JP2006267892A - Optical element, polarization plane light source using the same, and display apparatus using the light source - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学素子及びこれを用いた偏光面光源並びにこれを用いた表示装置に関し、特に、入射光を介して励起発光した光を、表裏面の少なくとも一方から所定の振動面を有する直線偏光として出射し得る光学素子及びこれを用いた偏光面光源並びにこれを用いた表示装置に関する。 The present invention relates to an optical element, a polarization plane light source using the optical element, and a display device using the optical element, and in particular, linearly polarized light having a predetermined vibration surface from at least one of front and back surfaces of light excited and emitted through incident light. The present invention relates to an optical element that can emit light, a polarization plane light source using the same, and a display device using the same.
従来、液晶表示装置のいわゆるバックライトに用いられるサイドライト型導光板として、透光性樹脂板に酸化チタンや硫酸バリウム等の高反射率顔料含有の反射ドット等からなる光出射手段を設け、当該光出射手段を介して、樹脂板内の全反射による伝送光を散乱等によって樹脂板の表裏の一方より出射させるようにしたものが知られている。 Conventionally, as a sidelight type light guide plate used for a so-called backlight of a liquid crystal display device, a light emitting means comprising a reflective dot containing a high reflectance pigment such as titanium oxide or barium sulfate is provided on a translucent resin plate. It is known that the light transmitted by the total reflection in the resin plate is emitted from one of the front and back surfaces of the resin plate by scattering or the like through the light emitting means.
しかしながら、前記構成を有する導光板からの出射光は、殆ど偏光特性を示さない自然光であるため、液晶表示に際しては、前記出射光を偏光板を介して直線偏光に変換する必要がある。従って、当該偏光板による光の吸収損失が生じるため、光の利用効率が５０％を越えることができないという問題があった。 However, since the light emitted from the light guide plate having the above-described structure is natural light that hardly exhibits polarization characteristics, it is necessary to convert the emitted light into linearly polarized light through a polarizing plate when displaying liquid crystal. Accordingly, there is a problem in that light use efficiency cannot exceed 50% because light absorption loss is caused by the polarizing plate.
そこで、このような問題を解決するべく、いわゆるブリュースター角を利用して直線偏光を得る偏光分離手段や、位相差板を利用した偏光変換手段などを用いて光の利用効率向上を図った種々のバックライトが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２及び特許文献１３参照）。
Therefore, in order to solve such problems, various types of light utilization efficiency improvements have been made using polarization separation means that obtains linearly polarized light by using a so-called Brewster angle or polarization conversion means that uses a phase difference plate. (For example,
しかしながら、斯かる従来のバックライトでは、十分な偏光が得られないと共に、偏光方向の制御も困難であるため、実用性に乏しいという問題があった。 However, such a conventional backlight has a problem that it is not practical because it cannot obtain sufficient polarization and it is difficult to control the polarization direction.
そこで、上記のような問題点を解決するべく、本発明の発明者らは、入射光を介して励起発光した光を、表裏面の少なくとも一方から所定の振動面を有する直線偏光として出射し得ると共に、その偏光方向（振動面）も任意に制御可能な光学素子等を開発した（特許文献１４参照）。 Therefore, in order to solve the above-described problems, the inventors of the present invention can emit light excited and emitted through incident light as linearly polarized light having a predetermined vibration surface from at least one of the front and back surfaces. At the same time, an optical element and the like whose polarization direction (vibration plane) can be arbitrarily controlled has been developed (see Patent Document 14).
しかしながら、特許文献１４に記載の光学素子を開発した時点においては、溶解しない発光体を用いる場合、透光性樹脂及び／又は微小領域部中に分散された発光体のサイズをできる限り小さくすることが好ましいという極めて定性的な判断はなされていた（特許文献１４の明細書段落００２６参照）ものの、具体的にどの程度まで小さくする必要があるのかという定量的な検討は一切なされていなかった。 However, at the time of developing the optical element described in Patent Document 14, when using a light-emitting material that does not dissolve, the size of the light-transmitting material dispersed in the translucent resin and / or the minute region should be as small as possible. Although a very qualitative judgment was made that this is preferable (see the paragraph 0026 of the specification of Patent Document 14), no quantitative examination has been made as to how much it needs to be reduced.
例えば、特許文献１４には、発光体としてトリス（８−キノリノラート）アルミニウム（一般的にはＡｌｑ３と称される）の粉末を用いた実施例が開示されているが、当該実施例においても使用した市販で入手可能なＡｌｑ３は、何れも数十μｍ以上の粒径を有している。このような程度の粒径を有する発光体を用いて光学素子を形成した場合、当該光学素子に励起光を入射させることによって発光し光学素子の外部に出射される光が、必ずしも十分な偏光度を有しない場合のあることが分かった。また、所定以上に粒径の大きな発光体を用いた場合には、光学素子の外観不良が生じたり、光学素子の作製が困難になるケースが生じるという問題もあった。さらには、光学素子から出射される光の輝度を高めるため、光学素子に分散させる発光体の配合比を高めようとしても、所定以上の粒径の大きな発光体を用いる場合には大量に分散させることができず、効果的に輝度を高めることができないという問題もあった。 For example, Patent Document 14 discloses an example in which a powder of tris (8-quinolinolato) aluminum (generally referred to as Alq3) is used as a light emitter, but this was also used in this example. All commercially available Alq3 has a particle size of several tens of μm or more. When an optical element is formed using a light emitter having such a particle size, light that is emitted when excitation light is incident on the optical element and emitted to the outside of the optical element does not necessarily have a sufficient degree of polarization. It has been found that there is a case that does not have. In addition, when a light-emitting body having a particle size larger than a predetermined value is used, there are problems in that the appearance of the optical element may be poor or it may be difficult to manufacture the optical element. Furthermore, in order to increase the luminance of the light emitted from the optical element, even if an attempt is made to increase the blending ratio of the illuminant dispersed in the optical element, a large amount of illuminant having a predetermined particle diameter or larger is dispersed. In other words, the luminance cannot be increased effectively.
また、光学素子の厚みに関し、特許文献１４に記載の光学素子を開発した時点においては、１０ｍｍ以下にするのが好ましい（より好ましくは０．１〜５ｍｍ、さらに好ましくは０．４〜２ｍｍ）という、この種の光学素子として一般的に採用される厚みにすれば良いという程度の認識しかなく（特許文献１４の明細書段落００２４参照）、光学素子の厚みが輝度ムラ、偏光度、発光効率等に及ぼす影響については何ら検討されていなかった。
本発明は、斯かる従来技術の問題点を解決するべくなされたものであり、入射光を介して励起発光した光を表裏面の少なくとも一方から十分な偏光度を有する直線偏光として出射し得ると共に、外観不良が生じることもなく作製容易で、出射光の輝度を容易に高めることが可能な光学素子及びこれを用いた偏光面光源並びにこれを用いた表示装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made to solve such problems of the prior art, and can emit light excited and emitted through incident light as linearly polarized light having a sufficient degree of polarization from at least one of the front and back surfaces. It is an object of the present invention to provide an optical element that can be easily manufactured without causing appearance defects and can easily increase the luminance of emitted light, a polarization plane light source using the optical element, and a display device using the optical element.
前記課題を解決するべく、本発明の発明者らは鋭意検討した結果、透光性樹脂及び／又は微小領域部中に分散された発光体の粒径をその発光波長よりも小さくすると共に、厚みを所定の範囲内に設定すれば、入射光によって発光体が励起発光した光を表裏面の少なくとも一方から十分な偏光度を有する直線偏光として出射し得ると共に、外観不良が生じることもなく作製容易で、出射光の輝度を容易に高めることが可能な光学素子が得られることを見出し、本発明を完成したものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention have made intensive studies. As a result, the particle size of the light-transmitting resin and / or the light-emitting body dispersed in the minute region is made smaller than the emission wavelength, and the thickness is reduced. Is set within a predetermined range, the light excited by the illuminant by incident light can be emitted as linearly polarized light having a sufficient degree of polarization from at least one of the front and back surfaces, and easy to manufacture without causing appearance defects. Thus, the present invention has been completed by finding that an optical element capable of easily increasing the luminance of emitted light can be obtained.
すなわち、本発明は、特許請求の範囲の請求項１に記載の如く、透光性樹脂と、前記透光性樹脂に分散分布され、前記透光性樹脂とは複屈折性の相違する微小領域部とを具備して板状に形成されており、前記透光性樹脂及び／又は前記微小領域部中に、その発光波長よりも小さい粒径を有する少なくとも１種以上の発光体が分散され、厚みが２０μｍ〜３ｍｍとされていることを特徴とする光学素子を提供するものである。
That is, according to the present invention, as described in
請求項１に係る発明によれば、従来のように透光性樹脂に反射ドット等からなる特別の光出射手段を設ける必要が無く、入射した励起光によって光学素子内部（発光体）で発光した光を、所定の振動面を有する直線偏光として外部に出射することが可能である。また、光学素子の設置角度に応じて（後述するΔｎ１方向を何れに設定するかに応じて）直線偏光の偏光方向（振動面）を任意に設定可能である。 According to the first aspect of the present invention, there is no need to provide special light emitting means made of reflective dots or the like in the translucent resin as in the prior art, and light is emitted inside the optical element (light emitter) by incident excitation light. Light can be emitted to the outside as linearly polarized light having a predetermined vibration surface. Further, the polarization direction (vibration plane) of linearly polarized light can be arbitrarily set according to the installation angle of the optical element (depending on which Δn1 direction described later is set).
より具体的に説明すれば、側面又は表裏面から光学素子内部に入射した励起光によって励起発光した光の大部分は、光学素子と空気との屈折率差に応じて空気界面で全反射され、光学素子内で伝送される。斯かる伝送光の内、微小領域部と透光性樹脂との屈折率差が最大値（Δｎ１）を示す前記微小領域部の軸方向（Δｎ１方向）に平行な振動面を有する直線偏光成分が選択的に強く散乱されることになる。斯かる散乱光の内、全反射角よりも小さい角度で散乱した光は、光学素子から外部（空気）に出射することになる。 More specifically, most of the light excited and emitted by the excitation light incident inside the optical element from the side surface or the front and back surfaces is totally reflected at the air interface according to the refractive index difference between the optical element and air, Transmitted in the optical element. Of such transmitted light, a linearly polarized light component having a vibration plane parallel to the axial direction (Δn1 direction) of the minute region portion where the difference in refractive index between the minute region portion and the translucent resin has a maximum value (Δn1) is obtained. It will be selectively scattered strongly. Of such scattered light, the light scattered at an angle smaller than the total reflection angle is emitted from the optical element to the outside (air).
ここで、透光性樹脂に微小領域部が分散分布されていない場合を考えれば、上記のような選択的な偏光散乱が生じないため、光学素子内の発光体によって励起発光した光は、立体角の関係上、約８０％が透光性樹脂内に閉じ込められて全反射を繰り返している状態である。 Here, considering the case where minute regions are not distributed and distributed in the translucent resin, the selective polarization scattering as described above does not occur. Therefore, the light excited and emitted by the light emitter in the optical element is three-dimensional. About 80% is confined in the translucent resin and repeats total reflection due to the angle.
請求項１に係る発明によれば、前記閉じ込められた光が、微小領域部と透光性樹脂との界面における散乱により、全反射条件が崩れた場合にのみ光学素子外部に出射することになるため、微小領域部のサイズや分布率によって出射効率を任意に制御可能である。 According to the first aspect of the present invention, the confined light is emitted to the outside of the optical element only when the total reflection condition is broken due to scattering at the interface between the minute region and the translucent resin. Therefore, it is possible to arbitrarily control the emission efficiency according to the size and distribution rate of the minute region.
一方、前記Δｎ１方向の散乱において全反射角よりも大きい角度で散乱した光、微小領域部に衝突しなかった光、及び、Δｎ１方向以外の振動面を有する光は、光学素子内に閉じ込められて全反射を繰り返しつつ伝送され、光学素子内の複屈折位相差等により偏光状態も解消され、Δｎ１方向条件を満足して（Δｎ１方向に平行な振動面を有する直線偏光となって）出射する機会を待つことになる。以上の動作が繰り返されることにより、結果的に、光学素子から所定の振動面を有する直線偏光が効率良く出射されることになる。 On the other hand, the light scattered at an angle larger than the total reflection angle in the scattering in the Δn1 direction, the light that did not collide with the minute region portion, and the light having a vibration surface other than the Δn1 direction are confined in the optical element. Opportunity to be transmitted while repeating total reflection, the polarization state is canceled due to the birefringence phase difference in the optical element, etc., and satisfy the Δn1 direction condition (to become linearly polarized light having a vibration surface parallel to the Δn1 direction) Will wait. By repeating the above operation, as a result, linearly polarized light having a predetermined vibration surface is efficiently emitted from the optical element.
ここで、発光体の粒径が所定以上に大きければ、図１（ａ）に示すように、光学素子内の一の発光体によって励起発光し、微小領域部に衝突することによって得られた直線偏光（Δｎ１方向に平行な振動面を有する直線偏光）Ｌが、光学素子外部に出射できる条件を満足するにもかかわらず光学素子外部に出射する前に他の発光体３に衝突することで散乱し偏光解消して、結果的に出射光の偏光度が低下してしまうおそれがある。特に、光学素子内で伝送される光の光路長が比較的長く、複数回の反射／散乱を繰り返すことから、光学素子外部に出射する前に他の発光体３に衝突する確率は高い。しかしながら、請求項１に係る発明によれば、発光体の粒径がその発光波長（可視光領域）よりも小さい（従って、直線偏光Ｌの波長よりも小さい）ため、図１（ｂ）に示すように、直線偏光Ｌは他の発光体３によってほとんど散乱されずに素通りし、偏光解消されるおそれがほとんどない。つまり、光は波としての性質を有するため、その波長よりも小さい対象に対しては大半が影響を受けずに素通りすることになる。従って、十分な偏光度を有する直線偏光として出射することが可能である。
Here, if the particle size of the light emitter is larger than a predetermined value, as shown in FIG. 1A, a straight line obtained by exciting light emission by one light emitter in the optical element and colliding with a minute region portion. The polarized light (linearly polarized light having a vibration plane parallel to the Δn1 direction) L is scattered by colliding with another
また、発光体の粒径がその発光波長よりも小さいことから、実用上想定される光学素子の厚みに対して発光体の粒径が十分に小さいことになり、分散させた発光体が光学素子表面に突出するといった外観不良が生じることもない。また、光学素子を作製する際に、微小領域部の形成の障害物となったり、延伸処理を施す場合に透光性樹脂の破断する起点となったりすることもなく作製が容易となる。 In addition, since the particle size of the illuminant is smaller than the emission wavelength, the particle size of the illuminant is sufficiently small with respect to the thickness of the optical element assumed in practical use, and the dispersed illuminant is an optical element. There is no appearance defect such as protrusion on the surface. Further, when the optical element is manufactured, the optical element is easily obstructed without being an obstacle to the formation of the minute region portion or being a starting point for breaking the translucent resin when the stretching process is performed.
さらには、発光体の粒径がその発光波長よりも小さいことから、光学素子から出射される光の輝度を効果的に高めることが可能である。これは、図２に示すように、光学素子１０内に総重量が同一の発光体３を分散させるとしても、分散させる発光体３の粒径を小さくすれば（図２（ａ））、粒径が大きい場合（図２（ｂ））に比べて多数の発光体３を分散させることができるからである。例えば、総重量が同一の条件で、各発光体３の粒径を１／２とすれば、発光体３の総数は８倍、発光体３の総表面積は２倍となる。発光体３の励起発光は発光体３の表面で生じるため、分散する各発光体３の粒径を小さくして、発光体３全数での総表面積が広くなれば、その分だけ発光量が増し、結果的に光学素子から出射される光の輝度を効果的に高めることが可能である。
Furthermore, since the particle size of the illuminant is smaller than the emission wavelength, it is possible to effectively increase the luminance of the light emitted from the optical element. As shown in FIG. 2, even if the
また、光学素子の厚みが２０μｍよりも薄い場合、励起光源から出射した励起光がそのまま透過したり、微小領域部での散乱性が損なわれること等により輝度ムラが生じてしまうおそれがある。また、微小領域部での散乱光の伝送経路を十分に確保できないため、十分な偏光度を有する直線偏光が得られないおそれがある。一方、光学素子の厚みが３ｍｍよりも厚い場合、光学素子の厚み方向に励起光が十分に伝わらず、分散された発光体の全てを有効に活用することができなくなって、偏光の発光効率が低下するおそれがある。しかしながら、請求項１に係る発明によれば、光学素子の厚みが２０μｍ〜３ｍｍの範囲内に設定されているため、上記のような問題を生じない。 In addition, when the thickness of the optical element is less than 20 μm, there is a risk that the excitation light emitted from the excitation light source is transmitted as it is, or the unevenness of brightness occurs due to the loss of the scattering property in the minute region. Moreover, since the transmission path of the scattered light in the minute region cannot be sufficiently secured, there is a possibility that linearly polarized light having a sufficient degree of polarization cannot be obtained. On the other hand, when the thickness of the optical element is thicker than 3 mm, the excitation light is not sufficiently transmitted in the thickness direction of the optical element, and it becomes impossible to effectively use all of the dispersed light emitters. May decrease. However, according to the first aspect of the present invention, since the thickness of the optical element is set in the range of 20 μm to 3 mm, the above problem does not occur.
以上のように、請求項１に係る発明によれば、入射光を介して励起発光した光を表裏面の少なくとも一方から十分な偏光度を有する直線偏光として出射し得ると共に、外観不良が生じることもなく作製容易で、出射光の輝度を容易に高めることが可能である。 As described above, according to the first aspect of the present invention, light excited and emitted through incident light can be emitted as linearly polarized light having a sufficient degree of polarization from at least one of the front and back surfaces, and an appearance defect occurs. It is easy to manufacture and the brightness of the emitted light can be easily increased.
好ましくは、特許請求の範囲の請求項２に記載の如く、前記発光体は、無機系顔料とされる。
Preferably, as described in
斯かる構成によれば、無機系顔料は、発光輝度（発光効率）が高い上、耐久性が非常に高く、長期間の使用に耐え得るため、染料系の発光体を用いる場合に比べ、発光輝度・耐久性・信頼性に優れた光学素子を得ることが可能である。 According to such a configuration, the inorganic pigment has high emission luminance (emission efficiency), extremely high durability, and can withstand long-term use. Therefore, the inorganic pigment emits light as compared with the case of using a dye-based light emitter. It is possible to obtain an optical element excellent in luminance, durability, and reliability.
好ましくは、特許請求の範囲の請求項３に記載の如く、前記発光体は、紫外光又は可視光を吸収して可視光を発光する蛍光顔料とされる。
Preferably, as described in
或いは、特許請求の範囲の請求項４に記載の如く、前記発光体は、紫外光又は可視光を吸収して可視光の燐光を発光する蓄光顔料とすることも可能である。 Alternatively, as described in claim 4 of the claims, the luminous body may be a phosphorescent pigment that absorbs ultraviolet light or visible light and emits visible phosphorescence.
なお、偏光解消の可能性をより一層低減するべく、好ましくは、特許請求の範囲の請求項５に記載の如く、前記発光体の粒径は、前記発光体の発光波長の１／５以下とされる。前記発光体の粒径は、より好ましくは、前記発光体の発光波長の１／１０以下、さらに好ましくは、前記発光体の発光波長の１／５０以下とされる。 In order to further reduce the possibility of depolarization, preferably, the particle size of the light emitter is 1/5 or less of the light emission wavelength of the light emitter. Is done. The particle size of the light emitter is more preferably 1/10 or less of the light emission wavelength of the light emitter, and more preferably 1/50 or less of the light emission wavelength of the light emitter.
ここで、分散した発光体が凝集して凝集体が形成される場合、当該凝集体は、当該凝集体の径と等しい大きさの粒径を有する発光体と同様の挙動を示すことになる（図１（ｃ）参照）。従って、特許請求の範囲の請求項６に記載の如く、前記発光体が凝集して形成される凝集体の径を前記発光体の発光波長よりも小さくすることが好ましい。なお、前記発光体が凝集して形成される凝集体の径は、より好ましくは、前記発光体の発光波長の１／５以下、さらに好ましくは、前記発光体の発光波長の１／１０以下とされる。 Here, when the dispersed phosphors are aggregated to form aggregates, the aggregates exhibit the same behavior as a phosphor having a particle size equal to the diameter of the aggregates ( (Refer FIG.1 (c)). Therefore, as described in claim 6 of the claims, it is preferable that the diameter of the aggregate formed by aggregation of the luminous bodies is smaller than the emission wavelength of the luminous bodies. The diameter of the aggregate formed by agglomerating the light emitter is more preferably 1/5 or less of the light emission wavelength of the light emitter, and more preferably 1/10 or less of the light emission wavelength of the light emitter. Is done.
なお、好ましくは、前記微小領域部は、液晶性材料、若しくは、液晶相を冷却固定したガラス状態の材料、又は、重合性液晶の液晶相をエネルギー線により架橋固定した材料によって形成される。 Preferably, the minute region is formed of a liquid crystalline material, a glassy material in which a liquid crystal phase is cooled and fixed, or a material in which a liquid crystal phase of polymerizable liquid crystal is cross-linked and fixed by energy rays.
或いは、前記微小領域部は、ガラス転移温度が５０℃以上の液晶ポリマーからなり、前記透光性樹脂のガラス転移温度よりも低温でネマチック液晶相を呈するように構成される。 Or the said micro area part consists of a liquid crystal polymer whose glass transition temperature is 50 degreeC or more, and is comprised so that a nematic liquid crystal phase may be exhibited at temperature lower than the glass transition temperature of the said translucent resin.
また、好ましくは、前記微小領域部と前記透光性樹脂との屈折率差について、当該屈折率差が最大値を示す前記微小領域部の軸方向の屈折率差をΔｎ１とし、前記最大値を示す軸方向に直交する軸方向の屈折率差をΔｎ２及びΔｎ３とした場合、
０．０３≦Δｎ１≦０．５
０≦Δｎ２≦０．０３
０≦Δｎ３≦０．０３
とされる。
Preferably, regarding the refractive index difference between the minute region portion and the translucent resin, the refractive index difference in the axial direction of the minute region portion at which the refractive index difference shows the maximum value is Δn1, and the maximum value is When the refractive index difference in the axial direction orthogonal to the axial direction shown is Δn2 and Δn3,
0.03 ≦ Δn1 ≦ 0.5
0 ≦ Δn2 ≦ 0.03
0 ≦ Δn3 ≦ 0.03
It is said.
また、本発明は、特許請求の範囲の請求項７に記載の如く、請求項１から６のいずれかに記載の光学素子と、当該光学素子に分散された発光体を励起し得る波長の光を出射する励起光源とを備えることを特徴とする偏光面光源としても提供される。
Further, according to the present invention, as described in
なお、好ましくは、前記偏光面光源は、前記励起光源から出射した光を前記光学素子に導くための透光性材料から形成された導光体を更に備えるように構成される。 Preferably, the polarization plane light source further includes a light guide formed of a translucent material for guiding light emitted from the excitation light source to the optical element.
前記励起光源は、例えば、無機又は有機エレクトロルミネッセンス素子や、水銀レスの蛍光管から構成することができる。 The excitation light source can be composed of, for example, an inorganic or organic electroluminescence element or a mercury-free fluorescent tube.
さらに、本発明は、特許請求の範囲の請求項８に記載の如く、請求項７に記載の偏光面光源を備えることを特徴とする表示装置としても提供される。
Further, the present invention is provided as a display device comprising the polarization plane light source according to
本発明によれば、入射光を介して励起発光した光を表裏面の少なくとも一方から十分な偏光度を有する直線偏光として出射し得ると共に、外観不良が生じることもなく作製容易で、出射光の輝度を容易に高めることが可能である。 According to the present invention, light excited and emitted through incident light can be emitted as linearly polarized light having a sufficient degree of polarization from at least one of the front and back surfaces, and can be easily manufactured without causing appearance defects. The brightness can be easily increased.
