专利名称：多重衍射光栅的制作方法
技术领域：
本发明涉及多重衍射光栅。特别涉及在用于具有二色以上的光源的显示元件时具
有使显示装置的光取出效率提高的作用的多重衍射光栅。
背景技术：
液晶显示元件、等离子显示元件、场发射显示元件、有机EL元件等显示元件在观 察者一侧具有透明衬底。在液晶显示元件中，在背光的观察者一侧也具有透明衬底。从该 透明衬底的背面侧(观察者的相反侧)的光源射出并入射到透明衬底上的光透过透明衬底 后并非全部射出到观察者一侧，而是在透明衬底的内部产生全反射，没有从透明衬底射出 而损失。在从光源射出后入射到透明衬底的光中，表示从透明衬底向观察者的方向射出的 光的比例的光取出效率未必高，要求能够提高显示装置的透明衬底的光取出效率的光学部 件。 另外，显示元件中多使用偏振膜，为了减少偏振膜的光损失，要求使从光源入射的 光偏振。 作为使用二色以上的光源的显示元件，可以列举具有R(红色)、G(绿色)和B (蓝 色)三种颜色的光的光源的显示元件，该显示元件中，作为能够提高透明衬底中的光取出 效率、并且同时具有使光偏振的性能的光学部件，有将具有与三色的各种光的波长对应的 间隔的衍射光栅重叠而成的多重衍射光栅。 作为该多重衍射光栅，例如韩国公开专利第10-2006-0127638号公报(专利文献 1)所公开，提出了将具有与三色的各种波长对应的间隔、与三色的各种波长对应的光栅的 线宽和线高的三个衍射光栅准确地重叠(重& 3 )而成的多重衍射光栅。难以准确地制作 该多重衍射光栅，因此，要求能够更简便制造的多重衍射光栅。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供在用于具有透明衬底的显示装置时在保持以往的多 重衍射光栅的偏振性能的同时能够更简便地制造的多重衍射光栅。 本发明人为了解决上述问题，对多重衍射光栅的结构进行了广泛深入的研究，结 果发现，即使在没有将具有与二色以上的各色的光的波长对应的间隔的多个衍射光栅准确 重叠的情况下，也可以显示与以往多重衍射光栅所具有的偏振性能同等的性能，从而完成 了本发明。 SP，本发明提供以下〈1〉 〈7〉。 〈1> 一种多重衍射光栅，其通过将多个衍射光栅重叠而构成，所述衍射光栅中，衍 射光栅的形成光栅的栅线的间隔、线宽和线高与二色以上的各种光的波长对应，其特征在 于，通过以下(A)或(B)中的至少一种简化设计配置了栅线， (A)在栅线的至少一部分与其它栅线重叠(重^ 3 )时，将重叠而成为一条的栅线 的多个线宽和线高中的任一个以栅线及其他栅线的至少两个值为基础作为整体设定为一个值的简化设计；禾口 (B)在栅线与其它栅线的间隙达到一定距离以下时，用栅线材料填充该间隙的简 化设计。 〈2X1〉所述的多重衍射光栅，其中，进行所述简化设计(A)和(B) 二者配置了栅 线。 〈3X1〉或〈2〉所述的多重衍射光栅，其中，所述简化设计(A)是设定具有以(1)或 (2)的任一种方法确定的线宽和线高的栅线的简化设计， (1)将重叠而成为一条的栅线的整体的线宽设定为线宽、将重叠前的多个衍射光 栅的各个构成光栅的栅线的线高值中最大值以下且最小值以上的值设定为线高的方法，
(2)将重叠而成为一条的栅线的整体的线宽设定为重叠前的多个衍射光栅的各个 构成光栅的栅线的线宽值中最大值以下且最小值以上的值、将线高设定为重叠前的多个栅 线的各线高的合计值的简化方法。 〈4X3〉所述的多重衍射光栅，其中，重叠而成为一条的栅线中、一条栅线的全宽在 其它栅线的全宽的整个范围内重叠时设定为具有由(2)确定的线宽和线高的一条栅线，一 条栅线的线宽的仅一部分与其它栅线的线宽重叠时设定为具有由(1)确定的线宽和线高 的一条栅线。 〈5X3〉或〈4〉所述的多重衍射光栅，其中，所述线宽和线高的确定方法(1)的线高
