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技術 光源ユニット

出願人 東レ株式会社
発明者 宇都孝行合田亘
出願日 2017年10月11日 (2年5ヶ月経過) 出願番号 2017-554534
公開日 2019年9月19日 (6ヶ月経過) 公開番号 WO2018-083953
状態 不明
技術分野
  • -
主要キーワード 内部材料 反射挙動 PET基材層 可視光短波長領域 マゼルスター 光干渉露光 凹凸界面 紫外線カット効果
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (9)

課題

ディスプレイ実装した際に、黒表示部と白表示部のコントラストに優れ、かつ正面輝度の高い光源ユニットを提供する。

解決手段

光源と、前記光源から入射された入射光を、その入射光よりも長波長の光に変換する色変換部材と、前記光源と色変換部材の間に存在し、フィルム面に垂直に入射された光源の光を透過し、かつフィルム面に垂直に入射された色変換部材から出光した光を反射する反射フィルムを含む光源ユニットであって、かつ光源の光のうちP波反射率について、反射フィルム面に対して20°、40°、60°の角度で入射したときの反射率R20(%)、R40(%)、R60(%)とした場合にR20<R40<R60であることを特徴とする光源ユニット。

概要

背景

色変換方式によるマルチカラー化技術を、液晶ディスプレイ有機ELディスプレイ照明などへの応用することが盛んに検討されている。色変換とは、発光体からの発光をより長波長な光へと変換することであり、たとえば青色発光を緑色や赤色発光へと変換することを表す。

この色変換機能を有する組成物シート化し、例えば青色光源と組み合わせることにより、青色光源から、青、緑、赤色の3原色を取り出すこと、すなわち白色光を取り出すことが可能となる。このような青色光源と色変換機能を有するシートを組み合わせた白色光源バックライトユニットとし、液晶駆動部分と、カラーフィルターと組み合わせることで、フルカラーディスプレイの作製が可能になる。また液晶駆動部分が無ければ、そのまま白色光源として用いることができ、たとえばLED照明などの白色光源として応用できる。

色変換方式を利用する液晶ディスプレイの課題として、色再現性の向上が挙げられる。色再現性の向上には、バックライトユニットの青、緑、赤の各発光スペクトル半値幅を狭くし、青、緑、赤各色の色純度を高めることが有効である。これを解決する手段として無機半導体微粒子による量子ドット色変換部材の成分として用いる技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。量子ドットを用いる技術は、確かに緑、赤色の発光スペクトルの半値幅が狭く、色再現性は向上するが、反面、量子ドットは熱、空気中の水分や酸素に弱く、耐久性が十分でなかった。

量子ドットの代わりに有機無機物発光材料を色変換部材の成分として用いる技術も提案されている。有機発光材料を色変換部材の成分として用いる技術の例としては、クマリン誘導体を用いたもの(例えば、特許文献2参照)、ローダミン誘導体を用いたもの(例えば、特許文献3参照)、ピロメテン誘導体を用いたもの(例えば、特許文献4参照)が開示されている。

また、量子ドット技術や有機・無機物の発光材料からなる色変換部材を用いることで色再現性は向上するものの、その色特性や色変換部材の発光特性のために輝度が低下するという課題もある。その対策として、例えば、色変換部材から発光された光を反射する光波長選択性反射フィルムを用いたものが開示されている(例えば、特許文献5参照)。

概要

ディスプレイに実装した際に、黒表示部と白表示部のコントラストに優れ、かつ正面輝度の高い光源ユニットを提供する。光源と、前記光源から入射された入射光を、その入射光よりも長波長の光に変換する色変換部材と、前記光源と色変換部材の間に存在し、フィルム面に垂直に入射された光源の光を透過し、かつフィルム面に垂直に入射された色変換部材から出光した光を反射する反射フィルムを含む光源ユニットであって、かつ光源の光のうちP波反射率について、反射フィルム面に対して20°、40°、60°の角度で入射したときの反射率R20(%)、R40(%)、R60(%)とした場合にR20<R40<R60であることを特徴とする光源ユニット。 なし

目的

本発明は上記の課題を解決せんとするものであって、ディスプレイに実装した際に、黒表示部と白表示部のコントラストに優れ、かつ正面輝度の高い光源ユニットを提供する

効果

実績

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請求項1

光源と、前記光源から入射された入射光を、その入射光よりも長波長の光に変換する色変換部材と、前記光源と色変換部材の間に存在し、フィルム面に垂直に入射された光源の光を透過し、かつフィルム面に垂直に入射された色変換部材から出光した光を反射する反射フィルムを含む光源ユニットであって、かつ前記の反射フィルムは光源の光のうちP波反射率について、反射フィルム面に対して20°、40°、60°の角度で入射したときの反射率R20(%)、R40(%)、R60(%)とした場合にR20<R40<R60である光源ユニット。

請求項2

前記反射フィルムについて、フィルム面に対して60°入射における反射帯域の低波長端が、光源の発光帯域長波長端よりも低波長側にある請求項1に記載の光源ユニット。

請求項3

前記反射フィルムの長尺方向または短尺方向のいずれかにおいて、中央ならびに両末端の3点における反射帯域の低波長端の最大値最小値の差が30nm以下である請求項1に記載の光源ユニット。

請求項4

前記反射フィルムが、フィルム面に60°の角度で入射された色変換部材から出光された光を少なくとも30%以上反射する請求項1に記載の光源ユニット。

請求項5

前記反射フィルムの色変換部材の反対側にさらに導光板が設けてなり、かつ導光板の側面に前記光源が設けられてなる請求項1に記載の光源ユニット。

請求項6

前記導光板の反射フィルムとは反対側に第2の反射フィルムを備え、第2の反射フィルムが空隙を含んでなる請求項5に記載の光源ユニット。

請求項7

前記第2の反射フィルムと導光板との間にさらに第3の反射フィルムを備え、第3の反射フィルムがフィルム面に垂直入射された光源の光を反射し、かつフィルム面に60°の角度で入射された光源の光を透過する請求項6に記載の光源ユニット。

請求項8

前記反射フィルムが紫外線を吸収または反射する請求項1に記載の光源ユニット。

請求項9

前記反射フィルムの光源の発光帯域の低波長端から20nm低い波長での光の透過率が10%以下である請求項8に記載の光源ユニット。

請求項10

前記反射フィルムが、異なる複数の熱可塑性樹脂が交互に11層以上積層されてなる積層フィルムである請求項1に記載の光源ユニット。

請求項11

請求項1に記載の光源ユニットと液晶モジュールを含んでなる液晶ディスプレイ

技術分野

0001

本発明は、光源色変換部材反射フィルムを含む光源ユニットに関する。

背景技術

0002

色変換方式によるマルチカラー化技術を、液晶ディスプレイ有機ELディスプレイ照明などへの応用することが盛んに検討されている。色変換とは、発光体からの発光をより長波長な光へと変換することであり、たとえば青色発光を緑色や赤色発光へと変換することを表す。

0003

この色変換機能を有する組成物シート化し、例えば青色光源と組み合わせることにより、青色光源から、青、緑、赤色の3原色を取り出すこと、すなわち白色光を取り出すことが可能となる。このような青色光源と色変換機能を有するシートを組み合わせた白色光源バックライトユニットとし、液晶駆動部分と、カラーフィルターと組み合わせることで、フルカラーディスプレイの作製が可能になる。また液晶駆動部分が無ければ、そのまま白色光源として用いることができ、たとえばLED照明などの白色光源として応用できる。

0004

色変換方式を利用する液晶ディスプレイの課題として、色再現性の向上が挙げられる。色再現性の向上には、バックライトユニットの青、緑、赤の各発光スペクトル半値幅を狭くし、青、緑、赤各色の色純度を高めることが有効である。これを解決する手段として無機半導体微粒子による量子ドットを色変換部材の成分として用いる技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。量子ドットを用いる技術は、確かに緑、赤色の発光スペクトルの半値幅が狭く、色再現性は向上するが、反面、量子ドットは熱、空気中の水分や酸素に弱く、耐久性が十分でなかった。

0005

量子ドットの代わりに有機無機物発光材料を色変換部材の成分として用いる技術も提案されている。有機発光材料を色変換部材の成分として用いる技術の例としては、クマリン誘導体を用いたもの(例えば、特許文献2参照)、ローダミン誘導体を用いたもの(例えば、特許文献3参照)、ピロメテン誘導体を用いたもの(例えば、特許文献4参照)が開示されている。

0006

また、量子ドット技術や有機・無機物の発光材料からなる色変換部材を用いることで色再現性は向上するものの、その色特性や色変換部材の発光特性のために輝度が低下するという課題もある。その対策として、例えば、色変換部材から発光された光を反射する光波長選択性の反射フィルムを用いたものが開示されている(例えば、特許文献5参照)。

先行技術

0007

特開2012−22028号公報
特開2007−273440号公報
特開2001−164245号公報
特開2011−241160号公報
特開2009−140822号公報

発明が解決しようとする課題

0008

近年、液晶ディスプレイの黒表示時の白みの改善のために、画面表示によって部分的に一部のLEDを消灯させる技術が用いられるようになっている。しかし、光源の光は広がりながら視認者側へと進むため、光が正面方向以外に斜め方向にも出光されるために、本来黒表示のために光源の光を消灯している部分にも光が漏れ広がり黒表示部と白表示部のコントラストの悪化が生じ、さらに正面輝度も低下するという問題があった。

0009

そこで、本発明は上記の課題を解決せんとするものであって、ディスプレイに実装した際に、黒表示部と白表示部のコントラストに優れ、かつ正面輝度の高い光源ユニットを提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

0010

本発明は、上記の課題を解決せんとするものであって、光源と、前記光源から入射された入射光を、その入射光よりも長波長の光に変換する色変換部材と、前記光源と色変換部材の間に存在し、フィルム面に垂直に入射された光源の光を透過し、かつフィルム面に垂直に入射された色変換部材から出光した光を反射する反射フィルムを含む光源ユニットであって、かつ光源の光のうちP波反射率について、反射フィルム面に対して20°、40°、60°の角度で入射したときの反射率R20(%)、R40(%)、R60(%)とした場合にR20<R40<R60であることを特徴とする光源ユニットである。

発明の効果

0011

本発明によれば、黒表示と白表示のコントラストに優れ、かつ高輝度な光源ユニットを得ることができる。

図面の簡単な説明

0012

本発明の光源ユニットの一例を示す模式断面図
本発明の光源ユニットの一例を示す模式断面図
本発明の光源ユニットの一例を示す模式断面図
本発明の光源ユニットの一例を示す模式断面図
反射フィルム表面の凹凸形状の一例を示す模式断面図
反射フィルム表面の凹凸形状の一例を示す模式断面図
反射フィルムの長尺方向末端短尺方向末端、中央の場所を示す模式図
反射フィルムと色変換部材とが一体化した積層部材の一例を示す模式断面図

0013

以下に本発明の実施の形態について詳細に述べるが、本発明は以下の実施例を含む実施の形態に限定して解釈されるものではなく、発明の目的を達成できて、かつ、発明の要旨を逸脱しない範囲内においての種々の変更は当然あり得る。

