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【発明の名称】 導光板およびその製造方法
【発明者】 【氏名】樋口 勝

【氏名】武藤 哲夫
【要約】 【課題】側方から入射する光を前面側に出射するとともに、前方から入射する光を前方に反射することができる導光板を提供する。

【解決手段】側方から入射する光を取り込む入射端面１３と、複数の段面１４ａおよびこれらの段面１４ａをつなぐ複数の段差面１４ｂとからなる階段形状に形成された前面とを有し、前記入射端面から取り込まれた光を前記複数の段差面から出射する導光板本体１１の前記複数の段面１４ａ上に、前方から入射する光を反射する反射膜１５を設けた。
【特許請求の範囲】
【請求項１】側方から入射する光を取り込む入射端面と、照明光を出射する前面とを備え、前記前面は、前記入射端面から入射した光を導いて所定の方向に向けて出射する出射面と、前面に向けて入射する外光を反射させるための、前記出射面とは異なる反射面とから形成されていることを特徴とする導光板。
【請求項２】前記前面は、複数の段面およびこれらの段面をつなぐ複数の段差面とからなる階段形状に形成され、前記段面は反射膜が設けられて反射面を形成し、前記段差面は前記入射端面から入射した光を出射する出射面を形成することを特徴とする請求項１に記載の導光板。
【請求項３】側方から入射する光を取り込む入射端面と、複数の段面およびこれらの段面をつなぐ複数の段差面とからなる階段形状に形成された前面とを有し、前記入射端面から取り込まれた光を前記複数の段差面から出射する導光板本体と、この導光板本体の前記複数の段面上に設けられ、前方から入射する光を反射する反射膜とからなることを特徴とする導光板。
【請求項４】前記複数の段面上に、前記導光板本体と前記反射膜との両方に対する密着性が高い下地膜が設けられ、この下地膜の上に前記反射膜が形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の導光板。
【請求項５】前記反射膜の上に透明なオーバーコート膜が設けられていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の導光板。
【請求項６】請求項１に記載の導光板を製造する方法であって、側方から入射する光を取り込む入射端面と、複数の段面およびこれらの段面をつなぐ複数の段差面とからなる階段形状に形成された前面とを有する導光板本体の前記複数の段面上に、その段面の法線に対し前記入射端面側に所定角度傾いた方向から反射材を蒸着またはスパッタして前記反射膜を成膜することを特徴とする導光板の製造方法。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、側方から入射する光を前面側に出射する機能と、前方から入射する光を前方に反射する機能とを兼ね備えた導光板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば液晶表示装置等の表示装置として、自然光や室内光等の外光を利用する反射型表示と、一般にバックライトと呼ばれる照明手段が備えている光源部からの光を利用する透過型表示との両方の表示を行なう、いわゆる２ウエイ表示型のものがある。
【０００３】この２ウエイ表示装置は、充分な明るさの外光が得られるときは外光を利用する反射型表示を行ない、充分な明るさの外光が得られないときは、前記照明手段の光源部を点灯させて、前記光源部からの光を利用する透過型表示を行なうものであり、この２ウエイ表示装置は、従来、例えば液晶表示素子等のような透過型表示手段の背後に照明手段を配置するとともに、この照明手段と前記表示手段との間に半透過反射板を配置した構成となっている。
【０００４】前記照明手段としては、サイドライト型と呼ばれるものが一般に用いられており、従来のサイドライト型照明手段は、端面から光を取り込んでその光を前面側に出射する導光板と、この導光板の光を取り込む端面の側方に配置された光源部とから構成されている。なお、前記光源部には、直管状の蛍光ランプ、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を整列したＬＥＤアレイ等が用いられている。
【０００５】前記導光板には、一般に、アクリル系樹脂等からなる平板状の透明板が用いられており、その少なくとも一端面が、前記光源部からの光を取り込む入射端面とされ、前面全体が、前記入射端面から取り込んだ光の出射面とされている。
【０００６】この導光板は、前記光源部からの光を前記入射端面から取り込み、その光を導光板の前面および背面と外気（空気）との界面により全反射させながら導光板長さ方向に導いて、その前面のほぼ全域から出射する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の導光板は、その側方から入射する光を前記入射端面から取り込み、その光を前面側に出射するだけのものであるため、例えば上述した２ウエイ表示装置を構成するには、前記導光板の前面側（透過型表示手段との間）に半透過反射板を配置しなければならなかった。
【０００８】この発明は、側方から入射する光を前面側に出射するとともに、前方から入射する光を前方に反射することができる導光板を提供するとともに、あわせてその製造方法を提供することを目的としたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明の導光板は、側方から入射する光を取り込む入射端面と、照明光を出射する前面とを備え、前記前面は、前記入射端面から入射した光を導いて所定の方向に向けて出射する出射面と、前面に向けて入射する外光を反射させるための、前記出射面とは異なる反射面とから形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】さらに、前記前面は、複数の段面およびこれらの段面をつなぐ複数の段差面とからなる階段形状に形成され、前記段面は反射膜が設けられて反射面を形成し、前記段差面は前記入射端面から入射した光を出射する出射面を形成することを特徴とするものである。
【００１１】この導光板は、側方から入射する光を前記出射面より出射させて、前記前面に向けて入射する外光を前記反射面により反射させることができる。また、この発明の導光板は、側方から入射する光を取り込む入射端面と、複数の段面およびこれらの段面をつなぐ複数の段差面とからなる階段形状に形成された前面とを有し、前記入射端面から取り込まれた光を前記複数の段差面から出射する導光板本体と、この導光板本体の前記複数の段面上に設けられ、前方から入射する光を反射する反射膜とからなることを特徴とするものである。
【００１２】この導光板は、その側方から入射する光を前記入射端面から取り込んで前記複数の段差面から出射し、前方から入射する光を前記複数の段面上に形成された反射膜により反射させるものであり、したがって、側方から入射する光を前面側に出射するとともに、前方から入射する光を前方に反射することができる。
