扩散部件、层叠体、扩散部件的组、led背光源以及显示装置
技术领域
1.本公开涉及例如用于直下式的led背光源的扩散部件、层叠体、扩散部件的组、以及使用了该扩散部件的组的led背光源和显示装置。
背景技术:2.近年来,液晶显示装置等使用led背光源作为光源的显示装置迅速普及。
3.在此,led背光源大致分为直下式和边缘光式。在智能手机等便携终端等中小型的显示装置中,通常多使用边缘光式的led背光源,但从亮度等观点出发,正在研究使用直下式的led背光源。另一方面,在大画面液晶电视等大型显示装置中,多数情况下使用直下式的led背光源。
4.直下式的led背光源具有在基板上配置有多个led元件的结构。在这样的直下式的led背光源中,通过独立地控制多个led元件,能够实现与显示图像的明暗相应地调整led背光源的各区域的亮度的、所谓的局部调光。由此,能够实现显示装置的大幅度的对比度提高以及低耗电化。
5.在直下式的led背光源中,从抑制亮度不均等观点出发,在led元件的上方配置有扩散板。
6.现有技术文献
7.专利文献
8.专利文献1:日本特开2018-67441号公报
9.专利文献2:日本特开2017-92021号公报
10.专利文献3:日本特许第5062408号公报
11.专利文献4:日本特开2019-61954号公报
技术实现要素:12.发明所要解决的课题
13.但是,在直下式的led背光源中,为了抑制亮度不均,需要将led元件和扩散板分开配置。因此,难以实现薄型化。特别是,在为了降低成本和功耗而减少了led元件的数量的情况下,led元件的配置间隔扩大,因此容易产生亮度不均。在该情况下,需要进一步延长led元件与扩散板的距离,因此薄型化变得更加困难。因此,在现有的直下式的led背光源中,存在难以同时实现亮度的均匀化和薄型化的问题。
14.另外,为了提高亮度的面内均匀性,提出了在led元件与扩散板之间进一步配置透射反射板的方案(例如参照专利文献1)。透射反射板具有图案状的反射部和透射部,更具体而言,具有这样的图案:将led元件的正上方作为反射部,透射部从led元件的正上方朝向周围逐渐变大。由此,能够使led元件的正上方的光反射而向周围扩散,并从周围的透射部射出,从而能够提高亮度的面内均匀性。
15.然而,即使在使用这样的透射反射板的情况下,为了抑制亮度不均,也需要将led
元件和透射反射板分开配置,因此难以实现薄型化。另外,由于透射反射板具有图案状的反射部及透射部,且将反射部配置在led元件的正上方,因此需要进行led元件与透射反射板的对位。
16.另外,为了实现亮度的均匀化以及薄型化,例如在专利文献2中提出了如下方案:在led元件与扩散板之间配置对入射的光的一部分进行反射并使一部分透过的半反射镜,作为半反射镜,使用倾斜入射的反射率比垂直入射的反射率低的半反射镜。
17.进而,为了实现亮度的均匀化,例如在专利文献3中提出了如下的方案:在led元件与扩散板之间配置背光用衍射光学元件,该背光用衍射光学元件使来自光源的光透过并衍射,并且以在周边部射出的透射衍射光的强度比在光轴中心射出的大于0的透射衍射光的强度更强的环状的强度分布射出透射衍射光。
18.本公开是鉴于上述实际情况而完成的,其主要目的在于,提供一种能够提高亮度的面内均匀性并且实现薄型化的扩散部件、层叠体、扩散部件的组、led背光源以及显示装置。
19.用于解决课题的手段
20.本发明人等为了解决上述课题而进行了深入研究,结果发现:通过将具有透光性及光扩散性的层、和反射率与透射率具有入射角依存性的层组合起来用作扩散部件,能够在提高亮度的面内均匀性的同时实现薄型化,从而完成了本发明。
21.即,本公开的一个实施方式提供一种扩散部件,其依次具有第1层和第2层,其中,上述第1层具有透光性和光扩散性,关于上述第2层,随着光相对于上述第2层的靠上述第1层侧的面的入射角的绝对值变小而反射率变大,随着光相对于上述第2层的靠上述第1层侧的面的入射角的绝对值变大而透射率变大。
22.本公开的另一实施方式提供一种具有透射型衍射光栅或微透镜阵列、和电介质多层膜的扩散部件。
23.本公开的另一实施方式提供一种层叠体,其具备:上述的扩散部件;和密封材料片,其配置于上述扩散部件的第1层侧的面侧,用于密封led元件,上述密封材料片由含有热塑性树脂的密封材料组合物构成。
24.本公开的另一实施方式提供一种层叠体,其具备:上述的扩散部件;和密封材料片,其配置于上述扩散部件的透射型衍射光栅侧或微透镜阵列侧的面侧,用于密封led元件,上述密封材料片由含有热塑性树脂的密封材料组合物构成。
25.本公开的另一实施方式提供一种扩散部件的组,其具备:第1部件,其具有第1层和用于密封led元件的密封材料片;和第2部件,其具有第2层,隔着空隙部配置于上述第1部件的上述第1层侧的面而被使用,上述第1层具有透光性和光扩散性,关于上述第2层,随着光相对于上述第2层的靠上述第1层侧的面的入射角的绝对值变小而反射率变大,随着光相对于上述第2层的靠上述第1层侧的面的入射角的绝对值变大而透射率变大,上述密封材料片由含有热塑性树脂的密封材料组合物构成。
26.本公开的另一实施方式提供一种led背光源,其具备:led基板,其在支承基板的一个面侧配置有多个led元件;以及扩散部件,其配置于上述led基板的上述led元件侧的面侧,从上述led基板侧起依次具有第1层和第2层,上述第1层具有透光性和光扩散性,关于上述第2层,随着光相对于上述第2层的靠上述第1层侧的面的入射角的绝对值变小而反射率
变大,随着光相对于上述第2层的靠上述第1层侧的面的入射角的绝对值变大而透射率变大。
27.本公开的另一实施方式提供一种led背光源,其具备:led基板,其在支承基板的一个面侧配置有多个led元件;以及扩散部件,其配置于上述led基板的上述led元件侧的面侧,上述扩散部件从上述led基板侧起依次具有透射型衍射光栅或微透镜阵列、以及电介质多层膜。
28.本公开提供一种显示装置,其具备显示面板和配置于上述显示面板的背面的上述的led背光源。
29.发明效果
30.本公开起到如下效果:能够提供一种可在提高亮度的面内均匀性的同时实现薄型化的扩散部件、led背光源以及显示装置。
附图说明
31.图1是例示本公开的扩散部件的概略剖视图。
32.图2是例示本公开的led背光源的概略剖视图。
33.图3是说明扩散角的图。
34.图4是说明本公开的光扩散性的图。
35.图5是说明本公开的光扩散性的图。
36.图6是例示本公开的透射型衍射光栅的概略剖视图。
37.图7是例示本公开的扩散部件的概略剖视图。
38.图8是例示本公开的反射结构体的概略俯视图以及剖视图。
39.图9是例示本公开的反射结构体的概略俯视图以及剖视图。
40.图10是例示本公开的反射结构体的概略剖视图。
41.图11是例示本公开的扩散部件的概略剖视图。
42.图12是例示本公开的层叠体的概略剖视图。
43.图13是例示本公开的led背光源的制造方法的工序图。
44.图14是例示本公开的led背光源的制造方法的工序图。
45.图15是例示本公开的层叠体的概略剖视图。
46.图16是例示本公开的层叠体的概略剖视图。
47.图17是例示本公开的层叠体的概略剖视图。
48.图18是例示本公开的扩散部件的组的概略剖视图。
49.图19是例示本公开的led背光源的概略剖视图。
50.图20是例示本公开的led背光源的概略剖视图。
51.图21是例示本公开的led背光源的概略剖视图。
52.图22是例示本公开的led背光源的概略剖视图。
53.图23是例示本公开的显示装置的示意图。
54.图24是例示本公开的显示装置的示意图。
55.图25是示出试验例1的扩散部件的第2层的反射率和透射率的入射角依存性的曲线图。
56.图26是试验例1的光学模拟结果。
57.图27是试验例2的光学模拟结果。
58.图28是示出试验例3中的透射反射板的贯通孔的位置与开口率的关系的曲线图。
59.图29是试验例3的光学模拟的结果。
60.图30是试验例4的光学模拟的结果。
具体实施方式
61.以下,对本公开的扩散部件、led背光源及显示装置进行说明。其中,本公开能够以多个不同的方式实施,并不限定于以下例示的实施方式的记载内容来解释。另外,对于附图,为了使说明更明确,与实施方式相比,有时示意性地表示各部件的宽度、厚度、形状等,但这只不过是一例,并不限定本公开的解释。另外,在本说明书和各图中,对于与已出现的图中所述的要素相同的要素,标注相同的附图标记,且有时适当省略详细的说明。
62.在本说明书中,在表述在某部件的上方或下方配置其他部件的方式时,在仅表述为“面侧”的情况下,只要没有特别说明,则包括以与某部件接触的方式在正上方或正下方配置其他部件的情况、和在某部件的上方或下方进一步隔着另一部件配置其他部件的情况这两者。
63.另外,在本说明书中,“led”是指发光二极管。
64.另外,在本说明书中,“片”、“膜”、“板”等用语并非仅基于称呼的不同而相互区分。例如,“片”以还包含也被称为膜、板那样的部件的含义来使用。
65.a.扩散部件
66.本公开的扩散部件具有2个实施方式。以下,对各实施方式进行说明。
67.i.扩散部件的第1实施方式
68.本公开的扩散部件的第1实施方式是依次具有第1层和第2层的部件,其中,上述第1层具有透光性和光扩散性,关于上述第2层,随着光相对于上述第2层的靠上述第1层侧的面的入射角的绝对值变小,反射率变大,并且,随着光相对于上述第2层的靠上述第1层侧的面的入射角的绝对值变大,透射率变大。本公开的扩散部件在其使用时将第1层侧的面用作光的入射面。
69.以下,参照附图对本公开的扩散部件的第1实施方式进行说明。图1是示出本公开的扩散部件的第1实施方式的一例的概略剖视图。如图1所例示,扩散部件1依次具有第1层2和第2层3。第1层2具有透光性及光扩散性,使从第1层2的与第2层3侧的面相反一侧的面2a入射的光l1、l2透过并扩散。另外,关于第2层3,随着光相对于第2层3的第1层2侧的面3a的入射角的绝对值变小,反射率变大,并且,随着光相对于第2层3的第1层2侧的面3a的入射角的绝对值变大,透射率变大。因此,在第2层3中,能够使相对于第2层3的第1层2侧的面3a以低入射角θ1入射的光l1反射,使相对于第2层3的第1层2侧的面3a以高入射角θ2入射的光l2透过。需要说明的是,低入射角是指入射角的绝对值小的入射角,高入射角是指入射角的绝对值大的入射角。
70.图2是示出具备本公开的第1实施方式的扩散部件的直下式led背光源的一例的概略剖视图,并且是具备图1所示的扩散部件的例子。如图2所例示的那样,led背光源10具有:led基板11,其在支承基板12的一个面上配置有led元件13;以及扩散部件1,其配置在led基
板11的led元件13侧的面侧。扩散部件1以第1层2侧的面1a与led基板11对置的方式配置。此外,在图2中,led基板11与扩散部件1分离地配置。
71.在本公开中,如图1所示,使从扩散部件1的第1层2侧的面1a入射的光在第1层2中扩散,并且,对于透过第1层2而扩散的光中的、相对于第2层3的第1层2侧的面3a以低入射角θ1入射的光l1,如图2所示,能够使其在第2层3的第1层2侧的面3a反射,并再次入射到第1层2而扩散。而且,对于透过第1层2而扩散的光中的、相对于第2层3的第1层2侧的面3a以高入射角θ2入射的光l2、l2’,能够使其透过第2层3并从扩散部件1的第2层3侧的面1b射出。另外,通过组合第1层和第2层,能够使从扩散部件的第1层侧的面入射的光、特别是从扩散部件的第1层侧的面以低入射角入射的光多次透过第1层并扩散,因此能够使其从扩散部件的第2层侧的面以高出射角射出。因此,在将本公开的扩散部件用于直下式的led背光源的情况下,能够使从led元件发出的光向发光面的整体扩散,从而能够提高亮度的面内均匀性。
72.另外,在本公开中,如上所述,通过组合第1层和第2层,能够使从扩散部件的第1层侧的面以低入射角入射的光多次透过第1层,因此能够延长从光从扩散部件的第1层侧的面入射到从扩散部件的第2层侧的面射出为止的光路长度。由此,能够使从led元件发出后从扩散部件的第2层侧的面射出的光的一部分从在面内方向上离开led元件的位置射出,而不是从led元件的正上方射出。因此,在具有本发明的扩散部件的直下式的led背光源中,即使在缩短了led元件与扩散部件的距离的情况下,也能够抑制亮度不均。因此,能够在提高亮度的面内均匀性的同时实现薄型化。另外,即使在减少了led元件的数量的情况下,也能够抑制亮度不均。因此,能够同时实现亮度的均匀化、薄型化、低成本化以及低功耗化。
73.另外,本公开的扩散部件与以往的透射反射板不同,能够不需要与led元件进行对位。因此,通过使用本公开的扩散部件,能够容易地制造led背光源。
74.以下,对本公开的扩散部件的第1实施方式进行详细说明。
75.1.第1层
76.本公开的第1层是配置于后述的第2层的一个面侧、且具有透光性和光扩散性的部件。
77.作为第1层所具有的透光性,例如,第1层的总透光率优选为50%以上,其中优选为70%以上,特别优选为90%以上。通过使第1层的总透光率为上述范围,在将本公开的扩散部件用于led背光源的情况下,能够提高亮度。
78.需要说明的是,第1层的总透光率例如可以通过依据jis k7361-1:1997的方法来测量。作为光源,可以使用cie标准光源d65。
79.作为第1层的光扩散性,例如可以是使光随机扩散的光扩散性,也可以是使光主要向特定的方向扩散的光扩散性。主要使光向特定的方向扩散的光扩散性是使光偏转的性质,即,是使光的行进方向变化的性质。其中,第1层的光扩散性优选为主要使光向特定方向扩散的光扩散性。通过使光向规定的方向偏转、即控制光的行进方向,能够将光整形为任意的形状或任意的强度分布,能够进一步提高亮度的面内均匀性。
80.作为第1层的光扩散性,在是使光随机扩散的光扩散性的情况下,例如入射到第1层的光的扩散角可以设为10
°
以上,可以为15
°
以上,也可以为20
°
以上。另外,入射到第1层的光的扩散角例如可以设为85
°
以下,可以为60
°
以下,也可以为50
°
以下。通过使上述扩散角在上述范围内,由此,在将本公开的扩散部件用于led背光源的情况下,能够提高亮度的
面内均匀性。
