JP7190587B2 - 発光装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置のバックライト等に用いられる発光装置に関する。

ＬＣＤ（Liquid Crystal Display（液晶表示装置））は、消費電力が小さく、省スペースの画像表示装置として年々その用途が広がっている。
また、近年の液晶表示装置において、性能改善として、さらなる高ダイナミックレンジ化、省電力化、および、色再現性向上等が求められている。特に、高ダイナミックレンジ化と省電力化との両立の観点からは、面内部分駆動いわゆるローカルディミングが可能である、直下型とよばれるバックライト形態が好ましく用いられている。

直下型バックライトは、二次元的に配列したＬＥＤ（Ｌight Emitting Diode（発光ダイオード））等の発光素子（光源）から光を照射することで、面状の光を照射する形式のバックライトである。そのため、直下型バックライトでは、面内（面方向）の輝度を均一にするために、拡散板およびプリズムシート等の光を均一化するための光学部材を用いる必要がある。また、面内の輝度均一化のためには、発光素子と光学部材との間に、ある程度の間隙を設ける必要がある。
そのため、拡散板およびプリズムシート等を用いる直下型バックライトは、厚くなってしまうことが避けられない。

近年のディスプレイでは薄型化が要求されている。
これに対して、直下型バックライトにおいて、拡散板等を不要として、薄型化と輝度分布の均一性とを両立できる方法として、発光素子の配光分布をバットウイング化する方法が有効である。

発光素子の配光分布をバットウイング化する方法としては、各発光素子に対応して、光軸に対して傾斜する方向に光を配光するレンズを配置する方法が知られている。
しかしながら、直下型バックライトは、多数の発光素子を有する。また、近年では、ＬＥＤ等の発光素子が小型化され、さらに、発光素子間の距離が短くなっている。そのため、個々の発光素子に対応して、光軸を合わせてレンズを配置することは、大変な手間が掛かる。
加えて、バックライトユニットは、薄いほど好ましいが、レンズを用いるバットウイング化は、レンズ分の厚さが必要になるため、薄型化にも限界がある。

このような問題を解決できる方法として、特許文献１には、発光素子と、発光素子を囲む反射部材と、発光素子の上方を覆うように設置された上面が平坦な透明部材と、透明部材の上面の上に設置されたＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）膜とを備え、発光素子が照射してＤＢＲ膜に入射する光の入射角とＤＢＲ膜の透過率の関係において、入射角が０°よりも大きい範囲に透過率のピークが存在する、発光装置が提案されている。

特開２０１９－０９６７９１号公報

ＤＢＲ膜とは、例えば、ＳｉＯ₂およびＴｉＯ₂等の無機化合物の誘電体の多層膜からなる膜である。ＤＢＲ膜を用いることにより、入射角０°（法線方向）で入射した光の透過率を低くし、ある程度の入射角で入射した光の透過率を高くして、発光素子の配光分布をバットウイング化できる。
そのため、特許文献１に示されるように、直下型バックライトにＤＢＲ膜を用いることにより、位置合わせ等行うことなく、各発光素子の配光分布をバットウイング化できる。また、ＤＢＲ膜は膜であるので、レンズに比して薄い。従って、ＤＢＲ膜を用いることにより、直下型バックライトの薄型化も図れる。

しかしながら、ＤＢＲ膜を用いて発光素子の配光分布のバットウイング化を図った直下型のバックライトは、発光素子の発熱等に起因して、発光素子を搭載する基板の反りが生じやすい。
特に、近年では、ＬＥＤ基板等の薄型化およびフレキシブル化等が要求されており、基板の反りが生じやすくなっているため、基板の反りは、大きな問題になる。

本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決することにあり、ＬＣＤ等における直下型バックライト等に用いられる発光装置であって、レンズを用いずに発光素子の配光分布のバットウイング化を図ることができ、しかも、発光素子を搭載する基板の反りも防止できる発光装置を提供することにある。

本発明は、以下の構成により、この課題を解決する。
［１］ 基板と、基板に搭載される発光素子と、反射層と、波長選択性反射フィルムと、波長選択性反射フィルムを貼着するための貼着層とを有し、
発光素子は、発光波長の中心値を３５０～４６０ｎｍの範囲に有し、
波長選択性反射フィルムは、有機材料を含み、選択的な反射波長帯域の中心波長が、発光素子の発光波長の中心値の±２０ｎｍであることを特徴とする発光装置。
［２］ 波長選択性反射フィルムが、コレステリック液晶相を固定してなるコレステリック液晶層を有する、［１］に記載の発光装置。
［３］ コレステリック液晶層は、走査型電子顕微鏡によって観察される断面において、コレステリック液晶相に由来する明部および暗部の少なくとも一部が、波打ち構造を有する、［２］に記載の発光装置。
［４］ 波長選択性反射フィルムが、選択的に反射する円偏光の旋回方向が異なる２層のコレステリック液晶層を有する、［２］または［３］に記載の発光装置。
［５］ 波長選択性反射フィルムの厚さが１２μｍ以下である、［１］～［４］のいずれか記載の発光装置。
［６］ 波長選択性反射フィルムは、反射帯域の長波長側の半値波長が、選択的な反射波長帯域の中心波長の１．１～１．２倍である［１］～［５］のいずれかに記載の発光装置。

本発明によれば、ＬＣＤ等に用いられる直下型バックライトにおいて、レンズを用いずに発光素子の配光分布をバットウイング化でき、しかも、発光素子を搭載する基板の反りも防止できる発光装置が提供される。

図１は、本発明の発光素子の一例を示す概念図である。 図２は、本発明の発光素子の別の例を示す概念図である。 図３は、本発明の発光素子の別の例を示す概念図である。 図４は、コレステリック液晶層の一例の作用を説明するための概念図である。 図５は、コレステリック液晶層の別の例の作用を説明するための概念図である。

以下、本発明の発光素子について、添付の図面に示される好適実施例を基に詳細に説明する。

なお、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。
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。
本明細書において、「（メタ）アクリレート」は、「アクリレートおよびメタクリレートのいずれか一方または双方」の意味で使用される。

図１に、本発明の発光装置の一例を概念的に示す。
図１に示す発光装置１０は、基板１２と、発光素子１４と、反射層１６と、貼着層２０と、第１反射層２４ａおよび第２反射層２４ｂを有する反射フィルム２４とを有する。反射フィルム２４は、本発明における波長選択性反射フィルムである。

本発明の発光装置１０は、例えば、ＬＣＤ（液晶表示装置）等において、直下型バックライト（バックライトユニット）に用いられる発光装置である。
本発明の発光装置１０を用いるバックライトは、一例として、発光装置１０の図中上方に、発光装置１０が出射した青色光の入射によって緑色光および赤色光の蛍光を発光する蛍光シートが配置され、その上に光拡散手段が配置されて、白色の面状光を出射するＬＣＤのバックライトとして用いられる。蛍光シートとしては、ＫＳＦ蛍光体を含むフィルム、および、量子ドットフィルム等が例示される。また、光拡散手段としては、拡散板およびプリズムシート等が例示される。
なお、本発明の光源装置が紫外線を照射する場合には、蛍光シートは、紫外線の入射によって、青色光、緑色光および赤色光の蛍光を発光するものが利用される。

発光装置１０において、基板１２の図中上面には、発光素子１４が二次元的に配列されている。
発光素子１４は、発光装置１０の光源であって、発光波長の中心値を３５０～４６０ｎｍの範囲に有するものである。発光波長の中心値とは、発光強度が最も高くなる波長（ピーク波長）である。すなわち、発光素子１４は、ピーク強度が３５０～４６０ｎｍの光を出射する発光素子である。
発光素子１４の発光波長の中心値は、４４０～４６０ｎｍが好ましい。すなわち、本発明の発光装置１０において、発光素子１４は、紫外線を照射する発光素子でも、青色光を照射する発光素子でもよいが、青色光を照射するのが好ましい。

発光素子１４は、直下型バックライト等に用いられる公知の発光素子（光源）が、各種、利用可能である。発光素子１４としては、ＬＥＤ、レーザーダイオード、有機ＥＬ（Electro Luminescence）、および、無機ＥＬ等が例示される。中でも、ＬＥＤは、好適に利用される。

本発明の発光装置１０において、発光素子１４の配置（配列）は、ＬＣＤに用いられる一般的な直下型バックライトと同様でよい。
従って、発光素子１４の配置は、規則的でも、不規則でもよいが、通常は、規則的である。また、発光素子１４の配置密度は、基板１２の面方向に、均一でも、配置密度の変動があってもよい。
なお、面方向とは、シート状物（板状物、フィルム状物）の主面の面方向である。主面とは、シート状物の最大面である。

