CN111566521A - 层叠体、波长转换构件、背光单元和图像显示装置 - Google Patents
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Abstract
一种层叠体以及波长转换构件,所述层叠体具备中间层、以及分别配置于所述中间层的两侧的被覆材A和被覆材B,所述被覆材B的取向方向相对于所述被覆材A的取向方向所成的角度小于或等于20°;所述波长转换构件具备波长转换层、以及分别配置于所述波长转换层的两侧的被覆材A和被覆材B,所述被覆材B的取向方向相对于所述被覆材A的取向方向所成的角度小于或等于20°。
Description
技术领域
本发明涉及层叠体、波长转换构件、背光单元和图像显示装置。
背景技术
在中间层的两侧配置有树脂片等被覆材的层叠体被用于多个技术领域中。例如,作为提高液晶显示装置等图像显示装置的显示器的颜色再现性的方法,已知具备包含量子点荧光体的层和设于其两侧的被覆材的波长转换构件(例如,参照专利文献1和专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2013-544018号公报
专利文献2:国际公开第2016/052625号
发明内容
发明要解决的课题
作为上述那样的层叠体所要求的特性,可列举平坦性优异。例如,上述包含量子点荧光体的波长转换构件有时根据图像显示装置的画面大小而以大面积使用。在该情况下,如果波长转换构件产生了翘曲,则无法充分地获得与画面的密合性,有产生画质恶化、组装不良等的担忧。
因此,本公开的目的在于提供一种平坦性优异的层叠体和波长转换构件、以及使用它们的背光单元和图像显示装置。
用于解决课题的方法
用于解决上述课题的具体方法中包含以下的实施方式。
<1>一种层叠体,其具备中间层、以及分别配置于上述中间层的两侧的被覆材A和被覆材B,上述被覆材B的取向方向相对于上述被覆材A的取向方向所成的角度小于或等于20°。
<2>如<1>所述的层叠体,上述被覆材A和上述被覆材B为多层结构。
<3>如<1>或<2>所述的层叠体,上述被覆材A和上述被覆材B的至少一者的水蒸气透过率在40℃、相对湿度90%的环境下小于或等于1×10-1g/(m2·day)。
<4>如<1>~<3>中任一项所述的层叠体,上述被覆材A和上述被覆材B的至少一者的氧透过率在30℃、相对湿度70%的环境下小于或等于1cm3/(m2·day·atm)。
<5>一种波长转换构件,其具备波长转换层、以及分别配置于上述波长转换层的两侧的被覆材A和被覆材B,上述被覆材B的取向方向相对于上述被覆材A的取向方向所成的角度小于或等于20°。
<6>如<5>所述的波长转换构件,上述被覆材A和上述被覆材B为多层结构。
<7>如<5>或<6>所述的波长转换构件,上述被覆材A和上述被覆材B的至少一者的水蒸气透过率在40℃、相对湿度90%的环境下小于或等于1×10-1g/(m2·day)。
<8>如<5>~<7>中任一项所述的波长转换构件,上述被覆材A和上述被覆材B的至少一者的氧透过率在30℃、相对湿度70%的环境下小于或等于1cm3/(m2·day·atm)。
<9>如<5>~<8>中任一项所述的波长转换构件,上述波长转换层为包含波长转换材料、聚合性化合物、和光聚合引发剂的组合物的固化物。
<10>如<9>所述的波长转换构件,上述聚合性化合物包含硫醇化合物、以及选自由(甲基)烯丙基化合物和(甲基)丙烯酸化合物组成的组中的至少一种。
<11>如<9>或<10>所述的波长转换构件,上述波长转换材料包含量子点荧光体。
<12>一种背光单元,其具备<5>~<11>中任一项所述的波长转换构件、以及光源。
<13>一种图像显示装置,其具备<12>所述的背光单元。
发明效果
根据本公开,能够提供一种平坦性优异的层叠体和波长转换构件、以及使用它们的背光单元和图像显示装置。
附图说明
图1是表示本公开的波长转换构件的概略构成的一例的示意截面图。
图2是表示本公开的背光单元的概略构成的一例的图。
图3是表示本公开的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详细地说明。但是,本发明并不限定于以下实施方式。在以下实施方式中,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。对于数值及其范围也同样,并不限制本发明。
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。另外,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中所示的值。
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,只要没有特别说明,各成分的含有率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,只要没有特别说明,各成分的粒径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,层叠体或构成其的层的平均厚度设为使用测微计、多层膜厚测定器等所测定的任意三个部位的厚度的算术平均值。
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。
本公开中,(甲基)烯丙基化合物是指在分子中具有(甲基)烯丙基的化合物,(甲基)丙烯酸化合物是指在分子中具有(甲基)丙烯酰基的化合物。
<层叠体>
本公开的层叠体具备中间层、以及分别配置于上述中间层的两侧的被覆材A和被覆材B,上述被覆材B的取向方向相对于上述被覆材A的取向方向所成的角度小于或等于20°。
被覆材一般而言将为了赋予强度等而实施了延伸加工的大面积的树脂片切断为所期望的大小来使用,但有通过延伸加工所产生的分子的取向方向根据树脂片的位置而不同的倾向。例如,有如下倾向:在树脂片的中心附近,分子沿树脂片的流动方向进行取向,越远离中心,分子越沿着从树脂片的流动方向倾斜的方向进行取向。因此,将相同的树脂片切断而获得的被覆材的取向方向有时根据成为原材料的树脂片的位置而不同。
本发明人等进行了研究,结果得到了如下启示:配置在中间层的两侧的一对被覆材的取向方向不同有可能会影响层叠体的平坦性。进一步可知,将配置在中间层的两侧的一对被覆材(被覆材A和被覆材B)以被覆材B的取向方向相对于被覆材A的取向方向所成的角度小于或等于20°的方式配置而成的层叠体的平坦性优异。其理由虽然不明确,但例如可认为:分子的取向性以在被覆材内部产生一定应力的方式发挥作用时,通过以被覆材B的取向方向相对于被覆材A的取向方向所成的角度小于或等于20°的方式配置被覆材A和被覆材B,从而被覆材A的应力与被覆材B的应力被适当地抵消。
