(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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板状物からなり、前記の光出射手段が長さ２５０μm以下、深さ５０μm以下で、深さが長さの１／５以下の微小溝を、入射側面に基づく側端面側ほど密に不連続に配置してなり、かつその微小溝が入射側面に対面すると共に下面に対し３５〜４８度の角度で傾斜する光路変換斜面と、その斜面に対面すると共に下面に対し６０度以上の角度を有する立面を具備することを特徴とする外光及び照明両モード用のフロントライト用の導光板。
【請求項２】
請求項１において、上面において占める光出射手段の面積が１／８以下である外光及び照明両モード用のフロントライト用の導光板。
【請求項３】
請求項１又は２において、下面に対する光路変換斜面の傾斜角が３８〜４５度である外光及び照明両モード用のフロントライト用の導光板。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項において、微小溝の不連続配置が不規則である外光及び照明両モード用のフロントライト用の導光板。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項において、微小溝が入射側面から遠離るほど密に配置された外光及び照明両モード用のフロントライト用の導光板。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の導光板を有することを特徴とする外光及び照明両モード用のフロントライト用の面光源装置。
【請求項７】
請求項６において、導光板の入射側面に光源を有する外光及び照明両モード用のフロントライト用の面光源装置。
【請求項８】
請求項７において、光源が線状光源である外光及び照明両モード用のフロントライト用の面光源装置。
【請求項９】
請求項１から５のいずれか一項に記載の導光板の下面側に反射型液晶表示パネルを有することを特徴とする外光及び照明両モード用のフロントライト式の反射型液晶表示装置。
【請求項１０】
請求項６から８のいずれか一項に記載の面光源装置における導光板の下面側に反射型液晶表示パネルを有することを特徴とする外光及び照明両モード用のフロントライト式の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、表示像の乱れやモアレを生じにくく明るくて見易い反射型液晶表示装置を形成しうる外光及び照明両モード用のフロントライト用の導光板、並びにそれを用いた光の有効利用効率に優れる外光及び照明両モード用のフロントライト用の面光源装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】
従来、プリズム状凹凸よりなる光出射手段をストライプ状に等ピッチで上面に形成したサイドライト側導光板を反射型液晶表示パネルの視認側に配置して、暗部等での視認も可能とした反射・照明両用型でフロントライト式の反射型ＬＣＤ（液晶表示装置）が知られていた。斯かるフロントライト式では導光板の側面から入射させた光を背面側（下面側）に出射させ反射層を介し反転させてそれによる表示光を導光板を介し視認することとなる。従ってフロントライト方式では完全反射タイプの反射層を利用できて反射率を高くでき、バックライトとハーフミラーを用いた半透過型ＬＣＤに比べて表示像を反射と照明の両モードで明るくできる利点がある。
【０００３】
一方、フロントライト用の導光板には前記の視認特性の点より、下面から光を垂直指向性よく効率的に出射して輝度に優れること、表示像の視認を阻害する上面での光漏れが小さいこと、表示像を乱さないこと、外光が効率よく透過すること、導光板の存在が視覚され難いことなどがあげられる。しかしながら従来の導光板では特にストライプ状のプリズム構造が視覚されやすくて導光板の存在が認識されやすく表示像の視認を阻害する問題点があった。また液晶表示パネルの画素とストライプ状のプリズム構造が干渉してモアレが発生し表示品位が大きく低下する問題点もあった。モアレに対しては画素の配列方向に対しプリズムの配列方向を傾斜させて発生を抑制する方式も提案されている。しかしその場合、傾斜の角度が小さいとモアレの防止効果に乏しく、角度が大きいと導光板内部の伝送光がプリズム面で横方向に反射されて出射角度が大きく傾き照明効率や出射効率が低下する難点が発生する。
