JP6966225B2 - 直下型バックライト - Google Patents

Description

本開示は、例えば液晶ディスプレイの色ムラを改善し得る直下型バックライトに関する。

例えば液晶ディスプレイに使用されるバックライトには、エッジライト型方式及び直下型方式の二種類がある。近年、大型ディスプレイでは高画質化、高輝度化等の要求に伴い、直下型方式のバックライトが採用されてきている。直下型方式のバックライトは、液晶パネルにおける液晶の裏側に複数の光源を敷き詰めた構造であり、エッジ型方式のバックライトとは異なり、いくつかの光源のブロックとしても分割できるため、映像の明るい部分のバックライトは明るく、映像の暗い部分のバックライトは暗くすることなどができる。これは部分駆動、ハイダイナミックレンジ（ＨＤＲ）、ローカルディミングと呼ばれる機能であり、映像全体のコントラストを上げることができる。

特許文献１（特開２０１５−０３５３３６号公報）には、基板と、基板上に配置された複数の光源と、複数の光源に対向配置された波長変換部材と、基板上において複数の光源とは異なる領域に配置された反射部材とを備え、反射部材が占める基板の最表面における面積の割合が９２％〜９５％である、直下型光源装置が記載されている。

特開２０１５−０３５３３６号公報

例えば液晶ディスプレイにおいて鮮明な色を表示するには、光源から得られる青、緑、赤の光の強度が均一であった方がよい。しかしながら、例えば白色ＬＥＤは、黄色蛍光体を使用することにより緑と赤の光が分離されてないので、色再現域が十分にとれないということが知られている。これを改善するために、例えば量子ドットフィルムを採用する技術が知られている。これは、光源として青色ＬＥＤ等の青色光源を採用し、該光源からの青色光の一部を透過し、残りを量子ドットフィルムで緑及び赤色光に変換して、青、緑、赤の光のスペクトルを分離して色再現性を向上するという技術である。

しかしながら、量子ドットフィルムは、変換した緑及び赤色光を光源からの光進行方向へ出射するのと同時に光源方向にも出射する（図１）。直下型バックライトは、光源がディスプレイの裏一面に配置されるため、光源の輪郭等が視認されないように、光源と量子ドットフィルム等を含む光学部材との間にはキャビティ（空間）部が一般的に形成されている。量子ドットフィルムからキャビティ部へ出射した緑及び赤色光は、拡散層又は光源部等で散乱、反射又は吸収等の影響を受け、光源からの光進行方向とは異方向に進行したり、減衰したりしてしまい、色ムラ等の不具合を生じさせてしまう場合があった。

本開示は、例えば液晶ディスプレイの色ムラを改善し得る直下型バックライトを提供する。

本開示の一実施態様によれば、青色光源と、光波長選択性透過反射層であって、青色光源からの光が入射する第１主要面、及び当該第１主要面の反対側に位置する第２主要面を有する、光波長選択性透過反射層と、ダウンコンバージョン層であって、光波長選択性透過反射層の第２主要面に隣接する第１主要面、及び当該第１主要面の反対側に位置する第２主要面とを有する、ダウンコンバージョン層と、を備える、直下型バックライトが提供される。

本開示の別の実施態様によれば、上記の直下型バックライトを備える液晶ディスプレイが提供される。

本開示の直下型バックライトは、例えば液晶ディスプレイの色ムラを改善することができるため、鮮明な色を表示することができる。

本開示の直下型バックライトは、色ムラの原因となっていた光源側に侵入する緑及び赤色光の割合を低減し、視認側に戻すことができるため、輝度の向上にも貢献することができる。輝度の向上は、使用する光源数の削減、即ち、コストダウンにも貢献することができる。

上述の記載は、本開示の全ての実施態様及び本開示に関する全ての利点を開示したものとみなしてはならない。

従来の直下型バックライトを示す概略図である。 本開示の一実施態様による直下型バックライトを示す概略図である。 本開示の一実施態様による直下型バックライトの光学試験測定用サンプルの概略図である。 本開示の一実施態様による直下型バックライトの光学試験装置の概略図である。 本開示の一実施態様によるパターン化拡散層の樹脂含浸量を黒色で置き換えたイメージ図である。 本開示の一実施態様によるパターン化拡散層の樹脂含浸量を黒色で置き換えたイメージ図である。 本開示の一実施態様によるパターン化拡散層の樹脂含浸量を黒色で置き換えたイメージ図である。 本開示の一実施態様によるパターン化拡散層の樹脂含浸量を黒色で置き換えたイメージ図である。 本開示の一実施態様によるパターン化拡散層の樹脂含浸量を黒色で置き換えたイメージ図である。 本開示の一実施態様による直下型バックライト用光学積層体の輝度値に関する測定データである。 本開示の一実施態様による直下型バックライト用光学積層体の輝度値に関する測定データである。 本開示の一実施態様による直下型バックライト用光学積層体の輝度値に関する測定データである。 本開示の一実施態様による直下型バックライト用光学積層体のＣＩＥｘ値に関する測定データである。 本開示の一実施態様による直下型バックライト用光学積層体のＣＩＥｙ値に関する測定データである。 本開示の一実施態様による直下型バックライト用光学積層体の観測点３（中心点）で正規化した相対輝度に関する測定データである。 本開示の別の実施態様による直下型バックライトの光学試験装置に関する画像である。 本開示の別の実施態様による直下型バックライトの光学試験装置に関する概略図である。 本開示の別の実施態様による直下型バックライトの光学試験装置に関する概略図である。 本開示の一実施態様によるパターン化拡散層、及び非パターン化拡散層の輝度分布に関する画像である。 本開示の一実施態様によるパターン化拡散層、及び非パターン化拡散層の輝度分布の測定箇所を示す画像である。 （ａ）は本開示の一実施態様によるパターン化拡散層の輝度分布に関する画像であり、（ｂ）は係るパターン化拡散層の輝度分布に関する測定データである。 （ａ）は本開示の一実施態様によるパターン化拡散層の輝度分布に関する画像であり、（ｂ）は係るパターン化拡散層の輝度分布に関する測定データである。 （ａ）は本開示の一実施態様によるパターン化拡散層の輝度分布に関する画像であり、（ｂ）は係るパターン化拡散層の輝度分布に関する測定データである。 （ａ）は非パターン化拡散層の輝度分布に関する画像であり、（ｂ）は係る非パターン化拡散層の輝度分布に関する測定データである。 本開示の一実施態様によるパターン化拡散層、及び非パターン化拡散層の上部ＬＥＤ列における輝度分布に関する測定データである。 （ａ）は透過率測定法の概略図であり、（ｂ）は反射率測定法の概略図である。

第１の実施形態における直下型バックライトは、青色光源と、青色光源からの光が入射する第１主要面、及び当該第１主要面の反対側に位置する第２主要面を有する、光波長選択性透過反射層と、光波長選択性透過反射層の第２主要面に隣接する第１主要面、及び当該第１主要面の反対側に位置する第２主要面とを有する、ダウンコンバージョン層と、を備える。光波長選択性透過反射層とダウンコンバージョン層とを係る構成で配置することによって、ダウンコンバージョン層から青色光源側へ出射する緑及び赤色光の少なくとも一部を反射させて視認側へ戻すことができるため、例えば液晶ディスプレイの色ムラを改善することができる。視認側へ戻される緑及び赤色光は混ざり合うと黄色光を呈するため、輝度を向上させることもできる。

第１の実施形態における直下型バックライトは、ダウンコンバージョン層の第２主要面に光リサイクル層をさらに備えることができ、及び／又は光波長選択性透過反射層の第１主要面にパターン化拡散層をさらに備えることができる。光リサイクル層は、入射光の一部をリサイクル又は反射し、かつ入射光の一部を透過する層である。該光リサイクル層を適用することによって、輝度を向上させることができるとともに、リサイクル光を再度ダウンコンバージョン層に入射させて緑及び赤色光に変換し、光波長選択性透過反射層で該緑及び赤色光を再度視認側に戻すことができるため、色ムラをより改善することができる。パターン化拡散層を適用した場合には、輝度ムラをより改善することができる。

第１の実施形態における直下型バックライトにおけるダウンコンバージョン層としては、量子ドット層を採用することができる。量子ドット層中に含まれる量子ドットの粒径及び量、並びに量子ドット層の厚み等を調整することによって、青、緑、赤の光強度を好適に制御することができる。