即,即使在使用取向方向从树脂片的流动方向倾斜的材料作为被覆材A和被覆材B的情况下,通过使被覆材B的取向方向相对于被覆材A的取向方向所成的角度小于或等于20°,从而被覆材A的应力与被覆材B的应力被适当地抵消,能够获得平坦性优异的层叠体。
本公开中,被覆材的“取向方向”是指被覆材中的分子的取向方向(例如,成为被覆材的原材料的树脂片通过延伸加工而产生的分子的取向方向)。关于被覆材的取向方向,例如使用取向性测定装置(野村商事株式会社,SST-4000),在25℃的温度环境下向被覆材发送纵波的超声波脉冲,测定传播时间(μsec)、或传播速度(km/sec),根据所获得的取向性、纵横比等数据来算出。在被覆材的取向方向并非一定的情况下,将该被覆材的中心(在被覆材为四边形的情况下为对角线的交点)或与其对应的位置处的取向方向设为该被覆材的取向方向。
本公开中,“被覆材B的取向方向相对于被覆材A的取向方向所成的角度”是指构成了层叠体的状态下的角度。即,例如在被覆材A和被覆材B具有表面和背面且以各自的背面成为中间层侧的方式进行配置的情况下,其中一个被覆材的取向方向为从该被覆材的表面侧观察时的方向,另一个被覆材的取向方向为从该被覆材的背面侧观察时的方向。
层叠体中的被覆材A的取向方向的朝向与被覆材B的取向方向的朝向只要在构成了层叠体的状态下两者所成的角度小于或等于20°,就没有特别限制。
从获得层叠体的良好平坦性的观点考虑,被覆材B的取向方向相对于被覆材A的取向方向所成的角度优选小于或等于15°,更优选小于或等于10°。
被覆材的材质只要为使构成被覆材的分子产生了取向的材质,就没有特别限制。例如可列举经延伸加工的树脂片。树脂的种类没有特别限制,可列举聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯、尼龙等聚酰胺、乙烯-乙烯基醇共聚物、丙烯腈共聚物、聚偏氯乙烯共聚物等。对树脂片进行延伸加工的方法没有特别限制,可以为公知的方法。被覆材A和被覆材B的材质可以相同也可以不同,优选为相同。
被覆材可以为单层结构也可以为多层结构。作为多层结构的被覆材的例子,可列举形成有发挥与中间层的密合性、阻气性、防湿性等功能的功能层的被覆材。功能层可以形成于延伸加工前的树脂片上,也可以形成于延伸加工后的树脂片上。被覆材中的树脂片与功能层的厚度比例如可以为5:5~9.5:0.5(树脂片:功能层)。
如果被覆材为多层结构,则由于在进行上述那样的树脂片的延伸加工时产生的取向方向的倾斜而引起的翘曲有时会变大。因此,通过在构成层叠体时使被覆材B的取向方向相对于被覆材A的取向方向所成的角度小于或等于20°所获得的层叠体的平坦性的提高效果更大。
从保护中间层的观点考虑,被覆材优选对于氧和水的至少一者具有阻隔性,更优选对于氧和水两者均具有阻隔性。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。例如可列举具有设于树脂片的至少一面的作为功能层的阻隔层的构成。作为阻隔层,可列举包含氧化铝、二氧化硅等无机物的无机层。
关于被覆材的水蒸气透过率,例如优选被覆材A和被覆材B的至少一者的水蒸气透过率在40℃、相对湿度90%的环境下小于或等于1×10-1g/(m2·day)。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)进行测定。
关于被覆材的氧透过率,例如优选被覆材A和被覆材B的至少一者的氧透过率在30℃、相对湿度70%的环境下小于或等于1cm3(cc)/(m2·day·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)进行测定。
关于被覆材的平均厚度,例如优选被覆材A和被覆材B的至少一者的平均厚度为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,则有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,则有透光率的下降被抑制的倾向。
中间层的材质没有特别限制。例如,可以为具有将入射光的波长转换的功能、遮挡入射光的功能等的材质。中间层可以仅为一层也可以为两层以上。在将层叠体用作后述的波长转换构件的情况下,关于中间层的优选方式,可以参照后述的波长转换层的优选方式。
中间层的厚度没有特别限制。例如,平均厚度优选为50μm~200μm,更优选为50μm~150μm,进一步优选为80μm~120μm。
层叠体整体的厚度没有特别限制。例如可以为选自250μm~500μm范围内的厚度。
层叠体的用途没有特别限制。从有效利用平坦性优异这样的优点的观点考虑,例如可以适宜地在配置于大面积的构件(例如,纵向大于或等于70cm、横向大于或等于120cm)的表面的用途中使用。例如,如后述的波长转换构件那样,可以适宜地作为用于配置于图像显示装置的图像显示面的构件使用。
<波长转换构件>
本公开的波长转换构件具备波长转换层、以及分别配置于上述波长转换层的两侧的被覆材A和被覆材B,上述被覆材B的取向方向相对于上述被覆材A的取向方向所成的角度小于或等于20°。
就本公开的波长转换构件而言,通过分别配置于波长转换层两侧的被覆材满足上述条件,从而平坦性优异。因此,即使在用于大面积的图像显示装置(例如,大型电视)的情况下,也有如下倾向:可充分地获得与画面的密合性,可抑制画质的恶化、组装不良等的发生。
本公开中,“波长转换构件”是指具有通过波长转换层对入射至波长转换构件的光的波长进行转换的功能的构件。波长转换构件例如可配置于液晶显示装置等图像显示装置的背光单元而使用。
从进一步提高光的利用效率的观点考虑,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。
分别配置于波长转换层的面侧的被覆材A和被覆材B(以下,也一并称为被覆材)只要满足被覆材B的取向方向相对于被覆材A的取向方向所成的角度小于或等于20°这样的条件,就没有特别限制。关于被覆材的优选方式,可以参照上述层叠体中的被覆材的优选方式。
波长转换层只要可对入射至波长转换构件的光的波长进行转换,就没有特别限制。
波长转换层也可以为将入射的光转换为两种以上的不同波长的层。在该情况下,可以为将入射至单个层的光转换为两种以上的不同波长的单个层,也可以为将入射的光转换为两种以上的不同波长的两个以上的层的组合。
在某个实施方式中,波长转换层可以将入射的蓝色光转换为红色光和绿色光。在该情况下,通过由波长转换层获得的红色光和绿色光、以及透过波长转换构件的蓝色光而能够获得白色光。
