TW202216457A - 光學片、背光模組單元及液晶顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明的一形態，係包括含有螢光劑的色轉換層以及黏貼至上述色轉換層的至少一方表面上的複數光擴散粒子之光學片。

Description

光學片、背光模組單元及液晶顯示裝置
本發明，係關於光學片、背光模組單元及液晶顯示裝置。
作為智慧型手機以及平板電腦等各種資訊機器中的顯示裝置，廣泛利用液晶顯示裝置(液晶顯示器)。作為液晶顯示器中使用的背光，可列舉例如液晶面板的背面側配置複數光源的正下方型方式。
正下方型方式的背光中，作為上述光源，常使用發光二極體(LED)元件，例如，使用發出藍光的所謂藍色LED元件。作為上述光源，使用LED元件時，為了使此光源照射的光接近白光，使用色轉換射出的發光裝置等。
作為這樣的色轉換的發光裝置，可列舉例如專利文獻1中記載的背光模組單元等。專利文獻1中記載的背光模組單元，包括：表面發光部，表面發出藍光；薄片型波長轉換構件，透過入射上述表面發光部發出的上述藍光，發出比上述藍光更長波長側的光，而且包括透過一部分上述藍光的波長轉換層；回反射性構件群，夾住上述薄片型波長轉換構件，與上述表面發光部對向配置；以及反射板，夾住上述表面發光部與上述薄片型波長轉換構件對向配置；其中，上述回反射性構件群中的上述藍光反射率超過70%。
根據專利文獻1，揭示可以實現模組單元的薄膜化與良好色調的白光輸出的主旨。又，專利文獻1中，藉由提高上述回反射性構件群的激發光反射率，揭示可以實現白光輸出等的主旨，作為這樣的回反射性構件群，例示包括稜鏡片、反射型偏光板以及選擇性反射藍光的選擇反射層。 [先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2016/051745號
本發明的目的在於提供可以適當色轉換的光學片、包括上述光學片的背光模組單元以及包括上述背光模組單元的液晶顯示裝置。
本發明的一形態，係其特徵在於包括含有螢光劑的色轉換層以及黏貼至上述色轉換層的至少一方表面上的複數光擴散粒子之光學片。
上述及其他本發明的目的、特徵以及優點，根據以下詳細的記載會變得很清楚。
[用以實施發明的形態]
正下方型方式的背光中，例如，上述光源與稜鏡片之間，由於透過上述光源的LED元件照射的光，也考慮藉由配置可轉換透過的光色之光學片，色轉換使上述光源照射的光接近白光。作為這樣的可色轉換的光學片，考慮使其含有螢光劑。具體地，例如，作為綠色螢光劑，使用含有β－SiAlON的光學片，作為紅色螢光劑，使用含有KSF的光學片，藉此也可以顯現DCI－P3規格中超過90%的顏色再現性。另一方面，這樣的光學片中，為了使LED元件照射的光透過得到白光，必需高填充螢光劑。又，為了得到適當轉換藍光成白光的光學片高填充螢光劑時，β－SiAlON、KSF等的螢光劑，因為非常高價，得到的光學片變得非常高價。根據這些，即使減少螢光劑的使用量，也要求可以適當色轉換的光學片。即，螢光劑的含有量即使較少，也要求可適當色轉換的程度、色轉換效率高的光學片。
如專利文獻1中記載的背光模組單元，考慮由於包括稜鏡片、反射型偏光板以及選擇反射層等，即使不使用增加螢光劑使用量的可色轉換之光學片也形成照射白光的背光。又，專利文獻1中揭示上述回反射性構件群與上述薄片型波長轉換構件光學接觸也可以的主旨。可是，專利文獻1中記載的發明中，上述薄片型波長轉換構件，因為波長轉換層由透明基材夾住，認為上述回反射性構件群與上述波長轉換層不是一體的光學片。即，專利文獻1中記載的發明中，考慮另外包括上述回反射性構件群與上述薄片型波長轉換構件。
另一方面，背光模組單元，要求薄型化。因此，作為上述可色轉換的光學片，要求色轉換性優異的光學片。由於包括色轉換性優異的光學片，可以薄化稜鏡片等，也可以實現背光模組單元的薄型化。根據這些，尋求不提高螢光劑含有量，而越可以適當色轉換，色轉換性越優異的光學片。
本發明者，發現根據以下的本發明達成提供各種研討的結果、可以適當色轉換的光學片、包括上述光學片的背光模組單元以及包括上述背光模組單元的液晶顯示裝置等的上述目的。
以下，說明關於本發明的實施形態，但本發明不限定於此。
根據本發明一實施形態的光學片，包括含有螢光劑的色轉換層以及黏貼至上述色轉換層的至少一方表面上的複數光擴散粒子。作為此光學片的一例，如第1圖所示，可列舉包括含有螢光劑13的色轉換層11以及黏貼至上述色轉換層11的一方表面上的複數光擴散粒子12之光學片10等。又，上述光學片的一其他例，如第2圖所示，可列舉含有螢光劑13的色轉換層11以及複數光擴散粒子12黏貼至上述色轉換層11的兩方表面(兩面)上之光學片20等。又，上述色轉換層11中，如第3及4圖所示，不只是上述螢光劑13，也可以包含光擴散劑17。即，上述色轉換層11包含上述螢光劑13，更包含上述光擴散劑17也可以。又，第1圖，係顯示本實施形態的一光學片構成例(光學片10)的概略剖面圖。又，第2圖，係顯示本實施形態的一光學片其它構成例(光學片20)的概略剖面圖。又，第3圖，係顯示本實施形態的一光學片其它構成例(光學片30)的概略剖面圖。又，第4圖，係顯示本實施形態的一光學片其它構成例(光學片40)的概略剖面圖。