【０００４】
他方、導光板に設ける光出射手段としては球面状のドットや断面円筒の凸又は凹のピット状配置も知られていた。しかしながら球面や円筒形による反射では光が拡散したり、導光板下面の法線方向に対し大きく傾いた角度で出射して垂直指向性に乏しく反射型ＬＣＤの照明に効果的でない。すなわち反射型ＬＣＤの反射面は通例、正規分布型の反射形態をとるため正反射方向ほど反射率が高い。そのため導光板下面よりの出射光が垂直指向性に乏しいと、例え下面での発光効率に優れてもその反射面を介した反射光がＬＣＤを効果的に照明しにくいためＬＣＤの輝度向上に寄与しにくく正面方向では暗い表示となる。観察者がＬＣＤを見る方向は通例、ＬＣＤの法線方向すなわち導光板下面の法線方向であり、従って導光板下面の法線方向に出射する光が最も効果的にＬＣＤを照明する。
【０００５】
さらに前記した半球面状のドットやピット構造を形成した導光板の場合、平坦部分と近い傾斜角を持つ部分が連続して形成されており、外光の反射においてその平坦部分と近い傾斜角を持つ部分による反射光が平坦部に引き続いて連続的に観察者の目に入ってピットが視覚されやすく、導光板の存在が認識されやすい難点もある。
【０００６】
【発明の技術的課題】
本発明は、外光と照明の両モードで視覚されにくくてモアレも発生しにくく、側面より入射させた光を下面より垂直指向性よく効率的に出射して明るい表示で表示像が乱れにくい反射型ＬＣＤを形成しうる外光及び照明両モード用のフロントライト用の導光板の開発を課題とする。
【０００７】
【課題の解決手段】
本発明は、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板状物からなり、前記の光出射手段が長さ２５０μm以下、深さ５０μm以下で、深さが長さの１／５以下の微小溝を、入射側面に基づく側端面側ほど密に不連続に配置してなり、かつその微小溝が入射側面に対面すると共に下面に対し３５〜４８度の角度で傾斜する光路変換斜面と、その斜面に対面すると共に下面に対し６０度以上の角度を有する立面を具備することを特徴とする外光及び照明両モード用の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、入射側面に光源を有することのある前記の導光板を有することを特徴とする外光及び照明両モード用のフロントライト用の面光源装置、並びに前記導光板の下面側又は前記面光源装置における導光板の下面側に反射型液晶表示パネルを有することを特徴とする外光及び照明両モード用のフロントライト式の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、入射側面よりの入射光を光路変換斜面を介し下面から垂直指向性よく効率的に出射する外光及び照明両モード用のフロントライト用の導光板を得ることができ、それを用いて光の利用効率に優れ正面方向の輝度に優れる外光及び照明両モード用のフロントライト用の面光源装置を得ることができる。また微小溝を、入射側面に基づく側端面側ほど密に不連続に配置した光出射手段に基づいて配列画素との干渉によるモアレを生じにくく、かつその存在が外光と照明の両モードにおいて視覚され難いと共に、上面よりの光漏れが小さくて外光も効率よく透過させることができ、明るい表示で表示像が乱れにくい反射型ＬＣＤを形成しうる外光及び照明両モード用のフロントライト用の導光板を得ることができる。
【００１０】
【発明の実施形態】
本発明による外光及び照明両モード用のフロントライト用の導光板は、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板状物からなり、前記の光出射手段が長さ２５０μm以下、深さ５０μm以下で、深さが長さの１／５以下の微小溝を、入射側面に基づく側端面側ほど密に不連続に配置してなり、かつその微小溝が入射側面に対面すると共に下面に対し３５〜４８度の角度で傾斜する光路変換斜面と、その斜面に対面すると共に下面に対し６０度以上の角度を有する立面を具備するものからなる。その例を図１、図２に示した。１が板状物からなる導光板であり、１ａが光出射手段Ａを形成した上面、１ｂが光出射側となる下面、１ｃが入射側面である。