确定方法，是将重叠前的多个栅线各自的线高值的平均值设定为线高的方法。 〈6X3〉或〈4〉所述的多重衍射光栅，其中，所述线宽和线高的确定方法(2)的线宽
确定方法，是将重叠前的多个栅线各自的线宽值的平均值设定为线宽的方法。 〈7X1〉或〈2〉所述的多重衍射光栅，其中，所述简化设计(B)中的一定距离为
30nm。 根据本发明，在用于具有透明衬底的显示装置时，在保持以往的多重衍射光栅的 偏振性能的同时能够更简便地制造。另外，本发明的多重衍射光栅的光取出效率也高。而 且，制造的多重衍射光栅可以适合应用于具有二色以上、通常具有R、 G、B三色的多色光源 的显示装置，例如液晶显示元件、等离子显示元件、场发射显示元件、有机EL元件等显示元 件，因此，本发明在工业上极为有用。
图1是现有技术中将多个衍射光栅重叠而成为多重衍射光栅的设计方法的说明 图。 图2是本发明中将多个衍射光栅重叠而成为多重衍射光栅的设计方法的说明图。
具体实施例方式
本发明的多重衍射光栅，其特征在于，在将多个衍射光栅重叠时，进行以下(A)或 (B)任一种以上的简化设计来配置栅线，所述衍射光栅中，衍射光栅的形成光栅的栅线的间 隔、线宽和线高与二色以上的各种光的波长对应， (A)在栅线的至少一部分与其它栅线重叠时，将重叠而成为一条的栅线的多个线 宽和线高中的任一个以上的至少两个值设定为一个值的简化设计，
4
(B)在栅线与其它栅线的间隙达到一定距离以下时，用栅线材料填充该间隙的简 化设计。 以下，对本发明进行详细说明。 以往的多重衍射光栅，在将多个衍射光栅重叠时，进行以下的(X)或(Y)的任一种 设计来配置栅线，所述衍射光栅中，衍射光栅的形成光栅的栅线的间隔、线宽和线高与二色 以上的各种光的波长对应， (X)在栅线的至少一部分与其它栅线重叠时，如图1的(X)所示，以使重叠的两条 以上栅线的断面成为叠合(重&合朽廿3)的断面的方式设定栅线， (Y)在栅线的至少一部分与其它栅线重叠时，如图1的(Y)所示，将重叠的两条栅
线重叠的部分堆叠(積办重tl 3 )在线高大的一方的栅线上来设定栅线。 但是，(X)或(Y)的设计中，存在以下问题两条以上栅线重叠时的栅线的形状复
杂，难以根据设计进行制造；以及在栅线相互邻近时，难以根据设计制造栅线的间隙。 因此，本发明之一提出进行简化设计(A)、设计为可以简便制造的多重衍射光栅。
(A)在栅线的至少一部分与其它栅线重叠时，将重叠而成为一条的栅线的多个线
宽和线高中的任一个以上的至少两个值设定为一个值的简化设计。 在(A)的简化设计中，"将重叠而成为一条的栅线的多个线宽和线高中的任一个以 上的至少两个值设定为一个值"是指由于在重叠前存在多个栅线，并且，由于以往的设计
(Y)中产生堆叠部分因此产生堆叠部分的宽度值，关于存在多个的线宽和线高值中的至少
一个，使值的数目至少减少一个，从而来简化设计。 具体而言，作为线宽和线高的设定方法，可以列举以下两种。
(1)将重叠而成为一条的栅线的整体的线宽设定为线宽、将重叠前的多个衍射光 栅的各个构成光栅的栅线的线高值中最大值以下且最小值以上的值设定为线高的方法，
