WO2022070724A1 - 光学シート、バックライトユニット、及び液晶表示装置 - Google Patents

光学シート、バックライトユニット、及び液晶表示装置 Download PDF

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WO2022070724A1
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color conversion
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light diffusing
conversion layer
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有希 松野
大平 鈴木
承亨 蔡
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恵和株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an optical sheet, a backlight unit, and a liquid crystal display device.
  • a liquid crystal display device (liquid crystal display) is widely used as a display device in various information devices such as smartphones and tablets.
  • Examples of the backlight used in the liquid crystal display include a direct type method in which a plurality of light sources are arranged on the back side of the liquid crystal panel.
  • a light emitting diode (LED) element is often used as the light source, and for example, a so-called blue LED element that emits blue light is used.
  • LED element a light emitting device or the like is used in which the light emitted from the light source is color-converted so as to approach white light and emitted.
  • Examples of the light emitting device for such color conversion include the backlight unit described in Patent Document 1.
  • a surface light emitting portion that emits blue light on a surface and the blue light emitted from the surface emitting portion are incident on the surface to emit light having a wavelength longer than that of the blue light.
  • a sheet-type wavelength conversion member provided with a wavelength conversion layer that transmits a part of the blue light, a group of retroreflective members arranged to face the surface-emitting unit with the sheet-type wavelength conversion member interposed therebetween, and the surface-emitting member.
  • Described is a backlight unit having a sheet-type wavelength conversion member and a reflecting plate oriented and arranged with a portion interposed therebetween, and having a reflectance of blue light of more than 70% in the retroreflecting member group.
  • Patent Document 1 it is disclosed that the thin film of the unit and the output of white light having a good color can be realized. Further, Patent Document 1 discloses that the output of white light and the like can be realized by increasing the excitation light reflectance by the retroreflective member group, and such a retroreflective member group includes. It is exemplified that it includes a prism sheet, a reflective polarizing plate, and a selective reflection layer that selectively reflects blue light.
  • An object of the present invention is to provide an optical sheet capable of suitable color conversion, a backlight unit including the optical sheet, and a liquid crystal display device including the backlight unit.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of an optical sheet according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another example of the configuration of the optical sheet according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing another example of the configuration of the optical sheet according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing another example of the configuration of the optical sheet according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of a backlight unit including an optical sheet according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of a liquid crystal display device including the backlight unit shown in FIG.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between the types of light diffusing particles fixed to the optical sheet and the chromaticity.
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship between the configuration of the optical sheet and the chromaticity.
  • an optical sheet capable of converting the color of the transmitted light by transmitting the light emitted from the LED element which is the light source between the light source and the prism sheet is provided.
  • a color-convertable optical sheet it is conceivable to contain a fluorescent agent.
  • a fluorescent agent for example, by using an optical sheet containing ⁇ -SiAlON as a green fluorescent agent and KSF as a red fluorescent agent, it is possible to exhibit color reproducibility exceeding 90% according to the DCI-P3 standard. It is possible.
  • the backlight unit is required to be thinner. Therefore, as the optical sheet capable of color conversion, an optical sheet having excellent color conversion property is required. By providing an optical sheet with excellent color conversion properties, the prism sheet and the like can be made thinner, and the backlight unit can be made thinner. From these facts, there is a demand for an optical sheet having excellent color conversion properties so that suitable color conversion can be performed without increasing the content of the fluorescent agent.
  • the present inventor has the following object of the present invention, such as providing an optical sheet capable of suitable color conversion, a backlight unit including the optical sheet, and a liquid crystal display device including the backlight unit. Found to be achieved by.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example (optical sheet 10) of the configuration of the optical sheet according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another example (optical sheet 20) of the configuration of the optical sheet according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing another example (optical sheet 30) of the configuration of the optical sheet according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing another example (optical sheet 40) of the configuration of the optical sheet according to the present embodiment.
  • the optical sheets 10, 20, 30, 40 are also simply referred to as the optical sheets
  • a plurality of light sources are dispersed on the back side of the display screen. It can be used as an optical sheet located between the plurality of light sources and a prism sheet in the provided liquid crystal display device. More specifically, as the optical sheet, for example, as shown in FIGS. 5 and 6, in the backlight unit 50 provided in the liquid crystal display device 60, the optical sheet is dispersedly provided on the back surface side of the liquid crystal display device 60. It is an optical sheet located between the plurality of light sources 22 and the prism sheets 24 and 25.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of the backlight unit 50 including the optical sheet 10, which is an example of the optical sheet according to the present embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of the liquid crystal display device 60 including the backlight unit 50 shown in FIG.
  • the optical sheet can suitably color-convert the transmitted light by fixing a plurality of light-diffusing particles 12 on the surface of the color-converting layer 11 containing the fluorescent agent 13. That is, in the optical sheet, the content of the fluorescent agent 13 can be reduced in order to realize the same degree of color conversion as in the case where the light diffusing particles are not fixed on the surface.
  • the color conversion specifically includes a color conversion that brings the blue light closer to the white light by transmitting the blue light through the optical sheet.
  • the light diffusing particles 12 are not particularly limited as long as they are particles that have the effect of diffusing the light transmitted through the color conversion layer 11.
  • Examples of the light diffusing particles 12 include a light diffusing agent, that is, a light diffusing agent contained in an optical sheet and exerting a light diffusing effect.
  • the light diffusing particles 12 may be inorganic particles or organic particles.
  • Examples of the inorganic particles include silica particles, titanium oxide particles, aluminum hydroxide particles, barium sulfate particles, glass beads and the like.
  • the organic particles may be resin beads such as acrylic beads and polystyrene beads, and the resin beads may be, for example, acrylic particles, acrylic nitrile particles, silicone beads, polystyrene particles, melamine particles, and polyamide particles.
  • the organic particles may be hollow particles.
  • the hollow particles include hollow particles containing a styrene resin (hollow styrene particles) and the like.
  • the light diffusing particles 12 may be used alone or in combination of two or more. Among these, as the light diffusing particles 12, glass beads, acrylic beads, hollow styrene particles and the like are preferable, and hollow styrene particles are more preferable.
  • the particle size of the light diffusing particles 12 is not particularly limited as long as it can exert a light diffusing effect, and varies depending on the type of the light diffusing particles 12, etc., but for example, the volume average particle size is 0.1 to 1. It is preferably 5 ⁇ m, more preferably 0.5 to 1 ⁇ m. If the light diffusing particles 12 are too small or too large, there is a tendency that color conversion cannot be performed satisfactorily. This means that when the light diffusing particles 12 are too small, the light transmitted through the color conversion layer 11 provided in the optical sheet hits the light diffusing particles 12 fixed on the surface of the color conversion layer 11. However, it is considered that it is difficult to be reflected.
  • the distance between the light diffusing particles 12 tends to be large, so that the light transmitted through the color conversion layer 11 provided in the optical sheet is difficult to hit. it is conceivable that. Therefore, when the particle size of the light diffusing particles 12 is within the above range, the color conversion of the obtained optical sheet can be more preferably performed.
  • the volume average particle diameter of the light diffusing particles 12 can be measured with a general particle size meter or the like.
  • the light diffusing particles 12 are fixed over the entire surface of the color conversion layer 11.
  • the coverage of the light diffusing particles 12 varies depending on the particle size of the light diffusing particles 12 and the like, but for example, the ratio of the area where the light diffusing particles 12 are present to the area of the color conversion layer 11 is 100. % Or more is preferable. That is, it is preferable that the light diffusing particles 12 have a portion where the light diffusing particles 12 overlap each other in the plane direction of the color conversion layer 11.
  • the light diffusing particles 12 may be fixed on the surface of the color conversion layer 11.
  • the light diffusing particles 12 may be adhered to the color conversion layer 11 via a resin (binder) 14.
  • the binder 14 include a translucent resin (translucent resin) and the like.
  • the translucent resin which is the binder 14 include acrylic resin, polystyrene, polycarbonate, methyl methacrylate-styrene copolymer, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthate, cellulose acetate, and polyimide.
  • the binder 14 (the translucent resin) it is preferable to use an ultraviolet (UV) curable resin and a thermosetting resin.
  • UV curable resin include a UV curable acrylic resin and the like.
  • the thermosetting resin include thermosetting acrylic resins.
  • the binder 14 may be used alone or in combination of two or more.
  • the ratio of the light diffusing particles 12 to the binder 14 is preferably 10 to 300% by mass, preferably 60 to 100% by mass. Is more preferable. If the ratio is too low, the amount of the light diffusing particles 12 tends to be small, and the effect produced by the light diffusing particles 12 tends to be insufficient. Therefore, the color conversion efficiency of the optical sheet is not sufficiently high, and there is a tendency that an optical sheet capable of suitable color conversion cannot be obtained. Further, when the ratio is too high, the binder 14 tends to be small, and the light diffusing particles 12 tend not to be suitably fixed. Therefore, by fixing the light diffusing particles 12 with the binder 14 in an amount such that the ratio is within the above range, it becomes easy to obtain an optical sheet capable of suitable color conversion.
  • the color conversion layer 11 is not particularly limited as long as it is a layer containing the fluorescent agent 13 and capable of transmitting light.
  • the color conversion layer 11 includes, for example, a layer containing the fluorescent agent 13 and further containing a translucent resin (translucent resin) as a binder for the color conversion layer 11, and the fluorescent agent 13. Examples thereof include a layer made of the translucent resin.
  • the fluorescent agent 13 is not particularly limited, and examples thereof include a fluorescent agent capable of absorbing light and extending the wavelength of the absorbed light to emit the light.
  • Examples of the fluorescent agent 13 include a yellow fluorescent agent that is excited by blue light and emits yellow light (a yellow fluorescent agent that can absorb blue light and convert it to a yellow side from the blue light) and blue light.
  • a green fluorescent agent that is excited by and emits green light (a green fluorescent agent that can emit light that absorbs blue light and converts it to the green side from the blue light), and red that is excited by blue light and emits red light.
  • Examples thereof include a fluorescent agent (a red fluorescent agent capable of absorbing blue light and radiating light converted to a red side from the blue light).
  • Examples of the yellow fluorescent agent include YAG and LSN.
  • Examples of the green fluorescent agent include ⁇ -SiAlON and LuAG.
  • Examples of the red fluorescent agent include KSF and CASN.
  • the fluorescent agent 13 may be used alone or in combination of two or more.
  • the mixed color light of these converted lights will be converted to the yellow side. Then, the light transmitted through the optical sheet is converted to the white light side by the mixed color light converted to the yellow side. Therefore, the optical sheet can perform suitable color conversion.
  • the content ratio of the green fluorescent agent 15 to the red fluorescent agent 16 varies depending on the type of the fluorescent agent 13 (the green fluorescent agent 15 and the red fluorescent agent 16) and the like, but the mass ratio is 6: 3 to. It is preferably 6:18, more preferably 6: 6 to 6:12, and particularly preferably 6: 9.
