CN111183376A - 波长转换构件、背光单元、图像显示装置、波长转换用树脂组合物、以及波长转换用树脂固化物 - Google Patents

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Abstract

波长转换构件含有量子点荧光体、白色颜料和树脂固化物,所述白色颜料在表面的至少一部分具有包含有机物的有机物层,所述树脂固化物包含所述量子点荧光体和所述白色颜料。

Description

波长转换构件、背光单元、图像显示装置、波长转换用树脂组 合物、以及波长转换用树脂固化物
技术领域
本发明涉及一种波长转换构件、背光单元、图像显示装置、波长转换用树脂组合物以及波长转换用树脂固化物。
背景技术
近年来,在液晶显示装置等图像显示装置的领域中,要求提高显示器的颜色再现性。作为提高颜色再现性的方法,如日本特表2013-544018号公报和国际公开第2016/052625号所记载,包含量子点荧光体的波长转换构件备受关注。
包含量子点荧光体的波长转换构件例如配置于图像显示装置的背光单元。在使用包含发出红色光的量子点荧光体和发出绿色光的量子点荧光体的波长转换构件的情况下,如果对波长转换构件照射作为激发光的蓝色光,则利用从量子点荧光体发出的红色光和绿色光、以及透过波长转换构件的蓝色光,能够获得白色光。通过开发包含量子点荧光体的波长转换构件,从而显示器的颜色再现性从以往的NTSC(国家电视系统委员会(NationaLTelevision System Committee))比72%扩大至NTSC比100%。
包含量子点荧光体的波长转换构件通常具有使含有量子点荧光体的固化性组合物固化而成的固化物。作为固化性组合物,有热固化型和光固化型,从生产率的观点考虑,优选使用光固化型的固化性组合物。
发明内容
发明要解决的课题
另外,就包含量子点荧光体的波长转换构件而言,存在发光强度不足的情况。
以提高包含量子点荧光体的波长转换构件的发光强度为目的,存在使波长转换构件中含有用于使光散射的粒子的情况。但是,即使波长转换构件中含有用于使光散射的粒子,也存在因散射效率不足而导致发光强度不充分提高的情况。进一步,有时会发生添加至固化性组合物中的粒子的凝聚或沉降,从而在制造波长转换构件方面产生问题。
本公开鉴于上述情况而完成,其课题在于提供一种发光强度优异的波长转换构件以及使用其的背光单元和图像显示装置。进一步,本公开的课题在于提供一种能够抑制粒子的凝聚或沉降的波长转换用树脂组合物和使用其的波长转换用树脂固化物。
用于解决课题的方法
用于实现上述课题的具体手段如下所示。
<1>一种波长转换构件,其含有量子点荧光体、白色颜料和树脂固化物,上述白色颜料在表面的至少一部分具有包含有机物的有机物层,上述树脂固化物包含上述量子点荧光体和上述白色颜料。
<2>根据<1>所述的波长转换构件,上述有机物包含多元醇和有机硅烷的至少一者。
<3>根据<1>或<2>所述的波长转换构件,相对于上述树脂固化物的总量,上述白色颜料的含有率为0.1质量%~2.0质量%。
<4>根据<1>~<3>中任一项所述的波长转换构件,上述白色颜料包含氧化钛。
<5>根据<4>所述的波长转换构件,上述氧化钛包含金红石型氧化钛。
<6>根据<1>~<5>中任一项所述的波长转换构件,上述白色颜料在表面的至少一部分具有包含金属氧化物的金属氧化物层。
<7>根据<6>所述的波长转换构件,在上述白色颜料的表面,按照上述金属氧化物层和上述有机物层的顺序设置上述金属氧化物层和上述有机物层。
<8>根据<6>或<7>所述的波长转换构件,上述金属氧化物层具有包含二氧化硅的第一金属氧化物层和包含氧化铝的第二金属氧化物层。
<9>根据<1>~<8>中任一项所述的波长转换构件,上述白色颜料的平均粒径为0.1μm~1μm。
<10>根据<1>~<9>中任一项所述的波长转换构件,上述白色颜料的至少一部分以一次粒子的形式存在。
<11>根据<1>~<10>中任一项所述的波长转换构件,相对于上述树脂固化物的总量,除上述白色颜料和上述量子点荧光体以外的无机物的含有率小于或等于0.5质量%。
<12>根据<1>~<11>中任一项所述的波长转换构件,上述树脂固化物具有脂环式结构和硫醚结构。
<13>根据<1>~<12>中任一项所述的波长转换构件,上述量子点荧光体含有包含Cd和In的至少一者的化合物。
<14>根据<1>~<13>中任一项所述的波长转换构件,其为膜状。
<15>根据<1>~<14>中任一项所述的波长转换构件,其用于图像显示。
<16>根据<1>~<15>中任一项所述的波长转换构件,其具有被覆上述树脂固化物的至少一部分的被覆材。
<17>根据<16>所述的波长转换构件,上述被覆材对于氧和水的至少一者具有阻隔性。
<18>一种背光单元,其具备<1>~<17>中任一项所述的波长转换构件、以及光源。
<19>一种图像显示装置,其具备<18>所述的背光单元。
<20>一种波长转换用树脂组合物,其包含量子点荧光体以及白色颜料,上述白色颜料在表面的至少一部分具有包含有机物的有机物层。
<21>根据<20>所述的波长转换用树脂组合物,上述有机物包含多元醇和有机硅烷的至少一者。
<22>根据<20>或<21>所述的波长转换用树脂组合物,上述白色颜料的含有率为0.1质量%~2.0质量%。
<23>根据<20>~<22>中任一项所述的波长转换用树脂组合物,上述白色颜料包含氧化钛。
<24>根据<23>所述的波长转换用树脂组合物,上述氧化钛包含金红石型氧化钛。
<25>根据<20>~<24>中任一项所述的波长转换用树脂组合物,上述白色颜料在表面的至少一部分具有包含金属氧化物的金属氧化物层。
<26>根据<25>所述的波长转换用树脂组合物,在上述白色颜料的表面,按照上述金属氧化物层和上述有机物层的顺序设置上述金属氧化物层和上述有机物层。
<27>根据<25>或<26>所述的波长转换用树脂组合物,上述金属氧化物层具有包含二氧化硅的第一金属氧化物层和包含氧化铝的第二金属氧化物层。
<28>根据<20>~<27>中任一项所述的波长转换用树脂组合物,上述白色颜料的平均粒径为0.1μm~1μm。
<29>根据<20>~<28>中任一项所述的波长转换用树脂组合物,上述白色颜料的至少一部分以一次粒子的形式存在。
<30>根据<20>~<29>中任一项所述的波长转换用树脂组合物,除上述白色颜料和上述量子点荧光体以外的无机物的含有率小于或等于0.5质量%。
<31>根据<20>~<30>中任一项所述的波长转换用树脂组合物,上述量子点荧光体含有包含Cd和In的至少一者的化合物。
<32>根据<20>~<31>中任一项所述的波长转换用树脂组合物,其含有多官能(甲基)丙烯酸酯化合物、多官能硫醇化合物、以及光聚合引发剂。
<33>根据<32>所述的波长转换用树脂组合物,上述多官能(甲基)丙烯酸酯化合物具有脂环式结构。
<34>根据<20>~<33>中任一项所述的波长转换用树脂组合物,其不含液态介质或者液态介质的含有率小于或等于0.5质量%。
<35>根据<20>~<34>中任一项所述的波长转换用树脂组合物,其用于形成膜。
<36>根据<20>~<35>中任一项所述的波长转换用树脂组合物,其用于形成波长转换构件。
<37>一种波长转换用树脂固化物,其为<20>~<36>中任一项所述的波长转换用树脂组合物的固化物。
发明效果
根据本公开,可提供一种发光强度优异的波长转换构件以及使用其的背光单元和图像显示装置。进一步,根据本公开,可提供一种能够抑制粒子的凝聚或沉降的波长转换用树脂组合物和使用其的波长转换用树脂固化物。
附图说明
图1是表示波长转换构件的概略构成的一例的示意截面图。
图2是表示背光单元的概略构成的一例的图。
图3是表示液晶显示装置的概略构成的一例的图。
具体实施方式
以下,对用于实施本发明的方式进行说明。但是,本发明并不限定于以下的实施方式。在以下的实施方式中,其构成要素(也包含要素步骤等)除了特别明示的情况以外都不是必须的。关于数值及其范围也同样,不限制本发明。
本公开中,关于“工序”一词,除了独立于其他工序的工序以外,即使在不能与其他工序明确区别的情况下,只要可实现该工序的目的,则也包含该工序。
本公开中,使用“~”来表示的数值范围包含“~”的前后所记载的数值分别作为最小值和最大值。
