| 【発明の名称】 |
サイドライト型バックライト装置および液晶表示装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】篠崎 哲徳 【住所又は居所】千葉県袖ヶ浦市長浦580番地32 三井化学株式会社内
【氏名】石川 浩 【住所又は居所】千葉県袖ヶ浦市長浦580番地32 三井化学株式会社内
【氏名】田邉 勝 【住所又は居所】千葉県袖ヶ浦市長浦580番地32 三井化学株式会社内
【氏名】吉田 浩隆 【住所又は居所】千葉県袖ヶ浦市長浦580番地32 三井化学株式会社内
【氏名】福田 伸 【住所又は居所】千葉県袖ヶ浦市長浦580番地32 三井化学株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】高輝度で耐久性、生産性に優れ、さらに反射体に歪みが発生した場合に、その歪みによる輝度ムラを防止可能な、輝線の発生を防止する反射体および高輝度で耐久性に優れたランプリフレクターを組み込んだサイドライト型バックライト装置および液晶表示装置を提供する。
【解決手段】少なくとも基材と反射層とからなり、反射層が少なくとも(a)下地層30、(b)銀を主体とする金属層20、(c)保護層10を(a)(b)(c)の順に積層してなるランプリフレクターが導光板の側面に設置された光源を覆うように配置され、少なくとも基板50と反射層とからなり、全反射率に対する拡散反射率の割合(拡散率)が1%〜50%である反射体が光源から入射される光を上面に出射する導光板の下面に配置されていることを特徴とするサイドライト型バックライト装置。 |
【特許請求の範囲】
【請求項1】少なくとも基材と反射層とからなり、前記反射層が少なくとも(a)下地層、(b)銀を主体とする金属層、(c)保護層を(a)(b)(c)の順に積層してなるランプリフレクターが導光板の側面に設置された光源を反射層を内側にして覆うように配置され、かつ、少なくとも基板と反射層とからなり、全反射率に対する拡散反射率の割合(拡散率)が1%〜50%である反射体が光源から入射される光を上面に出射する導光板の下面に配置されていることを特徴とするサイドライト型バックライト装置。 【請求項2】 ランプリフレクターの反射層側の曲率半径が5mm以下であることを特徴とする請求項1に記載のサイドライト型バックライト装置。 【請求項3】 導光板下反射体が最大幅0.1μm〜50μm、高さ0.1μm〜45μmの突起物を1mm2当たり2個以上100個以下有することを特徴とする請求項1に記載のサイドライト型バックライト装置。 【請求項4】 請求項1〜3記載のいずれかのサイドライト型バックライト装置を備えることを特徴とする液晶表示装置。
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【発明の詳細な説明】【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、輝度が高く輝度ムラの少ないサイドライト型のバックライト装置、および液晶表示装置に関する。 【0002】 【従来の技術】液晶ディスプレイはこれまでのCRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイに比べ、薄型であり省スペース化できること、また、低電圧で作動すること、消費電力が少なく省エネルギー化できるなどの特徴から、中小型機器のディスプレイを中心に広く用いられている。 【0003】現在広く使用されている液晶ディスプレイは、光源にバックライトを用いる透過型液晶ディスプレイである。この液晶ディスプレイにおける表示の見やすさは、液晶自身の性能もさることながら、バックライトの性能によるところも大きくなっている。バックライトの方式は近年の液晶ディスプレイのさらなる軽量、薄型化が必須事項となっていることや、輝度の均一性や、光源からの熱が液晶パネルに伝達しにくいなどの理由より、光源の前方に反射板を置く直下型ではなく、導光板を用い、その一端に配置された光源からの光を多重反射させることで面光源化するサイドライト式バックライトが多く用いられている。 【0004】バックライト部のランプリフレクターには近年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や、PET/銀薄膜層/白塗装/接着層/アルミ蒸着層/高分子フィルム/白塗装からなるいわゆる銀反射シートが使用される例がある。これらは、透明高分子フィルムであるPETを銀の保護層として用いることにより、従来から問題点であった大気暴露による銀の硫化、酸化を防止し、高反射率を維持することができる。例えば、上記銀反射板の信頼性を例に挙げると、高温試験(80℃)で1000時間行ったが、硫化などによる黒化は観察されず、また、反射率の低下も観察されない。しかしながら、80℃の高温下で、数百から数千時間で銀が紫色に変色し、反射率が急激に低下する。また、耐湿熱性試験(60℃、相対湿度90%)では、点状の白点が多数発生し、反射率が低下するという問題がある。またPETフィルム層内での反射が起こることにより、輝度を高めると輝線が発生するという問題があった。 【0005】導光板の下には、白色PETフィルム等からなる乱反射部材が配設されている場合が多く、この乱反射部材で光を拡散させることにより、均一な輝度を得ることが出来る。しかしながら、この乱反射部材では、正反射成分が殆どないため、全体としては均一ではあるが十分な輝度は得ることができないという問題がある。また、透明性または透光性を有するPETフィルム上にアルミニウムを蒸着したシートを用いると、白色PETに比べ輝度は向上するものの、拡散反射成分が無いため、シートの僅かな歪みが輝度ムラに大きく影響してしまい、美しい画像を得ることができない。