(57)【要約】【課題】LCDパネルなどのバックライトに用いるディスプレイ用ライトユニットにおいて、側方から入射する光を垂直方向に出射させるようにしたディスプレイ用ライトユニットを提供する。【解決手段】前記のような目的を成し遂げるための構成手段として、本発明は、多波長の白色光を出射する光源；前記光源の側方に位置し、前記光源からの入射光を内部で進行させる導光板；前記導光板の前方面の反対面に位置し、前記導光板内の光を各波長別に異なる角度で屈折させ導光板内で進行させる色分離板；及び、前記導光板の前方面または後方面中少なくとも一方の面に形成され、各波長別に異なる角度で進行する前記色分離板を経た光を同一な出射角度で出射させるようにする回折パターン；を含むディスプレイ用ライトユニットを提供する。【選択図】図５
2004361908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多波長の白色光を出射する光源；
前記光源の側方に位置し、前記光源からの入射光を内部で進行させる導光板；
前記導光板の前方面の反対面に位置し、前記導光板内の光を各波長別に異なる角度で屈折させ導光板内で進行させる色分離板；及び、
前記導光板の前方面または後方面中少なくとも一方の面に形成され、各波長別に異なる角度で進行する前記色分離板を経た光を同一な出射角度で出射させるようにした回折パターン；
を含むディスプレイ用ライトユニット。
【請求項２】
前記色分離板は、前記導光板内で進行する光が下記式を満足する入射角αを有するようにした傾斜面を有することを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ用ライトユニット：
sinα＝−mλ/nd
ここで、
α：導光板内で光が出射面の法線と成す角度（入射角）
m：次数（…、−１、０、１、２、３、…）
λ：波長
d：導光板の回折パターンのピッチ
n：導光板の屈折率
【請求項３】
前記色分離板の断面は、一定ピッチで繰り返される三角形であることを特徴とする請求項２に記載のディスプレイ用ライトユニット。
【請求項４】
前記色分離板のピッチは、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項３に記載のディスプレイ用ライトユニット。
【請求項５】
前記色分離板の光の入射及び出射は、前記色分離板の同一面上で行われるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ用ライトユニット。
【請求項６】
前記色分離板の光の入射及び出射は、前記色分離板の相異なる面上で行われるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ用ライトユニット。
【請求項７】
前記回折パターンは、ホログラム露光工程から得られるホログラム回折パターンであることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ用ライトユニット。
【請求項８】
前記光源と前記導光板との間に位置し、導光板に入射する光の経路を導光板と水平な面から所定の角度で傾かせる経路補正部材をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ用ライトユニット。
【請求項９】
前記色分離板の屈折率nは、１．０＜ｎ＜１．８であることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ用ライトユニット。
【請求項１０】
前記色分離板は、透明な樹脂材から形成されていることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ用ライトユニット。
【請求項１１】
前記色分離板は、フリント系の屈折率を有する光学媒質から形成されていることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ用ライトユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、LCDパネルなどのバックライトに用いるディスプレイ用ライトユニットに関するもので、側方から入射する光を垂直方向に出射させるようにしたディスプレイ用ライトユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、パーソナルコンピュータ用モニター、薄型TV、または携帯電話などに液晶ディスプレイ（LCD）装置が広く取り入れられている。液晶ディスプレイ装置は、自己発光能力が無く別途の照明装置を必要とし、従って液晶ディスプレイ装置には、面形状の照明装置、即ちバックライト（面光源装置）が設けられる。該バックライトは、冷陰極放電管など線形状の光源が面形状の光に変換される構造となっている。
