(57)【要約】【課題】偏光分離フィルム及びこれを利用したディスプレイ素子用の照明装置を提供する。【解決手段】互いに垂直な第１及び第２偏光成分の光に対して同じ屈折率を持つ等方体層３１と、等方体層の上面に形成されたものであり、互いに垂直な第１及び第２偏光成分の光に対して異なる屈折率を持つ異方体層３３と、等方体層の下面に形成されたものであり、入射光の光路を変更するための第１マイクロパターン３２と、等方体層と異方体層との界面に形成されたものであり、第１偏光成分の光は全反射させ、第２偏光成分の光は透過させるための第２マイクロパターン３４、を備えることを特徴とする偏光分離フィルム。【選択図】図３
2008116943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに垂直な第１及び第２偏光成分の光に対して同じ屈折率を持つ等方体層と、
前記等方体層の上面に形成されたものであり、互いに垂直な第１及び第２偏光成分の光に対して異なる屈折率を持つ異方体層と、
前記等方体層の下面に形成されたものであり、入射光の光路を変更するための第１マイクロパターンと、
前記等方体層と異方体層との界面に形成されたものであり、第１偏光成分の光は全反射させ、第２偏光成分の光は透過させるための第２マイクロパターンと、を備えることを特徴とする偏光分離フィルム。
【請求項２】
前記異方体層の第１偏光成分の光に対する屈折率は前記等方体層の屈折率より大きく、第２偏光成分の光に対する屈折率は前記等方体層の屈折率と同じであることを特徴とする請求項１に記載の偏光分離フィルム。
【請求項３】
前記第１及び第２マイクロパターンは、マイクロプリズムのアレイで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の偏光分離フィルム。
【請求項４】
前記第１マイクロパターンのプリズムの頂角は、前記第２マイクロパターンのプリズムの頂角より大きいことを特徴とする請求項３に記載の偏光分離フィルム。
【請求項５】
光を放出する光源と、
前記光源から放出された光が入射される入光面と、入光面に対向する対向面と、光が出射される上面を持つ導光板と、
前記導光板の上面と対向するように配置された偏光分離フィルムと、を備え、
前記偏光分離フィルムは、
互いに垂直な第１及び第２偏光成分の光に対して同じ屈折率を持つ等方体層と、
前記等方体層の上面に形成されたものであり、互いに垂直な第１及び第２偏光成分の光に対して異なる屈折率を持つ異方体層と、
前記導光板の上面と対向する前記等方体層の下面に形成されたものであり、入射光の光路を変更するための第１マイクロパターンと、
前記等方体層と異方体層との界面に形成されたものであり、第１偏光成分の光は全反射させ、第２偏光成分の光は透過させるための第２マイクロパターンと、を備えることを特徴とするディスプレイ素子用の照明装置。
【請求項６】
前記異方体層の第１偏光成分の光に対する屈折率は前記等方体層の屈折率より大きく、第２偏光成分の光に対する屈折率は前記等方体層の屈折率と同じであることを特徴とする請求項５に記載のディスプレイ素子用の照明装置。
【請求項７】
前記第１及び第２マイクロパターンは、マイクロプリズムのアレイで構成されたことを特徴とする請求項５に記載のディスプレイ素子用の照明装置。
【請求項８】
前記第１マイクロパターンのプリズムの頂角は、前記第２マイクロパターンのプリズムの頂角より大きいことを特徴とする請求項７に記載のディスプレイ素子用の照明装置。
【請求項９】
前記導光板は、入光面から対向面へいくほど厚さが薄くなるように下面が傾斜面であるくさび形導光板であることを特徴とする請求項５に記載のディスプレイ素子用の照明装置。
【請求項１０】
前記導光板の上面に散乱パターンが形成されていることを特徴とする請求項５に記載のディスプレイ素子用の照明装置。
【請求項１１】
前記導光板は、互いに垂直な第１及び第２偏光成分の光に対して同じ屈折率を持つ等方性導光板であることを特徴とする請求項５に記載のディスプレイ素子用の照明装置。
