JP2003185813A

JP2003185813A - 反射体およびその用途

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Publication number: JP2003185813A
Application number: JP2001388618A
Authority: JP
Inventors: Shin Fukuda; 福田　　伸; Minehiro Mori; 峰寛森; Hirotaka Yoshida; 吉田　　浩隆; Masaru Tanabe; 田邉　　勝; Hiroshi Ishikawa; 石川　　浩
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2003-07-03

Abstract

(57)【要約】【目的】液晶ディスプレイに好適に使用できる、反射
体、反射体と一体化した光源、それを用いた面光源装置
ならびにこれら材料を用いた液晶表示装置を提供する。【解決手段】曲げ加工が可能な基板からなる反射体であ
って、反射面側に絶縁層を介して回路層が形成された反
射体に、発光ダイオードを実装することにより光源を得
る。その光源を用いて面光源装置として、さらに、その
面光源装置上に液晶パネルを固定することで、液晶表示
装置を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反射体ならにび
に、その反射体と一体化した光源に関するものであり、
さらにその光源を用いた面光源装置であり、さらに、詳
しくは、液晶ディスプレイに好適に使用しうる反射体で
あり、その反射体と一体化した光源、ならびに、面光源
装置に関し、さらにはその面光源装置を用いた液晶表示
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、社会が高度化するに従って、光エ
レクトロニクス関連部品、機器は著しく進歩している。
その中でも、画像を表示するディスプレイは、マルチメ
ディアにおける最も重要なマンマシンインターフェイス
としても、従来のテレビジョン受像器に加えて、コンピ
ューターモニター装置用等としてめざましく普及しつつ
ある。その中でも、ディスプレイの大型化及び薄型化に
対する市場要求は高まる一方である。最近、薄型化かつ
省エネルギー化を指向するディスプレイとして例えば液
晶ディスプレイ（ＬＣＤ）が注目されている。しかしな
がら、ＬＣＤは自ら発光しないために、その視認性を向
上させるために、例えば暗所において画像を見るには、
いわゆるバックライトすなわち、液晶パネルの背面に用
いる面状発光装置が必須となる。従来は、バックライト
の光源には冷陰極管が使われてきた。冷陰極管用には、
例えば、米国特許第５、２７６、６００に見られるよう
反射体を好適に用いることができることが知られてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、冷陰極
管は高周波かつ高電圧で動作するためにインバーターお
よびインバーターのための回路が必要であるという問題
があった。また、近年、薄膜トランジスター型（ＴＦ
Ｔ）のカラー液晶ディスプレイにおいて、いわゆるカラ
ーフィルターの代わりに、フィールドシーケンシャルカ
ラーという技術（例えば、T. Yamashita et al., SID 2
000 DIGEST, p1176, 2000）が提唱されており、当該技
術では、冷陰極管の代わりに発光ダイオード（ＬＥＤ）
を用いることが好ましいことが分かっている。ところ
が、ＬＥＤを用いる場合に適した反射体については、ま
だ十分な材料的な検討がなされたいないのが現状であっ
た。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の問
題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、本発明を完
成させるに至った。すなわち、本発明は、１）曲げ加工可能な基板からなる反射体であって、反射
面側に、絶縁層を介して電気回路が形成されていること
を特徴とする反射体。２）上記曲げ加工可能な基板の厚さが０．０３〜１ｍｍ
の金属板である１）に記載の反射体。３）上記絶縁層が高分子材料である１）〜２）に記載の
反射体４）上記反射面の反射率が８０％以上である１）〜３）
いずれかに記載の反射体。５）１）〜４）のいずれかに記載の反射体の電気回路
に発光ダイオードが実装されている光源。６）発光ダイオードが実装されている面が凹面になるよ
うに曲げ加工された５）に記載の光源。７）６）に記載の光源を用いた液晶表示装置用面光源装
置。８）７）に記載の面光源装置を備えた液晶表示装置。９）カラーフィルターを有さない８）に記載のカラー液
晶表示装置。に関する。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態の例を、図を用
いて説明する。図１〜４は反射体の好ましい構成を示し
ており、１０は折り曲げ加工可能な基板、２０は絶縁
層、３０が電気回路層、４０が反射層である。また、図
５〜６は、発光ダイオードを実装した光源の実施形態の
例であり、１００が発光ダイオードである。図７は、面
発光装置の実施形態の例であり、２００が導光板を示
す。図８は、液晶表示装置の実施形態の例であり、３０
０が液晶パネルを示す。

