JP2006330535A

JP2006330535A - 反射板及びこの反射板を備えたバックライト

Info

Publication number: JP2006330535A
Application number: JP2005156618A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Haniyu; 篤史羽生
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2005-05-30
Filing date: 2005-05-30
Publication date: 2006-12-07

Abstract

【課題】薄型かつ軽量であり、高い輝度を有する反射板を提供する。
【解決手段】支持体２の表面に、中空粒子３が、当該支持体２の厚さ方向に複数積層されている。
【選択図】図１

Description

本発明は反射板及びこの反射板を備えたバックライトに関する。

従来より、商品若しくは店舗の宣伝パネル又は駅の案内表示パネル等に用いられる内照式電飾看板や、液晶表示装置のバックライト等において光源からの光を反射して前記パネル等の輝度を高めるために種々の反射板が用いられている。
このような反射板として、アルミニウムや銀等の反射率の高い金属の表面を研磨したものや、基板の表面に金属を蒸着したものや、同じく基板の表面に白色顔料を塗布したもの以外に、微小な球体又は気泡を利用して光を前面側に反射させるタイプのものが知られている。

かかるタイプのものとして、特許文献１には、不活性粒子を０．００１〜５重量％含有するポリエステル層と、内部に微細な気泡を有するポリエステル層とからなり、両ポリエステル層が交互になるように少なくとも５層積層されている積層白色ポリエステルフィルムが記載されている。このポリエステルフィルムによれば、より高反射率で、より明るい画面が得られるとされている。
また、特許文献２には、粒子径が１〜１００μｍの、アルミニウムやインジウム等の金属粒子を含有する基材層を有する反射板一体型液晶セル基板が記載されている。
さらに、特許文献３には、鏡面基板表面に、光透過性樹脂と、粒径が０．５〜５０μｍのシリコーンポリマー粒子（光散乱性粒子）とからなる光拡散層を形成してなる光反射板が記載されている。

特開２００２−１３７３５０号公報特開２００２−２６８０５８号公報特開２０００−２９８２０４号公報

しかしながら、特許文献１記載の反射板は、樹脂成型時に当該樹脂を発泡させることで気泡を作製しているが、この方法では、現状において２０μｍ以上の大きなポアサイズの気泡しか得ることができない。反射板の性能（表面の輝度）は、前記気泡の段数又は重なりの数により決定されるが、特許文献１記載の反射板では、高い輝度を得ようとすると気泡を含む樹脂層の厚さを大きくせざるを得ず、その結果反射板全体が厚くなり、重量が大きくなるという問題がある。
また、特許文献２又は３記載の反射板は、基材層又は光拡散層中にガラスビーズ、酸化チタン、銀等を含有させることで反射作用を得る方法であるが、物理上、金属に当たった光は自由電子の活性化によりロスが発生し、また、ガラスビーズや酸化チタンは光を吸収するためロスが発生する。したがって、かかる光のロスによりある程度以上の高輝度を得ることは困難である。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、薄型かつ軽量であり、高い輝度を有する反射板及びこの反射板を備えたバックライトを提供することを目的としている。

本発明の反射板は、支持体の表面に、中空粒子が、当該支持体の厚さ方向に複数積層されていることを特徴としている。

本発明の反射板は、従来の発泡樹脂における気泡に比べ径サイズの非常に小さい（通常、０．１〜１μｍ程度）空泡を有する中空粒子を支持体の厚さ方向に複数積層しているので、薄くても多数の段数（中空粒子の支持体厚さ方向の重なり数）を実現することができる。このため、薄型にもかかわらず高い輝度を達成することができる。また、中空粒子内部の空泡と、この中空粒子を構成する材料（例えば、合成樹脂）との屈折率の差を利用し、全反射によって光を反射するので、ロス無く光を反射させることができる。これにより、高い輝度を達成することができる。

内部の空泡が略球状を呈しており、この空泡の直径が０．１〜１μｍである中空粒子が、支持体の厚さ方向において少なくとも部分的に含まれているのが好ましい。このような中空粒子が含まれていると光の屈折が充分に行われ、光が前面側に反射する割合を高めることができる。

前記空泡の体積の総和が中空粒子全体の体積の１２％以上であるのが好ましい。この場合、中空粒子内部の空泡と、この中空粒子を構成する材料との屈折率の差を利用した全反射を効率よく行なわせることができる。その結果、高い輝度を達成することができる。
前記中空粒子の少なくとも一部を、内部に複数の空泡を有するものとすることができる。これにより、少ない数の中空粒子で光を反射させることができ、より薄型化を達成することができる。