第１の実施形態における直下型バックライトにおける光波長選択性透過反射層は、波長が約３８０〜約５２０ｎｍの光に対して約５０％以上の透過率、及び波長が約５５０〜約８００ｎｍの光に対して約３０％以下の透過率を有し、並びに波長が約３８０〜約５２０ｎｍの光に対して約２０％以下の反射率、及び波長が約５５０〜約８００ｎｍの光に対して約２５％以上の反射率を有することができる。係る光波長選択性透過反射層を通過する青色光源からの光は、ダウンコンバージョン層で緑及び赤色光を効率よく変換できるとともに、ダウンコンバージョン層から青色光源側へ出射した変換光を視認側へ効率よく戻すことができる。

第１の実施形態における直下型バックライトにおける光リサイクル層としては、反射性偏光子層及び微細構造化層からなる群から選択される少なくとも一種を使用することができる。これらの層は、輝度の向上、色ムラの改善等に対してより効果的である。

第１の実施形態における直下型バックライトにおけるパターン化拡散層は、不織布、織布、編布及び多孔性基材からなる群から選択される少なくとも一種を含むことができる。係る材料は、拡散性に寄与する厚さを十分に備え、光の透過性に寄与する樹脂の含浸性にも優れるため、光の拡散及び透過を好適に制御することができる。

第１の実施形態における直下型バックライトにおけるパターン化拡散層は、パターン部が、青色光源の配置箇所と対応していて樹脂非含浸部を備えることができ、パターン部以外の部分は樹脂含浸部を備えることができる。係る構成のパターン化拡散層を採用することで、輝度に不具合を生じさせることなく、輝度ムラをより改善することができる。

第１の実施形態における直下型バックライトにおけるパターン化拡散層は、光源間の半分の位置におけるパターン化拡散層の相対全光線透過率を約１０５％以上にすることができる。係る透過率を有するパターン化拡散層は輝度ムラをより改善することができる。

第１の実施形態における直下型バックライトにおける青色光源としては、青色ＬＥＤを使用することができる。青色ＬＥＤの使用は、高輝度及び省エネルギー化に優れることに加え、ダウンコンバージョン層での緑及び赤色光の変換効率に優れている。

第１の実施形態における直下型バックライトは、液晶ディスプレイに使用することができる。係る直下型バックライトを備える液晶ディスプレイは、高輝度で鮮明な色を表示することができる。

以下、本開示の代表的な実施態様を例示する目的でより詳細に説明するが、本開示はこれらの実施態様に限定されない。

本開示において「（メタ）アクリル」とは、アクリル又はメタクリルを意味し、「（メタ）アクリレート」とは、アクリレート又はメタクリレートを意味する。

本開示において「主要面」とは、バックライトを構成する各層の青色光源側又は視認側の主要な面を意味し、各層の側面（端面）は包含しない。

本開示において「隣接する」とは、２つの層が直接接合している状態、又は接着剤等の接合手段を介して貼り合わされている状態を意味する。

本開示において、「樹脂含浸」とは、透過率又は拡散性調整用の樹脂が基材の表面から内部の少なくとも一部に浸み込んだ状態を意味し、「樹脂非含浸」とは、該樹脂が基材の表面から内部に浸み込んでいない状態を意味する。透過率又は拡散性調整用の樹脂には、各層を接合するための接着剤は包含されない。

本開示の一実施態様の直下型バックライトは、青色光源と、青色光源からの光が入射する第１主要面、及び当該第１主要面の反対側に位置する第２主要面を有する、光波長選択性透過反射層と、光波長選択性透過反射層の第２主要面に隣接する第１主要面、及び当該第１主要面の反対側に位置する第２主要面とを有する、ダウンコンバージョン層と、を備える。

以下、本発明の代表的な実施態様を例示する目的で、図面を参照しながらより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施態様に限定されない。図面の参照番号について、異なる図面において類似する番号が付された要素は、類似又は対応する要素であることを示す。

従来の直下型バックライトの断面図を図１に示し、本開示の一実施態様による直下型バックライトの断面図を図２に示す。

［青色光源］
図２で例示される本開示の直下型バックライト２００に用いられる青色光源２０２は、基材（例えば、白色基材、反射層を備える基材などの反射性基材）上に配置され、ダウンコンバージョン層２０６で青色光を緑及び赤色光に変換可能なエネルギーを有する光源であればいかなるものでもよく、次のものに限定されないが、約４２５ｎｍ〜約４８５ｎｍの波長帯域に発光中心（ピーク）波長を有する青色光を発光する光源、例えば、青色発光ダイオード（青色ＬＥＤ）、青色レーザー光を用いることができる。中でも、青色ＬＥＤは、高輝度及び省エネルギー化に優れることに加え、ダウンコンバージョン層での緑及び赤色光の変換効率に優れている。ＬＥＤとしては、無機ＬＥＤ、有機ＬＥＤなどを使用することができる。

青色光源の適用数、配置箇所などは、直下型バックライトが適用されるディスプレイのサイズ、輝度等の要求性能に応じて適宜設定することができる。本開示の直下型バックライトは、光源として青色光源が含まれていればよく、他の光源、例えば、白色光源、緑色光源、赤色光源が含まれていてもよい。

［光波長選択性透過反射層］
図１に例示されるような従来の直下型バックライト１００の場合、ダウンコンバージョン層１０６から青色光源１０２側へ出射する緑色光（図中の黒色矢印）及び赤色光（図中の白抜き矢印）は、拡散層１０４又はキャビティ部１０３を経て、青色光源１０２から出射する光進行方向とは異方向に進行するため、色ムラ及び輝度減少の原因となっていた。特に、部分駆動（ローカルディミング）を備える液晶ディスプレイの場合には、バックライトを暗くした部分に緑及び赤色光が侵入することがあり、映像全体のコントラストを低下させる原因となっていた。異方向へ進行した緑及び赤色光は、拡散層１０４等で一部が吸収されて減衰するため、直下型バックライト１００を出射する、青色光、緑色光及び赤色光の強度を十分に均一化することが困難であった。

図２で例示される本開示の直下型バックライト２００は、青色光源２０２からの光が入射する第１主要面と、光が出射する当該第１主要面の反対側に位置する第２主要面とを有する光波長選択性透過反射層２０５を含んでいる。係る光波長選択性透過反射層２０５とは、青色光（図中のドット状矢印）の少なくとも一部を透過し、緑色光（図中の黒色矢印）及び赤色光（図中の白抜き矢印）の少なくとも一部を反射する性能を呈する層である。以下で説明するダウンコンバージョン層２０６に隣接させ、該ダウンコンバージョン層２０６と青色光源２０２との間に、光波長選択性透過反射層２０５を配置することによって、ダウンコンバージョン層から青色光源側へ出射する緑及び赤色光の少なくとも一部を反射させて視認側へ戻すことができるため（言い換えると、拡散層又はキャビティ部を経る緑及び赤色光の割合を低減することができるため）、例えば液晶ディスプレイ、特に、部分駆動（ローカルディミング）を備える液晶ディスプレイにおける色ムラを改善することができることに加え、直下型バックライト２００を出射する、青色光、緑色光及び赤色光の強度を十分に均一化することもできる。視認側へ戻される緑及び赤色光は混ざり合うと輝度に寄与し得る黄色光を呈するため、従来の直下型バックライト１００を備える液晶ディスプレイに比べて輝度を向上させることもできる。

光波長選択性透過反射層２０５は、ダウンコンバージョン層２０６又は任意の層であるパターン化拡散層２０４に直接配置されていてもよく、接着剤層等を介して配置されていてもよい。光波長選択性透過反射層２０５は、上述した性能を呈する層であればいかなるものであってもよく、次のものに限定されないが、例えば、反射対象波長の１／４の厚さの層Ａ（例えば、反射対象波長が６００ｎｍの場合、設計膜厚は１５０ｎｍとなる。）と、該層Ａと同一の厚さを有するが屈折率の相違する層Ｂとを、交互に備える積層体などを採用することができる。交互層の積層数は、緑及び赤色光の反射性能等に応じて適宜設定することができ、次のものに限定されないが、１６１層以上、２３１層以上又は２７５層以上にすることができ、２００１層以下又は１００１層以下にすることができる。積層構成としては、例えば、緑色光を反射するように設計した層Ａ_Ｇ及び層Ｂ_Ｇを有する交互積層体Ｇの最上層部又は最下層部に、赤色光を反射するように設計した層Ａ_Ｒ及び層Ｂ_Ｒを有する交互積層体Ｒを直接積層してもよく、或いは、交互積層体Ｇ及び交互積層体Ｒを別々に作製しておき、接着剤等を介してそれらを貼り合わせた構成であってもよい。