基板１２は、プリント配線基板およびプリント回路基板などのプリント基板等、発光素子１４を駆動するための配線および回路等が設けられた、発光素子１４に応じた公知の基板である。例えば、発光素子１４がＬＥＤである場合には、基板１２は、公知のいわゆるＬＥＤ基板が、各種、利用可能である。
従って、基板１２は、樹脂基板、シリコン基板、セラミック基板、ガラスエポキシ基板、および、表面に絶縁層を設けた金属基板等、各種の材料の基板が利用可能である。

基板１２は、可撓性を有するものでも、可撓性を有さないものでもよい。
後述するが、本発明の発光装置１０は、発光素子１４の発熱等に起因する基板１２の反りを防止できる。従って、本発明の発光装置１０は、基板１２として、可撓性を有する、いわゆるフレキシブル基板も、好適に利用可能である。

基板１２の厚さにも、制限はなく、基板１２の種類、基板１２の形成材料、発光素子１４の種類、発光素子１４の搭載数等に応じて、適宜、設定すればよい。
発光装置１０（バックライト）の薄型化のためには、基板１２は、薄い方が好ましい。基板１２の厚さは、１０～１０００μｍが好ましく、３０～２００μｍがより好ましい。

基板１２の図中上面には、反射層１６が設けられる。
反射層１６は、後述する反射フィルム２４によって反射された発光素子１４の出射光を、再度、反射フィルム２４に反射するためのものである。
反射層１６には、発光素子１４に応じた開口が設けられる。

反射層１６には、制限はなく、ＬＣＤのバックライト等で用いられている公知の反射層１６が、各種、利用可能である。また、反射層１６は、拡散反射板のように、反射層１６の全体が光を反射するものでもよく、金属板および樹脂層の表面に反射膜を設けた構成等のように、表面のみで光を反射するものであってもよい。
反射層１６としては、一例として、シリコーン系樹脂およびエポキシ系樹脂などの樹脂マトリックスに酸化チタン等の白色粒子を分散した拡散反射板、アルミニウム板および銀板などの金属板、ＳｉＯ₂およびＴｉＯ₂等の無機化合物の誘電体の多層膜、高屈折率のポリマー層と低屈折率のポリマー層とを交互に積層してなるポリマー多層膜（ポリマー誘電体多層膜）、ならびに、これらのうちの少なくとも２つを組み合わせたもの等が例示される。
また、反射層１６は、古川電工社製のＭＣＰＥＴおよびＭＣＰＯＬＹＣＡ、ならびに、３Ｍ社製のＥＳＲ（Enhanced Specular Reflector）等の市販の光反射材も、好適に利用可能である。

反射層１６の厚さには、制限はなく、反射層１６の形成材料に応じて、発光素子１４が発光した光を、十分な反射率で反射できる厚さを、適宜、設定すればよい。
反射層１６の厚さは、１０～１０００μｍが好ましく、２０～１００μｍがより好ましい。

図１に示す発光装置１０は、発光素子１４と反射層１６の高さとが、同じであるが、本発明は、これに制限はされない。
すなわち、本発明の発光装置は、図２に概念的に示す発光装置３０のように、反射層１６の高さが発光素子１４よりも高くてもよい。また、本発明の発光装置は、図３に概念的に示す発光装置３２のように、反射層１６の高さが発光素子１４よりも低くてもよい。
また、本発明の発光装置は、表面が光反射性の基板１２を用い、基板１２を本発明における反射層として作用させてもよい。

本発明の発光装置１０は、必用に応じて、反射層１６と発光素子１４と後述する貼着層２０とが形成する空隙を、透明な充填材で埋めてもよい。
特に、図３に示す、反射層１６の高さが発光素子１４よりも低い構成の場合には、反射層１６と発光素子１４と貼着層２０とが形成する空隙を、透明な充填材で埋め、貼着層２０の貼着面を平坦面にするのが好ましい。

透明な充填材としては、発光素子１４が出射する光に対して十分な透明性を有するものであれば、各種の材料が利用可能である。
一例として、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂およびエポキシ系樹脂などの樹脂材料、ならびに、ガラス材料等が透明な充填材として利用可能である。
また、透明な充填材として、後述する貼着層２０となる貼着剤を用い、貼着層２０と透明な充填材とを一体的に形成してもよい。

貼着層２０は、発光素子１４および反射層１６と、後述する反射フィルム２４とを貼着するものである。
本発明の発光装置１０において、貼着層２０は、発光素子１４が出射する光に対して十分な透明性を有し、かつ、発光素子１４および反射層１６と、後述する反射フィルム２４とを貼り合わせられる物であれば、公知の各種の貼着剤が利用可能である。
従って、貼着層２０は、貼り合わせる際には流動性を有し、その後、固体になる、接着剤からなる層でも、貼り合わせる際にゲル状（ゴム状）の柔らかい固体で、その後もゲル状の状態が変化しない、粘着剤からなる層でも、接着剤と粘着剤との両方の特徴を持った材料からなる層でもよい。

貼着層２０は、一例として、光学透明接着剤(ＯＣＡ(Optical Clear Adhesive))、光学透明両面テープ、および、紫外線硬化型樹脂等からなるものが例示される。
貼着層２０は、市販の接着剤、粘着剤および両面テープ等を用いて形成してもよい。

貼着層２０の厚さには制限はなく、貼着層２０の形成材料に応じて、十分な貼着力が得られる厚さを、適宜、設定すればよい。
貼着層２０の厚さは、１０～５００μｍが好ましく、１５～３００μｍがより好ましい。

発光装置１０は、貼着層２０の図中上面に、反射フィルム２４を有する。
反射フィルム２４は、本発明における波長選択性反射フィルムである。すなわち、反射フィルム２４は、所定の波長帯域の光を選択的に反射し、それ以外の光は透過する、反射に波長選択性を有するフィルムである。
また、反射フィルム２４は、有機材料を含み、反射フィルム２４の選択的な反射波長帯域の中心波長が、発光素子１４の発光波長の中心値の±２０ｎｍである。
以下の説明では、発光素子１４の発光波長の中心値を『発光中心波長』ともいう。また、以下の説明では、反射フィルム２４の選択的な反射波長帯域の中心波長を『選択反射中心波長』とも言う。

図示例の発光装置１０において、反射フィルム２４は、第１反射層２４ａおよび第２反射層２４ｂを有する。
第１反射層２４ａおよび第２反射層２４ｂは、好ましい態様として、コレステリック液晶相を固定してなるコレステリック液晶層である。コレステリック液晶層は、反射に波長選択性を有し、かつ、特定の旋回方向（センス）の円偏光を選択的に反射する。
第１反射層２４ａと第２反射層２４ｂとは、旋回方向が異なる円偏光を反射する。例えば、第１反射層２４ａが右円偏光を選択的に反射する場合には、第２反射層２４は左円偏光を選択的に反射する。

なお、本発明の発光装置において、反射フィルム２４をコレステリック液晶層で形成する場合、反射層は１層でもよい。
しかしながら、本発明の発光装置は、反射フィルム２４をコレステリック液晶層で形成する場合には、図示例のように、反射する円偏光の旋回方向が異なる２種のコレステリック液晶層を有するのが好ましい。これにより、発光素子１４の配光分布を、より好適にバットウイング化できる。

本発明の発光装置１０は、有機材料を含み、選択反射中心波長が、発光素子１４の発光中心波長の±２０ｎｍである反射フィルム２４を有することにより、発光素子１４の配光分布をバットウイング化すると共に、基板１２の反りも解消している。
なお、発光素子１４の配光分布とは、具体的には、発光素子１４で出射した光が、反射フィルム２４を抜けてきた時の配光分布である。

コレステリック液晶層などの、反射に波長選択性を有する反射層は、選択的に反射する波長帯域の光が法線方向から入射した場合には、厚さ等に応じた所定の反射率で光を反射する。なお、法線方向とは、反射層の主面に直交する方向である。
これに対して、反射に波長選択性を有する反射層は、法線に対して角度を有する方向から入射した光に対しては、選択的な反射波長帯域が短波長側に移動する、いわゆるブルーシフトを生じる。ブルーシフトによる選択的な反射波長の移動は、法線に対する入射光の角度が大きいほど、大きくなる。

本発明の発光装置１０において、反射フィルム２４（第１反射層２４ａおよび第２反射層２４ｂ）の選択反射中心波長は、発光素子１４の発光中心波長の±２０ｎｍである。
従って、反射フィルム２４は、発光素子１４の光軸方向に進行する光は、高い反射率で反射するため、透過光量は少なくなる。
これに対して、発光素子１４から拡散方向に進行する光、および、反射フィルム２４によって反射され、反射層１６によって反射されて、反射フィルム２４に再入射する光は、発光素子１４の光軸に対して反射フィルム２４に斜めから入射する。このように、発光素子１４の光軸に対して反射フィルム２４に斜めから入射する光は、反射フィルム２４のブルーシフトによって反射率が低くなり、透過光量が多くなる。
そのため、反射フィルム２４を用いることで、発光素子１４の光軸近傍の方向では配光が少なく、光軸に対して、ある程度の角度を有する方向では配光を多くでき、発光素子１４の配光分布をバットウイング化できる。

