JP2001264747A

JP2001264747A - 液晶表示装置用反射板

Info

Publication number: JP2001264747A
Application number: JP2000078596A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Hotta; 吉則堀田
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2000-03-21
Filing date: 2000-03-21
Publication date: 2001-09-26

Abstract

(57)【要約】【課題】白色でかつ、どの方向から見た場合でも均一
に明るい画面を供することのできる、液晶表示装置用反
射板を提供する。【解決手段】アルミニウム又はアルミニウム合金板を
機械的粗面化及び電気化学的粗面化の少なくともいずれ
かの処理を行った後、化学的溶解処理をして乱反射層を
該板本体の表面に形成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に使
用される反射板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、液晶パネルにより画像を表示
する液晶表示装置は、ブラウン管（ＣＲＴ）等を用いた
他の表示装置と比べて、低電圧駆動が可能であること、
ＬＳＩ駆動に適すること、消費電力が低いこと、及び、
薄型化や軽量化が可能であること等から、商品化されて
種々の機器に搭載されている。

【０００３】しかしながら、近年、ワープロやパソコ
ン、携帯端末等で、画面の大型化や大表示容量化が加速
されるに伴って、更なる消費電力の低減が非常に大きな
問題となっている。そのため、従来のネガ型液晶表示素
子にバックライト構造を設けた透過型液晶表示装置か
ら、バックライトを用いない液晶表示装置への移行が求
められている。そこで、バックライトを用いる代わりに
反射板を用いた液晶表示装置が提案されている。この反
射型液晶表装置をワープロ、パソコン、携帯端末等に使
用した場合、薄くて軽く、見栄えがよく、しかも消費電
力が低くてすむことになる。しかしながら、この従来の
反射型液晶表示装置では、正面から見た画面は明るい
が、斜め方向から見た画面は暗くなり、均一な表示性能
が得られないという問題がある。また、反射輝度が低い
だけでなく、背景色が白地に黄色や緑色等の着色された
色調になっており、視認性が良くないという問題もあ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決し、白色でかつ、どの方向から見た場合でも均一
に明るい画面を供することのできる、液晶表示装置用反
射板（以下、単に反射板ともいう）を提供するものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は鋭意検討の結
果、アルミニウム板等に、特定の処理を組み合わせて施
すことにより、上記従来の技術の欠点を克服できること
を見出し、本発明を成すに至った。即ち、本発明は、ア
ルミニウム又はアルミニウム合金板を機械的粗面化及び
電気化学的粗面化の少なくともいずれかの処理を行った
後、化学的溶解処理をして乱反射層を該板本体の表面に
形成した反射板である。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の反射板は、先ず初めに、
後述のアルミニウム又はアルミニウム合金の板に機械的
粗面化及び電気学的粗面化の少なくともいずれかの処理
が行われる。機械的粗面化処理の方法としては、研磨剤
を含むスラリーを、アルミニウム板表面に供給しなが
ら、ブラシで表面を研磨する、所謂ブラシ研磨法や、ボ
ール研磨法、ブラスト研磨法、バフ研磨法等の公知の方
法が挙げられる。電気学的粗面化処理の方法としては、
例えば、アルミニウム板又はアルミニウム合金板を電極
の一方として、不溶性の対極との間に交流電流をして、
電気化学的に板表面を溶解させることによって行われる
が、この方法にのみ限定されるものではなく、用いるア
ルミニウム板の種類等によって方法や条件が決められ
る。尚、この方法は、平版印刷版用支持体の製造分野に
おいて行われる電気化学的粗面化方法と同様であり、硝
酸、塩酸等の酸性溶液中で実施されるのが一般的であ
る。

