WO2020110806A1 - 反射シートおよび発光装置 - Google Patents
反射シートおよび発光装置 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2020110806A1 WO2020110806A1 PCT/JP2019/045102 JP2019045102W WO2020110806A1 WO 2020110806 A1 WO2020110806 A1 WO 2020110806A1 JP 2019045102 W JP2019045102 W JP 2019045102W WO 2020110806 A1 WO2020110806 A1 WO 2020110806A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- liquid crystal
- cholesteric liquid
- light
- layer
- circularly polarized
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Ceased
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V7/00—Reflectors for light sources
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
- F21V9/14—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters for producing polarised light
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
Definitions
- the present invention relates to a reflection sheet that makes light uniform by reflection, and a light emitting device using this reflection sheet.
- a backlight unit such as a liquid crystal display device (LCD (Liquid Crystal Display)), that is, to achieve HDR (High Dynamic Range)
- LCD Liquid Crystal Display
- HDR High Dynamic Range
- a direct-type backlight unit that uses LEDs as a light source
- uneven brightness of light emission becomes a problem. That is, in a direct-type backlight unit using LEDs as light sources, the location where the LEDs are arranged has a high brightness in the surface direction, and the brightness decreases as the LEDs are spaced apart. Therefore, in a direct-type backlight unit using LEDs as a light source, an image cannot be displayed with uniform brightness over the entire surface of an LCD or the like.
- Patent Document 1 proposes a light-emitting device in a direct-type backlight unit that uses LEDs as a light source, which uses a half mirror to uniformize the luminance.
- This light emitting device includes a base body having a light reflecting surface on its surface, a plurality of light sources such as LEDs mounted on the light reflecting surface side of the base body and having a reflecting layer on the upper surface, and facing the base body with the light source interposed therebetween. And a half mirror that reflects a part of incident light and transmits a part of the incident light, and the reflectance of the half mirror with respect to the emission wavelength of the light source is lower in oblique incidence than in vertical incidence. .
- display devices such as LCDs are desired to be thin.
- a side edge type backlight unit in which light from a light source such as an LED is incident from an end portion of a light guide plate and is emitted from a main surface of the light guide plate.
- a light guide plate having a thickness of about 0.3 mm is used.
- a conventional backlight unit such as the light-emitting device described in Patent Document 1 described above can preferably achieve uniform brightness if it has a certain thickness.
- An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to reduce the thickness of a light source device such as a backlight unit and to emit light with uniform brightness with a small number of light sources.
- Another object of the present invention is to provide a reflection sheet that enables the above and a light emitting device using the reflection sheet.
- the present invention has the following configurations.
- [1] A structure in which a plurality of cholesteric liquid crystal layers each having a fixed cholesteric liquid crystal phase are laminated,
- the cholesteric liquid crystal layer in the cross section of the cholesteric liquid crystal layer observed by a scanning electron microscope, the bright and dark parts derived from the cholesteric liquid crystal phase are inclined with respect to the main surface of the cholesteric liquid crystal layer, further,
- a reflective sheet comprising at least one combination of two cholesteric liquid crystal layers that have overlapping selective reflection wavelength regions and different circular polarization directions of reflected circular polarization.
- the angle of a bright part and a dark part derived from a cholesteric liquid crystal phase in the cholesteric liquid crystal layer with respect to the main surface of the cholesteric liquid crystal layer is 3 to 40°, and the angle is set in any one of [1] to [7]. Reflective sheet.
- the cholesteric liquid crystal layer has a liquid crystal alignment pattern in which the direction of the optical axis derived from the liquid crystal compound changes while continuously rotating along at least one in-plane direction, [1] to [11] The reflection sheet according to any one.
- a light emitting device comprising a base having a light reflecting surface on its surface, a plurality of light sources provided on the base, and the reflection sheet according to any one of [1] to [12].
- a light source device used for a backlight such as an LCD
- FIG. 1 is a view conceptually showing an example of the light emitting device of the present invention using the reflection sheet of the present invention.
- FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining the left circularly polarized light reflection layer (cholesteric liquid crystal layer).
- FIG. 3 is a plan view of the right circularly polarized light reflection layer (cholesteric liquid crystal layer).
- FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the action of the right circularly polarized light reflection layer.
- FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining the reflection sheet of the present invention.
- FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining the operation of the reflection sheet of the present invention.
- FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining another example of the reflection sheet of the present invention.
- FIG. 8 is a conceptual diagram for explaining another example of the reflection sheet of the present invention.
- FIG. 9 is a conceptual diagram for explaining another example of the reflection sheet of the present invention.
- FIG. 10 is a figure which shows notionally the exposure apparatus which exposes the alignment film used for the reflective
- the numerical range represented by “to” means a range including the numerical values before and after “to” as the lower limit value and the upper limit value.
- (meth)acrylate is used to mean “either one or both of acrylate and methacrylate”.
- visible light is light of a wavelength that can be seen by human eyes among electromagnetic waves, and indicates light in the wavelength range of 380 to 780 nm.
- Invisible light is light in the wavelength range of less than 380 nm and in the wavelength range of more than 780 nm.
- light in the wavelength range of 420 to 490 nm is blue light
- light in the wavelength range of 495 to 570 nm is green light
- wavelength of 620 to 750 nm Is red light.
- FIG. 1 conceptually shows an example of the light emitting device of the present invention using the reflection sheet of the present invention.
- the light emitting device 10 shown in FIG. 1 is used, for example, in a direct-type backlight unit in an LCD, and has a housing 12, a light source 13, and a reflector 14.
- the housing 12 is a known housing in which a light source and the like are arranged in a backlight unit of an LCD, and is, for example, a rectangular parallelepiped whose one surface is open.
- the inner surface of the housing 12 is a light reflecting surface 12a. That is, the bottom plate of the housing 12 serves as a base on which the light source 13 is arranged and which has a light reflecting surface on the surface of the present invention.
- the light reflecting surface 12a is not limited, and is known as a light reflecting surface such as a diffuse reflecting surface such as a white plate and a specular reflecting surface such as a metal plate used as a light reflecting surface in an LCD backlight unit or the like.
- a light reflecting surface such as a diffuse reflecting surface such as a white plate and a specular reflecting surface such as a metal plate used as a light reflecting surface in an LCD backlight unit or the like.
- Various things are available.
- the light reflecting surface a commercially available product such as an ESR (Enhanced Specular Reflector) reflective film manufactured by 3M can also be suitably used.
- the inner surface of the housing 12 may be the light reflecting surface 12a by forming the housing 12 with a metal material, a white diffuse reflection plate, or the like.
- the light reflection surface 12a is preferably a specular reflection surface and the ESR reflection film is preferably used in terms of improving the light diffusion efficiency and improving the uniformity of brightness.
- the light source 13 is arranged on the bottom surface of the housing 12, that is, the surface facing the open surface.
- the light sources 13 are two-dimensionally arranged on the bottom surface of the housing 12.
- the light source 13 is also not limited, and various known light sources used for a direct backlight unit of an LCD or the like can be used. Examples of the light source 13 include an LED (light emitting diode), a halogen lamp, a fluorescent lamp, and a laser. Among them, the LED is preferably used.
- the center wavelength of the light emitted by the light source 13 (the maximum wavelength of light emission) is also not limited. Therefore, the light source 13 may be a blue light source having a center wavelength in a blue wavelength range, a green light source having a center wavelength in a blue-green wavelength range, a red light source having a center wavelength in a red wavelength range, or a white light source. .
- a blue LED having a central wavelength in the blue wavelength range is preferably used.
- the light source 13 is, for example, a blue LED.
- the light distribution of the light source 13 is not limited, and may be, for example, a Lambertian distribution or a Batwing distribution.
- the arrangement of the light sources 13 is not limited, and for example, an arrangement used for a direct type backlight unit such as a square lattice shape and a honeycomb lattice shape can be used.
- the distance between the light sources 13, that is, the distance between the light source 13 and the light source closest to the light source 13 is not limited, and may be set as appropriate according to the brightness and orientation distribution (light emission profile) of the light source 13. Good.
- the distance between the light sources 13 is the distance between the centers of the two light sources 13.
- the distance d1 between the light sources 13 is at least 5 times the distance d2 between the bottom surface of the housing 12, that is, the arrangement surface (base) of the light sources 13 and the reflection sheet (right circularly polarized light reflection layer 36). Is preferred. This point will be described later in detail.
- the open surface of the housing 12, that is, the surface facing the surface on which the light source 13 is arranged, is closed by the reflection plate 14.
- the reflection plate 14 preferably has a diffusion plate (not shown). That is, the reflection sheet of the present invention preferably has a diffusion plate. Even when the reflection plate 14 has a diffusion plate, the reflection plate 14 may be formed of the reflection sheet of the present invention and the alignment film 32, or may be only the reflection sheet of the present invention. Further, the reflector 14 may be configured by using the diffusion plate as the support 30. Further, it is preferable that the diffuser plate and the reflection sheet are attached to each other with a pressure-sensitive adhesive or an adhesive. Since the reflection plate 14 (reflection sheet of the present invention) has the diffusion plate, it is possible to further improve the brightness uniformity of the light emitted from the reflection plate.
- the diffusing plate is not limited, and examples thereof include a white diffusing plate and a white diffusing sheet.
- a well-known diffusion plate and a backlight member used in a backlight unit of an LCD or the like may be arranged on the reflection plate 14.
- the backlight member a prism sheet, a BEF (Brightness Enhancement Film, manufactured by 3M), a lens sheet, a brightness enhancement film such as DBEF (Dual Brightness Enhancement Film, manufactured by 3M), a quantum dot sheet, a fluorescent sheet, and a sharp cut It includes a color adjustment film such as an optical filter such as a filter, a plurality of laminated bodies of these, and the like.
- the reflection plate 14 includes a support 30, an alignment film 32, a left circularly polarized light reflective layer 34, and a right circularly polarized light reflective layer 36.
- the left circularly polarized light reflection layer 34 and the right circularly polarized light reflection layer 36 form the reflection sheet of the present invention.
- the reflection plate 14 may not have the support 30 and/or the alignment film 32. That is, in the light emitting device 10 of the present invention, the reflection plate 14 may be formed of the reflection sheet of the present invention and the alignment film 32, or may be formed of the reflection sheet of the present invention and the support 30. It may be only the reflection sheet of the invention.
- the left circularly polarized light reflective layer and the right circularly polarized light reflective layer are collectively referred to as a “cholesteric liquid crystal layer”.
- the support 30 supports the alignment film 32, the left circularly polarized light reflective layer 34, and the right circularly polarized light reflective layer 36.
- the support 30 preferably has a light transmittance of 50% or more, more preferably 70% or more, and further preferably 85% or more.
- the thickness of the support 30 is not limited, and the alignment film 32, the left circularly polarized light reflective layer 34, and the right circularly polarized light reflective layer 36 can be held depending on the use of the reflector 14 and the material for forming the support 30.
- the thickness may be set appropriately.
- the thickness of the support 30 is preferably 1 to 1000 ⁇ m, more preferably 3 to 250 ⁇ m, still more preferably 5 to 150 ⁇ m.
- the support 30 may be a single layer or a multilayer.
- Examples of the support 30 in the case of a single layer include a support 30 made of glass, triacetyl cellulose (TAC), polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate, polyvinyl chloride, acryl, polyolefin, or the like.
- TAC triacetyl cellulose
- PET polyethylene terephthalate
- PC polycarbonate
- polyvinyl chloride polyvinyl chloride
- acryl polyolefin
- examples of the support 30 include a support including any one of the single-layer supports described above as a substrate, and another substrate provided on the surface of the support.
- An alignment film 32 is formed on the surface of the support 30 in the reflection plate 14.
- the alignment film 32 is, for example, the alignment film 32 for aligning the liquid crystal compound 40 in a predetermined liquid crystal alignment pattern when forming the left circularly polarized light reflective layer 34 of the reflector 14.
- the orientation of the optical axis 40A (see FIG. 4) derived from the liquid crystal compound 40 is one in-plane direction (in the illustrated example, an arrow X in the drawing). Direction) and has a liquid crystal alignment pattern that changes while continuously rotating. Therefore, the alignment film 32 is formed so that the cholesteric liquid crystal layer can form this liquid crystal alignment pattern.
- “the direction of the optical axis 40A rotates” is also simply referred to as “the optical axis 40A rotates”.
- a rubbing treatment film made of an organic compound such as a polymer, an obliquely evaporated film of an inorganic compound, a film having a microgroove, a Langmuir-Blodgett of an organic compound such as ⁇ -tricosanoic acid, dioctadecylmethylammonium chloride and methyl stearylate examples thereof include a film in which an LB (Langmuir-Blodgett) film by the method is accumulated, a film made of a liquid crystal compound, and the like.
- the alignment film 32 by the rubbing treatment can be formed by rubbing the surface of the polymer layer with paper or cloth several times in a certain direction.
- Materials used for the alignment film 32 include polyimide, polyvinyl alcohol, polymers having a polymerizable group described in JP-A-9-152509, JP-A-2005-97377, JP-A-2005-99228, and Materials used for forming the alignment film 32 and the like described in JP-A-2005-128503 are preferable.
- the material that can be used as the alignment film made of a liquid crystal compound there are no particular restrictions on the material that can be used as the alignment film made of a liquid crystal compound, and known compounds can be used.
- An example is a liquid crystal composition containing a liquid crystal compound.
- the liquid crystal compound is preferably a polymerizable liquid crystal compound, and examples of usable liquid crystal compounds include materials used for forming a cholesteric liquid crystal layer described later.
- the liquid crystal composition used for forming the alignment film made of a liquid crystal compound may further contain a surfactant and a chiral agent.
- the alignment film 32 a so-called photo-alignment film obtained by irradiating a photo-alignable material with polarized light or non-polarized light to form the alignment film 32, and the above-mentioned photo-alignment film or the alignment film formed by the rubbing treatment is used.
- a so-called liquid crystal film, which is formed by applying and forming a liquid crystal composition to form the alignment film 32, is preferably exemplified. That is, in the reflection plate 14 of the present invention, as the alignment film 32, a photo-alignment film formed by applying a photo-alignment material on the support 30 and a liquid crystal film in which a predetermined alignment is fixed are preferable. Used for.
- Irradiation of polarized light can be performed on the photo-alignment film from a vertical direction or an oblique direction, and irradiation of non-polarized light can be performed on the photo-alignment film from an oblique direction.
- Examples of the photo-alignment material used for the alignment film that can be used in the present invention include JP 2006-285197 A, JP 2007-76839 A, JP 2007-138138 A, and JP 2007-94071 A. , JP-A 2007-121721, JP-A 2007-140465, JP-A 2007-156439, JP-A 2007-133184, JP-A 2009-109831, JP-A 3883848 and JP-A 4151746. Azo compounds described in JP-A No. 2002-229039, aromatic ester compounds described in JP-A No. 2002-229039, maleimides having a photo-alignment unit described in JP-A Nos.
- preferable compounds include photodimerizable compounds described in JP-A-1777561 and JP-A-2014-12823, particularly cinnamate compounds, chalcone compounds and coumarin compounds.
- azo compounds, photocrosslinkable polyimides, photocrosslinkable polyamides, photocrosslinkable polyesters, cinnamate compounds, and chalcone compounds are preferably used.
- the thickness of the alignment film 32 is preferably 0.01 to 5 ⁇ m, more preferably 0.05 to 2 ⁇ m.
- the method for forming the alignment film 32 is not limited, and various known methods according to the material for forming the alignment film 32 can be used. As an example, after applying a photo-alignment film on the surface of the support 30 and drying it, a method of mask exposure with a polarized or non-polarized mercury lamp, a metal halide lamp, or the like using an exposure mask, and exposure with a laser beam Then, a method of forming an alignment pattern or the like is exemplified as a method of forming the alignment film 32. Further, a liquid crystal layer formed by coating on the rubbing-treated alignment film or the photo-alignment film can also be used as the alignment film 32.
- a method of forming an alignment pattern on the photo-alignment film by the method described above and then applying a liquid crystal composition to form a liquid crystal film in which a predetermined alignment pattern is fixed is the formation of the alignment film 32. It is exemplified as a method. A method of exposing the alignment film 32 with a laser beam to form an alignment pattern is exemplified.
- FIG. 10 conceptually shows an example of an exposure apparatus that exposes the alignment film 32 to form an alignment pattern.
- the exposure apparatus 60 shown in FIG. 10 includes a light source 64 equipped with a laser 62, a ⁇ /2 plate 65 for changing the polarization direction of the laser light M emitted by the laser 62, and a laser light M emitted by the laser 62 as light rays MA and A polarization beam splitter 68 for splitting into two of MB, mirrors 70A and 70B arranged on the optical paths of the two split rays MA and MB, respectively, and ⁇ /4 plates 72A and 72B are provided.
- the light source 64 emits linearly polarized light P 0 .
- the ⁇ /4 plates 72A and 72B have optical axes that are parallel to each other.
- the ⁇ /4 plate 72A converts the linearly polarized light P 0 (light ray MA) into right circularly polarized light P R
- the ⁇ /4 plate 72B converts the linearly polarized light P 0 (light ray MB) into left circularly polarized light P L.
- the support 30 having the alignment film 32 before the formation of the alignment pattern is arranged in the exposed portion, the two light rays MA and MB intersect each other on the alignment film 32 and interfere with each other, and the interference light is directed to the alignment film 32.
- the polarization state of the light with which the alignment film 32 is irradiated is periodically changed in the form of interference fringes.
- the cycle of the alignment pattern can be adjusted by changing the crossing angle ⁇ of the two rays MA and MB.
- the optical axis 40A described later rotates in the alignment pattern in which the optical axis 40A derived from the liquid crystal compound 40 continuously rotates in one direction by adjusting the crossing angle ⁇ .
- the length of one cycle in which the optical axis 40A rotates 180° in one direction (1 cycle ⁇ ) can be adjusted.
- the optical axis 40A derived from the liquid crystal compound 40 which will be described later, is continuous in one direction. It is possible to form a cholesteric liquid crystal layer having a liquid crystal alignment pattern that rotates in a horizontal direction. Further, by rotating the optical axes of the ⁇ /4 plates 72A and 72B by 90°, respectively, the rotation direction of the optical axis 40A directed in one direction can be reversed.
- the alignment film 32 is provided as a preferred aspect and is not an essential constituent element.
- the alignment pattern may be formed on the support 30 by a method of rubbing the support 30, a method of processing the support 30 with a laser beam, or the like. Due to the alignment pattern of the support 30, the cholesteric liquid crystal layer has a liquid crystal alignment pattern in which the direction of the optical axis 40A derived from the liquid crystal compound 40 changes while continuously rotating along at least one in-plane direction. A configuration is also possible. That is, in the present invention, the support 30 may act as an alignment film.
- a left circularly polarized light reflection layer 34 is formed on the surface of the alignment film 32 of the reflection plate 14. Further, in the reflecting plate 14, a right circularly polarized light reflective layer 36 is formed on the surface of the left circularly polarized light reflective layer 34.
- the left circularly polarized light reflective layer 34 and the right circularly polarized light reflective layer 36 both have a fixed cholesteric liquid crystal phase, and as an example, selectively reflect blue light.
- the left circularly polarized light reflective layer 34 and the right circularly polarized light reflective layer 36 may be laminated in the reverse order of the illustrated example.
- the right circularly polarized light reflective layer 36 may be formed on the surface of the alignment film 32, and the left circularly polarized light reflective layer 34 may be formed on the surface of the right circularly polarized light reflective layer 36.
- the left circularly polarized light reflective layer 34 and the right circularly polarized light reflective layer 36 are the surface of the alignment film 32 and the left circularly polarized light reflective layer. Only the liquid crystal compound 40 (liquid crystal compound molecule) 34 is conceptually shown. However, the left circularly polarized light reflective layer 34 and the right circularly polarized light reflective layer 36 are cholesteric liquid crystal layers formed by fixing a normal cholesteric liquid crystal phase, as conceptually illustrated by exemplifying the left circularly polarized light reflective layer 34 in FIG.
- the liquid crystal compound 40 has a spiral structure in which the liquid crystal compound 40 is spirally swirled and stacked, and the liquid crystal compound 40 is spirally rotated once (360° rotation) to be stacked. ), the liquid crystal compound 40 that swirls spirally has a structure in which the liquid crystal compound 40 is laminated at a plurality of pitches.
- a cholesteric liquid crystal layer formed by fixing a cholesteric liquid crystal phase has wavelength selective reflectivity.
- the selective reflection wavelength range of the cholesteric liquid crystal layer depends on the length of one spiral pitch in the thickness direction described above.
- the length of one pitch of the spiral in the thickness direction is the pitch P shown in FIG.
- the cholesteric liquid crystal layer selectively reflects only right-handed circularly polarized light or left-handed circularly polarized light in a selective reflection wavelength range.
- selective reflection of circularly polarized light depends on the twist direction (sense) of the spiral of the liquid crystal compound 40 forming the cholesteric liquid crystal phase.
- the left-handed circularly polarized light reflection layer 34 selectively reflects left-handed circularly polarized light in a selective reflection wavelength region
- the right-handed circularly polarized light reflection layer 36 reflects left-handed circularly polarized light in a selective reflection wavelength region. Reflect selectively.
- the left circularly polarized light reflective layer 34 and the right circularly polarized light reflective layer 36 are formed by fixing a cholesteric liquid crystal phase. That is, both the left circularly polarized light reflective layer 34 and the right circularly polarized light reflective layer 36 are layers made of a liquid crystal compound 40 (liquid crystal material) having a cholesteric structure.
- the cholesteric liquid crystal phase exhibits selective reflectivity at a specific wavelength.
- the central wavelength of selective reflection can be adjusted by adjusting the spiral pitch.
- the selective reflection center wavelength of the cholesteric liquid crystal phase becomes longer as the pitch P is longer.
- the spiral pitch P is one pitch of the spiral structure of the cholesteric liquid crystal phase (spiral period).
- the pitch P of the helix is one turn of the helix, that is, the length in the helix axis direction in which the director of the liquid crystal compound forming the cholesteric liquid crystal phase rotates 360°.
- the director of the liquid crystal compound for example, in the case of rod-shaped liquid crystal, coincides with the long axis direction.
- the helical pitch of the cholesteric liquid crystal phase depends on the type of chiral agent used together with the liquid crystal compound when forming the cholesteric liquid crystal layer and the concentration of the chiral agent added. Therefore, a desired spiral pitch can be obtained by adjusting these. Regarding the adjustment of the pitch, Fuji Film Research Report No. 50 (2005) p. Detailed description can be found in 60-63. For the method of measuring the sense of the spiral and the pitch, the method described in "Introduction to Liquid Crystal Chemistry" edited by The Liquid Crystal Society of Japan, Sigma Publishing 2007, page 46, and "Liquid Crystal Handbook", Liquid Crystal Handbook Editorial Committee, Maruzen, page 196 is used. be able to.
- the cholesteric liquid crystal phase exhibits selective reflectivity for either left or right circularly polarized light at a specific wavelength. Whether the reflected light is right circularly polarized light or left circularly polarized light depends on the twist direction (sense) of the spiral of the cholesteric liquid crystal phase.
- the selective reflection of circularly polarized light by the cholesteric liquid crystal phase reflects right circularly polarized light when the spiral twisting direction of the cholesteric liquid crystal layer is right, and reflects left circularly polarized light when the spiral twisting direction is left.
- the left circularly polarized light reflection layer 34 selectively reflects left circularly polarized light
- the right circularly polarized light reflection layer 36 selectively reflects right circularly polarized light.
- the direction of rotation of the cholesteric liquid crystal phase can be adjusted by the type of liquid crystal compound forming the cholesteric liquid crystal layer and/or the type of chiral agent added.
- ⁇ n can be adjusted by the kind of the liquid crystal compound forming the cholesteric liquid crystal phase and the mixing ratio thereof, and the temperature at the time of fixing the alignment.
- the half value width ⁇ (nm) of the selective reflection wavelength range (circularly polarized reflection wavelength range) can be increased.
- the full width at half maximum of the reflection wavelength region is adjusted according to the application of the reflection plate (reflection sheet), and may be, for example, 10 to 500 nm, preferably 20 to 300 nm, and more preferably 30 to 100 nm.
- both the left circularly polarized light reflection layer 34 and the right circularly polarized light reflection layer 36 have a selective reflection center wavelength in the wavelength range of blue light, and the left circularly polarized light reflection layer 34 is blue.
- the left circularly polarized light of the light is selectively reflected, and the right circularly polarized light reflection layer 36 selectively reflects the right circularly polarized light of the blue light.
- the cholesteric liquid crystal layer (the left circularly polarized light reflective layer 34 and the right circularly polarized light reflective layer 36) can be formed by fixing the cholesteric liquid crystal phase in a layered form.
- the structure in which the cholesteric liquid crystal phase is fixed may be a structure in which the orientation of the liquid crystal compound that is in the cholesteric liquid crystal phase is maintained, and typically, the polymerizable liquid crystal compound is placed in the orientation state of the cholesteric liquid crystal phase. It is preferable that the structure is such that it is polymerized and cured by ultraviolet irradiation, heating, etc.
- the cholesteric liquid crystal phase is fixed, it is sufficient if the optical properties of the cholesteric liquid crystal phase are retained, and the liquid crystal compound 40 does not have to exhibit liquid crystallinity in the cholesteric liquid crystal layer.
- the polymerizable liquid crystal compound may have a high molecular weight due to a curing reaction and lose the liquid crystallinity.
- the material used for forming the cholesteric liquid crystal layer in which the cholesteric liquid crystal phase is fixed there is a liquid crystal composition containing a liquid crystal compound.
- the liquid crystal compound is preferably a polymerizable liquid crystal compound.
- the liquid crystal composition used for forming the cholesteric liquid crystal layer may further contain a surfactant and a chiral agent.
- the polymerizable liquid crystal compound may be a rod-shaped liquid crystal compound or a discotic liquid crystal compound.
- rod-shaped polymerizable liquid crystal compounds that form a cholesteric liquid crystal phase include rod-shaped nematic liquid crystal compounds.
- rod-shaped nematic liquid crystal compounds include azomethines, azoxys, cyanobiphenyls, cyanophenyl esters, benzoic acid esters, cyclohexanecarboxylic acid phenyl esters, cyanophenylcyclohexanes, cyano-substituted phenylpyrimidines, and alkoxy-substituted phenylpyrimidines.
- Phenyldioxane, tolan, and alkenylcyclohexylbenzonitrile are preferably used. Not only a low molecular weight liquid crystal compound but also a high molecular weight liquid crystal compound can be used.
- the polymerizable 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, the unsaturated polymerizable group is preferable, and the ethylenic unsaturated polymerizable group is more preferable.
- the polymerizable group can be introduced into the molecule of the liquid crystal compound by various methods.
- the number of the polymerizable groups contained in the polymerizable liquid crystal compound is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3. Examples of the polymerizable liquid crystal compound are described in Makromol. Chem. , 190, 2255 (1989), Advanced Materials, 5: 107 (1993), U.S. Pat.
- a cyclic organopolysiloxane compound having a cholesteric phase as disclosed in JP-A-57-165480 can be used.
- a polymer liquid crystal compound a polymer in which a mesogenic group exhibiting liquid crystal is introduced into the main chain, a side chain, or both positions of the main chain and a side chain, and a polymer in which a cholesteryl group is introduced into the side chain is cholesteric.
- Liquid crystals, liquid crystalline polymers as disclosed in JP-A-9-133810, and liquid crystalline polymers as disclosed in JP-A-11-293252 can be used.
- discotic liquid crystal compound for example, those described in JP-A-2007-108732 and JP-A-2010-244038 can be preferably used.
- the addition amount of the polymerizable liquid crystal compound in the liquid crystal composition is preferably 75 to 99.9 mass% with respect to the solid content mass (mass excluding the solvent) of the liquid crystal composition, and 80 to 99.
- the content is more preferably the mass%, further preferably 85 to 90 mass%.
- the liquid crystal composition used when forming the cholesteric liquid crystal layer may contain a surfactant.
- the surfactant is preferably a compound capable of functioning as an orientation control agent that contributes to stably or rapidly forming a cholesteric liquid crystal phase of planar alignment.
- examples of the surfactant include a silicone-based surfactant and a fluorine-based surfactant, and a fluorine-based surfactant is preferably exemplified.
- the surfactant include the compounds described in paragraphs [0082] to [0090] of JP-A-2014-119605 and the compounds described in paragraphs [0031] to [0034] of JP-A-2012-203237.
- the surfactants may be used alone or in combination of two or more.
- the fluorinated surfactant compounds described in paragraphs [0082] to [0090] of JP-A-2014-119605 are preferable.
- the addition amount of the surfactant in 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 more preferable.
- the chiral agent has a function of inducing a helical structure of a cholesteric liquid crystal phase.
- the chiral agent may be selected according to the purpose because the twisting direction or the pitch of the helix induced by the compound is different.
- the chiral agent is not particularly limited, and known compounds (for example, liquid crystal device handbook, Chapter 3-4-3, TN (twisted nematic), STN (Super Twisted Nematic) chiral agent, page 199, Japan Society for the Promotion of Science) , 142th Committee, 1989), isosorbide, and isomannide derivatives.
- the chiral agent generally contains an asymmetric carbon atom, but an axially asymmetric compound or a planar asymmetric compound containing no asymmetric carbon atom can also be used as the chiral agent.
- Examples of the axially chiral compound or the planar chiral compound 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, a repeating unit derived from the polymerizable liquid crystal compound and a chiral agent are derived by a polymerization reaction between the polymerizable chiral agent and the polymerizable liquid crystal compound.
- the polymerizable group contained in the polymerizable chiral agent is preferably the same type of group as the polymerizable group contained in the polymerizable liquid crystal compound. Therefore, the polymerizable group of the chiral agent is also preferably an unsaturated polymerizable group, an epoxy group or an aziridinyl group, more preferably an unsaturated polymerizable group, and an ethylenically unsaturated polymerizable group. More preferable. Further, the chiral agent may be a liquid crystal compound.
- a pattern of a desired reflection wavelength corresponding to the emission wavelength can be formed by irradiating a photomask such as an actinic ray after coating and orientation, which is preferable.
- the photoisomerizable group is preferably an isomerization site of a compound exhibiting photochromic properties, an azo group, an azoxy group, or a cinnamoyl group.
- Specific compounds include JP-A-2002-80478, JP-A-2002-80851, JP-A-2002-179668, JP-A-2002-179669, JP-A-2002-179670, and JP-A-2002.
- the content of the chiral agent in the liquid crystal composition is preferably 0.01 to 200 mol% and more preferably 1 to 30 mol% with respect to the content molar amount of the liquid crystal compound.
- the liquid crystal composition contains a polymerizable compound, it 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.
- the photopolymerization initiator include ⁇ -carbonyl compounds (described in US Pat. No. 2,367,661 and US Pat. No. 2,376,670), acyloin ethers (US Pat. No. 2,448,828), ⁇ -hydrocarbons. Of substituted aromatic acyloin compounds (described in US Pat. No.
- the content of the photopolymerization initiator in the liquid crystal composition is preferably 0.1 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 12% by mass based on the content of the liquid crystal compound.
- the liquid crystal composition may optionally contain a crosslinking agent in order to improve the film strength after curing and the durability.
- a crosslinking agent one that can be cured by ultraviolet rays, heat, moisture and the like can be preferably used.
- the cross-linking agent is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose.
- a polyfunctional acrylate compound such as trimethylolpropane tri(meth)acrylate and pentaerythritol tri(meth)acrylate; glycidyl (meth)acrylate And epoxy compounds such as ethylene glycol diglycidyl ether; aziridine compounds such as 2,2-bishydroxymethylbutanol-tris[3-(1-aziridinyl)propionate] and 4,4-bis(ethyleneiminocarbonylamino)diphenylmethane; hexa Isocyanate compounds such as methylene diisocyanate and biuret type isocyanate; polyoxazoline compounds having an oxazoline group in the side chain; and alkoxysilane compounds such as vinyltrimethoxysilane and N-(2-aminoethyl)3-aminopropyltrimethoxysilane Is mentioned.
