CN1745317A - 反射体及其用途 - Google Patents
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Abstract
本发明是针对使用金属薄膜层的反射体,以提供具有比以往高的反射率的反射体为课题进行研究。具体讲,以提供显示优异的增反射效果的反射体为课题进行研究。其结果发现,通过将与金属层(A)相接的低折射率薄膜层(B)的厚度控制在0.7λ/8nL~1.3λ/8nL的范围,具有金属层(A)/低折射率薄膜层(B)/高折射率薄膜层(C)的构成的反射体,在宽波长区域显示比以往极其优异的反射率。更具体讲,可得到显示比纯银单膜高的反射率且耐久性优异的反射体。本发明的灯反射器、导光板下反射体由于使用上述反射体,故使用于各种显示装置时可实现高亮度与清晰的图象。另外,本发明的液晶显示装置,因使用上述反射体而可实现明亮且清晰的图象。
Description
技术领域
本发明涉及具有以金属层为主体的层积结构的反射体。进一步涉及使用上述反射体的灯反射器、导光板下反射体、背光装置及液晶显示装置。
背景技术
近年来,反射体在产业界被广泛使用。例如,用来作为液晶显示装置的背光单元中的灯反射器、或作为照明器具的反光伞、进而光学仪器内的反射镜等。更具体而言,广泛使用以铝、银或白色涂料为反射材料的反射体。在上述任一的用途中,都要求高亮度且节能型的制品。伴随于此,对反射体也要求具有更高反射率的反射体。
作为欲提高反射率的可考虑的方法之一,有增反射膜的概念。通常,可以通过将高折射率薄膜层与低折射率薄膜层分别以λ/4n的厚度层积来实现,已实现了以玻璃、铝作为基体的增反射膜。这里,上述的λ为成为对象的光的波长,n为表示在该波长的高折射率薄膜层或低折射率薄膜层的折射率。
以银作为基体的增反射膜,报道有特开平11-2707号公报、特开2000-180848号公报、特开平7-191317号公报、特开2002-55213号公报等,但是反射率的提高并不充分。尤其在波长大于等于0.7μm的长波长区域反射率的提高少的例子也有报道。
发明内容
因而,本发明是针对使用金属层的反射体,以使其反射率进一步提高作为课题而进行了研究。更具体而言,是以提供具有反射率提高效果明显的增反射膜的构成的上述反射体作为课题。
本发明者们经反复努力研究,惊奇地发现具有与金属层相接的低折射率薄膜层的厚度控制在比λ/4n薄的特定范围内的层积结构的反射体适合作为增反射体的基板,进而可实现显示高增反射效果的增反射体,以至完成了本发明。即,本发明为一种反射体,其特征在于,具有至少由金属层(A)、低折射率薄膜层(B)、高折射率薄膜层(C)按照A/B/C顺序层积的结构,以λ表示可见光的设定波长、以nL表示低折射率薄膜层(B)的折射率时,与以银为主体的金属层(A)相接的低折射率薄膜层(B)的厚度为0.7λ/8nL~1.3λ/8nL。本发明的上述反射体显示出极高的反射率。
另外,本发明为一种反射体,其特征在于,具有至少由金属层(A)与折射率为0.5~2的薄膜层(B1)按照A/B1顺序层积的结构,设可见光的设定波长为λ、薄膜层(B1)的折射率为nL1,则薄膜层(B1)的厚度为0.7λ/8nL1~1.3λ/8nL1,具有比金属层(A)单独时的反射率低1%以上的反射率。本发明的上述反射体,适宜用作为增反射效果高的反射体的材料。
再有,本发明为使用上述反射体的灯反射器。本发明的灯反射器,由于具有极高的反射率,故有利于各种显示装置的高亮度化或节能化。
此外,本发明为使用上述反射体的导光板下反射体。本发明的导光板下反射体,由于具有极高的反射率,故有利于各种显示装置的高亮度化或节能化,可提供清晰的图象。
并且,本发明还为使用上述反射体的背光装置。本发明的背光装置,由于具有极高的反射率,故有利于各种显示装置的高亮度化或节能化,并可提供清晰的图象。
另外,本发明为使用上述反射体的液晶显示装置。本发明的液晶显示装置可实现高亮度且清晰的图象。并可提供能量效率优异的装置。
基于上述的理由,本发明的反射体具有极高的反射率,有利于液晶显示装置等显示装置的高亮度化、节能化等,故本发明的工业性意义甚大。
附图说明
图1为表示本发明第一个反射体的一例的截面图。
