CN105874361A - 光学片部件及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光学片部件及显示装置,所述光学片部件具有:包含将具有380~480nm的波长范围的光中至少一部分的光予以吸收并转换成比所述所吸收的光源更长波长范围的光而再发出的荧光材料的光转换片;及在所述380~480nm的波长范围中至少一部分的波长范围发挥功能的波长选择型反射偏振器,并且所述光学片部件组入于采用发出至少包含蓝色的波长范围的光的背光的显示装置内时,正面亮度及色再现区域均提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学片部件及显示装置。更详细而言,涉及一种在组入显示装置时,正面亮度及色再现区域均提高的光学片部件以及使用该光学片部件的显示装置。
背景技术
作为显示装置,已知有液晶显示装置(以下也称为LCD)等的平板显示器。平板显示器消耗电力小,且作为节省空间的图像显示装置,其用途逐年扩大。显示装置构成为设有背光(以下也称为BL)作为光源。
在近年的平板显示器市场中,作为LCD性能改善,正进行用于节省电力化、高清化、色再现性的提高的开发,尤其在平板PC或智能手机等的小型尺寸中要求显著的节省电力化、色再现性的提高,但在大型尺寸中也正在进行现行的TV规格(FHD,NTSC(National Television System Committee)比72%≈EBU(European Broadcasting Union)比100%)的下一代高清电视(4K2K,EBU比100%以上)的开发。因此,更加要求液晶显示装置的节省电力化、色再现性的提高。
随着背光的节省电力化,已知在比背光还靠近视觉辨认侧设置光学片部件,并以节省电力化作为目标。光学片部件是含有反射偏振器的光学元件,所述反射偏振器使在所有方向一边振动一边入射的光中,仅在特定偏振方向振动的光透射,在其他偏振方向振动的光反射。随着移动设备的增加及家电产品的低消耗电力化,作为低电力LCD的核心组件,期待解决LCD的较低的光效率而提高亮度(光源的每单位面积的明亮程度)。
相对于此,已知在含有偏振片的液晶显示装置中,通过在背光与背光侧偏振片之间组合光学片部件(DBEF(注册商标)(Dual Brightness EnhancementFilm,双倍增亮膜)等),以光回收再利用(light recycle)来提高BL的光利用率,使背光节省电力化,同时提高其亮度的技术(参考专利文献1)。同样地,专利文献2中记载有通过层叠有λ/4板和将胆甾醇型液晶相固定而成的层的结构的偏振片,将胆甾醇型液晶相的间距不同的3层以上的胆甾醇型液晶相固定而成的层的宽频带化,以光回收再利用来提高BL的光利用率的技术。
另一方面,从液晶显示装置的色再现性的提高的观点考虑,也已知有使背光的发光光谱变尖锐的方法。例如专利文献3中记载有在蓝色LED与导光板间,利用发出红色光及绿色光的量子点(QD)作为荧光体,体现白色光而实现高亮度与色再现性的提高的量子点背光方式(量子点BL)。非专利文献1中提出组合有使用改善LCD的色再现性用的量子点的光转换片(QDEF,也称为量子点片)的量子点BL方式。
另外,以光转换片的性能改善作为目标,例如专利文献4中记载有通过在所述光转换片上设置反射滤光层,而提高光转换效率的技术。然而,这种光学片部件为了在市场上普及,而强烈要求性能改善。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开3448626号公报
专利文献2:日本特开平1-133003号公报
专利文献3:日本特开2012-169271号公报
专利文献4:日本特开4589385号公报
专利文献5:日本特表2013-544018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
关于专利文献3、4、非专利文献1中所示的荧光(PL)应用技术,是利用量子点(Quantum Dot,以下也称为QD)而通过白色光实现高亮度、色再现性的提高的技术,但由于其结构的复杂性,因而必须一边追查对应于三原色的RGB的三刺激值X、Y、Z,一边调整白色点(白平衡)。
节省电力化所必要的BL光利用率的改善、与高清(开口率降低)及色再现性的提高(彩色滤光片(以下也称为CF)透射率降低)处于权衡关系,其课题在于使光利用率的改善(亮度)与色再现性并存。
相对于此,专利文献5中,使用蓝色发光二极管作为一次光源,利用含有发出红色的二次光的量子点及发出绿色的虹光的量子点的远程荧光体薄膜,一边实现白色光,一边通过亮度强化薄膜(Brightness Enhancement Film:BEF)将一次光予以光回收再利用,由此提出基于高效率、高亮度、高色纯度的量子点的照明装置及基于量子点的照明装置。然而,专利文献5中,对于荧光体薄膜与亮度强化薄膜的波长范围的组合,并没有进行具体的研究。
本发明所要解决的课题在于提供一种当组入于采用发出至少包含蓝色的波长范围的光的背光的显示装置时,正面亮度及色再现区域均提高的光学片部件及显示装置。
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,其结果发现通过具备发出至少包含蓝色的波长范围(380~480nm)的光的光源(优选为蓝色发光二极管光源)、光转换片(量子点、量子杆型、量子四脚体型等量子效应的粒子或PL材料(有机、无机),优选为以在至少一侧具有阻隔层的机材薄膜夹住QD荧光体材料的光学片)、在蓝色的波长范围(380~480nm)的至少一部分发挥功能的波长选择型反射偏振器(优选为将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层+λ/4板)的结构,可达成量子点BL的充分亮度,色再现性也提高。以上,发现根据本发明而通过提高量子点BL的光转换效率及光利用效率,可以以简单的结构同时将高正面亮度与宽色再现区域提高至非以往所知的程度,可解决上述课题。即,上述课题通过以下构成的本发明而得到解决。
<1>一种光学片部件,其具有:
包含将具有380~480nm的波长范围的光中至少一部分的光予以吸收并转换成比前述所吸收的光更长波长范围的光而再发出的荧光材料的光转换片;及
在380~480nm的波长范围中至少一部分的波长范围发挥功能的波长选择型反射偏振器。
<2>根据<1>所述的光学片部件,其优选在前述光转换片与前述波长选择型反射偏振器之间所进一步配置的光反射部件、或前述波长选择型反射偏振器在470nm~510nm、560~610nm及660~780nm的波长范围中至少一个波长范围具有反射率60%以上的波长范围。
<3>根据<1>或<2>所述的光学片部件,其优选前述波长选择型反射偏振器具有将380~480nm的波长范围中至少一部分反射的将胆甾醇型液晶相予以固定而成的光反射层,且前述光反射层的反射范围的半宽度为15~400nm。
<4>根据<1>~<3>中任一项所述的光学片部件,其优选前述波长选择型反射偏振器具有在380~480nm、500~570nm及600~690nm的波长范围中的至少一个波长范围中具有反射中心波长的将胆甾醇型液晶相予以固定而成的光反射层。
<5>根据<1>~<4>中任一项所述的光学片部件,其优选还具有满足下述式(1)~(3)的至少一个(更优选为式(1)~(3)的全部)的λ/4板;
式(1)450nm/4-60nm<Re(450)<450nm/4+60nm
式(2)550nm/4-60nm<Re(550)<550nm/4+60nm
式(3)630nm/4-60nm<Re(630)<630nm/4+60nm
式(1)~(3)中,Re(λ)表示在波长λnm的面内方向的延迟,Re(λ)的单位为nm。
<6>根据<5>所述的光学片部件,其优选
前述光学片部件还具有偏振片,
前述偏振片、前述λ/4板及前述波长选择型反射偏振器依此顺序直接接触或隔着粘接层而层叠。
<7>根据<1>~<4>中任一项所述的光学片部件,其优选
前述光学片部件还具有偏振片,
前述偏振片具有偏振器及至少一片的偏振片保护膜,
前述偏振器、前述偏振片保护膜及前述波长选择型反射偏振器依此顺序直接接触或隔着粘接层而层叠,
前述偏振片保护膜是满足下述式(1)~(3)的至少一个(更优选为式(1)~(3)的全部)的λ/4板;
式(1)450nm/4-60nm<Re(450)<450nm/4+60nm
式(2)550nm/4-60nm<Re(550)<550nm/4+60nm
式(3)630nm/4-60nm<Re(630)<630nm/4+60nm
式(1)~(3)中,Re(λ)表示在波长λnm的面内方向的延迟,Re(λ)的单位为nm。
<8>根据<5>~<7>中任一项所述的光学片部件,其优选前述λ/4板是光学上大致单轴性或大致双轴性的相位差膜、或具有1层以上的含液晶性化合物的液晶层的相位差膜。
<9>根据<1>或<2>所述的光学片部件,其优选前述波长选择型反射偏振器为电介质多层膜。
<10>根据<9>所述的光学片部件,其优选
前述光学片部件还具有偏振片,
前述偏振片及前述波长选择型反射偏振器直接接触或隔着粘接层而层叠。
<11>根据<1>~<10>中任一项所述的光学片部件,其优选前述荧光材料含有有机荧光体及无机荧光体中的至少一种。
<12>根据<11>所述的光学片部件,其优选前述无机荧光体含有氧化物荧光体、硫化物荧光体、量子点荧光体及量子杆荧光体中的至少一种。
<13>根据<11>所述的光学片部件,其优选
前述无机荧光体含有量子杆材料,
前述光转换片是使量子杆材料分散后延伸而成的热塑性薄膜,且发出将入射光的偏振性至少保持一部分的荧光。
<14>根据<1>~<13>中任一项所述的光学片部件,其优选前述光学片部件在470nm~510nm、560~610nm及660~780nm的波长范围中至少一个波长范围具有吸光特性。
<15>根据<1>~<14>中任一项所述的光学片部件,其优选进一步在前述光转换片与前述波长选择型反射偏振器之间配置的光吸收部件、或前述波长选择型反射偏振器在470nm~510nm、560~610nm及660~780nm的波长范围的至少一个波长范围具有吸光特性。
<16>根据<14>或<15>所述的光学片部件,其优选前述吸收特性是在470nm~510nm、560~610nm及660~780nm的波长范围的至少一个波长范围具有吸收,且具有吸光度优选为0.1以上、更优选为1以上的吸收范围的特性;
其中,吸光度A=-log10(透射率)。
<17>根据<1>~<16>中任一项所述的光学片部件,其优选前述荧光材料所再发出的光是具有在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的绿色光、及具有在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的红色光。
<18>根据<1>~<17>中任一项所述的光学片部件,其优选前述光转换片是在2片设有阻氧气层的基底薄膜间具备在聚合物基质中分散有前述荧光材料的荧光材料部件。
<19>一种显示装置,其具有:
至少在380~480nm的波长范围中至少一部分具有发光波长的光源、及
<1>~<18>中任一项所述的光学片部件。
<20>根据<19>所述的显示装置,其优选依次配置有前述光源、前述光学片部件所具有的前述光转换片及前述光学片部件所具有的前述波长选择型反射偏振器
<21>根据<19>或<20>所述的显示装置,其优选具有开关前述光源的光的光开关装置。
<22>根据<21>所述的显示装置,其优选
前述光开关装置是液晶驱动装置,
在前述波长选择型反射偏振器与前述液晶驱动装置间具有偏振片。
<23>根据<22>所述的显示装置,其优选前述偏振片及前述波长选择型反射偏振器直接接触或隔着粘接层而层叠。
<24>根据<22>或<23>所述的显示装置,其优选
前述光学片部件具有满足下述式(1)~(3)的至少一个(更优选式(1)~(3)的全部)的λ/4板,
前述偏振片、前述λ/4板及前述波长选择型反射偏振器依此顺序直接接触或隔着粘接层而层叠;
式(1)450nm/4-60nm<Re(450)<450nm/4+60nm
式(2)550nm/4-60nm<Re(550)<550nm/4+60nm
式(3)630nm/4-60nm<Re(630)<630nm/4+60nm
式(1)~(3)中,Re(λ)表示在波长λnm的面内方向的延迟,Re(λ)的单位为nm。
<25>根据<22>~<24>中任一项所述的显示装置,其优选
前述显示装置具有与前述光源结合的导光板,
在前述导光板与前述光转换片间、前述光转换片与前述波长选择型反射偏振器间、前述波长选择型反射偏振器与前述偏振片间的至少1个中,还具有光学片。
<26>根据<25>所述的显示装置,其优选前述光学片是选自棱镜片、透镜片及扩散片中的任一个以上的单层光学片或层叠光学片。
<27>根据<19>~<26>中任一项所述的显示装置,其优选
前述光源包含蓝色LED,
前述光转换片具备荧光材料,前述荧光材料具备绿色光及红色光的发光波长,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半宽度为100nm以下。
<28>根据<19>~<27>中任一项所述的显示装置,其优选
前述光转换片是在2片设有阻氧气层的基底薄膜间具备在聚合物基质中分散有所述荧光材料的荧光材料部件,
前述光转换片配置在前述波长选择型反射偏振器与前述光源之间。
<29>根据<19>~<28>中任一项所述的显示装置,其优选
前述显示装置具有薄层晶体管,
前述薄层晶体管具有载流子浓度小于1×1014/cm3的氧化物半导体层。
发明效果
根据本发明,可提供一种当组入于采用发出至少包含蓝色的波长范围的光的背光的显示装置中时,正面亮度及色再现区域均提高的光学片部件。
附图说明
图1是表示使用将1层的使胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层作为波长选择型反射偏振器的本发明的光学片部件的一例的截面及与背光的位置关系的概略图。
图2是表示使用将3层的使胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层作为波长选择型反射偏振器的本发明的光学片部件的另一例的截面及与背光的位置关系的概略图。
图3是表示使用将3层的使胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层作为波长选择型反射偏振器的本发明的光学片部件的另一例的截面及与背光的位置关系的概略图。
图4是表示使用电介质多层膜作为波长选择型反射偏振器的本发明的光学片部件的一例的截面及与背光的位置关系的概略图。
图5是表示使用电介质多层膜作为波长选择型反射偏振器的本发明的光学片部件的另一例的截面与背光的位置关系的概略图。
图6是表示使用电介质多层膜作为波长选择型反射偏振器的本发明的光学片部件的另一例的截面及与背光的位置关系的概略图。
图7是表示作为本发明的显示装置的液晶显示装置的一例的截面及与背光的位置关系的概略图。
图8是表示作为本发明的显示装置的液晶显示装置的一例的截面的概略图。
图9是表示作为本发明的显示装置的液晶显示装置的一例的截面的概略图。
图10是表示作为本发明的显示装置的液晶显示装置的一例的截面的概略图。详细而言,是表示波长选择型反射偏振器是在一部分的波长范围具备60%以上的反射范围的实施例的液晶显示装置的一例的截面的概略图。
图11是表示作为本发明的显示装置的液晶显示装置的一例的截面的概略图。详细而言,是表示波长选择型反射偏振器是在一部分的波长范围具备60%以上的反射范围,在光转换片中具备不必要光吸收材料的实施例的液晶显示装置的一例的截面的概略图。
图12是表示作为本发明的显示装置的液晶显示装置的一例的截面的概略图。详细而言,是表示波长选择型反射偏振器是在一部分的波长范围具备60%以上的反射范围,在偏振片保护膜中具备不必要光吸收材料的实施例的液晶显示装置的一例的截面的概略图。
图13是表示作为本发明的显示装置的液晶显示装置的一例的截面的概略图。详细而言,是表示波长选择型反射偏振器是在一部分的波长范围具备60%以上的反射范围,在相位差膜中具备不必要光吸收材料的实施例的液晶显示装置的一例的截面的概略图。
图14是表示作为本发明的显示装置的液晶显示装置的一例的截面的概略图。详细而言,是表示波长选择型反射偏振器是在一部分的波长范围具备60%以上的反射范围,在BL光学部件片中具备不必要光吸收材料的实施例的液晶显示装置的一例的截面的概略图。
图15是表示作为本发明的显示装置的液晶显示装置的一例的截面的概略图。详细而言,是表示波长选择型反射偏振器是在一部分的波长范围具备60%以上的反射范围,在BL光源部件(导光板、LED光源导光板间隙)中具备的实施例的液晶显示装置的一例的截面的概略图。
图16是表示作为本发明的显示装置的液晶显示装置的一例的截面的概略图。详细而言,是表示具备λ/4板、将胆甾醇型液晶相固定而成的液晶相及λ/4板依此顺序所层叠而成的直线偏振光反射型的波长选择型反射偏振器的实施例的液晶显示装置的一例的截面的概略图。
图17是表示将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层的螺旋结构为右螺旋时,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概略图。
图18是表示将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层的螺旋结构为左螺旋时,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概略图。
具体实施方式
以下,详细地说明本发明的光学片部件及显示装置。以下记载的构成要件的说明是根据本发明的代表性实施方式来进行的说明,但本发明不受这种实施方式所限定。另外,本说明书中使用“~”所表示的数值范围是指包含“~”的前后所记载的数值作为下限值及上限值的范围。本说明书中,所谓峰的“半宽度”是指峰高度1/2时的峰的宽度。
[光学片部件]
本发明的光学片部件具有:包含将具有380~480nm的波长范围的光中至少一部分的光予以吸收并转换成比前述所吸收的光更长波长范围的光而再发出的荧光材料的光转换片;及在380~480nm的波长范围中至少一部分的波长范围发挥功能的波长选择型反射偏振器。
通过这种结构,当本发明的光学片部件组入于采用发出至少包含蓝色的波长范围的光的背光的显示装置时,正面亮度及色再现区域均提高。对得到这种效果的机构进行说明。
首先,说明正面亮度改善的机构。具备发出至少包含蓝色的波长范围(380~480nm)的背光光源、光转换片、在蓝色的波长范围(380~480nm)的至少一部分发挥功能的波长选择型反射偏振器的显示装置结构中,通过光源的蓝色光的有效的回收再利用,且使对于光转换片的蓝色光的光路距离增大,从而可大幅降低使用荧光材料的光转换片中的达成充分的亮度所需要的荧光材料浓度。根据以上,通过提高采用荧光材料的光转换片的光转换效率及光利用效率,可使正面亮度提高至非以往所知的程度。
并且,通过本发明的光学片部件,即通过具有:包含将具有380~480nm的波长范围的光中至少一部分的光予以吸收并转换成比前述所吸收的光更长的波长范围的光而再发出的荧光材料的光转换片;及在380~480nm的波长范围中至少一部分的波长范围发挥功能的波长选择型反射偏振器的光学片部件的结构而改善色再现区域的机构如以下。
为了扩大液晶显示装置的色再现区域,一般已知有通过窄化CF的透射光谱半宽度,而扩大色再现区域的范围。(非专利文献:住友化学技术志2000-I2000年5月25日发行;液晶显示元件用彩色滤光片的高性能化P39)即,色再现区域与亮度为权衡关系,本发明中的亮度提高部分的资本也可实现色再现区域扩大。
前述光源优选为蓝色发光二极管光源。
前述光转换片是可利用量子点、量子杆型、量子四脚体型等量子效应的粒子或PL材料(有机、无机),优选为以在至少一侧具有阻隔层的机材薄膜夹住QD荧光体材料的光学片。
前述波长选择型反射偏振器优选为将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层与λ/4板的层叠体。
前述显示装置优选为具备液晶面板(LCD)的显示装置。
前述显示装置的结构优选为形成前述光源结合于导光板(LGP)的面光源,在LGP与LCD的光学薄膜(偏振片保护膜)之间配置光转换片及波长选择型反射偏振器的结构。
优选为通过组合前述光源与前述光转换片,构成量子点BL。
在本发明的光学片部件中,前述光转换片与前述波长选择型反射偏振器可直接接触而层叠,也可隔着粘接层而层叠,也可分离配置(隔着空气层作为各自独立的部件配置)。另外,在前述光转换片与前述波长选择型反射偏振器分离配置时,本发明的光学片部件也可不将前述光转换片与前述波长选择型反射偏振器予以部件合并。
<使用光学片部件的显示装置的优选方式的例>
作为使用本发明的光学片部件的显示装置的优选方式,说明以下第1~6的方式。
以下说明中的面板优选为光开关装置,更优选为液晶驱动装置,尤其优选为至少含有液晶单元、薄层晶体管基板及彩色滤光片基板的液晶面板。
作为使用本发明的光学片部件的显示装置的优选方式的一例的第1方式,从面板侧,具有:
包含偏振器(A)的偏振片;
由将胆甾醇型液晶相固定而成的层、或将具有λ/4板的胆甾醇型液晶相固定而成的层来形成的波长选择型反射偏振器(B1);
光转换片(C1);及在380~480nm的波长范围具有发光中心波长,半宽度为100nm以下、更优选为50nm以下、进一步优选为20nm以下的光源,
波长选择型反射偏振器(B1)反射至少380~480nm的波长范围的一部分,且具有反射范围的半宽度为400nm以下、优选为200nm以下、更优选为100nm~15nm的反射范围,
光转换片(C1)是将在所入射的380~480nm的波长范围具有发光中心波长的蓝色光的一部分转换成: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、更优选为50nm以下、更优选为30nm以下的发光强度的峰的绿色光;及
具有在600~700nm的波长范围具有发光中心波长(更优选为在600~650nm的波长范围具有发光中心波长)、且半宽度为100nm以下、更优选为50nm以下的发光强度的峰的红色光,
且透射前述蓝色光的一部分。
并且,将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层可将右圆偏振光或左圆偏振光的至少一个在其反射中心波长的附近的波长范围中反射。λ/4板可将波长λnm的光从圆偏振光转换成直线偏振光。
在本方式的情况下,第一偏振状态(例如,右圆偏振光)的光实际上被反射偏振器所反射,另一方面第二偏振状态(例如,左圆偏振光)的光实际上透射前述反射偏振器,已透射前述反射偏振器的第二偏振状态(例如,左圆偏振光)的光被λ/4板转换成直线偏振光,可实际上透射BL侧偏振片的偏振器(直线偏振器)。
本方式中使用的前述波长选择型反射偏振器,从最终产品(组入有本方式的显示装置)的轻量化、薄型化(设计性)的观点考虑,膜厚优选为薄者,优选为5~100μm,更优选为5~50μm,将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层也可隔着粘接层或粘合材而层叠于λ/4板。
并且,λ/4板可为单层,也可为2层以上的层叠体,当为2层以上的层叠体时,在双折射控制的观点上更优选。
作为使用本发明的光学片部件的显示装置的优选方式的一例的第2方式,从面板侧具有:
包含偏振器(A)的偏振片;
由电介质多层膜所形成的波长选择型反射偏振器(B1);
光转换片(C1);及在380~480nm的波长范围具有发光中心波长,半宽度为100nm以下,更优选为50nm以下、进一步优选为20nm以下的光源,
波长选择型反射偏振器(B1)反射至少380~480nm的波长范围的一部分,且具有反射范围的半宽度为400nm以下、优选为200nm以下、更优选为100nm~15nm的反射范围,
光转换片(C1)是将在所入射的380~480nm的波长范围具有发光中心波长的蓝色光的一部分转换成: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、更优选为50nm以下、更优选为30nm以下的发光强度的峰的绿色光;及
具有在600~700nm的波长范围具有发光中心波长(更优选为在600~650nm的波长范围具有发光中心波长)、且半宽度为100nm以下、更优选为50nm以下的发光强度的峰的红色光,
且透射前述蓝色光的一部分。
并且,本方式中使用的电介质多层膜,从最终产品(组入有本方式的显示装置)的轻量化、薄型化(设计性)的观点考虑,膜厚优选为薄者,优选为5~100μm,更优选为5~50μm,尤其优选为5~20μm。
并且,作为本方式中使用的电介质多层膜的制造方法,并没有特别的限制,例如可参考日本专利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号等中记载的方法而制造,这些公报的内容可并入本发明中。另外,电介质多层膜也指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。
作为使用本发明的光学片部件的显示装置的优选方式的一例的第3方式,从面板侧,具有:
包含偏振器(A)的偏振片;
由将胆甾醇型液晶相固定而成的层、或将具有λ/4板的胆甾醇型液晶相固定而成的层来形成的波长选择型反射偏振器(B1);
光转换片(C1);及在380~480nm的波长范围具有发光中心波长,具有半宽度为100nm以下、更优选为50nm以下、进一步优选为20nm以下的光源,
波长选择型反射偏振器(B1)是在380~480nm、及500~570nm、及600~690nm的至少一个具有反射中心波长的将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层,具有反射范围的半宽度为100nm以下,优选为50nm~15nm的反射范围,
光转换片(C1)是将在所入射的380~480nm的波长范围具有发光中心波长的蓝色光的一部分转换成: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、更优选为50nm以下、更优选为30nm以下的发光强度的峰的绿色光;及
具有在600~700nm的波长范围具有发光中心波长(更优选为在600~650nm的波长范围具有发光中心波长)、且半宽度为100nm以下、更优选为50nm以下的发光强度的峰的红色光,
且透射前述蓝色光的一部分。
并且,在本方式中,即使为以在380~480nm、及500~570nm、及600~690nm的至少一个具有反射中心波长的电介质多层膜所形成的波长选择型反射偏振器(B1),也可实现同样的性能。
作为使用本发明的光学片部件的显示装置的优选方式的一例的第4方式,从面板侧,具有:
