JP2006126557A - Polarizing and splitting element - Google Patents

Polarizing and splitting element Download PDF

Info

Publication number
JP2006126557A
JP2006126557A JP2004315618A JP2004315618A JP2006126557A JP 2006126557 A JP2006126557 A JP 2006126557A JP 2004315618 A JP2004315618 A JP 2004315618A JP 2004315618 A JP2004315618 A JP 2004315618A JP 2006126557 A JP2006126557 A JP 2006126557A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
refractive index
polarization separation
prism
dielectric film
separation element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004315618A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Sato
諭 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2004315618A priority Critical patent/JP2006126557A/en
Publication of JP2006126557A publication Critical patent/JP2006126557A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polarized light separating element which has as much a simple structure, as possible, while having small number of layers and further has high polarization and splitting effects. <P>SOLUTION: A single layer or multi layers of a thin film is deposited on a prism substrate of prism structure, having a groove of cross-sectional triangle shape. Then prism substrates manufactured on the same conditions are stuck together via a UV curing resin. Thereby the polarization and splitting element can have high polarization and splitting effects with few number of times of film-deposition, and consequently simplification of a manufacturing process is realized without lowering the optical characteristics. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、所定の偏光を選択的に透過し、他の偏光を選択的に反射する偏光分離素子に関する。   The present invention relates to a polarization separation element that selectively transmits predetermined polarized light and selectively reflects other polarized light.

液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)はブラウン管(CRT:Cathode Ray Tube)と比較して低消費電力、かつ小型・薄型化が可能であり、現在では携帯電話、デジタルカメラ、PDAなど小型の機器から、大型サイズの液晶テレビに至るまで、様々なサイズのものが幅広く使用されている。   Liquid crystal displays (LCDs) have lower power consumption and are smaller and thinner than CRTs (Cathode Ray Tubes) and are now available from small devices such as mobile phones, digital cameras, and PDAs. Various sizes are widely used, ranging from large-sized LCD TVs.

LCD装置は、主に液晶をガラス板で挟んだ液晶パネルと、偏光板、およびバックライト装置からなる。液晶はブラウン管の蛍光材料のようにそれ自身発光することがないため、LCD装置内に光源を設ける必要がある。   The LCD device mainly includes a liquid crystal panel in which liquid crystal is sandwiched between glass plates, a polarizing plate, and a backlight device. Since the liquid crystal itself does not emit light like the fluorescent material of the cathode ray tube, it is necessary to provide a light source in the LCD device.

図1に、LCD装置の構成の一例を概略的に示す。図1Aに示すように、18インチ以上の大型ディスプレイの場合、液晶パネル1の直下に複数の光源7を設置し、反射板4を設けて画面全体を明るくするいわゆる直下型の構成をとっている。ところが、この構成を用いる場合装置が厚くなるため、ノートパソコンや小型液晶テレビなどには適さない。そこで、図1Bに示すように、小型LCD装置の場合は液晶パネル1の横に光源7を置き、導光板5と反射シート6を併用するエッジライト型を採用している。   FIG. 1 schematically shows an example of the configuration of the LCD device. As shown in FIG. 1A, in the case of a large display of 18 inches or more, a so-called direct type configuration is adopted in which a plurality of light sources 7 are installed directly below the liquid crystal panel 1 and a reflection plate 4 is provided to brighten the entire screen. . However, when this configuration is used, the apparatus becomes thick, so that it is not suitable for a notebook computer or a small liquid crystal television. Therefore, as shown in FIG. 1B, in the case of a small LCD device, an edge light type in which a light source 7 is placed beside the liquid crystal panel 1 and a light guide plate 5 and a reflection sheet 6 are used together is adopted.

いずれの構成を用いる場合であっても、光源7からの光8に均一性を持たせ、輝度を向上させるために、光学フィルム2を用いている。   Regardless of which configuration is used, the optical film 2 is used to make the light 8 from the light source 7 uniform and improve the luminance.

この光学フィルムは、たとえば以下の特許文献1に示されるような構成をとる。また、図2に、特許文献1に記載された光学フィルムの構造を示す。   This optical film has a structure as shown in Patent Document 1 below, for example. FIG. 2 shows the structure of the optical film described in Patent Document 1.

特開2004−78234号公報JP 2004-78234 A

特許文献1では、頂角が直角のプリズム構造を有する基板11のプリズム面と、基板11と同様の構造を有する基板12のプリズム面とを対向させ、それぞれの山部と谷部が一致するように配置する。基板11のプリズム構造面の斜辺を形成する平面上にはあらかじめ誘電体膜が複数積層してある。さらに接着層15を介して誘電体膜が形成された基板11と基板12とを貼り合わせることにより、光学フィルムが作成される。誘電体膜は高屈折率材料13と、低屈折率材料14からなり、これを順に積層したものである。   In Patent Document 1, the prism surface of the substrate 11 having a prism structure with a right apex angle and the prism surface of the substrate 12 having the same structure as the substrate 11 are opposed to each other so that the peaks and valleys thereof coincide with each other. To place. A plurality of dielectric films are laminated in advance on the plane forming the oblique side of the prism structure surface of the substrate 11. Furthermore, an optical film is produced by bonding the substrate 11 and the substrate 12 on which the dielectric film is formed via the adhesive layer 15. The dielectric film is composed of a high refractive index material 13 and a low refractive index material 14 and is laminated in order.