本公开中,阶段性记载的数值范围中,一个数值范围所记载的上限值或下限值也可以置换为其他阶段性记载的数值范围的上限值或下限值。此外,本公开中记载的数值范围中,该数值范围的上限值或下限值也可以置换为实施例所示的值。
本公开中,可以包含多种相当于各成分的物质。在组合物中存在多种相当于各成分的物质的情况下,各成分的含有率只要没有特别说明,就是指组合物中存在的该多种物质的合计含有率。
本公开中,可以包含多种相当于各成分的粒子。在组合物中存在多种相当于各成分的粒子的情况下,各成分的粒径只要没有特别说明,就是指针对组合物中存在的该多种粒子的混合物的值。
本公开中,关于“层”或“膜”一词,除了在观察存在该层或膜的区域时,形成于该区域的整体的情况以外,也包含仅形成于该区域的一部分的情况。
本公开中,“层叠”一词表示将层堆叠,可以两个以上的层进行了结合,也可以两个以上的层能够装卸。
本公开中,“(甲基)丙烯酰基”是指丙烯酰基和甲基丙烯酰基的至少一者,“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸和甲基丙烯酸的至少一者,“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的至少一者,“(甲基)烯丙基”是指烯丙基和甲基烯丙基的至少一者。
<波长转换构件>
本公开的波长转换构件含有量子点荧光体、白色颜料和树脂固化物,上述白色颜料在表面的至少一部分具有包含有机物的有机物层,上述树脂固化物包含上述量子点荧光体和上述白色颜料。本公开的波长转换构件根据需要也可以包含后述的被覆材等其他构成要素。
本公开涉及的树脂固化物可以为后述的本公开的波长转换用树脂组合物的固化物(波长转换用树脂固化物)。
本公开的波长转换构件中所含的白色颜料在表面的至少一部分具有包含有机物的有机物层。通过在白色颜料的表面存在有机物,从而白色颜料与树脂固化物的亲和性提高,因此可抑制白色颜料在树脂固化物中凝聚。因此,推测入射至波长转换构件的入射光因白色颜料引起的散射效率提高,波长转换构件的发光强度变得优异。
本公开的波长转换构件适宜用作图像显示用途。
波长转换构件中所含的树脂固化物只要包含量子点荧光体和白色颜料就没有特别限定。树脂固化物可以包含脂环式结构和硫醚结构。
在树脂固化物包含脂环式结构和硫醚结构的情况下,包含脂环式结构和硫醚结构的树脂固化物例如可以通过包含硫醇基的化合物中的硫醇基与包含碳碳双键的化合物中的碳碳双键的聚合反应而形成。另外,树脂固化物中所含的脂环式结构可以源自包含碳碳双键的化合物中所含的结构。
在树脂固化物包含脂环式结构和硫醚结构的情况下,树脂固化物中所含的脂环式结构没有特别限定。作为脂环式结构的具体例,可列举:三环癸烷骨架、环己烷骨架、1,3-金刚烷骨架、氢化双酚A骨架、氢化双酚F骨架、氢化双酚S骨架、异冰片基骨架等。这些中,优选为三环癸烷骨架或异冰片基骨架,更优选为三环癸烷骨架。
树脂固化物中所含的脂环式结构可以为单独一种,也可以为至少两种,优选为至少两种。
在树脂固化物中包含至少两种脂环式结构的情况下,作为脂环式结构的组合,可列举三环癸烷骨架和异冰片基骨架的组合、氢化双酚A骨架和异冰片基骨架的组合等。这些中,优选三环癸烷骨架和异冰片基骨架的组合。
利用傅里叶变换红外分光光度计测定的树脂固化物的、归属于S-H伸缩振动的峰面积(V1)与归属于C-H伸缩振动的峰面积(V2)的比率(V1/V2)优选小于或等于0.005,更优选小于或等于0.004,进一步优选小于或等于0.002。
在树脂固化物通过包含硫醇基的化合物中的硫醇基与包含碳碳双键的化合物中的碳碳双键的聚合反应来形成的情况下,比率(V1/V2)小即暗示对聚合反应没有贡献的硫醇基少。如果对聚合反应没有贡献的硫醇基少,则存在树脂固化物的玻璃化转变温度升高的倾向。
树脂固化物的、归属于S-H伸缩振动的峰面积(V1)和归属于C-H伸缩振动的峰面积(V2)是指使用傅里叶变换红外分光光度计通过下述方法所测定的值。
使用FT-IR Spectrometer(FT-IR光谱仪,Perkin Elmer公司),对测定对象的波长转换构件的表面进行ATR(Attenuated Total Reflection(全反射测定法))分析。背景测定是在空气中进行测定,在累计次数16次的条件下实施FT-IR测定。在波长转换构件具有被覆材的情况下,将剥离了被覆材的状态的波长转换构件的固化物层供于FT-IR测定。
树脂固化物可以包含酯结构。作为成为树脂固化物的原料的、包含碳碳双键的化合物,可列举例如包含(甲基)烯丙基的(甲基)烯丙基化合物和包含(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸酯化合物。存在与(甲基)烯丙基化合物相比,(甲基)丙烯酸酯化合物的聚合反应的活性高的倾向。树脂固化物包含酯结构即暗示使用了(甲基)丙烯酸酯化合物作为包含碳碳双键的化合物。使用(甲基)丙烯酸酯化合物所形成的树脂固化物与使用(甲基)烯丙基化合物所形成的树脂固化物相比,存在玻璃化转变温度变高的倾向。
(白色颜料)
树脂固化物包含白色颜料。
作为白色颜料的具体例,可列举氧化钛、硫酸钡、氧化锌、碳酸钙等。这些中,从光散射效率的观点考虑,优选为氧化钛。
在树脂固化物含有氧化钛作为白色颜料的情况下,作为氧化钛,可以为金红石型氧化钛也可以为锐钛矿型氧化钛,优选为金红石型氧化钛。
白色颜料的平均粒径优选为0.1μm~1μm,更优选为0.2μm~0.8μm,进一步优选为0.2μm~0.5μm。
白色颜料的平均粒径通过使用扫描型电子显微镜进行粒子观察,对50个粒子算出圆当量直径(长径与短径的几何平均),作为其算术平均值而求出。
需要说明的是,波长转换用树脂组合物中所含的白色颜料的平均粒径可以如下进行测定。
使从波长转换用树脂组合物中提取的白色颜料分散于包含表面活性剂的纯净水,获得分散液。使用该分散液,将在利用激光衍射式粒度分布测定装置(例如,株式会社岛津制作所,SALD-3000J)测定的体积基准的粒度分布中从小径侧起累计成为50%时的值(中位径(D50))设为白色颜料的平均粒径。作为从波长转换用树脂组合物中提取白色颜料的方法,例如可以通过将波长转换用树脂组合物用液态介质进行稀释,利用离心分离处理等使白色颜料沉淀并回收而获得。
白色颜料在表面的至少一部分具有包含有机物的有机物层。作为有机物层中所含的有机物,可列举:有机硅烷、有机硅氧烷、氟硅烷、有机膦酸酯、有机磷酸化合物、有机次膦酸酯、有机磺酸化合物、羧酸、羧酸酯、羧酸的衍生物、酰胺、烃蜡、聚烯烃、聚烯烃的共聚物、多元醇、多元醇的衍生物、链烷醇胺、链烷醇胺的衍生物、有机分散剂等。
有机物层所包含的有机物优选包含多元醇、有机硅烷等,更优选包含多元醇或有机硅烷的至少一者。
作为有机硅烷的具体例,可列举辛基三乙氧基硅烷、壬基三乙氧基硅烷、癸基三乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十三烷基三乙氧基硅烷、十四烷基三乙氧基硅烷、十五烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷、十七烷基三乙氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷等。
作为有机硅氧烷的具体例,可列举由三甲基甲硅烷基官能团封端的聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚甲基氢硅氧烷(PMHS)、通过对PMHS利用烯烃进行官能化(进行氢化硅烷化)而衍生出的聚硅氧烷等。
作为有机膦酸酯的具体例,可列举例如正辛基膦酸及其酯、正癸基膦酸及其酯、2-乙基己基膦酸及其酯以及莰基(camphyl)膦酸及其酯。
作为有机磷酸化合物的具体例,可列举有机酸性磷酸酯、有机焦磷酸酯、有机多磷酸酯、有机偏磷酸酯、它们的盐等。
作为有机次膦酸酯的具体例,可列举例如正己基次膦酸及其酯、正辛基次膦酸及其酯、二正己基次膦酸及其酯以及二正辛基次膦酸及其酯。
作为有机磺酸化合物的具体例,可列举己基磺酸、辛基磺酸、2-乙基己基磺酸等烷基磺酸、这些烷基磺酸与钠、钙、镁、铝、钛等金属离子、铵离子、三乙醇胺等有机铵离子等的盐。
作为羧酸的具体例,可列举马来酸、丙二酸、富马酸、苯甲酸、邻苯二甲酸、硬脂酸、油酸、亚油酸等。
