JPWO2002077704A1 - 反射型表示装置および導光板ならびに導光板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
プリズム部を有する導光板を備えた反射型液晶表示装置における表示画面の見掛けのコントラスト特性の低下を解消して、良好な画像を観察することが可能な反射型液晶表示装置や導光板を提供する。液晶表示パネル(10)の観察面側に平坦面が対面するように配置された導光板(50)の平坦面の表面に、反射防止膜(40)を備えている。この反射防止膜(40)によって、導光板(50)の平坦面での光の反射が抑制される。また、密着層(51)により、導光板(50)の平坦面の表面に対する反射防止膜(40)の着膜性や密着性が向上する。
Description
技術分野
本発明は反射型表示装置および導光板ならびに導光板の製造方法に関する。
背景技術
反射型表示装置は一般に、低い消費電力で表示を行うことが可能であり、この特性を生かして、情報端末装置用のディスプレイデバイスへの適用が期待されている。ところが、光源を備えない反射型表示装置は、暗い照明環境下では表示画像を見ることができない。そこで近年では、液晶表示パネルの観察面側にフロントライトを備えた反射型表示装置が提案されている。例えば、表裏両主面として、傾斜部と平坦部とを交互に配列してなる上プリズム面と平坦な底面とを備えた楔型の導光板を、反射型の液晶表示パネルの観察面側に設置して、光源から供給される光(光源光)が側面から入射されるとその光源光を液晶表示パネルの観察面ほぼ全面に供給し、その光源光が液晶表示パネルの背面に設けられた反射板の表面で反射して観察面側に出射される。このとき、各画素ごとで液晶表示パネルから出射される光の量または有無を制御することにより、あたかも自発光素子のように各画素から光を出射して画像を表示する。すなわち、上記のような楔型の導光板は、光反射装置と光透過装置との両方の機能を併せ持つものである。
そのような従来の楔型の導光板では、光透過装置としての機能を十分なものとするためには、上プリズム面の平坦部は底面に対してほぼ平行に配置されることが要請される。これは、上プリズム面の平坦部が底面に対して大きな角度をなす場合には、液晶表示パネルから出射された光がこの底面と上プリズム面の平坦部との間のプリズム作用に起因して屈折してしまい、液晶表示装置としての画像表示性能に悪影響を与えてしまうためである。
また、光反射装置としての機能を十分なものとするためには、導光板内のほぼ面方向に光源光を導光し、上プリズム面の傾斜部で反射させて液晶表示パネルにほぼ垂直に入射させるためには、傾斜部は約45度の角度に設定することが望まれる。
ところが、このような平坦部と斜面部とを交互に配置して行くと、導光板の厚さは光源光が供給される側面からの距離に連れて次第に薄くなり、光源光が供給される側面とそれに対向する側面とで2〜3mmあるいはそれ以上の厚さの差が生じて、その断面形状は楔形となる。このような楔形の導光板では、液晶表示パネルの表面との間に楔形の間隙が生じることに起因して、視差が生じるという不都合がある。
そこで本出願人は、特開2000−111900号公報に開示したような板状導光板を開発した。すなわち、この板状導光板では、上面のプリズム面を、プリズム面を光源から離れるに従い徐々に隆起する準平坦部と、光源から離れるに従い徐々に降下する斜面部との繰り返しとし、各プリズムの頂点をほぼ同一の高さとすることで、プリズムの凹凸は無視すれば導光板のマクロ的な外形を楔形でなく平板状のものとすることができ、なおかつ光反射装置と光透過装置との両方の機能を十分なものとすることができ、光源光を効率良く、かつ液晶表示パネルの面内に均一に利用することができる。
しかしながら、上記のような板状導光板を用いているにも関わらず、反射型液晶表示装置の画面に表示される画像のコントラストが低く観察される場合があることを、本発明者らは上記のような板状導光板を用いた反射型液晶表示装置の画面に画像を表示する実験等を行うことにより確認した。そして、そのような表示画像のコントラストが低く観察される現象は、板状導光板の内部の迷光などが板状導光板の平坦面で反射して、本来の表示に関与する液晶表示パネルの背面で反射して観察面から外部に出射される光に混入するために生じるものであることを、本発明者らは種々の実験および考察により確認した。またさらには、そのような板状導光板の平坦面で反射される光は、人間の視感度の高い可視光領域に相当するλ=550nm前後の波長の光が多く含まれており、このような光が、本来の表示に関与する光に混入すると、画面はさらに一層、コントラストが悪化したものとして観察されることも確認された。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第1の目的は、特開2000−111900号公報に開示されたような板状導光板を用いた反射型液晶表示装置における表示画面の見掛けのコントラスト特性の低下を解消して、良好な画像を観察することが可能な反射型液晶表示装置および導光板を提供することにある。また、第2の目的は、そのような導光板を簡易かつ確実に製造することのできる製造方法を提供することにある。
発明の開示
本発明による反射型表示装置は、背面側に反射板を備えており、観察面側から入射され反射板で観察面側へと反射される光の透過を個々の画素ごとに制御して表示を行う反射型の液晶表示パネルと、表裏で対向する一対の主面として複数のプリズムが形成されたプリズム面と平坦面とを有すると共に、光源からの光が供給される側面を有し、前述の複数のプリズムは、個々の画素の配列ピッチとは異なるピッチで形成されており、前述のプリズム面は、平坦面に対して略(ほぼ)0.5度から略3.5度までのいずれかの角度を成して、側面からの距離が遠くなるに従って徐々に隆起するように設定された準平坦部と、側面から供給された光を平坦面へと反射するように平坦面に対する角度がほぼ40度からほぼ60度までのいずれかの角度を成して、側面からの距離が遠くなるに従って徐々に降下するように設定された傾斜部とを有し、液晶表示パネルの観察面側に平坦面が対面するように配置された導光板と、導光板と液晶表示パネルとの間に設けられた直線偏光板およびλ/4板と、導光板の平坦面に付設されて、その平坦面での光の反射を抑制する反射防止膜とを備えている。
また、本発明による他の反射型表示装置は、背面側に反射板を備えており、観察面側から入射され反射板で観察面側へと反射される光の透過を個々の画素ごとに制御して表示を行うように設定された反射型の液晶表示パネルと、表裏で対向する一対の主面として複数のプリズムが形成されたプリズム面と平坦面とを有すると共に、光源からの光が供給される側面とを有し、複数のプリズムが個々の画素の配列ピッチとは異なるピッチで形成されており、そのプリズム面は、平坦面に対してほぼ0.5度からほぼ3.5度までのいずれかの角度を成して、側面からの距離が遠くなるに従って徐々に隆起するように設定された準平坦部と、側面から供給された光を平坦面へと反射するように平坦面に対する角度がほぼ40度からほぼ60度までのいずれかの角度を成して、側面からの距離が遠くなるに従って徐々に降下するように設定された傾斜部とを有しており、液晶表示パネルの観察面側に平坦面が対面するように配置された、合成樹脂材料から形成された導光板と、導光板と液晶表示パネルとの間に設けられた直線偏光板およびλ/4板と、導光板の平坦面に着設されて、その平坦面での光の反射を抑制する反射防止膜と、反射防止膜と導光板の平坦面との間に設けられ、反射防止膜を導光板の表面に着設する密着層とを備えている。
本発明による導光板は、背面側に反射板を備えており観察面側から入射され反射板で観察面側へと反射される光の透過を個々の画素ごとに制御して表示を行うように設定された反射型の液晶表示パネルの観察面側に配置される導光板であって、表裏で対向する一対の主面として、複数のプリズムが形成されたプリズム面と平坦面とを有すると共に、光源からの光が供給される側面とを有し、合成樹脂材料から形成されており、複数のプリズムが個々の画素の配列ピッチとは異なるピッチで形成されており、プリズム面は、平坦面に対してほぼ0.5度からほぼ3.5度までのいずれかの角度を成して、側面からの距離が遠くなるに従って徐々に隆起するように設定された準平坦部と、側面から供給された光を平坦面へと反射するように平坦面に対する角度がほぼ40度からほぼ60度までのいずれかの角度を成して、側面からの距離が遠くなるに従って徐々に降下するように設定された傾斜部とを有しており、平坦面に1nmから10nmまでの間のいずれかの厚さに形成されたSiからなる密着層と、密着層の表面に、Nb2O5,Ta2O5,TiO2のうちの少なくともいずれか1種類の膜を高屈折率膜として用い、SiO2,MgF2のうちの少なくともいずれか1種類の膜を低屈折率膜として用いて、その高屈折率膜と低屈折率膜とを組み合わせて積層して形成された反射防止膜とを、さらに備えたものである。
本発明による導光板の製造方法は、背面側に反射板を備えており観察面側から入射され反射板で観察面側へと反射される光の透過を個々の画素ごとに制御して表示を行うように設定された反射型の液晶表示パネルの観察面側に配置される導光板の製造方法であって、表裏で対向する一対の主面として、平坦面と、複数のプリズムが形成されたプリズム面とを有すると共に、光源からの光が供給される側面とを有し、複数のプリズムが個々の画素の配列ピッチとは異なるピッチで形成されており、プリズム面は、平坦面に対してほぼ0.5度からほぼ3.5度までのいずれかの角度を成して、側面からの距離が遠くなるに従って徐々に隆起するように設定された準平坦部と、側面から供給された光を平坦面へと反射するように平坦面に対する角度がほぼ40度からほぼ60度までのいずれかの角度を成して、側面からの距離が遠くなるに従って徐々に降下するように設定された傾斜部とを有する、合成樹脂材料から形成された導光板の平坦面に、真空蒸着またはスパッタ法により、1nmから10nmまでの間のいずれかの厚さのSiからなる密着層を形成する工程と、密着層の表面に、Nb2O5,Ta2O5,TiO2のうちの少なくともいずれか1種類の膜を高屈折率膜として用い、SiO2,MgF2のうちの少なくともいずれか1種類の膜を低屈折率膜として用いて、その高屈折率膜と低屈折率膜とを組み合わせて積層して、導光板の平坦面での光の反射を抑制する反射防止膜を形成する工程とを含んでいる。
