CN116390847B - 波长转换片用膜、以及使用了该波长转换片用膜的波长转换片、背光源和液晶显示装置 - Google Patents

波长转换片用膜、以及使用了该波长转换片用膜的波长转换片、背光源和液晶显示装置 Download PDF

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Abstract

提供一种波长转换片用膜,其在适用于波长转换片时能够抑制经时的色调变化。一种波长转换片用膜,其为依次具有底涂层和第1基材膜的波长转换片用膜,其中,将上述底涂层的折射率定义为n1、将上述底涂层的厚度定义为t1、将上述第1基材膜的折射率定义为n2时,满足下述条件1或下述条件2。条件1:n1<n2,下述式1所示的d1表示x±0.10(其中,x为奇数的整数)的范围。条件2:n1>n2,下述式1所示的d1表示x±0.10(其中,x为偶数的整数)的范围。式1:d1=n1×t1/112.5nm。

Description

波长转换片用膜、以及使用了该波长转换片用膜的波长转换 片、背光源和液晶显示装置
技术领域
本发明涉及波长转换片用膜、以及使用了该波长转换片用膜的波长转换片、背光源和液晶显示装置。
背景技术
伴随着个人计算机(特别是便携式个人计算机)的发展,液晶显示装置的需求正在增加。另外,最近家庭用液晶电视机的普及率也正在提高,进而,智能手机、平板终端也正在广泛普及。因此,液晶显示装置的市场处于日益扩大的状况。
这种液晶显示装置通常包括具有滤色器、液晶单元和背光源的构成,利用液晶单元内的液晶层的快门功能来控制光的强弱,通过滤色器将各像素的颜色分成R、G、B的三原色来表示,由此显示图像。
作为液晶显示装置的背光源的光源,以往使用了冷阴极管(CCFL)。但是,从低功耗和小空间的方面出发,背光源的光源从冷阴极管替换成LED。
作为通常的背光源的光源使用的LED使用了将蓝色LED和YAG系黄色荧光体组合而成的被称为白色LED的LED。该白色LED的发射波长的光谱分布宽,被称为伪白色。
另一方面,近年来,使用量子点技术的背光源的开发也在推进。量子点是指半导体的纳米尺寸的微粒。
使用量子点的背光源的基本构成是将产生一次光的光源(发出蓝色光的蓝色LED等)与量子点组合而成的。
量子点例如为:由作为CdSe的核和作为ZnS的壳构成的半导体微粒;和由覆盖壳周边的配体构成的纳米尺寸的化合物半导体微粒。量子点由于其粒径小于化合物半导体的激子的玻尔半径,因此出现量子限制效应。因此,量子点的发光效率高于以往使用的以稀土离子为活化剂的荧光体(稀土荧光体),能够实现90%以上的高发光效率。
另外,量子点的发射波长由这样量子化的化合物半导体微粒的带隙能量决定,因此可以通过改变量子点的粒径来获得任意的发射波长、即任意的发射光谱。将这些量子点与蓝色LED等组合的背光源能够以高发光效率实现高色纯度(例如参照专利文献1~2)。
另外,除了液晶显示装置的背光源以外,量子点还被用于照明、量子点激光器等。
量子点具备上述优异的特征,但另一方面存在容易因水分、氧等的影响而劣化的问题。因此,量子点含有层的两侧的面优选利用波长转换片用的阻隔膜进行保护。
专利文献3和4中记载了一种依次具有底涂层、第1基材膜、阻隔层和第2基材膜的波长转换片用的阻隔膜,并且记载了一种利用上述阻隔膜对量子点含有层进行了保护的波长转换片。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2012/132239号
专利文献2:日本特开2015-18131号公报
专利文献3:日本特开2020-19141号公报
专利文献4:日本特开2020-160212号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是,使用了专利文献3和4的波长转换片的液晶显示装置在持续使用的期间经常存在着观察到与初期不同色调的图像的情况。即,使用了专利文献3和4的波长转换片的液晶显示装置在对初始时刻和任意时刻进行比较时,经常存在着色调大幅不同的情况。
量子点的特征在于提高色纯度。因此,使用了量子点的液晶显示装置的色调不稳定会有损上述液晶显示装置的特征,在上述液晶显示装置的品质上是重要的问题。
鉴于上述问题,本发明的目的在于提供一种波长转换片用膜,其在适用于波长转换片时能够抑制经时的色调变化。另外,本发明的目的在于提供使用了上述波长转换片用膜的波长转换片、背光源和液晶显示装置。
用于解决课题的手段
本发明人为了解决上述课题进行了深入研究,结果发现,通过使构成波长转换片用膜的底涂层的折射率和厚度为特定的关系,能够抑制适用了波长转换片用膜的波长转换片等的色调变化。
本发明提供下述的[1]~[19]。
[1]一种波长转换片用膜,其为依次具有底涂层和第1基材膜的波长转换片用膜,其中,
将上述底涂层的折射率定义为n1、将上述底涂层的厚度定义为t1、将上述第1基材膜的折射率定义为n2时,
满足下述条件1或下述条件2。
条件1:n1<n2,下述式1所示的d1表示x±0.10(其中,x为奇数的整数)的范围。
条件2:n1>n2,下述式1所示的d1表示x±0.10(其中,x为偶数的整数)的范围。
式1:d1=n1×t1/112.5nm
[2]如[1]所述的波长转换片用膜,其依次具有上述底涂层、上述第1基材膜和阻隔层。
[3]如[1]所述的波长转换片用膜,其依次具有上述底涂层、上述第1基材膜、阻隔层和第2基材膜。
[4]如[3]所述的波长转换片用膜,其在上述第2基材膜的与上述阻隔层相反的一侧具有防粘贴层。
[5]如[2]~[4]中任一项所述的波长转换片用膜,其中,上述阻隔层包含无机氧化物层和有机被覆层。
[6]如[2]~[4]中任一项所述的波长转换片用膜,其中,上述阻隔层从上述第1基材膜侧起依次具有第1无机氧化物层、第1有机被覆层、第2无机氧化物层。
[7]如[2]~[4]中任一项所述的波长转换片用膜,其中,上述阻隔层从上述第1基材膜侧起依次具有第1无机氧化物层、第1有机被覆层、第2无机氧化物层、第2有机被覆层。
[8]如[1]~[7]中任一项所述的波长转换片用膜,其中,
在上述条件1中,上述式1所示的d1表示x±0.10(其中,x为3以上5以下的奇数的整数)的范围,
在上述条件2中,上述式1所示的d1表示x±0.10(其中,x为2以上4以下的偶数的整数)的范围。
[9]如[1]~[7]中任一项所述的波长转换片用膜,其中,
在上述条件1中,上述式1所示的d1表示x±0.10(其中,x为3)的范围,
在上述条件2中,上述式1所示的d1表示x±0.10(其中,x为2)的范围。
[10]如[1]~[9]中任一项所述的波长转换片用膜,其中,上述底涂层的厚度t1为100nm以上900nm以下。
[11]如[1]~[9]中任一项所述的波长转换片用膜,其中,上述底涂层的厚度t1为100nm以上270nm以下。
[12]如[1]~[11]中任一项所述的波长转换片用膜,其中,上述第1基材膜的厚度为5μm以上。
[13]如[3]~[5]中任一项所述的波长转换片用膜,其中,上述第2基材膜的厚度为10μm以上200μm以下。
[14]如[3]~[5]中任一项所述的波长转换片用膜,其中,上述第2基材膜的厚度为10μm以上65μm以下。
[15]如[3]~[5]、[13]、[14]中任一项所述的波长转换片用膜,其中,上述第2基材膜的厚度/上述第1基材膜的厚度为2.50以上6.50以下。
[16]如[3]~[5]、[13]、[14]中任一项所述的波长转换片用膜,其中,上述第2基材膜的厚度/上述第1基材膜的厚度为2.50以上4.20以下。
[17]一种波长转换片,其为第1保护膜、包含量子点的量子点含有层、和第2保护膜依次层积而成的波长转换片,其中,
上述第1保护膜和上述第2保护膜为[1]~[16]中任一项所述的波长转换片用膜,
上述第1保护膜和上述第2保护膜的上述底涂层侧的面按照朝向上述量子点含有层侧的方式进行层积,
上述第1保护膜和上述第2保护膜的与上述量子点含有层相接的层为上述底涂层,将上述量子点含有层的折射率定义为n0时,n0<n1
[18]一种背光源,该背光源具备放出一次光的至少1个光源、与上述光源相邻配置的用于导光或漫射的光学板、和配置于上述光学板的光出射侧的波长转换片,其中,上述波长转换片为[17]所述的波长转换片。
[19]一种液晶显示装置,其为具备背光源和液晶面板的液晶显示装置,其中,上述背光源为[18]所述的背光源。
发明的效果
本发明的波长转换片用膜、以及使用了该波长转换片用膜的波长转换片、背光源和液晶显示装置能够抑制经时的色调变化。
附图说明
图1是示出本发明的波长转换片用膜的一个实施方式的截面图。
图2是示出本发明的波长转换片用膜的另一实施方式的截面图。
图3是示出本发明的波长转换片用膜的另一实施方式的截面图。
图4是示出本发明的波长转换片的一个实施方式的截面图。
图5是示出本发明的背光源的一个实施方式的截面图。
图6是示出本发明的背光源的另一实施方式的截面图。
图7是示出实施例1的波长转换片用膜的光谱透射率的图。
图8是示出实施例2的波长转换片用膜的光谱透射率的图。
图9是示出比较例1的波长转换片用膜的光谱透射率的图。
图10是示出比较例2的波长转换片用膜的光谱透射率的图。
图11是示出比较例3的波长转换片用膜的光谱透射率的图。
具体实施方式
下面,对本发明的实施方式进行说明。
需要说明的是,本说明书中,各层的折射率是指波长632.8nm下的折射率。各层的折射率例如可以通过由反射光度计测定的反射光谱和由利用菲涅耳系数的多层薄膜的光学模型算出的反射光谱的拟合来算出。
[波长转换片用膜]
本发明的波长转换片用膜为依次具有底涂层和第1基材膜的波长转换片用膜,其特征在于,
将上述底涂层的折射率定义为n1、将上述底涂层的厚度定义为t1、将上述第1基材膜的折射率定义为n2时,
满足下述条件1或下述条件2。
