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

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 Download PDF

Info

Publication number
JP2016102999A
JP2016102999A JP2015127583A JP2015127583A JP2016102999A JP 2016102999 A JP2016102999 A JP 2016102999A JP 2015127583 A JP2015127583 A JP 2015127583A JP 2015127583 A JP2015127583 A JP 2015127583A JP 2016102999 A JP2016102999 A JP 2016102999A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wavelength conversion
layer
light
film
conversion member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2015127583A
Other languages
English (en)
Inventor
亮 佐竹
Akira Satake
亮 佐竹
伊藤 英明
Hideaki Ito
英明 伊藤
誠 加茂
Makoto Kamo
誠 加茂
隆 米本
Takashi Yonemoto
隆 米本
浩史 遠山
Hiroshi Toyama
浩史 遠山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to KR1020177012940A priority Critical patent/KR20170074908A/ko
Priority to PCT/JP2015/005685 priority patent/WO2016075949A1/ja
Publication of JP2016102999A publication Critical patent/JP2016102999A/ja
Priority to US15/593,903 priority patent/US20170248748A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0051Diffusing sheet or layer
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0055Reflecting element, sheet or layer
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58Optical field-shaping elements
    • H01L33/60Reflective elements
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/50OLEDs integrated with light modulating elements, e.g. with electrochromic elements, photochromic elements or liquid crystal elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133614Illuminating devices using photoluminescence, e.g. phosphors illuminated by UV or blue light
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/50Protective arrangements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2202/00Materials and properties
    • G02F2202/36Micro- or nanomaterials
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/30Devices specially adapted for multicolour light emission
    • H10K59/38Devices specially adapted for multicolour light emission comprising colour filters or colour changing media [CCM]

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

【課題】励起光照射により蛍光を発する量子ドットを含む波長変換層を有する波長変換部材において、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、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。【解決手段】波長変換部材1Dは、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(30A,30B)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40を含む波長変換層30と、波長変換層30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(12,22)を備えてなり、波長変換層30は、量子ドット(30A,30B)及びゲッター剤40を含む重合性組成物を硬化した層である。【選択図】図2A

