JP6255395B2 - 光学シート部材及びそれを用いた画像表示装置 - Google Patents
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Description
近年のフラットパネルディスプレイ市場において、LCD性能改善として省電力化、高精細化、色再現性向上のための開発が進んでおり、特にタブレットPCやスマートフォンなどの小型サイズで顕著に省電力化、高精細化、色再現性向上が求められているのが現状だが、大型サイズにおいても現行のTV規格(FHD、NTSC(National Television System Committee)比72%≒EBU(European Broadcasting Union)比100%)の次世代ハイビジョン(4K2K、EBU比100%以上)の開発が進められている。そのため、液晶表示装置の省電力化、高精細化、色再現性向上がますます求められている。
これに対し、バックライトとバックライト側偏光板の間に光学シート部材(DBEF(Dual Brightness Enhancement Film、二重輝度向上フィルム)など)を組合せる事で、光リサイクルによりBLの光利用率を向上させ、バックライトを省電力化しつつ、その輝度を向上させる技術が知られている(特許文献1参照)。同様に特許文献2には、λ/4板とコレステリック液晶相を積層した構成の偏光板、コレステリック液晶相のピッチの異なる3層以上のコレステリック液晶相を固定してなる層での広帯域化により、光リサイクルでBLの光利用率を向上させる技術が記載されている。
しかし、このような光学シート部材は部材構成が複雑であり、市場に普及するためには、より部材の機能統合を進めた部材点数低減での低コスト化が必須となっている。
省電力化に必要なBL光利用率改善と、高精細(開口率低下)及び色再現性向上(カラーフィルター(以下、CFとも言う)透過率低下)がトレードオフの関係であり、光利用率改善と色再現性を両立することが課題である。また、より部材の機能統合を進めた部材点数低減による低コスト化及び、部材統合による部材膜厚の薄層化や部材間隙の空気層での界面反射ロス低減、表示装置製造時や製造後に発生する可能性がある部材間への異物混入による表示不良をなくすことも本発明の目的である。
すなわち、上記課題は、以下の構成の本発明によって解決される。
光変換部材(D)と、
反射偏光子(B)を含む輝度向上フィルムを有し、
前述の輝度向上フィルムが、400〜500nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有し、
前述の光変換部材(D)が、
前述の反射偏光子(B)を透過して前述の光変換部材(D)に入射する400〜500nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する青色光の一部を、
500〜600nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する緑色光と、
600〜700nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する赤色光に変換し、
かつ、
前述の青色光の一部を透過する、
光学シート部材。
[2] [1]に記載の光学シート部材は、輝度向上フィルムが、430〜480nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有し、
光変換部材(D)が、
反射偏光子(B)を透過して光変換部材(D)に入射する430〜480nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する青色光の一部を、
500〜600nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する緑色光と、
600〜650nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する赤色光に変換し、
かつ、
前述の青色光の一部を透過することが好ましい。
[3] 偏光子(A)を含む偏光板と、
光変換部材(D)と、
反射偏光子(B)を含む輝度向上フィルムを有し、
前述の輝度向上フィルムが、300〜430nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有し、
前述の光変換部材(D)が、
前述の反射偏光子(B)を透過して前述の光変換部材(D)に入射する300〜430nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有するUV光の一部または全部を、
430〜480nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する青色光と、
500〜600nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する緑色光と、600〜700nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する赤色光に変換する、
光学シート部材。
[4] [3]に記載の光学シート部材は、光変換部材(D)が、反射偏光子(B)を透過して光変換部材(D)に入射する300〜430nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有するUV光の一部または全部を、
430〜480nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する青色光と、
500〜600nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する緑色光と、
600〜650nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する赤色光に変換することが好ましい。
[5] [1]に記載の光学シート部材は、反射偏光子(B)が、400〜500nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有するコレステリック液晶相を固定してなる第一の光反射層を含み、
輝度向上フィルムが、光変換部材(D)と反射偏光子(B)の間に下記式(1)を満たすλ/4板(C)を有することが好ましい。さらに、λ/4板(C)の波長分散は順分散「Re(450)>Re(550)」でよく、好ましくはフラット分散「Re(450)≒Re(550)」、より好ましくは逆分散「Re(450)<Re(550)」が使用できる。
式(1) 450nm/4−60nm<Re(450)<450nm/4+60nm
(式(1)中、Re(λ)は波長λnmにおける面内方向のレターデーション(単位:nm)を表す。)
[6] [1]、[2]および[5]のいずれか一つに記載の光学シート部材は、反射偏光子(B)が、430〜480nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有するコレステリック液晶相を固定してなる第一の光反射層を含み、
輝度向上フィルムが、偏光子(A)と反射偏光子(B)の間に下記式(1’)を満たすλ/4板(C)を有することが好ましい;
式(1’) 450nm/4−25nm<Re(450)<450nm/4+25nm
式(1’)中、Re(λ)は波長λnmにおける面内方向のレターデーションを表し、単位はnmである。
[7] [1]に記載の光学シート部材は、反射偏光子(B)が、400〜500nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有する誘電体多層膜であることが好ましい。
[8] [3]または[4]に記載の光学シート部材は、反射偏光子(B)が、300〜430nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有するコレステリック液晶相を固定してなる第一の光反射層を含み、
輝度向上フィルムが、光変換部材(D)と反射偏光子(B)の間に下記式(2)を満たすλ/4板(C)を有することが好ましい。さらに、λ/4板(C)の波長分散は順分散「Re(380)>Re(450)」でよく、好ましくはフラット分散「Re(380)≒Re(450)」、より好ましくは逆分散「Re(380)<Re(450)」が使用できる。
式(2) 380nm/4−60nm<Re(380)<380nm/4+60nm
(式(2)中、Re(λ)は波長λnmにおける面内方向のレターデーション(単位:nm)を表す。)
[9] [3]、[4]および[8]のいずれか一つに記載の光学シート部材は、反射偏光子(B)が、300〜430nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有するコレステリック液晶相を固定してなる第一の光反射層を含み、
輝度向上フィルムが、光変換部材(D)と反射偏光子(B)の間に下記式(2’)を満たすλ/4板(C)を有することが好ましい;
式(2’) 380nm/4−25nm<Re(380)<380nm/4+25nm
式(2’)中、Re(λ)は波長λnmにおける面内方向のレターデーションを表し、単位はnmである。
[10] [3]または[4]に記載の光学シート部材は、反射偏光子(B)が、300〜430nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有する誘電体多層膜であることが好ましい。
[11] [1]〜[10]のいずれか一つに記載の光学シート部材は、光変換部材(D)および反射偏光子(B)が、直接接触して、または、接着層を介して積層したことが好ましい。
[12] [5]、[6]、[8]および[9]のいずれか一つに記載の光学シート部材は、偏光板、光変換部材(D)、λ/4板(C)および反射偏光子(B)がこの順で、直接接触して、または、接着層を介して積層したことが好ましい。
[13] [1]〜[12]のいずれか一つに記載の光学シート部材は、反射偏光子(B)と、反射偏光子(B)の偏光板側に隣接する層との屈折率の差が0.15以下であることが好ましい。
[14] [1]〜[13]のいずれか一つに記載の光学シート部材は、輝度向上フィルムの膜厚が3〜10μmであることが好ましい。
[15] [1]または[2]に記載の光学シート部材は、光変換部材(D)が、前述の青色光が入射したときに前述の緑色光と前述の赤色光を発光する蛍光材料を有することが好ましい。
[16] [3]または[4]に記載の光学シート部材は、光変換部材(D)が、前述の300〜430nmの波長帯域に発光中心波長を有し、半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する光が入射するときに前述の青色光、前述の緑色光および前述の赤色光を発光する蛍光材料を有することが好ましい。
[17] [15]または[16]に記載の光学シート部材は、光変換部材(D)が量子ドットシート、量子ロッドまたは量子ドット材料を分散させた後に延伸されてなる熱可塑性フィルム、または、量子ロッドまたは量子ドット材料を分散させた接着層であることが好ましい。
[18] [1]〜[17]のいずれか一つに記載の光学シート部材は、光変換部材が入射光の偏光性を少なくとも一部保持した蛍光を発光することが好ましい。
[19] [18]に記載の光学シート部材は、光変換部材は、偏光度99.9%の光が前述の光変換部材に入射したときに前述の光変換部材が発光する蛍光の偏光度が10〜99%であることが好ましい。
[20] [1]〜[19]のいずれか一つに記載の光学シート部材は、光変換部材が、光変換部材から出射される光が直線偏光および円偏光を含む光となる蛍光材料を有することが好ましい。
[21] [1]〜[20]のいずれか一つに記載の光学シート部材は、前述の光変換部材から出射される光が直線偏光を含み、前述の偏光板がさらに直線偏光反射偏光子を有する、または、前述の偏光板と前述の光変換部材の間にさらに直線偏光反射偏光子を有することが好ましい。
[22] [21]に記載の光学シート部材は、前述の直線偏光反射偏光子が300〜500nmの波長帯域の少なくとも一部を反射する誘電体多層膜であることが好ましい。
[23] [21]に記載の光学シート部材は、前述の直線偏光反射偏光子が300〜500nmの波長帯域の少なくとも一部を反射するコレステリック液晶相を固定してなる光反射層の両側にλ/4板を有する直線偏光反射偏光子であることが好ましい。
[24] [1]〜[20]のいずれか一つに記載の光学シート部材は、前述の光変換部材から出射される光が円偏光を含み、前述の偏光板がさらに円偏光反射偏光子を有する、または、前述の偏光板と前述の光変換部材の間にさらに円偏光反射偏光子を有することが好ましい。
[25] [24]に記載の光学シート部材は、前述の反射偏光子が300〜500nmの波長帯域の少なくとも一部を反射する誘電体多層膜の両側にλ/4板を有する円偏光反射偏光子であることが好ましい。
[26] [24]に記載の光学シート部材は、前述の反射偏光子が300〜500nmの波長帯域の少なくとも一部を反射するコレステリック液晶相を固定してなる光反射層と、この光反射層と前述の偏光板との間に配置されたλ/4板とを有する円偏光反射偏光子であることが好ましい。
[27] [1]〜[26]のいずれか一つに記載の光学シート部材は、光変換部材が、少なくとも2種類以上の蛍光波長ごとにパターン形成されていることが好ましい。
[28] [1]または[2]に記載の光学シート部材と、
バックライトユニットとを有し、
バックライトユニットが430〜480nmの波長帯域に発光中心波長を有し、半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する青色光を発光する光源を備え、
バックライトユニットが光源の後部に、光源から発光されて光学シート部材で反射された光の偏光状態の変換および反射をする反射部材を備える、画像表示装置。
[29] [3]または[4]に記載の光学シート部材と、
バックライトユニットとを有し、
