(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面、それに対向する下面、及び上下面間の側面からなる入射側面を有する板状物よりなり、その入射側面からの入射光を上面に形成したプリズム状凹凸の繰返し構造からなる光出射手段を介して下面より出射し、その光出射手段を形成するプリズム状凹凸が下面の基準平面に対し傾斜角３０〜４５度の短辺面と０超〜１０度の長辺面を有し、下面の基準平面に対する法線に対して３０度以内の方向における下面からの出射光の最大強度に対し、前記法線を基準に入射側面の側を負方向としたとき、前記最大強度の方向と同じ角度の上面からの漏れ光の強度が１／１０〜１／２０であると共に、前記下面に微細凹凸を有して、下面からの垂直入射光の上面における全光線透過率が９０％以上で、かつヘイズが１０〜４０％であることを特徴とするフロントライト用の導光板。
【請求項２】
請求項１において、光出射手段が短辺面と長辺面からなる連続又は不連続のプリズム状凹凸の５０μm〜１．５mmピッチの繰返し構造よりなり、かつ前記短辺面が下面の基準平面に対し投影幅４０μm以下で入射側面側よりその対向端側に下り傾斜する斜面からなると共に、前記の長辺面が当該基準平面に対し当該傾斜角範囲にあってその全体の角度差が５度以内であり、最寄り長辺面間の傾斜角差が１度以内で、しかも当該基準平面に対する投影面積が短辺面のそれの５倍以上である斜面からなる導光板。
【請求項３】
請求項２において、プリズム状凹凸の稜線方向が入射側面の基準平面に対し±３０度以内にある導光板。
【請求項４】
請求項１〜３の一に記載の導光板の入射側面に光源を有することを特徴とする面光源装置。
【請求項５】
請求項４に記載の面光源装置の下面側に、反射層を具備する液晶セルを有することを特徴とする反射型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、明るくて見易い反射型液晶表示装置を形成しうる導光板、及びそれを用いた光の有効利用効率に優れる面光源装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】
反射型液晶表示装置の暗部等での視認を可能とする照明装置が求められている中、本発明者らは透過型液晶表示装置に用いられているバックライトを液晶セルの視認側に配置するフロントライトシステムの適用を試みた。かかるバックライトは、側面からの入射光を光出射手段を介し上下面の一方より出射する導光板を使用したものであり、フロントライトシステムではその導光板を介して表示内容を視認することとなる。
【０００３】
しかしながら、従来の導光板を用いたバックライトでは、点灯時におけるコントラスト不足や非点灯時における明るさ不足、表示の乱れなどを生じて実用が困難な問題点があった。ちなみに拡散ドットや微細凹凸を光出射手段とする導光板使用のものでは、点灯時の視認でコントラストに乏しく、また室内照明等の外光による非点灯時の視認にてもコントラストに乏しくて表示の明るさにも乏しいと共に、導光板を介した表示像が著しく乱れて明瞭さに乏しい問題を発生する。
【０００４】
一方、傾斜角が４５度の斜面と０度のフラット面からなる階段状のプリズム構造を光出射手段とする導光板（特開昭６２−７３２０６号公報）を使用したものでも、点灯時の視認でコントラストに乏しく、表示の明るさにも乏しい問題を発生する。
【０００５】
また上面から視認した場合に、光出射手段のパターンとその光出射手段が下面に映込んだパターンとが干渉し、その干渉が視認方向によっては干渉縞としてモアレ現象を示し、表示像の視認を著しく低下させる問題点もあった。
【０００６】
【発明の技術的課題】
従って本発明は、非点灯時及び点灯時の視認におけるコントラストに優れ、表示の明るさにも優れると共に、導光板を介した表示像が乱れにくくて明瞭性に優れ、モアレ現象による表示像の視認低下も生じにくい反射型液晶表示装置、並びにそれを形成しうる導光板や面光源装置の開発を課題とする。
【０００７】
【課題の解決手段】
本発明は、上面、それに対向する下面、及び上下面間の側面からなる入射側面を有する板状物よりなり、その入射側面からの入射光を上面に形成したプリズム状凹凸の繰返し構造からなる光出射手段を介して下面より出射し、その光出射手段を形成するプリズム状凹凸が下面の基準平面に対し傾斜角３０〜４５度の短辺面と０超〜１０度の長辺面を有し、下面の基準平面に対する法線に対して３０度以内の方向における下面からの出射光の最大強度に対し、前記法線を基準に入射側面の側を負方向としたとき、前記最大強度の方向と同じ角度の上面からの漏れ光の強度が１／１０〜１／２０であると共に、前記下面に微細凹凸を有して、下面からの垂直入射光の上面における全光線透過率が９０％以上で、かつヘイズが１０〜４０％であることを特徴とするフロントライト用の導光板を提供するものである。
