JP2016194552A - Quantum dot sheet, backlight device, display, and manufacturing method of quantum dot sheet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、量子ドットシート、バックライト装置、表示装置および量子ドットシートの製造方法に関する。 The present invention relates to a quantum dot sheet, a backlight device, a display device, and a method for manufacturing a quantum dot sheet.
液晶表示装置等の透過型画像表示装置は、一般に、液晶表示パネル等の透過型画像表示パネルの背面側に配置され、透過型画像表示パネルを照明するバックライト装置を備えている。バックライト装置としては、エッジライト型や直下型のバックライト装置が知られている。 2. Description of the Related Art A transmissive image display device such as a liquid crystal display device generally includes a backlight device that is disposed on the back side of a transmissive image display panel such as a liquid crystal display panel and illuminates the transmissive image display panel. As the backlight device, an edge light type or a direct type backlight device is known.
現在、色再現性を高めるために、量子ドットをバックライト装置に組み込むことが検討されている(特許文献1参照)。量子ドットは、光を吸収して異なる波長の光を放出することができる。量子ドットが放出する光の波長は、主として量子ドットの粒径に依存する。したがって、量子ドットが組み込まれたバックライト装置では、単一の波長域の光を投射する光源を用いながら、種々の色を再現することができる。例えば、青色光を発する光源を用いる場合、量子ドットが青色光を吸収して緑色光および赤色光を放出することもできる。このようなバックライト装置は色純度に優れることから、このバックライト装置を用いた表示装置は優れた色再現性を有することになる。 Currently, in order to improve color reproducibility, it has been studied to incorporate quantum dots into a backlight device (see Patent Document 1). Quantum dots can absorb light and emit light of different wavelengths. The wavelength of the light emitted from the quantum dot mainly depends on the particle size of the quantum dot. Therefore, a backlight device incorporating quantum dots can reproduce various colors while using a light source that projects light in a single wavelength region. For example, when using a light source that emits blue light, the quantum dots can absorb blue light and emit green light and red light. Since such a backlight device is excellent in color purity, a display device using this backlight device has excellent color reproducibility.
ここで、量子ドットは水分や酸素等で劣化して光波長変換効率が低下するおそれがあるため、なるべく水分や酸素等との接触を避ける必要がある。したがって、量子ドットを樹脂などに分散させてシート状の部材として用いる場合には、量子ドットを含有する層をバリアフィルムによって被覆することで量子ドットを水分や酸素から保護している。しかし、このような量子ドットを含有する層をバリアフィルムによって被覆したシート状の部材(以下、量子ドットシートと称する)は、バックライト装置に組み込まれて使用される際に、50℃以上の高温に曝される可能性があるため、バリアフィルムと量子ドット層との間の密着強度が低いと量子ドットシートの端部からバリアフィルムが剥がれ、量子ドット層が水分や酸素に曝されてしまうおそれがある。 Here, since the quantum dot may be deteriorated by moisture, oxygen, etc., and the light wavelength conversion efficiency may be lowered, it is necessary to avoid contact with moisture, oxygen, etc. as much as possible. Therefore, when quantum dots are dispersed in a resin or the like and used as a sheet-like member, the quantum dots are protected from moisture and oxygen by covering the layer containing the quantum dots with a barrier film. However, a sheet-like member (hereinafter referred to as a quantum dot sheet) in which a layer containing such quantum dots is covered with a barrier film is used at a high temperature of 50 ° C. or higher when used in a backlight device. If the adhesion strength between the barrier film and the quantum dot layer is low, the barrier film may be peeled off from the edge of the quantum dot sheet, and the quantum dot layer may be exposed to moisture or oxygen. There is.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。すなわち、高温あるいは高温及び高湿に曝されたとしても容易に端部剥離を起こさない量子ドットシートおよびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems. That is, an object of the present invention is to provide a quantum dot sheet that does not easily peel off even when exposed to high temperature or high temperature and high humidity, and a method for manufacturing the quantum dot sheet.
本発明の一の態様によれば、光を受ける入光面および光を出射させる出光面を有し、かつ前記入光面から受けた光の波長変換を行う量子ドットとバインダ樹脂とを含む量子ドット層と、前記量子ドット層の前記入光面に密着した第1のバリアフィルムと、前記量子ドット層の前記出光面に密着した第2のバリアフィルムとを備え、前記量子ドット層の前記入光面の端部における前記第1のバリアフィルムの初期剥離強度、および前記量子ドット層の前記出光面の端部における前記第2のバリアフィルムの初期剥離強度が引張速度0.3m/分の条件で、いずれも2.0N/25mm以上である、量子ドットシートが提供される。 According to one aspect of the present invention, a quantum that includes a light incident surface that receives light and a light output surface that emits light, and that includes a quantum dot that performs wavelength conversion of light received from the light incident surface and a binder resin. A dot layer; a first barrier film in close contact with the light incident surface of the quantum dot layer; and a second barrier film in close contact with the light exit surface of the quantum dot layer, the input of the quantum dot layer The initial peel strength of the first barrier film at the end of the light surface and the initial peel strength of the second barrier film at the end of the light exit surface of the quantum dot layer are conditions of a tensile speed of 0.3 m / min. Thus, a quantum dot sheet that is 2.0 N / 25 mm or more is provided.
本発明の他の態様によれば、光源と、上記の量子ドットシートとを備え、前記量子ドットシートにおける前記量子ドット層の前記入光面が前記光源からの光を受ける面である、バックライト装置が提供される。 According to another aspect of the present invention, the backlight includes a light source and the quantum dot sheet, and the light incident surface of the quantum dot layer in the quantum dot sheet is a surface that receives light from the light source. An apparatus is provided.
本発明の他の態様によれば、上記のバックライト装置と、前記バックライト装置の出光側に配置された表示パネルとを備える、表示装置が提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a display device comprising the above backlight device and a display panel disposed on the light output side of the backlight device.
本発明のさらに他の態様によれば、第1のバリアフィルムの片面に、量子ドットおよび光重合性化合物を含む量子ドット層用組成物を塗布して塗膜を形成し、前記塗膜の前記第1のバリアフィルムと接している面とは反対側の面に、第2のバリアフィルムを密着させ、前記第2のバリアフィルムを密着させた状態で、前記塗膜に光を200mJ/cm2以上照射して前記塗膜を硬化させる、量子ドットシートの製造方法が提供される。 According to still another aspect of the present invention, on one side of the first barrier film, a quantum dot layer composition containing quantum dots and a photopolymerizable compound is applied to form a coating film, In a state where the second barrier film is adhered to the surface opposite to the surface in contact with the first barrier film, and the second barrier film is adhered, light is applied to the coating film at 200 mJ / cm 2. There is provided a method for producing a quantum dot sheet, which is irradiated as described above to cure the coating film.
本発明の一の態様の量子ドットシートならびに他の態様のバックライト装置および表示装置によれば、量子ドット層からのバリアフィルムの端部剥離を効果的に抑制することができる。さらに、端部剥離を抑制することで、量子ドットの光波長変換効率が劣化によって低下することを防止出来るため、量子ドットシートをバックライト装置に組み込んだ場合に、バックライト装置の発光面おいて、端部付近における色味変化が発生することも防止することができる。また、本発明のさらに他の態様の量子ドットシートの製造方法によれば、量子ドット層の入光面の端部における第1のバリアフィルムの初期剥離強度、および量子ドット層の出光面の端部における第2のバリアフィルムの初期剥離強度が引張速度0.3m/分の条件で、いずれも2.0N/25mm以上である、量子ドットシートを提供できる。 According to the quantum dot sheet of one embodiment of the present invention and the backlight device and display device of another embodiment, it is possible to effectively suppress edge peeling of the barrier film from the quantum dot layer. Furthermore, by suppressing edge peeling, it is possible to prevent the light wavelength conversion efficiency of the quantum dots from decreasing due to deterioration. Therefore, when the quantum dot sheet is incorporated in the backlight device, the light emitting surface of the backlight device Further, it is possible to prevent the color change in the vicinity of the end portion from occurring. Moreover, according to the method for producing a quantum dot sheet of still another aspect of the present invention, the initial peel strength of the first barrier film at the end of the light incident surface of the quantum dot layer, and the end of the light exit surface of the quantum dot layer It is possible to provide a quantum dot sheet in which the initial peel strength of the second barrier film in the part is 2.0 N / 25 mm or more under conditions of a tensile speed of 0.3 m / min.
〔第1の実施形態〕
以下、本発明の第1の実施形態に係る量子ドットシート、ならびにこの量子ドットシートを組み込んだバックライト装置および表示装置について、図面を参照しながら説明する。本明細書において、「シート」、「フィルム」、「板」等の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。したがって、例えば、「板」は、シートやフィルムとも呼ばれるような部材も含む意味で用いられ、また「シート」はフィルムや板とも呼ばれ得るような部材も含む意味で用いられる。さらに、本明細書において量子ドット層の「入光面」とは、光源からの光が直接的または間接的に入射する面のことを指す。また、本明細書において量子ドット層の「出光面」とは、量子ドット層から光が出射される面のことを指し、量子ドット層の入光面とは反対側の面のことを指す。本明細書において、量子ドット層の入光面の「端部」とは、量子ドット層の入光面における周縁部の任意の一部分を指し、量子ドット層の出光面の「端部」とは、量子ドット層の出光面における周縁部の任意の一部分を指し、典型的には、それぞれ量子ドット層の入光面または出光面の端から50mm以内の部分を指す。本明細書において、「初期剥離強度」とは、高温高湿環境などでの耐久試験等を行っていない状態での剥離強度を指し、典型的には製造直後または製品に組み込まれた後実際には使用されていない未使用状態の量子ドットシートにおいて量子ドット層からバリアフィルムを剥離した場合の強度を指す。図1は本実施形態に係る量子ドットシートの概略構成図であり、図2は本実施形態に係る量子ドットシートの一部の拡大断面図であり、図3は本実施形態に係る量子ドットシートの製造工程を模式的に示す図である。
[First Embodiment]
Hereinafter, a quantum dot sheet according to a first embodiment of the present invention, and a backlight device and a display device incorporating the quantum dot sheet will be described with reference to the drawings. In the present specification, terms such as “sheet”, “film”, and “plate” are not distinguished from each other only based on the difference in designation. Therefore, for example, “plate” is used to include a member that is also referred to as a sheet or film, and “sheet” is used to include a member that may also be referred to as a film or a plate. Furthermore, in this specification, the “light-incident surface” of the quantum dot layer refers to a surface on which light from a light source is directly or indirectly incident. Further, in this specification, the “light exit surface” of the quantum dot layer refers to a surface from which light is emitted from the quantum dot layer, and refers to a surface opposite to the light entrance surface of the quantum dot layer. In this specification, the “end part” of the light incident surface of the quantum dot layer refers to an arbitrary part of the peripheral portion of the light incident surface of the quantum dot layer, and the “end part” of the light exit surface of the quantum dot layer. Refers to any part of the peripheral edge of the light emission surface of the quantum dot layer, and typically refers to a portion within 50 mm from the edge of the light incident surface or light emission surface of the quantum dot layer, respectively. In this specification, the “initial peel strength” refers to the peel strength in a state where a durability test or the like in a high-temperature and high-humidity environment is not performed, and is typically actually immediately after being manufactured or after being incorporated into a product. Indicates the strength when the barrier film is peeled from the quantum dot layer in an unused quantum dot sheet. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a quantum dot sheet according to the present embodiment, FIG. 2 is a partial enlarged sectional view of the quantum dot sheet according to the present embodiment, and FIG. 3 is a quantum dot sheet according to the present embodiment. It is a figure which shows typically the manufacturing process.
