CN107615113B - 波长转换部件及具备该波长转换部件的背光单元、液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种发光强度不易下降且耐久性高的波长转换部件,且提供一种发光强度不易下降且耐久性高的背光单元及液晶显示装置,所述波长转换部件具有包含通过激发光照射而发出荧光的量子点的波长转换层。波长转换部件(1D)具备:波长转换层(30),其包含被激发光激发而发出荧光的至少1种量子点(30A、30B);至少1层夹层(40),其以与波长转换层(30)相邻的方式形成;及阻挡层(12、22),其形成于波长转换层(30)的至少一个面侧,夹层(40)中的至少1层和波长转换层(30)含有至少1种抗氧化剂。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有包含通过激发光照射而发出荧光的量子点的波长转换层的波长转换部件及具备该波长转换部件的背光单元、液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置(LiquidCrystalDisplay,LCD)等平板显示器作为耗电量较小、节省空间的图像显示装置,其用途逐年扩展。液晶显示装置至少由背光和液晶盒构成,通常还包含背光侧偏振片、视觉辨认侧偏振片等部件。
近年来,以提高LCD的颜色再现性为目的,在背光单元的波长转换部件具备包含量子点(也称作QuantumDot,QD。)作为发光材料的波长转换层的结构受到瞩目(参考专利文献1)。波长转换部件为转换从光源入射的光的波长而作为白色光出射的部件,在上述包含量子点作为发光材料的波长转换层中,能够利用发光特性不同的2种或3种量子点被从光源入射的光激发而发出的荧光来实现白色光。
基于量子点的荧光为高亮度,而且半高宽较小,因此使用了量子点的LCD的颜色再现性优异。通过使用了这种量子点的三波长光源化技术的发展,LCD的颜色再现区域由现行的TV标准(FHD(FullHighDensity:全高清)、NTSC(NationalTelevisionSystemCommittee:美国国家电视系统委员会))比72%扩大至100%。
已知包含量子点的层(以下,有时也称为QD层。)需要抑制氧的侵入。若氧侵入QD层中,则存在量子点由于与氧的接触而被光氧化,从而发光强度下降的问题。
为了解决这种问题,提出了为了保护量子点免受从外部侵入的氧的影响而在波长转换部件中在QD层的外侧具备抑制氧的侵入的阻挡膜(专利文献1等)。
阻挡膜通常已知有如下方式:通过使用具有阻氧性的基材作为夹持QD层的支撑体来将基材本身用作阻挡膜的方式;或在支撑体的表面具备具有阻氧性的无机阻挡层或有机阻挡层的方式等。作为具有阻氧性及水蒸气阻挡性的无机阻挡层,可以优选使用无机氧化物、无机氮化物、无机氧化氮化物、金属等的无机层。
然而,如专利文献1那样,通过在波长转换部件中,在QD层的外侧具备阻挡膜,在一定程度上能够抑制氧侵入QD层中,但不能说充分。尤其,制成长条的薄膜形状的波长转换部件之后切割成所希望的大小来制造波长转换部件的情况等,由于在切割侧面中QD层暴露于外部空气中,因此还需要有针对来自切割侧面的氧的侵入的对策。
专利文献2及3中公开有QD层中包含发光稳定剂的构成,并记载有如下内容:由于QD层中存在发光稳定剂,因此能够减少透过了阻挡膜的氧或从侧面侵入的氧的侵入等的影响。并且,专利文献4中记载有包含抗坏血酸、棕榈酸、α生育酚(维生素E)等还原剂的含量子点的珠。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:美国专利申请公开第2012/0113672号说明书
专利文献2:国际公开第2011/031876号
专利文献3:国际公开第2013/078252号
专利文献4:美国专利申请公开第2013/0313595号说明书
发明内容
发明要解决的技术课题
另一方面,若QD层的形成中所使用的含量子点的聚合性组合物中包含较多发光稳定剂或还原剂,则对包括含QD的聚合性组合物的前体层的固化反应带来影响而引起固化抑制,有可能较多的低聚合度成分包含于QD层或QD珠中。低聚合度成分引起聚合物的物理性能的经时劣化,因此从耐久性的观点考虑优选其含量较少。
本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供一种在具有包含通过激发光照射而发出荧光的量子点的波长转换层的波长转换部件中,波长转换层内的低聚合度成分的含量较少,发光强度不易下降且耐久性高的波长转换部件。
本发明的目的还在于提供一种发光强度不易下降且耐久性高的高亮度的背光单元及液晶显示装置。
用于解决技术课题的手段
本发明的波长转换部件具备:波长转换层,其包含被激发光激发而发出荧光的至少1种量子点和抗氧化剂;至少1层夹层,其以与波长转换层相邻的方式形成;及阻挡层,其形成于波长转换层的至少一个面侧,其中,夹层中的至少1层为含有抗氧化剂的含抗氧化剂的夹层。
当波长转换层中包含聚合度为2以上且4以下的低聚合度成分时,低聚合度成分在波长转换层中的含量优选为5质量%以下。
抗氧化剂优选为自由基抑制剂、金属钝化剂、单线态氧清除剂、过氧化物清除剂及羟基自由基清除剂中的至少1种,更优选为受阻酚化合物、受阻胺化合物、醌化合物、氢醌化合物、生育酚化合物、天冬氨酸化合物及硫醇化合物中的至少1种,进一步优选为柠檬酸化合物、抗坏血酸化合物及生育酚化合物中的至少1种。
作为本发明的波长转换部件的优选的方式,可以举出含抗氧化剂的夹层形成于阻挡层与波长转换层之间的方式。作为这种方式的含抗氧化剂的夹层,可以举出形成于阻挡层与波长转换层之间的粘结剂层。
并且,可以举出如下方式:波长转换层包含:第1波长转换层,包含发出第1波长的荧光的第1量子点;及第2波长转换层,包含发出与第1波长不同的第2波长的荧光的第2量子点,含抗氧化剂的夹层与第1波长转换层和第2波长转换层相邻。
还优选如下方式:含抗氧化剂的夹层以与波长转换层的两面相邻的方式形成。
并且,作为本发明的波长转换部件的优选的另一方式,可以举出如下方式:所述波长转换部件具备所述波长转换层和所述含抗氧化剂的夹层存在于同一平面上的至少一部分区域,在该区域内呈以下中的任意一种状态:所述波长转换层被所述夹层划分而分散存在;或者所述夹层被所述波长转换层划分而分散存在。其中,如下方式为更优选的一个方式:被划分而分散存在的一方的层的点的平均宽度在0.05~1.0mm的范围,且由至少包含波长转换层的立体区域中的所述波长转换层的体积Vw和所述夹层的体积Vo计算的体积率Vw/(Vw+V o)在0.2~0.8的范围。作为任意的这种方式的含抗氧化剂的夹层,可以举出形成于2个阻挡层之间的支柱状的间隔件结构物或在2个阻挡层之间形成空间的隔壁结构物等。
还更优选如下方式:含抗氧化剂的夹层以与波长转换层的两面相邻的方式形成,且具有该2个夹层彼此连接这样的结构。
阻挡层优选包含硅氧化物、硅氮化物、硅碳化物或铝氧化物的阻挡层。阻挡层的透氧率优选为0.1cm3/(m2·天·大气压)以下。
本说明书中,透氧率为在测定温度23℃、相对湿度90%RH的条件下的测定值,透氧率为0.1cm3/(m2·天·大气压)以下是指以SI单位为1.14×10-2fm/(s·Pa)以下。
阻挡层优选设置在波长转换层的两面。
本发明的背光单元具备:
上述本发明的波长转换部件;及
光源,其出入射射到波长转换部件的一次光。
本发明的液晶显示装置具备:
上述本发明的背光单元;及
液晶盒,其从背光单元出射的光入射到所述液晶单元中。
本发明的波长转换部件的第1制造方法为上述本发明的波长转换部件的制造方法,其中,
准备在表面具备含抗氧化剂的夹层的基板,
将包括包含至少1种量子点的聚合性组合物的波长转换层的前体层以与含抗氧化剂的夹层表面相邻的方式配置,并使前体层固化。
本发明的波长转换部件的第2制造方法为上述本发明的波长转换部件的制造方法,其中,
在基板上配置包括包含至少1种量子点的聚合性组合物的波长转换层的前体层,使前体层固化而制成固化层,将含抗氧化剂的夹层以与固化层相邻的方式配置。
本发明的波长转换部件的第3制造方法为上述本发明的波长转换部件的制造方法,其中,
在基板上将包括包含至少1种量子点的聚合性组合物的波长转换层的前体层配置成图案状,使前体层固化而制成固化层,将含抗氧化剂的夹层以填充于波长转换层的图案之间的方式配置。
本发明的波长转换部件的第4制造方法为上述本发明的波长转换部件的制造方法,其中,
在基板上将含抗氧化剂的夹层配置成图案状,将包括包含至少1种量子点的聚合性组合物的波长转换层的前体层以填充于所述含抗氧化剂的夹层的图案之间的方式配置之后,使前体层固化而制成固化层。
本说明书中,峰的“半高宽”是指峰高度1/2处的峰的宽度。并且,将在430~480nm的波长频带具有发光中心波长的光称为蓝色光,将在520~560nm的波长频带具有发光中心波长的光称为绿色光,将在600~680nm的波长频带具有发光中心波长的光称为红色光。
而且,所谓至少包含波长转换层的立体区域,在波长转换层和含抗氧化剂的夹层在面内混合存在的情况下,在膜厚方向上是指从波长转换层的最下端至最上端为止,在面内方向上是指由至存在波长转换层的区域的边缘部为止的区域隔开的立体区域。并且,含抗氧化剂的夹层及波长转换层的被划分的点的“平均宽度”是指将被划分的1个点上的最大宽度对于多个点进行平均而得到的值。应取平均的点数为统计上可靠的数即可。
发明效果
本发明的波长转换部件具备:波长转换层,其包含被激发光激发而发出荧光的至少1种量子点和抗氧化剂;至少1层夹层,其与波长转换层相邻的方式形成;及阻挡层,其形成于波长转换层的至少一个面侧,夹层中的至少1层为含有抗氧化剂的含抗氧化剂的夹层。这种结构的波长转换部件由于在波长转换层内含有抗氧化剂,因此能够有效地防止由存在于波长转换层内的氧引起的量子点的光氧化。并且,这种结构的波长转换部件由于在夹层内含有抗氧化剂,因此从夹层向波长转换层缓释的抗氧化剂能够持续防止由经时侵入的氧引起的量子点的光氧化。进而,这种结构的波长转换部件中,波长转换层内的低聚合度成分的含量较少,由低聚合度成分的存在引起的波长转换层的物理性能的经时劣化较少。因此,根据本发明,能够提供一种发光强度不易下降且耐久性高的波长转换部件。
附图说明
图1是具备本发明所涉及的一实施方式的波长转换部件的背光单元的概略结构剖视图。
图2是本发明所涉及的第1实施方式的波长转换部件的概略结构剖视图。
图3是本发明所涉及的第2实施方式的波长转换部件的概略结构剖视图。
图4是本发明所涉及的第3实施方式的波长转换部件的概略结构剖视图。
图5是本发明所涉及的第4实施方式的波长转换部件的概略结构剖视图。
图6是本发明所涉及的第5实施方式的波长转换部件的概略结构剖视图。
图7是本发明所涉及的第6实施方式的波长转换部件的概略结构剖视图。
图8是本发明所涉及的第7实施方式的波长转换部件的概略结构剖视图。
图9是本发明所涉及的第8实施方式的波长转换部件的概略结构剖视图。
图10是本发明所涉及的第9实施方式的波长转换部件的概略结构剖视图。
图11是表示本发明所涉及的一实施方式的波长转换部件的制造装置的一例的概略结构图。
图12是图11所示的制造装置的局部放大图。
图13是具备本发明所涉及的一实施方式的背光单元的液晶显示装置的概略结构剖视图。
图14是表示第10实施方式的波长转换部件1D-10的概略结构的立体图。
图15是表示第10实施方式的波长转换部件1D-10及第11实施方式1D-11的概略结构的俯视图。
图16是表示第10实施方式的波长转换部件的详细结构的一例的剖视图。
图17是表示点的俯视图案的一例的俯视图。
图18是表示点的俯视图案的其他一例的俯视图。
图19是表示点局部存在的一例的剖视图。
图20是表示点局部存在的其他一例的剖视图。
具体实施方式
参考附图对本发明所涉及的一实施方式的波长转换部件及具备该波长转换部件的背光单元进行说明。图1是具备本实施方式的波长转换部件的背光单元的概略结构剖视图,图2是本发明的波长转换部件的第1实施方式的概略结构剖视图,图3~图10是本发明的波长转换部件的第2实施方式~第9实施方式的概略结构剖视图。本说明书的附图中,为了容易视觉辨认而将各部的比例尺适当地变更表示。另外,本说明书中,用“~”表示的数值范围是指将“~”的前后所记载的数值作为下限值及上限值而包含的范围。
如图1所示,背光单元2具备:面状光源1C,包括出射一次光(蓝色光LB)的光源1A和引导从光源1A出射的一次光并出射的导光板1B;波长转换部件1D,设置在面状光源1C上;及反射板2A,隔着面状光源1C而与波长转换部件1D对置配置,波长转换部件1D将从面状光源1C出射的一次光LB的至少一部分作为激发光而发出荧光,并出射包括该荧光的二次光(LG、LR)及透射了波长转换部件1D的一次光LB。
波长转换部件1D的形状并没有特别限定,可以是片状、棒状等任意的形状。
图1中,从波长转换部件1D出射的激发光(LB)被量子点30A、30B(未图示)吸收,发出所需量的荧光(LG、LR),从而实现白色光LW并出射。
当使用紫外光作为激发光时,使紫外光作为激发光入射到包含量子点30A、30B、30C(未图示)的波长转换部件1D,由此能够利用由量子点30A(未图示)发出的绿色光、由量子点30B(未图示)发出的红色光及由量子点30C(未图示)发出的蓝色光来实现白色光。
“波长转换部件”
波长转换部件1D具备:波长转换层30,包含被激发光(LB)激发而发出荧光(LG、LR)的量子点30A、30B;及阻挡层12、22,形成于波长转换层30的表面(图2、图3~图10)。
图2、图3~图10所示的第1实施方式至第9实施方式中,波长转换部件1D-1~波长转换部件1D-9具备波长转换层30且在其两个主表面(表面)具备阻挡膜10和20,阻挡膜10、20分别设为阻挡膜10具有支撑体11和支撑于其表面的阻挡层12的结构及阻挡膜20具有支撑体21和支撑于其表面的阻挡层21的结构。