このような発光素子の配光分布のバットウイング化は、上述したＤＢＲ膜を用いる特許文献１の発光装置でも実現されている。
しかしながら、ＤＢＲ膜は、ＳｉＯ₂とＴｉＯ₂となど、低屈折率の無機膜と高屈折率の無機膜とを、交互に何層も積層した無機膜である。このようなＤＢＲ膜は硬く、また、いわゆるコシが強い。
そのため、発光素子が発熱して、加熱された際にＤＢＲ膜と基板との間で熱膨張の差等が生じると、ＤＢＲ膜の剛性によって基板に反りを生じてしまう。しかも、近年では、基板の薄膜化が要求され、可撓性を有する基板の利用も検討されているため、ＤＢＲ膜に起因する基板の反りは、より問題になる。

加えて、ＤＢＲ膜は、真空蒸着などの気相成膜法で形成される、硬く、脆い無機膜である。そのため、ＤＢＲ膜は成膜基材（膜の支持体）から剥離すると、ひび割れ、および、欠損等を生じてしまい、所定の性能を発現できなくなってしまう。すなわち、ＤＢＲ膜は、ＤＢＲ膜のみを成膜基材から剥離して、発光装置に貼着することができない。
そのため、ＤＢＲ膜は、成膜基材と共に発光装置に貼着せざるを得ず、全体として、非常に厚い膜になってしまう。その結果、発光素子の発熱による加熱に起因する基板の反りが、より生じやすくなる。

これに対して、本発明の反射フィルム２４は、有機材料を含む有機膜である。有機膜は、柔軟性が高く、かつ、剛性も低い。
そのため、発光素子の発熱によって加熱されて、熱膨張を生じて、かつ、反射フィルム２４と基板１２との間に熱膨張差を生じても、反射フィルム２４が基板１２を反らせることはない。特に、反射フィルム２４をコレステリック液晶層などの液晶材料で形成することにより、反射フィルム２４を、より柔らかく、かつ、薄くできるので、基板１２の反りを、より確実に防止できる。
加えて、有機膜を含む反射フィルム２４は、成膜基材から剥離して、反射フィルム２４のみを発光装置に貼着することができる。そのため、反射フィルム２４が成膜基材を有することによる厚膜化によって、基板１２の反りが生じやすくなることもない。

反射フィルム２４は、好ましい態様として、反射する円偏光の旋回方向が互いに異なるコレステリック液晶層からなる、第１反射層２４ａおよび第２反射層２４ｂを有する。

［コレステリック液晶層］

コレステリック液晶相は、特定の波長において選択反射性を示すことが知られている。
一般的なコレステリック液晶相において、選択反射中心波長（選択反射の中心波長）λは、コレステリック液晶相における螺旋ピッチＰに依存し、コレステリック液晶相の平均屈折率ｎとλ＝ｎ×Ｐの関係に従う。そのため、この螺旋ピッチＰを調節することによって、選択反射中心波長を調節することができる。コレステリック液晶相の選択反射中心波長は、螺旋ピッチＰが長いほど、長波長になる。
なお、螺旋ピッチＰとは、すなわち、コレステリック液晶相の螺旋構造１ピッチ分（螺旋の周期）の厚さ方向の長さである。言い換えれば、螺旋ピッチＰとは、螺旋の巻き数１回分であり、すなわち、コレステリック液晶相を構成する液晶化合物のダイレクターが３６０°回転する螺旋軸方向の長さである。液晶化合物のダイレクターとは、例えば、棒状液晶化合物であれば長軸方向である。

コレステリック液晶相の螺旋ピッチＰは、コレステリック液晶層を形成する際に、液晶化合物と共に用いるカイラル剤の種類、および、カイラル剤の添加濃度に依存する。従って、これらを調節することによって、所望の螺旋ピッチＰを得ることができる。

また、コレステリック液晶相は、特定の波長において左右いずれかの円偏光に対して選択反射性を示す。反射光が右円偏光であるか左円偏光であるかは、コレステリック液晶相の螺旋の捩れ方向（センス）による。コレステリック液晶相による円偏光の選択反射は、コレステリック液晶層の螺旋の捩れ方向が右の場合は右円偏光を反射し、螺旋の捩れ方向が左の場合は左円偏光を反射する。
なお、コレステリック液晶相の旋回の方向は、コレステリック液晶層を形成する液晶化合物の種類および／または添加されるカイラル剤の種類によって調節できる。

本発明において、反射フィルム２４を構成するコレステリック液晶層は、膜厚方向に螺旋ピッチＰが変化している層であるのが好ましい。
コレステリック液晶層は、断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）を用いて観察すると、図４に概念的に示すように、通常、明部Ｂと暗部Ｄとの縞模様が観察される。すなわち、コレステリック液晶層の断面では、明部Ｂと暗部Ｄとを交互に積層した層状構造が観察される。
コレステリック液晶層は、３つの明部Ｂおよび２つの暗部Ｄ（２つの明部Ｂおよび３つの暗部Ｄ）が、コレステリック液晶相の螺旋１ピッチ分に相当する。
膜厚方向に螺旋ピッチＰが変化しているコレステリック液晶層は、明部と暗部の間隔、すなわち、螺旋ピッチＰが層の厚さ方向で変化している。そのため、図４に示すような均一な螺旋ピッチＰを有するコレステリック液晶相を固定した層よりも選択反射の波長帯域の範囲が広く、広範な波長帯域で選択反射を示す。

以下の説明では、コレステリック液晶層において、膜厚方向に螺旋ピッチＰが変化している構造を、ピッチグラジエント構造ともいう。

ピッチグラジエント構造のコレステリック液晶層は、一例として、光の照射によって、戻り異性化、二量化、ならびに、異性化および二量化等を生じて、螺旋誘起力（ＨＴＰ：Helical Twisting Power）が変化するカイラル剤を用いて形成できる。すなわち、光の照射によってＨＴＰが変化するカイラル剤を用い、コレステリック液晶層を形成する液晶組成物（塗布液）の硬化前、または、液晶組成物の硬化時に、カイラル剤のＨＴＰを変化させる波長の光を照射することで、形成できる。
例えば、光の照射によってＨＴＰが小さくなるカイラル剤を用いることにより、光の照射によってカイラル剤のＨＴＰが低下する。
ここで、照射される光は、コレステリック液晶層の形成材料によって吸収される。従って、例えば、上方から光を照射した場合には、光の照射量は、上方から下方に向かって、漸次、少なくなる。すなわち、カイラル剤のＨＴＰの低下量は、上方から下方に向かって、漸次、小さくなる。そのため、ＨＴＰが大きく低下した上方では、螺旋の誘起が小さいので螺旋ピッチＰが長くなる。これに対して、ＨＴＰの低下が小さい下方では、カイラル剤が、本来、有するＨＴＰで螺旋が誘起されるので、螺旋ピッチＰが短くなる。

すなわち、この場合には、コレステリック液晶層は、上方では長波長の光を選択的に反射し、下方では、上方に比して短波長の光を選択的に反射する。従って、ピッチグラジエント構造のコレステリック液晶層を用いることにより、広い波長帯域の光を選択的に反射できる。
その結果、ピッチグラジエント構造のコレステリック液晶層によれば、入射角度に応じたブルーシフトによる反射率の変化が緩やかになる。そのため、反射フィルム２４に入射する角度に応じた、光の反射率（透過率）の変化を小さくできる。本発明の発光装置１０においては、これにより、発光素子１４の配光分布を、より好適にバットウイング化して、輝度ムラが無い、面方向の輝度が、より均一な光を照射できる。

本発明に用いられるコレステリック液晶層は、液晶化合物をコレステリック配向状態で固定したものが好ましい。コレステリック配向状態は、右円偏光を反射する配向状態でも、左円偏光を反射する配向状態でも、その両方を含んでいてもよい。本発明に用いられる液晶化合物は特に限定はなく、各種の公知のものを使用することができる。

コレステリック液晶相の螺旋ピッチＰは重合性液晶化合物と共に用いるカイラル剤の種類、またはその添加濃度に依存するため、これらを調整することによって所望の螺旋ピッチＰを得ることができる。なお、螺旋ピッチＰの調節については富士フイルム研究報告Ｎｏ．５０（２００５年）ｐ．６０－６３に詳細な記載がある。螺旋のセンスおよび螺旋ピッチＰの測定法については「液晶化学実験入門」日本液晶学会編 シグマ出版２００７年出版、４６頁、および、「液晶便覧」液晶便覧編集委員会 丸善 １９６頁に記載される方法を用いることができる。

