反射板及半透射反射板的製作方法
2023-06-14 02:06:11
專利名稱：反射板及半透射反射板的製作方法
技術領域：
本發明涉及對反射型或半透射反射型液晶顯示裝置等有用的反射板或半透射反射板。
另一方面，反射型液晶顯示裝置能夠做得比使用背景燈的透射型或半透射反射型液晶顯示裝置更輕，耗電更少，因此受到人們的注意。反射型液晶顯示裝置是在具有與例如透射型相同的偏振片的液晶單元的背面設置反射板的裝置，這樣的反射板是在與上述半透射反射板一樣粗化的薄膜表面上蒸鍍金屬得到的，利用粗化的表面增加漫反射，在使用於反射型液晶顯示裝置時不僅能夠防止由於在反射板上的寫入或視角的關係而造成辨認困難，而且由於反射光是白色的，能夠得到更容易看清楚的顯示圖像。
但是在使用這些反射板或半透射反射板時，由於粗化表面的粗細直接決定顯示圖像的質量，使用表面粗的反射板或半透射反射板就會使顯示圖像的質量下降，因此存在難於顯示出高清晰度的圖像的問題。又，如果降低表面粗糙程度，則漫反射能力下降，因此存在由於在反射板或半透射反射板上直接反射的增加或視角的關係而造成辨認困難的問題，而且還存在由於反射光的白色不夠，顯示圖像的質量下降的問題。
亦即，本發明是(1)具備使微顆粒分散的樹脂層構成的光散射層與光反射層或半透射反射層，該光散射層表面的十點平均粗糙度小於2微米，該微顆粒與微顆粒部分以外的樹脂層的折射比率是後者與前者的比為1∶1.001～1.2，光散射層的厚度為3～50微米的反射板或半透射反射板。
(2)根據(1)所述的反射板或半透射反射板，微顆粒部分以外的樹脂層的折射率是1.3～1.55。
(3)根據(1)或(2)所述的反射板或半透射反射板，以該微顆粒部分以外的樹脂層的重量為100，微顆粒的添加量為5～50。
(4)根據(1)～(3)中的任一項所述的反射板或半透射反射板，微顆粒的平均粒徑為0.5～30微米。
(5)根據(1)～(4)中的任一項所述的反射板或半透射反射板，微顆粒是球形。
(6)根據(1)～(5)中的任一項所述的反射板或半透射反射板，光反射層是具有金屬蒸鍍面的薄膜。
(7)根據(6)所述的反射板或半透射反射板，金屬蒸鍍面是蒸鍍銀或鋁形成的面。
(8)根據(1)～(7)中的任一項所述的反射板或半透射反射板，光散射層與金屬蒸鍍面鄰接。
(9)一種光學薄膜，具備根據(1)～(8)中的任一項所述的反射板或半透射反射板。
(10)一種圖像顯示裝置，具有根據(1)～(8)中的任一項所述的反射板或半透射反射板。
關於發明的詳細說明本發明的反射板或半透射反射板具備使微顆粒分散的樹脂層構成的光散射層與光反射層或半透射反射層。光散射層表面最好是接近平滑，表面的十點平均粗糙度Rz小於2微米，更理想的是小於1.7微米，再理想的是小於1.5微米。構成光散射層的微顆粒的折射率高於該微顆粒部分以外的樹脂層的折射率，該微顆粒與該微顆粒部分以外的樹脂層的折射率比是，後者與前者之比為1∶1.001～1.2，較理想的是1∶1.005～1.15，更理想的是1∶1.01～1.1左右。
本發明中使用的微顆粒，最好是與作為光散射層的構成成分的微顆粒以外的樹脂層的折射率比滿足上述條件，而且透明，在樹脂層中分散良好。又，形狀以球形為好，最好是正圓球形，這樣的微顆粒可以舉出有丙烯酸類樹脂、聚氨酯類樹脂等構成的有機高分子化合物的微顆粒和二氧化矽等無機化合物的微顆粒。又，其平均粒徑為0.5～30微米，較理想的是0.5～15微米，更理想的是1～10微米左右。而其添加量為，相對於100重量份的該樹脂化合物添加量比較理想的是5～50重量份，更理想的是10～40重量份。
