarized light. On the other hand, the light that reaches the portion without the reflection means 103 is emitted downward from the light guide, reflected by the reflection plate 106 and re-enters the light guide 101, and goes upward if there is no diffuse reflection means 103 at that position. . The polarization plane rotation behavior of the reflected light depends on the reflection surface composition and shape. For example, in the case of the reflection plate 106 having a silver vapor-deposited surface, the polarization plane rotates by a certain angle, but when the reflection plate 106 is formed of foamed polyethylene terephthalate, it rotates almost completely randomly. Therefore, when the light reflected by the fine irregularities 102 reaches the fine irregularities 102 again via the lower surface of the light guide 101, the light is unpolarized light or partial polarized light whose maximum intensity polarization plane has changed. Therefore, since this light has an increased P-polarized plane component transmitted through the fine unevenness 102, it is guided to the liquid crystal element and contributes to an increase in the amount of light for effective illumination. On the other hand, the light reflected by the fine irregularities 102 again travels to the lower surface of the light guide, but contributes to an increase in the P-polarization plane component of the emitted light by repeating the same reflection and rotation of the polarization plane as described above. Fine irregularities 102
When the reflection at the light guide plate is repeated infinitely, the light amount utilization rate converges to a certain value. This is because there is a loss of the incident light on the lower surface of the light guide plate 101, and is about 75%. It is desirable that the in-plane luminance distribution of the backlight is small. In the related art, fine adjustment has been performed while confirming the arrangement of the diffuse reflection means by matching the actual object, but this method is also effective in the backlight.

【0026】[0026]

【実施例】以下に実施例を示すが、本発明はその要旨を
越えない限り、以下の実施例に限定されるものではな
い。 実施例1 三菱レーヨン社製ポリメタクリル酸メチルの3mm厚キ
ャスト板をメタノールにて脱脂、乾燥した。キャスト板
の上面側に微細凹凸が形成されたニッケル製スタンパー
を、下面側に拡散反射用凹部が形成されたステンレス製
スタンパーを設け、両スタンパーで挟みこんで230℃
に加熱した状態でプレス機にセットした。2MPaの圧
力で数秒間圧着し、圧力をゼロに戻した状態で90℃に
て3分間冷却した後、2枚のスタンパーを剥がし、室温
雰囲気にて冷却して板状導光体を得た。ニッケル製微細
凹凸スタンパーはフォトリソグラフィで作られたガラス
基材原盤から電鋳法により転写して製作した。その形状
は、ピッチ1μm、平均開口幅0.5μm、の溝が10
mm四方内に平行に並んだパターンをスタンパー全面に
形成したもので、溝深さを0.9μmに設定した。転写
の結果、スタンパーの溝はキャスト板上でリブを形成
し、その形状はピッチ1μm、平均開口幅0.5μm、
溝深さ0.8μmを確認した。
The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, which should not be construed as limiting the scope of the present invention. Example 1 A 3 mm thick cast plate of polymethyl methacrylate manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd. was degreased with methanol and dried. A nickel stamper with fine irregularities formed on the upper surface side of the cast plate, a stainless steel stamper with a diffuse reflection concave portion formed on the lower surface side, and sandwiched between both stampers, 230 ° C
And set in a press machine. After pressure bonding for 2 seconds at a pressure of 2 MPa, cooling at 90 ° C. for 3 minutes with the pressure returned to zero, the two stampers were peeled off, and the plate was cooled in a room temperature atmosphere to obtain a plate-shaped light guide. The nickel fine irregularity stamper was manufactured by transferring from a glass substrate master made by photolithography by electroforming. The shape is such that a groove having a pitch of 1 μm, an average opening width of 0.5 μm, and
Patterns arranged in parallel in a square of mm were formed on the entire surface of the stamper, and the groove depth was set to 0.9 μm. As a result of the transfer, the groove of the stamper forms a rib on the cast plate, and its shape is pitch 1 μm, average opening width 0.5 μm,
A groove depth of 0.8 μm was confirmed.

