JP2017076482A - Light wavelength conversion sheet, back-light device and image display device - Google Patents
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Description
本発明は、光波長変換シート、バックライト装置、および画像表示装置に関する。 The present invention relates to a light wavelength conversion sheet, a backlight device, and an image display device.
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。 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.
現在、色再現性を高めるために、量子ドットおよびバインダ樹脂を含む光波長変換層を備える光波長変換シー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(例えば、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子径に依存する。したがって、光波長変換シー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、光波長変換シー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。このような光波長変換シートが組み込まれた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画像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 an optical wavelength conversion sheet including an optical wavelength conversion layer containing quantum dots and a binder resin into a backlight device (see, for example, Patent Document 1). Quantum dots can absorb light and emit light of different wavelengths. The wavelength of light emitted from the quantum dot mainly depends on the particle diameter of the quantum dot. Therefore, in the backlight device incorporating the light wavelength conversion sheet, various colors can be reproduced while using a light source that projects light in a single wavelength region. For example, when a light source that emits blue light is used, the light wavelength conversion sheet can absorb blue light and emit green light and red light. Since the backlight device in which such a light wavelength conversion sheet is incorporated has excellent color purity, an image display device using this backlight device has excellent color reproducibility.
量子ドットは、上記したように光を吸収して異なる波長の光を放出するので、光波長変換シートはバックライト装置の明るさや色調に影響を与える。このため、バックライト装置から出射される光が所望の明るさや色調となるように光波長変換シートを調整している。 Since the quantum dots absorb light and emit light of different wavelengths as described above, the light wavelength conversion sheet affects the brightness and color tone of the backlight device. For this reason, the light wavelength conversion sheet is adjusted so that the light emitted from the backlight device has a desired brightness and color tone.
一方、光波長変換シートの耐久性を調べるために、光波長変換シートに対し様々な耐久性試験を行うことがある。 On the other hand, in order to investigate the durability of the light wavelength conversion sheet, various durability tests may be performed on the light wavelength conversion sheet.
しかしながら、量子ドットは水分や熱で劣化しやすいので、光波長変換シートに対し耐久性試験の一つである耐湿熱性試験を行うと、耐湿熱性試験によって量子ドットが劣化してしまい、耐湿熱性試験前後において、光波長変換シートから出射される光の輝度が大幅に変化してしまうことがある。耐湿熱性試験前後において輝度が変化してしまうと、耐湿熱性試験前に所望の明るさや色調となるように光波長変換シートを調整した場合であっても、耐湿熱性試験後の光波長変換シートにおいては所望の明るさや色調が得られないおそれがある。 However, quantum dots are easily deteriorated by moisture and heat, so when a moisture and heat resistance test, which is one of durability tests, is performed on the light wavelength conversion sheet, the quantum dots deteriorate due to the moisture and heat resistance test, and the moisture and heat resistance test is performed. Before and after, the luminance of the light emitted from the light wavelength conversion sheet may change significantly. In the light wavelength conversion sheet after the moisture and heat resistance test, even if the light wavelength conversion sheet is adjusted to have the desired brightness and color tone before the moisture and heat resistance test, if the luminance changes before and after the moisture and heat resistance test May not obtain the desired brightness and color tone.
本発明は、上記問題を解決するためになされたものである。すなわち、耐湿熱性試験前後における輝度変化を抑制できる光波長変換シート、バックライト装置および画像表示装置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, it aims at providing the light wavelength conversion sheet | seat, backlight apparatus, and image display apparatus which can suppress the luminance change before and behind a heat-and-moisture resistance test.
本発明の一の態様によれば、光波長変換シートであって、ホストマトリクスと、前記ホストマトリクスに分散された量子ドットおよび光散乱性粒子とを含む光波長変換層を備え、前記光波長変換シートの内部ヘイズ値が50%以上であり、前記光波長変換シートを60℃、相対湿度90%の環境下に500時間放置する耐湿熱性試験の前後において、前記光波長変換シートの一方の表面に前記量子ドットによって波長変換される所定の光量の光を照射して、前記光波長変換シートの他方の表面から出射する光の輝度を測定したとき、前記耐湿熱性試験前の前記輝度に対する前記耐湿熱性試験後の前記輝度の変化率が±10%以内であることを特徴とする、光波長変換シートが提供される。 According to one aspect of the present invention, there is provided a light wavelength conversion sheet comprising a host matrix, a light wavelength conversion layer including quantum dots and light scattering particles dispersed in the host matrix, and the light wavelength conversion sheet. Before and after the wet heat resistance test in which the internal haze value of the sheet is 50% or more and the light wavelength conversion sheet is left in an environment of 60 ° C. and 90% relative humidity for 500 hours, When the luminance of light emitted from the other surface of the light wavelength conversion sheet is measured by irradiating with a predetermined amount of light that is wavelength-converted by the quantum dots, the moisture and heat resistance with respect to the luminance before the moisture and heat resistance test is measured. An optical wavelength conversion sheet is provided, wherein the luminance change rate after the test is within ± 10%.
本発明の他の態様によれば、光波長変換シートであって、ホストマトリクスと、前記ホストマトリクスに分散された量子ドットおよび光散乱性粒子とを含む光波長変換層を備え、前記ホストマトリクスの質量に対する前記光散乱性粒子の質量の比が0.01以上0.5以下であり、前記光波長変換シートを60℃、相対湿度90%の環境下に500時間放置する耐湿熱性試験の前後において、前記光波長変換シートの一方の表面に前記量子ドットによって波長変換される所定の光量の光を照射して、前記光波長変換シートの他方の表面から出射する光の輝度を測定したとき、前記耐湿熱性試験前の前記輝度に対する前記耐湿熱性試験後の前記輝度の変化率が±10%以内であることを特徴とする、光波長変換シートが提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a light wavelength conversion sheet, comprising a host matrix, a light wavelength conversion layer including quantum dots and light scattering particles dispersed in the host matrix, Before and after a wet heat resistance test in which the ratio of the mass of the light scattering particles to the mass is 0.01 or more and 0.5 or less, and the light wavelength conversion sheet is left in an environment of 60 ° C. and a relative humidity of 90% for 500 hours. Irradiating one surface of the light wavelength conversion sheet with a predetermined amount of light that is wavelength-converted by the quantum dots, and measuring the luminance of the light emitted from the other surface of the light wavelength conversion sheet, There is provided a light wavelength conversion sheet, wherein a change rate of the luminance after the wet heat resistance test with respect to the luminance before the wet heat resistance test is within ± 10%.
本発明の他の態様によれば、光源と、前記光源からの光を受ける上記の光波長変換シートを備える、バックライト装置が提供される。 According to the other aspect of this invention, a backlight apparatus provided with a light source and said light wavelength conversion sheet which receives the light from the said light source 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、画像表示装置が提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided an image display device comprising the above backlight device and a display panel disposed on the light output side of the backlight device.
本発明の一の態様および他の態様の光波長変換シートによれば、耐湿熱性試験前後における輝度変化を抑制できる。また、本発明の他の態様によれば、このような光波長変換シートを備えるバックライト装置および画像表示装置を提供できる。 According to the light wavelength conversion sheet of one embodiment and another embodiment of the present invention, a change in luminance before and after the wet heat resistance test can be suppressed. Moreover, according to the other aspect of this invention, a backlight apparatus and an image display apparatus provided with such a light wavelength conversion sheet can be provided.
以下、本発明の実施形態に係る光波長変換シート、バックライト装置および画像表示装置について、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」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、「シート」は、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「フィルム」はシートとも呼ばれ得るような部材も含む意味で用いられる。図1は本実施形態に係る光波長変換シートの概略構成図であり、図2は本実施形態に係る光波長変換シートの作用を示す図であり、図3および図4は本実施形態に係る他の光波長変換シートの概略構成図であり、図5および図6は本実施形態に係る光波長変換シートの製造工程を模式的に示す図である。 Hereinafter, an optical wavelength conversion sheet, a backlight device, and an image display device according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this specification, terms such as “sheet” and “film” are not distinguished from each other only based on the difference in designation. Thus, for example, “sheet” is used to include a member that may also be referred to as a film, and “film” is used to include a member that may also be referred to as a sheet. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a light wavelength conversion sheet according to the present embodiment, FIG. 2 is a diagram illustrating an operation of the light wavelength conversion sheet according to the present embodiment, and FIGS. 3 and 4 are related to the present embodiment. FIG. 5 is a schematic configuration diagram of another light wavelength conversion sheet, and FIG. 5 and FIG. 6 are diagrams schematically illustrating a manufacturing process of the light wavelength conversion sheet according to the present embodiment.
<<<光波長変換シート>>>
図1に示される光波長変換シート10は、入射する光のうち一部の光の波長を他の波長に変換し、入射した光の他の一部および波長変換された光を出射させるシートである。光波長変換シート10は、光波長変換層11と、光波長変換層11の両面に設けられたバリアフィルム12、13と、バリアフィルム12、13における光波長変換層11側の面とは反対側の面に設けられた光拡散層14、15とを備えている。光波長変換シート10においては、光拡散層14、15の表面が光波長変換シート10の表面を構成している。
<<< Light wavelength conversion sheet >>>
The light
光波長変換シート10は、光拡散層14/バリアフィルム12/光波長変換層11/バリアフィルム13/光拡散層15の構造となっているが、光波長変換シートが光波長変換層を有していれば、光波長変換シートの構造は特に限定されない。例えば、光波長変換シートは、光波長変換層のみ、光拡散層/バリアフィルム/光波長変換層/バリアフィルム、光拡散層/バリアフィルム/光波長変換層、バリアフィルム/光波長変換層、またはバリアフィルム/光波長変換層/バリアフィルムの構成であってもよい。
The light
光波長変換シート10を60℃、相対湿度90%の環境下に500時間放置する耐湿熱性試験の前後において、光波長変換シートの一方の表面10Aに量子ドット17によって波長変換される所定の光量の光を照射して、光波長変換シート10の表面10Aとは反対側の面である他方の表面10Bから出射する光の輝度を測定したとき、耐湿熱性試験前の光波長変換シート10の表面10Bから出射する光の輝度に対する耐湿熱性試験後の光波長変換シート10の表面10Bから出射する光の輝度の変化率が±10%以内となっている。耐湿熱性試験前の光波長変換シート10の表面10Bから出射する光の輝度に対する耐湿熱性試験後の光波長変換シート10の表面10Bから出射する光の輝度の変化率は±5%以内であることが好ましい。
Before and after the wet heat resistance test in which the light
光波長変換シートの一方の表面に照射される光としては、量子ドットによって波長変換される光を含んでいれば、量子ドットによって波長変換されない光を含んでいてもよい。光波長変換層が、例えば、青色光を緑色光に変換する量子ドットおよび青色光を赤色光に変換する量子ドットの両方を含む場合には、量子ドットによって波長変換される光としては、青色光を用いることができる。上記で耐湿熱性試験の前後において光波長変換シートに所定の光量の光を照射するとしたのは、耐湿熱性試験の前後において異なる光量の光を光波長変換シートに照射すると、正確な輝度変化率が測定できないので、正確な輝度変化率を測定するために、耐湿熱性試験の前後においてある一定の光量の光を光波長変換シートに照射するとした。 The light applied to one surface of the light wavelength conversion sheet may include light that is not wavelength-converted by the quantum dots as long as it includes light that is wavelength-converted by the quantum dots. When the light wavelength conversion layer includes, for example, both a quantum dot that converts blue light into green light and a quantum dot that converts blue light into red light, the light that is wavelength-converted by the quantum dot is blue light. Can be used. The reason for irradiating the light wavelength conversion sheet with a predetermined amount of light before and after the moisture and heat resistance test is that when the light wavelength conversion sheet is irradiated with different amounts of light before and after the moisture and heat resistance test, an accurate luminance change rate is obtained. Since it was not possible to measure, in order to measure an accurate luminance change rate, the light wavelength conversion sheet was irradiated with a certain amount of light before and after the wet heat resistance test.
耐湿熱性試験の前後における輝度変化率は、輝度変化率をA1とし、耐湿熱性試験前の光波長変換シート10の表面10Bから出射する光の輝度をB1とし、耐湿熱性試験後の光波長変換シート10の表面10Bから出射する光の輝度をC1としたとき、以下の式(1)によって求めることができる。
A1=(C1−B1)/B1×100 …(1)
The luminance change rate before and after the wet heat resistance test is set to A 1 , the luminance of light emitted from the
A 1 = (C 1 −B 1 ) / B 1 × 100 (1)
耐湿熱性試験の前後における輝度は、光波長変換シートの他方の表面から出射する光を、光波長変換シートの厚み方向から、分光放射輝度計(製品名「CS2000」、コニカミノルタ社製)を用いて、測定角1°の条件で、測定される。 The luminance before and after the wet heat resistance test is determined by using a spectral radiance meter (product name “CS2000”, manufactured by Konica Minolta) from the thickness direction of the light wavelength conversion sheet for light emitted from the other surface of the light wavelength conversion sheet. Thus, measurement is performed under the condition of a measurement angle of 1 °.
光波長変換シートの他方の表面から出射する光の輝度は、光波長変換シートの他方の表面から出射する光の輝度を直接的または間接的に測定することによって得ることが可能である。すなわち、光波長変換シートの他方の表面から出射する光の輝度を直接測定することによって得てもよいが、光波長変換シートを光源およびレンズシート等を備えたバックライト装置に組み込み、光波長変換シートの他方の表面を介してバックライト装置の発光面から出射する光の輝度を測定することによって得てもよい。ただし、耐湿熱性試験前の輝度の測定と耐湿熱性試験後の輝度の測定は、同条件によって行うことは言うまでもない。 The brightness of light emitted from the other surface of the light wavelength conversion sheet can be obtained by directly or indirectly measuring the brightness of light emitted from the other surface of the light wavelength conversion sheet. In other words, the light wavelength conversion sheet may be obtained by directly measuring the luminance of the light emitted from the other surface, but the light wavelength conversion sheet is incorporated into a backlight device equipped with a light source, a lens sheet, etc. You may obtain by measuring the brightness | luminance of the light radiate | emitted from the light emission surface of a backlight apparatus through the other surface of a sheet | seat. However, it goes without saying that the luminance measurement before the wet heat resistance test and the luminance measurement after the wet heat resistance test are performed under the same conditions.
