JP4498273B2

JP4498273B2 - 反射体及びその用途

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Publication number: JP4498273B2
Application number: JP2005502803A
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Inventors: 小池　　勝彦; 幸一島田; 福田　　伸
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Filing date: 2004-02-23
Publication date: 2010-07-07
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Description

本発明は、金属層を主体とする積層構造を有する反射体に関する。さらには、上記反射体を用いたランプリフレクター、導光板下反射体、バックライト装置および液晶表示装置に関する。

近年、反射体は産業界において広く用いられている。例えば、液晶表示装置のバックライトユニットにおけるランプリフレクターとして、また照明器具の反射傘として、さらには光学計内における反射鏡などに用いられている。より具体的にはアルミニウム、銀又は白色塗料を反射材とした反射体が広く用いられている。上記のいずれの用途においても、高輝度且つ省エネルギー型の製品を要請する声がある。これに伴い反射体もより高い反射率を有する反射体が求められている。
反射率を高めると考えられる手法の一つとして増反射膜という概念がある。通常は、高屈折率薄膜層と低屈折率薄膜層をそれぞれλ／４ｎの厚さで積層することにより実現されるとされ、ガラス、アルミニウムを基体とした増反射膜が実現されている。ここで、上記のλは対象となる光の波長であり、ｎはその波長における高屈折率薄膜層もしくは低屈折率薄膜層の屈折率を示している。
銀を基体とする増反射膜は、特開平１１−２７０７号公報、特開２０００−１８０８４８号公報、特開平７−１９１３１７号公報、特開２００２−５５２１３号公報等の報告があるが、反射率の向上は十分とは言えない。特に波長が０．７μｍ以上の長波長領域での反射率の向上が少ない例が報告されている。

従って本発明は、金属層を用いた反射体において、その反射率を更に高めることを課題として検討されたものである。より具体的には、反射率の向上効果の高い増反射膜の構成を有する上記の反射体を提供することを課題としている。

本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、驚くべきことに金属層と接する低屈折率薄膜層の厚みをλ／４ｎより薄い特定の範囲に制御した積層構造を有する反射体が、増反射体の基板として好適であり、更には高い増反射効果を示す増反射体を実現することができるという事実を見出し、本発明に至った。

すなわち本発明は、少なくとも、銀を主体とする金属層（Ａ）、低屈折率薄膜層である二酸化ケイ素層（Ｂ）、高屈折率薄膜層（Ｃ）がＡ／Ｂ／Ｃの順の積層構造を有し、
可視光線の設定波長をλで、前記二酸化ケイ素層（Ｂ）の屈折率をｎ_Ｌで表したとき、前記金属層（Ａ）と接する前記二酸化ケイ素層（Ｂ）の厚さが、０．７λ／８ｎ_Ｌ〜１．３λ／８ｎ_Ｌであり、可視光線の設定波長をλで、前記高屈折率薄膜層（Ｃ）の屈折率をｎ_Ｈで表したとき、該ｎ_Ｈが前記ｎ_Ｌより大きく、前記高屈折率薄膜層（Ｃ）の厚さが、０．７λ／４ｎ_Ｈ〜１．３λ／４ｎ_Ｈであることを特徴とする反射体である。
本発明の上記の反射体は、極めて高い反射率を示す。

また、参考の反射体は、少なくとも金属層（Ａ）と、屈折率が０．５〜２の薄膜層（Ｂ１）とがＡ／Ｂ１の順の積層構造を有し、薄膜層（Ｂ１）の厚さが、可視光線の設定波長をλ、薄膜層（Ｂ１）の屈折率をｎ_Ｌ１として、０．７λ／８ｎ_Ｌ１〜１．３λ／８ｎ_Ｌ１であり、金属層（Ａ）のみでの反射率より１％を超えて低い反射率を有することを特徴とする反射体である。
上記参考の反射体は、増反射効果の高い反射体の材料として好適である。

また本発明は、上記本発明の反射体を用いたランプリフレクターである。
本発明のランプリフレクターは、極めて高い反射率を有するので、各種表示装置の高輝度化や省エネルギー化に貢献することができる。

また本発明は、上記本発明の反射体を用いた導光板下反射体である。
本発明の導光板下反射体は、極めて高い反射率を有するので、各種表示装置の高輝度化や省エネルギー化に貢献することができ、鮮明な画像を提供することも出来る。

また本発明は、上記本発明の反射体を用いたバックライト装置である。
本発明のバックライト装置は、極めて高い反射率を有するので、各種表示装置の高輝度化や省エネルギー化に貢献することができ、鮮明な画像を提供することも出来る。

また本発明は、上記本発明の反射体を用いた液晶表示装置である。
本発明の液晶表示装置は、高い輝度で鮮明な画像を実現することが出来る。また、エネルギー効率に優れた装置を提供するとすることも出来る。

上記の理由で本発明の反射体は、極めて高い反射率を有し、液晶表示装置などの表示装置の高輝度化、省エネルギー化などに貢献することが出来るので、本発明の工業的意義は大きい。

本発明の第１の反射体の一例を示す断面図である。本発明の第１の反射体の一例を示す断面図である。参考の第２の反射体の一例を示す断面図である。本発明のランプリフレクタの一例を示す概略図である。本発明の導光板下反射体一例を示す概略図である。本発明のバックライトの一例を示す概略図である。本発明の第１の反射体の反射スペクトルの一例である。