作为羧酸酯的具体例,可列举通过上述羧酸与乙二醇、丙二醇、三羟甲基丙烷、二乙醇胺、三乙醇胺、甘油、己烷三醇、赤藓醇、甘露糖醇、山梨糖醇、季戊四醇、双酚A、氢醌、间苯三酚等羟基化合物的反应而生成的酯和部分酯。
作为酰胺的具体例,可列举硬脂酸酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺等。
作为聚烯烃及其共聚物的具体例,可列举聚乙烯、聚丙烯、乙烯与选自丙烯、丁烯、乙酸乙烯酯、丙烯酸酯、丙烯酰胺等中的一种或两种以上化合物的共聚物等。
作为多元醇的具体例,可列举甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷等。
作为链烷醇胺的具体例,可列举二乙醇胺、三乙醇胺等。
作为有机分散剂的具体例,可列举柠檬酸、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、具有阴离子性、阳离子性、双性、非离子性等的官能团的高分子有机分散剂等。
白色颜料可以在表面的至少一部分具有包含金属氧化物的金属氧化物层。作为金属氧化物层所包含的金属氧化物,可列举二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化磷(phosphoria)、氧化硼(boria)等。金属氧化物层可以为一层也可以为两层以上。在白色颜料具有两层金属氧化物层的情况下,优选含有包含二氧化硅的第一金属氧化物层和包含氧化铝的第二金属氧化物层。
通过白色颜料具有金属氧化物层,从而存在包含脂环式结构和硫醚结构的树脂固化物中的白色颜料的分散性提高的倾向。
白色颜料可以具有有机物层和金属氧化物层。在该情况下,优选将金属氧化物层和有机物层按照金属氧化物层和有机物层的顺序设置在白色颜料的表面。在白色颜料具有有机物层和两层金属氧化物层的情况下,优选将包含二氧化硅的第一金属氧化物层、包含氧化铝的第二金属氧化物层以及有机物层按照第一金属氧化物层、第二金属氧化物层和有机物层的顺序设置在白色颜料的表面。
相对于树脂固化物的总量,树脂固化物中的白色颜料的含有率例如优选为0.1质量%~2.0质量%,更优选为0.2质量%~2.0质量%,进一步优选为0.2质量%~1.5质量%,特别优选为0.3质量%~1.5质量%,极其优选为0.4质量%~1.5质量%。
在树脂固化物中,白色颜料的至少一部分优选以一次粒子的形式存在。通过白色颜料的至少一部分以一次粒子的形式存在,从而有入射至波长转换构件的入射光因白色颜料引起的散射效率进一步提高的倾向。
白色颜料的至少一部分是否以一次粒子的形式存在于树脂固化物中,可以通过电子显微镜观察来进行确认。
相对于树脂固化物的总量,除白色颜料和量子点荧光体以外的无机物的含有率优选小于或等于0.5质量%,更优选小于或等于0.3质量%,进一步优选小于或等于0.1质量%。如果无机物的含有率小于或等于0.5质量%,则有抑制因白色颜料引起的入射光的散射效率降低以及抑制由量子点荧光体引起的发光效率降低的倾向。
(量子点荧光体)
树脂固化物包含量子点荧光体。作为量子点荧光体,没有特别限制,可列举包含选自由II-VI族化合物、III-V族化合物、IV-VI族化合物以及IV族化合物组成的组中的至少一种的粒子。从发光效率的观点考虑,量子点荧光体优选含有包含Cd和In的至少一者的化合物。
作为II-VI族化合物的具体例,可列举:CdSe、CdTe、CdS、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe等。
作为III-V族化合物的具体例,可列举:GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InP、InAs、InSb、GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs、InAlPSb等。
作为IV-VI族化合物的具体例,可列举SnS、SnSe、SnTe、PbS、PbSe、PbTe、SnSeS、SnSeTe、SnSTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe、SnPbS、SnPbSe、SnPbTe、SnPbSSe、SnPbSeTe、SnPbSTe等。
作为IV族化合物的具体例,可列举Si、Ge、SiC、SiGe等。
作为量子点荧光体,优选具有核壳结构。通过使构成壳的化合物的带隙比构成核的化合物的带隙宽,能够进一步提高量子点荧光体的量子效率。作为核和壳的组合(核/壳),可列举CdSe/ZnS、InP/ZnS、PbSe/PbS、CdSe/CdS、CdTe/CdS、CdTe/ZnS等。
此外,作为量子点荧光体,可以为具有壳为多层结构的所谓核多壳结构的量子点荧光体。通过在带隙宽的核上层叠一层或两层以上的带隙窄的壳,进一步在该壳上层叠带隙宽的壳,从而能够使量子点荧光体的量子效率进一步提高。
树脂固化物可以单独包含一种量子点荧光体,也可以组合包含两种以上的量子点荧光体。作为组合包含两种以上的量子点荧光体的方式,可列举例如:含有两种以上的虽成分不同但平均粒径相同的量子点荧光体的方式;含有两种以上的虽平均粒径不同但成分相同的量子点荧光体的方式;以及含有两种以上的成分和平均粒径不同的量子点荧光体的方式。通过变更量子点荧光体的成分和平均粒径的至少一者,能够变更量子点荧光体的发光中心波长。
例如,树脂固化物可以包含在520nm~560nm的绿色波长区域具有发光中心波长的量子点荧光体G、以及在600nm~680nm的红色波长区域具有发光中心波长的量子点荧光体R。如果对含有包含量子点荧光体G和量子点荧光体R的树脂固化物的波长转换构件照射430nm~480nm的蓝色波长区域的激发光,则从量子点荧光体G和量子点荧光体R分别发出绿色光和红色光。其结果是通过从量子点荧光体G和量子点荧光体R发出的绿色光和红色光、以及透过固化物的蓝色光而能够获得白色光。
另外,相对于树脂固化物的总量,树脂固化物中的量子点荧光体的含有率例如优选为0.01质量%~1.0质量%,更优选为0.05质量%~0.5质量%,进一步优选为0.1质量%~0.5质量%。如果量子点荧光体的含有率大于或等于0.01质量%,则有对波长转换构件照射激发光时能够获得充分的发光强度的倾向,如果量子点荧光体的含有率小于或等于1.0质量%,则有可抑制量子点荧光体在树脂固化物中凝聚的倾向。
波长转换构件的形状没有特别限制,可列举膜状、透镜状等。在将波长转换构件应用于后述的背光单元的情况下,波长转换构件优选为膜状。
在波长转换构件为膜状的情况下,波长转换构件的平均厚度例如优选为50μm~200μm,更优选为50μm~150μm,进一步优选为80μm~120μm。如果波长转换构件的平均厚度大于或等于50μm,则有波长转换效率进一步提高的倾向,如果平均厚度小于或等于200μm,则有在将波长转换构件应用于后述的背光单元的情况下,能够使背光单元更薄型化的倾向。
膜状的波长转换构件的平均厚度例如作为使用测微计所测定的任意3处的厚度的算术平均值而求出。
波长转换构件可以通过使一种波长转换用树脂组合物固化而成,也可以通过使两种以上的波长转换用树脂组合物固化而成。例如,在波长转换构件为膜状的情况下,波长转换构件可以由第一固化物层与第二固化物层层叠而成,上述第一固化物层通过将含有第一量子点荧光体的波长转换用树脂组合物固化而成,上述第二固化物层通过将含有与第一量子点荧光体的发光特性不同的第二量子点荧光体的波长转换用树脂组合物固化而成。
波长转换构件可以通过在形成波长转换用树脂组合物的涂膜、成型体等并根据需要进行干燥处理之后,照射紫外线等活性能量射线而获得。活性能量射线的波长和照射量可以根据波长转换用树脂组合物的组成来适当设定。在一个方式中,以100mJ/cm2~5000mJ/cm2的照射量照射280nm~400nm波长的紫外线。作为紫外线源,可列举低压水银灯、中压水银灯、高压水银灯、超高压水银灯、碳弧灯、金属卤化物灯、氙灯、化学灯、黑光灯、微波激发水银灯等。
从进一步提高密合性的观点考虑,树脂固化物通过动态粘弹性测定在频率10Hz且温度25℃的条件下测定的损耗角正切(tanδ)优选为0.4~1.5,更优选为0.4~1.2,进一步优选为0.4~0.6。树脂固化物的损耗角正切(tanδ)可以使用动态粘弹性测定装置(例如,Rheometric Scientific公司,Solid Analyzer RSA-III)来进行测定。
