TWI736701B - 光源單元 - Google Patents

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TWI736701B
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宇都孝行
合田亘
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日商東麗股份有限公司
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Abstract

提供一種光源單元,其係在安裝於顯示器之際,黑顯示部和白顯示部的對比度優異且正面亮度高。

一種光源單元,其係包含光源、色轉換構件、及反射薄膜,該顏色轉換構件係將從前述光源所射入的入射光轉換為比該入射光還長波長的光,該反射薄膜係存在於前述光源與顏色轉換構件之間,將垂直射入薄膜面的光源之光透射,且將垂直射入薄膜面的從顏色轉換構件出光的光反射;且該光源單元的特徵為關於光源之光當中P波的反射率,在將對於反射薄膜面以20°、40°、60°的角度射入時的反射率設為R20(%)、R40(%)、R60(%)的情況,為R20<R40<R60。

Description

光源單元
本發明係關於包含光源、顏色轉換構件和反射薄膜的光源單元。
將利用顏色轉換方式的多彩化技術應用於液晶顯示器、有機EL顯示器、照明等正熱烈被檢討中。顏色轉換係指將來自發光體的發光轉換為更長波長的光,例如表示將藍色發光轉換為綠色、紅色發光。
將具有此顏色轉換功能的組成物薄片化,與例如藍色光源組合,藉此而可以從藍色光源取出藍、綠、紅色的3原色,亦即可取出白色光。將這樣的組合了藍色光源和具有顏色轉換功能之薄片的白色光源作為背光單元,與液晶驅動部分、彩色濾光片組合,藉此而可以製作全彩顯示器。此外,若沒有液晶驅動部分,則能夠直接作為白色光源使用,能夠應用作為例如LED照明等的白色光源。
作為利用顏色轉換方式液晶顯示器的課題,可舉出顏色再現性的提升。就色再現性的提升而言,使背光單元的藍、綠、紅的各發光光譜的半高寬變窄,提高藍、綠、紅各色的色純度是有效的。作為解決此課題的手段,有人提出了將利用無機半導體微粒子的量子 點用作顏色轉換構件的成分的技術(例如,參照專利文獻1)。使用量子點的技術,係的確綠、紅色的發光光譜的半高寬窄,而色再現性提升,但相反地,量子點並不耐熱、空氣中的水分、氧,而耐久性不充分。
也有人提出了作為顏色轉換構件的成分而使用有機.無機物的發光材料來取代量子點的技術。就使用有機發光材料來作為顏色轉換構件的成分之技術的例子而言,有公開使用了香豆素衍生物者(例如,參照專利文獻2)、使用了若丹明(rhodamine)衍生物者(例如,參照專利文獻3)、使用了吡咯亞甲基(pyrromethene)衍生物者(例如,參照專利文獻4)。
此外,藉由使用量子點技術或包含有機.無機物的發光材料的顏色轉換構件,而色再現性雖然提高,但也有所謂因其顏色特性、顏色轉換構件之發光特性而亮度降低的課題。作為其對策,而有公開例如使用了將從顏色轉換構件所發出的光反射之光波長選擇性的反射薄膜者(例如,參照專利文獻5)。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1 日本特開2012-22028號公報
專利文獻2 日本特開2007-273440號公報
專利文獻3 日本特開2001-164245號公報
專利文獻4 日本特開2011-241160號公報
專利文獻5 日本特開2009-140822號公報
發明之概要
近年來,為了改善液晶顯示器進行黑顯示時的白化,而開始使用依畫面顯示而使一部分的LED部分地關閉的技術。但是,有所謂如下問題:光源之光係一邊擴大一邊朝觀看者側前進,因而光除了正面方向外也會從斜方向出光,因此在原本為了進行黑顯示而關閉光源之光的部分,光也會漏出並擴大,而發生黑顯示部和白顯示部的對比度惡化,進而正面亮度也會降低。
於是,本發明係嘗試解決上述課題之物,其課題在於提供一種在安裝於顯示器之際,黑顯示部和白顯示部的對比度優異且正面亮度高的光源單元。
本發明係嘗試解決上述課題之物,係一種包含:光源、顏色轉換構件和反射薄膜的光源單元,該顏色轉換構件係將從前述光源所射入的入射光轉換為比該入射光還長波長的光,該反射薄係存在於前述光源與顏色轉換構件之間,將垂直射入薄膜面的光源之光透射,且將垂直射入薄膜面的從顏色轉換構件出光的光反射;且該光源單元的特徵為關於光源之光當中P波的反射率,在將對於反射薄膜面以20°、40°、60°的角度射入時的反射率設為R20(%)、R40(%)、R60(%)的情況,為R20<R40<R60。
若根據本發明,則能夠得到黑顯示和白顯示的對比度優異且高亮度的光源單元。
1‧‧‧光源單元
2‧‧‧光源
3‧‧‧反射薄膜
4‧‧‧顏色轉換構件
5‧‧‧積層構件
6‧‧‧導光板
7‧‧‧第2反射薄膜
8‧‧‧第3反射薄膜
9‧‧‧反射薄膜的長邊方向的兩末端
10‧‧‧反射薄膜的短邊方向的兩末端
11‧‧‧反射薄膜的中央
31‧‧‧凹凸形狀的例子
32‧‧‧凹凸形狀的例子
33‧‧‧功能層
圖1係顯示本發明的光源單元之一例的示意剖面圖。
圖2係顯示本發明的光源單元之一例的示意剖面圖。
圖3係顯示本發明的光源單元的之一例的示意剖面圖。
圖4係顯示本發明的光源單元的之一例的示意剖面圖。
圖5係顯示反射薄膜表面的凹凸形狀之一例的示意剖面圖。
圖6係顯示反射薄膜表面的凹凸形狀之一例的示意剖面圖。
圖7係顯示反射薄膜的長邊方向末端、短邊方向末端、中央的位置的示意圖。
圖8係顯示反射薄膜和顏色轉換構件經一體化的積層構件之一例的示意剖面圖。
用以實施發明的形態
以下,針對本發明的實施形態詳細地進行敘述,但本發明並非被解釋為限於包含以下實施例的實 施形態者,當然可接受在能夠達成發明目的且不超出發明宗旨的範圍內的各種變更。
如圖1所示,本發明的光源單元係包含光源、顏色轉換構件、反射薄膜而成,且需要在光源與顏色轉換構件之間有反射薄膜存在。此外,如圖2所示,可以是將側面具備光源的導光板設置在反射薄膜的下面的結構。以下,以這些結構作為基礎進行說明。
<光源>
構成本發明的光源單元的光源種類,若為在後述的顏色轉換構件中所含的發光物質可吸收的波長區域會顯示發光者,則可使用任意之光源。例如熱陰極管或冷陰極管、無機EL等的螢光性光源、有機電致發光元件光源、LED、白熱光源、或者是太陽光等任意之光源都原則上能夠利用,但尤其LED是合適的光源。例如在顯示器或照明用途,會接受藍色光而發出綠色光,或會接受紫外光而發出藍色光,但在前者的情況,在提高藍色光的色純度方面上,具有400~500nm的範圍之光源的藍色LED為更合適的光源。此外,在後者的情況,從提高藍色發光效率並且也抑制紫外線所產生的內部材料的劣化的觀點來看,具有380~420nm的範圍之光源的近紫外線LED是更合適的光源。
光源可以是具有1種發光波峰者,也可以是具有2種以上的發光波峰者,但為了提高色純度,較佳為具有1種發光波峰者。此外,也可以任意地組合發光波峰種類不同的複數個光源來使用。
<顏色轉換構件>
本發明的光源單元,係必須為包含顏色轉換構件之構成,而該顏色轉換構件會將從前述光源所射入的入射光,即會將射入顏色轉換構件的來自光源之光,轉換為比該入射光還長波長的光。此處所謂會將從光源所射入的入射光轉換為比該入射光還長波長的光,係指如以下所定義者。首先,測量光源的發光光譜,將顯示發光光譜的最大強度的波長當成光源的發光波峰波長,取顯示光源的發光波峰波長處之發光強度的50%以上的強度之發光頻帶當成光源的發光頻帶。接著,測量使來自光源之光通過顏色轉換構件進行受光之際的發光光譜。將除當時的光源的發光波峰波長以外之顯示最大強度的波長當成顏色轉換構件的出光波峰波長,將顯示顏色轉換構件的出光波峰波長處之出光強度的50%以上的強度之頻帶當成顏色轉換構件的出光頻帶。基於此顏色轉換構件的出光頻帶位於比光源的發光頻帶還長波長側,而使從光源所射入的入射光轉換為比該入射光還長波長的光,更具體而言,係使顏色轉換構件之出光頻帶的長波長端位於比光源之發光頻帶的長波長端還長波長側。藉由使用這樣的顏色轉換構件,而變得容易使紅.綠.藍的顏色個別地發光,可得到能夠表現的顏色的種類多且色再現性高的光源單元及液晶顯示器。此外,在具備複數個來自顏色轉換構件之局部的出光波峰的情況,也有顏色轉換構件之出光頻帶的一部分成為小於最大強度的50%的情況,但在此情況也只要在經切斷的顏色轉換構件的 出光頻帶當中波長最長的顏色轉換構件之出光頻帶的端的波長位於比光源之發光頻帶的長波長端還長波長側即可。此外,就本申請案中使用之光源和顏色轉換構件的組合而言,更佳為顏色轉換構件之出光頻帶的低波長端(將在以波長基準所看到的頻帶中最小的波長稱為低波長端。此外,將在同頻帶中最大的波長稱為長波長端)位於比光源之發光波長的長波長端還長波長側。在此情況,由於顏色轉換構件會發出顏色與光源不同的光,因而可得到色再現性更優異的顯示器。
