JP2016102999A - 波長変換部材及びそれを備えたバックライトユニット、液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、発光安定化剤は、波長変換層の硬化形成前の、量子ドットを含む重合性組成物中に添加される必要があり、量子ドットを含む重合性組成物の硬化反応に影響を与える可能性がある。
本発明はまた、量子ドットを含む波長変換層界面の剥離が生じにくく、発光強度が低下しにくい高輝度なバックライトユニット及び液晶表示装置を提供することを目的とするものである。
本明細書において、バリア層とは、酸素及び水分の透過を抑制する層を意味する。バリア層の酸素透過率は特に制限されないが、1.0cm3/(m2・day・atm)以下(SI単位では1.14×10−1fm/(s・Pa)以下)、であることが好ましい。ここで、酸素透過率は、測定温度23℃、相対湿度90%RHの条件下における測定値を意味する。
ゲッター剤としては、水分及び酸素を吸着する化合物又は組成物であることが好ましい。
本明細書において、「ゲッター剤が波長変換層中において均一に分散してなる」とは、波長変換層の厚み方向断面を観察した際、厚み方向に3等分した3領域(層境界側B1,B2と中央層C)において(図7を参照)、各領域のゲッター剤の占有面積率が、2領域の比で0.5以上2以下であることを意味する。また、占有面積率の比は、波長変換層における3箇所の厚み方向断面で計算された値の平均値とする。
また、「ゲッター剤が波長変換層中において層境界領域に偏在してなる」とは、層境界側B1の上記占有面積率をSB1,層境界側B2の上記占有面積率をSB2とした時、中央層Cの占有面積率SCとの比SB1/SC>2,又は、SB2/SC>2であることを意味するものとする。ゲッター剤の占有面積率は、波長変換層の厚み方向断面を観察した際、ゲッター剤の占める面積の総和を層断面面積にて除して求めた値とする。
バリア層の波長変換層側の面とは反対側の面に、光拡散層を備えることが好ましい。
バリア層は、波長変換層の両面に備えられてなることが好ましい。
一次光を出射する光源と、
光源上に備えられてなる上記本発明の波長変換部材と、
波長変換部材を挟んで光源と対向配置される再帰反射性部材と、
光源を挟んで波長変換部材と対向配置される反射板とを備えたバックライトユニットであって、
波長変換部材は、光源から出射された一次光の少なくとも一部を励起光として、蛍光を発光し、この蛍光からなる二次光を含む光を少なくとも出射するものである。
従って、本発明によれば、量子ドットを含む重合性組成物の硬化反応に悪影響を与えることなく製造可能であり、且つ、量子ドットを含む波長変換層界面の剥離が生じにくく、発光強度が低下しにくい波長変換部材を提供することができる。
面状光源1Cを挟んで波長変換部材1Dと対向配置される反射板2Aとを備えており、波長変換部材1Dは、面状光源1Cから出射された一次光LBの少なくとも一部を励起光として、蛍光を発光し、この蛍光からなる二次光(LG,LR)及び波長変換部材1Dを透過した一次光LBを出射するものである。
波長変換部材1Dの形状は特に限定されるものではなく、シート状、バー状等の任意の形状であることができる。
波長変換部材1Dは、励起光(LB)により励起されて蛍光(LG,LR)を発光する量子ドット30A,30Bを含む波長変換層30と、波長変換層30の表面に形成された、バリア層12,22を備えてなる(図2A,図2B)。
また、本実施形態では、バリア層12,22は、支持体11,21上に形成されてなる態様について示してあるが、かかる態様に制限されるものではなく、支持体のみ、あるいは支持体に形成されていないバリア層からなる態様であってもよい。
以下に、波長変換部材1Dの各構成要素について説明し、次いで、波長変換部材の製造方法について説明する。
波長変換層30は、有機マトリックス30P中に青色光LBにより励起されて蛍光(赤色光)LRを発光する量子ドット30Aと、青色光LBにより励起されて蛍光(緑色光)LGを発光する量子ドット30Bが分散されてなる。なお、図2において量子ドット30A,30Bは、視認しやすくするために大きく記載してあるが、実際は、例えば、波長変換層30の厚み50〜100μmに対し、量子ドットの直径は2〜7nm程度である。