此外,从进一步提高密合性、耐热性和耐湿热性的观点考虑,树脂固化物的玻璃化转变温度(Tg)优选大于或等于85℃,更优选为85℃~160℃,进一步优选为90℃~120℃。树脂固化物的玻璃化转变温度(Tg)可以使用动态粘弹性测定装置(例如,RheometricScientific公司,Solid Analyzer RSA-III)在频率10Hz的条件下进行测定。
此外,从进一步提高密合性、耐热性和耐湿热性的观点考虑,树脂固化物在频率10Hz且温度25℃的条件下测定的储能模量优选为1×107Pa~1×1010Pa,更优选为5×107Pa~1×1010Pa,进一步优选为5×107Pa~5×109Pa。树脂固化物的储能模量可以使用动态粘弹性测定装置(例如,Rheometric Scientific公司,Solid Analyzer RSA-III)来测定。
本公开的波长转换构件可以具有被覆树脂固化物的至少一部分的被覆材。例如,在树脂固化物为膜状的情况下,膜状的树脂固化物的一面或两面可以由膜状的被覆材被覆。
从抑制量子点荧光体的发光效率降低的观点考虑,被覆材优选对于氧和水的至少一者具有阻隔性,更优选对于氧和水这两者具有阻隔性。作为对于氧和水的至少一者具有阻隔性的被覆材,没有特别限制,可以使用具有无机物层的阻隔膜等公知的被覆材。
在被覆材为膜状的情况下,被覆材的平均厚度例如优选为100μm~150μm,更优选为100μm~140μm,进一步优选为100μm~135μm。如果平均厚度大于或等于100μm,则存在阻隔性等功能变得充分的倾向,如果平均厚度小于或等于150μm,则存在可抑制光透过率降低的倾向。
膜状的被覆材的平均厚度与膜状的波长转换构件同样地操作来求出。
被覆材的氧透过率例如优选小于或等于0.5mL/(m2·24h·atm),更优选小于或等于0.3mL/(m2·24h·atm),进一步优选小于或等于0.1mL/(m2·24h·atm)。被覆材的氧透过率可以使用氧透过率测定装置(例如,MOCON公司,OX-TRAN),在温度23℃且相对湿度65%的条件下进行测定。
此外,被覆材的水蒸气透过率例如优选小于或等于5×10-2g/(m2·24h·Pa),更优选小于或等于1×10-2g/(m2·24h·Pa),进一步优选小于或等于5×10-3g/(m2·24h·Pa)。被覆材的水蒸气透过率可以使用水蒸气透过率测定装置(例如,MOCON公司,AQUATRAN),在温度40℃且相对湿度90%的条件下进行测定。
从进一步提高光的利用效率的观点考虑,本公开的波长转换构件的全光线透过率优选大于或等于55%,更优选大于或等于60%,进一步优选大于或等于65%。波长转换构件的全光线透过率可以依据JIS K 7136:2000的测定法进行测定。
此外,从进一步提高光的利用效率的观点考虑,本公开的波长转换构件的雾度优选大于或等于95%,更优选大于或等于97%,进一步优选大于或等于99%。波长转换构件的雾度可以依据JIS K 7136:2000的测定法进行测定。
将波长转换构件的概略构成的一例示于图1中。但是,本公开的波长转换构件并不限定于图1的构成。此外,图1中的固化物层和被覆材的大小是概念性的,大小的相对关系并不限定于此。需要说明的是,各附图中,对同一构件附上同一符号,有时省略重复的说明。
图1所示的波长转换构件10具有:作为膜状的树脂固化物的固化物层11、以及设置于固化物层11的两面的膜状的被覆材12A和12B。被覆材12A和被覆材12B的种类和平均厚度分别可以相同也可以不同。
图1所示的构成的波长转换构件例如可以通过以下那样的公知的制造方法来制造。
首先,在被连续输送的膜状的被覆材(以下,也称为“第一被覆材”。)的表面上赋予后述的波长转换用树脂组合物,形成涂膜。波长转换用树脂组合物的赋予方法没有特别限制,可列举模涂法、帘涂法、挤出涂布法、棒涂法、辊涂布法等。
接着,在波长转换用树脂组合物的涂膜上,贴合被连续输送的膜状的被覆材(以下,也称为“第二被覆材”。)。
接着,从第一被覆材和第二被覆材中能够透过活性能量射线的被覆材侧照射活性能量射线,从而将涂膜进行固化,形成固化物层。然后,切成规定的尺寸,从而能够获得图1所示构成的波长转换构件。
需要说明的是,在第一被覆材和第二被覆材都不能透过活性能量射线的情况下,可以在贴合第二被覆材之前对涂膜照射活性能量射线,形成固化物层。
<背光单元>
本公开的背光单元具备上述本公开的波长转换构件以及光源。
作为背光单元,从提高颜色再现性的观点考虑,优选为经多波长光源化的背光单元。作为优选的一个方式,可列举如下背光单元,即:发出在430nm~480nm的波长区域具有发光中心波长且具有半值宽度小于或等于100nm的发光强度峰的蓝色光、在520nm~560nm的波长区域具有发光中心波长且具有半值宽度小于或等于100nm的发光强度峰的绿色光、和在600nm~680nm的波长区域具有发光中心波长且具有半值宽度小于或等于100nm的发光强度峰的红色光的背光单元。需要说明的是,发光强度峰的半值宽度是指峰高度的1/2高度处的峰宽。
从进一步提高颜色再现性的观点考虑,背光单元所发出的蓝色光的发光中心波长优选为440nm~475nm的范围。从同样的观点考虑,背光单元所发出的绿色光的发光中心波长优选为520nm~545nm的范围。此外,从同样的观点考虑,背光单元所发出的红色光的发光中心波长优选为610nm~640nm的范围。
此外,从进一步提高颜色再现性的观点考虑,背光单元所发出的蓝色光、绿色光以及红色光的各发光强度峰的半值宽度均优选小于或等于80nm,更优选小于或等于50nm,进一步优选小于或等于40nm,特别优选小于或等于30nm,极其优选小于或等于25nm。
作为背光单元的光源,例如可以使用发出在430nm~480nm的波长区域具有发光中心波长的蓝色光的光源。作为光源,可列举例如LED(Light Emitting Diode,发光二极管)和激光器。在使用发出蓝色光的光源的情况下,波长转换构件优选至少包含发出红色光的量子点荧光体R和发出绿色光的量子点荧光体G。由此,通过由波长转换构件发出的红色光和绿色光、以及透过波长转换构件的蓝色光而能够获得白色光。
此外,作为背光单元的光源,例如也可以使用发出在300nm~430nm的波长区域具有发光中心波长的紫外光的光源。作为光源,可列举例如LED和激光器。在使用发出紫外光的光源的情况下,波长转换构件优选在包含量子点荧光体R和量子点荧光体G的同时包含通过被激发光激发而发出蓝色光的量子点荧光体B。由此,通过由波长转换构件发出的红色光、绿色光和蓝色光而能够获得白色光。
本公开的背光单元可以为侧光方式,也可以为直下型方式。
将侧光方式的背光单元的概略构成的一例示于图2中。但是,本公开的背光单元并不限定于图2的构成。此外,图2中的构件大小为概念性的,构件间的大小相对关系并不限定于此。
图2所示的背光单元20具备:射出蓝色光LB的光源21、对从光源21射出的蓝色光LB进行导光而使其射出的导光板22、与导光板22相对配置的波长转换构件10、隔着波长转换构件10而与导光板22相对配置的回归反射性构件23、以及隔着导光板22而与波长转换构件10相对配置的反射板24。波长转换构件10将蓝色光LB的一部分作为激发光而发出红色光LR和绿色光LG,并射出红色光LR和绿色光LG、以及没有成为激发光的蓝色光LB。通过该红色光LR、绿色光LG以及蓝色光LB而从回归反射性构件23射出白色光LW
<图像显示装置>
本公开的图像显示装置具备上述本公开的背光单元。作为图像显示装置,没有特别限制,可列举例如液晶显示装置。
将液晶显示装置的概略构成的一例示于图3中。但是,本公开的液晶显示装置并不限定于图3的构成。此外,图3中的构件大小为概念性的,构件间的大小的相对关系并不限定于此。
图3所示的液晶显示装置30具备背光单元20、以及与背光单元20相对配置的液晶盒单元31。液晶盒单元31成为液晶盒32配置于偏光板33A与偏光板33B之间的构成。
液晶盒32的驱动方式没有特别限制,可列举TN(扭曲向列(Twisted Nematic))方式、STN(超扭曲向列(Super Twisted Nematic))方式、VA(垂直取向(VirticaLAlignment))方式、IPS(平面转换(In-Plane-Switching))方式、OCB(光学补偿双折射(Optically Compensated Birefringence))方式等。