81.在此,对扩散角进行说明。图3是例示透射光强度分布的曲线图,是说明扩散角的图。在本说明书中,使光垂直地入射到构成扩散部件的第1层的一个面,将成为从第1层的另一个面射出的光的最大透射光强度i
max
的二分之一的两个角度之差、即半峰全宽(fwhm)定义为扩散角α。
82.需要说明的是,扩散角可以使用变角光度计、变角分光测色器来测量。在扩散角的测量中,例如可以使用村上色彩技术研究所公司所制造的变角光度计(测角仪)gp-200等。
83.另外,作为第1层的光扩散性,在是使光主要向特定的方向扩散的光扩散性的情况下,作为透过第1层的光的形状、强度分布等,没有特别限定,可以根据光源的配光特性、目标光的形状、强度分布等而适当选择。作为第1层的光扩散性,例如可以列举出射出具有非高斯状的强度分布的光的性质,具体而言,可以列举出射出具有环状的强度分布的光的性质、射出具有礼帽状的强度分布的光的性质。图4的(a)、(b)是环状的强度分布的例子,图5是礼帽状的强度分布的例子。
84.其中,第1层的光扩散性优选为射出具有环状的强度分布的光的性质。特别是,第1层的光扩散性是射出具有环状的强度分布的光的性质,例如如图4的(a)所示,优选在光轴中心射出的透射光的强度大致为零。能够使从扩散部件的第1层侧的面入射的光在第1层中扩散为环状,并且对于相对于第2层的靠第1层侧的面以低入射角入射的光,能够使其在第2层的靠第1层侧的面上反射,并再次入射到第1层而扩散为环状。通过反复进行该操作,能够使从扩散部件的第1层侧的面入射的光在横向上扩展。因此,在将本公开的扩散部件用于直下式的led背光源的情况下,能够使从led元件发出的光向整个发光面扩散,能够进一步提高亮度的面内均匀性,并且不需要进行与led元件的对位。
85.在此,上述强度分布能够使用变角光度计、变角分光测色器来测量。
86.作为第1层,只要具有上述的透光性和光扩散性则并不特别限定,可以采用具有上述的透光性和光扩散性的各种结构。作为第1层,例如可列举出透射型衍射光栅、微透镜阵列、含有扩散剂和树脂的含扩散剂树脂膜等。具体而言,在第1层具有主要使光向特定的方向扩散的光扩散性的情况下,能够举出透射型衍射光栅、微透镜阵列。另一方面,在第1层具有使光随机扩散的光扩散性的情况下,可举出含扩散剂树脂膜。其中,从光扩散性的观点出发,透射型衍射光栅、微透镜阵列是优选的。另外,透射型衍射光栅也被称为透射型的衍射光学元件(doe;diffractive optical elements)。
87.在第1层为透射型衍射光栅的情况下,作为透射型衍射光栅,只要具有上述的透光性和光扩散性则并不特别限定。
88.作为透射型衍射光栅,例如可以是相位型衍射光栅和振幅型衍射光栅中的任意。另外,相位型衍射光栅例如可以是浮雕型衍射光栅和体积型衍射光栅中的任意。其中,透射型衍射光栅优选为浮雕型衍射光栅。进而,在透射型衍射光栅为浮雕型衍射光栅的情况下,其中,优选为槽的截面形状具有阶梯形状的多级衍射光栅。一般而言,对于多级衍射光栅来说,衍射光栅的间距较小,因此,对于能够不需要进行扩散部件与led元件的对位的本公开来说特别有效。在多级衍射光栅中,级数例如能够设为2级、4级、8级、16级等。图6是级数为4级的多级衍射光栅2a的例子。
89.另外,作为透射型衍射光栅,能够列举出例如使光透射衍射并射出具有非高斯状
的强度分布的光的透射型衍射光栅,具体而言,能够列举出使光透射衍射并射出具有环状的强度分布的光的透射型衍射光栅、使光透射衍射并射出具有礼帽状的强度分布的光的透射型衍射光栅。其中,透射型衍射光栅优选是使光透射衍射并射出具有环状的强度分布的光的透射型衍射光栅,即,优选是如下这样的透射型衍射光栅:使光透射衍射,并以在周边部射出的透射衍射光的强度比在光轴中心射出的透射衍射光的强度更强的环状的强度分布,来射出透射衍射光。特别优选是以环状的强度分布射出透射衍射光(例如如图4的(a)所示那样在光轴中心射出的透射衍射光的强度大致为零)的透射型衍射光栅。在这样的透射型衍射光栅的情况下,在将本发明的扩散部件用于led背光源的情况下,能够减小在光轴中心射出的光的强度,并且能够增大在周边部射出的光的强度,从而能够进一步提高亮度的面内均匀性。
90.在使光透射衍射并射出具有环状的强度分布的光的透射型衍射光栅的情况下,在环状的强度分布中,透射衍射光的强度最大的方向与透射型衍射光栅的法线方向所成的角度例如能够设为30
°
以上且75
°
以下。若上述角度过小,则无法充分获得使光在横向上扩展的效果,亮度的均匀化有可能变得困难。另外,若上述角度过大,则有可能引起全反射,从而亮度的均匀化变得困难。另外,上述角度例如可以为30
°
以上且45
°
以下。在上述角度在上述范围内的情况下,透射型衍射光栅的制作比较容易。
91.在此,上述强度分布以及上述角度能够使用变角光度计、变角分光测色器来测量。在上述角度的测量中,例如可以使用村上色彩技术研究所公司制的变角光度计(测角仪)gp-200、变角分光测色器gcms-11等。
92.作为透射型衍射光栅的间距等,只要能够得到上述的透光性和光扩散性即可,可以适当调整。具体而言,在led元件输出的波长为红色、绿色、蓝色等单色的情况下,通过设为与各波长对应的间距,能够有效地使来自led元件的光弯曲。
93.具体而言,透射型衍射光栅的间距可以设为50μm以上且200μm以下。如上所述,本公开的扩散部件能够不需要进行与led元件的对位,因此在透射型衍射光栅的间距如上述范围那样小的情况下特别有效。
94.另外,在透射型衍射光栅为浮雕型衍射光栅的情况下,透射型衍射光栅的槽的深度例如可以设为1μm以上且5μm以下。
95.另外,所谓透射型衍射光栅的间距,例如在多级衍射光栅的情况下,是指图6所示那样的相邻的槽的距离p。另外,所谓透射型衍射光栅的槽的深度,例如在多级衍射光栅的情况下,是指图6所示那样的槽的最大深度d1。
96.在此,对于透射型衍射光栅的间距和槽的深度,可以由通过透射型电子显微镜(tem)、扫描型电子显微镜(sem)或扫描透射型电子显微镜(stem)所观察到的透射型衍射光栅的俯视显微镜照片或透射型衍射光栅的厚度方向的截面显微镜照片求出。
97.作为构成透射型衍射光栅的材料,只要是能够得到具有上述透光性和光扩散性的透射型衍射光栅的材料即可,可以采用通常用于透射型衍射光栅的材料。例如可列举出石英玻璃等玻璃、树脂等。
98.另外,作为透射型衍射光栅的形成方法,可以与一般的透射型衍射光栅的形成方法相同。在透射型衍射光栅为多级衍射光栅的情况下,作为透射型衍射光栅的形成方法,例如能够举出通过采用了电子束或激光的直接描绘方式的光刻、或者使用了光掩模的光刻来
加工石英基板等玻璃基板的方法,通过反复执行光刻工序以及蚀刻工序,能够在玻璃基板形成具有阶梯形状的槽。另外,作为其他的透射型衍射光栅的形成方法,可以列举出基于模具的树脂赋形。在该情况下,例如可以在基材层的一个面上形成树脂层,并利用模具对树脂层进行赋形,由此在树脂层形成具有台阶形状的槽,也可以在第2层的一个面上形成树脂层,并利用模具对树脂层进行赋形,由此在树脂层形成具有台阶形状的槽。作为模具的制造方法,可以列举出如下方法:首先,通过上述的采用了电子束或激光的直接描绘方式的光刻、或使用了光掩模的光刻来加工石英基板等玻璃基板,通过该方法制作出成型模具,接着,使用该成型模具制作出反转模具,可以将该反转模具用作模具。另外,作为透射型衍射光栅的设计方法,例如能够使用反复傅里叶变换法(iterative fourier transform algorithm;ifta)。
99.在第1层为微透镜阵列的情况下,作为微透镜阵列,只要具有上述的透光性及光扩散性则并不特别限定。
100.另外,作为微透镜阵列,例如能够列举出使光透射折射并射出具有非高斯状的强度分布的光的微透镜阵列,具体而言,能够列举出使光透射折射并射出具有环状的强度分布的光的微透镜阵列、使光透射折射并射出具有礼帽状的强度分布的光的微透镜阵列。其中,微透镜优选是使光透射折射并射出具有环状的强度分布的光的微透镜阵列,即,优选是如下这样的微透镜阵列:使光透射折射,并以与在光轴中心射出的透射折射光的强度相比在周边部射出的透射折射光的强度更强的环状的强度分布来射出透射折射光。在这样的微透镜阵列的情况下,在将本公开的扩散部件用于led背光源的情况下,能够减小在光轴中心射出的光的强度,并且增大在周边部射出的光的强度,从而能够进一步提高亮度的面内均匀性。
101.作为微透镜的形状、间距、大小等,只要能够得到上述的透光性及光扩散性即可,可以适当调整。
102.具体而言,微透镜阵列中的微透镜的间距能够设为1mm以下,也可以为0.6mm以下。如上所述,本公开的扩散部件能够不需要进行与led元件的对位,因此,在微透镜的间距如上述范围那样小的情况下特别有效。另外,微透镜的间距例如能够设为0.001mm以上。
103.在此,微透镜的间距能够根据通过透射型电子显微镜(tem)、扫描型电子显微镜(sem)或扫描透射型电子显微镜(stem)所观察到的微透镜阵列的俯视显微镜照片或微透镜阵列的厚度方向的截面显微镜照片来求出。
104.作为构成微透镜的材料,只要是能够得到具有上述的透光性和光扩散性的微透镜的材料即可,可以采用通常用于微透镜的材料。另外,作为微透镜的形成方法,能够与一般的微透镜的形成方法相同。
105.在第1层为含扩散剂树脂膜的情况下,作为含扩散剂树脂膜,只要具有上述的透光性和光扩散性则并不特别限定。
106.作为含扩散剂树脂膜中所含的扩散剂,只要能够使来自led元件的光扩散,则并不特别限定,可以采用通常用于led背光源的扩散板中所使用的扩散剂。作为含扩散剂树脂膜中的扩散剂的含量,只要能够使来自led元件的光扩散,则并不特别限定,可以与通常用于led背光源的扩散板中的扩散剂的含量相同。
107.另外,作为含扩散剂树脂膜中所含的树脂,只要能够使扩散剂分散则并不特别限
定,可以采用通常用于led背光源的扩散板中所使用的树脂。
108.第1层只要具有能够显现出光扩散性的结构即可,例如,可以是在整个层中显现出光扩散性的层,也可以是在面上显现出光扩散性的层。作为在面上显现出光扩散性的层,例如可列举出浮雕型衍射光栅、微透镜阵列。另一方面,作为在整个层中显现出光扩散性的层,例如可列举出体积型衍射光栅、含扩散剂树脂膜。
109.关于第1层和第2层的配置,例如可以在第2层的一个面上直接配置第1层,也可以在第2层的一个面上隔着粘接层或粘合层配置第1层,还可以如图7的(a)所示那样在第2层3的一个面上隔着空隙部配置第1层2。例如,在第1层是在面上显现出光扩散性的层的情况、且第1层具有能够在与第2层对置的面上显现出光扩散性的结构的情况下,优选第1层和第2层隔着空隙部配置。另外,在第1层直接配置于第2层的一个面上的情况下,例如如图7的(b)所示,可以在第2层3的一个面上配置图案状的第1层2。例如,在第1层是在面上显现出光扩散性的层的情况下,即使在第1层呈图案状配置的情况下,也能够显现出光扩散性。
110.在第1层和第2层隔着空隙部配置的情况下,第1层和第2层可以接触,也可以不接触。在第1层和第2层不接触的情况下,例如可以在第1层和第2层之间配置间隔件。另外,空隙部可以为空气层。
111.作为层叠第1层和第2层的方法,例如可列举出:通过粘接层或粘合层贴合第1层和第2层的方法、在第2层的一个面上直接形成第1层的方法等。作为在第2层的一个面上直接形成第1层的方法,例如可举出印刷法、基于模具的树脂赋形等。在印刷法或基于模具的树脂赋形的情况下,能够在第2层的一个面上直接形成图案状的第1层。
112.2.第2层
113.本公开的第2层配置于上述第1层的一面侧,是具有如下特性的部件:随着光相对于上述第2层的靠上述第1层侧的面的入射角的绝对值变小而反射率变大这样的反射率的入射角依存性;和随着光相对于上述第2层的靠上述第1层侧的面的入射角的绝对值变大而透射率变大这样的透射率的入射角依存性。
114.第2层具有随着光相对于第2层的靠第1层侧的面的入射角的绝对值变小而反射率变大这样的反射率的入射角依存性。即,相对于第2层的靠第1层侧的面以低入射角入射的光的反射率大于相对于第2层的靠第1层侧的面以高入射角入射的光的反射率。其中,优选的是,相对于第2层的靠第1层侧的面以低入射角入射的光的反射率较大。
115.具体而言,相对于第2层的靠第1层侧的面以
±
60
°
以内的入射角入射的可见光的正反射率优选为50%以上且小于100%,其中优选为80%以上且小于100%,特别优选为90%以上且小于100%。需要说明的是,优选的是,在
±
60
°
以内的所有入射角下,可见光的正反射率都满足上述范围。通过使上述正反射率为上述范围,在将本公开的扩散部件用于led背光源的情况下,能够提高亮度的面内均匀性。
116.另外,相对于第2层的靠第1层侧的面以
±
60
°
以内的入射角入射的可见光的正反射率的平均值优选为例如80%以上且99%以下,其中优选为90%以上且97%以下。需要说明的是,上述正反射率的平均值是指各入射角下的可见光的正反射率的平均值。通过使上述正反射率的平均值为上述范围,在将本公开的扩散部件用于led背光源的情况下,能够提高亮度的面内均匀性。
117.另外,相对于第2层的靠第1层侧的面以0
°
入射角入射(垂直入射)的可见光的正反
射率优选为例如80%以上且小于100%,其中优选为90%以上且小于100%,特别优选为95%以上且小于100%。通过使上述正反射率为上述范围,在将本公开的扩散部件用于led背光源的情况下,能够提高亮度的面内均匀性。
118.需要说明的是,在本说明书中,“可见光”是指波长为380nm以上且波长为780nm以下的光。另外,正反射率可以使用变角光度计、变角分光测色器来测量。在正反射率的测量中例如可以使用村上色彩技术研究所公司制的变角光度计(测角仪)gp-200、变角分光测色器gcms-11等。
119.另外,相对于第2层的靠第1层侧的面以
±
60
°
以内的入射角入射的光的总透光率优选为例如10%以下,其中优选为5%以下,特别优选为3%以下。需要说明的是,优选的是,在
±
60
°
以内的所有入射角下,总透光率都满足上述范围。如果上述总透光率为上述范围,则能够将上述正反射率设在规定的范围内,在将本公开的扩散部件用于led背光源的情况下,能够提高亮度的面内均匀性。