本発明による反射型表示装置では、表裏で対向する一対の主面として複数のプリズムが形成されたプリズム面と平坦面とを有すると共に、光源からの光が供給される側面とを有し、前述の複数のプリズムは、個々の画素の配列ピッチとは異なるピッチで形成されており、前述のプリズム面は、平坦面に対して略0.5度から略3.5度までのいずれかの角度を成して、側面からの距離が遠くなるに従って徐々に隆起するように設定された準平坦部と、側面から供給された光を平坦面へと反射するように平坦面に対する角度がほぼ40度からほぼ60度までのいずれかの角度を成して、側面からの距離が遠くなるに従って徐々に降下するように設定された傾斜部とを有しており、液晶表示パネルの観察面側に平坦面が対面するように配置された導光板の平坦面の表面に、反射防止膜を備えているので、この反射防止膜によって、導光板の平坦面での光の反射が抑制される。
ここで、上記の導光板における、平坦面に対する準平坦部のなす角や平坦面に対する傾斜部のなす角を略(ほぼ)〜と述べたのは、設定値としては上記のような0.5度や40度のような数値の角度に設定したとしても、実際には製造時などに数%程度の誤差が混入する場合が多いので、そのような誤差をも考慮に入れるという意味で、略(ほぼ)〜と表現したものであることは言うまでもない。
また、本発明による他の反射型表示装置では、導光板が特に合成樹脂材料から形成されたものであり、上記の反射型表示装置にさらに加えて、反射防止膜と導光板の平坦面との間に密着層が形成されており、この密着層によって反射防止膜が導光板に着設される。
本発明による導光板では、透明な合成樹脂材料からなる導光板本体の平坦面に1nmから10nmまでの間のいずれかの厚さに形成されたSiからなる密着層が形成されており、Nb2O5,Ta2O5,TiO2のうちの少なくともいずれか1種類の膜を高屈折率膜として用い、SiO2,MgF2のうちの少なくともいずれか1種類の膜を低屈折率膜として用いて、その高屈折率膜と低屈折率膜とを組み合わせて積層してが形成されており、その反射防止膜は密着層を介して導光板の平坦面に強固に付着される。
本発明による導光板の製造方法では、合成樹脂材料から形成された導光板の平坦面に、真空蒸着またはスパッタ法により、1nmから10nmまでの間のいずれかの厚さのSiからなる密着層を形成する工程と、密着層の表面に、Nb2O5,Ta2O5,TiO2のうちの少なくともいずれか1種類の膜を高屈折率膜として用い、SiO2,MgF2のうちの少なくともいずれか1種類の膜を低屈折率膜として用いて、その高屈折率膜と低屈折率膜とを組み合わせて積層して、導光板の平坦面での光の反射を抑制する反射防止膜を形成する工程とを含んでおり、このようにして密着層を導光板の平坦面と反射防止膜との間に介在させることにより、それら導光板の平坦面と反射防止膜との界面どうしを強固に付着させる。
本発明の他の目的、特徴および効果は、以下の説明によってさらに明らかになるであろう。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
第1図は、本発明の一実施の形態に係る反射型表示装置の概要構成を模式的に表した断面図であり、第2図は、第1図に示した導光板を中心として拡大して表したものである。
この反射型表示装置は、液晶表示パネル10と、直線偏光器21と、λ/4板22と、密着層51および反射防止膜40を備えた導光板50とから、その主要部が構成されている。なお、液晶表示パネル10および導光板50それ自体(密着層および反射防止層を除いたもの)については、例えば、本出願人の提案による特開2000−111900号公報によって開示されたものと同様のものとすることができる。液晶表示パネル10は、所定の間隙を設けて対向配置された1対のガラス基板1,6の間に液晶層を挟持させ、その周囲をシール材(図示省略)で密封して、その主要部が構成されている。ガラス基板1の表面にはカラーフィルタ2および透明電極(共通対向電極)3が形成されている。他方のガラス基板6の表面上には画素電極5が形成されている。この画素電極5は、アクティブマトリクス型液晶表示パネルの画素電極として、例えば絶縁ゲート型トランジスタ(図示省略)に接続されている。ここで、この液晶表示パネル10としては、アクティブマトリックス型のものの他にも、単純マトリックス型のものを用いることなども可能であることは言うまでもない。液晶表示パネル10の下部には、反射板8が配置されている。なお、反射板8は、液晶表示パネル10の内部に形成することも可能である。例えば、画素電極5の下に反射鏡を形成して、これを反射板8としてもよく、あるいはガラス基板6の下面に反射鏡面を形成するようにしてもよい。
導光板50は、底面がほぼ平坦で板厚が面内でほぼ均一な高分子基板本体部11と、その高分子基板本体部11の観察面側(第1図で上側)の表面上に形成された複数のプリズム状の隆起を有するプリズム部12とから、その主要部が構成されている。第1図で導光板の左側の側面には、例えば青色LEDおよび白変換フィルタを用いた光源32と、この光源32から発せられる光源光を導光板50側面に向けて効果的に入射させるためのリフレクタ34とが配置されている。この導光板50は、高分子基板本体部11とプリズム部12とを別体で形成し、それらを貼り合わせて形成してもよく、あるいは高分子基板本体部11とプリズム部12とを紫外線硬化樹脂材料などからなる一繋がりの(1つの)部品として形成してもよい。
さらに詳細には、この導光板50のプリズム部12は、第2図に示したように、観察面側の表面に、光源32から離れるに従って次第に隆起する準平坦部14と光源32から離れるに従って降下する傾斜部15との繰り返しで形成された複数のプリズム(プリズム状の隆起)を備えたものである。なお、この導光板50は、その全体をアクリル等の透明材料で形成するようにしてもよいが、より精確なプリズム形状を成形するためには、プリズム部12を可塑性に優れた材料で形成することが望ましい。例えば高分子基板本体部11をアクリル板で形成し、プリズム部12を紫外線硬化樹脂で形成するといった組み合わせとすることにより、紫外線硬化樹脂をスタンパー等によって簡易かつ正確にプリズム部12のプリズム形状を成形することが可能となる。ただし、これのみには限定されず、高分子基板本体部11とプリズム部12とを、例えばPO(ポリオレフィン系)のARTON(JSR株式会社の製品名)を用いて一体成型することなども可能である。
直線偏光器21は、等しい強度のx成分とy成分とを含んだ直線偏光を形成する。λ/4板22は、x成分およびy成分の1方にλ/4の位相差を与える。このような直線偏光器21およびλ/4板22を通った光は、円偏光となって出射される。このようにして出射された光は、そのλ/4板22の下方の界面や液晶表示パネル10のガラス基板1の観察面側の表面などで偏光状態を維持したまま反射されて逆方向に向きを変え、再びλ/4板22を通ると、偏光軸が90度回転された状態となり、直線偏光器21によって遮断される。従って、理論的には、λ/4板22の下方の界面や液晶表示パネル10のガラス基板1の観察面側の表面などで反射された光が導光板50に戻らないように設定されている。
ところが実際には、例えば特開2000−111900号公報に開示された反射方液晶表示装置の場合などには、側面から供給された光源光が遠方へと導光されて行くうちに、導光板50の内部での乱反射などによって迷光が生じ、それが導光板50の平坦面(第1図、第2図で下方)の界面で反射されて、本来の表示に関与する液晶表示パネル10の背面の反射板8での反射光に混入し、観察面側で観察される表示画像の見掛けのコントラストを低下させる場合があることを、本発明者らは確認した。
そこで、このような導光板50の平坦面(観察面とは反対側の面)の界面での反射光を防ぐために、この導光板50の平坦面に密着層51を介して反射防止膜40が着設されている。また、そのような反射防止膜40は、透明性の合成樹脂材料などからなる導光板50の平坦面に対する着膜性が低い場合が多いので、密着層51が、例えば紫外線硬化型樹脂あるいはアクリル樹脂のような透明な合成樹脂材料からなる導光板50の平坦面に対する反射防止膜40の着膜性を強固なものとするために設けられている。
導光板50を第1図,第2図で左側の側面から右に向かって進向するように導光される光源光は、各プリズム状の隆起の傾斜部15でそれぞれ反射されて、下方の液晶表示パネル10の表面にほぼ垂直に向かう。傾斜部15が図中の水平面に対してほぼ45度の角度を有するように設定されているため、左から右にほぼ水平に進行する光は、液晶表示パネル10に対してほぼ垂直に入射するように反射される。ここで、光源32からの光の進行方向は完全に水平ではないので、各傾斜部15で反射される光を液晶表示パネル10に対する正確な垂直方向に向かわせるために、傾斜部15の角度も約40度〜約60度の範囲で選択されたものとなっている。
液晶表示パネル10を通過し、反射板8で反射された光は、第1図,第2図での下方から上方に向かって進み、λ/4板22および直線偏光器21を通って導光板50に入射される。導光板50では、ほぼ水平な面を形成する準平坦部14が出射面となっており、この準平坦部14から表示に関与する光が観察面側の前方へと(観察者に向けて)出射される。観察者(この反射型液晶表示装置のユーザーなど)は、その導光板50から出射された光を観察することによって、画像を観ることができる。この傾斜部15は前述のように約40度〜約60度の範囲のいずれかの角度に設定されているので、導光板50の内部を導光されてきた光のほとんどは、この傾斜部15に対して入射角が大きなものとなるため、この傾斜部15で全反射される。
