(57)【要約】【課題】  色むらおよび輝度むらの発生を防止しつつ、透過する光の色純度を向上させることが可能で、実用性に優れた色純度向上シートを提供する。【解決手段】  本発明の色純度向上シートは、目的波長帯域以外の特定波長帯域の光を吸収し波長変換して目的波長帯域の光を発光することにより目的波長帯域の色の純度を向上させる発光手段を含む発光層を有することを特徴とする。前記発光層を有する単独のシートとすることで、発光手段をシート内に均一に分布させることができるため、色むらおよび輝度むらの発生を防止しつつ、透過する光の色純度を向上させることが可能となる。さらに、本発明の色純度向上シートを用いれば、例えば、液晶表示装置内に前記シートを配置するだけで、色純度を向上することができ、実用性に優れる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
目的波長帯域以外の特定波長帯域の光を吸収し波長変換して目的波長帯域の光を発光することにより目的波長帯域の色の純度を向上させる発光手段を含む発光層を有することを特徴とする色純度向上シート。
【請求項２】
前記発光手段が、蛍光物質を含む請求項１記載の色純度向上シート。
【請求項３】
前記発光層が、マトリックスポリマーと蛍光物質とから形成される請求項１または２記載の色純度向上シート。
【請求項４】
光源装置および色純度向上シートを含む光学装置であって、前記色純度向上シートが、請求項１から３のいずれか一項に記載の色純度向上シートである光学装置。
【請求項５】
色純度向上シートを含む画像表示装置であって、前記色純度向上シートが、請求項１から３のいずれか一項に記載の色純度向上シートである画像表示装置。
【請求項６】
色純度向上シートを含む液晶表示装置であって、前記色純度向上シートが、請求項１から３のいずれか一項に記載の色純度向上シートである液晶表示装置。
【請求項７】
色純度向上シートを含む太陽電池であって、前記色純度向上シートが、請求項１から３のいずれか一項に記載の色純度向上シートである太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色純度向上シート、光学装置、画像表示装置、液晶表示装置および太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光や人工の光源が発する光は、様々な色（波長）の光の混合物であることがよく知られている。このような光を、例えば、液晶表示装置（ＬＣＤ）や太陽電池のようなデバイスに利用する場合、必ずしもすべての色（波長）の光が利用されているわけではない。このため、エネルギー効率の点から、不要な色（波長）の光を必要な色（波長）の光に変換して用いる工夫がなされている。例えば、光源から照射された光のうち、不要な色（波長５７５〜６０５ｎｍの黄色）の光を、蛍光物質を用いて、必要な色（波長６１０ｎｍ以上の赤色）の光に変換するＬＣＤ用の光学装置が提案されている（特許文献１参照）。この光学装置では、前記蛍光物質を導光板または反射板に含有させる方法が提案されている。また、この光学装置では、前記蛍光物質を導光板の上面または端面、または光源の表面に塗布する方法も提案されている。しかしながら、前記蛍光物質を導光板または反射板に含有させる方法では、導光板または反射板の位置により蛍光物質のある部分とない部分とがあり、出射される光の波長分布スペクトルが一定にならず、色むらが発生してしまうという問題があった。また、前記蛍光物質を導光板の上面等に塗布する方法では、面内で輝度むらが発生するという問題があった。さらに、前記光源装置は、その構造が複雑になるなど、実用性に欠ける。
【特許文献１】特開２００５−２７６５８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこで、本発明は、色むらおよび輝度むらの発生を防止しつつ、透過する光の色純度を向上させることが可能で、実用性に優れた色純度向上シートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記目的を達成するために、本発明の色純度向上シートは、目的波長帯域以外の特定波長帯域の光を吸収し波長変換して目的波長帯域の光を発光することにより目的波長帯域の色の純度を向上させる発光手段を含む発光層を有することを特徴とする。