120.第2层具有随着光相对于第2层的靠第1层侧的面的入射角的绝对值变大而透射率变大这样的透射率的入射角依存性。即,相对于第2层的靠第1层侧的面以高入射角入射的光的透射率大于相对于第2层的靠第1层侧的面以低入射角入射的光的透射率。其中,优选的是,相对于第2层的靠第1层侧的面以高入射角入射的光的透射率较大。具体而言,相对于第2层的靠第1层侧的面以70
°
以上且小于90
°
的入射角入射的光的总透光率优选为30%以上,其中优选为40%以上,特别优选为50%以上。需要说明的是,优选的是,在70
°
以上且小于90
°
的所有入射角下,总透光率都满足上述范围。另外,优选的是,在入射角的绝对值为70
°
以上且小于90
°
的情况下,总透光率满足上述范围。通过使上述总透光率为上述范围,在将本公开的扩散部件用于led背光源的情况下,能够提高亮度的面内均匀性。
121.需要说明的是,第2层的总透光率例如可以使用变角光度计、变角分光测色器并通过依据jis k7361-1:1997的方法来测量。在总透光率的测量中,例如可以使用日本分光公司制的紫外可见近红外分光光度计v-7200等。作为光源,可以使用cie标准光源d65。
122.另外,相对于第2层的靠第1层侧的面以70
°
以上且小于90
°
的入射角入射的可见光的正反射率优选为例如70%以下,其中优选为60%以下,特别优选为50%以下。需要说明的是,优选的是,在70
°
以上且小于90
°
的所有入射角下,可见光的正反射率都满足上述范围。另外,优选的是,在入射角的绝对值为70
°
以上且小于90
°
的情况下,可见光的正反射率满足上述范围。如果上述正反射率为上述范围,则能够使上述总透光率在规定的范围内,从而,在将本公开的扩散部件用于led背光源的情况下,能够提高亮度的面内均匀性。
123.另外,相对于第2层的靠第1层侧的面以70
°
以上且小于90
°
的入射角入射的可见光的正反射率的平均值优选为例如70%以下,其中优选为50%以下,特别优选为30%以下。需要说明的是,上述正反射率的平均值是指各入射角下的可见光的正反射率的平均值。如果上述正反射率的平均值在上述范围内,则能够使上述总透光率在规定的范围内,从而,在将本公开的扩散部件用于led背光源的情况下,能够提高亮度的面内均匀性。
124.作为第2层,只要具有上述的反射率和透射率的入射角依存性,则并不特别限定,可以采用具有上述的反射率和透射率的入射角依存性的各种结构。作为第2层,例如可举出:电介质多层膜;反射结构体,其从上述第1层侧起依次具有图案状的第1反射膜和图案状的第2反射膜,第1反射膜的开口部和第2反射膜的开口部以在俯视时不重合的方式定位,并
且第1反射膜和第2反射膜在厚度方向上分离地配置;以及反射型衍射光栅等。
125.以下,对第2层为电介质多层膜、反射结构体或反射型衍射光栅的情况进行说明。
126.(1)电介质多层膜
127.在第2层为电介质多层膜的情况下,作为电介质多层膜,例如可举出折射率不同的无机层交替层叠而成的无机化合物的多层膜、折射率不同的树脂层交替层叠而成的树脂的多层膜。
128.(无机化合物的多层膜)
129.在电介质多层膜为折射率不同的无机层交替层叠而成的无机化合物的多层膜的情况下,作为无机化合物的多层膜,只要具有上述的反射率和透射率的入射角依存性,则并不特别限定。
130.作为折射率不同的无机层中的折射率高的高折射率无机层所含的无机化合物,例如,折射率可以设为1.7以上,也可以为1.7以上且2.5以下。作为这样的无机化合物,例如可列举出以氧化钛、氧化锆、五氧化钽、五氧化铌、氧化镧、氧化钇、氧化锌、硫化锌、氧化铟为主要成分且含有少量的氧化钛、氧化锡、氧化铈等的无机化合物等。
131.另外,作为折射率不同的无机层中的折射率低的低折射率无机层所含的无机化合物,例如,折射率可以设为1.6以下,也可以为1.2以上且1.6以下。作为这样的无机化合物,例如可列举出二氧化硅、氧化铝、氟化镧、氟化镁、六氟化铝钠等。
132.关于高折射率无机层和低折射率无机层的层叠数,只要能够得到上述的反射率和透射率的入射角依存性即可,可以适当调整。具体而言,高折射率无机层及低折射率无机层的总层叠数可以设为4层以上。另外,作为上述总层叠数的上限,没有特别限定,但层叠数越多则工序越增加,因此例如可以设为24层以下。
133.关于无机化合物的多层膜的厚度,只要能够得到上述的反射率和透射率的入射角依存性即可,例如可以设为0.5μm以上且10μm以下。
134.作为无机化合物的多层膜的形成方法,例如可列举出通过cvd法、溅射法、真空蒸镀法或湿式涂布法等将高折射率无机层与低折射率无机层交替层叠的方法。
135.(树脂的多层膜)
136.在电介质多层膜是折射率不同的树脂层交替层叠而成的树脂的多层膜的情况下,作为树脂的多层膜,只要具有上述的反射率和透射率的入射角依存性,则并不特别限定。
137.作为构成树脂层的树脂,例如可以列举出热塑性树脂、热固性树脂。其中,从成型性良好的方面考虑,优选为热塑性树脂。
138.树脂层中可以添加各种添加剂,例如抗氧化剂、抗静电剂、结晶成核剂、无机粒子、有机粒子、减粘剂、热稳定剂、润滑剂、红外线吸收剂、紫外线吸收剂、用于调整折射率的掺杂剂等。
139.作为热塑性树脂,例如可以使用聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基戊烯等聚烯烃树脂、脂环族聚烯烃树脂、尼龙6、尼龙66等聚酰胺树脂、芳族聚酰胺树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚丁二酸丁酯、聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯等聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚芳酯树脂、聚缩醛树脂、聚苯硫醚树脂、4氟化乙烯树脂、3氟化乙烯树脂、3氟化氯乙烯树脂、4氟化乙烯-6氟化丙烯共聚物、偏氟乙烯树脂等氟树脂、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、聚缩醛树脂、聚乙醇酸树脂、聚乳酸树脂等。其中,从强
度、耐热性、透明性的观点出发,更优选为聚酯。
140.本说明书中,聚酯是指作为二羧酸成分骨架与二醇成分骨架的缩聚物的均聚聚酯或共聚聚酯。在此,作为均聚聚酯,例如可列举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸1,4-环己烷。其中,聚对苯二甲酸乙二醇酯由于廉价,因此可以用于非常多的方面的用途,是优选的。
141.另外,在本说明书中,共聚聚酯被定义为由选自以下列举的具有二羧酸骨架的成分和具有二醇骨架的成分的、至少3种以上的成分所构成的缩聚物。作为具有二羧酸骨架的成分,例如可列举出对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、1,4-萘二羧酸、1,5-萘二羧酸、2,6-萘二羧酸、4,4-二苯基二羧酸、4,4-二苯基砜二羧酸、己二酸、癸二酸、二聚酸、环己烷二羧酸和它们的酯衍生物等。作为具有二醇骨架的成分,例如可列举出乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、二乙二醇、聚亚烷基二醇、2,2-双(4-β-羟基乙氧基苯基)丙烷、异山梨醇、1,4-环己烷二甲醇、螺二醇等。
142.折射率不同的树脂层中的折射率高的高折射率树脂层与折射率低的低折射率树脂层的面内平均折射率之差优选为0.03以上,更优选为0.05以上,进一步优选为0.1以上。当上述面内平均折射率之差过小时,有时无法得到充分的反射率。
143.另外,高折射率树脂层的面内平均折射率与厚度方向折射率之差优选为0.03以上,低折射率树脂层的面内平均折射率与厚度方向折射率之差优选为0.03以下。在该情况下,即使入射角变大,也不易引起反射峰的反射率的降低。
144.作为在高折射率树脂层中使用的高折射率树脂和在低折射率树脂层中使用的低折射率树脂的优选组合,第一,高折射率树脂和低折射率树脂的sp值之差的绝对值优选为1.0以下。sp值之差的绝对值为上述范围时,难以产生层间剥离。在该情况下,更优选的是,高折射率树脂和低折射率树脂包含相同的基本骨架。此处,基本骨架是指构成树脂的重复单元。例如,在一方的树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯的情况下,对苯二甲酸乙二醇酯为基本骨架。另外,例如,在一方的树脂为聚乙烯的情况下,乙烯为基本骨架。若高折射率树脂及低折射率树脂为包含相同的基本骨架的树脂,则更不易产生层间的剥离。
145.作为高折射率树脂层中使用的高折射率树脂与低折射率树脂层中使用的低折射率树脂的优选组合,第二,高折射率树脂和低折射率树脂的玻璃态转变温度之差优选为20℃以下。若玻璃态转变温度之差过大,则制造高折射率树脂层和低折射率树脂层的层叠膜时的厚度均匀性有时变得不良。另外,在成形上述层叠膜时,有时也会发生过度拉伸。
146.另外,优选的是,高折射率树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯,低折射率树脂为含有螺二醇的聚酯。在此,包含螺二醇的聚酯是指将螺二醇共聚而成的共聚酯、或者均聚酯、或者将它们混合而成的聚酯。含有螺二醇的聚酯与聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯的玻璃态转变温度之差较小,因此在成型时不易过度拉伸,并且也不易发生层间剥离,因此优选。更优选的是,高折射率树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯,低折射率树脂为包含螺二醇及环己烷二羧酸的聚酯。当低折射率树脂为包含螺二醇和环己烷二羧酸的聚酯时,其与聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯的面内折射率之差变大,因此容易得到高反射率。另外,由于与聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯的玻璃态转变温度之差较小,粘接性也优异,因此在成型时难以过度拉伸,并且也难以发生层间剥离。
147.另外,还优选为,高折射率树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯,低折射率树脂为含有环己烷二甲醇的聚酯。在此,含有环己烷二甲醇的聚酯是指将环己烷二甲醇共聚而成的共聚酯、或者均聚酯、或者将它们混合而成的聚酯。关于含有环己烷二甲醇的聚酯,由于其与聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯的玻璃态转变温度之差小,因此在成型时不易过度拉伸,并且也不易发生层间剥离,因此优选。在该情况下,低折射率树脂更优选为环己烷二甲醇的共聚量为15mol%以上且60mol%以下的对苯二甲酸乙二醇酯缩聚物。由此,具有高的反射性能,并且,特别是由加热、经时引起的光学特性的变化小,也不易产生层间的剥离。环己烷二甲醇的共聚量在上述范围内的对苯二甲酸乙二醇酯缩聚物与聚对苯二甲酸乙二醇酯非常强地粘接。另外,关于该环己烷二甲醇基,作为几何异构体,存在顺式体或反式体,另外,作为构象异构体,也存在椅子型或舟皿型,因此,即使与聚对苯二甲酸乙二醇酯共拉伸也难以取向结晶化,且为高反射率,由热历程引起的光学特性的变化也更少,也难以产生制膜时的破裂。
148.在上述的树脂的多层膜中,只要存在具有高折射率树脂层和低折射率树脂层在厚度方向上交替地层叠的结构的部分即可。即,优选的是,高折射率树脂层和低折射率树脂层在厚度方向上的配置的序列不是随机的状态,对于高折射率树脂层和低折射率树脂层以外的树脂层的配置的序列没有特别限定。另外,在上述的树脂的多层膜具有高折射率树脂层、低折射率树脂层和其他树脂层的情况下,作为它们的配置的顺序,在将高折射率树脂层设为a、将低折射率树脂层设为b、将其他树脂层设为c时,更优选以a(bca)n、a(bcba)n、a(babcba)n等规则的顺序层叠各层。在此,n是重复的单位数,例如在a(bca)n中n=3的情况下,表示在厚度方向上以abcabcabca的顺序层叠。
149.另外,关于高折射率树脂层和低折射率树脂层的层叠数,只要能够得到上述的反射率和透射率的入射角依存性即可,可以适当调整。具体而言,高折射率树脂层和低折射率树脂层可以交替地分别层叠30层以上,也可以分别层叠200层以上。另外,高折射率树脂层和低折射率树脂层的总层叠数例如可以设为600层以上。层叠数过少时,有时得不到充分的反射率。另外,通过使层叠数为上述范围,能够容易地得到所期望的反射率。另外,作为上述总层叠数的上限,没有特别限定,若考虑装置的大型化、层数过多导致的层叠精度的降低,则例如可以设为1500层以下。
150.进而,上述的树脂的多层膜优选至少在单面具有表面层,该表面层含有厚度为3μm以上的聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯,其中优选在两面具有上述表面层。另外,表面层的厚度更优选为5μm以上。通过具有上述表面层,能够保护上述的树脂的多层膜的表面。
151.作为上述的树脂的多层膜的制造方法,例如可列举出共挤出法等。具体而言,可以参照日本特开2008-200861号公报中记载的层叠膜的制造方法。
152.另外,作为上述的树脂的多层膜,可以使用市售的层叠膜,具体而言,可以列举出东丽株式会社制的picasus(注册商标)、3m公司制的esr等。
153.(2)反射结构体
154.反射结构体从上述第1层侧依次具有图案状的第1反射膜和图案状的第2反射膜,第1反射膜的开口部和第2反射膜的开口部以在俯视时不重合的方式定位,第1反射膜和第2反射膜在厚度方向上分离地配置。