<<<量子ドットシート>>>
図1に示すように、量子ドットシート10は、入光面11Aと出光面11Bとを有する量子ドット層11と、量子ドット層11の入光面11Aに密着した第1のバリアフィルム12と、量子ドット層11の出光面11Bに密着した第2のバリアフィルム13と、第1のバリアフィルム12上に設けられた光拡散層14と、第2のバリアフィルム13上に設けられた光拡散層15とを備えている。量子ドットシート10は、量子ドット層11、第1のバリアフィルム12、および第2のバリアフィルム13を備えていればよく、光拡散層14、15を備えていなくともよい。また、図1では、量子ドットシートとしてバリアフィルム/量子ドット層/バリアフィルムからなる三層構造が示されているが、これに限定されるものではなく、より多くの層から構成されていてもよい。例えば、量子ドットシートは、バリアフィルム/量子ドット層/バリアフィルム/量子ドット層/バリアフィルムからなる五層構造で構成されていてもよい。なお、以下、説明の簡略化のために、第1のバリアフィルム12をバリアフィルム12と称し、第2のバリアフィルム13をバリアフィルム13と称する。
<<< Quantum dot sheet >>>>
As shown in FIG. 1, the
<<量子ドット層>>
量子ドット層11は、入射した光の波長変換を行うための量子ドット16とバインダ樹脂17とを含んでいる。また、量子ドット層11は、光散乱材をさらに含んでいてもよい。図2に示されるように、入光面11Aから光を入射させた場合には、量子ドット16に入射した光L1は光L1とは異なる波長の光L2に波長変換されて、出光面11Bから出射する一方、入光面11Aから光を入射させた場合であっても、量子ドット16間を通過する光L1は波長変換されずに、出光面11Bから出射する。
<< Quantum dot layer >>
The
量子ドット層11の平均膜厚は、10μm以上200μm以下であることが好ましい。量子ドット層11の平均膜厚がこの範囲であれば、ディスプレイの軽量、薄膜化に適しており、また、量子ドット層の厚みの振れ(製造公差)による色ムラを抑え込むことができる。量子ドット層の平均膜厚は、例えば、走査型電子顕微鏡(SEM)、透過型電子顕微鏡(TEM)又は走査透過型電子顕微鏡(STEM)を用いて撮影した断面の画像から20箇所の厚みを測定し、20箇所の値の平均値から算出できる。量子ドット層の膜厚がμmオーダーの場合、SEMを用いることが好ましい。
The average film thickness of the
量子ドット層11は、単一の層から構成されていてもよく、複数の層から構成される積層構造であってもよい。このような積層構造の量子ドット層は、用途に応じて、同種の構成原料の層からなる複数の層から構成されていてもよく、異なる種類の構成原料の層からなる複数の層から構成されていてもよい。
The
<量子ドット>
量子ドット16は、量子閉じ込め効果(quantum confinement effect)を有する所定の大きさの半導体粒子である。量子ドット16は、励起源から光を吸収してエネルギー励起状態に達すると、量子ドット16のエネルギーバンドギャップに応じたエネルギーを放出する。よって、量子ドット16の粒径又は物質の組成を調節すると、エネルギーバンドギャップを調節することができ、様々なレベルの波長帯のエネルギーを得ることができる。とりわけ、量子ドット16は、狭い波長帯で強い蛍光を発生することができる。
<Quantum dots>
The
具体的には、量子ドット16は粒径が小さくなるに従い、エネルギーバンドギャップが大きくなる。すなわち、結晶サイズが小さくなるにつれて、量子ドットの発光は青色側へ、つまり、高エネルギー側へとシフトする。そのため、量子ドットの粒径を変化させることにより、紫外領域、可視領域、赤外領域のスペクトルの波長全域にわたって、その発光波長を調節することができる。例えば、材質にもよるが、量子ドットの粒径が1.5nm以上2.5nm以下の場合は青色光を発し、量子ドットの粒径が2.5nmを超え4.5nm以下の場合は緑色光を発し、量子ドットの粒径が4.5nmを超え7.5nm以下の場合は赤色光を発する。
Specifically, the energy band gap of the
本明細書における「青色光」とは、380nm以上480nm未満の波長域を有する光であり、「緑色光」とは、480nm以上590nm未満の波長域を有する光であり、「赤色光」とは、590nm以上750nm以下の波長域を有する光である。 In this specification, “blue light” is light having a wavelength range of 380 nm or more and less than 480 nm, “green light” is light having a wavelength range of 480 nm or more and less than 590 nm, and “red light” is It is light having a wavelength range of 590 nm to 750 nm.
量子ドット層11に含まれる量子ドット16としては、1種類の量子ドットを用いてもよいが、粒径または材料が異なる少なくとも2種類以上の量子ドットを用いることも可能である。図2に示される量子ドット層11は、量子ドット16として、第1の量子ドット16Aと、第1の量子ドットより粒径が大きい第2の量子ドット16Bとを含んでいる。
As the
上記したように量子ドットシート10から出射される光としては波長変換されない光も存在するので、光源として青色光を発する光源を用い、第1の量子ドット16Aとして青色光を緑色光に変換する量子ドットを用い、第2の量子ドット16Bとして青色光を赤色光に変換する量子ドットを用いた場合には、量子ドットシート10から、青色光、緑色光、赤色光が混合した光を出射させることができる。
As described above, since there is light that is not wavelength-converted as light emitted from the
量子ドット16は、所望の狭い波長域で強い蛍光を発生することができる。このため、量子ドットシート10を用いたバックライト装置は、色純度の優れた三原色の光で、表示パネルを照明することができる。この場合、表示パネルは、優れた色再現性を有することになる。
The
量子ドット16は、主に、約2nm以上10nm以下の半導体化合物からなるコアと、このコアと異なる半導体化合物からなるシェルとを有するコアシェル型構造を有していてもよい。シェルはコアを保護する保護層としての機能を有する。
The
コアとなる材料としては、例えば、MgS、MgSe、MgTe、CaS、CaSe、CaTe、SrS、SrSe、SrTe、BaS、BaSe、BaTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgS、HgSe及びHgTeのようなII−VI族半導体化合物、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaAs、GaP、GaN、GaSb、InN、InAs、InP、InSb、TiN、TiP、TiAs及びTiSbのようなIII−V族半導体化合物、Si、Ge及びPbのようなIV族半導体、等の半導体化合物又は半導体を含有する半導体結晶が挙げられる。また、InGaPのような3元素以上を含んだ半導体化合物を含む半導体結晶を用いることもできる。これらの中でも、作製の容易性、可視域での発光を得られる粒径の制御性等の観点から、CdS、CdSe、CdTe、InP、InGaP等の半導体結晶が好適である。 Examples of the core material include MgS, MgSe, MgTe, CaS, CaSe, CaTe, SrS, SrSe, SrTe, BaS, BaSe, BaTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, HgS, HgSe, and HgTe. II-VI group semiconductor compounds such as AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaAs, GaP, GaN, GaSb, InN, InAs, InP, InSb, TiN, TiP, TiAs and TiSb , Semiconductor compounds such as group IV semiconductors such as Si, Ge and Pb, or semiconductor crystals containing semiconductors. Alternatively, a semiconductor crystal including a semiconductor compound containing three or more elements such as InGaP can be used. Among these, semiconductor crystals such as CdS, CdSe, CdTe, InP, and InGaP are preferable from the viewpoints of ease of manufacture and controllability of particle diameters that can obtain light emission in the visible range.
シェルは、励起子がコアに閉じ込められるように、コアを形成する半導体化合物よりもバンドギャップの高い半導体化合物を用いることで、量子ドットの発光効率を高めることができる。このようなバンドギャップの大小関係を有するコアシェル構造(コア/シェル)としては、例えば、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等が挙げられる。 The shell can increase the light emission efficiency of the quantum dots by using a semiconductor compound having a band gap higher than that of the semiconductor compound forming the core so that excitons are confined in the core. Examples of the core-shell structure (core / shell) having such a bandgap relationship include CdSe / ZnS, CdSe / ZnSe, CdSe / CdS, CdTe / CdS, InP / ZnS, Gap / ZnS, Si / ZnS, Examples include InN / GaN, InP / CdSSe, InP / ZnSeTe, InGaP / ZnSe, InGaP / ZnS, Si / AlP, InP / ZnSTe, InGaP / ZnSTe, and InGaP / ZnSSe.
量子ドット16は、シェルの外側にリガンドと呼ばれる有機ポリマーを有していてもよい。有機ポリマーは、量子ドットとバインダ樹脂との相溶性を高める機能を有しており、バインダ樹脂の種類によって適宜選択される。
The
量子ドット16の形状は特に限定されず、例えば、球状、棒状、円盤状、その他の形状であってもよい。量子ドット16の粒径は、量子ドット16が球状でない場合、同体積を有する真球状の値とすることができる。
The shape of the
量子ドット16の粒径、形状、分散状態等の情報については、透過型電子顕微鏡(TEM)により得ることができる。また、量子ドットの結晶構造、粒径については、X線結晶回折(XRD)により知ることができる。さらには、紫外−可視(UV−Vis)吸収スペクトルによって、量子ドットの粒径等に関する情報を得ることもできる。
Information such as the particle size, shape, and dispersion state of the
<バインダ樹脂>
バインダ樹脂17は、特に限定されないが、硬化性バインダ樹脂前駆体の硬化物(重合物、架橋物)を含んでいることが好ましい。硬化性バインダ樹脂前駆体としては、光重合性化合物の重合物(架橋物)、エポキシ樹脂等の熱硬化合物の重合物(架橋物)が挙げられる。バインダ樹脂17は、その他、熱可塑性樹脂、またはシリコーン樹脂を含んでいてもよい。光重合性化合物は、光重合性官能基を少なくとも1つ有するものである。本明細書における、「光重合性官能基」とは、光照射により重合反応し得る官能基である。光重合性官能基としては、例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基等のエチレン性二重結合が挙げられる。なお、「(メタ)アクリロイル基」とは、「アクリロイル基」および「メタクリロイル基」の両方を含む意味である。また、光重合性化合物を重合する際に照射される光としては、可視光線、並びに紫外線、X線、電子線、α線、β線、およびγ線のような電離放射線が挙げられる。
<Binder resin>
The
光重合性化合物としては、光重合性モノマー、光重合性オリゴマー、または光重合性プレポリマーが挙げられ、これらを適宜調整して、用いることができる。光重合性化合物としては、光重合性モノマーと、光重合性オリゴマーまたは光重合性プレポリマーとの組み合わせが好ましい。 Examples of the photopolymerizable compound include a photopolymerizable monomer, a photopolymerizable oligomer, and a photopolymerizable prepolymer, which can be appropriately adjusted and used. As the photopolymerizable compound, a combination of a photopolymerizable monomer and a photopolymerizable oligomer or photopolymerizable prepolymer is preferable.
