JP3506524B2 - 反射体及びそれを用いた反射部材及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、反射率の高い銀の反射
体及びそれを用いた反射部材に関し、更に詳しくは、液
晶表示装置のバックライトに用いられる反射部材に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置の高輝度化、低消費電力化
をめざして、各種の検討が行われている。反射部材に関
しては、光量のロスを減少させる目的で検討が行われ、
アルミに代わり高い反射率を持つ銀を用いた反射体が使
用されるに至った。しかし現在では銀以上に高い反射率
を持つ適当な材料がないことから、主に銀の信頼性を高
める検討が行われているにすぎない。ここで近年、反射
部材のランプに与える影響が問題となりつつある。これ
はバックライトの薄型化にともない、ランプと反射部材
間のクリアランスが小さくなったためと考えられる。例
えば、現在主流の反射体であるＰＥＴ（ポリエチレンテ
レフタレート）／銀薄膜層／接着層／アルミ板からな
る、いわゆる銀反射板を加工した反射部材では、ランプ
に流れる電流値が低下し、ランプの輝度が低下する問題
が発生した。また、現在主流の反射体である、ＰＥＴ／
銀薄膜層／白塗装／接着層／アルミ薄膜層／ＰＥＴ／白
塗装からなる、いわゆる銀反射シートでは、弾性変形に
より曲げた後に両面テープを用いて固定する方法を取っ
ているが、このために取付精度、形状にばらつきがあ
り、従来より液晶表示面の輝度ムラ（面内ばらつき）が
問題となっていた。ランプと反射部材のクリアランスが
小さくなるにつれて、上記問題が更に深刻化した。な
お、上記銀反射シート中の白塗装とは、白色顔料を含有
するアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系
樹脂等を塗布したものであり、白色顔料としては、アル
ミナ、チタニア（チタン白）、酸化鉛（鉛白）、酸化亜
鉛（亜鉛華）、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、硫酸バ
リウム、チタン酸カリウム、珪酸ソーダ等があげられ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ランプと反
射部材の関係に着目したものであり、反射体の高反射率
化、高信頼性化を目的とするものとは異なる。すなわち
本発明は、反射体がランプ電流に与える影響及び液晶表
示面の輝度ムラに与える影響を低減し、その結果として
これまでよりも高効率で輝度の面内ばらつきの少ないバ
ックライトを実現することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するため手段】本発明者らは、かかる問題
を解決するために、鋭意研究を重ねた結果、透明高分子
フィルム（Ａ）、銀薄膜層（Ｂ）、接着層（Ｃ）、形状
保持性を有する熱可塑性高分子基板（Ｄ）からなる反射
体から作製した反射部材を用いることにより、ランプ電
流の低下を抑えることが可能であることを見いだした。
さらに上記反射部材の取付精度、形状の寸法精度の向上
により、液晶表示面の輝度ムラ（面内ばらつき）を抑制
できることを見いだした。本発明はかかる知見によりな
されるに至ったものである。

【０００５】すなわち、本発明は、（１） 透明高分子
フィルム（Ａ）、銀薄膜層（Ｂ）、接着層（Ｃ）、高分
子基板（Ｄ）の少なくともＡとＢとＣとＤが、ＡＢＣＤ
の順に構成された反射体にして、該高分子基板（Ｄ）が
加熱により賦形する事が出来、賦形後２０℃、５０％の
雰囲気下に２４時間放置しても形状が２０％以上変化し
ないことを特徴とする反射体であり、（２） 高分子基
板の（Ｄ）の厚さが１００μｍ〜３００μｍである
（１）記載の反射体であり、（３） 高分子基板（Ｄ）
が１００℃における熱収縮率が５％以上３０％以下のポ
リエチレンテレフタレートである（１）または（２）に
記載の反射体であり、（４） （１）〜（３）の何れか
の反射体を、反射部材の形状に保持し、加熱処理し、成
形する反射部材の製造方法であり、（５） （１）〜
（３）の何れかの反射体を用いて作製した反射部材に関
するものである。