- 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, and more preferably 5 to 15% by mass, based on the mass of the solid content of the liquid crystal composition. When the content of the crosslinking agent is within the above range, the effect of improving the crosslinking density is easily obtained, and the stability of the cholesteric liquid crystal phase is further improved.
- liquid crystal composition if necessary, a polymerization inhibitor, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a coloring material, and metal oxide fine particles may be added within a range not deteriorating the optical performance and the like. Can be added at.
- the liquid crystal composition is preferably used as a liquid when forming the cholesteric liquid crystal layer (the left circularly polarized light reflective layer 34 and the right circularly polarized light reflective layer 36).
- the liquid crystal composition may include a solvent.
- the solvent is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose, but organic solvents are preferred.
- the organic solvent is not limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples thereof include ketones, alkyl halides, amides, sulfoxides, heterocyclic compounds, hydrocarbons, esters, and ethers. And so on. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, ketones are preferable in consideration of environmental load.
- a liquid crystal composition is applied to the formation surface of the cholesteric liquid crystal layer, the liquid crystal compound is aligned in a state of a cholesteric liquid crystal phase, and then the liquid crystal compound is cured to form a cholesteric liquid crystal layer.
- a liquid crystal composition is applied to the alignment film 32 to align the liquid crystal compound in a cholesteric liquid crystal phase state, and then the liquid crystal compound is cured to form a cholesteric liquid crystal. It is preferable to form a cholesteric liquid crystal layer having a fixed liquid crystal phase.
- all printing methods such as inkjet and scroll printing, and known methods such as spin coating, bar coating and spray coating, which can uniformly apply the liquid to a sheet-like material, can be used.
- the applied liquid crystal composition is dried and/or heated if necessary, and then cured to form a cholesteric liquid crystal layer.
- the liquid crystal compound in the liquid crystal composition may be aligned in the cholesteric liquid crystal phase.
- the heating temperature is preferably 200° C. or lower, more preferably 130° C. or lower.
- the aligned liquid crystal compound is further polymerized, if necessary.
- the polymerization may be either thermal polymerization or photopolymerization by light irradiation, but photopolymerization is preferred.
- the irradiation energy is preferably 20mJ / cm 2 ⁇ 50J / cm 2, more preferably 50 ⁇ 1500mJ / cm 2.
- light irradiation may be carried out under heating conditions or under a nitrogen atmosphere.
- the wavelength of ultraviolet rays to be irradiated is preferably 250 to 430 nm.
- the upper cholesteric liquid crystal layer follows (follows) the liquid crystal alignment pattern of the lower layer, that is, the formation surface. Therefore, in the reflection plate 14 of the illustrated example, the left circularly polarized light reflective layer 34 is formed on the surface of the alignment film 32 having a predetermined alignment pattern by a coating method, and the left circularly polarized light reflective layer 34 is coated on the surface by a coating method.
- the left circularly polarized light reflective layer 34 and the right circularly polarized light reflective layer 36 are optics derived from a liquid crystal compound 40 forming a cholesteric liquid crystal phase as shown in FIG. 3 described later.
- the direction of the axis 40A has the same liquid crystal alignment pattern in which the direction of the axis of the cholesteric liquid crystal layer changes while continuously rotating in one direction.
- the thickness of the cholesteric liquid crystal layer is not limited, and the selective reflection center wavelength, the width of the selective reflection wavelength range, the light reflectance (transmittance) required for the cholesteric liquid crystal layer, the reflection plate 14 (reflection sheet).
- the thickness at which the necessary light reflection characteristics are obtained may be appropriately set depending on the use of (1), the material for forming the cholesteric liquid crystal layer, and the like.
- the left circularly polarized light reflective layer 34 and the right circularly polarized light reflective layer 36 are configured to selectively reflect specific circularly polarized light in a selective reflection wavelength region in order to improve the brightness uniformity of the irradiation light. It is preferable to use a reflective layer such as a half mirror that partially transmits the light instead of reflecting the light.
- the cholesteric liquid crystal layer (the left circularly polarized light reflective layer 34 and the right circularly polarized light reflective layer 36) is, in a preferred embodiment, an optical component derived from the liquid crystal compound 40 forming the cholesteric liquid crystal phase.
- the direction of the axis 40A has a liquid crystal alignment pattern that changes while continuously rotating in one direction in the plane of the cholesteric liquid crystal layer.
- the optical axis 40A derived from the liquid crystal compound 40 is an axis having the highest refractive index in the liquid crystal compound 40, that is, a so-called slow axis.
- the optical axis 40A is along the long axis direction of the rod shape.
- the optical axis 40A derived from the liquid crystal compound 40 is also referred to as “optical axis 40A of the liquid crystal compound 40” or “optical axis 40A”.
- FIG. 3 conceptually shows a plan view of the right circularly polarized light reflective layer 36.
- the liquid crystal compound 40 is only the liquid crystal compound 40 on the surface of the left circularly polarized light reflection layer 34.
- the right circularly polarized light reflective layer 36 is described as a typical example, but the left circularly polarized light reflective layer 34 also has a revolving direction of reflected circularly polarized light, that is, a twist of the liquid crystal compound 40. Except that the directions (senses) are opposite, it basically has the same configuration as the right circularly polarized light reflective layer 36, and exhibits the same action and effect.
- the liquid crystal compound 40 forming the right circularly polarized light reflective layer 36 is aligned in the lower left circularly polarized light reflective layer 34 (that is, the alignment film 32). Depending on the pattern, they are two-dimensionally arranged in a predetermined direction indicated by arrow X and in a direction orthogonal to this one direction (arrow X direction). Further, for example, in FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 4 described later, the liquid crystal compound 40 is illustrated as being parallel to the alignment film, but the liquid crystal compound 40 is formed according to the alignment pattern formed on the alignment film. When the liquid crystal compound is aligned, the liquid crystal compound 40 may be inclined with respect to the alignment film.
- the liquid crystal compound 40 forming the cholesteric liquid crystal layer may be parallel to the alignment film or may be tilted.
- the direction orthogonal to the arrow X direction will be referred to as the Y direction for convenience. That is, in FIGS. 1 and 2 and FIG. 4 described later, the Y direction is a direction orthogonal to the paper surface.
- the liquid crystal compound 40 forming the right circularly polarized light reflective layer 36 is such that the direction of the optical axis 40A is continuously rotated in the plane of the right circularly polarized light reflective layer 36 along the arrow X direction. While having a liquid crystal alignment pattern that changes.
- the optical axis 40A of the liquid crystal compound 40 has a liquid crystal alignment pattern that changes while continuously rotating clockwise along the arrow X direction.
- the liquid crystal alignment pattern of the upper cholesteric liquid crystal layer follows the liquid crystal alignment pattern on the surface of the lower cholesteric liquid crystal layer which is the formation surface.
- the left circularly polarized light reflective layer 34 which is the surface on which the right circularly polarized light reflective layer 36 is formed, has the same liquid crystal alignment pattern as the right circularly polarized light reflective layer 36 in a preferred embodiment.
- the fact that the direction of the optical axis 40A of the liquid crystal compound 40 changes while continuously rotating in the arrow X direction means, specifically, the liquid crystal compound arranged along the arrow X direction.
- the angle formed by the optical axis 40A of 40 and the arrow X direction differs depending on the position in the arrow X direction, and the angle formed by the optical axis 40A and the arrow X direction along the arrow X direction is from ⁇ to ⁇ +180° or It means that the angle is sequentially changed up to ⁇ -180°.
- the angle difference between the optical axes 40A of the liquid crystal compounds 40 adjacent to each other in the direction of arrow X is preferably 45° or less, more preferably 15° or less, and less than 15°. More preferable.
- the optical axis 40A has the same direction in the Y direction orthogonal to the X direction.
- the Y direction orthogonal to the X direction of the arrow is a direction orthogonal to one direction in which the optical axis 40A continuously rotates.
- the liquid crystal compound 40 forming the right circularly polarized light reflective layer 36 has the same angle in the Y direction between the optical axis 40A of the liquid crystal compound 40 and the arrow X direction.
- the optical axis 40A of the liquid crystal compound 40 is 180 degrees in the arrow X direction in which the optical axis 40A is continuously rotated and changed in the plane.
- the rotation length (distance) is defined as the length ⁇ of one period in the liquid crystal alignment pattern. That is, the distance between the centers of the two liquid crystal compounds 40 having the same angle with respect to the arrow X direction in the arrow X direction is defined as the length ⁇ of one cycle. Specifically, as shown in FIG. 3 (FIG.
- the distance between the centers in the arrow X direction of two liquid crystal compounds 40 in which the direction of the arrow X and the direction of the optical axis 40 ⁇ /b>A coincide with each other is determined by the length of one cycle.
- ⁇ the length ⁇ of one cycle is also referred to as “one cycle ⁇ ”.
- the liquid crystal alignment pattern of the cholesteric liquid crystal layer repeats this one period ⁇ in the arrow X direction, that is, in one direction in which the direction of the optical axis 40A continuously rotates and changes.
- the cholesteric liquid crystal layer having a fixed cholesteric liquid crystal phase normally specularly reflects incident light (circularly polarized light).
- the right circularly polarized light reflection layer 36 reflects the incident light in a direction having an angle in the arrow X direction with respect to the incident light.
- the right circularly polarized light reflection layer 36 has a liquid crystal alignment pattern in which the optical axis 40A changes while continuously rotating along the arrow X direction (a predetermined one direction).
- the right circularly polarized light reflection layer 36 is a cholesteric liquid crystal layer that selectively reflects the right circularly polarized light B R of blue light. Therefore, when light is incident on the right circularly polarized light reflective layer 36, the right circularly polarized light reflective layer 36 reflects only right circularly polarized light B R of the blue light, and transmits light of other wavelengths.
- Right circular polarization B R of the blue light entering the right circularly polarized light reflective layer 36 when reflected by the right-handed circularly polarized light reflection layer 36 (cholesteric liquid crystal layer), depending on the orientation of the optical axis 40A of the liquid crystal compound 40
- the absolute phase changes.
- the optical axis 40A of the liquid crystal compound 40 changes while rotating along the arrow X direction (one direction). Therefore, the amount of change in the absolute phase of the right circularly polarized light B R of the incident blue light differs depending on the direction of the optical axis 40A.
- the liquid crystal alignment pattern formed on the right circularly polarized light reflective layer 36 is a periodic pattern in the arrow X direction.
- the right circularly polarized light B R of the blue light entering the right circularly polarized light reflective layer 36 as shown conceptually in FIG. 4, a periodic absolutely arrow X direction corresponding to the orientation of the respective optical axes 40A
- the phase Q is given.
- the direction of the optical axis 40A of the liquid crystal compound 40 with respect to the arrow X direction is uniform in the arrangement of the liquid crystal compound 40 in the Y direction orthogonal to the arrow X direction.
- the right circularly polarized light reflective layer 36 for the right circularly polarized light B R of the blue light, the equiphase plane E which is inclined in the direction of the arrow X to the XY plane is formed.
- the right circularly polarized light B R of the blue light is reflected in the normal direction equiphase plane E, the right circularly polarized light B R of the reflected blue light, in a direction inclined in the direction of the arrow X with respect to the XY plane Is reflected.
- the XY plane is the main surface of the cholesteric liquid crystal layer. The main surface is the maximum surface of a sheet-like material (film, plate-like material, layer).
- the shorter the one period ⁇ the larger the inclination angle of the reflected light with respect to the incident light described above. That is, the shorter the one period ⁇ , the larger the reflected light can be reflected and reflected. Therefore, in the cholesteric liquid crystal layer, the reflection angle of the reflected light of the incident light can be adjusted by adjusting the one period ⁇ .
- the reflection direction of the right circularly polarized light B R of blue light can be reversed. That is, in FIGS. 1 to 4, the rotation direction of the optical axis 40A in the arrow X direction is clockwise, and the right circularly polarized light B R of blue light is reflected while being inclined in the arrow X direction. By setting the rotation around, the right circularly polarized light B R of blue light is reflected while being inclined in the direction opposite to the arrow X direction.
- the lower layer (formation surface) of the right circularly polarized light reflective layer 36 is the left circularly polarized light reflective layer 34.
- the left circularly polarized light reflective layer 34 is an upper layer of the right circularly polarized light reflective layer 36.
- the left circularly polarized light reflective layer 34 and the right circularly polarized light reflective layer 36 have the same liquid crystal alignment pattern in the plane direction.
- the left-handed circularly polarized light reflection layer 34 selectively reflects the left-handed circularly polarized light of blue light, and the twist direction of the spiral of the liquid crystal compound 40 is reversed.
- the inclination directions of the equiphase surface E in FIG. 4 are reversed. Therefore, the reflection direction of the left circularly polarized light by the left circularly polarized light reflection layer 34 is opposite to the arrow X direction opposite to the right circularly polarized light reflection layer 36.
- a cholesteric liquid crystal layer formed by fixing a cholesteric liquid crystal phase it is derived from the cholesteric liquid crystal phase when a cross section in a direction perpendicular to the main surface is observed with a scanning electron microscope (SEM). A striped pattern of bright areas (bright lines) and dark areas (dark lines) is observed. That is, in the cross section of the cholesteric liquid crystal layer, a layered structure in which bright portions and dark portions are alternately laminated in the thickness direction is observed. In the cholesteric liquid crystal layer, two repetitions of the bright portion and the dark portion correspond to the spiral pitch.
- SEM scanning electron microscope
- the spiral pitch of the cholesteric liquid crystal layer that is, the reflection layer can be measured from the SEM cross-sectional view.
- Two repetitions of the bright part and the dark part are three bright parts and two dark parts, or two bright parts and three dark parts.
- a striped pattern (layered structure) of bright and dark portions is formed parallel to the main surface (formation surface) of the cholesteric liquid crystal layer.
- the optical axis 40A of the liquid crystal compound 40 changes while continuously rotating in the clockwise direction along the arrow X direction, which has a liquid crystal alignment pattern (a left circularly polarized light reflection layer).
- the bright portion (bright line) and the dark portion (dark line) are inclined in the arrow X direction or the opposite direction with respect to the main surface. ..
- the inclinations of the bright portion and the dark portion coincide with the equiphase surface E described above. Therefore, in the left circularly polarized light reflection layer 34 and the right circularly polarized light reflection layer 36, as shown in FIG. 5, the inclination directions of the bright portion and the dark portion are opposite, and the corresponding circularly polarized light reflection directions are also opposite.
- the reflection sheet and the light-emitting device of the present invention have such a configuration, and thus can be thinned in a backlight unit of an LCD and can emit light with uniform brightness with a small number of light sources. ing.
- the light source 13 is a blue LED
- the right circularly polarized light reflection layer 36 selectively reflects the right circularly polarized light of blue light
- the left circularly polarized light reflection layer 34 selectively selects the left circularly polarized light of blue light. Reflect on.
- the light (light on the optical axis of the light source 13) which is incident on the position directly above the light source 13 in the reflection sheet including the left circularly polarized light reflective layer 34 and the right circularly polarized light reflective layer 36 will be described as an example.
- the blue light emitted from the light source 13 first enters the right circularly polarized light reflection layer 36 in the reflection sheet. As shown in FIG.
- the reflection of the right-handed circularly polarized light by the right-handed circularly polarized light reflection layer 36 is not the specular reflection but the direction tilted in the arrow X direction with respect to the incident direction.
- the right circularly polarized light of the blue light reflected by the right circularly polarized light reflection layer 36 in the direction of the arrow X is reflected by the light reflection surface 12a on the bottom surface of the housing 12 in the direction further inclined in the direction of the arrow X, and again, The light enters the right circularly polarized light reflection layer 36.
- the light that re-enters the right-handed circularly polarized light reflective layer 36 partially passes through and similarly exits, and most of the light is reflected by the right-handed circularly polarized light reflective layer 36 in a direction further inclined in the arrow X direction.
- the right-handed circularly polarized light of the blue light reflected by the right-handed circularly polarized light reflection layer 36 in the direction of the arrow X is further reflected by the light reflecting surface 12a on the bottom surface of the housing 12 in the direction of the direction of the arrow X, and again, The incidence on the right circularly polarized light reflection layer 36 is repeated.
- the left circularly polarized light component (solid line) passes through the right circularly polarized light reflection layer 36 and is reflected by the left circularly polarized light. It is incident on the layer 34.
- the left-handed circularly polarized light of the blue light incident on the left-handed circularly polarized light reflection layer 34 is partially transmitted and emitted, and most of it is reflected by the left-handed circularly polarized light reflection layer 34.
- the reflection by the left circularly polarized light reflection layer 34 is not specular reflection, but is reflected in a direction inclined in the direction opposite to the arrow X direction.
- the left-handed circularly polarized light of the blue light reflected by the left-handed circularly polarized light reflection layer 34 in the direction opposite to the direction of the arrow X is further inclined in the direction opposite to the direction of the arrow X by the light reflecting surface 12a on the bottom surface of the housing 12.
- the light is reflected in the same direction and again enters the left circularly polarized light reflection layer 34 in the same manner.
- a part of the light re-incident on the left-handed circularly polarized light reflection layer 34 is transmitted, and most of the light is reflected by the left-handed circularly polarized light reflection layer 34 in a direction tilted opposite to the arrow X direction.
- the left-handed circularly polarized light of the blue light reflected by the left-handed circularly polarized light reflection layer 34 in the direction opposite to the direction of the arrow X is further inclined in the direction opposite to the direction of the arrow X by the light reflection surface 12a on the bottom surface of the housing 12. It is reflected by and is incident on the left circularly polarized light reflection layer 34 again.
- the reflection sheet and the light emitting device 10 of the present invention having the left circularly polarized light reflective layer 34 and the right circularly polarized light reflective layer 36, the light emitted from the light source 13 is emitted in the arrow X direction and the arrow.
- the light can be diffused widely by tilting in the opposite direction to the X direction, reflecting, and transmitting in the arrow X direction and the direction opposite to the arrow X direction.
- the reflection angle can be adjusted by adjusting one period ⁇ of the liquid crystal alignment pattern of the cholesteric liquid crystal layer.
- the present invention by shortening one period ⁇ of the liquid crystal alignment pattern, it is possible to greatly incline and reflect the light, thereby expanding the diffusion of the light. Therefore, according to the present invention, in a light source device such as a backlight unit, it is possible to reduce the thickness and to emit light with uniform brightness with a small number of light sources.
- the light emitted from the light source 13 can be widely diffused, so that the light emitting device 10 can be made thin and the distance between the light sources 13 can be widened to reduce the number of the light sources 13. it can.
- the distance d1 between the light source 13 and the adjacent light source 13 is 5 which is the distance d2 between the bottom surface of the housing 12, that is, the arrangement surface of the light source 13 and the reflection sheet (right circularly polarized light reflection layer 36). It is preferably double or more, more preferably 8 times or more, and more preferably 12 times or more.
- the light emitting device 10 By setting the distance d1 between the light source 13 and the adjacent light source 13 to be 5 times or more the distance d2 between the arrangement surface of the light source 13 and the reflection sheet, the light emitting device 10 having a sufficiently thin number and a small number of light sources can be obtained. It is preferable in that the price of the light emitting device itself can be suppressed and the manufacturing yield can be improved.
- the angle ⁇ formed between the principal surface and the dark and bright portions, and the required diffuse reflectance, the light source 13 and the adjacent light source It may be appropriately set according to the distance d1 and the distance d2 between the arrangement surface of the light source 13 and the reflection sheet.
- the angle ⁇ formed by the main surface and the dark and bright portions is preferably 3 to 40°, more preferably 8 to 35°, and even more preferably 10 to 30°.
- angle ⁇ formed by the main surface and the dark and bright portions is preferable in that the angle of reflection of the reflected light with respect to the incident light can be increased and the spread of the light can be secured by multiple reflection.
- the angle ⁇ formed by the main surface and the dark and bright portions is 40° or less, it is possible to maintain an appropriate reflectance and uniform the light of the backlight even if the light source spacing is wide. It is preferable in that high brightness can be obtained by reducing the reflection component. Further, at least a part of the dark portion and the bright portion may form a wavy structure in which periodic wavy irregularities are formed.
- the dark part and the bright part may be formed only in a straight line shape, may be mixed with a straight line shape and a wavy shape, or may be formed only in a wavy shape.
- the bright portion and the dark portion near the interface of each layer form a wavy shape, light may be more easily spread.
- the angle ⁇ formed by the main surface and the dark part and the bright part can be considered as an average value of each region.
- the reflection plate 14 (reflection sheet of the present invention) includes, in addition to the right circularly polarized light reflective layer 36 and the left circularly polarized light reflective layer 34, a ⁇ /4 layer closer to the light source 13 side than the reflective sheet, as shown by a broken line in FIG. It is preferable to have 38. In the illustrated example, it is preferable to have the ⁇ /4 layer 38 on the light source 13 side of the right circularly polarized light reflective layer 36.
- right circularly polarized light when the right circularly polarized light reflected by the right circularly polarized light reflection layer 36 is reflected by the light reflecting surface 12a on the inner surface of the housing 12, the turning direction is reversed and the left circularly polarized light is obtained. become.
- the left-handed circularly polarized light passes through the right-handed circularly polarized light reflection layer 36 and is incident on the left-handed circularly polarized light reflection layer 34.
- the left-handed circularly polarized light reflection layer 34 is inclined with respect to the right-handed circularly-polarized light reflection layer 36 in a bright portion and a dark portion. Since the angles are different, the reflectance may be significantly reduced.
- the light reflection surface 12a is a diffuse reflection plate such as a white reflection plate
- the polarization is eliminated by the diffuse reflection by the light reflection surface 12a, so this problem is small. That is, when the light reflection surface 12a is a diffuse reflection plate, there are few problems even if the ⁇ /4 layer 38 is not provided.
- the light reflection surface 12a is a metal reflection surface and a specular reflection surface like the above ESR reflection sheet
- the sense of circularly polarized light is reversed by being reflected by the light reflection surface 12a. ..
- the right circularly polarized light reflected by the right circularly polarized light reflection layer 36 becomes left circularly polarized light when reflected by the light reflecting surface 12a. Therefore, even if the light enters the right-handed circularly polarized light reflection layer 36 again, the light is transmitted without being reflected, so that the uneven brightness of the light source 13 cannot be eliminated.
- the ⁇ /4 layer 38 converts the light incident on the right circularly polarized light reflection layer 36 into the right circularly polarized light again. Therefore, re-reflection by the right circularly polarized light reflective layer 36 is possible. Therefore, the uneven brightness of the light source 13 can be eliminated.
- ⁇ /4 layer 38 there is no limitation on the ⁇ /4 layer 38, and various known ⁇ /4 layers can be used.
- a liquid crystal compound disk liquid crystal, rod liquid crystal compound
- a liquid crystal monomer forming a retardation film (optically substantially uniaxial or substantially biaxial) by stretching, a nematic liquid crystal layer or a smectic liquid crystal layer Etc.) and one or more layers of retardation film containing at least one of them, and a ⁇ /4 film formed by using a polymerizable liquid crystal compound.
- the retardation film by stretching include a retardation film that is stretched in the transport direction during film production or in the direction perpendicular to the transport direction, and stretched by 45° ⁇ 10° with respect to the transport direction.
- a phase difference film obtained by stretching a cyclic polyolefin resin (norbornene-based resin) at 45° ⁇ 10° or a transparent film is subjected to an orientation treatment, and the treated surface is treated with a liquid crystal compound at 45° ⁇ 45° to the transport direction during the production of the film. Films having layers oriented in the 10° azimuth are preferred.
- the inclination directions of the bright part and the dark part due to the cholesteric liquid crystal layer are different.
- the present invention is not so limited. That is, in the present invention, the right circularly polarized light reflective layer 36 and the left circularly polarized light reflective layer 34 that form the reflective sheet may have the same inclination direction between the bright portion and the dark portion due to the cholesteric liquid crystal layer.
- the right circularly polarized light reflective layer 36 and the left circularly polarized light reflective layer 34 tilt and reflect incident light in the same direction, so that in terms of diffusibility of light emitted from the light source 13, It is a disadvantage.
- the right circularly polarized light reflective layer 36 and the left circularly polarized light reflective layer 34 have the same direction of inclination between the bright part and the dark part due to the cholesteric liquid crystal layer.
- the right circularly polarized light reflective layer 36 is not directly formed on the above by a coating method, but an alignment film in which the rotation direction of the optical axis 40A toward the arrow X direction is reversed is formed on the left circularly polarized light reflective layer 34. It can be manufactured by forming and forming the right circularly polarized light reflection layer 36 on this alignment film by a coating method.
- the light diffusion direction (light propagation direction) by the right circularly polarized light reflective layer 36 and the left circularly polarized light reflective layer 34 is only the direction in which the optical axis 40A of the liquid crystal compound 40 continuously rotates and changes. That is, the diffusion direction of light by the right circularly polarized light reflection layer 36 and the left circularly polarized light reflection layer 34 is only the arrow X direction or the direction opposite to the arrow X direction. For example, the light should be diffused in the arrow Y direction. I can't. Therefore, depending on the use of the light emitting device 10, the type and orientation distribution of the light sources 13, the arrangement of the light sources 13, the distance between the light sources 13, and the like, the light may not be sufficiently diffused.
- one of the right-handed circularly polarized light-reflecting layer and the left-handed polarized light-reflecting layer preferably both of them, have in-plane the optical axis 40A of the liquid crystal compound 40 in the liquid crystal alignment pattern.
- the in-plane directions in which the directions change while continuously rotating have regions different from each other.
- the in-plane direction in which the orientation of the optical axis 40A of the liquid crystal compound 40 in the liquid crystal alignment pattern changes while continuously rotating is also simply referred to as “the direction in which the orientation of the optical axis 40A changes”. ..
- FIG. 7 shows an example thereof.
- the reflection sheet of the present invention shown in FIG. 7 has a left circularly polarized light reflective layer 50 and a right circularly polarized light reflective layer 52.
- each circularly polarized light reflection layer basically has the above-mentioned right side except that the directions in which the direction of the optical axis 40A changes are different from each other in the plane. It has the same structure as the circularly polarized light reflective layer 36 and the left circularly polarized light reflective layer 34. Therefore, the left circularly polarized light reflective layer 50 and the right circularly polarized light reflective layer 52 have the same liquid crystal alignment pattern.
- the left circularly polarized light reflective layer 50 is divided into stripes in the horizontal direction in the drawing, and the direction in which the direction of the optical axis 40A changes is the arrow Xa direction.
- 50a and regions 50b in which the direction in which the direction of the optical axis 40A changes are in the arrow Xb direction are provided alternately.
- the arrow Xa direction and the arrow Xb direction are orthogonal to each other. That is, the arrow Xa direction is inclined by 45° with respect to the horizontal direction in the drawing, and the arrow Xb direction is inclined by ⁇ 45° with respect to the horizontal direction in the drawing. Therefore, in this example, the regions 50a and the regions 50b form stripe-shaped regions in which the inclination directions of the bright portion and the dark portion derived from the cholesteric liquid crystal phase are orthogonal to the main surfaces.
- the incident circularly polarized light is inclined and reflected. Therefore, the left-handed circularly polarized light that is incident on the region 50a of the left-handed circularly polarized light reflective layer 50, which is indicated by the broken line in the figure, is reflected while being inclined in the arrow Xa direction with respect to the incident direction.
- the left-handed circularly polarized light that is incident on the region 50b of the left-handed circularly polarized light reflection layer 50 which is indicated by the solid line in the figure, is reflected while being inclined with respect to the incident direction in the arrow Xb direction orthogonal to the arrow Xa direction. That is, the left-handed circularly polarized light that has entered the left-handed circularly polarized light reflection layer 50 has a reflection direction that is inclined by 90° with respect to the incident direction, depending on the incident area.
- the left circularly polarized light reflective layer 50 and the right circularly polarized light reflective layer 52 have the same liquid crystal alignment pattern. Therefore, the right circularly polarized light reflection layer 52 also has a similar striped region.
- the area 52a has the same liquid crystal alignment pattern as the area 50a of the left circularly polarized light reflective layer 50
- the area 52b has the same liquid crystal alignment pattern as the area 50b of the left circularly polarized light reflective layer 50.
- the right-handed circularly polarized light that has entered the right-handed circularly polarized light reflection layer 52 also has a different reflection direction that is inclined by 90° with respect to the incident direction, depending on the incident area.
- the reflection sheet of the present invention has a cholesteric liquid crystal layer (a right circularly polarized light reflective layer and a left polarized light reflective layer) in which the directions in which the direction of the optical axis 40A changes are different from each other in the plane.
- Circularly polarized light can be reflected by tilting it in different directions depending on the area where the polarized light is incident. Therefore, according to this configuration, the diffusion direction (propagation direction) of the light can be made two-dimensional, the light can be diffused more preferably, and the brightness of the irradiation light can be made uniform.
- the right circularly polarized light reflection layer and the left polarized light reflection layer having regions in which the directions of the optical axis 40A change are different from each other, as shown in FIG.
- the configuration shown in FIG. 8 is exemplified.
- the cholesteric liquid crystal layer (right circular polarization reflection layer or left polarization reflection layer) shown in FIG. 8 also has regions divided into stripes.
- the area a in which the direction of the optical axis 40A on the left side in the drawing changes is the horizontal direction (X1 direction) in the drawing is set as a reference (0°) and is adjacent to the stripe arrangement direction.
- a region b in which the direction in which the direction of the optical axis 40A changes toward the right in the figure is the arrow X2 direction that is inclined by 45° with respect to the X1 direction, and the direction in which the direction of the optical axis 40A changes relative to the direction X1.
- a region c that is tilted by 90° in the direction of arrow X3 and a region d in which the direction in which the direction of the optical axis 40A changes are tilted by 135° in the direction of arrow X4 are repeatedly formed. That is, in this example, the regions in which the light and dark portions derived from the cholesteric liquid crystal phase are inclined with respect to the main surfaces in the X1 to X4 directions are formed in stripes. According to such a configuration, it is possible to make the diffusion direction (propagation direction) of light more various, more suitably two-dimensionally diffuse the light, and make the brightness of the irradiation light uniform.
- Such a cholesteric liquid crystal layer having regions in which the direction of the optical axis 40A changes is different from the alignment film 32 (support 30 by masking during alignment film 32 exposure using the exposure device 60 shown in FIG. It can be manufactured by performing exposure with changing the angle (direction) of ).
- the cholesteric liquid crystal layer shown in FIG. 8 first, by masking other than the position corresponding to the region a, the direction in which the direction of the optical axis 40A changes is the arrow X1 direction (0°), The alignment film 32 is exposed by the exposure device 60.
- the orientation film 32 (or the exposure device 60) is rotated by 45° in the surface direction, and the direction in which the direction of the optical axis 40A changes is the arrow X2 direction (45°). Then, the exposure device 60 exposes the alignment film 32. Next, by masking other than the position corresponding to the region c, the orientation film 32 is rotated by 45° in the plane direction so that the direction in which the direction of the optical axis 40A changes is the arrow X3 direction (90°). The alignment film 32 is exposed by the exposure device 60.
- the orientation film 32 is rotated by 45° in the plane direction so that the direction in which the direction of the optical axis 40A changes is the arrow X4 direction (135°).
- the alignment film 32 is exposed by the exposure device 60.
- a cholesteric liquid crystal layer having regions a to d in which the direction in which the optical axis 40A changes direction is the arrow X1 direction to the arrow X4 direction can be manufactured.
- regions in which the directions of the optical axis 40A change are different from each other that is, regions in which the light and dark portions derived from the cholesteric liquid crystal phase have different inclination directions with respect to the main surfaces.
- regions in which the light and dark portions derived from the cholesteric liquid crystal phase have different inclination directions with respect to the main surfaces. are provided in a stripe shape, but the present invention is not limited to this.
- a circularly polarized light reflection layer (cholesteric liquid crystal layer) is divided in half in the plane direction, and a region having different regions in which the direction of the optical axis 40A changes is provided. It may be divided into four, and may have a configuration in which regions having different directions in which the direction of the optical axis 40A changes are provided.