155.反射结构体具有2个方式。反射结构体的第1方式具有:透明基材;图案状的第1反射膜,其配置于透明基材的一个面;以及图案状的第2反射膜,其配置于透明基材的另一个面,第1反射膜的开口部和第2反射膜的开口部以在俯视时不重合的方式定位,第1反射膜和第2反射膜在厚度方向上分离地配置。另外,反射结构体的第2方式具有:透明基材;具有透光性的图案状的凸部,其配置于透明基材的一个面;图案状的第1反射膜,其配置于凸部的与透明基材侧的面相反一侧的面侧;以及图案状的第2反射膜,其配置于透明基材的一个面上的凸部的开口部,第1反射膜的开口部和第2反射膜的开口部以在俯视时不重合的方式定位,第1反射膜和第2反射膜在厚度方向上分离地配置。以下,分为各方式进行说明。
156.(反射结构体的第1方式)
157.本公开的反射结构体的第1方式具有:透明基材;图案状的第1反射膜,其配置于透明基材的一个面;以及图案状的第2反射膜,其配置于透明基材的另一个面,第1反射膜的开口部和第2反射膜的开口部以在俯视时不重合的方式定位,第1反射膜和第2反射膜在厚度方向上分离地配置。在本方式的反射结构体的情况下,在本公开的扩散部件中,在反射结构体的第1反射膜侧的面侧配置第1层。
158.图8的(a)、(b)是表示本方式的反射结构体的一例的概略俯视图及剖视图,图8的(a)是从反射结构体的第1反射膜侧的面观察的俯视图,图8的(b)是图8的(a)的a-a线剖视图。如图8的(a)、(b)所示,反射结构体20具有透明基材21、配置于透明基材21的一个面的图案状的第1反射膜22、以及配置于透明基材21的另一个面的第2反射膜24。第1反射膜22的开口部23和第2反射膜24的开口部25以在俯视时不重合的方式定位。另外,第1反射膜22及第2反射膜24分别配置于透明基材21的两面,在厚度方向上分离地配置。另外,在图8的(a)中,用虚线表示第2反射膜的开口部。另外,图8的(c)是示出具备具有本方式的反射结构体的扩散部件的led背光源的一例的概略剖视图。
159.在这样的反射结构体中,由于层叠有图案状的第1反射膜和第2反射膜,且第1反射膜的开口部和第2反射膜的开口部以在俯视时不重合的方式定位,因此,在将具有本方式的反射结构体的扩散部件用于led背光源的情况下,例如如图8的(c)所示,在led元件13的正上方必然存在第1反射膜22和第2反射膜24中的至少任意一方。因此,例如如图8的(b)所示,能够使相对于反射结构体20的第1反射膜22侧的面、即反射结构体20(第2层)的配置第1层(未图示)的一侧的面3a以低入射角入射的光l11在第1反射膜22以及第2反射膜24反射。另外,由于第1反射膜的开口部以及第2反射膜的开口部以在俯视时不重合的方式定位,且第1反射膜和第2反射膜在厚度方向上分离地配置,因此能够使相对于反射结构体20的第1反射膜22侧的面、即反射结构体20(第2层)的配置第1层(未图示)的一侧的面3a以高入射角入射的光l12、l13从第1反射膜22的开口部23以及第2反射膜24的开口部25射出。由此,能够使从led元件发出后从扩散部件的第2层侧的面射出的光的一部分从在面内方向上离开led元件的位置射出,而不是从led元件的正上方射出。因此,能够提高亮度的面内均匀性。
160.以下,对本方式的反射结构体进行说明。
161.作为第1反射膜和第2反射膜,能够使用一般的反射膜,例如能够使用金属膜、电介质多层膜等。作为金属膜的材料,可以采用一般的反射膜所使用的金属材料,例如可以列举出铝、金、银以及它们的合金等。另外,作为电介质多层膜,可以采用一般的反射膜所使用的电介质多层膜,例如可以列举出氧化锆和氧化硅交替层叠而成的多层膜等无机化合物的多
层膜。第1反射膜和第2反射膜所包含的材料可以相同,也可以相互不同。
162.作为第1反射膜和第2反射膜的开口部的间距,只要能够得到上述的反射率和透射率的入射角依存性即可,根据使用本发明的扩散部件的led背光源中的led元件的配光特性、尺寸、间距和形状、led基板与扩散部件的距离等适当设定。第1反射膜和第2反射膜的开口部的间距可以相同,也可以彼此不同。
163.第1反射膜的开口部的间距例如可以比led元件的尺寸大。具体而言,第1反射膜的开口部的间距可以设为0.1mm以上且20mm以下。
164.另外,第2反射膜的开口部的间距只要能够抑制亮度不均,则并不特别限定,其中,优选为上述第1反射膜的开口部的间距以下,优选比上述第1反射膜的开口部的间距小。具体而言,第2反射膜的开口部的间距可以设为0.1mm以上且2mm以下。通过如上述那样使第2反射膜的开口部的间距微细,能够使第2反射膜的部分与第2反射膜的开口部的部分的图案难以视觉辨认,从而能够实现没有不均的面发光。
165.此外,第1反射膜的开口部的间距是指例如如图8的(a)所示那样的、相邻的第1反射膜22的开口部23的中心间的距离p1。另外,第2反射膜的开口部的间距是指例如如图8的(a)所示那样的、相邻的第2反射膜24的开口部25的中心间的距离p2。
166.作为第1反射膜和第2反射膜的开口部的大小,只要能够得到上述的反射率和透射率的入射角依存性即可,根据使用本发明的扩散部件的led背光源中的led元件的配光特性、尺寸、间距和形状、led基板与扩散部件的距离等适当设定。第1反射膜和第2反射膜的开口部的大小可以相同,也可以相互不同。
167.作为第1反射膜的开口部的大小,具体而言,在第1反射膜的开口部的形状为矩形状的情况下,第1反射膜的开口部的长度可以设为0.1mm以上且5mm以下。
168.另外,关于第2反射膜的开口部的大小,只要能够抑制亮度不均则并不特别限定,其中,优选为上述第1反射膜的开口部的大小以下,优选比上述第1反射膜的开口部的大小小。具体而言,在第2反射膜的开口部的形状为矩形的情况下,第2反射膜的开口部的长度可以为0.05mm以上且2mm以下。通过如上述那样使第2反射膜的开口部的大小微细,能够使第2反射膜的部分和第2反射膜的开口部的部分的图案难以视觉辨认,从而能够实现没有不均的面发光。
169.此外,关于第1反射膜的开口部的大小,例如在第1反射膜的开口部的形状为矩形状的情况下,是指如图8的(a)所示的第1反射膜22的开口部23的长度x1。另外,第2反射膜的开口部的大小是指例如如图8的(a)所示的第2反射膜24的开口部25的长度x2。
170.作为第1反射膜和第2反射膜的开口部的形状,例如能够设为矩形状、圆形状等任意的形状。
171.作为第1反射膜和第2反射膜的厚度,只要能够得到上述的反射率和透射率的入射角依存性即可,可以适当调整。具体而言,第1反射膜和第2反射膜的厚度可以设为0.05μm以上且100μm以下。
172.第1反射膜和第2反射膜可以形成在透明基材的面上,也可以是片状的反射膜。作为第1反射膜和第2反射膜的形成方法,只要是能够在透明基材的面上以图案状形成反射膜的方法,则并不特别限定,例如可以列举出溅射法、真空蒸镀法等。另外,在第1反射膜和第2反射膜为片状的反射膜的情况下,作为开口部的形成方法,例如可以列举出通过冲裁加工
等形成多个贯通孔的方法等。在该情况下,作为透明基材和片状的反射膜的层叠方法,例如可以使用在透明基材上隔着粘接层或粘合层贴合片状的反射膜的方法。
173.本方式的反射结构体中的透明基材是支承上述第1反射膜和第2反射膜等的部件,另外,是用于使第1反射膜和第2反射膜在厚度方向上分离地配置的部件。
174.透明基材具有透光性。作为透明基材的透光性,透明基材的总透光率优选为例如80%以上,其中优选为90%以上。需要说明的是,透明基材的总透光率例如可以通过依据jis k7361-1:1997的方法来测量。作为光源,可以使用cie标准光源d65。
175.作为构成透明基材的材料,只要是具有上述的总透光率的材料即可,例如可举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、丙烯酸、环烯烃、聚酯、聚苯乙烯、丙烯酸苯乙烯等树脂、石英玻璃、pyrex(注册商标)、合成石英等玻璃。
176.作为透明基材的厚度,例如如图的8(b)所示,优选为能够使以高入射角入射到反射结构体20的第1反射膜22侧的面、即反射结构体20(第2层)的配置第1层(未图示)的一侧的面3a的光l12从第1反射膜22的开口部23和第2反射膜24的开口部25射出的厚度,根据第1反射膜和第2反射膜的开口部的间距和大小、或者第1反射膜和第2反射膜的厚度等适当设定。具体而言,透明基材的厚度可以设为0.05mm以上且2mm以下,其中优选为0.1mm以上且0.5mm以下。
177.(反射结构体的第2方式)
178.本公开的反射结构体的第2方式具有:透明基材;具有透光性的图案状的凸部,其配置于透明基材的一个面;图案状的第1反射膜,其配置于凸部的与透明基材侧的面相反一侧的面侧;以及图案状的第2反射膜,其配置于透明基材的一个面上的凸部的开口部,第1反射膜的开口部和第2反射膜的开口部以在俯视时不重合的方式定位,第1反射膜和第2反射膜在厚度方向上分离地配置。在本方式的反射结构体的情况下,在本公开的扩散部件中,在反射结构体的第1反射膜侧的面侧配置第1层。
179.图9的(a)、(b)是示出本公开中的反射结构体的第2方式的一例的概略俯视图及剖视图,图9的(a)是从反射结构体的第1反射膜侧的面观察的俯视图,图9的(b)是图9的(a)的a-a线剖视图。如图9的(a)、(b)所示,反射结构体20具有:透明基材21;具有透光性的图案状的凸部26,其配置于透明基材21的一个面;图案状的第1反射膜22,其配置于凸部26的与透明基材21侧的面相反一侧的面;以及图案状的第2反射膜24,其配置于透明基材21的一个面上的凸部26的开口部。第1反射膜22的开口部23和第2反射膜24的开口部25以在俯视时不重合的方式定位。另外,第1反射膜22和第2反射膜24被凸部26隔开,且在厚度方向上分离地配置。
180.在这样的反射结构体中,层叠有图案状的第1反射膜和第2反射膜,第1反射膜的开口部和第2反射膜的开口部以在俯视时不重合的方式定位,因此,在将具有本方式的反射结构体的扩散部件用于led背光源的情况下,在led元件的正上方必然存在第1反射膜和第2反射膜中的至少任一方。因此,与上述第1方式同样地,例如如图9的(b)所示,能够使相对于反射结构体20的第1反射膜22侧的面、即反射结构体20(第2层)的配置第1层(未图示)的一侧的面3a以低入射角入射的光l11在第1反射膜22以及第2反射膜24上反射。另外,由于第1反射膜的开口部以及第2反射膜的开口部以在俯视时不重合的方式定位,并且第1反射膜和第2反射膜在厚度方向上分离地配置,因此,能够使相对于反射结构体20的第1反射膜22侧的
面、即反射结构体20(第2层)的配置第1层(未图示)的一侧的面3a以高入射角入射的光l12从凸部26的侧面以及第2反射膜24的开口部25射出。由此,能够使从led元件发出后从扩散部件的第2层侧的面射出的光的一部分从在面内方向上离开led元件的位置射出,而不是从led元件的正上方射出。因此,能够提高亮度的面内均匀性。
181.另外,在本方式中,由于具有凸部,因此能够进行第1反射膜和第2反射膜的开口部的自对准,从而能够削减制造成本。
182.此外,关于第1反射膜和第2反射膜的材料、第1反射膜和第2反射膜的开口部的间距、第1反射膜和第2反射膜的开口部的大小、第1反射膜和第2反射膜的开口部的形状、第1反射膜和第2反射膜的厚度、以及第1反射膜和第2反射膜的形成方法等,能够设为与上述第1方式相同。
183.另外,关于透明基材,可以设为与上述第1方式相同。
184.本方式的反射结构体中的凸部是用于使上述的第1反射膜和第2反射膜在厚度方向上分离地配置的部件。
185.凸部具有透光性。作为凸部的透光性,凸部的总透光率优选为例如80%以上,其中优选为90%以上。需要说明的是,凸部的总透光率例如可以通过依据jis k7361-1:1997的方法来测量。作为光源,可以使用cie标准光源d65。
186.作为构成凸部的材料,只要是能够形成图案状的凸部、且具有上述的总透光率的材料即可,例如可举出热固化性树脂、电子束固化性树脂等。
187.作为凸部的高度,例如如图9的(b)所示,优选为能够使以高入射角入射到反射结构体20的第1反射膜22侧的面、即反射结构体20(第2层)的配置第1层(未图示)的一侧的面3a的光l12从凸部26的侧面和第2反射膜24的开口部25射出的高度,根据第1反射膜和第2反射膜的开口部的间距和大小、第1反射膜和第2反射膜的厚度等适当设定。具体而言,凸部的高度可以设为0.05mm以上且2mm以下,其中优选为0.1mm以上且0.5mm以下。
188.关于凸部的间距、大小及俯视形状,可以与上述第2反射膜的开口部的间距、大小及形状相同。
189.凸部的表面例如可以如图9的(b)所示那样为平滑面,也可以如图10的(a)所示那样为粗糙面。在凸部的表面为粗糙面的情况下,能够对凸部赋予光扩散性。
190.另外,作为凸部的表面的形状,例如可以如图9的(b)所示那样为平面,也可以如图10的(b)所示那样为曲面。在凸部的表面为曲面的情况下,能够对凸部赋予光扩散性。
191.作为凸部的形成方法,只要是能够形成图案状的凸部的方法则并不特别限定,例如可以列举出印刷法、基于模具的树脂赋形等。
192.(3)反射型衍射光栅
193.在第2层为反射型衍射光栅的情况下,作为反射型衍射光栅,只要具有上述的反射率和透射率的入射角依存性则并不特别限定。
194.作为反射型衍射光栅的间距等,只要能够得到上述的反射率和透射率的入射角依存性即可,可以适当调整。具体而言,在led元件输出的波长为红色、绿色、蓝色等单色的情况下,通过设为与各波长对应的间距,能够有效地使led元件的光反射。
195.作为构成反射型衍射光栅的材料,只要是能够得到具有上述反射率和透射率的入射角依存性的反射型衍射光栅的材料即可,可以采用通常用于反射型衍射光栅的材料。另
外,作为反射型衍射光栅的形成方法,可以与一般的反射型衍射光栅的形成方法相同。
196.3.扩散部件
197.在本实施方式中,作为扩散部件整体的厚度,例如能够设为30μm以上且200μm以下。
198.4.波长转换部件
199.在本公开的扩散部件中,例如可以如图11的(a)所示那样在第2层3的与第1层2侧的面相反一侧的面侧配置波长转换部件4,也可以如图11的(b)所示那样在第1层2的与第2层3侧的面相反一侧的面侧配置波长转换部件4。在led背光源中,有时为了实现宽色域化等而使用波长转换部件,在将本公开的扩散部件用于led背光源的情况下,也可以对扩散部件组合波长转换部件。
