JP2002006143A - 導光板、面光源装置及び反射型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射防止層を付加して点灯・外光両モードで
導光板下面側での反射光が表示像と重複して視認性を低
下させる白呆けやコントラスト低下等の発生を防止しつ
つ、その反射防止層の付加による点灯モードでの輝度の
低下やバラツキを抑制してコントラストや明るさ等の視
認性に優れるフロントライト式の反射型液晶表示装置を
形成しうる導光板や面光源装置の開発。 【解決手段】 入射側面からの入射光を上面に形成した
光出射手段（Ａ）を介して下面より出射する板状体
（１）の下面に、その板状体よりも屈折率が低い接着層
（１３）を介して円偏光板からなる反射防止層（１２）
を接着してなる導光板及びその導光板における１又は２
以上の側面に光源（２）を配置してなる面光源装置（１
０）、並びにその面光源装置の光出射側に、反射層（２
１）を有する液晶セルを配置してなる反射型液晶表示装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、光の利用効率に優れて明
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
びそれを用いた面光源装置に関する。

【０００２】

【発明の背景】暗部等での視認を可能とするサイドライ
ト型導光板よりなる面光源装置を視認側に有するフロン
トライト式の反射型液晶表示装置における当該導光板の
下面に円偏光板からなる反射防止層を付加したものが知
られていた（特開平１２−１１１９００号公報）。斯か
る反射防止層は、視認側に配置の面光源装置を介して画
面を視認した場合に、導光板より下側の液晶セル等によ
る反射光が表示像と重複して白呆けやコントラスト低下
の原因となり点灯・外光両モードにおいて視認性を低下
させることから当該反射光の発生防止を目的とする。し
かしながら従来の反射型液晶表示装置にあっては反射防
止層の付加による点灯モードでの輝度の低下が大きく、
また光源から遠離るほど輝度が大きく低下して明暗のバ
ラツキが大きい問題点があった。

【０００３】

【発明の技術的課題】本発明は、反射防止層を付加して
点灯・外光両モードで導光板下面側での反射光が表示像
と重複して視認性を低下させる白呆けやコントラスト低
下等の発生を防止しつつ、その反射防止層の付加による
点灯モードでの輝度の低下やバラツキを抑制して、コン
トラストや明るさ等の視認性に優れるフロントライト式
の反射型液晶表示装置を形成しうる導光板や面光源装置
の開発を課題とする。

【０００４】

【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
状体の下面に、その板状体よりも屈折率が低い接着層を
介して円偏光板からなる反射防止層を接着してなること
を特徴とする導光板、及びその導光板における１又は２
以上の側面に光源を配置してなることを特徴とする面光
源装置、並びにその面光源装置の光出射側に、反射層を
有する液晶セルを配置してな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。

【０００５】

【発明の効果】本発明によれば、板状体の下面に設けた
円偏光板からなる反射防止層が導光板下面で液晶セル等
に入射することなく反射して上面からの漏れ光となる光
を抑制し、上面から視認した場合に液晶セルよりの表示
像と重複して白呆けの発生やコントラスト低下の原因と
なる当該漏れ光が少なく点灯・外光両モードにおいて良
好な視認性を達成することができる。ちなみに導光板下
面での反射率は、導光板出射光又は外光入射光で３〜５
％程度が予測され、その場合に反射防止層にて反射光を
抑制しないと表示像の白呆けやコントラストに与える影
響が大きい。

【０００６】一方、前記の反射防止層を板状体よりも屈
折率が低い接着層を介し接着したことにより、点灯モー
ドによる輝度の低下やバラツキを大幅に抑制することが
できる。これは従来方式による問題を究明したことに基
づく。すなわち従来では、板状体と反射防止層との界面
における反射を抑制することが輝度の向上に有利であ
り、従って板状体と反射防止層を屈折率が可及的に近い
接着層で接着して各界面での屈折率差を小さくするほど
輝度の向上に有利であると考えられていた。しかしその
場合には図８に折れ線矢印β０、β１、α０”で例示し
た如く、板状体１の側面より入射した光β０やその伝送
光が界面屈折率差の低下で接着層１４を透過して反射防
止層１２を形成する直線偏光板１２ｂに入射しやすくな
り、直線偏光板に入射した光β１は通例その約半分が吸
収される。そのためその吸収損失で後方に伝送される光
α０”が大きく減少する。