  • the content ratio of the green fluorescent agent 15 and the red fluorescent agent 16 is within the above range, the light transmitted through the optical sheet is suitably converted to the white light side by the mixed color light obtained by the fluorescent agent 13. can do. Therefore, an optical sheet capable of more preferably color conversion can be obtained.
  • the content of the fluorescent agent 13 varies depending on the thickness of the color conversion layer 11 and the type of the fluorescent agent 13, but is, for example, 7.5 to 15% by mass with respect to the total amount of the color conversion layer 11. Is preferable. If the amount of the fluorescent agent 13 is too small, it tends to be difficult to realize a suitable color conversion. That is, in the optical sheet, although the color conversion efficiency can be improved by fixing the light diffusing particles 12 on the surface of the color conversion layer 11, it is preferable that the amount of the fluorescent agent 13 is too small. It tends to be difficult to realize color conversion. Further, even if the amount of the fluorescent agent 13 is too large, the color conversion effect of the fluorescent agent 13 tends to be saturated.
  • the optical sheet according to the present embodiment by fixing the light diffusing particles 12 on the surface of the color conversion layer 11, even if the content of the fluorescent agent 13 is within the above range, a suitable color is used. An optical sheet that can be converted is obtained.
  • the particle size of the fluorescent agent 13 is not particularly limited as long as the color conversion can be realized by containing the fluorescent agent 13 in the optical sheet.
  • the particle size of the fluorescent agent 13 is, for example, preferably 5 to 100 ⁇ m in volume average particle size, and more preferably 10 to 40 ⁇ m. If the fluorescent agent 13 is too small or too large, there is a tendency that color conversion cannot be performed satisfactorily. It is considered that this is because when the fluorescent agent 13 is too small, it becomes difficult to hit the light transmitted through the optical sheet. Further, it is considered that when the fluorescent agent 13 is too large, the fluorescent agents 13 tend to be separated from each other, which makes it difficult to hit the light transmitted through the optical sheet. Therefore, the fluorescent agent 13 can more preferably perform color conversion of the obtained optical sheet when the particle size is within the above range.
  • the volume average particle size of the fluorescent agent 13 can be measured with a general particle size meter or the like.
  • the fluorescent agent 13 and, if necessary, the light diffusing agent 17 are added to the UV curable resin before curing, and these are added. It is preferable that the UV curable resin before curing is applied to a substrate, a light diffusing layer, or the like and irradiated with UV to obtain a color conversion layer 11.
  • the UV curable resin include a UV curable acrylic resin and the like.
  • the color conversion layer 11 may be a layer that contains the fluorescent agent 13 and is capable of transmitting light, and contains the fluorescent agent 13 as shown in FIGS. 3 and 4. Not only that, the light diffusing agent 17 may also be contained. Further, the color conversion layer 11 may contain the fluorescent agent 13 and may not contain the light diffusing agent 17, but preferably contains the light diffusing agent 17. When such a light diffusing agent 17 is also contained, the color conversion layer 11 includes, for example, the fluorescent agent 13, the light diffusing agent 17, and a binder (the translucent resin) for the color conversion layer 11. Examples thereof include a layer including the above, a layer including the fluorescent agent 13, the light diffusing agent 17, and a binder (the translucent resin) for the color conversion layer 11.
  • the color conversion layer 11 contains not only the fluorescent agent 13 but also the light diffusing agent 17, so that suitable color conversion is possible even if the content of the fluorescent agent 13 is relatively small. That is, in the optical sheets 30 and 40 in which the color conversion layer 11 also contains the light diffusing agent 17, the color conversion layer 11 contains the light diffusing agent 17 so that the color conversion layer does not contain the light diffusing agent.
  • the content of the fluorescent agent 13 for achieving the same degree of color conversion as above can be reduced. This is considered to be due to the following.
  • the light transmitted through the optical sheets 30 and 40 hits the light diffusing agent 17 contained in the color conversion layer 11 of the optical sheets 30 and 40, and the optical path becomes long. In that case, the chance that the transmitted light hits the fluorescent agent 13 increases. From this, it is considered that the color conversion by the fluorescent agent 13 can be suitably performed. Therefore, it is considered that suitable color conversion can be realized even if the amount of the fluorescent agent 13 is relatively small.
  • the light diffusing agent 17 is not particularly limited as long as it is contained in the optical sheet and exhibits a light diffusing effect.
  • Examples of the light diffusing agent 17 include inorganic particles and organic particles contained as a light diffusing agent contained in a general light diffusing sheet.
  • Examples of the inorganic particles include silica particles, titanium oxide particles, aluminum hydroxide particles, barium sulfate particles and the like.
  • Examples of the organic particles include acrylic particles, acrylic nitrile particles, silicone beads, polystyrene particles, polyamide particles and the like.
  • the light diffusing agent 17 may be used alone or in combination of two or more. Among these, the light diffusing agent 17 is preferably silicone beads and titanium oxide particles.
  • the color conversion layer 11 may or may not contain the light diffusing agent 17.
  • the content of the light diffusing agent 17 when the light diffusing agent 17 is contained varies depending on the type of the light diffusing agent 17 and the like, but is, for example, 0.1 to 30 with respect to the total amount of the color conversion layer 11. It is preferably by mass, more preferably 0.5 to 30% by mass.
  • the thickness of the color conversion layer 11 varies depending on the concentration of the fluorescent agent 13 and the like, and is not particularly limited.
  • the lower limit of the thickness of the color conversion layer 11 is, for example, preferably 10 ⁇ m or more, and more preferably 50 ⁇ m or more.
  • the upper limit of the thickness of the color conversion layer 11 is, for example, preferably 1000 ⁇ m or less, more preferably 500 ⁇ m or less, further preferably 300 ⁇ m or less, and particularly preferably 200 ⁇ m or less. preferable. If the color conversion layer 11 is too thin, the color conversion effect produced by the color conversion layer 11 tends to be insufficiently exhibited. Further, if the color conversion layer 11 is too thin or too thick, there is a risk of problems due to it. For example, the workability of the obtained optical sheet may decrease. Further, if the color conversion layer 11 is too thick, the obtained optical sheet becomes thick, and it becomes difficult to contribute to the miniaturization of the backlight unit and the final product, the liquid crystal display device.
  • the method for manufacturing the optical sheet is not particularly limited as long as the optical sheet having the above configuration can be manufactured.
  • a method for producing the optical sheet for example, a liquid binder 14 to which the light diffusing particles 12 are added is coated on the surface of the color conversion layer 11 containing the fluorescent agent 13. After that, a method of manufacturing an optical sheet in which the light diffusing particles 12 are fixed on the color conversion layer 11 by solidifying the binder 14 and the like can be mentioned.
  • a UV curable resin is used as the binder 14
  • examples of the solidifying method include a method of irradiating UV to cure the binder.
  • the backlight unit provided in the liquid crystal display device is not particularly limited as long as it includes the optical sheet. That is, the backlight unit according to the present embodiment includes a plurality of light sources, a prism sheet, and an optical sheet located between the plurality of light sources and the prism sheet, and the optical sheet is the above-mentioned optical sheet. It is a backlight unit.
  • the backlight unit provided with such an optical sheet can irradiate light that has been suitably color-converted.
  • the backlight unit 50 includes a reflective sheet 21, a plurality of light sources 22, an optical sheet 10, a first prism sheet 24, and a second prism sheet 25.
  • a polarizing sheet 26 is provided.
  • the plurality of light sources 22 are arranged two-dimensionally on the reflective sheet 21.
  • the optical sheet 10 is an optical sheet according to the present embodiment, and is located between the light source 22 and the first prism sheet 24.
  • the first prism sheet 24 and the second prism sheet 25 are located between the optical sheet 10 and the polarizing sheet 26, and the first prism sheet 24 is arranged on the optical sheet 10 side. Therefore, the second prism sheet 25 is arranged on the polarizing sheet 26 side.
  • the optical sheet 10 shown in FIG. 1 will be described here, the optical sheet 20 shown in FIG. 2 may be used instead of the optical sheet 10, and the optical sheet 30 shown in FIG. 3 may be used. Or the optical sheet 40 shown in FIG. 4 may be used.
  • the reflective sheet 21 is not particularly limited, and examples thereof include a reflective sheet provided in a general backlight unit.
  • Examples of the reflective sheet 21 include a white polyethylene terephthalate resin film, a silver-deposited film, and the like.
  • the light source 22 may have a rectangular shape when viewed in a plan view, and in that case, the length of one side is preferably 10 ⁇ m to 20 mm, more preferably 10 ⁇ m to 10 mm, and 50 ⁇ m. It is more preferably to 5 mm.
  • the LED element When the LED element is used as the light source 22, the LED chips may be arranged on the reflective sheet 21 at regular intervals. Further, a lens may be attached to the LED in order to adjust the emission angle characteristic of the LED element serving as the light source 22.
  • the first prism sheet 24 and the second prism sheet 25 are not particularly limited, and examples thereof include a prism sheet provided in a general backlight unit.
  • a prism sheet 24 and the second prism sheet 25 for example, a plurality of grooves having an isosceles right cross section are formed so as to be adjacent to each other, and the apex angle of a prism composed of a pair of adjacent grooves is formed. Examples thereof include a film formed at about 90 °.
  • Examples of the first prism sheet 24 and the second prism sheet 25 include those obtained by forming a prism shape on a polyethylene terephthalate (PET) film using a UV curable acrylic resin.
  • PET polyethylene terephthalate
  • each groove formed on the first prism sheet 24 and each groove formed on the second prism sheet 25 are orthogonal to each other. Is placed in.
  • the first prism sheet 24 and the second prism sheet 25 may be integrally formed.
  • the polarizing sheet 26 is not particularly limited, and examples thereof include a polarizing sheet provided in a general backlight unit.
  • a commercially available product can be used, and examples thereof include the DBEF series manufactured by 3M.
  • the liquid crystal panel 35 includes a thin film transistor (TFT) substrate 31 and a color filter (CF) substrate 32 provided so as to face each other, and a liquid crystal layer 33 provided between the TFT substrate 31 and the CF substrate 32. To prepare for. Further, the liquid crystal panel 35 further includes a sealing material (not shown) provided in a frame shape for enclosing the liquid crystal layer 33 between the TFT substrate 31 and the CF substrate 32.
  • TFT thin film transistor
  • CF color filter
  • the TFT substrate 31 is not particularly limited, and examples thereof include a TFT substrate provided in a general liquid crystal display device.
  • the TFT substrate 31 includes, for example, a glass substrate, a plurality of TFTs provided in a matrix on the glass substrate, an interlayer insulating film provided so as to cover each of the TFTs, and an interlayer insulating film.
  • Examples thereof include a substrate provided with a plurality of pixel electrodes provided in a matrix and connected to each of the plurality of TFTs, and an alignment film provided so as to cover each of the pixel electrodes.