層Ａ及び層Ｂの材料としては、次のものに限定されないが、樹脂、金属（例えば、銅、アルミ、銀、鉄、珪素、チタン、亜鉛、スズ）又は該金属を含む合金、及びこれらの金属又は金属合金の酸化物、窒化物、酸窒化物若しくは炭化物からなる群から選択される少なくとも一種を使用することができる。青色光の透過性、生産性等を考慮した場合、層Ａ及び層Ｂの材料としては、樹脂、及び金属又は金属合金の酸化物、窒化物若しくは酸窒化物からなる群から選択される少なくとも一種を使用することが好ましく、樹脂を使用することがより好ましい。

樹脂材料としては、次のものに限定されないが、（メタ）アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、エチレン単位又はプロピレン単位を有するエチレン系又はプロピレン系共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂などを使用することができる。層Ａ及び層Ｂを構成する樹脂材料は、単一の樹脂材料又は混合した樹脂材料を使用することができる。層Ａ及び層Ｂの樹脂材料は同一であってもよく、異なっていてもよい。同一の樹脂材料を使用する場合には、例えば無機充填剤を配合して屈折率を調製することができる。層Ａ及び層Ｂは、目的を損なわない範囲で、顔料、染料、滑剤、充填剤、光安定剤、熱安定剤、難燃剤、紫外線吸収剤、硬化剤、架橋剤などの添加剤を含むことができる。

金属、金属合金、及び金属又は金属合金の酸化物、窒化物、酸窒化物などによる積層構成は、物理気相成長法、化学気相成長法などの公知の方法を使用して形成することができ、樹脂による積層構成は、ナイフコーター、ダイコーター、ロールコーター、バーコーター、キャストコーター、ノッチバーコーター（コンマコーター）、グラビアコーター、ロッドコーター等の塗工法、多層押出し法などの公知の方法を使用して形成することができる。樹脂による積層構成は、一軸方向又は二軸方向に延伸されていてもよい。

光波長選択性透過反射層２０５の光学特性としては、色ムラの改善、輝度向上性等を考慮すると、波長が約３８０〜約５２０ｎｍ又は約４００〜約５２０ｎｍの光に対して約５０％以上、約６０％以上又は約７０％以上の透過率を有することが好ましく、波長が約５５０〜約８００ｎｍ又は約５５０〜約７００ｎｍの光に対して約３０％以下、約２０％以下又は約１５％以下の透過率を有することが好ましく、波長が約３８０〜約５２０ｎｍ又は約４００〜約５２０ｎｍの光に対して約２０％以下、約１７％以下又は約１５％以下の反射率を有することが好ましく、波長が約５５０〜約８００ｎｍ又は約５５０〜約７００ｎｍの光に対して約２５％以上、約２７％以上又は約３０％以上の反射率を有することが好ましい。青色光及び緑色光の波長範囲は、一般的に約４５０〜約５５０ｎｍ程度の範囲内で重複するが、ダウンコンバージョン層の光変換効率等を考慮すると、重複する青色光は極力透過する構成（即ち、短波長側の一部の緑色光も透過する構成）にすることが好ましい。

［ダウンコンバージョン層］
本開示の直下型バックライト２００は、光波長選択性透過反射層２０５の第２主要面に隣接する第１主要面と、当該第１主要面の反対側に位置する第２主要面とを有する、ダウンコンバージョン層２０６を含んでいる。係るダウンコンバージョン層２０６とは、青色光を緑色光及び赤色光にダウンコンバージョン（下方変換）し得る層であり、例えば、量子ドット、蛍光染料等の蛍光体、又はこれらの両方を含み、任意にポリマーマトリクスを含む層を使用することができる。中でも、発光スペクトルの幅が狭く、色の均一性を向上させ得る観点から、量子ドットを含む層が好ましい。ポリマーマトリクスとしては、次のものに限定されないが、ホットメルト型マトリクス、エポキシなどの熱硬化型マトリクス、（メタ）アクリレートなどの放射線（例えば、紫外線、電子線）硬化型マトリクスを使用することができる。ダウンコンバージョン層の厚さとしては、約０．３μｍ以上、約３μｍ以上又は約３０μｍ以上にすることができ、約５００μｍ以下、約３００μｍ以下又は約１５０μｍ以下にすることができる。ダウンコンバージョン層は、ナイフコーター、ダイコーター、ロールコーター、バーコーター、キャストコーター、ノッチバーコーター（コンマコーター）、グラビアコーター、ロッドコーター等の塗工法、押し出し成形法などの公知の方法によって形成することができる。以下に、ダウンコンバージョン層である量子ドット層の一態様を示す。

量子ドット層は、例えば、量子ドットとポリマーマトリクスとを混和し、該マトリクスを必要に応じて重合及び／又は架橋することで調製することができる。ポリマーマトリクスとしては、次のものに限定されないが、ホットメルト型マトリクス、エポキシなどの熱硬化型マトリクス、（メタ）アクリレートなどの放射線（例えば、紫外線、電子線）硬化型マトリクスを使用することができる。量子ドットは、１つ以上の量子ドットの集団を含むことができる。量子ドットは、短波長の光を吸収して長波長の光を放出する性能を有する物質であるため、青色光をダウンコンバージョン（下方変換）し、緑色光及び赤色光に二次発光することができる。量子ドット層の量子ドットとしては、例えば、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ、ＩｎＰ／ＺｎＳ、ＰｂＳｅ／ＰｂＳ、ＣｄＳｅ／ＣｄＳ、ＣｄＴｅ／ＣｄＳ又はＣｄＴｅ／ＺｎＳを含むコア／シェル型の発光性ナノクリスタルを使用することができる。例示的な実施形態では、発光性ナノクリスタルは、外部リガンドコーティング（シランカップリング剤等の変性処理による変性基など）を含み、ポリマーマトリクス中に分散されている。量子ドットは、Ｎａｎｏｓｙｓ Ｉｎｃ．（Ｐａｌｏ Ａｌｔｏ，ＣＡ）から市販されている。光吸収後の光出力波長は量子ドットのサイズで調整することができ、外径サイズが小さいと短い波長の光を出力することができ、外径サイズが大きいと長い波長の光を出力することができる。例えば、外径の平均サイズが約３ｎｍ以上、約５ｎｍ未満の量子ドットは緑色光を出力することができ、外径の平均サイズが約５ｎｍ以上、約７ｎｍ以下の量子ドットは赤色光を出力することができる。量子ドット層における青色光の吸収能、並びに緑色光及び赤色光の二次発光強度は、量子ドットの配合量及び量子ドット層の厚さによって調整することができる。量子ドット層は、該層の総重量に基づき、量子ドットを約０．１質量％以上又は約０．５質量％以上含むことができ、約２質量％以下又は約１質量％以下含むことができる。量子ドット層の厚さとしては、上述したダウンコンバージョン層の厚さを採用することができる。

ダウンコンバージョン層は、任意選択的に、該層の片面又は両面にバリア層を直接又は接着剤等を介して配置してもよい。バリア層を備えるダウンコンバージョン層は、酸素、水蒸気等の接触を抑制することができるため、耐久性を向上させることができる。バリア層としては、無機バリア層、有機バリア層若しくはこれらの組合せであってもよく、単一層又は積層構成であってもよい。バリア層としては、公知のバリア層を採用することができるが、バリア性の観点から、無機材料を含む層が好ましく、次のものに限定されないが、例えば、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属酸化窒化物、金属酸化ホウ化物、及びこれらの組み合わせが挙げられ、具体的には、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化インジウム、酸化スズ、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ニオビウム、炭化ホウ素、炭化タングステン、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、酸化窒化アルミニウム、酸化窒化ケイ素、酸化窒化ホウ素、酸化ホウ化ジルコニウム、酸化ホウ化チタン、及びこれらの組み合わせなどが挙げられる。酸化インジウムスズ、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、及びこれらの組み合わせは、特に好ましい無機バリア材料である。無機バリア層は、スパッタリング（例えば、カソード又は平面マグネトロンスパッタリング）、蒸着（例えば、抵抗又は電子ビーム蒸着）、化学蒸着、プラズマ蒸着、原子層蒸着（ＡＬＤ）、めっきなどのフィルム金属化技術に採用される技術を使用して形成することができる。

