(57)【要約】【課題】発光の品質が従来より向上する光学フィルム及び該光学フィルムを備える発光装置の提供。【解決手段】光源２に臨む光進入フィルム３１と、光源２から離れる光放出フィルム３２と、光進入フィルム３１及び光放出フィルム３２に挟まれており、励起光を吸収することにより励起されて波長が前記励起光の波長より長い第１の光を放出する複数の第１の量子ドット３３１を含んでいる発光層３３と、により構成されていて、光進入フィルム３１の露出面は光進入面３１２となり、光放出フィルム３２の露出面は光放出面３２２となり、また、光進入面３１２の周縁と光放出面３２２の周縁との間に側面３４を有するフィルム本体３と、前記励起光が側面３４からフィルム本体３に進入することを阻止できるように側面３４に敷設されている遮断層４と、を有するように構成されていることを特徴とする光学フィルム。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源に臨む光進入フィルムと、前記光源から離れる光放出フィルムと、前記光進入フィルム及び前記光放出フィルムに挟まれており、前記光源から放出されて前記光進入フィルムを通して進入する励起光を吸収することにより励起されて波長が前記励起光の波長より長い第１の光を放出する複数の第１の量子ドットを含んでいる発光層と、により構成されていて、前記光進入フィルムの露出面は前記励起光が進入する光進入面となり、前記光放出フィルムの露出面は前記光進入面の反対面であって光放出面となり、また、前記光進入面の周縁と前記光放出面の周縁との間に側面を有するフィルム本体と、
前記励起光が前記側面から前記フィルム本体に進入することを阻止できるように前記側面に敷設されている遮断層と、を有するように構成されていることを特徴とする光学フィルム。
【請求項２】
前記遮断層は、前記側面の全面を覆うように敷設されていることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項３】
前記遮断層は、硬化された紫外線硬化材料からなるものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学フィルム。
【請求項４】
前記遮断層の、前記フィルム本体の延伸方向における厚さは、１００μｍ〜２００μｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１〜請求項３いずれか一項に記載の光学フィルム。
【請求項５】
前記光進入フィルムの前記光進入面に、前記励起光を屈折して拡散できる第１の微細構造が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４いずれか一項に記載の光学フィルム。
【請求項６】
前記光放出フィルムの前記光放出面に、前記発光層から放出された光を屈折して拡散できる第２の微細構造が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項５いずれか一項に記載の光学フィルム。
【請求項７】
前記発光層は、前記励起光を拡散反射できる複数の拡散反射粒子を更に含んでいることを特徴とする請求項１〜請求項６いずれか一項に記載の光学フィルム。
【請求項８】
前記発光層は、前記励起光を吸収することにより励起されて、波長が前記第１の光の波長より長い第２の光を放出する複数の第２の量子ドットを更に含んでおり、
また、前記光源から放出される励起光が青の光である場合、前記第１の光は、緑の光であり、前記第２の光は、赤の光であることを特徴とする請求項１〜請求項７いずれか一項に記載の光学フィルム。
【請求項９】
請求項１〜請求項７いずれか一項に記載の光学フィルムと、前記光学フィルムの一面側に臨むように設置されていて、励起光を放出できる光源と、により構成されており、
前記励起光と前記第１の光との混合光を放出することができることを特徴とする発光装置。
【請求項１０】
前記光学フィルムにおける前記発光層は、前記励起光を吸収することにより励起されて、波長が前記第１の光の波長より長い第２の光を放出する複数の第２の量子ドットを更に含んでおり、
前記励起光は、青の光であり、前記第１の光は、緑の光であり、前記第２の光は、赤の光であり、