【0027】一方、拡散反射用凹部が形成されたステン
レススタンパーは、線状光源から離れろに従い密になる
ように配置された楕円形凹みをエッチング法により形成
したものを用いた。楕円形凹みの頂部は微細凹凸が形成
されている。得られた導光板の偏光分離機能を評価する
ために、下面側より波長強度ピークを約550nmにも
つ拡散無偏光光を、拡散反射用凸部を避けて入射し、そ
の直進出射光の偏光強度の角度依存性を測定した。その
結果、最大強度と最小強度の比は2.3倍であった。す
なわち、この導光板は無偏光光の入射光に対し出射光は
S成分7割、P成分3割となることが確認された。次
に、この導光板を用いたバックライトの実施例について
説明する。光源として冷陰極管、冷陰極管の光を導光板
端面に集めるためのリフレクター、該導光板、導光板の
下面側および周囲に設置して導光板から出た光を再び導
光板に戻すための発泡ポリエステル反射板、上面側に設
置して出射方向を上方に修正する三菱レーヨン製プリズ
ムシートを配置してバックライトを組み立てた。出射面
中央部の輝度を、偏光板の有る場合と無い場合の2ケー
ス測定した。後者の偏光板の光軸はバックライトの最大
偏光強度面に一致させて測定した。冷陰極管の管電流を
5mAとして測定した結果、偏光板が無しの輝度は最大
910cd/m2、偏光板が有る場合の輝度は最大43
0cd/m2であった。
On the other hand, a stainless stamper having a diffuse reflection recess formed therein was formed by etching an elliptical recess arranged so as to become denser as the distance from the linear light source increased. The top of the elliptical dent has fine irregularities. In order to evaluate the polarization separation function of the obtained light guide plate, diffuse non-polarized light having a wavelength intensity peak at about 550 nm from the lower surface side is incident avoiding the diffuse reflection convex portion, and the polarization intensity of the light emitted straight ahead is obtained. Was measured for angle dependence. As a result, the ratio between the maximum intensity and the minimum intensity was 2.3 times. That is, it was confirmed that the outgoing light of this light guide plate was 70% of the S component and 30% of the P component with respect to the incident light of the non-polarized light. Next, an embodiment of a backlight using the light guide plate will be described. A cold-cathode tube as a light source, a reflector for collecting the light of the cold-cathode tube on the end face of the light guide plate, the light guide plate, and a light guide plate for installing the light guide plate on the lower surface side and around the light guide plate for returning the light emitted from the light guide plate to the light guide plate A backlight was assembled by disposing a foamed polyester reflector, a prism sheet made by Mitsubishi Rayon installed on the upper surface side and correcting the emission direction upward. The luminance at the center of the emission surface was measured in two cases, with and without a polarizing plate. The optical axis of the latter polarizing plate was measured in accordance with the maximum polarization intensity plane of the backlight. As a result of measuring the current of the cold cathode fluorescent lamp at 5 mA, the luminance without the polarizer was 910 cd / m2 at the maximum, and the luminance with the polarizer was 43 at the maximum.
It was 0 cd / m 2 .

【0028】[0028]

【比較例1】比較のために、上述構成の導光板のみを、
偏光分離微細凹凸のない導光板に置き換えてバックライ
トを製作し、実施例と同様の条件で輝度を測定した。そ
の結果、偏光板が無い場合の輝度は最大930cd/m
2、偏光板が有る場合の輝度は最大390cd/m2であ
った。
Comparative Example 1 For comparison, only the light guide plate having the above-described configuration was used.
A backlight was manufactured by replacing the light guide plate with no polarization separating fine unevenness, and the luminance was measured under the same conditions as in the example. As a result, the luminance without the polarizer is 930 cd / m at maximum.
2. The luminance with a polarizing plate was 390 cd / m 2 at the maximum.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明は上記の如く、バックライトにお
いて導光体に入射した照明光線を効率良く利用し、液晶
表示素子の表示輝度を向上するために用いられる偏光分
離板と導光体の機能を、導光体単一で具現する手段を提
供するものである。本発明の導光板をバックライトに用
いれば、表示素子の軽量化、薄肉化を図れ、さらには、
バックライトの組立工程を容易にすることで歩留まりを
も改善することができる。
As described above, the present invention makes it possible to efficiently utilize the illuminating light rays incident on the light guide in the backlight, and to improve the polarization separation plate and the light guide used for improving the display brightness of the liquid crystal display element. The purpose of the present invention is to provide a means for realizing the function with a single light guide. If the light guide plate of the present invention is used for a backlight, the display element can be reduced in weight and thickness, and further,
The yield can be improved by facilitating the assembly process of the backlight.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の導光体の一例の側面図、部分拡大斜視
FIG. 1 is a side view and a partially enlarged perspective view of an example of a light guide of the present invention.

【図2】本発明の導光体の偏光分離機能を説明する概念
FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a polarization separation function of the light guide of the present invention.

【図3】本発明の導光体の拡散反射手段のパターン説明
FIG. 3 is an explanatory view of a pattern of a diffuse reflection means of the light guide according to the present invention.