【０００７】一方、本発明によれば図７に折れ線矢印β
０、α０’で例示した如く前記の入射光β０は、接着層
１３との屈折率差で全反射されやすく、またその全反射
は後方に伝送されやすい接着層への入射角の大きい光ほ
ど受けやすいため直線偏光板に入射しにくくなると共に
後方への光の伝送効率が向上する。その結果、輝度が向
上し、また輝度のバラツキも低下して導光板出射面での
輝度の均一性が向上し、それにより光の利用効率に優れ
明るさとその均一性に優れるフロントライトシステム用
の面光源装置が得られ点灯・外光両モードでのコントラ
ストや明るさに優れて表示品位に優れるフロントライト
式の反射型液晶表示装置を得ることができる。

【０００８】

【発明の実施形態】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
り出射する板状体の下面に、その板状体よりも屈折率が
低い接着層を介して円偏光板からなる反射防止層を接着
してなるものである。その例を図１、図２に示した。１
が板状体で、Ａがその上面に形成した光出射手段、１２
が反射防止層、１３が接着層である。

【０００９】板状体としては、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適
宜なものを用いうる。一般には図１、２の例の如く上
面、それに対向する下面及び上下面間の側面からなる入
射側面を有する形態の板状体が用いられる。板状体は、
図例の如く同厚型のものであってもよいし、入射側面に
対向する対向端の厚さを入射側面のそれよりも薄くした
楔形等の形態を有するものであってもよい。対向端の薄
型化は、軽量化や入射側面からの入射光ないしその伝送
光の上面に形成した光出射手段への入射効率の向上など
の点より有利である。

【００１０】板状体の上面に形成する光出射手段は、上
記した出射特性を示す適宜なものにて形成することがで
きる。入射側面からの入射光を上面の光出射手段を介し
て下面より指向性よく効率的に出射させ、かつ下面から
の入射光を上面より散乱なく効率よく透過させるもの、
就中、正面ないしその近傍方向での良視認性などの点よ
り図３に例示した如く入射側面より入射した光ないしそ
の伝送光（太矢印）が下面より出射した場合にその出射
光の最大強度Ｋを示す方向θが下面の基準平面に対する
法線Ｈに対して３０度以内にあるものが好ましい。

【００１１】また前記において上面からの漏れ光と下面
からの出射光による表示像との重複によるコントラスト
の低下を防止する点よりは、前記の法線Ｈに対して３０
度以内の方向における上面からの漏れ光の最大強度が下
面における前記最大強度Ｋの１／５以下のものが好まし
い。前記方向の上面からの漏れ光は、最大強度Ｋを示す
下面からの出射光の反射層を介した反射光と重複しやす
く、前記の上面漏れ光／下面出射光の最大強度比が大き
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。

【００１２】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さらに好
ましい板状体は、図３の如く入射側面と下面の両基準平
面に対する垂直面内（図上の断面）において前記θが２
８度以内、就中２５度以内、特に２０度以内にあるもの
である。また前記の法線Ｈを基準に入射側面の側を負方
向としたとき最大強度Ｋの方向と同じ角度θの上面から
の漏れ光の強度Ｌが当該最大強度Ｋの１／１０以下、就
中１／１５以下、特に１／２０以下であるものである。
当該漏れ光は、最大強度Ｋを示す光の正反射方向と重複
するため前記Ｌ／Ｋの値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。

【００１３】上記した最大強度Ｋ方向や最大強度Ｋ／漏
れ光強度Ｌ比等の特性を達成する点などより好ましい光
出射手段は、図１、２の例の如く入射側面（矢印元）と
対面する光路変換面Ａ１を有する光出射手段Ａ、就中、
下面の基準平面に対する傾斜角が３５〜４８度の光路変
換面Ａ１を具備する凸凹の複数、特にその凸凹の繰返し
構造からなる光出射手段Ａが好ましい。

【００１４】前記凸凹の繰返し構造は、等辺面からなる
凸部又は凹部にても形成しうるが、光の利用効率や前記
した下面よりの出射光を反射層で反転させて上面より正
面（垂直）方向に指向性よく出射させる点などより特に
好ましい凸凹構造は、図１の例の如き下面の基準平面に
対する傾斜角が３５〜４８度（θ１）で入射側面（矢印
元）の側よりその対向端の側に下り傾斜する光路変換面
Ａ１を具備する断面略三角形の凸凹を所定のピッチで形
成し、そのピッチ間に板状体１の上面に基づく当該傾斜
角が０〜１０度の平坦面１ａを配置した繰返し構造や、
図２の例の如き前記光路変換面Ａ１と当該傾斜角が０〜
１０度の長辺面Ａ２（θ２）からなるプリズム状凸凹の
繰返し構造よりなるものである。

