JPH112709A

JPH112709A - 半透過反射体

Info

Publication number: JPH112709A
Application number: JP10067271A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Kawamoto; 悟志川本; Masami Gotou; 優実後藤; Shin Fukuda; 福田　　伸
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 1997-04-15
Filing date: 1998-03-17
Publication date: 1999-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】バックライト併用型の反射型液晶表示装置に半
透過反射体を用いることにより、これまでよりも広い範
囲（視野角）において明るい表示を可能にする。【解決手段】透明高分子フィルム７０上に、密に詰まっ
た、実質的に一層である、粒子層からなる、凹凸層６０
を形成し、更に銀またはアルミニウムを用いて金属薄膜
層５０を形成する。金属薄膜層の厚さは、半透過反射体
とした際の反射率と光線透過率を考慮して決定される
が、完全な反射体と比べて薄くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はバックライト併用型
の反射型液晶表示装置に用いられる反射体に関する。更
に詳しくは本発明は、液晶パネルの背面にバックライト
として、冷陰極管、ＥＬ（Electro Luminescence）発光
素子、発光ダイオード等の光源を備えたバックライト併
用型の反射型液晶表示装置に用いられる反射体に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】暗闇においてバックライトを用いるバッ
クライト併用型の反射型液晶は、常時バックライトを用
いる透過型液晶表示装置に比べ低消費電力であることか
ら携帯電話、ＰＨＳ、ホケベル等の携帯情報端末に使用
されている。バックライト併用型の反射型液晶表示装置
の一例を図１に示す。人側より、偏光板１０、液晶表示
パネル２０、偏光板１０、半透過反射体３０、バックラ
イト４０である。明るい室内では半透過反射体３０によ
り反射された外光（太陽光、照明等）を利用して、また
暗闇ではバックライト４０を点灯し、半透過反射体３０
を通過した光を利用してそれぞれ表示を行っている。

【０００３】理想的な液晶表示とは、明るく、そしてど
こからみても同様な表示品質が得られるものであり、私
たちが普段使用している本などの印刷物のようなもので
あると言われている。よって反射型液晶表示装置に用い
られる反射体も紙のように四方八方に均一に光を拡散す
る反射体（ペーパーホワイトタイプ）が好ましいと考え
られている。しかしながら、液晶表示装置では偏光板、
液晶パネル等により入射光の半分以上が吸収される。よ
って四方八方に均一に光を拡散する反射体を液晶表示装
置に用いると、実際には暗くなり使用できない。そこ
で、金属光沢を持つ正反射成分の大きい反射体を用い、
ある範囲に光を集中することによって明るい表示を実現
している。現在用いられている反射体の反射特性の一例
を図２に示す。しかしながら、このような正反射成分の
大きな反射体では、光の入射角と見る角度（受光角）が
一致する場合には非常に明るいものの、見る角度（受光
角）がずれると一気に暗くなってしまう、つまり視野角
が狭いという欠点がある。視野角を広げるには拡散成分
を増やす必要があるが、拡散成分を増やすことはせっか
く集中させた光を広げることになり全体的に暗くなって
しまう。よって現在では正反射角からプラスマイナス１
５°程度の非常に狭い視野角しか得られていない。

【０００４】この視野角を広げるためには反射体の反射
特性（光の集中と分散）を制御することが必要であり、
これまでに多くの検討がなされてきた。反射体の反射特
性を制御する方法としては、反射面（金属薄膜層）を形
成する基材（高分子フィルム）を凹凸化する方法が一般
的である。凹凸化方法としては、（１）高分子フィルム
表面を金属ブラシでこすったり（ヘヤーライン）、Ｓｉ
Ｏ ₂等の粒子を高圧空気とともに吹き付けることにより
凹凸化する方法（サンドブラスト法）、（２）高分子フ
ィルムの原料である樹脂中に白色顔料等の粒子（フィラ
ー）を混入し成膜することで凹凸化する方法、（３）高
分子フィルム上に粒子を含む樹脂を塗布することにより
凹凸化する方法がある。

【０００５】しかしながら、これらの方法ではこれまで
のところ図２と同様な反射特性しか得られておらず、図
３に示すような視野角がマイナス２５°からプラス２５
°の範囲に光が集中し、明るさ（輝度）が等しい理想的
な反射特性は得られていない。よって図３に示すような
理想的な反射特性を得るためには、これまでよりも更に
制御された凹凸表面を用いる必要があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記課題を
解決するためになされたものであり、バックライト併用
型の反射型液晶表示装置に用いた際に、従来よりも広い
視野角を与える反射体（半透過反射体）を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる問題を解
決するために、より制御された凹凸表面について鋭意研
究した結果、驚くべきことに、透明高分子フィルム上
に、密に詰まった、実質的に一層からなる、粒子層を形
成した図４に示すような凹凸面を持つ反射体が、図５に
示すような三つのピークからなる反射特性を持つことを
見いだした。更に、密に詰まった、実質的に一層からな
る、粒子層を形成した後に、樹脂を塗布し、粒子と粒子
の谷間の形状を制御することで、視野角がマイナス２５
°からプラス２５°の範囲にこれまで以上に光が集中
し、明るさ（輝度）が等しい反射体が得られることも見
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。