光重合性モノマーは、重量平均分子量が1000以下のものである。光重合性モノマーとしては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート等の水酸基を含むモノマーや、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリ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、テトラメチレングリコールジ(メタ)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、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(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、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル類が挙げられる。 The photopolymerizable monomer has a weight average molecular weight of 1000 or less. Examples of the photopolymerizable monomer include monomers containing a hydroxyl group such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, Diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, tetramethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolethane tri (meth) Acrylate, pentaerythritol di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol Tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, glycerol (meth) (meth) acrylic acid esters such as acrylate.
光重合性オリゴマーは、重量平均分子量が1000を超え10000以下のものである。上記光重合性オリゴマーとしては、2官能以上の多官能オリゴマーが好ましく、光重合性官能基が3つ(3官能)以上の多官能オリゴマーが好ましい。上記多官能オリゴマーとしては、例えば、ポリエステル(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル−ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート、ポリオール(メタ)アクリレート、メラミン(メタ)アクリレート、イソシアヌレート(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート等が挙げられる。 The photopolymerizable oligomer has a weight average molecular weight of more than 1000 and 10,000 or less. As the photopolymerizable oligomer, a polyfunctional oligomer having two or more functions is preferable, and a polyfunctional oligomer having three (trifunctional) or more photopolymerizable functional groups is preferable. Examples of the polyfunctional oligomer include polyester (meth) acrylate, urethane (meth) acrylate, polyester-urethane (meth) acrylate, polyether (meth) acrylate, polyol (meth) acrylate, melamine (meth) acrylate, and isocyanurate. (Meth) acrylate, epoxy (meth) acrylate, etc. are mentioned.
光重合性プレポリマーは、重量平均分子量が1万を超えるものであり、重量平均分子量としては1万以上8万以下が好ましく、1万以上4万以下がより好ましい。重量平均分子量が8万を超える場合は、粘度が高いため塗工適性が低下してしまい、得られる量子ドット層の外観が悪化するおそれがある。上記多官能ポリマーとしては、ウレタン(メタ)アクリレート、イソシアヌレート(メタ)アクリレート、ポリエステル−ウレタン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート等が挙げられる。 The photopolymerizable prepolymer has a weight average molecular weight exceeding 10,000, and the weight average molecular weight is preferably from 10,000 to 80,000, and more preferably from 10,000 to 40,000. When the weight average molecular weight exceeds 80,000, the viscosity is high, so that the coating suitability is lowered, and the appearance of the obtained quantum dot layer may be deteriorated. Examples of the polyfunctional polymer include urethane (meth) acrylate, isocyanurate (meth) acrylate, polyester-urethane (meth) acrylate, and epoxy (meth) acrylate.
<光散乱材>
光散乱材としては、量子ドット層11に進入した光の進行方向を反射や屈折等によって変化させる作用を有するものであれば特に限定されないが、例えば光散乱粒子を用いることができる。光散乱粒子としては、無機粒子が好ましく、アンチモンドープ酸化スズ(ATO)粒子、酸化インジウムスズ(ITO)粒子、MgO粒子、Al2O3粒子、TiO2粒子、BaTiO3粒子、Sb2O5粒子、SiO2粒子、ZrO2粒子及びZnO粒子からなる群より選択される少なくとも1種であることがより好ましい。量子ドット層11にこれらの光散乱材を添加することで、量子ドット層11に進入する光の利用効率を上げ、光波長変換を促進させることが出来る。
<Light scattering material>
The light scattering material is not particularly limited as long as it has an action of changing the traveling direction of light entering the
<<バリアフィルム>>
バリアフィルム12、13は、量子ドット16を水分や酸素等から保護する機能を有している。すなわち、量子ドット16は水分や酸素等で劣化し、発光効率が低下するおそれがあるため、バリアフィルム12、13を量子ドット層11に密着させることによって量子ドット16を水分や酸素から保護している。
<< Barrier film >>
The
バリアフィルム12、13としては、水分や酸素等を遮断する機能を有し、かつ、量子ドット層11との密着性が良好な材料が用いられる。例えば、バリアフィルム12、13として、基材フィルムとバリア層とで形成されるものが使用できる。
As the
そのような基材フィルムの構成原料としては、例えば、ポリエステル(例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート)、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、セルロースアセテートブチレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリエーテルケトン、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、又は、ポリウレタン等の熱可塑性樹脂が挙げられる。基材フィルムの構成材料としては、好ましくは、ポリエステル(例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート)、セルローストリアセテートが挙げられる。 Examples of constituent materials for such a base film include polyester (for example, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate), cellulose triacetate, cellulose diacetate, cellulose acetate butyrate, polyamide, polyimide, polyethersulfone, polysulfone, and polypropylene. , Thermoplastic resins such as polymethylpentene, polyvinyl chloride, polyvinyl acetal, polyether ketone, polymethyl methacrylate, polycarbonate, and polyurethane. As a constituent material of the base film, polyester (for example, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate) and cellulose triacetate are preferably used.
上記基材フィルムの厚みは、特に限定されないが、10μm以上150μm以下であることが好ましい。基材フィルムの厚みが、10μm未満であると、量子ドットシートのアッセンブリ、取扱い時における皺や折れが発生するおそれがあり、また150μmを超えると、ディスプレイの軽量化および薄膜化に適さないおそれがある。上記基材フィルムの厚みのより好ましい下限は50μm以上、より好ましい上限は125μm以下である。 Although the thickness of the said base film is not specifically limited, It is preferable that they are 10 micrometers or more and 150 micrometers or less. If the thickness of the substrate film is less than 10 μm, the quantum dot sheet may be assembled and wrinkled or broken during handling, and if it exceeds 150 μm, it may not be suitable for lightening and thinning the display. is there. The minimum with more preferable thickness of the said base film is 50 micrometers or more, and a more preferable upper limit is 125 micrometers or less.
基材フィルムは、単一のフィルムから構成されていてもよいが、複数のフィルムから構成される積層フィルムであってもよい。このような積層フィルムは、用途に応じて、同種の構成原料の層からなる複数の層から構成されていてもよく、異なる種類の構成原料の層からなる複数の層から構成されていてもよい。 The base film may be composed of a single film, but may be a laminated film composed of a plurality of films. Such a laminated film may be composed of a plurality of layers composed of layers of the same kind of constituent raw materials, or may be composed of a plurality of layers composed of layers of different kinds of constituent raw materials, depending on applications. .
また、バリアフィルム12、13は、接着層を介して複数の基材フィルムが積層された積層フィルムであってもよい。例えば、基材フィルム上にバリア層を形成したバリアフィルムのバリア層上に、接着層を介してさらなる基材フィルムを積層させた構造であっても良い。
Moreover, the
バリア層の形成材料としては、上述したバリア性が得られるものであれば特に限定されないが、例えば、無機酸化物、金属、ゾルゲル材料等が挙げられる。具体的には、上記無機酸化物としては、例えば、酸化ケイ素(SiOx)、酸化アルミニウム(AlnOm)、酸化チタン(TiO2)、酸化イットリウム、酸化ホウ素(B2O3)、酸化カルシウム(CaO)、酸化窒化炭化ケイ素(SiOxNyCz)等が挙げられ、上記金属としては、例えば、Ti、Al、Mg、Zr等が挙げられ、上記ゾルゲル材料としては、例えば、シロキサン系ゾルゲル材料等が挙げられる。これらの材料は、単独で用いられてもよく2種以上を組み合わせて用いられてもよい。 The material for forming the barrier layer is not particularly limited as long as the above-described barrier property can be obtained, and examples thereof include inorganic oxides, metals, and sol-gel materials. Specifically, examples of the inorganic oxide include silicon oxide (SiOx), aluminum oxide (Al n O m ), titanium oxide (TiO 2 ), yttrium oxide, boron oxide (B 2 O 3 ), and calcium oxide. (CaO), silicon oxynitride carbide (SiO x N y C z ) and the like can be mentioned. Examples of the metal include Ti, Al, Mg, Zr and the like. Examples of the sol-gel material include siloxane-based materials. Examples thereof include sol-gel materials. These materials may be used alone or in combination of two or more.
上記バリア層の厚みは、特に限定されないが、0.01μm以上1μm以下であることが好ましい。0.01μm未満であると、バリア層のバリア性能が不充分となることがあり、1μmを超えると、バリア層のクラック等によりバリア性能の劣化が起こりやすくなることがある。上記バリア層の厚みのより好ましい下限は0.03μm、より好ましい上限は0.5μmである。 The thickness of the barrier layer is not particularly limited, but is preferably 0.01 μm or more and 1 μm or less. When the thickness is less than 0.01 μm, the barrier performance of the barrier layer may be insufficient. When the thickness exceeds 1 μm, the barrier performance may be easily deteriorated due to a crack in the barrier layer. A more preferable lower limit of the thickness of the barrier layer is 0.03 μm, and a more preferable upper limit is 0.5 μm.
上記バリア層の厚みは、断面顕微鏡観察において、20カ所について測定したバリア層の厚みの平均値として求めることができる。また、上記バリア層は、単一の層であってもよく、複数の層が積層されたものであってもよい。上記バリア層が複数層積層されたものである場合、バリア層を構成する各層は、直接積層形成されていてもよく、貼り合わされていてもよい。 The thickness of the barrier layer can be obtained as an average value of the thickness of the barrier layer measured at 20 locations in the cross-sectional microscope observation. Further, the barrier layer may be a single layer or may be a laminate of a plurality of layers. When the barrier layer is formed by stacking a plurality of layers, each layer constituting the barrier layer may be directly stacked or bonded.
上記バリア層の形成方法としては、例えば、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理気相成長(PVD)法や化学気相成長(CVD)法等の蒸着法、又は、ロールコート法、スピンコート法等が挙げられる。また、これらの方法を組み合わせてもよい。 Examples of the method for forming the barrier layer include a vapor deposition method such as a physical vapor deposition (PVD) method and a chemical vapor deposition (CVD) method such as a sputtering method and an ion plating method, or a roll coating method and a spin coating method. Law. Moreover, you may combine these methods.
上記バリア層としては、上述したバリア性を有する層であれば特に限定されるものではないが、そのバリア性の高さ等の観点から、蒸着法により形成された蒸着層を用いることが好ましい。 The barrier layer is not particularly limited as long as it is a layer having the above-described barrier properties, but it is preferable to use a vapor deposition layer formed by a vapor deposition method from the viewpoint of the high barrier property.
このような蒸着層としては、蒸着法により形成される層であれば、その蒸着法の種類等は特に限定されるものではなく、CVD法によって形成した層であってもよく、またPVD法によって形成した層であってもよい。 Such a vapor deposition layer is not particularly limited as long as it is a layer formed by a vapor deposition method, and may be a layer formed by a CVD method, or by a PVD method. It may be a formed layer.
上記蒸着層が、例えばプラズマCVD法等のCVD法により形成される場合、緻密でバリア性の高い層を形成することが可能となるが、製造効率やコスト等の面からはPVD法で蒸着層を形成することが好ましい。 When the vapor deposition layer is formed by a CVD method such as a plasma CVD method, it is possible to form a dense and highly barrier layer. However, from the viewpoint of production efficiency and cost, the vapor deposition layer is formed by the PVD method. Is preferably formed.