バリア層は、ダウンコンバージョン層に直接適用してもよく、或いは、例えば、任意にプライマー層及び／又は平滑化層を備える基材上にバリア層を適用した積層体を別途作製しておき、該積層体を接着剤等でダウンコンバージョン層に貼り合わせてもよい。

ダウンコンバージョン層は、目的を損なわない範囲で、拡散性粒子、顔料、染料、滑剤、充填剤、光安定剤、熱安定剤、難燃剤、紫外線吸収剤、硬化剤、架橋剤などの添加剤を含むことができる。

［パターン化拡散層］
図１に示されるような従来の直下型バックライト１００に備わる拡散層１０４は、一般的に、拡散性ビーズとバインダー樹脂との混合物からなっている。この場合、拡散性ビーズとバインダー樹脂との間の屈折率差が小さいため、界面領域での光学損失が無視できず、輝度の減少をもたらしていた。また、光源１０２の直上部と周辺部とでは光強度は一般的に異なるが、従来の拡散層は全体が均一な拡散性を呈するため、光源上の拡散層を通過した、光源付近の光の強度と、光源から離れた付近の光の強度とが大きく相違し、それが輝度ムラの原因となることが判明した。本開示の直下型バックライト２００は、光波長選択性透過反射層２０５の第１主要面にパターン化拡散層２０４をさらに備えることができる。係るパターン化拡散層２０４は、例えば図５に示されるような、１つ以上のパターン部（白色部）と、該パターン部以外の部分に相当する１つ以上の非パターン部（黒色部）とを備え、パターン部が非パターン部よりも高い拡散性能（低い光透過率）を有し、非パターン部がパターン部よりも低い拡散性能（高い光透過率）を有する。パターン化拡散層は、このような拡散性又は光透過性の異なる構成を備えるため、パターン部直下の光源からの入射光は、拡散性の高いパターン部によって入射光よりも光強度の弱い散乱光として分散し、一方、光源周辺部の光はパターン部に比べて光強度を弱められずにパターン化拡散層を通過するため、パターン化拡散層を出射した光源直下の散乱光と光源周辺部の散乱光との光強度を同程度にすることができるので、輝度の低下を防止しつつ、光源の輪郭の隠蔽性、輝度ムラを改善することができる。

パターン化拡散層２０４は、不織布、織布、編布及び多孔性基材からなる群から選択される少なくとも一種の部材を含むことができる。これらの部材を含むパターン化拡散層は、拡散性に優れるとともに、樹脂を含浸させることで低拡散性領域又は光高透過領域を容易に形成することができる。これらの部材は、厚さ方向にわたって拡散性に寄与する繊維部又は多孔質部を有するため、例えば、透明基材上に拡散性のパターン化層を数μｍ程度印刷した構成に比べて、拡散性に優れている。

不織布は、例えば、ウェットレイド法、カード法、メルトブロウン法、スパンボンド法、ドライレイド法、スパンボンド−メルトブロウン−スパンボンド法といった公知の方法によって得られるものを使用することができ、単一層の形態又は積層形態の不織布を使用することができる。

いくつかの実施形態では、不織布は、約５０μｍ未満、約２５μｍ以下、又は約１〜約２５μｍの範囲、若しくは約１０〜約２５μｍの範囲の繊維直径を有することができる。いくつかの実施形態では、不織布は、約５を超える長さ／直径の繊維アスペクト比を有することができる。いくつかの実施形態では、不織布は、約１０〜約２００ｇ／ｍ^２、又は約２０〜約１５０ｇ／ｍ^２の範囲の坪量を有することができる。いくつかの実施形態では、不織布は、約０．１ｇ／ｃｍ^３以上、約０．１５ｇ／ｃｍ^３以上、又は約０．２ｇ／ｃｍ^３以上の密度を有することができる。

不織布の材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、及びポリフェニレンスルフィドなどのエンジニアリングプラスチックス、ナイロン（ポリアミド樹脂）、ガラス繊維などを使用することができる。

ここでいう織布／編布としては、それぞれ複数の繊維が二方向以上に配向した二軸織布／編布、三軸織布／編布等の多軸織布／編布などを使用することができる。構成する繊維は、モノフィラメント及びマルチフィラメントのいずれであってもよい。繊維の材料としては、不織布の材料と同一の材料を使用することができる。織布／編布は、約１０〜約２００ｇ／ｍ^２、又は約２０〜約１５０ｇ／ｍ^２の範囲の坪量を有することができる。

ここでいう多孔性基材とは、不織布、織布、編布以外の多孔性基材を意図し、例えば、ポリマー成分及び希釈剤成分を含む混合物をフィルム化し、該希釈剤成分を加熱除去して得られるフィルム、又はポリマー成分及び発泡剤を含む混合物をフィルム化し、発泡させて得られるフィルムなどを使用することができ、紙製のあぶらとり紙、マイクロポーラスを含む樹脂製のあぶらとりフィルムなども使用することができる。多孔性基材の材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、及びポリフェニレンスルフィドなどのエンジニアリングプラスチックス、ナイロン（ポリアミド樹脂）；酸化ケイ素等の無機系材料；クラフトパルプ、古紙等の紙材料などを使用することができる。多孔性基材の厚さとしては、約１０μｍ以上又は約３０μｍ以上、約１０００μｍ以下又は約５００μｍ以下にすることができる。

パターン化拡散層のパターン部は、光源の配置箇所と対応し、樹脂非含浸部を含み、パターン部以外の部分（非パターン部）は樹脂含浸部を含むことができる。例えば、パターン化拡散層の構成部材として不織布を使用した場合、樹脂非含浸部は、不織布を構成する繊維と空隙とによって入射光を反射及び散乱させる性能が高く、一方、樹脂含浸部は、空隙に樹脂が充填されるため、樹脂の含浸量に応じて、反射及び散乱させる性能が低下し、入射光の透過性能が高まる。光源（特にＬＥＤ）は、光源直上部の光強度が高く、光源周辺部の光強度が低いため、係る構成でパターン部及び非パターン部を形成することで、光源の輪郭の隠蔽性及び輝度ムラをより改善することができる。

パターン部の形状は、円形状、楕円状、三角形状、四角形状、五角形状等の多角形状など種々の形状を採用することができる。パターン部と非パターン部とは明確な境界を有していてもよく、明確な境界を有してなくてもよい。例えば、パターン部の中心付近から周辺付近にかけて徐々に樹脂含浸（充填）量を変化させて諧調を有するパターン部とすることで、明確な境界を有さないパターン部及び非パターン部を形成することができる。この場合、最大の諧調率の箇所でパターン部及び非パターン部を区別することができる。例えば、下記の実施例に例示されるパターン部は、白抜き円形状の中心から外側にかけて、０％〜９２％の諧調がかかっているため（図５）、最大の諧調率である９２％の箇所で、パターン部及び非パターン部を区別することができる。

パターン化拡散層を構成する不織布等の部材に含浸させ得る樹脂としては、該部材に浸透し、拡散層の透過率又は拡散性を調整し得る樹脂であれば如何なるものでもよく、次のものに限定されないが、ホットメルト型樹脂、エポキシなどの熱硬化型樹脂、（メタ）アクリレートなどの放射線（例えば、紫外線、電子線）硬化型樹脂などを使用することができる。拡散層の透過率向上等の観点から、該樹脂は、パターン化拡散層に使用される部材を構成する材料と同一又は類似の屈折率を有することが好ましく、上述した、不織布、織布、編布及び多孔性基材で使用した同一の樹脂、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、及びポリフェニレンスルフィドなどのエンジニアリングプラスチックス、ナイロン（ポリアミド樹脂）などを使用することができる。不織布等の各種部材への樹脂の含浸性は、固形分、粘度等を調整して制御することができる。含浸用の樹脂には、目的を損なわない範囲で、拡散性粒子、顔料、染料、滑剤、充填剤、光安定剤、熱安定剤、難燃剤、紫外線吸収剤、硬化剤、架橋剤などの添加剤を含むことができる。

パターン化拡散層のパターン部及び非パターン部は、スクリーン印刷法、パターン状のマスクを使用したコーティング法、インクジェット印刷法などの公知の印刷法を使用して形成することができる。