包含偏振器(A)的偏振片;和
波长选择型反射偏振器(B2;反射率60%以上的区段形成是可通过进一步具有与所述B1不同的扭曲的胆甾醇型液晶层而实现),其为将胆甾醇型液晶相固定而成的层、或将具有λ/4板的胆甾醇型液晶相固定而形成且反射至少380~480nm的波长范围的一部分的层,且具有反射范围的半宽度为400nm以下、优选为200nm以下、更优选为100nm~15nm的反射范围,进而,在470nm~510nm、及560~610nm、及660~780nm的波长范围的至少一个区段具有反射率(正面反射率)为60%以上、优选为70%以上、更优选为80%以上的最大反射率,
光转换片(C1)是将在所入射的380~480nm的波长范围具有发光中心波长的蓝色光的一部分转换成: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、更优选为50nm以下、更优选为30nm以下的发光强度的峰的绿色光;及
具有在600~700nm的波长范围具有发光中心波长(更优选为在600~650nm的波长范围具有发光中心波长)、且半宽度为100nm以下、更优选为50nm以下的发光强度的峰的红色光,
且透射前述蓝色光的一部分。
并且,将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层可将右圆偏振光或左圆偏振光的至少一个在其反射中心波长的附近的波长范围中反射。λ/4板可将波长λnm的光从圆偏振光转换成直线偏振光。
在本方式的情况下,通过第一胆甾醇型层(例如右扭曲),第一偏振状态(例如,右圆偏振光)的光实际上被反射偏振器所反射,
另外,形成第二胆甾醇型层(与第一胆甾醇型层呈逆扭曲:例如左扭曲),
通过在470nm~510nm、及560~610nm、及660~780nm的波长范围的至少一个区段反射第二偏振状态(例如,左圆偏振光)的一部分,可实现将所述区段的反射率(正面反射率)调整至60%以上。
另一方面,前述波长范围的一部分及其以外的第二偏振状态(例如,左圆偏振光)的光透射前述反射偏振器,已透射前述反射偏振器的第二偏振状态(例如,左圆偏振光)的光被λ/4板转换成直线偏振光,可实际上透射BL侧偏振片的偏振器(直线偏振器)。
并且,在本方式中,即使为由电介质多层膜所形成的波长选择型反射偏振器,也可实现同样的发明效果。
并且,第一电介质多层膜可反射S偏光或P偏光的至少一个的波长范围。另外,通过第一电介质多层膜(例如S偏光反射),第一偏振状态(例如S偏光)的光实际上被反射偏振器所反射,
另外,形成第二电介质多层膜(与第一胆甾醇型层正交的直线偏振光:例如P偏光反射),
通过在470nm~510nm、及560~610nm、及660~780nm的波长范围的至少一个区段,反射第二偏振状态(例如P偏光)的一部分,也可实现将所述区段的反射率(正面反射率)调整至60%以上。
此时,另一方面,前述的波长范围的一部分及其以外的第二偏振状态(例如直线偏振光S)的光透射前述反射偏振器,已透射前述反射偏振器的第二偏振状态(例如与S正交的直线偏振光P)的光可实际上透射BL侧偏振片的偏振器(直线偏振器)。
作为使用本发明的光学片部件的显示装置的优选方式的一例的第5方式,从面板侧,具有:
包含偏振器(A)的偏振片;和
反射偏振器,其为将胆甾醇型液晶相固定而成的层、或将具有λ/4板的胆甾醇型液晶相固定而形成且反射至少380~480nm的波长范围的一部分的层,具有反射范围的半宽度为400nm以下、优选为200nm以下、更优选为100nm~15nm的反射范围,
光转换片(C1)是将在所入射的380~480nm的波长范围具有发光中心波长的蓝色光的一部分转换成: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、更优选为50nm以下、更优选为30nm以下的发光强度的峰的绿色光;及
具有在600~700nm的波长范围具有发光中心波长(更优选为在600~650nm的波长范围具有发光中心波长)、且半宽度为100nm以下、更优选为50nm以下的发光强度的峰的红色光,
且透射前述蓝色光的一部分。
另外,具备在470nm~510nm、及560~610nm、及660~780nm的波长范围的至少一个区段具有吸光特性的偏振器、偏振片保护膜、相位差、波长选择型反射偏振器、光转换片的任何至少一个。
此时,作为在各波长范围具有吸光度的最大值(以下也称为吸收极大),且具有半宽度为50nm以下的吸光度的峰的吸收材料(染料或色素),优选使用方酸菁(squarylium)系、偶氮甲碱系、花青系、氧杂菁系、蒽醌系、偶氮系或亚苄基系的化合物。作为偶氮染料,可使用GB539703号、GB575691号、US2956879号及堀口博著“总说合成染料”三共出版等中记载的许多的偶氮染料。吸收材料的优选方式如后述。
作为使用本发明的光学片部件的显示装置的优选方式的一例的第6方式,从面板侧,具有:包含偏振器(A)的偏振片;
将胆甾醇型液晶相固定而成的层、或将具有λ/4板的胆甾醇型液晶相固定而形成且反射至少380~480nm的波长范围的一部分,且具有反射范围的半宽度为400nm以下、优选为200nm以下、更优选为100nm~15nm的反射范围,
另外,在470nm~510nm与560~610nm波长范围具有反射率(正面反射率)为60%以上、优选为70%以上、更优选为80%以上的最大反射率的波长选择型反射偏振器(B2);及
光转换片(C1)是将在所入射的380~480nm的波长范围具有发光中心波长的蓝色光的一部分转换成: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、更优选为50nm以下、更优选为30nm以下的发光强度的峰的绿色光;及
具有在600~700nm的波长范围具有发光中心波长(更优选为在600~650nm的波长范围具有发光中心波长)、且半宽度为100nm以下、更优选为50nm以下的发光强度的峰的红色光,
且透射前述蓝色光的一部分。
另外,具备在在660~780nm的波长范围的至少一个区段具有吸光特性的偏振器、偏振片保护膜、相位差、波长选择型反射偏振器、光转换片的任何至少一个。
通过上述结构(第1~6的方式),本发明的光学片部件当组入于使用在蓝色的波长范围具有半宽度100nm以下的亮线的背光的显示装置中时,通过部件件数的削减而导致部件厚度的薄膜化、正面亮度、色再现区域改善,且也可减少倾斜方位的色不均。
<光学片部件的结构>
图1中将本发明的光学片部件的概略图与背光单元31一同示出。
本发明的光学片部件21具有前述的光转换片15与波长选择型反射偏振器13。
本发明的光学片部件21优选为进一步含有增亮膜11。在图1所示的本发明的光学片部件21的方式(i)中,增亮膜11包含波长选择型反射偏振器13与λ/4板12,波长选择型反射偏振器13优选为圆偏振光反射偏振器。在图2所示的本发明的光学片部件21的方式(ii)中,增亮膜11为波长选择型反射偏振器13,波长选择型反射偏振器13优选为直线偏振光反射偏振器。
本发明的光学片部件21也可进一步含有背光侧偏振片1。背光侧偏振片1优选为包含相位差膜2、偏振器3及偏振片保护膜4。但是,在本发明的光学片部件21的方式(i)中,偏振片保护膜4也可为兼作λ/4板12的结构。
背光侧偏振片1与增亮膜11可以隔着粘接层或粘合材(未图示)而层叠,也可分离配置。
如图1所示,本发明的显示装置优选为依次配置有前述包含光源的背光单元31、前述光学片部件21所具有的前述光转换片15、及前述光学片部件21所具有的前述波长选择型反射偏振器13。
<光转换片(D)>
本发明的光学片部件所具有的光转换片为包含将具有380~480nm的波长范围的光中至少一部分的光予以吸收并转换成比前述所吸收的光更长的波长范围的光而再发出的荧光材料的光转换片。前述光转换片优选为将波长380~480nm的量子背光用蓝色光源(优选为蓝色发光二极管)的光通过荧光体的光致发光(PL),转换成比光源更长波长的光。前述光转换片也称为波长转换片。
并且,从荧光材料所再发出的光,优选为100nm以下的半宽度。本发明的光学片部件优选前述荧光材料所再发出的光为具有在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的绿色光、及在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的红色光。
作为前述荧光材料,优选使用采用量子点(QD)的荧光体。
优选为将含有QD等荧光材料的层(以下也称为波长转换层)的上部侧面及底部侧面的至少一个配置于形成有阻氧气层的基底薄膜(保护膜)之间。
并且,优选为蓝色LED光源结合于导光板(LGP),且将组合有使用量子点荧光体的光转换片与波长选择型反射偏振器的本发明的光学片部件配置于LGP与液晶面板的偏振片之间,从而实现蓝色光的有效的再利用,以及作为量子背光达成充分的亮度所必需的QD浓度的大幅降低。
在合适的阻氧气层中,包含有在PET、PET等的基底薄膜上形成无机层(SiOx、SiNx、AlOx等)与有机层的多层膜阻隔层的层、或玻璃板。
优选为量子点荧光体使来自蓝色LED的蓝色的一次光通过量子点而发出绿色光及红色光。在优选的实施方式中,液晶显示装置用背光是白色发光背光单元(BLU)。优选的实施方式为包含发出红色的二次光的第1量子点及发出绿色的二次光的第2量子点,最优选为红色及绿色的发光量子点被蓝色的一次光所激发,带来白色光。合适的实施方式进一步包含在激发时,发出蓝色的二次光的第3量子点。红色光、绿色光及蓝色光的各个部分可以控制在使由该装置所发出的白色光实现所期望的白平衡。
本发明中可用的量子点包含CdSe或ZnS。在优选的量子点中,可举出包含CdSe/ZnS、InP/ZnS、PbSe/PbS、CdSe/CdS、CdTe/CdS、或CdTe/ZnS的芯/壳发光性纳米结晶。在例示的实施方式中,发光性纳米结晶包含外侧配位体涂覆,分散于聚合物基质内。
并且,分散量子点的聚合物基质优选为包含至少2种材料的不连续的复合基质。优选为第1基质材料包含氨基聚苯乙烯(APS),第2基质材料包含环氧树脂。更优选为第1基质材料包含聚乙烯亚胺或经修饰的聚乙烯亚胺(PEI),第2基质材料包含环氧树脂。制备量子点荧光体材料的优选的方法包括使多个发光性纳米结晶分散于第1聚合物材料内,形成发光性纳米结晶与第1聚合物材料的混合物的步骤。优选为将混合物固化,从已固化的混合物来生成粒子状物质。并且,优选为在固化前,将交联剂添加到混合物中。在例示的实施方式中,粒子状物质通过将已固化的混合物予以粉碎而生成。优选为使粒子状物质分散于第2聚合物材料中而生成复合基质,将材料成形为薄膜,进行固化。用于制备量子点荧光体材料的另一优选方法包含如下步骤:使多个发光性纳米结晶分散于第1聚合物材料内,形成发光性纳米结晶与第1聚合物材料的混合物;添加第2材料;将混合物成形为薄膜;及然后使薄膜固化。
在另一实施方式中,本发明促进来自蓝色光源的一次光的散射,相对于使QD薄膜内的QD的一次光的光路距离增加,由此提高QD BLU的效率,优选提供具有使系统内的QD数减少用的散射特征部的QD BLU。在优选的散射特征部中,可举出形成在QD薄膜内的散射珠、主基质内的散射域及/或阻隔层或LGP上的特征部。
以下,具体说明本发明中使用的光转换片的优选方式。
(荧光材料)
本发明的光学片部件优选为前述荧光材料含有有机荧光体及无机荧光体中的至少一种。前述无机荧光体优选为含有氧化物荧光体、硫化物荧光体、量子点荧光体及量子杆荧光体中的至少一种。作为本发明的光学片部件的光转换片中可使用的无机荧光体,有U-VIX公司的镏铝氧化物:铈或钡镁铝酸盐:铕、锰的绿荧光体,或钆氧硫化物:铕或钙硫化物:铕的红荧光体,或作为其他的无机荧光体,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。另外,可使用日本特开2008-41706号公报或日本特表2010-532005号公报中记载的荧光材料。
并且,也可使用作为有机荧光材料的有机荧光体,例如可使用日本特开2001-174636号公报、日本特开2001-174809号公报等中记载的有机荧光体。
本发明的光学片部件优选为具有荧光材料的光转换片(D)是含有量子点荧光体及量子杆荧光体中的至少一种,更优选为在使量子点片、量子点材料(量子点、量子杆)分散后延伸而成的热塑性薄膜,或分散有量子点材料的粘接层,优选为所述无机荧光体是含有量子杆材料,所述光转换片是使量子杆材料分散后延伸而成的热塑性薄膜,且发出将入射光的偏振性至少保持一部分的荧光。
并且,关于将前述量子点材料分散后,经延伸的本发明的光学片中所使用的材料,并没有特别的限制。可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或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、聚苯乙烯或丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)等苯乙烯系聚合物等。并且,可从聚乙烯、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、氯乙烯系聚合物、尼龙或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、聚苯硫醚系聚合物、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、芳酯系聚合物、聚甲醛系聚合物、环氧系聚合物、或混合有前述聚合物的聚合物等中,选择1种或2种以上的聚合物,作为主成分进行使用来制作聚合物薄膜,通过满足上述特性的组合,利用于光学片的制作。
前述具有荧光材料的光转换片(D)为量子点片时,作为这种量子点片,并没有特别的限制,可使用公知的量子点片,例如记载于日本特开2012-169271号公报、SID’12DIGEST p.895、日本特表2010-532005号公报等中,这些文献的内容引入本发明中。并且,作为这种量子点片,可使用QDEF(Quantum Dot Enhancement Film,NANOSYS公司制)。
前述具有荧光材料的光转换片(D),当为使量子点材料分散后延伸而成的热塑性薄膜时,作为这种热塑性薄膜,并没有特别的限制,可使用公知的薄膜,例如记载于日本特开2001-174636号公报、日本特开2001-174809号公报等中,这些文献的内容引入本发明中。并且,作为这种热塑性树脂具体例,可举出三乙酰纤维素等的纤维素树脂、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、聚乙烯醇树脂及这些的混合物。
前述具有荧光材料的光转换片(D)当为分散有量子点材料的粘接层时,作为这种粘接层,并没有特别的限制,可使用将日本特开2012-169271号公报、SID’12DIGEST p.895、日本特开2001-174636号公报、日本特开2001-174809号公报、日本特表2010-532005号公报等中记载的量子点材料等分散于公知的粘接层中的材料。
本发明的光学片部件从亮度改善、低消耗电力的观点考虑,优选为光转换片发出将入射光的偏振性至少保持一部分的荧光。作为可发出将入射光的偏振性至少保持一部分的荧光的光转换片,可使用上述的量子点材料。并且,从荧光的偏振性保持的观点考虑,更优选为使用非专利文献(THE PHYSICALCHEMISTRY LETTERS 2013,4,502-507)记载的量子杆型。所谓发出将入射光的偏振性保持一部分的荧光是指当偏振度99.9%的激发光入射于光转换片时,该光转换片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从亮度改善、低消耗电力的观点考虑,优选为光转换片(荧光体分散片)具有使从光转换片(荧光体)所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。作为使从光转换片所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,可举出上述的量子点材料。并且,在圆偏振光发光的荧光材料中,通过使用前述λ/4板而成为直线偏振光,从而在亮度提高的观点可实现优异的光学片部件。
并且,在从光转换片所射出的光含有较多的直线偏振光时,波长选择型反射偏振器优选为直线偏振光反射偏振器。并且,在亮度改善的方面,更优选为前述偏振片(BL侧的偏振片、吸收型偏振片)的透射轴与前述光转变片的偏振轴(直线偏振光)、前述直线偏振光反射偏振器的透射轴一致。
前述直线偏振光反射偏振器也可在整个波长区域380~780nm内发挥功能,优选为将至少380~480nm的波长范围的全部或一部分予以反射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将整个波长区域380~780nm的波长范围予以反射的电介质多层膜,更优选为将至少380~480nm的波长范围(的全部或一部分)予以反射的电介质多层膜。并且,前述直线偏振光反射偏振器也可为在将整个波长区域380~780nm的波长范围反射的将胆甾醇型液晶相予以固定而成的光反射层的至少一侧的面上具有λ/4板的反射偏振器,优选为在至少将380~480nm的波长范围的(全部或一部分)反射的将胆甾醇型液晶相予以固定而成的光反射层的至少一侧的面上具有λ/4板的直线偏振光反射偏振器。图16中,示出从含有量子杆材料的光转换片15R所射出的光包含直线偏振光,在BL侧的偏振片1还具有作为直线偏振光反射偏振器的波长选择型反射偏振器13的方式中,在前述增亮膜11为将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层的波长选择型反射偏振器13的两侧,具有λ/4板12的方式。
关于其他的波长选择型反射偏振器的更优选方式,在包含波长选择型反射偏振器的增亮膜的说明中进行后述。
(阻氧气层)
本发明的光学片部件优选为前述光转换片包含阻氧气层,更优选为在2片设有阻氧气层的基底薄膜(也称为基材、基材薄膜)间,具备在聚合物基质中分散有前述荧光材料的荧光材料部件。所谓的阻氧气层是具有阻隔氧的阻气功能的薄膜。阻氧气层也优选为具有阻隔水蒸气的功能。以下,也将阻氧气层者称为阻隔薄膜,但阻氧气层与阻隔薄膜为相同含义。
阻隔薄膜作为与含荧光材料的前述波长转换层相邻或直接接触的层,优选为包含于光转换片中。并且,阻隔薄膜可在光转换片中含有1个或2个以上,光转换片优选为具有阻隔薄膜、含荧光材料的前述波长转换层、阻隔薄膜依此顺序所层叠的结构。
含荧光材料的前述波长转换层可以将阻隔薄膜作为基材而形成。并且,阻隔薄膜也可使用于含荧光材料的前述波长转换层的一面的基材及含荧光材料的前述波长转换层的另一面的基材的任一者或两者。当含荧光材料的前述波长转换层的一面的基材与另一面的基材的两者为阻隔薄膜时,阻隔薄膜可相同也可不同。
作为阻隔薄膜,可为公知的任一种阻隔薄膜,例如可为以下说明的阻隔薄膜。
阻隔薄膜通常只要至少含有无机层即可,也可为基材薄膜及含无机层的薄膜。关于基材薄膜,可参考上述支撑体的记载。阻隔薄膜也可为在基材薄膜上含有包含至少一层的无机层1层与至少一层的有机层的阻隔层叠体的薄膜。通过如此层叠多个层,可进一步提高阻隔性。另一方面,由于层叠的层数越增加,光转换片的透光率有越降低的倾向,因此期望以能维持良好的透光率的范围,增加层叠数量。具体而言,阻隔薄膜优选在可见光区域中的总光线透射率为80%以上,且透氧度为1cm3/(m2·day·atm)以下。其中,上述透氧度是在23℃的测定温度、90%的相对湿度的条件下,使用氧气透射率测定装置(MOCON公司制,OX-TRAN 2/20:商品名)所测定的值。并且,所谓的可见光区域是指380~780nm的波长范围,所谓的总光线透射率是表示在可见光区域中的透光率的平均值。
阻隔薄膜的透氧度更优选为0.1cm3/(m2·day·atm)以下,更优选为0.01cm3/(m2·day·atm)以下。可见光区域中的总光线透射率更优选为90%以上。透氧度越低越好,可见光区域中的总光线透射率是越高越好。
-无机层-
所谓的“无机层”是以无机材料作为主成分的层,优选为仅由无机材料所形成的层。相对于此,所谓的有机层是以有机材料作为主成分的层,优选指有机材料占50质量%以上、更优选占80质量%以上、尤其优选占90质量%以上的层。
作为构成无机层的无机材料,并没有特别的限定,例如可使用金属、或无机氧化物、氮化物、氮氧化物等的各种无机化合物。作为构成无机材料的元素,优选为硅、铝、镁、钛、锡、铟及铈,可含有一种或两种以上的这些。作为无机化合物的具体例,可举出氧化硅、氧氮化硅、氧化铝、氧化镁、氧化钛、氧化锡、氧化铟合金、氮化硅、氮化铝、氮化钛。并且,作为无机层,也可设置金属膜,例如铝膜、银膜、锡膜、铬膜、镍膜、钛膜。
在上述材料之中,尤其优选为氮化硅、氧化硅或氧氮化硅。由这些材料所构成的无机层,由于与有机层的密合性良好,可进一步提高阻隔性。
作为无机层的形成方法,并没有特别的限定,例如可使用能使成膜材料蒸发或飞散而沉积于被蒸镀面上的各种成膜方法。
作为无机层的形成方法的例,可举出将无机氧化物、无机氮化物、无机氮氧化物、金属等的无机材料予以加热而使蒸镀的真空蒸镀法;使用无机材料作为原料,通过导入氧气而使其氧化,使蒸镀的氧化反应蒸镀法;使用无机材料作为靶原料,导入氩气、氧气,通过溅射,使蒸镀的溅射法;通过等离子枪所产生的等离子束加热无机材料,使蒸镀的离子镀法等的物理气相沉积法(Physical Vapor Deposition法),使氧化硅的蒸镀膜成膜时,以有机硅化合物作为原料的等离子体化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition法)等。蒸镀可以将支撑体、基材薄膜、光转换片、有机层等作为基板,在其表面上进行。
无机层的厚度例如为1nm~500nm,优选为5nm~300nm,更优选为10nm~150nm的范围。通过使无机层的膜厚在上述范围内,从而可实现良好的阻隔性的同时抑制无机层中的反射,可提供透光率更高的光转换片。
在光转换片中,优选为含有至少一层的与波长转换层相邻的、优选为直接接触波长转换层的无机层。也优选为无机层直接接触波长转换层的两面。
-有机层-
作为有机层,可参考日本特开2007-290369号公报0020~0042段、日本特开2005-096108号公报0074~0105段。另外,有机层优选为包含卡多(cardo)聚合物。由此,有机层与相邻层的密合性,尤其也与无机层的密合性良好,可实现更优异的阻气性。关于卡多聚合物的详细内容,可参考日本特开2005-096108号公报0085~0095段。有机层的膜厚优选为0.05μm~10μm的范围内,其中优选为0.5~10μm的范围内。当有机层通过湿涂法形成时,有机层的膜厚为0.5~10μm的范围内,其中优选为1μm~5μm的范围内。并且,通过干涂法形成时,为0.05μm~5μm的范围内,其中优选为0.05μm~1μm的范围内。由于通过湿涂法或干涂法所形成的有机层的膜厚为上述范围内,可使与无机层的密合性变得更加良好。
关于无机层、有机层的其它细节,可参考日本特开2007-290369号公报、日本特开2005-096108号公报,还可以参考US2012/0113672A1的记载。
也可在有机层与无机层之间、两层的有机层之间、或两层的无机层之间,通过公知的粘接层来贴合。从透光率提高的观点考虑,粘接层越少越好,更优选为粘接层不存在。
<偏振片>
接着,对偏振片进行说明。
本发明的光学片部件优选为还具有偏振片,当组入显示装置时,更优选为具有背光侧偏振片。偏振片通常与用于液晶显示装置的偏振片同样地,优选为包含由偏振器及在其两侧所配置的两片偏振片保护膜(以下,也称为保护膜)构成。在本发明中,在两片保护膜内,作为配置于液晶单元侧的保护膜,优选为使用相位差膜。图1中,偏振片1包含偏振器2。偏振片1可在偏振器2的视觉辨认侧的表面上包含或不包含相位差膜2,但优选为包含。偏振片1可在偏振器2的背光单元31侧的表面上包含偏振片保护膜3,但也可以不包含。图5中,示出偏振片1在偏振器2的视觉辨认侧的表面上不包含相位差膜2,在偏振器2的背光单元31侧的表面上不包含偏振片保护膜3的方式的一例。
本发明的光学片部件当为波长选择型反射偏振器包含将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层的后述方式(i)时,优选还具有偏振片,前述偏振片、前述λ/4板及前述波长选择型反射偏振器依此顺序直接接触或隔着粘接层而层叠。另外,当波长选择型反射偏振器为后述方式(i)时,优选前述偏振片具有偏振器与至少一片的偏振片保护膜,前述偏振器、前述偏振片保护膜及前述波长选择型反射偏振器依此顺序直接接触或隔着粘接层而层叠,前述偏振片保护膜优选为满足下述式(1)的λ/4板;另外,λ/4板的波长分散可为顺分散“Re(450)>Re(550)”,优选为平分散“Re(450)≈Re(550)”,更优选可使用逆分散“Re(450)<Re(550)”。
式(1)450nm/4-60nm<Re(450)<450nm/4+60nm
(式(1)中,Re(λ)表示在波长λnm的面内方向的延迟(单位:nm)。)。
满足前述式(1)的λ/4板(C),更优选为满足下述式(1’)。
式(1’)450nm/4-25nm<Re(450)<450nm/4+25nm
满足前述式(1)的λ/4板(C),尤其优选为满足下述式(1”)。
式(1”)450nm/4-15nm<Re(450)<450nm/4+15nm。
图4中示出偏振器3、偏振片保护膜及波长选择型反射偏振器13是依此顺序直接接触而层叠,偏振片保护膜为λ/4板12的显示装置的一例。
另一方面,本发明的光学片部件当为波长选择型反射偏振器包含电介质多层膜的后述方式(ii)时,本发明的光学片部件优选为还具有偏振片,前述偏振片及前述波长选择型反射偏振器是直接接触或隔着粘接层而层叠。
(偏振器)
前述偏振器优选为直线偏振器。并且,前述偏振器优选为吸收偏振器。前述偏振器更优选为直线吸收偏振器。
作为前述偏振器,优选使用在聚合物薄膜上吸附取向有碘的偏振器。作为前述聚合物薄膜并没有特别的限定,可使用各种聚合物薄膜。例如,可举出聚乙烯醇系薄膜、聚对苯二甲酸乙二酯系薄膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系薄膜、或这些的部分皂化薄膜、纤维素系薄膜等的亲水性高分子薄膜、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薄膜等。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。
