JP2018112588A - 白色光源装置、並びに、該白色光源装置を備える表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】カラーフィルターを通して再現されるRGB各色の色純度を向上させることができる白色光源装置、並びに、該白色光源装置を備える表示装置を提供する。【解決手段】本発明の白色光源装置は、LEDの光を白色光に変換する蛍光体シートと、480〜510nm及び570〜620nmの少なくともいずれかの吸収極大波長を有する色材を含む色材シートと、を備え、前記蛍光体シートは、少なくとも蛍光体と樹脂とを含む蛍光体層と、該蛍光体層を挟持する一対の透明基材とを有する、ことを特徴とする。【選択図】図1A
Description
本発明は、白色光源装置、並びに、該白色光源装置を備える表示装置に関する。
液晶ディスプレイにおいては、液晶パネルを背後から前面にわたり照射するバックライト光源が用いられる。近年では、液晶ディスプレイの大型化、薄型化、軽量化、長寿命化等に伴い、また、点滅制御による動画特性改善の観点から、基板上に複数の発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)を配設して面発光を行う発光装置が注目されている。このような発光装置では、白色光を取り出すために、主に次のような2つの手法が用いられている。
第1の手法は、赤緑青(RGB)の3色の光をそれぞれ発するLEDを配設して、これらを同時点灯することにより、3色の光を合成させて白色光を得るものである。そして、第2の手法は、青色LEDを蛍光体含有樹脂により包囲し、青色光を白色光に色変換するというものである。青色LEDを蛍光体含有樹脂により包囲した構造体は、“白色LED”と呼ばれている。
しかしながら、上記第1の手法は、RGBの3色のLEDが必要になるためコストが高いという問題がある。また、上記第2の手法では、LEDの微小面積に対して蛍光体含有樹脂をポッティングする必要があるため、蛍光体含有樹脂を均一に形成するのが困難である。
このため、近年では、上記手法に代わる第3の手法として、蛍光体含有樹脂をシート基材で挟み込んだものや、蛍光体含有樹脂をシート形状に加工した蛍光体含有シートを用いて、青色LEDにより色変換する手法が注目を集めている(例えば、特許文献1参照)。
このとき、蛍光体の中でも、「SrGa2S4:Eu」等のチオガレート蛍光体;「CaS:Eu」、「SrS:Eu」等のアルカリ土類金属の硫化物;などの、硫化物蛍光体は、比較的シャープな発光スペクトルを有する。
このとき、蛍光体の中でも、「SrGa2S4:Eu」等のチオガレート蛍光体;「CaS:Eu」、「SrS:Eu」等のアルカリ土類金属の硫化物;などの、硫化物蛍光体は、比較的シャープな発光スペクトルを有する。
近年、色再現性を含めた画質の向上が一層求められるようになっている。液晶ディスプレイ装置においては、色再現性は色純度に依存するが、この色純度は、バックライト光源のスペクトル特性と、カラーフィルターのスペクトル特性とによって決定する。
前記バックライト光源が青色LEDと蛍光体シートとからなる場合、前記バックライト光源のスペクトル特性は、前記青色LEDの発光スペクトルと、前記蛍光体シートにおける緑発光蛍光体及び赤発光蛍光体の発光スペクトルとによって決定する。蛍光体として硫化物蛍光体を用いた白色LEDによって得られるバックライト光源は、青色LEDと黄色発光のYAG蛍光体とを用いた白色LEDによって得られるバックライト光源と比較して、シャープな発光スペクトルのため、広色域な色再現が可能である。
前記バックライト光源が青色LEDと蛍光体シートとからなる場合、前記バックライト光源のスペクトル特性は、前記青色LEDの発光スペクトルと、前記蛍光体シートにおける緑発光蛍光体及び赤発光蛍光体の発光スペクトルとによって決定する。蛍光体として硫化物蛍光体を用いた白色LEDによって得られるバックライト光源は、青色LEDと黄色発光のYAG蛍光体とを用いた白色LEDによって得られるバックライト光源と比較して、シャープな発光スペクトルのため、広色域な色再現が可能である。
一方、カラーフィルターのスペクトル特性は、RGBの各顔料からなる各色のカラーフィルターのそれぞれにおける分光透過スペクトル特性によって決定する。液晶ディスプレイユニットの製造時には要求される耐熱性能のため、シャープな分光透過スペクトル特性を有する色材を用いることが困難であり、もっぱら色再現性に乏しい顔料に限られたものとなってしまう。このため、分光透過スペクトル特性を改善することは困難である。
そこで、色再現性を向上するため、いわゆる付加フィルター(補助フィルター)をカラーフィルターよりも光源寄りに設けることが提案されている(例えば、特許文献2及び3参照)。
そこで、色再現性を向上するため、いわゆる付加フィルター(補助フィルター)をカラーフィルターよりも光源寄りに設けることが提案されている(例えば、特許文献2及び3参照)。
液晶ディスプレイで光源が三波長発光形蛍光管の場合、青(ピーク波長450nm)、緑(ピーク波長543nm)及び赤(ピーク波長611nm)の発光をできるだけ吸収しないようにして、2つの大きな副発光(ピーク波長490nm及び585nm)を、選択的に吸収するように、それらの波長に吸収極大を有する色素を用いる技術が開示されている(例えば、特許文献4及び5参照)。
液晶ディスプレイにおいて光源が三波長発光形蛍光管の場合、付加フィルターを設置する位置に関する技術が開示されている。エッジライト式において、三波長発光形蛍光管からのRGBの光が、液晶ディスプレイの前面へ出るまでの経路としては、三波長発光形蛍光管からの光が先ず導光板の端面に入射し、導光板の板面内で全反射して広がり、いわゆる反射ドットによって散乱反射されて導光板の全面から出射して面状の光となる。そして、拡散板及び集光板を経て、液晶セルに入射する。液晶セルの主要な構成要素は液晶(液晶を挟む2つの偏光板を含む)とカラーフィルターとであり、光はそれらを通過し、液晶ディスプレイの前面に出る。
この経路において、(i)付加フィルターを導光板の端面へ設置すると、張り合わせ位置の不良が生じやすく、光源近傍に輝線等が生じてしまい、歩留まりが低くなるという問題、(ii)付加フィルターを導光板の前面、すなわち導光板の前面に設置すると、光源からの距離によって色調や色純度に違いが生じてしまい、特に大型化した場合に色ムラとなり実用できないという問題、(iii)付加フィルターを液晶セルの後、すなわち付加フィルターを液晶ディスプレイの前面に設置すると、外光によって液晶ディスプレイの前面が付加フィルターによる色付きとなり、外観上好ましくなく、高級感に劣るためテレビ用途として用いることができないという問題、などがある。
この経路において、(i)付加フィルターを導光板の端面へ設置すると、張り合わせ位置の不良が生じやすく、光源近傍に輝線等が生じてしまい、歩留まりが低くなるという問題、(ii)付加フィルターを導光板の前面、すなわち導光板の前面に設置すると、光源からの距離によって色調や色純度に違いが生じてしまい、特に大型化した場合に色ムラとなり実用できないという問題、(iii)付加フィルターを液晶セルの後、すなわち付加フィルターを液晶ディスプレイの前面に設置すると、外光によって液晶ディスプレイの前面が付加フィルターによる色付きとなり、外観上好ましくなく、高級感に劣るためテレビ用途として用いることができないという問題、などがある。
そこで、本発明は、カラーフィルターを通して再現されるRGB各色の色純度を向上させることができる白色光源装置、並びに、該白色光源装置を備える表示装置を提供することを目的とする。
本発明者らは、少なくとも蛍光体と樹脂とを含む蛍光体層と、該蛍光体層を挟持する一対の透明基材とを有し、LEDの光を白色光に変換する蛍光体シートと、480〜510nm及び570〜620nmの少なくともいずれかの吸収極大波長を有する色材を含む色材シートとを組み合わせることで、カラーフィルターを通して再現されるRGB各色の色純度を向上させることができることを本発明者らは見出した。
本発明は、本発明者らによる前記知見に基づくものであり、前記諸課題を解決するための手段としては以下の通りである。即ち、
<1> LEDの光を白色光に変換する蛍光体シートと、480〜510nm及び570〜620nmの少なくともいずれかの吸収極大波長を有する色材を含む色材シートと、を備え、前記蛍光体シートは、少なくとも蛍光体と樹脂とを含む蛍光体層と、該蛍光体層を挟持する一対の透明基材とを有する、ことを特徴とする白色光源装置である。
該<1>に記載の白色光源装置によれば、少なくとも蛍光体と樹脂とを含む蛍光体層と、該蛍光体層を挟持する一対の透明基材とを有し、LEDの光を白色光に変換する蛍光体シートと、480〜510nm及び570〜620nmの少なくともいずれかの吸収極大波長を有する色材を含む色材シートとを組み合わせることにより、発光スペクトルの色純度を低下させる波長の光を抑制することができ、カラーフィルターを通して再現されるRGB各色の色純度を改善して、白色光源装置を用いたディスプレイの色再現範囲、即ち、色域を向上させることができる。ここで、蛍光体の発光のうち、青と緑との両方に寄与する波長領域の光が少なくなり、青と緑との色純度が向上し、また、緑と赤との両方に寄与する波長領域の光が少なくなり、緑と赤との色純度が向上して、本発明の白色光源装置を用いたディスプレイが再現する色域が広くなる。
さらに、蛍光体シートとは異なるシートとして色材シートを設けているので、色材シートを有さず蛍光体シート内に色材を有する色材含有蛍光体シートを設ける場合よりも歩留まりが向上する。具体的には、例えば、蛍光体が3種類であり、色材が3種類であるとき、色材シートを有さず蛍光体シート内に色材を有する場合は、9種類の組み合わせを実施するためには、全部で9種類の色材含有蛍光体シートを用意する必要があるのに対し、蛍光体シートとは異なるシートとして色材シートを設ける場合は、蛍光体シート3種類および色材シート3種類の合計6種類を用意するだけで、使用時に9種類の組み合わせが可能である。
なお、「480〜510nm及び570〜620nmの少なくともいずれかの吸収極大波長を有する色材」は、1種の物質で2つの波長領域に吸収極大波長があってもよいし、480〜510nmの波長領域に吸収極大波長を有する色材と、570〜620nmの波長領域に吸収極大波長を有する色材とを組み合わせて用いてもよい。「吸収極大波長480〜510nm」は、「青色光の波長(約435nm〜約480nm)と緑色光の波長(約520nm〜約560nm)との間の波長」であり、「吸収極大波長570〜620nm」は、「緑色光の波長(約520nm〜約560nm)と赤色光の波長(約620nm〜約670nm)との間の波長」である。
<1> LEDの光を白色光に変換する蛍光体シートと、480〜510nm及び570〜620nmの少なくともいずれかの吸収極大波長を有する色材を含む色材シートと、を備え、前記蛍光体シートは、少なくとも蛍光体と樹脂とを含む蛍光体層と、該蛍光体層を挟持する一対の透明基材とを有する、ことを特徴とする白色光源装置である。
該<1>に記載の白色光源装置によれば、少なくとも蛍光体と樹脂とを含む蛍光体層と、該蛍光体層を挟持する一対の透明基材とを有し、LEDの光を白色光に変換する蛍光体シートと、480〜510nm及び570〜620nmの少なくともいずれかの吸収極大波長を有する色材を含む色材シートとを組み合わせることにより、発光スペクトルの色純度を低下させる波長の光を抑制することができ、カラーフィルターを通して再現されるRGB各色の色純度を改善して、白色光源装置を用いたディスプレイの色再現範囲、即ち、色域を向上させることができる。ここで、蛍光体の発光のうち、青と緑との両方に寄与する波長領域の光が少なくなり、青と緑との色純度が向上し、また、緑と赤との両方に寄与する波長領域の光が少なくなり、緑と赤との色純度が向上して、本発明の白色光源装置を用いたディスプレイが再現する色域が広くなる。
さらに、蛍光体シートとは異なるシートとして色材シートを設けているので、色材シートを有さず蛍光体シート内に色材を有する色材含有蛍光体シートを設ける場合よりも歩留まりが向上する。具体的には、例えば、蛍光体が3種類であり、色材が3種類であるとき、色材シートを有さず蛍光体シート内に色材を有する場合は、9種類の組み合わせを実施するためには、全部で9種類の色材含有蛍光体シートを用意する必要があるのに対し、蛍光体シートとは異なるシートとして色材シートを設ける場合は、蛍光体シート3種類および色材シート3種類の合計6種類を用意するだけで、使用時に9種類の組み合わせが可能である。
なお、「480〜510nm及び570〜620nmの少なくともいずれかの吸収極大波長を有する色材」は、1種の物質で2つの波長領域に吸収極大波長があってもよいし、480〜510nmの波長領域に吸収極大波長を有する色材と、570〜620nmの波長領域に吸収極大波長を有する色材とを組み合わせて用いてもよい。「吸収極大波長480〜510nm」は、「青色光の波長(約435nm〜約480nm)と緑色光の波長(約520nm〜約560nm)との間の波長」であり、「吸収極大波長570〜620nm」は、「緑色光の波長(約520nm〜約560nm)と赤色光の波長(約620nm〜約670nm)との間の波長」である。
<2> 前記蛍光体が、少なくとも硫化物蛍光体を含む、前記<1>に記載の白色光源装置である。
<3> 前記LEDが青色LEDである、前記<1>又は<2>に記載の白色光源装置である。
<4> 前記蛍光体が、赤色硫化物蛍光体及び緑色硫化物蛍光体である、前記<3>に記載の白色光源装置である。
<5> 前記赤色硫化物蛍光体が硫化カルシウム蛍光体であり、前記緑色硫化物蛍光体がチオガレート蛍光体である、前記<4>に記載の白色光源装置である。
<6> 前記LEDがマゼンタLEDである、前記<1>又は<2>に記載の白色光源装置である。
<7> 前記蛍光体が、緑色硫化物蛍光体単独である、前記<6>に記載の白色光源装置である。
<8> 前記マゼンタLEDに用いられる赤発光蛍光体が、Ax(M1−y,Mny)Fzで表されるフッ化物蛍光体、及び窒化物蛍光体の少なくとも一方を含む、前記<6>又は<7>に記載の白色光源装置である。
[但し、Aは、K(カリウム)及びCs(セシウム)の少なくともいずれかの元素であり、Mは、Si(シリコン)及びTi(チタン)の少なくともいずれかの元素であり、x、y及びzは、それぞれ、1.7≦x≦2.1、0<y≦0.2、5.3≦z≦6.3を満たす数値である。]
<9> 前記色材シートが、前記色材と樹脂からなる色材層を有する、前記<1>〜<8>のいずれかに記載の白色光源装置である。
[但し、Aは、K(カリウム)及びCs(セシウム)の少なくともいずれかの元素であり、Mは、Si(シリコン)及びTi(チタン)の少なくともいずれかの元素であり、x、y及びzは、それぞれ、1.7≦x≦2.1、0<y≦0.2、5.3≦z≦6.3を満たす数値である。]
<9> 前記色材シートが、前記色材と樹脂からなる色材層を有する、前記<1>〜<8>のいずれかに記載の白色光源装置である。
<10> 前記色材が、染料である、前記<1>〜<9>のいずれかに記載の白色光源装置である。
<11> 前記染料が、スクアリリウム系染料、ジピロメテン系染料、シアニン系染料、アザポルフィリン系染料、アントラキノン系染料、ナフトキノン系染料、フタロシアニン系染料、ナフタロシアニン系染料、ジインモニウム系染料、ニッケルジチオール系染料、アゾ系染料、ストリル系染料、フタロシアニン系染料、メチン系染料、ポルフィリン系染料、及び、ニッケル錯体染料からなる群より選択される少なくとも1種である、前記<10>に記載の白色光源装置である。
<12> 前記ジピロメテン系染料が、[[(3,5−Dimethyl−1H−pyrrol−2−yl)(3,5−dimethyl−2H−pyrrol−2−ylidene)methyl]methane](difluoroborane)(ピロメテン546)、及び、[[(4−Ethyl−3,5−dimethyl−1H−pyrrol−2−yl)(4−ethyl−3,5−dimethyl−2H−pyrrol−2−ylidene)methyl]methane](difluoroborane)(ピロメテン567)のいずれかである、前記<11>に記載の白色光源装置である。
<13> 前記シアニン系染料が、3,3’−ジエチルオキサジカルボシアニンヨージド(3,3’−Diethyloxadicarbocyanine Iodide)である、前記<11>に記載の白色光源装置である。
<14> 前記アザポルフィリン系染料が、テトラ−t−ブチル−テトラアザポルフィリン金属錯体である、前記<11>に記載の白色光源装置である。
<15> 前記テトラ−t−ブチル−テトラアザポルフィリン金属錯体が、テトラ−t−ブチル−テトラアザポルフィリン銅錯体、テトラ−t−ブチル−テトラアザポルフィリンバナジル錯体、及びテトラ−t−ブチル−テトラアザポルフィリンニッケル錯体の少なくともいずれかである、前記<14>に記載の白色光源装置である。
<16> 前記色材シートが、前記蛍光体シートよりもLED光が入射する側とは反対側に配置されている、前記<1>〜<15>のいずれかに記載の白色光源装置である。
<17> 前記<1>〜<16>のいずれかに記載の白色光源装置を備えることを特徴とする、表示装置である。
該<17>に記載の表示装置によれば、白色光源装置を用いたディスプレイの色再現範囲、即ち、色域を向上させることができる。
該<17>に記載の表示装置によれば、白色光源装置を用いたディスプレイの色再現範囲、即ち、色域を向上させることができる。
本発明によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、カラーフィルターを通して再現されるRGB各色の色純度を向上させることができる白色光源装置、並びに、該白色光源装置を備える表示装置を提供することができる。
以下、図面を参照しつつ、本発明を具体的に説明する。
(白色光源装置)
前記白色光源装置は、少なくとも、(i)色材を含む色材シートと、(ii)蛍光体を含む蛍光体シートとを備え、必要に応じて、(iii)その他の部材を備える。
前記その他の部材としては、いわゆる光学フィルム群が挙げられる。前記光学フィルム群は、プリズムシート及び光拡散シート等などから成る。例えば、図1Aにおいて、これらの光学フィルム40は、蛍光体シート1よりも上方(すなわち、蛍光体シート1の、励起光源側との反対側)に設けることが好ましい。