次に、量子ドット含有重合性組成物について説明する。
量子ドット含有重合性組成物は、量子ドット30A,30B、ゲッター剤40、及び、重合して有機マトリックス30Pとなる重合性化合物を含んでいる。量子ドット含有重合性組成物は、上記以外に、重合開始剤、シランカップリング剤等の他の成分を含むことができる。
量子ドットは発光特性の異なる二種以上の量子ドットを含むことができ、本実施形態において、量子ドットは、青色光LBにより励起されて蛍光(赤色光)LRを発光する量子ドット30Aと、青色光LBにより励起されて蛍光(緑色光)LGを発光する量子ドット30Bである。また、紫外光LUVにより励起されて蛍光(赤色光)LRを発光する量子ドット30Aと、紫外光LUVにより励起されて蛍光(緑色光)LGを発光する量子ドット30Bと、紫外光LUVにより励起されて蛍光(青色光)LBを発光する量子ドット30Cを含むこともできる。
本実施形態において、ゲッター剤は、水分及び酸素のうち少なくとも一方を捕捉し、且つ、重合性化合物の重合の阻害など、量子ドット含有重合性組成物の硬化に悪影響を及ぼさない化合物又は組成物である。ゲッター剤40としては、水分及び酸素を吸着する化合物又は組成物であることが好ましい。また、ゲッター剤40は、散乱子としての機能が高いものであることが好ましい。
かかるゲッター剤としては、酸化カルシウム(CaO)、酸化バリウム(BaO)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化ストロンチウム(SrO)、硫酸リチウム(Li2SO4)、硫酸ナトリウム(Na2SO4)、硫酸カルシウム(CaSO4)、硫酸マグネシウム(MgSO4)、硫酸コバルト(CoSO4)、硫酸ガリウム(Ga2(SO4)3)、硫酸チタン(Ti(SO4)2)、硫酸ニッケル(NiSO4)等が挙げられる。
量子ドット含有重合性組成物に含まれる重合性化合物としては特に制限されないが、ラジカル重合性化合物が好ましい。ラジカル重合性化合物としては、硬化後の硬化被膜の透明性、密着性等の観点からは、単官能又は多官能(メタ)アクリレートモノマーが好ましく、重合性を有していれば、かかるモノマーのプレポリマーやポリマーであってもよい。なお、本明細書において、「(メタ)アクリレート」との記載は、アクリレートとメタクリレートとの少なくとも一方、又は、いずれかの意味で用いるものとする。「(メタ)アクリロイル」等も同様である。
メチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート等のアルキル基の炭素数が1〜30であるアルキル(メタ)アクリレート;ベンジル(メタ)アクリレート等のアラルキル基の炭素数が7〜20であるアラルキル(メタ)アクリレート;ブトキシエチル(メタ)アクリレート等のアルコキシアルキル基の炭素数が2〜30であるアルコキシアルキル(メタ)アクリレート;N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等の(モノアルキル又はジアルキル)アミノアルキル基の総炭素数が1〜20であるアミノアルキル(メタ)アクリレート;ジエチレングリコールエチルエーテルの(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールブチルエーテルの(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールモノメチルエーテルの(メタ)アクリレート、ヘキサエチレングリコールモノメチルエーテルの(メタ)アクリレート、オクタエチレングリコールのモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ノナエチレングリコールのモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールのモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ヘプタプロピレングリコールのモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールのモノエチルエーテル(メタ)アクリレート等のアルキレン鎖の炭素数が1〜10で末端アルキルエーテルの炭素数が1〜10のポリアルキレングリコールアルキルエーテルの(メタ)アクリレート;ヘキサエチレングリコールフェニルエーテルの(メタ)アクリレート等のアルキレン鎖の炭素数が1〜30で末端アリールエーテルの炭素数が6〜20のポリアルキレングリコールアリールエーテルの(メタ)アクリレート;シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、メチレンオキシド付加シクロデカトリエン(メタ)アクリレート等の脂環構造を有する総炭素数4〜30の(メタ)アクリレート;ヘプタデカフロロデシル(メタ)アクリレート等の総炭素数4〜30のフッ素化アルキル(メタ)アクリレート;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールのモノ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ヘキサエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、オクタプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、グリセロールのモノ又はジ(メタ)アクリレート等の水酸基を有する(メタ)アクリレート;グリシジル(メタ)アクリレート等のグリシジル基を有する(メタ)アクリレート;テトラエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ヘキサエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、オクタプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のアルキレン鎖の炭素数が1〜30のポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート;(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、アクリロイルモルホリン等の(メタ)アクリルアミドなどが挙げられる。なお、単官能(メタ)アクリレートモノマーは、これらに限定されるものではない。
2官能以上の(メタ)アクリレートモノマーのうち、2官能の(メタ)アクリレートモノマーとしては、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート等が好ましい例として挙げられる。
Mw/Fが200以下である(メタ)アクリレートモノマーとしては、具体的には、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリラート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート等が挙げられる。
また、ラジカル重合性化合物は量子ドット含有重合性組成物の全量100質量部に対して、10〜99.9質量部含まれていることが好ましく、50〜99.9質量部含まれていることがより好ましく、92〜99質量部含まれていることが特に好ましい。
量子ドット含有重合性組成物は、必要に応じて重合開始剤を含んでいてもよい。重合開始剤としては、量子ドット含有重合性組成物に含まれる重合性化合物の種類に応じて好適な重合開始剤を用いることが好ましい。重合性化合物がラジカル重合性である場合は、公知のラジカル開始剤を含んでいてもよい。重合開始剤については、例えば、特開2013−043382号公報段落0037を参照できる。重合開始剤は、量子ドット含有重合性組成物に含まれる重合性化合物の全質量の0.1モル%以上であることが好ましく、0.5〜2モル%であることがより好ましい。
量子ドット重合性組成物は、必要に応じて溶媒を含んでいてもよい。この場合に使用される溶媒の種類及び添加量は、特に限定されない。例えば溶媒として、有機溶媒を一種又は二種以上混合して用いることができる。
バリアフィルム10,20は、水分及び/又は酸素の透過を抑制する機能を有するフィルムであり、本実施形態では、支持体11,21上にバリア層12,22をそれぞれ備えた構成を有している。かかる態様では、支持体の存在により、波長変換部材1Dの強度が向上され、且つ、容易に製膜を実施することができる。