【００１１】
板状物は、図例の如く観察者側を向く上面１ａとそれに対向する下面１ｂ、上下面間の側面からなり光源からの光を入射させる入射側面１ｃとそれに対向する対向端１d、及び入射側面の両端に位置する一対の側端面１ｅを少なくとも有するものであればよい。上下面間の２以上の側面を入射側面とすることもできる。前記各面の形状については特に限定はなく特に入射側面は、光源の形態等の特性などから適宜な形状とすることができ、他の側面も同様である。
【００１２】
ただし上面と下面については液晶表示パネル等への取付けやすさや、作りやすさの点より略平面であることが好ましく、曲面などの場合には透過像を乱さないために急激な形状変化等のないことが好ましい。また板状物は、図１の例の如く同厚板であってもよいし、図２の例の如く入射側面１ｃから対向端１ｄにかけてその厚さが徐々に薄くなる楔形であってもよい。前者は取付け易さの点で優れており、後者の楔形は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光の出射効率に優れている。さらに対向端の薄厚化は導光板の軽量化の点よりも有利である。
【００１３】
上面に設ける光出射手段は、それを形成する微小溝のサイズが大きいと視覚されやすくなり表示像を乱してＬＣＤの表示品位が著しく低下する。また導光板上面の単位面積当たりにおける光出射手段の配置個数の密度が低下して画素に対する照明が不均一になりやすく、まばらな発光ではその各発光点が視覚されやすくて表示像の視認性が大きく低下する。斯かる問題の防止には光出射手段の配置個数の増大が有効であり、その場合に微小溝のサイズを小さくすることが有利である。特に光出射手段の配置面積が制約される場合に発光の均一性を確保する手段として有効である。
【００１４】
従って光出射手段は、観察者に視覚され難くし導光板を介したＬＣＤの表示像の品位向上などを目的に図４に例示した如く、長さが２５０μm以下、就中１５０μm以下、特に１００μm以下で、深さが５０μm以下、就中２０μm以下、特に１５μm以下であり、深さが長さの１／５以下である微小溝Ａを不連続に配置したものとして形成される。微小溝の下限サイズについて特に限定はないが、微小性が過ぎると光の回折現象が支配的になって反射ないし全反射が生じ難くなる。また光出射手段の配置個数が過大となって製造効率が低下する。斯かる点より長さが１０μm以上で、深さが２μm以上の微小溝とすることが好ましい。
【００１５】
また微小溝の深さを長さの１／５以下とすることで伝送光を光路変換斜面にて効果的に反射でき側面よりの入射光を効率よく下面から出射させることができる。微小溝の深さが長さに対して大きいと、従って微小溝の長さが深さに対して短いと光路変換斜面に入射する伝送光の確率が低下し、微小溝の側面に入射する確率が増大して散乱される伝送光の割合が増大し光の利用効率が低下する。その効率の点より好ましい微小溝は、その深さを長さの１／８以下、就中１／１０以下としたものである。なお前記した微小溝の長さは入射側面の方向に基づき、深さは下面よりの陥没距離に基づく。
【００１６】
一方、微小溝の不連続配置は、その集合にて作られる規則性で光出射手段が視覚されやすくなることの防止と画素との干渉によるモアレの防止の点より図例の如く不規則であることが好ましい。微小溝を規則的に配置すると画素の規則的な配列との間でモアレを生じて液晶表示パネルの表示光の視認性を著しく低下させる。微小溝をランダムに配置して配置の規則性をなくすことによりモアレの発生を防止することができる。
【００１７】
また下面全体での出射光の均一化を図り液晶表示パネルを均一照明する点よりは光の伝送や出射に伴う伝送光の強度減少を考慮して図４の例の如く、入射側面１ｃから遠離るにしたがって微小溝Ａを密に配置することが好ましい。斯かる配置にて伝送や光出射に伴う伝送光の減衰にて光出射強度の不均一化を抑制することができる。さらに入射側面の中央部よりもその側端面側の伝送光量が少ない場合にも、図４の例の如く、入射側面１ｃに基づく側端面１ｅの側ほど微小溝Ａを密に配置することにより、下面全体での出射光の均一化を図り液晶表示パネルを均一照明することができる。ちなみに導光板の側端面近傍では光源長等の関係で中央部よりも伝送光が弱くて暗くなることが多々あり、その場合に微小溝の配置密度を側端面の近傍ほど密にすることで光出射強度の均一化を図ることができる。なお図４では、前記のとおり、入射側面から遠離るほど微小溝を密に配置する方式も併用されている。