上述光學片10、20、30、40(以下，上述光學片10、20、30、40都只稱作上述光學片)，例如，在顯示畫面的背面側分散設置複數光源的液晶顯示裝置中可以用作位於上述複數光源與稜鏡片之間的光學片。更具體地，作為上述光學片，例如，如第5及6圖所示，係液晶顯示裝置60內包括的背光模組單元50中，位於上述液晶顯示裝置60的背面側分散設置的複數光源22與稜鏡片24,25之間的光學片。又，上述光學片，如第1圖所示，色轉換層11的一方表面上黏貼上述複數光擴散粒子12時，如第5圖所示，最好配置上述光學片10為上述色轉換層11在上述光源22側(入光側)，上述複數光擴散粒子12在上述稜鏡片24,25側(出光側)。又，第5圖，係顯示包括本實施形態的一光學片例的光學片10之一背光模組單元50構成例的概略剖面圖。又，第6圖，係顯示包括第5圖所示的背光模組單元50的一液晶顯示裝置60構成例之概略剖面圖。
上述光學片，在含有螢光劑13的色轉換層11的表面上，由於黏貼複數光擴散粒子12，可以適當色轉換透過的光。即，上述光學片中，為了實現與表面上沒黏貼複數光擴散粒子時相同程度的色轉換，可以降低上述螢光劑13的含有量。
考慮這是根據以下所述。首先，光透過上述光學片中包括的上述色轉換層11之際，由於其透過中的光擊中上述色轉換層11內含有的螢光劑13，轉換光的顏色。於是，透過上述色轉換層11的光，擊中上述色轉換層11表面上黏貼的光擴散粒子12時反射。此反射的光，也可能擊中上述色轉換層11內含有的螢光劑13。由於擊中這樣的光擴散粒子12反射的光也擊中上述色轉換層11內含有的螢光劑13，認為對上述螢光劑13的光之接觸頻率提高。由於對這樣的上述螢光劑13的光之接觸頻率增加，認為色轉換率提高。因此，上述光學片，即使螢光劑13的含有量較低，也認為越可以適當色轉換，越可以實現適當色轉換。
在此所謂色轉換，具體地，列舉經由使藍光透過光學片，其藍光接近白光的色轉換等。
上述光擴散粒子12，只要是發揮使透過上述色轉換層11的光擴散的效果的粒子，就不特別限定。作為上述光擴散粒子12，可列舉例如，光擴散劑，即，光學片內含有發揮光擴散效果的光擴散劑等。又，作為上述光擴散粒子12，無機粒子也可以，有機粒子也可以。作為上述無機粒子，可列舉例如二氧化矽粒子、氧化鈦粒子、氫氧化鋁粒子、硫酸鋇粒子以及玻璃珠等。又，作為上述有機粒子，也可以是壓克力珠以及聚苯乙烯珠等的樹脂珠，作為上述樹脂珠，可列舉壓克力粒子、丙烯腈粒子、聚矽氧珠、聚苯乙烯粒子、三聚氰胺粒子以及聚醯胺粒子等。又，上述有機粒子(樹脂珠)，也可以是中空粒子。作為上述中空粒子，例如，可列舉包含苯乙烯系樹脂的中空粒子(中空苯乙烯粒子)等。又，上述光擴散粒子12，單獨使用這些也可以，組合2種以上使用也可以。作為上述光擴散粒子12，即使在這些之中也最好是玻璃珠、壓克力珠以及中空苯乙烯粒子等，中空苯乙烯粒子更好。
上述光擴散粒子12的粒徑，只要可以發揮光擴散效果，不特別限定，根據上述光擴散粒子12的種類等也不同，例如，體積平均粒子徑，最好是0.1～5μm，0.5～1μm更好。上述光擴散粒子12過小也好，過大也好，具有不能實行適當色轉換的傾向。考慮由於上述光擴散粒子12過小的情況下，透過上述光學片內包括的上述色轉換層11之光，即使擊中上述色轉換層11表面上黏貼的光擴散粒子12，也難以反射。又，考慮由於上述光擴散粒子12過大的情況下，因為上述光擴散粒子12之間的距離有遠離的傾向，透過上述光學片內包括的上述色轉換層11之光變得難以擊中。於是，上述光擴散粒子12，由於粒徑在上述範圍內，可以更適當實行得到的光學片的色轉換。又，上述光擴散粒子12的體積平均粒子徑，可以以一般的粒度計等測量。
上述光擴散粒子12，最好黏貼至上述色轉換層11表面全體。作為上述光擴散粒子12的覆蓋率，根據上述光擴散粒子12的粒徑等不同，例如，上述光擴散粒子12對於上述色轉換層11面積的存在面積比，最好是100%以上。即，上述光擴散粒子12，在上述色轉換層11的面方向中，最好有上述光擴散粒子12之間重複的部分。
上述光擴散粒子12，只要黏貼至上述色轉換層11的表面上即可。上述光擴散粒子12，例如，如第1～4圖所示，經由樹脂(黏合劑)14黏貼至上述色轉換層11也可以。作為上述黏合劑14，可列舉例如具有透光性的樹脂(透光性樹脂)等。作為上述黏合劑14的上述透光性樹脂，可列舉例如壓克力樹脂、聚苯乙烯、聚碳酸酯、甲基丙烯酸甲酯－苯乙烯共聚物、聚對苯二甲酸乙二酯、聚2,6萘二甲酸乙二酯、乙酸纖維素以及聚醯亞胺等。又，作為上述黏合劑14(上述透光性樹脂)，最好使用紫外線(UV)硬化型樹脂以及熱硬化型樹脂。作為上述UV硬化型樹脂，可列舉例如UV硬化型壓克力樹脂等。作為上述熱硬化型樹脂，可列舉例如熱硬化型壓克力樹脂等。又，上述黏合劑14，單獨使用這些也可以，組合2種以上使用也可以。
以上述黏合劑14黏貼上述光擴散粒子12時，上述光擴散粒子12對上述黏合劑14的比例(光擴散粒子/黏合劑)，最好是10～300質量%，60～100質量%更好。上述比例過低時，有上述光擴散粒子12少的傾向，有利用上述光擴散粒子12達到的效果不足的傾向。因此，光學片的色轉換效率提高得不夠，有不能得到可以適當色轉換的光學片之傾向。又，上述比例過高時，有上述黏合劑14少的傾向，有未適當黏貼上述光擴散粒子12的傾向。因此，藉由以上述比例為上述範圍內的量之上述黏合劑14黏貼上述光擴散粒子12，容易得到可以適當色轉換的光學片。