ここで、導光板50は、全面でほぼ均一な輝度を有することが望まれる。光源32は導光板50の1辺に沿って配置され、光源32からの光は導光板50内を左から右に進む。導光板50のプリズム部12に形成されるプリズム形状を均一にすると、各プリズムに入射する光の立体角は左に向かうほど小さくなってしまう。導光板全面で均一な輝度を得るためには、同一形状のプリズムを形成するのでは足りない。そこで、準平坦部14が、底面13とほぼ平行な状態を保ちつつ、光源から離れるに従い次第に隆起するような形状に設定されている。例えば、水平面に対し約1.5度の角度をなすように準平坦部14が形成されている。
傾斜部15は、導光板50内を左から右に進行する光を反射させ、反射型液晶表示装置に向かわせる部分であることは、前述した通りであるが、各プリズムに入射する光の単位面積当たりの光量は、導光板50を右に向かうに連れて小さくなって行く。従って、傾斜部15は、右に向かうほど大きくなるように設定することが望まれる。傾斜部15の面積を増大するためには、プリズムの頂点17と底部18との高さの差d(以下深さと定義する)を導光板中左から右に向かうに従って次第に増加するように設定することが望ましい。
また、傾斜部15に入射する光の平均角度についても、導光板50を左から右に向かうに連れて次第に減少して行く。そこで、傾斜部15が水平面となす角度γを変化させてもよい。例えば、角度γを約40.5度から約44.5度の範囲で変化させることなども有効である。なお、準平坦部14が水平面となす角度αと、傾斜部15が水平面となす角度γの和である角度βは、約42.5度から約46度の範囲で変化する。傾斜部15から液晶表示パネル10に向かう光は垂直方向から若干(たとえば±5度程度)外れていた方が画面が明るくなり、コントラストが高くなる。プリズムのピッチは、100μm〜500μm、好ましくは200μm〜300μmの範囲に設定することが望ましい。プリズムの深さdは、1μmから15μmの範囲に設定することが好ましい。また、傾斜部15で反射して平坦面から垂直に出射する光の強度が、光入力部分(光源からの光が供給される側面)から最も遠い位置で、光入力部分に最も近い位置の1.3倍〜2倍の範囲内のものとなるように、プリズムの深さdを設定することが好ましい。
第3図は、本発明の一実施の形態に係る導光板に設けられている密着層および反射防止膜のさらに詳細な構成を模式的に表したものである。なお、この第3図では、導光板50の上下を第1図,第2図とは逆向きに描いてある。
導光板50の平坦面(第3図で高分子基板本体部11の上面)に、密着層51と、反射防止膜40とが、この順で積層形成されている。反射防止膜40は、さらに詳細には、第1層目にNb2O5からなる高屈折率膜41、第2層目にSiO2からなる低屈折率膜42、第3層目にNb2O5からなる高屈折率膜43、第4層目にSiO2からなる低屈折率膜44が、この順で積層形成されている。この反射防止膜40は、低屈折率膜と高屈折率膜とを適宜の膜厚で組み合わせて形成したものであるが、低屈折率膜と高屈折率膜とを各一層ずつ1組で合計2層とする2層から、低屈折率膜と高屈折率膜とを3組程度積層して合計5〜6層とする層構成までが、実用的な層数である。これは、反射防止膜40についても、余りにも多層に積層すると、そのような厚い反射防止膜40によって表示に関与する光が減衰するなどして、光源光の利用効率が低くなってしまうことや、製造プロセス中での反射防止膜40のスループットが低下してしまうことがあるからである。
なお、このような反射防止膜40の積層構成は、必ずしも低屈折率膜と高屈折率膜とを1組にして偶数層を積層することのみには限定されない。低屈折率膜と高屈折率膜との屈折率の違いとそれら個々の膜厚との兼ね合いで反射光を抑止する特性が決まる。このような屈折率の違いという要素にさらに加えて、低屈折率膜や高屈折率膜の膜厚という要素も、反射防止機能に関与している。また、光学的機能上の設定の異なる層を多層に積層するほど広い波長領域の反射光を抑止することができる傾向にある。従って、そのような屈折率の違いや各層の膜厚の調節如何によっては、3層の低屈折率膜と2層の高屈折率膜とを互い違いに組み合わせて合計5層(奇数層)の積層構造とするというようなことも可能であり、必ずしも低屈折率膜と高屈折率膜とを1対1に組み合わせることのみには限定されない。
高分子基板本体部11およびプリズム部12の形成材料に要請される特性としては、表示装置に用いられるものであるという用途上の必要性から、透明性が高いことや、光学的な歪み等を生じることが少ないことなどが挙げられる。また、さらにそれらの条件に加えて、この高分子基板本体部11の平坦面上に密着層51や反射防止膜40を形成する工程や長期間使用に供される際などに晒される環境や機械的な応力などに対する耐久性や信頼性の高いものであることなども要請される。また、特に微小なプリズム部12を精確な形状に形成することが必要とされるので、それに対応できるように成形性の良好なものであることなども要請される。このような条件を満たす材料としては、例えば上記のような紫外線硬化型樹脂やアクリル樹脂をはじめとして、PO(ポリオレフィン)、PC(ポリカーボネート)、PET(ポリオレフィンテレフタレート)等のような高分子化合物が挙げられる。あるいはこの他にも、上記のような光学的特性や耐久性等を備えた各種の高分子ポリマー系材料などを用いることも可能である。
密着層51は、高分子基板本体部11の平坦面と反射防止膜40との間に介在させることで、それら高分子基板本体部11の平坦面と反射防止膜40との着膜性を強固(確実)なものとするために用いられるものである。このような要請に対応するためには、Si膜を1nm以上〜10nm以下の膜厚に形成することが望ましい。これは、Si膜が1nm未満であると、十分な着膜性を得ることが困難となり、10nmを超えた厚さであると、この密着層51での光透過性が低下して、表示に関与する光が減衰されるからである。このような観点から、後述する実施例では、このSi膜からなる密着層51の膜厚を2nmに設定している。密着層51の膜厚をこのような適切な値に設定することにより、光透過性を良好なものに保ちつつ、高分子基板本体部11の平坦面と反射防止膜40との成膜時の着膜性や両者の密着性を良好なものとすることができる。
この密着層51の成膜に際しては、例えば後述する実施例のように、高分子基板本体分11として厚さ0.8mmのARTON(JSR社製の高分子基板材料の商品名)からなる基板を用意し、その平坦面上に、例えば膜厚2nmのSi膜をスパッタ法により成膜することなどが可能である。
反射防止膜40における第1層目の高屈折率膜41および第3層目の高屈折率膜43の形成材料としては、Nb2O5、Ta2O5、TiO2などが好適である。また、第2層目の低屈折率膜42および第4層目の低屈折率膜44の形成材料としては、SiO2,MgF2などが好適である。ただし、これらの種類の材料のみには限定されないことは言うまでもない。これらの高屈折率膜41,43や低屈折率膜42,44の成膜に際しては、上記の密着層51の成膜の際に用いたインラインスパッタ装置によって、上記の密着層51の成膜工程にさらに引き続いてスパッタ法により成膜することにより、量産性を高いものとすることができるので望ましい。さらに詳細には、このような高屈折率膜41,43や低屈折率膜42,44の成膜は、Ar(アルゴン)およびO2(酸素)雰囲気中で、AC(交流)スパッタ法によって行うことが望ましい。これは、ACスパッタ法で成膜することにより、DCスパッタ法を用いて成膜した場合のような異常放電の発生を防いで、安定的な成膜を行うことが可能となるからである。
[実施例]
上記の実施の形態で説明したような各種材料を用いて、各層の膜厚が第4図に示したような設定の反射防止膜40および密着層51を、導光板50の平坦面にインラインスパッタ装置を用いてACスパッタ法により積層形成した。このようにして反射防止膜40および密着層51が形成された本実施例に係る導光板50を、上記の実施の形態で説明したような概要構成の反射型の液晶表示パネル10に組み付けて、完全オンの場合の画面の見掛け上の輝度と完全オフの場合の画面の見掛け上の輝度とを調べ、光源光を100(%)と定義したときの表示に関与しない反射光の光量の比率(%)を確認した。また、特開2000−111900号公報に開示されたような反射防止膜40および密着層51が形成されていない反射型液晶表示装置における完全オンの場合の画面の見掛け上の輝度と完全オフの場合の画面の見掛け上の輝度とを調べて、表示に関与しない反射光の光量の比率を確認した。そして、これら両者の、表示に関与しない反射光の光量の比率や画面の見掛けのコントラスト特性を比較した。
その結果、第5図に示したように、反射防止膜40および密着層51を備えない反射型液晶表示装置の場合には、表示に関与しない反射光の比率が約4〜5%であったものが、反射防止膜40および密着層51を備えたものの場合には、表示に関与しない反射光量の比率が約0.5%前後となり、表示に関与しない光の反射が、表示に関与する可視光の波長領域(450nm〜650nm)のほぼ全般に亘って、極めて効果的に防止されていることが確認された。特に、第5図から明らかなように、表示に関与しない反射光の中心的な波長領域である550nm〜600nmの領域の光がほぼ0%にまで抑制されている。
さらに詳細には、反射防止膜40および密着層51を備えない反射型液晶表示装置の場合には、第7図に模式的に示したように、導光板50の下面(平坦面)52で反射した表示に関与しない反射光71は、光源光77の4%の光となる。その反射光71が導光板50の内部から外部に出射される際の透過率0.96を乗じて、最終的に導光板50の上面(観察面)53で観察される表示に関与しない反射光72は、4×0.96=3.84%の光となる。また、導光板50の下面52から外へと出射される光73は96%となる。液晶表示パネル10を通って反射板8で反射されて、光73とは逆向きに液晶表示パネル10へと向かい、さらに導光板50の下面52へと入射される光74は、液晶表示パネル10の透過率や反射板8での反射率を含めた透過率0.1をさらに乗じて96×0.1=9.6%となる。さらに、最終的に導光板50の上面53から観察面の前方へと出射される光75は、光74に導光板50の内外の界面での透過率0.96を2回乗じて(光は導光板50の界面を外〜内および内〜外と合計2度通るので)9.6×0.96×0.96=8.847%となる。