图2、图3~图10中,波长转换部件1D-1~波长转换部件1D-9的上侧(阻挡膜20侧)为背光单元2中的出射侧,下侧(阻挡膜10侧)为面状光源1C侧。在出射侧及面状光源1C侧也具有通过阻挡膜10及20来抑制侵入波长转换部件1D-1~波长转换部件1D-9的氧侵入波长转换层30的结构。
如“发明要解决的技术课题”项目中所叙述,叙述了如下内容:在波长转换部件中,通过设为在包含量子点的波长转换层中含有发光稳定剂或还原剂等的结构,能够减少由透过了阻挡膜的氧或从侧面侵入的氧引起的量子点的光氧化,但若较多的发光稳定剂或还原剂包含于作为波长转换层的前体层的含量子点的聚合性组合物中,则有可能引起波长转换层的前体层的固化抑制。本发明人对能够抑制波长转换层内的低聚合度成分的存在量而进行制造且能够减少透过了阻挡膜的氧或从侧面侵入的氧的侵入影响的结构进行了研究。
即,本发明所涉及的实施方式的波长转换部件1D-1~波长转换部件1D-9具备:波长转换层30,包含被激发光(LB)激发而发出荧光(LG、LR)的至少1种量子点(30A、30B)和抗氧化剂AO;至少1层夹层(12c、22c、50、60),以与波长转换层30相邻的方式形成;及阻挡层(12、22),形成于波长转换层30的至少一个面侧,其中,夹层(12c、22c、50、60)中的至少1层为含有抗氧化剂AO的含抗氧化剂的夹层40。
图2所示的第1实施方式的波长转换部件1D-1是阻挡层12的阻挡性外涂层12c为含抗氧化剂的夹层40的方式,图3所示的第2实施方式的波长转换部件1D-2是阻挡层22的阻挡性外涂层22c为含抗氧化剂的夹层40的方式,图4所示的第3实施方式的波长转换部件1D-3是阻挡性外涂层12c及22c为含抗氧化剂的夹层40的方式。
并且,图5所示的第4实施方式的波长转换部件1D-4及图6所示的第5实施方式的波长转换部件1D-5为如下方式:在第3实施方式的波长转换部件1D-3中,波长转换层30包括包含发出荧光LG的量子点30A的波长转换层30G及包含发出荧光LR的量子点30B的波长转换层30R这2个层。
图7所示的第6实施方式的波长转换部件1D-6为波长转换层30与阻挡膜20的贴合中所使用的粘接剂中含有抗氧化剂AO的方式,是粘结剂层50为含抗氧化剂的夹层40的方式。
图8所示的第7实施方式的波长转换部件1D-7和图9所示的第8实施方式的波长转换部件1D-8分别为如下方式:在图5所示的第4实施方式的波长转换部件1D-4及图6所示的第5实施方式的波长转换部件1D-5中,阻挡性外涂层(12c、22c)中不含抗氧化剂AO,且在包含发出荧光LG的量子点30A的波长转换层30G与包含发出荧光LR的量子点30B的波长转换层30R之间设置含抗氧化剂的夹层40作为中间层60。
图10所示的第9实施方式的波长转换部件1D-9为如下方式:在图2所示的第1实施方式的波长转换部件1D-1中,在阻挡性外涂层12c中不含抗氧化剂AO,且在波长转换层30中设置含抗氧化剂的夹层40作为中间层60。
上述第1实施方式~第9实施方式的波长转换部件1D-1~波长转换部件1D-9能够通过本发明的波长转换部件的第1制造方法、第2制造方法或这些制造方法的组合进行制造:
在所述第1制造方法中,准备在表面具备含抗氧化剂的夹层40的基板,将包括包含至少1种量子点的聚合性组合物的波长转换层(30、30G、30R)的前体层以与表面相邻的方式配置于该表面,并使前体层固化;
在所述第2制造方法中,在基板上配置包括包含至少1种量子点的聚合性组合物的波长转换层(30、30G、30R)的前体层30M,使前体层30M固化而制成固化层,并将含抗氧化剂的夹层40以与固化层相邻的方式配置。在此,基板可以是基材本身,也可以是在基材上层叠有各种功能层的层叠基板,基板的方式根据上述各实施方式而不同,因此省略符号来记载。
作为代表性结构之一,对图2所示的第1实施方式的波长转换部件1D-1进行说明。波长转换部件1D-1具备:阻挡膜10,其在支撑体11上具备阻挡层12和阻挡性外涂层12c(含抗氧化剂的夹层40),所述阻挡层12包括有机阻挡层12a和无机阻挡层12b,所述阻挡性外涂层12c包含抗氧化剂AO且包覆阻挡层12的表面;波长转换层30,其以与阻挡性外涂层12c(含抗氧化剂的夹层40)相邻的方式形成,且包含被激发光(LB)激发而发出荧光(LG、LR)的至少1种量子点(30A、30B)和抗氧化剂AO;及阻挡膜20,其在支撑体21上具备阻挡层22和阻挡性外涂层22c,所述阻挡层22包括有机阻挡层22a和无机阻挡层22b,所述阻挡性外涂层22c包覆阻挡层22的表面。在波长转换部件1D-1中,阻挡膜10在与波长转换层30侧的面相反的一侧的面具备赋予凹凸结构的凹凸赋予层(消光层)13。本实施方式中,凹凸赋予层13还具有作为光扩散层的功能。
波长转换部件1D-1能够通过以下方法进行制造(第1制造方法):准备阻挡膜10作为基板,将包括包含发出荧光LG的量子点30A和发出荧光LR的量子点30B的聚合性组合物的波长转换层30的前体层以与阻挡性外涂层12c(含抗氧化剂的夹层40)的表面相邻的方式配置于该表面,并使前体层固化。
在第1制造方法中,将波长转换层30的前体层(参考后述的实施例)相邻配置于含抗氧化剂的夹层40的表面,并使前体层固化的方法并没有特别限制。作为优选的方法,可以举出如下方法:在阻挡膜10的含抗氧化剂的夹层40的表面涂布成为波长转换层30的原料的聚合性组合物而形成前体层,并在前体层上以阻挡性外涂层22c与前体层相邻的方式载置阻挡膜20之后,使前体层固化的方法;在阻挡膜10的含抗氧化剂的夹层40的表面涂布成为波长转换层30的原料的聚合性组合物而形成前体层30M,并使前体层30M固化而制成固化层之后,以阻挡性外涂层22c经由粘结剂层(未图示)与固化层相邻的方式载置阻挡膜20的方法;在阻挡膜20的阻挡性外涂层22c上涂布成为波长转换层30的原料的聚合性组合物而形成前体层30M,并在前体层30M上以阻挡性外涂层12c(含抗氧化剂的夹层40)与前体层相邻的方式载置阻挡膜10之后,使前体层30M固化的方法等。
并且,波长转换部件1D-1能够通过以下方法进行制造(第2制造方法):准备阻挡膜20作为基材,在阻挡膜20的阻挡性外涂层22c上涂布成为波长转换层30的原料的聚合性组合物而形成前体层30M,并使前体层30M固化而制成固化层,以与固化层相邻的方式配置阻挡性外涂层12c(含抗氧化剂的夹层40)。
在第2制造方法中,作为以与固化层相邻的方式配置含抗氧化剂的夹层40的方法并没有特别限制,可以举出以下方法:以阻挡性外涂层12c(含抗氧化剂的夹层40)经由粘结剂层(未图示)与固化层相邻的方式载置形成有含抗氧化剂的夹层40的阻挡膜10的方法;将形成有固化层的阻挡膜20以固化层和阻挡性外涂层12c的前体层30M相邻的方式载置于形成有阻挡性外涂层12c(含抗氧化剂的夹层40)的前体层30M的阻挡膜10之后,使前体层30M固化的方法等。
在第1制造方法中,若将含抗氧化剂的夹层40和波长转换层(30、30G、30R)的前体层相邻配置,然后使前体层30M固化,则含抗氧化剂的夹层40中所含的抗氧化剂AO向固化层中扩散而成为包含含抗氧化剂的夹层40中所含的抗氧化剂AO的波长转换层(30、30G、30R)。在第2制造方法中,将含抗氧化剂的夹层40以与前体层30M的固化层相邻的方式配置而得到的层也成为包含含抗氧化剂的夹层40中所含的抗氧化剂AO的波长转换层(30、30G、30R)。
在第1制造方法及第2制造方法中,为了更有效地得到由波长转换层(30、30G、30R)中的抗氧化剂AO引起的量子点的光氧化防止效果,优选经过抗氧化剂AO能够充分扩散到固化层中的时间。就能够充分扩散的经过时间而言,根据波长转换层(30、30G、30R)的基质材料的种类或抗氧化剂AO,最佳经过时间有所不同,但在室温下优选经过24小时。并且,若经过时间超过72小时,则几乎无法观察到该抗氧化剂AO的扩散,认为含抗氧化剂的夹层40和波长转换层(30、30G、30R)中的抗氧化剂AO的分布大致成为一定的形状。
在上述第1制造方法及第2制造方法中,使未固化的前体层30M以由基材(阻挡膜)夹持的状态固化而进行制造时,优选如以下那样进行制造。
以下,将以通过在支撑体11具备阻挡层12的基材10(以下,设为阻挡膜10)、在支撑体21上具备阻挡层22的基材20(以下,设为阻挡膜20)夹持未固化的波长转换层的前体层30M的状态固化而制造波长转换部件1D-1的情况作为一例进行说明。
以下,参考图11、图12进行说明。但是,本发明并不限定于下述方式。
图11是波长转换部件1D-1的制造装置的一例的概略结构图,图12是图11所示的制造装置的局部放大图。使用图11、12所示的制造装置的波长转换部件的制造工序至少包含以下工序:在连续输送的第一阻挡膜10(以下,称为“第一薄膜”。)的表面涂布含量子点的聚合性组合物而形成涂膜的工序;在涂膜上层合(重合)连续输送的第二阻挡膜20(以下,也称为“第二薄膜”。),并由第一薄膜和第二薄膜夹持涂膜的工序;以由第一薄膜和第二薄膜夹持涂膜的状态,将第一薄膜及第二薄膜中的任意一个卷绕于支撑辊上,一边连续输送一边光照射,使涂膜聚合固化而形成固化层的工序。本实施方式中,第一薄膜、第二薄膜双方使用对氧或水分具有阻挡性的阻挡膜。通过设为这种方式,能够得到波长转换层的两面被阻挡膜保护的波长转换部件1D-1。也可以设为单面被阻挡膜保护的波长转换部件,在该情况下,优选将阻挡膜侧用作靠近外部空气的一侧。
如第1实施方式,在阻挡层12的表面设置有阻挡性外涂层12c(含抗氧化剂的夹层40)的方式中,将在阻挡层12的表面具备阻挡性外涂层12c(含抗氧化剂的夹层40)的阻挡膜作为第二薄膜使用来进行制造。
更详细而言,首先,从未图示的送出机将第一薄膜10连续输送至涂布部120。从送出机例如以1~50m/分钟的输送速度送出第一薄膜10。但是,并不限定于该输送速度。送出时,例如对第一薄膜10施加20~150N/m的张力,优选30~100N/m的张力。
在涂布部120中,在连续输送的第一薄膜10的表面涂布含量子点的聚合性组合物(以下,也记载为“涂布液”。)而形成前体层30M(参考图3)。在涂布部120中,例如设置有模涂机124和与模涂机124对置配置的支撑辊126。将第一薄膜10的与形成前体层30M的表面相反的表面卷绕于支撑辊126上,并将涂布液从模涂机124的喷出口涂布于连续输送的第一薄膜10的表面而形成前体层30M。在此,前体层30M是指涂布于第一薄膜10上的固化前的含量子点的聚合性组合物。
本实施方式中,作为涂布装置,示出了适用了挤出涂布法的模涂机124,但并不限定于此。例如,能够使用适用了帘式涂布法、杆涂法(rodcoatingme thod)或辊涂法(barcoating method)等各种方法的涂布装置。
通过涂布部120而在其上形成有前体层30M的第一薄膜10连续输送至层合部130。在层合部130中,在前体层30M上层合连续输送的第二薄膜20,由第一薄膜10和第二薄膜20夹持前体层30M。
在层合部130设置有层合辊132和包围层合辊132的加热腔室134。在加热腔室134设置有用于使第一薄膜10通过的开口部136及用于使第二薄膜20通过的开口部138。
在与层合辊132对置的位置上配置有支撑辊162。将形成有前体层30M的第一薄膜10的与前体层30M的形成面相反的表面卷绕于支撑辊162上,并连续输送至层合位置P。层合位置P是指第二薄膜20和前体层30M开始接触的位置。第一薄膜10优选在到达层合位置P之前卷绕于支撑辊162上。这是因为,即使在第一薄膜10上产生褶皱的情况下,褶皱在到达层合位置P之前能够通过支撑辊162得以矫正而被除去。因此,第一薄膜10卷绕于支撑辊162上的位置(接触位置)与层合位置P之间的距离L1优选较长,例如优选30mm以上,其上限值通常由支撑辊162的直径和通过路线(passline)来确定。
本实施方式中,通过固化部160中使用的支撑辊162和层合辊132进行第二薄膜20的层合。即,将固化部160中使用的支撑辊162作为层合部130中使用的辊而兼用。但是,并不限定于上述方式,也可以在层合部130设置与支撑辊162不同的层合用的辊而不兼用支撑辊162。
通过在层合部130中使用固化部160中使用的支撑辊162,能够减少辊的数量。并且,支撑辊162还能够用作对第一薄膜10的加热辊。
从未图示的送出机送出的第二薄膜20卷绕于层合辊132上,并在层合辊132与支撑辊162之间被连续输送。第二薄膜20在层合位置P上层合于形成在第一薄膜10上的前体层30M上。由此,利用第一薄膜10和第二薄膜20夹持前体层30M。层合是指将第二薄膜20重合并层叠于前体层30M上。
层合辊132与支撑辊162的距离L2优选为第一薄膜10、使前体层30M聚合固化而得到的固化层及第二薄膜20的合计厚度值以上。并且,L2优选为第一薄膜10、前体层30M及第二薄膜20的合计厚度加上5mm的长度以下。通过将距离L2设为合计厚度加上5mm的长度以下,能够防止气泡侵入第二薄膜20与前体层30M之间。在此,层合辊132与支撑辊162的距离L2是指层合辊132的外周面与支撑辊162的外周面的最短距离。
层合辊132和支撑辊162的旋转精确度以径向振摆计为0.05mm以下,优选为0.01mm以下。径向振摆越小,越能够减小前体层30M的厚度分布。
并且,为了抑制由第一薄膜10和第二薄膜20夹持前体层30M之后的热变形,固化部160的支撑辊162的温度与第一薄膜10的温度之差及支撑辊162的温度与第二薄膜20的温度之差优选为30℃以下,更优选为15℃以下,最优选相同。
为了减小与支撑辊162的温度之差而设置加热腔室134时,优选在加热腔室134内对第一薄膜10及第二薄膜20进行加热。例如,能够通过未图示的热风产生装置将热风供给至加热腔室134而对第一薄膜10及第二薄膜20进行加热。