なお、本実施形態ではバリア層12,22が支持体11,21により支持されてなるバリアフィルム10,20が、波長変換層30の両主面にバリア層12,22が隣接して備えられている波長変換部材について示してあるが、バリア層12,22は支持体11,21に支持されていなくてもよく、また、支持体11,21がバリア性を充分有している場合は、支持体11,21のみでバリア層を形成してもよい。
波長変換部材1Dにおいて、波長変換層30は、少なくとも一方の主表面が支持体11又は21によって支持されている。ここで「主表面」とは、波長変換部材使用時に視認側又はバックライト側に配置される波長変換層の表面(おもて面、裏面)をいう。他の層や部材についての主表面も、同様である。
波長変換層30は、本実施形態のように、波長変換層30の表裏の主表面を支持体11及び21によって支持されていることが好ましい。
波長変換部材1Dを作製した後、異物や欠陥の有無を検査する際、2枚の偏光板を消光位に配置し、その間に波長変換部材を差し込んで観察することで、異物や欠陥を見つけやすい。支持体のRe(589)が上記範囲であると、偏光板を用いた検査の際に、異物や欠陥をより見つけやすくなるため、好ましい。
ここで、Re(589)はKOBRA 21ADH、又はWR(王子計測機器(株)製)において、波長589nmの光をフィルム法線方向に入射させて測定される。測定波長λnmの選択にあたっては、波長選択フィルタをマニュアルで交換するか、又は測定値をプログラム等で変換して測定することができる。
支持体11,21は、波長変換層30側の面に接して形成されてなる少なくとも1層の無機バリア層12b,22bを含むバリア層12,22を備えてなることが好ましい。
バリア層12,22は、図2に示されるように、支持体11,21と無機バリア層12b,22bとの間に少なくとも1層の有機バリア層12a,22aを備えていてもよい。有機バリア層12a,22aは、無機バリア層12b,22bと波長変換層30との間に設けられていてもよい。バリア層を複数の層から構成することは、より一層バリア性を高めることができるため、耐光性向上の観点から好ましい。有機バリア層は、無機バリア層12b,22bと波長変換層30との間に設けられていることも好ましい。この場合、有機バリア層は、バリア被覆層(オーバーコート層)と称することもある。
「無機層」とは、無機材料を主成分とする層であり、好ましくは無機材料のみから形成される層である。
バリア層12,22に好適な無機バリア層12b,22bとしては、特に限定されず、金属、無機酸化物、窒化物、酸化窒化物等の各種無機化合物を用いることができる。無機材料を構成する元素としては、ケイ素、アルミニウム、マグネシウム、チタン、スズ、インジウム及びセリウムが好ましく、これらを一種又は二種以上含んでいてもよい。無機化合物の具体例としては、酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化スズ、酸化インジウム合金、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化チタンを挙げることができる。また、無機バリア層として、金属膜、例えば、アルミニウム膜、銀膜、錫膜、クロム膜、ニッケル膜、チタン膜を設けてもよい。
また、バリア層における光の吸収を抑制する観点からは、窒化ケイ素がもっとも好ましい。
有機層とは、有機材料を主成分とする層であって、好ましくは有機材料が50質量%以上、更には80質量%以上、特に90質量%以上を占める層を言うものとする。有機バリア層としては、特開2007−290369号公報段落0020〜0042、特開2005−096108号公報段落0074〜0105を参照できる。なお有機バリア層は、カルドポリマーを含むことが好ましい。これにより、有機バリア層と隣接する層との密着性、特に、無機バリア層とも密着性が良好になり、より一層優れたバリア性を実現することができるからである。カルドポリマーの詳細については、上述の特開2005−096108号公報段落0085〜0095を参照できる。有機バリア層の膜厚は、0.05μm〜10μmの範囲内であることが好ましく、中でも0.5〜10μmの範囲内であることが好ましい。有機バリア層がウェットコーティング法により形成される場合には、有機バリア層の膜厚は、0.5〜10μmの範囲内、中でも1μm〜5μmの範囲内であることが好ましい。また、ドライコーティング法により形成される場合には、0.05μm〜5μmの範囲内、中でも0.05μm〜1μmの範囲内であることが好ましい。ウェットコーティング法又はドライコーティング法により形成される有機バリア層の膜厚が上述した範囲内であることにより、無機層との密着性をより良好なものとすることができるからである。