Description

本発明は、励起光照射により蛍光を発する量子ドットを含む波長変換層を有する波長変換部材及びそれを備えたバックライトユニット、液晶表示装置に関する。
液晶表示装置(Liquid Crystal Display、LCD)などのフラットパネルディスプレイは、消費電力が小さく、省スペースの画像表示装置として年々その用途が広がっている。液晶表示装置は、少なくともバックライトと液晶セルとから構成され、通常、更に、バックライト側偏光板、視認側偏光板などの部材が含まれる。
近年、LCDの色再現性の向上を目的として、バックライトユニットの波長変換部材に、量子ドット(Quantum Dot、QD、量子点とも呼ばれる。)を発光材料として含んだ波長変換層を備えた構成が注目されている(特許文献1参照)。波長変換部材は、面状光源から入射された光の波長を変換して白色光として出射させる部材であり、上記量子ドットを発光材料として含んだ波長変換層では、発光特性の異なる2種又は3種の量子ドットが面状光源から入射された光により励起されて発光する蛍光を利用して白色光を具現化することができる。
量子ドットによる蛍光は高輝度であり、しかも半値幅が小さいため、量子ドットを用いたLCDは色再現性に優れる。このような量子ドットを用いた3波長光源化技術の進行により、LCDの色再現域は、TV規格(NTSC(National Television System Committee)比72%から100%へと拡大している。
量子ドットを含む層(以下QD層とする。)は、水分及び酸素の侵入を抑制する必要があることが知られている。QD層へ水分が侵入すると、QD層に経時寸法変化を生じやすい、また、DRY耐久試験等の加熱工程により劣化しやすく、その結果、QD層界面での剥離を生じやすいという問題がある。また、QD層へ酸素が侵入すると、量子ドットが酸素との接触により光酸化されて発光強度が低下するという問題がある。
かかる問題を解決するために、量子ドットを外部から侵入した酸素や水分から保護するために、波長変換部材において、量子ドットを含む層の外側に、水分(水蒸気)及び酸素の侵入を抑制するバリアフィルムを備えることが提案されている(特許文献1等)。
バリアフィルムは、通常、量子ドットを含む層を挟持する支持体として、酸素及び水蒸気バリア性を有する基材を用いることにより基材自体をバリアフィルムとして用いる態様や、支持体の表面に酸素バリア性及び水蒸気バリア性を有する無機バリア層や有機バリア層を備える態様等が知られている。酸素バリア性及び水蒸気バリア性を有する無機バリア層としては、無機酸化物、無機窒化物、無機酸化窒化物、金属等の無機層が好適に使用される。
米国特許出願公開第2012/0113672号明細書 国際公開第2011/031876号 国際公開第2013/078252号
しかしながら、特許文献1のように、波長変換部材において、量子ドットを含む層の外側にバリアフィルムを備えるだけでは、量子ドットを含む層への酸素及び水分の侵入をある程度抑制することができるが充分とはいえない。特に長尺のフィルム形状の波長変換部材とした後に所望の大きさに切断して波長変換部材を製造する場合等は、切断側面において量子ドットを含む層が外気に曝露されるため、切断側面からの酸素や水分の侵入に対する対策も必要である。
特許文献2及び3には、量子ドットを含むフィルムが発光安定化剤を含む構成が開示されており、量子ドットを含む層中に発光安定化剤が存在するため、バリアフィルムを透過してきた酸素や水分、及び、側面から侵入した酸素や水分の侵入等の影響を低減することができることが記載されている。
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。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、励起光照射により蛍光を発する量子ドットを含む波長変換層を有する波長変換部材において、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を目的とするものである。
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。
本発明の波長変換部材は、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と、をともに含む波長変換層と、波長変換層の少なくとも一方の面に形成されたバリア層を備えてなり、波長変換層は、量子ドット及びゲッター剤を含む重合性組成物を硬化した層である。
本明細書において、バリア層の透湿度は、測定温度40℃、相対湿度90%RHの条件下で、G.NISATO、P.C.P.BOUTEN、P.J.SLIKKERVEERらSID Conference Record of the International Display Research Conference 1435-1438頁に記載の方法(カルシウム法)を用いて測定した値である。本明細書において、透湿度の単位は、[g/(m・day・atm)]を使用している。透湿度が0.1g/(m・day・atm)以下であるとは、SI単位系では透湿度が1.14×10−11g/(m・s・Pa)以下であることを意味する。
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、1.0cm/(m・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。
ゲッター剤は、波長変換層中において均一に分散してなる態様であってもよいし、波長変換層中において層境界領域に偏在してなる態様であってもよい。
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Sとの比SB1/S>2,又は、SB2/S>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。
具体的な占有面積率の測定は、透過型電子顕微鏡(TEM)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,Sを測定した。TEMスポットサイズは1nm、観察倍率:30000倍とし、3箇所の層領域ごとに3視野の測定を行った。波長変換層の層厚やゲッター剤の粒子サイズに応じて、スポットサイズや倍率は適宜調整することができる。
ゲッター剤は、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、またはゼオライト(アルミノケイ酸塩)の中から選ばれた少なくとも1種の化合物を含むことが好ましい。
本発明の波長変換部材としては、波長変換層とバリア層との間に、少なくとも1層の接着層を備えてなる態様としてもよい。
バリア層は、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層であることが好ましい。
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。
本発明のバックライトユニットは、
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。
本発明の液晶表示装置は、バックライトユニットと、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とを備えてなる。
また、本明細書中、ピークの「半値幅」とは、ピーク高さ1/2でのピークの幅のことを言う。また、430〜480nmの波長帯域に発光中心波長を有する光を青色光と呼び、500〜600nmの波長帯域に発光中心波長を有する光を緑色光と呼び、600〜680nmの波長帯域に発光中心波長を有する光を赤色光と呼ぶ。
本発明の波長変換部材は、励起光照射により蛍光を発する量子ドットを含む波長変換層を有する波長変換部材において、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/(m・day・atm)以下のバリア層を備えてなり、波長変換層が、量子ドット及びゲッター剤を含む重合性組成物を硬化した層である。かかる構成の波長変換部材は、量子ドットを含む波長変換層に侵入した酸素又は水分を効果的に捕捉することができるので、波長変換層の経時寸法変化、及び、DRY耐久試験等の加熱工程による劣化による波長変換層界面の剥離が生じにくく、量子ドットの光酸化による発光強度の低下が少ないものとなる。また、ゲッター剤は、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ものではない。
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。
本発明にかかる一実施形態の波長変換部材を備えたバックライトユニットの概略構成断面図である。 本発明にかかる第1実施形態の波長変換部材の概略構成断面図である。 本発明にかかる第2実施形態の波長変換部材の概略構成断面図である。 本発明にかかる第3実施形態の波長変換部材の概略構成断面図である。 本発明にかかる第4実施形態の波長変換部材の概略構成断面図である。 本発明にかかる一実施形態の波長変換部材の製造装置の一例を示す概略構成図である。 図4に示す製造装置の部分拡大図である。 本発明にかかる一実施形態のバックライトユニットを備えた液晶表示装置の概略構成断面図である。 本発明においてゲッター剤の分散態様の定義を説明するための模式図。
図面を参照して、本発明にかかる一実施形態の波長変換部材及びそれを備えたバックライトユニットについて説明する。図1は、本実施形態の波長変換部材を備えたバックライトユニットの概略構成断面図であり、図2A、図2Bは、それぞれ、本発明の波長変換部材の第1実施形態及び第2実施形態の概略構成断面図である。本明細書の図面において、視認しやすくするために各部の縮尺を適宜変更して示してある。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
図1に示されるように、バックライトユニット2は、一次光(青色光L)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L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(L,L)及び波長変換部材1Dを透過した一次光L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。
図1において、波長変換部材1Dから出射されたL,L,Lは、再帰反射性部材2Bに入射し、入射した各光は、再帰反射性部材2Bと反射板2Aとの間で反射を繰り返し、何度も波長変換部材1Dを通過する。その結果、波長変換部材1Dでは充分な量の励起光(青色光L)が量子ドット30A、30Bによって吸収され、必要な量の蛍光(L,L)が発光し、再帰反射性部材2Bから白色光Lが具現化されて出射される。
励起光として紫外光を用いた場合は、量子ドット30A,30B,30Cを含む波長変換層30に励起光として紫外光を入射させることにより、量子ドット30Aにより発光される赤色光、量子ドット30Bにより発光される緑色光、及び量子ドット30Cにより発光される青色光により、白色光を具現化することができる。
「波長変換部材」
波長変換部材1Dは、励起光(L)により励起されて蛍光(L,L)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)。
図2A,Bにおいて、波長変換部材1Dは、上側(バリアフィルム20側)が、バックライトユニット2における再帰反射性部材2B側であり、下側(バリアフィルム10側)が面状光源1C側である。波長変換部材1Dに侵入した酸素及び水分は、再帰反射性部材2B側及び面状光源1C側においても、バリアフィルム10及び20により波長変換層30への侵入が抑制される構成を有している。
「発明が解決しようとする課題」の項目において述べたように、波長変換部材において、量子ドットを含む層の外側にバリアフィルムを備えることによって、量子ドット層への酸素及び水分の侵入をある程度抑制することができるが充分とはいえない。本発明者は、波長変換層内に侵入した酸素及び水分を、波長変換層内において捕捉することにより、波長変換層の劣化や発光強度の低下を防ぐ手法について鋭意検討を行った。
本発明者は、量子ドットを含む重合性組成物中に添加しても、重合性組成物の硬化反応に悪影響を与えることのない、酸素又は水分の捕捉剤について検討した。その結果、有機EL素子等において、外気中の酸素及び水分が光電変換部へ侵入することを抑制するために素子の封止部等に添加されるゲッター剤(ゲッタリング剤)が、かかる捕捉剤として好適であり、量子ドットを含む波長変換層に侵入した酸素又は水分を効果的に捕捉しうることを見出した。
有機EL素子において、ゲッター剤は、発光層に添加すると発光性能が劣ることから、素子の封止部、あるいは、素子の外側にゲッター層を設けて封止するのが一般的である。本発明者らは、波長変換部材においては、ゲッター剤は、波長変換層内に添加された場合、水分及び酸素の捕捉剤としてのみならず、散乱子として機能し、その結果、水分及び酸素を捕捉する効果に加えて、波長変換層内において一次光を高効率に散乱させて波長変換効率を大幅に高めるという効果、発光輝度を大幅に高めるという効果を奏することを見出した。