【０００７】本発明においては、この機械的粗面化と電
気化学的粗面化の少なくともいずれか一方行えば良い
が、特に電気化学的粗面化処理の方がより微細で滑らか
な半球状の凹部を形成できるという点で好ましい。ま
た、機械的粗面化と電気化学的粗面化との両方の処理を
行う方が、より少ない電解電気量によってペーパーホワ
イトの表面が得られるという点で好ましい。また、両方
の処理を行う場合は、機械的粗面化処理の後に、電気化
学的粗面化処理を行う方が好ましい。電気化学的粗面化
処理を行う場合は、陽極電気量として１００Ｃ／ｄｍ²
以上３００Ｃ／ｄｍ²以下で行うのが好ましい。１００
Ｃ／ｄｍ²未満では未電解部分が不均一に残るという問
題があり、３００Ｃ／ｄｍ²を超えると部分的に電流が
集中した不均一な深い凹部が形成されるために望ましく
ない。

【０００８】この様に、機械的粗面化処理を行った表面
には、深いくぼみができており、この凹凸によって光の
散乱が大きくなり、このままで反射版として使用する
と、反射率が低下することになるので、本発明の反射板
では、この後に化学的溶解処理が必要となる。また、電
気化学的粗面化を行った表面には、反応によってスマッ
トと呼ばれる酸に不溶解性の生成物が付着しており、こ
れにより反射板表面の白色度が低下し、その反射板を用
いた液晶表示装置の画面が暗くなることになるので、そ
れを除去するために、化学的溶解処理が必要となる。

【０００９】本発明の反射板に施される化学的溶解処理
としては、アルカリ溶液による洗浄等が挙げられる。こ
の化学的溶解処理は、表面に形成された深いくぼみの縁
を溶解させることにより、開いた形の凹部にして光の散
乱を抑制し、所望の白色度にすることで反射率の高い表
面を得ることができる。この溶解処理は、溶解量が１ｇ
／ｍ²〜２ｇ／ｍ²程度になるまで行われるのが好まし
い。尚本発明の反射板は、機械的粗面化又は化学的粗面
化を行う前に、アルミニウム板の表面の油分を除去する
ために、アルカリ溶液等を用いて予め洗浄しておくのが
好ましい。また、化学的溶解処理の後に、酸性溶液を用
いて中和処理を施すのが望ましい。

【００１０】従来の反射板の表面は、図５に示されるよ
うに規則的な凹凸（図中符号１３で示される）が形成さ
れており、このために図６に示されるように広い視野角
において充分な反射特性を示すことができないものであ
ったが、本発明の反射板の表面には、図１に示される様
に、不規則な深さや大きさを有する、半球状等の凹部
（図中符号１２で示される）が形成されており、その凹
凸のパターンが適切な冗長性を有し、完全には均一では
ないが、それぞれの凹凸形状には明確な特徴があるとい
う、非常に望ましい状態になっていると考えられる。

【００１１】上記した本発明の反射板に、更に陽極酸化
処理を施して、酸化皮膜層を設けるのが好ましい。それ
によって、反射板の輝度及び表面硬度が高められ、反射
板表面を保護することができるようなるだけでなく、実
際に液晶表示装置を組み立てる際の、取り扱い性を向上
させることにもなる。陽極酸化処理の方法としては、本
発明の反射板を陽極として、酸性溶液中で、直流電解を
行う方法等が挙げられる。酸性溶液としては、例えば
リン酸、クロム酸、硫酸、硼酸等の無機酸、若しくは蓚
酸、スルファミン酸等の有機酸またはそれらの塩の水溶
液または非水溶液が挙げられ、単独または２種類以上を
組み合わせてもよいが、特には硫酸が好ましい。陽極酸
化処理で施される皮膜の厚みは、特に限定されるもので
はないが、０．１ｇ／ｍ²〜５ｇ／ｍ²が好ましい。
０．１ｇ／ｍ²未満では、表面保護効果が低く、また５
ｇ／ｍ²を超えると皮膜自身が光学的な吸収層となり得
るために反射光量の低減を招く傾向がある。