（反射体の構成）
本発明における第１の反射体は、金属層（Ａ）上に低屈折率薄膜層（Ｂ）、高屈折率薄膜層（Ｃ）をこの順に積層した構造を有するものである。その構成を具体的に例示すると、Ａ／Ｂ／Ｃ、Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｂ／Ｃ、Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｂ／Ｃ／Ｂ／Ｃ、Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｂ／Ｃ／Ｂ／Ｃ／Ｂ／Ｃ、Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｂ／Ｃ／Ｂ／Ｃ／Ｂ／Ｃ／Ｂ／Ｃなどの（２ｍ＋１）層の層数を有する積層構造を持つ例が挙げられる。尚、上記のｍは自然数である。
また参考の第２の反射体は、金属層（Ａ）と屈折率が０．５〜２．０である薄膜層（Ｂ１）の積層構造を有するものである。

（本発明の反射体の特徴）
金属層（Ａ）と薄膜層（Ｂ１）をＡ／Ｂ１なる構成で積層してなる参考の第２の反射体が持つべき性質は、薄膜層（Ｂ１）を付与することによって反射防止機能を発現し、反射率が低いことである。上記の内容は、この反射体は、金属層（Ａ）／低屈折率薄膜層（Ｂ）／高屈折率薄膜層（Ｃ）の構成を有する第１の反射体が高い反射率を示すために必要な事項である。
ここで第２の反射体の反射率が低いとは、目的とする光の波長における反射率が、金属層の反射率よりも１％以上低いことである。例えば金属層（Ａ）が銀の場合、酸化アルミニウムを比較対象とした厚さ１５０ナノメートル（ｎｍ）の純銀薄膜の５５０ｎｍにおける反射率が、純銀層の反射率である約９７％より１％を超えて低い９６％以下であり、好ましくは９５％以下、より好ましくは９４％以下である。

本発明の、銀を主体とする金属層（Ａ）、低屈折率薄膜層（Ｂ）及び高屈折率薄膜層（Ｃ）をＡ／Ｂ／Ｃ、Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｂ／Ｃ、Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｂ／Ｃ／Ｂ／Ｃ、Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｂ／Ｃ／Ｂ／Ｃ／Ｂ／Ｃ、Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｂ／Ｃ／Ｂ／Ｃ／Ｂ／Ｃ／Ｂ／Ｃなる構成で積層してなる第１の反射体は、特定の厚みの低屈折率薄膜層（Ｂ）及び高屈折率薄膜層（Ｃ）が特定の順で積層されているので、優れた増反射機能が発現し、金属層（Ａ）のみでの反射率の値を超える高い反射率を示す。具体的な反射率としては、例えば金属層が銀の場合、酸化アルミニウムを比較対象とした厚さ１５０ｎｍの純銀の薄膜の５５０ｎｍにおける反射率である約９７％よりも好ましくは１％以上高い値を例示できる。より具体的には９８％以上であることが好ましく、より好ましくは９８．５％以上、さらに好ましくは９９％以上、特に好ましくは１００％以上である。尚、本発明における反射率の値は、上述の通り酸化アルミニウムを比較対照とした値であるので、１００％を超える値であっても理論上矛盾はない。
本発明の反射体は、理由は定かでないが、広い範囲において高い反射率を示す。可視光線のほぼ全ての波長領域において金属層単膜よりも高い反射率を実現することが可能である。

また、本発明の反射体には、本発明における目的から逸脱しない限り、他の金属や金属酸化物、金属化合物の薄膜層、公知のハードコート層を形成させることもできる。その効果としては、反射体の耐候性を高めたり、防汚性、耐傷付き性を高めること等が挙げられる。また、拡散反射率を調節する目的で、凹凸構造を設けることもできる。
また、本発明の反射体の形状にも特に制限はない。平面の他、コの字型、Ｕ字型、Ｖ字型、カサ状形状など、用途に応じて様々な形状で使用することが出来る。上記の形状への加工方法も公知の方法を制限無く使用する事が出来る。

（金属層（Ａ））
本発明における金属層（Ａ）としては、純銀、又は銀と銀以外の金属との合金（銀合金）の層を特に好ましく例示することが出来る。銀は、周知の通り、酸素、硫黄、塩素、ナトリウムなどにより変性されやすく、耐環境性が低い。銀合金の場合に、銀以外の金属を存在させる理由の一つは、銀の耐環境性を上昇させることである。銀合金としては銀以外の成分は、金、パラジウム、銅、白金、インジウム、スズ、ネオジム、セリウムなどが一般的である。但し、本発明の効果は、これらの元素に限定されるものではない。
この場合に銀の含有割合は、通常７０〜９９．９９質量％である。銀以外の金属の含有割合が多すぎると反射率が低くなりすぎることがある。より好ましい銀の含有割合は９０〜９９．９９質量％、さらに好ましくは９５〜９９．９９質量％である。

本発明の金属層（Ａ）は、金属シート、金属箔など層の形状を有する物であれば特に制限はないが、厚みが通常５０〜１００００ｎｍである膜の形状であることが、ランプリフレクター、液晶表示装置等の用途への展開を考慮すると好ましい。金属層（Ａ）が薄い場合は、それ自身が自立しないので、後述する支持基体（Ｄ）上に固定されることが望ましい。支持基体に固定することが望ましい厚みは、５０〜１０００ｎｍであり、より好ましくは、１００〜５００ｎｍ、特に好ましくは１００〜２００ｎｍである。金属層（Ａ）が自立する必要がある用途においては、この限りではなく、１０００ｎｍ以上であってもよい。