图2为表示本发明第一个反射体的一例的截面图。
图3为表示本发明第二个反射体的一例的截面图。
图4为表示本发明灯反射器的一例的示意图。
图5为表示本发明导光板下反射体的一例的示意图。
图6为表示本发明背光的一例的示意图。
图7为本发明第一个反射体的反射光谱的一例。
具体实施方式
(反射体的构成)
本发明的第一个反射体,为具有在金属层(A)上顺次层积低折射率薄膜层(B)、高折射率薄膜层(C)的结构的物质。就其构成具体地加以例示,可举出具有A/B/C、A/B/C/B/C、A/B/C/B/C/B/C、A/B/C/B/C/B/C/B/C、A/B/C/B/C/B/C/B/C/B/C等具有(2m+1)层的层数的层积结构的例子。其中,上述的m为自然数。
另外,本发明的第二个反射体,为具有金属层(A)与折射率为0.5~2.0的薄膜层(B1)的层积结构的物质。
(本发明的反射体的特征)
本发明中,以A/B1的构成层积金属层(A)与薄膜层(B1)而形成的第二个反射体所必须具有的性质,是通过赋予薄膜层(B1)发挥防止反射功能、反射率低。上述内容对于该反射体,具有金属层(A)/低折射率薄膜层(B)/高折射率薄膜层(C)的构成的第一个反射体显示高反射率来说是必要事项。
这里,第二个反射体的反射率低是指,在目的光波长的反射率比金属层的反射率低1%或其以上。例如,金属层(A)为银的情况,以氧化铝作为比较对象的厚度150纳米(nm)的纯银薄膜在550nm的反射率为比纯银层的反射率即约97%低1%以上的96%或其以下,优选95%或其以下,更优选94%或其以下。
本发明的以银为主体的金属层(A)、低折射率薄膜层(B)及高折射率薄膜层(C)以A/B/C、A/B/C/B/C、A/B/C/B/C/B/C、A/B/C/B/C/B/C/B/C、A/B/C/B/C/B/C/B/C/B/C构成层积而形成的第一个反射体,由于特定厚度的低折射率薄膜层(B)及高折射率薄膜层(C)以特定顺序层积,故可发挥优异的增反射功能,显示出超过金属层(A)单独时的反射率值的高反射率。作为具体的反射率,例如,金属层为银的情况,可以例示相比于以氧化铝作为比较对象的厚度150nm的纯银薄膜在550nm的反射率即约97%优选高出1%或其以上的值。更具体而言,优选98%或其以上,更优选98.5%或其以上,进一步优选99%或其以上,特别优选100%或其以上。其中,本发明的反射率的值,是如上所述以氧化铝作为比较对照的值,故超过100%的值在理论上并没有矛盾。
本发明的反射体,虽原因尚未解明,但在宽范围显示出高反射率。在可见光的几乎全部波长区域可实现比金属层单膜高的反射率。
另外,对于本发明的反射体,只要不脱离本发明目的,也可形成其它金属或金属氧化物、金属化合物的薄膜层、公知的硬涂层。作为其效果,可举出提高反射体的耐候性、提高防污性、耐刮伤性等。另外,出于调节扩散反射率的目的,也可设置凹凸结构。
另外,本发明的反射体的形状也没有特别限制。除了平面之外,可以是コ字形、U字形、V字形、伞形等,根据用途而使用各种形状。加工成上述的形状的加工方法,也可以使用公知的方法,并没有限制。
(金属层(A))
作为本发明中的金属层(A),尤其优选的例子可以举出纯银、或银与银以外的金属的合金(银合金)的层。银,如众所周知,容易因氧、硫、氯、钠等而变质,耐环境性低。银合金的情况,使银以外的合金存在的理由之一就是提高银的耐环境性。银合金的银以外的成分,通常为金、钯、铜、铂、铟、锡、钕、铈等。但本发明的效果并不限于这些元素。
此时,银的含有比例通常为70~99.99%质量%。如果银的含有比例过少,反射率就会过低。优选的银的含有比例为90~99.99质量%,进而优选95~99.99质量%。
除了银以外,可使用金、铝、铬、镍等反射率高的公知的金属层。
本发明的金属层(A),只要是金属片、金属箔等具有层形状的物体,则没有特别限制,但考虑在灯反射器、液晶显示装置等用途中的开展,优选厚度通常为50~10000nm的膜形状。金属层(A)薄的情况,由于其本身无法自立,故优选固定在后述支持基体(D)上。固定于支持基体时优选的厚度为50~1000nm、更优选100~500nm,特别优选100~200nm。在金属层(A)必须自立的用途中则不限于此,优选大于等于1000nm。