也可以通过将第一薄膜10卷绕于经温度调整的支撑辊162上而通过支撑辊162对第一薄膜10进行加热。
另一方面,对于第二薄膜20,能够通过将层合辊132设为加热辊而由层合辊132对第二薄膜20进行加热。但是,加热腔室134及加热辊并不是必需的,能够根据需要进行设置。
接着,以利用第一薄膜10和第二薄膜20夹持前体层30M的状态连续输送至固化部160。在附图所示的方式中,固化部160中的固化通过光照射来进行,但含量子点的聚合性组合物中所含的聚合性化合物通过加热进行聚合时,能够通过吹暖风等加热来进行固化。
在支撑辊162和与支撑辊162对置的位置设置有光照射装置164。在支撑辊162与光照射装置164之间连续输送夹持了前体层30M的第一薄膜10和第二薄膜20。通过光照射装置照射的光根据含量子点的聚合性组合物中所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280~400nm的光。作为产生紫外线的光源,例如能够使用低压汞灯、中压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、碳弧灯、金属卤化物灯、氙气灯等。光照射量设定在能够进行涂膜的聚合固化的范围即可,例如作为一例,能够朝向涂膜30M照射100~10000mJ/cm2的照射量的紫外线。
在固化部160中,能够以利用第一薄膜10和第二薄膜20夹持前体层30M的状态将第一薄膜10卷绕于支撑辊162上,一边连续输送一边从光照射装置164进行光照射,使前体层30M固化而制成固化层(波长转换层)30。
本实施方式中,将第一薄膜10侧卷绕于支撑辊162上进行了连续输送,但也能够将第二薄膜20卷绕于支撑辊162上进行连续输送。
卷绕于支撑辊162上是指第一薄膜10及第二薄膜20中的任意一个以某一包角与支撑辊162的表面接触的状态。因此,在连续输送期间,第一薄膜10及第二薄膜20同步于支撑辊162的旋转而移动。至少在照射紫外线期间卷绕于支撑辊162上即可。
支撑辊162具备圆柱状形状的主体及配置于主体的两端部的旋转轴。支撑辊162的主体例如具有φ200~1000mm的直径。对于支撑辊162的直径φ并没有特别限制。若考虑层叠膜的卷曲变形、设备成本及旋转精确度,则优选为直径φ300~500mm。通过在支撑辊162的主体安装温度调节器,能够调整支撑辊162的温度。
支撑辊162的温度能够考虑光照射时的发热、前体层30M的固化效率、第一薄膜10与第二薄膜20在支撑辊162上的褶皱变形的产生来决定。支撑辊162例如优选设定在10~95℃的温度范围,更优选为15~85℃。在此,与辊有关的温度是指辊的表面温度。
层合位置P与光照射装置164的距离L3例如能够设为30mm以上。
通过光照射,前体层30M成为固化层30(波长转换层30),可制造出包含第一薄膜10、波长转换层30及第二薄膜20的波长转换部件1D-1。通过剥离辊180从支撑辊162上剥离波长转换部件1D-1。将波长转换部件1D-1连续输送至未图示的卷取机,接着,通过卷取机将波长转换部件1D-1卷取成卷状。
关于第2实施方式至第9实施方式,能够通过上述第1制造方法和第2制造方法及这些制造方法的组合进行制造。
如上所述,波长转换部件1D-1~波长转换部件1D-9由于在波长转换层30内含有抗氧化剂AO,因此能够有效地防止由存在于波长转换层30内的氧引起的量子点30A、30B的光氧化。并且,由于在夹层内含有抗氧化剂AO,因此从含抗氧化剂的夹层40向波长转换层30缓释的抗氧化剂AO能够持续防止由经时侵入的氧引起的量子点30A、30B的光氧化。进而,能够抑制波长转换层30内的低聚合度成分的存在量而进行制造,因此波长转换层30内的聚合度为2以上且4以下的低聚合度成分的含量较少,由低聚合度成分的存在引起的波长转换层的物理性能的经时劣化较少(参考后述的实施例)。
因此,本实施方式的波长转换部件1D-1~波长转换部件1D-9成为发光强度不易下降且耐久性高的波长转换部件。
以下,对波长转换部件1D的各构成要件进行说明。
另外,在各实施方式中,示出了阻挡层12形成于支撑体11、阻挡层22形成于支撑体21上的方式,但并不限于这种方式,也可以是包括未形成于支撑体的阻挡层的方式等。
并且,图14是表示第10实施方式的波长转换部件1D-10的概略结构的立体图(省略记载上部阻挡层),图15是表示第10实施方式的波长转换部件1D-10及第11实施方式的波长转换部件1D-11的概略结构的俯视图,图16是表示第10实施方式的波长转换部件1D-10的详细结构的一例的剖视图。第10实施方式的波长转换部件1D-10为如下结构:波长转换层30和含抗氧化剂的夹层40位于同一平面内,波长转换层30离散配置成点状。在该结构中,若作为含抗氧化剂的夹层40而使用透氧性或水蒸气透过性低于波长转换层30的材料,则作为隔壁发挥作用而能够期待进一步抑制以从波长转换部件30的侧面侵入的氧或水蒸气为原因的劣化,故优选。在图16中,含抗氧化剂的夹层40所在部位的中间层60的剖面形态被描绘成其宽度在厚度方向上相等,但也可以采用宽度在厚度方向上有变化的形态。
图14中,将波长转换层30设为圆柱状的点,但点的形状也可以如图17所示为角状,也可以是如图18所示的多边形状。并且,图14、图17、图18中,点被描绘成有序地被稠密填充,但只要不脱离本发明的宗旨,则也无需一定是有序的排列,并且也无需一定要配置成稠密填充。并且,如图19所示(省略上部阻挡层及抗氧化剂AO),含抗氧化剂的夹层40的厚度可以向一方偏厚,也可以在含抗氧化剂的夹层40中离散存在波长转换层30以使厚度在厚度方向上彼此不同。在这种状态下,波长转换层30和含抗氧化剂的夹层40混合存在的立体区域的厚度,例如在图19或图20中能够设为由线B至线B′规定的部分D。另外,图19、图20中,含抗氧化剂的夹层40和中间层60可以连续,也可以单独设置而产生界面。
并且,作为第11实施方式,在表示第10实施方式的各附图中,例如与图15对比所示,也能够采用如下结构:代替波长转换层30而设为含抗氧化剂的夹层40,代替含抗氧化剂的夹层40而设为波长转换层30,将含抗氧化剂的夹层40离散配置成点状,由波长转换层30填充其间隙。
由至少包含波长转换层30的立体区域中的波长转换层30的体积Vw和含抗氧化剂的夹层40的体积Vo计算的体积率Vw/(Vw+Vo)优选在0.2~0.8的范围。若在该范围,则层间的接触面积变大,更有效地进行抗氧化剂从含抗氧化剂的夹层40向波长转换层30的扩散,从而耐久性优异,且能够在波长转换层中充分对从光源照射的激发光进行转换,能够得到高亮度。
点的平均宽度优选在0.01mm至10mm的范围,更优选在0.02mm至5mm的范围。若在该范围,则抗氧化剂迁移到波长转换层中,显现功能所需要的移动距离较小即可,能够实现亮度下降抑制效果优异且面内不均匀较少的波长转换部件。
这种第10实施方式的波长转换部件能够通过如下而得到:制备包括包含至少1种量子点的聚合性组合物的波长转换层的前体组合物和含抗氧化剂的夹层的前体组合物,利用印刷法、转印法、喷墨法等在基板上将包括包含至少1种量子点的聚合性组合物的波长转换层的前体层配置成图案状之后,使前体层固化而制成固化层,然后使用涂布法、喷墨法、网版印刷等公知的方法,利用含抗氧化剂的夹层前体组合物填充波长转换层的图案之间,根据需要进行固膜。若在含抗氧化剂的夹层前体组合物的固膜之前,在另一个基板上覆盖上表面之后进行固膜处理,则含抗氧化剂的夹层具有粘接性时能够兼作密封工序。
在上述方法中,也可以将含抗氧化剂的夹层前体形成为图案状,并将波长转换层前体组合物填充于其间隙中而得到第10实施方式的波长转换部件。并且,通过在预先形成的波长转换层上等反复进行这些制造方法,也能够制造具有三维地层叠的图案的波长转换层与含抗氧化剂的夹层的结构体(例如图20中省略上部阻挡层和抗氧化剂AO)。
在这些制造方法中所使用的点的配置图案可以是格子状或网点模样等几何学模样,也可以重复配置包括不规则图案的人造的模样。
“含抗氧化剂的夹层”
首先,对含抗氧化剂的夹层40进行说明。如上述第1实施方式~第9实施方式所示,含抗氧化剂的夹层40为阻挡性外涂层12c和/或22c、粘结剂层50、形成于波长转换层30内的中间层60等,只要以与波长转换层(30、30R、30G)相邻的方式形成,则并没有特别限制。
作为抗氧化剂AO,如“抗氧化剂的理论与实际(三琇书房)”中所记载,有抑制自氧化的链反应的自由基抑制剂、将过氧化物进行非自由基分解而使其钝化的过氧化物分解剂、抑制金属的氧化促进作用的金属钝化剂、与自由基抑制剂共存而增加其作用的增效剂、将活性氧钝化的单线态氧清除剂、过氧化物清除剂、羟基自由基清除剂等。即使是任意一种机理的抗氧化剂,通过存在于波长转换层30内,都能够抑制由侵入波长转换层30中的氧引起的量子点的光氧化。
如上所述,本实施方式的波长转换部件中,在波长转换层30的相邻层上设置含有抗氧化剂AO的含抗氧化剂的夹层40,通过来自该层的经时扩散而使抗氧化剂AO含于波长转换层30中,但在经时扩散后的含抗氧化剂的夹层40中也会残留抗氧化剂AO。通过在含抗氧化剂的夹层40内包含抗氧化剂AO,能够减少透过了阻挡层(12和/或22)的氧侵入波长转换层30。
并且,存在于含抗氧化剂的夹层40或波长转换层30内的抗氧化剂AO还作为散射子发挥功能而发挥提高波长转换效率的效果,并且还发挥提高发光亮度的效果。
另外,当使用包括无机材料的微粒作为抗氧化剂AO时,在含有抗氧化剂A O的层中,具有作为无机填料的功能(形状稳定性、力学强度提高效果、耐热性提高效果等)。因此,根据本实施方式的波长转换部件1D,能够基于无机填料得到尺寸稳定性提高效果。
含抗氧化剂的夹层40中除抗氧化剂AO以外的结构,根据其功能存在阻挡性外涂层(12c、22c)的情况、粘结剂层50的情况、形成于波长转换层30内的中间层60的情况等各种情况。关于各功能层,将在后面进行叙述。
(抗氧化剂)
在含抗氧化剂的夹层40中,抗氧化剂AO相对于含抗氧化剂的夹层40的总质量,优选为0.2质量%以上,更优选为1质量%以上,进一步优选为2质量%以上。另一方面,有时抗氧化剂因与氧之间的相互作用而发生变质。变质的抗氧化剂有时会引发含量子点的聚合性组合物的分解,带来密合性下降、脆性恶化、量子点发光效率下降。从防止这些观点考虑,优选为20质量%以下,更优选为15质量%以下,进一步优选为10质量%以下。
作为抗氧化剂AO,优选为自由基抑制剂、金属钝化剂、单线态氧清除剂、过氧化物清除剂及羟基自由基清除剂中的至少1种。作为这种抗氧化剂,可以例示出酚类抗氧化剂、受阻胺类抗氧化剂、醌类抗氧化剂、磷类抗氧化剂、硫醇类抗氧化剂等。
作为酚类抗氧化剂,例如可以举出2,6-二叔丁基-对甲酚、2,6-二苯基-4-十八烷氧基苯酚、二硬脂基(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)膦酸酯、1,6-六亚甲基双〔(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺〕、4,4’-硫代双(6-叔丁基-间甲酚)、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-丁叉基双(6-叔丁基-间甲酚)、2,2’-乙叉基双(4,6―二叔丁基苯酚)、2,2’-乙叉基双(4-第二丁基-6-叔丁基苯酚)、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、1,3,5-三(2,6-二甲基-3-羟基-4-叔丁基苄基)异氰脲酸酯、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰脲酸酯、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-2,4,6-三甲苯、2-叔丁基-4-甲基-6-(2-丙烯酰氧基-3-叔丁基-5-甲基苄基)苯酚、硬脂基(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、四〔3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲基〕甲烷(AdekastabAO-60ADEKACORPORATION制造)、硫代二乙二醇双〔(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯〕、1,6-六亚甲基双〔(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯〕、双〔3,3-双(4-羟基-3-叔丁基苯基)丁酸〕二醇酯、双〔2-叔丁基-4-甲基-6-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苄基)苯基〕对苯二甲酸酯、1,3,5-三〔(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰氧基乙基〕异氰脲酸酯、3,9-双〔1,1-二甲基-2-{(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基}乙基〕-2,4,8,10-四氧杂螺〔5,5〕十一烷、三乙二醇双〔(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯〕等。