図1Aで示した光源装置はいわゆる直下型の光源装置であるが、図2に示すようなエッジライト式の光源装置であってもよい。
前記白色光源装置に用いるLEDは、青色LEDであってもよく、マゼンタLEDであってもよく、シアンLEDであってもよい。
前記マゼンタLEDは、青色LEDと、赤発光蛍光体とからなる。図3に示すように、マゼンタLED20は、赤発光の蛍光体20aと、青色LEDチップ20bとからなる。マゼンタLED20の発光は、青と赤とである。また、前記シアンLEDは、緑発光の蛍光体と青色LEDチップとからなる。
前記赤発光蛍光体は、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、CaS:Eu、SrS:Eu等の硫化物蛍光体;K2TiF6:Mn4+、Ba2TiF6:Mn4+、Na2TiF6:Mn4+、K3ZrF7:Mn4+、K2SiF7:Mn4+;Ax(M1−y,Mny)Fzで表される公知のフッ化物蛍光体;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。
但し、Ax(M1−y,Mny)Fzで表される公知のフッ化物蛍光体において、Aは、K(カリウム)、Cs(セシウム)から選ばれる少なくとも1種の元素であり、Mは、Si(シリコン)、Ti(チタン)から選択される少なくとも1種の元素であり、x、yおよびzは、1.7≦x≦2.1、5.3≦z≦6.3、0<y≦0.2を満たす数値である。
また、前記赤発光蛍光体は、酸化物系蛍光体であってもよい。前記酸化物系蛍光体の具体例としては、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、(Ba,Sr)3SiO5:Eu、などが挙げられる。
またあるいは、前記赤発光蛍光体は、窒化物系蛍光体であってもよい。前記窒化物系蛍光体の具体例としては、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、Ca2Si5N8:Eu、Sr2Si5N8:Eu、Ba2Si5N8:Eu、(Ca,Sr,Ba)2Si5N8:Eu、Cax(Al,Si)12(O,N)16:Eu(0<x≦1.5)、CaAl2Si4N8:Eu、CaSiN2:Eu、CaAlSiN3:Eu、(Sr,Ca)AlSiN3:Eu、などが挙げられる。
また、前記赤発光蛍光体は、[Am−xEux]Si9AlyOnN12+y−2(n−m)/3の組成式で表される蛍光体であってもよい。ただし、組成式中の元素Aは、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、またはバリウム(Ba)の少なくとも1つであり、組成式中のm、x、y、nは、3<m<5、0<x<1、0<y<2、0<n<10なる関係を満たす。
またあるいは、前記赤発光蛍光体は、[Am−xEux][Si9−yCy]OnN12−2(n−m)/3の組成式で表される蛍光体であってもよい。ただし、組成式中、元素Aは、少なくともカルシウム(Ca)およびストロンチウム(Sr)を含む2族の元素である。また、組成式中、m、x、y、nは、3<m<5、0<x<1、0.012≦y≦0.10、0<n<10なる関係を満たし、上記組成式中、Caの原子数比をα、Srの原子数比をβ、その他の2族元素の原子数比をγとしたとき(m=α+β+γ)、0<α/(α+β)≦0.2であり、かつ、α/(α+β)およびyは、α/(α+β)を横軸とし、発光量積分値を縦軸とした場合、測定値の近似直線の傾きが正となる関係を満たす。
さらにまたあるいは、前記赤発光蛍光体としては、蛍光体シートにて用いることができる赤発光蛍光体を用いてもよい。緑発光蛍光体についても、蛍光体シートにて用いることができる緑発光蛍光体を、用いることができる。
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。
前記白色光源装置は、少なくとも、(i)色材を含む色材シートと、(ii)蛍光体を含む蛍光体シートとを備え、必要に応じて、(iii)その他の部材を備える。
前記その他の部材としては、いわゆる光学フィルム群が挙げられる。前記光学フィルム群は、プリズムシート及び光拡散シート等などから成る。例えば、図1Aにおいて、これらの光学フィルム40は、蛍光体シート1よりも上方(すなわち、蛍光体シート1の、励起光源側との反対側)に設けることが好ましい。
図1Aで示した光源装置はいわゆる直下型の光源装置であるが、図2に示すようなエッジライト式の光源装置であってもよい。
前記白色光源装置に用いるLEDは、青色LEDであってもよく、マゼンタLEDであってもよく、シアンLEDであってもよい。
前記マゼンタLEDは、青色LEDと、赤発光蛍光体とからなる。図3に示すように、マゼンタLED20は、赤発光の蛍光体20aと、青色LEDチップ20bとからなる。マゼンタLED20の発光は、青と赤とである。また、前記シアンLEDは、緑発光の蛍光体と青色LEDチップとからなる。
前記赤発光蛍光体は、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、CaS:Eu、SrS:Eu等の硫化物蛍光体;K2TiF6:Mn4+、Ba2TiF6:Mn4+、Na2TiF6:Mn4+、K3ZrF7:Mn4+、K2SiF7:Mn4+;Ax(M1−y,Mny)Fzで表される公知のフッ化物蛍光体;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。
但し、Ax(M1−y,Mny)Fzで表される公知のフッ化物蛍光体において、Aは、K(カリウム)、Cs(セシウム)から選ばれる少なくとも1種の元素であり、Mは、Si(シリコン)、Ti(チタン)から選択される少なくとも1種の元素であり、x、yおよびzは、1.7≦x≦2.1、5.3≦z≦6.3、0<y≦0.2を満たす数値である。
また、前記赤発光蛍光体は、酸化物系蛍光体であってもよい。前記酸化物系蛍光体の具体例としては、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、(Ba,Sr)3SiO5:Eu、などが挙げられる。
またあるいは、前記赤発光蛍光体は、窒化物系蛍光体であってもよい。前記窒化物系蛍光体の具体例としては、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、Ca2Si5N8:Eu、Sr2Si5N8:Eu、Ba2Si5N8:Eu、(Ca,Sr,Ba)2Si5N8:Eu、Cax(Al,Si)12(O,N)16:Eu(0<x≦1.5)、CaAl2Si4N8:Eu、CaSiN2:Eu、CaAlSiN3:Eu、(Sr,Ca)AlSiN3:Eu、などが挙げられる。
また、前記赤発光蛍光体は、[Am−xEux]Si9AlyOnN12+y−2(n−m)/3の組成式で表される蛍光体であってもよい。ただし、組成式中の元素Aは、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、またはバリウム(Ba)の少なくとも1つであり、組成式中のm、x、y、nは、3<m<5、0<x<1、0<y<2、0<n<10なる関係を満たす。
またあるいは、前記赤発光蛍光体は、[Am−xEux][Si9−yCy]OnN12−2(n−m)/3の組成式で表される蛍光体であってもよい。ただし、組成式中、元素Aは、少なくともカルシウム(Ca)およびストロンチウム(Sr)を含む2族の元素である。また、組成式中、m、x、y、nは、3<m<5、0<x<1、0.012≦y≦0.10、0<n<10なる関係を満たし、上記組成式中、Caの原子数比をα、Srの原子数比をβ、その他の2族元素の原子数比をγとしたとき(m=α+β+γ)、0<α/(α+β)≦0.2であり、かつ、α/(α+β)およびyは、α/(α+β)を横軸とし、発光量積分値を縦軸とした場合、測定値の近似直線の傾きが正となる関係を満たす。
さらにまたあるいは、前記赤発光蛍光体としては、蛍光体シートにて用いることができる赤発光蛍光体を用いてもよい。緑発光蛍光体についても、蛍光体シートにて用いることができる緑発光蛍光体を、用いることができる。
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。
前記白色光源装置における蛍光体シートが色材層を備える場合、前記色材層が、前記蛍光体シートにおける前記蛍光体層よりもLED光が入射する側に配置されていてもよく、前記色材層が、前記蛍光体シートにおける前記蛍光体層よりもLED光が入射する側とは反対側に配置されていてもよい。
前記白色光源装置において、前記LED光が入射する側の透明基材に色材が含まれていてもよく、前記LED光が入射する側とは反対側の透明基材に色材が含まれていてもよい。
さらにまた、本発明の白色光源装置及び後述する表示装置において、色材シートを配置する位置は、いくつかの場合がある。
例えば、図1Bに示すように白色光源装置が直下型の場合、色材シート300は、光学フィルム40よりも上方(すなわち、光学フィルム40の、励起光源20側との反対側)に設けることが好ましい。また、色材シート300は、光学フィルム40と蛍光体シート1との間でもよいし(図1C)、蛍光体シート1と拡散板60との間でもよいし(図1D)、拡散板60の下方(すなわち、拡散板60の励起光源20側)であってもよい(図1E)。
なお、白色光源装置がエッジライト式の場合(図2)、拡散板に代わって導光板30が用いられたような構成となるので、上記の直下型での説明で拡散板を導光板に読み替えた構成にすればよい。
例えば、図1Bに示すように白色光源装置が直下型の場合、色材シート300は、光学フィルム40よりも上方(すなわち、光学フィルム40の、励起光源20側との反対側)に設けることが好ましい。また、色材シート300は、光学フィルム40と蛍光体シート1との間でもよいし(図1C)、蛍光体シート1と拡散板60との間でもよいし(図1D)、拡散板60の下方(すなわち、拡散板60の励起光源20側)であってもよい(図1E)。
なお、白色光源装置がエッジライト式の場合(図2)、拡散板に代わって導光板30が用いられたような構成となるので、上記の直下型での説明で拡散板を導光板に読み替えた構成にすればよい。
<(i)色材シート>
前記色材シートは、少なくとも色材を含むシートであり、必要に応じて適宜選択した、色材層等の層、透明基材、などを備える。
前記色材シートは、例えば、色材層5とそれを挟持する一対の透明基材2とから成っていてもよく(図4A)、色材層5と透明基材2とから成っていてもよく(図4B)、また、色材を含む透明基材6から成っていてもよい(図4C)。
前記色材シートは、少なくとも色材を含むシートであり、必要に応じて適宜選択した、色材層等の層、透明基材、などを備える。
前記色材シートは、例えば、色材層5とそれを挟持する一対の透明基材2とから成っていてもよく(図4A)、色材層5と透明基材2とから成っていてもよく(図4B)、また、色材を含む透明基材6から成っていてもよい(図4C)。
<<色材>>
前記色材は、所望の波長領域の光を吸収する物質であり、有機化合物及び無機化合物のいずれでもよく、顔料及び染料のいずれでもよいが、有機化合物の染料が、樹脂への分散溶解の点で、好ましい。色材の典型は色素であり、染料である。
前記色材は、所望の波長領域の光を吸収する物質であり、有機化合物及び無機化合物のいずれでもよく、顔料及び染料のいずれでもよいが、有機化合物の染料が、樹脂への分散溶解の点で、好ましい。色材の典型は色素であり、染料である。
前記所望の波長領域は、490nm付近の第1波長領域(480〜510nm)と、590nm付近の第2波長領域(570〜620nm)である。
前記第1波長領域の光及び第2波長領域の光のみを吸収する色材が好ましい。1種の物質で2つの波長領域に吸収極大波長があってもよいし、前記第1波長領域に吸収極大波長を有する色材と、前記第2波長領域に吸収極大波長を有する色材とを組み合わせて用いてもよい。
前記第1波長領域は、青色光の波長(約435nm〜約480nm)と緑色光の波長(約520nm〜約560nm)との間の波長領域である。前記第2波長領域は、緑色光の波長(約520nm〜約560nm)と赤色光の波長(約620nm〜約670nm)との間の波長領域である。
青色光は、青色LEDが発するものであり、例えば450nmを例示できる。緑色光は、例えば、SrGa2S4:Euが発する極大波長540nmで半値幅が47nmの発光である。赤色光は、例えば、CaS:Euが発する極大波長653nmで半値幅が64nmの発光である。よって、青色光と緑色光との間の波長領域は490nm付近となる。緑色光と赤色光との間の波長領域は600nm付近となる(図8参照)。
およそ490nmを中心とした波長領域と、およそ600nmを中心とした波長領域とのそれぞれにおいて、それぞれ色材にてできるだけ広い波長領域で発光を吸収すると、色純度が向上するが輝度が低くなってしまう。輝度の低下をできるだけ小さくして、色純度を向上するには、液晶パネルのカラーフィルターの透過スペクトルを考慮するとよい。
前記第1波長領域の光及び第2波長領域の光のみを吸収する色材が好ましい。1種の物質で2つの波長領域に吸収極大波長があってもよいし、前記第1波長領域に吸収極大波長を有する色材と、前記第2波長領域に吸収極大波長を有する色材とを組み合わせて用いてもよい。
前記第1波長領域は、青色光の波長(約435nm〜約480nm)と緑色光の波長(約520nm〜約560nm)との間の波長領域である。前記第2波長領域は、緑色光の波長(約520nm〜約560nm)と赤色光の波長(約620nm〜約670nm)との間の波長領域である。
青色光は、青色LEDが発するものであり、例えば450nmを例示できる。緑色光は、例えば、SrGa2S4:Euが発する極大波長540nmで半値幅が47nmの発光である。赤色光は、例えば、CaS:Euが発する極大波長653nmで半値幅が64nmの発光である。よって、青色光と緑色光との間の波長領域は490nm付近となる。緑色光と赤色光との間の波長領域は600nm付近となる(図8参照)。
およそ490nmを中心とした波長領域と、およそ600nmを中心とした波長領域とのそれぞれにおいて、それぞれ色材にてできるだけ広い波長領域で発光を吸収すると、色純度が向上するが輝度が低くなってしまう。輝度の低下をできるだけ小さくして、色純度を向上するには、液晶パネルのカラーフィルターの透過スペクトルを考慮するとよい。
前記色材の吸収スペクトル特性は、吸収極大波長と半値幅とで表すことができる。よって、前記色材の吸収極大波長は、480〜510nm及び/又は570〜620nmであり、前記色材の半値幅は、50nm以下が好ましく、40nm以下がより好ましい。
前記色材の吸収ピークの個数としては、1が好ましく、いわゆる肩や、他の波長で副吸収極大がないことが好ましい。理想的な吸収スペクトル特性の色材としては、波長範囲に吸収極大があり、半値幅が小さく、青色光(波長:450nm付近(430〜470nm))と、緑色光(波長:540nm(510〜570nm))と、赤色光653nm(620〜700nm)との吸収が少ないものを用いる。
色材によっては、蛍光を発することがある。蛍光の波長域にもよるが、蛍光を発する色材を用いることができる。例えば、吸収極大波長が480〜510nmであり、発する蛍光の波長域が約520nm〜約560nm及び/又は約620nm〜約670nmである色材を好適に用いることができる。またあるいは、例えば、吸収極大波長が570〜620nmであり、発する蛍光の波長域が約620nm〜約670nmである色材も好適に用いることができる。これらのような場合、色材が発する蛍光が、蛍光体の緑蛍光及び/又は赤蛍光の強度を補うこととなり、輝度の低下が軽減される。
色材の吸収極大波長が480〜510nmであり、色材が発する蛍光の波長域が570〜620nmである場合、青表示の色純度と緑表示の色純度とは互いに遠ざかり改善されるが、緑表示の色純度と赤表示の色純度とが互いに近寄って悪くなってしまう。青表示の色純度と緑表示の色純度を重視するならば、吸収極大波長が480〜510nmであり、発する蛍光の波長域が570〜620nmである色材を用いることができる。吸収極大波長が480〜510nmであり、発する蛍光の波長域が570〜620nmである色材に加えて、吸収極大波長が570〜620nmである色材も併用することで、緑表示の色純度と赤表示の色純度とを改善することが考えられる。
前記色材の吸収ピークの個数としては、1が好ましく、いわゆる肩や、他の波長で副吸収極大がないことが好ましい。理想的な吸収スペクトル特性の色材としては、波長範囲に吸収極大があり、半値幅が小さく、青色光(波長:450nm付近(430〜470nm))と、緑色光(波長:540nm(510〜570nm))と、赤色光653nm(620〜700nm)との吸収が少ないものを用いる。
色材によっては、蛍光を発することがある。蛍光の波長域にもよるが、蛍光を発する色材を用いることができる。例えば、吸収極大波長が480〜510nmであり、発する蛍光の波長域が約520nm〜約560nm及び/又は約620nm〜約670nmである色材を好適に用いることができる。またあるいは、例えば、吸収極大波長が570〜620nmであり、発する蛍光の波長域が約620nm〜約670nmである色材も好適に用いることができる。これらのような場合、色材が発する蛍光が、蛍光体の緑蛍光及び/又は赤蛍光の強度を補うこととなり、輝度の低下が軽減される。
色材の吸収極大波長が480〜510nmであり、色材が発する蛍光の波長域が570〜620nmである場合、青表示の色純度と緑表示の色純度とは互いに遠ざかり改善されるが、緑表示の色純度と赤表示の色純度とが互いに近寄って悪くなってしまう。青表示の色純度と緑表示の色純度を重視するならば、吸収極大波長が480〜510nmであり、発する蛍光の波長域が570〜620nmである色材を用いることができる。吸収極大波長が480〜510nmであり、発する蛍光の波長域が570〜620nmである色材に加えて、吸収極大波長が570〜620nmである色材も併用することで、緑表示の色純度と赤表示の色純度とを改善することが考えられる。
前記色材の具体例としては、480〜510nm及び570〜620nmの少なくともいずれかの吸収極大波長を有する限り、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、スクアリリウム系染料、ジピロメテン系染料、シアニン系染料、アザポルフィリン系染料、アントラキノン系染料、ナフトキノン系染料、フタロシアニン系染料、ナフタロシアニン系染料、ジインモニウム系染料、ニッケルジチオール系染料、アゾ系染料、ストリル系染料、フタロシアニン系染料、メチン系染料、ポルフィリン系染料、ニッケル錯体系染料等の有機化合物、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、スクアリリウム系染料、ジピロメテン系染料、シアニン系染料、アザポルフィリン系染料、が、吸収波長の半値幅が比較的小さく、所望の波長領域の光を選択的に吸収することができる点で、好ましい。
ポルフィリン系化合物やシアニン系化合物などは、吸収ピークを先鋭化して、吸収波長の半値幅を非常に小さくする、J会合体を形成することがある。よって、色材としては、ポルフィリン系染料やシアニン系染料などが好ましい。
490nm付近の第1波長領域(480〜510nm)の光を吸収する色材としては、例えば、ピラゾール系スクアリリウム染料、ジピロメテン系染料、シアニン系染料、などが挙げられる。
590nm付近の第2波長領域(570〜620nm)の光を吸収する色材としては、例えば、アザポルフィリン系染料、シアニン系染料、ジフェニル系スクアリリウム染料、などが挙げられる。
これらの中でも、スクアリリウム系染料、ジピロメテン系染料、シアニン系染料、アザポルフィリン系染料、が、吸収波長の半値幅が比較的小さく、所望の波長領域の光を選択的に吸収することができる点で、好ましい。
ポルフィリン系化合物やシアニン系化合物などは、吸収ピークを先鋭化して、吸収波長の半値幅を非常に小さくする、J会合体を形成することがある。よって、色材としては、ポルフィリン系染料やシアニン系染料などが好ましい。
490nm付近の第1波長領域(480〜510nm)の光を吸収する色材としては、例えば、ピラゾール系スクアリリウム染料、ジピロメテン系染料、シアニン系染料、などが挙げられる。
590nm付近の第2波長領域(570〜620nm)の光を吸収する色材としては、例えば、アザポルフィリン系染料、シアニン系染料、ジフェニル系スクアリリウム染料、などが挙げられる。
−スクアリリウム系染料−
前記スクアリリウム系染料としては、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、ピラゾール系スクアリリウム化合物、ジフェニル系スクアリリウム化合物、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。
前記スクアリリウム系染料としては、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、ピラゾール系スクアリリウム化合物、ジフェニル系スクアリリウム化合物、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。
前記ピラゾール系スクアリリウム化合物としては、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、下記構造式(1)及び(2)で表される化合物、などが挙げられる。
前記ピラゾール系スクアリリウム化合物は、例えば、Angew.Chem. 77 680−681(1965)に記載の方法によって、あるいはそれに準じて製造することができる(特開2003−195278号公報、段落「0043」)。
前記ピラゾール系スクアリリウム化合物は、例えば、Angew.Chem. 77 680−681(1965)に記載の方法によって、あるいはそれに準じて製造することができる(特開2003−195278号公報、段落「0043」)。
前記ジフェニル系スクアリリウム化合物としては、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、下記構造式(3)及び(4)で表される化合物、などが挙げられる。前記ジフェニル系スクアリリウム化合物は、前記ピラゾール系スクアリリウム化合物と同様に製造することができる。
−ジピロメテン系染料−
前記ジピロメテン系染料としては、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、[[(3,5−Dimethyl−1H−pyrrol−2−yl)(3,5−dimethyl−2H−pyrrol−2−ylidene)methyl]methane](difluoroborane)(ピロメテン546、構造式(5))、[[(3,5−Dimethyl−4−sulfo−1H−pyrrol−2−yl)(3,5−dimethyl−4−sulfo−2H−pyrrol−2−ylidene)methyl]methane](difluoroborane)Disodium Salt(ピロメテン556)、[[(4−Ethyl−3,5−dimethyl−1H−pyrrol−2−yl)(4−ethyl−3,5−dimethyl−2H−pyrrol−2−ylidene)methyl]methane](difluoroborane)(ピロメテン567、構造式(6))、[[(4−Butyl−3,5−dimethyl−1H−pyrrol−2−yl)(4−butyl−3,5−dimethyl−2H−pyrrol−2−ylidene)methyl]methane](difluoroborane)(ピロメテン580)、[[(4−tert−Butyl−3,5−dimethyl−1H−pyrrol−2−yl)(4−tert−butyl−3,5−dimethyl−2H−pyrrol−2−ylidene)methyl]methane](difluoroborane)(ピロメテン597)、2,6−di−tert−butyl−8−nonyl−1,3,5,7−tetramethylpyrromethene− BF2 Complex(ピロメテン597−8C9)、8−Acetoxymethyl−2,6−diethyl−1,3,5,7−tetramethyl pyrromethene fluoroborate(ピロメテン605)、[[(3,4,5−Trimethyl−1H−pyrrol−2−yl)(3,4,5−trimethyl−2H−pyrrol−2−ylidene)methyl]carbonitrile](difluoroborane)(ピロメテン650)、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。
前記ジピロメテン系染料は、例えば、Heteroatom chemistry,1(5),389(1990)等に記載の方法に準じて製造することができる(特開2006−251076号公報、段落「0028」参照)。また、前記ジピロメテン系染料の市販品としては、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、東京化成(株)製の製品コードD4341(ピロメテン546)、製品コードE1065(ピロメテン567)、などが挙げられる。
前記ジピロメテン系染料としては、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、[[(3,5−Dimethyl−1H−pyrrol−2−yl)(3,5−dimethyl−2H−pyrrol−2−ylidene)methyl]methane](difluoroborane)(ピロメテン546、構造式(5))、[[(3,5−Dimethyl−4−sulfo−1H−pyrrol−2−yl)(3,5−dimethyl−4−sulfo−2H−pyrrol−2−ylidene)methyl]methane](difluoroborane)Disodium Salt(ピロメテン556)、[[(4−Ethyl−3,5−dimethyl−1H−pyrrol−2−yl)(4−ethyl−3,5−dimethyl−2H−pyrrol−2−ylidene)methyl]methane](difluoroborane)(ピロメテン567、構造式(6))、[[(4−Butyl−3,5−dimethyl−1H−pyrrol−2−yl)(4−butyl−3,5−dimethyl−2H−pyrrol−2−ylidene)methyl]methane](difluoroborane)(ピロメテン580)、[[(4−tert−Butyl−3,5−dimethyl−1H−pyrrol−2−yl)(4−tert−butyl−3,5−dimethyl−2H−pyrrol−2−ylidene)methyl]methane](difluoroborane)(ピロメテン597)、2,6−di−tert−butyl−8−nonyl−1,3,5,7−tetramethylpyrromethene− BF2 Complex(ピロメテン597−8C9)、8−Acetoxymethyl−2,6−diethyl−1,3,5,7−tetramethyl pyrromethene fluoroborate(ピロメテン605)、[[(3,4,5−Trimethyl−1H−pyrrol−2−yl)(3,4,5−trimethyl−2H−pyrrol−2−ylidene)methyl]carbonitrile](difluoroborane)(ピロメテン650)、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。
前記ジピロメテン系染料は、例えば、Heteroatom chemistry,1(5),389(1990)等に記載の方法に準じて製造することができる(特開2006−251076号公報、段落「0028」参照)。また、前記ジピロメテン系染料の市販品としては、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、東京化成(株)製の製品コードD4341(ピロメテン546)、製品コードE1065(ピロメテン567)、などが挙げられる。
−シアニン系染料−
前記シアニン系染料としては、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、3,3’−ジエチルオキサジカルボシアニンヨージド(3,3’−Diethyloxadicarbocyanine Iodide)(構造式(7)、最大吸収波長:582nm)、3,3’−Diethyloxacarbocyanine Iodide、3,3’−Diethylthiacarbocyanine Iodide、3,3’−Dipropylthiadicarbocyanine Iodide、3,3,3’,3’−Tetramethyl−1,1’−bis(4−sulfobutyl)benzoindodicarbocyanine Sodium Salt、3,3,3’,3’−Tetramethyl−1,1’−bis(4−sulfobutyl)indocarbocyanine Sodium Salt、3,3’−Diethylthiatricarbocyanine Iodide、1,1’−Dibutyl−3,3,3’,3’−tetramethylindotricarbocyanine Hexafluorophosphate、Indocyanine Green、Pinacyanol Chloride、Pinacyanol Iodide、1,1’−Diethyl−3,3,3’,3’−tetramethylindocarbocyanine Iodide、Cryptocyanine、1−Ethyl−4−[(1−ethyl−4(1H)−quinolinylidene)methyl]quinolinium iodide、3−Ethyl−2−[3−(1−ethyl−4(1H)−quinolinylidene)−1−propenyl]benzoxazolium iodide、1−Ethyl−4−[(1−ethyl−4(1H)−quinolinylidene)methyl]quinolinium chloride、3−Ethyl−2−[3−(1−ethyl−4(1H)−quinolinylidene)−1−propenyl]benzoxazolium chloride、1−Ethyl−4−[(1−ethyl−4(1H)−quinolinylidene)methyl]quinolinium bromide、3−Ethyl−2−[3−(1−ethyl−4(1H)−quinolinylidene)−1−propenyl]benzoxazolium bromide、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。
3,3’−ジエチルオキサジカルボシアニンヨージド(3,3’−Diethyloxadicarbocyanine Iodide)(最大吸収波長:582nm)としては、市販品を用いることができ、東京化成工業株式会社製の製品コードD4457である。
前記シアニン系染料としては、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、3,3’−ジエチルオキサジカルボシアニンヨージド(3,3’−Diethyloxadicarbocyanine Iodide)(構造式(7)、最大吸収波長:582nm)、3,3’−Diethyloxacarbocyanine Iodide、3,3’−Diethylthiacarbocyanine Iodide、3,3’−Dipropylthiadicarbocyanine Iodide、3,3,3’,3’−Tetramethyl−1,1’−bis(4−sulfobutyl)benzoindodicarbocyanine Sodium Salt、3,3,3’,3’−Tetramethyl−1,1’−bis(4−sulfobutyl)indocarbocyanine Sodium Salt、3,3’−Diethylthiatricarbocyanine Iodide、1,1’−Dibutyl−3,3,3’,3’−tetramethylindotricarbocyanine Hexafluorophosphate、Indocyanine Green、Pinacyanol Chloride、Pinacyanol Iodide、1,1’−Diethyl−3,3,3’,3’−tetramethylindocarbocyanine Iodide、Cryptocyanine、1−Ethyl−4−[(1−ethyl−4(1H)−quinolinylidene)methyl]quinolinium iodide、3−Ethyl−2−[3−(1−ethyl−4(1H)−quinolinylidene)−1−propenyl]benzoxazolium iodide、1−Ethyl−4−[(1−ethyl−4(1H)−quinolinylidene)methyl]quinolinium chloride、3−Ethyl−2−[3−(1−ethyl−4(1H)−quinolinylidene)−1−propenyl]benzoxazolium chloride、1−Ethyl−4−[(1−ethyl−4(1H)−quinolinylidene)methyl]quinolinium bromide、3−Ethyl−2−[3−(1−ethyl−4(1H)−quinolinylidene)−1−propenyl]benzoxazolium bromide、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。
3,3’−ジエチルオキサジカルボシアニンヨージド(3,3’−Diethyloxadicarbocyanine Iodide)(最大吸収波長:582nm)としては、市販品を用いることができ、東京化成工業株式会社製の製品コードD4457である。
−アザポルフィリン系染料−
前記アザポルフィリン系染料は、下記のような一般式(1)で表される。式中、Z1〜Z8は任意の置換基である。前記置換基としては、例えば、t−ブチル基等のアルキル基、フェニル基等のアリール基、ハロゲン、などが挙げられる。前記置換基がさらに置換されていてもよく、前記置換基の置換基としては、例えば、m−フルオロフェニル基、p−t−ブチル−フェニル基、などが挙げられる。また、置換基Z1〜Z8は、電子吸引性であることが好ましい。アザポルフィリン環の電子密度が低くなり、酸化が軽減し、耐光性が高いものとなるからである。電子吸引性の置換基としては、例えば、ハロゲンが挙げられる。
Mは、2個の水素原子、2価の金属原子、3価若しくは4価の置換金属原子、又は、オキシ金属である。Mで示される2価の金属原子の例としては、Cu,Zn,Fe,Co,Ni,Ru,Rh,Pd,Pt,Mn,Sn,Mg,Hg,Cd,Ba,Ti,Be,Ca等が挙げられる。3価の置換金属原子の例としては、Al−F,Al−Cl,Al−Br,Al−I,Al(OH),Al(OA)[但し、Aはアルキル基、フェニル基、ナフチル基、トリアルキルシリル基、ジアルキルアルコキシシリル基及びその誘導体を表す],Ga−F,Ga−Cl,Ga−Br,Ga−I,In−F,InCl,In−Br,In−I,Tl−F,Tl−Cl,Tl−Br,Tl−I,Al−C6H5,Al−C6H4(CH3),In−C6H5,In−C6H4(CH3),Mn(OH),Mn(OC6H5),Mn[OSi(CH3)3],Fe−Cl,Ru−Cl等が挙げられる。4価の置換金属原子の例としては、CrCl2,SiF2,SiCl2,SiBr2,SiI2,SnF2,SnCl2,SnBr2,ZrCl2,GeF2,GeCl2,GeBr2,GeI2,TiF2,TiCl2,TiBr2,Si(OH)2,Sn(OH)2,Ge(OH)2,Zr(OH)2,Mn(OH)2,TiA2,CrA2,SiA2,SnA2,GeA2[但し、Aはアルキル基、フェニル基、ナフチル基及びその誘導体を表す]、Si(OA)2,Sn(OA)2、Ge(OA)2、Ti(OA)2,Cr(OA)2[但し、Aはアルキル基、フェニル基、ナフチル基、トリアルキルシリル基、ジアルキルアルコキシシリル基及びその誘導体を表す]、Si(SA)2、Sn(SA)2,Ge(SA)2[但し、Aはアルキル基、フェニル基、ナフチル基及びその誘導体を表す]等が挙げられる。また、Si(CH3)2、Si(OTMS)2も例示できる。オキシ金属の例としては、VO,MnO,TiO等が挙げられる。Mとしては、VO、Cu、Niが好ましい。後述するように、耐光性の点から、Ni(ニッケル)が好ましい。このように、アザポルフィリン系染料は、様々な置換基および、様々な中心金属のものがあるが、それらの組み合わせによって、吸収波長領域や、吸収の半値幅が異なったものとなる。吸収波長の半値幅が比較的小さく、所望の波長領域の光を選択的に吸収することができるアザポルフィリン系染料を適宜選択することが好ましい。この際、耐光性も一緒に考慮すればよい。これは、アザポルフィリン系染料に限ったことではなく、他の物質系の染料でも同様である。
前記アザポルフィリン系染料は、下記のような一般式(1)で表される。式中、Z1〜Z8は任意の置換基である。前記置換基としては、例えば、t−ブチル基等のアルキル基、フェニル基等のアリール基、ハロゲン、などが挙げられる。前記置換基がさらに置換されていてもよく、前記置換基の置換基としては、例えば、m−フルオロフェニル基、p−t−ブチル−フェニル基、などが挙げられる。また、置換基Z1〜Z8は、電子吸引性であることが好ましい。アザポルフィリン環の電子密度が低くなり、酸化が軽減し、耐光性が高いものとなるからである。電子吸引性の置換基としては、例えば、ハロゲンが挙げられる。
Mは、2個の水素原子、2価の金属原子、3価若しくは4価の置換金属原子、又は、オキシ金属である。Mで示される2価の金属原子の例としては、Cu,Zn,Fe,Co,Ni,Ru,Rh,Pd,Pt,Mn,Sn,Mg,Hg,Cd,Ba,Ti,Be,Ca等が挙げられる。3価の置換金属原子の例としては、Al−F,Al−Cl,Al−Br,Al−I,Al(OH),Al(OA)[但し、Aはアルキル基、フェニル基、ナフチル基、トリアルキルシリル基、ジアルキルアルコキシシリル基及びその誘導体を表す],Ga−F,Ga−Cl,Ga−Br,Ga−I,In−F,InCl,In−Br,In−I,Tl−F,Tl−Cl,Tl−Br,Tl−I,Al−C6H5,Al−C6H4(CH3),In−C6H5,In−C6H4(CH3),Mn(OH),Mn(OC6H5),Mn[OSi(CH3)3],Fe−Cl,Ru−Cl等が挙げられる。4価の置換金属原子の例としては、CrCl2,SiF2,SiCl2,SiBr2,SiI2,SnF2,SnCl2,SnBr2,ZrCl2,GeF2,GeCl2,GeBr2,GeI2,TiF2,TiCl2,TiBr2,Si(OH)2,Sn(OH)2,Ge(OH)2,Zr(OH)2,Mn(OH)2,TiA2,CrA2,SiA2,SnA2,GeA2[但し、Aはアルキル基、フェニル基、ナフチル基及びその誘導体を表す]、Si(OA)2,Sn(OA)2、Ge(OA)2、Ti(OA)2,Cr(OA)2[但し、Aはアルキル基、フェニル基、ナフチル基、トリアルキルシリル基、ジアルキルアルコキシシリル基及びその誘導体を表す]、Si(SA)2、Sn(SA)2,Ge(SA)2[但し、Aはアルキル基、フェニル基、ナフチル基及びその誘導体を表す]等が挙げられる。また、Si(CH3)2、Si(OTMS)2も例示できる。オキシ金属の例としては、VO,MnO,TiO等が挙げられる。Mとしては、VO、Cu、Niが好ましい。後述するように、耐光性の点から、Ni(ニッケル)が好ましい。このように、アザポルフィリン系染料は、様々な置換基および、様々な中心金属のものがあるが、それらの組み合わせによって、吸収波長領域や、吸収の半値幅が異なったものとなる。吸収波長の半値幅が比較的小さく、所望の波長領域の光を選択的に吸収することができるアザポルフィリン系染料を適宜選択することが好ましい。この際、耐光性も一緒に考慮すればよい。これは、アザポルフィリン系染料に限ったことではなく、他の物質系の染料でも同様である。
前記アザポルフィリン系染料としては、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、テトラ−t−ブチル−テトラアザポルフィリン金属錯体、テトラ−m−フルオロフェニル−テトラアザポルフィリン金属錯体、などが挙げられる。また、テトラアザポルフィリン金属錯体のピロール環が、t−ブチル基とo−フルオロフェニル基との2種類の置換基で置換された下記構造式の化合物であってもよい。
前記テトラ−t−ブチル−テトラアザポルフィリン金属錯体としては、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、テトラ−t−ブチル−テトラアザポルフィリン銅錯体(構造式(8))、テトラ−t−ブチル−テトラアザポルフィリンバナジル錯体(構造式(9))、などが挙げられる。
t−ブチル基の置換位置の違いによって、4つの異性体が知られている(下記一般式(1)〜(4)、特開2005−120303号公報の段落「0020」)。下記異性体の混合物であってもよいし、1つの異性体を単離したものでもよい。異性体の違いで、耐光性に違いがあることが知られている。一般式(1)で表される化合物、一般式(2)で表される化合物、一般式(1)で表される化合物と一般式(2)で表される化合物との混合物が、耐光性の点で好ましい。
前記テトラアザポルフィリン金属錯体は、J.Gen.Chem.U.S.S.R.47,1954−1958(1977)に記載されている方法に準じて製造することができる(特開2003−195278号公報、段落「0043」)。
前記テトラアザポルフィリン金属錯体は、市販品を用いることもでき、該市販品としては、光学フィルタ用色素PD−311S(山本化成株式会社製)、光学フィルタ用色素PD−320(山本化成株式会社製)、光学フィルタ用色素NC−35(山本化成株式会社製)、光学フィルタ用色素SNC−8(山本化成株式会社製)、特定波長吸収色素FDG−005(山田化学工業株式会社製)、特定波長吸収色素FDG−006(山田化学工業株式会社製)、特定波長吸収色素FDG−007(山田化学工業株式会社製)、特定波長吸収色素FDR−001(山田化学工業株式会社製)、などが挙げられる。
前記テトラアザポルフィリンバナジル錯体である光学フィルタ用色素PD−320(山本化成株式会社製)のトルエン中での透過スペクトルを図7に示す。吸収極大波長は595nmであり、半値幅が狭い吸収ピークを有している。
前記テトラアザポルフィリンバナジル錯体は、青色LEDの発光波長である450nmに吸収がなく、硫化物蛍光体のEu賦活硫化カルシウム蛍光体の赤発光ピークの653nm付近の吸収が小さく、Eu賦活チオガレート蛍光体の緑発光ピークの540nm付近の吸収が比較的小さいため、前記色材として好適である。
ところで、色素の光による分解(退色)は、一重項酸素が関与しているとの報告がある(例えば、繊維学会誌Vol.44(1988)No.4 P.199−203)。一重項酸素の脱活性化剤の1つとして、ニッケル化合物が知られている。色素の光による分解(退色)を抑制し軽減するために、ニッケル化合物を併用することが好ましい。また、染料がニッケル錯体であれば、その染料の耐光性が優れたものとなるので、好ましい。前記ニッケル錯体としては、例えば、何らかの置換基が導入されたアザポルフィリンニッケル錯体、などが挙げられる。前記染料は、アザポルフィリン系染料に限定されるものではなく、他の物質系の染料でもよいが、耐光性の点で、ニッケル錯体の染料が好ましい。
また、色素の光による分解(退色)は、いわゆる自動酸化で知られるようなラジカル反応を経由することもある。色素の光による分解(退色)を抑制し軽減するために、従来より知られている酸化防止剤を併用することが好ましい。前記酸化防止剤としては、ラジカルクエンチャーや過酸化物クエンチャーなどが挙げられ、具体的には、ヒンダードフェノール系化合物、リン系化合物、硫黄系化合物などが挙げられる。また、前記酸化防止剤としては、作用は必ずしも明らかにはなってないが、光安定剤として知られるヒンダードアミン系化合物も挙げられる。
前記テトラアザポルフィリン金属錯体は、市販品を用いることもでき、該市販品としては、光学フィルタ用色素PD−311S(山本化成株式会社製)、光学フィルタ用色素PD−320(山本化成株式会社製)、光学フィルタ用色素NC−35(山本化成株式会社製)、光学フィルタ用色素SNC−8(山本化成株式会社製)、特定波長吸収色素FDG−005(山田化学工業株式会社製)、特定波長吸収色素FDG−006(山田化学工業株式会社製)、特定波長吸収色素FDG−007(山田化学工業株式会社製)、特定波長吸収色素FDR−001(山田化学工業株式会社製)、などが挙げられる。
前記テトラアザポルフィリンバナジル錯体である光学フィルタ用色素PD−320(山本化成株式会社製)のトルエン中での透過スペクトルを図7に示す。吸収極大波長は595nmであり、半値幅が狭い吸収ピークを有している。
前記テトラアザポルフィリンバナジル錯体は、青色LEDの発光波長である450nmに吸収がなく、硫化物蛍光体のEu賦活硫化カルシウム蛍光体の赤発光ピークの653nm付近の吸収が小さく、Eu賦活チオガレート蛍光体の緑発光ピークの540nm付近の吸収が比較的小さいため、前記色材として好適である。
ところで、色素の光による分解(退色)は、一重項酸素が関与しているとの報告がある(例えば、繊維学会誌Vol.44(1988)No.4 P.199−203)。一重項酸素の脱活性化剤の1つとして、ニッケル化合物が知られている。色素の光による分解(退色)を抑制し軽減するために、ニッケル化合物を併用することが好ましい。また、染料がニッケル錯体であれば、その染料の耐光性が優れたものとなるので、好ましい。前記ニッケル錯体としては、例えば、何らかの置換基が導入されたアザポルフィリンニッケル錯体、などが挙げられる。前記染料は、アザポルフィリン系染料に限定されるものではなく、他の物質系の染料でもよいが、耐光性の点で、ニッケル錯体の染料が好ましい。
また、色素の光による分解(退色)は、いわゆる自動酸化で知られるようなラジカル反応を経由することもある。色素の光による分解(退色)を抑制し軽減するために、従来より知られている酸化防止剤を併用することが好ましい。前記酸化防止剤としては、ラジカルクエンチャーや過酸化物クエンチャーなどが挙げられ、具体的には、ヒンダードフェノール系化合物、リン系化合物、硫黄系化合物などが挙げられる。また、前記酸化防止剤としては、作用は必ずしも明らかにはなってないが、光安定剤として知られるヒンダードアミン系化合物も挙げられる。
<<色材層>>
前記色材層は、少なくとも、色材と、樹脂とを含み、さらに必要に応じて、その他の成分を含む。その他の成分としては、例えば色材の退色を抑制する添加剤であり、一重項酸素の脱活性剤や、酸化防止剤、光安定化剤などである。また、その他の成分としては、光拡散材も挙げられる。
前記色材層は、少なくとも、色材と、樹脂とを含み、さらに必要に応じて、その他の成分を含む。その他の成分としては、例えば色材の退色を抑制する添加剤であり、一重項酸素の脱活性剤や、酸化防止剤、光安定化剤などである。また、その他の成分としては、光拡散材も挙げられる。
−樹脂−
前記樹脂としては、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、熱可塑性樹脂、光硬化型樹脂、などが挙げられる。
前記樹脂としては、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、熱可塑性樹脂、光硬化型樹脂、などが挙げられる。
−−熱可塑性樹脂−−
前記熱可塑性樹脂としては、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、水添スチレン系共重合体、アクリル系共重合体、などが挙げられる。
前記水添スチレン系共重合体としては、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、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体の水添物、などが挙げられる。
前記スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体におけるスチレン単位の割合比率としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、20〜30モル%が好ましい。
また、前記アクリル系共重合体としては、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、メタクリル酸メチル(MMA)とアクリル酸ブチル(BA)のブロック共重合体、などが挙げられる。なお、蛍光体が硫化物の場合、熱可塑性樹脂としては、アクリル系共重合体よりも、水添スチレン系共重合体が好ましい。
前記熱可塑性樹脂としては、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、水添スチレン系共重合体、アクリル系共重合体、などが挙げられる。
前記水添スチレン系共重合体としては、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、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体の水添物、などが挙げられる。
前記スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体におけるスチレン単位の割合比率としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、20〜30モル%が好ましい。
また、前記アクリル系共重合体としては、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、メタクリル酸メチル(MMA)とアクリル酸ブチル(BA)のブロック共重合体、などが挙げられる。なお、蛍光体が硫化物の場合、熱可塑性樹脂としては、アクリル系共重合体よりも、水添スチレン系共重合体が好ましい。
−−光硬化型樹脂−−
前記光硬化型樹脂は、光硬化型化合物を用いて作製される。
前記光硬化型化合物としては、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、ウレタン(メタ)アクリレート等の光硬化型(メタ)アクリレート、などが挙げられる。ここで、前記ウレタン(メタ)アクリレートは、ポリオールとイソホロンジイソシアネートとの反応物を2−ヒドロキシプロピルアクリレートでエステル化したものである。
前記ウレタン(メタ)アクリレートの前記光硬化型(メタ)アクリレート100質量部中の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10質量部以上が好ましい。
前記光硬化型樹脂は、光硬化型化合物を用いて作製される。
前記光硬化型化合物としては、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、ウレタン(メタ)アクリレート等の光硬化型(メタ)アクリレート、などが挙げられる。ここで、前記ウレタン(メタ)アクリレートは、ポリオールとイソホロンジイソシアネートとの反応物を2−ヒドロキシプロピルアクリレートでエステル化したものである。
前記ウレタン(メタ)アクリレートの前記光硬化型(メタ)アクリレート100質量部中の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10質量部以上が好ましい。
<<透明基材>>
前記透明基材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、熱可塑性樹脂フィルム、熱硬化性樹脂フィルム、光硬化性樹脂フィルム、などが挙げられる(特開2011−13567号公報、特開2013−32515号公報、特開2015−967号公報)。
前記透明基材の材質としては、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、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム等のポリエステルフィルム;ポリアミドフィルム;ポリイミドフィルム;ポリスルホンフィルム;トリアセチルセルロースフィルム;ポリオレフィンフィルム;ポリカーボネート(PC)フィルム;ポリスチレン(PS)フィルム;ポリエーテルスルホン(PES)フィルム;環状非晶質ポリオレフィンフィルム;多官能アクリレートフィルム;多官能ポリオレフィンフィルム;不飽和ポリエステルフィルム;エポキシ樹脂フィルム;PVDF、FEP、PFA等のフッ素樹脂フィルム;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、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルムが、特に好ましい。
斯かるフィルムの表面には、蛍光体シート形成用樹脂組成物に対する密着性を改善するために、必要に応じて、コロナ放電処理、シランカップリング剤処理等を施してもよい。
前記透明基材の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10μm〜100μmが好ましい。
前記透明基材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、熱可塑性樹脂フィルム、熱硬化性樹脂フィルム、光硬化性樹脂フィルム、などが挙げられる(特開2011−13567号公報、特開2013−32515号公報、特開2015−967号公報)。
前記透明基材の材質としては、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、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム等のポリエステルフィルム;ポリアミドフィルム;ポリイミドフィルム;ポリスルホンフィルム;トリアセチルセルロースフィルム;ポリオレフィンフィルム;ポリカーボネート(PC)フィルム;ポリスチレン(PS)フィルム;ポリエーテルスルホン(PES)フィルム;環状非晶質ポリオレフィンフィルム;多官能アクリレートフィルム;多官能ポリオレフィンフィルム;不飽和ポリエステルフィルム;エポキシ樹脂フィルム;PVDF、FEP、PFA等のフッ素樹脂フィルム;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、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルムが、特に好ましい。
斯かるフィルムの表面には、蛍光体シート形成用樹脂組成物に対する密着性を改善するために、必要に応じて、コロナ放電処理、シランカップリング剤処理等を施してもよい。
前記透明基材の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10μm〜100μmが好ましい。
また、前記透明基材は、硫化物蛍光体の加水分解をより低減できる点で、水蒸気バリアフィルムであることが好ましい。
前記水蒸気バリアフィルムは、PET(Polyethylene terephthalate)等のプラスチック基板やフィルムの表面に、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化珪素等の金属酸化物薄膜を形成したガスバリア性フィルムである。また、PET/SiOx/PET等の多層構造を用いてもよい。
前記バリアフィルムの水蒸気透過率としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.05g/m2/日〜5g/m2/日程度(例えば、0.1g/m2/日程度の比較的低いバリア性能)が好ましい。斯かる範囲内であると、水蒸気の侵入を抑制して蛍光体層を水蒸気から保護することができる。
前記水蒸気バリアフィルムは、PET(Polyethylene terephthalate)等のプラスチック基板やフィルムの表面に、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化珪素等の金属酸化物薄膜を形成したガスバリア性フィルムである。また、PET/SiOx/PET等の多層構造を用いてもよい。
前記バリアフィルムの水蒸気透過率としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.05g/m2/日〜5g/m2/日程度(例えば、0.1g/m2/日程度の比較的低いバリア性能)が好ましい。斯かる範囲内であると、水蒸気の侵入を抑制して蛍光体層を水蒸気から保護することができる。
前記色材シートにおいて、色材が透明基材に含まれる場合、透明基材を製造する時に透明基材の樹脂に色材を配合する。例えば、透明基材がPETフィルムの場合、PETフィルムはPET樹脂(のペレット)を用い、押出し成形にてPETフィルムを製造する。例えば、予め色熱溶融混練によって、予め色材をPETに比較的高濃度で配合した色材含有PET樹脂(ペレット)、いわゆるマスターバッチを製造しておき、そのマスターバッチをPETフィルムの押出し成形時にPET樹脂に混ぜればよい。
<(ii)蛍光体シート>
前記蛍光体シートは、少なくとも、蛍光体層と、透明基材とを備え、さらに、必要に応じて適宜選択した、色材層等のその他の層を備える。
前記蛍光体シートは、少なくとも、蛍光体層と、透明基材とを備え、さらに、必要に応じて適宜選択した、色材層等のその他の層を備える。
<<蛍光体層>>
前記蛍光体層は、少なくとも、蛍光体と、樹脂と、を含んでなり、必要に応じて、その他の成分、などを含む。前記蛍光体層は、蛍光体含有樹脂組成物(いわゆる蛍光体塗料)を透明基材に塗布することにより得られる。
前記蛍光体層は、少なくとも、蛍光体と、樹脂と、を含んでなり、必要に応じて、その他の成分、などを含む。前記蛍光体層は、蛍光体含有樹脂組成物(いわゆる蛍光体塗料)を透明基材に塗布することにより得られる。
−蛍光体−
前記蛍光体としては、特に制限はなく、目的、種類、吸収帯域、発光帯域、等に応じて適宜選択することができ、例えば、硫化物系蛍光体、酸化物系蛍光体、窒化物系蛍光体、フッ化物系蛍光体、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く、例えば、硫化物系蛍光体(SrGa2S4:Eu、緑色)と窒化物系蛍光体(CaAlSiN3、赤色)との混合物であってもよい。
前記蛍光体としては、上記に限定されるものではなく、任意の蛍光体を適用可能であることは当業者に当然に理解され、例えば、CdSe/ZnSなどによる量子ドット蛍光体をも用いることができる。
前記蛍光体としては、特に制限はなく、目的、種類、吸収帯域、発光帯域、等に応じて適宜選択することができ、例えば、硫化物系蛍光体、酸化物系蛍光体、窒化物系蛍光体、フッ化物系蛍光体、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く、例えば、硫化物系蛍光体(SrGa2S4:Eu、緑色)と窒化物系蛍光体(CaAlSiN3、赤色)との混合物であってもよい。
前記蛍光体としては、上記に限定されるものではなく、任意の蛍光体を適用可能であることは当業者に当然に理解され、例えば、CdSe/ZnSなどによる量子ドット蛍光体をも用いることができる。
−−硫化物系蛍光体−−
前記硫化物系蛍光体としては、(i)青色励起光の照射により波長620〜670nmの赤色蛍光ピークを有する赤色硫化物蛍光体(CaS:Eu(硫化カルシウム(CS)蛍光体)、SrS:Eu)、(ii)青色励起光の照射により波長530〜550nmの緑色蛍光ピークを有する緑色硫化物蛍光体(チオガレート(SGS)蛍光体(SrxM1−x−y)Ga2S4:Euy(Mは、Ca、Mg、Baのいずれかであり、0≦x<1、0<y<0.2を満たす。)、(iii)前記緑色硫化物蛍光体と前記赤色硫化物蛍光体(Ca1−x)S:Eux(0<x<0.05を満たす。)との混合物、などが挙げられ、SrGa2S4:Euが好適に挙げられる。ここで、前記硫化物蛍光体が、二酸化ケイ素を含有する被覆膜で被膜されていてもよい。また、前記二酸化ケイ素を含有する被覆膜が酸化亜鉛粉末を含んでいてもよい。
前記硫化物系蛍光体の具体例としては、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、CaS:Eu(硫化カルシウム(CS)蛍光体)、SrS:Eu、SrGa2S4:Eu、CaGa2S4:Eu、(Sr,Ca,Ba,Mg)Ga2S4:Eu(チオガレート(SGS)蛍光体)、(Sr,Ca,Ba)S:Eu、Y2O2S:Eu、La2O2S:Eu、Gd2O2S:Eu、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。
前記硫化物系蛍光体としては、(i)青色励起光の照射により波長620〜670nmの赤色蛍光ピークを有する赤色硫化物蛍光体(CaS:Eu(硫化カルシウム(CS)蛍光体)、SrS:Eu)、(ii)青色励起光の照射により波長530〜550nmの緑色蛍光ピークを有する緑色硫化物蛍光体(チオガレート(SGS)蛍光体(SrxM1−x−y)Ga2S4:Euy(Mは、Ca、Mg、Baのいずれかであり、0≦x<1、0<y<0.2を満たす。)、(iii)前記緑色硫化物蛍光体と前記赤色硫化物蛍光体(Ca1−x)S:Eux(0<x<0.05を満たす。)との混合物、などが挙げられ、SrGa2S4:Euが好適に挙げられる。ここで、前記硫化物蛍光体が、二酸化ケイ素を含有する被覆膜で被膜されていてもよい。また、前記二酸化ケイ素を含有する被覆膜が酸化亜鉛粉末を含んでいてもよい。
前記硫化物系蛍光体の具体例としては、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、CaS:Eu(硫化カルシウム(CS)蛍光体)、SrS:Eu、SrGa2S4:Eu、CaGa2S4:Eu、(Sr,Ca,Ba,Mg)Ga2S4:Eu(チオガレート(SGS)蛍光体)、(Sr,Ca,Ba)S:Eu、Y2O2S:Eu、La2O2S:Eu、Gd2O2S:Eu、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。
−−酸化物系蛍光体−−
前記酸化物系蛍光体の具体例としては、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、(Ba,Sr)3SiO5:Eu、(Ba,Sr)2SiO4:Eu、Tb3Al5O12:Ce、Ca3Sc2Si3O12:Ce、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。
また、前記酸化物系蛍光体としては、青色励起光の照射により波長590〜620nmの赤色蛍光を発する酸化物系蛍光体が挙げられ、(Ba,Sr)3SiO5:Eu、(Ba,Sr)2SiO4:Eu、などが好適に挙げられる。
前記酸化物系蛍光体の具体例としては、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、(Ba,Sr)3SiO5:Eu、(Ba,Sr)2SiO4:Eu、Tb3Al5O12:Ce、Ca3Sc2Si3O12:Ce、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。
また、前記酸化物系蛍光体としては、青色励起光の照射により波長590〜620nmの赤色蛍光を発する酸化物系蛍光体が挙げられ、(Ba,Sr)3SiO5:Eu、(Ba,Sr)2SiO4:Eu、などが好適に挙げられる。
−−窒化物系蛍光体−−
前記窒化物系蛍光体の具体例としては、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、Ca2Si5N8:Eu、Sr2Si5N8:Eu、Ba2Si5N8:Eu、(Ca,Sr,Ba)2Si5N8:Eu、Cax(Al,Si)12(O,N)16:Eu(0<x≦1.5)、CaSi2O2N2:Eu、SrSi2O2N2:Eu、BaSi2O2N2:Eu、(Ca,Sr,Ba)Si2O2N2:Eu、CaAl2Si4N8:Eu、CaSiN2:Eu、CaAlSiN3:Eu、(Sr,Ca)AlSiN3:Eu、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。
前記窒化物系蛍光体の具体例としては、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、Ca2Si5N8:Eu、Sr2Si5N8:Eu、Ba2Si5N8:Eu、(Ca,Sr,Ba)2Si5N8:Eu、Cax(Al,Si)12(O,N)16:Eu(0<x≦1.5)、CaSi2O2N2:Eu、SrSi2O2N2:Eu、BaSi2O2N2:Eu、(Ca,Sr,Ba)Si2O2N2:Eu、CaAl2Si4N8:Eu、CaSiN2:Eu、CaAlSiN3:Eu、(Sr,Ca)AlSiN3:Eu、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。
−−フッ化物系蛍光体−−
前記フッ化物系蛍光体の具体例としては、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、K2TiF6:Mn4+、Ba2TiF6:Mn4+、Na2TiF6:Mn4+、K3ZrF7:Mn4+、K2SiF6:Mn4+、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。
前記フッ化物系蛍光体の具体例としては、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、K2TiF6:Mn4+、Ba2TiF6:Mn4+、Na2TiF6:Mn4+、K3ZrF7:Mn4+、K2SiF6:Mn4+、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。
−−その他の蛍光体−−
前記その他の蛍光体の具体例としては、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、(Y,Gd)3(Al,Ga)5O12:Ce(YAG:Ce)等のYAG系蛍光体;Lu(Si,Al)12(O,N)16:Eu等のサイアロン系蛍光体;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。
なお、蛍光体材料の記載において、「:」の前は母体を示し、後は付活剤を示す。
また、赤発光蛍光体としては、マゼンタLEDに用いることができる赤発光蛍光体を用いてもよい。
前記その他の蛍光体の具体例としては、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、(Y,Gd)3(Al,Ga)5O12:Ce(YAG:Ce)等のYAG系蛍光体;Lu(Si,Al)12(O,N)16:Eu等のサイアロン系蛍光体;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。
なお、蛍光体材料の記載において、「:」の前は母体を示し、後は付活剤を示す。
また、赤発光蛍光体としては、マゼンタLEDに用いることができる赤発光蛍光体を用いてもよい。
青色LED又は近紫外LEDを用いて白色光を得るために組み合わせる蛍光体としては、黄色蛍光体;黄色蛍光体と赤色蛍光体との組合せ;緑色蛍光体と赤色蛍光体との組合せ;などが挙げられ、硫化物系蛍光体;酸化物系蛍光体;それらの混合系蛍光体;などを好ましく用いることができ、広い色域を実現することができる。
なお、青色LEDを用いて白色光を得るために、前記硫化物系蛍光体又は前記酸化物蛍光体以外の蛍光体を用いてもよく、例えば、(Y,Gd)3(Al,Ga)5O12:Ce、サイアロン蛍光体、などを用いてもよい。
また、前記硫化物系蛍光体又は前記酸化物蛍光体は、その表面が被覆されていることが好ましい。表面を被覆するのに用いる化合物としては、酸化ケイ素、酸化イットリウム、酸化アルミニウム、酸化ランタン等の酸化物、などが挙げられる。これらは、1種又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
前記蛍光体として上記の蛍光体の混合物を使用する場合、蛍光体シートを白色で発光させるために、青色励起光の照射により赤色蛍光ピーク(波長620〜670nm)を有するスペクトルの光を発する硫化物系蛍光体又は青色励起光の照射により橙色蛍光ピーク(波長590〜620nm)を有するスペクトルの光を発する酸化物系蛍光体と、青色励起光の照射により波長530〜550nmの緑色蛍光を発する硫化物系蛍光体との混合蛍光体を使用することが好ましい。特に好ましい組み合わせは、赤色蛍光を発するCaS:Eu又は(BaSr)3SiO5:Euと、緑色蛍光を発するSrGa2S4:Euとの混合蛍光体である。
前記硫化物蛍光体を使用したバックライトの蛍光スペクトルを図8に示す。緑発光はSrGa2S4:Euであり、発光ピークは540nmであり、半値幅は47nmである。赤発光はCaS:Euであり、発光ピークは653nmであり、半値幅は64nmである。
また、前記硫化物系蛍光体又は前記酸化物蛍光体は、その表面が被覆されていることが好ましい。表面を被覆するのに用いる化合物としては、酸化ケイ素、酸化イットリウム、酸化アルミニウム、酸化ランタン等の酸化物、などが挙げられる。これらは、1種又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
前記蛍光体として上記の蛍光体の混合物を使用する場合、蛍光体シートを白色で発光させるために、青色励起光の照射により赤色蛍光ピーク(波長620〜670nm)を有するスペクトルの光を発する硫化物系蛍光体又は青色励起光の照射により橙色蛍光ピーク(波長590〜620nm)を有するスペクトルの光を発する酸化物系蛍光体と、青色励起光の照射により波長530〜550nmの緑色蛍光を発する硫化物系蛍光体との混合蛍光体を使用することが好ましい。特に好ましい組み合わせは、赤色蛍光を発するCaS:Eu又は(BaSr)3SiO5:Euと、緑色蛍光を発するSrGa2S4:Euとの混合蛍光体である。
前記硫化物蛍光体を使用したバックライトの蛍光スペクトルを図8に示す。緑発光はSrGa2S4:Euであり、発光ピークは540nmであり、半値幅は47nmである。赤発光はCaS:Euであり、発光ピークは653nmであり、半値幅は64nmである。
−樹脂−
前記樹脂としては、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、熱可塑性樹脂、光硬化型樹脂、などが挙げられる。
前記樹脂としては、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、熱可塑性樹脂、光硬化型樹脂、などが挙げられる。
−−熱可塑性樹脂−−
前記熱可塑性樹脂としては、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、水添スチレン系共重合体、アクリル系共重合体、などが挙げられる。
前記水添スチレン系共重合体としては、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、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体の水添物、などが挙げられる。
前記スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体におけるスチレン単位の割合比率としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、20〜30モル%が好ましい。
また、前記アクリル系共重合体としては、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、メタクリル酸メチル(MMA)とアクリル酸ブチル(BA)のブロック共重合体、などが挙げられる。なお、蛍光体が硫化物の場合、熱可塑性樹脂としては、アクリル系共重合体よりも、水添スチレン系共重合体が好ましい。
前記熱可塑性樹脂としては、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、水添スチレン系共重合体、アクリル系共重合体、などが挙げられる。
前記水添スチレン系共重合体としては、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、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体の水添物、などが挙げられる。
前記スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体におけるスチレン単位の割合比率としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、20〜30モル%が好ましい。
また、前記アクリル系共重合体としては、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、メタクリル酸メチル(MMA)とアクリル酸ブチル(BA)のブロック共重合体、などが挙げられる。なお、蛍光体が硫化物の場合、熱可塑性樹脂としては、アクリル系共重合体よりも、水添スチレン系共重合体が好ましい。
−−光硬化型樹脂−−
前記光硬化型樹脂は、光硬化型化合物を用いて作製される。
前記光硬化型化合物としては、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、ウレタン(メタ)アクリレート等の光硬化型(メタ)アクリレート、などが挙げられる。ここで、前記ウレタン(メタ)アクリレートは、ポリオールとイソホロンジイソシアネートとの反応物を2−ヒドロキシプロピルアクリレートでエステル化したものである。
前記ウレタン(メタ)アクリレートの前記光硬化型(メタ)アクリレート100質量部中の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10質量部以上が好ましい。
前記光硬化型樹脂は、光硬化型化合物を用いて作製される。
前記光硬化型化合物としては、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、ウレタン(メタ)アクリレート等の光硬化型(メタ)アクリレート、などが挙げられる。ここで、前記ウレタン(メタ)アクリレートは、ポリオールとイソホロンジイソシアネートとの反応物を2−ヒドロキシプロピルアクリレートでエステル化したものである。
前記ウレタン(メタ)アクリレートの前記光硬化型(メタ)アクリレート100質量部中の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10質量部以上が好ましい。
−樹脂組成物−
前記樹脂を含む樹脂組成物は、ポリオレフィン共重合体成分又は光硬化性(メタ)アクリル樹脂成分のいずれかを含むことが好ましい。
前記ポリオレフィン共重合体としては、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、スチレン系共重合体、スチレン系共重合体の水添物、などが挙げられる。
前記スチレン系共重合体としては、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、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレン−プロピレンブロック共重合体、などが挙げられる。これらの中でも、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体の水添物が、透明性やガスバリア性の点で、好ましい。前記ポリオレフィン共重合体成分を含有させることにより、優れた耐光性と低い吸水性を得ることができる。
前記水添スチレン系共重合体におけるスチレン単位の含有割合としては、低すぎると機械的強度の低下となる傾向があり、高すぎると脆くなる傾向があるので、10質量%〜70質量%が好ましく、20質量%〜30質量%がより好ましい。また、水添スチレン系共重合体の水添率は、低すぎると耐候性が悪くなる傾向があり、50%以上が好ましく、95%以上がより好ましい。
前記光硬化型アクリレート樹脂成分としては、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、ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、などが挙げられる。これらの中でも、光硬化後の耐熱性の観点から、ウレタン(メタ)アクリレートが好ましい。このような光硬化型(メタ)アクリレート樹脂成分を含有させることにより、優れた耐光性と低い吸水性を得ることができる。
なお、蛍光体層には、必要に応じて、光吸収が非常に少ない無機物等の粒子(拡散材)を添加してもよい。封止材の屈折率と添加した粒子の屈折率とが異なる場合、この粒子によって、励起光を拡散(散乱)させることにより、励起光の蛍光体への吸収を高めることができるため、蛍光体の添加量を低減することができる。前記粒子(拡散材)としては、例えば、シリコーン粒子、シリカ粒子、樹脂粒子、メラミンとシリカとの複合粒子、などが挙げられる。前記樹脂粒子の樹脂としては、例えば、メラミン、架橋ポリメタクリル酸メチル、架橋ポリスチレン、などが挙げられる。前記粒子(拡散材)の具体例としては、例えば、信越化学工業株式会社製のシリコーンパウダーKMPシリーズ、日産化学工業株式会社製のオプトビーズ、積水化成品工業株式会社製のテクポリマーMBXシリーズ、SBXシリーズ等の市販品、などが挙げられる。
前記樹脂を含む樹脂組成物は、ポリオレフィン共重合体成分又は光硬化性(メタ)アクリル樹脂成分のいずれかを含むことが好ましい。
前記ポリオレフィン共重合体としては、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、スチレン系共重合体、スチレン系共重合体の水添物、などが挙げられる。
前記スチレン系共重合体としては、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、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレン−プロピレンブロック共重合体、などが挙げられる。これらの中でも、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体の水添物が、透明性やガスバリア性の点で、好ましい。前記ポリオレフィン共重合体成分を含有させることにより、優れた耐光性と低い吸水性を得ることができる。
前記水添スチレン系共重合体におけるスチレン単位の含有割合としては、低すぎると機械的強度の低下となる傾向があり、高すぎると脆くなる傾向があるので、10質量%〜70質量%が好ましく、20質量%〜30質量%がより好ましい。また、水添スチレン系共重合体の水添率は、低すぎると耐候性が悪くなる傾向があり、50%以上が好ましく、95%以上がより好ましい。
前記光硬化型アクリレート樹脂成分としては、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、ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、などが挙げられる。これらの中でも、光硬化後の耐熱性の観点から、ウレタン(メタ)アクリレートが好ましい。このような光硬化型(メタ)アクリレート樹脂成分を含有させることにより、優れた耐光性と低い吸水性を得ることができる。
なお、蛍光体層には、必要に応じて、光吸収が非常に少ない無機物等の粒子(拡散材)を添加してもよい。封止材の屈折率と添加した粒子の屈折率とが異なる場合、この粒子によって、励起光を拡散(散乱)させることにより、励起光の蛍光体への吸収を高めることができるため、蛍光体の添加量を低減することができる。前記粒子(拡散材)としては、例えば、シリコーン粒子、シリカ粒子、樹脂粒子、メラミンとシリカとの複合粒子、などが挙げられる。前記樹脂粒子の樹脂としては、例えば、メラミン、架橋ポリメタクリル酸メチル、架橋ポリスチレン、などが挙げられる。前記粒子(拡散材)の具体例としては、例えば、信越化学工業株式会社製のシリコーンパウダーKMPシリーズ、日産化学工業株式会社製のオプトビーズ、積水化成品工業株式会社製のテクポリマーMBXシリーズ、SBXシリーズ等の市販品、などが挙げられる。
<<透明基材>>
前記透明基材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、熱可塑性樹脂フィルム、熱硬化性樹脂フィルム、光硬化性樹脂フィルム、などが挙げられる(特開2011−13567号公報、特開2013−32515号公報、特開2015−967号公報)。
前記透明基材の材質としては、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、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム等のポリエステルフィルム;ポリアミドフィルム;ポリイミドフィルム;ポリスルホンフィルム;トリアセチルセルロースフィルム;ポリオレフィンフィルム;ポリカーボネート(PC)フィルム;ポリスチレン(PS)フィルム;ポリエーテルスルホン(PES)フィルム;環状非晶質ポリオレフィンフィルム;多官能アクリレートフィルム;多官能ポリオレフィンフィルム;不飽和ポリエステルフィルム;エポキシ樹脂フィルム;PVDF、FEP、PFA等のフッ素樹脂フィルム;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、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルムが、特に好ましい。
斯かるフィルムの表面には、蛍光体シート形成用樹脂組成物に対する密着性を改善するために、必要に応じて、コロナ放電処理、シランカップリング剤処理等を施してもよい。
前記透明基材の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10μm〜100μmが好ましい。
前記透明基材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、熱可塑性樹脂フィルム、熱硬化性樹脂フィルム、光硬化性樹脂フィルム、などが挙げられる(特開2011−13567号公報、特開2013−32515号公報、特開2015−967号公報)。
前記透明基材の材質としては、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、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム等のポリエステルフィルム;ポリアミドフィルム;ポリイミドフィルム;ポリスルホンフィルム;トリアセチルセルロースフィルム;ポリオレフィンフィルム;ポリカーボネート(PC)フィルム;ポリスチレン(PS)フィルム;ポリエーテルスルホン(PES)フィルム;環状非晶質ポリオレフィンフィルム;多官能アクリレートフィルム;多官能ポリオレフィンフィルム;不飽和ポリエステルフィルム;エポキシ樹脂フィルム;PVDF、FEP、PFA等のフッ素樹脂フィルム;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、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルムが、特に好ましい。
斯かるフィルムの表面には、蛍光体シート形成用樹脂組成物に対する密着性を改善するために、必要に応じて、コロナ放電処理、シランカップリング剤処理等を施してもよい。
前記透明基材の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10μm〜100μmが好ましい。
また、前記透明基材は、硫化物蛍光体の加水分解をより低減できる点で、水蒸気バリアフィルムであることが好ましい。
前記水蒸気バリアフィルムは、PET(Polyethylene terephthalate)等のプラスチック基板やフィルムの表面に、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化珪素等の金属酸化物薄膜を形成したガスバリア性フィルムである。また、PET/SiOx/PET等の多層構造を用いてもよい。
前記バリアフィルムの水蒸気透過率としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.05g/m2/日〜5g/m2/日程度(例えば、0.1g/m2/日程度の比較的低いバリア性能)が好ましい。斯かる範囲内であると、水蒸気の侵入を抑制して蛍光体層を水蒸気から保護することができる。
前記水蒸気バリアフィルムは、PET(Polyethylene terephthalate)等のプラスチック基板やフィルムの表面に、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化珪素等の金属酸化物薄膜を形成したガスバリア性フィルムである。また、PET/SiOx/PET等の多層構造を用いてもよい。
前記バリアフィルムの水蒸気透過率としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.05g/m2/日〜5g/m2/日程度(例えば、0.1g/m2/日程度の比較的低いバリア性能)が好ましい。斯かる範囲内であると、水蒸気の侵入を抑制して蛍光体層を水蒸気から保護することができる。
<<色材層>>
前記色材層は、少なくとも、色材と、樹脂とを含み、さらに必要に応じて、その他の成分を含む。ここで、前記色材、前記樹脂については、前述した通りである。その他の成分としては、例えば色材の退色を抑制する添加剤であり、前述のように、一重項酸素の脱活性剤や、酸化防止剤、光安定化剤などである。また、その他の成分としては、光拡散材も挙げられる。
前記色材層は、少なくとも、色材と、樹脂とを含み、さらに必要に応じて、その他の成分を含む。ここで、前記色材、前記樹脂については、前述した通りである。その他の成分としては、例えば色材の退色を抑制する添加剤であり、前述のように、一重項酸素の脱活性剤や、酸化防止剤、光安定化剤などである。また、その他の成分としては、光拡散材も挙げられる。
図4Dは、LEDが青色LEDの場合の、第1実施形態に従う蛍光体シートを説明する断面の模式図である。図4Dにおける蛍光体シート1は、蛍光体層3と、蛍光体層3を挟持する一対の透明基材2とを備える。蛍光体層3は、樹脂と蛍光体とを含む。前記蛍光体は、例えば、硫化物蛍光体であり、チオガレートとアルカリ土類硫化物との混合物、などが好適に挙げられる。
LEDがマゼンタLEDの場合は、LEDが青色LEDの場合のような実施形態を用いることができるが、例えば図4Dで示した実施形態を図5ACで示す実施形態のようにするのがよい。つまり、LEDがマゼンタLEDの場合は、赤発光蛍光体を必ずしも用いなくてもよい。また、LEDがシアンLEDの場合、蛍光体シートには少なくても赤発光蛍光体が含まれていればよい。また、LEDが近紫外LEDの場合、蛍光体シートには青発光蛍光体と緑発光蛍光体と赤発光蛍光体とが含まれていればよく、あるいは青発光蛍光体と黄発光蛍光体とが含まれていればよく、あるいはシアン発光蛍光体と赤発光蛍光体とが含まれていればよく、あるいはマゼンタ発光蛍光体と緑発光蛍光体とが含まれていればよい。すなわち、用いるLEDの発光と蛍光体シートに含まれる蛍光体の発光とが合わさって白色光が得られるようにすればよく、以下に説明する実施形態のそれぞれにおいても同様である。
LEDがマゼンタLEDの場合は、LEDが青色LEDの場合のような実施形態を用いることができるが、例えば図4Dで示した実施形態を図5ACで示す実施形態のようにするのがよい。つまり、LEDがマゼンタLEDの場合は、赤発光蛍光体を必ずしも用いなくてもよい。また、LEDがシアンLEDの場合、蛍光体シートには少なくても赤発光蛍光体が含まれていればよい。また、LEDが近紫外LEDの場合、蛍光体シートには青発光蛍光体と緑発光蛍光体と赤発光蛍光体とが含まれていればよく、あるいは青発光蛍光体と黄発光蛍光体とが含まれていればよく、あるいはシアン発光蛍光体と赤発光蛍光体とが含まれていればよく、あるいはマゼンタ発光蛍光体と緑発光蛍光体とが含まれていればよい。すなわち、用いるLEDの発光と蛍光体シートに含まれる蛍光体の発光とが合わさって白色光が得られるようにすればよく、以下に説明する実施形態のそれぞれにおいても同様である。
図5A〜図5ABは、実施形態に従う蛍光体シートの変形例を説明する摸式図である。これらの蛍光体シートは、上下方向の下側から青色光を照射して用いる蛍光体シートを示してある。
図4D、図5I、図5J、図5K、及び図5Lに示すように、蛍光体層3が色材を含んでいてもよく、図5A〜図5C、図5I〜図5J、及び図5Y〜図5AAに示すように、蛍光体層3,4よりも入射光側に、色材を含む色材層5が設けられていてもよく、図5D〜図5F、図5K、図5L、図5V、図5W、及び図5Xに示すように、蛍光体層3,4よりも入射光の反対側に、色材を含む色材層5が設けられてもよく、図5Gに示すように、蛍光体層4よりも入射光側に、色材を含む透明基材6が設けられていてもよく、図5Hに示すように、蛍光体層4よりも入射光側の反対側に、色材を含む透明基材6が設けられていてもよい。
なお、図4D及び図5A〜図5ACは、図面の下側が光入射側であり、図面の上側が光出射側(光入射側の反対側)である。
なお、図4D及び図5A〜図5ACは、図面の下側が光入射側であり、図面の上側が光出射側(光入射側の反対側)である。
<<蛍光体シートの製造方法>>
前記蛍光体シートの製造方法の一例を図6に示す。
前記蛍光体シートの製造方法は、少なくとも、攪拌工程(A)と、ラミネート工程(B)と、抜き加工工程(C)と、封止工程(D)とを含み、必要に応じて、その他の工程を含む。
前記蛍光体シートの製造方法の一例を図6に示す。
前記蛍光体シートの製造方法は、少なくとも、攪拌工程(A)と、ラミネート工程(B)と、抜き加工工程(C)と、封止工程(D)とを含み、必要に応じて、その他の工程を含む。
−攪拌工程(A)−
前記攪拌工程(A)は、例えば、溶剤により樹脂が溶解されたペースト中に、赤色蛍光体21と緑色蛍光体22とを予め決定された配合比で混合し、樹脂ペースト(蛍光体塗料)を得る工程である。
前記攪拌工程(A)は、例えば、溶剤により樹脂が溶解されたペースト中に、赤色蛍光体21と緑色蛍光体22とを予め決定された配合比で混合し、樹脂ペースト(蛍光体塗料)を得る工程である。
−ラミネート工程(B)−
前記ラミネート工程(B)は、例えば、第1の透明基材12上に樹脂ペーストを塗布し、バーコータ23を用いて樹脂ペーストの膜厚を均一にし、オーブン24にて樹脂ペーストを乾燥させ溶剤を除去し、蛍光体層を形成する。そして、熱ラミネータ25を用いて蛍光体層上に第2の透明基材13を貼り合わせ、第1の透明基材12及び第2の透明基材13に挟持された蛍光体シートの原反を得る。
前記ラミネート工程(B)は、例えば、第1の透明基材12上に樹脂ペーストを塗布し、バーコータ23を用いて樹脂ペーストの膜厚を均一にし、オーブン24にて樹脂ペーストを乾燥させ溶剤を除去し、蛍光体層を形成する。そして、熱ラミネータ25を用いて蛍光体層上に第2の透明基材13を貼り合わせ、第1の透明基材12及び第2の透明基材13に挟持された蛍光体シートの原反を得る。
前記蛍光体層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、20μm〜200μmが好ましく、40μm〜100μmがより好ましい。前記蛍光体層の厚みが、薄すぎても、厚すぎても、樹脂ペーストの膜厚を均一にすることが難しい。
前記樹脂ペースト中の前記樹脂としては、スチレン系共重合体又はその水添物を用いる場合、前記樹脂ペースト中の含有割合が、少なすぎると接着性が不十分となり、多すぎると溶剤に不溶となるので、10質量%〜40質量%が好ましく、20質量%〜30質量%がより好ましい。
前記樹脂を溶解する溶剤としては、樹脂を溶解する限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記樹脂が水添スチレン系共重合体である場合、前記溶剤としては、トルエン、メチルエチルケトン、それらの混合物、などが挙げられる。
前記樹脂に対する前記蛍光体の割合としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1質量%〜50質量%が好ましく、5質量%〜15質量%がより好ましい。
前記樹脂に対する前記蛍光体の割合としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1質量%〜50質量%が好ましく、5質量%〜15質量%がより好ましい。
前記樹脂ペースト中の前記樹脂の含有量が30質量%である場合における、前記樹脂ペースト中の前記蛍光体の含有割合としては、0.3質量%〜15質量%が好ましく、1.5質量%〜4.5質量%がより好ましい。前記緑色蛍光体と前記赤色蛍光体との比は、30:70〜70:30が好ましく、40:60〜60:40がより好ましい。前記緑色蛍光体と前記赤色蛍光体との比は、目的とする色度になるように、適宜決定される。
前記色材の配合割合としては、色材だけで、吸収極大波長における吸光度がおよそ1(透過率10%)になるように、前記蛍光体層の厚さあるいは前記色材層の厚さも考慮して、調整する。前記色材の吸収極大波長における吸光度は、目的とする色純度になるように、適宜決定される。
前記色材の配合割合としては、色材だけで、吸収極大波長における吸光度がおよそ1(透過率10%)になるように、前記蛍光体層の厚さあるいは前記色材層の厚さも考慮して、調整する。前記色材の吸収極大波長における吸光度は、目的とする色純度になるように、適宜決定される。
−抜き加工工程(C)−
前記抜き加工工程(C)では、蛍光体シートの原反をプレス機26にて抜き加工し、端部側面に蛍光体層が露出した所定のサイズの蛍光体シートを得る。必要に応じて、端部側面を封止する。
前記抜き加工工程(C)では、蛍光体シートの原反をプレス機26にて抜き加工し、端部側面に蛍光体層が露出した所定のサイズの蛍光体シートを得る。必要に応じて、端部側面を封止する。
−封止工程(D)−
前記封止工程(D)では、例えば、カバー部材14としてのアルミ箔テープを用いて、第1の透明基材12と第2の透明基材13との間に露出した蛍光体層を封止する。
前記封止工程(D)では、例えば、カバー部材14としてのアルミ箔テープを用いて、第1の透明基材12と第2の透明基材13との間に露出した蛍光体層を封止する。
前記蛍光体シートが、色材層と、蛍光体層とを備える場合、それぞれの層を形成するための樹脂ペーストを用意する。蛍光体含有樹脂ペーストは、従来の蛍光体シートを製造する方法に準じて用意する。前記色材層のための色材含有樹脂ペーストも、それに準じて用意することができる。前記透明基材には、色材含有樹脂ペーストと蛍光体含有樹脂ペーストとのどちらを先に塗布してもよい。一方の樹脂ペーストを塗布し、乾燥して、もう一方の樹脂ペーストを塗布できる。または、前記第1の透明基材に一方の樹脂ペースト(例えば、蛍光体含有樹脂ペースト)を塗布し、別途、前記第2の透明基材13にもう一方の樹脂ペースト(例えば、色材含有樹脂ペースト)を塗布し、それら2つを熱ラミネートによって貼り合わせることもできる。さらに、必要に応じて、第3の透明基材を用意し、ラミネートすることもできる。
前記蛍光体シートにおいて、色材が透明基材に含まれる場合、透明基材を製造する時に透明基材の樹脂に色材を配合する。例えば、透明基材がPETフィルムの場合、PETフィルムはPET樹脂(のペレット)を用い、押出し成形にてPETフィルムを製造する。例えば、予め色熱溶融混練によって、予め色材をPETに比較的高濃度で配合した色材含有PET樹脂(ペレット)、いわゆるマスターバッチを製造しておき、そのマスターバッチをPETフィルムの押出し成形時にPET樹脂に混ぜればよい。
<(iii)その他の部材>
前記その他の部材としては、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、蛍光体シートの端部に設けられるカバー部材、などが挙げられる。
前記カバー部材は、アルミ箔等の反射層を有していてもよい。
前記カバー部材の水蒸気透過率としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1g/m2/日以下が好ましい。
前記その他の部材としては、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、蛍光体シートの端部に設けられるカバー部材、などが挙げられる。
前記カバー部材は、アルミ箔等の反射層を有していてもよい。
前記カバー部材の水蒸気透過率としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1g/m2/日以下が好ましい。
(表示装置)
本発明の表示装置は、少なくとも、本発明の白色光源装置を備え、さらに、必要に応じて、カラーフィルター、その他の成分を含む。
本発明の表示装置は、少なくとも、本発明の白色光源装置を備え、さらに、必要に応じて、カラーフィルター、その他の成分を含む。
<カラーフィルター>
前記カラーフィルターの透過スペクトルは、光の三原色をなす、RGBのそれぞれの色の光フィルターの透過スペクトルからなる。用いる液晶パネルによって、カラーフィルターの透過スペクトルが異なるが、市販の液晶テレビにおけるカラーフィルターの透過スペクトルを図9に示す。
青フィルターの透過スペクトルと、緑フィルターの透過スペクトルとが重なっているのは、およそ460nmから、およそ520nmである。この重なった波長領域に上記の発光があると、青表示と緑表示とで色が混入してしまい、それぞれの表示において色純度が低くなってしまう。その重なった波長領域に上記の発光がなければ、青表示と緑表示とのそれぞれにおいて色純度が向上する。
緑フィルターの透過スペクトルと、赤フィルターの透過スペクトルとが重なっているのは、およそ570nmから、およそ620nmである。この重なった波長領域も(青と緑と場合と)同様である。
これら2組の重なる波長領域に発光がなければ、それぞれの色における色純度が向上でき、輝度の低下が少ない。白色光源装置の発光スペクトルと、カラーフィルターの透過スペクトルとの両方を鑑み、青色光と緑光との間の波長領域は490nm付近であり、緑光と赤光との間の波長領域は590nm付近である。
前記カラーフィルターの透過スペクトルは、光の三原色をなす、RGBのそれぞれの色の光フィルターの透過スペクトルからなる。用いる液晶パネルによって、カラーフィルターの透過スペクトルが異なるが、市販の液晶テレビにおけるカラーフィルターの透過スペクトルを図9に示す。
青フィルターの透過スペクトルと、緑フィルターの透過スペクトルとが重なっているのは、およそ460nmから、およそ520nmである。この重なった波長領域に上記の発光があると、青表示と緑表示とで色が混入してしまい、それぞれの表示において色純度が低くなってしまう。その重なった波長領域に上記の発光がなければ、青表示と緑表示とのそれぞれにおいて色純度が向上する。
緑フィルターの透過スペクトルと、赤フィルターの透過スペクトルとが重なっているのは、およそ570nmから、およそ620nmである。この重なった波長領域も(青と緑と場合と)同様である。
これら2組の重なる波長領域に発光がなければ、それぞれの色における色純度が向上でき、輝度の低下が少ない。白色光源装置の発光スペクトルと、カラーフィルターの透過スペクトルとの両方を鑑み、青色光と緑光との間の波長領域は490nm付近であり、緑光と赤光との間の波長領域は590nm付近である。
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
(参考例A1)
<蛍光体シートの製作>
溶剤としてのトルエン70質量部と、樹脂としての水添スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック(水添SEBS)共重合体(セプトンV9827、株式会社クラレ)30質量部とを均一に混合し、樹脂ペーストを得た。
樹脂ペースト97質量部と、蛍光体3質量部とを配合し、緑色硫化物系蛍光体(SrGa2S4:Eu)と赤色硫化物系蛍光体(CaS:Eu)とを44.1:55.9の比率として配合した。さらに、色材としてのテトラ−t−ブチル−テトラアザポルフィリンバナジル錯体(山本化成株式会社製、光学フィルタ用色素PD−320、吸収極大:595nm(図11参照))0.0022質量部を配合し、色材含有蛍光体塗料を得た。
前記第1の透明基材としてPET(Polyethylene terephthalate)/SiOx/PETの3層構造を有し、膜厚が38μmである水蒸気バリアフィルム(水蒸気透過率:約0.2g/m2/日)を用いた。
前記第1の透明基材に対して色材含有蛍光体塗料を塗布し、100℃のオーブンにて溶剤を乾燥除去した。さらに、第1の水蒸気バリアフィルムと同じ第2の水蒸気バリアフィルムを熱圧着処理(100℃、0.2MPa)して蛍光体シート(図4Dの構造の蛍光体シート)の原反を得た。色材含有蛍光体層3の厚みは78μmであった。
この原反を、評価に必要な大きさに裁断して用いた(特開2013−32515号公報の実施例1参照)。
<蛍光体シートの製作>
溶剤としてのトルエン70質量部と、樹脂としての水添スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック(水添SEBS)共重合体(セプトンV9827、株式会社クラレ)30質量部とを均一に混合し、樹脂ペーストを得た。
樹脂ペースト97質量部と、蛍光体3質量部とを配合し、緑色硫化物系蛍光体(SrGa2S4:Eu)と赤色硫化物系蛍光体(CaS:Eu)とを44.1:55.9の比率として配合した。さらに、色材としてのテトラ−t−ブチル−テトラアザポルフィリンバナジル錯体(山本化成株式会社製、光学フィルタ用色素PD−320、吸収極大:595nm(図11参照))0.0022質量部を配合し、色材含有蛍光体塗料を得た。
前記第1の透明基材としてPET(Polyethylene terephthalate)/SiOx/PETの3層構造を有し、膜厚が38μmである水蒸気バリアフィルム(水蒸気透過率:約0.2g/m2/日)を用いた。
前記第1の透明基材に対して色材含有蛍光体塗料を塗布し、100℃のオーブンにて溶剤を乾燥除去した。さらに、第1の水蒸気バリアフィルムと同じ第2の水蒸気バリアフィルムを熱圧着処理(100℃、0.2MPa)して蛍光体シート(図4Dの構造の蛍光体シート)の原反を得た。色材含有蛍光体層3の厚みは78μmであった。
この原反を、評価に必要な大きさに裁断して用いた(特開2013−32515号公報の実施例1参照)。
<評価>
図10に評価に用いた評価用光源構成を示す。
前記光源は、長さ300mm×幅200mm×高さ30mmの大きさであり、青色LEDが30mmピッチで正方配列されている。青色LEDの発光時のピーク波長は約449nmであった。青色LEDには5.5Wの電力を投入した。
参考例A1の蛍光体シートを含む光源について、分光放射輝度計(トプコン製、SR−3)を用いて、試料の発光スペクトルを測定した。
参考例A1の蛍光体シートを含む光源と、市販の液晶パネル(カラーフィルターの分光透過特性が上述のもの)とを組み合わせ、そのディスプレイについて色再現性の指標として、NTSC−u’v’面積比を計算にて求めた。具体的には、青の色度は、測定した発光スペクトルと、上述のカラーフィルターの青の分光透過特性とを用い、それらスペクトルを乗じることで、ディスプレイの青表示の発光スペクトルを計算した。この青表示の発光スペクトルと等色関数とを用いて、青の色度を計算した。
このような計算と同様にして、緑の色度と赤の色度とを計算した。次に、RGBの各色の色度点を用い、色域を導出し、そしてNTSC−u’v’面積比を求めた。また、白表示の色度および、その白表示での輝度も計算した。
色域および輝度は、表1に示す通りであった。
(参考例A2)
参考例A1において、「蛍光体の配合割合」、「色材の添加量」、及び「色材含有蛍光体層の厚み」を、表1に示す通りにしたこと以外は、参考例A1と同様にして、蛍光体シートを得て、評価を行った。
図10に評価に用いた評価用光源構成を示す。
前記光源は、長さ300mm×幅200mm×高さ30mmの大きさであり、青色LEDが30mmピッチで正方配列されている。青色LEDの発光時のピーク波長は約449nmであった。青色LEDには5.5Wの電力を投入した。
参考例A1の蛍光体シートを含む光源について、分光放射輝度計(トプコン製、SR−3)を用いて、試料の発光スペクトルを測定した。
参考例A1の蛍光体シートを含む光源と、市販の液晶パネル(カラーフィルターの分光透過特性が上述のもの)とを組み合わせ、そのディスプレイについて色再現性の指標として、NTSC−u’v’面積比を計算にて求めた。具体的には、青の色度は、測定した発光スペクトルと、上述のカラーフィルターの青の分光透過特性とを用い、それらスペクトルを乗じることで、ディスプレイの青表示の発光スペクトルを計算した。この青表示の発光スペクトルと等色関数とを用いて、青の色度を計算した。
このような計算と同様にして、緑の色度と赤の色度とを計算した。次に、RGBの各色の色度点を用い、色域を導出し、そしてNTSC−u’v’面積比を求めた。また、白表示の色度および、その白表示での輝度も計算した。
色域および輝度は、表1に示す通りであった。
(参考例A2)
参考例A1において、「蛍光体の配合割合」、「色材の添加量」、及び「色材含有蛍光体層の厚み」を、表1に示す通りにしたこと以外は、参考例A1と同様にして、蛍光体シートを得て、評価を行った。
(参考例B1)
先ず、樹脂ペーストを参考例A1と同様にして作製した。
次に、作製した樹脂ペースト100質量部に対して、色材としてのテトラ−t−ブチル−テトラアザポルフィリンバナジル錯体(山本化成株式会社製、光学フィルタ用色素PD−320)0.035質量部を配合し、色材塗料を得た。この色材塗料を参考例A1と同じ透明基材に塗布し、100℃のオーブンにて溶剤を乾燥除去して、厚みが22μmの色材層5を設けた第1の透明基材12を得た。
次に、作製した樹脂ペースト97質量部に対して、蛍光体として緑色硫化物系蛍光体(SrGa2S4:Eu)と赤色硫化物系蛍光体(CaS:Eu)とを用い、それらを47.3:52.7の比率にて、3質量部を配合し、蛍光体塗料を得た。この蛍光体塗料を第2の透明基材13に塗布し、100℃のオーブンにて溶剤を乾燥除去して、厚みが84μmの蛍光体層4を設けた第2の透明基材13を得た。
さらに、前記色材層5を設けた第1の透明基材12と、前記蛍光体層4を設けた第2の透明基材13とを、互いに塗布面を互いに合わせ、熱ラミネートで貼りあわせ、参考例B1の蛍光体シート(図5Dの構造の蛍光体シート1)を得た。
上記の評価用光源構成にて、蛍光体シート1の蛍光体層4を青色LED側にして配置し、参考例A1と同様にして評価した。
先ず、樹脂ペーストを参考例A1と同様にして作製した。
次に、作製した樹脂ペースト100質量部に対して、色材としてのテトラ−t−ブチル−テトラアザポルフィリンバナジル錯体(山本化成株式会社製、光学フィルタ用色素PD−320)0.035質量部を配合し、色材塗料を得た。この色材塗料を参考例A1と同じ透明基材に塗布し、100℃のオーブンにて溶剤を乾燥除去して、厚みが22μmの色材層5を設けた第1の透明基材12を得た。
次に、作製した樹脂ペースト97質量部に対して、蛍光体として緑色硫化物系蛍光体(SrGa2S4:Eu)と赤色硫化物系蛍光体(CaS:Eu)とを用い、それらを47.3:52.7の比率にて、3質量部を配合し、蛍光体塗料を得た。この蛍光体塗料を第2の透明基材13に塗布し、100℃のオーブンにて溶剤を乾燥除去して、厚みが84μmの蛍光体層4を設けた第2の透明基材13を得た。
さらに、前記色材層5を設けた第1の透明基材12と、前記蛍光体層4を設けた第2の透明基材13とを、互いに塗布面を互いに合わせ、熱ラミネートで貼りあわせ、参考例B1の蛍光体シート(図5Dの構造の蛍光体シート1)を得た。
上記の評価用光源構成にて、蛍光体シート1の蛍光体層4を青色LED側にして配置し、参考例A1と同様にして評価した。
(参考例B2)
先ず、樹脂ペーストを参考例A1と同様にして作製した。
次に、作製した樹脂ペースト100質量部に対して、色材としてのテトラ−t−ブチル−テトラアザポルフィリンバナジル錯体(山本化成株式会社製、光学フィルタ用色素PD−320)0.035質量部を配合し、色材塗料を得た。この色材塗料を参考例A1と同じ透明基材に塗布し、100℃のオーブンにて溶剤を乾燥除去して、厚みが51μmの色材層5を設けた第1の透明基材12を得た。
次に、作製した樹脂ペースト97質量部に対して、蛍光体として緑色硫化物系蛍光体(SrGa2S4:Eu)と赤色硫化物系蛍光体(CaS:Eu)とを用い、それらを51.4:48.6の比率にて、3質量部を配合し、蛍光体塗料を得た。この蛍光体塗料を第2の透明基材13に塗布し、100℃のオーブンにて溶剤を乾燥除去して、厚みが99μmの蛍光体層4を設けた第2の透明基材13を得た。
さらに、前記色材層5を設けた第1の透明基材12と、前記蛍光体層4を設けた第2の透明基材13とを、互いに塗布面を互いに合わせ、熱ラミネートで貼りあわせて、蛍光体シート(図5Dの構造の蛍光体シート1)を得た。
上記の評価用光源構成にて、蛍光体シート1の蛍光体層4を青色LED側にして配置し、参考例A1と同様にして評価した。
先ず、樹脂ペーストを参考例A1と同様にして作製した。
次に、作製した樹脂ペースト100質量部に対して、色材としてのテトラ−t−ブチル−テトラアザポルフィリンバナジル錯体(山本化成株式会社製、光学フィルタ用色素PD−320)0.035質量部を配合し、色材塗料を得た。この色材塗料を参考例A1と同じ透明基材に塗布し、100℃のオーブンにて溶剤を乾燥除去して、厚みが51μmの色材層5を設けた第1の透明基材12を得た。
