CN106716189A - 波长转换部件、背光单元、液晶显示装置、含有量子点的聚合性组合物及波长转换部件的制造方法 - Google Patents

波长转换部件、背光单元、液晶显示装置、含有量子点的聚合性组合物及波长转换部件的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明的一方式涉及一种波长转换部件、背光单元、液晶显示装置、含有量子点的聚合性组合物及波长转换部件的制造方法,所述波长转换部件具有包含量子点的波长转换层,所述量子点被激发光激发而发出荧光,波长转换层为使包含量子点及聚合性化合物的聚合性组合物固化而成的固化层,聚合性组合物包含至少一种第一聚合性化合物,第一聚合性化合物为如下单官能(甲基)丙烯酸酯化合物:用分子量Mw除以一个分子中所包含的聚合性官能团的个数F的值Mw/F为130以上;一个分子中所包含的(甲基)丙烯酰基的个数为一个;且LogP值为3.0以下,聚合性组合物相对于该组合物中所包含的聚合性化合物总量100质量份含有50质量份以上的第一聚合性化合物。

Description

波长转换部件、背光单元、液晶显示装置、含有量子点的聚合 性组合物及波长转换部件的制造方法
技术领域
本发明涉及一种波长转换部件、背光单元、液晶显示装置、含有量子点的聚合性组合物及波长转换部件的制造方法。
背景技术
液晶显示装置(以下,也称作LCD(Liquid Crystal Display))等平板显示器作为耗电量小且节省空间的图像显示装置,其用途逐年扩大。液晶显示装置至少由背光单元和液晶单元构成,通常还包括背光侧偏振片、识别侧偏振片等部件。
在平板显示器市场中,为了改善LCD性能而提高颜色再现性。关于这一点,近年来,量子点(也称作Quantum Dot、QD、量子点。)作为发光材料而备受瞩目(参考专利文献1)。例如,若激发光从背光源入射于包含量子点的波长转换部件,则量子点被激发并发出荧光。在此,通过使用具有不同的发光特性的量子点,能够发出红色光、绿色光、蓝色光等各个亮线光而体现白色光。由于根据量子点的荧光的半值宽度较小,因此所得到的白色光为高亮度,而且颜色再现性优异。根据使用这种量子点的三波长光源技术的发展,颜色再现区域从NTSC(National Television System Committee)比从72%扩大至100%。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:US2012/0113672A1
发明内容
发明要解决的技术课题
如上所述,作为包含量子点的波长转换部件的优点之一,可以举出能够得到高亮度的白色光的这一点。
然而,本发明人等进行研究的结果,发现在具有包含量子点的波长转换部件的液晶显示装置中,有时会产生以下现象:
(1)从背光单元射出的射出光的亮度降低(背光亮度降低)
(2)显示面上的显示不均匀(颜色不均匀和亮度不均匀)。
上述现象(1)及(2)导致显示于液晶显示装置的显示面上的图像品质的降低,因此要求改善。
由此,本发明的目的在于提供一种在具有包含量子点的波长转换部件的液晶显示装置中,用于抑制背光亮度降低及显示面上的显示不均匀的新方法。
用于解决技术课题的手段
本发明的一方式为一种波长转换部件,其具有包含量子点的波长转换层,所述量子点被激发光激发而发出荧光,
波长转换层为使包含量子点及聚合性化合物的聚合性组合物固化而成的固化层,
上述聚合性组合物包含至少一种第一聚合性化合物,
第一聚合性化合物为如下单官能(甲基)丙烯酸酯化合物:用分子量Mw除以一个分子中所包含的聚合性官能团的个数F的值Mw/F为130以上,一个分子中所包含的(甲基)丙烯酰基的个数为一个,且LogP值为3.0以下,
上述聚合性组合物相对于所述聚合性组合物中所包含的聚合性化合物总量100质量份含有50质量份以上的第一聚合性化合物。
在本发明及本说明书中,(甲基)丙烯酸酯化合物或(甲基)丙烯酸酯是指在一个分子中包含一个以上的(甲基)丙烯酰基的化合物,(甲基)丙烯酰基为了表示丙烯酰基和甲基丙烯酰基中的一方或两方而使用。并且,关于(甲基)丙烯酸酯化合物,单官能是指一个分子中所包含的(甲基)丙烯酰基的个数为一个,多官能是指一个分子中所包含的(甲基)丙烯酰基的个数为两个以上。
一方式中,上述波长转换部件包含基材,且波长转换层的至少一个主表面与上述基材接触。在此,“主表面”是指在使用波长转换部件时配置于识别侧或背光侧的波长转换层的表面(正面、背面)。关于其它层或部件的主表面也相同。
一方式中,上述波长转换部件包含第一基材及第二基材,波长转换层在一个主表面与第一基材接触,在另一个主表面与第二基材接触,且第一基材及第二基材的透氧率均为1.00cm3/m2/day/atm以下。在此,“接触”是指不经由其它层而直接接触。后述的“相邻”也相同。另外,透氧率的单位“cm3/m2/day/atm”也可以记为“cm3/(m2·day·atm)”,两个单位含义相同。
一方式中,上述聚合性组合物包含第一聚合性化合物和至少一种其它聚合性化合物。
一方式中,上述其它聚合性化合物包含第二聚合性化合物,该第二聚合性化合物在一个分子中所包含的聚合性官能团的个数为两个以上。
一方式中,第二聚合性化合物为在一个分子中包含两个以上的聚合性官能团的聚合性化合物,所述聚合性官能团选自由(甲基)丙烯酰基、乙烯基、环氧基及氧杂环丁基组成的组。
一方式中,含有量子点的聚合性组合物还包含粘度调整剂。
一方式中,量子点为选自包括在600nm~680nm的波长频带中具有发光中心波长的量子点、在520nm~560nm的波长频带中具有发光中心波长的量子点、以及在430nm~480nm的波长频带中具有发光中心波长的量子点的组中的至少一种。
本发明的另一方式涉及一种背光单元,其至少包括上述波长转换部件和蓝色光源或紫外光源。
本发明的另一方式涉及一种液晶显示装置,其至少包括上述背光单元和液晶单元。
本发明的另一方式涉及一种上述含有量子点的聚合性组合物。
本发明的另一方式为一种波长转换部件的制造方法,所述波长转换部件具有包含量子点的波长转换层,所述量子点被激发光激发而发出荧光,
波长转换层为使包含量子点及聚合性化合物的聚合性组合物固化而成的固化层,
通过使上述含有量子点的聚合性组合物固化而形成固化层。
发明效果
根据本发明能够提供波长转换部件、具备该波长转换部件的背光单元及液晶显示装置,所述波长转换部件包含量子点,且可提供背光亮度降低及产生显示不均匀得到抑制的液晶显示装置。
另外,根据本发明也能够提供可以制造上述波长转换部件的含有量子点的聚合性组合物、以及使用该含有量子点的聚合性组合物的波长转换部件的制造方法。
附图说明
图1(a)、图1(b)是包含波长转换部件的背光单元的一例的说明图。
图2是波长转换部件的制造装置的一例的概略结构图。
图3是图2所示的制造装置的局部放大图。
图4表示液晶显示装置的一例。
具体实施方式
以下说明是根据本发明的代表性实施方式而完成的,但本发明并不限定于这种实施方式。另外,在本发明及本说明书中使用“~”来表示的数值范围是指将记载于“~”前后的数值作为下限值及上限值而包含的范围。
在本发明及本说明书中,峰的“半值宽度”是指峰高度1/2上的峰的宽度。并且,将在430~480nm的波长频带中具有发光中心波长的光称为蓝色光,将在520~560nm的波长频带中具有发光中心波长的光称为绿色光,将在600~680nm的波长频带中具有发光中心波长的光称为红色光。
并且,在本发明及本说明书中,“聚合性组合物”是包含至少一种聚合性化合物的组合物,具有通过实施光照射、加热等聚合处理而固化的性质。并且,“聚合性化合物”是在一个分子中包含一个以上的聚合性官能团的化合物。聚合性官能团是可参与聚合反应的基团,详细内容将进行后述。
[波长转换部件]
本发明的波长转换部件是具有包含量子点的波长转换层的波长转换部件,所述量子点被激发光激发而发出荧光,波长转换层是使包含量子点及聚合性化合物的聚合性组合物固化而成的固化层,上述聚合性组合物包含至少一种第一聚合性化合物,第一聚合性化合物是如下单官能(甲基)丙烯酸酯化合物:用分子量Mw除以一个分子中所包含的聚合性官能团的个数F的值Mw/F为130以上,一个分子中所包含的(甲基)丙烯酰基的个数为一个,且LogP值为3.0以下,并且,上述聚合性组合物涉及波长转换部件,该波长转换部件相对于该组合物中所包含的聚合性化合物总量100质量份含有50质量份以上的第一聚合性化合物。
本发明人等为了实现上面所记载的目的而重复进行深入研究的结果,发现了本发明的波长转换部件。以下,关于这一点进一步进行说明。
所述现象(1),即背光亮度降低,认为其原因在于若量子点与氧分子接触,则发光效率因光氧化反应而降低。关于这一点,在专利文献1中提出为了从氧分子等保护量子点,将阻隔层层叠于包含量子点的薄膜(波长转换层)。然而,将波长转换部件加工成产品时,从片状波长转换部件料卷按产品尺寸切断波长转换部件(例如,由冲切机进行冲切)。在如此被切断的产品中,由于在端面不存在阻隔层,因此存在因来自端面的氧分子的侵入而导致产生量子点的发光效率降低,例如在背光单元的射出面外周区域导致产生亮度降低的忧患。关于这一点,本发明人等认为为了抑制被认为是由量子点与氧分子的接触引起的背光亮度的降低,期待使波长转换层本身的氧分子的透射率(透氧率)降低。
另外,本发明人等在重复进行深入研究的过程中,关于所述现象(2),即显示面上的显示不均匀,认为是起因于波长转换层及包含波长转换层的波长转换部件因聚合收缩而变形。详细内容如下。包含量子点的波长转换层通常在基体中包含量子点。这种波长转换层可以形成为使包含量子点及聚合性化合物的聚合性组合物固化而成的固化层。更详细而言,通过聚合处理使上述聚合性组合物固化,由此能够形成波长转换层。然而,认为在该聚合处理中产生的聚合收缩将引起波长转换层及包含波长转换层的波长转换部件的变形。而且,本发明人等认为该变形导致来自波长转换部件的光的提取效率的局部差异是否会引起显示面上的显示不均匀。另一方面,本发明人等认为若综合固化性、易获性等各种观点,则作为上述聚合性化合物适合的是(甲基)丙烯酸酯化合物。由此,关于现象(2),本发明人等为了发现作为聚合性化合物而包含(甲基)丙烯酸酯化合物的聚合性组合物且不易引起聚合收缩(或聚合收缩较少)的组合物,重复进行了深入的研究。
以上,根据本发明人等进行深入研究的结果所发现的本发明的波长转换部件,能够抑制背光亮度降低及显示面上的显示不均匀的产生。对此,本发明人等推测是否以下几点发挥了作用。
(1)将用于形成波长转换层的聚合性组合物中所包含的单官能(甲基)丙烯酸酯化合物所占的比例,相对于聚合性化合物总量100质量份设为50质量份以上。这是因为认为单官能(甲基)丙烯酸酯化合物与多官能(甲基)丙烯酸酯化合物相比不易引起聚合收缩(或者聚合收缩较少)。