（液晶化合物）
本発明に用いられる液晶化合物は、棒状液晶化合物であっても、円盤状液晶化合物であってもよいが、棒状液晶化合物であることが好ましい。
コレステリック液晶構造を形成する棒状の液晶化合物の例としては、棒状ネマチック液晶化合物が挙げられる。棒状ネマチック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。低分子液晶化合物だけではなく、高分子液晶化合物も用いることができる。

また、本発明に用いられる液晶化合物は、多官能液晶化合物であるのが好ましい。
多官能液晶化合物は、重合性基を液晶化合物に導入することで得られる。重合性基の例には、不飽和重合性基、エポキシ基、およびアジリジニル基が含まれ、不飽和重合性基が好ましく、エチレン性不飽和重合性基が特に好ましい。重合性基は種々の方法で、液晶化合物の分子中に導入できる。多官能液晶化合物が有する重合性基の個数は、好ましくは一分子中に１～６個、より好ましくは１～３個である。多官能液晶化合物の例は、Ｍａｋｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．，１９０巻、２２５５頁（１９８９年）、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ５巻、１０７頁（１９９３年）、米国特許第４６８３３２７号明細書、同５６２２６４８号明細書、同５７７０１０７号明細書、ＷＯ９５／０２２５８６、ＷＯ９５／０２４４５５、ＷＯ９７／０００６００、ＷＯ９８／０２３５８０、ＷＯ９８／０５２９０５、特開平１－２７２５５１号公報、同６－１６６１６号公報、同７－１１０４６９号公報、同１１－０８００８１号公報、特開２００１－３２８９７３号公報、ＷＯ２０１６／１９４３２７、および、ＷＯ２０１６／０５２３６７などに記載の化合物が含まれる。２種以上の多官能液晶化合物を併用してもよい。２種以上の多官能液晶化合物を併用すると、配向温度を低下させることができる場合がある。

また、コレステリック液晶層を形成するための、液晶化合物およびカイラル剤等を調整した液晶組成物において、液晶組成物中の多官能液晶化合物の添加量は、液晶組成物の固形分質量（溶媒を除いた質量）に対して、８０～９９．９質量％が好ましく、８５～９９．５質量％がより好ましく、９０～９９質量％がさらに好ましい。

（カイラル剤：光学活性化合物）
本発明に用いられるカイラル剤（キラル剤）はコレステリック液晶相の螺旋構造を誘起する機能を有する。カイラル化合物は、化合物によって誘起する螺旋のセンスまたは螺旋ピッチＰが異なるため、目的に応じて選択すればよい。
カイラル剤としては、公知の化合物を用いることができるが、シンナモイル基を有することが好ましい。カイラル剤の例としては、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１４２委員会編、１９８９）、特開２００３－２８７６２３号、特開２００２－３０２４８７号、特開２００２－０８０４７８号、特開２００２－０８０８５１号、特開２０１０－１８１８５２号、および、特開２０１４－０３４５８１号等の各公報に記載の化合物が挙げられる。

カイラル剤は、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カイ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。カイラル剤は、重合性基を有していてもよい。カイラル剤と液晶化合物とがいずれも重合性基を有する場合は、重合性カイラル剤と重合性液晶化合物との重合反応により、重合性液晶化合物から誘導される繰り返し単位と、カイ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、重合性カイラル剤が有する重合性基は、重合性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、カイラル剤の重合性基も、不飽和重合性基、エポキシ基また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、カイラル剤は、液晶化合物であってもよい。

カイラル剤としては、イソソルビド誘導体、イソマンニド誘導体、またはビナフチル誘導体を好ましく用いることができる。イソソルビド誘導体としては、ＢＡＳＦ社製のＬＣ－７５６等の市販品を用いてもよい。
液晶組成物における、カイラル剤の含有量は、液晶化合物の含有量に対して、０．０１～２００モル％が好ましく、１～３０モル％がより好ましい。

ここで、本発明の反射フィルム２４を構成するコレステリック液晶層に用いられるカイラル剤は、上述したピッチグラジエント構造のコレステリック液晶層を形成するために、光を照射されることによって、ＨＴＰが変化するカイラル剤であるのが好ましい。
また、カイラル剤は、波長３１３ｎｍにおけるモル吸光係数が３００００以上のカイラル剤であることが好ましい。

（重合開始剤）
液晶組成物は、重合開始剤を含有していることが好ましい。紫外線照射により重合反応を進行させる態様では、使用する重合開始剤は、紫外線照射によって重合反応を開始可能な光重合開始剤であることが好ましい。光重合開始剤の例には、α－カルボニル化合物（米国特許第２３６７６６１号、同２３６７６７０号の各明細書記載）、アシロインエーテル（米国特許第２４４８８２８号明細書記載）、α－炭化水素置換芳香族アシロイン化合物（米国特許第２７２２５１２号明細書記載）、多核キノン化合物（米国特許第３０４６１２７号、同２９５１７５８号の各明細書記載）、トリアリールイミダゾールダイマーとｐ－アミノフェニルケトンとの組み合わせ（米国特許第３５４９３６７号明細書記載）、アクリジンおよびフェナジン化合物（特開昭６０－１０５６６７号公報、米国特許第４２３９８５０号明細書記載）、アシルフォスフィンオキシド化合物（特公昭６３－０４０７９９号公報、特公平５－０２９２３４号公報、特開平１０－０９５７８８号公報、特開平１０－０２９９９７号公報、特開２００１－２３３８４２号公報、特開２０００－０８００６８号公報、特開２００６－３４２１６６号公報、特開２０１３－１１４２４９号公報、特開２０１４－１３７４６６号公報、特許４２２３０７１号公報、特開２０１０－２６２０２８号公報、特表２０１４－５００８５２号公報記載）、オキシム化合物（特開２０００－０６６３８５号公報、特許第４４５４０６７号公報記載）、および、オキサジアゾール化合物（米国特許第４２１２９７０号明細書記載）等が挙げられる。重合開始剤に関しては、例えば、特開２０１２－２０８４９４号公報の段落０５００～０５４７の記載も参酌できる。

重合開始剤としては、アシルフォスフィンオキシド化合物またはオキシム化合物またはチオキサントン化合物を用いることもできる。
アシルフォスフィンオキシド化合物としては、例えば、市販品のＢＡＳＦジャパン（株）製のＩＲＧＡＣＵＲＥ８１０（化合物名：ビス（２，４，６－トリメチルベンゾイル）－フェニルフォスフィンオキサイド）を用いることができる。オキシム化合物としては、ＩＲＧＡＣＵＲＥ ＯＸＥ０１（ＢＡＳＦ社製）、ＩＲＧＡＣＵＲＥ ＯＸＥ０２（ＢＡＳＦ社製）、ＴＲ－ＰＢＧ－３０４（常州強力電子新材料有限公司製）、ならびに、アデカアークルズＮＣＩ－８３１およびアデカアークルズＮＣＩ－９３０（ＡＤＥＫＡ社製）等の市販品を用いることができる。チオキサントン化合物としては、カヤキュアーＤＥＴＸ（日本化薬社製）等の市販品を用いることができる。
重合開始剤は、１種のみ用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
液晶組成物中の光重合開始剤の含有量は、液晶化合物の含有量に対して、０．０１～４．００質量％が好ましく、０．１～２．００質量％がより好ましい。

（ラジカル捕捉剤）
本発明において、コレステリック液晶層となる液晶組成物は、ラジカル捕捉能を持つ官能基を有するものとしてラジカル捕捉剤を有してもよい。
ラジカル捕捉剤としては、公知の化合物を用いることができ、例えば、フェノール系化合物（好ましくは、ヒンダードフェノール系化合物）、ヒンダードアミン系化合物、ジフェニルアミン系化合物、リン原子含有化合物（好ましくは、ホスファイト系化合物）、および、硫黄原子含有化合物が挙げられる。
ラジカル捕捉剤の含有量は、液晶化合物の含有量に対して、０．１～１０質量％が好ましく、１．１～３．３質量％がより好ましい。

（架橋剤）
液晶組成物は、硬化後の膜強度向上、耐久性向上のため、任意に架橋剤を含有していてもよい。架橋剤としては、紫外線、熱、湿気等で硬化するものが好適に使用できる。
架橋剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート等の多官能アクリレート化合物；グリシジル（メタ）アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテル等のエポキシ化合物；２，２－ビスヒドロキシメチルブタノール－トリス［３－（１－アジリジニル）プロピオネート］、４，４－ビス（エチレンイミノカルボニルアミノ）ジフェニルメタン等のアジリジン化合物；ヘキサメチレンジイソシアネート、ビウレット型イソシアネート等のイソシアネート化合物；オキサゾリン基を側鎖に有するポリオキサゾリン化合物；ビニルトリメトキシシラン、Ｎ－（２－アミノエチル）３－アミノプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン化合物などが挙げられる。また、架橋剤の反応性に応じて公知の触媒を用いることができ、膜強度および耐久性向上に加えて生産性を向上させることができる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
架橋剤の含有量は、液晶化合物の含有量に対して、３～２０質量％が好ましく、５～１５質量％がより好ましい。架橋剤の含有量を３質量％以上とすることにより、架橋密度向上の効果を得ることができる。架橋剤の含有量を２０質量％以下とすることにより、コレステリック液晶構造の安定性の低下を防止できる。