【０００８】すなわち、本発明の要旨は次のとおりであ
る。第一は、透明高分子フィルムと、該透明高分子フィ
ルム上に形成される粒子層からなる凹凸層と及び、該凹
凸層上に形成される金属薄膜層とから構成される半透過
反射体であって、波長５５０ｎｍにおける該半透過反射
体の光線透過率が１％以上、５０％以下であることを特
徴とする半透過反射体、である。

【０００９】第二は、該凹凸層が、密に詰まった、実質
的に一層である、粒子層からなることを特徴とする第一
に記載の半透過反射体、である。第三は、バインダーと
粒子からなる塗布液を式（１）に示す塗布量の範囲で透
明高分子フィルム上に塗布したことにより該粒子層を形
成したことを特徴とする第二に記載の半透過反射体、で
ある。

【００１０】式（１）：（２×３^0.5／９）×π×１０
⁴×ｒ×（ｄｐ／（Ｎ×Ｐ））×０．３≦塗布量（ｇ／
ｃｍ²）≦（２×３^0.5／９）×π×１０⁴×ｒ×（ｄ
ｐ／（Ｎ×Ｐ））×１．３ π ：円周率ｒ：用いた粒子の半径の平均値（ｃｍ）ｄｐ：用いた粒子の密度（ｇ／ｃｍ³）Ｎ：塗布液の固形分（重量％）Ｐ：固形分中の粒子の割合（重量％）第四は、該塗布液の固形分中の粒子の割合（Ｐ）が３０
〜９０重量％であることを特徴とする第三に記載の半透
過反射体、である。

【００１１】第五は、該粒子の平均粒径（２ｒ）が１〜
１５μｍであることを特徴とする第三に記載の半透過反
射体、である。第六は、該粒子が有機物であることを特
徴とする第三に記載の半透過反射体、である。

【００１２】第七は、該金属薄膜層が銀もしくはアルミ
ニウムを主成分とする金属からなることを特徴とする第
一に記載の半透過反射体、である。第八は、視野角マイ
ナス２５゜からプラス２５゜における輝度の最小値の最
大値に対する比が０．１〜０．８であり、視野角マイナ
ス２５゜からプラス２５゜における輝度の最大値が黒色
ガラスのそれの１０〜９５％であることを特徴とする第
一に記載の半透過反射体、である。

【００１３】第九は、バインダーと粒子からなる塗布液
を、透明高分子フィルム上にリバースコート法により連
続的に塗布することにより凹凸層を形成することを特徴
とする第一又は八に記載の半透過反射体の製造方法、で
ある。第十は、バインダーと粒子からなる塗布液を、透
明高分子フィルム上にリバースコート法により連続的に
塗布することで粒子層を形成し、更にリバースコート法
にて連続的に該粒子層上に樹脂を塗布することで凹凸層
を形成することを特徴とする第一又は八に記載の半透過
反射体の製造方法、である。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の半透過反射体の最も基本
的な一例を図６に示す。透明高分子フィルム７０上に、
密に詰まった、実質的に一層である、粒子層からなる、
凹凸層６０、さらにその上に金属薄膜層５０が形成され
ており、波長５５０ｎｍにおける光線透過率は１％以
上、５０％以下である。

【００１５】本発明における透明高分子フィルムには、
ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ
スチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテル
エーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリカーボネート（Ｐ
Ｃ）、ポリイミド（ＰＩ）、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、フッ素系
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できる。

【００１６】透明高分子フィルムの厚みには限定的な値
はないが、通常は１０〜４００μｍ程度であり、好まし
くは１０〜２００μｍ程度であり、更により好ましくは
２５〜１００μｍ程度である。使用する透明高分子フィ
ルムの光学特性は一般的には波長３００〜８００ｎｍの
可視光領域において透明であることが好ましいが、光源
として使用するバックライト（冷陰極管、ＥＬ素子等）
の発光スペクトルにより３００ｎｍ〜８００ｎｍの一部
で不透明であっても構わない。また、故意に赤、青、緑
等の着色フィルムを用いることにより、バックライト
（冷陰極管、ＥＬ素子等）の光源を用いた際に色鮮やか
な表示とすることができる。

【００１７】本発明の半透過反射体を得るには、凹凸層
として、密に詰まった、実質的に一層である、粒子層を
用いること、また、好ましくは、散乱光が少なくなるよ
うに、粒子と粒子の谷間の形状を制御することが重要で
ある。散乱光とは、粒子と粒子の谷間で一方の粒子で反
射した光が、更にもう一方の粒子で反射することにより
生じるものである。散乱光を少なくするには、なだらか
な凹凸面となるように粒子と粒子の谷間の形状を形成す
ることで達成できる。