本發明中的微顆粒以外的樹脂層在反射板反射或半透射反射板反射的情況下高效率地使光線入射，而且使反射光高效率地射出，因此在半透射反射的透射情況下為了使背景燈的光線高效率地射出，折射率低為宜，以阿貝折射率計測定的折射率在1.3～1.55為好，較理想的是1.3～1.50，更理想的是1.3～1.48左右。又，最好是與作為光散射層的構成成分的微顆粒的折射率比滿足上述條件、透明，而且微顆粒的分散性良好。該樹脂層的材質只要滿足上述條件即可，沒有特別限制，為了降低折射率，最好是含有氟原子的高分子化合物構成的材料。作為含有氟原子的高分子化合物可以舉出例如含氟原子的溶劑能夠溶化的聚合物和利用熱或利用具有能量的射線進行硬化處理得到的含氟原子的溶劑不能夠溶化的聚合物。
作為含氟原子的溶劑能夠溶化的聚合物可以舉出有例如氟烯烴乙烯醚交互共聚合體(FEVE)、聚氟化乙烯叉、氟化乙烯叉與四氟乙烯的共聚合體、以及氟化乙烯叉與四氟乙烯及六氟丙烯的共聚合體。又，利用熱或利用具有能量的射線進行硬化處理能夠得到的含氟原子的溶劑不能夠溶化的聚合物可以舉出有例如利用異氰酸酯系或密胺系的硬化劑使含有氫氧根、羧基的FEVE硬化的材料、末端具有異氰酸酯基的全氟烴基醚與末端具有羧甲基的全氟烴基醚反應得到的熱硬化型氟樹脂經過熱硬化得到的聚合物、對含有具備全氟烴基的丙烯酸酯的、利用具有能量的射線進行硬化的氟樹脂用具有能量的射線(例如紫外線)進行照射得到的聚合物等。
又，本發明的樹脂層(光散射層)的厚度以3～50微米為好，更加理想的是10～40微米。而且最好是該厚度比微顆粒的平均粒徑大。
又，本發明使用的光半透射反射層是具備光反射能力和光透射能力兩種功能的材料層。作為光線的半透射反射層可以舉出有例如與上述反射板的製造方法一樣在塑料薄膜上蒸鍍的厚度控制在使光線能夠透過的銀或鋁等金屬的鏡面反射板和在粘著劑上添加二氧化鈦或雲母等填充物形成的物體等。而且由於反射率因使用的金屬不同而不同，為了得到高反射率，金屬最好使用銀。又，該半透射反射板的透射率利用調節蒸鍍層的厚度或填充物的添加量的方法適當進行調節，這是根據使用的半透射反射型液晶顯示裝置是以透射為主還是以反射為主進行調節得出不同的透射率。
在本發明中使用的光反射層可以舉出有例如在塑料薄膜上蒸鍍銀或鋁等金屬的鏡面反射板或像例如製造鋁箔那樣將金屬延展加工成的平滑的薄膜狀材料等。又，反射率因所使用的金屬的種類而不同，所以為了得到更高的反射率，金屬最好是使用銀。
又，在本發明中使用的光反射層或半透射反射層的金屬(蒸鍍)面容易受氧和水分等的影響而劣化。在這種情況下為了防止表面劣化也可以在金屬(蒸鍍)面上形成保護層。這樣的防劣化處理可以根據金屬的種類、所希望的耐久性適當實施。
本發明的半透射反射板，其全光線透射率以5～50％為宜，更理想的是10～45％，全光線反射率以40～90％為宜，更理想的是45～80％左右，根據目的不同而不同。例如在注重反射能力時全光線透射率以5～30％為宜，更理想的是10～20％左右，全光線反射率以60～90％為宜，更理想的是70～80％左右。而在注重透射能力時全光線透射率以30～50％為宜，更理想的是35～45％左右，全光線反射率以40～60％為宜，更理想的是45～55％左右。
本發明的半透射反射板可以是上述光散射層與光半透射反射層形成於一片基體材料上，也可以是具有光散射層的透明基體材料與半透射反射層通過其他透明基體材料接合或不通過其他材料而直接接合形成。本發明的半透射反射板使用的基體材料可以舉出有例如塑料薄膜。作為塑料可以使用熱可塑性塑料、熱硬化性樹脂、用紫外線等具有能量的射線硬化的樹脂等，可以舉出有例如聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯等聚酯樹脂、三乙醯基纖維素、丁基纖維素等纖維素樹脂、聚苯乙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂、丙烯酸酯樹脂等。又，作為其他透明基體材料可以舉出例如偏振片和相位差板為代表的片狀光學構件等功能性片狀構件。可以把這樣的在光散射層與光半透射反射層之間設置功能性片狀構件的半透射反射板稱為功能性半透射反射板。