（配向制御剤）
液晶組成物中には、安定的にまたは迅速にプレーナー配向のコレステリック液晶構造とするために寄与する配向制御剤を添加してもよい。配向制御剤の例としては特開２００７－２７２１８５号公報の段落〔００１８〕～〔００４３〕等に記載のフッ素（メタ）アクリレート系ポリマー、特開２０１２－２０３２３７号公報の段落〔００３１〕～〔００３４〕等に記載の式（Ｉ）～（ＩＶ）で表される化合物などが挙げられる。
なお、配向制御剤としては１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

液晶組成物中における、配向制御剤の添加量は、液晶化合物の全質量に対して０．０１質量％～１０質量％が好ましく、０．０１質量％～５質量％がより好ましく、０．０２質量％～１質量％が特に好ましい。

（界面活性剤）
液晶組成物は界面活性剤を含んでいてもよい。界面活性剤は、安定的にまたは迅速にプレーナー配向のコレステリック構造とするために寄与する配向制御剤として機能できる化合物が好ましい。界面活性剤としては、例えば、シリコ－ン系界面活性剤およびフッ素系界面活性剤が挙げられ、フッ素系界面活性剤が好ましい。

界面活性剤の具体例としては、特開２０１４－１１９６０５号公報の［００８２］～［００９０］に記載の化合物、特開２０１２－２０３２３７号公報の段落〔００３１〕～〔００３４〕に記載の化合物、特開２００５－０９９２４８号公報の［００９２］および［００９３］中に例示されている化合物、特開２００２－１２９１６２号公報の［００７６］～［００７８］および［００８２］～［００８５］中に例示されている化合物、ならびに、特開２００７－２７２１８５号公報の段落［００１８］～［００４３］等に記載のフッ素（メタ）アクリレート系ポリマー、などが挙げられる。

液晶組成物中における、界面活性剤の添加量は、液晶化合物の全質量に対して０．０１～１０質量％が好ましく、０．０１～５質量％がより好ましく、０．０２～１質量％がさらに好ましい。

（その他の添加剤）
その他、液晶組成物は、重合性モノマー等の種々の添加剤から選ばれる少なくとも１種を含有していてもよい。また、液晶組成物中には、必要に応じて、さらに酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、色材、および、金属酸化物微粒子等を、光学性能を低下させない範囲で添加することができる。

コレステリック液晶層は、一例として、以下のように形成すればよい。まず、重合性液晶化合物、カイラル剤および重合開始剤、さらに必要に応じて添加される界面活性剤等を溶媒に溶解させた液晶組成物を調製する。次いで、調製した組成物を、支持体、下地層、または、先に作製されたコレステリック液晶層（コレステリック液晶層）等の上に塗布し、乾燥させて塗膜を得る。この塗膜に活性光線を照射してコレステリック液晶組成物を重合し、コレステリック規則性が固定化されたコレステリック液晶構造を形成できる。
なお、複数のコレステリック液晶層を有する積層膜は、上述したコレステリック液晶層の形成工程を繰り返し行うことにより、形成することができる。

（溶媒）
液晶組成物の調製に使用する溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、有機溶媒が好ましく用いられる。
有機溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばケトン類、アルキルハライド類、アミド類、スルホキシド類、ヘテロ環化合物、炭化水素類、エステル類、および、エーテル類、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、環境への負荷を考慮した場合にはケトン類が特に好ましい。

（塗布、配向、重合）
液晶組成物の塗布方法は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。液晶組成物の塗布方法としては、例えば、ワイヤーバーコーティング法、カーテンコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法、スピンコーティング法、ディップコーティング法、スプレーコーティング法、および、スライドコーティング法などが挙げられる。
また、液晶組成物の塗布は、別の支持体上に塗設した液晶組成物の塗膜を転写することによっても実施できる。
また、液晶組成物を打滴することも可能である。打点方法としては、インクジェット法を用いることができる。
塗布した液晶組成物を加熱することにより、液晶分子を配向させる。加熱温度は、２００℃以下が好ましく、１３０℃以下がより好ましい。この配向処理により、重合性液晶化合物が、フィルム面に対して実質的に垂直な方向に螺旋軸を有するようにねじれ配向している構造が得られる。

（液晶組成物の硬化）
配向させた液晶化合物をさらに重合させることにより、液晶組成物を硬化することができる。重合は、熱重合、光照射を利用する光重合のいずれでもよいが、光重合が好ましい。光照射は、紫外線を用いることが好ましい。
照射量は１００～１，５００ｍＷ／ｃｍ²が好ましく、１００～６００ｍＷ／ｃｍ²がより好ましい。照射エネルギーは、２０ｍＪ／ｃｍ²～５０Ｊ／ｃｍ²が好ましく、１００～１，５００ｍＪ／ｃｍ²がより好ましい。
紫外線は、波長２００～４３０ｎｍに発光を含む光源により照射するのが好ましく、３００～４３０ｎｍに発光を含む光源により照射するのがより好ましい。また、使用する素材の分解や副反応を防止する観点では、波長３００ｎｍ以下の光の透過率を２０％以下に抑えるために、波長カットフィルタ－等を使用することができる。

ピッチグラジエント構造のコレステリック液晶層を形成する際には、厚さ方向における液晶組成物の螺旋ピッチＰの変化を促進するために、カイラル剤の光異性化と硬化を同時進行で引き起こすのが好ましい。
カイラル剤の光異性化とは、光を照射されることによってカイラル剤のＨＴＰが変化することである。すなわち、液晶組成物に光を照射することで、液晶組成物中のカイラル剤のＨＴＰを厚さ方向で異なるものとすることで、厚さ方向に螺旋ピッチＰが変化しているコレステリック液晶層を形成することができる。その際、厚さ方向における液晶組成物の螺旋ピッチＰの変化の促進と、液晶組成物の硬化を同時に行うことが好ましい。

紫外線照射時のカイラル剤の光異性化、二量化、ならびに、カイラル剤の光異性化および二量化に伴うＨＴＰの変化による液晶組成物の螺旋ピッチＰの変化を促進するためには、加熱条件下で光照射を実施することが好ましい。また、光重合反応を促進するためには、加熱条件下および／または低酸素雰囲気下で光照射を実施することが好ましい。
紫外線照射時の温度は、コレステリック液晶相が乱れないように、コレステリック液晶相を呈する温度範囲に維持することが好ましい。紫外線照射時の温度範囲は、２５～１４０℃が好ましく、４０～１２０℃がより好ましい。
また、紫外線照射時の酸素濃度は、窒素置換等の方法により、雰囲気中の酸素濃度を低下させることが好ましく、酸素濃度として、３．０％以下が好ましく、０．５％以下がより好ましく、０．２％以下がさらに好ましい。
重合反応率は安定性の観点から、高いほうが好ましい。具体的には、重合反応率は、５０％以上が好ましく、６０％以上がより好ましい。重合反応率は、重合性の官能基の消費割合を、ＩＲ吸収スペクトルを用いて測定することにより、決定することができる。

なお、本発明において、コレステリック液晶層の形成方法は、上述のように光でＨＴＰが変化するカイラル剤を用いて、液晶組成物の硬化と厚さ方向における液晶組成物の螺旋ピッチＰの変化の促進とを同時に行う方法に制限はされない。
例えば、カイラル剤を異性化させる光の波長と液晶組成物を硬化させるための光の波長とを異なるものとして、厚さ方向における液晶組成物の螺旋ピッチＰの変化の促進を行った後に液晶組成物の硬化を行う方法、および、螺旋ピッチＰが段階的に異なる複数のコレステリック液晶層を積層して形成する方法等の、従来公知のコレステリック液晶層の形成方法が適宜利用可能である。なお、『カイラル剤を異性化させる光の波長と液晶組成物を硬化させるための光の波長とを異なるものとする』とは、言い換えれば、『カイラル剤を異性化させる光の波長で感光しない重合開始剤を用いる』ということである。

また、本発明において、反射フィルム２４を構成するコレステリック液晶層は、ピッチグラジエント構造を有するものに制限はされない。
すなわち、本発明において、反射フィルム２４を構成するコレステリック液晶層は、厚さ方向に螺旋ピッチＰが均一な、通常のコレステリック液晶層であってもよい。このようなコレステリック液晶層は、光の照射によってＨＴＰが変化しないカイラル剤を用いることで、形成できる。

コレステリック液晶相を固定してなるコレステリック液晶層は、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察する断面図において、明部と暗部とを交互に積層した縞模様が観察される。
ここで、本発明において、コレステリック液晶層３６は、断面における明部および暗部が、波打ち構造を有するのが好ましい。

