WO2021065532A1 - 発光装置 - Google Patents

発光装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2021065532A1
WO2021065532A1 PCT/JP2020/035195 JP2020035195W WO2021065532A1 WO 2021065532 A1 WO2021065532 A1 WO 2021065532A1 JP 2020035195 W JP2020035195 W JP 2020035195W WO 2021065532 A1 WO2021065532 A1 WO 2021065532A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light emitting
liquid crystal
wavelength
light
film
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/035195
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
竜二 実藤
Original Assignee
富士フイルム株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 富士フイルム株式会社 filed Critical 富士フイルム株式会社
Priority to JP2021550599A priority Critical patent/JP7190587B2/ja
Publication of WO2021065532A1 publication Critical patent/WO2021065532A1/ja

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/26Reflecting filters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58Optical field-shaping elements
    • H01L33/60Reflective elements

Definitions

  • the present invention relates to a light emitting device used for a backlight of a liquid crystal display device or the like.
  • LCDs Liquid Crystal Display
  • LCDs Liquid Crystal Display
  • their applications are expanding year by year as space-saving image display devices.
  • further improvement in dynamic range, power saving, improvement in color reproducibility, and the like are required as performance improvement.
  • a backlight form called a direct type which enables in-plane partial drive, so-called local dimming, is preferably used.
  • the direct type backlight is a type of backlight that irradiates planar light by irradiating light from a light emitting element (light source) such as a two-dimensionally arranged LED (Light Emitting Diode). .. Therefore, in the direct type backlight, in order to make the in-plane (plane direction) brightness uniform, it is necessary to use an optical member such as a diffuser plate and a prism sheet to make the light uniform. Further, in order to make the in-plane brightness uniform, it is necessary to provide a certain gap between the light emitting element and the optical member. Therefore, it is inevitable that the direct-type backlight using a diffuser plate, a prism sheet, or the like becomes thick.
  • a light emitting element such as a two-dimensionally arranged LED (Light Emitting Diode). .. Therefore, in the direct type backlight, in order to make the in-plane (plane direction) brightness uniform, it is necessary to use an optical member such as a diffuser plate
  • Recent displays are required to be thinner.
  • a method of making the light distribution of the light emitting element a butt wing is effective as a method of achieving both thinning and uniformity of the brightness distribution without the need for a diffuser plate or the like.
  • a method of converting the light distribution of the light emitting element into a butt wing a method of arranging a lens that distributes light in a direction inclined with respect to the optical axis is known corresponding to each light emitting element.
  • the direct type backlight has a large number of light emitting elements.
  • light emitting elements such as LEDs have been miniaturized, and the distance between the light emitting elements has become shorter. Therefore, it takes a lot of time and effort to arrange the lenses so that the optical axes are aligned with each light emitting element.
  • Patent Document 1 describes a light emitting element, a reflective member surrounding the light emitting element, a transparent member having a flat upper surface installed so as to cover the upper part of the light emitting element, and a transparent member. It is equipped with a DBR (Distributed Bragg Reflector) film installed on the upper surface, and the incident angle is greater than 0 ° in the relationship between the incident angle of the light emitted by the light emitting element and incident on the DBR film and the transmittance of the DBR film.
  • DBR Distributed Bragg Reflector
  • the DBR film is, for example, a film composed of a multilayer film of a dielectric of an inorganic compound such as SiO 2 and TiO 2.
  • the transmittance of the light incident at an incident angle of 0 ° (normal direction) is lowered, the transmittance of the incident light at a certain incident angle is increased, and the light distribution of the light emitting element is increased.
  • the DBR film is a film, it is thinner than the lens. Therefore, by using the DBR film, it is possible to reduce the thickness of the direct type backlight.
  • the substrate on which the light emitting element is mounted tends to warp due to heat generation of the light emitting element or the like.
  • warpage of the substrate is likely to occur, so that warpage of the substrate becomes a big problem.
  • An object of the present invention is to solve such a problem of the prior art, and is a light emitting device used for a direct backlight or the like in an LCD or the like, and the light distribution of the light emitting element without using a lens. It is an object of the present invention to provide a light emitting device which can be made into a butt wing and can prevent warpage of a substrate on which a light emitting element is mounted.
  • the present invention solves this problem by the following configuration.
  • It has a substrate, a light emitting element mounted on the substrate, a reflective layer, a wavelength-selective reflective film, and an adhesive layer for attaching the wavelength-selective reflective film.
  • the light emitting element has a center value of the light emitting wavelength in the range of 350 to 460 nm.
  • the wavelength-selective reflective film is a light emitting device including an organic material, wherein the central wavelength of the selective reflection wavelength band is ⁇ 20 nm of the center value of the emission wavelength of the light emitting element.
  • the light emitting device according to any one of [1] to [4], wherein the wavelength-selective reflective film has a thickness of 12 ⁇ m or less.
  • the wavelength-selective reflective film has any of [1] to [5] in which the half-value wavelength on the long wavelength side of the reflection band is 1.1 to 1.2 times the center wavelength of the selective reflection wavelength band.
  • a light emitting device capable of converting the light distribution of a light emitting element into a butt wing without using a lens and also preventing warpage of a substrate on which the light emitting element is mounted.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of a light emitting device of the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram showing another example of the light emitting device of the present invention.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram showing another example of the light emitting device of the present invention.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the operation of an example of the cholesteric liquid crystal layer.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining the operation of another example of the cholesteric liquid crystal layer.
  • FIG. 1 conceptually shows an example of the light emitting device of the present invention.
  • the light emitting device 10 shown in FIG. 1 includes a substrate 12, a light emitting element 14, a reflective layer 16, a sticking layer 20, and a reflective film 24 having a first reflective layer 24a and a second reflective layer 24b.
  • the reflective film 24 is a wavelength-selective reflective film in the present invention.
  • the light emitting device 10 of the present invention is, for example, a light emitting device used for a direct type backlight (backlight unit) in an LCD (liquid crystal display) or the like.
  • a fluorescent sheet that emits fluorescence of green light and red light by the incident of blue light emitted by the light emitting device 10 is arranged above the figure of the light emitting device 10.
  • a light diffusing means is arranged on it, and it is used as a backlight of an LCD that emits white planar light.
  • the fluorescent sheet include a film containing a KSF phosphor, a quantum dot film, and the like.
  • examples of the light diffusing means include a diffusing plate and a prism sheet.
  • a fluorescent sheet that emits fluorescence of blue light, green light, and red light when the ultraviolet rays are incident is used.
  • the light emitting elements 14 are two-dimensionally arranged on the upper surface of the substrate 12 in the drawing.
  • the light emitting element 14 is a light source of the light emitting device 10 and has a center value of the light emitting wavelength in the range of 350 to 460 nm.
  • the center value of the emission wavelength is the wavelength (peak wavelength) at which the emission intensity is highest. That is, the light emitting element 14 is a light emitting element that emits light having a peak intensity of 350 to 460 nm.
  • the center value of the emission wavelength of the light emitting element 14 is preferably 440 to 460 nm.
  • the light emitting element 14 may be a light emitting element that irradiates ultraviolet rays or a light emitting element that irradiates blue light, but it is preferable to irradiate blue light.
  • the light emitting element 14 various known light emitting elements (light sources) used for a direct type backlight or the like can be used.
  • the light emitting element 14 include an LED, a laser diode, an organic EL (ElectroLuminescence), and an inorganic EL. Among them, LEDs are preferably used.
  • the arrangement (arrangement) of the light emitting elements 14 may be the same as that of a general direct type backlight used for an LCD. Therefore, the arrangement of the light emitting elements 14 may be regular or irregular, but is usually regular. Further, the arrangement density of the light emitting element 14 may be uniform in the surface direction of the substrate 12 or may vary in the arrangement density.
  • the surface direction is the surface direction of the main surface of the sheet-like material (plate-like material, film-like material).
  • the main surface is the maximum surface of the sheet-like object.