構成本發明之光源單元的顏色轉換構件係如前所述,將特定波長的光轉換為其他波長的光的構件,作為其一例,可例示含有具有轉換光波長的功能之量子點或螢光體等的顏色轉換材料之薄膜或薄片體。可以是於樹脂薄膜中含有顏色轉換材料者,也可以是在成為基材的薄膜上積層了含有顏色轉換材料者。此外,作為其他的例子,可例示作為通常之包含紅.綠.藍色3色的彩色濾光片的替代品,而使用顏色轉換構件。在使用藍色光源的情況,作為紅.綠.藍之各個彩色濾光片的替代品,而可使用轉換為紅色的顏色轉換構件、轉換為綠色的顏色轉換構件、會將藍色透射的透明構件。
就量子點而言,可舉出具有ZnS殼的CdSe作為例子。此外,亦可使用包含CdSe/ZnS、InP/ZnS、PbSe/PbS、CdSe/CdS、CdTe/CdS、或CdTe/ZnS的芯/殼發光奈米結晶。
無機螢光體若為最終能夠再現既定顏色者,便沒有特別的限定,能夠使用公知者。就例子而言,可舉出YAG螢光體、TAG螢光體、矽酸鹽螢光體、氮化物螢光體、氮氧化物螢光體、氮化物、氮氧化物螢光體、β型賽隆螢光體等。其中,可分別較佳地使用YAG螢光體及β型賽隆螢光體。
YAG螢光體,有至少用鈰活化過的釔‧鋁氧化物螢光體、至少用鈰活化過的釔‧釓‧鋁氧化物螢光體、至少用鈰活化過的釔‧鋁‧石榴石氧化物螢光體、及至少用鈰活化過的釔‧鎵‧鋁氧化物螢光體等,具體而言,可舉出Ln3M5O12:R(Ln為從Y、Gd、La所選出的的至少1個以上。M包含Al、Ca中至少任一者。R為鑭系。)、(Y1-xGax)3(Al1-yGay)5O12:R(R為從Ce、Tb、Pr、Sm、Eu、Dy、Ho所選出的至少1個以上。0<x<0.5、0<y<0.5。)等。
β型賽隆,係β型氮化矽的固溶體,在β型氮化矽結晶的Si位置有Al取代並固溶,在N位置有O取代並固溶者。因為單位胞(單位晶格)中有2式量的原子,因此作為一般式而可使用Si6-zAlzOzN8-z。此處,組成z為0~4.2,固溶範圍非常廣,此外(Si、Al)/(N、O)的莫耳比必須維持3/4。β型賽隆的一般性製法,係除了氮化矽外還加入氧化矽和氮化鋁、或者是氧化鋁和氮化鋁,並進行加熱的方法。
β型賽隆,係藉由結晶構造內納入稀土類等的發光元素(Eu、Sr、Mn、Ce等),而成為以紫外至藍 色的光激發而會顯示520~550nm的綠色發光的β型賽隆螢光體。其係較佳被使用作為白色LED等的發光裝置的綠色發光成分。特別是含有銪(Eu2+)的Eu2+活化β型賽隆螢光體係發光光譜非常銳利,因此是適合要求藍、綠、紅的窄頻帶發光的影像處理顯示裝置或液晶顯示器面板的背光光源的素材。
就有機螢光體而言,係有以下:萘、蒽、菲、芘、稠二萘、萘並萘、苯並菲、苝、熒蒽、芴、茚等具有縮合芳基環的化合物或其衍生物;呋喃、吡咯、噻吩、矽雜環戊二烯(silole)、9-矽茀(9-silafluorene)、9,9'-螺二矽茀(9,9'-spirobisilafluorene)、苯并噻吩、苯并呋喃、吲哚、二苯并噻吩、二苯并呋喃、咪唑并吡啶、啡啉、吡啶、吡
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、萘啶、喹噁啉、吡咯并吡啶等具有雜芳基環的化合物或其衍生物;硼烷衍生物;1,4-二苯乙烯基苯、4,4'-雙(2-(4-二苯基胺基苯基)乙烯基)聯苯、4,4'-雙(N-(二苯乙烯-4-基)-N-苯基胺基)二苯乙烯等二苯乙烯衍生物;芳香族乙炔衍生物、四苯基丁二烯衍生物、醛連氮衍生物,吡咯亞甲基衍生物、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、噁唑、噁二唑、三唑等唑衍生物及其金屬錯合物;吲哚菁綠等花青系化合物; 螢光黃‧伊紅‧若丹明等呫噸系化合物或噻噸系化合物;聚苯(polyphenylene)系化合物、萘二甲醯亞胺衍生物、酞菁衍生物及其金屬錯合物、卟啉衍生物及其金屬錯合物;尼羅紅(Nile red)或尼羅藍(Nile blue)等噁
Figure 106137528-A0202-12-0010-13
系化合物;螺旋烴(helicene)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;及銥(Ir)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、鋨(Os)及錸(Re)等的有機金屬錯合物化合物等。
顏色轉換材料,若顏色轉換構件中至少包含1種即可,也可以包含2種以上。
又此處,顏色轉換構件,以前述之具有顏色轉換功能的材料以單獨或者藉由被積層在其他材料而具有薄膜形狀者;或具有顏色轉換功能的材料藉由印刷.塗布被固定化於以玻璃為代表的硬質構件上者作為例示,係將具有顏色轉換功能的物質作為構成要素的有體物。又,薄膜具有二維上的擴展,但該擴展的大小不影響薄膜的意思。例如,即使厚度(z軸方向)為10nm而xy面的面積為1μm2也能夠稱為薄膜。
<反射薄膜>
本發明的光源單元的構成要素的反射薄膜係存在於光源與顏色轉換構件之間,將垂直射入薄膜面的光源之 光透射,且將垂直射入薄膜面的從顏色轉換構件出光的光反射,且關於光源之光當中P波的反射率,在將對於反射薄膜面以20°、40°、60°的角度射入時的反射率設為R20(%)、R40(%)、R60(%)的情況,必須為R20<R40<R60(以下,有將這樣的薄膜稱為第1反射薄膜的情形)。
此處,會將垂直射入薄膜面的光源之光透射係表示:在反射薄膜的以入射角度0°的透射光譜中,上述光源之發光頻帶的平均透射率為70%以上。反射薄膜將從光源射入的光透射,從而從光源射入的光到達顏色轉換構件的光量增大,因而可以容易地提高顏色轉換構件處的發光。較佳為從光源射入反射薄膜的入射光的入射角度0°下的光源之發光頻帶的平均透射率為80%以上,更佳為85%以上,再更佳為90%以上。藉由透射率增加,而變得容易更有效率地提高顏色轉換構件的顏色轉換效率。為了得到這樣的反射薄膜,除了控制薄膜各層的層厚所得到的反射頻帶的最適化外,也能夠藉由對表面設置低折射率的包含樹脂的層以抑制表面反射來達成。
第1反射薄膜必須將垂直射入反射薄膜的薄膜面的從顏色轉換構件出光的光反射。此處所謂會將從顏色轉換構件出光的光反射係表示:在反射薄膜的入射角度10°的反射光譜中,上述顏色轉換構件的出光頻帶內的最大反射率為30%以上。在使用了包含顏色轉換材料的顏色轉換構件的光源單元中,亮度降低的原因之 一係因來自顏色轉換構件的光等向性地發光而產生的雜散光所造成的光量損失。特別是,從顏色轉換構件出光至光源側的光在光源單元內形成雜散光的情形成為光量損失的主因,但如本發明地在光源與顏色轉換構件之間放置將從光源射入顏色轉換構件並被轉換為長波長的光反射的結構,能夠藉此而將來自顏色轉換構件的光反射至顏色轉換構件正下方,變得容易控制因光源側的穴(cavity)內的雜散光所導致的亮度降低。較佳為在反射薄膜的入射角度10°及60°的反射光譜中,上述光源的發光頻帶內的最大反射率為30%以上。從顏色轉換構件所出光的光係等向性發光,因此較佳為將大範圍之入射角度的光反射,能夠以高反射率將以入射角度10°及60°射入的光反射,從而成為可有效地進一步提高亮度者。此外,較佳為在入射角度10°的反射薄膜的反射光譜中,顏色轉換構件的出光頻帶中的平均反射率為30%以上,更佳為50%以上,再更佳為90%以上。隨著顏色轉換構件的出光頻帶中的平均反射率變大,將由顏色轉換構件出光至光源側的光轉換至觀看側的效果變高,可得到亮度更高的光源單元。
第1反射薄膜,係關於光源之光當中P波的反射率,在將對於反射薄膜面以20°、40°、60°的角度射入時的反射率設為R20(%)、R40(%)、R60(%)的情況,必須為R20<R40<R60。此處所謂的P波係指與薄膜面正交且與包含光的光軸方向的入射面平行地振動的光,具體而言,係藉由以分光光度計使用偏光子進行測定來得 到。在使用這樣的反射薄膜的情況,射入斜方向的光的反射率比射入正面方向的光還高,因此結果是在正面方向上行進的光的比例增加而正面方向的亮度提高,同時也能夠抑制光朝關閉來自光源之光的部位漏出,因此變得容易提高黑顯示部和白顯示部的對比度。在以往的無機材料之交替積層體,P偏光係隨著入射角的增加而暫時減少之後在布魯斯特角(Brewster's angle)反射率成為零,然後反射率增加,因此無法滿足R20<R40<R60。另一方面,將包含聚合物的多層積層薄膜進行二軸拉伸,進一步以使反射頻帶在正面射入不被光源的發光頻帶包含且在斜向射入時與光源的發光頻帶一部分重複的方式進行控制,從而可得到滿足R20<R40<R60的反射薄膜。較佳為對於該反射薄膜的薄膜面以60°射入之反射頻帶的低波長端,係位於比光源之發光頻帶的長波長端還低波長側。此處所謂的反射薄膜的反射頻帶,係指在利用後述的測定方法所求出的反射薄膜的既定入射角度的反射光譜中,在將波長400~1600nm中的最大反射率設為Rmax(%)之際,將成為Rmax/2(%)的波長當中為最低波長且400nm以上的波長設為反射薄膜之反射頻帶的低波長端,將為最長波長且1600nm以下的波長設為反射薄膜之反射頻帶的長波長端,將前述低波長端與長波長端之間的區間設為反射薄膜的反射頻帶。例如,對於薄膜面以60°射入的反射頻帶,係指在入射角度60°的反射光譜中,波長400~1600nm的低波長端與長波長端之間的頻帶,且對於薄膜面以30°射入的反射頻帶,係指在入射 角度30°的反射光譜中,波長400~1600nm的低波長端與長波長端之間的頻帶。藉由使用這樣的反射薄膜,從而能夠有效率地以高反射率將對於薄膜面以60°射入反射薄膜的來自光源之光反射,因此變得更加容易得到正面方向的亮度提高或黑顯示的對比度提高的效果。進一步而言,也可以得到以下效果:雖然以高反射率將對於薄膜面從斜方向射入的光反射,但經反射的光進一步順著導光板內傳播,從而導光板內的來自光源之光的出光均勻化,製成亮度不均更少的光源單元。因此,如圖2~4所示,滿足上述的P波的反射率的反射薄膜能夠較佳地用於以下的光源單元:在前述反射薄膜的顏色轉換構件的相反側進一步設有導光板,且在導光板的側面設有前述光源。更佳為對於反射薄膜的薄膜面以30°射入之反射頻帶的低波長端,係位於比光源之發光頻帶的長波長端還低波長側,隨著反射薄膜之反射頻帶的低波長端來到比光源之發光頻帶的長波長端還低波長側的角度變小,僅在正面方向上取出光的效果或抑制光源單元的亮度不均的效果會變得更明顯。