【００１３】また、この発明の導光板の製造方法は、側方から入射する光を取り込む入射端面と、複数の段面およびこれらの段面をつなぐ複数の段差面とからなる階段形状に形成された前面とを有する導光板本体の前記複数の段面上に、その段面の法線に対し前記入射端面側に所定角度傾いた方向から反射材を蒸着またはスパッタして前記反射膜を成膜することを特徴とするものである。
【００１４】この製造方法によれば、前記反射材を、前記段差面に被着させることなく前記複数の段面上にだけ成膜し、これらの段面上に前記反射膜を形成することができるため、前記導光板を容易に且つ低コストに製造することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】この発明の導光板は、上記のように、側方から入射する光を取り込む入射端面と、照明光を発生する前面とを備え、前記前面は、前記入射端面から入射した光を導いて所定の方向に向けて出射する出射面と、前面に向けて入射する外光を反射させるための、前記出射面とは異なる反射面とから形成されていることを特徴とするものであり、側方から入射する光を前記出射面より出射させて、前記前面に向けて入射する外光を前記反射面により反射させることができる。
【００１６】この発明の導光板は、上記のように、側方から入射する光を取り込む入射端面と、複数の段面およびこれらの段面をつなぐ複数の段差面とからなる階段形状に形成された前面とを有し、前記入射端面から取り込まれた光を前記複数の段差面から出射する導光板本体と、この導光板本体の前記複数の段面上に設けられ、前方から入射する光を反射する反射膜とからなるものであり、側方から入射する光を前面側に出射するとともに、前方から入射する光を前方に反射することができるようにしたものである。
【００１７】また、この発明の導光板の製造方法は、上記のように、側方から入射する光を取り込む入射端面と、複数の段面およびこれらの段面をつなぐ複数の段差面とからなる階段形状に形成された前面とを有する導光板本体の前記複数の段面上に、その段面の法線に対し前記入射端面側に所定角度傾いた方向から反射材を蒸着またはスパッタして前記反射膜を成膜することにより、前記導光板を、容易に且つ低コストに製造することができるようにしたものである。
【００１８】この発明の導光板は、前記導光板本体にその入射端面から取り込んだ光を前記導光板本体の複数の段差面から出射し、前方から入射する光を前記導光板本体の複数の段面上に設けられた反射膜により反射するため、前記複数の段差面から出射する光の出射方向と、前記複数の段面上の反射膜により反射された光の出射方向とが異なるが、例えば前記導光板の前面側に、前記複数の段差面から出射する光を取り込んでその光を前方に出射するとともに、前方からの入射光を背面から出射し、前記複数の段面上の反射膜により反射されて前記背面から入射する光を前方に出射する光学部材を配置することにより、前記複数の段差面からの出射光と、前記複数の段面上の反射膜により反射された光とを、いずれも前方に向けて出射させることができる。
【００１９】したがって、前記導光板の側方にその入射端面に対向させて光源部を配置するとともに、前記導光板の前面側に前記光学部材を配置することにより、前記光源部からの光を前方に出射するとともに、前方から入射する外光を反射させて前方に出射する照明手段を構成することができ、この照明手段を用いれば、半透過反射板を使用することなく、自然光や室内光等の外光を利用する反射型表示と、光源部からの光を利用する透過型表示との両方の表示を行なう２ウエイ表示装置を構成することができる。
【００２０】この発明の導光板においては、前記複数の段面上に、前記導光板本体と前記反射膜との両方に対する密着性が高い下地膜を設け、この下地膜の上に前記反射膜を形成するのが好ましく、このようにすることにより、前記段面に対する前記反射膜の密着性を良くすることができる。
【００２１】また、前記反射膜は、その上に透明なオーバーコート膜を設けることにより、このオーバーコート膜で保護することが好ましく、このようにすることにより、前記反射膜の耐湿性を向上させることができる。
【００２２】
【実施例】図１はこの発明の第１の実施例を示す導光板の斜視図であり、図２は前記導光板の一部分の拡大側面図である。この導光板１０は、側方から入射する光を取り込む入射端面１３と、階段形状に形成された前面（以下、階段形状面という）１４とを有し、前記入射端面１３から取り込まれた光を前記階段形状面１４の複数の段差面１４ｂから出射する導光板本体１１と、この導光板本体１１の階段形状面１４の複数の段面１４ａ上に設けられ、前方から入射する光を反射する反射膜１５とからなっている。
【００２３】前記導光板本体１１は、アクリル系樹脂等の高い光透過性を有する透明樹脂からなっており、その背面は平坦面とされ、この背面全体に鏡面反射板（または反射膜）１２が設けられている。
【００２４】また、前記導光板本体１１の一端面は、側方から入射する光を取り込む入射端面１３とされており、この導光板本体１１の前面が、前記階段形状面１４に形成されている。
【００２５】この階段形状面１４は、互いにほぼ平行で、前記入射端面１３から遠ざかる方向に向かって前記背面との間隔を狭めるように順次高さを変える平坦な複数の段面１４ａと、これらの段面１４ａをつなぐ段差面１４ｂとからなっている。なお、前記段差面１４ｂは一定ピッチで形成されており、したがって、前記複数の段面１４ａは同じ幅に形成されている。
【００２６】前記複数の段差面１４ｂは、各段面１４ａの基端縁からそれぞれほぼ垂直に立ち上がるように形成された極く小さな高さの横長面であり、これらの段差面１４ｂがそれぞれ、前記入射端面１３から取り込まれた光の出射面となっている。
【００２７】また、前記導光板本体１１の複数の段面１４ａ上にはそれぞれ、その段面１４ａのほぼ全体にわたって、高反射率の反射材、例えば、Ａｌ，Ａｇ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｐｔ等の高反射率金属からなる反射膜１５が設けられており、この反射膜１５により、前方から入射する光の反射面が形成されている。
【００２８】図３は、前記導光板１０の製造方法を示しており、この導光板１０は、平坦な背面と前記入射端面１３と前記階段形状面１４とを有する導光板本体１１の背面全体に前記鏡面反射板（または反射膜）１２を形成し、前記階段形状面１４の複数の段面１４ａ上に、その段面１４ａの法線ｈに対し前記段差面１４ｂ側に所定角度θ傾いた方向（図に矢印で示した方向）から反射材（Ａｌ，Ａｇ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｐｔ等）を蒸着またはスパッタして前記反射膜１５を成膜する方法で製造する。なお、前記導光板本体１１は、金型を用いる透明樹脂の成形加工または透明樹脂板の切削加工により製作する。
【００２９】この製造方法によれば、前記反射材を、前記段差面１４ｂに被着させることなく前記複数の段面１４ａ上にだけ成膜し、これらの段面１４ａ上に前記反射膜１５を形成することができるため、前記導光板１０を容易に且つ低コストに製造することができる。
【００３０】すなわち、前記導光板本体１１の階段形状面１４の複数の段面１４ａ上に設ける反射膜１５は、前記段面１４ａに対して垂直な方向からの反射材の蒸着またはスパッタや、前記反射材のメッキによる成膜でも形成することができる。