【０００６】折り曲げ可能な基板としては、通常金属の
基板が好適に用いられる。好適な金属基板を例示する
と、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム合
金、ステンレス鋼、銅、銅亜鉛合金、ニッケル、ニッケ
ル系合金、チタン、チタン合金等を用いることができ
る。特に軽量化の観点からは、アルミニウム合金やマグ
ネシウム合金が好ましく用いられる。アルミニウム合金
としは、珪素やマグネシウム、銅を添加したものが一般
的であり、さらに、好ましい。また、ステンレス鋼は強
度や耐食性を兼ね備えたものとして好ましい。ステンレ
ス鋼としては、とくに限定されるものではないが、クロ
ム含有したフェライト系、クロムとニッケルを含有した
オーステナイト系のいずれも使用しうるが、とくに、Ｓ
ＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等が良い。また、銅や銅合金
は光源で発生した熱を放散する目的では、放熱性がよい
ので好ましい。銅合金の好適な例としては真鍮を上げる
ことができる。

【０００７】工業上折り曲げ加工が可能な厚さとして
は、０．０３ｍｍから１ｍｍの範囲が好ましく、より好
ましくは０．０５ｍｍから０．５ｍｍである。あまりに
薄すぎると剛性が低くなり光源として用いる時に、固定
等に問題が生じる恐れがある。あまり厚いと曲げ加工が
困難になる。

【０００８】絶縁層としては、高分子材料を用いること
がこのましい。高分子材料としては、エポキシ系、ポリ
エステル系、ポリブタジエン系、アルキド系、エポキシ
エステル系、ポリイミド系、ポリアミド系、シリコーン
系、テフロン（登録商標）系及びこれらの系を複数ブレ
ンドした系等を挙げることができるが、時に電気配線用
としては、ポリイミド系やエポキシ系が好ましく用いら
れる。また、絶縁層としては、高分子材料に熱伝導率の
高い無機フィラーを含有した系も用いる事ができる。無
機フィラーとしては、セラミックス全般が使用可能であ
る。さらに好ましいセラミックスを例示するならば、酸
化アルミ、窒化アルミ、酸化珪素、窒化珪素、酸化ジル
コニウムを上げる事が出来る。この様な高分子材料に無
機フィラーをブレンドした系は、光源で発生した熱を絶
縁層を介してある折り曲げ可能な基板に高率良く熱を伝
える為に好適である。

【０００９】また、接着層と基材とからなる実質的に多
層の絶縁層や複合材料も使用しうることは当業者であれ
ば容易に理解できよう。樹脂層の形成方法としては、曲
げ加工可能な基板に塗布する方法、電気回路を形成する
金属層に塗布する方法、接着シートとして準備し曲げ加
工可能な基板と電気回路を形成する金属層となる金属箔
を貼り合わせる方法、基材と電気回路を形成する金属層
となる金属箔に両方に塗布しておき貼り合せる方法等が
ある。貼り合わせ時に、熱間圧着、冷間圧着いずれも材
料の特性に合わせて行うことができる。

【００１０】上記絶縁層の上に電気回路を設ける方法に
ついては特に一般的な方法であればよく、線幅の細い回
路であれば、電気回路層を形成する金属層に感光性の樹
脂を塗布もしくは貼り合わせ、電気回路のパターンを持
ったマスクをかけ、露光する。露光後に、不要な樹脂を
除去して、次に露出した金属層を適当なエッチング材で
除去する。感光性樹脂としては、ネガ型、ポジ型いずれ
においても特殊な制限があるわけではない。電気回路の
線幅がそれほど細くない場合には、印刷法で樹脂を回路
状に塗布する方法が適している。

【００１１】電気回路層を形成する金属層としては、
銅、アルミニウム、銀、金、白金が好ましい。電気抵抗
とエッチング特性を考慮すると銅が好ましく、また、電
気回路層自体の反射率を高くするためにはアルミニウム
が良い。金属層の厚さは、使用するＬＥＤの電力にり決
定されるが、１０〜１００μｍの範囲から選択される。