(2)认为上述Mw/F为130以上的单官能(甲基)丙烯酸酯化合物在单官能(甲基)丙烯酸酯化合物中也不易引起聚合收缩(或者聚合收缩较少)。
(3)认为LogP为3.0以下的化合物可称作与作为非极性分子的氧分子相比极性高的化合物,且由包含较多的该化合物的聚合性组合物形成的波长转换层,与氧分子的相溶性较差,且氧分子不易侵入。
然而,以上是根据本发明人等的推测,对本发明并不作任何限定。
以下,关于本发明的波长转换部件,进一步详细地进行说明。
(波长转换部件的结构、配置例)
波长转换部件只要具有将入射光的至少一部分波长进行转换而射出与入射光的波长不同波长的光的功能即可。波长转换部件的形状无特别限定,可以是片状、棒状等任意的形状。波长转换部件可以作为液晶显示装置的背光单元的构成部分而使用。
图1是包含波长转换部件的背光单元1的一例的说明图。在图1中,背光单元1具备光源1A和用来作为表面光源的导光板1B。图1(a)所示的例子中,波长转换部件配置于从导光板射出的光的路径上。另一方面,图1(b)所示的例子中,波长转换部件配置于导光板与光源之间。而且,图1(a)所示的例子中,从导光板1B射出的光入射于波长转换部件1C。
图1(a)所示的例子中,从配置于导光板1B的边缘部的光源1A射出的光2为蓝色光,从导光板1B的液晶单元(未图示)侧的表面朝向液晶单元射出。在配置于从导光板1B射出的光(蓝色光2)的路径上的波长转换部件1C中,至少包含由蓝色光2激发并发出红色光4的量子点(A)、及由蓝色光2激发并发出绿色光3的量子点(B)。由此,从背光单元1射出被激发的绿色光3和红色光4、以及透射波长转换部件1C的蓝色光2。如此能够通过发出红色光、绿色光及蓝色光而体现白色光。
图1(b)所示的例子,除了波长转换部件和导光板的配置不同以外,与图1(a)所示的方式相同。在图1(b)所示的例子中,从波长转换部件1C射出被激发的绿色光3和红色光4、以及透射波长转换部件1C的蓝色光2,并入射于导光板,可实现表面光源。
(波长转换层)
波长转换部件至少具有包含量子点的波长转换层。波长转换层在基体中包含量子点。基体包含聚合物,波长转换层能够由包含量子点及聚合性化合物的含有量子点的聚合性组合物形成,波长转换层只要是使含有量子点的聚合性组合物固化而成的固化层即可。波长转换层的形状无特别限定,可以是片状、棒状等任意的形状。
量子点由激发光激发并发出荧光。波长转换层能够包含至少一种量子点,并也可以包含发光特性不同的两种以上的量子点。公知的量子点中有:在600nm~680nm范围的波长频带中具有发光中心波长的量子点(A);在520nm~560nm范围的波长频带中具有发光中心波长的量子点(B);及在400nm~500nm的波长频带中具有发光中心波长的量子点(C)。量子点(A)由激发光激发并发出红色光,量子点(B)发出绿色光,量子点(C)发出蓝色光。例如,若使蓝色光作为激发光而入射于包含量子点(A)和量子点(B)的波长转换层,则如图1所示,能够通过由量子点(A)发出的红色光、由量子点(B)发出的绿色光及透射波长转换层的蓝色光来体现白色光。或者,使紫外光作为激发光而入射于包含量子点(A)、(B)及(C)的波长转换层,由此能够通过由量子点(A)发出的红色光、由量子点(B)发出的绿色光及由量子点(C)发出的蓝色光来体现白色光。
(含有量子点的聚合性组合物)
波长转换层为使含有量子点的聚合性组合物固化而成的固化层。含有量子点的聚合性组合物(也记载为“聚合性组合物”。)包含量子点及至少一种第一聚合性化合物。含有量子点的聚合性组合物也可以包含聚合引发剂、粘度调整剂、有机金属偶联剂等其它成分。
(量子点)
关于量子点,除了上述记载内容以外,还可以参考例如日本特开2012-169271号公报0060~0066段落,但并不限定于在此所记载的内容。作为量子点,可以不受任何限制地使用市售品。量子点的发光波长通常可以根据粒子的组成、尺寸、组成及尺寸来进行调整。
量子点可以以颗粒的状态添加于上述聚合性组合物,也可以以分散液的状态添加于溶剂。从抑制量子点的颗粒凝聚的观点考虑,优选以分散液的状态进行添加。在此所使用的溶剂无特别的限定。相对于聚合性组合物的总量100质量份,可以添加例如0.01~10质量份程度的量子点。
(第一聚合性化合物)
第一聚合性化合物为如下单官能(甲基)丙烯酸酯化合物:用分子量Mw除以一个分子中所包含的聚合性官能团的个数F的值Mw/F为130以上,一个分子中所包含的(甲基)丙烯酰基的个数为一个,且LogP值为3.0以下。作为第一聚合性化合物,可以仅使用一种化合物,也可以使用结构不同的两种以上的化合物。作为第一聚合性化合物而包含结构不同的两种以上的化合物的情况下,那些化合物分别为如下单官能(甲基)丙烯酸酯化合物:Mw/F为130以上,一个分子中所包含的(甲基)丙烯酰基的个数为一个,且LogP值为3.0以下。
在第一聚合性化合物中,用分子量Mw除以一个分子中所包含的聚合性官能团的个数F的值Mw/F为130以上。Mw/F优选为150以上。如前面所记载,认为Mw/F为130以上的单官能(甲基)丙烯酸酯化合物不易引起聚合收缩(或者聚合收缩较少),本发明人等推测这将有利于降低上述显示不均匀。Mw/F优选为300以下,也可以超过300。若Mw/F为300以下,则包含第一聚合性化合物的聚合性组合物的粘度有降低的倾向。这一点因通过涂布而容易形成波长转换层而优选。聚合性官能团是指如前面所记载可参与聚合反应的基团,优选为能够通过自由基聚合或阳离子聚合而引起聚合反应的官能团。作为聚合性官能团的具体的例子,可以举出(甲基)丙烯酰基、乙烯基、缩水甘油基、氧杂环丁烷基、脂环式环氧基等。其中,脂环式环氧基是指具有环氧环和饱和烃环缩合的环状结构的1价的官能团。
第一聚合性化合物为单官能(甲基)丙烯酸酯化合物,一个分子中所包含的(甲基)丙烯酰基的个数为一个。单官能(甲基)丙烯酸酯化合物根据聚合处理(例如,光照射)容易固化,且能够抑制固化时基体的收缩,因此优选。第一聚合性化合物在一个分子中除了具有一个(甲基)丙烯酰基以外,还可以具有除了(甲基)丙烯酰基以外的聚合性官能团。从波长转换层的高硬度化等观点考虑,优选具有(甲基)丙烯酰基和其它聚合性官能团。在第一聚合性化合物包含除了(甲基)丙烯酰基以外的聚合性官能团的情况下,这种聚合性官能团的个数在一个分子中例如为一个以上,若为Mw/F在130以上的范围,则也可以是两个以上。
另外,在本发明及本说明书中,聚合性化合物的分子量是指关于聚合物(聚合物中也包括低聚物。)的重均分子量。重均分子量是指对基于凝胶渗透色谱法(GPC)的测定值进行聚苯乙烯换算而求出的重均分子量。作为根据GPC的测定条件,可以采用例如以下条件。后述实施例中所记载的重均分子量为根据以下条件来测定的值。
GPC装置:HLC-8120(TOSOH CORPORATION制造):
色谱柱:TSK gel Multipore HXL-M(TOSOH CORPORATION制造,7.8mmID(内径)×30.0cm)
洗脱液:四氢呋喃(THF)
并且,第一聚合性化合物的LogP值为3.0以下。LogP值优选为2.5以下,更优选为2.0以下。LogP值虽然优选0.5以上,但也可以小于0.5。若LogP值为0.5以上,则有容易使量子点在包含第一聚合性化合物的聚合性组合物中分散的倾向,因此优选。
LogP值为亲水性指标,是指该值越小,极性越高。另一方面,氧分子为非极性分子。LogP值为3.0以下的化合物比氧分子极性高,因此认为由包含较多的该化合物(具体而言,相对于组合物中所包含的聚合性化合物总量100质量份包含50质量份以上的第一聚合性化合物)的聚合性组合物形成的波长转换层,与氧分子的相溶性较差且氧分子不易侵入。本发明人等推测这将有利于抑制因从如前面所记载进行切断后的波长转换层的端面与相邻层的界面端部侵入氧分子而引起的量子点的发光效率的降低。
在本发明及本说明书中,LogP值是指1-辛醇/水的分配系数的对数值。LogP值能够利用碎片法、原子法等并通过计算而算出。本说明书中所记载的LogP值是由化合物的结构使用Cambridge Soft Corporation制造的ChemBioDrawUltra12.0来计算的LogP值。
作为第一聚合性化合物,可以仅使用一种以上述所记载的单官能(甲基)丙烯酸酯化合物,或者也可以使用结构不同的两种以上。在使用两种以上的情况下,以下所记载的含量是指两种以上的总含量。这一点对有关后述的其它成分的含量也相同。
相对于含有量子点的聚合性组合物中所包含的聚合性化合物总量100质量份,第一聚合性化合物包含50质量份以上,优选包含70质量份以上,更优选包含90质量份以上。根据以上述含量包含第一聚合性化合物的聚合性组合物,能够抑制上述显示不均匀的产生。如前面所记载,可以认为这是因为以上述含量包含第一聚合性化合物的聚合性组合物不易引起聚合收缩(或者聚合收缩较少)。上述含量可以小于例如99质量份,也可以为95质量份以下,或者聚合性化合物的总量可以是第一聚合性化合物。即,上述含量可以是100质量份。
并且,聚合性组合物总量100质量份中所占的所有聚合性化合物的含量可以设为例如80.00~99.99质量%程度。
作为第一聚合性化合物可以使用的单官能(甲基)丙烯酸酯化合物,可以举出丙烯酸及甲基丙烯酸及它们的衍生物,更详细而言,在分子内具有一个(甲基)丙烯酸的聚合性不饱和键((甲基)丙烯酰基)的单体。作为这些具体的例子,可以举出以下化合物,但本发明并不限定于此。具体而言,可以举出正丁基(甲基)丙烯酸酯、异丁基(甲基)丙烯酸酯、苄基(甲基)丙烯酸酯、2-苯氧乙基(甲基)丙烯酸酯、1,4-环己烷二甲醇单丙烯酸酯、丁氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、N,N-二甲氨乙基(甲基)丙烯酸酯、环己基(甲基)丙烯酸酯、2-羟基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟基丙基(甲基)丙烯酸酯、4-羟基丁基(甲基)丙烯酸酯、具有金刚烷骨架的(甲基)丙烯酸酯衍生物等。另外,上述(甲基)丙烯酸表示丙烯酸及甲基丙烯酸中的一方或双方。
(可以与第一聚合性化合物并用的聚合性化合物)
含有量子点的聚合性组合物可以仅包含一种以上的第一聚合性化合物而作为聚合性化合物,也可以包含一种以上的第一聚合性化合物和一种以上的其它聚合性化合物。其它聚合性化合物是不属于第一聚合性化合物(上述Mw/F为130以上,一个分子中所包含的(甲基)丙烯酰基的个数为一个,且LogP值为3.0以下的单官能(甲基)丙烯酸酯化合物),且在一个分子中具有一个以上的聚合性官能团的化合物。
作为其它聚合性化合物,能够使用多官能(甲基)丙烯酸酯化合物、不属于第一聚合性化合物的单官能(甲基)丙烯酸酯化合物、具有除了(甲基)丙烯酰基以外的聚合性官能团的各种聚合性化合物中的一种或两种以上。