0014

本発明の光源ユニットは、図1に示すとおり光源、色変換部材、反射フィルムを含んでなり、かつ光源と色変換部材の間に反射フィルムが存在している必要がある。また、図2に示すとおり側面に光源を供えた導光板を反射フィルムの下面に設けた構成であってもよい。以下、これらの構成をベースとして説明する。

0015

<光源>
本発明の光源ユニットを構成する光源の種類は、後述の色変換部材に含まれる発光物質が吸収可能な波長領域に発光を示すものであればいずれの光源でも用いることができる。例えば、熱陰極管冷陰極管無機ELなどの蛍光性光源、有機エレクトロルミネッセンス素子光源、LED、白熱光源、あるいは太陽光などいずれの光源でも原理的には利用可能であるが、特にはLEDが好適な光源である。たとえば、ディスプレイや照明用途では、青色光を受けて緑色を発光させたり、紫外光をうけて青色光を発光させたりするが、前者の場合、青色光の色純度を高められる点で、400〜500nmの範囲の光源を持つ青色LEDがさらに好適な光源である。また、後者の場合、青色発光効率を高めつつも紫外線による内部材料劣化を抑制する観点から380〜420nmの範囲の光源をもつ近紫外線LEDがさらに好適な光源である。

0016

光源は1種類の発光ピークを持つものでもよく、2種類以上の発光ピークを持つものでもよいが、色純度を高めるためには1種類の発光ピークを持つものが好ましい。また、発光ピークの種類の異なる複数の光源を任意に組み合わせて使用することも可能である。

0017

<色変換部材>
本発明の光源ユニットには、前記の光源から入射された入射光を、すなわち色変換部材に入射する光源からの光を、その入射光よりも長波長の光に変換する色変換部材を含む構成とすることが必要である。ここでいう光源から入射された入射光をその入射光よりも長波長の光に変換するとは以下のとおり定義されるものである。まず、光源の発光スペクトルを計測し、発光スペクトルの最大強度を示す波長を光源の発光ピーク波長とし、光源の発光ピーク波長での発光強度の50%以上の強度を示す発光帯域をもって光源の発光帯域とする。つづいて、光源からの光を色変換部材を通して受光した際の発光スペクトルを計測する。その際の光源の発光ピーク波長をのぞく最大強度を示す波長を色変換部材の出光ピーク波長とし、色変換部材の出光ピーク波長での出光強度の50%以上の強度を示す帯域を色変換部材の出光帯域とする。この色変換部材の出光帯域が、光源の発光帯域よりも長波長側にあることをもって光源から入射された入射光をその入射光よりも長波長の光に変換するとし、さらに具体的には色変換部材の出光帯域の長波長端が光源の発光帯域の長波長端よりも長波長側にあることとする。このような色変換部材を用いることで、赤・緑・青の色を個別に発光させることが容易となり、表現できる色の種類が多く色再現性の高い光源ユニットおよび液晶ディスプレイを得られるものである。また、色変換部材からの局所的な出光ピークを複数備える場合は、色変換部材の出光帯域の一部で最大強度の50%未満となる場合もあるが、この場合も分断された色変換部材の出光帯域の中で最も長波長の色変換部材の出光帯域の端となる波長が光源の発光帯域の長波長端よりも長波長側にあればよい。また、本願で用いる光源と色変換部材の組合せとしては、光源の発光波長の長波長端よりも色変換部材の出光帯域の低波長端(波長基準でみた帯域において最も小さい波長を低波長端いう。また、同帯域において最も大きい波長を長波長端という)が長波長側にあることがより好ましい。この場合、色変換部材が、光源とは異なる色の光を発光するため、より色再現性に優れたディスプレイが得られるようになる。

0018

本発明の光源ユニットを構成する色変換部材は、前述のとおり特定の波長の光を他の波長の光に変換する部材であり、その一例として光波長を変換する機能を有する量子ドットや蛍光体などの色変換材料を含有したフィルムまたはシート体が例示される。色変換材料を樹脂フィルムに含有したものでもよく、基材となるフィルム上に、色変換材料を含有した膜を積層したものでもよい。また、別の例として、通常の赤・緑・青色の3色からなるカラーフィルターの代替として、色変換部材を用いることが例示される。青色光源を用いる場合には、赤・緑・青のそれぞれのカラーフィルターの代替として、赤色への色変換部材、緑色への色変換部材、青色を透過する透明部材を用いられる。

0019

量子ドットとしては、ZnSシェルを有するCdSeが例として挙げられる。また、CdSe/ZnS、InP/ZnS、PbSe/PbS、CdSe/CdS、CdTe/CdS、又はCdTe/ZnSを含むコア/シェル発光ナノ結晶を用いてもよい。

0020

無機蛍光体は、最終的に所定の色を再現できるものであれば特に限定はなく、公知のものを用いることができる。例としては、YAG蛍光体、TAG蛍光体、シリケート蛍光体ナイトライド蛍光体オキシナイトライド蛍光体、窒化物酸窒化物蛍光体、β型サイアロン蛍光体等が挙げられる。中でも、YAG蛍光体およびβ型サイアロン蛍光体がそれぞれ好ましく用いられる。

0021

YAG蛍光体は、少なくともセリウム賦活されたイットリウムアルミニウム酸化物蛍光体、少なくともセリウムで賦括されたイットリウム・ガドリニウム・アルミニウム酸化物蛍光体、少なくともセリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウムガーネット酸化物蛍光体、及び、少なくともセリウムで賦活されたイットリウム・ガリウム・アルミニウム酸化物蛍光体などがあり、具体的には、Ln3M5O12:R(Lnは、Y、Gd、Laから選ばれる少なくとも1以上である。Mは、Al、Caの少なくともいずれか一方を含む。Rは、ランタノイド系である。)、(Y1−xGax)3(Al1−yGay)5O12:R(Rは、Ce、Tb、Pr、Sm、Eu、Dy、Hoから選ばれる少なくとも1以上である。0<x<0.5、0<y<0.5である。)などがあげられる。

0022

β型サイアロンは、β型窒化ケイ素固溶体であり、β型窒化ケイ素結晶のSi位置にAlが、N位置にOが置換固溶したものである。単位胞単位格子)に2式量原子があるので、一般式として、Si6−zAlzOzN8−zが用いられる。ここで、組成zは、0〜4.2であり、固溶範囲は非常に広く、また(Si、Al)/(N、O)のモル比は、3/4を維持する必要がある。β型サイアロンの一般的な製法は、窒化ケイ素の他に、酸化ケイ素窒化アルミニウムとを、あるいは酸化アルミニウムと窒化アルミニウムとを加えて加熱する方法である。

0023

β型サイアロンは、結晶構造内に希土類などの発光元素(Eu、Sr、Mn、Ceなど)を取り込むことで、紫外から青色の光で励起して520〜550nmの緑色発光を示すβ型サイアロン蛍光体となる。これは白色LED等の発光装置緑色発光成分として好ましく用いられる。特にユーロピウム(Eu2+)を含有させたEu2+付活β型サイアロン蛍光体は、発光スペクトルは非常にシャープであるため、青、緑、赤の狭帯域発光が要求される画像処理表示装置又は液晶ディスプレイパネルバックライト光源に適した素材である。

0024

有機蛍光体としては、ナフタレンアントラセンフェナンスレンピレンクリセンナフタセントリフェニレンペリレンフルオランテンフルオレンインデン等の縮合アリール環を有する化合物やその誘導体
フランピロールチオフェンシロール、9−シラフルオレン、9,9’−スピロビシラフルオレン、ベンゾチオフェンベンゾフランインドールジベンゾチオフェンジベンゾフランイミダゾピリジンフェナントロリン、ピリジン、ピラジンナフチリジンキノキサリンピロロピリジン等のヘテロアリール環を有する化合物やその誘導体;
ボラン誘導体
1,4−ジスチリルベンゼン、4,4’−ビス(2−(4−ジフェニルアミノフェニルエテニルビフェニル、4,4’−ビス(N−(スチルベン−4−イル)−N−フェニルアミノ)スチルベン等のスチルベン誘導体
芳香族アセチレン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、アルジン誘導体、ピロメテン誘導体、ジケトピロロ[3,4−c]ピロール誘導体
クマリン6、クマリン7、クマリン153などのクマリン誘導体;
イミダゾールチアゾールチアジアゾールカルバゾールオキサゾールオキサジアゾールトリアゾールなどのアゾール誘導体およびその金属錯体
インドシアニングリーン等のシアニン系化合物
フルオレセインエオシンローダミン等のキサンテン系化合物チオキサンテン系化合物;
ポリフェニレン系化合物、ナフタルイミド誘導体フタロシアニン誘導体およびその金属錯体、ポルフィリン誘導体およびその金属錯体;
ナイルレッドナイルブルー等のオキサジン系化合物
ヘリセン系化合物
N,N’−ジフェニル−N,N’−ジ(3−メチルフェニル)−4,4’−ジフェニル−1,1’−ジアミン等の芳香族アミン誘導体;および
イリジウム(Ir)、ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、オスミウム(Os)、及びレニウム(Re)等の有機金属錯体化合物などがある。

0025

色変換材料は、色変換部材の中に少なくとも1種含まれていればよく、2種以上含まれていてもよい。

0026

なおここで、色変換部材は、前記の色変換機能を有する材料が単独でまたは他の材料に積層されることでフィルム形状を有しているものや、色変換機能を有する材料がガラスに代表される硬質部材上に印刷・塗布により固定化されたものを例示として、色変換機能を有する物質を構成要素とする有体物である。なお、フィルムは二次元上の拡がりを有するが、その拡がりの大きさはフィルムの意味を左右しない。例えば、厚み(z軸方向)が10nmでxy面の面積が1μm2であってもフィルムということができる。

0027

<反射フィルム>
本発明の光源ユニットの構成要素である反射フィルムは、光源と色変換部材との間に存在し、フィルム面に垂直に入射された光源の光を透過し、かつフィルム面に垂直に入射された色変換部材から出光した光を反射し、かつ、光源の光のうちP波の反射率について、反射フィルム面に対して20°、40°、60°の角度で入射したときの反射率R20(%)、R40(%)、R60(%)とした場合にR20<R40<R60である必要がある(以下では、係るフィルムを第1の反射フィルムと称することがある)。

0028

ここで、フィルム面に垂直に入射された光源の光を透過するとは、反射フィルムの入射角度0°での透過スペクトルにおいて上述の光源の発光帯域での平均透過率が70%以上であることをあらわす。反射フィルムが光源から入射された光を透過することで、光源から入射された光が色変換部材に到達する光量が増大し、色変換部材での発光を容易に高めることが可能となる。好ましくは、光源から反射フィルムに入射される入射光の、入射角度0°における光源の発光帯域での平均透過率が80%以上であり、より好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上である。透過率が増加することで、より効率的に色変換部材での色変換効率を高めることが容易となる。このような反射フィルムを得るためには、フィルムの各層の層厚みを制御することによる反射帯域の最適化に加えて、表面への低屈折率樹脂からなる層を設けることで表面反射を抑えることで達成できる。