バックライトユニットが300〜430nmの波長帯域に発光中心波長を有し、半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有するUV光を発光する光源を備え、
バックライトユニットが光源の後部に、光源から発光されて光学シート部材で反射された光の偏光状態の変換および反射をする反射部材を備える、画像表示装置。
[30] [28]または[29]に記載の画像表示装置は、バックライトユニットの青色光またはUV光の発光強度のピークを与える波長と、輝度向上フィルムにおける反射率のピークを与える波長との差が、5〜70nmであることが好ましい。
[31] [28]〜[30]のいずれか一つに記載の画像表示装置は、さらに液晶セルを有することが好ましい。
[32] [28]に記載の画像表示装置は、バックライトユニットが、前述の青色光のうち480nmよりも短波長の光を選択的に透過する青色用波長選択フィルタを有することが好ましい。
[33] [28]〜[32]のいずれか一つに記載の画像表示装置は、さらに薄層トランジスタを有し、
前述の薄層トランジスタが、キャリア濃度が1×1014/cm3未満である酸化物半導体層を有することが好ましい。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本明細書中、ピークの「半値幅」とは、ピーク高さ1/2でのピークの幅のことを言う。
本発明の光学シート部材の第1の態様は、偏光子(A)を含む偏光板と、
光変換部材(D)と、
反射偏光子(B)を含む輝度向上フィルムを有し、
前述の輝度向上フィルムが、400〜500nmの波長帯域(好ましくは430〜480nmの波長帯域)に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有し、
前述の光変換部材(D)が、
前述の反射偏光子(B)を透過して前述の光変換部材(D)に入射する400〜500nmの波長帯域(好ましくは430〜480nmの波長帯域)に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する青色光の一部を、
500〜600nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する緑色光と、
600〜700nmの波長帯域に発光中心波長を有し(より好ましくは600〜650nmの波長帯域に発光中心波長を有し)半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する赤色光に変換し、
かつ、
前述の青色光の一部を透過することを特徴とする。
本発明の光学シート部材の第2の態様は、偏光子(A)を含む偏光板と、
光変換部材(D)と、
反射偏光子(B)を含む輝度向上フィルムを有し、
前述の輝度向上フィルムが、300〜430nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有し、
前述の光変換部材(D)が、
前述の反射偏光子(B)を透過して前述の光変換部材(D)に入射する300〜430nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有するUV光の一部または全部を、
430〜480nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する青色光と、
500〜600nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する緑色光と、
600〜700nmの波長帯域に発光中心波長を有し(より好ましくは600〜650nmの波長帯域に発光中心波長を有し)半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する赤色光に変換することを特徴とする。
このような構成により、本発明の光学シート部材はUV帯域に半値幅100nm以下の輝線またはB帯域に半値幅100nm以下の輝線があるバックライトを用いた画像表示装置に組み込んだときに、部材点数の削減による部材厚さの薄膜化、表示装置内部への異物混入による輝度ムラ発生の抑制、正面輝度、正面コントラスト、色再現域改善および斜め方位の色ムラも低減できる。
図1〜図10に、本発明の光学シート部材の概略図を、バックライトユニット31とともに示した。本発明の光学シート部材21は、偏光板1と、輝度向上フィルム11を含む。偏光板1と、輝度向上フィルム11は、接着層20を介して積層されていてもよく(図1、図2など参照)、分離して配置されていてもよい(図3など参照)。
次に、偏光板について説明する。
本発明の光学シート部材が有する偏光板は、通常、液晶表示装置に用いられる偏光板と同様、偏光子(A)およびその両側に配置された二枚の偏光板保護フィルム(以下、保護フィルムとも言う)からなるが、本発明ではより薄膜化するために保護フィルムをより薄く(40μm以下、好ましくは25μm以下、より好ましくは15μm以下)することが好ましく、アクリル樹脂などの保護レジンを塗布、乾燥、硬化したハードコート(20μm以下、好ましくは10μm以下、より好ましくは5μm以下)使用することがより好ましく、保護層を設けない偏光子を用いることがより薄手の光学シート部材実現にはさらに好ましい。本発明においては、二枚の保護フィルムの内、液晶セル側に配置される保護フィルムとして、VA、IPS、TN、OCBモードの液晶表示装置の場合位相差フィルムが用いられることがより好ましいが、IPSモードの場合は位相差が略ない光学補償フィルムを使用することが好ましく、使用しないことが、より薄手の光学シート部材実現には好ましい。
図1〜図10中、偏光板1は、偏光子2を含む。偏光板1は、偏光子2の視認側の表面に位相差フィルム2を含んでいてもよく、偏光板1は、偏光子2のバックライトユニット31側の表面に、偏光板保護フィルム3を含んでいてもよい(図2、図3、図7、図8など参照)が、含んでいなくてもよい(図1、図6参照)。
前述の偏光子(A)としては、ポリマーフィルムにヨウ素が吸着配向されたものを用いることが好ましい。前述のポリマーフィルムとしては、特に限定されず各種のものを使用できる。例えば、ポリビニルアルコール系フィルム、ポリエチレンテレフタレート系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系フィルムや、これらの部分ケン化フィルム、セルロース系フィルム等の親水性高分子フィルムに、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等ポリエン系配向フィルム等が挙げられる。これらの中でも、偏光子(A)としてのヨウ素による染色性に優れたポリビニルアルコール系フィルムを用いることが好ましい。
本発明の光学シート部材は、偏光子の液晶セルと反対側に偏光板保護フィルムを有していてもよく、有さなくてもよい。偏光子の液晶セルと反対側に偏光板保護フィルムを有さない場合は、偏光子に直接または接着剤を介して、後述の光変換材料が設けられていてもよい。
前述の保護フィルムのうち、液晶セルと反対側に配置される保護フィルムとしては、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮断性、等方性等に優れる熱可塑性樹脂が用いられる。この様な熱可塑性樹脂の具体例としては、トリアセチルセルロース等のセルロース樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、(メタ)アクリル樹脂、環状ポリオレフィン樹脂(ノルボルネン系樹脂)、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、及びこれらの混合物が挙げられる。
Rth(λ)は、前述のRe(λ)を、面内の遅相軸(KOBRA 21ADH、又はWRにより判断される)を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合には、フィルム面内の任意の方向を回転軸とする)のフィルム法線方向に対して法線方向から片側50°まで10度ステップで各々その傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて全部で6点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基にKOBRA 21ADH又はWRが算出する。上記において、法線方向から面内の遅相軸を回転軸として、ある傾斜角度にレターデーションの値がゼロとなる方向をもつフィルムの場合には、その傾斜角度より大きい傾斜角度でのレターデーション値はその符号を負に変更した後、KOBRA 21ADH、又はWRが算出する。なお、遅相軸を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合には、フィルム面内の任意の方向を回転軸とする)、任意の傾斜した2方向からレターデーション値を測定し、その値と平均屈折率の仮定値、及び入力された膜厚値を基に、以下の式(A)、及び式(B)よりRthを算出することもできる。
Rth=((nx+ny)/2−nz)×d・・・・・・・・・・式(B)
また、本明細書において、角度(例えば「90°」等の角度)、及びその関係(例えば「直交」、「平行」、及び「45°で交差」等)については、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。例えば、厳密な角度±10°未満の範囲内であることなどを意味し、厳密な角度との誤差は、5°以下であることが好ましく、3°以下であることがより好ましい。
また、本明細書において、位相差領域、位相差フィルム、及び液晶層等の各部材の光学特性を示す数値、数値範囲、及び定性的な表現(例えば、「同等」、「等しい」等の表現)については、液晶表示装置やそれに用いられる部材について一般的に許容される誤差を含む数値、数値範囲及び性質を示していると解釈されるものとする。
また、本明細書で「正面」とは、表示面に対する法線方向を意味し、「正面コントラスト(CR)」は、表示面の法線方向において測定される白輝度及び黒輝度から算出されるコントラストをいい、「視野角コントラスト(CR)」は、表示面の法線方向から傾斜した斜め方向(例えば、表示面に対して、極角方向60度で定義される方向)において測定される白輝度及び黒輝度から算出されるコントラストをいうものとする。
前述の偏光子(A)と保護フィルムの貼り合わせには、偏光子(A)ならびに保護フィルムに応じて、接着剤や粘着剤等を適宜採用することができる。この接着剤および接着処理方法としては特に限定されるものではないが、例えば、ビニルポリマーからなる接着剤、あるいは、少なくともホウ酸やホウ砂、グルタルアルデヒドやメラミン、シュウ酸などのビニルアルコール系ポリマーの水溶性架橋剤からなる接着剤などを介して行うことができる。このような接着剤からなる接着層は、水溶液の塗布乾燥層などとして形成しうるが、その水溶液の調製に際しては、必要に応じて、架橋剤や他の添加剤、酸等の触媒も配合することができる。特に偏光子(A)としてポリビニルアルコール系のポリマーフィルムを用いる場合には、ポリビニルアルコール系樹脂を含有する接着剤を用いることが、接着性の点から好ましい。さらには、アセトアセチル基を有するポリビニルアルコール系樹脂を含む接着剤が耐久性を向上させる点からより好ましい。
本発明の光学シート部材の第1の態様では、前述の輝度向上フィルムは400〜500nmの波長帯域(好ましくは430〜480nmの波長帯域)に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有する。
本発明の光学シート部材の第2の態様では、300〜430nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有する。
これらのような構成の輝度向上フィルムにより、第一の偏光状態の光が反射偏光子によって実質的に反射され、一方第二の偏光状態の光が実質的に前述の反射偏光子を透過できるようになり、後述の反射部材(導光器、光共振器と言われることもある)で反射偏光子によって実質的に反射された第一の偏光状態の光がその方向および偏光状態をランダム化され再循環され、画像表示装置の明るさを向上させることができる。
・本発明の光学シート部材の第1の態様の態様(i):反射偏光子(B)が、400〜500nmの波長帯域(好ましくは430〜480nmの波長帯域)に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有するコレステリック液晶相を固定してなる光反射層を含み、
輝度向上フィルムが、光変換部材(D)と反射偏光子(B)の間に下記式(1)〜(2)を少なくともひとつ満たすλ/4板(C)を有することが好ましい。さらに、λ/4板(C)の波長分散は順分散「Re(450)>Re(550)」でよく、好ましくはフラット分散「Re(450)≒Re(550)」、より好ましくは逆分散「Re(450)<Re(550)」が使用できる。
式(1) 450nm/4−60nm<Re(450)<450nm/4+60nm
(式(1)中、Re(λ)は波長λnmにおける面内方向のレターデーション(単位:nm)を表す。)
・本発明の光学シート部材の第1の態様の態様(ii):反射偏光子(B)が、400〜500nmの波長帯域(好ましくは430〜480nmの波長帯域)に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有する誘電体多層膜である。
輝度向上フィルムが、光変換部材(D)と反射偏光子(B)の間に下記式(2を満たすλ/4板(C)を有することが好ましい。さらに、λ/4板(C)の波長分散は順分散「Re(380)>Re(450)」でよく、好ましくはフラット分散「Re(380)≒Re(450)」、より好ましくは逆分散「Re(380)<Re(450)」が使用できる。
式(2) 380nm/4−60nm<Re(380)<380nm/4+60nm