相对于聚合性组合物中所包含的聚合性化合物总量100质量份,其它聚合性化合物能够使用例如1质量份以上,优选使用40质量份以下,更优选使用30质量份以下。
作为其它聚合性化合物的优选的一方式,可以举出多聚物(多聚物是指包含相同或不同的重复单位的化合物,以包含二聚物、三聚物、四聚物等低聚物及聚合物的含义而使用。以下相同。)。从进一步抑制聚合收缩的观点考虑,这些多聚物的重均分子量优选为1000以上,更优选为2000以上,进一步优选为3000以上。并且,从与第一聚合性化合物的溶解性及聚合性组合物的涂布适合性(粘度)的观点考虑,上述重均分子量优选为100万以下。
并且,在其它聚合性化合物为多聚物的情况下,优选在重复单位中包含羟基、腈基等极性基、氯原子及氟原子中的一种或两种以上。认为羟基、腈基等有利于通过交联的相互作用进一步降低波长转换层的透氧率。并且,氯原子及氟原子为通常在构成有机化合物的各种原子中原子半径较大的原子,因此认为通过填埋聚合性化合物聚合的聚合物结构的间隙而能够抑制聚合物的运动。由此,可推测能够进一步抑制透氧率。
(第一聚合性化合物及其它聚合性化合物的优选结构)
上述聚合性组合物优选包含具有下述结构的聚合性化合物而作为第一聚合性化合物及其它聚合性化合物中的至少一方。
[化学式1]
P1 R0 CnH2n+1...(3)
P1 R0 O CnH2n+1...(4)
在上述(1)~(4)中,n为1以上的整数,P1为包含至少一个聚合性官能团的任意结构,R0是氢原子或具有至少一个非共价性官能团的任意结构。在此所说的非共价性官能团是指可显现除了共价键以外的引力的相互作用的官能团。作为非共价性官能团,可以举出羟基、氨基甲酸酯基、尿素基、苯基等。上述(1)中,R1、R2中的至少一个为氢原子,除此之外是氢原子、羟基、烷基中的任意个。另外,在n为2以上的整数的情况下,存在多个的R1及存在多个的R2中的至少一个为氢原子,除此之外是氢原子、羟基、烷基中的任意个。
上述(2)中,R1~R4中的至少一个为氢原子,除此之外是氢原子、羟基、烷基中的任意个。另外,在n为2以上的整数的情况下,存在多个的R1、存在多个的R2、存在多个的R3及存在多个的R4中的至少一个为氢原子,除此之外是氢原子、羟基、烷基中的任意个。
具有上述结构的聚合性化合物与不具有上述结构的聚合性化合物相比有分子具有柔软性的倾向。本发明人等推测这一点将有利于提高波长转换层的脆性。通过提高脆性,在按产品尺寸切断波长转换部件时,能够抑制在端部产生破裂和龟裂。能够抑制这种破裂和龟裂的产生,这从由此防止波长转换层和相邻层剥离的观点考虑是优选的。
并且,具有上述结构的聚合性化合物在分子中包含非共价性官能团,本发明人等认为这将有利于进一步降低波长转换层的透氧率。
作为具有上述结构的聚合性化合物的具体的例子,可以举出例如2-苯氧乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟基丙基(甲基)丙烯酸酯、4-羟基丁基(甲基)丙烯酸酯。这些聚合性化合物尤其优选作为第一聚合性化合物。其中,2-苯氧乙基(甲基)丙烯酸酯提高波长转换层与相邻层的密接性的效果明显,因此尤其优选。
(Mwave/Fave、LogPave)
含有量子点的聚合性组合物可以仅包含一种聚合性化合物而作为聚合性化合物,也可以包含结构不同的两种以上的聚合性化合物。即,若将含有量子点的聚合性组合物中所包含的聚合性化合物的种类设为共计n种,则n为1以上,可以为2以上,也可以为例如3~5的范围,但可以为6以上,无特别的限定。关于共计n种的聚合性化合物,优选用通过下述式1计算的Fave除以通过下述式2计算的Mwave的值Mwave/Fave为110.0以上。Mwave/Fave更优选为130.0以上,进一步优选为140.0以上。若Mwave/Fave为上述范围,则含有量子点的聚合性组合物更不易引起聚合收缩(或者聚合收缩变得更少),能够进一步降低显示不均匀,因此优选。另外,从氧分子等进一步保护波长转换层中所包含的量子点的方面,也优选与波长转换层相邻地设置详细进行后述的阻隔膜。关于这一点,在与波长转换层相邻地设置阻隔膜时,从抑制在端部且在波长转换层与阻隔膜之间产生局部剥离的观点考虑,优选含有量子点的聚合性组合物不易引起聚合收缩(或聚合收缩较少)。通过抑制上述局部剥离,能够从氧分子等进一步保护量子点。Mwave/Fave例如为300.0以下,也可以超过300.0。
[数学式1]
式1
式2
在上述式中,对上述n种聚合性化合物按任意的顺序标注编号的情况下,F为第i个聚合性化合物的一个分子中所包含的聚合性官能团的个数,Wi是上述聚合性组合物中所包含的第i个聚合性化合物的质量。质量则可以对所有聚合性化合物采用相同的单位,例如为“质量份”、“g”等。这一点在后述的式3中也相同。Mwi是第i个聚合性化合物的分子量,i是1以上且n以下的整数。即,Fave是上述聚合性组合物中所包含的聚合性化合物的一个分子中所包含的聚合性官能团的个数的平均重量,Mwave是上述聚合性组合物中所包含的聚合性化合物的分子量的平均重量。另外,根据公知的方法(例如核磁共振(NMR)、各种亲和层析法等),对通过使聚合性组合物固化而形成的波长转换层进行分析,由此能够求出为了形成该层而使用的聚合性组合物中所包含的聚合性化合物的质量、一个分子中所包含的聚合性官能团的个数及分子量。例如,在含有量子点的聚合性组合物中包含共计三种结构不同的聚合性化合物的情况下,若将这些化合物设为化合物A、化合物B、化合物C,则Fave、Mwave可以如下算出。以下,FA是化合物A的一个分子中所包含的聚合性官能团的个数,WA是含有量子点的聚合性组合物中所包含的化合物A的质量,MwA是化合物A的分子量。FB、FC、WB、WC、MwB、MwC分别在化合物B、C中相同。
[数学式2]
并且,关于上述n种聚合性化合物,通过下述式3算出的LogPave优选为3.0以下,更优选为2.5以下。LogPave例如为0.5以上,但也可以小于0.5。若LogPave在上述范围,则能够进一步减小波长转换层的透氧率,,且能够进一步抑制波长转换层中所包含的量子点与氧接触,因此优选。
[数学式3]
式3
在上述式中,按任意的顺序对上述n种聚合性化合物标注编号的情况下,Wi是上述聚合性组合物中所包含的第i个聚合性化合物的质量,LogPi是第i个聚合性化合物的LogP值,i是1以上且n以下的整数。另外,例如前面所记载,在上述聚合性组合物中包含化合物A、B、C的情况下,LogPave如下算出。以下,LogPA是化合物A的LogP值,WA是上述聚合性组合物中所包含的化合物A的质量。LogPB、LogPC、WB、WC分别在化合物B、C中相同。
[数学式4]
(其它聚合性化合物的优选方式)
作为可以与第一聚合性化合物并用的其它聚合性化合物的优选方式,可以举出在一个分子中所包含的聚合性官能团的个数为两个以上的聚合性化合物(以下,称作“第二聚合性化合物”。)。第二聚合性化合物优选为在一个分子中包含两个以上的聚合性官能团的聚合性化合物,所述聚合性官能团选自由(甲基)丙烯酰基、乙烯基、环氧基及氧杂环丁基组成的组。由于含有量子点的聚合性组合物包含第二聚合性化合物,因此能够提高通过含有量子点的聚合性组合物的固化而形成的波长转换层内的聚合物的交联密度。其结果,能够提高波长转换层的耐热性。由此,在包含波长转换层的波长转换部件、具备波长转换部件的背光单元和液晶显示装置在高温下被保管之后使用时,能够抑制背光亮度的降低。在聚合性组合物中,可以包含一种聚合性化合物而作为第二聚合性化合物,也可以包含结构不同的两种以上的聚合性化合物。相对于上述聚合性组合物中所包含的聚合性化合物总量100质量份,第二聚合性化合物优选使用1~49质量份,更优选使用5~25质量份。
作为第二聚合性化合物的具体方式,可以举出具有两个以上的(甲基)丙烯酰基的2官能以上的(甲基)丙烯酸酯化合物。作为2官能以上的(甲基)丙烯酸酯化合物的优选例,可以举出新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、羟基特戊酸新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二环戊烯基(甲基)丙烯酸酯、二环戊烯基氧乙基(甲基)丙烯酸酯、二环戊基二(甲基)丙烯酸酯、环氧氯丙烷(ECH)改性甘油三(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷(EO)改性甘油三(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烷(PO)改性甘油三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、EO改性磷酸三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、EO改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、PO改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三(丙烯酰氧乙基)异氰脲酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇羟基五(甲基)丙烯酸酯、烷基改性二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇聚(甲基)丙烯酸酯、烷基改性二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇乙氧基四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、改性双酚A二(甲基)丙烯酸酯等。
作为第二聚合性化合物的其它具体方式,可以举出具有两个以上选自包括环氧基及氧杂环丁基的组中的聚合性官能团的聚合性化合物。作为这种聚合性化合物的优选例,可以举出例如脂肪族环状环氧化合物、双酚A二缩水甘油醚、双酚F二缩水甘油醚、双酚S二缩水甘油醚、溴化双酚A二缩水甘油醚、溴化双酚F二缩水甘油醚、溴化双酚S二缩水甘油醚、氢化双酚A二缩水甘油醚、氢化双酚F二缩水甘油醚、氢化双酚S二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、甘油三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚类;通过对乙二醇、丙二醇、甘油等脂肪族多元醇附加一种或两种以上的环氧烷而得到的聚醚多元醇的聚缩水甘油醚类;脂肪族长链二元酸的二缩水甘油酯类;高级脂肪酸的缩水甘油酯类;及包含环氧环烷烃的化合物等。