図４に、一般的なコレステリック液晶層３６の断面を概念的に示す。
図４に示すように、成膜基材３８上に配置されたコレステリック液晶層３６の断面では、通常、ＳＥＭ観察により、明部Ｂと暗部Ｄとの縞模様が観察される。すなわち、コレステリック液晶相を固定してなるコレステリック液晶層３６の断面では、明部Ｂと暗部Ｄとを交互に積層した層状構造が観察される。
一般的に、明部Ｂおよび暗部Ｄの縞模様（層状構造）は、図４に示すように、成膜基材３８の表面すなわちコレステリック液晶層３６の形成面と平行となるように形成される。このような構成の場合、コレステリック液晶相の液晶化合物の螺旋軸は、成膜基材３８の表面に直交した状態で揃っているため、コレステリック液晶層３６は、鏡面反射性を示す。すなわち、コレステリック液晶相を固定してなるコレステリック液晶層３６の法線方向から光が入射される場合、法線方向に光は反射されるが、斜め方向には光は反射されにくく、拡散反射性に劣る（図４中の矢印参照）。

これに対して、図５に断面を概念的に示すように、コレステリック液晶相を固定してなるコレステリック液晶層３６のＳＥＭで観察される明部Ｂおよび暗部Ｄが波打ち構造（凹凸構造）を有する場合には、コレステリック液晶相の液晶化合物の螺旋軸が傾いている領域を有する。そのため、波打ち構造を有するコレステリック液晶層３６に対して、コレステリック液晶層３６の法線方向から光が入射されると、図５に示すように、液晶化合物の螺旋軸が傾いている領域があるため、入射光の一部が斜め方向に反射される（図５中の矢印参照）。

つまり、コレステリック液晶相を固定してなる層において、明部Ｂおよび暗部Ｄが波打ち構造を有することにより、コレステリック液晶層は、拡散反射性を有する。
そのため、反射フィルム２４の第１反射層２４ａおよび第２反射層２４ｂとなるコレステリック液晶層が波打ち構造を有することで、反射フィルム２４によって反射される光を、拡散反射することができる。その結果、波打ち構造を有するコレステリック液晶層によれば、少ない反射回数で発光素子１４の配光分布をバットウイング化して、発光装置１０の効率を向上できる。

波打ち構造を有するコレステリック液晶層では、波打ち構造が成す連続線において、成膜基材３８におけるコレステリック液晶層の形成面に対する傾斜角度が０°となる山（頂部）および谷（底部）が、ＳＥＭ観察により、複数、特定される。
ここで、反射フィルム２４（第１反射層２４ａおよび第２反射層２４ｂ）を形成する波打ち構造を有するコレステリック液晶層は、ＳＥＭ観察により隣接する山と谷とに挟まれた波打ち構造の明部Ｂまたは暗部Ｄが成す連続線の主面に対する角度が、５°以上となる領域を、複数、有するのが好ましい。波打ち構造を有するコレステリック液晶層が、このような構成を有することにより、良好な拡散反射性を得られる。

このような波打ち構造を有するコレステリック液晶相は、配向膜を有さない、配向規制力の無い形成面（成膜基材）に、上述のように塗布法によってコレステリック液晶層を形成することで、形成できる。

本発明の発光装置１０において、反射フィルム２４は、コレステリック液晶層によって形成するのに制限はされず、有機材料を含み、反射波長選択性を有する反射層が、各種、利用可能である。
一例として、高屈折率のポリマー層と、低屈折率のポリマー層とを、交互に積層してなる、ポリマー多層膜（ポリマー誘電体多層膜）が例示される。
ポリマー多層膜としては、反射波長選択性を有する公知のポリマー多層膜が、各種、利用可能である。例えば、高屈折率であるポリエチレンナフタレートと、低屈折率であるナフタレート７０／テレフタレート３０のコポリエステルとを交互に積層したポリマー多層膜等が例示される。

本発明の発光装置１０において、反射フィルム２４は、選択反射中心波長が発光素子１４の発光中心波長の±２０ｎｍである。
反射フィルム２４の選択反射中心波長が、発光素子１４の発光中心波長の－２０ｎｍを超えると、光軸方向の配光分布が多くなり発光素子の配光分布を適正なバットウイングにできない。反射フィルム２４の選択反射中心波長が、発光素子１４の発光中心波長の＋２０ｎｍを超えると、光軸方向の配光分布が多くなることに加えて、角度が増えるにしたがって光量が減少するため、やはり、適正なバットウイングにできない。
反射フィルム２４の選択反射中心波長は、発光素子１４の発光中心波長の±１０ｎｍが好ましく、一致しているのがより好ましい。

本発明の発光装置１０において、反射フィルム２４は、反射帯域の長波長側の半値波長が、選択反射中心波長の１．１～１．２倍であるのが好ましく、１．１２～１．１７倍であるのがより好ましい。言い換えれば、本発明において、反射フィルム２４は、反射スペクトルの半値幅（半値全幅）の長波長側の波長が、選択反射中心波長の１．１～１．２倍であるのが好ましい。すなわち、本発明の発光装置１０において、反射フィルム２４は、半値幅が、ある程度の広さであるのが好ましい。
本発明の発光装置１０において、反射フィルム２４が、このような反射特性を有することにより、ブルーシフトによる反射率の変化が緩やかになり、反射フィルム２４に入射する角度に応じた、反射率（透過率）の変動を小さくできる。その結果、バットウイング化した発光素子１４の配光分布を、より好適にして、輝度ムラが無い、面方向の輝度が、より均一な光を照射できる。

このような反射帯域の長波長側の半値波長を有する反射フィルム２４は、コレステリック液晶層であれば、ピッチグラジエント構造とし、かつ、ピッチグラジエント構造を形成する際に、カイラル剤のＨＴＰを変化させるための光の照射量を調節することで、形成できる。

反射層の長波長側の半値波長は、一例として、以下のように測定できる。
まず、分光光度計に積分球装置を取り付けたものを用いて、光トラップを用いず、正反射光を含むようにして、反射層の積分反射スペクトルを測定する。次いで、得られた積分反射スペクトルにおいて、ピーク波長および反射率がピーク反射率の半値となる値を知見して、その際の長波長側の波長を検出すればよい。

本発明の発光装置１０において、反射フィルム２４の厚さには、制限はなく、反射層の種類および形成材料に応じて、目的とする反射率（透過率）が得られる厚さを、適宜、設定すれば良い。
反射フィルム２４の厚さは、３～２０μｍが好ましく、５～１５μｍがより好ましく、７～１２μｍがさらに好ましい。

このような反射フィルム２４は、公知の方法で形成すればよい。
一例として、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムなどの樹脂フィルム等からなる成膜基材の一面に、コレステリック液晶層からなる反射フィルム２４（第１反射層２４ａおよび第２反射層２４ｂ）を上述のようにして形成した、積層体を作製する。成膜基材のコレステリック液晶層の形成面には、必用に応じて、配向膜およびハードコート層等を形成してもよい。

次いで、発光素子１４および反射層１６の上に設けた貼着層２０に、反射フィルム２４を粘着層に向けて、積層体を貼着する。
さらに、成膜基材（配向膜およびハードコート層）を剥離して、貼着層２０の上に、図１に示すような反射フィルム２４を形成する。

以上、本発明の発光装置について詳細に説明したが、本発明は上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんである。

以下に実施例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、使用量、物質量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。

＜ハードコート層を有する支持体の形成＞
支持体として、厚さ５０μｍのＰＥＴフィルム（東洋紡社製、コスモシャインＡ４１００）を用意した。このＰＥＴフィルムは、一面に易接着層を有する。
ＰＥＴフィルムの易接着層の無い面に、下記の組成のハードコート層組成物を、＃３．６のワイヤーバーコーターで塗布した。その後、４５℃で６０秒乾燥し、２５℃にて、紫外線照射装置によって、５００ｍＪ／ｃｍ²の紫外線を照射して、膜厚１．４μｍのハードコート層を有する支持体を作製した。

（ハードコート層組成物）
ＫＡＹＡＲＡＤ ＰＥＴ３０（日本化薬社製） ５０質量部
ＤＣＰ（新中村化学工業社製、ＮＫエステルＤＣＰ） ５０質量部
光重合開始剤Ａ ３．０質量部
光重合開始剤Ｂ １．０質量部
下記の界面活性剤Ｆ１ ０．０１質量部
メチルエチルケトン １５６質量部
シクロヘキサノン １５６質量部