200.波长转换部件是含有吸收从led元件射出的光并发出激励光的荧光体的部件。波长转换部件具有通过与led基板组合而生成白色光的功能。
201.波长转换部件通常至少具有含有荧光体和树脂的波长转换层。波长转换部件例如可以是波长转换层单体,也可以是在透明基材的一个面侧具有波长转换层的层叠体。其中,从薄型化的观点出发,优选是波长转换层单体。更优选使用片状的波长转换部件。
202.作为上述荧光体,可以根据来自led元件的发光色适当选择,例如可以列举出蓝色荧光体、绿色荧光体、红色荧光体、黄色荧光体等。例如,在led元件为蓝色led元件的情况下,作为荧光体,可以使用绿色荧光体和红色荧光体,也可以使用黄色荧光体。另外,例如,在led元件为紫外线led元件的情况下,作为荧光体,可以使用红色荧光体、绿色荧光体和蓝色荧光体。
203.作为荧光体,可以采用通常用于led背光源的波长转换部件的荧光体。另外,也可以将量子点用作荧光体。
204.关于波长转换部件层中的荧光体的含量,只要是在将本公开的扩散部件用于led背光源的情况下能够生成期望的白色光的程度,则并不特别限定,可以与一般的led背光源的波长转换部件中的荧光体的含量相同。
205.另外,作为波长转换部件中包含的树脂,只要能够使荧光体分散则并不特别限定。作为上述树脂,可以设为与通常的led背光源的波长转换部件中使用的树脂相同,例如可以列举出硅酮系树脂、环氧系树脂等热固化性树脂。
206.作为波长转换部件的厚度,只要是在将本公开的扩散部件用于led背光源的情况下能够生成期望的白色光的厚度,则并不特别限定,例如可以设为10μm以上且1000μm以下。
207.作为在第1层或第2层上层叠波长转换部件的方法,例如可举出将波长转换部件隔着粘接层或粘合层贴合于第1层或第2层的方法、在第1层或第2层的面上直接形成波长转换部件的方法等。作为在第1层或第2层的面上直接形成波长转换部件的方法,例如可举出印刷法。
208.5.光学部件
209.在本公开的扩散部件中,例如如图11的(b)所示,也可以在第2层3的与第1层2侧的面相反一侧的面侧进一步配置光学部件5。在led背光源中,有时除了扩散部件以外还使用光学部件,在将本公开的扩散部件用于led背光源的情况下,也可以对扩散部件组合光学部件。作为光学部件,例如可举出棱镜片、反射型偏光片等。
210.(1)棱镜片
211.本公开的棱镜片具有使入射的光聚光、使正面方向的亮度集中提高的功能。棱镜片例如是在透明树脂基材的一面侧配置包含丙烯酸树脂等的棱镜图案而成的。
212.作为棱镜片,例如可以使用3m公司制造的增亮膜bef系列。
213.(2)反射型偏光片
214.本公开的反射型偏光片具有如下功能:仅使第1直线偏振光成分(例如,p偏振光)透过,不吸收与第1直线偏振光成分正交的第2直线偏振光成分(例如,s偏振光)而将其反射。被反射型偏光片反射的第2直线偏振光成分再次被反射,在消除了偏振光的状态(包含第1直线偏振光成分和第2直线偏振光成分这两者的状态)下,再次入射到反射型偏光片。因此,反射型偏光片使再次入射的光中的第1直线偏振光成分透过,与第1直线偏振光成分正交的第2直线偏振光成分再次被反射。以下,通过重复上述过程,从上述第2层射出的光的大约70%~80%作为成为第1直线偏振光成分的光而射出。因此,在将具备本公开的扩散部件的led背光源用于显示装置的情况下,通过使反射型偏光片的第1直线偏振成分(透射轴成分)的偏振方向与显示面板的偏光板的透射轴方向一致,由此,来自led背光源的出射光全部能够在显示面板中用于形成图像。因此,即使从led元件投入的光能相同,与未配置反射型偏光片的情况相比,也能够形成更高亮度的图像。
215.作为反射型偏光片,例如可举出3m公司制的增亮膜dbef系列。另外,作为反射型偏光片,例如也可以使用shinwha intertek公司制的高亮度偏光片wrps、线栅偏光片等。
216.6.用途
217.本公开的扩散部件适合用于直下式的led背光源。
218.ii.扩散部件的第2实施方式
219.本公开的扩散部件的第2实施方式是具有透射型衍射光栅或微透镜阵列、和电介质多层膜的部件。本公开的第2实施方式的扩散部件在被使用时将透射型衍射光栅或微透镜阵列侧的面用作光的入射面。
220.在本公开的扩散部件的第2实施方式中,通过组合透射型衍射光栅或微透镜阵列和电介质多层膜,能够起到与上述的扩散部件的第1实施方式同样的效果。
221.作为本实施方式中的透射型衍射光栅以及微透镜阵列,能够设为与上述的扩散部件的第1实施方式中的第1层所使用的透射型衍射光栅以及微透镜阵列相同。
222.另外,作为本实施方式中的电介质多层膜,可以与上述的扩散部件的第1实施方式中的第2层所使用的电介质多层膜同样。
223.透射型衍射光栅和微透镜阵列只要具有能够显现出光扩散性的结构即可,例如,可以是在整个层显现出光扩散性的结构,也可以是在面上显现出光扩散性的结构。
224.作为透射型衍射光栅或微透镜阵列与电介质多层膜的配置,例如,可以在电介质多层膜的一个面上隔着粘接层或粘合层配置透射型衍射光栅或微透镜阵列,也可以在电介质多层膜的一个面上隔着空隙部配置透射型衍射光栅或微透镜阵列,也可以在电介质多层膜的一个面上直接配置透射型衍射光栅或微透镜阵列。
225.在透射型衍射光栅或微透镜阵列与电介质多层膜隔着空隙部配置的情况下,透射型衍射光栅或微透镜阵列与电介质多层膜可以接触,也可以不接触。在透射型衍射光栅或微透镜阵列与电介质多层膜不接触的情况下,例如能够在透射型衍射光栅或微透镜阵列与
电介质多层膜之间配置间隔件。另外,空隙部可以为空气层。
226.另外,在电介质多层膜的一个面上直接配置透射型衍射光栅或微透镜阵列的情况下,例如,能够通过印刷法或基于模具的树脂赋形等在电介质多层膜的一个面上直接形成透射型衍射光栅或微透镜阵列。
227.作为本实施方式的扩散部件整体的厚度,能够设为与上述的第1实施方式的扩散部件整体的厚度相同。
228.在本实施方式的扩散部件中,可以在电介质多层膜的与透射型衍射光栅或微透镜阵列侧的面相反一侧的面侧配置波长转换部件,也可以在透射型衍射光栅或微透镜阵列的与电介质多层膜侧的面相反一侧的面侧配置波长转换部件。另外,关于波长转换部件,能够设为与上述的扩散部件的第1实施方式的项中所记载的波长转换部件相同。
229.在本实施方式的扩散部件中,也可以在电介质多层膜的与透射型衍射光栅或微透镜阵列侧的面相反一侧的面侧配置光学部件。需要说明的是,关于光学部件,可以与上述的扩散部件的第1实施方式的项中所记载的光学部件相同。
230.本实施方式的扩散部件适合用于直下式的led背光源。
231.b.层叠体
232.本公开的层叠体具有2个实施方式。以下,对各实施方式进行说明。
233.i.层叠体的第1实施方式
234.本公开的层叠体的第1实施方式为如下这样的部件,其具备:扩散部件,其依次具有第1层和第2层;和密封材料片,其配置于上述扩散部件的上述第1层侧的面侧,用于密封led元件,上述第1层具有透光性和光扩散性,关于上述第2层,随着光相对于上述第2层的靠上述第1层侧的面的入射角的绝对值变小而反射率变大,随着光相对于上述第2层的靠上述第1层侧的面的入射角的绝对值变大而透射率变大,上述密封材料片由含有热塑性树脂的密封材料组合物构成。本公开的层叠体在被使用时将密封材料片侧的面用作led元件的光的入射面。
235.图12是示出本公开的层叠体的第1实施方式的一例的概略剖视图。如图12所例示的那样,层叠体40具备:扩散部件1,其依次具有第1层2和第2层3;以及密封材料片21a,其配置于扩散部件1的第1层2侧的面侧,用于密封led元件。扩散部件1的第1层2具有透光性和光扩散性。关于扩散部件1的第2层3,随着光相对于第2层3的第1层2侧的面的入射角的绝对值变小而反射率变大,随着光相对于第2层3的第1层2侧的面的入射角的绝对值变大而透射率变大。密封材料片21a由含有热塑性树脂的密封材料组合物构成。
236.在此,直下式的led背光源特别在薄型化、轻量化的方面与边缘光方式相比是不利的。但是,在直下式的led背光源中,如上所述,难以实现薄型化。
237.然而,近年来,关于led元件的微细化及高密度化的研究开发正在推进,芯片尺寸小的、被称为所谓的迷你led或微型led的led受到关注。而且,正在研究将led元件的微细化及高密度化的技术作为led背光源来实用化。(例如参照专利文献4)
238.在直下式的led背光源中,亮度不均依赖于led元件与扩散板的距离以及led元件间的距离(以下,有时称为间距)。因此,通过缩短led元件间的距离也能够抑制亮度不均。即,通过高密度地配置微细的led元件,能够提高亮度的面内均匀性。在该情况下,能够实现薄型化。
239.在此,在led背光源中,为了将led元件与扩散板之间维持为规定的间隔而配置有间隔件。然而,从led元件射出的光会被间隔件遮挡或反射,由此有时会产生亮度不均。另外,需要设置多个间隔件,但在例如迷你led、微型led那样间距细小的情况下,难以配置多个间隔件。
240.因此,在led背光源中,还提出了在led元件与扩散板之间配置对led元件进行密封的密封部件的结构(例如参照专利文献4)。但是,与led元件和扩散板之间为空间的结构相比,在led元件和扩散板之间配置有密封部件的结构的重量会增加。
241.近年来,对显示装置有薄型化及轻量化的要求,对组装于显示装置的背光源也要求进一步的薄型化及轻量化。如上所述,直下式的led背光源与边缘光式相比在薄型化和轻量化方面不利,因此要求进一步改良。
242.根据本公开,通过具有上述的扩散部件,能够在提高亮度的面内均匀性的同时实现薄型化。另外,由于能够缩短led元件与扩散部件的距离,因此能够减薄密封材料片的厚度,还能够实现轻量化。
243.另外,在本公开中,密封材料片由含有热塑性树脂的密封材料组合物构成。以下,对优选热塑性树脂的理由进行说明。
244.在led背光源中密封部件含有热塑性树脂的情况下,可以使用由含有热塑性树脂的密封材料组合物构成的片状的密封件(以下,有时称为密封材料片)。图13的(a)~(b)是表示本公开的led背光源的制造方法的一例的工序图,并且是使用本公开的层叠体的例子。例如,如图13的(a)所示,准备led基板11、和扩散部件1与密封材料片21a的层叠体40,在led基板11的led元件13侧的面侧层叠密封材料片21a后,例如通过使用真空层叠法,使密封材料片21a压接于led基板11,从而如图13的(b)所示,能够用密封部件21密封led元件13。此外,在图13的(a)、(b)中,示出了如下的例子:在led基板11中,在支承基板12的配置有led元件13的面上、且在安装有led元件13的led元件安装区域以外的区域配置有反射层15。
245.另一方面,在led背光源中,在密封部件含有热固化性树脂、光固化性树脂等固化性树脂的情况下,通常使用液态的密封材料。在该情况下,例如,如图14的(a)所示,在led基板11的周围配置模具101,在led基板11的led元件13侧的面侧涂布含有固化性树脂的液态的密封材料21b而形成涂膜,然后,通过热处理使涂膜固化,从而如图14的(b)所示,能够利用密封部件21’密封led元件13。
246.在固化性树脂的情况下,由于使用液态的密封材料,因此由于表面张力等的关系,有时会产生与中央部相比端部的厚度变厚或变薄的现象(参照图14的(a))。
247.另外,在固化性树脂的情况下,容易产生固化时的体积的收缩等,结果,如图14的(b)所示,有时固化后的密封部件的中央部和端部的厚度变得不均匀。此外,在图14的(b)中,示出了密封部件21’的端部的厚度比中央部的厚度厚的例子,但厚度的分布不限于此,例如,也存在端部的厚度比中央部的厚度薄的情况。
248.这样,在密封部件的中央部和端部的厚度不同的情况下,例如,在将多个led背光源拼接而实现大型化的情况下,各个led背光源的边界处的厚度不同,结果是,会被识别为接缝。因此,在将拼接的led背光源用于显示装置的情况下,有时会损害作为显示装置的显示的美观性。
249.与此相对,在使用片状的密封件的情况下,能够避免在使用液态的密封材料的情
况下产生的、由表面张力引起的涂膜的厚度分布的产生和由热收缩或光收缩引起的厚度分布的产生这样的产生密封部件的表面凹凸的情况。因此,能够得到平坦性良好的密封部件,能够提供高品质的显示装置。因此,根据本公开,通过具有上述的密封材料片,能够得到平坦性良好的密封部件。特别是,在使用被称为迷你led、微型led的尺寸的led基板进行拼接的情况下是有用的。
250.以下,对本公开的层叠体的第1实施方式进行说明。
251.1.扩散部件
252.关于本公开的扩散部件,与上述“a.扩散部件i.第1实施方式”这一项中记载的情况相同。
253.作为扩散部件和密封材料片的配置,根据扩散部件的第1层的种类等适当选择,例如,如图12所示,可以在扩散部件1的第2层3的一个面上直接或隔着未图示的粘接层或粘合层配置第1层2,并在扩散部件1的第1层2侧的面侧直接配置密封材料片21a,也可以如图15的(a)所示那样在扩散部件1的第2层3的一个面上直接或隔着未图示的粘接层或粘合层配置第1层2,并在扩散部件1的第1层2侧的面侧隔着低折射率层43配置密封材料片21a,也可以如图15的(b)所示那样在密封材料片21a的一个面上直接配置扩散部件1的第1层2,并在扩散部件1的第1层2和第2层3之间配置空隙部,也可以如图15(c)所示那样在扩散部件1的第2层3的一个面上直接配置第1层2,并在扩散部件1和密封材料片21a之间配置空隙部。在扩散部件的第1层例如为含扩散剂树脂膜的情况下,可以为上述的扩散部件和密封材料片的配置中的任一配置。另一方面,在扩散部件的第1层例如为透射型衍射光栅或微透镜阵列的情况下,需要在扩散部件的第1层与第2层之间配置有空隙部、或者在扩散部件的第1层与密封材料片之间配置有空隙部、或者在扩散部件的第1层与密封材料片之间配置有低折射率层。
254.另外,在密封材料片的一面上直接配置有扩散部件的第1层的情况下,例如如图15的(b)所示,也可以在密封材料片21a的一面配置图案状的第1层2。例如,在第1层在面上显现出光扩散性的情况下,即使在第1层以图案状配置的情况下,也能够显现出光扩散性。