作为磷类抗氧化剂,例如可以举出三壬基苯基亚磷酸酯、三〔2-叔丁基-4-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基硫代)-5-甲基苯基〕亚磷酸酯、十三烷基亚磷酸酯、辛基二苯基亚磷酸酯、二(癸基)单苯基亚磷酸酯、二(十三烷基)季戊四醇二亚磷酸酯、二(壬基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,4,6-三叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、四(十三烷基)异丙叉基二苯酚二亚磷酸酯、四(十三烷基)-4,4’-正丁叉基双(2-叔丁基-5-甲基苯酚)二亚磷酸酯、六(十三烷基)-1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷三亚磷酸酯、四(2,4-二叔丁基苯基)联苯撑二亚膦酸酯、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷氧菲-10-氧化物、2,2’-亚甲基双(4,6-叔丁基苯基)-2-乙基己基亚磷酸酯、2,2’-亚甲基双(4,6-叔丁基苯基)-十八烷基亚磷酸酯、2,2’-乙叉基双(4,6-二叔丁基苯基)氟亚磷酸酯;三(2-〔(2,4,8,10-四叔丁基二苯并〔d,f〕〔1,3,2〕二噁磷环庚烷-6-基)氧基〕乙基)胺、2-乙基-2-丁基丙二醇及2,4,6-三叔丁基苯酚的亚磷酸酯等。这些磷类抗氧化剂的添加量相对于聚烯烃类树脂100质量份,优选为0.001~10质量份,尤其优选为0.05~5质量份。
作为硫醇类抗氧化剂,例如可以举出硫代二丙酸二月桂基酯、硫代二丙酸二肉豆蔻基酯、硫代二丙酸二硬脂基酯等二烷基硫代二丙酸酯类;及季戊四醇四(β-烷基巯基丙酸)酯类等。
受阻胺类抗氧化剂也称为HALS(Hinderedaminelightstabilizers:受阻胺光稳定剂),具有哌啶的2位及6位碳上的所有氢原子被甲基取代的结构,优选具有式1所表示的基团。其中,式1中X表示氢原子或烷基。在式1所表示的基团之中,可以尤其优选采用具有X为氢原子的2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基或具有X为甲基的1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基的HALS。另外,市售着很多具有式1所表示的基团键合于-COO-基的结构即式2所表示的基团的HALS,能够优选使用这些。
[化学式1]
具体而言,若举出本发明中能够优选使用的HALS,则可以举出例如以下式所表示的HALS。另外,其中以R表示2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基,以R’表示1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基。
ROC(=O)(CH2)8C(=O)OR、ROC(=O)C(CH3)=CH2、R’OC(=O)C(C H3)=CH2、CH2(COOR)CH(COOR)CH(COOR)CH2COOR、CH2(COOR’)CH(COO R’)CH(COOR’)CH2COOR’、式3所表示的化合物等。
[化学式2]
具体而言,可以举出2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基硬脂酸酯、1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基硬脂酸酯、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基苯甲酸酯、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、四(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,2,3,4-丁烷四羧酸酯、四(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-1,2,3,4-丁烷四羧酸酯、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)·二(十三烷基)-1,2,3,4-丁烷四羧酸酯、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)·二(十三烷基)-1,2,3,4-丁烷四羧酸酯、双(1,2,2,4,4-五甲基-4-哌啶基)-2-丁基-2-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)丙二酸酯、1-(2-羟基乙基)-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇/琥珀酸二乙酯缩聚物、1,6-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基氨基)己烷/2,4-二氯-6-吗啉基-s-三嗪缩聚物、1,6-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基氨基)己烷/2,4-二氯-6-叔辛基氨基-s-三嗪缩聚物、1,5,8,12-四〔2,4-双(N-丁基-N-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)氨基)-s-三嗪-6-基〕-1,5,8,12-四氮杂十二烷、1,5,8,12-四〔2,4-双(N-丁基-N-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)氨基)-s-三嗪-6-基〕-1,5,8-12-四氮杂十二烷、1,6,11-三〔2,4-双(N-丁基-N-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)氨基)-s-三嗪-6-基〕氨基十一烷、1,6,11-三〔2,4-双(N-丁基-N-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)氨基)-s-三嗪-6-基〕氨基十一烷等受阻胺化合物。
并且,作为具体的商品,能够举出Tinuvin123、Tinuvin144、Tinuvin765、Tinuvin770、Tinuvin622、Chimassorb944、Chimassorb119(以上均为CibaSpecialtyChemicalsCorporation的商品名称)、AdekastabLA52、AdekastabLA57、AdekastabLA62、AdekastabLA67、AdekastabLA82、AdekastabLA87、Adeka stabLX335(以上均为AsahiDenkaKogyoKabushikiKaisha的商品名称)等,但并不限定于这些。
在HALS之中,分子比较小的容易从含抗氧化剂的夹层向波长转换层扩散,故优选。从该观点考虑,作为优选的HALS为ROC(=O)(CH2)8C(=O)OR、R’OC(=O)C(CH3)=CH2所表示的化合物等。
在上述抗氧化剂AO之中,更优选为受阻酚化合物、受阻胺化合物、醌化合物、氢醌化合物、生育酚化合物、天冬氨酸化合物及硫醇化合物中的至少1种,进一步优选为柠檬酸化合物、抗坏血酸化合物及生育酚化合物中的至少1种。作为这些化合物并没有特别限制,可以优选举出受阻酚、受阻胺、醌、氢醌、生育酚、天冬氨酸、硫醇、柠檬酸、生育酚乙酸酯及生育酚磷酸酯其本身或它们的盐或酯化合物等。
以下,示出后述的实施方式中所使用的抗氧化剂AO。
[化学式3]
[化学式4]
[化学式5]
[化学式6]
[化学式7]
[化学式8]
[化学式9]
[化学式10]
[化学式11]
“波长转换层”
波长转换层30是被蓝色光LB激发而发出荧光(红色光)LR的量子点30A和被蓝色光LB激发而发出荧光(绿色光)LG的量子点30B分散于有机基质30P中而成。另外,图2中,为了容易视觉辨认而将量子点30A、30B记载得较大,但例如相对于波长转换层30的厚度50~100μm,量子点的直径实际为2~7nm左右。
波长转换层30的厚度优选在1~500μm的范围,更优选在10~250μm的范围,进一步优选在30~150μm的范围。若厚度为1μm以上,则能够得到较高的波长转换效果,因此优选。并且,若厚度为500μm以下,则组装于背光单元时能够使背光单元变薄,因此优选。
并且,波长转换层30也可以是被紫外光LUV激而发出荧光(红色光)LR的量子点30A、被紫外光LUV激发而发出荧光(绿色光)LG的量子点30B及被紫外光LUV激发而发出荧光(蓝色光)LB的量子点30C分散于有机基质30P中而成。波长转换层的形状并没有特别限定,能够设为任意的形状。
波长转换层30包含上述抗氧化剂AO。作为抗氧化剂AO的含量,相对于波长转换层30的总质量,优选在0.1~20质量%的范围内。在波长转换层30内,抗氧化剂AO可以是大致均匀地分散的方式,也可以局部存在。
在第1实施方式~第9实施方式中,有机基质30P包含聚合物(polyme r),波长转换层30能够如下形成:将包含量子点30A、30B及经聚合而成为有机基质30P的聚合性化合物的聚合性组合物(以下,基本称为含量子点的聚合性组合物)进行固化之后,抗氧化剂AO从相邻的含抗氧化剂的夹层40向经固化而得到的波长转换层30内经时扩散。因此,在波长转换层30中,能够抑制波长转换层中所含的聚合度为2以上且4以下的低聚合度成分的存在量而进行制造。根据本发明,能够将波长转换层30内所含的聚合度为2以上且4以下的低聚合度成分设为5质量%以下。
并且,在第1实施方式~第9实施方式中虽未记载,但波长转换层30也可以设为具备包覆其表面的波长转换外涂层的结构。波长转换外涂层起到波长转换层表面的平滑化及高硬度化等作用,能够由一层以上的有机层等构成,能够通过公知的方法来形成。在这种方式的情况下,可以将波长转换外涂层作为含抗氧化剂的夹层40。
作为波长转换外涂层并没有特别限制,能够优选使用与波长转换层30的有机基质30P相同的聚合物。在后述的含量子点的聚合性组合物的记载中例示有能够形成波长转换层30的有机基质30P的聚合物的优选的聚合性化合物,例如可以优选例示出二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)、季戊四醇四丙烯酸酯(PETA)、三甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)等多官能丙烯酸酯、CELLOXIDE 2021P、CELLOXIDE 2000等环氧化合物、各种丙烯酸类聚合物等。即,作为形成波长转换外涂层时所使用的聚合性组合物,能够优选使用从后述的含量子点的聚合性组合物中除去量子点的聚合性组合物。
波长转换层30的形成方法并没有特别限制,如上所述,优选如下方法:将作为波长转换层30的原料组合物的含量子点的聚合性组合物涂布于阻挡膜10、20的表面而形成前体层,然后通过光照射或加热使其固化。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、绕线棒涂布法等公知的涂布方法。
固化条件能够根据所使用的聚合性化合物的种类或聚合性组合物的组成适当设定。并且,当含量子点的聚合性组合物为包含溶剂的组合物时,可以在进行固化之前,为了去除溶剂而实施干燥处理。
<含量子点的聚合性组合物>
含量子点的聚合性组合物包含量子点30A、30B及经聚合而成为有机基质30P的聚合性化合物。含量子点的聚合性组合物除了上述以外,能够包含聚合引发剂、硅烷偶联剂等其他成分。
含量子点的聚合性组合物可以包含上述抗氧化剂AO,从固化后的波长转换层30的耐久性的观点考虑,在波长转换层30中其含量优选在聚合度为2以上且4以下的低聚合度成分的含量成为5质量%以下的范围内(参考后述的实施例)。
含量子点的聚合性组合物的制备方法并没有特别限制,通过一般的聚合性组合物的制备步骤实施即可。
(量子点)
量子点能够包含发光特性不同的两种以上的量子点,本实施方式中,量子点是被蓝色光LB激发而发出荧光(红色光)LR的量子点30A、被蓝色光LB激发而发出荧光(绿色光)LG的量子点30B。并且,也能够包含被紫外光LUV激发而发出荧光(红色光)LR的量子点30A、被紫外光LUV激发而发出荧光(绿色光)LG的量子点30B、被紫外光LUV激发而发出荧光(蓝色光)LB的量子点30C。
公知的量子点中已知有在600nm~680nm范围的波长频带具有发光中心波长的量子点30A、在520nm~560nm范围的波长频带具有发光中心波长的量子点30B、在400nm~500nm的波长频带具有发光中心波长的量子点30C(发出蓝色光)。
关于量子点,除了上述记载以外,能够参考例如日本特开2012-169271号公报0060~0066段,但并不限定于其中所记载的内容。作为量子点,能够无任何限制地使用市售品。量子点的发光波长通常能够根据粒子的组成、尺寸、以及组成及尺寸进行调整。
量子点可以以粒子的状态添加于上述聚合性组合物,也可以以分散于溶剂中的分散液的状态添加。从抑制量子点的粒子的凝聚的观点考虑,优选以分散液的状态添加。在此使用的溶剂并没有特别限定。量子点相对于含量子点的聚合性组合物的总量100质量份例如能够添加0.01~10质量份左右。
在含量子点的聚合性组合物中,量子点的含量相对于聚合性组合物中所含的聚合性化合物的总质量,优选0.01~10质量%,更优选0.05~5质量%。
(聚合性化合物)
作为含量子点的聚合性组合物中所含的聚合性化合物并没有特别限制,优选自由基聚合性化合物。作为自由基聚合性化合物,从固化后的固化被膜的透明性、密合性等观点考虑,优选单官能或多官能(甲基)丙烯酸酯单体,若具有聚合性,则可以是这种单体的预聚物或聚合物。另外,本说明书中,“(甲基)丙烯酸酯”的记载以丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯中的至少一种或任意一种的含义来使用。“(甲基)丙烯酰基”等也相同。