【００３１】しかし、その場合は、光の出射面となる前記複数の段差面１４ｂにも反射材が被着するため、これらの段差面１４ｂを反射膜１５を形成しない出射面とするには、前記複数の段差面１４ｂをマスクして前記反射材を成膜し、その後に前記マスクを除去するか、あるいは、マスク無しで前記反射材を成膜し、その後に前記複数の段差面１４に被着した反射材をエッチング等により除去しなければならず、したがって、前記反射膜１５の形成に多くの工程を要する。
【００３２】その点、この実施例の製造方法のように、導光板本体１１の前記段面１４ａの法線ｈに対し前記入射端面１３側に所定角度θ傾いた方向から反射材を蒸着またはスパッタすれば、前記反射材が、前記段差面１４ｂには被着せず、前記複数の段面１４ａ上にだけ被着するため、１工程で前記複数の段面１４ａ上だけに反射膜１５を形成することができ、したがって、前記導光板１０を容易に且つ低コストに製造することができる。
【００３３】なお、この製造方法のように反射材を斜め方向から蒸着またはスパッタして反射膜１５を成膜する場合も、導光板本体１１の入射端面１３は、反射材が被着しないようにマスクする必要があるが、前記入射端面１３は、例えば粘着テープ等の貼り付けにより簡単にマスクすることができる。
【００３４】前記反射材の蒸着角度θは、前記反射材を、前記段差面１４ｂに被着させることなく、しかも、前記段面１４ａ上のできるだけ広い範囲にわたって被着させらることができる範囲に選ぶのが望ましい。
【００３５】その蒸着角度θは、３０〜６０度の範囲が好ましく、この範囲の角度で前記反射材を蒸着またはスパッタすることにより、前記段差面１４ｂに反射材を被着させることなく、しかも、前記段面１４ａ上に、その基端部（段差面１４ｂの底辺との境界部）付近の極く狭い領域を除くほぼ全体にわたって反射材を被着させて、充分な面積の反射膜１５を形成することができる。
【００３６】また、前記反射膜１５は、薄すぎると光が透過して充分な反射特性が得られなくなり、また、厚すぎると前記段差面１４ｂに反射材が被さってしまうため、充分な反射特性が得られる最小限の膜厚と、前記段差面１４ｂに反射材が反射材が被さることのない最大限の膜厚との間の厚さに形成するのが好ましく、その厚さは、１００〜２００ｎｍの範囲である。
【００３７】前記導光板１０は、その側方から入射する光を前記入射端面１３から導光板本体１１に取り込んでその前面の階段形状面１４の前記複数の段差面１４ｂから出射し、前方から入射する光を前記階段形状面１４の複数の段面１４ａ上に形成された反射膜１５により前方に反射する機能を有している。
【００３８】前記導光板１０にその側方から入射する光は、例えば前記入射端面１３に対向させて配置される光源部（図示せず）からの光であり、この光源部からの光が、前記導光板本体１１にその入射端面１３から取り込まれてこの導光板本体１１内を導かれ、図２に実線で示した経路のように、前記導光板本体１１の階段形状面１４の複数の段差面１４ｂから前面側に出射する。
【００３９】このとき、前記導光板本体１１にその入射端面１３から取り込まれた光のうち、前記複数の段差面１４ｂに向かう光以外の光、つまり前記階段形状面１４の各段面１４ａおよび導光板本体１１の背面に向かって進む光は、前記各段面１４ａ上の反射膜１５および導光板本体１１の背面に設けられた鏡面反射板１２により反射され、その繰り返しにより導光板本体１１内をその長さ方向に導かれて、その過程でいずれかの段差面１４ｂに入射し、その段差面１４ｂから前面側に出射する。
【００４０】なお、図２に示したように、前記複数の段差面１４ｂからの出射光のなかには、次の段面１４ａに向かって出射する光もあるが、その光は、前記次の段面１４ａ上の反射膜１５により反射されて前面側に出射する。
【００４１】すなわち、上記導光板１０は、前記導光板本体１１にその入射端面１３から取り込んだ光を、ほぼ１００％の出射効率で前記階段形状面１４の複数の段差面１４ｂから前面側に出射する。
【００４２】なお、この実施例では、導光板本体１１の背面全体に鏡面反射板１２を設けているが、この鏡面反射板１２を省略し、導光板本体１１内をその背面に向かって進む光を、導光板本体１１の背面と外気（空気）との界面で全反射させるようにしてもよい。
【００４３】その場合でも、導光板本体１１内をその背面に向かって進む光のほとんどが導光板本体１１の背面と外気との界面に対して全反射臨界角以上の角度で入射して全反射されるため、導光板本体１１内を導かれる光が背面側に漏れることはほとんどなく、したがって、前記入射端面１２から取り込んだ光を、無駄なく前記段差面１４ｂから出射することができる。
【００４４】また、前記導光板１０にその前方から入射する光は、例えば自然光や室内光等の外光であり、この外光が、図２に破線で示した経路のように、前記導光板本体１１の複数の段面１４ａ上に設けられた反射膜１５により反射されて前方に出射する。
【００４５】この場合、前記導光板本体１１の階段形状面１４は、複数の段面１４ａと、これらの段面１４ａをつなぐ複数の段差面１４ｂとからなっているが、前記階段形状面１４を前方から見た形状は、前記複数の段面１４ａがほとんど隙間なく連続して見える形状であり、また、上述したように３０〜６０度の角度で反射材を斜め方向から蒸着またはスパッタすることにより前記複数の段面１４ａ上に形成された反射膜１５は、前記段面１４ａの基端部付近の極く狭い領域を除くほぼ全体にわたって設けられているため、前記導光板１０は、前方から入射する外光に対して、平板状の反射板とほとんど変わらない反射特性を示す。
【００４６】そのため、前記導光板１０は、前方から入射した光を、高い反射効率で前方に反射する。なお、この実施例では、前記導光板本体１１の背面全体に鏡面反射板１２を設けており、したがって、前記導光板１０にその前方から入射した光のうちの前記段面１４ａの基端部付近の反射膜１５の無い領域に入射した光も、導光板本体１１をその厚さ方向に透過してその背面の鏡面反射板１２により反射され、その反射光のうちの前記段面１４ａの反射膜１５の無い領域に向かう光が前記領域から前方に出射するため、前方から入射した光を、１００％に近い反射効率で前方に反射することができる。
【００４７】ただし、上述したように、導光板本体１１の背面の鏡面反射板１２は省略してもよく、その場合は、前方から入射した光のうちの前記段面１４ａの反射膜１５の無い領域に入射した光が導光板本体１１の背面側に漏れるが、前記反射膜１５の無い領域は極く狭く、したがって背面側への光の漏れは極く僅かであるため、前方から入射した光を、高い反射光率で前方に反射することができる。
【００４８】すなわち、前記導光板１０は、その側方から入射する光を前記入射端面１３から取り込んで前記複数の段差面１４ｂから出射し、前方から入射する光を前記複数の段面１４ａ上に形成された反射膜１５により反射させるものであり、したがって、側方から入射する光を前面側に出射するとともに、前方から入射する光を前方に反射することができる。
【００４９】しかも、前記導光板１０は、上述したように、前記入射端面１２から取り込んだ側方からの入射光を高い出射効率で前面側に出射するとともに、前方から入射した光を高い反射効率で前方に反射するため、側方からの入射光も、前方からの入射光も、ほとんど無駄なく出射することができる。
