CN111133246B - 光源单元 - Google Patents

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Abstract

提供一种在安装于显示器时、不发生颜色不均,能够进行期望颜色的图像显示的光源单元。一种光源单元,包括:光源;颜色转换构件,其将从上述光源入射的入射光转换为波长比该入射光长的光;以及反射膜,其存在于上述光源与颜色转换构件之间,使从光源入射的光透射,并且使从颜色转换构件射出的光反射,并且上述反射膜的至少一侧膜面的、根据角度R1和R2求出的散射角即R2‑R1为5°以上,上述角度R1和R2是在将相对于膜面垂直地入射的卤素光的最大透射光量设为Tmax(0)的情况下、透射光量成为Tmax(0)/100时的角度,并且R1<R2。

Description

光源单元
技术领域
本发明涉及用于例如液晶显示器等的光源单元。
背景技术
正在积极研究将采用颜色转换方式的多色化技术应用于液晶显示器、有机EL显示器、照明等。所谓颜色转换,是指将来自发光体的发光向更长波长的光进行转换,例如表示将蓝色发光向绿色、红色发光进行转换。
通过将具有该颜色转换功能的组合物片材化,例如与蓝色光源进行组合,能够从蓝色光源取出蓝色、绿色、红色的三原色,即取出白色光。通过将这样的由蓝色光源与具有颜色转换功能的片材组合成的白色光源作为背光单元,并与液晶驱动部分和滤色器进行组合,能够制作全色显示器。此外如果没有液晶驱动部分,则可以直接作为白色光源使用,例如可以作为LED照明等白色光源应用。
作为利用颜色转换方式的液晶显示器的课题,可举出颜色再现性的提高。为了提高颜色再现性,使背光单元的蓝、绿、红的各发光光谱的半值宽度窄,提高蓝、绿、红各色的色纯度是有效的。作为解决该课题的手段,提出了使用作为无机半导体微粒的量子点作为颜色转换构件的成分的技术(例如,参照专利文献1)。对于使用量子点的技术,虽然绿色、红色的发光光谱的半值宽度确实窄,颜色再现性提高,但另一方面,量子点不耐热、空气中的水分、氧,耐久性不充分。
也提出了代替量子点而使用有机/无机物的发光材料作为颜色转换构件的成分的技术。作为使用有机发光材料作为颜色转换构件的成分的技术的例子,公开了使用了香豆素衍生物的技术(例如,参照专利文献2)、使用了若丹明衍生物的技术(例如,参照专利文献3)、使用了吡咯亚甲基衍生物的技术(例如,参照专利文献4)。
此外,虽然通过使用由量子点技术、有机/无机物的发光材料形成的颜色转换构件,颜色再现性提高,但也有因为其颜色特性、颜色转换构件的发光特性而辉度会降低这样的问题。作为其对策,例如,已经公开使用了将从颜色转换构件发出的光反射的光波长选择性的反射膜的技术(例如,参照专利文献5)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-22028号公报
专利文献2:日本特开2007-273440号公报
专利文献3:日本特开2001-164245号公报
专利文献4:日本特开2011-241160号公报
专利文献5:日本特开2009-140822号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而,在将包含专利文献5所公开的波长选择性的反射膜的光源单元安装于大面积的大型显示器的情况下,存在下述课题:因为反射膜的反射特性略微不同,所以在画面内进行了白显示时发生辉度不均/颜色不均,在实际上显示图像时无法显示期望的颜色。
此外,具有下述课题:在使用了发出的光的出射角度分布窄、垂直出射性高的光源的情况下,通过利用颜色转换构件进行了颜色转换后的光的发光行为与来自光源的光的发光行为之差异而红、绿、蓝的光的比率变化,引起颜色不均。
因此,本发明想要解决上述课题,以提供在安装于显示器时不发生辉度不均、颜色不均,能够进行期望的颜色的图像显示的光源单元作为课题。
用于解决课题的方法
本发明想要解决上述课题,提供一种光源单元,其包含:光源;颜色转换构件,上述颜色转换构件将从上述光源入射的入射光转换为波长比该入射光长的光;以及反射膜,上述反射膜存在于上述光源与颜色转换构件之间,使从光源入射的光透射,并且使从颜色转换构件射出的光反射,并且上述反射膜的至少一侧膜面的、根据角度R1和R2求出的散射角即R2-R1为5°以上,上述角度R1和R2是在将相对于膜面垂直地入射的卤素光的最大透射光量设为Tmax(0)的情况下、透射光量成为Tmax(0)/100时的角度,并且R1<R2。
发明的效果
根据本发明,可以获得辉度高并且颜色不均少的光源单元。如果将本发明的光源单元用于显示器,则可以获得颜色不均少的显示性能优异的显示器。
附图说明
图1为显示本发明的光源单元的一例的示意截面图。
图2为显示本发明的光源单元中使用的颜色转换构件的一例的示意截面图。
图3为显示本发明的光源单元中使用的颜色转换构件的一例的示意截面图。
图4为显示本发明的光源单元的一例的示意截面图。
图5为显示本发明的层叠膜表面的凹凸形状的一例的示意截面图。
图6为显示本发明的层叠膜表面的凹凸形状的一例的示意截面图。
图7为显示本发明的层叠构件的一例的示意截面图。
图8为显示本发明的反射膜的长边方向末端、短边方向末端、中央的位置的示意图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式详细描述,但本发明不限定于包含以下实施例的实施方式而解释,当然能够在可以达到发明的目的、并且不超出发明主旨的范围内进行各种变更。
本发明的光源单元需要包含图1所示那样的光源、颜色转换构件、反射膜,并且在光源与颜色转换构件之间存在反射膜。以下,对它们的构成进行记载。
<光源>
对于构成本发明的光源单元的光源的种类,只要是在后述的颜色转换构件所包含的发光物质能够吸收的波长范围显示发光的种类,则任意的光源都可以使用。可举出例如热阴极管、冷阴极管、无机EL等荧光性光源、有机电致发光元件光源、LED、白炽光源、或太阳光等。上述任一种光源在理论上都能够利用,但LED是特别适合的光源。例如,对于显示器、照明用途,或接收蓝色光而使绿色发光,或接收紫外光而使蓝色光发光,在前者的情况下,从提高蓝色光的色纯度方面考虑,具有400~500nm的范围的光源的蓝色LED是更适合的光源。此外,在后者的情况下,从提高蓝色发光效率的同时也抑制由紫外线引起的内部材料的劣化的观点考虑,具有380~420nm的范围的光源的近紫外线LED是更适合的光源。
光源可以具有一种发光峰,也可以具有两种以上发光峰,但为了提高色纯度,优选具有一种发光峰。此外,也能够将发光峰的种类不同的多个光源任意组合来使用。
<颜色转换构件>
需要设为在本发明的光源单元中包含颜色转换构件的构成,上述颜色转换构件将从上述光源入射的入射光、即入射到颜色转换构件的来自光源的光转换为与该入射光相比为长波长的光。这里所谓的将从光源入射的入射光转换为与该入射光相比为长波长的光,如下定义。首先,计测光源的发光光谱,将发光光谱的显示最大强度的波长设为光源的发光峰波长,以显示光源的发光峰波长下的发光强度的50%以上强度的发光波段作为光源的发光波段。接着,计测穿过颜色转换构件而接收来自光源的光时的发光光谱。将此时的除光源的发光波段以外的显示最大强度的波长设为颜色转换构件的射出峰波长,将显示颜色转换构件的射出峰波长下的射出强度的50%以上强度的波段设为颜色转换构件的射出波段。该颜色转换构件的射出波段由于与光源的发光波段相比位于长波长的位置而将从光源入射的入射光转换为与该入射光相比为长波长的光,进一步具体而言,颜色转换构件的射出波段的长波长端与光源的发光波段的长波长端相比位于长波长侧。通过使用这样的颜色转换构件,可获得颜色再现性高的光源单元和液晶显示器。此外,在具备多个来自颜色转换构件的局部的射出峰的情况下,也有时具备多个射出波段,但在该情况下,也只要在被分割的颜色转换构件的射出波段中成为最长波长的颜色转换构件的射出波段的长波长端的波长与光源的发光波段的长波长端相比位于长波长侧即可。此外,作为本申请中使用的光源与颜色转换构件的组合,更优选与光源的发光波长的长波长端相比颜色转换构件的射出波段的低波长端(是指在以波长基准观察的波段中最小的波长。此外,将在该波段中最大的波长称为长波长端)位于长波长侧。在该情况下,由于颜色转换构件发出与光源不同颜色的光,因此可获得颜色再现性更优异的显示器。
如上所述,构成本发明的光源单元的颜色转换构件是将特定波长的光转换为其它波长的光的构件。作为其一例,可例示含有具有转换光波长的功能的量子点、荧光体等颜色转换材料的膜或片材体。可以在树脂膜中含有颜色转换材料,也可以在成为基材的膜上层叠含有颜色转换材料的膜(参照图2),进一步,作为成为基材的膜,可以使用后述的反射膜(参照图3)。此外,作为其它例,作为由通常的红色、绿色、蓝色三色形成的滤色器的替代,可例示使用颜色转换构件。在使用蓝色光源的情况下,作为红、绿、蓝各自的滤色器的替代,使用向红色的颜色转换构件、向绿色的颜色转换构件、透射蓝色的透明构件。
作为量子点,可举出具有ZnS壳的CdSe作为例子。此外,可以使用包含CdSe/ZnS、InP/ZnS、PbSe/PbS、CdSe/CdS、CdTe/CdS、或CdTe/ZnS的核/壳发光纳米晶体。
对于无机荧光体,只要是可以最终再现规定颜色的无机荧光体,就没有特别限定,可以使用公知的无机荧光体。作为例子,可举出YAG荧光体、TAG荧光体、硅酸盐荧光体、氮化物(ナイトライド)荧光体、氧氮化物(オキシナイトライド)荧光体、氮化物(窒化物)、氧氮化物(酸窒化物)荧光体、β型赛隆荧光体等。其中,分别优选使用YAG荧光体和β型赛隆荧光体。
YAG荧光体有至少被铈活化了的钇/铝氧化物荧光体、至少被铈活化了的钇/钆/铝氧化物荧光体、至少被铈活化了的钇/铝/石榴子石氧化物荧光体、和至少被铈活化了的钇/镓/铝氧化物荧光体等,具体而言,可举出Ln3M5O12:R(Ln为选自Y、Gd、La中的至少一种以上。M包含Al、Ca中的至少任一者。R为镧系元素系。)、(Y1-xGax)3(Al1-yGay)5O12:R(R为选自Ce、Tb、Pr、Sm、Eu、Dy、Ho中的至少一种以上。0<x<0.5、0<y<0.5。)等。
β型赛隆为β型氮化硅的固溶体,在β型氮化硅结晶的Si位置置换固溶了Al,在N位置置换固溶了O。由于在晶胞(单位晶格)中具有2式量的原子,因此作为通式,使用了Si6- zAlzOzN8-z。这里,组成z为0~4.2,固溶范围非常宽,此外(Si,Al)/(N,O)的摩尔比需要维持3/4。β型赛隆的一般制法是除了氮化硅以外,加入氧化硅和氮化铝、或加入氧化铝和氮化铝进行加热的方法。
β型赛隆通过在晶体结构内引入稀土等发光元素(Eu、Sr、Mn、Ce等),而成为以紫外~蓝色的光进行激发而显示520~550nm的绿色发光的β型赛隆荧光体。其作为白色LED等发光装置的绿色发光成分而优选被使用。特别是含有铕(Eu2+)的Eu2+活化β型赛隆荧光体的发光光谱非常尖锐,因此是适于要求蓝、绿、红的窄波段发光的图像处理显示装置或液晶显示面板的背光光源的原材料。
作为有机荧光体,存在:
萘、蒽、菲、芘、
Figure GDA0003412161820000061
