JP2004094023A - 半透過型反射板、及びこれを用いた半透過型偏光板、並びにこれを用いた液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ギラツキの無い滑らかで明るい反射特性を有すると共に、光を反射する際及び透過する際の双方で白色度に優れる画面表示を提供し得る半透過型反射板を提供する。
【解決手段】本発明に係る半透過型反射板5は、光を反射し且つ透過する白色性基材1と、白色性基材1に対向配置され、光を反射し且つ透過する半透過型反射層2とを少なくとも備える。半透過型反射層2は、平均粒径が1〜35μmのパール顔料と、光透過性の無着色球状粒子とを含有することを特徴とする。
【選択図】 図1
【解決手段】本発明に係る半透過型反射板5は、光を反射し且つ透過する白色性基材1と、白色性基材1に対向配置され、光を反射し且つ透過する半透過型反射層2とを少なくとも備える。半透過型反射層2は、平均粒径が1〜35μmのパール顔料と、光透過性の無着色球状粒子とを含有することを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ギラツキの無い滑らかで明るい反射特性を有すると共に、光を反射する際及び透過する際の双方で白色度に優れる画面表示を提供し得る半透過型反射板、及びこれを用いた半透過型偏光板、並びにこれを用いた反射型/透過型両用の液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、液晶セルと、当該液晶セルに向かって光を出射するバックライトとを備えた液晶表示装置であって、前記液晶セルと前記バックライトとの間に、偏光板を介してパール顔料を含有する半透過型反射板を配置した反射型/透過型両用の液晶表示装置が知られている。斯かる液晶表示装置は、太陽光等の下ではバックライトを消灯した反射モードで、夜間や暗室等ではバックライトを点灯した透過モードで、それぞれ表示画面(液晶セルの内容)を視認することができ、計器類、時計、携帯電話、携帯情報端末機等の表示装置として種々適用されている。
【0003】
しかしながら、従来の反射型/透過型両用の液晶表示装置は、反射モード、つまり、太陽光等の光を半透過型反射板で反射させて表示画面を視認する場合、表示画面にギラツキが生じたり、黄色等に着色したり、暗くなる等、視認性が良くないという問題があった。また、透過モード、つまり、バックライトから出射した光を半透過型反射板で透過させて表示画面を視認する場合にも、表示画面が黄色等に着色するという問題があった。斯かる黄色等の着色化は、表示画面における表示内容と画面ベースとのコントラストの低下を招くものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、斯かる従来技術の問題を解決するべくなされたものであり、ギラツキの無い滑らかで明るい反射特性を有すると共に、光を反射する際及び透過する際の双方で白色度に優れる画面表示を提供し得る半透過型反射板、及びこれを用いた半透過型偏光板、並びにこれを用いた反射型/透過型両用の液晶表示装置を提供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
斯かる課題を解決するべく、本発明は、請求請1に記載の如く、光を反射し且つ透過する白色性基材と、前記白色性基材に対向配置され、光を反射し且つ透過する半透過型反射層とを少なくとも備え、前記半透過型反射層は、平均粒径が1〜35μmのパール顔料と、光透過性の無着色球状粒子とを含有することを特徴とする半透過型反射板を提供するものである。
【0006】
請求項1に係る発明によれば、半透過型反射層が含有するパール顔料によって反射性及び透過性を具備すると共に、光を反射する際に前記パール顔料によって生じ得るギラツキが、光透過性の無着色球状粒子による光拡散性によって緩和されるため、半透過型反射層全体としてギラツキの無い滑らかで明るい反射透過特性を得ることが可能である。また、白色性基材を光が透過又は反射するため、白色度に優れ、ひいては良コントラストの画面表示を提供することが可能である。
【0007】
好ましくは、請求項2に記載の如く、前記白色性基材は、反射に基づく白色度が75以上であり、透過率が15%以上とされる。
【0008】
好ましくは、請求項3に記載の如く、前記パール顔料の平均粒径は、5〜30μmとされる。
【0009】
好ましくは、請求項4に記載の如く、前記無着色球状粒子の平均粒径は、0.5〜40μmとされる。
【0010】
また、本発明は、請求項5に記載の如く、請求項1から4のいずれかに記載の半透過型反射板と、前記半透過型反射板に対向配置された偏光板とを備えることを特徴とする半透過型偏光板としても提供される。
【0011】
さらに、本発明は、請求項6に記載の如く、液晶セルと、前記液晶セルに向かって光を出射するバックライトと、前記液晶セルと前記バックライトとの間に配置された請求項5に記載の半透過型偏光板とを備えることを特徴とする液晶表示装置としても提供される。
【0012】
請求項6に係る発明によれば、液晶セルとバックライトとの間に、前記半透過型反射板を備える半透過型偏光板が配置されているため、反射モード及び透過モードの双方で、ギラツキ等が無く、コントラストの良い、視認性に優れた反射型/透過型両用の液晶表示装置が提供される。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。
【0014】
図1は、本発明の一実施形態に係る半透過型反射板の概略構成を示す縦断面図である。図1に示すように、本実施形態に係る半透過型反射板5は、光を反射し且つ透過する白色性基材1と、白色性基材1に積層され、パール顔料及び光透過性の無着色球状粒子を含有し、光を反射し且つ透過する半透過型反射層2とを備えている。本実施形態に係る半透過型反射板5は、白色性基材1上に半透過型反射層2を塗布形成して両者を密着させている。
【0015】
白色性基材1としては、パール顔料及び光透過性の無着色球状粒子を含有する半透過型反射層2に起因した黄色等の着色化を防止し、白色の画面ベースを形成すること等を目的として、前述したように、光を反射し且つ透過して白色を呈するものが使用される。