なお、金属層（Ａ）が薄膜である場合、薄すぎると反射体の反射率は、透過光の割合が高くなるため反射率が低下することがある。また、厚すぎると一般的に原材料コスト、生産コストが高くなる一方、反射率に大きな違いはない。

本発明において、金属層（Ａ）を形成する手法に特に制限は無く公知の方法を採用することが出来る。好適には真空成膜法を用いて薄膜を形成する方法が好ましく用いられる。真空成膜法を具体的に例示すると、蒸着法、イオンビーム蒸着法、スパッタリング法が挙げられる。蒸着法では、材料として所望の金属を使用し、その材料を加熱蒸発させ、蒸着を行う。イオンビーム蒸着法では、所望の金属材料をイオンビームを使用して加熱蒸発させることによって、蒸着を行う。またスパッタリング法では、ターゲットに所望の金属を使用し、スパッタリングガスにアルゴン、ネオン等の不活性ガスを用い、反応に必要なガスを加えて、スパッタリングを行う。上記の中でも特にスパッタリング法が好ましい方法として挙げられる。

（支持基体（Ｄ））
本発明において反射体は支持基体（Ｄ）を有していてもよい。この場合の第２の反射体の構成は、Ｄ／Ａ／Ｂ、などであり、第１の反射体は、Ｄ／Ａ／Ｂ／Ｃ、Ｄ／Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｂ／Ｃ、などである。支持基体（Ｄ）が透明であれば第２の反射体の構成はＤ／Ｂ／Ａ、第１の反射体の構成はＤ／Ｃ／Ｂ／Ａ、Ｄ／Ｃ／Ｂ／Ｃ／Ｂ／Ａ等であっても良い。尚、本発明において透明とは、可視光線透過率が５０％以上、好ましくは７０％以上、より好ましくは８０％以上、特に好ましくは９０％以上であることを指す。

支持基体（Ｄ）を用いた本発明の第１反射体の構成例を図１、図２に、参考の第２の反射体の構成例を図３に示した。詳細は後述する。
本発明における支持基体（Ｄ）の材質、厚みに特に制限はない。材質は、ガラス、樹脂、金属が一般的である。

本発明の支持基体（Ｄ）に用いることができるガラスを具体的に例示するとソーダガラス、アルカリガラス、石英ガラスである。またこれらのガラスは強化されたものであっても構わない、また表面にコート層が存在していても構わない。
また本発明の支持基体（Ｄ）に用いることができる樹脂を具体的に例示すると、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリイミド、ポリスルフォン（ＰＳＦ）、ポリメチレンメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等が挙げられる。中でもポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）である。

支持基体（Ｄ）の厚みは、一般的には、１０μｍ〜１０ｃｍである。薄すぎると、剛性が低く、取り扱いが難しくなることがある。また厚すぎると、反射体の重量増加、加工性の低下や、支持基体（Ｄ）の製造が困難になる等の問題が生じることがある。より好ましい支持基体の厚みは２５μｍ〜１ｃｍ、さらに好ましくは５０μｍ〜１ｍｍである。但し、本発明における反射体を部品の一つとして用いる際に、全体の設計を鑑みて、１０ｃｍ以上の厚みが必要な場合はこの限りではない。

上記の支持基体（Ｄ）には、本発明における目的から逸脱しない限り、イオンコート処理やコロナ処理を施したり、他の金属や金属酸化物、金属化合物の薄膜層を形成させることもできる。その効果としては、支持基体（Ｄ）と銀を主体とする層（Ａ）との密着性を高める等が挙げられる。また、拡散反射率を調節する目的で、支持基体（Ｄ）自身や支持基体（Ｄ）上に凹凸構造を設けることもできる。

（可視光線設定波長λ）
本発明における可視光線の設定波長λは、本発明における反射体の用途に応じて選択される波長の値である。例えば、液晶ディスプレイのバックライトユニット内のランプリフレクターや導光板の下に配置される反射体として用いる場合は、視感反射率が重要である。この場合は、視感反射率への寄与が最も大きい波長５５０ｎｍを可視光線設定波長λとすることが好ましい。

（低屈折率薄膜層Ｂ）
本発明における第１の反射体を形成する低屈折率薄膜層（Ｂ）は、その屈折率ｎ_Ｌが比較的低い薄膜層である。屈折率ｎ_Ｌを定義するための光の波長は、本発明における反射体の用途に応じて選択すればよい。本発明においては、上記において言及した可視光線の波長λが好ましく用いられる。屈折率の測定は、公知の方法によって行うことが出来る。低屈折率薄膜層（Ｂ）の材料を選定するための簡便な方法としては、化学大事典（共立出版）等の公知文献に記載のＤ線における屈折率値を用いることも勿論可能である。

本発明における低屈折率薄膜層の屈折率ｎ_Ｌは、後述する高屈折率薄膜層（Ｃ）に対して低ければよいので一概に規定できないが、０．５以上、２．０以下あることが好ましい。屈折率ｎ_Ｌが小さい程、本発明の第１の反射体の反射率は高くなる傾向がある。好ましい下限値は１．０である。一方、好ましい上限値は１．８であり、より好ましくは１．６である。