【０００３】
ライトユニットを構成する方法は、具体的に、液晶素子の後面下方に光源を設ける方法、または側面に光源を設けアクリル板などの透光性導光体を利用して面形状に光を変換させ面光源を得る方法（サイドライト方式）、光出射面にプリズムアレーなどから成る光学素子を設け所望の光学特性を得る方法などが挙げられる。
【０００４】
前記諸方法中、側面に光源を設け導光体を利用する方法としては、図１のようにプリズムシート１５を用いる方法がある。図１は、プリズムシートを用いる従来のライトユニットを示す図である。
【０００５】
図１において白色光源１０が導光板１３の側面に位置し、導光板の下部には反射板１１が位置し、また導光板１３の上部には、拡散板１４、プリズムシート１５、保護シート１６が配列されている。保護シート１６の上部には、LCDパネル１７が位置するようになる。導光板１３の下部には、ドットパターンが印刷されるかV型グルーブ（groove）のようなプリントレスパターン１８が形成されるなど散乱パターンが形成される。
【０００６】
こうしたライトユニットの動作を説明する。先ず、白色光源１０から出た入射光を導光板１３に入射させる。光が導光板１３に入射した後、散乱パターンによって全反射角より小さい角の光が出射し拡散シート１４に送られる。拡散シート１４は、均一な輝度で光をプリズムシート１５に伝え、プリズムシートは、前面に集光して出射する。
【０００７】
白色光源１０は、多波長の光源で、導光板に入射する各波長別（Red、Green、Blue）の光が導光板上部に形成された回折パターン１９により回折し、導光板から出射する際波長別に回折角度が異なってくる。このような波長別回折角度の差により正面に出射する光が分散されてしまい白色の面光ができなくなる問題が生じる。これは、図２に示す。即ち、R、G、Bの光が出てくる出射角が相互一致しないのである。
【０００８】
従って、図１のライトユニットにおいては、拡散板（Diffuser）１４を使うことになる。拡散板は、光の均一度を高めて均一な面光を生成すべく用いるもので、フィルム表面をランダム加工して光を散乱させるよう形成する。拡散板１４は、拡散板に入射する光を拡散させ、出射する光の波長別分離を減少させようとするものである。
【０００９】
しかし、このように拡散板１４は、光を散らして各波長の光が重なり合うように作用するもので、波長の差による色分離現象を根本的に克服することはできない。また、図１のライトユニットは、複数枚のプリズムシート及び拡散板を使用するので構造が複雑になってしまう欠点がある。
【００１０】
図３は、ホログラムパターンを用いた従来のライトユニットを示す図である。図３において、側面に位置する光源２０から出射する光は、導光板２１に入射する。導光板２１には、ホログラム回折パターン２２が形成されており、導光板２１から光を略９０度の角で正面に出射させるようになる。
【００１１】
図３のように従来のプリズムシートを用いないライトユニットにおいても、図２のような色分離が発生することになる。即ち、導光板から正面に出射する光が導光板上部に形成されるホログラム回折パターンにより回折するが、この際、各波長別に回折角度が異なり出射する光の色が分散して見える現象が起こる。
【００１２】
従って、図３のようなホログラム回折パターンを用いるライトユニットは、図４のようなパターン設計が必要になる。図４は、導光板のパターン形成面を示すもので、導光板から出射する光の各波長に応じて回折パターンが異なるよう形成した。即ち、パターン形成面の領域を分けR波長を９０度で出射させる領域と、G及びB波長の光を９０度で出射させる領域とを夫々分けた。こうする場合、各波長領域で選択される波長のみが略９０度の角で出射し、こうした領域が連続的に配列されるので使用者が色分離を感じないようにする。
【００１３】