<波长转换用树脂组合物>
本公开的波长转换用树脂组合物包含量子点荧光体和白色颜料,上述白色颜料在表面的至少一部分具有包含有机物的有机物层。波长转换用树脂组合物可以进一步含有多官能(甲基)丙烯酸酯化合物、多官能硫醇化合物以及光聚合引发剂。
本公开的波长转换用树脂组合物中所含的白色颜料在表面的至少一部分具有包含有机物的有机物层。通过在白色颜料的表面存在有机物,从而白色颜料与波长转换用树脂组合物中所含的除白色颜料以外的其他成分的亲和性提高,因此白色颜料在波长转换用树脂组合物中的分散性提高。因此,推测能够抑制白色颜料的凝聚或沉降。
以下,对本公开的波长转换用树脂组合物中所含的成分进行详细说明。
(量子点荧光体)
波长转换用树脂组合物含有量子点荧光体。量子点荧光体的详细情况如波长转换构件一项中所详述。
量子点荧光体也可以以分散于分散介质中的量子点荧光体分散液的状态使用。作为将量子点荧光体分散的分散介质,可列举各种有机溶剂和单官能(甲基)丙烯酸酯化合物。在量子点荧光体以量子点荧光体分散液的形式使用的情况下,可以根据需要使用分散剂。
作为能够用作分散介质的有机溶剂,可列举水、丙酮、乙酸乙酯、甲苯、正己烷等。
作为能够用作分散介质的单官能(甲基)丙烯酸酯化合物,只要在室温(25℃)时为液体就没有特别限定,可列举(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯等。
这些中,作为分散介质,从不需要在将波长转换用树脂组合物固化时使分散介质挥发的工序的观点考虑,优选为单官能(甲基)丙烯酸酯化合物,更优选为具有脂环式结构的单官能(甲基)丙烯酸酯化合物,进一步优选为(甲基)丙烯酸异冰片酯和(甲基)丙烯酸二环戊酯,特别优选为(甲基)丙烯酸异冰片酯。
在使用单官能(甲基)丙烯酸酯化合物作为分散介质的情况下,单官能(甲基)丙烯酸酯化合物与多官能(甲基)丙烯酸酯化合物的质量基准的含有比率(单官能(甲基)丙烯酸酯化合物/多官能(甲基)丙烯酸酯化合物)优选为0.01~0.30,更优选为0.02~0.20,进一步优选为0.05~0.20。
量子点荧光体在量子点荧光体分散液中所占的质量基准的比例优选为1质量%~20质量%,更优选为1质量%~10质量%。
量子点荧光体在量子点荧光体分散液中所占的质量基准的比例为1质量%~10质量%的情况下,相对于波长转换用树脂组合物的总量,波长转换用树脂组合物中的量子点荧光体分散液的含有率例如优选为1质量%~10质量%,更优选为4质量%~10质量%,进一步优选为4质量%~7质量%。
另外,相对于波长转换用树脂组合物的总量,波长转换用树脂组合物中的量子点荧光体的含有率例如优选为0.01质量%~1.0质量%,更优选为0.05质量%~0.5质量%,进一步优选为0.1质量%~0.5质量%。如果量子点荧光体的含有率大于或等于0.01质量%,则有对固化物照射激发光时能够获得充分的发光强度的倾向,如果量子点荧光体的含有率小于或等于1.0质量%,则有可抑制量子点荧光体的凝聚的倾向。
(白色颜料)
波长转换用树脂组合物含有白色颜料,上述白色颜料在表面的至少一部分具有包含有机物的有机物层。白色颜料的详细情况如波长转换构件一项中所详述。
相对于波长转换用树脂组合物的总量,波长转换用树脂组合物中的白色颜料的含有率例如优选为0.1质量%~2.0质量%,更优选为0.2质量%~2.0质量%,进一步优选为0.2质量%~1.5质量%,特别优选为0.3质量%~1.5质量%,极其优选为0.4质量%~1.5质量%。
在波长转换用树脂组合物中,白色颜料的至少一部分优选以一次粒子的形式存在。通过白色颜料的至少一部分以一次粒子的形式存在,从而有白色颜料的至少一部分容易以一次粒子的形式存在于树脂固化物中的倾向。因此,有入射至波长转换构件的入射光因白色颜料引起的散射效率进一步提高的倾向。
白色颜料的至少一部分是否以一次粒子的形式存在于波长转换用树脂组合物中,可通过电子显微镜观察来进行确认。
在波长转换用树脂组合物中,除白色颜料和量子点荧光体以外的无机物的含有率优选小于或等于0.5质量%,更优选小于或等于0.2质量%,进一步优选小于或等于0.1质量%。如果无机物的含有率小于或等于0.5质量%,则有在由波长转换用树脂组合物形成的波长转换用树脂固化物中,可抑制因白色颜料引起的入射光的散射效率降低以及抑制由量子点荧光体引起的发光效率降低的倾向。
(多官能(甲基)丙烯酸酯化合物)
本公开的波长转换用树脂组合物可含有多官能(甲基)丙烯酸酯化合物。多官能(甲基)丙烯酸酯化合物没有特别限定,从树脂固化物的耐湿热性的观点考虑,优选含有具有脂环式结构的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物。
具有脂环式结构的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物为骨架中具有脂环式结构且一分子中具有两个以上的(甲基)丙烯酰基的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物。作为具体例,可列举:三环癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、环己烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-金刚烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、氢化双酚A(聚)乙氧基二(甲基)丙烯酸酯、氢化双酚A(聚)丙氧基二(甲基)丙烯酸酯、氢化双酚F(聚)乙氧基二(甲基)丙烯酸酯、氢化双酚F(聚)丙氧基二(甲基)丙烯酸酯、氢化双酚S(聚)乙氧基二(甲基)丙烯酸酯、氢化双酚S(聚)丙氧基二(甲基)丙烯酸酯等脂环式(甲基)丙烯酸酯等。
从进一步提高波长转换用树脂组合物的耐湿热性的观点考虑,具有脂环式结构的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物中所含的脂环式结构优选包含三环癸烷骨架。作为脂环式结构包含三环癸烷骨架的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物,优选为三环癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯。
波长转换用树脂组合物也可以包含骨架中不具有脂环式结构的其他多官能(甲基)丙烯酸酯化合物。作为其他多官能(甲基)丙烯酸酯化合物的具体例,可列举:二乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、三(β-羟基乙基)异氰脲酸酯的三丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇二甲基丙烯酸酯、二(三羟甲基丙烷)四甲基丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯、三(β-羟基乙基)异氰脲酸酯的三甲基丙烯酸酯等。
相对于波长转换用树脂组合物的总量,波长转换用树脂组合物中的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物的含有率例如优选为60质量%~90质量%,更优选为70质量%~85质量%。在多官能(甲基)丙烯酸酯化合物的含有率处于上述范围的情况下,有固化物的耐湿热性进一步提高的倾向。
波长转换用树脂组合物可单独含有一种多官能(甲基)丙烯酸酯化合物,也可组合含有两种以上的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物。
具有脂环式结构的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物在多官能(甲基)丙烯酸酯化合物中所占的质量基准的比例优选为60质量%~100质量%,更优选为70质量%~100质量%,进一步优选为80质量%~100质量%。
(硫醇化合物)
波长转换用树脂组合物可以含有多官能硫醇化合物。通过波长转换用树脂组合物含有多官能硫醇化合物,从而波长转换用树脂组合物固化时会在多官能(甲基)丙烯酸酯化合物与多官能硫醇化合物之间进行烯硫醇反应,存在固化物的密合性进一步提高的倾向。此外,通过波长转换用树脂组合物含有多官能硫醇化合物,从而存在固化物的光学特性进一步提高的倾向。