PVD法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等が挙げられるが、そのなかでも、そのバリア性等の面から真空蒸着法を用いることが好ましい。真空蒸着法としては、例えば、エレクトロンビーム(EB)加熱方式による真空蒸着法、又は、高周波誘電加熱方式による真空蒸着法等が挙げられる。 Examples of the PVD method include a vacuum vapor deposition method, a sputtering method, and an ion plating method. Among them, it is preferable to use a vacuum vapor deposition method from the viewpoint of its barrier property. As a vacuum evaporation method, the vacuum evaporation method by an electron beam (EB) heating system, the vacuum evaporation method by a high frequency dielectric heating system, etc. are mentioned, for example.
上記蒸着層の材料としては、金属又は無機酸化物が好ましく、具体的には、Ti、Al、Mg、Zr等の金属、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化窒化ケイ素、酸化窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化スズ、酸化イットリウム、B2O3、CaO等の無機酸化物等が挙げられる。そのなかでも、高いバリア性及び透明性を有する点から、酸化ケイ素が好ましい。 The material for the vapor deposition layer is preferably a metal or an inorganic oxide, specifically, a metal such as Ti, Al, Mg, Zr, silicon oxide, aluminum oxide, silicon oxynitride, aluminum oxynitride, magnesium oxide, oxidation Examples thereof include inorganic oxides such as zinc, indium oxide, tin oxide, yttrium oxide, B 2 O 3 and CaO. Among these, silicon oxide is preferable from the viewpoint of high barrier properties and transparency.
上記蒸着層の厚さは、用いられる材料の種類や構成により最適条件が異なり適宜選択されるが、0.01μm以上1μm以下であることが好ましく、より好ましい上限は500nmである。上記蒸着層の厚さが上記の範囲より薄い場合には、均一な層とすることが困難な場合があり、上記バリア性を得ることができないことがある。また、上記蒸着層の厚さが上記の範囲より厚い場合、蒸着層の成膜後に引っ張り等の外的要因により蒸着層に亀裂が生じること等により、バリア性が著しく損なわれる可能性があり、また、形成に時間を要し、生産性も低下することがある。 The thickness of the vapor-deposited layer varies depending on the type and configuration of the material used and is appropriately selected, but is preferably 0.01 μm or more and 1 μm or less, and more preferably 500 nm. When the thickness of the vapor deposition layer is thinner than the above range, it may be difficult to obtain a uniform layer, and the barrier property may not be obtained. In addition, when the thickness of the vapor deposition layer is thicker than the above range, the barrier property may be significantly impaired due to a crack in the vapor deposition layer due to external factors such as tension after the deposition layer is formed, In addition, it takes time to form, and productivity may be reduced.
上記バリア層の下地層として、アンカー層が形成されていてもよい。これにより、バリア性や耐候性を高めることができる。アンカー層の形成材料としては、例えば、接着性樹脂、無機酸化物、有機酸化物、金属等が挙げられる。 An anchor layer may be formed as a base layer for the barrier layer. Thereby, barrier property and a weather resistance can be improved. Examples of the material for forming the anchor layer include an adhesive resin, an inorganic oxide, an organic oxide, and a metal.
上記アンカー層の形成方法としては、例えば、スパッタリング法、イオンプレーティング法等のPVD法、CVD法、ロールコート法、スピンコート法などが挙げられる。また、これらの方法を組み合わせてもよい。量産性に優れ、アンカー層の密着性を高めることができることから、そのなかでも、成膜時のインラインコートが好ましい。 Examples of the method for forming the anchor layer include PVD methods such as sputtering and ion plating, CVD, roll coating, and spin coating. Moreover, you may combine these methods. Among them, in-line coating at the time of film formation is preferable because it is excellent in mass productivity and can improve the adhesion of the anchor layer.
上記バリアフィルム12、13の酸素透過率(OTR: Oxygen Transmission Rate)は、23℃、90%Rh(相対湿度)の条件において、1.0×10−1cc/m2/day/atm以下であることが好ましく、1.0×10−2cc/m2/day/atm以下であることが更に好ましい。なお、上記酸素透過率は、酸素ガス透過率測定装置(MOCON社製、OX−TRAN 2/21)を用いて測定することができる。
The oxygen transmission rate (OTR: Oxygen Transmission Rate) of the
上記バリアフィルム12、13の水蒸気透過率(WVTR:Water Vaper Transmission Rate)は、40℃、90%Rhの条件においては、1.0×10−1g/m2/day以下であることが好ましく、1.0×10−2g/m2/day以下であることが更に好ましい。なお、上記水蒸気透過率は、水蒸気透過率測定装置(DELTAPERM(Technolox社製))を用いて測定することができる。
The water vapor transmission rate (WVTR) of the
バリアフィルム12、13の平均厚みは、25μm以上250μm以下であることが好ましい。バリアフィルム12、13の平均厚みがこの範囲内であれば、バリアフィルム12、13によって量子ドット16を確実に水分や酸素から保護することができ、量子ドット層11との密着強度も確保することができる。また、バリアフィルム12、13の平均厚みをこの範囲内とすることで、量子ドットシートのアッセンブリ、取扱い時における皺や折れの発生が抑えられ、かつ、ディスプレイの軽量化および薄膜化に有利となる。
The average thickness of the
バリアフィルム12、13と量子ドット層11との密着強度は、量子ドット層11の入光面11Aの端部11Cにおけるバリアフィルム12の初期剥離強度(界面剥離)、および量子ドット層11の出光面11Bの端部11Dにおけるバリアフィルム13の初期剥離強度(界面剥離)によって規定することができる。初期剥離強度として、剥離角180°における粘着力(N/25mm)を測定する。初期剥離強度は、引張速度0.3m/分の条件で測定した場合に、いずれも2.0N/25mm以上の強度を有していることが必要である。量子ドット層11の入光面11Aの端部11Cにおけるバリアフィルム12の初期剥離強度、および量子ドット層11の出光面11Bの端部11Dにおけるバリアフィルム13の初期剥離強度が2.0N/25mm以上であれば、量子ドット層11からのバリアフィルム12、13の端部剥離が効果的に抑制される。ここで、バリアフィルム12、13がいずれも同じ材料の場合は、一方のバリアフィルムの初期剥離強度を他方のバリアフィルムの初期剥離強度と同一とみなすことができる。なお、量子ドットシートが、バリアフィルム/量子ドット層/バリアフィルムの三層構造よりも多くの層から構成されている場合は、少なくとも一組のバリアフィルム/量子ドット層/バリアフィルムにおける両方の量子ドット層−バリアフィルム間の初期剥離強度が、引張速度0.3m/分の条件で測定した場合に、いずれも2.0N/25mm以上であることが必要である。また、全ての量子ドット層−バリアフィルム間の初期剥離強度が、引張速度0.3m/分の条件で測定した場合に、いずれも2.0N/25mm以上の強度を有していることが、量子ドットの劣化を効果的に防止する観点から好ましい。
The adhesion strength between the
量子ドット層11の入光面11Aの端部11Cにおけるバリアフィルム12の初期剥離強度の下限、および量子ドット層11の出光面11Bの端部11Dにおけるバリアフィルム13の初期剥離強度の下限は、いずれも3.0N/25mm以上であることが好ましく、5.0N/25mm以上であることがより好ましい初期剥離強度の上限は、いずれも500N/25mm以下であることが好ましい。ここで、量子ドット層11とバリアフィルム12、13との間で界面剥離が生じずに、量子ドット層11の破壊またはバリアフィルム12、13の破壊が生じる場合がある。このような場合は、量子ドット層11からのバリアフィルム12、13の初期剥離強度が測定できないこととなるが、これは量子ドット層11とバリアフィルム12、13とが強固に接着されている結果であるため、本発明に含まれるものとする。
The lower limit of the initial peel strength of the
ここで、量子ドット層11の入光面11Aの端部11Cにおけるバリアフィルム12の初期剥離強度、および量子ドット層11の出光面11Bの端部11Dにおけるバリアフィルム13の初期剥離強度を測定する方法について、具体的に説明する。
Here, the method of measuring the initial peel strength of the
バリアフィルム13の初期剥離強度は、引っ張り試験機を用いて測定することができる。例えば、量子ドットシート10を製造後、25mm幅の短冊状に切断し、その短冊の両端を例えば引っ張り試験機に付属しているチャッキング用冶具等に固定し、量子ドットシート10のシート面に対して剥離角180°の方向にバリアフィルム12を引っ張り、量子ドット層11からバリアフィルム12を引き剥がすのに要する力を測定することで、バリアフィルム12の初期剥離強度が得られる。初期剥離強度の測定条件は、用途に応じて適宜設定することができるが、本明細書においては、室温で、引張速度0.3m/分の条件で測定を行うものとする。
The initial peel strength of the
<<光拡散層>>
光拡散層14、15は、量子ドットシート10に入射する光や量子ドットシート10から出射する光を量子ドットシート10に戻したり、拡散させる機能を有している。光拡散層14、15を設けることにより、光がリサイクルされるために、量子ドットシート10における光の変換効率を高めることができる。また、拡散の機能により面内の色ムラの発生を抑えることができる。光拡散層14、15は、光拡散粒子(図示せず)とバインダ樹脂(図示せず)とを含んでいる。
<< light diffusion layer >>
The light diffusion layers 14 and 15 have a function of returning or diffusing light incident on the
<<<量子ドットシートの製造方法>>>
量子ドットシート10は、以下のようにして作製することができる。まず、バリアフィルム12およびバリアフィルム13を用意する。
<<< Method for Manufacturing Quantum Dot Sheet >>>
The
次いで、図3(A)に示されるように、バリアフィルム12の一方の面に、量子ドット16および光重合性化合物80を含む量子ドット層用組成物を塗布し、量子ドット層用組成物の塗膜81を形成する。
Next, as shown in FIG. 3A, a quantum dot layer composition containing
そして、図3(B)に示されるように、この塗膜81のバリアフィルム12と接している面とは反対側の面に、バリアフィルム13の一方の面が接触するように、バリアフィルム13を密着させる。
Then, as shown in FIG. 3B, the
最後に、図3(C)に示されるように、バリアフィルム13を密着させた状態で、光によって塗膜を硬化させる。なお、量子ドット層用組成物の塗布後に乾燥工程を加えてもよい。
Finally, as shown in FIG. 3C, the coating film is cured by light while the
光重合性化合物を硬化する場合、光(紫外線)を積算光量が200mJ/cm2以上になるように照射して硬化する。光(紫外線)の照射量の下限値は、密着性や硬化性の観点から、250mJ/cm2以上であることが好ましく、300mJ/cm2以上であるのがより好ましい。光(紫外線)の照射量の上限値は、紫外線や紫外線照射時に発生する熱による材料へのダメージ(劣化による変色など)を抑える観点から、10000mJ/cm2以下であるのが好ましく、5000mJ/cm2以下であるのがより好ましく、3000mJ/cm2以下であるのがさらに好ましい。 When curing the photopolymerizable compound, it is cured by irradiating light (ultraviolet rays) so that the integrated light quantity becomes 200 mJ / cm 2 or more. The lower limit of the amount of irradiation of light (ultraviolet), from the viewpoint of adhesion and curing properties, is preferably 250 mJ / cm 2 or more, more preferably 300 mJ / cm 2 or more. The upper limit of the irradiation amount of light (ultraviolet rays) is preferably 10,000 mJ / cm 2 or less from the viewpoint of suppressing damage to the material (discoloration due to deterioration, etc.) due to heat generated during irradiation with ultraviolet rays or ultraviolet rays. It is more preferably 2 or less, and further preferably 3000 mJ / cm 2 or less.