本発明における低屈折率薄膜層（Ｂ）の材質を例示すると、二酸化ケイ素、フッ化マグネシウム、フッ化リチウム、クリオライト、フッ化ナトリウム、フッ化カルシウム、フッ化ランタン、フッ化ネオジム、酸化アルミニウム、フッ化セシウム、フッ化鉛、酸化マグネシウム、酸化トリウム、酸化スズ、酸化ランタン、酸化ケイ素などである。中でも二酸化ケイ素、酸化アルミニウムは、材料が安価である上に、成膜が容易であるため、好適に用いられる。

本発明における低屈折率薄膜層（Ｂ）の厚みは、０．７λ／８ｎ_Ｌ以上、１．３λ／８ｎ_Ｌ以下である。好ましい下限値は、０．８λ／８ｎ_Ｌ、より好ましくは０．９λ／８ｎ_Ｌである。また、好ましい上限値は、１．２λ／８ｎ_Ｌ、より好ましくは１．１λ／８ｎ_Ｌである。低屈折率薄膜層（Ｂ）の厚さが、上記の範囲から乖離しすぎると、第１の反射体の反射率が不充分となることがある。

尚、本発明における低屈折率薄膜層（Ｂ）の厚さを定義するためには、低屈折率薄膜層（Ｂ）と金属層（Ａ）との界面を定義しておく必要がある。本発明においては、低屈折率薄膜層を形成する物質の金属の元素含有率をβ ａｔｏｍ％、金属層（Ａ）を形成する物質の金属の元素含有率をα ａｔｏｍ％として、（α／（α＋β））値が０．５となる面を界面とする。上記の元素含有率は、後述するＸＰＳ等、公知の分析方法によって決定できる。従って、膜厚も同様の方法で決定することが出来る。

簡便な膜厚の決定方法としては、真空製膜法において、一定の条件で目標とする厚みとなる製膜時間を予め測定しておく方法も利用できる。この場合、積層体を製造する場合の膜厚は、製膜時間で制御することが出来る。

これらの方法によって決定される膜厚の値は完全に一致するとは限らないが、その差は数ｎｍ程度であり、誤差の範囲と考えて差し支えない。
他の層を積層させる場合の界面も同様の方法で決定することが出来る。層が樹脂層の場合は、炭素を上記の金属元素と見なして界面を決定することが出来る。
低屈折率薄膜層（Ｂ）の厚みは従来からの常識ではλ／４ｎであることが最適であるとされてきた。例えば、ＧｅｏｒｇＨａｓｓが１９８２年に発表した論文には、銀基体上に酸化アルミ膜を形成する際の最適膜厚が掲載されている［Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．／Ｖｏｌ．７２，Ｎｏ．１／Ｊａｎｕａｒｙ１９８２］が、λ／４ｎである。また、特開平１１−２７０７号公報（特許文献１）に銀または銀の合金を基板とする増反射膜が開示されているが、増反射を目的として銀または銀の合金からなる基板上に形成される膜の厚みはλ／４ｎである。しかし、本発明者らは、理由は定かでないが、低屈折率薄膜層（Ｂ）の厚みを上記の様なλ／８ｎ_Ｌ近傍の範囲とすることにより、驚くべきことに従来以上に反射率の高い反射体が得られることを見出した。

低屈折率薄膜層（Ｂ）の形成方法に特に制限はないが、真空成膜法が広く用いられている。真空成膜法を具体的に例示すると、蒸着法、イオンビーム蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、化学気相成長法が挙げられる。特にイオンプレーディング法またはスパッタリング法が好適に用いられる。イオンプレーティング法では、反応ガスプラズマ中で所望の金属または焼結体を抵抗加熱したり、電子ビームにより加熱したりすることにより真空蒸着を行う。スパッタリング法では、ターゲットに所望の金属または焼結体を使用し、スパッタリングガスにアルゴン、ネオン等の不活性ガスを用い、反応に必要なガスを加えて、スパッタリングを行う。なお、一般的には導電性薄膜を形成する際には直流スパッタリング法、絶縁性薄膜を形成する際には高周波スパッタリング法が用いられることが多い。上記の中でも特にスパッタリング法が好ましい方法として挙げられる。
本発明において、銀を主体とする金属層（Ａ）上に位置する低屈折率薄膜層（Ｂ）の形成にあたっては、酸素を含まない雰囲気下において成膜を行うことが好ましい。ここで酸素を含まない雰囲気とは、成膜ガス中に占める酸素成分の分圧割合が０．９％以下であることである。例えば、酸素を含む雰囲気中で金属酸化物の成膜を行うと、膜中に比較的厚い銀を含む金属酸化物薄膜層が形成されてしまい、該低屈折率薄膜層（Ｂ）が本来有するべき高光透過性を失ってしまうことがある。

本発明において、金属層（Ａ）と低屈折率薄膜層（Ｂ）との境界領域、すなわち両層が混在する領域が生じることがある。この領域の厚さは、出来るだけ薄いことが好ましい。その構成として、好ましくは、低屈折率薄膜層（Ｂ）が金属酸化物からなる薄膜層である場合、（Ａ）に由来する金属と（Ｂ）に由来する金属の原子数の和に対して、（Ａ）に由来する金属の含有率が、１０〜９０ａｔｍ％である部分の厚みが１５ｎｍ以下であることが好ましく、０．１〜１５ｎｍがより好ましく、０．１〜１０ｎｍであることがさらに好ましい。上記の組成および厚みは、本発明においてはＸＰＳで深さ方向に分析することで決定される。