上述色轉換層11，如第1～4圖所示，含有上述螢光劑13，只要是可以透過光的層，不特別限定。作為上述色轉換層11，可列舉例如包含上述螢光劑13且作為上述色轉換層11用的黏合劑更包含有透光性的樹脂(透光性樹脂)的層以及上述螢光劑13與上述透光性樹脂構成的層等。
上述螢光劑13，不特別限定，可列舉吸收光且可以將吸收的光長波長化再射出的螢光劑等。作為上述螢光劑13，可列舉例如以藍光激發發出黃光的黃色螢光劑(吸收藍光並可放射由上述藍光轉換成黃色側的光之黃色螢光劑)、以藍光激發發出綠光的綠色螢光劑(吸收藍光並可放射由上述藍光轉換成綠色側的光之綠色螢光劑)以及以藍光激發發出紅光的紅色螢光劑等(吸收藍光並可放射由上述藍光轉換成紅色側的光之紅色螢光劑)。作為上述黃色螢光劑，可列舉例如YAG以及LSN等。作為上述綠色螢光劑，可列舉例如β－SiAlON以及LuAG等。作為上述紅色螢光劑，可列舉例如KSF以及CASN等。上述螢光劑13，單獨使用這些也可以，組合2種以上使用也可以。
作為上述螢光劑13，如第1～4圖所示，最好包含上述綠色螢光劑15與上述紅色螢光劑16，上述螢光劑13由上述綠色螢光劑15與上述紅色螢光劑16構成也可以。包含這樣的上述綠色螢光劑15與上述紅色螢光劑16時，例如，透過上述光學片的光是藍光時，由於透過其光學片的藍光被上述光學片的色轉換層11內包含的綠色螢光劑15吸收，可以從上述綠色螢光劑15放射由上述藍光轉換成綠色側的光。又，由於透過其光學片的藍光被上述光學片的色轉換層11內包含的紅色螢光劑16吸收，可以從上述紅色螢光劑16放射由上述藍光轉換成紅色側的光。這些轉換光的混色光，將會轉換成黃色側。於是，透過上述光學片的光，由於轉換成黃色側的混色光，將會轉換成白光側。因此，上述光學片可以適當轉換顏色。上述綠色螢光劑15與上述紅色螢光劑16的含有比，根據上述螢光劑13(上述綠色螢光劑15與上述紅色螢光劑16)的種類等不同，以質量比，最好是6:3～6:18，6:6～6:12更好，6:9特別好。只要上述綠色螢光劑15與上述紅色螢光劑16的含有比在上述範圍內，利用能夠擊中上述螢光劑13的混色光，就可以適當轉換透過上述光學片的光成白光側。因此，得到可以更適當色轉換的光學片。
上述螢光劑13的含有量，根據上述色轉換層11的厚度、上述螢光劑13的種類等不同，例如，對於上述色轉換層11全量，最好是7.5～15質量%。上述螢光劑13過少時，有難以實現適當色轉換的傾向。即，上述光學片中，由於黏貼上述光擴散粒子12至上述色轉換層11的表面上，可以說可以提高色轉換效率，上述螢光劑13過少時，有難以實現適當色轉換的傾向。又，上述螢光劑13即使過多，也有上述螢光劑13的色轉換效果飽和的傾向。又，上述螢光劑13即使過多也可以實現適當的色轉換，但將會不能滿足減少螢光劑含有量的要求。因此，本實施形態的光學片中，由於黏貼上述光擴散粒子12至上述色轉換層11的表面上，即使上述螢光劑13的含有量在上述範圍內，也得到可以適當色轉換的光學片。
上述螢光劑13的粒徑，藉由光學片內含有上述螢光劑13只要可以實現色轉換，不特別限定。作為上述螢光劑13的粒徑，例如，體積平均粒子徑，最好是5～100μm，10～40μm更好。上述螢光劑13過小也好，過大也好，有不能適當實行色轉換的傾向。認為由於上述螢光劑13過小時，變得難以擊中透過光學片的光。又，認為由於上述螢光劑13過大時，上述螢光劑13之間的距離有遠離的傾向，因此，將會難以擊中透過光學片的光。因此，由於上述螢光劑13的粒徑在上述範圍內，可以更適當實行得到的光學片的色轉換。又，上述螢光劑13的體積平均粒子徑可以以一般的粒度計等測量。
作為上述色轉換層11用的黏合劑，可列舉例如有透光性的樹脂(透光性樹脂)等。作為上述透光性樹脂，可列舉例如壓克力樹脂、聚苯乙烯、聚碳酸酯、甲基丙烯酸甲酯－苯乙烯共聚物、聚對苯二甲酸乙二酯、聚2,6萘二甲酸乙二酯、乙酸纖維素以及聚醯亞胺等。又，作為上述色轉換層11用的黏合劑(上述透光性樹脂)，最好使用紫外線(UV)硬化型樹脂。作為上述色轉換層11用的黏合劑，單獨使用這些也可以，組合2種以上使用也可以。作為上述色轉換層11用的黏合劑，使用UV硬化型樹脂時，硬化前的UV硬化型樹脂內，添加上述螢光劑13以及根據需要添加上述光擴散劑17，將添加這些的硬化前UV硬化型樹脂塗佈至基材、光擴散層等，藉由照射UV，得到色轉換層11的方面是理想的。作為上述UV硬化型樹脂，可列舉例如UV硬化型壓克力樹脂等。