需要说明的是,含有(甲基)烯丙基化合物和硫醇化合物的组合物大多保存稳定性差,但本公开的波长转换用树脂组合物尽管含有多官能硫醇化合物,但保存稳定性仍优异。推测这是因为波长转换用树脂组合物含有多官能(甲基)丙烯酸酯化合物。
作为多官能硫醇化合物的具体例,可列举:乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、二乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、四乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、1,2-丙二醇双(3-巯基丙酸酯)、二乙二醇双(3-巯基丁酸酯)、1,4-丁二醇双(3-巯基丙酸酯)、1,4-丁二醇双(3-巯基丁酸酯)、1,8-辛二醇双(3-巯基丙酸酯)、1,8-辛二醇双(3-巯基丁酸酯)、己二醇双巯基乙酸酯、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基丁酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基异丁酸酯)、三羟甲基丙烷三(2-巯基异丁酸酯)、三羟甲基丙烷三巯基乙酸酯、三-[(3-巯基丙酰氧基)-乙基]-异氰脲酸酯、三羟甲基乙烷三(3-巯基丁酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丁酸酯)、季戊四醇四(3-巯基异丁酸酯)、季戊四醇四(2-巯基异丁酸酯)、二季戊四醇六(3-巯基丙酸酯)、二季戊四醇六(2-巯基丙酸酯)、二季戊四醇六(3-巯基丁酸酯)、二季戊四醇六(3-巯基异丁酸酯)、二季戊四醇六(2-巯基异丁酸酯)、季戊四醇四巯基乙酸酯、二季戊四醇六巯基乙酸酯等。
此外,多官能硫醇化合物可以为预先与多官能(甲基)丙烯酸酯化合物反应而成的硫醚低聚物的状态。
硫醚低聚物可以通过使多官能硫醇化合物和多官能(甲基)丙烯酸酯化合物在聚合引发剂的存在下进行加聚来获得。在通过加聚来获得硫醚低聚物的情况下,多官能硫醇化合物的硫醇基的当量数相对于作为原料的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物的(甲基)丙烯酰基的当量数的比例(硫醇基的当量数/(甲基)丙烯酰基的当量数)例如优选为3.0~3.3,更优选为3.0~3.2,进一步优选为3.05~3.15。
硫醚低聚物的重均分子量例如优选为3000~10000,更优选为3000~8000,进一步优选为4000~6000。
需要说明的是,硫醚低聚物的重均分子量是基于使用凝胶渗透色谱(GPC)测定的分子量分布,使用标准聚苯乙烯的标准曲线进行换算而求出的。
此外,硫醚低聚物的硫醇当量例如优选为200g/eq~400g/eq,更优选为250g/eq~350g/eq,进一步优选为250g/eq~270g/eq。
需要说明的是,硫醚低聚物的硫醇当量可以通过以下那样的碘滴定法来测定。
精确称量测定试样0.2g,向其中添加氯仿20mL而制成试样溶液。使用使可溶性淀粉0.275g溶解于30g纯水而得的溶液作为淀粉指示剂,添加纯水20mL、异丙醇10mL和淀粉指示剂1mL,利用搅拌器进行搅拌。滴加碘溶液,将氯仿层呈现绿色的点作为终点。此时,将由下述式得出的值作为测定试样的硫醇当量。
硫醇当量(g/eq)=测定试样的质量(g)×10000/碘溶液的滴定量(mL)×碘溶液的因子
波长转换用树脂组合物也可以含有一分子中具有一个硫醇基的单官能硫醇化合物。
作为单官能硫醇化合物的具体例,可列举己硫醇、1-庚硫醇、1-辛硫醇、1-壬硫醇、1-癸硫醇、3-巯基丙酸、巯基丙酸甲酯、巯基丙酸甲氧基丁酯、巯基丙酸辛酯、巯基丙酸十三烷基酯、2-乙基己基-3-巯基丙酸酯、正辛基-3-巯基丙酸酯等。
相对于波长转换用树脂组合物的总量,波长转换用树脂组合物中的硫醇化合物(多官能硫醇化合物和单官能硫醇化合物的合计)的含有率例如优选为5质量%~40质量%,更优选为10质量%~30质量%,进一步优选为15质量%~25质量%。在该情况下,通过与多官能(甲基)丙烯酸酯化合物的烯硫醇反应,从而固化物形成进一步致密的交联结构,存在耐湿热性进一步提高的倾向。
多官能硫醇化合物在多官能硫醇化合物和单官能硫醇化合物的合计中所占的质量基准的比例优选为60质量%~100质量%,更优选为70质量%~100质量%,进一步优选为80质量%~100质量%。
多官能(甲基)丙烯酸酯化合物与多官能硫醇化合物的质量基准的含有比率(多官能(甲基)丙烯酸酯化合物/多官能硫醇化合物)优选为0.5~10,更优选为0.5~8.0,进一步优选为0.5~6.0。
(光聚合引发剂)
波长转换用树脂组合物可以含有光聚合引发剂。作为光聚合引发剂,没有特别限制,作为具体例,可列举通过紫外线等活性能量射线的照射而产生自由基的化合物。
作为光聚合引发剂的具体例,可列举:二苯甲酮、N,N’-四烷基-4,4’-二氨基二苯甲酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代-丙酮-1、4,4’-双(二甲基氨基)二苯甲酮(也称为“米蚩酮”)、4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮、4-甲氧基-4’-二甲基氨基二苯甲酮、1-羟基环己基苯基酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、1-(4-(2-羟基乙氧基)-苯基)-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮等芳香族酮化合物;烷基蒽醌、菲醌等醌化合物;苯偶姻、烷基苯偶姻等苯偶姻化合物;苯偶姻烷基醚、苯偶姻苯基醚等苯偶姻醚化合物;苯偶酰二甲基缩酮等苯偶酰衍生物;2-(邻氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体、2-(邻氯苯基)-4,5-二(间甲氧基苯基)咪唑二聚体、2-(邻氟苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体、2-(邻甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体、2,4-二(对甲氧基苯基)-5-苯基咪唑二聚体、2-(2,4-二甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体等2,4,5-三芳基咪唑二聚体;9-苯基吖啶、1,7-(9,9’-吖啶基)庚烷等吖啶衍生物;1,2-辛烷二酮1-[4-(苯硫基)-2-(O-苯甲酰基肟)]、乙酮1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)等肟酯化合物;7-二乙基氨基-4-甲基香豆素等香豆素化合物;2,4-二乙基噻吨酮等噻吨酮化合物;2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基-氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基-苯基-乙氧基-氧化膦等酰基氧化膦化合物;等。波长转换用树脂组合物可以单独含有一种光聚合引发剂,也可以组合含有两种以上光聚合引发剂。
作为光聚合引发剂,从固化性的观点考虑,优选为选自由酰基氧化膦化合物、芳香族酮化合物和肟酯化合物组成的组中的至少一种,更优选为选自由酰基氧化膦化合物和芳香族酮化合物组成的组中的至少一种,进一步优选为酰基氧化膦化合物。
波长转换用树脂组合物中的光聚合引发剂的含有率相对于波长转换用树脂组合物的总量例如优选为0.1质量%~5质量%,更优选为0.1质量%~3质量%,进一步优选为0.5质量%~1.5质量%。如果光聚合引发剂的含有率大于或等于0.1质量%,则存在波长转换用树脂组合物的灵敏度变得充分的倾向,如果光聚合引发剂的含有率小于或等于5质量%,则存在可抑制对于波长转换用树脂组合物的色相的影响和保存稳定性降低的倾向。
(液态介质)