【０００８】
また本発明は、前記導光板の入射側面に光源を有することを特徴とする面光源装置、及びその面光源装置における下面側に、反射層を具備する液晶セルを有することを特徴とする反射型液晶表示装置を提供するものである。
【０００９】
【発明の効果】
本発明によれば、下面出射光が垂直方向への指向性に優れ、かつ上面よりの漏れ光が表示像と重複しにくい導光板を得ることができ、それを用いて光の有効利用効率に優れる面光源装置を得ることができて、非点灯時及び点灯時の視認におけるコントラストに優れ、表示の明るさにも優れると共に、導光板を介した表示像が乱れにくくて明瞭性に優れ、光出射手段によるモアレ現象も生じにくくて表示品位に優れる反射型液晶表示装置を得ることができる。
【００１０】
前記の作用効果は、導光板に付与した特性に基づく。すなわち本発明者らは、上記の課題を克服するために鋭意研究を重ねる中で、上記した従来の拡散ドットや微細凹凸を光出射手段とする導光板では、図９、図１０に示した如く、導光板１８の光出射手段による散乱で側面より入射した伝送光はほぼ全方位に発散し、その散乱特性により下面よりの出射光α1も上面からの漏れ光β3も下面に対する法線（正面方向）Ｈに対し約６０度の方向θ4に最大強度Ｂ，ｂを示し、その強度もほぼ同じであるため、視認に有効な方向、特に前記法線を基準に縦方向の上方約１５度〜下方約３０度及び横方向の左右約３０度の視角範囲における光量が少なくて表示の明るさに乏しくなり、また表示像を形成する下面よりの出射光α2が上面からの漏れ光β4と重複してコントラストに乏しくなると共に、非点灯時では前記の散乱光γ2による表示像の白呆けでコントラストに乏しくなり、導光板による散乱で表示光γ1，γ3が混交して表示像を著しく乱すことを究明した。
【００１１】
また特開昭６２−７３２０６号公報によるプリズム式光出射手段を有する導光板にても、前記と同様に上面からの漏れ光が多くてそれが表示像を形成する下面からの出射光と重複してコントラストを低下させ、また出射角度の大きい出射光が多くて視認に有効な方向の光量が少なく、表示の明るさを低下させて表示品位の低下問題を発生させることを究明した。
【００１２】
従って明るくて明瞭な表示像の形成には、側面からの入射光が下面より指向性よく、就中、図４に例示の如く下面に対する法線Ｈの方向に可及的に近い角度θ3で、特に前記の視角範囲において集光性よく出射Ａする導光板であることが求められる。反射型液晶表示装置では通例、平均拡散角度が５〜１５度程度の粗面系反射層を介して表示の均一化と明確化を図っている。従って反射層に大きい角度で入射する光が多いと（図９：Ｂ，図１０：α1）、視認に有効な方向の光量が減少して明るい表示が困難となり、また大きい角度の視認には表示の反転が生じ易く、電界複屈折型の表示では色変化が大きくなるなどの問題も発生しやすくなる。
【００１３】
またコントラストの向上には、図４に例示の如く上面からの漏れ光ａが表示像を形成する下面からの出射光Ａと可及的に重複しないこと、特に前記の視角範囲での重複が可及的に少ないことが求められる。反射型液晶表示装置では、通例１：５〜１：２０のコントラスト比であるから、漏れ光と表示像の重複がコントラスト比に与える影響は大きい。
【００１４】
さらに表示像を乱すことの防止には、上面から下面及び下面から上面に透過する光が可及的に散乱されないことが求められる。反射型液晶表示装置に設けるフロントライトは、暗所での視認を可能とする補助光源であり、本来は消費電力の低減を目的とした室内光や自然光等の外光の利用による視認であるから、その本来の非点灯状態で導光板により外光の入射が阻害されると表示が暗くなるし、導光板で散乱を生じると表面白化によるコントラストの低下や、表示像の混交等による乱れが生じることとなる。
【００１５】
加えて表示品位をより向上させる点よりは、上面から視認した場合に、光出射手段のパターンとその光出射手段が下面に映込んだパターンとの干渉で干渉縞からなるモアレを生じない明瞭な表示の達成が求められる。また液晶表示装置の画素ピッチは、１００〜３００μmが一般的であるから、導光板の透過光に対する影響を可及的に抑制して、ピッチが１００μm程度の情報を明瞭に視認できることが望まれ、画素との干渉によるモアレも抑制した良好な表示品位も望まれる。
【００１６】
【発明の実施形態】