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。
図３は、本発明の一実施形態に係る光学素子の概略構成を示す縦断面図である。図３に示すように、本実施形態に係る光学素子１０は、透光性樹脂１と、透光性樹脂１に分散分布され、透光性樹脂１とは複屈折性の相違する微小領域部２とを具備して板状に形成されている。また、光学素子１０は、透光性樹脂１及び／又は微小領域部２中に、その発光波長よりも小さい粒径を有する少なくとも１種以上の発光体３が分散されている。なお、図３（ａ）は発光体３が透光性樹脂１中に分散された例を、図３（ｂ）は発光体３が微小領域部２中に分散された例を、図３（ｃ）は発光体３が透光性樹脂１及び微小領域部２の双方中に分散された例を示すが、本実施形態に係る光学素子１０は、図３（ａ）〜（ｃ）の何れの構成とすることも可能である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of an optical element according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the
光学素子１０の形状は、少なくとも２面の対向する平坦面を有していれば特に制限はないが、面光源への利用や、全反射効率という観点から、図３に示すように、断面矩形のフィルム状、シート状、或いは、プレート状の形状であることが好ましく、特に、取り扱いが容易である点で、フィルム状に形成することが望ましい。
The shape of the
本実施形態に係る光学素子１０の厚みは、２０μｍ〜３ｍｍとされる。好ましくは３０μｍ〜１ｍｍ、より好ましくは４０μｍ〜５００μｍ、さらに好ましくは５０μｍ〜２００μｍとされる。光学素子１０の厚みが２０μｍよりも薄い場合、励起光源から出射した励起光がそのまま透過したり、微小領域部２での散乱性が損なわれること等により輝度ムラが生じてしまうおそれがある。また、微小領域部２での散乱光の伝送経路を十分に確保できないため、十分な偏光度を有する直線偏光が得られないおそれがある。一方、光学素子１０の厚みが３ｍｍよりも厚い場合、光学素子１０の厚み方向に励起光が十分に伝わらず、分散された発光体３の全てを有効に活用することができなくなって、偏光の発光効率が低下するおそれがある。しかしながら、本実施形態に係る光学素子１０の厚みは、２０μｍ〜３ｍｍとされているため、上記のような問題が生じることはない。
The thickness of the
光学素子１０の対向する２面１０１、１０２（図３（ａ））は、発光体３で発光した光を全反射によって閉じこめる閉じ込め効率の観点より、鏡面に近い平滑性を有することが好ましい。ただし、光学素子１０の対向する２面１０１、１０２の平滑性が乏しい場合には、別途平滑性に優れた透光性のフィルムやシートを透明な接着剤や粘着剤で透光性樹脂１に貼着し、当該貼着した透光性のフィルムやシートの平滑な表面を全反射界面とすることでも同様の効果が得られる。
The two
発光体３は、透光性樹脂１及び微小領域部２のいずれか一方、又は、両方に均一に分散されていることが好ましい。前述のように、発光体３によって光の散乱が生じると偏光解消するおそれがあるため、本実施形態に係る発光体３の粒径は、その発光波長よりも小さいものとされている。なお、偏光解消の可能性をより一層低減するべく、発光体３の粒径は、発光体３の発光波長の１／５以下とするのが好ましく、より好ましくは１／１０以下、さらに好ましくは１／５０以下とされる。
It is preferable that the
なお、発光体３の粒径を量子効果の生じる寸法（具体的には、１〜１０ｎｍ程度）とすることにより、同一組成からなる発光体３であっても、粒径に応じてその発光波長が異なる発光体３を作製することができる。従って、これら粒径に応じて発光波長が異なる発光体３を用いれば（粒径の異なる発光体３を適宜組み合わせれば）、組成の異なる複数の発光体３を用いなくても、単一組成の発光体３の粒径分布を適宜制御することによって広帯域の発光波長帯域を得ることが可能である。なお、発光体３の粒径は、大塚電子社製や堀場製作所社製の動的光散乱式粒径分布測定装置や、大塚電子社製のレーザーゼータ電位計を用いて計測できる他、電子顕微鏡で直接観察したり、つくばナノテクノロジー社で提案されているような飛行時間測定によって計測することも可能である。また、例えば発光体３の原材料の大きな固まりを粉砕して発光体３を得る場合であれば、粉砕条件（時間、回転速度、圧力、温度等）を調整したり、粉砕後に濾過や沈降で分級させることによって、所望する粒径の発光体３を得ることが可能である。また、原子や分子を集めて成長させることにより発光体３を得る場合であれば、成長条件（分散液濃度、温度、原材料供給速度等）を調整することによって、所望する粒径の発光体３を得ることができる。さらに、発光体３の原材料をターゲットとして希ガス中で電子ビームによるスパッタリングを行うことにより発光体３を得る場合であれば、電子ビームのパワー、希ガスの種類や濃度、ターゲットの性質等を調整することによって、所望する粒径の発光体３を得ることが可能である。
In addition, even if it is the light-emitting
また、分散した発光体３が凝集して凝集体が形成される場合、当該凝集体は、当該凝集体の径と等しい大きさの粒径を有する発光体と同様の挙動を示すことになる。従って、発光体３が凝集して形成される凝集体の径を発光体３の発光波長よりも小さくすることが好ましい。なお、発光体３が凝集して形成される凝集体の径は、より好ましくは発光体３の発光波長の１／５以下、さらに好ましくは１／１０以下とされる。なお、前記凝集体の径は、前述した発光体３単体での粒径測定方法と同様の方法で計測することが可能である。また、発光体３表面に対してカップリング剤や界面活性剤などを付着させることによって発光体３表面を帯電させ、これにより発光体３の凝集を抑制することが可能である。
Further, when the dispersed
発光体３としては、紫外光又は可視光を吸収して、可視光領域の波長の光を励起発光する適宜な材料の１種又は２種以上を用いることができるが、好ましくは、無機系顔料とされる。無機系顔料は、発光輝度が高い上、耐久性が非常に高く、長期間の使用に耐え得るため、染料系の発光体を用いる場合に比べ、発光輝度・耐久性・信頼性に優れた光学素子１０を得ることが可能である。より具体的には、励起１重項からの発光である蛍光や３重項からの発光である燐光などを放射する無機系顔料からなる蛍光顔料や蓄光顔料を用いることが好ましい。
As the
より具体的に説明すれば、発光体３としては、ＣｄＳｅ、ＺｎＳ、Ｙ２Ｏ２Ｓ、ＬａＰＯ４、Ｃａ１０（ＰＯ４）６ＦＣｌ、（ＳｒＣａＢａＭｇ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７、Ｚｎ２ＳｉＯ４、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３、ＺｎＳｅ、ＣｄＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＴｅなどの他、さらにこれらにＣｅ、Ｔｂ、Ｅｕ、Ａｌ、Ｓｂ、Ｍｎなどの金属や希土類元素をドープしたものを好適に用いることができる。
More specifically, the
無機系顔料の屈折率は、一般的に２．０以上であり、不透明で着色している場合も多い。例えば、ＣｄＳｅは、粒径や純度にもよるが、赤〜橙の着色を呈している。このような無機系顔料を発光体３として用いる場合、発光体３を分散させる樹脂（透光性樹脂１や微小領域部２を形成する材料であり、その多くは１．５〜１．７の屈折率を有する）との大きな屈折率差に起因して生じる散乱による励起発光した光の偏光解消や、不透明性によって生じる吸収や無機系顔料自体の着色に起因した励起発光した光の着色が一般的には問題となるが、前述のように、本実施形態に係る発光体３は、その発光波長よりも小さい粒径とされているため、励起発光した光の大半は発光体３の影響を受けずに素通りし、上記のような問題が生じ難い。
The refractive index of inorganic pigments is generally 2.0 or more, and is often opaque and colored. For example, CdSe is colored red to orange, depending on the particle size and purity. When such an inorganic pigment is used as the
発光体３は、例えば、光学素子１０を作製する際に、透光性樹脂１や微小領域部２を形成する材料に予め作製した発光体３を必要に応じて他の添加剤と共に配合しておく方法や、発光体３の原材料を予め配合しておいて、熱処理、光処理、酸化処理、還元処理、酸塩基反応処理等を施すことにより発光体３を析出させるなど、適宜な方法によって光学素子１０内に分散させることができる。
For example, when the
より具体的に説明すれば、例えば、以下の（１）〜（４）に示すような方法を用いることが可能である。すなわち、
（１）発光体３の原材料を酸／塩基などで溶解し、この溶液をポリビニルアルコール等の樹脂（透光性樹脂１や微小領域部２を形成する材料）中に含浸させ、製膜後の処理によって上記原材料を溶解する酸／塩基の成分を除去する方法、
（２）キレートなどで保護した金属イオン（例えばＺｎイオンなど）を溶解した溶液を樹脂（透光性樹脂１や微小領域部２を形成する材料）中に分散した後、キレート類を無力化し、析出する金属イオンに対して必要なイオン類（Ｎａ２Ｓ水溶液やＨ２Ｓガス等から得られる硫化物イオンなど）を付与して発光体３を成長させる方法、
（３）有機金属化合物（例えば酢酸、安息香酸、蟻酸、酪酸、酒石酸、乳酸、蓚酸などの有機酸と金属イオンとの反応物）と有機燐化合物（例えばリン酸エステル類）とを反応させ、有機金属化合物を熱分解することによりクラスターを形成して発光体３を形成し、当該形成した発光体３を樹脂（透光性樹脂１や微小領域部２を形成する材料）中に分散する方法、
（４）金属イオンを溶解させた水溶液に界面活性剤を加えてクラスター化し、還元条件下にて環流することで発光体３を成長させる方法、
等の方法を適宜用いることができる。
More specifically, for example, the following methods (1) to (4) can be used. That is,
(1) The raw material of the light-emitting
(2) Dispersing a solution in which metal ions (eg, Zn ions) protected with a chelate or the like are dispersed in a resin (a material that forms the
(3) reacting an organometallic compound (for example, a reaction product of an organic acid such as acetic acid, benzoic acid, formic acid, butyric acid, tartaric acid, lactic acid, and succinic acid with a metal ion) with an organophosphorus compound (for example, phosphate ester), A method of forming a
(4) A method of growing the
Etc. can be used as appropriate.
光学素子１０は、例えばポリマー類や液晶類等の透明性に優れる適宜な材料の１種又は２種以上を、延伸処理等による適宜な配向処理によって複屈折性の相違する領域が形成される組合せで用いて配向フィルムを得る方法など、適宜な方法で形成することができる。前述したように、発光体３は光学素子１０中に分散されるため、前記組み合わせる材料の少なくとも一方は、分散される発光体３と相溶性良く混和するものであることが好ましい。
The
前記材料の組合せ例としては、ポリマー類と液晶類の組合せ、等方性ポリマーと異方性ポリマーの組合せ、異方性ポリマ一同士の組合せなどが挙げられる。なお、微小領域部２の分散分布性などの点より、相分離する組合せとすることが好ましく、組み合せる材料の相溶性によって分散分布性を制御することができる。例えば、非相溶性の材料を溶媒によって溶液化する方法や、非相溶性の材料を加熱溶融下に混合する方法など、適宜な方法によって相分離させることができる。
Examples of combinations of the materials include combinations of polymers and liquid crystals, combinations of isotropic polymers and anisotropic polymers, combinations of anisotropic polymers, and the like. In addition, from the viewpoint of dispersion distribution of the
なお、発光体３の配合比は、特に限定するものではないが、配合比が小さすぎると必要な発光量を得ることができない。従って、発光体３の配合比としては、好ましくは０．１重量％以上、より好ましくは０．５重量％以上、さらに好ましくは１．０重量％以上とされる。なお、発光体３の配合比を逆に大きくし過ぎると、配向基材（透光性樹脂１や微小領域部２を形成する材料）の延伸や相分離に影響を及ぼすことが考えられるため、斯かる影響が生じない範囲の配合比を適宜決定すればよい。
In addition, although the compounding ratio of the light-emitting
前記材料の組合せで延伸処理によって配向処理する場合、ポリマー類と液晶類の組合せ及び等方性ポリマーと異方性ポリマーの組合せでは、任意の延伸温度や延伸倍率によって、異方性ポリマ一同士の組合せでは、延伸条件を適宜に制御することによって、それぞれ目的とする光学素子１０を形成することができる。なお、異方性ポリマーは、延伸方向の屈折率変化の特性に基づいて正負に分類されるが、本実施形態では、正負いずれの異方性ポリマーをも用いることができ、正同士の組合せ、負同士の組合せ及び正負の組合せのいずれをも使用することが可能である。
When the orientation treatment is performed by a stretching treatment using a combination of the above materials, a combination of polymers and liquid crystals and a combination of an isotropic polymer and an anisotropic polymer can be used together with an anisotropic polymer depending on an arbitrary stretching temperature and a stretching ratio. In the combination, the target
前記ポリマー類の例としては、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートの如きエステル系ポリマー、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳポリマー類）の如きスチレン系ポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロ系乃至ノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体の如きオレフィン系ポリマー、ポリメチルメタクリレートの如きアクリル系ポリマー、二酢酸セルロースや三酢酸セルロースの如きセルロース系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミドの如きアミド系ポリマーが挙げられる。 Examples of the polymers include ester polymers such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, styrene polymers such as polystyrene and acrylonitrile / styrene copolymers (AS polymers), polyethylene, polypropylene, and cyclo or norbornene structures. Examples thereof include polyolefins, olefin polymers such as ethylene / propylene copolymers, acrylic polymers such as polymethyl methacrylate, cellulose polymers such as cellulose diacetate and cellulose triacetate, and amide polymers such as nylon and aromatic polyamide.