耐湿熱性試験の開始から100時間経過時および250時間経過時において、光波長変換シート10の表面10Aに所定の光量の光を照射して、光波長変換シート10の表面10Bから出射する光の輝度をそれぞれ測定したとき、耐湿熱性試験前の光波長変換シート10の表面10Bから出射する光の輝度に対する耐湿熱性試験の開始から100時間経過時における光波長変換シート10の表面10Bから出射する光の輝度の変化率および耐湿熱性試験前の光波長変換シート10の表面10Bから出射する光の輝度に対する耐湿熱性試験の開始から250時間経過時における光波長変換シート10の表面10Bから出射する光の輝度の変化率はそれぞれ±10%以内であることが好ましく、±5%以内であることがより好ましい。この場合の輝度測定方法、輝度変化率の求め方等は、耐湿熱性試験の前後の場合と同様である。
The luminance of light emitted from the
耐光性試験機(製品名「紫外線フェードメータU48AU」、スガ試験機社製)を用いて、42℃、相対湿度50%の環境下でカーボンアークランプからの光を光波長変換シート10に200時間照射する耐光性試験の前後において、光波長変換シート10の表面10Aに所定の光量の光を照射して、光波長変換シート10の表面10Bから出射した光の輝度を測定したとき、耐光性試験前の光波長変換シート10の表面10Bから出射する光の輝度に対する耐光性試験後の光波長変換シート10の表面10Bから出射する光の輝度の変化率が±10%以内となっていることが好ましく、±5%以内となっていることがより好ましい。上記で耐光性試験の前後において光波長変換シートに所定の光量の光を照射するとしたのは、耐光性試験の前後において異なる光量の光を光波長変換シートに照射すると、正確な輝度の変化率が測定できないので、正確な輝度変化率を測定するために、耐光性試験の前後においてある一定の光量の光を光波長変換シートに照射するとした。なお、光量については特に限定されない。
Using a light resistance tester (product name “UV Fade Meter U48AU”, manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.), light from the carbon arc lamp is applied to the light
耐光性試験の前後における輝度変化率は、輝度変化率をA2とし、耐光性試験前の光波長変換シート10の表面10Bから出射する光の輝度をB2とし、耐光性試験後の光波長変換シート10の表面10Bから出射する光の輝度をC2としたとき、以下の式(2)によって求めることができる。
A2=(C2−B2)/B2×100 …(2)
The luminance change rate before and after the light resistance test is A 2 , the luminance of light emitted from the
A 2 = (C 2 −B 2 ) / B 2 × 100 (2)
耐光性試験の前後における輝度は、光波長変換シートの他方の表面から出射する光を、光波長変換シートの厚み方向から、分光放射輝度計(製品名「CS2000」、コニカミノルタ社製)を用いて、測定角1°の条件で、測定される。 Luminance before and after the light resistance test is performed using a spectral radiance meter (product name “CS2000”, manufactured by Konica Minolta Co., Ltd.) from the thickness direction of the light wavelength conversion sheet for light emitted from the other surface of the light wavelength conversion sheet. Thus, measurement is performed under the condition of a measurement angle of 1 °.
光波長変換シートの他方の表面から出射する光の輝度は、光波長変換シートの他方の表面から出射する光の輝度を直接的または間接的に測定することによって得ることが可能である。すなわち、光波長変換シートの他方の表面から出射する光の輝度を直接測定することによって得てもよいが、光波長変換シートを光源およびレンズシート等を備えたバックライト装置に組み込み、光波長変換シートの他方の表面を介してバックライト装置の発光面から出射する光の輝度を測定することによって得てもよい。ただし、耐光性試験前の輝度の測定と耐光性試験後の輝度の測定は、同条件によって行うことは言うまでもない。 The brightness of light emitted from the other surface of the light wavelength conversion sheet can be obtained by directly or indirectly measuring the brightness of light emitted from the other surface of the light wavelength conversion sheet. In other words, the light wavelength conversion sheet may be obtained by directly measuring the luminance of the light emitted from the other surface, but the light wavelength conversion sheet is incorporated into a backlight device equipped with a light source, a lens sheet, etc. You may obtain by measuring the brightness | luminance of the light radiate | emitted from the light emission surface of a backlight apparatus through the other surface of a sheet | seat. However, it goes without saying that the luminance measurement before the light resistance test and the luminance measurement after the light resistance test are performed under the same conditions.
耐光性試験の開始から50時間経過時および100時間経過時において、光波長変換シート10の表面10Aに所定の光量の光を照射して、光波長変換シート10の表面10Bから出射する光の輝度をそれぞれ測定したとき、耐光性試験前の光波長変換シート10の表面10Bから出射する光の輝度に対する耐光性試験の開始から50時間経過時における光波長変換シート10の表面10Bから出射する光の輝度の変化率および耐光性試験前の光波長変換シート10の表面10Bから出射する光の輝度に対する耐光性試験の開始から100時間経過時における光波長変換シート10の表面10Bから出射する光の輝度の変化率はそれぞれ±10%以内であることが好ましく、±5%以内であることがより好ましい。この場合の輝度測定方法、輝度変化率の求め方等は、耐光性試験の前後の場合と同様である。
Luminance of light emitted from the
光波長変換シート10における内部ヘイズ値は50%以上となっている。内部ヘイズは、光波長変換シートの内部に起因するヘイズ値であり、光波長変換シートにおける表面の凹凸形状を加味しないものである。光波長変換シート10の内部ヘイズ値が50%以上であることにより、内部ヘイズによって光を充分に拡散させて、量子ドットを複数回励起させることができ、また、外部ヘイズ値をより小さくすることができる。光波長変換シート10における内部ヘイズ値は60%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましく、90%以上であることが最も好ましい。
The internal haze value in the light
光波長変換シート10における外部ヘイズ値は10%以下(0%を含む)であることが好ましく、5%以下であることがより好ましい。外部ヘイズ値は、光波長変換シートにおける表面の凹凸形状のみに起因するものである。光波長変換シート10の外部ヘイズ値が10%以下であることにより、レンズシート等の再帰反射性シートで再帰反射が生じやすくなる。
The external haze value in the light
光波長変換シート10においては、光波長変換シート10の外部ヘイズ値は光波長変換シート10の内部ヘイズ値よりも小さくなっていることが好ましい。すなわち、光波長変換シート10は、下記式(3)の関係を満たしていることが好ましい。
内部ヘイズ値>外部ヘイズ値 …(3)
In the light
Internal haze value> External haze value (3)
内部ヘイズ値および外部ヘイズ値は、ヘイズメーター(製品名「HM−150」、村上色彩技術研究所製)を用いて、求めることができる。具体的には、まず、ヘイズメーターを用いて、JIS K7136に従って光波長変換シートの全ヘイズ値を測定する。その後、光波長変換シートの両面に、膜厚が25μmの透明光学粘着層(製品名「パナクリーンPD−S1」、パナック社製)を介して厚みが60μmのトリアセチルセルロース基材(製品名「TD60UL」、富士フイルム社製)を貼り付ける。これによって、光波長変換シートの表面の凹凸形状が潰れ、光波長変換シートの表面が平坦化される。そして、この状態で、ヘイズメーター(製品名「HM−150」、村上色彩技術研究所製)を用いて、JIS K7136に従ってヘイズ値を測定することで内部ヘイズ値を求める。また、外部ヘイズ値は、全ヘイズから内部ヘイズを差し引くことによって求められる。本明細書における「外部ヘイズ値」は、光波長変換シート全体の外部ヘイズ値を意味する。すなわち、本明細書における外部ヘイズ値は、光波長変換シートの一方の表面における外部ヘイズ値と光波長変換シートの他方の表面における外部ヘイズ値の合計を意味する。 The internal haze value and the external haze value can be determined using a haze meter (product name “HM-150”, manufactured by Murakami Color Research Laboratory). Specifically, first, the total haze value of the light wavelength conversion sheet is measured according to JIS K7136 using a haze meter. Thereafter, a triacetylcellulose base material (product name “Panaclean PD-S1”, manufactured by Panac Co., Ltd.) having a thickness of 25 μm is formed on both surfaces of the light wavelength conversion sheet via a transparent optical adhesive layer (product name “Panaclean PD-S1”, manufactured by Panac Corporation). TD60UL "(manufactured by FUJIFILM Corporation) is pasted. Thereby, the uneven shape on the surface of the light wavelength conversion sheet is crushed, and the surface of the light wavelength conversion sheet is flattened. And in this state, an internal haze value is calculated | required by measuring a haze value according to JISK7136 using a haze meter (product name "HM-150", Murakami Color Research Laboratory make). The external haze value is obtained by subtracting the internal haze from the total haze. The “external haze value” in the present specification means the external haze value of the entire light wavelength conversion sheet. That is, the external haze value in this specification means the sum of the external haze value on one surface of the light wavelength conversion sheet and the external haze value on the other surface of the light wavelength conversion sheet.
内部ヘイズ値と外部ヘイズ値は関係性がある。具体的には、内部ヘイズ値が大きくなると、同一の表面凹凸を有する場合でも外部ヘイズが小さくなる傾向がある。これは、以下の理由からであると考えられる。JIS K7136には、ヘイズは、試験片を通過する透過光のうち、前方散乱によって、入射光から0.044rad(2.5°)以上それた透過光の百分率であることが規定されている。すなわち、ヘイズの定義においては入射光に対し2.5°以上それた透過光はヘイズとして測定されるが、入射光に対し2.5°未満の透過光であればヘイズとして測定されない。一方で、内部ヘイズが大きい光波長変換シートにおいては、内部ヘイズがそれよりも小さい光波長変換シートに比べて、光はシート内部でより散乱されるので、シート表面に到達する入射光に対して2.5°未満の透過光は少なくなる。このため、内部ヘイズが大きい光波長変換シートと内部ヘイズがそれよりも小さい光波長変換シートが同一の表面凹凸を有する場合、内部ヘイズが大きい光波長変換シートの方が、内部ヘイズがそれよりも小さい光波長変換シートに比べて、表面凹凸による影響が少なくなる。したがって、シート表面に存在する表面凹凸の影響のみを考えた場合、内部ヘイズが大きい光波長変換シートと内部ヘイズがそれよりも小さい光波長変換シートが同じ表面凹凸を有していたとしても、内部ヘイズが大きい光波長変換シートの方が、内部ヘイズがそれよりも小さい光波長変換シートに比べて、表面凹凸から出射する入射光に対して2.5°未満の透過光のみならず、表面凹凸から出射する入射光に対して2.5°以上それた透過光も、少なくなる。よって、内部ヘイズ値が大きくなると、同一の表面凹凸を有する場合でも外部ヘイズが小さくなると考えられる。 The internal haze value and the external haze value are related. Specifically, when the internal haze value increases, the external haze tends to decrease even when the same surface irregularities are present. This is considered to be due to the following reason. JIS K7136 stipulates that the haze is a percentage of transmitted light that passes through the test piece and that is 0.044 rad (2.5 °) or more away from the incident light due to forward scattering. That is, in the definition of haze, transmitted light deviated by 2.5 ° or more with respect to incident light is measured as haze, but is not measured as haze if transmitted light is less than 2.5 ° with respect to incident light. On the other hand, in the light wavelength conversion sheet having a large internal haze, the light is more scattered inside the sheet than in the light wavelength conversion sheet having a smaller internal haze. Transmitted light below 2.5 ° is reduced. For this reason, when the light wavelength conversion sheet having a large internal haze and the light wavelength conversion sheet having a small internal haze have the same surface irregularities, the light wavelength conversion sheet having a large internal haze has a higher internal haze than that. Compared with a small light wavelength conversion sheet, the influence of surface irregularities is reduced. Therefore, considering only the effect of surface irregularities present on the sheet surface, even if the light wavelength conversion sheet having a large internal haze and the light wavelength conversion sheet having a smaller internal haze have the same surface irregularities, The light wavelength conversion sheet having a large haze has not only the transmitted light of less than 2.5 ° with respect to the incident light emitted from the surface unevenness, but also the surface unevenness, compared to the light wavelength conversion sheet having a smaller internal haze. Also, the amount of transmitted light deviated by 2.5 ° or more with respect to the incident light emitted from the light source is reduced. Therefore, it is considered that when the internal haze value increases, the external haze decreases even when the same surface irregularities are provided.
光波長変換シート10において、光波長変換シート10の外部ヘイズ値を光波長変換シート10より小さくするためには、例えば、光波長変換シート10の内部に光散乱性粒子を添加することが挙げられる。光散乱性粒子は、光波長変換層11の他、基材となるバリアフィルム12、13中にも添加されてもよく、また光拡散層14、15中にも添加されてもよい。光散乱性粒子が添加された層が最外層である場合には、外部ヘイズを伴うことがあるため、最外層の表面凹凸を制御することにより上記の内部ヘイズと外部ヘイズの関係性を満たすことができる。
In the light
光波長変換シート10における内部ヘイズ値に対する外部ヘイズ値の比(外部ヘイズ値/内部ヘイズ値)は、0以上0.1以下であることが好ましく、0以上0.05以下であることがより好ましい。この比がこの範囲内にあれば、内部ヘイズによって光を充分に拡散させて、量子ドットを複数回励起させることができる。 The ratio of the external haze value to the internal haze value in the light wavelength conversion sheet 10 (external haze value / internal haze value) is preferably 0 or more and 0.1 or less, and more preferably 0 or more and 0.05 or less. . If this ratio is within this range, light can be sufficiently diffused by the internal haze, and the quantum dots can be excited a plurality of times.
