JP2010038946A - Side emitting fiber and manufacturing method therefor and liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶用バックライトに好適なサイドエミッティングファイバーおよびその製造方法、並びにこのサイドエミッティングファイバーを用いた液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a side emitting fiber suitable for a backlight for liquid crystal, a method for manufacturing the side emitting fiber, and a liquid crystal display device using the side emitting fiber.
近年、液晶表示装置は、携帯電話、ノートパソコン、家庭用大型テレビなど、その普及は著しい、そのなかで、液晶表示装置の薄型化は、その軽量化(省資源)またはデザインの多様性から、ますます求められてきている。 In recent years, liquid crystal display devices such as mobile phones, laptop computers, and large televisions for home use have been widely used. Among them, the thinning of liquid crystal display devices has become lighter (resource saving) or has a variety of designs. It has been increasingly demanded.
液晶表示装置の薄型化を考える上で一番の問題は、バックライトの厚みである。近年は蛍光管からLED(Light Emitting Diode)へと、その開発は移行しつつあるが、全平面にわたって均一な輝度を確保するためには、ある程度の厚みが必要になる。光源を背面に配置する場合は数cm程度が限界であり、それより薄くする場合は、一般に側面に光源を配置し薄い導光版にて均一な照明を得る方法があるが、いまのところ、数mmという薄さが限界である。 The biggest problem in considering the thinning of the liquid crystal display device is the thickness of the backlight. In recent years, development has been shifting from fluorescent tubes to LEDs (Light Emitting Diodes), but a certain amount of thickness is required to ensure uniform brightness over all planes. When the light source is placed on the back, a few centimeters is the limit. When making it thinner, there is generally a method of obtaining a uniform illumination with a thin light guide plate by placing the light source on the side, but for now, The thinness of several mm is the limit.
更に薄い1mmないしそれ以下のバックライトを実現するため、レーザを光源として有望視されている。例えば特許文献1には、RGBに発光する多数の導波路からなる平面状の発光板を形成し、導波路の終端に励起光源として半導体レーザを配置し、導波路内で発生した光を導波路の側方から表示画面方向に取り出すことが記載されている。
しかしながら、特許文献1の構成では、導波路の側方から光を取り出すために、導波路の表面に散乱構造を形成する(具体的には、凹凸を形成する、または散乱のための粒子を塗布する)必要があり、光取り出し効率が低くなってしまっていた。そのため、液晶表示装置の光利用効率を十分高くすることが難しかった。また、導波路内で発光させるため、導波路の構造および製造工程も複雑になり、導波路のコストも増大してしまっていた。
However, in the configuration of
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、側面からの光取り出し効率を高めることができるサイドエミッティングファイバーおよびその製造方法、並びに液晶表示装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a side-emitting fiber, a method for manufacturing the same, and a liquid crystal display device that can increase the light extraction efficiency from the side surface.
本発明によるサイドエミッティングファイバーは、以下の(A)〜(C)の構成要件を備えたものである。
(A)コア層の周囲にクラッド層を有するファイバー
(B)ファイバーの側面に形成された金属層
(C)金属層の周方向の一部に、ファイバーの長手方向に延長して設けられた光取り出しのための開口
The side emitting fiber according to the present invention has the following constituents (A) to (C).
(A) Fiber having a cladding layer around the core layer (B) Metal layer formed on the side surface of the fiber (C) Light provided to extend in the longitudinal direction of the fiber on a part of the circumferential direction of the metal layer Opening for removal
本発明によるサイドエミッティングファイバーの製造方法は、以下の(A)〜(F)の工程を含むものである。
(A)コア層の周囲にクラッド層を有するファイバーを形成する工程
(B)ファイバーの側面にネガタイプのレジスト膜を形成する工程
(C)ファイバーを長手方向に引くと同時にレジスト膜を露光または電子描画する工程
(D)レジスト膜を現像することにより、ファイバーの周方向の一部に、ファイバーの長手方向に延長されたレジストパターンを形成する工程
(E)ファイバーの側面およびレジストパターンの表面に、金属材料膜を形成する工程
(F)レジストパターンの上に形成された金属材料膜をリフトオフすることにより、ファイバーの側面に金属層を形成すると共に、金属層の周方向の一部に、ファイバーの長手方向に延長された光取り出しのための開口を設ける工程
The method for producing a side emitting fiber according to the present invention includes the following steps (A) to (F).