在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、丙烯等的烯烃、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,其皂化度例如从在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,更优选在98.3~99.8摩尔%的范围。
前述聚合物薄膜(未延伸薄膜)按照常规方法至少实施单轴拉伸处理、碘染色处理。可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(延伸薄膜)按照常规方法进行干燥处理而成为偏振器。
单轴拉伸处理中的拉伸方法并没有特别的限制,可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,例如可举出辊间拉伸方法、加热辊拉伸方法、压缩拉伸方法等。拉伸也可以以多段进行。在前述拉伸方法中,未延伸薄膜通常成为加热状态。延伸薄膜的延伸倍率可根据目的来适当设定,但延伸倍率(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而进行。碘溶液通常为碘水溶液,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,进一步优选为以0.02~8质量%进行使用。
在碘染色处理时,碘溶液的温度通常为20~50℃左右,优选为25~40℃。浸渍时间通常为10~300秒左右,优选为20~240秒的范围。在碘染色处理时,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、浸渍时间等的条件而将聚合物薄膜中的碘含量及钾含量调整至前述范围。碘染色处理可在单轴拉伸处理前、单轴拉伸处理中、单轴拉伸处理后的任何阶段进行。
若考虑光学特性,则前述偏振器的碘含量例如为2~5质量%的范围,优选为2~4质量%的范围。
前述偏振器优选含有钾。钾含量优选为0.2~0.9质量%的范围,更优选为0.5~0.8质量%的范围。通过偏振器含有钾,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。钾的含有,例如可通过将作为偏振器的形成材料的聚合物薄膜浸渍于含钾的溶液中而得到。前述溶液也可兼作含碘的溶液。
作为干燥处理工序,可使用自然干燥、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,在此干燥处理工序中也可适当地进行拉伸。
作为偏振器的厚度并没有特别的限定,通常为5~300μm,优选为10~200μm,更优选为20~100μm。
作为偏振器的光学特性,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2片前述偏振器(A),以2片偏振器(A)的吸收轴互相成为90°的方式重叠而测定的正交透射率优选为更小,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。作为偏振片进行测定时,也优选为可得到几乎与此相等的光学特性的偏振片。
偏振器的制造方法不仅有上述,还有在PET上涂布PVA后,进行碘染色,将此拉伸而制作薄型偏振片的方法,或在透明支撑体上进行取向处理后,使2色性色素取向,形成偏振片的涂布型偏振片,本发明的效果可以不被偏振片的制造方法所左右而实现。
(偏振片保护膜)
本发明的光学片部件可在偏振器的与液晶单元的相反侧,具有或不具有偏振片保护膜。在偏振器的与液晶单元的相反侧不具有偏振片保护膜时,可在偏振器上直接或隔着粘接剂设置后述的波长选择型反射偏振器。并且,可兼用偏振片保护膜与本发明的λ/4层,而且也可兼用或不兼用以层叠所实现的λ/4层的一部分。并且,在将本发明的光学部件片贴合于偏振片时,λ/4等的光学部件片的一部分或全部是可兼作偏振片的一侧的保护膜。
在前述偏振片保护膜中,作为配置于与液晶单元的相反侧的保护膜,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,可举出三乙酰纤维素等的纤维素树脂、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、聚乙烯醇树脂及这些的混合物。
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,可举出三乙酰纤维素、二乙酰纤维素、三丙基纤维素、二丙基纤维素等。这些之中,尤其优选为三乙酰纤维素。三乙酰纤维素市售有很多产品,在获得容易性或成本这点上也有利。作为三乙酰纤维素(TAC)薄膜的市售品的例,可举出Fujifilm Corporation制的商品名“UV-50”、“UV-80”、“SH-80”、“TD-80U”、“TD-TAC”、“UZ-TAC”、或KONICA公司制的“KC系列”等。
使用优选40μm以下、更优选25μm以下的纤维素酰化物系薄膜可制作更薄的光学片部件。
作为环状聚烯烃树脂的具体例,优选为降冰片烯系树脂。环状烯烃系树脂是以环状烯烃作为聚合单元所聚合的树脂的统称,例如可举出日本特开平1-240517号公报、日本特开平3-14882号公报、日本特开平3-122137号公报等中记载的树脂。作为具体例,可举出环状烯烃的开环(共)聚合物、环状烯烃的加成聚合物、环状烯烃与乙烯、丙烯等烯烃的共聚物(代表性的是无规共聚物),及将这些用不饱和羧酸或其衍生物改性而得到的接枝聚合物,以及这些的氢化物等。作为环状烯烃的具体例,可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,可举出日本ZEONCORPORATION制的商品名“ZEONEX”、“ZEONOR”、JSR Corporation制的商品名“ARTON”、TICONA Corporation制的商品名“TOPAS”、MitsuiChemicals,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。更优选可举出以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,例如可举出Mitsubishi RayonCo.,Ltd.制的ACRYPET VH或ACRYPET VRL20A、日本特开2004-70296号公报中记载的在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而得的高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。这是因为具有高耐热性、高透明性、并且通过双轴拉伸而具有高机械强度。
保护膜的厚度可适当地进行设定,但从强度或操作等的作业性、薄层性等的观点考虑,一般是1~500μm左右。尤其,优选为1~300μm,更优选为5~200μm。保护膜为5~150μm时尤其适合。
Re(λ)、Rth(λ)分别表示在波长λnm的面内的延迟及厚度方向的延迟。Re(λ)是在KOBRA 21ADH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,可以手动转换波长选择滤波器,或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,通过以下的方法算出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,以薄膜面内的任意的方向为旋转轴)的薄膜法线方向,从法线方向起至单侧50°为止以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所输入的膜厚值,由KOBRA 21ADH或WR算出Rth(λ)。在上述中,当为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下延迟的值成为零的方向的薄膜时,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算出的。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所输入的膜厚值,通过以下的式(A)及式(B)算出Rth。
[数式1]
另外,上述Re(θ)表示从法线方向倾斜了角度θ°的方向上的延迟值。并且,(A)中的nx表示在面内的慢轴方向的折射率,ny表示面内与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,通过以下的方法算出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°为止以10°步长分别从其倾斜的方向使波长λnm的光入射而测定11点的前述Re(λ),并根据该测定的延迟值和平均折射率的假定值及所输入的膜厚值,由KOBRA 21ADH或WR算出Rth(λ)。并且,在上述测定中,平均折射率的假定值可以使用聚合物手册(JOHNWILEY&SONS,INC)、各种光学膜的产品目录的值。对于平均折射率的值并非已知的情况,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,KOBRA 21ADH或WR算出nx、ny、nz。
根据该算出的nx、ny、nz,进一步算出Nz=(nx-nz)/(nx-ny)。
另外,本说明书中所谓的“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,关于后述的实施例的表中的Re或Rth的测定波长也相同。并且,本说明书中,关于角度(例如“90°”等的角度)及其关系(例如“正交”、“平行”及“以45°交叉”等),视为包含本发明所属的技术领域中所容许的误差的范围。例如,是指小于严密的角度±10°的范围内等,与严密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”是指折射率成为最大的方向。
并且,在本说明书中,关于相位差区域、相位差膜及表示液晶层等的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”等的表现),解释为显示出包含对液晶显示装置或使用于液晶显示装置的部件一般所容许的误差的数值、数值范围及性质。并且,本说明书中所谓的“正面”是指相对于显示面的法线方向,“正面对比(CR)”是指由显示面的法线方向上所测定的白色亮度及黑色亮度来算出的对比度,“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(例如相对于显示面以60度极角方向所定义的方向)上所测定的白色亮度及黑色亮度来算出的对比度。
(粘接层)
前述偏振器(A)与保护膜的贴合中,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的限定,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、草酸等的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可作为水溶液的涂布干燥层等来形成,但在制备该水溶液时,根据需要还可配合交联剂或其他的添加剂、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。另外,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的限定,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,粘接剂水溶液的浓度并没有特别的限定,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,则在外观上发生问题的机率变高。
作为其他粘接剂,可以使用(甲基)丙烯酸系、氨基甲酸酯系、丙烯酸氨基甲酸酯系、环氧系、硅酮系等热固化性树脂或紫外线固化型树脂。
<包含波长选择型反射偏振器的增亮膜>
增亮膜包含波长选择型反射偏振器(优选为将胆甾醇型液晶相固定),波长选择型反射偏振器是在380~480nm的波长范围中至少一部分的波长范围发挥功能的波长选择型反射偏振器。当波长选择型反射偏振器为在特定的波长范围发挥功能时,波长选择型反射偏振器优选为在特定的波长范围的所有波长中,显示反射率峰的1/2高度的反射率。即,在反射率峰的半宽度,波长范围优选为波长选择型反射偏振器发挥功能的反射范围。
波长选择型反射偏振器的反射率峰的半宽度优选为400nm以下,更优选为200nm以下,进一步更优选为具有100nm以下且15nm以上。
通过这种结构的增亮膜,第一偏振状态的光实际上被波长选择型反射偏振器所反射,另一方面,第二偏振状态的光可实际上透射前述波长选择型反射偏振器,在后述的反射部件(也称为导光器、光学谐振腔),实际上被波长选择型反射偏振器所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,从而可提高图像显示装置的明度。
以往的反射偏振器必须具有400nm以上的更宽频带半宽度,各公司正进行产品化。然而,本发明人等重复专心致力地研究,通过在使用蓝色的光源、光转换片的量子背光中,组合半宽度400以下、优选200nm以下的波长选择型反射偏振器及λ/4板,从而实现使蓝色光的有效率的再利用、作为量子背光达成充分的亮度所必需的QD浓度的大幅降低。另外,本发明人等发现在前述波长选择型反射偏振器中,在前述光转换片与波长选择型反射偏振器之间或波长选择型反射偏振器,为了液晶显示装置的色再现区域扩大(亮度降低),通过在被CF吸收而光利用率降低的470nm~510nm、560~610nm及660~780nm的区段的至少一个区段中,具有反射率60%以上的反射峰,以光转换片将此光回收再利用(再转换成高波长),从而改善包含色再现区域扩大与亮度的光利用率。
其中,反射率60%的区域当使用将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层时,可通过层叠右扭曲或左扭曲层而实现。
胆甾醇型液晶性化合物根据螺旋周期,仅将反射中心波长λ(λ=NP,其中n为液晶的平均折射率)及以该波长作为中心的半宽度Δλ(Δλ=PΔN,其中ΔN为折射率的各向异性)的光选择地反射,并透射其他波长区域的光。
因此,将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层中所用的液晶是0.06≤Δn≤0.5左右为实用的(可使用日本特表2011-510915号公报中记载高Δn液晶的材料),半宽度相当于15nm至150nm。在控制半宽度200nm以下而进行制作时,可使用不是单一的间距,而是通过在胆甾醇型液晶相的螺旋方向上间距数缓慢变化来实现宽广的半宽度的间距梯度法。关于间距梯度法,可通过1995年(Nature 378、467-46,1995)或日本专利4990426号记载的方法实现。
本发明的光学片部件中,增亮膜的波长选择型反射偏振器的膜厚优选为3~12μm,更优选为5~10μm,尤其优选为6~9μm。
作为前述增亮膜,优选为以下的(i)或(ii)的方式。
方式(i):前述波长选择型反射偏振器具有将380~480nm的波长范围中至少一部分反射的将胆甾醇型液晶相予以固定而成的光反射层,且前述光反射层的反射范围的半宽度为15~400nm(更优选为200nm以下,进一步更优选为100nm以下)。方式(i)的波长选择型反射偏振器优选为具有在380~480nm、500~570nm及600~690nm的波长范围中至少一个波长范围具有反射中心波长的将胆甾醇型液晶相予以固定而成的光反射层。方式(i)的光学片部件优选为还具有满足下述式(1)~(3)的至少一个的λ/4板,更优选为具有满足式(1)~(3)全部的λ/4板。另外,λ/4板的波长分散可为顺分散“Re(380)>Re(450)”或平分散“Re(380)≈Re(450)”或逆分散“Re(380)<Re(450)”,优选为平分散“Re(380)≈Re(450)”或逆分散“Re(380)<Re(450)”,更优选为逆分散“Re(380)<Re(450)”。
式(1)450nm/4-60nm<Re(450)<450nm/4+60nm
式(2)550nm/4-60nm<Re(550)<550nm/4+60nm
式(3)630nm/4-60nm<Re(630)<630nm/4+60nm
式(1)~(3)中,Re(λ)表示在波长λnm的面内方向的延迟,Re(λ)的单位为nm。
方式(ii):波长选择型反射偏振器是在380~480nm的波长范围的至少一部分具有反射范围的电介质多层膜。
(方式(i))
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可将右圆偏振光或左圆偏振光的至少一个在其反射中心波长的附近的波长范围中反射。并且,λ/4板是可将波长λnm光从圆偏振光转换成直线偏振光。通过如方式(i)的结构的增亮膜,第一偏振状态(例如,右圆偏振光)的光实际上被波长选择型反射偏振器所反射,另一方面,第二偏振状态(例如,左圆偏振光)的光实际上透射前述波长选择型反射偏振器,已透射前述波长选择型反射偏振器的第二偏振状态(例如,左圆偏振光)的光被满足式(1)~(4)的λ/4板转换成直线偏振光,可实际上透射前述偏振片的偏振器(直线偏振器)。
-波长选择型反射偏振器-
在方式(i)时,前述波长选择型反射偏振器优选为包含将在380~480nm的波长范围的至少一部分具有反射范围,且具有半宽度为15~400nm、更优选200nm以下、进一步更优选100nm以下的胆甾醇型液晶相予以固定而成的光反射层的波长选择型反射偏振器。前述波长选择型反射偏振器也可为将单一间距的胆甾醇型液晶相予以固定而成的光反射层,也可层叠将反射范围不同的多个间距的胆甾醇型液晶相予以固定而成的光反射层,也可为将控制一层中的间距变化的反射带宽的间距梯度型胆甾醇型液晶相予以固定而成的光反射层。
从减薄前述增亮膜的膜厚的观点考虑,前述波长选择型反射偏振器优选为仅具有一层的光反射层作为将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层,即优选为不具有其他的将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层。
图1中,示出将胆甾醇型液晶相固定而成的波长选择型反射偏振器的光反射层隔着粘接层(未图示),层叠于满足式(1)~(3)的至少一个的λ/4板12上的方式。但是,本发明并不受这种具体例所限定,前述光反射层也可直接接触满足式(1)~(3)的至少一个的λ/4板。并且,满足式(1)~(3)的至少一个的λ/4板12可为单层,也可为2层以上的层叠体,优选为2层以上的层叠体。尤其,λ/4相位差层更优选为相位差膜(光学上大致单轴性或大致双轴性)、具有1层以上的含有将展现向列相或层列相的液晶单体予以聚合而形成的液晶性化合物(例如盘状液晶、棒状液晶、胆甾醇型液晶的至少一个)的液晶层的相位差膜。并且,关于相位差膜,可选择已进行TD、MD拉伸及45度拉伸中的至少一个的拉伸的相位差膜,考虑制造性时,优选为将可辊对辊(Roll to Roll)的环状聚烯烃树脂(降冰片烯系树脂)在45度拉伸后的相位差膜,或具有包含在透明薄膜上进行取向处理,相对于薄膜的MD方向,已在45度方位取向的液晶化合物(棒状液晶、DLC垂直液晶)的液晶层的相位差膜。
光反射层优选为在380~480nm的波长范围至少具有反射范围,且具有半宽度为15~400nm、更优选为200nm以下、进一步更优选为100nm以下。
光反射层更优选为在430~470nm的波长范围至少具有反射范围,且具有半宽度为15~400nm、更优选为200nm以下、进一步优选为100nm以下。
赋予峰值的波长(即反射中心波长)可通过改变胆甾醇型液晶层的间距或折射率来进行调整,但改变间距可通过改变手性(chiral)剂的添加量来容易地进行调整。具体而言,在Fujifilm研究报告No.50(2005年)pp.60-63中有详细的记载。
作为方式(i)中所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的限制,例如可举出日本特开平1-133003号公报、日本专利3416302号、日本专利3363565号、日本特开平8-271731号公报中记载的方法,这些公报的内容引入本发明中。以下,说明日本特开平8-271731号公报中记载的方法。
当重叠前述胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层时,优选为以反射相同方向的圆偏振光的组合进行使用。由此,能够使各层所反射的圆偏振光的相位状态一致而防止在各波长区域中成为不同的偏振状态,从而可提高光的利用效率。
另一方面,本发明的光学片部件优选为在前述光转换片与前述波长选择型反射偏振器之间进一步配置的光反射部件、或前述波长选择型反射偏振器是在470nm~510nm、560~610nm及660~780nm的波长范围中至少一个波长范围具有反射率60%以上的波长范围。此时,为了在470nm~510nm、560~610nm及660~780nm的波长范围中至少一个波长范围具有反射率60%以上的波长范围,优选为在目标波长范围具有反射峰。波长选择型反射偏振器为了在470nm~510nm、560~610nm及660~780nm的波长范围中至少一个波长范围具有反射峰,可在目标波长范围中,通过层叠将右扭曲与左扭曲的胆甾醇型液晶相予以固定而成的光反射层,而容易地实现。
另外,本发明的光学片部件也优选为在470nm~510nm、560~610nm及660~780nm的波长范围中至少一个波长范围具有吸光特性的方式。该方式时,作为波长选择型反射偏振器是在470nm~510nm、560~610nm及660~780nm的波长范围的至少一个波长范围具有吸光特性的方式,可举出将后述的光吸收部件直接或隔着粘接层,形成在波长选择型反射偏振器上而成为一体化的方式。光吸收部件的优选方式如后述。
作为胆甾醇型液晶,可以使用适当的胆甾醇型液晶,并没有特别的限定。从液晶层的重叠效率或薄膜化等的观点考虑,使用液晶聚合物是有利的。并且,双折射较大的胆甾醇型液晶分子,选择反射的波长区域越广,因此优选。
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,优选为玻璃化转变温度为30~150℃的液晶聚合物。
胆甾醇型液晶层的形成可通过在偏振光分离板上根据需要隔着聚酰亚胺或聚乙烯醇、SiO的斜方蒸镀层等适当的取向膜而直接涂布的方式、在由透明薄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隔着取向膜而涂布的方式等适当方式来进行。作为支撑体,从防止偏振状态变化的观点等考虑,可优选使用相位差尽可能较小的支撑体。并且,也可采用隔着取向膜的胆甾醇型液晶层的重叠方式等。
另外,液晶聚合物的涂布可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以辊涂方式或凹版印刷方式、旋涂方式等适当的方式来展开的方法等来进行。从防止选择反射性、取向混乱及透射率降低等的观点考虑,所形成的胆甾醇型液晶层的厚度优选为0.5~100μm。
-λ/4板-
方式(i)时,增亮膜在液晶面板的偏振器与波长选择型反射偏振器之间,具有满足下述式(1)~(3)的至少一个的λ/4板,优选为具有满足式(1)~(3)全部的λ/4板。
式(1)450nm/4-60nm<Re(450)<450nm/4+60nm
式(2)550nm/4-60nm<Re(550)<550nm/4+60nm
式(3)630nm/4-60nm<Re(630)<630nm/4+60nm
(式(1)~(3)中,Re(λ)表示在波长λnm的面内方向的延迟(单位:nm)。)。
前述λ/4板更优选为满足下述式(1’)~(3’)的至少一个,进一步优选为满足式(1’)~(3’)全部。
式(1’)450nm/4-25nm<Re(450)<450nm/4+25nm
式(2’)550nm/4-25nm<Re(550)<550nm/4+25nm
式(3’)630nm/4-25nm<Re(630)<630nm/4+25nm
前述λ/4板尤其优选为满足下述式(1”)~(3”)的至少一个,进一步优选为满足式(1”)~(3”)全部。
式(1”)450nm/4-15nm<Re(450)<450nm/4+15nm
式(2”)550nm/4-15nm<Re(550)<550nm/4+15nm
式(3”)630nm/4-15nm<Re(630)<630nm/4+15nm
(式(1)~(3”)中,Re(λ)表示在波长λnm的面内方向的延迟(单位:nm)。)。
并且,在本发明的增亮膜中,前述λ/4板优选为满足下述式(4)。
式(4)Re(450)<Re(550)<Re(630)
(式(4)中,Re(λ)表示在波长λnm的面内方向的延迟(单位:nm)。)。
作为方式(i)中所用的满足式(1)~(3)的至少一个的λ/4板的制造方法,例如可使用日本特开平8-271731号公报中记载的方法,该公报的内容引入本发明中。以下,对日本特开平8-271731号公报中记载的方法进行说明。
前述λ/4板优选为光学上大致单轴性或大致双轴性的相位差膜、或具有1层以上的含液晶性化合物的液晶层的相位差膜。
作为由相位差膜的重叠体构成的1/4波长板,例如可举出以对单色光赋予1/2波长的相位差的相位差膜的与赋予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,可重叠或加减以双折射光的折射率差(Δn)与厚度(d)之积(Δnd)所定义的延迟的波长分散而任意地进行控制,可将全体的相位差控制在1/4波长的同时抑制波长分散,可成为在宽波长区域中显示1/4波长的相位差的波长板。
前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,由相位差膜的重叠体构成的1/4波长板在将波长450nm的光的延迟设为R450,将波长550nm的光的延迟设为R550时,也可将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,也可通过将延迟不同的相位差膜以光轴交叉尤其正交的方式层叠,从而能够重叠或加减各相位差膜中的延迟的波长分散来进行控制,尤其,越是短波长侧,越能减小延迟。
附带一提,作为前述1/4波长板的具体例,可举出将对聚乙烯醇薄膜进行拉伸处理而成的相位差膜(在波长550nm的光中的延迟:700nm)和对聚碳酸酯薄膜进行拉伸处理而成的相位差膜(在波长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1/4波长板等。这种层叠物是在波长450~650nm中大致作为1/4波长板发挥功能。