本発明による導光板は、液晶セルの視認側に配置するフロントライト用のものであり、上面、それに対向する下面、及び上下面間の側面からなる入射側面を有する板状物よりなり、その入射側面からの入射光を上面に形成したプリズム状凹凸の繰返し構造からなる光出射手段を介して下面より出射し、その光出射手段を形成するプリズム状凹凸が下面の基準平面に対し傾斜角３０〜４５度の短辺面と０超〜１０度の長辺面を有し、下面の基準平面に対する法線に対して３０度以内の方向における下面からの出射光の最大強度に対し、前記法線を基準に入射側面の側を負方向としたとき、前記最大強度の方向と同じ角度の上面からの漏れ光の強度が１／１０〜１／２０であると共に、前記下面に微細凹凸を有して、下面からの垂直入射光の上面における全光線透過率が９０％以上で、かつヘイズが１０〜４０％であるものからなる。
【００１７】
本発明による導光板の例を図１、図２（ａ）〜（ｃ）に示した。１が導光板であり、１１，１６，１７が光出射手段を形成した上面、１２が光出射側となる下面、１３が入射側面であり、１４は横側面、１５は入射側面に対する対向端である。なお図２ａでは、下面における微細凹凸の例を明らかとするため、導光板の上下面を逆転させて下面１２を上側とした斜視状態を示している。
【００１８】
本発明による導光板は、入射側面からの入射光を上面に形成した光出射手段を介して下面より出射するものであり、一般に上面、それに対向する下面、及び上下面間の側面からなる入射側面を有する板状物よりなる。板状物は、同厚板等でもよいが、好ましくは図例の如く、入射側面１３に対向する対向端１５の厚さが入射側面のそれよりも薄いもの、就中５０％以下の厚さとしたものである。
【００１９】
前記対向端の薄厚化により、図３、図４に示した太矢印の如く、入射側面より入射した光が対向端に至るまでに、上面に形成した光出射手段に効率よく入射し、反射等を介し下面より出射して入射光を目的面に効率よく供給でき、また導光板を軽量化することができる利点などがある。ちなみに、上面が図２ａの如き直線面の場合、均一厚の導光板の約７５％の重量とすることができる。
【００２０】
導光板は、上記の出射特性を達成するため、前記した板状物の上面にプリズム状凹凸の繰返し構造からなる光出射手段を有するものとされる。
【００２１】
前記のプリズム状凹凸は、光の利用効率などの点より短辺面と長辺面からなる凸部又は凹部にて形成される。そのプリズム状凹凸の例を図３（ａ），（ｂ）に示した。２ａが凸部、２ｂが凹部であり、２１，２３が短辺面，２２，２４が長辺面である。なお凸部又は凹部は、短辺面及び長辺面等とその形成面との交点を結ぶ直線に基づき、短辺面及び長辺面等の交点（頂点）が当該直線よりも突出しているか（凸）、窪んでいるか（凹）による。
【００２２】
すなわち図３に例示のものに基づく場合、凸部２ａ又は凹部２ｂを形成する短辺面と長辺面（２１と２２又は２３と２４）の形成面との交点を結ぶ仮想線で示した直線２０に基づき、短辺面と長辺面の交点（頂点）が当該直線２０よりも突出しているか（凸）、窪んでいるか（凹）による。
【００２３】
本発明による導光板は、図４に例示した如く入射側面１３よりの入射光（太矢印）の下面１２よりの出射光における最大強度Ａの方向θ３が、下面の基準平面に対する法線Ｈに対して３０度以内にあるが、その法線Ｈを基準に入射側面１３の側を負方向としたとき、前記最大強度Ａの方向と同じ角度θ３の上面１１からの漏れ光ａの強度が下面における前記最大強度Ａの１／１０〜１／２０であるものである。
【００２４】
前記した上面からの漏れ光ａは、反射層を介した最大強度Ａを示す光の正反射光と重複し、前記の上面漏れ光ａ／下面出射光の最大強度Ａ比が大きいと表示像の強さを相対的に減殺し、コントラストを低下させる。
【００２５】
反射型液晶表示装置とした場合の明るさやコントラスト等の表示品位の向上などの点より好ましい導光板は、図４の如く入射側面１３と下面１２の両基準平面に対する垂直面（図上の断面）において前記θ3が２８度以内、就中２５度以内、特に２０度以内にあるものである。
【００２６】
加えて、前記の法線Ｈを基準とした３０度以内の方向における上面１１からの漏れ光の最大強度が当該最大強度Ａの１／５以下であるものである。当該漏れ光は、最大強度Ａを示す光の反射層を介した反射光と重複しやすく、前記上面漏れ光／Ａの値が大きいと表示像の強さを相対的に減殺しやすく、コントラストを低下させやすい。
【００２７】
上記した最大強度方向や最大強度／漏れ光強度比等の特性を達成する点などより光出射手段は、図３に例示した如く下面１２の基準平面に対する傾斜角が３０〜４５度の短辺面（θ１）と０超〜１０度の長辺面（θ２）からなるプリズム状凹凸（２ａ又は２ｂ）の繰返し構造よりなるものとされる。
【００２８】
前記において、入射側面（１３）の側より対向端（１５）の側に下り傾斜する斜面として形成した短辺面２１，２３は、側面よりの入射光の内、その面に入射する光を反射して下面（光出射面）に供給する役割をする。その場合、短辺面の傾斜角θ1を３０〜４５度とすることにより図３に折線矢印で例示した如く、伝送光を下面に対し垂直性よく反射して図４の如く下面の法線Ｈに対し３０度以内に最大強度Ａの方向θ3を示す下面出射光が効率よく得られる。
