CN105378517B - 光学片部件及使用该光学片部件的图像显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光学片部件及使用该光学片部件的图像显示装置。本发明的光学片部件具有:偏振片,包含偏振器(A);光转换部件(D);及亮度强化膜,包含反射偏振器(B),亮度强化膜具有在400~500nm的波长范围具有反射中心波长且半宽度为100nm以下的反射率的峰,光转换部件(D)将透射反射偏振器(B)并入射到光转换部件(D)并且具有在400~500nm的波长范围具有发光中心波长且半宽度为100nm以下的发光强度的峰的蓝色光的一部分转换成绿色光和红色光,且使所述蓝色光的一部分透射,所述绿色光具有在500~600nm的波长范围具有发光中心波长且半宽度为100nm以下的发光强度的峰,所述红色光具有在600~700nm的波长范围具有发光中心波长且半宽度为100nm以下的发光强度的峰,当光学片部件组装于使用了UV窄频带或B窄频带的背光的图像显示装置时,能够改善正面亮度、正面对比度、色再现域且减少倾斜方位的颜色不均匀。

Description

光学片部件及使用该光学片部件的图像显示装置
技术领域
本发明涉及一种光学片部件及使用该光学片部件的图像显示装置。
背景技术
液晶显示装置(以下,也称为LCD)等平板显示器作为消耗电力较小、节省空间的图像显示装置而其用途逐年扩展。液晶显示装置成为依次设有背光(以下,也称为BL)、背光侧偏振片、液晶单元、视认侧偏振片等的结构。
近年来,在平板显示器市场中,作为LCD性能的改善方案,正在进行用于节省电力化、高精细化、色再现性的提高的开发,尤其在平板PC或智能手机等小型尺寸方面显著要求节省电力化、高精细化、色再现性的提高,在这种现状下,在大型尺寸中也正在进行现行TV规格(FHD、NTSC(National Television System Committee)比72%≈EBU(EuropeanBroadcasting Union)比100%)的新一代高清晰(4K2K、EBU比100%以上)的开发。因此,更强烈要求液晶显示装置的节省电力化、高精细化、色再现性的提高。
随着背光的节省电力化,在背光与背光侧偏振片之间设置光学片部件,光学片部件是在所有的方向上一边振动一边入射的光中仅使在特定的偏振方向上振动的光透射而反射在其他偏振方向上振动的光的光学元件。作为伴随移动设备的增加及家电产品的低消耗电力化的低电力LCD的核心组件,期待解决LCD的较低的光效率来提高亮度(光源的每单位面积的明度的程度)。
针对于此,已知有如下技术:通过在背光与背光侧偏振片之间组合光学片部件(DBEF(Dual Brightness Enhancement Film,双亮度强化膜)等),利用光循环来提高BL的光利用率,使背光节省电力化,同时提高其亮度(参考专利文献1)。同样地,专利文献2中记载有如下技术:通过层叠有λ/4板和胆甾醇型液晶相的结构的偏振片、以及将胆甾醇型液晶相的间距不同的三层以上的胆甾醇型液晶相固定而成的层中的宽频带化,利用光循环提高BL的光利用率。
然而,这种光学片部件,其部件结构复杂,为了在市场中普及,必须通过进一步进行了部件的功能集成的部件件数减少来实现低成本化。
另一方面,还已知从液晶显示装置的高精细化及色再现性提高的观点考虑,使背光的发光光谱变尖锐的方法。例如,专利文献3中记载有如下方法:通过在蓝色LED与导光板之间利用放出红色光及绿色光的量子点(QD)作为荧光体来体现白色光,从而实现高亮度和色彩再现性的提高。非专利文献1中提出有为了改善LCD的色再现性而将使用了量子点的光转换薄膜(QDEF,也称为量子点增强薄膜)进行组合的方式。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利3448626号公报
专利文献2:日本专利公开平1-133003号公报
专利文献3:日本专利公开2012-169271号公报
非专利文献
非专利文献1:SID’12DIGEST p.895
发明内容
发明要解决的技术课题
改善光利用率的专利文献1、2中,由于赋予针对白色光的宽频带的光循环功能,因此存在多层结构、考虑到部件的波长分散性的复杂的设计、以及制造成本较高的课题。并且,关于专利文献3、非专利文献1所示的荧光(PL)应用技术,其为利用量子点(QuantumDot,以下也称为QD)并通过白色光来实现高亮度、色彩再现性的提高的技术,若要进一步改善亮度,必须与专利文献1、2进行组合,存在与上述同样的课题。
节省电力化所需的BL光利用率的改善与高精细(开口率下降)及色再现性的提高(滤色器(以下,也称为CF)透射率下降)具有此消彼长的关系,课题在于兼顾光利用率改善与色再现性。并且,本发明的目的还在于通过进一步进行了部件的功能集成的部件件数的减少来实现低成本化、以及通过部件集成来实现部件膜厚的薄层化、减少部件间隙的空气层中的界面反射损失、消除因制造显示装置时或制造后有可能发生的异物混入部件之间而引起的显示不良。
本发明所要解决的课题在于提供一种当组装于使用了UV窄频带或B窄频带的背光的图像显示装置时,能够通过部件的薄型及一体化来改善正面亮度、正面对比度、色再现域且还能够减少倾斜方位的颜色不均匀的光学片部件。
用于解决技术课题的手段
为了解决上述课题,本发明人等进行了深入研究,其结果发现,通过作为具有B波长区域的发光峰较窄的单色的亮线光(半宽度为100nm以下,例如430~470nm蓝色光源,例如465nmB-LED)或UV波长区域的发光峰较窄的UV光源(在300~430nm具有发光光谱的UV-LED等)的波长区域的背光光源单元发挥作用且通过具有较窄的反射峰的反射偏振器来提高光利用率之后,利用量子点(包含量子点、量子杆型、量子四脚体型等量子效果的粒子)或PL材料(有机、无机)进行光转换,由此能够以简单的结构同时改善正面亮度、正面对比度、色再现域及倾斜方向的颜色不均匀,从而能够解决上述课题。
即,上述课题通过以下结构的本发明得到解决。
[1]一种光学片部件,其具有:
偏振片,包含偏振器(A);
光转换部件(D);及
亮度强化膜,包含反射偏振器(B),
前述亮度强化膜具有在400~500nm的波长范围具有反射中心波长且半宽度为100nm以下的反射率的峰,
前述光转换部件(D)将透射前述反射偏振器(B)并入射到前述光转换部件(D)并且具有在400~500nm的波长范围具有发光中心波长且半宽度为100nm以下的发光强度的峰的蓝色光的一部分转换成绿色光和红色光,且使前述蓝色光的一部分透射,
所述绿色光具有在500~600nm的波长范围具有发光中心波长且半宽度为100nm以下的发光强度的峰,
所述红色光具有在600~700nm的波长范围具有发光中心波长且半宽度为100nm以下的发光强度的峰。
[2]根据[1]所述的光学片部件优选为,亮度强化膜具有在430~480nm的波长范围具有反射中心波长且半宽度为100nm以下的反射率的峰,
光转换部件(D)将透射反射偏振器(B)并入射到光转换部件(D)并且具有在430~480nm的波长范围具有发光中心波长且半宽度为100nm以下的发光强度的峰的蓝色光的一部分转换成绿色光和红色光,且使前述蓝色光的一部分透射,
所述绿色光具有在500~600nm的波长范围具有发光中心波长且半宽度为100nm以下的发光强度的峰,
所述红色光具有在600~650nm的波长范围具有发光中心波长且半宽度为100nm以下的发光强度的峰。
[3]一种光学片部件,其具有:
偏振片,包含偏振器(A);
光转换部件(D);及
亮度强化膜,包含反射偏振器(B),
前述亮度强化膜具有在300~430nm的波长范围具有反射中心波长且半宽度为100nm以下的反射率的峰,
前述光转换部件(D)将透射前述反射偏振器(B)并入射到前述光转换部件(D)并且具有在300~430nm的波长范围具有发光中心波长且半宽度为100nm以下的发光强度的峰的UV光的一部分或全部转换成蓝色光、绿色光及红色光,
所述蓝色光具有在430~480nm的波长范围具有发光中心波长且半宽度为100nm以下的发光强度的峰,
所述绿色光具有在500~600nm的波长范围具有发光中心波长且半宽度为100nm以下的发光强度的峰,
所述红色光具有在600~700nm的波长范围具有发光中心波长且半宽度为100nm以下的发光强度的峰。
[4]根据[3]所述的光学片部件优选为,光转换部件(D)将透射反射偏振器(B)并入射到光转换部件(D)并且具有在300~430nm的波长范围具有发光中心波长且半宽度为100nm以下的发光强度的峰的UV光的一部分或全部转换成蓝色光、绿色光及红色光,
所述蓝色光具有在430~480nm的波长范围具有发光中心波长且半宽度为100nm以下的发光强度的峰,
所述绿色光具有在500~600nm的波长范围具有发光中心波长且半宽度为100nm以下的发光强度的峰,
所述红色光具有在600~650nm的波长范围具有发光中心波长且半宽度为100nm以下的发光强度的峰。
[5]根据[1]所述的光学片部件优选为,反射偏振器(B)包含将胆甾醇型液晶相固定而成的第一光反射层,所述第一光反射层具有在400~500nm的波长范围具有反射中心波长且半宽度为100nm以下的反射率的峰,
亮度强化膜在偏振器(A)与反射偏振器(B)之间具有满足下述式(1)的λ/4板(C)。另外,就λ/4板(C)的波长分散而言,顺分散“Re(450)>Re(550)”即可,优选可以使用平分散“Re(450)≈Re(550)”,更优选可以使用逆分散“Re(450)<Re(550)”。
式(1)450nm/4-60nm<Re(450)<450nm/4+60nm
(式(1)中,Re(λ)表示波长λnm下的面内方向的延迟(单位:nm)。)
[6]根据[1]、[2]及[5]中任一项所述的光学片部件优选为,反射偏振器(B)包含将胆甾醇型液晶相固定而成的第一光反射层,所述第一光反射层具有在430~480nm的波长范围具有反射中心波长且半宽度为100nm以下的反射率的峰,
亮度强化膜在偏振器(A)与反射偏振器(B)之间具有满足下述式(1’)的λ/4板(C),
式(1’)450nm/4-25nm<Re(450)<450nm/4+25nm
式(1’)中,Re(λ)表示波长λnm下的面内方向的延迟,单位为nm。
[7]根据[1]所述的光学片部件优选为,反射偏振器(B)为具有在400~500nm的波长范围具有反射中心波长且半宽度为100nm以下的反射率的峰的电介质多层膜。
[8]根据[3]或[4]所述的光学片部件优选为,反射偏振器(B)包含将胆甾醇型液晶相固定而成的第一光反射层,所述第一光反射层具有在300~430nm的波长范围具有反射中心波长且半宽度为100nm以下的反射率的峰,
亮度强化膜在光转换部件(D)与反射偏振器(B)之间具有满足下述式(2)的λ/4板(C)。另外,就λ/4板(C)的波长分散而言,顺分散“Re(380)>Re(450)”即可,优选可以使用平分散“Re(380)≈Re(450)”,更优选可以使用逆分散“Re(380)<Re(450)”。
式(2)380nm/4-60nm<Re(380)<380nm/4+60nm
(式(2)中,Re(λ)表示波长λnm下的面内方向的延迟(单位:nm)。)
[9]根据[3]、[4]及[8]中任一项所述的光学片部件优选为,反射偏振器(B)包含将胆甾醇型液晶相固定而成的第一光反射层,所述第一光反射层具有在300~430nm的波长范围具有反射中心波长且半宽度为100nm以下的反射率的峰,
亮度强化膜在光转换部件(D)与反射偏振器(B)之间具有满足下述式(2’)的λ/4板(C),
式(2’)380nm/4-25nm<Re(380)<380nm/4+25nm
式(2’)中,Re(λ)表示波长λnm下的面内方向的延迟,单位为nm。
[10]根据[3]或[4]所述的光学片部件优选为,反射偏振器(B)为具有在300~430nm的波长范围具有反射中心波长且半宽度为100nm以下的反射率的峰的电介质多层膜。
[11]根据[1]至[10]中任一项所述的光学片部件优选为,光转换部件(D)及反射偏振器(B)直接接触而层叠或经由粘接层而层叠。
[12]根据[5]、[6]、[8]及[9]中任一项所述的光学片部件优选为,偏振片、光转换部件(D)、λ/4板(C)及反射偏振器(B)依次直接接触而层叠或经由粘接层而层叠。
[13]根据[1]至[12]中任一项所述的光学片部件优选为,反射偏振器(B)与和反射偏振器(B)的偏振片侧相邻的层的折射率之差为0.15以下。
[14]根据[1]至[13]中任一项所述的光学片部件优选为,亮度强化膜的膜厚为3~10μm。
[15]根据[1]或[2]所述的光学片部件优选为,光转换部件(D)具有荧光材料,所述荧光材料在前述蓝色光入射时发出前述绿色光和前述红色光。
[16]根据[3]或[4]所述的光学片部件优选为,光转换部件(D)具有荧光材料,所述荧光材料在具有在所述300~430nm的波长范围具有发光中心波长且半宽度为100nm以下的发光强度的峰的光入射时发出前述蓝色光、前述绿色光及前述红色光。
[17]根据[15]或[16]所述的光学片部件优选为,光转换部件(D)为量子点薄膜、使量子杆或量子点材料分散之后拉伸而成的热塑性薄膜、或分散有量子杆或量子点材料的粘接层。
[18]根据[1]至[17]中任一项所述的光学片部件优选为,光转换部件发出至少保持有一部分入射光的偏振性的荧光。
[19]根据[18]所述的光学片部件优选为,光转换部件当偏振度99.9%的光入射到前述光转换部件时前述光转换部件所发出的荧光的偏振度为10~99%。
[20]根据[1]至[19]中任一项所述的光学片部件优选为,光转换部件具有从光转换部件射出的光成为包含直线偏振光及圆偏振光的光的荧光材料。
[21]根据[1]至[20]中任一项所述的光学片部件优选为,从前述光转换部件射出的光包含直线偏振光,前述偏振片还具有直线偏振光反射偏振器、或者在前述偏振片与前述光转换部件之间还具有直线偏振光反射偏振器。
[22]根据[21]所述的光学片部件优选为,前述直线偏振光反射偏振器为反射300~500nm的波长范围的至少一部分的电介质多层膜。
[23]根据[21]所述的光学片部件优选为,所述直线偏振光反射偏振器为在反射300~500nm的波长范围的至少一部分且将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层的两侧具有λ/4板的直线偏振光反射偏振器。。
[24]根据[1]至[20]中任一项所述的光学片部件优选为,从前述光转换部件射出的光包含圆偏振光,前述偏振片还具有圆偏振光反射偏振器、或者在前述偏振片与前述光转换部件之间还具有圆偏振光反射偏振器。
[25]根据[24]所述的光学片部件优选为,前述圆偏振光反射偏振器为在反射300~500nm的波长范围的至少一部分的电介质多层膜的两侧具有λ/4板的圆偏振光反射偏振器。
[26]根据[24]所述的光学片部件优选为,前述圆偏振光反射偏振器为具有光反射层和λ/4板的圆偏振光反射偏振器,所述光反射层反射300~500nm的波长范围的至少一部分且将胆甾醇型液晶相固定而成,所述λ/4板配置于该光反射层与前述偏振片之间。
[27]根据[1]至[26]中任一项所述的光学片部件优选为,光转换部件按至少两种以上的荧光波长形成图案。
[28]一种图像显示装置,其具有:
[1]或[2]所述的光学片部件;及
背光单元,
背光单元具备光源,所述光源发出具有在430~480nm的波长范围具有发光中心波长且半宽度为100nm以下的发光强度的峰的蓝色光,
背光单元在光源的后部具备反射部件,所述反射部件进行从光源发出并由光学片部件反射的光的偏振状态的转换及反射。
[29]一种图像显示装置,其具有:
[3]或[4]所述的光学片部件;及
背光单元,
背光单元具备光源,所述光源发出具有在300~430nm的波长范围具有发光中心波长且半宽度为100nm以下的发光强度的峰的UV光,
背光单元在光源的后部具备反射部件,所述反射部件进行从光源发出并由光学片部件反射的光的偏振状态的转换及反射。
[30]根据[28]或[29]所述的图像显示装置优选为,赋予背光单元的蓝色光或UV光的发光强度的峰的波长与赋予亮度强化膜中的反射率的峰的波长之差为5~70nm。
[31]根据[28]至[30]中任一项所述的图像显示装置优选为,所述图像显示装置还具有液晶单元。
[32]根据[28]所述的图像显示装置优选为,背光单元具有蓝色用波长选择滤波器,所述蓝色用波长选择滤波器使前述蓝色光中短于480nm的短波长的光选择性地透射。
[33]根据[28]至[32]中任一项所述的图像显示装置优选为,所述图像显示装置还具有薄层晶体管,
前述薄层晶体管具有载体浓度小于1×1014/cm3的氧化物半导体层。
发明效果
根据本发明,能够提供一种当组装于使用了UV窄频带或B窄频带的背光的图像显示装置时,能够通过部件件数的削减来实现部件厚度的薄膜化、抑制发生因异物混入显示装置内部而引起的亮度不均匀、改善正面亮度、正面对比度、色再现域且还能够减少倾斜方位的颜色不均匀的光学片部件。
附图说明
图1是将B窄频带的胆甾醇型液晶相固定而成的层用作反射偏振器、能够将B转换成G及R的量子点材料用作光转换部件的本发明的光学片部件的一例的剖面和与背光之间的位置关系组合而表示的示意图。
图2是将B窄频带的胆甾醇型液晶相固定而成的层用作反射偏振器、能够将B转换成G及R的量子点材料用作光转换部件的本发明的光学片部件的另一例的剖面和与背光之间的位置关系组合而表示的示意图。
图3是将B窄频带的胆甾醇型液晶相固定而成的层用作反射偏振器、能够将B转换成G及R的量子点材料用作光转换部件的本发明的光学片部件的另一例的剖面和与背光之间的位置关系组合而表示的示意图。
图4是将B窄频带的胆甾醇型液晶相固定而成的层用作反射偏振器、分散有能够将B转换成G及R的量子点材料的粘接层用作光转换部件的本发明的光学片部件的另一例的剖面和与背光之间的位置关系组合而表示的示意图。
图5是将UV窄频带的胆甾醇型液晶相固定而成的层用作反射偏振器、能够将UV转换成B、G及R的量子点材料用作光转换部件的本发明的光学片部件的另一例的剖面和与背光之间的位置关系组合而表示的示意图。
图6是将B窄频带的电介质多层膜用作反射偏振器、能够将B转换成G及R的量子点材料用作光转换部件的本发明的光学片部件的一例的剖面和与背光之间的位置关系组合而表示的示意图。
图7是将B窄频带的电介质多层膜用作反射偏振器、能够将B转换成G及R的量子点材料用作光转换部件的本发明的光学片部件的另一例的剖面和与背光之间的位置关系组合而表示的示意图。
图8是将B窄频带的电介质多层膜用作反射偏振器、能够将B转换成G及R的量子点材料用作光转换部件的本发明的光学片部件的另一例的剖面和与背光之间的位置关系组合而表示的示意图。