- the reflection sheet of the present invention is not necessarily limited to the configuration having both the right circularly polarized light reflective layer and the left circularly polarized light reflective layer. That is, the second aspect of the reflection sheet of the present invention has only one cholesteric liquid crystal layer, for example, even if it has only the left circularly polarized light reflective layer 50, only the right circularly polarized light reflective layer 52. You may have one.
- the light emitting device 10 described above uses a blue LED that emits blue light as the light source 13, and the right circularly polarized light reflection layer 36 and the left circularly polarized light reflection layer 34 selectively reflect blue light and emit light that emits blue light.
- a red LED that emits red light may be used as a light source
- the right circularly polarized light reflective layer and the left circularly polarized light reflective layer may be a light emitting device that selectively reflects red light and emits red light.
- a light emitting device that irradiates white light may be formed by stacking a combination of reflective layers (cholesteric liquid crystal layers). Further, the light emitting device of the present invention may be a light emitting device which emits light corresponding to two colors appropriately selected from blue, green and red.
- At least one layer of the left-handed circularly polarized light reflective layer 34 and the right-handed circularly polarized light reflective layer 36 has a helical pitch of the cholesteric liquid crystal phase changed in the thickness direction. It may be one.
- the structure in which the spiral pitch of the cholesteric liquid crystal phase changes in the thickness direction is also referred to as “pitch gradient structure” for convenience.
- the selective reflection center wavelength (selective reflection wavelength band) of the cholesteric liquid crystal phase depends on the pitch P of the spiral of the cholesteric liquid crystal phase. That is, the longer the pitch P is, the longer the selective reflection center wavelength of the cholesteric liquid crystal phase becomes. Therefore, since the cholesteric liquid crystal layer has a pitch gradient structure, the selective center reflection wavelength can be changed according to the position in the thickness direction, and right circular polarization or left circular polarization is selected according to a wide wavelength range. Can be reflected.
- the pitch gradient structure in the cholesteric liquid crystal layer there is no limitation on the pitch gradient structure in the cholesteric liquid crystal layer, and various configurations can be used as long as the pitch P changes in the thickness direction.
- a configuration in which the pitch P gradually decreases from the light source 13 side to the support 30 side, and a configuration in which the pitch P gradually increases from the light source 13 side to the support 30 side are illustrated.
- the selective reflection center wavelength that is, the light selectively reflected from the light source 13 side to the support 30 side.
- the wavelength band gradually becomes shorter.
- a cholesteric liquid crystal layer having a pitch gradient structure is a chiral agent that undergoes back isomerization, dimerization, and isomerization and dimerization upon irradiation with light to change the helical induction force (HTP: Helical Twisting Power). It can be formed by irradiating with light having a wavelength that changes the HTP of the chiral agent before or during curing of the liquid crystal composition forming the cholesteric liquid crystal layer.
- the chiral agent whose HTP changes by irradiation with light include a chiral agent having a cinnamoyl group.
- the HTP of the chiral agent is reduced by irradiation with light.
- the HTP distribution in the film thickness direction of the cholesteric liquid crystal layer can be adjusted by adjusting the absorbance of light having a wavelength that changes the HTP of the chiral agent with the material for forming the cholesteric liquid crystal layer. Therefore, for example, when light is irradiated from the surface (the side opposite to the support 30), the light irradiation amount gradually decreases from the surface toward the support 30. That is, the amount of reduction in HTP of the chiral agent gradually decreases from the surface toward the support 30.
- the cholesteric liquid crystal layer (the right circularly polarized light reflective layer 36 and the left circularly polarized light reflective layer 34) selectively reflects long-wavelength light on the light source 13 side and the light source 13 on the support 30 side. It selectively reflects light with a shorter wavelength than the side. Therefore, by using the cholesteric liquid crystal layer having a pitch gradient structure in which the spiral pitch changes in the thickness direction, it is possible to selectively reflect light in a wide wavelength band.
- the angle ⁇ between the bright portion and the dark portion with respect to the main surface is large in the region where the pitch P of the spiral is long. Therefore, for example, in the case of a cholesteric liquid crystal layer in which the pitch P gradually decreases from the light source 13 side toward the support 30 side, the bright portion and the dark portion gradually increase from the light source 13 side toward the support 30 side. , It becomes a curved shape that the angle ⁇ of close battle becomes smaller.
- the cholesteric liquid crystal layer (the right circularly polarized light reflective layer 36 and the left circularly polarized light reflective layer 34) has the optical axis 40A derived from the liquid crystal compound 40 continuously rotated along at least one in-plane direction.
- the cholesteric liquid crystal layer realizes a configuration in which, in a cross section observed by SEM, the bright part and the dark part derived from the cholesteric liquid crystal phase are inclined with respect to the main surface. ing.
- the present invention is not limited to this, and if the cholesteric liquid crystal layer has a configuration in which the bright portion and the dark portion derived from the cholesteric liquid crystal phase are inclined with respect to the main surface in the cross section observed by SEM, Various aspects are available.
- the chiral agent X whose helical induction force (HTP) is changed by light irradiation
- HTP helical induction force
- Step 1-1 Step of forming a composition layer on a substrate having a rubbing alignment film having a pretilt angle on its surface, using a composition containing a discotic liquid crystal compound (composition for forming a liquid crystal layer)
- Step 1- 2 a step of orienting the discotic compound in the composition layer
- Step 2-1 When a cholesteric liquid crystal layer is formed using a liquid crystal composition containing a chiral agent X, after forming a composition layer satisfying Condition 1 or Condition 2 in the following Step 2-1, the composition is formed in Step 1-2.
- the liquid crystal compound in the composition layer is cholesterically aligned.
- step 2-2 the liquid crystal compound in the composition layer is cholesterically aligned by changing the helical inducing force of the chiral agent X in the composition layer by light irradiation treatment.
- Step 2-1 Step of forming a composition layer satisfying the following Condition 1 or Condition 2 on the liquid crystal layer formed in Step 1-1 and Step 1-2
- Condition 1 At least a part of the liquid crystal compound in the composition layer is a composition
- Condition 2 Liquid crystal compound is oriented so that the tilt angle of the liquid crystal compound in the composition layer continuously changes along the thickness direction
- Step 2-2 A step of forming a cholesteric liquid crystal layer by performing a treatment for aligning the cholesteric liquid crystal compound in the composition layer. The steps 2-1 and 2-2 will be described below.
- FIG. 9 shows a schematic cross-sectional view of a composition layer satisfying the condition 1 obtained in step 2-1.
- the liquid crystal compound 40 shown in FIG. 9 is a rod-shaped liquid crystal compound.
- the composition layer 100 is formed on the liquid crystal layer 102 formed using a discotic liquid crystal compound.
- the liquid crystal layer 102 has an inclined alignment surface 102 a on the surface in contact with the composition layer 100, in which the molecular axis of the discotic liquid crystal compound is inclined with respect to the surface of the liquid crystal layer 102.
- the liquid crystal compound 40 is loosely regulated by the tilted alignment surface 102a, so that the liquid crystal compound 40 is not aligned with the tilted alignment surface 102a. To be inclined.
- the liquid crystal compound 40 is oriented in a certain direction (uniaxial direction) so that the molecular axis L 1 of the liquid crystal compound 40 is at a predetermined angle ⁇ 10 with respect to the surface of the composition layer 100. It is oriented.
- the liquid crystal compound 40 is aligned over the entire area of the composition layer 100 in the thickness direction R 1 such that the molecular axis L 1 is at a predetermined angle ⁇ 10 with respect to the inclined alignment surface 102a.
- the embodiment shown in FIG. it is sufficient that a part of the liquid crystal compound 40 is tilt-aligned, and the surface of the composition layer 100 on the tilt-aligned surface 102a side (in FIG.
- the liquid crystal compound 40 is applied to the surface of the composition layer 100 on at least one of the region A) and the surface of the composition layer 100 opposite to the inclined alignment surface 102a side (corresponding to the region B in FIG. 9).
- the molecular axis L 1 is oriented so as to have a predetermined angle theta 10 against, in tilt surface 102a side surface, the liquid crystal compound 40, molecular axis L 1 relative to the surface of the composition layer 100 Is more preferably tilted so that the angle becomes a predetermined angle ⁇ 10 .
- the subsequent step 2 -2 when the liquid crystal compound 40 is brought into the state of the cholesteric liquid crystal phase, the cholesteric alignment of the liquid crystal compound 40 in the other region is caused by the alignment regulating force based on the aligned liquid crystal compound 40 in the region A and/or the region B. Can be induced.
- the composition layer satisfying the condition 2 corresponds to the liquid crystal compound 40 hybrid-aligned with the surface of the composition layer 100. That is, this corresponds to a mode in which the angle ⁇ 10 continuously changes in the thickness direction.
- the composition layer satisfying the condition 2 obtained in step 2-1 it is sufficient that a part of the liquid crystal compound 40 is hybrid-aligned, and the surface of the composition layer 100 on the inclined alignment surface 102a side (in FIG. 9). At least one of the region A) and the surface of the composition layer 100 opposite to the inclined alignment surface 102a side (corresponding to the region B in FIG. 9), the liquid crystal compound 40 is applied to the inclined alignment surface 102a. It is preferable that the liquid crystal compound 40 has a hybrid alignment, and it is more preferable that the liquid crystal compound 40 has a hybrid alignment with the surface of the composition layer 100 on the surface of the inclined alignment surface 102a side.
- the angle ⁇ 10 is not particularly limited unless it is 0° in the entire composition layer.
- the molecular axis L 1 of the liquid crystal compound 40 is parallel to the tilt alignment surface 102a when the liquid crystal compound 40 is a rod-shaped liquid crystal compound. In other words, it does not prevent that the angle ⁇ 10 is 0° in a partial region of the composition layer.
- the angle ⁇ 10 is, for example, 0 to 90°. Above all, the angle ⁇ 10 is preferably 0 to 50°, and more preferably 0 to 30°.
- composition layer obtained in step 2-1 is preferably a composition layer satisfying the condition 2 in that the cholesteric liquid crystal layer is more excellent in reflection anisotropy.
- the liquid crystal compound in the composition layer is cholesterically aligned in the step 2-2 to form a cholesteric liquid crystal layer.
- the cholesteric alignment of the liquid crystal compound means, in other words, the liquid crystal compound has a cholesteric liquid crystal phase.
- a chiral agent X in which the helical induction force is changed by light irradiation in the composition layer and a chiral agent X in which the helical induction force is not changed by light irradiation
- the chiral agent Y having an opposite spiral-inducing force is included, the chiral agent X in the composition layer in the step 2-1 cancels the spiral-inducing force to approximately zero, so that the composition layer
- the liquid crystal compound in the liquid crystal layer can be aligned to form a tilted alignment or a hybrid alignment.
- the helical induction force of the chiral agent X is changed to change the helical induction force of the chiral agent in the composition layer to the right (+) and left (-) directions.
- the helical induction force of the chiral agent X is changed to change the helical induction force of the chiral agent in the composition layer to the right (+) and left (-) directions.
- the cholesteric liquid crystal layer using the chiral agent X when forming a cholesteric liquid crystal layer having regions having different tilt directions of a bright part and a dark part derived from the cholesteric liquid crystal phase as shown in FIGS. 7 and 8.
- the alignment direction of the alignment film may be adjusted according to the inclination direction of the bright portion and the dark portion for each region, as shown in Examples described later.
- the pitch gradient structure when the pitch gradient structure is formed, the reaching light amount distribution in the film thickness direction is formed by adjusting the isomerization light amount irradiated to obtain the pitch gradient structure. , A pitch gradient structure is obtained.
- TAC film having a thickness of 80 ⁇ m (TD80UL manufactured by FUJIFILM Corporation) was prepared as a support.
- the following coating solution for forming an alignment film was continuously coated on a support with a #2 wire bar.
- the support on which the coating film of the coating liquid for forming an alignment film was formed was dried on a hot plate at 60° C. for 60 seconds to form a coating film.
- Coating liquid for forming alignment film ⁇ Material for photo-alignment A 1.00 parts by mass Water 16.00 parts by mass Butoxyethanol 42.00 parts by mass Propylene glycol monomethyl ether 42.00 parts by mass ⁇ ⁇
- An air-cooled metal halide lamp of 160 W/cm 2 (made by Eye Graphics Co., Ltd.) was used as a UV (ultraviolet (ultraviolet)) lamp for the formed coating film in the air through a mask (exposure mask) and a wire grid polarizer. Then, the alignment film 2 was prepared by performing the ultraviolet irradiation shown below four times. In addition, in order to make the number of the reflection sheet and the number of the alignment film coincide with each other, the alignment film 1 has a missing number in this embodiment.
- the mask used was a stripe mask in which transmissive portions having a stripe width of 50 ⁇ m and shielding portions having a stripe width of 170 ⁇ m were alternately arranged.
- the stripe width is the length of the stripe in the lateral direction.
- the first exposure is performed with the mask periodic direction (stripe arrangement direction, direction A below) and the transmission axis of the wire grid polarizer aligned, tilting the UV lamp, and moving from the film normal direction. UV light was applied to A from a slightly inclined direction.
- the second exposure was performed with the mask shifted by 55 ⁇ m in the direction A from the time of the first exposure and the transmission axis of the wire grid polarizer was shifted by 45° in the clockwise direction. UV light was irradiated from a direction rotated 45° clockwise with respect to the normal direction.
- the third exposure was carried out with the mask shifted 110 ⁇ m in the direction A from the first exposure and the transmission axis of the wire grid polarizer was shifted clockwise by 90°. UV light was irradiated from a direction rotated 90° clockwise with respect to the normal direction.
- the fourth exposure is performed with the exposure mask shifted in the direction A by 165 ⁇ m from the time of the first exposure, and the transmission axis of the wire grid polarizer is shifted by 135° in the clockwise direction. UV light was irradiated from a direction rotated 135° clockwise with respect to the film normal direction.
- the illuminance of ultraviolet rays was 100 mW/cm 2 in the UV-A region (accumulation of wavelengths of 380 nm to 320 nm), and the irradiation amount was 50 mJ/cm 2 in the UV-A region.
- ⁇ Chiral agent> The following chiral agent A and chiral agent B were prepared. Bu represents a butyl group.
- Chiral agent A is a chiral agent that forms a right-handed helix.
- the chiral agent B is a chiral agent that forms a left-handed helix.
- composition shown below was stirred and dissolved in a container kept at 25° C. to prepare a coating liquid Ch-A for the reflective layer.
- the numerical value is% by mass.
- R is a group bonded by an oxygen atom.
- the rod-like liquid crystal compound had an average molar extinction coefficient at a wavelength of 300 to 400 nm of 140/mol ⁇ cm.
- Photopolymerization initiator A IRGACURE 907 (manufactured by Ciba Geigy) Photopolymerization initiator B; Kayakyu DETX (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)
- the prepared coating liquid Ch for reflective layer Ch-A was coated on the surface of the prepared support having the alignment film 2 with a #10.5 wire bar coater and dried at 105° C. for 60 seconds. After that, in a low oxygen atmosphere (100 ppm or less), at 40° C., a light of a metal halide lamp with an irradiation amount of 60 mJ is irradiated through an optical filter SH0350 (manufactured by Asahi Bunko Co., Ltd.), and further at 100° C., an irradiation amount of 500 mJ. By irradiating light from a metal halide lamp, a right circularly polarized light reflection layer having a film thickness of 6.4 ⁇ m, which is a cholesteric liquid crystal layer, was produced.
- Methyl ethyl ketone 150.6 parts by mass Mixture of the above rod-shaped liquid crystal compounds 100.0 parts by mass Photopolymerization initiator B 1.5 parts by mass Chiral agent B 10.3 parts by mass Above surfactant F1 0.027 parts by mass Above interface Activator F2 0.067 parts by mass ⁇
- the prepared coating liquid Ch for reflective layer Ch-B was applied to the surface of the right circularly polarized light reflective layer prepared above with a #10.5 wire bar coater and dried at 105° C. for 60 seconds. After that, in a low oxygen atmosphere (100 ppm or less), at 75° C., the light of a metal halide lamp with an irradiation amount of 60 mJ is irradiated through an optical filter SH0350 (manufactured by Asahi Bunko Co., Ltd.), and further at 100° C., an irradiation amount of 500 mJ.
- SH0350 manufactured by Asahi Bunko Co., Ltd.
- the left circularly polarized light reflective layer was formed on the right circularly polarized light reflective layer by such a procedure, and the reflective sheet 2 was produced.
- An exposure device for emitting a laser beam having a wavelength (325 nm) shown in FIG. 10 was prepared.
- the exposure apparatus shown in FIG. 10 was used instead of UV irradiation via a mask (stripe mask) and a wire grid polarizer, and the following four lasers through the same mask were used.
- Alignment films 3 to 6 were produced by performing light exposure.
- the periodic direction of the alignment pattern formed by the interference of the two laser beams is the direction B
- the first exposure was performed in a state where the direction A and the direction B of the mask coincided with each other.
- the mask direction A is the mask periodic direction (stripe arrangement direction) as described above.
- the second exposure was performed in a state where the mask was shifted in the direction A by 55 ⁇ m from the time of the first exposure and the direction 45° clockwise from the direction A of the mask was the direction B.
- the third exposure was performed in a state where the mask was displaced 110 ⁇ m in the direction A from the time of the first exposure and the direction 90° clockwise from the direction A of the mask was the direction B.
- the fourth exposure was performed in a state where the mask was shifted in the direction A by 165 ⁇ m from the time of the first exposure and the direction B was 135° clockwise from the direction A of the mask.
- the exposure dose was set to 300 mJ/cm 2 .
- One cycle of the alignment pattern formed by the interference of the two laser beams (the length by which the optical axis derived from the liquid crystal compound rotates 180°) changes the crossing angle (crossing angle ⁇ ) of the two lights. Controlled by. Thereby, the alignment films 3 to 6 of the reflection sheets 3 to 6 were produced.
- the film thickness was obtained in the same manner except that the amounts of the photopolymerization initiator and the type and amount of the chiral agent were changed appropriately.
- the right circularly polarized light reflective layer and the left circularly polarized light reflective layer having a thickness of 6.4 ⁇ m were formed to prepare reflective sheets 3 to 6.
- the right circularly polarized light reflective layer and the left circularly polarized light reflective layer of the reflective sheet 3 have the same formulation as the right circularly polarized light reflective layer and the left circularly polarized light reflective layer of the reflective sheet 2, but since the alignment films are different.
- the reflection sheet 2 is different from the reflection sheet 2 in that the light layer and the dark portion of the cross section of the reflection layer (cholesteric liquid crystal layer) are inclined.
- the reflection sheet 4 is exposed at an incident angle different from that of the alignment film 3 to form the alignment film 4, and the photopolymerization in the coating liquid for forming the right circularly polarized light reflective layer and the left circularly polarized light reflective layer in the reflective sheet 3.
- the reflection sheet 3 is different in that the amount of the initiator is reduced and that the amount of the chiral agent is increased. As the amount of chiral agent is increased, the amount of light reaching in the film thickness direction is different, so that a pitch gradient structure is formed.
- the reflection sheet 5 is exposed at an incident angle different from that of the alignment film 3 to form the alignment film 5, and the photopolymerization in the coating liquid for forming the right circularly polarized light reflective layer and the left circularly polarized light reflective layer in the reflective sheet 3.
- the reflection sheet 3 is different in that the amount of the initiator is reduced and that the amount of the chiral agent is increased.
- the reflection sheet 6 is different from the alignment film 4 in that it is exposed at an incident angle different from that of the alignment film 4 and one cycle of the alignment pattern is shortened to form the alignment film 6. By shortening one cycle of the alignment pattern, the inclination of reflection with respect to the incident direction when circularly polarized light is reflected becomes large.
- the right circularly polarized light reflective layer and the left circularly polarized light reflective layer are the same as the reflective sheet 4.
- the prepared circular coating liquid is applied in multiple layers to form a right circularly polarized light reflective layer having a thickness of 6.4 ⁇ m.
- a left circularly polarized light reflection layer Multi-layer coating means applying a liquid crystal coating solution, drying and then UV-curing to prepare a liquid crystal immobilization layer, and then applying multiple layers to the liquid crystal immobilization layer from the second layer onward, and similarly, drying and UV curing. It refers to repeating the step of performing.
- the multi-layer coating By forming by multi-layer coating, even when the total thickness of the cholesteric liquid crystal layer is increased, the alignment direction of the alignment film is reflected from the lower surface to the upper surface of the liquid crystal layer, and the defective alignment can be suppressed.
- the multi-layer coating was performed using a coating solution in which the amount of the chiral agent contained in the coating solution was reduced as the number of laminated layers increased.
- the cross section of the reflection sheet was confirmed by SEM, and the periodic structure derived from the alignment state of the liquid crystal in the cholesteric liquid crystal layer of the reflection layer was confirmed.
- the cholesteric liquid crystal layers of the reflection sheets 3 to 6 are uniformly tilted in one in-plane domain of the alignment film, and the right circularly polarized light reflective layer and the left circularly polarized light reflective layer with respect to the boundary of the reflective layers It was confirmed with and that the inclination angle was opposite. It was confirmed that the cholesteric liquid crystal layers of the reflection sheets 4 to 6 have a pitch gradient structure in which the spiral pitch changes in the film thickness direction in each reflection layer.
- the composition shown below was stirred and dissolved in a container kept at 25° C. to prepare a discotic liquid crystal coating composition.
- the prepared discotic liquid crystal coating liquid was filtered with a polypropylene filter having a pore size of 0.2 ⁇ m and used as a coating liquid.
- the coating liquid was applied to the surface of the support having the alignment film 2 produced as described above with a #2.4 wire bar coater and dried at 120° C. for 60 seconds. Subsequently, the coating film was cured by irradiating UV (ultraviolet ray) at a dose of 500 mJ/cm 2 in a nitrogen atmosphere at 30° C. to prepare an alignment film 7.
- the produced alignment film 7 had an in-plane liquid crystal alignment pattern based on the alignment pattern of the alignment film 2.
- composition shown below was stirred and dissolved in a container kept at 25° C. to prepare a coating liquid Ch-C for the reflective layer.
- Coating liquid Ch-C for reflective layer Mixture of the above rod-shaped liquid crystal compounds 5 100.0 parts by mass Photopolymerization initiator B 0.2 parts by mass Chiral agent CD-1 6.7 parts by mass Chiral agent CD-2 6.7 parts by mass
- CD-1 is a chiral agent that forms a left-handed helix
- CD-2 is a chiral agent that isomerizes by light to form a right-handed helix.
- the prepared coating liquid for reflection layer Ch-C was applied to the surface of the produced alignment film 7 with a #15 wire bar coater and dried at 105° C. for 60 seconds. Subsequently, at 30° C., ultraviolet light was irradiated from a light source (UVP, 2UV transilluminator) at a wavelength of 365 nm for 70 seconds at an irradiation intensity of 2 mW/cm 2 .
- a light source UVP, 2UV transilluminator
- the light of a metal halide lamp with an irradiation amount of 120 mJ is irradiated through the optical filter SH0350 (manufactured by Asahi Bunko Co., Ltd.), and further at 100° C., an irradiation amount of 500 mJ.
- a left circularly polarized light reflection layer having a film thickness of 6.4 ⁇ m which is a cholesteric liquid crystal layer, was formed.
- the left circularly polarized light reflection layer was formed on the alignment film 7 by such a procedure.
- the prepared coating liquid Ch for reflective layer Ch-D was applied to the surface of the produced left circularly polarized light reflective layer with a #10.5 wire bar coater, and dried at 105° C. for 60 seconds. After that, in a low oxygen atmosphere (100 ppm or less), at 40° C., the light of a metal halide lamp with an irradiation amount of 100 mJ is irradiated through an optical filter SH0350 (manufactured by Asahi Bunko Co., Ltd.), and at 100° C., an irradiation amount of 500 mJ is further irradiated.
- SH0350 manufactured by Asahi Bunko Co., Ltd.
- the right circularly polarized light reflective layer was formed on the left circularly polarized light reflective layer to prepare the reflective sheet 7.
- TAC film (TD80UL, manufactured by Fuji Film Co., Ltd.) having a thickness of 80 ⁇ m was prepared.
- an alignment layer coating liquid Y1 having the following composition was coated with a #16 wire bar coater. Then, it dried at 60 degreeC for 60 second, and also at 90 degreeC for 150 second. Then, the coated surface side was rotated by a rubbing roll in a direction parallel to the transport direction at a clearance of 1.0 mm and at 1000 rotations/minute to perform a rubbing treatment, thereby producing an alignment layer 8.
- the following composition for the optically anisotropic layer was prepared.
- the prepared composition for an optically anisotropic layer was filtered with a polypropylene filter having a pore size of 0.2 ⁇ m and used as a coating liquid.
- a coating liquid is applied on the formed alignment layer 8 and dried at a film surface temperature of 105° C. for 2 minutes to be in a liquid crystal phase state, then cooled to 75° C. and air-cooled metal halide of 160 W/cm 2 under air.
- Ultraviolet rays were irradiated using a lamp (manufactured by Eye Graphics Co., Ltd.) to fix the alignment state, and thus a film A having an optically anisotropic layer ( ⁇ /4 layer) on the alignment layer 8 was produced.
- the film thickness of the optically anisotropic layer was 1.33 ⁇ m, and Re at the wavelength of 550 nm was 135 nm.
- composition for optically anisotropic layer ⁇ The following rod-shaped liquid crystal (LC242, manufactured by BASF) 100 parts by mass The following horizontal alignment agent A 0.3 parts by mass Photopolymerization initiator A 3.3 parts by mass Photopolymerization initiator B 1.1 parts by mass Methyl ethyl ketone 300 parts by mass- ⁇
- a spectrophotometer (V-550, manufactured by JASCO Corporation) equipped with a large integrating sphere device (ILV-471, manufactured by JASCO Corporation) was used to reflect specular light without using an optical trap.
- the integrated reflection spectrum of the sheet at a wavelength of 450 nm was measured.
- the reflection sheet 1 was measured so that light was incident from the dielectric multilayer film side.
- glass was prepared by adhering the circular polarization reflection layer side of each reflection sheet to the glass with an adhesive and then peeling off the TAC film. It was measured so as to be incident.
- a backlight unit of LCD manufactured by VISIO, RS65-B2 was prepared.
- a blue LED blue LED
- the base on which the blue LEDs are arranged is a white sheet.
- a diffusion plate, a brightness enhancement film (3M, BEF), a 3M DBEF, and a quantum dot sheet are used.
- the light uniformity of this backlight unit was evaluated by adjusting the intervals between the blue LEDs.
- a lens is mounted on the blue LED of the backlight unit.
- the light distribution of the blue LED was adjusted depending on the presence or absence of a lens.
- the light distribution of the light source when the lens mounted on the blue LED is removed is the Lambertian distribution
- the light distribution of the light source with the lens mounted on the blue LED is the Batwing distribution.
- the bat wing distribution means that there is a large amount of light at an angle (oblique direction) where the absolute value of the light distribution angle is larger than 0°, where 0° is directly above the LED (the direction normal to the backlight surface). It is defined by the emission intensity distribution. In a narrow sense, it is defined by the emission intensity distribution in which the emission intensity is strongest in the vicinity of 45° to 90°.
- Example 6 using the reflection sheet 8 an ESR reflection film (manufactured by 3M) was used instead of the white sheet (white plate).
- ESR reflection film manufactured by 3M
- DBEF quantum dot sheet used in LCD
- evaluation was performed with the configuration shown in Table 1. Although omitted in Table 1, the quantum dot sheet, BEF, BEF, and DBEF were arranged in this order from the diffusion plate toward the liquid crystal cell for evaluation.
- the two BEFs were used for evaluation with their ridge lines orthogonal to each other.
- the reflection sheet 1 was used for evaluation by sticking the support side of the reflection sheet 1 to a diffusion plate with an adhesive.
- the reflection sheets 2 to 8 those in which the circularly polarized light reflection layer side of each reflection sheet was attached to a diffusion plate with an adhesive and the TAC film was subsequently peeled off were used for evaluation.
- B Brightness unevenness is visually recognized in BL. The results are shown in the table below.
- Comparative Example 1 when a dielectric multilayer film is used for the reflection sheet, the light diffusivity is low, and the uniformity of the backlight (BL) is poor. Further, Comparative Example 2 having a right circularly polarized light reflective layer and a left circularly polarized light reflective layer made of a cholesteric liquid crystal layer also has a low light diffusivity because the bright and dark portions of the cross section derived from the cholesteric liquid crystal phase are not inclined. , The backlight is not uniform. On the other hand, a comparison between Comparative Example 2 and Example 1 shows that since the bright and dark portions of the cross section derived from the cholesteric liquid crystal phase are inclined, good diffuse reflectance is obtained and a good backlight is obtained.
- the light uniformity can be obtained. As shown in Embodiment 2 and other embodiments, according to the present invention, good light uniformity of the backlight can be obtained regardless of whether the light distribution of the light source is Lambertian light distribution or Batwing light distribution. .. As shown in Example 3, according to the present invention, good backlight uniformity can be obtained even if the aspect ratio is increased, that is, the number of light sources is reduced. This result also shows that if the number of light sources is the same, good light uniformity of the backlight can be obtained even if the backlight is thin.
- Example 4 using the reflection sheet 6 since the inclination angle of the bright part and the dark part of the cholesteric liquid crystal phase is more than 40°, when the aspect ratio is more than 5, there is no problem in terms of product quality in terms of luminance unevenness. Was spotted. Further, as shown in Example 6, the reflectance can be increased by using a specular reflection surface having a high reflectance such as an ESR reflection sheet for the light reflection surface on the light source side. Further, by providing the ⁇ /4 layer, it is possible to reduce the decrease in the reflectance due to the mirror reflection by the light reflecting surface and the rotation direction (sense) of the circularly polarized light being reversed. From the above results, the effect of the present invention is clear.