特許文献1に記載された実施例は、高屈折率材料と低屈折率材料を交互に28層積層しており、これらの誘電体膜は蒸着またはスパッタにより形成する。   In the embodiment described in Patent Document 1, 28 layers of high refractive index material and low refractive index material are alternately laminated, and these dielectric films are formed by vapor deposition or sputtering.

上述したような光学フィルムは、誘電体膜の界面において、入射光のうちP偏光を透過し、S偏光を反射する。しかし、S偏光の反射係数は1ではないため、誘電体膜の界面において透過するものもある。   The optical film as described above transmits P-polarized light and reflects S-polarized light among incident light at the interface of the dielectric film. However, since the reflection coefficient of S-polarized light is not 1, some of the light passes through the interface of the dielectric film.

光学フィルムにより選択的に透過されたP偏光は液晶パネル側に直進して、LCD装置を明るくする。しかし、基板12側に透過したS偏光は有効に利用されないため、光の強度が失われることとなり、輝度の低下がおこる。   The P-polarized light selectively transmitted by the optical film goes straight to the liquid crystal panel side and brightens the LCD device. However, since the S-polarized light transmitted to the substrate 12 side is not used effectively, the light intensity is lost, and the luminance is reduced.

そこで、S偏光を基板11側(バックライト側)に戻すとともに、再度液晶パネル方向に光を向けて偏光分離させ、P偏光を透過させる。これを繰り返すことにより、輝度を向上させることができる。   Therefore, the S-polarized light is returned to the substrate 11 side (backlight side), and the light is again directed toward the liquid crystal panel to be separated by polarization, and the P-polarized light is transmitted. By repeating this, the luminance can be improved.

また、誘電体膜を積層させて偏光分離効果を高めることにより、S偏光を効率よく再利用することができる。偏光分離は誘電体膜の界面において起こるため、基板間の誘電体膜が多いほど偏光分離効果が高まる。そこで、S偏光の反射率を向上させるために、誘電体膜を多層積層して光学フィルムを作製する。   Further, by increasing the polarization separation effect by laminating dielectric films, S-polarized light can be reused efficiently. Since polarization separation occurs at the interface of the dielectric film, the polarization separation effect increases as the number of dielectric films between the substrates increases. Therefore, in order to improve the reflectance of S-polarized light, an optical film is produced by laminating multiple dielectric films.

LCD装置では、バックライトの消費電力がLCD装置の寿命に大きく影響を与える。たとえば、大型の液晶テレビにおいては、その90%以上がバックライトの消費電力である。このため、バックライト自身の低消費電力化はもちろんのこと、光学フィルムの性能を向上させて輝度の低下を防ぐことにより、低消費電力化のみならずLCD装置の長寿命化を図ることができる。   In the LCD device, the power consumption of the backlight greatly affects the life of the LCD device. For example, in a large-sized liquid crystal television, 90% or more of it is the power consumption of the backlight. For this reason, not only lowering the power consumption of the backlight itself, but also improving the performance of the optical film to prevent a decrease in luminance, not only lowering the power consumption but also extending the life of the LCD device. .

上述の特許文献1に記載されたような、高屈折率材料と低屈折率材料を繰り返し積層させた構造体を用いて広帯域で偏光分離効果を得るためには、数種類の積層誘電体膜を組み合わせる必要があり、またその層数は数十層にも及ぶ。このような誘電体膜を真空蒸着法にて成膜する場合、膜厚や膜質の制御が困難である。   In order to obtain a polarization separation effect in a wide band using a structure in which a high refractive index material and a low refractive index material are repeatedly laminated as described in Patent Document 1 described above, several types of laminated dielectric films are combined. It is necessary and the number of layers reaches several tens of layers. When such a dielectric film is formed by a vacuum deposition method, it is difficult to control the film thickness and film quality.

たとえば、層数の増加に伴い、プリズム頂角部分や谷底部分の形状がなまってしまう。また、斜面に対して成膜するため、膜厚のずれや頂角部、谷部の位置のずれという問題が生じやすくなる。これらの原因により、偏光分離効果の低下を引き起こしてしまう。   For example, as the number of layers increases, the shape of the prism apex portion and the valley bottom portion is lost. Further, since the film is formed on the inclined surface, problems such as a film thickness shift and a shift of the apex and valley positions are likely to occur. For these reasons, the polarization separation effect is reduced.

また、反応性スパッタ法を用いた場合では、レートが10〜50nm.m/minと遅いため、生産性に問題があった。   Further, when the reactive sputtering method is used, the rate is 10 to 50 nm. Since it was slow at m / min, there was a problem in productivity.

そこで、光学的特性の側面だけでなく、生産プロセスの観点からも、層数が少なく、できるだけ単純な構造である偏光分離素子(光学フィルム)が要求される。   Therefore, not only from the aspect of optical characteristics but also from the viewpoint of production process, a polarization separation element (optical film) having a small number of layers and a structure as simple as possible is required.

したがって、この発明の目的は、層数が少なく、できるだけ単純な構造であり、かつ高い偏光分離効果を有する偏光分離素子を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a polarization separation element having a small number of layers, a structure as simple as possible, and having a high polarization separation effect.