本開示のパターン化拡散層は、パターン部及び非パターン部で光拡散性及び光透過性が各々相違している。この相違を、例えば、相対全光線透過率（％）によって評価することができる。相対全光線透過率とは、樹脂を含浸していない部分（例えば、パターン部形成前の拡散層）の全光線透過率に対する、樹脂を含浸した部分の全光線透過率の割合として定義できる。相対全光線透過率は、樹脂の含浸量の増加に伴い増加する傾向にある。輝度ムラの改善を考慮すると、２つの光源間の半分の位置におけるパターン化拡散層の相対全光線透過率が、約１０５％以上、約１０６％以上又は約１０７％以上であることが好ましく、２つの光源間の１／４の位置におけるパターン化拡散層の相対全光線透過率が、約１０４％以上、約１０５％以上又は約１０６％以上であることが好ましい。ここで、２つの光源間の半分の位置とは、例えば図３に示されるような構成の場合には、光源の配置箇所を示す１の中心点から３の中心点との間の２のクロス部分の位置（１つの光源の中心点から４５ｍｍの位置）であり、２つの光源間の１／４の位置とは、１の中心点から２のクロス部分との間の半分の位置（１つの光源の中心点から２２．５ｍｍの位置）を意味する。

本開示のパターン化拡散層は、輝度の低下を防止しつつ、光源の輪郭の隠蔽性及び輝度ムラを改善することができる性能を有するため、青色光源に限らず、種々の光源に対しても適用することができる。即ち、ダウンコンバージョン層又は光波長選択性透過反射層を備えない構成の直下型バックライトなどに対してもパターン化拡散層を使用することができる。或いは、例えば、白色ＬＥＤを備える照明器具に対しても本開示のパターン化拡散層を適用することは有効である。以下に、パターン化拡散層を使用した別の実施形態を記載する。

第２の実施形態における直下型バックライト又は照明は、光源と、パターン化拡散層であって、光源からの光が入射する第１主要面と、当該第１主要面の反対側に位置する第２主要面とを有するパターン化拡散層とを備えることができる。

第２の実施形態における直下型バックライト又は照明は、パターン化拡散層の第２主要面上に光リサイクル層をさらに備えることができる。光リサイクル層としては、以下に示す光リサイクル層と同一のものを使用することができる。

第２の実施形態における直下型バックライト又は照明は、光リサイクル層とパターン化拡散層との間にダウンコンバージョン層をさらに備えることができる。ダウンコンバージョン層としては、上述したダウンコンバージョン層と同一のものを使用することができる。

第２の実施形態における直下型バックライト又は照明の光源としては、白色光源（特に白色ＬＥＤ）及び青色光源（特に青色ＬＥＤ）からなる群から選択される少なくとも一種を使用することができる。

第２の実施形態における直下型バックライトは、液晶ディスプレイに使用することができる。

［光リサイクル層］
本開示の直下型バックライト２００は、ダウンコンバージョン層の第２主要面に光リサイクル層（２０８、２１０）をさらに備えることができ、該光リサイクル層上に、透明パネル２１２を積層することができる。光リサイクル層とは、入射光の一部分をリサイクル又は反射し、入射光の一部分を透過させる光学要素を指し、光リサイクル層は、入射光の少なくとも約３０％、少なくとも約４０％、又は少なくとも約５０％をリサイクル又は反射することができる。光リサイクル層を直下型バックライトに適用すると、輝度を向上させることができる。光リサイクル層でリサイクルされた光は、ダウンコンバージョン層に再度入射し、緑及び赤色光に変換されるが、本開示の直下型バックライトは、ダウンコンバージョン層の下層に光波長選択性透過反射層を備えるため、このような緑及び赤色光が発生しても、係る光の少なくとも一部を該光波長選択性透過反射層で反射させて視認側に再度戻すことができる。その結果、本開示の直下型バックライトは、光リサイクル層を採用したとしても、光波長選択性透過反射層を所定の位置に適用していない従来の直下型バックライトに比べて、色ムラなく、輝度を向上させることができる。光リサイクル層としては、例えば微細構造化層２０８及び反射性偏光子層２１０からなる群から選択される少なくとも一種を使用することができ、光リサイクル効果、色ムラ等の観点から、微細構造化層２０８及び反射性偏光子層２１０を併用することが好ましい。

微細構造化層２０８とは、微細構造トポグラフィーを備える層であり、反射及び屈折を通じて光の向きを変えることができる層である。微細構造化層２０８は、入射した光を視認者側に集光させることができるため、バックライトの輝度を向上させることができ、視野角外の利用されない光を再反射によってリサイクルし、最適な角度で視認者側に集光させることもできる。微細構造化層２０８は、例えば基材層と微細構造トポグラフィーとを備えており、これらは同一材料又は異種材料で構成されてもよい。同一材料の微細構造化層２０８は、例えば、溶融された熱可塑性樹脂を押し出すことによって得ることができる。異種材料の微細構造化層２０８は、例えば、ポリエステル等の樹脂基材上に、（メタ）アクリル樹脂等よりなる微細構造トポグラフィーパターンを積層することにより得ることができる。微細構造トポグラフィーは、例えば、複数のプリズム形状を採用することができる。複数のプリズム形状としては、例えば、微細構造化層を上面から見たときの一辺をｘ方向、該ｘ方向と直行する方向をｙ方向とした場合に、例えばｙ方向に延びる線状のプリズムがｘ方向に複数配列した構造（以下、「線状プリズムアレイ」という場合がある。）を採用することができる。輝度向上、色ムラ改善等の観点から、係る線状プリズムアレイを備える微細構造化層は二層使用することが好ましく、この場合、線状プリズムアレイが直交するように各層を配置することが好ましい。プリズムの高さ（例えば図２の微細構造化層２０８の場合、三角断面部の底辺から頂点までの距離）は、約１μｍ以上、約７５μｍ以下の範囲にすることができる。プリズムの頂角は、約７０°以上又は約８０°以上、約１２０°以下又は約１００°以下の範囲にすることができ、約９０°であることが好ましい。プリズムの頂部は、先鋭形、丸形、平坦形、又は切頭形などにすることができる。丸形プリズムの頂角は、面（例えばフラット面）の交差により近似することが可能である。プリズム面は同一である必要はなく、プリズムは互いに傾いていてもよい。プリズムアレイのプリズムの高さは、実質的に同一であっても異なっていてもよい。プリズムの高さと微細構造化層の全厚さとの比は、２５／１２５〜２／１２５の範囲にすることができる。微細構造化層としては、例えば、スリーエムジャパン株式会社製のＢＥＦシリーズの輝度上昇フィルムなどを使用することができる。

微細構造化層が光を再方向付けするように機能するのであれば、微細構造トポグラフィーは、種々の、ピッチ、交差するチャネル、及び／又はプリズム角を有していてもよい。例えば、微細構造トポグラフィーは、米国特許第６，３２２，２３６号明細書に記載されるような疑似ランダムプリズム起伏を有するものであってもよい。微細構造トポグラフィーは、４つ以上の面を有していてもよく、ピラミッドのような形状を有していてもよい。微細構造トポグラフィーを構成する面は、曲面であってもよく及び／又は他の非三角形状を有していてもよい。微細構造トポグラフィーは、非プリズム状であってもよい。

反射性偏光子層２１０とは、単一の偏光状態の光を透過させ、残りの光を反射する層である。例えば、Ｐ波の光を透過させ、Ｓ波の光を反射させる反射性偏光子層は、該層に入射したＳ波を反射させてリサイクルし、リサイクルした光のうちＰ波に変化した光は反射性偏光子層を透過できる。その結果、反射性偏光子層がない構成に比べて、Ｐ波をより多く出力することができるため、輝度を向上させることができる。反射性偏光子層としては、例えば、複屈折反射性偏光子層、ファイバー偏光子層及びコリメート多層反射体が挙げられる。複屈折反射性偏光子層は、例えば、共押出により、第１の材料の第１の層が第２の材料の第２の層の上に配置されている多層光学積層体を含む。第１の材料及び第２の材料の一方又は両方が複屈折性のものであってよい。層の総数は、数十、数百、数千、又はそれ以上であり得る。いくつかの代表的な実施形態では、隣接する第１の層及び第２の層を光学的繰り返し単位と呼ぶ場合がある。本開示の実施形態に使用され得る反射性偏光子層は、例えば、米国特許第５，８８２，７７４号、同第６，４９８，６８３号、同第５，８０８，７９４号に記載されている。

例えば、多層光学フィルム（ＭＯＦ）型反射性偏光子層、連続／分散相型反射性偏光子層のような拡散反射性偏光フィルム（ＤＲＰＦ）、ワイヤグリッド型反射性偏光子層、又はコレステリック型反射性偏光子層を、反射性偏光子層として使用してもよい。

