JP2000329916A - 半透過反射板 - Google Patents

半透過反射板

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JP2000329916A
JP2000329916A JP11261982A JP26198299A JP2000329916A JP 2000329916 A JP2000329916 A JP 2000329916A JP 11261982 A JP11261982 A JP 11261982A JP 26198299 A JP26198299 A JP 26198299A JP 2000329916 A JP2000329916 A JP 2000329916A
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Shigetoshi Hayashi
成年 林
Nagahisa Deguchi
修央 出口
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 十分な透過率を有し、しかも外光の正反射方
向以外の方向への反射光強度が十分な半透過反射板を提
供する。 【解決手段】 透明基板(1)の一方の面に、金属層
(2)と、粒子および樹脂の混合物層(3)とが透明基
板側からこの順に積層されてなる半透過反射板(4)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半透過反射板に関
する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置の消費電力を低減する目的
から、反射板が背面に組込まれていて、正面から入射し
た外光を該反射板で反射して表示画面を得る反射型液晶
表示装置が知られている。この液晶表示装置は通常、液
晶セルの前面側に偏光板が配置され、背面側に偏光板と
反射板とが配置されて使用される。
【0003】かかる反射型液晶表示装置として、暗所で
使用する場合に備え、反射板のさらに背面にバックライ
トと呼ばれる照明装置が配置されている半透過反射型液
晶表示装置も提案されている。かかるバックライトが配
置された半透過反射型液晶表示装置には、反射板とし
て、バックライトの照明光の一部を透過することができ
る半透過反射板が用いられる。この半透過反射板は、板
状の透明基板の上面に、例えば金属層が設けられたもの
であって、該金属層によって外光が反射されるものであ
り、金属層の厚みを調整することによって背面からの透
過光の透過率が調整されている。
【0004】しかし、かかる半透過反射板を用いた反射
型液晶表示装置は、バックライトを使用しない状態にお
いては、反射板による反射が最大となる角度で表示画面
を見ると、最上面の偏光板などの反射によって表示画面
が却って見づらくなる場合があった。
【0005】かかる問題を解決するためには、金属層に
代えて、粒子および樹脂の混合物層などのような入射光
を拡散反射させ得る層を設けて拡散反射させて、半透過
反射板の正反射方向と異なる方向への反射光強度を大き
くすることも考えられるが、十分な反射光強度を得るに
は該混合物層の厚みを厚くする必要があり、これではバ
ックライトを用いた場合に照明光を十分に透過すること
ができず、画面が暗くなってしまうという問題があっ
た。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、十分な透過率を有し、しかも外光の正反射方向以外
の方向への反射光強度が十分な半透過反射板を開発する
べく鋭意検討した結果、金属層と、粒子および樹脂の混
合物層とを組合わせて使用した半透過反射板は、透過光
の透過率も十分で、しかも拡散反射による反射光強度も
十分であることを見出し、本発明に至った。
【0007】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、透
明基板(1)の一方の面に、金属層(2)と、粒子およ
び樹脂の混合物層(3)とが透明基板側からこの順に積
層されてなる半透過反射板(4)を提供するものであ
る。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の半透過反射板の一例を図