- Light Emitting Device 12 Housing 12a Light Reflecting Surface 13 Light Source 14 Reflecting Plate 30 Support 32 Alignment Film 34 Left Circular Polarizing Reflecting Layer 36 Right Circular Polarizing Reflecting Layer 38 ⁇ /4 Layer 40 Liquid Crystal Compound 40A Optical Axis 60 Exposure Device 62 Laser 64 Light source 65 ⁇ /2 plate 68 Polarization beam splitter 70A, 70B Mirror 72A, 72B ⁇ /4 plate B R Right circular polarization of blue light M Laser light MA, MB light P O Linear polarization Q Absolute phase E Equal phase surface
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Planar Illumination Modules (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
バックライトユニット等において、薄型で、少ない光源数で均一輝度の光を出射を可能にする反射シート、この反射シートを用いる発光装置の提供を目的とする。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を、複数層、積層してなり、コレステリック液晶層は、走査型電子顕微鏡で観察される断面の明部および暗部が、主面に対して傾斜しており、さらに、選択的に反射する波長域が重複し、かつ、反射する円偏光の旋回方向が互いに異なる2層のコレステリック液晶層の組み合わせを、少なくとも1組、有する反射シートにより、課題を解決する。
Description
本発明は、反射によって光を均一化する反射シート、および、この反射シートを用いる発光装置に関する。
近年、液晶表示装置(LCD(Liquid Crystal Display))などのバックライトユニットを用いる表示装置のコントラストを向上、すなわち、HDR化(High Dynamic Range化)を図るために、直下型バックライトユニットの光源としてLED(Light Emitting Diode)を用いて、バックライトを部分制御(ローカルディミング)することが提案されている。
光源としてLEDを用いる直下型のバックライトユニットでは、発光の輝度ムラが課題になる。
すなわち、LEDを光源とする直下型のバックライトユニットでは、面方向においてLEDが配置されている場所が高輝度になり、LEDから離間するにしたがって輝度が低下する。そのため、LEDを光源とする直下型のバックライトユニットでは、LCD等において、全面にわたって均一な輝度での画像表示ができない。
すなわち、LEDを光源とする直下型のバックライトユニットでは、面方向においてLEDが配置されている場所が高輝度になり、LEDから離間するにしたがって輝度が低下する。そのため、LEDを光源とする直下型のバックライトユニットでは、LCD等において、全面にわたって均一な輝度での画像表示ができない。
そのため、光源としてLEDを用いる直下型のバックライトユニットでは、輝度の均一化を図るために、様々な提案がされている。
例えば、特許文献1には、光源としてLEDを用いる直下型のバックライトユニットにおいて、ハーフミラーを用いて輝度を均一化する発光装置が提案されている。
この発光装置は、表面に光反射面を有する基体と、基体の光反射面側に載置され、上面に反射層を有する複数のLED等の光源と、光源を挟んで基体と対向するように配置される、入射する光の一部を反射し一部を透過するハーフミラーとを備え、光源の発光波長に対するハーフミラーの反射率が、垂直入射よりも斜め入射の方が低い、構成を有する。
例えば、特許文献1には、光源としてLEDを用いる直下型のバックライトユニットにおいて、ハーフミラーを用いて輝度を均一化する発光装置が提案されている。
この発光装置は、表面に光反射面を有する基体と、基体の光反射面側に載置され、上面に反射層を有する複数のLED等の光源と、光源を挟んで基体と対向するように配置される、入射する光の一部を反射し一部を透過するハーフミラーとを備え、光源の発光波長に対するハーフミラーの反射率が、垂直入射よりも斜め入射の方が低い、構成を有する。
一方で、LCD等の表示装置には、薄型化が望まれている。そのためには、バックライトユニットを薄くする必要がある。
例えば、スマートフォン、タブレット端末およびノートPC(Personal Computer)等では、導光板の端部からLED等の光源の光を入射して、導光板の主面から光を出射するサイドエッジ型のバックライトユニットにおいて、厚さが0.3mm程度の導光板を用いることにより、バックライトユニットの薄型化を図っている。
例えば、スマートフォン、タブレット端末およびノートPC(Personal Computer)等では、導光板の端部からLED等の光源の光を入射して、導光板の主面から光を出射するサイドエッジ型のバックライトユニットにおいて、厚さが0.3mm程度の導光板を用いることにより、バックライトユニットの薄型化を図っている。
光源としてLED等を用いるバックライトユニットを薄型化するためには、光源と光出射面(拡散板)との距離を狭くする必要がある。
ところが、薄型の直下型のバックライトユニットにおいて、出射光の輝度均一化を図るためには、配列される光源間の間隔を狭くする必要がある。
上述した特許文献1に記載される発光装置など、従来のバックライトユニットは、ある程度の厚さであれば、好適に輝度の均一化を図れる。しかしながら、従来のバックライトユニットでは、バックライトユニットを薄くするにしたがって、輝度の均一化を図るために、光源の数を大幅に増加する必要がある。また、光源の数を増加することにより、バックライトユニットの組み立てにおける歩留まりも低下してしまう。
ところが、薄型の直下型のバックライトユニットにおいて、出射光の輝度均一化を図るためには、配列される光源間の間隔を狭くする必要がある。
上述した特許文献1に記載される発光装置など、従来のバックライトユニットは、ある程度の厚さであれば、好適に輝度の均一化を図れる。しかしながら、従来のバックライトユニットでは、バックライトユニットを薄くするにしたがって、輝度の均一化を図るために、光源の数を大幅に増加する必要がある。また、光源の数を増加することにより、バックライトユニットの組み立てにおける歩留まりも低下してしまう。
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、バックライトユニット等の光源装置において、薄型化を図り、しかも、少ない光源数で輝度が均一な光を出射することを可能にする反射シート、および、この反射シートを用いる発光装置を提供することにある。
この課題を解決するために、本発明は、以下の構成を有する。
[1] 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、複数層、積層した構成を有し、
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コレステリック液晶層の断面において、コレステリック液晶相に由来する明部および暗部が、コレステリック液晶層の主面に対して傾斜しており、さらに、
選択的に反射する波長域が重複し、かつ、反射する円偏光の旋回方向が互いに異なる2層のコレステリック液晶層の組み合わせを、少なくとも1組、有することを特徴とする反射シート。
[2] コレステリック液晶層の組み合わせを構成する2層のコレステリック液晶層は、コレステリック液晶相に由来する明部および暗部の主面に対する傾斜方向が、互いに逆である、[1]に記載の反射シート。
[3] コレステリック液晶層の少なくとも1層は、コレステリック液晶相に由来する明部および暗部の主面に対する傾斜方向が、互いに異なる領域を、面内に有する、[1]または[2]に記載の反射シート。
[4] コレステリック液晶層の少なくとも1層は、コレステリック液晶相に由来する明部および暗部の主面に対する傾斜方向が、互いに異なる領域を、面内にストライプ状に有する、[3]に記載の反射シート。
[5] 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し、
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コレステリック液晶層の断面において、コレステリック液晶相に由来する明部および暗部が、コレステリック液晶層の主面に対して傾斜しており、さらに、
コレステリック液晶層は、コレステリック液晶相に由来する明部および暗部の主面に対する傾斜方向が、互いに異なる領域を、面内に有することを特徴とする反射シート。
[6] コレステリック液晶相に由来する明部および暗部の主面に対する傾斜方向が、互いに異なる領域を、面内にストライプ状に有する、[5]に記載の反射シート。
[7] コレステリック液晶層の少なくとも1層は、厚さ方向で螺旋ピッチが変化している、[1]~[6]のいずれかに記載の反射シート。
[8] コレステリック液晶層における、コレステリック液晶相に由来する明部および暗部の、コレステリック液晶層の主面に対する角度が、3~40°である、[1]~[7]のいずれかに記載の反射シート。
[9] さらに、λ/4層を有する、[1]~[8]のいずれかに記載の反射シート。
[10] さらに、拡散板を有する、[1]~[9]のいずれかに記載の反射シート。
[11] さらに、配光膜を有する、[1]~[10]のいずれかに記載の反射シート。
[12] コレステリック液晶層が、液晶化合物由来の光学軸の向きが面内の少なくとも一方向に沿って連続的に回転しながら変化している液晶配向パターンを有する、[1]~[11]のいずれかに記載の反射シート。
[13] 表面に光反射面を有する基台と、基台に設けられる複数の光源と、[1]~[12]のいずれかに記載の反射シート、とを有する発光装置。
[14] 複数の光源における光源の間隔が、基台と反射シートとの距離の5倍以上である、[13]に記載の発光装置。
[15] 光源に青色発光ダイオードを含む、[13]または[14]に記載の発光装置。
[1] 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、複数層、積層した構成を有し、
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コレステリック液晶層の断面において、コレステリック液晶相に由来する明部および暗部が、コレステリック液晶層の主面に対して傾斜しており、さらに、
選択的に反射する波長域が重複し、かつ、反射する円偏光の旋回方向が互いに異なる2層のコレステリック液晶層の組み合わせを、少なくとも1組、有することを特徴とする反射シート。
[2] コレステリック液晶層の組み合わせを構成する2層のコレステリック液晶層は、コレステリック液晶相に由来する明部および暗部の主面に対する傾斜方向が、互いに逆である、[1]に記載の反射シート。
[3] コレステリック液晶層の少なくとも1層は、コレステリック液晶相に由来する明部および暗部の主面に対する傾斜方向が、互いに異なる領域を、面内に有する、[1]または[2]に記載の反射シート。
[4] コレステリック液晶層の少なくとも1層は、コレステリック液晶相に由来する明部および暗部の主面に対する傾斜方向が、互いに異なる領域を、面内にストライプ状に有する、[3]に記載の反射シート。
[5] 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し、
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コレステリック液晶層の断面において、コレステリック液晶相に由来する明部および暗部が、コレステリック液晶層の主面に対して傾斜しており、さらに、
コレステリック液晶層は、コレステリック液晶相に由来する明部および暗部の主面に対する傾斜方向が、互いに異なる領域を、面内に有することを特徴とする反射シート。
[6] コレステリック液晶相に由来する明部および暗部の主面に対する傾斜方向が、互いに異なる領域を、面内にストライプ状に有する、[5]に記載の反射シート。
[7] コレステリック液晶層の少なくとも1層は、厚さ方向で螺旋ピッチが変化している、[1]~[6]のいずれかに記載の反射シート。
[8] コレステリック液晶層における、コレステリック液晶相に由来する明部および暗部の、コレステリック液晶層の主面に対する角度が、3~40°である、[1]~[7]のいずれかに記載の反射シート。
[9] さらに、λ/4層を有する、[1]~[8]のいずれかに記載の反射シート。
[10] さらに、拡散板を有する、[1]~[9]のいずれかに記載の反射シート。
[11] さらに、配光膜を有する、[1]~[10]のいずれかに記載の反射シート。
[12] コレステリック液晶層が、液晶化合物由来の光学軸の向きが面内の少なくとも一方向に沿って連続的に回転しながら変化している液晶配向パターンを有する、[1]~[11]のいずれかに記載の反射シート。
[13] 表面に光反射面を有する基台と、基台に設けられる複数の光源と、[1]~[12]のいずれかに記載の反射シート、とを有する発光装置。
[14] 複数の光源における光源の間隔が、基台と反射シートとの距離の5倍以上である、[13]に記載の発光装置。
[15] 光源に青色発光ダイオードを含む、[13]または[14]に記載の発光装置。
本発明によれば、例えばLCDなどバックライトに用いられる光源装置において、薄型で、かつ、少ない光源の数で輝度ムラの無い均一な光を照射できる。
以下、本発明の反射シートおよび発光装置について、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。
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。
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。
本明細書において、可視光は、電磁波のうち、ヒトの目で見える波長の光であり、380~780nmの波長域の光を示す。非可視光は、380nm未満の波長域および780nmを超える波長域の光である。
またこれに限定されるものではないが、可視光のうち、420~490nmの波長域の光は青色光であり、495~570nmの波長域の光は緑色光であり、620~750nmの波長域の光は赤色光である。
またこれに限定されるものではないが、可視光のうち、420~490nmの波長域の光は青色光であり、495~570nmの波長域の光は緑色光であり、620~750nmの波長域の光は赤色光である。
図1に、本発明の反射シートを用いる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、例えばLCDにおける直下型のバックライトユニット等に用いられるものであり、筐体12と、光源13と、反射板14とを有する。
図1に示す発光装置10は、例えばLCDにおける直下型のバックライトユニット等に用いられるものであり、筐体12と、光源13と、反射板14とを有する。
筐体12は、LCDのバックライトユニット等において、光源等が配置される公知の筐体であって、例えば、一面が開放する直方体である。
筐体12は、内面が光反射面12aになっている。すなわち、筐体12の底板が、光源13が配置される、本発明における表面に光反射面を有する基台となる。
本発明において、光反射面12aには、制限はなく、白色板などの拡散反射面、および、金属板などの鏡面反射面等、LCDのバックライトユニット等において光反射面として利用される公知のものが、各種、利用可能である。また、光反射面としては、3M社製のESR(Enhanced Specular Reflector)反射フィルム等の市販品も、好適に利用可能である。
さらに、本発明においては、筐体12を金属材料および白色拡散反射板等で形成することにより、筐体12の内面を光反射面12aとしてもよい。
光の拡散効率を向上して、輝度の均一性を向上できる等の点で、光反射面12aは鏡面反射面であるのが好ましく、ESR反射フィルムは好適に利用される。
筐体12は、内面が光反射面12aになっている。すなわち、筐体12の底板が、光源13が配置される、本発明における表面に光反射面を有する基台となる。
本発明において、光反射面12aには、制限はなく、白色板などの拡散反射面、および、金属板などの鏡面反射面等、LCDのバックライトユニット等において光反射面として利用される公知のものが、各種、利用可能である。また、光反射面としては、3M社製のESR(Enhanced Specular Reflector)反射フィルム等の市販品も、好適に利用可能である。
さらに、本発明においては、筐体12を金属材料および白色拡散反射板等で形成することにより、筐体12の内面を光反射面12aとしてもよい。
光の拡散効率を向上して、輝度の均一性を向上できる等の点で、光反射面12aは鏡面反射面であるのが好ましく、ESR反射フィルムは好適に利用される。
筐体12の底面すなわち開放面と対向する面には、光源13が配置される。光源13は、筐体12の底面に二次元的に配列される。
光源13にも、制限はなく、LCDの直下型バックライトユニット等に用いられている公知の光源が、各種、利用可能である。
光源13としては、LED(発光ダイオード)、ハロゲンランプ、蛍光灯、および、レーザー等が例示される。中でも、LEDは、好適に利用される。
光源13にも、制限はなく、LCDの直下型バックライトユニット等に用いられている公知の光源が、各種、利用可能である。
光源13としては、LED(発光ダイオード)、ハロゲンランプ、蛍光灯、および、レーザー等が例示される。中でも、LEDは、好適に利用される。
光源13が照射する光の中心波長(発光の最大波長)にも、制限はない。従って、光源13は、中心波長を青色の波長域に有する青色光源でも、中心波長を青緑の波長域に有する緑色光源でも、中心波長を赤色の波長域に有する赤色光源でも、白色光源でもよい。
光源としては、中心波長を青色の波長域に有する青色LEDは、好適に利用される。図示例においては、光源13は、一例として、青色LEDである。
光源13の配光分布にも、制限はなく、例えば、ランバーシアン分布でも、バットウイング分布でもよい。
光源としては、中心波長を青色の波長域に有する青色LEDは、好適に利用される。図示例においては、光源13は、一例として、青色LEDである。
光源13の配光分布にも、制限はなく、例えば、ランバーシアン分布でも、バットウイング分布でもよい。
光源13の配列にも、制限はなく、例えば正方格子状、および、ハニカム格子状等、直下型のバックライトユニットに用いられる配列が利用可能である。
光源13の間隔、すなわち、光源13と、この光源13に最も近接する光源との距離にも制限はなく、光源13の輝度および配向分布(発光のプロファイル)等に応じて、適宜、設定すればよい。なお、光源13の間隔とは、2つの光源13の中心の距離である。
本発明の発光装置10においては、光源13の間隔d1が、筐体12の底面すなわち光源13の配置面(基台)と反射シート(右円偏光反射層36)との距離d2の5倍以上であるのが好ましい。この点に関しては、後に詳述する。
光源13の間隔、すなわち、光源13と、この光源13に最も近接する光源との距離にも制限はなく、光源13の輝度および配向分布(発光のプロファイル)等に応じて、適宜、設定すればよい。なお、光源13の間隔とは、2つの光源13の中心の距離である。
本発明の発光装置10においては、光源13の間隔d1が、筐体12の底面すなわち光源13の配置面(基台)と反射シート(右円偏光反射層36)との距離d2の5倍以上であるのが好ましい。この点に関しては、後に詳述する。
筐体12の開放面すなわち光源13が配置される面と対向する面は、反射板14によって閉塞される。
反射板14は、図示していない拡散板を有することが好ましい。すなわち、本発明の反射シートは、拡散板を有することが好ましい。反射板14が拡散板を有する場合にも、反射板14は、本発明の反射シートと配向膜32とで形成してもよく、本発明の反射シートのみであってもよい。また、拡散板を支持体30として、反射板14を構成してもよい。また、拡散板と反射シートとが粘着剤および接着剤等で貼着されているのが好ましい。
反射板14(本発明の反射シート)が拡散板を有することにより、反射板から出射す光の輝度均一性を、より向上できる。
反射板14(本発明の反射シート)が拡散板を有することにより、反射板から出射す光の輝度均一性を、より向上できる。
拡散板には、制限はなく、白色拡散板、および、白色拡散シート等が例示される。
また、反射板14の上には、LCDのバックライトユニット等で利用される公知の拡散板およびバックライト部材が、配置されていてもよい。バックライト部材としては、プリズムシート、BEF(Brightness Enhancement Film、3M社製)、レンズシート、DBEF(Dual Brightness Enhancement Film、3M社製)といった輝度向上フィルム、量子ドットシート、蛍光シート、および、シャープカットフィルタなどの光学フィルタといった色調整フィルム、ならびに、これらの複数の積層体等が含まれる。
反射板14の上に公知の拡散板およびバックライト部材等を配置する場合は、例えば、反射板14に貼着してもよい。あるいは、冶具等で固定することで、反射板14の上に、これらの部材を配置してもよい。
また、反射板14の上には、LCDのバックライトユニット等で利用される公知の拡散板およびバックライト部材が、配置されていてもよい。バックライト部材としては、プリズムシート、BEF(Brightness Enhancement Film、3M社製)、レンズシート、DBEF(Dual Brightness Enhancement Film、3M社製)といった輝度向上フィルム、量子ドットシート、蛍光シート、および、シャープカットフィルタなどの光学フィルタといった色調整フィルム、ならびに、これらの複数の積層体等が含まれる。
反射板14の上に公知の拡散板およびバックライト部材等を配置する場合は、例えば、反射板14に貼着してもよい。あるいは、冶具等で固定することで、反射板14の上に、これらの部材を配置してもよい。
反射板14は、支持体30と、配向膜32と、左円偏光反射層34および右円偏光反射層36と、を有する。左円偏光反射層34および右円偏光反射層36で、本発明の反射シートが形成される。
なお、本発明の発光装置10において、反射板14は、支持体30および/または配向膜32を有さなくてもよい。すなわち、本発明の発光装置10において、反射板14は、本発明の反射シートと配向膜32とで形成してもよく、本発明の反射シートと支持体30とで形成してもよく、本発明の反射シートのみであってもよい。
以下の説明では、左円偏光反射層と右円偏光反射層とを区別する必要がない場合には、左円偏光反射層と右円偏光反射層とをまとめて『コレステリック液晶層』とも言う。
なお、本発明の発光装置10において、反射板14は、支持体30および/または配向膜32を有さなくてもよい。すなわち、本発明の発光装置10において、反射板14は、本発明の反射シートと配向膜32とで形成してもよく、本発明の反射シートと支持体30とで形成してもよく、本発明の反射シートのみであってもよい。
以下の説明では、左円偏光反射層と右円偏光反射層とを区別する必要がない場合には、左円偏光反射層と右円偏光反射層とをまとめて『コレステリック液晶層』とも言う。
<支持体>
反射板14において、支持体30は、配向膜32、左円偏光反射層34および右円偏光反射層36を支持するものである。
支持体30には、制限はなく、配向膜32、左円偏光反射層34および右円偏光反射層36を支持できるものであれば、各種のシート状物(フィルム、板状物)が利用可能である。
なお、支持体30は、対応する光に対する透過率が50%以上であるのが好ましく、70%以上であるのがより好ましく、85%以上であるのがさらに好ましい。
反射板14において、支持体30は、配向膜32、左円偏光反射層34および右円偏光反射層36を支持するものである。
支持体30には、制限はなく、配向膜32、左円偏光反射層34および右円偏光反射層36を支持できるものであれば、各種のシート状物(フィルム、板状物)が利用可能である。
なお、支持体30は、対応する光に対する透過率が50%以上であるのが好ましく、70%以上であるのがより好ましく、85%以上であるのがさらに好ましい。
支持体30の厚さには、制限はなく、反射板14の用途および支持体30の形成材料等に応じて、配向膜32、左円偏光反射層34および右円偏光反射層36を保持できる厚さを、適宜、設定すればよい。
支持体30の厚さは、1~1000μmが好ましく、3~250μmがより好ましく、5~150μmがさらに好ましい。
支持体30の厚さは、1~1000μmが好ましく、3~250μmがより好ましく、5~150μmがさらに好ましい。
支持体30は単層であっても、多層であってもよい。
単層である場合の支持体30としては、ガラス、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、アクリル、および、ポリオレフィン等からなる支持体30が例示される。多層である場合の支持体30の例としては、前述の単層の支持体のいずれかなどを基板として含み、この基板の表面に他の層を設けたもの等が例示される。
単層である場合の支持体30としては、ガラス、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、アクリル、および、ポリオレフィン等からなる支持体30が例示される。多層である場合の支持体30の例としては、前述の単層の支持体のいずれかなどを基板として含み、この基板の表面に他の層を設けたもの等が例示される。
<配向膜>
反射板14において、支持体30の表面には配向膜32が形成される。
配向膜32は、例えば、反射板14の左円偏光反射層34を形成する際に、液晶化合物40を所定の液晶配向パターンに配向するための配向膜32である。
後述するが、反射板14において、コレステリック液晶層は、好ましい態様として、液晶化合物40に由来する光学軸40A(図4参照)の向きが、面内の一方向(図示例では、図中矢印X方向)に沿って連続的に回転しながら変化している液晶配向パターンを有する。従って、配向膜32は、コレステリック液晶層が、この液晶配向パターンを形成できるように、形成される。
以下の説明では、『光学軸40Aの向きが回転』を単に『光学軸40Aが回転』とも言う。
反射板14において、支持体30の表面には配向膜32が形成される。
配向膜32は、例えば、反射板14の左円偏光反射層34を形成する際に、液晶化合物40を所定の液晶配向パターンに配向するための配向膜32である。
後述するが、反射板14において、コレステリック液晶層は、好ましい態様として、液晶化合物40に由来する光学軸40A(図4参照)の向きが、面内の一方向(図示例では、図中矢印X方向)に沿って連続的に回転しながら変化している液晶配向パターンを有する。従って、配向膜32は、コレステリック液晶層が、この液晶配向パターンを形成できるように、形成される。
以下の説明では、『光学軸40Aの向きが回転』を単に『光学軸40Aが回転』とも言う。
配向膜32は、公知の各種のものが利用可能である。
例えば、ポリマーなどの有機化合物からなるラビング処理膜、無機化合物の斜方蒸着膜、マイクログルーブを有する膜、ω-トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライドおよびステアリル酸メチルなどの有機化合物のラングミュア・ブロジェット法によるLB(Langmuir-Blodgett:ラングミュア・ブロジェット)膜を累積させた膜、ならびに、液晶化合物からなる膜等が例示される。
例えば、ポリマーなどの有機化合物からなるラビング処理膜、無機化合物の斜方蒸着膜、マイクログルーブを有する膜、ω-トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライドおよびステアリル酸メチルなどの有機化合物のラングミュア・ブロジェット法によるLB(Langmuir-Blodgett:ラングミュア・ブロジェット)膜を累積させた膜、ならびに、液晶化合物からなる膜等が例示される。
ラビング処理による配向膜32は、ポリマー層の表面を紙または布で一定方向に数回こすることにより形成できる。
配向膜32に使用する材料としては、ポリイミド、ポリビニルアルコール、特開平9-152509号公報に記載された重合性基を有するポリマー、特開2005-97377号公報、特開2005-99228号公報、および、特開2005-128503号公報記載の配向膜32等の形成に用いられる材料が好ましい。
配向膜32に使用する材料としては、ポリイミド、ポリビニルアルコール、特開平9-152509号公報に記載された重合性基を有するポリマー、特開2005-97377号公報、特開2005-99228号公報、および、特開2005-128503号公報記載の配向膜32等の形成に用いられる材料が好ましい。
液晶化合物からなる配向膜として使用可能な材料としては、特に制限はなく、公知の化合物を使用できる。一例として、液晶化合物を含む液晶組成物が挙げられる。
液晶化合物は重合性液晶化合物であるのが好ましく、使用可能な液晶化合物としては、例えば、後述するコレステリック液晶層の形成に用いる材料が挙げられる。また、液晶化合物からなる配向膜の形成に用いる液晶組成物は、さらに、界面活性剤およびキラル剤を含んでいてもよい。
液晶化合物は重合性液晶化合物であるのが好ましく、使用可能な液晶化合物としては、例えば、後述するコレステリック液晶層の形成に用いる材料が挙げられる。また、液晶化合物からなる配向膜の形成に用いる液晶組成物は、さらに、界面活性剤およびキラル剤を含んでいてもよい。
本発明において、配向膜32としては、光配向性の素材に偏光または非偏光を照射して配向膜32とした、いわゆる光配向膜、および、上述した光配向膜またはラビング処理による配向膜上に、液晶組成物を塗布・形成して配向膜32とした、いわゆる液晶膜等が好適に例示される。すなわち、本発明の反射板14においては、配向膜32として、支持体30上に、光配向材料を塗布して形成した光配向膜、および、所定の配向を固定化した液晶膜等が、好適に利用される。
偏光の照射は、光配向膜に対して、垂直方向または斜め方向から行うことができ、非偏光の照射は、光配向膜に対して、斜め方向から行うことができる。
偏光の照射は、光配向膜に対して、垂直方向または斜め方向から行うことができ、非偏光の照射は、光配向膜に対して、斜め方向から行うことができる。
本発明に利用可能な配向膜に用いられる光配向材料としては、例えば、特開2006-285197号公報、特開2007-76839号公報、特開2007-138138号公報、特開2007-94071号公報、特開2007-121721号公報、特開2007-140465号公報、特開2007-156439号公報、特開2007-133184号公報、特開2009-109831号公報、特許第3883848号公報および特許第4151746号公報に記載のアゾ化合物、特開2002-229039号公報に記載の芳香族エステル化合物、特開2002-265541号公報および特開2002-317013号公報に記載の光配向性単位を有するマレイミドおよび/またはアルケニル置換ナジイミド化合物、特許第4205195号および特許第4205198号に記載の光架橋性シラン誘導体、特表2003-520878号公報、特表2004-529220号公報および特許第4162850号に記載の光架橋性ポリイミド、光架橋性ポリアミドおよび光架橋性ポリエステル、ならびに、特開平9-118717号公報、特表平10-506420号公報、特表2003-505561号公報、国際公開第2010/150748号、特開2013-177561号公報および特開2014-12823号公報に記載の光二量化可能な化合物、特にシンナメート化合物、カルコン化合物およびクマリン化合物等が、好ましい例として例示される。
中でも、アゾ化合物、光架橋性ポリイミド、光架橋性ポリアミド、光架橋性ポリエステル、シンナメート化合物、および、カルコン化合物は、好適に利用される。
中でも、アゾ化合物、光架橋性ポリイミド、光架橋性ポリアミド、光架橋性ポリエステル、シンナメート化合物、および、カルコン化合物は、好適に利用される。
配向膜32の厚さには制限はなく、配向膜32の形成材料に応じて、必要な配向機能を得られる厚さを、適宜、設定すればよい。
配向膜32の厚さは0.01~5μmが好ましく、0.05~2μmがより好ましい。
配向膜32の厚さは0.01~5μmが好ましく、0.05~2μmがより好ましい。
配向膜32の形成方法には、制限はなく、配向膜32の形成材料に応じた公知の方法が、各種、利用可能である。
一例として、光配向膜を支持体30の表面に塗布して乾燥させた後、露光マスクを用い、偏光または非偏光の水銀ランプおよびメタルハライドランプ等でマスク露光する方法、ならびに、レーザ光で露光して、配向パターンを形成する方法等が、配向膜32の形成方法として例示される。また、ラビング処理した配向膜または光配向膜上に塗布して形成した液晶層も、配向膜32として利用可能である。一例として、光配向膜に、上述した方法で配向パターンを形成した後、さらに、液晶組成物を塗布することで所定の配向パターンを固定化した液晶膜を形成する方法が、配向膜32の形成方法として例示される。
配向膜32をレーザ光で露光して、配向パターンを形成する方法が例示される。
一例として、光配向膜を支持体30の表面に塗布して乾燥させた後、露光マスクを用い、偏光または非偏光の水銀ランプおよびメタルハライドランプ等でマスク露光する方法、ならびに、レーザ光で露光して、配向パターンを形成する方法等が、配向膜32の形成方法として例示される。また、ラビング処理した配向膜または光配向膜上に塗布して形成した液晶層も、配向膜32として利用可能である。一例として、光配向膜に、上述した方法で配向パターンを形成した後、さらに、液晶組成物を塗布することで所定の配向パターンを固定化した液晶膜を形成する方法が、配向膜32の形成方法として例示される。
配向膜32をレーザ光で露光して、配向パターンを形成する方法が例示される。
図10に、配向膜32を露光して、配向パターンを形成する露光装置の一例を概念的に示す。
図10に示す露光装置60は、レーザ62を備えた光源64と、レーザ62が出射したレーザ光Mの偏光方向を変えるλ/2板65と、レーザ62が出射したレーザ光Mを光線MAおよびMBの2つに分離する偏光ビームスプリッター68と、分離された2つの光線MAおよびMBの光路上にそれぞれ配置されたミラー70Aおよび70Bと、λ/4板72Aおよび72Bと、を備える。
なお、光源64は直線偏光P0を出射する。λ/4板72Aおよび72Bは、互いに平行な光学軸を備えている。λ/4板72Aは、直線偏光P0(光線MA)を右円偏光PRに、λ/4板72Bは直線偏光P0(光線MB)を左円偏光PLに、それぞれ変換する。
図10に示す露光装置60は、レーザ62を備えた光源64と、レーザ62が出射したレーザ光Mの偏光方向を変えるλ/2板65と、レーザ62が出射したレーザ光Mを光線MAおよびMBの2つに分離する偏光ビームスプリッター68と、分離された2つの光線MAおよびMBの光路上にそれぞれ配置されたミラー70Aおよび70Bと、λ/4板72Aおよび72Bと、を備える。
なお、光源64は直線偏光P0を出射する。λ/4板72Aおよび72Bは、互いに平行な光学軸を備えている。λ/4板72Aは、直線偏光P0(光線MA)を右円偏光PRに、λ/4板72Bは直線偏光P0(光線MB)を左円偏光PLに、それぞれ変換する。
配向パターンが形成される前の配向膜32を有する支持体30を露光部に配置し、2つの光線MAと光線MBとを配向膜32上において交差させて干渉させ、その干渉光を配向膜32に照射して露光する。
この際の干渉により、配向膜32に照射される光の偏光状態が干渉縞状に周期的に変化するものとなる。これにより、配向膜32において、配向状態が周期的に変化する配向パターンが得られる。
露光装置60においては、2つの光線MAおよびMBの交差角αを変化させることにより、配向パターンの周期を調節できる。すなわち、露光装置60においては、交差角αを調節することにより、液晶化合物40に由来する光学軸40Aが一方向に向かって連続的に回転する配向パターンにおいて、後述する、光学軸40Aが回転する1方向における、光学軸40Aが180°回転する1周期の長さ(1周期Λ)を調節できる。
このような配向状態が周期的に変化した配向パターンを有する配向膜32上に、コレステリック液晶層を形成することにより、後述する、液晶化合物40に由来する光学軸40Aが一方向に向かって連続的に回転する液晶配向パターンを有する、コレステリック液晶層を形成できる。
また、λ/4板72Aおよび72Bの光学軸を、それぞれ、90°回転することにより、一方向に向かう光学軸40Aの回転方向を逆にできる。
この際の干渉により、配向膜32に照射される光の偏光状態が干渉縞状に周期的に変化するものとなる。これにより、配向膜32において、配向状態が周期的に変化する配向パターンが得られる。
露光装置60においては、2つの光線MAおよびMBの交差角αを変化させることにより、配向パターンの周期を調節できる。すなわち、露光装置60においては、交差角αを調節することにより、液晶化合物40に由来する光学軸40Aが一方向に向かって連続的に回転する配向パターンにおいて、後述する、光学軸40Aが回転する1方向における、光学軸40Aが180°回転する1周期の長さ(1周期Λ)を調節できる。