この問題を解決するため、表面を粗面化したフィルムに金属を蒸着したシートが開発されたが、用いる金属にアルミニウムを使うと、耐久性は優れるがそれ程高い輝度が得られない。また、可視光域で最も反射率の高い銀を使うと、十分な輝度が得られるものの、銀は耐久性が乏しい為、劣化が早く、輝度が経時的に低下してしまうという問題があった。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、高輝度で耐久性、生産性に優れ、さらに反射体に歪みが発生した場合に、その歪みによる輝度ムラを防止可能で、輝線の発生を防止する反射体および高輝度で耐久性に優れたランプリフレクターを組み込んだサイドライト型バックライト装置および液晶表示装置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】本発明者らは、上記の課題を解決するため鋭意検討した結果、特定のランプリフレクターおよび導光板下反射体を用いると上記の問題を解決できることを見出し、本発明を完成した。 【0008】本発明は少なくとも基材と反射層とからなり、前記反射層が少なくとも(a)下地層、(b)銀を主体とする金属層、(c)保護層を(a)(b)(c)の順に積層してなり反射層をランプ側に設置することを特徴とするランプリフレクターと少なくとも基板と反射層とからなり、全反射率に対する拡散反射率の割合(拡散率)が1%〜50%であることを特徴とする導光板下反射体とを用いて形成されることを特徴とするサイドライト型バックライト装置である。本発明に従えば、高輝度で耐久性、生産性に優れたサイドライト型バックライト装置が得られる。 【0009】本発明において、(a)下地層が、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、インジウム、マンガン、チタン、もしくは、パラジウムから選ばれた金属の単体および/またはこれらの2種以上からなる合金で、厚さが5nm以上50nm以下の金属層および/または透明酸化物で、厚さが1nm以上20nm以下の透明酸化物層であることは好ましい態様である。本態様に従えば、十分なバリヤー効果が得られ、銀を主体とする金属層形成時に凝集が発生せず、また粘着剤、接着剤と反射層との密着性にも優れる。 【0010】本発明においては(b)銀を主体とする金属層が、銀単体或いは、不純物として金、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、インジウム、マンガン、チタン、パラジウムから選ばれる少なくとも1種類の金属を含有しているもの、或いは、銀を主体とした合金からなり、その厚みが、70nm以上400nm以下は好ましい態様である。 本態様に従えば、十分な厚みの金属層により所望の反射率を実現できる。 【0011】本発明においては(c)保護層が、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、インジウム、マンガン、チタン、もしくは、パラジウムから選ばれた金属の単体および/またはこれらの2種以上からなる合金で、厚さが5nm以上50nm以下の金属層および/または透明酸化物で、厚さ1nm以上、20nm以下の透明酸化物層であることは好ましい態様である。本態様に従えば、十分なバリヤー効果が得られ、銀を主体とする金属層形成時に凝集が発生しない。 【0012】本発明においては、ランプリフレクターの基板がアルミ板、真鍮板、ステンレス板、鋼板、またはプラスチック製の板またはシートであることは好ましい態様である。本態様に従えば、用途に応じて軽量、放熱性、強度、耐腐食性、成型性に優れたランプリフレクターを作り分けることが出来る。 【0013】本発明においては、ランプリフレクターを打ち抜き加工を行うことは好ましい態様である。本態様に従えば、生産性を高めることが出来る。 【0014】本発明は、ランプリフレクターが反射層側の曲率半径が5mm以下の形状であることを特徴とする。本発明に従えば、高輝度で美しい画像を得ることが出来る。 【0015】本発明は、導光板下反射体が最大幅0.1μm〜50μm、高さ0.1μm〜45μmの突起物を1mm2当たり2個以上100個以下有することを特徴とする。本発明に従えば、高輝度で美しい画像を得ることが出来る。 【0016】本発明は、上記のバックライト装置を備えることを特徴とする液晶表示装置である。本発明に従えば、高輝度で美しい画像を表示することが出来る。 【0017】本発明のサイドライト型バックライト装置は、高輝度であり反射体に歪みが発生した場合でも、その歪みによる輝度ムラが生じないため、視認性のよい液晶表示装置を提供することができる。また、本発明のサイドライト型バックライト装置は耐久性にも優れるため、長期にわたり、均一で、高輝度な光を得られることから、液晶の表示能力を向上させることができるため、本発明の工業的意義は大きい。 【0018】 【発明の実施の態様】以下図面を参考にして本発明の好適な実施例を詳細に説明する。図1は、本発明の実施の一形態である導光板下反射体の例を示す断面図である。本発明の反射体は基板50、粒子40、下地層30、銀を主体とする層20、保護層10とからなる。図2、図3は、本発明の実施の一形態であるランプリフレクターの例を示す断面図および斜視図である。本発明の反射体は支持体90、基板50、下地層30、銀を主体とする層20、保護層10とからなり、保護層側に折り曲げ加工される。図4は、導光板下反射体、ランプリフレクターを備えたサイドライト型バックライト装置の斜視図である。サイドライト型バックライト装置は、導光板70の裏面に、保護層10が接するように導光板下反射体が配置され、側面に光源70とランプリフレクター80とが備えられている。光源70からの光は、ランプリフレクター、導光板下反射体によって反射され、液晶表示パネルの背面に取り付けることで面光源装置として機能する。 