0029

第1の反射フィルムは、反射フィルムのフィルム面に垂直に入射された色変換部材から出光した光を反射する必要がある。ここでいう色変換部材から出光した光を反射するとは、反射フィルムの入射角度10°の反射スペクトルにおいて、上述の色変換部材の出光帯域内での最大反射率が30%以上であることをあらわす。色変換材料を含む色変換部材を用いた光源ユニットにおいて輝度が低下する原因の一つは、色変換部材からの光が等方的に発光することによって発生する迷光による光量のロスである。特に、色変換部材から光源側に出光された光が光源ユニット内で迷光することが光量のロスの主因となるが、本発明の通り光源と色変換部材と間に、光源から色変換部材に入射されて長波長の光に変換された光を反射する構成をおくことで、色変換部材からの光を色変換部材直下にて反射することができ、光源側でのキャビティー内での迷光による輝度低下を抑制することが容易になる。好ましくは、反射フィルムの入射角度10°および60°での反射スペクトルにおいて上述の光源の発光帯域内での最大反射率が30%以上であることである。色変換部材からの出光された光は等方的な発光であるため幅広い入射角度の光を反射することが好ましく、入射角度10°および60°で入射される光を高い反射率で反射できることで、輝度がさらに向上するのに有効なものとなる。また、好ましくは、入射角度10°での反射フィルムの反射スペクトルにおいて、色変換部材の出光帯域における平均反射率が30%以上であることであり、より好ましくは50%以上、さらに好ましくは90%以上である。色変換部材の出光帯域における平均反射率が大きくなるに従い、色変換部材より光源側に出光された光を視認側へと変換する効果が高くなり、より輝度の高い光源ユニットを得られるものである。

0030

第1の反射フィルムは、光源の光のうちP波の反射率について、反射フィルム面に対して20°、40°、60°の角度で入射したときの反射率R20(%)、R40(%)、R60(%)とした場合にR20<R40<R60であることが必要である。ここでいうP波とは、フィルム面と直交し光の光軸方向を含む入射面に平行に振動する光であり、具体的には、分光光度計にて偏光子を用いて測定することによって得られる。このような反射フィルムを用いた場合、正面方向に入射された光よりも斜め方向に入射された光の反射率が高いため、結果として正面方向に進む光の割合が増加して正面方向の輝度が向上するとともに、光源からの光が消灯している箇所への光が漏れることも抑制できるため、黒表示部と白表示部のコントラストを高めることが容易となる。従来の無機材料交互積層体では、P偏光は入射角度の増加に伴い一旦減少した後ブリュースター角で反射率がゼロとなり、その後反射率が増加するため、R20<R40<R60を満足しえない。一方、ポリマーからなる多層積層フィルム二軸延伸し、さらに反射帯域を正面入射では光源の発光帯域には含まれずかつ斜入射時に光源の発光帯域と一部重複するように制御することでR20<R40<R60を満足する反射フィルムが得られるようになる。好ましくは、該反射フィルムのフィルム面に対して60°入射における反射帯域の低波長端が、光源の発光帯域の長波長端よりも低波長側にあることである。ここでいう反射フィルムの反射帯域とは、後述する測定方法により求められる反射フィルムの所定の入射角度における反射スペクトルにおいて、波長400〜1600nmにおける最大反射率をRmax(%)とした際に、Rmax/2(%)となる波長の中で最も低波長でかつ400nm以上である波長を反射フィルムの反射帯域の低波長端、最も長波長でかつ1600nm以下である波長を反射フィルムの反射帯域の長波長端とし、前記低波長端と長波長端の間の区間を反射フィルムの反射帯域とする。例えば、フィルム面に対して60°入射における反射帯域とは、入射角度60°における反射スペクトルにおいて、波長400〜1600nmにおける低波長端と長波長端の間の帯域をいい、フィルム面に対して30°入射における反射帯域とは、入射角度30°における反射スペクトルにおいて、波長400〜1600nmにおける低波長端と長波長端の間の帯域をいう。このような反射フィルムを用いることで、フィルム面に対して60°で反射フィルムに入射された光源からの光を効率的に高い反射率で反射できるようになるため、より正面方向の輝度向上や黒表示のコントラスト向上効果を得やすくなるものである。さらには、フィルム面に対して斜め方向から入射される光を高い反射率で反射するが、反射された光がさらに導光板内を伝って伝播していくことにより、導光板内での光源からの光の出光が均一化し、より輝度のムラの少ない光源ユニットとする効果も得られる。そのため、上記のP波の反射率を満たす反射フィルムは、図2〜4に示すように前記反射フィルムの色変換部材の反対側にさらに導光板が設けてなり、かつ導光板の側面に前記光源が設けられてなる光源ユニットに好ましく用いることができる。より好ましくは反射フィルムのフィルム面に対して30°入射における反射帯域の低波長端が、光源の発光帯域の長波長端よりも低波長側にあることであり、反射フィルムの反射帯域の低波長端が光源の発光帯域の長波長端よりも低波長側になる角度が小さくなるにつれて、正面方向にのみ光を取出す効果や光源ユニットの輝度ムラを抑制する効果が顕著となる。

0031

第1の反射フィルムは、反射フィルムの長尺方向の中央と両末端の3点における反射帯域の低波長端の最大値最小値の差、または、短尺方向の中央と両末端の3点における反射帯域の低波長端の最大値と最小値の差が30nm以下であることが好ましい。ここでいう長尺方向の両末端とは、図7に示すとおり、短尺辺の中間点にある長尺方向の両末端をあらわし、短尺方向の両末端とは、図7に示すとおり、長尺辺の中間点にある短尺方向の両末端をあらわす。また、反射フィルムの長尺方向とは、光源ユニットが略四角形である場合、四角形の長辺方向をもって長尺方向とし、短辺方向をもって短辺方向とする。光源ユニットが略四角形でない場合、重心をとおりかつ最も長くなる対角線がとれる方向をもって長尺方向、前記対角線に直交する方向をもって短尺方向とする。この場合、長尺方向の両末端とは、上記で定義される長尺方向の両末端をあらわし、短尺方向の両末端とは、上記で定義される短尺方向の両末端をあらわす。反射フィルムの反射帯域の低波長端の位置がずれることで、光源ユニットおよびそれを用いたディスプレイとした際に、フィルム面に対して斜めから入射した光の反射率が増加する入射角度が変わってしまい、面内での正面方向の輝度が変化する原因となる。そこで、反射フィルムの長尺方向の中央と両末端の3点における反射帯域の低波長端の最大値と最小値の差、または、短尺方向の中央と両末端の3点における反射帯域の低波長端の最大値と最小値の差が30nm以下であることにより、光源ユニットの正面方向の輝度が均一化し、さらに輝度ムラのない光源ユニットやディスプレイが得られるようになる。好ましくは、中央ならびに両末端の3点における反射帯域の低波長端の最大値と最小値の差が20nm以下であり、この差が小さくなればなるほど正面方向の輝度の均一度は優れたものとなる。このような反射フィルムを得る方法としては、反射フィルムを得る際の横延伸倍率を高めることや、反射フィルムが後述の積層フィルムからなる場合には最表層の厚みを反射フィルム厚みの3%以上とすることがあげられ、このような方法をとることでフィルム製造時の流れ方向に直交する幅方向での反射帯域の均一性が向上させることができる。

0032

また、第1の反射フィルムの長尺方向の中央と両末端の3点における反射帯域の低波長端の最大値と最小値の差、および、短尺方向の中央と両末端の3点における反射帯域の低波長端の最大値と最小値の差がいずれも30nm以下であることも好ましい。長尺方向、短尺方向ともに反射帯域の低波長端が揃うことで、光源ユニットおよびディスプレイとした際に正面方向の輝度が均一化し、面内全域でムラのないものとできるようになる。

0033

また、第1の反射フィルムの長尺方向の中央と両末端の3点における反射帯域内での平均反射率の最大値と最小値の差、および、短尺方向の中央と両末端の3点における反射帯域内での平均反射率の最大値と最小値の差がいずれも10%以下であることも好ましい。ここでいう反射帯域内での平均反射率とは、前述のとおり決定した反射帯域における平均反射率とする。色目や輝度へ寄与する因子として、上述の反射フィルムの反射帯域の低波長端の位置以外にも、反射帯域内での反射率のムラがある。ここで、反射帯域内での平均反射率が均一であるに従い、光源ユニットやそれを用いたディスプレイとした際に、特に輝度ムラのない均一なものとすることが容易となる。好ましくは反射帯域内での平均反射率の最大値と最小値の差が5%以下であり、さらに好ましくは3%以下である。平均反射率の差が小さくなるに従い、正面方向の輝度の均一な光源ユニットやそれを用いたディスプレイが得られるようになる。このような反射フィルムを得る方法としては、反射フィルムを得る際の横延伸倍率を高めることや、反射フィルムが後述の積層フィルムからなる場合には最表層の厚みを反射フィルム厚みの3%以上とすることがあげられ、このような方法をとることでフィルム製造時の流れ方向に直交する幅方向での反射帯域の均一性が向上させることができる。また、反射帯域の平均反射率を高めることでも反射率のバラつきを抑制することが可能となる。

0034

また、第1の反射フィルム中央の波長400〜800nmの反射率と、長尺方向の両末端および短尺方向の両末端の4点における波長400〜800nmの反射率の相関係数の最小値が0.8以上であることも好ましい。ここでいう相関係数とは、フィルムの中央を波長400nm〜800nmにおいて1nm刻みで反射率を計測して得られる値と、フィルムの各末端にて波長400nm〜800nmにおいて1nm刻みで反射率を計測して得られる値との相関係数を表す。この相関係数の値が高いほど、反射率の分布が近しいことを表し、まったく同じ反射率分布を有する場合は、その値は1となる。そして、相関係数の最小値が0.8以上であるとは、フィルム中央の波長400nm〜800nmにおける反射率と、長尺方向の両末端および短尺方向の両末端の4点の波長400nm〜800nmにおける反射率から得られる4つの相関係数のうち、もっとも小さい相関係数が0.8以上となることをさす。上述では、反射フィルムの反射帯域の低波長端ならびに平均反射率で正面方向の輝度の均一化を説明したが、相関係数はいずれもの要素も含み、かつ反射波形の均一さを示す指標であることから、相関係数が0.8以上であることにより、正面方向の輝度ともに均一性の優れた反射フィルムとなり、それを用いた光源ユニットおよびディスプレイも輝度ムラのないものとできる。好ましくは相関係数が0.9以上であり、さらに好ましくは0.95以上である。相関係数が0.95以上となれば、実装時に光源ユニットおよびディスプレイ内での輝度のムラはほとんどわからないものとできる。このような反射フィルムを得る方法としては、反射フィルムを得る際の横延伸倍率を高めることや、反射フィルムが後述の積層フィルムからなる場合には最表層の厚みを反射フィルム厚みの3%以上とすることがあげられるが、特に最表層の厚みを反射フィルム厚みの5%以上とすることで相関係数を0.95以上とできるものである。