1に示す。本発明の半透過反射板に適用される透明基板
(1)は、例えばポリエチレンテレフタレートなどのポ
リエステル、ポリカーボネート、ポリメタクリレート、
ポリエチレンなどのポリオレフィンなど、透明性を有す
る合成樹脂、ガラスなどである。かかる透明基板は半透
明であってもよく、その透過率は目的とする透過率に応
じて適宜選択され、例えば乳白色のような半透明のもの
であってもよい。かかる透明基板としては通常、板状の
ものが用いられ、その厚みは目的とする反射型液晶表示
装置に応じて適宜選択されるが、例えば20μm〜5m
m程度の範囲である。
【0009】透明基板は、その表面が平滑な平面であっ
て、正反射角度(θ1)における反射光量が最大となる
形状であってもよいが、正反射角度と異なる角度
(θ’)において反射光量が最大となる反射光量分布を
有する形状であることが、得られる反射型液晶表示装置
の画面が最も見易い角度において表示装置の最上面の正
反射を避けることができる点で好ましい。さらに好まし
くは、正反射角度(θ1)と5°以上ずれた角度
(θ’)において反射光量が最大となる反射光量分布を
有する形状である。なお、正反射角度(θ1)とは、入
射光が透明基板の法線方向に対して角度(θ0)で入射
した場合に、その入射角度(θ0)と法線方向に対して
対称な角度(θ1)である(図2)。
【0010】このような、正反射角度(θ)と異なる角
度(θ’)において反射光量が最大となる反射光量分布
を有する形状としては、例えば(1)三角柱がその稜線
方向に隣接して配列した形状であって、その断面は三角
形が連なった鋸刃状をしている形状(図3、図4)、
(2)表面が水平面と仰角または俯角をもって交わり非
対称の断面形状を有する凹または凸の群が前面に亙って
形成されてなる形状(図5)、(3)表面が、多角錘が
底辺を接して密集していて配列した構造を有する形状
(図6)などが挙げられる。
【0011】(1)三角柱がその稜線方向に隣接して配
列した形状であって、その断面は三角形が連なった鋸刃
状をしている形状(図3、図4)において、正反射角度
と5°以上ずれた角度において反射光量が最大となる反
射光量分布を有するためには、三角柱表面が水平面とな
す角度が2.5°以上であればよい。例えば図3におい
ては、三角柱が稜線方向に隣接して配列した形状であっ
て、その断面は三角形が連なった鋸刃上をしており、三
角柱表面が水平面となす角度は仰角で7.5°であり、
三角形の頂角は82.5°である。また、図4において
は、三角柱が稜線方向に隣接して配列した形状であっ
て、その断面は二等辺三角形が連なって鋸刃状をしてお
り、三角柱表面が水平面となす角度は仰角で7.5°で
あり、三角形の頂角は165°である。図3、図4に示
す断面における三角形の繰り返しピッチは特に限定され
るものではなく、用いる液晶表示装置の画素数、画素ピ
ッチに応じて適宜選択されるが、通常は500μm程度
の範囲であり、500μmを越えると表示画面に「ス
ジ」が目立ち易い傾向にある。また、かかるピッチは、
加工が容易である点、通常は10μm以上である。
【0012】(2)表面が水平面と仰角または俯角をも
って交わり非対称の断面形状を有する凹および/または
凸の群が全面に亙って形成されてなる形状において(図
5)、凹および/または凸の群を構成する凹および凸は
非対称の断面形状を有することが必要である。対称な、
例えば半球状では、正反射角度と異なる角度(θ’)に
おいて反射光量が最大となる反射光量分布を有しない。
また、凹または凸が少なく平面部分が多くても、正反射
角度と異なる角度(θ’)において反射光量が最大とな
らない。凹または凸は、その頂部が丸みを帯びていても
よい。また、凹または凸の表面が水平面となす角度は俯
角または仰角が2.5°以上であれば、正反射角度
(θ)と5°以上ずれた角度(θ’)において反射光量
が最大となる反射光量分布となる。
【0013】(3)表面が、多角錘が底辺を接して密集
していて配列した構造を有する形状として図6に示す形
状は、四角錐が底辺を隣接して密集した構造である。
【0014】このような、表面形状が正反射角度(θ)
と異なる角度(θ’)において反射光量が最大となる反