しかし、前記のように相異なるパターンを連続的に導光板に配列することは、工程が複雑で生産性に劣る問題がある。また、こうしたホログラムパターンの配列も色分離のより根本的な解決策とはならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、前記諸問題点を解決すべく案出されたもので、導光板の下部に色分離防止板を設け、側面から入射する多波長の光が正面に出射する際光の各波長別回折角が相異なるために起こる色分離を防止するライトユニットを提供することに目的がある。
さらに、本発明は、従来に比してより改善された面光を提供するLCDパネルのバックライトユニットを提供することを目的とする。
【００１５】
さらに、本発明は、光の経路を変えるべく従来の拡散板のような光部品を使用する必要が無く、従来のライトユニットに比して薄厚のライトユニットを提供し製品の小型化を図ることに目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記のような目的を成し遂げるための構成手段として、本発明は、多波長の白色光を出射する光源；前記光源の側方に位置し、前記光源からの入射光を内部で進行させる導光板；前記導光板の前方面の反対面に位置し、前記導光板内の光を各波長別に異なる角度で屈折させ導光板内で進行させる色分離板；及び、前記導光板の前方面または後方面中少なくとも一面に形成され、各波長別に異なる角度で進行する前記色分離板を経た光を同一な出射角度で出射させるようにする回折パターン；を含むディスプレイ用ライトユニットを提供する。
【００１７】
好ましくは、前記色分離板は、前記導光板内で進行する光が下記式を満足する入射角αを有するようにさせる傾斜面を有することを特徴とする。
【００１８】
sinα＝−mλ/nd
ここで、
α：導光板内で光が出射面の法線と成す角度（入射角）
m：次数（…、−１、０、１、２、３、…）
λ：波長
d：導光板の回折パターンのピッチ
n：導光板の屈折率
【００１９】
好ましくは、前記色分離板の断面は、一定ピッチで繰り返される三角形であり、前記色分離板のピッチは、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲になることを特徴とする。
【００２０】
好ましくは、前記色分離板への光の入射及び出射は、前記色分離板の同一面上または相異なる面上で行われる。
【００２１】
好ましくは、前記回折パターンは、ホログラム露光工程から得られるホログラム回折パターンであり、また前記光源と前記導光板との間に位置し、導光板に入射する光の経路が導光板と水平な面から所定の角度で傾くようにする経路補正部材を追加的に含むことができる。
【００２２】
好ましくは、前記色分離板の屈折率nは、１．０＜ｎ＜１．８であり、前記色分離板は、透明樹脂材から形成することができる。
【００２３】
好ましくは、前記色分離板は、フリント（flint）系の屈折率を有する光学媒質から形成される。
【発明の効果】
【００２４】
以上のとおり、本発明によると導光板下部に色分離板を設け、側面から入射する多波長の光が正面に出射する際光の各波長別回折角が異なり発生する色分離を防止することができる。
【００２５】
また、本発明は、色分離を防止して従来に比してより改善した面光を提供するLCDパネルのバックライトユニットを提供することができ、従来の拡散板などのような光部品を使用する必要を無くし、従来のライトユニットに比して薄厚を有するライトユニットを提供して製品の小型化を図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明について添付の図を参照しながらより詳しく説明する。本発明は、導光板、導光板側面に位置する光源、導光板下部面に位置する色分離板、導光板上部面に形成される回折パターンを含む。図５は、本発明によるディスプレイ用ライトユニットの断面図である。
【００２７】
[光源]
図５のように、本発明によるライトユニットは、透光性平板から形成される導光板１２０を具備する。導光板１２０の一方の側には、多波長の白色光を出射する光源１１０が配置される。該光源１１０は、線形状で、蛍光管またはLEDアレイなどが用いられるが、これらに限定されるわけではない。とりわけ、前記光源には、発光効率に優れ小型化可能な冷陰極管を用いることができる。
【００２８】
[導光板]