作为单官能(甲基)丙烯酸酯单体,能够举出丙烯酸及甲基丙烯酸、它们的衍生物,更详细而言,能够举出在分子内具有1个(甲基)丙烯酸的聚合性不饱和键((甲基)丙烯酰基)的单体。
具体而言,可以举出以下:
(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸月桂基酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯等烷基的碳原子数为1~30的(甲基)丙烯酸烷基酯;(甲基)丙烯酸苄酯等芳烷基的碳原子数为7~20的(甲基)丙烯酸芳烷基酯;(甲基)丙烯酸丁氧基乙酯等烷氧基烷基的碳原子数为2~30的(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯;(甲基)丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯等(单烷基或二烷基)氨基烷基的总碳原子数为1~20的(甲基)丙烯酸氨基烷基酯;二乙二醇乙醚的(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇丁醚的(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇单甲醚的(甲基)丙烯酸酯、六乙二醇单甲醚的(甲基)丙烯酸酯、八乙二醇的单甲醚(甲基)丙烯酸酯、九乙二醇的单甲醚(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇的单甲醚(甲基)丙烯酸酯、七丙二醇的单甲醚(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇的单乙醚(甲基)丙烯酸酯等亚烷基链的碳原子数为1~10且末端烷基醚的碳原子数为1~10的聚亚烷基二醇烷基醚的(甲基)丙烯酸酯;六乙二醇苯基醚的(甲基)丙烯酸酯等亚烷基链的碳原子数为1~30且末端芳基醚的碳原子数为6~20的聚亚烷基二醇芳基醚的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、甲醛(methylene oxide)加成环十二碳三烯(甲基)丙烯酸酯(eyelododecatriene(meta)acrylate)等具有脂环结构的总碳原子数4~30的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸十七氟癸基酯等总碳原子数4~30的氟化(甲基)丙烯酸烷基酯;(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、三乙二醇的单(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、六乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、八丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、丙三醇的单或二(甲基)丙烯酸酯等具有羟基的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等具有缩水甘油基的(甲基)丙烯酸酯;四乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、六乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、八丙二醇单(甲基)丙烯酸酯等亚烷基链的碳原子数为1~30的聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N-异丙基(甲基)丙烯酰胺、2-羟基乙基(甲基)丙烯酰胺、丙烯酰吗啉等(甲基)丙烯酰胺等。另外,单官能(甲基)丙烯酸酯单体并不限定于这些。
作为单官能(甲基)丙烯酸酯单体,优选使用碳原子数为4~30的(甲基)丙烯酸烷基酯,从提高量子点的分散性的观点考虑,更优选使用碳原子数12~22的(甲基)丙烯酸烷基酯。越提高量子点的分散性,从波长转换层向出射面直线行进的光量越增加,因此对正面亮度及正面对比度的提高有效。具体而言,作为单官能(甲基)丙烯酸酯单体,可以举出(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸月桂基酯、(甲基)丙烯酸油基酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯、(甲基)丙烯酸山嵛基酯、丁基(甲基)丙烯酰胺、辛基(甲基)丙烯酰胺、月桂基(甲基)丙烯酰胺、油基(甲基)丙烯酰胺、硬脂基(甲基)丙烯酰胺、山嵛基(甲基)丙烯酰胺等。其中,尤其优选(甲基)丙烯酸月桂基酯、(甲基)丙烯酸油基酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯。
也能够与在1个分子内具有1个上述(甲基)丙烯酸的聚合性不饱和键((甲基)丙烯酰基)的单体同时使用在分子内具有2个以上的(甲基)丙烯酰基的多官能(甲基)丙烯酸酯单体。
在2官能以上的(甲基)丙烯酸酯单体之中,作为2官能的(甲基)丙烯酸酯单体的优选的例子,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、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、羟基新戊酸新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯等。
并且,在2官能以上的(甲基)丙烯酸酯单体之中,作为3官能以上的(甲基)丙烯酸酯单体的优选的例子,可以举出环氧氯丙烷(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、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、EO改性磷酸三丙烯酸酯、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(丙烯酰氧基乙基)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)丙烯酸酯等。
含量子点的聚合性组合物中,还优选包含分子量Mw与每1个分子的(甲基)丙烯酰基的数量F之比Mw/F为200以下的(甲基)丙烯酸酯单体作为自由基聚合性化合物。Mw/F进一步优选为150以下,最优选为100以下。这是因为,利用Mw/F较小的(甲基)丙烯酸酯单体,能够降低通过含量子点的聚合性组合物的固化而形成的波长转换层的透氧率,其结果,能够提高波长转换部件的耐光性。并且,通过利用Mw/F较小的(甲基)丙烯酸酯单体,能够提高波长转换层内的聚合物的交联密度,并能够防止波长转换层的破裂,从这点考虑也优选。
作为Mw/F为200以下的(甲基)丙烯酸酯单体,具体而言,可以举出季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯等。
多官能(甲基)丙烯酸酯单体的使用量相对于含量子点的聚合性组合物中所含的聚合性化合物的总量100质量份,从涂膜强度的观点考虑,优选设为5质量份以上,从抑制组合物的凝胶化的观点考虑,优选设为95质量份以下。
并且,自由基聚合性化合物相对于含量子点的聚合性组合物的总量100质量份,优选包含10~99.9质量份,更优选包含50~99.9质量份,尤其优选包含92~99质量份。
并且,作为含量子点的聚合性组合物中所含的聚合性化合物,还优选脂环式环氧化合物。含量子点的聚合性组合物中优选包含30质量%以上的脂环式环氧化合物,从阻氧性的观点考虑,更优选包含50质量%以上,进一步优选包含80质量%以上。
脂环式环氧化合物可以仅为一种,也可以是结构不同的两种以上。另外,以下,所谓与脂环式环氧化合物有关的含量,当使用结构不同的两种以上的脂环式环氧化合物时是指它们的合计含量。对于其他成分,使用结构不同的两种以上时,这点也是相同的。
与脂肪族环氧化合物相比,脂环式环氧化合物基于光照射的固化性良好。在提高生产率、以及能够在光照射侧和非照射侧形成具有均匀的物理性能的层的观点上,使用光固化性优异的聚合性化合物也是有利的。由此,还能够抑制波长转换层的卷曲、提供均匀品质的波长转换部件。另外,一般而言,环氧化合物还具有光固化时的固化收缩较少的倾向。这点在形成变形较少且平滑的波长转换层方面有利。
脂环式环氧化合物具有至少1个脂环式环氧基。在此,脂环式环氧基是指具有环氧环与饱和烃环的稠环的1价取代基,优选为具有环氧环与环烷环的稠环的1价取代基。作为更优选的脂环式环氧化合物,能够举出在1个分子中具有1个以上由环氧环和环己烷环稠合而成的下述结构的脂环式环氧化合物:
[化学式12]
可以在1个分子中包含2个以上上述结构,优选在1个分子中包含1个或2个。
并且,上述结构可以具有1个以上的取代基。作为取代基,能够举出烷基(例如碳原子数1~6的烷基)、羟基、烷氧基(例如碳原子数1~6的烷氧基)、卤原子(例如氟原子、氯原子、溴原子)、氰基、氨基、硝基、酰基、羧基等。上述结构可以具有这种取代基,但优选为无取代。
并且,脂环式环氧化合物也可以具有脂环式环氧基以外的聚合性官能团。聚合性官能团是指能够通过自由基聚合或阳离子聚合引起聚合反应的官能团,例如能够举出(甲基)丙烯酰基。
作为能够优选用作脂环式环氧化合物的市售品,能够举出DaicelChemicalIndustries,Ltd.的CELLOXIDE(注册商标)2000、CELLOXIDE 2021P、CELLOXI DE 3000、CELLOXIDE 8000、CYCLOMER(注册商标)M100、EPOLEADGT301、EPO LEADGT401、Sigma-Aldrich公司制造的4-乙烯基-1-环己烯二环氧化物、NipponTerpeneChemicals,Inc.的D-氧化柠檬烯(D-Limoneneoxide)、NewJapanChemicalCo.,Ltd.的SANSOCIZER(注册商标)E-PS等。这些能够单独使用一种、或者将两种以上组合使用。
从提高波长转换层与相邻层的密合性的观点考虑,尤其优选下述脂环式环氧化合物I或II。作为脂环式环氧化合物I的市售品,能够DaicelChemicalI ndustries,Ltd.的CELLOXIDE 2021P。作为脂环式环氧化合物II的市售品,能够获得DaicelChemicalIndustries,Ltd.的CYCLOMERM100。
[化学式13]
[化学式14]
并且,脂环式环氧化合物也能够通过公知的合成方法进行制造。该合成方法并没有限制,例如能够参考如下文献进行合成:丸善KK出版、第四版实验化学讲座20有机合成II,213~,平成4年;Ed.byAlfredHasfner,Thechemis tryofheterocycliccompounds-SmallRingHeterocyclespart3Oxiranes,John&W ileyandSons,AnIntersciencePublication,NewYork,1985;吉村,接着,第29卷12号,32,1985;吉村,接着,第30卷5号,42,1986;吉村,接着,第30卷7号,42,1986;日本特开平11-100378号公报;日本专利第2926262号公报等。
当将脂环式环氧化合物用作聚合性化合物时,可以包含一种以上的其他聚合性化合物。作为其他聚合性化合物,优选单官能(甲基)丙烯酸酯化合物、多官能(甲基)丙烯酸酯化合物等(甲基)丙烯酸酯化合物、环氧乙烷化合物、氧杂环丁烷化合物。在此,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1个分子中包含1个以上的(甲基)丙烯酰基的化合物,(甲基)丙烯酰基是为了表示丙烯酰基和甲基丙烯酰基中的一方或双方而使用的。
环氧乙烷化合物也被称作环氧乙烷,作为代表性例子,表现为被称作缩水甘油基的官能团。并且,氧杂环丁烷化合物为4元环的环状醚。通过同时使用这些聚合性化合物,例如若同时使用(甲基)丙烯酸酯化合物,则形成上述脂环式环氧化合物的聚合物与互穿型聚合物网络(InterpenetratingPolymerNet work:IPN),从而能够设计成显出适当的力学性能和光学性能。并且,环氧乙烷化合物、氧杂环丁烷化合物能够与上述脂环式环氧化合物共聚,从而能够适当地设计聚合物的力学性能和光学性能。并且,通过同时使用这些化合物,还能够调整固化前的组合物的粘度、或量子点的分散性、后述的光聚合引发剂及其他添加剂的溶解性。
并且,包含脂环式环氧化合物的固化性化合物相对于含量子点的固化性组合物的总量,优选包含10~99.9质量%,更优选包含50~99.9质量%,尤其优选包含92~99质量%。
(聚合引发剂)
含量子点的聚合性组合物根据需要可以包含聚合引发剂。作为聚合引发剂,优选根据含量子点的聚合性组合物中所含的聚合性化合物的种类来使用优选的聚合引发剂。当聚合性化合物具有自由基聚合性时,可以包含公知的自由基引发剂。关于聚合引发剂,例如能够参考日本特开2013-043382号公报的0037段。聚合引发剂优选为含量子点的聚合性组合物中所含的聚合性化合物的总质量的0.1摩尔%以上,更优选为0.5~2摩尔%。
有时上述脂环式环氧化合物根据与引发剂的组合而其固化物稍带黄色,有可能成为吸收一部分照射到波长转换部件的激发光而使亮度下降的主要原因。脂环式环氧化合物若使用碘鎓盐化合物,例如下述所示的碘鎓盐化合物A,则能够降低该课题。
[化学式15]
(硅烷偶联剂)