また、カーボネート系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン、シリコーン系ポリマー、ウレタン系ポリマー、エーテル系ポリマー、酢酸ビニル系ポリマー、前記ポリマーの混合物、或いは、フェノール系、メラミン系、アクリル系、ウレタン系、ウレタンアクリル系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型又は紫外線硬化型のポリマー類なども前記透明なポリマー類の例として挙げられる。 Also, carbonate polymer, vinyl chloride polymer, imide polymer, sulfone polymer, polyether sulfone, polyether ether ketone, polyphenylene sulfide, vinyl alcohol polymer, vinylidene chloride polymer, vinyl butyral polymer, arylate polymer, Polyoxymethylene, silicone-based polymer, urethane-based polymer, ether-based polymer, vinyl acetate-based polymer, mixture of the above polymers, phenol-based, melamine-based, acrylic-based, urethane-based, urethane-acrylic-based, epoxy-based, silicone-based, etc. Examples of the transparent polymers include thermosetting or ultraviolet curable polymers.
一方、前記液晶類の例としては、シアノビフェニル系、シアノフェニルシクロヘキサン系、シアノフェニルエステル系、安息香酸フェニルエステル系、フェニルピリミジン系、これらの混合物の如き、室温又は高温でネマチック相やスメクチック相を呈する低分子液晶や架橋性液晶モノマーの他、室温又は高温でネマチック相やスメクチック相を呈する液晶ポリマーなどが挙げられる。前記架橋性液晶モノマーは、通常、配向処理した後、熱や光等による適宜な方法で架橋処理されてポリマーとされる。 On the other hand, examples of the liquid crystals include a nematic phase and a smectic phase at room temperature or high temperature, such as cyanobiphenyl, cyanophenylcyclohexane, cyanophenyl ester, benzoic acid phenyl ester, phenylpyrimidine, and mixtures thereof. In addition to the low-molecular liquid crystal and the cross-linkable liquid crystal monomer, a liquid crystal polymer exhibiting a nematic phase or a smectic phase at room temperature or high temperature may be used. The crosslinkable liquid crystal monomer is usually subjected to an alignment treatment and then subjected to a crosslinking treatment by an appropriate method using heat, light, or the like to obtain a polymer.
耐熱性や耐久性等に優れる光学素子１０を得るという観点では、ガラス転移温度が好ましくは５０℃以上、より好ましくは８０℃以上、特に好ましくは１２０℃以上のポリマ一類と、架橋性液晶モノマー又は液晶ポリマーとの組合せを用いることが好ましい。前記液晶ポリマーとしては、主鎖型や側鎖型等の適宜なものを用いることができ、その種類について特に限定はない。粒径分布の均一性に優れる微小領域部２の形成性、熱的安定性、フィルムへの成形性、配向処理の容易性などの点より、液晶ポリマーとして、重合度が好ましくは８以上、より好ましくは１０以上、特に好ましくは１５〜５０００のものを用いるのが好ましい。
From the viewpoint of obtaining an
液晶ポリマーを用いた光学素子１０は、例えばポリマ一類の１種又は２種以上と、微小領域部２を形成するための液晶ポリマーの１種又は２種以上を混合して、液晶ポリマーが微小領域を占める状態で分散含有されたポリマーフィルムを形成し、適宜な方法で配向処理し、複屈折性が相違する領域を形成する方法などによって形成することができる。
The
ここで、微小領域部２と透光性樹脂１との屈折率差について、当該屈折率差が最大値を示す微小領域部２の軸方向の屈折率差をΔｎ１とし、前記最大値を示す軸方向に直交する軸方向の屈折率差をΔｎ２及びΔｎ３とする。前記配向処理による屈折率差Δｎ１、Δｎ２及びΔｎ３の制御性等の点より、前記液晶ポリマーとしては、ガラス転移温度が５０℃以上で、併用のポリマー類（透光性樹脂１）のガラス転移温度よりも低い温度域でネマチック液晶相を呈するものを用いるのが好ましい。その具体例としては、下記の一般式で表されるモノマー単位を有する側鎖型の液晶ポリマーなどが挙げられる。
一般式：（−Ｘ−）ｎ
｜
Ｙ−Ｚ
Here, with respect to the refractive index difference between the
General formula: (-X-) n
｜
Y-Z
前記一般式において、Ｘは、液晶ポリマーの主鎖を形成する骨格基であり、線状、分岐状、環状等の適宜な連結鎖によって形成されていればよい。その具体例としては、ポリアクリレート類、ポリメタクリレート類、ポリ−α−ハロアクリレート類、ポリ−α−シアノアクリレート類、ポリアクリルアミド類、ポリアクリロニトリル類、ポリフタクリロニトリル類、ポリアミド類、ポリエステル類、ポリウレタン類、ポリエーテル類、ポリイミド類、ポリシロキサン類などが挙げられる。 In the above general formula, X is a skeleton group that forms the main chain of the liquid crystal polymer, and may be formed by an appropriate connecting chain such as linear, branched, or cyclic. Specific examples thereof include polyacrylates, polymethacrylates, poly-α-haloacrylates, poly-α-cyanoacrylates, polyacrylamides, polyacrylonitriles, polyphthalacrylonitriles, polyamides, polyesters, Examples include polyurethanes, polyethers, polyimides, and polysiloxanes.
また、Ｙは、主鎖より分岐するスペーサ基である。屈折率差の制御など光学素子１０の形成性などの点より、スペーサ基Ｙとしては、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン、オクチレン、デシレン、ウンデシレン、ドデシレン、オクタデシレン、エトキシエチレン、メトキシブチレンなどとするのが好ましい。一方、Ｚは、液晶配向性を付与するメソゲン基である。
Y is a spacer group branched from the main chain. The spacer group Y is, for example, ethylene, propylene, butylene, pentylene, hexylene, octylene, decylene, undecylene, dodecylene, octadecylene, ethoxyethylene, methoxybutylene from the viewpoint of the formation of the
前記ネマチック配向性の側鎖型液晶ポリマーは、前記一般式で表されるモノマー単位を有するホモポリマーやコポリマー等の適宜な熱可塑性ポリマーであればよく、特にモノドメイン配向性に優れるものが好ましい。 The nematic alignment side chain type liquid crystal polymer may be an appropriate thermoplastic polymer such as a homopolymer or copolymer having a monomer unit represented by the general formula, and is particularly preferably excellent in monodomain alignment.
ネマチック配向性の液晶ポリマーを用いた光学素子１０は、例えば、ポリマーフィルムを形成するためのポリマー類と、そのポリマー類のガラス転移温度よりも低い温度域でネマチック液晶相を呈し、ガラス転移温度が好ましくは５０℃以上、より好ましくは６０℃以上、特に好ましくは７０℃以上の液晶ポリマーとを混合して、液晶ポリマーが微小領域を占める状態で分散含有されたポリマーフィルムを形成した後、その微小領域部２を形成する液晶ポリマーを加熱処理してネマチック液晶相に配向させ、その配向状態を冷却固定する方法などによって形成することができる。
The
配向処理前の微小領域部２を分散含有するポリマーフィルム（透光性樹脂１）、すなわち、配向処理対象のフィルムは、例えば、キャスティング法、押出成形法、射出成形法、ロール成形法、流延成形法などの適宜な方法によって形成することができる他、モノマー状態で展開し、それを加熱処理や紫外線等の放射線処理などにより重合してフィルム状に製膜する方法などによっても形成することができる。
For example, a polymer film (translucent resin 1) containing dispersion of the
微小領域部２の均等分布性に優れる光学素子１０を得るという点では、溶媒を介した形成材の混合液をキャスティング法や流延成形法等によって製膜する方法が好ましい。その場合、溶媒の種類、混合液の粘度、混合液展開層の乾燥速度などによって微小領域部２の大きさや分布性などを制御することができる。微小領域部２の小面積化には、混合液の低粘度化や混合液展開層の乾燥速度の急速化などが有効である。
In terms of obtaining the
配向処理対象のフィルムの厚みは、適宜に決定すればよいが、一般には、配向処理性などの点より、好ましくは１０ｍｍ以下、より好ましくは３０μｍ〜５ｍｍ、さらに好ましくは５０μｍ〜２ｍｍ、特に好ましくは１００μｍ〜１ｍｍとされる。なお、フィルムの形成に際しては、例えば、分散剤、界面活性剤、色調調節剤、難燃剤、離型剤、酸化防止剤などの適宜な添加剤を配合することができる。 The thickness of the alignment target film may be determined as appropriate, but in general, from the viewpoint of alignment processability, it is preferably 10 mm or less, more preferably 30 μm to 5 mm, still more preferably 50 μm to 2 mm, particularly preferably. 100 μm to 1 mm. In forming the film, for example, appropriate additives such as a dispersant, a surfactant, a color tone regulator, a flame retardant, a mold release agent, and an antioxidant can be blended.
配向処理は、例えば、１軸、２軸、逐次２軸、Ｚ軸等による延伸処理方法、圧延方法、ガラス転移温度又は液晶転移温度以上の温度で電場又は磁場を印加して急冷し配向を固定化する方法、製膜の際に流動配向させる方法、等方性ポリマーの僅かな配向に基づいて液晶を自己配向させる方法など、配向によって屈折率を制御し得る適宜な方法の１種又は２種以上を用いて行うことができる。従って、得られる光学素子１０としては、延伸フィルムとなる場合もあるし、非延伸フィルムとなる場合もある。なお、延伸フィルムとする場合、脆性ポリマーを用いることもできるが、延び性に優れるポリマーを用いるのが好ましい。また、配向処理対象のフィルムの厚みが２ｍｍ以上の場合、延伸処理方法として圧延方法等を用いることで好適に配向処理を施すことができる。
For example, the orientation treatment is a uniaxial, biaxial, sequential biaxial, or Z-axis stretching method, a rolling method, an electric field or a magnetic field applied at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature or liquid crystal transition temperature, and the orientation is fixed by rapid cooling. 1 type or 2 types of appropriate methods capable of controlling the refractive index by orientation, such as a method for forming a liquid crystal, a method for fluid orientation during film formation, a method for self-orienting liquid crystals based on a slight orientation of an isotropic polymer The above can be used. Therefore, the obtained
また、微小領域部２が液晶ポリマーからなる場合には、例えば、ポリマーフィルム中に分散分布する液晶ポリマーがネマチック液晶相等の目的とする液晶相を呈する温度に加熱して溶融させ、それを配向規制力の作用下に配向させて急冷し、配向状態を固定化する方法などによっても配向処理することができる。微小領域部２の配向状態は、光学特性のバラツキ防止などの観点より、モノドメイン状態にあることが好ましい。
Further, when the
なお、前記配向規制力としては、例えば、ポリマーフィルムを適宜な倍率で延伸処理する方法による延伸力、フィルム形成時のシェアリングカ、電界や磁界など、液晶ポリマーを配向させることができる適宜な規制力を適用でき、その１種又は２種以上の規制力を作用させて、液晶ポリマーを配向処理することができる。 In addition, as the alignment regulating force, for example, a stretching force by a method of stretching a polymer film at an appropriate magnification, a shearing force at the time of film formation, an appropriate regulation that can align the liquid crystal polymer, such as an electric field or a magnetic field. Force can be applied, and the liquid crystal polymer can be subjected to alignment treatment by applying one or more kinds of regulating forces.