ＭＯＦ及び連続／分散相型反射性偏光子層の双方は、通常、高分子材料間の屈折率の差に依存する、少なくとも２つの材料から構成され、直交に偏光した状態の光を透過させながら、選択的に１つの偏光状態の光を反射することができる。ＭＯＦ型反射性偏光子層の例としては、米国特許第５，８８２，７７４号などに記載されている。ＭＯＦ型反射性偏光子は、例えば、スリーエムジャパン株式会社製のＤＢＥＦシリーズの輝度上昇フィルム（ＤＢＥＦ−Ｄ２−４００、ＤＢＥＦ−Ｄ４−４００等）を使用することができる。

一実施形態において、コリメート型多層光学フィルム（ＣＭＯＦ）を反射性偏光子層として使用することもできる。該ＣＭＯＦは、例えば、２０１１年１０月２０出願の米国特許仮出願第６１／５４９，５８８号に記載されている。

拡散反射性偏光フィルム（ＤＲＰＦ）としては、例えば、米国特許第５，８２５，５４３号に記載された連続／分散相反射性偏光子、米国特許第５，８６７，３１６号に記載された拡散反射性多層偏光子が挙げられる。他のタイプのＤＲＰＦは、例えば、米国特許第５，７５１，３８８号に記載されている。

ワイヤグリッド型偏光子としては、例えば、米国特許第６，１２２，１０３号に記載されたものが挙げられる。ワイヤグリッド偏光子は、例えば、Ｍｏｘｔｅｋ Ｉｎｃ．，Ｏｒｅｍ，Ｕｔａｈから市販されている。

コレステリック型偏光子層としては、例えば、米国特許第５，７９３，４５６号及び米国特許公開第２００２／０１５９０１９号に記載されたものが挙げられる。コレステリック型偏光子層は、コレステリック型偏光子層を透過した光が直線偏光に変換されるように、一般的に、出力側に１／４波長リタデーション層と共に提供されることが多い。

複屈折反射性偏光子層を、反射性偏光子層として使用することができる。複屈折反射性偏光子層では、第１の層の屈折率（ｎ_１ｘ、ｎ_１ｙ、ｎ_１ｚ）及び第２の層の屈折率（ｎ_２ｘ、ｎ_２ｙ、ｎ_２ｚ）は、面内の軸（Ｙ軸）に沿って実質的に一致しており、面内の別の軸（Ｘ軸）に沿っては実質的に一致していない。一致している方向（Ｙ）は、複屈折反射性偏光子層の透過（通過）軸又は状態を形成するため、その方向に沿って偏光された光は選択的に透過される。一致していない方向（Ｘ）は、複屈折反射性偏光子層の反射（遮断）軸を形成するため、その方向に沿って偏光された光は選択的に反射される。一般的に、反射方向に沿った屈折率のずれが大きく、透過方向において屈折率がよく一致しているほど、複屈折反射性偏光子層の性能は高くなる。

以下の実施例において、本開示の具体的な実施態様を例示するが、本開示はこれに限定されるものではない。

本実施例で使用した商品などを以下の表１に示す。

（光波長選択性透過反射層：ＢＰ−ＭＯＦ）
ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）およびポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を用い、共押出プロセスを介して逐次平面フィルム製造ラインで５５０層の共押出し多層ポリマーフィルムを製造した。該製造方法では、フィードブロック法（例えば、米国特許第３，８０１，４２９号によって記載されたものなど）を用いて５５０層作製し、それを水冷キャスティングホイール上に共押出し、逐次長さ配向装置（長さオリエンター：ＬＯ）およびテンター装置によって連続的に配向させた。一つの押出機によってポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）をフィードブロックに送出し、もう一つの押出機によってＰＭＭＡをフィードブロックに送出した。これらの溶融物の流れをフィードブロックに通すことによって、保護境界層（ＰＢＬ）として機能するＰＥＮの二つの外層を伴った光学層であるＰＥＮとＰＭＭＡの５５０層の交互層を作製した。この製造方法では、ＰＭＭＡ溶融プロセス装置を約２４９℃に維持し、ＰＥＮ溶融プロセス装置を約２９０℃に維持し、フィードブロック、表皮層モジュールおよびダイも約２９０℃に維持した。

最も厚い層対最も薄い層の比を約１．７２：１として、層厚さにおける適切な直線勾配をフィードブロックに対して材料ごとに設計した。フィードブロックに関し、最も厚い層を製造するフィードブロックの部分を約２７４℃に加熱しつつ、最も薄い層を製造するフィードブロックの部分を約３０４℃に加熱した。中間部分をこれらの両極値の間の温度で加熱した。

前記プロセスの後、第３の押出機で、固有粘度（ＩＶ）０．５６ｄｌ／ｇのＰＥＮおよび固有粘度（ＩＶ）０．４８ｄｌ／ｇのＰＥＮの５０／５０混合物を（光学層の流れの両側に同じ厚さで）表皮層として送り出した。この方法によって、表皮層は光学層より小さい粘度となり、共押出層の溶融物の安定な層流が生じた。その後、材料流れをフィルムダイに通し、約７℃の入口水温を用いる水冷キャスティングホイール上に通した。

キャストされたウェブ（フィルム）を、約１３０℃において約３．８：１の延伸比で長さ方向に配向した。テンターにおいては、延伸前にフィルムを約９秒間、約１３８℃に予熱し、次いで、１秒あたり約６０％の割合で、約５：１の延伸比に約１４０℃で横方向に延伸した。得られたフィルム（光波長選択性透過反射層：ＢＰ−ＭＯＦ）は、約０．０７ｍｍの厚さを有しており、また、波長３８０〜５２０ｎｍの光に対して約７０〜約８５％の透過率及び約１５％以下の反射率を有し、波長５５０〜８００ｎｍの光に対して約１２％以下の透過率及び約２５〜約３０％の反射率を有していた。なお、透過率及び絶対反射率の測定には、日本分光株式会社製の分光光度計 Ｖ−６５０／ＡＲＭＶ−７３４を使用した。図２６に両測定方法の測定原理を示す。

（パターン化拡散層：Ｐ−ＥＦＤ）
サイズ２２５ｍｍ×２９５ｍｍのＥＦＤ−Ｄ２−８５を用意し、下記の樹脂含浸手段を採用して、図３の上方に示されるような構成（図３中の２、４の円形部は１と３の中間地点を示すものであり、パターン部ではない。）のパターン化拡散層を作製した（以下、「Ｐ−ＥＦＤ」と呼ぶ場合がある。）。パターン部を、光源の真上に配置されるように６箇所形成し、かつ、図５に示されるような０％〜９２％の諧調率で形成した。得られたパターン化拡散層の２つの光源間の半分の位置（図３の２又は４の位置）における相対全光線透過率は１１３．０％であり、２つの光源間の１／４の位置（図３の例えば１及び２の半分の位置）における相対全光線透過率は１１０．５％であった。

樹脂含浸手段
樹脂含浸法：ＵＶインクジェットプリンターによる印刷法
印刷装置 ：ＵＦＪ−３０４２ＦＸ（株式会社ミマキエンジニアリング製）
印刷インク：ＬＨ−１００クリアインク
ＲＩＰソフトウェア：Ｒａｓｔｅｒ ＬｉｎｋＰｒｏ５ ＵＬ
カラーテーブル：ＵＶ−ＰＥＴ ｖ３．１
解像度 ：７２０×６００ＶＤ
印刷条件 ：８パス

（直下型バックライト用光学積層体）
＜例１＞
ＥＦＤ−Ｄ２−８５上に、ＢＰ−ＭＯＦ、ＱＤＥＦ−３６０ａ、ＢＥＦ−４ ＧＴ及びＤＢＥＦ Ｄ４−４００を順に積層して、直下型バックライト用光学積層体を作製した。

＜比較例１＞
ＢＰ−ＭＯＦを積層しなかったこと以外は、例１と同様の方法で直下型バックライト用光学積層体を作製した。

＜例２＞
ＥＦＤ−Ｄ２−８５上に、ＢＰ−ＭＯＦ及びＱＤＥＦ−３６０ａを順に積層し、さらに、線状プリズムアレイが各々直交するように２枚のＢＥＦ−４ ＧＴを積層して、直下型バックライト用光学積層体を作製した。