(2)将重叠而成为一条的栅线的整体的线宽设定为重叠前的多个衍射光栅的各个 构成光栅的栅线的线宽值中最大值以下且最小值以上的值、将线高设定为重叠前的多个栅 线的各线高的合计值的方法。 关于(1)中的"重叠而成为一条的栅线"，假若不根据(1)设定线宽和线高来进行 重叠，则成为以往的设计方法(X)的"在栅线的至少一部分与其它栅线重叠时，如图1的(X) 所示，以使重叠的两条以上栅线的断面成为叠合的断面的方式设定栅线"。但是，在(1)中， 如图2的(1)所示，将栅线的整体的线宽作为线宽，而且，将线高也设定为一个值，将重叠前 的多个衍射光栅的各个构成光栅的栅线的线高值中最大值以下且最小值以上的值设定为 线高。关于该线高的设定方法，可以列举设定为重叠前的多个衍射光栅的各个构成光栅的 栅线的线高值中的最大值的情况、设定为最小值的情况、以及设定为平均值的情况。
另外，如果认为(1)是不叠合而进行堆叠的简化设计，则可以如下考虑。关于(1) 中的"重叠而成为一条的栅线"，假若不按照(1)设定线宽和线高来堆叠，则成为以往设计 方法(Y)的"在栅线的至少一部分与其它栅线重叠时，如图1的(Y)所示，将重叠的两条栅 线重叠的部分堆叠在线高大的一方的栅线上来设定栅线"。但是，(1)中，如图2的(3)所 示，将栅线整体的线宽作为线宽，而且将线高也设定为一个值，将堆叠前的多个衍射光栅的 各个构成光栅的栅线的线高值中最大值以下且最小值以上的值设定为线高。该线高的设定 方法，可以列举设定为重叠前的多个衍射光栅的各个构成光栅的栅线的线高值中的最大
5值的情况、设定为最小值的情况、以及设定为平均值的情况。 关于(2)中的"重叠而成为一条的栅线"，假若不按照(2)设定线宽和线高而进行 堆叠，则成为以往设计方法(Y)的"在栅线的至少一部分与其它栅线重叠时，如图1的(Y) 所示，将重叠的两条栅线重叠的部分堆叠在线高大的一方的栅线上来设定栅线"。但是，在 (2)中，如图2的(2)所示，将栅线整体的线高设定为重叠前的多个栅线的各自线高的合计 值，而且将线宽也设定为一个值，设定为重叠前的多个衍射光栅的各个构成光栅的栅线的 线宽值中的最大值以下且最小值以上的值。该线宽的设定方法可以列举设定为重叠前的 多个衍射光栅的各个构成光栅的栅线的线宽值中的最大值的情况、设定为最小值的情况、 以及设定为平均值的情况。 本发明的多重衍射光栅中，重叠而成为一条的栅线中，一条栅线的全宽在其它栅 线的全宽的整个范围内重叠时，成为具有由(2)确定的线宽和线高的一条栅线，一条栅线 的线宽的仅一部分与其它栅线的线宽重叠时，也可以成为具有由(1)确定的线宽和线高的 一条栅线，因此是优选的。 上述(1)和(2)的线宽和线高的设定方法中，从可以简便制造的观点考虑，优选 (l)，其中，更优选设定为重叠前的多个衍射光栅的各个构成光栅的栅线的线高值中的最小值。 另外，本发明提出简化设计(B)。 (B)在栅线与其它栅线的间隙达到一定距离以下时，用栅线材料将该间隙填充的 简化设计。 栅线与栅线间隙窄时，制造困难，因此，在简化设计(B)中，将栅线与其它栅线的 间隙用栅线材料填充，从而将相邻的两条栅线形成为一条。作为判断是否填充栅线间隙的 基准的一定距离，可以列举30nm，如果设定为54nm，则可以更简便地制造，因此优选。
恰好填充间隙的线的高度，通常设定为重叠前的多个衍射光栅的各个构成光栅的 栅线的线高值中的最小值以上且最大值以下，优选设定为最小值。 在上述(1)和(2)的线宽和线高的设定方法中选择(1)，其中，以下方案是最优选 的设定为重叠前的多个衍射光栅的各个构成光栅的栅线的线高值中的最小值，并且将栅 线与其它栅线的间隙用栅线的材料填充而将相邻的2条栅线变成1条，将恰好填充间隙的 线的高度设定为重叠前的多个衍射光栅的各个构成光栅的栅线的线高值中的最小值。