图9是将B窄频带的电介质多层膜用作反射偏振器、分散有能够将B转换成G及R的量子点材料的粘接层用作光转换部件的本发明的光学片部件的另一例的剖面和与背光之间的位置关系组合而表示的示意图。
图10是将UV窄频带的电介质多层膜用作反射偏振器、能够将UV转换成B、G及R的量子点材料用作光转换部件的本发明的光学片部件的另一例的剖面和与背光之间的位置关系组合而表示的示意图。
图11是表示作为本发明的图像显示装置的液晶显示装置的一例的剖面的示意图。
图12是表示将胆甾醇型液晶相固定而成的层的螺旋结构为右螺旋时的背光侧偏振器的吸收轴方向与λ/4板的慢轴方向的优选关系的示意图。
图13是表示将胆甾醇型液晶相固定而成的层的螺旋结构为左螺旋时的背光侧偏振器的吸收轴方向与λ/4板的慢轴方向的优选关系的示意图。
图14-A是表示作为本发明的图像显示装置的液晶显示装置的另一例的剖面的示意图。
图14-B是表示作为本发明的图像显示装置的液晶显示装置的另一例的剖面的示意图。
图15是表示作为本发明的图像显示装置的液晶显示装置的另一例的剖面的示意图。
图16是表示作为本发明的图像显示装置的液晶显示装置的另一例的剖面的示意图。
图17是表示作为本发明的图像显示装置的液晶显示装置的另一例的剖面的示意图。
具体实施方式
以下,对本发明的光学片部件及图像显示装置进行详细说明。
以下所记载的构成要件的说明是根据本发明的代表性的实施方式来进行的,但本发明并不限定于这种实施方式。另外,本说明书中,用“~”表示的数值范围表示以“~”的前后所记载的数值作为最小值及最大值而包含的范围。
本说明书中,峰的“半宽度”是指峰高度1/2处的峰的宽度。
[光学片部件]
本发明的光学片部件的第1方式具有:
偏振片,包含偏振器(A);
光转换部件(D);及
亮度强化膜,包含反射偏振器(B),
前述亮度强化膜具有在400~500nm的波长范围(优选在430~480nm的波长范围)具有反射中心波长且半宽度为100nm以下的反射率的峰,
前述光转换部件(D)将透射前述反射偏振器(B)并入射到前述光转换部件(D)并且具有在400~500nm的波长范围(优选在430~480nm的波长范围)具有发光中心波长且半宽度为100nm以下的发光强度的峰的蓝色光的一部分转换成绿色光和红色光,且使所述蓝色光的一部分透射,
所述绿色光具有在500~600nm的波长范围具有发光中心波长且半宽度为100nm以下的发光强度的峰,
所述红色光具有在600~700nm的波长范围具有发光中心波长(更优选在600~650nm的波长范围具有发光中心波长)且半宽度为100nm以下的发光强度的峰。
本发明的光学片部件的第2方式具有:
偏振片,包含偏振器(A);
光转换部件(D);及
亮度强化膜,包含反射偏振器(B),
前述亮度强化膜具有在300~430nm的波长范围具有反射中心波长且半宽度为100nm以下的反射率的峰,
前述光转换部件(D)将透射前述反射偏振器(B)并入射到前述光转换部件(D)并且具有在300~430nm的波长范围具有发光中心波长且半宽度为100nm以下的发光强度的峰的UV光的一部分或全部转换成蓝色光、绿色光及红色光,
所述蓝色光具有在430~480nm的波长范围具有发光中心波长且半宽度为100nm以下的发光强度的峰,
所述绿色光具有在500~600nm的波长范围具有发光中心波长且半宽度为100nm以下的发光强度的峰,
所述红色光具有在600~700nm的波长范围具有发光中心波长(更优选在600~650nm的波长范围具有发光中心波长)且半宽度为100nm以下的发光强度的峰。
通过这种结构,当本发明的光学片部件组装于使用了在UV频带有半宽度为100nm以下的亮线或在B频带有半宽度为100nm以下的亮线的背光的图像显示装置时,能够通过削减部件件数来实现部件厚度的薄膜化、抑制发生因异物混入显示装置内部而引起的亮度不均匀、改善正面亮度、正面对比度、色再现域且还能够减少倾斜方位的颜色不均匀。
在图1~图10中将本发明的光学片部件的示意图与背光单元31一起示出。本发明的光学片部件21包含偏振片1及亮度强化膜11。偏振片1和亮度强化膜11可经由粘接层20而层叠(参考图1、图2等),也可以分离配置(参考图3等)。
<偏振片>
接着,对偏振片进行说明。
本发明的光学片部件所具有的偏振片与通常使用于液晶显示装置的偏振片同样地由偏振器(A)及配置于其两侧的两片偏振片保护膜(以下,也称为保护膜)构成,本发明中,为了进一步薄膜化,优选进一步减薄保护膜(40μm以下,优选为25μm以下,更优选为15μm以下),更优选使用将丙烯酸树脂等保护树脂进行涂布、干燥、固化而得到的硬涂层(20μm以下,优选为10μm以下,更优选为5μm以下),为了实现更薄型的光学片部件,进一步优选使用未设有保护层的偏振器。本发明中,在两片保护膜中,作为配置于液晶单元侧的保护膜,当为VA、IPS、TN、OCB模式的液晶显示装置时,更优选使用相位差膜,当为IPS模式时,优选使用几乎没有相位差的光学补偿膜,为了实现更薄型的光学片部件,优选不进行使用。
图1~图10中,偏振片1包含偏振器3。优选偏振片1在偏振器3的视认侧的表面包含相位差膜2。偏振片1可以在偏振器3的背光单元31侧的表面包含偏振片保护膜4(参考图2、图3、图7、图8等),但也可以不包含(参考图1、图6)。
(偏振器)
作为前述偏振器(A),优选使用碘吸附取向于聚合物薄膜而得到的偏振器。作为前述聚合物薄膜并没有特别限定,可以使用各种聚合物薄膜。例如,可以举出聚乙烯醇系薄膜、聚对苯二甲酸乙二酯系薄膜、乙烯-乙酸乙烯共聚物系薄膜、或它们的局部皂化薄膜、纤维素系薄膜等亲水性高分子薄膜、以及聚乙烯醇的脱水处理物或聚氯乙烯的脱盐酸处理物等聚烯系取向膜等。在这些之中,优选使用作为偏振器(A)的基于碘的染色性优异的聚乙烯醇系薄膜。
前述聚乙烯醇系薄膜的材料中可使用聚乙烯醇或其衍生物。作为聚乙烯醇的衍生物,可以举出聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙醛等,除此以外,还可以举出用乙烯、丙烯等烯烃、丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等不饱和羧酸及其烷基酯、丙烯酰胺等改性的物质。
作为前述聚合物薄膜的材料的聚合物的聚合度一般是500~10,000,优选在1000~6000的范围,更优选在1400~4000的范围。另外,在皂化薄膜的情况下,其皂化度例如从水中的溶解性的观点考虑,优选为75摩尔%以上,更优选为98摩尔%以上,进一步优选在98.3~99.8摩尔%的范围。
前述聚合物薄膜(未延伸膜)按照常规方法至少实施单轴拉伸处理、碘染色处理。可以进一步实施硼酸处理、清洗处理。并且,实施了前述处理的聚合物薄膜(延伸膜)按照常规方法进行干燥处理而成为偏振器(A)。
单轴拉伸处理中的拉伸方法并没有特别限制,可以采用湿润拉伸法和干式拉伸法中的任意一种。作为干式拉伸法的拉伸方法,例如可以举出辊间拉伸方法、加热辊拉伸方法、压缩拉伸方法等。拉伸还可以以多阶段进行。在前述拉伸方法中,未延伸膜通常成为加热状态。延伸膜的延伸倍率可根据目的适当设定,延伸倍率(总延伸倍率)设为2~8倍左右,优选设为3~7倍,进一步优选设为3.5~6.5倍。
碘染色处理例如通过将聚合物薄膜浸渍于含有碘及碘化钾的碘溶液中来进行。碘溶液通常是碘水溶液,含有碘及作为溶解助剂的碘化钾。碘浓度为0.01~1质量%左右,优选为0.02~0.5质量%,碘化钾浓度为0.01~10质量%左右,进一步优选以0.02~8质量%进行使用。
在进行碘染色处理时,碘溶液的温度通常是20~50℃左右,优选为25~40℃。浸渍时间通常是10~300秒钟左右,优选在20~240秒钟的范围。在进行碘染色处理时,通过调整碘溶液的浓度、聚合物薄膜在碘溶液中的浸渍温度、浸渍时间等条件来调整聚合物薄膜中的碘含量及钾含量在后述的范围内。碘染色处理可以在单轴拉伸处理前、单轴拉伸处理中、单轴拉伸处理后中的任一阶段进行。
若考虑光学特性,则前述偏振器(A)的碘含量例如在2~5质量%的范围,优选在2~4质量%的范围。
优选前述偏振器(A)含有钾。钾含量优选在0.2~0.9质量%的范围,更优选在0.5~0.8质量%的范围。通过偏振器(A)含有钾,能够得到具有优选的复合弹性模量(Er)且偏振度较高的偏振膜。例如,能够通过将作为偏振器(A)的形成材料的聚合物薄膜浸渍于含钾的溶液中来使其含有钾。前述溶液可兼作含碘的溶液。
作为干燥处理工序,可以使用自然干燥、送风干燥、加热干燥等以往公知的干燥方法。例如,在加热干燥中,加热温度为20~80℃左右,干燥时间为1~10分钟左右。并且,在该干燥处理工序中也能够适当地进行拉伸。
作为偏振器(A)的厚度并没有特别限定,通常是5~300μm,优选为5~100μm,更优选为5~50μm。
作为偏振器(A)的光学特性,以偏振器(A)单体测定时的单体透射率优选为43%以上,更优选在43.3~45.0%的范围。并且,准备两片前述偏振器(A),以两片偏振器(A)的吸收轴相互成为90°的方式重叠而测定的正交透射率优选更小,实用上优选为0.00%以上且0.050%以下,更优选为0.030%以下。作为偏振度,实用上优选为99.90%以上且100%以下,尤其优选为99.93%以上且100%以下。优选作为偏振片进行测定时也能够得到几乎与此相等的光学特性的偏振器。
(偏振片保护膜)
本发明的光学片部件中,可以在偏振器的与液晶单元相反一侧具有偏振片保护膜,也可以不具有。当在偏振器的与液晶单元相反一侧不具有偏振片保护膜时,可以在偏振器直接或经由粘接剂设置后述的光转换材料。
前述保护膜中,作为配置于与液晶单元相反一侧的保护膜,使用透明性、机械强度、热稳定性、水分阻断性、各向同性等优异的热塑性树脂。作为这种热塑性树脂的具体例,可以举出三乙酰基纤维素等纤维素树脂、聚酯树脂、聚醚砜树脂、聚砜树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚烯烃树脂、(甲基)丙烯酸树脂、环状聚烯烃树脂(降冰片烯系树脂)、聚芳酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯醇树脂及它们的混合物。
纤维素树脂为纤维素与脂肪酸的酯。作为这种纤维素酯系树脂的具体例,可以举出三乙酰基纤维素、二乙酰基纤维素、三丙基纤维素、二丙基纤维素等。在这些之中,尤其优选三乙酰基纤维素。三乙酰基纤维素市售着很多产品,在获得容易性及成本这点上也有利。作为三乙酰基纤维素的市售品的例子,可以举出Fujifilm Corporation制的商品名“UV-50”、“UV-80”、“SH-80”、“TD-80U”、“TD-TAC”、“UZ-TAC”及Konica Co.,Ltd.制的“KC系列”等。
作为环状聚烯烃树脂的具体例,优选为降冰片烯系树脂。环状烯烃系树脂是将环状烯烃作为聚合单元而聚合的树脂的统称,例如可以举出日本专利公开平1-240517号公报、日本专利公开平3-14882号公报、日本专利公开平3-122137号公报等中所记载的树脂。作为具体例,可以举出环状烯烃的开环(共)聚合物、环状烯烃的加成聚合物、环状烯烃和乙烯、丙烯等α-烯烃及其共聚物(代表性的是无规共聚物)、以及将它们用不饱和羧酸或其衍生物改性而得到的接枝聚合物、以及它们的氢化物等。作为环状烯烃的具体例,可以举出降冰片烯系单体。
作为环状聚烯烃树脂,市售着各种产品。作为具体例,可以举出ZEON CORPORATION制的商品名“ZEONEX”、“ZEONOR”、JSR Corporation制的商品名“ARTON”、TICONACorporation制的商品名“TOPAS”、Mitsui Chemicals,Inc.制的商品名“APEL”。
作为(甲基)丙烯酸系树脂,可以在不损害本发明效果的范围内采用任意的适当的(甲基)丙烯酸系树脂。例如,可以举出聚甲基丙烯酸甲酯等聚(甲基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯-(甲基)丙烯酸共聚物、(甲基)丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物(MS树脂等)、具有脂环族烃基的聚合物(例如,甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸环己酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸降冰片酯共聚物等)。优选可以举出聚(甲基)丙烯酸甲酯等聚(甲基)丙烯酸C1-6烷基酯。更优选可以举出将甲基丙烯酸甲酯作为主成分(50~100质量%,优选为70~100质量%)的甲基丙烯酸甲酯系树脂。
作为(甲基)丙烯酸系树脂的具体例,例如可以举出Mitsubishi Rayon Co.,Ltd.制的ACRYPET VH和ACRYPET VRL20A、日本专利公开2004-70296号公报中所记载的分子内具有环结构的(甲基)丙烯酸系树脂、通过分子内交联或分子内环化反应得到的高Tg(甲基)丙烯酸系树脂。
作为(甲基)丙烯酸系树脂,还可以使用具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸系树脂。这是因为具有较高的耐热性、较高的透明性,并且通过双轴拉伸具有较高的机械强度。
保护膜的厚度可以适当地进行设定,从强度及操作等作业性、薄层性等观点考虑,一般是1~200μm左右。尤其优选为1~100μm,更优选为5~80μm。保护膜为5~40μm时尤其适合。
Re(λ)、Rth(λ)分别表示波长λ下的面内延迟及厚度方向的延迟。Re(λ)是在KOBRA21ADH或WR(Oji Scientific Instruments,Co.,Ltd.制)中使波长λnm的光沿薄膜法线方向入射而测定的。在选择测定波长λnm时,还能够通过人工转换波长选择滤波器、或者利用程序等转换测定值来测定。当所测定的薄膜为以单轴或双轴的折射率椭球体表示的薄膜时,通过以下方法计算Rth(λ)。另外,该测定方法的一部分还利用于后述的光学各向异性层中的盘状液晶分子的取向膜侧的平均倾斜角、其相反侧的平均倾斜角的测定。
相对于以面内的慢轴(通过KOBRA 21ADH或WR进行判断)为倾斜轴(旋转轴)(在没有慢轴的情况下,以薄膜面内的任意方向为旋转轴)的薄膜法线方向,从法线方向起至单侧50°以10度步长分别从其倾斜的方向使波长λnm的光入射,共测定6个点的前述Re(λ),根据该测定的延迟值和平均折射率的假定值及输入的膜厚值,由KOBRA 21ADH或WR计算出Rth(λ)。在上述中,当膜从法线方向起以面内的慢轴为旋转轴且具有在某一倾斜角度中延迟的值成为零的方向时,将比该倾斜角度大的倾斜角度下的延迟值的符号改变为负之后,由KOBRA 21ADH或WR计算出。另外,还能够以慢轴为倾斜轴(旋转轴)(在没有慢轴的情况下,以薄膜面内的任意方向为旋转轴),从倾斜的任意两个方向测定延迟值,根据该值和平均折射率的假定值及输入的膜厚值,通过以下的式(A)及式(B)计算出Rth。
[数式1]
……式(A)
另外,上述的Re(θ)表示由法线方向倾斜角度θ的方向上的延迟值。并且,式(A)中的nx表示在面内的慢轴方向的折射率,ny表示在面内与nx正交的方向的折射率,nz表示与nx及ny正交的方向的折射率。d为膜厚。
Rth=((nx+ny)/2-nz)×d··········式(B)
当所测定的薄膜为不能以单轴或双轴的折射率椭球体表现的所谓的没有光学轴(optic axis)的薄膜时,通过以下方法计算出Rth(λ)。以面内的慢轴(通过KOBRA 21ADH或WR进行判断)为倾斜轴(旋转轴),相对于薄膜法线方向从-50°至+50°以10°步长分别从其倾斜的方向使波长λnm的光入射,测定11个点的前述Re(λ),根据该测定的延迟值和平均折射率的假定值及输入的膜厚值,由KOBRA 21ADH或WR计算出Rth(λ)。并且,在上述测定中,平均折射率的假定值可使用聚合物手册(JOHN WILEY&SONS,INC)、各种光学膜的目录的值。对于平均折射率的值不是已知的情况,能够利用阿贝折射仪进行测定。以下,例示出主要的光学膜的平均折射率的值:纤维素酰化物(1.48)、环烯烃聚合物(1.52)、聚碳酸酯(1.59)、聚甲基丙烯酸甲酯(1.49)、聚苯乙烯(1.59)。通过输入这些平均折射率的假定值和膜厚,由KOBRA 21ADH或WR计算出nx、ny、nz。根据该计算出的nx、ny、nz,进一步计算出Nz=(nx-nz)/(nx-ny)。
另外,本说明书中,“可见光”是指380nm~780nm的光。并且,本说明书中,在对测定波长没有特别附加记载的情况下,测定波长为550nm。
并且,本说明书中,关于角度(例如“90°”等角度)、以及其关系(例如“正交”、“平行”及“以45°交叉”等),设为包含在本发明所属的技术领域中所容许的误差的范围。例如,是指小于严格的角度±10°的范围内等,与严格的角度的误差优选为5°以下,更优选为3°以下。
本说明书中,相位差膜等的“慢轴”是指折射率最大的方向。
并且,本说明书中,对于相位差区域、相位差膜及表示液晶层等各部件的光学特性的数值、数值范围、及定性表现(例如,“同等”、“相等”等表现),解释为显示出包含对液晶显示装置或使用于其的部件一般所容许的误差的数值、数值范围及性质。
并且,本说明书中,“正面”是指相对于显示面的法线方向,“正面对比度(CR)”是指由在显示面的法线方向上所测定的白色亮度及黑色亮度计算出的对比度,“视角对比度(CR)”是指由在从显示面的法线方向倾斜的倾斜方向(例如,相对于显示面在极角方向上以60度定义的方向)上所测定的白色亮度及黑色亮度计算出的对比度。
(粘接层)
在贴合前述偏振器(A)和保护膜时,可根据偏振器(A)及保护膜适当采用粘接剂或粘合剂等。作为该粘接剂及粘接处理方法并没有特别限定,例如,可经由由乙烯聚合物构成的粘接剂、或至少由硼酸或硼砂、戊二醛或三聚氰胺、草酸等乙烯醇系聚合物的水溶性交联剂构成的粘接剂等来进行。由这种粘接剂构成的粘接层能够作为水溶液的涂布干燥层等来形成,在制备该水溶液时,根据需要还可配合交联剂或其他添加剂、酸等催化剂。尤其,当使用聚乙烯醇系的聚合物薄膜作为偏振器(A)时,从粘接性的观点考虑,优选使用含有聚乙烯醇系树脂的粘接剂。进一步从提高耐久性的观点考虑,更优选含有具有乙酰乙酰基的聚乙烯醇系树脂的粘接剂。
前述聚乙烯醇系树脂并没有特别限定,从粘接性的观点考虑,优选平均聚合度为100~3000左右,平均皂化度为85~100摩尔%左右。并且,作为粘接剂水溶液的浓度并没有特别限定,优选为0.1~15质量%,更优选为0.5~10质量%。作为前述粘接层的厚度,干燥后的厚度优选为30~1000nm左右,更优选为50~300nm。若该厚度过薄,则粘接力变得不充分,若过厚,则外观上发生问题的概率升高。