【００２９】
漏れ光の抑制やそれによる視認妨害の抑制等の前記性能などの点より短辺面の好ましい傾斜角θ1は、３２〜４３度、就中３５〜４２度である。なお短辺面の傾斜角θ1が３０度未満では下面出射光の最大強度方向が法線に対して大きい角度となり、視認に有効利用できる光量が減少して明るさが低下しやすく、４５度を超えると上面よりの漏れ光が増大しやすくなる。
【００３０】
一方、長辺面は、それに入射する伝送光を反射して短辺面に供給すると共に、反射型液晶表示装置とした場合に液晶セルからの表示像を透過させることを目的とする。かかる点より、下面の基準平面（１２）に対する長辺面の傾斜角θ２は、０超〜１０度とされる。
【００３１】
前記により、図３に折線矢印で例示した如く、当該傾斜角θ2より大きい角度の伝送光が長辺面２２，２４に入射して反射され、その場合に当該長辺面の傾斜角に基づいて下面１２により平行な角度で反射されて短辺面２１，２３に入射し、反射されて下面１２より前記平行化により良好に集束されて出射する。
【００３２】
前記の結果、短辺面に直接入射する伝送光に加えて、長辺面に入射してその反射を介し短辺面に入射する伝送光もその短辺面を介した反射にて下面に供給することができ、その分の光利用効率の向上をはかりうると共に、長辺面で反射されて短辺面に入射する光の入射角を一定化でき、反射角のバラツキを抑制できて出射光の平行集光化をはかることができる。従って短辺面と長辺面の当該傾斜角を調節することにより、出射光に指向性をもたせることができ、それにより下面に対して垂直方向ないしそれに近い角度で光を出射させることが可能になる。
【００３３】
長辺面の当該傾斜角θ2が０度では伝送光を平行化する効果に乏しくなり、１０度を超えると長辺面への入射率が低下して対向端側への光供給が不足し発光が不均一化しやすくなる。また、導光板の断面形状においても対向端側の薄型化が困難となり、プリズム状凹凸への入射光量も減少して発光効率も低下しやすくなる。伝送光の平行光化による出射光の集光化や漏れ光の抑制等の前記性能などの点より長辺面の好ましい傾斜角θ2は、８度以下、就中５度以下である。
【００３４】
上記した導光板の長辺面を介した表示像の視認性などの点より好ましい長辺面は、その傾斜角θ2の角度差を導光板の全体で５度以内、就中４度以内、特に３度以内としたものであり、最寄りの長辺面間における傾斜角θ2の差を１度以内、就中０．３度以内、特に０．１度以内としたものである。
【００３５】
前記により、透過する長辺面の傾斜角θ2の相違等により表示像が受ける影響を抑制することができる。長辺面による透過角度の偏向が場所によって大きく相違すると不自然な表示像となり、特に近接画素の近傍における透過像の偏向差が大きいと著しく不自然な表示像となりやすい。
【００３６】
前記した傾斜角θ2の角度差は、長辺面の傾斜角θ2が上記した０超〜１０度の範囲にあることを前提とする。すなわち、かかる小さい傾斜角θ2として長辺面透過時の屈折による表示像の偏向を抑制して許容値内とすることを前提とするものであり、これは観察点を垂直方向近傍に設定して最適化した液晶表示装置の最適視認方向を変化させないことを目的とする。
【００３７】
表示像が偏向されると最適視認方向が垂直方向近傍からズレると共に、表示像の偏向が大きいと導光板上面からの漏れ光の出射方向に近付いてコントラストの低下などその影響を受けやすくなる場合もある。なお長辺面の傾斜角θ2を０超〜１０度とする条件には、透過光の分散等の影響も無視できる程度のものとすることなども含まれている。
【００３８】
また明るい表示像を得る点よりは、外光の入射効率に優れ、液晶セルによる表示像の透過光率ないし出射効率に優れるものが好ましい。かかる点より、下面の基準平面に対する長辺面の投影面積が短辺面のそれの５倍以上、就中１０倍以上、特に１５倍以上のプリズム状凹凸とすることが好ましい。これにより、液晶セルによる表示像の大部分を長辺面を介して透過させることができる。
【００３９】
なお液晶セルによる表示像の透過に際して、短辺面に入射した表示像は入射側面側に反射されて上面より出射しないか、下面に対する法線を基準に長辺面透過の表示像とは反端側の大きく異なる方向に偏向されて出射し、長辺面を介した表示像に殆ど影響を及ぼさない。従ってかかる点より短辺面は、液晶セルの画素に対して極在しないことが好ましい。ちなみに極論的にいえば、画素の全面に対して短辺面がオーバーラップすると長辺面を介した垂直方向近傍での表示像の視認が殆どできなくなる。
【００４０】
よって表示光の透過不足で不自然な表示となることを防止する点などより、画素と短辺面がオーバーラップする面積を小さくして長辺面を介した充分な光透過率を確保することが好ましい。液晶セルの画素ピッチは１００〜３００μmが一般的であることを鑑みた場合、前記の点より短辺面は、下面の基準平面に対する投影幅に基づいて４０μm以下、就中１〜２０μm、特に５〜１５μmとなるように形成されていることが好ましい。