上記課題を解決するために、この発明の第1の態様は、誘電体膜層が形成された断面三角形状の溝が連続して形成された構造面を有する第1および第2のプリズム基板が、それぞれの山部と谷部が一致するように対向し、第1および第2のプリズム基板の間に接着用透明樹脂を配置して貼り合わせたことを特徴とする偏光分離素子である。   In order to solve the above-mentioned problems, according to a first aspect of the present invention, there is provided a first prism substrate and a second prism substrate having a structure surface in which a groove having a triangular cross section formed with a dielectric film layer is continuously formed. The polarization separating element is characterized in that the respective crests and troughs face each other so that they coincide with each other, and an adhesive transparent resin is disposed and bonded between the first and second prism substrates.

この発明によれば、少ない成膜層数で高い偏光分離効果を有することが可能となる。たとえばプリズム基板上に3層の誘電体膜を成膜して貼り合せることにより、上下各3層と接着層を合わせて7層の誘電体膜効果を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to have a high polarization separation effect with a small number of film formation layers. For example, by forming and attaching three layers of dielectric films on the prism substrate, the upper and lower three layers and the adhesive layer can be combined to obtain a seven-layer dielectric film effect.

この方法を用いて作製した偏光分離素子は、従来の方法で作製した偏光分離素子と比較して、誘電体膜の成膜回数が半分で済むため、誘電体膜の成膜精度が高くなる。このため、光学的特性を低下させることなく、作製プロセスの簡略化を実現する。   Since the polarization separation element manufactured using this method requires half the number of times of forming the dielectric film, compared with the polarization separation element manufactured by the conventional method, the film formation accuracy of the dielectric film is increased. Therefore, the manufacturing process can be simplified without degrading the optical characteristics.

以下、この発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図3は、この発明を適用して作製した偏光分離素子の構成を示す断面図である。この偏光分離素子は、参照符号21で示すプリズム基板と、参照符号22で示されるプリズム基板と、参照符号23で示される誘電体多層膜によって構成されている。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of a polarization beam splitting element manufactured by applying the present invention. This polarization separating element is constituted by a prism substrate denoted by reference numeral 21, a prism substrate denoted by reference numeral 22, and a dielectric multilayer film denoted by reference numeral 23.

プリズム基板21は、断面三角形状の溝を持つプリズム構造を有し、透明樹脂を射出成型またはプレスすることにより作製されている。また、プリズム基板22もプリズム基板21と同様の透明樹脂により作製されている。   The prism substrate 21 has a prism structure with a groove having a triangular cross section, and is manufactured by injection molding or pressing a transparent resin. The prism substrate 22 is also made of the same transparent resin as the prism substrate 21.

プリズム基板21および22は、バックライト装置からの入射光を透過させることができる透明な樹脂材料により作製される。プリズム基板の材料としては、比較的屈折率の高い透明樹脂が好適であり、ポリカーボネート(PC、n=1.59)、アクリル樹脂、エポキシ樹脂など屈折率が1.5〜1.9程度の透明樹脂であればいずれも用いることができる。   The prism substrates 21 and 22 are made of a transparent resin material that can transmit incident light from the backlight device. As a material for the prism substrate, a transparent resin having a relatively high refractive index is suitable, and a transparent material having a refractive index of about 1.5 to 1.9 such as polycarbonate (PC, n = 1.59), an acrylic resin, and an epoxy resin. Any resin can be used.

誘電体多層膜23は、プリズム基板21およびプリズム基板22のプリズム構造面上に形成されており、お互い比較して屈折率の高い材料(以下、Hと適宜称する)による誘電体膜23aと、屈折率の低い材料(以下、Lと適宜称する)による誘電体膜23bとが、[H−L−H]の順に3層積層されている。   The dielectric multilayer film 23 is formed on the prism structure surfaces of the prism substrate 21 and the prism substrate 22, and is formed of a dielectric film 23a made of a material having a higher refractive index than the other (hereinafter referred to as H as appropriate) A dielectric film 23b made of a material having a low rate (hereinafter referred to as L as appropriate) is laminated in three layers in the order of [HLH].

上述のようにプリズム構造面上に誘電体多層膜23が形成されたプリズム基板21およびプリズム基板22を、それぞれのプリズム構造面が互いに対向するように配置し、プリズム基板21の三角形状断面山部と、プリズム基板22の三角形状断面谷部が一致するようにして貼り合せることにより偏光分離素子が作製される。基板の貼り合せは、貼り合せ面に紫外線硬化樹脂を塗布して接着層24とし、紫外線を照射して硬化させることにより行う。   As described above, the prism substrate 21 having the dielectric multilayer film 23 formed on the prism structure surface and the prism substrate 22 are arranged so that the respective prism structure surfaces face each other. And the prism substrate 22 are bonded so that the triangular cross-sectional valleys coincide with each other, whereby a polarization separation element is manufactured. The substrates are bonded by applying an ultraviolet curable resin to the bonding surface to form an adhesive layer 24 and irradiating with ultraviolet rays to cure.

誘電体膜を[H−L−H]の3層構造にした場合、接着層に用いる樹脂材料の屈折率は任意のものを用いることができる。しかし、接着層として高屈折率材料の誘電体膜と近い屈折率を有する材料を用いた場合、誘電体多層膜の構造は[H−L−H−H−H−L−H]となっている。この場合、内側の3層(高屈折率材料誘電体膜−接着層−高屈折率材料誘電体膜)の部分ではほとんど偏光分離が起こらず、実質的には[H−L−H−L−H]の5層構造と同様であると考えられる。   When the dielectric film has a three-layer structure of [HLH], any refractive index of the resin material used for the adhesive layer can be used. However, when a material having a refractive index close to that of the dielectric film of a high refractive index material is used as the adhesive layer, the structure of the dielectric multilayer film is [HLHHHHLH]. Yes. In this case, polarization separation hardly occurs in the inner three layers (high refractive index material dielectric film-adhesion layer-high refractive index material dielectric film), and substantially [H-L-H-L- H] is considered to be the same as the five-layer structure.