【０００５】
本発明の画像表示装置は、色純度向上シートを含む画像表示装置であって、前記色純度向上シートが、前記本発明の色純度向上シートであることを特徴とする。
【０００６】
本発明の液晶表示装置は、色純度向上シートを含む液晶表示装置であって、前記色純度向上シートが、前記本発明の色純度向上シートであることを特徴とする。
【０００７】
本発明の太陽電池は、色純度向上シートを含む太陽電池であって、前記色純度向上シートが、前記本発明の色純度向上シートであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の色純度向上シートは、従来の光学装置のように導光板や反射板等の構成部材に設けられるものではなく、単独のシートである。このように、本発明の色純度向上シートを、目的波長帯域以外の特定波長帯域の光（不要な色の光）を吸収し波長変換して目的波長帯域の光（必要な色の光）を発光することにより目的波長帯域の色の純度を向上させる発光手段を含む発光層を有する単独のシートとすることで、発光手段をシート内に均一に分布させることができるため、色むらおよび輝度むらの発生を防止しつつ、透過する光の色純度を向上させることが可能となる。さらに、本発明の色純度向上シートを用いれば、例えば、液晶表示装置内に前記シートを配置するだけで、色純度を向上することができ、実用性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明において、「色純度の向上」には、例えば、赤色と緑色の中間色である黄色の光を赤色の光に変換すること、緑色と青色の中間色の光を緑色の光に変換すること、赤色、緑色、青色のいずれかの色の光を赤色、緑色、青色のその他の色の光に変換すること等が含まれる。
【００１０】
本発明の色純度向上シートにおいて、前記発光手段は、蛍光物質を含むことが好ましい。
【００１１】
本発明の色純度向上シートにおいて、前記発光層は、マトリックスポリマーと蛍光物質とから形成されることが好ましい。
【００１２】
本発明の色純度向上シートにおいて、前記発光層により吸収される前記特定波長帯域は、特に制限されないが、例えば、５６０〜６１０ｎｍの範囲とすることができ、前記発光層により発光する目的波長帯域は、特に制限されないが、例えば、６１０〜７００ｎｍの範囲とすることができる。
【００１３】
以下、本発明を詳しく説明する。
【００１４】
本発明において、色純度向上シートの平面形状は、矩形であり、正方形であってもよいし、長方形であってもよいが、好ましくは長方形である。
【００１５】
前記色純度向上シートは、目的波長帯域以外の特定波長帯域の光（不要な色の光）を吸収し波長変換して目的波長帯域の光（必要な色の光）を発光することにより目的波長帯域の色の純度を向上させる発光手段を含む発光層を有する。
【００１６】
前述のとおり、前記発光手段は、蛍光物質を含むことが好ましい。前記蛍光物質としては、例えば、フルオレセイン類、ローダミン類、クマリン類、ダンシル類（ジメチルアミノナフタレンスルホン酸類）、７−ニトロベンゾ−２−オキサ−１，３−ジアゾール（ＮＢＤ）型色素、ピレン、ペリレン系、フィコビリプロテイン系、シアニン色素、アンスラキノン系、チオインジゴ系、ベンゾピラン系等の蛍光物質が挙げられる。前記蛍光物質は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を混合して用いてもよい。
【００１７】
前記蛍光物質の具体例としては、例えば、ＢＡＳＦ（株）製の商品名「Ｌｕｍｏｇｅｎ  Ｆ  Ｒｅｄ  ３０５（ペリレン系）」、有本化学工業（株）製の商品名「Ｐｌａｓｔ  Ｒｅｄ  ８３５５（アンスラキノン系）、同８３６５（アンスラキノン系）、同Ｒｅｄ  Ｄ−５４（チオインジゴ系）、同Ｒｅｄ  ＤＲ−４２６（ベンゾピラン系）、同Ｒｅｄ  ＤＲ−４２７（ベンゾピラン系）」、（株）林原生物化学研究所製の商品名「ＮＫ−１５３３（カルボシアニン色素）」等が挙げられる。これらの蛍光物質は、赤色と緑色の中間色である黄色（波長５６０〜６１０ｎｍ）の光を吸収し、赤色の光（波長６１０〜６５０ｎｍ）を発光する。