波长转换用树脂组合物优选不含液态介质或液态介质的含有率小于或等于0.5质量%。所谓液态介质,是指在室温(25℃)时为液体状态的介质。
作为液态介质的具体例,可列举:丙酮、甲基乙基酮、甲基正丙基酮、甲基异丙基酮、甲基正丁基酮、甲基异丁基酮、甲基正戊基酮、甲基正己基酮、二乙基酮、二丙基酮、二异丁基酮、三甲基壬酮、环己酮、环戊酮、甲基环己酮、2,4-戊烷二酮、丙酮基丙酮等酮溶剂;二乙基醚、甲基乙基醚、甲基正丙基醚、二异丙基醚、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、二
Figure BDA0002428813410000231
烷、二甲基二
Figure BDA0002428813410000232
烷、乙二醇二甲基醚、乙二醇二乙基醚、乙二醇二正丙基醚、乙二醇二正丁基醚、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇甲基正丙基醚、二乙二醇甲基正丁基醚、二乙二醇二正丙基醚、二乙二醇二正丁基醚、二乙二醇甲基正己基醚、三乙二醇二甲基醚、三乙二醇二乙基醚、三乙二醇甲基乙基醚、三乙二醇甲基正丁基醚、三乙二醇二正丁基醚、三乙二醇甲基正己基醚、四乙二醇二甲基醚、四乙二醇二乙基醚、四乙二醇甲基乙基醚、四乙二醇甲基正丁基醚、四乙二醇二正丁基醚、四乙二醇甲基正己基醚、丙二醇二甲基醚、丙二醇二乙基醚、丙二醇二正丙基醚、丙二醇二正丁基醚、二丙二醇二甲基醚、二丙二醇二乙基醚、二丙二醇甲基乙基醚、二丙二醇甲基正丁基醚、二丙二醇二正丙基醚、二丙二醇二正丁基醚、二丙二醇甲基正己基醚、三丙二醇二甲基醚、三丙二醇二乙基醚、三丙二醇甲基乙基醚、三丙二醇甲基正丁基醚、三丙二醇二正丁基醚、三丙二醇甲基正己基醚、四丙二醇二甲基醚、四丙二醇二乙基醚、四丙二醇甲基乙基醚、四丙二醇甲基正丁基醚、四丙二醇二正丁基醚、四丙二醇甲基正己基醚等醚溶剂;碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯等碳酸酯溶剂;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸仲丁酯、乙酸正戊酯、乙酸仲戊酯、乙酸3-甲氧基丁酯、乙酸甲基戊酯、乙酸2-乙基丁酯、乙酸2-乙基己酯、乙酸2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯、乙酸苄酯、乙酸环己酯、乙酸甲基环己酯、乙酸壬酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、乙酸二乙二醇甲基醚、乙酸二乙二醇单乙基醚、乙酸二丙二醇甲基醚、乙酸二丙二醇乙基醚、二乙酸乙二醇酯、乙酸甲氧基三乙二醇酯、丙酸乙酯、丙酸正丁酯、丙酸异戊酯、草酸二乙酯、草酸二正丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸正丁酯、乳酸正戊酯、乙二醇甲基醚丙酸酯、乙二醇乙基醚丙酸酯、乙二醇甲基醚乙酸酯、乙二醇乙基醚乙酸酯、丙二醇甲基醚乙酸酯、丙二醇乙基醚乙酸酯、丙二醇丙基醚乙酸酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯等酯溶剂;乙腈、N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N-丙基吡咯烷酮、N-丁基吡咯烷酮、N-己基吡咯烷酮、N-环己基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲亚砜等非质子性极性溶剂;甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正戊醇、异戊醇、2-甲基丁醇、仲戊醇、叔戊醇、3-甲氧基丁醇、正己醇、2-甲基戊醇、仲己醇、2-乙基丁醇、仲庚醇、正辛醇、2-乙基己醇、仲辛醇、正壬醇、正癸醇、仲十一烷醇、三甲基壬基醇、仲十四烷醇、仲十七烷醇、环己醇、甲基环己醇、苄醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、三丙二醇等醇溶剂;乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单苯基醚、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单正丁基醚、二乙二醇单正己基醚、三乙二醇单乙基醚、四乙二醇单正丁基醚、丙二醇单甲基醚、二丙二醇单甲基醚、二丙二醇单乙基醚、三丙二醇单甲基醚等二醇单醚溶剂;萜烯、萜烯醇、香叶烯、别罗勒烯、柠檬烯、二戊烯、蒎烯、香芹酮、罗勒烯、水芹烯等萜烯溶剂;二甲基硅油、甲基苯基硅油、甲基含氢硅油等普通硅油;氨基改性硅油、环氧改性硅油、羧基改性硅油、甲醇改性硅油、巯基改性硅油、异种官能团改性硅油、聚醚改性硅油、甲基苯乙烯基改性硅油、亲水性特殊改性硅油、高级烷氧基改性硅油、高级脂肪酸改性硅油、氟改性硅油等改性硅油;丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、十九烷酸、二十烷酸、二十碳烯酸等碳原子数大于或等于4的饱和脂肪族单羧酸;油酸、反油酸、亚油酸、棕榈烯酸等碳原子数大于或等于8的不饱和脂肪族单羧酸;等。在波长转换用树脂组合物含有液态介质的情况下,可以单独含有一种液态介质,也可以组合含有两种以上的液态介质。
(其他成分)
波长转换用树脂组合物可以进一步含有阻聚剂、硅烷偶联剂、表面活性剂、密合赋予剂、抗氧化剂等其他成分。波长转换用树脂组合物中,对于各其他成分,分别可以单独含有一种,也可以组合含有两种以上。
此外,波长转换用树脂组合物也可以根据需要含有(甲基)烯丙基化合物。
(波长转换用树脂组合物的调制方法)
波长转换用树脂组合物可以通过利用常规方法将白色颜料和量子点荧光体以及根据需要使用的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物、多官能硫醇化合物、光聚合引发剂及其他成分进行混合来调制。量子点荧光体优选以分散于液态介质的状态进行混合。
(波长转换用树脂组合物的用途)
波长转换用树脂组合物能够适合地用于形成膜。此外,波长转换用树脂组合物能够适合地用于形成波长转换构件。
<波长转换用树脂固化物>
本公开的波长转换用树脂固化物为本公开的波长转换用树脂组合物的固化物。波长转换用树脂组合物的固化条件没有特别限定,在一个方式中,以100mJ/cm2~5000mJ/cm2的照射量照射280nm~400nm波长的紫外线。作为紫外线源,可列举低压水银灯、中压水银灯、高压水银灯、超高压水银灯、碳弧灯、金属卤化物灯、氙灯、化学灯、黑光灯、微波激发水银灯等。
针对波长转换用树脂固化物的通过动态粘弹性测定所测定的玻璃化转变温度优选大于或等于85℃,更优选为85℃~160℃,进一步优选为90℃~120℃。
本公开的波长转换用树脂固化物能够适用作波长转换构件的构成要素。
实施例
以下,通过实施例具体地说明本发明,但本发明并不限定于这些实施例。
<实施例1~3以及比较例1~3>
(波长转换用树脂组合物的调制)
将表1中所示的各成分以该表中所示的配合量(单位:质量份)混合,从而分别调制实施例1~3以及比较例1~3的波长转换用树脂组合物。表1中的“-”是指未配合。
需要说明的是,作为多官能(甲基)丙烯酸酯化合物,使用三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯(新中村化学工业株式会社,A-DCP)。
另外,作为多官能硫醇化合物,使用季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)(SC有机化学株式会社,PEMP)。
另外,作为光聚合引发剂,使用2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基-氧化膦(BASF公司,IRGACURE TPO)。
另外,作为量子点荧光体IBOA(丙烯酸异冰片酯)分散液,使用CdSe/ZnS(核/壳)分散液(Nanosys公司,Gen3.5,QD浓缩物(QD Concentrate))。作为该CdSe/ZnS(核/壳)分散液的分散介质,使用丙烯酸异冰片酯。在CdSe/ZnS(核/壳)分散液中含有大于或等于90质量%的丙烯酸异冰片酯。