【０００６】先ず、添付図面について説明するに、図１
は本発明の最も簡単な反射体の構造断面図であり、透明
高分子フィルム１０、銀薄膜層２０、接着層３０、高分
子基板４０の順に構成されている。図２は本発明の反射
体を曲げ加工して作製した反射部材の模式図であり、図
３は本発明の反射部材の使用例の一つである、液晶表示
装置の概略図である。本発明とは特に関連の深くない部
分、ＬＣＤパネルの部分については簡略化した。

【０００７】我々がここで言う反射体とは、入射する光
を元の媒質に戻す物体のことであり、主にここでは可視
領域の光の８０％以上を、元の媒質に戻す物体にして、
形状保持性を有するもののことをいう。図１を用いて本
発明の反射体による反射の概略を説明すると、透明高分
子フィルム１０側から入射した光は、そのほとんどが透
明高分子フィルム１０を透過し、銀薄膜層２０に達し、
銀薄膜層２０で反射し、透明高分子フィルム１０を透過
し、再び元の媒質中に戻るのである。

【０００８】本発明の反射部材とは、本発明の反射体を
用いて作製した製品、部品のことを言う。一例をあげれ
ば図２に示すような形状のランプリフレクターがあり、
これは本発明の反射体を切断または打ち抜き加工した
後、曲げ加工が施されることにより作製される。

【０００９】本発明の反射部材を使用した例として、図
３に液晶表示装置の概略図を示した。本発明の反射部材
９０はランプ８０を覆う形で設置されている。ランプ８
０から出た光は、本発明の反射部材９０及び、導光板１
００、反射シート１１０により図面上方に導かれ、拡散
シート７０及びプリズムシート６０を通り、ＬＣＤパネ
ル５０に達する。

【００１０】本発明における透明高分子フィルムの材料
は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポ
リエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルス
ルホン（ＰＥＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、三酢酸
セルロース系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリスルホ
ン系樹脂等が使用できるが、必ずしもこれらに限定され
るわけではなく、透明であり、ある程度ガラス転移温度
が高いものであれば使用することができる。

【００１１】透明高分子フィルムの厚みには限定的な値
はないが、２５〜１００μｍが好ましく用いられる。使
用する高分子フィルムの光学特性は、波長５５０ｎｍの
光線透過率が８０％以上であることが好ましい。より好
ましくは、波長５００〜７００ｎｍの範囲の光に対し
て、光線透過率が８０％以上である。光線透過率が８０
％よりも低いと、反射体とした時の反射率が９０％以下
となり、反射体としての性能上好ましくない。

【００１２】なお、銀の耐光性を向上させるために高分
子フィルムが紫外線を吸収する特性を有することが好ま
しいことは、当業者が理解するところである。

【００１３】銀薄膜層の形成法は、湿式法および乾式法
がある。湿式法とはメッキ法の総称であり、溶液から銀
を析出さて膜を形成する方法である。具体例を挙げると
すれば、銀鏡反応等がある。一方、乾式法とは、真空成
膜法の総称であり、具体的に例示するとすれば、抵抗加
熱式真空蒸着法、電子ビーム加熱式真空蒸着法、イオン
プレーティング法、イオンビームアシスト真空蒸着法、
スパッタ法等がある。とりわけ、本発明には連続的に成
膜するロールツロール方式が可能な真空成膜法が好まし
く用いられる。

【００１４】真空蒸着法では銀の原材料を電子ビーム、
抵抗加熱、誘導加熱等で溶融させ、蒸気圧を上昇させ、
好ましくは０．１ｍＴｏｒｒ（約０．０１Ｐａ）以下で
基材表面に蒸着させる。この際に、アルゴン等のガスを
０．１ｍＴｏｒｒ（約０．０１Ｐａ）以上導入させ、高
周波もしくは直流のグロー放電を起こしてもよい。