また、上記量子ドットシートを製造する際に、予めバリアフィルム12、13の片面に光拡散層14、15をそれぞれ形成し、バリアフィルム12の光拡散層14が形成されていない面に量子ドット層用組成物の塗膜81を形成し、バリアフィルム13の光拡散層15が形成されていない面と塗膜81とを密着させた上で、上記と同様に紫外線を照射することで、光拡散層14、15を有する量子ドットシート10を製造することができる。
Further, when the quantum dot sheet is manufactured, the light diffusion layers 14 and 15 are previously formed on one side of the
本実施形態によれば、量子ドットシート10における量子ドット層11の入光面11Aの端部11Cにおけるバリアフィルム12の初期剥離強度、および量子ドット層11の出光面11Bの端部11Dにおけるバリアフィルム13の初期剥離強度がいずれも2.0N/25mm以上となっているので、量子ドット層11からのバリアフィルム12、13の端部剥離を効果的に抑制することができる。
According to this embodiment, the initial peel strength of the
さらに、量子ドットは、酸素や水分によって劣化し、光波長変換効率が低下しやすいため、量子ドット層の端部においてバリアフィルムが浮き上がり、量子ドット層が外気に曝されていると、量子ドットシートの周縁部での量子ドットが劣化して光波長変換効率が低下することとなる。このことが原因で、量子ドット層の入光面または出光面の端部におけるバリアフィルムの初期剥離強度が、引張速度0.3m/分の条件で、2.0 N/25mm未満である量子ドットシートをバックライト装置に組み込んだ場合、経時的に発光面の周縁部においては量子ドットによる波長変換が行われていない光の色味が強くなって、発光時において発光面の周縁部の色味が中央部の色味に比べて際立ってしまうこともある。これに対して、本実施形態によれば、量子ドット層11の入光面11Aおよび出光面11Bの端部11C、11Dにおけるバリアフィルム12、13の初期剥離強度が、引張速度0.3m/分の条件で、いずれも2.0 N/25mm以上であるため、量子ドットシートの周縁部の量子ドットの劣化による光波長変換効率の低下が抑えられ、発光時において発光面20Aの周縁部20Bの色味が中央部20Cの色味に比べて際立つことをより効果的に抑制できる。なお、バックライト装置20の構成については、後述する。
Furthermore, quantum dots deteriorate due to oxygen and moisture, and the light wavelength conversion efficiency tends to decrease. Therefore, when the quantum dot layer is exposed to the outside air when the barrier film is lifted at the end of the quantum dot layer, the quantum dot sheet As a result, the quantum dots at the peripheral edge of the light source deteriorate and the optical wavelength conversion efficiency decreases. For this reason, the quantum dots having an initial peel strength of the barrier film at the end of the light incident surface or light output surface of the quantum dot layer of less than 2.0 N / 25 mm under a tensile speed of 0.3 m / min. When the sheet is incorporated in a backlight device, the color of the light that has not undergone wavelength conversion by the quantum dots becomes stronger over time at the periphery of the light emitting surface, and the color of the periphery of the light emitting surface during light emission May stand out compared to the color in the center. On the other hand, according to the present embodiment, the initial peel strength of the
本実施形態によれば、光重合性化合物を用い、光(紫外線)を積算光量が200mJ/cm2以上になるように照射して塗膜を硬化しているので、量子ドット層11の入光面11Aの端部11Cにおけるバリアフィルム12の初期剥離強度、および量子ドット層11の出光面11Bの端部11Dにおけるバリアフィルム13の初期剥離強度を2.0N/25mm以上にすることができる。これにより、高温に曝されたとしても容易に端部剥離を起こさない量子ドットシートが得られる。
According to the present embodiment, the photopolymerizable compound is used, and the coating film is cured by irradiating light (ultraviolet rays) so that the integrated light quantity becomes 200 mJ / cm 2 or more. The initial peel strength of the
量子ドットシート10は、例えば、バックライト装置および表示装置に組み込んで使用することができる。図4は本実施形態に係る量子ドットシートを含むバックライト装置および表示装置の概略構成図であり、図5は本実施形態に係る量子ドットシートを含む他のバックライト装置の概略構成図であり、図6は本施形態に係るレンズシートの斜視図であり、図7は図6のレンズシートのI−I線に沿った断面図であり、図8は本実施形態に係る反射型偏光分離シートの断面図である。
The
<<<表示装置>>>
図4に示される表示装置100は、バックライト装置20と、バックライト装置20の出光側に配置された表示パネル30とを備えている。表示装置100は、画像を表示する表示面100Aを有している。図4に示される表示装置100においては、表示パネル30の表面が表示面100Aとなっている。
<<< Display device >>>
The
バックライト装置20は、表示パネル30を背面側から面状に照らすものである。表示パネル30は、バックライト装置20からの光の透過または遮断を画素毎に制御するシャッターとして機能し、表示面100Aに像を表示するように構成されている。
The
<<表示パネル>>
図4に示される表示パネル30は、液晶表示パネルであり、入光側に配置された偏光板31と、出光側に配置された偏光板32と、偏光板31と偏光板32との間に配置されたカラーフィルターを備えた液晶セル33とを備えている。偏光板31、32は、入射した光を直交する二つの直線偏光成分(S偏光およびP偏光)に分解し、一方の方向(透過軸と平行な方向)に振動する直線偏光成分(例えば、P偏光)を透過させ、前記一方の方向に直交する他方の方向(吸収軸と平行な方向)に振動する直線偏光成分(例えば、S偏光)を吸収する機能を有している。
<< Display panel >>
The
液晶セル33には、一つの画素を形成する領域毎に、電圧の印加がなされ得るように構成されている。そして、電圧印加の有無によって液晶セル33中の液晶分子の配向方向が変化するようになる。一例として、入光側に配置された偏光板31を透過した特定方向の直線偏光成分は、電圧印加がなされた液晶セル33を通過する際にその偏光方向を90°回転させ、その一方で、電圧印加がなされていない液晶セル33を通過する際にその偏光方向を維持する。この場合、液晶セル33への電圧印加の有無によって、偏光板31を透過した特定方向に振動する直線偏光成分を偏光板32に対して透過させ、または偏光板32で吸収して遮断することができる。このようにして、表示パネル30では、バックライト装置20からの光の透過または遮断を画素毎に制御し得るように構成されている。なお、液晶表示パネルの詳細については、種々の公知文献(例えば、「フラットパネルディスプレイ大辞典(内田龍男、内池平樹監修)」2001年工業調査会発行)に記載されており、ここではこれ以上の詳細な説明を省略する。
The
<<バックライト装置>>
バックライト装置は、光源と、量子ドットシートとを備える。そして、この量子ドットシートにおける量子ドット層の入光面が、光源からの光を受ける面である。図4に示されるバックライト装置20は、エッジライト型のバックライト装置として構成され、光源35と、光源35の側方に配置された導光板40と、導光板40の出光側に配置された量子ドットシート10と、量子ドットシート10の出光側に配置されたレンズシート50と、レンズシート50の出光側に配置されたレンズシート55と、レンズシート55の出光側に配置された反射型偏光分離シート60と、導光板40の出光側とは反対側に配置された反射シート70とを備えている。バックライト装置20は、レンズシート50、55、反射型偏光分離シート60、反射シート70を備えているが、これらのシートは備えられていなくともよい。また、バックライト装置は、図5に示されるような直下型のバックライト装置であってもよい。図5に示されるバックライト装置21においては、光源35が量子ドットシート10の直下に位置し、かつ光源35と量子ドットシート10との間には光拡散板90が配置されている。なお、バックライト装置21においては、導光板は備えられていない。また、光拡散板90は、光源35からの光を拡散させることができれば、特に限定されない。
<< Backlight device >>
The backlight device includes a light source and a quantum dot sheet. The light incident surface of the quantum dot layer in this quantum dot sheet is a surface that receives light from the light source. The
本明細書において、「出光側」とは、導光板40、量子ドットシート10、レンズシート50、レンズシート55、反射型偏光分離シート60、表示パネル20等の表示装置10の構成要素間を逆戻りすることなく進み、表示装置100から出射して観察者へ向かう光の進行方向における下流側(観察者側、例えば図4における紙面の上側)のことである。
In the present specification, the “light exit side” refers to the
バックライト装置20は、面状に光を発する発光面20Aを有している。図4に示されるバックライト装置20においては、反射型偏光分離シート60の出光面がバックライト装置20の発光面20Aとなっている。
The
<光源>
光源35は、例えば、線状の冷陰極管等の蛍光灯や、点状の発光ダイオード(LED)や白熱電球等の種々の態様で構成され得る。本実施の形態において、光源35は、導光板40の後述する入光面40Cの長手方向(図4においては、紙面に直交する方向、即ち、紙面の表裏方向)に沿って、並べて配置された多数の点状発光体、具体的には、多数の発光ダイオード(LED)によって、構成されている。
<Light source>
The
バックライト装置20においては量子ドットシート10が配置されていることに伴い、光源35は、単一の波長域の光を放出する発光体のみを用いることができる。例えば、光源は、色純度の高い青色光を発する青色発光ダイオードのみを用いることができる。
As the
<導光板>
導光板40は、平面視形状(図4においては、上方から見下ろして見た形状)が四角形形状に形成されている。導光板40は、表示パネル30側の一方の主面によって構成された出光面40Aと、出光面40Aに対向するもう一方の主面からなる裏面40Bと、出光面40Aおよび裏面40Bの間を延びる側面と、を有している。側面のうちの光源35側の側面が、光源からの光を受ける入光面40Cとなっている。入光面40Cから導光板40内に入射した光は、入光面40Cと、入光面40Cと対向する反対面とを結ぶ方向(導光方向)に導光板内を導光され、出光面40Aから出射される。