(A) Forming a fiber having a clad layer around the core layer (B) Forming a negative type resist film on the side surface of the fiber (C) Drawing the fiber in the longitudinal direction and simultaneously exposing or drawing the resist film (D) forming a resist pattern extended in the longitudinal direction of the fiber in a part of the circumferential direction of the fiber by developing the resist film (E) a metal on the side surface of the fiber and the surface of the resist pattern Step of forming material film (F) The metal material film formed on the resist pattern is lifted off to form a metal layer on the side surface of the fiber, and at the part of the metal layer in the circumferential direction, the length of the fiber Providing an opening for light extraction extended in a direction
本発明による第1の液晶表示装置は、第1基板および第2基板の間に液晶層を有する液晶パネルと、液晶パネルの第1基板側に設けられ、サイドエミッティングファイバーおよびサイドエミッティングファイバーの一端に結合されたレーザを有するバックライトとを備え、サイドエミッティングファイバーは、上記本発明のサイドエミッティングファイバーにより構成されたものである。 A first liquid crystal display device according to the present invention includes a liquid crystal panel having a liquid crystal layer between a first substrate and a second substrate, a first substrate side of the liquid crystal panel, and a side emitting fiber and a side emitting fiber. And a backlight having a laser coupled to one end, and the side emitting fiber is constituted by the side emitting fiber of the present invention.
本発明による第2の液晶表示装置は、第1基板と、内部にサイドエミッティングファイバーが埋め込まれた第2基板と、サイドエミッティングファイバーの一端に結合されたレーザと、第1基板および第2基板の間に設けられた液晶層とを備え、サイドエミッティングファイバーは、上記本発明のサイドエミッティングファイバーにより構成されたものである。 A second liquid crystal display device according to the present invention includes a first substrate, a second substrate having a side-emitting fiber embedded therein, a laser coupled to one end of the side-emitting fiber, a first substrate, and a second substrate. The side emitting fiber includes a liquid crystal layer provided between the substrates, and the side emitting fiber is constituted by the side emitting fiber of the present invention.
本発明のサイドエミッティングファイバーでは、ファイバーの側面に金属層が形成されており、この金属層の周方向の一部に、光取り出しのための開口が、ファイバーの長手方向に延長して設けられているので、ファイバー内を通過してきた光は、金属層の開口からのみ外部に取り出される。よって、側面からの光取り出し効率が向上する。 In the side emitting fiber of the present invention, a metal layer is formed on the side surface of the fiber, and an opening for light extraction is provided in a part of the metal layer in the circumferential direction so as to extend in the longitudinal direction of the fiber. Therefore, the light that has passed through the fiber is extracted outside only from the opening of the metal layer. Therefore, the light extraction efficiency from the side surface is improved.
本発明による第1の液晶表示装置では、バックライトが、側面からの光取り出し効率が高い上記本発明のサイドエミッティングファイバーにより構成されているので、光利用効率が向上する。 In the first liquid crystal display device according to the present invention, the backlight is composed of the side emitting fiber of the present invention having high light extraction efficiency from the side surface, so that the light utilization efficiency is improved.
本発明による第2の液晶表示装置では、対向電極を有する第2基板の内部に、側面からの光取り出し効率が高い上記本発明のサイドエミッティングファイバーが埋め込まれているので、光利用効率が向上すると共に、第2基板にバックライトとしての機能を持たせることが可能となり、薄型化に極めて有利である。 In the second liquid crystal display device according to the present invention, since the side emitting fiber of the present invention having high light extraction efficiency from the side surface is embedded in the second substrate having the counter electrode, the light utilization efficiency is improved. In addition, the second substrate can be provided with a function as a backlight, which is extremely advantageous for thinning.
本発明のサイドエミッティングファイバーによれば、ファイバーの側面に金属層を形成し、この金属層の周方向の一部に、光取り出しのための開口を、ファイバーの長手方向に延長して設けるようにしたので、側面からの光取り出し効率を高めることができる。 According to the side emitting fiber of the present invention, a metal layer is formed on the side surface of the fiber, and an opening for light extraction is provided in a part of the circumferential direction of the metal layer so as to extend in the longitudinal direction of the fiber. Therefore, the light extraction efficiency from the side surface can be increased.
本発明の第1の液晶表示装置によれば、バックライトを、上記本発明のサイドエミッティングファイバーにより構成するようにしたので、側面からの光取り出し効率が高い上記本発明のサイドエミッティングファイバーにより、液晶表示装置の光利用効率を高めることができる。 According to the first liquid crystal display device of the present invention, since the backlight is constituted by the side emitting fiber of the present invention, the side emitting fiber of the present invention has high light extraction efficiency from the side surface. The light use efficiency of the liquid crystal display device can be increased.