光波長変換シート10の表面10A、10Bの算術平均粗さ(Ra)は、それぞれ0.1μm以上であることが好ましく、0.5μm以上であることがより好ましい。光波長変換シート10の表面10A、10BのRaが0.1μmであることが好ましいとしたのは、以下の理由からである。光波長変換シートはバックライト装置内では後述する光学板やレンズシートと接触するが、光波長変換シートと光学板やレンズシートとが貼り付いてしまうと、光波長変換シートと光学板との間の界面や光波長変換シートとレンズシートとの間の界面にウエットアウトと呼ばれる水で濡らしたようなパターンが形成されてしまうおそれがあるので、光波長変換シート10と光学板やレンズシートとの貼り付きを防止するために、Raは、0.1μm以上であることがより好ましい。
The arithmetic average roughness (Ra) of the
上記「Ra」の定義は、JIS B0601−1994に従うものとする。Raは、例えば、表面粗さ測定器(製品名「SE−3400」、小坂研究所社製)を用いて測定することができる。 The definition of “Ra” is in accordance with JIS B0601-1994. Ra can be measured using, for example, a surface roughness measuring instrument (product name “SE-3400”, manufactured by Kosaka Laboratory Ltd.).
青色光を発する光源を用い、青色光を緑色光に変換する量子ドットおよび青色光を赤色光に変換する量子ドットの両方を含む光波長変換シート10に照射したとき、光波長変換シートにおける透過光のうち青色光の光強度のピーク値に対する緑色光の光強度のピーク値の割合(緑色光の光強度のピーク値/青色光の光強度のピーク値)は、0.3以上2.0以下であることが好ましく、0.5以上1.5以下であることがより好ましい。
When a light source that emits blue light is used to irradiate a light
また光波長変換シート10における透過光のうち青色光の光強度のピーク値に対する赤色光の光強度のピーク値の割合(赤色光の光強度のピーク値/青色光の光強度のピーク値)は、0.3以上2.0以下であることが好ましく、0.5以上1.5以下であることがより好ましい。 The ratio of the peak value of the light intensity of the red light to the peak value of the light intensity of the blue light in the transmitted light in the light wavelength conversion sheet 10 (the peak value of the light intensity of the red light / the peak value of the light intensity of the blue light) is 0.3 or more and 2.0 or less, and more preferably 0.5 or more and 1.5 or less.
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。また、上記各光の光強度は、分光放射輝度計(例えば、製品名「CS2000」、コニカミノルタ社製)を用いて測定することができる。 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. The light intensity of each light can be measured using a spectral radiance meter (for example, product name “CS2000”, manufactured by Konica Minolta).
青色光を発する光源を用い、青色光を緑色光に変換する量子ドットおよび青色光を赤色光に変換する量子ドットの両方を含む光波長変換シート10に照射したとき、光波長変換シートにおける透過光の色度x、yは、それぞれ0.1以上0.35以下であることが好ましく、0.15以上0.25以下であることがより好ましい。光波長変換シートにおける透過光の色度がこの範囲にあることにより、白色光または白色に近い色の光を得ることができる。色度x、yはCIE1931−XYZ表色系の色度である。光波長変換シートにおける透過光の色度x、yは、分光放射計(製品名「SR−UL2」、トプコン社製)を用いてJIS Z8701に準拠して測定することができる。
When a light source that emits blue light is used to irradiate a light
光波長変換シート10の平均厚みは、10μm以上500μm以下となっていることが好ましい。光波長変換シート10の平均厚みがこの範囲であれば、バックライト装置の軽量化および薄膜化に適している。
The average thickness of the light
光波長変換シート10の平均厚みは、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)でランダムに20ヶ所撮影した断面の画像を用いて算出できる。これらの中でも、光波長変換シート10の膜厚がμmオーダーであることを考慮すると、SEMを用いることが好ましい。SEMの場合、加速電圧は30kV、倍率は1000〜7000倍とすることが好ましく、TEM又はSTEMの場合、加速電圧は30kV、倍率は5万〜30万倍とすることが好ましい。
The average thickness of the light
<<光波長変換層>>
光波長変換層11は、ホストマトリクス16と、ホストマトリクス16に分散された量子ドット17と、光散乱性粒子18とを含んでいる。光散乱性粒子18を含むことにより、内部ヘイズを高めることができる。
<< Light wavelength conversion layer >>
The light
光波長変換層11の平均膜厚は、10μm以上200μm以下となっていることが好ましい。この光波長変換層の平均厚みがこの範囲であれば、バックライト装置の軽量化および薄膜化に適している。光波長変換層の膜厚は、光波長変換シートの断面を、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、20箇所ランダムに撮影し、その断面の画像から算出することができる。光波長変換層11の平均膜厚の下限は、30μm以上であることがより好ましい。
The average film thickness of the light
<ホストマトリクス>
ホストマトリクス16としては、特に限定されないが、バインダ樹脂、シリカガラス等のガラス、およびシリカゲルの少なくともいずれかが挙げられる。バインダ樹脂としては、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)が挙げられる。硬化性バインダ樹脂前駆体としては、光重合性化合物および/または熱硬化性樹脂が挙げられる。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。
<Host matrix>
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、得られる光波長変換層の外観が悪化するおそれがある。このため、重量平均分子量が8万を超える光重合性プレポリマーを用いている場合には、上記光重合性モノマーや上記光重合性オリゴマーを混合して用いることが好ましい。多官能プレポリマーとしては、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 light wavelength conversion layer may be deteriorated. For this reason, when the photopolymerizable prepolymer having a weight average molecular weight exceeding 80,000 is used, it is preferable to mix and use the photopolymerizable monomer and the photopolymerizable oligomer. Examples of the polyfunctional prepolymer include urethane (meth) acrylate, isocyanurate (meth) acrylate, polyester-urethane (meth) acrylate, and epoxy (meth) acrylate.
熱硬化性樹脂としては、特に限定されず、例えば、フェノール樹脂、尿素樹脂、ジアリルフタレート樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アミノアルキッド樹脂、メラミン−尿素共縮合樹脂、ケイ素樹脂、ポリシロキサン樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂は、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの中でも、硬化性や耐熱性の観点から、エポキシ樹脂やウレタン樹脂が好ましい。 The thermosetting resin is not particularly limited. For example, phenol resin, urea resin, diallyl phthalate resin, melamine resin, guanamine resin, unsaturated polyester resin, polyurethane resin, epoxy resin, aminoalkyd resin, melamine-urea cocondensation Examples thereof include resins, silicon resins, polysiloxane resins, and the like. A thermosetting resin may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. Among these, an epoxy resin and a urethane resin are preferable from the viewpoints of curability and heat resistance.
エポキシ樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂(主剤)と、酸無水物、アミン化合物、又はアミノ樹脂(硬化剤)と、光カチオン重合開始剤との組み合わせが挙げられる。主剤としてのエポキシ樹脂としては、一分子中にエポキシ基を有するものであれば特に制限はなく、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ジフェニルエーテル型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、3官能型エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエンフェノール型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールA含核ポリオール型エポキシ樹脂、ポリプロピレングリコール型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、グリオキザール型エポキシ樹脂、脂環型エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂などを使用できる。 Examples of the epoxy resin include a combination of an epoxy resin (main agent), an acid anhydride, an amine compound, or an amino resin (curing agent), and a photocationic polymerization initiator. The epoxy resin as the main agent is not particularly limited as long as it has an epoxy group in one molecule. For example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, brominated bisphenol A type epoxy resin, bisphenol S type Epoxy resin, diphenyl ether type epoxy resin, hydroquinone type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, fluorene type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, orthocresol novolac type epoxy resin, trishydroxyphenylmethane type epoxy resin, 3 Functional epoxy resin, tetraphenylolethane type epoxy resin, dicyclopentadienephenol type epoxy resin, hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, bisphenol A nucleated poly Lumpur type epoxy resins, polypropylene glycol type epoxy resins, glycidyl ester type epoxy resin, glycidyl amine type epoxy resin, glyoxal type epoxy resins, alicyclic epoxy resins, and the like heterocyclic epoxy resin.
ウレタン樹脂としては、ポリオール化合物(主剤)と、イソシアネート系化合物(硬化剤)の組み合わせが挙げられる。ウレタン樹脂において、主剤として使用されるポリオール化合物については、特に制限されないが、例えば、ポリエステルポリオール、ポリエステルポリウレタンポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエーテルポリウレタンポリオール等が挙げられる。これらのポリオール化合物は、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。 Examples of the urethane resin include a combination of a polyol compound (main agent) and an isocyanate compound (curing agent). In the urethane resin, the polyol compound used as the main agent is not particularly limited, and examples thereof include polyester polyol, polyester polyurethane polyol, polyether polyol, polyether polyurethane polyol, and the like. These polyol compounds may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
ウレタン樹脂において、硬化剤として使用されるイソシアネート系化合物については、特に制限されないが、例えば、例えば、ポリイソシアネート、そのアダクト体、そのイソシアヌレート変性体、そのカルボジイミド変性体、そのアロハネート変性体、そのビュレット変性体等が挙げられる。前記ポリイソシアネートとしては、具体的には、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ポリフェニルメタンジイソシアネート(ポリメリックMDI)、トルエンジイソシアネート(TDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ビス(4−イソシアネートシクロヘキシル)メタン(H12MDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート(1,5−NDI)、3,3'−ジメチル−4,4'−ジフェニレンジイソシアネート(TODI)、キシレンジイソシアネート(XDI)等の芳香族ジイソシアネート;トラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート;4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、イソホロンジイソシアネート等の脂環族ジイソシアネート等が挙げられる。前記アダクト体としては、具体的には、前記ポリイソシアネートに、トリメチロールプロパン、グリコール等を付加したものが挙げられる。これらのイソシアネート系化合物は、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。 In the urethane resin, the isocyanate compound used as a curing agent is not particularly limited. For example, polyisocyanate, its adduct, its isocyanurate modified, its carbodiimide modified, its allophanate modified, its burette, for example. Examples include modified products. Specific examples of the polyisocyanate include diphenylmethane diisocyanate (MDI), polyphenylmethane diisocyanate (polymeric MDI), toluene diisocyanate (TDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), and bis (4-isocyanatocyclohexyl) methane (H12MDI). , Aromatic diisocyanates such as isophorone diisocyanate (IPDI), 1,5-naphthalene diisocyanate (1,5-NDI), 3,3′-dimethyl-4,4′-diphenylene diisocyanate (TODI), xylene diisocyanate (XDI) Aliphatic diisocyanates such as tramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate DOO; 4,4'-methylenebis (cyclohexyl isocyanate), alicyclic diisocyanates such as isophorone diisocyanate. Specific examples of the adduct include those obtained by adding trimethylolpropane, glycol and the like to the polyisocyanate. These isocyanate compounds may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
<量子ドット>
量子ドット17は、量子閉じ込め効果(quantum confinement effect)を有するナノサイズの半導体粒子である。量子ドット17の粒子径および平均粒子径は、例えば、1nm以上20nm以下となっている。量子ドット17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17のエネルギーバンドギャップに該当するエネルギーを放出する。よって、量子ドット17の粒子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17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17は粒子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、量子ドットの粒子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、量子ドットが後述するCdSe/Znから構成されている場合には、量子ドットの粒子径が2.0nm以上4.0nm以下の場合は青色光を発し、量子ドットの粒子径が3.0nm以上6.0nm以下の場合は緑色光を発し、量子ドットの粒子径が4.5nm以上10.0nm以下の場合は赤色光を発する。なお、上記においては、青色光を発する量子ドットの粒子径と緑色光を発する量子ドットの粒子径の範囲は一部において重複しており、また緑色光を発する量子ドットの粒子径と赤色光を発する量子ドットの粒子径の範囲は一部において重複しているが、同じ粒子径を有する量子ドットであっても、量子ドットのシェルの厚みによっても発光色が異なる場合があるので、何ら矛盾するものではない。
Specifically, the energy band gap of the
量子ドット17としては、1種類の量子ドットを用いてもよいが、粒子径または材料等が異なることにより、それぞれ単独の波長域の発光帯を有する2種類以上の量子ドットを用いることも可能である。光波長変換シート10は、図1に示されるように、量子ドット17として、第1の量子ドット17Aと、第1の量子ドット17Aとは異なる波長域の発光体を有する第2の量子ドット17Bとを含んでいる。
Although one kind of quantum dot may be used as the
図2に示されるように、光波長変換シート10の表面10Aから光を入射させた場合には、量子ドット17に入射した光L1は光L1とは異なる波長の光L2に変換されて、表面10Bから出射する。一方、表面10Aから光を入射させた場合であっても、量子ドット17間を通過する光L1は波長変換されずに、表面10Bから出射する。
As shown in FIG. 2, when light is incident from the
上記したように光波長変換シート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17A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17B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、光波長変換シート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 also light that is not wavelength-converted as light emitted from the light
量子ドット17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、光波長変換シート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17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。これらの中もで、作製の容易性、可視域での発光を得られる粒子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 production, controllability of the particle diameter capable of obtaining light emission in the visible range, and the like.