上述色轉換層11，如上述，含有上述螢光劑13，只要是可以透過光的層即可，如第3及4圖所示，不只含有上述螢光劑13，也可以含有光擴散劑17。又，上述色轉換層11，只要包含上述螢光劑13即可，不包含上述光擴散劑17也可以，但最好包含光擴散劑17。也含有這樣的光擴散劑17時，作為上述色轉換層11，可列舉例如包含上述螢光劑13、上述光擴散劑17及上述色轉換層11用的黏合劑(上述透光性樹脂)的層、以及由上述螢光劑13、上述光擴散劑17及上述色轉換層11用的黏合劑(上述透光性樹脂)構成的層等。上述色轉換層11，由於包含不只是上述螢光劑13還有上述光擴散劑17，即使上述螢光劑13的含有量較少也可以適當色轉換。即，上述色轉換層11內也含有上述光擴散劑17的上述光學片30,40中，由於上述色轉換層11內含有上述光擴散劑17，可以減少用以實現與色轉換層內不包含光擴散劑時相同程度的色轉換之上述螢光劑13含有量。考慮這是根據以下所述。透過上述光學片30,40的光，由於擊中上述光學片30,40的上述色轉換層11內含有的上述光擴散劑17等，其光程變長。在此情況下，透過的光擊中上述螢光劑13的機會增加。認為藉此可以適當實行上述螢光劑13的色轉換。因此，認為即使上述螢光劑13較少量，也可以實現適當的色轉換。
上述光擴散劑17，只要是光學片內含有發揮光擴散效果的光擴散劑，不特別限定。作為上述光擴散劑17，可列舉例如作為一般的光擴散片內含有的光擴散劑含有的無機粒子及有機粒子等。作為上述無機粒子，可列舉例如二氧化矽粒子、氧化鈦粒子、氫氧化鋁粒子以及硫酸鋇粒子等。作為上述有機粒子，可列舉壓克力粒子、丙烯腈粒子、聚矽氧珠、聚苯乙烯粒子以及聚醯胺粒子等。上述光擴散劑17，單獨使用這些也可以，組合2種以上使用也可以。上述光擴散劑17，即使在這些之中，也最好是丙烯腈粒子以及氧化鈦粒子。又，上述色轉換層11內，如上述，含有上述光擴散劑17也可以，又，未含有上述光擴散劑17也可以。含有上述光擴散劑17時上述光擴散劑17的含有量，根據上述光擴散劑17的種類不同，例如，對於上述色轉換層11全量，最好是0.1～30質量%，0.5～30質量%更好。
上述色轉換層11的厚度，根據上述螢光劑13的濃度等不同，不特別限定。作為上述色轉換層11的厚度下限值，例如，最好是10μm以上，50μm以上更好。又，作為上述色轉換層11的厚度上限值，例如，最好是1000μm以下，500μm以下更好，300μm以下又更好，200μm以下特別好。上述色轉換層11過薄時，有不能充分發揮上述色轉換層11達到的色轉換效果之傾向。又，上述色轉換層11過薄也好，過厚也好，恐怕因此不良。例如，得到的光學片的加工性恐怕下降。又，上述色轉換層11過厚時，得到的光學片變厚，變得難以有助於背光模組單元、最終製品的液晶顯示裝置的小型化。
上述光學片，根據上述構成，即使螢光劑的含有量較低，也可以適當色轉換。又，上述光學片，如上述，在顯示畫面的背面側分散設置複數光源的液晶顯示裝置中可以用作位於上述複數光源與稜鏡片之間的光學片。
上述光學片的製造方法，只要可以製造上述構成的光學片，不特別限定。作為上述光學片的製造方法，可列舉例如，包含上述螢光劑13的色轉換層11表面上，將添加上述光擴散粒子12的液狀黏合劑14，塗佈至上述色轉換層11上後，藉由固化上述黏合劑14，製造上述色轉換層11上黏合上述光擴散粒子12的光學片之方法等。作為上述黏合劑14，使用UV硬化型樹脂時，作為上述固化方法，照射UV，使上述黏合劑硬化的方法等。
上述液晶顯示裝置內包括的背光模組單元，只要包括上述光學片，不特別限定。即，本實施形態的背光模組單元，係包括複數光源、稜鏡片、以及位於上述複數光源與上述稜鏡片之間的光學片，且上述光學片係以上所述的光學片的背光模組單元。包括這樣的上述光學片的背光模組單元，可以照射適當色轉換的光。上述背光模組單元50，具體地，如第5圖所示，包括反射片21、複數光源22、上述光學片10、第1稜鏡片24、第2稜鏡片25以及偏光片26。上述複數光源22，在上述反射片21上2次元狀配置。上述光學片10，係根據本實施形態的光學片，位於上述光源22與上述第1稜鏡片24之間。上述第1稜鏡片24與上述第2稜鏡片25，位於上述光學片10與偏光片26之間，配置在上述光學片10側的是上述第1稜鏡片24，配置在上述偏光片26側的是上述第2稜鏡片25。又，在此，說明關於使用第1圖所示的光學片10的情況，但代替上述光學片10，使用第2圖所示的光學片20也可以，使用第3圖所示的光學片30也可以，使用第4圖的光學片40也可以。
上述反射片21，不特別限定，可列舉例如一般的背光模組單元內包括的反射片等。作為上述反射片21，可列舉例如白色的聚對苯二甲酸乙二酯樹脂製膜以及銀氣相沉積膜等。
上述光源22，不特別限定，可列舉例如一般的背光模組單元內包括的光源等。作為上述光源22，可以使用所謂的小型光源，可列舉例如發光二極體(LED)元件以及雷射元件等。上述光源22，即使在這些之中，根據成本及生產性等的觀點，也最好使用LED元件。又，作為上述光源22，最好是照射藍光的藍色LED元件。上述光學片，可以適當色轉換上述光源照射的藍光成白光等。根據此，上述背光模組單元50，從上述光源照射藍光，可以照射適當色轉換其照射的藍光之白光。又，上述光源22，平面視時具有長方形也可以，在那情況下，一邊長度最好是10μm～20mm，10μm～10mm更好，50μm～5mm又更好。作為上述光源22，使用LED元件時，在上述反射片21上具有一定的間隔配置LED晶片也可以。又，為了調節成為上述光源22的LED元件的出光角度特性，LED中安裝透鏡也可以。