【００５０】図４はこの発明の第２の実施例を示す導光板の一部分の拡大側面図であり、この実施例の導光板１０は、導光板本体１１の複数の段面１４ａ上に、前記導光板本体１１と前記反射膜１５との両方に対する密着性が高い下地膜１６を設け、この下地膜１６の上に前記反射膜１５を形成するとともに、前記反射膜１５の上に、透明なオーバーコート膜１７を設けたものである。
【００５１】なお、この実施例の導光板１０は、導光板本体１１の複数の段面１４ａ上に前記下地膜１８を設けてその上に反射膜１５を形成し、さらに前記反射膜１５の上にオーバーコート膜１６を設けた点を除けば、他の構成は第１の実施例のものと同じであるから、重複する説明は図に同符号を付して省略する。
【００５２】前記下地膜１６は、例えば前記導光板本体１１がアクリル系樹脂製であり、前記反射膜１５をＡｌ，Ａｇ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｐｔ等の金属により形成する場合の好ましい下地材は、ＳｉＯ2 またはＳｉＯである。
【００５３】そして、この実施例では、前記下地膜１６を、前記導光板本体１１の段差面１４ｂには形成せず、前記複数の段面１４ａ上だけに、前記反射膜１５の形成領域全体にわたって形成している。
【００５４】この下地膜１６は、上述した反射膜１５の形成方法と同様に、前記段面１４ａの法線に対し前記段差面１４ｂ側に所定角度（望ましくは３０〜６０度）傾いた方向からオーバーコート材（ＳｉＯ2 またはＳｉＯ）を蒸着またはスパッタして成膜するのが好ましく、この方法によれば、１工程で前記複数の段面１４ａ上だけに下地膜１６を形成することができる。なお、前記下地膜１６の厚さは、３０〜５００ｎｍ程度で充分である。
【００５５】一方、前記オーバーコート膜１７は、ＳｉＯ2 ，ＳｉＯ，弗素系樹脂，シリカ系樹脂等からなる透明薄膜であり、この実施例では、このオーバーコート膜１７も、導光板本体１１の段差面１４ｂには形成せず、前記複数の段面１４ａ上だけに、前記反射膜１５の表面全体を覆って形成している。
【００５６】前記オーバーコート膜１７をＳｉＯ2 またはＳｉＯで形成する場合、このオーバーコート膜１７は、前記下地膜１６と同様に、前記段面１４ａの法線に対し前記入射端面１３側に所定角度（望ましくは３０〜６０度）傾いた方向からオーバーコート材（ＳｉＯ2 またはＳｉＯ）を蒸着またはスパッタして成膜するのが好ましく、この方法によれば、１工程で前記複数の段面１４ａ上だけにオーバーコート膜１７を形成することができる。
【００５７】また、前記オーバーコート膜１７を弗素系樹脂やシリカ系樹脂等の透明樹脂で形成する場合は、このオーバーコート膜１７を、図５に示すように、前記複数の段面１４ａ上（反射膜１５の上）にオーバーコート材（弗素系樹脂やシリカ系樹脂等の透明樹脂）１７ａをコーティングローラ１８により塗布するローラコート法により形成するのが望ましい。
【００５８】なお、図５にはコーティングローラ１８だけを示したが、前記オーバーコート材１７は、図示しない供給手段によりコーティングローラ１８の外周面に一定厚さに連続して供給され、このコーティングローラ１８により前記複数の段面１４ａ上に塗布される。
【００５９】このローラコート法によれば、前記コーティングローラ１８が接触しない前記段差面１４ｂおよび前記段面１４ａの基端部付近の反射膜１５の無い領域にはオーバーコート材が塗布されないため、１工程で前記複数の段面１４ａ上だけにオーバーコート膜１８を形成することができる。
【００６０】この実施例の導光板１０によれば、導光板本体１１の複数の段面１４ａ上に、前記導光板本体１１と前記反射膜１５との両方に対する密着性が高い下地膜１６を設け、この下地膜１６の上に前記反射膜１５を形成しているため、前記段面１４ａに対する前記反射膜１５の密着性を良くすることができる。
【００６１】また、前記反射膜１５の上にオーバーコート膜１７を設けているため、前記反射膜１５を前記オーバーコート膜１７で保護し、前記反射膜１５の耐湿性を向上させることができる。
【００６２】しかも、この実施例では、前記下地膜１６とオーバーコート膜１７とをそれぞれ、導光板本体１１の段差面１４ｂには形成せず、前記複数の段面１４ａ上だけに形成しており、したがって、前記段差面１４ｂから出射する光が前記下地膜１６およびオーバーコート膜１７を透過することなく前面側に出射するため、導光板本体１１の入射端面１３から取り込まれた光を、前記段差面１４ｂから高い出射効率で前面側に出射することができる。
【００６３】この実施例のように前記反射膜１５の上にオーバーコート膜１７を設ける場合、前記オーバーコート膜１７は、前記反射膜１５の耐湿性を充分向上させることができる厚さ以上で、しかもオーバーコート膜１７による光の吸収がほとんど無い厚さ以下の膜厚に形成するのが望ましい。
【００６４】このオーバーコート膜１７の望ましい膜厚は、オーバーコート膜１７をＳｉＯ2 ，ＳｉＯ，弗素系樹脂，シリカ系樹脂のいずれで形成する場合も、３０〜２００ｎｍの範囲であり、前記オーバーコート膜１７の膜厚がこの範囲であれば、前記反射膜１５の耐湿性を充分向上させるとともに、オーバーコート膜１７による光の吸収をほとんど無くして、前方からの入射光を高い反射率で前方に反射することができる。
【００６５】一方、前記オーバーコート膜１７により覆われた反射膜１５は、可視光帯域の各波長光をそれぞれ前記オーバーコート膜１７の分光特性に応じた反射率で反射させるため、反射光が前記各波長光の反射率の差に応じて着色する。
【００６６】すなわち、前記オーバーコート膜１７は、その材質と膜厚に応じた分光特性を有しており、可視光帯域の各波長光をそれぞれ、その分光特性に応じた透過率で透過させるため、前記反射光が、前記オーバーコート膜１７の分光特性に応じて着色する。
【００６７】また、前記オーバーコート膜１７の分光特性は、温度および湿度の影響により経時変化し、その分光特性の経時変化により、前記反射光の色味が変化する。このオーバーコート膜１７の分光特性の経時変化の程度は、オーバーコート膜１７の膜厚により異なる。
【００６８】そのため、前記反射光の着色をできるだけ少なくし、また、前記反射光の色味の経時変化を少なくして反射特性の信頼性を得るためには、前記オーバーコート膜１７の膜厚を、その分光特性をできるだけ平坦化し、また分光特性の経時変化を小さくするように設定するのが好ましい。
【００６９】前記オーバーコート膜１７の好ましい膜厚を、Ａｌからなる反射膜１５の上にＳｉＯ2 からなるオーバーコート膜１７を設ける場合を例にとって説明すると、その場合の反射光の着色を少なくできるオーバーコート膜厚は、１００ｎｍ以下である。
【００７０】すなわち、図６は、前記オーバーコート膜厚と、反射光の分光分布との関係を示している。なお、図６に示した反射光の分光分布は、反射膜１５の上にオーバーコート膜１７を成膜した直後の初期状態における分光分布である。
【００７１】この図６の分光分布から分かるように、ＳｉＯ2 からなるオーバーコート膜１７で覆われた反射膜１５により反射された反射光の着色は、オーバーコート膜厚が厚いほど大きく、オーバーコート膜厚が１３０ｎｍのときは反射光が青味を強く帯び、オーバーコート膜が１５０ｎｍのときは反射光が青緑の色味を強く帯びる。