このため、接着層には低屈折率材料を用いるほうがより好適である。接着剤としては、紫外線硬化型アクリレート系樹脂(屈折率1.50〜1.51)、紫外線硬化型エポキシ系樹脂(屈折率1.46〜1.57)、紫外線硬化型フッ素系接着剤(屈折率1.453〜1.567)、アモルファスフッ素樹脂等(屈折率1.34)の他、熱硬化型のエポキシ系やイソシアネート系の接着剤が使用できる。屈折率を制御するためにフッ素等を添加してもよい。屈折率は1.3程度の比較的低いものが良く、透過率は95%以上であることが望ましい。   For this reason, it is more preferable to use a low refractive index material for the adhesive layer. Adhesives include UV curable acrylate resin (refractive index 1.50 to 1.51), UV curable epoxy resin (refractive index 1.46 to 1.57), UV curable fluorine adhesive (refractive index). In addition to an amorphous fluororesin or the like (refractive index of 1.34), a thermosetting epoxy-based or isocyanate-based adhesive can be used. Fluorine or the like may be added to control the refractive index. The refractive index should be relatively low, about 1.3, and the transmittance is desirably 95% or more.

この方法を用いる場合、高屈折率材料の誘電体膜からなる接着面の間に低屈折率の紫外線硬化樹脂を薄く塗布して貼り合わせるため、低屈折率の接着層が偏光分離効果をもたらす誘電体膜層の一部として機能している。つまり、屈折率に差を持たせることにより光学的効果も得られることになる。   When this method is used, a low refractive index UV curable resin is thinly applied and bonded between the adhesive surfaces made of a dielectric film of a high refractive index material. It functions as a part of the body membrane layer. That is, an optical effect can be obtained by providing a difference in refractive index.

一方、特許文献1に記載された光学的フィルムにおいて、接着剤は誘電体膜を多層に成膜したプリズム基板と、もう1枚のプリズム基板とを貼り合せるために用いられる。特許文献1における光学フィルムで使用する接着剤の屈折率は、上部または下部のプリズム基板の屈折率に可能な限り近くに整合されるべきである、と記載されている。つまり、接着剤は、偏光分離効果を持たせるものではなく、光学的には基板の一部として振舞うよう構成されている。   On the other hand, in the optical film described in Patent Document 1, an adhesive is used to bond a prism substrate having a dielectric film formed in multiple layers and another prism substrate. Patent Document 1 describes that the refractive index of the adhesive used in the optical film should be matched as close as possible to the refractive index of the upper or lower prism substrate. That is, the adhesive does not give a polarization separation effect, and is optically configured to behave as a part of the substrate.

以下、実施例によりこの発明を具体的に説明するが、この発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

屈折率が1.71である透明樹脂を、プリズム面の断面が、プリズム頂角90°、プリズム高さ25μm、プリズムピッチ50μmの直角二等辺三角形状であり、基板の形状が縦10mm、横10mmの正方形となるように射出成型することにより、プリズム基板を作製する。   A transparent resin having a refractive index of 1.71 is made of a prism surface having a prism vertical section of 90 °, a prism height of 25 μm, a prism pitch of 50 μm and a right-angled isosceles triangle, and the substrate is 10 mm long and 10 mm wide. A prism substrate is manufactured by injection molding so as to be a square.

作製したプリズム基板上に、誘電体多層膜を成膜する。誘電体多層膜は、屈折率が2.3であるNb25と、屈折率が1.5であるSiO2とを、反応性スパッタ法によりNb25−SiO2−Nb25[H−L−H]の順に交互に積層することにより作製されている。 A dielectric multilayer film is formed on the manufactured prism substrate. The dielectric multilayer film includes Nb 2 O 5 having a refractive index of 2.3 and SiO 2 having a refractive index of 1.5 by Nb 2 O 5 —SiO 2 —Nb 2 O 5 by reactive sputtering. It is manufactured by alternately laminating in the order of [HLH].

次いで、誘電体多層膜を成膜したプリズム基板上に接着剤を塗布し、プリズム基板同士を貼り合わせる。屈折率1.38の紫外線硬化型樹脂を薄く塗布したあと、紫外線硬化樹脂面と、もう一つの誘電体膜を成膜したプリズム基板のプリズム面を対向させ、山部と谷部が一致するようにし、0.05Nの荷重をかけて貼り合せる。この後、紫外線を20秒間照射して接着層を硬化させ、偏光分離素子を作製した。   Next, an adhesive is applied onto the prism substrate on which the dielectric multilayer film is formed, and the prism substrates are bonded together. After thinly applying an ultraviolet curable resin having a refractive index of 1.38, the ultraviolet curable resin surface is opposed to the prism surface of the prism substrate on which another dielectric film is formed so that the peaks and valleys coincide. And apply a load of 0.05N. Thereafter, the adhesive layer was cured by irradiating with ultraviolet rays for 20 seconds to produce a polarization separation element.