另外,作为白色颜料或无机粒子等粒子,使用:
R-706(Chemours公司,Ti-Pure R-706,材质:金红石型氧化钛,粒径:0.36μm,表面处理:有机多元醇)、
R-105(Chemours公司,Ti-Pure R-105,材质:金红石型氧化钛,粒径:0.31μm,表面处理:有机硅烷)、
R-900(Chemours公司,Ti-Pure R-900,材质:金红石型氧化钛,粒径:0.31μm,表面处理:无)、
SO-C5(株式会社Admatechs,ADMAFINE SO-C5,材质:二氧化硅,粒径:1.3~1.7μm,表面处理:无)、以及
MX40T(综研化学株式会社,MX40T,材质:丙烯酸,粒径:0.4μm,表面处理:无)。
[表1]
Figure BDA0002428813410000271
(波长转换构件的制造)
将上述获得的各波长转换用树脂组合物涂布于平均厚度125μm的阻隔膜(大日本印刷株式会社)(被覆材)上而形成涂膜。在该涂膜上贴合厚度125μm的阻隔膜(大日本印刷株式会社)(被覆材),使用紫外线照射装置(EYEGRAPHICS株式会社)照射紫外线(照射量:1000mJ/cm2),从而分别获得在包含波长转换用树脂固化物的固化物层的两面配置有被覆材的波长转换构件。固化物层的平均厚度为100μm。
<评价>
使用实施例1~3以及比较例1~3中获得的波长转换用树脂组合物和波长转换构件,对以下的各评价项目进行测定和评价。将结果示于表2中。
(亮度)
将上述获得的各波长转换构件裁切成宽度100mm、长度100mm的尺寸,获得评价用波长转换构件,对于所获得的评价用波长转换构件,使用亮度计PR-655(Photo Research公司)来测定亮度。亮度计是在上部设置识别光学特性的摄像机单元,在透镜下的部位具有黑膜(black mask)、BEF(亮度提升膜)板、扩散板、LED光源,并在BEF板与扩散板之间放置测定样品,测定亮度。
(外观)
取上述获得的各波长转换用树脂组合物30g放入50mL螺纹管中,通过目视确认25℃、24小时后的各波长转换用树脂组合物的外观。
然后,按照以下的评价基准,对各波长转换用树脂组合物的外观进行评价。
-评价基准-
○:无变化
×:有粒子的沉降
[表2]
Figure BDA0002428813410000281
由表2可知,由含有量子点荧光体以及在表面的至少一部分具有包含有机物的有机物层的白色颜料的波长转换用树脂组合物所制造的波长转换构件与由比较例1~3的波长转换用树脂组合物所制造的波长转换构件相比,亮度优异。另外可知,含有量子点荧光体以及在表面的至少一部分具有包含有机物的有机物层的白色颜料的波长转换用树脂组合物与含有不具有有机物层的白色颜料的比较例1或2的波长转换用树脂组合物相比,不易发生白色颜料的沈淀。
本说明书所记载的全部文献、专利申请和技术标准,与具体且分别记载了通过参照而引入各个文献、专利申请和技术标准的情况相同程度地,通过参照而引入本说明书中。

Claims (37)

1.一种波长转换构件,其含有量子点荧光体、白色颜料和树脂固化物,所述白色颜料在表面的至少一部分具有包含有机物的有机物层,所述树脂固化物包含所述量子点荧光体和所述白色颜料。
2.根据权利要求1所述的波长转换构件,所述有机物包含多元醇和有机硅烷的至少一者。
3.根据权利要求1或2所述的波长转换构件,相对于所述树脂固化物的总量,所述白色颜料的含有率为0.1质量%~2.0质量%。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的波长转换构件,所述白色颜料包含氧化钛。
5.根据权利要求4所述的波长转换构件,所述氧化钛包含金红石型氧化钛。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的波长转换构件,所述白色颜料在表面的至少一部分具有包含金属氧化物的金属氧化物层。
7.根据权利要求6所述的波长转换构件,在所述白色颜料的表面,按照所述金属氧化物层和所述有机物层的顺序设置所述金属氧化物层和所述有机物层。
8.根据权利要求6或7所述的波长转换构件,所述金属氧化物层具有包含二氧化硅的第一金属氧化物层和包含氧化铝的第二金属氧化物层。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的波长转换构件,所述白色颜料的平均粒径为0.1μm~1μm。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的波长转换构件,所述白色颜料的至少一部分以一次粒子的形式存在。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的波长转换构件,相对于所述树脂固化物的总量,除所述白色颜料和所述量子点荧光体以外的无机物的含有率小于或等于0.5质量%。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的波长转换构件,所述树脂固化物包含脂环式结构和硫醚结构。
13.根据权利要求1~12中任一项所述的波长转换构件,所述量子点荧光体含有包含Cd和In的至少一者的化合物。
14.根据权利要求1~13中任一项所述的波长转换构件,其为膜状。
15.根据权利要求1~14中任一项所述的波长转换构件,其用于图像显示。
16.根据权利要求1~15中任一项所述的波长转换构件,其具有被覆所述树脂固化物的至少一部分的被覆材。
17.根据权利要求16所述的波长转换构件,所述被覆材对于氧和水的至少一者具有阻隔性。
18.一种背光单元,其具备权利要求1~17中任一项所述的波长转换构件、以及光源。
19.一种图像显示装置,其具备权利要求18所述的背光单元。
20.一种波长转换用树脂组合物,其包含量子点荧光体和白色颜料,所述白色颜料在表面的至少一部分具有包含有机物的有机物层。
21.根据权利要求20所述的波长转换用树脂组合物,所述有机物包含多元醇和有机硅烷的至少一者。
22.根据权利要求20或21所述的波长转换用树脂组合物,所述白色颜料的含有率为0.1质量%~2.0质量%。
23.根据权利要求20~22中任一项所述的波长转换用树脂组合物,所述白色颜料包含氧化钛。
24.根据权利要求23所述的波长转换用树脂组合物,所述氧化钛包含金红石型氧化钛。
25.根据权利要求20~24中任一项所述的波长转换用树脂组合物,所述白色颜料在表面的至少一部分具有包含金属氧化物的金属氧化物层。
26.根据权利要求25所述的波长转换用树脂组合物,在所述白色颜料的表面,按照所述金属氧化物层和所述有机物层的顺序设置所述金属氧化物层和所述有机物层。
27.根据权利要求25或26所述的波长转换用树脂组合物,所述金属氧化物层具有包含二氧化硅的第一金属氧化物层和包含氧化铝的第二金属氧化物层。
28.根据权利要求20~27中任一项所述的波长转换用树脂组合物,所述白色颜料的平均粒径为0.1μm~1μm。
29.根据权利要求20~28中任一项所述的波长转换用树脂组合物,所述白色颜料的至少一部分以一次粒子的形式存在。
30.根据权利要求20~29中任一项所述的波长转换用树脂组合物,除所述白色颜料和所述量子点荧光体以外的无机物的含有率小于或等于0.5质量%。
31.根据权利要求20~30中任一项所述的波长转换用树脂组合物,所述量子点荧光体含有包含Cd和In的至少一者的化合物。
32.根据权利要求20~31中任一项所述的波长转换用树脂组合物,其含有多官能(甲基)丙烯酸酯化合物、多官能硫醇化合物、以及光聚合引发剂。
33.根据权利要求32所述的波长转换用树脂组合物,所述多官能(甲基)丙烯酸酯化合物具有脂环式结构。
34.根据权利要求20~33中任一项所述的波长转换用树脂组合物,其不含液态介质或者液态介质的含有率小于或等于0.5质量%。
35.根据权利要求20~34中任一项所述的波长转换用树脂组合物,其用于形成膜。
36.根据权利要求20~35中任一项所述的波长转换用树脂组合物,其用于形成波长转换构件。
37.一种波长转换用树脂固化物,其为权利要求20~36中任一项所述的波长转换用树脂组合物的固化物。
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