【請求項１２】
前記導光板の下面に偏光変換部材が配置されていることを特徴とする請求項５に記載のディスプレイ素子用の照明装置。
【請求項１３】
前記偏光変換部材は、１／４波長板であることを特徴とする請求項１２に記載のディスプレイ素子用の照明装置。
【請求項１４】
前記偏光変換部材は、異方性高分子フィルムまたは光硬化性液晶ポリマー層で構成されたことを特徴とする請求項１２に記載のディスプレイ素子用の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光分離フィルム及びこれを利用したディスプレイ素子用の照明装置に係り、より詳細には、導光板から出射する光のうち、特定の偏光方向の光のみ透過させると同時に、導光板から出射する光の進行方向を垂直方向に変換できる偏光分離フィルム及びこれを利用したディスプレイ素子用の照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイ素子には、それ自体が発光して画像を形成する発光型と外部から光を受けて画像を形成する受光型とがある。例えば、液晶ディスプレイ素子は受光型ディスプレイ素子である。したがって、液晶ディスプレイ素子のような受光型ディスプレイ素子は別途の光源、例えば、いわゆるバックライトユニットのような照明装置を必要とする。ところが、現在の液晶ディスプレイ素子は、光源から放出される総光量の５％程度だけを画像の形成に利用している。このような低い光利用効率は、液晶ディスプレイ素子で使われる吸収型偏光板及びカラーフィルタでの光吸収に起因する。特に、液晶ディスプレイ素子の両面に配置された吸収型偏光板は非偏光入射光の約５０％を吸収するために、液晶ディスプレイ素子の低い光利用効率の最大の原因になる。
【０００３】
このような問題を改善して光利用効率を増大させるために、液晶ディスプレイ素子の背面に配置された背面偏光板の偏光方向と同じ偏光方向のみを持つ光を提供する照明装置が提案されている。
【０００４】
図１は、このような従来のディスプレイ素子用の照明装置の構造を例示的に図示している。図１を参照すれば、従来の照明装置１０は、下面が傾斜面であるくさび形導光板１１、前記導光板１１の一側面に配置された光源１２、前記導光板１１の上面と対向するように配置された偏光分離フィルム１３、前記導光板１１の傾斜した下面に配置された偏光変換手段１５及び前記偏光分離フィルム１３の上面と対向するように配置された垂直出光手段１４を備えている。
【０００５】
このような構造で、光源１２から放出された光は、導光板１１の入射面１１ａを通じて導光板１１の内部に入射する。次いで、光は導光板１１の上面と下面とで全反射されつつ導光板１１の端部１１ｂに向かって進行する。この過程で、導光板１１の内部には、前記導光板１１と屈折率の異なる複数の微細粒子（図示せず）が分散されているために、光の一部が屈折されて導光板１１の上面に出射される。そして、導光板１１の上面に出射された光は偏光分離フィルム１３に入射される。前記偏光分離フィルム１３は、入射光のうち特定偏光方向の光は透過させ、透過光に垂直な偏光方向の光は反射させる性質がある。反射された光は再び導光板１１に入射された後、導光板１１の下面にある偏光変換手段１５により反射されつつ偏光方向が垂直に変わる。その結果、偏光変換手段１５により反射された光は前記偏光分離フィルム１３を透過できる。
【０００６】
したがって、図１に図示された従来のディスプレイ素子用の照明装置１０によれば、光源１２から放出された光がほとんど損失されずに、特定の偏光方向の光に変換されてディスプレイ素子に提供することができる。
【０００７】