λ/4板也可为支撑体本身具有目标λ/4功能的光学各向异性支撑体,也可为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,例如可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的限定,优选使用透明性优异的高分子。作为其例,可举出上述λ/4板中所用的材料、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或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、聚氨基甲酸酯系树脂薄膜、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,JSRCorporation制)、非晶质聚烯烃(ZEONEX:商品名,ZEON CORPORATION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。
优选为以透射本发明中所用的λ/4板的直线偏振光的方向与背光侧偏振片(的偏振器)的透射轴方向平行的方式层叠。
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优选为30~60°,更优选为35~55°,尤其优选为40~50°,更尤其优选为45°。以辊对辊制作偏振片时,通常由于长度方向(传送方向)成为吸收轴方向,λ/4板的慢轴方向与长度方向所成的角优选为30~60°。
为了层叠偏振片与增亮膜的λ/4板,使用粘接剂以辊对辊贴合在制造效率上优选。以辊对辊贴合时,可不用偏振片的背光单元侧的偏振器保护膜而将增亮膜的λ/4侧直接贴合于偏振器。
并且,胆甾醇型液晶相的螺旋结构定义具有与光的偏振状态相关的各种定义,但在本发明中,优选当光以将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层、λ/4板、偏振片的顺序透射时,亮度最大的配置。
因此在亮度最大的配置的情况下,当将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层的螺旋结构方向为右螺旋(本说明书的实施例中记载的将使用右手性材料的胆甾醇型液晶相予以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所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17所示,从背光侧观察时,λ/4板的慢轴方向12sl需要从偏振器的吸收轴方向3ab沿顺时针方向形成上述角。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18所示,从背光侧观察时,λ/4板的慢轴方向12sl需要从偏振器的吸收轴方向3ab沿顺时针方向形成上述的角。
作为慢轴方向与长度方向所成的角为30~60°的λ/4板的制造方法,只要是相对于其长度方向,以30~60°的方向连续地拉伸,使聚合物的取向轴倾斜至所希望的角度,则并没有特别的限制,可采用公知的方法。并且,用于倾斜拉伸的拉伸机并没有特别的限制,可使用能在横向或纵向附加左右不同速度的传送力或拉伸力或拉紧力的以往公知的拉幅拉伸机。并且,在拉幅式拉伸机中,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地进行倾斜拉伸处理,则并没有特别的限制,可以使用各种类型的拉伸机。
作为倾斜拉伸的方法,例如可以使用日本特开昭50-83482号公报、日本特开平2-113920号公报、日本特开平3-182701号公报、日本特开2000-9912号公报、日本特开2002-86554号公报、日本特开2002-22944号公报、国际公开第2007/111313号中记载的方法。
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,通过使其他层层叠在支撑体上,而具有所希望的λ/4功能。对于光学各向异性层的构成材料并没有特别的限制,可为由含有液晶性化合物的组合物所形成,且显示通过该液晶性化合物的分子取向而展现光学各向异性的层,也可为具有将聚合物薄膜予以延伸,来使薄膜中的高分子取向,而展现光学各向异性的层,也可具有两者的层。即,可由1片或2片以上的双轴性薄膜构成,也可以通过以C板与A板的组合等组合2片以上的单轴性薄膜来构成。当然,也可以通过组合1片以上的双轴性薄膜与1片以上的单轴性薄膜来构成。
尤其,R450/R550为1.00~1.05的相位差膜例如可使用如聚烯烃系高分子、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的吸收端在200nm的波长附近的高分子等来形成。
并且,R450/R550为1.05~1.20的相位差膜例如可使用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的吸收端在比200nm更靠长波长侧的高分子等来形成。
另一方面,方式(i)中所用的满足式(1)~(4)的λ/4板(C)也可以使用制备成以下λ/2板及λ/4板的层叠体的板。
对用作前述λ/2板及λ/4板的光学各向异性层进行说明。本发明的相位差也可包含光学各向异性层,光学各向异性层可由1种或多种以液晶化合物作为主成分的固化性组合物形成,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1种前述固化性组合物形成。
满足式(1)~(4)的λ/4板(C)中所使用的λ/4板可为在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,通过使其他层层叠在支撑体上,而具有所希望的λ/4功能。对于光学各向异性层的构成材料并没有特别的限制,可为由含有液晶性化合物的组合物形成,且显示通过该液晶性化合物的分子取向而展现的光学各向异性的层,也可为具有将聚合物薄膜予以拉伸来使薄膜中的高分子取向而展现光学各向异性的层,也可具有两者的层。即,可由1片或2片以上的双轴性薄膜构成,并且,也可以通过以C板与A板的组合等组合2片以上的单轴性薄膜来构成。当然,也可以通过组合1片以上的双轴性薄膜与1片以上的单轴性薄膜来构成。
其中,所谓满足式(1)~(4)的λ/4板(C)中所用的“λ/4板”是指在特定波长λnm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的任一波长(例如550nm)中实现即可,在波长550nm的面内延迟Re(550)优选为
115nm≤Re(550)≤155nm,
更优选为120nm~145nm。若为此范围,则在与后述的λ/2板组合时,由于可将反射光的漏光减少至无法视觉辨认的程度,因此优选。
在满足式(1)~(4)的λ/4板(C)中所使用的λ/2板可为在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,通过使其他层层叠在支撑体上,而具有所希望的λ/2功能。对于光学各向异性层的构成材料并没有特别的限制,可为由含有液晶性化合物的组合物形成,且显示通过该液晶性化合物的分子取向而展现的光学各向异性的层,也可为具有将聚合物薄膜予以拉伸来使薄膜中的高分子取向而展现光学各向异性的层,也可具有两者的层。即,可由1片或2片以上的双轴性薄膜构成,也可以通过以C板与A板的组合等组合2片以上的单轴性薄膜来构成。当然,也可以通过组合1片以上的双轴性薄膜与1片以上的单轴性薄膜来构成。
其中,所谓满足式(1)~(4)的λ/4板(C)中所用的“λ/2板”是指在特定波长λnm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的任一波长(例如550nm)中实现即可。另外,本发明中λ/2板的面内延迟Re1设定成相对于λ/4板的面内延迟Re2而言实际上为2倍。
其中,所谓的“延迟实际上为2倍”是指
Re1=2×Re2±50nm。
但是,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实现即可,优选为在波长550nm实现。若为此范围,则在与前述的λ/4板组合时,由于可将反射光的漏光减少至无法视觉辨认的程度,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的位置关系。
当前述λ/2板在波长550nm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为75°±8°的范围,更优选为75°±6°的范围,进一步优选为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为15°±8°的范围,更优选为15°±6°的范围,进一步优选为15°±3°的范围。若为上述范围,则由于可将反射光的漏光减少至无法视觉辨认的程度,因此优选。
并且,当前述λ/2板在波长550nm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为15°±8°的范围,更优选为15°±6°的范围,进一步优选为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为75°±8°的范围,更优选为75°±6°的范围,进一步优选为75°±3°的范围。若为上述范围,则由于可将反射光的漏光减少至无法视觉辨认的程度,因此优选。
本发明中使用的光学各向异性支撑体的材料并没有特别的限制。可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或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、聚苯乙烯或丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)等苯乙烯系聚合物等。并且,可从聚乙烯、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、环烯烃聚合物、氯乙烯系聚合物、尼龙或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、聚苯硫醚系聚合物、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、芳酯系聚合物、聚甲醛系聚合物、环氧系聚合物、或混合有前述聚合物的聚合物等中,选择1种或2种以上的聚合物,作为主成分进行使用来制作聚合物薄膜,通过满足上述特性的组合,利用于光学薄膜的制作。
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为包含至少一层的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。在透明支撑体中,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展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。
对于前述λ/2板及λ/4板可具有的光学各向异性层的形成中所用的液晶性化合物的种类并没有特别的限制。例如,也可以使用将低分子液晶性化合物在液晶状态下形成为向列取向后,通过光交联或热交联而固定化所得到的光学各向异性层,或将高分子液晶性化合物在液晶状态下形成为向列取向后,通过冷却将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通过聚合等将该液晶性化合物固定而形成的层,在成为层之后已经不需要显示液晶性。聚合性液晶性化合物可为多官能性聚合性液晶,也可为单官能性聚合性液晶性化合物。并且,液晶性化合物可为盘状液晶性化合物,也可为棒状液晶性化合物。
一般,液晶化合物根据其形状可分为棒状类型与圆盘状类型。另外,分别有低分子与高分子类型。所谓的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)。
在本发明中,也可以使用任一种的液晶化合物,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2种以上的棒状液晶化合物、2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。从可减小温度变化或湿度变化角度出发,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,进一步优选为至少1个是1液晶分子中具有2以上的反应性基团。液晶化合物也可为两种以上的混合物,此时优选为至少1个是具有2以上的反应性基团。
作为棒状液晶化合物,例如可优选使用日本特表平11-513019或日本特开2007-279688号中记载的棒状液晶化合物,作为盘状液晶化合物,例如可优选使用日本特开2007-108732号或日本特开2010-244038号中记载的盘状液晶化合物,并没有特别的限定,但优选使用后述的棒状液晶化合物及圆盘状液晶化合物。
-棒状液晶化合物-
作为棒状液晶化合物,优选使用偶氮甲碱类、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。
更优选将棒状液晶化合物通过聚合而固定取向,作为聚合性棒状液晶化合物,可以使用Makromol.Chem.,190卷,2255页(1989年)、AdvancedMaterials 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、日本特开平1-272551号、日本特开平6-16616号、日本特开平7-110469号、日本特开平11-80081号及日本专利申请2001-64627号等中记载的化合物。另外,作为棒状液晶化合物,例如也可优选使用日本特表平11-513019号公报或日本特开2007-279688号公报中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予以固定而成的光反射层进行说明。
作为圆盘状液晶化合物,例如可优选使用日本特开2007-108732号或日本特开2010-244038号中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,但本发明并不限定于这些。
[化学式1]
化合物1
化合物2
化合物101
化合物102
-其他成分-
为了形成将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层所用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。
前述手性试剂可以选自公知的各种手性试剂(例如,记载于液晶装置手册、第3章4-3项、TN、STN用手性试剂、199页、日本学术振兴会第142委员会编、1989)。手性试剂一般含有不对称碳原子,但也可使用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作为手性试剂。在轴性不对称化合物或面性不对称化合物的例中,包含联萘、螺烯、对环芳烷及这些的衍生物。手性试剂也可具有聚合性基团。当手性试剂具有聚合性基团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,可形成具有由棒状液晶化合物衍生的重复单元与由手性试剂衍生的重复单元的聚合物。在该方式中,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,前述手性试剂也可为液晶化合物。
作为显示较强的扭曲力的手性试剂,例如可举出日本特开2010-181852号公报、日本特开2003-287623号公报、日本特开2002-80851号公报、日本特开2002-80478号公报、日本特开2002-302487号公报中记载的手性试剂,可优选使用于本发明。另外,对于这些公开公报中记载的异山梨醇化合物类,也可以使用对应结构的异甘露醇化合物类,对于这些公报中记载的异甘露醇化合物类,也可以使用对应结构的异山梨醇化合物类。
在前述取向控制剂的例中,包含日本特开2005-99248号公报的[0092]及[0093]中例示的化合物、日本特开2002-129162号公报的[0076]~[0078]及[0082]~[0085]中例示的化合物、日本特开2005-99248号公报的[0094]及[0095]中例示的化合物、日本特开2005-99248号公报的[0096]中例示的化合物。
作为氟系取向控制剂,也优选为下述通式(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各自独立地表示单键、-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1~6的烷基),-NRCO-、-CONR-具有减少溶解性的效果,制作膜时具有雾度值上升的倾向,因此更优选为-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可取的烷基是可为直链状或分支状。碳原子数更优选为1~3,可例示出甲基、乙基、正丙基。
Sp11、Sp12、Sp13、Sp14分别独立地表示单键或碳原子数1~10的亚烷基,更优选为单键或碳原子数1~7的亚烷基,进一步优选为单键或碳原子数1~4的亚烷基。其中,亚烷基的氢原子也可被氟原子取代。在亚烷基中可以有或没有分支,但优选为没有分支的直链的亚烷基。从合成上的观点考虑,优选为Sp11与Sp14相同,且Sp12与Sp13相同。
A11、A12是3价或4价的芳香族烃。3价或4价的芳香族烃基的碳原子数优选为6~22,更优选为6~14,进一步优选为6~10,更进一步优选为6。A11、A12所表示的3价或4价的芳香族烃基也可具有取代基。作为这种取代基的例,可举出碳原子数1~8的烷基、烷氧基、卤素原子、氰基或酯基。关于这些基团的说明和优选的范围,可参考下述T的对应的记载。作为对A11、A12所表示的3价或4价的芳香族烃基的取代基,例如可举出甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、溴原子、氯原子、氰基等。在分子内具有较多的全氟烷基部分的分子能够以较少的添加量使液晶取向,由于与雾度降低有关联,为了在分子内具有较多的全氟烷基,A11、A12优选为4价。从合成上的观点考虑,A11与A12优选为相同。
T11优选表示:
[化学式3]
所表示的二价基团或二价芳香族杂环基(上述T11中所含的X表示碳原子数1~8的烷基、烷氧基、卤素原子、氰基或酯基,Ya、Yb、Yc、Yd各自独立地表示氢原子或碳原子数1~4的烷基),更优选为
[化学式4]
进一步优选为
[化学式5]
更进一步优选为
[化学式6]
上述T11中所含的X可取的烷基的碳原子数为1~8,优选为1~5,更优选为1~3。烷基可为直链状、分支状、环状中的任意一种,优选为直链状或分支状。作为优选的烷基,可例示出甲基、乙基、正丙基、异丙基等,其中,优选甲基。关于上述T11中所含的X可取的烷氧基的烷基部分,可参考上述T11中所含的X可取的烷基的说明与优选的范围。作为上述T11中所含的X可取的卤素原子,可举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子,优选为氯原子、溴原子。作为上述T11中所含的X可取的酯基,可例示出R’COO-所表示的基团。作为R’,可举出碳原子数1~8的烷基。关于R’可取的烷基的说明和优选的范围,可参考上述T11中所含的X可取的烷基的说明和优选的范围。作为酯的具体例,可举出CH3COO-、C2H5COO-。Ya、Yb、Yc、Yd可取的碳原子数1~4的烷基可为直链状或分支状。例如,可例示出甲基、乙基、正丙基、异丙基等。
二价芳香族杂环基优选具有5元、6元或7元杂环。进一步优选5元环或6元环,最优选6元环。作为构成杂环的杂原子,优选氮原子、氧原子及硫原子。杂环优选为芳香族性杂环。芳香族性杂环一般为不饱和杂环。进一步优选具有最多双键的不饱和杂环。在杂环的例中,包含呋喃环、噻吩环、吡咯环、吡咯啉环、吡咯烷环、噁唑环、异噁唑环、噻唑环、异噻唑环、咪唑环、咪唑啉环、咪唑啶环、吡唑环、吡唑啉环、吡唑烷环、三唑环、呋咱环、四唑环、吡喃环、噻喃环、吡啶环、哌啶环、噁嗪环、吗啉环、噻嗪环、哒嗪环、嘧啶环、吡嗪环、哌嗪环及三嗪环。二价杂环基也可具有取代基。关于这种取代基的例的说明和优选的范围,可参考与上述A1和A2的3价或4价的芳香族烃可取的取代基有关的说明和记载。
Hb11表示碳原子数2~30的全氟烷基,更优选为碳原子数3~20的全氟烷基,进一步优选为3~10的全氟烷基。全氟烷基可为直链状、分支状、环状的任意一种,优选为直链状或分支状,更优选为直链状。
m11、n11分别独立地为0至3,且m11+n11≧1。此时,存在多个的括弧内的结构可彼此相同或不同,优选为彼此相同。通式(I)的m11、n11是由A11、A12的价数确定,优选的范围也由A11、A12的价数的优选范围确定。
T11中所含的o及p分别独立地为0以上的整数,当o及p为2以上时,多个X可彼此相同或不同。T11中所含的o优选为1或2。T11中所含的p优选为1~4的任一整数,更优选为1或2。
通式(I)所表示的化合物可为分子结构具有对称性的化合物,也可为不具有对称性的化合物。另外,在此所说的对称性是指相当于点对称、线对称、旋转对称中的任意一种,所谓的非对称是指不相当于点对称、线对称、旋转对称的任意一种。
通式(I)所表示的化合物是组合有以上所述的全氟烷基(Hb11)、连接基团-(-Sp11-L11-Sp12-L12)m11-A11-L13-及-L14-A12-(L15-Sp13-L16-Sp14-)n11-以及作为优选具有排除体积效果的2价基团的T的化合物。分子内所存在的2个全氟烷基(Hb11)优选为彼此相同,分子内所存在的连接基团-(-Sp11-L11-Sp12-L12)m11-A11-L13-及-L14-A12-(L15-Sp13-L16-Sp14-)n11-也优选为彼此相同。末端的Hb11-Sp11-L11-Sp12-及-Sp13-L16-Sp14-Hb11优选为以下的任一通式所表示的基团。
(CaF2a+1)-(CbH2b)-
(CaF2a+1)-(CbH2b)-O-(CrH2r)-
(CaF2a+1)-(CbH2b)-COO-(CrH2r)-
(CaF2a+1)-(CbH2b)-OCO-(CrH2r)-
上式中,a优选为2~30,更优选为3~20,进一步优选为3~10。b优选为0~20,更优选为0~10,进一步优选为0~5。a+b为3~30。r优选为1~10,更优选为1~4。
并且,通式(I)的末端的Hb11-Sp11-L11-Sp12-L12-及-L14-Sp13-L16-Sp14-Hb11优选为以下的任一通式所表示的基团。
(CaF2a+1)-(CbH2b)-O-
(CaF2a+1)-(CbH2b)-COO-
(CaF2a+1)-(CbH2b)-O-(CrH2r)-O-
(CaF2a+1)-(CbH2b)-COO-(CrH2r)-COO-
(CaF2a+1)-(CbH2b)-OCO-(CrH2r)-COO-
上式中的a、b及r的定义与上述的定义相同。
在光聚合引发剂的例中,可举出α-羰基化合物(记载于美国专利第2367661号、美国专利第2367670号的各说明书中)、偶姻醚(记载于美国专利第2448828号说明书中)、α-烃取代的芳香族偶姻化合物(美国专利第2722512号说明书中)、多核醌化合物(记载于美国专利第3046127号、美国专利第2951758号的各说明书中)、三芳基咪唑二聚物与对氨基苯基酮的组合(记载于美国专利第3549367号说明书中)、吖啶及吩嗪化合物(日本特开昭60-105667号公报、美国专利第4239850号说明书中)及噁二唑化合物(记载于美国专利第4212970号说明书中)、酰基氧化膦化合物(记载于日本特公昭63-40799号公报、日本特公平5-29234号公报、日本特开平10-95788号公报、日本特开平10-29997号公报中)等。
溶剂:
作为用于形成各光反射层用的组合物的溶剂,优选使用有机溶剂。在有机溶剂的例中,包含酰胺(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)、卤代烷(例如,氯彷、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)。优选卤代烷及酮。也可同时使用两种以上的有机溶剂。
本发明的增亮膜包含第一、第二及第三光反射层,它们是将作为胆甾醇型液晶材料的液晶化合物等的混合物通过进行聚合等而形成且将胆甾醇型液晶相固定而成的液晶膜。
本发明的增亮膜也优选为包含支撑体,可以在该支撑体上具有将作为液晶材料的液晶化合物等的混合物通过进行聚合而形成且将胆甾醇型液晶相固定而成的液晶膜。但是,在本发明中,可使用本发明的增亮膜中所包含的λ/4板其本身作为支撑体而形成将胆甾醇型液晶相固定而成的液晶膜,并且也可使用在支撑体上所形成的λ/4板的整体作为支撑体而形成将胆甾醇型液晶相固定而成的液晶膜。
另一方面,本发明的增亮膜也可不包含将第一、第二及第三光反射层进行制膜时的支撑体,例如可以使用玻璃或透明薄膜作为将第一、第二及第三光反射层进行制膜时的支撑体而形成第一、第二及第三光反射层之后,从制膜时的支撑体仅剥离第一、第二及第三光反射层而用于本发明的增亮膜。另外,在形成第一、第二及第三光反射层之后,从制膜时的支撑体仅剥离第一、第二及第三光反射层时,优选通过使用层叠有λ/4板与粘接层(及/或粘合材)的薄膜,将所剥离的第一、第二及第三光反射层贴合于粘接层来作为本发明的增亮膜。
并且,也优选通过在第一光反射层与第二光反射层之间设置粘接层(及/或粘合材),将在支撑体上依次形成有λ/4板及第一光反射层的薄膜、与在支撑体上依次形成有第三光反射层及第二光反射层的薄膜进行贴合以此作为本发明的增亮膜。此时,在粘接之后可以剥离或不剥离支撑体。
通过涂布等方法将液晶化合物等的混合物进行制膜,可形成用于增亮膜的第一、第二及第三光反射层。通过将液晶化合物等的混合物涂布在取向层上而形成液晶层,由此也可制作光学各向异性元件。
将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层的形成可通过在λ/4板或其他光反射层上根据需要隔着聚酰亚胺或聚乙烯醇、SiO的斜方蒸镀层等适当的取向层进行直接涂布的方式、在由透明薄膜等构成的在液晶的取向温度下不会变质的支撑体上根据需要隔着取向层进行涂布的方式等适当的方式来进行。并且,也可以采用隔着取向层的胆甾醇型液晶层的重叠方式等。
另外,液晶化合物等的混合物的涂布可通过将基于溶剂形成的溶液或加热而形成的熔融液等的呈液状物的物质,以辊涂方式或凹版印刷方式、旋涂方式等适当的方式来展开的方法等来进行。液晶性分子维持取向状态而固定。固定化优选通过导入到液晶性分子中的聚合性基团的聚合反应来实施。