  • the substrate 12 is a known substrate corresponding to the light emitting element 14 provided with wiring and a circuit for driving the light emitting element 14, such as a printed wiring board and a printed circuit board such as a printed circuit board.
  • the light emitting element 14 is an LED
  • various known so-called LED substrates can be used as the substrate 12. Therefore, as the substrate 12, substrates of various materials such as a resin substrate, a silicon substrate, a ceramic substrate, a glass epoxy substrate, and a metal substrate having an insulating layer on the surface can be used.
  • the substrate 12 may be flexible or non-flexible. As will be described later, the light emitting device 10 of the present invention can prevent the substrate 12 from warping due to heat generation of the light emitting element 14. Therefore, in the light emitting device 10 of the present invention, a so-called flexible substrate having flexibility can also be preferably used as the substrate 12.
  • the thickness of the substrate 12 is also not limited, and may be appropriately set according to the type of the substrate 12, the material for forming the substrate 12, the type of the light emitting element 14, the number of mounted light emitting elements 14, and the like. In order to reduce the thickness of the light emitting device 10 (backlight), it is preferable that the substrate 12 is thin.
  • the thickness of the substrate 12 is preferably 10 to 1000 ⁇ m, more preferably 30 to 200 ⁇ m.
  • a reflective layer 16 is provided on the upper surface of the substrate 12 in the drawing.
  • the reflective layer 16 is for reflecting the emitted light of the light emitting element 14 reflected by the reflective film 24, which will be described later, on the reflective film 24 again.
  • the reflective layer 16 is provided with an opening corresponding to the light emitting element 14.
  • the reflective layer 16 is not limited, and various known reflective layers 16 used in LCD backlights and the like can be used. Further, the reflective layer 16 may be one in which the entire reflective layer 16 reflects light, such as a diffuse reflector, and only the surface thereof, such as a configuration in which a reflective film is provided on the surfaces of a metal plate and a resin layer. It may reflect light. Examples of the reflective layer 16 include a diffusion reflective plate in which white particles such as titanium oxide are dispersed in a resin matrix such as a silicone resin and an epoxy resin, a metal plate such as an aluminum plate and a silver plate, SiO 2 and TiO 2, etc.
  • Inorganic compound dielectric multilayer film polymer multilayer film (polymer dielectric multilayer film) formed by alternately laminating high refractive index polymer layers and low refractive index polymer layers, and at least two of these.
  • An example is a combination of the two.
  • the reflective layer 16 commercially available light reflecting materials such as MCPET and MCPOLYCA manufactured by Furukawa Electric Co., Ltd. and ESR (Enhanced Specular Reflector) manufactured by 3M Co., Ltd. can also be preferably used.
  • the thickness of the reflective layer 16 is not limited, and the thickness capable of reflecting the light emitted by the light emitting element 14 with sufficient reflectance may be appropriately set according to the material forming the reflective layer 16.
  • the thickness of the reflective layer 16 is preferably 10 to 1000 ⁇ m, more preferably 20 to 100 ⁇ m.
  • the heights of the light emitting element 14 and the reflective layer 16 are the same, but the present invention is not limited to this. That is, in the light emitting device of the present invention, the height of the reflective layer 16 may be higher than that of the light emitting element 14, as in the light emitting device 30 conceptually shown in FIG. Further, in the light emitting device of the present invention, the height of the reflective layer 16 may be lower than that of the light emitting element 14, as in the light emitting device 32 conceptually shown in FIG. Further, in the light emitting device of the present invention, a substrate 12 having a light-reflecting surface may be used, and the substrate 12 may act as a reflective layer in the present invention.
  • the light emitting device 10 of the present invention may fill the voids formed by the reflective layer 16, the light emitting element 14, and the adhesive layer 20 described later with a transparent filler, if necessary.
  • a transparent filler when the height of the reflective layer 16 is lower than that of the light emitting element 14 shown in FIG. 3, the gap formed by the reflective layer 16, the light emitting element 14 and the bonding layer 20 is filled with a transparent filler. It is preferable to make the sticking surface of the filling and sticking layer 20 a flat surface.
  • the transparent filler various materials can be used as long as they have sufficient transparency with respect to the light emitted by the light emitting element 14.
  • resin materials such as silicone-based resin, acrylic resin, and epoxy-based resin, glass materials, and the like can be used as transparent fillers.
  • a sticking agent to be a sticking layer 20 described later may be used, and the sticking layer 20 and the transparent filler may be integrally formed.
  • the sticking layer 20 is for sticking the light emitting element 14 and the reflective layer 16 and the reflective film 24 described later.
  • the sticking layer 20 has sufficient transparency with respect to the light emitted by the light emitting element 14, and the light emitting element 14 and the reflective layer 16 and the reflective film 24 described later are attached to each other.
  • Various known adhesives can be used as long as they can be bonded. Therefore, the adhesive layer 20 has fluidity when bonded, and then becomes a solid. Even a layer made of an adhesive is a soft solid gel-like (rubber-like) when bonded, and then gels. It may be a layer made of a pressure-sensitive adhesive whose state does not change, or a layer made of a material having the characteristics of both an adhesive and a pressure-sensitive adhesive.
  • the adhesive layer 20 is made of an optical transparent adhesive (OCA (Optical Clear Adhesive)), an optically transparent double-sided tape, an ultraviolet curable resin, or the like.
  • OCA optical Clear Adhesive
  • the sticking layer 20 may be formed by using a commercially available adhesive, adhesive, double-sided tape, or the like.
  • the thickness of the sticking layer 20 is not limited, and a thickness at which sufficient sticking force can be obtained may be appropriately set according to the material for forming the sticking layer 20.
  • the thickness of the sticking layer 20 is preferably 10 to 500 ⁇ m, more preferably 15 to 300 ⁇ m.
  • the light emitting device 10 has a reflective film 24 on the upper surface of the sticking layer 20 in the drawing.
  • the reflective film 24 is a wavelength-selective reflective film in the present invention. That is, the reflective film 24 is a film having wavelength selectivity for reflection, which selectively reflects light in a predetermined wavelength band and transmits other light. Further, the reflective film 24 contains an organic material, and the central wavelength of the selective reflection wavelength band of the reflective film 24 is ⁇ 20 nm of the center value of the emission wavelength of the light emitting element 14. In the following description, the center value of the emission wavelength of the light emitting element 14 is also referred to as “emission center wavelength”. Further, in the following description, the central wavelength of the selective reflection wavelength band of the reflective film 24 is also referred to as “selective reflection center wavelength”.
  • the reflective film 24 has a first reflective layer 24a and a second reflective layer 24b.
  • the first reflective layer 24a and the second reflective layer 24b are preferably cholesteric liquid crystal layers in which the cholesteric liquid crystal phase is fixed.
  • the cholesteric liquid crystal layer has wavelength selectivity for reflection and selectively reflects circularly polarized light in a specific turning direction (sense).
  • the first reflective layer 24a and the second reflective layer 24b reflect circularly polarized light having different turning directions. For example, when the first reflective layer 24a selectively reflects the right circularly polarized light, the second reflecting layer 24 selectively reflects the left circularly polarized light.
  • the reflective layer when the reflective film 24 is formed of a cholesteric liquid crystal layer, the reflective layer may be one layer. However, when the reflective film 24 is formed of a cholesteric liquid crystal layer, the light emitting device of the present invention preferably has two types of cholesteric liquid crystal layers having different turning directions of the reflected circularly polarized light as shown in the illustrated example. Thereby, the light distribution of the light emitting element 14 can be more preferably made into a butt wing.
  • the light emitting device 10 of the present invention has a reflective film 24 containing an organic material and having a selective reflection center wavelength of ⁇ 20 nm of the light emitting center wavelength of the light emitting element 14, so that the light distribution of the light emitting element 14 is batted. At the same time, the warp of the substrate 12 is also eliminated.
  • the light distribution of the light emitting element 14 is specifically the light distribution when the light emitted by the light emitting element 14 passes through the reflective film 24.
  • a reflective layer having wavelength selectivity for reflection such as a cholesteric liquid crystal layer, emits light at a predetermined reflectance according to the thickness or the like when light in the wavelength band that is selectively reflected is incident from the normal direction.
  • the normal direction is a direction orthogonal to the main surface of the reflective layer.