并四苯、苯并[9,10]菲、苝、荧蒽、芴、茚等具有稠合芳环的化合物、其衍生物;
呋喃、吡咯、噻吩、硅杂环戊二烯、9-硅杂芴、9,9’-螺联硅杂芴、苯并噻吩、苯并呋喃、吲哚、二苯并噻吩、氧芴、咪唑并吡啶、菲咯啉、吡啶、吡嗪、萘啶、喹喔啉、吡咯并吡啶等具有杂芳环的化合物、其衍生物;
硼烷衍生物;
1,4-二苯乙烯基苯、4,4’-双(2-(4-二苯基氨基苯基)乙烯基)联苯、4,4’-双(N-(茋-4-基)-N-苯基氨基)茋等茋衍生物;
芳香族乙炔衍生物、四苯基丁二烯衍生物、醛连氮衍生物、吡咯亚甲基衍生物、二酮吡咯并[3,4-c]吡咯衍生物;
香豆素6、香豆素7、香豆素153等香豆素衍生物;
咪唑、噻唑、噻二唑、咔唑、
Figure GDA0003412161820000071
唑、
Figure GDA0003412161820000072
二唑、三唑等唑衍生物及其金属配位化合物;
吲哚菁绿等菁系化合物;
荧光素/曙红/若丹明等呫吨系化合物、噻吨系化合物;
聚苯撑系化合物、萘二甲酰亚胺衍生物、酞菁衍生物及其金属配位化合物、卟啉衍生物及其金属配位化合物;
尼罗红、尼罗蓝等
Figure GDA0003412161820000073
嗪系化合物;
螺旋烃系化合物;
N,N’-二苯基-N,N’-二(3-甲基苯基)-4,4’-二苯基-1,1’-二胺等芳香族胺衍生物;以及
铱(Ir)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、铂(Pt)、锇(Os)、和铼(Re)等有机金属配位化合物等。
颜色转换材料只要在颜色转换构件中包含至少一种即可,可以包含两种以上。
另外,这里,所谓颜色转换构件,表示以通过上述具有颜色转换功能的材料单独或层叠于其它材料而具有膜形状的构件、以具有颜色转换功能的材料通过印刷、涂布在以玻璃为代表的硬质构件上被固定化的构件作为例示而举出的、以具有颜色转换功能的物质作为构成要素的有形物。另外,膜具有二维上的扩展,但该扩展的大小不左右膜的含义。例如,即使厚度(z轴方向)为10nm且xy面的面积为1μm2,也可以称为膜。
<反射膜>
构成本发明的光源单元的反射膜需要存在于光源与颜色转换构件之间,透射从光源入射的光。这里所谓透射从光源入射的光,表示在反射膜的入射角度0°下的透射光谱中上述光源的发光波段中的平均透射率为80%以上。通过反射膜透射从光源入射的光,从而从光源入射的光到达颜色转换构件的光量增大,能够容易提高颜色转换构件中的发光。从光源入射到反射膜的入射光的、入射角度0°下的透射率更优选为85%以上,进一步优选为90%以上。通过透射率增加,从而更有效率地提高颜色转换构件中的颜色转换效率变得容易。此外,为了透射从光源入射的光,可举出在波长400~700nm中包含入射角度0°下的透射率连续遍及50nm的波长成为80%以上的波段的方案。通过以包含光源的发光波段的至少一部分的方式设置透射率连续遍及50nm的波长成为80%以上的波段,从而反射膜透射从光源入射的光,从而从光源入射的光到达颜色转换构件的光量增大,能够容易地提高颜色转换构件中的发光。优选为在波长400~700nm中在入射角度0°下透射率成为80%以上的波段完全包含发光波段,在该情况下,与不设置膜的情况同等的光量的光源的光到达颜色转换构件,因此颜色转换构件中的发光变高。为了获得这样的反射膜,除了通过控制膜的各层的层厚度进行的反射波段的最佳化以外,还可以通过对表面设置由低折射率的树脂形成的层来抑制表面反射从而达成。
构成本发明的光源单元的反射膜,需要反射从颜色转换构件射出的光。这里所谓反射从颜色转换构件射出的光,表示在反射膜的入射角度10°或60°下的反射光谱中,上述颜色转换构件的射出波段内的最大反射率为30%以上。在使用了包含颜色转换材料的颜色转换构件的光源单元中辉度降低的原因之一是,通过来自颜色转换构件的光各向同性地发光而产生的杂散光所引起的光量的损失。特别是,从颜色转换构件射出到光源侧的光在光源单元内变成杂散光,这是成为光量的损失的主要原因。如本发明那样通过设为在光源与颜色转换构件之间包含将从光源入射到颜色转换构件而转换为长波长的光的光进行反射的反射膜的构成,可以将来自颜色转换构件的光在颜色转换构件正下方进行反射,抑制由光源侧的腔内的杂散光引起的辉度降低变得容易。此外,优选在入射角度10°或60°下的反射膜的反射光谱中,颜色转换构件的射出波段中的平均反射率为30%以上,更优选为50%以上,进一步优选为90%以上。随着颜色转换构件的射出波段中的平均反射率变大,将从颜色转换构件射出到光源侧的光向视认侧转换的效果变高,获得辉度更高的光源单元。此外,为了反射从颜色转换构件射出的光,反射膜优选在与上述透射波段相比的长波长侧具有波段宽为50nm以上的反射波段。此外,在通过后述测定方法求出的反射膜的入射角度10°下的反射光谱中,在将波长400~1600nm中的最大反射率设为Rmax(%)时,将在成为RMax/2(%)的波长中为最低波长并且为400nm以上的波长设为反射膜的反射波段的低波长端,将为最长波长并且为1600nm以下的波长设为反射膜的反射波段的长波长端,这里所谓的反射膜的反射波段表示上述低波长端与长波长端之间的区间。通过以包含至少一部分的颜色转换构件的射出波段的方式设置反射波段,可以将从颜色转换构件向反射膜侧射出的光向视认侧反射,因此提高辉度变得容易。优选反射波段完全包含颜色转换构件的射出波段,在该情况下,从颜色转换构件向反射膜侧射出的光几乎都可以反射,因此可获得高的辉度提高效果。
构成本发明的光源单元的反射膜的至少一侧膜面,需要在将相对于膜面垂直入射的卤素光的最大透射光量设为Tmax(0)的情况下,由成为Tmax(0)/100的透射光量的角度R1和R2(R1<R2)求出的散射角(R2-R1)为5°以上。即,需要在膜面中,由成为Tmax(0)/100的透射光量时的角度R1和R2(R1<R2)求出的散射角(R2-R1)为5°以上。在透明的膜的情况下,被照射的光直线地透射,因此由成为Tmax(0)/100的角度R1和R2(R1<R2)求出的散射角为1°左右,非常窄。这里,通过由成为Tmax(0)/100的透射光量的角度R1和R2(R1<R2)求出的散射角为5°以上,可以使从膜透射的光的射出适度散射,可以使膜固有的光学特性在面内的不均缓和,可以抑制安装于显示器时的辉度不均、颜色不均。优选在将相对于膜面垂直入射的卤素光的最大透射光量设为Tmax(0)的情况下,配置于光源侧的膜面的由成为Tmax(0)/100的透射光量的角度R1和R2(R1<R2)求出的散射角为10°以上。随着由成为Tmax(0)/100的透射光量的角度R1和R2(R1<R2)求出的散射角变大,辉度不均、颜色不均本身不易看到。用于获得这样的反射膜的达成方法,可举出使反射膜中含有由适度尺寸的无机物或有机物形成的散射体。通过含有这样的粒子,光在膜内的光路被混合,抑制膜固有的光学特性在面内的不均。另一方面,对由成为Tmax(0)/100的透射光量的角度R1和R2(R1<R2)求出的散射角的上限没有特别限制,但如后所述在提高显示器的辉度的目的下,由成为Tmax(0)/100的透射光量的角度R1和R2(R1<R2)求出的散射角优选为20°以下。因此,在重视辉度的构成中,从兼具抑制颜色不均的观点考虑,由成为Tmax(0)/100的透射光量的角度R1和R2(R1<R2)求出的散射角优选为5°以上且10°以下。在该情况下,获得在显示器安装时显示优异的辉度特性同时也没有不均的高品质的显示器变得容易。此外,关于由在使用了被发出的光的出射角度分布窄、垂直出射性高的光源的情况下产生的利用颜色转换构件进行了颜色转换后的光的发光行为与来自光源的光的发光行为之差异引起的颜色不均,也通过由成为Tmax(0)/100的透射光量的角度R1和R2(R1<R2)求出的散射角为5°以上,从而以与用颜色转换构件进行颜色转换并各向同性地发出的光的扩散对应的方式使来自光源的光散射,从而红、绿、蓝的光的比率的变化变小,能够抑制颜色不均。
同样地,构成本发明的光源单元的反射膜的至少一侧膜面也优选在将相对于膜面以45°入射的卤素光的最大透射光量设为Tmax(45)的情况下,由成为Tmax(45)/100的透射光量的角度R3和R4(R3<R4)求出的散射角(R4-R3)为5°以上,即在膜面中由成为Tmax(45)/100的透射光量时的角度R3和R4(R3<R4)求出的散射角为5°以上。特别是通过使来自光路大的倾斜的光较强地散射,可以更有效果地抑制显示器安装时的辉度不均、颜色不均。优选地,在将相对于膜面以45°入射的卤素光的最大透射光量设为Tmax(45)的情况下,配置于光源侧的膜面的由成为Tmax(45)/100的透射光量的角度R3和R4(R3<R4)求出的散射角为10°以上。在该情况下,可以使显示器安装时的辉度不均、颜色不均基本上难以视认。另一方面,在如后所述提高显示器的辉度的目的下,也优选由成为Tmax(0)/100的透射光量的角度R1和R2(R1<R2)求出的散射角为30°以下。
构成本发明的光源单元的反射膜的至少一侧膜面也优选在将相对于膜面垂直入射的卤素光的最大透射光量设为Tmax(0)的情况下,由成为max(0)/2的透射光量的角度R5和R6(R5<R6)求出的散射角(R6-R5)为3°以下,即在膜面中由成为Tmax(0)/2的透射光量的角度R5和R6(R5<R6)求出的散射角为3°以下。如上所述,通过使由成为Tmax(0)/100的透射光量的角度R1和R2(R1<R2)求出的散射角为5°以上,可以抑制膜固有的光学特性在面内的不均,另一方面,由于光散射,根据显示器的构成有时在安装时可以进行正面方向的取出的光量减少,辉度降低。这里,通过由成为Tmax(0)/2的透射光量的角度R5和R6(R5<R6)求出的散射角为3°以下,来维持大部分的光的直线透射性、同时使光适度散射,从而可以维持安装于显示器时的辉度的同时抑制颜色不均、辉度不均。优选地,由成为Tmax(0)/2的透射光量的角度R5和R6(R5<R6)求出的散射角为2°以下。为了使这样由成为Tmax(0)/100的透射光量的角度R1和R2(R1<R2)求出的散射角为5°以上和由成为Tmax(0)/2的透射光量的角度R5和R6(R5<R6)求出的散射角为3°以下兼具,不仅可以调整膜中含有的散射体的量,而且要求成为能够仅将作为对象的光选择性地反射的散射体尺寸。特别是如本发明的光源单元那样在将发出特定发光波长的光的光源与将从光源入射的入射光转换为与该入射光相比为长波长的光的颜色转换构件组合来使用的情况下,抑制从光源发出的入射光散射的同时仅使从颜色转换构件射出的光散射,对于兼具辉度的维持与辉度不均、颜色不均是有效果的。光的散射程度根据散射体的尺寸和光的波长来决定,随着散射体的尺寸变大,可以散射更长波长的光,因此,例如在使用了发出蓝色光的光源的情况下,为了抑制蓝色光的散射性同时提高绿色、红色的光的散射性,优选的散射体的尺寸为1.5μm以上且10μm以下,进一步优选为2μm以上且5μm以下。此外,同样地,作为散射体的含量的一例,在使用了分散直径4μm的粒子的情况下为0.05~3重量%,在使用了分散直径2.5μm的粒子的情况下为0.1~0.5重量%,从而可以容易地达成兼具辉度的维持与抑制辉度不均、颜色不均。此外,上述反射膜的最表层中的上述散射体的含量相对于最表层优选为0.1重量%以下,更优选为0.05重量%以下。在反射膜的最表层大量包含散射体的情况下,在膜表面产生凹凸,从而虽然光的散射性增加,但是该散射主要是膜表面的光的散射引起的。因此,对反射膜的反射性能的帮助小,改善膜固有的光学特性在面内的不均的效果差。另一方面,通过反射膜的最表层所含有的散射体的量为一定以下,同时在内层(除最表层以外的层)适量包含散射体,从而可以抑制膜表面的光的散射,同时提高改善膜固有的光学特性在面内的不均的效果。作为其结果,使由成为Tmax(0)/100的透射光量的角度R1和R2(R1<R2)求出的散射角为5°以上和由成为Tmax(0)/2的透射光量的角度R5和R6(R5<R6)求出的散射角为2°以下兼具变得容易,可以兼具安装于显示器时的高辉度与抑制颜色不均、辉度不均。