【００４１】
また前記の点より短辺面の間隔は大きいことが好ましいが、一方で短辺面は上記したように側面入射光の実質的な出射機能部分であるから、その間隔が広すぎると点灯時の照明が疎となってやはり不自然な表示となる場合があり、それらを鑑みた場合、図３に例示した如くプリズム状凹凸２ａ，２ｂの繰返しピッチＰは、５０μm〜１．５mmとすることが好ましい。なおピッチは、一定であってもよいし、例えばランダムピッチや所定数のピッチ単位をランダム又は規則的に組合せたものなどの如く不規則であってもよい。
【００４２】
プリズム状凹凸からなる光出射手段の場合、液晶セルの画素と干渉してモアレを生じる場合がある。モアレの防止は、プリズム状凹凸のピッチ調節で行いうるが、上記したようにプリズム状凹凸のピッチには好ましい範囲がある。従ってそのピッチ範囲でモアレが生じる場合の解決策が問題となる。
【００４３】
本発明においては、画素に対してプリズム状凹凸を交差状態で配列しうるように、プリズム状凹凸を入射側面の基準平面に対し傾斜状態に形成してモアレを防止する方式が好ましい。その場合、傾斜角が大きすぎると短辺面を介した反射に偏向を生じて出射光の方向に大きな偏りが発生し、導光板の光伝送方向における発光強度の異方性が大きくなって光利用効率も低下し、表示品位の低下原因となりやすい。
【００４４】
前記の点より、入射側面の基準平面に対するプリズム状凹凸の配列方向、すなわちプリズム状凹凸の稜線方向の傾斜角は、±３０度以内、就中±２５度以内、特に±２０度以内とすることが好ましい。なお、±の符号は入射側面を基準とした傾斜の方向を意味する。モアレを無視しうる場合、プリズム状凹凸の配列方向は入射側面に平行なほど好ましい。
【００４５】
導光板は、上記したように適宜な形態とすることができる。楔形等とする場合にもその形状は適宜に決定でき、図２（ａ）に例示の如き直線面１１や、図２（ｂ），（ｃ）に例示の如き曲面１６，１７などのように適宜な面形状とすることができる。
【００４６】
また光出射手段を形成するプリズム状凹凸も、図３に例示の直線面２１，２２，２３，２４で形成されている必要はなく、屈折面や湾曲面等を含む適宜な面形態に形成されていてもよい。またプリズム状凹凸は、ピッチに加えて形状等も異なる凹凸の組合せからなっていてもよい。さらにプリズム状凹凸は、稜線が連続した一連の凸部又は凹部として形成されていてもよいし、所定の間隔を有して稜線方向に不連続に配列した断続的な凸部又は凹部として形成されていてもよい。
【００４７】
導光板の下面は、微細凹凸を有する構造、就中、フラット面等に微細凹凸を付与した構造などととされる。これは、上面から視認した場合に視認方向により、光出射手段とそれが下面に映込んだパターン同士が干渉して干渉縞を形成するモアレ現象を防止し、モアレによる表示品位の低下の防止を目的とする。
【００４８】
下面における前記微細凹凸の形成は、例えばサンドブラスト等のマット処理による導光板表面（下面）の粗面化方式や、導光板を形成する際に金型等を介して微細凹凸を付与する方式、透明粒子含有の樹脂層を導光板の下面に付設する方式、拡散ドットないしそれを設けたシートを導光板下面に設ける方式などの従来の拡散層に準じた適宜な方式にて行うことができる。従って下面における微細凹凸の形状について特に限定はないが、拡散の等方性等の点よりは円形ないしそれに近い形状であることが好ましい。また微細凹凸の大きさについても特に限定はないが、それを介した表示像の視認性などの点よりは１０μm以下、就中５μm以下、特に３μm以下の直径であることが好ましい。
【００４９】
前記において、散乱による表示像の乱れで視認特性が低下することを防止し、明瞭な表示像を達成する点などより導光板は、下面から上面への垂直入射光の全光線透過率が９０％以上、好ましくは９２％以上で、ヘイズが１０〜４０％、好ましくは３５％以下のものとされる。
【００５０】
導光板における入射側面の形状については、特に限定はなく、適宜に決定してよい。一般には、下面に対して垂直な面とされるが、例えば湾曲凹形などの光源の外周等に応じた形状として、入射光率の向上をはることもできる。さらに光源との間に介在する導入部を有する入射側面構造などとすることもできる。その導入部は、光源などに応じて適宜な形状とすることができる。
【００５１】
導光板は、光源の波長域に応じそれに透明性を示す適宜な材料にて形成しうる。ちなみに可視光域では、例えばアクリル系樹脂やポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂等で代表される透明樹脂やガラスなどがあげられる。複屈折を示さないか、複屈折の小さい材料で形成した導光板が好ましく用いられる。