本発明の第2の液晶表示装置によれば、対向電極を有する第2基板の内部に、上記本発明のサイドエミッティングファイバーを埋め込むようにしたので、側面からの光取り出し効率が高い上記本発明のサイドエミッティングファイバーにより、液晶表示装置の光利用効率が向上すると共に、第2基板にバックライトとしての機能を持たせることが可能となり、薄型化に極めて有利である。 According to the second liquid crystal display device of the present invention, since the side emitting fiber of the present invention is embedded in the second substrate having the counter electrode, the present invention has a high light extraction efficiency from the side surface. This side-emitting fiber improves the light utilization efficiency of the liquid crystal display device and allows the second substrate to have a function as a backlight, which is extremely advantageous for thinning.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.第1の実施の形態(ファイバー側面の金属層に光取り出し用の開口を設ける例)
2.第2の実施の形態(開口に偏光制御用の金属パターンを設ける例)
3.第3の実施の形態(偏光制御用の金属パターン付きファイバーを、対向基板に埋め込む例)
4.変形例
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The description will be given in the following order.
1. 1st Embodiment (example which provides the opening for light extraction in the metal layer of a fiber side surface)
2. Second embodiment (example in which a metal pattern for polarization control is provided in the opening)
3. Third Embodiment (Example in which a fiber with a metal pattern for polarization control is embedded in a counter substrate)
4). Modified example
<1.第1の実施の形態>
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る液晶表示装置の構成を表したものである。この液晶表示装置は、液晶テレビジョン装置、ノート型パソコン用ディスプレイ、携帯型情報端末用ディスプレイ等に用いられるものであり、例えば、液晶パネル10と、バックライト20との間に、レンチキュラーレンズシート30を備えている。
<1. First Embodiment>
FIG. 1 shows a configuration of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention. This liquid crystal display device is used for a liquid crystal television device, a notebook personal computer display, a portable information terminal display, and the like. For example, a
液晶パネル10は、第1基板11および第2基板12の間に液晶層13を有している。第1基板11は、例えばTFT基板により構成され、液晶層13側には画素電極(図示せず)、反対側には偏光シート14がそれぞれ設けられている。第2基板12は、ガラス基板により構成され、液晶層13側には対向電極(図示せず)、反対側には偏光シート15がそれぞれ設けられている。なお、第2基板12は後述するようにカラーフィルタは不要である。
The
図2は、バックライト20の全体構成の一例を表したものである。バックライト20は、複数、例えば3本のサイドエミッティングファイバー21を所定の配置に並べ、樹脂またはガラスなどの埋め込み層22により固定した、いわゆるサイドエミッティングファイバーシートであり、各サイドエミッティングファイバー21は液晶パネル10の各画素の直下に位置している。
FIG. 2 shows an example of the overall configuration of the
3本のサイドエミッティングファイバー21の一端には、赤レーザ23R,緑レーザ23G,青レーザ23Bがそれぞれ結合され、他端には反射鏡24が配置されている。赤レーザ23R,緑レーザ23G,青レーザ23Bは、比較的コヒーレンス長の短い半導体レーザであることが望ましい。赤では630〜650nm程度のもの、青では440〜460nm程度のものが望ましい。緑については、一般にはSHG(Second Harmonic Generation;第2高調波発生)変換レーザ532nmが用いられるが、半導体で発振するものができれば、それが望ましい。なお、反射鏡24に代えてレーザを配置してもよい。
A
赤レーザ23R,緑レーザ23G,青レーザ23Bの近傍には、スペックルノイズ除去機構25が設けられていることが望ましい。スペックルノイズ除去機構25は、レーザ光の高いコヒーレンシーに起因する画面のぎらぎら感(スペックルノイズ)を抑えるためのものであり、例えば、振動機構により構成されている。振動の手法については、それほど駆動力が要求されるわけではないので、圧電素子または磁歪素子等を用いることができる。スペックルノイズ除去機構25によりレーザ光が受ける振動の周波数は、実際のスペックルノイズの低減効果を見ながら決定するが、数10Hzから、数100kHzまで効果は得られる。ただし実際には、筐体との共鳴や人間の可聴域等を考慮するべきである。
It is desirable that a speckle
図1に示したレンチキュラーレンズシート30は、サイドエミッティングファイバー21から取り出された光を効率よく液晶パネル10の画素に照明するためのものであり、例えば樹脂またはガラスにより構成されている。レンチキュラーレンズシート30には、液晶パネル10の画素間の領域に対応して、ブラックストライプとしての遮蔽層31が形成されていることが望ましい。
The
図3は、図1および図2に示したサイドエミッティングファイバー21の断面構成を表したものである。サイドエミッティングファイバー21は、コア層41の周囲にクラッド層42を有するファイバー40を有している。コア層41は、例えば、石英により構成され、クラッド層42は、例えば、石英にフッ素(F)などの軽元素を添加した材料により構成されている。ファイバー40の直径は、例えば150μm〜200μm程度である。
FIG. 3 illustrates a cross-sectional configuration of the
ファイバー40の側面には、金属層50が形成され、この金属層50の周方向の一部、すなわち液晶パネル10に対向する位置には、光取り出しのための開口60が形成されている。開口60は、例えば、幅Wが10μm程度であり、ファイバー40の長手方向(図3において紙面に直交する方向)に延長して設けられている。これにより、この液晶表示装置では、サイドエミッティングファイバー21の側面からの光取り出し効率を高くすることができ、光利用効率を向上させることができるようになっている。
A
金属層50は、例えば、厚みが数千オングストローム(数百nm)程度であり、アルミニウム(Al)またはアルミニウム(Al)を含む合金により構成されている。
For example, the
この液晶表示装置は、例えば、次のようにして製造することができる。 This liquid crystal display device can be manufactured, for example, as follows.