作为其他粘接剂,可以使用(甲基)丙烯酸系、氨酯系、丙烯氨酯系、环氧系、硅酮系等热固化性树脂或紫外线固化型树脂。
<亮度强化膜>
本发明的光学片部件的第1方式中,前述亮度强化膜具有在400~500nm的波长范围(优选在430~480nm的波长范围)具有反射中心波长且半宽度为100nm以下的反射率的峰。
本发明的光学片部件的第2方式中,具有在300~430nm的波长范围具有反射中心波长且半宽度为100nm以下的反射率的峰。
通过这些结构的亮度强化膜,第一偏振状态的光实质上被反射偏振器反射,另一方面,第二偏振状态的光能够实质上透射前述反射偏振器,在后述的反射部件(有时也称为导光器、光学谐振腔)中,实质上被反射偏振器反射的第一偏振状态的光,其方向及偏振状态被无规则化而再循环,从而能够提高图像显示装置的明度。
本发明的光学片部件从目前的移动设备的薄型化需求的观点考虑,亮度强化膜本身的膜厚优选为1~30μm,更优选为1~10μm,尤其优选为1~9μm。
作为前述亮度强化膜,在本发明的光学片部件的第1方式和本发明的光学片部件的第2方式中分别优选以下的(i)或(ii)的方式。
■本发明的光学片部件的第1方式的方式(i):优选反射偏振器(B)包含将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层,所述光反射层具有在400~500nm的波长范围(优选在430~480nm的波长范围)具有反射中心波长且半宽度为100nm以下的反射率的峰,
亮度强化膜在光转换部件(D)与反射偏振器(B)之间具有满足下述式(1)~(2)中的至少一个的λ/4板(C)。另外,就λ/4板(C)的波长分散而言,顺分散“Re(450)>Re(550)”即可,优选可以使用平分散“Re(450)≈Re(550)”,更优选可以使用逆分散“Re(450)<Re(550)”。
式(1)450nm/4-60nm<Re(450)<450nm/4+60nm
(式(1)中,Re(λ)表示波长λnm下的面内方向的延迟(单位:nm)。)
■本发明的光学片部件的第1方式的方式(ii):反射偏振器(B)为具有在400~500nm的波长范围(优选在430~480nm的波长范围)具有反射中心波长且半宽度为100nm以下的反射率的峰的电介质多层膜。
■本发明的光学片部件的第2方式的方式(i):优选反射偏振器(B)包含将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层,所述光反射层具有在300~430nm的波长范围具有反射中心波长且半宽度为100nm以下的反射率的峰,
亮度强化膜在光转换部件(D)与反射偏振器(B)之间具有满足下述式(2)的λ/4板(C)。另外,就λ/4板(C)的波长分散而言,顺分散“Re(380)>Re(450)”即可,优选可以使用平分散“Re(380)≈Re(450)”,更优选可以使用逆分散“Re(380)<Re(450)”。
式(2)380nm/4-60nm<Re(380)<380nm/4+60nm
(式(2)中,Re(λ)表示波长λnm下的面内方向的延迟(单位:nm)。)
■本发明的光学片部件的第2方式的方式(ii):优选反射偏振器(B)为具有在300~430nm的波长范围具有反射中心波长且半宽度为100nm以下的反射率的峰的电介质多层膜。
图1~图10中,在图1~图5中记载方式(i)的具体例,在图6~图10中记载方式(ii)的具体例。
首先,对方式(i)进行说明。
将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层能够在其反射中心波长附近的波长范围反射右圆偏振光或左圆偏振光中的至少一个。并且,λ/4板能够将波长λnm的光由圆偏振光转换成直线偏振光。通过如方式(i)的结构的亮度强化膜,第一偏振状态(例如,右圆偏振光)的光基本上被反射偏振器反射,另一方面,第二偏振状态(例如,左圆偏振光)的光基本上透射前述反射偏振器,透射前述反射偏振器的第二偏振状态(例如,左圆偏振光)的光通过满足式(1)的λ/4板(C)或满足式(2)的λ/4板(C)转换成直线偏振光,从而能够基本上透射前述偏振片的偏振器(直线偏振器)。
方式(i)时,从减薄前述亮度强化膜的膜厚的观点考虑,优选前述反射偏振器(B)仅具有一层将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层,即,优选不具有其他的将胆甾醇型液晶相固定而成的层。
在图1~图4中示出将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层14B经由粘接层20而层叠于满足式(1)的λ/4板12的方式。在图5中示出将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层14UV经由粘接层20而层叠于满足式(2)的λ/4板12的方式。但是,本发明并不受这种具体例的限定,光反射层14B可以直接接触于满足式(1)的λ/4板12,光反射层14UV可以直接接触于满足式(2)的λ/4板12。并且,满足式(1)的λ/4板12及满足式(2)的λ/4板12可以是单层,也可以是两层以上的层叠体,当为两层以上的层叠体时,从控制双折射的波长分散的观点考虑优选。
以透射本发明中所使用的λ/4板的直线偏振光的方向与背光侧偏振片的透射轴方向平行的方式进行层叠。
当λ/4板为单层时,λ/4板的慢轴方向与偏振片的吸收轴方向所成的角为30~60°,优选为35~55°,更优选为40~50°,尤其优选成为45°。
并且,关于胆甾醇型液晶相的螺旋结构的定义、光的偏振状态,有各种定义,但在本发明中,当光依次透射将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层、λ/4板层、偏振片层时,优选亮度变最大的配置。
因此,当将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层的螺旋结构的方向为右螺旋(将使用了本说明书的实施例中所记载的右手性材料的胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层等)时,从将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层射出的光需要与背光侧偏振片的透射轴一致。因此,当本说明书的实施例中的将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层的螺旋结构的方向为右螺旋时,如图12所示,λ/4板的慢轴方向12sl从背光侧观察时需要从偏振器的吸收轴方向3ab向顺时针方向成上述角。另一方面,当将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层的螺旋结构的方向为左螺旋时,如图13所示,λ/4板的慢轴方向12sl从背光侧观察时需要从偏振器的吸收轴方向3ab向顺时针方向成上述角。
光反射层14B具有在430~480nm的波长范围具有反射中心波长且半宽度为100nm以下的反射率的峰。
光反射层14B的反射中心波长优选位于430~470nm的波长范围。
光反射层14B的反射率的峰的半宽度优选为100nm以下,该反射率的峰的半宽度更优选为80nm以下,该反射率的峰的半宽度尤其优选为70nm以下。
光反射层14UV具有在300~430nm的波长范围具有反射中心波长且半宽度为100nm以下的反射率的峰。
光反射层14UV的反射中心波长优选位于300~380nm的波长范围。
光反射层14UV的反射率的峰的半宽度优选为100nm以下,该反射率的峰的半宽度更优选为80nm以下,该反射率的峰的半宽度尤其优选为70nm以下。
赋予峰的波长能够通过改变胆甾醇型液晶层的间距或折射率来进行调整,且间距的改变能够通过改变手性试剂的添加量来轻松地进行调整。具体而言,在Fujifilm研究报告No.50(2005年)pp.60-63中有详细记载。
前述手性试剂可以从公知的各种手性试剂(例如,记载于液晶设备手册、第3章4-3项、TN、STN用手性试剂、199页、日本学术振兴会第一42委员会编、1989)选择。手性试剂一般含有不对称碳原子,不含不对称碳原子的轴性不对称化合物或面性不对称化合物也可以用作手性试剂。轴性不对称化合物或面性不对称化合物的例子包括联萘、螺烯、对环芳烷及它们的衍生物。手性试剂可以具有聚合性基团。当手性试剂具有聚合性基团并且同时使用的棒状液晶化合物也具有聚合性基团时,通过具有聚合性基团的手性试剂与聚合性棒状液晶化合物的聚合反应,能够形成具有由棒状液晶化合物衍生的重复单元和由手性试剂衍生的重复单元的聚合物。该方式中,具有聚合性基团的手性试剂所具有的聚合性基团优选为与聚合性棒状液晶化合物所具有的聚合性基团相同种类的基团。因此,手性试剂的聚合性基团也优选为不饱和聚合性基团、环氧基或吖丙啶基,进一步优选为不饱和聚合性基团,尤其优选为烯属不饱和聚合性基团。
并且,前述手性试剂还可以是液晶化合物。
作为显示出较强的扭曲力的手性试剂,例如可以举出日本专利公开2010-181852号公报、日本专利公开2003-287623号公报、日本专利公开2002-80851号公报、日本专利公开2002-80478号公报、日本专利公开2002-302487号公报中所记载的手性试剂,本发明中可以优选使用。另外,这些公开公报中所记载的异山梨醇化合物类也可以使用相对应的结构的异甘露糖醇化合物类,这些公报中所记载的异甘露糖醇化合物类也可以使用相对应的结构的异山梨醇化合物类。
作为方式(i)中所使用的将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层的制造方法并没有特别限制,例如可以利用日本专利公开平1-133003号公报、日本专利3416302号、日本专利3363565号、日本专利公开平8-271731号公报中所记载的方法,这些公报的内容并入本发明中。
以下,对日本专利公开平8-271731号公报中所记载的方法进行说明。
在重叠前述胆甾醇型液晶层时,优选以反射相同方向的圆偏振光的组合进行利用。由此,能够使在各层上反射的圆偏振光的位相状态一致来防止在各波长域成为不同的偏振状态,从而能够提高光的利用效率。
作为胆甾醇型液晶是由该液晶性化合物通过聚合等固定而形成的层,在成为层之后已无需显示出液晶性。聚合性液晶性化合物可以是多官能性聚合性液晶,也可以是单官能性聚合性液晶性化合物。并且,液晶性化合物可以是后述的盘状液晶性化合物,也可以是棒状液晶性化合物。
-棒状液晶化合物-
作为棒状液晶化合物,优选使用甲亚胺类、氧化偶氮类、氰基联苯类、氰基苯基酯类、苯甲酸酯类、环己烷羧酸苯基酯类、氰基苯基环己烷类、氰基取代的苯基嘧啶类、烷氧基取代的苯基嘧啶类、苯基二噁烷类、二苯乙炔类及烯基环己基苄腈类。不仅可以使用如以上的低分子液晶性分子,也可以使用高分子液晶性分子。
更优选通过聚合来固定棒状液晶化合物的取向,作为聚合性棒状液晶化合物,可以使用Makromol.Chem.,190卷、2255页(1989年)、Advanced Materials 5卷、107页(1993年)、美国专利4683327号、美国专利5622648号、美国专利5770107号、WO95/22586号、WO95/24455号、WO97/00600号、WO98/23580号、WO98/52905号、日本专利公开平1-272551号、日本专利公开平6-16616号、日本专利公开平7-110469号、日本专利公开平11-80081号及日本专利申请2001-64627号等中所记载的化合物。另外,作为棒状液晶化合物,例如还优选使用日本专利公表平11-513019号公报和日本专利公开2007-279688号公报中所记载的棒状液晶化合物。
-圆盘状液晶化合物-
以下,对将使用圆盘状液晶化合物作为胆甾醇型液晶材料的胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层进行说明。
作为圆盘状液晶化合物,例如可以优选使用日本专利公开2007-108732号和日本专利公开2010-244038号中所记载的圆盘状液晶化合物,但并不限定于这些。
以下,示出圆盘状液晶化合物的优选例子,但本发明并不限定于这些。
[化学式1]
-其他成分-
用于形成将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层的组合物除了胆甾醇型液晶材料以外,还可以含有手性试剂、取向控制剂、聚合引发剂、取向助剂等其他成分。
前述取向控制剂的例子包括日本专利公开2005-99248号公报的[0092]及[0093]中所例示的化合物、日本专利公开2002-129162号公报的[0076]~[0078]及[0082]~[0085]中所例示出的化合物、日本专利公开2005-99248号公报的[0094]及[0095]中所例示的化合物、日本专利公开2005-99248号公报的[0096]中所例示的化合物。
作为氟系取向控制剂,还优选下述通式(I)所表示的化合物。
[化学式2]
通式(I)
(Hb11-Sp11-L11-Sp12-L12)m11-A11-L13-T11-L14-A12-(L15-Sp13-L16-Sp14-Hb11)n11
通式(I)中,L11、L12、L13、L14、L15、L16分别独立地表示单键、-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-COS-、-SCO-、-NRCO-、-CONR-(通式(I)中的R表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基),-NRCO-、-CONR-具有降低溶解性的效果,从制作膜时具有雾度值上升的倾向的角度来看,更优选为-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-COS-、-SCO-,从化合物的稳定性的观点考虑,进一步优选为-O-、-CO-、-COO-、-OCO-。上述R能采用的烷基可以是直链状也可以是分支状。碳原子数更优选为1~3,可以例示出甲基、乙基、正丙基。
光聚合引发剂的例子可以举出α-羰基化合物(记载于美国专利第2367661号、美国专利2367670号的各说明书)、偶姻醚(记载于美国专利第2448828号说明书)、α-烃取代的芳香族偶姻化合物(记载于美国专利第2722512号说明书)、多核醌化合物(记载于美国专利第3046127号、美国专利2951758号的各说明书)、三芳基咪唑二聚体和对氨基苯基酮的组合(记载于美国专利第3549367号说明书)、吖啶及吩嗪化合物(记载于日本专利公开昭60-105667号公报、美国专利第4239850号说明书)及噁二唑化合物(记载于美国专利第4212970号说明书)、酰基氧化膦化合物(记载于日本专利公告昭63-40799号公报、日本专利公告平5-29234号公报、日本专利公开平10-95788号公报、日本专利公开平10-29997号公报)等。
溶剂:
作为用于形成各光反射层的组合物的溶剂,优选使用有机溶剂。有机溶剂的例子包括酰胺(例如,N,N-二甲基甲酰胺)、亚砜(例如,二甲基亚砜)、杂环化合物(例如,吡啶)、烃(例如,苯、己烷)、烷基卤(例如,氯仿、二氯甲烷)、酯(例如,乙酸甲酯、乙酸丁酯)、酮(例如,丙酮、甲乙酮、环己酮)、醚(例如,四氢呋喃、1,2-二甲氧基乙烷)。优选烷基卤及酮。也可以同时使用两种以上的有机溶剂。
并且,作为胆甾醇型液晶,可以使用适当的胆甾醇型液晶,并没有特别限定,还可以使用液晶聚合物。并且,越是双折射较大的胆甾醇型液晶分子,选择反射的波长域越宽,因此优选。
从该观点考虑,可以使用日本专利公表2011-510915号公报的〔0153〕~〔0171〕段落中所记载的“高Δn液晶”中所记载的材料。
作为前述液晶聚合物,例如可以使用聚酯等主链型液晶聚合物、由丙烯酸主链或甲基丙烯酸主链、硅氧烷主链等构成的侧链型液晶聚合物、含低分子手性试剂的向列液晶聚合物、导入手性成分的液晶聚合物、向列系与胆甾醇系的混合液晶聚合物等适当的液晶聚合物。从操作性等的观点考虑,优选玻璃化转变温度为30~150℃的液晶聚合物。
胆甾醇型液晶层的形成能够利用以下适当的方式来进行:在偏振光分离片上根据需要经由聚酰亚胺或聚乙烯醇、SiO的斜方蒸镀层等适当的取向膜直接涂布的方式、在由透明膜等构成的液晶聚合物的取向温度下不会变质的支撑体上根据需要经由取向膜进行涂布的方式等。作为支撑体,从防止偏振光的状态变化的观点等考虑,可以优选使用相位差尽可能较小的支撑体。并且,也可以采用经由取向膜的胆甾醇型液晶层的重叠方式等。
另外,液晶聚合物的涂布能够通过将由溶剂形成的溶液或加热而形成的熔融液等液状物的物质利用辊涂方式或凹版印刷方式、旋涂方式等适当的方式展开的方法等来进行。
聚合反应包含使用热聚合引发剂的热聚合反应和使用光聚合引发剂的光聚合反应。优选光聚合反应。用于液晶性分子的聚合的光照射优选使用紫外线。照射能量优选为20mJ/cm2~50J/cm2,进一步优选为100~800mJ/cm2。为了促进光聚合反应,可以在加热条件下实施光照射。从防止选择反射性、取向混乱和透射率下降等的观点考虑,所形成的将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层的厚度优选为0.1~100μm,更优选为0.5~50μm,进一步优选为1~30μm,最优选为2~20μm。
当通过涂布来形成本发明的亮度强化膜的各光反射层时,优选在涂布前述涂布液之后,利用公知的方法进行干燥并固化来形成各光反射层。作为干燥方法,优选基于加热的干燥。
当本发明的光学片部件的第1方式为方式(i)时,亮度强化膜在光转换部件(D)与反射偏振器(B)之间具有满足下述式(1)的λ/4板(C)。另外,就λ/4板(C)的波长分散而言,顺分散“Re(450)>Re(550)”即可,优选可以使用平分散“Re(450)≈Re(550)”,更优选可以使用逆分散“Re(450)<Re(550)”。
式(1)450nm/4-60nm<Re(450)<450nm/4+60nm
(式(1)中,Re(λ)表示波长λnm下的面内方向的延迟(单位:nm)。)
前述满足式(1)的λ/4板(C)更优选满足下述式(1’)。
式(1’)450nm/4-25nm<Re(450)<450nm/4+25nm
前述满足式(1)的λ/4板(C)尤其优选满足下述式(1’’)。
式(1’’)450nm/4-15nm<Re(450)<450nm/4+15nm