【００１５】なお前記の凸凹は、突起（凸）か溝（凹）
かによる。光路変換面Ａ１を傷付き難くして耐久性の向
上を図る点よりは溝構造による光出射手段が好ましい。
その凸凹において前記の光路変換面Ａ１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に供給す
る役割をする。その場合、その傾斜角θ１を３５〜４８
度とすることにより図７に例示の折れ線矢印α０〜３の
如く伝送光α０を下面に対し垂直性よく反射し、上記し
た最大強度Ｋの方向が法線Ｈに対し３０度以内の下面出
射光α１を得て、反射層２１を介して正面への指向性に
優れる出射光α２、α３（照明光）を効率よく得ること
ができ、明るい表示を達成することができる。

【００１６】正面への指向性等の点より光路変換面の好
ましい傾斜角θ１は、板状体内部を伝送される光のスネ
ルの法則による屈折に基づく全反射条件が例えば屈折率
１．５では±４１．８度であることなどを考慮して３８
〜４５度、就中４０〜４４である。なお全反射条件を満
足せずに光路変換面を透過して漏れ光となる一部の光
は、正面方向に対し６０度以上の大きい角度で出射して
正面方向近傍の視認に影響しにくいが、傾斜角θ１が４
８度を超えると上面よりの漏れ光が増大しやすくなり光
利用効率の点で不利となる。

【００１７】一方、光路変換面Ａ１間の平坦面１ａや長
辺面Ａ２は、それに入射する伝送光を反射して光路変換
面に供給すると共に、図７の例の如く光路変換面による
反射光α１を反射層２１’を介し反転（α２）させて上
面より透過させること（α３）、及び反射モードでの外
光を入射させてそれを反射層２１’を介し反射させて上
面より透過させることを目的とする。かかる点より下面
の基準平面に対する平坦面１ａの角度又は長辺面Ａ２の
傾斜角θ２は、０〜１０度であることが好ましい。

【００１８】長辺面等の当該傾斜角θ２は０度（水平
面）であってもよいが、０度超とすることで長辺面等に
入射した伝送光を反射して光路変換面に供給する際に伝
送光を平行光化することができ、光路変換面を介した反
射光の指向性を高めることができて、表示に有利とな
る。一方、当該傾斜角θ２等が１０度を超えると長辺面
等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り、屈折による光路変更も大き
くなって正面方向の光量が低下し表示に不利となる。ま
た板状体の断面形状においても対向端側の薄型化が困難
となり、光出射手段への入射光量も減少して発光効率も
低下しやすくなる。

【００１９】伝送光の平行光化による出射光の集光化や
正面方向の光量増加、漏れ光の抑制等の前記性能などの
点より長辺面等の好ましい傾斜角は、８度以下、就中５
度以下である。上記の如く光路変換面と平坦面ないし長
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。

【００２０】板状体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
を板状体の全体で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。これ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。

【００２１】前記した傾斜角θ２の角度差は、長辺面の
傾斜角が上記した１０度以下にあることを前提とする。
すなわち斯かる小さい傾斜角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。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。なお長辺面等の傾斜角θ２を１０度以下
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。

【００２２】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平坦面ないし長辺面の投影面積が
光路変換面のそれの５倍以上、就中１０倍以上、特に１
５倍以上の断面略三角形ないしプリズム状の凸凹とする
ことが好ましい。これにより、液晶セルによる表示像の
大部分を平坦面ないし長辺面を介して透過させることが
できる。

【００２３】なお液晶セルによる表示像の透過に際し
て、光路変換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
長辺面等を透過した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、長辺面等を介した表示像に殆ど
影響を及ぼさない。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光路変換面
がオーバーラップする面積を小さくして長辺面等を介し
た充分な光透過率を確保することが好ましい。

【００２４】一般に液晶セルの画素ピッチは１００〜３
００μmであることを鑑みた場合、前記の点より光路変
換面は、下面の基準平面に対する投影幅に基づいて４０
μm以下となるように形成されていることが好ましい。
なお光路変換面の投影幅が小さくなるほどその形成に高
度な技術が必要となり凸凹の頂部が一定以上の曲率半径
からなる丸みをもつと散乱効果が現れて表示像の乱れの
原因となりやすく、また一般に蛍光管のコヒーレント長
が２０μm程度とされている点などよりも光路変換面の
投影幅が小さくなると回折等による表示品位の低下原因
となりやすいことなどより、特に好ましい光路変換面の
投影幅は１〜２０μm、就中５〜１５μmである。