含量子点的聚合性组合物能够进一步包含硅烷偶联剂。由包含硅烷偶联剂的聚合性组合物形成的波长转换层通过硅烷偶联剂而成为与相邻层之间的密合性牢固的层,因此能够显出更进一步优异的耐光性。这主要是基于波长转换层中所含的硅烷偶联剂通过水解反应或缩合反应而与相邻层的表面或该层的构成成分形成共价键。此时,还优选设置后述的无机阻挡层作为相邻层。并且,当硅烷偶联剂具有自由基聚合性基等反应性官能团时,与构成波长转换层的单体成分形成交联结构,也能够有助于提高波长转换层与相邻层之间的密合性。另外,本说明书中,波长转换层中所含的硅烷偶联剂是以还包含如上所述的反应后的形态的硅烷偶联剂的含义来使用。
作为硅烷偶联剂,能够无任何限制地使用公知的硅烷偶联剂。从密合性的观点考虑,作为优选的硅烷偶联剂,能够举出日本特开2013-43382号公报中所记载的通式(1)所表示的硅烷偶联剂。关于详细内容,能够参考日本特开2013-43382号公报的0011~0016段的记载。硅烷偶联剂等添加剂的使用量并没有特别限定,能够适当设定。
(溶剂)
量子点聚合性组合物根据需要可以包含溶剂。此时所使用的溶剂的种类及添加量并没有特别限定。例如,作为溶剂,能够将有机溶剂混合一种或两种以上来使用。
<阻挡膜(基材)>
阻挡膜10、20为具有抑制水分和/或氧的透过的功能的薄膜,本实施方式中,具有在支撑体11、21上分别具备阻挡层12、22的结构。在这种方式中,通过支撑体的存在,波长转换部件1D的强度得到提高,且能够容易实施制膜。
另外,本实施方式中,示出了阻挡层12、22被支撑体11、21支撑的阻挡膜10、20以阻挡层12、22与波长转换层30的两个主表面相邻的方式被设置的波长转换部件,但阻挡层12、22也可以不被支撑体11、21支撑,并且,当支撑体11、21具有足够的阻挡性时,可以仅在支撑体11、21上形成阻挡层。
并且,阻挡膜10、20优选如本实施方式那样在波长转换部件中包含2个的方式,即阻挡层设置在波长转换层30的两面的方式,但也可以是包含1个的方式。
阻挡膜优选在可见光区域中的总光线透射率为80%以上,更优选为90%以上。可见光区域是指380~780nm的波长区域,总光线透射率表示可见光区域内的透光率的平均值。
阻挡膜10、20的透氧率优选为1.00cm3/(m2·天·大气压)以下。在此,上述透氧率为在测定温度23℃、相对湿度90%的条件下使用氧气透过率测定装置(MOCONInc.制造,OX-TRAN2/20:商品名称)测定出的值。阻挡膜10、20的透氧率更优选为0.10cm3/(m2·天·大气压)以下,进一步优选为0.01cm3/(m2·天·大气压)以下。
阻挡膜10、20除了阻挡氧的阻气功能以外,还具有阻挡水分(水蒸气)的功能。在波长转换部件1D中,阻挡膜10、20的透湿度(水蒸气透过率)为0.10g/(m2·天·大气压)以下。阻挡膜10、20的透湿度优选为0.01g/(m2·天·大气压)以下。
(支撑体)
在波长转换部件1D中,波长转换层30的至少一个主表面被支撑体11或21支撑。在此,“主表面”是指使用波长转换部件时配置于视觉辨认侧或背光侧的波长转换层的表面(前表面、背面)。关于其他层或部件的主表面也相同。
波长转换层30优选如本实施方式那样波长转换层30的表背的主表面被支撑体11及21支撑。
从波长转换部件的耐冲击性等的观点考虑,支撑体11、21的平均膜厚优选为10μm以上且500μm以下,更优选为20μm以上且400μm以下,更优选为30μm以上且300μm以下。如降低波长转换层30中所含的量子点30A、30B的浓度的情况、或者减小波长转换层30的厚度的情况那样,增加光的逆反射的方式中,优选波长450nm的光的吸收率更低,因此从抑制亮度降低的观点考虑,支撑体11、21的平均膜厚优选为40μm以下,进一步优选为25μm以下。
为了进一步降低波长转换层30中所含的量子点30A、30B的浓度,或者进一步减小波长转换层30的厚度,需要为了维持LCD的显示颜色而在背光单元的逆反射性部件2B设置多片棱镜片等设置增加光的逆反射的机构来进一步增加激发光通过波长转换层的次数。因此,支撑体优选为相对于可见光为透明的透明支撑体。在此,相对于可见光为透明是指可见光区域中的光线透射率为80%以上,优选为85%以上。用作透明尺度的光线透射率能够通过使用JIS-K7105中所记载的方法即积分球式光线透射率测定装置测定总光线透射率及散射光量并由总光线透射率减去扩散透射率而计算出。关于支撑体,能够参考日本特开2007-290369号公报0046~0052段、日本特开2005-096108号公报0040~0055段。
并且,支撑体11、21在波长589nm下的面内延迟Re(589)优选为1000n m以下。更优选为500nm以下,进一步优选为200nm以下。
在制作出波长转换部件1D之后,检查有无异物或缺陷时,通过将2片偏振片配置于消光位,并在其之间插入波长转换部件进行观察,容易发现异物或缺陷。若支撑体的Re(589)在上述范围,则在使用偏振片进行检查时,更容易发现异物或缺陷,因此优选。
在此,Re(589)通过在KOBRA21ADH或WR(OjiScientificInstrumentsC o.,Ltd.制造)中使波长589nm的光沿薄膜法线方向入射而进行测定。每当选择测定波长λnm时,能够手动更换波长选择滤波器、或者利用程序等转换测定值来进行测定。
作为支撑体11、21,优选对氧及水分具有阻挡性的支撑体。作为这种支撑体,作为优选的例子可以举出聚对苯二甲酸乙二酯薄膜、包括具有环状烯烃结构的聚合物的薄膜及聚苯乙烯薄膜等。
(阻挡层)
支撑体11优选具备包含以与波长转换层30侧的面接触的方式形成的至少1层的无机阻挡层12b的阻挡层12,支撑体21优选具备包含以与波长转换层30侧的面接触的方式形成的至少1层的无机阻挡层22b的阻挡层22。
如图2所示,阻挡层12可以在支撑体11与无机阻挡层12b之间具备至少1层的有机阻挡层12a,阻挡层22可以在支撑体21与无机阻挡层22b之间具备至少1层的有机阻挡层22a。有机阻挡层12a可以设置于无机阻挡层12b与波长转换层30之间,有机阻挡层22a可以设置于无机阻挡层22b与波长转换层30之间,也可以如第1实施方式及第2实施方式那样,作为第3层阻挡层而设置于无机阻挡层22b与波长转换层30之间,最靠波长转换层30侧的有机阻挡层称为阻挡性外涂层。由多个层来构成阻挡层时能够更进一步提高阻挡性,因此从提高耐光性的观点考虑优选。并且,具备阻挡性外涂层22c的结构中,能够进一步得到阻挡层的耐擦伤性提高效果及较高的剥离性的改良效果。如第1实施方式~第5实施方式所示,阻挡性外涂层12c、22c适合作为含抗氧化剂的夹层40。
阻挡层12通过将支撑体11作为支撑体成膜于其表面而形成,阻挡层22通过将支撑体21作为支撑体成膜于其表面而形成。因此,由支撑体11和设置于其之上的阻挡层12构成阻挡膜10,由支撑体21和设置于其之上的阻挡层22构成阻挡膜20。当设置阻挡层12、22时,支撑体优选具有高耐热性。在波长转换部件1D中,与波长转换层30相邻的阻挡膜10、20中的层可以是无机阻挡层,也可以是有机阻挡层,并没有特别限定。
阻挡层12、22由多个层来构成时,能够更进一步提高阻挡性,因此从提高耐光性的观点考虑优选,但层数量越增加,存在波长转换部件的透光率越下降的倾向,因此优选考虑良好的透光率和阻挡性进行设计。
[无机阻挡层]
“无机层”是以无机材料为主成分的层,优选为仅由无机材料形成的层。
作为适合于阻挡层12的无机阻挡层12b、作为适合于阻挡层22的无机阻挡层22b并没有特别限定,能够使用金属、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,可以包含它们中的一种或两种以上。作为无机化合物的具体例,能够举出氧化硅、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、氮化钛。并且,作为无机阻挡层,可以设置金属膜,例如铝膜、银膜、锡膜、铬膜、镍膜、钛膜。
在上述材料之中,尤其优选包含硅氧化物、硅氮化物、硅碳化物或铝氧化物的无机阻挡层。包括这些材料的无机阻挡层与有机阻挡层之间的密合性良好,因此即使在无机阻挡层中存在针孔的情况下,有机阻挡层也能够有效地填补针孔,能够更进一步提高阻挡性。
并且,从抑制阻挡层中的光吸收的观点考虑,最优选氮化硅。
作为无机阻挡层的形成方法并没有特别限定,例如能够使用能够使成膜材料蒸发或飞散并使其堆积在被蒸镀面上的各种成膜方法。
作为无机阻挡层的形成方法的例子,可以举出对无机氧化物、无机氮化物、无机氧化氮化物、金属等无机材料进行加热而将其蒸镀的真空蒸镀法;将无机材料用作原料,通过导入氧气使其氧化而将其蒸镀的氧化反应蒸镀法;将无机材料用作靶原料,通过导入氩气、氧气并进行溅射而将其蒸镀的溅射法;通过利用等离子枪使无机材料产生的等离子束进行加热而将其蒸镀的离子镀法等物理气相沉积法(PhysicalVaporDeposition法,PVD法)、当进行氧化硅的蒸镀膜的成膜时将有机硅化合物用作原料的等离子体化学气相沉积(ChemicalVaporDeposition)法等。
无机阻挡层的厚度只要是1nm~500nm即可,优选为5nm~300nm,尤其更优选为10nm~150nm。这是因为,通过相邻无机阻挡层的膜厚在上述范围内,能够实现良好的阻挡性,并且抑制无机阻挡层中的光吸收,从而能够提供透光率更高的波长转换部件。
[有机阻挡层]
有机层是以有机材料为主成分的层,是指有机材料优选占50质量%以上,进一步优选占80质量%以上,尤其优选占90质量%以上的层。作为有机阻挡层,能够参考日本特开2007-290369号公报0020~0042段、日本特开2005-096108号公报0074~0105段。另外,有机阻挡层优选包含卡多(cardo)聚合物。这是因为,由此有机阻挡层与相邻层之间的密合性,尤其与无机阻挡层之间的密合性变得良好,能够实现更进一步优异的阻挡性。关于卡多聚合物的详细内容,能够参考上述日本特开2005-096108号公报0085~0095段。有机阻挡层的膜厚优选在0.05μm~10μm的范围内,其中优选在0.5~10μm的范围内。当通过湿涂法形成有机阻挡层时,有机阻挡层的膜厚优选在0.5~10μm的范围内,其中优选在1μm~5μm的范围内。并且,当通过干涂法来形成时,优选在0.05μm~5μm的范围内,其中优选在0.05μm~1μm的范围内。这是因为,通过湿涂法或干涂法形成的有机阻挡层的膜厚在上述范围内,能够使与无机层之间的密合性变得更良好。
关于无机阻挡层、有机阻挡层的其他详细内容,能够参考上述日本特开2007-290369号公报、日本特开2005-096108号公报及US2012/0113672A1的记载。
(阻挡膜的设计变更)
在波长转换部件1D中,波长转换层、无机阻挡层、有机阻挡层、支撑体可以依次层叠,也可以在无机阻挡层与有机阻挡层之间、在两层的有机阻挡层之间或两层的无机阻挡层之间配置并层叠支撑体。
(凹凸赋予层(消光层))
阻挡膜10、20优选在与波长转换层30侧的面相反的一侧的面具备赋予凹凸结构的凹凸赋予层(消光层)。若阻挡膜具有消光层,则能够改善阻挡膜的粘连性、光滑性,因此优选。消光层优选为含有粒子的层。作为粒子,可以举出二氧化硅、氧化铝、氧化金属等无机粒子或交联高分子粒子等有机粒子等。并且,消光层优选设置于阻挡膜的与波长转换层相反的一侧的表面,但也可以设置于两面。
(粘结剂层)
如第6实施方式,波长转换部件1D可以具备粘结剂层50。作为粘结剂层50并没有特别限制,能够优选举出将粘接剂固化而成的层。粘接剂只要具有固化性,则能够使用一直以来在偏振片的制造中所使用的各种粘接剂,但从耐候性或聚合性等观点考虑,优选包含通过紫外线等活性能量射线进行固化的粘接剂。在通过活性能量射线进行固化的粘接剂之中,优选含有阳离子聚合性的化合物,例如环氧化合物,更具体而言,如日本特开2004-245925号公报中所记载的在分子内不具有芳香环的环氧化合物来作为活性能量射线固化性成分之一的活性能量射线固化型粘接剂。并且,活性能量射线固化型粘接剂中,除了以环氧化合物为代表例的阳离子聚合性化合物以外,通常还调配聚合引发剂,尤其用于通过活性能量射线的照射而产生阳离子种或路易斯酸并引发阳离子聚合性化合物的聚合的光阳离子聚合引发剂。另外,可以调配通过加热而引发聚合的热阳离子聚合引发剂、以及光敏剂等各种添加剂。
如第6实施方式所示,粘结剂层50也适合作为含抗氧化剂的夹层40。
(光散射层)
为了将量子点的荧光有效率地取出至外部,波长转换部件1D能够具有光散射功能。光散射功能可以设定在波长转换层30内部,也可以另设具有光散射功能的层作为光散射层。
光散射层可以设置于阻挡层22的波长转换层30侧的面,也可以设置于支撑体的与波长转换层相反的一侧的面。当设置上述消光层时,优选将消光层设为能够兼用凹凸赋予层和光散射层的层。
“背光单元”
如已叙述,图1所示的背光单元2具备:面状光源1C,其包括出射一次光(蓝色光LB)的光源1A和引导从光源1A出射的一次光并出射的导光板1B;波长转换部件1D,其设置在面状光源1C上;逆反射性部件2B,其隔着波长转换部件1D而与面状光源1C对置配置;及反射板2A,其隔着面状光源1C而与波长转换部件1D对置配置,波长转换部件1D将从面状光源1C出射的一次光LB的至少一部分作为激发光而发出荧光,并出射包括该荧光的二次光(LG、LR)及未成为激发光的一次光LB。
从实现高亮度且高颜色再现性的观点考虑,作为背光单元,优选使用多波长光源化的背光单元。例如,优选发出在430~480nm的波长频带具有发光中心波长且具有半高宽为100nm以下的发光强度的峰的蓝色光、在520~560nm的波长频带具有发光中心波长且具有半高宽为100nm以下的发光强度的峰的绿色光、以及在600~680nm的波长频带具有发光中心波长且具有半高宽为100nm以下的发光强度的峰的红色光。
从更进一步提高亮度及颜色再现性的观点考虑,背光单元2发出的蓝色光的波长频带优选为430~480nm,更优选为440~460nm。