另外,金属层(A)为薄膜的情况,若太薄,则反射体的反射率由于透过光的比例变高而导致反射率下降。并且,若过厚,则通常原料成本、生产成本会增高,而反射率却无大的差别。
本发明中,形成金属层(A)的方法可采用公知的方法,并无特别限制。优选使用真空成膜法形成薄膜的方法。真空成膜法的具体例,可举出蒸镀法、离子束蒸镀法、溅射法等。蒸镀法是使用所需要的金属作为材料,将该材料加热蒸发而进行蒸镀。离子束蒸镀法,则通过使用所需要的金属材料作为离子束进行加热蒸发而进行蒸镀。另外,溅射法是使用所需要的金属作为靶,用氩、氖等惰性气体作为溅射气体,加入反应所必须的气体而进行溅射。上述中,尤其可举出溅射法作为优选的方法。
(支持基体(D))
本发明中的反射体也可具有支持基体(D)。此时第二个反射体的构成为D/A/B等,第一个反射体的构成为D/A/B/C、D/A/B/C/B/C等。支持基体(D)若透明,则第二个反射体的构成也可为D/B/A,第一个反射体的构成也可为D/C/B/A、D/C/B/C/B/A等。另外,本发明中所谓的透明是指可见光透过率为大于等于50%,优选大于等于70%,更优选大于等于80%,特别优选大于等于90%。
使用支持基体(D)的本发明的第一个反射体的构成例表示在图1、图2,本发明的第二个反射体的构成例表示在图3。详细如后述。
本发明的支持基体(D)的材质、厚度没有特别限制。材质通常为玻璃、树脂、金属。
本发明的支持基体(D)所能使用的玻璃如果具体地加以例示,则可以举出钠钙玻璃、碱玻璃、石英玻璃。另外,这些玻璃也可以是经过强化处理,并且也可以是表面存在涂层。
另外,本发明的支持基体(D)所能使用的树脂如果具体地加以例示,则可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚醚砜(PES)聚酰亚胺、聚砜(PSF)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚醚醚酮(PEEK)、聚丙烯(PP)、三醋酸纤维素(TAC)等。其中聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
支持基体(D)的厚度,通常为10μm~10cm。若太薄,则刚性差,操作困难。并且,若太厚,则会产生反射体重量增加、加工性降低、或支持基体(D)制造困难等问题。更优选的支持基体的厚度为25μm~1cm,进一步优选50μm~1mm。但是,把本发明的反射体作为部件之一使用时,鉴于整体设计,需要大于等于10cm厚度的情况则不在该限度。
上述的支持基体(D),只要是不脱离本发明的目的,也可以实施离子涂覆处理或电晕处理、或形成其它的金属或金属氧化物、金属化合物的薄膜层。其效果可举出提高支持基体(D)与以银为主体的层(A)的密合性等。另外,也可基于调节扩散反射率的目的而在支持基体(D)自身或支持基体(D)上设置凹凸结构。
(可见光设定波长λ)
本发明中的可见光的设定波长λ,是根据本发明的反射体的用途而选择的波长的值。例如,用作液晶显示器的背光单元内的灯反射器或配置于导光板下的反射体时,重要的是视感反射率。此时优选对视感反射率关连最大的波长550nm为可见光设定波长λ。
(低折射率薄膜层B)
本发明中形成第一个反射体的低折射率薄膜层(B)是折射率nL较低的薄膜层。用以定义折射率nL的光的波长,可根据本发明的反射体的用途而选择。本发明中,优选使用上述所提及的可见光的波长λ。折射率的测定,可通过公知的方法来进行。作为选定低折射率薄膜层(B)材料的简便的方法,当然也可以使用化学大事典(共立出版)等公知文献中所记载的D线的折射率值。
本发明中的低折射率薄膜层的折射率nL,只要低于后述的高折射率薄膜层(C)即可,因此不能一概规定,但优选0.5~2.0。折射率nL越小,本发明的第一个反射体的反射率越倾向于高。优选的下限值为1.0。另一方面,优选的上限值为1.8,更优选1.6。
本发明中的低折射率薄膜层(B)的材质的例子可以举出二氧化硅、氟化镁、氟化锂、冰晶石、氟化钠、氟化钙、氟化镧、氟化钕、氧化铝、氟化铯、氟化铅、氧化镁、氧化钍、氧化锡、氧化镧、氧化硅等。其中优选二氧化硅、氧化铝,因为材料便宜且容易成膜。