青の光と、緑の光と、赤の光との混合光を放出することができることを特徴とする請求項９に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学フィルム及び該光学フィルムを備える発光装置に関し、具体的には外部の光源からの励起光を吸収することにより励起されて光を放出する光学フィルム及び該光学フィルムを備える発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ発光装置には、外部の光源からの励起光を吸収することにより励起されて光を放出する量子ドットを含む光学フィルムで発光するものがある。例えば、特許文献１に記載されている発光装置は、青の光を励起光として放出できる光源、及び、該光源に臨むように設置されている光進入面と該光進入面の反対面である光放出面とを有し、励起されて緑の光を放出する複数の第１の量子ドットと粒径が該第１の量子ドットと相異する上に励起されて赤の光を放出する複数の第２の量子ドットとを含む発光部、により構成されている。
【０００３】
この構成によれば、上記の発光装置は、青の光と緑の光と赤の光とが混合することにより生じた白の光を放出することができる。
【０００４】
バックライトに上記の発光装置を用いる液晶ディスプレイは、従来のバックライトを用いる液晶ディスプレイより、色の階調性の豊かさ、彩度、色域の広さ、飽和度などが向上する効果があり、より高画質且つリアリティーのある画像を表現できる。
【０００５】
しかし、実際に光源から放出する励起光である青の光は、全部が発光部の光進入面を通じて発光部内に進入するはなく、反射、屈折または内部構造の影響により、一部の青の光が光進入面を通じて発光部に進入せずに、発光部の側面を通じて発光部内に進入するので、光学フィルムの周辺に環状の青の光が放出されることになる。また、発光部の側面を通じて発光部内に進入する青の光は、設計上想定外の場所から発光部に進入するので、予期せぬ量子ドットの励起や、光の混合などが生じて、色の偏差や輝度むらなどの問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６５０１０９１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記問題点に鑑みて、本発明は、設計上想定外の場所から励起光が進入せず、色の偏差や輝度むらを従来の光学フィルムより軽減できる光学フィルム及び該光学フィルムを備える発光装置提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成すべく、本発明は、光源に臨む光進入フィルムと、前記光源から離れる光放出フィルムと、前記光進入フィルム及び前記光放出フィルムに挟まれており、前記光源から放出されて前記光進入フィルムを通して進入する励起光を吸収することにより励起されて波長が前記励起光の波長より長い第１の光を放出する複数の第１の量子ドットを含んでいる発光層と、により構成されていて、前記光進入フィルムの露出面は前記励起光が進入する光進入面となり、前記光放出フィルムの露出面は前記光進入面の反対面であって光放出面となり、また、前記光進入面の周縁と前記光放出面の周縁との間に側面を有するフィルム本体と、前記励起光が前記側面から前記フィルム本体に進入することを阻止できるように前記側面に敷設されている遮断層と、を有するように構成されていることを特徴とする光学フィルムを提供する。
【０００９】
また、上記の光学フィルムと、前記光学フィルムの一面側に臨んで設置されていて、励起光を放出できる光源と、により構成されており、前記励起光と前記第１の光との混合光を放出することができることを特徴とする発光装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
上記手段により、本発明の光学フィルムは、励起光が側面からフィルム本体に進入することを阻止できるように側面に敷設されている遮断層を備えるので、励起光が設計上想定外の場所からフィルム本体に進入することがなく、予期せぬ量子ドットの励起や、光の混合などが生じなくなり、色の偏差や輝度むらなどの問題が従来の光学フィルムより大幅に軽減される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態の光学フィルムを示す斜視図である。
【図２】上記第１の実施形態の部分断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の光学フィルムを示す部分断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態の光学フィルムを示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下では各図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳しく説明する。
【００１３】
＜光学フィルム＞
本発明の光学フィルム１は、図１に示されるように、フィルム本体３と、遮断層４と、を有するように構成されている。また図示において２は光源を示す。
【００１４】
（第１の実施形態）