図4は、図3に示したサイドエミッティングファイバー21の製造方法の流れを表したものであり、図5ないし図10は、この製造方法を工程順に表したものである。まず、図5に示したように、コア層41の周囲にクラッド層42を有するファイバー40を形成する(ステップS101)。
FIG. 4 shows a flow of a manufacturing method of the
次いで、図6に示したように、このファイバー40の側面に、レジストコーティングを行い、ネガタイプのレジスト膜71を形成する(ステップS102)。
Next, as shown in FIG. 6, resist coating is performed on the side surface of the
続いて、図7に示したように、ファイバー40を長手方向(図7において紙面に直交する方向)に引くと同時にレジスト膜71の開口形成予定位置71Aを露光または電子描画する(ステップS103)。
Subsequently, as shown in FIG. 7, the
そののち、図8に示したように、レジスト膜71を現像することにより、ファイバー40の周方向の一部に、ファイバー40の長手方向(図8において紙面に直交する方向)に延長されたレジストパターン71Bを形成する(ステップS104)。
Thereafter, as shown in FIG. 8, by developing the resist
レジストパターン71Bを形成したのち、図9に示したように、ファイバー40の側面およびレジストパターン71Bの表面に、例えば蒸着により、上述した材料よりなる金属層50を形成するための金属材料膜50Aを形成する(ステップS105)。
After forming the resist
金属材料膜50Aを形成したのち、レジストパターン71Bの上に形成された金属材料膜50Aをリフトオフすることにより、図10に示したように、ファイバー40の側面に金属層50を形成すると共に、金属層50の周方向の一部に、ファイバー40の長手方向に延長された開口60を設ける(ステップS106)。これにより、図3に示したサイドエミッティングファイバー21が形成される。
After the
サイドエミッティングファイバー21を形成したのち、3本のサイドエミッティングファイバー21を所定の位置に並べて埋め込み層22で固定することにより、サイドエミッティングファイバーシートを構成する。また、3本のサイドエミッティングファイバー21の一端には、赤レーザ23R,緑レーザ23G,青レーザ23Bをそれぞれ結合し、他端には反射鏡24を設置する。更に、赤レーザ23R,緑レーザ23G,青レーザ23Bの近傍にスペックルノイズ除去機構25を設ける。これにより、図2に示したバックライト20が形成される。
After the
バックライト20を形成したのち、通常の製造方法により液晶パネル10を形成し、この液晶パネル10の偏光シート14にレンチキュラーレンズシート30を貼り合わせ、その背面にバックライト20を設置する。以上により、図1に示した液晶表示装置が完成する。
After the
この液晶表示装置では、赤レーザ23R,緑レーザ23G,青レーザ23Bでそれぞれ発生した赤,緑,青の光が、各サイドエミッティングファイバー21を通過して液晶パネル10の背面に到達し、サイドエミッティングファイバー21の側面から液晶パネル10に向けて照射される。この光は、液晶層13により変調され、液晶パネル10においてカラー画像表示が行われる。ここでは、サイドエミッティングファイバー21のファイバー40の側面に金属層50が形成されており、この金属層50の周方向の一部に、光取り出しのための開口60が、ファイバー40の長手方向に延長して設けられているので、ファイバー40内を通過してきた光は、金属層50の開口60からのみ外部に取り出される。よって、側面からの光取り出し効率が向上し、液晶表示装置の光利用効率が向上する。
In this liquid crystal display device, red, green, and blue light respectively generated by the
このように本実施の形態のサイドエミッティングファイバー21では、ファイバー40の側面に金属層50を形成し、この金属層50の周方向の一部に、光取り出しのための開口60を、ファイバー40の長手方向に延長して設けるようにしたので、側面からの光取り出し効率を高めることができる。よって、このサイドエミッティングファイバー21により液晶表示装置のバックライト20を構成することにより、液晶表示装置の光利用効率を高めることができる。
As described above, in the
<2.第2の実施の形態>
図11は、本発明の第2の実施の形態に係る液晶表示装置の断面構成を表したものである。この液晶表示装置は、開口60に偏光制御のための金属パターン80を設け、第1基板11の偏光シート14(図1参照。)を省略したことを除いては、上記第1の実施の形態と同様の構成を有している。よって、第1の実施の形態と同一の構成要素については同一の符号を付して説明する。
<2. Second Embodiment>