光学素子１０における微小領域部２以外の部分、つまり透光性樹脂１は、複屈折性を示すものであってもよいし、等方性のものであってもよい。光学素子１０の全体が複屈折性を示すものは、フィルム形成用のポリマー類として配向複屈折性のものを用いて、前述した製膜過程における分子配向などによって得ることができる。なお、必要に応じて、例えば、延伸処理等の公知の配向処理を施し、複屈折性を付与乃至制御することも可能である。また、微小領域部２以外の部分が等方性の光学素子１０は、例えば、フィルム形成用のポリマー類として等方性のものを用いて、そのフィルムを当該ポリマー類のガラス転移温度以下の温度領域で延伸処理する方法などによって得ることができる。
The part other than the
前述のように、透光性樹脂１と微小領域部２とは複屈折性が相違している。具体的には、前述のように、微小領域部２と透光性樹脂１との屈折率差について、当該屈折率差が最大値を示す微小領域部２の軸方向（Δｎ１方向）の屈折率差をΔｎ１とし、前記最大値を示す軸方向に直交する軸方向（Δｎ２方向、Δｎ３方向）の屈折率差をΔｎ２及びΔｎ３とした場合、後述する全反射の点より、Δｎ１は適度に大きいことが好ましく、Δｎ２及びΔｎ３は小さければ小さいほど良く、できるだけゼロであることが好ましい。本実施形態に係る光学素子１０は、０．０３≦Δｎ１≦０．５、０≦Δｎ２≦０．０３、０≦Δｎ３≦０．０３となるように制御されており、より好ましくは、さらにΔｎ２＝Δｎ３とされる。なお、斯かる屈折率差は、使用材料の屈折率や配向処理などによって制御することができる。
As described above, the
斯かる屈折率差Δｎ１、Δｎ２及びΔｎ３とすることにより、光学素子１０内部に入射した励起光によって励起発光した光の内、Δｎ１方向の直線偏光が強く散乱され、臨界角（全反射角）よりも小さい角度で散乱されることにより光学素子１０から外部に出射する光量を増やすことができる一方、それ以外の方向の直線偏光は散乱され難く、全反射を繰り返すことにより、光学素子１０の内部に閉じ込めることができる。
By setting such refractive index differences Δn1, Δn2, and Δn3, the linearly polarized light in the Δn1 direction is strongly scattered among the light emitted by the excitation light that has entered the
なお、微小領域部２の各軸方向と透光性樹脂１との屈折率差（Δｎ１、Δｎ２及びΔｎ３）は、透光性樹脂１が光学的等方性のものである場合には、微小領域部２の各軸方向の屈折率と透光性樹脂１の平均屈折率との差を意味し、透光性樹脂１が光学的異方性のものである場合には、透光性樹脂１の主光軸方向と微小領域部２の主光軸方向とが通常は一致しているため、それぞれの軸方向における各屈折率の差を意味する。
In addition, the refractive index difference (Δn1, Δn2, and Δn3) between each axial direction of the
Δｎ１方向は、光学素子１０から出射される直線偏光の振動面に平行であるため、斯かるΔｎ１方向は光学素子１０の対向する２面１０１、１０２に平行であることが好ましい。なお、２面１０１、１０２に平行である限り、Δｎ１方向は、光学素子１０を適用する液晶セル等に応じた適宜な方向とすることができる。
Since the Δn1 direction is parallel to the vibration plane of the linearly polarized light emitted from the
光学素子１０における微小領域部２は、当該微小領域部２における散乱効果の均質性などの点より、できるだけ均等に分散分布していることが好ましい。微小領域部２の大きさ、特に散乱方向であるΔｎ１方向の長さは、後方散乱（反射）や波長依存性に影響する。光利用効率の向上、波長依存性による着色の防止、微小領域部２の視覚化による視認阻害の防止ないし鮮明な表示の阻害防止、さらには製膜性やフィルム強度などの点より、微小領域部２の好ましい大きさ、特にΔｎ１方向の長さは、好ましくは０．０５〜５００μｍ、より好ましくは０．１〜２５０μｍ、特に好ましくは１〜１００μｍである。なお、微小領域部２は、通常、ドメインの状態で光学素子１０内に存在するが、そのΔｎ２方向等の長さについては特に限定はない。
It is preferable that the
光学素子１０中に占める微小領域部２の割合は、Δｎ１方向の散乱性などの点より適宜に決定することができるが、一般には、フィルム強度なども踏まえ、好ましくは０．１〜７０重量％、より好ましくは０．５〜５０重量％、特に好ましくは１〜３０重量％とされる。
The proportion of the
本実施形態に係る光学素子１０は、当該光学素子１０に分散された発光体３を励起し得る波長の光を出射する励起光源と組み合わせることにより、偏光面光源を形成することが可能である。励起光源と光学素子１０との配置は特に制限はないが、光学素子１０に効果的に励起光が入射されることが望ましい。斯かる観点より、図４に示すように、励起光源９を光学素子１０の側面に配置した構成や、図５に示すように、励起光源９がエレクトロルミネッセンス素子のような面光源であり、その上部に光学素子１０の平坦面が対向するように配置した構成とするのが好ましい。光学素子１０は、図４に示すように、そのまま配置した状態でも良い他、励起光源９や透光性の支持体と、透光性の接着層などを介して一体化された状態としてもよい。さらに効率的に、励起光源からの光を光学素子１０内へ導くための導光板を設けることも好ましい。前記導光板としては、特に制限はないが、例えば透光性の樹脂よりなる平板や楔形の板や、さらに当該樹脂に反射ドットを設けたものなど、一般に液晶ディスプレイのバックライト用に用いられるものが好適に使用できる。
The
なお、励起光源９の種類としては、発光体３を励起し得る波長の光を出射する励起光源である限りにおいて特に限定されるものではないが、発光体３が基本的にエネルギーの高い短波長光線を長波長光線に変換することで発光に至ることから、紫外線を発光する励起光源又は紫外線から可視光の発光帯域を有する励起光源を用いることが好ましい。
The type of the excitation light source 9 is not particularly limited as long as it is an excitation light source that emits light having a wavelength capable of exciting the
より具体的に説明すれば、本実施形態に係る励起光源９としては、熱陰極管や冷陰極管などの水銀蒸気を用いた従来から存在する紫外線〜可視光発光光源の他、例えば三洋電機や三星電子にて製造販売されているキセノンガスなど環境負荷の少ない物質を用いた水銀レス蛍光管や、例えば日亜化学工業、豊田合成、ルミレッズ、クーリエ等が製造販売している紫外域から可視光域にかけて発光帯域を有する高輝度ＬＥＤや無機／有機エレクトロルミネッセンス素子などを好適に用いることができる。 More specifically, as the excitation light source 9 according to the present embodiment, in addition to a conventional ultraviolet to visible light emission light source using mercury vapor such as a hot cathode tube or a cold cathode tube, for example, Sanyo Electric or Mercury-less fluorescent tubes using materials with low environmental impact such as xenon gas manufactured and sold by Samsung Electronics, and visible light from the ultraviolet range manufactured and sold by Nichia, Toyoda Gosei, Lumileds, Courier, etc. A high-intensity LED or an inorganic / organic electroluminescence element having a light emission band over the region can be suitably used.
ここで、従来の一般的な可視光発光光源を用いた直下型バックライト装置では、発光強度の高い光源自体の直接像が視認されるために発光均一性が大きく損なわれる。このため、直接像を視認できなくなるようなマスクを設けたり、透過率が変化する拡散材を光源直上に設ける必要があった。 Here, in a direct type backlight device using a conventional general visible light emitting light source, since a direct image of the light source itself having high emission intensity is visually recognized, the light emission uniformity is greatly impaired. For this reason, it is necessary to provide a mask that makes it impossible to visually recognize the image directly, or to provide a diffusing material whose transmittance changes directly above the light source.
これに対し、本実施形態に係る光学素子１０と励起光源９との組み合わせによって得られる偏光面光源は、励起光源９から入射した励起光と、発光体３が励起されることによって発生した可視光との双方が共に微小領域部２等で散乱したり光学素子１０の表裏面で反射したりすることにより光学素子１０内で伝送される。このため、図６に示すように、励起光源９が仮に点状光源であったとしても、励起光が伝送された先々で発光体３に衝突し発光体３が励起されることによって可視光が発生する。一方、前述のように紫外線を発光する励起光源又は紫外線から可視光の発光帯域を有する励起光源９を用いれば、励起光自体は肉眼であまり明瞭に視認されないため、励起光源９近傍が特別に明るく見えることはない。従って、発光体３を均一に分散させる限りにおいて、偏光面光源の可視光についての発光均一性は比較的良好である。
On the other hand, the polarization plane light source obtained by the combination of the
また、特に励起光源９が点状光源である場合、光学素子１０の厚みが薄いことにより、微小領域部２での散乱性が著しく乏しくなれば、光学素子１０に入射した励起光の散乱が抑制されるため、励起光源９から離れた位置にある発光体３に励起光が衝突する確率は低下することになる。一方、励起光源９に近い位置にある発光体３に励起光が衝突する確率は高いため、当該近い位置にある発光体３のみが発光し易くなる結果、輝度ムラ等が生じるおそれがある。また、光学素子１０が薄すぎると励起光源９から出射した励起光がそのまま透過し、励起光源９が透けて見えてしまうこともある。従って、前述のように、光学素子１０の厚みの下限を薄すぎない程度の厚みに規定して、適切に光の散乱性を高めることにより、均一な面発光を生じる偏光面光源を得ることが可能となる。
In particular, when the excitation light source 9 is a point light source, the scattering of the excitation light incident on the
本実施形態に係る光学素子１０は、単層で形成することができる他、２層以上を重畳したものとして形成することも可能である。当該光学素子１０の重畳化により、厚み増加以上の相乗的な散乱効果を発揮させることができる。斯かる重畳体は、散乱効果を増加させる等の点より、Δｎ１方向が各層で平行関係となるように重畳したものが好ましい。重畳数は、２層以上の適宜な数とすればよい。
The
重畳する光学素子１０は、Δｎ１、Δｎ２及びΔｎ３が互いに同じものであっても良いし、異なるものであっても良い。また、各光学素子１０に含まれる発光性材料３についても、同じ材料であっても異なる材料であっても良い。なお、Δｎ１方向等についての各層での平行関係は、前述のように互いに平行であることが好ましいものの、作業誤差によるズレなどは許容される。また、各光学素子１０内でΔｎ１方向等にバラツキがある場合には、その平均方向が平行関係となるように重畳するのが好ましい。
The overlapping
光学素子１０と励起光源、支持体、導光板等との重畳体や、光学素子１０同士の重畳体は、全反射界面が最表面となるように、接着層等を介して接着されることにより形成される。接着層としては、例えば、ホットメルト系や粘着系などの適宜な接着剤を用いることができる。反射損を抑制する点より、光学素子１０との屈折率差が小さい接着層を用いることが好ましく、光学素子１０の透光性樹脂１や微小領域部２を形成する樹脂によって接着することも可能である。前記接着剤としては、例えば、アクリル系、シリコーン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリエーテル系、ゴム系等の透明な粘着剤など、適宜な接着剤を用いることができ、特に制限はない。ただし、光学特性の変化を防止する点などより、硬化や乾燥に高温プロセスを必要としなかったり、長時間の硬化や乾燥処理を必要としないものが好ましい。また、加熱や加湿の条件下で、浮きや剥がれ等の剥離現象を生じないものが好ましい。
The superposed body of the
従って、メチル基、エチル基、ブチル基等の炭素数が２０以下のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸のアルキルエステルと、（メタ）アクリル酸や（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル等の改良成分からなるアクリル系モノマーとを、ガラス転移温度が０℃以下となる組み合わせで共重合した、重量平均分子量が１０万以上のアクリル系重合体をベースポリマーとするアクリル系粘着剤などが、接着剤として好ましく用いられる。なお、アクリル系粘着剤は、透明性、耐候性、耐熱性などに優れる利点も有する。 Therefore, from an alkyl ester of (meth) acrylic acid having an alkyl group having 20 or less carbon atoms such as methyl group, ethyl group, and butyl group, and improved components such as (meth) acrylic acid and hydroxyethyl (meth) acrylate As an adhesive, an acrylic pressure-sensitive adhesive having a weight average molecular weight of 100,000 or more and a base polymer as a base polymer, copolymerized with a combination of the acrylic monomer and the glass transition temperature of 0 ° C. or less is preferable. Used. The acrylic pressure-sensitive adhesive also has an advantage of excellent transparency, weather resistance, heat resistance and the like.
光学素子１０ヘの接着層の付設は、適宜な方法で行うことができる。具体的には、例えば、トルエンや酢酸エチル等の適宜な溶剤の単独物又は混合物からなる溶媒に、粘着剤成分を溶解又は分散させて１０〜４０重量％程度の粘着剤液を調整し、それを流延方式や塗工方式等の適宜な展開方法によって光学素子１０上に直接付設する方法や、或いは、これに準じてセパレータ上に接着層を形成し、それを光学素子１０上に移着する方法などが挙げられる。なお、付設する接着層は、異なる組成や種類等のものの重畳層とすることも可能である。
The attachment of the adhesive layer to the
接着層の厚さは、接着力等に応じて適宜に決定でき、一般には１〜５００μｍとされる。また、接着層には、必要に応じて例えば天然物や合成物の樹脂類、ガラス繊維、ガラスビーズ、金属粉その他の無機粉末等からなる充填剤、顔料、着色剤や酸化防止剤などの適宜な添加剤を配合することも可能である。 The thickness of the adhesive layer can be appropriately determined according to the adhesive strength and the like, and is generally 1 to 500 μm. Further, for the adhesive layer, as necessary, for example, natural or synthetic resins, glass fibers, glass beads, metal powder or other inorganic powders, fillers, pigments, colorants, antioxidants, etc. It is also possible to mix various additives.