【００１８】
前記ペリレン系の蛍光物質の一例の構造式を、下記式（１）に示す。
【化１】
2008129292.tif 000002
前記式（１）において、４つのＸは、それぞれ、独立して、ハロゲン基またはアルコキシ基である。また、前記式（１）において、２つのＲは、それぞれ、独立して、アリール基またはアルキル基である。前記４つのＸは、それぞれ同一であってもよいし、全て異なっていてもよい。また、前記２つのＲは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００１９】
図１のグラフに、前記式（１）の構造を持つ蛍光物質の吸収スペクトルを示す。図示のとおり、この蛍光物質の最大吸収波長は、５８５ｎｍ付近である。
【００２０】
前述のとおり、前記発光層は、マトリックスポリマーと蛍光物質とから形成されることが好ましい。前記発光層は、例えば、前記蛍光物質を、フィルムとして成型可能なマトリックスポリマーと混合してフィルムとして製膜することで作製することができる。前記マトリックスポリマーとしては、透明性の高いものが好ましく、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ブチル等のポリアクリル系樹脂；ポリオキシカルボニルオキシヘキサメチレン、ポリオキシカルボニルオキシ−１，４−イソプロピリデン−１，４−フェニレン等のポリカーボネート系樹脂、ポリノルボルネン系樹脂、ポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール等のポリビニルアルコール系樹脂；メチルセルロース、エチルセルロースやそれらの誘導体等のセルロース系樹脂等を挙げることができる。これらの中でも、好ましくは、ポリメチルメタクリレートである。前記マトリックスポリマーは、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を混合して用いてもよい。
【００２１】
前記「ポリノルボルネン系樹脂」とは、出発原料（モノマー）の一部または全部に、ノルボルネン環を有するノルボルネン系モノマーを用いて得られる（共）重合体をいう。前記「（共）重合体」は、ホモポリマーまたは共重合体（コポリマー）を表す。
【００２２】
つぎに、前記発光層の形成方法について、例を挙げて説明する。ただし、前記発光層の形成方法は、この例に限定されない。
【００２３】
まず、前記マトリックスポリマーを溶媒に溶解し、ポリマー溶液を作製する。前記溶媒としては、例えば、トルエン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、エタノール、テトラヒドロフラン、シクロペンタノン、水等を用いることができる。
【００２４】
つぎに、前記蛍光物質を溶媒に溶解し、蛍光物質溶液を作製する。前記溶媒としては、例えば、前述の前記マトリックスポリマーを溶解するのと同様の溶媒を用いることができる。
【００２５】
つぎに、前記ポリマー溶液と前記蛍光物質溶液とを混合し、その混合液を基材上に塗布して塗膜を形成し、加熱乾燥させることにより、フィルムを形成する。なお、前記混合液には、基材上に塗布する前に脱泡処理を施すことが好ましい。
【００２６】
つぎに、前記フィルムを前記基材から剥離することで、前記発光層を得ることができる。
【００２７】
前記発光層における前記蛍光物質の濃度は、前記蛍光物質の種類に応じて適宜に決定することができるが、例えば、前記マトリックスポリマー１００重量部に対して、例えば、
０．０１〜８０重量部の範囲であり、好ましくは、０．１〜５０重量部の範囲であり、より好ましくは、０．１〜３０重量部の範囲である。
【００２８】
前記発光層の厚みは、特に制限されず、例えば、０．１〜１０００μｍの範囲であり、好ましくは、１〜２００μｍの範囲であり、より好ましくは、２〜５０μｍの範囲である。
【００２９】
本発明の色純度向上シートは、前記発光層を有するものであれば、どのような構成であってもよい。例えば、前記発光層のみからなるシート、前記発光層に他の層を積層したシートがあげられる。