【００１２】反射層に用いる材料としては、反射率が８
０％以上のもが好ましく、さらに好ましくは８５％以
上、さらに、このましくは８８％以上である。本発明で
定義する反射率とは、積分球を用いて測定する、全線光
線反射率であり、例えば、日立製作所製分光光度型Ｕ３
４００に積分球を取りつけたもので容易に測定が可能で
ある。また、反射率としては、５５０ｎｍにおける反射
率を簡便に測定しても良いし、あるいは、ＪＩＳＲ
３１０６に記載の可視光反射率を計算するための重価係
数を用いて計算する方がより実際的な方法と言える。さ
らに、たとえばＣ光源に対する反射の色について見てみ
ても、なるべく無色であることがこのましく、ハンター
のａ、ｂで表現すれば、ａ、ｂともに絶対値が７以下で
あることが好ましく、さらに好ましくは５以下であり、
さらに好ましくは、３以下である。

【００１３】反射層に用いることができる金属を例示す
ると、アルミニウムもしくは銀が好ましい。アルミニウ
ムは安価である半面、反射率については、銀の方が優れ
る。銀は、反射率には優れるがやや高価である。アルミ
ニウムを銀メッキすることで両者の良い点を生かすこと
も可能である。反射層は、蒸着で形成してもよいし、あ
るいは、金属箔を基材に貼り合わせる方法においては、
貼り合わせた金属箔で、電気回路層を形成するための金
属層を同時に形成できるので好都合である。もちろん反
射層を別途蒸着やスパッタにより形成することを妨げる
ものではない。あるいは、高分子フィルムに金属反射層
を形成してそのフィルムを曲げ加工可能な基板に接着し
ても良い。その際、当該高分子フィルムが透明であれ
ば、金属反射層が形成された面を曲げ加工可能な基板の
向かい合わせる方向で接着できるし、もちろん、金属反
射層が向かい合わない面に形成されていても良い。当該
高分子フィルムが不透明であれば、金属反射層が形成さ
れていない当該高分子フィルム面と曲げ加工可能な基板
とが接着されていれば良い。

【００１４】また、反射層には高分子系の材料を用いる
ことも可能であり、例えば、高分子系の材料でれば、白
色顔料が含まれたポリエステルフィルムや、微細なポア
ーにより反射率を高めたポリエステルフィルム、ポリオ
レフィン系フィルムが好ましく用いられる。たとえば、
三井化学（株）製のレフスターが好適な例として挙げる
ことができる。

【００１５】本発明になる反射体に一体に形成した回路
上に発光ダイオード（ＬＥＤ）を実装することにより光
源として使用できる。ＬＥＤの特徴は以下の通り例示で
きる。すなわち、ＬＥＤは、１０万時間の寿命を持
つ。ＬＥＤは自発光であるため、カラーフィルターを
用いる方法に比べて高い色純度を得ることができる。
ＬＥＤは固体発光素子であり、可動部もなく、断線の原
因となるフィラメントが無く、また、ガラスも使用して
いないため安全性に優れる。ＬＥＤは、エネルギー効
率９０％以上である。ＬＥＤでは、冷陰極管に含まれ
ている水銀を使用していない。

【００１６】ＬＥＤとしては、赤、緑、青の発光を持つ
ものや、あるいは、いわゆる白色発光のＬＥＤでも良
い。ただし、フィードシーケンシャル用液晶ディスプレ
イの光源には、赤、緑、青の発光特性を持つものを組み
合わせて用いることが好ましい。それぞれの発光ダイオ
ードの強度に応じて、その比率を決定すれば良い。例え
ば、青の発光効率が、緑や赤の３分の１であれば、青の
ＬＥＤを他の色の３倍の密度で実装することになる。具
体的な材料としては、青系のＬＥＤとしてＧａＮ系があ
る。また、青−緑系および白系のＬＥＤとしてはＩｎＧ
ａＮ系がある。また、赤系のＬＥＤとしてはＡｌＩｎＧ
ＡＰ等があるが、必ずしもこれらの材料に限定されるも
のではなく、それぞれの色純度を得ることができるＬＥ
Ｄを用いることが肝要である。

【００１７】さらに、本発明になる光源として用いる場
合には、ＬＥＤが実装された面が凹面になるように曲げ
加工される。曲げ方については特に限定されるものでは
ないが、反射面に傷をつけないようにすることが重要で
ある。そのためには、例えば、保護フィルムを貼合した
まま曲げ加工を行ない、次に、保護フィルムを除去し
て、ＬＥＤを実装する手段がある。保護フィルムは、曲
げ加工に追従できる性能を持っているものが好ましく、
いわゆるの応力歪曲線でいうところの伸びが５０％以上
の特性を示すものがこのましく、より好ましくは１００
％以上、さらにより好ましくは１５０％以上である。ま
た、保護フィルムの厚さとしては、１０〜２００μｍが
好ましい。保護フィルムの付着力の強さは、０．０１〜
０．３ｋＮ／ｍが好ましく、さらに、好ましくは０．０
３〜０．２ｋＮ／ｍである。弱すぎると、加工時に剥離
してしまう。強すぎると実装時に剥離させる余分な力が
必要になる。