なお、図４に示す例では、以上に説明したような接着層８を介して光学素子１０に平滑性に優れた透光性シート４が貼着されており、当該貼着した透光性シート４の平滑な表面（上面）が全反射界面とされている。
In the example shown in FIG. 4, the translucent sheet 4 having excellent smoothness is attached to the
光学素子１０は、当該光学素子１０内を光が伝送する過程で、適度に偏光状態が解消される必要があることから、光学素子１０全体で又は部分的に位相差を有するように構成することが好ましい。なお、基本的には光学素子１０の遅相軸（Δｎ１方向の軸）と、散乱されにくい直線偏光の偏光軸（振動面）とは直交関係にあるため、位相差による偏光変換は生じ難いものの、僅かな散乱によって見かけの角度が変化し、偏光変換が生じるものと考えられる。
Since the
斯かる偏光変換を生じさせる点より、一般には光学素子１０が５ｎｍ以上の面内位相差を有することが好ましいが、当該光学素子１０の厚みに応じてその値は変化する。なお、斯かる位相差は、光学素子１０に複屈折性の微粒子を含有させる方法や表面に付着させる方法、透光性樹脂１を複屈折性とする方法、それらを併用する方法の他、複屈折性フィルムを一体化積層する方法等、適宜な方法で付与することができる。
In general, it is preferable that the
本実施形態に係る光学素子１０を適用した偏光面光源においては、光学素子１０の表裏面のうち一方の面から偏光を効率良く出射させるため、図４に示すように、反射層５を適宜配置すればよい。図４に示す例では、反射層５が光学素子１０の裏面（下面）側に配置されており、光学素子１０の裏面から出射する光を反射層５を介して偏光状態を変化させることなく反転させ、出射光を光学素子１０の表面に集中させて輝度を向上させることが可能である。
In the polarization plane light source to which the
反射層５としては、偏光状態を維持させる点より、鏡面であることが好ましく、そのため金属や誘電体多層膜からなる反射面とするのが好ましい。斯かる金属としては、例えば、アルミニウム、銀、クロム、金、銅、錫、亜鉛、インジウム、パラジウム、白金、或いはそれらの合金など、適宜な金属を用いることができる。
The
反射層５は、蒸着による金属薄膜の付設層等として光学素子１０に直接密着させることもできるが、完全反射は困難であり、当該反射層５による若干の吸収が生じる。従って、光学素子１０内を伝送する光に全反射が繰り返される点を考慮すると、直接密着させたのでは反射層５による吸収損失が懸念されるため、これを防止するべく、光学素子１０と反射層５とは、単に重ねて置くだけの配置（つまり両者の間には空気層が介在することになる）とするのが好ましい。
The
従って、反射層５としては、例えば支持基材にスパッタリングや蒸着等によって金属薄膜を付設した反射板や、金属箔や金属の圧延シートなどの板状のものを用いるのが好ましい。前記支持基材としては、ガラス板や樹脂シートなどの適宜なものを用いることができる。特に、反射層５としては、反射率、色味、取扱性などの点より、銀やアルミニウム等を樹脂シートに蒸着したものが好ましく用いられる。
Therefore, as the
一方、誘電体多層膜からなる反射層５としては、例えば特表平１０−５１１３２２号公報に記載のフィルムなどを適宜用いることが可能である。
On the other hand, as the
なお、反射層５は、図４に示すように光学素子１０の裏面に配置する他、光学素子１０の表面や側面、導光板を配置する場合には、その表裏面や側面など、必要に応じて適宜な場所に配置すれば良い。
The
図４に示すように、本実施形態に係る光学素子１０を適用した偏光面光源において、光学素子１０からの光の取り出し面側（上面側）には、偏光維持性のレンズシート７や光拡散層６を配置することができる他、波長カットフィルター（図示せず）や位相差フィルム（図示せず）などを適宜配置することも可能である。
As shown in FIG. 4, in the polarization plane light source to which the
レンズシート７は、光学素子１０からの出射光（直線偏光）を、その偏光度を維持しつつ光路制御し、視認に有利な正面方向への指向性を向上させ、散乱性の出射光の強度ピークを正面方向とすることなどを目的とする。
The
レンズシート７としては、一方の面（裏面）より入射した散乱光を光路制御し、他方の面（表面）よりシート面に垂直な方向（正面方向）に効率良く出射し得る適宜なものを用いることができ、特に限定はない。従って、偏光維持性の点を除き、例えば特開平５−１６９０１５号公報に記載されているような従来のいわゆるサイドライト型導光板で使用される各種のレンズ形態を有するいずれのレンズシートをも用いることができる。
As the
レンズシート７としては、例えば、好ましくは８０％以上、より好ましくは８５％以上、特に好ましくは９０％以上の全光線透過率を示し、クロスニコル間に配置した場合に、偏光解消による漏れ光の透過率が、好ましくは５％以下、より好ましくは２％以下、特に好ましくは１％以下であるが如く、光透過度に優れると共に、出射光の偏光特性が解消されないものを用いるのが好ましい。
The
一般に、偏光の解消は複屈折や多重散乱によって生じることから、偏光維持性を示すレンズシート７は、例えば、複屈折を低減することや、内部で伝送される光の平均反射（散乱）回数を減らすことなどによって達成できる。具体的には、例えば、前述した光学素子１０に使用するポリマーとして例示した、三酢酸セルロース系樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ノルボルネン系樹脂のような複屈折率の小さい樹脂（光学的等方性の良好な樹脂）を１種又は２種以上用いて、偏光維持性を示すレンズシート７を作成することができる。
In general, since the depolarization is caused by birefringence or multiple scattering, the
レンズシート７としては、例えば、屈折率が相違する樹脂を含有することもある透明な樹脂基材の表面又は内部に光重合体等を介して屈折率を制御した凸レンズ型や屈折率分布型（ＧＩ型）のレンズ領域（特に微小なレンズ領域）を多数形成したもの、透明な樹脂基材に設けた多数の貫通孔に屈折率が相違する重合体を充填してレンズ領域を形成したもの、或いは、多数の球状レンズを単層配置してそれを薄膜で固定したものなど、適宜なレンズ形態を有するものとすることができる。しかしながら、屈折率の相違による光路制御の点などより、図４に示すように、レンズシート７の表面に凹凸構造からなるレンズ形態７１を有するものが好ましい。
As the
斯かるレンズ形態７１を形成する凹凸構造としては、レンズシート７を透過した光の光路を制御してその透過光を正面方向に集光する機能を発揮するものであれば良く、例えば、断面三角形等の線状の溝や突起をストライプ状や格子状に多数配列したもの、或いは、三角錐、四角錐、その他の多角錐、円錐等の底面形状を有する錐体状の微小突起を点状に多数配列したものなどを挙げることができる。なお、上記線状又は点状の凹凸構造は、球状レンズ、非球面レンズ、半円筒レンズなどであってもよい。
The concavo-convex structure that forms such a
線状又は点状の凹凸構造を有するレンズシート７は、例えば、所定の凹凸構造が形成されるように形成した型に、樹脂液や樹脂形成用のモノマーを充填し、必要に応じて重合処理して前記型の凹凸構造を転写する方法や、前記型に樹脂シートを加熱圧着してその凹凸構造を転写する方法など、適宜な方法で形成することができる。なお、レンズシート７は、支持シートにレンズ形態を付加したもののように、同種又は異種の樹脂層の２層以上の重畳層として形成しても良い。
The
レンズシート７は、光学素子１０の光出射側に、１層又は２層以上配置することができる。２層以上配置する場合、各レンズシート７は同じものであっても良いし、異なるものであっても良いが、全体として偏光維持性を保持することが好ましい。レンズシート７を光学素子１０に隣接させて配置する場合には、前述した反射層５の場合と同様に、光学素子１０との間に空隙が生じるように、つまり両者の間に空気層を介在させて配置することが好ましい。また、その空隙は、全反射の点より、入射光の波長よりも十分に大きいことが好ましい。
The
なお、レンズシート７のレンズ形態が線状の凹凸構造からなる場合には、正面方向への光路制御等の点より、その線方向が光学素子１０の光軸方向（出射偏光の振動面方向）と平行状態又は直交状態となるように配置することが好ましい。また、斯かるレンズシート７を２層以上配置する場合には、光路制御の効率の点より、上下の層で線方向が交差するように配置することが好ましい。
In the case where the lens form of the
光拡散層６は、光学素子１０からの出射光の偏光度を維持しつつ拡散させて発光を均一化したり、レンズシート７の凹凸構造が視覚化されるのを緩和したりして、視認性を向上させることなどを目的とする。
The light diffusing layer 6 is diffused while maintaining the degree of polarization of the light emitted from the
光拡散層６としては、前述したレンズシート７と同様に、光透過度に優れると共に、出射光の偏光特性を維持するものを用いるのが好ましい。従って、光拡散層６は、レンズシート７について例示したような複屈折率の小さい樹脂を用いて形成するのが好ましく、例えば、その樹脂中に透明粒子を分散含有させたり、表面に微細凹凸構造を有する樹脂層とすること等により、偏光維持性を示す光拡散層６を形成することができる。
As the light diffusing layer 6, it is preferable to use a layer that is excellent in light transmittance and maintains the polarization characteristics of the emitted light, as with the
なお、前述した樹脂中に分散含有させる透明粒子としては、例えば、シリカ、ガラス、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン等からなる導電性を有することもある無機系微粒子、或いは、アクリル系ポリマー、ポリアクリロニトリル、ポリエステル、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、シリコーン系樹脂、ベンゾグアナミン、メラミン・ベンゾグアナミン縮合物、ベンゾグアナミン・ホルムアルデヒド縮合物のような架橋又は未架橋のポリマー等からなる有機系微粒子などが挙げられる。 In addition, as the transparent particles dispersed and contained in the above-described resin, for example, inorganic particles that may have conductivity such as silica, glass, alumina, titania, zirconia, tin oxide, indium oxide, cadmium oxide, antimony oxide, etc. Fine particles or crosslinks such as acrylic polymer, polyacrylonitrile, polyester, epoxy resin, melamine resin, urethane resin, polycarbonate, polystyrene, silicone resin, benzoguanamine, melamine / benzoguanamine condensate, benzoguanamine / formaldehyde condensate Or the organic type | system | group fine particle etc. which consist of an uncrosslinked polymer etc. are mentioned.
また、前記透明粒子としては、１種又は２種以上を用いることができ、その粒径は、光の拡散性やその拡散の均等性などの点より、１〜２０μｍとするのが好ましい。一方、粒形は任意であるものの、一般には（真）球形やその２次凝集体などが用いられる。また、特に、偏光維持性の点より、樹脂との屈折率比が０．９〜１．１の透明粒子を用いるのが好ましい。 Moreover, 1 type (s) or 2 or more types can be used as said transparent particle | grains, and it is preferable that the particle size shall be 1-20 micrometers from points, such as the diffusibility of light, and the uniformity of the spreading | diffusion. On the other hand, although the particle shape is arbitrary, a (true) spherical shape or a secondary aggregate thereof is generally used. In particular, it is preferable to use transparent particles having a refractive index ratio of 0.9 to 1.1 with respect to the polarization maintaining property.
以上に説明した透明粒子含有の光拡散層６は、例えば、樹脂の溶融液に透明粒子を混合してシート等に押出し成形する方法、樹脂の溶液やモノマーに透明粒子を配合しシート等にキャスティングして必要に応じ重合処理する方法、透明粒子含有の樹脂液を所定面や偏光維持性の支持フィルム等に塗工する方法など、公知の適宜な方法によって形成することができる。 The transparent particle-containing light diffusing layer 6 described above is, for example, a method in which transparent particles are mixed into a resin melt and extruded into a sheet or the like, or a transparent solution is mixed with a resin solution or monomer to cast a sheet or the like. And it can form by well-known appropriate methods, such as the method of superposing | polymerizing as needed, the method of coating the resin liquid containing a transparent particle on a predetermined surface, a polarization-maintaining support film, etc.