偏光分離素子は、P偏光をできる限り透過させて、S偏光をできる限り反射させることにより、バックライトから照射された光量の無駄を少なくすることが可能である。つまり、P偏光の反射率は0%に近く、S偏光の反射率は100%に近いことが要求される。P偏光は反射しても再利用されるが、S偏光が透過してしまうと輝度の低下の原因となるため、特にS偏光の反射率を向上させることが重要である。   The polarized light separating element transmits the P-polarized light as much as possible and reflects the S-polarized light as much as possible, thereby reducing the amount of light emitted from the backlight. That is, the reflectance of P-polarized light is required to be close to 0%, and the reflectance of S-polarized light is required to be close to 100%. Even though the P-polarized light is reflected, it is reused. However, if the S-polarized light is transmitted, it causes a decrease in luminance. Therefore, it is particularly important to improve the reflectance of the S-polarized light.

上述の方法により、以下のそれぞれの実施例および比較例の偏光分離素子を作製する。   By the above-described method, polarization separation elements of the following examples and comparative examples are manufactured.

<実施例1>
偏光分離素子Aはプリズム基板に3層の誘電体膜を形成し、プリズム基板のプリズム面を接着層を介して貼り合せて作製され、誘電体膜の厚さは接着層を中心として非対称であるように構成されている。また、プリズム面に成膜する誘電体多層膜は、プリズム基板上に高屈折率材料のNb25を成膜し、次いで低屈折率のSiO2、高屈折率材料のNb25を成膜することにより、プリズム基板側から高屈折率材料、低屈折率材料、高屈折率材料([H−L−H])となるようにし、接着層には偏光分離素子A,Bと同様の屈折率1.38の紫外線硬化樹脂を用いている。偏光分離素子Aの全体の構造としては、[H−L−H−L−H−L―H]となる。以下の表1に、偏光分離素子Aの誘電体膜材料およびその厚さを示す。
<Example 1>
The polarization separating element A is formed by forming a three-layer dielectric film on a prism substrate and bonding the prism surfaces of the prism substrate through an adhesive layer, and the thickness of the dielectric film is asymmetric with the adhesive layer as the center. It is configured as follows. In addition, the dielectric multilayer film formed on the prism surface is formed by forming a high refractive index material Nb 2 O 5 on the prism substrate, and then applying a low refractive index SiO 2 and a high refractive index material Nb 2 O 5 . By forming a film, a high refractive index material, a low refractive index material, and a high refractive index material ([H-L-H]) are formed from the prism substrate side, and the adhesive layer is similar to the polarization separation elements A and B. An ultraviolet curable resin having a refractive index of 1.38 is used. The entire structure of the polarized light separating element A is [HLHHLHLH]. Table 1 below shows the dielectric film material of the polarization separating element A and its thickness.

Figure 2006126557
Figure 2006126557

<実施例2>
偏光分離素子Bはプリズム基板に3層の誘電体膜を形成し、プリズム基板のプリズム面を接着層を介して貼り合せて作製され、誘電体膜の厚さは接着層を中心として対称であるように構成した他は、実施例1と同様とする。偏光分離素子Bの全体の構造としては、[H−L−H−L−H−L―H]となる。以下の表2に、偏光分離素子Bの誘電体膜材料およびその厚さを示す。
<Example 2>
The polarization separating element B is formed by forming a three-layer dielectric film on a prism substrate, and bonding the prism surfaces of the prism substrate through an adhesive layer, and the thickness of the dielectric film is symmetrical about the adhesive layer. The configuration is the same as that of the first embodiment except for the above configuration. The entire structure of the polarization separation element B is [HLHHLHLH]. Table 2 below shows the dielectric film material of the polarization separation element B and its thickness.

Figure 2006126557
Figure 2006126557

<実施例3>
偏光分離素子Cはプリズム基板に3層の誘電体膜を形成し、プリズム基板のプリズム面を接着層を介して貼り合せて作製され、誘電体膜材料およびその厚さは実施例2の偏光分離素子Bと同様であるが、接着用の紫外線硬化樹脂に屈折率が1.6のものを用いている。偏光分離素子Cの全体の構造としては、[H−L−H−L−H−L―H]となる。以下の表3に、偏光分離素子Cの誘電体膜材料およびその厚さを示す。
<Example 3>
The polarization separation element C is formed by forming a three-layer dielectric film on a prism substrate, and bonding the prism surfaces of the prism substrate through an adhesive layer, and the dielectric film material and its thickness are the polarization separation of the second embodiment. Although it is the same as that of the element B, the thing with a refractive index of 1.6 is used for the ultraviolet curable resin for adhesion | attachment. The entire structure of the polarization separating element C is [HLHHLHLH]. Table 3 below shows the dielectric film material of the polarization separation element C and its thickness.