前記空泡が、前記支持体の厚さ方向に５０個以上重なっているのが好ましい。この場合、反射せずに支持体側に通過する光を減らすことができ、反射率を高めて、より高輝度の反射面を得ることができる。
前記支持体の表面であって前記中空粒子からなる層の下に当該支持体への光の漏れを抑制する隠蔽層が設けることができる。かかる隠蔽層を設けることで、反射せずに支持体側に通過する光を減らすことができ、反射率を高めて、より高輝度の反射面を得ることができる。

前記中空粒子を、アクリル系、ポリウレタン系又はポリオレフィン系樹脂からなる透明バインダーに含有された状態で支持体表面に積層することができる。透明バインダーを用いて中空粒子を支持体上に積層することで、当該中空粒子を支持体に対し強固に固定することができる。従って、中空粒子が支持体から飛散したり、剥離したりすることがなく、安定した反射面を有する反射板を提供することができる。
また、本発明のバックライトは、前記反射板を備えていることを特徴としている。

本発明によれば、薄型かつ軽量であり、高い輝度を有する反射板及びこの反射板を備えたバックライトを得ることができる。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の反射板及びこの反射板を備えたバックライトの実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施の形態に係る反射板１の断面説明図である。この反射板１は、商品若しくは店舗の宣伝パネル又は駅の案内表示パネル等に用いられる内照式電飾看板や、液晶表示装置のバックライト等において、当該反射板１の前面側（前記表示パネル等を見る側。図１において上側）に配設される冷陰極管等の光源（図示せず）からの光を前面側に反射するのに用いられる。反射板１は、支持体２の表面に中空粒子３が複数積層された構成となっている。なお、図１及び後述する図５においては、分かりやすくするために中空粒子３を支持体２上に整然と配設しているが、実際にはランダムな状態で積層されている。また、隙間なく中空粒子３を配設しているが、中空粒子５を後述するバインダーに含有させて支持体２上に積層する場合等においては、当該中空粒子３間に隙間が存在する。

支持体２は、その表面に中空粒子３を積層することが可能であれば、どのような材質で作製してもよく、例えばＰＥＴ等の樹脂シート又は樹脂板や、アルミニウム、銀等の金属板や、ガラス板等を用いることができる。

中空粒子３は、例えばアクリル樹脂、ガラス、架橋スチレンーアクリル樹脂、ポリカーボネート等の光の吸収の少ない無色透明な材料で作製することができ、その形状は、図１〜２に示されるような略球状以外に、例えばラグビーのボール状等他の形状であってもよい。中空粒子３内部の空泡３ａは、常圧の空気若しくは減圧された空気が入っていてもよいし、実質的に真空状態にされていてもよい。また、空気に代えて窒素、アルゴン等の屈折率が１に近いガスが入っていてもよい。ただし、コストの点からは、空気又は窒素が入っているのが好ましい。
中空粒子３が略球状の場合、その大きさ（直径）Ｌ_１（図２参照）は、本発明において特に限定されるものではないが、通常０．２〜１０μｍの範囲内である。０．２μｍよりも小さいと光の反射が充分起こらず、内部の空泡も小さくなりすぎる。また、空泡の強度が劣る。一方、１０μｍよりも大きいと、多段にするためには塗膜が厚くなる。

前記空泡３ａの形状も、本発明において特に限定されるものではなく、図１〜２に示される略球状以外に、例えば図３に示されるように横断面が長円形のものであってもよい。また、その個数も、１つの中空粒子３が１つの空泡３ａを有していてもよいし、１つの中空粒子３が複数の空泡３ａを有していてもよい。図４は１つの中空粒子３が３つの略球状の空泡３ａを有する場合を示している。なお、１つの中空粒子３が複数の空泡３ａを有する場合において、空泡３ａの形状はすべて同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。

略球状の空泡３ａの場合、その直径Ｌ_２（図２参照）は、０．１〜１μｍであるのが好ましい。直径が０．１μｍより小さいと光の反射が不充分であり、一方、１μｍよりも大きいと多段にする際に膜厚が大きくなる。なお、製造上のバラツキに起因して、０．１μｍよりも小さいものや、逆に１μｍよりも大きいものが若干量含まれていてもよい。そして、このような直径が０．１〜１μｍである略球状の空泡３ａを有する中空粒子３が、前記支持体２の厚さ方向において少なくとも部分的に含まれているのが好ましい。この場合、後述するように、当該空泡３ａにおいて光の屈折が充分に行われ、光が前面側に反射する割合を高めることができる。