在聚合反应中,包含使用热聚合引发剂的热聚合反应与使用光聚合引发剂的光聚合反应。优选为光聚合反应。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,也可在加热条件下实施光照射。将所形成的胆甾醇型液晶相予以固定而成的光反射层的厚度从防止选择反射性、取向混乱及透射率降低等的观点考虑,优选为0.1~100μm,优选为0.5~50μm,进一步优选为1~30μm,最优选为2~20μm。
通过涂布来形成本发明的增亮膜的各光反射层时,优选涂布前述的涂布液之后,以公知的方法进行干燥、固化,形成各光反射层。作为干燥方法,优选为加热导致的干燥。
各光反射层的制造方法的一例为至少包含以下工序的制造方法:
(1)在基板等的表面涂布聚合性液晶组合物而形成胆甾醇型液晶相的状态;及
(2)对前述聚合性液晶组合物照射紫外线而进行固化反应,将胆甾醇型液晶相固定,从而形成各光反射层。
通过在基板的一表面上重复进行2次(1)及(2)的工序,能够制作增加层叠数量的将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层的层叠体。
另外,胆甾醇型液晶相的旋转方向可通过所用的液晶的种类或所添加的手性试剂的种类来进行调整,螺旋间距(即,选择反射波长)可通过这些材料的浓度来进行调整。并且,已知就各光反射层所反射的特定区域的波长而言,可通过制造方法的各种因素而使其位移,除了手性试剂等的添加浓度以外,还可通过将胆甾醇型液晶相固定时的温度或照度与照射时间等的条件等而使其位移。
底涂层优选通过涂布而形成在透明可塑性树脂薄膜等支撑体的表面上。对于此时的涂布方法并没有特别的限定,可使用公知的方法。
取向层可通过有机化合物(优选为聚合物)的摩擦处理、无机化合物的斜方蒸镀、形成具有微槽的层等方法来设置。另外,还已知通过赋予电场、赋予磁场或光照射而产生取向功能的取向层。取向层优选通过摩擦处理聚合物的膜的表面来形成。取向层优选与支撑体一同剥离。
根据支撑体中所用的聚合物种类,即使不设置取向层,也可通过将支撑体直接进行取向处理(例如,摩擦处理)而发挥取向层的功能。作为这种支撑体的一例,可举出PET(聚对苯二甲酸乙二酯)。
并且,当在液晶层上直接层叠液晶层时,也存在下层的液晶层作为取向层起作用而使上层的液晶取向的情况。在这种情况下,即使不设置取向层,而且即使不实施特别的取向处理(例如,摩擦处理),也可使上层的液晶取向。
-摩擦处理-
优选对取向层或支撑体的表面实施摩擦处理。并且,光学各向异性层的表面根据需要也可进行摩擦处理。摩擦处理一般可通过纸或布沿一定方向摩擦以聚合物作为主成分的膜的表面来实施。关于摩擦处理的一般方法,例如记载于“液晶便览”(MARUZEN Co.,Ltd.发行,平成12年10月30日)中。
作为改变摩擦密度的方法,可使用“液晶便览”(MARUZEN Co.,Ltd.发行)中记载的方法。摩擦密度(L)由下述式(A)定量化。
式(A)L=Nl(1+2πrn/60v)
式(A)中,N为摩擦次数,l为摩擦辊的接触长度,r为辊的半径,n为辊的转速(rpm),v为工作台移动速度(秒速)。
为了提高摩擦密度,可增加摩擦次数,加长摩擦辊的接触长度,加大辊的半径,加大辊的转速,减慢工作台移动速度,另一方面,为了降低摩擦密度,可与此相反地设定。并且,作为摩擦处理时的条件,也可参考日本专利4052558号的记载。
在前述(1)工序中,首先在支撑体或基板等、或下层的光反射层的表面上涂布前述聚合性液晶组合物。前述聚合性液晶组合物优选制备成在溶剂中溶解和/或分散材料而得到的涂布液。前述涂布液的涂布可通过线棒涂于法、挤压涂布法、直接凹版涂布法、逆向凹版涂布法、模涂法等各种方法来进行。并且,也可以使用喷墨装置从喷嘴吐出液晶组合物来形成涂膜。
接着,使涂布于表面上而成为涂膜的聚合性液晶组合物成为胆甾醇型液晶相的状态。前述聚合性液晶组合物有时在制备成含有溶剂的涂布液的方式中,通过将涂膜干燥而去除溶剂,可形成胆甾醇型液晶相的状态。并且,为了成为转变成胆甾醇型液晶相的转变温度,也可根据需要加热前述涂膜。例如,通过暂时加热至各向同性相的温度,其后冷却至胆甾醇型液晶相转变温度等,由此能够稳定地成为胆甾醇型液晶相的状态。前述聚合性液晶组合物的液晶相转变温度从制造适应性等方面考虑,优选为10~250℃的范围内,更优选为10~150℃的范围内。若低于10℃,则有时为了将温度降低至呈现液晶相的温度范围而需要进行冷却工序等。并且,若超过200℃,则为了暂时成为比呈现液晶相的温度范围更高温的各向同性液体状态而需要高温,从热能的浪费、基板的变形、变质等方面考虑也不利。
接着,在(2)的工序中,向已成为胆甾醇型液晶相的状态的涂膜照射紫外线来进行固化反应。在紫外线照射中,利用紫外线灯等的光源。在该工序中,通过照射紫外线而进行前述聚合性液晶组合物的固化反应,将胆甾醇型液晶相固定,从而形成光反射层。
对于紫外线的照射能量并没有特别的限制,一般优选100mJ/cm2~800mJ/cm2左右。并且,对于向前述涂膜照射紫外线的时间并没有特别的限制,可从固化膜的充分的强度及生产率这两者的观点来确定。
为了促进固化反应,也可在加热条件下实施紫外线照射。并且,紫外线照射时的温度,优选维持在呈现胆甾醇型液晶相的温度范围,以免胆甾醇型液晶相紊乱。并且,由于气氛的氧浓度与聚合度有关,因此在空气中未达到所希望的聚合度且膜强度不充分时,优选通过氮取代等方法,使气氛中的氧浓度降低。作为优选的氧浓度,优选10%以下,进一步优选7%以下,最优选3%以下。通过紫外线照射而进行的固化反应(例如聚合反应)的反应率从保持层的机械强度等或抑制未反应物从层中流出等的观点考虑,优选为70%以上,更优选为80%以上,更进一步优选为90%以上。为了提高反应率,增大所照射的紫外线的照射量的方法及在氮气氛下或加热条件下的聚合是有效的。并且,也可使用暂时聚合之后,以比聚合温度还高温的状态下进行保持并通过热聚合反应进一步推进反应的方法,以及再度照射紫外线(但是,在满足本发明的条件的条件下进行照射)的方法。反应率的测定可在反应进行的前后,通过比较反应性基团(例如聚合性基团)的红外振动光谱的吸收强度来进行。
在上述工序中,将胆甾醇型液晶相固定而形成各光反射层。在此,将液晶相“固定化”的状态中,最典型的且优选的方式是保持成为胆甾醇型液晶相的液晶化合物的取向的状态。并不仅限于此,具体而言是指通常在0℃~50℃,更苛刻的条件下为在-30℃~70℃的温度范围内,该层不具有流动性,并且取向形态不会因外场或外力而发生变化,可稳定地继续保持固定化的取向形态的状态。在本发明中,优选通过由紫外线照射进行的固化反应,将胆甾醇型液晶相的取向状态固定。
另外,在本发明中,胆甾醇型液晶相的光学性质若在层中得到保持则为充分,最终各光反射层中的液晶组合物已无需显示液晶性。例如,液晶组合物也可通过固化反应进行高分子量化而提前失去液晶性。
在前述光学各向异性层中,液晶化合物的分子优选以垂直取向、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板,优选盘状液晶性化合物的圆盘面相对于薄膜面(光学各向异性层面)实际上垂直,或棒状液晶性化合物的长轴相对于薄膜面(光学各向异性层面)实际上水平。盘状液晶性化合物实际上垂直是指薄膜面(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80°~90°,进一步优选85°~90°。棒状液晶性化合物实际上水平是指薄膜面(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0°~10°,进一步优选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,该光学各向异性层是可仅由一层构成,也可以是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可通过将含有棒状液晶性化合物或盘状液晶性化合物等液晶性化合物、与根据需要含有后述的聚合引发剂或取向控制剂或其他添加剂的涂布液涂布在支撑体上来形成。优选在支撑体上形成取向膜并在该取向膜表面上涂布前述涂布液来形成。
在本发明中,优选在取向膜的表面上涂布前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,若在将液晶性化合物取向之后,固定其取向状态,则取向膜由于已完成其作用,因此未必需要作为本发明的构成要件。即,也可仅将取向状态经固定的取向膜上的光学各向异性层转印至偏振层或支撑体上来制作本发明的偏振片。取向膜优选通过聚合物的摩擦处理来形成。
在聚合物的例中,例如包含日本特开平8-338913号公报说明书中段落号[0022]记载的甲基丙烯酸酯系共聚物、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、乙酸乙烯酯共聚物、羧甲基纤维素、聚碳酸酯等。可使用硅烷偶合剂作为聚合物。
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,可使用通过采用纸或纱布、毛毡、橡胶或尼龙、聚酯纤维等沿一定方向摩擦取向膜的表面而得到的取向的方法。一般,可通过使用平均地植毛有长度及粗细度均匀的纤维的布等进行多次左右的摩擦来实施。
在取向膜的摩擦处理面上涂布前述组合物,使液晶性化合物的分子取向。
然后,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反应,或使用交联剂使取向膜聚合物交联,可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)的面内的延迟(Re)优选为0~50nm,更优选为0~30nm,进一步优选为0~10nm。若为上述范围,则由于可将反射光的漏光减少至无法视觉辨认的程度,因此优选。
并且,该支撑体的厚度方向的延迟(Rth)优选通过与在其上或其下所设置的光学各向异性层的组合来进行选择。由此,可减少从倾斜方向观察时的反射光的漏光及带有色调。
在聚合物的例中,可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或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、聚氨基甲酸酯系树脂薄膜、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,ZEON CORPORATION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。
透明支撑体的厚度可使用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,但若比10μm薄,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在其上所设置的层(粘接层、垂直取向膜或相位差层)的粘接,可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,也可设置粘接层(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后的背面与表面的贴附,优选使用将平均粒径为10~100nm左右的无机粒子以固体成分重量比计混合有5%~40%的聚合物层涂布在支撑体的单侧或通过与支撑体共流延而形成者。
另外,在上述中,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,也可以在1片透明支撑体的单面上层叠有λ/2板与λ/4板,或也可以在1片透明支撑体的单面上层叠有λ/2板而在另一单面上层叠有λ/4板。另外,λ/2板或λ/4板可以单独由拉伸聚合物薄膜(光学各向异性支撑体)构成,也可以仅由含有液晶性化合物的组合物所形成的液晶薄膜构成。液晶薄膜的优选例也与前述光学各向异性层的优选例相同。
前述λ/2板及λ/4板优选为以长条状薄膜的状态连续地制造。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,可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通过辊对辊的贴合,能够制造出贴合的轴角度的精度高且生产率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可通过摩擦的角度来调整。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,可通过拉伸方向来调整慢轴的角度。
(方式(ii))
-波长选择型反射偏振器-
接着,对方式(ii)进行说明。作为方式(ii)的波长选择型反射偏振器的例,可举出多个层叠有折射率不同的层的多层膜。构成多层膜的层可为无机层,也可为有机层。例如,可适当地利用将折射率不同的材料(高折射率材料、低折射率材料)依次层叠而构成的电介质多层膜。而且,也可作为在电介质多层膜的层结构中追加有金属膜的金属/电介质多层膜。另外,上述多层膜可通过EB(Electron Beam)蒸镀(电子束共蒸镀)、溅射等的公知的成膜方法,在基材上沉积多个成膜材料而形成。并且,包含有机层的多层膜可通过涂布、层叠等公知的成膜方法来形成。作为有机层,例如可使用延伸薄膜。方式(ii)的波长选择型反射偏振器优选为电介质多层膜。
方式(ii)中所用的电介质多层膜优选具有: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;在500~600nm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;在600~650nm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。在上述所有的波长范围中大致一定且对于波长具有平坦的1个反射率的峰的情况也包含于该方式中。
图2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所限定,为了方便起见,将电介质多层膜11作为单层的层叠体记载于附图中,但为了实现作为目标的反射率,可适当地变更层叠数量。
方式(ii)中所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;在500~600nm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;在600~650nm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,在可见光区域中不具有反射率的峰。
方式(ii)中所用的电介质多层膜优选膜厚较薄。方式(ii)中所用的电介质多层膜的膜厚优选为5~100μm,更优选为10~50μm,尤其优选为5~20μm。
作为方式(ii)中所用的电介质多层膜的制造方法并没有特别的限制,例如可参考日本专利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号等中记载的方法来制造,这些公报的内容引入本发明中。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。
<光反射部件及光吸收部件>
在本发明的光学片部件的优选方式中,可进一步通过不能射出(反射或吸收)470nm~510nm、560~610nm及660~780nm的波长范围的光,而进一步扩大色再现区域。
在亮度提高的方面,优选以反射更胜于吸收的方式的光回收再利用(基于所反射的470nm~510nm、560~610nm及660~780nm的波长范围的光的在光转换片的荧光材料的再激发)。
以下,依次对采用反射方式的光回收再利用时的光反射部件、以及采用吸收方式时的光吸收部件的优选方式进行说明。
(光反射部件)
采用以反射方式的光回收再利用时,本发明的光学片部件优选在前述光转换片与前述波长选择型反射偏振器之间所进一步配置的光反射部件,或前述波长选择型反射偏振器在470nm~510nm、560~610nm及660~780nm的波长范围中至少一个波长范围具有反射率60%以上的波长范围。
图10中示出前述波长选择型反射偏振器在470nm~510nm、560~610nm及660~780nm的波长范围中至少一个波长范围具有反射率60%以上的波长范围的方式的显示装置。
图10中,前述波长选择型反射偏振器为在470nm~510nm、560~610nm及660~780nm的波长范围中至少一个波长范围具有反射率60%以上的波长范围且具备60%以上的反射范围的波长选择型反射偏振器13B。
为了在470nm~510nm、560~610nm及660~780nm的波长范围中至少一个波长范围具有反射率60%以上的波长范围,优选在目标波长范围具有反射峰。在前述光转换片与前述波长选择型反射偏振器之间所进一步配置的光反射部件为了在470nm~510nm、560~610nm及660~780nm的波长范围中至少一个波长范围具有反射峰,可在目标波长范围中,层叠与波长选择型反射偏振器中所用的将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层的扭曲呈逆向扭曲的胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层,从而容易地实现。
通过层叠将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层的方法,形成在前述光转换片与前述波长选择型反射偏振器之间所进一步配置的光反射部件时,光反射部件的优选材料、制造方法等与波长选择型反射偏振器中所用的将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层的优选材料、制造方法等相同。
(光吸收部件)
采用吸收方式时,从得到实现进一步扩大色再现区域的效果的吸收特性的观点考虑,本发明的光学片部件优选在470nm~510nm、560~610nm及660~780nm的波长范围中至少一个波长范围具有吸光特性。本发明的光学片部件更优选在前述光转换片与前述波长选择型反射偏振器之间所进一步配置的光吸收部件、或前述波长选择型反射偏振器在470nm~510nm、560~610nm及660~780nm的波长范围的至少一个波长范围具有吸光特性,尤其优选在660~780nm的波长范围具有吸光特性。
本发明的光学片部件尤其优选前述吸收特性是在470nm~510nm、560~610nm及660~780nm的波长范围的至少一个波长范围具有吸光度0.1以上、更优选1以上、2以上的吸收范围的特性。
其中,吸光度A=-log10(透射率)。
另外,在本发明的显示装置中,在前述光转换片与前述波长选择型反射偏振器之间所进一步配置的光吸收部件,或前述波长选择型反射偏振器以外的部件,也可在470nm~510nm、560~610nm及660~780nm的波长范围的至少一个波长范围具有吸光特性。
图11~图15中,示出在470nm~510nm、560~610nm及660~780nm的波长范围的至少一个波长范围具有吸光特性的方式的显示装置。
图11中,前述光转换片是在470nm~510nm、560~610nm及660~780nm的波长范围的至少一个波长范围具有吸光特性且具备吸收范围的光转换片15A。
图12中,背光侧偏振片1的偏振片保护膜是在470nm~510nm、560~610nm及660~780nm的波长范围的至少一个波长范围具有吸光特性,具备吸收范围的偏振片保护膜4A。
图13中,背光侧偏振片1的相位差膜是在470nm~510nm、560~610nm及660~780nm的波长范围的至少一个波长范围具有吸光特性且具备吸收范围的相位差膜2A。
图14中,光学片是在470nm~510nm、560~610nm及660~780nm的波长范围的至少一个波长范围具有吸光特性且具备吸收范围的光学片16A。
图15中,导光板是在470nm~510nm、560~610nm及660~780nm的波长范围的至少一个波长范围具有吸光特性且具备吸收范围的导光板33A。
作为用于光吸收部件的吸收性化合物,优选为酞菁、花青、二亚铵、夸特锐烯(quaterrylene)、二硫醇Ni络合物、靛苯胺、偶氮甲碱络合物、氨基蒽醌、萘酞青、氧杂菁、方酸菁、克酮酸(croconium)色素,作为具体例,可举出“化学评论(Chenmical Reviews)”1992年发行92卷No.6 1197~1226页或“JOEM手册2染料对二极管激光的吸收光谱(Absorption Spectra Of Dyesfor Diode Lasers JOEM Handbook 2)”(文伸(bun-shin)出版社,1990年发行)或“光碟用红外吸收色素的开发”精密化学23卷No.3 1999年发行中记载的在前述波长范围具有吸收极大波长(从另一观点考虑,换言之为最大吸收波长)的色素。
作为具体例,可举出
二亚铵色素:日本特开2008-069260号公报[0072]~[0115]
花青色素:日本特开2009-108267号公报[0020]~[0051]
酞菁色素:日本特开2013-182028号公报[0010]~[0019]。
在光吸收部件之中,含吸收材料的层可由1层构成,也可由2个以上的层构成。在光吸收部件之中,构成含吸收材料的层的1层也可为含有在660~780nm的波长范围具有吸收特性的色素、前述第1吸收材料及后述第2吸收材料的层,构成含吸收材料的层的多个层也可以分别含有在660~780nm的波长范围具有吸收特性的色素、前述第1吸收材料及前述第2吸收材料各1种。
在660~780nm的波长范围具有吸收特性的色素、前述第1吸收材料及后述第2吸收材料优选为染料或颜料,更优选为染料。
-染料-
作为在660~780nm的波长范围具有吸收特性的色素,可举出酞菁色素。
作为优选的酞菁色素,可举出下述通式(I)所表示的酞菁色素。
[化学式7]
通式(I)
通式(I)中,Q1~Q4分别独立地表示芳基或杂环基,至少一个为含氮杂环基。M表示金属原子。Q1~Q4优选2个或3个为芳基,剩余的1个或2个为含氮杂环基。
芳基可为单环,也可为稠环,优选为单环。作为芳基,尤其优选为苄基。
杂环基优选为含氮杂环基。含氮杂环基也可含有氮原子以外的杂原子。作为这种杂原子,例如可举出硫原子。含氮杂环基优选为仅含有氮原子作为杂原子。含氮杂环基优选为5元环或6元环的含氮杂环基,进一步优选为6元环的含氮杂环基。含氮杂环基中的杂原子的数量优选为1~5,更优选为2~4,进一步优选为2或3。
芳基及杂环基也可具有取代基。关于取代基的详细的内容,可参考日本特开2013-182028号公报0010~0011段。
通式(I)所表示的酞菁色素优选Q1~Q4中至少1个为含氮杂环基,其余由下述通式(I-1)所表示。
[化学式8]
通式(I-1)
通式(I-1)中,R1、R2、R3、R4各自独立地表示氢原子或取代基,在“:”的位置与中央的骨架结合。
R1、R2、R3、R4优选这些之中1个或2个为卤素原子以外的取代基,其余为氢原子或卤素原子,更优选这些之中1个为取代基,其余为氢原子。作为卤素原子优选为氟原子。
R1、R2、R3、R4各自的基团的质量(假设该基为1分子时的分子量)优选为30~400,更优选为30~200。
通式(I)中,作为M所表示的金属原子,优选为Cu、Zn、Pb、Fe、Ni、Co、AlCl、AlI、InCl、InI、GaCl、GaI、TiCl2、Ti=O、VCl2、V=O、SnCl2或GeCl2,更优选为Cu、V=O、Mg、Zn、Ti=O,尤其优选为Cu及V=O。
酞菁色素可通过公知的方法合成。例如,可根据酞菁化学与功能(IPC)的记载来合成。并且,也可使用市售品。并且,酞菁色素也可作为市售品获得。
以下,示出通式(I)所表示的酞菁色素的具体例,但本发明并不限定于这些。并且,在下述例示化合物中,也优选使用将中心的金属原子取代成Cu、Zn、Pb、Fe、Ni、Co、AlCl、AlI、InCl、InI、GaCl、GaI、TiCl2、Ti=O、VCl2、V=O、SnCl2或GeCl2的化合物。另外,在下述例示化合物A中,在相当于通式(I)的Q1~Q4的环内,仅1个为含氮环,但也优选2个以上为含氮环的情况。对于其他的例示化合物,也可同样地考虑。
并且,下述例示化合物例如可通过将两种以上的腈化合物环化而合成。如此合成时可得到混合物,为了方便起见,在下述中仅示出代表的结构。例如,下述例示化合物B可通过使下述腈化合物a与腈化合物b以1:3的摩尔比反应而得到,但合成上包含由来自腈化合物a的部分结构:来自腈化合物b的部分结构=0:4~4:0构成的酞菁色素。并且,也包含官能团的配置不同的异构物结构。
[化学式9]
[化学式10]
[表1]
[化学式11]
(上述中,M是铜原子。)
作为在470~510nm的波长范围具有吸光度的最大值(以下也称为吸收极大),且具有半宽度为50nm以下的吸光度的峰的第1吸收材料(染料或色素),优选使用方酸菁系、偶氮甲碱系、花青系、氧杂菁系、蒽醌系、偶氮系或亚苄基系的化合物。作为偶氮染料,可使用GB539703号、GB575691号、US2956879号及堀口博著“总说合成染料”三共出版等中记载的较多的偶氮染料。以下示出在波长为470~510nm的范围具有吸收极大,且具有半宽度为50nm以下的吸光度的峰的第1吸收材料的例。
[化学式12]
[化学式13]
作为在560~610nm的波长范围具有吸光度的最大值,且具有半宽度为50nm以下的吸光度的峰的第2吸收材料(染料或色素),优选为花青系、方酸菁系、偶氮甲碱系、呫吨系、氧杂菁系或偶氮系的化合物,进一步优选为使用花青系、氧杂菁系的色素。以下示出在波长为560~610nm的范围具有吸收极大,且具有半宽度为50nm以下的吸光度的峰的第2吸收材料的例。
[化学式14]