在某个实施方式中,波长转换层也可以将入射的紫外光转换为蓝色光、红色光和绿色光。在该情况下,通过由波长转换层获得的蓝色光、红色光和绿色光而能够获得白色光。
波长转换构件整体的厚度没有特别限制。例如可以为选自250μm~500μm的范围内的厚度。
波长转换层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。如果波长转换层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,如果波长转换层的平均厚度小于或等于200μm,则在将波长转换构件应用于后述的背光单元的情况下,有能够使背光单元更薄型化的倾向。
从进一步提高与被覆材的密合性的观点考虑,波长转换层通过动态粘弹性测定在频率10Hz且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。波长转换层的损耗角正切(tanδ)可以使用动态粘弹性测定装置(例如,Rheometric Scientific公司,Solid Analyzer RSA-III)来测定。
另外,从进一步提高与被覆材的密合性、耐热性、和耐湿热性的观点考虑,波长转换层的玻璃化转变温度(Tg)优选为25℃~40℃,更优选为25℃~35℃,进一步优选为30℃~35℃。波长转换层的玻璃化转变温度(Tg)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。
另外,从进一步提高与被覆材的密合性、耐热性、和耐湿热性的观点考虑,波长转换层在频率10Hz且25℃的条件下测定的储能模量优选为1×107Pa~1×109Pa,更优选为5×107Pa~1×109Pa,进一步优选为5×107Pa~5×108Pa。波长转换层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。
(波长转换材料)
波长转换层可以包含波长转换材料,也可以包含荧光体作为波长转换材料。荧光体的种类没有特别限定,例如可列举有机荧光体和无机荧光体。
作为有机荧光体,可列举萘二甲酰亚胺化合物、苝化合物等。
作为无机荧光体,可列举:Y3O3:Eu、YVO4:Eu、Y2O2:Eu、3.5MgO·0.5MgF2、GeO2:Mn、(Y·Cd)BO2:Eu等红色发光无机荧光体,ZnS:Cu·Al、(Zn·Cd)S:Cu·Al、ZnS:Cu·Au·Al、Zn2SiO4:Mn、ZnSiO4:Mn、ZnS:Ag·Cu、(Zn·Cd)S:Cu、ZnS:Cu、GdOS:Tb、LaOS:Tb、YSiO4:Ce·Tb、ZnGeO4:Mn、GeMgAlO:Tb、SrGaS:Eu2+、ZnS:Cu·Co、MgO·nB2O3:Ge·Tb、LaOBr:Tb·Tm、La2O2S:Tb等绿色发光无机荧光体,ZnS:Ag、GaWO4、Y2SiO6:Ce、ZnS:Ag·Ga·Cl、Ca2B4OCl:Eu2 +、BaMgAl4O3:Eu2+等蓝色发光无机荧光体,量子点荧光体等。
从图像显示装置的颜色再现性的观点考虑,波长转换材料优选包含量子点荧光体。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、和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。
量子点荧光体可以具有核壳结构。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。
量子点荧光体也可以具有壳为多层结构的所谓的核多壳结构。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,能够进一步提高量子点荧光体的量子效率。
在波长转换层包含量子点荧光体的情况下,也可以将成分、平均粒径、层结构等不同的两种以上的量子点荧光体进行组合。通过将两种以上的量子点荧光体进行组合,能够将波长转换层整体的发光中心波长调节为所期望的值。
波长转换层也可以包含在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。
如果对包含量子点荧光体G和量子点荧光体R的波长转换层照射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、以及透过波长转换层的蓝色光而能够获得白色光。
波长转换材料可以以分散于分散介质中的分散液的状态使用。作为将波长转换材料分散的分散介质,可列举各种有机溶剂、有机硅化合物和单官能(甲基)丙烯酸酯化合物。
作为能够用作分散介质的有机溶剂,只要未确认到波长转换材料的沉降和凝聚,就没有特别限定,可列举乙腈、甲醇、乙醇、丙酮、1-丙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、己烷等。
作为能够用作分散介质的有机硅化合物,可列举: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℃)为液体,就没有特别限定,可列举具有脂环式结构的单官能(甲基)丙烯酸酯化合物(优选为(甲基)丙烯酸异冰片酯和(甲基)丙烯酸二环戊酯)、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化邻苯基苯酚(甲基)丙烯酸酯等。
分散液根据需要也可以包含分散剂。作为分散剂,可列举聚醚胺(JEFFAMINE M-1000,HUNTSMAN公司)等。
将波长转换材料分散的分散介质可以与波长转换层中所含的其他成分发生相分离,也可以不发生相分离。例如,通过使用有机硅化合物作为将波长转换材料分散的分散介质并与后述的聚合性化合物并用,能够在聚合性化合物的固化物中形成有机硅化合物发生相分离并分散为液滴状而得的结构。
波长转换层中的波长转换材料的含有率相对于波长转换层整体例如优选为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%。如果波长转换材料的含有率大于或等于0.01质量%,则有能够获得充分的波长转换功能的倾向,如果波长转换材料的含有率小于或等于1.0质量%,则有波长转换材料的凝聚被抑制的倾向。
波长转换层也可以为包含波长转换材料的固化物的状态。这样的固化物例如可以通过使包含波长转换材料、聚合性化合物、和光聚合引发剂的组合物(波长转换用树脂组合物)进行固化而获得。
波长转换用树脂组合物中所含的聚合性化合物没有特别限制,可列举硫醇化合物、(甲基)烯丙基化合物、(甲基)丙烯酸化合物等。