即使进行简化设计(A)和(B)中的任一种时，多重衍射光栅也能够比以往设计的 光栅更简便地制造，而进行(A)和(B)两种简化设计的多重衍射光栅能够更简便地制造，因 此更加优选。 本发明的多重衍射光栅的材料，优选使用折射率与其设置的透明衬底的材料的折 射率显著不同的材料。设透明衬底的折射率为~、栅线的材料的折射率为ng时，以折射率 rig满足ng-ns > 0. 15的方式来选择栅线的材料。 透明衬底通常包括聚合物膜、玻璃等，因此作为多重衍射光栅的材料，可以列举 氧化钽、氧化钛、氧化钼、氧化铌等高折射率的金属化合物、钽、钛、钼、铌、铜、铝等金属。
使用这些材料，通过工业上通常使用的真空蒸镀、溅射、光刻等方法，可以制造本 发明的多重衍射光栅。 作为使用本发明的多重衍射光栅的显示装置的光源，使用射出包含可见光的光的二色以上的光源。作为光源，只要是能够输出包含波长400nm 700nm的可见光的二色以上 的光的光源则没有特别限制，具体地可以列举LD(激光二极管)或LED(发光二极管)等。 通常以将各色混合时得到白色光的方式进行设定，通常如果是二色，则设定为蓝色与黄色， 如果是三色，则设定为红色、绿色和蓝色。为了提高显示装置的色重现性，除了红色、绿色和 蓝色三色以外，还可以增加例如深蓝色、深红色、黄色、黄绿色、蓝绿色的光源。
实施例 以下通过实施例更详细地说明本发明，但是，本发明不限于这些实施例。
由计算机模拟求出如下设计多重衍射光栅时光的取出效率。
(入射光) 从光源入射到多重衍射光栅的入射光设定为波长480nm的蓝色光、波长560nm的 绿色光及波长640nm的红色光。关于入射角，将垂直于多重光栅面的方向设定为0度，设 定50、60、70和80度四种，关于各色，将入射光量按入射角进行分配使得入射角50度60
度70度so度为3 : 16 : 14 : ii的比率。光以p偏振光和s偏振光等分的方式进
行设定。(透明衬底) 在包含折射率为1. 45的材料的透明衬底上形成多重衍射光栅，光从衬底侧入射，
入射光向多重衍射光栅入射一次时，求出在透明衬底的形成有多重衍射光栅的一侧射出的
光的量，计算s偏振光与p偏振光的比(SP比)及光取出效率(Eff)。 SP比=(s偏娠光成分的0次反射衍射以外的衍射光的总衍射效率)/(p偏振光成 分的0次反射衍射以外的衍射光的总衍射效率) Eff = ((s偏振光成分的0次反射衍射以外的衍射光的总衍射效率)+ (p偏振光成 分的0次反射衍射以外的衍射光的总衍射效率))+2
(计算方法) 在计算机模拟的计算中，使用RCWA (严格耦合波分析(RigorousCoupled Wave Analysis))法。计算程序使用Rsoft Diffractmod(商品名)。
(多重衍射光栅) 重叠前的衍射光栅如下设定(参考图1)。
栅线的材料的折射率设为2. 05。
#1衍射光栅(蓝色用) 栅线的间隔pi = 360nm(栅线的线宽)+ (栅线的间隔)=0. 15 栅线的线高dl = 70nm、栅线的线宽wl = 54nm #2衍射光栅(绿色用) 栅线的间隔pi = 420nm(栅线的线宽)+ (栅线的间隔)=0. 15 栅线的线高dl = 80nm、栅线的线宽wl = 63nm #3衍射光栅(红色用) 栅线的间隔p 1 = 480nm(栅线的线宽)+ (栅线的间隔)=0. 15-条时，将j