本发明中的低折射率薄膜层(B)的厚度为0.7λ/8nL~1.3λ/8nL。优选的下限值为0.8λ/8nL,更优选0.9λ/8nL。另外,优选的上限值为1.2λ/8nL,更优选1.1λ/8nL。低折射率薄膜层(B)的厚度若偏离上述的范围太多,则第一个反射体的反射率就会不充分。
另外,为了定义本发明中的低折射率薄膜层(B)的厚度,需要先定义低折射率薄膜层(B)与金属层(A)的界面。本发明中,将用以形成低折射率薄膜层的物质的金属元素含有率定为β原子%、将用以形成金属层(A)的物质的金属元素含有率定为α原子%,则以(α/(α+β))值为0.5的面作为界面。上述的元素含有率,可根据后述的XPS等公知的分析方法来确定。因而,膜厚也可用同样的方法确定。
作为简便的膜厚的确定方法,还可以利用在真空制膜法中,预先测定在一定条件下达到目标厚度的制膜时间的方法。此时,制造层积体时的膜厚,可由制膜时间控制。
根据这些方法确定的膜厚值并不一定完全一致,但其差为数nm左右,可认为是误差范围,所以不妨碍。
层积其它层时的界面也可用相同的方法确定。层为树脂层的情况,可将碳看作是金属元素来确定界面。
低折射率薄膜层(B)的厚度如果是按照目前的常识则以λ/4n最佳。例如Georg Hass于1982年发表的论文中揭示,在银基体上形成铝膜时的最佳膜厚为λ/4n(J.Opt.Soc.Am./Vol.72,No.1/January 1982)。另外,特开平11-2707号公报(专利文献1)中曾揭示以银或银合金作为基板的增反射膜,以增反射为目的的形成在由银或银合金构成的基板上的膜的厚度为λ/4n。然而,虽然原因尚未解明,但本发明人们发现,通过使低折射率薄膜层(B)的厚度处于如上所述的λ/8nL附近的范围,惊奇地可以得到比以往反射率更高的反射体。
低折射率薄膜层(B)的形成方法并没有特别限制,但广泛使用真空成膜法。真空成膜法的具体例子可以举出蒸镀法、离子束蒸镀法、离子镀法、溅射法、化学气相生长法等。尤其适宜使用离子镀法或溅射法。离子镀法中,在反应气体等离子体中对所希望的金属或烧结物进行电阻加热,或采用电子束加热来进行真空蒸镀。溅射法中,用所需要的金属或烧结物作为靶,用氩、氖等惰性气体作为溅射气体,加入反应所需要的气体而进行溅射。另外,通常情况下,形成导电性薄膜时多是使用直流溅射法,形成绝缘性薄膜时多是使用高频溅射法。上述中尤其以溅射法为优选的方法。
本发明中,形成位于以银为主体的金属层(A)上的低折射率薄膜层(B)时,优选在不含氧的环境气氛下进行成膜。这里不含氧的环境气氛是指在成膜气体中氧成分所占的分压比例为小于等于0.9%。例如,若在含氧的环境气氛中进行金属氧化物的成膜,则会在膜中形成比较厚的含银的金属氧化物薄膜层,失去该低折射率薄膜层(B)原本应该具有的高透光性。
本发明中,会产生金属层(A)与低折射率薄膜层(B)的交界区域,即产生两层混合存在的区域。该区域的厚度,优选尽量薄。作为其构成,低折射率薄膜层(B)为由金属氧化物构成的薄膜层的情况,相对于来自(A)的金属与来自(B)的金属的原子数之和,来自(A)的金属的含有率为10~90原子%的部分的厚度优选为小于等于15nm,更优选为0.1~15nm,进一步优选为0.1~10nm。上述的组成及厚度,在本发明中可通过用XPS沿深度方向分析而确定。
本发明中构成第二个反射体的薄膜层(B1)的折射率nL1为0.5~2.0。折射率nL1越小,第二个反射体的反射率越倾向于低。优选的下限值为1.0,优选的上限值为1.8,更优选1.6。作为上述的薄膜层(B1)具体的优选例子可举出在低折射率薄膜层(B)中例示的材料的薄膜。另外,其制造方法也可采用与上述低折射率薄膜层(B)相同的方法。
本发明中的薄膜层(B1)的厚度为0.7λ/8nL1~1.3λ/8nL1。优选的下限值为0.8λ/8nL1,更优选0.9λ/8nL1。另外,优选的上限值为1.2λ/8nL1,更优选1.1λ/8nL1。薄膜层(B)的厚度若偏离上述范围过多,第二个反射体的反射率可能就无法比金属层(A)单独时的反射率低1%或其以上。