从波长转换层与被覆材的密合性的观点考虑,聚合性化合物优选包含硫醇化合物、以及选自由(甲基)烯丙基化合物和(甲基)丙烯酸化合物组成的组中的至少一种。
将包含硫醇化合物、以及选自由(甲基)烯丙基化合物和(甲基)丙烯酸化合物组成的组中的至少一种作为聚合性化合物的波长转换用树脂组合物进行固化而获得的波长转换层包含在硫醇基与(甲基)烯丙基或(甲基)丙烯酰基的碳碳双键之间进行烯硫醇反应而形成的硫醚结构(R-S-R',R和R'表示有机基团)。由此,有波长转换层与被覆材的密合性提高的倾向。另外,有波长转换层的光学特性进一步提高的倾向。
(1)硫醇化合物
硫醇化合物可以为在一分子中具有一个硫醇基的单官能硫醇化合物,也可以为在一分子中具有两个以上的硫醇基的多官能硫醇化合物。波长转换用树脂组合物中所含的硫醇化合物可以仅为一种也可以为两种以上。
硫醇化合物可以在分子中具有硫醇基以外的聚合性基团(例如,(甲基)丙烯酰基、(甲基)烯丙基),也可以不具有。
本公开中,在分子中包含硫醇基和除硫醇基以外的聚合性基团的化合物分类为“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。
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。
从进一步提高波长转换层与被覆材的密合性、耐热性、和耐湿热性的观点考虑,硫醇化合物优选包含多官能硫醇化合物。多官能硫醇化合物相对于硫醇化合物的总量的比例例如优选大于或等于80质量%,更优选大于或等于90质量%,进一步优选为100质量%。
硫醇化合物也可以为与(甲基)丙烯酸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硫醇化合物与(甲基)丙烯酸化合物在聚合引发剂的存在下进行加聚而获得。
硫醚低聚物中,从进一步提高固化物的光学特性、耐热性、和耐湿热性的观点考虑,优选为使多官能硫醇化合物与多官能(甲基)丙烯酸化合物反应而获得的硫醚低聚物,更优选为使季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)与三(2-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯进行加聚而获得的硫醚低聚物。
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如后述的实施例所示,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。
另外,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0.2g测定试样,向其中添加20mL氯仿而制成试样溶液。使用使0.275g可溶性淀粉溶解于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设为终点。此时,将由下述式得出的值设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
在波长转换用树脂组合物含有硫醇化合物的情况下,波长转换用树脂组合物中的硫醇化合物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5质量%~80质量%,更优选为15质量%~70质量%,进一步优选为20质量%~60质量%。
如果硫醇化合物的含有率大于或等于5质量%,则有固化物与被覆材的密合性进一步提高的倾向,如果硫醇化合物的含有率小于或等于80质量%,则有固化物的耐热性和耐湿热性进一步提高的倾向。
(2)(甲基)烯丙基化合物
(甲基)烯丙基化合物可以为在一分子中具有一个(甲基)烯丙基的单官能(甲基)烯丙基化合物,也可以为在一分子中具有两个以上的(甲基)烯丙基的多官能(甲基)烯丙基化合物。波长转换用树脂组合物中所含的(甲基)烯丙基化合物可以仅为一种也可以为两种以上。
(甲基)烯丙基化合物可以在分子中具有(甲基)烯丙基以外的聚合性基团(例如,(甲基)丙烯酰基),也可以不具有。
本公开中,在分子中具有(甲基)烯丙基以外的聚合性基团的化合物(但不包括硫醇化合物)分类为“(甲基)烯丙基化合物”。
作为单官能(甲基)烯丙基化合物的具体例,可列举乙酸(甲基)烯丙酯、正丙酸(甲基)烯丙酯、苯甲酸(甲基)烯丙酯、乙酸(甲基)烯丙基苯酯、(甲基)烯丙基苯氧基乙酸酯、(甲基)烯丙基甲醚、(甲基)烯丙基缩水甘油醚等。
作为多官能(甲基)烯丙基化合物的具体例,可列举:苯二甲酸二(甲基)烯丙酯、环己烷二甲酸二(甲基)烯丙酯、马来酸二(甲基)烯丙酯、己二酸二(甲基)烯丙酯、邻苯二甲酸二(甲基)烯丙酯、间苯二甲酸二(甲基)烯丙酯、对苯二甲酸二(甲基)烯丙酯、甘油二(甲基)烯丙基醚、三羟甲基丙烷二(甲基)烯丙基醚、季戊四醇二(甲基)烯丙基醚、1,3-二(甲基)烯丙基-5-缩水甘油基异氰脲酸酯、三(甲基)烯丙基氰脲酸酯、三(甲基)烯丙基异氰脲酸酯、偏苯三酸三(甲基)烯丙酯、均苯四甲酸四(甲基)烯丙酯、1,3,4,6-四(甲基)烯丙基甘脲、1,3,4,6-四(甲基)烯丙基-3a-甲基甘脲、1,3,4,6-四(甲基)烯丙基-3a,6a-二甲基甘脲等。
作为(甲基)烯丙基化合物,从固化物的耐热性和耐湿热性的观点考虑,优选为选自由三(甲基)烯丙基异氰脲酸酯等具有异氰脲酸酯骨架的化合物、三(甲基)烯丙基氰脲酸酯、苯二甲酸二(甲基)烯丙酯、和环己烷二甲酸二(甲基)烯丙酯组成的组中的至少一种,更优选为具有三异氰脲酸酯骨架的化合物,进一步优选为异氰脲酸三(甲基)烯丙酯。
(3)(甲基)丙烯酸化合物
(甲基)丙烯酸化合物可以为在一分子中具有一个(甲基)丙烯酰基的单官能(甲基)丙烯酸化合物,也可以为在一分子中具有两个以上的(甲基)丙烯酰基的多官能(甲基)丙烯酸化合物。波长转换用树脂组合物中所含的(甲基)丙烯酸化合物可以为一种也可以为两种以上。