参考の第２の反射体を構成する薄膜層（Ｂ１）の屈折率ｎ_Ｌ１は、０．５以上、２．０以下ある。屈折率ｎ_Ｌ１が小さい程、第２の反射体の反射率は低くなる傾向がある。好ましい下限値は、１．０であり、好ましい上限値は１．８、より好ましくは１．６である。上記の薄膜層（Ｂ１）として具体的な好ましい例としては、低屈折率薄膜層（Ｂ）で例示した材料の薄膜を挙げることが出来る。またその製造方法も上記の低屈折率薄膜層（Ｂ）と同様の方法を採用することが出来る。

前記薄膜層（Ｂ１）の厚みは、０．７λ／８ｎ_Ｌ１以上、１．３λ／８ｎ_Ｌ１以下である。好ましい下限値は、０．８λ／８ｎ_Ｌ１、より好ましくは０．９λ／８ｎ_Ｌ１である。また好ましい上限値は、１．２λ／８ｎ_Ｌ１であり、より好ましくは１．１λ／８ｎ_Ｌ１である。薄膜層（Ｂ）の厚さが、上記の範囲から乖離しすぎると、第２の反射体の反射率が金属層（Ａ）のみでの反射率に比して１％以上低くならないことがある。
参考の第２の反射体の一例を図３に示した。すなわち、図３に示した反射体は、例えば支持基体３０上に銀を主体とする金属層１０をスパッタリング法で形成し、次いで酸素の不存在下で低屈折率薄膜層２０をスパッタリング法で形成し、高屈折率薄膜層４０をスパッタリング法で形成したものである。

（高屈折率薄膜層Ｃ）
本発明における高屈折率薄膜層（Ｃ）は、その屈折率ｎ_Ｈがｎ_Ｌより高い薄膜層である。屈折率ｎ_Ｈを定義するための光の波長は、本発明における反射体の用途に応じて選択すればよい。本発明においては、上記において言及した可視光線の波長λが好ましく用いられる。簡便な方法としては、事典などに数多くの測定値が報告されているＤ線における屈折率で代用することも勿論可能である。

本発明における高屈折率薄膜層（Ｃ）の屈折率ｎ_Ｈは、低屈折率薄膜層（Ｂ）の屈折率ｎ_Ｌよりも高ければよいので一概に規定できないが、１．６以上、４．０以下であることが好ましい。屈折率ｎ_Ｈが大きい程、本発明の第１の反射体の反射率が高くなる傾向がある。屈折率ｎ_Ｈの下限値としては、好ましくは１．８であり、さらに好ましくは２．０である。一方上限値は、３．５が好ましく、さらに好ましくは３．０である。

本発明における高屈折率薄膜層（Ｃ）の材質を例示すると、酸化インジウム、インジウムとスズとの酸化物、酸化ネオジム、酸化アンチモン、酸化ジルコニウム、酸化セレン、酸化チタン、硫化亜鉛、酸化ビスマス、セレン化亜鉛、硫化カドミウム、硫化アンチモン、などである。中でも酸化チタン、酸化インジウムは、材料が安価である上に、成膜が容易であるため、好適に用いられる。

本発明の高屈折率薄膜層（Ｃ）を形成する上記の金属酸化物は、それ自体を蒸着する方法の他に、対応する金属を蒸着させた後、空気中の酸素によって酸化させ、金属酸化物層とすることも可能である。特に酸化チタン層の形成には、この方法が好適に使用される。
本発明における高屈折率薄膜層（Ｃ）の厚みに特に制限はない。反射体の用途に応じて、最適な厚さを選択すればよい。例えば増反射体に適用する場合は、屈折率ｎ_Ｈと厚さの関係を考慮した上で、最適な厚さを決定すればよい。好ましい厚さは、λ／４ｎ_Ｈを含む範囲であり、より具体的には０．７λ／４ｎ_Ｈ以上、１．３λ／４ｎ_Ｈ以下である。上記の中でも好ましい下限値は、０．８λ／４ｎ_Ｈであり、より好ましくは０．９λ／４ｎ_Ｈである。一方、好ましい上限値は１．２λ／４ｎ_Ｈであり、より好ましくは１．１λ／４ｎ_Ｈである。

高屈折率薄膜層（Ｃ）の形成方法に特に制限はないが、低屈折率薄膜層（Ｂ）の項の記載と同様、真空成膜法が広く用いられている。具体的な真空成膜法の例も同様である。ただし、高屈折率薄膜層（Ｃ）を真空成膜法で形成する場合、適量の酸素の存在下に金属酸化物を形成する方法を用いても良い。例えば、酸化チタンを用い、酸素の存在下に酸化チタン薄膜層を形成しても良い。
銀薄膜層は、前述した通り耐候性が低いと言う問題点があるので、銀薄膜上には保護層が設けられるのが一般的である。しかし、本発明の反射体は、金属層が銀薄膜層の場合、保護層を設けなくても比較的高い耐候性を示すと言う好ましい性質がある。これは、低屈折率薄膜層（Ｂ）や高屈折率薄膜層（Ｃ）が保護層の役割も果たす為である。

本発明の第１の反射体の一例を図１に示した。すなわち、図１に示した反射体は、例えば支持基体３０上に銀を主体とする金属層１０をスパッタリング法で形成し、次いで酸素の不存在下で低屈折率薄膜層２０をスパッタリング法で形成し、高屈折率薄膜層４０をスパッタリング法で形成したものである。