第1反射薄膜,較佳為反射薄膜的長邊方向的中央和兩末端的3點之反射頻帶的低波長端之最大值和最小值的差、或者短邊方向的中央和兩末端的3點之反射頻帶的低波長端之最大值和最小值的差為30nm以下。此處所謂的長邊方向的兩末端,係如圖7所示,表示位於短邊邊的中間點的長邊方向的兩末端,短邊方向的兩末端,係如圖7所示,表示位於長邊邊的中間點 的短邊方向的兩末端。此外,反射薄膜的長邊方向係指在光源單元為略四角形的情況,取四角形的長邊方向作為長邊方向,取短邊方向作為短邊方向。在光源單元不是略四角形的情況,取能取得通過重心且成為最長的對角線的方向作為長邊方向,取與前述對角線正交的方向作為短邊方向。在此情況,長邊方向的兩末端表示上述所定義的長邊方向的兩末端,短邊方向的兩末端表示上述所定義的短邊方向的兩末端。反射薄膜的反射頻帶之低波長端的位置偏離,從而在製成光源單元及使用其的顯示器之際,對於薄膜面從斜方向射入的光的反射率增加的入射角度會改變,成為面內的正面方向的亮度變化的原因。因此,藉由反射薄膜的長邊方向的中央和兩末端的3點之反射頻帶的低波長端之最大值和最小值的差、或者短邊方向的中央和兩末端的3點之反射頻帶的低波長端之最大值和最小值的差為30nm以下,光源單元的正面方向的亮度均勻化,可進一步得到沒有亮度不均的光源單元或顯示器。較佳為中央以及兩末端的3點之反射頻帶的低波長端之最大值和最小值的差為20nm以下,此差越小,則正面方向的亮度的均勻度越優異。就得到這樣的反射薄膜的方法而言,可舉出:提高得到反射薄膜之際的橫向拉伸倍率;或在反射薄膜包含後述的積層薄膜的情況下將最表層的厚度作成反射薄膜厚度的3%以上,藉由採取這樣的方法,能夠使在與薄膜製造時的流動方向正交的寬度方向上的反射頻帶的均勻性提高。
此外,亦較佳為第1反射薄膜的長邊方向的中央和兩末端的3點之反射頻帶的低波長端之最大值和最小值的差、及短邊方向的中央和兩末端的3點之反射頻帶的低波長端之最大值和最小值的差皆為30nm以下。藉由反射頻帶之低波長端在長邊方向、短邊方向上都一致,在製成光源單元及顯示器之際,正面方向的亮度均勻化,能夠製成面內全部區域沒有不均者。
此外,亦較佳為第1反射薄膜的長邊方向的中央和兩末端的3點的反射頻帶內的平均反射率之最大值和最小值的差、及短邊方向的中央和兩末端的3點的反射頻帶內的平均反射率之最大值和最小值的差皆為10%以下。此處所謂的反射頻帶內的平均反射率係指如前述所決定之反射頻帶中的平均反射率。作為有助於色調或亮度的因素,除了上述的反射薄膜之反射頻帶的低波長端的位置外,還有反射頻帶內的反射率不均。此處,隨著反射頻帶內的平均反射率均勻,在製成光源單元或使用其的顯示器之際,變得特別容易製成沒有亮度不均的均勻者。較佳為反射頻帶內的平均反射率之最大值和最小值的差為5%以下,更佳為3%以下。隨著平均反射率的差變小,可得到正面方向的亮度均勻的光源單元或使用其的顯示器。就得到這樣的反射薄膜的方法而言,可舉出:提高得到反射薄膜之際的橫向拉伸倍率;或在反射薄膜包含後述的積層薄膜的情況下將最表層的厚度作成反射薄膜厚度的3%以上,藉由採取這樣的方法,能夠使在與薄膜製造時的流動方向正交的寬度方向上的反 射頻帶的均勻性提高。此外,即使提高反射頻帶的平均反射率,也可以抑制反射率的變異。
此外,亦較佳為第1反射薄膜中央的波長400~800nm的反射率、和長邊方向的兩末端及短邊方向的兩末端的4點的波長400~800nm的反射率的相關係數的最小值為0.8以上。此處所謂的相關係數,係表示將薄膜的中央在波長400nm~800nm中每隔1nm測量反射率所得到的值、和在薄膜的各末端在波長400nm~800nm中每隔1nm測量反射率所得到的值的相關係數。此相關係數的值越高,表示反射率的分布越接近,在具有完全相同的反射率分布的情況,該值成為1。於是,相關係數的最小值為0.8以上,係指從薄膜中央的波長400nm~800nm的反射率、和長邊方向的兩末端及短邊方向的兩末端的4點的波長400~800nm的反射率所得到的4個相關係數當中最小的相關係數成為0.8以上。上述中,以反射薄膜之反射頻帶的低波長端以及平均反射率說明了正面方向的亮度的均勻化,考量相關係數也包含任何要素且為表示反射波形的均勻性的指標,藉由相關係數為0.8以上,成為正面方向的亮度皆均勻性優異的反射薄膜,能夠製成使用其的光源單元及顯示器也沒有亮度不均者。較佳為相關係數為0.9以上,更佳為0.95以上。若相關係數成為0.95以上,便能夠製成在安裝時光源單元及顯示器內的亮度不均幾乎認不出者。就得到這樣的反射薄膜的方法而言,可舉出:提高得到反射薄膜之際的橫向拉伸倍率;或在反射薄膜包含後述的積層 薄膜的情況下將最表層的厚度作成反射薄膜厚度的3%以上,特別是藉由將最表層的厚度作成反射薄膜厚度的5%以上,能夠將相關係數設為0.95以上。
第1反射薄膜較佳為反射薄膜的低波長端比光源的發光波長大,且比顏色轉換構件的出光波長小。此處所謂反射薄膜的低波長端比光源的發光波長大,係表示反射薄膜之反射頻帶的低波長端位於比光源之發光頻帶的長波長端還長波長側。此外,反射薄膜的低波長端比顏色轉換構件的出光波長小表示反射薄膜之反射頻帶的低波長端,係位於比顏色轉換構件之出光頻帶的低波長端還低波長側。例如,如可攜式顯示器,根據光源單元的設計或使用其的顯示器的使用方法,從正面觀看之際的亮度變得重要,在該情況,反射薄膜的低波長端比光源的發光波長大且比顏色轉換構件的出光波長小,因而變得容易用反射薄膜有效率地將從顏色轉換構件出光的光朝正面方向反射,可得到優異的正面亮度提升的效果。
第1反射薄膜亦較佳為滿足下述式(1)。下述式(1)表示在將光反射的波長帶和將光透射的波長帶之間的反射率的變化是陡峭的,隨著|λ1-λ2|變小,更陡峭地從進行反射的波長帶改變為進行透射的波長帶。如此地陡峭地進行從進行反射的波長帶至進行透射的波長帶,即,從光源的發光頻帶至顏色轉換構件之出光頻帶的反射率的變化,從而能夠選擇性地.有效率地只將來自光源之光透射,同時有效率地將從顏色轉換構 件所出光的光反射,變得容易最大限度地得到反射薄膜的效果。更佳為|λ1-λ2|為30nm以下,隨著|λ1-λ2|變小,亮度提高效果或亮度的均勻度提高。
|λ1-λ2|≦50(其中,λ1<λ2) (1)
λ1:在反射薄膜之反射頻帶的低波長端附近,反射率成為最大反射率的1/4的波長(nm)
λ2:在反射薄膜之反射頻帶的低波長端附近,反射率成為最大反射率的3/4的波長(nm)
在本發明的光源單元中,亦較佳為如圖2所示在第1反射薄膜的與顏色轉換構件為相反的側進一步設有導光板,且在導光板的側面設有前述光源。將光源、反射薄膜、顏色轉換構件配置在直線上的光源單元,可充分得到正面方向的亮度提升效果以及黑顯示部和白顯示部的對比度提高效果,但是藉由滿足進一步在前述反射薄膜的與顏色轉換構件的側為相反的側設有導光板,且在導光板的側面設有前述光源的結構,如前述,進一步展現出導光板內的亮度的均勻化效果,因而較佳。
在本發明的光源單元中,亦較佳為如圖3所示能夠在前述導光板的與有反射薄膜(第1反射薄膜)存在的側為相反的側具備另外的反射薄膜(也將這樣的反射薄膜稱為第2反射薄膜),該第2反射薄膜包含有空隙。包含空隙的第2反射薄膜能夠一邊使射入薄膜面的光散射一邊使其反射。因此,第2反射薄膜進一步將前述的從斜向朝第1反射薄膜射入並被反射的光一邊散射 一邊反射,從而能夠將被第1反射薄膜反射的光的一部分轉換成對於第1反射薄膜朝正面(垂直)方向行進的光。其結果,朝正面方向的光的取出效率提高,而且變得容易提高正面方向的亮度。在使用沒有散射作用的第2反射薄膜的情況,前述的從斜向朝第1反射薄膜射入並被反射的光成為以與射入的角度相同的角度被第2反射薄膜鏡面反射,因此會再被第1反射薄膜反射,有光取出效率降低的傾向。
在本發明的光源單元中,如圖4所示,在前述第2反射薄膜與導光板之間進一步具備另外的反射薄膜(也將這樣的反射薄膜稱為第3反射薄膜),第3反射薄膜較佳為將垂直射入薄膜面的光源之光反射,且將以60°的角度射入薄膜面的光源之光透射。在使用前述第2反射薄膜的情況,對於光的出光角度被導光板等調整而實質對於第1反射薄膜面在垂直方向上行進的光,也會再被第2反射薄膜散射,藉由在導光板與第2反射薄膜之間具備將垂直射入薄膜面的光源之光反射,且將以60°的角度射入薄膜面的光源之光透射的第3反射薄膜,從導光板朝第3反射薄膜在垂直方向上射入薄膜面的光被第3反射薄膜反射,另一方面從導光板朝第3反射薄膜從斜方向射入薄膜面的光透射第3反射薄膜,用第2反射薄膜一邊改變光的行進方向一邊加以反射。其結果,能夠有效率地提高垂直射入第1反射薄膜的光的光量,因此正面方向的亮度提高,變得更加容易提高黑顯示部和白顯示部的對比度。
