反射板および反射半透過板

トップ :: G 物理学 :: G02 光学

【発明の名称】	反射板および反射半透過板
【発明者】	【氏名】田中興一【氏名】岡田勝
【要約】	【課題】反射型または反射半透過型液晶表示装置などに用いた場合、表示画像の視認性を向上させることができる反射板または反射半透過板を提供する。【解決手段】微粒子を分散させた粘着剤層からなる光散乱層と光反射層または反射半透過層を有し、該微粒子と該微粒子部分以外の樹脂層との屈折率比が後者が１に対して前者が１．００１～１．２、光散乱層のヘイズ値が６０％以上であって、該微粒子の平均粒径が３～３０μｍである反射板または反射半透過板。

【特許請求の範囲】
【請求項１】微粒子を分散させた粘着剤層からなる光散乱層と光反射層または反射半透過層を有し、該微粒子と該微粒子部分以外の樹脂層との屈折率比が後者が１に対して前者が１．００１～１．２、光散乱層のヘイズ値が６０％以上であって、該微粒子の平均粒径が３～３０μｍである反射板または反射半透過板。
【請求項２】光散乱層の厚さが３～５０μｍである請求項１に記載の反射板または反射半透過板。
【請求項３】微粒子の添加量が該微粒子部分以外の粘着剤層１００重量部に対して１０～５０重量部である請求項１または２に記載の反射板または反射半透過板。
【請求項４】光反射層が金属蒸着面を有するフィルムである請求項１ないし３のいずれか１項に記載の反射板または反射半透過板。
【請求項５】金属蒸着面が銀またはアルミニウムを蒸着させた面である請求項４に記載の反射板または反射半透過板。
【請求項６】請求項１ないし５のいずれか１項に記載の反射板または反射半透過板を有する光学フィルム。
【請求項７】請求項１ないし５のいずれか１項に記載の反射板または反射半透過板を有する画像表示装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、反射型または反射半透過型液晶表示装置等に有用な反射板または反射半透過板に関する。
【０００２】
【従来の技術】携帯用高度情報端末等に用いられる反射半透過型液晶表示装置は、バックライトを用いる透過型液晶表示装置と反射型液晶表示装置の両方の機能を有し、例えば明るいところではバックライトを点灯させずに反射型液晶表示装置として、暗いところではバックライトを点灯して透過型液晶表示装置として使用することができるため、透過型液晶表示装置に比べて低消費電力化が可能となる。反射半透過型液晶表示装置は、例えば透過型と同じ偏光板を有する液晶セルの背面に反射半透過板を設置したものであり、このような反射半透過板は、例えばポリエステルフィルムに硬い粒子をぶつけて粗面化するいわゆるサンドマット法、粒子を含有した樹脂液をポリエステルフィルムにコートするいわゆるコーティングマット法、多量の有機粒子を添加してポリエステルフィルムを粗面化するいわゆる粒子添加マット法、および異種の高分子をブレンドしてポリエステルフィルムを粗面化するいわゆるブレンドマット法等によって形成したフィルムの粗面に銀、またはアルミニウム等の金属を光が透過できる程度に蒸着することにより形成している。このように粗面化したフィルム上に金属を光が透過できる程度に蒸着することで、反射板として機能するだけでなく、バックライトを点灯した時に拡散板として機能するために、液晶表示装置に用いた場合、反射型と透過型のいずれの液晶表示装置としても使用することができる。このように反射半透過板は、反射光および透過光を拡散させるために、反射板として用いた場合には、反射板への写り込みや視角による視認性の低下を防ぐだけでなく、反射光が白くなるために、より見やすい表示画像を得ることができ、拡散板として用いた場合には、バックライトの光を均一に拡散することでより見やすい表示画像を得ることができる。
【０００３】一方、反射型液晶表示装置は、バックライトを用いる透過型や反射半透過型液晶表示装置に比べて軽量化、低消費電力化が可能なため注目されている。反射型液晶表示装置は、例えば透過型と同じ偏光板を有する液晶セルの背面に反射板を設置したものであり、このような反射板は、上記の反射半透過板と同様に粗面化したフィルム上に金属を蒸着することで得られ、粗面化によって拡散反射を増加させることで、反射型液晶表示装置に用いた場合、反射板への写り込みや視角による視認性の低下を防ぐだけでなく、反射光が白くなるために、より見やすい表示画像を得ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これらの反射板または反射半透過板を用いた場合、粗面の粗さがそのまま表示画像の品位を決定してしまうため、表面の粗い反射板または反射半透過板を用いると表示画像の品位を低下させるため、高精細な画像表示が困難になるという問題があった。