【0019】本発明のサイドライト型バックライトに用いられるランプリフレクターは、基板に少なくとも(a)下地層、(b)銀を主体とする層、(c)保護層が形成された反射シートを用いることを特徴とし、好ましくは支持体に装着し、所定の形状に加工することによって得られる。 【0020】(a)下地層の好ましい例としては、銀とは異なる金属層や金属酸化物層を挙げることが出来る。具体的には、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、インジウム、マンガン、チタン、パラジウム、ジルコニウム、ビスマス、スズ、亜鉛、アンチモン、セリウム、ネオジウム、ランタン、トリウム、マグネシウム、ガリウムなどの金属単体、もしくは2種以上からなる合金、インジウム、チタン、ジルコニウム、ビスマス、スズ、亜鉛、アンチモン、タンタル、セリウム、ネオジウム、ランタン、トリウム、マグネシウム、ガリウム等の酸化物、これら酸化物の混合物や硫化亜鉛等の金属化合物が例示できる。これらの中でも金、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、インジウム、マンガン、チタン、パラジウム単体、またはこれらの2種類以上からなる合金、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化スズ、酸化珪素が好ましく、特に好ましくは酸化アルミニウムが5重量%以下でドープされた酸化亜鉛、ガリウムが10重量%以下でドープされた酸化亜鉛、インジウムとスズとの酸化物(ITO)または二酸化珪素などの透明性および透光性を有する酸化物を挙げることが出来る。またこれらの2種類以上を組み合わせたり、多層化して用いることも出来る。 【0021】(b)銀を主体とする金属層には、銀単体或いは、不純物として金、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、インジウム、マンガン、チタン、パラジウムなどを少量含有しているものや銀を主体とした合金が好ましく用いられる。これらの不純物の含有量は、金属の種類によって異なるが、0.002〜8重量%であり、好ましくは0.004〜5重量%、特に好ましくは0.005〜4重量%である。 【0022】(c)保護層には上記(a)下地層と同様の金属や酸化物の他、これらと銀を主体とした合金から選ばれる2種類以上を組み合わせたり、多層化して用いることが出来る。 【0023】これらの中でも金属酸化物、好ましくは、インジウム、チタン、ジルコニウム、ビスマス、スズ、亜鉛、アンチモン、タンタル、セリウム、ネオジウム、ランタン、トリウム、マグネシウム、ガリウム等の酸化物、これら酸化物の混合物、特に好ましくは酸化アルミニウムが5重量%以下でドープされた酸化亜鉛、ガリウムが10重量%以下でドープされた酸化亜鉛、インジウムとスズとの酸化物(ITO)、二酸化珪素などの透明酸化物が用いられる。 【0024】上記の下地層、銀を主体とする金属層および保護層である金属薄膜層の形成法としては、主として湿式法及び乾式法があるが、本発明においては乾式法を採用することが好ましい。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、スパッタ法などがある。とりわけ、本発明には連続的に成膜するロール・ツー・ロール方式が可能な真空成膜法により粘着層、接着層上に成膜する方法が好ましく用いられる。 【0025】真空蒸着法では、金属の原材料を電子ビーム、抵抗加熱、誘導加熱などで溶融させ、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発させる。この際に、アルゴンなどのガスを13.3mPa以上で導入し、高周波もしくは直流のグロー放電を起こしても良い。 【0026】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スパッタ法などを用いる。スパッタ法においては、原材料として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、キセノンなどを使用するが、好ましくはアルゴンを用いる。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。また、透明酸化膜の形成には、真空成膜法が好ましく用いられる。主に、スパッタ法が使用され、スパッタガスには、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンなどを使用し、条件によっては酸素ガスを用いて行うこともある。 【0027】通常、基板上に形成する薄膜の厚さは、ランプリフレクターや導光板下反射体を構成した際に光線透過率が1%未満になるように考慮して決められる。本発明の反射層における各層の厚みは、以下のようにすることが好ましい。 【0028】(a)下地層の厚みは、金属層を用いた場合、5nm以上50nm以下が好ましく、より好ましくは5nm以上30nm以下である。該層の厚みが5nmより薄い場合は、所望のバリヤー効果が得られず、(b)銀を主体とする金属層に凝集を発生させる場合がある。また、50nmより厚くしてもその効果に変化が無い。また、透明酸化物を用いた場合、透明酸化物層の厚みは、1nm以上20nm以下が好ましく、さらに好ましくは、5nm以上10nm以下である。透明酸化物層の厚みが1nmより薄い場合は、所望のバリヤー効果が得られず、(b)銀を主体とする金属層に凝集を発生させる。また、10nmより厚くしてもその効果に変化が無い。 【0029】(b)銀を主体とする金属層の厚みは、70nm以上400nm以下が好ましく、より好ましくは100nm以上300nm以下、さらに好ましくは130nm以上250nm以下である。銀を主体とする層の厚みが70nmより薄い場合は、十分な金属層の形成が出来ていないため、所望の反射率を得ることが出来ない場合がある。