255.在扩散部件的第1层和第2层之间配置有空隙部的情况下,例如如图15的(b)所示,第1层2和第2层3可以接触,虽未图示,但第1层和第2层也可以不接触。在第1层和第2层不接触的情况下,例如可以在第1层和第2层之间配置间隔件。另外,在扩散部件和密封材料片之间配置有空隙部的情况下,例如扩散部件的第1层和密封材料片可以接触,如图15的(c)所示,扩散部件的第1层和密封材料片也可以不接触。在扩散部件的第1层和密封材料片不接触的情况下,例如可以在扩散部件和密封材料片之间配置间隔件。另外,空隙部可以为空气层。
256.在密封材料片的一个面上直接配置有扩散部件的第1层的情况下,例如可以通过印刷法、基于模具的树脂赋形在密封材料片的一个面上直接形成扩散部件的第1层。
257.2.密封材料片
258.本公开的密封材料片用于封装led元件,是由含有热塑性树脂的密封材料组合物构成的部件。
259.密封材料片具有透光性。需要说明的是,关于密封材料片中的“透光性”、“透明”,只要是不阻碍来自led元件的光的可视性的程度的透明即可。
260.(1)密封材料片的材料
261.本公开的密封材料片由含有热塑性树脂的密封材料组合物构成。
262.作为本公开的密封材料片中使用的热塑性树脂,通常使用实质上不产生使led基板劣化的成分(劣化成分)的树脂。在此,“实质上不产生劣化成分的树脂”是指不含有劣化成分本身或者即使含有也不会对led基板的劣化造成影响的程度的树脂、在led背光源的制造时和使用时不产生劣化成分或者即使产生也不会对led基板的劣化造成影响的程度的树脂。
263.作为产生这样的劣化成分的树脂,可以列举出产生酸成分作为劣化成分的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(eva)等。
264.另外,作为本公开的热塑性树脂,优选使用如下这样的热塑性树脂:其具有能够通过加热而追随配置于led基板的一面侧的led元件及其他部件的凹凸并进入间隙中的熔融粘度。
265.具体而言,所使用的热塑性树脂的熔体质量流动速率(mfr)优选为0.5g/10分钟以上且40g/10分钟以下,更优选为2.0g/10分钟以上且40g/10分钟以下。其原因在于,通过使mfr为上述范围,由此,能够进入led元件的间隙,可发挥充分的密封性能,进而可成为与led基板的密接性优异的密封部件。
266.需要说明的是,本说明书中的mfr是指根据jis k7210测量的、在190℃且载荷2.16kg下的值。其中,关于聚丙烯树脂的mfr,同样是指基于jis k7210的在230℃且载荷2.16kg下的mfr的值。
267.关于密封材料片如后述那样为多层部件时的mfr,在全部的层被一体层叠的多层状态下,利用上述测量方法进行测量,将得到的测量值作为该多层的密封部件的mfr值。
268.作为本公开中使用的热塑性树脂的熔点,只要能够在不使led基板劣化的温度区域中将led元件密封,则并不特别限定,优选为例如55℃以上且135℃以下。需要说明的是,热塑性树脂的熔点例如可以依据塑料的转变温度测量方法(jisk7121)并通过差示扫描量热法(dsc)进行测量。
269.在本公开中,作为上述热塑性树脂,例如可以使用烯烃系树脂、离聚物系树脂、聚乙烯醇缩丁醛系树脂等。
270.其中,上述热塑性树脂优选为烯烃系树脂。这是因为,烯烃系树脂特别难以产生使led基板劣化的成分,并且熔融粘度也低,因此能够良好地密封上述led元件。另外,在烯烃系树脂中,优选聚乙烯系树脂或聚丙烯系树脂。
271.在此,本说明书中的聚乙烯系树脂不仅包括将乙烯聚合而得到的通常的聚乙烯,还包括将α-烯烃等那样的具有烯属不饱和键的化合物聚合而得到的树脂、使具有烯属不饱和键的多种不同的化合物共聚而得到的树脂、以及在这些树脂上接枝其它化学物种而得到的改性树脂等。
272.其中,可以优选使用将α-烯烃和烯属不饱和硅烷化合物作为共聚单体共聚而成的硅烷共聚物(以下也称为“硅烷共聚物”)。这是因为,通过使用这样的树脂,能够得到led基板与密封部件的更高的密合性。上述硅烷共聚物可以使用日本特开2018-50027号公报中记载的物质。
273.(2)密封材料片的结构
274.关于本公开的密封材料片,例如如图12所示,密封材料片21a可以为由单一的树脂层构成的单层部件,另外,也可以如图16所示,密封材料片21a为层叠有多层树脂层(图16中为3层)的多层部件。
275.在上述多层部件的情况下,在上述多层部件中位于扩散部件侧的相反侧的层、即位于led基板侧的层中,能够使用通常昂贵的、密合性或进入led元件等的间隙的成型性良好的材料。上述多层部件可以为2层结构,但优选为在两个面配置有密合性良好的层的3层结构。
276.在上述多层部件中,作为构成位于扩散部件侧的相反侧的层、即配置于led基板侧的层的材料,只要是密合性高且成型性高的材料则并不特别限定,在上述热塑性树脂的情况下,例如优选使用上述硅烷共聚物等。另外,在上述热塑性树脂的情况下,上述材料还优选含有上述烯烃系树脂和硅烷偶联剂。
277.密封材料片的厚度可以根据led基板的层结构等适当选择,没有特别限定。密封材料片的厚度例如可以为100μm以上,也可以为250μm以上,还可以为300μm以上。另外,密封材料片的厚度例如可以为600μm以下,也可以为550μm以下。若上述厚度过薄,则有可能无法充分发挥作为密封部件的功能或产生亮度不均。另一方面,若上述厚度过厚,则有可能难以实现薄型化及轻量化或对透光性造成不良影响。
278.另外,在密封材料片为3层的多层部件的情况下,3层中的位于中心的层的厚度例如可以为60μm以上,可以为100μm以上,可以为250μm以上,另外,可以为400μm以下,也可以为350μm以下。另外,在该情况下,3层中的的位于外侧的各层的厚度例如可以为15μm以上且200μm以下。
279.需要说明的是,本说明书中的“厚度”可以使用能够测量μ级的尺寸的公知的测量方法来测量,作为一例,可以使用利用光学显微镜或扫描型电子显微镜(sem)得到的观察图像来测量。对于“大小”等尺寸的测量也相同。
280.(3)其他
281.用于密封材料片的密封材料组合物只要含有热塑性树脂即可,可以根据需要含有交联剂、硅烷偶联剂、抗氧化剂、光稳定剂等其它添加剂。另外,作为密封材料片的成型方法,可以与一般的树脂片的成型方法相同。作为一例,可举出t模头法,但并不限定于此。
282.(4)密封材料片的具体方式
283.如上所述,密封材料片含有热塑性树脂,更优选含有烯烃系树脂,进一步优选含有聚乙烯系树脂。特别优选的是,密封材料片以密度为0.870g/cm3以上且0.930g/cm3以下的聚乙烯系树脂作为基础树脂。这是因为,这样的密封材料片与led基板的密合性良好,并且,相对于配置于led基板的部件的追随性良好。
284.以下,对优选的密封材料片的详细情况进行说明。
285.上述密封材料片是以0.870g/cm3以上且0.930g/cm3以下的聚乙烯系树脂为基础树脂的树脂膜。即,上述密封材料片为以上述聚乙烯系树脂为基础树脂的密封材料片。
286.上述密封材料片优选是由包含芯层和配置于两个最表面的表层的多个层构成的多层膜。而且,在该情况下,芯层优选以密度为0.910g/cm3以上且0.930g/cm3以下的聚乙烯系树脂为基础树脂,表层优选以密度为0.890g/cm3以上且0.910g/cm3以下且密度比芯层用的基础树脂低的聚乙烯系树脂为基础树脂。
287.在上述多层膜的情况下,其总厚度优选为例如100μm以上,更优选为250μm以上,进一步优选为300μm以上。另外,总厚度优选为例如600μm以下,更优选为550μm以下。若总厚度过薄,则无法充分地缓和冲击,但若总厚度在上述范围内,则能够在充分优选的水准中兼具成型性和耐热性。需要说明的是,若总厚度过厚,则难以获得进一步的缓冲效果提高的效果,也无法应对薄型化的要求,且不经济。
288.上述多层膜中的芯层的厚度优选为例如60μm以上,更优选为100μm以上,进一步优选为250μm以上。另外,芯层的厚度优选为例如400μm以下,更优选为350μm以下。另外,该情况下的表层的各层的厚度例如可以为15μm以上,也可以为30μm以上,另外,可以为200μm以下。通过使各层的厚度在这样的范围内,能够将密封材料片的耐热性和成型特性保持在良好的范围内。
289.上述密封材料片是利用以往公知的方法对以下详细说明的密封材料组合物进行成型加工并制成片状而成的。
290.在使上述密封材料片作为密封部件形成的情况下,各层的制造中使用的密封材料组合物以每层的密度范围等都不同的组合物为基础树脂。
291.这种情况下,上述密封材料组合物在各层的形成中分别分开使用芯层用的密封材料组合物和表层用的密封材料组合物。然后,利用这些芯层用的密封材料组合物和表层用的密封材料组合物以规定的厚度成形出在两个最表面配置有表层的3层结构的多层膜,由此,例如如图16所示,可以制造出表层22a、芯层23和表层22b的3层结构的密封材料片21a。
292.作为上述密封材料片的芯层用的密封材料组合物的基础树脂,可以优选使用低密度聚乙烯系树脂(ldpe)、直链低密度聚乙烯系树脂(lldpe)、或茂金属系直链低密度聚乙烯系树脂(m-lldpe)。其中,从长期可靠性的观点出发,可以特别优选使用低密度聚乙烯系树脂(ldpe)作为芯层用的组合物。
293.用作上述芯层用的密封材料组合物的基础树脂的、聚乙烯系树脂的密度为0.910g/cm3以上且0.930g/cm3以下,更优选为0.920g/cm3以下。通过将芯层用的密封材料组合物的基础树脂的密度设为上述范围,能够在不经过交联处理的情况下使密封材料片具备所需的充分的耐热性。
294.关于上述芯层用的密封材料组合物的熔点,优选熔点为90℃以上且135℃以下,更优选熔点为100℃以上且115℃以下。通过将芯层的熔点设为上述熔点范围,能够将这些密封材料组合物的耐热性和成型特性保持在优选的范围内。需要说明的是,通过在芯层用的密封材料组合物中添加聚丙烯等高熔点的树脂,能够将密封材料组合物的熔点提高至135℃左右。在这种情况下,相对于芯层的全部树脂成分,优选含有5质量%以上且40质量%以下的聚丙烯。
295.上述芯层中含有的聚丙烯优选为均聚聚丙烯(均聚pp)树脂。均聚pp是仅由聚丙烯单体构成的聚合物,其结晶性高,因此,与嵌段pp、无规pp相比,具有更高的刚性。通过将其用作向芯层用的密封材料组合物中添加的添加树脂,能够提高密封部件的尺寸稳定性。另外,关于作为向芯层用的密封材料组合物中添加的树脂来使用的均聚pp,优选的是,按照jis k7210测量的、230℃且载荷为2.16kg下的mfr为5g/10分钟以上且125g/10分钟以下。如果上述mfr过小,则分子量变大,刚性变得过高,难以确保密封材料组合物的优选的充分的柔软性。另外,若上述mfr过大,则无法充分抑制加热时的流动性,无法对密封材料片充分赋
予耐热性及尺寸稳定性。
296.作为上述芯层用的密封材料组合物的基础树脂来使用的聚乙烯系树脂的熔体质量流动速率(mfr)在190℃且载荷2.16kg下优选为2.0g/10分钟以上且7.5g/10分钟以下,更优选为3.0g/10分钟以上且6.0g/10分钟以下。通过使芯层用的密封材料组合物的基础树脂的mfr为上述范围,能够将密封部件的耐热性和成型特性保持在优选的范围内。另外,能够充分提高制膜时的加工适应性,也有助于密封部件的生产率的提高。
297.上述基础树脂相对于上述芯层用的密封材料组合物中的全部树脂成分的含量为70质量%以上且99质量%以下,优选为90质量%以上且99质量%以下。只要在上述范围内包含基础树脂,则也可以包含其他树脂。
298.作为上述密封材料片的表层用的密封材料组合物的基础树脂,与芯层用的密封材料组合物相同,可以优选使用低密度聚乙烯系树脂(ldpe)、直链低密度聚乙烯系树脂(lldpe)、或茂金属系直链低密度聚乙烯系树脂(m-lldpe)。其中,从成型特性的观点出发,可以特别优选使用茂金属系直链低密度聚乙烯系树脂(m-lldpe)作为表层用的密封材料组合物。
299.作为上述表层用的密封材料组合物的基础树脂来使用的上述聚乙烯系树脂的密度为0.890g/cm3以上且0.910g/cm3以下,更优选为0.899g/cm3以下。通过将表层用的密封材料组合物的基础树脂的密度设为上述范围内,能够将密封部件的密合性保持在优选的范围内。
300.关于上述表层用的密封材料组合物的熔点,优选熔点为55℃以上且100℃以下,更优选熔点为80℃以上且95℃以下。通过将表层用的密封材料组合物的熔点设为上述范围内,能够更可靠地提高密封部件的密合性。
301.作为上述表层用的密封材料组合物的基础树脂来使用的聚乙烯系树脂的熔体质量流动速率(mfr)在190℃且载荷2.16kg下优选为2.0g/10分钟以上且7.0g/10分钟以下,更优选为2.5g/10分钟以上且6.0g/10分钟以下。通过使表层用的密封材料组合物的基础树脂的mfr在上述范围内,可以更可靠地将密封材料片的密合性保持在优选的范围内。另外,能够充分提高制膜时的加工适应性,有助于密封材料片的生产率的提高。
302.上述基础树脂相对于上述表层用密封材料组合物中的全部树脂成分的含量为60质量%以上且99质量%以下,优选为90质量%以上且99质量%以下。只要在上述范围内包含基础树脂,则也可以包含其他树脂。
303.在以上说明的全部的密封材料组合物中,更优选根据需要使各密封材料组合物含有一定量的将α-烯烃和烯属不饱和硅烷化合物作为共聚单体共聚而成的硅烷共聚物。关于这样的接枝共聚物,由于有助于粘接力的硅烷醇基的自由度变高,因此能够提高密封材料片相对于其他部件的粘接性。
304.关于硅烷共聚物,例如可以列举出日本特开2003-46105号公报中记载的硅烷共聚物。通过使用上述硅烷共聚物作为密封材料组合物的成分,由此,强度、耐久性等优异,且耐候性、耐热性、耐水性、耐光性、其他各特性优异,进而,不受配置密封材料片时的加热压接等制造条件的影响而具有极其优异的热熔接性,能够稳定地以低成本得到密封材料片。