構成本發明的光源單元的反射薄膜較佳為包含熱塑性樹脂。一般而言,與熱硬化性樹脂或光硬化性樹脂相比,熱塑性樹脂便宜,且能夠藉由公知的熔融擠出來簡便且連續地進行薄片化,因而可以以低成本得到反射薄膜。
第1反射薄膜較佳為將不同的複數個熱塑性樹脂交替地積層11層以上而成。此處所謂的熱塑性樹脂不同,係指在薄膜的面內所任意選擇的正交的2方向及與該面垂直的方向中任一者中,折射率相差0.01以上。此外,此處所謂的交替地積層而成,係指將包含不同的熱塑性樹脂的層在厚度方向上以規則的排列加以積層,在包含熱塑性樹脂A、B的情況,若將各層表現為A層、B層,則為以A(BA)n(n為自然數)的方式予以積層者。藉由如此地將光學性質不同的樹脂交替地積層,可以展現出能夠使依各層的折射率的差和層厚的關係設計的波長的光反射的干涉反射。此外,在積層的層數分別為10層以下的情況,無法在所期望的頻帶中得到高反射率。此外,前述的干涉反射係層數增加越多,越能對更廣的波長頻帶的光達成高反射率,可得到將所期望的頻帶的光反射的反射薄膜。較佳為100層以上,更佳為200層以上。再更佳為600層以上。此外,層數沒有上限,但是隨著層數增加,產生伴隨製造裝置的大型化的製造成本的增加、或因薄膜厚度變厚的處理性的惡化,因此現實上10000層左右成為實用範圍。
本發明的光源單元,亦較佳為將顏色轉換構件和反射薄膜用作積層構件,該顏色轉換構件將從光源射入的入射光轉變為比該入射光還長波長的光,該反射薄膜將從光源射入的光透射且將從顏色轉換構件出光的光反射。此處包含顏色轉換構件和反射薄膜的積層構件係指直接或者透過接著層等固定顏色轉換構件和反射薄膜。在此情況,由於顏色轉換構件和反射薄膜的空間消失,因此抑制雜散光所產生的光損失,和消除顏色轉換構件表面的與空氣之間的反射,從而亮度提升的效果變得明顯。
作為更佳的形態,藉由在反射薄膜上直接設置包含顏色轉換材料的層來將反射薄膜作成顏色轉換構件的一部分。在此情況,能夠替代在形成顏色轉換構件之際所使用的基材,除了達成降低成本外,進一步地由於顏色轉換構件中的顏色轉換材料和反射薄膜的空間消失,因此抑制雜散光所產生的光損失的效果變得明顯。
同樣地,較佳為第2反射薄膜及/或第3反射薄膜也是直接或者透過接著層等與導光板固定。在此情況,由於導光板和第2反射薄膜或第3反射薄膜之間的空間消失,因此抑制雜散光所產生的光損失,和消除導光板或反射薄膜的表面的與空氣之間的反射,從而能夠有效率地使其進行反射。
構成本發明的光源單元的反射薄膜或顏色轉換構件較佳為其表面具有凹凸形狀。此處的凹凸形狀係指測定薄膜表面或界面的形狀之際的最大高度成為 1μm以上者。將這樣的凹凸的一例顯示在圖5、圖6。此外,以下顯示反射薄膜或顏色轉換構件的表面具有凹凸形狀所產生的效果。
第1效果是易滑性。藉由表面具有凹凸形狀來展現出易滑性,因而可以抑制將反射薄膜以及顏色轉換構件裝入光源單元之際產生傷痕。
第2效果是光的取出。本發明人等發現了下述現象:在包含顏色轉換材料的顏色轉換構件中,光在顏色轉換構件內反射,從而產生如光纖的被封入薄片內的現象,其結果,顏色轉換材料本身的發光效率高但亮度降低。於是,作為其對策,本發明人等發現了藉由反射薄膜或顏色轉換構件的表面具有凹凸形狀,光從其凹凸界面被取出,因此使被納入顏色轉換構件內的光減少,可得到亮度提升的效果。為了有效率地得到第2效果,較佳為最大高度為1μm以上,更佳為5μm以上,再更佳為10μm以上。隨著凹凸形狀變大,光的取出效率也提高,同時也可得到抑制光源不均的效果。為了更有效率地得到此效果,較佳為藉由在反射薄膜上直接設置包含顏色轉換材料的層來將反射薄膜作成顏色轉換構件的一部分,且顏色反射薄膜的包含顏色轉換材料的層側的表面具有凹凸形狀。在此情況,除了能夠有效率地取出光外,還由於能夠有效率地將光朝顯示側反射,因此亮度提高的效果變得明顯。
第3效果係光的光路的調整。相對於來自光源(特別是發光二極體)的光係具有較高的指向性地朝 向顯示側行進,來自顏色轉換構件的光係等向性地發光,因此成為光源正面的亮度降低的原因。反射薄膜或顏色轉換構件的表面具有凹凸形狀,以凹凸界面調整光的方向,特別是集光在正面方向上,從而變得容易達成亮度提高,此外也能夠在形成光源單元、顯示器之際省去其他光學構件,因此也有助於低成本化。
為了更有效率地得到上述第2、第3效果,前述凹凸形狀較佳為透鏡形狀、略三角形狀或略半圓形狀。微透鏡形狀係指略半球狀的凹凸,稜鏡形狀係指略三角狀的凹凸。在具備這種形狀的情況,光被集光在朝顯示側的光路上,因此在製成光源單元以及顯示器的情況,正面亮度更明顯地提升。
如圖8所示,本發明的光源單元係在構成光源單元的反射薄膜或顏色轉換構件的表面具有功能層,當將反射薄膜的折射率設為n1,將顏色轉換構件的折射率設為n2,將功能層的折射率設為n3時,功能層的折射率n3較佳為在n1與n2之間。此處所謂的反射薄膜以及顏色轉換構件的折射率,係指薄膜的成為最表層的層的面內平均折射率。在此情況,藉由功能層的折射率的效果,能夠抑制以往在折射率不同的反射薄膜與顏色轉換構件之間的反射,來自光源之光有效率地透射,因此亮度提升變得容易。
本發明的光源單元中使用的第1反射薄膜、以及在使用的情況之第2及第3反射薄膜,亦較佳為分別吸收或反射紫外線。此處所謂的吸收或反射紫外 線係表示:在波長300nm至410nm中,至少具備有30nm以上的透射率成為50%以下的頻帶。如本發明的光源單元及液晶顯示器,在使用顏色轉換構件之際使用的光源使用如藍色LED或近紫外線LED,波長比通常的白色光源低且高能量的光源。因此,包含許多會成為顏色轉換構件或其他光學薄膜劣化之原因的紫外線,也有所謂在長期使用之際容易產生顏色或亮度的變化之課題。於是,可以藉由設置在比顏色轉換構件或稜鏡薄膜等其他光學薄膜還靠光源側的反射薄膜會吸收或反射紫外線,而抑制顏色轉換構件或其他光學薄膜的劣化,可得到適合長期使用的光源單元及液晶顯示器。較佳為波長380nm以下的最大透射率為10%以下。在此情況,能夠將顏色轉換構件或其他光學薄膜會吸收而成為劣化之原因的紫外線幾乎截斷(cut),因此變得幾乎看不到顏色或亮度的變化,此外,成為適合於用使用近紫外LED而發出紅、綠、藍的光的顏色轉換構件的情況者。再更佳為波長410nm以下的最大透射率為10%以下。在使用藍色光而發出紅、綠光的顏色轉換構件方面,也有對顏色轉換效率沒有什麼幫助卻會成為劣化原因的吸收位於波長410nm,藉由將在波長410nm以下的最大透射率設為10%以下,而變得容易抑制這樣的顏色轉換構件的劣化。此外,亦較佳為在距光源之發光頻帶的低波長端低20nm的波長的光的透射率為10%以下。如上述,為了進行顏色轉換,光源之光是重要的,然而其也是使顏色轉換構件本身劣化者。因此,使用實際上會將對顏色轉換重要 的波長之的光透射,但會截斷對顏色轉換幾乎沒有幫助的低波長之光的積層薄膜來保護顏色轉換構件,從而無需損失顏色轉換構件的發光效率,且能夠大致抑制長期使用時的劣化。如此地,會吸收或反射波長380nm以上的波長的紫外線的薄膜,在使用以往如白色LED的發出紅、綠、藍光的LED的情況,白顯示會帶有黃色,且成為亮度降低的原因,因此即使對光學薄膜長壽命化有效,也很難使用。但是,發現了:在本發明的光源單元的情況,由於使用僅有特定波長光的光,在比反射薄膜還靠觀看側轉換為白色光,因此沒有上述的偏黃或亮度降低這樣的問題,能夠適合使用。
構成構成本發明的光源單元的反射薄膜的樹脂沒有特別的限定,例如為基於國際公開2013/002130號公報的[0016]~[0024]段落所例示的觀點所選擇者。
此外,構成本發明的光源單元的反射薄膜,亦較佳為構成反射薄膜的熱塑性樹脂中至少任一者包含有紫外線吸收劑。此處所謂的紫外線吸收劑係表示吸收波長300~410nm的光的熱塑性樹脂以外的成分,且藉由波長300~410nm中的{100-平均透射率-平均反射率(≒吸收率)}為10%以上來判斷為包含紫外線吸收劑。藉由包含紫外線吸收劑,變得容易截斷紫外線。更佳為,使用積層薄膜作為反射薄膜,且波長300~410nm的最大反射率為20%以上的積層薄膜中包含紫外線吸收劑。積層薄膜係在鄰接的層的界面將與層厚相應的波長的光反射,此時光在薄膜內反射數次後,光被帶至薄膜外。因 此,藉由將紫外線吸收劑添加至積層薄膜,與薄膜內沒有反射的數層等級(level)的薄膜的情況不同,由於增加通過包含紫外線吸收劑的層的次數,因此可以有效率地以少量的紫外線吸收劑得到高紫外線截斷效果,能夠有效率地截斷紫外線。此外,在使用1層至10層以下的層數的薄膜的情況,在長期可靠性試驗中有紫外線吸收劑析出的情況,但藉由使用11層以上的積層薄膜,有紫外線吸收劑被堵在各層的界面或層的內部而能夠抑制在薄膜表面析出這樣的優點。