-条时，将j 栅线的线高dl = 90nm、栅线的线宽wl = 72nm 将这些#1、 #2和#3衍射光栅重叠时，对于至少一部分重叠的栅线，如下所述设定 栅线的线宽和线高。
(X)-(O)将三个衍射光栅的栅线叠合，不进行简化设计。 (A)-(l)-(a)将三个衍射光栅的栅线叠合、且栅线重叠而成为一条时，将栅线整 体的线宽设定为线宽，将重叠前的多个栅线的线高中的最大值与最小值的平均值设定为线高。 (A)-(l)-(bl)将三个衍射光栅的栅线； 体的线宽设定为线宽，将栅线的线高设定为三种〗
(A)-(l)-(b2)将三个衍射光栅的栅线； 体的线宽设定为线宽，将栅线的线高设定为三种〗
(B)-(Xf30)将三个衍射光栅的栅线叠合、且4 线宽与该间隙相同、线高为70nm的栅线填充间隙。
肝的栅线叠合、且栅线与栅线的间隙为30nm以下时，用 f线填充间隙。
肝的栅线叠合、且栅线与栅线的间隙为54nm以下时，用 f线填充间隙。
肝的栅线叠合、且栅线与栅线的间隙为54nm以下时，用 f线填充间隙。
的栅线叠合、且栅线重叠而成为一条时，将栅线 &线的线高中的最大值与最小值的平均值设定为
t合、且栅线重叠而成为-i线中的最小线高70nm。 t合、且栅线重叠而成为-i线中的最大线高90nm。
f线与栅线的间隙为30nm以下时，用 (B)-(Xg30)将三个衍射光〗 线宽与该间隙相同、线高为90nm的教
(B)-(Xf54)将三个衍射光〗 线宽与该间隙相同、线高为70nm的教
(B)-(Xg54)将三个衍射光〗 线宽与该间隙相同、线高为90nm的教
(A)-(B)-(af30)将三个衍射光杉 整体的线宽设定为线宽，将重叠前的多个j
f线与栅线的间隙为30nm以下时，用线宽与该间隙相同、线高为70nm的栅线
-条时，将
线高，并且，在〗 材料填充间隙。 (A)-(B)-(ag30)将三个衍射光栅的栅线叠合、且栅线重叠而成为-整体的线宽设定为线宽，将重叠前的多个栅线的线高中的最大值与最小值的平均值设定为 线高，并且，在栅线与栅线的间隙为30nm以下时，用线宽与该间隙相同、线高为90nm的栅线 材料填充间隙。 (A)-(B)-(af54)将三个衍射光栅的栅线叠合、且栅线重叠而成为一条时，将栅线 整体的线宽设定为线宽，将重叠前的多个栅线的线高中的最大值与最小值的平均值设定为 线高，并且，在栅线与栅线的间隙为54nm以下时，用线宽与该间隙相同、线高为70nm的栅线 材料填充间隙。 (A)-(B)-(ag54)将三个衍射光栅的栅线叠合、且栅线重叠而成为一条时，将栅线 整体的线宽设定为线宽，将重叠前的多个栅线的线高中的最大值与最小值的平均值设定为 线高，并且，在栅线与栅线的间隙为54nm以下时，用线宽与该间隙相同、线高为90nm的栅线 材料填充间隙。 (A)-(B)-(blf30)将三个衍射光栅的栅线叠合、且栅线重叠而成为一条时，将栅线
整体的线宽设定为线宽，将栅线的线高设定为三种栅线中的最小线高70nm，并且，在栅线与
栅线的间隙为30nm以下时，用线宽与该间隙相同、线高为70nm的栅线填充间隙。 (A)-(B)-(blg30)将三个衍射光栅的栅线叠合、且栅线重叠而成为一条时，将栅线
8整体的线宽设定为线宽，将 栅线的间隙为30nm以下时
(A)-(B)-(blf54) 整体的线宽设定为线宽，将 栅线的间隙为54nm以下时
(A)-(B)-(blg54) 整体的线宽设定为线宽，将 栅线的间隙为54nm以下时
(A) - (B) - (b2f 30) 整体的线宽设定为线宽，将 栅线的间隙为30nm以下时