【００５２】
導光板は、切削法にても形成でき、適宜な方法で形成することができる。量産性等の点より好ましい製造方法としては、熱可塑性樹脂を所定の形状を形成しうる金型に加熱下に押付て形状を転写する方法、加熱溶融させた熱可塑性樹脂あるいは熱や溶媒を介して流動化させた樹脂を所定の形状に成形しうる金型に充填する方法、熱や紫外線ないし放射線等で重合処理しうる液状樹脂を所定の形状を形成しうる型に充填ないし流延して重合処理する方法などがあげられる。
【００５３】
なお本発明において導光板は、例えば光の伝送を担う導光部にプリズム状凹凸等の光出射手段（上面）又は／及び微細凹凸（下面）を形成したシートを接着したものの如く、同種又は異種の材料からなる部品の積層体などとして形成されていてもよく、１種の材料による一体的単層物として形成されている必要はない。
【００５４】
導光板の厚さは、使用目的による導光板のサイズや光源の大きさなどにより適宜に決定することができる。反射型液晶表示装置等の形成に用いる場合の一般的な厚さは、その入射側面に基づき２０mm以下、就中０．１〜１０mm、特に０．５〜８mmである。
【００５５】
本発明による導光板によれば、上面及び下面からの入射光が下面又は上面より良好に透過し、それを用いて精度よく平行化された光を視認に有利な垂直性に優れる方向に出射し、光源からの光を効率よく利用して明るさに優れる面光源装置、さらには明るくて見やすく低消費電力性に優れる反射型液晶表示装置などの種々の装置を形成することができる。
【００５６】
図５に本発明による導光板１を有する面光源装置３を例示した。面光源装置は、例えば図例の如く導光板１の入射側面に光源３１を配置することにより形成でき、サイドライト型のフロントライト等として好ましく用いうる。
【００５７】
導光板の入射側面に配置する光源としては、適宜なものを用いうる。一般には例えば（冷，熱）陰極管等の線状光源、発光ダイオード等の点光源やそれを線状や面状等に配列したアレイ体、あるいは点光源を一定又は不定間隔の線状発光状態に変換する装置を用いた光源などが好ましく用いうる。低消費電力性や耐久性等の点よりは、冷陰極管が特に好ましい。
【００５８】
面光源装置の形成に際しては、必要に応じて図５の如く光源３１からの発散光を導光板１の入射側面に導くために光源を包囲する光源ホルダ３２や、図６等の如く均等な面発光を得るために導光板の下面に配置した拡散層４などの適宜な補助手段を配置した組合せ体とすることもできる。
【００５９】
光源ホルダとしては、高反射率金属薄膜を付設した樹脂シートや金属箔などが一般に用いられる。光源ホルダを導光板の端部に接着剤等を介して接着する場合には、その接着部分については光出射手段の形成を省略することもできる。
【００６０】
拡散層は、明暗ムラの防止による明るさの均等化や隣接光線の混交によるモアレの低減などを目的に、必要に応じて予め面光源装置の光出射面、従って導光板１の下面１２に配置するものである。本発明においては、導光板出射光の指向性の維持や光の有効利用効率などの点より、拡散範囲の狭い拡散層が好ましく用いうる。
【００６１】
拡散層は、上記した下面の微細凹凸に準じて、例えば低屈折率の透明樹脂中に高屈折率の透明粒子を分散させて塗布硬化させる方式や気泡を分散させた透明樹脂を塗布硬化させる方式、基材表面を溶媒を介し膨潤させてクレイズを発生させる方式や不規則な凹凸面を有する透明樹脂層を形成する方式、あるいは前記に準じて形成した拡散シートを用いる方式などの適宜な方式で形成でき、その形成方式について特に限定はない。前記の不規則な凹凸面は、基材やその上に設けた透明樹脂の塗布層の表面に粗面化処理したロールや金型等の粗面形状を転写する機械的方式又は／及び化学的処理方式などの適宜な方式で形成してよい。なお前記の透明粒子には、例えば平均粒径が０．５〜１００μmのシリカ、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、酸化アンチモン等の導電性のこともある無機系粒子や、架橋又は未架橋ポリマー等の有機系粒子などの適宜なものを用いうる。
【００６２】
上記のように本発明による面光源装置は、光の利用効率に優れて明るくて垂直性に優れる光を提供し、大面積化等も容易であることより反射型液晶表示装置等におけるフロントライトシステムなどとして種々の装置に好ましく適用でき、明るくて見やすく低消費電力の反射型液晶表示装置等を得ることができる。
【００６３】
図６、図７に本発明による面光源装置３をフロントライトシステムに用いた反射型液晶表示装置を例示した。５，５１は偏光板、６は液晶セルで、６１，６３はセル基板、６２は液晶層であり、７，６４は反射層である。反射型液晶表示装置は、図例の如く面光源装置の光出射側、すなわち面光源装置における導光板１の下面側に、反射層７，６４を具備する液晶セル６を配置することにより形成することができる。