  • the CF substrate 32 is not particularly limited, and examples thereof include a CF substrate provided in a general liquid crystal display device.
  • the CF substrate 32 includes, for example, a glass substrate, a black matrix provided in a grid pattern on the glass substrate, and a red layer, a green layer, and a blue layer provided between the grids of the black matrix, respectively.
  • Examples thereof include a substrate provided with a color filter, a common electrode provided so as to cover the black matrix and the color filter, and an alignment film provided so as to cover the common electrode.
  • the liquid crystal layer 33 is not particularly limited, and examples thereof include a liquid crystal layer provided in a general liquid crystal display device.
  • Examples of the liquid crystal layer 33 include a liquid crystal layer made of a nematic liquid crystal material containing liquid crystal molecules having electro-optical characteristics.
  • the first polarizing plate 36 and the second polarizing plate 37 are not particularly limited, and examples thereof include a polarizing plate provided in a general liquid crystal display device.
  • the first polarizing plate 36 and the second polarizing plate 37 include, for example, a polarizing layer having a polarization axis in one direction and a pair of protective layers provided so as to sandwich the polarizing layer. Examples include boards.
  • the shape of the display screen 60a of the liquid crystal display device 60 as viewed from the front (upper side in FIG. 5) is not particularly limited. This shape is often rectangular or square, but is not limited to this, and can be any shape such as a rectangular shape with rounded corners, an ellipse, a circle, a trapezoid, or an instrument panel (instrument panel) of an automobile. You may.
  • the liquid crystal display device 60 applies a voltage of a predetermined magnitude to the liquid crystal layer 33 in each sub-pixel corresponding to each of the pixel electrodes to change the orientation state of the liquid crystal layer 33, and the backlight unit.
  • An image is displayed by adjusting the transmittance of light incident from 50 through the first polarizing plate 36 and emitting it through the second polarizing plate 37.
  • the liquid crystal display device 60 includes various information devices (for example, in-vehicle devices such as car navigation systems, personal computers, mobile phones, mobile information terminals, portable game machines, copy machines, ticket vending machines, automatic cash deposit / payment machines, etc.). It is used as a display device incorporated in.
  • information devices for example, in-vehicle devices such as car navigation systems, personal computers, mobile phones, mobile information terminals, portable game machines, copy machines, ticket vending machines, automatic cash deposit / payment machines, etc.
  • One aspect of the present invention is an optical sheet comprising a color conversion layer containing a fluorescent agent and a plurality of light diffusing particles fixed on at least one surface of the color conversion layer.
  • the optical sheet capable of suitable color conversion. That is, in the optical sheet, the content of the fluorescent agent can be reduced in order to realize the same degree of color conversion as in the case where the light diffusing particles are not fixed on the surface. Therefore, even if the content of the fluorescent agent is relatively low, the optical sheet can realize a suitable color conversion so that a suitable color conversion can be performed.
  • the light diffusing particles are at least one of glass beads and resin beads.
  • the resin beads are more preferably hollow particles containing a styrene resin.
  • the volume average particle diameter of the light diffusing particles is preferably 0.1 to 5 ⁇ m.
  • the light diffusing particles are fixed to the color conversion layer via a resin, and the ratio of the light diffusing particles to the resin is preferably 10 to 300% by mass.
  • the plurality of light diffusing particles are fixed on both sides of the color conversion layer.
  • the fluorescent agent preferably contains a green fluorescent agent and a red fluorescent agent.
  • an optical sheet capable of more suitable color conversion can be obtained.
  • the blue light transmitted through the optical sheet is absorbed by the green phosphor contained in the color conversion layer of the optical sheet, thereby causing the blue color.
  • the light converted to the green side from the light can be emitted from the green fluorescent agent.
  • the blue light transmitted through the optical sheet is absorbed by the red fluorescent agent contained in the color conversion layer of the optical sheet, so that the light converted to the red side from the blue light is emitted from the red fluorescent agent. be able to.
  • the mixed color light of these converted lights will be converted to the yellow side. Therefore, the blue light transmitted through the optical sheet is converted to the white side by the mixed color light converted to the yellow side. Therefore, the optical sheet can perform suitable color conversion.
  • the color conversion layer further contains a light diffusing agent.
  • an optical sheet capable of suitable color conversion can be obtained even if the content of the fluorescent agent is relatively small. That is, the content of the fluorescent agent can be reduced in order to realize the same degree of color conversion as when the light diffusing agent is not contained.
  • the light diffusing agent preferably contains at least one of silicone beads and titanium oxide particles.
  • the content of the fluorescent agent can be further reduced in order to realize the same degree of color conversion as when the light diffusing agent is not contained. Therefore, an optical sheet having excellent color conversion properties can be obtained.
  • the optical sheet is an optical sheet located between the plurality of light sources and a prism sheet in a liquid crystal display device in which a plurality of light sources are dispersed on the back side of a display screen. Is preferable.
  • a liquid crystal display device suitable for displaying an image can be obtained.
  • another aspect of the present invention includes a plurality of light sources, a prism sheet, and an optical sheet located between the plurality of light sources and the prism sheet, and the optical sheet is the above-mentioned optical sheet. It is a backlight unit characterized by being present.
  • the light source is a light emitting diode element that irradiates blue light.
  • a backlight unit capable of irradiating blue light from the light source and irradiating white light obtained by appropriately color-converting the irradiated blue light.
  • Another aspect of the present invention is a liquid crystal display device including the backlight unit and a liquid crystal panel provided on the prism sheet side of the backlight unit.
  • a liquid crystal display device capable of displaying an image suitable for the liquid crystal panel can be obtained.
  • an optical sheet capable of suitable color conversion
  • a backlight unit including the optical sheet
  • a liquid crystal display device including the backlight unit
  • the green fluorescent agent ( ⁇ -SiAlON, volume average particle diameter 16 ⁇ m) is 6% by mass, and the red fluorescent agent (KSF, volume average particle diameter 30 ⁇ m) is 9% by mass, respectively, before curing (liquid). It was added to a UV curable resin (UV curable acrylic resin). The content of the fluorescent agent was 15% by mass in total of the green fluorescent agent and the red fluorescent agent.
  • the liquid thus obtained (coating liquid for forming a color conversion layer) was applied to the substrate. At that time, the coating liquid for forming the color conversion layer was applied so that the thickness of the finally obtained color conversion layer was about 130 ⁇ m. Then, by irradiating the coated coating liquid for forming a color conversion layer with UV to cure the UV curable resin, a color conversion layer is formed on the substrate and peeled off from the substrate. A color conversion layer was obtained.
  • Glass beads 1 Glass beads (UBS-0005E manufactured by Unitika Ltd., volume average particle diameter 3.76 ⁇ m)
  • Glass beads 2 Glass beads (UBS-0005MF manufactured by Unitika Ltd., volume average particle diameter 3.40 ⁇ m)
  • Acrylic beads Acrylic beads (Love Corrole 2307MEJ manufactured by Dainichiseika Kogyo Co., Ltd., volume average particle diameter 7 ⁇ m)
  • Hollow styrene particles 1 Hollow particles made of polystyrene (xx284 manufactured by Sekisui Plastics Co., Ltd., multi-hollow particles, volume average particle diameter 7.5 ⁇ m)
  • Hollow styrene particles 2 Hollow particles made of polystyrene (xx301 manufactured by Sekisui Plastics Co., Ltd., simple hollow particles, volume average particle diameter 4.5 ⁇ m)
  • Hollow styrene particles 3 Hollow particles made of polystyrene (xx306 manufactured by Sekisui Plastics Co., Ltd., simple hollow particles
  • Example 1 The light diffusing particles (glass beads 1) shown in Table 1 were dispersed in a binder (thermosetting acrylic resin, A807-BA manufactured by DIC Corporation). At that time, the mixture was mixed so that the ratio of the light diffusing particles to the binder (light diffusing particles / binder) was 60% by mass. The obtained dispersion was applied onto the PET sheet so that the light diffusing particles covered the entire surface of the PET sheet. Then, the light diffusing particles were fixed on the PET sheet by allowing the binder to cure under the condition of a temperature of 80 ° C. for 1 minute.
  • a binder thermosetting acrylic resin, A807-BA manufactured by DIC Corporation
  • Example 7 As Study Example 7, a laminate obtained in the same manner as in Study Example 1 was used except that light diffusing particles were not used.
  • a measurement object (the laminated body) is provided 5 mm from the upper surface of the blue LED elements (blue LED array) arranged in an array, and two pieces are arranged on the measurement object so that the grooves are orthogonal to each other.
  • the backlight unit was assembled by mounting the prism sheet of.
  • the chromaticity (x, y) of the light emitted from this backlight unit was measured with a luminance meter (spectral radiance meter SR-3 manufactured by Topcon Corporation).
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between the types of light diffusing particles fixed to the optical sheet and the chromaticity.
  • plots 51 to 57 show the results of Study Examples 1 to 7, respectively.
  • the particle size of the light diffusing particles has a large influence on the color conversion efficiency. This is considered to be due to the following. Since the particle size of the light diffusing particles is small, it is considered that the surface area per unit mass is large and the contact frequency of blue light is high. This is considered to be more effective in increasing the contact frequency of the light diffusing particles with the fluorescent agent contained in the color conversion layer. Therefore, it is considered that the smaller the particle size of the light diffusing particles, the higher the color conversion property of the optical sheet.
  • Hollow styrene particles 3 (xx306) were dispersed as light diffusing particles in a binder (thermosetting acrylic resin, A807-BA manufactured by DIC Corporation). At that time, the mixture was mixed so that the ratio of the light diffusing particles to the binder (light diffusing particles / binder) was the ratio shown in Table 2 (light diffusing particles / binder: mass%). The obtained dispersion was applied onto one surface (the surface on the light emitting side) of the color conversion layer so that the light diffusing particles covered the entire surface of the color conversion layer. Then, the binder was allowed to stand for 1 minute under the condition of a temperature of 80 ° C. to cure the binder, whereby an optical sheet in which the light diffusing particles were fixed on one surface of the color conversion layer was obtained. The coverage of the particles with respect to the color conversion layer was 100%.
  • Hollow styrene particles 3 (xx306) were dispersed as light diffusing particles in a binder (thermosetting acrylic resin, A807-BA manufactured by DIC Corporation). At that time, the mixture was mixed so that the ratio of the light diffusing particles to the binder (light diffusing particles / binder) was 100% by mass. The obtained dispersion liquid (first dispersion liquid) was applied onto one surface (the surface on the light emitting side) of the color conversion layer so that the light diffusing particles covered the entire surface of the color conversion layer. Then, the binder was allowed to stand for 1 minute under the condition of a temperature of 80 ° C. to cure the binder.
  • a binder thermosetting acrylic resin, A807-BA manufactured by DIC Corporation
  • hollow styrene particles 3 (xx306) are added as light diffusing particles to the binder, and the ratio (light diffusing particles / binder) is shown in Table 2 (light diffusing particles / binder).