(A) - (B) - (b2g30) 整体的线宽设定为线宽，将 栅线的间隙为30nm以下时
(A) - (B) - (b2f 54) 整体的线宽设定为线宽，将 栅线的间隙为54nm以下时
(A) - (B) - (b2g54) 整体的线宽设定为线宽，将 栅线的间隙为54nm以下时
(Y) - (0)
每三个衍射光
肝线的线高设定为三种栅线中的最小线高70nm，并且，在栅线与 用线宽与该间隙相同、线高为90nm的栅线填充间隙。 瞎三个衍射光栅的栅线叠合、且栅线重叠而成为一条时，将栅线 肝线的线高设定为三种栅线中的最小线高70nm，并且，在栅线与 用线宽与该间隙相同、线高为70nm的栅线填充间隙。 瞎三个衍射光栅的栅线叠合、且栅线重叠而成为一条时，将栅线 肝线的线高设定为三种栅线中的最小线高70nm，并且，在栅线与 用线宽与该间隙相同、线高为90nm的栅线填充间隙。 瞎三个衍射光栅的栅线叠合、且栅线重叠而成为一条时，将栅线 肝线的线高设定为三种栅线中的最大线高90nm，并且，在栅线与 用线宽与该间隙相同、线高为70nm的栅线材料填充间隙。 瞎三个衍射光栅的栅线叠合、且栅线重叠而成为一条时，将栅线 肝线的线高设定为三种栅线中的最大线高90nm，并且，在栅线与 用线宽与该间隙相同、线高为90nm的栅线材料填充间隙。 瞎三个衍射光栅的栅线叠合、且栅线重叠而成为一条时，将栅线 肝线的线高设定为三种栅线中的最大线高90nm，并且，在栅线与 用线宽与该间隙相同、线高为70nm的栅线材料填充间隙。 瞎三个衍射光栅的栅线叠合、且栅线重叠而成为一条时，将栅线 肝线的线高设定为三种栅线中的最大线高90nm，并且，在栅线与 用线宽与该间隙相同、线高为90nm的栅线材料填充间隙。 t合、栅线也部分重叠时，将重叠部分堆叠在上面。 (A)-(2)将三个衍射光栅叠合、且栅线重叠而成为一条时，将栅线整体的线宽设定 重叠前的多个衍射光栅的各个栅线的线宽中的最大值与最小值的平均值，将线高设定为重 叠前的多个栅线的各个线高的合计值。 (B)-且，在栅线与j 隙。 (B)-且，在栅线与j 隙。 (B)-且，在栅线与j 隙。 (B)-且，在栅线与j 隙。 (A)-设定为重叠前的多 定为重叠前的多个
(Yf30)将三个衍射光栅叠合、栅线也部分重叠时，将重叠部分堆i 册线的间隙为30nm以下时，用线宽与该间隙相同、线高为70nm的
(Yg30)将三个衍射光栅叠合、栅线也部分重叠时，将重叠部分堆i 班线的间隙为30nm以下时，用线宽与该间隙相同、线高为90nm的
(Yf54)将三个衍射光栅叠合、栅线也部分重叠时，将重叠部分堆i 册线的间隙为54nm以下时，用线宽与该间隙相同、线高为70nm的
:在上面，并 盼线填充间
:在上面，并 盼线填充间
:在上面，并 盼线填充间
:在上面，并 盼线填充间
(Yg54)将三个衍射光栅叠合、栅线也部分重叠时，将重叠部分堆i 班线的间隙为54nm以下时，用线宽与该间隙相同、线高为90nm的
(2f30)将三个衍射光栅叠合、且栅线重叠而成为一条时，将栅线整体的线宽 衍射光栅的各个栅线的线宽中的最大值与最小值的平均值，将线高设 线的各个线高的合计值，并且，在栅线与栅线的间隙为30nm以下时，用线宽与该间隙相同、线高为70nm的栅线填充间隙。 (A)-(2g30)将三个衍射光栅叠合、且栅线重叠而成为一条时，将栅线整体的线宽 设定为重叠前的多个衍射光栅的各个栅线的线宽中的最大值与最小值的平均值，将线高设 定为重叠前的多个栅线的各个线高的合计值，并且，在栅线与栅线的间隙为30nm以下时， 用线宽与该间隙相同、线高为90nm的栅线填充间隙。 (A)-(2f54)将三个衍射光栅叠合、且栅线重叠而成为一条时，将栅线整体的线宽 设定重叠前的多个衍射光栅的各个栅线的线宽中的最大值与最小值的平均值，将线高设定 为重叠前的多个栅线的各个线高的合计值，并且，在栅线与栅线的间隙为54nm以下时，用 线宽与该间隙相同、线高为70nm的栅线填充间隙。 (A)-(2g54)将三个衍射光栅叠合、且栅线重叠而成为一条时，将栅线整体的线宽