すなわち、図2A、Bに示されるように、波長変換部材1Dは、励起光(L)により励起されて蛍光(L,L)を発光する量子ドット30A,30B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40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を備えてなり、波長変換層30は、量子ドット30A,30B及びゲッター剤40を含む重合性組成物を硬化した層である。
第1実施形態及び第2実施形態において、波長変換層30は、その両主面(表面)に、バリアフィルム10と20とを備えてなり、バリアフィルム10,20は、それぞれ、支持体11,21と、その表面に支持されてなるバリア層12,22とから構成されている。
両実施形態において、バリアフィルム10,20は、バリア層12及び22が波長変換層30側となるように配置されているが、かかる態様に限られるものではない。
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。
波長変換部材1Dにおいて、バリアフィルム10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)13を備えている。本実施形態において、凹凸付与層13は、光拡散層としての機能も有している。
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」
波長変換層30は、有機マトリックス30P中に青色光Lにより励起されて蛍光(赤色光)Lを発光する量子ドット30Aと、青色光Lにより励起されて蛍光(緑色光)L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。
波長変換層30の厚みは、好ましくは1〜500μmの範囲であり、より好ましくは10〜250μmの範囲であり、さらに好ましくは30〜150μmの範囲である。厚みが1μm以上であると、高い波長変換効果が得られるため、好ましい。また、厚みが500μm以下であると、バックライトユニットに組み込んだ場合に、バックライトユニットを薄くすることができるため、好ましい。
また、波長変換層30は、有機マトリックス30P中に紫外光LUVにより励起されて蛍光(赤色光)L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)L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)Lを発光する量子ドット30Cとが分散されてなることもできる。波長変換層の形状は特に限定されるものではなく、任意の形状とすることができる。
第1実施形態と第2実施形態とでは、波長変換層30内におけるゲッター剤40の分散状態が異なっており、各図に示されるように、第1実施形態は、ゲッター剤40は、波長変換層30中において均一に分散してなる態様であり、第2実施形態は、ゲッター剤40は、波長変換層30中において、波長変換層30と隣接するバリア層22との層境界領域に偏在してなる態様である。
ゲッター剤40は、上記したように、酸素及び水分の少なくとも一方を捕捉する物質であるので、波長変換層30内に存在していれば、波長変換層30内に侵入した水分及び/又は酸素を捕捉する効果を奏する。また、既に述べたように、波長変換層30内に存在するゲッター剤は、水分及び/又は酸素の捕捉剤としてのみならず、散乱子として機能し、波長変換層内において一次光を高効率に散乱させて波長変換効率を大幅に高めるという効果を奏し、発光輝度の向上効果をも奏する。
図2Aに示す第1実施形態のように、波長変換層30内に均一に分散されてなる態様では、バリア層を介して侵入した酸素又は水分、ならびに、側面から侵入した酸素又は水分を効果的に捕捉することができる。更に、第1実施形態では、上記散乱子としての効果を、波長変換層30内全域において得ることができるので、波長変換層内の量子ドットへの一次光の回帰光が劇的に増加し、変換効率の向上効果をより大きく高めることができる。
また、一態様ではゲッター剤40は、後記する無機材料からなる微粒子であることから、波長変換層内に均一に分散されて存在することにより、無機フィラーとしての機能(形状安定性、力学的強度向上効果、耐熱性向上効果等)を有することになる。従って、第1実施形態では、酸素又は水分を捕捉することによる寸法安定性を高める効果に加えて、無機フィラーによる寸法安定性を高める効果を得ることができ、より波長変換層界面での剥離を生じにくい波長変換部材を実現することができる。
一方、図2Bに示す第2実施形態のように、ゲッター剤40が、波長変換層30中において、波長変換層30と隣接するバリア層22との層境界領域に偏在してなる態様では、バリア層を介して侵入した酸素又は水分を、より効果的に捕捉することができる。効果的に捕捉することができる。更に、第2実施形態では、上記散乱子としての効果を、波長変換層30の光出射側において効果的に得ることができるので、発光輝度向上効果をより大きく高めることができる。
第1実施形態及び第2実施形態において、波長変換層30とバリア層22との間に、波長変換層30の表面を被覆してなる被覆層を有していてもよい(不図示)。被覆層は、QD層最表面の平滑化によるバリア層との密着性向上、およびQD層の保護、光学特性の調整等の機能を有する。
第1及び第2実施形態いずれにおいても、有機マトリックス30Pは重合体(ポリマー)を含み、波長変換層30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む重合性組成物(以下、基本的に、量子ドット含有重合性組成物と称する)から形成することができる。すなわち、波長変換層30は、量子ドット含有重合性組成物の硬化により得られた硬化層である。また、ゲッター剤40は、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ものではない。
従って、波長変換部材1Dは、量子ドットを含む波長変換層30に酸素又は水分の侵入を効果的に抑制することができるので、波長変換層30の経時寸法変化、及び、DRY耐久試験等の加熱工程による劣化による波長変換層界面の剥離が生じにくく、量子ドットの光酸化による発光強度の低下が少ないものであり、量子ドット含有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る。
図3A,図3Bは、それぞれ、図2A,図2Bにおいて、波長変換層30とバリア層22との間に接着層50を備えた態様である。詳細については後記するが、図2の第1及び第2実施形態の波長変換部材1Dは、バリアフィルム10上に量子ドット含有重合性組成物の塗膜を形成した後、塗膜を硬化させる前にバリアフィルム20を重ね合わせ、その後塗膜を硬化させて波長変換層30を形成するため、波長変換層30とバリア層22との間に接着層は不要である。一方、図3A,Bに示される波長変換部材1Dは、バリアフィルム10上に量子ドット含有重合性組成物の塗膜を形成した後塗膜を硬化させて波長変換層30を形成した後に、バリアフィルム20を重ね合わせて製造される。従って、波長変換層30とバリア層22とは接着層50により貼付されてなる。
接着層50を有する以外は、図3A、図3Bはそれぞれ図2A,図2Bと同様の構成を有しているため、図3A、図3Bに示す実施形態においても、上記第1実施形態と第2実施形態と同様の効果を奏する。
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>
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。
量子ドット含有重合性組成物の調製方法は特に制限されず、一般的な重合性組成物の調製手順により実施すればよいが、ゲッター剤は組成物調製の最後のタイミングで添加することが、ゲッター剤の酸素や水分の捕捉特性を低下させる要因が少なく好ましい。
(量子ドット)
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Lにより励起されて蛍光(赤色光)Lを発光する量子ドット30Aと、青色光Lにより励起されて蛍光(緑色光)L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)L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)L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)Lを発光する量子ドット30Cを含むこともできる。
公知の量子ドットには、600nm〜680nmの範囲の波長帯域に発光中心波長を有する量子ドット30A、500nm〜600nmの範囲の波長帯域に発光中心波長を有する量子ドット30B、400nm〜500nmの波長帯域に発光中心波長を有する量子ドット30C(青色光を発光)が知られている。
量子ドットについては、上記の記載に加えて、例えば特開2012−169271号公報段落0060〜0066を参照することができるが、ここに記載のものに限定されるものではない。量子ドットとしては、市販品を何ら制限なく用いることができる。量子ドットの発光波長は、通常、粒子の組成、サイズ、ならびに組成及びサイズにより調整することができる。
量子ドットは、上記重合性組成物に粒子の状態で添加してもよく、溶媒に分散した分散液の状態で添加してもよい。分散液の状態で添加することが量子ドットの粒子の凝集を抑制する観点から好ましい。ここで使用される溶媒は、特に限定されるものではない。量子ドットは、量子ドット含有重合性組成物の全量100質量部に対して、例えば0.01〜10質量部程度添加することができる。
量子ドット含有重合性組成物において、量子ドットの含有量は、重合性組成物に含まれる重合性化合物の全質量に対し0.01〜10質量%が好ましく、0.05〜5質量%がより好ましい。
(ゲッター剤)
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。
ゲッター剤40としては、有機EL素子のゲッター剤として用いられる公知の物質を用いることができ、無機系ゲッター剤又は有機系ゲッター剤のいずれでもよく、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、またはゼオライト(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(LiSO)、硫酸ナトリウム(NaSO)、硫酸カルシウム(CaSO)、硫酸マグネシウム(MgSO)、硫酸コバルト(CoSO)、硫酸ガリウム(Ga(SO)、硫酸チタン(Ti(SO)、硫酸ニッケル(NiSO)等が挙げられる。
有機系ゲッター剤としては、化学反応により水を取り込み、その反応前後で不透明化しない材料であれば特に制限されない。特に金属アルコキシドや金属カルボキシレート、金属キレート等の有機金属化合物はその水分捕捉能から好適である。ここで、有機金属化合物とは、金属−炭素結合や金属−酸素結合、金属−窒素結合等を有する化合物を意味する。水と有機金属化合物とが反応すると加水分解反応により、前述の結合が切れて金属水酸化物になる。金属によっては金属水酸化物に反応後に加水分解重縮合を行い高分子量化してもよい。
金属アルコキシド、金属カルボキシレート、及び金属キレートの金属としては、有機金属化合物として水との反応性が良いもの、すなわち、水により各種結合と切れやすい金属原子を用いることが好ましい。具体的には、アルミニウム、ケイ素、チタン、ジルコニウム、ケイ素、ビスマス、ストロンチウム、カルシウム、銅、ナトリウム、リチウムが挙げられる。また、セシウム、マグネシウム、バリウム、バナジウム、ニオブ、クロム、タンタル、タングステン、クロム、インジウム、鉄などが挙げられる。特にアルミニウムを中心金属として持つ有機金属化合物の乾燥剤が樹脂中への分散性や水との反応性の点で好適である。有機基は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、デシル基、ヘキシル基、オクタデシル基、ステアリル基などの不飽和炭化水素、飽和炭化水素、分岐不飽和炭化水素、分岐飽和炭化水素、環状炭化水素を含有したアルコキシ基やカルボキシル基、アセエチルアセトナト基、ジピバロイルメタナト基などのβ−ジケトナト基が挙げられる。
中でも、下記化学式(化1)に示す、炭素数が1〜8のアルミニウムエチルアセトアセテート類が、透明性に優れた封止組成物を形成できる点から好適に用いられる。
(式中、R〜R は炭素数1個以上8個以下のアルキル基,アリール基,アルコキシ基,シクロアルキル基,アシル基を含む有機基を示し、Mは3価の金属原子を示す。なお、R〜Rはそれぞれ同じ有機基でも異なる有機基でもよい。)
上記炭素数が1〜8のアルミニウムエチルアセトアセテート類は、例えば、川研ファインケミカル株式会社、ホープ製薬株式会社から上市されており、入手可能である。
ゲッター剤40は粒子状又は粉末状である。ゲッター剤40の平均粒子径は通常20μm未満の範囲とすれば良く、好ましくは10μm以下、より好ましくは2μm以下、更に好ましくは1μm以下である。散乱性の観点から、ゲッター剤40の平均粒子径は、0.3〜2μmであることが好ましく、0.5〜1.0μmであることがより好ましい。ここでいう平均粒径とは、動的光散乱法によって測定した粒度分布から算出した、粒子径の平均値をいう。