作为单官能(甲基)丙烯酸化合物的具体例,可列举:(甲基)丙烯酸;(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)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯等烷基的碳原子数为1~18的(甲基)丙烯酸烷基酯;(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯等具有芳香环的(甲基)丙烯酸酯化合物;(甲基)丙烯酸丁氧基乙酯等(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(甲基)丙烯酸氨基烷基酯;二乙二醇单乙醚(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇单丁醚(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇单甲醚(甲基)丙烯酸酯、六乙二醇单甲醚(甲基)丙烯酸酯、八乙二醇单甲醚(甲基)丙烯酸酯、九乙二醇单甲醚(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇单甲醚(甲基)丙烯酸酯、七丙二醇单甲醚(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇单乙醚(甲基)丙烯酸酯等聚亚烷基二醇单烷基醚(甲基)丙烯酸酯;六乙二醇单苯基醚(甲基)丙烯酸酯等聚亚烷基二醇单芳基醚(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、甲醛加成环癸三烯(甲基)丙烯酸酯等具有脂环结构的(甲基)丙烯酸酯化合物;(甲基)丙烯酰基吗啉、(甲基)丙烯酸四氢糠酯等具有杂环的(甲基)丙烯酸酯化合物;(甲基)丙烯酸十七氟癸酯等(甲基)丙烯酸氟代烷基酯;(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)丙烯酸酯等具有羟基的(甲基)丙烯酸酯化合物;(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等具有缩水甘油基的(甲基)丙烯酸酯化合物;2-(2-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基)乙基异氰酸酯、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基异氰酸酯等具有异氰酸酯基的(甲基)丙烯酸酯化合物;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)丙烯酸酯等聚亚烷基二醇单(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、N,N-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯酰胺、2-羟基乙基(甲基)丙烯酰胺等(甲基)丙烯酰胺化合物等。
作为多官能(甲基)丙烯酸化合物的具体例,可列举:1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯等亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯;聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯等聚亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯;三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷加成三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三(2-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯等三(甲基)丙烯酸酯化合物;环氧乙烷加成季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯等四(甲基)丙烯酸酯化合物;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)丙烯酸酯等具有脂环结构的(甲基)丙烯酸酯化合物等。
从进一步提高固化物的耐热性和耐湿热性的观点考虑,(甲基)丙烯酸化合物优选为具有脂环结构或芳香环结构的(甲基)丙烯酸酯化合物。作为脂环结构或芳香环结构,可列举异冰片基骨架、三环癸烷骨架、双酚骨架等。
(甲基)丙烯酸化合物可以为具有亚烷氧基的化合物,也可以为具有亚烷氧基的二官能(甲基)丙烯酸化合物。
作为亚烷氧基,例如优选碳原子数为2~4的亚烷氧基,更优选碳原子数为2或3的亚烷氧基,进一步优选碳原子数为2的亚烷氧基。
(甲基)丙烯酸化合物所具有的亚烷氧基可以为一种也可以为两种以上。
含有亚烷氧基的化合物也可以为具有包含多个亚烷氧基的聚亚烷氧基的含有聚亚烷氧基的化合物。
在(甲基)丙烯酸化合物具有亚烷氧基的情况下,一分子中的亚烷氧基的个数优选为2个~30个,更优选为2个~20个,进一步优选为3个~10个,特别优选为3个~5个。
在(甲基)丙烯酸化合物具有亚烷氧基的情况下,优选具有双酚结构。由此,有耐热性更优异的倾向。作为双酚结构,例如可列举双酚A结构和双酚F结构,其中,优选双酚A结构。
作为含有亚烷氧基的(甲基)丙烯酸化合物的具体例,可列举:(甲基)丙烯酸丁氧基乙酯等(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯;二乙二醇单乙醚(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇单丁醚(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇单甲醚(甲基)丙烯酸酯、六乙二醇单甲醚(甲基)丙烯酸酯、八乙二醇单甲醚(甲基)丙烯酸酯、九乙二醇单甲醚(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇单甲醚(甲基)丙烯酸酯、七丙二醇单甲醚(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇单乙醚(甲基)丙烯酸酯等聚亚烷基二醇单烷基醚(甲基)丙烯酸酯;六乙二醇单苯基醚(甲基)丙烯酸酯等聚亚烷基二醇单芳基醚(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸四氢糠酯等具有杂环的(甲基)丙烯酸酯化合物;三乙二醇单(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)丙烯酸酯等具有羟基的(甲基)丙烯酸酯化合物;(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等具有缩水甘油基的(甲基)丙烯酸酯化合物;聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯等聚亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯;环氧乙烷加成三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯等三(甲基)丙烯酸酯化合物;环氧乙烷加成季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯等四(甲基)丙烯酸酯化合物;乙氧基化双酚A型二(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化双酚A型二(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化乙氧基化双酚A型二(甲基)丙烯酸酯等双酚型二(甲基)丙烯酸酯化合物等。