また、400nmより厚くしてもその効果に変化はない。 【0030】(c)保護層の厚みは、金属層を用いた場合、5nm以上50nm以下が好ましく、より好ましくは5nm以上30nm以下である。該層の厚みが5nmより薄い場合は、所望のバリヤー効果が得られず、(b)銀を主体とする金属層に凝集を発生させる場合がある。また、50nmより厚くしてもその効果に変化が無い。また、透明酸化物を用いた場合、該層の厚みは、1nm以上20nm以下が好ましく、さらに好ましくは、5以上10nm以下である。透明酸化物層の厚みが1nmより薄い場合は、所望のバリヤー効果が得られず、(b)銀を主体とする金属層に凝集を発生させる。また、10nmより厚くしてもその効果に変化が無い。 【0031】上記の(a)下地層、(b)銀を主体とする層、(c)保護層は(a)(b)(c)の順に積層されるが3層に限定されるものではなく例えば(a)(b)(c)(b)(c)(a)(b)(c)(b)(a)(b)(c)の様に任意に(a)(b)(c)の順となっていれば3層以上の多層構造であっても良いが、層数が増えると生産効率が低下する傾向にあるので、好ましくは3〜20層より好ましくは3〜15層である。 【0032】前記各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、水晶振動子法などの方法があり、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、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。 【0033】上記の反射シートには、必要に応じてベンゾトリアゾールやアクリル系等の透明樹脂他の有機物をコートしても良い。この際には主に湿式法が用いられ、その厚みは0.1〜100μm、好ましくは0.5〜50μmである。 【0034】基板60は、物理的、化学的に安定なガラス板、セラミック板等の板状、シート状の無機材料、高分子シート、高分子フィルム等の有機材料等が適宜用いられる。これらの中でも、形状の自由度が高く、例えば(a)下地層、(b)銀を主体とする層、(c)保護層を作成する際にロールツーロールプロセスが適用できる高分子フィルムが望ましい。 【0035】本発明の反射体において、使用するに好ましい高分子フィルムは、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル類、ビスフェノールA系ポリカーボネートなどのポリカーボネート類、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状オレフィン共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン類、セルローストリアセテートなどのセルロース誘導体類、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルブチラール類などのビニル系樹脂、ポリスチレン類、ポリイミド類、ナイロン等のポリアミド類、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン系樹脂、ポリアリレート系樹脂、フッ素系樹脂、ポリエーテルーテルケトン類、ポリウレタン類、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル類、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸エステル類、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリロニトリルなどのニトリル類、ポリエチレンオキシドなどのポリエーテル類、エポキシ樹脂、ポリビニルアルコール類、ポバール等のポリアセタール類等各種プラスチックからなるフィルムが挙げられるが、必ずしもこれらに限定されるものではなく、結晶化温度やガラス転移点が室温より高く、平滑な表面を持つものであれば使用できる。なかでもポリエチレンテレフタレート等のポリエステル類、ポリカーボネート類、ポリアミド類が好ましい。 【0036】使用される高分子フィルムの厚みは、通常は1〜250μmであり、好ましくは5〜200μm、特に好ましくは10〜200μmである。本発明の基板60は、特に後述する導光板下反射体に用いられる場合、その引張弾性率や曲げ弾性率が100MPa以上、好ましくは500MPa以上、更に好ましくは800MPa以上、特に好ましくは1000MPa以上である。また熱収縮率は80℃で0.5%以下のものが好ましい。 【0037】本発明の支持板60は、特にランプリフレクターに用いられる場合、下記のような金属板が用いられる。即ち、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、鋼亜鉛合金、鋼等である。これらの金属にはそれぞれ長所があり、次のように使い分けることができる。アルミニウムは軽量かつ加工性に優れ、また、熱伝導率が高くそれにかかる熱を効果的に大気中に逃がすことができるため、ランプ発光によって反射体が加熱されるLCD用バックライトに好適に利用できる。アルミ合金は軽量かつ機械的強度が強い。ステンレス鋼は機械的が適度にあり、また耐蝕性に優れている。鋼亜鉛合金すなわち黄銅または真鍮は、機械的強度の強いことに加え、はんだづけが容易なため電気的端子をとり易い。鋼は安価なため、コストを抑える必要がある時に好ましく用いられる。また形状記憶合金を用いれば加工性に優れる等の利点がある。 【0038】プラスチックの板やシート を用いることも出来る。