【0016】
色相を改良し、前記目的に適合する白色化を行う上で、白色性基材1としては、反射に基づく白色度が75以上であり(好ましくは80以上)、透過率が15%以上(好ましくは20%以上)のものを使用するのが好ましい。ここで、前記反射に基づく白色度(W)は、d/8法による反射光の測定に基づき、以下の式(1)によって定義されるものである。
W(L,a,b)=100−{(100−L)2+a2+b2}1/2・・・(1)
ここで、Lは明度指数を、a、bは知覚色度指数をそれぞれ示す。
【0017】
白色性基材1は、前述したように、半透過型で白色を呈するものである限りにおいて、種々の形態を採用可能である。例えば、光学的に透明なポリマーに有機系や無機系の光拡散性物質を配合してフィルムやシートに成形したもの、発泡構造に基づいて光が拡散反射し且つ透過するもの、或いは、紙や不織布のように繊維間に多数の微細な空隙を有して光が拡散反射し且つ透過するもの等を白色性基材1の例として挙げることができる。なお、このような白色性基材1の厚みは、1mm以下、好ましくは、5〜500μm、さらに好ましくは10〜300μmとされるのが一般的であるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0018】
前記ポリマーとしては、光学的に透明なものである限りにおいて、特に限定はされないが、透明性、機械的強度、熱安定性、耐湿熱性、水分遮蔽性、耐光性などに優れるポリマーを使用するのが好ましい。斯かるポリマーの例としては、ポリエステル系樹脂、アセテート系樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリスチレン系樹脂、酢酸ビニル系樹脂の他、フェノール系、メラミン系、アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型の樹脂や、紫外線硬化型の樹脂などを挙げることができる。
【0019】
また、前記光拡散性物質としては、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン等からなる金属酸化物系粒子、金属粒子、その他の無機系微粒子の他、架橋又は未架橋のポリマー等からなる有機系微粒子などが用いられる。なお、微粒子の平均粒径は、0.5〜5μm程度が好ましいが、これに限定されるものではない。
【0020】
半透過型反射層2は、パール顔料及び光透過性の無着色球状粒子を含有するポリマーの塗布層やシート等からなり、光を反射し且つ透過するポリマー層や粘着層として形成される。
【0021】
半透過型反射層2が含有するパール顔料としては、薄板(鱗片)状雲母粒子を二酸化チタンで被覆したものなどが用いられ、反射光及び透過光ができるだけ白色光に近くなるものが好ましい。また、パール顔料としては、パール光沢によるギラツキの生じ難い滑らかな外観を達成する観点より、その平均粒径が1〜35μm、好ましくは、5〜30μmとされる。なお、パール顔料には、ポリマーとの親和性、分散性、安定性等の向上を目的として適宜表面処理を施すことが可能である。
【0022】
半透過型反射層2が含有する光透過性の無着色球状粒子としては、無色透明の粒子である限りにおいて、種々のものを使用可能である。例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン等の導電性を有する無機系粒子や、架橋又は未架橋の各種ポリマー等からなる有機系粒子などを、前記無着色球状粒子の例として挙げることができる。なお、これらは、1種のみを使用することも可能であるし、2種以上を混合して使用することも可能である。
【0023】
前記無着色球状粒子は、適切な光拡散性と接着性を制御する観点より、その平均粒径が0.5〜40μm、好ましくは、1〜9μm、さらに好ましくは、2〜8μmとされる。また、前記無着色粒子の屈折率をn1、半透過型反射層2を形成するポリマーの屈折率をn2としたとき、0.01<|n1−n2|<0.1、好ましくは、0.01<|n1−n2|<0.09、さらに好ましくは、−0.08<n1−n2<−0.01を満足する組合せとするのが好ましい。
【0024】
半透過型反射層2を形成するポリマー層のポリマーとしては、白色性基材1について例示したようなポリマーを適用することが可能である。また、前記ポリマー層として粘着層を適用する場合、当該粘着層を形成する粘着性物質として、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリビニルアルキルエーテル系粘着剤、ポリビニルアルコール系粘着剤、ポリビニルピロリドン系粘着剤、ポリアクリルアミド系粘着剤、セルロース系粘着剤などを適用可能である。
【0025】
また、半透過型反射層2におけるパール顔料の含有量は、反射性と透過性のバランス等の観点から適宜決定すれば良いが、一般的には、5〜60重量%、好ましくは、10〜50重量%とされる。
【0026】
また、半透過型反射層2における無着色球状粒子の含有量は、一般的には、1〜50重量%、好ましくは、3〜30重量%とされる。ただし、パール顔料と光透過性の無着色粒子とを合わせた含有量は、65重量%以下、好ましくは、55重量%以下とされる。
【0027】
以上のように、本実施形態に係る半透過型反射板5は、半透過型反射層2が、パール顔料と、光透過性の無着色球状粒子とを含有するため、パール顔料によって反射性及び透過性を具備すると共に、光を反射する際に前記パール顔料によって生じ得るギラツキが、光透過性の無着色球状粒子による光拡散性によって緩和され、半透過型反射層2全体としてギラツキの無い滑らかで明るい反射特性を得ることが可能である。
【0028】
なお、本発明に係る半透過型反射板としては、図1を参照して説明したように、白色性基材1と半透過型反射層2とからなる2層構造物の他、図2や図3に示すように、白色性基材1と半透過型反射層2の間に、透明基材4等を備えた3層以上の構造物としても良い。つまり、半透過型反射層2が白色性基材1に対向配置されている限りにおいて、種々の態様に形成することが可能である。また、白色性基材1や半透過型反射層2等は、塗布方式や接着方式等の適宜な方式で一体化しても良いし、図3に示すように、互いに分離可能な状態で配置することも可能である。