0035

第1の反射フィルムは、反射フィルムの低波長端が、光源の発光波長より大きく、かつ色変換部材の出光波長よりも小さいことが好ましい。ここでいう反射フィルムの低波長端が光源の発光波長より大きいとは、反射フィルムの反射帯域の低波長端が光源の発光帯域の長波長端よりも長波長側にあることを示す。また、反射フィルムの低波長端が色変換部材の出光波長よりも小さいとは、反射フィルムの反射帯域の低波長端が色変換部材の出光帯域の低波長端よりも低波長側にあることを示す。たとえばモバイルディスプレイのように、光源ユニットの設計やそれを用いたディスプレイの使用方法によっては正面から見た際の輝度が重要となるが、その場合、反射フィルムの低波長端が、光源の発光波長より大きくかつ色変換部材の出光波長よりも小さいことでより、色変換部材から出光した光を反射フィルムで正面方向へ効率的に反射することが容易となり、優れた正面輝度の向上効果が得られるものである。

0036

第1の反射フィルムは、下記式(1)を満足することも好ましい。下記式(1)は、光を反射する波長帯と透過する波長帯との間での反射率の変化が急峻であることを示しており、|λ1−λ2|が小さくなるにつれて、より急峻に反射する波長帯から透過する波長帯へと変化する。このように反射する波長帯から透過する波長帯、すなわち、光源の発光帯域から色変換部材の出光帯域への反射率の変化が急峻に行われることによって、光源からの光のみを選択的・効率的に透過しつつ、色変換部材から出光される光を効率的に反射することができ、反射フィルムの効果を最大限得やすくなるものである。より好ましくは|λ1−λ2|が30nm以下であり、|λ1−λ2|が小さくなるに従い、輝度向上効果や輝度の均一度が向上する。

0037

|λ1−λ2| ≦ 50 (ただし、λ1<λ2) (1)
λ1:反射フィルムの反射帯域の低波長端近傍で反射率が
最大反射率の1/4となる波長(nm)
λ2:反射フィルムの反射帯域の低波長端近傍で反射率が
最大反射率の3/4となる波長(nm)
本発明の光源ユニットにおいては、図2に示すように第1の反射フィルムの色変換部材側とは反対側にさらに導光板が設けてなり、かつ導光板の側面に前記光源が設けられてなることも好ましい。光源、反射フィルム、色変換部材が直線上に配される光源ユニットでは、正面方向の輝度向上効果ならびに黒表示部と白表示部とのコントラスト向上効果は十分に得られるものの、前記反射フィルムの色変換部材の側とは反対側にさらに導光板が設けてなり、かつ導光板の側面に前記光源が設けられてなる構成を満足することで、前述のとおりさらに導光板内での輝度の均一化効果も発現するためにさらに好ましいものとなる。

0038

本発明の光源ユニットにおいては、図3に示すように前記導光板の反射フィルム(第1の反射フィルム)が存在する側とは反対の側に別な反射フィルム(係る反射フィルムを第2の反射フィルムとも称する)を備えることができ、当該第2の反射フィルムが空隙を含んでなることも好ましい。空隙を含む第2の反射フィルムは、フィルム面に入射された光を散乱させながら反射させることができる。そのため、前述の第1の反射フィルムへ斜めから入射し反射された光を第2の反射フィルムがさらに散乱されながら反射されることにより、第1の反射フィルムで反射された光の一部を第1の反射フィルムに対して正面(垂直)方向へ進む光へとすることができる。その結果、正面方向への光の取出効率が向上し、ひいては正面方向の輝度を高めることが容易となる。散乱作用の無い第2の反射フィルムを用いた場合には、前述の第1の反射フィルムへ斜めから入射し反射された光は、第2の反射フィルムで入射した角度と同じ角度で鏡面反射されることとなるため、再び第1の反射フィルムで反射されてしまい、光の取出効率が低下する傾向がある。

0039

本発明の光源ユニットにおいては、図4に示すように前記第2の反射フィルムと導光板との間にさらに別な反射フィルム(係る反射フィルムを第3の反射フィルムとも称する)を備え、第3の反射フィルムがフィルム面に垂直入射された光源の光を反射し、かつフィルム面に60°の角度で入射された光源の光を透過することが好ましい。前述の第2の反射フィルムを用いる場合、導光板などで光の出光角度が調整され実質第1の反射フィルム面に対して垂直な方向に進む光についても第2の反射フィルムで再び散乱されてしまうが、導光板と第2の反射フィルムの間にフィルム面に垂直入射された光源の光を反射し、かつフィルム面に60°の角度で入射された光源の光を透過する第3の反射フィルムを備えることで、導光板から第3の反射フィルムへフィルム面に垂直方向に入射された光は第3の反射フィルムで反射される一方、導光板から第3の反射フィルムへフィルム面に斜め方向から入射された光は第3の反射フィルムを透過し、第2の反射フィルムで光の進む方向を変えながら反射するようになる。その結果、第1の反射フィルムに垂直に入射する光の光量を効率的に高めることができるため、正面方向の輝度が向上したり、黒表示部と白表示部とのコントラストを高めることがさらに容易となる。

0040

本発明の光源ユニットを構成する反射フィルムは、熱可塑性樹脂からなることが好ましい。熱可塑性樹脂は一般的に熱硬化性樹脂光硬化性樹脂と比べて安価であり、かつ公知の溶融押出により簡便かつ連続的にシート化することができることから、低コストで反射フィルムを得ることが可能となる。

0041

第1の反射フィルムは、異なる複数の熱可塑性樹脂が交互に11層以上積層されてなることが好ましい。ここでいう熱可塑性樹脂が異なるとは、フィルムの面内で任意に選択される直交する2方向および該面に垂直な方向のいずれかにおいて、屈折率が0.01以上異なることを指す。また、ここでいう交互に積層されてなるとは、異なる熱可塑性樹脂からなる層が厚み方向に規則的な配列で積層されていることをいい、熱可塑性樹脂A、Bからなる場合、各々の層をA層,B層と表現すれば、A(BA)n(nは自然数)のように積層されたものである。このように光学的性質の異なる樹脂が交互に積層されることにより、各層の屈折率の差と層厚みとの関係より設計した波長の光を反射させることが出来る干渉反射を発現させることが可能となる。また、積層する層数がそれぞれ10層以下の場合には、所望する帯域において高い反射率を得られない。また、前述の干渉反射は、層数が増えるほどより広い波長帯域の光に対して高い反射率を達成できるようになり、所望する帯域の光を反射する反射フィルムが得られるようになる。好ましくは100層以上であり、より好ましくは200層以上。さらに好ましくは600層以上である。また、層数に上限はないものの、層数が増えるに従い製造装置の大型化に伴う製造コストの増加や、フィルム厚みが厚くなることでのハンドリング性の悪化が生じるために、現実的には10000層程度が実用範囲となる。

0042

本発明の光源ユニットでは、光源から入射された入射光を、その入射光よりも長波長の光に変換する色変換部材と、光源から入射された光を透過し、かつ色変換部材から出光された光を反射する反射フィルムを、積層部材として用いることも好ましい。ここで色変換部材と反射フィルムを含む積層部材とは、直接ないし接着層などを介して色変換部材と反射フィルムが固定されていることを指す。この場合、色変換部材と反射フィルムとの空間が無くなるため迷光による光のロスを抑制することと、色変換部材表面の空気との間の反射をなくすことで、輝度向上の効果が顕著になる。

0043

さらに好ましい形態として、反射フィルム上に色変換材料からなる層を直接設けることで、反射フィルムを色変換部材の一部と為すことである。この場合、色変換部材を形成する際に用いられる基材を代替することができ、コストダウンとなることに加えて、さらに色変換部材中の色変換材料と反射フィルムとの空間が無くなるため迷光による光のロスを抑制する効果が顕著となる。

0044

同様に、第2の反射フィルムおよび/または第3の反射フィルムも直接ないし接着層などを介して導光板と固定されていることが好ましい。この場合も、導光板と第2の反射フィルムや第3の反射フィルムとの間の空間が無くなるため迷光による光のロスを抑制することと、導光板や反射フィルムの表面の空気との間の反射をなくすことで効率的に反射させることができる。

0045

本発明の光源ユニットを構成する反射フィルムまたは色変換部材は、その表面に凹凸形状を有することが好ましい。ここでの凹凸形状とはフィルム表面または界面の形状を測定した際の最大高さが1μm以上となるものを指す。このような凹凸の一例を図5図6に示す。また、反射フィルムまたは色変換部材の表面に凹凸形状を有することによる効果を以下に示す。

0046

第1の効果は易滑性である。表面に凹凸形状を有することにより易滑性が発現するため、反射フィルムならびに色変換部材を光源ユニットに組み込む際の傷の発生を抑制することが可能となる。

0047

第2の効果は光の取り出しである。本発明者らは、色変換材料を含む色変換部材においては、光が色変換部材内にて反射することで光ファイバーのごとくシート内に閉じ込められる現象が発生し、結果として色変換材料そのものの発光効率は高いものの輝度が低下するという現象を見出した。そして本発明者らは、その対策として、反射フィルムまたは色変換部材の表面に、凹凸形状を有することで、その凹凸界面から光が取り出されるため、色変換部材内に取り込まれる光を減少させ、輝度向上の効果を得られることを見出した。第2の効果を効率的に得るためには、好ましくは最大高さが1μm以上であり、より好ましくは5μm以上、さらに好ましくは10μm以上であることである。凹凸形状が大きくなるに従い、光の取り出し効率も向上するとともに、光源のムラを抑制する効果も得られるようになる。この効果をより効率的に得るためには、反射フィルム上に色変換材料からなる層を直接設けることで、反射フィルムを色変換部材の一部と為し、かつ色反射フィルムの色変換材料からなる層側の表面に凹凸形状を有していることが好ましい。この場合、効率的に光を取り出すことができることに加えて、効率的に表示側へ光を反射できるため輝度向上の効果が顕著となる。

0048

第3の効果は、光の光路の調整である。光源、特に発光ダイオードから光は表示側へと比較的高い指向性を持って進むのに対して、色変換部材からの光は等方的に発光するために、光源正面での輝度が低下する原因となる。反射フィルムまたは色変換部材の表面に、凹凸形状を有することで、凹凸界面にて光の方向を調整し、特に正面方向に集光することで輝度向上を達成することが容易になるほか、光源ユニット、ディスプレイを形成する際に他の光学部材を省くこともできるため低コスト化にも寄与する。

0049

上記第2、第3の効果をより効率的に得るために、前記凹凸形状がレンズ形状、略三角形状または略半円形状であることが好ましい。マイクロレンズ形状とは略半球状の凹凸を、プリズム形状とは略三角状の凹凸を指す。このような形状を備える場合、光は表示側へ光路を集光されるため光源ユニットならびにディスプレイとした場合の正面輝度がより顕著に向上するようになる。