【００１５】スパッタ法では、ＤＣマグネトロンスパッ
タ法、ｒｆマグネトロンスパッタ法、イオンビームスパ
ッタ法、ＥＣＲスパッタ法、コンベンショナルｒｆスパ
ッタ法、コンベンショナルＤＣスパッタ法等を使用し得
る。スパッタ法においては、原材料は銀の板状のターゲ
ットを用いればよく、スパッタガスには、ヘリウム、ネ
オン、アルゴン、クリプトン、キセノン等を使用し得る
が、好ましくはアルゴンが用いられる。ガスの純度は、
９９％以上が好ましいが、より好ましくは９９. ５％以
上である。

【００１６】銀薄膜層の厚さは、７０ｎｍ〜３００ｎｍ
が好ましく、より好ましくは１００ｎｍ〜２００ｎｍで
ある。７０ｎｍ未満では、銀の膜厚が十分でないため
に、透過する光が存在し、反射率が低下する。一方、膜
厚を３００ｎｍを越えて厚くしても反射率は上昇せず、
飽和傾向を示す上に、銀層の高分子フィルムに対する密
着性が低下するので好ましくない。

【００１７】膜厚の測定は、触針粗さ計、繰り返し反射
干渉計、マイクロバランス、水晶振動子法等があるが、
水晶振動子法では成膜中に膜厚が測定可能なので所望の
膜厚を得るのに適している。また、前もって成膜の条件
を定めておき、試料基材上に成膜を行い、成膜時間と膜
厚の関係を調べた上で、成膜時間により膜を制御する方
法もある。

【００１８】銀薄膜層には、性能に害を及ぼさない程度
の、金、銅、ニッケル、鉄、コバルト、タングステン、
モリブデン、タンタル、クロム、インジュウム、マンガ
ン、チタン、アルミ等の金属不純物が含まれてもよい。

【００１９】銀薄膜層を形成した後、銀薄膜層の保護や
フィルムの滑り性の向上の目的のため、インコネル、ク
ロム、ニッケル、チタン、アルミニウム、モリブデン、
タングステン等の単金属もしくは合金の金属層を１０ｎ
ｍ〜３０ｎｍ積層することが有効であることは、当業者
が理解しているところである。

【００２０】銀薄膜層を透明高分子フィルム上に設ける
際に、高分子フィルム表面に、コロナ放電処理、グロー
放電処理、表面化学処理、粗面化処理等を行うことは、
銀薄膜層と高分子フィルムの密着性を向上させる手段と
して当業者が用いる常套手段であろう。

【００２１】かくして作製された反射シートの反射率
は、好ましくは９０％以上であり、より好ましくは９２
％以上であり、更に好ましくは９４％以上である。

【００２２】本発明で用いられる接着剤（粘着剤も含
む）としては、ポリエステル系接着剤、アクリル系接着
剤、ウレタン系接着剤、シリコン系接着剤、エポキシ系
接着剤等があげられるが、必ずしもこれらの種類に限定
されるわけではなく、実用上の接着強度があれば良い。
接着強度としては１８０度ピール強度で測定して１００
ｇ／ｃｍあれば十分であり、好ましくは５００ｇ／ｃｍ
であり、より好ましくは１０００ｇ／ｃｍである。１０
０ｇ／ｃｍに達しない場合には、反射体として曲率半径
１〜５ｍｍ程度に曲げた時に、透明高分子フィルム側が
高分子基板より浮き上がる等の事態を引き起こす。接着
剤の厚みは、０．５μｍ〜５０μｍ、好ましくは、１μ
ｍ〜２０μｍである。

【００２３】接着剤の塗布方法としては、バーコート
法、メイヤーバーコート法、リバースコート法、グラビ
アコート法、ダイコート法等があげられるが、これらは
使用する接着剤の種類、粘度、塗布量、塗布速度、得ら
れる面状態等を考慮して選定される。