  • the selective reflection wavelength band moves to the short wavelength side with respect to the light incident from the direction having an angle with respect to the normal line, so-called blue.
  • the selective shift of the reflected wavelength due to the blue shift increases as the angle of the incident light with respect to the normal increases.
  • the selective reflection center wavelength of the reflective film 24 (first reflective layer 24a and second reflective layer 24b) is ⁇ 20 nm of the light emitting center wavelength of the light emitting element 14. Therefore, the reflective film 24 reflects the light traveling in the optical axis direction of the light emitting element 14 with a high reflectance, so that the amount of transmitted light is small.
  • the light traveling in the diffusion direction from the light emitting element 14 and the light reflected by the reflective film 24 and reflected by the reflective layer 16 and re-entering the reflective film 24 are on the optical axis of the light emitting element 14. On the other hand, it is obliquely incident on the reflective film 24.
  • the light incident on the reflective film 24 obliquely with respect to the optical axis of the light emitting element 14 has a low reflectance due to the blue shift of the reflective film 24, and the amount of transmitted light increases. Therefore, by using the reflective film 24, the light distribution is small in the direction near the optical axis of the light emitting element 14, and the light distribution can be increased in the direction having a certain angle with respect to the optical axis, and the light distribution of the light emitting element 14 can be increased.
  • the distribution can be converted into a bat wing.
  • the DBR film is an inorganic film in which a low refractive index inorganic film and a high refractive index inorganic film are alternately laminated, such as SiO 2 and TiO 2.
  • a DBR film is hard and has a strong so-called stiffness. Therefore, when the light emitting element generates heat and a difference in thermal expansion occurs between the DBR film and the substrate when heated, the substrate is warped due to the rigidity of the DBR film.
  • thinning of the substrate has been required, and the use of a flexible substrate has been studied, so that the warp of the substrate due to the DBR film becomes more problematic.
  • the DBR film is a hard and brittle inorganic film formed by a vapor phase film forming method such as vacuum deposition. Therefore, when the DBR film is peeled off from the film-forming substrate (support of the film), cracks, defects, and the like occur, and a predetermined performance cannot be exhibited. That is, the DBR film cannot be attached to the light emitting device by peeling only the DBR film from the film-forming substrate. Therefore, the DBR film has to be attached to the light emitting device together with the film-forming base material, and the DBR film becomes a very thick film as a whole. As a result, warpage of the substrate due to heating due to heat generation of the light emitting element is more likely to occur.
  • the reflective film 24 of the present invention is an organic film containing an organic material.
  • the organic film has high flexibility and low rigidity. Therefore, the reflective film 24 does not warp the substrate 12 even if it is heated by the heat generated by the light emitting element to cause thermal expansion and a thermal expansion difference is generated between the reflective film 24 and the substrate 12.
  • the reflective film 24 can be made softer and thinner, so that the warp of the substrate 12 can be prevented more reliably.
  • the reflective film 24 containing the organic film can be peeled off from the film-forming substrate, and only the reflective film 24 can be attached to the light emitting device. Therefore, the substrate 12 is not likely to be warped due to the thickening of the reflective film 24 due to having the film-forming base material.
  • the reflective film 24 has a first reflective layer 24a and a second reflective layer 24b, which are composed of cholesteric liquid crystal layers in which the turning directions of reflected circularly polarized light are different from each other.
  • the cholesteric liquid crystal phase is known to exhibit selective reflectivity at specific wavelengths.
  • the longer the spiral pitch P the longer the selective reflection center wavelength of the cholesteric liquid crystal phase.
  • the spiral pitch P is, that is, the length in the thickness direction of one pitch of the spiral structure (spiral period) of the cholesteric liquid crystal phase.
  • the spiral pitch P is the number of turns of the spiral, that is, the length in the spiral axial direction in which the director of the liquid crystal compound constituting the cholesteric liquid crystal phase rotates 360 °.
  • the director of the liquid crystal compound is, for example, a rod-shaped liquid crystal compound in the long axis direction.
  • the spiral pitch P of the cholesteric liquid crystal phase depends on the type of chiral agent used together with the liquid crystal compound and the concentration of the chiral agent added when forming the cholesteric liquid crystal layer. Therefore, by adjusting these, a desired spiral pitch P can be obtained.
  • the cholesteric liquid crystal phase exhibits selective reflectivity to either left or right circularly polarized light at a specific wavelength. Whether the reflected light is right-handed or left-handed depends on the twisting direction (sense) of the spiral of the cholesteric liquid crystal phase.
  • the selective reflection of circular polarization by the cholesteric liquid crystal phase reflects the right circular polarization when the spiral twisting direction of the cholesteric liquid crystal layer is right, and the left circular polarization when the spiral twisting direction is left.
  • the direction of rotation of the cholesteric liquid crystal phase can be adjusted by the type of the liquid crystal compound forming the cholesteric liquid crystal layer and / or the type of the chiral agent added.
  • the cholesteric liquid crystal layer constituting the reflective film 24 is preferably a layer in which the spiral pitch P changes in the film thickness direction.
  • SEM scanning electron microscope
  • a striped pattern of a bright portion B and a dark portion D is usually observed. .. That is, in the cross section of the cholesteric liquid crystal layer, a layered structure in which bright portions B and dark portions D are alternately laminated is observed.
  • three bright parts B and two dark parts D correspond to one pitch of the spiral of the cholesteric liquid crystal phase.
  • the wavelength band of selective reflection is wider than that of the layer in which the cholesteric liquid crystal phase having a uniform spiral pitch P as shown in FIG. 4 is fixed, and selective reflection is exhibited in a wide wavelength band.
  • a structure in which the spiral pitch P changes in the film thickness direction is also referred to as a pitch gradient structure.
  • the cholesteric liquid crystal layer having a pitch gradient structure undergoes return isomerization, dimerization, isomerization, dimerization, etc. by irradiation with light, and the spiral inducing force (HTP: Helical Twisting Power) changes.
  • HTP Helical Twisting Power
  • It can be formed using an agent. That is, a chiral agent whose HTP is changed by irradiation with light is used, and the wavelength at which the HTP of the chiral agent is changed before the curing of the liquid crystal composition (coating liquid) forming the cholesteric liquid crystal layer or when the liquid crystal composition is cured. It can be formed by irradiating with light.
  • the HTP of the chiral agent is reduced by irradiation with light.
  • the irradiated light is absorbed by the material forming the cholesteric liquid crystal layer. Therefore, for example, when the light is irradiated from above, the irradiation amount of the light gradually decreases from the upper side to the lower side. That is, the amount of decrease in HTP of the chiral agent gradually decreases from the upper side to the lower side. Therefore, above where HTP is greatly reduced, the spiral pitch P becomes long because the induction of the spiral is small. On the other hand, in the lower part where the decrease in HTP is small, the spiral is induced by the HTP originally possessed by the chiral agent, so that the spiral pitch P becomes short.
  • the cholesteric liquid crystal layer selectively reflects long-wavelength light in the upper part and selectively reflects short-wavelength light in the lower part as compared with the upper part. Therefore, by using the cholesteric liquid crystal layer having a pitch gradient structure, light in a wide wavelength band can be selectively reflected. As a result, according to the cholesteric liquid crystal layer having a pitch gradient structure, the change in reflectance due to the blue shift according to the incident angle becomes gentle. Therefore, the change in the reflectance (transmittance) of light according to the angle incident on the reflective film 24 can be reduced.
  • the light distribution of the light emitting element 14 can be more preferably made into a butt wing, and light with no uneven brightness and more uniform brightness in the plane direction can be irradiated.
  • the cholesteric liquid crystal layer used in the present invention is preferably one in which a liquid crystal compound is fixed in a cholesteric orientation state.
  • the cholesteric orientation state may include both an orientation state that reflects right circularly polarized light and an orientation state that reflects left circularly polarized light.
  • the liquid crystal compound used in the present invention is not particularly limited, and various known ones can be used.
  • spiral pitch P of the cholesteric liquid crystal phase depends on the type of chiral agent used together with the polymerizable liquid crystal compound or the concentration thereof added, a desired spiral pitch P can be obtained by adjusting these.
  • Fujifilm Research Report No. 50 (2005) p. There is a detailed description in 60-63.