このような配向状態が周期的に変化した配向パターンを有する配向膜32上に、コレステリック液晶層を形成することにより、後述する、液晶化合物40に由来する光学軸40Aが一方向に向かって連続的に回転する液晶配向パターンを有する、コレステリック液晶層を形成できる。
また、λ/4板72Aおよび72Bの光学軸を、それぞれ、90°回転することにより、一方向に向かう光学軸40Aの回転方向を逆にできる。
上述のように、本発明において、配向膜32は、好ましい態様として設けられるものであり、必須の構成要件ではない。
例えば、支持体30をラビング処理する方法、支持体30をレーザ光などで加工する方法等によって、支持体30に配向パターンを形成してもよい。この支持体30の配向パターンにより、コレステリック液晶層が、液晶化合物40に由来する光学軸40Aの向きが面内の少なくとも一方向に沿って連続的に回転しながら変化している液晶配向パターンを有する構成とすることも、可能である。すなわち、本発明においては、支持体30を配向膜として作用させてもよい。
例えば、支持体30をラビング処理する方法、支持体30をレーザ光などで加工する方法等によって、支持体30に配向パターンを形成してもよい。この支持体30の配向パターンにより、コレステリック液晶層が、液晶化合物40に由来する光学軸40Aの向きが面内の少なくとも一方向に沿って連続的に回転しながら変化している液晶配向パターンを有する構成とすることも、可能である。すなわち、本発明においては、支持体30を配向膜として作用させてもよい。
<左円偏光反射層および右円偏光反射層(コレステリック液晶層)>
反射板14において、配向膜32の表面には、左円偏光反射層34が形成される。さらに、反射板14において、左円偏光反射層34の表面には、右円偏光反射層36が形成される。左円偏光反射層34および右円偏光反射層36は、共に、コレステリック液晶相を固定してなるものであり、一例として、青色光を選択的に反射する。
なお、左円偏光反射層34および右円偏光反射層36の積層順は、図示例とは逆でもよい。すなわち、後述する実施例のように、配向膜32の表面に右円偏光反射層36を形成し、右円偏光反射層36の表面に左円偏光反射層34を形成した構成でもよい。この点に関しては、左円偏光反射層および右円偏光反射層が、緑色光を選択的に反射する場合でも、赤色光を選択的に反射する場合でも、同様である。
反射板14において、配向膜32の表面には、左円偏光反射層34が形成される。さらに、反射板14において、左円偏光反射層34の表面には、右円偏光反射層36が形成される。左円偏光反射層34および右円偏光反射層36は、共に、コレステリック液晶相を固定してなるものであり、一例として、青色光を選択的に反射する。
なお、左円偏光反射層34および右円偏光反射層36の積層順は、図示例とは逆でもよい。すなわち、後述する実施例のように、配向膜32の表面に右円偏光反射層36を形成し、右円偏光反射層36の表面に左円偏光反射層34を形成した構成でもよい。この点に関しては、左円偏光反射層および右円偏光反射層が、緑色光を選択的に反射する場合でも、赤色光を選択的に反射する場合でも、同様である。
なお、図1においては、図面を簡略化して反射板14の構成を明確に示すために、左円偏光反射層34および右円偏光反射層36は、配向膜32の表面および左円偏光反射層34の液晶化合物40(液晶化合物分子)のみを概念的に示している。
しかしながら、左円偏光反射層34および右円偏光反射層36は、図2に左円偏光反射層34を例示して概念的に示すように、通常の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と同様に、液晶化合物40が螺旋状に旋回して積み重ねられた螺旋構造を有し、液晶化合物40が螺旋状に1回転(360°回転)して積み重ねられた構成を螺旋1ピッチ(ピッチP)として、螺旋状に旋回する液晶化合物40が、複数ピッチ、積層された構造を有する。
しかしながら、左円偏光反射層34および右円偏光反射層36は、図2に左円偏光反射層34を例示して概念的に示すように、通常の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と同様に、液晶化合物40が螺旋状に旋回して積み重ねられた螺旋構造を有し、液晶化合物40が螺旋状に1回転(360°回転)して積み重ねられた構成を螺旋1ピッチ(ピッチP)として、螺旋状に旋回する液晶化合物40が、複数ピッチ、積層された構造を有する。
周知のように、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は、波長選択反射性を有する。後に詳述するが、コレステリック液晶層の選択的な反射波長域は、上述した螺旋1ピッチの厚さ方向の長さに依存する。螺旋1ピッチの厚さ方向の長さは、図2に示すピッチPである。
また、コレステリック液晶層は、選択的な反射波長域において、右円偏光または左円偏光のみを選択的に反射する。後に詳述するが、選択的な円偏光の反射は、コレステリック液晶相を形成する液晶化合物40の螺旋の捩れ方向(センス)に依存する。図示例において、左円偏光反射層34は、選択的な反射波長域において、左円偏光を選択的に反射し、右円偏光反射層36は、選択的な反射波長域において、左円偏光を選択的に反射する。
また、コレステリック液晶層は、選択的な反射波長域において、右円偏光または左円偏光のみを選択的に反射する。後に詳述するが、選択的な円偏光の反射は、コレステリック液晶相を形成する液晶化合物40の螺旋の捩れ方向(センス)に依存する。図示例において、左円偏光反射層34は、選択的な反射波長域において、左円偏光を選択的に反射し、右円偏光反射層36は、選択的な反射波長域において、左円偏光を選択的に反射する。
左円偏光反射層34および右円偏光反射層36は、コレステリック液晶相を固定してなるものである。
すなわち、左円偏光反射層34および右円偏光反射層36は、共に、コレステリック構造を有する液晶化合物40(液晶材料)からなる層である。
すなわち、左円偏光反射層34および右円偏光反射層36は、共に、コレステリック構造を有する液晶化合物40(液晶材料)からなる層である。
<<コレステリック液晶相>>
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、選択反射の中心波長(選択反射中心波長)λは、コレステリック液晶相における螺旋のピッチ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、ピッチPが長いほど、長波長になる。
なお、螺旋のピッチPとは、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)である。言い換えれば、螺旋のピッチ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は、例えば棒状液晶であれば長軸方向と一致する。
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、選択反射の中心波長(選択反射中心波長)λは、コレステリック液晶相における螺旋のピッチ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、ピッチPが長いほど、長波長になる。
なお、螺旋のピッチPとは、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)である。言い換えれば、螺旋のピッチ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は、例えば棒状液晶であれば長軸方向と一致する。
コレステリック液晶相の螺旋ピッチは、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キラル剤の種類、および、キ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、所望の螺旋ピッチを得ることができる。
なお、ピッチ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ピッチ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。
なお、ピッチ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ピッチ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。
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。上述したように、図示例においては、左円偏光反射層34は左円偏光を選択的に反射し、右円偏光反射層36は右円偏光を選択的に反射する。
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/または添加されるキラル剤の種類によって調節できる。
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。上述したように、図示例においては、左円偏光反射層34は左円偏光を選択的に反射し、右円偏光反射層36は右円偏光を選択的に反射する。
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/または添加されるキラル剤の種類によって調節できる。
選択反射を示す選択反射波長域(円偏光反射波長域)の半値幅Δλ(nm)は、コレステリック液晶相のΔnと螺旋のピッチPとに依存し、Δλ=Δn×Pの関係に従う。そのため、選択反射波長域(選択的な反射波長域)の幅の制御は、Δnを調節して行うことができる。Δnは、コレステリック液晶相を形成する液晶化合物の種類およびその混合比率、ならびに、配向固定時の温度により調節できる。
また、コレステリック液晶層の膜厚方向において、螺旋ピッチの分布を形成することで、選択反射波長域(円偏光反射波長域)の半値幅Δλ(nm)を大きくできる。
反射波長域の半値幅は、反射板(反射シート)の用途に応じて調節され、例えば10~500nmであればよく、好ましくは20~300nmであり、より好ましくは30~100nmである。
また、コレステリック液晶層の膜厚方向において、螺旋ピッチの分布を形成することで、選択反射波長域(円偏光反射波長域)の半値幅Δλ(nm)を大きくできる。
反射波長域の半値幅は、反射板(反射シート)の用途に応じて調節され、例えば10~500nmであればよく、好ましくは20~300nmであり、より好ましくは30~100nmである。
図示例においては、一例として、左円偏光反射層34および右円偏光反射層36は、共に、青色光の波長域に選択反射中心波長を有するものであり、左円偏光反射層34は、青色光の左円偏光を選択的に反射し、右円偏光反射層36は、青色光の右円偏光を選択的に反射する。
<<コレステリック液晶層の形成方法>>
コレステリック液晶層(左円偏光反射層34および右円偏光反射層36)は、コレステリック液晶相を層状に固定して形成できる。
コレステリック液晶相を固定した構造は、コレステリック液晶相となっている液晶化合物の配向が保持されている構造であればよく、典型的には、重合性液晶化合物をコレステリック液晶相の配向状態としたうえで、紫外線照射、加熱等によって重合、硬化し、流動性が無い層を形成して、同時に、外場または外力によって配向形態に変化を生じさせることない状態に変化した構造が好ましい。
なお、コレステリック液晶相を固定した構造においては、コレステリック液晶相の光学的性質が保持されていれば十分であり、コレステリック液晶層において、液晶化合物40は液晶性を示さなくてもよい。例えば、重合性液晶化合物は、硬化反応により高分子量化して、液晶性を失っていてもよい。
コレステリック液晶層(左円偏光反射層34および右円偏光反射層36)は、コレステリック液晶相を層状に固定して形成できる。
コレステリック液晶相を固定した構造は、コレステリック液晶相となっている液晶化合物の配向が保持されている構造であればよく、典型的には、重合性液晶化合物をコレステリック液晶相の配向状態としたうえで、紫外線照射、加熱等によって重合、硬化し、流動性が無い層を形成して、同時に、外場または外力によって配向形態に変化を生じさせることない状態に変化した構造が好ましい。
なお、コレステリック液晶相を固定した構造においては、コレステリック液晶相の光学的性質が保持されていれば十分であり、コレステリック液晶層において、液晶化合物40は液晶性を示さなくてもよい。例えば、重合性液晶化合物は、硬化反応により高分子量化して、液晶性を失っていてもよい。
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の形成に用いる材料としては、一例として、液晶化合物を含む液晶組成物が挙げられる。液晶化合物は重合性液晶化合物であるのが好ましい。
また、コレステリック液晶層の形成に用いる液晶組成物は、さらに界面活性剤およびキラル剤を含んでいてもよい。
また、コレステリック液晶層の形成に用いる液晶組成物は、さらに界面活性剤およびキラル剤を含んでいてもよい。
--重合性液晶化合物--
重合性液晶化合物は、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。
コレステリック液晶相を形成する棒状の重合性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等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。
重合性液晶化合物は、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。
コレステリック液晶相を形成する棒状の重合性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等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。
重合性液晶化合物は、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より好ましい。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。重合性液晶化合物が有する重合性基の個数は、好ましくは1~6個、より好ましくは1~3個である。
重合性液晶化合物の例は、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、米国特許第5622648号明細書、米国特許第5770107号明細書、国際公開第95/22586号、国際公開第95/24455号、国際公開第97/00600号、国際公開第98/23580号、国際公開第98/52905号、特開平1-272551号公報、特開平6-16616号公報、特開平7-110469号公報、特開平11-80081号公報、および、特開2001-328973号公報等に記載の化合物が含まれる。2種類以上の重合性液晶化合物を併用してもよい。2種類以上の重合性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。
重合性液晶化合物の例は、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、米国特許第5622648号明細書、米国特許第5770107号明細書、国際公開第95/22586号、国際公開第95/24455号、国際公開第97/00600号、国際公開第98/23580号、国際公開第98/52905号、特開平1-272551号公報、特開平6-16616号公報、特開平7-110469号公報、特開平11-80081号公報、および、特開2001-328973号公報等に記載の化合物が含まれる。2種類以上の重合性液晶化合物を併用してもよい。2種類以上の重合性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。
また、上記以外の重合性液晶化合物としては、特開昭57-165480号公報に開示されているようなコレステリック相を有する環式オルガノポリシロキサン化合物等を用いることができる。さらに、前述の高分子液晶化合物としては、液晶を呈するメソゲン基を主鎖、側鎖、あるいは主鎖および側鎖の両方の位置に導入した高分子、コレステリル基を側鎖に導入した高分子コレステリック液晶、特開平9-133810号公報に開示されているような液晶性高分子、および、特開平11-293252号公報に開示されているような液晶性高分子等を用いることができる。
--円盤状液晶化合物--
円盤状液晶化合物としては、例えば、特開2007-108732号公報や特開2010-244038号公報に記載のものを好ましく用いることができる。
円盤状液晶化合物としては、例えば、特開2007-108732号公報や特開2010-244038号公報に記載のものを好ましく用いることができる。
また、液晶組成物中の重合性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、75~99.9質量%であるのが好ましく、80~99質量%であるのがより好ましく、85~90質量%であるのがさらに好ましい。
--界面活性剤--
コレステリック液晶層を形成する際に用いる液晶組成物は、界面活性剤を含有してもよい。
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液晶相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く例示される。
コレステリック液晶層を形成する際に用いる液晶組成物は、界面活性剤を含有してもよい。
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液晶相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く例示される。
界面活性剤の具体例としては、特開2014-119605号公報の段落[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2005-99248号公報の段落[0092]および[0093]中に例示されている化合物、特開2002-129162号公報の段落[0076]~[0078]および段落[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。
なお、界面活性剤は、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。
フッ素系界面活性剤として、特開2014-119605号公報の段落[0082]~[0090]に記載の化合物が好ましい。
なお、界面活性剤は、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。
フッ素系界面活性剤として、特開2014-119605号公報の段落[0082]~[0090]に記載の化合物が好ましい。
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。
--キラル剤--
キラル剤(カイラル剤)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。キラル剤は、化合物によって誘起する螺旋の捩れ方向または螺旋ピッチが異なるため、目的に応じて選択すればよい。
キラル剤としては、特に制限はなく、公知の化合物(例えば、液晶デバイスハンドブック、第3章4-3項、TN(twisted nematic)、STN(Super Twisted Nematic)用キラル剤、199頁、日本学術振興会第142委員会編、1989に記載)、イソソルビド、および、イソマンニド誘導体等を用いることができる。
キラル剤は、一般に不斉炭素原子を含むが、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物または面性不斉化合物もキラル剤として用いることができる。軸性不斉化合物または面性不斉化合物の例には、ビナフチル、ヘリセン、パラシクロファン、および、これらの誘導体が含まれる。キラル剤は、重合性基を有していてもよい。キラル剤と液晶化合物とがいずれも重合性基を有する場合は、重合性キ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、キラル剤から誘導される繰り返し単位とを有するポリマーを形成することができる。この態様では、重合性キ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、同種の基であるのが好ましい。従って、キラル剤の重合性基も、不飽和重合性基、エポキシ基またはアジリジニル基であるのが好ましく、不飽和重合性基であるのがより好ましく、エチレン性不飽和重合性基であるのがさらに好ましい。
また、キラル剤は、液晶化合物であってもよい。
キラル剤(カイラル剤)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。キラル剤は、化合物によって誘起する螺旋の捩れ方向または螺旋ピッチが異なるため、目的に応じて選択すればよい。
キラル剤としては、特に制限はなく、公知の化合物(例えば、液晶デバイスハンドブック、第3章4-3項、TN(twisted nematic)、STN(Super Twisted Nematic)用キラル剤、199頁、日本学術振興会第142委員会編、1989に記載)、イソソルビド、および、イソマンニド誘導体等を用いることができる。
キラル剤は、一般に不斉炭素原子を含むが、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物または面性不斉化合物もキラル剤として用いることができる。軸性不斉化合物または面性不斉化合物の例には、ビナフチル、ヘリセン、パラシクロファン、および、これらの誘導体が含まれる。キラル剤は、重合性基を有していてもよい。キラル剤と液晶化合物とがいずれも重合性基を有する場合は、重合性キ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、キラル剤から誘導される繰り返し単位とを有するポリマーを形成することができる。この態様では、重合性キ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、同種の基であるのが好ましい。従って、キラル剤の重合性基も、不飽和重合性基、エポキシ基またはアジリジニル基であるのが好ましく、不飽和重合性基であるのがより好ましく、エチレン性不飽和重合性基であるのがさらに好ましい。
また、キラル剤は、液晶化合物であってもよい。
キラル剤が光異性化基を有する場合には、塗布、配向後に活性光線などのフォトマスク照射によって、発光波長に対応した所望の反射波長のパターンを形成することができるので好ましい。光異性化基としては、フォトクロッミック性を示す化合物の異性化部位、アゾ基、アゾキシ基、または、シンナモイル基が好ましい。具体的な化合物として、特開2002-80478号公報、特開2002-80851号公報、特開2002-179668号公報、特開2002-179669号公報、特開2002-179670号公報、特開2002-179681号公報、特開2002-179682号公報、特開2002-338575号公報、特開2002-338668号公報、特開2003-313189号公報、および、特開2003-313292号公報等に記載の化合物を用いることができる。
液晶組成物における、キラル剤の含有量は、液晶化合物の含有モル量に対して0.01~200モル%が好ましく、1~30モル%がより好ましい。
--重合開始剤--
液晶組成物が重合性化合物を含む場合は、重合開始剤を含有しているのが好ましい。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のが好ましい。
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、米国特許第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、米国特許第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)、ならびに、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。
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0.1~20質量%であるのが好ましく、0.5~12質量%であるのがさらに好ましい。
液晶組成物が重合性化合物を含む場合は、重合開始剤を含有しているのが好ましい。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のが好ましい。
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、米国特許第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、米国特許第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)、ならびに、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。
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0.1~20質量%であるのが好ましく、0.5~12質量%であるのがさらに好ましい。
--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、および、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)アクリレートおよび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)アクリレートおよび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]および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および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;ならびに、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、液晶組成物の固形分質量に対して、3~20質量%が好ましく、5~15質量%がより好ましい。架橋剤の含有量が上記範囲内であれば、架橋密度向上の効果が得られやすく、コレステリック液晶相の安定性がより向上する。
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、および、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)アクリレートおよび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)アクリレートおよび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]および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および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;ならびに、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、液晶組成物の固形分質量に対して、3~20質量%が好ましく、5~15質量%がより好ましい。架橋剤の含有量が上記範囲内であれば、架橋密度向上の効果が得られやすく、コレステリック液晶相の安定性がより向上する。
--その他の添加剤--
液晶組成物中には、必要に応じて、さらに重合禁止剤、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、光学的性能等を低下させない範囲で添加することができる。
液晶組成物中には、必要に応じて、さらに重合禁止剤、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、光学的性能等を低下させない範囲で添加することができる。
液晶組成物は、コレステリック液晶層(左円偏光反射層34および右円偏光反射層36)を形成する際には、液体として用いられるのが好ましい。
液晶組成物は溶媒を含んでいてもよい。溶媒には、制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、有機溶媒が好ましい。
有機溶媒には、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好ましい。
液晶組成物は溶媒を含んでいてもよい。溶媒には、制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、有機溶媒が好ましい。
有機溶媒には、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好ましい。
コレステリック液晶層を形成する際には、コレステリック液晶層の形成面に液晶組成物を塗布して、液晶化合物をコレステリック液晶相の状態に配向した後、液晶化合物を硬化して、コレステリック液晶層とするのが好ましい。
すなわち、配向膜32上にコレステリック液晶層を形成する場合には、配向膜32に液晶組成物を塗布して、液晶化合物をコレステリック液晶相の状態に配向した後、液晶化合物を硬化して、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を形成するのが好ましい。
液晶組成物の塗布は、インクジェットおよびスクロール印刷等の印刷法、ならびに、スピンコート、バーコートおよびスプレー塗布等のシート状物に液体を一様に塗布できる公知の方法が全て利用可能である。
すなわち、配向膜32上にコレステリック液晶層を形成する場合には、配向膜32に液晶組成物を塗布して、液晶化合物をコレステリック液晶相の状態に配向した後、液晶化合物を硬化して、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を形成するのが好ましい。
液晶組成物の塗布は、インクジェットおよびスクロール印刷等の印刷法、ならびに、スピンコート、バーコートおよびスプレー塗布等のシート状物に液体を一様に塗布できる公知の方法が全て利用可能である。
塗布された液晶組成物は、必要に応じて乾燥および/または加熱され、その後、硬化され、コレステリック液晶層を形成する。この乾燥および/または加熱の工程で、液晶組成物中の液晶化合物がコレステリック液晶相に配向すればよい。加熱を行う場合、加熱温度は、200℃以下が好ましく、130℃以下がより好ましい。
配向させた液晶化合物は、必要に応じて、さらに重合される。重合は、熱重合、および、光照射によ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、紫外線を用いるのが好ましい。照射エネルギーは、20mJ/cm2~50J/cm2が好ましく、50~1500mJ/cm2がより好ましい。光重合反応を促進するため、加熱条件下または窒素雰囲気下で光照射を実施してもよい。照射する紫外線の波長は250~430nmが好ましい。
なお、このような塗布法によって、コレステリック液晶層の上にコレステリック液晶層を形成すると、上層のコレステリック液晶層は、下層すなわち形成面となるコレステリック液晶層の液晶配向パターンに追従(踏襲)する。
従って、図示例の反射板14では、所定の配向パターンを有する配向膜32の表面に、塗布法によって左円偏光反射層34を形成し、この左円偏光反射層34の表面に、塗布法によって右円偏光反射層36を形成することで、左円偏光反射層34と右円偏光反射層36とは、後述する図3に示すような、コレステリック液晶相を形成する液晶化合物40に由来する光学軸40Aの向きが、コレステリック液晶層の面内において、一方向に連続的に回転しながら変化する、同じ液晶配向パターンとなる。
従って、図示例の反射板14では、所定の配向パターンを有する配向膜32の表面に、塗布法によって左円偏光反射層34を形成し、この左円偏光反射層34の表面に、塗布法によって右円偏光反射層36を形成することで、左円偏光反射層34と右円偏光反射層36とは、後述する図3に示すような、コレステリック液晶相を形成する液晶化合物40に由来する光学軸40Aの向きが、コレステリック液晶層の面内において、一方向に連続的に回転しながら変化する、同じ液晶配向パターンとなる。
コレステリック液晶層の厚さには、制限はなく、選択反射中心波長、選択的な反射波長域の広さ、コレステリック液晶層に要求される光の反射率(透過率)、反射板14(反射シート)の用途、および、コレステリック液晶層の形成材料等に応じて、必要な光の反射特性が得られる厚さを、適宜、設定すればよい。
なお、本発明の反射シートにおいては、左円偏光反射層34および右円偏光反射層36は、照射光の輝度均一性を向上するために、選択的な反射波長域の特定の円偏光を全反射するのではなく、一部を透過する、ハーフミラーのような反射層であるのが好ましい。
なお、本発明の反射シートにおいては、左円偏光反射層34および右円偏光反射層36は、照射光の輝度均一性を向上するために、選択的な反射波長域の特定の円偏光を全反射するのではなく、一部を透過する、ハーフミラーのような反射層であるのが好ましい。
<<コレステリック液晶層の液晶配向パターン>>
前述のように、本発明の反射板14において、コレステリック液晶層(左円偏光反射層34および右円偏光反射層36)は、好ましい態様として、コレステリック液晶相を形成する液晶化合物40に由来する光学軸40Aの向きが、コレステリック液晶層の面内において、一方向に連続的に回転しながら変化する液晶配向パターンを有する。
なお、液晶化合物40に由来する光学軸40Aとは、液晶化合物40において屈折率が最も高くなる軸、いわゆる遅相軸である。例えば、液晶化合物40が棒状液晶化合物である場合には、光学軸40Aは、棒形状の長軸方向に沿っている。
以下の説明では、液晶化合物40に由来する光学軸40Aを、『液晶化合物40の光学軸40A』または『光学軸40A』ともいう。
前述のように、本発明の反射板14において、コレステリック液晶層(左円偏光反射層34および右円偏光反射層36)は、好ましい態様として、コレステリック液晶相を形成する液晶化合物40に由来する光学軸40Aの向きが、コレステリック液晶層の面内において、一方向に連続的に回転しながら変化する液晶配向パターンを有する。
なお、液晶化合物40に由来する光学軸40Aとは、液晶化合物40において屈折率が最も高くなる軸、いわゆる遅相軸である。例えば、液晶化合物40が棒状液晶化合物である場合には、光学軸40Aは、棒形状の長軸方向に沿っている。
以下の説明では、液晶化合物40に由来する光学軸40Aを、『液晶化合物40の光学軸40A』または『光学軸40A』ともいう。
図3に、右円偏光反射層36の平面図を概念的に示す。
なお、平面図とは、図1において、反射板14を光源13側から見た図であり、すなわち、反射板14を厚さ方向(=各層(膜)の積層方向)から見た図である。
また、図3では、本発明の反射板14の構成を明確に示すために、図1と同様、液晶化合物40は左円偏光反射層34の表面の液晶化合物40のみを示している。
なお、平面図とは、図1において、反射板14を光源13側から見た図であり、すなわち、反射板14を厚さ方向(=各層(膜)の積層方向)から見た図である。
また、図3では、本発明の反射板14の構成を明確に示すために、図1と同様、液晶化合物40は左円偏光反射層34の表面の液晶化合物40のみを示している。
なお、図3および後述する図4では、右円偏光反射層36を代表例として説明するが、左円偏光反射層34も、反射する円偏光の旋回方向が逆、すなわち、液晶化合物40の捩れ方向(センス)が逆である以外は、基本的に、右円偏光反射層36と同様の構成を有し、同様の作用効果を発現する。
図3に示すように、左円偏光反射層34の表面において、右円偏光反射層36を構成する液晶化合物40は、下層の左円偏光反射層34(すなわち配向膜32)に形成された配向パターンに応じて、矢印Xで示す所定の一方向、および、この一方向(矢印X方向)と直交する方向に、二次元的に配列された状態になっている。また、例えば、図1、図2および後述する図4では、液晶化合物40が、配向膜に対して平行となるように図示されているが、配向膜に形成した配向パターンに応じて液晶化合物40が配向する場合は、液晶化合物40が配向膜に対して傾斜する場合もある。本発明の反射シートにおいては、コレステリック液晶層を形成する液晶化合物40は、配向膜に対して、平行であってもよいし、傾斜していてもよい。
以下の説明では、矢印X方向と直交する方向を、便宜的にY方向とする。すなわち、図1、図2および後述する図4では、Y方向は、紙面に直交する方向となる。
また、右円偏光反射層36を形成する液晶化合物40は、好ましい態様として、右円偏光反射層36の面内において、矢印X方向に沿って、光学軸40Aの向きが、連続的に回転しながら変化する、液晶配向パターンを有する。図示例においては、液晶化合物40の光学軸40Aが、矢印X方向に沿って時計方向に連続的に回転しながら変化する、液晶配向パターンを有する。
上述したように、コレステリック液晶層の上に、塗布法によってコレステリック液晶層を形成すると、上層のコレステリック液晶層の液晶配向パターンは、形成面となる下層のコレステリック液晶層の表面における液晶配向パターンに追従する。従って、右円偏光反射層36の形成面となる左円偏光反射層34は、好ましい態様として、右円偏光反射層36と同じ液晶配向パターンを有する。