従って、液晶表示パネル10を完全オフにしたときの(暗表示状態の)画面の輝度は、光源光77を100%と定義して、表示に関与しない反射光の光量である3.84%に対応したものとなる。また、液晶表示パネル10を完全オンにしたときの(明表示状態の)画面の輝度は、3.84%+8.847%=12.69%の光に対応したものとなる。このような暗表示状態の光量と明表示状態の光量とから、反射防止膜40および密着層51を備えない反射型液晶表示装置の場合の見掛けのコントラスト比は、12.69/3.84=3.30となる。
一方、反射防止膜40および密着層51を備えた反射型液晶表示装置の場合には、第6図に模式的に示したように、導光板50の下面52で反射した表示に関与しない反射光61は、反射防止膜40によって反射が抑制されて、0.5%の光量となる。その反射光61が導光板50の内部から外部に出射される際の透過率0.96を乗じて、最終的に導光板50の上面(観察面)53で観察される表示に関与しない反射光62は、0.5×0.96=0.48%の光量となる。また、導光板50の下面52から外へと出射される光63は99.5%の光量となる。そして液晶表示パネル10を通って反射板8で反射され、光63とは逆向きに液晶表示パネル10へと向かい、さらに導光板50の下面52に入射される光64は、液晶表示パネル10の透過率や反射板8での反射率を含めた透過率0.1を乗じて99.5×0.1=9.95%となる。さらに、最終的に導光板50の上面53で観察される際の光65は、導光板50の内外の界面での透過率0.995(外〜内)と0.96(内〜外)とを光64に乗じて、9.95×0.995×0.96=9.504%の光量となる。
従って、液晶表示パネル10を完全オフにしたときの画面の輝度は、表示に関与しない0.48%の反射光によって観察される光量に対応したものとなる。また、液晶表示パネル10を完全オンにしたときの画面の輝度は、0.48+9.504%=9.984%の光量に対応したものとなる。よって、このような暗表示状態の光量と明表示状態の光量とから、反射防止膜40および密着層51を備えた反射型液晶表示装置の場合の見掛けのコントラスト比は、9.984/0.48=20.8となり、上記のような反射防止膜40および密着層51を備えていない場合の3.30と比較して、約6倍以上と飛躍的に見掛けのコントラスト比(コントラスト特性)が向上したものとなる。
次に、上記のような反射防止膜40および密着層51が形成された本実施例に係る導光板50に、温度60℃・湿度90%RHの環境下で240時間の高温高湿保存試験を行って、その耐久性を実験した。その結果、所定の試験継続時間である240時間を経過した後も、反射防止膜40、密着層51、導光板50の光学的特性には変化はなく、また物理的な損傷や膜の剥れなども全く見受けられなかった。一方、密着層51を省略して反射防止膜40を直接に導光板50の平坦面上に形成したものについても上記同様の高温高湿保存試験を行ったところ、所定の240時間が経過する以前に、反射防止膜40が導光板50の平坦面からの膜剥れを生じた。このような密着層を備えた場合と備えない場合との高温高湿保存試験の結果から、密着層51を備えたものの場合には、その密着層51が極めて有効に作用して、導光板50の平坦面への反射防止膜40の着膜性や、その耐久性を強固なものとしていることが確認された。
なお、上記の実施の形態では、密着層の直上に高屈折率膜としてNb2O5膜を形成し、さらにその上に低屈折率膜としてSiO2膜を形成する場合を一例として説明したが、密着層の直上に低屈折率膜としてSiO2膜を形成し、さらにその上に高屈折率膜としてNb2O5膜を形成するといった順序で積層することなども可能である。また、反射防止膜や密着層や導光板の形成材料としては、上記のような種類の材料を用いることが望ましいが、それらのみには限定されず、その他にも種々のものが適用可能であることは言うまでもない。
以上説明したように、本発明の反射型表示装置または導光板または導光板の製造方法によれば、表裏で対向する一対の主面として複数のプリズムが形成されたプリズム面と平坦面とを有すると共に、光源からの光が供給される側面とを有し、前述の複数のプリズムは、個々の画素の配列ピッチとは異なるピッチで形成されており、前述のプリズム面は、平坦面に対してほぼ0.5度からほぼ3.5度までのいずれかの角度を成して、側面からの距離が遠くなるに従って徐々に隆起するように設定された準平坦部と、側面から供給された光を平坦面へと反射するように平坦面に対する角度がほぼ40度からほぼ60度までのいずれかの角度を成して、側面からの距離が遠くなるに従って徐々に降下するように設定された傾斜部とを有しており、液晶表示パネルの観察面側に平坦面が対面するように配置された導光板の平坦面の表面に反射防止膜を備えており、この反射防止膜によって、導光板の平坦面での光の反射が抑制されるようにしたので、表示に関与する反射光以外の迷光などの導光板の平坦部での反射光を抑制して、画面の見掛けのコントラスト特性が向上する。
また、本発明の一局面における反射型表示装置または導光板または導光板の製造方法によれば、導光板が特に合成樹脂材料から形成されたものであり、反射防止膜と導光板の平坦面との間に密着層が形成されており、この密着層によって反射防止膜が導光板の平坦面に着設されるようにしたので、それら導光板の平坦面と反射防止膜との界面どうしを強固に付着させることが可能となり、反射防止膜の製造時に導光板の平坦面に密着して形成できないといった製造上の不都合や、反射防止膜が導光板の平坦面から剥がれ落ちるといった使用中での不都合などの発生を防ぐことができる。
以上の説明に基づき、本発明の種々の態様や変形例を実施可能であることは明らかである。したがって、以下のクレームの均等の範囲において、上記の詳細な説明における態様以外の態様で本発明を実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施の形態に係る反射型表示装置の概要構成を模式的に表した断面図である。
第2図は、第1図に示した導光板を中心として拡大して表した図である。
第3図は、本発明の一実施の形態に係る導光板に設けられている密着層および反射防止膜のさらに詳細な構成を模式的に表した図である。
第4図は、実施例の反射防止膜および密着層の材料および膜厚の設定についてを表した図である。
第5図は、反射防止膜および密着層を備えない場合と備えた場合とでの、表示に関与しない反射光の比率を比較してグラフとして表した図である。
第6図は、反射防止膜および密着層を備えた反射型液晶表示装置の場合の光学的な作用を模式的に表した図である。
第7図は、反射防止膜および密着層を備えない反射型液晶表示装置の場合の光学的な作用を模式的に表した図である。
本発明は反射型表示装置および導光板ならびに導光板の製造方法に関する。
背景技術
反射型表示装置は一般に、低い消費電力で表示を行うことが可能であり、この特性を生かして、情報端末装置用のディスプレイデバイスへの適用が期待されている。ところが、光源を備えない反射型表示装置は、暗い照明環境下では表示画像を見ることができない。そこで近年では、液晶表示パネルの観察面側にフロントライトを備えた反射型表示装置が提案されている。例えば、表裏両主面として、傾斜部と平坦部とを交互に配列してなる上プリズム面と平坦な底面とを備えた楔型の導光板を、反射型の液晶表示パネルの観察面側に設置して、光源から供給される光(光源光)が側面から入射されるとその光源光を液晶表示パネルの観察面ほぼ全面に供給し、その光源光が液晶表示パネルの背面に設けられた反射板の表面で反射して観察面側に出射される。このとき、各画素ごとで液晶表示パネルから出射される光の量または有無を制御することにより、あたかも自発光素子のように各画素から光を出射して画像を表示する。すなわち、上記のような楔型の導光板は、光反射装置と光透過装置との両方の機能を併せ持つものである。
そのような従来の楔型の導光板では、光透過装置としての機能を十分なものとするためには、上プリズム面の平坦部は底面に対してほぼ平行に配置されることが要請される。これは、上プリズム面の平坦部が底面に対して大きな角度をなす場合には、液晶表示パネルから出射された光がこの底面と上プリズム面の平坦部との間のプリズム作用に起因して屈折してしまい、液晶表示装置としての画像表示性能に悪影響を与えてしまうためである。
また、光反射装置としての機能を十分なものとするためには、導光板内のほぼ面方向に光源光を導光し、上プリズム面の傾斜部で反射させて液晶表示パネルにほぼ垂直に入射させるためには、傾斜部は約45度の角度に設定することが望まれる。
ところが、このような平坦部と斜面部とを交互に配置して行くと、導光板の厚さは光源光が供給される側面からの距離に連れて次第に薄くなり、光源光が供給される側面とそれに対向する側面とで2〜3mmあるいはそれ以上の厚さの差が生じて、その断面形状は楔形となる。このような楔形の導光板では、液晶表示パネルの表面との間に楔形の間隙が生じることに起因して、視差が生じるという不都合がある。
そこで本出願人は、特開2000−111900号公報に開示したような板状導光板を開発した。すなわち、この板状導光板では、上面のプリズム面を、プリズム面を光源から離れるに従い徐々に隆起する準平坦部と、光源から離れるに従い徐々に降下する斜面部との繰り返しとし、各プリズムの頂点をほぼ同一の高さとすることで、プリズムの凹凸は無視すれば導光板のマクロ的な外形を楔形でなく平板状のものとすることができ、なおかつ光反射装置と光透過装置との両方の機能を十分なものとすることができ、光源光を効率良く、かつ液晶表示パネルの面内に均一に利用することができる。