【００３０】
本発明の光学装置は、光源装置および前記本発明の色純度向上シートを含む構成である。
【００３１】
前記光源装置としては、特に制限されず、例えば、冷陰極管、発光ダイオード（ＬＥＤ）等が挙げられる。
【００３２】
本発明の色純度向上シートは、例えば、液晶表示装置（ＬＣＤ）、ＥＬディスプレイ（ＥＬＤ）等の各種の画像表示装置および太陽電池等に好ましく用いることができる。
【００３３】
図２の断面図に、本発明の液晶表示装置の構成の一例を示す。なお、同図において、分かりやすくするために、各構成部材のサイズや比率等は、実際と異なっている。図示のとおり、この液晶表示装置は、液晶パネル１１、本発明の色純度向上シート１０、光源装置１４および導光板１５を主要な構成部材として有する。前記液晶パネル１１は、液晶セル１２の両側に、それぞれ、第１の偏光板１３１および第２の偏光板１３２が配置された構成である。前記液晶セル１２は、液晶層１４０の両側に、それぞれ、第１の配向膜１５１および第２の配向膜１５２が配置され、さらにそのそれぞれの外側に、第１の透明電極１６１および第２の透明電極１６２が配置され、さらに前記第１の透明電極１６２の外側に、所定の配列のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）等のカラーフィルター１７０とブラックマトリクス１９０とが保護膜１８０を介して配置され、さらに前記第２の透明電極１６２および前記カラーフィルター１７０とブラックマトリクス１９０との外側に、それぞれ、第１の基板１０１および第２の基板１０２が配置された構成である。前記液晶パネル１１において、前記第１の偏光板１３１側が、表示側であり、前記第２の偏光板１３２側が、裏面側となる。本発明の色純度向上シート１０は、前記液晶パネル１１の裏面側に配置されている。前記導光板１５は、前記本発明の色純度向上シート１０の外側に、前記液晶パネル１１と重なり合うように平行に配置されている。前記光源装置１４は、前記導光板１２の前記液晶パネル１１とは反対側に配置されている。なお、図２において、前記本発明の色純度向上シート１０は、前記液晶パネル１１と前記導光板１５との間に配置されているが、前記本発明の色純度向上シート１０は、前記導光板１５と前記光源装置１４との間に配置されてもよい。また、本例の液晶表示装置では、前記光源装置１４が前記本発明の色純度向上シート１０および前記導光板１５を介して前記液晶パネル１３の直下に配置された直下方式が採用された場合を示しているが、本発明は、これに限定されず、例えば、サイドライト方式であってもよい。さらに、本発明の液晶表示装置は、拡散反射板を有してもよい。前記拡散反射板は、例えば、図２において、前記光源装置１４と前記導光板１５との間や前記光源装置１４の前記導光板１５とは反対側に配置される。
【００３４】
本例の液晶表示装置において、色純度の向上は、例えば、次のようにして実施される。例えば、前記光源装置１４に、４３５ｎｍ付近に青色、５４５ｎｍ付近に緑色、６１０ｎｍ付近に赤色の大きな発光ピークを持つものを使用し、前記液晶表示装置が緑色と赤色の発光のみを利用し、緑色と赤色の中間色である黄色（５８５ｎｍ付近）の発光は不要であったとする。この場合においては、前記色純度向上シート１０に、例えば、５８５ｎｍ付近に最大吸収波長を持ち、６１０ｎｍ以上に発光を持つ蛍光物質を含ませる。そのようにすれば、前記黄色の光が前記蛍光物質に吸収され、６１０ｎｍ以上の赤色の光が発光される。これにより、前記光源装置１４のから出射された光の色純度が向上される。また、本発明の色純度向上シート１０は、従来の光学装置のように導光板や反射板等の構成部材に設けられるものではなく、単独のシートである。このように、本発明の色純度向上シート１０を、蛍光物質を有する単独のシートとすることで、蛍光物質をシート内に均一に分布させることができるため、色むらおよび輝度むらの発生を防止される。
【００３５】