以下の説明では、矢印X方向と直交する方向を、便宜的にY方向とする。すなわち、図1、図2および後述する図4では、Y方向は、紙面に直交する方向となる。
また、右円偏光反射層36を形成する液晶化合物40は、好ましい態様として、右円偏光反射層36の面内において、矢印X方向に沿って、光学軸40Aの向きが、連続的に回転しながら変化する、液晶配向パターンを有する。図示例においては、液晶化合物40の光学軸40Aが、矢印X方向に沿って時計方向に連続的に回転しながら変化する、液晶配向パターンを有する。
上述したように、コレステリック液晶層の上に、塗布法によってコレステリック液晶層を形成すると、上層のコレステリック液晶層の液晶配向パターンは、形成面となる下層のコレステリック液晶層の表面における液晶配向パターンに追従する。従って、右円偏光反射層36の形成面となる左円偏光反射層34は、好ましい態様として、右円偏光反射層36と同じ液晶配向パターンを有する。
液晶化合物40の光学軸40Aの向きが矢印X方向(所定の一方向)に連続的に回転しながら変化しているとは、具体的には、矢印X方向に沿って配列されている液晶化合物40の光学軸40Aと、矢印X方向とが成す角度が、矢印X方向の位置によって異なっており、矢印X方向に沿って、光学軸40Aと矢印X方向とが成す角度がθからθ+180°あるいはθ-180°まで、順次、変化していることを意味する。
なお、矢印X方向に互いに隣接する液晶化合物40の光学軸40Aの角度の差は、45°以下であるのが好ましく、15°以下であるのがより好ましく、15°より小さい角度であるのがさらに好ましい。
なお、矢印X方向に互いに隣接する液晶化合物40の光学軸40Aの角度の差は、45°以下であるのが好ましく、15°以下であるのがより好ましく、15°より小さい角度であるのがさらに好ましい。
一方、右円偏光反射層36を形成する液晶化合物40は、矢印X方向と直交するY方向では、光学軸40Aの向きが等しい。矢印X方向と直交するY方向とは、すなわち、光学軸40Aが連続的に回転する一方向と直交する方向である。
言い換えれば、右円偏光反射層36を形成する液晶化合物40は、Y方向では、液晶化合物40の光学軸40Aと矢印X方向とが成す角度が等しい。
言い換えれば、右円偏光反射層36を形成する液晶化合物40は、Y方向では、液晶化合物40の光学軸40Aと矢印X方向とが成す角度が等しい。
本発明の反射板14においては、このような液晶化合物40の液晶配向パターンにおいて、面内で光学軸40Aが連続的に回転して変化する矢印X方向において、液晶化合物40の光学軸40Aが180°回転する長さ(距離)を、液晶配向パターンにおける1周期の長さΛとする。
すなわち、矢印X方向に対する角度が等しい2つの液晶化合物40の、矢印X方向の中心間の距離を、1周期の長さΛとする。具体的には、図3(図4)に示すように、矢印X方向と光学軸40Aの方向とが一致する2つの液晶化合物40の、矢印X方向の中心間の距離を、1周期の長さΛとする。以下の説明では、この1周期の長さΛを『1周期Λ』とも言う。
本発明の反射板14において、コレステリック液晶層の液晶配向パターンは、この1周期Λを、矢印X方向すなわち光学軸40Aの向きが連続的に回転して変化する一方向に繰り返す。
すなわち、矢印X方向に対する角度が等しい2つの液晶化合物40の、矢印X方向の中心間の距離を、1周期の長さΛとする。具体的には、図3(図4)に示すように、矢印X方向と光学軸40Aの方向とが一致する2つの液晶化合物40の、矢印X方向の中心間の距離を、1周期の長さΛとする。以下の説明では、この1周期の長さΛを『1周期Λ』とも言う。
本発明の反射板14において、コレステリック液晶層の液晶配向パターンは、この1周期Λを、矢印X方向すなわち光学軸40Aの向きが連続的に回転して変化する一方向に繰り返す。
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、通常、入射した光(円偏光)を鏡面反射する。
これに対して、右円偏光反射層36は、入射した光を、入射光に対して矢印X方向に角度を有した方向に反射する。右円偏光反射層36は、面内において、矢印X方向(所定の一方向)に沿って光学軸40Aが連続的に回転しながら変化する、液晶配向パターンを有するものである。以下、図4を参照して説明する。
これに対して、右円偏光反射層36は、入射した光を、入射光に対して矢印X方向に角度を有した方向に反射する。右円偏光反射層36は、面内において、矢印X方向(所定の一方向)に沿って光学軸40Aが連続的に回転しながら変化する、液晶配向パターンを有するものである。以下、図4を参照して説明する。
上述のように、右円偏光反射層36は、青色光の右円偏光BRを選択的に反射するコレステリック液晶層である。従って、右円偏光反射層36に光が入射すると、右円偏光反射層36は、青色光の右円偏光BRのみを反射し、それ以外の光を透過する。
右円偏光反射層36に入射した青色光の右円偏光BRは、右円偏光反射層36(コレステリック液晶層)によって反射される際に、各液晶化合物40の光学軸40Aの向きに応じて絶対位相が変化する。
ここで、右円偏光反射層36では、液晶化合物40の光学軸40Aが矢印X方向(一方向)に沿って回転しながら変化している。そのため、光学軸40Aの向きによって、入射した青色光の右円偏光BRの絶対位相の変化量が異なる。
さらに、右円偏光反射層36に形成された液晶配向パターンは、矢印X方向に周期的なパターンである。そのため、右円偏光反射層36に入射した青色光の右円偏光BRには、図4に概念的に示すように、それぞれの光学軸40Aの向きに対応した矢印X方向に周期的な絶対位相Qが与えられる。
また、液晶化合物40の光学軸40Aの矢印X方向に対する向きは、矢印X方向と直交するY方向の液晶化合物40の配列では、均一である。
これにより右円偏光反射層36では、青色光の右円偏光BRに対して、XY面に対して矢印X方向に傾いた等位相面Eが形成される。
そのため、青色光の右円偏光BRは、等位相面Eの法線方向に反射され、反射された青色光の右円偏光BRは、XY面に対して矢印X方向に傾いた方向に反射される。XY面とは、コレステリック液晶層の主面である。主面とは、シート状物(フィルム、板状物、層)の最大面である。
ここで、右円偏光反射層36では、液晶化合物40の光学軸40Aが矢印X方向(一方向)に沿って回転しながら変化している。そのため、光学軸40Aの向きによって、入射した青色光の右円偏光BRの絶対位相の変化量が異なる。
さらに、右円偏光反射層36に形成された液晶配向パターンは、矢印X方向に周期的なパターンである。そのため、右円偏光反射層36に入射した青色光の右円偏光BRには、図4に概念的に示すように、それぞれの光学軸40Aの向きに対応した矢印X方向に周期的な絶対位相Qが与えられる。
また、液晶化合物40の光学軸40Aの矢印X方向に対する向きは、矢印X方向と直交するY方向の液晶化合物40の配列では、均一である。
これにより右円偏光反射層36では、青色光の右円偏光BRに対して、XY面に対して矢印X方向に傾いた等位相面Eが形成される。
そのため、青色光の右円偏光BRは、等位相面Eの法線方向に反射され、反射された青色光の右円偏光BRは、XY面に対して矢印X方向に傾いた方向に反射される。XY面とは、コレステリック液晶層の主面である。主面とは、シート状物(フィルム、板状物、層)の最大面である。
コレステリック液晶層においては、この1周期Λが短いほど、上述した入射光に対する反射光の傾斜角度が大きくなる。すなわち、1周期Λが短いほど、反射光を大きく傾けて反射できる。
従って、コレステリック液晶層では、1周期Λを調節することで、入射した光の反射光の反射角度を調節できる。
従って、コレステリック液晶層では、1周期Λを調節することで、入射した光の反射光の反射角度を調節できる。
また、矢印X方向に向かう液晶化合物40の光学軸40Aの回転方向を逆にすることで、青色光の右円偏光BRの反射方向を逆にできる。すなわち、図1~図4においては、矢印X方向に向かう光学軸40Aの回転方向は時計回りで、青色光の右円偏光BRは矢印X方向に傾けて反射されるが、これを反時計回りとすることで、青色光の右円偏光BRは矢印X方向と逆方向に傾けて反射される。
図示例の反射板14(反射シート)において、右円偏光反射層36の下層(形成面)は、左円偏光反射層34である。なお、光源13側から見た場合には、左円偏光反射層34は、右円偏光反射層36の上層となる。
上述したように、左円偏光反射層34と右円偏光反射層36とは、面方向には同じ液晶配向パターンを有する。
ここで、左円偏光反射層34は、青色光の左円偏光を選択的に反射するものであり、液晶化合物40の螺旋の捩れ方向が逆になる。従って、左円偏光反射層34では、図4における等位相面Eの傾斜方向が逆になる。そのため、左円偏光反射層34による左円偏光の反射方向は、右円偏光反射層36とは逆の矢印X方向と逆方向になる。
上述したように、左円偏光反射層34と右円偏光反射層36とは、面方向には同じ液晶配向パターンを有する。
ここで、左円偏光反射層34は、青色光の左円偏光を選択的に反射するものであり、液晶化合物40の螺旋の捩れ方向が逆になる。従って、左円偏光反射層34では、図4における等位相面Eの傾斜方向が逆になる。そのため、左円偏光反射層34による左円偏光の反射方向は、右円偏光反射層36とは逆の矢印X方向と逆方向になる。
周知のように、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では、主面に垂直な方向の断面を走査型電子顕微鏡(SEM:Scanning Electron Microscope)で観察した際に、コレステリック液晶相に由来する明部(明線)と暗部(暗線)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、厚さ方向に明部と暗部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では、明部と暗部の繰り返し2回分が、螺旋ピッチに相当する。このことから、コレステリック液晶層すなわち反射層の螺旋ピッチは、SEM断面図から測定することができる。明部と暗部の繰り返し2回分とは、すなわち、明部3つ、および、暗部2つ分、または、明部2つ、および、暗部3つ分である。
コレステリック液晶層では、明部と暗部の繰り返し2回分が、螺旋ピッチに相当する。このことから、コレステリック液晶層すなわち反射層の螺旋ピッチは、SEM断面図から測定することができる。明部と暗部の繰り返し2回分とは、すなわち、明部3つ、および、暗部2つ分、または、明部2つ、および、暗部3つ分である。
通常のコレステリック液晶層においては、明部および暗部の縞模様(層状構造)は、コレステリック液晶層の主面(形成面)と平行に形成される。
これに対して、上述したように、液晶化合物40の光学軸40Aが、矢印X方向に沿って時計方向に連続的に回転しながら変化する、液晶配向パターンを有するコレステリック液晶層(左円偏光反射層34および右円偏光反射層36)では、図5に概念的に示すように、明部(明線)および暗部(暗線)は、主面に対して、矢印X方向または逆方向に傾斜する。
この明部および暗部の傾斜は、上述した等位相面Eと一致する。従って、左円偏光反射層34と右円偏光反射層36とでは、図5に示すように、明部と暗部の傾斜方向が逆であり、対応する円偏光の反射方向も逆方向になる。
本発明の反射シートおよび発光装置は、このような構成を有することにより、LCDのバックライトユニット等において、薄型化を図り、しかも、少ない光源数で輝度が均一な光を出射することを可能にしている。
以下、図6の概念図を参照して、詳細に説明する。
これに対して、上述したように、液晶化合物40の光学軸40Aが、矢印X方向に沿って時計方向に連続的に回転しながら変化する、液晶配向パターンを有するコレステリック液晶層(左円偏光反射層34および右円偏光反射層36)では、図5に概念的に示すように、明部(明線)および暗部(暗線)は、主面に対して、矢印X方向または逆方向に傾斜する。
この明部および暗部の傾斜は、上述した等位相面Eと一致する。従って、左円偏光反射層34と右円偏光反射層36とでは、図5に示すように、明部と暗部の傾斜方向が逆であり、対応する円偏光の反射方向も逆方向になる。
本発明の反射シートおよび発光装置は、このような構成を有することにより、LCDのバックライトユニット等において、薄型化を図り、しかも、少ない光源数で輝度が均一な光を出射することを可能にしている。
以下、図6の概念図を参照して、詳細に説明する。
図6において、光源13は青色LEDであり、右円偏光反射層36は、青色光の右円偏光を選択的に反射し、左円偏光反射層34は、青色光の左円偏光を選択的に反射する。
図6では、左円偏光反射層34および右円偏光反射層36からなる反射シートにおける、光源13の直上の位置に入射した光(光源13の光軸上の光)を例に説明する。
光源13から照射された青色光は、反射シートにおいて、まず、右円偏光反射層36に入射する。図6に示すように、光源13から照射された青色光のうち、破線で示す右円偏光の成分は、右円偏光反射層36に入射すると、一部は右円偏光反射層36を透過して左円偏光反射層34も透過して出射し、多くは右円偏光反射層36によって反射される。ここで、右円偏光反射層36による右円偏光の反射は、上述したように、鏡面反射ではなく、入射方向に対して矢印X方向に傾いた方向となる。
右円偏光反射層36によって矢印X方向に傾いて反射された青色光の右円偏光は、筐体12の底面の光反射面12aよって、さらに矢印X方向に傾いた方向に反射され、再度、右円偏光反射層36に入射する。
右円偏光反射層36に再入射した光は、同様に、一部は透過して同様に出射し、多くは右円偏光反射層36によって、さらに矢印X方向に傾いた方向に反射される。右円偏光反射層36に矢印X方向に傾いて反射された青色光の右円偏光は、筐体12の底面の光反射面12aよって、さらに矢印X方向に傾いた方向に反射され、再度、右円偏光反射層36に入射することを、繰り返す。
図6では、左円偏光反射層34および右円偏光反射層36からなる反射シートにおける、光源13の直上の位置に入射した光(光源13の光軸上の光)を例に説明する。
光源13から照射された青色光は、反射シートにおいて、まず、右円偏光反射層36に入射する。図6に示すように、光源13から照射された青色光のうち、破線で示す右円偏光の成分は、右円偏光反射層36に入射すると、一部は右円偏光反射層36を透過して左円偏光反射層34も透過して出射し、多くは右円偏光反射層36によって反射される。ここで、右円偏光反射層36による右円偏光の反射は、上述したように、鏡面反射ではなく、入射方向に対して矢印X方向に傾いた方向となる。
右円偏光反射層36によって矢印X方向に傾いて反射された青色光の右円偏光は、筐体12の底面の光反射面12aよって、さらに矢印X方向に傾いた方向に反射され、再度、右円偏光反射層36に入射する。
右円偏光反射層36に再入射した光は、同様に、一部は透過して同様に出射し、多くは右円偏光反射層36によって、さらに矢印X方向に傾いた方向に反射される。右円偏光反射層36に矢印X方向に傾いて反射された青色光の右円偏光は、筐体12の底面の光反射面12aよって、さらに矢印X方向に傾いた方向に反射され、再度、右円偏光反射層36に入射することを、繰り返す。
他方、光源13から出射され、反射シートの光源13の直上の位置に入射した青色光のうち、左円偏光の成分(実線)は、右円偏光反射層36を透過して、左円偏光反射層34に入射する。
左円偏光反射層34に入射した青色光の左円偏光は、一部は透過して出射し、多くは左円偏光反射層34によって反射される。ここで、左円偏光反射層34による反射は、上述したように、鏡面反射ではなく、矢印X方向とは逆方向に傾いた方向に反射される。
左円偏光反射層34によって矢印X方向とは逆方向に傾いて反射された青色光の左円偏光は、筐体12の底面の光反射面12aよって、さらに矢印X方向とは逆方向に傾いた方向に反射され、再度、同様に左円偏光反射層34に入射する。
左円偏光反射層34に再入射した光は、同様に、一部は透過して、多くは左円偏光反射層34によって、さらに矢印X方向とは逆に傾いた方向に反射される。左円偏光反射層34に矢印X方向とは逆に傾いて反射された青色光の左円偏光は、筐体12の底面の光反射面12aよって、さらに矢印X方向とは逆に傾いた方向に反射され、再度、左円偏光反射層34に入射することを、繰り返す。
左円偏光反射層34に入射した青色光の左円偏光は、一部は透過して出射し、多くは左円偏光反射層34によって反射される。ここで、左円偏光反射層34による反射は、上述したように、鏡面反射ではなく、矢印X方向とは逆方向に傾いた方向に反射される。
左円偏光反射層34によって矢印X方向とは逆方向に傾いて反射された青色光の左円偏光は、筐体12の底面の光反射面12aよって、さらに矢印X方向とは逆方向に傾いた方向に反射され、再度、同様に左円偏光反射層34に入射する。
左円偏光反射層34に再入射した光は、同様に、一部は透過して、多くは左円偏光反射層34によって、さらに矢印X方向とは逆に傾いた方向に反射される。左円偏光反射層34に矢印X方向とは逆に傾いて反射された青色光の左円偏光は、筐体12の底面の光反射面12aよって、さらに矢印X方向とは逆に傾いた方向に反射され、再度、左円偏光反射層34に入射することを、繰り返す。
以上の説明より明らかなように、左円偏光反射層34および右円偏光反射層36を有する本発明の反射シートおよび発光装置10によれば、光源13が照射した光を、矢印X方向および矢印X方向とは逆方向に傾けて反射して、矢印X方向および矢印X方向と逆方向に伝番するようにして、広く拡散できる。しかも、上述したように、本発明では、コレステリック液晶層の液晶配向パターンの1周期Λを調節することで、反射の角度を調節することが可能である。例えば、本発明では、液晶配向パターンの1周期Λを短くすることで、光を大きく傾けて反射し、光の拡散を拡大することも可能になる。
そのため、本発明によれば、バックライトユニット等の光源装置において、薄型化を図り、しかも、少ない光源数で輝度が均一な光を出射することができる。
そのため、本発明によれば、バックライトユニット等の光源装置において、薄型化を図り、しかも、少ない光源数で輝度が均一な光を出射することができる。
上述したように、本発明によれば、光源13が出射した光を広く拡散することができるので、発光装置10を薄くすると共に、光源13の間隔を広げて光源13の数を低減することができる。
本発明の発光装置10においては、光源13と隣の光源13との間隔d1が、筐体12の底面すなわち光源13の配置面と反射シート(右円偏光反射層36)との距離d2の5倍以上であるのが好ましく、8倍以上であるのが好ましく、12倍以上であるのがより好ましい。
光源13と隣の光源13との間隔d1を、光源13の配置面と反射シートとの距離d2の5倍以上とすることにより、十分に薄く、かつ、光源数の少ない発光装置10が得られる、発光装置自体の価格抑制および製造歩留まりを向上できる等の点で好ましい。
本発明の発光装置10においては、光源13と隣の光源13との間隔d1が、筐体12の底面すなわち光源13の配置面と反射シート(右円偏光反射層36)との距離d2の5倍以上であるのが好ましく、8倍以上であるのが好ましく、12倍以上であるのがより好ましい。
光源13と隣の光源13との間隔d1を、光源13の配置面と反射シートとの距離d2の5倍以上とすることにより、十分に薄く、かつ、光源数の少ない発光装置10が得られる、発光装置自体の価格抑制および製造歩留まりを向上できる等の点で好ましい。
右円偏光反射層36および左円偏光反射層34において、主面と、暗部および明部とが成す角度θには、制限はなく、要求される拡散反射性、光源13と隣の光源との間隔d1、および、光源13の配置面と反射シートとの距離d2等に応じて、適宜、設定すればよい。
ここで、主面と、暗部および明部とが成す角度θは、3~40°が好ましく、8~35°がより好ましく、10~30°がさらに好ましい。
主面と暗部および明部とが成す角度θを3°以上とすることにより、入射光に対する反射光の反射角度を大きくできる、多重反射によって光の広がりを確保できる等の点で好ましい。
主面と暗部および明部とが成す角度θを40°以下とすることにより、反射率を適度に保てる、光源間隔が広くてもバックライトの光を均一化できる、コレステリック液晶層内での全反射成分低減によって高輝度が得られる等の点で好ましい。
また、暗部および明部は、少なくとも一部が、周期的な波状の凹凸を成す、波打ち構造を形成していてもよい。すなわち、暗部および明部は、直線状のみで形成されていてもよく、直線状と波状が混在していてもよく、波状のみで形成されていてもよい。特に、各層の界面近傍の明部および暗部が波状を形成していると、光をより広げやすくなる場合がある。暗部および明部が波状の領域を有する場合、主面と暗部および明部とが成す角度θは、各領域の平均値として考えることができる。
ここで、主面と、暗部および明部とが成す角度θは、3~40°が好ましく、8~35°がより好ましく、10~30°がさらに好ましい。
主面と暗部および明部とが成す角度θを3°以上とすることにより、入射光に対する反射光の反射角度を大きくできる、多重反射によって光の広がりを確保できる等の点で好ましい。
主面と暗部および明部とが成す角度θを40°以下とすることにより、反射率を適度に保てる、光源間隔が広くてもバックライトの光を均一化できる、コレステリック液晶層内での全反射成分低減によって高輝度が得られる等の点で好ましい。
また、暗部および明部は、少なくとも一部が、周期的な波状の凹凸を成す、波打ち構造を形成していてもよい。すなわち、暗部および明部は、直線状のみで形成されていてもよく、直線状と波状が混在していてもよく、波状のみで形成されていてもよい。特に、各層の界面近傍の明部および暗部が波状を形成していると、光をより広げやすくなる場合がある。暗部および明部が波状の領域を有する場合、主面と暗部および明部とが成す角度θは、各領域の平均値として考えることができる。
反射板14(本発明の反射シート)は、右円偏光反射層36および左円偏光反射層34に加え、図1に破線で示すように、反射シートよりも光源13側に、λ/4層38を有するのが好ましい。図示例では、右円偏光反射層36よりも光源13側に、λ/4層38を有するのが好ましい。
右円偏光を例に説明すると、右円偏光反射層36で反射された右円偏光は、筐体12内面の光反射面12aで反射されると、旋回方向が逆になって、左円偏光になる。この左円偏光は右円編光反射層36を透過して、左円偏光反射層34に入射するが、左円偏光反射層34は、右円偏光反射層36とは明部および暗部の傾斜角度が異なるため、反射率が大幅に低下してしまう可能性がある。
光反射面12aが、白色反射板のような拡散反射板である場合には、光反射面12aによる拡散反射によって、偏光が解消されるので、この問題は少ない。すなわち、光反射面12aが拡散反射板である場合には、λ/4層38を設けなくても、問題が発生する場合は少ない。
これに対して、光反射面12aが、金属反射面および上述したESR反射シートのように鏡面反射面である場合には、光反射面12aで反射されることで、円偏光のセンスが逆転する。例えば、右円偏光反射層36で反射した右円偏光は、光反射面12aで反射すると左円偏光となる。よって、再度、右円偏光反射層36に入射しても、反射せずに透過するので、光源13の輝度ムラを解消することができない。
光反射面12aが、白色反射板のような拡散反射板である場合には、光反射面12aによる拡散反射によって、偏光が解消されるので、この問題は少ない。すなわち、光反射面12aが拡散反射板である場合には、λ/4層38を設けなくても、問題が発生する場合は少ない。
これに対して、光反射面12aが、金属反射面および上述したESR反射シートのように鏡面反射面である場合には、光反射面12aで反射されることで、円偏光のセンスが逆転する。例えば、右円偏光反射層36で反射した右円偏光は、光反射面12aで反射すると左円偏光となる。よって、再度、右円偏光反射層36に入射しても、反射せずに透過するので、光源13の輝度ムラを解消することができない。
また、右円偏光反射層36よりも光源13側に、λ/4層38を有することにより、λ/4層38によって、再度、右円偏光反射層36に入射する光を右円偏光に変換できるため、右円偏光反射層36での再反射が可能となる。従って、光源13の輝度ムラを解消することができる。
λ/4層38には、制限はなく、公知のλ/4層が、各種、利用可能である。
一例として、延伸による位相差フィルム(光学的に略一軸性または略二軸性)、ネマチック液晶層またはスメクチック液晶層を形成する液晶モノマーを重合して形成した液晶化合物(円盤状液晶、棒状液晶化合物など)の少なくともひとつを含む1層以上の位相差フィルム、重合性液晶化合物を用いて形成されたλ/4フィルム等が例示される。
延伸による位相差フィルムは、フィルム製造時の搬送方向への延伸または搬送方向と垂直方向への延伸、および、搬送方向に対し45°±10°延伸した位相差フィルムが例示される。環状ポリオレフィン樹脂(ノルボルネン系樹脂)などを45°±10°延伸した位相差フィルム、または、透明フィルム上を配向処理し、処理表面に、フィルムの製造時搬送方向に対し、液晶化合物を45°±10°方位に配向させた層を有するフィルムが好ましい。
一例として、延伸による位相差フィルム(光学的に略一軸性または略二軸性)、ネマチック液晶層またはスメクチック液晶層を形成する液晶モノマーを重合して形成した液晶化合物(円盤状液晶、棒状液晶化合物など)の少なくともひとつを含む1層以上の位相差フィルム、重合性液晶化合物を用いて形成されたλ/4フィルム等が例示される。
延伸による位相差フィルムは、フィルム製造時の搬送方向への延伸または搬送方向と垂直方向への延伸、および、搬送方向に対し45°±10°延伸した位相差フィルムが例示される。環状ポリオレフィン樹脂(ノルボルネン系樹脂)などを45°±10°延伸した位相差フィルム、または、透明フィルム上を配向処理し、処理表面に、フィルムの製造時搬送方向に対し、液晶化合物を45°±10°方位に配向させた層を有するフィルムが好ましい。
なお、図示例の発光装置10は、好ましい態様として、反射シートを構成する右円偏光反射層36と左円偏光反射層34とで、コレステリック液晶層に起因する明部と暗部との傾斜方向が逆であるが、本発明は、これに制限はされない。
すなわち、本発明は、反射シートを構成する右円偏光反射層36と左円偏光反射層34とで、コレステリック液晶層に起因する明部と暗部との傾斜方向が一致していてもよい。しかしながら、この構成では、右円偏光反射層36と左円偏光反射層34とで、入射光を傾けて反射する方向が同じ方向になるので、光源13が照射した光の拡散性の点で、不利である。
なお、右円偏光反射層36と左円偏光反射層34とで、コレステリック液晶層に起因する明部と暗部との傾斜方向が一致する反射シートは、上述のように、左円偏光反射層34の上に、直接、塗布法によって右円偏光反射層36を形成するのではなく、左円偏光反射層34の上に、矢印X方向に向かう光学軸40Aの回転方向が逆になる配向膜を形成し、この配向膜の上に、塗布法によって右円偏光反射層36を形成することで、作製できる。
すなわち、本発明は、反射シートを構成する右円偏光反射層36と左円偏光反射層34とで、コレステリック液晶層に起因する明部と暗部との傾斜方向が一致していてもよい。しかしながら、この構成では、右円偏光反射層36と左円偏光反射層34とで、入射光を傾けて反射する方向が同じ方向になるので、光源13が照射した光の拡散性の点で、不利である。
なお、右円偏光反射層36と左円偏光反射層34とで、コレステリック液晶層に起因する明部と暗部との傾斜方向が一致する反射シートは、上述のように、左円偏光反射層34の上に、直接、塗布法によって右円偏光反射層36を形成するのではなく、左円偏光反射層34の上に、矢印X方向に向かう光学軸40Aの回転方向が逆になる配向膜を形成し、この配向膜の上に、塗布法によって右円偏光反射層36を形成することで、作製できる。
ここで、右円偏光反射層36および左円偏光反射層34による光の拡散方向(光の伝搬方向)は、液晶化合物40の光学軸40Aが連続的に回転して変化する方向のみである。すなわち、右円偏光反射層36および左円偏光反射層34による光の拡散方向は、矢印X方向または矢印X方向とは逆方向のみであり、例えば、矢印Y方向には、光を拡散することができない。
そのため、発光装置10の用途、光源13の種類および配向分布、光源13の配列、ならびに、光源13の間隔等によっては、十分に光を拡散できない場合もある。
そのため、発光装置10の用途、光源13の種類および配向分布、光源13の配列、ならびに、光源13の間隔等によっては、十分に光を拡散できない場合もある。
これに対応して、本発明の反射シートは、好ましくは、右円偏光反射層および左偏光反射層の一方、好ましくは両方が、面内に、液晶配向パターンにおける液晶化合物40の光学軸40Aの向きが連続的に回転しながら変化する面内の方向が、互いに異なる領域を有するのが好ましい。このような構成を有することにより、好ましい態様として、コレステリック液晶相に由来する明部および暗部の主面に対する傾斜方向が、互いに異なる領域を有するコレステリック液晶層を形成できる。
以下の説明では、『液晶配向パターンにおける液晶化合物40の光学軸40Aの向きが連続的に回転しながら変化する面内の方向』を、単に、『光学軸40Aの向きが変化する方向』ともいう。
以下の説明では、『液晶配向パターンにおける液晶化合物40の光学軸40Aの向きが連続的に回転しながら変化する面内の方向』を、単に、『光学軸40Aの向きが変化する方向』ともいう。
図7に、その一例を示す。
図7に示す本発明の反射シートは、左円偏光反射層50と右円偏光反射層52とを有する。なお、図7に示す本発明の反射シートは、各円偏光反射層が、面内に、光学軸40Aの向きが変化する方向が、互いに異なる領域を有する以外は、基本的に、上述した右円偏光反射層36および左円偏光反射層34と同様の構成を有する。
従って、左円偏光反射層50および右円偏光反射層52は、同じ液晶配向パターンを有する。
図7に示す本発明の反射シートは、左円偏光反射層50と右円偏光反射層52とを有する。なお、図7に示す本発明の反射シートは、各円偏光反射層が、面内に、光学軸40Aの向きが変化する方向が、互いに異なる領域を有する以外は、基本的に、上述した右円偏光反射層36および左円偏光反射層34と同様の構成を有する。
従って、左円偏光反射層50および右円偏光反射層52は、同じ液晶配向パターンを有する。
左円偏光反射層50を代表例に説明すると、左円偏光反射層50は、図中横方向にストライプ状に分割されており、光学軸40Aの向きが変化する方向が矢印Xa方向である領域50aと、光学軸40Aの向きが変化する方向が矢印Xb方向である領域50bとが、交互に設けられている。
矢印Xa方向と矢印Xb方向とは、互いに直交している。すなわち、矢印Xa方向は図中横方向に対して45°傾斜しており、矢印Xb方向は図中横方向に対して-45°傾斜している。従って、本例では、領域50aと領域50bとによって、コレステリック液晶相に由来する明部および暗部の主面に対する傾斜方向が直交する領域が、ストライプ状に形成される。
矢印Xa方向と矢印Xb方向とは、互いに直交している。すなわち、矢印Xa方向は図中横方向に対して45°傾斜しており、矢印Xb方向は図中横方向に対して-45°傾斜している。従って、本例では、領域50aと領域50bとによって、コレステリック液晶相に由来する明部および暗部の主面に対する傾斜方向が直交する領域が、ストライプ状に形成される。
液晶化合物40の光学軸40Aが連続的に回転して変化する液晶配向パターンを有するコレステリック液晶層は、光の入射方向に対して、光学軸40Aの向きが変化する方向、または逆方向に向かって、入射した円偏光を傾斜して反射する。
従って、図中破線で示す、左円偏光反射層50の領域50aに入射した左円偏光は、入射方向に対して矢印Xa方向に傾けて反射される。他方、図中実線で示す、左円偏光反射層50の領域50bに入射した左円偏光は、入射方向に対して、矢印Xa方向と直交する矢印Xb方向に傾けて反射される。
すなわち、左円偏光反射層50に入射した左円偏光は、入射した領域に応じて、入射方向に対して傾斜する反射方向が、90°異なる方向となる。
左円偏光反射層50および右円偏光反射層52は、同じ液晶配向パターンを有する。従って、右円偏光反射層52も、同様のストライプ状の領域を有している。すなわち、右円偏光反射層52において、領域52aは左円偏光反射層50の領域50aと同様の液晶配向パターンを有し、領域52bは左円偏光反射層50の領域50bと同様の液晶配向パターンを有する。従って、右円偏光反射層52に入射した右円偏光も、同様に、入射した領域に応じて、入射方向に対して傾斜する反射方向が、90°異なる方向となる。
従って、図中破線で示す、左円偏光反射層50の領域50aに入射した左円偏光は、入射方向に対して矢印Xa方向に傾けて反射される。他方、図中実線で示す、左円偏光反射層50の領域50bに入射した左円偏光は、入射方向に対して、矢印Xa方向と直交する矢印Xb方向に傾けて反射される。
すなわち、左円偏光反射層50に入射した左円偏光は、入射した領域に応じて、入射方向に対して傾斜する反射方向が、90°異なる方向となる。
左円偏光反射層50および右円偏光反射層52は、同じ液晶配向パターンを有する。従って、右円偏光反射層52も、同様のストライプ状の領域を有している。すなわち、右円偏光反射層52において、領域52aは左円偏光反射層50の領域50aと同様の液晶配向パターンを有し、領域52bは左円偏光反射層50の領域50bと同様の液晶配向パターンを有する。従って、右円偏光反射層52に入射した右円偏光も、同様に、入射した領域に応じて、入射方向に対して傾斜する反射方向が、90°異なる方向となる。
従って、本発明の反射シートは、面内に、光学軸40Aの向きが変化する方向が、互いに異なる領域を有するコレステリック液晶層(右円偏光反射層および左偏光反射層)を有することにより、円偏光が入射した領域に応じて、異なる方向に傾けて円偏光を反射できるの。そのため、この構成によれば、光の拡散方向(伝搬方向)を二次元的にして、より好適に光を拡散して、照射する光の輝度の均一化を図れる。
光学軸40Aの向きが変化する方向が、互いに異なる領域を有する右円偏光反射層および左偏光反射層(コレステリック液晶層)は、図7に示すように、互いに直交する方向に光学軸40Aの向きが回転する構成に制限はされない。
一般的に、光学軸40Aの向きが変化する方向が異なる領域の種類が多いほど、好適に円偏光を拡散できる。
一般的に、光学軸40Aの向きが変化する方向が異なる領域の種類が多いほど、好適に円偏光を拡散できる。
好適な一例として、図8に示す構成が例示される。
図8に示すコレステリック液晶層(右円偏光反射層または左偏光反射層)も、ストライプ状に分割された領域を有する。
図8に示す例においては、図中左側の光学軸40Aの向きが変化する方向が図中横方向(X1方向)である領域aを基準(0°)として、ストライプの配列方向に隣接して、図中右方向に向かって、光学軸40Aの向きが変化する方向がX1方向に対して45°傾いた矢印X2方向である領域b、光学軸40Aの向きが変化する方向がX1方向に対して90°傾いた矢印X3方向である領域c、および、光学軸40Aの向きが変化する方向がX1方向に対して135°傾いた矢印X4方向である領域dが、繰り返し形成される。すなわち、この例では、コレステリック液晶相に由来する明部および暗部の主面に対する傾斜方向が、X1方向~X4方向となる領域が、ストライプ状に形成される。
このような構成によれば、より光の拡散方向(伝搬方向)を様々な方向にして、より好適に光を二次元的に拡散して、照射する光の輝度の均一化を図れる。
図8に示すコレステリック液晶層(右円偏光反射層または左偏光反射層)も、ストライプ状に分割された領域を有する。
図8に示す例においては、図中左側の光学軸40Aの向きが変化する方向が図中横方向(X1方向)である領域aを基準(0°)として、ストライプの配列方向に隣接して、図中右方向に向かって、光学軸40Aの向きが変化する方向がX1方向に対して45°傾いた矢印X2方向である領域b、光学軸40Aの向きが変化する方向がX1方向に対して90°傾いた矢印X3方向である領域c、および、光学軸40Aの向きが変化する方向がX1方向に対して135°傾いた矢印X4方向である領域dが、繰り返し形成される。すなわち、この例では、コレステリック液晶相に由来する明部および暗部の主面に対する傾斜方向が、X1方向~X4方向となる領域が、ストライプ状に形成される。
このような構成によれば、より光の拡散方向(伝搬方向)を様々な方向にして、より好適に光を二次元的に拡散して、照射する光の輝度の均一化を図れる。
このような光学軸40Aの向きが変化する方向が異なる領域を有するコレステリック液晶層は、図10に示す露光装置60を用いる配向膜32の露光において、マスキングを行って、配向膜32(支持体30)の角度(向き)を変更した露光を行うことにより、作製できる。
例えば、図8に示すコレステリック液晶層であれば、まず、領域aに対応する位置以外をマスキングして、光学軸40Aの向きが変化する方向が矢印X1方向(0°)になるようにして、露光装置60で配向膜32の露光を行う。
次いで、領域bに対応する位置以外をマスキングして、配向膜32(または露光装置60)を面方向に45°回転して、光学軸40Aの向きが変化する方向が矢印X2方向(45°)になるようにして、露光装置60で配向膜32の露光を行う。
次いで、領域cに対応する位置以外をマスキングして、配向膜32を面方向に45°回転して、光学軸40Aの向きが変化する方向が矢印X3方向(90°)になるようにして、露光装置60で配向膜32の露光を行う。
最後に、領域dに対応する位置以外をマスキングして、配向膜32を面方向に45°回転して、光学軸40Aの向きが変化する方向が矢印X4方向(135°)になるようにして、露光装置60で配向膜32の露光を行う。