一方、表面に微細凹凸構造を有する光拡散層６は、例えば、サンドブラスト等によるバフ処理やエンボス加工等によって樹脂からなるシートの表面を粗面化する方法、樹脂シートの表面に突起を有する透光性材料の層を形成する方法など、適宜な方法で形成することができる。ただし、空気等の気泡や酸化チタン微粒子など、樹脂との屈折率差が大きい凹凸（突起）を形成する方法は、偏光を解消し易いため好ましくない。 On the other hand, the light diffusing layer 6 having a fine concavo-convex structure on the surface is, for example, a method of roughening the surface of a resin sheet by buffing or embossing by sandblasting or the like, The layer can be formed by an appropriate method such as a method of forming a layer of a functional material. However, a method of forming irregularities (protrusions) having a large refractive index difference from the resin, such as air bubbles or titanium oxide fine particles, is not preferable because polarization can be easily eliminated.
光拡散層６における表面の微細凹凸構造は、光の拡散性やその拡散の均等性などの点より、入射光の波長以上で且つ１００μｍ以下の表面粗さを有し周期性の無い凹凸からなるものが好ましい。 The fine concavo-convex structure on the surface of the light diffusing layer 6 is composed of concavo-convex parts having a surface roughness of not less than the wavelength of incident light and not more than 100 μm and having no periodicity in view of light diffusibility and uniformity of diffusion. Those are preferred.
なお、上記した透明粒子含有型や表面微細凹凸型の光拡散層６の形成に際しては、特にその樹脂からなるベース層に、光弾性や配向による位相差の増加が生じることを抑制することが偏光維持性の点より好ましい。 When forming the above-described transparent particle-containing type or surface fine uneven type light diffusion layer 6, it is possible to suppress an increase in retardation due to photoelasticity or orientation, particularly in the base layer made of the resin. This is preferable from the viewpoint of maintainability.
光拡散層６は、板状物等による独立層として配置することもできる一方、レンズシート７に密着一体化した従属層として配置することも可能である。光拡散層６の配置位置が光学素子１０に隣接する場合には、レンズシート７の場合と同様に、光学素子１０との間に空隙が生じるように配置することが好ましい。なお、２層以上の光拡散層６を配置する場合、各光拡散層６は同じものであっても良いし、異なるものであっても良いが、全体として偏光維持性を保持することが好ましい。
The light diffusing layer 6 can be disposed as an independent layer made of a plate-like material or the like, and can also be disposed as a subordinate layer that is tightly integrated with the
前述した波長カットフィルターは、励起光源９からの直接光が、本実施形態に係る偏光面光源で照明される液晶表示素子などに進入することを防止する目的で用いられる。特に、励起光が紫外線である場合には、紫外線による液晶や偏光板の劣化を防止する必要があるため、波長カットフィルターが好適に用いられる。また、波長カットフィルターは、不必要な波長の可視光線を排除する目的で用いることもできる。 The wavelength cut filter described above is used for the purpose of preventing direct light from the excitation light source 9 from entering a liquid crystal display element or the like illuminated by the polarization plane light source according to the present embodiment. In particular, when the excitation light is ultraviolet light, it is necessary to prevent deterioration of the liquid crystal and the polarizing plate due to the ultraviolet light, and therefore a wavelength cut filter is preferably used. The wavelength cut filter can also be used for the purpose of eliminating visible light having an unnecessary wavelength.
前記波長カットフィルターとしては、例えば、可視光に対して透光性を有する樹脂に、目的とする波長を吸収する材料（サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノール系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等の紫外線吸収剤など）を分散したり塗布したフィルムや、透光性のフィルム上にコレステリック液晶を敷設したフィルムの他、誘電体多層膜の反射によって目的波長の光を反射させるものなどが挙げられる。また、波長カットフィルターを別途設けず、光学素子１０やその他の光学部材に例えば紫外線吸収剤などを配合して波長カットの機能をもたせることも可能である。
Examples of the wavelength cut filter include a material that absorbs a target wavelength in a resin that is transparent to visible light (salicylate ester compound, benzophenol compound, benzotriazole compound, cyanoacrylate compound). In addition to a film in which a UV absorber such as a nickel complex salt compound is dispersed or applied, or a film in which a cholesteric liquid crystal is laid on a translucent film, light of a desired wavelength is reflected by reflection of a dielectric multilayer film. And the like. Further, without providing a wavelength cut filter separately, for example, an ultraviolet absorber may be added to the
前述した位相差フィルムは、光学素子１０から出射された直線偏光を任意の偏光状態へ変換する目的で用いられる。例えば、位相差フィルムとしての１／４波長板をその遅層軸方向が出射される直線偏光と４５°の角度となるように配置して円偏光に変換したり、位相差フィルムとして１／２波長板を用いて、出射される直線偏光の偏光軸を回転させることなどが可能である。
The retardation film described above is used for the purpose of converting linearly polarized light emitted from the
前記位相差フィルムとしては、一般に液晶セルの補償に用いられるようなポリマーフィルムによって構成されるものや、透光性のフィルム上に液晶ポリマーなどを配向して敷設したものなど、任意のものを用いることができる。 As the retardation film, an arbitrary film such as one constituted by a polymer film that is generally used for compensation of a liquid crystal cell or one in which a liquid crystal polymer is oriented and laid on a translucent film is used. be able to.
以上に説明したレンズシート７、光拡散層６、波長カットフィルターなどは、それぞれ単層で又は積層して用いることができる。さらに、上部に配置される液晶表示素子などと接着層等を介して密着させることも可能である。ただし、前述した凹凸構造を有するレンズシート７や表面微細凹凸型の光拡散層６の場合には、液晶表示素子との間に空隙を設けた配置が好ましい。
The
また、レンズシート７、光拡散層６、波長カットフィルター等は、偏光を効率良く取り出すという観点より、光学素子１０内での臨界角条件の制御を妨げないようにするべく、光学素子１０との間に空隙を介して配置されることが好ましい。
The
以上に説明した本実施形態に係る光学素子１０及び当該素子を適用した偏光面光源は、励起光源９より入射した光を用いて、光学素子１０から直線偏光として出射し得ると共に、その偏光方向（振動面）を制御可能であるため、例えば、液晶表示装置など直線偏光を利用する種々の装置や用途に好適に用いることが可能である。
The
以下、実施例及び比較例を示すことにより、本発明の特徴をより一層明らかにする。 Hereinafter, the features of the present invention will be further clarified by showing examples and comparative examples.
＜実施例１＞
（１）光学素子作製用の材料
透光性樹脂としてクラレ社製のポリビニルアルコールであるポバールＰＶＡ１２４（重合度２４００）を、微小領域部作製用の材料として大日本インキ化学工業社製液晶モノマーＵＣＬ００８を、発光体として住友大阪セメント社製ＺｎＳナノ粒子（粒径２〜４ｎｍ）の分散液（２０重量％相当品）をそれぞれ用いた。さらに、レベリング剤として、大日本インキ化学工業社製のフッ素系レベリング剤であるメガファックを用いた。
<Example 1>
(1) Material for optical element production POVAL PVA124 (Polymerization degree 2400) which is a polyvinyl alcohol made by Kuraray as a translucent resin, and liquid crystal monomer UCL008 made by Dainippon Ink & Chemicals, Inc. as a material for producing a microregion part. A dispersion (20% by weight or equivalent) of ZnS nanoparticles (
（２）ポリビニルアルコール溶液の作製
上記のポリビニルアルコールを熱湯に溶解し、１３重量％水溶液を作製した。斯かるポリビニルアルコール水溶液（ＰＶＡ水溶液）に、その固形分に対して１５重量％相当のグリセリンを添加した。一方、上記の液晶モノマーを２．９ｇ、上記のレベリング剤を０．０１４ｇ、上記の発光体２．９ｇ（固形分）をそれぞれ混合し、加温して等方相となるまで攪拌した。そして、これらが均一になった後に、上記のＰＶＡ水溶液４５０ｇを９０℃に加温して添加し混合した。混合は、ホモミキサーを用いて６０００ｒｐｍ×２０分とした。得られた混合物は３５℃で保温した状態で２４時間放置し、気泡の無い均一なポリビニルアルコール溶液を得た。
(2) Preparation of polyvinyl alcohol solution The above polyvinyl alcohol was dissolved in hot water to prepare a 13 wt% aqueous solution. To such a polyvinyl alcohol aqueous solution (PVA aqueous solution), 15% by weight of glycerin was added to the solid content. On the other hand, 2.9 g of the above liquid crystal monomer, 0.014 g of the above leveling agent, and 2.9 g (solid content) of the above phosphor were mixed, heated and stirred until an isotropic phase was obtained. And after these became uniform, 450g of said PVA aqueous solution was heated and added to 90 degreeC, and was mixed. Mixing was performed at 6000 rpm × 20 minutes using a homomixer. The obtained mixture was allowed to stand for 24 hours while being kept at 35 ° C. to obtain a uniform polyvinyl alcohol solution free from bubbles.
（３）成膜
上記のポリビニルアルコール溶液をアプリケータによってウェット厚１ｍｍで塗工し、乾燥条件１１０℃×２０分、アニール条件１４０℃×４分として乾燥基材を得た。
(3) Film formation The above-mentioned polyvinyl alcohol solution was applied with a wet thickness of 1 mm using an applicator, and a dry substrate was obtained under drying conditions of 110 ° C. × 20 minutes and annealing conditions of 140 ° C. × 4 minutes.
（４）延伸
上記の乾燥基材を硼酸水溶液（４重量％、６０℃）中で４倍に延伸し、厚みが約３２μｍの光学素子を作製した。
(4) Stretching The dried base material was stretched 4 times in an aqueous boric acid solution (4 wt%, 60 ° C.) to produce an optical element having a thickness of about 32 μm.
前記光学素子は、屈折率差Δｎ１が０．１５で、Δｎ２及びΔｎ３がそれぞれ０．０１であった。なお、斯かる屈折率差の測定に際しては、ポリビニルアルコールを単独で上記と同条件により延伸処理したものと、前記液晶モノマーを単独で配向膜上に塗布し配向固定したものとについて、それぞれアッベ屈折率計により屈折率を測定し、それらの差を前記Δｎ１、Δｎ２及びΔｎ３として算出した。発光体は、主としてポリビニルアルコール中に分散して存在していた。また、微小領域部（液晶モノマー）の平均長さを偏光顕微鏡観察による位相差に基づく着色によって測定したところ、長軸方向の長さが約５μｍ、短軸方向の長さが約１．５μｍであった。 The optical element had a refractive index difference Δn1 of 0.15 and Δn2 and Δn3 of 0.01. In the measurement of the difference in refractive index, Abbe's refraction for polyvinyl alcohol alone and stretched under the same conditions as above, and those obtained by applying the liquid crystal monomer alone on the alignment film and fixing the alignment, respectively. The refractive index was measured with a rate meter, and the difference between them was calculated as Δn1, Δn2, and Δn3. The luminous body was mainly dispersed in polyvinyl alcohol. Further, when the average length of the minute region (liquid crystal monomer) was measured by coloring based on the phase difference by observation with a polarizing microscope, the length in the major axis direction was about 5 μm and the length in the minor axis direction was about 1.5 μm. there were.
＜実施例２＞
ポリビニルアルコール溶液をウェット厚２ｍｍで塗工した点、乾燥基材を５倍に延伸した点を除き、実施例１に準じて厚みが約５２μｍの光学素子を作製した。
<Example 2>
An optical element having a thickness of about 52 μm was produced in accordance with Example 1 except that the polyvinyl alcohol solution was applied with a wet thickness of 2 mm and the dried substrate was stretched 5 times.
＜比較例１＞
発光体として、和光純薬工業社製ＺｎＳをホモジナイザーで粉砕し、平均粒径１μｍ、最大粒径１０μｍとしたものを用いた点を除き、実施例１に準じて光学素子を作製した。
<Comparative Example 1>
An optical element was produced according to Example 1 except that ZnS manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was pulverized with a homogenizer as the light emitter, and the average particle diameter was 1 μm and the maximum particle diameter was 10 μm.