作为具有两个以上选自包括环氧基及氧杂环丁基的组中的聚合性官能团的聚合性化合物可以优选使用的市售品,可以举出DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES,LTD.制造的Celloxide2021P、Celloxide8000、Sigma-Aldrich公司制造的4-乙烯基-1-环己烯二环氧化物等。
具有两个以上选自包括环氧基及氧杂环丁基的组中的聚合性官能团的聚合性化合物,可以参考例如丸善KK出版,第四版实验化学讲座20有机合成II,213页,1992年,Ed.byAlfred Hasfner,The chemistry of heterocyclic compounds-Small RingHeterocycles part3Oxiranes,John&Wiley and Sons,An Interscience Publication,New York,1985,吉村,粘结,29卷12号,32页,1985,吉村,粘结,30卷5号,42页,1986,吉村,粘结,30卷7号,42页,1986,日本特开平11-100378号公报,日本专利第2906245号公报,日本专利第2926262号公报等文献而合成。但制造方法无特别限定。
作为第二聚合性化合物的其它具体方式,也可以举出具有两个以上的乙烯基的聚合性化合物。作为这种聚合性化合物的优选例,可以举出二乙烯基苯、二乙烯基醚、二乙烯基砜及乙烯基硅氧烷等。
并且,第二聚合性化合物是具有两个以上的不同种类的聚合性官能团的聚合性化合物。作为这种聚合性化合物的优选例,可以举出缩水(甲基)丙烯酸酯、(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)丙烯酸甲酯、丙烯酸四氢糠酯、4-羟基丁基丙烯酸酯缩水甘油醚、3,4-环氧环己基甲基丙烯酸甲酯(作为市售品,可以举出DAICEL CORPORATION制造的CYCLOMER M100。)、乙烯基环己烯二氧化物、SHIKOKU CHEMICALS CORPORATION.制造的异氰脲酸衍生物(商品名称MA-DGIC、DA-MGIC)等。
(树脂)
含有量子点的聚合性组合物根据需要可以包含一种以上的树脂。从进一步抑制聚合收缩的观点考虑,树脂的重均分子量优选为1000以上,更优选为2000以上,进一步优选为3000以上。并且,从与第一聚合性化合物的溶解性及聚合性组合物的涂布适合性(粘度)的观点考虑,上述重均分子量优选为100万以下。作为适合的树脂,可以举出聚酯树脂、(甲基)丙烯酸树脂、甲基丙烯酸-马来酸共聚物、聚苯乙烯树脂、氟树脂、聚酰亚胺树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、聚醚醚酮树脂、聚碳酸酯树脂、聚丙烯腈树脂、聚氯乙烯树脂、聚芳酯树脂、聚醚砜树脂、聚砜树脂、三乙酰纤维素(TAC)树脂、ABS(丙烯腈(Acrylonitrile)、丁二烯(Butadiene)、苯乙烯(Styrene))树脂、尼龙6、尼龙66、聚偏二氯乙烯树脂、聚偏氟乙烯树脂、乙烯-乙烯醇(EVOH)共聚树脂、聚乙烯基丁醛树脂及聚乙烯醇树脂。并且树脂也可以是上述树脂的重复单位的一部分不同的改性树脂。其中,从能够减小波长转换层的透氧率的观点考虑,优选(甲基)丙烯酸树脂、聚乙烯基丁醛树脂、聚乙烯醇树脂、聚偏二氯乙烯树脂及乙烯-乙烯醇共聚树脂。
作为市售品,可以举出KURARAY CO.,LTD.制造的Mowital、KURARAY POVAL、TheNippon Synthetic Chemical Industry Co.,Ltd.制造的SOARNOL、GOHSENOL、MITSUBISHIRAYON Co.,Ltd.制造的ACRYPET、DIANAL、Toagosei Chemical Co.,Ltd.制造的ARUFONUP系列、UC系列、UF系列。
并且,根据与前面关于第二聚合性化合物所记载的理由相同的理由,上述树脂优选在重复单位中包含羟基、腈基等极性基、氯原子及氟原子中的一种或两种以上。
(粘度调整剂)
含有量子点的聚合性组合物根据需要可以包含粘度调整剂。粘度调整剂优选为粒径为5nm~300nm的填充剂。并且,粘度调整剂也优选为触变剂。另外,在本发明及本说明书中,触变性是指在液体状组合物中相对于剪切速度的增加而减小粘性的性质,触变剂是指具有通过包含于液体状组合物对组合物赋予触变性的功能的原材料。作为触变剂的具体的例子,可以举出气相二氧化硅、氧化铝、氮化硅、二氧化钛、碳酸钙、氧化锌、滑石、云母、长石、高岭石(高岭土)、叶蜡石(叶蜡石粘土)、丝云母(绢云母)、膨润土、蒙脱石/蛭石类(蒙脱石、贝得石、绿脱石、皂石等)、有机膨润土、有机蒙脱石等。
一方式中,含有量子点的聚合性组合物的粘度,在剪切速度为500s-1时为3~100mPa·s,在剪切速度为1s-1时优选为300mPa·s以上。为了如此调整粘度而优选使用触变剂。并且,含有量子点的聚合性组合物的粘度,在剪切速度为500s-1时为3~100mPa·s,在剪切速度为1s-1时优选为300mPa·s以上,其理由如下。
作为波长转换部件的制造方法的一例,如后述可以举出包括以下工序的制造方法,即,对第一基材涂布含有量子点的聚合性组合物之后,在含有量子点的聚合性组合物上粘贴第二基材,之后,将含有量子点的聚合性组合物进行固化而形成波长转换层。在上述制造方法中,期待对第一基材涂布量子点聚合性化合物时,以不产生涂布条纹的方式均匀地涂布,从而使涂膜的厚度均匀,为此,从涂布性和流平性的观点考虑,优选涂布液(含有量子点的聚合性组合物)的粘度较低。另一方面,为了在涂布于第一基材的涂布液上均匀地粘贴第二基材,优选对贴合时的压力的阻力大,从这一点考虑,优选高粘度的涂布液。上述剪切速度500s-1是对涂布于第一基材的涂布液所施加的剪切速度的代表值,剪切速度1s-1是正要将第二基材贴合于涂布液之前施加于涂布液的剪切速度的代表值。另外、剪切速度1s-1只是代表值而已。在涂布于第一基材的涂布液上贴合第二基材时,只要以相同的速度输送并贴合第一基材和第二基材,则对涂布液所施加的剪切速度大致为0s-1,在实际制造工序中,施加于涂布液的剪切速度并不限定于1s-1。剪切速度500s-1同样也只是代表值而已,在实际制造工序中,施加于涂布液的剪切速度并不限定于500s-1。而且,从均匀的涂布及贴合的观点考虑,优选将含有量子点的聚合性组合物的粘度调整为,在第一基材上涂布涂布液时施加于涂布液的剪切速度的代表值为500s-1时为3~100mPa·s,在涂布于第一基材的涂布液上正要贴合第二基材之前施加于涂布液的剪切速度的代表值为1s-1时为300mPa·s以上。
(橡胶颗粒)
含有量子点的聚合性组合物可以包含橡胶颗粒。通过包含橡胶颗粒而能够防止波长转换层变脆。作为橡胶颗粒,可以举出将丙烯酸酯作为主要的构成单体的橡胶状聚合物、将丁二烯作为主要构成单体的橡胶状聚合物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等。橡胶颗粒可以单独使用一种,也可以混合两种以上而使用。关于橡胶颗粒,可以参考日本特开2014-35393号公报的0061~0069段落的记载。
(聚合引发剂)
含有量子点的聚合性组合物可以包含自由基聚合引发剂、阳离子聚合引发剂、阴离子聚合引发剂等公知的聚合引发剂。聚合引发剂的优选方式为光聚合引发剂。
关于自由基聚合引发剂,可以参考例如日本特开2013-043382号公报0037段落、日本特开2011-159924号公报0040~0042段落。
在含有量子点的聚合性组合物包含聚合性化合物的情况下,含有量子点的聚合性组合物优选包含光阳离子聚合引发剂或光阴离子聚合引发剂,所述聚合性化合物具有选自包括环氧基及氧杂环丁基的组中的聚合性官能团。关于光阳离子聚合引发剂,可以参考例如日本专利4675719号公报0019~0024段落。并且,关于光阴离子聚合引发剂,可以参考例如日本特开2013-235216号公报0039~0053段落。从固化性的观点考虑,具有环氧基的聚合性化合物优选为具有脂环式环氧基的聚合性化合物。
作为优选的光阳离子聚合引发剂,可以举出碘鎓盐化合物、锍盐化合物、吡啶鎓盐化合物、鏻盐化合物。作为这些盐化合物中所包含的阴离子部(平衡阴离子),可以例示例如CH3SO3-、C6H5SO3-、CF3SO3-、PF6-、HSbF6-、HB(C6F5)4-。其中,从固化速度的观点考虑,优选阴离子部的气相酸度在240~290kcal/mol范围内的碘鎓盐化合物、锍盐化合物、吡啶鎓盐化合物、鏻盐化合物。作为气相酸度的范围,更优选240~280kcal/mol,进一步优选240~270kcal/mol的范围。在此,“气相酸度”是气相中的酸度,由IUPAC(International Unionof Pure and Applied Chemistry)定义为伴随酸解离的吉布斯能变化。气相酸度能够通过公知的计算软件来计算。
其中,从热稳定性优异的观点考虑,优选碘鎓盐化合物、锍盐化合物,从抑制波长转换层的源自吸收光源的光且提高亮度的观点考虑,尤其优选碘鎓盐化合物。作为吸收波长转换层的源自吸收光源的光的原因之一,可以考虑到基于光聚合引发剂的分解物的吸收,但本发明人等推测碘鎓盐化合物不易生成如所述成为吸收的原因之一的分解物。然而,以上是根据本发明人等的推测,对本发明不作任何限定。
碘鎓盐化合物为由结构中包含I+的阳离子部和任意结构的阴离子部形成的盐,进一步优选为具有三个以上给电子基团,且这些给电子基团中的至少一个为烷氧基的二芳基碘鎓盐。如此通过对二芳基碘鎓盐导入作为给电子基团的烷氧基,能够抑制随着时间的经过基于水和亲核试剂的分解、基于热的电子迁移等,由此认为稳定性提高。作为具有这种结构的碘鎓盐化合物的具体的例子,可以举出下述光阳离子聚合引发剂(碘鎓盐化合物)A、B。并且,作为具有气相酸度在240~290kcal/mol的范围内的阴离子部的碘鎓盐化合物的具体的例子,可以举出下述光阳离子聚合引发剂(碘鎓盐化合物)C。
[化学式2]
光阳离子聚合引发剂(碘鎓盐化合物)A
[化学式3]
光阳离子聚合引发剂(碘鎓盐化合物)B
[化学式4]
光阳离子聚合引发剂(碘鎓盐化合物)C
含有量子点的聚合性组合物中所包含的光阳离子聚合引发剂并不限定于碘鎓盐化合物。作为可使用的光阳离子聚合引发剂,也可以举出例如以下市售品中的一种或两种以上的组合:San-Apro Ltd.制造的CPI-110P(下述光阳离子聚合引发剂D)、CPI-101A、CPI-110P、CPI-200K;Wako Pure Chemical Indu stries,Ltd.制造的WPI-113、WPI-116、WPI-124、WPI-169、WPI-170;Rhodia Nicca,Ltd.制造的PI-2074;BASF Corporation制造的IRGACURE(注册商标)250;IRGACURE270、IRGACURE290(下述光阳离子聚合引发剂E)。