作为含有亚烷氧基的(甲基)丙烯酸化合物,其中优选乙氧基化双酚A型二(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化双酚A型二(甲基)丙烯酸酯和丙氧基化乙氧基化双酚A型二(甲基)丙烯酸酯,更优选乙氧基化双酚A型二(甲基)丙烯酸酯。
在某个实施方式中,聚合性化合物可以包含作为硫醇化合物的硫醚低聚物、和(甲基)烯丙基化合物(优选为多官能(甲基)烯丙基化合物)。在该情况下,(甲基)烯丙基化合物的含有率相对于波长转换用树脂组合物的总量例如可以为10质量%~50质量%,可以为15质量%~45质量%,也可以为20质量%~40质量%。
在聚合性化合物包含作为硫醇化合物的硫醚低聚物和(甲基)烯丙基化合物的情况下,所并用的波长转换材料优选为分散于作为分散介质的有机硅化合物中而成的分散液的状态。
在某个实施方式中,聚合性化合物可以包含作为硫醇化合物的并非硫醚低聚物的状态的化合物、和(甲基)丙烯酸化合物(优选为多官能(甲基)丙烯酸化合物,更优选为二官能(甲基)丙烯酸化合物)。在该情况下,(甲基)丙烯酸化合物的含有率相对于波长转换用树脂组合物的总量例如可以为40质量%~90质量%,可以为60质量%~90质量%,也可以为75质量%~85质量%。
在聚合性化合物包含作为硫醇化合物的并非硫醚低聚物的状态的化合物、和(甲基)丙烯酸化合物的情况下,所并用的波长转换材料优选为分散于作为分散介质的(甲基)丙烯酸化合物、优选为单官能(甲基)丙烯酸化合物、更优选为(甲基)丙烯酸异冰片酯中而成的分散液的状态。
(光聚合引发剂)
波长转换用树脂组合物中所含的光聚合引发剂没有特别限制,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-吗啉基苯基)-丁酮-1、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基-丙酮-1、4,4'-双(二甲基氨基)二苯甲酮(也称为“米氏酮”)、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的光聚合引发剂。
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。
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光聚合引发剂的含有率例如优选为0.1质量%~5质量%,更优选为0.1质量%~3质量%,进一步优选为0.1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%,则有波长转换用树脂组合物的敏感度变得充分的倾向,如果光聚合引发剂的含有率小于或等于5质量%,则有对于波长转换用树脂组合物的色相的影响和保存稳定性的下降被抑制的倾向。
(光扩散材)
从光转换效率提高的观点考虑,波长转换层也可以进一步含有光扩散材。
作为光扩散材的具体例,可列举氧化钛、硫酸钡、氧化锌、碳酸钙等。它们中,从光散射效率的观点考虑,优选为氧化钛。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。
光扩散材的平均粒径优选为0.1μm~1μm,更优选为0.2μm~0.8μm,进一步优选为0.2μm~0.5μm。
本公开中,光扩散材的平均粒径可以如下操作而测定。
使从波长转换用树脂组合物提取的光扩散材分散于包含表面活性剂的纯化水中,获得分散液。在使用该分散液通过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)所测定的体积基准的粒度分布中,将从小径侧起的累积达到50%时的值(中位径(D50))设为光扩散材的平均粒径。作为从波长转换用树脂组合物提取光扩散材的方法,例如可以通过以下方式获得:利用液态介质将波长转换用树脂组合物稀释,并通过离心分离处理等使光扩散材沉淀而进行分离回收。
需要说明的是,树脂固化物中所含的光扩散材的平均粒径可以如下求出:通过使用了扫描型电子显微镜的粒子观察,对50个粒子算出圆当量径(长径与短径的几何平均),作为其算术平均值求出。
在波长转换用树脂组合物含有光扩散材的情况下,从抑制光扩散材在波长转换用树脂组合物中凝聚的观点考虑,光扩散材优选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。
有机物层中所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,例如可列举正辛基膦酸及其酯、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,例如可列举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的化合物的共聚物等。
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。
如果波长转换用树脂组合物中的光扩散材的凝聚被抑制,则有树脂固化物中的光扩散材的分散性提高的倾向。
光扩散材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。作为金属氧化物层中所含的金属氧化物,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。在光扩散材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。
通过光扩散材具有金属氧化物层,从而有包含脂环式结构和硫醚结构的树脂固化物中的光扩散材的分散性提高的倾向。
在光扩散材具有包含有机物的有机物层和金属氧化物层的情况下,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光扩散材的表面。