本発明の第１の反射体は、図２の様な構造でも良い。図２に示した反射体は、例えば支持基体３０上に高屈折率薄膜層４０をスパッタリング法で形成し、次いで酸素の不存在下で透明酸化物層２０をスパッタリング法で形成し、銀を主体とする金属層１０をスパッタリング法で形成したものである。この場合、本発明にかかる高い反射率を発現させるには、支持基体３０は透明である必要がある。また銀を主体とする金属層１０上には、腐食し易い銀を保護する目的等で、他の金属や金属酸化物、金属化合物の薄膜層、公知のハードコート層を形成させたり、上述の支持基板（Ｄ）を接着剤や粘着剤で貼合する事が好ましい。

尚、本発明の各層の厚さの測定方法としては、触針粗さ計、繰り返し反射干渉計、マイクロバランス、水晶振動子法などを用いる方法があり、特に水晶振動子法では成膜中に膜厚が測定可能であるため所望の膜厚を得るのに適している。また、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）やオージェ電子分光法（ＡＥＳ）や２次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）を深さ方向に実施することによって調べることもできる。その他、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、成膜時間により膜厚を制御する方法もある。

（屈折率ｎ_Ｌとｎ_Ｈとの関係）
本発明において、反射体が増反射体である場合、すなわち金属層（Ａ）、低屈折率薄膜層（Ｂ）、高屈折率薄膜層（Ｃ）とがＡ／Ｂ／Ｃなる構成で積層されてなる場合、高屈折率薄膜層の屈折率ｎ_Ｈは、低屈折率薄膜層の屈折率ｎ_Ｌよりも大きい必要がある。好ましくは、屈折率ｎ_Ｌと屈折率ｎ_Ｈとの差が、０．３以上、更には、０．６〜１．６であることが好ましい。

（分析方法）
本発明における積層体の分析手法は以下の通りである。
本発明において、反射率は日立製自記分光光度計（型式Ｕ−３４００）に１５０φの積分球を設置し、酸化アルミニウムを比較対照として測定した値である。
積層体表面の原子組成は、オージェ電子分光法（ＡＥＳ）、蛍光Ｘ線法（ＸＲＦ）、Ｘ線マイクロアナライシス法（ＸＭＡ）、荷電粒子励起Ｘ線分析法（ＲＢＳ）、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）、真空紫外光電子分光法（ＵＰＳ）、赤外吸収分光法（ＩＲ）、ラマン分光法、２次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）、低エネルギーイオン散乱分光法（ＩＳＳ）等により測定できる。また、積層体中の原子組成及び膜厚は、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）やオージェ電子分光法（ＡＥＳ）や２次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）を深さ方向に実施することによって調べることができる。
積層体の構成及び各層の状態は及び断面の光学顕微鏡測定、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）測定、透過型電子顕微鏡測定（ＴＥＭ）を用いて調べることができる。

（用途）
本発明の反射体は特定の厚みに制御された低屈折率薄膜層（Ｂ）と高屈折率薄膜層（Ｃ）を有しているので反射率が極めて高く、しかも美しい映像を得ることが出来るので、液晶表示装置に好適に用いることが出来る。また、液晶テレビの面光源装置（バックライト装置とも称する。）や、ノート型コンピューターなどに用いられるサイドライト型面光源装置にも好適に用いられる。より具体的には、ランプリフレクターや導光板下反射体として用いることが出来る。ランプリフレクターとしては、成形加工後の形状安定性等を付与する目的で、公知の支持板と本発明の反射体とを積層させた後、用途に応じた形状に加工したものが好ましい態様として挙げることが出来る。導光板下反射体として用いる場合には、凹凸構造を設けて、拡散反射率を調節することが好ましい場合がある。また、反射面とは反対側に易滑層を設けることも好ましい態様である。拡散反射率は用途によって異なるので一概に規定できない。例えば１〜２５％の比較的低いものは、明るく鮮明な画面を実現できる傾向がある。一方、輝度ムラ防止に重点を置く設計を行う場合は、拡散反射率は高いものであることが好ましい傾向がある。

図４には本発明のランプリフレクターの例を示した。このランプリフレクター５０は、シート形状の本発明の第１の反射体を蛍光灯などの光源を覆うような形状に成形したものである。
図５には、本発明の導光板下反射体の例を示した。この導光板下反射体は、支持基体３０に粒子７０を塗工などの方法で定着させて凹凸層を形成し、これに第１の反射体にあたる反射層６０をスパッタリング法で形成したものである。更に、反射層と反対側には、塗工法などを利用した易滑層８０を形成したものである。
図６には、本発明のバックライト装置の例を示した。このバックライト装置は、導光板１１０の下側に導光板下反射体９０を設置し、導光板１１０の側面に光源である冷陰極菅１００とそれを覆うような形状のランプリフレクター５０を設置したものである。
その他には、ＬＥＤバックライト、プロジェクションテレビ、フロントライトの他、ＰＤＡまたは携帯電話等の直下型表示装置のランプリフレクターにも適用できる。また、反射率が高いことから、太陽電池の集光体材料として利用することもできる。特に本反射体の反射層が導電性を有する構成の場合、これを利用して微少球状シリコン単結晶太陽電池等の電極としての機能を併せて持たせることも可能である。他には、軽量、耐衝撃性を求められるストロボ、信号表示、自動車のライト、蛍光灯、懐中電灯や高品位を求められるシャンデリア照明用リフレクターの他、カーブミラーまたはバックミラーとして用いることもできる。