把本发明第二个反射体的一例表示在图3。即,图3所示的反射体为,例如在支持基体30上用溅射法形成以银为主体的金属层10,接着在不存在氧的条件下用溅射法形成低折射率薄膜层20,再用溅射法形成高折射率薄膜层40。
(高折射率薄膜层C)
本发明中的高折射率薄膜层(C)为,其折射率nH比nL高的薄膜层。用以定义折射率nH的光的波长,可根据本发明的反射体的用途而选择。本发明中,优选使用上述所提及的可见光的波长λ。简便的方法当然能以在词典等已提出许多测定值的D线的折射率来代替。
本发明中的高折射率薄膜层(C)的折射率nH,只要是比低折射率薄膜层(B)的折射率nL高即可,不能一概规定,但优选1.6~4.0。折射率nH越大,本发明的第一个反射体的反射率就越倾向于高。作为折射率nH的下限值优选1.8,更优选2.0。另一方面,其上限值优选3.5,更优选3.0。
本发明的高折射率薄膜层(C)的材质的例子可以举出氧化铟、铟与锡的氧化物、氧化钕、氧化锑、氧化锗、氧化硒、二氧化钛、硫化锌、氧化铋、硒化锌、硫化镉、硫化锑等。其中尤其优选二氧化钛、氧化铟,因为材料便宜且容易成膜。
形成本发明的高折射率薄膜层(C)的上述金属氧化物,除了蒸镀其自身的方法以外,还可以蒸镀对应的金属之后,用空气中的氧使其氧化而制成金属氧化物层。二氧化钛层的形成尤其适宜使用该方法。
本发明的高折射率薄膜层(C)的厚度并没有特别限制。可以根据反射体的用途而选择最适当的厚度。例如,用于增反射体的情况,可以考虑折射率nH与厚度的关系后确定最适当的厚度。优选的厚度为包含λ/4nH的范围,更具体而言是0.7λ/4nH~1.3λ/4nH。上述中,优选的下限值为0.8λ/4nH,更优选0.9λ/4nH。另一方面,优选的上限值为1.2λ/4nH,更优选1.1λ/4nH。
高折射率薄膜层(C)的形成方法并没有特别限制,与低折射率薄膜层(B)部分的说明相同,广泛使用真空成膜法。具体的真空成膜法的例子也相同。但是,用真空成膜法形成高折射率薄膜层(C)时,也可以使用在适量氧存在下形成金属氧化物的方法。例如,也可以使用二氧化钛,在氧存在下形成二氧化钛薄膜层。
银薄膜层,由于有前述的耐候性差的问题,因此通常会在银薄膜上设置保护层。然而,本发明的反射体,当金属层为银薄膜层的情况,即使不设置保护层也显示较高的耐候性,具有这样优选的性质。这是由于低折射率薄膜层(B)或高折射率薄膜层(C)还会发挥保护层的作用。
本发明的第一个的反射体的一例表示在图1。即,图1所示的反射体为,例如在支持基体30上用溅射法形成以银为主体的金属层10,接着在不存在氧的条件下用溅射法形成低折射率薄膜层20,再用溅射法形成高折射率薄膜层40。
本发明的第一个反射体,也可为如图2的结构。图2所示的反射体为,例如在支持基体30上用溅射法形成高折射率薄膜层40,接着在不存在氧的条件下用溅射法形成透明氧化物层20,再用溅射法形成以银为主体的金属层10。此时,为了发挥本发明所述的高反射率,支持基体30必须为透明。另外,在以银为主体的金属层10上,出于保护容易被腐蚀的银的目的等,优选形成其它金属或金属氧化物、金属化合物的薄膜层、或公知的硬涂层,或用粘接剂或粘合剂贴合上述支持基板(D)。
另外,作为本发明的各层厚度的测定方法,有使用针式粗糙度测试仪、多光束干扰仪、微量天平、水晶振子法等的方法,尤其是水晶振子法可在成膜中测定膜厚,故适宜得到所希望的膜厚。另外,也可采用X射线光电子能谱法(XPS)或俄歇电子能谱法(AES)或二次离子质谱分析法(SIMS)沿深度方向进行调查。此外,也有预先确定成膜的条件,在试样基材上进行成膜,在调查成膜时间与膜厚的关系后,根据成膜时间来控制膜厚的方法。
(折射率nL与nH的关系)
本发明中,反射体为增反射体的情况,即,由金属层(A)、低折射率薄膜层(B)、高折射率薄膜层(C)按照A/B/C的构成层积而形成的情况,高折射率薄膜层的折射率nH需要大于低折射率薄膜层nL。优选折射率nL与折射率nH之差大于等于0.3,更优选0.6~1.6。
(分析方法)
本发明中的层积体的分析方法如下述。
本发明中的反射率,是在日立公司制的自动记录式分光光度计(型号U-3400)设置150φ的积分球,以氧化铝作为比较对照所测定的值。