しかしながら、上記のような板状導光板を用いているにも関わらず、反射型液晶表示装置の画面に表示される画像のコントラストが低く観察される場合があることを、本発明者らは上記のような板状導光板を用いた反射型液晶表示装置の画面に画像を表示する実験等を行うことにより確認した。そして、そのような表示画像のコントラストが低く観察される現象は、板状導光板の内部の迷光などが板状導光板の平坦面で反射して、本来の表示に関与する液晶表示パネルの背面で反射して観察面から外部に出射される光に混入するために生じるものであることを、本発明者らは種々の実験および考察により確認した。またさらには、そのような板状導光板の平坦面で反射される光は、人間の視感度の高い可視光領域に相当するλ=550nm前後の波長の光が多く含まれており、このような光が、本来の表示に関与する光に混入すると、画面はさらに一層、コントラストが悪化したものとして観察されることも確認された。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第1の目的は、特開2000−111900号公報に開示されたような板状導光板を用いた反射型液晶表示装置における表示画面の見掛けのコントラスト特性の低下を解消して、良好な画像を観察することが可能な反射型液晶表示装置および導光板を提供することにある。また、第2の目的は、そのような導光板を簡易かつ確実に製造することのできる製造方法を提供することにある。
発明の開示
本発明による反射型表示装置は、背面側に反射板を備えており、観察面側から入射され反射板で観察面側へと反射される光の透過を個々の画素ごとに制御して表示を行う反射型の液晶表示パネルと、表裏で対向する一対の主面として複数のプリズムが形成されたプリズム面と平坦面とを有すると共に、光源からの光が供給される側面を有し、前述の複数のプリズムは、個々の画素の配列ピッチとは異なるピッチで形成されており、前述のプリズム面は、平坦面に対して略(ほぼ)0.5度から略3.5度までのいずれかの角度を成して、側面からの距離が遠くなるに従って徐々に隆起するように設定された準平坦部と、側面から供給された光を平坦面へと反射するように平坦面に対する角度がほぼ40度からほぼ60度までのいずれかの角度を成して、側面からの距離が遠くなるに従って徐々に降下するように設定された傾斜部とを有し、液晶表示パネルの観察面側に平坦面が対面するように配置された導光板と、導光板と液晶表示パネルとの間に設けられた直線偏光板およびλ/4板と、導光板の平坦面に付設されて、その平坦面での光の反射を抑制する反射防止膜とを備えている。
また、本発明による他の反射型表示装置は、背面側に反射板を備えており、観察面側から入射され反射板で観察面側へと反射される光の透過を個々の画素ごとに制御して表示を行うように設定された反射型の液晶表示パネルと、表裏で対向する一対の主面として複数のプリズムが形成されたプリズム面と平坦面とを有すると共に、光源からの光が供給される側面とを有し、複数のプリズムが個々の画素の配列ピッチとは異なるピッチで形成されており、そのプリズム面は、平坦面に対してほぼ0.5度からほぼ3.5度までのいずれかの角度を成して、側面からの距離が遠くなるに従って徐々に隆起するように設定された準平坦部と、側面から供給された光を平坦面へと反射するように平坦面に対する角度がほぼ40度からほぼ60度までのいずれかの角度を成して、側面からの距離が遠くなるに従って徐々に降下するように設定された傾斜部とを有しており、液晶表示パネルの観察面側に平坦面が対面するように配置された、合成樹脂材料から形成された導光板と、導光板と液晶表示パネルとの間に設けられた直線偏光板およびλ/4板と、導光板の平坦面に着設されて、その平坦面での光の反射を抑制する反射防止膜と、反射防止膜と導光板の平坦面との間に設けられ、反射防止膜を導光板の表面に着設する密着層とを備えている。
本発明による導光板は、背面側に反射板を備えており観察面側から入射され反射板で観察面側へと反射される光の透過を個々の画素ごとに制御して表示を行うように設定された反射型の液晶表示パネルの観察面側に配置される導光板であって、表裏で対向する一対の主面として、複数のプリズムが形成されたプリズム面と平坦面とを有すると共に、光源からの光が供給される側面とを有し、合成樹脂材料から形成されており、複数のプリズムが個々の画素の配列ピッチとは異なるピッチで形成されており、プリズム面は、平坦面に対してほぼ0.5度からほぼ3.5度までのいずれかの角度を成して、側面からの距離が遠くなるに従って徐々に隆起するように設定された準平坦部と、側面から供給された光を平坦面へと反射するように平坦面に対する角度がほぼ40度からほぼ60度までのいずれかの角度を成して、側面からの距離が遠くなるに従って徐々に降下するように設定された傾斜部とを有しており、平坦面に1nmから10nmまでの間のいずれかの厚さに形成されたSiからなる密着層と、密着層の表面に、Nb2O5,Ta2O5,TiO2のうちの少なくともいずれか1種類の膜を高屈折率膜として用い、SiO2,MgF2のうちの少なくともいずれか1種類の膜を低屈折率膜として用いて、その高屈折率膜と低屈折率膜とを組み合わせて積層して形成された反射防止膜とを、さらに備えたものである。
本発明による導光板の製造方法は、背面側に反射板を備えており観察面側から入射され反射板で観察面側へと反射される光の透過を個々の画素ごとに制御して表示を行うように設定された反射型の液晶表示パネルの観察面側に配置される導光板の製造方法であって、表裏で対向する一対の主面として、平坦面と、複数のプリズムが形成されたプリズム面とを有すると共に、光源からの光が供給される側面とを有し、複数のプリズムが個々の画素の配列ピッチとは異なるピッチで形成されており、プリズム面は、平坦面に対してほぼ0.5度からほぼ3.5度までのいずれかの角度を成して、側面からの距離が遠くなるに従って徐々に隆起するように設定された準平坦部と、側面から供給された光を平坦面へと反射するように平坦面に対する角度がほぼ40度からほぼ60度までのいずれかの角度を成して、側面からの距離が遠くなるに従って徐々に降下するように設定された傾斜部とを有する、合成樹脂材料から形成された導光板の平坦面に、真空蒸着またはスパッタ法により、1nmから10nmまでの間のいずれかの厚さのSiからなる密着層を形成する工程と、密着層の表面に、Nb2O5,Ta2O5,TiO2のうちの少なくともいずれか1種類の膜を高屈折率膜として用い、SiO2,MgF2のうちの少なくともいずれか1種類の膜を低屈折率膜として用いて、その高屈折率膜と低屈折率膜とを組み合わせて積層して、導光板の平坦面での光の反射を抑制する反射防止膜を形成する工程とを含んでいる。
本発明による反射型表示装置では、表裏で対向する一対の主面として複数のプリズムが形成されたプリズム面と平坦面とを有すると共に、光源からの光が供給される側面とを有し、前述の複数のプリズムは、個々の画素の配列ピッチとは異なるピッチで形成されており、前述のプリズム面は、平坦面に対して略0.5度から略3.5度までのいずれかの角度を成して、側面からの距離が遠くなるに従って徐々に隆起するように設定された準平坦部と、側面から供給された光を平坦面へと反射するように平坦面に対する角度がほぼ40度からほぼ60度までのいずれかの角度を成して、側面からの距離が遠くなるに従って徐々に降下するように設定された傾斜部とを有しており、液晶表示パネルの観察面側に平坦面が対面するように配置された導光板の平坦面の表面に、反射防止膜を備えているので、この反射防止膜によって、導光板の平坦面での光の反射が抑制される。
ここで、上記の導光板における、平坦面に対する準平坦部のなす角や平坦面に対する傾斜部のなす角を略(ほぼ)〜と述べたのは、設定値としては上記のような0.5度や40度のような数値の角度に設定したとしても、実際には製造時などに数%程度の誤差が混入する場合が多いので、そのような誤差をも考慮に入れるという意味で、略(ほぼ)〜と表現したものであることは言うまでもない。
また、本発明による他の反射型表示装置では、導光板が特に合成樹脂材料から形成されたものであり、上記の反射型表示装置にさらに加えて、反射防止膜と導光板の平坦面との間に密着層が形成されており、この密着層によって反射防止膜が導光板に着設される。
本発明による導光板では、透明な合成樹脂材料からなる導光板本体の平坦面に1nmから10nmまでの間のいずれかの厚さに形成されたSiからなる密着層が形成されており、Nb2O5,Ta2O5,TiO2のうちの少なくともいずれか1種類の膜を高屈折率膜として用い、SiO2,MgF2のうちの少なくともいずれか1種類の膜を低屈折率膜として用いて、その高屈折率膜と低屈折率膜とを組み合わせて積層してが形成されており、その反射防止膜は密着層を介して導光板の平坦面に強固に付着される。
本発明による導光板の製造方法では、合成樹脂材料から形成された導光板の平坦面に、真空蒸着またはスパッタ法により、1nmから10nmまでの間のいずれかの厚さのSiからなる密着層を形成する工程と、密着層の表面に、Nb2O5,Ta2O5,TiO2のうちの少なくともいずれか1種類の膜を高屈折率膜として用い、SiO2,MgF2のうちの少なくともいずれか1種類の膜を低屈折率膜として用いて、その高屈折率膜と低屈折率膜とを組み合わせて積層して、導光板の平坦面での光の反射を抑制する反射防止膜を形成する工程とを含んでおり、このようにして密着層を導光板の平坦面と反射防止膜との間に介在させることにより、それら導光板の平坦面と反射防止膜との界面どうしを強固に付着させる。
本発明の他の目的、特徴および効果は、以下の説明によってさらに明らかになるであろう。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
第1図は、本発明の一実施の形態に係る反射型表示装置の概要構成を模式的に表した断面図であり、第2図は、第1図に示した導光板を中心として拡大して表したものである。