FIG. 11 shows a cross-sectional configuration of a liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention. This liquid crystal display device is the same as that of the first embodiment except that a
液晶パネル10は、偏光シート14を有しないことを除いては、第1の実施の形態と同様に構成されている。レンチキュラーレンズシート30は、第1の実施の形態と同様に構成されている。
The
図12は、本実施の形態のサイドエミッティングファイバー21の断面構成を表したものである。金属パターン80は、開口60に偏光維持機能をもたせるためのものであり、例えば、開口60から取り出される光の波長以下の間隔(例えば数十nm〜百数十nm)で配置された複数の平行線よりなるワイヤグリッドである。この金属パターン80を設けることにより、第1基板11の偏光シート14は省略することができ、偏光シート15は第2基板12のみに設けられている。よって、部品点数を削減することが可能となる。
FIG. 12 illustrates a cross-sectional configuration of the
この液晶表示装置は、例えば次のようにして製造することができる。 This liquid crystal display device can be manufactured, for example, as follows.
図13ないし図18は、この製造方法を工程順に表したものである。なお、製造方法の流れは第1の実施の形態の図4と同様であるので、以下、図4を参照しながら説明する。まず、図13に示したように、コア層41の周囲にクラッド層42を有するファイバー40を形成する(ステップS101)。
13 to 18 show this manufacturing method in the order of steps. Since the flow of the manufacturing method is the same as that in FIG. 4 of the first embodiment, the following description will be given with reference to FIG. First, as shown in FIG. 13, the
次いで、図14に示したように、このファイバー40の側面に、レジストコーティングを行い、ネガタイプのレジスト膜71を形成する(ステップS102)。
Next, as shown in FIG. 14, resist coating is performed on the side surface of the
続いて、図15に示したように、ファイバー40を長手方向(図15において紙面に直交する方向)に引くと同時にレジスト膜71の開口形成予定位置71Aを、開口60から取り出される光の波長以下の間隔(例えば数十nm〜百数十nm)で、露光または電子描画する(ステップS103)。
Subsequently, as shown in FIG. 15, the
そののち、図16に示したように、レジスト膜71を現像することにより、ファイバー40の周方向の一部に、ファイバー40の長手方向(図8において紙面に直交する方向)に延長されたレジストパターン71Bを形成する(ステップS104)。このレジストパターン71Bは、開口60から取り出される光の波長以下の間隔(例えば数十nm〜百数十nm)で配置された複数の平行線のパターンとして形成される。
Thereafter, as shown in FIG. 16, by developing the resist
レジストパターン71Bを形成したのち、図17に示したように、ファイバー40の側面およびレジストパターン71Bの表面に、例えば蒸着により、上述した材料よりなる金属層50を形成するための金属材料膜50Aを形成する(ステップS105)。
After forming the resist
金属材料膜50Aを形成したのち、レジストパターン71Bの上に形成された金属材料膜50Aをリフトオフすることにより、図18に示したように、ファイバー40の側面に金属層50を形成すると共に、金属層50の周方向の一部に、ファイバー40の長手方向に延長された開口60を設ける(ステップS106)。開口60に、開口60から取り出される光の波長以下の間隔で配置された複数の平行線よりなる金属パターン80が形成される。これにより、図12に示したサイドエミッティングファイバー21が形成される。
After the
サイドエミッティングファイバー21を形成したのち、上記第1の実施の形態と同様にしてバックライト20を形成する。最後に、液晶パネル10の第1基板11にレンチキュラーレンズシート30を貼り合わせ、その背面にバックライト20を設置する。以上により、図11に示した液晶表示装置が完成する。
After the
この液晶表示装置では、赤レーザ23R,緑レーザ23G,青レーザ23Bでそれぞれ発生した赤,緑,青の光が、各サイドエミッティングファイバー21を通過して液晶パネル10の背面に到達し、サイドエミッティングファイバー21の側面から液晶パネル10に向けて照射される。この光は、液晶層13により変調され、液晶パネル10においてカラー画像表示が行われる。ここでは、開口60に、開口60から取り出される光の波長以下の間隔で配置された複数の平行線よりなる金属パターン80が形成されているので、この金属パターン80により、サイドエミッティングファイバー21の側面から取り出される光の偏光制御がなされる。