上述第1稜鏡片24以及上述第2稜鏡片25，不特別限定，可列舉例如一般的背光模組單元中包括的稜鏡片等。作為上述第1稜鏡片24以及上述第2稜鏡片25，可列舉例如形成剖面為二等邊三角形的複數溝條互為相鄰，相鄰的一對溝條構成的稜鏡頂角形成90°左右的膜等。作為上述第1稜鏡片24以及上述第2稜鏡片25，更具體地，可列舉聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜中，使用UV硬化型壓克力樹脂形成稜鏡形狀的稜鏡片等。上述第1稜鏡片24以及上述第2稜鏡片25，配置為上述第1稜鏡片24中形成的各溝條與上述第2稜鏡片25中形成的各溝條互相直交。上述第1稜鏡片24以及上述第2稜鏡片25，一體形成也可以。
上述偏光片26，不特別限定，可列舉例如一般的背光模組單元中包括的偏光片等。作為上述偏光片26，可以使用市售品，可列舉例如3M公司製的DBEF系列等。
上述液晶顯示裝置，只要包括上述背光模組單元，不特別限定。即，本實施形態的液晶顯示裝置，係包括上述背光模組單元以及設置在上述背光模組單元的上述稜鏡片側的液晶面板之液晶顯示裝置。這樣的液晶顯示裝置，因為從包括上述光學片的背光模組單元照射適當色轉換的光，可以在上述液晶面板適當顯示影像。上述液晶顯示裝置60，如第6圖所示，包括背光模組單元50、液晶面板35、第1偏光板36以及第2偏光板37。上述液晶面板35，位於第1偏光板36與第2偏光板37之間，配置在上述背光模組單元50側的是上述第1偏光板36。
上述液晶面板35，互相對向設置的薄膜電晶體(TFT)基板31及濾色器(CF)基板32、以及設置在上述TFT基板31以及上述CF基板32之間的液晶層33。又，上述液晶面板35中，為了在上述TFT基板31與上述CF基板32之間封入上述液晶層33，更包括設置為框狀的密封材(省略圖示)。
上述TFT基板31，不特別限定，可列舉例如包括在一般液晶顯示裝置內的TFT基板等。作為上述TFT基板31，可列舉例如包括玻璃基板、上述玻璃基板上設置為矩陣狀的複數TFT、覆蓋各個上述TFT設置的層晶絕緣膜、矩陣狀設置在上述層間絕緣膜上且分別連接至複數TFT的複數畫素電極以及為了覆蓋各個上述畫素電極設置的定向膜之基板等。
上述CF基板32，不特別限定，可列舉例如一般液晶顯示裝置內包括的CF基板等。作為上述CF基板32，可列舉例如，包括玻璃基板、上述玻璃基板上設置為格子狀的黑矩陣、包含上述黑矩陣的各格子間分別設置的紅色層、綠色層以及藍色層的濾色器、覆蓋上述黑矩陣及上述濾色器設置的共同電極、以及為了覆蓋上述共同電極設置的定向膜之基板等。
上述液晶層33，不特別限定，可列舉例如一般液晶顯示裝置內包括的液晶層等。作為上述液晶層33，可列舉例如包含具有光電特性的液晶分子之向列型液晶材料等構成的液晶層等。
上述第1偏光板36以及上述第2偏光板37，不特別限定，可列舉例如一般液晶顯示裝置內包括的偏光板等。作為上述第1偏光板36以及上述第2偏光板37，可列舉例如，包括具有一方向的偏光軸之偏光子層、夾住其偏光子層設置的一對保護層之偏光板等。
從正面(第5圖中的上方)看上述液晶顯示裝置60的顯示畫面60a的形狀，不特別限定。作為此形狀，大多是長方形或正方形，但不限於此，長方形角變圓的形狀、橢圓形、圓形、梯形或自動車的儀表板(instrument panel)等的任意形狀也可以。
液晶顯示裝置60，對應各個上述畫素電極的各次畫素中，對上述液晶層33施加既定大小的電壓改變上述液晶層33的定向狀態的同時，把從上述背光模組單元50經由第1偏光板36入射的光，調整其透過率，藉由經由上述第2偏光板37射出，顯示影像。
上述液晶顯示裝置60，用作各種資訊機器(例如，導航系統等的車用裝置、個人電腦、行動電話、行動資訊終端、攜帶型遊戲機、影印機、售票機以及現金自動取款機等)內併入的顯示裝置。
本說明書，如上述，揭示各種形態的技術，以下歸納其中主要的技術。
本發明的一形態，係特徵在於包括含有螢光劑的色轉換層、黏貼至上述色轉換層的至少一方表面上的複數光擴散粒子之光學片。
根據這樣的構成，可以提供可以適當色轉換的光學片。即，上述光學片中，為了實現表面上不黏貼光擴散粒子時相同程度的色轉換，可以降低上述螢光劑的含有量。因此，上述光學片，即使螢光劑的含有量較低，也是越可以適當色轉換，越可以實現適當色轉換。
又，上述光學片中，上述光擴散粒子，最好是玻璃珠以及樹脂珠中至少一方。又，上述樹脂珠是包含苯乙烯系樹脂的中空粒子更好。
根據這樣的構成，可以提供可以更適當色轉換的光學片。
又，上述光學片中，上述光擴散粒子的體積平均粒子徑最好是0.1～5μm。
根據這樣的構成，可以提供可以更適當色轉換的光學片。
又，上述光學片中，上述光擴散粒子經由樹脂黏貼至上述色轉換層，上述光擴散粒子對上述樹脂的比例，最好是10～300質量%。
根據這樣的構成，可以提供可以更適當色轉換的光學片。
又，上述光學片中，上述複數光擴散粒子最好黏貼至上述色轉換層的兩面上。
根據這樣的構成，可以提供可以更適當色轉換的光學片。
又，上述光學片中，上述螢光劑最好包含綠色螢光劑與紅色螢光劑。