第１の実施形態において、図２に示されているように、フィルム本体３は、光源２に臨む光進入フィルム３１と、光源２から離れる光放出フィルム３２と、光進入フィルム３１及び光放出フィルム３２に挟まれており、光源２から放出されて光進入フィルム３１を通して進入する励起光を吸収することにより励起されて波長が前記励起光の波長より長い第１の光を放出する複数の第１の量子ドット３３１を含む発光層３３と、により構成されている。また、光進入フィルム３１の露出面は前記励起光が進入する光進入面３１２となり、光放出フィルム３２の露出面は光進入面３１２の反対面であって光放出面３２２となり、また、光進入面３１２の周縁と光放出面３２２の周縁との間が側面３４となっている。
【００１５】
光進入フィルム３１及び光放出フィルム３２の構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）、環状オレフィンコポリマー（ｃｙｃｌｏ  ｏｌｅｆｉｎ  （ｃｏ）−ｐｏｌｙｍｅｒｓ、ＣＯＣ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ、ＰＩ）、ポリエーテルサルフォン（ｐｏｌｙｅｓｔｅｒｓｕｌｆｏｎｅ、ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ、ＰＣ）からなる群より１つまたは２つ以上を選んで用いることができる。
【００１６】
この実施形態において、発光層３３は、前記励起光を吸収することにより励起されて、波長が第１の光の波長より長い第２の光を放出する複数の第２の量子ドット３３２を更に含んでいる。
【００１７】
なお、光源２から放出される励起光が青の光である場合、前記第１の光は、緑の光であり、前記第２の光は、赤の光である。
【００１８】
発光層３３は、複数の第１の量子ドット３３１及び複数の第２の量子ドット３３２を透明のジェル状樹脂に均一に分散して、該複数の第１の量子ドット３３１及び複数の第２の量子ドット３３２が分散されている樹脂を光進入フィルム３１または光放出フィルム３２に塗布することにより作成された。第１の量子ドット３３１及び第２の量子ドット３３２の構成材料に応じて必要があれば、塗布後にアニーリング処理を行う。
【００１９】
複数の第１の量子ドット３３１及び複数の第２の量子ドット３３２は、ナノ半導体材料であり、主にＩＩ‐ＶＩ族またはＩＩＩ‐Ｖ族化合物で構成された半導体により作成される。量子ドットの構成材料または粒径を変えることで、励起されて放出する光の波長も変わる。
【００２０】
なお、第１の量子ドット３３１及び第２の量子ドット３３２の粒径は数ｎｍ〜数十ｎｍ程度であり、且つ、発光層３３に均一に分散されている。従って、図では第１の量子ドット３３１及び第２の量子ドット３３２は黒い点としてデフォルメして示されており、また第１の量子ドット３３１と第２の量子ドット３３２との大きさの差を表現しにくいので、図では同じ大きさの黒い点で示している。
【００２１】
遮断層４は、前記励起光が側面３４からフィルム本体３に進入することを阻止できるように側面３４に敷設されている。
【００２２】
この実施形態において、遮断層４は、側面３４の全面を覆うように敷設されており、具体的には、青の光を吸収できるジェル状の紫外線硬化材料を硬化することにより形成されているものである。該紫外線硬化材料を側面３４に塗布した後、紫外線を照射して硬化することにより遮断層４を形成することができるので、ジェル状の紫外線硬化材料の使用は、光学フィルム製造上より便利である。なお、遮断層４の色は黄色になることが多い。
【００２３】
遮断層４のフィルム本体３の延伸方向における厚さは、１００μｍ〜２００μｍの範囲内にある。遮断層４を上記の厚さ範囲にすると、青の光を遮断する効果が優れ、また側面３４から突出し過ぎない。また、遮断層４は、湿気を遮断する効果もあるので、湿気が光学フィルム１に進入することにより、光学フィルム１の光学的機能が低下し、且つ、使用寿命が減少する恐れが大幅に減少できる。
【００２４】
なお、遮断層４は青の光を反射する材料を使用して形成されることもできる。例えば、青の光を反射できる紫外線硬化材料を使用する。
【００２５】
（第２の実施形態）
本発明の光学フィルム１の第２の実施形態は、上記第１の実施形態とほぼ同じ構成を有するので、ここでは詳しい説明を省略し、その相違点のみを説明する。
【００２６】
この実施形態の光学フィルム１について、図３に示されるように、光進入フィルム３１の光進入面３１２に、前記励起光を屈折して拡散できる第１の微細構造３１３が形成され、また、光放出フィルム３２の光放出面３２２に、発光層３３から放出された光を屈折して拡散できる第２の微細構造３２３が形成されている。
【００２７】