条件1:n1<n2,下述式1所示的d1表示x±0.10(其中,x为奇数的整数)的范围。
条件2:n1>n2,下述式1所示的d1表示x±0.10(其中,x为偶数的整数)的范围。
式1:d1=n1×t1/112.5nm
图1~图3是示出本发明的波长转换片用膜100的实施方式的截面图。图1~图3的波长转换片用膜100依次具有底涂层10和第1基材膜20。此外,图1~图3的波长转换片用膜100依次具有底涂层10、第1基材膜20、阻隔层30和第2基材膜40。
图2的波长转换片用膜100具有第1阻隔层30A和第2阻隔层30B作为阻隔层30。
图1~图3的波长转换片用膜100均在第1基材膜20与第2基材膜40之间具有粘接剂层50。
<层积构成>
作为本发明的波长转换片用膜的层积构成,可以举出下述(1)~(6)。在下述(1)~(6)中,优选易于使阻隔性良好的(1)~(4)、(6)。另外,在(1)~(4)、(6)中,更优选在接近量子点含有层的位置具有阻隔层的(1)、(2)和(6)。(5)和(6)由于不具有第2基材膜,能够使层积构成简单化,因此优选。需要说明的是,本发明的波长转换片用膜不限定于下述(1)~(6)的层积构成。例如,可以在下述(1)~(4)的波长转换片用膜的第2基材膜的与阻隔层相反的一侧具有防粘贴层。
(1)依次具有底涂层、第1基材膜、阻隔层、第2基材膜的层积构成。
(2)依次具有底涂层、第1基材膜、阻隔层、粘接剂层、第2基材膜的层积构成。
(3)依次具有底涂层、第1基材膜、粘接剂层、阻隔层、第2基材膜的层积构成。
(4)依次具有底涂层、第1基材膜、第1阻隔层、粘接剂层、第2阻隔层、第2基材膜的层积构成。
(5)依次具有底涂层、第1基材膜的层积构成。
(6)依次具有底涂层、第1基材膜、阻隔层的层积构成。
<底涂层>
本发明的波长转换片用膜中,底涂层的位置优选为波长转换片用膜的最外层。通过在最外层具有底涂层,能够改善波长转换片用膜与量子点含有层的密合性,从这方面出发是优选的。波长转换片用膜具有阻隔层的情况下,底涂层的位置优选为第1基材膜的与阻隔层相反的一侧的最外层。
底涂层优选包含树脂成分。作为树脂成分,可以举出聚酯系树脂、聚氨酯系树脂、丙烯酸系树脂等。这些之中,优选聚氨酯系树脂。即,底涂层优选包含聚氨酯系树脂。
聚氨酯系树脂易于改善与量子点含有层的密合性。另外,聚氨酯系树脂能够缓和使量子点含有层发生电离射线固化或热固化时产生的应力,使应力难以传递到第1基材膜。
作为聚氨酯系树脂,可以举出通过多官能异氰酸酯与含羟基的化合物的反应得到的单液或双液型聚氨酯系树脂组合物的反应物。多官能异氰酸酯和含羟基的化合物分别可以仅使用一种,也可以使用两种以上。
具体而言,作为多官能异氰酸酯,可以举出甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、聚亚甲基聚亚苯基多异氰酸酯等芳香族多异氰酸酯、或者六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯等脂肪族多异氰酸酯等。
另外,作为含羟基的化合物,可以举出聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚酯聚氨酯多元醇、聚丙烯酸酯多元醇等。本发明中,从与量子点含有层的密合性和耐久性的方面出发,特别优选聚酯聚氨酯多元醇。聚酯聚氨酯多元醇例如可以通过日本特开2001-288408号公报、日本特开2003-26996号公报中记载的方法来制造。
以底涂层的总量为基准,聚氨酯系树脂的含量优选为40质量%以上、更优选为70质量%以上。
对于底涂层来说,为了抑制聚合收缩,作为树脂成分,优选实质上不含有拥有具有反应性碳碳双键的基团的树脂。作为具有反应性碳碳双键的基团,可以举出丙烯酰基、甲基丙烯酰基、苯乙烯基等。
实质上不含有是指底涂层的树脂成分的总量的1质量%以下,更优选为0.1质量%以下、进一步优选为0.01质量%以下。
底涂层可以进一步含有硅烷偶联剂。硅烷偶联剂中,位于其分子一端的氯基、烷氧基、乙酰氧基等官能团发生水解而形成硅烷醇基(Si-OH)。由此,底涂层的树脂组合物通过共价键等被修饰,形成牢固的键合。另外,通过位于硅烷偶联剂的另一端的乙烯基、甲基丙烯酰氧基、氨基系、环氧系、巯基等有机官能团,能够易于改善底涂层与量子点含有层的密合性。
作为硅烷偶联剂,可以举出例如γ-氯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基-三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-脲基丙基三乙氧基硅烷、双(β-羟基乙基)-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷和γ-氨基丙基硅酮等,可以使用它们中的1种或2种以上。
以底涂层的总量为基准,硅烷偶联剂的含量优选为1质量%以上、更优选为3质量%以上。若硅烷偶联剂的含量为上述范围,能够易于进一步提高底涂层与量子点含有层的密合性。
需要说明的是,为了改善底涂层的伸长性、同时抑制底涂层的裂纹产生,以底涂层的总量为基准,硅烷偶联剂的含量优选为30质量%以下、更优选为20质量%以下。
底涂层可以进一步包含填充剂。填充剂具有调整用于形成底涂层的涂布液的粘度等、提高涂布适应性等的作用。作为填充材料,可以使用例如碳酸钙、硫酸钡、氧化铝白、二氧化硅、滑石、玻璃粉、树脂粉末等。
底涂层可以根据需要进一步包含稳定剂、交联剂、润滑剂、紫外线吸收剂等添加剂。
底涂层的折射率n1只要满足条件1或条件2就没有限制,优选为下述范围。
n1优选为1.47以上、更优选为1.52以上、进一步优选为1.55以上。通过使n1为1.47以上,能够容易使底涂层的折射率大于量子点含有层的折射率。
另外,n1优选为1.66以下、更优选为1.62以下、进一步优选为1.60以下。
底涂层的厚度t1只要满足条件1或条件2就没有限制。需要说明的是,若厚度t1过薄,则有时底涂层与量子点含有层的密合性降低,或者无法充分缓和量子点含有层的应力。另外,若厚度t1过厚,则底涂层的厚度容易产生不均,底涂层的面内容易产生物理特性的偏差。
因此,厚度t1优选为100nm以上、更优选为150nm以上、进一步优选为200nm以上。厚度t1优选为900nm以下、更优选为600nm以下、进一步优选为500nm以下、更进一步优选为450nm以下。
本说明书中所示的技术特征中,数值的上限选项和下限选项分别示出多个时,可以将选自上限选项中的一个与选自下限选项中的一个进行组合,作为数值范围的实施方式。
例如,在上述底涂层的厚度的情况下,可以举出100nm以上900nm以下、100nm以上600nm以下、100nm以上500nm以下、100nm以上450nm以下、150nm以上900nm以下、150nm以上600nm以下、150nm以上500nm以下、150nm以上450nm以下、200nm以上900nm以下、200nm以上600nm以下、200nm以上500nm以下、200nm以上450nm以下等数值范围的实施方式。
本说明书中,关于构成波长转换片用膜的各层的厚度、以及量子点含有层的厚度,例如,可以由使用扫描型透射电子显微镜(STEM)拍摄的截面图像测定20处的厚度,由20处的值的平均值算出。
本说明书中,在测定层的厚度、光谱透射率、总光线透射率、色调(Yxy色度系统的x值和y值)等各种参数时,只要不特别声明,则在温度23℃±5℃、相对湿度40%以上65%以下的气氛下进行测定。此外,在测定各种参数前,将样品在上述气氛中暴露30分钟以上。
<基材膜>
本发明的波长转换片用膜具有第1基材膜作为基材膜。
本发明的波长转换片用膜可以仅具有第1基材膜作为基材膜,也可以具有第1基材膜和第2基材膜作为基材膜。在具有第1基材膜和第2基材膜的情况下,能够改善形成阻隔层时的效率,同时能够改善波长转换片用膜的韧性和强度。
第1基材膜和第2基材膜只要是不损害波长转换片的功能的树脂膜即可,没有特别限制。
作为第1基材膜和第2基材膜,可以举出由选自聚酯、三乙酰纤维素(TAC)、二乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚砜、聚砜、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇缩醛、聚醚酮、丙烯酸类、聚碳酸酯、聚氨酯和非晶态烯烃(Cyclo-Olefin-Polymer:COP)等中的1种以上的树脂形成的树脂膜。
这些树脂膜中,从机械强度、尺寸稳定性和耐热性的方面出发,优选经拉伸加工的聚酯膜,更优选经双向拉伸加工的聚酯膜。作为聚酯膜,可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜。
第1基材膜和第2基材膜可以为同一种类的树脂膜,也可以为不同种类的树脂膜。
第1基材膜和第2基材膜的JIS K7361-1:1997的总光线透射率优选为80%以上、更优选为85%以上、进一步优选为87%以上。
为了提高密合性等,可以对第1基材膜和第2基材膜中的设置阻隔层一侧的表面实施表面处理。作为表面处理,可以举出例如电晕放电处理、臭氧处理、利用氧气或氮气等的低温等离子体处理、辉光放电处理、利用化学药品等进行处理的氧化处理等。
第1基材膜的厚度优选根据第2基材膜的有无而变更。在具有第2基材膜的情况下,第1基材膜的厚度优选为5μm以上、更优选为8μm以上、进一步优选为10μm以上。通过使第1基材膜的厚度为5μm以上,第1基材膜的光学距离充分大于可见光线的波长,因此能够容易忽视第1基材膜对波长转换片用膜的分光透射光谱的波形造成的影响。
本说明书中,“光学距离”=“折射率”ד厚度”。
在具有第2基材膜的情况下,出于薄膜化和容易抑制水蒸气及氧从端部侵入的原因,第1基材膜的厚度优选为100μm以下、更优选为75μm以下、更优选为50μm以下、更优选为27μm以下。