【0029】
なお、図2に示す半透過型反射板5aは、透明基材4の一方の面に半透過型反射層2を塗布形成し、透明基材4の他方の面に接着層3を介して白色性基材1を接着して形成したものである。また、図3に示す半透過型反射板5bは、半透過型反射層2を付設した透明基材4の背面に、白色性基材1を分離可能に配置して形成したものである。
【0030】
次に、本実施形態に係る半透過型反射板5を用いた半透過型偏光板の一実施形態について説明する。
【0031】
図4は、前述した半透過型反射板5を用いた半透過型偏光板の概略構成例を示す縦断面図である。図4に示すように、本実施形態に係る半透過型偏光板20は、半透過型反射板5と、半透過型反射板5の片面に配置された偏光板6とを備えている。なお、半透過型偏光板20を形成する半透過型反射板5や偏光板6等の各層は、接着層等を介して一体化しても良いし、半透過型反射層2が粘着性を有する場合には直接一体化することも可能である。また、互いに分離可能な状態で配置することも可能である。
【0032】
従って、半透過型偏光板20を液晶表示装置に適用する場合には、当該液晶表示装置の製造過程で順次積層する方式等によっても、半透過型偏光板20を形成することができる。一般的には、品質の安定性や、液晶表示装置の製造効率等の観点から、予め密着処理した状態で形成するのが好ましい。図4に示す半透過型偏光板20は、接着層31を介して半透過型反射板5と偏光板6とが接着一体化されている。
【0033】
偏光板6は、偏光板としての機能を奏する限りにおいて、特に限定されるものではなく、例えば、偏光ガラスや偏光フィルムの他、それらの片面又は両面に透明保護層を形成したもの等、種々の形態のものを用いることができる。前記偏光フィルムの例としては、例えば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルムのような親水性高分子フィルムにヨウ素及び/又は二色性染料を吸着させて延伸したものの他、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物のようなポリエン配向フィルム等を挙げることができる。偏光フィルムの厚みは、一般的には、5〜80μmとされるが、何らこれに限定されるものではない。
【0034】
図4に示す偏光板6は、偏光フィルム62に透明保護層61が形成されている。透明保護層61は、ポリマーの塗布層や、フィルムの接着層等として適宜形成することが可能であるが、品質の安定性等の観点から、フィルムを接着する方式で形成するのが好ましい。透明保護層61の厚みは、特に限定されないが、一般的には1mm以下、好ましくは、10〜500μm、より好ましくは、20〜100μmとされる。また、透明保護層61を形成するポリマーについても、特に限定されるものではないが、一般的には、白色性基材1について例示したようなポリマー等が用いられる。
【0035】
接着層31は、例えば、半透過型反射層2の粘着層を形成する粘着剤等、種々の接着剤を用いて形成することができる。また、接着層31には、必要に応じて、ガラス繊維、ガラスビーズ、金属粉、その他の無機粉末等からなる充填剤や酸化防止剤等の添加剤を配合しても良い。また、微粒子を含有させて光拡散性を有する接着層31とすることも可能である。
【0036】
なお、半透過型偏光板20や半透過型反射板5を形成する各層には、例えば、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノール系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等の紫外線吸収剤を配合して紫外線吸収能をもたせることもできる。
【0037】
また、半透過型偏光板20の片面(両面でも良い)には、図4に示すように、液晶セル等に固着するための粘着層等からなる接着層7を形成することも可能である。特に、接着層7が粘着層の場合には、実用に供するまでの間、その表面をセパレータ等の保護層8で保護しておくのが好ましい。なお、接着層7及び保護層8は、半透過型反射板5を単独で取り扱う場合にも、必要に応じて、その片面又は両面に形成することが可能である。
【0038】
以上に説明した半透過型偏光板20は、反射型/透過型両用の液晶表示装置に好適に用いることができる。特に、携帯電話のように屋外で使用される機器の液晶表示装置や、蓄電池を動力源とする携帯用の液晶表示装置を形成するのに好適である。
【0039】
図5は、半透過型偏光板20を用いた液晶表示装置の概略構成例を示す縦断面図である。図5に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置30は、液晶セル9と、液晶セル9に向かって光を出射するバックライト10と、液晶セル9とバックライト10との間に配置された半透過型偏光板20とを備えている。より具体的には、半透過型偏光板20を形成する偏光板6が、半透過型反射板5と液晶セル9との間に位置するように配置されている。
【0040】
本実施形態に係る液晶表示装置30は、例えば、薄膜トランジスタ型等のアクティブマトリクス駆動式のもの、ツイストネマチック型やスーパーツイストネマチック型等の単純マトリクス駆動式のものなど、任意のタイプの液晶セル9に対して、半透過型偏光板20を適用可能であり、これにより、種々の反射型/透過型両用の液晶表示装置30とすることができる。また、バックライト10は、光源として、3波長冷陰極管の他、発光ダイオード、エレクトロルミネッセンス素子等、種々の光源を適用可能であり、その配置も、図5に示すいわゆる直下型に限らず、光源を側方に配置し、導光体を介して面状に出射するように構成したいわゆるサイドライト型とすることも可能である。
【0041】
以下、実施例及び比較例を示すことにより、本発明の特徴をより一層明らかにする。
【0042】
(実施例1)