0050

本発明の光源ユニットは、図8に示すように光源ユニットを構成する反射フィルムまたは色変換部材の表面に機能層を有しており、反射フィルムの屈折率をn1、色変換部材の屈折率をn2、機能層の屈折率をn3としたとき、機能層の屈折率n3がn1とn2の間であることが好ましい。ここでいう反射フィルムならびに色変換部材の屈折率とは、フィルムの最表層となる層の面内平均屈折率を指す。この場合、機能層の屈折率の効果により、従来屈折率の異なる反射フィルムと色変換部材との間での反射を抑制でき、光源からの光が効率的に透過するため輝度向上が容易となる。

0051

本発明の光源ユニットに用いる第1の反射フィルム、並びに、用いる場合の第2および第3の反射フィルムは、それぞれ、紫外線を吸収または反射することも好ましい。ここでいう紫外線を吸収または反射するとは、波長300nmから410nmにおいて、少なくとも透過率が50%以下となる帯域を30nm以上備えてなることを示す。本発明の光源ユニットおよび液晶ディスプレイのように、色変換部材を用いる際に用いる光源は、青色LEDや近紫外線LEDのように通常の白色光源より低波長で高エネルギーな光源を使用する。そのため、色変換部材やその他光学フィルムの劣化の原因となる紫外線を多く含んでおり、長期の使用に際して色や輝度の変化が生じやすいという課題もある。そこで、色変換部材やプリズムフィルムなどの他の光学フィルムよりも光源側に設置される反射フィルムが紫外線を吸収または反射することで、色変換部材やその他光学フィルムの劣化を抑制することが可能となり、長期の使用に適した光源ユニットおよび液晶ディスプレイが得られるものである。好ましくは、波長380nm以下での最大透過率が10%以下である。この場合、色変換部材やその他光学フィルムが吸収し劣化する原因となる紫外線をほとんどカットできるため、色や輝度の変化はほとんど見られなくなり、また、近紫外LEDを用いて赤、緑、青の光を発光する色変換部材を用いる場合に好適なものとなる。さらに好ましくは波長410nm以下での最大透過率が10%以下である。青色の光を用いて赤、緑の光を発光する色変換部材では、色変換効率にはあまり寄与しないものの劣化の原因となる吸収が波長410nmにもあるが、波長410nm以下での最大透過率を10%以下とすることで、このような色変換部材の劣化を抑制することが容易となる。また、光源の発光帯域の低波長端から20nm低い波長での光の透過率が10%以下であることも好ましい。上述のとおり、光源の光は色変換のために重要である反面、色変換部材そのものを劣化させるものでもある。そこで、実際に色変換に重要な波長の光は透過するものの、色変換にはほとんど寄与しない低波長の光をカットする積層フィルムを用いて色変換部材を保護することで、色変換部材での発光効率を損なうことなく、長期使用時の劣化をほぼ抑制できるようになる。このように、波長380nm以上の波長の紫外線を吸収または反射するフィルムは、従来の白色LEDのような赤、緑、青を発光するLEDを用いた場合には、白表示が黄色を帯び、かつ輝度の低下の原因となるため、光学フィルムの長寿命化に効果があっても使用し難いものであった。しかし、本発明の光源ユニットの場合、特定の波長の光のみの光を用いて、反射フィルムよりも視認側で白色光に変換するため、上述の黄色味や輝度の低下といった問題もなく、好適に使用できることを見出したものである。

0052

本発明の光源ユニットを構成する反射フィルムを構成する樹脂は特に限定されるものではなく、たとえば、国際公開2013/002130号公報の〔0016〕〜〔0024〕段落に例示される観点で選択されるものである。

0053

また、本発明の光源ユニットを構成する反射フィルムは、反射フィルムを構成する熱可塑性樹脂の少なくともいずれかに紫外線吸収剤を含んでなることも好ましい。ここでいう紫外線吸収剤とは、波長300〜410nmの光を吸収する熱可塑性樹脂以外の成分を示し、波長300〜410nmにおける{100−平均透過率−平均反射率(≒吸収率)}が10%以上であることにより紫外線吸収剤を含むと判断する。紫外線吸収剤を含むことで紫外線をカットすることが容易となる。さらに好ましくは、反射フィルムとして積層フィルムを用い、かつ波長300〜410nmでの最大反射率が20%以上である積層フィルムに紫外線吸収剤を含むことである。積層フィルムでは、隣接する層の界面にて層の厚みに対応する波長の光を反射するが、その際にフィルム内を光が何度も反射した上でフィルム外に光がもたらされる。そのため、積層フィルム中に紫外線吸収剤を添加することにより、フィルム内での反射の無い数層レベルのフィルムの場合と違い紫外線吸収剤を含む層を通過する回数が増えることから、少量の紫外線吸収剤にて効率的に高い紫外線カット効果が得られるようになり、効率的に紫外線をカットすることができるようになる。また、1層ないし10層以下の層数のフィルムを用いる場合には長期信頼性試験において紫外線吸収剤が析出する場合があるが、11層以上の積層フィルムを用いることで、各層の界面や層の内部で紫外線吸収剤がトラップされ、フィルム表面に析出するのを抑制できるようになるというメリットもある。

0054

また、第1の反射フィルムは、少なくともその片面に硬化性樹脂からなる層を有し、かつ硬化性樹脂からなる層に紫外線吸収剤を含んでなることも好ましい。この場合、硬化性樹脂の組成に応じて、耐擦傷や寸法安定性などの機能を付加することができることに加えて、硬化性樹脂からなる層の架橋性が高いため、反射フィルムの内部に含まれているオリゴマー添加剤などの析出を抑制することが出来る。硬化性樹脂からなる層は反射フィルムの上に直接コーティングされてもよい。また、硬化性樹脂からなる層は片面に設けてもよいが、オリゴマーなどの析出は一般にフィルムの両面より発生し、さらに片面のみに設ける場合は硬化性樹脂からなる層の側に硬化による収縮応力が強く働き、硬化性樹脂からなる層の厚みに応じて自身が著しくカールする場合があるため、好ましくは両面に硬化性樹脂からなる層を設けることである。また、片面に紫外線吸収剤を含む硬化性樹脂からなる層を設ける場合には、該層は光源側に設けることが特に好ましい。光源側に設けることで、反射フィルムそのものの劣化も抑制することが可能となる。

0055

前記の硬化性樹脂は特に限定されるものではないが、高透明で耐久性があるものが好ましく、例えば、アクリル樹脂ウレタン樹脂、フッソ系樹脂シリコン樹脂ポリカーボネート系樹脂塩化ビニル系樹脂を単独または混合して使用できる。硬化性や可撓性、生産性の点において、硬化性樹脂はポリアクリレート樹脂に代表されるアクリル樹脂などの活性エネルギー線硬化型樹脂からなることが好ましい。

0056

また、紫外線吸収剤は、一般的な380nm以下の波長領域の紫外線を吸収する汎用紫外線吸収剤と、紫外線領域と可視光領域の境界近傍(380〜430nm付近)の光までカットできる可視光線吸収色素の2種を定義する。汎用紫外線吸収剤は一般的に380nm以下の波長領域の紫外線を吸収する能力特化しており、紫外線領域と可視光領域の境界近傍(380〜430nm付近)の光線を吸収する能力は優れていない。そのため、汎用紫外線吸収剤を含有させることのみで、紫外線領域と可視光領域の境界近傍(380〜430nm)の光線をカットするためには、後述する一部の長波長紫外線吸収を除いて、高濃度に含有させる必要がある。紫外線領域、および、紫外線領域と可視光領域の境界近傍(380〜430nm)の波長カットを、単独の汎用紫外線吸収剤により達成可能な紫外線吸収剤としては、あくまで一例であるが、市販の汎用紫外線吸収剤としては2−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−6−第三ブチル−4−メチルフェノールや、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−4−ヘキシルオキシ−3−メチルフェニル)−1,3,5−トリアジンの構造で記される化合物などが挙げられる。また、汎用紫外線吸収剤は、波長320〜380nmの間に極大吸収波長を有する汎用紫外線吸収剤であることが好ましい。極大波長が320nmより小さい場合、長波長側の紫外線領域を十分にカットすることは難しく、また、380nmを超えて430nm以下の可視光短波長領域に最大となる極大波長を有する色素との組み合わせを行った場合であっても、波長300〜380nmにおける領域内において10%以上の光線透過率を示す領域が発生してしまうことが多い。

0057

一方、可視光線吸収色素は、一般に可視光短波長領域のカット性能に優れるが、380nm以下の紫外線領域のカット能力に乏しい。そのため、可視光線吸収色素を含有させることのみで、汎用紫外線領域の光線をカットするためには、後述する一部の可視光線吸収色素を除いて、高濃度に含有させる必要がある。また、可視光線吸収色素は、一般的に広範囲にわたる波長領域をブロードにカットする性質のものが多く、高濃度に含有させる場合、目的とする波長領域よりもさらに長波長側の可視光領域を吸収するため、優れた透明性を実現できない問題点を有する。また、特に波長380〜440nmの領域における紫外線領域と可視光領域の境界近傍を狭帯域でカットする性質を有する可視光線吸収色素は種類が多くなく、特定の構造をもつ可視光線吸収色素を選定して使用することが望まれる。紫外線領域、および、紫外線領域と可視光領域の境界近傍(380nm〜430nm)の波長カットを、単独添加により達成可能な可視光線吸収色素としては、たとえば、BASF(株)製の「LumogenF Violet570」などが挙げられる。汎用紫外線吸収剤および/または可視光線吸収色素にはそれぞれ得意とする領域が存在していることから、高濃度添加によるブリードアウト、それに伴う工程汚染を防ぐためには、1種類以上の紫外線吸収剤と1種類以上の可視光線吸収色素を効果的に組み合わせる手法がより好ましい。
本発明において用いられる汎用紫外線吸収剤は、少なくとも1種類がトリアジン骨格構造を有する紫外線吸収剤であることが好ましい。トリアジン骨格構造は、その他一般的に紫外線吸収剤に利用されるベンゾトリアゾール骨格構造やベンゾフェノン骨格構造と比較して熱分解温度が高く、長期の安定性に優れることが知られており、長期で性能保持が要求されるディスプレイ用途の積層フィルムや紫外線カットフィルムに好適である。また、融点が低いことから紫外線吸収剤自身の固体成分としての表面析出が抑制されるだけでなく、オリゴマーやその他昇華性の高い紫外線吸収剤を析出させにくくする効果を奏することから好ましく利用することができる。

0058

本発明において用いられる可視光線吸収色素は、390nm以上410nm以下に極大波長を有することがより好ましい。410nmより長波長領域に極大波長を有するものを選択した場合、非常に狭帯域のカット性能を有する色素を選択しない限り、光源の発光帯域における平均透過率が80%を下回る場合がある。390nm以上410nm以下の波長帯域に極大波長を有し、狭い帯域で吸収性能を発揮可能な可視光線吸収色素としては、アントラキノンアゾメチン、インドール、トリアジン、ナフタルイミドフタロシアニン、トリアジンのいずれかの骨格を有するものを好ましく用いることが出来る。