射光量分布を有する形状である透明基板を用いることに
より、得られる半透過反射板は、正反射角度(θ)と異
なる角度(θ’)において反射光量が最大となる反射光
量分布を有することとなる。
【0015】かかる形状である透明基板は、例えば
(1)ロールに目的とする形状のネガ型を形成してお
き、ロール転写法により賦形する方法、(2)目的とす
る形状のネガ型が形成されたロールに硬化性樹脂を塗布
してその凹部に充填したまま、このロール上に基板を被
覆し、次いで硬化性樹脂を硬化させて硬化樹脂を基板に
密着させ、その後硬化樹脂が密着された基板をロールか
ら剥離する方法、(3)目的とする形状のネガ型が形成
された流延ベルトの上で溶剤キャスティングをする溶剤
キャスト法などの方法により製造することができる。
【0016】上記製造方法のうちで、(2)目的とする
形状のネガ型が形成されたロールに硬化性樹脂を塗布し
てその凹部に充填したまま、このロール上に基板を被覆
し、次いで硬化性樹脂を硬化させて硬化樹脂を基板に密
着させ、その後硬化樹脂が密着された基板をロールから
剥離する方法においては、硬化性樹脂は紫外線硬化型で
あってもよいし、電子線硬化型であってもよく、その硬
化方法は用いる硬化性樹脂により適宜選択される。
【0017】かかる透明基板の表面は、微細な凹凸が設
けられていてもよい。微細な凹凸を設ける方法として
は、例えば(1)ネガ型を用いて透明基板を製造する際
に該ネガ型の表面を予め荒らしておく方法、(2)微粒
子が含有された樹脂をネガ型に押し当てる方法、(3)
微粒子が含有された熱可塑性樹脂を押出し成形する方
法、(4)透明基板の表面をサンドブラストする方法、
(5)透明基板の表面に微粒子を含有する塗工被膜を形
成する方法などが挙げられる。上記各方法において、微
粒子としては、有機物であってもよいし、無機物であっ
てもよく、2種以上の微粒子、例えば有機微粒子と無機
微粒子との混合物を用いることもできる。
【0018】本発明の半透過反射板においては、かかる
透明基板の一方の面に金属層(2)と、粒子および樹脂
の混合物層(3)とがこの順に積層されている。金属層
(2)は、可視光を均一に反射する層であり、これを単
独で使用した場合には鏡面反射する層である。かかる金
属層を構成する金属としては、例えばアルミニウム、銀
などが挙げられる。金属層の厚みは、液晶表示装置の背
面からの照明光を透過し得る厚みであれば特に限定され
るものではなく、適用される液晶表示装置の種類、使用
条件、バックライトの照明光強度などに応じて最適な透
過率を有するように適宜選択され、例えば50Å〜60
0Å程度の厚みで使用される。このような金属層は、例
えば真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティ
ング法などの物理気相堆積法(Physical Vapor Deposit
ion method、PVD法)などにより均一な厚みの層とし
て設けることができる。
【0019】金属層として銀からなる層を用いた場合に
は、該金属層の上や、該金属層の下即ち透明基板の上面
に保護膜(図示せず。)を設けてもよい。保護膜として
は、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル
樹脂、ウレタン樹脂、アルキド樹脂などが挙げられ、ロ
ールコーティング、グラビアコーティング、スプレーコ
ーティングなどの通常の方法で塗工することにより設け
ることができる。また、酸化ケイ素などの無機物からな
る層を用いることもできる。保護膜を設ける場合、その
厚みは特に限定されないが、通常5nm〜10μm程度
の範囲である。
【0020】かかる金属層の上には粒子および樹脂の混
合物層(3)が積層されている。粒子としては、光沢性
を有する粒子が好ましく用いられる。光沢性のある粒子
としては、例えばアルミニウムなどのような金属、酸化
アルミニウム、酸化チタンなどのような金属酸化物、二
酸化チタンなどが被覆された合成雲母、天然雲母などの
ようなパール顔料、板状魚鱗箔、六角板状塩基性炭酸鉛
などのような無機物からなる無機物粒子であってもよ
い。また有機物からなる有機物粒子であってもよく、例