厚み38μmの白色ポリエステルフィルム(ダイアホイル社製、W900)からなる反射白色度82.5、全光線透過率28.5%の白色性基材の片面に、粒径5〜30μmのパール顔料(日本光研工業社製、パールグレイズMF−100)を35重量%と、平均粒径が4μmの光透過性無着色球状粒子を10重量%含有する厚み25μmのアクリル系粘着層を付設して半透過型反射板を形成した。さらに、前記アクリル系粘着層の上に偏光板(日東電工社製)を接着して、半透過型偏光板を形成した。
【0043】
なお、偏光板は、厚み30μmのヨウ素・ポリビニルアルコール系偏光フィルムの両面に、ポリビニルアルコール系接着剤を介して厚み80μmのトリアセチルセルロースフィルムを接着したものからなり、半透過型偏光板の表面にはセパレータでカバーしたアクリル系粘着層を付設した。また反射白色度は、カラーテスター(スガ試験機社製、SC−3)で反射特性を測定することにより算出し、全光線透過率は、ヘーズコンピュータHGM−2DP(スガ試験機社製)により測定した。
【0044】
(実施例2)
反射白色度19.0、全光線透過率88.5%、厚み50μmのポリエステルフィルム(東レ社製、T−60)の一方の面に、パール顔料と光透過性無着色球状粒子を含有するアクリル系粘着層を付設し、前記ポリエステルフィルムの他方の面に、アクリル系粘着層を介して白色ポリエステルフィルムからなる白色性基材を接着し、半透過型反射板を形成した。当該半透過型反射板を用いた他は、実施例1に準じて(パール顔料の粒径や含有率、光透過性無着色球状粒子の粒径や含有率は実施例1と同じ)、半透過型偏光板を形成した。
【0045】
(実施例3)
白色ポリエステルフィルムからなる白色性基材をアクリル系粘着層を介さずに単に配置してなる半透過型反射板を用いた他は、実施例2に準じて、半透過型偏光板を得た。
【0046】
(比較例1)
ポリエステルフィルム(東レ社製、T−60)の片面に、パール顔料含有(光透過性無着色球状粒子は含有しない)のアクリル系粘着層(厚み30μm)を付設して半透過型反射板を形成した(当該半透過型反射板には白色性基材は存在しないことになる)。当該半透過型反射板を用いた他は、実施例1に準じて(パール顔料の粒径や含有率は実施例1と同じ)、半透過型偏光板を形成した。
【0047】
(比較例2)
反射白色度46.0、全光線透過率78.0、厚み50μmの、マット処理を施したポリエステルフィルム(東レ社製、X−44)の片面に、パール顔料含有(光透過性無着色球状粒子は含有しない)のアクリル系粘着層(厚み30μm)を付設して半透過型反射板を形成した。当該半透過型反射板を用いた他は、実施例1に準じて、半透過型偏光板を形成した。
【0048】
(比較例3)
パール顔料として、粒径が10〜60μm(但し、平均粒径は35μmより大きい)のもの(日本光研工業社製、パールグレイズME−100)を用いた他は、実施例1に準じて、半透過型偏光板を形成した。
【0049】
(評価)
実施例1〜3、及び、比較例1〜3で形成した半透過型偏光板を、液晶セルとバックライトとの間に配置して、反射型/透過型両用の液晶表示装置を形成し、室内における反射モード及び透過モードでの視認性をそれぞれ目視観察した。観察した結果を表1に示す。
【0050】
【表1】
【0051】
表1に示すように、実施例1〜3の液晶表示装置では、ギラツキの無い滑らかで明るい反射特性を有すると共に、反射モード及び透過モードの双方で白色度に優れる画面表示が提供されることが分かった。
【0052】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明に係る半透過型反射板によれば、半透過型反射層が含有するパール顔料によって反射性及び透過性を具備すると共に、光を反射する際に前記パール顔料によって生じ得るギラツキが、光透過性の無着色球状粒子による光拡散性によって緩和されるため、半透過型反射層全体としてギラツキの無い滑らかで明るい反射特性を得ることが可能である。また、白色性基材を光が透過又は反射するため、白色度に優れ、ひいては良コントラストの画面表示を提供することが可能である。
【0053】
さらに、前記半透過型反射板と偏光板とを組合せた半透過型偏光板を用いれば、反射モード及び透過モードの双方で、良好な白色の画面ベースに起因したコントラストの良い、視認性に優れた反射型/透過型両用の液晶表示装置を提供することができる。斯かる液晶表示装置は、良好な反射特性を示し、室内照明等の明るさの外光を利用して反射モードによる視認が可能である一方、透過モードによる視認の必要割合が少なくて済むため、消費電力を低減でき、ひいては蓄電池の長寿命化等を図ることも可能である。また、表示画面での反射光のギラツキ(ハレーション)による視認不良の発生を抑制することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の一実施形態に係る半透過型反射板の概略構成を示す縦断面図である。
【図2】図2は、本発明の他の実施形態に係る半透過型反射板の概略構成を示す縦断面図である。
【図3】図3は、本発明の更に他の実施形態に係る半透過型反射板の概略構成を示す縦断面図である。
【図4】図4は、図1に示す半透過型反射板を用いた半透過型偏光板の概略構成例を示す縦断面図である。
【図5】図5は、図4に示す半透過型偏光板を用いた液晶表示装置の概略構成例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1…白色性基材 2…半透過型反射層 3…接着層 4…透明基材
5,5a,5b…半透過型反射板 6…偏光板 7…接着層 8…保護層
9…液晶セル 10…バックライト 20…半透過型偏光板