【００７２】しかし、前記オーバーコート膜１７の膜厚を薄くしたときの反射光の着色は、例えばオーバーコート膜厚が３０ｎｍのときで僅かに黄色味を帯びる程度、オーバーコート膜が５０ｎｍのときで僅かに赤味を帯びる程度であり、オーバーコート膜が７０ｎｍのときは反射光がほとんど色を帯びなくなる。なお、図６には示していないが、オーバーコート膜厚を１００ｎｍにしたときも反射光の着色は少なく、したがって、オーバーコート膜厚を１００ｎｍ以下にすれば、反射光の着色を少なくすることができる。
【００７３】なお、上述したように、反射膜１５の耐湿性を充分向上させるのに必要なオーバーコート膜１７の膜厚は３０ｎｍ以上であるため、前記ＳｉＯ2 膜の好ましい膜厚は、３０〜１００ｎｍの範囲である。
【００７４】次に、反射光の経時変化について説明すると、図７はオーバーコート無しのときの反射光の分光分布の経時変化、図８はオーバーコート膜厚を３０ｎｍとしたときの反射光の分光分布の経時変化、図９はオーバーコート膜厚を８０ｎｍとしたときの反射光の分光分布の経時変化を示している。
【００７５】図７〜図９において、（ａ）は、温度８０℃、湿度０％の環境下での反射光の分光分布の経時変化、（ｂ）は、温度４０℃、湿度９０％の環境下での反射光の分光分布の経時変化、（ｃ）は、温度６０℃、湿度９０％の環境下での反射光の分光分布の経時変化を示しており、いずれの図においても、反射膜（Ａｌ ）１５の上にオーバーコート膜（ＳｉＯ2 ）１７を成膜した直後の初期状態における反射光の分光分布を実線で示し、５００時間経過後の反射光の分光分布を破線で示している。
【００７６】まず、オーバーコート無しのときの反射光の分光分布の変化を見ると、オーバーコート無しでも、温度８０℃、湿度０％の環境下では、図７の（ａ）のように、５００時間経過後の各波長光の反射率は初期状態に比べて若干低下するが、反射光の色味の変化は少なく、また、温度４０℃、湿度９０％の環境下では、図７の（ｂ）のように、５００時間経過後も初期状態とほとんど変わらない反射率および色味を維持する。しかし、温度６０℃、湿度９０％の環境下では、図７の（ｃ）のように、時間の経過にともなって各波長光の反射率が初期状態よりも極端に低下し、反射光の色味も大きく変化する。
【００７７】これに対して、反射膜１５の上にオーバーコート膜１７を３０ｎｍの膜厚に形成したときの反射光の分光分布の変化を見ると、このときは、図８の（ａ）〜（ｃ）のように、温度８０℃、湿度０％の環境下、温度４０℃、湿度９０％の環境下、温度６０℃、湿度９０％の環境下のいずれにおいても、各波長光の反射率および反射光の色味は、５００時間経過後も、初期状態とほとんど変わらないか、あるいは極く僅かに変化する程度である。
【００７８】一方、反射膜１５の上にオーバーコート膜１７を８０ｎｍの膜厚に形成したときの反射光の分光分布の変化を見ると、このときは、温度８０℃、湿度０％の環境下において、図９の（ａ）のように、時間の経過にともなって各波長光の反射率が初期状態よりも低下し、反射光の色味も変化する。
【００７９】しかし、温度４０℃、湿度９０％の環境下、および温度６０℃、湿度９０％の環境下では、図９の（ｂ）および（ｃ）のように、各波長光の反射率および反射光の色味は、５００時間経過後も、初期状態とほとんど変わらないか、あるいは極く僅かに変化する程度である。
【００８０】上記図７と、図８および図９とを比較して見れば分かるように、反射膜１５の上にオーバーコート膜１７が無いときは、高温多湿の環境下において、時間の経過にともなって反射光の色味が変化するが、反射膜１５をオーバーコート膜１７で覆うことにより、反射膜１５の耐湿性を向上させ、高温多湿の環境下でも、経時変化による反射光の色味の変化を少なくして、反射特性の信頼性を向上させることができる。
【００８１】なお、前記オーバーコート膜１７の膜厚を例えば８０ｎｍにしたときは、温度８０℃、湿度０％の環境下において、図９の（ａ）のように、時間の経過にともなって反射光の色味が変化するが、湿度０％の環境は特殊な例であり、屋内または屋外の通常の環境は、ある程度湿度が高い環境である。
【００８２】そして、オーバーコート膜厚を８０ｎｍに形成したときは、図９の（ｂ）および（ｃ）のように、温度４０℃、湿度９０％の環境下、および温度６０℃、湿度９０％の環境下のいずれにおいても、経時変化による反射光の色味の変化が少ないため、反射特性の信頼性を向上させることができる。
【００８３】また、例えばオーバーコート膜厚を３０ｎｍとしたときは、図８の（ａ）〜（ｃ）のように、温度８０℃、湿度０％の環境下、温度４０℃、湿度９０％の環境下、温度６０℃、湿度９０％の環境下のいずれにおいても、経時変化による反射光の色味の変化が少ないため、反射特性の信頼性を向上させることができる。
【００８４】さらに、反射膜１５をオーバーコート膜１７で覆うと、反射光が色味を帯びるが、オーバーコート膜厚が、上述した３０〜１００ｎｍの範囲であれば、反射光の着色を少なくすることができる。
【００８５】したがって、前記オーバーコート膜厚は、３０〜１００ｎｍの範囲が好ましく、その範囲であれば、反射光の着色を少なくするとともに、経時変化による反射光の色味の変化が少なくして、反射特性の信頼性を向上させることができる。
【００８６】なお、上記第２の実施例では、前記下地膜１６とオーバーコート膜１７とを、前記導光板本体１１の段差面１４ｂには形成せず、前記複数の段面１４ａ上だけに形成しているが、ＳｉＯ2 またはＳｉＯからなる前記下地膜１６と、ＳｉＯ2，ＳｉＯ，弗素系樹脂，シリカ系樹脂等からなるオーバーコート膜１７は、いずれも高い光透過性を有するため、前記下地膜１６とオーバーコート膜１７は、前記段面１４ａ上から段差面１４ｂにわたって形成してもよい。
【００８７】その場合は、前記下地膜１６およびオーバーコート膜１７を、前記段面１４ａに対して垂直な方向からの蒸着またはスパッタ、メッキ、スピンコート等の方向で形成することができる。
【００８８】また、上記第２の実施例では、導光板本体１１の複数の段面１４ａ上に下地膜１６を設け、この下地膜１６の上に反射膜１５を形成しているが、導光板本体１１と前記反射膜１５との密着性が充分である場合は、前記下地膜１６を省略してもよい。
【００８９】図１０はこの発明の第３の実施例を示す導光板の側面図である。この実施例の導光板１０は、導光板本体１１の階段形状面１４の複数の段差面１４ｂのピッチを、入射端面１３から遠ざかる方向に向かって順次小さくしたものである。
【００９０】なお、この実施例の導光板１０は、導光板本体１１の階段形状面１４の段差面１４ｂのピッチが異なるが、他の構成は第１の実施例のものと同じであるから、重複する説明は図に同符号を付して省略する。
【００９１】この実施例の導光板１０は、導光板本体１１の入射端面１３から取り込まれ、前記階段形状面１４の複数の段差面１４ｂから前面側に出射する出射光の輝度分布を平均化させるようにしたものである。