この反射型表示装置は、液晶表示パネル10と、直線偏光器21と、λ/4板22と、密着層51および反射防止膜40を備えた導光板50とから、その主要部が構成されている。なお、液晶表示パネル10および導光板50それ自体(密着層および反射防止層を除いたもの)については、例えば、本出願人の提案による特開2000−111900号公報によって開示されたものと同様のものとすることができる。液晶表示パネル10は、所定の間隙を設けて対向配置された1対のガラス基板1,6の間に液晶層を挟持させ、その周囲をシール材(図示省略)で密封して、その主要部が構成されている。ガラス基板1の表面にはカラーフィルタ2および透明電極(共通対向電極)3が形成されている。他方のガラス基板6の表面上には画素電極5が形成されている。この画素電極5は、アクティブマトリクス型液晶表示パネルの画素電極として、例えば絶縁ゲート型トランジスタ(図示省略)に接続されている。ここで、この液晶表示パネル10としては、アクティブマトリックス型のものの他にも、単純マトリックス型のものを用いることなども可能であることは言うまでもない。液晶表示パネル10の下部には、反射板8が配置されている。なお、反射板8は、液晶表示パネル10の内部に形成することも可能である。例えば、画素電極5の下に反射鏡を形成して、これを反射板8としてもよく、あるいはガラス基板6の下面に反射鏡面を形成するようにしてもよい。
導光板50は、底面がほぼ平坦で板厚が面内でほぼ均一な高分子基板本体部11と、その高分子基板本体部11の観察面側(第1図で上側)の表面上に形成された複数のプリズム状の隆起を有するプリズム部12とから、その主要部が構成されている。第1図で導光板の左側の側面には、例えば青色LEDおよび白変換フィルタを用いた光源32と、この光源32から発せられる光源光を導光板50側面に向けて効果的に入射させるためのリフレクタ34とが配置されている。この導光板50は、高分子基板本体部11とプリズム部12とを別体で形成し、それらを貼り合わせて形成してもよく、あるいは高分子基板本体部11とプリズム部12とを紫外線硬化樹脂材料などからなる一繋がりの(1つの)部品として形成してもよい。
さらに詳細には、この導光板50のプリズム部12は、第2図に示したように、観察面側の表面に、光源32から離れるに従って次第に隆起する準平坦部14と光源32から離れるに従って降下する傾斜部15との繰り返しで形成された複数のプリズム(プリズム状の隆起)を備えたものである。なお、この導光板50は、その全体をアクリル等の透明材料で形成するようにしてもよいが、より精確なプリズム形状を成形するためには、プリズム部12を可塑性に優れた材料で形成することが望ましい。例えば高分子基板本体部11をアクリル板で形成し、プリズム部12を紫外線硬化樹脂で形成するといった組み合わせとすることにより、紫外線硬化樹脂をスタンパー等によって簡易かつ正確にプリズム部12のプリズム形状を成形することが可能となる。ただし、これのみには限定されず、高分子基板本体部11とプリズム部12とを、例えばPO(ポリオレフィン系)のARTON(JSR株式会社の製品名)を用いて一体成型することなども可能である。
直線偏光器21は、等しい強度のx成分とy成分とを含んだ直線偏光を形成する。λ/4板22は、x成分およびy成分の1方にλ/4の位相差を与える。このような直線偏光器21およびλ/4板22を通った光は、円偏光となって出射される。このようにして出射された光は、そのλ/4板22の下方の界面や液晶表示パネル10のガラス基板1の観察面側の表面などで偏光状態を維持したまま反射されて逆方向に向きを変え、再びλ/4板22を通ると、偏光軸が90度回転された状態となり、直線偏光器21によって遮断される。従って、理論的には、λ/4板22の下方の界面や液晶表示パネル10のガラス基板1の観察面側の表面などで反射された光が導光板50に戻らないように設定されている。
ところが実際には、例えば特開2000−111900号公報に開示された反射方液晶表示装置の場合などには、側面から供給された光源光が遠方へと導光されて行くうちに、導光板50の内部での乱反射などによって迷光が生じ、それが導光板50の平坦面(第1図、第2図で下方)の界面で反射されて、本来の表示に関与する液晶表示パネル10の背面の反射板8での反射光に混入し、観察面側で観察される表示画像の見掛けのコントラストを低下させる場合があることを、本発明者らは確認した。
そこで、このような導光板50の平坦面(観察面とは反対側の面)の界面での反射光を防ぐために、この導光板50の平坦面に密着層51を介して反射防止膜40が着設されている。また、そのような反射防止膜40は、透明性の合成樹脂材料などからなる導光板50の平坦面に対する着膜性が低い場合が多いので、密着層51が、例えば紫外線硬化型樹脂あるいはアクリル樹脂のような透明な合成樹脂材料からなる導光板50の平坦面に対する反射防止膜40の着膜性を強固なものとするために設けられている。
導光板50を第1図,第2図で左側の側面から右に向かって進向するように導光される光源光は、各プリズム状の隆起の傾斜部15でそれぞれ反射されて、下方の液晶表示パネル10の表面にほぼ垂直に向かう。傾斜部15が図中の水平面に対してほぼ45度の角度を有するように設定されているため、左から右にほぼ水平に進行する光は、液晶表示パネル10に対してほぼ垂直に入射するように反射される。ここで、光源32からの光の進行方向は完全に水平ではないので、各傾斜部15で反射される光を液晶表示パネル10に対する正確な垂直方向に向かわせるために、傾斜部15の角度も約40度〜約60度の範囲で選択されたものとなっている。
液晶表示パネル10を通過し、反射板8で反射された光は、第1図,第2図での下方から上方に向かって進み、λ/4板22および直線偏光器21を通って導光板50に入射される。導光板50では、ほぼ水平な面を形成する準平坦部14が出射面となっており、この準平坦部14から表示に関与する光が観察面側の前方へと(観察者に向けて)出射される。観察者(この反射型液晶表示装置のユーザーなど)は、その導光板50から出射された光を観察することによって、画像を観ることができる。この傾斜部15は前述のように約40度〜約60度の範囲のいずれかの角度に設定されているので、導光板50の内部を導光されてきた光のほとんどは、この傾斜部15に対して入射角が大きなものとなるため、この傾斜部15で全反射される。
ここで、導光板50は、全面でほぼ均一な輝度を有することが望まれる。光源32は導光板50の1辺に沿って配置され、光源32からの光は導光板50内を左から右に進む。導光板50のプリズム部12に形成されるプリズム形状を均一にすると、各プリズムに入射する光の立体角は左に向かうほど小さくなってしまう。導光板全面で均一な輝度を得るためには、同一形状のプリズムを形成するのでは足りない。そこで、準平坦部14が、底面13とほぼ平行な状態を保ちつつ、光源から離れるに従い次第に隆起するような形状に設定されている。例えば、水平面に対し約1.5度の角度をなすように準平坦部14が形成されている。
傾斜部15は、導光板50内を左から右に進行する光を反射させ、反射型液晶表示装置に向かわせる部分であることは、前述した通りであるが、各プリズムに入射する光の単位面積当たりの光量は、導光板50を右に向かうに連れて小さくなって行く。従って、傾斜部15は、右に向かうほど大きくなるように設定することが望まれる。傾斜部15の面積を増大するためには、プリズムの頂点17と底部18との高さの差d(以下深さと定義する)を導光板中左から右に向かうに従って次第に増加するように設定することが望ましい。
また、傾斜部15に入射する光の平均角度についても、導光板50を左から右に向かうに連れて次第に減少して行く。そこで、傾斜部15が水平面となす角度γを変化させてもよい。例えば、角度γを約40.5度から約44.5度の範囲で変化させることなども有効である。なお、準平坦部14が水平面となす角度αと、傾斜部15が水平面となす角度γの和である角度βは、約42.5度から約46度の範囲で変化する。傾斜部15から液晶表示パネル10に向かう光は垂直方向から若干(たとえば±5度程度)外れていた方が画面が明るくなり、コントラストが高くなる。プリズムのピッチは、100μm〜500μm、好ましくは200μm〜300μmの範囲に設定することが望ましい。プリズムの深さdは、1μmから15μmの範囲に設定することが好ましい。また、傾斜部15で反射して平坦面から垂直に出射する光の強度が、光入力部分(光源からの光が供給される側面)から最も遠い位置で、光入力部分に最も近い位置の1.3倍〜2倍の範囲内のものとなるように、プリズムの深さdを設定することが好ましい。
第3図は、本発明の一実施の形態に係る導光板に設けられている密着層および反射防止膜のさらに詳細な構成を模式的に表したものである。なお、この第3図では、導光板50の上下を第1図,第2図とは逆向きに描いてある。
導光板50の平坦面(第3図で高分子基板本体部11の上面)に、密着層51と、反射防止膜40とが、この順で積層形成されている。反射防止膜40は、さらに詳細には、第1層目にNb2O5からなる高屈折率膜41、第2層目にSiO2からなる低屈折率膜42、第3層目にNb2O5からなる高屈折率膜43、第4層目にSiO2からなる低屈折率膜44が、この順で積層形成されている。この反射防止膜40は、低屈折率膜と高屈折率膜とを適宜の膜厚で組み合わせて形成したものであるが、低屈折率膜と高屈折率膜とを各一層ずつ1組で合計2層とする2層から、低屈折率膜と高屈折率膜とを3組程度積層して合計5〜6層とする層構成までが、実用的な層数である。これは、反射防止膜40についても、余りにも多層に積層すると、そのような厚い反射防止膜40によって表示に関与する光が減衰するなどして、光源光の利用効率が低くなってしまうことや、製造プロセス中での反射防止膜40のスループットが低下してしまうことがあるからである。