量子ドット含有重合性組成物において、ゲッター剤は、量子ドット含有重合性組成物全質量に対し、酸素又は水分の捕捉効果の観点から、0.1質量%以上であることが好ましく、0.5質量%以上であることがより好ましく、1質量%以上であることがさらに好ましい。一方、ゲッター剤は水分や酸素の吸着により変質することがある。変質したゲッター剤は量子ドット含有重合性組成物の分解を誘引することがあり、密着性低下、脆性悪化、量子ドット発光効率低下をもたらす。これらを防止する観点から、ゲッター剤は20質量%以下であることが好ましく、15質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることがさらに好ましい。
(重合性化合物)
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。
単官能(メタ)アクリレートモノマーとしては、アクリル酸及びメタクリル酸、それらの誘導体、より詳しくは、(メタ)アクリル酸の重合性不飽和結合((メタ)アクリロイル基)を分子内に1個有するモノマーを挙げることができる。
具体的には、
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。
単官能(メタ)アクリレートモノマーとしては、炭素数が4〜30のアルキル(メタ)アクリレートを用いることが好ましく、炭素数12〜22のアルキル(メタ)アクリレートを用いることが、量子ドットの分散性向上の観点から、より好ましい。量子ドットの分散性が向上するほど、波長変換層から出射面に直行する光量が増えるため、正面輝度及び正面コントラストの向上に有効である。具体的には、単官能(メタ)アクリレートモノマーとしては、ブチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、オレイル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリルアミド、オクチル(メタ)アクリルアミド、ラウリル(メタ)アクリルアミド、オレイル(メタ)アクリルアミド、ステアリル(メタ)アクリルアミド、ベヘニル(メタ)アクリルアミド等が好ましい。中でもラウリル(メタ)アクリレート、オレイル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレートが特に好ましい。
上記(メタ)アクリル酸の重合性不飽和結合((メタ)アクリロイル基)を1分子内に1個有するモノマーと共に、(メタ)アクリロイル基を分子内に2個以上有する多官能(メタ)アクリレートモノマーを併用することもできる。
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。
また、2官能以上の(メタ)アクリレートモノマーのうち、3官能以上の(メタ)アクリレートモノマーとしては、エピクロロヒドリン(ECH)変性グリセロールトリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド(EO)変性グリセロールトリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド(PO)変性グリセロールトリ(メタ)アクリレート、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、EO変性リン酸トリアクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、EO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、PO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタ(メタ)アクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等が好ましい例として挙げられる。
量子ドット含有重合性組成物には、ラジカル重合性化合物として分子量Mwと、1分子当りの(メタ)アクリロイド基の数Fとの比、Mw/Fが200以下である(メタ)アクリレートモノマーが含まれていることも好ましい。Mw/Fは、150以下であることがさらに好ましく、100以下であることが最も好ましい。Mw/Fが小さい(メタ)アクリレートモノマーにより、量子ドット含有重合性組成物の硬化により形成される波長変換層の酸素透過度を低減することができ、その結果波長変換部材の耐光性を向上させることができるためである。また、Mw/Fが小さい(メタ)アクリレートモノマーの利用により、波長変換層内での重合体の架橋密度を高くすることができ、波長変換層の破断を防止することができる点でも、好ましい。
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。
多官能(メタ)アクリレートモノマーの使用量は、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量100質量部に対して、塗膜強度の観点からは、5質量部以上とすることが好ましく、組成物のゲル化抑制の観点からは、95質量部以下とすることが好ましい。
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。
(重合開始剤)
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。
(溶媒)
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(基材)>
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。
また、バリアフィルム10,20は、本実施形態のように、波長変換部材中に2つ含まれる態様が好ましいが、1つだけ含まれる態様であってもよい。
バリアフィルムは、可視光領域における全光線透過率が80%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましい。可視光領域とは、380〜780nmの波長領域をいうものとし、全光線透過率とは、可視光領域にわたる光透過率の平均値を示す。
バリアフィルム10,20の酸素透過率は1.00cm/(m・day・atm)以下であることが好ましい。ここで、上記酸素透過率は、測定温度23℃、相対湿度90%の条件下で、酸素ガス透過率測定装置(MOCON社製、OX−TRAN 2/20:商品名)を用いて測定した値である。バリアフィルム10,20の酸素透過率は、より好ましくは、0.10cm/(m・day・atm)以下、さらに好ましくは、0.01cm/(m・day・atm)以下、よりさらに好ましくは0.001cm/(m・day・atm)以下である。
バリアフィルム10,20は、酸素を遮断するガスバリア機能に加え、水分(水蒸気)を遮断する機能を有している。波長変換部材1Dにおいて、バリアフィルム10,20の透湿度(水蒸気透過率)は0.10g/(m・day・atm)以下である。バリアフィルム10,20の透湿度は、好ましくは、0.01g/(m・day・atm)以下である。
(支持体)
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。
支持体11,21の平均膜厚は、波長変換部材の耐衝撃性等の観点から、10μm以上500μm以下であることが好ましく、20μm以上400μm以下であることがより好ましく、30μm以上300μm以下であることが好ましい。波長変換層30に含まれる量子ドット30A,30Bの濃度を低減した場合や、波長変換層30の厚みを低減した場合のように、光の再帰反射を増加させる態様では、波長450nmの光の吸収率がより低いことが好ましいため、輝度低下を抑制する観点から、支持体11,21の平均膜厚は、40μm以下であることが好ましく、25μm以下であることがさらに好ましい。
波長変換層30に含まれる量子ドット30A,30Bの濃度をより低減させる、あるいは波長変換層30の厚みをより低減させるには、LCDの表示色を維持するためにバックライトユニットの再帰反射性部材2Bに、プリズムシートを複数枚設ける等、光の再帰反射を増加させる手段を設けて更に励起光が波長変換層を通過する回数を増加させる必要がある。従って、支持体は可視光に対して透明である透明支持体であることが好ましい。ここで可視光に対して透明とは、可視光領域における光線透過率が、80%以上、好ましくは85%以上であることをいう。透明の尺度として用いられる光線透過率は、JIS−K7105に記載された方法、すなわち積分球式光線透過率測定装置を用いて全光線透過率及び散乱光量を測定し、全光線透過率から拡散透過率を引いて算出することができる。支持体については、特開2007−290369号公報段落0046〜0052、特開2005−096108号公報段落0040〜0055を参照できる。
また、支持体11,21は、波長589nmにおける面内リターデーションRe(589)が1000nm以下であることが好ましい。500nm以下であることがより好ましく、200nm以下であることがさらに好ましい。
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としては、酸素及び水分に対するバリア性を有する支持体が好ましい。かかる支持体としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム、環状オレフィン構造を有するポリマーからなるフィルム、及びポリスチレンフィルム等が、好ましい例として挙げられる。
(バリア層)
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。
バリア層12,22は、支持体11,21を支持体としてその表面に成膜されることにより形成される。従って、支持体11,21と、その上に設けられたバリア層12,22とでバリアフィルム10,20を構成している。バリア層12,22を設ける場合は、支持体は高い耐熱性を有していることが好ましい。波長変換部材1Dにおいて、波長変換層30に隣接している、バリアフィルム10,20中の層は、無機バリア層でも有機バリア層でもよく、特に限定されない。
バリア層12,22は、複数の層により構成されてなる方が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は好ましいが、層数が増えるほど、波長変換部材の光透過率は低下する傾向があるため、良好な光透過率とバリア性とを考慮して設計されることが好ましい。
[無機バリア層]
「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。
上記の材料の中でも、ケイ素酸化物、ケイ素窒化物、ケイ素酸化窒化物、ケイ素炭化物、又はアルミニウム酸化物を含む無機バリア層が特に好ましい。これらの材料からなる無機バリア層は、有機バリア層との密着性が良好であることから、無機バリア層にピンホールがある場合でも、有機バリア層がピンホールを効果的に埋めることができ、バリア性をより一層高くすることができる。
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。
無機バリア層の形成方法としては、特に限定されず、例えば成膜材料を蒸発ないし飛散させ被蒸着面に堆積させることができる各種成膜方法を用いることができる。
無機バリア層の形成方法の例としては、無機酸化物、無機窒化物、無機酸化窒化物、金属等の無機材料を、加熱して蒸着させる真空蒸着法;無機材料を原料として用い、酸素ガスを導入することにより酸化させて蒸着させる酸化反応蒸着法;無機材料をターゲット原料として用い、アルゴンガス、酸素ガスを導入して、スパッタリングすることにより蒸着させるスパッタリング法;無機材料にプラズマガンで発生させたプラズマビームにより加熱させて蒸着させるイオンプレーティング法等の物理気相成長法(Physical VaporDeposition法、PVD法)、酸化ケイ素の蒸着膜を成膜させる場合は、有機ケイ素化合物を原料とするプラズマ化学気相成長(Chemical Vapor Deposition)法等が挙げられる。
無機バリア層の厚さは、1nm〜500nmであればよく、5nm〜300nmであることが好ましく、特に10nm〜150nmであることがより好ましい。隣接無機バリア層の膜厚が、上述した範囲内であることにより、良好なバリア性を実現しつつ、無機バリア層における光の吸収を抑制することができ、光透過率がより高い波長変換部材を提供することができるからである。
[有機バリア層]
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。
無機バリア層、有機バリア層のその他詳細については、上述の特開2007−290369号公報、特開2005−096108号公報、更にUS2012/0113672A1の記載を参照できる。
(バリアフィルムの設計変更)
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。
(凹凸付与層(マット層))
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。
(接着層)
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。
(光散乱層)
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。
「波長変換部材の製造方法」