[化学式5]
光阳离子聚合引发剂D(San-Apro Ltd.制造的CPI-110P)
[化学式6]
光阳离子聚合引发剂E(BASF Corporation制造的IRGACURE290)
含有量子点的聚合性组合物中所包含的聚合引发剂含量,优选为含有量子点的聚合性组合物中所包含的聚合性化合物的总量的0.1摩尔%以上,更优选为0.5~5摩尔%。并且,在聚合引发剂包含挥发性溶剂的情况下,相对于除去所述挥发性溶剂的含有量子点的聚合性组合物的总量100质量份,聚合引发剂含量优选为0.1~10质量份,更优选为0.2~8质量份,进一步优选为0.2~5质量份。从减少用于固化的光照射量的观点考虑、以及从可以将波长转换层整体均匀地进行固化的观点考虑,优选使用适量的聚合引发剂。
(溶剂)
含有量子点的聚合性组合物根据需要可以包含溶剂。该情况下所使用的溶剂的种类及添加量无特别限定。例如作为溶剂能够使用一种有机溶剂,或者混合两种以上而使用。
(波长转换层的形成方法)
将含有量子点的聚合性组合物涂布于例如基材表面之后,通过光照射或者加热使其固化,能够形成波长转换层。
作为涂布方法,可以举出帘式涂布法、浸涂法、旋涂法、印刷涂布法、喷涂法、狭缝涂布法、辊涂法、滑动涂布法、刮刀涂布法、凹版涂布法、线棒涂布法等公知的涂布方法。
固化条件根据所使用的聚合性化合物的种类和聚合性组合物的组成而能够适当地设定。并且,在含有量子点的聚合性组合物为包含溶剂的组合物的情况下,在进行固化之前,为了去除溶剂而可以实施干燥处理。
为了提高波长转换层与相邻的层的密接性,可以使波长转换层或相邻的层,或者使两层包含有机金属偶联剂,以提高两层之间的密接性。作为有机金属偶联剂,可以使用例如硅烷偶联剂、钛偶联剂、锆偶联剂、铝偶联剂、锡偶联剂等各种偶联剂。与波长转换层相邻的层为金属、金属氧化物、金属氮化物等无机材料的层的情况下,或者树脂中包含这些无机材料的层的情况下,这些有机金属偶联剂的密接改善效果显著,尤其优选。
作为硅烷偶联剂,可以举出例如乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷、对苯乙烯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨乙基)-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-(氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-三乙氧基硅烷基-N-(1,3-二甲基-亚丁基)丙胺和其部分水解物、3-三甲氧基硅烷基-N-(1,3-二甲基-亚丁基)丙胺和其部分水解物、N-苯基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷等。其中,优选乙烯基、环氧基、(甲基)丙烯酰氧基、氨基、异氰酸酯改性硅烷偶联剂,尤其优选(甲基)丙烯酰氧基改性硅烷偶联剂。它们可以单独使用一种,或者组合使用两种以上。
作为可适当地使用的硅烷偶联剂的市售品,可以举出Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.,制造的硅烷偶联剂。可以举出例如Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.,制造的KBM-502、KBM-503、KBM-5103、KBE-502、KBE-503、KBM-903、KBM-9103等。
并且,作为硅烷偶联剂,可以举出日本特开2013-43382号公报中所记载的由通式(1)表示的硅烷偶联剂。详细而言,可以参考日本特开2013-43382号公报0011~0016段落的记载。
作为钛偶联剂,可以举出例如异丙基三异硬脂酰基钛酸酯、异丙基三(十二烷基)苯磺酰基钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酯)钛酸酯、四异丙基双(二辛基亚磷酸酯)钛酸酯、四辛基双(二(十三烷基)亚磷酸酯)钛酸酯、四(2,2-二烯丙氧基甲基)双(二(十三烷基))亚磷酸酯钛酸酯、双(二辛基焦磷酸酯)氧乙酸酯钛酸酯、双(二辛基焦磷酸酯)亚乙基钛酸酯、异丙基三辛酰基钛酸酯、异丙基二甲基丙烯基异硬脂酰基钛酸酯、异丙基异硬脂酰基二丙烯酸钛酸酯、异丙基三(二辛酯磷酸酯)钛酸酯、异丙基三枯基苯基钛酸酯、异丙基三(N-氨乙基-氨乙基)钛酸酯、二枯基苯基氧乙酸酯钛酸酯、二硬脂酰基亚乙基钛酸酯等。
作为锆偶联剂,可以举出例如四-正丙氧基锆、四-丁氧基锆、四乙酰丙酮锆、二丁氧基双(乙酰丙酮)锆、三丁氧基乙基乙酰乙酸锆、丁氧基乙酰丙酮双(乙酰乙酸乙酯)锆等。
作为锆偶联剂,可以举出例如异丙醇铝、单仲丁氧基二异丙醇铝、仲丁醇铝、三乙醇铝、乙酰乙酸乙基铝二异丙酯、三(乙酰乙酸乙酯)铝、烷基乙酰乙酸乙基铝二异丙酯、单乙酰丙酮双(乙酰乙酸酯)铝、三(二乙酰乙酸乙酯)铝等。
作为以上所记载的钛偶联剂、锆偶联剂、锆偶联剂,可以不受任何限制地使用市售品或者通过公知的方法合成的偶联剂。锡偶联剂也相同。
一方式中,通过使用包含有机金属偶联剂的含有量子点的聚合性组合物而能够形成包含有机金属偶联剂的波长转换层。从进一步提高波长转换层与相邻的层的密接性的观点考虑,含有量子点的聚合性组合物中的有机金属偶联剂为相对于从含有量子点的聚合性组合物的总质量除去量子点及溶剂的质量的质量100质量份优选以1~30质量份的范围而包含,进一步优选以3~30质量份的范围而包含,进一步优选以5~25质量份的范围而包含。
并且,在另一方式中,通过有机金属偶联剂对与波长转换层相邻的层的表面进行表面处理之后,将波长转换层和相邻的层的表面进行贴合,由此能够层叠波长转换层和相邻的层。表面处理能够通过例如将包含有机金属偶联剂及溶剂的含有机金属偶联剂的组合物涂布于处理对象的表面而进行。在有机金属偶联剂具有存在水的条件下能够进行水解的官能团(水解性基团)的情况下,作为溶剂,优选水或者水和有机溶剂的混合溶剂。作为与水并用的有机溶剂,可以举出例如醇,但无特别限定。并且,含有机金属偶联剂的组合物为了促进水解而可以含有酸。作为酸的一例,可以举出乙酸,但并不限定于此。含有机金属偶联剂的组合物中的任意添加有机金属偶联剂量、溶剂量、酸等成分的含量只要适当地调整即可。含有机金属偶联剂的组合物的涂布方法也无特别限定,但从生产率的观点考虑,优选以卷对卷(Roll-to-Roll)方式进行表面处理。具体而言,能够使用公知的涂布机以卷对卷方式在至少包含处理对象层的薄膜上实施含有机金属偶联剂的组合物的涂布及干燥。作为被实施这种表面处理的层,优选无机层。通过实施上述表面处理,能够进一步提高无机层与波长转换层的密接性。
含有量子点的聚合性组合物的固化可以在将含有量子点的聚合性组合物夹持于两片基材之间的状态下进行。参考附图,以下对包括这种固化处理的波长转换部件的制造工序的一方式进行说明。然而,本发明并不限定于下述方式。
图2是波长转换部件的制造装置的一例的概略结构图,图3是图2所示的制造装置的局部放大图。使用图2、图3所示的制造装置的波长转换部件的制造工序至少包括:对连续输送的第一基材(以下,称作“第一薄膜”。)的表面,涂布含有量子点的聚合性组合物并形成涂膜的工序;在涂膜上,将连续输送的第二基材(以下,也称作“第二薄膜”。)进行层压(重合),且用第一薄膜和第二薄膜来夹持涂膜的工序;及在用第一薄膜和第二薄膜来夹持涂膜的状态下,将第一薄膜及第二薄膜中的任意薄膜卷绕于支撑辊,一边连续输送,一边进行光照射,使涂膜聚合固化而形成波长转换层(固化层)的工序。作为第一薄膜、第二薄膜中的任一方而使用对氧气或水分具有阻隔性的阻隔膜,由此能够得到单面由阻隔膜保护的波长转换部件。并且,作为第一薄膜及第二薄膜而分别使用阻隔膜,由此能够得到波长转换层的两面由阻隔膜保护的波长转换部件。
更详细而言,首先,第一薄膜10从未图示的输送机向涂布部20被连续输送。例如第一薄膜10从输送机以1~50m/分钟的输送速度从输送机被送出。但并不限定于该输送速度。在送出时,例如第一薄膜10上被施加20~150N/m的拉力,优选被施加30~100N/m的拉力。
在涂布部20中,连续输送的第一薄膜10的表面被涂布含有量子点的聚合性组合物(以下,也记为“涂布液”。),形成涂膜22(参考图3)。在涂布部20中,设置有例如模涂机24和对置配置于模涂机24的支撑辊26。将与第一薄膜10的形成有涂膜22的表面相反的表面卷绕于支撑辊26,从而涂布液从模涂机24的吐出口涂布于被连续输送的第一薄膜10的表面,形成涂膜22。在此,涂膜22是指涂布于第一薄膜10上的固化前的含有量子点的聚合性组合物。
在本实施的方式中,作为涂布装置而示出应用挤压涂布法的模涂机24,但并不限定于此。可以使用应用例如帘式涂布法、挤压涂布法、棒涂法或辊涂法等各种方法的涂布装置。
通过涂布部20并在其上形成有涂膜22的第一薄膜10被连续输送到层压部30。在层压部30中,连续输送的第二薄膜50层压于涂膜22上,涂膜22被第一薄膜10和第二薄膜50夹持。另外,在含有量子点的聚合性组合物包含溶剂的情况下,在层压部30前面的任意的位置,为了去除溶剂而可以设置未图示的干燥区。干燥区中的干燥处理可以根据在加热气氛中通过、以及喷吹干燥风等公知的方法来进行。
在层压部30中设置有层压辊32和包围层压辊32的加热腔室34。加热腔室34中设置有用于使第一薄膜10通过的开口部36、以及用于使第二薄膜50通过的开口部38。
在对置于层压辊32的位置配置有支撑辊62。形成有涂膜22的第一薄膜10的与涂膜22的形成面相反的表面卷绕于支撑辊62,并向层压位置P被连续输送。层压位置P是指第二薄膜50与涂膜22开始接触的位置。优选第一薄膜10在到达层压位置P之前卷绕于支撑辊62。这是因为假设在第一薄膜10上产生褶皱的情况下,也能够由支撑辊62矫正并去除褶皱直至到达层压位置P。从而,优选第一薄膜10卷绕于支撑辊62的位置(接触位置)到层压位置P的距离L1较长,例如优选为30mm以上,其上限值通常由支撑辊62的直径和迹线来决定。
在本实施方式中,通过在固化部60中使用的支撑辊62和层压辊32来进行第二薄膜50的层压。即,在固化部60中使用的支撑辊62作为在层压部30中使用的辊而被兼用。但并不限定于上述方式,也可以在层压部30中与支撑辊62分开设置层压用辊,以免兼用支撑辊62。
通过在层压部30中使用在固化部60中使用的支撑辊62而能够减少辊的个数。并且,支撑辊62也可以作为对第一薄膜10的加热辊而使用。