ＰＥＴ３０：日本化薬社製、ＫＡＹＡＲＡＤ ＰＥＴ－３０（以下の２種の化合物の混合物）

ＤＣＰ：新中村化学工業社製 ＮＫエステルＤＣＰ（以下の化合物）

光重合開始剤Ａ：ＢＡＳＦ社製、ＩＲＧＡＣＵＲＥ ９０７
光重合開始剤Ｂ：日本化薬社製、カヤキュアーＤＥＴＸ

界面活性剤Ｆ１

＜カイラル剤＞
下記２種のカイラル剤Ａ、Ｂを用意した。このカイラル剤のいずれかを用いて、後述する第１反射層および第２反射層を形成した。

カイラル剤Ａ

カイラル剤Ｂ

カイラル剤Ａは、右巻きの螺旋を形成するカイラル剤である。また、カイラル剤Ｂは、左巻きの螺旋を形成するカイラル剤である。カイラル剤Ａおよびカイラル剤Ｂは、共に、シンナモイル基を有する、光の照射によってＨＴＰが変化するカイラル剤である。

＜実施例１＞
［第１反射層の形成］
下記に示す成分を、２５℃に保温された容器中にて、攪拌、溶解させ、反射層用組成物Ｃｈ－Ｂを調製した。

（反射層用組成物Ｃｈ－Ｂ）
メチルエチルケトン １５０．６質量部
下記の棒状液晶化合物の混合物 １００．０質量部
光重合開始剤Ｂ ０．５０質量部
カイラル剤Ｂ １１．００質量部
上記の界面活性剤 Ｆ１ ０．０２７質量部
下記の界面活性剤 Ｆ２ ０．０６７質量部

棒状液晶化合物の混合物

上記混合物において、数値は質量％である。また、Ｒは酸素原子で結合する基である。また、上記の棒状液晶化合物の波長３００～４００ｎｍにおける平均モル吸光係数は、１４０／ｍｏｌ・ｃｍであった。

界面活性剤Ｆ２

先に作製した支持体のハードコート層形成面に、調製した反射層用組成物Ｃｈ－Ｂを＃６のワイヤーバーコーターで塗布して、１０５℃で６０秒乾燥した。
その後、低酸素雰囲気下(１００ｐｐｍ以下)にて、４０℃で、照射量６０ｍＪ／ｃｍ²のメタルハライドランプの光を、光学フィルタＳＨ０３５０（朝日分光社製）越しに照射し、さらに、１００℃で照射量５００ｍＪ／ｃｍ²のメタルハライドランプの光を照射することで、コレステリック液晶層である第１反射層を作製した。光の照射は、いずれも、第１反射層側から行った。

［第２反射層の形成］
下記に示す成分を、２５℃に保温された容器中にて、攪拌、溶解させ、反射層用組成物Ｃｈ－Ａを調製した。

（反射層用組成物Ｃｈ-Ａ）
メチルエチルケトン １４４．９質量部
上記の棒状液晶化合物の混合物 １００．０質量部
光重合開始剤Ａ ０．０２質量部
光重合開始剤Ｂ １．００質量部
カイラル剤Ａ ６．１０質量部
上記の界面活性剤 Ｆ１ ０．０２７質量部
上記の界面活性剤 Ｆ２ ０．０６７質量部

形成した第１反射層の表面に、調製した反射層用組成物Ｃｈ－Ａを、＃１４のワイヤーバーコーターで塗布して、１０５℃で６０秒乾燥した。
その後、低酸素雰囲気下(１００ｐｐｍ以下)にて、７５℃で、照射量６０ｍＪ／ｃｍ²のメタルハライドランプの光を、光学フィルタ（朝日分光社製、ＳＨ０３５０）を通して照射し、さらに、１００℃で、照射量５００ｍＪ／ｃｍ²のメタルハライドランプの光を照射することで、コレステリック液晶層である第２反射層を形成することで反射フィルムを形成し、反射フィルム用転写フィルムを作製した。光の照射は、いずれも、第２反射層側から行った。
第１反射層および第２反射層は、同じ厚さになるように、組成物の塗布を行った。反射分光膜厚計（大塚電子製、ＦＥ３０００）を用いて膜厚を測定したところ、反射フィルムの膜厚（第１反射層と第２反射層との合計膜厚）は、９μｍであった。
また、反射フィルムの断面をＳＥＭで観察したところ、第１反射層および第２反射層は、共に、明部および暗部が波打ち構造を有していた。

［積分反射率の測定］
分光光度計（日本分光社製、Ｖ－５５０）に大型積分球装置（日本分光社製、ＩＬＶ－４７１）を取り付けたものを用いて、光トラップを用いず、正反射光を含むようにして、反射フィルム（第１反射層と第２反射層との積層体）の積分反射スペクトル（ＳＣＩ）を測定した。サンプルの設置方法は、サンプルの反射フィルム形成面を光の入射側に向けてセットした。測定波長範囲は３５０ｎｍから７８０ｎｍとした。
得られた積分反射スペクトルにおいて、反射帯域の長波長側の半値波長、すなわち、ピーク波長および反射率がピーク反射率の半値となる長波長側の波長を検出した。
半値は下記式で定義した。
半値＝（反射率の最大値－ピーク波長より長波長側の波長域での最小値）／２

［光拡散性の測定］
積分反射率と同様に、分光光度計（日本分光社製、Ｖ－５５０）に大型積分球装置（日本分光社製、ＩＬＶ－４７１）を取り付けたものを用い、正反射方向の光トラップを用いて、正反射光を除去して波長選択性反射フィルムの積分反射スペクトル(ＳＣＥ)を測定した。サンプルの設置方法は、サンプルの反射フィルム形成面を光の入射側に向けてセットした。測定波長はバックライトの光源の発光波長とした。例えばバックライトの光源の発光波長が４５０ｎｍの場合、波長４５０ｎｍでＳＣＥを測定した。
先に測定したＳＣＩのバックライトの光源の発光波長での値を用い、下記式によって光拡散性を求めた。
光拡散性［％］＝（ＳＣＥ／ＳＣＩ）×１００
光拡散性は、５０％以上あれば、良好である。

作製した反射フィルムの反射率のピーク波長すなわち選択反射中心波長は４５０ｎｍ、反射率は９０％、長波長側の半値波長は５１０ｎｍだった。また波長４５０ｎｍにおけるＳＣＥ／ＳＣＩは７０％だった。

［発光装置の作製］
青色ＬＥＤ（日亜化学社製、ＮＳＳＣ１４６Ａ、発光中心波長４５０ｎｍ）を、リフロー半田法を用いてフレキシブルプリント基板（Ａ４サイズ、厚さ１００μｍ）上にはんだ付けした。青色ＬＥＤの間隔は２０ｍｍとして、正方格子状となるように二次元的に配列した。
次に、反射層（古川電工社製、ＭＣＰＥＴ（発泡ＰＥＴ））を用意し、反射層に青色ＬＥＤ配置と同間隔となるように、２０ｍｍ間隔で直径３ｍｍの穴をあけ、穴の部分に青色ＬＥＤが一致するようにフレキシブルプリント基板上に重ねた。
この上に、反射フィルムをＯＣＡ（スリーエム社製、８１７２ＣＬ、粘着剤）で転写して、発光装置を作製した。転写は、反射層および青色ＬＥＤを覆うようにＯＣＡを貼着し、作製した反射フィルム用転写フィルムを、反射フィルムをＯＣＡに向けて貼合したのち、ハードコート層を有する支持体を剥離することで行った。

作製した発光装置に、さらに、高さ５ｍｍの透明樹脂製のスペーサーを介して、拡散板、量子ドットフィルム（スリーエム社製、ＱＤＥＦ（Quantum Dot Enhancement Film）、２枚のプリズムシート、および、輝度上昇フィルム（スリーエム社製、ＤＢＥＦ）を積層して、面状照明装置を作製した。
量子ドットフィルム（ＱＤＥＦ）は、市販のタブレット端末（Ａｍａｚｏｎ社製、Ｋｉｎｄｌｅ（登録商標）Ｆｉｒｅ ＨＤＸ ７）より取り出したものを用いた。２枚のプリズムシートは、稜線を直交して積層した。

＜比較例１＞
実施例１と同じ支持体のハードコート層に、蒸着法を用いてＳｉＯ₂およびＴｉＯ₂を交互に、計１３層、成膜することで、無機誘電体多層膜（ＤＢＲ膜）を形成して、反射フィルムを作製した。
無機誘電体多層膜をＯＣＡに向けて、実施例１と同様に、反射層および青色ＬＥＤを覆って設けたＯＣＡに反射フィルムを貼着して、発光装置を作製した。この発光装置では、ハードコート層を有する支持体の剥離は行わなかった。従って、比較例１における反射フィルムの厚さは、支持体を含む厚さである。
この発光装置を用いて、実施例１と同様に面状照明装置を作製した。