また、表面の粗さを少なくすると、拡散反射が低下するために反射板または反射半透過板への写り込みの増加や視角による視認性の低下、さらには反射光の白さが不十分となるために表示画像の品位が低下してしまうという問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者等は上記の問題点を解決すべく、鋭意検討した結果、微粒子を分散させた粘着剤層からなる光散乱層と光反射層または反射半透過層を有し、該微粒子と該微粒子部分以外の樹脂層との屈折率比が後者が１に対して前者が１．００１～１．２、光散乱層のヘイズ値が６０％以上であって、該微粒子の平均粒径が３～３０μｍである反射板または反射半透過板を用いることにより、表面を粗面化することなく良好な反射特性が得られるだけでなく、反射型または反射半透過型液晶表示装置のような画像表示装置等に用いた場合に、表示画像の品位を大幅に向上できることを新規に見いだし、本発明に至った。即ち、本発明は、（１）微粒子を分散させた粘着剤層からなる光散乱層と光反射層または反射半透過層を有し、該微粒子と該微粒子部分以外の樹脂層との屈折率比が後者が１に対して前者が１．００１～１．２、光散乱層のヘイズ値が６０％以上であって、該微粒子の平均粒径が３～３０μｍである反射板または反射半透過板、（２）光散乱層の厚さが３～５０μｍである（１）に記載の反射板または反射半透過板、（３）微粒子の添加量が該微粒子部分以外の粘着剤層１００重量部に対して１０～５０重量部である（１）または（２）に記載の反射板または反射半透過板、（４）光反射層が金属蒸着面を有するフィルムである（１）ないし（３）のいずれか１項に記載の反射板または反射半透過板、（５）金属蒸着面が銀またはアルミニウムを蒸着させた面である（４）に記載の反射板または反射半透過板、（６）（１）ないし（５）のいずれか１項に記載の反射板または反射半透過板を有する光学フィルム、（７）（１）ないし（５）のいずれか１項に記載の反射板または反射半透過板を有する画像表示装置、に関する。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の反射板または反射半透過板は、微粒子を分散させた粘着剤層からなる光散乱層と光反射層または反射半透過層を有する。光散乱層を構成する微粒子の屈折率は該微粒子部分以外の粘着剤層の屈折率より高く、該微粒子と該微粒子部分以外の粘着剤層との屈折率比が後者が１に対して前者が１．００１～１．２、より好ましくは１．００５～１．１５、さらに好ましくは１．０１～１．１程度がよい。また、該光散乱層の光散乱度は該光散乱層を透明なフィルムやガラス上に形成したときのヘイズ値が６０％以上にすることが好ましく、より好ましくは７０％以上、さらに好ましくは８０％以上にするのがよい。
【０００７】本発明に用いられる微粒子は、光散乱層の構成成分である微粒子以外の粘着剤層との屈折率比が上記の条件を満たし、透明で、粘着剤層への分散性に優れていることが好ましい。また、形状は球状、特に真球状であることが好ましく、そのような微粒子としてはアクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリスチレン系樹脂などからなる有機高分子化合物の微粒子やシリコーン系樹脂からなる微粒子、シリカなどの無機化合物の微粒子が挙げられる。また、その粒径は平均粒径で３～３０μｍ、好ましくは５～１５μｍ、程度がよい。また、その添加量は、該樹脂化合物１００重量部に対して好ましくは１０～５０重量部、より好ましくは１０～４０重量部程度がよい。
【０００８】本発明における微粒子以外の粘着剤層は、反射板または光反射半透過の反射の場合には効率よく光を入射し、なおかつ反射光を効率よく出射させるために、また、反射半透過の透過の場合にはバックライトの光を効率よく出射させるために屈折率が低いことが好ましく、アッベ屈折率計における屈折率が、１．５以下、より好ましくは１．３～１．４９、さらに好ましくは１．３～１．４８程度がよい。また、光散乱層の構成成分である微粒子との屈折率比が上記の条件を満たし、透明で、微粒子の分散性に優れていることが好ましい。この粘着剤層の材質としては、上記の条件を満たすものであれば特に制限はないが、アクリル系、天然ゴム系、ポリイソブチレン系、イソプレン系、シリコーン系粘着剤などが好ましく、アクリル系粘着剤が特に好ましい。
【０００９】アクリル系粘着剤は、例えば（メタ）アクリル酸アルキルエステルと他の重合性モノマーとの共重合体からなり、（メタ）アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸ｎ－ブチル、（メタ）アクリル酸ｔ－ブチル、（メタ）アクリル酸ドデシル等が挙げられる。これらの（メタ）アクリル酸アルキルエステルは１種または２種以上使用しても良い。他の重合性モノマーとしては、例えば次の３種のモノマー、即ち、分子中にカルボキシル基を有する重合性モノマーや、分子中に水酸基を有する重合性モノマー、分子中にアミド基を有する重合性モノマー等が挙げられる。これらの重合性モノマーも１種または２種以上使用しても良い。また、任意成分としてさらにスチレン等の官能基不含有の重合性モノマー、酢酸ビニル、アクリロニトリル等の上記３種の重合性モノマー以外の重合性モノマーも併用することができる。