【００２５】前記の点より光路変換面の間隔は大きいこ
とが好ましいが、一方で光路変換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
示した如く断面略三角形ないしプリズム状の凸凹の繰返
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。

【００２６】凸凹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、凸凹のピッチ調節で行いうるが、上記したよう
に凸凹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。
本発明においては画素に対して凸凹を交差状態で配列し
うるように凸凹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光路変換面等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。

【００２７】前記の点より入射側面の基準平面に対する
凸凹の配列方向、すなわち凸凹の稜線方向の傾斜角は、
±３０度以内、就中±２８度以内、特に±２５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。液晶セルの解像度が低く
てモアレを生じない場合やモアレを無視しうる場合に
は、凸凹の配列方向は入射側面に平行なほど好ましい。

【００２８】板状体は、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、直線面や曲面などの適宜な面形状とするこ
とができる。また光出射手段を形成する光路変換面やプ
リズム状凸凹も直線面や屈折面や湾曲面等の適宜な面形
態に形成されていてよい。さらに凸凹は、ピッチに加え
て形状等も異なる凸凹の組合せからなっていてもよい。
加えて凸凹は、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。

【００２９】板状体における下面や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
は可及的に平滑でフラットな下面及びその下面に対して
垂直な入射側面とされる。入射側面については、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。

【００３０】板状体は、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、ノルボルネン系樹脂や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板状体が好ましく
用いられる。

【００３１】板状体は、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。

【００３２】なお板状体は、例えば光の伝送を担う導光
部にプリズム状凸凹等の光出射手段（上面）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。

【００３３】板状体の厚さは、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。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１０mm以下、就中０．１
〜５mm、特に０．３〜３mmである。また明るい表示を達
成する点などより好ましい板状体は、上下面方向の入射
光、特に下面から上面への垂直入射光の全光線透過率が
９０％以上、就中９２％以上、特に９５％以上で、ヘイ
ズが３０％以下、就中１５％以下、特に１０％以下のも
のである。

【００３４】図１、２の例の如く板状体１の下面には、
その板状体よりも屈折率が低い接着層１３を介して円偏
光板からなる反射防止層１２が接着され、これにより導
光板が形成される。反射防止層としては、適宜な円偏光
板を用いうる。一般には図例の如く少なくとも１／４波
長板１２ａと直線偏光板１２ｂを有する円偏光板が用い
られる。

【００３５】前記の１／４波長板１２ａと直線偏光板１
２ｂを有する円偏光板によれば、例えば図５の例におい
て板状体の下面より出射した光が液晶セル等の下面側で
反射される場合に、直線偏光板１２ｂによる直線偏光が
１／４波長板１２ａを透過した際に円偏光化されて導光
板を透過し、液晶セル等の下面側で反射される際に円偏
光の位相が反転しその反射光が１／４波長板に再入射し
て直線偏光とされるため直線偏光板に再入射する際には
位相の反転効果で吸収される方向の直線偏光となってお
り偏光板を透過できず、反射防止が達成される。その場
合、かかる反射光の透過防止の点より直線偏光板の光軸
と１／４波長板の遅相軸が３５〜５５度、就中４５度の
角度で交差するように配置することが有利である。

【００３６】前記の結果、点灯・外光両モードにおいて
フロント配置の導光板を透過して液晶セル等の下面側で
反射された光が導光板を再透過して上面からの漏れ光と
して出射することを阻止し、表示像との重複によるコン
トラスト等の低下を防止することができる。

【００３７】前記において１／４波長板による位相反転
は円偏光化度の高いほどその効果が高いが、一般に１／
４波長板のみではその位相差に波長分散が発生して全波
長域で良好な円偏光とならず、１／４波長板に１／２波
長板を組合せることで殆どの可視光域で良好な円偏光と
することができる。従って反射防止層は、直線偏光板に
よる反射光の透過防止効果が可及的に広い波長域、就
中、広い可視光域で現れるように１／４波長板と１／２
波長板と直線偏光板を用いて形成することもできる。こ
れにより表示光の視認性を更に向上させることができ
る。