层积体表面的原子组成,可以根据俄歇电子能谱法(AES)、萤光X射线法(XRF)、X射线微分析法(XMA)、卢瑟福背散射能谱法(RBS)、X射线光电子能谱法(XPS)、真空紫外光电子能谱法(UPS)、红外吸收光谱法(IR)、拉曼光谱法、二次离子质谱分析法(SIMS)、低能量离子散射谱分析法(ISS)等进行测定。另外,层积体中的原子组成及膜厚,可通过X射线光电子能谱法(XPS)或俄歇电子能谱法(AES)或二次离子质谱分析法(SIMS)沿深度方向调查。
层积体的构成及各层的状态以及截面,可用扫描电子显微镜(SEM)测定、透射电子显微镜测定(TEM)等调查。
(用途)
由于本发明的反射体具有控制在特定膜厚的低折射率薄膜层(B)与高折射率薄膜层(C),故反射率极高且可得到漂亮的图象,因此,适宜用于液晶显示装置。并且,还适宜用于液晶电视的面光源装置(也称为背光装置)与笔记本电脑等的侧光型面光源装置。更具体而言,可以用作灯反射器或导光板下反射体。作为灯反射器的优选方式可举出,出于赋予成形加工后的形状稳定性等目的,层积公知的支持板与本发明的反射体后,加工成对应于用途的形状。作为导光板下反射体使用的情况,优选设置凹凸结构来调节扩散反射率。另外,在与反射面的相反侧设置易滑动层也是优选方式。由于扩散反射率因用途而异,故不能一概规定。例如1~25%这种较低者,倾向于可以实现明亮而清晰的画面。另一方面,以防止亮度不均作为重点而进行设计的情况,则倾向于优选扩散反射率高者。
图4显示本发明的灯反射器的例子。该灯反射器50,是把片状的本发明的第一个反射体成形为覆盖着萤光灯等光源的形状。
图5显示本发明的导光板下反射体的例子。该导光板下反射体,是在支持基体30上用涂布等方法固着粒子70而形成凹凸层,对其用溅射法形成接触第一个反射体的反射层60。进而,在反射层的相反侧利用涂布法等形成易滑动层80。
图6显示本发明的背光装置的例子。该背光装置,是在导光板110的下侧设置导光板下反射体90,并在导光板110的侧面设置作为光源的冷阴极管100与形状为覆盖其的灯反射器50而形成。
此外,也可适用于LED背光、投影电视、前灯、以及PDA或移动电话等直接显示装置的灯反射器。另外,由于反射率高,因此还可以作为太阳电池的聚光体材料来利用。尤其是本反射体的反射层为具有导电性的构成的情况,还可以用来同时具有作为微小球状硅单晶太阳电池等电极的功能。此外,也可用于要求质轻、耐冲击性的频闪器、信号显示器、汽车灯、萤光灯、手电筒、与要求高品质的枝形吊灯照明用反射器、以及曲面镜、后视镜。
实施例
(实施例1)
[低折射率薄膜层的折射率测定]
准备聚对苯二甲酸乙二醇酯(帝人杜邦公司制,商标名:HAS,尺寸:50×50mm,厚度:125μm)作为透明基板。使用高频溅射法,在该透明基板上形成二氧化硅层作为低折射率薄膜层。
使用二氧化硅(纯度99.99%)作为靶。使用氩气(纯度大于等于99.9%)作为溅射气体。成膜压力为0.2Pa、成膜功率为150W。成膜时间是,先求出成膜速度,采用膜厚成为100nm的时间。
使用该试样,通过分光镜椭圆偏光法测定二氧化硅层的折射率。
在波长550nm的折射率为1.43。
[反射体的制作]
准备玻璃板(旭硝子公司制,钠钙玻璃,尺寸:50×50mm□,厚度:1.1mmt)作为支持基体(C)。
用直流磁控溅射法,在支持基体(C)上形成以银为主体的金属层(A)的银层。使用银(银纯度99.999%)作为靶。使用氩气(纯度99.9%)作为溅射气体。成膜压力为0.3Pa,成膜功率为62W。成膜至膜厚达到150nm。
接着,使用高频溅射法,在上述形成的银层上形成作为透明氧化物层(B)的二氧化硅层。使用二氧化硅(纯度99.99%)作为靶。使用氩气(纯度大于等于99.9%)作为溅射气体。成膜压力为0.2Pa,成膜功率为150W。成膜时间是,先求出成膜速度,采用膜厚达到48nm的时间。
[反射率的测定]
在日立公司制造的自动记录式分光光度计(型号U-3400)中设置150φ的积分球,用氧化铝作为比较对照,测定如上述制成的试样的反射率。
(实施例2)
除了在反射体制作过程中,设定为二氧化硅层的厚度达到53nm的时间以外,与实施例1同样地实施。
(实施例3)
除了在反射体制作过程中,设定为二氧化硅层的厚度达到58nm的时间以外,与实施例1同样地实施。