关于花青染料的合成,可参考日本特开平7-230671号公报、欧洲专利0778493号及美国专利5459265号的各说明书的记载。关于偶氮染料的合成,可参考英国专利539703号、英国专利575691号、美国专利2956879号的各说明书及堀口博著、总说·合成染料(三共出版、昭和43年发行)的记载。关于偶氮甲碱染料的合成,可参考日本特开昭62-3250号、日本特开平4-178646号、日本特开平5-323501号的各公报的记载。氧杂菁染料可参考日本特开平7-230671号公报、欧洲专利0778493号及美国专利5459265号的各说明书的记载来合成。关于部花青染料的合成,可参考美国专利2170806号说明书及日本特开昭55-155350号、日本特开昭55-161232号的各公报的记载。关于蒽醌染料的合成,可参考英国专利710060号、美国专利3575704号的各说明书、日本特开昭48-5425号公报及堀口博著、总说·合成染料(三共出版、昭和43年发行)的记载。关于其他的染料,也可参考F.M.哈默(F.M.Harmer)著“杂环化合物-花青染料及相关的化合物(Heterocyclic Compounds-Cyanine Dyes andRelated Compounds)”,约翰-威利父子(John Wiley and Sons),纽约,伦敦,1964年;D.M史特马(D.M.Sturmer)著“杂环化合物-杂环化学中的特殊话题(Heterocyclic Compounds-Special Topics in Heterocyclic Chemistry)”第18章,第14节,482~515页,约翰-威利父子(John Wiley and Sons),纽约,伦敦,1977年;“罗德氏的碳化合物的化学(Rodd’Chemistry of CarbonCompounds)”第2版,第4卷,B部,第15章,369~422页,爱思唯尔科学出版社(Elsevier Science Publishing Company Inc.),纽约,1977年;日本特开平5-88293号及日本特开平6-313939号的各公报的记载来合成。
作为染料,可组合使用如上的2种以上的色素。并且,可使用在380至420nm的波长范围、470~510nm的波长范围及560~610nm的波长范围中2个以上的范围具有吸收极大的色素。例如,若使色素成为如后述的缔合物的状态,则一般波长位移至长波长侧,峰变得尖锐。因此,在波长为470~510nm的范围具有吸收极大的色素中,该缔合物在560~610nm的范围具有吸收极大。这种色素若以部分地形成缔合物的状态使用,则可在波长为470~510nm的范围与波长为560~610nm的范围这两者得到吸收极大。以下示出这种色素的例。另外,作为其他的在380至420nm的波长范围具有吸收极大的化合物,可举出日本特开2008-203436号公报的[0016]及[0017]中记载的化合物。
[化学式15]
作为其他的第1吸收材料及第2吸收材料的例,可举出日本特开2000-321419号公报、日本特开2002-122729号公报、日本专利4504496号中记载的色素化合物,这些公报的记载内容引入本发明中。
在470~510nm的波长范围具有吸收极大的第1吸收材料的获得吸收极大的波长范围优选为475~510nm,更优选为480~505nm。
在560~610nm的波长范围具有吸收极大的第2吸收材料的获得吸收极大的波长范围优选为570~605nm,更优选为580~600nm。
含吸收材料的层中的染料的含量相对于含吸收材料的层的总质量,优选为0.001至0.05质量%,进一步优选为0.001至0.01质量%。
-半宽度-
在470~510nm的波长范围具有吸收极大的第1吸收材料、在560~610nm的波长范围具有吸收极大的第2吸收材料以及在660~780nm的波长范围具有吸收特性的色素的吸收光谱为了以不对前述蓝色光、绿色光及红色光造成影响的方式来选择性地截断光,优选为尖锐的。具体而言,在470~510nm的波长范围具有吸收极大的第1吸收材料的吸收光谱的半宽度(表示在吸收极大的吸光度的一半的吸光度的波长范围的宽度)优选为50nm以下,更优选为5~40nm,进一步优选为10~30nm。在560~610nm的波长范围具有吸收极大的第2吸收材料的吸收光谱的半宽度优选为50nm以下,更优选为5~40nm,进一步优选为10~30nm。在660~780nm的波长范围具有吸收特性的色素的吸收光谱的半宽度优选为50nm以下,更优选为5~40nm,进一步优选为10~30nm。
作为使半宽度成为如此范围的方法,可举出使含吸收材料的层中含有在1个波长范围中吸收极大不同的多个染料或颜料,或使含吸收材料的层中含有染料的缔合物等的方法。
具体而言,作为染料可选择甲川染料(例如,花青、部花青、氧杂菁、吡咯甲川、苯乙烯基、亚芳基)、二苯基甲烷染料、三苯基甲烷染料、呫吨染料、方酸菁染料、克酮酸染料、吖嗪染料、吖啶染料、噻嗪染料、噁嗪染料等。这些的染料优选为以缔合物使用。
缔合状态的染料形成所谓的J带(band),显示尖锐的吸收光谱峰。关于染料的缔合与J带,在各种文献(例如,Photographic Science and engineeringVol.18,No.323-335(1974))中有记载。J缔合状态的染料的吸收极大比溶液状态的染料的吸收极大更靠长波侧移动。因此,含吸收材料的层中所包含的染料为缔合状态或非缔合状态可通过测定吸收极大而容易地判断。在缔合状态的染料中,吸收极大的移动优选为30nm以上,更优选为40nm以上,最优选为45nm以上。
以缔合状态使用的染料优选为甲川染料,最优选为花青染料或氧杂菁染料。在这些染料中,也有仅溶解于水中而形成缔合物的化合物,但一般可在染料的水溶液中添加明胶或盐(例如氯化钡、氯化钙、氯化钠)而形成缔合物。作为缔合物的形成方法,尤其优选为在染料的水溶液中添加明胶的方法。可将吸收极大不同的多个染料分别分散于添加有明胶的水溶液中后,混合这些,而制作含有吸收极大不同的多个缔合物的试料。并且,利用染料,可仅使多个染料分散于添加有明胶的水溶液中,形成各自的缔合物。染料的缔合物也可作为染料的固体微粒子分散物形成。为了成为固体微粒子分散物,可使用公知的分散机。在分散机的例中,包含球磨机、振动球磨机、行星球磨机、砂磨机、胶体磨机、喷射磨机及辊磨机。关于分散机,在日本特开昭52-92716号公报及WO88/074794号说明书中有记载。优选为立式或卧式的介质分散机。
-添加剂-
此外,在含吸收材料的层中,也可添加红外线吸收剂或紫外线吸收剂等的添加剂,可使用日本特开2008-203436号公报的[0031]中记载的添加剂。
-粘结剂-
为了控制在660~780nm的波长范围具有吸收特性的色素、前述第1吸收材料及第2吸收材料的稳定性及反射特性等,含吸收材料的层优选含有聚合物粘结剂。作为聚合物粘结剂,可使用本领域技术人员公知的粘结剂,但为了更容易地进行分散操作,优选使用水系的粘结剂。作为水系的粘结剂,可举出明胶、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺及聚乙二醇等。尤其,为了在已形成缔合物下形成含吸收材料的层,一般优选使用已知对分散粒子具有优异的保护胶体性的明胶。
作为明胶并没有特别的限定,可使用由通常的酸处理或碱处理所萃取及精制的质量平均分子量为10万以上的明胶。这种明胶的10质量%左右的水溶液通常在25℃丧失液体的流动性而凝胶化。为了使明胶的水溶液成为能涂布的状态,需要降低涂布液的温度或降低涂布液的明胶浓度,但在任一种情况下均具有色素的缔合物变得不稳定的倾向。因此,在粘结剂所用的明胶中,在25℃的10质量%水溶液的粘度优选为5~100mPa·s,更优选为5~50mPa·s。上述粘度小于5mPa·s时,在干燥过程中容易产生风斑,超过100mPa·s变高时,反而在涂布后干燥之前难以均平,同时容易造成面状故障。明胶若为上述的粘度范围内,则可单独使用,也可为2种以上的混合品。在粘度测定中,使用TOKYOKEIKI INC.制的B型粘度计,在No.1转子、60rpm条件下进行。
用于粘结剂的明胶的质量平均分子量优选为2000~5万的范围,更优选为2000~2万的范围。在平均分子量的测定中,根据PAGI法(照相用明胶试验法)中记载的凝胶过滤法的分子量分布测定法。
作为明胶的具体例,可举出#860、#880、#881(以上,Nitta GelatinInc.)。这些明胶可单独使用,也可根据需要混合2种以上使用。
含吸收材料的层中的粘结剂的含量相对于含吸收材料的层的总质量,优选为95至99质量%,进一步优选为97至99质量%。
<粘接层(粘合剂层)>
本发明的光学片部件优选为偏振片及波长选择型反射偏振器(B)直接接触或隔着粘接层而层叠。
本发明的光学片部件优选为偏振片、λ/4板(C)及波长选择型反射偏振器(B)依此顺序直接接触或隔着粘接层而层叠。
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,也可配置粘接层(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,例如包含表示以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(tan=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。作为本发明中可使用的粘合剂,例如可举出丙烯酸系粘合剂或聚乙烯醇系粘接剂,但并不限定于此。
本发明的光学片部件中,波长选择型反射偏振器(B)及相邻于波长选择型反射偏振器(B)的偏振片侧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。作为前述相邻于波长选择型反射偏振器(B)的偏振片侧的层,可举出上述的粘接层。
作为这种粘接层的折射率的调整方法并没有特别的限制,例如可使用日本特开平11-223712号公报中记载的方法。在日本特开平11-223712号公报中记载的方法中,尤其优选以下的方式。
作为前述粘接层中所用的粘合剂的例,可举出聚酯系树脂、环氧系树脂、聚氨基甲酸酯系树脂、硅酮系树脂、丙烯酸系树脂等的树脂。这些可单独使用或混合2种以上使用。尤其,丙烯酸系树脂其耐水性、耐热性、耐光性等的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这些的共聚物,以及前述丙烯酸单体的至少1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,优选为由展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、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的单体构成的共聚物,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200g/25mm,则无法重新贴付,或者即使可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1.45~1.70的范围,尤其优选1.5~1.65的范围。
在粘合剂中,含有用于调整折射率的填料。作为填料,可举出二氧化硅、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、硅酮树脂等有机系透明或白色颜料等。选择丙烯酸系粘合剂时,由于硅珠、环氧树脂珠在丙烯酸系粘合剂中的分散性优异,得到均匀且良好的折射率,因此优选。并且,填料优选光扩散均匀的球状填料。
这种填料的粒径(JIS B9921)期望为0.1~20.0μm,优选1.0~10.0μm的范围。尤其优选0.5~10μm的范围。
在本发明中,填料的折射率(JIS K-7142的B法)相对于粘合剂的折射率,优选具有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期望为1.0~40.0质量%,尤其优选为3.0~20质量%。
<使光的偏振状态变化的层>
增亮膜可在反射偏振器的与λ/4板层侧的相反侧含有使光的偏振状态变化的层。使光的偏振状态变化的层如后述。
[显示装置]
本发明的显示装置具有在至少380~480nm的波长范围中至少一部分具有发光波长的光源及本发明的光学片部件。
本发明的显示装置优选为前述光源、前述光学片部件所具有的前述光转换片、及前述光学片部件所具有的前述波长选择型反射偏振器是依此顺序配置的。
图1~图16中示出本发明的显示装置的优选的结构。
背光单元的赋予蓝色光、绿色光及红色光的发光强度的峰值的波长与增亮膜中的波长选择型反射偏振器的赋予各色的光的反射率的峰值的波长之差优选为50nm以内,更优选为20nm以内。
在液晶显示装置中,优选在增亮膜的第三光反射层与背光单元之间配置使光的偏振状态变化的层。这是因为使光的偏振状态变化的层作为使由光反射层所反射的光的偏振状态变化的层而发挥功能,从而可提高亮度。作为使光的偏振状态变化的层的例,可举出折射率比空气层高的聚合物层,作为折射率比空气层高的聚合物层的例,可举出硬涂(HC)处理层、防眩(AG)处理层、低反射(AR)处理层等各种低反射层、三乙酰纤维素(TAC)薄膜、丙烯酸树脂薄膜、环烯烃聚合物(COP)树脂薄膜、拉伸PET薄膜等。使光的偏振状态变化的层也可兼作支撑体。使由光反射层所反射的光的偏振状态变化的层的平均折射率与第三光反射层的平均折射率的关系:
优选为0<|使光的偏振状态变化的层的平均折射率-第三光反射层的平均折射率|<0.8,
进一步优选为0<|使光的偏振状态变化的层的平均折射率-第三光反射层的平均折射率|<0.4,
更优选为0<|使光的偏振状态变化的层的平均折射率-第三光反射层的平均折射率|<0.2。
使光的偏振状态变化的层可以与增亮膜一体化,也可以与增亮膜分开设置。
<光源及背光单元>
本发明的显示装置具有在至少380~480nm的波长范围中至少一部分具有发光波长的光源。其中,作为前述光源的发光波长,优选为以下的方式。
在色再现区域方面,光源半宽度优选为更窄,优选为100nm以下,更优选为50nm以下,更优选为20nm以下。从该观点考虑,优选为蓝色发光的LED,更优选为蓝色激光光源。
作为背光单元的结构,可为以导光板或反射板等作为构成部件的侧光方式的背光单元,也可为直下型方式的背光单元。图1中示出使用侧光方式的面光源BL单元31的显示装置的一例。图8中示出使用直下型方式的面光源BL单元34且在前述光转换片与前述波长选择型反射偏振器间具有光学片16的显示装置的一例。
背光单元优选在光源的后部具备进行从光源发出且被光学片部件所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的限制,可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,这些公报的内容引入本发明中。图3中示出具有与发出380nm~480nm的蓝色光的光源(蓝色LED光源模组)32结合的导光板33的显示装置的一例。
本发明中,背光的光源优选为具有发出前述蓝色光的蓝色发光二极管。本发明的显示装置优选为前述光源包含蓝色LED,前述光转换片具备荧光材料,该荧光材料具备绿色光及红色光的发光波长,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,所述红色光在600~650nm的波长范围具有发光中心波长且半宽度为100nm以下。
光源发出的光及光转换片所再发光的光的半宽度更优选为2~70nm,尤其优选为2~30nm。
另外,作为背光的光源,可使用发出前述蓝色光的蓝色发光二极管、发出前述绿色光的绿色发光二极管及发出前述红色光的红色发光二极管。
背光单元还优选具备其他公知的扩散板或扩散片、棱镜片(例如,BEF等)、导光器。图9中示出使用直下型方式的面光源BL单元34,在前述导光板与前述光转换片间具有扩散板35,在前述光转换片与前述波长选择型反射偏振器间具有光学片16的显示装置的一例。
关于其他的部件,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,这些公报的内容引入本发明中。
<显示面板>
本发明的显示装置可为照明装置,也可为图像显示装置,但优选为图像显示装置。
作为前述图像显示装置,可举出液晶显示器(LCD)、等离子显示器(PDP)、电致发光显示器(OELD或IELD)、场发射显示器(FED)、触摸面板、电子纸等。
本发明的显示装置优选为具有开关前述光源的光的光开关装置,前述光开关装置优选为液晶驱动装置。并且,当前述光开关装置为液晶驱动装置时,更优选为在前述波长选择型反射偏振器与前述液晶驱动装置间具有偏振片。
本发明的显示装置优选为前述偏振片及前述波长选择型反射偏振器直接接触或隔着粘接层而层叠。
本发明的显示装置优选前述光学片部件具有满足下述式(1)~(3)的至少一个的λ/4板,前述偏振片、前述λ/4板及前述波长选择型反射偏振器依此顺序直接接触或隔着粘接层而层叠;
式(1)450nm/4-60nm<Re(450)<450nm/4+60nm
式(2)550nm/4-60nm<Re(550)<550nm/4+60nm
式(3)630nm/4-60nm<Re(630)<630nm/4+60nm
式(1)~(3)中,Re(λ)表示在波长λnm的面内方向的延迟,Re(λ)的单位为nm。
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,其具有一对偏振器与在其之间的液晶单元。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的限制,可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与在该一对基板间所夹持的液晶层,根据需要也可包含彩色滤光片层等。对于液晶单元的驱动模式并没有特别的限制,可利用扭曲向列(TN)、超扭曲向列(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(记载于日本特开平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,Digest of 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 VerticalAlignment)型、光取向型(Optical Alignment)及PSA(Polymer-SustainedAlignment)中的任意一种。关于这些模式的详细内容,在日本特开2006-215326号公报、及日本特表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特开平10-54982号公报、日本特开平11-202323号公报、日本特开平9-292522号公报、日本特开平11-133408号公报、日本特开平11-305217号公报、日本特开平10-307291号公报等中。
液晶显示装置的一实施方式,优选为在对置的至少一方设有电极的基板间具有夹持液晶层的液晶单元,该液晶单元构成为配置于2片偏振片之间。液晶显示装置具备在上下基板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、粘接层等的附带的功能层。并且,本发明的显示装置也可含有其他的部件。例如,也可配置彩色滤光片基板、薄层晶体管基板、透镜薄膜、扩散片、硬涂层、防反射层、低反射层、防眩层等,以及(或代替此的)前向散射层、底漆层、抗静电层、底涂层等的表面层。
本发明的显示装置优选为具有与前述光源结合的导光板,在前述导光板与前述光转换片间、前述光转换片与前述波长选择型反射偏振器间、前述波长选择型反射偏振器与前述偏振片间的至少1个中,还具有光学片。本发明的显示装置更优选为前述光学片是选自棱镜片、透镜片及扩散片中的任意一个以上的单层光学片或层叠光学片。图6中示出在前述光转换片与前述波长选择型反射偏振器间具有光学片16的方式的一例。图7中示出在前述导光板与前述光转换片间具有第一片的光学片16,且在前述光转片与前述波长选择型反射偏振器间具有第二片的光学片16的方式的一例。
显示装置优选为依次配置有背光单元、本发明的光学片部件、薄层晶体管基板、液晶单元、彩色滤光片基板、显示侧偏振片43。
本发明的显示装置优选为前述光转换片在2片设有阻氧气层的基底薄膜间,具备在聚合物基质中分散有前述荧光材料的荧光材料部件,前述光转换片配置于前述波长选择型反射偏振器与前述光源之间。
另外,本发明的显示装置并不受这种例所限定。
(彩色滤光片)
当使用光源为500nm以下的可见的B(蓝色光)时,作为RGB像素形成方法,可使用公知的各种方法来形成本发明中的像素。例如,也可在玻璃基板上,使用光罩及光阻来形成所希望的黑色矩阵及R、G、B的像素图案,并且也可使用R、G、B的像素用着色油墨,在以规定宽度的黑色矩阵及隔着n个比前述黑色矩阵的宽度还宽的黑色矩阵来划分的区域内(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的图案构成的彩色滤光片。在图像着色后,可通过烘烤等使各像素及黑色矩阵完全固化。彩色滤光片的优选特性记载于日本特开2008-083611号公报等中,该公报的内容引入本发明中。
例如,显示绿色的彩色滤光片中的最大透射率的一半的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,显示绿色的彩色滤光片中前述的最大透射率的一半的透射率的波长优选一个为590nm以上且600nm以下。另外,显示绿色的彩色滤光片中的最大透射率优选为80%以上。显示绿色的彩色滤光片中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以下的波长范围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以下的波长范围具有发光峰,在前述显示绿色的彩色滤光片中,在前述发光峰的波长的透射率优选为最大透射率的10%以下。
前述显示红色的彩色滤光片,在580nm以上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.Pigment Violet 23。红色在C.I.Pigment Red 254中使用作为补色的C.I.Pigment Yellow 139。作为绿色用的颜料,通常在C.I.Pigment Green 36(溴化铜酞菁绿)、C.I.Pigment Green 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 Yellow138等。这些颜料的组成可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在590nm至600nm的范围内。另外,目前一般使用颜料,但只要是可控制分光、可确保工艺稳定性、可靠性的色素,则也可以是利用染料的彩色滤光片。
(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。作为形成黑色条纹的材料,可举出使用铬等金属的溅射膜的材料、组合有感光性树脂与黑色着色剂等的遮光性感光性组合物等。作为黑色着色剂的具体例,可举出碳黑、钛碳、氧化铁、氧化钛、石墨等,其中优选为碳黑。
(薄层晶体管)
本发明的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流子浓度小于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,记载于日本特开2011-141522号公报中,该公报的内容引入本发明中。
<光学片部件贴合于显示装置的方法>
作为将本发明的光学片部件贴合于液晶显示装置等的显示装置的方法,可使用公知的方法。并且,也可使用辊对面板制法,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特开2011-48381号公报、日本特开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。
[其他方式]
作为本发明的其他方式,也可举出以下的方式。
[1]
一种光学片部件,其具有:包含将具有380~480nm的波长的光的至少一部分予以吸收并转换成比前述光更长波长的光并再发出的荧光材料的光转换片;及在前述波长的至少一部分的波长范围发挥功能的波长选择型反射偏振器。
[2]
前述波长选择型反射偏振器是至少反射380~480nm的波长范围的一部分,且将具有前述反射偏振器的反射范围的半宽度为15~200nm的胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层,具有满足下述式(1)~(3)的至少一个(更优选为式(1)~(3)的全部)的λ/4板,另外λ/4板的波长分散可为顺分散“Re(450)>Re(550)”,优选为平分散“Re(450)≈Re(550)”,更优选可使用逆分散“Re(450)<Re(550)”。
式(1)450nm/4-60nm<Re(450)<450nm/4+60nm
式(2)550nm/4-60nm<Re(550)<550nm/4+60nm
式(3)630nm/4-60nm<Re(630)<630nm/4+60nm
(式(1)~(3)中,Re(λ)表示在波长λnm的面内方向的延迟(单位:nm)。)
[3]
根据[1]所述的光学片部件,其中,前述波长选择型反射偏振器是至少反射380~480nm的波长范围的一部分、且前述反射偏振器的反射范围的半宽度为15~200nm的将胆甾醇型液晶相予以固定而成的光反射层,具有满足下述式(1)~(4)的至少一个(更优选为式(1)~(3)的全部)的λ/4板。
式(1)450nm/4-40nm<Re(450)<450nm/4+40nm
式(2)550nm/4-40nm<Re(550)<550nm/4+40nm
式(3)630nm/4-40nm<Re(630)<630nm/4+40nm
式(4)Re(450)<Re(550)<Re(630)
(式(1)~(4)中,Re(λ)表示在波长λnm的面内方向的延迟(单位:nm)。)
[4]
根据[2]或[3]所述的光学片部件,其中,前述λ/4相位差层为相位差膜(光学上大致单轴性或大致双轴性)、且为含有液晶性化合物(盘状液晶、棒状液晶、胆甾醇型液晶)中至少一个的相位差膜。
[5]如[1]~[4]中任一项所述的光学片部件,其中,前述波长选择型反射偏振器是在380~480nm的波长范围至少具有反射范围,且半宽度为15~200nm的电介质多层膜。
[6]
一种显示装置用光源单元,其具有:
至少具有380~480nm的波长的光源;
包含吸收前述光源所发出的光的至少一部分而转换成比前述光源更长波长的光并再发出的至少一种以上的荧光材料的光转换片;及
在前述光源的至少一部分的波长范围发挥功能的波长选择型反射偏振器。
[7]
一种显示装置,其具有[6]所述的具有波长选择型反射偏振器的显示装置用光源单元及开关前述光源的光的装置。
[8]
一种液晶显示装置,其中,[7]所述的前述光开关装置为液晶驱动装置,在前述反射偏振片与该液晶驱动装置间具有偏振片。
[9]
一种光学片部件及使用其的液晶显示装置,其中,[6]~[8]中任一项所述的光源包含蓝色LED,光转换片具备荧光材料,所述荧光材料具备绿色光及红色光的发光波长,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,所述红色光在600~650nm的波长范围具有发光中心波长且半宽度为100nm以下。
[10]