  • For the measurement method of spiral sense and spiral pitch P see "Introduction to Liquid Crystal Chemistry Experiment”, edited by Liquid Crystal Society of Japan, Sigma Publishing, 2007, p. 46, and "Liquid Crystal Handbook", Liquid Crystal Handbook Editing Committee, Maruzen, p. 196. Can be used.
  • the liquid crystal compound used in the present invention may be a rod-shaped liquid crystal compound or a disk-shaped liquid crystal compound, but is preferably a rod-shaped liquid crystal compound.
  • An example of a rod-shaped liquid crystal compound forming a cholesteric liquid crystal structure is a rod-shaped nematic liquid crystal compound.
  • rod-shaped nematic liquid crystal compounds examples include azomethines, azoxys, cyanobiphenyls, cyanophenyl esters, benzoic acid esters, cyclohexanecarboxylic acid phenyl esters, cyanophenylcyclohexanes, cyano-substituted phenylpyrimidines, and alkoxy-substituted phenylpyrimidines.
  • Phenyldioxans, trans, and alkenylcyclohexylbenzonitriles are preferably used. Not only low molecular weight liquid crystal compounds but also high molecular weight liquid crystal compounds can be used.
  • the liquid crystal compound used in the present invention is preferably a polyfunctional liquid crystal compound.
  • the polyfunctional liquid crystal compound is obtained by introducing a polymerizable group into the liquid crystal compound.
  • the polymerizable group include an unsaturated polymerizable group, an epoxy group, and an aziridinyl group, and an unsaturated polymerizable group is preferable, and an ethylenically unsaturated polymerizable group is particularly preferable.
  • the polymerizable group can be introduced into the molecule of the liquid crystal compound by various methods.
  • the number of polymerizable groups contained in the polyfunctional liquid crystal compound is preferably 1 to 6 in one molecule, and more preferably 1 to 3.
  • Examples of polyfunctional liquid crystal compounds include Makromol. Chem.
  • the amount of the polyfunctional liquid crystal compound added to the liquid crystal composition is the solid content mass (excluding the solvent) of the liquid crystal composition. 80 to 99.9% by mass is preferable, 85 to 99.5% by mass is more preferable, and 90 to 99% by mass is further preferable.
  • the chiral agent (chiral agent) used in the present invention has a function of inducing a helical structure of a cholesteric liquid crystal phase. Since the chiral compound has a different sense of spiral or spiral pitch P induced by the compound, it may be selected according to the purpose.
  • the chiral agent a known compound can be used, but it is preferable to have a cinnamoyl group.
  • Examples of chiral agents include Liquid Crystal Device Handbook (Chapter 3, 4-3, TN, Chiral Agents for STN, p. 199, Japan Society for the Promotion of Science 142, 1989), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-287623, Japan. Examples thereof include compounds described in JP-A-2002-302487, JP-A-2002-080478, JP-A-2002-08851, JP-A-2010-181852, and JP-A-2014-034581.
  • the chiral agent generally contains an asymmetric carbon atom, but an axial asymmetric compound or a surface asymmetric compound that does not contain an asymmetric carbon atom can also be used as the chiral agent.
  • Examples of axially asymmetric or surface asymmetric compounds include binaphthyl, helicene, paracyclophane, and derivatives thereof.
  • the chiral agent may have a polymerizable group. When both the chiral agent and the liquid crystal compound have a polymerizable group, the repeating unit derived from the polymerizable liquid crystal compound and the repeating unit derived from the chiral agent are derived by the polymerization reaction between the polymerizable chiral agent and the polymerizable liquid crystal compound.
  • the polymerizable group of the polymerizable chiral agent is preferably a group of the same type as the polymerizable group of the polymerizable liquid crystal compound. Therefore, the polymerizable group of the chiral agent is preferably an unsaturated polymerizable group, an epoxy group or an aziridinyl group, more preferably an unsaturated polymerizable group, and preferably an ethylenically unsaturated polymerizable group. Especially preferable.
  • the chiral agent may be a liquid crystal compound.
  • an isosorbide derivative As the chiral agent, an isosorbide derivative, an isomannide derivative, or a binaphthyl derivative can be preferably used.
  • an isosorbide derivative a commercially available product such as LC-756 manufactured by BASF may be used.
  • the content of the chiral agent in the liquid crystal composition is preferably 0.01 to 200 mol%, more preferably 1 to 30 mol%, based on the content of the liquid crystal compound.
  • the chiral agent used for the cholesteric liquid crystal layer constituting the reflective film 24 of the present invention is a chiral agent whose HTP is changed by being irradiated with light in order to form the cholesteric liquid crystal layer having the pitch gradient structure described above. It is preferably an agent.
  • the chiral agent is preferably a chiral agent having a molar extinction coefficient of 30,000 or more at a wavelength of 313 nm.
  • the liquid crystal composition preferably contains a polymerization initiator.
  • the polymerization initiator used is preferably a photopolymerization initiator capable of initiating the polymerization reaction by irradiation with ultraviolet rays.
  • photopolymerization initiators include ⁇ -carbonyl compounds (described in US Pat. Nos. 2,376,661 and 236,670), acidoin ethers (described in US Pat. No. 2,448,828), and ⁇ -hydrogen-substituted fragrances.
  • Group acidoine compounds described in US Pat. No.
  • the description in paragraphs 0500 to 0547 of JP2012-208494A can be taken into consideration.
  • an acylphosphine oxide compound As the polymerization initiator, an acylphosphine oxide compound, an oxime compound, or a thioxanthone compound can also be used.
  • acylphosphine oxide compound for example, a commercially available IRGACURE810 (compound name: bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide) manufactured by BASF Japan Ltd. can be used.
  • Oxime compounds include IRGACURE OXE01 (manufactured by BASF), IRGACURE OXE02 (manufactured by BASF), TR-PBG-304 (manufactured by Changzhou Powerful Electronics New Materials Co., Ltd.), ADEKA ARCULS NCI-831 and ADEKA ARCULS NCI.
  • a commercially available product such as -930 (manufactured by ADEKA Corporation) can be used.
  • As the thioxanthone compound a commercially available product such as KayaCure DETX (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) can be used. Only one type of polymerization initiator may be used, or two or more types may be used in combination.
  • the content of the photopolymerization initiator in the liquid crystal composition is preferably 0.01 to 4.00% by mass, more preferably 0.1 to 2.00% by mass, based on the content of the liquid crystal compound.
  • the liquid crystal composition to be the cholesteric liquid crystal layer may have a radical scavenger as having a functional group having a radical scavenging ability.
  • a radical scavenger known compounds can be used, for example, phenol-based compounds (preferably hindered phenol-based compounds), hindered amine-based compounds, diphenylamine-based compounds, phosphorus atom-containing compounds (preferably phosphite-based compounds). Compounds) and sulfur atom-containing compounds.
  • the content of the radical scavenger is preferably 0.1 to 10% by mass, more preferably 1.1 to 3.3% by mass, based on the content of the liquid crystal compound.
  • the liquid crystal composition may optionally contain a cross-linking agent in order to improve the film strength and durability after curing.
  • a cross-linking agent one that cures with ultraviolet rays, heat, humidity or the like can be preferably used.
  • the cross-linking agent is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a polyfunctional acrylate compound such as trimethylolpropane tri (meth) acrylate or pentaerythritol tri (meth) acrylate; glycidyl (meth) acrylate.
  • Epoxy compounds such as ethylene glycol diglycidyl ether; 2,2-bishydroxymethylbutanol-tris [3- (1-aziridinyl) propionate], azilysin compounds such as 4,4-bis (ethyleneiminocarbonylamino) diphenylmethane; hexa Isocyanate compounds such as methylenediisocyanate and biuret-type isocyanate; polyoxazoline compounds having an oxazoline group in the side chain; alkoxysilane compounds such as vinyltrimethoxysilane and N- (2-aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane. Be done.
  • a known catalyst can be used depending on the reactivity of the cross-linking agent, and the productivity can be improved in addition to the improvement of the film strength and durability. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the cross-linking agent is preferably 3 to 20% by mass, more preferably 5 to 15% by mass, based on the content of the liquid crystal compound. By setting the content of the cross-linking agent to 3% by mass or more, the effect of improving the cross-linking density can be obtained. By setting the content of the cross-linking agent to 20% by mass or less, it is possible to prevent a decrease in the stability of the cholesteric liquid crystal structure.
  • orientation control agent An orientation control agent may be added to the liquid crystal composition that contributes to a stable or rapid planar orientation cholesteric liquid crystal structure.
  • the orientation control agent include the fluorine (meth) acrylate-based polymers described in paragraphs [0018] to [0043] of JP-A-2007-272185, and paragraphs [0031] to [0034] of JP-A-2012-203237. ] And the like, and examples thereof include compounds represented by the formulas (I) to (IV) described in.
  • the orientation control agent one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the amount of the orientation control agent added to the liquid crystal composition is preferably 0.01% by mass to 10% by mass, more preferably 0.01% by mass to 5% by mass, and 0.02 with respect to the total mass of the liquid crystal compound. Particularly preferably, it is by mass% to 1% by mass.