30…液晶表示装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、ギラツキの無い滑らかで明るい反射特性を有すると共に、光を反射する際及び透過する際の双方で白色度に優れる画面表示を提供し得る半透過型反射板、及びこれを用いた半透過型偏光板、並びにこれを用いた反射型/透過型両用の液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、液晶セルと、当該液晶セルに向かって光を出射するバックライトとを備えた液晶表示装置であって、前記液晶セルと前記バックライトとの間に、偏光板を介してパール顔料を含有する半透過型反射板を配置した反射型/透過型両用の液晶表示装置が知られている。斯かる液晶表示装置は、太陽光等の下ではバックライトを消灯した反射モードで、夜間や暗室等ではバックライトを点灯した透過モードで、それぞれ表示画面(液晶セルの内容)を視認することができ、計器類、時計、携帯電話、携帯情報端末機等の表示装置として種々適用されている。
【0003】
しかしながら、従来の反射型/透過型両用の液晶表示装置は、反射モード、つまり、太陽光等の光を半透過型反射板で反射させて表示画面を視認する場合、表示画面にギラツキが生じたり、黄色等に着色したり、暗くなる等、視認性が良くないという問題があった。また、透過モード、つまり、バックライトから出射した光を半透過型反射板で透過させて表示画面を視認する場合にも、表示画面が黄色等に着色するという問題があった。斯かる黄色等の着色化は、表示画面における表示内容と画面ベースとのコントラストの低下を招くものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、斯かる従来技術の問題を解決するべくなされたものであり、ギラツキの無い滑らかで明るい反射特性を有すると共に、光を反射する際及び透過する際の双方で白色度に優れる画面表示を提供し得る半透過型反射板、及びこれを用いた半透過型偏光板、並びにこれを用いた反射型/透過型両用の液晶表示装置を提供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
斯かる課題を解決するべく、本発明は、請求請1に記載の如く、光を反射し且つ透過する白色性基材と、前記白色性基材に対向配置され、光を反射し且つ透過する半透過型反射層とを少なくとも備え、前記半透過型反射層は、平均粒径が1〜35μmのパール顔料と、光透過性の無着色球状粒子とを含有することを特徴とする半透過型反射板を提供するものである。
【0006】
請求項1に係る発明によれば、半透過型反射層が含有するパール顔料によって反射性及び透過性を具備すると共に、光を反射する際に前記パール顔料によって生じ得るギラツキが、光透過性の無着色球状粒子による光拡散性によって緩和されるため、半透過型反射層全体としてギラツキの無い滑らかで明るい反射透過特性を得ることが可能である。また、白色性基材を光が透過又は反射するため、白色度に優れ、ひいては良コントラストの画面表示を提供することが可能である。
【0007】
好ましくは、請求項2に記載の如く、前記白色性基材は、反射に基づく白色度が75以上であり、透過率が15%以上とされる。
【0008】
好ましくは、請求項3に記載の如く、前記パール顔料の平均粒径は、5〜30μmとされる。
【0009】
好ましくは、請求項4に記載の如く、前記無着色球状粒子の平均粒径は、0.5〜40μmとされる。
【0010】
また、本発明は、請求項5に記載の如く、請求項1から4のいずれかに記載の半透過型反射板と、前記半透過型反射板に対向配置された偏光板とを備えることを特徴とする半透過型偏光板としても提供される。
【0011】
さらに、本発明は、請求項6に記載の如く、液晶セルと、前記液晶セルに向かって光を出射するバックライトと、前記液晶セルと前記バックライトとの間に配置された請求項5に記載の半透過型偏光板とを備えることを特徴とする液晶表示装置としても提供される。
【0012】
請求項6に係る発明によれば、液晶セルとバックライトとの間に、前記半透過型反射板を備える半透過型偏光板が配置されているため、反射モード及び透過モードの双方で、ギラツキ等が無く、コントラストの良い、視認性に優れた反射型/透過型両用の液晶表示装置が提供される。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。
【0014】
図1は、本発明の一実施形態に係る半透過型反射板の概略構成を示す縦断面図である。図1に示すように、本実施形態に係る半透過型反射板5は、光を反射し且つ透過する白色性基材1と、白色性基材1に積層され、パール顔料及び光透過性の無着色球状粒子を含有し、光を反射し且つ透過する半透過型反射層2とを備えている。本実施形態に係る半透過型反射板5は、白色性基材1上に半透過型反射層2を塗布形成して両者を密着させている。
【0015】
白色性基材1としては、パール顔料及び光透過性の無着色球状粒子を含有する半透過型反射層2に起因した黄色等の着色化を防止し、白色の画面ベースを形成すること等を目的として、前述したように、光を反射し且つ透過して白色を呈するものが使用される。
【0016】
色相を改良し、前記目的に適合する白色化を行う上で、白色性基材1としては、反射に基づく白色度が75以上であり(好ましくは80以上)、透過率が15%以上(好ましくは20%以上)のものを使用するのが好ましい。ここで、前記反射に基づく白色度(W)は、d/8法による反射光の測定に基づき、以下の式(1)によって定義されるものである。
W(L,a,b)=100−{(100−L)2+a2+b2}1/2・・・(1)
ここで、Lは明度指数を、a、bは知覚色度指数をそれぞれ示す。
【0017】
白色性基材1は、前述したように、半透過型で白色を呈するものである限りにおいて、種々の形態を採用可能である。例えば、光学的に透明なポリマーに有機系や無機系の光拡散性物質を配合してフィルムやシートに成形したもの、発泡構造に基づいて光が拡散反射し且つ透過するもの、或いは、紙や不織布のように繊維間に多数の微細な空隙を有して光が拡散反射し且つ透過するもの等を白色性基材1の例として挙げることができる。なお、このような白色性基材1の厚みは、1mm以下、好ましくは、5〜500μm、さらに好ましくは10〜300μmとされるのが一般的であるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0018】