波長変換部材1Dにおいて、波長変換層、無機バリア層、有機バリア層、支持体は、この順に積層されていてもよく、無機バリア層と有機バリア層との間、二層の有機バリア層の間、又は二層の無機バリア層の間に、支持体を配して積層されていてもよい。
バリアフィルム10,20は、波長変換層30側の面と反対側の面に、凹凸構造を付与する凹凸付与層(マット層)を備えていることが好ましい。バリアフィルムがマット層を有していると、バリアフィルムのブロッキング性、滑り性を改良することができるため、好ましい。マット層は粒子を含有する層であることが好ましい。粒子としては、シリカ、アルミナ、酸化金属等の無機粒子、あるいは架橋高分子粒子等の有機粒子等が挙げられる。また、マット層は、バリアフィルムの波長変換層とは反対側の表面に設けられることが好ましいが、両面に設けられていてもよい。
後記する第2の製造方法により製造される波長変換部材1Dは、接着層50を備えている。接着層50としては特に制限されないが、接着剤を硬化してなる層を好ましく挙げることができる。接着剤は、硬化性である限りにおいて、従来から偏光板の製造に使用されている各種のものを使用することができるが、耐候性や重合性などの観点から、紫外線等の活性エネルギー線により硬化する接着剤を含むことが好ましい。活性エネルギー線により硬化する接着剤の中でも、カチオン重合性の化合物、たとえばエポキシ化合物、より具体的には、特開2004−245925号公報に記載されるような、分子内に芳香環を有しないエポキシ化合物を、活性エネルギー線硬化性成分の一つとして含有する活性エネルギー線硬化型接着剤が好ましい。また、活性エネルギー線硬化型接着剤には、エポキシ化合物を代表例とするカチオン重合性化合物のほか、通常は重合開始剤、特に活性エネルギー線の照射によりカチオン種またはルイス酸を発生し、カチオン重合性化合物の重合を開始させるための光カチオン重合開始剤が配合される。さらに、加熱によって重合を開始させる熱カチオン重合開始剤、その他、光増感剤などの各種添加剤が配合されていてもよい。
波長変換部材1Dは、量子ドットの蛍光を効率よく外部に取り出すために光散乱機能を有することができる。光散乱機能は、波長変換層30内部に設けてもよいし、光散乱層として光散乱機能を有する層を別途設けてもよい。
一方、本実施形態の波長変換部材1Dは、ゲッター剤40が波長変換層30内において散乱子として機能する。従って、波長変換層30内部の光散乱機能を高める必要がある場合は、新たに散乱粒子を添加してもよい。
また、支持体の波長変換層とは反対側の面に光散乱層を設けてもよい。上記マット層を設ける場合は、マット層を、凹凸付与層と光散乱層とを兼用できる層とすることが好ましい。
<第1の製造方法>
以下、波長変換層30の両面に、支持体11,21上にバリア層12,22を備えた基材10,20(以下、バリアフィルム10,20とする)を備えた態様の上記波長変換部材1Dの製造方法の一例を説明する。
本実施形態において、波長変換層30は、調製した量子ドット含有重合性組成物をバリアフィルム10,20の表面に塗布した後に光照射、又は加熱により硬化させ、形成することができる。塗布方法としてはカーテンコーティング法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、印刷コーティング法、スプレーコーティング法、スロットコーティング法、ロールコーティング法、スライドコーテティング法、ブレードコーティング法、グラビアコーティング法、ワイヤーバー法等の公知の塗布方法が挙げられる。