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17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17の粒子径は、量子ドット17の形状が球状でない場合、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17の粒子径、平均粒子径、形状、分散状態等の情報については、透過型電子顕微鏡または走査透過型電子顕微鏡により得ることができる。量子ドットの平均粒子径は、透過型電子顕微鏡または走査透過型電子顕微鏡による光波長変換層の断面観察により測定された20個の量子ドットの直径から求めることができる。また、量子ドットは粒子径によって発光色が変化するので、量子ドットの発光色を確認することから量子ドットの粒子径を判断することも可能である。例えば量子ドットがCdSe/Znから構成されている場合において、量子ドットから緑色の発光が確認できれば、量子ドットの粒子径は3.0nm以上6.0nm以下であると考えることができる。また、量子ドットの結晶構造、結晶サイズについては、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、量子ドットの粒子径等に関する情報を得ることもできる。
Information such as the particle diameter, average particle diameter, shape, and dispersion state of the
光波長変換層11中の量子ドット17の含有量は、0.01質量%以上2質量%以下であることが好ましく、0.03質量%以上1質量%以下であることがより好ましい。光波長変換粒子の含有量が0.01質量%未満であると、充分な発光強度が得られないおそれがあり、また、光波長変換粒子の含有量が2質量%を超えると、充分な励起光の透過光強度が得られないおそれがある。なお、硬化物である光波長変換層中の量子ドットの質量%や後述する光散乱性粒子の質量%は、以下の方法によって概略算出することができる。まず、光波長変換シートから光波長変換層の少なくとも一部をサンプリングし、その質量を測定する。次いでサンプリングした部分に含まれるホストマトリクスを溶剤に溶解または燃焼により灰化させて、ホストマトリクスの成分を除去する。ホストマトリクスの成分の除去の際、量子ドットおよび光散乱性粒子は除去されず、また量子ドットと光散乱性粒子の成分は粒子径が大きく異なるので、粒子径の相違から量子ドットの成分と光散乱性粒子の成分を分離する。次いで、分離した量子ドットの成分の質量および光散乱性粒子の成分をそれぞれ測定する。そして、サンプリングした光波長変換層の少なくとも一部の質量と量子ドットの質量に基づいてサンプリングした光波長変換層の少なくとも一部に含まれる量子ドットの質量の割合を算出する。また、サンプリングした光波長変換層の少なくとも一部の質量と光散乱性粒子の質量に基づいてサンプリングした光波長変換層の少なくとも一部に含まれる光散乱性粒子の質量の割合を算出する。
The content of the
<光散乱性粒子>
光散乱性粒子18は、光波長変換シート10に進入した光を散乱させることによって光の進行方向を変化させる作用を有する粒子である。
<Light scattering particles>
The
光波長変換シート10の内部ヘイズ値が50%以上である代わりに、または光波長変換シート10の内部ヘイズ値が50%以上であるとともに、ホストマトリクス16の質量に対する光散乱性粒子18の質量の比(光散乱性粒子18の質量/ホストマトリクス16の質量)が0.01以上0.5以下であってもよい。ホストマトリクスの質量に対する光散乱性粒子の質量の比が0.01未満であると、内部ヘイズが小さく、また光散乱効果が充分に得られないおそれがあり、またこの比が0.5を超えると、ミー散乱が起こり難くなるので、光散乱効果を充分に得られないおそれがあり、さらに光散乱性粒子が多すぎるために加工性が低下するおそれがある。
Instead of the internal haze value of the light
ホストマトリクス16の質量に対する光散乱性粒子18(無機粒子の場合)の質量の比は、以下の方法によって概略算出することができる。まず、光波長変換シートから光波長変換層の少なくとも一部をサンプリングし、その質量を測定する。次いでサンプリングした部分に含まれるホストマトリクスを溶剤に溶解または燃焼により灰化させて、ホストマトリクスの成分を除去する。上記したようにホストマトリクスの成分の除去の際、量子ドットおよび光散乱性粒子は除去されないので、量子ドットおよび光散乱性粒子の成分の合計質量を測定する。次いで、サンプリングした光波長変換層の少なくとも一部の質量からその中に含まれる量子ドットおよび光散乱性粒子の成分の合計質量を引いて、ホストマトリクスの質量を求める。一方で、量子ドットと光散乱性粒子の成分は粒子径が大きく異なるので、粒子径の相違から量子ドットの成分と光散乱性粒子の成分を分離し、分離した光散乱性粒子の成分を測定する。そして、上記から求めたホストマトリクスの質量と光散乱性粒子の成分の質量に基づいて、ホストマトリクスの質量に対する光散乱性粒子の質量の比を算出する。
The ratio of the mass of the light scattering particles 18 (in the case of inorganic particles) to the mass of the
光波長変換層11中の光散乱性粒子18の含有量は、1質量%以上50質量%以下であることが好ましく、3質量%以上30質量%以下であることがより好ましい。光散乱性粒子の含有量が1質量%未満であると、光散乱効果が充分に得られないおそれがあり、また、光散乱性粒子の含有量が50質量%を超えると、ミー散乱が起こり難くなるので、光散乱効果を充分に得られないおそれがあり、さらに光散乱性粒子が多すぎるために加工性が低下するおそれがある。
The content of the
光散乱性粒子18の平均粒子径は、量子ドット17の平均粒子径の20倍以上2000倍以下であることが好ましく、50倍以上1000倍以下であることがより好ましい。光散乱性粒子の平均粒子径が量子ドットの平均粒子径の20倍未満であると、光波長変換層において充分な光散乱性能が得られないことがあり、光散乱性粒子の平均粒子径が量子ドットの平均粒子径の2000倍を超えると、添加量が同じであっても光散乱性粒子の数が少なくなるため、散乱点の数が減り充分な光散乱効果が得られない。なお、光散乱性粒子の平均粒子径は、上述した量子ドットの平均粒子径と同様の方法で測定することができる。
The average particle size of the light-scattering
また、光散乱性粒子18の平均粒子径は、光波長変換層の平均膜厚の1/300以上1/20以下であることが好ましく、1/200以上1/30以下であることがより好ましい。光散乱性粒子の平均粒子径が光波長変換層の平均膜厚の1/300未満であると、光波長変換層において充分な光散乱性能が得られないことがあり、光散乱性粒子の平均粒子径が光波長変換層の平均膜厚の1/20を超えると、添加量が同じであっても光波長変換層に対する光散乱性粒子の割合が低下するため、散乱点の数が減り充分な光散乱効果が得られない。
Further, the average particle diameter of the
具体的には、光散乱性粒子18の平均粒子径は、例えば、0.1μm以上10μm以下であることが好ましく、0.3μm以上5μm以下であることがより好ましい。光散乱性粒子の平均粒子径が0.1μm未満であると、光波長変換シートの光波長変換効率が不充分となることがあり、充分な光散乱性を出すためには光散乱性粒子の添加量を多くする必要がある。一方、光散乱性粒子の平均粒子径が10μmを超えると、添加量(質量%)が同じであっても光散乱粒子の数が少なくなるため、散乱点の数が減り充分な光散乱効果が得られない。
Specifically, the average particle diameter of the light-scattering
光散乱性粒子18とホストマトリクス16との屈折率差の絶対値は、充分な光散乱を得る観点から、0.05以上であることが好ましく、0.10以上であることがより好ましい。なお、光散乱性粒子18の屈折率とホストマトリクス16の屈折率とは、いずれの方が大きくてもよい。ここで、光波長変換層に含有させる前の光散乱性粒子の屈折率の測定方法としては、例えば、ベッケ法、最小偏角法、偏角解析、モード・ライン法、エリプソメトリ法等によって測定することができる。光波長変換層中のホストマトリクス(硬化物)、光散乱性粒子の屈折率の測定方法としては、例えば、硬化作製した光波長変換層中から光散乱性粒子のかけら、あるいはホストマトリクスのかけらをなんらかの形で取り出したものについてベッケ法を用いることができる。このほか、位相シフトレーザー干渉顕微鏡(エフケー光学研究所製の位相シフトレーザー干渉顕微鏡や溝尻光学工業所製の二光束干渉顕微鏡等)を用いてホストマトリクスと光散乱性粒子との屈折率差を測定することができる。なお、ホストマトリクスが、上述する(メタ)アクリレートとそれ以外の樹脂とを含有する場合、ホストマトリクスの屈折率とは、量子ドットおよび光散乱性粒子を除いた含有する全ての樹脂成分による硬化物の平均屈折率を意味する。
From the viewpoint of obtaining sufficient light scattering, the absolute value of the difference in refractive index between the light-scattering
光散乱性粒子18の形状は特に限定されず、例えば、球状(真球状、略真球状、楕円球状等)、多面体状、棒状(円柱状、角柱状等)、平板状、りん片状、不定形状等が挙げられる。なお、光散乱性粒子18の粒子径は、光散乱性粒子の形状が球状でない場合、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 light-scattering
光散乱性粒子18は、光散乱性粒子18をホストマトリクス16中に強固に固定する観点から、ホストマトリクス16と化学結合していることが好ましい。この化学結合は、シランカップリング剤で表面処理された光散乱性粒子を用いることによって実現できる。
The
シランカップリング剤としては、用いる硬化性バインダ樹脂前駆体の種類にもよるが、ビニル基、エポキシ基、スチリル基、メタクリル基、アクリル基、アミノ基、ウレイド基、メルカプト基、スルフィド基およびイソシアネート基からなる群から選択される1種以上の反応性官能基を有するものを使用することが可能である。硬化性バインダ樹脂前駆体として(メタ)アクリロイル基を有する化合物を用いる場合には、カップリング剤は、メルカプト基、(メタ)アクリロイル基、ビニル基およびスチリル基からなる群から選択される少なくとも1種の反応性官能基を有することが好ましい。また、硬化性バインダ樹脂前駆体としてエポキシ基、イソシアネート基、および水酸基からなる群から選択される少なくとも1種の基を有する化合物を用いる場合には、シランカップリング剤はエポキシ基、イソシアネート基、メルカプト基およびアミノ基からなる群から選択される少なくとも1種の反応性官能基を有することが好ましい。 The silane coupling agent depends on the type of curable binder resin precursor to be used, but vinyl group, epoxy group, styryl group, methacryl group, acrylic group, amino group, ureido group, mercapto group, sulfide group and isocyanate group. It is possible to use those having one or more reactive functional groups selected from the group consisting of: When a compound having a (meth) acryloyl group is used as the curable binder resin precursor, the coupling agent is at least one selected from the group consisting of mercapto groups, (meth) acryloyl groups, vinyl groups, and styryl groups. It is preferable to have a reactive functional group of When a compound having at least one group selected from the group consisting of an epoxy group, an isocyanate group, and a hydroxyl group is used as the curable binder resin precursor, the silane coupling agent is an epoxy group, an isocyanate group, a mercapto group. It preferably has at least one reactive functional group selected from the group consisting of a group and an amino group.
メルカプト基を有するシランカップリング剤としては、例えば、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。 Examples of the silane coupling agent having a mercapto group include 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, and 3-mercaptopropyltriethoxysilane.
(メタ)アクリル基を有するシランカップリング剤としては、例えば、3−メタクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。 Examples of the silane coupling agent having a (meth) acryl group include 3-methacryloyloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloyloxypropylmethyldiethoxysilane, and 3-methacryloyloxypropyltri. Examples include ethoxysilane and 3-acryloyloxypropyltriethoxysilane.
ビニル基を有するシランカップリング剤としては、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等が挙げられる。スチリル基含有シランカップリング剤としては、例えば、p−スチリルトリメトキシシランが挙げられる。 Examples of the silane coupling agent having a vinyl group include vinyltrichlorosilane, vinyltrimethoxysilane, and vinyltriethoxysilane. Examples of the styryl group-containing silane coupling agent include p-styryltrimethoxysilane.
エポキシ基を有するシランカップリング剤としては、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。 Examples of the silane coupling agent having an epoxy group include 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, and 3-glycid. Examples thereof include xylpropylmethyldiethoxysilane and 3-glycidoxypropyltriethoxysilane.
イソシアネート基を有するシランカップリング剤としては、例えば、3−イソシアナトプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアナトプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。 Examples of the silane coupling agent having an isocyanate group include 3-isocyanatopropyltrimethoxysilane and 3-isocyanatopropyltriethoxysilane.
アミノ基を有するシランカップリング剤としては、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメオキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(ビニルベンジル)−2−アミノエチル−3−アミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩などが挙げられる。 Examples of the silane coupling agent having an amino group include 3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, and N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethyl. Oxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N- (1,3-dimethyl-butylidene) propylamine, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (vinylbenzyl)- Examples include 2-aminoethyl-3-aminopropyltrimethoxysilane hydrochloride.
光散乱性粒子18をシランカップリング剤で表面処理する方法としては、光散乱性粒子18にシランカップリング剤をスプレーする乾式法や、光散乱性粒子18を溶剤に分散させてからシランカップリング剤を加えて反応させる湿式法等が挙げられる。
Surface treatment of the light-scattering
光散乱性粒子18は、有機粒子であってもよいが、耐湿熱性試験の前後における輝度変化率を小さくことができ、また光波長変換シート10への入射光を好適に散乱させることが可能となり、この入射光に対する光波長変換効率の向上を好適に図ることできることから、無機粒子が好ましい。
The
無機粒子は、Al2O3等のアルミニウム含有化合物、ZrO2等のジルコニウム含有化合物、アンチモンドープ酸化スズ(ATO)や酸化インジウムスズ(ITO)等のスズ含有化合物、MgOやMgF2等のマグネシウム含有化合物、TiO2やBaTiO3等のチタン含有化合物、Sb2O5等のアンチモン含有化合物、SiO2等のケイ素含有化合物、およびZnO等の亜鉛含有化合物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物の粒子が挙げられる。これらの無機粒子は、ホストマトリクスとの屈折率差を大きくすることができるので、大きなミー散乱強度を得ることができる観点からも好ましい。光波長変換シート10による入射光に対する光波長変換効率の向上をより好適に図ることができることから、光散乱性粒子18は、2種以上の材料からなるものであってもよい。これらの中でも、耐湿熱性試験の前後における輝度変化率をより小さくする観点から、アルミニウム含有化合物、ジルコニウム含有化合物、チタン含有化合物、アンチモン含有化合物、ケイ素含有化合物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物の粒子であることが好ましい。
Inorganic particles include aluminum-containing compounds such as Al 2 O 3 , zirconium-containing compounds such as ZrO 2 , tin-containing compounds such as antimony-doped tin oxide (ATO) and indium tin oxide (ITO), and magnesium-containing materials such as MgO and MgF 2. At least one compound selected from the group consisting of compounds, titanium-containing compounds such as TiO 2 and BaTiO 3 , antimony-containing compounds such as Sb 2 O 5 , silicon-containing compounds such as SiO 2 , and zinc-containing compounds such as ZnO Particles. These inorganic particles are preferable from the viewpoint of obtaining a large Mie scattering intensity because the difference in refractive index from the host matrix can be increased. Since the light wavelength conversion efficiency with respect to the incident light by the light
<<バリアフィルム>>
バリアフィルム12、13は、水分や酸素の透過を抑制して、量子ドット17を水分や酸素から保護するためのフィルムである。バリアフィルム12、13は、量子ドット17を水分や酸素から保護する機能を有する光透過性基材またはバリア層のみであってもよいが、図1に示されるように量子ドット17を水分や酸素から保護する機能を有する光透過性基材19、20と光透過性基材19、20の表面に設けられ、かつ量子ドット17を水分や酸素から保護する機能を有するバリア層21、22との多層構造が好ましい。
<< Barrier film >>
The
バリアフィルム12、13の酸素透過率(OTR: Oxygen Transmission Rate)は、23℃、相対湿度90%の条件下において、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
バリアフィルム12、13の水蒸気透過率(WVTR:Water Vaper Transmission Rate)は、40℃、相対湿度90%の条件下において、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
バリアフィルムに光散乱性粒子を添加する場合には、光散乱性粒子は光透過性基材に練り込むことによってバリアフィルムに光散乱性粒子を添加することができる。バリアフィルムに光散乱性粒子を添加する場合には、光拡散層は設ける必要がない。なお、この場合、光透過性基材における光波長変換層側とは反対側に傷つき防止のためのオーバーコート層を形成してもよい。 In the case of adding light scattering particles to the barrier film, the light scattering particles can be added to the barrier film by kneading the light scattering particles into the light-transmitting substrate. When light scattering particles are added to the barrier film, it is not necessary to provide a light diffusion layer. In this case, an overcoat layer for preventing scratches may be formed on the side opposite to the light wavelength conversion layer side of the light transmissive substrate.