本発明の画像表示装置は、任意の適切な用途に使用される。その用途は、例えば、デスクトップパソコン、ノートパソコン、コピー機等のＯＡ機器、携帯電話、時計、デジタルカメラ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯ゲーム機等の携帯機器、ビデオカメラ、テレビ、電子レンジ等の家庭用電気機器、バックモニター、カーナビゲーションシステム用モニター、カーオーディオ等の車載用機器、商業店舗用インフォメーション用モニター等の展示機器、監視用モニター等の警備機器、介護用モニター、医療用モニター等の介護・医療機器等が挙げられる。
【実施例】
【００３６】
つぎに、本発明の実施例について比較例と併せて説明する。なお、本発明は、下記の実施例および比較例によってなんら限定ないし制限されない。また、実施例および比較例における正面輝度の測定は、下記の方法により実施した。なお、この実施例および比較例では、光源装置に、４３５ｎｍ付近に青色、５４５ｎｍ付近に緑色、６１０ｎｍ付近に赤色の大きな発光ピークを持つものを使用した。また、この実施例および比較例では、青色、緑色および赤色の発光のみを必要とし、緑色と赤色の中間色である黄色（５８５ｎｍ付近）の発光は不要とした。
【００３７】
（１）正面輝度
分光光度計（大塚電子（株）製、商品名「瞬間マルチ測光システム  ＭＣＰＤ−３０００」）により、液晶表示装置の正面輝度（発光強度の絶対エネルギー：μＷ／ｃｍ２／ｎｍ）を測定した。この際、受光部は、液晶表示装置の上（表示側）方向３ｃｍのところに設置した。
【００３８】
（実施例１）
［色純度向上シートの作製］
まず、ポリメチルメタクリレート樹脂（（株）クラレ製、商品名「パラペットＥＨ−１０００Ｐ」）をトルエンに溶解し、３０重量％のポリマー溶液を作製した。つぎに、前記式（１）の構造を持つ蛍光物質（ＢＡＳＦ社製、商品名「Ｌｕｍｏｇｅｎ  Ｆ  Ｒｅｄ  ３０５」）をトルエンに溶解し、１９重量％の蛍光物質溶液を作製した。前記ポリマー溶液１００重量部と前記蛍光物質溶液１９重量部とをハイブリッドミキサーで混合した後、脱泡処理を行った。得られた混合液をＰＥＴ基材上にアプリケータを用いてキャスティングして、９０℃で２０分間乾燥させることで、フィルムを得た。このフィルムを、前記ＰＥＴ基材から剥離することで、色純度向上シートを得た。この色純度向上シートの厚みは、３０μｍであった。
【００３９】
［正面輝度の測定］
前記色純度向上シートを、図２に示す構成の液晶表示装置に組み込んで正面輝度の測定を行った。
【００４０】
（比較例１）
色純度向上シートを液晶表示装置に組み込まなかったこと以外は、実施例１と同様にして、正面輝度の測定を行った。
【００４１】
実施例１では、色純度向上シートを組み込まなかった比較例１と比較して、５８５ｎｍ付近の黄色の発光が抑制され、４３５ｎｍ付近の青色、５４５ｎｍ付近の緑色、６１０付近の赤色の発光が強くなっており、色純度が向上されていた。また、実施例１では、色むらおよび輝度むらの発生が防止され、表示面全体の色および輝度が均一であった。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上のように、本発明の色純度向上シートは、色むらおよび輝度むらの発生を防止しつつ、透過する光の色純度を向上させることが可能で、実用性に優れたものである。したがって、本発明の色純度向上シートは、例えば、画像表示装置、太陽電池等に好適に使用できるが、その用途は制限されず、広い分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、本発明に用いる蛍光物質の一例における吸収スペクトルを示すグラフである。
【図２】図２は、本発明の液晶表示装置の構成の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  色純度向上シート
１１  液晶パネル
１２  液晶層
１４  光源装置
１５  導光板
１０１  第１の基板
１０２  第２の基板
１３１  第１の偏光板
１３２  第２の偏光板
１４０  液晶層
１５１  第１の配向膜
１５２  第２の配向膜
１６１  第１の透明電極
１６２  第２の透明電極
１７０  カラーフィルター
１８０  保護膜
１９０  ブラックマトリクス
【図１】
2008129292.tif 000003
【図２】
2008129292.tif 000004