又，本發明的反射板可以是上述光散射層與光反射層形成於一片基體材料上，也可以是具有光散射層的透明基體材料與具有光反射層的基體材料通過其他透明基體材料接合或不通過其他材料而直接接合形成。理想的是光反射層與光散射層接合構成。本發明的反射板使用的基體材料可以舉出有例如塑料薄膜。作為塑料可以使用熱可塑性塑料、熱硬化性樹脂、用紫外線等具有能量的射線硬化的樹脂等，可以舉出有例如聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯等聚酯樹脂、三乙醯基纖維素、丁基纖維素等纖維素樹脂、聚苯乙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂、丙烯酸酯樹脂等。又，作為其他透明基體材料可以舉出例如偏振片和相位差板為代表的片狀光學構件等功能性片狀構件。可以把這樣的在光散射層與光反射層之間設置功能性片狀構件的反射板稱為功能性反射板。
本發明的光散射層形成於光反射層或半透射反射層上時將例如上述能夠用含氟原子的溶劑能夠溶解的聚合物、熱硬化型氟樹脂、或能夠利用具有能量的射線硬化的氟樹脂，以及微顆粒，又根據需要在溶劑中添加反應性化合物、硬化劑(在熱硬化型氟樹脂的情況下)、或引發劑(在紫外線硬化型氟樹脂的情況下)，使其均勻溶解或分散，調節到所要求的濃度，將這樣的混合液塗布在光反射層或半透射反射層的金屬(蒸鍍)面上使其形成厚度均勻的薄膜，溶劑最好是加熱除去，在熱硬化型樹脂的情況下進一步加熱到硬化為止，在利用含有能量的射線硬化的情況下則照射含有能量的射線使其硬化。溶劑最好是使用能夠使該含有氟原子的化合物或含有該化合物的樹脂組成物溶解的溶劑，可以舉出例如甲苯、二甲苯等芳香族化合物、甲醇、乙醇、異丙醇等醇類、丙酮、甲基乙基酮等酮類、醋酸乙酯、醋酸丁酯等酯類化合物。又，在使用全氟烴基化合物的情況下，可以使用例如全氟烴基化合物構成的所謂氟類溶劑。這些溶劑可以單獨使用，也可以以任意比例混合使用。又，根據需要使用的反應性化合物可以舉出有丙烯酸類、聚氨酯類、丙烯酸氨酯類、環氧樹脂類、有機矽類等反應性化合物。
又，在微顆粒分散性差的情況下，最好是使用硫酸酯類、單羧酸酯類、聚羧酸酯類等非離子型表面活性劑、高級脂肪胺的4級鹽等陽離子型表面活性劑、高級脂肪酸聚乙二醇酯類等非離子型表面活性劑、有機矽系表面活性劑、氟類表面活性劑、具有醯胺酯鍵的高分子活性劑等各種分散劑。
又，上述混合分散液的塗布方法沒有特別限定，但是為了使光散射層的性能一定，表面膜的厚度最好是做得均勻，例如可以使用逗點塗布方式、線條塗布方式、蘸浸塗布方式、旋轉塗布方式、凹槽輥塗布方式、微凹槽輥塗布方式、刮刀塗布方式等各種塗布方式。在熱固化型的情況下可以考慮透明薄膜的耐熱溫度、加工性能來用適當的硬化溫度使其硬化。在用具有能量的射線硬化的情況下硬化使用的具有能量的射線最好是高壓汞燈、低壓汞燈、氙等、殺菌燈、雷射等的2000～7000埃波長的電磁波(例如紫外線)或電子束、X射線、放射射線等高能射線。含有能量的射線的照射時間根據能量的不同而不同，通常為0.1秒～10秒左右。
又，使用本發明的反射板或半透射反射板，用粘接劑與偏振板、相位差板或偏振板與相位差板貼合的橢圓偏振板貼在一起，以此可以製作偏振片、相位差板或橢圓偏振片等本發明的光學薄膜。