【００３８】前記の１／２波長板は、その遅相軸が１／
４波長板の遅相軸と異なる角度となるように配置する
か、１／４波長板とは異なる波長分散特性を示すものと
組合せるか、それらを併用する方式にて位相反転の波長
域を安定して拡大することができる。その場合、角度を
相違させた配置では直線偏光板の光軸と１／２波長板の
光軸が５〜２５度の角度で交差し、かつその交差角をθ
としたとき１／４波長板の光軸が２θ＋３５〜２θ＋５
５度の角度で交差する範囲関係とすることが位相反転の
波長域拡大の点からより好ましい。

【００３９】前記の直線偏光板や１／４波長板、１／２
波長板としては適宜なものを用いることができ特に限定
はない。ちなみにその偏光板の例としてはポリビニルア
ルコール系フィルムや部分ホルマール化ポリビニルアル
コール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部
分ケン化フィルムの如き親水性高分子フィルムにヨウ素
や二色性染料等の二色性物質を吸着させて延伸したフィ
ルム、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビ
ニルの脱塩酸処理物の如きポリエン配向フィルムなどの
偏光フィルムがあげられる。また前記偏光フィルムの片
面又は両面に耐水性等の保護目的で樹脂の塗布層やフィ
ルムのラミネート層等からなる透明保護層を設けた直線
偏光板もあげられる。さらに液晶ポリマーや液晶含有の
ポリマーからなる偏光層を有する直線偏光板などもあげ
られる。透過率の高い直線偏光板が明るい表示等の点よ
り好まし用いられる。

【００４０】一方、１／４波長板や１／２波長板として
も各種の樹脂からなる延伸フィルムや液晶ポリマーの配
向層を有するもの、無機結晶からなるものなどがあげら
れる。延伸フィルムは、自由端や固定端による一軸延
伸、二軸延伸や厚さ方向にも分子配向させる延伸などの
各種の方式で延伸処理したものであってよい。

【００４１】板状体１の下面に対する反射防止層１２の
接着は、その板状体よりも屈折率が低い接着層１３を介
して行う。これにより入射側面からの入射光ないしその
伝送光を板状体の後方に効率よく伝送することができ
る。その伝送を達成する全反射効率及び界面反射の抑制
による外光等の入射効率などの点より、板状体の屈折率
より０．０１以上、就中０．０２〜０．２、特に０．０
５〜０．１５低い屈折率の接着層が好ましい。また板状
体の形成材料とバランスさせる実用性等の点よりは屈折
率が１．４７以下の接着層が好ましい。なお接着層を形
成する接着剤には適宜なものを用いることができ、その
種類については前記屈折率の点を除き特に限定はない。
接着作業の簡便性等の点よりは粘着層が好ましく用いう
る。

【００４２】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。

【００４３】図４に本発明による導光板を有する面光源
装置１０を例示した。面光源装置は、例えば図例の如く
導光板における板状体１の入射側面に光源２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。前記の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。光源は、板状体の１又は
２以上の側面に配置することができる。

【００４４】面光源装置の形成に際しては、必要に応じ
て図４の如く光源２からの発散光を板状体１の入射側面
に導くために光源を包囲する光源ホルダ３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。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。光源ホルダを板状
体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。

【００４５】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。

【００４６】本発明によるフロントライト式の反射型液
晶表示装置は、面光源装置の光出射側に、従って板状体
下面側の反射防止層を介して、反射層を有する液晶セル
を配置することより形成でき、その例を図５、６に示し
た。１０が面光源装置であり、２０が反射層を有する液
晶セルを具備する液晶表示パネルである。２２が液晶層
で、２３、２３’、２３”が液晶を狭持するセル基板で
あり、それらが液晶セルを形成している。また２１が反
射層、２１’が電極兼用の反射層である。なお２４は偏
光板、２５は光拡散層である。

【００４７】反射型液晶表示装置は一般に、電極を具備
して液晶シャッタとして機能する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や光拡散層等の構成部品を適
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。なお図例では透明電極等の電極の記入を省略してい
る。

【００４８】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、ＯＣ
Ｂ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。さらにセル基板
や電極は、照明光や表示光を透過させる必要がない位置
では、透明基板や透明電極である必要はなく、不透明体
にて形成することもできる。