也优选构成本发明的光源单元的反射膜的至少一侧膜面的通过比色计的反射测定获得的L*(SCI)值为60以上,即膜面中的L*(SCI)值为60以上。这里,所谓L*(SCI),是相对于反射体的全部方位的光的强度,随着L*(SCI)的值变大,可以有效率地反射从颜色转换构件射出的光,如上所述使显示器安装时的辉度提高变得容易。优选配置于颜色转换构件侧的膜面的通过比色计的反射测定获得的L*(SCI)值为60以上。为了提高L*(SCI),可以通过提高入射角度10°下的颜色转换构件的射出波段内的反射率来达到,但另一方面,根据在反射膜中添加的散射体,也有时通过光的散射而向后方透射,作为结果,L*(SCI)降低,因此需要将散射体的尺寸如上所述进行最佳化,并且控制添加量。
也优选构成本发明的光源单元的反射膜的至少一侧膜面的通过比色计的反射测定获得的L*(SCE)值为30以上,即膜面中的L*(SCE)值为30以上。这里,所谓L*(SCE),是除反射体的正反射(镜面反射)以外的光的强度的指标,表示光如何通过反射膜被散射。特别是由于反射膜的光学不均主要起因于将颜色转换构件的发光波段的光进行反射时的反射波段的错开、反射率的错开,因此通过使从颜色转换构件射出的光散射从而安装于显示器时的辉度不均、颜色不均抑制效果变得显著。优选为配置于颜色转换构件侧的膜面的通过比色计的反射测定获得的L*(SCE)值为30以上。此外,关于由在使用了发出的光的出射角度分布窄、垂直出射性高的光源的情况下产生的利用颜色转换构件进行了颜色转换的光的发光行为与来自光源的光的发光行为之差异引起的颜色不均,也通过由于L*(SCE)值为30以上,从而以与用颜色转换构件进行颜色转换并各向同性地发出的光的扩散对应的方式使来自光源的光散射,从而红、绿、蓝的光的比率的变化变小,能够抑制颜色不均。
进一步优选至少一侧膜面的通过比色计的反射测定获得的L*(SCI)/L*(SCE)值为2.5以下,即膜面中的L*(SCI)/L*(SCE)值为2.5以下。在L*(SCI)/L*(SCE)值为2.5以下的情况下,被反射的光的多数会被散射,因此显示器安装时的辉度不均、颜色不均抑制效果变得显著。为了使L*(SCI)/L*(SCE)值为2.5以下,如上所述控制散射体的尺寸,例如,在使用了发出蓝色光的光源的情况下的优选散射体的尺寸为1.5μm以上,进一步优选为2μm以上。此外,优选上述反射膜的最表层中的上述散射体的含量相对于最表层为0.1重量%以下,其效果如上所述。
优选构成本发明的光源单元的反射膜的雾度值为2%以上,在该情况下,上述的由成为Tmax(0)/100的透射光量的角度R1和R2(R1<R2)求出的散射角为5°以上、由成为Tmax(45)/100的透射光量的角度R3和R4(R3<R4)求出的散射角为5°以上,L*(SCE)值为30以上的达成变得容易。更优选为5%以上,进一步优选为10%以上。随着雾度变高,易于获得抑制显示器安装时的辉度不均、颜色不均的效果。另一方面,雾度值也优选为20%以下。雾度越高则越可以增强入射到反射膜的光的散射,另一方面,显示器安装时的光向正面方向的取出效率降低,因此也存在根据显示器的构成而辉度降低的情况。通过使雾度值为20%以下,从而可以容易地满足由成为Tmax(0)/2的透射光量的角度R5和R6(R5<R6)求出的散射角为3°以下、L*(SCI)值为60以上,作为结果,可以容易地达成显示器安装时的辉度提高与辉度不均、颜色不均抑制。
也优选构成本发明的光源单元的反射膜的长边方向的中央和两末端这3点处的反射波段的低波长端的最大值与最小值之差、或短边方向的中央与两末端这3点处的反射波段的低波长端的最大值与最小值之差为40nm以下。如图8所示,这里所谓长边方向的两末端表示位于短边中间点的长边方向的两末端,如图8所示,所谓短边方向的两末端表示位于长边中间点的短边方向的两末端。此外,所谓反射膜的长边方向,在光源单元为大致四边形的情况下,以四边形的长度方向作为长边方向,以宽度方向作为短边方向。在光源单元不是大致四边形的情况下,以穿过重心并且被认为是最长对角线的方向作为长边方向,以与上述对角线正交的方向作为短边方向。在该情况下,所谓长边方向的两末端,表示上述定义的长边方向的两末端,所谓短边方向的两末端,表示上述定义的短边方向的两末端。对于可以满足如上所述的透射从光源入射的光、并且反射从颜色转换构件射出的光这样的条件的反射膜,实质上反射膜的反射波段的低波长端设置在光源的发光波段、颜色转换构件的射出波段附近,但该波段成为颜色非常敏感的波段,因此通过反射膜的反射波段的低波长端的位置错开,从而在制成光源单元和使用了该光源单元的显示器时,成为色调、辉度变化的原因。因此,通过反射膜的长边方向的中央与两末端这3点处的反射波段的低波长端的最大值与最小值之差、或短边方向的中央与两末端这3点处的反射波段的低波长端的最大值与最小值之差为40nm以下,从而光源单元的色调、辉度均匀化,可获得没有不均的光源单元、显示器。优选中央以及两末端这3点处的反射波段的低波长端的最大值与最小值之差为30nm以下,如果该差越小则色调、辉度的均匀度越优异。作为获得这样的反射膜的方法,可举出提高获得反射膜时的横向延展倍率、在反射膜由后述的层叠膜构成的情况下使最表层的厚度为反射膜厚度的3%以上,通过采用这样的方法,可以使与膜制造时的流动方向正交的宽度方向的反射波段的均匀性提高。
此外,也优选反射膜的长边方向的中央与两末端这3点处的反射波段的低波长端的最大值与最小值之差、和短边方向的中央与两末端这3点处的反射波段的低波长端的最大值与最小值之差都为40nm以下。通过在长边方向、短边方向上一起对齐反射波段的低波长端,从而在制成光源单元和显示器时可以使色调、辉度均匀化,在面内整个区域中没有不均。
进一步优选在上述反射膜的长边方向和短边方向中以10cm间隔连续存在的3点处的反射波段的低波长端之差为30nm以下。在将包含上述反射膜的光源单元安装于显示器时,在即使上述反射膜具有反射波段的偏移,由位置引起的反射波段的偏移也平缓地变化的情况下,颜色逐渐变化,因此不易被视认。另一方面,如果上述反射膜具有根据位置而反射波段急剧偏移的区域则有在相邻的区间辉度、颜色的变化易于被视认的倾向。因此,如果以10cm间隔连续的3点处的反射波段的低波长端之差为30nm以下,则颜色的变化变小,安装于显示器时的颜色的变化不易被认识。进一步优选在长边方向和短边方向中以10cm间隔连续存在的3点处的反射波段的低波长端之差为20nm以下,在该情况下,成为在显示器安装时基本上不能认识颜色变化的水平。
此外,也优选反射膜的长边方向的中央与两末端这3点处的反射波段内的平均反射率的最大值与最小值之差和短边方向的中央与两末端这3点处的反射波段内的平均反射率的最大值与最小值之差都为10%以下。这里所谓反射波段内的平均反射率,是如上所述确定的反射波段中的平均反射率。作为对色调、辉度有帮助的因子,除了上述的反射膜的反射波段的低波长端的位置以外,还有反射波段内的反射率的不均。这里,随着反射波段内的平均反射率均匀,在制成光源单元、使用了该光源单元的显示器时,制成没有辉度不均的均匀物质变得特别容易。反射波段内的平均反射率的最大值与最小值之差优选为5%以下,进一步优选为3%以下。随着平均反射率之差变小,可获得色调、辉度均匀的光源单元、使用了该光源单元的显示器。作为获得这样的反射膜的方法,可举出提高获得反射膜时的横向延展倍率、在反射膜由后述层叠膜构成的情况下使最表层的厚度为反射膜厚度的3%以上,通过采用这样的方法,可以使与膜制造时的流动方向正交的宽度方向的反射波段的均匀性提高。此外,也能够通过提高反射波段的平均反射率来抑制反射率的偏差。
此外,也优选反射膜中央的波长400~800nm的反射率、与长边方向的两末端和短边方向的两末端这4点处的波长400~800nm的反射率的相关系数的最小值为0.8以上。这里所谓相关系数,表示在波长400nm~800nm中按每1nm对膜的中央计测反射率而获得的值、与在膜的各末端在波长400nm~800nm中每1nm计测反射率而获得的值的相关系数。该相关系数的值越高,表示反射率的分布越近,在具有完全相同的反射率的情况下,该值变为1。而且,所谓相关系数的最小值为0.8以上,是指由膜中央的波长400nm~800nm中的反射率、与长边方向的两末端和短边方向的两末端这4点处的波长400nm~800nm中的反射率获得的4个相关系数之中、最小的相关系数变为0.8以上。上述中,以反射膜的反射波段的低波长端以及平均反射率讨论了色调、辉度的均匀化,但相关系数也包含任意的要素,并且是表示反射波形的均匀性的指标,因此通过相关系数为0.8以上,从而成为色调、辉度都均匀性优异的反射膜,使用了该反射膜的光源单元和显示器也可以没有色调、辉度不均。相关系数优选为0.9以上,进一步优选为0.95以上。如果相关系数为0.95以上,则在安装时几乎不能识别出光源单元和显示器内的色调、辉度不均。作为获得这样的反射膜的方法,可举出提高获得反射膜时的横向延展倍率、在反射膜由后述层叠膜构成的情况下使最表层的厚度为反射膜厚度的3%以上,但特别是通过使最表层的厚度为反射膜厚度的5%以上,可以使相关系数为0.95以上。
在本发明的光源单元中,优选反射膜的入射角度10°下的反射波段的低波长端大于光源的发光波长,并且小于颜色转换构件的射出波长。这里所谓反射膜的反射波段的低波长端大于光源的发光波长,表示反射膜的反射波段的低波长端与光源的发光波段的长波长端相比位于长波长侧。此外,所谓反射膜的低波长端小于颜色转换构件的射出波长,表示反射膜的反射波段的低波长端与颜色转换构件的射出波段的低波长端相比位于低波长侧。如例如移动显示器那样,根据光源单元的设计、使用了该光源单元的显示器的使用方法,从正面观察时的辉度变得重要,但在该情况下,通过反射膜的低波长端大于光源的发光波长并且小于颜色转换构件的射出波长,从而将从颜色转换构件射出的光用反射膜向正面方向有效率地反射变得容易,可获得优异的正面辉度的提高效果。