【００１８】
前記の微小溝は、図１、２の例の如く入射側面１ｃに対面すると共に、下面１ｂに対し３５〜４８度の角度θ１で傾斜する光路変換斜面Ａ１と、その斜面に対面すると共に下面に対し６０度以上の角度θ２を有する立面Ａ２を具備するものとされる。これにより入射側面から入射して導光板内部を伝送される光をその光路変換斜面Ａ１を介し反射させて下面より垂直指向性よく出射させることができる。
【００１９】
すなわち冷陰極管のような線状光源を入射側面に配置したとき強度が最大の伝送光は、入射側面に対して略垂直方向を向いておりその伝送光のベクトルに対し当該傾斜角の光路変換斜面Ａ１を入射側面に対面させて可及的に垂直に配置することにより、当該傾斜角の光路変換斜面Ａ１を介し伝送光を反射ないし全反射させて下面の法線方向近傍に効果的に出射させることができる。その結果、視認に有効な方向に光を出射でき、液晶表示パネルの反射層で反射されて表示情報が付与された光が導光板上面の光出射手段以外の部分を透過して明るくて見やすい表示を提供する。前記した垂直指向性の点より光路変換斜面の好ましい当該傾斜角θ１は、３８〜４５度、就中４０〜４３度である。
【００２０】
前記のように通常、光路変換斜面が入射側面に対し可及的に垂直にあることが好ましいことより微小溝は通例、図４の例の如くその長さ方向に基づいて入射側面１ｃに可及的に平行に形成されていることが好ましい。しかし光源の発光特性などによっては入射側面に対し斜行させた配置が光路変換斜面への入射効率に優れて好ましい場合もある。従って光出射手段は、その長さ方向に基づいて入射側面に対し適宜な角度で配置することができる。
【００２１】
一方、光路変換斜面Ａ１に対面する立面Ａ２は、光出射手段の光路変換斜面以外の面が可及的に視覚性や光伝送や光出射に影響を及ぼさないことが好ましいことより下面に対し６０度以上の角度θ２を有する面とされる。すなわち光路変換斜面Ａ１と対面し、下面に対し６０度以上の角度θ２を有する立面とすることで、導光板の法線方向（表示パネルの視認方向）から見たときにその投影面積を小さくでき、外光及び照明両モード用のフロントライト用の導光板として用いたときに背後に置かれた液晶表示パネルの視認性に対する影響を小さくすることができる。
【００２２】
また前記した立面の角度は、その面を介した外光の反射光の点よりもその角度が大きいほど反射光が少なくなり、その反射光も導光板の内部に入射して伝送され表示光の視認性への影響を小さくできて有利である。ちなみに立面の角度が例えば４５度近傍以下であれば外光の反射光が観察者の方向に戻ってくることとなり表示光の視認を阻害する。さらに立面の角度を大きくすることで図１の例の如く断面三角形からなる光出射手段とした場合にその斜面Ａ１と立面Ａ２からなる頂角を小さくでき反射光の戻りを少なくできて光出射手段を観察者により見え難くすることができる。前記した視認性への影響などの抑制の点より立面の好ましい当該角度θ２は、７５度以上、就中８０度以上である。なお理想的には９０度であるが、その場合には例えば金型の形状を転写する方式などで光出射手段を形成することが困難になりやすい。
【００２３】
光路変換斜面や立面は、図５に例示した如く直線面にて形成されていてもよいし、図６に例示した如く上記の角度条件を満足する範囲において曲面や屈曲面等にて形成されていてもよい。また図１、２や図５、６に例示した如く微小溝Ａが断面略不等辺三角形からなる場合にその光路変換斜面Ａ１と立面Ａ２が形成する頂点Ａpは、可及的にシャープな角度であることが好ましい。その頂点が丸みを持っているときには微小溝の深さに対する丸みの半径が３０％以下、就中２０％以下、特に１０％以下であることがその丸みによる外光反射を抑制して微小溝を視覚され難くし、導光板内部の伝送光の散乱を抑制して出射光の均一性や出射効率を高める点より好ましい。
【００２４】