另一方面,在不具有第2基材膜的情况下,第1基材膜的厚度优选为5μm以上、更优选为20μm以上、更优选为30μm以上、更优选为40μm以上、更优选为50μm以上。通过使第1基材膜的厚度为5μm以上,第1基材膜的光学距离充分大于可见光线的波长,因此能够容易忽视第1基材膜对波长转换片用膜的分光透射光谱的波形造成的影响。此外,通过使第1基材膜的厚度为20μm以上,即使在不具有第2基材膜的情况下,也能够易于改善波长转换片用膜的阻隔性。
在不具有第2基材膜的情况下,出于薄膜化和容易抑制水蒸气及氧从端部侵入的原因,第1基材膜的厚度优选为200μm以下、更优选为150μm以下、更优选为100μm以下。
第2基材膜的厚度优选为10μm以上、更优选为20μm以上、进一步优选为30μm以上。通过使第2基材膜的厚度为10μm以上,能够易于改善波长转换片用膜的处理性。
为了薄膜化,第2基材膜的厚度优选为200μm以下、更优选为150μm以下、更优选为100μm以下、更优选为75μm以下、更优选为65μm以下、更优选为55μm以下。
第1基材膜的厚度与第2基材膜的厚度的关系没有特别限制。
在上述(2)的层积构成中,优选满足“第1基材膜的厚度<第2基材膜的厚度”的关系。通过满足上述关系,能够易于改善形成阻隔层时的效率,同时易于改善波长转换片用膜的韧性和强度。
关于第1基材膜的厚度与第2基材膜的厚度之比(第2基材膜的厚度/第1基材膜的厚度),由于易于发挥出使用2片基材的效果,因此上限优选为6.50以下、更优选为5.00以下、进一步优选为4.20以下,下限优选为2.50以上、更优选为3.00以上、进一步优选为3.50以上。
<阻隔层>
为了改善阻隔性,波长转换片用膜优选具有阻隔层。阻隔层优选位于第1基材膜的与底涂层相反的一侧。在波长转换片用膜具有第2基材膜的情况下,阻隔层优选位于第1基材膜与第2基材膜之间。
阻隔层例如可以通过在第1基材膜或第2基材膜中的至少一者上蒸镀或涂布构成阻隔层的成分等而形成。
阻隔层可以如图1和图3那样形成于第1基材膜和第2基材膜中的一者。另外,阻隔层也可以如图2那样形成于第1基材膜和第2基材膜的两者。
作为阻隔层,可以举出:选自由“通过蒸镀无机氧化物而形成的无机氧化物层”、“涂布包含聚乙烯醇等水溶性高分子等的涂布剂而形成的有机被覆层”、“含有包含金属氧化物和磷化合物的组合物的反应物的层”组成的组中的单一种类的单层;将选自上述组中的单一种类层积而成的层;将选自上述组中的两种以上层积而成的层等。这些之中,优选将无机氧化物层和有机被覆层层积而成的层。即,阻隔层优选包含无机氧化物层和有机被覆层。
作为含有包含金属氧化物和磷化合物的组合物的反应物的层,可以举出例如国际公开WO2011/122036中记载的层。
以下,对无机氧化物层和有机被覆层的实施方式进行说明。
在第1基材膜上的阻隔层具有无机氧化物层和有机被覆层的情况下,优选依次具有第1基材膜、无机氧化物层和有机被覆层。在第2基材膜上的阻隔层具有无机氧化物层和有机被覆层的情况下,优选依次具有第2基材膜、无机氧化物层和有机被覆层。
另外,为了改善阻隔性,阻隔层更优选依次具有第1无机氧化物层、第1有机被覆层、第2无机氧化物层,进一步优选依次具有第1无机氧化物层、第1有机被覆层、第2无机氧化物层、第2有机被覆层。在第1基材膜上的阻隔层具有上述构成的情况下,优选依次具有第1基材膜、第1无机氧化物层、第1有机被覆层、第2无机氧化物层,更优选依次具有第1基材膜、第1无机氧化物层、第1有机被覆层、第2无机氧化物层、第2有机被覆层。在第2基材膜上的阻隔层具有上述构成的情况下,优选依次具有第1基材膜、第1无机氧化物层、第1有机被覆层、第2无机氧化物层,更优选依次具有第2基材膜、第1无机氧化物层、第1有机被覆层、第2无机氧化物层、第2有机被覆层。
《无机氧化物层》
作为构成无机氧化物层的无机氧化物,可以举出选自氧化铝、氧化硅和氧化镁中的1种或2种以上。为了赋予波长转换片用膜充分的阻隔性、以及为了波长转换片用膜的生产效率,优选氧化铝或氧化硅。另外,为了抑制色调,更优选氧化铝。
无机氧化物层可以通过例如真空蒸镀法、溅射法以及离子镀法等物理气相生长法(Physical Vapor Deposition法、PVD法)、或者等离子体化学气相生长法、热化学气相生长法以及光化学气相生长法等化学气相生长法(Chemical Vapor Deposition法、CVD法)等来形成。这些之中,从生产率(蒸镀速度)的方面出发,优选真空蒸镀法。PVD法与CVD法相比,从碳不易混入无机氧化物层的方面出发是优选的。
在无机氧化物层包含氧化硅的情况下,各层中的氧化硅的含有比例以质量基准计优选为80质量%以上、更优选为90质量%以上、进一步优选为95质量%以上。
在无机氧化物层包含氧化铝的情况下,各层中的氧化铝的含有比例以质量基准计优选为80质量%以上、更优选为90质量%以上、进一步优选为95质量%以上。
无机氧化物层的优选厚度根据无机氧化物的种类而不同,因此不能一概而论。在无机氧化物层包含氧化硅或氧化铝的情况下,无机氧化物层的厚度优选为下述范围。
在无机氧化物层包含氧化硅的情况下,为了改善阻隔性,无机氧化物层的厚度优选为20nm以上、更优选为50nm以上、进一步优选为70nm以上。
另外,在无机氧化物层包含氧化硅的情况下,无机氧化物层的厚度优选为220nm以下、更优选为180nm以下、更优选为160nm以下、更优选为140nm以下、更优选为100nm以下。通过使厚度为220nm以下,能够抑制无机氧化物层产生损伤和裂纹,并且能够易于抑制来自氧化硅的色调。
在无机氧化物层包含氧化铝的情况下,为了改善阻隔性,无机氧化物层的厚度优选为6nm以上、更优选为7nm以上。
另外,在无机氧化物层包含氧化铝的情况下,无机氧化物层的厚度优选为25nm以下、更优选为20nm以下、更优选为15nm以下、更优选为12nm以下、更优选为10nm以下。通过使厚度为25nm以下,能够易于抑制在无机氧化物层产生损伤和裂纹。
在无机氧化物层与第1基材膜或第2基材膜之间,为了提高密合性等,可以具有锚固层。特别是,在无机氧化物层包含氧化硅的情况下,优选在无机氧化物层与第1基材膜或第2基材膜之间具有锚固层。
锚固层可以单独使用聚酯系树脂、聚氨酯系树脂、丙烯酸系树脂、乙烯醇树脂、乙烯乙烯醇树脂、乙烯基改性树脂、含噁唑啉基的树脂、含碳二亚胺基的树脂、含环氧基的树脂、含异氰酸酯基的树脂、含烷氧基的树脂、改性苯乙烯树脂和改性有机硅树脂等或者将2种以上组合使用。锚固层的厚度优选为0.01μm以上1μm以下。
《有机被覆层》
有机被覆层优选包含选自水溶性高分子和金属醇盐系化合物中的1种以上。另外,有机被覆层更优选包含选自水溶性高分子和金属醇盐系化合物中的水溶性高分子中的1种以上,进一步优选包含选自水溶性高分子中的1种以上与选自金属醇盐系化合物中的1种以上。
有机被覆层与无机氧化物层相比挠性良好。因此,通过除了无机氧化物层以外还具有有机被覆层,能够易于抑制在无机氧化物层产生损伤和裂纹,能够易于改善波长转换片用膜的阻隔性。
作为水溶性高分子,可以举出聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮和乙烯-乙烯醇共聚物等,这些之中,从阻隔性的方面出发,优选聚乙烯醇和乙烯-乙烯醇共聚物,更优选聚乙烯醇。即,有机被覆层优选包含选自聚乙烯醇和乙烯-乙烯醇共聚物中的1种以上,更优选包含聚乙烯醇。
有机被覆层含有水溶性高分子和金属醇盐系化合物的情况下,相对于金属醇盐系化合物的总量100质量份的水溶性高分子的含量优选为5质量份以上500质量份以下、更优选为7质量份以上100质量份以下、进一步优选为8质量份以上50质量份以下。
作为金属醇盐系化合物,可以举出金属醇盐、金属醇盐水解物和金属醇盐聚合物。
金属醇盐为通式M(OR)n所示的化合物。式中,M表示Si、Ti、Al和Zr等金属,R表示甲基和乙基等烷基。作为金属醇盐的具体例,可以举出四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷和异丙氧基铝等。
有机被覆层例如可以通过将包含构成有机被覆层的成分的涂布液涂布至无机氧化物层上并进行干燥而形成。上述涂布液中可以含有硅烷偶联剂、固化剂和分散剂等添加剂。
为了改善阻隔性,有机被覆层的厚度优选为70nm以上、更优选为100nm以上、进一步优选为150nm以上。
另外,有机被覆层的厚度优选为600nm以下、更优选为480nm以下、更优选为370nm以下、更优选为300nm以下、更优选为270nm以下、更优选为250nm以下。通过使厚度为600nm以下,能够使波长转换片用膜薄膜化。另外,若有机被覆层的厚度过厚,则涂布有机被覆层并进行干燥时产生的应力变大,由于上述应力,有时无机氧化物层会产生裂纹,阻隔性降低。因此,通过使厚度为600nm以下,能够易于改善初期的阻隔性。
<其他层>
波长转换片用膜可以在不阻碍波长转换片用膜的效果的范围内具有“底涂层、第1基材膜、阻隔层和第2基材膜以外的层(其他层)”。
作为其他层,可以举出粘接剂层。粘接剂层例如位于第1基材膜与第2基材膜之间,用于使第1基材膜、阻隔层和第2基材膜一体化。
粘接剂层可以由通用的粘接剂组合物形成。粘接剂层的厚度优选为3μm以上100μm以下、更优选为3μm以上50μm以下、进一步优选为4μm以上8μm以下。
另外,作为其他层,可以举出防粘贴层。防粘贴层优选位于第2基材膜的与阻隔层相反的一侧,优选位于第2基材膜的与阻隔层相反的一侧的最外层。
防粘贴层优选包含填料和粘结剂树脂。
<条件1或条件2>
本发明的波长转换片用膜在将上述底涂层的折射率定义为n1、将上述底涂层的厚度定义为t1、将上述第1基材膜的折射率定义为n2时,
需要满足下述条件1或下述条件2。