Figure 2006126557
Figure 2006126557

<実施例4>
偏光分離素子Dはプリズム基板に2層の誘電体膜を形成し、プリズム基板のプリズム面を接着層を介して貼り合せて作製され、誘電体膜の厚さが接着層を中心として対称であるように構成されている。また、プリズム面に成膜する誘電体多層膜は、プリズム基板上に低屈折率のSiO2を成膜し、次いで高屈折率材料のNb25を成膜することにより、外側が低屈折率材料、内側が高屈折率材料([L−H])となるようにし、接着層には偏光分離素子A,Bと同様の屈折率1.38の紫外線硬化樹脂を用いている。偏光分離素子Dの全体の構造としては、[L−H−L−H−L]となる。以下の表4に、偏光分離素子Dの誘電体膜材料およびその厚さを示す。
<Example 4>
The polarization separation element D is formed by forming a two-layer dielectric film on a prism substrate, and bonding the prism surfaces of the prism substrate through an adhesive layer, and the thickness of the dielectric film is symmetrical about the adhesive layer. It is configured as follows. In addition, the dielectric multilayer film formed on the prism surface is formed by depositing low refractive index SiO 2 on the prism substrate, and then forming high refractive index material Nb 2 O 5 , so that the outside is low refractive. The refractive index material, the inner side being a high refractive index material ([LH]), and the adhesive layer is made of an ultraviolet curable resin having a refractive index of 1.38 similar to that of the polarization separation elements A and B. The entire structure of the polarization separation element D is [LHLHHL]. Table 4 below shows the dielectric film material of the polarization separation element D and its thickness.

Figure 2006126557
Figure 2006126557

<比較例1>
偏光分離素子Eは、従来知られている方法で作製した5層の誘電体膜を有する構造である。以下の表1に、偏光分離素子Bの誘電体膜材料およびその厚さを示す。
<Comparative Example 1>
The polarization separation element E has a structure having a five-layer dielectric film manufactured by a conventionally known method. Table 1 below shows the dielectric film material of the polarization separation element B and its thickness.

Figure 2006126557
Figure 2006126557

このようにして作製した実施例1〜4および比較例1の偏光分離素子を用いた場合の、P偏光、S偏光の反射率を以下の表6に示す。測定は光の3原色である赤R(650nm)、緑G(550nm)、青B(450nm)のそれぞれについて行い、また各実施例および比較例について入射角が0°の場合と5°の場合の反射率を測定した。   Table 6 below shows the reflectance of the P-polarized light and the S-polarized light when the polarization separation elements of Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 produced in this way were used. Measurement is performed for each of the three primary colors of light, red R (650 nm), green G (550 nm), and blue B (450 nm), and the incident angle is 0 ° and 5 ° for each example and comparative example. The reflectance of was measured.

Figure 2006126557
Figure 2006126557

表6に示す測定結果より、比較例の偏光分離素子は入射角を5°にした場合、短波長側において急激なS偏光反射率の低下が起こるのに対し、各実施例の偏光分離膜は広帯域で安定した反射率を得ることができる。   From the measurement results shown in Table 6, when the incident angle of the polarization separation element of the comparative example is set to 5 °, the S-polarized reflectance is rapidly decreased on the short wavelength side, whereas the polarization separation film of each example is A broadband and stable reflectance can be obtained.

また、偏光分離膜Dは外側を低屈折率材料とし、誘電体膜2層と接着層による5層構造であり、7層構造(誘電体膜上下各3層+接着層)と比較して全体的な反射率は落ちるものの、広帯域で安定した反射率を保持しつつ、作製工程はさらに短縮されたものとなる。   The polarization separation film D has a low-refractive-index material on the outside and has a five-layer structure including two dielectric films and an adhesive layer. The entire structure is compared with a seven-layer structure (three layers above and below the dielectric film + adhesive layer). Although the typical reflectance is lowered, the manufacturing process is further shortened while maintaining a stable reflectance in a wide band.

[評価]
上述の実施例1〜4および比較例1の各偏光分離素子における偏光分離特性を測定した。測定は、白色バックライトユニット上に各実施例の偏光分離素子と偏光板を載置し、分光光度計(V−500、日本分光製)を180°回転させて面内のピーク輝度を測定する。偏光分離素子を使用しないときの輝度を1として算出した各実施例および比較例における偏光分離素子の輝度を輝度向上率とした。
[Evaluation]
The polarization separation characteristics of the polarization separation elements of Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 described above were measured. In the measurement, the polarization separation element and the polarizing plate of each example are mounted on the white backlight unit, and the in-plane peak luminance is measured by rotating the spectrophotometer (V-500, manufactured by JASCO Corporation) by 180 °. . The luminance of the polarization separation element in each Example and Comparative Example calculated with the luminance when the polarization separation element was not used as 1 was defined as the luminance improvement rate.

[評価結果]
各実施例の輝度向上率は、以下のとおりである。
[Evaluation results]
The brightness improvement rate of each example is as follows.

実施例1 1.7倍
実施例2 1.6倍
実施例3 1.5倍
実施例4 1.4倍
比較例1 1.2倍
Example 1 1.7 times Example 2 1.6 times Example 3 1.5 times Example 4 1.4 times Comparative Example 1 1.2 times

上述のように、実施例1で作製した偏光分離素子Aは、従来の5層膜構造の偏光分離素子Eと比較して同等の厚さでありながら、広帯域化が可能である。また、入射角度による波長分散も少なく、可視光領域内において高い偏光分離特性を保つことができる。   As described above, the polarization separation element A manufactured in Example 1 can have a wider band while having the same thickness as the polarization separation element E having a conventional five-layer structure. Further, there is little wavelength dispersion due to the incident angle, and high polarization separation characteristics can be maintained in the visible light region.