【００１２】また、本発明の反射板又は前記陽極酸化処
理を施された反射板の表面上に、更に表面層の保護及び
強度を高めることを目的として、可視光領域に吸収をも
たない有機樹脂皮膜が設けられるのが好ましい。そのよ
うな有機樹脂皮膜としては、メタクリル酸エステル樹
脂、ポリスチレン、ポリカーボネートなどの薄膜が好ま
しく用いられ、それらを塗布またはディップコーティン
グ等の方法等で設ける。薄膜の厚みは０．０２〜５μ
ｍ、好ましくは０．２〜１μｍである。厚みが０．０２
μｍよりも薄いと干渉を起こす恐れがあり、また５μｍ
を超えるようであれば反射率が低下する可能性が有る。

【００１３】同様の目的で、本発明の反射板又は前記陽
極酸化処理を施された反射板の表面上に、ゾルゲル法を
用いてガラス質の皮膜を設けるのが好ましい。このガラ
ス質の皮膜は、透明であるので反射特性を損なうことな
く表面の保護が図れ、前記有機樹脂皮膜よりも表面硬度
を高くすることができるので、耐傷性の向上が高く、ま
たガラス質皮膜自身は導電性が低いために、絶縁層とし
ての効果も有する。本発明の反射板は、陽極酸化処理で
設けられる皮膜、有機樹脂皮膜、及び、ゾルゲル法によ
るガラス質の皮膜が連続して設けられているのが最も好
ましい。以上のように、本発明の反射板は製造される
が、理解を容易にするために、その考えられる主な工程
を、図式的に図３に示す。

【００１４】本発明の反射板に用いられる、アルミニウ
ム板又はアルミニウム合金板の材質は特に限定されるも
のではなく、１Ｓ材と呼ばれる純アルミニウム合金（Ｊ
ＩＳ１０５０材）や３Ｓ材と呼ばれるアルミニウム−マ
ンガン系合金（ＪＩＳ３００３、ＪＩＳ３００５材
など）、又は５Ｓ材と呼ばれるアルミニウム−マグネシ
ウム合金（ＪＩＳ５０５２材など）が例えば用いられ
る。また、これらの板の厚みも限定されるものではない
が、好ましくは０．０５ｍｍ〜２ｍｍ、より好ましくは
０．１〜０．５ｍｍの範囲である。

【００１５】本発明の反射板は、液晶表示装置に組み込
まれるものであるが、液晶表示装置に配設した場合の一
例を、図４を参照しながら説明する。一対の透明ガラス
基板（以下、単に基板ともいう）４ａ、４ｂをスぺーサ
ー８を介して対向させ、シール材１０にて貼り合わせて
液晶セルを形成し、前記液晶セルに液晶（相移転型液
晶）９を封入して形成された液晶表示パネル２と、パネ
ル２の表面の使用者側の偏光板３ｂ、液晶表示パネルの
裏面側の偏光板３ａ、及び、偏光板３ａに設けられた反
射板１とからなり、基板４ａに、コモン透明電極５並び
に配向膜７ａ及びカラーフィルター（図示せず）とが形
成され、基板４ｂにはセグメント透明電極６と配向膜７
ｂとが形成されている液晶表示装置１１が挙げられる。
尚、一般にはシール材１０には、ギャップ形成の目的で
円柱状のガラス繊維あるいはシリカビーズ等が配合され
ている。この様な反射型液晶表示装置１１では、偏光板
３ｂの側から入射した光が液晶層を通過して反射板１で
反射され、再び偏光板３ｂの側に出射されることにな
る。

【００１６】

【実施例】実施例１基材として厚み０．２４ｍｍのアルミニウム合金（材質
１０５０）板を用い、機械的粗面化処理、化学的溶解処
理（１）、電気化学的粗面化処理、化学的溶解処理
（２）をこの順番で行って、本発明の反射板を製造し
た。尚、機械的粗面化処理としては、前記板をナイロン
ブラシと４００メッシュのパミストンの水懸濁液を用い
てブラッシングレイニング処理を行い、その後、よく水
で洗浄した。電気化学的粗面化処理前の化学的溶解処理
（１）は、アルミニウム板を１０重量％水酸化ナトリウ
ム水溶液に７０℃で６０秒間浸漬して溶解量が５ｇ／ｍ
²になるまでエッチングした後、流水で水洗し、さらに
２０重量％ＨＮＯ₃水溶液で中和洗浄し、水洗した。