なお、このような反射防止膜40の積層構成は、必ずしも低屈折率膜と高屈折率膜とを1組にして偶数層を積層することのみには限定されない。低屈折率膜と高屈折率膜との屈折率の違いとそれら個々の膜厚との兼ね合いで反射光を抑止する特性が決まる。このような屈折率の違いという要素にさらに加えて、低屈折率膜や高屈折率膜の膜厚という要素も、反射防止機能に関与している。また、光学的機能上の設定の異なる層を多層に積層するほど広い波長領域の反射光を抑止することができる傾向にある。従って、そのような屈折率の違いや各層の膜厚の調節如何によっては、3層の低屈折率膜と2層の高屈折率膜とを互い違いに組み合わせて合計5層(奇数層)の積層構造とするというようなことも可能であり、必ずしも低屈折率膜と高屈折率膜とを1対1に組み合わせることのみには限定されない。
高分子基板本体部11およびプリズム部12の形成材料に要請される特性としては、表示装置に用いられるものであるという用途上の必要性から、透明性が高いことや、光学的な歪み等を生じることが少ないことなどが挙げられる。また、さらにそれらの条件に加えて、この高分子基板本体部11の平坦面上に密着層51や反射防止膜40を形成する工程や長期間使用に供される際などに晒される環境や機械的な応力などに対する耐久性や信頼性の高いものであることなども要請される。また、特に微小なプリズム部12を精確な形状に形成することが必要とされるので、それに対応できるように成形性の良好なものであることなども要請される。このような条件を満たす材料としては、例えば上記のような紫外線硬化型樹脂やアクリル樹脂をはじめとして、PO(ポリオレフィン)、PC(ポリカーボネート)、PET(ポリオレフィンテレフタレート)等のような高分子化合物が挙げられる。あるいはこの他にも、上記のような光学的特性や耐久性等を備えた各種の高分子ポリマー系材料などを用いることも可能である。
密着層51は、高分子基板本体部11の平坦面と反射防止膜40との間に介在させることで、それら高分子基板本体部11の平坦面と反射防止膜40との着膜性を強固(確実)なものとするために用いられるものである。このような要請に対応するためには、Si膜を1nm以上〜10nm以下の膜厚に形成することが望ましい。これは、Si膜が1nm未満であると、十分な着膜性を得ることが困難となり、10nmを超えた厚さであると、この密着層51での光透過性が低下して、表示に関与する光が減衰されるからである。このような観点から、後述する実施例では、このSi膜からなる密着層51の膜厚を2nmに設定している。密着層51の膜厚をこのような適切な値に設定することにより、光透過性を良好なものに保ちつつ、高分子基板本体部11の平坦面と反射防止膜40との成膜時の着膜性や両者の密着性を良好なものとすることができる。
この密着層51の成膜に際しては、例えば後述する実施例のように、高分子基板本体分11として厚さ0.8mmのARTON(JSR社製の高分子基板材料の商品名)からなる基板を用意し、その平坦面上に、例えば膜厚2nmのSi膜をスパッタ法により成膜することなどが可能である。
反射防止膜40における第1層目の高屈折率膜41および第3層目の高屈折率膜43の形成材料としては、Nb2O5、Ta2O5、TiO2などが好適である。また、第2層目の低屈折率膜42および第4層目の低屈折率膜44の形成材料としては、SiO2,MgF2などが好適である。ただし、これらの種類の材料のみには限定されないことは言うまでもない。これらの高屈折率膜41,43や低屈折率膜42,44の成膜に際しては、上記の密着層51の成膜の際に用いたインラインスパッタ装置によって、上記の密着層51の成膜工程にさらに引き続いてスパッタ法により成膜することにより、量産性を高いものとすることができるので望ましい。さらに詳細には、このような高屈折率膜41,43や低屈折率膜42,44の成膜は、Ar(アルゴン)およびO2(酸素)雰囲気中で、AC(交流)スパッタ法によって行うことが望ましい。これは、ACスパッタ法で成膜することにより、DCスパッタ法を用いて成膜した場合のような異常放電の発生を防いで、安定的な成膜を行うことが可能となるからである。
[実施例]
上記の実施の形態で説明したような各種材料を用いて、各層の膜厚が第4図に示したような設定の反射防止膜40および密着層51を、導光板50の平坦面にインラインスパッタ装置を用いてACスパッタ法により積層形成した。このようにして反射防止膜40および密着層51が形成された本実施例に係る導光板50を、上記の実施の形態で説明したような概要構成の反射型の液晶表示パネル10に組み付けて、完全オンの場合の画面の見掛け上の輝度と完全オフの場合の画面の見掛け上の輝度とを調べ、光源光を100(%)と定義したときの表示に関与しない反射光の光量の比率(%)を確認した。また、特開2000−111900号公報に開示されたような反射防止膜40および密着層51が形成されていない反射型液晶表示装置における完全オンの場合の画面の見掛け上の輝度と完全オフの場合の画面の見掛け上の輝度とを調べて、表示に関与しない反射光の光量の比率を確認した。そして、これら両者の、表示に関与しない反射光の光量の比率や画面の見掛けのコントラスト特性を比較した。
その結果、第5図に示したように、反射防止膜40および密着層51を備えない反射型液晶表示装置の場合には、表示に関与しない反射光の比率が約4〜5%であったものが、反射防止膜40および密着層51を備えたものの場合には、表示に関与しない反射光量の比率が約0.5%前後となり、表示に関与しない光の反射が、表示に関与する可視光の波長領域(450nm〜650nm)のほぼ全般に亘って、極めて効果的に防止されていることが確認された。特に、第5図から明らかなように、表示に関与しない反射光の中心的な波長領域である550nm〜600nmの領域の光がほぼ0%にまで抑制されている。
さらに詳細には、反射防止膜40および密着層51を備えない反射型液晶表示装置の場合には、第7図に模式的に示したように、導光板50の下面(平坦面)52で反射した表示に関与しない反射光71は、光源光77の4%の光となる。その反射光71が導光板50の内部から外部に出射される際の透過率0.96を乗じて、最終的に導光板50の上面(観察面)53で観察される表示に関与しない反射光72は、4×0.96=3.84%の光となる。また、導光板50の下面52から外へと出射される光73は96%となる。液晶表示パネル10を通って反射板8で反射されて、光73とは逆向きに液晶表示パネル10へと向かい、さらに導光板50の下面52へと入射される光74は、液晶表示パネル10の透過率や反射板8での反射率を含めた透過率0.1をさらに乗じて96×0.1=9.6%となる。さらに、最終的に導光板50の上面53から観察面の前方へと出射される光75は、光74に導光板50の内外の界面での透過率0.96を2回乗じて(光は導光板50の界面を外〜内および内〜外と合計2度通るので)9.6×0.96×0.96=8.847%となる。
従って、液晶表示パネル10を完全オフにしたときの(暗表示状態の)画面の輝度は、光源光77を100%と定義して、表示に関与しない反射光の光量である3.84%に対応したものとなる。また、液晶表示パネル10を完全オンにしたときの(明表示状態の)画面の輝度は、3.84%+8.847%=12.69%の光に対応したものとなる。このような暗表示状態の光量と明表示状態の光量とから、反射防止膜40および密着層51を備えない反射型液晶表示装置の場合の見掛けのコントラスト比は、12.69/3.84=3.30となる。
一方、反射防止膜40および密着層51を備えた反射型液晶表示装置の場合には、第6図に模式的に示したように、導光板50の下面52で反射した表示に関与しない反射光61は、反射防止膜40によって反射が抑制されて、0.5%の光量となる。その反射光61が導光板50の内部から外部に出射される際の透過率0.96を乗じて、最終的に導光板50の上面(観察面)53で観察される表示に関与しない反射光62は、0.5×0.96=0.48%の光量となる。また、導光板50の下面52から外へと出射される光63は99.5%の光量となる。そして液晶表示パネル10を通って反射板8で反射され、光63とは逆向きに液晶表示パネル10へと向かい、さらに導光板50の下面52に入射される光64は、液晶表示パネル10の透過率や反射板8での反射率を含めた透過率0.1を乗じて99.5×0.1=9.95%となる。さらに、最終的に導光板50の上面53で観察される際の光65は、導光板50の内外の界面での透過率0.995(外〜内)と0.96(内〜外)とを光64に乗じて、9.95×0.995×0.96=9.504%の光量となる。
従って、液晶表示パネル10を完全オフにしたときの画面の輝度は、表示に関与しない0.48%の反射光によって観察される光量に対応したものとなる。また、液晶表示パネル10を完全オンにしたときの画面の輝度は、0.48+9.504%=9.984%の光量に対応したものとなる。よって、このような暗表示状態の光量と明表示状態の光量とから、反射防止膜40および密着層51を備えた反射型液晶表示装置の場合の見掛けのコントラスト比は、9.984/0.48=20.8となり、上記のような反射防止膜40および密着層51を備えていない場合の3.30と比較して、約6倍以上と飛躍的に見掛けのコントラスト比(コントラスト特性)が向上したものとなる。
次に、上記のような反射防止膜40および密着層51が形成された本実施例に係る導光板50に、温度60℃・湿度90%RHの環境下で240時間の高温高湿保存試験を行って、その耐久性を実験した。その結果、所定の試験継続時間である240時間を経過した後も、反射防止膜40、密着層51、導光板50の光学的特性には変化はなく、また物理的な損傷や膜の剥れなども全く見受けられなかった。一方、密着層51を省略して反射防止膜40を直接に導光板50の平坦面上に形成したものについても上記同様の高温高湿保存試験を行ったところ、所定の240時間が経過する以前に、反射防止膜40が導光板50の平坦面からの膜剥れを生じた。このような密着層を備えた場合と備えない場合との高温高湿保存試験の結果から、密着層51を備えたものの場合には、その密着層51が極めて有効に作用して、導光板50の平坦面への反射防止膜40の着膜性や、その耐久性を強固なものとしていることが確認された。