条件1:n1<n2,下述式1所示的d1表示x±0.10(其中,x为奇数的整数)的范围。
条件2:n1>n2,下述式1所示的d1表示x±0.10(其中,x为偶数的整数)的范围。
式1:d1=n1×t1/112.5nm
首先,说明本发明人使式1的d1为规定范围的背景。
本发明的波长转换片用膜(100a、100b)例如如图4所示配置于量子点含有层(80)的两侧,作为波长转换片(200)的构成部件使用。图4中,波长转换片用膜(100a、100b)具有作为量子点含有层(80)的保护膜的作用。并且,在包含波长转换片的背光源中,从背光源的一次光源射出的光(一般以波长450nm为中心的蓝色光)入射到波长转换片(200)的下侧的波长转换片用膜(100b)的第2基材膜(40)。
在一次光源的光入射到图4的波长转换片(200)的下侧的波长转换片用膜(100b)的第2基材膜(40)的情况下,大部分的光透过第2基材膜(40)、粘接剂层(50)、阻隔层(30)和第1基材膜(20)到达量子点含有层(80)。
并且,到达量子点含有层(80)的一次光源的光中与量子点碰撞的光被转换成与一次光源波长不同的光(以下,将与量子点碰撞而被转换的光称为L2),入射到上侧的波长转换片用膜(100a)的底涂层(10)。L2可以举出例如绿色光和红色光。另一方面,到达量子点含有层(50)的一次光源的光中未与量子点碰撞的光以一次光源的波长的光的状态入射到上侧的波长转换片用膜(100a)的底涂层(10)。以下,将未与量子点碰撞而未被转换的光称为L1。L1可以举出例如蓝色光。
然后,入射到上侧的波长转换片用膜(100a)的光(L1和L2)的大部分透过底涂层(10)、第1基材膜(20)、阻隔层(30)、粘接剂层(50)和第2基材膜(40),朝向配置于与波长转换片(200)相比更靠近观察者侧的部件。作为配置于与波长转换片相比更靠近观察者侧的部件,可以举出棱镜片等亮度提高片。
适用了包含波长转换片用膜的波长转换片的液晶显示装置的色调通过L1与L2的平衡而成立。由此,认为适用了波长转换片的液晶显示装置的色调经时变化的理由是因为L1与L2的平衡发生变化。
本发明人对L1与L2的平衡发生变化的原因进行了深入研究。首先,认为L2的光量伴随着量子点的劣化而缓慢地降低。但是,由于作为保护膜的波长转换片用膜等抑制了量子点的劣化,因此不能仅通过量子点的劣化来说明色调的变化。另外,在一次光源发生了劣化的情况下,不仅L1而且L2也相对减少,因此也难以认为一次光源的劣化为起因。
本发明人进一步深入研究,结果发现,通过上侧的波长转换片用膜100a的L1的透射率的变化(≈从上侧的波长转换片用膜射出的L1的光量的变化)与量子点劣化所致的L2的光量的变化的相乘作用,适用了包含波长转换片用膜的波长转换片的液晶显示装置的色调发生了变化。
并且,本发明人发现,上侧的波长转换片用膜100a的L1的透射率(≈从上侧的波长转换片用膜100a射出的L1的光量)经时地发生变化的主要原因在于湿度等所致的底涂层的厚度变化。
接着,对使折射率和式1的d1为规定范围的技术含义进行说明。
在图4的情况下,L1在透过上侧的波长转换片用膜100a之前通过6个界面。6个界面为量子点含有层与底涂层的界面(界面1)、底涂层与第1基材膜的界面(界面2)、第1基材膜与阻隔层的界面(界面3)、阻隔层与粘接剂层的界面(界面4)、粘接剂层与第2基材膜的界面(界面5)、第2基材膜与空气的界面(界面6)。
量子点含有层的折射率n0通常小于底涂层的折射率n1。因此,界面1的反射通常为固定端反射。L1的透射率(%)大体为“100(%)-反射率(%)”。并且,L1的反射率需要考虑界面1的反射与其他界面的反射的干涉。具体而言,在界面1的反射因与其他界面的反射的干涉而减少的情况下,L1的透射率升高,相反地,在界面1的反射因与其他界面的反射的干涉而增加的情况下,L1的透射率降低。
第1基材膜的厚度通常设计得比光的波长充分厚。因此,界面3~6的反射成为可以作为所谓薄膜干涉而忽视的反射。由此,关于界面1的反射的干涉,仅考虑界面2的反射即可。
在上述(1)~(6)的层积构成的波长转换片用膜中,关于量子点含有层与底涂层的界面(界面1)的反射的干涉,可以说也仅考虑底涂层与第1基材膜的界面(界面2)的反射即可。
在条件1的前提条件n1<n2的情况下,界面2的反射为固定端反射。另外,如上所述,界面1的反射通常为固定端反射。由此,在条件1中,界面1和界面2的反射均为固定端反射。这种情况下,关于波长λ的光,在满足下述式x-1的关系时,界面2的反射减弱界面1的反射,反射率减少。而且,反射率减少意味着透射率增加。由此,在条件1中的界面反射的情况下,从量子点含有层射出的波长λ的光在满足下述式x-1的关系时透射率最高。
2×n1×t1=λ/2(式x-1)
式x-1能够变形为下述式x-2。
n1×t1=λ/4(式x-2)
根据式x-2,在条件1中的界面反射的情况下,在满足“n1×t1”=“λ/4”时,可以说波长λ的透射率最高。另外,由于光谱透射率具有周期性,因此在条件1中,“n1×t1”为“λ/4”的奇数倍时,也可以说波长λ的透射率最高。并且,可以通过将式x-2的左边除以右边来算出“n1×t1”为“λ/4”的几倍。
使用了量子点的背光源的一次光的中心波长大体为450nm。若使λ为450nm,则式x-2的“λ/4”为“112.5nm”。
即,本发明的式1是表示“n1×t1”为“112.5nm(λ/4)”的几倍的式子。
并且,在条件1中的界面反射的情况下,式1的d1为2x+1(x为0以上的整数)的情况下,波长450nm的光的透射率最高,式1的d1为2x(x为1以上的整数)的情况下,波长450nm的光的透射率最低。换言之,在条件1中的界面反射的情况下,式1的d1为奇数的情况下,波长450nm的光的透射率示出峰,式1的d1为偶数的情况下,波长450nm的光的透射率示出底。波长450nm的光可以视为上述的L1。
另一方面,在条件2的前提条件n1>n2的情况下,界面2的反射为自由端反射。另外,如上所述,界面1的反射通常为固定端反射。由此,在条件2中,界面1的反射为固定端反射,界面2的反射为自由端反射。在条件2中的界面反射的情况下,考虑为与条件1中的界面反射的峰和底反转即可。
具体而言,在条件2中的界面反射的情况下,式1的d1为2x(x为1以上的整数)的情况下,波长450nm的光的透射率最高,式1的d1为2x+1(x为0以上的整数)的情况下,波长450nm的光的透射率最低。换言之,在条件2中的界面反射的情况下,式1的d1为偶数的情况下,波长450nm的光的透射率示出峰,式1的d1为奇数的情况下,波长450nm的光的透射率示出底。
由此,可以说:在条件1中的界面反射的情况下(界面1和界面2的反射均为固定端反射的情况下),式1的d1为奇数的情况下,波长450nm的光的透射率示出峰。
另一方面,可以说:在条件2中的界面反射的情况下(界面1的反射为固定端反射,界面2的反射为自由端反射的情况下),式1的d1为偶数的情况下,波长450nm的光的透射率示出峰。
本发明的条件1中,式1的d1的值需要为x±0.10(其中,x为奇数的整数)的范围。另外,本发明的条件2中,式1的d1的值需要为x±0.10(其中,x为偶数的整数)的范围。
即,本发明的波长转换片用膜在条件1中表示d1的值为奇数的整数附近,在条件2中表示d1的值为偶数的整数附近。换言之,满足条件1或条件2的本发明的波长转换片用膜表示透过了波长转换片用膜的光的分光透射光谱的波形在450nm附近具有峰。
如上所述,通过使波长转换片用膜的分光透射光谱的波形在450nm附近具有峰,能够抑制暴露于高湿环境下时的色调的变化。产生该效果的理由可以考虑如下。
首先,若波长转换片用膜暴露于高湿环境下,则波长转换片用膜的底涂层溶胀。并且,若底涂层溶胀,则底涂层的厚度增加,因此波长转换片用膜的光谱透射率的波形发生位移(主要向长波长侧偏移)。而且,波长转换片用膜的光谱透射率虽然在峰和底附近变化小,但在偏离峰和底的区域中具有变化增大的倾向。另外,虽然峰和底附近的光谱透射率的变化均小,但若以光谱透射率的变化率进行比较,则峰附近的变化率小于底附近的变化率。由此,认为:通过使波长转换片用膜的波长450nm的透射率为峰附近,能够抑制底涂层溶胀、分光透射光谱的波形位移时的450nm的透射率的变化。由于使用了量子点的背光源的一次光的中心波长大致为450nm,因此认为抑制波长转换片用膜的450nm的透射率的变化能够抑制到达量子点含有层(80)的一次光源的光中未与量子点碰撞的光(L1)的透射率的变化,能够抑制使用了量子点的背光源的色调的变化。
需要说明的是,L2(绿色和红色)的波长区域与L1(蓝色)相比分光透射光谱的波形的周期变长,因此不易受到底涂层的溶胀所致的影响。
图7~8是示出实施例1~2的波长转换片用膜的光谱透射率的图,图9~11是示出比较例1~3的波长转换片用膜的光谱透射率的图。实施例1~2的波长转换片用膜满足条件1,但比较例1~3的波长转换片用膜不满足条件1和2的任一者。由图7~11可知,通过满足条件1或2,波长转换片用膜的光谱透射率在波长450nm的附近示出峰,而在不满足条件1和2的情况下,波长转换片用膜的光谱透射率在波长450nm的附近不示出峰。
由此,本发明的波长转换片用膜通过满足条件1或条件2,能够抑制高湿环境下所致的色调的变化。
另外,在阻隔层具有包含氧化硅的无机氧化物层的情况下,波长转换片用膜的L*a*b*色度系统的b*值具有增加的倾向。从图像显示装置的可视性的方面出发,有时对b*值高的膜(感到黄色色调的膜)敬而远之。如上所述,满足条件1和条件2的本发明的波长转换片用膜在波长转换片用膜的光谱透射率为450nm附近示出峰。即,对于满足条件1和条件2的波长转换片用膜来说,作为黄色的互补色的蓝色的透射率高。由此,满足条件1和条件2的本发明的波长转换片用膜在阻隔层具有包含氧化硅的无机氧化物层的情况下也能抑制氧化硅的黄色色调明显。