(式(2)中、Re(λ)は波長λnmにおける面内方向のレターデーション(単位:nm)を表す。)
・本発明の光学シート部材の第1の態様の態様(ii):反射偏光子(B)が、300〜430nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有する誘電体多層膜であることが好ましい。
図1〜図10中、図1〜図5に態様(i)の具体例を記載し、図6〜図10に態様(ii)の具体例を記載した。
コレステリック液晶相を固定してなる光反射層は、右円偏光または左円偏光の少なくとも一方をその反射中心波長の近傍の波長帯域において反射することができる。また、λ/4板は、波長λnmの光を円偏光から直線偏光に変換することができる。態様(i)のような構成の輝度向上フィルムにより、第一の偏光状態(例えば、右円偏光)の光が反射偏光子によって実質的に反射され、一方第二の偏光状態(例えば、左円偏光)の光が実質的に前述の反射偏光子を透過し、前述の反射偏光子を透過した第二の偏光状態(例えば、左円偏光)の光は式(1)を満たすλ/4板(C)、あるいは、式(2)を満たすλ/4板(C)によって直線偏光に変換され、前述の偏光板の偏光子(直線偏光子)を実質的に透過することができる。
態様(i)のとき、前述の輝度向上フィルムの膜厚を薄くする観点から、前述の反射偏光子(B)はコレステリック液晶相を固定してなる光反射層を一層のみ有することが好ましく、すなわちその他のコレステリック液晶相を固定してなる層を有さないことが好ましい。
図1〜図4に、コレステリック液晶相を固定してなる光反射層14Bが、接着層20を介して、式(1)を満たすλ/4板12に積層している態様を示した。図5に、コレステリック液晶相を固定してなる光反射層14UVが、接着層20を介して、式(2)を満たすλ/4板12に積層している態様を示した。ただし、本発明はこのような具体例によって限定されるものではなく、光反射層14Bは式(1)を満たすλ/4板12に直接接触していてもよく、光反射層14UVは式(2)を満たすλ/4板12に直接接触していてもよい。また、式(1)を満たすλ/4板12および式(2)を満たすλ/4板12は、単層であっても、2層以上の積層体であってもよく、2層以上の積層体の場合、複屈折の波長分散の制御の観点でより好ましい。
λ/4板が単層の場合には、λ/4板の遅相軸方向と偏光板の吸収軸方向のなす角は30〜60°であり、35〜55°であることが好ましく、40〜50°であることがより好ましく、45°になることが特に好ましい。
また、コレステリック液晶相の螺旋構造定義、光の偏光状態に関しては各種定義があるが、本発明では光が、コレステリック液晶相を固定してなる光反射層、λ/4板層、偏光板層の順で透過した場合、輝度が最大になる配置が好ましい。
よって、コレステリック液晶相を固定してなる光反射層の螺旋構造の方向が右螺旋(本明細書の実施例に記載の右カイラル材料を使用したコレステリック液晶相を固定してなる光反射層など)の場合には、コレステリック液晶相を固定してなる光反射層から出射した光がバックライト側偏光板の透過軸と一致する必要がある。このため、本明細書の実施例におけるコレステリック液晶相を固定してなる光反射層の螺旋構造の方向が右螺旋の場合図12に示すように、λ/4板の遅相軸方向12slが、バックライト側から見たときに偏光子の吸収軸方向3abから時計回りに上記の角をなす必要がある。一方、コレステリック液晶相を固定してなる光反射層の螺旋構造の方向が左螺旋の場合には、図13に示すように、λ/4板の遅相軸方向12slが、バックライト側から見たときに偏光子の吸収軸方向3abから時計回りに上記の角をなす必要がある。
光反射層14Bの反射中心波長は、430〜470nmの波長帯域にあることが好ましい。
光反射層14Bの反射率のピークの半値幅は100nm以下であることが好ましく、この反射率のピークの半値幅が80nm以下であることがより好ましく、この反射率のピークの半値幅が70nm以下であることが特に好ましい。
光反射層14UVの反射中心波長は、300〜380nmの波長帯域にあることが好ましい。
光反射層14UVの反射率のピークの半値幅は100nm以下であることが好ましく、この反射率のピークの半値幅が80nm以下であることがより好ましく、この反射率のピークの半値幅が70nm以下であることが特に好ましい。
前述のキラル剤は、公知の種々のキラル剤(例えば、液晶デバイスハンドブック、第3章4−3項、TN、STN用カイラル剤、199頁、日本学術振興会第一42委員会編、1989に記載)から選択することができる。キラル剤は、一般に不斉炭素原子を含むが、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物あるいは面性不斉化合物もキラル剤として用いることができる。軸性不斉化合物または面性不斉化合物の例には、ビナフチル、ヘリセン、パラシクロファンおよびこれらの誘導体が含まれる。キラル剤は、重合性基を有していてもよい。キラル剤が重合性基を有するとともに、併用する棒状液晶化合物も重合性基を有する場合は、重合性基を有するキラル剤と重合性棒状液晶合物との重合反応により、棒状液晶化合物から誘導される繰り返し単位と、キラル剤から誘導される繰り返し単位とを有するポリマーを形成することができる。この態様では、重合性基を有するキラル剤が有する重合性基は、重合性棒状液晶化合物が有する重合性基と、同種の基であることが好ましい。従って、キラル剤の重合性基も、不飽和重合性基、エポキシ基又はアジリジニル基であることが好ましく、不飽和重合性基であることがさらに好ましく、エチレン性不飽和重合性基であることが特に好ましい。
また、前述のキラル剤は、液晶化合物であってもよい。
強い捩れ力を示すキラル剤としては、例えば、特開2010−181852号公報、特開2003−287623号公報、特開2002−80851号公報、特開2002−80478号公報、特開2002−302487号公報、に記載のキラル剤が挙げられ、本発明に好ましく用いることができる。さらに、これらの公開公報に記載されているイソソルビド化合物類については対応する構造のイソマンニド化合物類を用いることもでき、これらの公報に記載されているイソマンニド化合物類については対応する構造のイソソルビド化合物類を用いることもできる
以下、特開平8−271731号公報に記載の方法について説明する。
コレステリック液晶としては、この液晶性化合物が重合等によって固定されて形成された層であり、層となった後はもはや液晶性を示す必要はない。重合性液晶性化合物は、多官能性重合性液晶でもよいし、単官能性重合性液晶性化合物でもよい。また、液晶性化合物は、後述するディスコティック液晶性化合物でもよいし、棒状液晶性化合物でもよい。
棒状液晶化合物としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類およびアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。以上のような低分子液晶性分子だけではなく、高分子液晶性分子も用いることができる。
以下、円盤状液晶化合物をコレステリック液晶材料として用いたコレステリック液晶相を固定してなる光反射層について説明する。
コレステリック液晶相を固定してなる光反射層を形成するために用いられる組成物は、コレステリック液晶材料の他、キラル剤、配向制御剤、重合開始剤、配向助剤などのその他の成分を含有していてもよい。
フッ素系配向制御剤として、下記一般式(I)で表される化合物も好ましい。
各光反射層を形成するための組成物の溶媒としては、有機溶媒が好ましく用いられる。有機溶媒の例には、アミド(例、N、N−ジメチルホルムアミド)、スルホキシド(例、ジメチルスルホキシド)、ヘテロ環化合物(例、ピリジン)、炭化水素(例、ベンゼン、ヘキサン)、アルキルハライド(例、クロロホルム、ジクロロメタン)、エステル(例、酢酸メチル、酢酸ブチル)、ケトン(例、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン)、エーテル(例、テトラヒドロフラン、1、2−ジメトキシエタン)が含まれる。アルキルハライドおよびケトンが好ましい。二種類以上の有機溶媒を併用してもよい。
この観点では、特表2011−510915号公報の〔0153〕〜〔0171〕段落に記載の高Δn液晶記載の材料を使用することができる。
重合反応には、熱重合開始剤を用いる熱重合反応と光重合開始剤を用いる光重合反応とが含まれる。光重合反応が好ましい。液晶性分子の重合のための光照射は、紫外線を用いることが好ましい。照射エネルギーは、20mJ/cm2〜50J/cm2であることが好ましく、100〜800mJ/cm2であることがさらに好ましい。光重合反応を促進するため、加熱条件下で光照射を実施してもよい。形成するコレステリック液晶相を固定してなる光反射層の厚さは、選択反射性、配向乱れや透過率低下の防止等の点より、0.1〜100μmが好ましく、0.5〜50μmであることが好ましく、1〜30μmであることがさらに好ましく、2〜20μmであることが最も好ましい。
式(1) 450nm/4−60nm<Re(450)<450nm/4+60nm
(式(1)中、Re(λ)は波長λnmにおける面内方向のレターデーション(単位:nm)を表す。)
前述の式(1)を満たすλ/4板(C)は、下記式(1’)を満たすことがより好ましい。
式(1’) 450nm/4−25nm<Re(450)<450nm/4+25nm
前述の式(1)を満たすλ/4板(C)は、下記式(1’’)を満たすことが特に好ましい。
式(1’’) 450nm/4−15nm<Re(450)<450nm/4+15nm
式(2) 380nm/4−60nm<Re(380)<380nm/4+60nm
(式(2)中、Re(λ)は波長λnmにおける面内方向のレターデーション(単位:nm)を表す。)
前述の式(2)を満たすλ/4板(C)は、下記式(2’)を満たすことがより好ましい。
式(2’) 380nm/4−25nm<Re(380)<380nm/4+25nm
前述の式(2)を満たすλ/4板(C)は、下記式(2’’)を満たすことが特に好ましい。
式(2’’) 380nm/4−15nm<Re(380)<380nm/4+15nm
以下、特開平8−271731号公報に記載の方法について説明する。
前述のλ/2板及びλ/4板として用いられる光学異方性層について説明する。本発明の位相差は、光学異方性層を含んでもよく、光学異方性層は液晶化合物を主成分とする硬化性組成物の1種又は複数種から形成することができ、液晶化合物のうち、重合性基を有する液晶化合物が好ましく、前述の硬化性組成物の1種から形成されているのが好ましい。
式(1)を満たすλ/4板(C)および式(2)を満たすλ/4板に使用されるλ/4板は、支持体自身で目的のλ/4機能を有する光学異方性支持体であってもよいし、ポリマーフィルムからなる支持体上に光学異方性層等を有していてもよい。すなわち、後者の場合、支持体上に他の層を積層させることで所望のλ/4機能を持たせる。光学異方性層の構成材料については特に制限されず、液晶性化合物を含有する組成物から形成され、この液晶性化合物の分子の配向によって発現された光学異方性を示す層であっても、ポリマーフィルムを延伸してフィルム中の高分子を配向させて発現させた光学異方性を有する層であっても、双方の層を有していてもよい。すなわち、1枚又は2枚以上の二軸性フィルムによって構成することができるし、またCプレートとAプレートとの組合せ等、一軸性フィルムを2枚以上組合せることでも構成することができる。勿論、1枚以上の二軸性フィルムと、1枚以上の一軸性フィルムとを組み合わせることによっても構成することもできる。
ここで、式(1)を満たすλ/4板(C)および式(2)を満たすλ/4板「λ/4板」とは、特定の波長λnmにおける面内レターデーションRe(λ)が
Re(λ)=λ/4
を満たす光学異方性層のことをいう。上式は可視光域のいずれかの波長(例えば、550nm)において達成されていれば良いが、波長550nmにおける面内レターデーションRe(550)が
115nm≦Re(550)≦155nm
であることが好ましく、120nm〜145nmであることがより好ましい。この範囲であると、後述するλ/2板と組み合わせたときに、反射光の光漏れを視認されない程度まで低減できるため好ましい。
ここで、式(1)を満たすλ/4板(C)および式(2)を満たすλ/4板「λ/2板」とは、特定の波長λnmにおける面内レターデーションRe(λ)が
Re(λ)=λ/2
を満たす光学異方性層のことをいう。上式は可視光域のいずれかの波長(例えば、550nm)において達成されていれば良い。さらに、本発明ではλ/2板の面内レターデーションRe1がλ/4板の面内レターデーションRe2に対し実質的に2倍であるように設定される。
ここで、「レターデーションが実質的に2倍である」とは、
Re1=2×Re2±50nm
であることを意味する。ただし、
Re1=2×Re2±20nm
であることがより好ましく、
Re1=2×Re2±10nm
であることがさらに好ましい。上式は可視光域のいずれかの波長において達成されていれば良いが、波長550nmにおいて達成されていることが好ましい。この範囲であると、前述したλ/4板と組み合わせたときに、反射光の光漏れを視認されない程度まで低減できるため好ましい。
λ/4板(C)が単層の場合には、λ/4板(C)の遅相軸方向と偏光板の吸収軸方向のなす角は45°になる。
λ/4板(C)がλ/4板とλ/2板の積層体の場合には、夫々の遅相軸方向と偏光板の吸収軸方向のなす角は、次のような位置関係となる。
棒状液晶化合物としては、例えば、特表平11−513019や特開2007−279688号に記載のものを好ましく用いることができ、ディスコティック液晶化合物としては、例えば、特開2007−108732号や特開2010−244038号に記載のものを好ましく用いることができるが、これらに限定されない。
配向膜は、ポリマーのラビング処理により形成することが好ましい。
配向膜の膜厚は、0.1〜10μmの範囲にあることが好ましい。