【００１０】分子中にカルボキシル基を有する重合性モノマーとしては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸等が挙げられる。分子中に水酸基を有する重合性モノマーとしては、例えば２－ヒドロキシエチルアクリレート、２－ヒドロキシエチルメタクリレート、２－ヒドロキシプルピルアクリレート、２－ヒドロキシプロピルメタクリレート、３－クロロ－２－ヒドロキシプロピルアクリレート、３－クロロ－２－ヒドロキシプロピルメタクリレート等のヒドロキシ（炭素数１～５）アルキル（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールモノアクリレート、ジエチレングリコールモノメタクリレート等のジエチレングリコール（メタ）アクリレート等が挙げられ、さらにグリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル等が挙げられる。分子中にアミド基を有する重合性モノマーとしては例えばＮ，Ｎ－ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチルアクリルアミド、アクリロイルモルホリン、Ｎ－イソプロピルアクリルアミド、Ｎ－メチロールアクリルアミド、アクリルアミド等のアクリルアミド系モノマーが挙げられる。
【００１１】（メタ）アクリル酸アルキルエステルと他の重合性モノマーの使用割合は、上記の屈折率の条件を満たし、所望とする感圧接着剤としての物性（接着性、剥離性、耐環境性）を満たしていれば特に制限はないが、（メタ）アクリル酸アルキルエステルが５０～９８重量％、好ましくは７０～９５重量％、他の重合性モノマーが２～５０重量％、好ましくは５～３０重量％程度がよい。他の重合性モノマー中、分子中にカルボキシル基を有する重合性モノマーを使用する場合は０．５～１０重量％、好ましくは１～７重量％、分子中に水酸基を有する重合性モノマーを使用する場合は、０．１～１０重量％、好ましくは０．５～５重量％、分子中にアミド基を有する重合性モノマーを使用する場合は、１～２０重量％、好ましくは３～１５重量％程度がよい。また、任意成分として使用する重合性モノマーは０～２０重量％、好ましくは０～１０重量％程度である。
【００１２】本発明で使用される粘着剤は、使用するモノマーを有機溶剤に溶解し、一般的な周知の方法によりラジカル共重合させることにより容易に製造できる。有機溶剤としては、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類等が挙げられる。重合触媒としては、例えばアゾビスブチロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド、ジーｔ－ブチルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等が挙げられる。また得られる樹脂の分子量は重量平均分子量が５０万～２００万、好ましくは７０万～１６０万程度がよい。
【００１３】本発明で使用されるアクリル系粘着剤は上記の方法により共重合して得られたポリマー単独でももちろん使用可能であるが、所望により架橋剤を配合して架橋しうる組成で使用しても良い。架橋剤としては例えば脂肪族ジイソシアネート、芳香族ジイソシアネート等のポリイソシアネート化合物、ブチルエーテル化スチロールメラミン、トリメチロールメラミン等のメラミン化合物、エポキシ樹脂系化合物、金属塩等が用いられる。架橋剤の使用量は感圧接着力を低下させず、また架橋により屈折率が上記の範囲を超えなければ特に制限はないが、例えば上記の（メタ）アクリル酸アルキルエステルと他の重合性モノマーの共重合体１００重量部あたり０．００１～１０重量部、好ましくは０．００５～５重量部、さらに好ましくは０．０１～５重量部程度がよい。
【００１４】さらに、本発明で使用される粘着剤には、他の物品やフィルムなどとの貼り合わせの際に、接着性を改良するためにシランカップリング剤を添加することも可能である。シランカップリング剤としては、例えばγ－グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ－イソシアナトプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。また、その使用量は、例えば上記の（メタ）アクリル酸アルキルエステルと他の重合性モノマーの共重合体１００重量部あたり０．００１～１０重量部、好ましくは０．００５～５重量部、さらに好ましくは０．０１～５重量部程度がよい。