  • the mixture was mixed so as to have a binder (% by mass).
  • the obtained dispersion liquid (second dispersion liquid) is applied onto the other surface (the surface on the light receiving side) of the color conversion layer so that the light diffusing particles cover the entire surface of the color conversion layer. bottom.
  • the binder was allowed to stand for 1 minute under the condition of a temperature of 80 ° C. to cure the binder, whereby an optical sheet in which the light diffusing particles were adhered on both surfaces of the color conversion layer was obtained.
  • the coverage of the particles with respect to the color conversion layer was 100%.
  • the case where the light diffusing particles are fixed to the color conversion layer is more suitable than the case where the light diffusing particles are not fixed (comparative example). Converted. Further, when the light diffusing particles were fixed to both sides of the color conversion layer (Examples 4 to 6), the color was more preferably converted than the case of one side (Examples 1 to 3). From this, it can be seen that it is preferable to fix the light diffusing particles on both sides of the color conversion layer. Further, by comparison of Examples 1 to 3, the higher the ratio of the light diffusing particles to the binder, the more suitable the color conversion was. This can be seen from the comparison of Examples 4 to 6. From these facts, it can be seen that if the light diffusing particles can be fixed to the color conversion layer, it is preferable that the number of light diffusing particles is large.
  • the chromaticity (x, y) of the obtained light can be further enhanced by containing the light diffusing agent in the color conversion layer, and therefore the color conversion can be performed more preferably. ..
  • the examples can reduce the amount of fluorescent substances as compared with the comparative examples. Specifically, it can be calculated as follows using the data of Example 6 and Comparative Example.
  • ⁇ x x-x_B
  • ⁇ y yy_B
  • the chromaticity (x_B, y_B) of the light emitted from the blue LED element was 0.1535 for x_B and 0.0269 for y_B.
  • Color conversion (%) 0.5 ⁇ ( ⁇ x_e / ⁇ x_c + ⁇ y_e / ⁇ y_c) ⁇ 100
  • the reduction possibility rate of the fluorescent agent was calculated by dividing 100 by this color conversion property.
  • the amount of the fluorescent agent used in order to obtain the same degree of chromaticity as compared with the optical sheet according to the comparative example in which the light diffusing particles are not fixed. Can be estimated to be reduced by 17.4%.
  • an optical sheet capable of suitable color conversion a backlight unit including the optical sheet, and a liquid crystal display device including the backlight unit are provided.

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Abstract

本発明の一局面は、蛍光剤を含有する色変換層と、前記色変換層の少なくとも一方の表面上に固着された複数の光拡散粒子とを備える光学シートである。

Description

光学シート、バックライトユニット、及び液晶表示装置
　本発明は、光学シート、バックライトユニット、及び液晶表示装置に関する。
　スマートフォン及びタブレット等の各種情報機器における表示装置として、液晶表示装置（液晶ディスプレイ）が広く利用されている。液晶ディスプレイに用いられるバックライトとしては、例えば、液晶パネルの背面側に複数の光源を配置する直下型方式等が挙げられる。
　直下型方式のバックライトでは、前記光源として、発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を用いることが多く、例えば、青色光を発光する、いわゆる青色ＬＥＤ素子等が用いられる。前記光源として、ＬＥＤ素子を用いた場合、この光源から照射された光が白色光に近づくように色変換されて出射する発光装置等が用いられる。
　このような色変換する発光装置としては、例えば、特許文献１に記載のバックライトユニット等が挙げられる。特許文献１には、青色光を面発光する面発光部と、該面発光部から発せられた前記青色光が入射されることにより該青色光よりも長波長側の光を発光し、かつ、前記青色光の一部を透過する波長変換層を備えたシート型波長変換部材と、該シート型波長変換部材を挟んで前記面発光部と対向配置される再帰反射性部材群と、前記面発光部を挟んで前記シート型波長変換部材と配向配置される反射板とを備え、前記再帰反射性部材群における前記青色光の反射率が７０％超であるバックライトユニットが記載されている。
　特許文献１によれば、ユニットの薄膜化と良好な色味の白色光の出力を実現することができる旨が開示されている。また、特許文献１には、前記再帰反射性部材群による励起光反射率を高めることで、白色光の出力等を実現できる旨が開示されており、このような再帰反射性部材群としては、プリズムシート、反射型偏光板、及び青色光を選択的に反射する選択反射層を備えてなることが例示されている。
国際公開第２０１６／０５１７４５号
　本発明は、好適な色変換ができる光学シート、前記光学シートを備えるバックライトユニット、及び前記バックライトユニットを備える液晶表示装置を提供することを目的とする。
　本発明の一局面は、蛍光剤を含有する色変換層と、前記色変換層の少なくとも一方の表面上に固着された複数の光拡散粒子とを備えることを特徴とする光学シートである。
　上記並びにその他の本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な記載から明らかになるであろう。
図１は、本発明の実施形態に係る光学シートの構成の一例を示す概略断面図である。 図２は、本発明の実施形態に係る光学シートの構成の他の一例を示す概略断面図である。 図３は、本発明の実施形態に係る光学シートの構成の他の一例を示す概略断面図である。 図４は、本発明の実施形態に係る光学シートの構成の他の一例を示す概略断面図である。 図５は、本発明の実施形態に係る光学シートを備えるバックライトユニットの構成の一例を示す概略断面図である。 図６は、図５に示すバックライトユニットを備える液晶表示装置の構成の一例を示す概略断面図である。 図７は、光学シートに固着させた光拡散粒子の種類と色度との関係を示すグラフである。 図８は、光学シートの構成と色度との関係を示すグラフである。
　直下型方式のバックライトでは、例えば、前記光源とプリズムシートとの間に、前記光源であるＬＥＤ素子から照射された光を透過させることによって、透過された光の色を変換可能な光学シートを配置することによって、前記光源から照射される光を白色光に近づくように色変換することも考えられる。このような色変換可能な光学シートとしては、蛍光剤を含有させることが考えられる。具体的には、例えば、緑色蛍光剤として、β－ＳｉＡｌＯＮを含み、赤色蛍光剤として、ＫＳＦを含む光学シートを用いることで、ＤＣＩ－Ｐ３規格で９０％を超える色再現性を発現させることも可能である。一方で、このような光学シートで、ＬＥＤ素子から照射された光を透過させて白色光を得るためには、蛍光剤を高充填させる必要がある。また、青色光を白色光に好適に変換する光学シートを得るために蛍光剤を高充填させると、β－ＳｉＡｌＯＮやＫＳＦ等の蛍光剤は、非常に高価であることから、得られた光学シートが非常に高価になってしまう。これらのことから、蛍光剤の使用量を減らしても、好適な色変換ができる光学シートが求められている。すなわち、蛍光剤の含有量が比較的少なくても、好適な色変換が可能な程度、色変換効率の高い光学シートが求められている。
　特許文献１に記載のバックライトユニットのように、プリズムシート、反射型偏光板、及び選択反射層等を備えることによって、蛍光剤の使用量を増量させた、色変換可能な光学シートを用いなくても、白色光が照射されるバックライトとすることが考えられる。なお、特許文献１には、前記再帰反射性部材群は前記シート型波長変換部材と光学的に接触してもよい旨が開示されている。しかしながら、特許文献１に記載の発明では、前記シート型波長変換部材は、波長変換層が透明基材に挟持されていることから、前記再帰反射性部材群と前記波長変換層とが一体の光学シートではないと考えられる。すなわち、特許文献１に記載の発明では、前記再帰反射性部材群と前記シート型波長変換部材とが別に備えられていると考えられる。