【００４９】反射型液晶表示装置では反射層２１、２
１’の配置が必須であるが、その配置位置については適
宜に決定でき例えば図５に例示の如く液晶セルの外側に
設けることもできるし、図６に例示の如く液晶セルの内
側に設けることもできる。反射層は、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。なお図６の如く液晶セルの内部
に反射層２１’を設ける場合、その反射層は、前記の高
反射率金属等の高導電性材料にて電極を兼ねるものとし
て形成することもできるし、透明電極等と併設すること
もでき、透明電極にて形成することもできる。

【００５０】表示光の制御を目的とした偏光板として
は、上記した直線偏光板など適宜なものを用いることが
でき、図例の如く液晶セルの片側又は両側に配置するこ
とができる。一方、光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設けられる。光拡散層としても適
宜なものを用いることができる。ちなみにその例として
は低屈折率の透明樹脂中に高屈折率の透明粒子を分散さ
せた塗布硬化層や気泡を分散させた透明樹脂の塗布硬化
層、基材表面を溶媒を介し膨潤させてクレイズを発生さ
せたものや不規則な凸凹面を有する透明樹脂層、あるい
はそれらの層を支持基材に設けた拡散シートなどがあげ
られる。

【００５１】前記の不規則な凸凹面は、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することができ
る。前記の透明粒子には例えば平均粒径が０．５〜３０
μm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１種又は２
種以上用いうる。なお光拡散層は、導光板の反射防止層
に対しても設けることができ、液晶表示装置の適宜な位
置に１層又は２層以上配置することができる。また光拡
散層としては表示像を乱さない程度の弱い拡散能を示す
ものが好ましく用いられる。

【００５２】他方、上記した補償用位相差板は、複屈折
の波長依存性などを補償して視認性を向上させることな
どを目的とし、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。なお反射型液晶表示装置の形成
に際しては、その他の例えばアンチグレア層や反射防止
膜などの適宜な光学素子を適宜に配置することもでき
る。

【００５３】本発明による反射型液晶表示装置の視認
は、面光源装置、特に上記したようにその板状体の平坦
面ないし長辺面の透過光を介して行われる。ちなみに図
７に例示の液晶セル内に反射層２１’を設けたものの場
合の視認では、面光源装置の点灯モードにおいて板状体
１の下面より出射した光α１が反射防止層１２や偏光板
２４や液晶層２２等を経由して反射層２１’を介し反射
され（α２）、液晶層や偏光板等を逆経由して板状体１
に至り、長辺面Ａ２を透過した表示光α３が視認され
る。その場合、強い漏れ光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βは弱く、それに反射防止層による寄
与もあって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。

【００５４】一方、面光源装置が非点灯の外光モードの
場合においても、板状体１の上面の長辺面Ａ２より入射
した光が反射防止層や偏光板、液晶層や反射層等を前記
に準じ透過・逆経由して板状体１に至り、長辺面を透過
した表示像が正面方向の近傍で板状体による乱れ等が少
ない表示品位に優れる状態で視認することができる。な
お面光源装置の点灯・消灯は適宜な方式にて行うことが
できる。

【００５５】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。

【００５６】

【実施例】実施例１ 予め所定形状に加工した真鍮の表面をダイヤモンドバイ
トにて切削し上面形成用の中子を作製し、それを金型中
に設置してその金型を１００℃に加温し、それに溶融ポ
リメチルメタクリレート（屈折率１．５０）を充填して
光出射手段を有する板状体を形成した。その板状体は、
幅６０mm、奥行４２mm、入射側面の厚さ１．０mm、対向
端の厚さ０．６mmであり、上下面が平坦でその上面に入
射側面に平行な頂角が７０℃で傾斜角４２．５度の光路
変換面を具備する断面三角形の連続溝を２４０μmのピ
ッチで有してその溝間に前記上面に基づく平坦面を有
し、光路変換面の下面に対する投影幅が１０〜１６μm
で入射側面より遠離るほど大きくなり、平坦面／光路変
換面の下面に対する投影面積比が１５／１以上のもので
あった。なお断面三角形の連続溝は、入射側面より２mm
離れた位置より形成した。