なお、上記の実施の形態では、密着層の直上に高屈折率膜としてNb2O5膜を形成し、さらにその上に低屈折率膜としてSiO2膜を形成する場合を一例として説明したが、密着層の直上に低屈折率膜としてSiO2膜を形成し、さらにその上に高屈折率膜としてNb2O5膜を形成するといった順序で積層することなども可能である。また、反射防止膜や密着層や導光板の形成材料としては、上記のような種類の材料を用いることが望ましいが、それらのみには限定されず、その他にも種々のものが適用可能であることは言うまでもない。
以上説明したように、本発明の反射型表示装置または導光板または導光板の製造方法によれば、表裏で対向する一対の主面として複数のプリズムが形成されたプリズム面と平坦面とを有すると共に、光源からの光が供給される側面とを有し、前述の複数のプリズムは、個々の画素の配列ピッチとは異なるピッチで形成されており、前述のプリズム面は、平坦面に対してほぼ0.5度からほぼ3.5度までのいずれかの角度を成して、側面からの距離が遠くなるに従って徐々に隆起するように設定された準平坦部と、側面から供給された光を平坦面へと反射するように平坦面に対する角度がほぼ40度からほぼ60度までのいずれかの角度を成して、側面からの距離が遠くなるに従って徐々に降下するように設定された傾斜部とを有しており、液晶表示パネルの観察面側に平坦面が対面するように配置された導光板の平坦面の表面に反射防止膜を備えており、この反射防止膜によって、導光板の平坦面での光の反射が抑制されるようにしたので、表示に関与する反射光以外の迷光などの導光板の平坦部での反射光を抑制して、画面の見掛けのコントラスト特性が向上する。
また、本発明の一局面における反射型表示装置または導光板または導光板の製造方法によれば、導光板が特に合成樹脂材料から形成されたものであり、反射防止膜と導光板の平坦面との間に密着層が形成されており、この密着層によって反射防止膜が導光板の平坦面に着設されるようにしたので、それら導光板の平坦面と反射防止膜との界面どうしを強固に付着させることが可能となり、反射防止膜の製造時に導光板の平坦面に密着して形成できないといった製造上の不都合や、反射防止膜が導光板の平坦面から剥がれ落ちるといった使用中での不都合などの発生を防ぐことができる。
以上の説明に基づき、本発明の種々の態様や変形例を実施可能であることは明らかである。したがって、以下のクレームの均等の範囲において、上記の詳細な説明における態様以外の態様で本発明を実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施の形態に係る反射型表示装置の概要構成を模式的に表した断面図である。
第2図は、第1図に示した導光板を中心として拡大して表した図である。
第3図は、本発明の一実施の形態に係る導光板に設けられている密着層および反射防止膜のさらに詳細な構成を模式的に表した図である。
第4図は、実施例の反射防止膜および密着層の材料および膜厚の設定についてを表した図である。
第5図は、反射防止膜および密着層を備えない場合と備えた場合とでの、表示に関与しない反射光の比率を比較してグラフとして表した図である。
第6図は、反射防止膜および密着層を備えた反射型液晶表示装置の場合の光学的な作用を模式的に表した図である。
第7図は、反射防止膜および密着層を備えない反射型液晶表示装置の場合の光学的な作用を模式的に表した図である。
Claims (9)
- 背面側に反射板を備えており、観察面側から入射され前記反射板で前記観察面側へと反射される光の透過を個々の画素ごとに制御して表示を行う反射型の液晶表示パネルと、
表裏で対向する一対の主面として複数のプリズムが形成されたプリズム面と平坦面とを有すると共に、光源からの光が供給される側面を有し、前記複数のプリズムは、前記個々の画素の配列ピッチとは異なるピッチで形成されており、前記プリズム面は、前記平坦面に対して略0.5度から略3.5度までのいずれかの角度を成して、前記側面からの距離が遠くなるに従って徐々に隆起するように設定された準平坦部と、前記側面から供給された光を前記平坦面へと反射するように前記平坦面に対する角度が略40度から略60度までのいずれかの角度を成して、前記側面からの距離が遠くなるに従って徐々に降下するように設定された傾斜部とを有しており、前記液晶表示パネルの観察面側に前記平坦面が対面するように配置された導光板と、
前記導光板と前記液晶表示パネルとの間に設けられた直線偏光板およびλ/4板と、
前記導光板の前記平坦面に付設されて、その平坦面での光の反射を抑制する反射防止膜と
を備えたことを特徴とする反射型表示装置。 - 前記反射防止膜が、光屈折率の異なる複数の光学的機能性膜を積層してなるものである
ことを特徴とする請求の範囲第1項記載の反射型表示装置。 - 前記反射防止膜が、光学的機能性膜として、Nb2O5,Ta2O5,TiO2のうちの少なくともいずれか1種類の膜を高屈折率膜として用い、SiO2,MgF2のうちの少なくともいずれか1種類の膜を低屈折率膜として用いて、その高屈折率膜と低屈折率膜とを組み合わせて積層して形成されたものである
ことを特徴とする請求の範囲第2項記載の反射型表示装置。 - 背面側に反射板を備えており、観察面側から入射され前記反射板で前記観察面側へと反射される光の透過を個々の画素ごとに制御して表示を行うように設定された反射型の液晶表示パネルと、
表裏で対向する一対の主面として複数のプリズムが形成されたプリズム面と平坦面とを有すると共に、光源からの光が供給される側面を有し、前記複数のプリズムが前記個々の画素の配列ピッチとは異なるピッチで形成されており、前記プリズム面は、前記平坦面に対して略0.5度から略3.5度までのいずれかの角度を成して、前記側面からの距離が遠くなるに従って徐々に隆起するように設定された準平坦部と、前記側面から供給された光を前記平坦面へと反射するように前記平坦面に対する角度が略40度から略60度までのいずれかの角度を成して、前記側面からの距離が遠くなるに従って徐々に降下するように設定された傾斜部とを有しており、前記液晶表示パネルの観察面側に前記平坦面が対面するように配置された、合成樹脂材料から形成された導光板と、
前記導光板と前記液晶表示パネルとの間に設けられた直線偏光板およびλ/4板と、
前記導光板の平坦面に着設されて、その平坦面での光の反射を抑制する反射防止膜と、
前記反射防止膜と前記導光板の平坦面との間に設けられて、前記反射防止膜を前記導光板の表面に着設する密着層と
を備えたことを特徴とする反射型表示装置。 - 前記密着層が、Siからなるものである
ことを特徴とする請求の範囲第4項記載の反射型表示装置。 - 前記密着層が、1nmから10nmまでの間のいずれかの厚さのSi薄膜からなるものである
ことを特徴とする請求の範囲第5項記載の反射型表示装置。 - 反射防止膜が、光学的機能性膜として、Nb2O5,Ta2O5,TiO2のうちの少なくともいずれか1種類の膜を高屈折率膜として用い、SiO2,MgF2のうちの少なくともいずれか1種類の膜を低屈折率膜として用いて、その高屈折率膜と低屈折率膜とを組み合わせて積層して形成されたものである
ことを特徴とする請求の範囲第4項記載の反射型表示装置。 - 背面側に反射板を備えており観察面側から入射され前記反射板で前記観察面側へと反射される光の透過を個々の画素ごとに制御して表示を行うように設定された反射型の液晶表示パネルの観察面側に配置される導光板であって、
表裏で対向する一対の主面として、複数のプリズムが形成されたプリズム面と平坦面とを有すると共に、光源からの光が供給される側面を有し、合成樹脂材料から形成されており、前記複数のプリズムが前記個々の画素の配列ピッチとは異なるピッチで形成されており、前記プリズム面は、前記平坦面に対して略0.5度から略3.5度までのいずれかの角度を成して、前記側面からの距離が遠くなるに従って徐々に隆起するように設定された準平坦部と、前記側面から供給された光を前記平坦面へと反射するように前記平坦面に対する角度が略40度から略60度までのいずれかの角度を成して、前記側面からの距離が遠くなるに従って徐々に降下するように設定された傾斜部とを有しており、
前記平坦面に、1nmから10nmまでの間のいずれかの厚さに形成されたSiからなる密着層と、
前記密着層の表面に、Nb2O5,Ta2O5,TiO2のうちの少なくともいずれか1種類の膜を高屈折率膜として用い、SiO2,MgF2のうちの少なくともいずれか1種類の膜を低屈折率膜として用いて、その高屈折率膜と低屈折率膜とを組み合わせて積層して形成された反射防止膜とを、さらに備えた
ことを特徴とする導光板。 - 背面側に反射板を備えており観察面側から入射され前記反射板で前記観察面側へと反射される光の透過を個々の画素ごとに制御して表示を行うように設定された反射型の液晶表示パネルの観察面側に配置される導光板の製造方法であって、
表裏で対向する一対の主面として、平坦面と、複数のプリズムが形成されたプリズム面とを有すると共に、光源からの光が供給される側面を有し、前記複数のプリズムが前記個々の画素の配列ピッチとは異なるピッチで形成されており、前記プリズム面は、前記平坦面に対して略0.5度から略3.5度までのいずれかの角度を成して、前記側面からの距離が遠くなるに従って徐々に隆起するように設定された準平坦部と、前記側面から供給された光を前記平坦面へと反射するように前記平坦面に対する角度が略40度から略60度までのいずれかの角度を成して、前記側面からの距離が遠くなるに従って徐々に降下するように設定された傾斜部とを有する、合成樹脂材料から形成された導光板の前記平坦面に、真空蒸着またはスパッタ法により、1nmから10nmまでの間のいずれかの厚さのSiからなる密着層を形成する工程と、
前記密着層の表面に、Nb2O5,Ta2O5,TiO2のうちの少なくともいずれか1種類の膜を高屈折率膜として用い、SiO2,MgF2のうちの少なくともいずれか1種類の膜を低屈折率膜として用いて、その高屈折率膜と低屈折率膜とを組み合わせて積層して、前記導光板の平坦面での光の反射を抑制する反射防止膜を形成する工程と、
を含むことを特徴とする導光板の製造方法。
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