当本发明的光学片部件的第2方式为方式(i)时,亮度强化膜在光转换部件(D)与反射偏振器(B)之间具有满足下述式(2)的λ/4板(C)。另外,就λ/4板(C)的波长分散而言,顺分散“Re(380)>Re(450)”即可,优选可以使用平分散“Re(380)≈Re(450)”,更优选可以使用逆分散“Re(380)<Re(450)”。
式(2)380nm/4-60nm<Re(380)<380nm/4+60nm
(式(2)中,Re(λ)表示波长λnm下的面内方向的延迟(单位:nm)。)
前述满足式(2)的λ/4板(C)更优选满足下述式(2’)。
式(2’)380nm/4-25nm<Re(380)<380nm/4+25nm
前述满足式(2)的λ/4板(C)尤其优选满足下述式(2’’)。
式(2’’)380nm/4-15nm<Re(380)<380nm/4+15nm
作为方式(i)中所使用的满足式(1)的λ/4板(C)及满足式(2)的λ/4板的制造方法并没有特别限制,例如可以利用日本专利公开平8-271731号公报中所记载的方法,该公报的内容并入本发明中。
以下,对日本专利公开平8-271731号公报中所记载的方法进行说明。
作为由相位差膜的重叠体构成的1/4波长板,例如可以举出以对单色光赋予1/2波长的相位差的相位差膜与赋予1/4波长的相位差的相位差膜的组合使多个相位差膜以它们的光轴交叉的方式层叠而得到的波长板。
在前述情况下,通过将对单色光赋予1/2波长或1/4波长的相位差的多个相位差膜以它们的光轴交叉的方式层叠,能够将以双折射光的折射率差(Δn)与厚度(d)之积(Δnd)定义的延迟的波长分散进行重叠或加减来任意地进行控制,并且能够将整体的相位差控制成1/4波长的同时抑制波长分散来制成遍及较宽的波长域显示出1/4波长的相位差的波长板。
上述中,相位差膜的层叠数量是任意的。从光的透射率等的观点考虑,一般层叠2~5片。并且,赋予1/2波长的相位差的相位差膜和赋予1/4波长的相位差的相位差膜的配置位置也是任意的。
并且,当波长450nm的光中的延迟设为R450、将波长550nm的光中的延迟设为R550时,由相位差膜的重叠体构成的1/4波长板也能够通过将R450/R550为1.00~1.05的延迟较大的相位差膜和前述比为1.05~1.20的延迟较小的相位差膜以它们的光轴交叉的方式层叠等来得到。
在前述情况下,通过将不同延迟的相位差膜以光轴交叉尤其正交的方式层叠,能够将各相位差膜中的延迟的波长分散重叠或加减来进行控制,尤其,越靠短波长侧,越能减小延迟。
顺便说一下,作为基于前述的1/4波长板的具体例,可以举出将聚乙烯醇薄膜进行拉伸处理而成的相位差膜(波长550nm的光中的延迟:700nm)和将聚碳酸酯薄膜进行拉伸处理而成的相位差膜(波长550nm的光中的延迟:560nm)以它们的光轴正交的方式层叠而得到的波长板等。这种层叠物遍及波长450~650nm大致作为1/4波长板发挥作用。
λ/4板可以是支撑体本身具有目标λ/4功能的光学各向异性支撑体,也可以在由聚合物薄膜构成的支撑体上具有光学各向异性层等。
当λ/4板为支撑体本身具有目标λ/4功能的光学各向异性支撑体时,例如能够通过利用单轴或双轴等对高分子薄膜进行拉伸处理的方法等来得到光学各向异性支撑体。对于该高分子的种类并没有特别限定,优选使用透明性优异的高分子。作为其例子,可以举出上述λ/4板中所使用的材料、或纤维素酰化物膜(例如,三乙酸纤维素膜(折射率1.48)、二乙酸纤维素膜、乙酸丁酸纤维素膜、乙酸丙酸纤维素膜)、聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二酯及萘二甲酸乙二酯等聚酯系树脂薄膜、聚醚砜薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯等聚丙烯酸系树脂薄膜、聚氨酯系树脂薄膜、聚酯薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚砜薄膜、聚醚薄膜、聚甲基戊烯薄膜、聚醚酮薄膜、(甲基)丙烯腈薄膜、聚烯烃、具有脂环式结构的聚合物(降冰片烯系树脂(ARTON:商品名,JSR Corporation制),非晶质聚烯烃(ZEONEX:商品名,ZEONCORPORATION制))等。其中,优选三乙酰纤维素、聚对苯二甲酸乙二酯、具有脂环式结构的聚合物,尤其优选三乙酰纤维素。
如后述,λ/4板的慢轴方向与偏振片的吸收轴方向所成的角为30~60°,优选为35~55°,更优选为40~50°,尤其优选成为45°。当以卷对卷方式制作偏振片时,通常是长度方向(传送方向)成为吸收轴方向,因此λ/4板的慢轴方向与长度方向所成的角优选为30~60°。作为慢轴方向与长度方向所的角为30~60°的λ/4板的制造方法,只要是沿相对于该长度方向为30~60°的方向连续拉伸而使聚合物的取向轴倾斜为所希望的角度的方法,则并没有特别限制,可以采用公知的方法。并且,斜向拉伸时所使用的拉伸机并没有特别限制,可以使用可沿横向或纵向附加左右不同的速度的进给力或拉伸力或拉取力的以往公知的拉幅式拉伸机。并且,拉幅式拉伸机有横向单轴拉伸机、同时双轴拉伸机等,只要能够对长条的薄膜连续进行斜向拉伸处理,则并没有特别限制,可以使用各种类型的拉伸机。
作为斜向拉伸的方法,例如可以利用日本专利公开昭50-83482号公报、日本专利公开平2-113920号公报、日本专利公开平3-182701号公报、日本专利公开2000-9912号公报、日本专利公开2002-86554号公报、日本专利公开2002-22944号公报、国际公开第2007/111313号中所记载的方法。
当λ/4板在由聚合物薄膜构成的支撑体上具有光学各向异性层等时,通过在支撑体上层叠其他层来具备所希望的λ/4功能。对于光学各向异性层的构成材料并没有特别限制,可以是由含有液晶性化合物的组合物形成且显示出通过该液晶性化合物的分子的取向而显现的光学各向异性的层,也可以是具有拉伸聚合物薄膜使薄膜中的高分子取向而显现的光学各向异性的层,还可以具有这两个层。即,能够由一片或两片以上的双轴性薄膜构成,并且也能够通过C板与A板的组合等组合两片以上的单轴性薄膜来构成。当然还能够通过组合一片以上的双轴性薄膜和一片以上的单轴性薄膜来构成。
尤其,R450/R550为1.00~1.05的相位差膜能够通过使用例如聚烯烃系高分子、聚乙烯醇系高分子、乙酸纤维素系高分子、聚氯乙烯系高分子、聚甲基丙烯酸甲酯系高分子那样吸收端位于200nm的波长附近的高分子等来形成。
并且,R450/R550为1.05~1.20的相位差膜能够通过使用例如聚碳酸酯系高分子、聚酯系高分子、聚砜系高分子、聚醚砜系高分子、聚苯乙烯系高分子那样吸收端位于比200nm更靠长波长侧的高分子等来形成。
另一方面,方式(i)中所使用的满足式(1)的λ/4板(C)及满足式(2)的λ/4板还可以制备成以下的λ/2板与λ/4板的层叠体。
对用作前述λ/2板及λ/4板的光学各向异性层进行说明。本发明的相位差膜可包含光学各向异性层,光学各向异性层可以由以液晶化合物为主成分的固化性组合物的一种或多种形成,在液晶化合物中优选具有聚合性基团的液晶化合物,优选由一种前述固化性组合物形成。
满足式(1)的λ/4板(C)及满足式(2)的λ/4板中所使用的λ/4板可以是支撑体本身具有目标λ/4功能的光学各向异性支撑体,也可以在由聚合物薄膜构成的支撑体上具有光学各向异性层等。即,在后者的情况下,通过在支撑体上层叠其他层来具备所希望的λ/4功能。对于光学各向异性层的构成材料并没有特别限制,可以是由含有液晶性化合物的组合物形成且显示出通过该液晶性化合物的分子的取向而显现的光学各向异性的层,也可以是具有拉伸聚合物薄膜使薄膜中的高分子取向而显现的光学各向异性的层,还可以具有这两个层。即,可以由一片或两片以上的双轴性薄膜构成,并且,也可以通过组合C板和A板等组合两片以上的单轴性薄膜来构成。当然,还可以通过组合一片以上的双轴性薄膜和一片以上的单轴性薄膜来构成。
在此,满足式(1)的λ/4板(C)及满足式(2)的λ/4板“λ/4板”是指特定的波长λnm下的面内延迟Re(λ)满足Re(λ)=λ/4的光学各向异性层。上式只要在可见光区域中的任一波长(例如,550nm)下实现即可,波长550nm下的面内延迟Re(550)优选为115nm≤Re(550)≤155nm,更优选为120nm~145nm。若在该范围,则在与后述的λ/2板组合时,能够将反射光的漏光降低至无法视认的程度,因此优选。
满足式(1)的λ/4板(C)及满足式(2)的λ/4板中所使用的λ/2板可以是支撑体本身具有目标λ/2功能的光学各向异性支撑体,也可以在由聚合物薄膜构成的支撑体上具有光学各向异性层等。即,在后者的情况下,通过在支撑体上层叠其他层来具备所希望的λ/2功能。对于光学各向异性层的构成材料并没有特别限制,可以是由含有液晶性化合物的组合物形成且显示出通过该液晶性化合物的分子的取向而显现的光学各向异性的层,也可以是具有拉伸聚合物薄膜使薄膜中的高分子取向而显现的光学各向异性的层,还可以具有这两个层。即,可以由一片或两片以上的双轴性薄膜构成,并且,也可以通过组合C板和A板等组合两片以上的单轴性薄膜来构成。当然,还可以通过组合一片以上的双轴性薄膜和一片以上的单轴性薄膜来构成。
在此,满足式(1)的λ/4板(C)及满足式(2)的λ/4板“λ/2板”是指特定的波长λnm下的面内延迟Re(λ)满足Re(λ)=λ/2的光学各向异性层。上式只要在可见光区域中的任一波长(例如,550nm)下实现即可。另外,本发明中,λ/2板的面内延迟Re1相对于λ/4板的面内延迟Re2设定成基本上为2倍。
在此,“延迟基本上为2倍”是指
Re1=2×Re2±50nm。其中,更优选为
Re1=2×Re2±20nm,
进一步优选为
Re1=2×Re2±10nm。
上式只要在可见光区域的任一波长下实现即可,优选在波长550nm下实现。若在该范围,则在与前述λ/4板组合时,能够将反射光的漏光降低至无法视认的程度,因此优选。
以透射λ/4板(C)的直线偏振光的方向与背光侧偏振片的透射轴方向平行的方式进行层叠。
当λ/4板(C)为单层时,λ/4板(C)的慢轴方向与偏振片的吸收轴方向所成的角成为45°。
当λ/4板(C)为λ/4板与λ/2板的层叠体时,各自的慢轴方向与偏振片的吸收轴方向所成的角成为如下位置关系。
当前述λ/2板在波长550nm下的Rth为负时,该λ/2板的慢轴方向与前述偏振器层的吸收轴方向所成的角优选在75°±8°的范围,更优选在75°±6°的范围,进一步优选在75°±3°的范围。另外,此时前述λ/4板的慢轴方向与前述偏振器层的吸收轴方向所成的角优选在15°±8°的范围,更优选在15°±6°的范围,进一步优选在15°±3°的范围。若在上述的范围,则能够将反射光的漏光降低至无法视认的程度,因此优选。
并且,当前述λ/2板在波长550nm下的Rth为正时,该λ/2板的慢轴方向与前述偏振器层的吸收轴方向所成的角优选在15°±8°的范围,更优选在15°±6°的范围,进一步优选在15°±3°的范围。另外,此时前述λ/4板的慢轴方向与前述偏振器层的吸收轴方向所成的角优选在75°±8°的范围,更优选在75°±6°的范围,进一步优选在75°±3°的范围。若在上述的范围,则能够将反射光的漏光降低至无法视认的程度,因此优选。
对于本发明中所使用的光学各向异性支撑体的材料并没有特别限制。可以利用各种聚合物薄膜例如纤维素酰化物、聚碳酸酯系聚合物、聚对苯二甲酸乙二酯及聚萘二甲酸乙二酯等聚酯系聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系聚合物、聚苯乙烯及丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)等苯乙烯系聚合物等。并且,可以从聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃、如乙烯-丙烯共聚物之类的聚烯烃系聚合物、氯化乙烯系聚合物、尼龙及芳香族聚酰胺等酰胺系聚合物、酰亚胺系聚合物、砜系聚合物、聚醚砜系聚合物、聚醚醚酮系聚合物、聚亚苯基硫醚系聚合物、偏二氯乙烯系聚合物、乙烯醇系聚合物、乙烯醇缩丁醛系聚合物、丙烯酸酯系聚合物、聚甲醛系聚合物、环氧系聚合物、或混合前述聚合物而得到的聚合物等中选择一种或两种以上的聚合物,将其作为主成分进行使用来制作聚合物薄膜,并以满足上述特性的组合来利用于光学膜的制作中。
当λ/2板及λ/4板为聚合物薄膜(透明支撑体)与光学各向异性层的层叠体时,光学各向异性层优选包含至少一层由含有液晶性化合物的组合物形成的层。即,优选为聚合物薄膜(透明支撑体)与由含有液晶性化合物的组合物形成的光学各向异性层的层叠体。透明支撑体中可以使用光学各向异性较小的聚合物薄膜,也可以使用通过拉伸处理等而显现光学各向异性的聚合物薄膜。支撑体的透光率优选为80%以上。
对于所述λ/2板及λ/4板可具有的光学各向异性层的形成中所使用的液晶性化合物的种类并没有特别限制。例如,也可以使用使低分子液晶性化合物在液晶状态下向列取向地形成之后通过光交联或热交联固定化而得到的光学各向异性层、或使高分子液晶性化合物在液晶状态下向列取向地形成之后通过冷却使该取向固定化而得到的光学各向异性层。另外,本发明中,即使在光学各向异性层中使用液晶性化合物的情况下,光学各向异性层也是由该液晶性化合物通过聚合等固定而形成的层,在成为层之后已无需显示出液晶性。聚合性液晶性化合物可以是多官能性聚合性液晶,也可以是单官能性聚合性液晶性化合物。并且,液晶性化合物可以是盘状液晶性化合物,也可以是棒状液晶性化合物。
一般,液晶化合物根据其形状分为棒状类型和圆盘状类型。进一步分别有低分子和高分子类型。高分子一般是指聚合度为100以上的分子(高分子物理/相转移动力学,土井正男著,2页,岩波书店,1992)。本发明中,也可以使用任何液晶化合物,优选使用棒状液晶化合物或圆盘状液晶化合物。还可以使用两种以上的棒状液晶化合物、两种以上的圆盘状液晶化合物、或棒状液晶化合物与圆盘状液晶化合物的混合物。从能够减小温度变化或湿度变化的角度出发,更优选使用具有反应性基团的棒状液晶化合物或圆盘状液晶化合物来形成,进一步优选至少一种在一个液晶分子中具有两个以上的反应性基团。液晶化合物可以是两种以上的混合物,此时,优选至少一种具有两个以上的反应性基团。
作为棒状液晶化合物,例如可以优选使用日本专利公表平11-513019和日本专利公开2007-279688号中所记载的棒状液晶化合物,作为盘状液晶化合物,例如可以优选使用日本专利公开2007-108732号和日本专利公开2010-244038号中所记载的盘状液晶化合物,但并不限定于这些。
在前述光学各向异性层中,优选液晶化合物的分子以垂直取向、水平取向、混合取向及倾斜取向中的任意一种取向状态固定化。为了制作视角依赖性对称的相位差片,优选盘状液晶性化合物的圆盘面与薄膜面(光学各向异性层面)基本上垂直、或者棒状液晶性化合物的长轴与薄膜面(光学各向异性层面)基本上水平。盘状液晶性化合物基本上垂直是指薄膜面(光学各向异性层面)与盘状液晶性化合物的圆盘面所成的角度的平均值在70°~90°的范围内。更优选为80°~90°,进一步优选为85°~90°。棒状液晶性化合物基本上水平是指薄膜面(光学各向异性层面)与棒状液晶性化合物的指向矢所成的角度在0°~20°的范围内。更优选为0°~10°,进一步优选为0°~5°。
当前述λ/2板及λ/4板包含含有液晶性化合物的光学各向异性层时,该光学各向异性层可以仅由一层构成,也可以是以两层以上的棒状液晶化合物、两层以上的圆盘状液晶化合物、或棒状液晶化合物与圆盘状液晶化合物的组合层叠的两层以上的光学各向异性层的层叠体。
前述光学各向异性层能够通过将含有棒状液晶性化合物或盘状液晶性化合物等的液晶性化合物且根据需要含有后述的聚合引发剂、取向控制剂或其他添加剂的涂布液涂布于支撑体上来形成。优选在支撑体上形成取向膜并在该取向膜表面涂布前述涂布液来形成。
本发明中,优选在取向膜的表面涂布所述组合物并使液晶性化合物的分子取向。由于取向膜具有规定液晶性化合物的取向方向的功能,因此优选在实现本发明的优选方式时进行利用。然而,若在使液晶性化合物取向之后将该取向状态固定,则取向膜会发挥其作用,因此作为本发明的构成要件并不一定是必须的。即,也能够仅将取向状态被固定的取向膜上的光学各向异性层转印到偏振层或支撑体上来制作本发明的偏振片。
优选通过聚合物的摩擦处理来形成取向膜。
聚合物的例子例如包含日本专利公开平8-338913号公报说明书中段落号[0022]所记载的丙烯酸甲酯系共聚物、苯乙烯系共聚物、聚烯烃、聚乙烯醇及改性聚乙烯醇、聚(N-羟甲基丙烯酰胺)、聚酯、聚酰亚胺、乙酸乙烯共聚物、羧甲基纤维素、聚碳酸酯等。可以将硅烷偶联剂用作聚合物。优选水溶性聚合物(例如,聚(N-羟甲基丙烯酰胺)、羧甲基纤维素、明胶、聚乙烯醇、改性聚乙烯醇),进一步优选明胶、聚乙烯醇及改性聚乙烯醇,最优选聚乙烯醇及改性聚乙烯醇。前述摩擦处理可以适用作为LCD的液晶取向处理工序而广泛采用的处理方法。即,可以利用将取向膜的表面使用纸或纱网、毛毡、橡胶或尼龙、聚酯纤维等沿一定方向揉搓来取得取向的方法。一般,可以通过使用平均地植毛的布等对长度及粗细均匀的纤维进行多次左右摩擦来实施。
在取向膜的摩擦处理面涂布前述组合物,使液晶性化合物的分子取向。其后,根据需要,使取向膜聚合物与光学各向异性层中所含的多官能单体进行反应、或者使用交联剂使取向膜聚合物进行交联,由此能够形成前述光学各向异性层。
取向膜的膜厚优选在0.1~10μm的范围。
支撑光学各向异性层的透明支撑体(聚合物薄膜)的面内延迟(Re)优选为0~150nm,更优选为0~50nm,进一步优选为0~10nm。若在上述的范围,则能够将反射光的漏光降低至无法视认的程度,因此优选。
并且,该支撑体的厚度方向的延迟(Rth)优选通过与设置于其上或其下的光学各向异性层的组合来选择。由此,能够减少从倾斜方向观察时的反射光的漏光及带有色泽。
聚合物的例子可以举出纤维素酰化物膜(例如,三乙酸纤维素膜(折射率1.48)、二乙酸纤维素膜、乙酸丁酸纤维素膜、乙酸丙酸纤维素膜)、聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二酯及聚萘二甲酸乙二酯等聚酯系树脂薄膜、聚醚砜薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯等聚丙烯酸系树脂薄膜、聚氨酯系树脂薄膜、聚酯薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚砜薄膜、聚醚薄膜、聚甲基戊烯薄膜、聚醚酮薄膜、(甲基)丙烯腈薄膜、聚烯烃、具有脂环式结构的聚合物(降冰片烯系树脂(ARTON:商品名,JSR Corporation制)、非晶质聚烯烃(ZEONEX:商品名,ZEONCORPORATION制))等。其中,优选三乙酰基纤维素、聚对苯二甲酸乙二酯、具有脂环式结构的聚合物,尤其优选三乙酰基纤维素。