0059

<反射フィルムの製造方法>
次に、第1の反射フィルムの好ましい製造方法を熱可塑性樹脂A,Bからなる反射フィルムを例にとり以下に説明する。もちろん本発明は係る例に限定して解釈されるものではない。また、この反射フィルムの積層構造は、特開2007−307893号公報の〔0053〕〜〔0063〕段に記載の内容と同様の方法により簡便に実現できるものである。

0060

熱可塑性樹脂をペレットなどの形態で用意する。ペレットは、必要に応じて、熱風中あるいは真空下で乾燥された後、別々の押出機に供給される。また、反射フィルム中に紫外線吸収剤を含む場合には、あらかじめ熱可塑性樹脂中に紫外線吸収剤を混練したペレットを準備したり、熱可塑性樹脂と紫外線吸収剤とを押出機中にて混練する。押出機内において、融点以上に加熱溶融された樹脂は、ギヤポンプ等で樹脂の押出量を均一化され、フィルター等を介して異物変性した樹脂などを取り除かれる。これらの樹脂はダイにて目的の形状に成形された後、吐出される。そして、ダイから吐出された多層に積層されたシートは、キャスティングドラム等の冷却体上に押し出され、冷却固化され、キャスティングフィルムが得られる。この際、ワイヤー状テープ状、針状あるいはナイフ状等の電極を用いて、静電気力によりキャスティングドラム等の冷却体に密着させ急冷固化させることが好ましい。また、スリット状、スポット状、面状の装置からエアーを吹き出してキャスティングドラム等の冷却体に密着させ急冷固化させたり、ニップロールにて冷却体に密着させ急冷固化させたりする方法も好ましい。

0061

また、A層に用いられる熱可塑性樹脂とそれと異なる熱可塑性樹脂Bの複数の樹脂を2台以上の押出機を用いて異なる流路から送り出し、多層積層装置に送り込まれる。多層積層装置としては、マルチマニホールドダイフィードブロックスタティックミキサー等を用いることができるが、特に、本発明の構成を効率よく得るためには、11個以上の微細スリットを有するフィードブロックを用いることが好ましい。このようなフィードブロックを用いると、装置が極端に大型化することがないため、熱劣化による異物が少なく、積層数が極端に多い場合でも、高精度な積層が可能となる。また、幅方向の積層精度も従来技術に比較して格段に向上する。また、この装置では、各層の厚みをスリットの形状(長さ、幅)で調整できるため、任意の層厚みを達成することが可能となったものである。

0062

このようにして所望の層構成に形成した溶融多層積層体をダイへと導き、上述と同様にキャスティングフィルムが得られる。

0063

このようにして得られたキャスティングフィルムは、二軸延伸することが好ましい。ここで、二軸延伸とは、長手方向および幅方向に延伸することをいう。延伸は、逐次に二方向に延伸しても良いし、同時に二方向に延伸してもよい。また、さらに長手方向および/または幅方向に再延伸を行ってもよい。

0064

逐次二軸延伸の場合についてまず説明する。ここで、長手方向への延伸とは、フィルムに長手方向の分子配向を与えるための延伸を言い、通常は、ロール周速差により施され、この延伸は1段階で行ってもよく、また、複数本ロール対を使用して多段階に行っても良い。延伸の倍率としては樹脂の種類により異なるが、通常、2〜15倍が好ましく、反射フィルムを構成する樹脂のいずれかにポリエチレンテレフタレートを用いた場合には、2〜7倍が特に好ましく用いられる。また、延伸温度としては反射フィルムを構成する樹脂のガラス転移温度〜ガラス転移温度+100℃が好ましい。

0065

このようにして得られた一軸延伸されたフィルムに、必要に応じてコロナ処理フレーム処理プラズマ処理などの表面処理を施した後、易滑性、易接着性帯電防止性などの機能をインラインコーティングにより付与してもよい。特に、反射フィルムと色変換シートを含む積層部材を形成する際には、反射フィルムの最表層となる熱可塑性樹脂Aよりも低く、色変換部材の最表層となるフィルムの屈折率よりも高い屈折率となる樹脂をインラインコーティングすることが好ましい。

0066

つづいて幅方向の延伸とは、フィルムに幅方向の配向を与えるための延伸をいい、通常は、テンターを用いて、フィルムの両端をクリップ把持しながら搬送して、幅方向に延伸する。延伸の倍率としては樹脂の種類により異なるが、通常、2〜15倍が好ましく、反射フィルムを構成する樹脂のいずれかにポリエチレンテレフタレートを用いた場合には、2〜7倍が特に好ましく用いられる。特に本発明における反射フィルムでは、横延伸倍率は4倍以上とすることが好ましく、横延伸倍率を高めることで反射帯域の均一性、平均反射率の均一性、相関係数を高めるのに有効である。また、延伸温度としては反射フィルムを構成する樹脂のガラス転移温度〜ガラス転移温度+120℃が好ましい。

0067

こうして二軸延伸されたフィルムは、平面性、寸法安定性を付与するために、テンター内で延伸温度以上融点以下の熱処理を行うのが好ましい。熱処理を行うことにより、成形用フィルムの寸法安定性が向上する。このようにして熱処理された後、均一に徐冷後、室温まで冷やして巻き取られる。また、必要に応じて、熱処理から徐冷の際に弛緩処理などを併用してもよい。

0068

同時二軸延伸の場合について次に説明する。同時二軸延伸の場合には、得られたキャストフィルムに、必要に応じてコロナ処理やフレーム処理、プラズマ処理などの表面処理を施した後、易滑性、易接着性、帯電防止性などの機能をインラインコーティングにより付与してもよい。

0069

次に、キャストフィルムを、同時二軸テンターへ導き、フィルムの両端をクリップで把持しながら搬送して、長手方向と幅方向に同時および/または段階的に延伸する。同時二軸延伸機としては、パンタグラフ方式、スクリュー方式駆動モーター方式、リニアモーター方式があるが、任意に延伸倍率を変更可能であり、任意の場所で弛緩処理を行うことができる駆動モーター方式もしくはリニアモーター方式が好ましい。延伸の倍率としては樹脂の種類により異なるが、通常、面積倍率として6〜50倍が好ましく、反射フィルムを構成する樹脂のいずれかにポリエチレンテレフタレートを用いた場合には、面積倍率として8〜30倍が特に好ましく用いられる。特に同時二軸延伸の場合には、面内の配向差を抑制するために、長手方向と幅方向の延伸倍率を同一とするとともに、延伸速度もほぼ等しくなるようにすることが好ましい。また、延伸温度としては反射フィルムを構成する樹脂のガラス転移温度〜ガラス転移温度+120℃が好ましい。

0070

こうして二軸延伸されたフィルムは、平面性、寸法安定性を付与するために、引き続きテンター内で延伸温度以上融点以下の熱処理を行うのが好ましい。この熱処理の際に、幅方向での主配向軸の分布を抑制するため、熱処理ゾーンに入る直前および/または直後に瞬時に長手方向に弛緩処理することが好ましい。このようにして熱処理された後、均一に徐冷後、室温まで冷やして巻き取られる。また、必要に応じて、熱処理から徐冷の際に長手方向および/あるいは幅方向に弛緩処理を行っても良い。熱処理ゾーンに入る直前および/あるいは直後に瞬時に長手方向に弛緩処理する。

0071

得られた反射フィルムを下記のとおり表面に凹凸形状を形成することも好ましい。凹凸形状を形成する方法としては、(a)金型を用いた金型転写方法、(b)基材表面を直接加工する方法、等が挙げられる。(a)金型転写方法についてさらに詳述すると、(a1)金型又は/及び上記基材を加熱した状態で金型を加圧圧着させ賦形する方法、(a2)上記基材の表面に光又は熱硬化性樹脂を積層し、その表面に金型を押しあて、活性エネルギー線照射、又は加熱により樹脂を硬化させて賦形する方法、(a3)予め金型の凹部に充填された樹脂を、基材上に転写する方法等が挙げられる。

0072

また、(b)基材表面を直接加工する方法としては、(b1)機械的に切削冶具などを用いて所望形状に削る方法、(b2)サンドブラスト法により削る方法、(b3)レーザーにより削る方法、(b4)基材表面に光硬化性樹脂を積層し、該基材の表面をリソグラフィー光干渉露光法などの手法を用いて所望形状に加工する方法、等が挙げられる。
これらのうちでは、生産性の観点から(a)金型転写方法がより好ましい製造方法であるが、これらのプロセスを組み合わせることも可能であり、適宜プロセスを選択することで、求める凹凸形状を備えた反射フィルムを得ることができる。

0073

<反射フィルムと色変換部材の貼り合せ>
本発明において第1の反射フィルムと色変換部材は色変換部材接着層を介して貼り合せて一体化することができる。

0074

本発明の光源ユニットは、このほかにも、反射フィルム、導光板、拡散板拡散フィルム集光フィルム偏光反射性フィルムなどの光学フィルムを有していても構わない。

0075

<光源ユニット>
本発明による光源ユニットは、少なくとも光源、第1の反射フィルムおよび色変換部材を含む構成である。光源と色変換部材の配置方法については、光源と色変換フィルムの間に反射フィルムを含む構成であれば、特に限定されない。光源とは離したフィルムやガラスなどに色変換部材を塗布した構成を取っても良いし、カラーフィルターの代替として用いても良い。

0076

本発明の光源ユニットは、ディスプレイ、照明、インテリア、標識、看板、などの用途に使用できるが、特にディスプレイや照明用途に特に好適に用いられる。

0077

以下、実施例をあげて本発明を説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。

0078

<光源の発光強度、発光帯域の測定>
浜松フォトニクスミニ分光光度器(C10083MMD)にNA0.22の光ファイバーを取り付け、光源の光を計測した。得られた発光スペクトルについて、最大強度を示す波長を光源の発光ピーク波長とし、光源の発光ピーク波長での発光強度の50%以上の強度を示す発光帯域をもって光源の発光帯域とした。

0079

<色変換部材の発光強度、出光帯域の測定>
浜松フォトニクス製ミニ分光光度器(C10083MMD)にNA0.22の光ファイバーを取り付け、光源の光を照射した色変換部材から出光する光を計測した。得られた発光スペクトルについて、光源の発光ピーク波長をのぞく波長の中で最大強度を示した波長を色変換部材の出光ピーク波長(ピーク波長1)とし、色変換部材の出光ピーク波長での出光強度の50%以上の強度を示す帯域を色変換部材の出光帯域とした。なお、本願で用いた色変換部材は上記で定義される出光ピーク波長以外にも極大点が存在するものであったため、当該極大点の波長を第2の発光ピーク波長(ピーク波長2)とした。

0080

<反射フィルムの反射率、反射帯域の測定>
日立製作所製分光光度計(U−4100 Spectrophotomater)に付属角度可変透過装置と付属のグランテーラ社製偏光子を取り付け、入射角度φ=10度、20度、30度、40度および60度における波長250〜1600nmのP波反射率及びS波反射率ならびに入射角度φ=0度での波長250〜1600nmの透過率を測定した。測定条件:スリットは2nm(可視)/自動制御赤外)とし、ゲインは2と設定し、走査速度を600nm/分とした。サンプルは65インチを想定して、フィルム長手方向から45cm間隔で、フィルム幅方向から70cm間隔で5cm×10cmで切り出し測定した。また、反射率はフィルム両面で測定し、より高い反射率となった結果をもって反射率とした。各々のパラメーターは以下のとおりの方法で求めた。