根據這樣的構成，得到可以更適當色轉換的光學片。具體地，透過上述光學片的光是藍光時，由於透過其光學片的藍光被吸收至上述光學片的色轉換層包含的綠色螢光劑內，可以從上述綠色螢光劑放射由上述藍光轉換至綠色側的光。又，由於透過上述光學片的藍光被吸收至上述光學片的色轉換層包含的紅色螢光劑內，可以從上述紅色螢光劑放射由上述藍光轉換至紅色側的光。這些轉換的光的混色光，將會轉換成黃色側。因此，透過上述光學片的藍光，由於轉換成此黃色側的混色光，將會轉換成白色側。因此，上述光學片，可以適當色轉換。
又，上述光學片中，上述色轉換層，最好更包含光擴散劑。
根據這樣的構成，即使螢光劑的含有量較少，也得到可以適當色轉換的光學片。即，為了實現與不含光擴散劑時相同程度的色轉換，可以減少螢光劑的含有量。
又，上述光學片中，上述光擴散劑最好包含聚矽氧珠及氧化鈦粒子中至少一方。
根據這樣的構成，為了實現與不含光擴散劑時相同程度的色轉換，可以更減少螢光劑的含有量。因此，得到色轉換性更優異的光學片。
又，上述光學片中，上述光學片最好是顯示畫面的背面側複數光源分散設置的液晶顯示裝置中位於上述複數光源與稜鏡片之間的光學片。
根據這樣的構成，在上述液晶顯示裝置中，藉由應用上述光學片，得到適當影像顯示的液晶顯示裝置。
又，本發明的另一形態，係背光模組單元，其特徵在於包括複數光源、稜鏡片以及位於上述複數光源與上述稜鏡片之間的光學片，且上述光學片係以上所述的光學片。
根據這樣的構成，可以提供可以照射適當色轉換的光之背光模組單元。
又，上述背光模組單元中，上述光源最好是照射藍光的發光二極體元件。
根據這樣的構成，可以提供從上述光源照射藍光且可以照射適當色轉換其照射的藍光之白光的背光模組單元。
又，本發明的另一形態，係液晶顯示裝置，其特徵在於包括上述背光模組單元以及設置在上述背光模組單元的上述稜鏡片側的液晶面板。
根據這樣的構成，得到液晶顯示裝置，因為從上述背光模組單元照射適當色轉換的光，可以在上述液晶面板上實行適當影像顯示。
根據本發明，可以提供可以適當色轉換的光學片、包括上述光學片的背光模組單元、以及包括上述背光模組單元的液晶顯示裝置。
以下，根據實施例更具體說明本發明，但本發明的範圍不限定於此。 [實施例]
[色轉換層的製造] 硬化前的(液狀)UV硬化型樹脂(UV硬化型壓克力樹脂)內分別添加使綠色螢光劑(β－SiAlON，體積平均粒子徑16μm)為6質量%，紅色螢光劑(KSF，體積平均粒子徑30μm)為9質量%。又，螢光劑的含量，將上述綠色螢光劑與紅色螢光劑相加是15質量%。基板上塗佈這樣得到的液體(色轉換層形成用塗佈液)。那時，塗佈上述色轉換層形成用塗佈液，使最終得到的色轉換層厚度為約130μm。之後，對此塗佈的色轉換層形成用塗佈液照射UV，藉由硬化上述UV硬化型樹脂，在上述基板上形成色轉換層，並從上述基板剝離，得到色轉換層。
[研討例] 首先，作為光擴散粒子，使用以下的粒子。
玻璃珠1：玻璃珠(Unitika股份有限公司製的USB－0005E，體積平均粒子徑3.76μm) 玻璃珠2：玻璃珠(Unitika股份有限公司製的USB－0005MF，體積平均粒子徑3.40μm) 壓克力珠：壓克力珠(大日精化工業股份有限公司製的RUBCOULEUR2307MEJ，體積平均粒子徑7μm) 中空苯乙烯粒子1：聚苯乙烯構成的中空粒子(積水化成品工業股份有限公司製的xx284、多中空粒子，體積平均粒子徑7.5μm) 中空苯乙烯粒子2：聚苯乙烯構成的中空粒子(積水化成品工業股份有限公司製的xx301、單中空粒子，體積平均粒子徑4.5μm) 中空苯乙烯粒子3：聚苯乙烯構成的中空粒子(積水化成品工業股份有限公司製的xx306、單中空粒子，體積平均粒子徑0.4μm)
(研討例1) 分散表1所示的光擴散粒子(玻璃珠1)至黏合劑(熱硬化性壓克力樹脂，DIC股份有限公司製的A807－BA)。那時，光擴散粒子對黏合劑的比例(光擴散粒子/黏合劑)混合成為60質量%。在PET片上，塗佈得到的分散液，使上述光擴散粒子覆蓋PET片全面。於是，溫度80℃的條件下靜置1分鐘，藉由硬化上述黏合劑，黏貼光擴散粒子至上述PET片上。
作為研討例1，使用重疊黏貼此光擴散粒子的PET片在上述色轉換層上的積層體。
(研討例2～6) 作為研討例2～6，分別變更光擴散粒子(玻璃珠1)為表1所示的光擴散粒子以外，使用與研討例1同樣得到的積層體。
(研討例7) 作為研討例7，除了不使用光擴散粒子以外，使用與研討例1同樣得到的積層體。
[評估] (色度) 從陣列狀排列的藍色LED元件(藍色LED陣列)的上面空出5mm，設置測量對象物(上述積層體)，在上述測量對象物上，藉由裝載溝條互相直交配置的2枚稜鏡片，組裝背光模組單元。此背光模組單元發出的光色度(x, y)，以亮度計(股份有限公司TOPCON製的光譜輻射計SR－3)測量。
此結果，顯示在表1及第7圖。第7圖，係顯示黏貼至光學片的光擴散粒子的種類與色度的關係之圖表。第7圖中，標繪51～57，分別顯示研討例1～7的結果。
[表1]
  光擴散粒子 色度
x y
研討例1 玻璃珠1 0.2421 0.2049
研討例2 玻璃珠2 0.2415 0.2038
研討例3 壓克力珠 0.2418 0.2044
研討例4 中空苯乙烯粒子1 0.2418 0.2043
研討例5 中空苯乙烯粒子2 0.2415 0.2041