【００９２】すなわち、前記導光板本体１１にその入射端面１３から取り込まれた光は、この導光板本体１１内を他端方向に導かれるのにともなって強度を減じるが、この実施例の導光板１０は、前記階段形状面１４の複数の段差面１４ｂのピッチを、入射端面１３から遠ざかる方向に向かって順次小さくしているため、導光板本体１１の他端方向に近づくほど、光の出射間隔（段差面１４ｂの間隔）を小さくし、前面側に出射する出射光の輝度分布を平均化することができる。
【００９３】図１１はこの発明の第４の実施例を示す導光板の側面図である。この実施例の導光板１０は、導光板本体１１の背面を、背面側に膨らむ形状に形成したものであり、この実施例では、導光板本体１１の入射端面１３側の部分の背面を、前記入射端面１３から遠ざかる方向に向かって階段形状面１４の段差面１４との間隔を広げるように傾斜する傾斜面１１ａとし、この傾斜面１１ａから導光板本体１１の中間付近までの間の部分の背面を、前記傾斜面１１ａと同じ方向にその傾斜角度よりも小さい角度で傾斜する緩傾斜面１１ｂとし、この緩傾斜面１１ｂから導光板本体１１の他端までの間の部分の背面を、前記段差面１４とほぼ平行な平坦面１１ｃとしている。
【００９４】なお、この実施例の導光板１０は、導光板本体１１の背面の形状が異なるが、他の構成は第１の実施例のものと同じであるから、重複する説明は図に同符号を付して省略する。
【００９５】この実施例の導光板１０によれば、導光板本体１１の背面を、背面側に膨らむ形状に形成しているため、前記導光板本体１１にその入射端面１３から取り込まれた光を、効率良く導光板本体１１の他端側に導いて、導光板本体１１の全体にほぼ均等に光を行き渡らせることができる。
【００９６】したがって、導光板本体１１の階段形状面１４のどの段差面１４ｂからもほぼ同じ輝度の光を出射させることができるため、前記段差面１４ｂのピッチが一定であっても、前面側に出射する出射光の輝度分布を平均化することができる。
【００９７】なお、上述した第１〜第４の実施例では、導光板本体１１の背面全体に鏡面反射板１２を設けているが、この鏡面反射板１２を省略し、導光板本体１１内をその背面に向かって進む光を、導光板本体１１の背面と外気（空気）との界面で全反射させるようにしてもよい。
【００９８】その場合でも、導光板本体１１内をその背面に向かって進む光のほとんどが導光板本体１１の背面と外気との界面に対して全反射臨界角以上の角度で入射して全反射されるため、導光板本体１１内を導かれる光が背面側に漏れることはほとんどなく、したがって、前記入射端面１２から取り込んだ光を、無駄なく前記段差面１４ｂから出射することができる。
【００９９】上述した第１〜第４の実施例の導光板１０は、いずれも、導光板本体１１にその入射端面１３から取り込んだ光を前記導光板本体１１の複数の段差面１４ｂから出射し、前方から入射する光を前記導光板本体１１の複数の段面１４ａ上に設けられた反射膜１５により反射するため、前記複数の段差面１４ｂから出射する光の出射方向と、前記複数の段面１４ａ上の反射膜１５により反射された光の出射方向とが異なるが、例えば前記導光板１０前面側に、前記複数の段差面１４ｂから出射する光を取り込んでその光を前方に出射するとともに、前方からの入射光を背面から出射し、前記複数の段面１４ａ上の反射膜１５により反射されて前記背面から入射する光を前方に出射する光学部材を配置することにより、前記複数の段差面１４ｂからの出射光と、前記複数の段面１４ａ上の反射膜１５により反射された光とを、いずれも前方に向けて出射させることができる。
【０１００】したがって、前記導光板１０の側方にその入射端面１３に対向させて光源部を配置するとともに、前記導光板１０の前面側に前記光学部材を配置することにより、前記光源部からの光を前方に出射するとともに、前方から入射する外光を反射させて前方に出射する照明手段を構成することができ、この照明手段を用いれば、半透過反射板を使用することなく、自然光や室内光等の外光を利用する反射型表示と、光源部からの光を利用する透過型表示との両方の表示を行なう２ウエイ表示装置を構成することができる。
【０１０１】図１２および図１３は上記導光板１０を用いた２ウエイ表示装置の一例を示しており、図１２は２ウエイ表示装置の側面図、図１３はその照明手段の一部分の拡大図である。
【０１０２】この２ウエイ表示装置は、透過型表示手段、例えば液晶表示素子２０の背後に、光源部からの光を前記液晶表示素子２０の背面に向けて出射するとともに、前記液晶表示素子２０の前方から入射する外光を前記液晶表示素子２０の背面に向けて反射させる照明手段２１を配置したものであり、前記照明手段２１は、上述した導光板（図では第1 の実施例の導光板）１０と、この導光板１０の側方に配置された光源部２２と、前記導光板１０の前面側に配置された光学部材２５とからなっている。
【０１０３】前記光源部２２は、例えば、前記導光板１０の入射端面１３の全長にわたる長さの直管状蛍光ランプ２３と、この蛍光ランプ２３からの照明光を反射させるリフレクタ２４とからなっており、この光源部２２は、前記導光板１０の側方に、その入射端面１３に対向させて配置されている。なお、前記光源部２２は、蛍光ランプ２３を用いるものに限らず、例えば複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を整列させたＬＥＤアレイ等を用いるものでもよい。
【０１０４】一方、前記導光板１０の前面側に配置された光学部材２５は、前記導光板１０の複数の段差面１４ｂから出射する光を取り込んでその光を前方に出射するとともに、前方からの入射光を背面から出射し、前記導光板１０の複数の段面１４ａ上の反射膜１５により反射されて前記背面から再び光学部材２５に入射する光を前方に出射する。
【０１０５】この光学部材２５は、前記導光板１０とほぼ同じ横幅を有するアクリル系樹脂等からなる透明板であり、その前面、つまり光を出射する面は平坦面となっており、背面に、前記導光板１０の階段形状面１４の各段差面１４ｂから出射する光を取り込むための複数の入射部２６が所定のピッチで一体に突設されている。
【０１０６】これらの入射部２６は、光学部材２５の横幅全長にわたる長さの横長な突起状に形成されており、前記光学部材２５は、その背面の各入射部２６の長さ方向を前記導光板１０の各段差面１４ｂの長さ方向と平行にするとともに、前記複数の入射部２６の頂部をそれぞれ、前記導光板１０の複数の段面１４ａ上の反射膜１５の表面またはその延長面上に近接または一致させて前記導光板１０の前面側に配置されている。
【０１０７】なお、前記導光板１０は、その複数の段面１４ａの先端縁を通る仮想線が、前記光学部材２５の複数の入射部２６の頂部を通る仮想線とほぼ平行になるように、長さ方向に傾けて配置されている。
【０１０８】そのため、前記導光板１０の段面１４ａ上の反射膜１５と、前記光学部材２５の入射部２６の頂部との間隔は、前記段面１４ａに対する前記入射部２６の対向位置によって異なり、前記入射部２６の対向位置が前記段面１４ａの基端側（図において左側）に近づくほど前記間隔が大きくなり、前記入射部２６の対向位置が前記段面１４ａの先端側（図において右側）に近づくほど前記間隔が小さくなっている。
【０１０９】また、前記導光板１０と光学部材２５との間の隙間は空気層Ｅとなっており、導光板１０と光学部材２５とは、それぞれの周縁部において図示しないスペーサを介して接合されている。