<优选实施方式1>
本发明的波长转换片用膜在条件1中上述式1所示的d1优选表示x±0.07(其中,x为奇数的整数)的范围,更优选表示x±0.05(其中,x为奇数的整数)的范围,更优选表示x±0.03(其中,x为奇数的整数)的范围,更优选表示x±0.01(其中,x为奇数的整数)的范围。
另外,在条件2中,上述式1所示的d1优选表示x±0.07(其中,x为偶数的整数)的范围,更优选表示x±0.05(其中,x为偶数的整数)的范围,更优选表示x±0.03(其中,x为偶数的整数)的范围,更优选表示x±0.01(其中,x为偶数的整数)的范围。
<优选实施方式2>
本发明的波长转换片用膜需要在条件1中上述式1所示的d1表示x±0.10(其中,x为奇数的整数)的范围,在条件2中上述式1所示的d1表示x±0.10(其中,x为偶数的整数)的范围。
在条件1和条件2中,d1过小意味着底涂层的厚度过薄,d1过大意味着底涂层的厚度过厚。若底涂层的厚度过薄,则有时底涂层与量子点含有层的密合性降低,或者无法充分缓和量子点含有层的应力。另外,若底涂层的厚度过厚,则底涂层的厚度容易产生不均,在底涂层的面内容易产生物理特性的偏差。
另外,在条件1和条件2中,若d1的值过大,则光谱透射率的波形的周期变短,难以抑制色调的变化。
因此,在条件1中,上述式1所示的d1优选表示x±0.10(其中,x为3以上9以下的奇数的整数)的范围,更优选表示x±0.10(其中,x为3以上5以下的奇数的整数)的范围,进一步优选表示x±0.10(其中,x为3)的范围。
另外,在条件2中,上述式1所示的d1优选表示x±0.10(其中,x为2以上8以下的偶数的整数)的范围,更优选表示x±0.10(其中,x为2以上4以下的偶数的整数)的范围,进一步优选表示x±0.10(其中,x为2)的范围。
上述优选实施方式2中,“x±0.10”的部分优选为x±0.07、更优选为x±0.05、更优选为x±0.03、更优选为x±0.01。
<优选实施方式3>
另外,本发明的波长转换片用膜在条件1中上述式1所示的d1优选表示x以上x+0.10以下(其中,x为奇数的整数)的范围,更优选表示x以上x+0.10以下(其中,x为3以上9以下的奇数的整数)的范围,进一步优选表示x以上x+0.10以下(其中,x为3以上5以下的奇数的整数)的范围。
另外,在条件2中,上述式1所示的d1优选表示x以上x+0.10以下(其中,x为偶数的整数)的范围,更优选表示x以上x+0.10以下(其中,x为2以上8以下的奇数的整数)的范围,进一步优选表示x以上x+0.10以下(其中,x为2以上4以下的奇数的整数)的范围。
上述优选实施方式3中,“x+0.10”的部分优选为x+0.07、更优选为x+0.05、更优选为x+0.03、更优选为x+0.01。
优选实施方式3可以说波长转换片用膜的分光透射光谱的波形在450nm附近具有峰。另外,在优选实施方式3中,式1所示的d1表示比正好的奇数或正好的偶数靠向正侧的值。由此,满足优选实施方式3的波长转换片用膜在底涂层溶胀、波长转换片用膜的光谱透射率的波形向长波长侧偏移时,波长450nm的透射率降低。即,在优选实施方式3中,若底涂层溶胀,则L1的透射率减少。
另一方面,由量子点转换的光(L2)由于量子点的劣化而光量缓慢地降低。
由此,在优选实施方式3中,由于量子点的劣化而使L2的光量降低,并且L1的透射率也减少,因此L1和L2的平衡难以破坏,能够进一步抑制色调的变化,从这方面出发是优选的。
<物性>
《水蒸气透过率》
波长转换片用膜的基于JIS K7129-2:2019的水蒸气透过率的值优选为0.20g/m2·天以下、更优选为0.15g/m2·天以下。测定水蒸气透过率时的条件为温度40℃、相对湿度90%。
水蒸气透过率例如可以利用MOCON公司制造的水蒸气透过率测定装置(商品名:PERMATRAN)进行测定。
《氧透过率》
波长转换片用膜的基于JIS K7126-2:2006的氧透过率的值优选为0.5cc/m2·天·atm以下。测定氧透过率时的条件为温度23℃、相对湿度90%。
氧透过率例如可以利用MOCON公司制造的氧透过率测定装置(商品名:OX-TRAN)进行测定(Mocon法)。
《b*值》
波长转换片用膜的L*a*b*色度系统的b*值优选为1.0以下、更优选为-2.5以上1.0以下、进一步优选为-2.0以上0.8以下。
L*a*b*色度系统基于1976年由国际照明委员会(CIE)标准化的L*a*b*色度系统,在JIS Z8781-4:2013中被采用。
《总光线透射率》
波长转换片用膜的JIS K7361-1:1997的总光线透射率优选为80%以上、更优选为85%以上、进一步优选为87%以上。
<制造方法>
本发明的波长转换片用膜的制造方法没有特别限制。下述工序1-1~1-3、或者工序2-1~2-2、或者工序3分别为本发明的波长转换片用膜的制造方法的一个实施方式。
工序1-1:在第1基材膜和第2基材膜中的至少任一者形成阻隔层的工序。
工序1-2:在第1基材膜形成底涂层的工序。(其中,在工序1中,在第1基材膜上形成了阻隔层的情况下,在第1基材膜的与阻隔层相反的一侧形成底涂层。)
工序1-3:藉由粘接剂层将第1基材膜的与具有底涂层的一侧相反的一侧与第2基材膜进行层积的工序。(其中,在工序1中,在第2基材膜上形成了阻隔层的情况下,以第2基材膜为基准按照阻隔层为第1基材膜侧的方式进行层积。)
工序2-1:在第1基材膜的一个面形成阻隔层的工序。
工序2-2:在第1基材膜的与形成有阻隔层的面相反一侧的面形成底涂层的工序。
工序3:在第1基材膜的一个面形成底涂层的工序。
<用途>
本发明的波长转换片用膜例如能够用于面光源的波长转换片用膜。作为面光源,可以举出液晶显示装置的背光光源、检查设备的背光光源等。即,本发明的波长转换片用膜能够用于“液晶显示装置的背光光源的波长转换片用膜”、“检查设备的背光光源的波长转换片用膜”等。
此外,本发明的波长转换片用膜还能用于“园艺的波长转换片用膜”。作为园艺的波长转换片,可以举出例如具备将紫外线转换成适合植物生长的波长的功能的片。作为适合植物生长的波长,可以举出适合光合成的波长。园艺的波长转换片例如可以设置于塑料大棚和玻璃室的园艺设施的天花板等。
[波长转换片]
本发明的波长转换片为第1保护膜、包含量子点的量子点含有层、和第2保护膜依次层积而成的波长转换片,其中,
上述第1保护膜和上述第2保护膜为上述本发明的波长转换片用膜,
上述第1保护膜和上述第2保护膜的上述底涂层侧的面按照朝向上述量子点含有层侧的方式进行层积,
上述第1保护膜和上述第2保护膜的与上述量子点含有层相接的层为上述底涂层,将上述量子点含有层的折射率定义为n0时,n0<n1
图4是示出本发明的波长转换片(200)的实施方式的截面图。图4的波长转换片(200)依次层积有第1保护膜(100b)、包含量子点的量子点含有层(80)、和第2保护膜(100a)。另外,图4的波长转换片(200)按照第1保护膜和第2保护膜的底涂层(10)侧的面朝向量子点含有层(80)侧的方式进行层积。
作为第1保护膜和第2保护膜的波长转换片优选底涂层和第1基材膜相同。在波长转换片用膜还具有选自阻隔层、第2基材膜和粘接剂层中的任意1个以上的层的情况下,优选这些层也相同。
如图4所示,作为第1保护膜和第2保护膜的波长转换片优选以量子点含有层为中心具有上下对称的层构成。换言之,第1保护膜和第2保护膜优选使用同一构成的波长转换片用膜。通过具有上述构成,应变被均等地分散,能够易于改善波长转换片的平面性,并且能够易于改善波长转换片的各界面的密合性。
在不阻碍本发明效果的范围内,第1保护膜和第2保护膜可以使用不同的波长转换片用膜。例如,作为第1保护膜,可以使用具有防粘贴层的波长转换片用膜,作为第2保护膜,可以使用不具有防粘贴层的波长转换片用膜。防粘贴层位于远离量子点含有层的位置。因此,即使第1保护膜和第2保护膜中的一者不具有防粘贴层,也容易得到与上述上下对称的层构成同等的效果。
本发明的波长转换片中,量子点含有层的折射率n0与底涂层的折射率n1的关系为n0<n1。通过为上述折射率的关系,从量子点含有层朝向底涂层的光的反射成为固定端反射,能够发挥满足条件1或条件2带来的效果。
<量子点含有层>
量子点含有层包含量子点和粘结剂树脂。
量子点(Quantum dot)是半导体的纳米尺寸的微粒,通过电子、激子被封入纳米尺寸的小晶体内的量子限制效应(量子尺寸效应)而显示出特异性的光学、电学性质,也被称为半导体纳米颗粒或半导体纳米晶体。
量子点为半导体的纳米尺寸的微粒,只要是产生量子限制效应(量子尺寸效应)的材料就没有特别限定。作为量子点,可以举出通过自身的粒径限制发光色的半导体微粒和具有掺杂剂的半导体微粒。
量子点根据其粒径而使发光色不同,例如,在仅由CdSe构成的核构成的量子点的情况下,粒径为2.3nm、3.0nm、3.8nm、4.6nm时的荧光光谱的峰值波长为528nm、570nm、592nm、637nm。即,放出峰值波长637nm的二次光的量子点的粒径为4.6nm,放出峰值波长528nm的二次光的量子点的粒径为2.3nm。
量子点优选包含选自放出与红色对应的波长的二次光的量子点、以及放出与绿色对应的波长的二次光的量子点中的1种以上,更优选包含放出与红色对应的波长的二次光的量子点、以及放出与绿色对应的波长的二次光的量子点。量子点可以含有放出与红色对应的波长的二次光的量子点、以及放出与绿色对应的波长的二次光的量子点以外的量子点。
量子点的含量根据量子点含有层的厚度、背光源中的光的再循环率、目标色调等适当调整。若量子点含有层的厚度为后述范围,相对于量子点含有层的粘结剂树脂100质量份,量子点的含量优选为0.010质量份以上1.0质量份以下。