前記ポリマーとしては、光学的に透明なものである限りにおいて、特に限定はされないが、透明性、機械的強度、熱安定性、耐湿熱性、水分遮蔽性、耐光性などに優れるポリマーを使用するのが好ましい。斯かるポリマーの例としては、ポリエステル系樹脂、アセテート系樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリスチレン系樹脂、酢酸ビニル系樹脂の他、フェノール系、メラミン系、アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型の樹脂や、紫外線硬化型の樹脂などを挙げることができる。
【0019】
また、前記光拡散性物質としては、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン等からなる金属酸化物系粒子、金属粒子、その他の無機系微粒子の他、架橋又は未架橋のポリマー等からなる有機系微粒子などが用いられる。なお、微粒子の平均粒径は、0.5〜5μm程度が好ましいが、これに限定されるものではない。
【0020】
半透過型反射層2は、パール顔料及び光透過性の無着色球状粒子を含有するポリマーの塗布層やシート等からなり、光を反射し且つ透過するポリマー層や粘着層として形成される。
【0021】
半透過型反射層2が含有するパール顔料としては、薄板(鱗片)状雲母粒子を二酸化チタンで被覆したものなどが用いられ、反射光及び透過光ができるだけ白色光に近くなるものが好ましい。また、パール顔料としては、パール光沢によるギラツキの生じ難い滑らかな外観を達成する観点より、その平均粒径が1〜35μm、好ましくは、5〜30μmとされる。なお、パール顔料には、ポリマーとの親和性、分散性、安定性等の向上を目的として適宜表面処理を施すことが可能である。
【0022】
半透過型反射層2が含有する光透過性の無着色球状粒子としては、無色透明の粒子である限りにおいて、種々のものを使用可能である。例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン等の導電性を有する無機系粒子や、架橋又は未架橋の各種ポリマー等からなる有機系粒子などを、前記無着色球状粒子の例として挙げることができる。なお、これらは、1種のみを使用することも可能であるし、2種以上を混合して使用することも可能である。
【0023】
前記無着色球状粒子は、適切な光拡散性と接着性を制御する観点より、その平均粒径が0.5〜40μm、好ましくは、1〜9μm、さらに好ましくは、2〜8μmとされる。また、前記無着色粒子の屈折率をn1、半透過型反射層2を形成するポリマーの屈折率をn2としたとき、0.01<|n1−n2|<0.1、好ましくは、0.01<|n1−n2|<0.09、さらに好ましくは、−0.08<n1−n2<−0.01を満足する組合せとするのが好ましい。
【0024】
半透過型反射層2を形成するポリマー層のポリマーとしては、白色性基材1について例示したようなポリマーを適用することが可能である。また、前記ポリマー層として粘着層を適用する場合、当該粘着層を形成する粘着性物質として、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリビニルアルキルエーテル系粘着剤、ポリビニルアルコール系粘着剤、ポリビニルピロリドン系粘着剤、ポリアクリルアミド系粘着剤、セルロース系粘着剤などを適用可能である。
【0025】
また、半透過型反射層2におけるパール顔料の含有量は、反射性と透過性のバランス等の観点から適宜決定すれば良いが、一般的には、5〜60重量%、好ましくは、10〜50重量%とされる。
【0026】
また、半透過型反射層2における無着色球状粒子の含有量は、一般的には、1〜50重量%、好ましくは、3〜30重量%とされる。ただし、パール顔料と光透過性の無着色粒子とを合わせた含有量は、65重量%以下、好ましくは、55重量%以下とされる。
【0027】
以上のように、本実施形態に係る半透過型反射板5は、半透過型反射層2が、パール顔料と、光透過性の無着色球状粒子とを含有するため、パール顔料によって反射性及び透過性を具備すると共に、光を反射する際に前記パール顔料によって生じ得るギラツキが、光透過性の無着色球状粒子による光拡散性によって緩和され、半透過型反射層2全体としてギラツキの無い滑らかで明るい反射特性を得ることが可能である。
【0028】
なお、本発明に係る半透過型反射板としては、図1を参照して説明したように、白色性基材1と半透過型反射層2とからなる2層構造物の他、図2や図3に示すように、白色性基材1と半透過型反射層2の間に、透明基材4等を備えた3層以上の構造物としても良い。つまり、半透過型反射層2が白色性基材1に対向配置されている限りにおいて、種々の態様に形成することが可能である。また、白色性基材1や半透過型反射層2等は、塗布方式や接着方式等の適宜な方式で一体化しても良いし、図3に示すように、互いに分離可能な状態で配置することも可能である。
【0029】
なお、図2に示す半透過型反射板5aは、透明基材4の一方の面に半透過型反射層2を塗布形成し、透明基材4の他方の面に接着層3を介して白色性基材1を接着して形成したものである。また、図3に示す半透過型反射板5bは、半透過型反射層2を付設した透明基材4の背面に、白色性基材1を分離可能に配置して形成したものである。
【0030】
次に、本実施形態に係る半透過型反射板5を用いた半透過型偏光板の一実施形態について説明する。
【0031】
図4は、前述した半透過型反射板5を用いた半透過型偏光板の概略構成例を示す縦断面図である。図4に示すように、本実施形態に係る半透過型偏光板20は、半透過型反射板5と、半透過型反射板5の片面に配置された偏光板6とを備えている。なお、半透過型偏光板20を形成する半透過型反射板5や偏光板6等の各層は、接着層等を介して一体化しても良いし、半透過型反射層2が粘着性を有する場合には直接一体化することも可能である。また、互いに分離可能な状態で配置することも可能である。
【0032】