えば架橋ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポ
リカーボネート、メラミン・ホルマリン樹脂、ベンゾグ
アナミン・ホルマリン樹脂、有機シリコンなどからなる
粒子が挙げられる。かかる有機物粒子の形状は、例えば
球状である。粒子の粒子径は通常0.3〜60μm程度
の範囲である。
【0021】樹脂としては、例えばアクリル樹脂、ウレ
タン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド
樹脂などが使用される。かかる樹脂は、粘着性を有する
ものであってもよい。
【0022】このような混合物層を金属層の上に積層す
るには、例えば粒子および樹脂の混合物をロールコーテ
ィング、グラビアコーティング、スプレーコーティング
などの通常の方法で塗工すればよい。混合物層の厚み、
粒子および樹脂の使用量比は、用いる粒子の種類、用い
る樹脂の種類、目的とする半透過反射板の透過率に応じ
て適宜選択され、例えば厚みは通常5〜200μm程度
である。
【0023】本発明の半透過反射板においては、透明基
板と金属層との間に他の層、例えば金属層の酸化劣化を
防止するための保護膜などが介在していてもよい。ま
た、金属層と混合物層との間に他の層、例えば金属層の
酸化劣化などを防止するための保護膜などが介在してい
てもよく、空気層が介在してもよい。
【0024】本発明の半透過反射板は、反射型液晶表示
装置(8)に組込まれて使用することができる。具体的
には、半透過反射型液晶表示装置(8)を構成する液晶
セル(9)の背面側に接着層(10)を介して配置され
て使用することができる(図8)。液晶セル(9)は限
定されるものではなく、TN(ツイステッドネマッチ
ク)型液晶セルであってもよいし、STN(ス−パーツ
イステッドネマチック)型液晶セルであってもよい。液
晶セルの前面側には偏光板(12)が配置されるが、液
晶セルと偏光板との間に他の層、例えば位相差板(図示
せず。)などが配置されていてもよい。接着剤層(1
0)は通常、アクリル系粘着剤などからなる層であっ
て、その厚みは10〜100μm程度である。なお、図
8において、反射型液晶表示装置(8)の背面側には、
バックライト(11)が配置されている。
【0025】通常、反射型液晶表示装置において、これ
らの液晶セルの背面側には偏光板(5)が配置されるた
め、本発明の半透過反射板(4)は、かかる液晶セルの
背面側に配置されるべき偏光板(5)にアクリル系粘着
剤などからなる接着層(6)を介して積層された半透過
反射型偏光板(7)として(図7)、液晶セルの背面側
に配置されて、反射型液晶表示装置に組込まれてもよい
(図8)。なお、混合物層(3)を構成する樹脂として
粘着性を有するものを用いた場合には、該混合物層が接
着剤層を兼ねる層となるので、該層の上に偏光板を積層
することができて、接着剤層を省略することもできる
(図12、図13)。
【0026】
【発明の効果】本発明の半透過反射板は、半透過反射型
液晶表示装置に組込まれて使用されることにより、背面
側の照明装置(バックライト)からの照明光の透過率を
高く維持したまま、外光の正反射方向以外の方向への反
射光強度が十分であるため、バックライトを使用しない
場合においても視認性に優れた液晶表示装置を与え得
る。
【0027】
【実施例】以下、実施例により本発明をより詳細に説明
するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。
【0028】なお、実施例において得られた半透過反射
板は、以下の方法により評価した。 (1)反射光量分布曲線 自動変角光度計〔村上色彩(株)製、「GP−200」〕
を用いて、半透過反射板の法線方向から入射角度
(θ0)45°での入射光に対する反射光の角度分布を
法線に対する角度(θ)に対してプロットした。 (2)全光線透過率(Tt) 反射透過測定装置〔村上色彩(株)製、「HR−10
0」〕を用いて全光線透過率(Tt)を測定した。
【0029】実施例1 片面が、三角柱がその稜線方向に隣接して配列した形状
であって、その断面は三角形が連なった鋸刃状をしてい
る形状である透明基板〔三角形の断面形状は仰角が7.