  • the liquid crystal composition may contain a surfactant.
  • the surfactant is preferably a compound that can function as an orientation control agent that contributes to a stable or rapid planar orientation cholesteric structure.
  • examples of the surfactant include silicone-based surfactants and fluorine-based surfactants, and fluorine-based surfactants are preferable.
  • the surfactant include the compounds described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-119605 [2002] to [0090], and the compounds described in paragraphs [0031] to [0034] of JP2012-203237A.
  • Examples thereof include the compounds described in the above, and fluorine (meth) acrylate-based polymers described in paragraphs [0018] to [0043] of JP-A-2007-272185.
  • the amount of the surfactant added to the liquid crystal composition is preferably 0.01 to 10% by mass, more preferably 0.01 to 5% by mass, and 0.02 to 1% by mass with respect to the total mass of the liquid crystal compound. Is even more preferable.
  • the liquid crystal composition may contain at least one selected from various additives such as polymerizable monomers. Further, if necessary, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a coloring material, metal oxide fine particles, and the like are added to the liquid crystal composition within a range that does not deteriorate the optical performance. Can be done.
  • the cholesteric liquid crystal layer may be formed as follows. First, a liquid crystal composition is prepared in which a polymerizable liquid crystal compound, a chiral agent, a polymerization initiator, and a surfactant added as needed are dissolved in a solvent. Next, the prepared composition is applied onto a support, a base layer, a previously prepared cholesteric liquid crystal layer (cholesteric liquid crystal layer), or the like, and dried to obtain a coating film.
  • the cholesteric liquid crystal composition can be polymerized by irradiating the coating film with active light rays to form a cholesteric liquid crystal structure in which the cholesteric regularity is fixed.
  • the laminated film having a plurality of cholesteric liquid crystal layers can be formed by repeating the above-mentioned step of forming the cholesteric liquid crystal layer.
  • the solvent used for preparing the liquid crystal composition is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but an organic solvent is preferably used.
  • the organic solvent is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.
  • ketones, alkyl halides, amides, sulfoxides, heterocyclic compounds, hydrocarbons, esters, and ethers. , Etc. can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, ketones are particularly preferable in consideration of the burden on the environment.
  • the method for applying the liquid crystal composition is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.
  • the coating method of the liquid crystal composition include a wire bar coating method, a curtain coating method, an extrusion coating method, a direct gravure coating method, a reverse gravure coating method, a die coating method, a spin coating method, a dip coating method, and a spray coating method. And the slide coating method and the like.
  • the application of the liquid crystal composition can also be carried out by transferring the coating film of the liquid crystal composition applied on another support. It is also possible to drip the liquid crystal composition.
  • an inkjet method can be used as the dot-dotting method.
  • the liquid crystal molecules are oriented by heating the applied liquid crystal composition.
  • the heating temperature is preferably 200 ° C. or lower, more preferably 130 ° C. or lower.
  • the liquid crystal composition can be cured by further polymerizing the oriented liquid crystal compound.
  • the polymerization may be either thermal polymerization or photopolymerization using light irradiation, but photopolymerization is preferable. It is preferable to use ultraviolet rays for light irradiation.
  • Irradiation dose is preferably 100 ⁇ 1,500mW / cm 2, more preferably 100 ⁇ 600mW / cm 2.
  • the irradiation energy is preferably 20mJ / cm 2 ⁇ 50J / cm 2, more preferably 100 ⁇ 1,500mJ / cm 2.
  • the ultraviolet rays are preferably irradiated by a light source containing light emission at a wavelength of 200 to 430 nm, and more preferably by a light source containing light emission at 300 to 430 nm. Further, from the viewpoint of preventing decomposition and side reactions of the materials used, a wavelength cut filter or the like can be used in order to suppress the transmittance of light having a wavelength of 300 nm or less to 20% or less.
  • Photoisomerization of a chiral agent means that the HTP of the chiral agent is changed by irradiation with light. That is, by irradiating the liquid crystal composition with light, the HTP of the chiral agent in the liquid crystal composition is made different in the thickness direction, so that the cholesteric liquid crystal layer in which the spiral pitch P changes in the thickness direction is formed. Can be formed. At that time, it is preferable to promote the change of the spiral pitch P of the liquid crystal composition in the thickness direction and to cure the liquid crystal composition at the same time.
  • heating conditions are used. It is preferable to carry out light irradiation at. Further, in order to promote the photopolymerization reaction, it is preferable to carry out light irradiation under heating conditions and / or in a low oxygen atmosphere.
  • the temperature at the time of ultraviolet irradiation is preferably maintained in a temperature range in which the cholesteric liquid crystal phase is exhibited so that the cholesteric liquid crystal phase is not disturbed.
  • the temperature range during ultraviolet irradiation is preferably 25 to 140 ° C, more preferably 40 to 120 ° C.
  • the oxygen concentration at the time of ultraviolet irradiation is preferably reduced in the atmosphere by a method such as nitrogen substitution, and the oxygen concentration is preferably 3.0% or less, more preferably 0.5% or less. 0.2% or less is more preferable.
  • the polymerization reaction rate is preferably high from the viewpoint of stability. Specifically, the polymerization reaction rate is preferably 50% or more, more preferably 60% or more. The polymerization reaction rate can be determined by measuring the consumption ratio of the polymerizable functional group using an IR absorption spectrum.
  • the method for forming the cholesteric liquid crystal layer is to cure the liquid crystal composition and change the spiral pitch P of the liquid crystal composition in the thickness direction by using a chiral agent whose HTP is changed by light as described above.
  • a chiral agent whose HTP is changed by light as described above.
  • the promotion can be done at the same time.
  • the wavelength of the light for isomerizing the chiral agent and the wavelength of the light for curing the liquid crystal composition are different from each other, and the change in the spiral pitch P of the liquid crystal composition in the thickness direction is promoted, and then the liquid crystal composition.
  • the cholesteric liquid crystal layer constituting the reflective film 24 is not limited to one having a pitch gradient structure. That is, in the present invention, the cholesteric liquid crystal layer constituting the reflective film 24 may be a normal cholesteric liquid crystal layer having a uniform spiral pitch P in the thickness direction. Such a cholesteric liquid crystal layer can be formed by using a chiral agent whose HTP does not change by irradiation with light.
  • the cholesteric liquid crystal layer 36 In the cholesteric liquid crystal layer in which the cholesteric liquid crystal phase is fixed, a striped pattern in which bright parts and dark parts are alternately laminated is observed in a cross-sectional view observed by an SEM (scanning electron microscope).
  • the cholesteric liquid crystal layer 36 preferably has a wavy structure in a bright portion and a dark portion in a cross section.
  • FIG. 4 conceptually shows a cross section of a general cholesteric liquid crystal layer 36.
  • a striped pattern of a bright portion B and a dark portion D is usually observed by SEM observation. That is, in the cross section of the cholesteric liquid crystal layer 36 in which the cholesteric liquid crystal phase is fixed, a layered structure in which bright portions B and dark portions D are alternately laminated is observed.
  • the striped pattern (layered structure) of the bright portion B and the dark portion D is formed so as to be parallel to the surface of the film-forming base material 38, that is, the forming surface of the cholesteric liquid crystal layer 36, as shown in FIG. ..
  • the cholesteric liquid crystal layer 36 exhibits specular reflectivity.
  • the bright portion B and the dark portion D observed by the SEM of the cholesteric liquid crystal layer 36 having the cholesteric liquid crystal phase fixed have a wavy structure (concave and convex structure). In some cases, it has a region where the spiral axis of the liquid crystal compound in the cholesteric liquid crystal phase is tilted. Therefore, when light is incident on the cholesteric liquid crystal layer 36 having a wavy structure from the normal direction of the cholesteric liquid crystal layer 36, as shown in FIG. 5, there is a region where the spiral axis of the liquid crystal compound is inclined. , A part of the incident light is reflected diagonally (see the arrow in FIG. 5).
  • the bright portion B and the dark portion D have a wavy structure, so that the cholesteric liquid crystal layer has diffuse reflectance. Therefore, since the cholesteric liquid crystal layer to be the first reflective layer 24a and the second reflective layer 24b of the reflective film 24 has a wavy structure, the light reflected by the reflective film 24 can be diffusely reflected. As a result, according to the cholesteric liquid crystal layer having a wavy structure, the light distribution of the light emitting element 14 can be made into a butt wing with a small number of reflections, and the efficiency of the light emitting device 10 can be improved.