In this liquid crystal display device, red, green, and blue light respectively generated by the
このように本実施の形態のサイドエミッティングファイバー21では、開口60に、開口60から取り出される光の波長以下の間隔で配置された複数の平行線よりなる金属パターン80を形成するようにしたので、この金属パターン80により、サイドエミッティングファイバー21の側面から取り出される光の偏光制御を行うことができる。よって、このサイドエミッティングファイバー21により液晶表示装置のバックライト20を構成することにより、液晶表示装置の偏光シート14を省略することができ、薄型化に有利となる。
As described above, in the
<3.第3の実施の形態>
図19は、本発明の第3の実施の形態に係る液晶表示装置の断面構成を表したものである。この液晶表示装置は、第2基板12の内部にサイドエミッティングファイバー21を埋め込んだことを除いては、上記第2の実施の形態と同様の構成を有している。よって、第1の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明する。
<3. Third Embodiment>
FIG. 19 shows a cross-sectional configuration of a liquid crystal display device according to the third embodiment of the present invention. This liquid crystal display device has the same configuration as that of the second embodiment except that the
第1基板11は、第1の実施の形態と同様に、例えばTFT基板により構成され、液晶層13側には画素電極(図示せず)が形成されている。また、第1基板11には、TFT11Bと同層に、例えばワイヤグリッドよりなる偏光機能層11Cが組み込まれており、これにより偏光シート14は不要とされている。偏光機能層11Cのワイヤグリッドは、サイドエミッティングファイバー21に形成された金属パターン80の偏光方向とは直交する偏光方向に形成されている。第1基板111の外側にはブラックストライプとしての遮蔽層11Dが設けられている。
As in the first embodiment, the
第2基板12の液晶層13側の表面には、第1の実施の形態と同様に、対向電極13Aが形成されている。この第2基板12は、上述したように、サイドエミッティングファイバー21をガラス基板よりなる埋め込み層22の内部に埋め込んだ構成を有している。これにより、この液晶表示装置では、第2基板12にバックライト20としての機能を持たせることが可能となり、薄型化に極めて有利とすることができるようになっている。
A counter electrode 13A is formed on the surface of the
なお、サイドエミッティングファイバー21は、TFT11Bなどを有する第1基板11よりも、第2基板12に埋め込むほうが望ましい。TFT11Bを製造するプロセスにおいて、露光工程等、ガラスでの乱反射等で影響が出てしまうおそれがあるからである。これに対して、第2基板12にサイドエミッティングファイバー21を埋め込むようにすれば、対向電極12Aは印刷でも形成可能であり、内部に埋め込まれたサイドエミッティングファイバー21によって影響を受けるおそれがない。また、本実施の形態では、第2基板12の側から照明を行うこととなるが、陰になる部分を考えて光学設計をすれば、効率を損なわずに第2基板12側から照明を行うことができる。かえって、表面側の黒率は、高いほうが画面のコントラストは上昇する。
The
サイドエミッティングファイバー21は、開口60の金属パターン80の上にコリメーションレンズ90が配置されていることを除いては、第2の実施の形態と同様に構成されている。コア層41およびコリメーションレンズ90は高屈折率材料(n〜1.56)により、クラッド層42およびガラス基板よりなる埋め込み層22は低屈折率材料(n〜1.51)により、それぞれ構成されている。
The
なお、サイドエミッティングファイバー21の一端には、第1の実施の形態と同様に、赤レーザ23R,緑レーザ23G,青レーザ23Bがそれぞれ結合され、他端には反射鏡24が配置されている。なお、反射鏡24に代えてレーザを配置してもよい。また、赤レーザ23R,緑レーザ23G,青レーザ23Bの近傍には、第1の実施の形態と同様に、スペックルノイズ除去機構25が設けられていることが望ましい。
As in the first embodiment, a
この液晶表示装置は、例えば、次のようにして製造することができる。 This liquid crystal display device can be manufactured, for example, as follows.