導光板（Light Guide Plate）１２０は、前記光源１１０の側方に位置している。導光板１２０は、前方面１２０ａと後方面１２０ｂを有し、前方面と後方面間の入射側面１２０cを含む。前方面１２０ａは、観測者側の面になり、後方面は、観測者と反対側の面になる。また、入射側面１２０cには、光源１１０が隣接して設けられる。
【００２９】
導光板１２０は、四角形の透光性薄板とされ、光源の波長範囲に応じて透明性を呈する適宜な物質から形成することができる。可視光領域で用いられる物質例としては、透明樹脂とガラスなどがあり、透明樹脂には、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、またはエポキシ樹脂などが含まれる。前記導光板１２０は、切削などにより形成することができる。
【００３０】
導光板１２０の前方面１２０ａには、回折パターンが形成されることになる。これは、入射する光１０２を導光板の前方面（または出射面、１２０ａに対して略垂直方向に出射させる機能を果たす。
【００３１】
[回折パターン]
回折パターンは、前記導光板１２０の前方面または後方面に形成される。前記導光板１２０に形成される回折パターンは、好ましくはホログラム露光工程により得られるホログラムパターンとされる。ホログラムパターンは、光を回折させる機能を行う回折パターンの一つである。ホログラム回折パターンを使えば、通過する光が所望の角度を有するよう調節することができる。これは、通常の回折格子がスリットから成り、該スリットの部分で全部通過させられ塞がれた部分では全部吸収されるのとは異なるものである。ホログラム回折パターンの形状とピッチは、入射した光の波長に応じて所望の回折角を得るべく任意に調整することができる。ホログラム回折パターンのピッチと入射光との関係は、後述する。
【００３２】
ホログラム回折格子は、平面ガラスや凹んだ金属板に多数の平行線を等間隔で引いたもので、これに光を照射すると透過または反射した光が波長別に分かれそのスペクトルが得られる。該回折格子（平面ガラスから形成される）に平行に入射した光は、線の引かれた箇所では吸収されるか散乱し、線の引かれていない狭い隙間から入ってくる光は通過させる。しかし、通過した光はそのまま直進せず、ホイへンスの原理により回折し円柱形状で拡散する。
【００３３】
ホログラムは、再生方式によって反射型と透過型とに分けられる。透過型ホログラムは、再生時ホログラムの裏から光をあてホログラムを透過してきた像をホログラムの前で観察するものである。本発明のようにホログラムパターンの後方に位置する反射板を通して前方に投射する方式である。それに対して、反射型ホログラムは、再生時ホログラムの前から光をあてホログラムから反射してきた像をホログラムの前で観察するよう作製したものである。
【００３４】
導光板に従来式回折格子を作製すべく、従来は、高精密度で加工されたガラス板上にアルミニウムを真空蒸着しその上にダイアモンドにより機械的方法で線を引いていく方法を用いた。この際、作製時間が大変長く線を引く際線が曲がり易く、線同士の間隔が一定でなくなる問題があった。
【００３５】
それに比して、ホログラフィー方法によって作製された回折格子の場合、作製が容易で格子間隔を一定且つ極狭くすることができ、感光材料の種類によっては１０，０００ lines/ｍｍまで分解能が得られる。
【００３６】
前記のような回折パターンを得るべく図１３に示すようなホログラム露光方法を用いることができる。これはレーザー光の可干渉性（coherence）を利用してフォトレジストに感光させた後、これを現像してスタンパー複製し量産を施せるようにした。即ち、図１２のように、レーザー３１０から出た光は、ビーム拡散器３１２を経てパターン順次露光のためにXY駆動のドライブ３１４、３１６を通過することになる。こうした光は、ビームスプリッタ（B/S）３１８を通して分岐するようになる。この分岐された光は、一般的にホログラムでいう参照光と物体光とに分かれて進行し、これに反射鏡３２０などにより経路差を与えて両ビームの位相差を発生させる。オブジェクトレンズ３２２とピンホール３２４などから成るスペシャルフィルターは、光のノイズなどを無くし、均一な拡散光が得られるようにする。このような光をフォトレジスタが均一に塗布されたガラス板３３０に露光することになる。ここで回折パターンのピッチは、両光の位相差による可干渉性によるが、両光の入射角の差により調節し、そのパターンの深さは、特定波長の露光量と感光材料の反応度合いによって調節可能である。