此外,第1反射薄膜亦較佳為至少在其單面具有包含硬化性樹脂的層,且包含硬化性樹脂的層中包含有紫外線吸收劑。在此情況,根據硬化性樹脂的組成,除了能夠附加耐擦傷或尺寸穩定性等功能外,由於包含硬化性樹脂的層的交聯性高,因此能夠抑制反射薄膜內部所含的寡聚物或添加劑等的析出。包含硬化性樹脂的層可以被直接塗布在反射薄膜上。此外,包含硬化性樹脂的層可以設置在單面,但寡聚物等的析出一般是由薄膜的兩面產生,另外僅設置在單面的情況係硬化所產生的收縮應力在包含硬化性樹脂的層的側強烈地作用,有根據包含硬化性樹脂的層的厚度而本身明顯地捲曲的情況,因此較佳為在兩面設置包含硬化性樹脂的層。此外,在單面設置包含包含紫外線吸收劑的硬化性樹脂的層的情況,特佳為該層係設置在光源側。藉由設置在光源側,可以也抑制反射薄膜本身的劣化。
前述硬化性樹脂沒有特別的限定,較佳為高透明且有耐久性者,例如,能夠將丙烯酸樹脂、胺基甲酸酯樹脂、氟系樹脂、矽樹脂、聚碳酸酯樹脂、氯乙烯系樹脂單獨或混合使用。在硬化性或可撓性、生產性的方面上,較佳為硬化性樹脂包含以聚丙烯酸酯樹脂為代表的丙烯酸樹脂等的活性能量線硬化型樹脂。
此外,紫外線吸收劑係定義為一般的吸收380nm以下之波長區域的紫外線的泛用紫外線吸收劑、和能截斷至紫外線區域和可見光區域的邊界附近(380~430nm附近)之光的可見光線吸收色素的2種。一般而言,泛用紫外線吸收劑係於吸收380nm以下的波長區域之紫外線的能力上特化,而吸收紫外線區域和可見光區域的邊界附近(380~430nm附近)之光線的能力並不優異。因此,為了使其僅藉由含有泛用紫外線吸收劑來截斷紫外線區域和可見光區域的邊界附近(380~430nm)之光線,係必須將後述的一部分長波長紫外線吸收除去而使其含有為高濃度。就可以利用單獨的泛用紫外線吸收劑來達成紫外線區域、及紫外線區域和可見光區域的邊界附近(380~430nm)的波長截斷的紫外線吸收劑而言,以下僅為一例,但就市售的泛用紫外線吸收劑而言,可舉出以2-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)-6-第三丁基-4-甲基酚、2,4,6-參(2-羥基-4-己氧基-3-甲基苯基)-1,3,5-三
Figure 106137528-A0202-12-0028-14
的構造所記載的化合物等。此外,泛用紫外線吸收劑較佳為在波長320~380nm之間具有極大吸收波長的泛用紫外線吸收劑。在極大波長小於320nm的情況,很難充分 截斷長波長側的紫外線區域,此外,即使是在進行與在超過380nm且為430nm以下的可見光短波長區域中具有成為最大的極大波長的色素的組合的情況,也經常會在波長300~380nm的區域內產生顯示10%以上的光線透射率的區域。
另一方面,可見光線吸收色素一般是可見光短波長區域的截斷性能優異,但缺少380nm以下的紫外線區域的截斷能力。因此,為了僅藉由使其含有可見光線吸收色素來截斷泛用紫外線區域的光線,必須除去後述的一部分可見光線吸收色素,使其高濃度地含有。此外,一般而言,可見光線吸收色素大多為將涵蓋廣範圍的波長區域寬闊地截斷的性質者,在使其高濃度地含有的情況,由於吸收比作為目的的波長區域還長波長側的可見光區域,因此具有無法實現優異的透明性的問題點。此外,特別是具有以窄頻帶截斷波長380~440nm的區域的紫外線區域和可見光區域的邊界附近的性質的可見光線吸收色素係種類不多,理想的是選定具有特定構造的可見光線吸收色素來使用。就可以利用單獨添加來達成紫外線區域、及紫外線區域和可見光區域的邊界附近(380~430nm)的波長截斷的可見光線吸收色素而言,可舉出例如BASF(股)製的「LumogenF Violet570」等。泛用紫外線吸收劑及/或可見光線吸收色素各自有擅長的區域存在,因此為了防止高濃度添加所產生的流出(bleed-out)、伴隨其的步驟污染,更佳為有效地組合1種以上的紫外線吸收劑和1種以上的可見光線吸收色素的手法。
在本發明中所使用的泛用紫外線吸收劑較佳為至少1種為具有三
Figure 106137528-A0202-12-0030-15
骨架構造的紫外線吸收劑。一般而言已知:與其他紫外線吸收劑所利用的苯并三唑骨架構造、二苯基酮骨架構造相比,三
Figure 106137528-A0202-12-0030-16
骨架構造係熱分解溫度高,長期穩定性優異,適合長期下要求保持性能的顯示器用途的積層薄膜或紫外線截斷薄膜。此外,因為熔點低,發揮下述效果:不僅可抑制紫外線吸收劑本身以固體成分形式在表面析出,也很難使寡聚物或其他昇華性高的紫外線吸收劑析出,因而能夠較佳地利用。
在本發明中所使用的可見光線吸收色素更佳為在390nm以上410nm以下具有極大波長。在選擇在波長比410nm還長的區域具有極大波長者的情況,只要不選擇具有非常窄頻帶的截斷性能的色素,便有光源之發光頻帶的平均透射率低於80%的情況。就在390nm以上410nm以下的波長頻帶具有極大波長,可以在窄頻帶發揮吸收性能的可見光線吸收色素而言,能夠較佳地使用具有蒽醌、次甲基偶氮(azomethine)、吲哚、三
Figure 106137528-A0202-12-0030-17
、萘二甲醯亞胺、酞青素、三
Figure 106137528-A0202-12-0030-18
中任一者的骨架者。
<反射薄膜的製造方法>
接著,以下以包含熱塑性樹脂A、B的反射薄膜為例,說明第1反射薄膜的較佳的製造方法。當然本發明不應解釋為限於這樣的例子。此外,此反射薄膜的積層構造係能夠藉由與日本特開2007-307893號公報的[0053]~[0063]段記載的內容同樣的方法簡便地實現者。
以顆粒等的形態準備熱塑性樹脂。顆粒係根據需要,在熱風中或者是真空下予以乾燥後,供給至各自的擠出機。此外,在反射薄膜中包含紫外線吸收劑的情況,準備預先在熱塑性樹脂中混練了紫外線吸收劑的顆粒,或在擠出機將熱塑性樹脂和紫外線吸收劑進行混練。在擠出機內,加熱熔融至熔點以上的樹脂係用傳動幫浦(gear pump)等將樹脂的擠出量均勻化,透過過濾器等移除異物或經改性的樹脂等。這些樹脂以模成形為目的的形狀後,被吐出。然後,將從模所吐出的被積層為多層的薄片擠出在澆鑄鼓輪等的冷卻體上,並予以冷卻固化,得到澆鑄薄膜。此時,較佳為使用線狀、帶狀、針狀或者是刀狀等的電極,利用靜電力使其緊貼於澆鑄鼓輪等的冷卻體而使其急冷固化。此外,亦較佳為從狹縫狀、點狀、面狀的裝置吹出空氣使其緊貼於澆鑄鼓輪等的冷卻體而使其急冷固化,或以夾持輥使其緊貼於冷卻體而使其急冷固化的方法。
此外,使用2台以上的擠出機,將A層所使用的熱塑性樹脂和與其不同的熱塑性樹脂B的複數個樹脂從不同的流路送出,送入多層積層裝置。就多層積層裝置而言,能夠使用多重歧管模、或供料塊、或靜態攪拌器等,特別是,為了效率佳地得到本發明的結構,較佳為使用具有11個以上的微細狹縫的供料塊。若使用這樣的供料塊,則不會有裝置極端地大型化的情形,因此熱劣化所產生的異物少,即使是在積層數極端地多的情況,也可以進行高精度的積層。此外,與現有技術相 比,寬度方向的積層精度大大地提高。此外,此裝置能夠以狹縫的形狀(長度、寬度)調整各層的厚度,因此是可以達成任意的層厚者。
將依此方式操作而形成為所要的層結構的熔融多層積層體導向模,與上述同樣地得到澆鑄薄膜。
依此方式操作所得到的澆鑄薄膜較佳為進行二軸拉伸。此處,二軸拉伸係指在長邊方向及寬度方向上進行拉伸。拉伸,可以逐次地在兩方向上進行拉伸,也可以同時地在兩方向上進行拉伸。此外,可以進一步地在長邊方向及/或寬度方向上進行再拉伸。
首先針對逐次二軸拉伸的情況進行說明。此處,朝長邊方向的拉伸,係指供對薄膜給予長邊方向的分子配向用的拉伸,通常是利用輥的圓周速度差來施加,此拉伸可以以1階段進行,或者也可以使用複數根的輥對而多階段地進行。就拉伸的倍率而言,係依樹脂的種類而不同,通常較佳為2~15倍,在構成反射薄膜的樹脂中任一者使用聚對苯二甲酸乙二酯的情況,可特佳地使用2~7倍。此外,就拉伸溫度而言,較佳為構成反射薄膜的樹脂的玻璃轉移溫度~玻璃轉移溫度+100℃。
可以根據需要,對依此方式操作所得到的經一軸拉伸的薄膜施加電暈處理或火燄處理、電漿處理等的表面處理後,利用連線式塗布(in-line coating)賦予易滑性、易接著性、抗靜電性等的功能。特別是,較佳為在形成包含反射薄膜和顏色轉換薄片的積層構件之際,將成為折射率比成為反射薄膜的最表層的熱塑性樹 脂A低,比成為顏色轉換構件的最表層的薄膜的折射率高的樹脂進行連線式塗布。
接著,寬度方向的拉伸係指供對薄膜給予寬度方向的配向用的拉伸,通常使用拉幅機,一邊用夾具挾持薄膜的兩端一邊進行搬送,在寬度方向上進行拉伸。就拉伸的倍率而言,係依樹脂的種類而不同,通常較佳為2~15倍,在構成反射薄膜的樹脂中任一者使用聚對苯二甲酸乙二酯的情況,可特佳地使用2~7倍。特別是本發明的反射薄膜,較佳為橫向拉伸倍率設為4倍以上,藉由提高橫向拉伸倍率,可有效地提高反射頻帶的均勻性、平均反射率的均勻性、相關係數。此外,就拉伸溫度而言,較佳為構成反射薄膜的樹脂的玻璃轉移溫度~玻璃轉移溫度+120℃。
依此操作而經二軸拉伸的薄膜,為了賦予平面性、尺寸穩定性,較佳為在拉幅機內進行拉伸溫度以上熔點以下的熱處理。藉由進行熱處理,成形用薄膜的尺寸穩定性提高。依此方式操作予以熱處理後,均勻地慢慢冷卻後,冷卻至室溫並予以捲取。此外,可以根據需要,在從熱處理慢慢冷卻之際併用鬆弛處理。