【００１８】さらに、本発明になる面光源装置では、上
記のように作製した光源を導光板の端部に装着する。使
用される導光板は、例えば、ポリメチルメタクリレート
などのアクリル系樹脂、ポリカーボネートやポリカーボ
ネート・ポリスチレン組成物からなる樹脂、エポキシ系
樹脂等、三井化学製のアペル、や、ガラスがある。ただ
し、４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長領域において透明性
を示す材料であれば、必ずしもこれらに限定はされるも
のではない。また、導光板の厚さは使用目的の導光板の
サイズや、光源の大きさなどにより適宜選択すれば良い
ことは当業者であれば容易に理解できよう。また、面内
の輝度分布をなるべくムラのないようにするために、様
々なドット印刷等を導光板表面に施すことや導光板下に
反射シートを設けることは、当業者の設計事項の範疇で
あろう。

【００１９】本発明になる液晶表示装置には上記のよう
に作製した面光源装置を用いる。面光源装置に液晶パネ
ルを装機することで液晶表示装置になるが、液晶パネル
に、偏光フィルム、拡散フィルム、プリズムシート、位
相差フィルム等を適宜設けることは、設計事項の範疇で
あることは言うまでもない。白色光源として上記光源と
して用いる場合には、いわゆる薄膜トランジスタタイプ
（ＴＦＴ）や薄膜ダイオードタイプ（ＴＦＤ）のアクテ
ィブマトリックス型のＴＮ型液晶ディスプレイに用い
る。この場合において液晶ディスプレイはカラーフィル
ターを用いたタイプとなる。さらに好ましくは、光源と
して赤、緑、青を独立に時間分割で発光させて、液晶パ
ネルのスイッチングによる残像効果を利用して中間色を
出すフィールドシーケンシャル方式ではカラーフィルタ
ーを用いる必要がなくなり好ましい。この場合には、液
晶としては応答速度が速い強誘電型が好ましく用いられ
る。

【００２０】

【実施例】次に、本発明を実施例により具体的に説明す
る。なお、本発明は以下の実施例によって限定を受ける
ものではない。

【００２１】（実施例１）厚さ０．１ｍｍのＳＵＳ３０
４を、鐘ヶ淵化学（株）製の厚さ２５μｍのポリイミド
フィルムＡＰＩＣＡＬ−ＮＰＩの両面に三井化学（株)
ポリイミドＰＩ−Ａを厚さ４μｍ形成してなる接着シー
トにて、アルミ厚さ７０μｍのアルミ箔貼り合わせた。
次に、回路層を形成するためにエッチングしたい部分を
露出させるようにレジストを印刷方で塗布して、エッチ
ング法により不要なアルミ部分を除去することにより、
回路層を得た。さらに、レジストをアルカリにより除去
することで、図１および図３に示す反射体を得た。この
場合は回路層（３０）と反射層（４０）は同一の材料
（アルミ）からなることになる。

【００２２】（実施例２）厚さ０．２ｍｍの真鍮板の回
路を形成したい部分に三井化学（株）製ポリイミド系接
着材ＰＩ−Ａを塗りその上に厚さ７０μｍの銅箔を貼り
合わせた。実施例１と同様な方法で回路（３０）を形成
した後、回路部分をマスクして、真空蒸着法により銀の
反射層（４０）を２０００ｎｍの厚さ形成した。かくし
て、図２に示す反射体を得た。

【００２３】（実施例３）図５に示す様に、図１に示す
反射体にＬＥＤを実装することにより光源を得た。

【００２４】（実施例４）図６に示す様に、図１に示す
反射体を反射面が凹面になるように曲げ加工した後に、
赤色、緑色、青色のＬＥＤを実装して、光源を得た。

【００２５】（実施例５）図７に示すように、アクリル
樹脂の導光板の端部に図６に示す光源を装着することで
面光源装置を得た。

【００２６】（実施例６）図８に示すように、強誘電型
液晶を用いた液晶パネルを図７に示す面光源装置に装機
することで、フィールドシーケンシャルタイプの液晶表
示装置を得た。