（参考例１）
［低屈折率薄膜層の屈折率測定］
透明基板として、ポリエチレンテレフタレート［帝人デュポン社製、銘柄：ＨＳＡ、大きさ５０×５０ｍｍ、厚み：１２５μｍ］を用意した。
高周波スパッタリング法を用いて、該透明基板上に低屈折率薄膜層として二酸化ケイ素層を形成した。
ターゲットとして、二酸化ケイ素［純度９９．９９％］を用いた。スパッタガスとしてアルゴンガス［純度９９．９％以上］を用いた。成膜圧力は０．２Ｐａ、成膜電力は１５０Ｗとした。成膜時間は、あらかじめ成膜速度を求めておき、膜厚が１００ｎｍとなる時間を採用した。
該サンプルを用いて、エリプソメトリー分光法（ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｒｙ）により、二酸化ケイ素層の屈折率を測定した。
波長５５０ｎｍにおける屈折率は、１．４３であった。

［反射体の作製］
支持基体（Ｄ）として、ガラス板［旭硝子社製、ソーダライムガラス、大きさ５０×５０ｍｍ□、厚さ１．１ｍｍｔ］を用意した。
直流マグネトロンスパッタリング法を用いて、支持基体（Ｄ）上に、銀を主体とする金属層（Ａ）として銀層を形成した。ターゲットとして、銀［銀純度９９．９９９％］を用いた。スパッタリングガスとしてアルゴンガス［純度９９．９％］を用いた。成膜圧力は０．３Ｐａ、成膜電力は６２Ｗとした。膜厚が１５０ｎｍとなるように成膜した。
引き続き、高周波スパッタリング法を用いて、上記で形成した銀層上に透明酸化物層（Ｂ）として酸化ケイ素層を形成した。ターゲットとして、二酸化ケイ素［純度９９．９９％］を用いた。スパッタガスとしてアルゴンガス［純度９９．９％以上］を用いた。成膜圧力は０．２Ｐａ、成膜電力は１５０Ｗとした。成膜時間は、あらかじめ成膜速度を求めておき、膜厚が４８ｎｍとなる時間を採用した。

［反射率の測定］
日立製自記分光光度計（型式Ｕ−３４００）に１５０φの積分球を設置し、酸化アルミニウムを比較対照として、上記で作成した試料の反射率を測定した。

（参考例２）
反射体作製過程において、二酸化ケイ素層の厚みが５３ｎｍとなる時間とした以外は、参考例１と同様に実施した。

（参考例３）
反射体作製過程において、二酸化ケイ素層の厚みが５８ｎｍとなる時間とした以外は、参考例１と同様に実施した。

（参考例４）
反射体作製過程において、二酸化ケイ素層の厚みが６２ｎｍとなる時間とした以外は、参考例１と同様に実施した。

（参考例５）
反射体作製過程において、二酸化ケイ素層の厚みが４３ｎｍとなる時間とした以外は、参考例１と同様に実施した。

（参考例６）
反射体作製過程において、二酸化ケイ素層の厚みが３８ｎｍとなる時間とした以外は、参考例１と同様に実施した。

（参考例７）
反射体作製過程において、二酸化ケイ素層の厚みが３３ｎｍとなる時間とした以外は、参考例１と同様に実施した。

（比較例１）
反射体作製過程において、二酸化ケイ素層の厚みが９５ｎｍとなる時間とした以外は、参考例１と同様に実施した。

（比較例２）
反射体作製過程において、二酸化ケイ素層の厚みが６５ｎｍとなる時間とした以外は、参考例１と同様に実施した。

（比較例３）
反射体作製過程において、二酸化ケイ素層の厚みが３０ｎｍとなる時間とした以外は、参考例１と同様に実施した。
以上の結果を表１に掲げた。

（実施例８）
［高屈折率薄膜層の屈折率測定］
透明基板として、ガラス板［旭硝子製、ソーダガラス、大きさ５０×５０ｍｍ、厚み：２ｍｍ］を用意した。
高周波スパッタリング法を用いて、該透明基板上に高屈折率薄膜層として二酸化チタン層を形成した。
ターゲットとして、二酸化チタン［純度９９．９９％］を用いた。スパッタガスとしてアルゴンガス［純度９９．９％以上］を用いた。成膜圧力は０．２Ｐａ、成膜電力は１５０Ｗとした。成膜時間は、あらかじめ成膜速度を求めておき、膜厚が１００ｎｍとなる時間を採用した。
該サンプルを用いて、エリプソメトリー法により、二酸化チタン層の屈折率を測定した。
波長５５０ｎｍにおける屈折率は、２．５０であった。

［増反射型反射体の作製］
参考例１で作成した反射体を基板として、二酸化ケイ素薄膜上に二酸化チタン層を形成した。
二酸化チタン層は、高周波スパッタリング法を用いて形成した。ターゲットとして、二酸化チタン［純度９９．９９％］を用いた。スパッタガスとしてアルゴンガス［純度９９．９％以上］を用いた。成膜圧力は１．０Ｐａ、成膜電力は３００Ｗとした。成膜時間は、あらかじめ成膜速度を求めておき、膜厚が５５ｎｍとなる時間を採用した。