まず、第2の実施の形態と同様にしてサイドエミッティングファイバー21を形成し、開口60の金属パターン80の上にコリメーションレンズ90を配設する。次いで、このサイドエミッティングファイバー21をガラス基板よりなる埋め込み層22の内部に埋め込んで、第2基板12を形成する。また、通常の製造方法により第1基板11を形成し、この第1基板11と第2基板12との間に液晶を封入して液晶層13を形成する。以上により、図19に示した液晶表示装置が完成する。
First, the
この液晶表示装置では、赤レーザ23R,緑レーザ23G,青レーザ23Bでそれぞれ発生した赤,緑,青の光が、各サイドエミッティングファイバー21を通過して液晶層30の背面に到達し、サイドエミッティングファイバー21の側面から液晶層13に向けて照射される。この光は、液晶層13により変調され、カラー画像表示が行われる。ここでは、サイドエミッティングファイバー21のファイバー40の側面に金属層50が形成されており、この金属層50の周方向の一部に、光取り出しのための開口60が、ファイバー40の長手方向に延長して設けられているので、ファイバー40内を通過してきた光は、金属層50の開口60からのみ外部に取り出される。よって、側面からの光取り出し効率が向上し、液晶表示装置の光利用効率が向上する。
In this liquid crystal display device, red, green, and blue light respectively generated by the
また、開口60には、開口60から取り出される光の波長以下の間隔で配置された複数の平行線よりなる金属パターン80が形成されているので、この金属パターン80により、サイドエミッティングファイバー21の側面から取り出される光の偏光制御がなされる。
In addition, since the
このように本実施の形態では、対向電極12Aを有する第2基板12の内部にサイドエミッティングファイバー21を埋め込むようにしたので、側面からの光取り出し効率が高いサイドエミッティングファイバー21により、液晶表示装置の光利用効率を向上させることができると共に、第2基板12にバックライトとしての機能を持たせることが可能となり、薄型化に極めて有利である。
As described above, in the present embodiment, since the
また、開口60に、開口60から取り出される光の波長以下の間隔で配置された複数の平行線よりなる金属パターン80を形成するようにしたので、この金属パターン80により、サイドエミッティングファイバー21の側面から取り出される光の偏光制御を行うことができる。よって、このサイドエミッティングファイバー21により液晶表示装置のバックライト20を構成することにより、液晶表示装置の偏光シート14を省略することができ、薄型化に有利となる。
In addition, since the
<4.変形例>
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、バックライト20は、図20に示したように、3本を超える数(例えば6本)のサイドエミッティングファイバー21により構成されていてもよい。
<4. Modification>
While the present invention has been described with reference to the embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, as shown in FIG. 20, the
また、バックライト20は、図21に示したように、一本の基幹ファイバー21Aと、それに連なる多数の分岐ファイバー21Bにより構成されていてもよい。分岐ファイバー21Bの先端には、反射機構26を設けることが望ましい。
Further, as shown in FIG. 21, the
更に、スペックルノイズ除去機構25は、図22に示したように、波長重ね合わせ機構によって実現することができる。レーザの波長の広がりは、半値幅で2nm程度であるので、二つ以上の5nm〜10nm離れた波長のレーザを組合わせることが望ましい。例えば赤の場合、波長635nm、645nm、655nm(中心波長645nm±10nm)の3波長の赤レーザ23R1,23R2,23R3を組合わせることができる。この場合は、バンドルファイバーを用いることとなるが、バンドルファイバーを用いた場合もそのコア径は、百数十μm以下に抑えることができるので、薄型化には支障はない。また、従来よりアレイレーザとファイバーとの結合に用いられているステップミラー、または波長選択性のミラー(ダイクロックミラー)を組合わせることによっても波長重ね合わせ機能を得ることができる。
Further, the speckle
なお、偏光シートの必要性は変わらなくなるが、光源の偏光を重ね合わせることによっても、スペックルノイズ除去は可能である。 Although the necessity of the polarizing sheet is not changed, speckle noise can be removed by superimposing the polarized light of the light source.
10…液晶パネル、11…第1基板(TFT基板)、12…第2基板、13…液晶層、14,15…偏光シート、20…バックライト、21…サイドエミッティングファイバー、22…埋め込み層
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記ファイバーの側面に形成された金属層と、
前記金属層の周方向の一部に、前記ファイバーの長手方向に延長して設けられた光取り出しのための開口と
を備えたサイドエミッティングファイバー。 A fiber having a cladding layer around the core layer;
A metal layer formed on a side surface of the fiber;
A side emitting fiber comprising: an opening for light extraction provided in a part of a circumferential direction of the metal layer so as to extend in a longitudinal direction of the fiber.
請求項1記載のサイドエミッティングファイバー。 The side emitting fiber according to claim 1, wherein the opening is provided with a metal pattern including a plurality of parallel lines arranged at intervals equal to or less than a wavelength of light extracted from the opening.