<光透過性基材>
光透過性基材19、20の厚みは、特に限定されないが、10μm以上500μm以下であることが好ましい。光透過性基材19、20の厚みが、10μm未満であると、光波長変換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。光透過性基材19、20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400μm以下である。
<Light transmissive substrate>
The thickness of the light
光透過性基材19、20の平均厚みは、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)で撮影した断面の画像を用いて算出できる。
The average thickness of the light
光透過性基材19、20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 the light-transmitting
光透過性基材19、20は、単一の基材から構成されていてもよいが、複数の基材から構成される積層基材であってもよい。このような積層基材は、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 light
<バリア層>
バリア層21、22の形成材料としては、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。
<Barrier layer>
The material for forming the barrier layers 21 and 22 is not particularly limited as long as barrier properties can be obtained, and examples thereof include inorganic oxides, metals, and sol-gel materials. Specifically, examples of the inorganic oxide include silicon oxide (SiO x ), aluminum oxide (Al n O m ), titanium oxide (TiO 2 ), yttrium oxide, boron oxide (B 2 O 3 ), and oxidation. Examples of the metal include calcium (CaO) and silicon oxynitride carbide (SiO x N y C z ). Examples of the metal include Ti, Al, Mg, and Zr. Examples of the sol-gel material include siloxane. And sol-gel materials. These materials may be used alone or in combination of two or more.
バリア層21、22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であり、より好ましい上限は0.5μmである。 The thickness of the barrier layers 21 and 22 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.
バリア層の厚みは、断面顕微鏡観察において、20箇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、バリア層12、13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。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. In addition, the barrier layers 12 and 13 may be a single layer or a stack of a plurality of layers. In the case where a plurality of barrier layers are stacked, each layer constituting the barrier layer may be directly stacked or bonded.
バリア層21、22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 layers 21 and 22 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, Examples include spin coating. Moreover, you may combine these methods.
バリア層21、22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 layers 21 and 22 are not particularly limited as long as they have the above-described barrier properties, but from the viewpoint of the high barrier properties, it is possible to use a vapor deposition layer formed by a vapor deposition method. preferable.
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、酸化ケイ素や酸化アルミニウムが好ましい。 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 and aluminum oxide are 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200nm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 200 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.
バリア層21、22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 layers 21 and 22. 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.
<<光拡散層>>
光拡散層14、15は、表面に凹凸形状を有しており、この凹凸形状によって光波長変換シート10に入射する光および出射する光を拡散させることができる。光拡散層14、15を設けることにより、光波長変換シート10における光波長変換効率をより高めることができる。光拡散層14、15は、表面凹凸形成粒子とバインダ樹脂とを含んでいる。
<< light diffusion layer >>
The light diffusion layers 14 and 15 have a concavo-convex shape on the surface, and the light that enters and exits the light
<表面凹凸形成粒子>
表面凹凸形成粒子は、主に、光拡散層の表面に凹凸形状を形成するためのものである。ただし、表面凹凸形成粒子自体が光散乱性能を発揮することもある。
<Surface unevenness forming particles>
The surface unevenness forming particles are mainly for forming an uneven shape on the surface of the light diffusion layer. However, the surface unevenness forming particles themselves may exhibit light scattering performance.
表面凹凸形成粒子の平均粒子径は、上述した量子ドット17の平均粒子径の10倍以上2万倍以下であることが好ましく、10〜5000倍であることがより好ましい。表面凹凸形成粒子の平均粒子径が量子ドットの平均粒子径の10倍未満であると、光拡散層に充分な光拡散性が得られないことがあり、また表面凹凸形成粒子の平均粒子径が量子ドットの平均粒子径の2万倍を超えると、光拡散層の光拡散性能は優れたものとなるが、光拡散層の光の透過率が大幅にダウンしやすくなる。なお、表面凹凸形成粒子の平均粒子径は、上述した量子ドットの平均粒子径と同様の方法で測定することができる。
The average particle size of the surface irregularity-forming particles is preferably 10 times or more and 20,000 times or less, more preferably 10 to 5000 times the average particle size of the
具体的には、表面凹凸形成粒子の平均粒子径は、例えば、1μm以上30μm以下であることが好ましく、1μm以上20μm以下であることがより好ましい。表面凹凸形成粒子の平均粒子径が1μm未満であると、光波長変換シートの光波長変換効率が不充分となることがあり、充分な光拡散性を出すためには表面凹凸形成粒子の添加量を多くする必要がある。一方、表面凹凸形成粒子の平均粒子径が30μmを超えると、光拡散性能は優れたものとなるが、光拡散層の光の透過率が大幅にダウンしやすくなる。 Specifically, the average particle diameter of the surface unevenness forming particles is, for example, preferably from 1 μm to 30 μm, and more preferably from 1 μm to 20 μm. If the average particle diameter of the surface irregularity-forming particles is less than 1 μm, the light wavelength conversion efficiency of the light wavelength conversion sheet may be insufficient, and the amount of addition of the surface irregularity-forming particles is sufficient to provide sufficient light diffusibility. Need to be more. On the other hand, when the average particle diameter of the surface irregularity-forming particles exceeds 30 μm, the light diffusion performance is excellent, but the light transmittance of the light diffusion layer is likely to be greatly reduced.
表面凹凸形成粒子とバインダ樹脂との屈折率差の絶対値は、0.02以上0.15以下であることが好ましい。0.02未満であると、光学的に表面凹凸形成粒子の持つ屈折率による光拡散性が得られず、光波長変換シートの光波長変換効率の向上が不充分となることがあり、0.15を超えると、光拡散層の透過率が低下してしまうことがある。表面凹凸形成粒子とバインダ樹脂との屈折率差のより好ましい下限は0.03以上、より好ましい上限は0.12以下である。なお、表面凹凸形成粒子の屈折率とバインダ樹脂の屈折率とは、いずれの方が大きくてもよい。表面凹凸形成粒子およびバインダ樹脂の屈折率は、光散乱性粒子18およびホストマトリクスの屈折率と同様の手法によって測定することができる。
The absolute value of the refractive index difference between the surface unevenness forming particles and the binder resin is preferably 0.02 or more and 0.15 or less. If it is less than 0.02, the light diffusibility due to the refractive index of the surface irregularity-forming particles cannot be optically obtained, and the improvement of the light wavelength conversion efficiency of the light wavelength conversion sheet may be insufficient. If it exceeds 15, the transmittance of the light diffusion layer may be lowered. The more preferable lower limit of the refractive index difference between the surface unevenness forming particles and the binder resin is 0.03 or more, and the more preferable upper limit is 0.12 or less. Note that either the refractive index of the surface irregularity-forming particles and the refractive index of the binder resin may be larger. The refractive indexes of the surface unevenness forming particles and the binder resin can be measured by the same method as the refractive indexes of the
表面凹凸形成粒子の形状は特に限定されず、例えば、球状(真球状、略真球状、楕円球状等)、多面体状、棒状(円柱状、角柱状等)、平板状、りん片状、不定形状等が挙げられる。なお、表面凹凸形成粒子の粒子径は、表面凹凸形成粒子の形状が球状でない場合、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 surface irregularity-forming particles is not particularly limited. For example, spherical (true sphere, approximately true sphere, elliptic sphere, etc.), polyhedron, rod (column, prismatic, etc.), flat plate, flake, irregular shape Etc. In addition, when the shape of the surface unevenness forming particles is not spherical, the particle size of the surface unevenness forming particles can be a true spherical value having the same volume.
表面凹凸形成粒子は、表面凹凸形成粒子をバインダ樹脂中に強固に固定する観点から、バインダ樹脂と化学結合していることが好ましい。この化学結合は、シランカップリング剤で表面修飾された表面凹凸形成粒子を用いることによって実現できる。シランカップリング剤は、光散乱性粒子の欄で説明したシランカップリング剤と同様であるので、ここでは説明を省略するものとする。 The surface irregularity-forming particles are preferably chemically bonded to the binder resin from the viewpoint of firmly fixing the surface irregularity-forming particles in the binder resin. This chemical bond can be realized by using surface irregularity-forming particles whose surface is modified with a silane coupling agent. Since the silane coupling agent is the same as the silane coupling agent described in the column of light scattering particles, the description thereof is omitted here.
表面凹凸形成粒子は、有機材料からなる粒子または無機材料からなる粒子であってもよい。表面凹凸形成粒子を構成する有機材料としては特に限定されず、例えば、ポリエステル、ポリスチレン、メラミン樹脂、(メタ)アクリル樹脂、アクリル−スチレン共重合体樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ベンゾグアナミン・ホルムアルデヒド縮合樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリオレフィン等が挙げられる。なかでも、架橋アクリル樹脂が好適に用いられる。また、上記光拡散粒子を構成する無機材料としては特に限定されず、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、酸化スズ、アンチモンドープ酸化スズ(ATO)、酸化亜鉛微粒子等の無機酸化物等が挙げられる。なかでも、シリカ及び/又はアルミナが好適に用いられる。 The surface irregularity-forming particles may be particles made of an organic material or particles made of an inorganic material. The organic material constituting the surface irregularity-forming particles is not particularly limited. For example, polyester, polystyrene, melamine resin, (meth) acrylic resin, acrylic-styrene copolymer resin, silicone resin, benzoguanamine resin, benzoguanamine / formaldehyde condensation resin , Polycarbonate, polyethylene, polyolefin and the like. Of these, a crosslinked acrylic resin is preferably used. Moreover, it does not specifically limit as an inorganic material which comprises the said light-diffusion particle | grains, For example, inorganic oxides, such as a silica, an alumina, a titania, a tin oxide, an antimony dope tin oxide (ATO), a zinc oxide fine particle, etc. are mentioned. Of these, silica and / or alumina is preferably used.
<バインダ樹脂>
バインダ樹脂としては、特に限定されないが、光波長変換層の欄で説明したバインダ樹脂と同様のバインダ樹脂を用いることができるので、ここでは説明を省略するものとする。
<Binder resin>
Although it does not specifically limit as binder resin, Since binder resin similar to the binder resin demonstrated in the column of the light wavelength conversion layer can be used, description is abbreviate | omitted here.