【００２４】形状保持性を有する高分子基板とは、加熱
により賦形することができる高分子基板であり、賦形
後、２０℃、５０％の雰囲気下に２４時間放置しても形
状が２０％以上変化しない高分子のことを言い、さらに
好ましくは１０％以上変化しない高分子のことを言う。
形状保持性を有する高分子基板としては、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、アクリル樹脂等の熱可塑性樹脂が
あげられる。これらの高分子基板はガラス転移温度以上
の温度を与えることにより、粘性流動が増し変形する。
さらにこれらの樹脂中に可塑剤を入れることは賦形する
上で有効である。

【００２５】また、形状保持性を有する高分子基板とし
ては、１００℃における熱収縮率が５％〜３０％の熱収
縮ポリエチレンテレフタレートがあげられる。１００℃
で３０分間加熱処理することにより、賦形することがで
きる。熱収縮率としては５％以上３０％以下であり、好
ましくは８％以上２０％以下である。ここで熱収縮率が
あまり小さいと、加熱処理し賦形した際にスプリングバ
ックが大きくなり、補正できなくなる。また熱収縮率が
あまり大きいと、銀薄膜層に皺や、クラックが発生す
る。

【００２６】形状保持性を有する高分子基板としてはそ
の他に、熱収縮ポリエチレン、熱収縮ポリプロピレンが
あげられるが、必ずしもこれらに限定されるわけではな
く、熱収縮させることにより熱収縮時の形を保持できる
高分子基板であれば本発明の目的を達成することができ
る。

【００２７】高分子基板の厚みは、１００〜３００μｍ
が好ましく用いられる。更に好ましくは１２０〜２００
μｍが好ましく用いられる。これ未満では反射体とした
際の剛性が十分でないし、変形させたときにかかる応力
が小さいことから十分な塑性変形を起こすことができな
い。またこれを越えると曲げ径の小さい曲げを行う際に
折れ目が発生し、曲面を形成できない。

【００２８】反射体の製造方法としては、一般的な透明
高分子フィルム上に銀薄膜を形成し、銀薄膜面に接着剤
を塗布し、接着剤面と高分子基板をラミネートする方法
があげられる。ラミネートは接着剤塗布後に続けて行う
のが一般的であるが、これ以外にも、熱可塑性のポリエ
ステル系接着剤を用いた際には、別工程にて接着剤を熱
ロール等で溶融させることにより、ラミネートを行うこ
とができる。

【００２９】反射部材の製造方法としては、例えば、本
発明の反射体を金型に沿う形で変形し、所望の反射部材
の形状に保持し、その後加熱処理を行い賦形し、図２の
ごとき形状の反射部材とする方法が好ましく用いられ
る。例えば、まず金型の凹面に本発明の反射体を反射面
が内側になるように設置（セット）し、反射部材の形状
に保持し、その後さらに凸面の金型を押しつけて、加熱
成形する。または、両金型間に反射体を挿入し、凸面の
金型にて反射体を押し曲げながら凹面の金型に密着さ
せ、反射部材の形状に保持し、その後加熱成形する。加
熱温度は高分子基板の溶融温度以上であることが十分な
成形を行う上で好ましい。十分な加熱が行われない場合
にはスプリングバック（弾性回復）が発生するが、予め
スプリングバックの大きさを補うような形状の金型を用
いて賦形することで目的とする形状を得ることができ
る。賦形後必要に応じて更に切断加工を加えて細かい形
状に加工する。反射部材の製造方法としては必ずしも上
記方法に限定されるわけではなく、必要とする形状に保
持できる治具等により形状を保持し、加熱処理する方法
を用いれば良い。

【００３０】本発明の反射体には、銀薄膜層と反対側の
透明高分子フィルム上に透明な保護層を設けても良い。
このような保護層により、反射シートの表面硬度、耐光
性、耐ガス性、耐水性など外的環境因子の影響をさらに
抑制することができる。このような保護層の形成に利用
できる物質の例としては、例えば、ポリメタクリル酸メ
チルなどのアクリル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、
ポリメタアクリルニトリル樹脂、エチルシリケートより
得られる重合体などの珪素樹脂、ポリエステル樹脂、フ
ッ素樹脂などの有機物質の他に酸化珪素、酸化亜鉛、酸
化チタンなどの無機物質が有用であり、特に４００ｎｍ
以下、好ましくは３８０ｎｍ以下の波長の光を１０％以
下にカットする能力を有するものを積層することは銀層
の光劣化（紫外線劣化）を防止する上で好ましい。