前記ファイバーの側面にネガタイプのレジスト膜を形成する工程と、
前記ファイバーを長手方向に引くと同時に前記レジスト膜を露光または電子描画する工程と、
前記レジスト膜を現像することにより、前記ファイバーの周方向の一部に、前記ファイバーの長手方向に延長されたレジストパターンを形成する工程と、
前記ファイバーの側面および前記レジストパターンの表面に、金属材料膜を形成する工程と、
前記レジストパターンの上に形成された前記金属材料膜をリフトオフすることにより、前記ファイバーの側面に金属層を形成すると共に、前記金属層の周方向の一部に、前記ファイバーの長手方向に延長された光取り出しのための開口を設ける工程と
を含むサイドエミッティングファイバーの製造方法。 Forming a fiber having a cladding layer around the core layer;
Forming a negative type resist film on the side of the fiber;
A step of exposing or electronically drawing the resist film simultaneously with drawing the fiber in a longitudinal direction;
Developing the resist film to form a resist pattern extending in the longitudinal direction of the fiber in a part of the circumferential direction of the fiber; and
Forming a metal material film on the side surface of the fiber and the surface of the resist pattern;
By lifting off the metal material film formed on the resist pattern, a metal layer is formed on the side surface of the fiber, and is extended in the longitudinal direction of the fiber to a part of the circumferential direction of the metal layer. And a step of providing an opening for extracting light.
請求項3記載のサイドエミッティングファイバーの製造方法。 The method of manufacturing a side emitting fiber according to claim 3, wherein a pattern of a plurality of parallel lines arranged at intervals equal to or less than a wavelength of light extracted from the opening is formed as the resist pattern.
前記液晶パネルの前記第1基板側に設けられ、サイドエミッティングファイバーおよび前記サイドエミッティングファイバーの一端に結合されたレーザを有するバックライトと
を備え、
前記サイドエミッティングファイバーは、
コア層の周囲にクラッド層を有するファイバーと、
前記ファイバーの側面に形成された金属層と、
前記金属層の周方向の一部に、前記ファイバーの長手方向に延長して設けられた光取り出しのための開口と
を備えた液晶表示装置。 A liquid crystal panel having a liquid crystal layer between the first substrate and the second substrate;
A backlight that is provided on the first substrate side of the liquid crystal panel and includes a side-emitting fiber and a laser coupled to one end of the side-emitting fiber;
The side emitting fiber is
A fiber having a cladding layer around the core layer;
A metal layer formed on a side surface of the fiber;
A liquid crystal display device comprising: a portion of the metal layer in a circumferential direction; an opening for light extraction provided to extend in a longitudinal direction of the fiber.
前記第2基板に偏光シートが設けられている
請求項5記載の液晶表示装置。 The opening is provided with a metal pattern composed of a plurality of parallel lines arranged at intervals equal to or less than the wavelength of light extracted from the opening,
The liquid crystal display device according to claim 5, wherein a polarizing sheet is provided on the second substrate.
内部にサイドエミッティングファイバーが埋め込まれた第2基板と、
前記サイドエミッティングファイバーの一端に結合されたレーザと、
前記第1基板および前記第2基板の間に設けられた液晶層と
を備え、
前記サイドエミッティングファイバーは、
コア層の周囲にクラッド層を有するファイバーと、
前記ファイバーの側面に形成された金属層と、
前記金属層の周方向の一部に、前記ファイバーの長手方向に延長して設けられた光取り出しのための開口と、
前記開口に、前記開口から取り出される光の波長以下の間隔で配置された複数の平行線よりなる金属パターンと
を備えた液晶表示装置。 A first substrate;
A second substrate having a side-emitting fiber embedded therein;
A laser coupled to one end of the side emitting fiber;
A liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate,
The side emitting fiber is
A fiber having a cladding layer around the core layer;
A metal layer formed on a side surface of the fiber;
An opening for light extraction provided in a part of the circumferential direction of the metal layer and extending in the longitudinal direction of the fiber;
A liquid crystal display device comprising: a metal pattern including a plurality of parallel lines arranged at intervals equal to or less than a wavelength of light extracted from the opening.
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---|---|---|---|
JP2008198168A JP2010038946A (en) | 2008-07-31 | 2008-07-31 | Side emitting fiber and manufacturing method therefor and liquid crystal display device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010218980A (en) * | 2009-03-18 | 2010-09-30 | Sony Corp | Fiber lamp, backlight, and liquid crystal display device |
CN103335273A (en) * | 2013-07-10 | 2013-10-02 | 深圳市华星光电技术有限公司 | Liquid crystal displayer and backlight module thereof |
EP2827186A4 (en) * | 2012-03-16 | 2015-11-11 | Boe Technology Group Co Ltd | Backlight module and display apparatus |
WO2016131347A1 (en) * | 2015-07-01 | 2016-08-25 | 中兴通讯股份有限公司 | Display screen and display method |
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2008
- 2008-07-31 JP JP2008198168A patent/JP2010038946A/en active Pending
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