這樣得到的本發明的反射板或半透射反射板使用於反射型或半透射反射型液晶顯示裝置那樣的圖像顯示裝置時，使用例如粘接劑在液晶單元的一個面上貼合本發明的反射板或半透射反射板，再在另一面上同樣使用粘接劑貼合偏振片或橢圓偏振片，以此得到本發明的圖像顯示裝置。
實施例1ルミフロン(Lumiflon)LF-600(日本旭硝子社製造，熱硬化樹脂，阿貝折射率儀測出的硬化後的折射率為1.46，含固量50％的二甲苯溶液)100重量份，作為硬化劑使用的コロネ-ト(Coronate)L(日本聚氨酯工業社制，含固量45％，醋酸乙酯甲苯=1∶1的溶液)2.9重量份，雙十二烷基酸-二-正-丁基錫(含固量0.015％的甲苯溶液)0.36重量份，平均粒徑6微米，折射率1.49的丙烯酸系樹脂構成的微顆粒10重量分混合，高速攪拌形成混合分散液，利用逗點塗布方式將其塗布於蒸鍍鋁的聚酯膜(全光線透射率17.7％)的蒸鍍金屬(鋁)的面上，去除溶劑之後再進行100℃20分鐘的熱處理使其硬化，得到光散射層厚度為30微米的本發明的半透射反射板。得到的半透射反射板的評價結果示於表1。
實施例2ルミフロンLF-600(日本旭硝子社製造，熱硬化樹脂，阿貝折射率儀測出的硬化後的折射率為1.46，含固量50％的二甲苯溶液)100重量份，作為硬化劑使用的コロネ-トHL(日本聚氨酯工業社制，含固量45％，醋酸乙酯∶甲苯=1∶1的溶液)2.9重量份，平均粒徑6微米，折射率1.49的丙烯酸系樹脂構成的微顆粒14重量份混合，高速攪拌形成混合分散液，使用得到的混合分散液和厚度80微米的三乙醯纖維素薄膜，進行與實施例1相同的操作，以得到具有厚度為30微米的散射層的薄膜。接著用粘接劑將實施例中使用的蒸鍍鋁的聚酯膜的蒸鍍鋁的面與上述具有光散射層的薄膜的薄膜面(三乙醯纖維素一側)粘貼在一起，得到本發明的半透射反射板。得到的薄膜的評價結果示於表1。
實施例3除了使用在聚酯膜上蒸鍍鋁的反射板以外，與實施例1一樣操作，以此得到光散射層厚度為30微米的本發明的反射板。得到的反射板的評價結果示於表2。
實施例4除了使用在聚酯膜上蒸鍍銀的反射板以外，與實施例1一樣操作，以此得到光散射層厚度為30微米的本發明的反射板。得到的反射板的評價結果示於表2。
實施例5除了使用實施例4的蒸鍍銀的聚酯薄膜以外，與實施例2一樣操作，以此得到本發明的反射膜。得到的膜的評價結果示於表2。
比較例1使用在具有凹凸的聚酯薄膜上蒸鍍鋁的半透射反射板(全光線透射率為12.5％)，與實施例1一樣進行評價。評價結果示於表1。
比較例2使用在具有凹凸的薄膜上蒸鍍鋁的反射板，與實施例1一樣進行評價。評價結果示於表2。
比較例3使用在具有凹凸的薄膜上蒸鍍銀的反射板，與實施例1一樣進行評價。評價結果示於表2。
比較例4使用在實施例2用的蒸鍍銀的聚酯薄膜，與實施例1一樣進行評價。評價結果示於表2。表1
表2
全光線透射率、全光線反射率及漫射光線反射率均使用日立公司製造的分光光度計測定。
十點平均粗糙度使用雷射技術公司製造的雷射顯微鏡測定。
直接反射是利用目視方法判斷位於反射板或半透射反射板正面的觀察者的身姿是否映入反射層。
圖像質量品級的評價方法是，使用粘著劑在兩面上具有偏振板的液晶單元的一個面上分別粘貼各反射板或半透射反射板，在實施例的反射板或半透射反射板的情況下使光散射層構成液晶單元的一側，在比較例的反射板或半透射反射板的情況下使金屬蒸鍍面構成液晶單元的一側。接著，在半透射反射板的情況下在液晶單元的半透射反射板一側配置邊緣(edge)光型的背景燈，製作本發明的圖像顯示裝置。接著使用這種圖像顯示裝置目視評價所顯示的圖像的質量品級。
A背景為白色，很細，因此顯示圖像容易看清楚。