作为成为量子点的核的材料,具体而言,可示例出含有MgS、MgSe、MgTe、CaS、CaSe、CaTe、SrS、SrSe、SrTe、BaS、BaSe、BaTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgS、HgSe和HgTe之类的II-VI族半导体化合物、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaAs、GaP、GaN、GaSb、InN、InAs、InP、InSb、TiN、TiP、TiAs和TiSb之类的III-V族半导体化合物、Si、Ge和Pb之类的IV族半导体等半导体化合物或半导体的半导体结晶。另外,也可以使用包含InGaP之类的含有3种以上元素的半导体化合物的半导体结晶。
此外,作为由具有掺杂剂的半导体微粒构成的量子点,也可以使用在上述半导体化合物中掺杂有Eu3+、Tb3+、Ag+、Cu+之类的稀土金属的阳离子或过渡金属的阳离子的半导体结晶。
作为成为量子点的核的材料,从制作容易性、获得可见区域的发光的粒径的控制性、荧光量子产率的方面出发,优选CdS、CdSe、CdTe、InP、InGaP等半导体结晶。
量子点可以由1种半导体化合物构成,也可以由2种以上的半导体化合物构成,例如可以具有下述核壳型结构:该核壳型结构具有由半导体化合物构成的核和由与上述核不同的半导体化合物构成的壳。
在使用核壳型量子点的情况下,作为构成壳的半导体,通过使用带隙高于形成核的半导体化合物的材料以使激子被封入核中,能够提高量子点的发光效率。
作为具有这种带隙大小关系的核壳结构(核/壳),可以举出例如CdSe/ZnS、CdSe/ZnSe、CdSe/CdS、CdTe/CdS、InP/ZnS、Gap/ZnS、Si/ZnS、InN/GaN、InP/CdSSe、InP/ZnSeTe、InGaP/ZnSe、InGaP/ZnS、Si/AlP、InP/ZnSTe、InGaP/ZnSTe、InGaP/ZnSSe等。
为了获得所期望的波长的光,量子点的大小通过构成量子点的材料适当控制即可。随着量子点的粒径变小,能带隙增大。即,随着晶体尺寸变小,量子点的发光向蓝色侧、即高能量侧位移。因此,通过改变量子点的大小,能够在紫外区域、可见区域、红外区域的光谱的整个波长调节其发射波长。
一般来说,量子点的粒径(直径)优选为0.5nm以上20nm以下的范围,特别优选为1nm以上10nm以下的范围。需要说明的是,量子点的尺寸分布越窄,能够得到越清晰的发光色。
量子点的形状没有特别限定,可以为例如球状、棒状、圆盘状、其他形状。关于量子点的粒径,在量子点不是球状时,可以为具有相同体积的正球状的值。
量子点可以被树脂所被覆。
作为量子点含有层的粘结剂树脂,可以举出热塑性树脂、热固性树脂组合物的固化物、电离射线固化性树脂组合物的固化物。这些之中,从耐久性的方面出发,优选热固性树脂组合物的固化物、电离射线固化性树脂组合物的固化物,更优选电离射线固化性树脂组合物的固化物。
热固性树脂组合物为至少包含热固性树脂的组合物,是通过加热而固化的树脂组合物。热固性树脂组合物优选除了热固性树脂以外还包含后述的硫醇化合物,更优选包含多官能硫醇化合物。
作为热固性树脂,可以举出丙烯酸类树脂、氨基甲酸酯树脂、酚醛树脂、脲三聚氰胺树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂等。在热固性树脂组合物中,可以根据需要在这些固化性树脂中添加固化剂。
电离射线固化性树脂组合物是包含具有电离射线固化性官能团的化合物(下文中,也称为“电离射线固化性化合物”)的组合物。电离射线固化性树脂组合物优选除了电离射线固化性化合物以外还包含后述的硫醇化合物,更优选包含多官能硫醇化合物。
作为电离射线固化性官能团,可以举出(甲基)丙烯酰基、乙烯基、烯丙基等烯键式不饱和键基团、以及环氧基、氧杂环丁基等,其中优选烯键式不饱和键基团。另外,在烯键式不饱和键基团中,优选(甲基)丙烯酰基。以下,将具有(甲基)丙烯酰基的电离射线固化性化合物称为(甲基)丙烯酸酯系化合物。即,粘结剂树脂优选包含含有(甲基)丙烯酸酯系化合物的组合物的固化物。
需要说明的是,本说明书中,“(甲基)丙烯酸酯”是指甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯。另外,本说明书中,“电离射线”是指电磁波或带电粒子束中具有能够使分子聚合或交联的能量量子的电离射线,通常使用紫外线(UV)或电子射线(EB),除此以外,也可以使用X射线、γ射线等电磁波、α射线、离子束等带电粒子束。
电离射线固化性化合物可以为仅具有1个上述官能团的单官能的电离射线固化性化合物,也可以为具有2个以上上述官能团的多官能的电离射线固化性化合物,还可以为这些化合物的混合物。这些之中,优选多官能的电离射线固化性化合物,更优选具有2个以上(甲基)丙烯酰基的多官能的(甲基)丙烯酸酯系化合物。即,粘结剂树脂优选包含多官能的电离射线固化性化合物的固化物,更优选包含多官能(甲基)丙烯酸酯系化合物的固化物。进而,粘结剂树脂优选包含含有多官能的电离射线固化性化合物和硫醇化合物的组合物的固化物,更优选包含含有多官能(甲基)丙烯酸酯系化合物和硫醇化合物的组合物的固化物。
多官能(甲基)丙烯酸酯系化合物可以具有亚烷基氧基。
作为亚烷基氧基,例如,优选碳原子数为2以上4以下的亚烷基氧基,更优选碳原子数为2或3的亚烷基氧基,进一步优选碳原子数为2的亚烷基氧基。
具有亚烷基氧基的多官能(甲基)丙烯酸酯系化合物可以是具有包含多个亚烷基氧基的聚亚烷基氧基的多官能(甲基)丙烯酸酯系化合物。
多官能(甲基)丙烯酸酯系化合物具有亚烷基氧基的情况下,一分子中的亚烷基氧基的数量优选为2个以上30个以下、更优选为2个以上20个以下、进一步优选为3个以上10个以下、更进一步优选为3个以上5个以下。
多官能(甲基)丙烯酸酯系化合物具有亚烷基氧基的情况下,优选具有双酚结构。由此,具有固化物的耐热性提高的倾向。作为双酚结构,可以举出例如双酚A结构和双酚F结构,其中,优选双酚A结构。
作为具有亚烷基氧基的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物,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。
另外,电离射线固化性化合物可以为单体,可以为低聚物,可以为低分子量的聚合物,也可以为这些物质的混合物。
如上所述,热固性树脂组合物和电离射线固化性树脂组合物优选包含硫醇化合物。
硫醇化合物是具有一个以上R-SH所示的单元(R为有机基团)的化合物。本说明书中,将具有一个R-SH所示的单元的化合物称为单官能硫醇化合物,将具有两个以上R-SH所示的单元的化合物称为多官能硫醇化合物。
硫醇化合物可以为单官能硫醇化合物,但从改善量子点含有层的强度的方面出发,优选多官能硫醇化合物。另外,在多官能硫醇化合物中,更优选3官能硫醇化合物或4官能硫醇化合物。
硫醇化合物在自由基聚合引发剂的存在下与具有自由基聚合性官能团的化合物发生下式的硫醇-烯反应。硫醇-烯反应能够抑制聚合收缩,因此可缓和在量子点含有层的固化时产生的应力,其结果,容易进一步提高波长转换片的层间密合性,从这方面出发是优选的。另外,从容易改善耐热性的方面出发,优选通过硫醇-烯反应得到的固化物。此外,硫醇化合物的折射率(约1.53)高于多官能(甲基)丙烯酸酯系化合物的折射率(约1.45),因此能够提高调节量子点含有层的折射率的自由度。
需要说明的是,下述反应是单官能硫醇化合物与具有一个自由基聚合性官能团的化合物的反应例。认为多官能硫醇化合物与具有两个以上自由基聚合性官能团的化合物的反应物容易形成树状高分子结构。并且,在形成了树状高分子结构的情况下,认为量子点含有层的柔软性增加,量子点含有层本身容易发挥出优异的应力松弛性。作为自由基聚合性官能团,可以举出(甲基)丙烯酰基、乙烯基、烯丙基等含烯键式不饱和键的基团。
[化1]
[式中,R1和R2为有机基团。]
作为单官能硫醇化合物的具体例,可以举出己硫醇、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、3-巯基丙酸2-乙基己酯、3-巯基丙酸正辛酯等。
作为多官能硫醇化合物的具体例,可以举出乙二醇双(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。
电离射线固化性树脂组合物(或热固性树脂树脂组合物)中,电离射线固化性化合物(或热固性树脂)与硫醇化合物的质量比优选为80:20~35:65、更优选为70:30~40:60。
电离射线固化性化合物为紫外线固化性化合物的情况下,电离射线固化性组合物优选包含光聚合引发剂、光聚合促进剂等添加剂。
量子点含有层中可以包含内扩散颗粒。
内扩散颗粒可以使用有机颗粒和无机颗粒的任一种。作为有机颗粒,可以举出由聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸-苯乙烯共聚物、三聚氰胺树脂、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、苯胍胺-三聚氰胺-甲醛缩合物、有机硅树脂、氟系树脂和聚酯等构成的颗粒。作为无机微粒,可以举出由二氧化硅、氧化铝、氧化锆和二氧化钛等构成的微粒。
内扩散颗粒的形状可以举出球形、圆盘状、橄榄球状、无定形等形状。另外,内扩散颗粒可以为中空颗粒、多孔颗粒和实心颗粒的任一种。
相对于粘结剂树脂100质量份,内扩散颗粒的含量优选为1质量份以上40质量份以下、更优选为3质量份以上30质量份以下。
内扩散颗粒的平均粒径优选为1μm以上7μm以下、更优选为1μm以上3μm以下。
量子点含有层的厚度优选为10μm以上200μm以下、更优选为20μm以上150μm以下、进一步优选为30μm以上130μm以下。
量子点含有层的折射率n0只要满足n0<n1的关系就没有限制,优选为下述范围。