【図4】本発明の導光体の拡散反射手段のリブ断面形状
の説明図
FIG. 4 is an explanatory view of a rib cross-sectional shape of the diffuse reflection means of the light guide according to the present invention.

【図5】本発明の導光体の波長と透過率を示すグラフFIG. 5 is a graph showing the wavelength and transmittance of the light guide of the present invention.

【図6】本発明のバックライトの一例の説明図FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a backlight according to the present invention.

【図7】本発明の導光体の光学的構成の説明図FIG. 7 is an explanatory diagram of an optical configuration of a light guide according to the present invention.

【図8】従来型の液晶表示素子の一例を示す模式図FIG. 8 is a schematic view showing an example of a conventional liquid crystal display device.

【図9】従来型の液晶表示素子の一例を示す模式図FIG. 9 is a schematic view showing an example of a conventional liquid crystal display element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 導光体 102 微細凹凸 103 拡散反射手段 104 線状光源 105 リフレクター 106 反射板 107 偏光板 108 偏光分離板 109 4分の1波長板 110 液晶素子 201 リブ 202 溝 203 ピッチ 204 最大開口幅 205 最小開口幅 206 リブ高さ DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Light guide 102 Fine unevenness 103 Diffuse reflection means 104 Linear light source 105 Reflector 106 Reflection plate 107 Polarization plate 108 Polarization separation plate 109 Quarter wavelength plate 110 Liquid crystal element 201 Rib 202 Groove 203 Pitch 204 Maximum aperture width 205 Minimum aperture Width 206 rib height

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02B 6/00 331 G02F 1/1335 530 (72)発明者 劉 龍輝 神奈川県横浜市青葉区鴨志田町1000番地 三菱化学株式会社横浜総合研究所内 Fターム(参考) 2H038 AA55 BA06 2H042 BA03 BA11 BA13 BA15 BA16 2H049 BA02 BA45 BB61 BC01 BC22 2H091 FA23Z FA31Z FA41Z FC10 FC19 LA11 LA12 LA16 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G02B 6/00 331 G02F 1/1335 530 (72) Inventor Tatsuki Liu 1000 Kamoshidacho, Aoba-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Address Mitsubishi Chemical Corporation Yokohama Research Laboratory F-term (reference) 2H038 AA55 BA06 2H042 BA03 BA11 BA13 BA15 BA16 2H049 BA02 BA45 BB61 BC01 BC22 2H091 FA23Z FA31Z FA41Z FC10 FC19 LA11 LA12 LA16

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 液晶表示素子のバックライトを構成する
透明固体物質からなる板状導光体であって、その光出射
面には偏光分離機能を有する微細凹凸が形成され、出射
面と対向する面には光源からの光を拡散反射する手段が
設けられていることを特徴とする導光体。
1. A plate-shaped light guide made of a transparent solid substance constituting a backlight of a liquid crystal display element, wherein a fine unevenness having a polarization separation function is formed on a light emission surface thereof, and faces a light emission surface. A light guide, wherein a means for diffusing and reflecting light from a light source is provided on the surface.
【請求項2】 上記微細凹凸が前記出射面に形成された
実質的に平行な微細線状リブの集合体であることを特徴
とする請求項1に記載の導光体。
2. The light guide according to claim 1, wherein the fine unevenness is an aggregate of substantially parallel fine linear ribs formed on the emission surface.
【請求項3】 上記線状リブは、そのピッチが0.1〜
2μm、平均開口幅が0.05〜1.5μm、リブ高さ
が平均開口幅の2〜8倍であることを特徴とする請求項
2に記載の導光体。
3. The linear rib has a pitch of 0.1 to 0.1.
3. The light guide according to claim 2, wherein the light guide has a thickness of 2 μm, an average opening width of 0.05 to 1.5 μm, and a rib height of 2 to 8 times the average opening width.
【請求項4】 導光体を成す物質が、屈折率1.34〜
1.71の、透明高分子化合物であることを特徴とする
請求項1ないし3のいずれかに記載の導光体。
4. The substance constituting the light guide has a refractive index of 1.34 or more.
The light guide according to any one of claims 1 to 3, wherein the light guide is a transparent polymer compound of 1.71.
【請求項5】 液晶表示素子のバックライトであって、
上記請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の導光体
と該導光体に光を供給する光源とを構成要素とすること
を特徴とするバックライト。
5. A backlight for a liquid crystal display element,
A backlight comprising a light guide according to any one of claims 1 to 4 and a light source for supplying light to the light guide.
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