これにより、光学軸40Aの向きが変化する方向が矢印X1方向~矢印X4方向である、領域a~領域dを有するコレステリック液晶層を作製できる。
例えば、図8に示すコレステリック液晶層であれば、まず、領域aに対応する位置以外をマスキングして、光学軸40Aの向きが変化する方向が矢印X1方向(0°)になるようにして、露光装置60で配向膜32の露光を行う。
次いで、領域bに対応する位置以外をマスキングして、配向膜32(または露光装置60)を面方向に45°回転して、光学軸40Aの向きが変化する方向が矢印X2方向(45°)になるようにして、露光装置60で配向膜32の露光を行う。
次いで、領域cに対応する位置以外をマスキングして、配向膜32を面方向に45°回転して、光学軸40Aの向きが変化する方向が矢印X3方向(90°)になるようにして、露光装置60で配向膜32の露光を行う。
最後に、領域dに対応する位置以外をマスキングして、配向膜32を面方向に45°回転して、光学軸40Aの向きが変化する方向が矢印X4方向(135°)になるようにして、露光装置60で配向膜32の露光を行う。
これにより、光学軸40Aの向きが変化する方向が矢印X1方向~矢印X4方向である、領域a~領域dを有するコレステリック液晶層を作製できる。
図7および図8に示す例では、好ましい態様として、光学軸40Aの向きが変化する方向が互いに異なる領域、すなわち、コレステリック液晶相に由来する明部および暗部の主面に対する傾斜方向が互いに異なる領域を、ストライプ状に有しているが、本発明は、これに制限はされない。
例えば、円偏光反射層(コレステリック液晶層)を面方向に半分に分割して、光学軸40Aの向きが変化する方向が異なる領域を有する構成、および、直交する直線で円偏光反射層を面方向に4分割して、光学軸40Aの向きが変化する方向が異なる領域を有する構成等であってもよい。
例えば、円偏光反射層(コレステリック液晶層)を面方向に半分に分割して、光学軸40Aの向きが変化する方向が異なる領域を有する構成、および、直交する直線で円偏光反射層を面方向に4分割して、光学軸40Aの向きが変化する方向が異なる領域を有する構成等であってもよい。
なお、本発明において、面内に、液晶配向パターンにおける液晶化合物40の光学軸40Aの向きが連続的に回転しながら変化する面内の方向が、互いに異なる領域を有する円偏光反射層(コレステリック液晶層)を有する場合には、本発明の反射シートは、必ずしも、右円偏光反射層と、左円偏光反射層との、両方を有する構成に制限はされない。
すなわち、本発明の反射シートの第2の態様は、コレステリック液晶層を、1層のみ、有するものであり、例えば、左円偏光反射層50のみを有するものでも、右円偏光反射層52のみを有するものでもよい。
すなわち、本発明の反射シートの第2の態様は、コレステリック液晶層を、1層のみ、有するものであり、例えば、左円偏光反射層50のみを有するものでも、右円偏光反射層52のみを有するものでもよい。
上述した発光装置10は、青色光を出射する青色LEDを光源13として用い、右円偏光反射層36および左円偏光反射層34が、青色光を選択的に反射する、青色光を照射する発光装置であるが、本発明は、これに制限はされない。
例えば、赤色光を出射する赤色LEDを光源として用い、右円偏光反射層および左円偏光反射層が、赤色光を選択的に反射する、赤色光を照射する発光装置であってもよく、緑色光を出射する緑色LEDを光源として用い、右円偏光反射層および左円偏光反射層が、緑色光を選択的に反射する、緑色光を照射する発光装置であってもよい。
さらに、本発明の発光装置は、光源として、青色LED、緑色LEDおよび赤色LEDを用い、青色光を選択的に反射する右円偏光反射層および左円偏光反射層との組み合わせ、緑色光を選択的に反射する右円偏光反射層および左円偏光反射層との組み合わせ、ならびに、赤色光を選択的に反射する右円偏光反射層および左円偏光反射層との組み合わせの、3組の円偏光反射層(コレステリック液晶層)の組み合わせを積層した、白色光を照射する発光装置でもよい。
また、本発明の発光装置は、青色、緑色および赤色から、適宜、選択した2色に対応する光を照射する発光装置でもよい。
例えば、赤色光を出射する赤色LEDを光源として用い、右円偏光反射層および左円偏光反射層が、赤色光を選択的に反射する、赤色光を照射する発光装置であってもよく、緑色光を出射する緑色LEDを光源として用い、右円偏光反射層および左円偏光反射層が、緑色光を選択的に反射する、緑色光を照射する発光装置であってもよい。
さらに、本発明の発光装置は、光源として、青色LED、緑色LEDおよび赤色LEDを用い、青色光を選択的に反射する右円偏光反射層および左円偏光反射層との組み合わせ、緑色光を選択的に反射する右円偏光反射層および左円偏光反射層との組み合わせ、ならびに、赤色光を選択的に反射する右円偏光反射層および左円偏光反射層との組み合わせの、3組の円偏光反射層(コレステリック液晶層)の組み合わせを積層した、白色光を照射する発光装置でもよい。
また、本発明の発光装置は、青色、緑色および赤色から、適宜、選択した2色に対応する光を照射する発光装置でもよい。
また、本発明の反射シートは、左円偏光反射層34および右円偏光反射層36(コレステリック液晶層)の少なくとも1層、好ましくは両方が、厚さ方向でコレステリック液晶相の螺旋ピッチが変化するものでもよい。以下の説明では、厚さ方向でコレステリック液晶相の螺旋ピッチが変化する構造を、便宜的に『ピッチグラジエント構造』とも言う。
上述のように、コレステリック液晶相の選択反射中心波長(選択的な反射波長域)は、コレステリック液晶相の螺旋のピッチPに依存する。すなわち、コレステリック液晶相の選択反射中心波長は、ピッチPが長いほど、長波長になる。
従って、コレステリック液晶層がピッチグラジエント構造を有することにより、厚さ方向の位置に応じて、選択中心反射波長を変えることができ、広い波長域に対応して、右円偏光または左円偏光を選択的に反射することができる。
従って、コレステリック液晶層がピッチグラジエント構造を有することにより、厚さ方向の位置に応じて、選択中心反射波長を変えることができ、広い波長域に対応して、右円偏光または左円偏光を選択的に反射することができる。
コレステリック液晶層におけるピッチグラジエント構造には、制限はなく、厚さ方向でピッチPが変化していれば、各種の構成が利用可能である。
一例として、光源13側から支持体30側に向かって、漸次、ピッチPが短くなる構成、および、光源13側から支持体30側に向かって、漸次、ピッチPが長くなる構成が例示される。この際においては、部分的に、ピッチPが一定の領域を有してもよい。
例えば、光源13側から支持体30側に向かって、漸次、ピッチPが短くなるコレステリック液晶層では、光源13側から支持体30側に向かって、選択反射中心波長すなわち選択的に反射する光の波長帯域が、漸次、短波長になる。
一例として、光源13側から支持体30側に向かって、漸次、ピッチPが短くなる構成、および、光源13側から支持体30側に向かって、漸次、ピッチPが長くなる構成が例示される。この際においては、部分的に、ピッチPが一定の領域を有してもよい。
例えば、光源13側から支持体30側に向かって、漸次、ピッチPが短くなるコレステリック液晶層では、光源13側から支持体30側に向かって、選択反射中心波長すなわち選択的に反射する光の波長帯域が、漸次、短波長になる。
ピッチグラジエント構造を有するコレステリック液晶層は、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)が変化するキラル剤を用い、コレステリック液晶層を形成する液晶組成物の硬化前、または、液晶組成物の硬化時、キラル剤のHTPを変化させる波長の光を照射することで、形成できる。
光の照射によってHTPが変化するキラル剤としては、例えば、シンナモイル基を有するキラル剤が例示される。
光の照射によってHTPが変化するキラル剤としては、例えば、シンナモイル基を有するキラル剤が例示される。
例えば、光の照射によってHTPが小さくなるキラル剤を用いることにより、光の照射によってキラル剤のHTPが低下する。
ここで、キラル剤のHTPを変化させる波長の光の吸光度を、コレステリック液晶層の形成材料で調節することで、コレステリック液晶層の膜厚方向でのHTP分布を調整することができる。従って、例えば、表面(支持体30と逆側)から光を照射した場合には、光の照射量は、表面から支持体30に向かって、漸次、少なくなる。すなわち、キラル剤のHTPの低下量は、表面から支持体30に向かって、漸次、小さくなる。そのため、HTPが大きく低下した表面側では、螺旋の誘起が小さいので螺旋ピッチが長くなる。これに対して、HTPの低下が小さい支持体30側では、キラル剤が、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(右円偏光反射層36および左円偏光反射層34)は、光源13側では長波長の光を選択的に反射し、支持体30側では、光源13側に比して短波長の光を選択的に反射する。従って、厚さ方向で螺旋ピッチが変化する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。
ここで、キラル剤のHTPを変化させる波長の光の吸光度を、コレステリック液晶層の形成材料で調節することで、コレステリック液晶層の膜厚方向でのHTP分布を調整することができる。従って、例えば、表面(支持体30と逆側)から光を照射した場合には、光の照射量は、表面から支持体30に向かって、漸次、少なくなる。すなわち、キラル剤のHTPの低下量は、表面から支持体30に向かって、漸次、小さくなる。そのため、HTPが大きく低下した表面側では、螺旋の誘起が小さいので螺旋ピッチが長くなる。これに対して、HTPの低下が小さい支持体30側では、キラル剤が、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(右円偏光反射層36および左円偏光反射層34)は、光源13側では長波長の光を選択的に反射し、支持体30側では、光源13側に比して短波長の光を選択的に反射する。従って、厚さ方向で螺旋ピッチが変化する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。
上述のように、面内の一方向に沿って液晶化合物40の光学軸40Aが連続的に回転しながら変化する液晶配向パターンを有するコレステリック液晶層では、図5に概念的に示すように、SEMで観察した断面において、明部および暗部が、主面に対して傾斜する。
ピッチグラジエント構造を有するコレステリック液晶層では、螺旋のピッチPが長くなる領域で、主面に対する明部および暗部の角度θが、大きくなる。従って、例えば、光源13側から支持体30側に向かって、ピッチPが、漸次、小さくなるコレステリック液晶層であれば、明部および暗部は、光源13側から支持体30側に向かって、漸次、接戦の角度θが小さくなる曲線状となる。
ピッチグラジエント構造を有するコレステリック液晶層では、螺旋のピッチPが長くなる領域で、主面に対する明部および暗部の角度θが、大きくなる。従って、例えば、光源13側から支持体30側に向かって、ピッチPが、漸次、小さくなるコレステリック液晶層であれば、明部および暗部は、光源13側から支持体30側に向かって、漸次、接戦の角度θが小さくなる曲線状となる。
以上の例は、コレステリック液晶層(右円偏光反射層36および左円偏光反射層34)が、液晶化合物40に由来する光学軸40Aの向きが面内の少なくとも一方向に沿って連続的に回転しながら変化している液晶配向パターンを有することにより、コレステリック液晶層が、SEM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が、主面に対して傾斜する構成を実現している。
しかしながら、本発明は、これに制限はされず、コレステリック液晶層が、SEM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が、主面に対して傾斜する構成であれば、各種の態様が利用可能である。
一例として、コレステリック液晶層の形成において、光の照射により螺旋誘起力(HTP)が変化するキラル剤Xを用いることで、SEM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が、主面に対して傾斜するコレステリック液晶層を形成する方法が例示される。
しかしながら、本発明は、これに制限はされず、コレステリック液晶層が、SEM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が、主面に対して傾斜する構成であれば、各種の態様が利用可能である。
一例として、コレステリック液晶層の形成において、光の照射により螺旋誘起力(HTP)が変化するキラル剤Xを用いることで、SEM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が、主面に対して傾斜するコレステリック液晶層を形成する方法が例示される。
(キラル剤Xを含む液晶組成物によるコレステリック液晶層の形成)
以下に、キラル剤Xを含む液晶組成物を使用することによって、SEMで観察る断面において、コレステリック液晶相に由来する明部および暗部が主面に対して傾斜するコレステリック液晶層を形成する方法を説明する。
まず、以下に示す工程1-1および工程1-2を行う。
工程1-1:円盤状液晶化合物を含む組成物(液晶層形成用組成物)を用いて、プレチルト角を有するラビング配向膜を表面に配置した基板上に組成物層を形成する工程
工程1-2:組成物層中の円盤状化合物を配向させる工程
以下に、キラル剤Xを含む液晶組成物を使用することによって、SEMで観察る断面において、コレステリック液晶相に由来する明部および暗部が主面に対して傾斜するコレステリック液晶層を形成する方法を説明する。
まず、以下に示す工程1-1および工程1-2を行う。
工程1-1:円盤状液晶化合物を含む組成物(液晶層形成用組成物)を用いて、プレチルト角を有するラビング配向膜を表面に配置した基板上に組成物層を形成する工程
工程1-2:組成物層中の円盤状化合物を配向させる工程
キラル剤Xを含む液晶組成物を使用してコレステリック液晶層を形成する場合、下記の工程2-1において条件1または条件2を満たす組成物層を形成した後、工程1-2において、組成物層に光照射処理を施すことにより、組成物層中の液晶化合物をコレステリック配向させる。つまり、工程2-2では、光照射処理によって、組成物層中のキラル剤Xの螺旋誘起力を変化させることにより、組成物層中の液晶化合物をコレステリック配向させている。
工程2-1:
工程1-1および工程1-2で形成した液晶層上に、下記条件1または下記条件2を満たす組成物層を形成する工程
条件1:組成物層中の液晶化合物の少なくとも一部が、組成物層表面に対して、傾斜配向している
条件2:組成物層中の液晶化合物のチルト角が厚み方向に沿って連続的に変化するように、液晶化合物が配向している
工程2-2:
組成物層中の液晶化合物をコレステリック配向させる処理を実施して、コレステリック液晶層を形成する工程。
以下に、工程2-1および工程2-2について説明する。
工程2-1:
工程1-1および工程1-2で形成した液晶層上に、下記条件1または下記条件2を満たす組成物層を形成する工程
条件1:組成物層中の液晶化合物の少なくとも一部が、組成物層表面に対して、傾斜配向している
条件2:組成物層中の液晶化合物のチルト角が厚み方向に沿って連続的に変化するように、液晶化合物が配向している
工程2-2:
組成物層中の液晶化合物をコレステリック配向させる処理を実施して、コレステリック液晶層を形成する工程。
以下に、工程2-1および工程2-2について説明する。
<工程2-1の作用機序>
まず、図9に、工程2-1により得られる条件1を満たす組成物層の断面模式図を示す。なお、図9に示す液晶化合物40は、棒状液晶化合物である。
まず、図9に、工程2-1により得られる条件1を満たす組成物層の断面模式図を示す。なお、図9に示す液晶化合物40は、棒状液晶化合物である。
図9に示すように、組成物層100は、円盤状液晶化合物を用いて形成された液晶層102上に形成される。液晶層102は、組成物層100と接する側の表面において、円盤状液晶化合物の分子軸が、液晶層102の表面に対して傾斜している傾斜配向面102aを有する。
図9に示すように、液晶層102の傾斜配向面102a上に配置される組成物層100中、液晶化合物40は、傾斜配向面102aによって緩く配向規制されることで、傾斜配向面102aに対して傾斜するように配向する。言い換えると、組成物層100中において、液晶化合物40は、液晶化合物40の分子軸L1が組成物層100の表面に対して所定の角度θ10となるように一定の方向(一軸方向)に配向している。
図9に示すように、液晶層102の傾斜配向面102a上に配置される組成物層100中、液晶化合物40は、傾斜配向面102aによって緩く配向規制されることで、傾斜配向面102aに対して傾斜するように配向する。言い換えると、組成物層100中において、液晶化合物40は、液晶化合物40の分子軸L1が組成物層100の表面に対して所定の角度θ10となるように一定の方向(一軸方向)に配向している。
なお、図9では、組成物層100の厚み方向R1の全域に渡って、液晶化合物40が、傾斜配向面102aに対して分子軸L1が所定の角度θ10となるように配向している実施形態を示した。しかしながら、工程2-1により得られる条件1を満たす組成物層としては、液晶化合物40の一部が傾斜配向していればよく、組成物層100の傾斜配向面102a側表面(図9中の領域Aに該当)、および、組成物層100の傾斜配向面102a側とは反対側の表面(図9中の領域Bに該当)の少なくとも一方において、液晶化合物40が組成物層100の表面に対して分子軸L1が所定の角度θ10となるように配向していることが好ましく、傾斜配向面102a側表面において、液晶化合物40が、組成物層100の表面に対して分子軸L1が所定の角度θ10となるように傾斜配向していることがより好ましい。
なお、領域Aおよび領域Bのいずれか少なくとも一方において、液晶化合物40が組成物層100の表面に対して分子軸L1が所定の角度θ10となるように配向していれば、続く工程2-2において液晶化合物40をコレステリック液晶相の状態とした際に、領域Aおよび/または領域B中の配向された液晶化合物40に基づく配向規制力により、他の領域の液晶化合物40のコレステリック配向を誘起させることができる。
なお、領域Aおよび領域Bのいずれか少なくとも一方において、液晶化合物40が組成物層100の表面に対して分子軸L1が所定の角度θ10となるように配向していれば、続く工程2-2において液晶化合物40をコレステリック液晶相の状態とした際に、領域Aおよび/または領域B中の配向された液晶化合物40に基づく配向規制力により、他の領域の液晶化合物40のコレステリック配向を誘起させることができる。
また、図示はしないが、条件2を満たす組成物層は、液晶化合物40が、組成物層100の表面に対してハイブリッド配向したものに相当する。つまり、角度θ10が厚さ方向で連続的に変化する態様に相当する。
なお、工程2-1により得られる条件2を満たす組成物層としては、液晶化合物40の一部がハイブリッド配向していればよく、組成物層100の傾斜配向面102a側表面(図9中の領域Aに該当)、および、組成物層100の傾斜配向面102a側とは反対側の表面(図9中の領域Bに該当)の少なくとも一方において、液晶化合物40が傾斜配向面102aに対してハイブリッド配向していることが好ましく、傾斜配向面102a側表面において液晶化合物40が組成物層100の表面に対してハイブリッド配向していることがより好ましい。
なお、工程2-1により得られる条件2を満たす組成物層としては、液晶化合物40の一部がハイブリッド配向していればよく、組成物層100の傾斜配向面102a側表面(図9中の領域Aに該当)、および、組成物層100の傾斜配向面102a側とは反対側の表面(図9中の領域Bに該当)の少なくとも一方において、液晶化合物40が傾斜配向面102aに対してハイブリッド配向していることが好ましく、傾斜配向面102a側表面において液晶化合物40が組成物層100の表面に対してハイブリッド配向していることがより好ましい。
角度θ10は、組成物層全体において0°でなければ特に制限されない。なお、角度θ10が組成物層全体において0°である場合、液晶化合物40の分子軸L1は、液晶化合物40が棒状液晶化合物であるときは傾斜配向面102aに対して平行となる。言い換えると、組成物層の一部の領域において角度θ10が0°であることを妨げるものではない。
角度θ10としては、例えば0~90°である。なかでも、角度θ10は、0~50°であることが好ましく、0~30°であることがより好ましい。
角度θ10としては、例えば0~90°である。なかでも、角度θ10は、0~50°であることが好ましく、0~30°であることがより好ましい。
なお、コレステリック液晶層の反射異方性がより優れる点で、工程2-1により得られる組成物層は、条件2を満たす組成物層が好ましい。
<工程2-2の作用機序>
工程2-1により条件1または条件2を満たす組成物層を得た後、工程2-2において組成物層中の液晶化合物をコレステリック配向させて、コレステリック液晶層を形成する。なお、液晶化合物をコレステリック配向させるとは、言い換えると、液晶化合物をコレステリック液晶相とすることである。
この結果として、SEM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が、主面に対して傾斜するコレステリック液晶層を形成できる。
工程2-1により条件1または条件2を満たす組成物層を得た後、工程2-2において組成物層中の液晶化合物をコレステリック配向させて、コレステリック液晶層を形成する。なお、液晶化合物をコレステリック配向させるとは、言い換えると、液晶化合物をコレステリック液晶相とすることである。
この結果として、SEM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が、主面に対して傾斜するコレステリック液晶層を形成できる。
本実施形態のコレステリック液晶層の製造方法においては、例えば、組成物層中に光照射によって螺旋誘起力が変化するキラル剤X、および、光照射によって螺旋誘起力が変化せず、キラル剤Xと逆方向の螺旋誘起力を有するキラル剤Yを含ませると、工程2-1の際に、組成物層中のキラル剤Xはその螺旋誘起力が略ゼロに相殺されることによって、組成物層中の液晶化合物を配向させて、傾斜配向、または、ハイブリッド配向とすることができる。
次いで、工程2-2の光照射処理を契機として、キラル剤Xの螺旋誘起力を変化させて、組成物層中のキラル剤の螺旋誘起力を右方向(+)および左方向(-)のいずれかの方向に増大させることで、SEMで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が、主面に対して傾斜するコレステリック液晶層を形成できる。
次いで、工程2-2の光照射処理を契機として、キラル剤Xの螺旋誘起力を変化させて、組成物層中のキラル剤の螺旋誘起力を右方向(+)および左方向(-)のいずれかの方向に増大させることで、SEMで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が、主面に対して傾斜するコレステリック液晶層を形成できる。
なお、キラル剤Xを用いるコレステリック液晶層の形成において、図7および図8に示されるような、コレステリック液晶相に由来する明部および暗部の傾斜方向が異なる領域を有するコレステリック液晶層を形成する際には、後述する実施例に示すように、領域毎に、明部および暗部の傾斜方向に応じて、配向膜の配向方向を調節すればよい。
また、キラル剤Xを用いるコレステリック液晶層において、ピッチグラジエント構造を形成する際には、ピッチグラジエント構成を得るために照射する異性化光量の調節によって、膜厚方向の到達光量分布を形成することで、ピッチグラジエント構造が得られる。
また、キラル剤Xを用いるコレステリック液晶層において、ピッチグラジエント構造を形成する際には、ピッチグラジエント構成を得るために照射する異性化光量の調節によって、膜厚方向の到達光量分布を形成することで、ピッチグラジエント構造が得られる。
以上、本発明の反射シートおよび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、および、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。
(反射シート1の作製)
特開2017-92021号公報の実施例1に記載されたハーフミラー(誘電体多層膜)を、膜厚50μmのポリカーボネートフィルム上に形成し、反射シート1とした。
特開2017-92021号公報の実施例1に記載されたハーフミラー(誘電体多層膜)を、膜厚50μmのポリカーボネートフィルム上に形成し、反射シート1とした。
(反射シート2の作製)
<配向膜2の作製>
厚さ80μmのTACフィルム(富士フイルム社製、TD80UL)を支持体として用意した。
支持体上に、下記の配向膜形成用塗布液を#2のワイヤーバーで連続的に塗布した。この配向膜形成用塗布液の塗膜が形成された支持体を60℃のホットプレート上で60秒間乾燥し、塗布膜を形成した。
<配向膜2の作製>
厚さ80μmのTACフィルム(富士フイルム社製、TD80UL)を支持体として用意した。
支持体上に、下記の配向膜形成用塗布液を#2のワイヤーバーで連続的に塗布した。この配向膜形成用塗布液の塗膜が形成された支持体を60℃のホットプレート上で60秒間乾燥し、塗布膜を形成した。
配向膜形成用塗布液
―――――――――――――――――――――――――――――――――
光配向用素材A 1.00質量部
水 16.00質量部
ブトキシエタノール 42.00質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 42.00質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
―――――――――――――――――――――――――――――――――
光配向用素材A 1.00質量部
水 16.00質量部
ブトキシエタノール 42.00質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 42.00質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
形成した塗布膜に、空気下にて160W/cm2の空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス社製)をUV(ultraviolet(紫外線))ランプとして用い、マスク(露光マスク)とワイヤーグリッド偏光子とを介して、以下に示す4回の紫外線照射を行うことで、配向膜2を作製した。なお、反射シートの番号と配向膜の番号とを一致させるために、本実施例においては、配向膜1は、抜け番号としている。
マスクは、ストライプ幅50μmの透過部と、ストライプ幅170μmの遮蔽部とが交互に配置されたストライプマスクを用いた。ストライプ幅とは、ストライプの短手方向の長さである。
1回目の露光は、マスクの周期方向(ストライプの配列方向 以下、方向Aとする)とワイヤーグリッド偏光子の透過軸が一致する状態で実施し、UVランプを傾けて、フィルム法線方向から方向Aに少し傾いた向きからUV光を照射した。
2回目の露光は、1回目の露光時からマスクを方向Aに55μmずらすとともに、ワイヤーグリッド偏光子の透過軸を時計回りに45°ずらした状態で実施し、1回目の露光の向きから、フィルム法線方向に対して時計回りに45°回転した向きからUV光を照射した。
3回目の露光は、1回目の露光時からマスクを方向Aに110μmずらすとともに、ワイヤーグリッド偏光子の透過軸を時計回りに90°ずらした状態で実施し、1回目の露光の向きから、フィルム法線方向に対して時計回りに90°回転した向きからUV光を照射した。
4回目の露光は、1回目の露光時から露光マスクを方向Aに165μmずらすとともに、ワイヤーグリッド偏光子の透過軸を時計回りに135°ずらした状態で実施し、1回目の露光の向きから、フィルム法線方向に対して時計回りに135°回転した向きからUV光を照射した。
紫外線の照度は、UV-A領域(波長380nm~320nmの積算)において100mW/cm2、照射量はUV-A領域において、50mJ/cm2とした。
マスクは、ストライプ幅50μmの透過部と、ストライプ幅170μmの遮蔽部とが交互に配置されたストライプマスクを用いた。ストライプ幅とは、ストライプの短手方向の長さである。
1回目の露光は、マスクの周期方向(ストライプの配列方向 以下、方向Aとする)とワイヤーグリッド偏光子の透過軸が一致する状態で実施し、UVランプを傾けて、フィルム法線方向から方向Aに少し傾いた向きからUV光を照射した。
2回目の露光は、1回目の露光時からマスクを方向Aに55μmずらすとともに、ワイヤーグリッド偏光子の透過軸を時計回りに45°ずらした状態で実施し、1回目の露光の向きから、フィルム法線方向に対して時計回りに45°回転した向きからUV光を照射した。
3回目の露光は、1回目の露光時からマスクを方向Aに110μmずらすとともに、ワイヤーグリッド偏光子の透過軸を時計回りに90°ずらした状態で実施し、1回目の露光の向きから、フィルム法線方向に対して時計回りに90°回転した向きからUV光を照射した。
4回目の露光は、1回目の露光時から露光マスクを方向Aに165μmずらすとともに、ワイヤーグリッド偏光子の透過軸を時計回りに135°ずらした状態で実施し、1回目の露光の向きから、フィルム法線方向に対して時計回りに135°回転した向きからUV光を照射した。
紫外線の照度は、UV-A領域(波長380nm~320nmの積算)において100mW/cm2、照射量はUV-A領域において、50mJ/cm2とした。
<キラル剤>
下記のキラル剤Aおよびキラル剤Bを用意した。なお、Buはブチル基を表す。
下記のキラル剤Aおよびキラル剤Bを用意した。なお、Buはブチル基を表す。
キラル剤Aは、右巻きの螺旋を形成するキラル剤である。また、キラル剤Bは、左巻きの螺旋を形成するキラル剤である。
<右円偏光反射層の形成>
下記に示す組成物を、25℃に保温された容器中にて、攪拌、溶解させ、反射層用塗布液Ch-Aを調製した。
反射層用塗布液Ch-A
―――――――――――――――――――――――――――――――――
メチルエチルケトン 144.9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A 1.5質量部
光重合開始剤B 0.5質量部
キラル剤A 6.5質量部
下記の界面活性剤 F1 0.027質量部
下記の界面活性剤 F2 0.067質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
―――――――――――――――――――――――――――――――――
メチルエチルケトン 144.9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A 1.5質量部
光重合開始剤B 0.5質量部
キラル剤A 6.5質量部
下記の界面活性剤 F1 0.027質量部
下記の界面活性剤 F2 0.067質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状液晶化合物の混合物
上記混合物において、数値は質量%である。また、Rは酸素原子で結合する基である。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。
光重合開始剤A; IRGACURE 907 (チバガイギー社製)
光重合開始剤B; カヤキュアーDETX(日本化薬社製)
光重合開始剤B; カヤキュアーDETX(日本化薬社製)
作製した配向膜2を有する支持体の表面に、調製した反射層用塗布液Ch-Aを#10.5のワイヤーバーコーターで塗布し、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膜厚6.4μmの右円偏光反射層を作製した。
その後、低酸素雰囲気下(100ppm以下)にて、40℃で、照射量60mJ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膜厚6.4μmの右円偏光反射層を作製した。
<左円偏光反射層の形成>
下記に示す組成物を、25℃に保温された容器中にて、攪拌、溶解させ、反射層用塗布液Ch-Bを調製した。
下記に示す組成物を、25℃に保温された容器中にて、攪拌、溶解させ、反射層用塗布液Ch-Bを調製した。
反射層用塗布液Ch-B
―――――――――――――――――――――――――――――――――
メチルエチルケトン 150.6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B 1.5質量部
キラル剤B 10.3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
―――――――――――――――――――――――――――――――――
―――――――――――――――――――――――――――――――――
メチルエチルケトン 150.6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B 1.5質量部
キラル剤B 10.3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
―――――――――――――――――――――――――――――――――
上記作製した右円偏光反射層の表面に、調製した反射層用塗布液Ch-Bを、#10.5のワイヤーバーコーターで塗布し、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)を通して照射し、さらに、100℃で、照射量500mJ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膜厚6.4μmの左円偏光反射層を形成した。このような手順で、右円偏光反射層の上に左円偏光反射層を形成して、反射シート2を作製した。
その後、低酸素雰囲気下(100ppm以下)にて、75℃で、照射量60mJ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)を通して照射し、さらに、100℃で、照射量500mJ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膜厚6.4μmの左円偏光反射層を形成した。このような手順で、右円偏光反射層の上に左円偏光反射層を形成して、反射シート2を作製した。
(反射シート3~6の作製)
図10に示す、波長(325nm)のレーザ光を出射する露光装置を用意した。
上述した配向膜2の作製において、マスク(ストライプマスク)およびワイヤーグリッド偏光子を介した紫外線照射の代わりに、図10に示す露光装置を用い、以下に示す、同じマスクを介した4回のレーザー光露光を行うことで、配向膜3~6を作製した。
2つのレーザ光の干渉により形成される配向パターンの周期方向を方向Bとすると、1回目の露光は、マスクの方向Aと方向Bとが一致する状態で実施した。なお、マスクの方向Aとは、上述のようにマスクの周期方向(ストライプの配列方向)である。
2回目の露光は、1回目の露光時からマスクを方向Aに55μmずらすとともに、マスクの方向Aから時計回りに45°となる方向が方向Bとなる状態で実施した。
3回目の露光は、1回目の露光時からマスクを方向Aに110μmずらすとともに、マスクの方向Aから時計回りに90°となる方向が方向Bとなる状態で実施した。
4回目の露光は、1回目の露光時からマスクを方向Aに165μmずらすとともに、マスクの方向Aから時計回りに135°となる方向が方向Bとなる状態で実施した。
露光量はいずれも300mJ/cm2とした。
なお、2つのレーザ光およびの干渉により形成される配向パターンの1周期(液晶化合物由来の光学軸が180°回転する長さ)は、2つの光の交差角(交差角α)を変化させることによって制御した。これにより、反射シート3~6の配向膜3~6を作製した。
図10に示す、波長(325nm)のレーザ光を出射する露光装置を用意した。
上述した配向膜2の作製において、マスク(ストライプマスク)およびワイヤーグリッド偏光子を介した紫外線照射の代わりに、図10に示す露光装置を用い、以下に示す、同じマスクを介した4回のレーザー光露光を行うことで、配向膜3~6を作製した。
2つのレーザ光の干渉により形成される配向パターンの周期方向を方向Bとすると、1回目の露光は、マスクの方向Aと方向Bとが一致する状態で実施した。なお、マスクの方向Aとは、上述のようにマスクの周期方向(ストライプの配列方向)である。
2回目の露光は、1回目の露光時からマスクを方向Aに55μmずらすとともに、マスクの方向Aから時計回りに45°となる方向が方向Bとなる状態で実施した。
3回目の露光は、1回目の露光時からマスクを方向Aに110μmずらすとともに、マスクの方向Aから時計回りに90°となる方向が方向Bとなる状態で実施した。
4回目の露光は、1回目の露光時からマスクを方向Aに165μmずらすとともに、マスクの方向Aから時計回りに135°となる方向が方向Bとなる状態で実施した。
露光量はいずれも300mJ/cm2とした。
なお、2つのレーザ光およびの干渉により形成される配向パターンの1周期(液晶化合物由来の光学軸が180°回転する長さ)は、2つの光の交差角(交差角α)を変化させることによって制御した。これにより、反射シート3~6の配向膜3~6を作製した。
さらに、反射シート2の右円偏光反射層および左円偏光反射層の形成において、光重合開始剤の量とキラル剤の種類および量を、適宜、変更した以外は、同様の方法で、膜厚6.4μmの右円偏光反射層および左円偏光反射層を形成して、反射シート3~6を作製した。
