JPH11142631A - プリズム式反射板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射光の指向性を制御でき、かつ金属蒸着層
も容易に付設できる反射板を得ること。 【解決手段】 プリズム状凹凸の繰返し構造を有する透
明基材（１）と、その透明基材とは屈折率が相違し前記
プリズム状凹凸の凹部を埋める埋設層（２）と、前記透
明基材の片側に配置された反射層（３）を有するプリズ
ム式反射板。 【効果】 プリズム状凹凸の傾斜角と埋設層との屈折率
差により反射層を介した反射光の屈折角を調節して反射
光の出射方向を制御でき、また透明基材の反射層を設け
る面を複雑な形状に整形する必要がなくて金属蒸着層も
容易に付設でき、反射板の接着方式も採りうるなど反射
層を多岐に選択でき同じプリズム構造の透明基材を用い
ても、異なる埋設層による屈折率差の調節で反射光の出
射方向を変えうるし、反射強度や散乱度や半透過性等の
反射特性が相違する各種の反射板を形成でき、多品種少
量生産にも柔軟に対応しうる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、反射光の指向性を制御で
きて反射型液晶表示装置の視野角の拡大や輝度の向上な
どに有用なプリズム式反射板に関する。

【０００２】

【発明の背景】従来、反射型液晶表示装置に用いる反射
板としては、表面をマット処理等により粗面化した面に
金属蒸着層を付設したものが知られていた。しかしなが
ら、かかる反射板では粗面化による拡散効果があるとし
ても反射光はガウス状の散乱分布を示して正反射方向へ
の反射が強く、反射光が正反射方向に著しいピークを示
して視角を変えると輝度が大きく変化する問題点があっ
た。

【０００３】

【発明の技術的課題】前記に鑑みて本発明者は、図７に
例示した如く金属蒸着層７を付設する面の形状を微細に
調節して反射光の指向性を制御した反射板６とすること
を試みたが、金属蒸着層を付設する際にその微細構造を
維持したまま下地処理を施すことが困難で良好な金属蒸
着層を形成できず、また形状の微細調節に多労力を要す
ることや半透過機能の付与が困難なことなどの難点のあ
ることがわかった。

【０００４】本発明は、反射光の指向性を制御でき、か
つ金属蒸着層も容易に付設できる反射板を得ることを目
的とする。

【０００５】

【課題の解決手段】本発明は、プリズム状凹凸の繰返し
構造を有する透明基材と、その透明基材とは屈折率が相
違し前記プリズム状凹凸の凹部を埋める埋設層と、前記
透明基材の片側に配置された反射層を有することを特徴
とするプリズム式反射板を提供するものである。

【０００６】

【発明の効果】本発明によれば、プリズム状凹凸の傾斜
角と埋設層との屈折率差により反射層を介した反射光の
屈折角を調節して反射光の出射方向を制御でき、同じプ
リズム構造の透明基材を用いても異なる埋設層による屈
折率差の調節で反射光の出射方向を変えることができ
る。その結果、かかるプリズム式反射板を用いて液晶式
等の表示装置における視野角の拡大や輝度の向上等の視
認特性を大幅に改善することができる。

【０００７】また透明基材の反射層を設ける面を複雑な
形状に整形する必要がないので、金属蒸着層も容易に付
設でき、反射板の接着方式も採りうるなど反射層を多岐
に選択でき、同じプリズム構造の透明基材を用いても反
射強度や散乱度や半透過性等の反射特性が相違する各種
の反射板を形成でき、多品種少量生産にも柔軟に対応す
ることができる。

【０００８】

【発明の実施形態】本発明のプリズム式反射板は、プリ
ズム状凹凸の繰返し構造を有する透明基材と、その透明
基材とは屈折率が相違し前記プリズム状凹凸の凹部を埋
める埋設層と、前記透明基材の片側に配置された反射層
を有するものからなる。その例を図１〜図６に示した。
１が透明基材、２，２２が埋設層、３，３１，３２，３
３が反射層である。