另一方面,在本发明的光源单元中,也优选反射膜的入射角度10°下的反射波段的低波长端包含于颜色转换构件的射出波段。这里所谓反射膜的低波长端包含于颜色转换构件的射出波段,表示反射膜的反射波段的低波长端与颜色转换构件的射出波段的低波长端相比位于长波长侧。特别是在展示会场的显示器等要求在多种视角下均匀观察的情况下,除正面以外从倾斜方向观察时的色调、辉度变得重要。这里,通过反射膜的低波长端包含于颜色转换构件的射出波段,可以通过从倾斜观察时的反射膜的低波长偏移而覆盖颜色转换构件的发光波段,制成色调、辉度优异的光源单元、显示器变得容易。更优选反射膜的入射角度10°下的反射波段的低波长端与颜色转换构件的射出波段的低波长端相比位于长波长侧,并且与颜色转换构件的任一射出峰波长相比都位于低波长侧。在该情况下,可以制成正面的色调、辉度与从倾斜观察的情况下的色调、辉度的平衡优异的反射膜,在多种设计的光源单元、显示器中都显示优异的性能。
在本发明的光源单元使用的反射膜也优选满足下述式(1)。下述式(1)显示出对光反射的波长波段与对光透射的波长波段之间的反射率的变化急剧,随着|λ1-λ2|变小,更急剧地从反射的波长波段向透射的波长波段变化。通过这样从反射的波长波段向透射的波长波段、即从光源的发光波段向颜色转换构件的射出波段的反射率的变化急剧进行,从而可以仅将来自光源的光选择性地、有效率地透射,同时将从颜色转换构件射出的光有效率地进行反射,会易于最大限度获得反射膜的效果。更优选|λ1-λ2|为30nm以下,随着|λ1-λ2|变小,辉度提高效果、色调的均匀度提高。
|λ1-λ2| ≤ 50 (其中,λ1<λ2) (1)
λ1:在反射膜的反射波段的低波长端附近反射率变为最大反射率的1/4的波长(nm)
λ2:在反射膜的反射波段的低波长端附近反射率变为最大反射率的3/4的波长(nm)
在本发明的光源单元中,也优选进一步在颜色转换构件的与光源侧相反面侧包含第2反射膜,并且第2反射膜在上述光源的发光波段中的平均反射率为30%以上且80%以下,在颜色转换构件的射出波段中的平均透射率为80%以上。图4中示出其构成例。从光源发出的光虽然利用颜色转换构件而一部分转换为长波长的光,但是剩下的部分从颜色转换构件透射而直接向视认侧照射。然而,通过将透过了该颜色转换构件的光源的光再次反射,向颜色转换构件侧返回,从而再次用颜色转换构件转换为长波长的光。其结果,可以用少量的颜色转换构件有效率地将光源的光向长波长的光转换,可以减少昂贵的颜色转换材料的使用量,因此可以将颜色转换构件的制造成本低成本化。此外,通过将从颜色转换构件射出的光进行80%以上透射,可以将从颜色转换构件射出的光向视认侧有效率地透射,因此虽然提高转换效率但是也不会降低辉度,因此可获得在色调、辉度、成本方面非常占优势的光源单元。
构成本发明的光源单元的反射膜优选由热塑性树脂形成。热塑性树脂一般比热固性树脂、光固化性树脂便宜,并且可以通过公知的熔融挤出(melt extrusion)简便并且连续地片材化,因此能够以低成本获得反射膜。
构成本发明的光源单元的反射膜优选由不同的多个热塑性树脂形成的层交替地层叠11层以上而成。这里所谓热塑性树脂不同,是指在膜的面内任意选择的正交的两个方向以及与该面垂直的方向中的任一方向中,折射率相差0.01以上。此外,这里所谓交替地层叠而成,是指由不同的热塑性树脂形成的层沿厚度方向以规则排列层叠而成,在由热塑性树脂A、B形成的情况下,如果将各个层表述为A层、B层,则为如A(BA)n(n为自然数)那样层叠的构成。通过这样地光学性质不同的树脂交替层叠,能够显现可以使根据各层的折射率之差与层厚度的关系设计的波长的光反射的干涉反射。此外,在进行层叠的层数分别为10层以下的情况下,在所希望的波段中得不到高反射率。此外,关于上述干涉反射,层数越增加则可以相对于越宽的波长波段的光达到高反射率,可获得反射所希望的波段的光的反射膜。优选为100层以上,更优选为200层以上。进一步优选为600层以上。此外,虽然层数没有上限,但是随着层数增加,发生伴随制造装置的大型化的制造成本的增加、因膜厚度变厚而引起的操作性的恶化,因此实际上10000层左右成为实用范围。
在本发明中,也优选作为包含将从光源入射的入射光转换为与该入射光相比为长波长的光的颜色转换构件和透射从光源入射的光并且反射从颜色转换构件射出的光的反射膜的层叠构件而使用。这里所谓包含颜色转换构件和反射膜的层叠构件,是指颜色转换构件和反射膜直接或经由粘接层等而被固定。在该情况下,颜色转换构件与反射膜之间的空间消失,因此通过抑制由杂散光引起的光损失和消除颜色转换构件表面与空气之间的反射,从而辉度提高的效果变得显著。
作为进一步优选的方案,通过在反射膜上直接设置由颜色转换材料形成的层,从而使反射膜为颜色转换构件的一部分。在该情况下,可以替代在形成颜色转换构件时所使用的基材,除了成本降低以外,进一步颜色转换构件中的颜色转换材料与反射膜之间的空间消失,因此抑制由杂散光引起的光损失的效果变得显著。
构成本发明的光源单元的反射膜或颜色转换构件,优选在其表面具有凹凸形状。这里的所谓凹凸形状,是指测定膜表面或界面的形状时的最大高度变为1μm以上的形状。将这样的凹凸的一例在图5、图6中示出。此外,以下表示在反射膜或颜色转换构件的表面具有凹凸形状所带来的效果。
第1效果为易滑性。通过在表面具有凹凸形状从而表现易滑性,因此能够抑制将反射膜以及颜色转换构件结合到光源单元时发生损伤。
第2效果为光的取出。本发明人等发现下述现象:在包含颜色转换材料的颜色转换构件中,发生光在颜色转换构件内反射从而被封闭在如光纤那样的片材内的现象,作为结果,颜色转换材料本身的发光效率高,但是辉度降低。作为其对策,通过在反射膜或颜色转换构件的表面具有凹凸形状,从而从该凹凸界面取出光,因此使取入到颜色转换构件内的光减少,获得辉度提高的效果。为了有效率地获得第2效果,优选最大高度优选为10μm以上。随着凹凸形状变大,光的取出效率也提高,并且也可获得抑制光源的不均的效果。为了更有效率地获得该效果,优选通过在反射膜上直接设置由颜色转换材料形成的层,从而使反射膜为颜色转换构件的一部分,并且在反射膜的由颜色转换材料形成的层侧的表面具有凹凸形状。在该情况下,除了可以有效率地取出光以外,还可以有效率地向显示侧反射光,因此辉度提高的效果变得显著。
第3效果为光的光路的调整。光从光源、特别是发光二极管向显示侧以较高指向性行进,与此相对,来自颜色转换构件的光各向同性地发光,因此成为光源正面的辉度降低的原因。通过在反射膜或颜色转换构件的表面具有凹凸形状,从而在凹凸界面调整光的方向,特别是聚光到正面方向从而达到辉度提高变得容易,除此以外在形成光源单元、显示器时也可以省去其它光学构件,因此也有助于低成本化。
为了更有效率地获得上述第2、第3效果,优选上述凹凸形状为透镜形状、大致三角形状或大致半圆形状。所谓微透镜形状,是指大致半球状的凹凸,所谓棱镜形状,是指大致三角状的凹凸。在具备这样的形状的情况下,由于光向显示侧在光路上被聚光,因此制成光源单元以及显示器的情况下的正面辉度会更显著地提高。
如图7所示,优选本发明的层叠构件和光源单元在构成层叠构件和光源单元的反射膜或颜色转换构件的表面具有功能层,在将反射膜的折射率设为n1,将颜色转换构件的折射率设为n2,将功能层的折射率设为n3时,功能层的折射率n3为n1与n2之间。这里所谓反射膜以及颜色转换构件的折射率,是指成为膜和颜色转换构件的最表层的层的面内平均折射率。在该情况下,通过功能层的折射率的效果,可以抑制以往折射率不同的反射膜与颜色转换构件之间的反射,来自光源的光有效率地透射,因此辉度提高变得容易。
构成本发明的光源单元的反射膜可以使用聚乙烯、聚丙烯、聚(4-甲基戊烯-1)、聚缩醛等链状聚烯烃、作为降冰片烯类的开环易位聚合、加聚、与其它烯烃类的加成共聚物的脂环族聚烯烃、聚乳酸、聚琥珀酸丁酯等生物降解性聚合物、尼龙6、尼龙11、尼龙12、尼龙66等聚酰胺、芳族聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚偏1,1-二氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、聚缩醛、聚乙醇酸、聚苯乙烯、苯乙烯共聚聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯等聚酯、聚醚砜、聚醚醚酮、改性聚苯醚、聚苯硫醚、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、聚芳酯、4氟乙烯树脂、3氟乙烯树脂、3氟氯乙烯树脂、4氟乙烯-6氟丙烯共聚物、聚1,1-二氟乙烯等。其中,从强度、耐热性、透明性和通用性的观点考虑,特别是更优选使用聚酯。它们可以为共聚物,也可以为两种以上树脂的混合物。
作为该聚酯,优选为通过由以芳香族二羧酸或脂肪族二羧酸与二醇作为主要构成成分的单体的聚合而获得的聚酯。这里,作为芳香族二羧酸,可以举出例如对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、1,4-萘二甲酸、1,5-萘二甲酸、2,6-萘二甲酸、4,4’-联苯二甲酸、4,4’-二苯基醚二甲酸、4,4’-二苯基砜二甲酸等。作为脂肪族二羧酸,可举出例如己二酸、辛二酸、癸二酸、二聚酸、十二烷二酸、环己烷二甲酸和它们的酯衍生物等。其中优选为表现高折射率的对苯二甲酸和2,6萘二甲酸。这些酸成分可以仅使用一种,也可以并用两种以上,进一步可以将羟基苯甲酸等羟基酸等进行部分共聚。
此外,作为二醇成分,可以举出例如乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、新戊二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,2-环己烷二甲醇、1,3-环己烷二甲醇、1,4-环己烷二甲醇、二甘醇、三甘醇、聚亚烷基二醇、2,2-双(4-羟基乙氧基苯基)丙烷、异山梨醇、螺环二醇等。其中优选使用乙二醇。这些二醇成分可以仅使用一种,也可以并用两种以上。
在构成本发明的光源单元的反射膜中,热塑性树脂优选使用例如上述聚酯之中的、聚对苯二甲酸乙二醇酯及其聚合物、聚萘二甲酸乙二醇酯及其共聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯及其共聚物、聚萘二甲酸丁二醇酯及其共聚物、进一步聚对苯二甲酸己二醇酯及其共聚物、聚萘二甲酸己二醇酯及其共聚物等。
在构成本发明的光源单元的反射膜为将由热塑性树脂A形成的A层与由热塑性树脂B形成的B层交替地层叠了的构成的情况下,由热塑性树脂A形成的A层与由热塑性树脂B形成的B层的面内平均折射率之差优选为0.03以上。更优选为0.05以上,进一步优选为0.1以上。在面内平均折射率之差小于0.03的情况下,得不到充分的反射率,因此有时辉度提高性能不足。作为其达成方法,可举出热塑性树脂A为结晶性树脂,热塑性树脂B使用非晶性树脂。在该情况下,在反射膜的制造中的延展、热处理工序中能够容易地设置折射率差。