しかし、図２のグラフに図示されたように、図１に図示されたディスプレイ素子用の照明装置１０の場合、出射光の大部分が傾いた方向に進行する。すなわち、図２のグラフに現れた出射光の角分布を見れば、出射光は最大輝度が約−７５゜付近に位置し、大部分の出射光が−５０゜以上の高度角を持つ。ここで、０゜は、導光板１１の上面に垂直な方向であり、（＋）方向は、導光板１１から光源に近い方向であり、（−）方向は、導光板１１から光源に遠い方向である。したがって、従来の照明装置１０の場合、出射光は図面で見る時、ほとんどが右側方向に進行する。このような問題によって、図１に図示されたように、従来の照明装置１０の場合、偏光分離フィルム１３の上面に逆プリズム形態を持つ別途の垂直出光手段１４をさらに配置しなければならない。
【０００８】
また、従来のディスプレイ素子用の照明装置１０の場合、偏光分離フィルムとして、ＤＢＥＦ（Ｄｕａｌ  Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｆｉｌｍ）のような反射型偏光板または多層薄膜フィルムを通常的に使用する。しかし、このような従来の偏光分離フィルムは、数百層の高分子層を積層して延伸するか、真空蒸着を通じる薄膜多層でコーティングされたフィルムの形態で製造されるために、製造工程が複雑で値段が非常に高い。したがって、図１に図示された従来の照明装置１０は、高コストで光利用効率にも限界がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は前述した従来の問題点を改善するためのものであり、本発明の目的は、簡単な構造でも偏光分離機能と垂直出光機能とを同時に果たすことができる低コストの偏光分離フィルムを提供することである。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、前記偏光分離フィルムを利用して光利用効率が向上したディスプレイ素子用の照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一形態による偏光分離フィルムは、互いに垂直な第１及び第２偏光成分の光に対して同じ屈折率を持つ等方体層と、前記等方体層の上面に形成されたものであり、互いに垂直な第１及び第２偏光成分の光に対して異なる屈折率を持つ異方体層と、前記等方体層の下面に形成されたものであり、入射光の光路を変更するための第１マイクロパターンと、前記等方体層と異方体層との界面に形成されたものであり、第１偏光成分の光は全反射させ、第２偏光成分の光は透過させるための第２マイクロパターンと、を備えることを特徴とする。
【００１２】
ここで、前記異方体層の第１偏光成分の光に対する屈折率は前記等方体層の屈折率より大きく、第２偏光成分の光に対する屈折率は前記等方体層の屈折率と同じであることが望ましい。
【００１３】
前記第１及び第２マイクロパターンは、たとえば、マイクロプリズムのアレイで構成される。
【００１４】
この場合、前記第１マイクロパターンのプリズムの頂角は、前記第２マイクロパターンのプリズムの頂角より大きいことが望ましい。
【００１５】
一方、本発明の他の形態によるディスプレイ素子用の照明装置は、光を放出する光源と、前記光源から放出された光が入射される入光面と、入光面に対向する対向面と、光が出射される上面を持つ導光板と、前記導光板の上面と対向するように配置された偏光分離フィルムと、を備え、ここで、前記偏光分離フィルムは、互いに垂直な第１及び第２偏光成分の光に対して同じ屈折率を持つ等方体層と、前記等方体層の上面に形成されたものであり、互いに垂直な第１及び第２偏光成分の光に対して異なる屈折率を持つ異方体層と、前記導光板の上面と対向する前記等方体層の下面に形成されたものであり、入射光の光路を変更するための第１マイクロパターンと、前記等方体層と異方体層との界面に形成されたものであり、第１偏光成分の光は全反射させ、第２偏光成分の光は透過させるための第２マイクロパターンと、を備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、前記導光板は、入光面から対向面へいくほど厚さが薄くなるように下面が傾斜面であるくさび形導光板である。
【００１７】
本発明によれば、前記導光板の上面には散乱パターンが形成されうる。
【００１８】
前記導光板は、互いに垂直な第１及び第２偏光成分の光に対して同じ屈折率を持つ等方性導光板であることが望ましい。