B背景帶灰色，能夠感覺到反射板或半透射反射板的粗糙程度，顯示的圖像不容易看清楚。
C背景帶灰色，由於有直接反射，顯示圖像不容易看清楚。
從表1可知，將實施例1與比較例1相比，儘管實施例的半透射反射板的全光線透射率比比較例的半透射反射板高，實施例的半透射反射板的全光線反射率及漫射光線的反射率與比較例的半透射反射板相比有大幅度的提高。又，本發明的半透射反射板與比較例相比儘管表面平滑，卻不存在半透射反射板產生反射的情況，而且由於漫射反射率高，反射光更白，這些結果導致顯示圖像質量品級的提高。因此可以判定本發明的產品是優異的半透射反射板。
又，從表2可知，實施例3與比較例2、實施例4與比較例3相比，儘管實施例的反射板與比較例的反射板全光線反射率大致相同，實施例的反射板與比較例的反射板相比漫射光線的反射率大幅度提高。又，儘管本發明的反射板與比較例相比表面平滑，但是沒有在反射板發生反射，而且由於漫射反射率該，反射光更白，這些結果導致顯示圖像質量品級的提高。因此可以判定本發明的產品是優異的反射板。
發明效果本發明的反射板或半透射反射板具備使微顆粒分散的樹脂層構成的光散射層與光反射層或半透射反射層，該光散射層表面的十點平均粗糙度Rz小於2微米，該微顆粒與微顆粒部分以外的樹脂層的折射率比是，後者與前者的比為1∶1.001～1.2，光散射層的厚度為3～50微米，這種反射板或半透射反射板使用於反射型或半透射反射型液晶顯示裝置等裝置不僅能夠提高顯示圖像的質量品級，而且能夠實現高清晰度的圖像顯示。
權利要求
1．一種反射板或半透射反射板，其特徵在於，具備使微顆粒分散的樹脂層構成的光散射層與光反射層或半透射反射層，該光散射層表面的十點平均粗糙度小於2微米，該微顆粒與微顆粒部分以外的部分的折射比率是後者與前者的比為1∶1.001～1.2，光散射層的厚度為3～50微米。
2．根據權利要求1所述的反射板或半透射反射板，其特徵在於，微顆粒部分以外的樹脂層的折射率是1.3～1.55。
3．根據權利要求1或2所述的反射板或半透射反射板，其特徵在於，以該微顆粒部分以外的樹脂層的重量為100，微顆粒的添加量為5～50。
4．根據權利要求1～3中的任一項所述的反射板或半透射反射板，其特徵在於，微顆粒的平均粒徑為0.5～30微米。
5．根據權利要求1～4中的任一項所述的反射板或半透射反射板，其特徵在於，微顆粒是球形。
6．根據權利要求1～5中的任一項所述的反射板或半透射反射板，其特徵在於，光反射層是具有金屬蒸鍍面的薄膜。
7．根據權利要求6所述的反射板或半透射反射板，其特徵在於，金屬蒸鍍面是蒸鍍銀或鋁形成的面。
8．根據權利要求1～7中的任一項所述的反射板或半透射反射板，其特徵在於，光散射層與金屬蒸鍍面鄰接。
9．一種光學薄膜，其特徵在於，具備根據權利要求1～8中的任一項所述的反射板或半透射反射板。
10．一種圖像顯示裝置，其特徵在於，具有根據權利要求1～8中的任一項所述的反射板或半透射反射板。
全文摘要
本發明涉及反射板及半透射反射板。具備使微顆粒分散的樹脂層構成的光散射層與光反射層或半透射反射層,該光散射層表面的十點平均粗糙度Rz小於2微米,該微顆粒與微顆粒部分以外的樹脂層的折射率比是後者與前者的比為1∶1.001～1.2,光散射層的厚度為3～50微米,這種反射板或半透射反射板使用於反射型或半透射反射型液晶顯示裝置等的情況下能夠提高顯示圖像的可視性,能夠實現高清晰度的圖像顯示。
文檔編號G02F1/1335GK1311863SQ9980918
公開日2001年9月5日 申請日期1999年7月26日 優先權日1998年7月31日
發明者田中興一, 江森洋之 申請人:日本化藥株式會社, 日商寶來科技股份有限公司