<Light guide plate>
The
導光板40を構成する材料としては、表示装置に組み込まれる光学シート用の材料として広く使用され、優れた機械的特性、光学特性、安定性および加工性等を有するとともに安価に入手可能な材料、例えば、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリロニトリル等の一以上を主成分とする透明樹脂や、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂(電離放射線硬化型樹脂等)が好適に使用され得る。なお、必要に応じて、導光板40中に光を拡散させる機能を有する拡散材を添加することもできる。拡散材としては、例えば、平均粒径が0.5μm以上100μm以下のシリカ(二酸化珪素)、アルミナ(酸化アルミニウム)、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂等の透明物質からなる粒子を用いることができる。
As a material constituting the
<レンズシート>
レンズシート50、55は、図6および図7に示されるように、入射した光L3の進行方向を変化させて出光側から出射させて、正面方向の輝度を集中的に向上させる機能(集光機能)とともに、入射した光L4を反射させて、量子ドットシート10側に戻す機能(再帰反射機能)を有する。レンズシートのレンズ形状は三角柱状であってもよいし、波状や、例えば半球状のような椀状であってもよい。 そのようなレンズ形状を有するレンズシートとしては、プリズムシート(三角柱状)や、レンチキュラーレンズ(半円柱状)や、マイクロレンズアレイ(半球状)などが挙げられる。本実施形態では、レンズシートとして、レンズ形状が三角形状となったレンズシート(プリズムシート)について説明する。なお、レンズシート50、55は、配置が異なるだけであって、互いに同様の構成を有することができる。したがって、レンズシートについて共通する説明については、符号「50、55」を用いて説明する。以下、各構成要素の構成について説明する。
<Lens sheet>
As shown in FIGS. 6 and 7, the
レンズシート50、55は、シート状の本体部51と、本体部51の出光側に並べて配置された複数の単位レンズ52とを備えている。
The
本体部51は、単位レンズ52を支持するシート状部材として機能する。図6に示されるように、本体部51の出光側面51A上には、単位レンズ52が隙間をあけることなく並べられている。したがって、レンズシート50、55の出光面は、単位レンズ52のレンズ面52Aによって形成されている。その一方で、図7に示すように、本実施の形態において、本体部51は、出光側面51Aに対向する入光側面51Bとして、レンズシート50、55の入光側面をなす平滑な面を有している。
The
単位レンズ52は、本体部51の出光側面51A上に並べて配列されている。図6に示されるように単位レンズ52は、単位レンズ52の配列方向Aと交差する方向に線状、とりわけ本実施の形態においては直線状に、延びている。また本実施の形態において、一つのレンズシート50、55に含まれる多数の単位レンズ52は、互いに平行に延びている。また、レンズシート50、55の単位レンズ52の長手方向Lは、レンズシート50、55における単位レンズ52の配列方向Aと直交している。
The
図4から理解され得るように、レンズシート50の単位レンズ52の配列方向とレンズシート55の単位レンズ52の配列方向とは交差、さらに限定的には直交している。
As can be understood from FIG. 4, the arrangement direction of the
単位レンズ52は、出光側に向けて幅が狭くなる三角柱状となっている。したがって、本体部52のシート面の法線方向Nおよび単位レンズ52の配列方向Aの両方に平行な断面(レンズシートの主切断面とも呼ぶ)の形状は、出光側に突出する三角形形状となっている。とりわけ、正面方向輝度を集中的に向上させるという観点から、主切断面における単位レンズ52の断面形状は二等辺三角形形状であるとともに、等辺の間に位置する頂角が本体部51の出光側面51Aから出光側に突出するように、各単位レンズ52が構成されている。
The
単位レンズ52は、レンズシート50、55の再帰反射機能を向上させる観点から、80°以上100°以下の頂角を有することが好ましく、約90°の頂角を有することがより好ましい。
The
レンズシート50、55の寸法は、一例として、以下のように設定され得る。まず、単位レンズ52の具体例として、単位レンズ52の配列ピッチ(図示された例では、単位レンズ52の幅に相当)を10μm以上200μm以下とすることができる。ただし、昨今においては、単位レンズ52の配列の高精細化が急速に進んでおり、単位レンズ52の配列ピッチを10μm以上50μm以下とすることが好ましい。また、レンズシート50、55のシート面への法線方向Nに沿った本体部51からの単位レンズ52の突出高さを5μm以上100μm以下とすることができる。さらに、単位レンズ52の頂角θを60°以上120°以下とすることができる。
The dimensions of the
レンズシート50、55は、基材上に単位レンズ52を賦型することにより、または、押し出し成型により、作製することができる。本体部51及び単位レンズ52の構成材料としては、種々の材料を使用することができる。ただし、表示装置に組み込まれる光学シート用の材料として広く使用され、優れた機械的特性、光学特性、安定性および加工性等を有するとともに安価に入手可能な材料、例えば、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリロニトリル等の一以上を主成分とする透明樹脂や、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の光重合性化合物が好適に使用され得る。
The
光重合性化合物を基材上に硬化させることによってレンズシート50、55を作製する場合、単位レンズ52とともに、単位レンズ52と基材との間に位置するようになるシート状のランド部を、基材上に形成するようにしてもよい。この場合、本体部51は、基材と光重合性化合物の硬化物によって形成されたランド部とから構成されるようになる。一方、押し出し成型で作製されたレンズシート50、55においては、本体部51と、本体部51の出光側面51A上の複数の単位レンズ52と、が一体的に形成され得る。
When producing the
<反射型偏光分離シート>
反射型偏光分離シート60は、図8に示されるように、レンズシート55から出射される光のうち、第1の直線偏光成分(例えば、P偏光)L5のみを透過し、かつ第1の偏光成分L5と直交する第2の直線偏光成分(例えば、S偏光)L6を吸収せずに反射する機能を有する。反射型偏光分離シート60で反射された第2の直線偏光成分L6は反射シート70等によって反射され、偏光が解消された状態(第1の直線偏光成分L5と第2の直線偏光成分L6とを両方含んだ状態)で、再度、反射型偏光分離シート60に入射する。よって、反射型偏光分離シート60は再度入射する光のうち第1の直線偏光成分L5を透過し、第1の直線偏光成分L5と直交する第2の直線偏光成分L6は再度反射される。以下、同上の過程を繰り返す事により、当初レンズシート55から出光した光の70〜80%程度が第1の直線偏光成分L5となった光源光として出光される。したがって、反射型偏光分離シート60の第1の直線偏光成分(透過軸成分)L5の偏光方向と表示パネル30の偏光板31の透過軸方向とを一致させることにより、バックライト装置20からの出射光は全て表示パネル30で画像形成に利用可能となる。したがって、光源35から投入される光エネルギーが同じであっても、反射型偏光分離シート60を未配置の場合に比べて、より高輝度の画像形成が可能となり、又光源35エネルギー利用効率も向上する。とりわけ、反射型偏光分離シート60で反射された光は、量子ドットシート10の量子ドット16で波長変換が行われ得る。したがって、反射型偏光分離シート60を配置することによって、量子ドットシート10の波長変換効率をさらに上昇させることができる。したがって、更なる光源光の利用効率の改善を期待することができる。
<Reflection-type polarized light separation sheet>
As shown in FIG. 8, the reflection-type
反射型偏光分離シート60としては、3M社から入手可能な「DBEF」(登録商標)を用いることができる。また、「DBEF」以外にも、Shinwha Intertek社から入手可能な高輝度偏光シート「WRPS」やワイヤーグリッド偏光子等を、反射型偏光分離シート60として用いることができる。
As the reflective
<反射シート>
反射シート70は、導光板40の裏面40Bから漏れ出した光を反射して、再び導光板40内に入射させる機能を有する。反射シート70は、白色の散乱反射シート、金属等の高い反射率を有する材料からなるシート、高い反射率を有する材料からなる薄膜(例えば金属薄膜)を表面層として含んだシート等から、構成され得る。反射シート70での反射は、正反射(鏡面反射)でもよく、拡散反射でもよい。反射シート70での反射が拡散反射の場合には、当該拡散反射は、等方性拡散反射であってもよいし、異方性拡散反射であってもよい。
<Reflection sheet>
The
〔第2の実施形態〕
以下、本発明の第2の実施形態に係る量子ドットシートについて、図面を参照しながら説明する。図9は本実施形態に係る量子ドットシートの概略構成図であり、図10は本実施形態に係る量子ドットシートの製造工程を模式的に示す図である。なお、本実施形態において、第1の実施形態で説明した部材と同じ部材については、同じ符号が付してあるとともに、説明を省略するものとする。また、図9では、バリアフィルム/接着層/量子ドット層/接着層/バリアフィルムからなる五層構造が示されているが、これに限定されるものではなく、より多くの層から構成されていてもよい。例えば、本実施形態における量子ドットシートは、バリアフィルム/接着層/量子ドット層/接着層/バリアフィルム/接着層/量子ドット層/接着層/バリアフィルムからなる九層構造で構成されていてもよい。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a quantum dot sheet according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a schematic configuration diagram of the quantum dot sheet according to the present embodiment, and FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a manufacturing process of the quantum dot sheet according to the present embodiment. In the present embodiment, the same members as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. FIG. 9 shows a five-layer structure consisting of barrier film / adhesive layer / quantum dot layer / adhesive layer / barrier film, but is not limited to this, and is composed of more layers. May be. For example, the quantum dot sheet in the present embodiment may be configured with a nine-layer structure including barrier film / adhesive layer / quantum dot layer / adhesive layer / barrier film / adhesive layer / quantum dot layer / adhesive layer / barrier film. Good.