【００１８】密に詰まった、実質的に一層である、粒子
層とは、一例を示すと図４に示すような、透明高分子フ
ィルム上に、重なることなく隙間なく並んだ粒子からな
る層を言う。更に詳細に説明すると、本発明の、密に詰
まった、実質的に一層である粒子層の示す範囲は、充填
率が３０％以上及び重複率が３０％以下である粒子層で
あり、好ましくは充填率が５０％以上及び重複率が２０
％以下である粒子層であり、より好ましくは充填率が７
０％以上及び重複率が１０％以下である粒子層である。
粒子の充填率とは、用いた粒子の平均粒径と等しい粒子
が平面内で（２次元で）最密充填したときの単位面積あ
たりの粒子数に対する、実際の単位面積あたりの粒子数
（透明高分子フィルム上の１層目の粒子のみを計数し、
２層目以上の粒子を除くこととする）の割合で表す。例
えば粒径６μｍ（半径ｒ＝３μｍ）の粒子が最密充填し
たとすると、１ｃｍ²の正方形中には、（π×３^0.5／６）×１／（π×（３×１０^-4）²）＝
３．２１×１０⁶個の粒子が入る。よって充填率３０％とは１ｃｍ²の正方
形上に９．６３×１０⁵個の粒子が存在する状態を示
し、同様にして充填率５０％とは１．６１×１０⁶個の
粒子が存在する状態を、充填率７０％とは２．２５×１
０⁶個の粒子が存在する状態を言う。また、重複率とは
透明高分子フィルム上の１層目の粒子数に対する、２層
目以上の粒子数の割合で示す。

【００１９】密に詰まった、実質的に一層である、粒子
層からなる、凹凸層は、例えば、透明高分子フィルム上
に粒子とバインダーからなる液（粒子分散液）を塗布す
ることにより形成することができる。また、粒子分散液
を塗布し粒子層を形成した後に、更に該粒子層上に樹脂
を塗布することによっても形成できる。樹脂を粒子層上
に塗布するのはなだらかな凹凸面とすることで散乱光を
減少させるためである。コストの面からは前者が好まし
いが、本発明の目的である視野角マイナス２５°からプ
ラス２５°の範囲に光が集中し明るさ（輝度）が等しい
理想的な反射特性を得るには、目的とするなだらかな凹
凸形状が比較的得られやすい後者の方法が好ましく用い
られる。その他、密に詰まった、実質的に一層である、
粒子層からなる、凹凸層はスクリーン印刷等によっても
形成できる。しかしながら必ずしもこれらの方法に限定
されるわけではなく、密に詰まった、実質的に一層であ
る、粒子層を形成できる方法であれば形成方法は問わな
い。粒子とバインダーからなる液（粒子分散液）を塗布
することにより、密に詰まった、実質的に一層である、
粒子層を透明高分子フィルム上に形成するには、該粒子
分散液の塗布量を式（１）に示す範囲とすることが好ま
しい。

【００２０】式（１）：（２×３^0.5／９）×π×１０
⁴×ｒ×（ｄｐ／（Ｎ×Ｐ））×０．３≦塗布量（ｇ／
ｃｍ²）≦（２×３^0.5／９）×π×１０⁴×ｒ×（ｄ
ｐ／（Ｎ×Ｐ））×１．３ π ：円周率ｒ：用いた粒子の半径の平均値（ｃｍ）ｄｐ：用いた粒子の密度（ｇ／ｃｍ³）Ｎ：塗布液の固形分（重量％）Ｐ：固形分中の粒子の割合（重量％）より好ましくは式（２）に示す範囲である。

【００２１】式（２）：（２×３^0.5／９）×π×１０
⁴×ｒ×（ｄｐ／（Ｎ×Ｐ））×０．５≦塗布量（ｇ／
ｃｍ²）≦（２×３^0.5／９）×π×１０⁴×ｒ×（ｄ
ｐ／（Ｎ×Ｐ））×１．２ここでいう塗布量とはウェット（乾燥前）での値であ
る。ウエットでの塗布量はコーティングに用いるグラビ
ヤ版、メイヤーバーの番手を選ぶ上で有用であるが、一
方で実測が困難である。そこで実際には乾燥後の膜厚
や、乾燥後の塗布重量が測定されることが多い。粒子層
は凹凸層であるので必ずしも塗布量と膜厚が一致しな
い。そこで乾燥後の塗布重量で評価することが好ましい
と考えられる。乾燥後の塗布重量と塗布量の間には、実
質的に、乾燥後の塗布重量（ｇ／ｃｍ²）＝塗布量（ｇ／ｃ
ｍ²）×Ｎ／１００の関係がある。よって式（１）は式（３）と表すことが
できる。

【００２２】式（３）：（２×３^0.5／９）×π×１０
²×ｒ×（ｄｐ／Ｐ）×０．３≦塗布重量（ｇ／ｃ
ｍ²）≦（２×３^0.5／９）×π×１０²×ｒ×（ｄｐ
／Ｐ）×１．３同様にして、式（２）は式（４）と表すことができる。

【００２３】式（４）：（２×３^0.5／９）×π×１０
²×ｒ×（ｄｐ／Ｐ）×０．５≦塗布重量（ｇ／ｃ
ｍ²）≦（２×３^0.5／９）×π×１０²×ｒ×（ｄｐ
／Ｐ）×１．２塗布重量が測定できない場合には、実際の塗布面を光学
顕微鏡で観察し塗布量を調節することで、密に詰まっ
た、実質的に一層である、粒子層を得ることができる。
塗布面を写真に撮り一定範囲内の粒子数を計数するのが
一般的である。