n0优选为1.40以上、更优选为1.43以上、进一步优选为1.46以上。另外,n0优选为1.55以下、更优选为1.52以下、进一步优选为1.50以下。
量子点含有层的折射率n0大体被粘结剂树脂的折射率所控制。这是因为,量子点含有层的量子点含量少,并且,即使含有内扩散剂,内扩散剂的粒径也大于光的波长,不会影响层的折射率。
[背光源]
本发明的背光源具备放出一次光的至少1个光源、与上述光源相邻配置的用于导光或漫射的光学板、和配置于上述光学板的光出射侧的波长转换片,该背光源中,上述波长转换片为上述本发明的波长转换片。
作为本发明的背光源300的一例,可以举出图5所示的边光型的背光源301、或图6所示的直下型的背光源302。
图5的边光型的背光源301中使用的光学板220是用于引导光源210放出的一次光的光学部件,是所谓的导光板221。导光板221例如由按照使至少一个面为光入射面、与其大致正交的一个面为光出射面的方式成型的大致平板状的形状构成。
导光板主要由选自聚甲基丙烯酸甲酯等高透明树脂中的基体树脂构成。导光板可以根据需要添加有折射率与基体树脂不同的树脂颗粒。导光板的各面可以为复杂的表面形状而不是一样的平面,也可以设有点图案等。
图6的直下型的背光源302中使用的光学板220是具有用于使光源210的图案难以看到的光漫射性的光学部件(光漫射板222)。作为光漫射板222,可以举出例如厚度1mm以上3mm以下的乳白色的树脂板。
在边光型和直下型的背光源中,除了上述光源、光学板和波长转换片用膜以外,也可以根据目的具备选自反射板、光漫射膜、棱镜片、增亮膜(BEF)和反射型偏振膜(DBEF)等中的一种以上的部件。
反射板配置于光学板的与光出射面侧相反的一侧。光漫射膜、棱镜片、增亮膜和反射型偏振膜配置于光学板的光出射面侧。通过为具备选自反射板、光漫射膜、棱镜片、增亮膜和反射型偏振膜等中的一种以上部件的构成,能够制成正面亮度、可视角等的平衡优异的背光源。
在边光型和直下型的背光源中,光源210为放出一次光的发光体,优选使用放出与蓝色对应的波长的一次光的发光体。与蓝色对应的波长的一次光的峰值波长优选为380nm以上480nm以下的范围。峰值波长的范围更优选为450nm±7nm、更优选为450nm±5nm、更优选为450nm±3nm、更优选为450nm±1nm。
作为光源210,从设置背光源的装置能够简单化和小型化的方面出发,优选为LED光源,更优选为蓝色单色的LED光源。光源210至少为1个,从放出充分的一次光的方面出发,优选为2个以上。
关于国际照明委员会(CIE)的Yxy色度系统,包含波长转换片的背光源在下述高温高湿试验前后的x值之差(Δx)和y值之差(Δy)均优选为0.020以下,均更优选为0.010以下。通过使Δx和Δy为0.020以下,能够抑制色调的变化。
高温高湿试验:在60℃、相对湿度90%的气氛中暴露1000小时的试验
需要说明的是,关于高温高湿试验后的x值和y值,将测定用样品从高温高湿试验的环境中取出后,迅速在温度23℃±5℃、相对湿度40%以上65%以下的气氛中进行测定。
[液晶显示装置]
本发明的液晶显示装置是具备背光源和液晶面板的液晶显示装置,其中,上述背光源为上述本发明的背光源。
液晶面板没有特别限定,可以使用作为液晶显示装置的液晶面板所通用的液晶面板。例如,可以使用具有利用玻璃板夹住液晶层的上下的一般结构的液晶面板,具体而言,可以使用TN、STN、VA、IPS和OCB等显示方式的液晶面板。
液晶显示装置进一步具备偏振片和滤色器等。偏振片和滤色器可以使用通用的物质。
液晶显示装置的显示图像通过从背光源照射的白色光透过滤色器而显示彩色。液晶显示装置通过使用与基于量子点的背光源光谱适合的滤色器,能够实现亮度和效率优异、可生成非常鲜明的颜色的显示器。
实施例
接着,通过实施例更详细地说明本发明,但本发明不受这些示例的任何限定。需要说明的是,只要不特别声明,则“份”和“%”为质量基准。
1.测定和评价
关于实施例和比较例的波长转换片用膜或波长转换片,进行下述测定和评价。结果示于表1和表2中。
1-1.水蒸气透过率
关于实施例和比较例的波长转换片用膜,测定基于JIS K7129-2:2019的水蒸气透过率的值。测定装置使用MOCON公司制造的商品名“PERMATRAN”。测定水蒸气透过率时的温度和相对湿度的条件为40℃、90%。另外,在测定水蒸气透过率之前,将测定用的样品在温度23℃±5℃、相对湿度40%以上65%以下的气氛中暴露30分钟以上。如此测定的水蒸气透过率是指初期阶段的水蒸气透过率。水蒸气透过率为0.20g/m2·天以下时为合格水平。
1-2.总光线透射率
关于实施例和比较例的波长转换片用膜,测定了总光线透射率。测定装置使用雾度计(HM-150、村上色彩技术研究所制造)。总光线透射率为85%以上时为合格水平。
需要说明的是,总光线透射率在温度23℃±5℃、相对湿度40%以上65%以下的气氛中进行测定。另外,测定前将样品在上述气氛中暴露30分钟以上。如此测定的总光线透射率是指初期阶段的总光线透射率。
1-3.b*
关于实施例和比较例的波长转换片用膜,测定L*a*b*色度系统的b*值。测定装置使用日本分光公司制造的分光光度计(商品名:V670)。b*值为1.0以下时为合格水平。
需要说明的是,b*值在温度23℃±5℃、相对湿度40%以上65%以下的气氛中进行测定。另外,测定前将样品在上述气氛中暴露30分钟以上。如此测定的b*值是指初期阶段的b*值。
1-4.Δx、Δy
<测定用的直下型背光源的准备>
拆卸具备直下型背光源的市售的液晶电视机(VIZIO公司制造、PQ65-F1),取下直下型背光源。上述直下型背光源搭载有发光中心波长为450nm、半峰全宽为20nm的直下型的蓝色LED作为光源。另外,在上述光源的光出射侧依次配置有光漫射板、包含量子点含有层的波长转换片、棱镜片和反射偏振片(亮度提高膜、3M公司制造、DBEF(注册商标))。另外,在光源的与光出射侧相反的一侧具备反射片。
将上述直下型背光源中的波长转换片变更为实施例和比较例的波长转换片,得到“初期阶段的x值和y值测定用的直下型背光源”。需要说明的是,实施例和比较例的波长转换片在组装到直下型背光源中之前,在温度23℃±5℃、相对湿度40%以上65%以下的气氛中暴露30分钟以上。
另外,将上述直下型背光源中的波长转换片变更为实施了高温高湿试验(在温度60℃、相对湿度90%的气氛中暴露1000小时的试验)的实施例和比较例的波长转换片,得到“高温高湿试验后的x值和y值测定用的直下型背光源”。在温度23℃±5℃、相对湿度40%以上65%以下的气氛中迅速地进行将实施了高温高湿试验的实施例和比较例的波长转换片组装到直下型背光源中的操作。
并且,关于上述测定用的直下型背光源,在下述测定环境下实施测定。
<初期阶段的x值和y值>
点亮初期阶段的x值和y值测定用的直下型背光源,在暗室环境下,从距离500mm的正面方向测定国际照明委员会(CIE)的Yxy色度系统的x值和y值。测定气氛为温度23℃±5℃、相对湿度40%以上65%以下。另外,测定前将样品在上述气氛中暴露30分钟以上。测定装置使用Topcon Technohouse公司制造的光谱辐射计(商品名:SR-3AR)。
<高温高湿试验后的x值和y值>
点亮高温高湿试验后的x值和y值测定用的直下型背光源,在暗室环境下,从距离500mm的正面方向测定国际照明委员会(CIE)的Yxy色度系统的x值和y值。测定气氛为温度23℃±5℃、相对湿度40%以上65%以下。测定装置使用Topcon Technohouse公司制造的光谱辐射计(商品名:SR-3AR)。
<Δx、Δy>
计算出初期阶段的x值与高温高湿试验后的x值之差(Δx)、以及初期阶段的y值与高温高湿试验后的y值之差(Δy)。
2.量子点分散液的制作
在按照氧浓度为300ppm以下的方式进行了氮气吹扫的手套箱内,以下述所示的组成比混合量子点和氨基改性硅酮,一边在90℃的热水中烫,一边利用磁力搅拌进行4小时搅拌。之后,用孔径为0.2μm的聚丙烯制过滤器进行过滤,得到CdSe/ZnS核壳型量子点分散液。
·量子点0.9质量份
(发光峰:540nm、制造编号:748056、SigmaAldrich公司制造)
·量子点0.9质量份
(发光峰:630nm、制造编号:790206、SigmaAldrich公司制造)
·氨基改性硅酮99质量份
(Genesee公司制造、产品编号:GP-344、粘度:670mPa·s)
3.波长转换片用膜的制作和波长转换片的制作
[实施例1]
通过真空蒸镀法在第1基材膜(双向拉伸PET膜、折射率n2:1.636、厚度t0:12μm)的一个面上蒸镀氧化铝,形成厚度10nm的无机氧化物层。
接着,通过凹版印刷将下述有机被覆层形成用涂布液涂布至无机氧化物层上,在180℃下加热处理60秒,形成厚度400nm的有机被覆层。
接着,通过凹版印刷将下述底涂层形成用涂布液涂布至第1基材膜的与形成有无机氧化物层的面相反一侧的面上,在80℃下加热处理60秒,形成底涂层(折射率n1:1.575、厚度t1:215nm),得到依次具有底涂层、第1基材膜、无机氧化物层、有机被覆层的层积体A。
接着,通过凹版印刷将双液固化型的聚氨酯系层压用粘接剂涂布至第2基材膜(双向拉伸PET膜、折射率:1.636、厚度:50μm)的一个面上并进行干燥,形成厚度5μm的粘接剂层,得到在第2基材膜上具有粘接剂层的层积体B。
接着,使层积体B的粘接剂层侧的面与层积体A的有机被覆层侧的面重合,将层积体A和层积体B进行干式层压。
通过上述操作,得到依次具有底涂层、第1基材膜、无机氧化物层、有机被覆层、粘接剂层和第2基材膜的实施例1的波长转换片用膜。需要说明的是,制作2个同一构成的波长转换片用膜。
<有机被覆层形成用涂布液的制备>