透明支撑体可以使用厚度为10μm~200μm左右的透明支撑体,优选为10μm~80μm,更优选为20μm~60μm。并且,透明支撑体也可以由多片层叠而构成。抑制外光反射时优选较薄的透明支撑体,但若薄于10μm,则薄膜的强度变弱,具有不理想的倾向。为了改善透明支撑体与设置于其上的层(粘接层、垂直取向膜或相位差层)的粘接,可以对透明支撑体实施表面处理(例如,辉光放电处理、电晕放电处理、紫外线(UV)处理、火焰处理)。在透明支撑体之上可以设有粘接层(底涂层)。并且,为了对透明支撑体或长条的透明支撑体赋予传送工序中的光滑性或者防止卷取之后的背面与表面的贴附,优选使用将以固体成分重量比计混合有5%~40%的平均粒径为10~100nm左右的无机粒子的聚合物层通过涂布或与支撑体的共流延来形成于支撑体的一侧而得到的透明支撑体。
另外,上述中,对作为在支撑体上设有光学各向异性层的层叠体结构的λ/2板或λ/4板进行了说明,但本发明并不限定于该方式,可以在一片透明支撑体的单面层叠有λ/2板和λ/4板,或者可以在一片透明支撑体的单面层叠有λ/2板而在另一单面层叠有λ/4板。另外,λ/2板或λ/4板可以单独由延伸聚合物薄膜(光学各向异性支撑体)构成,也可以仅由从含有液晶性化合物的组合物所形成的液晶薄膜构成。液晶薄膜的优选例子也与前述光学各向异性层的优选例子相同。
优选以长条状薄膜的状态连续制造前述λ/2板及λ/4板。此时,λ/2或λ/4的慢轴角相对于前述长条状薄膜的长度方向优选为15°±8°或75°。通过如此设定,在后述的光学层叠体的制造中,能够使前述长条状薄膜的长度方向与偏振膜的长度方向一致来进行卷对卷贴合,从而能够制造出贴合的轴角度的精度较高且生产率较高的圆偏振片或椭圆偏振片。另外,当光学各向异性层由液晶性化合物形成时,光学各向异性层的慢轴的角度能够利用摩擦的角度来进行调整。并且,当λ/2板或λ/4板由经拉伸处理的聚合物薄膜(光学各向异性支撑体)形成时,能够通过拉伸方向来调整慢轴的角度。
接着,对方式(ii)进行说明。
本发明的光学片部件的第1方式的方式(ii)中所使用的反射偏振器(B)为具有在430~480nm的波长范围具有反射中心波长且半宽度为100nm以下的反射率的峰的电介质多层膜。
本发明的光学片部件的第2方式的方式(ii)中所使用的反射偏振器(B)为具有在300~430nm的波长范围具有反射中心波长且半宽度为100nm以下的反射率的峰的电介质多层膜。
在图6~图10中示出使用电介质多层膜11作为反射偏振片15的方式。但是,本发明并不受这种具体例的限定,为了方便起见,将电介质多层膜11作为三层的层叠体而记载于附图中,但为了实现作为目标的反射率可以适当地变更层叠数量。
本发明的光学片部件的第1方式的方式(ii)中所使用的电介质多层膜优选仅具有在430~480nm的波长范围具有反射中心波长且半宽度为100nm以下的反射率的峰,即,优选除了上述反射率的峰以外,在可见光区域不具有反射率的峰。
本发明的光学片部件的第2方式的方式(ii)中所使用的电介质多层膜优选仅具有在300~430nm的波长范围具有反射中心波长且半宽度为100nm以下的反射率的峰,即,优选除了上述反射率的峰以外,在可见光区域不具有反射率的峰。
方式(ii)中所使用的电介质多层膜优选膜厚较薄。方式(ii)中所使用的电介质多层膜的膜厚优选为5~100μm,更优选为5~50μm,尤其优选为5~20μm。
作为方式(ii)中所使用的电介质多层膜的制造方法并没有特别限制,例如可以参考日本专利3187821号、日本专利3704364号、日本专利4037835号、日本专利4091978号、日本专利3709402号、日本专利4860729号、日本专利3448626号等中所记载的方法来进行制造,这些公报的内容并入本发明中。另外,电介质多层膜有时也称为电介质多层反射偏振片或交替多层膜的双折射干涉偏振器。
<光转换部件(D)>
本发明的光学片部件的第1方式中,作为光转换部件(D),具有如下光转换部件(D),其将透射前述反射偏振器(B)并入射到前述光转换部件(D)并且具有在430~480nm的波长范围具有发光中心波长且半宽度为100nm以下的发光强度的峰的蓝色光的一部分转换成绿色光和红色光,且使前述蓝色光的一部分透射,
所述绿色光具有在500~600nm的波长范围具有发光中心波长且半宽度为100nm以下的发光强度的峰,
所述红色光具有在600~700nm的波长范围具有发光中心波长(更优选在600~650nm的波长范围具有发光中心波长)且半宽度为100nm以下的发光强度的峰。
本发明的光学片部件的第2方式中,作为光转换部件(D),具有如下光转换部件(D),其将透射前述反射偏振器(B)并入射到前述光转换部件(D)并且具有在300~430nm的波长范围具有发光中心波长且半宽度为100nm以下的发光强度的峰的UV光的一部分或全部转换成蓝色光、绿色光及红色光,
所述蓝色光具有在430~480nm的波长范围具有发光中心波长且半宽度为100nm以下的发光强度的峰,
所述绿色光具有在500~600nm的波长范围具有发光中心波长且半宽度为100nm以下的发光强度的峰,
所述红色光具有在600~700nm的波长范围具有发光中心波长(更优选在600~650nm的波长范围具有发光中心波长)且半宽度为100nm以下的发光强度的峰。
本发明的光学片部件的第1方式优选为,光转换部件(D)具有荧光材料,所述荧光材料在前述蓝色光入射时发出前述绿色光和前述红色光。
本发明的光学片部件的第2方式优选为,光转换部件(D)具有荧光材料,所述荧光材料在具有在前述300~430nm的波长范围具有发光中心波长且半宽度为100nm以下的发光强度的峰的光入射时发出前述蓝色光、前述绿色光及前述红色光。
作为无机的荧光材料,有钇-铝-石榴石系的黄色荧光体或铽-铝-石榴石系的黄色荧光体等。荧光材料的荧光波长能够通过变更荧光体的粒径来控制。除此以外,可以使用日本专利公表2010-532005号公报中所记载的荧光材料。
并且,还可以使用有机荧光材料,例如可以使用日本专利公开2001-174636号公报、日本专利公开2001-174809号公报等中所记载的荧光材料。
本发明的光学片部件中,具有荧光材料的光转换部件(D)优选为量子点薄膜、使量子点材料(量子点、量子杆)分散之后拉伸而成的热塑性薄膜、或分散有量子点材料的粘接层。
并且,对于分散前述量子点材料后拉伸而得的本发明的光学片中所使用的材料并没有特别限制。可以利用各种聚合物薄膜例如纤维素酰化物、聚碳酸酯系聚合物、聚对苯二甲酸乙二酯及聚萘二甲酸乙二酯等聚酯系聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系聚合物、聚苯乙烯及丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)等苯乙烯系聚合物等。并且,可以从聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃、如乙烯-丙烯共聚物之类的聚烯烃系聚合物、氯化乙烯系聚合物、尼龙及芳香族聚酰胺等酰胺系聚合物、酰亚胺系聚合物、砜系聚合物、聚醚砜系聚合物、聚醚醚酮系聚合物、聚亚苯基硫醚系聚合物、偏二氯乙烯系聚合物、乙烯醇系聚合物、乙烯醇缩丁醛系聚合物、丙烯酸酯系聚合物、聚甲醛系聚合物、环氧系聚合物、或混合前述聚合物而得到的聚合物等中选择一种或两种以上的聚合物,将其作为主成分进行使用来制作聚合物薄膜,并以满足上述特性的组合来利用于光学片的制作中。
当前述具有荧光材料的光转换部件(D)为量子点薄膜时,作为这种量子点薄膜并没有特别限制,可以使用公知的量子点薄膜,例如记载于日本专利公开2012-169271号公报、SID’12DIGEST p.895、日本专利公表2010-532005号公报等中,这些文献的内容并入本发明中。并且,作为这种量子点薄膜,可以使用QDEF(Quantum Dot Enhancement Film,Nanosys,Inc.制)。
当前述具有荧光材料的光转换部件(D)为使量子点材料分散之后拉伸而成的热塑性薄膜时,作为这种热塑性薄膜并没有特别限制,可以使用公知的热塑性薄膜,例如记载于日本专利公开2001-174636号公报、日本专利公开2001-174809号公报等中,这些文献的内容并入本发明中。并且,作为这种热塑性树脂的具体例,可以举出三乙酰基纤维素等纤维素树脂、聚酯树脂、聚醚砜树脂、聚砜树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚烯烃树脂、(甲基)丙烯酸树脂、环状聚烯烃树脂(降冰片烯系树脂)、聚芳酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯醇树脂及它们的混合物。
当前述具有荧光材料的光转换部件(D)为分散有量子点材料的粘接层时,作为这种粘接层并没有特别限制,可以使用日本专利公开2012-169271号公报、SID’12DIGESTp.895、日本专利公开2001-174636号公报、日本专利公开2001-174809号公报、日本专利公表2010-532005号公报等中所记载的使量子点材料等分散于公知的粘接层而得到的粘接层。
本发明的光学片部件中,从改善亮度、低消耗电力的观点考虑,优选光转换部件发出至少保持有一部分入射光的偏振性的荧光。作为能够发出至少保持有一部分入射光的偏振性的荧光的光转换部件,可以使用上述量子点材料。并且,从保持荧光的偏振性的观点考虑,更优选使用非专利文献(THE PHYSICAL CHEMISTRY LETTERS 2013,4,502-507)中所记载的量子杆类型。发出保持有一部分入射光的偏振性的荧光是指偏振度为99.9%的激励光入射到光转换部件时该光转换部件所发出的荧光的偏振度不是0%,偏振度优选为10~80%,更优选为80~99%,进一步优选为99~99.9%。
本发明的光学片部件中,从亮度改善、低消耗电力的观点考虑,优选光转换部件具有从光转换部件射出的光成为包含直线偏振光及圆偏振光的光的荧光材料。作为从光转换部件射出的光成为包含直线偏振光及圆偏振光的光的荧光材料,可以举出上述量子点材料。并且,通过在发出圆偏振光的荧光材料中使用前述方式(i)中所使用的满足式(1)及式(2)的λ/4板(C)来设为直线偏振光,由此能够实现在提高亮度的观点上优异的光学片部件。
并且,当从光转换部件射出的光包含直线偏振光时,从改善亮度这点上,进一步优选BL侧的偏振片还具有直线偏振光反射偏振器、或者在前述偏振片(BL侧的偏振片、吸收型偏振片)与前述光转换部件之间还具有直线偏振光反射偏振器且从光转换部件射出的光(直线偏振光)与反射偏振器及BL侧偏振器的透射轴一致。前述直线偏振光反射偏振器可以是在全波长域300~780nm发挥功能的直线偏振光反射偏振器,优选为反射300~500nm的波长范围的至少一部分的直线偏振光反射偏振器,更优选为反射300~480nm的波长范围的全部或一部分的直线偏振光反射偏振器。
前述直线偏振光反射偏振器优选为反射全波长域300~780nm的波长范围的电介质多层膜,更优选为反射300~500nm的波长范围的至少一部分的电介质多层膜,尤其优选为至少反射300~480nm的波长范围(的全部或一部分)的电介质多层膜。
并且,前述直线偏振光反射偏振器可以是在反射全波长域300~780nm的波长范围且将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层的两侧具有λ/4板的直线偏振光反射偏振器,优选为在反射300~500nm的波长范围的至少一部分且将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层的两侧具有λ/4板的直线偏振光反射偏振器,更优选为在至少反射300~480nm的波长范围的(全部或一部分)且将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层的两侧具有λ/4板的直线偏振光反射偏振器。在图14-A中示出在从光转换部件11射出的光包含直线偏振光且BL侧的偏振片1还具有直线偏振光反射偏振器17的方式中,前述直线偏振光反射偏振器17在将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层14B的两侧具有λ/4板12的直线偏振光反射偏振器的方式。在图15中示出在BL侧偏振片1与光转换部件11之间还具有直线偏振光反射偏振器17的方式中,前述直线偏振光反射偏振器17在将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层14B的两侧具有λ/4板12的直线偏振光反射偏振器的方式。并且,图14-B是直线偏振光反射偏振器17被替换为B窄频带的电介质多层膜反射偏振器或宽频带的电介质多层膜反射偏振器的方式,其可以得到与前述直线偏振器相同的发明效果。
另一方面,当从光转换部件射出的光包含圆偏振光时,从改善亮度这点上,进一步优选BL侧的偏振片还具有圆偏振光反射偏振器、或者在前述偏振片(BL侧的偏振片、吸收型偏振片)与前述光转换部件之间具有圆偏振光反射偏振器。此时,反射偏振器可以是在全波长域300~780nm发挥功能的反射偏振器,优选为反射300~500nm的波长范围的至少一部分的圆偏振光反射偏振器,更优选为至少反射300~480nm的波长范围的全部或一部分的圆偏振光反射偏振器。
前述圆偏振光反射偏振器优选为在反射全波长域300~780nm的波长范围的电介质多层膜的两侧具有λ/4板的圆偏振光反射偏振器,更优选为在反射300~500nm的波长范围的至少一部分的电介质多层膜的两侧具有λ/4板的圆偏振光反射偏振器,尤其优选为在至少反射300~480nm的波长范围(的全部或一部分)的电介质多层膜的两侧具有λ/4板的圆偏振光反射偏振器。
并且,前述圆偏振光反射偏振器可以是具有在全波长域300~780nm发挥功能且将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层、以及配置于该光反射层与前述偏振片之间的λ/4板的圆偏振光反射偏振器,优选为具有反射300~500nm的波长范围的至少一部分且将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层、以及配置于该光反射层与前述偏振片之间的λ/4板的圆偏振光反射偏振器,更优选为具有至少反射300~480nm的波长范围(的全部或一部分)且将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层、以及配置于该光反射层与前述偏振片之间的λ/4板的圆偏振光反射偏振器。在图16中示出在从光转换部件11射出的光包含圆偏振光且BL侧的偏振片1还具有圆偏振光反射偏振器18的方式中,前述圆偏振光反射偏振器18为具有将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层14B、以及配置于该光反射层14B与前述偏振片1之间的λ/4板12的圆偏振光反射偏振器的方式。在图17中示出在前述BL侧偏振片1与前述光转换部件11之间还具有圆偏振光反射偏振器18的方式中,前述圆偏振光反射偏振器18为具有将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层14B、以及配置于该光反射层14B与前述偏振片1之间的λ/4板12的圆偏振光反射偏振器的方式。
本发明的光学片部件中,从光利用效率的观点考虑,优选光转换部件按至少两种以上的荧光波长形成图案。
作为光转换部件按至少两种以上的荧光波长形成图案的方式,可以优选举出以下方式。
当对光转换部件形成图案时,能够通过将有机荧光材料、无机荧光材料、优选将量子点材料(例如,R及G)分散于丙烯酸系、环氧系等粘结剂或光刻胶材料中之后,通过利用凹版印刷、喷墨印刷或光刻的图案形成,在基膜上以液晶面板的像素间距以下的线幅形成为条状(或点状)来实现。并且,通过将使用了以像素间距呈周期性的荧光体的图案形状的本发明的光学片部件对应于液晶面板的CF像素而匹配图案,由此能够提高光利用率。关于图案的对准,可以使用为了贴合以3DTV用途使用的图案相位差膜(FPR)而使用的带对准直线的面板贴合装置等。并且,若在荧光体图案与面板像素之间使用改善光的准直性的结构(如透镜片、纤维透镜之类的各向异性折射率层、百叶窗等),则亮度改善效果会进一步提高。
并且,作为按至少两种以上的荧光波长形成图案的方式,还可以优选使用日本专利公开2010-138523号公报中所记载的方式,该公报中所记载的内容也并入本发明中。
<粘接层(粘合剂层)>
本发明的光学片部件中,优选光转换部件(D)及反射偏振器(B)直接接触而层叠或经由粘接层而层叠。
本发明的光学片部件中,优选偏振片、光转换部件(D)、λ/4板(C)及反射偏振器(B)依次直接接触而层叠或经由粘接层而层叠。
作为使这些部件彼此直接接触而层叠的方法,可以举出在各部件之上通过涂布来层叠其他部件的方法。
并且,在这些部件彼此之间可以配置粘接层(粘合剂层)。作为用于光学各向异性层与偏振片的层叠的粘合剂层,例如包含表示利用动态粘弹性测定装置测定的储存弹性模量G’与损失弹性模量G”之比(tanδ=G”/G’)为0.001~1.5的物质的所谓的粘合剂或容易蠕变的物质等。作为本发明中可以使用的粘合剂,例如可以举出丙烯酸系粘合剂及聚乙烯醇系粘接剂,但并不限定于此。
本发明的光学片部件中,反射偏振器(B)与和反射偏振器(B)的偏振片侧相邻的层的折射率之差优选为0.15以下,更优选为0.10以下,尤其优选为0.05以下。作为前述与反射偏振器(B)的偏振侧相邻的层,可以举出上述粘接层。
作为这种粘接层的折射率的调整方法并没有特别限制,例如可以利用日本专利公开平11-223712号公报中所记载的方法。在日本专利公开平11-223712号公报中所记载的方法中,尤其优选以下方式。
作为所述粘接层中所使用的粘合剂的例子,可以举出聚酯系树脂、环氧系树脂、聚氨酯系树脂、硅酮系树脂、丙烯酸系树脂等树脂。它们可以单独使用或混合使用两种以上。尤其,丙烯酸系树脂其耐水性、耐热性、耐光性等可靠性优异且粘接力、透明性良好,并且容易将折射率调整为适合于液晶显示器等,因此优选。作为丙烯酸系粘合剂,可以举出丙烯酸及其酯、甲基丙烯酸及其酯、丙烯酰胺、丙烯腈等丙烯酸单体的均聚物或它们的共聚物、以及前述丙烯酸单体的至少一种与乙酸乙烯酯、马来酸酐、苯乙烯等芳香族乙烯单体的共聚物。尤其优选由显现粘合性的乙烯丙烯酸酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯等主单体、成为凝聚力成分的乙酸乙烯酯、丙烯腈、丙烯酰胺、苯乙烯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸甲酯等单体、以及提高粘接力或赋予交联化起点的甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸、甲基丙烯酸羟基乙酯、甲基丙烯酸羟基丙酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、马来酸酐等含官能团单体构成且Tg(玻璃化转变温度)在-60℃~-15℃的范围且重均分子量在20万~100万的范围的共聚物。