0081

<反射フィルムの低波長端・高波長端、λ1、λ2>
上記で得られた反射スペクトルについて、各波長ごとにP波とS波の平均値を用いた平均反射スペクトルを算出し、波長400〜1600nmにおける最大反射率をRmax(%)とした際に、Rmax/2(%)以上となる波長の中で最も低波長でかつ400nm以上である波長を反射フィルムの反射帯域の低波長端、最も長波長でかつ1600nm以下である波長を反射フィルムの反射帯域の長波長端とした。同様に、低波長端近傍でRmax/4(%)となる波長をλ1、Rmax×3/4となる波長をλ2とした。

0082

<光源の発光帯域における平均透過率>
上記で得られた透過スペクトルについて、各波長ごとにP波とS波の平均値を用いて平均透過スペクトルを算出し、この平均透過スペクトルに対して上で求めた光源の発光帯域に対応する波長範囲での平均透過率を算出した。
<光源の発光帯域におけるP波の反射率>
上記で得られた反射スペクトルについて、P波の反射スペクトルに対して上で求めた光源の発光帯域に対応する波長範囲での平均反射率を算出した。

0083

<色変換部材の出光帯域における最大および平均反射率>
上記で得られた反射スペクトルについて、各波長ごとにP波とS波の平均値を用いた平均反射スペクトルを算出し、この平均反射スペクトルに対して上で求めた色変換部材の出光帯域に対応する波長範囲での最大反射率および平均反射率を算出した。

0084

<相関係数>
上記で得られた反射スペクトルについて、各波長ごとにP波とS波の平均値を用いた平均反射スペクトルを算出し、フィルム幅方向および長手方向の末端のフィルムサンプルの各々について、フィルムサンプル中央との平均反射スペクトルの波長400〜800nmの区間での相関係数を算出し、4つの相関係数を得た。この中で、最小の値となった相関係数を相関係数の最小値とした。

0085

<輝度の測定>
評価用の光源を含む光源ユニットとして、Kindle FireHDX7の光源ユニットを用いた。本バックライトの発光帯域は440〜458nmである。この光源ユニットを用い、付属の導光板、東レ製の空隙を備えた白色反射フィルム(E60L)、色変換部材(反射フィルムと色変換部材を含む積層部材の場合もある)、付属のプリズムフィルム、付属の偏光反射フィルムを含む光源ユニットとした場合の輝度をCA−2000((株)コニカミノルタ)を用い、付属のCCDカメラをバックライト表面から90cmの地点に光源ユニット面に対して正面となるように設置しで測定し、以下の指標にて比較し合否を判断した。また、ディスプレイの半分を東レ製の黒色フィルム(100X30)で遮蔽した際の非遮蔽部と遮蔽部の輝度の比をもって、以下の基準でコントラストを判断した。

0086

輝度ムラ
◎ : 面内5箇所での輝度の差がブランク対比1%以下
○ : 面内5箇所での輝度の差がブランク対比2%以下
× : 面内5箇所での輝度の差がブランク対比2%を超える。

0087

コントラスト
◎ : 非遮蔽部の輝度/遮蔽部の輝度が1000以上
○ : 非遮蔽部の輝度/遮蔽部の輝度が500以上
× : 非遮蔽部の輝度/遮蔽部の輝度が500以下 。

0088

耐光性試験
評価用の光源を含む光源ユニットとして、Kindle FireHDX7の光源ユニットを用い、50℃雰囲気光源点灯条件で1000時間試験し、試験前後での色目、輝度の評価をコニカミノルタセンシング株式会社製分光放射輝度計を用い、ヘイズの評価をスガ試験機(株)製ヘイズメーター(HGM−2DP)にて実施した。判定基準は以下のとおりである。

0089

◎:試験前後でのΔu’v’0.01未満、輝度変化1%未満、Δヘイズ1.5%未満
○:試験前後でのΔu’v’0.02未満、輝度変化5%未満、Δヘイズ1.5%未満
×:試験前後でのΔu’v’0.02以上、輝度変化5%以上、Δヘイズ1.5%以上。

0090

(合成例1)
緑色変換材料G−1の合成方法
3,5−ジブロモベンズアルデヒド(3.0g)、4−t−ブチルフェニルボロン酸(5.3g)、テトラキストリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(0.4g)、炭酸カリウム(2.0g)をフラスコに入れ、窒素置換した。ここに脱気したトルエン(30mL)および脱気した水(10mL)を加え、4時間還流した。反応溶液を室温まで冷却し、有機層を、分液した後に飽和食塩水洗浄した。この有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過後、溶媒を留去した。得られた反応生成物シリカゲルクロマトグラフィーにより精製し、3,5−ビス(4−t−ブチルフェニル)ベンズアルデヒド(3.5g)を白色固体として得た。

0091

3,5−ビス(4−t−ブチルフェニル)ベンズアルデヒド(1.5g)と2,4−ジメチルピロール(0.7g)を反応溶液に入れ、脱水ジクロロメタン(200mL)およびトリフルオロ酢酸(1滴)を加えて、窒素雰囲気下、4時間撹拌した。2,3−ジクロロ−5,6−ジシアノ−1,4−ベンゾキノン(0.85g)の脱水ジクロロメタン溶液を加え、さらに1時間撹拌した。反応終了後三弗化ホウ素ジエチルエーテル錯体(7.0mL)およびジイソプロピルエチルアミン(7.0mL)を加えて、4時間撹拌した後、さらに水(100mL)を加えて撹拌し、有機層を分液した。この有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過後、溶媒を留去した。得られた反応生成物をシリカゲルクロマトグラフィーにより精製し、下記に示す化合物G−1を0.4g得た(収率18%)。

0092

(合成例2)
赤色変換材料R−1の合成方法
4−(4−t−ブチルフェニル)−2−(4−メトキシフェニル)ピロール300mg、2−メトキシベンゾイルクロリド201mgとトルエン10mlの混合溶液窒素気流下、120℃で6時間加熱した。室温に冷却後、エバポレートした。エタノール20mlで洗浄し、真空乾燥した後、2−(2−メトキシベンゾイル)−3−(4−t−ブチルフェニル)−5−(4−メトキシフェニル)ピロール260mgを得た。

0093

次に、2−(2−メトキシベンゾイル)−3−(4−t−ブチルフェニル)−5−(4−メトキシフェニル)ピロール260mg、4−(4−t−ブチルフェニル)−2−(4−メトキシフェニル)ピロール180mg、メタンスルホン酸無水物206mgと脱気したトルエン10mlの混合溶液を窒素気流下、125℃で7時間加熱した。室温に冷却後、水20mlを注入し、ジクロロメタン30mlで抽出した。有機層を水20mlで2回洗浄し、エバポレートし、真空乾燥した。

0094

次に、得られたピロメテン体とトルエン10mlの混合溶液を窒素気流下、ジイソプロピルエチルアミン305mg、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体670mgを加え、室温で3時間攪拌した。水20mlを注入し、ジクロロメタン30mlで抽出した。有機層を水20mlで2回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、エバポレートした。シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、真空乾燥した後、赤紫色粉末0.27gを得た。

0095

(実施例1)
反射フィルムは以下に示す方法にて得た。

0096

熱可塑性樹脂Aとして、ポリエチレンナフタレート(PEN)を用いた。また熱可塑性樹脂Bとして融点を持たない非晶性樹脂であるシクロヘキサンジメタノールを共重合したエチレンテレフタレート(PETG)を用いた。準備した結晶性ポリエステルと熱可塑性樹脂Bとをそれぞれ、2台の単軸押出機投入し、280℃で溶融させて、混練した。次いで、それぞれFSSタイプのリーフディスクフィルタを5枚介した後、ギアポンプにて計量しながら、スリット数11個で最表層厚みがフィルム厚みの5%となるように設計された積層装置にて合流させて、厚み方向に交互に11層積層された積層体とした。積層体とする方法は、特開2007−307893号公報〔0053〕〜〔0056〕段の記載に従って行った。ここでは、スリット長さ、間隔は全て一定とした。得られた積層体は、熱可塑性樹脂Aが6層、熱可塑性樹脂Bが5層であり、厚み方向に交互に積層された積層構造を有していた。口金内部での拡幅比である口金リップのフィルム幅方向長さを口金の流入口部でのフィルム幅方向の長さで割った値を2.5となるようにした。

0097

得られたキャストフィルムを、130℃に設定したロール群で加熱した後、延伸区間長100mmの間で、フィルム両面からラジエーションヒーターにより急速加熱しながら、フィルム長手方向に3.3倍延伸し、その後一旦冷却した。つづいて、この一軸延伸フィルムの両面に空気中でコロナ放電処理を施し、基材フィルム濡れ張力を55mN/mとし、その処理面に(ガラス転移温度が18℃のポリエステル樹脂)/(ガラス転移温度が82℃のポリエステル樹脂)/平均粒径100nmのシリカ粒子からなる積層形成塗液を塗布し、透明・易滑易接着層を形成した。該易接着層の屈折率は1.57であった。

0098

この一軸延伸フィルムをテンターに導き、110℃の熱風で予熱後、130℃の温度でフィルム幅方向に4.5倍延伸した。ここでの延伸速度と温度は一定とした。延伸したフィルムは、そのまま、テンター内で240℃の熱風にて熱処理を行い、続いて同温度条件で幅方向に2%の弛緩処理を、さらに100度まで急冷した後に幅方向に5%の弛緩処理を施し、その後、巻き取り反射フィルムを得た。

0099

色変換部材は以下に示す方法にて得た。

0100

バインダー樹脂としてアクリル樹脂1(SP値=9.5(cal/cm3)0.5)を用い、バインダー樹脂100重量部に対して、発光材料(a)として化合物G−1を0.25重量部、溶剤としてトルエンを400重量部混合した後、遊星式撹拌・脱泡装置マゼルスターKK−400”(クラボウ製)を用い、300rpmで20分間撹拌脱泡して(A)層作製用の色変換組成物を得た。同様に、バインダー樹脂としてポリエステル樹脂1(SP値=10.7(cal/cm3)0.5)を用い、バインダー樹脂100重量部に対して、発光材料(b)として化合物R−1を0.017重量部、溶剤としてトルエンを300重量部混合した後、遊星式撹拌・脱泡装置“マゼルスターKK−400”(クラボウ製)を用い、300rpmで20分間撹拌・脱泡して(B)層作製用の色変換組成物を得た。

0101

次に、スリットダイコーターを用いて(A)層作製用の色変換組成物を、厚み50μmのPETフィルム上に塗布し、100℃で20分加熱、乾燥して平均膜厚16μmの(A)層を形成した。同様に、スリットダイコーターを用いて(B)層作製用の色変換組成物を、基材層である光拡散フィルムケミカルマット”125PW((株)きもと製、厚さ138μm)のPET基材層側に塗布し、100℃で20分加熱、乾燥して平均膜厚48μmの(B)層を形成した。