図3は、波長変換部材1Dの製造装置の一例の概略構成図であり、図4は、図3に示す製造装置の部分拡大図である。図3、4に示す製造装置を用いる波長変換部材の製造工程は、連続搬送される第一のバリアフィルム10(以下、「第一のフィルム」という。)の表面に量子ドット含有重合性組成物を塗布し塗膜を形成する工程と、塗膜の上に、連続搬送される第二のバリアフィルム20(以下、「第二のフィルム」ともいう。)をラミネートし(重ねあわせ)、第一のフィルムと第二のフィルムとで塗膜を挟持する工程と、第一のフィルムと第二のフィルムとで塗膜を挟持した状態で、第一のフィルム、及び第二のフィルムの何れかをバックアップローラに巻きかけて、連続搬送しながら光照射し、塗膜を重合硬化させて波長変換層(硬化層)を形成する工程とを少なくとも含む。本実施形態では、第一のフィルム、第二のフィルムの双方に、酸素や水分に対するバリア性を有するバリアフィルムを用いている。かかる態様とすることにより、波長変換層の両面がバリアフィルムにより保護された波長変換部材1Dを得ることができる。片面がバリアフィルムにより保護された波長変換部材としてもよく、その場合は、バリアフィルム側を外気に近い側として用いることが好ましい。
上記波長変換部材の第1の製造方法では、第1のフィルム上に塗膜30Mを形成した後、塗膜30Mを硬化させる前に第2のフィルムをラミネートし、塗膜30Mを第1のフィルムと第2のフィルムとで挟持した状態で塗膜30Mを硬化する。これに対し、第2の製造方法では、第1のフィルム上に塗膜30Mを形成した後、塗膜30Mを、必要に応じて行われる乾燥処理の後、硬化を施すことにより波長変換層(硬化層)形成し、必要に応じて波長変換層上に被覆層を形成した後に、第2のフィルムを、接着材(及び被覆層)を介して波長変換層上に積層して波長変換部材1Dを形成する。被覆層は、無機層等の一層以上の他の層であり、公知の方法により形成することができる。
以上、波長変換部材1Dの製造工程の二つの態様について説明したが、本発明は上記態様に限定されるものではない。
既に述べたように、図1に示されるバックライトユニット2は、一次光(青色光LB)を出射する光源1Aと光源1Aから出射された一次光を導光させて出射させる導光板1Bとからなる面状光源1Cと、面状光源1C上に備えられてなる波長変換部材1Dと、波長変換部材1Dを挟んで面状光源1Cと対向配置される再帰反射性部材2Bと、面状光源1Cを挟んで波長変換部材1Dと対向配置される反射板2Aとを備えており、波長変換部材1Dは、面状光源1Cから出射された一次光LBの少なくとも一部を励起光として、蛍光を発光し、この蛍光からなる二次光(LG,LR)及び励起光とならなかった一次光LBを出射するものである。
同様の観点から、バックライトユニット2が発光する緑色光の波長帯域は、520〜560nmであることが好ましく、520〜545nmであることがより好ましい。
また、同様の観点から、バックライトユニットが発光する赤色光の波長帯域は、600〜680nmであることが好ましく、610〜640nmであることがより好ましい。
なお、本実施形態では、光源として面状光源を用いた場合を例に説明したが、光源としては面状光源以外の光源も使用することができる。
バックライトユニットの構成としては、図1では、導光板や反射板などを構成部材とするエッジライト方式について説明したが、直下型方式であっても構わない。導光板としては、公知のものを何ら制限なく使用することができる。
上述のバックライトユニット2は液晶表示装置に応用することができる。図5に示されるように、液晶表示装置4は上記実施形態のバックライトユニット2とバックライトユニットの再帰反射性部材側に対向配置された液晶セルユニット3とを備えてなる。
ポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム、東洋紡社製、商品名:コスモシャインA4300、厚さ50μm)支持体の片面側に以下の手順で第1有機層および無機層を順次形成した。
トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA、ダイセルサイテック社製)及び光重合開始剤(ランベルティ社製、ESACURE KTO46)を用意し、質量比率として95:5となるように秤量し、これらをメチルエチルケトンに溶解させ、固形分濃度15%の塗布液とした。この塗布液を、ダイコーターを用いてロールトウロールで上記PETフィルム上に塗布し、50℃の乾燥ゾーンを3分間通過させた。その後、窒素雰囲気下で紫外線を照射(積算照射量約600mJ/cm2)し、UV硬化で硬化させ、巻き取った。支持体(上記PETフィルム)上に形成された第1有機層の厚さは、1μmであった。