接著針對同時二軸拉伸的情況進行說明。在同時二軸拉伸的情況,可以根據需要,對所得到的澆鑄薄膜施加電暈處理、火燄處理、電漿處理等的表面處理後,利用連線式塗布賦予易滑性、易接著性、抗靜電性等的功能。
接著,將澆鑄薄膜導向同時二軸拉幅機,一邊用夾具挾持薄膜的兩端一邊進行搬送,在長邊方向和寬度方向上同時及/或階段性地進行拉伸。就同時二軸拉伸機而言,有比例畫器(pantograph)方式、螺桿方式、驅動馬達方式、線性馬達方式,較佳為可以任意地變更拉伸倍率,能夠在任意的場所進行鬆弛處理的驅動馬達方式或者是線性馬達方式。就拉伸的倍率而言,係依樹脂的種類而不同,以面積倍率來說,通常較佳為6~50倍,在構成反射薄膜的樹脂中任一者使用聚對苯二甲酸乙二酯的情況,以面積倍率來說,可特佳地使用8~30倍。特別是在同時二軸拉伸的情況,為了抑制面內的配向差,較佳為以將長邊方向和寬度方向的拉伸倍率設為相同,並且拉伸速度也成為幾乎相等的方式進行。此外,就拉伸溫度而言,較佳為構成反射薄膜的樹脂的玻璃轉移溫度~玻璃轉移溫度+120℃。
依此操作而經二軸拉伸的薄膜,為了賦予平面性、尺寸穩定性,較佳為接著在拉幅機內進行拉伸溫度以上熔點以下的熱處理。在此熱處理之際,為了抑制寬度方向上的主配向軸的分布,較佳為在即將進入熱處理區前及/或剛進入熱處理區後瞬間在長邊方向上進行鬆弛處理。依此方式操作予以熱處理後,均勻地慢慢冷卻後,冷卻至室溫並予以捲取。此外,可以根據需要,在從熱處理慢慢冷卻之際在長邊方向及/或寬度方向上進行鬆弛處理。在即將進入熱處理區前及/或剛進入熱處理區後瞬間在長邊方向上進行鬆弛處理。
亦較佳為如下述,將所得到的反射薄膜,在表面形成凹凸形狀。就形成凹凸形狀的方法而言,可舉出:(a)使用模具的模具轉印方法;(b)直接加工基材表面的方法等。若針對(a)模具轉印方法進一步詳述,則可舉出:(a1)在已將模具或/及上述基材的狀態下使模具加壓、壓接而進行賦形的方法;(a2)在上述基材的表面積層光或熱硬化性樹脂,將模具按壓在其表面,藉由活性能量線的照射、或加熱來使樹脂硬化而進行賦形的方法;(a3)將預先填充在模具凹部的樹脂轉印在基材上的方法等。
此外,就(b)直接加工基材表面的方法而言,可舉出:(b1)使用切削治具等機械地切削成所要形狀的方法;(b2)利用噴沙法進行切削的方法;(b3)利用雷射進行切削的方法;(b4)在基材表面積層光硬化性樹脂,使用光微影或光干涉曝光法等的手法將該基材的表面加工成所要形狀的方法等。
它們當中,從生產性的觀點來看,(a)模具轉印方法是更佳的製造方法,但也可以組合這些製程(process),藉由選擇適宜製程,能夠得到具備了要求的凹凸形狀的反射薄膜。
<反射薄膜和顏色轉換構件的貼合>
在本發明中第1反射薄膜和顏色轉換構件能夠透過顏色轉換構件接著層進行貼合而一體化。
除此之外,本發明的光源單元也可以具有反射薄膜、導光板、擴散板、擴散薄膜、集光薄膜、偏光反射性薄膜等的光學薄膜。
<光源單元>
基於本發明的光源單元係至少包含光源、第1反射薄膜及顏色轉換構件的結構。對於光源和顏色轉換構件的配置方法,若為在光源與顏色轉換薄膜之間包含反射薄膜的結構,便沒有特別的限定。可以採用將顏色轉換構件塗布在與光源分開的薄膜或玻璃等的結構,可以用作彩色濾光片的替代品。
本發明的光源單元能夠用於顯示器、照明、室內裝飾品、標識、招牌等用途,但特別適合用於顯示器或照明用途。
實施例
以下,舉出實施例說明本發明,但本發明不限於這些例子。
<光源之發光強度、發光頻帶的測定>
將NA0.22的光纖安裝在濱松Photonics製的迷你分光光度器(C10083MMD),測量光源之光。針對所得到的發光光譜,將顯示最大強度的波長設為光源的發光波峰波長,以顯示光源的發光波峰波長的發光強度的50%以上的強度的發光頻帶作為光源的發光頻帶。
<顏色轉換構件之發光強度、出光頻帶的測定>
將NA0.22的光纖安裝在濱松Photonics製的迷你分光光度器(C10083MMD),測量從照射了光源之光的顏色轉換構件出光的光。針對所得到的發光光譜,將除光源的發光波峰波長之外的波長當中顯示最大強度的波長設 為顏色轉換構件的出光波峰波長(波峰波長1),將顯示顏色轉換構件的出光波峰波長的出光強度的50%以上的強度的頻帶設為顏色轉換構件的出光頻帶。又,本申請案中使用的顏色轉換構件係除上述所定義的出光波峰波長之外也有極大點存在者,因此將該極大點的波長設為第2發光波峰波長(波峰波長2)。
<反射薄膜之反射率、反射頻帶的測定>
將附屬的角度可變透射裝置和附屬的Glan Taylor公司製的偏光子安裝在日立製作所製的分光光度計(U-4100 Spectrophotomater),測定入射角度
Figure 106137528-A0202-12-0037-19
=10度、20度、30度、40度及60度的波長250~1600nm的P波反射率及S波反射率以及入射角度
Figure 106137528-A0202-12-0037-20
=0度的波長250~1600nm的透射率。測定條件:狹縫設為2nm(可見光)/自動控制(紅外光),增益設定為2,將掃描速度設為600nm/分鐘。樣品係假設65吋,從薄膜長邊方向起以45cm間隔,從薄膜寬度方向起以70cm間隔切出5cm×10cm進行測定。此外,反射率係在薄膜兩面進行測定,以成為較高反射率的結果作為反射率。各個參數係依如下的方法求出。
<反射薄膜的低波長端.高波長端、λ1、λ2>
針對上述所得到的反射光譜,按各波長算出使用P波和S波的平均值的平均反射光譜,在將波長400~1600nm的最大反射率設為Rmax(%)之際,在成為Rmax/2(%)以上的波長當中,將為最低波長且為400nm以上的波長設為反射薄膜之反射頻帶的低波長端,將為 最長波長且為1600nm以下的波長設為反射薄膜之反射頻帶的長波長端。同樣地,在低波長端附近,將成為Rmax/4(%)的波長設為λ1,將成為Rmax×3/4的波長設為λ2。
<光源之發光頻帶的平均透射率>
針對上述所得到的透射光譜,按各波長使用P波和S波的平均值算出平均透射光譜,對於此平均透射光譜而算出與上面求出的光源的發光頻帶相應的波長範圍的平均透射率。
<光源之發光頻帶的P波的反射率>
針對上述所得到的反射光譜,對於P波的反射光譜而算出與上面求出的光源的發光頻帶相應的波長範圍的平均反射率。
<顏色轉換構件之出光頻帶的最大及平均反射率>
針對上述所得到的反射光譜,按各波長算出使用P波和S波的平均值的平均反射光譜,對於此平均反射光譜而算出與上面求出的顏色轉換構件的出光頻帶相應的波長範圍的最大反射率及平均反射率。
<相關係數>
針對上述所得到的反射光譜,按各波長算出使用P波和S波的平均值的平均反射光譜,分別針對薄膜寬度方向及長邊方向的末端的薄膜樣品,算出與薄膜樣品中央的平均反射光譜的波長400~800nm區間的相關係數,得到4個相關係數。其中,將成為最小的值的相關係數設為相關係數的最小值。
<亮度的測定>
作為評價用之包含光源的光源單元而使用了Kindle Fire HD X 7的光源單元。本背光的發光頻帶為440~458nm。使用CA-2000(Konika Minolta(股)),將附屬的CCD照相機以對於光源單元面成為正面的方式設置在距背光表面90cm的地點,測定使用此光源單元作為包含附屬的導光板、Toray製的具備空隙的白色反射薄膜(E60L)、顏色轉換構件(也有包含反射薄膜和顏色轉換構件的積層構件的情況)、附屬的稜鏡薄膜、附屬的偏光反射薄膜的光源單元的情況的亮度,依以下的指標進行比較並判斷合格與否。此外,基於用Toray製的黑色薄膜(100×30)遮蔽顯示器的一半時的非遮蔽部和遮蔽部的亮度比,用以下的基準判斷對比度。
亮度不均
◎:面內5個部位的亮度差為空白對比1%以下
○:面內5個部位的亮度差為空白對比2%以下
×:面內5個部位的亮度差超過空白對比2%。
對比度
◎:非遮蔽部的亮度/遮蔽部的亮度為1000以上
○:非遮蔽部的亮度/遮蔽部的亮度為500以上
×:非遮蔽部的亮度/遮蔽部的亮度為500以下
<耐光性試驗>
作為評價用之包含光源的光源單元,而使用Kindle Fire HD X 7的光源單元,以50℃氣體環境下光源打開條件進行1000小時試驗,使用Konika Minolta Sensing股 份有限公司製的分光放射亮度計實施試驗前後的色調、亮度的評價,以Suga試驗機(股)製的霧度計(HGM-2DP)實施霧度的評價。判定基準如下。
◎:試驗前後的△u’v’小於0.01,亮度變化小於1%,△霧度小於1.5%
○:試驗前後的△u’v’小於0.02,亮度變化小於5%,△霧度小於1.5%
×:試驗前後的△u’v’為0.02以上,亮度變化為5%以上,△霧度為1.5%以上。
(合成例1)
綠色轉換材料G-1的合成方法
將3,5-二溴苯甲醛(3.0g)、4-第三丁基苯基硼酸(5.3g)、肆(三苯基膦)鈀(0)(0.4g)、碳酸鉀(2.0g)放入燒瓶中,進行氮氣置換。向其加入經脫氣的甲苯(30mL)及經脫氣的水(10mL),進行4小時回流。將反應溶液冷卻至室溫,在將有機層進行分液後用飽和食鹽水進行清洗。用硫酸鎂將此有機層進行乾燥,過濾後將溶媒蒸餾去除。藉由氧化矽凝膠層析將所得到的反應生成物進行精製,以白色固體的形式得到3,5-雙(4-第三丁基苯基)苯甲醛(3.5g)。
