JP2001042110A

JP2001042110A - 半透過反射板

Info

Publication number: JP2001042110A
Application number: JP11213590A
Authority: JP
Inventors: Shigetoshi Hayashi; 成年林; Hideki Hayashi; 秀樹林
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1999-07-28
Filing date: 1999-07-28
Publication date: 2001-02-16

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型液晶
表示装置を与え得る半透過反射板を提供する。【解決手段】透明基板（１）の上面に、金属層（２）
と、板状粒子および樹脂の混合物からなる層（３）と、
球状粒子および樹脂の混合物からなる層（３’）とがこ
の順に積層されてなることを特徴とする半透過反射板
（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、反射板が背面に配置されていて、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
晶セルの前面側に直線偏光板が配置され、背面側に直線
偏光板と反射板とが配置されて使用される。かかる反射
型液晶表示装置として、反射板として半透過反射板を用
い、該半透過反射板の背面側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
知られている。

【０００３】かかる半透過反射型液晶表示装置に使用さ
れる半透過反射板は、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半透
過反射型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、金属層による反射が最大となる角
度で表示画面を見ると、最上面の直線偏光板などの反射
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、光沢性の粒子および樹脂の混合物からなる層な
どのような入射光を拡散反射し得る層を設けて、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型液晶表示装
置を与え得る半透過反射板を開発するべく鋭意検討した
結果、透明基板の上面に、金属層と、球状粒子および樹
脂の混合物からなる層と、板状粒子および樹脂の混合物
からなる層とを特定の順番で積層した透過反射板は、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）の上面に、金属層（２）と、板状粒子およ
び樹脂の混合物からなる層（３）と、球状粒子および樹
脂の混合物からなる層（３’）とがこの順に積層されて
なることを特徴とする半透過反射板（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の合成樹脂、ガ
ラスなどからなるものである。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
て適宜選択される。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〜５
ｍｍ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、得られる半透過反射型液晶表
示装置の画面が最も見易い角度において最上面の反射を
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２、図３）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２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。該断面の三角形
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、５００
μｍ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。対称な断面形状、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粗面化しておく方法、（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（１）の上面に、金属層（２）と、板状粒子お
よび樹脂の混合物からなる層（３）と球状粒子および樹
脂の混合物からなる層（３’）とがこの順に積層されて
いる。

【００１９】金属層（２）は、可視光を均一に反射する
層であり、それを単独で使用した場合には鏡面反射をす
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〜４００Å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 Deposition 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。

【００２０】金属層として銀からなる層などのように酸
化され易い層を用いた場合には、その上に保護膜を設け
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。

【００２１】かかる金属層の上には板状粒子および樹脂
の混合物からなる層（３）が積層されている。板状粒子
としては、光沢性を有する粒子が好ましく用いられ、例
えばアルミニウムなどのような金属からなる粒子、酸化
アルミニウム、酸化チタンなどのような金属酸化物から
なる粒子、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
塩基性炭酸鉛など板状の無機粒子であってもよい。また
有機物からなる板状の粒子であってもよい。かかる粒子
の粒子径は通常０．３〜６０μｍ程度の範囲であり、そ
の使用量は樹脂１００重量部あたり通常は１〜２０重量
部である。

【００２２】樹脂としては、例えばアクリル系樹脂、ウ
レタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、
アルキド系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。かかる層は、板状粒子
および樹脂以外の成分、例えば各種の添加剤を含有して
いてもよい。

【００２３】このような層を金属層の上に積層するに
は、例えば板状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。層の厚みや、板状
粒子と樹脂との使用量比は、用いる板状粒子の種類、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。

【００２４】かかる板状粒子と樹脂の混合物からなる層
（３）の上には、球状粒子および樹脂の混合物からなる
層（３’）が積層されている。球状粒子としては、特に
限定されるものではない。例えばアルミニウムなどのよ
うな金属からなる球状微粒子、酸化アルミニウム、酸化
チタンなどのような金属酸化物からなる球状微粒子。ま
た、架橋ポリスチレンビーズ等のポリスチレン系樹脂か
らなる球状微粒子、ポリメチルメタクリレートビーズ等
のアクリル系樹脂からなる球状微粒子、ポリカーボネー
ト系ビーズ、メラミンホルマリン系ビーズ、ベンゾグア
ナミン・ホルマリン系ビーズ、有機シリコン系球状ビー
ズなど有機系の球状微粒子であってもよい。かかる粒子
の粒子径は通常０．３〜６０μｍ程度の範囲であり、使
用量は樹脂１００重量部あたり通常は１〜２０重量部程
度である。

【００２５】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。

【００２６】このような層は、例えば球状粒子と樹脂と
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る
ことにより、積層することができる。かかる層の厚み、
球状粒子と樹脂との使用量比は、用いる球状粒子の種
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５〜２００
μｍ程度である。また、予め球状粒子と樹脂との混合物
からなるフィルム状物を形成しておき、これを積層する
方法でもよい。該混合物からなるフィルム状物が粘接着
性を有する場合はそのまま積層してもよいし、粘着性を
有していない場合には粘接着剤層を介して積層してもよ
い。