【００１５】また、本発明で使用される粘着剤には粘着力や屈折率の制御のために可塑剤を添加することも可能である。可塑剤としては例えば、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジ－ｎ－オクチル、フタル酸ジ－２－エチルヘキシル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジオクチルデシル、フタル酸ブチルベンジル等のフタル酸エステル系のものや、リン酸トリフェニル等のリン酸エステル系等が挙げられる。可塑剤の使用量は所望とする物性により適宜定められるが、例えば上記の（メタ）アクリル酸アルキルエステルと他の重合性モノマーの共重合体に対して１～４０重量％、好ましくは１０～３０重量％程度が良い。
【００１６】また、本発明における樹脂層（光散乱層）の厚さは、好ましくは３～５０μｍ、より好ましくは１０～４０μｍ程度がよい。また、該厚さは微粒子の平均粒径よりも厚いことが好ましい。
【００１７】また、本発明で使用される光反射半透過層は、光反射能と光透過能の双方の機能を有する層のことである。光反射半透過層としては、例えば上記の反射板の製法と同様にプラスチックフィルムに銀やアルミニウム等の金属を光が透過する程度の厚さに蒸着させた鏡面反射板などが挙げられる。また、使用する金属の種類によっても反射率が異なるため、より高い反射率を得るためには、金属として銀を用いることが好ましい。また、該反射半透過板の透過率は、用いる反射半透過型液晶表示装置が透過、反射いずれを重視するかによって異なるために適宜調節される。
【００１８】本発明で使用される光反射層としては、例えばプラスチックフィルムに銀やアルミニウム等の金属を蒸着させた鏡面反射板や、例えばアルミニウム箔のように金属を延ばして平滑な薄いフィルム状に加工したものなどが挙げられる。また、使用する金属の種類によっても反射率が異なるため、より高い反射率を得るためには、金属として銀を用いることが好ましい。
【００１９】また、本発明で使用される光反射層または反射半透過層の金属（蒸着）面が酸素や水分等により劣化しやすい場合には、金属（蒸着）面に劣化防止のための保護層を形成することも可能である。そのような劣化防止処理は金属の種類、所望とする耐久性に応じて適宜施される。
【００２０】本発明の反射半透過板は、全光線透過率が好ましくは５～５０％、より好ましくは５～３０％、全光線反射率が好ましくは３０～９５％、より好ましくは４０～９０％程度であるが、目的により異なる。例えば反射能を重視する場合、全光線透過率が好ましくは５～３０％、より好ましくは５～２０％程度であり、全光線反射率が好ましくは４５～９５％、より好ましくは５０～９０％程度である。また、透過能を重視する場合、全光線透過率が好ましくは３０～５０％、より好ましくは３５～４５％程度であり、全光線反射率が好ましくは４０～６０％、より好ましくは４５～５５％程度である。
【００２１】本発明における光散乱層を光反射層または反射半透過層上に形成する場合、例えば上記粘着剤および微粒子を、又必要に応じて架橋剤を溶媒中に添加して、均一に溶解もしくは分散させ、所望の濃度となるように調節した混合分散液を、剥離フィルム上に均一な膜厚になるように塗布し、溶媒を好ましくは加熱により除去、架橋剤が含まれている場合には同時に架橋反応を進行させ、上記の光反射層または反射半透過層を有するフィルムの金属（蒸着）面と貼り合わせることにより本発明の光散乱性粘着剤層を有するフィルムが得られる。このフィルムは剥離フィルムを剥がして偏光板や位相差板などの他のフィルムと貼り合わせることが可能である。もしくは該混合分散液を該光反射層または反射半透過層を有するフィルムの金属（蒸着）面に塗布し、同様の操作を行った後、直接偏光板や位相差板などの他のフィルムと貼り合わせることによって本発明の光学フィルムを作製することができる。
【００２２】溶媒としては、粘着剤の溶解性、微粒子の分散性に優れるような溶媒が好ましく、例えばトルエン、キシレン等の芳香族類、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類等があげられる。これらの溶媒は単独で用いても良く、また任意の割合で混合して用いても良い。
【００２３】また、前記混合分散液を塗布する方法としては特に限定されないが、光散乱層の特性を一定にするために均一な膜厚にすることが好ましく、例えばコンマコート方式、ワイヤーバー方式、ディップコート方式、スピンコート方式、グラビア方式、マイクログラビア方式、ドクターブレード方式等種々の塗工方式を用いることができる。