0102

次に、上記2つのユニットを、(A)層と(B)層が直接積層するように加温ラミネートすることで、色変換部材を得た。

0103

得られた反射フィルム、色変換部材を含む光源ユニットの評価結果を表1に示すが、輝度も反射フィルムを用いない比較例1と比較すると輝度がわずかに向上した。

0104

(実施例2)
熱可塑性樹脂Aとして、融点が258℃のポリエチレンテレフタレート(PET)を用いた。また熱可塑性樹脂Bとして融点を持たない非晶性樹脂であるスピログリコール25mol%、シクロヘキサンジカルボン酸30mol%共重合したエチレンテレフタレート(PE/SPG・T/CHDC)を用い、かつ熱可塑性樹脂AからなるA層の層数を51層、熱可塑性樹脂BからなるB層の層厚みを50層とした反射フィルムを用いて、実施例1と同様にキャストフィルムを得た。

0105

得られたキャストフィルムを、72〜78℃に設定したロール群で加熱した後、延伸区間長100mmの間で、フィルム両面からラジエーションヒーターにより急速加熱しながら、フィルム長手方向に3.3倍延伸し、その後一旦冷却した。つづいて、この一軸延伸フィルムの両面に空気中でコロナ放電処理を施し、基材フィルムの濡れ張力を55mN/mとし、その処理面に(ガラス転移温度が18℃のポリエステル樹脂)/(ガラス転移温度が82℃のポリエステル樹脂)/平均粒径100nmのシリカ粒子からなる積層形成膜塗液を塗布し、透明・易滑・易接着層を形成した。該易接着層の屈折率は1.57であった。

0106

この一軸延伸フィルムをテンターに導き、110℃の熱風で予熱後、130℃の温度でフィルム幅方向に4.5倍延伸した。ここでの延伸速度と温度は一定とした。延伸したフィルムは、そのまま、テンター内で240℃の熱風にて熱処理を行い、続いて同温度条件で幅方向に2%の弛緩処理を、さらに100度まで急冷した後に幅方向に5%の弛緩処理を施し、その後、巻き取り反射フィルムを得た。

0107

得られた反射フィルム、色変換部材ならびにそれを含む光源ユニットの評価結果を表1に示すが、層数の少ない実施例1と比較すると顕著な輝度の向上が見られた。

0108

(実施例3)
熱可塑性樹脂AからなるA層の層数を101層、熱可塑性樹脂BからなるB層の層厚みを100層とした以外は、実施例2と同様にして反射フィルムならびに色変換部材を得た。

0109

得られた反射フィルム、色変換部材ならびにそれを含む光源ユニットの評価結果を表1に示すが、層数の少ない実施例2と比較するとさらに輝度の向上が見られた。

0110

(実施例4)
熱可塑性樹脂AからなるA層の層数を301層、熱可塑性樹脂BからなるB層の層厚みを300層とした以外は、実施例2と同様にして反射フィルムならびに色変換部材を得た。

0111

得られた反射フィルム、色変換部材ならびにそれを含む光源ユニットの評価結果を表1に示すが、顕著な輝度の向上が見られた。

0112

(実施例5)
反射フィルムの反射帯域を実施例1よりも長波長とし、反射フィルムのフィルム面に対して入射角度30°で入射させた場合の光源の光を透過するように調整した以外は、実施例4と同様にして反射フィルムならびに色変換部材を得た。

0113

得られた反射フィルム、色変換部材ならびにそれを含む光源ユニットの評価結果を表1に示すが、反射帯域が実施例4よりも長波長シフトさせたことで、正面から測定する輝度測定において輝度のわずかな低下が見られた。

0114

(実施例6)
導光板と第2の反射フィルムとの間に以下の特性を示す層数601層の積層フィルム(第3の反射フィルム)を挿入した以外は、実施例4と同様にして反射フィルムならびに色変換部材を得た。

0115

長波長端:〜570nm
光源の発光帯域での平均反射率(10°入射):91%
光源の発光帯域での平均透過率(60°入射):81%
得られた反射フィルム、色変換部材ならびにそれを含む光源ユニットの評価結果を表1に示すが、第3の反射フィルムを挿入したことで正面輝度がさらに向上し、さらに面内の輝度ムラも改善されたものとなっていた。

0116

(実施例7)
反射フィルムのフィルム幅方向への延伸倍率を3.5倍とした以外は、実施例4と同様にして反射フィルムならびに色変換部材を得た。

0117

得られた反射フィルム、色変換部材ならびにそれを含む光源ユニットの評価結果を表1に示すが、実施例4と同等レベルの輝度向上の効果は見られた。一方、反射フィルムの低波長端や平均反射率、相関係数の低下を反映して、輝度ムラが実施例4よりもわずかに悪化する傾向が見られた。

0118

(実施例8)
反射フィルムの表層の厚みをフィルム厚み比3%とした以外は、実施例4と同様にして反射フィルムならびに色変換部材を得た。

0119

得られた反射フィルム、色変換部材ならびにそれを含む光源ユニットの評価結果を表1に示すが、実施例4と同等レベルの輝度向上の効果は見られた。一方、反射フィルムの低波長端や平均反射率、相関係数の低下を反映して、輝度ムラが実施例4よりも悪化する傾向が見られた。

0120

(実施例9)
反射フィルムの表層の厚みをフィルム厚み比0.5%、フィルム幅方向への延伸倍率を3.5倍とした以外は、実施例4と同様にして反射フィルムならびに色変換部材を得た。

0121

得られた反射フィルム、色変換部材ならびにそれを含む光源ユニットの評価結果を表1に示すが、実施例4とよりわずかに低いものの輝度向上の効果は見られる一方、反射フィルムの低波長端や平均反射率、相関係数の低下を反映して、輝度ムラが実施例4よりも悪化する傾向が見られた。

0122

(実施例10)
第2の反射フィルムとして、東レ製の空隙を備えた白色反射フィルム(E60L)に代えて空隙を含まない3M製ESRを用いた以外は、実施例4と同様に光源ユニットを得た。結果を表1に示すが、第2の反射フィルムでの反射挙動の違いを反映して、輝度が低下する傾向が見られた。

0123

(実施例11)
光源として、Sony製TVであるKD−65X9500Bに用いられた光源を用いた以外は、実施例4と同様に光源ユニットを得た。結果を表1に示すが、第2の反射フィルムでの反射挙動の違いを反映して、輝度が増加する傾向が見られた。

0124

(実施例12)
熱可塑性樹脂Bに、紫外線吸収剤として分子量が650g/mol、吸収最大波長が346nmであるベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤(2,2’−メチレンビス(4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール)を熱可塑性樹脂B全体に対して7.5wt%となるように添加した以外は、実施例4と同様にして反射フィルムならびに色変換部材を得た。

0125

得られた色変換部材光源ユニットの評価結果を表1に示すが、実施例4と同等レベルの輝度向上の効果は見られ、かつ耐光性試験後も顕著な輝度・色の変化が見られないものとなっていた。

0126

(実施例13)
熱可塑性樹脂Bに、分子量が700g/molで吸収最大波長が355nmであるトリアジン系紫外線吸収剤(2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−4−ヘキシルオキシ−3−メチルフェニル)−s−トリアジン)を、熱可塑性樹脂B全体に対して6wt%となるように添加した以外は、実施例4と同様にして反射フィルムならびに色変換部材を得た。

0127

得られた色変換部材光源ユニットの評価結果を表1に示すが、実施例4と同等レベルの輝度向上の効果は見られ、かつ耐光性試験後も試験未実施の光源ユニットと差異がわからないものとなっていた。

0128

(実施例14)
熱可塑性樹脂Bにトリアジン系紫外線吸収剤(2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−4−ヘキシルオキシ−3−メチルフェニル)−s−トリアジン)(熱可塑性樹脂B全体に対して0.4wt%)とベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤(2,2’−メチレンビス(4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール)(熱可塑性樹脂B全体に対して0.4wt%)を添加した以外は、実施例4と同様にして反射フィルムならびに色変換部材を得た。

0129

得られた反射フィルムは、吸収最大波長が393nmであるインドール系色素活性エネルギー線硬化型アクリル樹脂(アイカ工業(株)製 アイカアイトロンZ−850 [屈折率:1.518])に、硬化性樹脂からなる層を構成する樹脂組成物全体に対して3wt%となるように添加してハードコート剤を作成し、バーコーターを用いて均一に塗布した。ハードコート剤の固形分濃度は全体で30wt%となるようにメチルエチルケトン溶媒を加えることで適宜調整した。作成したハードコート剤をワイヤーバーで塗布後、80℃で保たれたオーブン内で1〜2分間乾燥してメチルエチルケトン溶媒を揮発させ、次いで、硬化性樹脂層の表面から13cmの高さにセットした120W/cm2の照射強度を有する集光型高圧水銀灯(アイグラフィックス(株)製 H04−L41)で、積算照射強度が180mJ/cm2となるように紫外線を照射し、硬化させ、反射フィルム上にハードコート層塗膜厚み2μmで積層された反射フィルムを得た。

0130

得られた色変換部材光源ユニットの評価結果を表1に示すが、実施例4と同等レベルの輝度向上の効果は見られ、かつ耐光性試験後も試験未実施の外観および状態と差異がわからないものとなっていた。

0131

(比較例1)
反射フィルムを用いない構成とした以外は実施例1と同様に色変換部材を用いて光源ユニットを形成した。

0132

光源ユニットの評価結果を表1に示すが、実施例1〜7のいずれと比較しても低い輝度となっていた。

0133

(比較例2)
反射フィルムの反射帯域を実施例1よりも短波長とし、反射フィルムのフィルム面に対して入射角度0°で入射させた場合の光源の光が一部反射されるように調整した以外は、実施例4と同様にして反射フィルムならびに色変換部材を得た。

0134

得られた反射フィルム、色変換部材ならびにそれを含む光源ユニットの評価結果を表1に示すが、光源の光のフィルム面に対して垂直な方向での透過率も低下することを反映して輝度が大幅に悪化していた。

0135

(比較例3)
反射フィルムの反射帯域を実施例1よりも長波長とし、反射フィルムのフィルム面に対して入射角度60°で入射させた場合の光源の光が透過するように調整した以外は、実施例4と同様にして反射フィルムならびに色変換部材を得た。

0136

得られた反射フィルム、色変換部材ならびにそれを含む光源ユニットの評価結果を表1に示すが、入射角度によらず光を光源の光を透過するため、正面輝度向上効果は確認されなかった。

0137

実施例

0138

本出願は、2016年11月07日出願の日本国特許出願、特願2016−216898に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

0139

1光源ユニット
2光源
3反射フィルム
4色変換部材
5積層部材
6導光板
7 第2の反射フィルム
8 第3の反射フィルム
9 反射フィルムの長尺方向の両末端
10 反射フィルムの短尺方向の両末端
11 反射フィルムの中央
31凹凸形状の例
32 凹凸形状の例
33 機能層

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