【００１９】
また、前記導光板の下面に偏光変換部材がさらに配置されうる。
【００２０】
たとえば、前記偏光変換部材は、１／４波長板である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、簡単な構造でも偏光分離機能と垂直出光機能とを同時に具現できる。したがって、本発明による照明素子を使用する場合、ディスプレイ素子の光利用効率を大きく増大させることができる。
【００２２】
また、本発明による偏光分離フィルムは、エンボッシング法またはＵＶ硬化法を利用して比較的簡単な工程で製造できるために、従来の偏光分離フィルムに比べてはるかに低コストで製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施形態について詳細に説明する。
【００２４】
図３は、本発明による偏光分離フィルム３０及びこれを利用したディスプレイ素子用の照明装置２０の構造を概略的に図示している。図３を参照すれば、本発明によるディスプレイ素子用の照明装置２０は、光を放出する光源２２、前記光源２２から放出された光が入射される入光面２１ａと、入光面２１ａに対向する対向面２１ｂと、光が出射される上面２１ｃとを持つ導光板２１、及び前記導光板２１の上面２１ｃと対向するように配置された偏光分離フィルム３０を備えている。
【００２５】
本発明によれば、前記導光板２１はくさび形導光板であり、入光面２１ａから対向面２１ｂへいくほど厚さが薄くなるように下面２１ｄが傾いている。この場合、入光面２１ａを通じて光源２２から導光板２１の内部に入射された光は、全反射を通じて導光板２１の対向面２１ｂに向かって進行する。この時、下面２１ｄが傾斜面であるため、下面２１ｄで全反射された光の一部は全反射条件を満足できず、上面２１ｃを通じて出射されうる。一方、光の出射を助けるために、従来の場合のように、導光板２１の屈折率と異なる屈折率を持つ複数の微細粒子（図示せず）を導光板２１内に分散させることができる。また、導光板２１の上面２１ｃには、図３に太線で表示したように、微細な散乱パターン２３が形成されている。前記散乱パターン２３は、導光板２１の上面２１ｃに入射される光の一部を外部に出射させる役割を行う。また、後述するが、前記散乱パターン２３は、導光板２１の上面２１ｃを通じて外部から導光板２１の内部に入射される光を散乱させて、偏光された光を非偏光状態の光に変換する役割も行う。このような導光板２１は互いに垂直な二つの偏光成分の光に対して同じ屈折率を持つ等方性材料からなりうる。例えば、導光板２１としてＰＭＭＡ（Ｐｏｌｙ  Ｍｅｔｈｙｌ  Ｍｅｔｈ  Ａｃｒｙｌａｔｅ）やＰＣ（Ｐｏｌｙ  Ｃａｒｂｏｎａｔｅ）のように透光性に優れた材料を使用できる。
【００２６】
光源２２としては、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）またはＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）のような点光源を使用するか、冷陰極蛍光ランプ（Ｃｏｌｄ  Ｃｃａｔｈｏｄｅ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｌａｍｐ；ＣＣＦＬ）のような線光源を使用できる。
【００２７】
一方、図３に図示されたように、本発明による偏光分離フィルム３０は、互いに垂直な二つの偏光成分の光に対して同じ屈折率を持つ等方体層３１と、前記等方体層３１上に形成されていて互いに垂直な二つの偏光成分の光に対して異なる屈折率を持つ異方体層３３とで構成される。例えば、非偏光状態の光がＰ偏光成分（図面で‘両方向矢印’で表示）とＳ偏光成分（図面で‘二重丸’で表示）を持つとする時、異方体層３３のＳ偏光に対する屈折率は等方体層３１の屈折率より大きく、Ｐ偏光に対する屈折率は等方体層３１の屈折率と実質的に同一でありうる。一方、Ｐ偏光に対する屈折率は等方体層３１の屈折率より大きく、Ｓ偏光に対する屈折率は等方体層３１の屈折率と実質的に同じ材料を異方体層３３として使用してもよい。ここで、屈折率が同一であるということは、具体的な数値が完全に一致することを意味するものではなく、若干の屈折率差があっても、それによって光の進行経路に実質的な影響を与えなければよい。