【００３１】透明保護層の形成方法としては、コーティ
ング、フィルムのラミネートなど、既存の方法があげら
れる。また、この透明保護層の膜厚は、光反射能を低下
させず、かつ可撓性を損なわない範囲で、保護効果を発
揮する必要があり、その材料、用途に応じて適宜変更し
て用いられる。

【００３２】

【実施例】以下実施例を用いて本発明について説明す
る。輝度測定は９. ４インチ長辺２灯式のバックライト
ユニットを用いて行った。測定点は、導光板の短辺と平
行で、長辺の左端より３ｃｍ、中心、右端より３ｃｍの
各点を通る３本の直線と、導光板の長辺と平行で、短辺
の左端より２ｃｍ、中心、右端より２ｃｍの各点を通る
３本の直線からなる９つの交点とした。これら９ヶ所の
輝度測定を２回行い、平均を求めた。また輝度の面内ば
らつき（均斉度）Ｒは、Ｒ＝最小輝度／最大輝度により
求めた。輝度測定にはミノルタＬＳ−１１０輝度計を用
いた。

【００３３】〔実施例１〕透明高分子フィルムとして、
帝人（株）製テトロンフィルム、タイプＢ４Ｘ（ポリエ
ステルフィルム、厚さ２５μｍ、全光線透過率＝８８．
１％、）を、接着剤として二液硬化型ポリエステル系接
着剤（大日精化（株）、セイカボンド Ｅ−２７０）
を、高分子基板として帝人（株）製熱収縮ポリエチレン
テレフタレートフィルム、タイプＨＢ（厚さ１５０μ
ｍ）を用いた。透明高分子フィルム上にＤＣマグネトロ
ンスパッタ法で、純度９９．９％の銀をターゲットと
し、純度９９．５％のアルゴンをスパッタガスとして、
銀を膜厚１５０ｎｍになるように形成した。そのフィル
ムをスパッタ装置から取り出すことなく、タングステン
をさらに銀薄膜層上に１０ｎｍ厚に積層した。得られた
試料の反射率を透明高分子フィルム側から分光光度計
（日立Ｕ−３４００）で測定したところ、反射率＝９
５．４％であった。上記試料のタングステン面に接着剤
をバーコーターを用いて約８μｍ塗布した。その後高分
子基板にラミネーターを用いて張り合わせた。得られた
反射体を、２５０ｍｍ×２５ｍｍの長方形に切断した。
曲げ径４ｍｍφ、曲げ角２００゜の凹凸金型を用いて長
辺と平行に曲げ、形状を保持し、１００℃で３０分間加
熱処理を行った。今回は２００°に曲げるために凹凸両
金型を合わせた後に更に補助器具を用いて端部の曲げを
行った。金型より取り出したところ、曲げ径４ｍｍφ、
曲げ角１８０゜の反射体を得た。得られた反射体を液晶
表示装置のバックライト部分に組み込み、輝度を測定し
たところ、平均値が２０１６ｃｄ／ｍ² であり、面内ば
らつきは９４．８％であった。