［反射率の測定］
参考例１と同様の方法で、上記で作成した試料の反射率を測定した。

（実施例９）
反射体の作製段階において、二酸化チタン層を形成するための基板として、参考例２で作成した反射体を用いた以外は、実施例８と同様に実施した。

（実施例１０）
反射体の作製段階において、二酸化チタン層を形成するための基板として、参考例３で作成した反射体を用いた以外は、実施例８と同様に実施した。

（実施例１１）
反射体の作製段階において、二酸化チタン層を形成するための基板として、参考例４で作成した反射体を用いた以外は、実施例８と同様に実施した。

（実施例１２）
反射体の作製段階において、二酸化チタン層を形成するための基板として、参考例５で作成した反射体を用いた以外は、実施例８と同様に実施した。

（実施例１３）
反射体の作製段階において、二酸化チタン層を形成するための基板として、参考例６で作成した反射体を用いた以外は、実施例８と同様に実施した。

（実施例１４）
反射体の作製段階において、二酸化チタン層を形成するための基板として、参考例７で作成した反射体を用いた以外は、実施例８と同様に実施した。

（実施例１５）
反射体の作製段階において、ガラス基板の代わりに帝人製ポリエチレンテレフタレートフィルム（厚さ：１２５μｍ）を用い、二酸化チタン層を形成する際に、酸素濃度３％のアルゴンを使用した以外は実施例８と同様に実施した。

（比較例４）
反射体の作製段階において、二酸化チタン層を形成するための基板として、比較例１で作成した反射体を用いた以外は、実施例８と同様に実施した。

（比較例５）
反射体の作製段階において、二酸化チタン層を形成するための基板として、比較例２で作成した反射体を用いた以外は、実施例８と同様に実施した。

（比較例６）
反射体の作製段階において、二酸化チタン層を形成するための基板として、比較例３で作成した反射体を用いた以外は、実施例８と同様に実施した。

（参考例８）
［反射体の作製］
支持基体（Ｄ）として、ガラス板［旭ガラス社製、ソーダライムガラス、大きさ５０×５０ｍｍ□、厚さ１．１ｍｍｔ］を用意した。
直流マグネトロンスパッタリング法を用いて、支持基体（Ｄ）上に、銀を主体とする金属層（Ａ）として銀層を形成した。ターゲットとして、銀［銀純度９９．９９９％］を用いた。スパッタリングガスとしてアルゴンガス［純度９９．９％］を用いた。成膜圧力は０．３Ｐａ、成膜電力は６２Ｗとした。膜厚が１５０ｎｍとなるように成膜した。

［反射率の測定］
分光光度計を用いて、上記で作成した試料の反射率を測定した。
以上の結果を表１、表２および図７に掲げた。

表２から分かるように、銀を主体とする金属層（Ａ）、低屈折率薄膜層（Ｂ）及び高屈折率薄膜層（Ｃ）をＡ／Ｂ／Ｃなる構成で積層してなる反射体において、低屈折率薄膜層である二酸化ケイ素層の光学膜厚がλ／８近傍である場合に、該反射体は最も高い反射率を有することがわかる。また二酸化ケイ素層の光学膜厚が、λ／８×０．７以上、λ／８×１．３以下の範囲において、９８％以上の高い反射率を示すことがわかる。この反射率は、銀を主体とする反射体のみからなる反射体に比較して高いことがわかる。また、図７は実施例８と参考例１の反射スペクトルを示したものである。すなわち本発明の第１の反射体の反射スペクトルの例である。本発明の反射体は、極めて広い範囲で反射率が高く、可視光線の全ての領域で銀単膜よりも反射率を高くすることが出来ることがわかる。
一方、表１から分かるように、銀を主体とする金属層（Ａ）及び低屈折率薄膜層（Ｂ）からなる反射体において、低屈折率薄膜層である二酸化ケイ素層の光学膜厚がλ／８である場合に、該反射体は銀のみからなる反射体よりも最も低い反射率を有することがわかる。また二酸化ケイ素層の光学膜厚が、λ／８×０．７以上、λ／８×１．３以下の範囲において、９６％以下の低い反射率を示すことがわかる。この反射率は、銀を主体とする金属層のみからなる反射体に比較して１％を超えて低いことがわかる。
上記の様に低屈折率薄膜層（Ｂ）の膜厚をλ／８ｎ_Ｌを含む特定の範囲に設定することにより、金属層（Ａ）、低屈折率薄膜層（Ｂ）、高屈折率薄膜層（Ｃ）をＡ／Ｂ／Ｃなる構成で積層してなる反射体の反射率は、金属層（Ａ）のみからなる反射体に比較して、高い値を実現することができる。

Claims

少なくとも、銀を主体とする金属層（Ａ）、低屈折率薄膜層である二酸化ケイ素層（Ｂ）、高屈折率薄膜層（Ｃ）がＡ／Ｂ／Ｃの順の積層構造を有し、
可視光線の設定波長をλで、前記二酸化ケイ素層（Ｂ）の屈折率をｎ_Ｌで表したとき、前記金属層（Ａ）と接する前記二酸化ケイ素層（Ｂ）の厚さが、０．７λ／８ｎ_Ｌ〜１．３λ／８ｎ_Ｌであり、
可視光線の設定波長をλで、前記高屈折率薄膜層（Ｃ）の屈折率をｎ_Ｈで表したとき、該ｎ_Ｈが前記ｎ_Ｌより大きく、前記高屈折率薄膜層（Ｃ）の厚さが、０．７λ／４ｎ_Ｈ〜１．３λ／４ｎ_Ｈであることを特徴とする反射体。
前記ｎ_Ｌが１．０以上２．０以下であり、前記ｎ_Ｈが１．６以上４．０以下である請求項１記載の反射体。
請求項１記載の反射体を用いたランプリフレクター。
請求項１記載の反射体を用いた導光板下反射体。
請求項１記載の反射体を用いたバックライト装置。
請求項１記載の反射体を用いた液晶表示装置。