在光扩散材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和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光扩散材的表面(有机物层成为最外层)。
在波长转换用树脂组合物含有光扩散材的情况下,波长转换用树脂组合物中的光扩散材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%~1.0质量%,更优选为0.2质量%~1.0质量%,进一步优选为0.3质量%~1.0质量%。
(其他成分)
波长转换用树脂组合物也可以进一步含有液态介质(有机溶剂等)、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。
(波长转换构件的构成例)
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。另外,图1中的波长转换层和被覆材的大小为概念性的大小,大小的相对关系并不限定于此。需要说明的是,在各附图中,对同一构件标注同一符号,有时省略重复的说明。
图1所示的波长转换构件10具有波长转换层11、以及设于波长转换层11的两面的被覆材12A和被覆材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。
被覆材12A和被覆材12B以被覆材12B的取向方向相对于被覆材12A的取向方向所成的角度小于或等于20°的方式进行配置。
图1所示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,将波长转换用树脂组合物赋予至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,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使活性能量射线透过的被覆材侧照射活性能量射线,从而使涂膜固化,形成固化物层。之后,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。
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、波长转换层的厚度等进行设定。在某个实施方式中,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、金属卤代物灯、氙灯、化学灯、黑光灯、微波激发水银灯等。
需要说明的是,在第一被覆材和第二被覆材的任一者均无法透过活性能量射线的情况下,也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有光源和本公开的波长转换构件。
作为背光单元,从提高颜色再现性的观点考虑,优选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。另外,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。
另外,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,例如可列举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。
另外,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,例如可列举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。另外,图2中的构件大小为概念性的大小,构件间的大小的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,例如可列举液晶显示装置。
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。另外,图3中的构件大小为概念性的大小,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的构成为液晶盒32配置于偏光板33A与偏光板33B之间。
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。
实施例
以下,通过实施例具体地说明本公开,但本公开并不限制于这些实施例。
(波长转换用树脂组合物的调制)
以表1所示的配合量(单位:质量份)将下述成分混合,调制波长转换用树脂组合物。表1中的“-”是指未配合。
硫醇化合物1···合成例1中合成的硫醚低聚物
硫醇化合物2···作为多官能硫醇化合物的季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)(SC有机化学株式会社,PEMP)
(甲基)烯丙基化合物···三烯丙基异氰脲酸酯(日本化成株式会社,TAIC)
(甲基)丙烯酸化合物···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)
光聚合引发剂1···2,4,6-三甲基苯甲酰基-苯基-乙氧基-氧化膦(BASF公司,IRGACURE TPO)
光聚合引发剂2···2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(株式会社Sort,SB-PI 718)
光扩散材···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有包含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和包含多元醇化合物的有机物层的氧化钛(Chemours公司,Ti-Pure R-706,体积平均粒径:0.36μm)
波长转换材料1···发出绿色光的具有由CdSe形成的核与由ZnS形成的壳的量子点荧光体的氨基改性有机硅分散液(Nanosys公司,Gen2.0QD浓缩物(QD Concentrate),量子点荧光体浓度:8质量%)
波长转换材料2···发出红色光的具有由CdSe形成的核与由ZnS形成的壳的量子点荧光体的氨基改性有机硅分散液(Nanosys公司,Gen2.0QD浓缩物,量子点荧光体浓度:8质量%)
波长转换材料3···发出绿色光的具有由CdSe形成的核与由ZnS形成的壳的量子点荧光体的丙烯酸异冰片酯分散液(Nanosys公司,Gen3.5QD浓缩物,量子点荧光体浓度:10质量%)