一边以达到10℃的方式进行冷却,一边在混合有水、异丙醇和0.5N盐酸的溶液(pH2.2)中混合四乙氧基硅烷,制备出溶液A。另行制备出混合有皂化值为99%以上的聚乙烯醇、异丙醇的溶液B。将溶液A和溶液B混合,制备出有机被覆层形成用涂布液(固体成分:5质量%)。在有机被覆层形成用涂布液中,四乙氧基硅烷与聚乙烯醇的质量比为29:4。
<底涂层形成用涂布液>
·聚酯聚氨酯多元醇50质量份
(羟值:62mgKOH/g、固体成分20质量%)
·硅烷偶联剂1质量份
(3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷)
·二氧化硅填料1质量份
(平均粒径5μm)
·固化剂1质量份
(1,6-六亚甲基二异氰酸酯、固体成分35%)
·溶剂50质量份
(甲基乙基酮)
在上述制作的2个波长转换片用膜中的一个波长转换片用膜的底涂层侧的面上涂布下述配方的量子点含有层涂布液并进行干燥,得到形成有电离射线未照射的量子点含有层的层积体C。
接着,按照层积体C的电离射线未照射的量子点含有层侧的面与另一波长转换片用膜的底涂层侧的面相向的方式进行层积,之后照射紫外线,进行量子点含有层的电离射线固化性树脂组合物的固化,得到实施例1的波长转换片。量子点含有层的厚度为100μm,折射率为1.48。
实施例1的波长转换片依次具有第2基材膜、粘接剂层、有机被覆层、无机氧化物层、第1基材膜、底涂层、量子点含有层、底涂层、第1基材膜、无机氧化物层、有机被覆层、粘接剂层和第2基材膜。
<量子点含有层涂布液>
·多官能丙烯酸酯系化合物58.11质量份
(乙氧基化双酚A二丙烯酸酯;新中村化学工业公司的商品名“ABE-300”)
·多官能硫醇化合物38.74质量份
(季戊四醇四(3-巯基丙酸酯);SC有机化学公司的商品名“PEMP”)
·光聚合引发剂0.5质量份
(IGM Resins B.V.公司的商品名“Omnirad TPO H”)
·上述“2”中制作的量子点分散液 1.61质量份
·乙酸 0.79质量份
·氧化钛 0.25质量份
(Chemours公司的商品名“Ti-Pure R-706”;粒径0.36μm)
[实施例2]
将底涂层的厚度变更为表1的值,除此以外与实施例1同样地得到实施例2的波长转换片用膜和波长转换片。
[实施例3]
通过真空蒸镀法在第1基材膜(双向拉伸PET膜、折射率n2:1.636、厚度t0:50μm)的一个面上蒸镀氧化铝,形成厚度10nm的无机氧化物层。
接着,通过凹版印刷将上述有机被覆层形成用涂布液涂布至无机氧化物层上,在180℃下加热处理60秒,形成厚度400nm的有机被覆层。
接着,通过凹版印刷将上述底涂层形成用涂布液涂布至第1基材膜的与形成有无机氧化物层的面相反一侧的面上,在80℃下加热处理60秒,形成底涂层(折射率n1:1.575、厚度t1:215nm)。
通过上述工序,得到依次具有底涂层、第1基材膜、无机氧化物层、有机被覆层的实施例3的波长转换片用膜。
接着,将实施例1的波长转换片用膜变更为实施例3的波长转换片用膜,除此以外与实施例1同样地得到实施例3的波长转换片。
[实施例4]
将底涂层的厚度变更为表1的值,除此以外与实施例3同样地得到实施例4的波长转换片用膜和波长转换片。
[比较例1~3]
将底涂层的厚度变更为表1的值,除此以外与实施例1同样地得到比较例1~3的波长转换片用膜和波长转换片。
[表1]
表1
实施例1~4的波长转换片用膜满足条件1。另一方面,比较例1~3的波长转换片用膜均不满足条件1和条件2。
由表1的结果可以确认,实施例1~4的波长转换片用膜在适用于波长转换片时能够抑制经时的色调变化。另一方面,可以确认:比较例1~3的波长转换片用膜在适用于波长转换片时,与实施例1~4相比Δy的值大,无法抑制经时的色调变化。
图7~8是示出实施例1~2的波长转换片用膜的光谱透射率的图,图9~11是示出比较例1~3的波长转换片用膜的光谱透射率的图。由图7~8可知,实施例1和2的波长转换片用膜的光谱透射率在波长450nm的附近光谱透射率示出峰。另一方面,由图9~11可知,比较例1~3的波长转换片用膜的光谱透射率在波长450nm的附近光谱透射率不具有峰。实施例1~2的波长转换片用膜通过满足条件1,能够在波长450nm的附近示出光谱透射率的峰,因此认为在适用于波长转换片时能够抑制经时的色调变化。实施例3~4的波长转换片用膜的光谱透射率也与实施例1~2同样地在波长450nm的附近光谱透射率示出峰(其中,省略图示)。
[实施例5]
通过真空蒸镀法在第1基材膜(双向拉伸PET膜、折射率n2:1.636、厚度t0:50μm)的一个面上蒸镀氧化硅,形成厚度20nm的无机氧化物层。
接着,通过凹版印刷将上述有机被覆层形成用涂布液涂布至无机氧化物层上,在180℃下加热处理60秒,形成厚度400nm的有机被覆层。
接着,通过凹版印刷将上述底涂层形成用涂布液涂布至第1基材膜的与形成有无机氧化物层的面相反一侧的面上,在80℃下加热处理60秒,形成底涂层(折射率n1:1.575、厚度t1:500nm)。
通过上述工序,得到依次具有底涂层、第1基材膜、无机氧化物层、有机被覆层的实施例5的波长转换片用膜。
接着,将实施例1的波长转换片用膜变更为实施例5的波长转换片用膜,除此以外与实施例1同样地得到实施例5的波长转换片。
[比较例4]
将底涂层的厚度变更为表2的值,除此以外与实施例5同样地得到比较例4的波长转换片用膜和波长转换片。
[表2]
表2
实施例5的波长转换片用膜满足条件1。另一方面,比较例4的波长转换片用膜均不满足条件1和条件2。
由表2的结果可以确认,与比较例4的波长转换片用膜相比,实施例5的波长转换片用膜在适用于波长转换片时能够抑制经时的色调变化。
符号说明
10:底涂层
20:第1基材膜
30:阻隔层
30A:第1阻隔层
30B:第2阻隔层
40:第2基材膜
50:粘接剂层
80:量子点含有层
100、100a、100b:波长转换片用膜
100a:第2保护膜
100b:第1保护膜
200:波长转换片
210:光源
220:光学板
221:导光板
222:漫射板
230:反射板
240:棱镜片
300:背光源
301:边光型背光源
302:直下型背光源

Claims (19)

1.一种波长转换片用膜,其为依次具有底涂层和第1基材膜的波长转换片用膜,其中,
将所述底涂层的折射率定义为n1、将所述底涂层的厚度定义为t1、将所述第1基材膜的折射率定义为n2时,
满足下述条件1或下述条件2,
条件1:n1<n2,下述式1所示的d1表示x±0.10的范围,其中,x为奇数的整数;
条件2:n1>n2,下述式1所示的d1表示x±0.10的范围,其中,x为偶数的整数,式1:d1=n1×t1/112.5nm。
2.如权利要求1所述的波长转换片用膜,其依次具有所述底涂层、所述第1基材膜和阻隔层。
3.如权利要求1所述的波长转换片用膜,其依次具有所述底涂层、所述第1基材膜、阻隔层和第2基材膜。
4.如权利要求3所述的波长转换片用膜,其在所述第2基材膜的与所述阻隔层相反的一侧具有防粘贴层。
5.如权利要求2~4中任一项所述的波长转换片用膜,其中,所述阻隔层包含无机氧化物层和有机被覆层。
6.如权利要求2~4中任一项所述的波长转换片用膜,其中,所述阻隔层从所述第1基材膜侧起依次具有第1无机氧化物层、第1有机被覆层、第2无机氧化物层。
7.如权利要求2~4中任一项所述的波长转换片用膜,其中,所述阻隔层从所述第1基材膜侧起依次具有第1无机氧化物层、第1有机被覆层、第2无机氧化物层、第2有机被覆层。
8.如权利要求1~4中任一项所述的波长转换片用膜,其中,
在所述条件1中,所述式1所示的d1表示x±0.10的范围,其中,x为3以上5以下的奇数的整数,
在所述条件2中,所述式1所示的d1表示x±0.10的范围,其中,x为2以上4以下的偶数的整数。
9.如权利要求1~4中任一项所述的波长转换片用膜,其中,
在所述条件1中,所述式1所示的d1表示x±0.10的范围,其中,x为3,
在所述条件2中,所述式1所示的d1表示x±0.10的范围,其中,x为2。
10.如权利要求1~4中任一项所述的波长转换片用膜,其中,所述底涂层的厚度t1为100nm以上900nm以下。
11.如权利要求1~4中任一项所述的波长转换片用膜,其中,所述底涂层的厚度t1为100nm以上270nm以下。
12.如权利要求1~4中任一项所述的波长转换片用膜,其中,所述第1基材膜的厚度为5μm以上。
13.如权利要求3或4所述的波长转换片用膜,其中,所述第2基材膜的厚度为10μm以上200μm以下。
14.如权利要求3或4所述的波长转换片用膜,其中,所述第2基材膜的厚度为10μm以上65μm以下。
15.如权利要求3或4所述的波长转换片用膜,其中,所述第2基材膜的厚度/所述第1基材膜的厚度为2.50以上6.50以下。
16.如权利要求3或4所述的波长转换片用膜,其中,所述第2基材膜的厚度/所述第1基材膜的厚度为2.50以上4.20以下。
17.一种波长转换片,其为第1保护膜、包含量子点的量子点含有层、和第2保护膜依次层积而成的波长转换片,其中,
所述第1保护膜和所述第2保护膜为权利要求1~16中任一项所述的波长转换片用膜,
所述第1保护膜和所述第2保护膜的所述底涂层侧的面按照朝向所述量子点含有层侧的方式进行层积,
所述第1保护膜和所述第2保护膜的与所述量子点含有层相接的层为所述底涂层,将所述量子点含有层的折射率定义为n0时,n0<n1
18.一种背光源,该背光源具备放出一次光的至少1个光源、与所述光源相邻配置的用于导光或漫射的光学板、和配置于所述光学板的光出射侧的波长转换片,其中,所述波长转换片为权利要求17所述的波长转换片。
19.一种液晶显示装置,其为具备背光源和液晶面板的液晶显示装置,其中,所述背光源为权利要求18所述的背光源。
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