305.作为硅烷共聚物,可以优选使用无规共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物和接枝共聚物中的任意,更优选为接枝共聚物,进一步优选以聚合用聚乙烯为主链、以烯属不饱和硅烷
化合物为侧链进行聚合而得到的接枝共聚物。关于这样的接枝共聚物,由于有助于粘接力的硅烷醇基的自由度变高,因此能够提高密封材料片的粘接性。
306.作为构成α-烯烃与烯属不饱和硅烷化合物的共聚物时的烯属不饱和硅烷化合物的含量,相对于全部共聚物质量,例如为0.001质量%以上且15质量%以下,优选为0.01质量%以上且5质量%以下,特别优选为0.05质量%以上且2质量%以下。在构成α-烯烃与烯属不饱和硅烷化合物的共聚物的烯属不饱和硅烷化合物的含量较多的情况下,机械强度和耐热性等优异,但若含量过多,则存在拉伸伸长率和热熔接性等变差的倾向。
307.上述硅烷共聚物相对于密封材料组合物的全部树脂成分的含量在上述芯层用的密封材料组合物中优选为2质量%以上且20质量%以下,在上述表层用的密封材料组合物中优选为5质量%以上且40质量%以下。特别是在表层用的密封材料组合物中,更优选含有10质量%以上的硅烷共聚物。需要说明的是,上述硅烷共聚物中的硅烷改性量优选为大约1.0质量%以上且3.0质量%以下。上述的密封材料组合物中的优选的硅烷共聚物的含量范围是以上述硅烷改性量在该范围内为前提的,期望根据该改性量的变动适当地进行微调整。
308.在全部的密封材料组合物中,还可以适当添加密合性提高剂。通过添加密合性提高剂,可以进一步提高与其它部件的密合耐久性。作为密合性提高剂,可以使用公知的硅烷偶联剂,特别优选使用具有环氧基的硅烷偶联剂或具有巯基的硅烷偶联剂。
309.3.波长转换部件
310.在本公开的层叠体中,例如可以如图17的(a)所示那样在扩散部件1的第2层3侧的面侧配置有波长转换部件41,也可以如图17的(b)所示那样在扩散部件1与密封材料片21a之间配置有波长转换部件41。关于波长转换部件,可以与上述“a.扩散部件”这一项中记载的波长转换部件相同。
311.4.光学部件
312.另外,在本公开的层叠体中,例如如图17的(b)所示,也可以在扩散部件1的第2层3侧的面侧配置光学部件42。关于光学部件,可以与上述“a.扩散部件”这一项中记载的光学部件相同。
313.5.其他结构
314.在本公开的层叠体中,例如如图15的(a)所示,在扩散部件1的第1层2与密封材料片21a之间配置有低折射率层43的情况下,低折射率层是具有比扩散部件的第1层的折射率低的折射率的层。通过使低折射率层的折射率比扩散部件的第1层的折射率低,能够抑制全反射。另外,如上所述,本实施方式的层叠体是将密封材料片侧的面用作led元件的光的入射面的层叠体,在扩散部件的第1层例如为透射型衍射光栅或微透镜阵列的情况下,通过在扩散部件的第1层的光的入射侧配置具有与第1层不同的折射率的低折射率层,由此能够利用透射型衍射光栅使光衍射,或者利用微透镜阵列使光折射。
315.低折射率层的折射率只要比扩散部件的第1层的折射率低即可,例如可以为1.0以上且1.5以下。另外,低折射率层与扩散部件的第1层的折射率差优选较大,例如可以为0.3以上且1.0以下。通过使低折射率层与扩散部件的第1层的折射率差较大,在第1层为例如微透镜阵列或含扩散剂树脂膜的情况下能够增大折射角,在第1层为例如透射型衍射光栅的情况下能够增大衍射角。
316.低折射率层例如可以含有树脂及低折射率颗粒,也可以含有含氟树脂。在低折射率层含有树脂及低折射率颗粒的情况下,作为低折射率颗粒,例如可以是无机颗粒及有机颗粒中的任意。另外,低折射率颗粒也可以是中空颗粒。另外,作为树脂,例如可以使用固化性树脂。
317.ii.层叠体的第2实施方式
318.本公开的层叠体的第2实施方式为如下这样的部件,其具备:扩散部件,其具有透射型衍射光栅或微透镜阵列、以及电介质多层膜;和密封材料片,其配置于上述扩散部件的上述透射型衍射光栅或上述微透镜阵列侧的面侧,用于密封led元件,上述密封材料片由含有热塑性树脂的密封材料组合物构成。本实施方式的层叠体在被使用时将密封材料片侧的面用作led元件的光的入射面。
319.在本公开的层叠体的第2实施方式中,能够起到与上述的层叠体的第1实施方式同样的效果。
320.关于本实施方式中的扩散部件,与上述“a.扩散部件ii.第2实施方式”这一项中记载的部件相同。
321.作为扩散部件和密封材料片的配置,例如,可以在扩散部件的电介质多层膜的一个面上直接或隔着粘接层或粘合层配置透射型衍射光栅或微透镜阵列,并在扩散部件的透射型衍射光栅或微透镜阵列侧的面侧隔着低折射率层配置密封材料片,也可以在密封材料片的一个面上直接配置扩散部件的透射型衍射光栅或微透镜阵列,并在扩散部件的电介质多层膜与透射型衍射光栅或微透镜阵列之间配置空隙部,也可以在扩散部件的电介质多层膜的一个面上直接配置透射型衍射光栅或微透镜阵列,并在扩散部件和密封材料片之间配置空隙部。
322.关于在扩散部件的透射型衍射光栅或微透镜阵列与电介质多层膜之间配置有空隙部的情况下的结构,能够设为与在上述的层叠体的第1实施方式中在扩散部件的第1层与第2层之间配置有空隙部的情况相同。另外,关于在扩散部件与密封材料片之间配置有空隙部的情况下的构成,可以设为与在上述层叠体的第1实施方式中在扩散部件与密封材料片之间配置有空隙部的情况相同。
323.在密封材料片的一个面上直接配置有扩散部件的透射型衍射光栅或微透镜阵列的情况下,例如可以通过印刷法或基于模具的树脂赋形在密封材料片的一个面上直接形成扩散部件的透射型衍射光栅或微透镜阵列。
324.另外,本实施方式中的密封材料片可以与上述层叠体的第1实施方式中的密封材料片同样。
325.另外,本实施方式中的低折射率层可以与上述层叠体的第1实施方式中的低折射率层同样。
326.在本实施方式的层叠体中,可以在扩散部件的电介质多层膜侧的面侧配置波长转换部件,也可以在扩散部件与密封材料片之间配置波长转换部件。关于波长转换部件,可以与上述“a.扩散部件”这一项中记载的波长转换部件相同。
327.另外,在本实施方式的层叠体中,也可以在扩散部件的电介质多层膜侧的面侧配置光学部件。关于光学部件,可以与上述“a.扩散部件”这一项中记载的光学部件相同。
328.c.扩散部件的组
329.本公开的扩散部件的组具备:第1部件,其具有第1层和用于密封led元件的密封材料片;以及第2部件,其具有第2层,隔着空隙部配置于上述第1部件的上述第1层侧的面而被使用,上述第1层具有透光性和光扩散性,关于上述第2层,随着光相对于上述第2层的靠上述第1层侧的面的入射角的绝对值变小而反射率变大,并且随着光相对于上述第2层的靠上述第1层侧的面的入射角的绝对值变大而透射率变大,上述密封材料片由含有热塑性树脂的密封材料组合物构成。
330.如图18所示,扩散部件的组60具备:第1部件61,其具有第1层2和用于密封led元件的密封材料片21a;以及第2部件62,其具有第2层3。第2部件62隔着空隙部配置在第1部件61的第1层2侧的面上而被使用。第1层2具有透光性及光扩散性。另外,第2层3具有反射率的入射角依存性和透射率的入射角依存性。
331.在本公开的扩散部件的组件中,能够起到与上述的层叠体同样的效果。
332.第1部件和第2部件是不同的部件,通过隔着空隙部配置第1部件和第2部件,能够将它们用作扩散部件。
333.作为本公开的第1层和第2层,与上述“a.扩散部件”这一项中记载的第1层和第2层同样。
334.另外,作为本公开的密封材料片,与上述“b.层叠体”这一项中记载的密封材料片同样。
335.在第1部件中,可以在第1层与密封材料片之间配置波长转换部件。另一方面,在第2部件中,也可以在第2层的一个面配置波长转换部件。另外,在第2部件中,也可以在第2层的一个面配置有光学部件。关于波长转换部件和光学部件,可以与上述“a.扩散部件”这一项中记载的波长转换部件和光学部件相同。
336.d.led背光源
337.本公开的led背光源具有2个实施方式。以下,对各实施方式进行说明。
338.i.led背光源的第1实施方式
339.本公开的led背光源的第1实施方式是如下这样的装置,其具备:led基板,其在支承基板的一个面侧配置有多个led元件;以及扩散部件,其配置于上述led基板的上述led元件侧的面侧,从上述led基板侧起依次具有第1层和第2层,上述第1层具有透光性和光扩散性,关于上述第2层,随着光相对于上述第2层的靠上述第1层侧的面的入射角的绝对值变小而反射率变大,并且随着光相对于上述第2层的靠上述第1层侧的面的入射角的绝对值变大而透射率变大。本公开的led背光源是直下式的led背光源。
340.图2是示出本发明的led背光源的一例的概略剖视图。另外,关于图2,由于记载在上述“a.扩散部件”的项中,所以在此省略说明。
341.图19是示出本公开的led背光源的另一例的概略剖视图。如图19所例示的那样,led背光源10具备:led基板11,其在支承基板12的一面侧配置有多个led元件13;密封部件21,其配置于led基板11的led元件13侧的面侧,对led元件13进行密封;以及扩散部件1,其配置于密封部件21的与led基板11侧的面相反一侧的面侧,从密封部件21侧起依次具有第1层2和第2层3。扩散部件1中的第1层2具有透光性和光扩散性,使从第1层2的与第2层3侧的面相反一侧的面2a入射的光l1、l2、l2’透过和扩散。另外,关于扩散部件1中的第2层3,随着光相对于第2层3的第1层2侧的面3a的入射角的绝对值变小而反射率变大,随着光相对于第
2层3的第1层2侧的面3a的入射角的绝对值变大而透射率变大。因此,在第2层3中,能够使相对于第2层3的第1层2侧的面3a以低入射角θ1入射的光l1反射,使相对于第2层3的第1层2侧的面3a以高入射角θ2、θ2’
入射的光l2、l2’透过。此外,在图19中,示出了这样的例子:在led基板11中,在支承基板12的配置有led元件13的面、且在安装有led元件13的led元件安装区域以外的区域,配置有反射层15。
342.在图19中,能够使从led元件13发出并入射到扩散部件1的第1层2侧的面1a的光在第1层2中扩散,并且对于透过第1层2而扩散的光中的、相对于第2层3的第1层2侧的面3a以低入射角θ1入射的光l1,能够使其在第2层3的第1层2侧的面3a反射,并再次入射到第1层2而扩散。而且,对于透过第1层2而扩散的光中的、相对于第2层3的第1层2侧的面3a以高入射角θ2、θ2’
入射的光l2、l2’,能够使其透过第2层3并从扩散部件1的第2层3侧的面1b射出。
343.在本公开中,通过具有上述的扩散部件,能够在提高亮度的面内均匀性的同时实现薄型化。另外,还能够降低成本和功耗。另外,由于能够缩短led元件与扩散部件的距离,因此能够减薄密封部件的厚度,还能够实现轻量化。另外,通过使用上述的扩散部件,能够容易地制造本公开的led背光源。
344.以下,对本公开的led背光源的第1实施方式进行说明。
345.1.扩散部件
346.本公开的扩散部件配置于上述led基板的上述led元件侧的面侧,从上述led基板侧起依次具有第1层和第2层,上述第1层具有透光性和光扩散性,关于上述第2层,随着光相对于上述第2层的靠上述第1层侧的面的入射角的绝对值变小而反射率变大,并且随着光相对于上述第2层的靠上述第1层侧的面的入射角的绝对值变大而透射率变大。
347.本公开的扩散部件与上述“a.扩散部件”这一项中记载的部件相同。关于构成扩散部件的各部件,可以与上述“a.扩散部件”这一项中记载的内容相同,因此省略此处的记载。
348.扩散部件从led基板的led元件的发光面离开规定的距离而配置。扩散部件与led基板的led元件的发光面之间的距离优选为例如5mm以下,其中优选为2mm以下,特别优选为1mm以下。若上述距离为上述范围,则能够实现薄型化。上述距离的下限值没有特别限定。
349.在此,扩散部件与led基板的led元件的发光面之间的距离例如是图2所示那样的扩散部件1的第1层2侧的面1a与led基板11的led元件13的发光面之间的距离d。
350.2.led基板
351.本公开的led基板是在支承基板的一面侧配置有多个led元件的部件。
352.以下,对led基板进行说明。
353.(1)led元件
354.在本公开的led背光源中,led元件作为光源发挥功能。
355.本公开的led背光源可以是白色led。作为led元件,在设为led背光源的情况下,只要能够照射白色光,则并无特别限定,例如可列举能够发出白色、蓝色、紫外线或红外线等的led元件。
356.led元件可以是芯片状的led元件。作为led元件的形态,例如可以是发光部(也称为led芯片)本身,也可以是表面安装型或板上芯片型等的封装led(也称为芯片led)。封装led例如可以具有发光部、和覆盖发光部并含有树脂的保护部。具体而言,在led元件为发光部本身的情况下,作为led元件,例如能够使用蓝色led元件、紫外线led元件或红外线led元
件。另外,在led元件为封装led的情况下,作为led元件,例如能够使用白色led元件。
357.在本公开的led背光源是将led元件和波长转换部件组合来照射白色光的情况下,作为led元件,优选为蓝色led元件、紫外线led元件或红外线led元件。蓝色led元件例如通过与黄色荧光体组合、或者与红色荧光体和绿色荧光体组合,能够生成白色光。另外,紫外线led元件例如通过与红色荧光体、绿色荧光体和蓝色荧光体组合,能够生成白色光。其中,led元件优选为蓝色led元件。这是因为,在本公开的led背光源中,其能够照射亮度高的白色光。
358.另外,在led元件为白色led元件的情况下,作为白色led元件,根据白色led元件的发光方式等适当选择。作为白色led元件的发光方式,例如可以列举出红色led、绿色led以及蓝色led的组合、蓝色led、红色荧光体以及绿色荧光体的组合、蓝色led和黄色荧光体的组合、紫外线led、红色荧光体、绿色荧光体以及蓝色荧光体的组合等。因此,作为白色led元件,例如可以具有红色led发光部、绿色led发光部以及蓝色led发光部,也可以具有蓝色led发光部、以及含有红色荧光体和绿色荧光体的保护部,还可以具有蓝色led发光部和含有黄色荧光体的保护部,还可以具有紫外线led发光部、和含有红色荧光体、绿色荧光体以及蓝色荧光体的保护部。其中,优选的是,白色led元件具有蓝色led发光部和含有红色荧光体及绿色荧光体的保护部、具有蓝色led发光部和含有黄色荧光体的保护部、或者具有紫外线led发光部和含有红色荧光体、绿色荧光体以及蓝色荧光体的保护部。其中,白色led元件优选具有蓝色led发光部和含有红色荧光体和绿色荧光体的保护部,或者具有蓝色led发光部和含有黄色荧光体的保护部。这是因为,在本公开的led背光源中,其能够照射亮度高的白色光。