【０１１０】前記光学部材２５の複数の入射部２６はそれぞれ、三角形状の断面形状を有しており、その両側面のうち、前記導光板１０の段差面１４ｂと対向する一方の側面（図において左側の側面）と前記空気層Ｅとの界面が、前記段差面１４ｂからの出射光を取り込む第１の光学界面２６ａとされ、他方の側面（図において右側の側面）と前記空気層Ｅとの界面が、前記第１の光学界面２６ａから取り込んだ光をこの光学部材２６の前面方向に向けて屈折させる第２の光学界面２６ｂとされている。
【０１１１】前記第１の光学界面２６ａは、前記光学部材２６の前面の法線に対し、前記入射部２６の頂部から基部に向かって前記導光板１０の段差面１４ｂに向き合う方向に僅かな傾き角度で傾斜する面であり、この第１の光学界面２６ａは、前記導光板１０の段差面１４ｂに対して、ほぼ平行またはそれに近い状態で対向している。
【０１１２】また、前記光学部材２５の各入射部２６の第２の光学界面２６ｂは、前記光学部材２６の前面の法線に対して、前記第１の光学界面２６ａとは反対方向に傾いた傾斜面であり、この第２の光学界面２６ｂと前記法線とのなす角度は、例えば３０〜５０度の範囲に設定されている。
【０１１３】さらに、前記複数の入射部２６は、所定の間隔を存して設けられており、前記光学部材２５の背面の前記複数の入射部２６の間の領域、つまり、前記光学部材２５の各入射部２６の間の領域の背面と前記空気層Ｅとの界面は、前記光学部材２５の前方から入射した光を背面側に出射し、前記導光板１０の前記段面１４ａ上の反射膜１５により反射された光を前記光学部材２５に入射させる第３の光学界面２７となっている。この第３の光学界面２７は、前記導光板１０の前記段面１４ａ上の反射膜１５に対して、ほぼ平行または極く小さい傾き角度をもって対向するように形成されている。
【０１１４】また、前記光学部材２５の前記複数の入射部２６は、前記液晶表示素子２０の画素部の配列ピッチ（以下、画素ピッチという）と、前記導光板１０の複数の段差面１４ｂのピッチのいずれよりも小さいピッチで設けられている。
【０１１５】なお、図では、便宜上、前記導光板１０の階段形状面１４および光学部材２５の各入射部２６とその間の第３の光学界面２７を大きく誇張して示しているが、前記液晶表示素子２０の画素ピッチは例えば１００〜２００μｍと極く小さく、この液晶表示素子２０の画素ピッチに応じて前記光学部材２５の入射部２６のピッチが設定され、この入射部２６のピッチに応じて前記導光板１０の段差面１４ｂのピッチが設定されている。
【０１１６】そして、この実施例の表示装置では、上記照明手段２１を、その光源部２２の配置側を外光の主な取り込み方向に向けて、液晶表示素子２０の背後に配置している。
【０１１７】すなわち、２ウエイ表示装置は、外光を利用するときは通常の反射型表示装置と同様に、画面の法線に対して画面の上縁側に傾いた方向から主に外光を取り込むように画面の向きを選んで使用されるため、この実施例では、上記照明手段２１を、外光の主な取り込み方向である画面の上縁側、つまり液晶表示素子２０の上縁側（図１２おいて左側）に光源部２２の配置側を向けて配置している。
【０１１８】この２ウエイ表示装置は、充分な明るさの外光が得られるときは外光を利用する反射型表示を行ない、充分な明るさの外光が得られないときは、照明手段２１の光源部２２を点灯させて、光源光を利用する透過型表示を行なうものであり、光源光を利用するときは、前記照明手段２１からの出射光が液晶表示素子２０にその背面側から入射し、その光が前記液晶表示素子２０を透過して前方に出射する。
【０１１９】また、外光を利用するときは、液晶表示素子２０の前方から入射する外光が前記液晶表示素子２０を透過してその背後の前記照明手段２１により反射され、その反射光が再び前記液晶表示素子２０を透過して前方に出射する。
【０１２０】まず、前記光源光を利用する透過型表示について説明すると、前記光源部２２からの光は、導光板１０にその入射端面１３から取り込まれてこの導光板１０内を導かれ、図１３に実線で示した経路のように、前記導光板１０の階段形状面１４の複数の段差面１４ｂから出射する。
【０１２１】前記導光板１０の複数の段差面１４ｂから出射した光はそれぞれ、光学部材２５の背面に形成された突起状の複数の入射部２６のいずれかに、その第１の光学界面２６ａから入射する。
【０１２２】このとき、上述したように、前記光学部材２５の複数の入射部２６のピッチは、前記導光板１０の複数の段差面（出射面）１４ｂのピッチよりも小さいため、前記導光板１０の各段差面１４ｂに対してそれぞれ前記光学部材２５の１つ以上の入射部２６が必ず対向しており、したがって、前記導光板１０の複数の段差面１４ｂから出射する光のほとんどが、ロス光となることなく、前記光学部材２５の複数の入射部２６のいずれかに、その第１の光学界面２６ａから入射する。
【０１２３】なお、図１３に示したように、前記導光板１０の複数の段差面１４ｂからの出射光のなかには、次の段面１４ａに向かって出射する光もあるが、その光は、前記次の段面１４ａ上の反射膜１５により反射されて光学部材２５の入射部２６に入射する。
【０１２４】前記光学部材２５の各入射部２６に入射した光はそれぞれ、これらの入射部２６の第１の光学界面２６ａから前記入射部２６内に取り込まれ、その光が、反対側の第２の光学界面２６ｂに入射し、この光学界面２６ｂで全反射して前方（光学部材２５の前面方向）に向けて屈折され、光学部材２５の前面から前方に出射する。
【０１２５】そして、前記光学部材２５の前方に出射した光、つまり照明手段２１からの出射光は、液晶表示素子２０にその背面から入射し、この液晶表示素子２０の各画素部Ａを透過して前方に出射する。
【０１２６】次に、外光を利用する表示について説明すると、このときは、外光が液晶表示素子２０にその前面から様々な入射角で入射し、この液晶表示素子２０を透過した光が、前記照明手段２１の光学部材２５にその前面から入射角で入射する。
【０１２７】前記光学部材２５にその前方から入射した光は、図１３に破線矢印で示した経路のように、この光学部材２５内を厚さ方向に導かれてその背面から出射し、前記導光板１０の複数の段面１４ａ上の反射膜１５により反射される。
【０１２８】このとき、前記照明手段２１は、上述したように、その光源部２２の配置側を表示装置の外光の主な取り込み方向である画面の上縁側に向けて配置しているため、前記光学部材２５にその前方から入射する外光は、主に、この光学部材２５の背面の各入射部２６の第２の光学界面２６ｂおよび隣接する入射部２６の間の第３の光学界面２７に向かう光である。
【０１２９】そして、これらの入射光は、前記第２の光学界面２６ｂおよび第３の光学界面２７に対して全反射臨界角より小さい入射角で入射するため、この界面２６ｂ，２０を透過して背面側に出射し、導光板１０の複数の段面１４ａ上の反射膜１５により反射される。
【０１３０】なお、外光は、その主な取り込み方向である画面の上縁側からだけでなく、他の方向からも入射するため、前記光学部材２５にその前方から入射する外光のなかには、前記各入射部２６の第１の光学界面２６ａに向かう光もあるが、その光は、前記第１の光学界面２６ａに全反射臨界角より大きい入射角で入射して、この界面２６ａで全反射して向きを変え、前記第２の光学界面２６ｂから背面側に出射して、導光板１０の各段面１４ａ上の反射膜１５により反射される。