从同样的观点考虑,背光单元2发出的绿色光的波长频带优选为520~560nm,更优选为520~545nm。
并且,从同样的观点考虑,背光单元发出的红色光的波长频带优选为600~680nm,更优选为610~640nm。
并且,从同样的观点考虑,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高宽均优选为80nm以下,更优选为50nm以下,进一步优选为40nm以下,更进一步优选为30nm以下。在这些之中,尤其优选蓝色光的各发光强度的半高宽为25nm以下。
背光单元2至少与上述波长转换部件1D同时包含面状光源1C。作为光源1A,可以举出发出在430nm~480nm的波长范围具有发光中心波长的蓝色光的光源或发出紫外光的光源。作为光源1A,能够使用发光二极管或激光光源等。
如图1所示,面状光源1C可以是包括光源1A和引导从光源1A出射的一次光并出射的导光板1B的面状光源,也可以是光源1A以与波长转换部件1D平行的平面状排列配置,且代替导光板1B而具备扩散板1E的面状光源。前一个面状光源一般称为侧光方式,后一个面状光源一般称为直下型方式。
另外,本实施方式中,以使用面状光源作为光源的情况为例子进行了说明,但作为光源,也能够使用面状光源以外的光源。
(背光单元的结构)
作为背光单元的结构,图1中对将导光板或反射板等作为构成部件的侧光方式进行了说明,但也可以是直下型方式。作为导光板,能够无任何限制地使用公知的导光板。
并且,作为反射板2A并没有特别限制,能够使用公知的反射板,其记载于日本专利3416302号、日本专利3363565号、日本专利4091978号、日本专利3448626号等,这些公报的内容被引入本发明中。
逆反射性部件2B可以由公知的扩散板或扩散片、棱镜片(例如,Sumitomo3MLimited制造的BEF系列等)、导光器等构成。关于逆反射性部件2B的结构,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,这些公报的内容被引入本发明中。
“液晶显示装置”
上述背光单元2能够应用于液晶显示装置。如图13所示,液晶显示装置4具备上述实施方式的背光单元2和与背光单元的逆反射性部件侧对置配置的液晶盒单元(liquidcrystalcellunit)3。
如图13所示,液晶盒单元3成为由偏振片32和33夹持液晶盒31的结构,偏振片32、33分别成为偏振器322、332的两个主表面被偏振片保护膜321和323、331和333保护的结构。
对于构成液晶显示装置4的液晶盒31、偏振片32、33及其构成要件并没有特别限定,能够无任何限制地使用利用公知的方法制作的要件或市售品。并且,当然也可以在各层之间设置粘结剂层等公知的中间层。
对于液晶盒31的驱动模式并没有特别限制,能够利用扭转向列(TN)、超扭转向列(STN)、垂直取向(VA)、面内切换(IPS)、光学补偿弯曲排列(OCB)等各种模式。液晶盒优选为VA模式、OCB模式、IPS模式、或TN模式,但并不限定于这些。作为VA模式的液晶显示装置的结构,作为一例可以举出日本特开2008-262161号公报的图2所示的结构。但是,对液晶显示装置的具体结构并没有特别限制,能够采用公知的结构。
液晶显示装置4根据需要还具有进行光学补偿的光学补偿部件、粘结剂层等附带的功能层。并且,可以配置有滤色器基板、薄层晶体管基板、透镜膜、扩散片、硬涂层、防反射层、低反射层、防眩层等及(或代替此的)前方散射层、底漆层、抗静电层、下涂层等表面层。
背光侧偏振片32可以具有相位差膜作为液晶盒31侧的偏振片保护膜323。作为这种相位差膜,能够使用公知的纤维素酰化物膜等。
背光单元2及液晶显示装置4具备上述本发明的光损耗少的波长转换部件。因此,发挥与上述本发明的波长转换部件相同的效果,成为包含量子点的波长转换层界面不易产生剥离、发光强度不易下降的高亮度的背光单元及液晶显示装置。
实施例
以下,根据实施例对本发明进行进一步具体的说明。以下实施例所示的材料、使用量、比例、处理内容、处理步骤等只要不脱离本发明的宗旨,则能够适当地进行变更。因此,本发明的范围不应通过以下所示的具体例进行限定性的解释。
(阻挡膜1、2的制作)
使用聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜(TOYOBOCO.,LTD.制造,商品名称“Cosmoshine(注册商标)A4300”,厚度50μm)作为支撑体,通过以下的步骤在支撑体的单面侧依次形成了有机层及无机层。
(有机层的形成)
准备三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(产品名称“TMPTA”,DAICEL-ALLNEXLTD.制造)及光聚合引发剂(商品名称“ESACURE(注册商标)KTO46”,LAMBERTI公司制造),称取以质量比率计成为95:5的量,使它们溶解于甲乙酮中,制成固体成分浓度15%的涂布液。使用模涂机,将该涂布液以辊至辊方式涂布于PET薄膜上,并使其在50℃的干燥区通过3分钟。然后,在氮环境气体下照射紫外线(累积照射量约600mJ/cm2),通过紫外线固化使其固化并进行了卷取。形成于支撑体上的有机层的厚度为1μm。
(无机层的形成)
接着,使用辊至辊的CVD装置,在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(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13.56MHz的高频电源。制膜压力为40Pa,所达到的膜厚为50nm。如此制作出在形成于支撑体上的有机层的表面层叠有无机层的薄膜。
(阻挡性外涂层的制作)
将氨基甲酸酯骨架丙烯酸类聚合物(TAISEIFINECHEMICALCO,.LTD.制造的ACRIT8BR500)和光聚合引发剂(BASF公司制造,Irgacure184)称取以质量比率计成为95:5的量,使它们溶解于甲乙酮中,制备出固体成分浓度15%的涂布液作为第1阻挡性外涂层用涂布液。
并且,对第1阻挡性外涂层用涂布液以1.0质量%的浓度添加抗氧化剂而作为第2阻挡性外涂层用涂布液。将所添加的抗氧化剂设为表1中所记载的各例的抗氧化剂。
使用模涂机,将所制备出的第1阻挡性外涂层用涂布液以辊至辊方式涂布于上述阻挡膜1的无机层的表面,并使其在100℃的干燥区通过3分钟而形成外涂层之后进行卷取,制作出带第1外涂层的阻挡膜1。并且,同样使用所制备出的第2阻挡性外涂层用涂布液,制作出带第2外涂层(含有抗氧化剂)的阻挡膜2。形成于支撑体上的外涂层的厚度为1μm。
(光散射层层叠阻挡膜1-A、2-A的制作)
-光散射层形成用聚合性组合物的制备-
作为光散射粒子,将硅酮树脂粒子(MomentivePerformanceMaterialsInc.制造的Tospearl120,平均粒子尺寸2.0μm)150g及聚甲基丙烯酸甲酯(PMM A)粒子(SEKISUICHEMICAL CO.,LTD.制造的Techpolymer,平均粒子尺寸8μm)40g在甲基异丁基酮(MIBK)550g中首先搅拌1小时左右,使其分散而得到了分散液。向所得到的分散液中加入丙烯酸酯类化合物(OsakaOrganicCh emicalIndustryCo.,Ltd.制造的Viscoat700HV)50g、丙烯酸酯类化合物(TAI SEIFINECHEMICALCO,.LTD.制造的8BR500)40g,进一步进行了搅拌。进一步添加光聚合引发剂(BASF公司制造的Irgacure(注册商标)819)1.5g及氟类表面活性剂(3MCompany制造的FC4430)0.5g,制备出涂布液(光散射层形成用聚合性组合物)。
-光散射层形成用聚合性组合物的涂布及固化-
通过模涂机,以使上述带第1外涂层的阻挡膜1的PET薄膜表面成为涂布面的方式涂布了上述涂布液。利用送液泵调整湿润(Wet)涂布量,以25cc/m2的涂布量进行了涂布(用干燥膜将膜厚调整为12μm左右)。使其在60℃的干燥区中通过3分钟之后卷绕于调整为30℃的支撑辊上,利用600mJ/cm2的紫外线进行固化之后进行了卷取。如此得到了光散射层层叠阻挡膜1-A。同样使用带第2外涂层(含有抗氧化剂)的阻挡膜2得到了光散射层层叠阻挡膜2-A。
(凹凸层层叠阻挡膜1-B、2-B的制作)
-消光层形成用聚合性组合物的制备-
作为形成消光层的凹凸的粒子,将硅酮树脂粒子(MomentivePerformanceMaterialsInc.制造的Tospearl2000b,平均粒子尺寸6.0μm)190g在甲乙酮(MEK)4700g中首先搅拌1小时左右,使其分散而得到了分散液。向所得到的分散液中加入丙烯酸酯类化合物(Shin-NakamuraChemicalCo.,Ltd.制造的A-DPH)430g、丙烯酸酯类化合物(TAISEIFINECHEMICALCO,.LTD.制造的8BR930)800g,进一步进行了搅拌。添加光聚合引发剂(BASF公司制造的Irgacure(注册商标)184)40g,制备出涂布液。
-消光层形成用聚合性组合物的涂布及固化-
通过模涂机,以使上述带第1外涂层的阻挡膜1的PET薄膜表面成为涂布面的方式涂布了上述涂布液。利用送液泵调整湿润(Wet)涂布量,以10cc/m2的涂布量进行了涂布。使其在80℃的干燥区中通过3分钟之后卷绕于调整为30℃的支撑辊上,利用600mJ/cm2的紫外线固化之后进行了卷取。固化后形成的消光层的厚度为3~6μm左右,具有最大剖面高度Rt(根据JISB0601进行测定)为1~3μm左右的表面粗糙度。如此得到了凹凸层层叠阻挡膜1-B。同样使用带第2外涂层(含有抗氧化剂)的阻挡膜2得到了凹凸层层叠阻挡膜2-B。
(含量子点的聚合性组合物的制备)
制备下述组成的组合物,并利用孔径0.2μm的聚丙烯制过滤器进行过滤之后,减压干燥30分钟而制成含量子点的聚合性组合物1~4。下述中,作为发光极大波长535nm的量子点1的甲苯分散液,使用了NN LABS,LLC.制造的CZ520-100,并且作为发光极大波长630nm的量子点2的甲苯分散液,使用了NN LABS,LLC.制造的CZ620-100。它们均为使用CdSe作为芯、使用ZnS作为壳及使用十八胺作为配体的量子点,且以3重量%的浓度分散于甲苯中。在以下组合物的组成表中,量子点1、2的甲苯分散液的量子点浓度为1质量%。
另外,本实施例及比较例中,为了方便起见,将含量子点的聚合性组合物设为不含抗氧化剂的状态,抗氧化剂及其含量如表1中所记载,作为前体层中的成分而示出。
含量子点的聚合性组合物1
量子点1的甲苯分散液(发光极大波长:535nm)10质量份
量子点2的甲苯分散液(发光极大波长:630nm)1质量份
甲基丙烯酸月桂基酯80.8质量份
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯18.2质量份
光聚合引发剂(Irgacure819(BASF公司制造))1质量份
含量子点的聚合性组合物2
量子点1的甲苯分散液(发光极大波长:535nm)10质量份
量子点2的甲苯分散液(发光极大波长:630nm)1质量份
脂环式环氧化合物I99质量份
光阳离子聚合引发剂(碘鎓盐化合物)A1质量份
含量子点的聚合性组合物3
量子点1的甲苯分散液(发光极大波长:535nm)10质量份
甲基丙烯酸月桂基酯80.8质量份
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯18.2质量份
光聚合引发剂(Irgacure819(BASF公司制造))1质量份
含量子点的聚合性组合物4
量子点2的甲苯分散液(发光极大波长:630nm)10质量份
甲基丙烯酸月桂基酯80.8质量份
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯18.2质量份
光聚合引发剂(Irgacure819(BASF公司制造))1质量份
(波长转换部件的制作(实施例1~11、16~26))
准备带含有各例的抗氧化剂的第2阻挡性外涂层的凹凸层层叠阻挡膜2-B,一边以1m/分钟、60N/m的张力连续输送,一边通过模涂机在第2阻挡性外涂层面上涂布含有表1中所记载的各例的抗氧化剂的含量子点的聚合性组合物,形成了50μm厚度的涂膜。接着,将形成有涂膜的阻挡膜卷绕于支撑辊上,并将带第1阻挡性外涂层的光散射层层叠阻挡膜1-A以第1阻挡性外涂层面与涂膜接触的方向层合于涂膜上,然后以由阻挡膜夹持涂膜的状态卷绕于支撑辊上,一边连续输送一边照射了紫外线。
支撑辊的直径为φ300mm,支撑辊的温度为50℃。紫外线的照射量为2000mJ/cm2。并且,L1为50mm,L2为1mm,L3为50mm。
通过紫外线的照射使涂膜固化而形成固化层(波长转换层),制造出层叠膜(波长转换部件)。层叠膜的固化层的厚度为50±2μm。固化层的厚度精确度为±4%,为良好。并且,在层叠膜上未观察到褶皱的产生。
(波长转换部件的制作(实施例12))
准备带第1阻挡性外涂层的凹凸层层叠阻挡膜1-B,一边以1m/分钟、60N/m的张力连续输送,一边通过模涂机在第1阻挡性外涂层面上涂布含有表1中所记载的抗氧化剂的含量子点的聚合性组合物1,形成了50μm厚度的涂膜。接着,将形成有涂膜的阻挡膜卷绕于支撑辊上,并将带含有各例的抗氧化剂的第2阻挡性外涂层的光散射层层叠阻挡膜2-A以第2阻挡性外涂层面与涂膜接触的方向层合于涂膜上,然后以由阻挡膜夹持涂膜的状态卷绕于支撑辊上,一边连续输送一边照射了紫外线。支撑辊的直径和温度、紫外线照射量、L1、L2、L3的条件设为与实施例1相同。层叠膜的固化层的厚度为50±2μm。固化层的厚度精确度为±4%,为良好。并且,在层叠膜上未观察到褶皱的产生。
(波长转换部件的制作(实施例13))