【００２４】このようにして得られた本発明の反射板または反射半透過板を反射型または反射半透過型液晶表示装置のような画像表示装置に用いる場合、例えば直接液晶セルの片面に本発明の反射板または反射半透過板を貼合し、さらにもう一方の面に偏光板または楕円偏光板を同様に粘着剤を用いて貼合することにより、本発明の画像表示装置が得られる。
【００２５】
【実施例】以下実施例と比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。
実施例１屈折率１．４６７のアクリル系粘着剤（固形分１７％、酢酸エチル、メチルエチルケトン溶液）１００重量部にイソシアネート系架橋剤Ｄ－９４（綜研化学社製：固形分９４％、トルエン溶液）０．０２５重量部、γ－グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン０．０３５重量部、平均粒径６μｍ、屈折率１．４９のアクリル系樹脂からなる微粒子１０重量部、溶剤としてメチルエチルケトン３５重量部を混合して高速撹拌して混合分散液を調製した。次に該組成物をコンマコート法にて溶剤除去後の厚さが３０μｍになるように離型フィルム上にコンマコータを用いて塗布し、加熱により溶剤を除去し後、アルミニウムを蒸着したポリエステルフィルム（全光線透過率が１７．７％）の金属蒸着面側と貼り合わせて本発明の反射半透過板を得た。得られたフィルムの評価結果を表１に示した。
【００２６】実施例２ポリエステルフィルムにアルミニウムを蒸着した反射板を用いる以外は実施例１と同様の操作により、光散乱層の厚さが３０μｍの本発明の反射板を得た。得られた反射板の評価結果を表１に示した。
【００２７】比較例１平均粒径が２μｍ、屈折率が１．４９のアクリル系樹脂からなる微粒子１０重量部を用いる以外は実施例１と同様の操作により反射板を得た。得られた反射版透過板の評価結果を表１に示した。
【００２８】比較例２平均粒径が６μｍ、屈折率が１．４９のアクリル系樹脂からなる微粒子５重量部を用いる以外は実施例２と同様の操作により反射板を得た。得られた反射板の評価結果を表１に示した。
【００２９】

【００３０】ヘイズ値：アルミニウムを蒸着したポリエステルフィルムの代わりにトリアセチルセルロースフィルムを用いて実施例と同様の操作により光散乱フィルムを有するフィルムを作製し、ヘイズメータ（東京電色社製）にて測定した。２重写り、画像品位：両面に偏光板を有する液晶セルの片面に各反射半透過板を貼り合わせさらに反射半透過板側にバックライトを配置して反射半透過型液晶表示装置を作成した。また、同様に各反射板を両面に偏光板を有する液晶セルの片面に貼り合わせることにより反射型液晶表示装置を作成した。次いでこの画像表示装置を用いて、表示される画像の品位を目視にて評価した。
Ａ：反射型として使用した場合には背景が白く、２重写りもないため表示画像が見やすい。また、透過型として使用した場合には表示画像が明るく見やすい。
Ｂ：背景の白さが不十分であり、２重写りもあるため表示画像が見にくい。
Ｃ：反射型として使用したときには２重写りもあるためため表示画像が見にくい。また透過型として使用した場合は白表示が薄い橙色となり画像品位が悪い。
【００３１】表１から明らかなように、比較例１は実施例１に比べて、微粒子の平均粒径が小さいために、反射型として使用した場合にはヘイズ値が高くても２重写りを解消することができず、さらに透過型として使用した場合は散乱光が着色してしまうため画像品位を低下させてしまう。また、比較例２は実施例２に比べて微粒子の平均粒径は同じであるが、ヘイズ値が低いために２重写りを解消することができず、やはり画像品位を低下させてしまう。本発明の反射板または反射半透過板は上記の欠点を全て解消しており、その結果として表示画像の品位が向上している。従って本発明品は優れた反射板または反射半透過板であることが判る。
【００３２】
【発明の効果】微粒子を分散させた粘着剤層からなる光散乱層と光反射層または反射半透過層を有し、該微粒子と該微粒子部分以外の樹脂層との屈折率比が後者が１に対して前者が１．００１～１．２、光散乱層のヘイズ値が６０％以上であって、該微粒子の平均粒径が３～３０μｍである反射板または反射半透過板であって、この反射板または反射半透過板を反射半透過型液晶表示装置等に用いることにより、表示画像の品位を向上することができる。

【出願人】	【識別番号】０００００４０８６【氏名又は名称】日本化薬株式会社【識別番号】５９４１９０９９８【氏名又は名称】株式会社ポラテクノ
【出願日】	平成１２年９月１２日（２０００．９．１２）
【代理人】
【公開番号】	特開２００１－１９４５１５（Ｐ２００１－１９４５１５Ａ）
【公開日】	平成１３年７月１９日（２００１．７．１９）
【出願番号】	特願２０００－２７５８０４（Ｐ２０００－２７５８０４）