【０００９】透明基材は、ガラスやポリマー等の適宜な
透明性物質で形成でき、その形成材については特に限定
はない。一般には、入射の波長光、特に可視光に対して
良好な透明性を示すポリマーにて形成される。そのポリ
マーの例としては、ポリオレフィンや各種の合成ゴム、
ポリカーボネートやポリスチレン、ポリイミドやポリア
ミド、セルロース系ポリマーやポリビニルアルコール、
ポリアクリル酸エステルやポリメタクリル酸エステル、
ポリウレタンやポリウレタンアクリレート、ポリ塩化ビ
ニルやポリエステル、エポキシ樹脂やエポキシアクリレ
ートなどがあげられる。

【００１０】透明基材におけるプリズム状凹凸は、多数
の凹凸の繰返し構造として設けられるが、そのプリズム
状凹凸の形態については特に限定はなく、例えば三角形
や台形等の断面形態、あるいはレコード盤の如き曲面な
いし円形面からなる形態、その他、三角柱や三角錐やド
ーム形からなる形態、階段状ないしステップ部を有する
多段形態などの適宜な形態とすることができる。またプ
リズム状凹凸は、連続面として形成されていてもよい
し、不連続面として形成されていてもよい。

【００１１】さらにプリズム状凹凸の繰返し構造は、同
じ形態の凹凸で形成されていてもよいし、異なる形態の
凹凸で形成されていてもよい。また繰返し構造は、プリ
ズム状凹凸が規則的に配列したものであってもよいし、
不規則に配列したものであってもよい。出射方向を面全
体で統一する点よりは、ほぼ同じ形態のプリズム状凹凸
を規則的に配列した繰返し構造が好ましい。

【００１２】前記の規則的な配列状態としては、例えば
縦列や横列、斜列や同心円列、縦横列や縦斜列、横斜列
や縦横斜列等の縦列と横列と斜列又は／及び同心円列と
の組合せからなる配列などがあげられる。従ってストラ
イプ状の配列、三角状や格子状等の多角状の配列なども
含まれる。よってプリズム状凹凸は、一方向に一次元的
に配列したものであってもよいし、縦横等の多方向に凹
部が形成されていて不連続な凸部が所定の配列状態で二
次元的に配列したものであってもよい。

【００１３】上記したプリズム状凹凸の傾斜角等の形態
やその繰返し構造等を制御することにより、反射光の出
射角度などを調節することができる。ちなみに液晶表示
装置等における上下や左右方向の視野角特性の改善に
は、三角状や台形状の凹凸のストライプ状又は格子状等
の一定ピッチによる規則的な配列が有利である。なおプ
リズム状凹凸の繰返し構造は、透明基材の片面又は両面
に設けることができ、両面に設ける場合には表裏で異な
るプリズム状凹凸構造であってもよい。

【００１４】プリズム状凹凸の繰返し構造を有する透明
基材の製造は、例えば所定の形状（プリズム状凹凸の繰
返し構造）が転写形成される型の上に熱や放射線等で重
合処理できる液状の基材形成材を流延して重合処理する
方法、所定の形状が形成される金型等に熱可塑性樹脂を
押付けてその金型等の面形状を転写する方法又はその所
定の金型等に熱可塑性樹脂を充填して成形する方法、溶
剤溶液や溶融液等としたポリマーを所定形状の成形開口
を有するノズルから台上に押出して固化させる方法、基
材上に別途形成のプリズム状凹凸の繰返し構造を付設す
る方法、ポリマー層にマスクを介し紫外線等を照射する
マスク露光方法などの適宜な方法で形成することができ
る。

【００１５】プリズム状凹凸の繰返し構造は、透明基材
にそれと同種又は異種の材料からなるプリズム状凹凸を
付設する方法にても形成しうるものであるが、本発明に
おいては、付設界面での反射損等の防止による光利用効
率の向上化などの点より、プリズム状凹凸の繰返し構造
を含む透明基材の全体が同じ材料にて一体に形成されて
いることが好ましい。

【００１６】プリズム状凹凸を形成する斜面の傾斜角
は、目的とする反射光の出射方向や光の利用効率、斜め
入射光のカット角などに応じて適宜に決定される。一般
には、透明基材における水平面を基準に７０度以下、就
中１〜６０度、特に５〜５０度の傾斜面を少なくとも１
面有する構造とされる。従って本発明においては、傾斜
角が９０度の面を有する構造も許容され、これは反射光
の出射方向を一方向に制御する場合などに好ましく用い
うる。

【００１７】またプリズム状凹凸の幅（ピッチ）は、使
用目的などに応じて適宜に決定でき、一般には５mm以
下、就中１μm〜１mm以下、特に５〜５００μmとされ
る。液晶表示装置に用いる場合には、液晶セルの画素ピ
ッチよりも小さいピッチ、就中１／２以下、特に１／３
以下のピッチでプリズム状凹凸の繰返し構造を形成した
ものが、モアレの防止や視野角の拡大などの点より特に
好ましい。

【００１８】プリズム状凹凸を設けた透明基材の厚さ
は、使用目的等に応じて適宜に決定できるが、一般には
薄いほど好ましく、通例３mm以下、就中１０μm〜１m
m、特に３０〜５００μmとされる。またプリズム状凹凸
の高さないし深さも使用目的等に応じて適宜に決定で
き、一般には１mm以下、就中０．１〜８００μm、特に
１〜３００μmとされる。

【００１９】本発明のプリズム式反射板は、図例の如く
透明基材１に設けたプリズム状凹凸の少なくとも凹部
を、屈折率が異なる物質２で埋設したものである。その
埋設層の形成には、固体や液状流動体などの適宜なもの
を用いることができ、図４に例示の如く空気２２であっ
てもよい。光路の制御性や反射損の防止性などの点よ
り、透明基材との屈折率差が０．０１以上、就中０．０
２〜２．０、特に０．０３〜１．０の埋設層の形成材が
好ましく用いうる。

【００２０】前記した形成材の具体例としては、上記の
透明基材で例示したガラスや各種のポリマーのほか、ア
クリル系やゴム系やシリコーン系等の各種の粘着剤等か
らなる粘着性物質やゲル物質、水等の各種の液体や空気
からなる流動体などがあげられる。

【００２１】プリズム状凹凸の埋設処理は、透明基材の
プリズム状凹凸に対応する凹凸を有する埋設基材を用い
る方式や、流動体を塗工する方式などの適宜な方式で行
うことができる。なお埋設層の形成材がプリズム式反射
板の形成後もその流動性を維持する場合には、封止処理
する必要があるが、その処理には適宜な方式を適用して
よく、液晶セルのセル基材などもその封止処理に利用す
ることができる。ただし埋設層の形成材が空気である場
合には、封止処理を省略することもできる。

【００２２】本発明のプリズム式反射板には光散乱性を
持たせることもできる。その光散乱性の付与は、例えば
図２に例示の如く透明基材又は／及び埋設層に例えばガ
ラス粒子等からなる光散乱性粒子２１を含有させる方
式、マット処理等による表面の粗面化などによりそのプ
リズム状凹凸よりも微細な任意な形状の凹凸を付与する
方式、光散乱層を付設する方式などの適宜な方式で行う
ことができる。

【００２３】前記の光散乱層は、透明基材や埋設層に準
じた光散乱性粒子の含有層などとして形成することがで
きる。光散乱層は、プリズム式反射板の外面の一方又は
両方、又は／及び反射層の内側等の反射板の内部などの
適宜な位置に１層又は２層以上を配置することができ
る。なお光散乱層は、光散乱性粒子を含有させたポリマ
ーや粘着層の塗布層などの適宜な方式で形成することが
できる。

【００２４】プリズム式反射板は、２枚以上の透明基材
を用いた積層物として形成することもでき、また表面に
反射光による視認妨害の防止等を目的とした防眩処理や
反射防止処理などを施すこともできる。その防眩処理や
反射防止処理は、従来に準じて施すことができ、ちなみ
に反射防止層は、例えばフッ化マグネシウムや屈折率が
１．３８以下のフッ素系樹脂等を用いてなる５０〜３０
０nm厚の低屈折率透明膜や多層薄膜などとして形成する
ことができる。