设定重叠前的多个衍射光栅的各个栅线的线宽中的最大值与最小值的平均值，将线高设定
为重叠前的多个栅线的各个线高的合计值，并且，在栅线与栅线的间隙为54nm以下时，用
线宽与该间隙相同、线高为90nm的栅线填充间隙。 如上所述设定并计算的结果如表1所示。 表l
480nm560nm640nmSP比EffSP比EffSP比Eff
比较例1(x)-(o)5.200.4297.240.33211.980.209
实施例1(A)-(l)-(a)7,400,5677.200.32411.520.204
实施例2(A)-(l)-(bl)6.210.3639.320.25017.960.226
实施例3(A)-(l)-(b2)4.330.4867.020.36910.610.234
实施例4(B)-(Xf30)4.670.4496.740.35810.410.232
实施例5(B)-(Xg30)4.490.4546.590.36310.150.237
实施例6(B)-(Xf54)4.430.4756.250.3779.380.261
实施例7(B)-(Xg54)4.130.4815.950.3879.080.305
实施例8(A)-(B)-(af30)4.720.4446.710.35010.110.226
实施例9(A)-(B)-(ag30)3.520,4726.590.3569.900.231
实施例10(A)-(B)-(af54)4.470.4706.210.3709.160.256
实施例11(A)-(B)-(ag54)4.220.4805.930.3808.710.270
实施例12(A)-(B)-(b1。0)5.440.3868.200.2809.470.167
实施例13(A)隱(B)-(blf54)5.070.4167.380.3048.540.195
实施例14(A)-(B)-(b2g30)3.860,5076.410.4019.190.261
实施例15(A)-(B)-(b2g54)3.620.5335.740.4208.220.297
比较例2(Y)-(O)4.130.4585.790.36911.460.244
实施例16(A)-(2)3.750.4505.260.35510.990.229
实施例17(B)-(Y阔3.820.4785.530.39410.280.266
实施例18(B)-(Yg30)3.690,4835.450.39810.080.270
实施例19(B)-(Yf54)3.680.5045,270.4109.450.293
实施例20(B)-(Yg54)3.510.5145.100.4209.080.305
实施例21(A)-(B)-(2阔3.570.4645.170.37610.480.244
实施例22(A)-(B)-(2g30)3.500.4675.140.37910.380.248
实施例23(A)-(B)-(2f54)3.380.5024.960.4049.120.284