作为固化剂,例如将金属螯合系、异氰酸酯系、环氧系的交联剂根据需要使用一种或混合使用两种以上。这种丙烯酸系粘合剂若以含有后述的填料的状态配合成粘合力在100~2000g/25mm的范围,则实用上优选。当粘接力小于100g/25mm时,耐环境性较差,尤其在高温高湿时可能会产生剥离,相反,若超过2000g/25mm,则无法重新贴附,或者即使能够重新贴附也会发生粘合剂残留的问题。丙烯酸系粘合剂的折射率(基于JIS K-7142的B法)优选在1.45~1.70的范围,尤其优选在1.5~1.65的范围。
为了调整折射率,粘合剂中含有填料。作为填料,可以举出二氧化硅、碳酸钙、氢氧化铝、氢氧化镁、粘土、滑石、二氧化钛等无机系白色颜料、丙烯酸树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯树脂、环氧树脂、硅酮树脂等有机系的透明或白色颜料等。在选择丙烯酸系粘合剂时,硅酮珠、环氧树脂珠对丙烯酸系粘合剂的分散性优异、均匀且能够得到良好的折射率,因此优选。并且,填料优选光扩散均匀的球状的填料。
这种填料的粒径(JIS B9921)优选在0.1~20.0μm的范围,优选在1.0~10.0μm的范围。尤其优选在0.5~10μm的范围。
本发明中,填料的折射率(基于JIS K-7142的B法)相对于粘合剂的折射率优选有0.05~0.5的差,更优选为0.05~0.3。
扩散粘合层中的填料的含量优选为1.0~40.0质量%,尤其优选为3.0~20质量%。
[图像显示装置]
本发明的图像显示装置的第1方式具有本发明的第1方式的光学片部件及背光单元,背光单元具备光源,所述光源发出具有在430~480nm的波长范围具有发光中心波长且半宽度为100nm以下的发光强度的峰的蓝色光,背光单元在光源的后部具备反射部件,所述反射部件进行从光源发出并由光学片部件反射的光的偏振状态的转换及反射。
本发明的图像显示装置的第2方式具有本发明的第2方式的光学片部件及背光单元,背光单元具备光源,所述光源发出具有在300~430nm的波长范围具有发光中心波长且半宽度为100nm以下的发光强度的峰的UV光,背光单元在光源的后部具备反射部件,所述反射部件进行从光源发出并由光学片部件反射的光的偏振状态的转换及反射。
关于赋予背光单元的蓝色光或UV光的发光强度的峰的波长与赋予亮度强化膜中的反射率的峰的波长之差,当光源的光线的指向性较高(在正面聚光)时,可以没有波长之差,但当光源的指向性较低(聚光性较低的扩散光源)时,考虑到反射偏振器在倾斜方向上的反射频带的短波偏移,优选在0~100nm以内,更优选在5~70nm以内,进一步优选在10~50nm以内。
<背光单元>
作为背光单元的结构,可以是将导光板或反射板等作为构成部件的侧光方式,也可以是直下型方式,优选背光单元在光源的后部具备进行从光源发出并由光学片部件反射的光的偏振状态的转换及反射的反射部件。作为这种反射部件并没有特别限制,可以使用公知的反射部件,其记载于日本专利3416302号、日本专利3363565号、日本专利4091978号、日本专利3448626号等中,这些公报的内容并入本发明中。
本发明的图像显示装置的第1方式中,优选背光单元的光源具有发出前述蓝色光的蓝色发光二极管。
本发明的图像显示装置的第2方式中,优选背光单元的光源具有发出UV光的UV发光二极管。
本发明的图像显示装置的第1方式优选背光单元具有使前述蓝色光中短于460nm的短波长的光选择性地透射的蓝色用波长选择滤波器。
作为这种蓝色用波长选择滤波器并没有特别限制,可以使用公知的蓝色用波长选择滤波器,其记载于日本专利公开2008-52067号公报等中,该公报的内容并入本发明中。
还优选背光单元具备其他公知的扩散板或扩散片、棱镜片(例如,BEF等)、导光器。关于其他部件,也记载于日本专利3416302号、日本专利3363565号、日本专利4091978号、日本专利3448626号等中,这些公报的内容并入本发明中。
并且,能够通过在本发明中的光学片部件与液晶面板背光侧偏振片之间具备扩散片、棱镜片(例如,BEF等)来控制光源的指向性,从而制作出优选的图像显示装置。
<显示面板>
作为前述图像显示装置,可以举出液晶显示器(LCD)、等离子体显示器(PDP)、电致发光显示器(OELD或IELD)、场发射显示器(FED)、触控面板、电子纸等。
前述图像显示装置的优选的显示面板的一例为透射模式的液晶面板,其具有一对偏振器及其之间的液晶单元。在各偏振器与液晶单元之间通常配置用于补偿视角的相位差膜。对于液晶单元的结构并没有特别限制,可以采用一般结构的液晶单元。液晶单元例如包含对置配置的一对基板和被夹持于该一对基板之间的液晶层,根据需要还可以包含滤色器层等。对于液晶单元的驱动模式并没有特别限制,可以利用扭转向列(TN)、超扭转向列(STN)、垂直取向(VA)、平面转换(IPS)、光学补偿弯曲排列(OCB)等各种模式。
本发明的液晶面板图像显示装置中所利用的液晶单元优选为VA模式、OCB模式、IPS模式或TN模式,但并不限定于这些。
TN模式的液晶单元中,未施加电压时棒状液晶性分子基本上水平取向,进一步以60~120°扭曲取向。TN模式的液晶单元作为彩色TFT液晶显示装置而利用的情况最多,很多文献中有记载。
VA模式的液晶单元中,未施加电压时棒状液晶性分子基本上垂直取向。VA模式的液晶单元除了(1)使棒状液晶性分子在未施加电压时基本上垂直取向,施加电压时基本上水平取向的狭义的VA模式的液晶单元(记载于日本专利公开平2-176625号公报)以外,还可以包含(2)为了扩大视角,将VA模式多域化的(MVA模式的)液晶单元(记载于SID97,Digestof tech.Papers(预稿集)28(1997)845)、(3)使棒状液晶性分子在未施加电压时基本上垂直取向,施加电压时扭曲多域取向的模式(n-ASM模式)的液晶单元(记载于日本液晶讨论会的预稿集58~59(1998))及(4)SURVIVAL模式的液晶单元(在LCD International 98发表)。并且,可以是PVA(Patterned Vertical Alignment)型、光取向型(Optical Alignment)及PSA(Polymer-Sustained Alignment)中的任意一种。关于这些模式的详细内容,在日本专利公开2006-215326号公报、及日本专利公表2008-538819号公报中有详细记载。
IPS模式的液晶单元中,棒状液晶分子相对于基板基本上平行取向,通过施加与基板面平行的电场,液晶分子进行平面响应。IPS模式以无电场施加状态进行黑色显示,上下一对偏振片的吸收轴正交。使用光学补偿片来减少倾斜方向上的黑色显示时的漏光并改善视角的方法公开于日本专利公开平10-54982号公报、日本专利公开平11-202323号公报、日本专利公开平9-292522号公报、日本专利公开平11-133408号公报、日本专利公开平11-305217号公报、日本专利公开平10-307291号公报等中。
液晶显示装置的一实施方式具有液晶单元,所述液晶单元在基板之间夹持有液晶层,对置的所述基板中的至少一个设有电极,该液晶单元优选构成为配置于两片偏振片之间。液晶显示装置具备在上下基板之间封入有液晶的液晶单元,通过电压施加使液晶的取向状态变化来进行图像的显示。根据需要,还具有偏振片保护膜或进行光学补偿的光学补偿部件、粘接层等附带的功能层。并且,本发明的图像显示装置还可以包含其他部件。例如,可以配置有滤色器基板、薄层晶体管基板、透镜膜、扩散片、硬涂层、防反射层、低反射层、防眩光层等、以及(或代替此的)前方散射层、底漆层、抗静电层、底涂层等表面层。
在图11中示出作为本发明的图像显示装置的第1方式且为液晶显示装置时的结构的一例。图11中,图像显示装置51依次层叠有背光单元31、本发明的光学片部件21(亮度强化膜11与背光侧偏振片1的层叠体)、薄层晶体管基板41、液晶单元42、滤色器基板43及显示侧偏振片44。
另外,本发明的光学片部件21的结构以图2的结构为代表例在图11中进行了记载,但本发明的图像显示装置并不会因这种例子而限定于图11的结构。
(滤色器)
当使用光源为500nm以下的可见的B时,作为RGB像素形成方法,可以利用公知的各种方法来形成本发明中的像素。例如,也可以在玻璃基板上使用光罩及光刻胶来形成所希望的黑色矩阵及R、G、B的像素图案,并且,还能够使用R、G、B的像素用着色油墨,在以规定宽度的黑色矩阵及每隔n个比前述黑色矩阵的宽度宽的黑色矩阵来区分的区域内(被凸部包围的凹部),使用喷墨方式的印刷装置喷出油墨组合物直至成为所希望的浓度来制作出由R、G、B的图案构成的滤色器。图像着色后,可以通过烘烤等使各像素及黑色矩阵完全固化。
滤色器的优选特性记载于日本专利公开2008-083611号公报等中,该公报的内容并入本发明中。
例如,成为显示绿色的滤色器中成为最大透射率的一半透射率的波长优选一个为590nm以上且610nm以下,另一个为470nm以上且500nm以下。并且,显示绿色的滤色器中成为前述最大透射率的一半透射率的波长优选一个为590nm以上且600nm以下。另外,显示绿色的滤色器中的最大透射率优选为80%以上。显示绿色的滤色器中成为最大透射率的波长优选为530nm以上且560nm以下。
前述光源单元所具有的光源在600nm以上且700nm以下的波长区域中的发光峰的波长优选为620nm以上且650nm以下。前述光源单元所具有的光源在600nm以上且700nm以下的波长区域具有发光峰,显示前述绿色的滤色器中,前述发光峰的波长下的透射率优选为最大透射率的10%以下。
显示前述红色的滤色器中,在580nm以上且590nm以下的透射率优选为最大透射率的10%以下。
作为滤色器用颜料,蓝色在C.I.Pigment Blue 15:6中使用补色颜料C.I.PigmentViolet 23。红色在C.I.Pigment Red 254中使用作为补色用颜料的C.I.Pigment Yellow139。作为绿色用的颜料,通常在C.I.Pigment Green 36(溴化铜酞菁绿)、C.I.PigmentGreen 7(氯化铜酞菁绿)中使用作为补色用颜料的C.I.Pigment Yellow 150或C.I.Pigment Yellow 138等。这些颜料的组成能够通过调整来进行控制。通过相对于比较例增加少量补色颜料的组成,能够将长波长侧的半值波长设定于590nm至600nm的范围内。另外,当前一般使用颜料,但只要是能够控制分光且能够确保工艺稳定性、可靠性的色素,则也可以是利用染料的滤色器。
(黑色矩阵)
本发明的图像显示装置在各像素之间配置有黑色矩阵。作为形成黑条的材料,可以举出使用铬等金属的溅射膜的材料、将感光性树脂和黑色着色剂等组合而得到的遮光性感光性组合物等。作为黑色着色剂的具体例,可以举出碳黑、碳钛、氧化铁、氧化钛、石墨等,其中,优选碳黑。
(薄层晶体管)
本发明的图像显示装置优选还具有具备薄层晶体管(以下,也称为TFT)的TFT基板。
前述薄层晶体管优选具有载体浓度小于1×1014/cm3的氧化物半导体层。关于前述薄层晶体管的优选方式,记载于日本专利公开2011-141522号公报中,该公报的内容并入本发明中。
<光学片部件贴合于图像显示装置的方法>
作为将本发明的光学片部件贴合于液晶显示装置等图像显示装置的方法,可以利用公知的方法。并且,还可以利用辊对面板制法,这在提高生产率、成品率的方面优选。辊对面板制法记载于日本专利公开2011-48381号公报、日本专利公开2009-175653号公报、日本专利4628488号公报、日本专利4729647号公报、WO2012/014602号、WO2012/014571号等中,但并不限定于这些。
实施例
以下,举出实施例和比较例,对本发明的特征进行进一步具体的说明。以下实施例所示的材料、使用量、比例、处理内容、处理顺序等只要不脱离本发明的宗旨,则可以适当进行变更。因此,本发明的范围不应解释为受以下所示的具体例的限定。
[制造例1]
<偏振片的准备>
利用市售的纤维素酰化物系薄膜“TD60”(Fujifilm Corporation制)作为背光侧偏振片的前侧偏振片保护膜来准备相位差膜。
使用市售的纤维素酰化物系薄膜“TD60”(Fujifilm Corporation制)作为背光侧偏振片的后侧偏振片保护膜,但使用优选40μm以下、更优选25μm以下的纤维素酰化物系薄膜时,能够制作出更薄的光学片部件。
与日本专利公开2006-293275号公报的[0219]~[0220]同样地制造出偏振器,并将上述相位差膜及偏振片保护膜分别贴合于偏振器的两面来制造出偏振片。并且,当将本发明的光学片部件贴合于偏振片时,λ/4等的光学片部件的一部分或全部可兼作偏振片的一侧的保护膜。
[制造例2]
<偏振片的准备>
作为背光侧偏振片的后侧偏振片保护膜,使用向双螺杆挤出机供给将具有内酯环结构的丙烯酸系树脂{共聚单体质量比=甲基丙烯酸甲酯/2-(羟甲基)丙烯酸甲酯=8/2,内酯环化率约100%,内酯环结构的含有比例19.4%,重均分子量133000,熔体流动速率6.5g/10分钟(240℃、10kgf),Tg131℃}90质量份、丙烯腈-苯乙烯(AS)树脂{TOYO AS AS20,TOYO-STYRENE CO.,LTD.制}10质量份的混合物[Tg127℃]的粒料并在约280℃下熔融挤出成片状而得到的厚度为40μm的长条状的薄膜1,除此以外,以与制造例1相同的方式将相位差膜及偏振片保护膜分别贴合于偏振器的两面来制造出偏振片。
[制造例3]
<偏振片的准备>
使用市售的COP薄膜“ZEONORZF14”(ZEON CORPORATION制)作为背光侧偏振片的后侧偏振片保护膜,除此以外,以与制造例1相同的方式将相位差膜及偏振片保护膜分别贴合于偏振器的两面来制造出偏振片。
[实施例1-A]
<光转换部件的形成>
参考日本专利公开2012-169271号公报,形成在蓝色发光二极管的蓝色光入射时发出中心波长为540nm且半宽度为40nm的绿色光及中心波长为645nm且半宽度为30nm的红色光的荧光的量子点薄膜(量子点材料(G,R))作为光转换部件。
将所得到的量子点薄膜和上述制造例1中所制造的偏振片1经由空气层进行配置。
<B窄频带λ/4板的形成>
参考日本专利公开2012-108471号公报,使用胆甾醇型液晶,在市售的纤维素酰化物系薄膜“TD60”(Fujifilm Corporation制)上准备第2λ/4板(B窄频带λ/4板)。
所得到的第2λ/4板的B窄频带λ/4板的Re(450)为112nm,Re(550)为93nm,膜厚为包含TAC约为60μm。
<反射偏振器的形成>
参考日本专利公开2013-203827(记载于〔0016〕-〔0148〕)及Fujifilm研究报告No.50(2005年)pp.60~63来变更所使用的手性试剂的添加量,通过直接涂布来在上述B窄频带λ/4板上形成将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层。
所得到的光反射层的最大反射率的峰的反射中心波长为445nm,半宽度为70nm,膜厚为2.5μm,液晶的Δn=0.12,平均折射率为1.57。并且,当使用液晶的Δn=0.17时,反射中心波长能够实现450nm,半宽度能够实现100nm,膜厚能够实现2.5μm。
将上述偏振片、光转换部件(量子点薄膜)、B窄频带λ/4板+胆甾醇型反射偏振器经由空气层重叠而得到的层叠体作为实施例1-A的光学片部件。
<液晶显示装置的制造>
使用市售的量子点型背光的液晶显示装置(Sony Corporation制,商品名KDL-46W900A),且使用实施例1-A的光学片部件作为背光侧偏振片,分解上述TV并取出量子点(玻璃封闭棒类型),变更为B窄频带(450nm)背光单元来制造出实施例1-A的液晶显示装置。
B窄频带背光单元具备蓝色发光二极管(Blue,主波长450nm,半宽度20nm)作为光源。并且,在光源的后部具备进行从光源发出并由前述光学片部件反射的光的偏振状态的转换及反射的反射部件。
[实施例1]
<光转换部件的形成>
参考日本专利公开2012-169271号公报,形成在蓝色发光二极管的蓝色光入射时发出中心波长为540nm且半宽度为40nm的绿色光及中心波长为645nm且半宽度为30nm的红色光的荧光的量子点薄膜(量子点材料(G,R))来作为光转换部件。
使用折射率为1.47的丙烯酸系粘接剂,将所得到的量子点薄膜和上述制造例1中所制造的偏振片1贴合。
<B窄频带λ/4板的形成>
参考日本专利公开2012-108471号公报,准备B窄频带λ/4板。
所得到的B窄频带λ/4板的Re(450)为112nm,Re(550)为93nm,膜厚为60μm。
使用折射率为1.47的丙烯酸系粘接剂,将所得到的B窄频带λ/4板和上述中所制造的光转换部件贴合。
<反射偏振器的形成>
参考日本专利公开2013-203827(记载于〔0016〕-〔0148〕)及Fujifilm研究报告No.50(2005年)pp.60~63来变更所使用的手性试剂的添加量,通过涂布来在支撑体之上形成将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层。
所得到的光反射层的最大反射率的峰的反射中心波长为445nm,半宽度为70nm,膜厚为2.5μm,液晶的Δn=0.12,平均折射率为1.57。并且,当使用液晶的Δn=0.17时,反射中心波长能够实现450nm,半宽度能够实现100nm,膜厚能够实现2.5μm。
从支撑体仅剥下上述中所形成的光反射层,并转印到所得到的B窄频带λ/4板上。
具有所得到的量子点薄膜、B窄频带λ/4板及反射偏振器的亮度强化膜的总厚度为2.5μm。
将如此得到的偏振片和亮度强化膜的层叠体作为实施例1的光学片部件。
<液晶显示装置的制造>
分解市售的液晶显示装置(Panasonic Corporation制,商品名TH-L42D2),使用实施例1的光学片部件作为背光侧偏振片,并将背光单元变更为以下的B窄频带背光单元来制造出实施例1的液晶显示装置。