【００２４】粒子分散液を塗布し粒子層を形成した後
に、更に該粒子層上に樹脂を塗布することによって凹凸
層を得る際の樹脂層の塗布量は、下地層である粒子層の
充填率などにより大きく変わってくるので一概に塗布量
で表すことはできない。しかしながら粒子層で得られた
凹凸形状を生かす範囲であることを考えればその塗布量
は自ずと限られてくる。塗布量を塗布厚みに換算すれば
樹脂層の塗布厚みは粒子層の塗布厚みと同等かそれ以下
であり、粒子層の３倍以上の塗布厚みになることはな
い。

【００２５】従来より、粒子を含む樹脂を塗布すること
により凹凸化する方法が行われているが、従来の方法で
は、膜厚が厚く実質的に一層ではないため、または、膜
厚が薄いとしても粒子が密に詰まっていないため、本発
明の効果が得られないのである。

【００２６】バインダーとしては、ポリアミド系、ポリ
エステル系、ポリウレタン系、アクリル系等の熱可塑性
樹脂、及び尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等の
熱硬化性樹脂が用いられる。これらは、透明高分子フィ
ルム及び粒子及び樹脂との密着性を考慮して選択され
る。

【００２７】樹脂としては、ポリアミド系、ポリエステ
ル系、ポリウレタン系、アクリル系等の熱可塑性樹脂、
及び尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化
性樹脂が用いられる。これらは、粒子層及び金属薄膜層
との密着性を考慮して選択される。

【００２８】粒子としては、ポリスチレン、ポリメタク
リル酸メチル、スチレンメタクリレート、スチレンアク
リレート、スチレンブタジエン等の高分子（有機物）か
らなる粒子が、また、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、珪酸ソーダ等のいわゆる白色顔料系の粒子や、酸化
珪素等の無機系の粒子が用いられる。粒子の材質につい
ては特に限定されないが、粒子とバインダーからなる液
（粒子分散液）の分散安定性を考慮した際には、比重の
小さい高分子（有機物）からなる粒子が好ましく用いら
れる。

【００２９】高分子からなる粒子の調整方法としては、
乳化重合法、懸濁重合法、分散重合法が挙げられる。乳
化重合法が最も一般的であるが、近年、分散重合も盛ん
に行われている。どの重合法においても生成する高分子
は分散媒に難溶であり、分散媒と高分子間の表面張力に
より粒子化する。高分子粒子は、粒子表面に結合または
吸着している保護層によって安定化され、さらに粒子内
架橋によっても安定化される。これら３方法の中でも特
に分散重合法を用いた粒子作製では、サブミクロンから
数十ミクロンまでの広い範囲の粒子が得られる特徴があ
る。

【００３０】分散重合法では、分散媒として非水溶媒が
用いられ、分散剤としては両親媒性高分子が用いられ
る。モノマーが分散媒中に溶けることが必要であり、モ
ノマーが溶解した分散媒中に開始剤を加えることにより
に重合が開始する。重合は溶液中で進行し、粒子析出後
は粒子内でも進行する。スチレンの分散重合においては
溶媒として用いるアルコールの炭素数により生成する粒
子の直径がかなり広い範囲で変化することが知られてい
る（A.J.Paine, J.Polym.Sci.,Polym.Chem.Ed.,38,2485
(1990)）。また、得られる粒子直径のばらつきも非常に
小さいことから有用な重合方法である。

【００３１】粒子の直径（粒径）の平均値は１μｍ以
上、１５μｍ以下であることが好ましい。より好ましく
は２μｍ以上、１２μｍ以下であり、更に好ましくは３
μｍ以上、１０μｍ以下である。粒径があまりに小さい
と実質的に一層からなる粒子層を形成するのが難しい。
また、粒径があまりに大きいと塗布厚みが厚くなり工業
上好ましくないばかりでなく、きめの粗い反射体とな
る。

【００３２】用いる粒子の粒径分布は小さい方が好まし
い。粒径の標準偏差の平均粒径に対する割合は、通常は
５０％以下、好ましくは３０％以下、より好ましくは２
０％以下である。あまりに粒径分布が大きいと、密に詰
まった、実質的に一層である、粒子層を得ることが難し
くなり、制御された凹凸層が得られず、よって本発明の
反射体の性能が得られない。

【００３３】粒径分布は、少量の粒子を分散させた溶液
の動的光散乱法により測定することができる。またＳＥ
Ｍ写真より、無作意に選んだ１００個の粒子の直径より
求めることができる。粒子の直径はＳＥＭ写真以外に光
学顕微鏡写真より読みとることができる。また、得られ
た写真または像を画像処理することで粒径分布を求める
ことができる。

【００３４】粒子分散液の固形分中の粒子の重量％は通
常３０％以上、９０％以下である。好ましくは４０％以
上、８０％以下であり、より好ましくは５０％以上、７
０％以下である。粒子の重量％があまりに小さいと粒子
を密に一層塗布することが難しい。また、粒子の重量％
があまりに大きいとバインダーに対して粒子が多すぎる
ために粒子の密着性が悪く、よって粒子の脱落、剥がれ
等が起こる。

【００３５】粒子分散液を透明高分子フィルムに塗布す
る方法としては、前計量系ではロールコート法、グラビ
ヤコート法等が、後計量系ではバー（ロッド）コート
法、ブレードコート法、エアナイフコート法などがあげ
られる。本願の粒子層を得るためには、基材である透明
高分子フィルムの進行方向とコートロール又は計量に用
いられるバーの回転方向とが逆であるリバースコート法
が好ましく用いられる。さらに好ましくはコートロール
にグラビヤロールを用いたグラビヤリバースコート法が
用いられる。リバースコート法が好ましく用いられるの
はスムージング効果により畝模様等のない均質な表面が
得られることに加え、粒子の重なりが押えられ充填率が
上がるからである。