波长转换材料4···发出红色光的具有由InP形成的核与由ZnS形成的壳的量子点荧光体的丙烯酸异冰片酯分散液(Nanosys公司,Gen3.5QD浓缩物,量子点荧光体浓度:10质量%)
(合成例1)
量取季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)(Evans Chemetics公司,PEMP)174.0g至具备温度计、搅拌装置、氮气导入管、和真空配管的反应容器中,一边以旋转速度200次/分钟进行搅拌,一边使用真空泵对反应容器内进行减压,并保持30分钟。之后,配合预先以55℃~65℃加温并溶解的三(2-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯(日立化成株式会社,Fancryl FA-731A)26.0g,并搅拌30分钟。接着,添加三乙基胺0.25g作为催化剂,经2小时进行反应。通过红外分光分析测定而确认到丙烯酰基的吸收峰值已消失后结束反应,获得硫醚低聚物(重均分子量:4600)。
需要说明的是,重均分子量是通过使用凝胶渗透色谱,利用下述的装置和测定条件,并使用标准聚苯乙烯的标准曲线进行换算而确定的值。在制作标准曲线时,作为标准聚苯乙烯,使用5样品组(PStQuick MP-H、PStQuick B[东曹株式会社,商品名])。
装置:高效GPC装置HLC-8320GPC(检测器:示差折射计)(东曹株式会社,商品名)
使用溶剂:四氢呋喃(THF)
色谱柱:柱TSKGEL SuperMultipore HZ-H(东曹株式会社,商品名)
柱尺寸:柱长度15cm,柱内径4.6mm
测定温度:40℃
流量:0.35mL/分钟
试样浓度:10mg/THF 5mL
注入量:20μL
(波长转换构件的制作)
将上述获得的各波长转换用树脂组合物涂布于由PET形成的被覆材A(厚度:110μm)的单面而形成涂膜。在该涂膜上以被覆材A的取向方向与被覆材B的取向方向所成的角度成为表1所示的角度的方式配置与被覆材A相同材质的被覆材B(厚度:110μm)。接着,使用紫外线照射装置(Eye Graphics株式会社)照射紫外线(照射量:1000mJ/cm2),使波长转换用树脂组合物进行固化而制作波长转换构件。
在40℃、相对湿度90%的环境下,使用水蒸气透过率测定装置(MOCON公司,AQUATRAN)测定被覆材A、B的水蒸气透过率,结果为1×10-1g/(m2·day)。
在30℃、相对湿度70%的环境下,使用氧透过率测定装置(MOCON公司,OX-TRAN)测定被覆材A、B的氧透过率,结果为1cm3/(m2·day·atm)。
(全光线透过率和雾度的评价)
将上述获得的各波长转换构件裁剪成宽度50mm、长度50mm的尺寸而获得评价用样品。然后,使用浊度计(日本电色工业株式会社,NHD-2000),依据JIS K 7136:2000的测定法,测定评价用样品的全光线透过率和雾度。需要说明的是,评价用样品的雾度按照下述式来求出。
雾度(%)=(Td/Tt)×100
Td:扩散透过率
Tt:全光线透过率
(密合性的评价)
将上述获得的各波长转换构件裁剪成宽度25mm、长度100mm的尺寸后,使用拉伸试验机(株式会社Orientec,RTC-1210),在25℃的温度环境下,以拉伸速度300mm/分钟将单面的阻隔膜沿着90度方向剥离,并测定剥离强度。
(翘曲(S字卷曲)的评价)
将波长转换构件(700mm×1200mm的长方形)静置于平板上,分别在表背两面测定四个角中处于对角线上的两个角从平板上浮起的高度。将两个角的高度的平均值设为翘曲高度(mm),并按照以下的评价基准来评价翘曲。
-评价基准-
A:翘曲高度小于5mm
B:翘曲高度大于或等于5mm且小于10mm
C:翘曲高度大于或等于10mm
[表1]
如表1所示,被覆材B的取向方向相对于被覆材A的取向方向所成的角度小于或等于20°的实施例的波长转换构件与被覆材B的取向方向相对于被覆材A的取向方向所成的角度超过20°的比较例的波长转换构件相比,翘曲被抑制,平坦性优异。
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。
符号说明
10…波长转换构件;11…波长转换层;12A…被覆材;12B…被覆材;20…背光单元;21…光源;22…导光板;23…回归反射性构件;24…反射板;30…液晶显示装置;31…液晶盒单元;32…液晶盒;33A…偏光板;33B…偏光板;LB…蓝色光;LR…红色光;LG…绿色光;LW…白色光。
Claims (13)
1.一种层叠体,其具备中间层、以及分别配置于所述中间层的两侧的被覆材A和被覆材B,所述被覆材B的取向方向相对于所述被覆材A的取向方向所成的角度小于或等于20°。
2.根据权利要求1所述的层叠体,所述被覆材A和所述被覆材B为多层结构。
3.根据权利要求1或2所述的层叠体,所述被覆材A和所述被覆材B的至少一者的水蒸气透过率在40℃、相对湿度90%的环境下小于或等于1×10-1g/(m2·day)。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的层叠体,所述被覆材A和所述被覆材B的至少一者的氧透过率在30℃、相对湿度70%的环境下小于或等于1cm3/(m2·day·atm)。
5.一种波长转换构件,其具备波长转换层、以及分别配置于所述波长转换层的两侧的被覆材A和被覆材B,所述被覆材B的取向方向相对于所述被覆材A的取向方向所成的角度小于或等于20°。
6.根据权利要求5所述的波长转换构件,所述被覆材A和所述被覆材B为多层结构。
7.根据权利要求5或6所述的波长转换构件,所述被覆材A和所述被覆材B的至少一者的水蒸气透过率在40℃、相对湿度90%的环境下小于或等于1×10-1g/(m2·day)。
8.根据权利要求5~7中任一项所述的波长转换构件,所述被覆材A和所述被覆材B的至少一者的氧透过率在30℃、相对湿度70%的环境下小于或等于1cm3/(m2·day·atm)。
9.根据权利要求5~8中任一项所述的波长转换构件,所述波长转换层为包含波长转换材料、聚合性化合物、和光聚合引发剂的组合物的固化物。
10.根据权利要求9所述的波长转换构件,所述聚合性化合物包含硫醇化合物、以及选自由(甲基)烯丙基化合物和(甲基)丙烯酸化合物组成的组中的至少一种。
11.根据权利要求9或10所述的波长转换构件,所述波长转换材料包含量子点荧光体。
12.一种背光单元,其具备权利要求5~11中任一项所述的波长转换构件、以及光源。
13.一种图像显示装置,其具备权利要求12所述的背光单元。
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