微小溝の側面形状については特に限定はない。その側面への光入射を抑制したり影響を小さくする点よりは、下面に対し３０度以上、就中４５度以上、特に６０度以上の角度を有する面であることが好ましい。微小溝は、伝送光の入射効率等の光学特性や耐擦傷性の点より図１の例の如く上面より陥没した凹部として形成されるが、その断面形態は上記した光路変換斜面と立面を有する適宜な形態とすることができる。一般には断面略三角形が好ましい。
【００２５】
微小溝からなる光出射手段が導光板の上面で占める面積は、１／８以下とすることが導光板の上下方向に透過する光への影響を可及的に小さくし、外光及び照明両モード用のフロントライトとして用いたときに液晶表示パネルの表示光への影響を小さくする点より好ましい。外光及び照明両モード用のフロントライトシステムにおいて導光板を介しＬＣＤの表示像を観察した場合、上面に占める光出射手段の面積が広すぎると光出射手段の斜面によって反射される光量が増大し表示光が観察者の方向に出射され難くなる。当該面積を１／８以下とすることで大部分を光出射手段の非形成部分とすることができその部分を介しＬＣＤの表示光を効率よく透過させて前記問題を回避することができる。好ましい当該面積は、１／１０以下、就中１／１５以下である。
【００２６】
本発明による外光及び照明両モード用のフロントライト用の導光板は、光源の波長域に応じそれに透明性を示す適宜な材料の１種又は２種以上を用いて形成しうる。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、エポキシ系樹脂やポリエステル系樹脂、ノルボルネン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、軽量性の点よりは比重の小さいものが好ましい。
【００２７】
本発明による外光及び照明両モード用のフロントライト用の導光板は、適宜な方法にて形成することができる。ちなみにその例としては、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、熱や紫外線の如き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、前記液状樹脂を所定の形状に成形しうる金型に塗布しその上に樹脂板等からなる透明基材を密着配置して当該塗布層を重合処理する方法、フィルム等からなる柔軟で透明な基材上に前記液状樹脂を塗布してその塗布層を所定の形状に成形しうる金型に密着配置し当該塗布層を重合処理した後、それを樹脂板等からなる透明基材に接着剤等を介して密着させる方法などがあげられる。
【００２８】
従って本発明による外光及び照明両モード用のフロントライト用の導光板は、例えば光の伝送を担う導光部に光出射手段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。導光板の厚さは、使用目的による導光板のサイズや入射側面に配置する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導光板の厚さは、その入射側面に基づき２０mm以下、就中０．１〜１０mm、特に０．５〜５mmである。導光板は、その下面に反射防止層を有するものや上面にハードコート層を有するものなどであってもよい。
【００２９】
本発明による外光及び照明両モード用のフロントライト用の導光板によれば、それを用いて入射側面からの入射光を精度よく平行化して視認に有利な垂直性に優れる方向に下面より出射し、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や、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。図７、８にその面光源装置１０と反射型液晶表示装置の例を示した。
【００３０】
外光及び照明両モード用のフロントライト用の面光源装置は、外光及び照明両モード用のフロントライト用の導光板を有する適宜な形態に形成でき、一般には図例の如くその入射側面１ｃの１又は２以上に光源２を配置したものとして形成される。その光源としては適宜なものを用いることができ、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、あるいは点光源による発光を一定又は不定間隔の線状発光状態に変換する例えば線状導光板等の装置を用いた光源などが用いられる。