<<<他の光波長変換シート>>>
図1においては、光拡散層14、バリアフィルム12、光波長変換層11、バリアフィルム13、光拡散層15がこの順で積層された光波長変換シート10が図示されているが、光波長変換シートは、波長変換層11とバリアフィルム12、13との間の密着性をより向上させるために図3に示される構造としてもよく、またこの密着性をより一層向上させるために図4に示される構造としてもよい。
<<< Other Light Wavelength Conversion Sheet >>>
In FIG. 1, a light
図3に示される光波長変換シート30においては、バリアフィルム12、13と光波長変換層11との間にプライマー層31、32が配置されている。図3において、図1と同じ符号が付されている部材は、図1で示した部材と同じものであるので、説明を省略するものとする。
In the light
<<プライマー層>>
プライマー層31、32はバリアフィルム12、13と光波長変換層11との間の密着性を高める層であり、バリアフィルム12、13と光波長変換層11に密着している。プライマー層31、32の構成材料としては、公知のものを適宜選択して用いて良く、例えば、熱硬化性又は熱可塑性のポリエステル樹脂及びポリウレタン樹脂が挙げられる。なお、プライマー層31、32にはそれぞれ異なる構成材料を用いてもよい。また、プライマー層31、32の厚さは、特に限定されないが、例えば、100nm以上3μm以下とすることが可能である。
<< Primer layer >>
The primer layers 31 and 32 are layers that enhance the adhesion between the
図4に示される光波長変換シート40においては、バリアフィルム12、13と光波長変換層11との間に、接着層41、42および光透過性基材43、44が配置されている接着層41、42および光透過性基材43、44は、バリアフィルム12、13と光波長変換層11との間の密着性をさらに向上させるためのものである。図4において、図1と同じ符号が付されている部材は、図1で示した部材と同じものであるので、説明を省略するものとする。
In the light
<<接着層>>
接着層41、42は、バリアフィルム12、13と光透過性基材43、44との間に配置され、かつバリアフィルム12、13と光透過性基材43、44に密着している。接着層41、42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41、42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。なお、接着層41、42にはそれぞれ異なる構成材料を用いてもよい。また、接着層41、42の厚さは、特に限定されないが、例えば、100nm以上5μm以下とすることが可能である。
<< Adhesive layer >>
The adhesive layers 41 and 42 are disposed between the
<<光透過性基材>>
光透過性基材43、44は、接着層41、42と光波長変換層11との間に配置され、かつ接着層41、42と光波長変換層11に密着している。光透過性基材43、44は、光透過性基材19、20と同様のものであるので、ここでは説明を省略するものとする。
<< light transmissive substrate >>
The light
<<<光波長変換シートの製造方法>>>
光波長変換シート10は、例えば、以下のようにして作製することができる。なお、以下、ホストマトリクス16がバインダ樹脂である例について説明する。まず、図5(A)に示されるように、光透過性基材19の一方の面に蒸着法等によりバリア層21を形成し、第2のバリアフィルムとしてのバリアフィルム12を形成する。また、同様にして、光透過性基材20の一方の面に蒸着法等によりバリア層22を形成して、第1のバリアフィルムとしてのバリアフィルム13を形成する。
<<< Method for Producing Light Wavelength Conversion Sheet >>>
The light
次いで、バリアフィルム12におけるバリア層21側の面とは反対側の面に、表面凹凸形成粒子および硬化性バインダ樹脂前駆体を含む光拡散層用組成物を塗布し、乾燥させて、光拡散層用組成物の塗膜を形成する。また同様に、バリアフィルム13におけるバリア層22側の面とは反対側の面に、光拡散層用組成物の塗膜を形成する。
Next, a light diffusing layer composition containing surface irregularity-forming particles and a curable binder resin precursor is applied to the surface of the
次いで、光照射等によって、光拡散層用組成物の塗膜を硬化させる。これにより、図5(B)に示されるように、バリアフィルム12におけるバリア層21側の面とは反対側の面に光拡散層14が形成されて、光拡散層14付きバリアフィルム12が形成される。また、同様にして、光拡散層15付きバリアフィルム13を形成する。
Subsequently, the coating film of the composition for light diffusion layers is hardened by light irradiation etc. Thereby, as shown in FIG. 5B, the
光拡散層14付きバリアフィルム12および光拡散層15付きバリアフィルム13を形成した後、光拡散層15付きバリアフィルム13における光拡散層15側の面とは反対側の面(バリア層22の表面)に、硬化性ホストマトリクス前駆体、量子ドット17、および光散乱性粒子18を含む光波長変換層用組成物を塗布し、乾燥させて、図5(C)に示されるように光波長変換層用組成物の塗膜23を形成する。
After forming the
光波長変換層用組成物中における光散乱性粒子18の含有量は、1質量%以上50質量%以下であり、3質量%以上30質量%以下であることが好ましい。光散乱性粒子の含有量が1質量%未満であると、光散乱効果が充分に得られないおそれがあり、また、光散乱性粒子の含有量が50質量%を超えると、ミー散乱が起こり難くなるので、光散乱効果を充分に得られないおそれがあり、さらに光散乱性粒子が多すぎるために加工性が低下するおそれがある。
Content of the light-scattering particle |
光波長変換層用組成物には重合開始剤を含ませることが好ましい。重合開始剤は、光または熱により分解されて、ラジカルやイオン種を発生させて硬化性ホストマトリクス前駆体の重合(架橋)を開始または進行させる成分である。光波長変換層用組成物に用いられる重合開始剤は、光重合開始剤(例えば、光ラジカル重合開始剤、光カチオン重合開始剤、光アニオン重合開始剤)、熱重合開始剤(例えば、熱ラジカル重合開始剤、熱カチオン重合開始剤、熱アニオン重合開始剤)、またはこれらの混合物が挙げられる。 It is preferable to include a polymerization initiator in the composition for a light wavelength conversion layer. The polymerization initiator is a component that is decomposed by light or heat to generate radicals or ionic species to initiate or advance polymerization (crosslinking) of the curable host matrix precursor. The polymerization initiator used in the composition for a light wavelength conversion layer is a photopolymerization initiator (for example, a photo radical polymerization initiator, a photo cationic polymerization initiator, a photo anion polymerization initiator), a thermal polymerization initiator (for example, a thermal radical). Polymerization initiator, thermal cationic polymerization initiator, thermal anionic polymerization initiator), or a mixture thereof.
上記光ラジカル重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン系化合物、アセトフェノン系化合物、アシルフォスフィンオキサイド系化合物、チタノセン系化合物、オキシムエステル系化合物、ベンゾインエーテル系化合物、チオキサントン等が挙げられる。 Examples of the photo radical polymerization initiator include benzophenone compounds, acetophenone compounds, acylphosphine oxide compounds, titanocene compounds, oxime ester compounds, benzoin ether compounds, thioxanthones, and the like.
上記光ラジカル重合開始剤のうち市販されているものとしては、例えば、IRGACURE184、IRGACURE369、IRGACURE379、IRGACURE651、IRGACURE819、IRGACURE907、IRGACURE2959、IRGACURE OXE01、ルシリンTPO(いずれもBASFジャパン社製)、NCI−930(ADEKA社製)、SPEEDCURE EMK(日本シーベルヘグナー社製)、ベンソインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル(いずれも東京化成工業社製)等が挙げられる。 Examples of commercially available photo radical polymerization initiators include IRGACURE 184, IRGACURE 369, IRGACURE 379, IRGACURE 651, IRGACURE 819, IRGACURE 907, IRGACURE 2959, IRGACURE OXE01, and Lucillin TPO (all manufactured by BASF Japan 9) ADEKA), SPEEDCURE EMK (Nihon Sebel Hegner), benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether (all manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and the like.
上記光カチオン重合開始剤としては、例えば、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、芳香族スルホニウム塩等が挙げられる。上記光カチオン重合開始剤のうち市販されているものとしては、例えば、アデカオプトマーSP−150、アデカオプトマーSP−170(いずれもADEKA社製)等が挙げられる。 As said photocationic polymerization initiator, aromatic diazonium salt, aromatic iodonium salt, aromatic sulfonium salt etc. are mentioned, for example. Examples of commercially available photocationic polymerization initiators include Adekaoptomer SP-150 and Adekaoptomer SP-170 (both manufactured by ADEKA).
上記熱ラジカル重合開始剤としては、例えば、過酸化物やアゾ化合物等が挙げられる。これらの中でも、高分子アゾ化合物からなる高分子アゾ開始剤が好ましい。高分子アゾ開始剤としては、例えば、アゾ基を介してポリアルキレンオキサイドやポリジメチルシロキサン等のユニットが複数結合した構造を有するものが挙げられる。 Examples of the thermal radical polymerization initiator include peroxides and azo compounds. Among these, a polymer azo initiator composed of a polymer azo compound is preferable. Examples of the polymer azo initiator include those having a structure in which a plurality of units such as polyalkylene oxide and polydimethylsiloxane are bonded via an azo group.
上記アゾ基を介してポリアルキレンオキサイド等のユニットが複数結合した構造を有する高分子アゾ開始剤としては、例えば、4,4'−アゾビス(4−シアノペンタン酸)とポリアルキレングリコールの重縮合物や、4,4'−アゾビス(4−シアノペンタン酸)と末端アミノ基を有するポリジメチルシロキサンの重縮合物等が挙げられる。 Examples of the polymer azo initiator having a structure in which a plurality of units such as polyalkylene oxide are bonded via the azo group include, for example, a polycondensate of 4,4′-azobis (4-cyanopentanoic acid) and polyalkylene glycol. And polycondensate of 4,4′-azobis (4-cyanopentanoic acid) and polydimethylsiloxane having a terminal amino group.
上記過酸化物としては、例えば、ケトンパーオキサイド、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、パーオキシエステル、ジアシルパーオキサイド、パーオキシジカーボネート等が挙げられる。 Examples of the peroxide include ketone peroxide, peroxyketal, hydroperoxide, dialkyl peroxide, peroxy ester, diacyl peroxide, and peroxydicarbonate.
上記熱ラジカル重合開始剤のうち市販されているものとしては、例えば、パーブチルO、パーヘキシルO、パーブチルPV(いずれも日油社製)、V−30、V−501、V−601、VPE−0201、VPE−0401、VPE−0601(いずれも和光純薬工業社製)等が挙げられる。 Examples of commercially available thermal radical polymerization initiators include perbutyl O, perhexyl O, perbutyl PV (all manufactured by NOF Corporation), V-30, V-501, V-601, and VPE-0201. , VPE-0401, VPE-0601 (both manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and the like.
上記熱カチオン重合開始剤としては、例えば、第四級アンモニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩等の各種オニウム塩類等が挙げられる。上記熱カチオン重合開始剤のうち市販されているものとしては、例えば、アデカオプトンCP−66、アデカオプトンCP−77(いずれもADEKA社製)、サンエイドSI−60L、サンエイドSI−80L、サンエイドSI−100L(いずれも三新化学工業社製)、CIシリーズ(日本曹達社製)等が挙げられる。 Examples of the thermal cationic polymerization initiator include various onium salts such as a quaternary ammonium salt, a phosphonium salt, and a sulfonium salt. Examples of commercially available thermal cationic polymerization initiators include Adeka Opton CP-66, Adeka Opton CP-77 (all manufactured by ADEKA), Sun-Aid SI-60L, Sun-Aid SI-80L, and Sun-Aid SI-100L ( All of them are manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.) and CI series (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.).
光波長変換層用組成物の粘度は、10mPa・s以上10000mPa・s以下であることが好ましい。光波長変換層用組成物の粘度が、10mPa・s未満であると、光波長変換層において充分な膜厚を形成することが困難な場合があり、また10000mPa・sを超えると、光波長変換層用組成物を塗布する際に塗出が困難となり、またレベリング性が悪くなるおそれがある。 The viscosity of the composition for a light wavelength conversion layer is preferably 10 mPa · s or more and 10,000 mPa · s or less. If the viscosity of the composition for the light wavelength conversion layer is less than 10 mPa · s, it may be difficult to form a sufficient film thickness in the light wavelength conversion layer, and if it exceeds 10,000 mPa · s, the light wavelength conversion layer When the layer composition is applied, it may be difficult to apply and the leveling property may be deteriorated.
光波長変換層用組成物の塗膜23形成後、図6(A)に示されるように光拡散層14付きバリアフィルム12における光拡散層14側の面とは反対側の面(バリア層21の表面)が光波長変換層用組成物の塗膜23と接するように、光波長変換層用組成物の塗膜23上に光拡散層14付きバリアフィルム12を配置する。これにより、光波長変換層用組成物の塗膜23が、バリアフィルム12、13間で挟まれる。
After forming the
次いで、図6(B)に示されるようにバリアフィルム12を介して光波長変換層用組成物の塗膜23に光を照射して、または熱を加えて、硬化性ホストマトリクス前駆体を硬化させて、光波長変換層11を形成するとともに、光波長変換層11と、光拡散層14付きバリアフィルム12および光拡散層15付きバリアフィルム13とを一体化させる。これにより、図1に示される光波長変換シート10が得られる。
Next, as shown in FIG. 6 (B), the
光波長変換シート10、30、40は、バックライト装置および画像表示装置に組み込んで使用することができる。以下、光波長変換シート10をバックライト装置および画像表示装置に組み込んだ例について説明する。図7は本実施形態に係るバックライト装置を含む画像表示装置の概略構成図であり、図8は図7に示されるレンズシートの斜視図であり、図9は図8のレンズシートのI−I線に沿った断面図であり、図10は本実施形態に係る他のバックライト装置の概略構成図である。
The light
<<<画像表示装置>>>
図7に示される画像表示装置60は、バックライト装置70と、バックライト装置70の出光側に配置された表示パネル110とを備えている。画像表示装置60は、画像を表示する表示面60Aを有している。図7に示される画像表示装置60においては、表示パネル110の表面が表示面60Aとなっている。
<<< Image display device >>>
The
バックライト装置60は、表示パネル110を背面側から面状に照らすものである。表示パネル110は、バックライト装置60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60Aに像を表示するように構成されている。
The
<<表示パネル>>
図7に示される表示パネル110は、液晶表示パネルであり、入光側に配置された偏光板111と、出光側に配置された偏光板112と、偏光板111と偏光板112との間に配置された液晶セル113とを備えている。偏光板111、112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 >>
A
液晶セル113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113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111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113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113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113への電圧印加の有無によって、偏光板111を透過した特定方向に振動する直線偏光成分を偏光板112に対して透過させ、または偏光板112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110では、バックライト装置70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>>
図7に示されるバックライト装置70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75と、光源75の側方に配置された導光板としての光学板80と、光学板80の出光側に配置された光波長変換シート10と、光波長変換シート10の出光側に配置されたレンズシート85と、レンズシート85の出光側に配置されたレンズシート90と、レンズシート90の出光側に配置された反射型偏光分離シート95と、光学板80の出光側とは反対側に配置された反射シート100とを備えている。バックライト装置70は、光学板80、レンズシート85、90、反射型偏光分離シート95、反射シート100を備えているが、これらのシート等は備えられていなくともよい。本明細書において、「出光側」とは、各部材においてバックライト装置から出射する方向に向かう光が出射される側を意味する。
<< Backlight device >>
The
バックライト置70は、面状に光を発光する発光面70Aを有している。図7に示されるバックライト装置70においては、反射型偏光分離シート95の出光面がバックライト装置70の発光面70Aとなっている。
The
光波長変換シート10における光学板80側の面が表面10A(入光面)となっており、光波長変換シート10におけるレンズシート85側の面が表面10B(出光面)となっている。
The surface on the
<光源>
光源75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75は、光学板60の後述する入光面80C側に、線状に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70においては光波長変換シート10が配置されていることに伴い、光源75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 light
<光学板>
導光板としての光学板80は、平面視形状が四角形形状に形成されている。光学板80は、表示パネル110側の一方の主面によって構成された出光面80Aと、出光面80Aに対向するもう一方の主面からなる裏面80Bと、出光面80Aおよび裏面80Bの間を延びる側面と、を有している。側面のうちの光源75側の側面が、光源75からの光を受ける入光面80Cとなっている。入光面80Cから光学板80内に入射した光は、入光面80Cと、入光面80Cと対向する反対面とを結ぶ方向(導光方向)に光学板内を導光され、出光面80Aから出射される。