第１の微細構造３１３及び第２の微細構造３２３の構成材料としては、例えば、ポリメタクリル酸メチル（アクリル樹脂）、ポリウレタン（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ、ＰＵ）、シリコーン樹脂（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）からなる群より１つまたは２つ以上を選んで用いることができる。
【００２８】
第１の微細構造３１３及び第２の微細構造３２３は、図３に示されるように、複数の半圓形により構成されているが、錐状や正六角形などの形により構成されることもでき、また、互いに相違する形で構成する不規則な粗面にすることもできる。
【００２９】
前記励起光が第１の微細構造３１３を通過すると、第１の微細構造３１３により屈折されて、より多い方向で発光層３３に進入することができるので、より多い量子ドットを励起できて、緑の光と赤の光との転換効率が向上する。この実施形態の発光装置をバックライトとして用いる液晶ディスプレイは、色域の広さ、飽和度、彩度などがより向上する効果がある。
【００３０】
なお、屈折率が空気と相異する第２の微細構造３２３は光放出面３２２に形成されているので、発光層３３から放出された光が光放出面３２２により全反射されることが低減して、光取り出し効率が向上する。
【００３１】
また、光進入面３１２と光放出面３２２自体を、それぞれ第１の微細構造３１３と第２の微細構造３２３に構成することもできる。
【００３２】
（第３の実施形態）
本発明の光学フィルムの第３の実施形態は、上記第２の実施形態とほぼ同じ構成を有するので、ここでは詳しい説明を省略し、その相違点のみを説明する。
【００３３】
この実施形態の光学フィルムについて、図４に示されるように、発光層３３は、前記励起光を拡散反射できる複数の拡散反射粒子３３３を更に含んでいる。
【００３４】
前記励起光が発光層３３の中で拡散反射粒子３３３により拡散反射されて、発光層３３における進行経路がより多くなるので、より多い量子ドットを励起でき、緑の光と赤の光との転換効率が向上する。この実施形態の発光装置をバックライトとして用いる液晶ディスプレイは、色域の広さ、飽和度、彩度などがより向上する効果がある。
【００３５】
＜発光装置＞
本発明の発光装置は、上記いずれかの実施形態の光学フィルム１と、光学フィルム１の一面側に臨むように設置されていて、励起光である青の光を放出できる光源２とにより構成されている。以下では光学フィルム１として上記第１の実施形態のものを用いた例を説明する。
【００３６】
光源２は、回路基板２１と、回路基板２１に設置されて、前記励起光を放出できる複数の発光ダイオード２２とにより構成されている。
【００３７】
使用の際には、発光ダイオード２２から放出する青の光が光進入フィルム３１の光進入面３１２を通じて発光層３３に進入すると、発光層３３が含んでいる複数の第１の量子ドット３３１及び複数の第２の量子ドット３３２が青の光に励起されて、第１の量子ドット３３１が緑の光を放出し、第２の量子ドット３３２が赤の光を放出し、そして、青の光と、緑の光と、赤の光とが混合した混合光である白の光を、光放出フィルム３２の光放出面３２２を通じて放出することができる。
【００３８】
上記の構成によれば、発光ダイオード２２から放出される青の光が、反射、屈折または内部構造の影響で、一部の青の光が側面３４に向かっても、側面３４に遮断層４が敷設されているので、該一部の青の光が発光層３３の側面３４を通じて発光層３３内に進入することがなく、光学フィルム１の周辺に環状の青の光が放出されることがなくなる。更に、励起光である青の光が設計上想定外の場所からフィルム本体３に進入できず、予期せぬ量子ドットの励起や、光の混合などが生じなくなるので、色の偏差や輝度むらなどの問題点が従来の光学フィルムより大幅に軽減される。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の光学フィルム及び該光学フィルムを備える発光装置は、一般の照明などに使用できる他、特に液晶ディスプレイのバックライトに使用することに好適である。
【符号の説明】
【００４０】
１  光学フィルム
２  光源
２１  回路基板
２２  発光ダイオード
３  フィルム本体
３１  光進入フィルム
３１２  光進入面
３１３  第１の微細構造
３２  光放出フィルム
３２２  光放出面
３２３  第２の微細構造
３３  発光層
３３１  第１の量子ドット
３３２  第２の量子ドット
３３３  拡散反射粒子
３４  側面
４  遮断層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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