【００１７】電気化学的粗面化処理は、Ｖ_A＝１２．７
Ｖの条件下で正弦波の交番波形電流を用いて１重量％硝
酸水溶液中で３００Ｃ／ｄｍ²の陽極時電気量で行っ
た。電気化学的粗面化処理後の化学的溶解処理（２）
は、３０重量％硫酸水溶液中に５５℃で２分間浸漬し、
溶解量が２ｇ／ｍ²になるまでデスマットを行った。
尚、化学的溶解処理（１）及び（２）の溶解量の測定
は、溶解処理前後の重量を比較して求めた。

【００１８】反射板の性能を、表面の光学濃度と視野角
を測定することによって、評価した。表面の光学濃度
は、マクベス反射濃度計（ＫｏｌｌｍｏｒｇｅｎＩｎ
ｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製）を用いて測定した。視野角
は、反射測定装置を使用して、ハロゲンランプ光を、反
射板表面に４５°で入射させて、反射光の角度を１０〜
１００°の間で変えて反射光量を測定した。この際、反
射光量の最大値の９０％以上の光量が維持できる角度範
囲を視野角とした。表１に結果を示す。

【００１９】実施例２〜実施例６及び比較例１〜比較例
７実施例１と同様の、機械的粗面化処理、化学的溶解処理
（１）、電気化学的粗面化処理、化学的溶解処理（２）
を組み合わせて、各実施例、比較例を行って反射板を製
造し、実施例１と同様に反射板の性能を評価した。各処
理の組み合わせ、及び、性能の結果を同表１に示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】表１から判る通り、本発明の反射板は、表
面光学濃度の値が低く、即ち液晶表示装置に用いた場合
に白色度が高く明るい画面を供することができるもので
あり、また視野角の値が高く、広範囲の方向から見やす
い画面となる。しかしながら、粗面化処理の後に化学溶
解処理を行わなかった比較例２〜５及び７の反射板は、
表面光学濃度が０．２５より高く、即ちこれを用いた液
晶表示装置の画面は非常に暗く、実用性がないものであ
り、また粗面化処理を全く行わず化学的溶解処理のみ行
った比較例１及び６の反射板は、表面光学濃度値は、比
較的低く画面の明るさには問題ないものの、視野角が非
常に狭く、やはり実用性がないものとなっているのが判
る。以上のことから、機械的粗面化及び／又は電気化学
的粗面化、並びに、化学的溶解処理の両方を行った反射
板のみが、本発明の目的を達成し得るものであることが
判る。また、図７に、これら実施例・比較例の中から、
幾つかの反射板について、反射角度に対する反射光強度
の関係を図示したが、図７からも比較例のものは、反射
角度が狭いところ及び広いところでは極端に反射光強度
の低下が生じるが、実施例のものでは、あらゆる反射角
度に対して、均一に適度な反射光強度を示すことが判
る。

【００２２】実施例７〜実施例１２実施例１と同様の、機械的粗面化処理、化学的溶解処理
（１）、電気化学的粗面化処理、化学的溶解処理（２）
をこの順に行い、製造された反射板の表面に、更に陽極
酸化処理皮膜、有機樹脂皮膜又はガラス質皮膜をそれぞ
れ積層させて、反射板とした。製造された反射板の性能
を、実施例１と同様の表面光学濃度及び視野角での評価
に加えて、下記耐傷性の評価を行った。尚、陽極酸化処
理皮膜は、２０重量％硫酸水溶液中で電流密度１４Ａ／
ｄｍ²で陽極酸化することにより、２．５ｇ／ｍ²の皮膜
量のものとした。有機樹脂の薄膜をバーコートによって
反射版状に塗布した。塗布膜厚は平均で１μｍであっ
た。