<Optical plate>
The
光学板80を構成する材料としては、画像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、光学板60中に光を拡散させる機能を有する光拡散材を添加することもできる。光拡散材としては、例えば、平均粒子径が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85、90は、入射した光の進行方向を変化させて出光側から出射させる機能を有する。本実施形態においては、図9に示されるように、入射角度が大きい光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、入射角度が小さい光L4を反射させて、光波長変換シート10側に戻す機能(再帰反射機能)を有している。レンズシート85、90は、光透過性基材86と、光透過性基材86の一方の面に設けられたレンズ層87とを備えている。
<< Lens sheet >>
The
光波長変換シート10の表面10A、10Bが凹凸面となっている場合には、光学板80の出光面80Aは、表面10Aの一部(例えば、凸部)と光学的に密着し、また表面10Aの他の部分(例えば、凹部)と離間していることが好ましく、またレンズシート85の入光面85Aは、表面10Bの一部(例えば、凸部)と光学的に密着し、また表面10Bの他の部分(例えば、凹部)と離間していることが好ましい。この場合、出光面80Aと表面10Aの他の部分との隙間および入光面85Aと表面10Bの他の部分との隙間は空気層となっている。この空気層を設けることにより、出光面80Aと表面10Aおよび入光面85Aと表面10Bが光学的に密着するように光波長変換シート10と光学板80およびレンズシート85とを固定した場合であっても、光波長変換シート10と光学板80およびレンズシート85とが貼り付くことを抑制できるので、光波長変換シート10と光学板80との間の界面および光波長変換シート10とレンズシート85との間の界面にウエットアウトが形成されることを抑制できる。
When the
<光透過性基材>
光透過性基材86は、光透過性基材19、20と同様のものであるので、ここでは説明を省略するものとする。
<Light transmissive substrate>
Since the
<レンズ層>
レンズ層87は、図8および図9に示されるように、シート状の本体部88、および本体部88の出光側に並べて配置された複数の単位レンズ89を備えている。
<Lens layer>
As shown in FIGS. 8 and 9, the
本体部88は、単位レンズ89を支持するシート状部材として機能する。図8および図9に示されるように、本体部88の出光側面88A上には、単位レンズ89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85、90の出光面85B、90Bは、レンズ面によって形成されている。その一方で、図9に示すように、本実施の形態において、本体部88は、出光側面88Aに対向する入光側面88Bとして、レンズ層87の入光側面をなす平滑な面を有している。
The
単位レンズ89は、本体部88の出光側面88A上に並べて配列されている。図8に示されるように単位レンズ89は、単位レンズ89の配列方向AD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85、90に含まれる多数の単位レンズ89は、互いに平行に延びている。また、レンズシート85、90の単位レンズ89の長手方向LDは、レンズシート85、90における単位レンズ89の配列方向ADと直交している。
The
単位レンズ89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。具体的には、単位レンズとしては、単位プリズム、単位シリンドリカルレンズ、単位マイクロレンズ等が挙げられる。本実施形態では、単位レンズとして、出光側に向けて幅が狭くなる三角柱状の単位プリズムについて説明する。レンズシート85、90のシート面の法線方向NDおよび単位レンズ89の配列方向AD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89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88の出光側面88Aから出光側に突出するように、各単位レンズ89が構成されている。
The
単位レンズ89は、光の利用効率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。ただし、光波長変換シートの巻き取りの際における単位レンズの先端の破損を考慮すると、単位レンズ89の先端は曲面であってもよい。
The
レンズシート85、90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89の具体例として、単位レンズ89の配列ピッチ(図示された例では、単位レンズ94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89の配列の高精細化が急速に進んでおり、単位レンズ89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85、90のシート面への法線方向NDに沿った本体部88からの単位レンズ89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89の頂角θを60°以上120°以下とすることができる。
The dimensions of the
図7から理解され得るように、レンズシート85の単位レンズ89の配列方向とレンズシート90の単位レンズ89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. 7, the arrangement direction of the
<反射型偏光分離シート>
反射型偏光分離シート95は、レンズシート90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)のみを透過し、かつ第1の直線偏光成分と直交する第2の直線偏光成分(例えば、S偏光)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95で反射された第2の直線偏光成分は再度反射され、偏光が解消された状態(第1の直線偏光成分と第2の直線偏光成分とを両方含んだ状態)で、再度、反射型偏光分離シート95に入射する。よって、反射型偏光分離シート95は再度入射する光のうち第1の直線偏光成分を透過し、第1の直線偏光成分と直交する第2の直線偏光成分は再度反射される。以下、同上の過程を繰り返す事により、レンズシート90から出光した光の70〜80%程度が第1の直線偏光成分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95の第1の直線偏光成分(透過軸成分)の偏光方向と表示パネル110の偏光板111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70からの出射光は全て表示パネル110で画像形成に利用可能となる。したがって、光源75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95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75の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95で反射された光は、光波長変換シート10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95を配置することによって、光波長変換シート10の波長変換効率がさらに上昇させることができる。したがって、更なる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>
The reflective
反射型偏光分離シート95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95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100は、光学板80の裏面80Bから漏れ出した光を反射して、再び光学板80内に入射させる機能を有する。反射シート100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100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100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
<<他のバックライト装置>>
光波長変換シート10を組み込むバックライト装置は、図10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10に示されるバックライト装置120は、光源75と、光源75の光を受け、かつ光拡散板として機能する光学板121と、光学板121の出光側に配置された光波長変換シート10、光波長変換シート10の出光側に配置されたレンズシート85と、レンズシート85の出光側に配置された反射型偏光分離シート95とを備えている。本実施形態においては、光源75は、光学板121の側方ではなく、光学板121の直下に配置されている。図10において、図7と同じ符号が付されている部材は、図7で示した部材と同じものであるので、説明を省略するものとする。なお、バックライト装置120においては、反射シート100は備えられていない。
<< Other backlight devices >>
The backlight device incorporating the light
<光学板>
光拡散板としての光学板121は、平面視形状が四角形形状に形成されている。光学板121は、光源75側の一方の主面によって構成された入光面121Aと、光波長変換シート10側の他方の主面によって構成された出光面121Bとを有している。入光面121Aから光学板121内に入射した光は、光学板121内で拡散され、出光面121Bから出射される。
<Optical plate>
The
光学板121としては、光源75からの光を拡散させることができれば、特に限定されないが、例えば、透明材料中に光拡散性粒子を分散させた板が挙げられる。透明材料としては、特に限定されないが、例えば透明樹脂、無機ガラス等が挙げられる。前記透明樹脂としては、成形が容易である点で、透明熱可塑性樹脂が好適に用いられる。この透明熱可塑性樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリスチレン樹脂、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体樹脂、スチレン−メタクリル酸共重合体樹脂、スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ABS樹脂(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂)、AS樹脂(アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂)、ポリオレフィン樹脂(ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等)などが挙げられる。これらのうちの1種を用いても良いし、或いはこれらの2種以上を混合して用いても良い。
The
<光拡散性粒子>
光学板121中の光拡散性粒子としては、拡散板として一般的に用いられる光拡散性粒子が挙げられる。
<Light diffusing particles>
Examples of the light diffusing particles in the
本実施形態においては、光波長変換シート10をバックライト装置70、120に組み込んだ例について説明しているが、光波長変換シート10に代えて、光波長変換シート30、40をバックライト装置70、120に組み込んでもよい。
In the present embodiment, an example in which the light
本実施形態によれば、光波長変換層11が光散乱性粒子18を含み、かつ光波長変換シート10の内部ヘイズ値が50%以上となっているので、光波長変換シート10を60℃、相対湿度90%の環境下に500時間放置する耐湿熱性試験の前後において、光波長変換シート10の表面10Aに量子ドット17によって波長変換される所定の光量の光を照射して、光波長変換シート10の表面10Bから出射する光の輝度を測定したとき、耐湿熱性試験前の前記輝度に対する耐湿熱性試験後の前記輝度の変化率が±10%以内とすることができる。これは、理由は定かではないが、主に、光波長変換層11に光散乱性粒子18を所定量含有させることにより光波長変換層11の耐湿熱性が向上したためであると考えられる。これにより、耐湿熱性試験前後における輝度変化を抑制できる。
According to this embodiment, the light
また、本実施形態によれば、光波長変換層10が光散乱性粒子18を含み、かつホストマトリクス16の質量に対する光散乱性粒子18の質量の比が0.01以上0.5以下となっているので、光波長変換シート10を60℃、相対湿度90%の環境下に500時間放置する耐湿熱性試験の前後において、光波長変換シート10の表面10Aに波長変換される所定の光量の光を照射して、光波長変換シート10の表面10Bから出射する光の輝度を測定したとき、耐湿熱性試験前の前記輝度に対する耐湿熱性試験後の前記輝度の変化率が±10%以内とすることができる。これは、理由は定かではないが、主に、光波長変換層11に光散乱性粒子18を所定量含有させることにより光波長変換層11の耐湿熱性が向上したためであると考えられる。これにより、耐湿熱性試験前後における輝度変化を抑制できる。
Further, according to the present embodiment, the light
本実施形態によれば、光波長変換層11が光散乱性粒子18を含み、かつ光波長変換シート10の内部ヘイズ値が50%以上となっているので、耐光性試験機を用いて、42℃、相対湿度50%の環境下でカーボンアークランプからの光を光波長変換シート10に200時間照射する耐光性試験の前後において、光波長変換シート10の表面10Aに光を照射して、光波長変換シート10の表面10Bから出射した光の輝度を測定したとき、耐光性試験前の光波長変換シート10の表面10Bから出射する光の輝度に対する耐光性試験後の光波長変換シート10の表面10Bから出射する光の輝度の変化率が±10%以内とすることができる。これは、理由は定かではないが、主に、光波長変換層11に光散乱性粒子18を所定量含有させることにより光波長変換層11の耐光性が向上したためであると考えられる。これにより、耐光性試験前後における輝度変化も抑制できる。
According to this embodiment, since the light
また、本実施形態によれば、光波長変換層10が光散乱性粒子18を含み、かつホストマトリクス16の質量に対する光散乱性粒子18の質量の比が0.01以上0.5以下となっているので、耐光性試験機を用いて42℃、相対湿度50%の環境下でカーボンアークランプからの光を光波長変換シート10に200時間照射する耐光性試験の前後において、光波長変換シート10の表面10Aに光を照射して、光波長変換シート10の表面10Bから出射した光の輝度を測定したとき、耐光性試験前の光波長変換シート10の表面10Bから出射する光の輝度に対する耐光性試験後の光波長変換シート10の表面10Bから出射する光の輝度の変化率が±10%以内とすることができる。これは、理由は定かではないが、主に、光波長変換層11に光散乱性粒子18を所定量含有することにより光波長変換層11の耐光性が向上したためであると考えられる。これにより、耐光性試験前後における輝度変化も抑制できる。
Further, according to the present embodiment, the light
従来から、光波長変換シートの出光側に、光波長変換シートから出射される量子ドットによって波長変換された光を集光し、かつ光波長変換シートによって波長変換されなかった光を光波長変換シート側に戻すレンズシートを配置して、光波長変換効率を高めることが検討されている。しかしながら、このようなレンズシートを配置するだけでは光波長変換効率が充分ではなく、更なる光波長変換効率の向上が望まれている。本実施形態によれば、光波長変換シート10の外部ヘイズ値が光波長変換シート10の内部ヘイズ値よりも小さくした場合には、光波長変換効率をさらに向上させることができる。すなわち、光源から発せられる光は直進性を有しているので、光波長変換シートに入射して、量子ドットによって波長変換されずに、光波長変換シートを出射する光も直進性を有している。ここで、光波長変換シートの外部ヘイズ値が高いと、光波長変換シートの表面で直進性を有する波長変換されていない光が屈折し、光波長変換シートから出射する波長変換されていない光においては出射角度が大きい成分が多くなってしまう。一方、集光機能および再帰反射機能を有するレンズシートは、レンズシートへの入射角度が小さい光ほどレンズシートを再帰反射させやすい傾向がある。すなわち、レンズシートへの入射角度が大きい光ほどレンズシートを透過しやすいという傾向がある。本実施形態においては、光波長変換シート10においては、外部ヘイズ値が内部ヘイズ値よりも小さくなっているので、光波長変換シート10の表面で波長変換されていない光が屈折したとしても、出射角度が小さい状態で出射させることができ、これにより、光波長変換シート10から出射される波長変換されていない光においては出射角度が小さい成分を多くすることができる。したがって、レンズシート85によって、波長変換されずに光波長変換シートから出射した光を再帰反射させて、光波長変換シート10側に戻すことができるので、波長変換される機会が増える。また、内部ヘイズ値が外部ヘイズ値より大きくなっているので、光波長変換シート内部で光が複数回散乱されることにより光路長が伸び、波長変換される機会がさらに増える。これにより、光波長変換効率を向上させることができる。なお、量子ドット18は等方的に発光するので、量子ドット18によって波長変換された光は様々な方向を向いており、光波長変換シート10の表面に到達すると、さらに光波長変換シートの表面で光が屈折し、波長変換された光は角度が大きい光となって光波長変換シートから出射しやすい。このため、波長変換された光は比較的レンズシート85を透過しやすい。
Conventionally, light that has been wavelength-converted by quantum dots emitted from the light wavelength conversion sheet is condensed on the light output side of the light wavelength conversion sheet, and light that has not been wavelength-converted by the light wavelength conversion sheet is light wavelength conversion sheet. It has been studied to increase the optical wavelength conversion efficiency by arranging a lens sheet to be returned to the side. However, the optical wavelength conversion efficiency is not sufficient only by arranging such a lens sheet, and further improvement of the optical wavelength conversion efficiency is desired. According to this embodiment, when the external haze value of the light
上記において、外部ヘイズ値を用いて光波長変換シートの表面における光拡散特性(外部拡散特性)を表したのは、以下の理由からである。まず、光波長変換シートの光拡散特性はゴニオフォトメータのような公知の変角光度計により透過光の光強度を角度毎に測定することによって評価することができるが、測定された透過光の光強度の結果を用いて光波長変換シートの光拡散特性を規定することは極めて困難である。一方、上記したように、ヘイズの定義においては入射光に対し2.5°以上それた透過光はヘイズとして測定されるが、入射光に対し2.5°未満の透過光であればヘイズとして測定されない。このようにヘイズとしては入射光に対し2.5°未満の透過光は測定されないが、上記したようにレンズシートへの入射角度が大きい光、すなわち光波長変換シートにおける出射角度が大きい透過光が問題となっているので、入射光に対し2.5°未満の透過光よりも2.5°以上それた透過光がどの程度存在するかが重要である。このため、光波長変換シートの光拡散特性は、変角光度計による透過光の角度毎の光強度を測定しなくとも、光波長変換シートのヘイズ値の大きさで表すことができる。一方で、光波長変換シートの表面で光が屈折してしまい、出射角度が大きくなるということを考慮する必要があるので、光波長変換シートの表面での光拡散特性を表すために、外部ヘイズ値を用いた。 In the above description, the light diffusion characteristics (external diffusion characteristics) on the surface of the light wavelength conversion sheet are expressed using the external haze value for the following reason. First, the light diffusion characteristics of the light wavelength conversion sheet can be evaluated by measuring the light intensity of the transmitted light for each angle with a known goniophotometer such as a goniophotometer. It is extremely difficult to define the light diffusion characteristics of the light wavelength conversion sheet using the result of the light intensity. On the other hand, as described above, in the definition of haze, transmitted light deviated by 2.5 ° or more with respect to incident light is measured as haze. Not measured. As described above, as the haze, transmitted light of less than 2.5 ° with respect to the incident light is not measured. However, as described above, light having a large incident angle to the lens sheet, that is, transmitted light having a large emission angle in the light wavelength conversion sheet is generated. Since this is a problem, it is important how much transmitted light deviates by 2.5 ° or more from incident light by less than 2.5 °. For this reason, the light diffusion characteristic of the light wavelength conversion sheet can be expressed by the magnitude of the haze value of the light wavelength conversion sheet without measuring the light intensity for each angle of transmitted light by a goniophotometer. On the other hand, since it is necessary to consider that light is refracted on the surface of the light wavelength conversion sheet and the emission angle becomes large, an external haze is used to express the light diffusion characteristics on the surface of the light wavelength conversion sheet. Values were used.