<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。
硬化条件は、使用する重合性化合物の種類や重合性組成物の組成に応じて、適宜設定することができる。また、量子ドット含有重合性組成物が溶媒を含む組成物である場合には、硬化を行う前に、溶媒除去のために乾燥処理を施してもよい。
第1の製造方法では、量子ドット含有重合性組成物の硬化は、量子ドット含有重合性組成物を2枚の支持体間に挟持した状態で行ってもよい。
上記したように、本実施形態の波長変換部材1Dは、ゲッター剤40が均一に分散されてなる第1実施形態(図2A,図3A)および、波長変換層30の層境界領域に偏在されてなる(外面偏在されてなるともいう)第2実施形態(図2B,図3B)のいずれの形態であってもよく、第1実施形態と第2実施形態とでは、量子ドット含有重合性組成物の調製及び波長変換層30の形成工程が異なる。
第1実施形態の波長変換部材では、波長変換層30は、層内にゲッター剤40が均一に分散されてなる態様であり、ゲッター剤40が添加された(分散された)量子ドット含有重合性組成物を塗布液として用い、通常の塗工方法により簡便に塗膜形成することができる。第1実施形態の波長変換部材の製造においては、量子ドット含有重合性組成物に含有される各材料を混合して塗布液を調製する際に、ゲッター剤の凝集防止のため、ゲッター剤40は、ゲッター剤分散液の状態で添加されて混合することが好ましい。
第2実施形態の波長変換部材では、波長変換層30において、ゲッター剤40が層境界領域に偏在されてなる(外面偏在されてなるともいう)態様である。かかる構成の波長変換層の製膜方法は特に制限されないが、ゲッター剤40が添加された量子ドット含有重合性組成物と、ゲッター剤無添加の量子ドット含有重合性組成物とを共流延ダイコーターを用いて同時に多層膜を形成する方法、多段階塗布により逐次的に多層膜を形成する方法などが挙げられる。いずれの方法においても、波長変換層の最表面側に、ゲッター剤を添加した量子ドット含有重合性組成物の硬化層が配置され、また、波長変換層の内面側に、ゲッター層添加なき量子ドット含有重合性組成物の硬化層が配置されるように、使用する液を選定することができる。
第2実施形態の波長変換部材の製造に用いる塗布液としては、ゲッター剤40が添加されてなる塗布液と、ゲッター剤無添加の塗布液とを用意する必要がある。
以下に、第1の製造方法により第1実施形態の波長変換部材1Dを製造する方法について、図3,図4を参照して以下に説明する。ただし、本発明は、下記態様に限定されるものではない。
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。
より詳しくは、まず、図示しない送出機から第一のフィルム10が塗布部120へと連続搬送される。送出機から、例えば、第一のフィルム10が1〜50m/分の搬送速度で送出される。但し、この搬送速度に限定されない。送出される際、例えば、第一のフィルム10には、20〜150N/mの張力、好ましくは30〜100N/mの張力が加えられる。
塗布部120では、連続搬送される第一のフィルム10の表面に量子ドット含有重合性組成物(以下、「塗布液」とも記載する。)が塗布され、塗膜30M(図3参照)が形成される。塗布部120では、例えば、ダイコーター124と、ダイコーター124に対向配置されたバックアップローラ126とが設置されている。第一のフィルム10の塗膜30Mの形成される表面と反対の表面をバックアップローラ126に巻きかけて、連続搬送される第一のフィルム10の表面にダイコーター124の吐出口から塗布液が塗布され、塗膜30Mが形成される。ここで塗膜30Mとは、第一のフィルム10上に塗布された硬化前の量子ドット含有重合性組成物をいう。
本実施形態では、塗布装置としてエクストルージョンコーティング法を適用したダイコーター124を示したが、これに限定されない。例えば、カーテンコーティング法、エクストルージョンコーティング法、ロッドコーティング法又はロールコーティング法等、種々の方法を適用した塗布装置を用いることができる。
塗布部120を通過し、その上に塗膜30Mが形成された第一のフィルム10は、ラミネート部130に連続搬送される。ラミネート部130では、塗膜30Mの上に、連続搬送される第二のフィルム20がラミネートされ、第一のフィルム10と第二のフィルム20とで塗膜30Mが挟持される。
ラミネート部130には、ラミネートローラ132と、ラミネートローラ132を囲う加熱チャンバー134とが設置されている。加熱チャンバー134には第一のフィルム10を通過させるための開口部136、及び第二のフィルム20を通過させるための開口部138が設けられている。
ラミネートローラ132に対向する位置には、バックアップローラ162が配置されている。塗膜30Mの形成された第一のフィルム10は、塗膜30Mの形成面と反対の表面がバックアップローラ162に巻きかけられ、ラミネート位置Pへと連続搬送される。ラミネート位置Pは第二のフィルム20と塗膜30Mとの接触が開始する位置を意味する。第一のフィルム10はラミネート位置Pに到達する前にバックアップローラ162に巻きかけられることが好ましい。仮に第一のフィルム10にシワが発生した場合でも、バックアップローラ162によりシワがラミネート位置Pに達するまでに矯正され、除去できるからである。したがって、第一のフィルム10がバックアップローラ162に巻きかけられた位置(接触位置)と、ラミネート位置Pまでの距離L1は長いことが好ましく、例えば、30mm以上が好ましく、その上限値は、通常、バックアップローラ162の直径とパスラインとにより決定される。
本実施の形態では硬化部160で使用されるバックアップローラ162とラミネートローラ132とにより第二のフィルム20のラミネートが行われる。即ち、硬化部160で使用されるバックアップローラ162が、ラミネート部130で使用するローラとして兼用される。ただし、上記形態に限定されるものではなく、ラミネート部130に、バックアップローラ162と別に、ラミネート用のローラを設置し、バックアップローラ162を兼用しないようにすることもできる。
硬化部160で使用されるバックアップローラ162をラミネート部130で使用することで、ローラの数を減らすことができる。また、バックアップローラ162は、第一のフィルム10に対するヒートローラとしても使用できる。
図示しない送出機から送出された第二のフィルム20は、ラミネートローラ132に巻きかけられ、ラミネートローラ132とバックアップローラ162との間に連続搬送される。第二のフィルム20は、ラミネート位置Pで、第一のフィルム10に形成された塗膜30Mの上にラミネートされる。これにより、第一のフィルム10と第二のフィルム20とにより塗膜30Mが挟持される。ラミネートとは、第二のフィルム20を塗膜30Mの上に重ねあわせ、積層することをいう。
ラミネートローラ132とバックアップローラ162との距離L2は、第一のフィルム10と、塗膜30Mを重合硬化させた波長変換層(硬化層)30と、第二のフィルム20と、の合計厚みの値以上であることが好ましい。また、L2は第一のフィルム10と塗膜30Mと第二のフィルム20との合計厚みに5mmを加えた長さ以下であることが好ましい。距離L2を合計厚みに5mmを加えた長さ以下にすることより、第二のフィルム20と塗膜30Mとの間に泡が侵入することを防止することができる。ここでラミネートローラ132とバックアップローラ162との距離L2とは、ラミネートローラ132の外周面とバックアップローラ162の外周面との最短距離をいう。
ラミネートローラ132とバックアップローラ162の回転精度は、ラジアル振れで0.05mm以下、好ましくは0.01mm以下である。ラジアル振れが小さいほど、塗膜30Mの厚み分布を小さくすることができる。
また、第一のフィルム10と第二のフィルム20とで塗膜30Mを挟持した後の熱変形を抑制するため、硬化部160のバックアップローラ162の温度と第一のフィルム10の温度との差、及びバックアップローラ162の温度と第二のフィルム20の温度との差は30℃以下であることが好ましく、より好ましくは15℃以下、最も好ましくは同じである。
バックアップローラ162の温度との差を小さくするため、加熱チャンバー134が設けられている場合には、第一のフィルム10、及び第二のフィルム20を加熱チャンバー134内で加熱することが好ましい。例えば、加熱チャンバー134には、図示しない熱風発生装置により熱風が供給され、第一のフィルム10、及び第二のフィルム20を加熱することができる。
第一のフィルム10が、温度調整されたバックアップローラ162に巻きかけられることにより、バックアップローラ162によって第一のフィルム10を加熱してもよい。
一方、第二のフィルム20については、ラミネートローラ132をヒートローラとすることにより、第二のフィルム20をラミネートローラ132で加熱することができる。ただし、加熱チャンバー134、及びヒートローラは必須ではなく、必要に応じで設けることができる。
次に、第一のフィルム10と第二のフィルム20とにより塗膜30Mが挟持された状態で、硬化部160に連続搬送される。図面に示す態様では、硬化部160における硬化は光照射により行われるが、量子ドット含有重合性組成物に含まれる重合性化合物が加熱により重合するものである場合には、温風の吹き付け等の加熱により、硬化を行うことができる。
バックアップローラ162と、バックアップローラ162に対向する位置には、光照射装置164が設けられている。バックアップローラ162と光照射装置164と間を、塗膜30Mを挟持した第一のフィルム10と第二のフィルム20とが連続搬送される。光照射装置により照射される光は、量子ドット含有重合性組成物に含まれる光重合性化合物の種類に応じて決定すればよく、一例としては、紫外線が挙げられる。ここで紫外線とは、波長280〜400nmの光をいうものとする。紫外線を発生する光源として、例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ等を用いることができる。光照射量は塗膜の重合硬化を進行させ得る範囲に設定すればよく、例えば、一例として100〜10000mJ/cmの照射量の紫外線を塗膜30Mに向けて照射することができる。
硬化部60では、第一のフィルム10と第二のフィルム20とにより塗膜30Mを挟持した状態で、第一のフィルム10をバックアップローラ162に巻きかけて、連続搬送しながら光照射装置164から光照射を行い、塗膜30Mを硬化させて波長変換層(硬化層)30を形成することができる。
本実施の形態では、第一のフィルム10側をバックアップローラ162に巻きかけて、連続搬送したが、第二のフィルム20をバックアップローラ162に巻きかけて、連続搬送させることもできる。
バックアップローラ162に巻きかけるとは、第一のフィルム10及び第二のフィルム20の何れかが、あるラップ角でバックアップローラ162の表面に接触している状態をいう。したがって、連続搬送される間、第一のフィルム10及び第二のフィルム20はバックアップローラ162の回転と同期して移動する。バックアップローラ162へ巻きかけは、少なくとも紫外線が照射されている間であればよい。
バックアップローラ162は、円柱状の形状の本体と、本体の両端部に配置された回転軸とを備えている。バックアップローラ162の本体は、例えば、φ200〜1000mmの直径を有している。バックアップローラ162の直径φについて制限はない。積層フィルムのカール変形と、設備コストと、回転精度とを考慮すると直径φ300〜500mmであることが好ましい。バックアップローラ162の本体に温度調節器を取り付けることにより、バックアップローラ162の温度を調整することができる。
バックアップローラ162の温度は、光照射時の発熱と、塗膜30Mの硬化効率と、第一のフィルム10と第二のフィルム20のバックアップローラ162上でのシワ変形の発生と、を考慮して、決定することができる。バックアップローラ162は、例えば、10〜95℃の温度範囲に設定することが好ましく、15〜85℃であることがより好ましい。ここでローラに関する温度とは、ローラの表面温度をいうものとする。
ラミネート位置Pと光照射装置164との距離L3は、例えば30mm以上とすることができる。
光照射により塗膜30Mは硬化層30となり、第一のフィルム10と硬化層30と第二のフィルム20とを含む波長変換部材1Dが製造される。波長変換部材1Dは、剥離ローラ180によりバックアップローラ162から剥離される。波長変換部材1Dは、図示しない巻き取り機に連続搬送され、次いで巻き取り機により波長変換部材1Dはロール状に巻き取られる。
第2実施形態の波長変換部材1Dの製造方法は、波長変換層の塗膜30Mの製膜方法が異なる以外は上記第1実施形態の波長変換部材1Dの製造方法と同様である。第2実施形態では、既に述べたように、ゲッター剤が添加されてなる塗布液と、ゲッター剤無添加の塗布液とを共流延又は別々の工程において塗布することにより塗膜30Mを製膜する。
共流延の場合は、塗布部120において、ダイコーター124として共流延ダイコーターを使用し、連続搬送される第一のフィルム10の表面に、共流延ダイコーター124の吐出口から塗布液が塗布され、ゲッター剤が添加されてなる塗布膜とゲッター剤無添加の塗布膜からなる多層流延膜の塗膜30Mが形成される。
<第2の製造方法>
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。