具体的には、反射シート3の右円偏光反射層および左円偏光反射層は、反射シート2の右円偏光反射層および左円偏光反射層と同じ処方であるが、配向膜が異なるために、反射層(コレステリック液晶層)の断面の明部および暗部の傾斜がある点で、反射シート2と異なる。
反射シート4は、配向膜3とは異なる入射角で露光して配向膜4を形成する点と、反射シート3における右円偏光反射層および左円偏光反射層を形成する塗布液中の光重合開始剤を減量した点、ならびに、キラル剤を増量した点が、反射シート3と異なる。キラル剤の増量により、膜厚方向の到達光量に差が出るので、ピッチグラジエント構造が形成される。
反射シート5は、配向膜3とは異なる入射角で露光して配向膜5を形成する点と、反射シート3における右円偏光反射層および左円偏光反射層を形成する塗布液中の光重合開始剤を減量した点、ならびに、キラル剤を増量した点が、反射シート3と異なる。
反射シート6は、配向膜4とは異なる入射角で露光し、配向パターンの1周期を短くして配向膜6を形成した点で異なる。配向パターンの1周期を短くすることで、円偏光を反射する際の入射方向に対する反射の傾斜が大きくなる。本例では、右円偏光反射層および左円偏光反射層は、反射シート4と同じである。
なお、コレステリック液晶層(右円偏光反射層およびは左円偏光反射層)に配向不良が発生する場合は、調製した塗布液を多層塗布することで、膜厚6.4μmの右円偏光反射層および左円偏光反射層を形成した。多層塗布とは、液晶塗布液を塗布、乾燥後に紫外線硬化を行って液晶固定化層を作製した後、2層目以降はその液晶固定化層に重ね塗り塗布を行い、同様に乾燥後に紫外線硬化を行うステップを繰り返すことを指す。多層塗布で形成することにより、コレステリック液晶層の総厚が厚くなった時でも配向膜の配向方向が液晶層の下面から上面にわたって反映され、配向不良を抑制できる。また、多層塗布でピッチグラジエント構造を形成する場合は、積層数が増すほど、塗布液に含まれるキラル剤を減量した塗布液を用いて多層塗布を実施した。
具体的には、反射シート3の右円偏光反射層および左円偏光反射層は、反射シート2の右円偏光反射層および左円偏光反射層と同じ処方であるが、配向膜が異なるために、反射層(コレステリック液晶層)の断面の明部および暗部の傾斜がある点で、反射シート2と異なる。
反射シート4は、配向膜3とは異なる入射角で露光して配向膜4を形成する点と、反射シート3における右円偏光反射層および左円偏光反射層を形成する塗布液中の光重合開始剤を減量した点、ならびに、キラル剤を増量した点が、反射シート3と異なる。キラル剤の増量により、膜厚方向の到達光量に差が出るので、ピッチグラジエント構造が形成される。
反射シート5は、配向膜3とは異なる入射角で露光して配向膜5を形成する点と、反射シート3における右円偏光反射層および左円偏光反射層を形成する塗布液中の光重合開始剤を減量した点、ならびに、キラル剤を増量した点が、反射シート3と異なる。
反射シート6は、配向膜4とは異なる入射角で露光し、配向パターンの1周期を短くして配向膜6を形成した点で異なる。配向パターンの1周期を短くすることで、円偏光を反射する際の入射方向に対する反射の傾斜が大きくなる。本例では、右円偏光反射層および左円偏光反射層は、反射シート4と同じである。
なお、コレステリック液晶層(右円偏光反射層およびは左円偏光反射層)に配向不良が発生する場合は、調製した塗布液を多層塗布することで、膜厚6.4μmの右円偏光反射層および左円偏光反射層を形成した。多層塗布とは、液晶塗布液を塗布、乾燥後に紫外線硬化を行って液晶固定化層を作製した後、2層目以降はその液晶固定化層に重ね塗り塗布を行い、同様に乾燥後に紫外線硬化を行うステップを繰り返すことを指す。多層塗布で形成することにより、コレステリック液晶層の総厚が厚くなった時でも配向膜の配向方向が液晶層の下面から上面にわたって反映され、配向不良を抑制できる。また、多層塗布でピッチグラジエント構造を形成する場合は、積層数が増すほど、塗布液に含まれるキラル剤を減量した塗布液を用いて多層塗布を実施した。
反射シートの断面をSEMで確認し、反射層のコレステリック液晶層における液晶の配向状態由来の周期構造を確認した。
反射シート3~6のコレステリック液晶層は、配向膜の面内1ドメインにおいて、一様に傾斜配向していること、反射層の境界部に対して、右円偏光反射層と左円偏光反射層とで傾斜角度が逆向きであることを確認した。反射シート4~6のコレステリック液晶層は、各反射層内において、膜厚方向で螺旋ピッチが変化するピッチグラジエント構造であることを確認した。
反射シート3~6のコレステリック液晶層は、配向膜の面内1ドメインにおいて、一様に傾斜配向していること、反射層の境界部に対して、右円偏光反射層と左円偏光反射層とで傾斜角度が逆向きであることを確認した。反射シート4~6のコレステリック液晶層は、各反射層内において、膜厚方向で螺旋ピッチが変化するピッチグラジエント構造であることを確認した。
(反射シート7の作製)
下記に示す組成物を、25℃に保温された容器中で、攪拌、溶解させ、円盤状液晶塗布用組成物を調製した。
調製した円盤状液晶塗布液を、孔径0.2μmのポリプロピレン製フィルタでろ過して、塗布液として用いた。上述のように作製した配向膜2を有する支持体の表面に、塗布液を#2.4のワイヤーバーコーターで塗布し、120℃で60秒乾燥した。続いて、30℃、窒素雰囲気下で500mJ/cm2の照射量でUV(紫外線)を照射することにより上記塗膜を硬化し、配向膜7を作製した。
作製した配向膜7は、配向膜2の配向パターンに基づき、面内に液晶配向のパターンを有していた。
下記に示す組成物を、25℃に保温された容器中で、攪拌、溶解させ、円盤状液晶塗布用組成物を調製した。
調製した円盤状液晶塗布液を、孔径0.2μmのポリプロピレン製フィルタでろ過して、塗布液として用いた。上述のように作製した配向膜2を有する支持体の表面に、塗布液を#2.4のワイヤーバーコーターで塗布し、120℃で60秒乾燥した。続いて、30℃、窒素雰囲気下で500mJ/cm2の照射量でUV(紫外線)を照射することにより上記塗膜を硬化し、配向膜7を作製した。
作製した配向膜7は、配向膜2の配向パターンに基づき、面内に液晶配向のパターンを有していた。
円盤状液晶塗布用組成物
――――――――――――――――――――――――――――――――――
下記円盤状液晶化合物D-1 100質量部
開始剤Irg-907(BASF製) 3.0質量部
溶剤(メチルエチルケトン/シクロヘキサノン=90/10(質量比))
溶質濃度が30質量%となる量
――――――――――――――――――――――――――――――――――
――――――――――――――――――――――――――――――――――
下記円盤状液晶化合物D-1 100質量部
開始剤Irg-907(BASF製) 3.0質量部
溶剤(メチルエチルケトン/シクロヘキサノン=90/10(質量比))
溶質濃度が30質量%となる量
――――――――――――――――――――――――――――――――――
下記に示す組成物を、25℃に保温された容器中にて、攪拌、溶解させ、反射層用塗布液Ch-Cを調製した。
反射層用塗布液Ch-C
―――――――――――――――――――――――――――――――――
上記の棒状液晶化合物の混合物 化5 100.0質量部
光重合開始剤B 0.2質量部
キラル剤CD-1 6.7質量部
キラル剤CD-2 6.7質量部
上記の界面活性剤 F1 0.01質量部
溶剤(メチルエチルケトン/シクロヘキサノン=90/10(質量比))
溶質濃度が30質量%となる量
―――――――――――――――――――――――――――――――――
―――――――――――――――――――――――――――――――――
上記の棒状液晶化合物の混合物 化5 100.0質量部
光重合開始剤B 0.2質量部
キラル剤CD-1 6.7質量部
キラル剤CD-2 6.7質量部
上記の界面活性剤 F1 0.01質量部
溶剤(メチルエチルケトン/シクロヘキサノン=90/10(質量比))
溶質濃度が30質量%となる量
―――――――――――――――――――――――――――――――――
作製した配向膜7の表面に、調製した反射層用塗布液Ch-Cを#15のワイヤーバーコーターで塗布し、105℃で60秒乾燥した。
続いて、30℃にて光源(UVP社製、2UV・トランスイルミネーター)より波長365nmの光を2mW/cm2の照射強度で70秒間紫外線を照射した。その後、低酸素雰囲気下(100ppm以下)にて、50℃で、照射量120mJ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膜厚6.4μmの左円偏光反射層を形成した。
このような手順で、配向膜7上に、左円偏光反射層を形成した。
続いて、30℃にて光源(UVP社製、2UV・トランスイルミネーター)より波長365nmの光を2mW/cm2の照射強度で70秒間紫外線を照射した。その後、低酸素雰囲気下(100ppm以下)にて、50℃で、照射量120mJ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膜厚6.4μmの左円偏光反射層を形成した。
このような手順で、配向膜7上に、左円偏光反射層を形成した。
光重合開始剤Aを0.01質量部に、光重合開始剤Bを0.3質量部に変更した以外は反射層用塗布液Ch-Aと同じ組成物を、25℃に保温された容器中にて、攪拌、溶解させ、反射層用塗布液Ch-Dを調製した。
作製した左円偏光反射層の表面に、調製した反射層用塗布液Ch-Dを、#10.5のワイヤーバーコーターで塗布し、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100mJ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)を通して照射し、さらに、100℃で、照射量500mJ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膜厚6.4μmの右円偏光反射層を形成した。このような手順で、左円偏光反射層上に、右円偏光反射層を形成して、反射シート7を作製した。
その後、低酸素雰囲気下(100ppm以下)にて、40℃で、照射量100mJ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)を通して照射し、さらに、100℃で、照射量500mJ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膜厚6.4μmの右円偏光反射層を形成した。このような手順で、左円偏光反射層上に、右円偏光反射層を形成して、反射シート7を作製した。
(反射シート8の作製)
<配向膜8の形成>
厚さ80μmのTACフィルム(富士フイルム社製、TD80UL)を用意した。
このTACフィルム上に、下記の組成の配向層塗布液Y1を#16のワイヤーバーコーターで塗布した。その後、60℃で60秒、さらに90℃で150秒乾燥した。
次いで、塗布面側を、ラビングロールで搬送方向に平行な方向にクリアランス1.0mm、1000回転/分で回転させてラビング処理を行うことで、配向層8を作製した。
<配向膜8の形成>
厚さ80μmのTACフィルム(富士フイルム社製、TD80UL)を用意した。
このTACフィルム上に、下記の組成の配向層塗布液Y1を#16のワイヤーバーコーターで塗布した。その後、60℃で60秒、さらに90℃で150秒乾燥した。
次いで、塗布面側を、ラビングロールで搬送方向に平行な方向にクリアランス1.0mm、1000回転/分で回転させてラビング処理を行うことで、配向層8を作製した。
配向層塗布液Y1
―――――――――――――――――――――――――――――――――
下記の変性ポリビニルアルコール 10質量部
水 370質量部
メタノール 120質量部
グルタルアルデヒド(架橋剤) 0.5質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
―――――――――――――――――――――――――――――――――
下記の変性ポリビニルアルコール 10質量部
水 370質量部
メタノール 120質量部
グルタルアルデヒド(架橋剤) 0.5質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
<λ/4層の作製>
下記の光学異方性層用組成物を調製した。
調製した光学異方性層用組成物を、孔径0.2μmのポリプロピレン製フィルタでろ過して、塗布液として用いた。
形成した配向層8上に塗布液を塗布して、膜面温度105℃で2分間乾燥して液晶相状態とした後、75℃まで冷却して、空気下にて160W/cm2の空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス社製)を用いて紫外線を照射して、その配向状態を固定化して、配向層8上に光学異方性層(λ/4層)を有するフィルムAを作製した。
光学異方性層の膜厚は1.33μm、波長550nmにおけるReは135nmであった。
下記の光学異方性層用組成物を調製した。
調製した光学異方性層用組成物を、孔径0.2μmのポリプロピレン製フィルタでろ過して、塗布液として用いた。
形成した配向層8上に塗布液を塗布して、膜面温度105℃で2分間乾燥して液晶相状態とした後、75℃まで冷却して、空気下にて160W/cm2の空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス社製)を用いて紫外線を照射して、その配向状態を固定化して、配向層8上に光学異方性層(λ/4層)を有するフィルムAを作製した。
光学異方性層の膜厚は1.33μm、波長550nmにおけるReは135nmであった。
光学異方性層用組成物
―――――――――――――――――――――――――――――――――
下記の棒状液晶(LC242、BASF社製) 100質量部
下記の水平配向剤A 0.3質量部
光重合開始剤A 3.3質量部
光重合開始剤B 1.1質量部
メチルエチルケトン 300質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
―――――――――――――――――――――――――――――――――
下記の棒状液晶(LC242、BASF社製) 100質量部
下記の水平配向剤A 0.3質量部
光重合開始剤A 3.3質量部
光重合開始剤B 1.1質量部
メチルエチルケトン 300質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
<反射シート8の作製>
反射シート5のTACフィルムを剥離した後、剥離面にフィルムAのλ/4層を粘着剤によって貼合することで、反射シート8を作製した。
反射シート5のTACフィルムを剥離した後、剥離面にフィルムAのλ/4層を粘着剤によって貼合することで、反射シート8を作製した。
<評価>
作製した反射シートについて、以下の確認および評価を行った。
作製した反射シートについて、以下の確認および評価を行った。
[反射層のピッチグラジエント構造、および、明部および暗部の傾斜角度の確認]
作製した反射シートの断面をSEMで観察して、SEM画像から、右円偏光反射層および左円偏光反射層が、ピッチグラジエント構造(PG構造)を有しているか否か、および、明部および暗部の傾斜角度を確認した。
傾斜角度は、下記の基準で表記する。
W: 傾斜角度が40°よりも大きい。
X: 傾斜角度が30°よりも大きく、40°以下。
Y: 傾斜角度が3°以上、30°以下。
Z: 傾斜していない、または、傾斜角度が3°未満。
作製した反射シートの断面をSEMで観察して、SEM画像から、右円偏光反射層および左円偏光反射層が、ピッチグラジエント構造(PG構造)を有しているか否か、および、明部および暗部の傾斜角度を確認した。
傾斜角度は、下記の基準で表記する。
W: 傾斜角度が40°よりも大きい。
X: 傾斜角度が30°よりも大きく、40°以下。
Y: 傾斜角度が3°以上、30°以下。
Z: 傾斜していない、または、傾斜角度が3°未満。
[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、反射シートの波長450nmにおける積分反射スペクトルを測定した。
ここで、反射シート1では、誘電体多層膜側から光が入射するように測定した。反射シート2~8では、測定試料として、ガラスに、各反射シートの円偏光反射層側を粘着剤で貼合し、続けて、TACフィルムを剥離したものを用意し、剥離面測から光が入射するように測定した。
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、反射シートの波長450nmにおける積分反射スペクトルを測定した。
ここで、反射シート1では、誘電体多層膜側から光が入射するように測定した。反射シート2~8では、測定試料として、ガラスに、各反射シートの円偏光反射層側を粘着剤で貼合し、続けて、TACフィルムを剥離したものを用意し、剥離面測から光が入射するように測定した。
[バックライト(BL)の光均一性の評価]
LCD(VISIO社製、RS65-B2)のバックライトユニットを用意した。
バックライトユニットには、光源として波長445~455nmに発光の中心波長を有する青色LED(青LED)が使用されている。また、青色LEDが配置されている基台は白色シートである。さらに、液晶セル側には、拡散板、輝度向上フィルム(3M社製、BEF)、3M社製のDBEF、および、量子ドットシートが使われている。
このバックライトユニットについて、青色LEDの間隔を調整して、光均一性の評価をおこなった。
なお、このバックライトユニットの青色LEDには、上部にレンズが搭載されている。レンズの有無により、青色LED(光源)の配光分布を調節した。青色LED上に搭載されていたレンズを外した場合の光源の配光分布はランバーシアン分布であり、青色LED上にレンズが搭載されている状態の光源の配光分布はバットウイング分布である。ここで、バットウイング分布とは、広義には、LED直上(バックライト面の法線方向)を0°として、0°よりも配光角の絶対値の大きい角度(斜め方向)で光量が多い発光強度分布で定義される。狭義では、45°~90°付近において、発光強度が最も強くなる発光強度分布で定義される。つまり、バットウイング分布では、中心部が外周部よりも暗い。
反射シート8を用いた実施例6については、白色シート(白色板)の代わりに、ESR反射フィルム(3M社製)を使用した。
別途用意した拡散板と、LCD(VISIO社製、RS65-B2)に使用されていたBEF、DBEF、および、量子ドットシートを使用して、表1の構成で評価した。なお、表1では省略したが、拡散板から液晶セルに向かって、量子ドットシート、BEF、BEF、および、DBEFをこの順で配置した状態で評価した。2枚のBEFは、稜線を直交した状態で評価に用いた。
反射シート1は、反射シート1の支持体側を粘着剤で拡散板に貼合して評価に用いた。反射シート2~8は、各反射シートの円偏光反射層側を粘着剤で拡散板に貼合し、続けて、TACフィルムを剥離したものを評価に用いた。
青色LEDの間隔d1と、青色LEDと反射シートの間の距離d2との比から、アスペクト比(アスペクト比=d1/d2)を求め、下記観点でBLの光均一性を評価した。
A:BLに輝度ムラが視認されない。
B:BLに輝度ムラが視認される。
結果を下記の表に示す。
LCD(VISIO社製、RS65-B2)のバックライトユニットを用意した。
バックライトユニットには、光源として波長445~455nmに発光の中心波長を有する青色LED(青LED)が使用されている。また、青色LEDが配置されている基台は白色シートである。さらに、液晶セル側には、拡散板、輝度向上フィルム(3M社製、BEF)、3M社製のDBEF、および、量子ドットシートが使われている。
このバックライトユニットについて、青色LEDの間隔を調整して、光均一性の評価をおこなった。
なお、このバックライトユニットの青色LEDには、上部にレンズが搭載されている。レンズの有無により、青色LED(光源)の配光分布を調節した。青色LED上に搭載されていたレンズを外した場合の光源の配光分布はランバーシアン分布であり、青色LED上にレンズが搭載されている状態の光源の配光分布はバットウイング分布である。ここで、バットウイング分布とは、広義には、LED直上(バックライト面の法線方向)を0°として、0°よりも配光角の絶対値の大きい角度(斜め方向)で光量が多い発光強度分布で定義される。狭義では、45°~90°付近において、発光強度が最も強くなる発光強度分布で定義される。つまり、バットウイング分布では、中心部が外周部よりも暗い。
反射シート8を用いた実施例6については、白色シート(白色板)の代わりに、ESR反射フィルム(3M社製)を使用した。
別途用意した拡散板と、LCD(VISIO社製、RS65-B2)に使用されていたBEF、DBEF、および、量子ドットシートを使用して、表1の構成で評価した。なお、表1では省略したが、拡散板から液晶セルに向かって、量子ドットシート、BEF、BEF、および、DBEFをこの順で配置した状態で評価した。2枚のBEFは、稜線を直交した状態で評価に用いた。
反射シート1は、反射シート1の支持体側を粘着剤で拡散板に貼合して評価に用いた。反射シート2~8は、各反射シートの円偏光反射層側を粘着剤で拡散板に貼合し、続けて、TACフィルムを剥離したものを評価に用いた。
青色LEDの間隔d1と、青色LEDと反射シートの間の距離d2との比から、アスペクト比(アスペクト比=d1/d2)を求め、下記観点でBLの光均一性を評価した。
A:BLに輝度ムラが視認されない。
B:BLに輝度ムラが視認される。
結果を下記の表に示す。
比較例1に示されるように、反射シートに誘電体多層膜を用いた場合には、光の拡散性が低く、バックライト(BL)の均一性が悪い。また、コレステリック液晶層からなる右円偏光反射層および左円偏光反射層を有する比較例2も、コレステリック液晶相に由来する断面の明部および暗部が傾斜していないので、光の拡散性が低く、バックライトの均一性が悪い。
これに対して、比較例2と実施例1との比較より、コレステリック液晶相に由来する断面の明部および暗部が傾斜していることにより、良好な拡散反射性が得られ、良好なバックライトの光均一性が得られる。
実施例2、および、その他の実施例に示されるように、本発明によれば、光源の配光分布がランバーシアン配光でもバットウイング配光でも、良好なバックライトの光均一性が得られる。
実施例3に示されるように、本発明によれば、アスペクト比を高くしても、すなわち、光源の数を低減しても、良好なバックライトの均一性が得られる。この結果は、光源の数が同じあれば、バックライトを薄くしても、良好なバックライトの光均一性が得られることも、同時に示している。
なお、反射シート6を用いる実施例4は、コレステリック液晶相の明部および暗部の傾斜角度が40°を超えているため、アスペクト比が5超の場合に、製品品質上は問題にならない輝度ムラが散見された。
さらに、実施例6に示されるように、光源側の光反射面にESR反射シートのように、反射率の高い鏡面反射面を用いることで、反射率を高めることができる。また、λ/4層を設けることで、光反射面による鏡面反射および円偏光の旋回方向(センス)が逆転することによる反射率の低下を低減できる。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
これに対して、比較例2と実施例1との比較より、コレステリック液晶相に由来する断面の明部および暗部が傾斜していることにより、良好な拡散反射性が得られ、良好なバックライトの光均一性が得られる。
実施例2、および、その他の実施例に示されるように、本発明によれば、光源の配光分布がランバーシアン配光でもバットウイング配光でも、良好なバックライトの光均一性が得られる。
実施例3に示されるように、本発明によれば、アスペクト比を高くしても、すなわち、光源の数を低減しても、良好なバックライトの均一性が得られる。この結果は、光源の数が同じあれば、バックライトを薄くしても、良好なバックライトの光均一性が得られることも、同時に示している。
なお、反射シート6を用いる実施例4は、コレステリック液晶相の明部および暗部の傾斜角度が40°を超えているため、アスペクト比が5超の場合に、製品品質上は問題にならない輝度ムラが散見された。
さらに、実施例6に示されるように、光源側の光反射面にESR反射シートのように、反射率の高い鏡面反射面を用いることで、反射率を高めることができる。また、λ/4層を設けることで、光反射面による鏡面反射および円偏光の旋回方向(センス)が逆転することによる反射率の低下を低減できる。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
LCDのバックライトユニット等に好適に利用可能である。
10 発光装置
12 筐体
12a 光反射面
13 光源
14 反射板
30 支持体
32 配向膜
34 左円偏光反射層
36 右円偏光反射層
38 λ/4層
40 液晶化合物
40A 光学軸
60 露光装置
62 レーザ
64 光源
65 λ/2板
68 偏光ビームスプリッター
70A,70B ミラー
72A,72B λ/4板
BR 青色光の右円偏光
M レーザ光
MA,MB 光線
PO 直線偏光
Q 絶対位相
E 等位相面
12 筐体
12a 光反射面
13 光源
14 反射板
30 支持体
32 配向膜
34 左円偏光反射層
36 右円偏光反射層
38 λ/4層
40 液晶化合物
40A 光学軸
60 露光装置
62 レーザ
64 光源
65 λ/2板
68 偏光ビームスプリッター
70A,70B ミラー
72A,72B λ/4板
BR 青色光の右円偏光
M レーザ光
MA,MB 光線
PO 直線偏光
Q 絶対位相
E 等位相面
Claims (15)
- 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、複数層、積層した構成を有し、
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前記コレステリック液晶層の断面において、前記コレステリック液晶相に由来する明部および暗部が、前記コレステリック液晶層の主面に対して傾斜しており、さらに、
選択的に反射する波長域が重複し、かつ、反射する円偏光の旋回方向が互いに異なる2層の前記コレステリック液晶層の組み合わせを、少なくとも1組、有することを特徴とする反射シート。 - 前記コレステリック液晶層の組み合わせを構成する2層のコレステリック液晶層は、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前記主面に対する傾斜方向が、互いに逆である、請求項1に記載の反射シート。
- 前記コレステリック液晶層の少なくとも1層は、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前記主面に対する傾斜方向が、互いに異なる領域を、面内に有する、請求項1または2に記載の反射シート。
- 前記コレステリック液晶層の少なくとも1層は、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前記主面に対する傾斜方向が、互いに異なる領域を、面内にストライプ状に有する、請求項3に記載の反射シート。
- 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し、
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前記コレステリック液晶層の断面において、前記コレステリック液晶相に由来する明部および暗部が、前記コレステリック液晶層の主面に対して傾斜しており、さらに、
前記コレステリック液晶層は、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前記主面に対する傾斜方向が、互いに異なる領域を、面内に有することを特徴とする反射シート。 - 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前記主面に対する傾斜方向が、互いに異なる領域を、面内にストライプ状に有する、請求項5に記載の反射シート。
- 前記コレステリック液晶層の少なくとも1層は、厚さ方向で螺旋ピッチが変化している、請求項1~6のいずれか1項に記載の反射シート。
- 前記コレステリック液晶層における、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、前記コレステリック液晶層の主面に対する角度が、3~40°である、請求項1~7のいずれか1項に記載の反射シート。
- さらに、λ/4層を有する、請求項1~8のいずれか1項に記載の反射シート。
- さらに、拡散板を有する、請求項1~9のいずれか1項に記載の反射シート。
- さらに、配光膜を有する、請求項1~10のいずれか1項に記載の反射シート。
- 前記コレステリック液晶層が、液晶化合物由来の光学軸の向きが面内の少なくとも一方向に沿って連続的に回転しながら変化している液晶配向パターンを有する、請求項1~11のいずれか1項に記載の反射シート。
- 表面に光反射面を有する基台と、前記基台に設けられる複数の光源と、請求項1~12のいずれか1項に記載の反射シート、とを有する発光装置。
- 前記複数の光源における光源の間隔が、前記基台と前記反射シートとの距離の5倍以上である、請求項13に記載の発光装置。
- 前記光源に青色発光ダイオードを含む、請求項13または14に記載の発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020558382A JP7104803B2 (ja) | 2018-11-30 | 2019-11-18 | 反射シートおよび発光装置 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018224685 | 2018-11-30 | ||
| JP2018-224685 | 2018-11-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2020110806A1 true WO2020110806A1 (ja) | 2020-06-04 |
Family
ID=70852955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2019/045102 Ceased WO2020110806A1 (ja) | 2018-11-30 | 2019-11-18 | 反射シートおよび発光装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7104803B2 (ja) |
| WO (1) | WO2020110806A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116235085A (zh) * | 2020-09-02 | 2023-06-06 | 富士胶片株式会社 | 液晶衍射元件、光学元件、图像显示单元、头戴式显示器、光束转向器及传感器 |
| US20240159589A1 (en) * | 2021-07-08 | 2024-05-16 | Fujifilm Corporation | Spectroscope |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001154021A (ja) * | 1999-11-29 | 2001-06-08 | Nitto Denko Corp | 偏光部材及び液晶表示装置 |
| JP2006064758A (ja) * | 2004-08-24 | 2006-03-09 | Nippon Zeon Co Ltd | 光学積層体、その製造方法及び輝度向上フィルム |
| WO2016194961A1 (ja) * | 2015-06-04 | 2016-12-08 | 国立大学法人大阪大学 | 反射構造体、機器、及び反射構造体の製造方法 |
| US20180164627A1 (en) * | 2016-12-08 | 2018-06-14 | Magic Leap, Inc. | Diffractive devices based on cholesteric liquid crystal |
| WO2018212070A1 (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 |
-
2019
- 2019-11-18 WO PCT/JP2019/045102 patent/WO2020110806A1/ja not_active Ceased
- 2019-11-18 JP JP2020558382A patent/JP7104803B2/ja active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001154021A (ja) * | 1999-11-29 | 2001-06-08 | Nitto Denko Corp | 偏光部材及び液晶表示装置 |
| JP2006064758A (ja) * | 2004-08-24 | 2006-03-09 | Nippon Zeon Co Ltd | 光学積層体、その製造方法及び輝度向上フィルム |
| WO2016194961A1 (ja) * | 2015-06-04 | 2016-12-08 | 国立大学法人大阪大学 | 反射構造体、機器、及び反射構造体の製造方法 |
| US20180164627A1 (en) * | 2016-12-08 | 2018-06-14 | Magic Leap, Inc. | Diffractive devices based on cholesteric liquid crystal |
| WO2018212070A1 (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 (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116235085A (zh) * | 2020-09-02 | 2023-06-06 | 富士胶片株式会社 | 液晶衍射元件、光学元件、图像显示单元、头戴式显示器、光束转向器及传感器 |
| US20240159589A1 (en) * | 2021-07-08 | 2024-05-16 | Fujifilm Corporation | Spectroscope |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPWO2020110806A1 (ja) | 2021-11-04 |
| JP7104803B2 (ja) | 2022-07-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2020022513A1 (ja) | 光学素子の製造方法および光学素子 | |
| JPWO2020122128A1 (ja) | 導光素子、画像表示装置およびセンシング装置 | |
| JP6149006B2 (ja) | 反射フィルムおよび反射フィルムを有するディスプレイ | |
| JP7676601B2 (ja) | 画像表示装置およびarグラス | |
| JP6916913B2 (ja) | フィルム、積層体、撮影装置、センサーおよびヘッドアップディスプレイ | |
| JP6194256B2 (ja) | 投映システムおよびプロジェクター | |
| JPWO2020071169A1 (ja) | ディスプレイ | |
| WO2022176758A1 (ja) | 虚像表示装置 | |
| WO2020022504A1 (ja) | 光学素子の製造方法および光学素子 | |
| WO2020226078A1 (ja) | 導光素子および画像表示装置 | |
| WO2021106749A1 (ja) | 光学部材および画像表示装置 | |
| JP2021107871A (ja) | 投映型画像表示システム | |
| JP7161623B2 (ja) | バックライトユニットおよび液晶表示装置 | |
| WO2020226080A1 (ja) | 液晶回折素子および積層回折素子 | |
| 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 | |
| US11539035B2 (en) | Optical device | |
| JP7104803B2 (ja) | 反射シートおよび発光装置 | |
| JP6220738B2 (ja) | 光学部材および光学部材を有するディスプレイ | |
| JP7526743B2 (ja) | 画像表示装置およびarグラス | |
| JP7297870B2 (ja) | 光学部材、照明装置、および、スクリーン | |
| JP6198681B2 (ja) | 反射フィルムおよび反射フィルムを有するディスプレイ | |
| JP2020160404A (ja) | 画像表示装置 | |
| JP7189170B2 (ja) | 面状照明装置 | |
| JP7463521B2 (ja) | 光学素子および反射シート | |
| JP7292414B2 (ja) | 導光素子および画像表示装置 |
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: 19889270 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2020558382 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: 19889270 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |