JP6800721B2 - 光変換部材 - Google Patents

光変換部材 Download PDF

Info

Publication number
JP6800721B2
JP6800721B2 JP2016235709A JP2016235709A JP6800721B2 JP 6800721 B2 JP6800721 B2 JP 6800721B2 JP 2016235709 A JP2016235709 A JP 2016235709A JP 2016235709 A JP2016235709 A JP 2016235709A JP 6800721 B2 JP6800721 B2 JP 6800721B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas barrier
light
barrier layer
base material
thickness
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016235709A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018092017A (ja
Inventor
卓也 恩地
卓也 恩地
誠樹 森
誠樹 森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Engineering Co Ltd
Original Assignee
Toray Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Engineering Co Ltd filed Critical Toray Engineering Co Ltd
Priority to JP2016235709A priority Critical patent/JP6800721B2/ja
Priority to CN201780073087.7A priority patent/CN109983373B/zh
Priority to PCT/JP2017/039361 priority patent/WO2018105272A1/ja
Priority to US16/464,864 priority patent/US11409164B2/en
Publication of JP2018092017A publication Critical patent/JP2018092017A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6800721B2 publication Critical patent/JP6800721B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/505Wavelength conversion elements characterised by the shape, e.g. plate or foil
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133621Illuminating devices providing coloured light
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/02Physical, chemical or physicochemical properties
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/507Wavelength conversion elements the elements being in intimate contact with parts other than the semiconductor body or integrated with parts other than the semiconductor body
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2323/00Functional layers of liquid crystal optical display excluding electroactive liquid crystal layer characterised by chemical composition
    • C09K2323/03Viewing layer characterised by chemical composition
    • C09K2323/031Polarizer or dye
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133614Illuminating devices using photoluminescence, e.g. phosphors illuminated by UV or blue light
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/50Protective arrangements
    • G02F2201/501Blocking layers, e.g. against migration of ions
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2202/00Materials and properties
    • G02F2202/36Micro- or nanomaterials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/501Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/501Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502Wavelength conversion materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/501Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502Wavelength conversion materials
    • H01L33/504Elements with two or more wavelength conversion materials

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Description

本発明は、バリア膜を有する光変換部材に関するものであり、光透過性を引き上げ、出力される光量を引き上げる光変換部材に関するものである。更に本発明は、このバリア膜を有する光変換部材を含むディスプレイ装置にも関する。
近年、液晶ディスプレイにおいて色再現性の向上(色域の拡大)に伴い、光変換材料として量子ドットが注目されている。量子ドットを含む光変換フィルムにバックライトから青色の光が入射すると、サイズの異なる2種類の量子ドットによって赤色光と緑色光に変換され放出ものされる。またその際、変換されず通過する青色光と併せて、鋭いピークをもったRGB光源を作り出すことができ、色域の大幅な拡大が可能と見込まれている。
しかし量子ドットには、水分や酸素に接触すると光酸化反応により発光強度が低下するという問題がある。
特許文献1には、量子ドットを水分や酸素から保護するために、量子ドットを含む光変換フィルムにバリアフィルムをラミネートし接着する構成が記載されている。
特開2015−65158号公報
特許文献1の構成において、無計画的にバリア層を形成すると、図2に示すように光透過率を落とす可能性があった。
図2において、破線は無計画にバリア層を形成した基材の基材単体とバリア層を組み合わせた物の光透過率であり、実線はバリア層を形成する前の基材単体の光透過率であり、450nm付近から750nm付近までの光の波長の範囲において、基材単体の光透過率より、基材単体とバリア層を組み合わせた物の光透過率が低くなっていることが示されている。
本発明は、上記問題点を鑑み、バリア層を形成しても、高い出力輝度を得ることができる光変換部材を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために本発明は、光の色を青色から赤色および緑色に変換する光変換膜と、前記光変換膜の変換する光が入射する面側に位置し、前記光変換膜への水分、ガスの浸入を防ぐ一層以上のガスバリア層からなる第1のガスバリア部と、前記第1のガスバリア部の前記光変換膜が位置する面と反対面側に位置し、光を透過し、前記光変換膜および前記第1のガスバリア部を保持する第1の基材と、前記光変換膜の変換された光が出力される面側に位置し、前記光変換膜への水分、ガスの浸入を防ぐ一層以上のガスバリア層からなる第2のガスバリア部と、前記第2のガスバリア部の前記光変換膜が位置する面と反対面側に位置し、光を透過し、前記光変換膜および前記第2のガスバリア部を保持する第2の基材と、を有し、他の色よりも青色の光に対して、前記第1の基材の光透過率よりも、前記第1の基材と前記第1のガスバリア部の両方を組み合わせた物の光透過率の方が高い前記第1のガスバリア部と、赤色、緑色、青色の光に対して、前記第2の基材の光透過率よりも、前記第2の基材と前記第2のガスバリア部の両方を組み合わせた物の光透過率の方が高い前記第2のガスバリア部とを使用した光変換部材を提供するものである。
入射側に青色の色の光に対し、前記第1の基材の光透過率よりも、前記第1の基材と前記第1のガスバリア部の両方を組み合わせた物の光透過率の方が高いガスバリア部を使用することにより、光変換膜で変換する入射光の光量が上がり、光変換膜で変換される光量も上がり、高い出力輝度が得られる。そして、前記第2の基材の光透過率よりも、前記第2の基材と前記第2のガスバリア部の両方を組み合わせた物の光透過率の方が高いガスバリア部を使用することにより、光変換膜から出力させる赤色、緑色、青色の光の光量の落ち込みを最小限にとどめることができ、更に高い出力輝度が得られる。
前記第1のガスバリア部の前記ガスバリア層は、SiO2を材質とした厚み50.00nmのガスバリア層、SiCNを材質とした厚み10.68nmのガスバリア層、SiO2を材質とした厚み20.00nmのガスバリア層、SiCNを材質とした厚み49.03nmのガスバリア層、SiO2を材質とした厚み48.83nmのガスバリア層、SiCNを材質とした厚み10.14nmのガスバリア層の順に前記第1の基材に向かって形成され、前記第2のガスバリア部の前記ガスバリア層は、SiO2を材質とした厚み50.32nmのガスバリア層、SiCNを材質とした厚み8.64nmのガスバリア層、SiO2を材質とした厚み30.27nmのガスバリア層、SiCNを材質とした厚み50.26nmのガスバリア層、SiO2を材質とした厚み9.78nmのガスバリア層、SiCNを材質とした厚み44.89nmのガスバリア層の順に前記第2の基材に向かって形成されてもよい。
第1のガスバリア部を形成するガスバリア層の各層の材質と厚みを上述したように調整することにより、400nm近辺の波長の青色の光に対して、光変換膜で変換する入射光の光量が上がり、光変換膜で変換される光量も上がり、高い出力輝度が得られる。そして、第2のガスバリア部を形成するガスバリア層の各層の材質と厚みを上述したように調整することにより、光変換膜から出力させる赤色、緑色、青色の光に対して、基材単体の光透過率よりも基材とガスバリア部を組み合わせた光透過率を高くすることができる。
前記光変換膜は量子ドットもしくは蛍光体を含んだ樹脂を使用してもよい。
青色の光に対してのガスバリア部の光透過率を上げることにより、青色光を他の色に変換する量子ドットもしくは蛍光体を使用した光変換部材において、高い出力輝度が得られる。
本発明の光変換部材をディスプレイに用いてもよい。
本発明の光変換部材をディスプレイに使用することで、高い出力輝度が得られる。
(A)は本発明の実施例1における光変換部材の概略構成を説明する図であり、(B)は、本発明の実施例2における光変換部材の概略構成を説明する図である。 従来の基材単体の光透過率と基材とガスバリア部の両方を組み合わせた物の光透過率を示したグラフである。 本発明の実施例1における基材と基材とガスバリア部の両方を組み合わせた物の光透透過率の一例を示したグラフである。 本発明の実施例2における基材と基材とガスバリア部の両方を組み合わせた物の光透透過率の一例を示したグラフである。
本発明の実施形態について、以下に説明する。
本発明の実施例1を図1(A)を参照しながら説明する。図1(A)は、本発明の実施例1における光変換部材の概略構成を説明する図である。
光変換部材3は、図1(A)に示すように、入射光1の所定の色の光を光変換し、出力光2として出力する光変換膜4と、入射光1側に光変換膜4への水分やガスの浸入を防ぐ一層以上のガスバリア層からなるガスバリア部5と、ガスバリア部5の入射光1側に光変換膜4とのガスバリア部5を保持する基材6を備えている。
光変換膜4は、量子ドットや蛍光体などを含み、例えば、青色の光を赤色、緑色の光に変換するものである。ただし、水分やガスの浸入により、光変換率が低下するため、ガスバリア部5によりバリアされている。
ガスバリア部5を構成するガスバリア層は、例えば、SiCN、SiO2などの光を通す無機物からなる。ガスバリア層が多層の場合、積層面の平滑性の改善やガスバリア層間の密着力を上げる性質をもつ層(中間層)が設けられている場合があるが、本実施例では中間層も含めてガスバリア層と定義する。
各ガスバリア層の材質は異なっていてもよいし、同じでもよい。また各ガスバリア層の厚みは異なっていてもよいし、同じでもよい。
また、ガスバリア部5を構成するガスバリア層は一層以上でよく、積層数にはこだわらない。入射光1側のガスバリア部5に、図3に示すような所定の色の光透過率を他の色の光透過率より大きく山をもった分布になるように際立たせる特徴を持たせる場合には、2層以上のガスバリア層でガスバリア部5を構成することが望ましい。
基材6は、透明性が高いフィルムが望ましい。例えば、PENやPET等のフィルムでもよいし、異なっていてもよい。
ガスバリア部5は、青色の光(波長)に対して、基材6とガスバリア部5の両方を組み合わせた物の光透過率が、基材6単体の光透過率よりも高くなるように、ガスバリア部5を形成するガスバリア層を調整している。
本発明と比較するための一例として、基材6単体の光透過率と、基材6とガスバリア部5を構成するガスバリア層を調整していないガスバリア部5の両方を組み合わせた物の光透過率を図2に示す。
図2に用いた基材及びガスバリア部を構成するガスバリア層の構成を表1に示す。表1において、ガスバリア層1からガスバリア層6の数字の順序の配置にて形成されており、基材に近い方がガスバリア層6である。
Figure 0006800721
図2に示す例では、基材6単体に対して、ガスバリア部5が追加されると、基材6とガスバリア部5を組み合わせた物の光透過率が落ちる。
これに対し、本発明に用いるガスバリア部5は、所定の色の光(波長)に対して、基材6とガスバリア部5の両方を組み合わせた物の光透過率が、基材6単体の光透過率よりも高くなるように、ガスバリア部5を形成するガスバリア層の光屈折率を選定し、ガスバリア層の厚みを調整している。
ここで、単色に対して、基材6単体の光透過率よりも基材6とガスバリア部5を組み合わせた光透過率を高くする場合、可視光全体の透過率を上げるよりも高い透過率を得ることが可能であり、効果を大きくできる。
特に光変換膜へ入射する光が単色である場合、その入射光の色に合わせて透過率のピークがあるようにガスバリア部を形成するとよい。
一例として400nm近辺の波長の光(青色光)に対し、基材6とガスバリア部5を組み合わせた物の光透過率が上がるようにガスバリア部5を構成するガスバリア層を調整したガスバリア部5を用いた例を図3に示す。
ここで図3において、破線は、他の色の光透過率に対し、400nm近辺の波長の光(青色光)において、基材単体とガスバリア層を組み合わせた物の光透過率が最大となるようガスバリア層を形成した基材であり、実線はガスバリア層を形成する前の基材単体である。
図3に用いた基材及びガスバリア部を構成するガスバリア層の構成を表2に示す。 表2において、ガスバリア層1からガスバリア層6の数字の順序の配置にて形成されており、基材に近い方がガスバリア層6である。
Figure 0006800721
ガスバリア層を調整したガスバリア部5を用いることにより、所定の色に対する基材6単体の光透過率よりも基材6とガスバリア部5を組み合わせた光透過率を高くすることを実現している。
光変換膜4の入射側に、所定の色の光に対して、基材6単体の光透過率よりも、基材6とガスバリア部5の両方を組み合わせた物の光透過率の方が高い特徴を持つガスバリア部5を使用することにより、同じ光量の入射光1でも、ガスバリア部5を使用しないで基材6単体を使用する場合に比べ、光変換膜4に到達する光変換される光量が上がることより、光変換膜4で変換後の光量も上がり、高い出力輝度が得られる。また、従来と同じ出力輝度の場合には、消費電力が少なくなる。
本発明の実施例2を図1(B)を参照しながら説明する。図1(B)は、本発明の実施例2における光変換部材の概略構成を説明する図である。
光変換部材3は、図1(B)に示すように、入射光1の所定の色の光を光変換し、出力光2として出力する光変換膜4と、入射光1側に光変換膜4への水分やガスの浸入を防ぐ一層以上のガスバリア層からなるガスバリア部5と、ガスバリア部5の入射光1側に光変換膜4とのガスバリア部5を保持する基材6を備えている。
また、光変換膜4の出力光2側には、光変換膜4への水分、ガスの浸入を防ぐ一層以上のガスバリア層からなるガスバリア部7と、光変換膜4の出力側に光変換膜4とのガスバリア部7を保持する基材8を備えている。
光変換膜4は、実施例1と同様、量子ドットや蛍光体などを含み、例えば、青色の光を赤色、緑色、青色の光に変換するものである。ただし、水分やガスの浸入により、光変換率が低下するため、ガスバリア部5およびガアスバリア部7によりバリアされている。
ガスバリア部5、ガスバリア部7を構成するガスバリア層は、実施例1と同様、例えば、SiCN、SiO2などの光を通す無機物からなる。ガスバリア層が多層の場合、積層面の平滑性の改善やガスバリア層間の密着力を上げる性質をもつ層(中間層)が設けられている場合があるが、本実施例では中間層も含めてガスバリア層と定義する。
各ガスバリア層の材質は異なっていてもよいし、同じでもよい。また各ガスバリア層の厚みは異なっていてもよいし、同じでもよい。
また、ガスバリア部5を構成するガスバリア層は一層以上でよく、積層数にはこだわらない。入射光1側のガスバリア部5に、図3に示すような所定の色の光透過率を他の色の光透過率より大きく山をもった分布になるように大きく際立たせる特徴を持たせる場合には、2層以上のバリア層でガスバリア部5を構成することが好ましい。
基材6、基材8は、透明性が高いフィルムが望ましい。例えば、PENやPET等のフィルムでもよいし、異なっていてもよい。また、基材6と基材8は、材質または厚みが同じでもよいし、異なっていてもよい。
本発明に用いるガスバリア部5は、所定の色の光(波長)に対して、基材6とガスバリア部5の両方を組み合わせた物の光透過率が、基材6単体の光透過率よりも高くなるように、ガスバリア部5を形成するガスバリア層の光屈折率を選定し、ガスバリア層の厚みを調整している。
本発明に用いるガスバリア部7は、少なくとも赤色、緑色、青色の光(波長)に対して、基材8とガスバリア部7の両方を組み合わせた物の光透過率が、基材8単体の光透過率よりも高くなるように、ガスバリア部7を形成するガスバリア層の光屈折率を選定し、ガスバリア層の厚みを調整している。
一例として可視光に対し、基材8を図3に示す事例と同じ材質及び同じ厚みとし、基材8とガスバリア部7を組み合わせた物の光透過率が上がるようにガスバリア部7を構成するガスバリア層を調整したガスバリア部7を用いた例を図4に示す。
ここで図4において、破線は、基材単体とガスバリア層を組み合わせた物の光透過率が、可視光の範囲で基材単体の光透過率より高くなるようガスバリア層を形成した基材であり、実線は、ガスバリア層を形成する前の基材単体である。
図4に用いた基材及びガスバリア部を構成するガスバリア層の構成を表3に示す。
表3において、ガスバリア層1からガスバリア層6の数字の順序の配置にて形成されており、基材に近い方がガスバリア層6である。
Figure 0006800721
ガスバリア層を調整したガスバリア部7を用いることにより、可視光に対する基材8単体の光透過率よりも基材8とガスバリア部7を組み合わせた光透過率を高くすることを実現している。
この光変換部材3を使用することにより、この光変換部材3を使用しないで基材6単体を使用する場合に比べ、同じ光量の入射光1でも、光変換膜4に到達する所定の光の光量が、上がることより、光変換膜4で変換後の光量も上がる。また、出力側の光透過率も上がることから、出力光2の光量も更に上がり、更に高い出力輝度が得られる。また、従来と同じ出力輝度の場合には、消費電力が更に少なくなる。
実施例2において、入射光1に青色LED等から照射される青色の光の波長の範囲を際立たせた青色光を用い、光変換膜4として、量子ドットを含む光変換膜を用いた場合、特に赤色、緑色、青色の光に対し、出力側のガスバリア部7は、基材8単体の光透過率よりも基材8とガスバリア部7の両方を組み合わせた物の光透過率が高いことを特徴とするガスバリア部7を使用するとより効果的である。
特に量子ドットを含む光変換膜は、青色LED等から照射される青色の光をそれぞれ各色の光の波長の範囲を際立たせた赤色、緑色の光に光変換するため、ガスバリア部7と基材8の両方を組み合わせた光透過率が、それらの光にピークが立った特性を有していることが望ましい。これにより、更に輝度の高い赤色、緑色、青色の光をこの光変換膜4で出力することができる。
また、実施例2の構成において、入射光1に青色LED等から照射される青色光を用い、光変換膜4として、青色を白色光に変換する黄色蛍光体を含む光透過膜を用いた場合、出力側のガスバリア部7は、基材8単体の光透過率よりも基材8とガスバリア部7の両方を組み合わせた物の光透過率が、図4のように可視光全域に対しバランスよく高いことを特徴とするガスバリア部7を使用するとより効果的である。
本発明の光変換部材をディスプレイに用いてもよい。
本発明の光変換部材をディスプレイに使用することで、高い出力輝度が得られ、色域を拡大できる。また、従来と同じ出力輝度の場合には、消費電力が小さくできる。
以上の光変換部材により、バリア層を形成しても、高い出力輝度を得ることができる。
ここで、本発明の光変換部材は、以上で説明した形態に限らず、本発明の範囲内において他の形態であってもよい。たとえば、本発明の所定の色は、例えば紫外等の可視光範囲以外も含んでもよい。
1 入射光
2 出力光
3 光変換部材
4 光変換膜
5 ガスバリア部
6 基材
7 ガスバリア部
8 基材

Claims (4)

  1. 光の色を青色から赤色および緑色に変換する光変換膜と、
    前記光変換膜の変換する光が入射する面側に位置し、前記光変換膜への水分、ガスの浸入
    を防ぐ一層以上のガスバリア層からなる第1のガスバリア部と、
    前記第1のガスバリア部の前記光変換膜が位置する面と反対面側に位置し、光を透過し、
    前記光変換膜および前記第1のガスバリア部を保持する第1の基材と、
    前記光変換膜の変換された光が出力される面側に位置し、前記光変換膜への水分、ガス
    の浸入を防ぐ一層以上のガスバリア層からなる第2のガスバリア部と、
    前記第2のガスバリア部の前記光変換膜が位置する面と反対面側に位置し、光を透過し、
    前記光変換膜および前記第2のガスバリア部を保持する第2の基材と、
    を有し、
    他の色よりも青色の光に対して、前記第1の基材の光透過率よりも、前記第1の基材と前記第1のガスバリア部の両方を組み合わせた物の光透過率の方が高い前記第1のガスバリア部と、
    赤色、緑色、青色の光に対して、前記第2の基材の光透過率よりも、前記第2の基材と前記第2のガスバリア部の両方を組み合わせた物の光透過率の方が高い前記第2のガスバリア部とを使用した光変換部材。
  2. 前記第1のガスバリア部の前記ガスバリア層は、SiO2を材質とした厚み50.00nmのガスバリア層、SiCNを材質とした厚み10.68nmのガスバリア層、SiO2を材質とした厚み20.00nmのガスバリア層、SiCNを材質とした厚み49.83nmのガスバリア層、SiO2を材質とした厚み48.83nmのガスバリア層、SiCNを材質とした厚み10.14nmのガスバリア層の順に前記第1の基材に向かって形成され、
    前記第2のガスバリア部の前記ガスバリア層は、SiO2を材質とした厚み50.32nmのガスバリア層、SiCNを材質とした厚み8.64nmのガスバリア層、SiO2を材質とした厚み30.27nmのガスバリア層、SiCNを材質とした厚み50.26nmのガスバリア層、SiO2を材質とした厚み9.78nmのガスバリア層、SiCNを材質とした厚み44.98nmのガスバリア層の順に前記第2の基材に向かって形成されている請求項1に記載の光変換部材。
  3. 前記光変換膜は量子ドットもしくは蛍光体を含んだ樹脂を使用する請求項1または2に記載の光変換部材。
  4. 請求項1から請求項3のいずれかの光変換部材を有するディスプレイ。
JP2016235709A 2016-12-05 2016-12-05 光変換部材 Active JP6800721B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016235709A JP6800721B2 (ja) 2016-12-05 2016-12-05 光変換部材
CN201780073087.7A CN109983373B (zh) 2016-12-05 2017-10-31 光转换部件
PCT/JP2017/039361 WO2018105272A1 (ja) 2016-12-05 2017-10-31 光変換部材
US16/464,864 US11409164B2 (en) 2016-12-05 2017-10-31 Light conversion member

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016235709A JP6800721B2 (ja) 2016-12-05 2016-12-05 光変換部材

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018092017A JP2018092017A (ja) 2018-06-14
JP6800721B2 true JP6800721B2 (ja) 2020-12-16

Family

ID=62490910

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016235709A Active JP6800721B2 (ja) 2016-12-05 2016-12-05 光変換部材

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11409164B2 (ja)
JP (1) JP6800721B2 (ja)
CN (1) CN109983373B (ja)
WO (1) WO2018105272A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11409164B2 (en) * 2016-12-05 2022-08-09 Toray Engineering Co., Ltd. Light conversion member

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200227484A1 (en) * 2019-01-13 2020-07-16 Innolux Corporation Lighting device

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1634697B1 (en) * 2003-05-16 2014-08-27 Toppan Printing Co., Ltd. Transparent gas barrier multilayer film, electroluminescent light-emitting device using same, electroluminescent display, and electrophoretic display panel
JP6087872B2 (ja) * 2013-08-12 2017-03-01 富士フイルム株式会社 光学フィルム、バリアフィルム、光変換部材、バックライトユニットおよび液晶表示装置
JP6230974B2 (ja) 2013-08-26 2017-11-15 富士フイルム株式会社 光変換部材、バックライトユニット、および液晶表示装置、ならびに光変換部材の製造方法
TW201545598A (zh) * 2014-03-26 2015-12-01 Lintec Corp 薄片狀密封材、密封薄片及電子裝置密封體
CN107817540B (zh) * 2014-07-18 2020-04-14 凸版印刷株式会社 波长转换片材用保护膜、波长转换片材及背光单元
JP6117758B2 (ja) * 2014-09-30 2017-04-19 富士フイルム株式会社 積層フィルム、バックライトユニット、液晶表示装置、および、積層フィルムの製造方法
WO2016075950A1 (ja) * 2014-11-14 2016-05-19 富士フイルム株式会社 波長変換部材及びそれを備えたバックライトユニット、液晶表示装置
JP6202074B2 (ja) * 2015-11-20 2017-09-27 凸版印刷株式会社 波長変換シート
JP6800721B2 (ja) * 2016-12-05 2020-12-16 東レエンジニアリング株式会社 光変換部材

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11409164B2 (en) * 2016-12-05 2022-08-09 Toray Engineering Co., Ltd. Light conversion member

Also Published As

Publication number Publication date
US11409164B2 (en) 2022-08-09
CN109983373B (zh) 2021-10-22
CN109983373A (zh) 2019-07-05
US20190302536A1 (en) 2019-10-03
JP2018092017A (ja) 2018-06-14
WO2018105272A1 (ja) 2018-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6474379B2 (ja) 量子ドットシートおよび色純度向上フィルムを含む液晶表示装置
Kim et al. Realization of 95% of the Rec. 2020 color gamut in a highly efficient LCD using a patterned quantum dot film
TWI497167B (zh) 直下式背光模組及其光源擴散結構
JP2017538290A5 (ja)
JP2010225373A5 (ja)
JP2015032373A5 (ja)
KR102556257B1 (ko) 컬러 액정 디스플레이 및 디스플레이 백라이트
CN104360425A (zh) 一种光学膜层、发光器件及显示装置
JP2017181901A (ja) 発光部材、およびこれを含む表示装置
US20210367113A1 (en) Display device
US20190101690A1 (en) Backlight device and manufacturing method thereof
KR102113858B1 (ko) 발광 다이오드용 광대역 유전 반사기
TWI644455B (zh) Semiconductor component
TW201814376A (zh) 光源模組
CN106773322B (zh) 背光模组及双面液晶显示器
JP6800721B2 (ja) 光変換部材
Oh et al. The realization of a whole palette of colors in a green gap by monochromatic phosphor-converted light-emitting diodes
JP2016095947A (ja) 発光装置、バックライト装置及び表示装置
TW201910885A (zh) 液晶顯示裝置
Oh et al. Improved color coordinates of green monochromatic pc-LED capped with a band-pass filter
JP2016046266A (ja) 波長変換デバイス、照明ユニット、液晶モジュール及び照明方法
CN110579905B (zh) 显示装置
KR102489587B1 (ko) 광원 유닛 및 이를 이용한 표시 장치
CN204228988U (zh) 一种光学膜层、发光器件及显示装置
JP2020042137A (ja) 光学フィルム、光学バリアフィルム、及び波長変換フィルム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190905

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200310

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200428

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200817

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200827

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20201110

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20201125

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6800721

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250