【００３６】金属薄膜層に用いられる金属としては特に
限定されないが、可視光領域において高い反射率を持つ
金属が好ましく用いられる。好ましくは、銀、アルミニ
ウム及びこれらの合金が用いられる。

【００３７】金属薄膜層の形成法は、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
金属を析出させ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。

【００３８】真空蒸着法では金属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１３．３ｍＰａ（０．１ｍＴｏｒｒ）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１３．３ｍＰａ（０．１ｍＴｏｒｒ）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。

【００３９】スパッタ法には、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、原材料は金属の板状のター
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。

【００４０】金属薄膜層の厚さは、半透過反射体とした
際の反射率と光線透過率を考慮して決められる。金属薄
膜層が厚いと反射率が高く光線透過率が低くなり、薄い
と反射率が低く光線透過率が高くなる。一例を上げると
金属に銀を用いた場合には、銀の膜厚が約１５ｎｍで反
射率５０％程度、光線透過率４５％程度になる。また、
銀の膜厚が６５ｎｍの際には反射率８５％程度で、光線
透過率が１０％程度になる。金属にアルミニウムを用い
た場合には、アルミニウムの膜厚が約５ｎｍで反射率５
０％程度、光線透過率４０％程度に、アルミニウムの膜
厚が２０ｎｍで反射率８０％程度、光線透過率１０％程
度になる。

【００４１】金属薄膜層に銀を用いた場合には、理論計
算によると膜厚１５ｎｍで光線透過率５６．６％、膜厚
２０ｎｍで光線透過率４１．６％が、膜厚７０ｎｍで光
線透過率１．２％、膜厚７５ｎｍで光線透過率０．８％
が得られることがわかる。実際には成膜法にもよるが理
論計算で用いた膜厚よりも厚くしないと同様な値が得ら
れないことが多い。これは一般に薄膜はバルクに比べ密
度が低いことによると思われる。

【００４２】金属薄膜層にアルミニウムを用いた場合に
は、理論計算によると膜厚４ｎｍで光線透過率５３．９
％、膜厚５ｎｍで光線透過率４５．０％が、膜厚２９ｎ
ｍで光線透過率１．１％、膜厚３０ｎｍで光線透過率
０．９％が得られることがわかる。銀の場合と同様に実
際には理論計算で用いた膜厚よりも厚くしないと同様な
値が得られないことが多い。

【００４３】半透過反射体に求められる光線透過率は用
いるバックライトの発光輝度により異なる。好ましくは
１％以上、５０％以下であり、より好ましくは３％以
上、４０％以下であり、更に好ましくは５％以上、３０
％以下である。前記金属薄膜層の膜厚の測定方法として
は、触針粗さ計、繰り返し反射干渉計、マイクロバラン
ス、水晶振動子法等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、成膜時間により膜厚を制御する方法もあ
る。

【００４４】金属薄膜層の酸化及び硫化等の腐食防止の
ために、金属薄膜上に保護層を設けることは、本発明の
反射シートの信頼性を向上させる意味から好ましい。保
護層としては、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、
シリコーン系樹脂及びウレタン系樹脂等の透明樹脂が、
また、酸化珪素、フッ化マグネシウム、窒化珪素等の透
明な無機薄膜が用いられる。

【００４５】半透過反射体の反射特性としては、視野角
マイナス２５°からプラス２５°における輝度の最小値
の最大値に対する比が０．１〜０．８であり、視野角マ
イナス２５°からプラス２５°における輝度の最大値が
黒色ガラスのそれの１０〜９５％であることが好まし
い。より好ましくは、視野角マイナス２５°からプラス
２５°における輝度の最小値の最大値に対する比が０．
１５〜０．８であり、視野角マイナス２５°からプラス
２５°における輝度の最大値が黒色ガラスのそれの２０
〜９５％であり、更により好ましくは、視野角マイナス
２５°からプラス２５°における輝度の最小値の最大値
に対する比が０．２〜０．８であり、視野角マイナス２
５°からプラス２５°における輝度の最大値が黒色ガラ
スのそれの３０〜９５％である。これらにより図３の理
想的な反射特性に更に近づく。

【００４６】

【実施例】以下実施例を用いて本発明について説明す
る。反射体の輝度は入射光の強度、入射光の広がり、入
射光の位置、入射光の数等により変化することから、輝
度の絶対値を測定し比較することは現状では非常に困難
である。そこでここでは便宜的に光沢度測定をもって輝
度測定に代える。反射体の光沢度はスガ試験機（株）デ
ジタル変角光沢度計（型式ＵＧＶ−４Ｄ）を用いて測定
した。光源の入射角を試料面の法線に対して４５°で固
定し、受光角を入射光と同一平面内で変化させた。この
とき光源と受光器は法線を挟んで対峙している。また比
較用の黒色ガラスには一次標準面として用いられている
黒色ガラスを用いた。光源側には１０ｍｍ×１５ｍｍの
スリットを、受光側には３ｍｍ×６ｍｍのスリットを用
いた。ここで視野角０°における輝度とは、法線に対し
て受光角４５°における輝度（光沢度）を、また視野角
マイナス２５°における輝度とは受光角２０°における
輝度（光沢度）を、視野角プラス２５゜における輝度と
は受光角７０゜における輝度（光沢度）をそれぞれ示
す。