(实施例4)
除了在反射体制作过程中,设定为二氧化硅层的厚度达到62nm的时间以外,与实施例1同样地实施。
(实施例5)
除了在反射体制作过程中,设定为二氧化硅层的厚度达到43nm的时间以外,与实施例1同样地实施。
(实施例6)
除了在反射体制作过程中,设定为二氧化硅层的厚度达到38nm的时间以外,与实施例1同样地实施。
(实施例7)
除了在反射体制作过程中,设定为二氧化硅层的厚度达到33nm的时间以外,与实施例1同样地进行。
表1
二氧化硅层的厚度 | 反射率(%)(在550nm) | ||
物理膜厚(nm) | 光学膜厚 | ||
实施例1 | 48 | λ/8 | 93 |
实施例2 | 53 | (λ/8)×1.1 | 94 |
实施例3 | 58 | (λ/8)×1.2 | 95 |
实施例4 | 62 | (λ/8)×1.3 | 96 |
实施例5 | 43 | (λ/8)×0.9 | 93 |
实施例6 | 38 | (λ/8)×0.8 | 94 |
实施例7 | 33 | (λ/8)×0.7 | 96 |
比较例1 | 95 | λ/4 | 97 |
比较例2 | 65 | (λ/8)×1.35 | 96.5 |
比较例3 | 30 | (λ/8)×0.62 | 96.5 |
参考例1 | 0 | 0 | 97.5 |
(比较例1)
除了在反射体制作过程中,设定为二氧化硅层的厚度达到95nm的时间以外,与实施例1同样地实施。
(比较例2)
除了在反射体制作过程中,设定为二氧化硅层的厚度达到65nm的时间以外,与实施例1同样地实施。
(比较例3)
除了在反射体制作过程中,设定为二氧化硅层的厚度达到30nm的时间以外,与实施例1同样地实施。
将以上的结果表示在表1。
(实施例8)
[高折射率薄膜层的折射率测定]
准备玻璃板(旭硝子公司制,钠钙玻璃,尺寸:50×50mm,厚度:2mm)作为透明基板。
用高频溅射法在该透明基板上形成作为低折射率薄膜层的二氧化钛层。
使用二氧化钛(纯度99.99%)作为靶。使用氩气(纯度大于等于99.9%)作为溅射气体。成膜压力为0.2Pa,成膜功率为150W。成膜时间是,先求出成膜速度,采用膜厚成为100nm的时间。
使用该试样,用椭圆偏光法,测定二氧化硅层层的折射率。
在波长550nm的折射率为2.50。
[增反射型反射体的制作]
把实施例1中制成的反射体作为基板,在二氧化硅薄膜上形成二氧化钛层。
二氧化钛层是使用高频溅射法形成。使用二氧化钛(纯度99.99%)作为靶。使用氩气(纯度大于等于99.9%)作为溅射气体。成膜压力为1.0Pa、成膜功率为300W。成膜时间是,先求出成膜速度,采用膜厚成为55nm的时间。
[反射率的测定]
用与实施例1相同的方法测定如上述制成的试样的反射率。
(实施例9)
在反射体的制作阶段中,除了使用在实施例2制成的反射体作为用以形成二氧化钛层的基板以外,其余与实施例8同样地实施。
(实施例10)
在反射体的制作阶段中,除了使用在实施例3制成的反射体作为用以形成二氧化钛层的基板以外,其余与实施例8同样地实施。
(实施例11)
在反射体的制作阶段中,除了使用在实施例4制成的反射体作为用以形成二氧化钛层的基板以外,其余与实施例8同样地实施。
(实施例12)
在反射体的制作阶段中,除了使用在实施例5制成的反射体作为用以形成二氧化钛层的基板以外,其余与实施例8同样地实施。
(实施例13)
在反射体的制作阶段中,除了使用在实施例6制成的反射体作为用以形成二氧化钛层的基板以外,其余与实施例8同样地实施。
(实施例14)
在反射体的制作阶段中,除了使用在实施例7制成的反射体作为用以形成二氧化钛层的基板以外,其余与实施例8同样地实施。
(实施例15)
在反射体的制作阶段中,除了用帝人公司制造的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(厚度:125μm)取代玻璃基板,在形成二氧化钛层时使用氧气浓度3%的氩气以外,其余与实施例8同样地实施。
(比较例4)
在反射体的制作阶段中,除了使用在比较例1制成的反射体作为用以形成二氧化钛层的基板以外,其余与实施例8同样地实施。
(比较例5)