在构成本发明的光源单元的反射膜中,作为热塑性树脂A与热塑性树脂B的优选的组合,各热塑性树脂的溶解参数(SP值)之差的绝对值为1.0以下是第一优选的。如果SP值之差的绝对值为1.0以下,则不易发生层间剥离。更优选热塑性树脂A与热塑性树脂B优选由提供相同基本骨架的组合构成。这里所谓基本骨架,是构成树脂的重复单元,例如,在使用聚对苯二甲酸乙二醇酯作为热塑性树脂A的情况下,从易于实现高精度的层叠结构的观点考虑,热塑性树脂B优选包含作为与聚对苯二甲酸乙二醇酯相同的基本骨架的对苯二甲酸乙二醇酯。如果热塑性树脂A与热塑性树脂B为包含相同基本骨架的树脂,则层叠精度高,进一步层叠界面的层间剥离不易发生。这里,溶解参数(SP值)是使用一般使用的、Poly.Eng.Sci.,vol.14,No.2,pp147-154(1974)等所记载的Fedors的推算法,由构成树脂的单体的种类和比率算出的值。关于多种树脂的混合物,也可以通过同样的方法算出。例如,聚甲基丙烯酸甲酯的SP值可以算出为9.5(cal/cm3)0.5,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的SP值可以算出为10.7(cal/cm3)0.5,双酚A系环氧树脂的SP值可以算出为10.9(cal/cm3)0.5
在构成本发明的光源单元的反射膜中,作为热塑性树脂A与热塑性树脂B的优选的组合,是各热塑性树脂的玻璃化转变温度差为20℃以下的热塑性树脂的组合。在玻璃化转变温度之差大于20℃的情况下,在将反射膜制膜时的厚度均匀性变得不良,成为形成辉度、色调的不均、在与颜色转换构件贴合时产生气泡、褶皱的原因。此外,也优选热塑性树脂A为结晶性,热塑性树脂B为非晶性,热塑性树脂A的玻璃化转变温度低于热塑性树脂B的玻璃化转变温度。在该情况下,在反射膜中在对于使结晶性树脂取向、结晶化而言适当的延展温度下进行了延展时,与结晶性树脂相比可以抑制非晶性树脂的取向,能够容易地设置折射率差。另外,这里所谓结晶性树脂,具体而言,是指按照JIS K7122(1999)进行差示扫描量热测定(以下,有时称为DSC。),以升温速度20℃/分钟将树脂从25℃以20℃/分钟的升温速度加热(1stRUN)直到300℃的温度,在该状态下保持5分钟后,接着以成为25℃以下的温度的方式骤冷,再次从25℃以20℃/分钟的升温速度升温直到300℃,在所得的2ndRUN的差示扫描量热测定图中,由熔融峰的峰面积求出的熔化焓(ΔHm)为15J/g以上的树脂。此外,所谓非晶性树脂,是指在与上述相同条件下求出的熔化焓(ΔHm)为5J/g以下的树脂。
作为用于满足上述条件的热塑性树脂的组合的一例,在构成本发明的光源单元的反射膜中,优选为热塑性树脂A包含聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯,热塑性树脂B为包含来源于螺环二醇的聚酯而成的聚酯。所谓来源于螺环二醇的聚酯,是指使用螺环二醇作为二醇成分的聚酯,并且与其它酯结构单元的共聚物、使用了螺环二醇作为单一的二醇成分的聚酯、或将它们与其它聚酯树脂掺混且优选螺环二醇残基占聚酯树脂中的全部二醇残基的半数以上的聚酯。来源于螺环二醇的聚酯,由于与聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯的玻璃化转变温度差小,因此在膜制膜时不易过度延展,并且也不易进行层间剥离,因此是优选的。更优选地,优选为热塑性树脂A包含聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯,热塑性树脂B是使用了螺环二醇和环己烷二甲酸的聚酯。如果为使用螺环二醇和环己烷二甲酸而获得的聚酯,则与聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯的面内折射率差变大,因此易于获得高反射率。此外,与聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯的玻璃化转变温度差小,粘接性也优异,因此在制膜时不易过度延展,并且也不易进行层间剥离。
此外,在构成本发明的光源单元的反射膜中,也优选热塑性树脂A包含聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯,热塑性树脂B为来源于环己烷二甲醇的聚酯。所谓来源于环己烷二甲醇的聚酯,是指使用了环己烷二甲醇作为二醇成分的聚酯,并且与其它酯结构单元的共聚物、使用了环己烷二甲醇作为单一的二醇成分的聚酯、或将它们与其它聚酯树脂掺混且优选环己烷二甲醇残基占聚酯树脂中的全部二醇残基的半数以上的聚酯。来源于环己烷二甲醇的聚酯由于与聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯的玻璃化转变温度差小,因此在成型时不易过度延展,并且也不易进行层间剥离,因此是优选的。更优选至少一种热塑性树脂为环己烷二甲醇的共聚量为15mol%以上且60mol%以下的对苯二甲酸乙二醇酯缩聚体。通过这样,从而具有高反射性能,并且由加热、历时引起的光学特性的变化特别小,层间的剥离也不易发生。环己烷二甲醇的共聚量为15mol%以上且60mol%以下的对苯二甲酸乙二醇酯缩聚体与聚对苯二甲酸乙二醇酯非常强地粘接。此外,该环己烷二甲醇基有顺式体或反式体作为几何异构体,此外作为构型异构体,也有椅式或船式,因此即使与聚对苯二甲酸乙二醇酯共延展也不易取向结晶化,为高反射率,由热历程引起的光学特性的变化也进一步少,制膜时的破裂也不易发生。
优选在构成本发明的光源单元的反射膜中包含散射体。这里所谓散射体,除了一般的在构成反射膜的树脂的熔点以上的温度下也维持固体的无机粒子、有机粒子以外,也包含分散了与构成反射膜的过半的树脂不同的树脂的状态的物质。此外,作为形状,可以使用凝集粒子、圆球状粒子、念珠状粒子、碎屑状粒子、鳞片状粒子等粒子,特别是在凝集粒子的情况下,分散直径是利用其凝集直径判断的。此外,作为其材质,作为无机系粒子,可以使用氧化铁、氧化镁、氧化铈、氧化锌、碳酸钡、钛酸钡、氯化钡、氢氧化钡、氧化钡、氧化铝、透石膏、氧化硅(二氧化硅)、碳酸钙、氧化钛、氧化铝、氧化锆、硅酸铝、云母、珠光云母、叶蜡石粘土、烧成粘土、膨润土、滑石、高岭土、其它的复合氧化物等。另一方面,作为有机系粒子,不特别限制于热塑性树脂、热固性树脂、光固化性树脂等,在构成含有粒子的层的树脂(热塑性树脂A或热塑性树脂B)为聚酯的情况下,可以举出由交联聚乙烯、交联或无交联的聚苯乙烯树脂、交联或无交联丙烯酸系树脂、氟树脂、硅树脂等树脂、硬脂酸酰胺、油酸酰胺、富马酸酰胺等各种酰胺化合物形成的粒子、丙烯酸系珠。特别是,对于聚苯乙烯树脂系共聚物,可以优选举出苯乙烯-乙烯丁烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)等。特别优选并用交联粒子、与其同成分的无交联的共聚物。例如,在本发明的有机系粒子为在MBS共聚物基体中存在的交联MBS粒子的凝集体的情况下,与制膜工序的延展行为对应地,粒子形状变形,因此难以形成空隙,可以抑制光散射因子。
在构成本发明的光源单元的反射膜中,至少一侧最表层中的散射体的含量相对于最表层优选为0.1重量%以下,更优选不包含散射体。通过在反射膜中包含散射体,从而透过反射膜的光被散射,达成由成为Tmax(0)/100的透射光量的角度R1和R2(R1<R2)求出的散射角为5°以上、由成为Tmax(45)/100的透射光量的角度R3和R4(R3<R4)求出的散射角为5°以上,L*(SCE)值为30以上变得容易,另一方面,起因于该散射而在显示器安装时有时向正面方向的光的取出效率降低,辉度降低。这里,起因于向该正面的光的取出效率的降低的散射,大多起因于膜表面的光的散射,因此如果在反射膜的表层包含散射体则会更加提高膜表面的散射。另一方面,如果构成反射膜的层中,不是使表层而是仅使内层含有散射体,则可以有效率地抑制辉度不均、颜色不均的原因同时提高辉度。更优选在反射膜的两表层不包含散射体,在该情况下,膜表面的光的散射基本上不发生,因此可以维持高辉度,可以特别容易达成由成为Tmax(0)/2的透射光量的角度R5和R6(R5<R6)求出的散射角为3°以下、L*(SCI)值为60以上。
<反射膜的制造方法>
接下来,以下采用由热塑性树脂A、B形成的反射膜作为例子对构成本发明的光源单元的反射膜的优选制造方法进行说明。当然本发明不限定于涉及的例子而解释。此外,本发明所使用的反射膜的层叠结构可以通过与日本特开2007-307893号公报的〔0053〕~〔0063〕段所记载的内容同样的方法来简便地实现。
以颗粒等形态准备热塑性树脂。颗粒根据需要在热风中或真空下干燥后,供给到不同的挤出机。此外,在反射膜中包含紫外线吸收剂的情况下,或准备预先在热塑性树脂中混炼了紫外线吸收剂的颗粒,或将热塑性树脂与紫外线吸收剂在挤出机中混炼。在挤出机内,对于加热熔融到熔点以上的树脂,用齿轮泵等将树脂的挤出量均匀化,经由过滤器等除去异物、改性了的树脂等。这些树脂在利用模具成型为目标形状后被排出。进而,从模具排出的层叠成多层的片材被挤出到流延鼓等冷却体上,被冷却固化,获得流延膜。此时,优选使用线状、带状、针状或刀状等的电极,通过静电力使其与流延鼓等冷却体密合进行骤冷固化。此外,也优选为或从狭缝状、斑点状、面状的装置吹出空气而与流延鼓等冷却体密合进行骤冷固化,或利用夹持辊而与冷却体密合进行骤冷固化的方法。
此外,使用2台以上挤出机将A层所使用的热塑性树脂和与其不同的热塑性树脂B的多个树脂从不同的流路送出,送入到多层层叠装置。作为多层层叠装置,可以使用多歧管模具、进料块、静态混合机等,特别是,为了高效率地获得本发明的构成,优选使用具有11个以上微细狭缝的进料块。如果使用这样的进料块,则装置不会极端大型化,因此由热劣化产生的异物少,即使在层叠数极端多的情况下,也能够进行高精度的层叠。此外,宽度方向的层叠精度也与现有技术相比显著提高。此外,该装置可以用狭缝的形状(长度、宽度)来调整各层的厚度,因此能够达到任意的层厚度。
将这样操作而形成为所希望的层结构的熔融多层层叠体导向模具,与上述同样地获得流延膜。
这样操作而获得的流延膜优选进行双轴延展。这里,所谓双轴延展,是指沿长度方向和宽度方向延展。延展可以依次沿两个方向延展,也可以同时沿两个方向延展。此外,也可以进一步沿长度方向和/或宽度方向进行再延展。
首先对依次进行双轴延展的情况进行说明。这里,所谓向长度方向的延展,是指用于对膜提供长度方向的分子取向的延展,通常,通过辊的圆周速度差施与,该延展可以以一个阶段进行,此外,也可以使用多根辊对多阶段地进行。作为延展的倍率,根据树脂的种类不同而不同,通常优选为2~15倍,在构成反射膜的树脂的任一种使用了聚对苯二甲酸乙二醇酯的情况下,特别优选使用2~7倍。此外,作为延展温度,优选构成反射膜的树脂的玻璃化转变温度~玻璃化转变温度+100℃。
这里,为了抑制膜长度方向的厚度不均,提高延展时的膜的取向是重要的。特别是为了使在长边方向和短边方向中以10cm间隔连续存在的3点处的反射波段的低波长端之差为30nm以下,可举出使向长度方向的延展温度为树脂的玻璃化转变温度+20℃以下作为优选的方法。优选在玻璃化转变温度+10℃下进行延展。此外,也通过提高向膜长度方向的延展倍率来达成,但如果过度提高倍率则在接下来的宽度方向的延展时有时损害波段的均匀性,实质上3.4~4.0倍成为优选的范围。