所使用的B窄频带背光单元具备蓝色发光二极管(NICHIA B-LED:Blue,主波长465nm,半宽度20nm)作为光源。并且,在光源的后部具备进行从光源发出并由前述光学片部件反射的光的偏振状态的转换及反射的反射部件。
[实施例2-A]
<光转换部件的形成>
使用Sigma-Aldrich Co.LLC.销售的Nanoco Technologies Limited制量子点“Lumidot(注册商标)”作为光转换部件来形成在UV发光二极管的UV光入射时发出中心波长为460nm且半宽度为40nm的蓝色光、中心波长为560nm且半宽度为40nm的绿色光及中心波长为610nm且半宽度为40nm的红色光的荧光的量子点薄膜(量子点材料(B,G,R))。
<UV窄频带λ/4板的形成>
参考日本专利公开2003-270435号公报,准备使用了在UV频带没有吸收的COP材料的UV窄频带λ/4板。
所得到的UV窄频带λ/4板的Re(380)为95nm,Re(450)为95nm,膜厚为40μm。
<反射偏振器的形成>
参考日本专利公开2013-203827(记载于〔0016〕-〔0148〕)及Fujifilm研究报告No.50(2005年)pp.60~63来变更所使用的手性试剂的添加量,通过直接涂布来在上述λ/4板上形成一层将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层。
所得到的光反射层的最大反射率的峰的反射中心波长为385nm,半宽度为70nm,膜厚为2.5μm,平均折射率为1.57。
具有所得到的UV窄频带λ/4板及反射偏振器的亮度强化膜的总厚度为43μm。
将如此得到的量子点薄膜、上述制造例1中所制造的偏振片1及亮度强化膜经由空气层而形成层叠体,将其作为实施例2-A的光学片部件。
<液晶显示装置的制造>
分解市售的液晶显示装置(Panasonic Corporation制,商品名TH-L42D2),使用实施例2-A的光学片部件作为背光侧偏振片,并将背光单元变更为以下的UV窄频带背光单元来制造出实施例2-A的液晶显示装置。
所使用的UV窄频带背光单元具备UV发光二极管(NICHIA UV-LED:NC4U133A,主波长365nm,半宽度9nm)作为光源。并且,在光源的后部具备进行从光源发出并由前述光学片部件反射的光的偏振状态的转换及反射的反射部件。
另外,所得到的实施例2-A的液晶显示装置具备具有载体浓度小于1×1014/cm3的氧化物半导体层的薄层晶体管。
[实施例2]
<光转换部件的形成>
使用Sigma-Aldrich Co.LLC.销售的Nanoco Technologies Limited制量子点“Lumidot(注册商标)”作为光转换部件来形成在UV发光二极管的UV光入射时发出中心波长为460nm且半宽度为40nm的蓝色光、中心波长为560nm且半宽度为40nm的绿色光及中心波长为610nm且半宽度为40nm的红色光的荧光的量子点薄膜(量子点材料(B,G,R))。
使用折射率为1.47的丙烯酸系粘接剂,将所得到的量子点薄膜和上述制造例1中所制造的偏振片1贴合。
<UV窄频带λ/4板的形成>
参考日本专利公开2003-270435号公报,制备使用了在UV频带没有吸收的COP材料的UV窄频带λ/4板。
所得到的UV窄频带λ/4板的Re(380)为95nm,Re(450)为95nm,膜厚为40μm。
使用折射率为1.47的丙烯酸系粘接剂,将所得到的UV窄频带λ/4板和上述中所制造的光转换部件贴合。
<反射偏振器的形成>
参考日本专利公开2013-203827(记载于〔0016〕-〔0148〕)及Fujifilm研究报告No.50(2005年)pp.60~63来变更所使用的手性试剂的添加量,通过涂布来在支撑体之上形成一层将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层。
所得到的光反射层的最大反射率的峰的反射中心波长为385nm,半宽度为70nm,膜厚为2.5μm,平均折射率为1.57。
从支撑体仅剥下上述中所形成的光反射层,并转印到所得到的UV窄频带λ/4板上。
具有所得到的UV窄频带λ/4板及反射偏振器的亮度强化膜的总厚度为43μm。
将如此得到的偏振片与亮度强化膜的层叠体作为实施例2的光学片部件。
<液晶显示装置的制造>
分解市售的液晶显示装置(Panasonic Corporation制,商品名TH-L42D2),使用实施例2的光学片部件作为背光侧偏振片,并将背光单元变更为以下的UV窄频带背光单元来制造出实施例2的液晶显示装置。
所使用的UV窄频带背光单元具备UV发光二极管(NICHIA UV-LED:NC4U133A,主波长365nm,半宽度9nm)作为光源。并且,在光源的后部具备进行从光源发出并由前述光学片部件反射的光的偏振状态的转换及反射的反射部件。
另外,所得到的实施例2的液晶显示装置具备具有载体浓度小于1×1014/cm3的氧化物半导体层的薄层晶体管。
[实施例3]
实施例1中,变更胆甾醇型层的厚度来变更下述表1中所记载的亮度强化膜的厚度,除此以外,以与实施例1相同的方式制造出实施例3的光学片部件。
其后,在实施例1的液晶显示装置的制造中,代替实施例1的光学片部件而使用实施例3的光学片部件,并且将背光的光源变更为NICHIA B-LED:Royal Blue,主波长445nm,半宽度20nm),除此以外,以与实施例1相同的方式制造出实施例3的液晶显示装置。
[实施例4]
实施例2中,变更λ/4层的厚度来变更下述表1中所记载的亮度强化膜的厚度,除此以外,以与实施例2相同的方式制造出实施例4的光学片部件。
其后,在实施例2的液晶显示装置的制造中,代替实施例2的光学片部件而使用实施例4的光学片部件,并且将背光的光源变更为NICHIA UV-LED:NC4U134A,主波长385nm,半宽度10nm,除此以外,以与实施例2相同的方式制造出实施例4的液晶显示装置。
[实施例5]
实施例1中,将偏振片1变更为制造例2中所制造的偏振片2,除此以外,以与实施例1相同的方式制造出实施例5的光学片部件。
其后,在实施例1的液晶显示装置的制造中,代替实施例1的光学片部件而使用实施例5的光学片部件,并且将背光的光源变更为NICHIA B-LED:Royal Blue,主波长445nm,半宽度20nm),除此以外,以与实施例1相同的方式制造出实施例5的液晶显示装置。
[实施例6]
实施例1中,将偏振片1变更为制造例3中所制造的偏振片3,除此以外,以与实施例1相同的方式制造出实施例6的光学片部件。
其后,在实施例1的液晶显示装置的制造中,代替实施例1的光学片部件而使用实施例6的光学片部件,并且将背光的光源变更为NICHIA B-LED:Royal Blue,主波长445nm,半宽度20nm),除此以外,以与实施例1相同的方式制造出实施例6的液晶显示装置。
[实施例7]
<量子点材料分散粘合材的制备>
在参考日本专利公开2003-13029号公报来制备出的粘合材中分散在蓝色发光二极管的蓝色光入射时发出中心波长为560nm且半宽度为40nm的绿色光及中心波长为610nm且半宽度为40nm的红色光的荧光的量子点材料来制备出量子点材料分散粘合材。
<光学片部件、液晶显示装置的制造>
对于制造例1中所制备的偏振器的一面,与制造例1同样地贴合制造例1中所制备的相位差膜,在偏振器的另一面使用上述中所制备的量子点材料分散粘合材来贴合实施例1中所制备的B窄频带λ/4板。其后,在B窄频带λ/4板上,以与实施例1相同的方式形成将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层来制造出实施例7的光学片部件。
其后,在实施例1的液晶显示装置的制造中,代替实施例1的光学片部件而使用实施例7的光学片部件,并且将背光的光源变更为NICHIA B-LED:Royal Blue,主波长445nm,半宽度20nm),除此以外,以与实施例1相同的方式制造出实施例7的液晶显示装置。
[实施例8]
<量子杆分散CA的制备>
在制造日本专利公开2011-121327号公报的实施例1中所记载的纤维素酰化物膜时,使在蓝色发光二极管的蓝色光入射时发出中心波长为560nm且半宽度为40nm的绿色光及中心波长为640nm且半宽度为40nm的红色光的荧光的量子杆0.1质量%分散于纤维素酰化物中来制备出量子杆分散延伸纤维素酰化物膜(下述表中记为量子杆分散延伸CA)。该量子杆分散延伸纤维素酰化物膜在偏振度99.9%的光入射到量子杆分散延伸纤维素酰化物膜时量子杆分散延伸纤维素酰化物膜所发出的荧光的偏振度为80%。并且,确认到通过延伸倍率UP改善了量子杆分散延伸纤维素酰化物膜所发出的荧光的偏振度。
<偏振片4的制造>
对于制造例1中所制备的偏振器的一面,与制造例1同样地贴合制造例1中所制备的相位差膜,在偏振器的另一面,与制造例1同样地贴合上述中所制备的量子杆分散延伸纤维素酰化物膜来制造出偏振片4。
<光学片部件、液晶显示装置的制造>
实施例1中,代替偏振片1而使用上述中所制造的偏振片4,除此以外,以与实施例1相同的方式制造出实施例8的光学片部件。
其后,在实施例1的液晶显示装置的制造中,代替实施例1的光学片部件而使用实施例8的光学片部件,并且将背光的光源变更为NICHIA B-LED:Royal Blue,主波长445nm,半宽度20nm),除此以外,以与实施例1相同的方式制造出实施例8的液晶显示装置。
[实施例9]
<宽频带λ/4板的形成>
以与日本专利公开2003-262727号公报的[0020]~[0033]相同的方式准备宽频带λ/4板。宽频带λ/4板是在基材上涂布两层的液晶性材料并进行聚合之后从基材剥离而得到的。
所得到的宽频带λ/4板的Re(450)为110nm,Re(550)为135nm,Re(630)为140nm,膜厚为1.6μm。
<光学片部件、液晶显示装置的制造>
实施例1中,代替B窄频带λ/4板而使用上述中所制造的宽频带λ/4板,并且变更λ/4板的厚度来如下述表2中所记载那样变更亮度强化膜的合计厚度,除此以外,以与实施例1相同的方式制造出实施例9的光学片部件。
其后,在实施例1的液晶显示装置的制造中,代替实施例1的光学片部件而使用实施例9的光学片部件,并且将背光的光源变更为NICHIA B-LED:Royal Blue,主波长445nm,半宽度20nm),除此以外,以与实施例1相同的方式制造出实施例9的液晶显示装置。
[实施例10]
实施例1中,代替B窄频带λ/4板而使用实施例9中所制造的宽频带λ/4板,并且将粘接反射偏振器和偏振片的粘接剂变更为折射率为1.55的粘接剂,除此以外,以与实施例1相同的方式制造出实施例10的光学片部件及液晶显示装置。
[实施例11]
对于制造例1中所制造的偏振片1,以与实施例1相同的方式贴合实施例1中所制造的量子点薄膜。其后,使用与实施例1相同的粘接剂,将以下方法中所制备的B窄频带的电介质多层膜1贴合于量子点薄膜来制造出实施例11的光学片部件。
参考IDW/AD’12、p.985~988(2012),如下述表2中所记载那样变更亮度强化膜的总厚度来将B窄频带的电介质多层膜1制造成与蓝色光相对应的波长范围中的最大反射率的峰的反射中心波长成为465nm,半宽度成为30nm。
在实施例1的液晶显示装置的制造中,代替实施例1的光学片部件而使用实施例11的光学片部件,除此以外,以与实施例1相同的方式制造出实施例11的液晶显示装置。
[实施例12]
使用与实施例1相同的粘接剂,对制造例2中所制造的偏振片2贴合实施例8中所制备的量子杆分散延伸纤维素酰化物膜。其后,使用与实施例1相同的粘接剂,在量子杆分散延伸纤维素酰化物膜侧贴合实施例11中所制造的B窄频带的电介质多层膜1来制造出实施例12的光学片部件。
在实施例1的液晶显示装置的制造中,代替实施例1的光学片部件而使用实施例12的光学片部件,除此以外,以与实施例1相同的方式制造出实施例12的液晶显示装置。
[实施例13]
使用与实施例1相同的粘接剂,对制造例3中所制造的偏振片3贴合实施例8中所制备的量子杆分散延伸纤维素酰化物膜。其后,使用与实施例1相同的粘接剂,在量子杆分散延伸纤维素酰化物膜侧贴合实施例11中所制造的B窄频带的电介质多层膜1来制造出实施例13的光学片部件。
在实施例1的液晶显示装置的制造中,代替实施例1的光学片部件而使用实施例13的光学片部件,除此以外,以与实施例1相同的方式制造出实施例13的液晶显示装置。
[实施例14]
使用与实施例1相同的粘接剂,对实施例8中所制造的偏振片4贴合实施例11中所制造的B窄频带的电介质多层膜1来制造出实施例14的光学片部件。
在实施例1的液晶显示装置的制造中,代替实施例1的光学片部件而使用实施例14的光学片部件,除此以外,以与实施例1相同的方式制造出实施例14的液晶显示装置。
[实施例15]
使用折射率为1.47的丙烯酸系粘接剂,将实施例2中所得到的量子点薄膜(量子点材料(B,G,R))和制造例1中所制造的偏振片1贴合。其后,使用与实施例1相同的粘接剂,将以下方法中所制备的UV窄频带的电介质多层膜2贴合于量子点薄膜来制造出实施例15的光学片部件。
参考IDW/AD’12、p.985~988(2012),如下述表2中所记载那样变更亮度强化膜的总厚度来将UV窄频带的电介质多层膜2制造成与UV光相对应的波长范围中的最大反射率的峰的反射中心波长成为385nm,半宽度成为30nm。
在实施例2的液晶显示装置的制造中,代替实施例2的光学片部件而使用实施例15的光学片部件,并且将背光的光源变更为NICHIA UV-LED:NC4U134A,主波长385nm,半宽度10nm,除此以外,以与实施例2相同的方式制造出实施例15的液晶显示装置。
[实施例16]
实施例1中,通过变更反射偏振器的手性试剂添加量来将光反射层的最大反射率的峰的中心波长设为435nm、半宽度设为70nm,除此以外,以与实施例1相同的方式制造出实施例16的光学片部件及液晶显示装置。
[实施例17]
参考美国专利7303628、论文(Peng,X.G.;Manna,L.;Yang,W.D.;Wickham,j.;Scher,E.;Kadavanich,A.;Alivisatos,A.P.Nature 2000,404,59-61)及论文(Manna,L.;Scher,E.C.;Alivisatos,A.P.j.Am.Chem.Soc.2000,122,12700-12706)来形成在蓝色发光二极管的蓝色光入射时发出中心波长为540nm且半宽度为40nm的绿色光的荧光的量子杆1及发出中心波长为645nm且半宽度为30nm的红色光的荧光的量子杆2作为光转换部件。量子杆1、2的形状为长方体形状,量子杆的长轴的长度的平均为30nm。另外,利用透射型电子显微镜确认量子杆的长轴的长度的平均。
接着,利用以下方法制作出分散有量子杆的量子杆分散PVA片材。
制作出将间苯二甲酸共聚合6mol%的间苯二甲酸共聚合聚对苯二甲酸乙二酯(以下,称为“非晶性PET”)的片材作为基材。非晶性PET的玻璃化转变温度为75℃。如下制作出由非晶性PET基材和量子杆取向层构成的层叠体。在此,量子杆取向层包含将聚乙烯醇(以下,称为“PVA”)作为基质而制作出的量子杆1、2。顺便说一下,PVA的玻璃化转变温度为80℃。
准备将聚合度为1000以上且皂化度为99%以上的4~5%浓度的PVA粉末及上述中所制作的各1%浓度量子杆1、2溶解于水中而得到的含量子杆PVA水溶液。并且,准备厚度为200μm的非晶性PET基材。接着,在上述厚度为200μm的非晶性PET基材涂布含量子杆PVA水溶液,并在50~60℃的温度下干燥,从而在非晶性PET基材上制造出厚度为25μm的含量子杆PVA层。将该非晶性PET与含量子杆PVA的层叠体称作量子杆分散PVA片材。
所制作的量子杆分散PVA片材在偏振度99.9%的光入射时量子杆分散PVA片材所发出的荧光的偏振度为80%。
实施例8中,代替量子杆分散延伸纤维素酰化物膜而使用上述中所形成的量子杆分散PVA片材,除此以外,以与实施例8相同的方式制造出实施例17的液晶显示装置。使用上述量子杆分散PVA片材,以与实施例8相同的结构制造出实施例17的光学片部件。
使用市售的量子点型背光的液晶显示装置(Sony Corporation制,商品名KDL-46W900A),并且使用实施例17的光学片部件作为背光侧偏振片,分解上述TV并取出量子点(玻璃封闭棒类型),并变更为B窄频带(450nm)背光单元来制造出实施例17的液晶显示装置。
B窄频带背光单元具备蓝色发光二极管(Blue,主波长450nm,半宽度20nm)作为光源。
[实施例18]
使用与实施例1相同的粘接剂,对制造例2中所制造的偏振片2贴合实施例17中所制备的量子杆分散PVA片材。其后,使用与实施例1相同的粘接剂,在量子杆分散PVA片材侧贴合实施例8中所制造的B窄频带胆甾醇型的反射偏振器来制造出实施例18的光学片部件。
在实施例2的液晶显示装置的制造中,代替实施例2的光学片部件而使用实施例18的光学片部件,并且将制造例2中所制造的偏振片2用作背光侧偏振片,进一步将组装于液晶显示装置(Sony Corporation制,商品名KDL-46W900A)的宽频带电介质多层膜(3MCorporation商标名DBEF)设置于光学片部件与偏振片2之间,由此制造出实施例18的液晶显示装置。
[实施例19]
作为光转换部件,形成在UV发光二极管的UV光入射时发出中心波长为540nm且半宽度为40nm的绿色光的荧光的量子杆1、发出中心波长为645nm且半宽度为30nm的红色光的荧光的量子杆2、以及发出中心波长为450nm且半宽度为20nm的蓝色光的荧光的量子杆3。量子杆1、2、3的形状为长方体形状,量子杆的长轴的长度的平均为30nm。另外,利用透射型电子显微镜确认量子杆的长轴的长度的平均。
接着,利用以下方法制作出分散有量子杆的量子杆分散PVA片材。
制作出将间苯二甲酸共聚合6mol%的间苯二甲酸共聚合聚对苯二甲酸乙二酯(以下,称为“非晶性PET”)的片材作为基材。非晶性PET的玻璃化转变温度为75℃。如下制作出由非晶性PET基材和量子杆取向层构成的层叠体。在此,量子杆取向层包含将聚乙烯醇(以下,称为“PVA”)作为基质而制作出的量子杆1、2、3。顺便说一下,PVA的玻璃化转变温度为80℃。
准备将聚合度为1000以上且皂化度为99%以上的4~5%浓度的PVA粉末及上述中所制作出的各1%浓度的量子杆1、2溶解于水中而得到的含量子杆PVA水溶液。并且,准备厚度为200μm的非晶性PET基材。接着,在上述厚度为200μm的非晶性PET基材涂布含量子杆PVA水溶液,并在50~60℃的温度下干燥,从而在非晶性PET基材上制造出厚度为25μm的含量子杆PVA层。将该非晶性PET与含量子杆PVA的层叠体称作量子杆分散PVA片材。