从未图示的输送机送出的第二薄膜50卷绕于层压辊32,在层压辊32与支撑辊62之间被连续输送。第二薄膜50在层压位置P层压于在第一薄膜10上形成的涂膜22上。由此,涂膜22被第一薄膜10和第二薄膜50夹持。层压是指将第二薄膜50重合并层叠于涂膜22上。
层压辊32与支撑辊62的距离L2优选为第一薄膜10、使涂膜22聚合固化的波长转换层(固化层)28及第二薄膜50的总厚度值以上。并且,优选L2为在第一薄膜10、涂膜22及第二薄膜50的总厚度上加上5mm的长度以下。通过将距离L2设为在总厚度上加上5mm的长度以下,能够防止气泡侵入到第二薄膜50与涂膜22之间。在此,层压辊32与支撑辊62的距离L2是指层压辊32的外周面与支撑辊62的外周面的最短距离。
层压辊32和支撑辊62的旋转精度,以径向振动计为0.05mm以下,优选为0.01mm以下。径向振动越小,能够使涂膜22的厚度分布越小。
并且,为了抑制由第一薄膜10和第二薄膜50来夹持涂膜22之后的热变形,固化部60的支撑辊62的温度与第一薄膜10的温度之差、以及支撑辊62的温度与第二薄膜50的温度之差优选为30℃以下,更优选为15℃以下,最优选为相同。
为了减小与支撑辊62的温度之差而设置有加热腔室34的情况下,优选在加热腔室34内加热第一薄膜10及第二薄膜50。例如在加热腔室34中,由未图示的热风产生装置来供给热风,能够加热第一薄膜10及第二薄膜50。
第一薄膜10卷绕于已调整温度的支撑辊62,由此通过支撑辊62可以加热第一薄膜10。
另一方面,关于第二薄膜50,通过将层压辊32设为加热辊,能够用层压辊32来加热第二薄膜50。
然而,加热腔室34及加热辊不是必须的,可以根据需要而设置。
接着,在涂膜22被第一薄膜10和第二薄膜50夹持的状态下,连续输送到固化部60。在附图所示方式中,固化部60中的固化是通过光照射而进行的,但在含有量子点的聚合性组合物中所包含的聚合性化合物通过加热而聚合的情况下,可以通过暖风的喷吹等加热而进行固化。
在对置于支撑辊62的位置设置有光照射装置64。在支撑辊62与光照射装置64之间,夹持涂膜22的第一薄膜10和第二薄膜50被连续输送。由光照射装置所照射的光只要根据含有量子点的聚合性组合物中所包含的光聚合性化合物的种类来决定即可,作为一例,可以举出紫外线。在此,紫外线是指波长为280~400nm的光。作为产生紫外线的光源,例如可以使用低压汞灯、中压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、碳弧灯、金属卤化物灯及氙气灯等。光照射量只要设定在可进行涂膜的聚合固化的范围即可,例如作为一例可以将100~10000mJ/cm2照射量的紫外线朝向涂膜22进行照射。
在固化部60中,在由第一薄膜10和第二薄膜50夹持涂膜22的状态下,将第一薄膜10卷绕于支撑辊62,一边连续输送,一边从光照射装置64进行光照射,使涂膜22固化而能够形成波长转换层(固化层)28。
在本实施方式中,将第一薄膜10侧卷绕于支撑辊62而连续输送,但也可以将第二薄膜50卷绕于支撑辊62而连续输送。
卷绕于支撑辊62是指第一薄膜10及第二薄膜50中的任意薄膜以某一包角与支撑辊62的表面接触的状态。从而,在连续输送期间,第一薄膜10及第二薄膜50与支撑辊62的旋转同步移动。只要至少在照射紫外线的期间卷绕于支撑辊62即可。
支撑辊62具备圆柱状形状的主体和配置于主体的两端部的旋转轴。支撑辊62的主体具有例如φ200~1000mm的直径。关于支撑辊62的直径φ没有限制。若考虑层叠薄膜的卷曲变形、设备成本及旋转精度,则优选直径φ为300~500mm。通过在支撑辊62的主体上安装温度调节器而能够调整支撑辊62的温度。
支撑辊62的温度可以考虑光照射时的发热、涂膜22的固化效率、第一薄膜10和第二薄膜50在支撑辊62上产生的褶皱变形来决定。支撑辊62优选设定在例如10~95℃的温度范围,更优选为15~85℃。在此,关于辊的温度是指辊的表面温度。
层压位置P与光照射装置64的距离L3例如可以设为30mm以上。
涂膜22通过光照射而成为固化层28,制造出包括第一薄膜10、固化层28及第二薄膜50的波长转换部件70。波长转换部件70通过剥离辊80而从支撑辊62剥离。波长转换部件70连续输送到未图示的卷取机,接着,波长转换部件70通过卷取机而卷取成卷状。
以上,关于波长转换部件的制造工序的一方式进行了说明,但本发明并不限定于上述方式。例如,也可以将含有量子点的聚合性组合物涂布于基材或阻隔膜等基材上,无需在其上进一步层压基材,而是根据需要在进行干燥处理之后,通过实施固化而形成波长转换层(固化层)。也可以在所形成的波长转换层上,通过公知的方法来层叠无机层等一层以上的其它层。
波长转换层的厚度优选为1~500μm的范围,更优选为10~250μm的范围,进一步优选为30~150μm范围。若厚度为1μm以上,则可以得到优异的波长转换效果而优选。并且,若厚度为500μm以下,则在组装到背光单元的情况下,能够使背光单元变薄而优选。
(基材)
波长转换部件为了提高强度、制膜的容易性等而可以具有基材。基材可以直接接触于波长转换层。在波长转换部件中可以包含一个或两个以上的基材,波长转换部件可以具有按基材、波长转换层、基材的顺序层叠的结构。在波长转换部件包含两个以上的基材的情况下,这种基材可以相同,也可以不同。基材优选相对于可见光是透明的。在此,相对于可见光是透明是指可见光区域中的透光率为80%以上,优选为85%以上。作为透明的尺度而使用的透光率,可以利用JIS-K7105中所记载的方法,即利用积分球式透光率测定装置来测定总透光率及散射光量,并能够通过从总透光率减去扩散透過率而算出。
从阻气性、耐冲击性等观点考虑,基材的厚度优选在10μm~500μm的范围内,其中,优选在20~400μm的范围内,尤其优选在30~300μm的范围内。
并且,基材也可以使用上述第一薄膜及第二薄膜中的任一方或双方。
基材也可以是阻隔膜。阻隔膜是具有阻挡氧分子的阻气功能的薄膜。阻隔膜也优选具有阻挡水蒸气的功能。
可以作为基材而使用的阻隔膜可以是公知的任意的阻隔膜,也可以是例如以下说明的阻隔膜。
阻隔膜通常只要至少包含无机层即可,可以是支撑体薄膜及包含无机层的薄膜。关于支撑体薄膜,可以参考例如日本特开2007-290369号公报0046~0052段落、日本特开2005-096108号公报0040~0055段落。阻隔膜可以包含阻隔层叠体,该阻隔层叠体在支撑体薄膜上至少包含一层上述无机层和至少一层有机层。如此层叠几层则可以进一步提高阻隔性而优选。另一方面,所层叠的层的个数越增加,波长转换部件的透光率越有降低的倾向,因此期待在可维持良好的透光率的范围内增加层叠数。具体而言,基材的透氧率优选为1.00cm3/(m2·day·atm)以下。并且,所记载的可见光区域中的总透光率优选为80%以上。在此,上述透氧率是在测定温度23℃、相对湿度90%的条件下,使用透氧率测定装置(MOCONINC.制作的OX-TRAN2/20:商品名称)来测定的值。并且,可见光区域是指380~780nm的波长区域,总透光率是指可见光区域的透光率的平均值。
基材的透氧率更优选为0.10cm3/(m2·day·atm)以下,进一步优选为0.01cm3/(m2·day·atm)以下。可见光区域中的总透光率更优选为90%以上。透氧率越低,越优选,可见光区域中的总透光率越高,越优选。
-无机层-
“无机层”是将无机材料作为主要成分的层,优选为仅由无机材料形成的层。相对于此,有机层是将有机材料作为主要成分的层,是指优选有机材料为占50质量%以上的层,进一步优选80质量%以上的层,尤其优选90质量%以上的层。
构成无机层的无机材料无特别限定,可以使用例如金属,或者无机氧化物、氮化物、氧化氮化物等各种无机化合物。作为构成无机材料的元素,优选硅、铝、镁、钛、锡、铟及铈,这些元素可以包含一种或两种以上。作为无机化合物的具体的例子,可以举出氧化硅、氧化氮化硅、氧化铝、氧化镁、氧化钛、氧化锡、氧化铟合金、氮化硅、氮化铝及氮化钛。并且,作为无机层,可以设置金属膜,例如铝膜、银膜、锡膜、铬膜、镍膜及钛膜。
上述材料中,尤其优选氮化硅、氧化硅或氧化氮化硅。这是因为包括这些材料的无机层与有机层的密接性良好,因此可以进一步提高阻隔性。
作为无机层的形成方法无特别限定,可以利用例如能够使制膜材料蒸发或者飞散,并能够堆积于被蒸镀面的各种制膜方法。
作为无机层的形成方法的例子,可以举出物理气相沉积法(PhysicalVaporDeposition法)和等离子体化学气相沉积法(ChemicalVaporDeposition法)等,所述物理气相沉积法包括:真空蒸镀法,将无机氧化物、无机氮化物、无机氧化氮化物、金属等无机材料进行加热而使其蒸镀;氧化反应蒸镀法,将无机材料用作原料,并通过导入氧气而使其氧化并蒸镀;溅射法,将无机材料用作靶原料,导入氩气及氧气,并通过进行溅射而使其蒸镀;及离子镀法,通过在等离子体枪中产生的等离子体束来加热无机材料而使其蒸镀;等,所述等离子体化学气相沉积法在制作氧化硅的蒸镀膜的情况下,将有机硅化合物作为原料。只要将支撑体薄膜、波长转换层及有机层等作为基板,在其表面进行蒸镀即可。
无机层的厚度只要为1nm~500nm即可,优选为5nm~300nm,尤其优选为10nm~150nm。这是因为相邻无机层的厚度在上述范围内,因此能够提供可实现良好的阻隔性且抑制无机层中的反射,且透光率更高的波长转换部件。
在波长转换部件中,优选波长转换层的至少一个主表面直接与无机层接触。也优选无机层直接与波长转换层的两个主表面接触。并且,可以通过公知的粘结层来贴合无机层与有机层之间、两层无机层之间、或者两层有机层之间。从提高透光率的观点考虑,粘结层越少越优选,更优选不存在粘结层。一方式中,优选无机层与有机层直接接触。
-有机层-
关于有机层,可以参考日本特开2007-290369号公报0020~0042段落、日本特开2005-096108号公报0074~0105段落。另外,有机层优选包含卡多聚合物(cardo polymer)。这是因为由此有机层与相邻的层的密接性变得良好,尤其与无机层的密接性也变得良好,能够实现进一步优异的阻气性。关于卡多聚合物的详细内容,可以参考上述日本特开2005-096108号公报0085~0095段落。有机层的厚度优选在0.05μm~10μm的范围内,其中,优选在0.5~10μm的范围内。在有机层根据湿式涂布法形成的情况下,有机层的厚度在0.5~10μm的范围内,其中,优选在1μm~5μm的范围内。并且,在根据干式涂布法形成的情况下,有机层的厚度在0.05μm~5μm的范围内,其中,优选在0.05μm~1μm的范围内。这是因为根据湿式涂布法或干式涂布法形成的有机层的厚度在上述范围内,因此能够使与无机层的密接性变得更好。