【００３４】〔実施例２〕透明高分子フィルムとして、
帝人（株）製テトロンフィルム、タイプＢ４Ｘ（ポリエ
ステルフィルム、厚さ２５μｍ、全光線透過率＝８８．
１％、）を、接着剤として二液硬化型ポリエステル系接
着剤（大日精化（株）、セイカボンド Ｅ−２７０）
を、高分子基板としてポリプロピレンシート（厚さ２５
０μｍ）を用いた。透明高分子フィルム上にＤＣマグネ
トロンスパッタ法で、純度９９．９％の銀をターゲット
とし、純度９９．５％のアルゴンをスパッタガスとし
て、銀を膜厚１５０ｎｍになるように形成した。そのフ
ィルムをスパッタ装置から取り出すことなく、タングス
テンをさらに銀薄膜層上に１０ｎｍ厚に積層した。得ら
れた試料の反射率を透明高分子フィルム側から分光光度
計（日立Ｕ−３４００）で測定したところ、反射率＝９
５．４％であった。上記試料のタングステン面に接着剤
をバーコーターを用いて約８μm 塗布した。その後高分
子基板にラミネーターを用いて張り合わせた。得られた
反射体を、２５０ｍｍ×２５ｍｍの長方形に切断した。
曲げ径４ｍｍφ、曲げ角１８０゜の凹凸金型を用いて長
辺と平行に曲げ、形状を保持し、１４０℃〜１６０℃で
１０分間加熱処理を行った。今回は２５０μｍの厚手の
高分子基板を用いたので、上記熱加工の前に曲げ径４ｍ
ｍφ、曲げ角１００゜、加熱温度１００℃で１０分間の
前加工を行った。金型より取り出したところ、曲げ径４
ｍｍφ、曲げ角１８０゜の反射体を得た。得られた反射
体を液晶表示装置のバックライト部分に組み込み、輝度
を測定したところ、平均値が２００８ｃｄ／ｍ² であ
り、面内ばらつきは９５. １％であった。

【００３５】〔比較例１〕銀反射板（ＰＥＴ／銀薄膜層
／接着層／アルミ板）をもちいて、実施例と同様な形状
の反射体を作製した。実施例と同様に輝度を測定したと
ころ、平均値が１８２４ｃｄ／ｍ² 、面内ばらつきは９
４. ０％であった。

【００３６】〔比較例２〕銀反射シート（ＰＥＴ／銀薄
膜層／白塗装／接着層／アルミ薄膜層／ＰＥＴ／白塗
装）を２５０ｍｍ×３０ｍｍの長方形に切断し、両面テ
ープを用いて導光板に固定した。実施例と同様に輝度を
測定したところ、平均値が１９１８ｃｄ／ｍ ² 、面内ば
らつきは７９．７％であった。

【００３７】

【発明の効果】本発明の反射体を用いて作製した反射部
材を使用することにより、現在主流である銀反射板及び
銀反射シートよりも高効率で、輝度の面内ばらつきの少
ないバックライトを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の反射体の一例を示す構造断面図

【図２】反射部材の模式図

【図３】液晶表示装置概略図

【符号の説明】

１０ 透明高分子フィルム ２０ 銀薄膜層 ３０ 接着層 ４０ 高分子基板 ５０ ＬＣＤパネル ６０ プリズムシート ７０ 拡散シート ８０ ランプ ９０ 反射部材 １００ 導光板 １１０ 反射シート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ０２Ｆ 1/13357 Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０ (56)参考文献 特開 平７−32537（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−177758（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−162227（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−170901（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−195708（ＪＰ，Ｕ) 特表 平６−508698（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 5/08 B32B 7/12 B32B 15/08 B32B 27/36 G02F 1/13357

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明高分子フィルム（Ａ）、銀薄膜層
   （Ｂ）、接着層（Ｃ）、高分子基板（Ｄ）の少なくとも
   ＡとＢとＣとＤが、ＡＢＣＤの順に構成された反射体に
   して、該高分子基板（Ｄ）が加熱により賦形する事が出
   来、賦形後２０℃、５０％の雰囲気下に２４時間放置し
   ても形状が２０％以上変化しないことを特徴とする反射
   体。
2. 【請求項２】 高分子基板の（Ｄ）の厚さが１００μｍ
   〜３００μｍである請求項１記載の反射体。
3. 【請求項３】 高分子基板（Ｄ）が１００℃における熱
   収縮率が５％以上３０％以下のポリエチレンテレフタレ
   ートである請求項１または請求項２に記載の反射体。
4. 【請求項４】 請求項１〜請求項３の何れかに記載の反
   射体を、反射部材の形状に保持し、加熱処理し、成形す
   る反射部材の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１〜請求項３の何れかに記載の反
   射体を用いて作製した反射部材。