用いられる材質としては、二軸延伸ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタラート(PET))、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタラート(PBT)、アクリル樹脂、メタアクリル樹脂、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリアレリート、ポリエーテルイミド、ポリイミドなどのホモポリマーまたは、コポリマーがあげられる。特に好ましくは、ポリエチレンテレフタラートフィルムであり、該高分子フィルムが最外層である場合には外観上白色のものが好まれる。これらの材料は一般的に金属板に比べて軽量化が図れる特徴がある。支持体としての高分子フィルム、シートの厚みは、コスト低減及び、曲げやすさから、薄い方が好ましく、反射体とのラミネートする際の取扱い(ハンドリング)性及び、形状保持性からは、厚い方が好まれる。好ましいフィルムの厚みは、5μm以上500μm以下、より好ましくは10μm以上200μm以下であり、さらに好ましくは15μm以上100μm以下である。また、上記の支持体は前述の基板で兼用することも可能である。また、後述する折り曲げ加工が困難な場合は、環状オレフィンポリマー等の形状記憶樹脂を用いて解決することもできる。 【0039】基板50と支持体90は、好ましくは粘着剤や接着剤を介して板状成形体である支持体に固定される。上記の粘着剤は上述の下地層、銀を主体とする層、保護層等を形成する際に安定なものであれば特に制限はないが、具体的に例示すると、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ビニル系粘着剤等である。中でもアクリル系粘着剤は、安価であるために広く用いられる。 【0040】上記の接着剤は、熱または触媒の助けにより接着される接着剤であり、具体的には、シリコン系接着剤、ポリエステル系接着剤、エポキシ系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、アクリル系接着剤など一般的な接着剤を用いることができる。エポキシ系接着剤は強度、耐熱性に優れているため、これもまた好適に利用できる。シアノアクリレート系接着剤は、即効性と強度に優れているため、効率的な反射体作製に利用できる。これらの接着剤は、接着方法によって熱硬化型、ホットメルト型、2液混合型に大別されるが、好ましくは連続生産が可能な熱硬化型あるいはホットメルト型が使用される。どの接着剤を使用した場合でもその厚みは、0.5μm〜50μmが好ましい。 【0041】上記の基材50と支持板90とはラミネーターなどで貼り合わせることによって得られる。貼り合わせる際に必要に応じて加温することもできる。上記貼りあわせの際の温度は0〜200℃、好ましくは10〜150℃、より好ましくは20〜120℃である。 【0042】上記の基板と支持体との接着強度は、180度ピール強度で測定して100g/cm以上であることが好ましい。この接着強度に達しない場合には、加工した際、反射シートの、板状成形体からの剥がれ等が生じ、変形等を引き起こす可能性があるため好ましくない場合がある。 【0043】本発明で使用されるランプリフレクターは、金属反射層側から測定される反射率が550nmの波長の光に対して好ましくは90%以上であり、より好ましくは92%以上であり、さらに好ましくは94%以上である。 【0044】本発明の反射体は耐久性が高く、例えば温度100℃で300時間、照射強度500mW/cm2の擬似太陽光を反射層側から照射した後でも、波長550nmにおける全反射率が90%以上である。ここで擬似太陽光とは、屋外での晴天時の太陽光と同様なスペクトルをもつ光である。具体的には、キセノンランプに光学フィルターを組み合わせて擬似太陽光スペクトルを得る。温度は、試料を保持したアルミ板に設置した熱電対と板状ヒーターを温度コントローラーと接続した装置で制御される。 【0045】本発明の反射体をランプリフレクターに成形する際には、反射層側を内側にして光源を覆うように成形加工される。また、所定の形状に打ち抜き加工を行った後、図2、3に示す様に反射層側を内側にして折り曲げ加工を行うことが好ましく、反射層側の曲率半径は、好ましくは5mm以下、より好ましくは4mm以下である。 【0046】本発明で使用される導光板下反射体は、反射面側から測定した反射率の波長550nmにおける拡散反射率と全反射率の比(拡散反射率/全反射率:拡散率)は1〜50%であり、より好ましくは1〜20%、特に好ましくは1〜17%、更に好ましくは1〜15%である。また、全反射率は通常85%以上、好ましくは90%以上、特に好ましくは90〜99%であり、拡散反射率は50%以下、好ましくは20%以下、より好ましくは17%以下、特に好ましくは1〜10%である。なお、550nmは、人間の眼の受光感度が最も高くなる波長であり、実際の視認性を評価するに適している。 【0047】上記の拡散反射率は、例えば基板上もしくは反射層上に突起を形成することによって制御することができる。上記の突起物の最大幅は0.1〜50μmであり、好ましくは1〜50μm、より好ましくは10〜50μm、更に好ましくは15〜45μm、特に好ましくは20〜40μmである。また上記突起物の高さは、0.1〜45μmであり、好ましくは1〜45μm、より好ましくは5〜45μm、更に好ましくは10〜40μm、特に好ましくは15〜35μmである。また、突起物の形状は特に制限はなく、粒子型、ドーム型、山型、ピラミッド型、円柱型、角柱型、台形、プリズム型、不定形等を例示することが出来る。また単段形状であっても多段形状であっても良くこれらの形状が混在していたり、多段に組み合わさっていても良い。突起物は、1mm2当たり2個以上、100個以下有することが好ましく、更に好ましくは5個以上90個以下である。 