<<接着層>>
本実施形態においては、図9に示すように、量子ドット層11とバリアフィルム12との間に第1の接着層18を設け、量子ドット層11とバリアフィルム13との間に第2の接着層19を設けている。以下、説明の簡略化のために、第1の接着層18を接着層18と称し、第2の接着層19を接着層19と称する。図9に示す量子ドットシートは110は、量子ドット層11の入光面11Aと出光面11Bの両面に接着層18、19を備えているが、いずれか片面のみでもよい。ただしその場合は、接着層が存在しない面の量子ドット層−バリアフィルム間の初期剥離強度が、引張速度0.3m/分の条件で測定した場合に、2.0N/25mm以上である必要がある。なお、本明細書における「接着層」とは、易接着層(プライマ−)、粘着剤層、および接着剤層をも包含する概念である。
<< Adhesive layer >>
In the present embodiment, as shown in FIG. 9, a first
本実施形態においては、この接着層18、19を介して、量子ドット層11とバリアフィルム12、13とがより強固に密着し、引張速度0.3m/分の条件で、いずれも2.0N/25mm以上の高い初期剥離強度が得られる。従って、本実施形態においては、量子ドット層11と接着層18、19との界面または接着層18、19とバリアフィルム12、13との界面における剥離強度を、量子ドット層11からのバリアフィルム12、13の剥離強度とみなす。また、このような界面における剥離が生じずに、量子ドット層11の破壊、バリアフィルム12、13の破壊または接着層18、19の破壊が生じた場合も、第1の実施形態と同様に、本発明に含まれるものとする。なお、量子ドットシートが、バリアフィルム/接着層/量子ドット層/接着層/バリアフィルムの五層構造よりも多くの層から構成されている場合は、少なくとも一組のバリアフィルム/接着層/量子ドット層/接着層/バリアフィルムにおける両方の量子ドット層−接着層−バリアフィルム間の初期剥離強度が、引張速度0.3m/分の条件で測定した場合に、いずれも2.0N/25mm以上であることが必要である。また、全ての量子ドット層−接着層−バリアフィルム間の初期剥離強度が、引張速度0.3m/分の条件で測定した場合に、いずれも2.0N/25mm以上の強度を有していることが、量子ドットの劣化を効果的に防止する観点から好ましい。
In the present embodiment, the
接着層18、19の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、エチレンと酢酸ビニルまたはアクリル酸などとの共重合体、エチレンとスチレンおよび/またはブタジエンなどとの共重合体、オレフィン樹脂などの熱可塑性樹脂および/またはその変性樹脂、光重合性化合物の重合体、およびエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂等の少なくともいずれかを用いることが可能である。接着層18、19の構成材料としてアクリル樹脂、エポキシ樹脂またはポリエステル樹脂を用いることが、耐熱性や接着性の観点から好ましい。また、接着剤層の構成材料としてはアクリル樹脂やエポキシ樹脂を用いるのが好ましく、易接着層としてはポリエステル樹脂を用いるのが好ましい。なお、接着層18、19にはそれぞれ異なる構成材料を用いてもよい。
Although it does not specifically limit as a constituent material of the contact bonding layers 18 and 19, For example, a polyurethane resin, a polyester resin, a polyvinyl chloride resin, a polyvinyl acetate resin, a vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, an acrylic resin, polyvinyl alcohol Resin, polyvinyl acetal resin, copolymer of ethylene and vinyl acetate or acrylic acid, copolymer of ethylene and styrene and / or butadiene, thermoplastic resin such as olefin resin and / or modified resin thereof, light It is possible to use at least one of a polymer of a polymerizable compound and a thermosetting resin such as an epoxy resin. It is preferable to use an acrylic resin, an epoxy resin, or a polyester resin as a constituent material of the
接着層18、19の平均膜厚は、0.05μm以上5μm以下であることが、接着性や量子ドットシ−トの薄膜化や軽量化の観点から好ましい。
The average film thickness of the
<<<量子ドットシートの製造方法>>>
接着層18、19を有する量子ドットシート110の製造方法について説明する。まず、バリアフィルム12およびバリアフィルム13を用意する。
<<< Method for Manufacturing Quantum Dot Sheet >>>
A method for manufacturing the
次いで、図10(A)に示されるように、バリアフィルム12の片面に、接着層用組成物を塗布して接着層18を形成する。
Next, as illustrated in FIG. 10A, the adhesive layer composition is formed on one surface of the
そして、図10(B)に示されるように、接着層18のバリアフィルム12と接している面とは反対側の面に量子ドット16および硬化性バインダ樹脂前駆体82を含む量子ドット層用組成物を塗布して塗膜83を形成する。
Then, as shown in FIG. 10 (B), a composition for a quantum dot layer containing
さらに、図10(C)に示されるように、この塗膜83の接着層18と接している面とは反対側の面に、接着層19を介してバリアフィルム13を密着させる。
Further, as shown in FIG. 10C, the
最後に、図10(D)に示されるように、バリアフィルム13を密着させた状態で、光または熱によって塗膜を硬化させる。本実施形態では、量子ドット層11の入光面11Aの端部11Cにおけるバリアフィルム12の初期剥離強度、および量子ドット層11の出光面11Bの端部11Dにおけるバリアフィルム13の初期剥離強度は、接着層18および19によってそれぞれ確保されている。従って、硬化性バインダ樹脂前駆体として光重合性化合物を用いる場合、光(紫外線)の積算光量は特に限定されず、バインダ樹脂の硬化が達成される程度の積算光量でよい。なお、量子ドット層用組成物の塗布後に乾燥工程を加えてもよい。
Finally, as shown in FIG. 10D, the coating film is cured by light or heat while the
また、上記量子ドットシート110を製造する際に、予めバリアフィルム12、13の片面に光拡散層14、15をそれぞれ形成し、バリアフィルム12の光拡散層14が形成されていない面に接着層用組成物を塗布して接着層18を形成し、バリアフィルム13の光拡散層15が形成されていない面と接着層19とを密着させた上で、上記と同様に光または熱によって塗膜83を硬化することで、光拡散層14、15を有する量子ドットシート110を製造することができる。
Further, when the
さらに、接着層18、19として易接着層(プライマーともいう)を形成する場合は、バリアフィルム12、13上にあらかじめ接着層18、19を形成し、硬化させる。したがって、接着層18、19として易接着層を形成する場合は、図10(D)の工程に加え、図10(A)の工程の後にも光照射または加熱を行い、接着層18、19を硬化させる。
Furthermore, when forming an easily bonding layer (it is also called a primer) as the
本実施形態によれば、量子ドット層11とバリアフィルム12、13との間に接着層18、19をそれぞれ設けているため、量子ドットシート110における量子ドット層11の入光面11Aの端部11Cにおけるバリアフィルム12の初期剥離強度、および量子ドット層11の出光面11Bの端部11Dにおけるバリアフィルム13の初期剥離強度を引張速度0.3m/分の条件で、いずれも2.0N/25mm以上とすることができる。これにより、高温に曝されたとしても容易に端部剥離を起こさない量子ドットシートが得られる。
According to this embodiment, since the
量子ドットシート110も、例えば、バックライト装置および表示装置に組み込んで使用することができる。バックライト装置および表示装置の構成については、第1の実施形態と同様であるため、説明を省略するものとする。
The
また、本実施形態によっても、第1の実施形態と同様に、量子ドットシート110における量子ドット層11の入光面11Aの端部11Cにおけるバリアフィルム12の初期剥離強度、および量子ドット層11の出光面11Bの端部11Dにおけるバリアフィルム13の初期剥離強度が、引張速度0.3m/分の条件で、いずれも2.0N/25mm以上あるため、量子ドットシートの周縁部の量子ドットの劣化による光波長変換効率の低下が抑えられ、バックライト装置に組み込まれた場合に、発光時において発光面の周縁部の色味が中央部の色味に比べて際立つことをより効果的に抑制できる。
Also in this embodiment, as in the first embodiment, the initial peel strength of the
本発明を詳細に説明するために、以下に実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの記載に限定されない。 In order to describe the present invention in detail, examples will be described below, but the present invention is not limited to these descriptions.
<量子ドット層用組成物の調製>
まず、下記に示す組成となるように各成分を配合して、量子ドット層用組成物を得た。
(量子ドット層用組成物)
・緑色光発光量子ドット(製品名「CdSe/ZnS 530」、SIGMA−ALDRICH社製、コア:CdSe、シェル:ZnS、平均粒径3.3nm):0.2質量部
・赤色光発光量子ドット(製品名「CdSe/ZnS 610」、SIGMA−ALDRICH社製、コア:CdSe、シェル:ZnS、平均粒径5.2nm):0.2質量部
・ウレタンアクリレ-ト系樹脂前駆体(荒川化学工業株式会社製): 96質量部
・光重合開始剤(1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、製品名「Irgacure(登録商標)184」、BASFジャパン社製):4質量部
<Preparation of composition for quantum dot layer>
First, each component was mix | blended so that it might become a composition shown below, and the composition for quantum dot layers was obtained.
(Composition for quantum dot layer)
Green light emitting quantum dots (product name “CdSe / ZnS 530”, manufactured by SIGMA-ALDRICH, core: CdSe, shell: ZnS, average particle size 3.3 nm): 0.2 parts by mass Red light emitting quantum dots ( Product name “CdSe / ZnS 610”, manufactured by SIGMA-ALDRICH, Core: CdSe, Shell: ZnS, Average particle size 5.2 nm): 0.2 parts by mass Urethane acrylate resin precursor (Arakawa Chemical Industries) 96 parts by mass / photopolymerization initiator (1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, product name “Irgacure (registered trademark) 184”, manufactured by BASF Japan): 4 parts by mass
<実施例1>
まず、2枚のバリアフィルムを次のような方法で作成した。高周波スパッタリング装置において、電極に周波数13.56MHz、電力5kWの高周波電力を印加することにより、チャンバー内で放電を生じさせて、ポリエチレンテレフタレートフィルム(製品名「ルミラーT60」、厚み50μm、東レ社製)の片面に、ターゲット物質(シリカ)からなる、厚みが50nmであり、かつ屈折率が1.46であるシリカ蒸着層を形成し、これにより、ポリエチレンテレフタレートフィルムおよびシリカ蒸着層からなるバリアフィルムを2枚形成した。次いで、一方のバリアフィルムのシリカ蒸着層側に量子ドット層用組成物を塗布し、塗膜を形成した。次いで、形成した塗膜に対して、70℃の乾燥空気を60秒間流通させて乾燥させることにより塗膜中の溶剤を蒸発させた。その後、塗膜におけるポリエチレンテレフタレートフィルム側の面とは反対側の面に、シリカ蒸着層が接するように他方のバリアフィルムを配置し、光源としてHバルブを用い、紫外線を積算光量が250mJ/cm2になるように照射して塗膜を硬化させることにより、膜厚が100μmの量子ドット層を形成し、量子ドットシートを得た。
<Example 1>
First, two barrier films were prepared by the following method. In a high-frequency sputtering apparatus, a high-frequency power having a frequency of 13.56 MHz and a power of 5 kW is applied to the electrode to cause discharge in the chamber, and a polyethylene terephthalate film (product name “Lumirror T60”,
<実施例2>
実施例2においては、紫外線を積算光量が550mJ/cm2になるように照射したこと以外は、実施例1と同様にして、量子ドットシートを作製した。
<Example 2>
In Example 2, a quantum dot sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that ultraviolet light was irradiated so that the accumulated light amount was 550 mJ / cm 2 .
<実施例3>
実施例3においては、まず実施例1と同様に、ポリエチレンテレフタレートフィルムおよびシリカ蒸着層からなるバリアフィルムを2枚形成した。次いで、各バリアフィルムのシリカ蒸着層側にアクリル系紫外線硬化型塗料(製品名「セイカビームEXF」、大日精化工業株式会社製)を膜厚が1μmになるように塗布し、紫外線を積算光量が300mJ/cm2になるように照射して硬化させ、接着層を形成した。一方のバリアフィルムの接着層上に、量子ドット層用組成物を塗布して塗膜を形成し、実施例1と同様に乾燥により塗膜中の溶剤を蒸発させた。その後、塗膜におけるポリエチレンテレフタレートフィルム側の面とは反対側の面に、接着層が接するように他方のバリアフィルムを配置し、光源としてHバルブを用い、紫外線を積算光量が550mJ/cm2になるように照射して塗膜を硬化させることにより、膜厚が100μmの量子ドット層を形成し、量子ドットシートを得た。
<Example 3>
In Example 3, first, as in Example 1, two barrier films composed of a polyethylene terephthalate film and a silica deposited layer were formed. Next, an acrylic UV curable paint (product name “SEICA BEAM EXF”, manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.) is applied to the silica vapor deposition layer side of each barrier film so that the film thickness becomes 1 μm, and the total amount of UV light is applied. The adhesive layer was formed by irradiating and curing to 300 mJ / cm 2 . On the adhesive layer of one barrier film, the quantum dot layer composition was applied to form a coating film, and the solvent in the coating film was evaporated by drying in the same manner as in Example 1. Thereafter, the other barrier film is disposed on the surface opposite to the polyethylene terephthalate film side of the coating film so that the adhesive layer is in contact, and an H bulb is used as the light source, and the integrated light quantity is 550 mJ / cm 2 . The quantum dot layer with a film thickness of 100 μm was formed by irradiating the film to cure the coating film, and a quantum dot sheet was obtained.
<比較例1>
紫外線の積算光量が150mJ/cm2になるように照射したこと以外は、実施例1と同様にして、量子ドットシートを作製した。
<Comparative Example 1>
A quantum dot sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that irradiation was performed so that the cumulative amount of ultraviolet light was 150 mJ / cm 2 .
<比較例2>
紫外線の積算光量が100mJ/cm2になるように照射したこと以外は、実施例1と同様にして、量子ドットシートを作製した。
<Comparative example 2>
A quantum dot sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that the irradiation was performed so that the cumulative amount of ultraviolet light was 100 mJ / cm 2 .