【００６４】
反射型液晶表示装置は一般に、液晶シャッタとして機能する透明電極具備の液晶セルとそれに付随の駆動装置、偏光板、フロントライト、反射層及び必要に応じての補償用位相差板等の構成部品を適宜に組立てることなどにより形成される。本発明においては、上記した面光源装置を用いる点を除いて特に限定はなく、図例の如く従来に準じて形成することができる。なお図６の例では、透明電極の記入を省略している。
【００６５】
従って用いる液晶セルについては特に限定はなく、例えば液晶の配向形態に基づく場合、ＴＮ液晶セルやＳＴＮ液晶セル、垂直配向セルやＨＡＮセル、ＯＣＢセルの如きツイスト系や非ツイスト系、ゲストホスト系や強誘電性液晶系の液晶セルなどの適宜なものを用いうる。また液晶の駆動方式についても特に限定はなく、例えばアクティブマトリクス方式やパッシブマトリクス方式などの適宜な駆動方式であってよい。
【００６６】
反射型液晶表示装置では、反射層７，６４の配置が必須であるが、その配置位置については図６に例示の如く液晶セル６の外側に設けることもできるし、図７に例示の如く液晶セル６の内側に設けることもできる。その反射層についは、例えばアルミニウムや銀、金や銅やクロム等の高反射率金属の粉末をバインダ樹脂中に含有する塗工層や蒸着方式等による金属薄膜の付設層、その塗工層や付設層を基材で支持した反射シート、金属箔などの従来に準じた適宜な反射層として形成することができる。
【００６７】
なお図７の如く液晶セル６の内部に反射層６４を設ける場合、その反射層としては、前記の高反射率金属等の高導電性材料にて電極パターンを形成する方式や、透明電極パターン上に例えばその透明電極形成材による透明導電膜を形成する方式などによる反射層が好ましい。
【００６８】
また偏光板としては、適宜なものを用いうるが、高度な直線偏光の入射による良好なコントラスト比の表示を得る点などよりは、例えばヨウ素系や染料系の吸収型直線偏光子などの如く偏光度の高いものが好ましく用いうる。
【００６９】
なお反射型液晶表示装置の形成に際しては、例えば視認側の偏光板の上に設ける拡散板やアンチグレア層、反射防止膜や保護層、あるいは液晶セルと偏光板の間に設ける補償用の位相差板などの適宜な光学素子を適宜に配置することができる。
【００７０】
前記の補償用位相差板は、複屈折の波長依存性などを補償して視認性の向上等をはかることを目的とするものである。本発明においては、視認側又は／及び背面側の偏光板と液晶セルの間等に必要に応じて配置される。補償用の位相差板としては、波長域などに応じて適宜なものを用いることができ、１層又は２層以上の位相差層の重畳層として形成されていてもよい。
【００７１】
本発明による反射型液晶表示装置の視認は、面光源装置、特にその導光板の長辺面の透過光を介して行われる。図８に反射層６４を液晶セル内に設けたものの場合における視認状態を例示した。これによれば面光源装置の点灯時、導光板１の下面より出射した光αが偏光板５と液晶層６２等を経由して反射層６４を介し反射され、液晶層と偏光板等を逆経由して導光板１に至り、長辺面２２を透過した表示像（α）が視認される。
【００７２】
前記の場合、本発明においては、強い漏れ光β1は液晶セルに対して垂直な正面方向とは角度が大きくズレた方向に出射し、正面方向に出射する漏れ光β2は弱いことから長辺面を介して正面方向の近傍で表示品位に優れる表示像を視認することができる。
【００７３】
一方、面光源装置が非点灯の外光を利用した場合においても、導光板１の上面の長辺面２２より入射した光γが偏光板や液晶層や反射層等を前記に準じ透過・逆経由して導光板１に至り、長辺面を透過した表示像（γ）が正面方向の近傍で導光板による乱れ等が少ない表示品位に優れる状態で視認することができる。
【００７４】
本発明において、上記した面光源装置や液晶表示装置を形成する導光板や拡散層、液晶セルや偏光板等の光学素子ないし部品は、全体的又は部分的に積層一体化されて固着されていてもよいし、分離容易な状態に配置されていてもよい。界面反射の抑制によるコントラストの低下防止などの点よりは、固着状態にあることが好ましく、少なくとも面光源装置における導光板の下面と液晶セルの上面が固着密着状態にあることが好ましい。
【００７５】
前記の固着密着処理には、粘着剤等の適宜な透明接着剤を用いることができ、その透明接着層に上記した透明粒子等を含有させて拡散機能を示す接着層などとすることもできる。
【００７６】
【実施例】
実施例１
ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）からなる透明板の上面をダイヤモンドバイトにて切削して、幅８０mm、奥行１３０mm、入射側面の厚さ２mm、対向端の厚さ０．８mmであり、下面（出射面）は平坦、上面は入射側面から対向端に向かって平面に近い上側に突出した湾曲面（図２ｂ）に入射側面に平行なプリズム状凹凸を３９０μmのピッチで有し、短辺面の傾斜角が３６．５〜３９度の範囲で、長辺面の傾斜角が１．１〜１．５度の範囲で変化し、最寄り長辺面の傾斜角変化が０．１度以内にあり、短辺面の下面に対する投影幅が１０〜２１μm、長辺面／短辺面の下面に対する投影面積比が１７／１以上の板状物を得、その下面に微細凹凸シートを接着して導光板を得た。その微細凹凸シートは、厚さ８０μmのトリアセチルセルロースフィルム上に平均粒径１．６μmのプラスチック粒子を含有する透明樹脂層を設けてなり、ヘイズが２５％のものである。なお前記のプリズム状凹凸は、入射側面より２mm離れた位置より形成した。
【００７７】
前記導光板の入射側面に直径２．４mmの冷陰極管を配置して銀蒸着を施したポリエステルフィルムからなる光源ホルダにてその縁を導光板の上下端面に密着させて包囲し、冷陰極管にインバータと直流電源を接続して面光源装置を得、その光出射側（導光板下面）に背面に前記の光源ホルダに準じた反射シートを有する白黒反射型のＴＮ液晶セルを配置して反射型液晶表示装置を得た。
【００７８】
比較例
下面に微細凹凸シートを有しない導光板を用いたほかは、実施例１に準じて面光源装置及び反射型液晶表示装置を得た。
【００７９】
評価試験
実施例、比較例で得た導光板、面光源装置及び反射型液晶表示装置について下記の特性を調べた。
【００８０】
出射強度
面光源装置を点灯状態とし、導光板中心部の上下面における出射強度の角度特性を輝度計（トンプソン社製、ＢＭ７）にて調べた。測定は、下面と入射側面に対し垂直な面内において下面に対する法線方向を基準に角度を変えながら行った。得られた測定値は、測定面積を一定とするためにそれに測定角度θの余弦を掛けてθにおける出射強度を求め、最大強度の出射方向も併せて求めた。その下面における最大強度とその方向、及び上面における下面の最大強度方向と、法線及び下面を基準とした鏡対称方向の出射強度（対応出射強度）を次表に示した。
【００８１】
立体３０度光量
直径１０mmの孔を有し、内面を艶消し黒色塗装した円筒状の治具を照度計と対向する側に、前記の孔と照度計の受光面がなす立体角が３０度となるよう設置し、それを用いて点灯状態の面光源装置の上下面における立体角３０度以内に出射する光量を調べ、それを導光板の全光線透過率及びヘイズと共に次表に示した。
【００８２】
正面輝度
反射型液晶表示装置の駆動状態において、白状態及び黒状態における正面輝度を面光源装置の点灯状態下に調べた。その結果も次表に示した。なお参考のために面光源装置を配置しない場合の正面輝度を調べたところ、白状態では２８ｃｄ／ｍ2、黒状態では１．６ｃｄ／ｍ2であった。
【００８３】
表示品位、モアレ
反射型液晶表示装置における表示像を観察して、正面方向の表示品位を評価すると共に、視角を変えて干渉縞（モアレ）が現れるか否かを調べた。その結果を次表に示した。
【００８４】
0003637555.tif 000002
【００８５】
実施例１では、どの方向からもモアレによる干渉縞は発生しなかったが、比較例では光源から反対側に約１０度の斜視状態から干渉縞が発生し、表示品位が低下した。
【図面の簡単な説明】
【図１】導光板の斜視説明図
【図２】他の導光板の説明図
【図３】プリズム状凹凸の側面説明図
【図４】実施例による出射特性の説明図
【図５】面光源装置の側面断面図
【図６】反射型液晶表示装置の側面断面図
【図７】他の反射型液晶表示装置の側面断面図
【図８】実施例による表示像の説明図
【図９】従来例による出射特性の説明図
【図１０】従来例による表示像の説明図
【符号の説明】
１：導光板
１１、１６，１７：上面
２ａ：凸部
２ｂ：凹部
２１、２３：短辺面
２２、２４：長辺面
１２：下面
１３：入射側面
３：面光源装置
３１：光源
４：拡散層
５，５１：偏光板
６：液晶セル
７，６４：反射層
【図１】
0003637555.tif 000003
【図２】
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【図３】
0003637555.tif 000005
【図４】
0003637555.tif 000006
【図５】
0003637555.tif 000007
【図６】
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【図７】
0003637555.tif 000009
【図８】
0003637555.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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