关于无机层、有机层的其它详细内容,可以参考上述日本特开2007-290369号公报、日本特开2005-096108号公报及US2012/0113672A1的记载。
(散射颗粒)
为了从波长转换层有效地向外部导出量子点发出的荧光,可以对波长转换部件赋予光散射功能。光散射功能可以设置于波长转换层内部,也可以另外设置具有光散射功能的层而作为光散射层。
作为一方式,也优选对波长转换层内部添加散射颗粒。
并且,作为另一方式,也优选在波长转换层的表面设置光散射层。光散射层上的散射可以取决于散射颗粒,也可以取决于表面凹凸。
[背光单元]
波长转换部件可以作为背光单元的构成部件而使用。背光单元至少包括波长转换部件和光源。
(背光单元的发光波长)
从实现高亮度且较高的颜色再现性的观点考虑,作为背光单元,优选使用被进行多波长光源化的背光单元。例如优选发出:蓝色光,在430~480nm的波长频带中具有发光中心波长,并具有半值宽度为100nm以下的发光强度的峰;绿色光,在520~560nm的波长频带中具有发光中心波长,并具有半值宽度为100nm以下的发光强度的峰;及红色光,在600~680nm的波长频带中具有发光中心波长,并具有半值宽度为100nm以下的发光强度的峰。
从进一步提高亮度及颜色再现性的观点考虑,背光单元发出的蓝色光的波长频带更优选为440~460nm。
从相同的观点考虑,背光单元发出的绿色光的波长频带更优选为520~545nm。
并且,从相同的观点考虑,背光单元发出的红色光的波长频带更优选为610~640nm。
并且,从相同的观点考虑,背光单元发出的蓝色光、绿色光及红色光的各发光强度的半值宽度优选均为80nm以下,更优选为50nm以下,进一步优选为40nm以下,进一步优选为30nm以下。其中,尤其优选蓝色光的发光强度的半值宽度为25nm以下。
背光单元至少包括上述波长转换部件和光源。一方式中,作为光源,能够使用发出在430nm~480nm的波长频带中具有发光中心波长的蓝色光的光源(蓝色光源),例如发出蓝色光的蓝色发光二极管。在使用发出蓝色光的光源的情况下,在波长转换层中优选至少包含由激发光激发且发出红色光的量子点(A)、发出绿色光的量子点(B)。由此,能够通过从光源发出且透射波长转换部件的蓝色光和从波长转换部件发出的红色光及绿色光来体现白色光。
或者,在另一方式中,作为光源,可以使用发出在300nm~430nm的波长频带中具有发光中心波长的紫外光的光源(紫外光源),例如紫外线发光二极管。该情况下,在波长转换层中优选包含量子点(A)、(B)和由激发光激发且发出蓝色光的量子点(C)。由此,能够通过从波长转换部件发出的红色光、绿色光及蓝色光来体现白色光。
并且,在其它方式中,也能够使用激光光源来代替发光二极管。
(背光单元的结构)
背光单元可以是例如将导光板或反射板等作为构成部件的侧光方式的背光单元。图1中示出侧光方式的背光单元的例子。作为导光板,可以不受任何限制地使用公知的导光板。然而,背光单元也可以是直下型方式。
并且,背光单元也可以在光源的后部具备反射部件。作为这种反射部件无特别的限制,也可以使用公知的反射部件,记载于日本专利3416302号、日本专利3363565号、日本专利4091978号及日本专利3448626号等,这些公报的内容引用于本发明中。
背光单元也优选还具备公知的扩散板或扩散片、棱镜片(例如Sumitomo 3MLimited制造的BEF系列等)、导光器。关于其它部件也记载于日本专利3416302号、日本专利3363565号、日本专利4091978号、日本专利3448626号等,这些公报的内容引用于本发明中。
[液晶显示装置]
上述背光单元能够应用于液晶显示装置。液晶显示装置只要设为至少包括上述背光单元和液晶单元的结构即可。
(液晶显示装置的结构)
关于液晶单元的驱动模式无特别的限制,可以利用扭曲向列(TN)、超扭曲向列(STN)、垂直取向(VA)、面内切换(IPS)、光学补偿弯曲(OCB)等各种模式。液晶单元优选为VA模式、OCB模式、IPS模式或TN模式,但并不限定于这些模式。作为VA模式的液晶显示装置的结构,可以举出日本特开2008-262161号公报的图2所示的结构而作为一例。然而,对液晶显示装置的具体的结构无特别的限制,可以采用公知的结构。
在液晶显示装置的一实施方式中,具有在对置的至少一方设置有电极的基板之间夹持液晶层的液晶单元,该液晶单元构成为配置于两个偏振片之间。液晶显示装置具备在上下基板之间封入液晶的液晶单元,通过施加电压而使液晶的取向状态发生变化,从而进行图像的显示。另外,根据需要,具有偏振片保护膜或进行光学补偿的光学补偿部件、粘结层等附带的功能层。并且,可以配置滤色器基板、薄层晶体管基板、透镜薄膜、扩散片、硬涂层、防反射层、低反射层、防眩层等,并且(或者取而代之),可以配置前向散射层、底漆层、防静电层、下涂层等表面层。
图4中表示本发明的一方式所涉及的液晶显示装置的一例。图4所示的液晶显示装置51在液晶单元21的背光侧的表面具有背光侧偏振片14。背光侧偏振片14在背光侧偏振器12的背光侧的表面可以包含或不包含偏振片保护膜11,但优选包括。
背光侧偏振片14的结构优选为偏振器12被两张偏振片保护膜11及偏振片保护膜13夹持。
在本说明书中,将相对于偏振器靠近液晶单元的一侧的偏振片保护膜称作内侧偏振片保护膜,将相对于偏振器远离液晶单元的一侧的偏振片保护膜称作外侧偏振片保护膜。图4所示例中,偏振片保护膜13为内侧偏振片保护膜,偏振片保护膜11为外侧偏振片保护膜。
背光侧偏振片可以具有相位差薄膜而作为液晶单元侧的内侧偏振片保护膜。作为这种相位差薄膜,可以使用公知的纤维素酰化物薄膜等。
液晶显示装置51在液晶单元21的背光侧的表面的相反侧的表面具有显示侧偏振片44。显示侧偏振片44的结构为偏振器42被两张偏振片保护膜41及偏振片保护膜43夹持。偏振片保护膜43为内侧偏振片保护膜,偏振片保护膜41为外侧偏振片保护膜。
关于液晶显示装置51具有的背光单元1,如前面所记载。
关于构成液晶显示装置的液晶单元、偏振片、偏振片保护膜等无特别限定,可以不受任何限制地使用以公知的方法制作的或市售品。并且,在各层之间,当然也可以设置粘结层等公知的中间层。
实施例
以下,根据实施例,对本发明进一步具体地进行说明。以下实施例中示出的材料、使用量、比例、处理内容、处理顺序等,只要不脱离本发明的宗旨便可以适当地进行变更。从而,本发明的范围不应由以下所示的具体的例子被限定地解释。
(阻隔膜10的制作)
作为支撑体薄膜,使用聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(PET薄膜、TOYOBO CO.,LTD.制造,商品名称:COSMOSHINE(注册商标)A4300,厚度50μm),在支撑体薄膜的单面侧,按以下顺序依次形成了有机层及无机层。
准备三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(DAICEL-ALLNEX LTD.制造的TMPTA)及光聚合引发剂(Lamberti Co.,Ltd.制造的ESACURE KTO46),以质量比成为95:5的方式进行称取,使这些物质溶解于甲乙酮,设为固形分浓度15质量%的涂布液。使用模涂机,以卷对卷方式将该涂布液涂布于上述PET薄膜上,并使其经3分钟通过气氛温度50℃的干燥区。之后,在氮气氛下,照射(累计照射量大约600mJ/cm2)紫外线,以紫外线固化的方式使其固化并卷取。在支撑体薄膜上形成的第一有机层的厚度为1μm。
接着,使用卷对卷CVD(Chemical Vapor Deposition)装置,在上述有机层的表面形成了无机层(氮化硅层)。作为原料气体,使用了硅烷气体(流量160sccm)、氨气(流量370sccm)、氢气(流量590sccm)及氮气(流量240sccm)。作为电源使用了频率为13.56MHz的高频电源。制膜压力为40Pa,达到厚度为50nm。
如此制作出在形成于支撑体薄膜上的第一有机层的表面层叠有无机层的阻隔膜10。
(阻隔膜11的制作)
制备下述组成的含有硅烷偶联剂的组合物,作为表面处理用组合物(表面处理用涂布液)而使用。将该表面处理用组合物(表面处理用涂布液),使用模涂机,以卷对卷的方式按2ml/m2的涂布量涂布于阻隔膜10的无机层上,并使其经3分钟通过气氛温度120℃的干燥区。如此制作出无机层表面通过硅烷偶联剂被进行表面处理的阻隔膜11。
表面处理用组合物
异丙醇/乙醇/乙酸/水/(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.,制造的KBM-5103(含有硅烷偶联剂的溶液)=14/14/2/20/50(质量比)
(在实施例1中使用的含有量子点的聚合性组合物的制作)
制备下述含有量子点的聚合性组合物1,用孔径为0.2μm的聚丙烯制薄膜进行过滤之后,经30分钟进行减压干燥,作为涂布液而使用。
(上述量子点1、2的甲苯分散液的量子点浓度为1质量%。)
(另一实施例及比较例中使用的含有量子点的聚合性组合物的制作)
以表1所示的组成比(质量比)制备含有量子点的聚合性组合物,在用孔径为0.2μm的聚丙烯制薄膜过滤之后,经30分钟进行减压干燥而用作涂布液。
(实施例1的波长转换部件的制作)
将按上述顺序制作的阻隔膜10作为第一薄膜、第二薄膜而使用,通过参考图2及图3进行说明的制造工序而得到波长转换部件。具体而言,作为第一薄膜而准备阻隔膜10,以1m/分钟、60N/m的拉力一边连续输送,一边在无机层面上用模涂机涂布上述所制备的含有量子点的聚合性组合物1,形成了50μm厚度的涂膜。接着,将形成有涂膜的第一薄膜(阻隔膜10)卷绕于支撑辊,将第二薄膜(阻隔膜10)以无机层面接触涂膜的朝向层压于涂膜上,用两张阻隔膜10来夹持涂膜的状态下,一边连续输送,一边使用160W/cm的气冷金属卤化物灯(EYE GRAPHICS CO.,LTD.制造)照射紫外线而使其固化,形成了含有量子点的波长转换层。紫外线的照射量为2000mJ/cm2
(实施例1~16、比较例1~5的波长转换部件的制作)
使用在上述所制作的各实施例、比较例中使用的含有量子点的聚合性组合物(涂布液),且使用表1所示的阻隔膜(阻隔膜10或11),以与实施例1相同的方式制作出波长转换部件。
(背光亮度降低的评价)
将各实施例及比较例的波长转换部件,通过基于4cm×4cm的汤姆逊刀片的冲切机进行了冲切。关于已冲切的波长转换部件,根据以下记载的方法,对背光射出面外周区域中的背光亮度降低进行了评价。实施例及比较例的波长转换部件如上所述在波长转换层的两面分别设置有阻隔膜,但冲切后的端面上不存在阻隔膜。只要由从该端面向波长转换层侵入的氧分子引起的量子点的发光效率降低得到抑制,则认为根据以下记载的方法来评价的背光射出面外周区域中的背光亮度降低可得到抑制。