【００２８】
図面では前記偏光分離フィルム３０の厚さを便宜上誇張して図示したが、実際に前記等方体層３１と異方体層３３とは５０〜１００μｍ程度の厚さの薄いフィルムで構成できる。例えば、このような異方体層３３として、ＰＥＮ（Ｐｏｌｙ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｐｈｔｈａｌａｔｅ）やＰＥＴ（Ｐｏｌｙ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）のような高分子材料を延伸して使用するか、ネマチック液晶を光硬化させて形成した液晶ポリマーなどを使用できる。また、ｓ−ＰＳ（ｓｙｎｄｉｏｔａｃｔｉｃ  Ｐｏｌｙｓｔｙｌｅｎｅ）のような高分子材料を延伸して異方体層３３として使用するか、ディスコティック液晶を光硬化させて形成した液晶ポリマーなどを異方体層３３として使用できる。そして、等方体層３１としては、導光板で使われた材料と同じＰＭＭＡ（Ｐｏｌｙ  Ｍｅｔｈｙｌ  Ｍｅｔｈ  Ａｃｒｙｌａｔｅ）やＰＣ（Ｐｏｌｙ  Ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、あるいは紫外線（ＵＶ）硬化の可能な光硬化性樹脂のように透光性に優れた高分子材料を使用できる。
【００２９】
また、前記導光板２１の上面２１ｃと対向する等方体層３１の下面には、入射光の光路を変更するための第１マイクロパターン３２が形成されている。そして、前記等方体層３１と異方体層３３との界面には、互いに垂直な二つの偏光成分の光を分離するための（例えば、Ｐ偏光とＳ偏光とを分離するための）第２マイクロパターン３４が形成されている。例えば、前記第１及び第２マイクロパターン３２、３４は、逆三角形のマイクロプリズムアレイで構成できる。このようなマイクロパターンは、エンボッシング法を使用するか、またはマイクロパターンがあらかじめ形成されたスタンプで圧着した後、ＵＶ−硬化させる方法のような単純な工程を通じて容易に製造できる。
【００３０】
以下、前述した構造を持つ本発明による偏光分離フィルム３０及び照明装置２０の動作について詳細に説明する。
【００３１】
まず、光源２２から放出された光は、導光板２１の入光面２１ａを通じて導光板２１の内部に入射される。次いで、光は、導光板２１の上面２１ｃと下面２１ｄとで全反射されつつ導光板２１の対向面２１ｂに向かって進行する。前述したように、対向面２１ｂへいくほど導光板２１の厚さが薄くなるように下面２１ｄが傾いているために、下面２１ｄで全反射された光の一部は全反射条件を満たさずに上面２１ｃを通じて出射されうる。また、導光板２１の内部に分散された微細粒子（図示せず）と導光板２１の上面に形成された散乱パターン２３とに助けられて、さらに容易に導光板２１の上面に光が出射されうる。従来の技術と関連して既述したように、前記導光板２１の上面を通じて出射される光は、大部分が約５０゜以上の高度角を持つ。特に、約７５゜の高度角で出光量がピークをなす。
【００３２】
次いで、導光板２１から出射された光は、第１マイクロパターン３２を通じて等方体層３１の内部に入射される。この過程で、前記第１マイクロパターン３２により光路がさらに垂直に近く変更される。そして、光は第２マイクロパターン３４を通じて異方体層３３の内部に入射された後、再び異方体層３３と等方体層３１との間の傾いた界面に入射される。この時の光は、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分とをいずれも持つ非偏光状態の光である。ここで、前記異方体層３３は、Ｓ偏光成分の光に対する屈折率とＰ偏光成分の光に対する屈折率とが異なる。