また、実施例2の偏光分離素子Bは、同一の条件で作製された2枚のプリズム基板を貼り合せることにより、作製工程の簡略化が実現するとともに、偏光分離素子Aとほぼ同等の偏光分離特性を有する。   In addition, the polarization separating element B of Example 2 can simplify the manufacturing process by bonding two prism substrates fabricated under the same conditions, and can achieve substantially the same polarization separation as the polarization separating element A. Has characteristics.

実施例3の偏光分離素子Cは、偏光分離素子Bと比較して接着層の屈折率が高いため多少偏光分離効果を得にくくなるが、広帯域で十分に安定した偏光分離特性が得られるとともに、同一の条件で作製された2枚のプリズム基板を貼り合せるため作製工程の簡略化が実現する。   The polarization separation element C of Example 3 is somewhat difficult to obtain a polarization separation effect because the refractive index of the adhesive layer is higher than that of the polarization separation element B, but a sufficiently stable polarization separation characteristic is obtained in a wide band, Since the two prism substrates manufactured under the same conditions are bonded together, the manufacturing process can be simplified.

実施例4の偏光分離素子Dは、プリズム基板上に成膜する誘電体膜が2層であるため、偏光分子素子A,B,Cと比較して多少偏光分離効果を得にくくなるが、成膜が2層となるため作製工程の簡略化が実現する。   Since the polarization separation element D of Example 4 has two dielectric films formed on the prism substrate, the polarization separation effect is somewhat difficult to obtain compared to the polarization molecular elements A, B, and C. Since the film has two layers, the manufacturing process can be simplified.

以上、この発明の一実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。   The embodiment of the present invention has been specifically described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible.

たとえば、1層の誘電体膜を成膜したプリズム基板を接着層を介して貼り合せた、3層の誘電体多層膜を有する偏光分離素子としてもよい。この偏光分離素子を用いる場合、製造工程をさらに短縮することができる。   For example, a polarization separation element having a three-layer dielectric multilayer film in which a prism substrate having a single-layer dielectric film formed thereon is bonded via an adhesive layer may be used. When this polarized light separating element is used, the manufacturing process can be further shortened.

また、誘電体膜の層数は奇数に限ったものではなく、偶数の誘電体膜を有する構造であってもよい。たとえば、一方のプリズム基板には3層、他方のプリズム基板には2層の誘電体膜を成膜し、接着層と合わせて6層の誘電体多層膜を有する偏光分離素子としてもよい。この場合も高屈折率材料と低屈折率材料が交互に積層された構造となるように注意が必要である。   Further, the number of dielectric films is not limited to an odd number, and may be a structure having an even number of dielectric films. For example, a polarization separation element having three layers of dielectric films on one prism substrate and two layers of dielectric films on the other prism substrate and a six-layer dielectric multilayer film together with an adhesive layer may be used. Also in this case, care must be taken so that a structure in which a high refractive index material and a low refractive index material are alternately laminated is obtained.

さらに、上述の一実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。   Furthermore, the numerical values given in the above-described embodiment are merely examples, and different numerical values may be used as necessary.

上述のような偏光分離素子は、LCD装置において、バックライト装置からの光をより多く、効率的に利用し、輝度を向上させるために有効であり、液晶テレビ、デジタルカメラ、携帯電話、PDAなどの液晶表示装置に用いられる。   The polarization separation element as described above is effective in using more light from the backlight device more efficiently and improving the luminance in the LCD device, such as a liquid crystal television, a digital camera, a mobile phone, a PDA, etc. Used in liquid crystal display devices.

この発明を適用した偏光分離素子を使用することにより、バックライト装置の低消費電力化が可能となり、LCD装置の長寿命化につながる。   By using the polarization separation element to which the present invention is applied, the power consumption of the backlight device can be reduced, leading to a longer life of the LCD device.

LCD装置の構成の一例を示す略線図である。It is a basic diagram which shows an example of a structure of LCD apparatus. 従来の方法で作製した偏光分離素子の一例を示す略線図である。It is a basic diagram which shows an example of the polarization separation element produced with the conventional method. この発明を適用した偏光分離素子の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the polarization splitting element to which this invention is applied. この発明を適用した一実施例を示す略線図である。It is a basic diagram which shows one Example to which this invention is applied.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・液晶パネル
2・・・光学フィルム
3・・・拡散板
7・・・光源
11・・・プリズム基板
12・・・プリズム基板
13・・・高屈折率材料
14・・・低屈折率材料
15・・・接着層
21・・・プリズム基板
22・・・プリズム基板
23・・・誘電体多層膜
23a・・・高屈折率材料
23b・・・低屈折率材料
24・・・接着層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal panel 2 ... Optical film 3 ... Diffusing plate 7 ... Light source 11 ... Prism substrate 12 ... Prism substrate 13 ... High refractive index material 14 ... Low refractive index Material 15: Adhesive layer 21 ... Prism substrate 22 ... Prism substrate 23 ... Dielectric multilayer film 23a ... High refractive index material 23b ... Low refractive index material 24 ... Adhesive layer

Claims (9)