従って、半透過型偏光板20を液晶表示装置に適用する場合には、当該液晶表示装置の製造過程で順次積層する方式等によっても、半透過型偏光板20を形成することができる。一般的には、品質の安定性や、液晶表示装置の製造効率等の観点から、予め密着処理した状態で形成するのが好ましい。図4に示す半透過型偏光板20は、接着層31を介して半透過型反射板5と偏光板6とが接着一体化されている。
【0033】
偏光板6は、偏光板としての機能を奏する限りにおいて、特に限定されるものではなく、例えば、偏光ガラスや偏光フィルムの他、それらの片面又は両面に透明保護層を形成したもの等、種々の形態のものを用いることができる。前記偏光フィルムの例としては、例えば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルムのような親水性高分子フィルムにヨウ素及び/又は二色性染料を吸着させて延伸したものの他、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物のようなポリエン配向フィルム等を挙げることができる。偏光フィルムの厚みは、一般的には、5〜80μmとされるが、何らこれに限定されるものではない。
【0034】
図4に示す偏光板6は、偏光フィルム62に透明保護層61が形成されている。透明保護層61は、ポリマーの塗布層や、フィルムの接着層等として適宜形成することが可能であるが、品質の安定性等の観点から、フィルムを接着する方式で形成するのが好ましい。透明保護層61の厚みは、特に限定されないが、一般的には1mm以下、好ましくは、10〜500μm、より好ましくは、20〜100μmとされる。また、透明保護層61を形成するポリマーについても、特に限定されるものではないが、一般的には、白色性基材1について例示したようなポリマー等が用いられる。
【0035】
接着層31は、例えば、半透過型反射層2の粘着層を形成する粘着剤等、種々の接着剤を用いて形成することができる。また、接着層31には、必要に応じて、ガラス繊維、ガラスビーズ、金属粉、その他の無機粉末等からなる充填剤や酸化防止剤等の添加剤を配合しても良い。また、微粒子を含有させて光拡散性を有する接着層31とすることも可能である。
【0036】
なお、半透過型偏光板20や半透過型反射板5を形成する各層には、例えば、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノール系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等の紫外線吸収剤を配合して紫外線吸収能をもたせることもできる。
【0037】
また、半透過型偏光板20の片面(両面でも良い)には、図4に示すように、液晶セル等に固着するための粘着層等からなる接着層7を形成することも可能である。特に、接着層7が粘着層の場合には、実用に供するまでの間、その表面をセパレータ等の保護層8で保護しておくのが好ましい。なお、接着層7及び保護層8は、半透過型反射板5を単独で取り扱う場合にも、必要に応じて、その片面又は両面に形成することが可能である。
【0038】
以上に説明した半透過型偏光板20は、反射型/透過型両用の液晶表示装置に好適に用いることができる。特に、携帯電話のように屋外で使用される機器の液晶表示装置や、蓄電池を動力源とする携帯用の液晶表示装置を形成するのに好適である。
【0039】
図5は、半透過型偏光板20を用いた液晶表示装置の概略構成例を示す縦断面図である。図5に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置30は、液晶セル9と、液晶セル9に向かって光を出射するバックライト10と、液晶セル9とバックライト10との間に配置された半透過型偏光板20とを備えている。より具体的には、半透過型偏光板20を形成する偏光板6が、半透過型反射板5と液晶セル9との間に位置するように配置されている。
【0040】
本実施形態に係る液晶表示装置30は、例えば、薄膜トランジスタ型等のアクティブマトリクス駆動式のもの、ツイストネマチック型やスーパーツイストネマチック型等の単純マトリクス駆動式のものなど、任意のタイプの液晶セル9に対して、半透過型偏光板20を適用可能であり、これにより、種々の反射型/透過型両用の液晶表示装置30とすることができる。また、バックライト10は、光源として、3波長冷陰極管の他、発光ダイオード、エレクトロルミネッセンス素子等、種々の光源を適用可能であり、その配置も、図5に示すいわゆる直下型に限らず、光源を側方に配置し、導光体を介して面状に出射するように構成したいわゆるサイドライト型とすることも可能である。
【0041】
以下、実施例及び比較例を示すことにより、本発明の特徴をより一層明らかにする。
【0042】
(実施例1)
厚み38μmの白色ポリエステルフィルム(ダイアホイル社製、W900)からなる反射白色度82.5、全光線透過率28.5%の白色性基材の片面に、粒径5〜30μmのパール顔料(日本光研工業社製、パールグレイズMF−100)を35重量%と、平均粒径が4μmの光透過性無着色球状粒子を10重量%含有する厚み25μmのアクリル系粘着層を付設して半透過型反射板を形成した。さらに、前記アクリル系粘着層の上に偏光板(日東電工社製)を接着して、半透過型偏光板を形成した。
【0043】
なお、偏光板は、厚み30μmのヨウ素・ポリビニルアルコール系偏光フィルムの両面に、ポリビニルアルコール系接着剤を介して厚み80μmのトリアセチルセルロースフィルムを接着したものからなり、半透過型偏光板の表面にはセパレータでカバーしたアクリル系粘着層を付設した。また反射白色度は、カラーテスター(スガ試験機社製、SC−3)で反射特性を測定することにより算出し、全光線透過率は、ヘーズコンピュータHGM−2DP(スガ試験機社製)により測定した。
【0044】
(実施例2)
反射白色度19.0、全光線透過率88.5%、厚み50μmのポリエステルフィルム(東レ社製、T−60)の一方の面に、パール顔料と光透過性無着色球状粒子を含有するアクリル系粘着層を付設し、前記ポリエステルフィルムの他方の面に、アクリル系粘着層を介して白色ポリエステルフィルムからなる白色性基材を接着し、半透過型反射板を形成した。当該半透過型反射板を用いた他は、実施例1に準じて(パール顔料の粒径や含有率、光透過性無着色球状粒子の粒径や含有率は実施例1と同じ)、半透過型偏光板を形成した。