【００２７】（実施例７）厚さ０．３ｍｍのアルミ板の
回路を形成したい部分に三井化学（株）製ポリイミド系
接着材ＰＩ−Ａを塗りその上に厚さ１８μｍの銅箔を貼
り合わせた。実施例１と同様な方法で回路（３０）を形
成した。一方、厚さ５０μｍの透明ポリエステルフィル
ムに銀をスパッタリング法で１００ｎｍ厚形成して、銀
薄膜を形成した面にポリエステル系のホットメルト接着
材と塗布し、上記アルミ基板の回路が形成されていない
部分に、銀薄膜を形成したポリエステルフィルムを熱圧
着して反射体を得た。図２に示す断面において、４０が
実質的に、基板（１０）側から、ホットメル接着剤／銀
層／ポリエステルフィルム該当する。

【００２８】（実施例８）実施例７で作製した反射体に
白色ＬＥＤを実装した平面図を図３に示す。図３は簡単
のために、平面的に示されているが、実際に図５に示す
様に曲げ加工をされて用いる。

【００２９】（実施例９）実施例８で作製した光源をア
クリル樹脂の導光板の組み込み、さらに、白色のポリエ
ステルフィルムを反射シートして用い、図７に示す面光
源装置を得た。

【００３０】（実施例１０）実施例９で作製した面光光
源装置の上にＴＮ型のアクティブマトリックスタイプの
液晶パネルを固定することで液晶表示装置を得た。

【００３１】

【発明の効果】液晶ディスプレイに好適に使用できる、
反射体、光源、面光源装置ならびにこれら材料を用いた
液晶表示装置を提供できる。すなわち、曲げ加工が可能
な基板の上に回路層と反射層を一体で形成する反射体
に、発光ダイオードを実装することによる光源を得る。
その光源を用いて面光源装置として、さらに、その面光
源装置上に液晶パネルを固定することで液晶表示装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】反射体の断面図の一例

【図２】反射体の断面図の一例

【図３】反射体の平面図の一例

【図４】反射体の平面図の一例

【図５】ＬＥＤを実装した光源の断面構成の一例

【図６】ＬＥＤを実装した光源の断面構成の一例

【図７】面光源装置の断面図の一例

【図８】液晶表示装置の断面図の一例 (符号の説明) １０曲げ加工可能な基板２０絶縁層３０回路層４０反射層１００発光ダイオード１５０光源２００導光板２５０反射シート３００液晶パネル

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｇ０２Ｆ 1/13357 Ｇ０２Ｆ 1/13357 Ｈ０１Ｌ 33/00 Ｈ０１Ｌ 33/00 Ｎ // Ｆ２１Ｙ 101:02 Ｆ２１Ｙ 101:02 (72)発明者田邉勝千葉県袖ケ浦市長浦580番地32 三井化学株式会社内 (72)発明者石川浩千葉県袖ケ浦市長浦580番地32 三井化学株式会社内Ｆターム(参考） 2H042 AA26 DA02 DA04 DA10 DA17 DA19 DC02 DE04 2H091 FA07X FA07Z FA11X FA11Z FA14Z FA23Z FA41Y FA41Z FA45Y FA45Z GA01 GA07 GA13 HA07 HA12 5F041 AA05 AA47 CB22 DA19 DA33 DA36 DA82 DA83 DB07 EE23 FF11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】曲げ加工可能な基板からなる反射体であっ
て、反射面側に、絶縁層を介して電気回路が形成されて
いることを特徴とする反射体。
【請求項２】上記曲げ加工可能な基板の厚さが０．０３
〜１ｍｍの金属板である請求項１に記載の反射体。
【請求項３】上記絶縁層が高分子材料である請求項１〜
２に記載の反射体。
【請求項４】上記反射面の反射率が８０％以上である請
求項１〜３いずれかに記載の反射体。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の反射体の
電気回路に発光ダイオードが実装されている光源。
【請求項６】発光ダイオードが実装されている面が凹面
になるように曲げ加工された請求項５に記載の光源。
【請求項７】請求項６に記載の光源を用いた液晶表示装
置用面光源装置。
【請求項８】請求項７に記載の面光源装置を備えた液晶
表示装置。
【請求項９】カラーフィルターを有さない請求項８に記
載のカラー液晶表示装置。