本発明の光学シート部材の第1の態様の態様(ii)に用いられる反射偏光子(B)は、430〜480nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有する誘電体多層膜である。
本発明の光学シート部材の第2の態様の態様(ii)に用いられる反射偏光子(B)は、300〜430nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有する誘電体多層膜である。
図6〜図10に、反射偏光板15として、誘電体多層膜11を用いた態様を示した。ただし、本発明はこのような具体例によって限定されるものではなく、誘電体多層膜11は便宜上3層の積層体として図面に記載されているが、積層数は目的とする反射率を達成するために適宜変更することができる。
本発明の光学シート部材の第1の態様の態様(ii)に用いられる誘電体多層膜は、430〜480nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークのみを有することが好ましく、すなわち上記の反射率のピーク以外に可視光領域において反射率のピークを有さないことが好ましい。
本発明の光学シート部材の第2の態様の態様(ii)に用いられる誘電体多層膜は、300〜430nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークのみを有することが好ましく、すなわち上記の反射率のピーク以外に可視光領域において反射率のピークを有さないことが好ましい。
本発明の光学シート部材の第1の態様は、光変換部材(D)として、前述の反射偏光子(B)を透過して前述の光変換部材(D)に入射する430〜480nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する青色光の一部を、
500〜600nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する緑色光と、
600〜700nmの波長帯域に発光中心波長を有し(より好ましくは600〜650nmの波長帯域に発光中心波長を有し)半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する赤色光に変換し、
かつ、
前述の青色光の一部を透過する光変換部材(D)を有する。
本発明の光学シート部材の第2の態様は、光変換部材(D)として、前述の反射偏光子(B)を透過して前述の光変換部材(D)に入射する300〜430nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有するUV光の一部または全部を、
430〜480nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する青色光と、
500〜600nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する緑色光と、
600〜700nmの波長帯域に発光中心波長を有し(より好ましくは600〜650nmの波長帯域に発光中心波長を有し)半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する赤色光に変換する光変換部材(D)を有する。
本発明の光学シート部材の第2の態様は、光変換部材(D)が、前述の300〜430nmの波長帯域に発光中心波長を有し、半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する光が入射するときに前述の青色光、前述の緑色光および前述の赤色光を発光する蛍光材料を有することが好ましい。
また、有機の蛍光材料も用いることができ、例えば、特開2001−174636号公報、特開2001−174809号公報などに記載蛍光材料を用いることができる。
また、前述の量子ドット材料を分散後、延伸された本発明の光学シートに用いられる材料について特に制限はない。種々のポリマーフィルム、例えば、セルロースアシレート、ポリカーボネート系ポリマー、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体(AS樹脂)等のスチレン系ポリマー等を利用することができる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体の如きポリオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマー、又は前述のポリマーを混合したポリマー等から1種又は2種以上のポリマーを選択し、主成分として用いてポリマーフィルムを作製し、上記特性を満足する組合せで、光学シートの作製に利用することができる。
前述の蛍光材料を有する光変換部材(D)が、量子ドット材料を分散させた後に延伸されてなる熱可塑性フィルムである場合、このような熱可塑性フィルムとしては特に制限は無く、公知のものを用いることができるが、例えば特開2001−174636号公報、特開2001−174809号公報などに記載されており、これらの文献の内容は本発明に組み込まれる。また、この様な熱可塑性樹脂の具体例としては、トリアセチルセルロース等のセルロース樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、(メタ)アクリル樹脂、環状ポリオレフィン樹脂(ノルボルネン系樹脂)、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、及びこれらの混合物が挙げられる。
前述の蛍光材料を有する光変換部材(D)が、量子ドット材料を分散させた接着層である場合、このような接着層としては特に制限は無く、特開2012−169271号公報、SID’12 DIGEST p.895、特開2001−174636号公報、特開2001−174809号公報、特表2010−532005号公報などに記載の量子ドット材料などを公知の接着層に分散させたものを用いることができる。
また、光変換部材から出射される光が直線偏光を含む場合においては、BL側の偏光板がさらに直線偏光反射偏光子を有する、または、前述の偏光板(BL側の偏光板、吸収型偏光板)と前述の光変換部材の間にさらに直線偏光反射偏光子を有し、光変換部材から出射される光(直線偏光)と反射偏光子及びBL側偏光子の透過軸が一致することが輝度改善の点でさらに好ましい。前述の直線偏光反射偏光子は全波長域300〜780nmの機能するものでもよく、300〜500nmの波長帯域の少なくとも一部を反射する直線偏光反射偏光子であることが好ましく、300〜480nmの波長帯域の全部または一部を反射する直線偏光反射偏光子であることがより好ましい。
前述の直線偏光反射偏光子は全波長域300〜780nmの波長帯域を反射する誘電体多層膜であることが好ましく、300〜500nmの波長帯域の少なくとも一部を反射する誘電体多層膜であることがより好ましく、少なくとも300〜480nmの波長帯域(の全部または一部)を反射する誘電体多層膜であるであることが特に好ましい。
また、前述の直線偏光反射偏光子は全波長域300〜780nmの波長帯域を反射するコレステリック液晶相を固定してなる光反射層の両側にλ/4板を有する直線偏光反射偏光子でもよく、300〜500nmの波長帯域の少なくとも一部を反射するコレステリック液晶相を固定してなる光反射層の両側にλ/4板を有する直線偏光反射偏光子であることが好ましく、少なくとも300〜480nmの波長帯域の(全部または一部)を反射するコレステリック液晶相を固定してなる光反射層の両側にλ/4板を有する直線偏光反射偏光子であることがより好ましい。図14−Aに、光変換部材11から出射される光が直線偏光を含み、BL側の偏光板1がさらに直線偏光反射偏光子17を有する態様のうち、前述の直線偏光反射偏光子17がコレステリック液晶相を固定してなる光反射層14Bの両側にλ/4板12を有する直線偏光反射偏光子である態様を示した。図15に、BL側偏光板1と光変換部材11の間にさらに直線偏光反射偏光子17を有する態様のうち、前述の直線偏光反射偏光子17がコレステリック液晶相を固定してなる光反射層14Bの両側にλ/4板12を有する直線偏光反射偏光子である態様を示した。また、図14−Bは、直線偏光反射偏光子17がB狭帯域の誘電体多層膜反射偏光子、または広帯域の誘電多層膜反射偏光子に置き換えた態様であり、前述の直線偏光子同様の発明効果が得られる。
一方、光変換部材から出射される光が円偏光を含む場合、BL側の偏光板がさらに円偏光反射偏光子を有する、または、前述の偏光板(BL側の偏光板、吸収型偏光板)と前述の光変換部材の間に円偏光反射偏光子を有することが輝度改善の点でさらに好ましい。この場合、反射偏光子は全波長域300〜780nmで機能するものでもよく、300〜500nmの波長帯域の少なくとも一部を反射する円偏光反射偏光子であることが好ましく、少なくとも300〜480nmの波長帯域の全部または一部を反射する円偏光反射偏光子であることがより好ましい。
前述の円偏光反射偏光子は全波長域300〜780nmの波長帯域を反射する誘電体多層膜の両側にλ/4板を有する円偏光反射偏光子であることが好ましく、300〜500nmの波長帯域の少なくとも一部を反射する誘電体多層膜の両側にλ/4板を有する円偏光反射偏光子であることがより好ましく、少なくとも300〜480nmの波長帯域(の全部または一部)を反射する誘電体多層膜の両側にλ/4板を有する円偏光反射偏光子であることが特に好ましい。
また、前述の円反射偏光子が全波長域300〜780nmで機能するコレステリック液晶相を固定してなる光反射層と、この光反射層と前記偏光板の間に配置されたλ/4板とを有する円偏光反射偏光子でもよく、300〜500nmの波長帯域の少なくとも一部を反射するコレステリック液晶相を固定してなる光反射層と、この光反射層と前述の偏光板との間に配置されたλ/4板とを有する円偏光反射偏光子であることが好ましく、少なくとも300〜480nmの波長帯域(の全部または一部)を反射するコレステリック液晶相を固定してなる光反射層と、この光反射層と前述の偏光板との間に配置されたλ/4板とを有する円偏光反射偏光子であることがより好ましい。図16に、光変換部材11から出射される光が円偏光を含み、BL側の偏光板1がさらに円偏光反射偏光子18を有する態様のうち、前述の円偏光反射偏光子18がコレステリック液晶相を固定してなる光反射層14Bと、この光反射層14Bと前述の偏光板1の間に配置されたλ/4板12とを有する円偏光反射偏光子である態様を示した。図17に、前述のBL側偏光板1と前述の光変換部材11の間にさらに円偏光反射偏光子18を有する態様のうち、前述の円偏光反射偏光子18がコレステリック液晶相を固定してなる光反射層14Bと、この光反射層14Bと前述の偏光板1の間に配置されたλ/4板12とを有する円偏光反射偏光子である態様を示した。
光変換部材が、少なくとも2種類以上の蛍光波長ごとにパターン形成されている態様としては、以下の態様を好ましく挙げることができる。
光変換部材をパターン形成する場合、有機蛍光材料、無機蛍光材料、好ましくは量子ドット材料(たとえば、R及びG)をアクリル系、エポキシ系等のバインダーやフォトレジスト材料中に分散後、ベースフィルム上にグラビア印刷、インクジェット印刷または、フォトリソグラフィーを用いたパターン形成により、液晶パネルの画素ピッチ以下のライン幅でストライプ状(またはドット状)に形成することで実現できる。また、画素ピッチで周期的な蛍光体のパターン形状をしたものを用いた本発明の光学シート部材を、液晶パネルのCF画素に対応してパターンを整合さることで、光利用率を向上することができる。パターンのアライメントに関しては、3DTV用に用いているパターン位相差(FPR)を貼り合せるために使用するアライメント付パネル貼り合せ装置等を用いる事ができる。また、蛍光体パターンとパネル画素間に光りのコリメート性を改善する仕組み(レンズシート、ファイバーレンズのような異方性屈折率層、ルーバーなど)を用いると輝度改善効果がさらに高まる。
また、少なくとも2種類以上の蛍光波長ごとにパターン形成されている態様としては、特開2010−138523号公報に記載の態様も好ましく用いることができ、この公報に記載の内容も本発明に組み込まれる。
本発明の光学シート部材は、光変換部材(D)および反射偏光子(B)が、直接接触して、または、接着層を介して積層されていることが好ましい。
本発明の光学シート部材は、偏光板、光変換部材(D)、λ/4板(C)および反射偏光子(B)がこの順で、直接接触して、または、接着層を介して積層したことが好ましい。
これらの部材どうしを直接接触して積層させる方法としては、各部材の上に他の部材を塗布により積層する方法を挙げることができる。
また、これらの部材どうしの間には、接着層(粘着剤層)が配置されていてもよい。光学異方性層と偏光板との積層のために用いられる粘着剤層としては、例えば、動的粘弾性測定装置で測定した貯蔵弾性率G’と損失弾性率G”との比(tanδ=G”/G’)が0.001〜1.5である物質のことを表し、いわゆる、粘着剤やクリープしやすい物質等が含まれる。本発明に用いることのできる粘着剤としては、例えば、アクリル系粘着剤や、ポリビニルアルコール系接着剤が挙げられるが、これに限定されない。
このような接着層の屈折率の調整方法としては特に制限はないが、例えば特開平11−223712号公報に記載の方法を用いることができる。特開平11−223712号公報に記載の方法の中でも、以下の態様が特に好ましい。
このようなフィラーの粒子径(JIS B9921)は、0.1〜20.0μm、好ましくは1.0〜10.0μmの範囲が望ましい。特に、0.5〜10μmの範囲が好ましい。
本発明では、フィラーの屈折率(JIS K−7142によるB法)は、粘着剤の屈折率に対して0.05〜0.5の差があることが好ましく、より好ましくは0.05〜0.3が良い。
拡散粘着層におけるフィラーの含有量は、1.0〜40.0質量%、特に、3.0〜20質量%であることが望ましい。