將3,5-雙(4-第三丁基苯基)苯甲醛(1.5g)與2,4-二甲基吡咯(0.7g)放入反應溶液,加入脫水二氯甲烷(200mL)及三氟乙酸(1滴),氮氣環境下攪拌4小時。加入2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯并醌(0.85g)的脫水二氯甲 烷溶液,進一步攪拌1小時。反應結束後,加入三氟化硼二乙基醚錯合物(7.0mL)及二異丙基乙基胺(7.0mL),攪拌4小時後,進一步加水(100mL)進行攪拌,將有機層進行分液。用硫酸鎂將此有機層進行乾燥,過濾後將溶媒蒸餾去除。藉由氧化矽凝膠層析將所得到的反應生成物進行精製,得到下述所示的化合物G-1 0.4g(收率18%)。
(合成例2)
紅色轉換材料R-1的合成方法
氮氣流下,將4-(4-第三丁基苯基)-2-(4-甲氧基苯基)吡咯300mg、2-甲氧基苯甲醯氯201mg與甲苯10ml的混合溶液,以120℃加熱6小時。冷卻至室溫後,進行蒸發。用乙醇20ml進行清洗,進行真空乾燥後,得到2-(2-甲氧基苯甲醯基)-3-(4-第三丁基苯基)-5-(4-甲氧基苯基)吡咯260mg。
接著,氮氣氣流下,將2-(2-甲氧基苯甲醯基)-3-(4-第三丁基苯基)-5-(4-甲氧基苯基)吡咯260mg、4-(4-第三丁基苯基)-2-(4-甲氧基苯基)吡咯180mg、甲磺酸酐206mg與經脫氣的甲苯10ml的混合溶液,以125℃加熱7小時。冷卻至室溫後,注入水20ml,用二氯甲烷30ml進行萃取。用水20ml將有機層清洗兩次,進行蒸發,進行真空乾燥。
接著,氮氣流下,將所得到的吡咯亞甲基體與甲苯10ml的混合溶液加入二異丙基乙基胺305mg、三氟化硼二乙基醚錯合物670mg,在室溫下攪拌3小時。 注入水20ml,用二氯甲烷30ml進行萃取。用水20ml將有機層清洗兩次,用硫酸鎂進行乾燥,進行蒸發。藉由氧化矽凝膠層析進行精製,進行真空乾燥後,得到紅紫色粉末0.27g。
(實施例1)
反射薄膜係依以下所示的方法得到。
作為熱塑性樹脂A而使用了聚對萘二甲酸乙二酯(PEN)。此外,作為熱塑性樹脂B而使用了將不具有熔點的非晶形樹脂的環己烷二甲醇共聚合的對苯二甲酸乙二酯(PETG)。將準備的結晶性聚酯和熱塑性樹脂B分別投入2台單軸擠出機,使其在280℃下熔融,進行混練。接著,分別透過5片FSS型的葉片圓盤型過濾器後,一邊以傳動幫浦進行計量,一邊以狹縫數11個且以最表層厚度成為薄膜厚度的5%的方式所設計的積層裝置使其進行合流,製成在厚度方向上交替地積層11層的積層體。製成積層體的方法,依照日本特開2007-307893號公報[0053]~[0056]段的記載進行。此處,狹縫長度、間隔係全部設為一定。所得到的積層體係熱塑性樹脂A為6層,熱塑性樹脂B為5層,具有在厚度方向上交替地積層的積層構造。將噴嘴內部的加寬比的將噴嘴模唇的薄膜寬度方向長度除以噴嘴的流入口部的薄膜寬度方向的長度的值設為2.5。
用設定為130℃的輥群將所得到的澆鑄薄膜加熱後,在拉伸區間長度100mm之間,一邊利用輻射加熱器從薄膜兩面進行急速加熱,一邊在薄膜長邊方向 上進行3.3倍拉伸,然後暫時冷卻。接著,在空氣中對此一軸拉伸薄膜的兩面施加電暈放電處理,將基材薄膜的潤濕張力設為55mN/m,在該處理面塗布包含(玻璃轉移溫度為18℃的聚酯樹脂)/(玻璃轉移溫度為82℃的聚酯樹脂)/平均粒徑100nm的氧化矽粒子的積層形成膜塗液,形成透明.易滑.易接著層。該易接著層的折射率為1.57。
將此一軸拉伸薄膜導向拉幅機,用110℃的熱風預熱後,在130℃的溫度下在薄膜寬度方向上拉伸4.5倍。此處的拉伸速度和溫度設為一定。經拉伸的薄膜係直接在拉幅機內以240℃的熱風進行熱處理,接著以相同溫度條件在寬度方向上施加2%的鬆弛處理,進一步在急冷至100度後在寬度方向上施加5%的鬆弛處理,然後,得到了捲取反射薄膜。
顏色轉換構件係依照以下所示的方法得到。
作為黏結劑樹脂而使用丙烯酸樹脂1(SP值=9.5(cal/cm3)0.5),且相對於黏結劑樹脂100重量份,混合作為發光材料(a)的0.25重量份的化合物G-1、作為溶劑的400重量份的甲苯後,使用行星式攪拌.脫泡裝置”MAZERUSTAR-KK-400”(Kurabo製),以300rpm進行攪拌.脫泡20分鐘,得到(A)層製作用的顏色轉換組成物。同樣地,作為黏結劑樹脂而使用聚酯樹脂1(SP值=10.7(cal/cm3)0.5),且相對於黏結劑樹脂100重量份,混合作為發光材料(b)的0.017重量份的化合物R-1、作為溶劑的300重量份的甲苯後,使用行星式攪拌.脫泡裝 置”MAZERUSTAR-KK-400”(Kurabo製),以300rpm進行攪拌.脫泡20分鐘,得到(B)層製作用的顏色轉換組成物。
接著,使用狹縫模塗布機,將(A)層製作用的顏色轉換組成物塗布在厚度50μm的PET薄膜上,在100℃下進行加熱、乾燥20分鐘形成平均膜厚16μm的(A)層。同樣地,使用狹縫模塗布機,將(B)層製作用的顏色轉換組成物塗布在基材層的光擴散薄膜”Chemical Matte”125PW(Kimoto(股)製,厚度138μm)的PET基材層側,在100℃下進行加熱、乾燥20分鐘形成平均膜厚48μm的(B)層。
接著,以(A)層和(B)層直接積層的方式將上述2個單元進行加溫層疊,從而得到顏色轉換構件。
將所得到的包含反射薄膜、顏色轉換構件的光源單元的評價結果顯示在表1,亮度若與不使用反射薄膜的比較例1相比,則亮度稍微提高。
(實施例2)
作為熱塑性樹脂A而使用了熔點為258℃的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)。此外,作為熱塑性樹脂B而使用不具有熔點的非晶形樹脂之將螺甘油25mol%、環己烷二甲酸30mol%共聚合的對苯二甲酸乙二酯(PE/SPG.T/CHDC),且使用設包含熱塑性樹脂A之A層的層數為51層而包含熱塑性樹脂B之B層的層厚為50層的反射薄膜,與實施例1同樣地得到了澆鑄薄膜。
用設定為72~78℃的輥群將所得到的澆鑄薄膜加熱後,在拉伸區間長度100mm之間,一邊利用輻射加熱器從薄膜兩面進行急速加熱,一邊在薄膜長邊方向上進行3.3倍拉伸,然後暫時冷卻。接著,在空氣中對此一軸拉伸薄膜的兩面施加電暈放電處理,將基材薄膜的潤濕張力設為55mN/m,在該處理面塗布包含(玻璃轉移溫度為18℃的聚酯樹脂)/(玻璃轉移溫度為82℃的聚酯樹脂)/平均粒徑100nm的氧化矽粒子的積層形成膜塗液,形成透明.易滑.易接著層。該易接著層的折射率為1.57。
將此一軸拉伸薄膜導向拉幅機,用110℃的熱風預熱後,在130℃的溫度下在薄膜寬度方向上拉伸4.5倍。此處的拉伸速度和溫度設為一定。經拉伸的薄膜係直接在拉幅機內以240℃的熱風進行熱處理,接著以相同溫度條件在寬度方向上施加2%的鬆弛處理,進一步在急冷至100度後在寬度方向上施加5%的鬆弛處理,然後,得到捲取反射薄膜。
將所得到的反射薄膜、顏色轉換構件以及包含其的光源單元的評價結果顯示在表1,若與層數少的實施例1相比,則可看到明顯的亮度提高。
(實施例3)
除了將包含熱塑性樹脂A的A層的層數設為101層,且將包含熱塑性樹脂B的B層的層厚設為100層外,係與實施例2同樣地操作而得到了反射薄膜以及顏色轉換構件。
將所得到的反射薄膜、顏色轉換構件以及包含其的光源單元的評價結果顯示在表1,若與層數少的實施例2相比,則可看到亮度進一步提高。
(實施例4)
除了將包含熱塑性樹脂A的A層的層數設為301層,且將包含熱塑性樹脂B的B層的層厚設為300層外,係與實施例2同樣地操作而得到了反射薄膜以及顏色轉換構件。
將所得到的反射薄膜、顏色轉換構件以及包含其的光源單元的評價結果顯示在表1,可看到明顯的亮度提高。
(實施例5)
除了將反射薄膜的反射頻帶設為比實施例1還長波長,且進行調整使對於反射薄膜的薄膜面以入射角度30°被射入之情況的光源之光透射外,係與實施例4同樣地操作而得到了反射薄膜以及顏色轉換構件。
將所得到的反射薄膜、顏色轉換構件以及包含其的光源單元的評價結果顯示在表1,藉由使反射頻帶比實施例4還往長波長移動,在從正面測定的亮度測定中可看到亮度稍微降低。
(實施例6)
除了在導光板與第2反射薄膜之間插入顯示以下特性的層數601層的積層薄膜(第3反射薄膜)外,係與實施例4同樣地操作而得到了反射薄膜以及顏色轉換構件。
長波長端:~570nm
光源之發光頻帶的平均反射率(10°射入):91%
光源之發光頻帶的平均透射率(60°射入):81%
將所得到的反射薄膜、顏色轉換構件以及包含其的光源單元的評價結果顯示在表1,藉由插入第3反射薄膜,成為正面亮度進一步提高,面內的亮度不均也進一步獲得改善者。
(實施例7)
除了將反射薄膜的朝薄膜寬度方向的拉伸倍率設為3.5倍外,係與實施例4同樣地操作而得到了反射薄膜以及顏色轉換構件。
將所得到的反射薄膜、顏色轉換構件以及包含其的光源單元的評價結果顯示在表1,可看到與實施例4同等水準的亮度提高效果。另一方面,反映反射薄膜的低波長端或平均反射率、相關係數的降低,可看到亮度不均比實施例4稍微惡化的傾向。