研討例6 中空苯乙烯粒子3 0.2430 0.2069
研討例7 － 0.2398 0.2011
根據表1及第7圖，在包含螢光劑的色轉換層上重疊黏貼光擴散粒子的PET片時(研討例1～6)，相較於重疊未黏貼光擴散粒子的PET片(研討例7)的情況，看出可以色轉換藍光更接近白光。根據此，色轉換層上黏貼光擴散粒子時，看出可以適當色轉換。
又，使用中空苯乙烯粒子3(xx306)(研討例6)時，看出上述色轉換更有效。根據此看出，使用的光散射粒子越小，越可以進行適當的色轉換。具體地，藉由使用小的中空粒子(例如，1μm以下)，比使用中空苯乙烯粒子1、中空苯乙烯粒子2(研討例4及研討例5)的情況，可以得到較高的色轉換率。另一方面，因為使用中空苯乙烯粒子1、中空苯乙烯粒子2(研討例4及研討例5)的情況與玻璃珠1、玻璃珠2以及壓克力珠(研討例1～3)相同程度，也認為光擴散粒子的粒徑對色轉換效率的影響大。考慮這是根據以下所述。因為光擴散粒子的粒徑小，考慮每單位質量的表面積變大，藍光的接觸頻率變高。藉此，認為更達到提高上述光擴散粒子對色轉換層內包含的螢光劑的接觸頻率之效果。因此，光擴散粒子的粒徑越小，認為越可以提高光學片的色轉換性。
在此，以下，使用中空苯乙烯粒子3(xx306)，再研討以下。
[實施例1～3] 作為光擴散粒子，分散中空苯乙烯粒子3(xx306)至黏合劑(熱硬化性壓克力樹脂，DIC股份有限公司製的A807－BA)。那時，光擴散粒子對黏合劑的比例(光擴散粒子/黏合劑)混合成為表2所示的比例(光擴散粒子/黏合劑：質量%)。在上述色轉換層的單面(成為出光側的表面)上，塗佈得到的分散液，使上述光擴散粒子覆蓋上述色轉換層全面。於是，溫度80℃的條件下靜置1分鐘，藉由硬化上述黏合劑，得到上述色轉換層的單面上黏貼光擴散粒子的光學片。又，上述粒子對上述色轉換層的覆蓋率是100%。
[實施例4～6] 作為光擴散粒子，分散中空苯乙烯粒子3(xx306)至黏合劑(熱硬化性壓克力樹脂，DIC股份有限公司製的A807－BA)。那時，光擴散粒子對黏合劑的比例(光擴散粒子/黏合劑)混合使上述比例(光擴散粒子/黏合劑)成為100質量%。在上述色轉換層的單面(成為出光側的表面)上，塗佈得到的分散液(第1分散液)，使上述光擴散粒子覆蓋上述色轉換層全面。於是，溫度80℃的條件下靜置1分鐘，使上述黏合劑硬化。
其次，與上述第1分散液不同，混合中空苯乙烯粒子3(xx306)作為光擴散粒子，在上述黏合劑中上述比例(光擴散粒子/黏合劑)成為表2所示的比例(光擴散粒子/黏合劑：質量%)。塗佈得到的分散液(第2分散液)，在上述色轉換層的另一方表面(成為入光側的表面)上，使上述光擴散粒子覆蓋上述色轉換層全面。於是，溫度80℃的條件下靜置1分鐘，藉由硬化上述黏合劑，得到上述色轉換層的兩面上黏貼光擴散粒子的光學片。又，上述粒子對上述色轉換層的覆蓋率是100%。
[比較例] 得到比較例的光學片，除了不使用光擴散粒子以外，與實施例1相同。
[評估] (色度) 在上述色度的測量方法中，設置上述出光側的表面成為稜鏡片側，作為測量對象物，測量此得到的光學片色度。
表2及第8圖中顯示此結果。第8圖，為顯示光學片的構成與色度的關係圖表。第8圖中，標繪61～67，分別顯示實施例1～6及比較例。
[表2]
  光擴散粒子 光擴散粒子/黏合劑 (質量%) 色度
出光側 入光側 x y
實施例1 單面 (出光側) 60 － 0.2638 0.2455
實施例2 80 － 0.2651 0.2478
實施例3 100 － 0.2659 0.2496
實施例4 兩面 100 60 0.2684 0.2551
實施例5 100 80 0.2691 0.2563
實施例6 100 100 0.2701 0.2585
比較例 － 0.2497 0.2182
根據表2及第8圖看出，黏貼光擴散粒子至色轉換層的情況(實施例1～6)，相較於未黏貼光擴散粒子的情況(比較例)，更適當地色轉換了。又，黏貼光擴散粒子至色轉換層的兩面的情況(實施例4～6)，比單面的情況(實施例1～3)，更適當地色轉換了。根據此，看出最好黏合光擴散粒子至色轉換層的兩面。又，根據實施例1～3，光擴散粒子對黏合劑的比例越高，越適合色轉換。這根據實施例4～6的比較也可看出。於是，根據這些看出，可以黏貼光擴散粒子至色轉換層的話，光擴散粒子最好很多。
實施例1～6的各光學片中，使上述顏色轉換層內含有體積平均粒子徑2μm的聚矽氧珠作為光擴散劑時，得到的光色度(x, y)比實施例1～6的各光學片更增高。
實施例1～6的各光學片中，使上述顏色轉換層內含有體積平均粒子徑0.05μm的氧化鈦作為光擴散劑時，得到的光色度(x, y)比實施例1～6的各光學片更增高。
根據這些看出，藉由使上述色轉換層內含有光擴散劑，可以更提高得到的光色度(x, y)，因此，可以更適合色轉換。
又，實施例，相較於比較例，也看出可以削減燭光體。具體地，使用實施例6與比較例的資料，可以如下算出。
(與藍光的色差度：△x, △y) 根據以下式算出得到的光色度(x, y)與藍色LED元件照射的光色度(x_B, y_B)的差(△x, △y)。又，在此，以與藍色LED元件照射的光色度(x_B, y_B)的差(△x, △y)為與藍光的色度差。