【００２５】プリズム式反射板の表裏の一方に設ける反
射層は、反射機能を示せばよく、任意な反射層として形
成することができる。ちなみにその例としては、透明基
材又は埋設層の露出面にアルミニウムや銀等の適宜な金
属を蒸着付設する方式、金属箔や金属蒸着フィルム等か
らなる適宜な反射板を設ける方式などがあげられる。反
射層を多岐に選択しうることが本発明の特長でもある。

【００２６】また前記の金属蒸着層の形成に際しては、
その付設面をマット処理等による粗面化方式などの適宜
な方式で微細凹凸構造を有するものとして拡散反射機能
をもたせることもできる。さらに反射板としても、例え
ば鏡面反射板や拡散反射板、半透過反射板やコレステリ
ック液晶ポリマー層を有する円偏光反射板、多層薄膜積
層構造を有する偏光反射板などの適宜なものを用いう
る。

【００２７】ちなみに前記した鏡面反射板は、図１、図
２、図４に例示の矢印の如く鏡面の如き反射特性を示す
もの３であり、拡散反射板は、図３に例示の矢印の如く
マット処理した金属箔３１の如く反射光が拡散するもの
である。また半透過反射板は、図５に例示の矢印の如く
マイカ等の鱗片状粉末ないしパール顔料含有のフィルム
や金属を薄膜蒸着したフィルムの如くハーフミラー的に
光の反射性と透過性の両方を示すもの３２である。半透
過反射板を用いた場合には、反射モード・透過モード両
用の液晶表示装置を得ることができる。

【００２８】さらに円偏光反射板は、図６に例示の矢印
の如くグランジャン配向のコレステリック液晶ポリマー
層３３を有して入射光を円偏光として反射するものであ
る。さらに偏光反射板は、多層薄膜の積層構造を有して
入射光を直線偏光として反射するものである。前記の円
偏光反射板や偏光反射板は、光の透過性も示すことより
半透過反射板でもあり、かかる偏光特性を示す反射板の
場合には偏光状態の維持性などの点より複屈折による位
相差が小さいプリズム式反射板、就中その位相差が１０
０nm以下、特に５０nm以下のものであることが好まし
い。なお前記の図３〜図６は、反射型の液晶表示装置と
したものを示しており、４が液晶セルである。また５
は、防眩処理層（アンチグレア層）である。

【００２９】反射板からなる反射層は、接着層を介し固
着処理されて透明基材等と一体化されていてもよいし、
透明基材等と分離された状態にあってもよい。取扱性等
の点よりは、接着層を介して一体化されていることが好
ましい。その接着層の形成には、適宜な接着剤ないし粘
着剤を用いることができる。

【００３０】なお本発明のプリズム式反射板には、被着
体への接着を目的とした粘着層を設けることもできる。
粘着層の付設は、適宜な塗工機を用いて粘着剤を塗工す
る方式や、セパレータ上に設けた粘着層を移着する方式
などの適宜な方式で行うことができる。粘着層の厚さ
は、使用目的に応じて決定でき、一般には１〜５００μ
mとされる。付設した粘着層は、実用に供するまでの
間、セパレータなどを仮着して保護しておくことが好ま
しい。

【００３１】またプリズム式反射板は、必要に応じた防
眩処理層や粘着層等を設けた外表面に基づいて、光拡散
層を形成する微細凹凸を除いて平面状態、就中、表裏で
平行平面状態にあることが反射光の出射方向を一定化す
る点などより好ましい。

【００３２】本発明のプリズム式反射板は、プリズム状
凹凸の形状や大きさ、配置形態やピッチ、埋設層との屈
折率差などで反射光の出射方向を制御でき、視認特性の
改善目的に応じたプリズム式反射板を用いることで、視
野角の調節や拡大、輝度の向上などの視認特性の向上を
はかりうるものである。

【００３３】従って本発明のプリズム式反射板は、例え
ば反射型液晶表示装置等の表示装置における視認性の改
善などの種々の目的に用いることができる。プリズム式
反射板の各種装置への適用に際しては、液晶セル等の表
示主体の適宜な位置に配置することができる。