【００４７】光線透過率測定は日立自記分光光度計（型
式Ｕ−３４００）に１５０φの積分球を設置し行った。
測定波長は５５０ｎｍである。

【００４８】実施例１粒子とバインダー及び蒸留水を用いて表１のＡに示す粒
子分散液を調製した。粒子には粒径の平均値が３μｍ、
粒径分布の標準偏差が０．３μｍ（１０％）のポリスチ
レン（ＰＳ）粒子を、またバインダーにはメチルメタク
リレートを主成分とするアクリルエマルジョン（ガラス
転移温度２５℃）を用いた。マイクログラビヤ法にて、
粒子分散液を、厚み１００μｍのポリエチレンテレフタ
レート（ＰＥＴ）フィルム上に塗布し乾燥した。乾燥後
の塗布面を光学顕微鏡により観察し塗布条件を調整する
ことで、密に詰まった、実質的に一層である、粒子層を
得た。このようにして形成した凹凸層上に金属薄膜層と
して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６５ｎｍになるように形成し
た。

【００４９】実施例２粒子とバインダー及び蒸留水を用いて表１のＡに示す粒
子分散液を調製した。粒子には粒径の平均値が６．５μ
ｍ、粒径分布の標準偏差が３．０μｍ（４６％）のアク
リル粒子を、またバインダーにはメチルメタクリレート
を主成分とするアクリルエマルジョン（ガラス転移温度
１１℃）を用いた。マイクログラビヤ法にて、粒子分散
液を、厚み１００μｍのポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）フィルム上に塗布し乾燥した。乾燥後の塗布
面を光学顕微鏡により観察し塗布条件を調整すること
で、密に詰まった、実質的に一層である、粒子層を得
た。更にこの粒子層上に固形分が３０％のアクリル系エ
マルジョンを塗布し乾燥した。乾燥後の塗布面の散乱光
を光学顕微鏡の暗視野像により観察し塗布条件を調整す
ることで、粒子間の谷間の形状を調整した。このように
して形成した凹凸層上に金属薄膜層として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６５ｎｍになるように形成した。

【００５０】実施例３実施例２において、表１のＢに示す粒子分散液を用いた
以外は実施例２と同様に行った。

【００５１】実施例４実施例２において、表１のＣに示す粒子分散液を用いた
以外は実施例２と同様に行った。

【００５２】実施例５実施例４において、粒子として分散重合にて作製した粒
径の平均値が５μｍ、粒径分布の標準偏差が０．４μｍ
（８％）のポリスチレン（ＰＳ）粒子を、またバインダ
ーとしてスチレンを主成分とするスチレン−アクリル系
エマルジョン（ガラス転移温度２０℃）を、更に粒子層
上に固形分が３０％のポリエステル系樹脂を塗布する以
外は実施例４と同様に行った。

【００５３】実施例６実施例４において、金属薄膜層として、抵抗加熱式真空
蒸着法で、純度９９．９９％のアルミニウムを膜厚２０
ｎｍになるように形成した以外は実施例４と同様に行っ
た。

【００５４】比較例１粒子とバインダー及び蒸留水を用いて表１のＤに示す粒
子分散液を調製した。粒子には、分散重合にて作製した
粒径の平均値が５μｍ、粒径分布の標準偏差が０．４μ
ｍ（８％）のポリスチレン（ＰＳ）粒子を、またバイン
ダーにはスチレンを主成分とするスチレン−アクリル系
エマルジョン（ガラス転移温度２０℃）を用いた。マイ
クログラビヤ法にて、粒子分散液を、厚み１００μｍの
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上に塗
布し乾燥した。乾燥後の塗布厚みは１０μｍである。こ
の凹凸層上に金属薄膜層として、抵抗加熱式蒸着法で、
純度９９．９９％のアルミニウムを膜厚２０ｎｍになる
ように形成した。

【００５５】比較例２比較例２において、表１のＥに示す粒子分散液を用いた
以外は比較例１と同様に行った。比較例３粒子とバインダー及び蒸留水を用いて表１のＡに示す粒
子分散液を調製した。粒子には粒径の平均値が６．５μ
ｍ、粒径分布の標準偏差が３．０μｍ（４６％）のアク
リル粒子を、またバインダーにはメチルメタクリレート
を主成分とするアクリルエマルジョン（ガラス転移温度
１１℃）を用いた。マイクログラビヤ法にて、粒子分散
液を、厚み１００μｍのポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）フィルム上に塗布し乾燥した。乾燥後の塗布
厚みは１０μｍである。この凹凸層上に金属薄膜層とし
て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６５ｎｍになるように形成し
た。