359.作为led元件的构造,能够设为与一般的led元件相同。
360.led元件通常等间隔地配置在支承基板的一个面侧。作为led元件的配置,可根据本公开的led背光源的用途和大小、led元件的尺寸等适当选择。另外,led元件的配置密度也根据本公开的led背光源的用途和大小、led元件的尺寸等适当选择。
361.led元件的尺寸(芯片尺寸)没有特别限定,可以设为一般的芯片尺寸。另外,关于led元件的尺寸,可以是被称为迷你led、微型led的芯片尺寸。其中,在配置有密封部件的情况下,优选为被称为迷你led的芯片尺寸。具体而言,led元件的尺寸可以是数百微米见方,也可以是数十微米见方。更具体而言,led元件的尺寸可以设为100μm见方以上且300μm见方以下。在led元件的尺寸较小的情况下,能够高密度地配置led元件,即能够减小led元件间的间隔(间距)。因此,即使缩短led基板与扩散部件的距离,也能够抑制亮度不均。因此,能够实现进一步的薄型化。另外,能够缩短led基板与扩散部件的距离,即能够使密封部件的厚度变薄,能够实现轻量化。
362.(2)支承基板
363.本公开的支承基板是支承上述led元件等的部件。
364.支承基板可以是透明的,也可以是不透明的。另外,支承基板可以具有柔性,也可以具有刚性。支承基板的材质可以是有机材料,也可以是无机材料,还可以是使有机材料和无机材料这两者复合而成的复合材料。
365.在支承基板的材质为有机材料的情况下,作为支承基板,能够使用树脂基板。另一方面,在支承基板的材质为无机材料的情况下,作为支承基板,能够使用陶瓷基板、玻璃基
板。另外,在支承基板的材质为复合材料的情况下,作为支承基板,能够使用玻璃环氧基板。另外,作为支承基板,也能够使用例如金属芯基板。作为支承基板,也能够使用通过印刷而形成有电路的印刷电路基板。
366.支承基板的厚度没有特别限定,可以根据有无柔性或刚性、本公开的led背光源的用途、大小等适当选择。
367.(3)其他
368.本公开的led基板只要具有上述的支承基板和led元件则并不特别限定,可以适当具有必要的结构。作为这样的结构,例如能够列举配线部、端子部、绝缘层、反射层、散热部件等。关于各结构,能够设为与公知的led基板所使用的结构相同。
369.配线部与led元件电连接。配线部通常配置成图案状。另外,配线部能够隔着粘接层配置于支承基板。作为配线部的材料,例如能够使用金属材料、导电性高分子材料等。
370.配线部通过接合部与上述led元件电连接。作为接合部的材料,例如能够使用具有金属、导电性高分子等导电性材料的接合剂或焊料。
371.能够在支承基板的配置有led元件的面且在led元件安装区域以外的区域配置反射层。能够使由上述扩散部件的第2层反射的光在led基板的反射层上反射,并再次入射到扩散部件的第1层,从而能够提高光的利用效率。
372.反射层可以与通常用于led基板的反射层相同。具体而言,作为反射层,可举出含有金属颗粒、无机颗粒或颜料以及树脂的白色树脂膜、金属膜、多孔质膜等。反射层的厚度只要是能够得到所期望的反射率的厚度则并不特别限定,可以适当设定。
373.关于led基板的形成方法,可以与公知的形成方法相同。
374.3.其他部件
375.在本公开的led背光源中,上述led基板与扩散部件之间例如可以如图2所示那样为空间,也可以如图19和图20所示那样配置有密封led元件的密封部件21、14。
376.在led基板与扩散部件之间为空间的情况下,能够在led基板与扩散部件之间配置间隔件。作为间隔件,能够设为与一般的led背光源所使用的间隔件相同。
377.另外,如上所述,在led元件的尺寸小的情况下,能够高密度地配置led元件,即能够减小led元件间的间隔(间距),因此,即使缩短led基板与扩散部件的距离,也能够抑制亮度不均。这样,在led基板与扩散部件的距离较短的情况下,能够在led基板与扩散部件之间配置密封部件。
378.(1)密封部件
379.本公开的密封部件是配置于led基板的led元件侧的面侧并密封led元件的部件。密封部件具有透光性,配置在led基板的发光面侧。
380.需要说明的是,关于密封部件中的“透光性”、“透明”,只要是不阻碍来自led元件的光的可视性的程度的透明即可。
381.作为本公开的密封部件中所含的材料,只要是能够密封led元件的材料则并不特别限定,例如可列举出热固性树脂、光固化性树脂、热塑性树脂等。
382.其中,优选为热塑性树脂。需要说明的是,关于优选热塑性树脂的理由,在上述“b.层叠体”这一项中有所记载,因此省略此处的说明。
383.作为本公开的密封部件中使用的热塑性树脂,与上述“b.层叠体2.密封材料片”这
一项中记载的热塑性树脂相同。
384.作为本公开的密封部件中使用的热固化性树脂,可以采用通常在led背光源的密封部件中使用的热固化性树脂,例如可列举出硅酮系树脂、环氧系树脂等。
385.作为本公开的密封部件中使用的光固化性树脂,可以采用通常在led背光源的密封部件中使用的光固化性树脂。
386.关于本公开的密封部件,例如如图19所示,密封部件21可以是由单一的树脂层构成的单层部件,另外,如图21所示,密封部件21也可以是层叠有多层树脂层(在图21中为3层)的多层部件。例如,如图21所示,可以制成表层22a、芯层23和表层22b的3层结构的密封部件21。
387.需要说明的是,关于密封部件的结构,可以与上述层叠体中的密封材料片的结构相同。
388.在本公开中,密封部件优选为使用密封材料片而形成的部件,其中,该密封材料片由含有热塑性树脂的密封材料组合物构成。需要说明的是,关于密封材料组合物,可以与上述层叠体中的密封材料片所使用的密封材料组合物同样。
389.关于密封部件的详细情况,可以与上述“b.层叠体2.密封材料片”这一项中记载的内容同样。
390.关于密封部件的厚度,根据上述的扩散部件与led基板的led元件的发光面之间的距离来适当设定。
391.(2)波长转换部件
392.波长转换部件通常配置在led基板的发光面侧,且配置在比led元件靠观察者侧的位置。在本公开的led背光源中,可以在扩散部件的第1层侧的面侧或第2层侧的面侧配置有波长转换部件。另外,在配置有密封部件的情况下,作为波长转换部件的配置,例如可以如图22的(a)所示那样在扩散部件1的第2层3侧的面侧配置波长转换部件41,也可以如图22的(b)所示那样在扩散部件1与密封部件21之间配置波长转换部件41。关于波长转换部件,可以与上述“a.扩散部件”这一项中记载的波长转换部件相同。
393.(3)光学部件
394.在本公开的led背光源中,可以在扩散部件的第2层侧的面侧配置有光学部件。关于光学部件,可以与上述“a.扩散部件”这一项中记载的光学部件相同。
395.ii.led背光源的第2实施方式
396.本公开的led背光源的第2实施方式是如下这样的装置,其具备:led基板,其在支承基板的一个面侧配置有多个led元件;以及扩散部件,其配置于上述led基板的上述led元件侧的面侧,上述扩散部件从上述led基板侧起依次具有透射型衍射光栅或微透镜阵列、以及电介质多层膜。本实施方式的led背光源是直下式的led背光源。
397.在本实施方式的led背光源中,能够起到与上述的led背光源的第1实施方式相同的效果。
398.本实施方式中的扩散部件与上述“a.扩散部件ii.第2实施方式”这一项中记载的部件相同。关于构成扩散部件的各部件,能够设为与上述“a.扩散部件ii.第2实施方式”这一项所记载的内容相同,因此省略此处的说明。
399.关于扩散部件与led基板的led元件的发光面之间的距离,能够设为与上述的led
背光源的第1实施方式相同。
400.本实施方式中的led基板可以与上述led背光源的第1实施方式中的led基板相同。
401.本实施方式中的其他部件可以与上述led背光源的第1实施方式中的其他部件相同。
402.d.显示装置
403.本公开的显示装置是具备显示面板和配置在上述显示面板的背面的上述的led背光源的装置。
404.图23和图24是示出本公开的显示装置的一例的示意图。如图23及图24所例示,显示装置30或50具备:显示面板31或51;以及配置于显示面板31或51的背面的led背光源10。
405.根据本公开,通过具有上述的led背光源,能够在提高亮度的面内均匀性的同时实现薄型化。另外,还能够降低成本和功耗。因此,能够得到高品质的显示装置。
406.以下,对本公开的显示装置中的各构成进行说明。
407.1.led背光源
408.本公开的led背光源与上述“c.led背光源”这一项中记载的部件相同。关于构成led背光源的各部件,能够设为与上述“c.led背光源”这一项中记载的内容相同,因此省略此处的记载。
409.2.显示面板
410.作为本公开的显示面板,没有特别限定,例如可举出液晶面板。
411.此外,本公开并不限定于上述实施方式。上述实施方式为例示,具有与本公开的权利要求书所记载的技术思想实质上相同的结构并发挥同样的作用效果的技术方案均包含在本公开的技术范围内。
412.实施例
413.以下示出实施例,更详细地说明本公开。
414.为了评价亮度的面内均匀性而进行了光学模拟。在模拟中,实施了基于synopsys公司制造的lighttools的光线追踪模拟。
415.[试验例1]
[0416]
(条件)
[0417]
·
结构:在led基板的上方配置有扩散部件
[0418]
·
扩散部件:具有透光性和光扩散性的第1层、和具有反射率和透射率的入射角依存性的第2层层叠而成的扩散部件
[0419]
·
扩散部件的厚度:0.2mm
[0420]
·
扩散部件的大小:4mm
[0421]
·
从led基板的表面到扩散部件的距离:0.5mm
[0422]
·
扩散部件的第1层的透光性:总透光率98%
[0423]
·
扩散部件的第1层的光扩散性:使入射光折射45
°
[0424]
·
扩散部件的第2层的反射率和透射率的入射角依存性:参照图25
[0425]
在图26中示出模拟结果。
[0426]
[试验例2]
[0427]
(条件)
[0428]
·
结构:在led基板的上方配置有扩散板
[0429]
·
扩散部件:含有颗粒的扩散板
[0430]
·
扩散板的透光性和光扩散性:总透光率95%、雾度85%
[0431]
·
扩散部件的厚度:0.5mm
[0432]
·
扩散部件的大小:4mm
[0433]
·
从led基板的表面到扩散部件的距离:0.2mm
[0434]
在图27中示出模拟结果。
[0435]
[试验例3]
[0436]
(条件)
[0437]
·
结构:在led基板的上方依次配置有透射反射板和扩散部件。
[0438]
·
扩散板:含有颗粒的扩散板
[0439]
·
扩散板的透光性和光扩散性:总透光率95%、雾度85%
[0440]
·
透射反射板:在古河电工公司制的超微细发泡光反射板“mcpet”(0.5mm厚)上,通过钻头设置贯通孔,制作出透射反射板。贯通孔被设计为:位于led元件的正上方的贯通孔的直径为0.25mm,贯通孔的直径随着在面方向上远离led元件而变大。
[0441]
(参照图28)
[0442]
·
透射反射板的厚度:0.5mm
[0443]
·
扩散板的厚度:2.4mm
[0444]
·
扩散板和透射反射板的大小:24mm
[0445]
·
从led基板的表面到透射反射板的距离:3.1mm
[0446]
在图29中示出模拟结果。
[0447]
[试验例4]
[0448]
(条件)
[0449]
·
结构:在led基板的上方配置有光学部件
[0450]
·
光学部件:仅具备具有反射率和透射率的入射角依存性的第2层的光学部件
[0451]
·
光学部件(第2层)的厚度:0.05mm
[0452]
·
光学部件(第2层)的大小:4mm
[0453]
·
从led基板的表面到光学部件的距离:0.5mm
[0454]
·
光学部件(第2层)的反射率和透射率的入射角依存性:参照图25
[0455]
在图30中示出模拟结果。
[0456]
[评价]
[0457]
上述模拟的结果是:在试验例1中,照度的面内均匀性得到提高。另一方面,在试验例2中,尽管led基板与扩散部件的距离比试验例1短,但照度不均匀。根据该结果,确认到:通过设为本公开的扩散部件的构成,能够在提高亮度的面内均匀性的同时实现薄型化。
[0458]
另外,在试验例3中,照度的面内均匀性优异,但led基板与透射反射板的距离比试验例1长。由试验例2、3可知,在使用以往的扩散板或透射反射板的情况下,为了实现亮度的均匀化,需要延长led基板与扩散板或透射反射板的距离。根据该结果,确认到:在led基板与扩散部件或扩散板或透射反射板之间配置密封部件的情况下,通过设为本公开的扩散部件的结构,能够在提高亮度的面内均匀性的同时实现薄型化和轻量化。
[0459]
另外,在试验例1中,与试验例4相比,照度分布中的白色部分的直径变大。根据该结果,确认到:通过设为本公开的扩散部件的结构,亮度的面内均匀性得到了提高。
[0460]
标号说明
[0461]1…
扩散部件
[0462]2…
第1层
[0463]3…
第2层
[0464]
10
…
led背光源
[0465]
11
…
led基板
[0466]
12
…
支承基板
[0467]
13
…
led元件
[0468]
14、21
…
密封部件
[0469]
21a
…
密封材料片
[0470]
15
…
反射层
[0471]
30、50
…
显示装置
[0472]
31、51
…
显示面板
[0473]
40
…
积层体
[0474]
60
…
扩散部件的组
[0475]
61
…
第1部件
[0476]
62
…
第2部件