【0048】これらの突起物の作成方法にとして具体的には、(1)粒子等の固形物を塗布させる方法、(2)粒子などの固形物を樹脂と混練してフィルム、シート状に成形する方法、(3)粒子などの固形物を半溶融状態のフィルム、シートに散布後冷却して定着させる方法、(4)スクリーン印刷の様な印刷技術を利用して突起物を形成する方法、(5)熱可塑性樹脂をシート、フィルムに成型する際に凹凸形状を有する冷却ロールを使用し、ロールの凹凸形状を突起物として転写する方法、(6)マイクロ金型を利用して形成する方法(7)サンドブラスト法などの研磨、摩擦行程を有する方法(8)フォトリソグラフィーを利用して形成する方法(9)エッチング法を利用して形成する方法等を適用させることが出来る。また上記等の方法で得られる突起物を熱処理等で変形させることも可能である。 【0049】上記の突起物を形成する方法の中でも特に表面状態の調整が比較的容易な、粒子を粘着層、接着層成型時に粒子を添加する方法や粘着層、接着層、反射層状に塗布する方法が好ましい。用いられる粒子としては、例えば、アクリル、ポリスチレン、ビニルベンゼン、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)粒子をはじめ、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、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、ケイ酸ソーダなどからなる無機微粒子や、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモンなどの導電性透明微粒子なども用いることができるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。特にアクリル樹脂またはシリカを用いることが好ましい。 【0050】本発明において用いられる粒子40は、平均粒子径が0.1〜50μm、好ましくは1〜50μm、より好ましくは10〜50μm、更に好ましくは15〜45μm、特に好ましくは20〜40μmの粒子を使用することが好ましい。 【0051】上記粒子40の粒径分布は小さい方が好ましく、平均粒子径に対する粒子径の標準偏差の割合は50%以下であることが好ましい。さらに好ましくは40%以下である。 但し、必要に応じて2種以上の粒子を用いることも出来る。この場合、主成分の粒子の割合は50%以上、好ましくは70%以上、より好ましくは75%以上、特に好ましくは80%以上である。 【0052】平均粒子径の分布は、少量の粒子を分散させた溶液を動的光散乱法により測定することで求めることができる。また、粒子を撮影したSEM(Scanning Electron Microscope)写真から無作為に選んだ100個の粒子径より求めることもできる。また、粒子径は、SEM写真以外に光学顕微鏡を用いても読みとることができる。また、得られた写真または像を、画像処理することからも粒径分布を求めることができる。 【0053】上記の粒子40は、塗布する場合バインダーとして用いられる樹脂中に分散させた状態で塗布される。バインダー樹脂としては、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、フッ素系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン樹脂、アセテート系樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂や、これらの混合物などが挙げられるが、必ずしもこれらに限定される物ではない。これらは粘着層、接着層50や保護層10と粒子40との密着性を考慮して選択される。なかでも、ポリエステル系樹脂、アクリル樹脂が好ましい。 【0054】通常これらの粒子をバインダー樹脂に分散させるためには溶媒を用いる。溶媒としては、トルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、イソプロピルアルコールなどが好ましく用いられる。これらは塗布作業に一般的に用いられる溶媒であり、これら以外でも基板50や粒子40に影響を与えない溶媒であれば、問題なく使用できる。また、必要に応じてイソシアネート類やメラミン類などの架橋剤、ぬれ剤や増粘剤、分散剤、消泡剤、などの添加剤を加えてもよい。 【0055】上記粒子40のバインダー樹脂に対する配合率は、粒子がバインダー樹脂に対して0.1wt%以上10wt%以下であることが好ましい。配合率が、0.1wt%より小さい場合、必要な反射光の拡散特性が得られないため好ましくない。また、10wt%より大きい場合は、光の拡散性が強くなりすぎるため好ましくない。 【0056】粒子40を含む塗工液は、粘着層、接着層50や保護層10上にwet状態で塗工量10g/m2以上、40g/m2で塗布することが好ましい。粒子の配合率は、反射体1表面の粒子密度に反映され、反射体1、2の拡散率に影響を及ぼす。また塗布量は、バインダー層の厚みに反映され、粒子40の頂上と反射層20との高さの差つまり、導光板60と反射体1、2との接触時の間隔に影響を及ぼす。塗布液量を10g/m2より小さくすると、塗布液中に含まれる粒子40の量が不足し、必要な反射光の拡散特性が得られない場合があり好ましくない。また、塗布液量を40g/m2より大きくすると、粒子40がバインダー樹脂に埋もれてしまい、必要な突起高さが得られない場合があり好ましくない。つまり、上述範囲で粒子配合量と塗布液の塗布量とを調整することで、基板50や保護層10上に1mm2当たり、2個以上100個以下の突起物を得ることができる。また、バインダー樹脂表面から粒子頂部までの突起物高さは、触診粗さ計や表面形状測定装置などにより容易に測定することができる。 【0057】上記の粒子40とバインダー樹脂を含む混合液を粘着層、接着層50や保護層10に塗布する方法としては、広い粘度範囲にわたって塗布が可能であり、塗工中にも塗膜厚さを調整でき、また塗膜厚さを大幅に変えることが出来るなどの特徴をもつ、ロールコータ法、リバースロールコータ法があり、比較的運転技術を要さず、幅広でも塗工厚さが均一で、薄膜コーティング出来るなどの特徴をもつクラビアコータ法、高速塗工、高生産性や、塗工厚さの均一性、広範囲に塗装が出来るなどの特徴をもつダイコート(押出)法、などが挙げられるが、いずれの方法においても上記の突起物密度および突起物高さを実現できる。 【0058】本発明のサイドライト型バックライト装置では、上記のように作製した導光板下反射体を導光板60の下面に配置し、金属薄膜層側を上面として設置することが好ましい。バックライト装置としては、サイドライト型として一般的に用いられているものであればよい。 【0059】使用される導光板60は、例えば、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂、ポリカーボネートやポリカーボネート・ポリスチレン組成物などのポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂などの透明性または透光性樹脂やガラスなどの約400nm〜700nmの波長域において透明性を有するものが好ましく用いられるが、光源の波長領域に応じて透明性を示す材料であれば、これらに限定される訳ではない。また、導光板60の厚さは、使用目的の導光板のサイズや、光源の大きさなどにより適宜に決定することができる。 【0060】使用する光源70としては、例えば、白熱電球、発光ダイオード(LED)、エレクトロルミネセンス(EL)、蛍光ランプ、メタルハイドライドランプなどが挙げられ、中でも蛍光ランプが好ましく用いられる。蛍光ランプにはその電極構造、点灯方式により熱陰極型と、冷陰極型に大別され、電極、インバーターとも熱陰極型の方が大きくなる傾向にある。熱陰極型は、発光に寄与しない電極近傍の電飾損失が小さく効率がよく、冷陰極型に比べ数倍優れた発光効率を示し、発光も強いが、寿命は冷陰極型の方が優れており、低消費電力性、耐久性などの点から冷陰極型がより好ましく用いられる。 【0061】本発明のサイドライト型バックライト装置では、驚くべきことに導光板60と反射層との間に特定の間隔をおいて導光板下反射体を設置することで輝度ムラを抑制することが出来る。この間隔は、具体的には導光板60から見た反射層の凹部と導光板60との間隔である。通常、導光板60と本発明の導光板下反射体とは直接接しているので、この間隔はA面を導光板60側に配置した場合、突起物の高さで制御できる。またスペーサーなどをこれらの間に挿入してこの間隔を調整することも出来る。この間隔は、5μm以上、好ましくは10μm以上、より好ましくは10〜100μm、特に好ましくは10〜90μm、更に好ましくは15〜85μmである。 【0062】導光板下反射体の反射層はランプリフレクターの場合と同様、少なくとも(a)下地層、(b)銀を主体とする層、(c)保護層を有し(a)(b)(c)の順に積層されていることが好ましく、任意に(a)(b)(c)の順となっていれば3層以上であっても良い。 【0063】本発明の導光板下反射体は基板側の面(B面)に易滑処理がなされていても良い。易滑処理を施すことで、液晶表示装置を組み付ける際の作業性が向上する。易滑処理の方法について特に制限はないが、具体的には微粒子を含む塗工液を塗布する方法、エンボス加工により凹凸を形成する方法。シリカなどの粒子を基板60表面に高圧空気と共に吹き付けるサンドブラスト法、エッチング等の化学的方法などを用いることできる。この中でも塗工液を塗布する方法が好ましく用いられる。 【0064】本発明の液晶表示装置は上記のサイドライト型バックライト装置4を組み込んで得られる。本発明の液晶表示装置は、輝度が高く、美しい映像を実現できる。 【0065】 【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明する。 【0066】実施例1(導光板下反射体の作製)突起物となる粒子として平均粒子径が30μmであるアクリル粒子を、バインダー樹脂としてポリエステル樹脂(高松油脂製、Tg20℃)を用い、バインダー樹脂に対し硬化剤である脂肪族イソシアネートを20%、粒子の配合量を6.0wt%とし、固形分比が24wt%になるようにトルエンとエチルメチルケトンからなる溶剤を用いて溶液を調合した後、厚さ188μmのPETフィルム(引っ張り弾性率:4300MPa)上に塗布を行いA面側の突起物を得た。次に、平均粒子径が1.5μmのアクリル粒子、バインダー樹脂としてアクリル/メラミン樹脂を用い、バインダー樹脂に対し、粒子の配合量を、2.0wt%とし、固形分比が15wt%になるようにトルエンとエチルメチルケトンからなる溶剤を用いて溶液を調合した後、PETフィルムのB面側に塗布を行い、易滑面を得た。 【0067】次にA面側に、DCマグネトロンスパッタ法で、2%のAl2O3がドープされた酸化亜鉛(純度99.9%)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、酸化亜鉛を膜厚5nmになるように下地層を形成した。続いて、このフィルムをスパッタ装置から取り出すことなく、同様に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200nmになるように成形した。続いて、このフィルムをスパッタ装置からと取り出すことなく、DCマグネトロンスパッタ法で、2%のAl2O3がドープされた酸化亜鉛(純度99.9%)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、酸化亜鉛を膜厚5nmになるように保護層を形成した。この粘着性反射体188μmのPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムとラミネーターで貼り合わせ図1に示すような所望の反射体1を得た。この反射体1を日立自記分光光度計(型式U―3400)に150φの積分球を設置し、波長550nmにおける各反射率を金属層側から測定したところ、全反射率、拡散反射率はそれぞれ96.0%、5.3%であり、拡散率は5.5%であった。次にA面側の突起物の高さを表面形状測定装置(DEKTAK3:Veeco社製)で10点測定したところ、その平均値は、25.5μm、光学顕微鏡で最大幅を10点測定したところ、その平均値は30.5μmであった。また、1mm2当たり最大幅20〜40μm、高さ15〜35μmの粒子数は19個存在した。測定後の反射体1を、恒温恒湿槽に入れ、60℃、90%RHの湿熱条件で500時間放置した。500時間経過後、反射体1を取り出して表面を観察したところ、金属の凝集は見られなかった。また、再度分光光度計により、全反射率、拡散反射率を測定した結果、反射率が95.3%、拡散反射率が5.6%と湿熱前とほとんどかわらなかった。 (ランプリフレクターの作製)厚さ38μmのPET上に、DCマグネトロンスパッタ法で、2%のAl2O3がドープされた酸化亜鉛(純度99.9%)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、酸化アルミニウムが2%ドープされた酸化亜鉛を膜厚5nmになるように形成した。続いて、このシートをスパッタ装置から取り出すことなく、同様に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200nmになるように成形した。続いて、このシートをスパッタ装置から取り出すことなく、2%のAl2O3がドープされた酸化亜鉛(純度99.9%)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、酸化アルミニウムが2%ドープされた酸化亜鉛を膜厚5nmになるように形成した。得られたシートのPET面とと厚さ2mmの真鍮板とをアクリル系接着剤を介して貼り合わせた。180度ピール強度で測定したところ200g/cmであった。日立自記分光光度計(型式U―3400)に150φの積分球を設置し、550nmにおける反射層側の全反射率の測定を行ったところ、反射率96.8%であった。続いて、このシートの光熱劣化試験を行った。光源には山下電装(株)のソーラシミュレータ型式YSS−505Hを用い、照射強度500mW/cm2の擬似太陽光下で行った。また反射シートは100℃に加熱した。この条件下で300時間経過した後、反射率を測定したところ、96.0%であった。 【0068】この反射シートを、所定の形状に打ち抜き加工を行った後、反射相を内側に折り曲げ加工して(曲率半径4mm)図3に示すようなランプリフレクターを得た。 (バックライト評価)上記の導光板下反射体を導光板60の下面に反射層側が上になるようにセットし、上記のランプリフレクターを図4の様に取り付けサイドライト型バックライト装置を得た。この状態で、光源70を点灯し、面中央での正面方向に得られる輝度を測定するとともに、導光板下反射体に故意に歪みを与えた場合の、面光源の輝度ムラについて観察した結果を表1に示す。 【0069】実施例2アクリル粒子の系が35μmとした以外は実施例1と同様にして導光板下反射体を作製し、バックライト装置評価を行った。結果を表1に示した。 【0070】 【表1】
【0071】以下は、比較例である。 【0072】比較例1は、拡散反射率が本発明より高い場合の例であり、輝度ムラが見られる問題が生じた。 【0073】比較例1突起物となる粒子として平均粒子径5μmのアクリル粒子を、バインダー樹脂としてアクリル樹脂を用い、配合率をそれぞれ2.0wt%とし、固形分比が24%になるようにトルエンとエチルメチルケトンとからなる溶剤を用いて溶液を調合した後、片側をサンドブラスト処理された厚さ188μmのPETフィルムの未処理面側に塗布を行いA面側の突起物を得た。以下は実施例1と同様にして、導光板下反射体を作製し、バックライト評価を行った。結果を表1に示した。 【0074】比較例2は、反射シートの基材がランプ側に配置された例であり、輝線が発生する問題が生じた。 【0075】比較例2反射シートの反射層側と真鍮板とを貼り合わせたこと以外は実施例1と同様にしてランプリフレクターを作製し、バックライト評価を行った。結果を表1に示した。 【0076】比較例3は、導光板下反射体として拡散反射率が非常に高い白色PETを使用した例である。輝度不足と輝線発生の問題が生じた。 【0077】比較例3導光板下に用いる反射体に白色PETを使用し、実施例1と同様の観察を行った結果を表1に示す。 【0078】表1からわかるように、実施例1,2ともに輝度ムラの発生が無く、十分な輝度が得られ、バックライトとして良好な特性を示した。比較例1では、拡散反射率が高く輝度ムラが発生し、比較例2では十分な輝度が得られなかった。
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| 【出願人】 |
【識別番号】000005887 【氏名又は名称】三井化学株式会社 【住所又は居所】東京都千代田区霞が関三丁目2番5号
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| 【出願日】 |
平成14年3月25日(2002.3.25) |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開2003−281918(P2003−281918A) |
| 【公開日】 |
平成15年10月3日(2003.10.3) |
| 【出願番号】 |
特願2002−83337(P2002−83337) |
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