△x＝x－x_B △y＝y－y _B 又，藍色LED元件照射的光色度(x_B, y_B)，其x_B是0.1535，y_B是0.0269。
(可削減率) 首先，與藍光的色度差，假設推斷對螢光劑的濃度成正比，由此求出色轉換性。具體地，利用與實施例6的光學片中藍光的色度差(△x_e, △y_e)以及與比較例的光學片中藍光的色度差(△x_c, △y_c)，根據以下式算出。
色轉換性(%)＝0.5×(△x_e/△x_c＋△y_e/△y_c) ×100 其次，藉由把100除以此色轉換性，算出螢光劑的可削減率。
[表3]
  色度 與藍光的色度差 色轉換性(%) 可削減率(%)
x y △x △y
實施例6 0.2701 0.2585 0.1166 0.2316 121.1 17.4
比較例 0.2497 0.2182 0.0962 0.1913 －
根據表3看出，實施例6的光學片中，相較於未黏貼光擴散粒子的比較的光學片，為了得到同程度的色度，可以推斷能消減螢光劑的使用量17.4%。
本申請案，以2020年9月29日申請的日本專利申請特願2020－163602為基礎，其內容包含在本申請案內。
為了表現本發明，上述中通過實施形態適當且充分說明了本發明，但只要是熟悉此技藝者應理解能夠容易進行變更及改良上述實施形態。因此，熟悉此技藝者實施的變更形態或改良形態，只要不脫離請求範圍內記載的請求項的權利範圍的水平，將解釋上述變更形態或上述改良形態為包括在上述請求項的權利範圍內。 [產業利用性]
根據本發明，提供可以適當色轉換的光學片、包括上述光學片的背光模組單元以及包括上述背光模組單元的液晶顯示裝置。
10:光學片 11:色轉換層 12:光擴散粒子 13:螢光劑 14:樹脂(黏合劑) 15:綠色螢光劑 16:紅色螢光劑 17:光擴散劑 20:光學片 21:反射片 22:光源 24:第1稜鏡片 25:第2稜鏡片 26:偏光片 30,40:光學片 31:薄膜電晶體(TFT)基板 32:濾色器(CF)基板 33:液晶層 35:液晶面板 36:第1偏光板 37:第2偏光板 50:背光模組單元 51~57:標繪 60:液晶顯示裝置 60a:顯示畫面 61~67:標繪
第1圖為顯示本發明實施形態的一光學片構成例的概略剖面圖。 第2圖為顯示本發明實施形態的一光學片其它構成例的概略剖面圖。 第3圖為顯示本發明實施形態的一光學片其它構成例的概略剖面圖。 第4圖為顯示本發明實施形態的一光學片其它構成例的概略剖面圖。 第5圖為顯示包括本發明實施形態的光學片的一背光模組單元構成例的概略剖面圖。 第6圖為顯示包括第5圖所示背光模組單元的一液晶顯示裝置構成例的概略剖面圖。 第7圖為顯示黏貼至光學片的光擴散粒子的種類與色度的關係圖表。 第8圖為顯示光學片的構成與色度的關係圖表。
10:光學片
11:色轉換層
12:光擴散粒子
13:螢光劑
14:樹脂(黏合劑)
15:綠色螢光劑
16:紅色螢光劑
17:光擴散劑
20:光學片
21:反射片
22:光源
24:第1稜鏡片
25:第2稜鏡片
26:偏光片
30,40:光學片
31:薄膜電晶體(TFT)基板
32:濾色器(CF)基板
33:液晶層
35:液晶面板
36:第1偏光板
37:第2偏光板
50:背光模組單元
51~57:標繪
60:液晶顯示裝置
60a:顯示畫面
61~67:標繪

Claims (13)

  1. 一種光學片，其特徵在於： 包括： 色轉換層，含有螢光劑；以及 複數光擴散粒子，黏貼至上述色轉換層的至少一方表面上。
  2. 如請求項1所述之光學片，其中， 上述光擴散粒子，係玻璃珠以及樹脂珠中至少一方。
  3. 如請求項2所述之光學片，其中， 上述樹脂珠，係包含苯乙烯系樹脂的中空粒子。
  4. 如請求項1所述之光學片，其中， 上述光擴散粒子的體積平均粒子徑是0.1～5μm。
  5. 如請求項1所述之光學片，其中， 上述光擴散粒子，經由樹脂黏貼至上述色轉換層； 上述光擴散粒子對上述樹脂的比例，係10～300質量%。
  6. 如請求項1所述之光學片，其中， 上述複數光擴散粒子，黏貼至上述色轉換層的兩面上。
  7. 如請求項1所述之光學片，其中， 上述螢光劑，包含綠色螢光劑與紅色螢光劑。
  8. 如請求項1所述之光學片，其中， 上述色轉換層，更包含光擴散劑。
  9. 如請求項8所述之光學片，其中， 上述光擴散劑，包括聚矽氧珠以及氧化鈦粒子中至少一方。
  10. 如請求項1所述之光學片，其中， 上述光學片，在顯示畫面的背面側分散設置複數光源的液晶顯示裝置中，位於上述複數光源與稜鏡片之間。
  11. 一種背光模組單元，其特徵在於，包括： 複數光源； 稜鏡片；以及 光學片，位於上述複數光源與上述稜鏡片之間； 其中，上述光學片，係如請求項1～10中任一項之所述之光學片。
  12. 如請求項11所述之背光模組單元，其中， 上述光源，係照射藍光的發光二極體元件。
  13. 一種液晶顯示裝置，其特徵在於，包括： 如請求項11或12所述之背光模組單元；以及 液晶面板，設置在上述背光模組單元的上述稜鏡片側。
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