【００３７】
[色分離板]
色分離板（color dispersion sheet）１３０は、前記導光板１２０の後方面１２０ｂに接して位置する。色分離板１３０は、前記導光板１２０内の光を各波長別に異なる角度で屈折させ導光板内で進行させる。色分離板は、透光性材質から成り、これにはガラス、透明合成樹脂などが含まれる。
【００３８】
また、色分離板は、フリント系の屈折率を有する光学媒質から構成されてもよい。フリント系は、屈折率が高く分散定数が小さく分散がよく起きる材質である。従って、色分離をより多く発生させるためには、フリント系材質を用いるのが好ましいといえる。
【００３９】
色分離板１３０の屈折率は、色分離板への入射角と色分離板の形状とにより決定され、とりわけ入射媒質と比較して屈折率の差が小さく色分散の大きい材質を選択することになる。この際、屈折率（n）の範囲は、１．０＜ｎ＜１．８になるのが好ましい。
【００４０】
色分離板１３０は、図６のように三角断面が繰り返し配列された形状を有する。即ち、図１０及び図１１のような所定ピッチを有する三角断面の凸部が複数個形成されている。この際、図１０は、色分離板に入射する入射光と会う面が傾斜面の場合、図１１は、色分離板に入射する入射光と合う面が垂直面の場合である。以下では、図１０の色分離板を中心に説明する。
【００４１】
[色分離板−経路]
図６において、光１０２は、色分離板の傾斜面に入射する。光１０２は、光源１１０から導光板１２０に入射する光と同じもので、導光板内で進行しては色分離板に入射するようになる。この際、色分離板に入射する光は、多波長の光であり、各波長別の光、即ち赤（red、R）、青（blue、B）、緑（green、G）の光が同じ入射角で入射する。
【００４２】
前記色分離板に入射する各波長別光が色分離板内で各波長別に異なる屈折角を成しながら屈折し、再び色分離板の外に出射し導光板に投入される際には、各波長別出射角度の差が大きくなる。
【００４３】
[色分離板−屈折]
図７は、図６の色分離板における光の経路を詳細に示す図である。図７において、導光板内で進行する光が入射する（A）。この際、入射角度をθ１とする。入射した光は、色分離板１３０内で屈折して進行し（B）、この際屈折した角度をθ２とする。再び屈折した光は、色分離板の底面で反射し（C）、この際反射して進行する角度をθ３、θ４とする。前記C経路を経た光は、再び色分離板から外部に出射する。この際色分離板の境界面に入射する角度をθ５とし、出射する角度をθ６とする。
【００４４】
一方、色分離板を経て導光板を通して導光板上部の回折パターンに入射する入射角度をα、色分離板の傾斜面が水平面と成す角度をβとする。
【００４５】
前記諸角度の関係を考える。
【００４６】
先ず、異なる屈折率を有する他の媒質に進行する光の入射角及び出射角度は、下記のような式を満足する。
【００４７】
n１２＝sinθt/sinθi・・・式（１）
n１：入射側媒質の屈折率
n２：出射側媒質の屈折率
θt：出射角
θi：入射角
【００４８】
A経路を通して入ってくる光は、θ１の角度で入射し、θ２の角度で色分離板内に出射する。この際、A経路上の空気の屈折率を１（n１＝１）、色分離板の屈折率をn（n２＝n）とすれば、下記の式を満足する（Snell’s Law）。
【００４９】
n１sinθ１＝n２sinθ２から
sinθ１＝nsinθ２・・・式（２）
【００５０】
色分離板内で幾何学的条件を考慮した角度間の関係は、次のとおりである。
【００５１】
θ５＝θ２+２β・・・式（３）
α＝θ６−β・・・式（４）
【００５２】
再び、D経路を通して色分離板の外に出射する光の出射角は、下記のような式を満足する。
【００５３】
sinθ６＝nsinθ５・・・式（５）
【００５４】
前記式（２）ないし式（５）によりα、β、θ１の関係式が得られる。
【００５５】
α＝sin−１[nsin[sin−１[（１/n）sinθ１]+２β]]−β・・・式（６）
【００５６】
前記のような式から色分離板に入射する入射角（θ１）が決定されると、色分離板の傾斜面の傾斜角度（β）を調節して導光板の回折パターンへの入射角度（α）を決定することができる。
【００５７】
前記のように色分離板を通して再び導光板へ入り込む光は、各波長別に経路が分離され、相異なる角度で入ることになる。即ち、前記式（６）において、各波長に応じて屈折率が異なり、G波長の光を中心に約１０度ほど出射角に差がでてくる。