＜実施例２＞
特表平９－５０６８３７号公報に記載された方法に基づき、以下のようにして、ポリマー多層膜からなる反射フィルムを作製した。
２，６－ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）と、ナフタレート７０／テレフタレート３０のコポリエステル（ｃｏＰＥＮ）とを、ジオールとしてエチレングリコールを用いて、標準ポリエステル樹脂合成釜において合成した。
ＰＥＮおよびｃｏＰＥＮの単層フィルムを押出成型した後、約１５０℃で、延伸比５：５で延伸し、約２３０℃で３０秒間、熱処理した。ＰＥＮの単層フィルムの屈折率は約１．７６で、ｃｏＰＥＮの単層フィルムの屈折率は、約１．６４であることを確認した。
続いて、標準押出ダイを装着した２５スロット供給ブロックを用いて、ＰＥＮおよびｃｏＰＥＮを同時押出することにより、ＰＥＮとｃｏＰＥＮとを、交互に２５層有するフィルムを形成した。さらに、同様の操作を繰返して、ＰＥＮとｃｏＰＥＮとを、交互に２５層、有するフィルムを、順に形成し積層することにより、計７５層からなる積層体を作製した。
作製した積層体を、約１５０℃で、延伸比５：５で延伸した。次いで、延伸した積層体を、エアーオーブン内において、約２３０℃で３０秒間、熱処理して、ポリマー多層膜からなる反射フィルムを作製した。
作製した反射フィルムを、実施例１と同様に、反射層および青色ＬＥＤを覆って設けたＯＣＡに反射フィルムを貼着して、発光装置を作製した。
この発光装置を用いて、実施例１と同様に面状照明装置を作製した。

＜実施例３および実施例４、ならびに、比較例２および比較例３＞
反射層用組成物Ｃｈ-Ａおよび反射層用組成物Ｃｈ-Ｂにおいて、カイラル剤の添加量を変更した以外は、実施例1と同様に、反射フィルム用転写フィルムを作製した。なお、カイラル剤の添加量を増やすことで、反射層の選択反射中心波長は短波長側に移動し、カイラル剤の添加量を減らすことで、反射層の選択反射中心波長は長波長側に移動する。
この反射フィルム用転写フィルムを用いて、実施例１と同様に発光装置を作製し、作製した発光装置を用いて、実施例１と同様に面状照明装置を作製した。

＜実施例５＞
第１反射層および第２反射層の形成において、反射層用組成物を塗布、乾燥した後の光照射を、１００℃で、照射量５００ｍＪ／ｃｍ²のメタルハライドランプの光照射に変更し、塗布時の塗布量を調節することで膜厚を変更した以外は、実施例１と同様に、反射フィルム用転写フィルムを作製した。
この反射フィルム用転写フィルムを用いて、実施例１と同様に発光装置を作製し、作製した発光装置を用いて、実施例１と同様に面状照明装置を作製した。

＜実施例６＞
支持体において、ＰＥＴフィルムの易接着層のない面をラビング処理して、ハードコート層を形成しない支持体を用意した。
この支持体を用いた以外は、実施例１と同様に、反射フィルム用転写フィルムを作製した。
この反射フィルム用転写フィルムを用いて、実施例１と同様に発光装置を作製し、作製した発光装置を用いて、実施例１と同様に面状照明装置を作製した。

＜実施例７＞
反射層用組成物Ｃｈ-Ａおよび反射層用組成物Ｃｈ-Ｂにおいて、塗布時の塗布量を調節することで膜厚を変更した以外は、実施例１と同様に、反射フィルム用転写フィルムを作製した。
この反射フィルム用転写フィルムを用いて、実施例１と同様に発光装置を作製し、作製した発光装置を用いて、実施例１と同様に面状照明装置を作製した。

なお、作製した各面状照明装置を構成する発光装置の反射フィルムについては、実施例１と同様に、膜厚、反射層（コレステリック液晶層）の波打ち構造の有無、積分反射率、光拡散性、選択反射中心波長、および、反射帯域の長波長側の半値波長を測定した。

＜発光装置の評価＞
作製した面状照明装置に対して以下の測定を行うことで、作製した発光装置の光利用効率および均一性を評価した。
また、以下の方法で、発光装置の反りの評価を行った。

［光利用効率および均一性の測定］
２次元輝度計（Radiant Imaging社製、ProMetric）を用いて、作製した面状照明装置を発光面の正面から撮影した。面状照明装置の中心部１０ｃｍ四方の範囲を選択し、その範囲の、平均輝度、最大値および最小値を取得した。
光利用効率および均一性を下記式で評価した。
光利用効率＝平均輝度／反射フィルムを用いないときの平均輝度
均一性＝（最大値－最小値）／平均輝度
光利用効率の評価は、下記の基準で行った。
Ａ：８０％以上
Ｂ：８０％未満
他方、均一性の評価は、下記の基準で行った。
Ａ：１．５％未満
Ｂ：１．５％以上２．０％未満
Ｃ：２．０％以上

［反りの測定］
温度変化による反りやすさを評価するため、２５℃および４５℃における発光装置のフレキシブルプリント基板の反り量を測定した。
発光装置を、発光素子が上面を向くようにしてテーブルに平置きし、各温度において、フレキシブルプリント基板（Ａ４サイズ（２９７ｍｍ×２１０ｍｍ））の４隅のテーブル面からの高さを測定し、その平均値を求めた。
フレキシブルプリント基板が、４隅が浮かない方向に反る場合は、発光装置の反射フィルムを貼合した側の面がテーブルに向くように逆向きに平置きし、反り量に対して負の符号をつけて記録した。
フレキシブルプリント基板の反りやすさの評価は、下記の基準で行った。
Ａ：反りの変化の絶対値が１ｍｍ未満
Ｂ：反りの変化の絶対値が１ｍｍ以上
結果を下記の表に示す。

上述の表に示されるように、反射フィルムが有機材料を含み、選択反射中心波長が発光素子の発光中心波長の±２０ｎｍである本発明の発光素子によれば、光の利用効率および均一性が良好で、かつ、基板の反りも抑制できる。

実施例１と実施例２との対比から、反射フィルムにコレステリック液晶層を用いることにより、光の利用効率を高くし、かつ、基板の反りも好適に抑制できる。
実施例１と実施例３および実施例４との対比から、発光素子の発光中心波長と、反射フィルムの選択反射中心波長とを一致させることにより、より好適に発光素子の配光分布のバットウイング化を図り、光の均一性を向上できる。
実施例１と実施例５との対比から、反射フィルムの反射スペクトルの半値幅における長波長側の波長を、選択反射中心波長の１．１～１．２倍とすることにより、反射フィルムへの入射角度に対する光の透過率の変化を緩やかにして、より好適に発光素子の配光分布のバットウイング化を図り、光の利用効率を向上できる。
実施例１と実施例６との対比から、反射フィルムを構成するコレステリック液晶層を波打ち構造にすることにより、反射フィルムによる光の拡散性を良好にして、より好適に発光素子の配光分布のバットウイング化を図り、光の利用効率を向上できる。
実施例１と実施例７との対比から、反射フィルムの厚さを１２μｍ以下とすることにより、より好適に基板の反りを抑制できる。

これに対して、反射フィルムが無機膜（ＤＢＲ膜）である比較例１は、温度変化によって、基板に大きな反りが生じてしまった。
選択反射中心波長が発光素子の発光中心波長の±２０ｎｍを超える比較例２および比較例３は、発光素子の配光分布のバットウイング化を適正にできず、光の均一性が悪い。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。

ＬＣＤのバックライト等に好適に利用可能である。

１０，３０，３２ 発光装置
１２ 基板
１４ 発光素子
１６ 反射層
２０ 貼着層
２４ 反射フィルム
２４ａ 第１反射層
２４ｂ 第２反射層
３６ コレステリック液晶層
３８ 成膜基材

Claims (5)

1. 基板と、前記基板に搭載される発光素子と、反射層と、波長選択性反射フィルムと、前記波長選択性反射フィルムを貼着するための貼着層とを有し、
   前記発光素子は、発光波長の中心値を３５０～４６０ｎｍの範囲に有し、
   前記波長選択性反射フィルムは、有機材料を含み、選択的な反射波長帯域の中心波長が、前記発光素子の発光波長の中心値の±２０ｎｍであり、さらに、反射帯域の長波長側の半値波長が、選択的な反射波長帯域の中心波長の１．１～１．２倍であることを特徴とする発光装置。
2. 前記波長選択性反射フィルムが、コレステリック液晶相を固定してなるコレステリック液晶層を有する、請求項１に記載の発光装置。
3. 前記コレステリック液晶層は、走査型電子顕微鏡によって観察される断面において、前記コレステリック液晶相に由来する明部および暗部の少なくとも一部が、波打ち構造を有する、請求項２に記載の発光装置。
4. 前記波長選択性反射フィルムが、選択的に反射する円偏光の旋回方向が異なる２層のコレステリック液晶層を有する、請求項２または３に記載の発光装置。
5. 前記波長選択性反射フィルムの厚さが１２μｍ以下である、請求項１～４のいずれか１項に記載の発光装置。

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