也可以在对这样操作而获得的被单轴延展了的膜,根据需要实施电晕处理、火焰处理、等离子体处理等表面处理后,通过在线涂布而赋予易滑性、易粘接性、抗静电性等功能。特别是,在形成包含反射膜和颜色转换片材的层叠构件时,优选在线涂布折射率比成为反射膜的最表层的热塑性树脂A低、比成为颜色转换构件的最表层的膜的折射率高的树脂。
接着所谓宽度方向的延展,是指用于对膜提供宽度方向的取向的延展,通常使用拉幅机,一边将膜的两端用夹具把持、一边输送,沿宽度方向延展。作为延展的倍率,根据树脂的种类不同而不同,通常优选为2~15倍,在构成反射膜的树脂的任一种使用了聚对苯二甲酸乙二醇酯的情况下,特别优选使用2~7倍。特别是对于本发明中的反射膜,横向延展倍率优选为4倍以上,通过提高横向延展倍率,对于提高反射波段的均匀性、平均反射率的均匀性、相关系数,是有效的。此外,作为延展温度,优选构成反射膜的树脂的玻璃化转变温度~玻璃化转变温度+120℃。
为了赋予平面性、尺寸稳定性,这样被双轴延展了的膜优选在拉幅机内进行延展温度以上且熔点以下的热处理。通过进行热处理,从而成型用膜的尺寸稳定性提高。这样操作而进行了热处理后,均匀地缓慢冷却后,冷却直到室温进行卷绕。此外,根据需要,也可以在从热处理缓慢冷却时并用松弛处理等。
接下来对同时双轴延展的情况进行说明。在同时双轴延展的情况下,可以在对所得的浇铸膜,根据需要实施电晕处理、火焰处理、等离子体处理等表面处理后,通过在线涂布赋予易滑性、易粘接性、抗静电性等功能。
接下来,将浇铸膜导向同时双轴拉幅机,一边将膜的两端用夹具把持、一边输送,沿长度方向和宽度方向同时和/或阶段性进行延展。作为同时双轴延展机,有缩放仪(pantograph)方式、螺杆方式、驱动电动机方式、线性电动机方式,但优选为能够任意变更延展倍率,并可以在任意位置进行松弛处理的驱动电动机方式或线性电动机方式。作为延展的倍率,根据树脂的种类不同而不同,通常,作为面积倍率,优选6~50倍,在构成反射膜的树脂的任一种使用了聚对苯二甲酸乙二醇酯的情况下,作为面积倍率,特别优选使用8~30倍。特别是在同时双轴延展的情况下,为了抑制面内的取向差,优选使长度方向与宽度方向的延展倍率相同,并且延展速度也大体上相等。此外,作为延展温度,优选为构成反射膜的树脂的玻璃化转变温度~玻璃化转变温度+120℃。
为了赋予平面性、尺寸稳定性,这样被双轴延展了的膜优选接着在拉幅机内进行延展温度以上且熔点以下的热处理。在该热处理时,为了抑制宽度方向的主取向轴的分布,优选在即将进入到热处理区之前和/或刚进入到热处理区之后瞬时沿长度方向进行松弛处理。这样操作而进行了热处理后,均匀地缓慢冷却后,冷却直到室温进行卷绕。此外,根据需要,可以在从热处理缓慢冷却时沿长度方向和/或宽度方向进行松弛处理。在即将进入到热处理区之前和/或刚进入到热处理区之后瞬时沿长度方向进行松弛处理。
也优选将所得的反射膜如下所述在表面形成凹凸形状。作为形成凹凸形状的方法,可举出(a)使用了模具的模具转印方法,(b)对基材表面进行直接加工的方法等。如果对(a)模具转印方法进一步详述,则可举出(a1)在将模具或/和上述基材加热了的状态下使模具加压、压接进行赋形的方法,(a2)在上述基材的表面层叠光或热固性树脂,向该表面推压模具,通过活性能量射线的照射、或加热使树脂固化而赋形的方法,(a3)将预先填充于模具的凹部的树脂转印在基材上的方法等。
此外,作为(b)对基材表面进行直接加工的方法,可举出(b1)使用切削器具等机械地刮削成所希望形状的方法,(b2)通过喷砂法进行刮削的方法,(b3)通过激光进行刮削的方法,(b4)在基材表面层叠光固化性树脂,使用光刻、光干涉曝光法等方法将该基材的表面加工成所希望形状的方法等。
这些方法之中,从生产性的观点考虑(a)模具转印方法为更优选的制造方法,但也能够组合这些工艺,通过适当选择工艺,可以获得具备要求的凹凸形状的反射膜。
<反射膜与颜色转换构件的贴合>
在使本发明的反射膜与颜色转换构件贴合了的层叠构件中,也优选将单独制作的颜色转换构件与反射膜经由粘接层而贴合。
本发明的光源单元优选除此以外还插入有反射膜、导光板、扩散板、扩散膜、聚光膜、偏光反射性膜等光学膜。
<光源单元>
本发明中的光源单元为至少包含光源和颜色转换构件的构成。关于光源和颜色转换构件的配置方法,没有特别限定,可以采用使光源与颜色转换构件密合了的构成,也可以采用将光源与颜色转换构件分离了的远程荧光体形式。此外,在提高色纯度的目的下,可以进一步采用包含滤色器的构成。
本发明中的光源单元可以使用于显示器、照明、内饰、标识、广告牌等用途,特别是特别适合用于显示器、照明用途。
实施例
以下,举出实施例说明本发明,但本发明不受这些例子限定。
<光源的发光强度、发光波段的测定>
对浜松光子学制微型分光光度器(C10083MMD)安装NA0.22的光纤,计测了光源的光。关于所得的发光光谱,将显示最大强度的波长设为光源的发光峰波长,以将显示光源的发光峰波长下的发光强度的50%以上强度的发光波段设为光源的发光波段。
<颜色转换构件的发光强度、射出波段的测定>
对浜松光子学制微型分光光度器(C10083MMD)安装NA0.22的光纤,计测从照射了光源的光的颜色转换构件射出的光。关于所得的发光光谱,将在除去光源的发光峰波长的显示最大强度的波长设为颜色转换构件的射出峰波长,将显示颜色转换构件的射出峰波长下的射出强度的50%以上强度的波段设为颜色转换构件的射出波段。此外,本申请中使用的颜色转换构件除了上述定义的射出峰以外还显示极大点,因此设为第2发光峰。
<反射膜的反射率、反射波段、透射率的测定>
对日立制作所制分光光度计(U-4100Spectrophotomater)安装附属的角度可变透射附属装置,测定了入射角度φ=10度下的波长250~1600nm的P波反射率和S波反射率以及入射角度φ=0度下的波长250~1600nm的透射率。测定条件:狭缝设为2nm(可见)/自动控制(红外),增益设定为2,将扫描速度设为600nm/分钟。将样品假定65英寸,从膜长度方向以45cm间隔,从膜宽度方向以70cm间隔以5cm×10cm切出并进行了测定。此外,进一步从在长度方向和宽度方向上距采集了膜长度方向和宽度方向的中央的样品的部位相邻10cm的位置同样地采集样品。反射率在膜两面进行测定,以成为更高反射率的结果设为本申请中的反射率。
详细的参数如下所述算出。
<反射膜的反射波段的低波长端/高波长端、λ1、λ2>
关于在上述获得的反射光谱,按各波长算出使用了P波与S波的平均值的平均反射光谱,在将波长400~1600nm下的最大反射率设为Rmax(%)时,在成为Rmax/2(%)的波长中将为最低波长并且为400nm以上的波长设为反射膜的反射波段的低波长端,将为最长波长并且为1600nm以下的波长设为反射膜的反射波段的长波长端。同样地,将在低波长端附近成为RMax/4(%)的波长设为λ1,将成为Rmax×3/4的波长设为λ2。
<反射膜的透射波段>
关于上述获得的入射角度0°下的透射光谱,将在波长400~700nm中透射率连续遍及50nm的波长成为80%以上并且位于最短波长侧的波长区间设为透射波段。
<光源的发光波段中的平均透射率>
关于上述获得的透射光谱,按各波长算出使用了P波与S波的平均值的平均透射光谱,相对于该平均透射光谱算出如上所述算出的光源的发光波段内的平均透射率。
<颜色转换构件的射出波段中的最大和平均反射率>
关于上述获得的反射光谱,按各波长算出使用了P波与S波的平均值的平均反射光谱,相对于该平均反射光谱算出如上所述算出的颜色转换构件的射出波段内的最大以及平均反射率。
<相关系数>
关于上述获得的反射光谱,按各波长算出使用了P波和S波的平均值的平均反射光谱,关于膜宽度方向和长度方向的末端的膜样品,分别算出与膜样品中央的平均反射光谱的波长400~800nm的区间的相关系数,获得了4个相关系数。其中,将成为最小的值的相关系数设为相关系数的最小值。
<散射角的测定>
使用村上色彩技术研究所制的自动变角光度计(goniophotometer,测角光度计)GP-200型进行测定。此时,将光束光圈设为1,将受光光圈设为3,将样品相对于光路垂直和以45°配置时使受光部在-90°~+90°变角,计测了散射角。此外,进行将膜设置成使变角的方向为膜宽度方向和为膜长度方向的情况下的两种测定,将在各个方法中算出的散射角之中的更大的值设为本申请中的散射角。
成为Tmax(0)/100的透射光量的散射角如下所述算出。首先,将在-90°~+90°的范围内成为最大的透射光量设为Tmax(0)。接下来,在将所得的光量成为Tmax(0)/100的受光部的角度设为R1和R2(R1<R2)的情况下将通过R2-R1求出的值设为成为Tmax(0)/100的透射光量的散射角。同样地,成为Tmax(45)/100的透射光量的散射角是,在将在-90°~+90°的范围内成为最大的透射光量设为Tmax(45),将所得的光量成为Tmax(45)/100的受光部的角度设为R3和R4(R3<R4)的情况下,通过R4-R3求出的值。此外,在受光角度在90°下透射光量不为Tmax(45)/100的情况下,作为R4=90°对待。同样地,成为Tmax(0)/2的透射光量的散射角是,在将-90°~+90°的范围内成为最大的透射光量设为Tmax(0),将所得的光量成为Tmax(0)/2的受光部的角度设为R5和R6(R5<R6)的情况下,通过R6-R5求出的值。
<比色值>
使用了柯尼卡美能达公司(KONICA MINOLTA SENSING,INC.)制分光比色计CM-3600d。在测定直径φ8mm的目标掩模(CM-A106)条件下,测定L*值(SCE)、L*值(SCI)值,求出n为5的平均值。另外,白色校正板和零位校正框使用下述物质进行了校正。另外,比色值的计算所使用的光源选择了D65。
白色校正板:CM-A103
零位校正框:CM-A104。
<雾度>
使用日本电色工业制的浊度计NDH-5000,以按照JIS K 7136的测定模式进行了测定。
<辉度、色调测定>
作为评价用的包含光源的光源单元,使用了作为Sony制TV的KD-65X9500B的光源单元。本背光的发光波段为440~458nm。使用该光源单元,制成包含附属的扩散板、东丽制的白色反射膜、颜色转换构件(也有包含反射膜和颜色转换构件的层叠构件的情况)、(有时包含第2反射膜)、附属的棱镜膜、附属的偏光反射膜的光源单元的情况下,使用CA-2000((株)柯尼卡美能达),将附属的CCD相机在距背光表面90cm的地点以相对于光源单元面成为正面的方式设置而测定了辉度。将比较例1中的辉度设为100时的相对的辉度(相对辉度)记载于表。此外,关于同时计测的x值、y值,将画面5处的最大值与最小值之差设为Δx、Δy。
此外,计测距TV的横向(长边方向)、纵向(短边方向)的两末端为5cm的位置的辉度、色调的不均,利用以下指标将与比较例1之差进行比较而判断合格与否。
相对辉度
S:105以上
A:95以上且小于105
B:小于95。
辉度不均
S:面内5处的辉度之差相对于空白为1%以下
A:面内5处的辉度之差相对于空白为2%以下
B:面内5处的辉度之差相对于空白超过2%。
色调的不均
S:面内5处的Δx、Δy相对于空白为0.005以下
A:面内5处的Δx、Δy相对于空白为0.010以下