  • the cholesteric liquid crystal layer having a wavy structure in the continuous line formed by the wavy structure, peaks (tops) and valleys (bottoms) where the inclination angle of the film-forming base material 38 with respect to the formation surface of the cholesteric liquid crystal layer is 0 ° are observed by SEM. Is specified more than once.
  • the cholesteric liquid crystal layer having a wavy structure forming the reflective film 24 has a wavy structure sandwiched between adjacent peaks and valleys by SEM observation.
  • the cholesteric liquid crystal phase having such a wavy structure is formed by forming a cholesteric liquid crystal layer on a forming surface (film-forming substrate) having no alignment film and having no orientation regulating force by the coating method as described above. Can be formed.
  • the reflective film 24 is not limited to being formed by a cholesteric liquid crystal layer, and various reflective layers including an organic material and having reflection wavelength selectivity can be used.
  • a polymer multilayer film polymer dielectric multilayer film in which a polymer layer having a high refractive index and a polymer layer having a low refractive index are alternately laminated is exemplified.
  • the polymer multilayer film various known polymer multilayer films having reflection wavelength selectivity can be used.
  • a polymer multilayer film in which polyethylene naphthalate having a high refractive index and copolyester of naphthalate 70 / terephthalate 30 having a low refractive index are alternately laminated is exemplified.
  • the selective reflection center wavelength of the reflective film 24 is ⁇ 20 nm of the light emitting center wavelength of the light emitting element 14. If the selective reflection center wavelength of the reflective film 24 exceeds ⁇ 20 nm of the emission center wavelength of the light emitting element 14, the light distribution in the optical axis direction becomes large, and the light distribution of the light emitting element cannot be made into an appropriate butt wing. When the selective reflection center wavelength of the reflective film 24 exceeds +20 nm of the emission center wavelength of the light emitting element 14, the light distribution in the optical axis direction increases and the amount of light decreases as the angle increases. , Cannot be a proper bat wing.
  • the selective reflection center wavelength of the reflective film 24 is preferably ⁇ 10 nm, which is the emission center wavelength of the light emitting element 14, and more preferably coincides with each other.
  • the half-value wavelength on the long wavelength side of the reflection band is preferably 1.1 to 1.2 times the selective reflection center wavelength, and 1.12 to 1.17. It is more preferable to double.
  • the reflection film 24 preferably has a wavelength on the long wavelength side of the full width at half maximum (full width at half maximum) of the reflection spectrum, which is 1.1 to 1.2 times the selective reflection center wavelength. That is, in the light emitting device 10 of the present invention, the reflective film 24 preferably has a half-value width to some extent.
  • the reflective film 24 since the reflective film 24 has such a reflective characteristic, the change in reflectance due to blue shift becomes gradual, and the reflectance (transmittance) according to the angle incident on the reflective film 24. The fluctuation of rate) can be reduced. As a result, the light distribution of the butt-winged light emitting element 14 can be made more suitable, and light with no uneven brightness and more uniform brightness in the plane direction can be irradiated.
  • the reflective film 24 having a half-wavelength on the long wavelength side of the reflection band has a pitch gradient structure if it is a cholesteric liquid crystal layer, and changes the HTP of the chiral agent when forming the pitch gradient structure. It can be formed by adjusting the irradiation amount of the light.
  • the half-wavelength on the long wavelength side of the reflective layer can be measured as follows, for example. First, the integrated reflection spectrum of the reflection layer is measured by using a spectrophotometer equipped with an integrating sphere device so as to include specularly reflected light without using an optical trap. Next, in the obtained integrated reflection spectrum, the peak wavelength and the reflectance may be found to be half of the peak reflectance, and the wavelength on the long wavelength side at that time may be detected.
  • the thickness of the reflective film 24 is not limited, and the thickness at which the desired reflectance (transmittance) can be obtained is appropriately adjusted according to the type of the reflective layer and the forming material. Just set it.
  • the thickness of the reflective film 24 is preferably 3 to 20 ⁇ m, more preferably 5 to 15 ⁇ m, and even more preferably 7 to 12 ⁇ m.
  • Such a reflective film 24 may be formed by a known method.
  • a reflective film 24 (first reflective layer 24a and second reflective layer 24b) composed of a cholesteric liquid crystal layer is formed on one surface of a film-forming base material made of a resin film such as PET (polyethylene terephthalate) film as described above.
  • a hard coat layer, or the like may be formed on the formation surface of the cholesteric liquid crystal layer of the film-forming base material, if necessary.
  • the reflective film 24 is directed toward the adhesive layer and the laminated body is attached to the adhesive layer 20 provided on the light emitting element 14 and the reflective layer 16. Further, the film-forming base material (alignment film and hard coat layer) is peeled off to form a reflective film 24 as shown in FIG. 1 on the adhesive layer 20.
  • a PET film having a thickness of 50 ⁇ m (Cosmo Shine A4100 manufactured by Toyobo Co., Ltd.) was prepared. This PET film has an easy-adhesion layer on one surface.
  • a hard coat layer composition having the following composition was applied to a surface of the PET film without an easy-adhesion layer with a wire bar coater of # 3.6. Then, it was dried at 45 ° C. for 60 seconds and irradiated with ultraviolet rays of 500 mJ / cm 2 at 25 ° C. by an ultraviolet irradiation device to prepare a support having a hard coat layer having a film thickness of 1.4 ⁇ m.
  • PET30 KAYARAD PET-30 manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd. (mixture of the following two compounds)
  • NK ester DCP manufactured by Shin-Nakamura Chemical Industry Co., Ltd. (the following compounds)
  • Photopolymerization Initiator A IRGACURE 907, manufactured by BASF Photopolymerization Initiator B: KayaCure DETX manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.
  • ⁇ Chirar agent> The following two types of chiral agents A and B were prepared. One of the chiral agents was used to form a first reflective layer and a second reflective layer, which will be described later.
  • Chiral agent A is a chiral agent that forms a right-handed spiral.
  • the chiral agent B is a chiral agent that forms a left-handed spiral.
  • Both the chiral agent A and the chiral agent B are chiral agents having a cinnamoyl group and whose HTP is changed by irradiation with light.
  • Example 1 [Formation of first reflective layer] The components shown below were stirred and dissolved in a container kept at 25 ° C. to prepare a composition for a reflective layer, Ch-B.
  • the numerical value is% by mass.
  • R is a group bonded with an oxygen atom.
  • the average molar extinction coefficient of the rod-shaped liquid crystal compound at a wavelength of 300 to 400 nm was 140 / mol ⁇ cm.
  • the prepared reflective layer composition Ch-B was applied to the hard coat layer forming surface of the previously prepared support with a # 6 wire bar coater, and dried at 105 ° C. for 60 seconds. Then, in a low oxygen atmosphere (100 ppm or less), the light of a metal halide lamp having an irradiation amount of 60 mJ / cm 2 is irradiated through an optical filter SH0350 (manufactured by Asahi Spectroscopy Co., Ltd.) at 40 ° C., and further irradiated at 100 ° C.
  • a first reflective layer which is a cholesteric liquid crystal layer, was produced by irradiating light from a metal halide lamp having an amount of 500 mJ / cm 2. The light irradiation was performed from the first reflective layer side.
  • the prepared composition for the reflective layer Ch-A was applied to the surface of the formed first reflective layer with a wire bar coater of # 14, and dried at 105 ° C. for 60 seconds. Then, in a low oxygen atmosphere (100 ppm or less), the light of a metal halide lamp having an irradiation amount of 60 mJ / cm 2 is irradiated at 75 ° C. through an optical filter (SH0350 manufactured by Asahi Spectral Co., Ltd.), and further, at 100 ° C.
  • SH0350 manufactured by Asahi Spectral Co., Ltd.
  • a reflective film was formed by forming a second reflective layer, which is a cholesteric liquid crystal layer, by irradiating light from a metal halide lamp having an irradiation amount of 500 mJ / cm 2, and a transfer film for the reflective film was produced. The light irradiation was performed from the second reflective layer side.
  • the composition was applied so that the first reflective layer and the second reflective layer had the same thickness.
  • the film thickness was measured using a reflection spectroscopic film thickness meter (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd., FE3000), the film thickness of the reflective film (total film thickness of the first reflective layer and the second reflective layer) was 9 ⁇ m.
  • both the first reflective layer and the second reflective layer had a wavy structure in the bright portion and the dark portion.
  • a spectrophotometer (JASCO Corporation, V-550) equipped with a large integrating sphere device (JASCO Corporation, ILV-471) is used to reflect positively reflected light without using an optical trap.
  • the integrated reflection spectrum (SCI) of the film (a laminate of the first reflective layer and the second reflective layer) was measured.
  • the sample was set with the reflective film forming surface of the sample facing the incident side of the light.