例えば、異方体層３３のＳ偏光に対する屈折率は等方体層３１の屈折率より大きく、Ｐ偏光に対する屈折率は等方体層３１の屈折率と同一でありうる。この場合、図３に図示されたように、Ｓ偏光は、第２マイクロパターン３４の傾斜面により全反射されてほぼ垂直な方向に偏光分離フィルム３０から出射される。一方、Ｐ偏光はそのまま進行した後、異方体層３３の上面と外部空気層との界面で全反射されて、導光板２１の内部に再び入射される。この過程で、Ｐ偏光は、導光板２１の上面２１ｃにある散乱パターン２３により再び非偏光状態の光に変わる。次いで、非偏光状態に変換された光は再び前述した過程を反復し、最終的には、Ｓ偏光になって偏光分離フィルム３０の上面を通じて垂直に出射される。
【００３３】
図４は、偏光分離フィルム３０内でのＰ偏光の進行経路をさらに詳細に示す。ここで、異方体層３３のＰ偏光に対する屈折率は等方体層３１の屈折率と同一であると仮定する。この場合、Ｐ偏光の観点から見れば、等方体層３１と異方体層３３とがいずれも同じ媒質になる。したがって、図４では等方体層３１と異方体層３３との界面を点線で表示した。
【００３４】
まず、図４に図示されたように、導光板２１の上面を通じ出射されたＰ偏光は、第１マイクロパターン３２の一側傾斜面３２ａを通じて等方体層３１の内部に入射される。この過程で、Ｐ偏光は若干垂直な方向に屈折される。次いで、Ｐ偏光は、等方体層３１と異方体層３３との界面を屈折なく通過して、異方体層３３の上面と外部空気層との界面３３ａに傾いて入射される。ここで、異方体層３３のＰ偏光に対する屈折率と等方体層３１の屈折率とがいずれも約１．６であると仮定し、等方体層３１の下面に形成された第１マイクロパターン３２が約１４５゜の頂角α１を持つ逆三角形のマイクロプリズムアレイであると仮定する。この場合、導光板２１から出射されるＰ偏光の高度角θ１が約５５〜９０゜程度であれば、異方体層３３の上面と外部空気層との界面３３ａに入射されるＰ偏光の入射角θ２は、約３９．９〜５４．１゜程度になる。それにより、全反射条件が満たされるために、Ｐ偏光は、異方体層３３の上面と外部空気層との界面３３ａで全反射される。したがって、Ｐ偏光は、偏光分離フィルム３０を透過せずに導光板２１に戻る。
【００３５】
図５は、偏光分離フィルム３０内でのＳ偏光の進行経路をさらに詳細に示す。ここで、異方体層３３のＳ偏光に対する屈折率は等方体層３１の屈折率より大きいと仮定する。この場合、Ｓ偏光の観点から見れば、等方体層３１と異方体層３３とは相異なる媒質になる。
【００３６】
まず、図５に図示されたように、導光板２１の上面を通じてＰ偏光と同じ高度角θ１の約５５〜９０゜程度で出射されたＳ偏光は、第１マイクロパターン３２の一側傾斜面３２ａを通じて等方体層３１の内部に入射される。この過程でＳ偏光は、若干垂直な方向に屈折される。次いで、Ｓ偏光は、等方体層３１と異方体層３３との界面に形成された第２マイクロパターン３４の一側傾斜面３４ａを通じて異方体層３３の内部に入射される。この過程で、Ｓ偏光はさらに垂直な方向に若干屈折される。次いで、Ｓ偏光は、第２マイクロパターン３４の他側傾斜面３４ｂに傾いて入射される。ここで、異方体層３３のＳ偏光に対する屈折率が約１．８４であり、等方体層３１の屈折率が約１．６であると仮定する。また、第１マイクロパターン３２が約１４５゜の頂角α１を持つ逆三角形のマイクロプリズムアレイであると仮定する。また、第２マイクロパターン３４が、約５２゜の頂角α２を持つ逆三角形のマイクロプリズムアレイであると仮定する。この場合、Ｓ偏光は大部分、約６０〜７０゜の入射角θ３で前記第２マイクロパターン３４の他側傾斜面３４ｂに入射される。したがって、Ｓ偏光は第２マイクロパターン３４の他側傾斜面３４ｂで全反射されて、ほぼ垂直に近い角度で偏光分離フィルム３０から出射される。
【００３７】
したがって、本発明による偏光分離フィルム３０の場合、光路を垂直にするための別途の手段が要らない。一方、一部のＳ偏光は、前記第２マイクロパターン３４の他側傾斜面３４ｂに入射されず、異方体層３３の上面と外部空気層との界面３３ａに入射されることもある。この場合には、Ｐ偏光と同じく偏光も、前記界面３３ａで全反射されて導光板２１に再入射される。したがって、偏光分離フィルム３０から傾いて出射される光はほとんど存在しない。