　一方で、バックライトユニットは、薄型化が求められている。このため、前記色変換可能な光学シートとして、色変換性に優れた光学シートが求められる。色変換性に優れた光学シートを備えることによって、プリズムシート等を薄くすることができ、バックライトユニットの薄型化も実現できる。これらのことから、蛍光剤の含有量を高めるのではなく、好適な色変換ができるほど、色変換性に優れた光学シートが求められている。
　本発明者は、種々検討した結果、好適な色変換ができる光学シート、前記光学シートを備えるバックライトユニット、及び前記バックライトユニットを備える液晶表示装置を提供するといった上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。
　以下、本発明に係る実施形態について説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。
　本発明の一実施形態に係る光学シートは、蛍光剤を含有する色変換層と、前記色変換層の少なくとも一方の表面上に固着された複数の光拡散粒子とを備える。この光学シートの一例としては、図１に示すように、蛍光剤１３を含有する色変換層１１と、前記色変換層１１の一方の表面上に固着された複数の光拡散粒子１２とを備える光学シート１０等が挙げられる。また、前記光学シートの他の一例としては、図２に示すように、蛍光剤１３を含有する色変換層１１と、前記色変換層１１の両方の表面（両面）上に複数の光拡散粒子１２が固着された光学シート２０等が挙げられる。また、前記色変換層１１には、図３及び図４に示すように、前記蛍光剤１３だけではなく、光拡散剤１７も含んでいてもよい。すなわち、前記色変換層１１は、前記蛍光剤１３を含み、前記光拡散剤１７をさらに含んでいてもよい。なお、図１は、本実施形態に係る光学シートの構成の一例（光学シート１０）を示す概略断面図である。また、図２は、本実施形態に係る光学シートの構成の他の一例（光学シート２０）を示す概略断面図である。また、図３は、本実施形態に係る光学シートの構成の他の一例（光学シート３０）を示す概略断面図である。また、図４は、本実施形態に係る光学シートの構成の他の一例（光学シート４０）を示す概略断面図である。
　前記光学シート１０、２０、３０、４０（以下、前記光学シート１０、２０、３０、４０を、単に、前記光学シートとも称する）は、例えば、表示画面の背面側に複数の光源が分散して設けられる液晶表示装置において前記複数の光源とプリズムシートとの間に位置する光学シートとして用いることができる。より具体的には、前記光学シートとしては、例えば、図５及び図６に示すように、液晶表示装置６０に備えられるバックライトユニット５０において、前記液晶表示装置６０の背面側に分散して設けられた複数の光源２２と、プリズムシート２４，２５との間に位置する光学シートである。また、前記光学シートが、図１に示すような、前記色変換層１１の一方の表面上に前記複数の光拡散粒子１２を固着させる場合、図５に示すように、前記光学シート１０を、前記色変換層１１が前記光源２２側（入光側）に、前記複数の光拡散粒子１２が前記プリズムシート２４，２５側（出光側）になるように配置することが好ましい。なお、図５は、本実施形態に係る光学シートの一例である光学シート１０を備えるバックライトユニット５０の構成の一例を示す概略断面図である。また、図６は、図５に示すバックライトユニット５０を備える液晶表示装置６０の構成の一例を示す概略断面図である。
　前記光学シートは、蛍光剤１３を含有する色変換層１１の表面上に、複数の光拡散粒子１２を固着させることによって、透過させた光を好適に色変換させることができる。すなわち、前記光学シートでは、表面上に光拡散粒子を固着させない場合と同程度の色変換を実現するために、前記蛍光剤１３の含有量を低下させることができる。
　このことは、以下のことによると考えられる。まず、前記光学シートに備えられる前記色変換層１１を光が透過する際、その透過中の光が前記色変換層１１に含有される蛍光剤１３にあたることにより、光の色が変換される。そして、前記色変換層１１を透過された光が、前記色変換層１１の表面上に固着された光拡散粒子１２にあたると反射される。この反射された光が、前記色変換層１１に含有される蛍光剤１３にあたることもある。このような光拡散粒子１２にあたることにより反射された光も前記色変換層１１に含有される蛍光剤１３にあたることにより、前記蛍光剤１３への光の接触頻度が高まると考えられる。このような前記蛍光剤１３への光の接触頻度の増加により、色変換効率が高まると考えられる。よって、前記光学シートは、蛍光剤１３の含有量が比較的低くても、好適な色変換が可能なほど、好適な色変換が実現できると考えられる。
　ここで色変換とは、具体的には、光学シートに青色光を透過させることによって、その青色光を白色光に近づくような色変換等が挙げられる。
　前記光拡散粒子１２は、前記色変換層１１を透過された光を拡散させる効果を発揮する粒子であれば、特に限定されない。前記光拡散粒子１２としては、例えば、光拡散剤、すなわち、光学シートに含有して光拡散効果を発揮する光拡散剤等が挙げられる。また、前記光拡散粒子１２としては、無機粒子であってもよいし、有機粒子であってもよい。前記無機粒子としては、例えば、シリカ粒子、酸化チタン粒子、水酸化アルミニウム粒子、硫酸バリウム粒子、及びガラスビーズ等が挙げられる。また、前記有機粒子としては、アクリルビーズ及びポリスチレンビーズ等の樹脂ビーズであってもよく、前記樹脂ビーズとしては、例えば、アクリル粒子、アクリルニトリル粒子、シリコーンビーズ、ポリスチレン粒子、メラミン粒子、及びポリアミド粒子等が挙げられる。また、前記有機粒子（樹脂ビーズ）は、中空粒子であってもよい。前記中空粒子としては、例えば、スチレン系樹脂を含む中空粒子（中空スチレン粒子）等が挙げられる。また、前記光拡散粒子１２は、これらを単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。前記光拡散粒子１２としては、これらの中でも、ガラスビーズ、アクリルビーズ、及び中空スチレン粒子等が好ましく、中空スチレン粒子がより好ましい。
　前記光拡散粒子１２の粒径は、光拡散効果を発揮することができれば、特に限定されず、前記光拡散粒子１２の種類等によっても異なるが、例えば、体積平均粒子径で、０．１～５μｍであることが好ましく、０．５～１μｍであることがより好ましい。前記光拡散粒子１２が小さすぎても、大きすぎても、色変換を好適に行えない傾向がある。このことは、前記光拡散粒子１２が小さすぎる場合は、前記光学シートに備えられる前記色変換層１１を透過された光が、前記色変換層１１の表面上に固着された光拡散粒子１２にあたっても、反射されにくくなることによると考えられる。また、前記光拡散粒子１２が大きすぎる場合は、前記光拡散粒子１２同士の距離が離れる傾向があるため、前記光学シートに備えられる前記色変換層１１を透過された光があたりにくくなることによると考えられる。よって、前記光拡散粒子１２は、粒径が上記範囲内であることにより、得られた光学シートの色変換をより好適に行うことができる。なお、前記光拡散粒子１２の体積平均粒子径は、一般的な粒度計等で測定することができる。
　前記光拡散粒子１２は、前記色変換層１１の表面全体にわたって固着されていることが好ましい。前記光拡散粒子１２の被覆率としては、前記光拡散粒子１２の粒径等によっても異なるが、例えば、前記色変換層１１の面積に対する、前記光拡散粒子１２の存在する面積の比で、１００％以上であることが好ましい。すなわち、前記光拡散粒子１２は、前記色変換層１１の面方向において、前記光拡散粒子１２同士が重複している部分があることが好ましい。
　前記光拡散粒子１２は、前記色変換層１１の表面上に固着されていればよい。前記光拡散粒子１２は、例えば、図１～４に示すように、前記色変換層１１に樹脂（バインダ）１４を介して固着していてもよい。前記バインダ１４としては、例えば、透光性を有する樹脂（透光性樹脂）等が挙げられる。前記バインダ１４である前記透光性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート、メチルメタクリレート－スチレン共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフレート、セルロースアセテート、及びポリイミド等が挙げられる。また、前記バインダ１４（前記透光性樹脂）としては、紫外線（ＵＶ）硬化型樹脂及び熱硬化型樹脂を用いることが好ましい。前記ＵＶ硬化型樹脂としては、例えば、ＵＶ硬化型アクリル樹脂等が挙げられる。前記熱硬化型樹脂としては、例えば、熱硬化型アクリル樹脂等が挙げられる。また、前記バインダ１４は、これらを単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
　前記光拡散粒子１２を前記バインダ１４で固着させる場合、前記光拡散粒子１２の前記バインダ１４に対する比率（光拡散粒子／バインダ）が、１０～３００質量％であることが好ましく、６０～１００質量％であることがより好ましい。前記比率が低すぎる場合、前記光拡散粒子１２が少ない傾向があり、前記光拡散粒子１２により奏する効果が不充分になる傾向がある。よって、光学シートの色変換効率が充分に高まらず、好適な色変換ができる光学シートが得られない傾向がある。また、前記比率が高すぎる場合、前記バインダ１４が少ない傾向があり、前記光拡散粒子１２が好適に固着されない傾向がある。よって、前記比率が上記範囲内になるような量の前記バインダ１４で前記光拡散粒子１２を固着させることによって、好適な色変換ができる光学シートが得られやすくなる。
　前記色変換層１１は、図１～４に示すように、前記蛍光剤１３を含有し、光を透過させることができる層であれば、特に限定されない。前記色変換層１１としては、例えば、前記蛍光剤１３を含み、前記色変換層１１用のバインダとして、透光性を有する樹脂（透光性樹脂）をさらに含む層、及び前記蛍光剤１３と前記透光性樹脂とからなる層等が挙げられる。
　前記蛍光剤１３は、特に限定されないが、光が吸収され、吸収された光が長波長化されて出射することができる蛍光剤等が挙げられる。前記蛍光剤１３としては、例えば、青色光で励起されて黄色光を発する黄色蛍光剤（青色光を吸収して前記青色光より黄色側に変換した光を放射可能な黄色蛍光剤）、青色光で励起されて緑色光を発する緑色蛍光剤（青色光を吸収して前記青色光より緑色側に変換した光を放射可能な緑色蛍光剤）、及び、青色光で励起されて赤色光を発する赤色蛍光剤等（青色光を吸収して前記青色光より赤色側に変換した光を放射可能な赤色蛍光剤）が挙げられる。前記黄色蛍光剤としては、例えば、ＹＡＧ、及びＬＳＮ等が挙げられる。前記緑色蛍光剤としては、例えば、β－ＳｉＡｌＯＮ、及びＬｕＡＧ等が挙げられる。前記赤色蛍光剤としては、例えば、ＫＳＦ、及びＣＡＳＮ等が挙げられる。前記蛍光剤１３は、これらを単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