<端部における剥離強度の測定>
実施例1〜3ならびに比較例1および2に係る量子ドットシートの端部における剥離強度を、引っ張り試験機(機器名「テンシロン」、エ−・アンド・デ−(A&D)株式会社製)を用いて測定し、それぞれのサンプルの端部における初期剥離強度とした。なお、各量子ドットシートは、耐久性試験等を行っていないものを用いた。測定に際して、実施例1〜3ならびに比較例1および2に係る量子ドットシートから、25mm幅の試験片を、端部に浮きが生じないようにカッターを用いて切り出した。次いで、得られた試験片を引っ張り試験機に付属している、チャッキング用冶具に固定し、量子ドットシート10のシート面に対して剥離角180°の方向にバリアフィルムを引っ張り、量子ドット層からバリアフィルムを引き剥がすのに要する力を測定した。測定は、室温において引張速度0.3m/分の条件で行い、剥離角180°における粘着力(N/25mm)を記録した。なお、実施例1〜3ならびに比較例1および2に係る量子ドットシートは、いずれも第1のバリアフィルムと第2のバリアフィルムの材料が同じであるため、一方のバリアフィルムの初期剥離強度を他方のバリアフィルムの初期剥離強度と同一とみなした。
<Measurement of peel strength at the end>
For the peel strength at the ends of the quantum dot sheets according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, a tensile tester (equipment name “Tensilon”, manufactured by A & D Co., Ltd.) was used. The initial peel strength at the end of each sample was measured. Each quantum dot sheet was not subjected to a durability test or the like. At the time of measurement, a 25 mm-wide test piece was cut out from the quantum dot sheets according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 using a cutter so that the end portion did not float. Next, the obtained test piece is fixed to a chucking jig attached to the tensile testing machine, and the barrier film is pulled in the direction of a peeling angle of 180 ° with respect to the sheet surface of the
<端部浮きの評価>
実施例1〜3ならびに比較例1および2に係る量子ドットシートを、トムソン刃型
(10cm□)を用いて試験片形状に打ち抜き、各試験片の端部(すなわち打ち抜かれた箇所の周辺)において量子ドット層からバリアフィルムが浮き上がっていないかを目視で観察した。
○:量子ドット層からバリアフィルムが浮き上がっていなかった。
×:量子ドット層からバリアフィルムが浮き上がっていた。
<Evaluation of floating edge>
The quantum dot sheets according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 were punched into a test piece shape using a Thomson blade mold (10 cm □), and at the end of each test piece (that is, around the punched portion) It was visually observed whether the barrier film was lifted from the quantum dot layer.
○: The barrier film was not lifted from the quantum dot layer.
X: The barrier film was lifted from the quantum dot layer.
<発光面の目視評価>
実施例1〜3ならびに比較例1および2に係る量子ドットシートから、100mm×100mmの試験片を、端部に浮きが生じないようにカッターを用いて切り出した。次いで得られた試験片を、KindleFire(登録商標)HDX7のバックライト(発光ピーク波長が450nmの青色発光ダイオード、導光板、2枚のプリズムシート、反射シートを含む)装置に設置した。ここで用いた2枚のプリズムシートは、シート状の本体部と、この本体部上に並べて配置され、かつ各々が配列方向と交差する方向に延びた三角柱状の複数の単位プリズムとを備え、単位プリズムの頂角が90°となっているものであった。また、反射型偏光分離シートは、偏光板と一体となっているものであった。また、バックライト側が入光面となるように導光板を配置するとともに、導光板の出光面上に、量子ドットシート、プリズムシート、プリズムシートをこの順で配置し、また導光板の背面に反射シートを配置し、バックライト装置を得た。観察者側のプリズムシートは、単位プリズムの配列方向がプリズムシートの単位プリズムの配列方向と直交するように配置された。
<Visual evaluation of light emitting surface>
From the quantum dot sheets according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, a 100 mm × 100 mm test piece was cut out using a cutter so that no floating occurred at the end. Next, the obtained test piece was placed in a KindleFire (registered trademark) HDX7 backlight (including a blue light emitting diode having an emission peak wavelength of 450 nm, a light guide plate, two prism sheets, and a reflection sheet). The two prism sheets used here include a sheet-like main body part and a plurality of triangular prism-shaped unit prisms arranged side by side on the main body part and extending in a direction intersecting the arrangement direction, The apex angle of the unit prism was 90 °. Further, the reflective polarization separation sheet was integrated with the polarizing plate. In addition, the light guide plate is arranged so that the backlight side becomes the light incident surface, and the quantum dot sheet, the prism sheet, and the prism sheet are arranged in this order on the light exit surface of the light guide plate, and reflected on the back surface of the light guide plate. The sheet | seat was arrange | positioned and the backlight apparatus was obtained. The prism sheet on the viewer side was arranged so that the arrangement direction of the unit prisms was orthogonal to the arrangement direction of the unit prisms of the prism sheet.
上記のようにして得たバックライト装置を用いて、発光時の発光面の周縁部および中央部を目視で観察し、周縁部の色味が中央部の色味に比べて際立っているか観察した。
○:周縁部の色味と中央部の色味が同等であった。
△:周縁部の色味と中央部の色味が若干異なっていたが実用上問題のないレベルであった。
×:周縁部の色味が中央部の色味に比べて際立っていた。
Using the backlight device obtained as described above, the peripheral part and the central part of the light emitting surface during light emission were visually observed, and it was observed whether the color of the peripheral part was conspicuous compared to the color of the central part. .
○: The color of the peripheral part and the color of the central part were equivalent.
Δ: Although the color of the peripheral portion and the color of the central portion were slightly different, it was at a level causing no practical problem.
X: The color of a peripheral part was conspicuous compared with the color of a center part.
<高温高湿環境における耐久性評価>
上記端部における剥離強度の測定、端部浮きの評価、および発光面の目視評価に用いたものと同様の試験片を実施例1〜3ならびに比較例1および2に係る量子ドットシートからそれぞれ作成し、得られた試験片を高温高湿環境(気温60℃、相対湿度80%)に設定した恒温槽に投入し、500時間放置した。その後、上記方法と同様にそれぞれの特性を測定および評価した。端部における剥離強度については、上記初期剥離強度に対する、温度60℃、湿度80%の雰囲気下で、500時間経過した後の量子ドットシートの剥離強度の比(%)も算出した。
<Durability evaluation in high temperature and high humidity environment>
Test specimens similar to those used for the measurement of peel strength at the end, evaluation of end float, and visual evaluation of the light emitting surface were prepared from the quantum dot sheets according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, respectively. Then, the obtained test piece was put into a thermostat set in a high temperature and high humidity environment (
得られた結果を下記表1にまとめる。
上記の結果から、比較例においては、端部における初期剥離強度が低く、バリアフィルムが量子ドット層から容易に剥離された。また、比較例のサンプルは高温高湿環境に曝された後の剥離強度が初期剥離強度に比べて非常に低かった。さらに、比較例では端部の浮きが明らかに生じ、バックライト装置に組み込んだ場合にも発光面の色味変化が生じていた。これに対し、実施例1〜3においては、比較例に比べて、端部における初期剥離強度が高く、バリアフィルムが量子ドット層から容易には剥離されなかった。また、高温高湿環境に曝された後の剥離強度が初期剥離強度から大きく変化しておらず、端部の浮きも抑えられていた。さらにバックライト装置に組み込んだ場合にも発光面の色味変化が生じていないか、生じていたとしても実用上問題のないレベルであった。したがって、実施例1〜3において、量子ドット層からのバリアフィルムの端部剥離を効果的に抑制されていることが確認された。 From the above results, in the comparative example, the initial peel strength at the end was low, and the barrier film was easily peeled from the quantum dot layer. Moreover, the sample of the comparative example had a very low peel strength after exposure to a high temperature and high humidity environment compared to the initial peel strength. Further, in the comparative example, the end portion was clearly lifted, and even when incorporated in a backlight device, the color change of the light emitting surface occurred. On the other hand, in Examples 1-3, compared with the comparative example, the initial peel strength at the end was high, and the barrier film was not easily peeled from the quantum dot layer. Further, the peel strength after exposure to a high temperature and high humidity environment did not change significantly from the initial peel strength, and the floating of the end portion was also suppressed. Furthermore, even when incorporated in a backlight device, the color change of the light emitting surface did not occur, or even if it occurred, it was at a level causing no practical problem. Therefore, in Examples 1-3, it was confirmed that the edge part peeling of the barrier film from a quantum dot layer was suppressed effectively.
10、110…量子ドットシート
11…量子ドット層
11A…量子ドット層の入光面
11B…量子ドット層の出光面
11C…量子ドット層の入光面の端部
11D…量子ドット層の出光面の端部
12、13…バリアフィルム
14、15…光拡散層
16…量子ドット
16A…第1の量子ドット
16B…第2の量子ドット
17…バインダ樹脂
18、19…接着層
20、21…バックライト装置
30…表示パネル
35…光源
40…導光板
40A…導光板の出光面
40C…導光板の入光面
80…光重合性化合物
81、83…塗膜
82…硬化性バインダ樹脂前駆体
100…表示装置
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記量子ドット層の前記入光面に密着した第1のバリアフィルムと、
前記量子ドット層の前記出光面に密着した第2のバリアフィルムと
を備え、
前記量子ドット層の前記入光面の端部における前記第1のバリアフィルムの初期剥離強度、および前記量子ドット層の前記出光面の端部における前記第2のバリアフィルムの初期剥離強度が引張速度0.3m/分の条件で、いずれも2.0N/25mm以上である、量子ドットシート。 A quantum dot layer having a light incident surface for receiving light and a light output surface for emitting light, and including a quantum dot and a binder resin for performing wavelength conversion of light received from the light incident surface;
A first barrier film in close contact with the light incident surface of the quantum dot layer;
A second barrier film in close contact with the light exit surface of the quantum dot layer,
The initial peel strength of the first barrier film at the end of the light entrance surface of the quantum dot layer and the initial peel strength of the second barrier film at the end of the light exit surface of the quantum dot layer are tensile rates. A quantum dot sheet that is 2.0 N / 25 mm or more under conditions of 0.3 m / min.
請求項1に記載の量子ドットシートと
を備え、
前記量子ドットシートにおける前記量子ドット層の前記入光面が前記光源からの光を受ける面である、バックライト装置。 A light source;
The quantum dot sheet according to claim 1,
The backlight device, wherein the light incident surface of the quantum dot layer in the quantum dot sheet is a surface that receives light from the light source.
前記バックライト装置の出光側に配置された表示パネルと
を備える、表示装置。 The backlight device according to claim 7;
A display device comprising: a display panel disposed on a light output side of the backlight device.
前記塗膜の前記第1のバリアフィルムと接している面とは反対側の面に、第2のバリアフィルムを密着させ、
前記第2のバリアフィルムを密着させた状態で、前記塗膜に光を200mJ/cm2以上照射して前記塗膜を硬化させる、量子ドットシートの製造方法。 On one side of the first barrier film, a quantum dot layer composition containing quantum dots and a photopolymerizable compound is applied to form a coating film,
Adhering the second barrier film to the surface of the coating film opposite to the surface in contact with the first barrier film,
A method for producing a quantum dot sheet, wherein the coating film is cured by irradiating the coating film with light of 200 mJ / cm 2 or more while the second barrier film is in close contact therewith.
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