  • the measurement wavelength range was 350 nm to 780 nm.
  • a half-wavelength on the long wavelength side of the reflection band that is, a wavelength on the long-wavelength side in which the peak wavelength and the reflectance are half of the peak reflectance was detected.
  • the half price is defined by the following formula.
  • Half value (maximum reflectance-minimum value in the wavelength region longer than the peak wavelength) / 2
  • the emission wavelength of the light source of the backlight is 450 nm
  • SCE was measured at a wavelength of 450 nm.
  • the light diffusivity was determined by the following formula.
  • Light diffusivity [%] (SCE / SCI) x 100 The light diffusivity is good if it is 50% or more.
  • the peak wavelength of the reflectance of the produced reflective film that is, the selective reflection center wavelength was 450 nm, the reflectance was 90%, and the half-value wavelength on the long wavelength side was 510 nm.
  • the SCE / SCI at a wavelength of 450 nm was 70%.
  • a blue LED (NSSC146A, manufactured by Nichia Corporation, emission center wavelength 450 nm) was soldered onto a flexible printed circuit board (A4 size, thickness 100 ⁇ m) using a reflow soldering method.
  • the intervals between the blue LEDs were 20 mm, and they were arranged two-dimensionally so as to form a square grid.
  • a reflective layer (MCPET (foamed PET) manufactured by Furukawa Electric Co., Ltd.)
  • a reflective film was transferred onto this with OCA (manufactured by 3M Ltd., 8172CL, adhesive) to prepare a light emitting device.
  • OCA manufactured by 3M Ltd., 8172CL, adhesive
  • For transfer OCA is attached so as to cover the reflective layer and the blue LED, the prepared transfer film for reflective film is attached to the OCA, and then the support having the hard coat layer is peeled off. I went there.
  • a diffuser, a quantum dot film (3M, QDEF (Quantum Dot Enhancement Film), two prism sheets, and a brightness increase) are added to the manufactured light emitting device via a spacer made of transparent resin having a height of 5 mm. Films (DBEF, manufactured by 3M Ltd.) were laminated to produce a planar illumination device.
  • QDEF quantum dot film
  • Kindle registered trademark
  • Fire HDX 7 manufactured by Amazon
  • An inorganic dielectric multilayer film (DBR film) is formed by forming a total of 13 layers of SiO 2 and TiO 2 alternately on the hard coat layer of the same support as in Example 1 using a thin-film deposition method.
  • a reflective film was prepared.
  • a light emitting device was produced by directing the inorganic dielectric multilayer film toward the OCA and attaching the reflective film to the OCA provided so as to cover the reflective layer and the blue LED in the same manner as in Example 1.
  • the support having the hard coat layer was not peeled off. Therefore, the thickness of the reflective film in Comparative Example 1 is the thickness including the support.
  • a planar lighting device was produced in the same manner as in Example 1.
  • a reflective film made of a polymer multilayer film was prepared as follows based on the method described in JP-A-9-506837. 2,6-Polyethylene naphthalate (PEN) and copolyester (coPEN) of naphthalate 70 / terephthalate 30 were synthesized in a standard polyester resin synthesis kettle using ethylene glycol as a diol. After extrusion molding of PEN and coPEN single layer films, they were stretched at about 150 ° C. at a stretching ratio of 5: 5 and heat-treated at about 230 ° C. for 30 seconds.
  • PEN 2,6-Polyethylene naphthalate
  • coPEN copolyester
  • the refractive index of the single-layer film of PEN was about 1.76
  • the refractive index of the single-layer film of coPEN was about 1.64.
  • PEN and coPEN were simultaneously extruded using a 25-slot supply block equipped with a standard extrusion die to form a film having 25 layers of PEN and coPEN alternately. Further, the same operation was repeated to form and laminate a film having 25 layers of PEN and coPEN alternately in this order to prepare a laminated body consisting of a total of 75 layers.
  • the prepared laminate was stretched at about 150 ° C. at a stretching ratio of 5: 5. Next, the stretched laminate was heat-treated in an air oven at about 230 ° C.
  • Example 1 Using this light emitting device, a planar lighting device was produced in the same manner as in Example 1.
  • a transfer film for a reflective film was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of the chiral agent added was changed.
  • the selective reflection center wavelength of the reflection layer moves to the short wavelength side
  • the selective reflection center wavelength of the reflection layer moves to the long wavelength side.
  • a light emitting device was produced in the same manner as in Example 1, and using the produced light emitting device, a planar lighting device was produced in the same manner as in Example 1.
  • Example 5 In the formation of the first reflective layer and the second reflective layer, the light irradiation after applying and drying the composition for the reflective layer is changed to the light irradiation of a metal halide lamp having an irradiation amount of 500 mJ / cm 2 at 100 ° C. and applied.
  • a transfer film for a reflective film was produced in the same manner as in Example 1 except that the film thickness was changed by adjusting the coating amount at the time. Using this transfer film for a reflective film, a light emitting device was produced in the same manner as in Example 1, and using the produced light emitting device, a planar lighting device was produced in the same manner as in Example 1.
  • Example 6 In the support, the surface of the PET film without the easy-adhesion layer was subjected to a rubbing treatment to prepare a support that does not form a hard coat layer.
  • a transfer film for a reflective film was produced in the same manner as in Example 1 except that this support was used.
  • a light emitting device was produced in the same manner as in Example 1, and using the produced light emitting device, a planar lighting device was produced in the same manner as in Example 1.
  • Example 7 In the reflective layer composition Ch-A and the reflective layer composition Ch-B, the transfer film for the reflective film was used in the same manner as in Example 1 except that the film thickness was changed by adjusting the coating amount at the time of coating. Made. Using this transfer film for a reflective film, a light emitting device was produced in the same manner as in Example 1, and using the produced light emitting device, a planar lighting device was produced in the same manner as in Example 1.
  • the film thickness, the presence or absence of the wavy structure of the reflective layer (cholesteric liquid crystal layer), the integrated reflectance, and the light diffusivity are the same as in Example 1.
  • the selective reflection center wavelength, and the half-value wavelength on the long wavelength side of the reflection band were measured.
  • the flexible printed circuit board warps in a direction in which the four corners do not float, place it flat in the opposite direction so that the surface on the side where the reflective film of the light emitting device is attached faces the table, and a negative sign with respect to the amount of warpage.
  • the easiness of warpage of the flexible printed circuit board was evaluated according to the following criteria. A: Absolute value of warpage change is less than 1 mm B: Absolute value of warpage change is 1 mm or more The results are shown in the table below.
  • the reflective film contains an organic material and the selective reflection center wavelength is ⁇ 20 nm of the light emitting center wavelength of the light emitting element, the light utilization efficiency and uniformity are improved. It is good and the warp of the substrate can be suppressed.
  • Example 1 and Example 2 From the comparison between Example 1 and Example 2, by using the cholesteric liquid crystal layer for the reflective film, the light utilization efficiency can be increased and the warpage of the substrate can be suitably suppressed. From the comparison between Example 1 and Examples 3 and 4, by matching the emission center wavelength of the light emitting element with the selective reflection center wavelength of the reflective film, the bat wing of the light distribution of the light emitting element is more preferably used. It is possible to improve the uniformity of light. From the comparison between Example 1 and Example 5, the wavelength on the long wavelength side in the half-value width of the reflection spectrum of the reflection film is set to 1.1 to 1.2 times the selective reflection center wavelength to obtain the reflection film.
  • Example 1 It is possible to moderate the change in the light transmittance with respect to the incident angle, more preferably to make the light distribution of the light emitting element a butt wing, and improve the light utilization efficiency. From the comparison between Example 1 and Example 6, by forming the cholesteric liquid crystal layer constituting the reflective film into a wavy structure, the light diffusivity by the reflective film is improved, and the light distribution of the light emitting element is more preferably distributed. It is possible to improve the efficiency of light utilization by making it a bat wing. From the comparison between Example 1 and Example 7, the warpage of the substrate can be more preferably suppressed by setting the thickness of the reflective film to 12 ⁇ m or less.
  • Comparative Example 1 in which the reflective film is an inorganic film (DBR film)
  • the substrate was greatly warped due to the temperature change.
  • Comparative Example 2 and Comparative Example 3 in which the selective reflection center wavelength exceeds ⁇ 20 nm of the emission center wavelength of the light emitting element the light distribution of the light emitting element cannot be properly butt-winged, and the light uniformity is poor. From the above results, the effect of the present invention is clear.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)