「バックライトユニット」
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L)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L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(L,L)及び励起光とならなかった一次光Lを出射するものである。
高輝度かつ高い色再現性の実現の観点からは、バックライトユニットとして、多波長光源化されたものを用いることが好ましい。例えば、430〜480nmの波長帯域に発光中心波長を有し、半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する青色光と、500〜600nmの波長帯域に発光中心波長を有し、半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する緑色光と、600〜680nmの波長帯域に発光中心波長を有し、半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する赤色光とを発光することが好ましい。
より一層の輝度及び色再現性の向上の観点から、バックライトユニット2が発光する青色光の波長帯域は、430〜480nmであることが好ましく、440〜460nmであることがより好ましい。
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。
また同様の観点から、バックライトユニットが発光する青色光、緑色光及び赤色光の各発光強度の半値幅は、いずれも80nm以下であることが好ましく、50nm以下であることがより好ましく、40nm以下であることがさらに好ましく、30nm以下であることが一層好ましい。これらの中でも、青色光の各発光強度の半値幅が25nm以下であることが、特に好ましい。
バックライトユニット2は、少なくとも、上記波長変換部材1Dとともに、面状光源1Cを含む。光源1Aとしては、430nm〜480nmの波長帯域に発光中心波長を有する青色光を発光するもの、又は、紫外光を発光するものが挙げられる。光源1Aとしては、発光ダイオードやレーザー光源等を使用することができる。
面状光源1Cは、図1に示すように、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であっても良いし、光源1Aが波長変換部材1Dと平行な平面状に並べて配置され、導光板1Bに替えて拡散板1Eを備えた面状光源であっても良い。前者の面状光源は一般にエッジライト方式、後者の面状光源は一般に直下型方式と呼ばれている。
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)
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。
また、反射板2Aとしては、特に制限は無く、公知のものを用いることができ、特許3416302号、特許3363565号、特許4091978号、特許3448626号などに記載されており、これらの公報の内容は本発明に組み込まれる。
再帰反射性部材2Bは、公知の拡散板や拡散シート、プリズムシート(例えば、住友スリーエム社製BEFシリーズなど)、導光器等から構成されていてもよい。再帰反射性部材2Bの構成については、特許3416302号、特許3363565号、特許4091978号、特許3448626号などに記載されており、これらの公報の内容は本発明に組み込まれる。
「液晶表示装置」
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。
液晶セルユニット3は、図5に示されるように、液晶セル31を偏光板32と33とで挟持した構成としており、偏光板32,33は、それぞれ、偏光子322、332の両主面を偏光板保護フィルム321と323、331と333で保護された構成としている。
液晶表示装置4を構成する液晶セル31、偏光板32、33及びその構成要素については特に限定はなく、公知の方法で作製されるものや市販品を、何ら制限なく用いることができる。また、各層の間に、接着層等の公知の中間層を設けることも、もちろん可能である。
液晶セル31の駆動モードについては特に制限はなく、ツイステットネマチック(TN)、スーパーツイステットネマチック(STN)、バーティカルアライメント(VA)、インプレインスイッチング(IPS)、オプティカリーコンペンセイテットベンドセル(OCB)等の種々のモードを利用することができる。液晶セルは、VAモード、OCBモード、IPSモード、又はTNモードであることが好ましいが、これらに限定されるものではない。VAモードの液晶表示装置の構成としては、特開2008−262161号公報の図2に示す構成が一例として挙げられる。ただし、液晶表示装置の具体的構成には特に制限はなく、公知の構成を採用することができる。
液晶表示装置4には、さらに必要に応じて光学補償を行う光学補償部材、接着層などの付随する機能層を有する。また、カラーフィルター基板、薄層トランジスタ基板、レンズフィルム、拡散シート、ハードコート層、反射防止層、低反射層、アンチグレア層等とともに(又はそれに替えて)、前方散乱層、プライマー層、帯電防止層、下塗り層等の表面層が配置されていてもよい。
バックライト側偏光板32は、液晶セル31側の偏光板保護フィルム323として、位相差フィルムを有していてもよい。このような位相差フィルムとしては、公知のセルロースアシレートフィルム等を用いることができる。
バックライトユニット2及び液晶表示装置4は、上記本発明の光ロスの少ない波長変換部材波長変換部材を備えてなる。従って、上記本発明の波長変換部材と同様の効果を奏し、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となる。
以下に実施例に基づき本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
1.第1のバリアフィルムの作製(被覆層なし)
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/cm)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。
次に、ロールトウロールのCVD装置を用いて、上記第1有機層の表面に無機バリア層(窒化ケイ素層)を形成した。原料ガスとして、シランガス(流量160sccm)、アンモニアガス(流量370sccm)、水素ガス(流量590sccm)、及び窒素ガス(流量240sccm)を用いた。電源として、周波数13.56MHzの高周波電源を用いた。製膜圧力は40Pa、到達膜厚は50nmであった。このようにして支持体の上に第1有機層及び無機バリア層がこの順に形成された第1のバリアフィルム1を作製した。このバリアフィルムの透湿度は40℃90%RHの条件下において0.001g/(m・day・atm)であった。
バリアフィルム1の形成方法から、到達膜厚を15nmに変えた以外は同様にして第1のバリアフィルム2(実施例23で使用)を作製した。このバリアフィルムの透湿度は40℃90%RHの条件下において0.01g/(m・day・atm)であった。
バリアフィルム1の形成方法から、到達膜厚を5nmに変えた以外は同様にして第1のバリアフィルム3(実施例24で使用)を作製した。このバリアフィルムの透湿度は40℃90%RHの条件下において0.1g/(m・day・atm)であった。
2.第2のバリアフィルムの作製(被覆層あり)
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/cm)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。
3.量子ドット含有重合性組成物の調製
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。
(上記において、量子ドット1、2のトルエン分散液の量子ドットの含有量は1質量%である。使用した量子ドット1、2のコアはCdSe、シェルはZnSであった。)
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2(メチルメタクリレート(MMA):三菱ガス化学社製)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2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。
量子ドット3のトルエン溶液として、発光波長530nmの緑色量子ドット分散液であるNN−ラボズ社製INP530−25を用い、量子ドット4のトルエン溶液として、発光波長620nmの赤色量子ドット分散液であるNN−ラボズ社製INP620−25を用いた。ここで、NNラボズ社製INP530−25およびINP620−25は、いずれもコアとしてInP、シェルとしてZnS、及び配位子としてオレイルアミンを用いた量子ドットであり、トルエンに3重量%の濃度で分散されていた。
表1は、本発明の実施例1〜30と比較例1〜20について、層構成、波長変換層における量子ドット含有組成物の組成(マトリクス種類、ゲッター剤の組成)、バリアフィルムの透湿度及び評価結果について示したものである。
層構成の項目において、ギリシャ数字Iは上記第2の製造方法により製造され、接着層を有する構成を意味し、ギリシャ数字IIIは、上記第1の製造方法により製造され、接着層を有さない構成を意味する。
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)
また、層構成の項目において、算用数字の1〜4は、用いたバリアフィルムと波長変換層の被覆層の有無を示したものである。詳細は以下のとおりである。
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
層構成の項目の、ゲッター剤分布の項目には、波長変換層におけるゲッター剤の分布形態が示してあり、「分散」とは上記第1実施形態(図2A,図3A)、「外面偏在」とは上記第2実施形態(図2B,図3B)を意味する。
表1〜表3に示される組成となるように、上記1〜5の量子ドット含有重合性組成物に対して、ゲッター剤を、それぞれ各添加量となるように添加して、各例で用いる量子ドット含有重合性組成物を調製した。各例の量子ドット含有重合性組成物は、調製後、孔径0.2μmのポリプロピレン製フィルタでろ過した後、30分間減圧乾燥して塗布液とした。
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。
実施例33〜38、実施例41〜43、実施例46〜48に用いたゼオライトとしては、東ソー株式会社製ハイシリカゼオライトHSZ−722HOAを用いた。使用したゼオライトの平均粒径は6μmであった。
4.波長変換層の製造方法
(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,S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。
(第1の製造方法:表1中のIII、第2実施形態)
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。
バックアップローラの直径はφ300mmであり、バックアップローラの温度は50℃であった。紫外線の照射量は2000mJ/cmであった。また、L1は50mm、L2は1mm、L3は50mmであった。
紫外線の照射により塗膜を硬化させて硬化層(波長変換層)を形成し、各例の波長変換部材を製造した。波長変換部材において、各例の硬化層の厚みは50±2μmであった。硬化層の厚み精度は±4%と良好であった。また、得られた波長変換部材にはシワの発生が見られなかった。
(第2の製造方法:表1中のI)
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。
次いで、バリア層面に接着材を塗布した各例のバリアフィルムを、接着面が硬化層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、接着材を硬化させて各例の波長変換部材を製造した。波長変換部材において、各例の硬化層の厚み及び厚み精度は第1の製造方法と同様であり、得られた波長変換部材にはシワの発生は見られなかった。
(耐久輝度劣化の評価)
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。
25℃60%RHに保たれた部屋で、市販の青色光源(OPTEX−FA株式会社製、OPSM−H150X142B)上に各例の波長変換部材を置き、波長変換部材に対して青色光を100時間連続で照射した。
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
(剥離性の評価)
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
表1〜表3に示されるように、本発明の有効性が示された。
1C 光源(面状光源)
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
励起光(一次光、青色光)
赤色光(二次光、蛍光)
緑色光(二次光、蛍光)