本発明の画像表示装置の第1の態様は、本発明の第1の態様の光学シート部材と、バックライトユニットとを有し、バックライトユニットが430〜480nmの波長帯域に発光中心波長を有し、半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する青色光を発光する光源を備え、バックライトユニットが光源の後部に、光源から発光されて光学シート部材で反射された光の偏光状態の変換および反射をする反射部材を備えることを特徴とする。
本発明の画像表示装置の第2の態様は、本発明の第2の態様の光学シート部材と、バックライトユニットとを有し、バックライトユニットが300〜430nmの波長帯域に発光中心波長を有し、半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有するUV光を発光する光源を備え、バックライトユニットが光源の後部に、光源から発光されて光学シート部材で反射された光の偏光状態の変換および反射をする反射部材を備えることを特徴とする。
バックライトの構成としては、導光板や反射板などを構成部材とするエッジライト方式であっても、直下型方式であっても構わないが、バックライトユニットが光源の後部に、光源から発光されて光学シート部材で反射された光の偏光状態の変換および反射をする反射部材を備えることが好ましい。このような反射部材としては特に制限は無く、公知のものを用いることができ、特許3416302号、特許3363565号、特許4091978号、特許3448626号などに記載されており、これらの公報の内容は本発明に組み込まれる。
本発明の画像表示装置の第1の態様では、バックライトの光源は、前述の青色光を発光する青色発光ダイオードを有することが好ましい。
本発明の画像表示装置の第2の態様では、バックライトの光源は、UV光を発光するUV発光ダイオードを有することが好ましい。
このような青色用波長選択フィルタとしては特に制限は無く、公知のものを用いることができ、特開2008−52067号公報などに記載されており、この公報の内容は本発明に組み込まれる。
また、本発明における光学部材シートと液晶パネルバックライト側偏光板の間に、拡散シート、プリズムシート(例えば、BEFなど)を備えて、光源の指向性を制御し、好ましい画像表示装置を作製できる。
前述の画像表示装置としては、液晶ディスプレイ(LCD)、プラズマディスプレイ(PDP)、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(OELD又はIELD)、フィールドエミッションディスプレイ(FED)、タッチパネル、電子ペーパー等を挙げることができる。
前述の画像表示装置の好ましい表示パネルの一例は、透過モードの液晶パネルであり、一対の偏光子とその間に液晶セルとを有する。偏光子のそれぞれと液晶セルとの間には、通常、視野角補償のための位相差フィルムが配置される。液晶セルの構成については特に制限はなく、一般的な構成の液晶セルを採用することができる。液晶セルは、例えば、対向配置された一対の基板と、この一対の基板間に挟持された液晶層とを含み、必要に応じて、カラーフィルター層などを含んでいてもよい。液晶セルの駆動モードについても特に制限はなく、ツイステットネマチック(TN)、スーパーツイステットネマチック(STN)、バーティカルアライメント(VA)、インプレインスイッチング(IPS)、オプティカリーコンペンセイテットベンドセル(OCB)等の種々のモードを利用することができる。
TNモードの液晶セルでは、電圧無印加時に棒状液晶性分子が実質的に水平配向し、更に60〜120゜にねじれ配向している。TNモードの液晶セルは、カラーTFT液晶表示装置として最も多く利用されており、多数の文献に記載がある。
VAモードの液晶セルでは、電圧無印加時に棒状液晶性分子が実質的に垂直に配向している。VAモードの液晶セルには、(1)棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直に配向させ、電圧印加時に実質的に水平に配向させる狭義のVAモードの液晶セル(特開平2−176625号公報記載)に加えて、(2)視野角拡大のため、VAモードをマルチドメイン化した(MVAモードの)液晶セル(SID97、Digest of tech.Papers(予稿集)28(1997)845記載)、(3)棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直配向させ、電圧印加時にねじれマルチドメイン配向させるモード(n−ASMモード)の液晶セル(日本液晶討論会の予稿集58〜59(1998)記載)及び(4)SURVIVALモードの液晶セル(LCDインターナショナル98で発表)が含まれる。また、PVA(Patterned Vertical Alignment)型、光配向型(Optical Alignment)、及びPSA(Polymer−Sustained Alignment)のいずれであってもよい。これらのモードの詳細については、特開2006−215326号公報、及び特表2008−538819号公報に詳細な記載がある。
IPSモードの液晶セルは、棒状液晶分子が基板に対して実質的に平行に配向しており、基板面に平行な電界が印加することで液晶分子が平面的に応答する。IPSモードは電界無印加状態で黒表示となり、上下一対の偏光板の吸収軸は直交している。光学補償シートを用いて、斜め方向での黒表示時の漏れ光を低減させ、視野角を改良する方法が、特開平10−54982号公報、特開平11−202323号公報、特開平9−292522号公報、特開平11−133408号公報、特開平11−305217号公報、特開平10−307291号公報などに開示されている。
図11に、本発明の画像表示装置の第1の態様であって、液晶表示装置である場合の構成の一例を示した。図11では、画像表示装置51は、バックライトユニット31、本発明の光学シート部材21(反射偏光子11とバックライト側偏光板1との積層体)、薄層トランジスタ基板41、液晶セル42、カラーフィルター基板43、表示側偏光板44がこの順で積層される。
なお、本発明の光学シート部材21の構成は、図2の構成のものを代表例として図11に記載したが、本発明の画像表示装置がこのような例によって図11の構成に限定されることはない。
本発明における画素は、光源が500nm以下の可視のBを用いている場合、RGB画素形成方法としては、公知の種々の方法を用いて形成させることができる。例えば、ガラス基板上にフォトマスク、およびフォトレジストを用いて所望のブラックマトリックス、およびR、G、Bの画素パターンを形成することもできるし、また、R、G、Bの画素用着色インクを用いて、所定の幅のブラックマトリクス、及びn個置きに前述のブラックマトリクスの幅よりも広いブラックマトリックスで区分された領域内(凸部で囲まれた凹部)に、インクジェット方式の印刷装置を用いて所望の濃度になるまでインク組成物の吐出を行い、R、G、Bのパターンからなるカラーフィルターを作製することもできる。画像着色後は、ベーク等することで各画素及びブラックマトリックスを完全に硬化させてもよい。
カラーフィルターの好ましい特性は特開2008−083611号公報などに記載されており、この公報の内容は本発明に組み込まれる。
例えば、緑色を示すカラーフィルターにおける最大透過率の半分の透過率となる波長は、一方が590nm以上610nm以下であり、他方が470nm以上500nm以下であることが好ましい。また、緑色を示すカラーフィルターにおいて前述の最大透過率の半分の透過率となる波長は、一方が590nm以上600nm以下であることが好ましい。さらに緑色を示すカラーフィルターにおける最大透過率は80%以上であることが好ましい。緑色を示すカラーフィルターにおいて最大透過率となる波長は530nm以上560nm以下であることが好ましい。
前述の光源ユニットが有する光源は、600nm以上700nm以下の波長領域における発光ピークの波長が620nm以上650nm以下であることが好ましい。前述の光源ユニットが有する光源は、600nm以上700nm以下の波長領域に発光ピークを有し、前述の緑色を示すカラーフィルターにおいて、前述の発光ピークの波長における透過率は、最大透過率の10%以下であることが好ましい。
前述の赤色を示すカラーフィルターは、580nm以上590nm以下における透過率が最大透過率の10%以下であることが好ましい。
本発明の画像表示装置は、各画素の間にブラックマトリックスが配置される。ブラックストライプを形成する材料としては、クロム等の金属のスパッタ膜を用いたもの、感光性樹脂と黒色着色剤等を組み合わせた遮光性感光性組成物などが挙げられる。黒色着色剤の具体例としては、カーボンブラック、チタンカーボン、酸化鉄、酸化チタン、黒鉛などが挙げられ、中でも、カーボンブラックが好ましい。
本発明の画像表示装置は、さらに薄層トランジスタ(以下、TFTとも言う)を有するTFT基板を有することが好ましい。
前述の薄層トランジスタが、キャリア濃度が1×1014/cm3未満である酸化物半導体層を有することが好ましい。前述の薄層トランジスタの好ましい態様については特開2011−141522号公報に記載されており、この公報の内容は本発明に組み込まれる。
本発明の光学シート部材を液晶表示装置などの画像表示装置へと貼合する方法としては、公知の方法を用いることができる。また、ロールtoパネル製法を用いることもでき、生産性、歩留まりを向上する上で好ましい。ロールtoパネル製法は特開2011−48381号公報、特開2009−175653号公報、特許4628488号公報、特許4729647号公報、WO2012/014602号、WO2012/014571号等に記載されているが、これらに限定されない。
なお、実施例1−A、実施例1、実施例2−A、実施例2〜16は参考例である。
<偏光板の準備>
バックライト側偏光板のフロント側偏光板保護フィルムとして市販のセルロースアシレート系フィルム「TD60」(富士フイルム社製)で位相差フィルムを準備した。
バックライト側偏光板のリア側偏光板保護フィルムとして市販のセルロースアシレート系フィルム「TD60」(富士フイルム社製)を用いたが、好ましくは、40μm以下、より好ましくは25μm以下のセルロースアシレート系フィルムを用いる方がより、より薄い光学シート部材を作製できる。
特開2006−293275号公報の[0219]〜[0220]と同様にして、偏光子を製造し、上記位相差フィルムおよび偏光板保護フィルムを偏光子の両面にそれぞれ貼り合わせて、偏光板を製造した。また、本発明の光学部材シートを偏光板に貼り合せる場合、λ/4等の光学部材シートの一部または全部が、偏光板の一方の保護フィルムを兼ねることができる。
<偏光板の準備>
バックライト側偏光板のリア側偏光板保護フィルムとして、ラクトン環構造を有するアクリル系樹脂{共重合モノマー質量比=メタクリル酸メチル/2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル=8/2、ラクトン環化率約100%、ラクトン環構造の含有割合19.4%、重量平均分子量133000、メルトフローレート6.5g/10分(240℃、10kgf)、Tg131℃}90質量部と、アクリロニトリル−スチレン(AS)樹脂{トーヨーAS AS20、東洋スチレン社製}10質量部との混合物;Tg127℃]のペレットを二軸押し出し機に供給し、約280℃でシート状に溶融押し出しして、厚さ40μmの長尺状のフィルム1を用いた以外は製造例1と同様にして、位相差フィルムおよび偏光板保護フィルムを偏光子の両面にそれぞれ貼り合わせて、偏光板を製造した。
<偏光板の準備>
バックライト側偏光板のリア側偏光板保護フィルムとして市販のCOPフィルム「ゼオノアZF14」(日本ゼオン社製)を用いた以外は製造例1と同様にして、位相差フィルムおよび偏光板保護フィルムを偏光子の両面にそれぞれ貼り合わせて、偏光板を製造した。
<光変換部材の形成>
光変換部材として、特開2012−169271号公報を参考に、青色発光ダイオードの青色光が入射したときに中心波長540nm、半値幅40nmの緑色光と、中心波長645nm、半値幅30nmの赤色光の蛍光発光をする量子ドットシート(量子ドット材料(G,R))を形成した。
得られた量子ドットシートと、上記製造例1で製造した偏光板1を空気層を介して配置した。
特開2012−108471号公報を参考にして、市販のセルロースアシレート系フィルム「TD60」(富士フイルム社製)の上に、ディスコティック液晶を用いて第2のλ/4板(B狭帯域λ/4板)を準備した。
得られた第2のλ/4板の、B狭帯域λ/4板の、Re(450)は112nm、Re(550)は93nm、膜厚はTACを含め約60μmであった。
上記B狭帯域λ/4板上に、特開2013−203827(〔0016〕−〔0148〕記載)及び富士フイルム研究報告No.50(2005年)pp.60〜63を参考に用いたキラル剤の添加量を変更して、コレステリック液晶相を固定してなる光反射層を直接塗布により形成した。
得られた光反射層の最大反射率のピークの反射中心波長は445nm、半値幅は70nm、膜厚は2.5μm、液晶のΔn=0.12、平均屈折率は1.57であった。また、液晶のΔn=0.17を用いた場合、反射中心波長は450nm、半値幅は100nm、膜厚は2.5μmを実現できた。
上記、偏光板、光変換部材(量子ドットシート)、B狭帯域λ/4板+コレステリック反射偏光子を空気層を介して重ねた積層体を、実施例1−Aの光学シート部材とした。
市販の量子ドット型バックライトの液晶表示装置(ソニー製社製、商品名KDL−46W900A)を使用し、バックライト側偏光板として実施例1−Aの光学シート部材用いて、上記TVを分解し、量子ドット(ガラス閉じ込めバータイプ)を取り出し、B狭帯域(450nm)バックライトユニットに変更し、実施例1−Aの液晶表示装置を製造した。
B狭帯域バックライトユニットは、光源として青色発光ダイオード(Blue、主波長450nm、半値幅20nm)を備える。また、光源の後部に光源から発光されて前述の光学シート部材で反射された光の偏光状態の変換および反射をする反射部材を備える。
<光変換部材の形成>
光変換部材として、特開2012−169271号公報を参考に、青色発光ダイオードの青色光が入射したときに中心波長540nm、半値幅40nmの緑色光と、中心波長645nm、半値幅30nmの赤色光の蛍光発光をする量子ドットシート(量子ドット材料(G,R))を形成した。