5°、頂角は165°であり、三角形の繰り返しピッチ
は100μmである鋸刃状、プラスチックシート、大日
本印刷(株)製〕(1)(図3)の該片面に、アルミニウ
ム層〔厚み200Å〕(2)を真空蒸着により設けた。
このアルミニウム層の上に、パール顔料〔メルク社製、
「Iriodin」、粒子径5〜25μm〕45重量部
とアクリル系樹脂50重量部との混合物を塗工して混合
物層(3)を形成して半透過反射板(4)を得た(図
1)。この半透過反射板の反射光量分布曲線を図9に示
す。この半透過反射板の正反射角度(θ1)は45°で
あり、反射光量が最大となる角度(θ’)は22°であ
った。また、この半透過反射板の全光線透過率(Tt)
は8%であった。
【0030】この半透過反射板(4)の混合物層(3)
の上に偏光板(5)〔住友化学工業(株)製、「スミカラ
ンSJ」〕をアクリル系粘着剤からなる接着層(6)を
介して積層して半透過反射型偏光板(7)を得た(図
7)。
【0031】この半透過反射型偏光板(7)をSTN型
液晶セル(9)の背面側に配置し、そのさらに背面側に
バックライト(11)を配置し、液晶セルの前面側に偏
光板〔住友化学工業(株)製、「スミカランSJ」〕(1
2)を配置して得られる反射型液晶表示装置(8)は
(図8)、バックライトが消灯した状態で前面側の偏光
板の表面の反射を避けた角度から表示画面を見た場合に
おいても、表示画面が明るい。またバックライトを点灯
させた状態においても表示画面は明るい。
【0032】実施例2 片面が、三角柱がその稜線方向に隣接して配列した形状
であって、その断面は三角形が連なった鋸刃状をしてい
る形状である透明基板〔三角形の断面形状は仰角が7.
5°、頂角は82.5であり、三角形の繰り返しピッチ
は30μmである鋸刃状、プラスチックシート、大日本
印刷(株)製〕(1)(図4)の該片面に、アルミニウム
層〔厚み200Å〕(2)を真空蒸着により設けた。こ
のアルミニウム層の上に、パール顔料〔メルク社製、
「Iriodin」、粒子径5〜25μm〕45重量部
とアクリル系樹脂55重量部との混合物を塗工して混合
物層(3)を形成して半透過反射板(4)を得た(図
1)。この半透過反射板の反射光量分布曲線を図10に
示す。この半透過反射板の正反射角度(θ1)は45°
であり、反射光量が最大となる角度(θ’)は22°で
あった。また、この半透過反射板の全光線透過率(T
t)は8%であった。
【0033】この半透過反射板(4)の混合物層(3)
の上に偏光板(5)〔住友化学工業(株)製、「スミカラ
ンSJ」〕をアクリル系粘着剤からなる接着層(6)を
介して積層して半透過反射型偏光板(7)を得る(図
7)。
【0034】この半透過反射型偏光板(7)をSTN型
液晶セル(9)の背面側に配置し、そのさらに背面側に
バックライト(11)を配置し、液晶セルの前面側に偏
光板〔住友化学工業(株)製、「スミカランSJ」〕(1
2)を配置して得られる反射型液晶表示装置(8)は
(図8)、バックライトが消灯した状態で前面側の偏光
板の表面の反射を避けた角度から表示画面を見た場合に
おいても、表示画面が明るい。またバックライトを点灯
させた状態においても表示画面は明るい。
【0035】実施例3 半透過反射板表面が、互いに実質的に合同な三角柱が稜
線方向に隣接して配列された形状となっており、その形
状は、三角柱の稜線に垂直方向の断面において各三角柱
によって形成される三角形の仰角が7.5°及び90
゜、繰り返しピッチが30μmの鋸歯状であるプラスチ
ックシート(大日本印刷(株)製)(1)に、アルミニウ
ムを蒸着(蒸着膜厚20nm)してアルミニウム層
(2)を積層し、その上に、平均直径4μmの架橋ポリ
スチレンビーズを12重量%含有したアクリル系樹脂
(粘着特性を有する)を塗工(厚み約25μm)するこ
とにより、粒子および樹脂の混合物層と接着層を兼ねる
層(3’)(光拡散層)を積層し、半透過反射板(4)
を得た。この半透過反射板に対して、入射角度−45°
の方向から光を照射し、反射光量の角度依存分布曲線を
測定したところ、反射光量が極大値となる角度は、法線
方向から+21°であり、その角度の+45°からのず
れは24°であった。
【0036】得られた半透過反射板(4)と偏光板(住
友化学工業株式会社製SG)(5)とを張り合わせて半
透過反射型偏光板(偏光板/半透過反射板)(7)を得