准备带第2阻挡性外涂层的凹凸层层叠阻挡膜2-B,一边以1m/分钟、60N/m的张力连续输送,一边通过模涂机将含有表1中所记载的抗氧化剂的含量子点的聚合性组合物1涂布于第2阻挡性外涂层面上,形成了50μm厚度的涂膜。接着,将形成有涂膜的阻挡膜卷绕于支撑辊上,并将带含有各例的抗氧化剂的第2阻挡性外涂层的光散射层层叠阻挡膜2-A以第2阻挡性外涂层面与涂膜接触的方向层合于涂膜上,然后以由阻挡膜夹持涂膜的状态卷绕于支撑辊上,一边连续输送一边照射了紫外线。将支撑辊的直径和温度、紫外线照射量、L1、L2、L3的条件设为与实施例1相同。层叠膜的固化层的厚度为50±2μm。固化层的厚度精确度为±4%,为良好。并且,在层叠膜上未观察到褶皱的产生。
(波长转换部件的制作(实施例14))
准备带第2阻挡性外涂层的凹凸层层叠阻挡膜2-B,一边以1m/分钟、60N/m的张力连续输送,一边通过模涂机将含有表1中所记载的抗氧化剂的含量子点的聚合性组合物3涂布于第2阻挡性外涂层面上,形成了50μm厚度的涂膜。接着,将形成有涂膜的阻挡膜卷绕于支撑辊上,一边连续输送一边照射紫外线而使涂膜固化,从而得到了带波长转换层的阻挡膜。并且,准备带第2阻挡性外涂层的光散射层层叠阻挡膜2-A,一边以1m/分钟、60N/m的张力连续输送,一边通过模涂机将含有表1中所记载的抗氧化剂的含量子点的聚合性组合物4涂布于第2阻挡性外涂层面上,形成了50μm厚度的涂膜。接着,将形成有涂膜的阻挡膜卷绕于支撑辊上,并将所制作出的带波长转换层的阻挡膜以波长转换层与涂膜接触的方向层合于涂膜上,然后以由阻挡膜夹持涂膜的状态卷绕于支撑辊上,一边连续输送一边照射了紫外线。将支撑辊的直径和温度、紫外线照射量、L1、L2、L3的条件设为与实施例1相同。层叠膜的固化层的厚度为50±2μm。固化层的厚度精确度为±4%,为良好。并且,在层叠膜上未观察到褶皱的产生。
(波长转换部件的制作(实施例15))
在实施例14的制作方法中,替换了含量子点的聚合性组合物3和4,除此以外,以与实施例14相同的方式制作出波长转换部件。
(波长转换部件的制作(比较例1~8))
作为比较例,制作出以下层结构的波长转换部件。比较例1~4中使用了含量子点的聚合性组合物1,比较例5~8中使用了含量子点的聚合性组合物2。
比较例1~3及5~7中使用了不含抗氧化剂的波长转换层,比较例4及8中使用了包含抗氧化剂的波长转换层。
C-1:带第1阻挡性外涂层的光散射层层叠阻挡膜1-A/波长转换层/带第1阻挡性外涂层的凹凸层层叠阻挡膜1-B
C-2:带第2阻挡性外涂层的光散射层层叠阻挡膜2-A/波长转换层/带第1阻挡性外涂层的凹凸层层叠阻挡膜1-B
C-3:带第2阻挡性外涂层的光散射层层叠阻挡膜2-A/波长转换层/带第2阻挡性外涂层的凹凸层层叠阻挡膜2-B
C-4:带第1阻挡性外涂层的光散射层层叠阻挡膜1-A/波长转换层(含有抗氧化剂)/带第1阻挡性外涂层的凹凸层层叠阻挡膜1-B
(中间层用含有抗氧化剂的聚合性组合物的制备)
制备下述组成的组合物,并利用静态混合器进行混合而制备了中间层用含有抗氧化剂的聚合性组合物。相对于中间层用含有抗氧化剂的聚合性组合物的100重量份,以表2中所记载的材料及添加量添加了抗氧化剂。
中间层用含有抗氧化剂的聚合性组合物
三环癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯50质量份
聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(平均分子量1136)50质量份
表2中所记载的抗氧化剂
光聚合引发剂(Irgacure819(BASF公司制造))1质量份
(第10实施方式的波长转换部件的制作(实施例27~49))
通过网版印刷,在前述光扩散层层叠阻挡膜1-A(添加到外涂层中的抗氧化剂如表2所示)的外涂层上,以具有表2所示的直径的圆柱状的点图案(图15中的1D-11的要点)设置了上述中所制备出的中间层用含有抗氧化剂的聚合性组合物。然后,进行光照射而使其固化,设置了具有规定形状的中间层(夹层)的图案结构物。另外,涂布表2中所记载的含量子点的聚合性组合物1及2与抗氧化剂的混合物,以填充图案之间,并在80℃下干燥10分钟之后,以外涂层侧成为波长转换层侧的方式层叠前述凹凸层层叠阻挡膜2-B(添加到外涂层中的抗氧化剂如表2所示),并使用200W/cm的气冷金属卤化物灯(EYE GRAPHICS Co.,Ltd.制造)以1000mJ/cm2的曝光量进行紫外线照射,得到了波长转换层的平均厚度为50μm的波长转换部件。将各实施例中的各层的材料及厚度、宽度等数值示于表2。
(第11实施方式的波长转换部件的制作(实施例50~72))
在上述第10实施方式的波长转换部件的制作中,将中间层用含有抗氧化剂的聚合性组合物的涂布设置替换成具备具有表3中所记载的直径的圆柱状的空隙的反向网点(reverse halftone)图案(图15中的1D-10的要点),除此以外,经过同样的工序得到了第11实施方式的波长转换部件。将结果示于表3。
(评价)
-低聚合度成分的评价-
根据各实施例中的波长转换层的制作方法,准备除去了量子点的组合物,并在与各实施例相同的条件下通过模涂机涂布组合物,形成了50μm厚度的涂膜。将支撑辊的直径和温度、紫外线照射量、L1、L2、L3的条件设为与实施例1相同。
从所制作出的涂膜上剥离阻挡膜,并刮取组合物固化膜0.1g,将其作为低聚合度成分评价的样品。
将上述低聚合度成分评价样品0.1g以成为浓度0.5%的方式溶解于四氢呋喃(THF)中,并通过凝胶渗透色谱(GPC)分馏出低聚合度成分。在此,关于各实施例中的单体化合物,将成为聚合度2以上且4以下的分子量的成分作为低聚合度成分。就GPC而言,将SHOWADENKO K.K.制造的KF806M型柱安装于SHOWA DENKO K.K.制造的GPC装置GPC-101上,使用差示折射率检测器进行了检测。另外,通过聚苯乙烯换算求出了重均分子量。
将样品中的低聚合度成分的质量比设为P,将其作为评价值。
评价基准
1质量%≥P:5(优秀)
3质量%≥P>1质量%:4(良好)
5质量%≥P>3质量%:3(一般)
10质量%≥P>5质量%:2(不好)
P>10质量%:1(差)
-初始亮度的评价-
分解市售的平板终端(Amazon.com,Inc.制造,KindleFireHDX7”),取出了背光单元。在取出的背光单元的导光板上放置切成矩形的各例的波长转换部件,并在其之上重置了表面凹凸图案的方向正交的2片棱镜片。利用位于相对于导光板的面沿垂直方向740mm的位置上的亮度计(SR3,TOPCONCORPORATI ON制造),测定出从蓝色光源发出并透过了波长转换部件及2片棱镜片的光的亮度。另外,关于测定,对从波长转换部件的四角向内侧5mm的位置进行测定,将4角处的测定的平均值(Y0)作为评价值。
将结果示于表1~表3。
<评价基准>
10:15500≤Y0
9:15000≤Y0<15500
8:14500≤Y0<15000
7:14000≤Y0<14500
6:13500≤Y0<14000
5:13000≤Y0<13500
4:12500≤Y0<13000
3:12000≤Y0<12500
2:11500≤Y0<12000
1:Y0<11500
评价基准中尤其优选10~9(优秀),优选8~7(良好),若为6~5则耐于实用(一般)。4~3为不充分(不好),2~1为不耐用(差)。
-耐久亮度劣化的评价-
在保持为25℃、60%RH的房屋中,在市售的蓝色光源(OPTEX-FACO.,LTD.制造,OPSM-H150X142B)上放置各例的波长转换部件,对波长转换部件连续照射了100小时蓝色光。
利用与连续照射前的亮度的评价相同的方法测定连续照射后的波长转换部件的4角的亮度(Y1),取与下式记载的连续照射前的亮度Y0之间的变化率(ΔY),将其作为亮度变化的指标。将结果示于表1~表3。
ΔY=(Y0-Y1)÷Y0×100
<评价基准>
10:ΔY<10
9:10≤ΔY<12
8:12≤ΔY<14
7:14≤ΔY<16
6:16≤ΔY<18
5:18≤ΔY<21
4:21≤ΔY<24
3:24≤ΔY<27
2:27≤ΔY<30
1:30≤ΔY
评价基准中,尤其优选10~9(优秀),优选8~7(良好),若为6~5则耐于实用(一般)。4~3为不充分(不好),2~1为不耐用(差)。
-波长转换部件端部劣化的评价-
刚进行上述耐久亮度劣化的评价之后,立即在蓝色光照射下,利用显微照相机对连续照射后的波长转换部件的端部四边进行拍摄,并测量了从波长转换部件端面至波长转换层的可确认发光的区域的最外线为止的距离(mm)。将结果示于表4。
-膜厚均匀性的评价-
对所得到的实施例及比较例的波长转换部件的四角,在从端面向内侧距离5mm的部位使用接触式厚度计测定了膜厚。对10个样品膜厚进行测定,得到共计40个样品的数据,求出它们的标准偏差σ,并以以下指标进行了判断。
将结果示于表2。
<指标>
5:σ≤0.3
4:0.3<σ≤0.5
3:0.5<σ≤1.0
2:1.0<σ≤3.0
1:3.0<σ
若评价为2以上,则实用上没问题,但随着评价上升至3~5,若背光尺寸成为19英寸以上,则可以改善明显的因波长转换部件而产生的宏观的显示不均匀(亮度不均匀、颜色不均匀),因此可以说是优选的方式。
表1中,对本发明的实施例1~26和比较例1~6示出了层结构、波长转换层中的含量子点的聚合性组合物的基质种类、含有抗氧化剂的层(层结构及抗氧化剂的组成)、阻挡膜透湿度及评价结果。另外,表1中的“质量%”是指相对于添加抗氧化剂之后的含量子点的聚合性组合物总质量为1质量%。关于以下的“质量%”,也相同。
如表1、表2、表3所示,示出了本发明的有效性。
[表4]
端部劣化(mm) | |
实施例1 | 0.3 |
比较例1 | 0.6 |
实施例27 | 0.05 |
实施例28 | 0.1 |
实施例30 | 0.05 |
实施例50 | <0.05 |
实施例51 | 0.05 |
实施例53 | <0.05 |
符号说明
1C-光源,1D-1~1D-11-波长转换部件,2-背光单元,2A-反射板,3-液晶盒单元,4-液晶显示装置,10、20-阻挡膜,11、21-支撑体,12、22-阻挡层,12a、22a-有机阻挡层,12b、22b-无机阻挡层,12c、22c-阻挡性外涂层,13-凹凸赋予层(消光层、光扩散层),30-波长转换层,30A、30B-量子点,30P-有机基质,40-含抗氧化剂的夹层,AO-抗氧化剂,50-粘结剂层,LB-激发光(一次光、蓝色光),LR-红色光(二次光、荧光),LG-绿色光(二次光、荧光)。
Claims (15)
1.一种波长转换部件,其具备:
波长转换层,其包含被激发光激发而发出荧光的至少1种量子点和抗氧化剂;
至少1层夹层,其以与该波长转换层相邻的方式形成;及
阻挡层,其形成于所述波长转换层的至少一个面侧,
所述夹层中的至少1层为含有所述抗氧化剂的含抗氧化剂的夹层,
所述波长转换层包含聚合度为2以上且4以下的低聚合度成分,该低聚合度成分在所述波长转换层中的含量为5质量%以下。
2.根据权利要求1所述的波长转换部件,其中,
所述抗氧化剂为自由基抑制剂、金属钝化剂、单线态氧清除剂、过氧化物清除剂及羟基自由基清除剂中的至少1种。
3.根据权利要求1所述的波长转换部件,其中,
所述抗氧化剂为受阻酚化合物、受阻胺化合物、醌化合物、氢醌化合物、生育酚化合物、天冬氨酸化合物及硫醇化合物中的至少1种。
4.根据权利要求2所述的波长转换部件,其中,
所述抗氧化剂为柠檬酸化合物、抗坏血酸化合物及生育酚化合物中的至少1种。
5.根据权利要求1所述的波长转换部件,其中,
所述含抗氧化剂的夹层形成于所述阻挡层与所述波长转换层之间。
6.根据权利要求1所述的波长转换部件,其中,所述波长转换部件的至少一部分具备所述波长转换层和所述含抗氧化剂的夹层存在于同一平面上的区域,在该区域内呈以下中的任意一种状态:所述波长转换层被所述夹层划分而分散存在;或者所述夹层被所述波长转换层划分而分散存在。
7.根据权利要求6所述的波长转换部件,其中,
在所述波长转换层和所述含抗氧化剂的夹层之中,被划分而分散存在的一方的层的点的平均宽度在0.05~1.0mm的范围,且至少包含波长转换层的立体区域中的由所述波长转换层的体积Vw和所述夹层的体积Vo计算的体积率Vw/(Vw+Vo)在0.2~0.8的范围。
8.根据权利要求1所述的波长转换部件,其中,
所述阻挡层包含硅氧化物、硅氮化物、硅碳化物或铝氧化物。
9.根据权利要求1所述的波长转换部件,其中,
所述阻挡层的透氧率为0.1cm3/(m2·天·大气压)以下。
10.根据权利要求1所述的波长转换部件,其中,
所述阻挡层设置在所述波长转换层的两面。
11.根据权利要求1所述的波长转换部件,其中,
所述含抗氧化剂的夹层以与所述波长转换层的两面相邻的方式形成。
12.一种背光单元,其具备:
权利要求1至11中任一项所述的波长转换部件;及
光源,其出射向该波长转换部件入射的一次光。
13.一种液晶显示装置,其具备:
权利要求12所述的背光单元;及
液晶盒单元,从该背光单元出射的光入射到该液晶盒单元中。
14.一种波长转换部件的制造方法,其为权利要求1至11中任一项所述的波长转换部件的制造方法,其中,
准备在表面具备所述含抗氧化剂的夹层的基板,
将由包含所述至少1种量子点的聚合性组合物形成的所述波长转换层的前体层以与所述表面相邻的方式配置于该表面,
使该前体层固化。
15.一种波长转换部件的制造方法,其为权利要求1至11中任一项所述的波长转换部件的制造方法,其中,
在基板上配置由包含所述至少1种量子点的聚合性组合物形成的所述波长转换层的前体层,
使该前体层固化而制成固化层,
将所述含抗氧化剂的夹层以与所述固化层相邻的方式配置。
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