【００３１】
外光及び照明両モード用のフロントライト用の面光源装置の形成に際しては必要に応じ光源からの発散光を導光板の入射側面に効率よく導くために光源を包囲するリフレクタや光拡散層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。リフレクタとしては、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。リフレクタを導光板の端部に接着剤等を介し接着して光源を保持する場合にはその接着部分について光出射手段の形成を省略することもできる。
【００３２】
光拡散層は、明暗ムラの防止による明るさの均一化などを目的に必要に応じて予め面光源装置の光出射面、従って導光板の下面に配置するものである。光拡散層は、例えば透明樹脂中に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、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。
【００３３】
一方、外光及び照明両モード用のフロントライト式の反射型液晶表示装置は、図例の如く導光板１又は面光源装置１０における導光板１の下面１ｂの側に反射層を具備する反射型液晶表示パネル７０、７０’を配置してなる外光及び照明両モード用のフロントライト式のものとして形成することができる。なお図７は、反射層４０を液晶セル２０における背面側基板２１の外側に設けたものを示し、図８は液晶セル２０’における背面側基板２１’の内側に電極４２を兼ねるものとして反射層を設けたものを示している。
【００３４】
フロントライト式の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電極具備の液晶セルとそれに付随の駆動装置、反射層及び必要に応じての偏光板や補償用位相差板等の構成部品を適宜に組立てた液晶表示パネルとフロントライトなどを用いて形成される。本発明においては上記した導光板ないし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。
【００３５】
ちなみに図７の液晶セル２０は、内側に透明電極２２及びラビング膜２３を順次設けた背面側の透明基板２１と、内側にカラーフィルター２６、透明電極２８及びラビング膜２７を順次設けた視認側の透明基板２９との間に液晶２４を注入してシール材２５で密封したものよりなっている。またその視認側の透明基板２９の外側に位相差板３３を介して偏光板３４を設けると共に、背面側の透明基板２１の外側に位相差板３２を介し偏光板３１を設け、その偏光板の外側に反射層４０を配置して反射型の液晶表示パネル７０が形成されている。
【００３６】
一方、図８の液晶セル２０'は、内側に反射層を兼ねる電極４２及びラビング膜２３'を設けた背面側の基板２１'と、内側にカラーフィルター２６、透明電極２８及びラビング膜２７を順次設けた視認側の透明基板２９との間に前記に準じて液晶２４を密封してなり、その液晶セルにおける視認側の透明基板２９の外側に位相差板３３を介し偏光板３４を配置して反射型の液晶表示パネル７０'が形成されている。
【００３７】
液晶表示パネルの形成に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いて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。
【００３８】
反射型の液晶表示パネルでは反射層４０、４２の配置が必須であるが、その配置位置については上記したように図７に例示の如く液晶セル２０の外側に設けることもできるし、図８に例示の如く液晶セル２０’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。なお液晶セルの内部に反射層を設ける場合、その反射層を例えば従来の透明電極形成材による透明導電膜に兼ねさせることもできる。
【００３９】