(図12)、得られた半透過反射型偏光板(7)をST
N型セルの一方の面に装着し、その反対側の面に位相差
板(住友化学工業株式会社製SEF)(図示せず。)と
偏光板(住友化学工業株式会社製SG)(12)をこの
順番に装着して、反射型STN型液晶表示装置(偏光板
/位相差板/STN型液晶セル/半透過反射型偏光板)
を得た(図13)。この半透過反射型STN型液晶表示
装置を駆動させたところ、外光の写り込みを避けた角度
から見た場合においても明るく、視認性は良好であっ
た。
【図面の簡単な説明】
【図1】半透過反射板への入射光の入射角度、反射角度
の関係を示す断面模式図である。
【図2】本発明の半透過反射板の一例を示す断面模式図
である。
【図3】本発明の半透過反射板に適用される透明基板の
一例を示す斜視図である。
【図4】本発明の半透過反射板に適用される透明基板の
一例を示す斜視図である。
【図5】本発明の半透過反射板に適用される透明基板の
一例を示す斜視図である。
【図6】本発明の半透過反射板に適用される透明基板の
一例を示す斜視図である。
【図7】本発明の半透過反射板を用いた半透過反射型偏
光板の一例を示す断面模式図である。
【図8】本発明の半透過反射板を組込んだ反射型液晶表
示装置の一例を示す断面模式図である。
【図9】実施例1で得た半透過反射板の反射光量分布を
示す図であり、横軸は反射角度〔θ(°)〕を示し、縦
軸は反射光強度を示す。
【図10】実施例2で得た半透過反射板の反射光量分布
を示す図であり、横軸は反射角度〔θ(°)〕を示し、
縦軸は反射光強度を示す。
【図11】実施例3で得た半透過反射板の反射光量分布
を示す図であり、横軸は反射角度〔θ(°)〕を示し、
縦軸は反射光強度を示す。
【図12】本発明の半透過反射板を用いた半透過反射型
偏光板の一例を示す断面模式図である。
【図13】本発明の半透過反射板を組込んだ反射型液晶
表示装置の一例を示す断面模式図である。
【符号の説明】 1:透明基板 2:金属層 3:粒子および樹脂の混合物層 3’:粒子および樹脂の混合物層と接着層とを兼ねる層 4:半透過反射板 5:偏光板: 6:接着層 7:半透過反射型偏光板 8:反射型液晶表示装置 9:液晶セル 10:接着剤層 11:バックライト 12:偏光板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H042 BA02 BA03 BA12 BA20 DA02 DA04 DA17 DB01 DB08 DC02 DC04 DE00 2H049 BB63 BC22 2H091 FA08X FA08Z FA15Z FA16Z FA31Z FB02 FB08 FB12 FB13 FD03 FD06 FD14 GA17 LA16 5G435 AA03 BB12 BB15 BB16 EE25 FF01 FF05 GG09 GG22 HH02 KK07

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】透明基板の一方の面に、金属層と、粒子お
    よび樹脂の混合物層とが透明基板側からこの順に積層さ
    れてなる半透過反射板。
  2. 【請求項2】粒子が、無機物粒子または有機物粒子であ
    る請求項1に記載の半透過反射板。
  3. 【請求項3】透明基板が、正反射角度から5°以上ずれ
    た角度で反射光量が極大となる反射光量分布を示す透明
    基板である請求項1に記載の半透過反射板。
  4. 【請求項4】請求項1に記載の半透過反射板の混合物層
    の上に偏光板が積層されてなる半透過反射型偏光板。
  5. 【請求項5】偏光板が接着層を介して混合物層の上に積
    層されてなる請求項4に記載の半透過型反射型偏光板。
  6. 【請求項6】混合物層が接着剤層を兼ねる層であり、該
    層の上に偏光板が積層されている請求項4に記載の半透
    過反射型偏光板。
  7. 【請求項7】請求項1〜請求項3のいずれかに記載の半
    透過反射板が液晶セルの背面側に配置されてなる反射型
    液晶表示装置。
  8. 【請求項8】請求項4〜請求項6のいずれかに記載の半
    透過反射型偏光板が液晶セルの背面側に配置されてなる
    請求項5に記載の反射型液晶表示装置。
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