【００５８】
本発明は、前記のような色分離板における光の屈折率による分離現象を利用することを特徴とし、このように色分離板から出射する光が波長別に分離され導光板に進行するようになる。
【００５９】
[波長別光の回折]
一方、導光板の回折パターンに入射する光の入射角度と回折パターンを経て出射する光の出射角度とは下記式のような関係を有する（図８参照）。
【００６０】
P＝mλ/（sinθt−sinα）・・・式（７）
ここで、
P：パターンピッチ
m：回折次数
λ：波長
θt：出射角
θi：入射角
【００６１】
色分離板に入り込む光は、導光板から空気層を経て入射し、再び色分離板から空気中に出射するようになり、この際、導光板の屈折率と隣接した媒質の屈折率との差が小さいほど入射角の分離角度の範囲が広くなることが前記式からわかる。
【００６２】
従って、前記式（７）により入射する光が実質的に０度の出射角度、即ち導光板の出射面から垂直方向に出射する格子のピッチPが作製できるよう下記式を満足しなければならない。
【００６３】
P＝mλ/（−sinα）・・・式（８）
【００６４】
前記式（８）において回折パターンへの入射角度αは、式（６）により決定し、この際、各波長（λ）に応じて前記入射角度αは異なることになる。
【００６５】
従って、前記式（６）及び式（８）のように、色分離板の傾斜面の傾斜角度βに応じて各波長別光が導光板の回折パターンに入射する入射角度が決まり、このような入射角度αと波長に応じて回折パターンのピッチPを決定することができる。
【００６６】
前記のような過程から決定される回折パターンのピッチにより、導光板からの光の出射が全波長に亙って略垂直方向に行われるのである。
【００６７】
前記結果は、導光板の後方面にホログラムパターンが形成される場合を仮定して導出したものであり、この際、光は、色分離板から空気中に出射し、再び導光板下部のホログラムパターンに入射して回折する。
【００６８】
一方、導光板の上部面にホログラムパターンが形成される場合は、色分離板を通して空気中に出射する光が再び導光板に入射する際の屈折を考慮しなければならない。この際の屈折は、上述したようにスネル（snell）の法則を適用でき、導光板と空気の屈折率によって導光板内部に進行する光の導光板上部面への入射角度を得ることができる。
【００６９】
[実施例]
以下には、本発明によるライトユニットにおいてホログラム回折格子のピッチを定め、それに伴う色分離の減少効果を説明する。
【００７０】
【表１】
2004361908.tif 000003
【００７１】
前記表１は、色分離板の入射角度及び傾斜角度と回折パターンへの入射角度との関係を示すものである。
【００７２】
前記表１の結果は、導光板上のホログラム回折パターンのピッチを０．４５μmにする場合、前記回折パターンの入射角αは、５５°にならないと正面に出射する光の分布が最適条件にならず、この際、色分離板の傾斜面の角度βを１２°程に設定すると最適の出光分布が得られる。この場合、色分離板に入射する光の入射角度は、１５〜２５°範囲になり、こうした範囲の光を適切に分離させられるようになる。
【００７３】
前記のような条件による他波長光の実際に計算された屈折率及び入射角度αを下記表２にあらわす。表２のように空気及び色分離板の屈折率差が０．０４の場合、色分離板から出射する波長別光の分離角度は、約３度ほど生じるようになる。
【００７４】
【表２】
2004361908.tif 000004
【００７５】
[形状]
図１０は、本発明によるライトユニットの色分離板の一実施例を示す斜視図である。上述のような色分離板１３０の形状が図１０に表してある。図１０によると、光が入射する側の面が傾斜になっており、傾斜面同士の距離、即ちピッチが０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲になるよう形成されている。このとき、三角断面形状の凸部の最大高さは０．１ｍｍ〜０．５ｍｍになる範囲で形成されている。
【００７６】
ここで、前記ピッチの範囲を０．５ｍｍ以上にするのは、０．５ｍｍより小さいと三角形の色分離板の凸部が薄くて色分離板内での光の進行経路が短くなり、これによって色の分散効果が減少するからである。また、２．０ｍｍより大きいと、色分離板の厚さが厚くなりすぎて全体としてのライトユニットの厚さ増加の問題が起こってしまう。従って、前記のような範囲のピッチとなるよう形成することが好ましい。