　前記蛍光剤１３としては、図１～４に示すように、前記緑色蛍光剤１５と前記赤色蛍光剤１６とを含むことが好ましく、前記蛍光剤１３は、前記緑色蛍光剤１５と前記赤色蛍光剤１６とからなるものであってもよい。このような前記緑色蛍光剤１５と前記赤色蛍光剤１６とを含む場合、例えば、前記光学シートを透過させる光が青色光である場合、その光学シートを透過する青色光が前記光学シートの色変換層１１に含まれる緑色蛍光剤１５に吸収されることによって、前記青色光より緑色側に変換した光を前記緑色蛍光剤１５から放射することができる。また、前記光学シートを透過する青色光が前記光学シートの色変換層１１に含まれる赤色蛍光剤１６に吸収されることによって、前記青色光より赤色側に変換した光を前記赤色蛍光剤１６から放射することができる。これらの変換された光の混色光は、黄色側に変換されることになる。そして、前記光学シートを透過した光は、この黄色側に変換された混色光によって、白色光側に変換されることになる。よって、前記光学シートは、好適な色変換ができる。前記緑色蛍光剤１５と前記赤色蛍光剤１６との含有比は、前記蛍光剤１３（前記緑色蛍光剤１５及び前記赤色蛍光剤１６）の種類等によっても異なるが、質量比で、６：３～６：１８であることが好ましく、６：６～６：１２であることがより好ましく、６：９であることが特に好ましい。前記緑色蛍光剤１５と前記赤色蛍光剤１６との含有比が上記範囲内であれば、前記蛍光剤１３にあたって得られた混色光により、前記光学シートを透過した光を白色光側に好適に変換することができる。よって、より好適に色変換できる光学シートが得られる。
　前記蛍光剤１３の含有量は、前記色変換層１１の厚みや前記蛍光剤１３の種類等によっても異なるが、例えば、前記色変換層１１全量に対して、７．５～１５質量％であることが好ましい。前記蛍光剤１３が少なすぎると、好適な色変換を実現しにくくなる傾向がある。すなわち、前記光学シートでは、前記色変換層１１の表面上に前記光拡散粒子１２を固着させることにより、色変換効率を高めることができるとは言え、前記蛍光剤１３が少なすぎると、好適な色変換を実現しにくくなる傾向がある。また、前記蛍光剤１３が多すぎても、前記蛍光剤１３による色変換効果が飽和する傾向がある。また、前記蛍光剤１３が多すぎても、好適な色変換を実現できるが、蛍光剤の含有量を減らすという要求を満たすこともできていないことになる。よって、本実施形態に係る光学シートでは、前記色変換層１１の表面上に前記光拡散粒子１２を固着させることにより、前記蛍光剤１３の含有量が上記範囲内であっても、好適な色変換が可能な光学シートが得られる。
　前記蛍光剤１３の粒径は、前記蛍光剤１３が光学シートに含有されることにより色変換を実現できるのであれば、特に限定されない。前記蛍光剤１３の粒径としては、例えば、体積平均粒子径で、５～１００μｍであることが好ましく、１０～４０μｍであることがより好ましい。前記蛍光剤１３が小さすぎても、大きすぎても、色変換を好適に行えない傾向がある。このことは、前記蛍光剤１３が小さすぎる場合は、光学シートを透過する光にあたりにくくなることによると考えられる。また、前記蛍光剤１３が大きすぎる場合は、前記蛍光剤１３同士の距離が離れる傾向があり、それにより、光学シートを透過する光にあたりにくくなることによると考えられる。よって、前記蛍光剤１３は、粒径が上記範囲内であることにより、得られた光学シートの色変換をより好適に行うことができる。なお、前記蛍光剤１３の体積平均粒子径は、一般的な粒度計等で測定することができる。
　前記色変換層１１用のバインダとしては、例えば、透光性を有する樹脂（透光性樹脂）等が挙げられる。前記透光性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート、メチルメタクリレート－スチレン共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフレート、セルロースアセテート、及びポリイミド等が挙げられる。また、前記色変換層１１用のバインダ（前記透光性樹脂）としては、紫外線（ＵＶ）硬化型樹脂を用いることが好ましい。前記色変換層１１用のバインダは、これらを単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。前記色変換層１１用のバインダとして、ＵＶ硬化型樹脂を用いると、硬化前のＵＶ硬化型樹脂に、前記蛍光剤１３、及び必要に応じて前記光拡散剤１７を添加し、これらが添加された硬化前のＵＶ硬化型樹脂を、基材や光拡散層等に塗布して、ＵＶを照射することにより、色変換層１１が得られる点で好ましい。前記ＵＶ硬化型樹脂としては、例えば、ＵＶ硬化型アクリル樹脂等が挙げられる。
　前記色変換層１１は、上述したように、前記蛍光剤１３を含有し、光を透過させることができる層であればよく、図３及び図４に示すように、前記蛍光剤１３を含有するだけではなく、光拡散剤１７も含有してもよい。また、前記色変換層１１は、前記蛍光剤１３を含んでいればよく、前記光拡散剤１７を含んでいなくてもよいが、前記光拡散剤１７を含むことが好ましい。このような光拡散剤１７も含有する場合、前記色変換層１１としては、例えば、前記蛍光剤１３と、前記光拡散剤１７と、前記色変換層１１用のバインダ（前記透光性樹脂）とを含む層、及び前記蛍光剤１３と、前記光拡散剤１７と、前記色変換層１１用のバインダ（前記透光性樹脂）とからなる層等が挙げられる。前記色変換層１１は、前記蛍光剤１３だけではなく、前記光拡散剤１７を含むことにより、前記蛍光剤１３の含有量が比較的少なくても、好適な色変換を可能とする。すなわち、前記色変換層１１に光拡散剤１７も含有する前記光学シート３０，４０では、前記色変換層１１に前記光拡散剤１７を含むことによって、色変換層に光拡散剤を含まない場合と同程度の色変換を実現するための前記蛍光剤１３の含有量を減らすことができる。このことは、以下のことによると考えられる。前記光学シート３０，４０に透過する光が、前記光学シート３０，４０の前記色変換層１１に含有される前記光拡散剤１７にあたる等によって、その光路が長くなる。そうなると、透過する光が前記蛍光剤１３にあたる機会が増える。このことにより、前記蛍光剤１３による色変換を好適に行うことができると考えられる。よって、前記蛍光剤１３が比較的少量であっても、好適な色変換が実現できると考えられる。
　前記光拡散剤１７は、光学シートに含有して光拡散効果を発揮する光拡散剤であれば、特に限定されない。前記光拡散剤１７としては、例えば、一般的な光拡散シートに含有される光拡散剤として含有される無機粒子及び有機粒子等が挙げられる。前記無機粒子としては、例えば、シリカ粒子、酸化チタン粒子、水酸化アルミニウム粒子、及び硫酸バリウム粒子等が挙げられる。前記有機粒子としては、例えば、アクリル粒子、アクリルニトリル粒子、シリコーンビーズ、ポリスチレン粒子、及びポリアミド粒子等が挙げられる。前記光拡散剤１７は、これらを単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。前記光拡散剤１７は、これらの中でも、シリコーンビーズ、及び酸化チタン粒子が好ましい。また、前記色変換層１１には、上述したように、前記光拡散剤１７を含有してもよく、また、前記光拡散剤１７を含有していなくてもよい。前記光拡散剤１７を含有する場合の前記光拡散剤１７の含有量は、前記光拡散剤１７の種類等によっても異なるが、例えば、前記色変換層１１全量に対して、０．１～３０質量％であることが好ましく、０．５～３０質量％であることがより好ましい。
　前記色変換層１１の厚みは、前記蛍光剤１３の濃度等によっても異なり、特に限定されない。前記色変換層１１の厚みの下限値としては、例えば、１０μｍ以上であることが好ましく、５０μｍ以上であることがより好ましい。また、前記色変換層１１の厚みの上限値としては、例えば、１０００μｍ以下であることが好ましく、５００μｍ以下であることがより好ましく、３００μｍ以下であることがさらに好ましく、２００μｍ以下であることが特に好ましい。前記色変換層１１が薄すぎる場合、前記色変換層１１によって奏される色変換効果を充分に発揮できない傾向がある。また、前記色変換層１１が薄すぎても厚すぎても、それによる不具合するおそれがある。例えば、得られた光学シートの加工性が低下するおそれがある。また、前記色変換層１１が厚すぎる場合、得られた光学シートが厚くなり、バックライトユニットや、最終的な製品である液晶表示装置の小型化に寄与しにくくなる。
　前記光学シートは、上記の構成により、蛍光剤の含有量が比較的低くても、好適な色変換ができる。また、前記光学シートは、上述したように、表示画面の背面側に複数の光源が分散して設けられた液晶表示装置において前記複数の光源とプリズムシートとの間に位置する光学シートとして用いることができる。
　前記光学シートの製造方法は、前記構成の光学シートを製造できれば、特に限定されない。前記光学シートの製造方法としては、例えば、前記蛍光剤１３を含む色変換層１１の表面上に、前記光拡散粒子１２を添加した液状のバインダ１４を、前記色変換層１１上に塗工した後、前記バインダ１４を固化させることによって、前記色変換層１１上に前記光拡散粒子１２が固着された光学シートを製造する方法等が挙げられる。前記バインダ１４として、ＵＶ硬化型樹脂を用いる場合、前記固化する方法としては、ＵＶを照射して、前記バインダを硬化させる方法等が挙げられる。
　前記液晶表示装置に備えられるバックライトユニットは、前記光学シートを備えていれば、特に限定されない。すなわち、本実施形態に係るバックライトユニットは、複数の光源と、プリズムシートと、前記複数の光源と前記プリズムシートとの間に位置する光学シートとを備え、前記光学シートが、上述した光学シートであるバックライトユニットである。このような前記光学シートを備えるバックライトユニットは、好適に色変換された光を照射することができる。前記バックライトユニット５０は、具体的には、図５に示すように、反射シート２１と、複数の光源２２と、前記光学シート１０と、第１プリズムシート２４と、第２プリズムシート２５と、偏光シート２６とを備える。前記複数の光源２２は、前記反射シート２１上に２次元状に配置されている。前記光学シート１０は、本実施形態に係る光学シートであって、前記光源２２と前記第１プリズムシート２４との間に位置する。前記第１プリズムシート２４及び前記第２プリズムシート２５は、前記光学シート１０と前記偏光シート２６との間に位置し、前記光学シート１０側に配置されるのが、前記第１プリズムシート２４であって、前記偏光シート２６側に配置されるのが、前記第２プリズムシート２５である。また、ここでは、図１に示す光学シート１０を用いた場合について説明するが、前記光学シート１０の代わりに、図２に示す光学シート２０を用いてもよいし、図３に示す光学シート３０を用いてもよいし、図４に示す光学シート４０を用いてもよい。
　前記反射シート２１は、特に限定されず、例えば、一般的なバックライトユニットに備えられる反射シート等が挙げられる。前記反射シート２１としては、例えば、白色のポリエチレンテレフタレート樹脂製のフィルム、及び銀蒸着フィルム等が挙げられる。
　前記光源２２は、特に限定されず、例えば、一般的なバックライトユニットに備えられる光源等が挙げられる。前記光源２２としては、いわゆる小型光源を用いることができ、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）素子、及びレーザ素子等が挙げられる。前記光源２２は、これらの中でも、コスト及び生産性等の観点から、ＬＥＤ素子が好ましく用いられる。また、前記光源２２として、青色光を照射する青色ＬＥＤ素子であることが好ましい。前記光学シートは、前記光源から照射された青色光を白色光等に好適に色変換することができる。このことから、前記バックライトユニット５０は、前記光源から青色光を照射し、その照射した青色光を好適に色変換した白色光を照射することができる。また、前記光源２２は、平面視した場合に長方形状を有していてもよく、その場合、一辺の長さは１０μｍ～２０ｍｍであることが好ましく、１０μｍ～１０ｍｍであることがより好ましく、５０μｍ～５ｍｍであることがさらに好ましい。前記光源２２としてＬＥＤ素子を用いる場合、ＬＥＤチップを一定の間隔をもって前記反射シート２１上に配置してもよい。また、前記光源２２となるＬＥＤ素子の出光角度特性を調節するために、ＬＥＤにレンズを装着してもよい。