得られた量子ドットシートと、上記製造例1で製造した偏光板1を、屈折率1.47のアクリル系接着剤を用いて貼り合わせた。
特開2012−108471号公報を参考にして、B狭帯域λ/4板を準備した。
得られたB狭帯域λ/4板の、Re(450)は112nm、Re(550)は93nm、膜厚は60μmであった。
得られたB狭帯域λ/4板と、上記にて製造した光変換部材を、屈折率1.47のアクリル系接着剤を用いて貼り合わせた。
支持体の上に、特開2013−203827(〔0016〕−〔0148〕記載)及び富士フイルム研究報告No.50(2005年)pp.60〜63を参考に用いたキラル剤の添加量を変更して、コレステリック液晶相を固定してなる光反射層を塗布により形成した。
得られた光反射層の最大反射率のピークの反射中心波長は445nm、半値幅は70nm、膜厚は2.5μm、液晶のΔn=0.12、平均屈折率は1.57であった。また、液晶のΔn=0.17を用いた場合、反射中心波長は450nm、半値幅は100nm、膜厚は2.5μmを実現できた。
得られたB狭帯域λ/4板の上に、上記にて形成した光反射層のみを支持体から剥がして、転写した。
得られた量子ドットシート、B狭帯域λ/4板および反射偏光子を有する輝度向上フィルムのトータル厚さは2.5μmであった。
このようにして得られた偏光板と輝度向上フィルムの積層体を、実施例1の光学シート部材とした。
市販の液晶表示装置(パナソニック社製、商品名TH−L42D2)を分解し、バックライト側偏光板として実施例1の光学シート部材用いて、バックライトユニットを以下のB狭帯域バックライトユニットに変更し、実施例1の液晶表示装置を製造した。
用いたB狭帯域バックライトユニットは、光源として青色発光ダイオード(日亜B−LED:Blue、主波長465nm、半値幅20nm)を備える。また、光源の後部に光源から発光されて前述の光学シート部材で反射された光の偏光状態の変換および反射をする反射部材を備える。
<光変換部材の形成>
光変換部材として、シグマアルドリッチ社販売のNanoco Technologies社製量子ドット「Lumidot(登録商標)」を用いて、UV発光ダイオードのUV光が入射したときに中心波長460nm、半値幅40nmの青色光と、中心波長560nm、半値幅40nmの緑色光と、中心波長610nm、半値幅40nmの赤色光の蛍光発光をする量子ドットシート(量子ドット材料(B,G,R))を形成した。
特開2003−270435号公報を参考にして、UV帯域に吸収のないCOP材料を用いたUV狭帯域λ/4板を準備した。
得られたUV狭帯域λ/4板のRe(380)は95nm、Re(450)は95nm、膜厚は40μmであった。
上記λ/4上に、特開2013−203827(〔0016〕−〔0148〕記載)及び富士フイルム研究報告No.50(2005年)pp.60〜63を参考に用いたキラル剤の添加量を変更して、コレステリック液晶相を固定してなる光反射層を1層、直接塗布により形成した。
得られた光反射層の最大反射率のピークの反射中心波長は385nm、半値幅は70nm、膜厚は2.5μm、平均屈折率は1.57であった。
得られたUV狭帯域λ/4板および反射偏光子を有する輝度向上フィルムのトータル厚さは43μmであった。
このようにして得られた量子ドットシートと、上記製造例1で製造した偏光板1、輝度向上フィルムを空気層を介して積層体を形成し、実施例2−Aの光学シート部材とした。
市販の液晶表示装置(パナソニック社製、商品名TH−L42D2)を分解し、バックライト側偏光板として実施例2−Aの光学シート部材を用いて、バックライトユニットを以下のUV狭帯域バックライトユニットに変更し、実施例2−Aの液晶表示装置を製造した。
用いたUV狭帯域バックライトユニットは、光源としてUV発光ダイオード(日亜UV−LED:NC4U133A、主波長365nm、半値幅9nm)を備える。また、光源の後部に光源から発光されて前述の光学シート部材で反射された光の偏光状態の変換および反射をする反射部材を備える。
なお、得られた実施例2−Aの液晶表示装置は、キャリア濃度が1×1014/cm3未満である酸化物半導体層を有する薄層トランジスタを備える。
<光変換部材の形成>
光変換部材として、シグマアルドリッチ社販売のNanoco Technologies社製量子ドット「Lumidot(登録商標)」を用いて、UV発光ダイオードのUV光が入射したときに中心波長460nm、半値幅40nmの青色光と、中心波長560nm、半値幅40nmの緑色光と、中心波長610nm、半値幅40nmの赤色光の蛍光発光をする量子ドットシート(量子ドット材料(B,G,R))を形成した。
得られた量子ドットシートと、上記製造例1で製造した偏光板1を、屈折率1.47のアクリル系接着剤を用いて貼り合わせた。
特開2003−270435号公報を参考にして、UV帯域に吸収のないCOP材料を用いたUV狭帯域λ/4板を準備した。
得られたUV狭帯域λ/4板のRe(380)は95nm、Re(450)は95nm、膜厚は40μmであった。
得られたUV狭帯域λ/4板と、上記にて製造した光変換部材を、屈折率1.47のアクリル系接着剤を用いて貼り合わせた。
支持体の上に、特開2013−203827(〔0016〕−〔0148〕記載)及び富士フイルム研究報告No.50(2005年)pp.60〜63を参考に用いたキラル剤の添加量を変更して、コレステリック液晶相を固定してなる光反射層を1層、塗布により形成した。
得られた光反射層の最大反射率のピークの反射中心波長は385nm、半値幅は70nm、膜厚は2.5μm、平均屈折率は1.57であった。
得られたUV狭帯域λ/4板の上に、上記にて形成した光反射層のみを支持体から剥がして、転写した。
得られたUV狭帯域λ/4板および反射偏光子を有する輝度向上フィルムのトータル厚さは43μmであった。
このようにして得られた偏光板と輝度向上フィルムの積層体を、実施例2の光学シート部材とした。
市販の液晶表示装置(パナソニック社製、商品名TH−L42D2)を分解し、バックライト側偏光板として実施例2の光学シート部材を用いて、バックライトユニットを以下のUV狭帯域バックライトユニットに変更し、実施例2の液晶表示装置を製造した。
用いたUV狭帯域バックライトユニットは、光源としてUV発光ダイオード(日亜UV−LED:NC4U133A、主波長365nm、半値幅9nm)を備える。また、光源の後部に光源から発光されて前述の光学シート部材で反射された光の偏光状態の変換および反射をする反射部材を備える。
なお、得られた実施例1の液晶表示装置は、キャリア濃度が1×1014/cm3未満である酸化物半導体層を有する薄層トランジスタを備える。
実施例1において、コレステリック層の厚みを変更して下記表1の記載の輝度向上フィルムの厚みに変更した以外は実施例1と同様にして、実施例3の光学シート部材を製造した。
その後、実施例1の液晶表示装置の製造において、実施例1の光学シート部材の代わりに実施例3の光学シート部材を用い、さらにバックライトの光源を日亜B−LED:Royal Blue、主波長445nm、半値幅20nm)に変更した以外は実施例1と同様にして、実施例3の液晶表示装置を製造した。
実施例2において、λ/4層の厚みを変更して下記表1の記載の輝度向上フィルムの厚みに変更した以外は実施例2と同様にして、実施例4の光学シート部材を製造した。
その後、実施例2の液晶表示装置の製造において、実施例2の光学シート部材の代わりに実施例4の光学シート部材を用い、さらにバックライトの光源を日亜UV−LED:NC4U134A、主波長385nm、半値幅10nmに変更した以外は実施例2と同様にして、実施例4の液晶表示装置を製造した。
実施例1において、偏光板1を製造例2で製造した偏光板2に変更した以外は実施例1と同様にして、実施例5の光学シート部材を製造した。
その後、実施例1の液晶表示装置の製造において、実施例1の光学シート部材の代わりに実施例5の光学シート部材を用い、さらにバックライトの光源を日亜B−LED:Royal Blue、主波長445nm、半値幅20nm)に変更した以外は実施例1と同様にして、実施例5の液晶表示装置を製造した。
実施例1において、偏光板1を製造例3で製造した偏光板3に変更した以外は実施例1と同様にして、実施例6の光学シート部材を製造した。
その後、実施例1の液晶表示装置の製造において、実施例1の光学シート部材の代わりに実施例6の光学シート部材を用い、さらにバックライトの光源を日亜B−LED:Royal Blue、主波長445nm、半値幅20nm)に変更した以外は実施例1と同様にして、実施例6の液晶表示装置を製造した。
<量子ドット材料分散粘着材の調製>
特開2003−13029号公報を参考に調製した粘着材に、青色発光ダイオードの青色光が入射したときに中心波長560nm、半値幅40nmの緑色光と、中心波長610nm、半値幅40nmの赤色光の蛍光発光をする量子ドット材料を分散させて、量子ドット材料分散粘着材を調製した。
製造例1において調製した偏光子の一方の面に対し、製造例1において調製した位相差フィルムを製造例1と同様に貼り合わせ、偏光子のもう一方の面に上記にて調製した量子ドット材料分散粘着材を用いて、実施例1で調製したB狭帯域λ/4板を貼り合わせた。その後は、B狭帯域λ/4板の上に、実施例1と同様にしてコレステリック液晶相を固定してなる光反射層の形成を行い、実施例7の光学シート部材を製造した。
その後、実施例1の液晶表示装置の製造において、実施例1の光学シート部材の代わりに実施例7の光学シート部材を用い、さらにバックライトの光源を日亜B−LED:Royal Blue、主波長445nm、半値幅20nm)に変更した以外は実施例1と同様にして、実施例7の液晶表示装置を製造した。
<量子ロッド分散CAの調製>
特開2011−121327号公報の実施例1に記載のセルロースアシレートフィルムの製造時に、青色発光ダイオードの青色光が入射したときに中心波長560nm、半値幅40nmの緑色光と、中心波長640nm、半値幅40nmの赤色光の蛍光発光をする量子ロッドをセルロースアシレートに対して0.1質量%分散させて、量子ロッド分散延伸セルロースアシレートフィルム(下記の表中では、量子ロッド分散延伸CAと記載)を調製した。この量子ロッド分散延伸セルロースアシレートフィルムは、偏光度99.9%の光が量子ロッド分散延伸セルロースアシレートフィルムに入射したときに量子ロッド分散延伸セルロースアシレートフィルムが発光する蛍光の偏光度は80%であった。また、延伸倍率UPにより量子ロッド分散延伸セルロースアシレートフィルムが発光する蛍光の偏光度は改善することを確認している。
製造例1において調製した偏光子の一方の面に対し、製造例1において調製した位相差フィルムを製造例1と同様に貼り合わせ、偏光子のもう一方の面に上記にて調製した量子ロッド分散延伸セルロースアシレートフィルムを製造例1と同様に貼り合わせて偏光板4を製造した。
実施例1において、偏光板1の代わりに上記にて製造した偏光板4を用いた以外は実施例1と同様にして、実施例8の光学シート部材を製造した。
その後、実施例1の液晶表示装置の製造において、実施例1の光学シート部材の代わりに実施例8の光学シート部材を用い、さらにバックライトの光源を日亜B−LED:Royal Blue、主波長445nm、半値幅20nm)に変更した以外は実施例1と同様にして、実施例8の液晶表示装置を製造した。
<広帯域λ/4板の形成>
特開2003−262727号公報の[0020]〜[0033]と同様にして、広帯域λ/4板を準備した。広帯域λ/4板は、基材の上に2層の液晶性材料を塗布、重合後に、基材から剥離して得られた。
得られた広帯域λ/4板のRe(450)は110nm、Re(550)は135nm、Re(630)は140nm、膜厚は1.6μmであった。
実施例1において、B狭帯域λ/4板の代わりに上記にて製造した広帯域λ/4板を用い、λ/4板の厚みを変更して輝度向上フィルムの合計厚みを下記表2に記載のように変更した以外は実施例1と同様にして、実施例9の光学シート部材を製造した。
その後、実施例1の液晶表示装置の製造において、実施例1の光学シート部材の代わりに実施例9の光学シート部材を用い、さらにバックライトの光源を日亜B−LED:Royal Blue、主波長445nm、半値幅20nm)に変更した以外は実施例1と同様にして、実施例9の液晶表示装置を製造した。
実施例1において、B狭帯域λ/4板の代わりに実施例9にて製造した広帯域λ/4板を用い、反射偏光子と偏光板を接着させる接着剤を、屈折率1.55の接着剤に変更した以外は実施例1と同様にして、実施例10の光学シート部材ならびに液晶表示装置を製造した。
製造例1で製造した偏光板1に対し、実施例1で製造した量子ドットシートを実施例1と同様にして貼り合わせた。その後、以下の方法で調製したB狭帯域の誘電体多層膜1を、実施例1と同様の接着剤を用いて量子ドットシートに貼り合わせて、実施例11の光学シート部材を製造した。
B狭帯域の誘電体多層膜1は、IDW/AD ’12、p.985〜988(2012)を参考に輝度向上フィルムのトータル厚さを下記表2に記載のとおりとなるように変更し、青色光に対応する波長帯域における最大反射率のピークの反射中心波長は465nm、半値幅は30nmとなるように製造した。
実施例1の液晶表示装置の製造において、実施例1の光学シート部材の代わりに実施例11の光学シート部材を用いた以外は実施例1と同様にして、実施例11の液晶表示装置を製造した。
製造例2で製造した偏光板2に対して、実施例8で調製した量子ロッド分散延伸セルロースアシレートフィルムを、実施例1と同様の接着剤を用いて貼り合わせた。その後、量子ロッド分散延伸セルロースアシレートフィルム側に対して、実施例11で製造したB狭帯域の誘電体多層膜1を、実施例1と同様の接着剤を用いて貼り合わせて、実施例12の光学シート部材を製造した。
実施例1の液晶表示装置の製造において、実施例1の光学シート部材の代わりに実施例12の光学シート部材を用いた以外は実施例1と同様にして、実施例12の液晶表示装置を製造した。