【００３８】
図４及び図５と関連した説明に提示された例で、第１マイクロパターン３２のプリズムの頂角α１と、第２マイクロパターン３４のプリズムの頂角α２とは、前記等方体層３１と異方体層３３との屈折率によって変わりうる。しかし、Ｓ偏光が第２マイクロパターン３４の他側傾斜面３４ｂで全反射されるためには、第１マイクロパターン３２のプリズムの頂角α１が第２マイクロパターン３４のプリズムの頂角α２よりは大きくなければならない。また、図４及び図５では、Ｐ偏光が導光板２１の内部に全反射され、Ｓ偏光が偏光分離フィルム３０の外部に出射されると説明した。しかし、異方体層３３のＰ偏光に対する屈折率が等方体層３１の屈折率より大きく、Ｓ偏光に対する屈折率が等方体層３１の屈折率と同じ場合には、Ｓ偏光が導光板２１の内部に全反射され、Ｐ偏光が偏光分離フィルム３０の外部に出射されてもよい。
【００３９】
図６は、本発明の他の実施形態によるディスプレイ素子用の照明装置２０’の構造を概略的に図示する。図３に図示された照明装置２０と比較する時、図７に図示された照明装置２０’は、導光板２１の下面２１ｄに偏光変換部材２４が追加で配置されているという点で差がある。図３の照明装置２０の場合、導光板２１の上面２１ｃにある散乱パターン２３を通じて、偏光分離フィルム３０から全反射されるＰ偏光（またはＳ偏光）を非偏光状態の光に変換する。しかし、散乱パターン２３により非偏光状態に変わる光が比較的少ないために、相当量の光は依然として偏光状態で残っている。したがって、偏光変換部材２４を導光板２１の下面２１ｄに付着して、導光板２１の下面２１ｄで反射される光の偏光方向をさらに効率的に変換できる。このような偏光変換部材２４として、例えば、１／４波長板を使用できる。しかし、１／４波長板以外にも、異方性高分子フィルムを延伸して使用するか、光硬化性液晶ポリマーなどを利用してもよい。例えば、屈折率軸を４５゜回転させた異方性フィルムを導光板２１の下面２１ｄに配置する場合、導光板２１の下面２１ｄで反射されるＰ偏光（またはＳ偏光）は楕円偏光または円偏光に変換できる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、偏光分離フィルム及びこれを利用したディスプレイ素子用の照明装置の関連技術分野に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】従来の偏光分離フィルムを利用したディスプレイ素子用の照明装置を例示的に示す図面である。
【図２】くさび形導光板から出射される光の角分布を示すグラフである。
【図３】本発明による偏光分離フィルム及びディスプレイ素子用の照明装置の構造を概略的に示す図面である。
【図４】図３に図示された偏光分離フィルムに入射したＰ偏光の進行経路をさらに詳細に示す図面である。
【図５】図３に図示された偏光分離フィルムに入射したＳ偏光の進行経路をさらに詳細に示す図面である。
【図６】本発明の他の実施形態によるディスプレイ素子用の照明装置の構造を概略的に示す図面である。
【符号の説明】
【００４２】
２０…ディスプレイ素子用の照明装置、
２１…導光板、
２１ａ…入光面、
２１ｂ…対向面、
２１ｃ…上面、
２１ｄ…下面、
２２…光源、
２３…散乱パターン、
３０…偏光分離フィルム、
３１…等方体層、
３２…第１マイクロパターン、
３３…異方体層、
３４…第２マイクロパターン。
【図１】
2008116943.tif 000003
【図２】
2008116943.tif 000004
【図３】
2008116943.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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