在反射体的制作阶段中,除了使用在比较例2制成的反射体作为用以形成二氧化钛层的基板以外,其余与实施例8同样地实施。
(比较例6)
在反射体的制作阶段中,除了使用在比较例3制成的反射体作为用以形成二氧化钛层的基板以外,其余与实施例4同样地实施。
(参考例1)
[反射体的制作]
准备玻璃板(旭硝子公司制,钠钙玻璃,尺寸:50×50mm□,厚度:1.1mmt)作为支持基体(C)。
用直流磁控溅射法,在支持基体(C)上形成以银为主体的金属层(A)作为银层。作为靶使用银(银纯度99.999%)。作为溅射气体使用氩气(纯度99.9%)。成膜压力为0.3Pa,成膜功率为62W。成膜至膜厚达到150nm。
[反射率的测定]
用分光光度计,测定如上述制成的试样的反射率。
将以上的结果表示在表2及图7。
表2
二氧化硅层的厚度 | 反射率(%)(在550nm) | ||
物理膜厚(nm) | 光学膜厚 | ||
实施例8 | 48 | λ/8 | 100.5 |
实施例9 | 53 | (λ/8)×1.1 | 99.3 |
实施例10 | 58 | (λ/8)×1.2 | 98.5 |
实施例11 | 62 | (λ/8)×1.3 | 98 |
实施例12 | 43 | (λ/8)×0.9 | 99.2 |
实施例13 | 38 | (λ/8)×0.8 | 98.2 |
实施例14 | 33 | (λ/8)×0.7 | 98 |
实施例15 | 48 | λ/8 | 99.2 |
比较例4 | 95 | λ/4 | 96 |
比较例5 | 65 | (λ/8)×1.35 | 97 |
比较例6 | 30 | (λ/8)×0.62 | 97 |
参考例1 | 0 | 0 | 97.5 |
从表2可以知道,在由以银为主体的金属层(A)、低折射率薄膜层(B)及高折射率薄膜层(C)按照A/B/C的构成层积而成的反射体中,当作为低折射率薄膜层的二氧化硅层的光学膜厚在λ/8附近时,该反射体具有最高的反射率。另外,可以知道二氧化硅层的光学膜厚在λ/8×0.7~λ/8×1.3的范围时,显示出大于等于98%的高反射率。可以知道该反射率高于由以银为主体的反射体单独构成的反射体。另外,在图7显示实施例8与参考例1的反射光谱。也就是本发明第一个反射体的反射光谱的例子。可以知道,本发明的反射体,在极广的范围反射率高,在可见光的全部区域反射率高于银单膜。
另一方面,由表1可以知道,在由以银为主体的金属层(A)及低折射率薄膜层(B)构成的反射体中,当作为低折射率薄膜层的二氧化硅层的光学膜厚为λ/8时,该反射体的反射体相比于由银单独构成的反射体具有最低的反射率。另外,可以知道,当二氧化硅层的光学膜厚在λ/8×0.7~λ/8×1.3的范围时,显示出小于等于96%的低反射率。可以知道该反射率比由以银为主体的金属层单独构成的反射体低了1%或其以上。
如上所述,通过将低折射率薄膜层(B)的膜厚设定在包含λ/8nL的特定范围内,由金属层(A)、低折射率薄膜层(B)、高折射率薄膜层(C)按照A/B/C的构成层积而成的反射体的反射率,相比于由金属层(A)单独构成的反射体,可实现高的数值。
Claims (6)
1.一种反射体,其特征在于,具有至少由金属层(A)、低折射率薄膜层(B)、高折射率薄膜层(C)按照A/B/C顺序层积的结构;在以λ表示可见光的设定波长、以nL表示低折射率薄膜层(B)的折射率时,与以银为主体的金属层(A)相接的低折射率薄膜层(B)的厚度为0.7λ/8nL~1.3λ/8nL。
2.一种反射体,其特征在于,具有至少由金属层(A)与折射率为0.5~2的薄膜层(B1)按照A/B1顺序层积的结构,设可见光的设定波长为λ、薄膜层(B1)的折射率为nL1,则薄膜层(B1)的厚度为0.7λ/8nL1~1.3λ/8nL1,具有比金属层(A)单独时的反射率低1%以上的反射率。
3.使用权利要求1所述的反射体的灯反射器。
4.使用权利要求1所述的反射体的导光板下反射体。
5.使用权利要求1所述的反射体的背光装置。
6.使用权利要求1所述的反射体的液晶显示装置。
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