Claims (11)

  1. 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/(m・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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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。
  11. 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。
JP2015127583A 2014-11-14 2015-06-25 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 Pending JP2016102999A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020177012940A KR20170074908A (ko) 2014-11-14 2015-11-13 파장 변환 부재 및 그것을 구비한 백라이트 유닛, 액정 표시 장치
PCT/JP2015/005685 WO2016075949A1 (ja) 2014-11-14 2015-11-13 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
US15/593,903 US20170248748A1 (en) 2014-11-14 2017-05-12 Wavelength conversion member, backlight unit including wavelength conversion member, and liquid crystal display device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014232120 2014-11-14
JP2014232120 2014-11-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016102999A true JP2016102999A (ja) 2016-06-02

Family

ID=56089442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015127583A Pending JP2016102999A (ja) 2014-11-14 2015-06-25 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

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20170248748A1 (ja)
JP (1) JP2016102999A (ja)
KR (1) KR20170074908A (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018030401A1 (ja) * 2016-08-12 2018-02-15 凸版印刷株式会社 蛍光体保護フィルム、波長変換シート及び発光ユニット
KR20180026033A (ko) * 2016-09-01 2018-03-12 엘지디스플레이 주식회사 유기전계발광표시 장치
WO2019017448A1 (ja) * 2017-07-19 2019-01-24 凸版印刷株式会社 波長変換シート及びその製造方法
JP2019061230A (ja) * 2017-09-08 2019-04-18 マブン オプトロニックス カンパニー リミテッドMaven Optronics Co., Ltd. 量子ドットに基づいて色変換する発光装置、および、その製造方法
WO2019186735A1 (ja) * 2018-03-27 2019-10-03 日立化成株式会社 波長変換部材、バックライトユニット、画像表示装置及び硬化性組成物
CN111103720A (zh) * 2018-10-29 2020-05-05 三星显示有限公司 光学调节器和包括该光学调节器的显示装置
CN111919144A (zh) * 2018-03-27 2020-11-10 日立化成株式会社 波长变换构件、背光单元以及图像显示装置