＜比較例２＞
ノルボルネン系樹脂（ＪＳＲ社製、アートン、ガラス転移温度１８２℃）９５０部（重量部、以下同じ）、下記の化学式で表される液晶ポリマー（ガラス転移温度８０℃、ネマチック液晶化温度１００〜２９０℃）５０部、３−（２−ベンゾチアゾリル）−７−ジエチルアミノクマリン（クマリン５４０）２部を溶解させた２０重量％ジクロロメタン溶液を用いてキャスト法により厚み１００μｍのフィルムを形成し、それを１８０℃で３倍に延伸処理したのち急冷して光学素子を作製した。
950 parts (parts by weight, the same applies hereinafter) of norbornene-based resin (manufactured by JSR, Arton, glass transition temperature 182 ° C.), liquid crystal polymer represented by the following chemical formula (glass transition temperature 80 ° C., nematic liquid crystallizing temperature 100 to 290 ° C. ) A film having a thickness of 100 μm was formed by a casting method using a 20 wt% dichloromethane solution in which 50 parts and 2 parts of 3- (2-benzothiazolyl) -7-diethylaminocoumarin (coumarin 540) were dissolved. The film was stretched 3 times and then rapidly cooled to prepare an optical element.
前記光学素子は、ノルボルネン系樹脂からなる透明フィルム中に液晶ポリマーが延伸方向に長軸な状態でほぼ同じ形状のドメイン状に分散したものであり、屈折率差Δｎ１が０．２３で、Δｎ２及びΔｎ３がそれぞれ０．０２９であった。なお、斯かる屈折率差の測定に際しては、ノルボルネン系樹脂を単独で上記と同条件により延伸処理したものと、前記液晶ポリマーを単独で配向膜上に塗布し配向固定したものとについて、それぞれアッベ屈折率計により屈折率を測定し、それらの差を前記Δｎ１、Δｎ２及びΔｎ３として算出した。クマリンは、ノルボルネン系樹脂に溶解した形で存在していた。また、微小領域部（液晶ポリマーのドメイン）の平均径を偏光顕微鏡観察による位相差に基づく着色によって測定したところ、Δｎ１方向の長さが約５μｍであった。 The optical element is a transparent film made of a norbornene-based resin in which a liquid crystal polymer is dispersed in a domain shape having substantially the same shape in the state of being elongated in the stretching direction, the refractive index difference Δn1 is 0.23, Δn2 and Each Δn3 was 0.029. In measuring the refractive index difference, the norbornene-based resin alone was stretched under the same conditions as described above, and the liquid crystal polymer alone was applied onto the alignment film and aligned and fixed. The refractive index was measured with a refractometer, and the difference between them was calculated as Δn1, Δn2, and Δn3. Coumarin was present in a form dissolved in norbornene resin. Further, when the average diameter of the minute region (the domain of the liquid crystal polymer) was measured by coloring based on the phase difference by observation with a polarizing microscope, the length in the Δn1 direction was about 5 μm.
さらに、前記光学素子とガラス板（厚み３ｍｍ）とをアクリル粘着剤を用いて貼り合せた後、当該ガラス板の貼り合せ面とは反対側の面に、ポリエチレンテレフタレートシートに銀蒸着を施した鏡面反射シートを配置し、斯かる積層体の一側面にブラックライト蛍光灯冷陰極管を鏡面反射シートからなるランプリフレクタによって固定して偏光面光源を形成した。
Further, after the optical element and a glass plate (
＜評価１＞
実施例１、２及び比較例２の光学素子は、作製途中で破断が生じたり外観不良が生じることもなかった。これに対し、比較例１の光学素子は、製膜時に大きな発光体粒子が表面に突出して細かい凹凸が形成されるという外観不良が生じた。さらには、延伸時に表面に突出した大きな発光体粒子を起点として亀裂が発生し破断した。
<
The optical elements of Examples 1 and 2 and Comparative Example 2 did not break during the production or had a poor appearance. On the other hand, the optical element of Comparative Example 1 had an appearance defect that large luminescent particles protruded from the surface during film formation to form fine irregularities. Furthermore, cracks were generated starting from the large phosphor particles protruding from the surface during stretching.
また、実施例１、２及び比較例１の光学素子に励起光を入射させる励起光源として、点状光源である日亜化学工業製紫外発光ＬＥＤ（ＮＳＨＵ５９０Ａ）を用い、１５ｍＡで紫外線を発光させ各光学素子に入射させた。実施例１、２の光学素子については、市販の偏光子（偏光度＝９９．９９）を用いて、発光した光のΔｎ１方向（延伸方向をΔｎ１方向とした）及びΔｎ２方向の各直線偏光成分の出射強度を測定したところ、実施例１の光学素子では４：１、実施例２の光学素子では６：１の割合の直線偏光が、光学素子の略全面に亘って均一に出射していることが分かった。これに対して、比較例１の光学素子については、発光体における光散乱が強く、約１．５：１の割合の直線偏光しか得られなかった。 In addition, as an excitation light source for making excitation light incident on the optical elements of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, Nichia Corporation's ultraviolet light emitting LED (NSHU590A), which is a point light source, is used to emit ultraviolet light at 15 mA. The light was incident on the optical element. For the optical elements of Examples 1 and 2, using a commercially available polarizer (polarization degree = 99.99), each linearly polarized light component in the Δn1 direction (with the stretching direction as the Δn1 direction) and Δn2 direction of the emitted light. As a result, the linearly polarized light in the ratio of 4: 1 in the optical element of Example 1 and 6: 1 in the optical element of Example 2 is uniformly emitted over substantially the entire surface of the optical element. I understood that. On the other hand, in the optical element of Comparative Example 1, light scattering in the illuminant was strong, and only linearly polarized light with a ratio of about 1.5: 1 was obtained.
一方、比較例２の光学素子に励起光としてブラックライト蛍光灯（中心波長３６０ｎｍ）から出射した光を照射すると、中心波長５０５ｎｍの緑色の発光が確認された。市販の偏光子（偏光度＝９９．９９）を用いて、発光した光のΔｎ１方向及びΔｎ２方向の各直線偏光成分の出射強度を測定したところ、６：１の割合で直線偏光が出射していることが分かった。 On the other hand, when the optical element of Comparative Example 2 was irradiated with light emitted from a black light fluorescent lamp (center wavelength: 360 nm) as excitation light, green light emission with a center wavelength of 505 nm was confirmed. When the emission intensity of each linearly polarized light component in the Δn1 direction and Δn2 direction of the emitted light was measured using a commercially available polarizer (degree of polarization = 99.99), linearly polarized light was emitted at a ratio of 6: 1. I found out.
また、比較例２の偏光面光源は、光学素子のΔｎ１方向の直線偏光が面状に発光していることが分かった。しかしながら、加熱信頼性試験において９０℃×２４時間経過後に、クマリンが劣化し、発光輝度が著しく低下した。 In addition, it was found that the polarization plane light source of Comparative Example 2 emitted linearly polarized light in the Δn1 direction of the optical element in a planar shape. However, in the heating reliability test, coumarin deteriorated after 90 ° C. × 24 hours, and the emission luminance was significantly reduced.
＜実施例３〜７＞
透光性樹脂としてノルボルネン系樹脂（ＪＳＲ社製、アートン、ガラス転移温度１８２℃）９４部（重量部、以下同じ）、微小領域部作製用の材料として下記の化学式で表される液晶ポリマー（ガラス転移温度７０℃、ネマチック液晶化温度１９０℃）５部、発光体として住友大阪セメント社製ＺｎＳナノ粒子（粒径６ｎｍ、励起波長３００ｎｍ）１部をそれぞれ溶解させた２５重量％トルエン溶液を用いてキャスティングにより所定の厚みのフィルムを製膜した後、５０℃から１２０℃まで一定勾配で昇温して１〜２時間乾燥させた。その後、１７０℃で２倍に延伸し、厚みがそれぞれ５０μｍ（実施例３）、１００μｍ（実施例４）、１５０μｍ（実施例５）、２００μｍ（実施例６）、１ｍｍ（実施例７）の光学素子を作製した。
94 parts (parts by weight, the same applies hereinafter) of norbornene-based resin (manufactured by JSR, Arton, glass transition temperature 182 ° C.) as a translucent resin, and a liquid crystal polymer represented by the following chemical formula (glass Using a 25 wt% toluene solution in which 5 parts of a transition temperature of 70 ° C. and a nematic liquid crystal forming temperature of 190 ° C. were dissolved, and 1 part of ZnS nanoparticles (particle size: 6 nm, excitation wavelength: 300 nm) manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. After forming a film having a predetermined thickness by casting, the film was heated from 50 ° C. to 120 ° C. with a constant gradient and dried for 1 to 2 hours. Thereafter, the film was stretched twice at 170 ° C. and optical thicknesses of 50 μm (Example 3), 100 μm (Example 4), 150 μm (Example 5), 200 μm (Example 6), and 1 mm (Example 7), respectively. An element was produced.
＜比較例３、４＞
厚みをそれぞれ１０μｍ（比較例３）、３．５ｍｍ（比較例４）にした点を除き、実施例３〜７に準じて光学素子を作製した。
<Comparative Examples 3 and 4>
Optical elements were produced according to Examples 3 to 7 except that the thicknesses were 10 μm (Comparative Example 3) and 3.5 mm (Comparative Example 4), respectively.
＜評価２＞
実施例３〜７及び比較例３、４の光学素子に対して、点状光源である紫外発光ＬＥＤ（中心波長３９５ｎｍ）からの励起光を照射すると、中心波長５９０ｎｍの発光が確認された。市販の偏光子（偏光度＝９９．９９）をその透過軸がΔｎ１方向（フィルムの延伸方向をΔｎ１方向とした）と平行になるように光学素子に重ね合わせ、偏光子側から目視で確認したところ、実施例３〜７の光学素子では、光学素子の裏側に位置する紫外発光ＬＥＤが視認されることなく、均一な面発光が得られていることが分かった。また、発光した光のΔｎ１方向及びΔｎ２方向の各直線偏光成分の出射強度を測定したところ、ほぼ３：１〜５：１の割合となり、高い偏光度が得られていることが分かった。
<
When the optical elements of Examples 3 to 7 and Comparative Examples 3 and 4 were irradiated with excitation light from an ultraviolet light emitting LED (center wavelength 395 nm) as a point light source, light emission with a center wavelength of 590 nm was confirmed. A commercially available polarizer (degree of polarization = 99.99) was superimposed on the optical element so that its transmission axis was parallel to the Δn1 direction (the film stretching direction was the Δn1 direction), and was visually confirmed from the polarizer side. However, in the optical elements of Examples 3 to 7, it was found that uniform surface light emission was obtained without visually recognizing the ultraviolet light emitting LED located on the back side of the optical element. Further, when the emission intensity of each linearly polarized light component in the Δn1 direction and Δn2 direction of the emitted light was measured, it was found that the ratio was approximately 3: 1 to 5: 1, and a high degree of polarization was obtained.
一方、比較例３の光学素子では、紫外発光ＬＥＤが透けて見えると共に、紫外発光ＬＥＤ周辺で輝度が高くなるという輝度ムラが生じていることが分かった。また、比較例４の光学素子では、比較例３と異なり紫外発光ＬＥＤは全く透けて見えなかったものの、実施例１の光学素子と比較して正面輝度が３０％低下した。 On the other hand, in the optical element of Comparative Example 3, it was found that the ultraviolet light emitting LED was seen through, and luminance unevenness was generated in which the luminance was increased around the ultraviolet light emitting LED. Further, in the optical element of Comparative Example 4, unlike the Comparative Example 3, the ultraviolet light-emitting LED was not seen through at all, but the front luminance was reduced by 30% compared to the optical element of Example 1.
１・・・透光性樹脂
２・・・微小領域部
３・・・発光性材料
４・・・透光性シート
５・・・反射層
６・・・光拡散層
７・・・レンズシート
８・・・接着層
９・・・励起光源
１０・・・光学素子
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記透光性樹脂及び／又は前記微小領域部中に、その発光波長よりも小さい粒径を有する少なくとも１種以上の発光体が分散され、
厚みが２０μｍ〜３ｍｍとされていることを特徴とする光学素子。 The light-transmitting resin and the light-transmitting resin are distributed and distributed, and the light-transmitting resin is formed in a plate shape having a microregion portion having different birefringence,
In the translucent resin and / or the minute region part, at least one kind of light emitter having a particle size smaller than the emission wavelength is dispersed,
An optical element having a thickness of 20 μm to 3 mm.
当該光学素子に分散された発光体を励起し得る波長の光を出射する励起光源とを備えることを特徴とする偏光面光源。 An optical element according to any one of claims 1 to 6,
A polarization plane light source comprising: an excitation light source that emits light having a wavelength that can excite a light emitter dispersed in the optical element.
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2005
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