Abstract

直下型バックライトにおいて、レンズを用いずに反射フィルムによって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の提供を課題とする。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、中心発光波長を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、選択反射中心波長が、発光素子の中心発光波長の±20nmであることにより、課題を解決する。

Description

発光装置
 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)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
DCP:新中村化学工業社製 NKエステルDCP(以下の化合物)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
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
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
<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
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 カイラル剤B
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 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
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 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
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 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 (6)

  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。
  6.  前記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、請求項1~5のいずれか1項に記載の発光装置。
PCT/JP2020/035195 2019-09-30 2020-09-17 発光装置 WO2021065532A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021550599A JP7190587B2 (ja) 2019-09-30 2020-09-17 発光装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019178401 2019-09-30
JP2019-178401 2019-09-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021065532A1 true WO2021065532A1 (ja) 2021-04-08

Family

ID=75337996

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/035195 WO2021065532A1 (ja) 2019-09-30 2020-09-17 発光装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7190587B2 (ja)
WO (1) WO2021065532A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022239859A1 (ja) * 2021-05-14 2022-11-17 富士フイルム株式会社 光学素子、画像表示装置、ヘッドマウントディスプレイ、センシング装置、アイトラッキング装置
WO2023276787A1 (ja) * 2021-06-29 2023-01-05 Agc株式会社 位相差板、及び光学素子
WO2023050171A1 (zh) * 2021-09-29 2023-04-06 京东方科技集团股份有限公司 发光基板及发光装置
WO2024128155A1 (ja) * 2022-12-13 2024-06-20 富士フイルム株式会社 光学用積層体、積層光学フィルム、光学物品および仮想現実表示装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007188863A (ja) * 2005-12-15 2007-07-26 Mitsubishi Electric Corp 面状光源装置及びこれを用いた表示装置
JP2014225322A (ja) * 2011-09-09 2014-12-04 シャープ株式会社 面光源装置、表示装置および照明装置
JP2015513187A (ja) * 2012-03-09 2015-04-30 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 色調整可能な発光装置
US20160195768A1 (en) * 2015-01-07 2016-07-07 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display
WO2018212266A1 (ja) * 2017-05-19 2018-11-22 富士フイルム株式会社 バックライトユニットおよび液晶表示装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007188863A (ja) * 2005-12-15 2007-07-26 Mitsubishi Electric Corp 面状光源装置及びこれを用いた表示装置
JP2014225322A (ja) * 2011-09-09 2014-12-04 シャープ株式会社 面光源装置、表示装置および照明装置
JP2015513187A (ja) * 2012-03-09 2015-04-30 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 色調整可能な発光装置
US20160195768A1 (en) * 2015-01-07 2016-07-07 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display
WO2018212266A1 (ja) * 2017-05-19 2018-11-22 富士フイルム株式会社 バックライトユニットおよび液晶表示装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022239859A1 (ja) * 2021-05-14 2022-11-17 富士フイルム株式会社 光学素子、画像表示装置、ヘッドマウントディスプレイ、センシング装置、アイトラッキング装置
WO2023276787A1 (ja) * 2021-06-29 2023-01-05 Agc株式会社 位相差板、及び光学素子
WO2023050171A1 (zh) * 2021-09-29 2023-04-06 京东方科技集团股份有限公司 发光基板及发光装置
CN116368960A (zh) * 2021-09-29 2023-06-30 京东方科技集团股份有限公司 发光基板及发光装置
WO2024128155A1 (ja) * 2022-12-13 2024-06-20 富士フイルム株式会社 光学用積層体、積層光学フィルム、光学物品および仮想現実表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP7190587B2 (ja) 2022-12-15
JPWO2021065532A1 (ja) 2021-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021065532A1 (ja) 発光装置
CN1293393C (zh) 抗反射膜,光学元件和视觉显示器
JP6833023B2 (ja) バックライトユニットおよび液晶表示装置
WO2016051745A1 (ja) バックライトおよび液晶表示装置
JP6945529B2 (ja) 導光部材および液晶表示装置
US10852459B2 (en) Reflective sheet, decorative sheet, and method of manufacturing reflective sheet
JP6286440B2 (ja) 投映像表示用ハーフミラーおよび投映像表示システム
WO2021020337A1 (ja) バックライトユニットおよび液晶表示装置
KR101135363B1 (ko) 광대역 반사형 편광 필름 및 이를 포함하는 광원 장치
JP6632730B2 (ja) ブルーライトカットフィルムおよび光源
JP6193471B2 (ja) 投映像表示用部材および投映像表示用部材を含む投映システム
JP2022022648A (ja) 発光装置および液晶表示装置
JP2011186158A (ja) フィルム、フィルムロール体及びフィルムの製造方法
JP7242886B2 (ja) バックライトおよび液晶表示装置
JPWO2020066367A1 (ja) 反射シート
WO2016027626A1 (ja) バックライトユニットおよび液晶表示装置
JP7189170B2 (ja) 面状照明装置
JP2006113513A (ja) 光学フィルムと、これの製造方法及びこれを有する平板蛍光ランプ及び表示装置
JP7333263B2 (ja) 波長選択性反射フィルムおよびバックライトユニット
JP7104803B2 (ja) 反射シートおよび発光装置
WO2022209954A1 (ja) 加飾シート、表示装置及び自動車車内用内装
US11919327B2 (en) Transfer-type decorative sheet and method of manufacturing transfer-type decorative sheet
JP7463521B2 (ja) 光学素子および反射シート
JP7136401B1 (ja) 画像表示装置および液晶表示装置におけるバックライト光源と偏光板の組合せを選択する方法
CN116744739B (zh) 一种增亮膜和显示基板

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20872844

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021550599

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20872844

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1