(實施例8)
除了將反射薄膜的表層厚度設為薄膜厚度比3%外,係與實施例4同樣地操作而得到了反射薄膜以及顏色轉換構件。
將所得到的反射薄膜、顏色轉換構件以及包含其的光源單元的評價結果顯示在表1,可看到與實施例4同等水準的亮度提高效果。另一方面,反映反射薄膜的低波長端或平均反射率、相關係數的降低,可看到亮度不均比實施例4惡化的傾向。
(實施例9)
除了將反射薄膜的表層厚度設為薄膜厚度比0.5%,且將朝薄膜寬度方向的拉伸倍率設為3.5倍外,係與實施例4同樣地操作而得到了反射薄膜以及顏色轉換構件。
將所得到的反射薄膜、顏色轉換構件以及包含其的光源單元的評價結果顯示在表1,可看到比實施例4稍低但亮度提高的效果,另一方面反映反射薄膜的低波長端或平均反射率、相關係數的降低,可看到亮度不均比實施例4惡化的傾向。
(實施例10)
除了使用不包含空隙的3M製的ESR取代Toray製的具備空隙的白色反射薄膜(E60L)來作為第2反射薄膜外,係與實施例4同樣地得到了光源單元。將結果顯示在表1,反映第2反射薄膜的反射行為的差異,可看到亮度降低的傾向。
(實施例11)
除了使用Sony製TV的KD-65X9500B所使用的光源作為光源外,與實施例4同樣地得到了光源單元。將結果顯示在表1,反映第2反射薄膜的反射行為的差異,可看到亮度增加的傾向。
(實施例12)
除了以相對於熱塑性樹脂B整體成為7.5wt%的方式,向熱塑性樹脂B添加分子量為650g/mol、吸收最大波長為346nm的苯并三唑系的紫外線吸收劑(2,2’-亞甲 基雙(4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)酚)作為紫外線吸收劑外,係與實施例4同樣地操作而得到了反射薄膜以及顏色轉換構件。
將所得到的顏色轉換構件光源單元的評價結果顯示在表1,成為可看到與實施例4同等水準的亮度提高效果,且耐光性試驗後也看不到明顯的亮度.顏色的變化者。
(實施例13)
除了以相對於熱塑性樹脂B整體成為6wt%的方式,向熱塑性樹脂B添加分子量為700g/mol且吸收最大波長為355nm的三
Figure 106137528-A0202-12-0049-21
系紫外線吸收劑(2,4,6-參(2-羥基-4-己基氧基-3-甲基苯基)-s-三
Figure 106137528-A0202-12-0049-22
)外,係與實施例4同樣地操作而得到了反射薄膜以及顏色轉換構件。
將所得到的顏色轉換構件光源單元的評價結果顯示在表1,成為可看到與實施例4同等水準的亮度提高效果,且耐光性試驗後也認不出與未實施試驗的光源單元有差異者。
(實施例14)
除了向熱塑性樹脂B添加三
Figure 106137528-A0202-12-0049-23
系紫外線吸收劑(2,4,6-參(2-羥基-4-己基氧基-3-甲基苯基)-s-三
Figure 106137528-A0202-12-0049-24
)(相對於熱塑性樹脂B整體為0.4wt%)、和苯并三唑系的紫外線吸收劑(2,2’-亞甲基雙(4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)酚)(相對於熱塑性樹脂B整體為0.4wt%)外,係與實施例4同樣地操作而得到了反射薄膜以及顏色轉換構件。
所得到的反射薄膜,係以相對於構成包含硬化性樹脂的層的樹脂組成物整體成為3wt%的方式,將吸收最大波長為393nm的吲哚系色素添加於活性能量線硬化型丙烯酸樹脂(Aica工業(股)製的Aica-Aitron Z-850[折射率:1.518])作成硬塗劑,使用棒塗布機均勻地進行塗布。硬塗劑的固體成分濃度係藉由以成為全體中30wt%的方式加入甲基乙基酮溶媒來適宜調整。用線棒(wire bar)塗布作成的硬塗劑後,在保持在80℃下的烘箱內乾燥1~2分鐘使甲基乙基酮溶媒揮發,接著,用設在距硬化性樹脂層的表面13cm高度處的具有120W/cm2的照射強度的集光型高壓水銀燈(Eyegraphics(股)製的H04-L41),以累積照射強度成為180mJ/cm2的方式照射紫外線,使其硬化,得到在反射薄膜上以塗膜厚度2μm積層了硬塗層的反射薄膜。
將所得到的顏色轉換構件光源單元的評價結果顯示在表1,成為可看到與實施例4同等水準的亮度提高效果,且耐光性試驗後也認不出與未實施試驗的外觀及狀態有差異者。
(比較例1)
除了作成不使用反射薄膜的結構外,係與實施例1同樣地使用顏色轉換構件而形成了光源單元。
將光源單元的評價結果顯示在表1,但與實施例1~7中任一者相比都為低亮度。
(比較例2)
除了將反射薄膜的反射頻帶設為比實施例1還短波長,且進行調整使對於反射薄膜的薄膜面以入射角度0°被射入之情況的光源之光一部分反射外,係與實施例4同樣地操作而得到了反射薄膜以及顏色轉換構件。
將所得到的反射薄膜、顏色轉換構件以及包含其的光源單元的評價結果顯示在表1,反映光源之光的對於薄膜面垂直之方向的透射率也降低而亮度大幅惡化。
(比較例3)
除了將反射薄膜的反射頻帶設為比實施例1還長波長,且進行調整使對於反射薄膜的薄膜面以入射角度60°被射入之情況的光源之光透射外,係與實施例4同樣地操作而得到了反射薄膜以及顏色轉換構件。
將所得到的反射薄膜、顏色轉換構件以及包含其的光源單元的評價結果顯示在表1,但由於不論入射角度為何皆將光源之光透射,因此無法確認正面亮度提升效果。
Figure 106137528-A0202-12-0052-1
本申請案係基於2016年11月07日申請的日本專利申請案特願2016-216898者,其內容係作為參照被併入本文。

Claims (11)

  1. 一種光源單元,其係包含光源、顏色轉換構件、及反射薄膜之光源單元,該顏色轉換構件係將從該光源所射入的入射光轉換為比該入射光還長波長的光,該反射薄膜係存在於該光源與顏色轉換構件之間,將垂直射入面向光源之薄膜面的光源之光透射,且將垂直射入面向顏色轉換構件之薄膜面的從顏色轉換構件出光的光反射;且該反射薄膜關於光源之光當中P波的反射率,在將對於反射薄膜面以20°、40°、60°的角度射入時的反射率設為R20(%)、R40(%)、R60(%)的情況,為R20<R40<R60,該P波係指與薄膜面正交且與包含光的光軸方向的入射面平行地振動的光,而該反射薄膜滿足下述式(1),|λ1-λ2|≦50(其中,λ1<λ2) (1)λ1:在反射薄膜之反射頻帶的低波長端附近,反射率成為最大反射率的1/4的波長(nm),λ2:在反射薄膜之反射頻帶的低波長端附近,反射率成為最大反射率的3/4的波長(nm)。
  2. 如請求項1的光源單元,其係關於該反射薄膜,測量光源的發光光譜,將顯示發光光譜的最大強度的波長當成光源的發光波峰波長,取顯示光源的發光波峰波長處之發光強度的50%以上的強度之發光頻帶當成光源的發光頻帶,且在將波長400~1600nm中的最大反射率設為 Rmax(%)之際,在將成為Rmax/2(%)的波長當中為最低波長且400nm以上的波長設為反射薄膜之反射頻帶的低波長端之際,對於面向光源之薄膜面60°射入之反射頻帶的低波長端,係位於比光源之發光頻帶的長波長端還低處。
  3. 如請求項1的光源單元,其係在該反射薄膜的長邊方向或者短邊方向的任一者中,中央以及兩末端的3點之反射頻帶的低波長端之最大值和最小值的差為30nm以下。
  4. 如請求項1的光源單元,其中該反射薄膜係將以60°的角度射入面向顏色轉換構件之薄膜面之從顏色轉換構件所出光的光以下述計算方法計算反射至少30%以上的薄膜,<計算方法>將附屬的角度可變透射裝置和附屬的Glan Taylor公司製的偏光子安裝在日立製作所製的分光光度計(U-4100 Spectrophotomater),測定入射角度φ=10度、20度、30度、40度及60度的波長250~1600nm的P波反射率及S波反射率以及入射角度φ=0度的波長250~1600nm的透射率,針對上述所得到的反射光譜,按各波長算出使用P波和S波的平均值的平均反射光譜,對於此平均反射光譜而算出與上面求出的顏色轉換構件的出光頻帶相應的波長範圍的平均反射率。
  5. 5.如請求項1的光源單元,其係在該反射薄膜的顏色轉換構件的相反側進一步設有導光板而成,且在導光板 的側面設有該光源而成。
  6. 如請求項5的光源單元,其係在該導光板的與反射薄膜為相反的側具備第2反射薄膜,第2反射薄膜包含有空隙而成。
  7. .如請求項6的光源單元,其係在該第2反射薄膜與導光板之間進一步具備第3反射薄膜,該第3反射薄膜係將垂直射入面向光源之薄膜面的光源之光反射,且將以60°的角度射入面向顏色轉換構件之薄膜面的光源之光透射的薄膜。
  8. 如請求項1的光源單元,其中該反射薄膜係吸收或反射紫外線。
  9. 如請求項8的光源單元,其係該反射薄膜在距光源之發光頻帶的低波長端低20nm的波長之光的透射率為10%以下。
  10. 如請求項1的光源單元,其中該反射薄膜係將不同的複數個熱塑性樹脂交替地積層11層以上而成的積層薄膜。
  11. 一種液晶顯示器,其係包含如請求項1的光源單元和液晶模組而成。
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