【0045】
(実施例3)
白色ポリエステルフィルムからなる白色性基材をアクリル系粘着層を介さずに単に配置してなる半透過型反射板を用いた他は、実施例2に準じて、半透過型偏光板を得た。
【0046】
(比較例1)
ポリエステルフィルム(東レ社製、T−60)の片面に、パール顔料含有(光透過性無着色球状粒子は含有しない)のアクリル系粘着層(厚み30μm)を付設して半透過型反射板を形成した(当該半透過型反射板には白色性基材は存在しないことになる)。当該半透過型反射板を用いた他は、実施例1に準じて(パール顔料の粒径や含有率は実施例1と同じ)、半透過型偏光板を形成した。
【0047】
(比較例2)
反射白色度46.0、全光線透過率78.0、厚み50μmの、マット処理を施したポリエステルフィルム(東レ社製、X−44)の片面に、パール顔料含有(光透過性無着色球状粒子は含有しない)のアクリル系粘着層(厚み30μm)を付設して半透過型反射板を形成した。当該半透過型反射板を用いた他は、実施例1に準じて、半透過型偏光板を形成した。
【0048】
(比較例3)
パール顔料として、粒径が10〜60μm(但し、平均粒径は35μmより大きい)のもの(日本光研工業社製、パールグレイズME−100)を用いた他は、実施例1に準じて、半透過型偏光板を形成した。
【0049】
(評価)
実施例1〜3、及び、比較例1〜3で形成した半透過型偏光板を、液晶セルとバックライトとの間に配置して、反射型/透過型両用の液晶表示装置を形成し、室内における反射モード及び透過モードでの視認性をそれぞれ目視観察した。観察した結果を表1に示す。
【0050】
【表1】
【0051】
表1に示すように、実施例1〜3の液晶表示装置では、ギラツキの無い滑らかで明るい反射特性を有すると共に、反射モード及び透過モードの双方で白色度に優れる画面表示が提供されることが分かった。
【0052】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明に係る半透過型反射板によれば、半透過型反射層が含有するパール顔料によって反射性及び透過性を具備すると共に、光を反射する際に前記パール顔料によって生じ得るギラツキが、光透過性の無着色球状粒子による光拡散性によって緩和されるため、半透過型反射層全体としてギラツキの無い滑らかで明るい反射特性を得ることが可能である。また、白色性基材を光が透過又は反射するため、白色度に優れ、ひいては良コントラストの画面表示を提供することが可能である。
【0053】
さらに、前記半透過型反射板と偏光板とを組合せた半透過型偏光板を用いれば、反射モード及び透過モードの双方で、良好な白色の画面ベースに起因したコントラストの良い、視認性に優れた反射型/透過型両用の液晶表示装置を提供することができる。斯かる液晶表示装置は、良好な反射特性を示し、室内照明等の明るさの外光を利用して反射モードによる視認が可能である一方、透過モードによる視認の必要割合が少なくて済むため、消費電力を低減でき、ひいては蓄電池の長寿命化等を図ることも可能である。また、表示画面での反射光のギラツキ(ハレーション)による視認不良の発生を抑制することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の一実施形態に係る半透過型反射板の概略構成を示す縦断面図である。
【図2】図2は、本発明の他の実施形態に係る半透過型反射板の概略構成を示す縦断面図である。
【図3】図3は、本発明の更に他の実施形態に係る半透過型反射板の概略構成を示す縦断面図である。
【図4】図4は、図1に示す半透過型反射板を用いた半透過型偏光板の概略構成例を示す縦断面図である。
【図5】図5は、図4に示す半透過型偏光板を用いた液晶表示装置の概略構成例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1…白色性基材 2…半透過型反射層 3…接着層 4…透明基材
5,5a,5b…半透過型反射板 6…偏光板 7…接着層 8…保護層
9…液晶セル 10…バックライト 20…半透過型偏光板
30…液晶表示装置
Claims (6)
- 光を反射し且つ透過する白色性基材と、
前記白色性基材に対向配置され、光を反射し且つ透過する半透過型反射層とを少なくとも備え、
前記半透過型反射層は、平均粒径が1〜35μmのパール顔料と、光透過性の無着色球状粒子とを含有することを特徴とする半透過型反射板。 - 前記白色性基材は、反射に基づく白色度が75以上であり、透過率が15%以上であることを特徴とする請求項1に記載の半透過型反射板。
- 前記パール顔料の平均粒径は、5〜30μmであることを特徴とする請求項1又は2に記載の半透過型反射板。
- 前記無着色球状粒子の平均粒径は、0.5〜40μmであることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の半透過型反射板。
- 請求項1から4のいずれかに記載の半透過型反射板と、
前記半透過型反射板に対向配置された偏光板とを備えることを特徴とする半透過型偏光板。 - 液晶セルと、
前記液晶セルに向かって光を出射するバックライトと、
前記液晶セルと前記バックライトとの間に配置された請求項5に記載の半透過型偏光板とを備えることを特徴とする液晶表示装置。
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Cited By (1)
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CN106444139A (zh) * | 2016-11-02 | 2017-02-22 | 深圳市盛波光电科技有限公司 | 一种半透半反偏光片视觉效果控制方法 |
-
2002
- 2002-09-02 JP JP2002256659A patent/JP2004094023A/ja active Pending
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