【００５６】

【表１】

【００５７】実施例及び比較例にて得られた半透過反射
体の光線透過率及び反射特性を表２に示す。また、実施
例１及び比較例１において得られた半透過反射体を調べ
たところ、それぞれ図５及び図２に示す反射特性を得
た。さらに、実施例及び比較例で得られた半透過反射体
を、バックライト併用型の反射型液晶表示装置に用い
た。実施例１〜６の半透過反射体を用いたものは、これ
までよりも明るく見やすい表示であった。しかし、比較
例１、２の半透過反射体では、見る角度によって明るさ
が大きく変化し、非常に見にくい表示であった。また、
比較例３の半透過反射体では、見る角度による明るさの
変化は少なかったが、非常に暗い表示であった。

【００５８】

【表２】以下の実施例で、本発明の密に詰まった、実質的に一層
である、粒子層について説明する。

【００５９】尚、実施例７〜９及び比較例４〜６では、
粒子分散液の塗布量を変えるためにコーターの塗布条件
を変更しているが、グラビヤリバース比については２０
０に比べ１００の方が塗布量が多くなっている。また、
ドクターの突き出し量については、突き出しが大きくな
るほどグラビヤロールに対するドクターの接触角が小さ
くなるが、その結果塗布量は増している。

【００６０】実施例７粒子とバインダー及び蒸留水を用いて表１のＦに示す粒
子分散液を調製した。粒子には粒径の平均値が６．５μ
ｍ（半径ｒ＝３．２５μｍ）、粒径分布の標準偏差が
３．０μｍ（４６％）のアクリル粒子を、またバインダ
ーにはメチルメタクリレートを主成分とするアクリルエ
マルジョン（ガラス転移温度１１℃）を用いた。塗布に
は、１２００ｍｍ幅のグラビヤコーターを用いた。グラ
ビヤリバース法にて、上記粒子分散液を、厚み５０μｍ
のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上に
連続的に塗布し、ライン上の乾燥炉にて１２０℃で約３
分間乾燥し巻き取った。この際、グラビヤ版には線数が
１インチ当たり１２０線、深度が６５μｍで４５°の斜
線版を用いた。また、グラビヤリバース比はダイヤル値
で２００とした（ダイヤル値が大きいほどグラビヤロー
ルの回転数が増すが実際の回転速度は不明）。更にドク
ターの突き出しを４ｃｍとした。

【００６１】実施例８ドクターの突き出しを６ｃｍとする以外は実施例７と同
様に行った。実施例９ドクターの突き出しを８ｃｍとする以外は実施例７と同
様に行った。

【００６２】比較例４グラビヤリバース比をダイヤル値で１００とする以外は
実施例９と同様に行った。比較例５グラビヤ版を線数が１インチ当たり１８０線、深度３５
μｍで４５°の斜線版とする以外は実施例７と同様に行
った。比較例６グラビヤ版を線数が１インチ当たり８５線、深度１５０
μｍで４５°の斜線版とする以外は実施例７と同様に行
った。

【００６３】実施例７〜９、比較例４〜６で得られたサ
ンプルの塗布重量（ｇ／ｃｍ²）及び充填率、重複率を
表３に示す。各測定方法は以下の通りである。＜塗布重量＞１０ｃｍ角の試料を切りとり以下の手順
で測定を行い初期重量（Ｗ０）及び粒子層拭き取り後重
量（Ｗ）を求めた。尚、重量測定前にはイオン化エアー
ガン用いて、サンプルに付着したダストを除電しながら
除去した。１．乾燥（１２０℃×５分）２．重量測定（Ｗ０）３．粒子層拭き取り（エタノール使用）４．乾燥（１２０℃×５分）５．重量測定（Ｗ）得られたＷ０及びＷを以下の式に代入して塗布重量（ｇ
／ｃｍ²）を求めた。

【００６４】塗布重量（ｇ／ｃｍ²）＝（Ｗ０−Ｗ）／（Ｗ／ａ）ａ：１ｃｍ²当たりの透明高分子フィルムの重量（こ
こでは膜厚５０μｍのＰＥＴフィルムであることから７
×１０^-3ｇとした）。＜充填率＞一辺の長さ（ｂ）（ｃｍ）の正方形中に含
まれる粒子の数（ｎ）を光学顕微鏡を用いて計測した。
ここでｂは用いた粒子の粒径（粒子の直径）の１０倍程
度とした。また境界線上に位置する粒子に関しては該粒
子の頂点の位置が計測範囲に含まれるものを計測した。
求めたｎを以下の式に代入して充填率を求めた。

【００６５】充填率（％）＝（２×３^0.5×ｎ×ｒ²／
ｂ²）×１００ここでｒ：用いた粒子の半径の平均値（ｃｍ）尚、実施例７〜９及び比較例４、５で用いた粒子の半径
の平均値は３．２５μｍであり、また測定には一辺が６
５μｍの正方形を用いた。測定はランダムに２点行い、
平均値を求めた。

【００６６】ただし、粒子の重なりのために計測が不可
能の場合は「重なりのため計測不可能」とした。＜重複率＞充填率と同様にして一辺の長さ（ｂ）の正
方形中に含まれる一層目（最下層）の粒子の数（ｎ₁）
と二層目以降の粒子の数（ｎ₂）の計測を行った。この
際、顕微鏡の倍率によっては十分な焦点深度が得られず
一層目とそれ以降の層に同時に焦点を合わせることがで
きないことがある。この際には、倍率を下げていったん
写真に取り、該写真を更にルーペで拡大して計測した。
得られたｎ ₁とｎ₂を以下の式に代入し重複率を求め
た。