-评价方法-
在保持温度25℃且相对湿度60%房间里,将上述已冲切的波长转换部件排列配置于市售的蓝色光源(OPTEX FA CO.,LTD.制造的OPSM-H150X142B)上,并对波长转换部件经100小时连续照射蓝色光。
接着,将市售的平板终端(Amazon.com,Inc.制造的Kindle(注册商标)Fire HDX7”)进行分解而取出背光单元,在导光板上放置经100小时连续照射蓝色光之后的波长转换部件,其上以表面凹凸图案的方向正交的方式重叠放置从Kindle Fire HDX 7”取出的两个棱镜片。点亮背光单元,利用设置于距离背光单元的表面(射出面)740mm的成像色彩亮度计(ProMetric Radiant Imaging,Inc.制造)测定了亮度。由测定结果求出在射出面的外周区域(从画面4边的端部到内侧1cm的区域)中从射出面中央部所测定的亮度降低15%以上的亮度的区域的比例,并根据以下评价基准进行了评价。将结果示于下述表1中。
(评价基准)
A:产生15%以上的亮度降低的区域小于外周区域的25%。
B:产生15%以上的亮度降低的区域为外周区域的25%以上且小于50%。
C:产生15%以上的亮度降低的区域为外周区域的50%以上且小于75%。
D:产生15%以上的亮度降低的区域为外周区域的75%以上。
(显示不均匀的评价)
将市售的平板终端(Amazon.com,Inc.制造,Kindle Fire HDX 7”)进行分解,从背光单元取出QDEF(3M公司制造的量子点薄膜),并组装了以矩形切断的实施例、比较例的波长转换部件来代替QDEF。如此制作液晶显示装置。
点亮所制作的液晶显示装置,以使整面成为白色显示,以目测的方式观察了显示不均匀(颜色不均匀及亮度不均匀)。按以下基准,对显示不均匀进行了评价。将结果示于下述表1中。
(评价基准)
A:整个画面无法观察到颜色不均匀及亮度不均匀。
B:画面的一部分微弱地可识别颜色不均匀及亮度不均匀中的一方或两方。
C:画面的一部分明显地可识别颜色不均匀及亮度不均匀中的一方或两方。
D:整个画面可识别颜色不均匀及亮度不均匀中的一方或两方。
(耐热性的评价)
将市售的平板终端(Amazon.com,Inc.制造,Kindle Fire HDX 7”)进行分解,从背光单元取出QDEF(3M公司制造的量子点薄膜),并组装了以矩形切断的实施例、比较例的波长转换部件来代替QDEF。如此制作出液晶显示装置。
点亮所制作的液晶显示装置,以使整面成为白色显示,利用相对于导光板的表面设置于垂直方向的520mm的位置上的亮度计(TOPCON CORPORATION制造,商品名称“SR3”)测定了亮度(加热前背光亮度)。
将另外制作的实施例、比较例的波长转换部件,使用YAMATO SCIENTIFICCO.,LTD.制造的精密恒温器DF411,在内部温度保持85℃的上述精密恒温器内加热了1000小时。之后,以与上述相同的方式组装到市售的液晶显示装置中,并加热后测定了背光亮度。
由加热前后的背光亮度,并根据下述评价基准对耐热性进行了评价。将结果示于表1中。
(评价基准)
A:相对于加热前背光亮度,加热后背光亮度的降低小于15%
B:相对于加热前背光亮度,加热后背光亮度的降低为15%以上且小于30%
C:相对于加热前背光亮度,加热后背光亮度的降低为30%以上且小于50%
D:相对于加热前背光亮度,加热后背光亮度的降低为50%以上
将以上结果示于表1中。另外,表1所示的量的单位是质量份。
由表1所示的结果能够确认:在具备实施例的波长转换部件的背光单元中可以抑制背光亮度降低;及以包含具备实施例的波长转换部件的背光单元的液晶显示装置中,可以抑制显示面上的显示不均匀。
另外,能够确认包含第二聚合性化合物(一个分子中所包含的聚合性官能团的个数为两个以上的聚合性化合物)的实施例的波长转换部件,与另一实施例的波长转换部件相比耐热性优异。另外,上述耐热性的评价的试验条件为加速试验条件,若耐热性的评价结果为B以上,则称为实际使用上具有充分的耐热性,若为A,则称为具有非常优异的耐热性。
(冲切后的端部评价)
将实施例的波长转换部件放入80℃的恒温槽中24小时之后,在温度为25℃、相对湿度为60%的房间里进行1小时调湿之后,通过基于4cm×4cm的汤姆逊刀片的冲切机进行了5片冲切。
关于已进行冲切的4cm×4cm的波长转换部件试样,对其各边端部的状态根据以下基准将每一个试样的4.00点作为最高点进行了评分。
0.00分:未产生波长转换层与相邻的无机层的剥离或波长转换层的龟裂。
0.25分:上述剥离、龟裂的区域为一边的25%以下。
0.50分:上述剥离、龟裂的区域超过一边的25%且50%以下。
0.75分:上述剥离、龟裂的区域超过一边的50%且75%以下。
1.00分:上述剥离、龟裂的区域超过一边的75%。
关于5个波长转换部件试样合计分数,并如下进行评价,将其结果记载于下述表2中。
D:分数为0.00点
C:分数超过0.00且小于5.00点
B:分数为5.00点以上且小于10.00点
A:分数为10.00点以上且小于15.00点
AA:分数为15.00点以上且20.00点以下
在上述评价中,评价结果为AA、A或B的波长转换部件可作为产品而充分地使用,更优选评价结果为AA或A的波长转换部件,进一步优选评价结果为AA的波长转换部件。
[表2]
符号说明
1-背光单元,1A-光源,1B-导光板,100-制造装置,10-第一薄膜,20-涂布部,22-涂膜,24-模涂机,26-支撑辊,28-固化层,30-层压部,32-层压辊,34-加热腔室,50-第二薄膜,60-固化部,62-支撑辊,64-紫外线照射装置,70-层叠薄膜,80-剥离辊。

Claims (17)

1.一种波长转换部件,其具有包含量子点的波长转换层,所述量子点被激发光激发而发出荧光,其中,
所述波长转换层为使含有所述量子点及聚合性化合物的聚合性组合物固化而成的固化层,
所述聚合性组合物包含至少一种第一聚合性化合物,
所述第一聚合性化合物为如下的单官能(甲基)丙烯酸酯化合物:用分子量Mw除以一个分子中所包含的聚合性官能团的个数F而得到的值Mw/F为130以上,一个分子中所包含的(甲基)丙烯酰基的个数为一个,且LogP值为3.0以下,
所述聚合性组合物中,相对于所述聚合性组合物中所包含的聚合性化合物总量100质量份,含有50质量份以上的所述第一聚合性化合物。
2.根据权利要求1所述的波长转换部件,其中,
所述波长转换部件包含基材,且所述波长转换层的至少一个主表面与所述基材接触。
3.根据权利要求1或2所述的波长转换部件,其中,
所述波长转换部件包含第一基材及第二基材,
所述波长转换层在一个主表面与第一基材接触,在另一个主表面与第二基材接触,且
第一基材及第二基材的透氧率均为1.00cm3/m2/day/atm以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的波长转换部件,其中,
所述聚合性组合物包含第一聚合性化合物和至少一种其它聚合性化合物。
5.根据权利要求4所述的波长转换部件,其中,
所述其它聚合性化合物包含第二聚合性化合物,该第二聚合性化合物在一个分子中所包含的聚合性官能团的个数为两个以上。
6.根据权利要求5所述的波长转换部件,其中,
所述第二聚合性化合物为在一个分子中包含两个以上的聚合性官能团的聚合性化合物,所述聚合性官能团选自由(甲基)丙烯酰基、乙烯基、环氧基及氧杂环丁基组成的组。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的波长转换部件,其中,
所述含有量子点的聚合性组合物还包含粘度调整剂。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的波长转换部件,其中,
所述量子点为选自由下述量子点组成的组中的至少一种:
在600nm~680nm的波长频带中具有发光中心波长的量子点、
在520nm~560nm的波长频带中具有发光中心波长的量子点、及
在430nm~480nm的波长频带中具有发光中心波长的量子点。
9.一种背光单元,其至少包括权利要求1至8中任一项所述的波长转换部件、和蓝色光源或紫外光源。
10.一种液晶显示装置,其至少包括权利要求9所述的背光单元和液晶单元。
11.一种含有量子点的聚合性组合物,其是包含被激发光激发而发出荧光的量子点及聚合性化合物的含有量子点的聚合性组合物,
所述聚合性组合物包含至少一种第一聚合性化合物,
所述第一聚合性化合物为如下的单官能(甲基)丙烯酸酯化合物:用分子量Mw除以一个分子中所包含的聚合性官能团的个数F而得到的值Mw/F为130以上,一个分子中所包含的(甲基)丙烯酰基的个数为一个,且LogP值为3.0以下,
相对于所述聚合性组合物中所包含的聚合性化合物总量100质量份,含有50质量份以上的所述第一聚合性化合物。
12.根据权利要求11所述的含有量子点的聚合性组合物,其中,
所述聚合性组合物包含第一聚合性化合物和至少一种其它聚合性化合物。
13.根据权利要求12所述的含有量子点的聚合性组合物,其中,
所述其它聚合性化合物包含第二聚合性化合物,该第二聚合性化合物在一个分子中所包含的聚合性官能团的个数为两个以上。
14.根据权利要求13所述的含有量子点的聚合性组合物,其中,
所述第二聚合性化合物为在一个分子中包含两个以上的聚合性官能团的聚合性化合物,所述聚合性官能团选自由(甲基)丙烯酰基、乙烯基、环氧基及氧杂环丁基组成的组。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的含有量子点的聚合性组合物,其中,
还包含粘度调整剂。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的含有量子点的聚合性组合物,其中,
所述量子点为选自由下述量子点组成的组中的至少一种:
在600nm~680nm的波长频带中具有发光中心波长的量子点;
在520nm~560nm的波长频带中具有发光中心波长的量子点;及
在430nm~480nm的波长频带中具有发光中心波长的量子点。
17.一种波长转换部件的制造方法,所述波长转换部件具有包含量子点的波长转换层,所述量子点被激发光激发而发出荧光,其中,
所述波长转换层为使含有所述量子点及聚合性化合物的聚合性组合物固化而成的固化层,
所述制造方法包含下述步骤:通过使权利要求11至16中任一项所述的含有量子点的聚合性组合物固化而形成所述固化层。
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