前記空泡３ａの体積の総和は、膜厚が大きくなるのを避けるという点より、中空粒子３全体の体積の総和の１２％以上、とりわけ６０％以上であるのが好ましい。

本発明における空泡３ａは、光の屈折を利用しながら当該光を前面側に反射させる役割を果たしており、１つの空泡３ａでは光のほとんどが、反射するよりも通過してしまうため、支持体１上に複数積層する必要がある。すなわち、空泡３ａが、支持体１の厚さ方向に複数個、好ましくは５０個以上、より好ましくは２００個以上重なるように中空粒子３を支持体１上に積層する。支持体１の厚さ方向に重なる個数が多くなるほど、反射板１の反射率は大きくなり、空泡３ａの大きさ等他の条件にもよるが、例えば４０個と５０個とでは、反射率が概ね５〜８％程度異なることが分かっている。なお、空泡の重なる個数は、塗膜の断面を切断し、Ｘ線顕微鏡（ＳＥＭ）で観察することで算出することができる。

中空粒子３としては、例えば市販されているＳＸ８６６（商品名。ＪＳＲ社製中空粒子）、ＳＸ８６８（商品名。ＪＳＲ社製中空粒子）等を用いることができる。

中空粒子３は、そのままでは支持体１上に積層した状態を保つことができないので、適宜の手段により支持体１上に固定される。具体的には、中空粒子３の外殻３ｂの表面３ｃ(図２参照)付近を加熱により溶融させることで中空粒子３同士、及び中空粒子３と支持体１表面とを結合させることができる。また、透明バインダーに中空粒子３を含有させ、このバインダーを支持体１の表面に塗布し、乾燥させることで、中空粒子３を支持体１に固定することもできる。この場合、透明バインダーとしては、可視光の吸収の少ない材料、例えばアクリル系、ポリウレタン系又はポリオレフィン系樹脂からなるものを用いるのが好ましい。

また、中空粒子３の最表層（最も反射面側の表面。図１において最も上の層）に樹脂シートを貼り付けて保護層を設けることで、当該中空粒子３の飛散や剥がれを防止することができる。さらに、架橋剤を中空粒子３に加え、当該中空粒子３の表面で架橋させることで、中空粒子３の飛散や剥がれを防止することもできる。
このように架橋や溶融等の方法により、又は透明バインダーにより中空粒子を強固に支持体に固定すると、９０℃程度の高温下でも安定した反射光を供給することができる反射板を得ることができる。

また、本発明の反射板は、例えば中空粒子を含む塗料を支持体上に塗布し乾燥させるだけで作製することができるので、複雑な形状の反射板を得ることができる。この場合、塗料としては、例えばメタアクリル樹脂と塩ビ酢ビ共重合樹脂とを混合した樹脂からなる塗料や、ＵＶ硬化剤等を用いることができる。

図５は本発明の他の実施の形態に係る反射板１１の断面説明図であり、この反射板１１は、支持体２の表面であって中空粒子３からなる層の下に当該支持体２への光の漏れを抑制する隠蔽層４が設けられている点を除き図１に示されるものと同じ構成である。したがって、簡単のため同一の構成についての説明は省略する。
前記隠蔽層４は、酸化チタン、硫酸バリウム、ガラスビーズ、蛍光増白剤等の顔料を含む塗料を支持体２の表面に塗布し乾燥させることで得ることができる。また、支持体２の表面に銀やアルミニウム等の金属を蒸着し、この蒸着層を隠蔽層４とすることもできる。さらに、銀やアルミニウム等の金属を蒸着したシートを、その蒸着面が中空粒子３側にくるように支持体２表面に貼り付け、隠蔽層４とすることもできる。

つぎに本発明の反射板の実施例を説明するが、本発明はもとよりかかる実施例にのみ限定されるものではない。
参考例１
厚さ０．５ｍｍの鋼製の支持体上に以下の成分の塗料Ａを塗布し、乾燥させて厚さ１３０μｍの隠蔽層を設けた。
塗料Ａ
バイロンＧＫ１９ＣＳ（注１）８５重量部
サイメル３０３（注２）１５重量部
Ｎａｃｕｒｅ５２２５（注３）１．５重量部
チタン白Ｒ７０６（注４）２００重量部
シゲノックスＵ（注５）６重量部
サイロスフェアＣ−１５０４（注６）３重量部
（注１）商品名。東洋紡社製ポリエステル樹脂溶液。固形分５０％、数平均分子量約１３，０００、水酸基価約８ｍｇＫＯＨ／ｇ。
（注２）商品名。三井サイテック社製メチルエーテル化メラミン樹脂。固形分９８％以上。
（注３）商品名。キングインダストリーズ社製、ドデシルベンゼンスルホン酸のアミン塩。有効成分約２５％。
（注４）商品名。デュポン社製、塩素法チタン白。
（注５）商品名。ハッコールケミカル社製蛍光顔料。
（注６）商品名。富士シリシア社製球状微粉末シリカ。