【０１３１】前記導光板１０の複数の段面１４ａ上の反射膜１５により反射された反射光は、前記光学部材２５にその背面から取り込まれ、この光学部材２５内を厚さ方向に導かれてその前面から前方に出射する。
【０１３２】なお、前記導光板１０の各段面１４ａ上の反射膜１５で反射された光は、前記光学部材２５の背面に形成された複数の入射部２６と、これらの入射部２６の間の第３の光学界面２７から光学部材２５に入射するが、前記入射部２６の第１の光学界面２６ａは、前記反射膜１５に対して垂直に近いため、前記反射膜１５で反射された光は、そのほとんどが、光学部材２５の各入射部２６の第２の光学界面２６ｂおよび前記第３の光学界面２７から取り込まれる。
【０１３３】そして、前記入射部２６の第２の光学界面２６ｂから取り込まれた光のうちの反対側の第１の光学界面２６ａに向かう光以外の光（光学部材２５の前面方向に向かう光）と、前記第３の光学界面２７から取り込まれた光は、直接光学部材２５の前面から出射し、また、前記第２の光学界面２６ｂから取り込まれた光のうちの前記第１の光学界面２６ａに向かう光は、この第１の光学界面２６ａで全反射して前方に向きを変え、光学部材２５の前面から出射する。
【０１３４】そして、前記光学部材２５の前方に出射した反射光は、前記液晶表示素子２０にその背面から入射し、この液晶表示素子２０の各画素部Ａを透過して前方に出射する。
【０１３５】すなわち、前記照明手段２１は、光源部２２からの照明光を前方に出射するだけでなく、前方から入射する外光を反射させて前方に出射する機能をもっているものであり、光源部２２を点灯させて透過型表示を行なうときは、前記光源部２２からの光が、前記導光板１０にその入射端面１３から取り込まれて前記階段形状面１４の複数の段差面１４ｂから出射し、その光が前記光学部材２５に取り込まれ、この光学部材２５の前面から前方に出射する。
【０１３６】そして、このときは、前記導光板１０の複数の段差面１４ｂから出射する光のほとんどがロスなく前記光学部材２５の背面の複数の入射部２６にその第１の光学界面２６ａから取り込まれ、その光が前記入射部２６の第２の光学界面２６ｂにより全反射されて前方に屈折し、所定方向に高い輝度で出射する指向性をもった輝度分布の光となって前記光学部材２５の前方に出射する。そのため、前記光源部２２からの光を効率良く前方に出射することができる。
【０１３７】また、外光を利用する反射型表示を行なうときは、前記液晶表示素子２０の前方から入射し、この液晶表示素子２０を透過してその背後の前記照明手段２１に入射する外光が、前記光学部材２５を透過して前記導光板１０の階段形状面１４の複数の段面１４ａ上の反射膜１５により反射され、その反射光が前記光学部材２５を透過してその前面から前方に出射する。
【０１３８】この場合、前記導光板１０の階段形状面１４は、前記複数の段面１４ａと、これらの段面１４ａをつなぐ複数の段差面１４ｂとからなっているが、前記複数の段面１４ａ上に形成された反射膜１５は、前記段面１４ａの基端部付近の極く狭い領域を除くほぼ全体にわたって設けられており、したがって、前記導光板１０は、前方から入射する外光に対して、平板状の反射板とほとんど変わらない反射特性を示すため、前方から入射した外光を効率良く反射させることができる。
【０１３９】すなわち、上記２ウエイ表示装置は、液晶表示素子２０の背後に、前記導光板１０とその入射端面１３の側方に配置された光源部２２と、前記導光板１０の前面側に配置された光学部材２５とからなり、前記光源部２２からの光と前記液晶表示素子２０の前方から入射する外光とをそれぞれ前方に出射する機能をもった前記照明手段２１を配置することにより、半透過反射板を用いずに２ウエイ表示を行なうようにしたものであり、したがって、半透過反射板による光のロスが無く、また、前記照明手段２１が、光源部２２からの光も、前記液晶表示素子２０の前方から入射する外光も効率良く前方に出射するため、外光を利用する反射型表示と、光源光を利用する透過型表示との両方の表示を充分に明るくすることができる。
【０１４０】なお、前記照明手段２１は、２ウエイ表示装置に限らず、側方から入射する光源部２２からの光を前方に出射し、前方から入射する外光を前方に反射させる面光源等として広い分野に利用することができる。
【０１４１】さらに、この発明の導光板は、前記光学部材２５と組み合わせて前記照明手段２１を構成する以外に、前記入射端面１３の側方に配置される光源部２２からの光を前記複数の段差面１４ｂから出射し、前方から入射する外光を前方に反射させる照明パネル等としても使用することもできる。
【０１４２】
【発明の効果】この発明の導光板は、側方から入射する光を取り込む入射端面と、照明光を発生する前面とを備え、前記前面は、前記入射端面から入射した光を導いて所定の方向に向けて出射する出射面と、前面に向けて入射する外光を反射させるための、前記出射面とは異なる反射面とから形成されているため、側方から入射する光を前記出射面より出射させて、前記前面に向けて入射する外光を前記反射面により反射させることができる。
【０１４３】また、この発明の導光板は、側方から入射する光を取り込む入射端面と、複数の段面およびこれらの段面をつなぐ複数の段差面とからなる階段形状に形成された前面とを有し、前記入射端面から取り込まれた光を前記複数の段差面から出射する導光板本体と、この導光板本体の前記複数の段面上に設けられ、前方から入射する光を反射する反射膜とからなるものであるため、側方から入射する光を前面側に出射するとともに、前方から入射する光を前方に反射することができる。
【０１４４】また、この発明の導光板の製造方法は、側方から入射する光を取り込む入射端面と、複数の段面およびこれらの段面をつなぐ複数の段差面とからなる階段形状に形成された前面とを有する導光板本体の前記複数の段面上に、その段面の法線に対し前記段差面側に所定角度傾いた方向から反射材を蒸着またはスパッタして前記反射膜を成膜するものであるため、前記導光板を、容易に且つ低コストに製造することができる。
【０１４５】この発明の導光板においては、前記複数の段面上に、前記導光板本体と前記反射膜との両方に対する密着性が高い下地膜を設け、この下地膜の上に前記反射膜を形成するのが好ましく、このようにすることにより、前記段面に対する前記反射膜の密着性を良くすることができる。
【０１４６】また、前記反射膜は、その上に透明なオーバーコート膜を設けることにより、このオーバーコート膜で保護することが好ましく、このようにすることにより、前記反射膜の耐湿性を向上させることができる。
【出願人】 【識別番号】０００００１４４３
【氏名又は名称】カシオ計算機株式会社
【出願日】 平成１０年７月２９日（１９９８．７．２９）
【代理人】 【識別番号】１０００５８４７９
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 武彦 （外５名）
【公開番号】 特開２０００−４８６１９（Ｐ２０００−４８６１９Ａ）
【公開日】 平成１２年２月１８日（２０００．２．１８）
【出願番号】 特願平１０−２１３９６６