一种光学片部件及使用其的液晶显示装置,其中,[1]~[9]中任一项所述的偏振片及波长选择型反射偏振器直接接触或隔着粘接层而层叠。
[11]
根据[1]~[10]中任一项所述的液晶显示装置,其中,偏振片、λ/4板及波长选择型反射偏振器依此顺序直接接触或隔着粘接层而层叠。
[12]
根据[1]~[11]中任一项所述的液晶显示装置,其具有与蓝色光源结合的导光板(LGP),在导光板与光转换片间、光转换片与波长选择型反射偏振片间、波长选择型反射偏振片与液晶面板的偏振片间的至少一个中,具有光学片。
[13]
一种液晶显示装置,其中,[12]所述的光学片是选自棱镜片、透镜片、扩散片的任一个以上的光学片或层叠光学片。
[14]
一种光学片部件及使用其的液晶显示装置,其中,[1]~[13]中任一项所述的光转换片在2片设有阻氧气层的基底薄膜间,具有分散于聚合物基质中的荧光材料(量子点)部件,该光转换片配置于波长选择型反射偏振器与蓝色光源之间。
[15]
[8]~[14]中任一项所述的液晶显示装置,其进一步具有薄层晶体管,薄层晶体管具有载流子浓度小于1×1014/cm3的氧化物半导体层。
实施例
以下举出实施例与比较例,对本发明的特征进行进一步具体的说明。以下实施例中所示的材料、使用量、比例、处理内容、处理程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>
作为背光侧偏振片的前侧偏振片保护膜,准备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,使用市售的纤维素酰化物系薄膜“TD60”(Fujifilm Corporation制)。
与日本特开2006-293275号公报的[0219]~[0220]同样地制造偏振器,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偏振片。并且,一侧的面的偏振片保护膜也可兼作λ/4层,在薄型化的观点上也可能除去。
[制造例2]
<偏振片的准备>
除了作为背光侧偏振片的后侧偏振片保护膜,将90质量份的具有内酯环结构的丙烯酸系树脂{共聚合单体质量比=甲基丙烯酸甲酯/2-(羟基甲基)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,熔体流速6.5g/10分钟(240℃、10kgf)、Tg131℃}与10质量份的丙烯腈-苯乙烯(AS)树脂{Toyo AS AS20,TOYO STYRENE CO.,LTD.制}的混合物;Tg127℃的颗粒供给至双轴挤压机,在约280℃熔融挤出成片状,使用厚度40μm的长条状薄膜1以外,与制造例1同样地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偏振片。并且,一侧的面的偏振片保护膜也可兼作λ/4层,在薄型化的观点上也可能除去。
[制造例3]
<偏振片的准备>
除了作为背光侧偏振片的后侧偏振片保护膜,使用市售的COP薄膜“ZEONOR ZF14”(ZEON CORPORATION制)以外,与制造例1同样地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偏振片。并且,一侧的面的偏振片保护膜也可兼作λ/4层,在薄型化的观点上也可能除去。
[实施例1A]
<波长选择型反射偏振器的形成>
在偏振片保护膜(市售的纤维素酰化物系薄膜“TD60”(FujifilmCorporation制))上,参考Fujifilm研究报告No.50(2005年)pp.60-63,使用Δn0.4的液晶,变更手性试剂的添加量,形成实施例1A的光学片部件用波长选择型反射偏振器,其具有将反射中心波长500nm、半宽度140nm的胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层。另外,所用的偏振片保护膜由于Re=1nm、Rth=38nm,而在380~760nm的波长范围中未发挥λ/4板的功能。
并且,所得到的总厚度包含偏振片保护膜约为65μm。
除了在制造例1中,使用如此得到的波长选择型反射偏振器代替上述制造例1的一侧的保护膜以外,以与制造例1同样的方法来制作偏振片,将所得到的偏振片作为实施例1A的显示装置用BL侧偏振片。
<光转换片的形成>
作为光转换片,参考日本特开2012-169271号公报,形成量子点片(量子点材料(G,R)),其在蓝色发光二极管的蓝色光入射时,进行中心波长540nm、半宽度40nm的绿色光与中心波长645nm、半宽度30nm的红色光的荧光发光。
<液晶显示装置的制造>
分解市售的液晶显示装置(Sony Corporation制,商品名KDL-46W900A),不设置电介质多层膜(商品名DBEF(注册商标),3MCompany制),使用实施例1A的显示装置用BL侧偏振片(具备波长选择型反射偏振器)作为背光侧偏振片,将背光单元变更为以下的RGB窄频带背光单元,制造实施例1A的显示装置。
RGB窄频带背光单元将上述TV分解,去除所配备的量子点棒,形成具备蓝色发光二极管(主波长446nm、半宽度23nm)的蓝色光源BL,配置BL的导光板、扩散板、棱镜片,在其上配置前述光转换片而形成。将所得到的光转换片、波长选择型反射偏振器及偏振片的层叠体作为实施例1的光学片部件。
本实施例中,光转换片与波长选择型反射偏振器分离配置,但在光入用率、薄型化的观点上,更优选使用折射率1.47的丙烯酸系粘接剂来贴合光转换片与光反射层。
实施例1A的显示装置由于不具有λ/4板,在从RGB窄频带背光单元所射出的蓝色光之中,左圆偏振光通过将右扭曲的胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层后,仍然为左圆偏振光(不被λ/4板转换成直线偏振光)而入射于BL侧偏振片的偏振器。另一方面,从RGB窄频带背光单元所射出的蓝色光之中,右圆偏振光被将右扭曲的胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层所反射,被市售的液晶显示装置所配备的反射部件转换成无偏振光的蓝色光而反射,再次从RGB窄频带背光单元射出。
[实施例1B]
<顺分散λ/4板的形成>
参考日本特开2012-108471号公报,在市售的纤维素酰化物系薄膜“TD60”(Fujifilm Corporation制)的上,使用盘状液晶制作λ/4板。所得到的λ/4板的Re(450)为137nm,Re(550)为125nm,Re(630)为120nm,液晶层约为0.8μm,含支撑体(TAC)约为60μm。
<波长选择型反射偏振器的形成>
在上述λ/4板上,参考Fujifilm研究报告No.50(2005年)pp.60-63,使用Δn0.16的液晶,变更手性试剂的添加量,形成具有反射中心波长450nm、半宽度50nm的将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层的实施例1B的光学片部件用波长选择型反射偏振器。
并且,所得到的λ/4板及光反射层的总厚度包含偏振片保护膜约为63μm。
除了在制造例1中,使用如此得到的波长选择型反射偏振器代替上述制造例1的一侧的保护膜以外,以与制造例1同样的方法来制作偏振片,将所得到的偏振片作为实施例1B的显示装置用BL侧偏振片。
<光转换片的形成>
作为光转换片,参考日本特开2012-169271号公报,形成量子点片(量子点材料(G,R)),其在蓝色发光二极管的蓝色光入射时,进行中心波长540nm、半宽度40nm的绿色光与中心波长645nm、半宽度30nm的红色光的荧光发光。
<液晶显示装置的制造>
分解市售的液晶显示装置(Sony Corporation制,商品名KDL-46W900A),不设置电介质多层膜(商品名DBEF(注册商标),3MCompany制),使用实施例1B的显示装置用BL侧偏振片(具备波长选择型反射偏振器)作为背光侧偏振片,将背光单元变更为以下的RGB窄频带背光单元,制造实施例1B的显示装置。
RGB窄频带背光单元将上述TV分解,去除所配备的量子点棒,形成具备蓝色发光二极管(主波长446nm、半宽度23nm)的蓝色光源BL,配置BL的导光板、扩散板、棱镜片,在其上配置前述光转换片而形成。将所得到的光转换片、波长选择型反射偏振器、λ/4板及偏振片的层叠体作为实施例1B的光学片部件。
本实施例中,光转换片与波长选择型反射偏振器分离配置,但在光入用率、薄型化的观点上,优选使用折射率1.47的丙烯酸系粘接剂来贴合光转换片与光反射层。
[实施例1C]
<顺分散λ/4板的形成>
参考日本特开2012-108471号公报,在市售的纤维素酰化物系薄膜“TD60”(Fujifilm Corporation制)上,使用盘状液晶制作λ/4板。所得到的λ/4板的Re(450)为140nm,Re(550)为128nm,Re(630)为123nm,液晶层约为0.8μm,含支撑体(TAC)约为60μm。
<波长选择型反射偏振器的形成>
在所得到的顺分散λ/4板上,通过下述方法形成第一光反射层作为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予以固定而成的光反射层。
首先,作为取向层,将KURARAY CO.,LTD.公司制POVAL PVA-103溶解于纯水中之后,以干燥膜厚成为0.5μm的方式调整浓度,并棒涂于PET基底上,然后在100℃加热5分钟。另外,对该表面进行摩擦处理来形成取向层。
接着,将下述组成的溶质,以成为下述表2中所示的第一光反射层的干燥膜厚的方式制备浓度后溶解于质量比98:2的CH2Cl2与C2H5OH的混合溶剂中,从而制备含有圆盘状液晶化合物的第一光反射层形成用涂布液。将该涂布液棒涂于上述取向层上,将溶剂在70℃保持2分钟而使溶剂气化后,在100℃进行4分钟加热熟化,从而得到均匀的取向状态。
然后,将该涂布膜保持在80℃,在氮气氛下使用高压汞灯对其照射紫外线,从而形成光反射层。
使用上述丙烯酸系粘接剂,将该光反射层贴合于上述λ/4板上,剥离PET基底及取向层,从而形成将胆甾醇型液晶相固定而成的第一光反射层。
<<含有圆盘状液晶化合物的第一光反射层形成用涂布液的溶质组成>>
[化学式16]
化合物1
化合物2
化合物3
化合物4(下述结构式中,在三甲基取代的苯环上甲基的取代位置不同的2种化合物的混合物。2种化合物的混合比50∶50(质量比))
化合物5
化合物6
另外,关于下述使用棒状液晶化合物的胆甾醇型液晶性混合物(R1),参考日本特开2013-203827(记载于[0016]-[0148])及Fujifilm研究报告No.50(2005年)pp.60-63,变更所用的手性试剂的添加量,分别在FujifilmCorporation制PET薄膜上制作使用棒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的第二光反射层及第三光反射层,在第一光反射层上,使用丙烯酸系粘接剂贴合第二光反射层之后剥离PET薄膜,在其上使用丙烯酸系粘接剂贴合第三光反射层之后剥离PET薄膜而形成。
<使用棒状液晶化合物的胆甾醇型液晶性混合物(R1)的制备>
混合下述化合物11及12、氟系水平取向剂、手性试剂、聚合引发剂、溶剂甲乙酮,制备下述组成的涂布液。将所得到的涂布液作为胆甾醇型液晶性混合物即涂布液(R1)。
[化学式17]
·化合物11
·化合物12
氟系水平取向剂1
氟系水平取向剂2
所得到的第一光反射层的最大反射率的峰的反射中心波长为450nm,半宽度为40nm,膜厚为1.8μm。
所得到的第二光反射层的最大反射率的峰的反射中心波长为530nm,半宽度为50nm,膜厚为2.0μm。
所得到的第三光反射层的最大反射率的峰的反射中心波长为650nm,半宽度为60nm,膜厚为2.5μm。
另外,第一光反射层、第二光反射层及第三光反射层的平均折射率为1.57。
并且,所得到的顺分散λ/4板及具有第一~第三光反射层的波长选择型反射偏振器的层叠体的增亮膜的总厚度约为7μm。
除了在制造例1中,使用如此得到的波长选择型反射偏振器代替上述制造例1的一侧的保护膜以外,以与制造例1同样的方法来制作偏振片,将所得到的偏振片作为实施例1C的显示装置用BL侧偏振片。
并且,从改善倾斜方位的色不均的观点考虑,可知优选为第一至第三光反射层(将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层)的至少一层是将由盘状液晶所形成的胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层,其他的光反射层是将由棒状液晶所形成的胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层。
<光转换片的形成>
作为光转换片,参考日本特开2012-169271号公报,形成量子点片(量子点材料(G,R)),其在蓝色发光二极管的蓝色光入射时,进行中心波长535nm、半宽度40nm的绿色光与中心波长630nm、半宽度40nm的红色光的荧光发光。
<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),不设置电介质多层膜(商品名DBEF(注册商标),3M Company制),使用实施例1C的显示装置用BL侧偏振片作为背光侧偏振片,将背光单元变更为以下的RGB窄频带背光单元,制造实施例1C的显示装置。
所用的RGB窄频带背光单元具备蓝色发光二极管(NICHIA B-LED,主波长465nm、半宽度20nm)作为光源。并且,在光源的前部具备前述光转换片。将所得到的光转换片、波长选择型反射偏振器、λ/4板及偏振片的层叠体作为实施例1C的光学片部件。
[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所制造的偏振片作为背光侧偏振片,不设置电介质多层膜(商品名DBEF(注册商标),3M Company制)而分离配置于背光侧偏振片与背光单元之间,制造比较例1的显示装置。
该显示装置的背光光源的蓝色光的发光峰值波长为450nm。在绿~红区域中为1个发光峰,峰值波长为550nm,半宽度为100nm。
[比较例2]
除了在实施例1中,将后述实施例1同样的将胆甾醇型液晶相固定而成的第一~第三光反射层层叠在用作偏振片保护膜的TAC(Re1nm、Rth38nm)上以外,与实施例1同样地制造比较例2的显示装置用BL侧偏振片。
并且,除了在实施例1的显示装置的制造中,使用比较例2的显示装置用BL侧偏振片代替实施例1的显示装置用BL侧偏振片,不变更背光单元而使用与比较例1相同的背光单元以外,与实施例1同样地制造比较例2的光学片部件(不具有光转换片)及比较例2的显示装置。
[实施例1]
<宽频带λ/4板的形成>
与日本特开2003-262727号公报的[0020]~[0033]同样地准备宽频带λ/4板。宽频带λ/4板是在基材上涂布2层的液晶性材料,聚合后,从基材剥离而得到。
所得到的宽频带λ/4板的Re(450)为110nm,Re(550)为125nm,Re(630)为140nm,膜厚为1.6μm。
使用折射率1.47的丙烯酸系粘接剂来贴合所得到的宽频带λ/4板与上述制造的偏振片。
<波长选择型反射偏振器的形成>
在所得到的宽频带λ/4板上,变更参考Fujifilm研究报告No.50(2005年)pp.60-63所用的手性试剂的添加量,通过涂布将胆甾醇型液晶相固定而成的第一光反射层、将胆甾醇型液晶相固定而成的第二光反射层及将胆甾醇型液晶相固定而成的第三光反射层而形成。
所得到的第一光反射层的最大反射率的峰的反射中心波长为450nm,半宽度为40nm,膜厚为1.8μm。
所得到的第二光反射层的最大反射率的峰的反射中心波长为550nm,半宽度为50nm,膜厚为2.0μm。
所得到的第三光反射层的最大反射率的峰的反射中心波长为630nm,半宽度为60nm,膜厚为2.1μm。
另外,第一光反射层、第二光反射层及第三光反射层的平均折射率为1.57。
并且,所得到的具有宽频带λ/4板及具有第一~第三光反射层的波长选择型反射偏振器的增亮膜的总厚度约为7μm。
将如此得到的偏振片与增亮膜的层叠体作为实施例1的显示装置用BL侧偏振片。
<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),不设置电介质多层膜(商品名DBEF(注册商标),3M Company制),使用实施例1的显示装置用BL侧偏振片作为背光侧偏振片,将背光单元变更为以下的RGB窄频带背光单元,制造实施例1的显示装置。
所用的RGB窄频带背光单元具备蓝色发光二极管(NICHIA B-LED,主波长465nm、半宽度20nm)作为光源。并且,在光源的前部具备量子点部件,所述量子点部件在蓝色发光二极管的蓝色光入射时,进行中心波长535nm、半宽度40nm的绿色光与中心波长630nm、半宽度40nm的红色光的荧光发光。将所得到的光转换片、波长选择型反射偏振器、λ/4板及偏振片的层叠体作为实施例1的光学片部件。并且,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且被前述光学片部件的波长选择型反射偏振器所反射的光的偏振状态的转换及反射。
[实施例2]
准备DLC垂直取向的1/4波长板。所得到的1/4波长板的Re(550)为128nm。
在所得到的1/4波长板上,层叠使用Δn0.06的液晶所制作的反射中心波长465nm、半宽度15nm的波长选择型反射偏振器,使用折射率1.47的丙烯酸系粘接剂来贴合1/4波长板与波长选择型反射偏振器而形成增亮膜。
在实施例1中,将实施例1中所用的增亮膜变更为在实施例2所形成的增亮膜,除此以外与实施例1同样地制造实施例2的光学片部件及实施例2的显示装置。
[实施例3]
准备DLC垂直取向的1/4波长板。在该实施例中,在[制造例2]所制作的丙烯酸的低双折射薄膜(Re≤5nm)上形成1/4波长板。所得到的1/4波长板的Re(550)为127nm。
在所得到的1/4波长板上,层叠使用Δn0.2的液晶所制作的反射中心波长465nm、半宽度60nm的波长选择型反射偏振器,形成增亮膜。
在实施例1B中,将实施例1B中所用的增亮膜变更为在实施例3所形成的增亮膜,除此以外与实施例1B同样地制造实施例3的光学片部件及实施例3的显示装置。
[实施例4]
准备DLC垂直取向的1/4波长板。所得到的1/4波长板的Re(550)为124nm。
在所得到的1/4波长板上,层叠使用Δn0.5的液晶所制作的反射中心波长520nm、半宽度150nm的波长选择型反射偏振器(相当于反射率峰的半宽度的反射范围,即反射率峰的反射率为25%以上的反射范围为445nm~595nm),形成增亮膜。
在实施例1B中,将实施例1B中所用的增亮膜变更为在实施例4所形成的增亮膜,除此以外实施例1B同样地制造实施例4的光学片部件及实施例4的显示装置。
[实施例5]
<支撑体的制作>
首先,制作实施例5所用的λ/4板用的纤维素酯支撑体。
(纤维素酰化物膜的制作)
将下述组合物投入混合槽中进行搅拌而溶解各成分,制备乙酸纤维素溶液。
芯层纤维素酰化物浓液的组成:
[化学式18]
(增塑剂2)
在90质量份的上述芯层纤维素酰化物浓液中,添加10质量份的下述消光剂溶液,制备外层乙酸纤维素溶液。
消光剂溶液的组成:
将上述芯层纤维素酰化物浓液与在其两侧的外层纤维素酰化物浓液3层同时从流延口流延到20℃的滚筒上。在溶剂含有率大致20质量%的状态下剥掉,以拉幅夹具固定薄膜的宽度方向的两端,在残留溶剂为3~15%的状态下,一边在横向拉伸1.1倍一边进行干燥。然后,通过在热处理装置的辊间进行传送,由此制作厚度60μm、Rth为0nm的纤维素酰化物膜,作为纤维素酰化物膜T2。
(碱皂化处理)
使前述纤维素酰化物膜T2通过温度60℃的电介质式加热辊,而将薄膜表面温度升温至40℃后,在薄膜的带面上,使用棒涂机,以14ml/m2的涂布量涂布下述所示的组成的碱溶液,在加热至110℃的NORITAKE CO.,LIMITED制的蒸汽式远红外线加热器的下方传送10秒钟。接着,同样使用的棒涂机,涂布3ml/m2的纯水。接着,重复进行3次通过喷注式涂布机的水洗与气刀的除水后,在70℃的干燥区中传送10秒钟而进行干燥,制作经碱皂化处理的纤维素酰化物膜。
碱溶液组成
<取向膜的形成>
在已进行纤维素酰化物膜T2的碱皂化处理的面上,用#14的线棒连续地涂布以干燥膜厚成为0.5μm的方式制备浓度的下述组成的取向膜涂布液(A)。以60℃的温风干燥60秒,进一步以100℃的温风干燥120秒。所使用的改性聚乙烯醇的皂化度为96.8%。
取向膜涂布液的组成:
对上述所制作的取向膜连续地实施摩擦处理。此时,长条状薄膜的长度方向与传送方向平行,薄膜长度方向与摩擦辊的旋转轴所成的角度为大致45°。
<λ/4板的形成>
接着,使下述组成的溶质溶解于MEK中,制备成干燥膜厚1.2μm的浓度,从而制备涂布液。将该涂布液予棒涂于上述取向层上,在80℃进行1分钟加热熟化,得到均匀的取向状态。然后,将该涂布膜保持在75℃,使用高压汞灯在氮气氛下对其照射紫外线,从而在支撑体上形成λ/4板。测定所得到的薄膜在550nm的延迟,Re为126nm。
λ/4板用涂布液的溶质组成:
[化学式19]
取向助剂1
在所得到的TAC薄膜层叠状态的1/4波长板上,层叠使用Δn0.5的液晶所制作的反射中心波长520nm、半宽度150nm的波长选择型反射偏振器(相当于反射率峰的半宽度的反射范围,即反射率峰的反射率为25%以上的反射范围为445nm~595nm),形成增亮膜。
在实施例1中,将实施例1中所用的增亮膜变更为在实施例5所形成的增亮膜,除此以外与实施例1同样地制造实施例5的光学片部件及实施例5的显示装置。
[实施例6]
准备DLC垂直取向的1/4波长板。所得到的1/4波长板的Re(550)为124nm。
在所得到的1/4波长板上,参考日本特开平6-281814号公报的[0052]~[0053]中记载的方法,使用间距梯度法,通过以下的方法形成波长选择型反射偏振器。使用Δn0.2的液晶,于日本特开平6-281814号公报的[0052]记载的配方中,改变手性·单体成分A的比例,进行光反射层涂布液的制备。使用分光测定器UV3150(Shimadzu Corporation),以反射峰的反射中心波长成为500nm、半宽度成为200nm(相当于反射率峰的半宽度的反射范围,即反射率峰的反射率为25%以上的反射范围为400nm~600nm)的方式,调整手性·单体A的添加量。对伪支撑体的PET进行摩擦处理后,使用所制备的涂布液,在前述伪支撑体上设置光反射层。
在前述DLC垂直取向的1/4波长板上,通过从伪支撑体上转印以间距梯度法所制作的半宽度200nm的波长选择型反射偏振器,进行层叠而形成增亮膜。
在实施例1中,将实施例1中所用的增亮膜变更为在实施例6所形成的增亮膜,除此以外与实施例1同样地制造实施例6的光学片部件及实施例6的显示装置。
[实施例6B]
与实施例6同样地准备DLC垂直取向的1/4波长板。所得到的1/4波长板的Re(550)为124nm。
在所得到的1/4波长板上,参考日本特开平6-281814号公报的[0052]~[0053]中记载的方法,使用间距梯度法,通过以下的方法形成波长选择型反射偏振器。使用Δn0.2的液晶,在日本特开平6-281814号公报的[0052]记载的配方中,改变手性·单体成分A的比例,进行光反射层涂布液的制备。使用分光测定器UV3150(Shimadzu Corporation),以反射峰的反射中心波长成为620nm、半宽度成为400nm(相当于反射率峰的半宽度的反射范围,即反射率峰的反射率为25%以上的反射范围为420nm~820nm)的方式,调整手性·单体A的添加量。对伪支撑体的PET进行摩擦处理后,使用所制备的涂布液,在前述伪支撑体上设置光反射层。
在前述DLC垂直取向的1/4波长板上,通过从伪支撑体上转印以间距梯度法所制作的半宽度400nm的波长选择型反射偏振器,进行层叠而形成增亮膜。
在实施例1中,将实施例1中所用的增亮膜变更为在实施例6B所形成的增亮膜,除此以外与实施例1同样地制造实施例6B的光学片部件及实施例6B的显示装置。
[实施例7]
除了在实施例1C中,将实施例1C所用的DLC垂直取向的1/4波长板取代成棒状液晶(RLC水平取向)的1/4波长板以外,与实施例1C同样地制造实施例7的光学片部件及实施例7的显示装置。
[实施例8]
除了在实施例1C中,代替实施例1C中所用的DLC垂直取向的1/4波长板,使用在实施例7的棒状液晶(RLC水平取向)上层叠RLC垂直的+C板而制造的λ/4板,减少倾斜方位的双折射变化,改善倾斜方位的色不均以外,与实施例1C同样地制造实施例8的光学片部件及实施例8的显示装置。
[实施例9]
除了在实施例8中,代替实施例8中所用的λ/4板,使用在实施例8的λ/4板的制造中增加RLC垂直的+C板的膜厚而制造的λ/4板,进一步减少倾斜方位的双折射变化,改善倾斜方位的色不均以外,与实施例8同样地制造实施例9的光学片部件及实施例9的显示装置。
[实施例10]
除了将经单轴拉伸的COP相位差膜使用于1/4波长板的点及使用制造例3所制作的偏振片以外,与实施例1B同样地制造实施例10的光学片部件及实施例10的显示装置。
[实施例11]
除了代替实施例7的RLC,将经单轴拉伸的COP相位差膜使用于1/4波长板的点及使用制造例3所制作的偏振片以外,与实施例1B同样地制造实施例11的光学片部件及实施例11的显示装置。
[实施例12]
除了将实施例11的经单轴拉伸的COP相位差膜取代成经倾斜45度拉伸的1/4波长板的点及以上述COP兼作制造例3所制作的偏振片的保护膜以外,与实施例11同样地制造实施例12的光学片部件及实施例12的显示装置。
[实施例13]
除了形成实施例12的增加RLC垂直的+C板的膜厚的1/4波长板,在其上层叠使用Δn0.5的液晶所制作的半宽度150nm的反射偏振器而形成光学片部件以外,与实施例12同样地制造实施例13的光学片部件及实施例13的显示装置。
[实施例14]
<顺分散λ/4板的形成>
参考日本特开2012-108471号公报,在市售的纤维素酰化物系薄膜“TD60”(Fujifilm Corporation制)上,使用盘状液晶制作λ/4板。所得到的λ/4板的Re(450)为140nm,Re(550)为128nm,Re(630)为123nm,液晶层约为0.8μm,含支撑体(TAC)约为60μm。
<波长选择型反射偏振器的形成>
在所得到的顺分散λ/4板上,变更参考Fujifilm研究报告No.50(2005年)pp.60-63所使用的手性试剂的添加量,使用Δn=0.15液晶,通过涂布将右扭曲胆甾醇型液晶相固定而成的第一光反射层、将右扭曲胆甾醇型液晶相固定而成的第二光反射层及将右扭曲胆甾醇型液晶相固定而成的第三光反射层而形成。
所得到的第一光反射层的最大反射率的峰的反射中心波长为450nm,半宽度为40nm,膜厚为1.8μm。