　前記第１プリズムシート２４及び前記第２プリズムシート２５は、特に限定されず、例えば、一般的なバックライトユニットに備えられるプリズムシート等が挙げられる。前記第１プリズムシート２４及び前記第２プリズムシート２５としては、例えば、横断面が二等辺三角形の複数の溝条が互いに隣り合うように形成され、隣り合う一対の溝条からなるプリズムの頂角が９０°程度に形成されたフィルム等が挙げられる。前記第１プリズムシート２４及び前記第２プリズムシート２５としては、より具体的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムに、ＵＶ硬化型アクリル樹脂を用いてプリズム形状をつけたもの等が挙げられる。前記第１プリズムシート２４及び前記第２プリズムシート２５とは、前記第１プリズムシート２４に形成された各溝条と前記第２プリズムシート２５に形成された各溝条とが、互いに直交するように配置される。前記第１プリズムシート２４及び前記第２プリズムシート２５とは、一体に形成されていてもよい。
　前記偏光シート２６は、特に限定されず、例えば、一般的なバックライトユニットに備えられる偏光シート等が挙げられる。前記偏光シート２６としては、市販品を用いることができ、例えば、３Ｍ社製のＤＢＥＦシリーズ等が挙げられる。
　前記液晶表示装置は、前記バックライトユニットを備えていれば、特に限定されない。すなわち、本実施形態に係る液晶表示装置は、前記バックライトユニットと、前記バックライトユニットの前記プリズムシート側に設けられた液晶パネルとを備える液晶表示装置である。このような液晶表示装置は、前記光学シートを備えるバックライトユニットから、好適に色変換された光が照射されるので、前記液晶パネルに好適に画像表示することができる。前記液晶表示装置６０は、図６に示すように、バックライトユニット５０と、液晶パネル３５と、第１偏光板３６及び第２偏光板３７とを備える。前記液晶パネル３５は、前記第１偏光板３６と前記第２偏光板３７との間に位置し、前記バックライトユニット５０側に配置されるのが、前記第１偏光板３６である。
　前記液晶パネル３５は、互いに対向するように設けられた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板３１及びカラーフィルタ（ＣＦ）基板３２と、前記ＴＦＴ基板３１と前記ＣＦ基板３２との間に設けられた液晶層３３とを備える。また、前記液晶パネル３５には、前記ＴＦＴ基板３１と前記ＣＦ基板３２との間に前記液晶層３３を封入するために枠状に設けられたシール材（図示省略）をさらに備える。
　前記ＴＦＴ基板３１は、特に限定されず、例えば、一般的な液晶表示装置に備えられるＴＦＴ基板等が挙げられる。前記ＴＦＴ基板３１としては、例えば、ガラス基板と、前記ガラス基板上にマトリクス状に設けられた複数のＴＦＴと、前記ＴＦＴのそれぞれを覆うように設けられた層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上にマトリクス状に設けられ且つ複数のＴＦＴにそれぞれ接続された複数の画素電極と、前記画素電極のそれぞれを覆うように設けられた配向膜とを備える基板等が挙げられる。
　前記ＣＦ基板３２は、特に限定されず、例えば、一般的な液晶表示装置に備えられるＣＦ基板等が挙げられる。前記ＣＦ基板３２としては、例えば、ガラス基板と、前記ガラス基板上に格子状に設けられたブラックマトリクスと、前記ブラックマトリクスの各格子間にそれぞれ設けられた赤色層、緑色層及び青色層を含むカラーフィルタと、前記ブラックマトリクス及び前記カラーフィルタを覆うように設けられた共通電極と、前記共通電極を覆うように設けられた配向膜とを備える基板等が挙げられる。
　前記液晶層３３は、特に限定されず、例えば、一般的な液晶表示装置に備えられる液晶層等が挙げられる。前記液晶層３３としては、例えば、電気光学特性を有する液晶分子を含むネマチック液晶材料等により構成される液晶層等が挙げられる。
　前記第１偏光板３６及び前記第２偏光板３７は、特に限定されず、例えば、一般的な液晶表示装置に備えられる偏光板等が挙げられる。前記第１偏光板３６及び前記第２偏光板３７としては、例えば、一方向の偏光軸を有する偏光子層と、その偏光子層を挟持するように設けられた一対の保護層とを備える偏光板等が挙げられる。
　前記液晶表示装置６０の表示画面６０ａを正面（図５における上方）から見た形状は、特に限定されない。この形状としては、長方形又は正方形が多いが、これに限らず、長方形の角が丸くなった形状、楕円形、円形、台形、又は、自動車のインストルメントパネル（インパネ）等の任意の形状であってもよい。
　前記液晶表示装置６０は、前記画素電極のそれぞれに対応する各サブ画素において、前記液晶層３３に所定の大きさの電圧を印加して前記液晶層３３の配向状態を変えるとともに、前記バックライトユニット５０から前記第１偏光板３６を介して入射した光をその透過率を調整して前記第２偏光板３７を介して出射することにより、画像が表示される。
　前記液晶表示装置６０は、種々の情報機器（例えば、カーナビゲーション等の車載装置、パーソナルコンピュータ、携帯電話、携帯情報端末、携帯型ゲーム機、コピー機、券売機、及び現金自動預け払い機等）に組み込まれる表示装置として用いられる。
　本明細書は、上述したように、様々な態様の技術を開示しているが、そのうち主な技術を以下に纏める。
　本発明の一局面は、蛍光剤を含有する色変換層と、前記色変換層の少なくとも一方の表面上に固着された複数の光拡散粒子とを備えることを特徴とする光学シートである。
　このような構成によれば、好適な色変換ができる光学シートを提供することができる。すなわち、前記光学シートでは、表面上に光拡散粒子を固着させない場合と同程度の色変換を実現するために、前記蛍光剤の含有量を低下させることができる。よって、前記光学シートは、蛍光剤の含有量が比較的低くても、好適な色変換が可能なほど、好適な色変換が実現できる。
　また、前記光学シートにおいて、前記光拡散粒子は、ガラスビーズ及び樹脂ビーズの少なくとも一方であることが好ましい。また、前記樹脂ビーズは、スチレン系樹脂を含む中空粒子であることがより好ましい。
　このような構成によれば、より好適な色変換ができる光学シートを提供することができる。
　また、前記光学シートにおいて、前記光拡散粒子の体積平均粒子径は、０．１～５μｍであることが好ましい。
　このような構成によれば、より好適な色変換ができる光学シートを提供することができる。
　また、前記光学シートにおいて、前記光拡散粒子は、前記色変換層に樹脂を介して固着しており、前記樹脂に対する前記光拡散粒子の比率は、１０～３００質量％であることが好ましい。
　このような構成によれば、より好適な色変換ができる光学シートを提供することができる。
　また、前記光学シートにおいて、前記複数の光拡散粒子が、前記色変換層の両面上に固着されていることが好ましい。
　このような構成によれば、より好適な色変換ができる光学シートを提供することができる。
　また、前記光学シートにおいて、前記蛍光剤は、緑色蛍光剤と赤色蛍光剤とを含むことが好ましい。
　このような構成によれば、より好適な色変換ができる光学シートが得られる。具体的には、前記光学シートを透過する光が青色光である場合、その光学シートを透過する青色光が前記光学シートの色変換層に含まれる緑色蛍光剤に吸収されることによって、前記青色光より緑色側に変換された光を前記緑色蛍光剤から放射することができる。また、前記光学シートを透過する青色光が前記光学シートの色変換層に含まれる赤色蛍光剤に吸収されることによって、前記青色光より赤色側に変換された光を前記赤色蛍光剤から放射することができる。これらの変換された光の混色光は、黄色側に変換されることになる。よって、前記光学シートを透過した青色光は、この黄色側に変換された混色光によって、白色側に変換されることになる。よって、前記光学シートは、好適な色変換ができる。
　また、前記光学シートにおいて、前記色変換層は、光拡散剤をさらに含むことが好ましい。
　このような構成によれば、蛍光剤の含有量が比較的少なくても、好適な色変換ができる光学シートが得られる。すなわち、光拡散剤を含まない場合と同程度の色変換を実現するために、蛍光剤の含有量を少なくすることができる。
　また、前記光学シートにおいて、前記光拡散剤は、シリコーンビーズ及び酸化チタン粒子の少なくとも一方を含むことが好ましい。
　このような構成によれば、光拡散剤を含まない場合と同程度の色変換を実現するために、蛍光剤の含有量をより少なくすることができる。よって、色変換性により優れた光学シートが得られる。
　また、前記光学シートにおいて、前記光学シートが、表示画面の背面側に複数の光源が分散して設けられた液晶表示装置において前記複数の光源とプリズムシートとの間に位置する光学シートであることが好ましい。
　このような構成によれば、前記液晶表示装置において、前記光学シートを適用することにより、好適に画像表示された液晶表示装置が得られる。
　また、本発明の他の一局面は、複数の光源と、プリズムシートと、前記複数の光源と前記プリズムシートとの間に位置する光学シートとを備え、前記光学シートが、上述した光学シートであることを特徴とするバックライトユニットである。
　このような構成によれば、好適に色変換された光を照射することができるバックライトユニットを提供することができる。
　また、前記バックライトユニットにおいて、前記光源が、青色光を照射する発光ダイオード素子であることが好ましい。
　このような構成によれば、前記光源から青色光を照射し、その照射した青色光を好適に色変換した白色光を照射することができるバックライトユニットを提供することができる。
　また、本発明の他の一局面は、前記バックライトユニットと、前記バックライトユニットの前記プリズムシート側に設けられた液晶パネルとを備えることを特徴とする液晶表示装置である。
　このような構成によれば、前記バックライトユニットから、好適に色変換された光が照射されるので、前記液晶パネルに好適な画像表示をすることができる液晶表示装置が得られる。
　本発明によれば、好適な色変換ができる光学シート、前記光学シートを備えるバックライトユニット、及び前記バックライトユニットを備える液晶表示装置を提供することができる。
　以下に、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されない。
　［色変換層の製造］
　緑色蛍光剤（β－ＳｉＡｌＯＮ、体積平均粒子径１６μｍ）を６質量％、赤色蛍光剤（ＫＳＦ、体積平均粒子径３０μｍ）を９質量％となるように、それぞれを、硬化前の（液状の）ＵＶ硬化型樹脂（ＵＶ硬化型アクリル樹脂）に添加した。なお、蛍光剤の含有量は、前記緑色蛍光剤と前記赤色蛍光剤とを合わせて、１５質量％であった。このようにして得られた液体（色変換層形成用塗工液）を基板に塗工した。その際、最終的に得られる色変換層の厚みが約１３０μｍとなるように、前記色変換層形成用塗工液を塗工した。その後、この塗工した色変換層形成用塗工液にＵＶを照射して、前記ＵＶ硬化型樹脂を硬化させることによって、前記基板上に色変換層が形成され、前記基板から剥離することによって色変換層が得られた。
　［検討例］
　まず、光拡散粒子として、以下の粒子を用いた。
　ガラスビーズ１：ガラスビーズ（ユニチカ株式会社製のＵＢＳ－０００５Ｅ、体積平均粒子径３．７６μｍ）
　ガラスビーズ２：ガラスビーズ（ユニチカ株式会社製のＵＢＳ－０００５ＭＦ、体積平均粒子径３．４０μｍ）
　アクリルビーズ：アクリルビーズ（大日精化工業株式会社製のラブコロール２３０７ＭＥＪ、体積平均粒子径７μｍ）
　中空スチレン粒子１：ポリスチレンからなる中空粒子（積水化成品工業株式会社製のｘｘ２８４、多中空粒子、体積平均粒子径７．５μｍ）
　中空スチレン粒子２：ポリスチレンからなる中空粒子（積水化成品工業株式会社製のｘｘ３０１、単中空粒子、体積平均粒子径４．５μｍ）