【００２３】ガラス質皮膜は、下記のゾル−ゲル反応液
をバーコーターで塗布し１００℃で１分間乾燥し、乾燥
後の塗布量が５０ｍｇ／ｍ²のものとした。（ゾル−ゲル反応液）テトラエチルシリケート５０重量
部、水２０重量部、メタノール１０重量部、リン酸０．
０７重量部の成分からなる液を混合、攪はんすると約５
分で発熱が開始した。３０分間反応させた後、以下に示
す成分からなる液を加えることによりゾル−ゲル反応液
を調製した。ピロガロールホルムアルデヒド縮合樹脂
（Ｍｗ２０００）４重量部、ジメチルフタレート５重量
部、メタノール１０００重量部。

【００２４】耐傷性は、荷重をかけたダイヤモンドの針
で引っかいて、キズの程度を目視で評価した。装置とし
ては、ＳｃｒａｔｃｈｉｎｇＩｎｔｅｎｓｉｔｙＴ
ｅｓｔｅｒＨＥＩＤＯＮ−１８を用い、荷重を５、１
０、２０ｇと変化させ、以下の基準で目視評価した。

【００２５】 ◎ ：２０ｇの荷重をかけてもまったくキズが観察さ
れなかったもの。 ○ ：２０ｇの荷重ではキズが見えたが１０ｇの荷重
ではキズが見えなかったもの。 ○△：１０ｇの荷重ではキズが見えたが５ｇの荷重で
はキズが見えなかったもの。 △ ：５ｇの荷重でもキズが見えたもの。

【００２６】各処理の組み合わせ、及び、性能の結果を
表２に示す。

【００２７】

【表２】

【００２８】

【発明の効果】本発明の反射板は、従来の反射板と比べ
て良好な乱反射が生じるため、広範囲に渡って反射輝度
が高くなる。その反射特性は図２に示されるように、正
面からでも斜め方向からでもほぼ同様な高い反射強度を
有する。従って、本発明の反射板を用いた液晶表示装置
は、紙の表面反射（乱反射）に類似した見栄えを確保で
き、白色で、視認性がよく、広範囲に渡って、正面から
でも、斜め方向からでもほぼ同様な明るさを供すること
ができる。更には、適切な冗長性の存在により、形状の
規則性のために生じるモアレパターン等の発生を抑制で
きる効果も有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の反射板の表面層の拡大図の一例であ
る。

【図２】本発明の反射板の反射特性を表わす図である。

【図３】反射板の製造工程を表わす図である。

【図４】反射型液晶表示装置の構成を表わす図である。

【図５】従来の反射板の表面層の拡大図の一例である。

【図６】従来の反射板の反射特性を表わす図である。

【図７】実施例５、比較例１及び比較例７の各反射板
の、反射角度に対する反射光強度を示した反射特性を表
わす図である。

【符号の説明】

１反射板２液晶表示パネル３ａ，３ｂ偏光板４ａ，４ｂ透明ガラス基板５コモン透明電極６セグメント透明電極７ａ，７ｂ配向膜８スぺーサー９液晶１０シール材１１液晶表示装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ２１Ｖ 7/22 Ｇ０２Ｂ 1/10 ＺＦターム(参考） 2H042 BA04 BA13 BA15 BA20 DA02 DA10 DA17 DC04 DC08 DD01 DE00 2H091 FA16Z FB08 FC01 FC06 LA18 2K009 AA15 BB06 CC01 CC23 CC34 DD02 DD06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウム又はアルミニウム合金板を
機械的粗面化及び電気化学的粗面化の少なくともいずれ
かの処理を行った後、化学的溶解処理をして乱反射層を
該板本体の表面に形成した液晶表示装置用反射板。