所得到的第二光反射层的最大反射率的峰的反射中心波长为530nm,半宽度为50nm,膜厚为2.0μm。
所得到的第三光反射层的最大反射率的峰的反射中心波长为650nm,半宽度为60nm,膜厚为2.5μm。
另外,第一光反射层、第二光反射层及第三光反射层的平均折射率为1.57。
并且,所得到的顺分散λ/4板及具有第一~第三光反射层的波长选择型反射偏振器的层叠体的增亮膜的总厚度约为7μm。
除了在制造例1中,使用如此得到的波长选择型反射偏振器代替上述制造例1的一侧的保护膜以外,以与制造例1同样的方法来制作偏振片,作为实施例14的显示装置用BL侧偏振片。
并且,从改善倾斜方位的色不均的观点考虑,可知优选为第一至第三光反射层(将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层)的至少一层是将由盘状液晶所形成的胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层,其他的光反射层是将由棒状液晶所形成的胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层。
<光转换片的形成>
作为光转换片,参考日本特开2008-41706号公报,形成光转换片(无机荧光体(G,R)),其分散有使用U-VIX公司制的绿无机荧光体(镏铝氧化物:铈)的蓝色发光二极管的蓝色光入射时进行中心波长515nm、半宽度100nm的绿色光的荧光发光的非量子点的无机荧光体、及使用红无机荧光体(钙硫化物:铕)的进行中心波长650nm、半宽度100nm的红色光的荧光发光的非量子点的无机荧光体。
<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),不设置电介质多层膜(商品名DBEF(注册商标),3M Company制),使用前述的实施例14的显示装置用BL侧偏振片作为背光侧偏振片,将背光单元变更为以下的RGB窄频带背光单元,制造实施例14的显示装置。
所用的RGB窄频带背光单元具备蓝色发光二极管(NICHIA B-LED、主波长465nm、半宽度20nm)作为光源。并且,在光源的前部具备前述无机荧光体分散的光转换片(无机荧光体(G,R))。将所得到的光转换片、波长选择型反射偏振器、λ/4板及偏振片的层叠体作为实施例14的光学片部件。
[实施例15]
除了在实施例14的光学片部件所用的波长选择型反射偏振器(将右扭曲胆甾醇型液晶相固定而成的第一光反射层、第二光反射层及第三光反射层)上,进一步以在560~610nm的区段具有反射率60%以上的反射率峰的方式,使用与第一光反射层相同的液晶,将手性试剂的种类变更为左扭曲的手性试剂,将逆扭曲的胆甾醇型(左扭曲胆甾醇型)液晶相固定而成的光反射层层叠一层以外,以与实施例14同样的结构制作实施例15的光学片部件及实施例15的显示装置。
[实施例16]
除了在实施例14的光学片部件所用的波长选择型反射偏振器(将右扭曲胆甾醇型液晶相固定而成的第一光反射层、第二光反射层及第三光反射层)上,进一步以在470~510nm及560~610nm的区段具有反射率60%以上的反射率峰的方式,使用与第一光反射层相同的液晶,将手性试剂的种类变更为左扭曲的手性试剂,将逆扭曲的胆甾醇型(左扭曲胆甾醇型)液晶相固定而成的光反射层层叠两层以外,以与实施例14同样的结构制作实施例16的光学片部件及实施例16的显示装置。
[实施例17]
除了在实施例14的光学片部件所用的波长选择型反射偏振器(将右扭曲胆甾醇型液晶相固定而成的第一光反射层、第二光反射层及第三光反射层)上,进一步以在470~510nm及560~610nm及660~780nm的区段具有反射率60%以上的反射率峰的方式,使用与第一光反射层相同的液晶,将手性试剂的种类变更为左扭曲的手性试剂,将逆扭曲的胆甾醇型(左扭曲胆甾醇型)液晶相固定而成的光反射层层叠三层以外,以与实施例14同样的结构制作实施例16的光学片部件及实施例17的显示装置。
[实施例18]
除了在实施例16的光学片部件所用的波长选择型反射偏振器(将右扭曲胆甾醇型液晶相固定而成的第一光反射层、第二光反射层及第三光反射层、与将逆扭曲的胆甾醇型(左扭曲胆甾醇型)液晶相固定而成的光反射层层叠两层而成的层叠体),进一步使用形成有混合在660~780nm的区段具有吸光度峰的吸收性化合物的光吸收部件(吸收层)的波长选择型反射偏振器以外,以与实施例16同样的结构制作实施例18的液晶显示装置。
作为光吸收部件(吸收层)所用的吸收性化合物,使用日本特开2013-182028号公报[0018]的表1中记载的酞菁A。对100质量份的硬涂材料(DPHA)的单体,添加5质量份的酞菁A,溶剂使用丙二醇单甲基醚乙酸酯,在实施例16的光学片部件所用的波长选择型反射偏振器上,通过旋涂法来成膜,进行干燥而固化,形成光吸收部件(吸收层)。
所得到的光吸收部件的吸光度峰值为680nm,吸光度1以上的吸收范围为660~700nm。
[实施例19]
除了在实施例15中,将光转换片由实施例15所用的无机荧光体(G,R)变更为量子点材料(G,R),其在蓝色发光二极管的蓝色光入射时,进行中心波长530nm、半宽度38nm的绿色光与中心波长632nm、半宽度32nm的红色光的荧光发光,除此以外以实施例15同样的结构制作实施例19的光学部件片及实施例19的显示装置。
[实施例20]
除了在实施例16中,将光转换片变更为与实施例19相同的量子点材料(G,R)以外,以与实施例16同样的结构制作实施例20的光学部件片及实施例20的显示装置。
[实施例21]
除了在实施例17中,将光转换片变更为与实施例19相同的量子点材料(G,R)以外,以与实施例17同样的结构制作实施例21的光学部件片及实施例21的显示装置。
[实施例22]
除了在实施例18中,将光转换片变更为与实施例19相同的量子点材料(G,R)以外,以与实施例18同样的结构制作实施例22的光学部件片及实施例22的显示装置。
[实施例23]
除了在实施例20中,实施例20的光学片部件所用的光转换片成为后述的量子杆材料(G,R)分散延伸CA的点,及将波长选择型反射偏振器的胆甾醇型层变更为在实施例6B的液晶显示装置的波长选择型反射偏振器(右扭曲胆甾醇)上,进一步以在470-510nm及560-610nm的区段具有反射率60%以上的反射率峰的方式,层叠有逆扭曲(左扭曲胆甾醇)的波长选择型反射偏振器,在两面设有λ/4的结构以外,以与实施例20同样的结构制作实施例23的光学部件片及实施例23的显示装置。
<光转换片;量子杆材料(G,R)分散延伸CA>
在日本特开2011-121327号公报的实施例1中记载的纤维素酰化物膜的制造时,使蓝色发光二极管的蓝色光入射时进行中心波长530nm、半宽度40nm的绿色光与中心波长640nm、半宽度40nm的红色光的荧光发光的量子杆材料,相对于纤维素酰化物分散0.1质量%,制备量子杆材料分散延伸纤维素酰化物膜(下述表中,记载为量子杆材料(G,R)分散延伸CA)。该量子杆材料分散延伸纤维素酰化物膜在偏振度99.9%的光入射于量子杆材料分散延伸纤维素酰化物膜时,量子杆材料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,确认通过延伸倍率UP而改善量子杆材料分散延伸纤维素酰化物膜所发出的荧光的偏振度。
[实施例24]
将实施例23的光学片部件所用的波长选择型反射偏振器(在两面设有λ/4的胆甾醇型层)变更为电介质多层膜(3M Company注册商标名DBEF),进而变更为如后述的结构,从而制造实施例24的光学片部件及实施例24的显示装置。
<光转换片;量子杆>
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),形成在蓝色发光二极管的蓝色光入射时进行中心波长540nm、半宽度40nm的绿色光的荧光发光的量子杆1、及进行中心波长645nm、半宽度30nm的红色光的荧光发光的量子杆2。量子杆1、2的形状为长方体形状,量子杆的长轴长度的平均为30nm。另外,量子杆的长轴长度的平均通过透射型电子显微镜确认。
接着,通过以下的方法制作分散有量子杆的量子杆分散PVA片。
作为基材,制作共聚合有6mol%的间苯二甲酸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。非晶性PET的玻璃化转变温度为75℃。如以下制作由非晶性PET基材与量子杆取向层构成的层叠体。其中,量子杆取向层包含以聚乙烯醇(以下称为“PVA”)作为基质所制作的量子杆1、2。附带一提,PVA的玻璃化转变温度为80℃。
将聚合度1000以上、皂化度99%以上的PVA粉末4~5%浓度、及上述所制作的量子杆1、2各自1%浓度溶解于水中,准备含量子杆的PVA水溶液。并且,准备厚度200μm的非晶性PET基材。接着,在上述厚度200μm的非晶性PET基材上涂布含量子杆的PVA水溶液,在50~60℃的温度下进行干燥,而在非晶性PET基材上将厚度25μm的含量子杆的PVA层进行制膜。将该非晶性PET与含量子杆的PVA的层叠体称为量子杆分散PVA片。
所制作的量子杆分散PVA片在偏振度99.9%的光入射时,量子杆分散PVA片所发出的荧光的偏振度为80%。
除了在实施例23中,代替量子杆材料分散延伸纤维素酰化物膜,使用上述所形成的量子杆分散PVA片(下述表中,记载为量子杆材料(G,R)分散延伸PVA)以外,与实施例23同样地制造实施例24的显示装置。使用上述量子杆分散PVA片,以与实施例23同样的结构制造实施例24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),使用实施例24的光学片部件作为背光侧偏振片,将上述TV分解,取出量子点(玻璃封入棒类型),变更为B窄频带(450nm)背光单元,制造实施例24的显示装置。
[实施例25]
对于制造例1所制造的偏振片,使用与实施例1同样的粘接剂来贴合经以下方法所制备的电介质多层膜1,制造实施例25的光学片部件。
RGB窄频带的电介质多层膜1参考IDW/AD’12,p.985~988(2012),将增亮膜的总厚度变更为如下述表4中记载,以对应于蓝色光的波长范围中的最大反射率的峰的反射中心波长成为460nm、半宽度成为30nm的方式来制造。除了在实施例1的液晶显示装置的制造中,代替实施例1的光学片部件,使用实施例25的光学片部件以外,与实施例1同样地制造实施例25的液晶显示装置。
[评价]
根据以下的基准,评价各实施例及比较例的光学片部件及液晶显示装置。另外,以比较例1作为基准,对实施例进行比较评价。
(1)正面亮度
以日本特开2009-93166号公报的[0180]中记载的方法测定液晶显示装置的正面亮度。根据其结果,按以下的基准进行评价。
5:与比较例1的液晶显示装置的正面亮度相比,高30%以上,为良好。
4:与比较例1的液晶显示装置的正面亮度相比,高20%以上且小于30%,为良好。
3:与比较例1的液晶显示装置的正面亮度相比,高10%以上且小于20%,为良好。
2:与比较例1的液晶显示装置的正面亮度相比小于10%。
1:与比较例1的液晶显示装置的正面亮度同等或其以下。
(2)色再现区域
以日本特开2012-3073号公报的[0066]中记载的方法来测定液晶显示装置的色再现区域。根据其结果,按以下的基准进行评价。
5:与比较例1的液晶显示装置的NTSC比相比,高25%以上,为良好。
4:与比较例1的液晶显示装置的NTSC比相比,高20%以上且小于25%,为良好。
3:与比较例1的液晶显示装置的NTSC比相比,高10%以上且小于20%,为良好。
2:与比较例1的液晶显示装置的NTSC比同等或其以下。
(3)倾斜方位的色不均
用以下的方法来评价液晶显示装置的倾斜色调变化Δu’v’。在方位角0~360度方向上测定在正面(极角0度)与极角60度方向获得色调坐标u’、v’值的差分的色调色差Δu’v’,将其平均值作为倾斜色调变化Δu’v’的评价指标。在色调坐标u’v’的测定中,使用测定机(EZ-Contrast160D,ELDIM公司制)。根据其结果,按以下的基准进行评价。
4:与比较例1的液晶显示装置的倾斜方位的色不均相比,高10%以上,为良好。
3:优于比较例1的液晶显示装置的倾斜方位的色不均,但小于10%,为良好。
2:与比较例1的液晶显示装置的倾斜方位的色不均同等或其以下。
由上述表2~4可知,在将本发明的光学片部件组入于采用发出至少包含蓝色的波长范围的光的背光的显示装置内时,正面亮度及色再现区域均提高。
另一方面,由比较例1可知,使用不含光转换片且不含波长选择型反射偏振器的以往的白色LED(以黄色荧光体覆盖蓝色光源而得到的所谓的模拟白色LED)作为背光的显示装置的正面亮度、色再现区域均为要求改善的水平。
由比较例2可知,使用不含光转换片的以往的白色LED(以黄色荧光体覆盖蓝色光源而得到的所谓的模拟白色LED)的背光的显示装置即使包含波长选择型反射偏振器,正面亮度、色再现区域均为要求改善的水平。
由上述表2~4可知,在本发明的光学片部件的优选方式及本发明的显示装置的优选方式中,也可改善倾斜方位的色不均。
另外,在实施例1的液晶显示装置的背光单元上,设置选择性地透射比460nm还短波长的光的蓝色用波长选择滤波器时,同样地得到良好的评价结果。并且,在实施例1的液晶显示装置的背光单元上,设置选择性地透射比630nm还长波长的光的红色用波长选择滤波器时,同样地得到良好的评价结果。
[实施例26]
与实施例14的第1光反射层形成时同样地制作在支撑体上设置取向层,进行摩擦处理后,直接层叠λ/4板,进一步在其上直接层叠实施例14中所用的第一光反射层而得到的薄膜。接着,制作在摩擦处理PET支撑体后,直接层叠实施例14的第三光反射层,在其上直接层叠实施例14的第二光反射层而得到的薄膜。最后,通过涂布市售的丙烯酸粘接剂(TOAGOSEI CO.,LTD.制UV-3300)而设置前者薄膜的第一光反射层与后者薄膜的第二光反射层,并通过使用金属卤化物灯,照射100mJ/cm2的照射量的紫外线以使粘接剂固化而粘接后,不剥离上述PET支撑体(折射率1.63)而作为实施例26的增亮膜。与第三光反射层(平均折射率1.56)的折射率差绝对值为0.07。(另外,剥离上述PET支撑体时,空气层与第三光反射层的折射率差为0.56)。
接着,与实施例14同样地分解市售的液晶显示装置(PanasonicCorporation制,商品名TH-L42D2),不设置电介质多层膜(商品名DBEF(注册商标),3M Company制),使用耐久性高的含有具有乙酰乙酰基的聚乙烯醇系树脂的粘接剂,将实施例26的增亮膜贴合于前述制造例1所制作的偏振片上,作为背光侧偏振片使用,从而制造实施例26的液晶显示装置。
并且,该液晶显示装置的背光光源改造实施例14的背光单元,蓝色光的发光峰值波长为450nm。在绿~红区域中有1个发光峰,峰值波长为550nm,半宽度为100nm。
[实施例27]
与实施例14的第1光反射层形成时同样地制作在支撑体上设置取向层,进行摩擦处理后,直接层叠λ/4板,进一步在其上直接层叠实施例14中所用的第一光反射层而得到的薄膜。接着,制作在摩擦处理TAC支撑体后,直接层叠实施例14的第三光反射层,在其上直接层叠实施例14的第二光反射层而得到的薄膜。最后,通过涂布市售的丙烯酸粘接剂(TOAGOSEI CO.,LTD.制UV-3300)而设置前者薄膜的第一光反射层与后者薄膜的第二光反射层,通过使用金属卤化物灯,照射100mJ/cm2的照射量的紫外线以使粘接剂固化而粘接后,不剥离上述TAC支撑体(折射率1.48),作为实施例27的增亮膜。与第三光反射层(平均折射率1.56)的折射率差绝对值为0.08。
接着,与实施例14同样地分解市售的液晶显示装置(PanasonicCorporation制,商品名TH-L42D2),不设置电介质多层膜(商品名DBEF(注册商标),3M Company制),使用耐久性高的含有具有乙酰乙酰基的聚乙烯醇系树脂的粘接剂,将实施例27的增亮膜贴合于前述制造例1所制作的偏振片上,作为背光侧偏振片使用,从而制造实施例27的液晶显示装置。
[实施例28]
与实施例14的第1光反射层形成时同样地制作在支撑体上设置取向层,进行摩擦处理后,直接层叠λ/4板,进一步在其上直接层叠实施例14中所用的第一光反射层而得到的薄膜。接着,制作在摩擦处理赋有表面散射层的TAC支撑体的TAC面后,直接层叠实施例17的第三光反射层,且在其上直接层叠实施例17的第二光反射层而得到的薄膜。最后,通过涂布市售的丙烯酸粘接剂(TOAGOSEI CO.,LTD.制UV-3300)而设置前者薄膜的第一光反射层与后者薄膜的第二光反射层,通过使用金属卤化物灯,照射100mJ/cm2的照射量的紫外线以使粘接剂固化而粘接后,残留上述赋有表面散射层的TAC支撑体(折射率1.48),作为实施例28的增亮膜。与第三光反射层(平均折射率1.56)的折射率差绝对值为0.08。
接着,与实施例14同样地分解市售的液晶显示装置(PanasonicCorporation制,商品名TH-L42D2),不设置电介质多层膜(商品名DBEF(注册商标),3M Company制),使用耐久性高的含有具有乙酰乙酰基的聚乙烯醇系树脂的粘接剂,将实施例28的增亮膜贴合于前述制造例1所制作的偏振片上,作为背光侧偏振片使用,从而制造实施例28的液晶显示装置。
[评价]
根据与实施例1同样的基准,对使用实施例26~28的增亮膜的实施例26~28的液晶显示装置进行评价。
具体而言,关于正面亮度,在实施例26~28中,以比较例1为基准进行评价。
其结果,与比较例1的液晶显示装置相比,实施例26的液晶显示装置的正面亮度较良好20%。并且,与比较例1的液晶显示装置相比,实施例27的液晶显示装置的正面亮度较良好23%。另一方面,与比较例1的液晶显示装置相比,实施例28的液晶显示装置的正面亮度较良好27%。
以上,根据本发明人等的研究,发现能够通过在光反射层的光源侧赋予改变从光反射层反射的光的偏振状态的层来改善亮度。
符号说明
1-背光侧偏振片,2-相位差膜,2A-具备吸收范围的相位差膜,3-偏振器,3ab-偏振器的吸收轴方向,4-偏振片保护膜,4A-具备吸收范围的偏振片保护膜,11-增亮膜,12-λ/4板,12sl-λ/4板的慢轴方向,13-波长选择型反射偏振器(将胆甾醇型液晶相固定而成的光反射层或电介质多层膜),13B-具备60%以上的反射范围的波长选择型反射偏振器,15-光转换片(含有量子点荧光体等荧光材料),15A-具备吸收范围的光转换片,15R-含有量子杆材料的光转换片,16-光学片(棱镜、透镜片、扩散片、反射偏振器),16A-具备吸收范围的光学片,21-光学片部件,31-面光源BL单元(侧光方式),32-发出380nm~480nm的蓝色光的光源(蓝色LED光源模组),33-导光板(LightGuide Plate或Light Guiding Panel:LGP),33A-具备吸收范围的导光板,34-直下型方式的面光源BL单元,35-扩散板,42-液晶单元、薄层晶体管基板及彩色滤光片基板(作为液晶驱动装置的光开关装置),43-显示侧偏振片,50-显示装置用光源单元,60-显示装置。
Claims (29)
1.一种光学片部件,其具有:
包含将具有380~480nm的波长范围的光中的至少一部分的光予以吸收并转换成比所述吸收的光更长波长范围的光而再发出的荧光材料的光转换片;及
在380~480nm的波长范围中的至少一部分的波长范围中发挥功能的波长选择型反射偏振器。
2.根据权利要求1所述的光学片部件,其中,
在所述光转换片与所述波长选择型反射偏振器之间进一步配置的光反射部件、或所述波长选择型反射偏振器在470nm~510nm、560~610nm及660~780nm的波长范围中的至少一个波长范围中具有反射率为60%以上的波长范围。
3.根据权利要求1或2所述的光学片部件,其中,
所述波长选择型反射偏振器具有将380~480nm的波长范围中的至少一部分反射的将胆甾醇型液晶相予以固定而成的光反射层,且所述光反射层的反射范围的半宽度为15~400nm。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的光学片部件,其中,
所述波长选择型反射偏振器具有在380~480nm、500~570nm及600~690nm的波长范围中的至少一个波长范围中具有反射中心波长的将胆甾醇型液晶相予以固定而成的光反射层。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的光学片部件,其还具有满足下述式(1)~(3)中的至少一个的λ/4板;
式(1)450nm/4-60nm<Re(450)<450nm/4+60nm
式(2)550nm/4-60nm<Re(550)<550nm/4+60nm
式(3)630nm/4-60nm<Re(630)<630nm/4+60nm
式(1)~(3)中,Re(λ)表示在波长λnm下的面内方向的延迟,Re(λ)的单位为nm。
6.根据权利要求5所述的光学片部件,
所述光学片部件还具有偏振片,
所述偏振片、所述λ/4板及所述波长选择型反射偏振器依此顺序直接接触或隔着粘接层而层叠。
7.根据权利要求1~4中任一项所述的光学片部件,
所述光学片部件还具有偏振片,
所述偏振片具有偏振器及至少一片的偏振片保护膜,
所述偏振器、所述偏振片保护膜及所述波长选择型反射偏振器依此顺序直接接触或隔着粘接层而层叠,
所述偏振片保护膜是满足下述式(1)~(3)中的至少一个的λ/4板;
式(1)450nm/4-60nm<Re(450)<450nm/4+60nm
式(2)550nm/4-60nm<Re(550)<550nm/4+60nm
式(3)630nm/4-60nm<Re(630)<630nm/4+60nm
式(1)~(3)中,Re(λ)表示在波长λnm下的面内方向的延迟,Re(λ)的单位为nm。
8.根据权利要求5~7中任一项所述的光学片部件,其中,
所述λ/4板是光学上大致单轴性或大致双轴性的相位差膜、或具有1层以上的含液晶性化合物的液晶层的相位差膜。
9.根据权利要求1或2所述的光学片部件,其中,
所述波长选择型反射偏振器为电介质多层膜。
10.根据权利要求9所述的光学片部件,
所述光学片部件还具有偏振片,
所述偏振片及所述波长选择型反射偏振器直接接触或隔着粘接层而层叠。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的光学片部件,其中,
所述荧光材料含有有机荧光体及无机荧光体中的至少一种。
12.根据权利要求11所述的光学片部件,其中,
所述无机荧光体含有氧化物荧光体、硫化物荧光体、量子点荧光体及量子杆荧光体中的至少一种。
13.根据权利要求11所述的光学片部件,其中,
所述无机荧光体含有量子杆材料,
所述光转换片是使量子杆材料分散后延伸而成的热塑性薄膜,且发出将入射光的偏振性至少保持一部分的荧光。
14.根据权利要求1~13中任一项所述的光学片部件,其中,
所述光学片部件在470nm~510nm、560~610nm及660~780nm的波长范围中的至少一个波长范围中具有吸光特性。
15.根据权利要求1~14中任一项所述的光学片部件,其中,
进一步在所述光转换片与所述波长选择型反射偏振器之间配置的光吸收部件、或所述波长选择型反射偏振器在470nm~510nm、560~610nm及660~780nm的波长范围中的至少一个波长范围中具有吸光特性。
16.根据权利要求14或15所述的光学片部件,其中,
所述吸收特性是在470nm~510nm、560~610nm及660~780nm的波长范围中的至少一个波长范围中具有吸光度为0.1以上的吸收范围的特性;
其中,吸光度A=-log10(透射率)。
17.根据权利要求1~16中任一项所述的光学片部件,其中,
所述荧光材料再发出的光是具有在500~600nm的波长范围中具有发光中心波长且半宽度为100nm以下的发光强度的峰的绿色光、及具有在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的红色光。
18.根据权利要求1~17中任一项所述的光学片部件,其中,
所述光转换片在2片设有阻氧气层的基底薄膜间具备在聚合物基质中分散有所述荧光材料的荧光材料部件。
19.一种显示装置,其具有:
至少在380~480nm的波长范围中的至少一部分中具有发光波长的光源、及
权利要求1~18中任一项所述的光学片部件。
20.根据权利要求19所述的显示装置,其中,
依次配置有所述光源、所述光学片部件所具有的所述光转换片及所述光学片部件所具有的所述波长选择型反射偏振器。
21.根据权利要求19或20所述的显示装置,其具有开关所述光源的光的光开关装置。
22.根据权利要求21所述的显示装置,其中,
所述光开关装置是液晶驱动装置,
在所述波长选择型反射偏振器与所述液晶驱动装置间具有偏振片。
23.根据权利要求22所述的显示装置,其中,
所述偏振片及所述波长选择型反射偏振器直接接触或隔着粘接层而层叠。
24.根据权利要求22或23所述的显示装置,其中,
所述光学片部件具有满足下述式(1)~(3)中的至少一个的λ/4板,
所述偏振片、所述λ/4板及所述该波长选择型反射偏振器依此顺序直接接触或隔着粘接层而层叠;
式(1)450nm/4-60nm<Re(450)<450nm/4+60nm
式(2)550nm/4-60nm<Re(550)<550nm/4+60nm
式(3)630nm/4-60nm<Re(630)<630nm/4+60nm
式(1)~(3)中,Re(λ)表示在波长λnm下的面内方向的延迟,Re(λ)的单位为nm。
25.根据权利要求22~24中任一项所述的显示装置,
所述显示装置具有与所述光源结合的导光板,
在所述导光板与所述光转换片间、所述光转换片与所述波长选择型反射偏振器间、所述波长选择型反射偏振器与所述偏振片间的至少1者中,还具有光学片。
26.根据权利要求25所述的显示装置,其中,
所述光学片是选自棱镜片、透镜片及扩散片中的任一个以上的单层光学片或层叠光学片。
27.根据权利要求19~26中任一项所述的显示装置,其中,
所述光源包含蓝色LED,
所述光转换片具备荧光材料,所述荧光材料具备绿色光及红色光的发光波长,所述绿色光具有在500~600nm的波长范围中具有发光中心波长且半宽度为100nm以下的发光强度的峰,所述红色光在600~650nm的波长范围中具有发光中心波长且半宽度为100nm以下。
28.根据权利要求19~27中任一项所述的显示装置,其中,
所述光转换片在2片设有阻氧气层的基底薄膜间具备在聚合物基质中分散有所述荧光材料的荧光材料部件,
所述光转换片配置在所述波长选择型反射偏振器与所述光源之间。
29.根据权利要求19~28中任一项所述的显示装置,
所述显示装置具有薄层晶体管,
所述薄层晶体管具有载流子浓度小于1×1014/cm3的氧化物半导体层。
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