製造例3で製造した偏光板3に対して、実施例8で調製した量子ロッド分散延伸セルロースアシレートフィルムを、実施例1と同様の接着剤を用いて貼り合わせた。その後、量子ロッド分散延伸セルロースアシレートフィルム側に対して、実施例11で製造したB狭帯域の誘電体多層膜1を、実施例1と同様の接着剤を用いて貼り合わせて、実施例13の光学シート部材を製造した。
実施例1の液晶表示装置の製造において、実施例1の光学シート部材の代わりに実施例13の光学シート部材を用いた以外は実施例1と同様にして、実施例13の液晶表示装置を製造した。
実施例8で製造した偏光板4に対して、実施例11で製造したB狭帯域の誘電体多層膜1を、実施例1と同様の接着剤を用いて貼り合わせて、実施例14の光学シート部材を製造した。
実施例1の液晶表示装置の製造において、実施例1の光学シート部材の代わりに実施例14の光学シート部材を用いた以外は実施例1と同様にして、実施例14の液晶表示装置を製造した。
実施例2で得られた量子ドットシート(量子ドット材料(B,G,R))と、製造例1で製造した偏光板1を、屈折率1.47のアクリル系接着剤を用いて貼り合わせた。その後、以下の方法で調製したUV狭帯域の誘電体多層膜2を、実施例1と同様の接着剤を用いて量子ドットシートに貼り合わせて、実施例15の光学シート部材を製造した。
UV狭帯域の誘電体多層膜2は、IDW/AD ’12、p.985〜988(2012)を参考に輝度向上フィルムのトータル厚さを下記表2に記載のとおりとなるように変更し、UV光に対応する波長帯域における最大反射率のピークの反射中心波長は 385nm、半値幅は30nmとなるように製造した。
実施例1の液晶表示装置の製造において、実施例2の光学シート部材の代わりに実施例15の光学シート部材を用い、さらにバックライトの光源を日亜UV−LED:NC4U134A、主波長385nm、半値幅10nmに変更した以外は実施例2と同様にして、実施例15の液晶表示装置を製造した。
実施例1において、反射偏光子のキラル剤添加量を変更することにより光反射層の最大反射率のピークの中心波長を435nm、半値幅70nmとした以外は、実施例1と同様にして、実施例16の光学シート部材および液晶表示装置を製造した。
光変換部材として、米国特許7303628、論文(Peng, X. G.; Manna, L.; Yang, W. D.; Wickham, j.; Scher, E.; Kadavanich, A.; Alivisatos, A. P.Nature 2000, 404, 59−61)及び論文(Manna, L.;Scher, E. C.; Alivisatos, A. P. j. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 12700−12706)を参考に、青色発光ダイオードの青色光が入射したときに中心波長540nm、半値幅40nmの緑色光の蛍光発光をする量子ロッド1と、中心波長645nm、半値幅30nmの赤色光の蛍光発光をする量子ロッド2を形成した。量子ロッド1、2の形状は直方体形状であり、量子ロッドの長軸の長さの平均は30nmであった。なお、量子ロッドの長軸の長さの平均は、透過型電子顕微鏡で確認した。
基材として、イソフタル酸を6mol%共重合させたイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレート(以下、「非晶性PET」という)のシートを作製した。非晶性PETのガラス転移温度は75℃である。非晶性PET基材と量子ロッド配向層からなる積層体を以下のように作製した。ここで量子ロッド配向層はポリビニルアルコール(以下、「PVA」という)をマトリクスとして、作製した量子ロッド1、2を含む。ちなみにPVAのガラス転移温度は80℃である。
重合度1000以上、ケン化度99%以上のPVA粉末4〜5%濃度、及び上記で作製した量子ロッド1、2それぞれ1%濃度を水に溶解した、量子ロッド含有PVA水溶液を準備した。また厚み200μmの非晶性PET基材を準備した。次に、上記した厚み200μmの非晶性PET基材に量子ロッド含有PVA水溶液を塗布し、50〜60℃の温度で乾燥し、非晶性PET基材上に厚み25μmの量子ロッド含有PVA層を製膜した。この非晶性PETと量子ロッド含有PVAの積層体を量子ロッド分散PVAシートと呼ぶ。
作製した量子ロッド分散PVAシートは、偏光度99.9%の光が入射したときに量子ロッド分散PVAシートが発光する蛍光の偏光度は80%であった。
実施例8において、量子ロッド分散延伸セルロースアシレートフィルムの代わりに上記にて形成した量子ロッド分散PVAシートを用いた以外は実施例8と同様にして、実施例17の液晶表示装置を製造した。上記量子ロッド分散PVAシートを用い、実施例8と同様の構成で、実施例17の光学シート部材を製造した。
市販の量子ドット型バックライトの液晶表示装置(ソニー製社製、商品名KDL−46W900A)を使用し、バックライト側偏光板として実施例17の光学シート部材用いて、上記TVを分解し、量子ドット(ガラス閉じ込めバータイプ)を取り出し、B狭帯域(450nm)バックライトユニットに変更し、実施例17の液晶表示装置を製造した。
B狭帯域バックライトユニットは、光源として青色発光ダイオード(Blue、主波長450nm、半値幅20nm)を備える。
製造例2で製造した偏光板2に対して、実施例17で調製した量子ロッド分散PVAシートを、実施例1と同様の接着剤を用いて貼り合わせた。その後、量子ロッド分散PVAシート側に対して、実施例8で製造したB狭帯域コレステリックの反射偏光子を、実施例1と同様の接着剤を用いて貼り合わせて、実施例18の光学シート部材を製造した。
実施例2の液晶表示装置の製造において、実施例2の光学シート部材の代わりに実施例18の光学シート部材を用い、さらに、製造例2で製造した偏光板2をバックライト側偏光板に用い、さらに液晶表示装置(ソニー製社製、商品名KDL−46W900A)に組み込まれていた広帯域誘電体多層膜(3M社商標名DBEF)を光学部材シートと偏光板2の間にセットすることで実施例18の液晶表示装置を製造した。
光変換部材として、UV発光ダイオードのUV光が入射したときに中心波長540nm、半値幅40nmの緑色光の蛍光発光をする量子ロッド1と、中心波長645nm、半値幅30nmの赤色光の蛍光発光をする量子ロッド2と、中心波長450nm、半値幅20nmの青色光の蛍光発光をする量子ロッド3を形成した。量子ロッド1、2、3の形状は直方体形状であり、量子ロッドの長軸の長さの平均は30nmであった。なお、量子ロッドの長軸の長さの平均は、透過型電子顕微鏡で確認した。
基材として、イソフタル酸を6mol%共重合させたイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレート(以下、「非晶性PET」という)のシートを作製した。非晶性PETのガラス転移温度は75℃である。非晶性PET基材と量子ロッド配向層からなる積層体を以下のように作製した。ここで量子ロッド配向層はポリビニルアルコール(以下、「PVA」という)をマトリクスとして、作製した量子ロッド1、2、3を含む。ちなみにPVAのガラス転移温度は80℃である。
重合度1000以上、ケン化度99%以上のPVA粉末4〜5%濃度、及び上記で作製した量子ロッド1、2それぞれ1%濃度を水に溶解した、量子ロッド含有PVA水溶液を準備した。また厚み200μmの非晶性PET基材を準備した。次に、上記した厚み200μmの非晶性PET基材に量子ロッド含有PVA水溶液を塗布し、50〜60℃の温度で乾燥し、非晶性PET基材上に厚み25μmの量子ロッド含有PVA層を製膜した。この非晶性PETと量子ロッド含有PVAの積層体を量子ロッド分散PVAシートを形成した。
製造例3で製造した偏光板3に対して、上記量子ロッド分散PVAシートを、実施例1と同様の接着剤を用いて貼り合わせた。その後、量子ロッド分散PVAシート側に対して、実施例2で製造したUV狭帯域λ/4板およびUV狭帯域コレステリック反射偏光子を有する輝度向上フィルムを、実施例1と同様の接着剤を用いて貼り合わせて、実施例19の光学シート部材を製造した。
実施例18の液晶表示装置の製造において、偏光板2の代わりに、広帯域誘電体多層膜(3M社商標名APF)を用い、光源として実施例15に用いたUV光源以外は実施例18同様にして、実施例19の液晶表示装置を製造した。
製造例1で製造した偏光板1に対して、実施例17で調製した量子ロッド分散PVAシートを、実施例1と同様の接着剤を用いて貼り合わせた。その後、量子ロッド分散PVAシート側に対して、実施例8で製造したB狭帯域コレステリックの反射偏光子を、実施例1と同様の接着剤を用いて貼り合わせて、実施例20の光学シート部材を製造した。
実施例17の液晶表示装置の製造において、実施例17の光学シート部材の代わりに実施例20の光学シート部材をと製造例1で製造した偏光板1をバックライト側偏光板に用い、さらに、実施例1同様に製作したB狭帯域コレステリック及びλ/4層をさらに、光学部材シートと偏光板1の間にセットすることで実施例20の液晶表示装置を製造した。
製造例2で製造した偏光板2に対して、実施例17で調製した量子ロッド分散PVAシートを、実施例1と同様の接着剤を用いて貼り合わせた。その後、量子ロッド分散PVAシート側に対して、実施例8で製造したB狭帯域コレステリックの反射偏光子を、実施例1と同様の接着剤を用いて貼り合わせて、実施例21の光学シート部材を製造した。
実施例8の液晶表示装置の製造において、実施例8の光学シート部材の代わりに実施例21の光学シート部材と、製造例2で製造した偏光板2をバックライト側偏光板に用い、さらに、実施例11同様に製作したB狭帯域誘電体多層膜をさらに、光学部材シートと偏光板2の間にセットすることで実施例21の液晶表示装置を製造した。
市販の液晶表示装置(パナソニック社製、商品名TH−L42D2)を分解し、バックライト側偏光板として製造例1で製造した偏光板1を用い、誘電体多層膜(商品名DBEF、スリーエム・カンパニー社製)を接着剤を設けずに、分離してバックライト側偏光板とバックライトユニットの間に配置し、比較例1の液晶表示装置を製造した。
誘電体多層膜(商品名DBEF)は、青〜緑〜赤領域の450〜550〜630nmまでほぼ一定で波長に対しフラットなピークの反射率であった。
この液晶表示装置のバックライト光源は、青色光の発光ピーク波長450nmであった。緑〜赤領域では1つの発光ピークであり、ピーク波長は550nm、半値幅は100nmであった。
実施例9と同様にして調製した広帯域λ/4板と、上記にて製造した偏光板1を、屈折率1.47のアクリル系接着剤を用いて貼り合わせた。
実施例1において、第一の光反射層、第二の光反射層および第三の光反射層の代わりに、5層の広帯域のコレステリック液晶相を固定してなる層を積層し、輝度向上フィルムのトータル厚さを下記表2に記載のとおりに変更した以外は実施例1と同様にして、比較例2の光学シート部材を製造した。
また、実施例1の液晶表示装置の製造において、実施例1の光学シート部材の代わりに比較例2の光学シート部材を用い、バックライトユニットを変更せずに比較例1と同じバックライトユニットを用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例2の液晶表示装置を製造した。
各実施例および比較例の光学シート部材および液晶表示装置を以下の基準にしたがって評価した。なお、実施例1〜10および16〜21では比較例2を基準とし、実施例11〜15では比較例1を基準とした。
液晶表示装置の正面輝度を、特開2009−93166号公報の〔0180〕に記載の方法で測定した。その結果をもとに、以下の基準で評価した。
5:比較例1または2の液晶表示装置の正面輝度よりも30%以上、良好である
4:比較例1または2の液晶表示装置の正面輝度よりも20%以上、30%未満、良好である
3:比較例1または2の液晶表示装置の正面輝度よりも10%以上、20%未満、良好である
2:比較例1または2の液晶表示装置の正面輝度と同等以下である。
液晶表示装置の正面コントラストを、特開2009−93166号公報の〔0180〕に記載の方法で測定した。その結果をもとに、以下の基準で評価した。
4:比較例1または2の液晶表示装置の正面コントラストよりも20%以上、良好である
3:比較例1または2の液晶表示装置の正面コントラストよりも10%以上、20%未満、良好である
2:比較例1または2の液晶表示装置の正面コントラストと同等以下である。
液晶表示装置の色再現域を、特開2012−3073号公報の〔0066〕に記載の方法で測定した。その結果をもとに、以下の基準で評価した。
4:比較例1または2の液晶表示装置のNTSC比よりも20%以上、良好である
3:比較例1または2の液晶表示装置のNTSC比よりも10%以上、20%未満、良好である
2:比較例1または2の液晶表示装置のNTSC比と同等以下である。
液晶表示装置の斜め方位の色ムラを、特開2008−145868号公報に記載の方法で測定した。その結果をもとに、以下の基準で評価した。
5:比較例1または2の液晶表示装置の斜め方位の色ムラよりも30%以上、良好である
4:比較例1または2の液晶表示装置の斜め方位の色ムラよりも20%以上、30%未満、良好である
3:比較例1または2の液晶表示装置の斜め方位の色ムラよりも10%以上、20%未満、良好である
2:比較例1または2の液晶表示装置の斜め方位の色ムラよりは良いが、10%未満、良好である。
1:比較例1または2の液晶表示装置の斜め方位の色ムラと同等以下である。
一方、比較例1より、反射偏光子として従来公知のDBEFを用いた本発明の範囲外の光学シート部材をバックライト側偏光板として、従来のLEDをバックライトとして用いた画像表示装置に組み込むと、正面輝度、正面コントラスト、色再現域および斜め方位の色ムラのいずれも改善が求められるレベルであることがわかった。