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102230594B1 (ko) * 2014-12-26 2021-03-22 엔에스 마테리얼스 아이엔씨. 파장 변환 부재 및 그 제조 방법
CN104950518A (zh) * 2015-07-21 2015-09-30 京东方科技集团股份有限公司 量子点膜、量子点膜的制备方法及背光模组
WO2017096227A1 (en) * 2015-12-02 2017-06-08 Nanosys, Inc. Quantum dot based color conversion layer in display devices
KR102520111B1 (ko) * 2016-06-08 2023-04-11 삼성디스플레이 주식회사 편광 발광판 및 이를 포함하는 액정 표시 장치
KR102216397B1 (ko) * 2018-01-23 2021-02-16 주식회사 엘지화학 색변환 필름, 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치
CN108488758A (zh) * 2018-02-26 2018-09-04 惠州市华星光电技术有限公司 一种光学膜片、背光模组及显示装置
KR102568654B1 (ko) * 2018-04-10 2023-08-23 삼성디스플레이 주식회사 백라이트 유닛, 백라이트 유닛을 포함하는 표시 장치 및 표시 장치를 제조하는 방법
US10852468B2 (en) * 2018-09-10 2020-12-01 Samsung Display Co., Ltd. Optical member and display apparatus including the same
KR20200099930A (ko) 2019-02-15 2020-08-25 삼성전자주식회사 전계 발광 소자와 이를 포함한 표시 장치
KR20210091866A (ko) * 2020-01-14 2021-07-23 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007123390A (ja) * 2005-10-26 2007-05-17 Kyocera Corp 発光装置
WO2010095395A1 (ja) * 2009-02-18 2010-08-26 三井金属鉱業株式会社 蛍光体含有樹脂組成物及び蛍光シート
JP2011198930A (ja) * 2010-03-18 2011-10-06 Showa Denko Kk 発光装置、発光モジュール及び照明装置
JP2011258951A (ja) * 2010-06-04 2011-12-22 Samsung Led Co Ltd 量子点を利用した光源モジュール、これを採用したバックライト装置、ディスプレイ装置及び照明装置
JP2012004567A (ja) * 2010-06-14 2012-01-05 Samsung Led Co Ltd 量子点を利用した発光素子パッケージ、照光装置及びディスプレイ装置
WO2012102107A1 (ja) * 2011-01-28 2012-08-02 昭和電工株式会社 量子ドット蛍光体を含む組成物、量子ドット蛍光体分散樹脂成形体、量子ドット蛍光体を含む構造物、発光装置、電子機器、機械装置及び量子ドット蛍光体分散樹脂成形体の製造方法
JP2012155999A (ja) * 2011-01-26 2012-08-16 Jvc Kenwood Corp 照明装置及び画像表示装置
WO2012132236A1 (ja) * 2011-03-31 2012-10-04 パナソニック株式会社 半導体発光素子および発光装置
WO2012132232A1 (ja) * 2011-03-31 2012-10-04 パナソニック株式会社 半導体発光装置
JP2013033833A (ja) * 2011-08-01 2013-02-14 Panasonic Corp 波長変換膜及びそれを用いた発光装置並びに照明装置
WO2014024068A2 (en) * 2012-08-06 2014-02-13 Koninklijke Philips N.V. Highly stable qds-composites for solid state lighting and the method of making them through initiator-free polymerization
WO2014122888A1 (ja) * 2013-02-06 2014-08-14 株式会社小糸製作所 発光モジュール
JP2014519708A (ja) * 2011-05-31 2014-08-14 ナノコ テクノロジーズ リミテッド 半導体ナノ粒子含有材料及びそれを組み込んだ発光デバイス

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120011367A1 (en) * 2005-04-21 2012-01-12 Denison William D Method for Controlling and Recording the Security of an Enclosure

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007123390A (ja) * 2005-10-26 2007-05-17 Kyocera Corp 発光装置
WO2010095395A1 (ja) * 2009-02-18 2010-08-26 三井金属鉱業株式会社 蛍光体含有樹脂組成物及び蛍光シート
JP2011198930A (ja) * 2010-03-18 2011-10-06 Showa Denko Kk 発光装置、発光モジュール及び照明装置
JP2011258951A (ja) * 2010-06-04 2011-12-22 Samsung Led Co Ltd 量子点を利用した光源モジュール、これを採用したバックライト装置、ディスプレイ装置及び照明装置
JP2012004567A (ja) * 2010-06-14 2012-01-05 Samsung Led Co Ltd 量子点を利用した発光素子パッケージ、照光装置及びディスプレイ装置
JP2012155999A (ja) * 2011-01-26 2012-08-16 Jvc Kenwood Corp 照明装置及び画像表示装置
WO2012102107A1 (ja) * 2011-01-28 2012-08-02 昭和電工株式会社 量子ドット蛍光体を含む組成物、量子ドット蛍光体分散樹脂成形体、量子ドット蛍光体を含む構造物、発光装置、電子機器、機械装置及び量子ドット蛍光体分散樹脂成形体の製造方法
WO2012132236A1 (ja) * 2011-03-31 2012-10-04 パナソニック株式会社 半導体発光素子および発光装置
WO2012132232A1 (ja) * 2011-03-31 2012-10-04 パナソニック株式会社 半導体発光装置
JP2014519708A (ja) * 2011-05-31 2014-08-14 ナノコ テクノロジーズ リミテッド 半導体ナノ粒子含有材料及びそれを組み込んだ発光デバイス
JP2013033833A (ja) * 2011-08-01 2013-02-14 Panasonic Corp 波長変換膜及びそれを用いた発光装置並びに照明装置
WO2014024068A2 (en) * 2012-08-06 2014-02-13 Koninklijke Philips N.V. Highly stable qds-composites for solid state lighting and the method of making them through initiator-free polymerization
WO2014122888A1 (ja) * 2013-02-06 2014-08-14 株式会社小糸製作所 発光モジュール

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018030401A1 (ja) * 2016-08-12 2018-02-15 凸版印刷株式会社 蛍光体保護フィルム、波長変換シート及び発光ユニット
KR20180026033A (ko) * 2016-09-01 2018-03-12 엘지디스플레이 주식회사 유기전계발광표시 장치
KR102508915B1 (ko) 2016-09-01 2023-03-10 엘지디스플레이 주식회사 유기전계발광표시 장치
WO2019017448A1 (ja) * 2017-07-19 2019-01-24 凸版印刷株式会社 波長変換シート及びその製造方法
JPWO2019017448A1 (ja) * 2017-07-19 2020-05-28 凸版印刷株式会社 波長変換シート及びその製造方法
JP7173008B2 (ja) 2017-07-19 2022-11-16 凸版印刷株式会社 波長変換シートの製造方法
JP2019061230A (ja) * 2017-09-08 2019-04-18 マブン オプトロニックス カンパニー リミテッドMaven Optronics Co., Ltd. 量子ドットに基づいて色変換する発光装置、および、その製造方法
WO2019186735A1 (ja) * 2018-03-27 2019-10-03 日立化成株式会社 波長変換部材、バックライトユニット、画像表示装置及び硬化性組成物
CN111919144A (zh) * 2018-03-27 2020-11-10 日立化成株式会社 波长变换构件、背光单元以及图像显示装置
CN111103720A (zh) * 2018-10-29 2020-05-05 三星显示有限公司 光学调节器和包括该光学调节器的显示装置
JP2020071481A (ja) * 2018-10-29 2020-05-07 三星ディスプレイ株式會社Samsung Display Co.,Ltd. 光学部材及びそれを包含するディスプレイ装置
JP7423252B2 (ja) 2018-10-29 2024-01-29 三星ディスプレイ株式會社 光学部材及びそれを包含するディスプレイ装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20170248748A1 (en) 2017-08-31
KR20170074908A (ko) 2017-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2016102999A (ja) 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
KR101970168B1 (ko) 파장 변환 부재 및 그것을 구비한 백라이트 유닛, 액정 표시 장치
JP6363487B2 (ja) 波長変換部材、バックライトユニット、液晶表示装置、および波長変換部材の製造方法
JP6326003B2 (ja) 波長変換部材、バックライトユニット、および液晶表示装置、ならびに量子ドット含有重合性組成物
JP2016103461A (ja) 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
JP6653622B2 (ja) 波長変換部材、バックライトユニット、液晶表示装置、および量子ドット含有重合性組成物
JP6333749B2 (ja) 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、波長変換部材の製造方法
JP6308975B2 (ja) バックライトユニットおよび液晶表示装置
JP6295237B2 (ja) バックライトユニット、液晶表示装置および波長変換部材
US10479931B2 (en) Polymer molding composition, wavelength converter, backlight unit, and liquid crystal display device
JP6363526B2 (ja) 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、波長変換部材の製造方法
JP6159351B2 (ja) 波長変換部材、バックライトユニット、および液晶表示装置、ならびに波長変換部材の製造方法
JP2016146460A (ja) 波長変換部材、バックライトユニット、液晶表示装置、量子ドット含有重合性組成物、および波長変換部材の製造方法
KR20150133138A (ko) 양자 도트 함유 중합성 조성물, 파장 변환 부재, 백라이트 유닛, 액정 표시 장치, 및 파장 변환 부재의 제조 방법
JP6560914B2 (ja) バックライトユニット、液晶表示装置、波長変換部材、および光硬化性組成物
TW201601906A (zh) 轉印材料、液晶面板之製造方法及液晶顯示裝置之製造方法
WO2016075950A1 (ja) 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
JP6224016B2 (ja) 波長変換層用組成物、波長変換部材、バックライトユニット、および液晶表示装置
WO2016075949A1 (ja) 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
WO2016052626A1 (ja) バックライトユニット、液晶表示装置および波長変換部材

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170308

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20170523

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20170908

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20170908

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171212

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20180205

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180409

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180814

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20181004

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181207

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20190205