実施例１
ビニエイト（商品名。（株）永瀬スクリーン印刷研究所製の、メタアクリル樹脂と塩ビ酢ビ共重合樹脂とを混合した樹脂からなる塗料）にＳＸ８６６（商品名。ＪＳＲ社製中空粒子。透明な架橋スチレンーアクリル樹脂からなり、平均直径０．３μｍの略球状を呈している。内部に略球状の空泡を有しており、その平均直径は０．２μｍである）を２９ｗｔ％含有させたものを参考例１の反射板上に塗布し、乾燥させて中空粒子層を形成した。乾燥後の中空粒子層の厚さをノギスにて測定したところ８０μｍであった。
なお、厚さ方向の空泡の重なり個数は、塗膜の断面を切断し、Ｘ線顕微鏡（ＳＥＭ）で観察することで算出した（実施例２〜３も同様）。
実施例２
中空粒子層の厚さを１６０μｍに変えた以外は実施例１と同様にして反射板を得た。
実施例３
中空粒子の含有量を６２ｗｔ％に変えた以外は実施例１と同様にして反射板を得た。

得られた反射板について輝度、色度Ｘ、及び色度Ｙを測定した。結果を表１に示す。
なお、輝度は、図６に示される方法にしたがって測定した。すなわち、Ａ５サイズの大きさの鉄板（０．５ｍｍ厚）の上に測定対象の反射板を載せ、その上に中央に１０ｃｍ角の開口が形成されたブラックマスク（厚さ１８８μｍの白色ＰＥＴフィルムに遮光テープを貼付したもの）を載せる。隣接する冷陰極管（直径３ｍｍ）の間にブラックマスクの開口が位置するように前記鉄板を直下型ユニットの反射シート（図示せず）の上に載せ、前記ブラックマスクの１０ｃｍ角の開口のセンター直上の拡散板（帝人化成社製のＰＣ１３１１（商品名））の輝度を測定した。隣接する冷陰極管間の距離は２４ｍｍであり、また冷陰極管下面と反射板との距離、及び冷陰極管上面と拡散板との距離は、それぞれ２ｍｍ及び２４ｍｍであった。
反射板をセットしてから冷陰極管を点灯し、１５分後に輝度を測定した。輝度計としてトプコン社製のＢＭ−７（商品名）を用いた。測定角及び測定距離は、それぞれ１度及び３０ｃｍであった。
また、色度Ｘ及び色度Ｙもトプコン社製のＢＭ−７（商品名）により測定した。

表１より分かるように、本発明の反射板は薄い厚さ（光の反射に寄与する部分の厚さ）でも高い輝度が得られる。また、色の変化もなく良好であった。

本発明の反射板の一実施の形態の断面説明図である。本発明における中空粒子の一例の断面説明図である。本発明のおける中空粒子の他の例の断面説明図である。本発明のおける中空粒子のさらに他の例の断面説明図である。本発明の反射板の他の実施の形態の断面説明図である。実施例において輝度を測定する方法の説明図である。

符号の説明

１反射板
２支持体
３中空粒子
３ａ空泡
４隠蔽層

Claims

支持体の表面に、中空粒子が、当該支持体の厚さ方向に複数積層されていることを特徴とする反射板。
内部の空泡が略球状を呈しており、この空泡の直径が０．１〜１μｍである中空粒子が、支持体の厚さ方向において少なくとも部分的に含まれている請求項１に記載の反射板。
前記空泡の体積の総和が中空粒子全体の体積の１２％以上である請求項１〜２のいずれかに記載の反射板。
内部に複数の空泡を有する中空粒子を含んでいる請求項１〜３のいずれかに記載の反射板。
前記空泡が、前記支持体の厚さ方向に５０個以上重なっている請求項１〜４のいずれかに記載の反射板。
前記支持体の表面であって前記中空粒子からなる層の下に当該支持体への光の漏れを抑制する隠蔽層が設けられている請求項１〜５のいずれかに記載の反射板。
前記中空粒子が、アクリル系、ポリウレタン系又はポリオレフィン系樹脂からなる透明バインダーに含有された状態で支持体表面に積層されている請求項１〜６のいずれかに記載の反射板。
請求項１〜７のいずれかに記載の反射板を備えたことを特徴とするバックライト。