次に、作製した樹脂ペースト97質量部に対して、蛍光体として緑色硫化物系蛍光体(SrGa2S4:Eu)と赤色硫化物系蛍光体(CaS:Eu)とを用い、それらを51.4:48.6の比率にて、3質量部を配合し、蛍光体塗料を得た。この蛍光体塗料を第2の透明基材13に塗布し、100℃のオーブンにて溶剤を乾燥除去して、厚みが99μmの蛍光体層4を設けた第2の透明基材13を得た。
さらに、前記色材層5を設けた第1の透明基材12と、前記蛍光体層4を設けた第2の透明基材13とを、互いに塗布面を互いに合わせ、熱ラミネートで貼りあわせて、蛍光体シート(図5Dの構造の蛍光体シート1)を得た。
上記の評価用光源構成にて、蛍光体シート1の蛍光体層4を青色LED側にして配置し、参考例A1と同様にして評価した。
(参考例C1)
参考例B1において、蛍光体として緑色硫化物系蛍光体と赤色硫化物系蛍光体とを45.0:55.0の比率にて配合し、蛍光体層4の厚みを80μmとし、蛍光体シート1の色材層5を青色LED側にして配置したこと以外は、参考例B1と同様にして、蛍光体シート(図5Aの構造の蛍光体シート1)を得て、評価を行った。
参考例B1において、蛍光体として緑色硫化物系蛍光体と赤色硫化物系蛍光体とを45.0:55.0の比率にて配合し、蛍光体層4の厚みを80μmとし、蛍光体シート1の色材層5を青色LED側にして配置したこと以外は、参考例B1と同様にして、蛍光体シート(図5Aの構造の蛍光体シート1)を得て、評価を行った。
(参考例C2)
参考例B2において、蛍光体として緑色硫化物系蛍光体と赤色硫化物系蛍光体とを46.4:53.6の比率にて配合し、蛍光体層4の厚みを91μmとし、蛍光体シート1の色材層5を青色LED側にして配置したこと以外は、参考例B2と同様にして、蛍光体シート(図5Aの構造の蛍光体シート1)を得て、評価を行った。
参考例B2において、蛍光体として緑色硫化物系蛍光体と赤色硫化物系蛍光体とを46.4:53.6の比率にて配合し、蛍光体層4の厚みを91μmとし、蛍光体シート1の色材層5を青色LED側にして配置したこと以外は、参考例B2と同様にして、蛍光体シート(図5Aの構造の蛍光体シート1)を得て、評価を行った。
(比較例A)
色材を用いないこと以外は、参考例A1と同様に、比較例Aの蛍光体シートを製造した。但し、蛍光体の配合比、配合量、及び蛍光体層4の厚みについては表1に示す通りとし、比較例Aの蛍光体シートを得た。
参考例A1と同様にして、比較例Aの蛍光体シートを用いた光源の発光スペクトルを測定し、その光源を用いたディスプレイにつき、色域などを計算にて求めた。
色材を用いないこと以外は、参考例A1と同様に、比較例Aの蛍光体シートを製造した。但し、蛍光体の配合比、配合量、及び蛍光体層4の厚みについては表1に示す通りとし、比較例Aの蛍光体シートを得た。
参考例A1と同様にして、比較例Aの蛍光体シートを用いた光源の発光スペクトルを測定し、その光源を用いたディスプレイにつき、色域などを計算にて求めた。
(実施例D1)
先ず、樹脂ペーストを比較例Aと同様にして作製した。
次に、作製した樹脂ペーストに対して、蛍光体として緑色硫化物系蛍光体(SrGa2S4:Eu)と赤色硫化物系蛍光体(CaS:Eu)とを用い、表1に記載の所定の比率および量を配合し、蛍光体塗料を得た。
この蛍光体塗料を比較例Aと同様の第1の透明基材に塗布した。乾燥の後、第2の透明基材13を熱圧着処理し、蛍光体シートを得た。蛍光体層4の厚みは表1に示した通りとした。これを第1のシートとする。
色材と樹脂とからなる色材層を有する第2のシート(色材シート)は、樹脂ペーストに対して色材を表1に記載の所定量添加し、第3の透明基材へ塗布し、乾燥の後、第4の透明基材を熱圧着処理して得た。色材層5の厚みは表1に示した通りとした。
先ず、第1のシート(図10における1)を用い、参考例A1と同様の評価用光源装置を組んだ(ここまでの状態は、図10。ここまでの状態は、比較例Aと同様)。そして、第2のシート(図1Aにおける300)を、評価用光源装置の上へ乗せて配置した(ここでの状態が図1A)。このような配置(図1A)にて、評価用光源装置の発光スペクトルを測定した。参考例A1と同様にして、この光源を用いたディスプレイにつき、色域などを計算にて求めた。
先ず、樹脂ペーストを比較例Aと同様にして作製した。
次に、作製した樹脂ペーストに対して、蛍光体として緑色硫化物系蛍光体(SrGa2S4:Eu)と赤色硫化物系蛍光体(CaS:Eu)とを用い、表1に記載の所定の比率および量を配合し、蛍光体塗料を得た。
この蛍光体塗料を比較例Aと同様の第1の透明基材に塗布した。乾燥の後、第2の透明基材13を熱圧着処理し、蛍光体シートを得た。蛍光体層4の厚みは表1に示した通りとした。これを第1のシートとする。
色材と樹脂とからなる色材層を有する第2のシート(色材シート)は、樹脂ペーストに対して色材を表1に記載の所定量添加し、第3の透明基材へ塗布し、乾燥の後、第4の透明基材を熱圧着処理して得た。色材層5の厚みは表1に示した通りとした。
先ず、第1のシート(図10における1)を用い、参考例A1と同様の評価用光源装置を組んだ(ここまでの状態は、図10。ここまでの状態は、比較例Aと同様)。そして、第2のシート(図1Aにおける300)を、評価用光源装置の上へ乗せて配置した(ここでの状態が図1A)。このような配置(図1A)にて、評価用光源装置の発光スペクトルを測定した。参考例A1と同様にして、この光源を用いたディスプレイにつき、色域などを計算にて求めた。
(実施例D2)
先ず、樹脂ペーストを比較例Aと同様にして作製した。
次に、作製した樹脂ペーストに対して、蛍光体として緑色硫化物系蛍光体(SrGa2S4:Eu)と赤色硫化物系蛍光体(CaS:Eu)とを用い、表1に記載の所定の比率および量を配合し、蛍光体塗料を得た。
この蛍光体塗料を比較例Aと同様の第1の透明基材12へ塗布した。乾燥の後、第2の透明基材13を熱圧着処理し、蛍光体シートを得た。蛍光体層4の厚みは表1に示した通りとした。これを第1のシートとする。
色材と樹脂とからなる色材層5を有する第2のシート(色材シート)は、樹脂ペーストへ色材を表1に記載の所定量添加し、第3の透明基材へ塗布し、乾燥の後、第4の透明基材を熱圧着処理して得た。色材層5の厚みは表1に示した通りとした。
実施例D1と同様にして、評価した。
先ず、樹脂ペーストを比較例Aと同様にして作製した。
次に、作製した樹脂ペーストに対して、蛍光体として緑色硫化物系蛍光体(SrGa2S4:Eu)と赤色硫化物系蛍光体(CaS:Eu)とを用い、表1に記載の所定の比率および量を配合し、蛍光体塗料を得た。
この蛍光体塗料を比較例Aと同様の第1の透明基材12へ塗布した。乾燥の後、第2の透明基材13を熱圧着処理し、蛍光体シートを得た。蛍光体層4の厚みは表1に示した通りとした。これを第1のシートとする。
色材と樹脂とからなる色材層5を有する第2のシート(色材シート)は、樹脂ペーストへ色材を表1に記載の所定量添加し、第3の透明基材へ塗布し、乾燥の後、第4の透明基材を熱圧着処理して得た。色材層5の厚みは表1に示した通りとした。
実施例D1と同様にして、評価した。
(実施例H1)
先ず、樹脂ペーストを比較例Aと同様にして作製した。
次に、作製した樹脂ペーストに対して、蛍光体として緑色硫化物系蛍光体(SrGa2S4:Eu)と赤色硫化物系蛍光体(CaS:Eu)とを用い、表1に記載の所定の比率および量を配合し、蛍光体塗料を得た。
この蛍光体塗料を比較例Aと同様の第1の透明基材12へ塗布した。乾燥の後、第2の透明基材13を熱圧着処理し、蛍光体シートを得た。蛍光体層4の厚みは表1に示した通りとした。これを第1のシートとする。
色材と樹脂とからなる色材層5を有する第2のシート(色材シート)は、樹脂ペーストへ色材を表1に記載の所定量添加し、第3の透明基材へ塗布し、乾燥の後、第4の透明基材を熱圧着処理して得た。色材層5の厚みは表1に示した通りとした。
実施例D1と同様にして、評価した。
先ず、樹脂ペーストを比較例Aと同様にして作製した。
次に、作製した樹脂ペーストに対して、蛍光体として緑色硫化物系蛍光体(SrGa2S4:Eu)と赤色硫化物系蛍光体(CaS:Eu)とを用い、表1に記載の所定の比率および量を配合し、蛍光体塗料を得た。
この蛍光体塗料を比較例Aと同様の第1の透明基材12へ塗布した。乾燥の後、第2の透明基材13を熱圧着処理し、蛍光体シートを得た。蛍光体層4の厚みは表1に示した通りとした。これを第1のシートとする。
色材と樹脂とからなる色材層5を有する第2のシート(色材シート)は、樹脂ペーストへ色材を表1に記載の所定量添加し、第3の透明基材へ塗布し、乾燥の後、第4の透明基材を熱圧着処理して得た。色材層5の厚みは表1に示した通りとした。
実施例D1と同様にして、評価した。
(実施例H2)
先ず、樹脂ペーストを比較例Aと同様にして作製した。
次に、作製した樹脂ペーストに対して、蛍光体として緑色硫化物系蛍光体(SrGa2S4:Eu)と赤色硫化物系蛍光体(CaS:Eu)とを用い、表1に記載の所定の比率および量を配合し、蛍光体塗料を得た。
この蛍光体塗料を比較例Aと同様の第1の透明基材12へ塗布した。乾燥の後、第2の透明基材13を熱圧着処理し、蛍光体シートを得た。蛍光体層4の厚みは表1に示した通りとした。これを第1のシートとする。
色材と樹脂とからなる色材層5を有する第2のシート(色材シート)は、樹脂ペーストへ色材を表1に記載の所定量添加し、第3の透明基材へ塗布し、乾燥の後、第4の透明基材を熱圧着処理して得た。色材層5の厚みは表1に示した通りとした。
実施例D1と同様にして、評価した。
先ず、樹脂ペーストを比較例Aと同様にして作製した。
次に、作製した樹脂ペーストに対して、蛍光体として緑色硫化物系蛍光体(SrGa2S4:Eu)と赤色硫化物系蛍光体(CaS:Eu)とを用い、表1に記載の所定の比率および量を配合し、蛍光体塗料を得た。
この蛍光体塗料を比較例Aと同様の第1の透明基材12へ塗布した。乾燥の後、第2の透明基材13を熱圧着処理し、蛍光体シートを得た。蛍光体層4の厚みは表1に示した通りとした。これを第1のシートとする。
色材と樹脂とからなる色材層5を有する第2のシート(色材シート)は、樹脂ペーストへ色材を表1に記載の所定量添加し、第3の透明基材へ塗布し、乾燥の後、第4の透明基材を熱圧着処理して得た。色材層5の厚みは表1に示した通りとした。
実施例D1と同様にして、評価した。
参考例A1,A2,B1,B2,C1,C2、実施例D1,D2,H1,H2及び比較例Aは、白表示の色度が同じになるように、蛍光体や色材の配合や、厚さを調整した。これらを比較し考察する。
実施例D1,D2,H1,H2の4種とも、比較例Aと比べ、色域が向上し、色再現性に優れていることが判る。但し、輝度は低くなっている。
実施例D1,D2は、参考例B1,B2,C1,C2と比べ、色域の向上と輝度の低下とに関するする両者のトレードオフが緩和されていると判断できる。つまり、色域の向上を同程度にするならば、輝度の減少が少なくて済む。すなわち、色材シートを、光学シートに対してLEDの反対側に配置することが好ましい。
実施例D1,D2,H1,H2の4種とも、比較例Aと比べ、色域が向上し、色再現性に優れていることが判る。但し、輝度は低くなっている。
実施例D1,D2は、参考例B1,B2,C1,C2と比べ、色域の向上と輝度の低下とに関するする両者のトレードオフが緩和されていると判断できる。つまり、色域の向上を同程度にするならば、輝度の減少が少なくて済む。すなわち、色材シートを、光学シートに対してLEDの反対側に配置することが好ましい。
以上より、吸収極大波長が480〜510nmの色材と吸収極大波長が570〜610nmの色材との少なくてもどちらか一方を含む色材シートを、蛍光体シートと組み合わせることで、発光スペクトルの色純度を低下させる波長の光を抑制でき、色純度が改善する。このため、本発明の白色光源装置を用いたディスプレイの色再現範囲、すなわち色域が向上する、ことが分かった。
本発明の白色光源装置は、テレビ、業務用モニターやパーソナルコンピュータの液晶ディスプレイ等に用いられるバックライトとして、好適に利用可能である。
本発明の表示装置は、テレビやパーソナルコンピュータの液晶ディスプレイ等として、好適に利用可能である。
本発明の表示装置は、テレビやパーソナルコンピュータの液晶ディスプレイ等として、好適に利用可能である。
1:蛍光体シート
2:透明基材
3:色材含有蛍光体層
4:蛍光体層
5:色材層
6:色材含有透明基材
10a:赤色硫化物蛍光体
10b:緑色硫化物蛍光体
12:第1の透明基材
13:第2の透明基材
14:カバー部材
20:LED
20a:赤発光蛍光体
20b:青色LEDチップ
21:赤色蛍光体
22:緑色蛍光体
23:バーコータ
24:オーブン
25:熱ラミネータ
26:プレス機
30:導光板
40:光学フィルム
50:液晶パネル
60:拡散板
100:液晶ディスプレイ
300:色材シート
2:透明基材
3:色材含有蛍光体層
4:蛍光体層
5:色材層
6:色材含有透明基材
10a:赤色硫化物蛍光体
10b:緑色硫化物蛍光体
12:第1の透明基材
13:第2の透明基材
14:カバー部材
20:LED
20a:赤発光蛍光体
20b:青色LEDチップ
21:赤色蛍光体
22:緑色蛍光体
23:バーコータ
24:オーブン
25:熱ラミネータ
26:プレス機
30:導光板
40:光学フィルム
50:液晶パネル
60:拡散板
100:液晶ディスプレイ
300:色材シート
Claims (17)
- LEDの光を白色光に変換する蛍光体シートと、480〜510nm及び570〜620nmの少なくともいずれかの吸収極大波長を有する色材を含む色材シートと、を備え、
前記蛍光体シートは、少なくとも蛍光体と樹脂とを含む蛍光体層と、該蛍光体層を挟持する一対の透明基材とを有する、ことを特徴とする白色光源装置。 - 前記蛍光体が少なくとも硫化物蛍光体を含む、請求項1に記載の白色光源装置。
- 前記LEDが青色LEDである、請求項1又は2に記載の白色光源装置。
- 前記蛍光体が、赤色硫化物蛍光体及び緑色硫化物蛍光体である、請求項3に記載の白色光源装置。
- 前記赤色硫化物蛍光体が硫化カルシウム蛍光体であり、前記緑色硫化物蛍光体がチオガレート蛍光体である、請求項4に記載の白色光源装置。
- 前記LEDがマゼンタLEDである、請求項1又は2に記載の白色光源装置。
- 前記蛍光体が、緑色硫化物蛍光体単独である、請求項6に記載の白色光源装置。
- 前記マゼンタLEDに用いられる赤発光蛍光体が、Ax(M1−y,Mny)Fzで表されるフッ化物蛍光体、及び窒化物蛍光体の少なくとも一方を含む、請求項6又は7に記載の白色光源装置。
[但し、Aは、K(カリウム)及びCs(セシウム)の少なくともいずれかの元素であり、Mは、Si(シリコン)及びTi(チタン)の少なくともいずれかの元素であり、x、y及びzは、それぞれ、1.7≦x≦2.1、0<y≦0.2、5.3≦z≦6.3を満たす数値である。] - 前記色材シートが、前記色材と樹脂とからなる色材層を有する、請求項1〜8のいずれかに記載の白色光源装置。
- 前記色材が、染料である、請求項1〜9のいずれかに記載の白色光源装置。
- 前記染料が、スクアリリウム系染料、ジピロメテン系染料、シアニン系染料、アザポルフィリン系染料、アントラキノン系染料、ナフトキノン系染料、フタロシアニン系染料、ナフタロシアニン系染料、ジインモニウム系染料、ニッケルジチオール系染料、アゾ系染料、ストリル系染料、フタロシアニン系染料、メチン系染料、ポルフィリン系染料、及び、ニッケル錯体系染料からなる群より選択される少なくとも1種である、請求項10に記載の白色光源装置。
- 前記ジピロメテン系染料が、[[(3,5−Dimethyl−1H−pyrrol−2−yl)(3,5−dimethyl−2H−pyrrol−2−ylidene)methyl]methane](difluoroborane)(ピロメテン546)、及び、[[(4−Ethyl−3,5−dimethyl−1H−pyrrol−2−yl)(4−ethyl−3,5−dimethyl−2H−pyrrol−2−ylidene)methyl]methane](difluoroborane)(ピロメテン567)のいずれかである、請求項11に記載の白色光源装置。
- 前記シアニン系染料が、3,3’−ジエチルオキサジカルボシアニンヨージド(3,3’−Diethyloxadicarbocyanine Iodide)である、請求項11に記載の白色光源装置。
- 前記アザポルフィリン系染料が、テトラ−t−ブチル−テトラアザポルフィリン金属錯体である、請求項11に記載の白色光源装置。
- 前記テトラ−t−ブチル−テトラアザポルフィリン金属錯体が、テトラ−t−ブチル−テトラアザポルフィリン銅錯体、テトラ−t−ブチル−テトラアザポルフィリンバナジル錯体、及びテトラ−t−ブチル−テトラアザポルフィリンニッケル錯体の少なくともいずれかである、請求項14に記載の白色光源装置。
- 前記色材シートが、前記蛍光体シートよりもLED光が入射する側とは反対側に配置されている、請求項1〜15のいずれかに記載の白色光源装置。
- 請求項1〜16のいずれかに記載の白色光源装置を備えることを特徴とする、表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017001366A JP2018112588A (ja) | 2017-01-06 | 2017-01-06 | 白色光源装置、並びに、該白色光源装置を備える表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2017001366A JP2018112588A (ja) | 2017-01-06 | 2017-01-06 | 白色光源装置、並びに、該白色光源装置を備える表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2018112588A true JP2018112588A (ja) | 2018-07-19 |
Family
ID=62911211
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2017001366A Pending JP2018112588A (ja) | 2017-01-06 | 2017-01-06 | 白色光源装置、並びに、該白色光源装置を備える表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2018112588A (ja) |
-
2017
- 2017-01-06 JP JP2017001366A patent/JP2018112588A/ja active Pending
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