以下の手順で、上記第1のバリアフィルム1の無機層表面に第2の有機層(バリア被覆層)を形成した。
ウレタン骨格アクリルポリマー(大成ファインケミカル社製 アクリット8BR500)と光重合開始剤(チバケミカル社製、Irgacure184)を質量比率として95:5となるように秤量し、これらをメチルエチルケトンに溶解させ、固形分濃度15%の塗布液を調製した。かかる塗布液を、上記第1のバリアフィルム1の無機層の表面にダイコーターを用いてロールトウロールで直接塗布し、100℃の乾燥ゾーンを3分間通過させた。その後、60℃に加熱したヒートロールに抱かせながら、紫外線を照射(積算照射量約600mJ/cm2)して硬化させ、巻き取った。支持体上に形成された被覆層の厚さは、1μmであった。このようにしてバリア被覆層として第2の有機層(バリア被覆層)が付いた第2のバリアフィルムを作製した。
下記の配合比で、量子ドット含有重合性組成物1を調製した。
次いで、量子ドット含有重合性組成物1のモノマー1をモノマー3(トリメチルプロパントリアクリレート(TMPTA):ダイセルサイテック社製)とした以外は同様の組成を有する量子ドット含有重合性組成物3を調製した。
また、下記の配合比で、量子ドット含有重合性組成物4,5を調製した。
I:接着層あり(第2の製造方法)
III:接着層なし(第1の製造方法)
1:第1のバリアフィルム/波長変換層/第1のバリアフィルム
2:第1のバリアフィルム/波長変換層/第2のバリアフィルム
3:第1のバリアフィルム/波長変換層/被覆層/第1のバリアフィルム
4:第1のバリアフィルム/波長変換層/被覆層/第2のバリアフィルム
5:第2のバリアフィルム/波長変換層/被覆層(接着層)/第2のバリアフィルム
6:第2のバリアフィルム/波長変換層/第2のバリアフィルム
なお、表1における「質量%」はゲッター剤添加後の量子ドット含有重合性組成物全質量に対して1質量%であることを意味する。以下の「質量%」についても、同様である。
(第1の製造方法:表1中のIII、第1実施形態)
各例に用いる第1のバリアフィルムを用意し、1m/分、60N/mの張力で連続搬送しながら、無機バリア層面上に、各例の量子ドット含有重合性組成物をダイコーターで塗布し、50μmの厚さの塗膜を形成した。次いで、塗膜の形成された第1のバリアフィルムをバックアップローラに巻きかけ、塗膜の上に各例のバリアフィルムをバリア層面が塗膜に接する向きでラミネートし、その後、バリアフィルムで塗膜を挟持した状態でバックアップローラに巻きかけ、連続搬送しながら紫外線を照射し、第1実施形態の波長変換層を得た。厚み方向に3等分した各領域のゲッター剤の占有面積率比は、表1の通りとなった。占有面積率は、透過型電子顕微鏡(日本電子社製 JEM−2100)によって波長変換層の厚み方向断面を観察し、測定面積に占めるゲッター剤粒子の占有面積率SB1,SB2,SCを測定した。各領域において、TEMスポットサイズは1nm、観察倍率:30000倍とした。1視野約4μm×3μmのエリアを3視野用いた。
上記第1の製造方法において、ゲッター剤添加した量子ドット含有重合性組成物およびゲッター剤無添加量子ドット含有重合性化合物を、ゲッター剤含有層が最表面となるように共流延ダイコーターで同時塗布し、50μmの厚さの多層塗膜を形成した以外は第1の製造方法と同様にして、第2実施形態の波長変換層を得た。厚み方向に3等分した各領域のゲッター剤の占有面積率比は、表1の通りとなった。
第1の製造方法と同様に、各例に用いる第1のバリアフィルムの無機バリア層面上に、各例の量子ドット含有重合性組成物をダイコーターで塗布し、50μmの厚さの塗膜を形成した。次いで、塗膜の形成された第1のバリアフィルムをバックアップローラに巻きかけ、塗膜の上から第1の製造方法と同様の照射量で紫外線を照射して塗膜を硬化させて硬化層(波長変換層)を形成した。