一方、必要に応じての偏光板としても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。また位相差板は、液晶による複屈折を補償して視認性の向上等を図ることを目的に図例の如く視認側又は／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することができる。そ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。
【００４０】
上記した図７の外光及び照明両モード用のフロントライト式の反射型液晶表示装置による視認は、面光源装置１０の光源２を点灯した照明モードにおいて、導光板１の下面１ｂより出射した光が偏光板３４や液晶セル２０等を経由して反射層４０を介し反射され、液晶セルと偏光板等を逆経由して導光板１に至り、光出射手段Ａ以外の部分を透過した表示像が視認される。また光源２を消灯した外光モードでは導光板１の上面１ａにおける光出射手段Ａ以外の部分より入射した光が前記に準じ透過・逆経由して導光板１に至り、光出射手段Ａ以外の部分を透過した表示像が視認される。一方、図８の外光及び照明両モード用のフロントライト式の反射型液晶表示装置の場合には反射層４０に代わり電極兼用の反射層４２にて逆経由する点を除き前記に準じて照明・外光の両モードによる視認が行われる。なお前記のように照明・外光両用型の場合には光源の点灯・消灯を切り替えうるように外光及び照明両モード用のフロントライト式の反射型液晶表示装置が形成される。
【００４１】
本発明において上記した外光及び照明両モード用のフロントライト用の面光源装置や外光及び照明両モード用のフロントライト式の液晶表示装置を形成する外光及び照明両モード用のフロントライト用の導光板や液晶セル、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、少なくとも導光板の下面と液晶表示パネルの上面が固着密着状態にあることが好ましい。そ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。
【００４２】
【実施例】
参考例１
ガラス基板上の３５mm×２５mmの長方形の範囲内に長さ１００μm、幅１０μmの開口を当該長方形の短辺と開口の長さ方向が一致するように設けてクロムマスクを形成した。なお開口は、その密度が長方形の一方の短辺から他方の短辺に向けて徐々に増大するように、従って長方形の長辺方向に連続的に増大するように不規則に配置した（図３）。また開口が占める面積は、すべての部分で長方形の面積の１／１０以下となるようにした。
【００４３】
一方、清浄なガラス板にポリイミドワニスをスピンコートして１００℃で３０分間プリベークし３５０℃で４時間焼結して厚さ１０μmのポリイミド皮膜を形成した後、その上にスパッタリング方式にて厚さ０．１μmのクロム膜を形成し、さらにその上に厚さ０．５μmの銅膜を形成してその表面にポジ型レジストを厚さ５μmとなるようにスピンコートし、サンプル板を作成した。
【００４４】
前記サンプル板のポジ型レジスト上に前記のクロムマスクを密着配置して紫外線を露光しレジストを現像したのち銅膜とクロム膜をエッチング除去し、開口部でポリイミド皮膜が露出したサンプル板を得た。このサンプル板を開口の密度が疎な側の短辺がビームの進行方向に対し垂直で、かつ長辺がビームに対し４３度となるように傾けて設置し、平行なエキシマレーザを多数回スキャンしながら照射しアブレーションにて各開口部におけるポリイミド皮膜の一部を除去した後、サンプル板上の銅膜とクロム膜をエッチング除去し、そのサンプル板上に銀薄膜を真空蒸着してニッケル電鋳し、所定の形状にカットして金型Ａを得た。
【００４５】
参考例２
長方形の範囲内で開口の配置密度が長辺方向に連続的に増大し、かつ中央部に対して長辺側ほど密度が増大するように開口を不規則に配置したサンプル板（図４）としたほかは参考例１に準じて金型Ｂを得た。
【００４６】
参考例３
長方形な真鍮板の表面を入射側面側の２．５mmの位置からダイヤモンドバイトにて切削し、断面不等辺三角形の光出射手段をストライプ状に２１０μmのピッチで有する金型Ｃを得た。切削方向は真鍮板の長手方向に平行とし、光出射手段は幅２０μmで傾斜角４２度の光路変換斜面と幅１９０μmの緩斜面からなり、光路変換斜面が入射側面側を向いている。また光路変換斜面の上面に占める面積は１／１０．５とした。
【００４７】
参考例４
長方形な真鍮板の表面をサンドブラストにて加工し、光沢のない表面を光出射手段の形成面として有する金型Ｄを得た。