B:面内5处的Δx、Δy相对于空白超过0.010。
<玻璃化转变温度>
使用精工电子工业制“ロボットDSC-RDC6220”按照JIS-K-7122(1987年),测定了测定样品的DSC曲线。试验是,以20℃/分钟的升温速度将样品从25℃加热直到300℃的温度,在该状态下保持5分钟后,接着以成为25℃以下的温度的方式骤冷后,再次以20℃/分钟的升温速度从25℃加热直到300℃,从所得的差示扫描量热测定图计测玻璃化转变温度。
(合成例1)
绿色转换材料G-1的合成方法
将3,5-二溴苯甲醛(3.0g)、4-叔丁基苯基硼酸(5.3g)、四(三苯基膦)钯(0)(0.4g)、碳酸钾(2.0g)加入到烧瓶中,进行了氮气置换。在其中加入脱气了的甲苯(30mL)和脱气了的水(10mL),回流4小时。将反应溶液冷却直到室温,将有机层分液后用饱和食盐水洗涤。将该有机层用硫酸镁干燥,过滤后,将溶剂蒸馏除去。将所得的反应生成物通过硅胶色谱精制,作为白色固体获得了3,5-双(4-叔丁基苯基)苯甲醛(3.5g)。
将3,5-双(4-叔丁基苯基)苯甲醛(1.5g)和2,4-二甲基吡咯(0.7g)加入到反应溶液中,加入脱水二氯甲烷(200mL)和三氟乙酸(1滴),在氮气气氛下,搅拌4小时。加入2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌(0.85g)的脱水二氯甲烷溶液,进一步搅拌1小时。在反应结束后,加入三氟化硼二乙基醚配位化合物(7.0mL)和二异丙基乙基胺(7.0mL),搅拌4小时后,进一步加入水(100mL)进行搅拌,将有机层分液。将该有机层用硫酸镁干燥,过滤后,将溶剂蒸馏除去。将所得的反应生成物通过硅胶色谱精制,获得了0.4g的下述所示的化合物G-1(收率18%)。
(合成例2)
红色转换材料R-1的合成方法
将4-(4-叔丁基苯基)-2-(4-甲氧基苯基)吡咯300mg、2-甲氧基苯甲酰氯201mg和甲苯10ml的混合溶液在氮气气流下,在120℃下加热6小时。冷却到室温后,蒸发。用乙醇20ml洗涤,真空干燥后,获得了2-(2-甲氧基苯甲酰)-3-(4-叔丁基苯基)-5-(4-甲氧基苯基)吡咯260mg。
接下来,将2-(2-甲氧基苯甲酰)-3-(4-叔丁基苯基)-5-(4-甲氧基苯基)吡咯260mg、4-(4-叔丁基苯基)-2-(4-甲氧基苯基)吡咯180mg、甲磺酸酐206mg和脱气了的甲苯10ml的混合溶液在氮气气流下,在125℃下加热7小时。冷却到室温后,注入水20ml,用二氯甲烷30ml进行了提取。将有机层用水20ml洗涤2次,蒸发,进行了真空干燥。
接下来,将所得的吡咯亚甲基体和甲苯10ml的混合溶液在氮气气流下,加入二异丙基乙基胺305mg、三氟化硼二乙基醚配位化合物670mg,在室温下搅拌3小时。注入水20ml,用二氯甲烷30ml提取。将有机层用水20ml洗涤2次,用硫酸镁干燥后,蒸发。通过硅胶柱色谱精制,真空干燥后,获得了红紫色粉末0.27g。
(实施例1)
反射膜利用以下所示的方法获得。
作为热塑性树脂A,使用了在玻璃化转变温度124℃的聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)中添加了相对于热塑性树脂A整体为0.1重量%的分散直径4μm的二氧化硅粒子的物质。此外作为热塑性树脂B,使用了将作为不具有熔点的非晶性树脂的环己烷二甲醇共聚了的玻璃化转变温度78℃的对苯二甲酸乙二醇酯(PETG)。将准备的结晶性聚酯与热塑性树脂B分别投入到2台单轴挤出机,在280℃下使其熔融,进行了混炼。接着,分别经由5片FSS型的叶盘过滤器后,一边利用齿轮泵计量,一边利用以狭缝数为11个且最表层厚度成为膜厚度的5%的方式设计的层叠装置使其合流,制成沿厚度方向交替层叠了11层的层叠体。制成层叠体的方法按照日本特开2007-307893号公报〔0053〕~〔0056〕段的记载进行。这里,狭缝长度、间隔全部设为恒定。所得的层叠体具有热塑性树脂A为6层,热塑性树脂B为5层,沿厚度方向交替层叠的层叠结构。使由作为口模内部的加宽比的口模唇的膜宽度方向长度除以口模的流入口部的膜宽度方向的长度而得的值为2.5。
将所得的浇铸膜用设定为130℃的辊组加热后,在延展区间长度100mm之间,一边从膜两面通过辐射加热器迅速加热,一边在膜温度135℃下沿膜长度方向进行3.3倍延展,然后暂时冷却。接着,对该单轴延展膜的两面在空气中实施电晕放电处理,使基材膜的润湿张力为55mN/m,在该处理面涂布由(玻璃化转变温度为18℃的聚酯树脂)/(玻璃化转变温度为82℃的聚酯树脂)/平均粒径100nm的二氧化硅粒子形成的层叠形成膜涂液,形成了透明、易滑、易粘接层。该易粘接层的折射率为1.57。
将该单轴延展膜导到拉幅机,用110℃的热风预热后,在130℃的温度下沿膜宽度方向进行了4.5倍延展。这里的延展速度与温度设为恒定。进行了延展的膜直接在拉幅机内利用240℃的热风进行热处理,接着在该温度条件下沿宽度方向实施2%的松弛处理,进一步骤冷直到100度后沿宽度方向实施5%的松弛处理,然后,卷绕而获得了反射膜。
颜色转换构件利用以下所示的方法获得。
作为粘合剂树脂,使用了丙烯酸系树脂1(SP值=9.5(cal/cm3)0.5),相对于粘合剂树脂100重量份,混合了0.25重量份的作为发光材料(a)的化合物G-1、400重量份的作为溶剂的甲苯后,使用行星式搅拌/脱泡装置“マゼルスター(注册商标)”KK-400(クラボウ制),以300rpm进行20分钟搅拌/脱泡而获得了(A)层制作用的颜色转换组合物。同样地,作为粘合剂树脂使用聚酯树脂1(SP值=10.7(cal/cm3)0.5),相对于粘合剂树脂100重量份,混合了0.017重量份的作为发光材料(b)的化合物R-1、300重量份的作为溶剂的甲苯后,使用行星式搅拌/脱泡装置“マゼルスター(注册商标)”KK-400(クラボウ制),以300rpm进行20分钟搅拌/脱泡而获得了(B)层制作用的颜色转换组合物。
接下来,使用缝模机将(A)层制作用的颜色转换组合物涂布在厚度50μm的PET膜上,在100℃下进行20分钟加热、干燥而形成了平均膜厚16μm的(A)层。同样地,使用缝模机将(B)层制作用的颜色转换组合物涂布在作为基材层的光扩散膜“ケミカルマット”125PW((株)きもと制,厚度138μm)的PET基材层侧,在100℃下进行20分钟加热、干燥而形成了平均膜厚48μm的(B)层。
接下来,通过将上述两个单元以(A)层与(B)层直接层叠的方式加温层压,获得了颜色转换构件。
将包含所得的反射膜、颜色转换构件的光源单元的评价结果示于表1中。该反射膜的由成为Tmax(0)/100的透射光量的角度R1和R2(R1<R2)求出的散射角为19°。关于反射膜的膜面,入射角度10°下的反射波段的低波长端为545nm,与光源的发光波段的长波长端485nm相比存在于长波长侧。实施例1的光源单元反映高散射性,辉度不均、颜色不均得以改善,但另一方面,因为该散射性,辉度降低了一些。
(实施例2)
作为热塑性树脂A,使用了玻璃化转变温度为78℃的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。此外作为热塑性树脂B,在作为不具有熔点的玻璃化转变温度78℃的非晶性树脂的共聚了螺环二醇25mol%、环己烷二甲酸30mol%的对苯二甲酸乙二醇酯(PE/SPG·T/CHDC)中添加相对于热塑性树脂B整体为0.1重量%的分散直径4μm的二氧化硅粒子而使用,并且使由热塑性树脂A形成的A层的层数为51层、使由热塑性树脂B形成的B层的层厚度50层,使用所得的反射膜,与实施例1同样地获得了浇铸膜。
将所得的浇铸膜用设定为72~78℃的辊组加热后,在延展区间长度100mm之间,一边从膜两面通过辐射加热器迅速加热,一边在膜温度90℃下沿膜长度方向进行3.3倍延展,然后暂时冷却。接着,在该单轴延展膜的两面在空气中实施电晕放电处理,使基材膜的润湿张力为55mN/m,在该处理面涂布由(玻璃化转变温度为18℃的聚酯树脂)/(玻璃化转变温度为82℃的聚酯树脂)/平均粒径100nm的二氧化硅粒子形成的层叠形成膜涂液,形成了透明、易滑、易粘接层。该易粘接层的折射率为1.57。
将该单轴延展膜导到拉幅机,用110℃的热风预热后,在130℃的温度下沿膜宽度方向进行了4.5倍延展。这里的延展速度与温度为恒定。进行了延展的膜直接在拉幅机内利用240℃的热风进行热处理,接着在该温度条件下沿宽度方向实施2%的松弛处理,进一步骤冷直到100度后沿宽度方向实施5%的松弛处理,然后,卷绕而获得了反射膜。
将所得的反射膜、颜色转换构件以及包含其的光源单元的评价结果示于表1中,如果与层数少的实施例1进行比较,则观察到显著的辉度的提高,并且面内的色感、辉度的均匀性也为同等程度。
(实施例3)
使由热塑性树脂A形成的A层的层数为101层,使由热塑性树脂B形成的B层的层厚度为100层,除此以外,与实施例2同样地操作而获得了反射膜以及颜色转换构件。
将所得的反射膜、颜色转换构件以及包含其的光源单元的评价结果示于表1中,如果与层数少的实施例2进行比较,则观察到辉度的进一步提高,面内的色感、辉度的均匀性也观察到基本上感觉不到不均的水平的改善。
(实施例4)
使由热塑性树脂A形成的A层的层数为301层,使由热塑性树脂B形成的B层的层厚度为300层,除此以外,与实施例2同样地操作而获得了反射膜以及颜色转换构件。
将所得的反射膜、颜色转换构件以及包含其的光源单元的评价结果示于表1中,观察到显著的辉度的提高,并且色感、辉度的均匀性也优异。
(实施例5)
作为添加于热塑性树脂B的分散体,添加相对于热塑性树脂B整体为0.2重量%的分散直径4μm的二氧化硅粒子而使用,除此以外,与实施例4同样地操作而获得了反射膜以及颜色转换构件。
将所得的反射膜、颜色转换构件以及包含其的光源单元的评价结果示于表1中,与实施例4相比反映出分散体的添加量增加了,通过散射性的提高而进一步显示辉度、色调的均匀性,另一方面,虽然极少但观察到辉度的降低。
(实施例6)
作为添加于热塑性树脂B的分散体,添加相对于热塑性树脂B整体为0.05重量%的分散直径4μm的二氧化硅粒子而使用,除此以外,与实施例4同样地操作而获得了反射膜以及颜色转换构件。
将所得的反射膜、颜色转换构件以及包含其的光源单元的评价结果示于表1中,但与实施例4相比,反映出分散体的添加量减少了,通过散射性降低,从而虽然观察到若干辉度不均、颜色不均但为能够使用的水平。
(实施例7)
不将散射体添加于热塑性树脂B,在热塑性树脂A中添加相对于热塑性树脂A整体为0.1重量%的4μm的二氧化硅粒子而使用,除此以外,与实施例4同样地操作而获得了反射膜以及颜色转换构件。
将所得的反射膜、颜色转换构件以及包含其的光源单元的评价结果示于表1中,与添加了相同种类、量的分散体的实施例4相比,变更了进行添加的层,从而通过散射性的提高而进一步显示辉度、色调的均匀性,另一方面,观察到辉度的降低,其程度与显示同等程度的雾度的实施例5相比也是显著的。
(实施例8)
不将散射体添加于热塑性树脂B,在热塑性树脂A中添加相对于热塑性树脂A整体为0.2重量%的4μm的二氧化硅粒子而使用,除此以外,与实施例4同样地操作而获得了反射膜以及颜色转换构件。