＜比較例２＞
ＢＰ−ＭＯＦを積層しなかったこと以外は、例２と同様の方法で直下型バックライト用光学積層体を作製した。

＜例３＞
ＥＦＤ−Ｄ２−８５上に、ＢＰ−ＭＯＦ及びＱＤＥＦ−３６０ａを順に積層し、さらに、線状プリズムアレイが各々直交するように２枚のＢＥＦ−４ ＧＴを積層した後、ＤＢＥＦ Ｄ４−４００を積層して、直下型バックライト用光学積層体を作製した。

＜比較例３＞
ＢＰ−ＭＯＦを積層しなかったこと以外は、例３と同様の方法で直下型バックライト用光学積層体を作製した。

＜例４＞
Ｐ−ＥＦＤ上に、ＢＰ−ＭＯＦ及びＱＤＥＦ−３６０ａを順に積層して、直下型バックライト用光学積層体を作製した。

＜例５＞
図７に示されるような諧調率が０％〜５０％のＰ−ＥＦＤを使用したこと以外は、例４と同様の方法で直下型バックライト用光学積層体を作製した。

＜例６＞
図８に示されるような諧調率が０％〜３０％のＰ−ＥＦＤを使用したこと以外は、例４と同様の方法で直下型バックライト用光学積層体を作製した。

＜例７＞
Ｐ−ＥＦＤをＥＦＤ−Ｄ２−８５に変更した以外は、例４と同様の方法で直下型バックライト用光学積層体を作製した。

例１〜例７及び比較例１〜比較例３の直下型バックライト用光学積層体について行った以下に示す光学試験の結果を表２〜表３、及び図１０〜図１５に示す。

（光学試験）
図３に示すような構成で、反射材３０３（白色ＰＥＴフィルム）を適用した容器内に、青色ＬＥＤを、１、３、５の位置に２つずつ計６箇所配置した。容器上に厚さ２ｍｍの透明板３０７（アクリル板）を置き、その上に直下型バックライト用光学積層体３２０を配置し、光学試験用のサンプルを作製した。図４に示すように、直下型バックライト用光学積層体４２０の上方において、図３の３の位置に配列している２つの青色ＬＥＤの略中間位置にカメラレンズを配置するとともに、全ての青色ＬＥＤが視野角内に入るように２次元色彩輝度計４５０（ＣＡ−２５００、コニカミノルタ株式会社製）を配置した。６．１Ｖ、１５０ｍＡの条件で青色ＬＥＤを発光させ、２次元色彩輝度計４５０で、中心輝度値、平均輝度値、ＣＩＥｘ及びＣＩＥｙの値を測定した。

ここで、図１０〜図１５のｘ軸の数値は、図３の１〜５の位置（以下、「観測点」という場合がある。）を意味しており、図１０〜図１２のｙ軸の値は、輝度値（ｃｄ／ｍ^２）であり、図１３のｙ軸の数値はＣＩＥｘの値であり、図１４のｙ軸に示される数値はＣＩＥｙの値であり、図１５のｙ軸の数値は、図３の観測点３（中心点）で正規化した相対輝度の値、即ち、観測点３の輝度に対する各観測点の輝度の割合（百分率）である。表２及び表３における、中心輝度値又は平均輝度値の相対輝度とは、比較例の中心輝度値又は平均輝度値に対しての割合（百分率）であり、値が１００％よりも大きくなるほど比較例の構成よりも輝度が上昇していることを意味する。ＣＩＥｘ及びＣＩＥｙにおける標準偏差の値は低い方が、色ムラが少ないことを意味する。

表２〜表３、及び図１０〜図１２から分かるように、光波長選択性透過反射層（ＢＰ−ＭＯＦ）を配置することによって輝度が大幅に向上していることが分かる。光リサイクル層である、２枚のＢＥＦ−４ ＧＴ（微細構造化層）及びＤＢＥＦ Ｄ４−４００（反射性偏光子層）を配置した例３の構成がより輝度を向上させ得ることが分かった。表３の結果から、ＣＩＥｙの標準偏差の値に関しては同程度の性能であったが、ＣＩＥｘの標準偏差の値に関しては例３の方が比較例３に比べて低い値を示しており、光波長選択性透過反射層（ＢＰ−ＭＯＦ）を積層することによって、色ムラも改善できていることが確認された。色ムラの改善に関しては、図１３のグラフの波形からも確認することができる。即ち、例３の波形の方が比較例３の波形よりもなだらかになっている。図１５において、例４及び例５のグラフ形状の方が、例６及び例７のグラフ形状に比べてなだらかになっていることから（特に、観測点２及び４の付近）、輝度ムラ（輝度のばらつき）の観点では、パターン化拡散層（Ｐ−ＥＦＤ）の配置、特に、０％〜３０％よりも高い諧調率を有するパターン化拡散層の配置、下記表４の結果に基づき言い換えれば、２つの光源間の半分の位置における相対全光線透過率が１０４．２％よりも高い、又は２つの光源間の１／４の位置における相対全光線透過率が１０３．４％よりも高いパターン化拡散層の配置によって輝度ムラが改善されることが確認できた。

（輝度ムラ評価試験用パターン化拡散層サンプル）
サイズ４２０ｍｍ×３００ｍｍのＥＦＤ−Ｄ２−８５を用意し、下記の樹脂含浸手段を採用して、図５〜図９に示される諧調率のパターン部を備えるパターン化拡散層サンプル（例８〜例１０及び比較例５、６）を各々作製した。図５のパターン化拡散層（例８）は、白抜き円形状の中心から外側にかけて、０％〜９２％の諧調がかかっているパターン部を有し、図６のパターン化拡散層（例９）は、白抜き円形状の中心から外側にかけて、０％〜７０％の諧調がかかっているパターン部を有し、図７（例１０）のパターン化拡散層は、白抜き円形状の中心から外側にかけて、０％〜５０％の諧調がかかっているパターン部を有し、図８のパターン化拡散層（比較例４）は、白抜き円形状の中心から外側にかけて、０％〜３０％の諧調がかかっているパターン部を有し、図９のパターン化拡散層（比較例５）は、白抜き円形状の中心から外側にかけて、０％〜１５％の諧調がかかっているパターン部を有している。ここで、パターン部は光源の真上に配置されるように１０箇所形成した。パターン部を有さない拡散層サンプルとして、ＥＦＤ−Ｄ２−８５を採用した（比較例６）。

樹脂含浸手段
樹脂含浸法：ＵＶインクジェットプリンターによる印刷法
印刷装置 ：ＵＦＪ−３０４２ＦＸ（株式会社ミマキエンジニアリング製）
印刷インク：ＬＨ−１００クリアインク
ＲＩＰソフトウェア：Ｒａｓｔｅｒ ＬｉｎｋＰｒｏ５ ＵＬ
カラーテーブル：ＵＶ−ＰＥＴ ｖ３．１
解像度 ：７２０×６００ＶＤ
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（パターン化拡散層の輝度ムラ評価試験）
図１６及び図１７に示されるような構成で、反射材（白色ＰＥＴフィルム）を適用した容器５０３内に白色ＬＥＤ５０２を計１０箇所配置した。図１８に示されるように、容器に厚さ３ｍｍの透明板６０７（アクリル板）を置き、その上にパターン化拡散層サンプル６２０（例８〜例１０並びに比較例４及び５）又はＥＦＤ−Ｄ２−８５（比較例６）を配置し、さらに、パターン部が隠蔽されないように黒色層６１０を適用した厚さ３ｍｍの透明板６０７（アクリル板）を配置して、輝度ムラ評価試験のサンプルを作製した。図１８に示すように、パターン化拡散層サンプル６２０の上方において、図１７の容器の略中心部（点線のクロス部）にカメラレンズを配置するとともに、全ての白色ＬＥＤ６０２が視野角内に入るように２次元色彩輝度計６５０（ＣＡ−２０００、コニカミノルタ株式会社製）を配置した。１４．６２Ｖ、０．７Ａの条件で白色ＬＥＤを発光させ（但し、図１７の上段左から２番目の白色ＬＥＤが切れていたため、この白色ＬＥＤは発光しなかった。）、２次元色彩輝度計６５０で輝度分布を測定した。これらのパターン化拡散層サンプルのうち、図５に示した諧調率０％〜９２％のサンプル（例８）及び比較例６の輝度分布に関する画像写真を図１９に示し、輝度分布の測定箇所、並びに輝度分布に関する画像写真及びその輝度分布の測定結果に関するグラフを図２０〜図２５に示した。ここで、図２１〜図２４の（ｂ）における各グラフ内の太実線は、図２０の画像写真で例示されるような最上部のライン（「上部ＬＥＤ列」という場合がある。）における輝度値の推移を示しており、点線は、図２０の画像写真の中間ラインにおける輝度値の推移を示しており、細実線は、図２０の画像写真の最下部のライン（「下部ＬＥＤ列」という場合がある。）における輝度値の推移を示しており、図２１〜図２４の（ｂ）の各グラフは、図２１〜図２４の（ａ）の画像写真の結果に各々対応している。図２５は、図２１〜図２４の（ｂ）の各グラフにおける上部ＬＥＤ列の結果をまとめたグラフである。