　中空スチレン粒子３：ポリスチレンからなる中空粒子（積水化成品工業株式会社製のｘｘ３０６、単中空粒子、体積平均粒子径０．４μｍ）
　（検討例１）
　表１に示す光拡散粒子（ガラスビーズ１）を、バインダ（熱硬化性アクリル樹脂、ＤＩＣ株式会社製のＡ８０７－ＢＡ）に分散させた。その際、バインダに対する光拡散粒子の比率（光拡散粒子／バインダ）が、６０質量％となるように、混合した。得られた分散液を、ＰＥＴシート上に、前記光拡散粒子がＰＥＴシート全面を覆うように塗工した。そして、温度８０℃の条件下で１分間静置して、前記バインダを硬化させることによって、前記ＰＥＴシート上に光拡散粒子が固着された。
　検討例１としては、この光拡散粒子が固着されたＰＥＴシートを、前記色変換層に重ねた積層体を用いた。
　（検討例２～６）
　検討例２～６としては、光拡散粒子（ガラスビーズ１）を、それぞれ表１に示す光拡散粒子に変更したこと以外、検討例１と同様にして得られた積層体を用いた。
　（検討例７）
　検討例７としては、光拡散粒子を用いないこと以外、検討例１と同様にして得られた積層体を用いた。
　［評価］
　（色度）
　アレイ状に並んだ青色ＬＥＤ素子（青色ＬＥＤアレイ）の上面から５ｍｍあけて、測定対象物（前記積層体）を設け、前記測定対象物上に、溝条が互いに直交するように配置した２枚のプリズムシートを載せることによって、バックライトユニットを組み立てた。このバックライトユニットから発せられる光の色度（ｘ、ｙ）を、輝度計（株式会社トプコン製の分光放射輝度計ＳＲ－３）で測定した。
　この結果を、表１及び図７に示す。図７は、光学シートに固着させた光拡散粒子の種類と色度との関係を示すグラフである。図７において、プロット５１～５７は、それぞれ、検討例１～７の結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１及び図７から、蛍光剤を含む色変換層上に、光拡散粒子を固着させたＰＥＴシートを重ねた場合（検討例１～６）は、光拡散粒子を固着させていないＰＥＴシートを重ねた場合（検討例７）と比較して、青色光を白色光により近づくように色変換させることができることがわかった。このことから、色変換層上に光拡散粒子を固着させると、好適な色変換ができることがわかる。
　さらに、中空スチレン粒子３（ｘｘ３０６）を用いる（検討例６）と、上記の色変換がより効果的であることがわかった。このことから、用いる光散乱粒子が小さいほど、好適な色変換を行うことができることがわかる。具体的には、小さい中空粒子（例えば、１μｍ以下）を用いることによって、中空スチレン粒子１や中空スチレン粒子２を用いた（検討例４及び検討例５）場合より、高い色変換効率を得ることができる。一方で、中空スチレン粒子１や中空スチレン粒子２を用いた（検討例４及び検討例５）場合は、ガラスビーズ１、ガラスビーズ２、及びアクリルビーズ（検討例１～３）と同程度であることから、光拡散粒子の粒径が、色変換効率への影響が大きいとも考えられる。このことは、以下のことによると考えられる。光拡散粒子の粒径が小さいために、単位質量あたりの表面積が大きくなり、青色光の接触頻度が高くなると考えられる。このことにより、前記光拡散粒子が、色変換層に含まれる蛍光剤への接触頻度を高める効果をより奏すると考えられる。よって、光拡散粒子の粒径が小さいほど、光学シートの色変換性を高めることができると考えられる。
　そこで、以下、中空スチレン粒子３（ｘｘ３０６）を用いて、以下、さらに検討した。
　［実施例１～３］
　光拡散粒子として中空スチレン粒子３（ｘｘ３０６）を、バインダ（熱硬化性アクリル樹脂、ＤＩＣ株式会社製のＡ８０７－ＢＡ）に分散させた。その際、バインダに対する光拡散粒子の比率（光拡散粒子／バインダ）が、表２に示す比率（光拡散粒子／バインダ：質量％）となるように、混合した。得られた分散液を、前記色変換層の片面（出光側となる表面）上に、前記光拡散粒子が前記色変換層全面を覆うように塗工した。そして、温度８０℃の条件下で１分間静置して、前記バインダを硬化させることによって、前記色変換層の片面上に光拡散粒子が固着された光学シートが得られた。なお、前記色変換層に対する前記粒子の被覆率は、１００％であった。
　［実施例４～６］
　光拡散粒子として中空スチレン粒子３（ｘｘ３０６）を、バインダ（熱硬化性アクリル樹脂、ＤＩＣ株式会社製のＡ８０７－ＢＡ）に分散させた。その際、バインダに対する光拡散粒子の比率（光拡散粒子／バインダ）が、前記比率（光拡散粒子／バインダ）が１００質量％となるように、混合した。得られた分散液（第１の分散液）を、前記色変換層の片面（出光側となる表面）上に、前記光拡散粒子が前記色変換層全面を覆うように塗工した。そして、温度８０℃の条件下で１分間静置して、前記バインダを硬化させた。
　次に、前記第１の分散液とは別に、光拡散粒子として中空スチレン粒子３（ｘｘ３０６）を、前記バインダに、前記比率（光拡散粒子／バインダ）が表２に示す比率（光拡散粒子／バインダ：質量％）となるように混合した。得られた分散液（第２の分散液）を、前記色変換層のもう一方の表面（入光側となる表面）上に、前記光拡散粒子が前記色変換層全面を覆うように塗工した。そして、温度８０℃の条件下で１分間静置して、前記バインダを硬化させることによって、前記色変換層の両面上に光拡散粒子が固着された光学シートが得られた。なお、前記色変換層に対する前記粒子の被覆率は、１００％であった。
　［比較例］
　比較例に係る光学シートは、光拡散粒子を用いないこと以外、実施例１と同様にして、得られた。
　［評価］
　（色度）
　この得られた光学シートの色度を、前記色度の測定方法において、測定対象物として、前記出光側の表面がプリズムシート側となるように設けて測定した。
　この結果を、表２及び図８に示す。図８は、光学シートの構成と色度との関係を示すグラフである。図８において、プロット６１～６７は、それぞれ、実施例１～６及び比較例１を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２及び図８からわかるように、色変換層に光拡散粒子を固着させた場合（実施例１～６）は、光拡散粒子を固着させない場合（比較例）と比較して、好適に色変換された。また、光拡散粒子を色変換層の両面に固着させた場合（実施例４～６）は、片面の場合（実施例１～３）より、好適に色変換された。このことから、色変換層の両面に光拡散粒子を固着させるほうが好ましいことがわかる。また、実施例１～３の比較により、バインダに対する光拡散粒子の比率が高いほど、好適に色変換された。このことは、実施例４～６の比較からもわかる。そして、これらのことから、光拡散粒子を色変換層に固着できるのであれば、光拡散粒子が多いほうが好ましいことがわかる。
　実施例１～６に係る各光学シートにおいて、光拡散剤として、体積平均粒子径２μｍのシリコーンビーズを前記色変換層に含有させた場合は、得られた光の色度（ｘ、ｙ）が、実施例１～６に係る各光学シートより高まった。
　また、実施例１～６に係る各光学シートにおいて、光拡散剤として、体積平均粒子径０．０５μｍの酸化チタン粒子を前記色変換層に含有させた場合は、得られた光の色度（ｘ、ｙ）が、実施例１～６に係る各光学シートより高まった。
　これらのことから、前記色変換層に、光拡散剤を含有させることによって、得られた光の色度（ｘ、ｙ）をより高めることができ、よって、より好適に色変換できることがわかった。
　さらに、実施例は、比較例と比較して、蛍光体を削減できることもわかる。具体的には、実施例６と比較例とのデータを用いて、以下のように算出できる。
　（青色光との色度差：Δｘ、Δｙ）
　得られた光の色度（ｘ、ｙ）と、青色ＬＥＤ素子から照射される光の色度（ｘ＿Ｂ、ｙ＿Ｂ）との差（Δｘ、Δｙ）を、下記式から算出した。なお、ここでは、青色ＬＥＤ素子から照射される光の色度（ｘ＿Ｂ、ｙ＿Ｂ）との差（Δｘ、Δｙ）を、青色光との色度差とした。
　　Δｘ＝ｘ－ｘ＿Ｂ
　　Δｙ＝ｙ－ｙ＿Ｂ
　なお、青色ＬＥＤ素子から照射される光の色度（ｘ＿Ｂ、ｙ＿Ｂ）は、ｘ＿Ｂが０．１５３５、ｙ＿Ｂが０．０２６９であった。
　（削減可能率）
　まず、青色光との色度差が、蛍光剤の濃度に対して正比例すると仮定して推定し、ここから、色変換性を求めた。具体的には、実施例６に係る光学シートにおける青色光との色度差（Δｘ＿ｅ、Δｙ＿ｅ）と、比較例に係る光学シートにおける青色光との色度差（Δｘ＿ｃ、Δｙ＿ｃ）とを用いて、下記式から算出した。
　　色変換性（％）＝０．５×（Δｘ＿ｅ／Δｘ＿ｃ＋Δｙ＿ｅ／Δｙ＿ｃ）×１００
　次に、１００をこの色変換性で割ることによって、蛍光剤の削減可能率を算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３からわかるように、実施例６に係る光学シートでは、光拡散粒子を固着させていない比較例に係る光学シートと比較して、同程度の色度を得るために、蛍光剤の使用量を１７．４％削減することが可能と推定できる。
　この出願は、２０２０年９月２９日に出願された日本国特許出願特願２０２０－１６３６０２を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。
　本発明を表現するために、上述において実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
　本発明によれば、好適な色変換ができる光学シート、前記光学シートを備えるバックライトユニット、及び前記バックライトユニットを備える液晶表示装置が提供される。

Claims (13)

  1. 　蛍光剤を含有する色変換層と、
    　前記色変換層の少なくとも一方の表面上に固着された複数の光拡散粒子とを備えることを特徴とする光学シート。
  2. 　前記光拡散粒子は、ガラスビーズ及び樹脂ビーズの少なくとも一方である請求項１に記載の光学シート。
  3. 　前記樹脂ビーズは、スチレン系樹脂を含む中空粒子である請求項２に記載の光学シート。
  4. 　前記光拡散粒子の体積平均粒子径は、０．１～５μｍである請求項１～３のいずれか１項に記載の光学シート。
  5. 　前記光拡散粒子は、前記色変換層に樹脂を介して固着しており、
    　前記樹脂に対する前記光拡散粒子の比率は、１０～３００質量％である請求項１～４のいずれか１項に記載の光学シート。
  6. 　前記複数の光拡散粒子が、前記色変換層の両面上に固着されている請求項１～５のいずれか１項に記載の光学シート。
  7. 　前記蛍光剤は、緑色蛍光剤と赤色蛍光剤とを含む請求項１～６のいずれか１項に記載の光学シート。
  8. 　前記色変換層は、光拡散剤をさらに含有する請求項１～７のいずれか１項に記載の光学シート。
  9. 　前記光拡散剤は、シリコーンビーズ及び酸化チタン粒子の少なくとも一方を含む請求項８に記載の光学シート。
  10. 　前記光学シートが、表示画面の背面側に複数の光源が分散して設けられた液晶表示装置において前記複数の光源とプリズムシートとの間に位置する光学シートである請求項１～９のいずれか１項に記載の光学シート。
  11. 　複数の光源と、
    　プリズムシートと、
    　前記複数の光源と前記プリズムシートとの間に位置する光学シートとを備え、
    　前記光学シートが、請求項１～１０のいずれか１項に記載の光学シートであることを特徴とするバックライトユニット。
  12. 　前記光源が、青色光を照射する発光ダイオード素子である請求項１１に記載のバックライトユニット。
  13. 　請求項１１又は請求項１２に記載のバックライトユニットと、
    　前記バックライトユニットの前記プリズムシート側に設けられた液晶パネルとを備えることを特徴とする液晶表示装置。
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