【００７７】
図１０のような形状の色分離板での光の進行経路は、先に説明したものと同じである。こうした色分離板は、光の入射面と出射面とが同一であることが特徴である。即ち、同一面を通して入射及び出射が行われるようにしたものである。
【００７８】
一方、図１１には、光の入射及び出射が相異なる面で行われるようにした形状を有する色分離板１３５を示す。図１１の色分離板も図１０の色分離板と同様、三角形断面を有する凸部が成され、そのピッチ及び深さも前記図１０と同じ理由から選択される。
【００７９】
但し、図１１の色分離板の場合は、光が入射する入射面が垂直面となり、光が出射する面は、斜めの傾斜面とされる。即ち、光の入射面と出射面とが相異なることになる。
【００８０】
こうした形状を有する色分離板内での光の経路を図１２に示す。図１２のように光１０２が水平面から所定の角度で垂直面に入射し、色分離板内で屈折し底部で反射し、再び色分離板の傾斜面から出射し導光板に入射する。この際、先に説明したような色の分離効果が生じ、これによって導光板の回折パターンに各波長別に異なる角度で入射し略垂直状態で出射する。
【００８１】
図１２のような経路を形成すべく垂直面が形成された色分離板は、色分離板に入射する光の効率をより高くさせる構成となる。即ち、光が導光板の側方に位置するので、光の経路がほとんど水平で進行するようになる。これによって大量の光が色分離板に投入されるようになる。
【００８２】
[経路補正部材]
本発明によるライトユニットにおいては、好ましくは、図１４のように、光源１１０と導光板１２０との間に経路補正部材１５０を設けることができる。経路補正部材１５０は、光源から水平に出てくる光の経路を補正して色分離板１３０に向って傾けるように補正する機能を果たす。このために光源１１０側の面を垂直に形成し、導光板側の面を傾斜させるように形成する。経路補正部材は、導光板と同じ透光性材質から形成することができ、色分離板の設計形状を考慮して補正部材の屈折率及び形状等が決定される。
【００８３】
このような経路補正部材を用いて光の経路を調整すると、図１０のような色分離板１３０に投入される光を略垂直状態で入射して、入射する光の密度を高くすることができる。従って、より大量に屈折させ波長別に色分離させ、色分離された各波長別の光量をより増大させることができる。
【００８４】
本発明は、特定の実施例に係り図示し説明したが、以下の特許請求範囲により設けられる本発明の精神や分野を外れない限度内において本発明を多様に改造及び変更できることは、当業界において通常の知識を有する者であれば容易に想到できることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】プリズムシートを用いる従来のライトユニットを示す図である。
【図２】導光板から出射する光の色分離を示す図である。
【図３】ホログラムパターンを用いる従来のライトユニットを示す図である。
【図４】図３のライトユニットに用いるホログラムパターンの形成面を示す図である。
【図５】本発明によるディスプレイ用ライトユニットの断面図である。
【図６】図５に用いる色分離板の断面図である。
【図７】図６の色分離板における光の経路を示す図である。
【図８】導光板からの光の垂直出射を示す図である。
【図９】図６の色分離板に入射した光の角度による出射角の分布を示すグラフである。
【図１０】本発明によるライトユニットの色分離板の一実施例を示す斜視図である。
【図１１】本発明によるライトユニットの色分離板の変形実施例を示す斜視図である。
【図１２】図１１のライトユニットの色分離板の光経路を示す図である。
【図１３】本発明によるライトユニットの導光板に形成される回折パターンの一製造工程例を示す図である。
【図１４】本発明によるライトユニットに用いる光経路補正部材の設置状態を示す図である。
【符号の説明】
【００８６】
１１０・・・光源
１２０・・・導光板
１３０・・・色分離板
１５０・・・経路補正部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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