实施例24(A)-(B)-(2g54)3.220.5134.790.4158.660.298 从表1的数据可以看出，尽管实施例均进行了简化设计，但是与完全未进行简化
10设计的比较例1和比较例2相比，三种颜色全部的SP比没有显著下降。另外，可以得到高 Eff。 产业实用性 根据本发明，在用于具有透明衬底的显示装置时，在保持以往的多重衍射光栅的 偏振性能的同时可以更简便地制造。另外，本发明的多重衍射光栅的光取出效率也高。而 且，制造的多重衍射光栅可以用于具有二色以上、通常R、G、B三色的多色光源的显示装置， 例如液晶显示元件、等离子显示元件、场发射显示元件、有机EL显示元件等显示元件，因 此，本发明在工业上极为有用。
权利要求
一种多重衍射光栅，其通过将多个衍射光栅重叠而构成，所述衍射光栅中，衍射光栅的形成光栅的栅线的间隔、线宽和线高与二色以上的各种光的波长对应，其特征在于，通过以下(A)或(B)中的至少一种简化设计配置了所述栅线，(A)在栅线的至少一部分与其它栅线重叠时，将重叠而成为一条的栅线的多个线宽和线高中的任一个以所述栅线及所述其他栅线的至少两个值为基础作为整体设定为一个值的简化设计；和(B)在栅线与其它栅线的间隙达到一定距离以下时，用栅线材料填充该间隙的简化设计。
2. 如权利要求l所述的多重衍射光栅，其中，进行所述简化设计(A)和(B) 二者配置了 栅线。
3. 如权利要求1或2所述的多重衍射光栅，其中，所述简化设计(A)是设定具有以如下 (1)或(2)的任一种方法确定的线宽和线高的栅线的简化设计(1) 将重叠而成为一条的栅线的整体的线宽设定为线宽、将重叠前的多个衍射光栅的 各个构成光栅的栅线的线高值中最大值以下且最小值以上的值设定为线高的方法；禾口(2) 将重叠而成为一条的栅线的整体的线宽设定为重叠前的多个衍射光栅的各个构成 光栅的栅线的线宽值中最大值以下且最小值以上的值、将线高设定为重叠前的多个栅线的 各线高的合计值的简化方法。
4. 如权利要求3所述的多重衍射光栅，其中，重叠而成为一条的栅线中，一条栅线的全 宽在其它栅线的全宽的整个范围内重叠时设定为具有由(2)确定的线宽和线高的一条栅 线，一条栅线的线宽的仅一部分与其它栅线的线宽重叠时设定为具有由(1)确定的线宽和 线高的一条栅线。
5. 如权利要求3或4所述的多重衍射光栅，其中，所述线宽和线高的确定方法(1)的线 高确定方法，是将重叠前的多个栅线各自的线高值的平均值设定为线高的方法。
6. 如权利要求3或4所述的多重衍射光栅，其中，所述线宽和线高的确定方法(2)的线 宽确定方法，是将重叠前的多个栅线各自的线宽值的平均值设定为线宽的方法。
7. 如权利要求1或2所述的多重衍射光栅，其中，所述简化设计(B)中的一定距离为 30歷。
全文摘要
本发明提供一种多重衍射光栅，其通过将多个衍射光栅重叠而构成，所述衍射光栅中，衍射光栅的形成光栅的栅线的间隔、线宽和线高与二色以上的各种光的波长对应，其特征在于，通过以下(A)或(B)中的至少一种简化设计配置了所述栅线，(A)在栅线的至少一部分与其它栅线重叠时，将重叠而成为一条的栅线的多个线宽和线高中的任一个以所述栅线及所述其他栅线的至少两个值为基础作为整体设定为一个值的简化设计；和(B)在栅线与其它栅线的间隙达到一定距离以下时，用栅线材料填充该间隙的简化设计。
文档编号G02B5/18GK101750650SQ20091022579
公开日2010年6月23日 申请日期2009年12月7日 优先权日2008年12月5日
发明者金起满 申请人:住友化学株式会社