市販のタブレット端末(Amazon社製、Kindle Fire HDX 7”)を分解し、バックライトユニットを取り出した。取り出したバックライトユニットの導光板上に矩形に切り出した各例の波長変換部材を置き、その上に表面凹凸パターンの向きが直交した2枚のプリズムシートを重ね置いた。青色光源から発し、波長変換部材及び2枚のプリズムシートを透過した光の輝度を、導光板の面に対して垂直方向740mmの位置に設置した輝度計(SR3、TOPCON社製)で測定した。なお測定は、波長変換部材の隅から内側5mmの位置を測定し、4隅での測定の平均値(Y0)を評価値とした。
連続照射後の波長変換部材の4隅の輝度(Y1)を、連続照射前の輝度の評価と同様の方法で測定し、下式記載の連続照射前の輝度との変化率(ΔY)を取って輝度変化の指標とした。結果を表1に示す。
ΔY=(Y0−Y1)÷Y0×100
評価基準
ΔY<20 :Excellent
20≦ΔY≦30 :Good
30<ΔY :No Good
上記耐久輝度劣化の評価と同様にして、各例の波長変換部材に対して青色光の連続照射を実施した。連続照射後の各例の波長変換部材に対して、JIS Z 0237に記載の方法により、180°引き剥がし粘着力を測定した。測定結果に対し、以下に記載の評価基準で、各例の剥離性を評価した。得られた結果を表1に示す。
180°引き剥がし粘着力が
2.015N/10mm以上 :Excellent
0.5N/10mm以上、2.015N/10mm未満 :Good
0.2/10mm未満 :No Good
1D 波長変換部材
2 バックライトユニット
2A 反射板
2B 再帰反射性部材
3 液晶セルユニット
4 液晶表示装置
10,20 バリアフィルム
11,21 支持体
12,22 バリア層
12a,22a 有機バリア層
12b,22b 無機バリア層
13 凹凸付与層(マット層、光拡散層)
30 波長変換層
30A,30B 量子ドット
30P 有機マトリックス
40 ゲッター剤
LB 励起光(一次光、青色光)
LR 赤色光(二次光、蛍光)
LG 緑色光(二次光、蛍光)
Claims (11)
- 励起光により励起されて蛍光を発光する少なくとも1種の量子ドットと水分及び酸素のうちの少なくとも一方を捕捉するゲッター剤を含む波長変換層と、該波長変換層の少なくとも一方の面に形成されてなる透湿度が0.1g/(m2・day・atm)以下のバリア層を備えてなり、
前記波長変換層は、前記量子ドット及び前記ゲッター剤を含む重合性組成物を硬化した層である波長変換部材。 - 前記ゲッター剤が、前記波長変換層中において均一に分散してなる請求項1記載の波長変換部材。
- 前記波長変換層中において、前記ゲッター剤が、層境界領域に偏在してなる請求項1記載の波長変換部材。
- 前記ゲッター剤が、水分及び酸素を吸着する化合物又は組成物である請求項1〜3いずれか1項記載の波長変換部材。
- 前記ゲッター剤が、金属酸化物、金属ハロゲン化物、金属硫酸塩、金属過塩素酸塩、金属炭酸塩、金属アルコキシド、金属カルボキシレート、金属キレート、またはアルミノケイ酸塩の中から選ばれた少なくとも1種の化合物を含む請求項1〜4いずれか1項記載の波長変換部材。
- 前記波長変換層と前記バリア層との間に、少なくとも1層の接着層を備えてなる請求項1〜5いずれか1項記載の波長変換部材。
- 前記バリア層が、ケイ素酸化物、ケイ素窒化物、ケイ素炭化物、又はアルミニウム酸化物を含む請求項1〜6いずれか1項記載の波長変換部材。
- 前記バリア層の前記波長変換層側の面とは反対側の面に、光拡散層を備える請求項1〜7いずれか1項記載の波長変換部材。
- 前記バリア層が、前記波長変換層の両面に備えられてなる請求項1〜8いずれか1項記載の波長変換部材。
- 一次光を出射する光源と、
該光源上に備えられてなる請求項1〜9いずれか1項記載の波長変換部材と、
該波長変換部材を挟んで前記光源と対向配置される再帰反射性部材と、
前記光源を挟んで前記波長変換部材と対向配置される反射板とを備えたバックライトユニットであって、
前記波長変換部材は、前記光源から出射された前記一次光の少なくとも一部を前記励起光として、前記蛍光を発光し、該蛍光からなる二次光を含む光を少なくとも出射するものであるバックライトユニット。 - 請求項10に記載のバックライトユニットと、
該バックライトユニットの前記再帰反射性部材側に対向配置された液晶セルユニットを備えてなる液晶表示装置。
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