【００２７】本発明の半透過反射板（４）は、半透過反
射型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（図７）。図７に示す半透過反射型液晶表示
装置（８）においては、本発明の半透過反射板（４）が
液晶セル（９）の背面側に配置されている（図７）。半
透過反射板（４）は、その粒状粒子および樹脂の混合物
からなる層（３’）を液晶セル（９）側にして配置され
る。

【００２８】液晶セル（９）の形式は特に限定されるも
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（９）
の前面側には直線偏光板（１２）が配置される。液晶セ
ル（９）と直線偏光板（１２）とは通常、接着剤層（図
示せず。）を介して積層される。接着剤層は通常、アク
リル系粘着剤からなる層が用いられ、その厚みは通常１
０〜１００μｍ程度である。液晶セルと直線偏光板との
間には、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。なお、図７において、半透過反射
型液晶表示装置（８）の背面側には、バックライト（１
１）が配置されている。

【００２９】通常の半透過反射型液晶表示装置において
は、液晶セル（９）の背面側には直線偏光板（５）が配
置される。液晶セルの背面側に直線偏光板を配置するに
は、例えば液晶セル（９）、直線偏光板（５）および本
発明の半透過反射板（４）をこの順に積層すればよい
（図７）。直線偏光板（５）と半透過反射板（４）とは
通常接着剤層（６）を介して積層され、液晶セル（９）
と直線偏光板（５）とは通常接着剤層（１０）を介して
積層される。これらの接着剤層（６、１０）は通常、ア
クリル系粘着剤からなる層が用いられ、その厚みは通常
１０〜１００μｍ程度である。

【００３０】また、本発明の半透過反射板（４）の球状
粒子および樹脂の混合物からなる層（３’）の上に直線
偏光板（５）が積層された半透過反射型直線偏光板
（７）（図８）を作成しておき、該半透過反射型直線偏
光板（７）を液晶セル（９）の背面側に配置してもよい
（図７）。直線偏光板（５）と球状粒子および樹脂の混
合物からなる層（３’）とは、通常、アクリル系粘着剤
などからなる接着剤層（６）を介して積層され、その厚
みは１０〜１００μｍ程度である。

【００３１】

【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。

【００３２】

【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。

【００３３】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）３０°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。

【００３４】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〕
（１）（図３）の該片面に、アルミニウム層〔厚み２０
０Å〕（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、「Ｉｒｉｏｄｉ
ｎ」、粒子径５〜２５μｍ〕５重量部と粘着性のアクリ
ル系樹脂（９５重量部）との混合物を塗工して、板状粒
子と樹脂とを含有する層（３）を形成した。次いで、該
層（３）の上に、架橋ポリスチレン系球状微粒子〔平均
粒径は４μｍ〕（８重量部）と粘着性のアクリル系樹脂
（９２重量部）との混合物からなるフィルム状物（厚み
２５μｍ）（３’）を貼付して半透過反射板（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３
０°であり、反射光量が最大となる角度（θ’）は７°
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。

【００３５】この半透過反射板（４）の球形粒子および
樹脂の混合物からなる層（３’）の上に直線偏光板〔住
友化学工業(株)製、「スミカランＳＲ」〕（５）をアク
リル系粘着剤（６）を介して積層して半透過反射型直線
偏光板（７）を得た（図８）。

【００３６】この半透過反射型直線偏光板（７）をＳＴ
Ｎ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ＳＲ」〕
（１２）を配置して得られる半透過反射型液晶表示装置
（８）は（図７）、バックライトが消灯した状態で前面
側の直線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。

【００３７】

【図面の簡単な説明】

【図１】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２】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組込んだ半透過反射型
液晶表示装置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用いた半透過反射型直
線偏光板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（相対強度）を示す。

【符号の説明】

１：透明基板２：金属層３：板状粒子および樹脂の混合物からなる層３’：球状粒子および樹脂の混合物からなる層４：半透過反射板５：直線偏光板６：接着層７：半透過反射型直線偏光板８：半透過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：直線偏光板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H042 BA02 BA15 BA20 DA02 DA04 DA11 DA12 DA17 DB01 DB08 DC02 DC08 DD01 DE00 2H049 BA02 BB63 BC14 BC22 2H091 FA08Z FA15Z FB12 FB13 FC02 FD06 GA16 HA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板の上面に、金属層と、板状粒子お
よび樹脂の混合物からなる層と、球状粒子および樹脂の
混合物からなる層とがこの順に積層されてなることを特
徴とする半透過反射板。
【請求項２】透明基板が、正反射方向から５°以上離れ
た角度において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。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の半透過反
射板の球状粒子および樹脂の混合物からなる層の上に直
線偏光板が積層されていることを特徴とする半透過反射
型直線偏光板。
【請求項４】請求項１または請求項２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いることを特徴と
する半透過反射型液晶表示装置。
【請求項５】請求項３に記載の半透過反射直線偏光板が
液晶セルの背面側に配置されていることを特徴とする半
透過反射型液晶表示装置。