将所得的反射膜、颜色转换构件以及包含其的光源单元的评价结果示于表1中,与添加了相同种类、量的分散体的实施例5相比,变更了进行添加的层,从而通过散射性的提高而进一步显示辉度、色调的均匀性,另一方面,观察到辉度的显著的降低。
(实施例9)
作为添加于热塑性树脂B的分散体,添加相对于热塑性树脂B整体为0.2重量%的分散直径2.5μm的二氧化硅粒子而使用,除此以外,与实施例4同样地操作而获得了反射膜以及颜色转换构件。
将所得的反射膜、颜色转换构件以及包含其的光源单元的评价结果示于表1中,观察到显著的辉度的提高,并且色感、辉度的均匀性也优异。
(实施例10)
作为添加于热塑性树脂B的分散体,添加相对于热塑性树脂B整体为0.4重量%的分散直径2.5μm的二氧化硅粒子而使用,除此以外,与实施例9同样地操作而获得了反射膜以及颜色转换构件。
将所得的反射膜、颜色转换构件以及包含其的光源单元的评价结果示于表1中,与实施例9相比反映出分散体的添加量增加了,辉度不均、颜色不均基本上没有视认到,另一方面,观察到一些辉度降低。
(参考例1)
作为添加于热塑性树脂A的分散体,添加相对于热塑性树脂A整体为0.4重量%的分散直径0.5μm的二氧化硅粒子而使用,除此以外,与实施例7同样地操作而获得了反射膜以及颜色转换构件。
将所得的反射膜、颜色转换构件以及包含其的光源单元的评价结果示于表1中,与实施例7相比分散材料的尺寸小,从而不能将来自颜色转换构件的发光有效率地散射,尽管发光波段中的透射率降低,但也观察到若干辉度不均、颜色不均,但为能够使用的水平。
(实施例12)
使反射膜的表层的厚度为膜厚度比0.5%,除此以外,与实施例4同样地操作而获得了反射膜以及颜色转换膜颜色转换构件。
将所得的反射膜、颜色转换膜颜色转换构件以及包含其的光源单元的评价结果示于表2中,观察到与实施例4同等水平的辉度提高的效果。另一方面,虽然为相同散射性但膜的宽度方向的反射波段的不均大,虽然极少但观察到辉度不均、颜色不均,但为能够充分使用的水平。
(实施例13)
使将浇铸膜沿膜长度方向延展时的膜温度为85℃,除此以外,与实施例4同样地操作而获得了反射膜以及颜色转换构件。
将所得的反射膜、颜色转换构件以及包含其的光源单元的评价结果示于表2中,观察到与实施例4同等水平以上的辉度提高的效果,辉度不均、颜色不均为完全感觉不到的水平。
(实施例14)
使将浇铸膜沿膜长度方向延展的倍率为3.5倍,除此以外,与实施例4同样地操作而获得了反射膜以及颜色转换构件。
将所得的反射膜、颜色转换构件以及包含其的光源单元的评价结果示于表2中,观察到与实施例4同等水平以上的辉度提高的效果,辉度不均、颜色不均为完全感觉不到的水平。
(实施例15)
将散射体加入到热塑性树脂B中,在热塑性树脂A中添加相对于热塑性树脂A整体为0.1重量%的4μm的二氧化硅粒子而使用,除此以外,与实施例4同样地操作而获得了反射膜以及颜色转换构件。
将所得的反射膜、颜色转换构件以及包含其的光源单元的评价结果示于表2中,与整体的添加量相同的实施例5相比,虽然在表层中也添加了散射体,但是辉度、色调的均匀性为同等程度,另一方面,观察到辉度的降低,其程度与显示同等程度的雾度的实施例5相比也是显著的。
(实施例16)
将散射体加入到热塑性树脂B中,在热塑性树脂A中添加相对于热塑性树脂A整体为0.05重量%的4μm的二氧化硅粒子而使用,除此以外,与实施例6同样地操作而获得了反射膜以及颜色转换构件。
将所得的反射膜、颜色转换构件以及包含其的光源单元的评价结果示于表2中,如果与为相同B层添加量的实施例6相比,则观察到辉度、色调的改善效果,但与整体添加量相同的实施例4相比,虽然在表层中也添加了散射体,但是辉度、色调的均匀性为同等程度,另一方面,观察到显著的辉度的降低。
(参考例2)
作为散射体,在热塑性树脂A中添加相对于热塑性树脂A整体为0.2重量%的1μm的碳酸钙粒子而使用,除此以外,与实施例7同样地操作而获得了反射膜以及颜色转换构件。
将所得的反射膜、颜色转换构件以及包含其的光源单元的评价结果示于表2中,与粒子种类不同的实施例7相比,通过散射性的提高而进一步显示辉度、色调的均匀性,另一方面,观察到辉度的降低。
(参考例3)
作为散射体,在热塑性树脂B中添加相对于热塑性树脂B整体为0.2重量%的1μm的碳酸钙粒子而使用,除此以外,与参考例2同样地操作而获得了反射膜以及颜色转换构件。
将所得的反射膜、颜色转换构件以及包含其的光源单元的评价结果示于表2中,与粒子种类不同的参考例2相比,由于散射性的提高,辉度、色调的均匀性更低一些,但是显示了高辉度。
(比较例1)
设为不使用反射膜的构成,除此以外,与实施例1同样地使用颜色转换构件而形成了光源单元。
将光源单元的评价结果示于表2中,但与实施例1~9中的任一者相比都成为低辉度。
(比较例2)
不添加散射体,除此以外,与实施例12同样地操作而获得了反射膜以及颜色转换膜颜色转换构件。
将所得的反射膜、颜色转换膜颜色转换构件以及包含其的光源单元的评价结果示于表2中,观察到实施例12以上的高辉度提高的效果,另一方面,观察到强的辉度不均、颜色不均,不适于作为显示器的使用。
(比较例3)
作为添加于热塑性树脂B的分散体,添加相对于热塑性树脂B整体为0.05重量%的分散直径2.5μm的二氧化硅粒子而使用,除此以外,与实施例8同样地操作而获得了反射膜以及颜色转换构件。
将所得的反射膜、颜色转换构件以及包含其的光源单元的评价结果示于表2中,由于分散体的添加量少,从而基本上观察不到由光的散射引起的辉度不均、颜色不均的改善,不适于作为显示器使用。
(比较例4)
作为添加于热塑性树脂B的分散体,添加相对于热塑性树脂B整体为0.1重量%的分散直径0.5μm的二氧化硅粒子而使用,除此以外,与实施例4同样地操作而获得了反射膜以及颜色转换构件。
将所得的反射膜、颜色转换构件以及包含其的光源单元的评价结果示于表2中,由于分散材料的分散直径小并且添加量少,从而基本上观察不到辉度不均、颜色不均的改善,不适于作为显示器使用。
[表1]
【表1】
Figure GDA0003412161820000431
[表2]
【表2】
Figure GDA0003412161820000441
符号的说明
1 光源单元
2 光源
3 反射膜
4 颜色转换构件
5 层叠构件
7 反射膜的长边方向的两末端
8 反射膜的短边方向的两末端
9 反射膜的中央
31 凹凸形状的例子
32 凹凸形状的例子
33 功能层
41 成为颜色转换构件的基材的膜
42 含有颜色转换材料的膜

Claims (17)

1.一种光源单元,包括:
光源;
颜色转换构件,其将从所述光源入射的入射光转换为波长比该入射光长的光;以及
反射膜,其存在于所述光源与颜色转换构件之间,使从光源入射的光透射,并且使从颜色转换构件射出的光反射,
所述反射膜是由包含不同的多个热塑性树脂的层交替地层叠11层以上而形成的层叠膜,
所述反射膜包含散射体,所述散射体的尺寸为1.5μm以上,
所述反射膜的至少一侧膜面的、根据角度R1和R2求出的散射角即R2-R1为5°以上,所述角度R1和R2是在将相对于膜面垂直地入射的卤素光的最大透射光量设为Tmax(0)的情况下、透射光量成为Tmax(0)的100分之一时的角度,并且R1<0<R2。
2.根据权利要求1所述的光源单元,
所述反射膜的至少一侧膜面的入射角度为10°时的反射波段的低波长端位于比光源的发光波段的长波长端靠长波长侧。
3.根据权利要求1所述的光源单元,
所述反射膜的至少一侧膜面的、根据角度R3和R4求出的散射角即R4-R3为5°以上,所述角度R3和R4是在将相对于膜面以45°入射的卤素光的最大透射光量设为Tmax(45)的情况下、透射光量成为Tmax(45)的100分之一时的角度,并且R3<R4。
4.根据权利要求1所述的光源单元,
所述反射膜的至少一侧膜面的、根据角度R5和R6求出的散射角即R6-R5为3°以下,所述角度R5和R6是在将相对于膜面垂直地入射的卤素光的最大透射光量设为Tmax(0)的情况下、透射光量成为Tmax(0)的2分之一时的角度,并且R5<R6。
5.根据权利要求1所述的光源单元,
所述反射膜的至少一侧膜面的通过比色计的反射测定获得的L*(SCI)值为60以上,所述L*(SCI)是相对于反射体的全部方位的光的强度的指标。
6.根据权利要求1所述的光源单元,
所述反射膜的至少一侧膜面的通过比色计的反射测定获得的L*(SCE)值为30以上,所述L*(SCE)是除反射体的正反射以外的光的强度的指标。
7.根据权利要求1所述的光源单元,
所述反射膜的至少一侧膜面的通过比色计的反射测定获得的L*(SCI)/L*(SCE)值为2.5以下,所述L*(SCI)是相对于反射体的全部方位的光的强度的指标,所述L*(SCE)是除反射体的正反射以外的光的强度的指标。
8.根据权利要求1所述的光源单元,
所述反射膜的雾度值为2%以上且20%以下。
9.根据权利要求1所述的光源单元,
所述散射体的尺寸为10μm以下。
10.根据权利要求1所述的光源单元,
所述反射膜的最表层中所述散射体的含量为最表层的0.1重量%以下。
11.一种显示器,包括权利要求1的光源单元。
12.一种反射膜,是由包含不同的多个热塑性树脂的层交替地层叠11层以上而形成的层叠膜,
所述反射膜包含散射体,并且所述散射体的尺寸为1.5μm以上,
所述反射膜包含波长400~700nm中的、入射角度为0°时的透射率在50nm以上的区间中连续地成为80%以上的透射波段,并且在比所述透射波段靠长波长侧具有波段宽度为50nm以上的反射波段,并且至少一侧膜面的、根据角度R1和R2求出的散射角即R2-R1为5°以上,所述角度R1和R2是在将相对于膜面垂直地入射的卤素光的最大透射光量设为Tmax(0)的情况下、透射光量成为Tmax(0)的100分之一时的角度,并且R1<0<R2。
13.根据权利要求12所述的反射膜,
至少一侧膜面的、根据角度R3和R4求出的散射角即R4-R3为5°以上,所述角度R3和R4是在将相对于膜面以45°入射的卤素光的最大透射光量设为Tmax(45)的情况下、透射光量成为Tmax(45)的100分之一时的角度,并且R3<R4。
14.根据权利要求12所述的反射膜,
至少一侧膜面的、根据角度R5和R6求出的散射角即R6-R5为3°以下,所述角度R5和R6是在将相对于膜面垂直地入射的卤素光的最大透射光量设为Tmax(0)的情况下、透射光量成为Tmax(0)的2分之一时的角度,并且R5<R6。
15.根据权利要求12所述的反射膜,
所述反射膜的通过比色计的反射测定获得的L*(SCI)/L*(SCE)值为2.5以下,所述L*(SCI)是相对于反射体的全部方位的光的强度的指标,所述L*(SCE)是除反射体的正反射以外的光的强度的指标。
16.根据权利要求12所述的反射膜,
所述散射体的尺寸为10μm以下。
17.根据权利要求12所述的反射膜,
所述反射膜的最表层中所述散射体的含量为最表层的0.1重量%以下。
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