【００５７】次に直線偏光板（日東電工社製、ＥＧ１４
２５ＤＵ）とポリカーボネートの一軸延伸フィルムから
なる１／４波長板をその透過軸と遅相軸が４５度の交差
角となるように屈折率１．５１の粘着層にて接着積層し
てなる円偏光板からなる反射防止層Ａを屈折率１．４７
の粘着層を介して前記板状体の下面に接着して導光板を
得、その板状体の入射側面に冷陰極管を配置し銀蒸着を
施したポリエステルフィルムからなる光源ホルダにて包
囲しその縁を板状体の上下端面に両面粘着テープで接着
して固定し、面光源装置を得た。ついでその面光源装置
の反射防止層側にノーマリーホワイトの反射型液晶表示
パネルを配置して反射型液晶表示装置を得た。なお前記
の面光源装置は、電源のオン／オフで点灯・消灯の切り
替えを行うことができ、液晶表示装置は全画素をオン／
オフさせる駆動式のものである。

【００５８】実施例２ 反射防止層Ａに代えて、直線偏光板と１／４波長板の間
にポリカーボネートの一軸延伸フィルムからなる１／２
波長板を屈折率１．５１の粘着層にて接着介在させた円
偏光板からなる反射防止層Ｂを用いたほかは実施例１に
準じて導光板、面光源装置及び反射型液晶表示装置を得
た。なお直線偏光板の透過軸に対して１／２波長板はそ
の遅相軸が１５度、１／４波長板はその遅相軸が７５度
の交差角となるように配置した。

【００５９】実施例３ 板状体Ａに代えて板状体Ｂを用いたほかは実施例１に準
じて導光板、面光源装置及び反射型液晶表示装置を得
た。なお板状体Ｂは実施例１に準じて形成したものであ
り、下面が平坦でその上面に入射側面に平行なプリズム
状の連続溝を２１０μmのピッチで隣接に有し、光路変
換面の傾斜角が４２．５度で、長辺面の傾斜角が１．８
〜３．５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
１０〜１６μmで入射側面より遠離るほど大きくなり、
長辺面／短辺面の下面に対する投影面積比が１３／１以
上のものである。

【００６０】実施例４ 板状体Ｂと反射防止層Ｂからなる組合せとしたほかは実
施例１に準じて導光板、面光源装置及び反射型液晶表示
装置を得た。

【００６１】実施例５ 板状体Ｂと反射防止層Ｂからなる組合せとし、それらを
屈折率１．４５の粘着層を介して接着したほかは実施例
１に準じて導光板、面光源装置及び反射型液晶表示装置
を得た。

【００６２】比較例１ 板状体Ａと反射防止層Ａを屈折率１．５１の粘着層を介
して接着したほかは実施例１に準じて導光板、面光源装
置及び反射型液晶表示装置を得た。

【００６３】比較例２ 板状体Ａと反射防止層Ｂを屈折率１．５１の粘着層を介
して接着したほかは実施例２に準じて導光板、面光源装
置及び反射型液晶表示装置を得た。

【００６４】比較例３ 板状体Ｂと反射防止層Ａを屈折率１．５１の粘着層を介
して接着したほかは実施例３に準じて導光板、面光源装
置及び反射型液晶表示装置を得た。

【００６５】比較例４ 板状体Ｂと反射防止層Ｂを屈折率１．５１の粘着層を介
して接着したほかは実施例４に準じて導光板、面光源装
置及び反射型液晶表示装置を得た。

【００６６】比較例５ 反射防止層Ｂを用いずに板状体Ｂをそのまま導光板とし
て用いたほかは実施例５に準じて面光源装置及び反射型
液晶表示装置を得た。

【００６７】評価試験 実施例、比較例で得た白状態の反射型液晶表示装置にお
いて面光源装置を点灯して点灯モードとし、導光板の幅
方向の中心における入射側面とその対向端より各１０mm
の位置（入射部と後端部）及び中央部の位置での視認面
における正面輝度を輝度計（トプコン社製、ＢＭ−７）
にて調べ、その結果を下表に示した。また実施例４、５
及び比較例４、５の面光源装置について導光板下面より
の出射強度の角度分布を調べ、その結果を図９に示し
た。なお図は正面輝度を１００として規格化した。

【００６８】

【００６９】表より、実施例では比較例との対比より輝
度が向上していると共に、表示面上での輝度のバラツキ
が少なくその均一性も向上していることがわかる。また
実施例５と他の実施例との対比より反射防止層を接着す
る接着層の屈折率を可及的に低くするほど輝度の向上及
びそのバラツキの抑制に有効であることがわかる。

【００７０】一方、図９よりいずれの場合も板状体の光
路変換面による特性に基づいて法線より３０度以内で出
射光の最大強度を示しているが、円偏光板からなる反射
防止層がなくて空気と界面を形成する板状体下面で反射
光が発生する比較例５との対比より実施例では、広い角
度で光が出射しており、また実施例の４よりも５の方が
その角度範囲が広くなっている。これらと前記表による
結果より反射防止層を接着する接着層の屈折率を可及的
に低くするほど光の利用効率を向上させ得ることがわか
る。