図１９から分かるように、比較例６の方は白色ＬＥＤの輪郭が確認できるのに対し、例８の方は白色ＬＥＤの輪郭が確認できなくなっていることから、パターン化拡散層を積層することで、光源の輪郭の隠蔽性、輝度ムラを改善できていることが分かった。隠蔽性、輝度ムラの改善に関しては、図２５のグラフからも確認することができ、比較例６のグラフに比べて例８〜例１０のグラフの方が、輝度の変動（ばらつき）が緩和されていることが確認された（特に、ＬＥＤが正常に点灯している２３０ｍｍ以降のグラフ部分。）。この輝度ムラの改善効果は、パターン部の諧調率が高くなる、即ち、樹脂の含浸量が多くなり相対全光線透過率が高くなるほど、その傾向も高まることが判明した。例えば、例８〜例１０並びに比較例４及び５のパターン化拡散層を比較した場合には、最大諧調率が５０％以上、即ち、２つの光源間の半分の位置における相対全光線透過率が１０４．２％よりも高い、又は２つの光源間の１／４の位置における相対全光線透過率が１０３．４％よりも高い例８〜例１０のパターン化拡散層の方が、輝度ムラがより改善できることが分かった。ここで、例８〜例１０並びに比較例４及び５のパターン化拡散層における相対全光線透過率の値を表４に示す。

１００、２００ 直下型バックライト
１０２、２０２、３０２ 青色光源
１０３、２０３ キャビティ部
１０４ 拡散層
１０６、２０６ ダウンコンバージョン層
１０８、２０８ 光リサイクル層（微細構造化層）
１１０、２１０ 光リサイクル層（反射性偏光子層）
１１２、２１２ 透明パネル
１２０、２２０、３２０、４２０ 直下型バックライト用光学積層体
２０４ パターン化拡散層
２０５ 光波長選択性透過反射層
３０３、４０３ 反射材
３０７、４０７、６０７ 透明板
４５０、６５０ ２次元色彩輝度計
５０２、６０２ 白色光源
６１０ 黒色層
５０３ 反射材を備える容器
６２０ パターン化拡散層サンプル
本開示の実施態様の一部を以下の［項目１］−［項目１０］に記載する。
［項目１］
青色光源と、
光波長選択性透過反射層であって、前記青色光源からの光が入射する第１主要面、及び当該第１主要面の反対側に位置する第２主要面を有する、光波長選択性透過反射層と、
ダウンコンバージョン層であって、前記光波長選択性透過反射層の第２主要面に隣接する第１主要面、及び当該第１主要面の反対側に位置する第２主要面とを有する、ダウンコンバージョン層と、を備える、直下型バックライト。
［項目２］
前記ダウンコンバージョン層の第２主要面に光リサイクル層をさらに備える、及び／又は前記光波長選択性透過反射層の第１主要面にパターン化拡散層をさらに備える、項目１に記載の直下型バックライト。
［項目３］
前記ダウンコンバージョン層が量子ドット層である、項目１又は２に記載の直下型バックライト。
［項目４］
前記光波長選択性透過反射層は、波長が３８０〜５２０ｎｍの光に対して５０％以上の透過率、及び波長が５５０〜８００ｎｍの光に対して３０％以下の透過率を有し、並びに波長が３８０〜５２０ｎｍの光に対して２０％以下の反射率、及び波長が５５０〜８００ｎｍの光に対して２５％以上の反射率を有する、項目１〜３の何れか一項に記載の直下型バックライト。
［項目５］
前記光リサイクル層が、反射性偏光子層及び微細構造化層からなる群から選択される少なくとも一種である、項目２〜４の何れか一項に記載の直下型バックライト。
［項目６］
前記パターン化拡散層が、不織布、織布、編布及び多孔性基材からなる群から選択される少なくとも一種を含む、項目２〜５の何れか一項に記載の直下型バックライト。
［項目７］
前記パターン化拡散層のパターン部が、前記青色光源の配置箇所と対応し、樹脂非含浸部を含み、
前記パターン部以外の部分が樹脂含浸部を含む、項目２〜６の何れか一項に記載の直下型バックライト。
［項目８］
光源間の半分の位置における前記パターン化拡散層の相対全光線透過率が、１０５％以上である、項目２〜７の何れか一項に記載の直下型バックライト。
［項目９］
前記青色光源が青色ＬＥＤである、項目１〜８の何れか一項に記載の直下型バックライト。
［項目１０］
項目１〜９の何れか一項に記載の直下型バックライトを備える液晶ディスプレイ。

Claims (9)

1. 青色光源と、
   光波長選択性透過反射層であって、前記青色光源からの光が入射する第１主要面、及び当該第１主要面の反対側に位置する第２主要面を有する、光波長選択性透過反射層と、
   ダウンコンバージョン層であって、前記光波長選択性透過反射層の第２主要面に隣接する第１主要面、及び当該第１主要面の反対側に位置する第２主要面とを有する、ダウンコンバージョン層と、を備え、
   前記光波長選択性透過反射層は、波長が３８０〜５２０ｎｍの光に対して５０％以上の透過率、及び波長が５５０〜８００ｎｍの光に対して３０％以下の透過率を有し、並びに波長が３８０〜５２０ｎｍの光に対して２０％以下の反射率、及び波長が５５０〜８００ｎｍの光に対して２５％以上の反射率を有する、直下型バックライト。
2. 青色光源と、
   光波長選択性透過反射層であって、前記青色光源からの光が入射する第１主要面、及び当該第１主要面の反対側に位置する第２主要面を有する、光波長選択性透過反射層と、
   ダウンコンバージョン層であって、前記光波長選択性透過反射層の第２主要面に隣接する第１主要面、及び当該第１主要面の反対側に位置する第２主要面とを有する、ダウンコンバージョン層と、
   前記光波長選択性透過反射層の第１主要面にパターン化拡散層とを備え、
   前記パターン化拡散層のパターン部が、前記青色光源の配置箇所と対応し、樹脂非含浸部を含み、
   前記パターン部以外の部分が樹脂含浸部を含む、直下型バックライト。
3. 青色光源と、
   光波長選択性透過反射層であって、前記青色光源からの光が入射する第１主要面、及び当該第１主要面の反対側に位置する第２主要面を有する、光波長選択性透過反射層と、
   ダウンコンバージョン層であって、前記光波長選択性透過反射層の第２主要面に隣接する第１主要面、及び当該第１主要面の反対側に位置する第２主要面とを有する、ダウンコンバージョン層と、
   前記光波長選択性透過反射層の第１主要面にパターン化拡散層とを備え、
   光源間の半分の位置における前記パターン化拡散層の相対全光線透過率が、１０５％以上である、直下型バックライト。
4. 前記ダウンコンバージョン層の第２主要面に光リサイクル層を備える、及び／又は前記光波長選択性透過反射層の第１主要面にパターン化拡散層を備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の直下型バックライト。
5. 前記ダウンコンバージョン層が量子ドット層である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の直下型バックライト。
6. 前記ダウンコンバージョン層の第２主要面に光リサイクル層を備え、前記光リサイクル層が、反射性偏光子層及び微細構造化層からなる群から選択される少なくとも一種である、請求項１〜５の何れか一項に記載の直下型バックライト。
7. 前記光波長選択性透過反射層の第１主要面にパターン化拡散層を備え、前記パターン化拡散層が、不織布、織布、編布及び多孔性基材からなる群から選択される少なくとも一種を含む、請求項１〜６の何れか一項に記載の直下型バックライト。
8. 前記青色光源が青色ＬＥＤである、請求項１〜７の何れか一項に記載の直下型バックライト。
9. 請求項１〜８の何れか一項に記載の直下型バックライトを備える液晶ディスプレイ。

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