【００６７】重複率（％）＝ｎ₂／ｎ₁×１００ただし、上記方法にて可能な計測は二層目（一部三層
目）までの計測であり、粒子の重なりが三層以上の場合
には計測不可能である。これらの場合は「粒子の重なり
三層以上」とした。尚、測定には充填率と同様に一辺が
６５μｍの正方形を用いた。また測定はランダムに２点
行い、平均値を求めた。

【００６８】ここで式（３）が表す範囲は、ｒ＝３．２
５×１０^-4ｃｍ、ｄｐ＝１．１９ｇ／ｃｍ³、Ｐ＝５０
％より、２．８０５×１０^-4≦塗布重量（ｇ／ｃｍ²）≦１．２
１５９×１０^-3 である。表３より塗布重量が式（３）の範囲内である実
施例７〜９において充填率が３０％以上で重複率が３０
％以下の粒子層が得られていることがわかる。一方、式
（３）の範囲外である比較例４〜６においては充填率が
３０％に満たないか、もしくは重複率が３０％を越えて
いることが分かる。

【００６９】

【表３】＊１：重なりのため計測不可能＊２：粒子の重なり三層以上

【００７０】

【発明の効果】本発明の半透過反射体をバックライト併
用型の反射型液晶表示装置に用いることにより、視野角
がマイナス２５゜からプラス２５゜の範囲にこれまで以
上に光が集中し、明るさ（輝度）が等しい反射体が得ら
れた。

【図面の簡単な説明】

【図１】バックライト併用型反射型液晶表示装置の一例
を示す断面図である。

【図２】現在用いられている反射体の反射特性の一例を
示すグラフである。

【図３】理想的な反射特性を示すグラフである。

【図４】密に詰まった、実質的に一層である、粒子層か
らなる、凹凸層を有する反射体の表面凹凸の一例を示す
光学顕微鏡写真を示す図面である。

【図５】密に詰まった、実質的に一層である、粒子層か
らなる、凹凸層を有する反射体の反射特性の一例を示す
グラフである。

【図６】本発明の反射体の一例を示す断面図である。

【符号の説明】

１０偏光板２０液晶表示パネル３０半透過反射体４０バックライト５０金属薄膜層６０密に詰まった、実質的に一層である、粒子層から
なる、凹凸層７０透明高分子フィルム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０２Ｆ 1/1335 ５２０Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５２０５３０５３０

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明高分子フィルムと、該透明高分子フ
ィルム上に形成される粒子層からなる凹凸層と及び、該
凹凸層上に形成される金属薄膜層とから構成される半透
過反射体であって、波長５５０ｎｍにおける該半透過反
射体の光線透過率が１％以上、５０％以下であることを
特徴とする半透過反射体。
【請求項２】該凹凸層が、密に詰まった、実質的に一
層である、粒子層からなることを特徴とする請求項１に
記載の半透過反射体。
【請求項３】バインダーと粒子からなる塗布液を式
（１）に示す塗布量の範囲で透明高分子フィルム上に塗
布したことにより該粒子層を形成したことを特徴とする
請求項２に記載の半透過反射体。式（１）：（２×３^0.5／９）×π×１０⁴×ｒ×（ｄ
ｐ／（Ｎ×Ｐ））×０．３≦塗布量（ｇ／ｃｍ²）≦
（２×３^0.5／９）×π×１０⁴×ｒ×（ｄｐ／（Ｎ×
Ｐ））×１．３ π ：円周率ｒ：用いた粒子の半径の平均値（ｃｍ）ｄｐ：用いた粒子の密度（ｇ／ｃｍ³）Ｎ：塗布液の固形分（重量％）Ｐ：固形分中の粒子の割合（重量％）
【請求項４】該塗布液の固形分中の粒子の割合（Ｐ）
が３０〜９０重量％であることを特徴とする請求項３に
記載の半透過反射体。
【請求項５】該粒子の平均粒径（２ｒ）が１〜１５μ
ｍであることを特徴とする請求項３に記載の半透過反射
体。
【請求項６】該粒子が有機物であることを特徴とする
請求項３に記載の半透過反射体。
【請求項７】該金属薄膜層が銀もしくはアルミニウム
を主成分とする金属からなることを特徴とする請求項１
に記載の半透過反射体。
【請求項８】視野角マイナス２５゜からプラス２５゜
における輝度の最小値の最大値に対する比が０．１〜
０．８であり、視野角マイナス２５゜からプラス２５゜
における輝度の最大値が黒色ガラスのそれの１０〜９５
％であることを特徴とする請求項１に記載の半透過反射
体。
【請求項９】バインダーと粒子からなる塗布液を、透
明高分子フィルム上にリバースコート法により連続的に
塗布することにより凹凸層を形成することを特徴とする
請求項１又は８に記載の半透過反射体の製造方法。
【請求項１０】バインダーと粒子からなる塗布液を、
透明高分子フィルム上にリバースコート法により連続的
に塗布することで粒子層を形成し、更にリバースコート
法にて連続的に該粒子層上に樹脂を塗布することで凹凸
層を形成することを特徴とする請求項１又は８に記載の
半透過反射体の製造方法。