比較例2より、反射ピークが広帯域であるコレステリック液晶を固定してなる層を5層積層した反射偏光子を用いた本発明の範囲外の光学シート部材をバックライト側偏光板として、B狭帯域のバックライトを用いた画像表示装置に組み込むと、正面輝度、正面コントラスト、色再現域および斜め方位の色ムラのいずれも改善が求められるレベルであることがわかった。
また、本発明の光学シート部材を用いた液晶表示装置の正面輝度をさらに向上させるには、バックライトユニットに1枚以上のプリズムシートを用いることが好ましく、2枚のプリズムシートを備えることがより好ましい。さらに2枚のプリズムシートのプリズムの向きが実質的に平行であることが得に好ましいことを見出した。実質的に2枚のプリズムシートのプリズムの向きが実質的に平行とは、2枚のプリズムシートのプリズムのなす角が±5°以内であることをいう。
発明者が鋭意検討した結果、本発明の輝度向上フィルムは、上記のように2枚のプリズムシートのプリズムの向きを垂直にするよりも平行にした方が正面輝度を高くできることがわかった。
2 位相差フィルム
3 偏光子(A)
3ab 偏光子(A)の吸収軸方向
4 偏光板保護フィルム
11 輝度向上フィルム
12 λ/4板(C)
12sl λ/4板(C)の遅相軸方向
13 反射偏光子(B)
14B B狭帯域のコレステリック液晶相を固定してなる層
14UV UV狭帯域のコレステリック液晶相を固定してなる層
15B B狭帯域の誘電体多層膜
15UV UVB狭帯域の誘電体多層膜
16a 光変換部材(Bから、GおよびRへ変換)
16b 光変換部材(UVから、B、GおよびRへ変換)
17 直線偏光反射偏光子
18 円偏光反射偏光子
20 接着層(接着剤)
21 光学シート部材
31B B狭帯域のバックライトユニット
31UV UV狭帯域のバックライトユニット
41 薄層トランジスタ基板
42 液晶セル
43 カラーフィルター基板
44 表示側偏光板
51 画像表示装置
Claims (30)
- 偏光子(A)を含む偏光板と、
光変換部材(D)と、
反射偏光子(B)を含む輝度向上フィルムを有し、
前記偏光子(A)はヨウ素が吸着配向されたポリビニルアルコール系フィルムであり、
前記輝度向上フィルムが、400〜500nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有し、
前記光変換部材(D)が、
前記反射偏光子(B)を透過して前記光変換部材(D)に入射する400〜500nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する青色光の一部を、
500〜600nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する緑色光と、
600〜700nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する赤色光に変換し、
かつ、
前記青色光の一部を透過し、
前記光変換部材(D)が量子ロッドを分散させた後に延伸されてなる熱可塑性フィルム、かつ、ポリビニルアルコールフィルムであり、
前記光変換部材(D)が入射光の偏光性を少なくとも一部保持した蛍光を発光し、
前記反射偏光子(B)がコレステリック液晶相を固定してなる光反射層を含む、
光学シート部材。 - 前記輝度向上フィルムが、430〜480nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有し、
前記光変換部材(D)が、
前記反射偏光子(B)を透過して前記光変換部材(D)に入射する430〜480nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する青色光の一部を、
500〜600nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する緑色光と、
600〜650nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する赤色光に変換し、
かつ、
前記青色光の一部を透過する、請求項1に記載の光学シート部材。 - 偏光子(A)を含む偏光板と、
光変換部材(D)と、
反射偏光子(B)を含む輝度向上フィルムを有し、
前記偏光子(A)はヨウ素が吸着配向されたポリビニルアルコール系フィルムであり、
前記輝度向上フィルムが、300〜430nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有し、
前記光変換部材(D)が、
前記反射偏光子(B)を透過して前記光変換部材(D)に入射する300〜430nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有するUV光の一部または全部を、
430〜480nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する青色光と、
500〜600nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する緑色光と、
600〜700nmの波長帯域に発光中心波長を有し、半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する赤色光に変換し、
前記光変換部材(D)が量子ロッドを分散させた後に延伸されてなる熱可塑性フィルム、かつ、ポリビニルアルコールフィルムであり、
前記光変換部材(D)が入射光の偏光性を少なくとも一部保持した蛍光を発光し、
前記反射偏光子(B)がコレステリック液晶相を固定してなる光反射層を含む、
光学シート部材。 - 前記光変換部材(D)が、
前記反射偏光子(B)を透過して前記光変換部材(D)に入射する300〜430nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有するUV光の一部または全部を、
430〜480nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する青色光と、
500〜600nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する緑色光と、
600〜650nmの波長帯域に発光中心波長を有し半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する赤色光に変換する、
請求項3に記載の光学シート部材。 - 前記反射偏光子(B)が、400〜500nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有するコレステリック液晶相を固定してなる第一の光反射層を含み、
前記輝度向上フィルムが、前記偏光子(A)と前記反射偏光子(B)の間に下記式(1)を満たすλ/4板(C)を有する、請求項1に記載の光学シート部材;
式(1) 450nm/4−60nm<Re(450)<450nm/4+60nm
式(1)中、Re(λ)は波長λnmにおける面内方向のレターデーションを表し、単位はnmである。 - 前記反射偏光子(B)が、430〜480nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有するコレステリック液晶相を固定してなる第一の光反射層を含み、
前記輝度向上フィルムが、前記偏光子(A)と前記反射偏光子(B)の間に下記式(1’)を満たすλ/4板(C)を有する、請求項1、2および5のいずれか一項に記載の光学シート部材;
式(1’) 450nm/4−25nm<Re(450)<450nm/4+25nm
式(1’)中、Re(λ)は波長λnmにおける面内方向のレターデーションを表し、単位はnmである。 - 前記反射偏光子(B)が、300〜430nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有するコレステリック液晶相を固定してなる第一の光反射層を含み、
前記輝度向上フィルムが、前記光変換部材(D)と前記反射偏光子(B)の間に下記式(2)を満たすλ/4板(C)を有する、請求項3または4に記載の光学シート部材;
式(2) 380nm/4−60nm<Re(380)<380nm/4+60nm
式(2)中、Re(λ)は波長λnmにおける面内方向のレターデーションを表し、単位はnmである。 - 前記反射偏光子(B)が、300〜430nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有するコレステリック液晶相を固定してなる第一の光反射層を含み、
前記輝度向上フィルムが、前記光変換部材(D)と前記反射偏光子(B)の間に下記式(2’)を満たすλ/4板(C)を有する、請求項3、4および7のいずれか一項に記載の光学シート部材;
式(2’) 380nm/4−25nm<Re(380)<380nm/4+25nm
式(2’)中、Re(λ)は波長λnmにおける面内方向のレターデーションを表し、単位はnmである。 - 前記偏光板が、前記偏光子(A)および前記光変換部材(D)の間に保護フィルムを有する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の光学シート部材。
- 前記光変換部材(D)および前記反射偏光子(B)が、直接接触して、または、接着層を介して積層した、請求項1〜9のいずれか一項に記載の光学シート部材。
- 前記偏光板、前記光変換部材(D)、前記λ/4板(C)および前記反射偏光子(B)がこの順で、直接接触して、または、接着層を介して積層した、請求項5〜8のいずれか一項に記載の光学シート部材。
- 前記反射偏光子(B)と、前記反射偏光子(B)の前記偏光板側に隣接する層との屈折率の差が0.15以下である、請求項1〜11のいずれか一項に記載の光学シート部材。
- 前記輝度向上フィルムの膜厚が3〜10μmである、請求項1〜12のいずれか一項に記載の光学シート部材。
- 前記光変換部材(D)が、前記青色光が入射したときに前記緑色光と前記赤色光を発光する蛍光材料を有する、請求項1または2に記載の光学シート部材。
- 前記光変換部材(D)が、前記300〜430nmの波長帯域に発光中心波長を有し、半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する光が入射するときに前記青色光、前記緑色光および前記赤色光を発光する蛍光材料を有する、請求項3または4に記載の光学シート部材。
- 前記光変換部材は、偏光度99.9%の光が前記光変換部材に入射したときに前記光変換部材が発光する蛍光の偏光度が10〜99%である、請求項1〜15のいずれか一項に記載の光学シート部材。
- 前記光変換部材が、前記光変換部材から出射される光が直線偏光および円偏光を含む光となる蛍光材料を有する、請求項1〜16のいずれか一項に記載の光学シート部材。
- 前記光変換部材から出射される光が直線偏光を含み、
前記偏光板がさらに直線偏光反射偏光子を有する、または、前記偏光板と前記光変換部材の間にさらに直線偏光反射偏光子を有する、請求項1〜17のいずれか一項に記載の光学シート部材。 - 前記直線偏光反射偏光子が300〜500nmの波長帯域の少なくとも一部を反射する誘電体多層膜である、請求項18に記載の光学シート部材。
- 前記直線偏光反射偏光子が300〜500nmの波長帯域の少なくとも一部を反射するコレステリック液晶相を固定してなる光反射層の両側にλ/4板を有する直線偏光反射偏光子である、請求項18に記載の光学シート部材。
- 前記光変換部材から出射される光が円偏光を含み、
前記偏光板がさらに円偏光反射偏光子を有する、または、前記偏光板と前記光変換部材の間にさらに円偏光反射偏光子を有する、請求項1〜17のいずれか一項に記載の光学シート部材。 - 前記円偏光反射偏光子が300〜500nmの波長帯域の少なくとも一部を反射する誘電体多層膜の両側にλ/4板を有する円偏光反射偏光子である、請求項21に記載の光学シート部材。
- 前記円偏光反射偏光子が300〜500nmの波長帯域の少なくとも一部を反射するコレステリック液晶相を固定してなる光反射層と、この光反射層と前記偏光板の間に配置されたλ/4板とを有する円偏光反射偏光子である、請求項21に記載の光学シート部材。
- 前記光変換部材が、少なくとも2種類以上の蛍光波長ごとにパターン形成されている、請求項1〜23のいずれか一項に記載の光学シート部材。
- 請求項1または2に記載の光学シート部材と、
バックライトユニットとを有し、
前記バックライトユニットが430〜480nmの波長帯域に発光中心波長を有し、半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する青色光を発光する光源を備え、
前記バックライトユニットが前記光源の後部に、前記光源から発光されて前記光学シート部材で反射された光の偏光状態の変換および反射をする反射部材を備える、画像表示装置。 - 請求項3または4に記載の光学シート部材と、
バックライトユニットとを有し、
前記バックライトユニットが300〜430nmの波長帯域に発光中心波長を有し、半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有するUV光を発光する光源を備え、
前記バックライトユニットが前記光源の後部に、前記光源から発光されて前記光学シート部材で反射された光の偏光状態の変換および反射をする反射部材を備える、画像表示装置。 - 前記バックライトユニットの青色光またはUV光の発光強度のピークを与える波長と、輝度向上フィルムにおける反射率のピークを与える波長との差が、5〜70nmである、請求項25または26に記載の画像表示装置。
- さらに液晶セルを有する、請求項25〜27のいずれか一項に記載の画像表示装置。
- 前記バックライトユニットが、前記青色光のうち480nmよりも短波長の光を選択的に透過する青色用波長選択フィルタを有する、請求項25に記載の画像表示装置。
- さらに薄層トランジスタを有し、
前記薄層トランジスタが、キャリア濃度が1×1014/cm3未満である酸化物半導体層を有する、請求項25〜29のいずれか一項に記載の画像表示装置。
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