使用与实施例1相同的粘接剂,对制造例3中所制造的偏振片3贴合上述量子杆分散PVA片材。其后,使用与实施例1相同的粘接剂,在量子杆分散PVA片材侧贴合具有实施例2中所制造的UV窄频带λ/4板及UV窄频带胆甾醇型反射偏振器的亮度强化膜来制造出实施例19的光学片部件。
实施例18的液晶显示装置的制造中,代替偏振片2而使用宽频带电介质多层膜(3MCorporation商标名APF),并且使用实施例15中所使用的UV光源作为光源,除此以外,以与实施例18相同的方式制造出实施例19的液晶显示装置。
[实施例20]
使用与实施例1相同的粘接剂,对制造例1中所制造的偏振片1贴合实施例17中所制备的量子杆分散PVA片材。其后,使用与实施例1相同的粘接剂,在量子杆分散PVA片材侧贴合实施例8中所制造的B窄频带胆甾醇型的反射偏振器来制造出实施例20的光学片部件。
实施例17的液晶显示装置的制造中,代替实施例17的光学片部件而使用实施例20的光学片部件,并且将制造例1中所制造的偏振片1使用于背光侧偏振片,另外,将与实施例1同样地制作出的B窄频带胆甾醇及λ/4层进一步设置于光学片部件与偏振片1之间,由此制造出实施例20的液晶显示装置。
[实施例21]
使用与实施例1相同的粘接剂,对制造例2中所制造的偏振片2贴合实施例17中所制备的量子杆分散PVA片材。其后,使用与实施例1相同的粘接剂,在量子杆分散PVA片材侧贴合实施例8中所制造的B窄频带胆甾醇型的反射偏振器来制造出实施例21的光学片部件。
实施例8的液晶显示装置的制造中,代替实施例8的光学片部件而使用实施例21的光学片部件,并且将制造例2中所制造的偏振片2使用于背光侧偏振片,另外,将与实施例11同样地制作出的B窄频带电介质多层膜进一步设置于光学片部件与偏振片2之间,由此制造出实施例21的液晶显示装置。
[比较例1]
分解市售的液晶显示装置(Panasonic Corporation制,商品名TH-L42D2),使用制造例1中所制造的偏振片1作为背光侧偏振片,不设置粘接剂而分离电介质多层膜(商品名DBEF,3M Company制)并将其配置于背光侧偏振片与背光单元之间,制造出比较例1的液晶显示装置。
电介质多层膜(商品名DBEF)在青~绿~红色区域的450~550~630nm为止为大致恒定且相对于波长而言为平坦的峰的反射率。
该液晶显示装置的背光光源的蓝色光的发光峰值波长为450nm。绿~红色区域中为一个发光峰,峰值波长为550nm,半宽度为100nm。
[比较例2]
使用折射率为1.47的丙烯酸系粘接剂,将以与实施例9相同的方式制备出的宽频带λ/4板和上述中所制造的偏振片1贴合。
实施例1中,代替第一光反射层、第二光反射层及第三光反射层而层叠五层的宽频带的胆甾醇型液晶相固定而成的层且如下述表2中所记载那样变更亮度强化膜的总厚度,除此以外,以与实施例1相同的方式制造出比较例2的光学片部件。
并且,在实施例1的液晶显示装置的制造中,代替实施例1的光学片部件而使用比较例2的光学片部件,且不变更背光单元而使用与比较例1相同的背光单元,除此以外,以与实施例1同样的方式制造出比较例2的液晶显示装置。
[评价]
按照以下基准对各实施例及比较例的光学片部件及液晶显示装置进行评价。另外,实施例1~10及16~21中以比较例2为基准,实施例11~15中以比较例1为基准。
(1)正面亮度
利用日本专利公开2009-93166号公报的〔0180〕中所记载的方法测定液晶显示装置的正面亮度。根据其结果,按以下基准进行评价。
5:与比较例1或2的液晶显示装置的正面亮度相比大于等于30%为良好。
4:与比较例1或2的液晶显示装置的正面亮度相比大于等于20%且小于30%为良好。
3:与比较例1或2的液晶显示装置的正面亮度相比大于等于10%且小于20%为良好。
2:与比较例1或2的液晶显示装置的正面亮度同等或为其以下。
(2)正面对比度
利用日本专利公开2009-93166号公报的〔0180〕中所记载的方法测定液晶显示装置的正面对比度。根据其结果,按以下基准进行评价。
4:与比较例1或2的液晶显示装置的正面对比度相比大于等于20%为良好。
3:与比较例1或2的液晶显示装置的正面对比度相比大于等于10%且小于20%为良好。
2:与比较例1或2的液晶显示装置的正面对比度相比同等或为其以下。
(3)色再现域
利用日本专利公开2012-3073号公报的〔0066〕中所记载的方法测定液晶显示装置的色再现域。根据其结果,按以下基准进行评价。
4:与比较例1或2的液晶显示装置的NTSC比相比大于等于20%为良好。
3:与比较例1或2的液晶显示装置的NTSC比相比大于等于10%且小于20%为良好。
2:与比较例1或2的液晶显示装置的NTSC比同等或为其以下。
(4)倾斜方位的颜色不均匀
利用日本专利公开2008-145868号公报中所记载的方法测定液晶显示装置的倾斜方位的颜色不均匀。根据其结果,按以下基准进行评价。
5:与比较例1或2的液晶显示装置的倾斜方位的颜色不均匀相比大于等于30%为良好。
4:与比较例1或2的液晶显示装置的倾斜方位的颜色不均匀相比大于等于20%且小于30%为良好。
3:与比较例1或2的液晶显示装置的倾斜方位的颜色不均匀相比大于等于10%且小于20%为良好。
2:与比较例1或2的液晶显示装置的倾斜方位的颜色不均匀相比优秀,但小于10%为良好。
1:与比较例1或2的液晶显示装置的倾斜方位的颜色不均匀相比同等或为其以下。
由上述表1及表2可知,将本发明的光学片部件作为背光侧偏振片而组装于使用了B窄频带或UV窄频带的背光的图像显示装置时,正面亮度、正面对比度、色再现域及倾斜方位的颜色不均匀均得到改善。
另一方面,由比较例1可知,将使用以往公知的DBEF作为反射偏振器的本发明的范围外的光学片部件作为背光侧偏振片而组装于将现有的LED用作背光的图像显示装置时,正面亮度、正面对比度、色再现域及倾斜方位的颜色不均匀均为要求改善的水平。
由比较例2可知,若将使用了层叠五层反射峰为宽频带的胆甾醇型液晶固定而成的层的反射偏振器的本发明的范围外的光学片部件作为背光侧偏振片而组装于使用了B窄频带的背光的图像显示装置,则正面亮度、正面对比度、色再现域及倾斜方位的颜色不均匀均为要求改善的水平。
并且,为了进一步提高使用了本发明的光学片部件的液晶显示装置的正面亮度,背光单元中优选使用一片以上的棱镜片,更优选具备两片棱镜片。另外发现,尤其优选两片棱镜片的棱镜的朝向基本上平行。两片棱镜片的棱镜的朝向基本上平行是指两片棱镜片的棱镜所成的角在±5°以内。
发明人进行了深入研究,其结果发现,本发明的亮度强化膜在如上所述使两片棱镜片的棱镜的朝向平行时比垂直更能提高正面亮度。
另外,在实施例1的液晶显示装置的背光单元设置了使短于460nm的短波长的光选择性地透射的蓝色用波长选择滤波器,其结果,同样得到良好的评价结果。
符号说明
1-背光侧偏振片,2-相位差膜,3-偏振器(A),3ab-偏振器(A)的吸收轴方向,4-偏振片保护膜,11-亮度强化膜,12-λ/4板(C),12sl-λ/4板(C)的慢轴方向,13-反射偏振器(B),14B-将B窄频带的胆甾醇型液晶相固定而成的层,14UV-将UV窄频带的胆甾醇型液晶相固定而成的层,15B-B窄频带的电介质多层膜,15UV-UVB窄频带的电介质多层膜,16a-光转换部件(从B转换成G及R),16b-光转换部件(从UV转换成B、G及R),17-直线偏振光反射偏振器,18-圆偏振光反射偏振器,20-粘接层(粘接剂),21-光学片部件,31B-B窄频带的背光单元,31UV-UV窄频带的背光单元,41-薄层晶体管基板,42-液晶单元,43-滤色器基板,44-显示侧偏振片,51-图像显示装置。

Claims (34)

1.一种光学片部件,其是组装于使用了在B频带有半宽度为100nm以下的亮线的背光的图像显示装置中的光学片部件,具有:
偏振片,包含偏振器A;
光转换部件D;及
亮度强化膜,包含反射偏振器B,
所述亮度强化膜在400~500nm的波长范围具有反射中心波长且具有半宽度为100nm以下的反射率的峰,
所述光转换部件D将透射所述反射偏振器B并入射到所述光转换部件D的蓝色光的一部分转换成绿色光和红色光,且使所述蓝色光的一部分透射,
所述蓝色光在400~500nm的波长范围具有发光中心波长且具有半宽度为100nm以下的发光强度的峰,
所述绿色光在500~600nm的波长范围具有发光中心波长且具有半宽度为100nm以下的发光强度的峰,
所述红色光在600~700nm的波长范围具有发光中心波长且具有半宽度为100nm以下的发光强度的峰,
所述光转换部件D具有使得从所述光转换部件D射出的光成为包含直线偏振光及圆偏振光的光的荧光材料,
所述光转换部件D发出至少保持有一部分入射光的偏振性的荧光。
2.根据权利要求1所述的光学片部件,其中,
所述亮度强化膜在430~480nm的波长范围具有反射中心波长且具有半宽度为100nm以下的反射率的峰,
所述光转换部件D将透射所述反射偏振器B并入射到所述光转换部件D的蓝色光的一部分转换成绿色光和红色光,且使所述蓝色光的一部分透射,
所述蓝色光在430~480nm的波长范围具有发光中心波长且具有半宽度为100nm以下的发光强度的峰,
所述绿色光在500~600nm的波长范围具有发光中心波长且具有半宽度为100nm以下的发光强度的峰,
所述红色光在600~650nm的波长范围具有发光中心波长且具有半宽度为100nm以下的发光强度的峰。
3.根据权利要求1所述的光学片部件,其中,
所述反射偏振器B包含将胆甾醇型液晶相固定而成的第一光反射层,所述第一光反射层在400~500nm的波长范围具有反射中心波长且具有半宽度为100nm以下的反射率的峰,
所述亮度强化膜在所述偏振器A与所述反射偏振器B之间具有满足下述式1的λ/4板C,
式1 450nm/4-60nm<Re(450)<450nm/4+60nm
式1中,Re(λ)表示波长λnm下的面内方向的延迟,单位为nm。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的光学片部件,其中,
所述反射偏振器B包含将胆甾醇型液晶相固定而成的第一光反射层,所述第一光反射层在430~480nm的波长范围具有反射中心波长且具有半宽度为100nm以下的反射率的峰,
所述亮度强化膜在所述偏振器A与所述反射偏振器B之间具有满足下述式1’的λ/4板C,
式1’450nm/4-25nm<Re(450)<450nm/4+25nm
式1’中,Re(λ)表示波长λnm下的面内方向的延迟,单位为nm。
5.根据权利要求1所述的光学片部件,其中,
所述反射偏振器B为在400~500nm的波长范围具有反射中心波长且具有半宽度为100nm以下的反射率的峰的电介质多层膜。
6.根据权利要求1~3中任一项所述的光学片部件,其中,
所述光转换部件D及所述反射偏振器B直接接触而层叠或经由粘接层而层叠。
7.根据权利要求3所述的光学片部件,其中,
所述偏振片、所述光转换部件D、所述λ/4板C及所述反射偏振器B依次直接接触而层叠或经由粘接层而层叠。
8.根据权利要求1~3中任一项所述的光学片部件,其中,
所述反射偏振器B与和所述反射偏振器B的所述偏振片侧相邻的层的折射率之差为0.15以下。
9.根据权利要求1~3中任一项所述的光学片部件,其中,
所述亮度强化膜的膜厚为3~10μm。
10.根据权利要求1或2所述的光学片部件,其中,
所述光转换部件D具有荧光材料,所述荧光材料在所述蓝色光入射时发出所述绿色光和所述红色光。
11.根据权利要求10所述的光学片部件,其中,
所述光转换部件D为量子点薄膜、使量子杆或量子点材料分散之后拉伸而成的热塑性薄膜、或分散有量子杆或量子点材料的粘接层。
12.根据权利要求1所述的光学片部件,其中,
所述光转换部件D是:当偏振度99.9%的光入射到所述光转换部件D时,所述光转换部件D所发出的荧光的偏振度为10~99%。
13.根据权利要求1~3中任一项所述的光学片部件,其中,
从所述光转换部件D射出的光包含直线偏振光,
所述偏振片还具有直线偏振光反射偏振器、或者在所述偏振片与所述光转换部件D之间还具有直线偏振光反射偏振器。
14.根据权利要求13所述的光学片部件,其中,
所述直线偏振光反射偏振器为反射300~500nm的波长范围的至少一部分的电介质多层膜。
15.根据权利要求13所述的光学片部件,其中,
所述直线偏振光反射偏振器为在将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层的两侧具有λ/4板的直线偏振光反射偏振器,所述光反射层反射300~500nm的波长范围的至少一部分。
16.根据权利要求1~3中任一项所述的光学片部件,其中,
从所述光转换部件D射出的光包含圆偏振光,
所述偏振片还具有圆偏振光反射偏振器、或者在所述偏振片与所述光转换部件D之间还具有圆偏振光反射偏振器。
17.根据权利要求16所述的光学片部件,其中,
所述圆偏振光反射偏振器为在反射300~500nm的波长范围的至少一部分的电介质多层膜的两侧具有λ/4板的圆偏振光反射偏振器。
18.根据权利要求16所述的光学片部件,其中,
所述圆偏振光反射偏振器为具有光反射层和λ/4板的圆偏振光反射偏振器,
所述光反射层反射300~500nm的波长范围的至少一部分,且是将胆甾醇型液晶相固定而成的,
所述λ/4板配置于该光反射层与所述偏振片之间。
19.根据权利要求1~3中任一项所述的光学片部件,其中,
所述光转换部件D按至少两种以上的荧光波长进行图案形成。
20.一种光学片部件,其是组装于使用了在UV频带有半宽度为100nm以下的亮线的背光的图像显示装置中的光学片部件,具有:
偏振片,包含偏振器A;
光转换部件D;及
亮度强化膜,包含反射偏振器B,
所述亮度强化膜在300~430nm的波长范围具有反射中心波长且具有半宽度为100nm以下的反射率的峰,
所述光转换部件D将透射所述反射偏振器B并入射到所述光转换部件D的UV光的一部分或全部转换成蓝色光、绿色光及红色光,
所述UV光在300~430nm的波长范围具有发光中心波长且具有半宽度为100nm以下的发光强度的峰,
所述蓝色光在430~480nm的波长范围具有发光中心波长且具有半宽度为100nm以下的发光强度的峰,
所述绿色光在500~600nm的波长范围具有发光中心波长且具有半宽度为100nm以下的发光强度的峰,
所述红色光在600~700nm的波长范围具有发光中心波长且具有半宽度为100nm以下的发光强度的峰,
所述光转换部件D具有使得从所述光转换部件D射出的光成为包含直线偏振光及圆偏振光的光的荧光材料,
所述光转换部件D发出至少保持有一部分入射光的偏振性的荧光。
21.根据权利要求20所述的光学片部件,其中,
所述光转换部件D将透射所述反射偏振器B并入射到所述光转换部件D的UV光的一部分或全部转换成蓝色光、绿色光及红色光,
所述UV光在300~430nm的波长范围具有发光中心波长且具有半宽度为100nm以下的发光强度的峰,
所述蓝色光在430~480nm的波长范围具有发光中心波长且具有半宽度为100nm以下的发光强度的峰,
所述绿色光在500~600nm的波长范围具有发光中心波长且具有半宽度为100nm以下的发光强度的峰,
所述红色光在600~650nm的波长范围具有发光中心波长且具有半宽度为100nm以下的发光强度的峰。
22.根据权利要求20或21所述的光学片部件,其中,
所述反射偏振器B包含将胆甾醇型液晶相固定而成的第一光反射层,所述第一光反射层在300~430nm的波长范围具有反射中心波长且具有半宽度为100nm以下的反射率的峰,
所述亮度强化膜在所述光转换部件D与所述反射偏振器B之间具有满足下述式2的λ/4板C,
式2 380nm/4-60nm<Re(380)<380nm/4+60nm
式2中,Re(λ)表示波长λnm下的面内方向的延迟,单位为nm。
23.根据权利要求20或21所述的光学片部件,其中,
所述反射偏振器B包含将胆甾醇型液晶相固定而成的第一光反射层,所述第一光反射层在300~430nm的波长范围具有反射中心波长且具有半宽度为100nm以下的反射率的峰,
所述亮度强化膜在所述光转换部件D与所述反射偏振器B之间具有满足下述式2’的λ/4板C,
式2’380nm/4-25nm<Re(380)<380nm/4+25nm
式2’中,Re(λ)表示波长λnm下的面内方向的延迟,单位为nm。
24.根据权利要求20或21所述的光学片部件,其中,
所述反射偏振器B为在300~430nm的波长范围具有反射中心波长且具有半宽度为100nm以下的反射率的峰的电介质多层膜。
25.根据权利要求20或21所述的光学片部件,其中,
所述光转换部件D具有荧光材料,所述荧光材料在所述在300~430nm的波长范围具有发光中心波长且具有半宽度为100nm以下的发光强度的峰的光入射时发出所述蓝色光、所述绿色光及所述红色光。
26.一种图像显示装置,其具有:
权利要求1或2所述的光学片部件;及
背光单元,
所述背光单元具备光源,所述光源发出在430~480nm的波长范围具有发光中心波长且具有半宽度为100nm以下的发光强度的峰的蓝色光,
所述背光单元在所述光源的后部具备反射部件,所述反射部件进行从所述光源发出并由所述光学片部件反射的光的偏振状态的转换及反射。
27.根据权利要求26所述的图像显示装置,其中,
赋予所述背光单元的蓝色光或UV光的发光强度的峰的波长与赋予亮度强化膜中的反射率的峰的波长之差为5~70nm。
28.根据权利要求26所述的图像显示装置,
所述图像显示装置还具有液晶单元。
29.根据权利要求26所述的图像显示装置,其中,
所述背光单元具有蓝色用波长选择滤波器,所述蓝色用波长选择滤波器使所述蓝色光中短于480nm的短波长的光选择性地透射。
30.根据权利要求26所述的图像显示装置,其中,
所述图像显示装置还具有薄层晶体管,
所述薄层晶体管具有载体浓度小于1×1014/cm3的氧化物半导体层。
31.一种图像显示装置,其具有:
权利要求20或21所述的光学片部件;及
背光单元,
所述背光单元具备光源,所述光源发出在300~430nm的波长范围具有发光中心波长且具有半宽度为100nm以下的发光强度的峰的UV光,
所述背光单元在所述光源的后部具备反射部件,所述反射部件进行从所述光源发出并由所述光学片部件反射的光的偏振状态的转换及反射。
32.根据权利要求31所述的图像显示装置,其中,
赋予所述背光单元的蓝色光或UV光的发光强度的峰的波长与赋予亮度强化膜中的反射率的峰的波长之差为5~70nm。
33.根据权利要求31所述的图像显示装置,
所述图像显示装置还具有液晶单元。
34.根据权利要求31所述的图像显示装置,其中,
所述图像显示装置还具有薄层晶体管,
所述薄层晶体管具有载体浓度小于1×1014/cm3的氧化物半导体层。
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