誘電体膜層が形成された断面三角形状の溝が連続して形成された構造面を有する第1および第2のプリズム基板が、それぞれの山部と谷部が一致するように対向し、
上記第1および第2のプリズム基板の間に接着用透明樹脂を配置して貼り合わせたことを特徴とする偏光分離素子。
The first and second prism substrates having a structure surface in which a groove having a triangular cross section formed with a dielectric film layer is continuously formed are opposed to each other so that their crests and troughs coincide with each other,
A polarization separating element, wherein an adhesive transparent resin is disposed and bonded between the first and second prism substrates.
上記第1および第2のプリズム基板に成膜された第1および第2の誘電体膜層は、ほぼ同一の構造を有することを特徴とする請求項1に記載の偏光分離素子。   2. The polarization separation element according to claim 1, wherein the first and second dielectric film layers formed on the first and second prism substrates have substantially the same structure. 上記第1および第2の誘電体膜層のそれぞれは、同一の材料を同一の順番で積層したものである請求項2に記載の偏光分離素子。   3. The polarization separation element according to claim 2, wherein each of the first and second dielectric film layers is formed by laminating the same material in the same order. 上記第1および第2の誘電体膜層のそれぞれは、同一の材料を同一の順番で同一の厚みを持たせて積層したものである請求項2に記載の偏光分離素子。   3. The polarization separation element according to claim 2, wherein each of the first and second dielectric film layers is formed by laminating the same material with the same thickness in the same order. 上記第1および第2の誘電体膜層は、1層または2層以上の薄膜を成膜してなる請求項2に記載の偏光分離素子。   The polarization separation element according to claim 2, wherein the first and second dielectric film layers are formed by forming one or more thin films. 上記誘電体膜層は、高屈折率材料および低屈折率材料からなり、
上記プリズム基板に対して高屈折率材料および低屈折率材料を交互に成膜してなる請求項5に記載の偏光分離素子。
The dielectric film layer is made of a high refractive index material and a low refractive index material,
6. The polarization separation element according to claim 5, wherein a high refractive index material and a low refractive index material are alternately formed on the prism substrate.
接着層の屈折率が、接着面の誘電体膜の屈折率と0.2以上の差を有することを特徴とする請求項1に記載の偏光分離素子。   The polarization separation element according to claim 1, wherein the refractive index of the adhesive layer has a difference of 0.2 or more from the refractive index of the dielectric film on the adhesive surface. 上記接着層は、接着面の誘電体膜と比して低屈折率の材料からなる請求項7に記載の偏光分離素子。   The polarization separation element according to claim 7, wherein the adhesive layer is made of a material having a lower refractive index than the dielectric film on the adhesive surface. 上記接着層は、屈折率が1.7以下である請求項6に記載の偏光分離素子。   The polarization separation element according to claim 6, wherein the adhesive layer has a refractive index of 1.7 or less.
JP2004315618A 2004-10-29 2004-10-29 Polarizing and splitting element Pending JP2006126557A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004315618A JP2006126557A (en) 2004-10-29 2004-10-29 Polarizing and splitting element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004315618A JP2006126557A (en) 2004-10-29 2004-10-29 Polarizing and splitting element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006126557A true JP2006126557A (en) 2006-05-18

Family

ID=36721369

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004315618A Pending JP2006126557A (en) 2004-10-29 2004-10-29 Polarizing and splitting element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006126557A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009540364A (en) * 2006-06-05 2009-11-19 ローム アンド ハース デンマーク ファイナンス エーエス Reflective polarizer with polarization splitting microstructure

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009540364A (en) * 2006-06-05 2009-11-19 ローム アンド ハース デンマーク ファイナンス エーエス Reflective polarizer with polarization splitting microstructure
KR101489400B1 (en) * 2006-06-05 2015-02-03 롬 앤드 하스 덴마크 파이낸스 에이에스 Reflective polarizer with polarization splitting microstructure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4059692B2 (en) Illumination device, display device including the same, and light guide plate
US7630032B2 (en) LCD with selective transmission filter having light transmittance of 80% or more at wavelength regions of 440+/−20nm; 525+/−25nm and 565+/−45nm, and 10% or less at 470 to 485nm and 575 to 595nm
US7973880B2 (en) Illumination device and liquid crystal display device
US20180224583A1 (en) Optical structure, method for manufacturing optical structure, display substrate and display device
WO2010007716A1 (en) Liquid crystal display device
JP5868706B2 (en) Interferometric filter layer-attached substrate and display device using the same
WO2010106782A1 (en) Display apparatus and method for manufacturing display apparatus
WO2014190721A1 (en) Light focusing sheet, backlight source, and liquid crystal display
US11126030B2 (en) Display panel, method of fabricating display panel, display device including display panel
JP2014182280A (en) Display device
JP4402111B2 (en) Liquid crystal display panel and liquid crystal display device
WO2014000373A1 (en) Colour film substrate and display device
US10788618B2 (en) Backlight module as well as display panel and electronic device comprising the same
CN114284454B (en) Display panel and display device
CN106054469B (en) Ultra-thin liquid crystal display
US11204459B2 (en) Light providing unit, display device including the same, and method of manufacturing display device
JP2007065611A (en) Prism sheet and backlight unit having same prism sheet and employed in liquid crystal display panel
JP2006126557A (en) Polarizing and splitting element
JP2003344634A (en) Band-pass filter for liquid crystal display, liquid crystal display using the same, and method for manufacturing the same
JP2002318383A (en) Reflective liquid crystal display device
KR20210027123A (en) Polarizing plate and optical display apparatus comprising the same
JP5881783B2 (en) Interferometric filter layer-attached substrate and display device using the same
WO2023130391A1 (en) Display apparatus and manufacturing method therefor
JP2023548053A (en) Optical film that improves contrast ratio
JP2006106087A (en) Method for manufacturing transflective display element

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20060209