【００３４】

【実施例】実施例１ 屈折率１．６０のポリカーボネートシートの片面に傾斜
角θが２０度の三角柱をストライプ状に３０μmピッチ
で隣接形成してなる市販のプリズムシートのプリズム形
成面に、屈折率１．４０のトリフルオロエチルアクリレ
ート９０部（重量部、以下同じ）と屈折率１．４８の架
橋剤１０部と光反応開始剤５部を配合してなる屈折率
１．４１の組成物を塗布し、紫外線照射で硬化させて、
プリズム部を埋設層（屈折率差０．１９、屈折角８度）
で密着充填し（厚さ３００μm）、そのポリカーボネー
トシート露出面にアルミニウム箔をマット処理した厚さ
８０μmの反射層を厚さ２０μmのアクリル系粘着層を介
し接着してプリズム式反射板（図３）を得た。

【００３５】前記のプリズム式反射板を市販のスーパー
ツイスト型液晶表示装置の背面に配置して垂直光を液晶
表示装置側より入射させたところ、８度傾斜した方向で
最も明るい反射像を視認することができた。

【００３６】実施例２ 屈折率１．６０のポリカーボネートシートの片面に傾斜
角θが１０度の三角柱をストライプ状に３０μmピッチ
で隣接形成してなる市販のプリズムシートのプリズムを
形成した面の裏面に、ポリエステルフィルムに銀蒸着膜
を設けた鏡面反射板を厚さ２０μmのアクリル系粘着層
を介し接着してプリズム式反射板（図４）を得、それを
背面にアンチグレア層を設けた市販のスーパーツイスト
型液晶表示装置の背面側に空気層を介し配置し（屈折率
差０．６、屈折角１２度）、垂直光を液晶表示装置側よ
り入射させたところ、１２度傾斜した方向で最も明るい
反射像を視認することができ、モアレのない良好な視認
であった。

【００３７】実施例３ 反射層をマイカ含有の市販半透過反射板で形成したほか
は実施例１に準じてプリズム式反射板（図５）を得た。
そのプリズム式反射板を市販のスーパーツイスト型液晶
表示装置の背面に配置して垂直光を液晶表示装置側より
入射させたところ、８度傾斜した方向で最も明るい反射
像を視認することができた。またプリズム式反射板の反
射層の裏面にバックライトを配置することで、バックラ
イト光に基づく透過光による良好な像を視認することも
できた。

【００３８】実施例４ 反射層をコレステリック液晶ポリマー層を付設した三酢
酸セルロースフィルムからなる市販の円偏光反射板で形
成したほかは実施例１に準じてプリズム式反射板（図
６）を得た。なおプリズムシートの複屈折による位相差
は１０nm以下である。そのプリズム式反射板を市販のス
ーパーツイスト型液晶表示装置の背面に配置して垂直光
を液晶表示装置側より入射させたところ、８度傾斜した
方向で最も明るい反射像を視認することができた。また
プリズム式反射板の反射層の裏面にバックライトを配置
することで、バックライト光に基づく透過光による良好
な像を視認することもできた。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の断面図

【図２】他の実施例の断面図

【図３】さらに他の実施例（液晶表示装置としたもの）
の断面図

【図４】さらに他の実施例（液晶表示装置としたもの）
の断面図

【図５】さらに他の実施例（液晶表示装置としたもの）
の断面図

【図６】さらに他の実施例（液晶表示装置としたもの）
の断面図

【図７】試作例の説明図

【符号の説明】

１：透明基材 ２，２２：埋設層 ２１：光散乱性粒子 ３，３１，３２，３３：反射層 ４：液晶セル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリズム状凹凸の繰返し構造を有する透
   明基材と、その透明基材とは屈折率が相違し前記プリズ
   ム状凹凸の凹部を埋める埋設層と、前記透明基材の片側
   に配置された反射層を有することを特徴とするプリズム
   式反射板。
2. 【請求項２】 請求項１において、透明基材及び埋設層
   の一方又は両方が光散乱性粒子を含有するプリズム式反
   射板。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、反射層が微細
   凹凸構造を有する金属蒸着層からなるプリズム式反射
   板。
4. 【請求項４】 請求項１又は２において、反射層が鏡面
   反射板、拡散反射板、半透過反射板、コレステリック液
   晶ポリマー層を有する円偏光反射板又は多層薄膜積層構
   造を有する偏光反射板の接着層からなるプリズム式反射
   板。