【００４８】
参考例５
サンプル板を開口の密度が疎な側の短辺がビームに対し垂直になるように設置して平行なエキシマレーザを多数回スキャンしながら照射し、アブレーションによってポリイミド皮膜の一部を除去したほかは参考例１に準じて金型Ｅを得た。従ってこれは所定角度の光路変換斜面を形成しうる面を有しないものである。
【００４９】
参考例６
参考例１による金型Ａに紫外線硬化性のアクリル系樹脂を塗布してその上に端面を研磨処理した厚さ１．２mm、幅４０mm、長さ３０mmのアクリル板を静置し、ゴムローラーにて密着させて余分な樹脂と気泡を押し出した後、メタルハライドランプにて紫外線を照射し硬化させて金型Ａから剥離し、アクリル板に金型Ａのネガ形状が転写された硬化層を有する外光及び照明両モード用のフロントライト用の導光板を得た。なおアクリル板の屈折率は１．４９５、硬化層の屈折率は１．５１２であった。
【００５０】
実施例
参考例２による金型Ｂを用いたほかは参考例６に準じて外光及び照明両モード用のフロントライト用の導光板を得た。
【００５１】
比較例１
参考例３による金型Ｃを用いたほかは参考例６に準じて外光及び照明両モード用のフロントライト用の導光板を得た。
【００５２】
比較例２
参考例４による金型Ｄを用いたほかは参考例６に準じて外光及び照明両モード用のフロントライト用の導光板を得た。
【００５３】
比較例３
参考例５による金型Ｅを用いたほかは参考例６に準じて外光及び照明両モード用のフロントライト用の導光板を得た。
【００５４】
評価試験
参考例６、実施例、比較例で得た外光及び照明両モード用のフロントライト用の導光板をその光出射手段が視認側となるように用い、その入射側面に冷陰極管を配置して外光及び照明両モード用のフロントライト用の面光源装置を形成し、その背面側にノーマリーホワイトの反射型液晶表示パネルを配置して外光及び照明両モード用のフロントライト式のＬＣＤを形成し、暗室内で液晶セルに電圧無印可の状態で冷陰極管を点灯させて正面方向から観察した。
【００５５】
前記の結果、参考例６及び実施例では均一性よく発光し微小溝が殆ど視覚されなかった。特に実施例では光源と平行な方向で発光の均一性が高かった。しかし比較例１では導光板のプリズム構造に起因して入射側面と平行に暗い線が認められ見にくかった。またこの暗線は視線をふると線状の発光線となり非常に見にくくなった。一方、比較例２、３では光は殆ど出射せずに非常に暗かった。
【００５６】
次に明るい室内で光源を消灯しＬＣＤに文字を表示させて観察したところ、参考例６、実施例及び比較例３では微小溝が殆ど目立たずモアレ等の発生もなくて明るく、読み取りやすかったのに対し、比較例１ではモアレが発生して非常に見にくかった。特に横方向の線がつながって見える傾向が見られ表示品位が低下していた。また比較例２では全体にコントラストが低下しており特に細かな像は判別不可能であった。
【００５７】
以上より本発明にては、光源を入射側面に配置して明るく均一な発光を実現できる外光及び照明両モード用のフロントライト用の面光源装置と、モアレの発生しない明るく見やすい外光及び照明両モード用のフロントライト式の反射型液晶表示装置を形成できる外光及び照明両モード用のフロントライト用の導光板であることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図１】導光板の側面説明図
【図２】他の導光板の側面説明図
【図３】光出射手段の配置例の平面説明図
【図４】本発明における光出射手段の配置例の平面説明図
【図５】光出射手段の俯瞰図
【図６】他の光出射手段の俯瞰図
【図７】面光源装置と反射型液晶表示装置の側面説明図
【図８】他の反射型液晶表示装置の側面説明図
【符号の説明】
１：導光板（１ａ：上面  １ｂ：下面  １ｃ：入射側面）
Ａ：微小溝（光出射手段）
Ａ１：光路変換斜面  Ａ２：立面
１０：面光源装置（２：光源）
７０、７０’：反射型液晶表示パネル
２０、２０’：液晶セル  ４０、４２：反射層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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