【００７１】また外光が存在する使用環境下において比
較例５では前記の如く板状体下面による反射光で表示が
見にくかったが、実施例では板状体下面での反射光の発
生は殆ど認められなかった。さらに１／２波長板を付加
した反射防止層Ｂの場合の方が実施例、比較例のいずれ
でもそのＡを用いた場合より反射防止性能に優れること
が認められた。上記より実施例では明るくてその均一性
に優れる良好な表示品位のフロントライ式反射型液晶表
示装置の実現されていることがわかる。

【図面の簡単な説明】

【図１】導光板の断面図

【図２】他の導光板の断面図

【図３】プリズム状凸凹の説明図

【図４】面光源装置の断面図

【図５】反射型液晶表示装置の断面図

【図６】他の反射型液晶表示装置の断面図

【図７】実施例による光伝送状態の説明図

【図８】比較例による光伝送状態の説明図

【図９】出射特性を示したグラフ

【符号の説明】

１：板状体 １ａ：平坦面 Ａ：光出射手段 Ａ１：光路変換面 Ａ２：長辺面 １２：反射防止層 １２ａ：直線偏光板 １２ｂ：１／４波長板 １３：接着層 １０：面光源装置 ２：光源 ２０：反射型液晶表示パネル ２１：反射層 ２１’：電極兼用反射層 ２２：液晶層 ２４：偏光板 ２３、２３’、２３”：セル基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 貴雄 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電 工株式会社内 (72)発明者 矢野 周治 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電 工株式会社内 Ｆターム(参考） 2H038 AA55 BA06 2H091 FA11X FA11Z FA23Z FA41Z FB02 FB03 FC01 HA07 HA09 HA10 HA12 LA16 LA17

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【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体の下面に、
   その板状体よりも屈折率が低い接着層を介して円偏光板
   からなる反射防止層を接着してなることを特徴とする導
   光板。
2. 【請求項２】 請求項１において、円偏光板からなる反
   射防止層が少なくとも１／４波長板と直線偏光板を有す
   る導光板。
3. 【請求項３】 請求項２において、円偏光板からなる反
   射防止層が１／４波長板と１／２波長板と直線偏光板を
   有する導光板。
4. 【請求項４】 請求項１〜３において、板状体の下面と
   入射側面の両基準平面に対する垂直面内において、前記
   下面からの出射光の最大強度方向が下面の基準平面に対
   する法線に対して３０度以内にある導光板。
5. 【請求項５】 請求項１〜４において、板状体の上面に
   形成した光出射手段が下面の基準平面に対する傾斜角が
   ３５〜４８度の光路変換面を具備する断面略三角形の凸
   凹の複数からなる導光板。
6. 【請求項６】 請求項１〜５において、板状体の上面に
   形成した光出射手段が光路変換面と長辺面からなるプリ
   ズム状の凸凹の５０μm〜１．５mmピッチの繰返し構造
   よりなり、かつ前記光路変換面が下面の基準平面に対し
   ３５〜４８度の傾斜角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、前記長辺面が当該基
   準平面に対し０〜１０度の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、最寄り辺の傾斜角差が１度
   以内で、しかも当該基準平面に対する投影面積が光路変
   換面のそれの５倍以上の斜面からなる導光板。
7. 【請求項７】 請求項５又は６において、光出射手段を
   形成する凸凹の稜線が入射側面の基準平面に対し±３０
   度以内の範囲にある導光板。
8. 【請求項８】 請求項１〜７において、反射防止層を板
   状体の下面に接着する接着層の屈折率がその板状体より
   も０．０１以上低いものである導光板。
9. 【請求項９】 請求項１〜８において、反射防止層を板
   状体の下面に接着する接着層の屈折率が１．４７以下で
   ある導光板。
10. 【請求項１０】 請求項１〜９において、反射防止層を
    板状体の下面に接着する接着層が粘着層である導光板。
11. 【請求項１１】 請求項１〜１０に記載の導光板におけ
    る１又は２以上の側面に光源を配置してなることを特徴
    とする面光源装置。
12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の面光源装置の光出
    射側に、反射層を有する液晶セルを配置してなることを
    特徴とする反射型液晶表示装置。