本実施形態によれば、光波長変換層11が光散乱性粒子18を含んでいるので、光波長変換効率を一層向上させることができる。したがって、例えば、光源75として青色光を発する光源を用い、第1の量子ドット17A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17Bとして青色光を赤色光に変換する量子ドットを含む光波長変換シートに青色光を照射した場合、光散乱性粒子を含んでいない光波長変換シートと比べて、色度x、yを上昇させることでき、白色光または白色に近い色味の光を得ることができる。
According to this embodiment, since the light
本実施形態によれば、光波長変換層シート11が光散乱性粒子18を含んでいるので、緑色の発光が赤色の発光よりも優先的に増強させることができる。この理由は明確ではないが、光散乱性粒子は、青色光を緑色光に変換する第1の量子ドットから、青色光を赤色光に変換する第2の量子ドットへのエネルギー移動を阻害するような役割を果たしていると考えられ、本来上記エネルギー移動により失活していた緑色の発光が失活することなく発光過程に至り、結果として緑色の発光が増加するためであると考えられる。
According to this embodiment, since the light wavelength
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.
<光波長変換層用組成物の調製>
まず、下記に示す組成となるように各成分を配合して、光波長変換層用組成物を得た。
<Preparation of composition for light wavelength conversion layer>
First, each component was mix | blended so that it might become a composition shown below, and the composition for optical wavelength conversion layers was obtained.
(光波長変換層用組成物1)
・エポキシアクリレート(製品名「ユニディックV−5500」、DIC社製):99質量部
・緑色発光量子ドット(製品名「CdSe/ZnS 530」、SIGMA−ALDRICH社製、コア:CdSe、シェル:ZnS、平均粒径3.3nm):0.20質量部
・赤色発光量子ドット(製品名「CdSe/ZnS 610」、SIGMA−ALDRICH社製、コア:CdSe、シェル:ZnS、平均粒径5.2nm):0.20質量部
・アルミナ粒子(光散乱性粒子、製品名「DAM−03」、電気化学工業社製、平均粒子径4μm):5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):1質量部
(Composition 1 for light wavelength conversion layer)
Epoxy acrylate (product name “Unidic V-5500”, manufactured by DIC Corporation): 99 parts by mass Green emitting quantum dot (product name “CdSe / ZnS 530”, manufactured by SIGMA-ALDRICH, core: CdSe, shell: ZnS , Average particle size 3.3 nm): 0.20 parts by mass Red-emitting quantum dots (product name “CdSe / ZnS 610”, manufactured by SIGMA-ALDRICH, core: CdSe, shell: ZnS, average particle size 5.2 nm) : 0.20 parts by mass / alumina particles (light scattering particles, product name “DAM-03”, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., average particle size 4 μm): 5 parts by mass / photopolymerization initiator (1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone) , Product name “Irgacure (registered trademark) 184”, manufactured by BASF Japan Ltd.): 1 part by mass
(光波長変換層用組成物2)
・エポキシアクリレート(製品名「ユニディックV−5500」、DIC社製):99質量部
・緑色発光量子ドット(製品名「CdSe/ZnS 530」、SIGMA−ALDRICH社製、コア:CdSe、シェル:ZnS、平均粒径3.3nm):0.20質量部
・赤色発光量子ドット(製品名「CdSe/ZnS 610」、SIGMA−ALDRICH社製、コア:CdSe、シェル:ZnS、平均粒径5.2nm):0.20質量部
・アルミナ粒子(光散乱性粒子、製品名「DAM−03」、電気化学工業社製、平均粒子径4μm):10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):1質量部
(
Epoxy acrylate (product name “Unidic V-5500”, manufactured by DIC Corporation): 99 parts by mass Green emitting quantum dot (product name “CdSe / ZnS 530”, manufactured by SIGMA-ALDRICH, core: CdSe, shell: ZnS , Average particle size 3.3 nm): 0.20 parts by mass Red-emitting quantum dots (product name “CdSe / ZnS 610”, manufactured by SIGMA-ALDRICH, core: CdSe, shell: ZnS, average particle size 5.2 nm) : 0.20 parts by mass / alumina particles (light scattering particles, product name “DAM-03”, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., average particle size 4 μm): 10 parts by mass / photopolymerization initiator (1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone) , Product name “Irgacure (registered trademark) 184”, manufactured by BASF Japan Ltd.): 1 part by mass
(光波長変換層用組成物3)
・エポキシアクリレート(製品名「ユニディックV−5500」、DIC社製):99質量部
・緑色発光量子ドット(製品名「CdSe/ZnS 530」、SIGMA−ALDRICH社製、コア:CdSe、シェル:ZnS、平均粒径3.3nm):0.20質量部
・赤色発光量子ドット(製品名「CdSe/ZnS 610」、SIGMA−ALDRICH社製、コア:CdSe、シェル:ZnS、平均粒径5.2nm):0.20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):1質量部
(Composition 3 for light wavelength conversion layer)
Epoxy acrylate (product name “Unidic V-5500”, manufactured by DIC Corporation): 99 parts by mass Green emitting quantum dot (product name “CdSe / ZnS 530”, manufactured by SIGMA-ALDRICH, core: CdSe, shell: ZnS , Average particle size 3.3 nm): 0.20 parts by mass Red-emitting quantum dots (product name “CdSe / ZnS 610”, manufactured by SIGMA-ALDRICH, core: CdSe, shell: ZnS, average particle size 5.2 nm) : 0.20 parts by mass / photopolymerization initiator (1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, product name “Irgacure (registered trademark) 184”, manufactured by BASF Japan Ltd.): 1 part by mass
(光波長変換層用組成物4)
・エポキシアクリレート(製品名「ユニディックV−5500」、DIC社製):99質量部
・緑色発光量子ドット(製品名「CdSe/ZnS 530」、SIGMA−ALDRICH社製、コア:CdSe、シェル:ZnS、平均粒径3.3nm):0.20質量部
・赤色発光量子ドット(製品名「CdSe/ZnS 610」、SIGMA−ALDRICH社製、コア:CdSe、シェル:ZnS、平均粒径5.2nm):0.20質量部
・アルミナ粒子(光散乱性粒子、製品名「DAM−03」、電気化学工業社製、平均粒子径4μm):0.8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):1質量部
(Composition 4 for light wavelength conversion layer)
Epoxy acrylate (product name “Unidic V-5500”, manufactured by DIC Corporation): 99 parts by mass Green emitting quantum dot (product name “CdSe / ZnS 530”, manufactured by SIGMA-ALDRICH, core: CdSe, shell: ZnS , Average particle size 3.3 nm): 0.20 parts by mass Red-emitting quantum dots (product name “CdSe / ZnS 610”, manufactured by SIGMA-ALDRICH, core: CdSe, shell: ZnS, average particle size 5.2 nm) : 0.20 parts by mass / alumina particles (light scattering particles, product name “DAM-03”, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., average particle size 4 μm): 0.8 parts by mass / photopolymerization initiator (1-hydroxycyclohexyl) Phenyl ketone, product name “Irgacure (registered trademark) 184”, manufactured by BASF Japan Ltd.): 1 part by mass
<光拡散層用組成物の調製>
下記に示す組成となるように各成分を配合して、光拡散層用組成物を得た。
(光拡散層用組成物)
・ペンタエリスリトールトリアクリレート:99質量部
・表面凹凸形成粒子(架橋ポリスチレン樹脂ビーズ、製品名「SBX−4」、積水化成品工業株式会社製、平均粒子径4μm):158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):1質量部
・溶剤(メチルイソブチルケトン:シクロヘキサノン=1:1(質量比)):170質量部
<Preparation of composition for light diffusion layer>
Each component was mix | blended so that it might become a composition shown below, and the composition for light-diffusion layers was obtained.
(Composition for light diffusion layer)
Pentaerythritol triacrylate: 99 parts by mass Surface irregularity-forming particles (crosslinked polystyrene resin beads, product name “SBX-4”, manufactured by Sekisui Plastics Co., Ltd., average particle size 4 μm): 158 parts by mass Photopolymerization initiator (1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, product name “Irgacure (registered trademark) 184, manufactured by BASF Japan Ltd.): 1 part by mass / solvent (methyl isobutyl ketone: cyclohexanone = 1: 1 (mass ratio)): 170 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製した。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、大きさ7インチおよび厚みが50μmの光透過性基材としての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」、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であるバリア層としての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の一方の面にシリカ蒸着層が形成されたバリアフィルムを2枚形成した。
<Example 1>
First, two barrier films were produced by the following method. Polyethylene terephthalate as a light-transmitting substrate having a size of 7 inches and a thickness of 50 μm is generated in a chamber by applying a high-frequency power with a frequency of 13.56 MHz and a power of 5 kW to an electrode in a high-frequency sputtering apparatus Forming a silica vapor deposition layer as a barrier layer having a thickness of 50 nm and a refractive index of 1.46 made of a target material (silica) on one side of a film (product name “Lumirror T60”, manufactured by Toray Industries, Inc.) Thus, two barrier films each having a silica vapor deposition layer formed on one surface of the polyethylene terephthalate film were formed.
次いで、両方のバリアフィルムにおけるシリカ蒸着層側の面とは反対側の面に上記光拡散層用組成物を、塗布し、塗膜を形成した。次いで、形成した塗膜に対して、80℃の乾燥空気を30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、紫外線を積算光量が500mJ/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10μmの光拡散層を形成し、光拡散層付きバリアフィルムを形成した。 Subsequently, the said composition for light diffusion layers was apply | coated to the surface on the opposite side to the surface at the side of the silica vapor deposition layer in both barrier films, and the coating film was formed. Next, the solvent in the coating film was evaporated by allowing the formed coating film to dry by passing dry air at 80 ° C. for 30 seconds. Then, the light diffusion layer with a film thickness of 10 μm was formed by irradiating with ultraviolet rays so that the integrated light amount was 500 mJ / cm 2 to cure the coating film, thereby forming a barrier film with a light diffusion layer.
次いで、一方の光拡散層付きバリアフィルムのシリカ蒸着層側に光波長変換層用組成物1を塗布し、80℃で乾燥させて、塗膜を形成した。そして、塗膜における光拡散層付きバリアフィルムのシリカ蒸着層の面に、シリカ蒸着層が接するように他方の光拡散層付きバリアフィルムを積層した。この状態で、紫外線を積算光量が500mJ/cm2になるように照射して塗膜を硬化させることにより、両方の光拡散層付きバリアフィルムに密着した膜厚が100μmの光波長変換層を形成した。これにより、実施例1に係る光波長変換シートを得た。実施例1に係る光波長変換シートにおける光散乱性粒子の平均粒子径は、量子ドットの平均粒子径の941倍であり、また光波長変換層の平均膜厚の1/25であった。なお、光波長変換シートにおける光散乱性粒子の平均粒子径および量子ドットの平均粒子径は、透過型電子顕微鏡(TEM)による光波長変換層の断面観察により測定された20個の光散乱性粒子の直径および20個の量子ドットの直径から求めた。また、光波長変換層の平均膜厚は、光波長変換シートの断面を、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、20箇所ランダムに撮影し、その断面の画像から求めた。 Subsequently, the composition 1 for light wavelength conversion layers was apply | coated to the silica vapor deposition layer side of one barrier film with a light-diffusion layer, it was made to dry at 80 degreeC, and the coating film was formed. And the other barrier film with a light-diffusion layer was laminated | stacked so that the silica vapor deposition layer might contact | connect the surface of the silica vapor deposition layer of the barrier film with a light-diffusion layer in a coating film. In this state, the coating film is cured by irradiating ultraviolet rays so that the integrated light quantity becomes 500 mJ / cm 2 , thereby forming a light wavelength conversion layer having a thickness of 100 μm adhered to both barrier films with a light diffusion layer. did. As a result, an optical wavelength conversion sheet according to Example 1 was obtained. The average particle diameter of the light-scattering particles in the light wavelength conversion sheet according to Example 1 was 941 times the average particle diameter of the quantum dots and 1/25 of the average film thickness of the light wavelength conversion layer. The average particle diameter of the light scattering particles and the average particle diameter of the quantum dots in the light wavelength conversion sheet were 20 light scattering particles measured by observing a cross section of the light wavelength conversion layer with a transmission electron microscope (TEM). And the diameter of 20 quantum dots. Moreover, the average film thickness of the light wavelength conversion layer was obtained from 20 images of a cross section of the light wavelength conversion sheet randomly using a scanning electron microscope (SEM) and obtained from the image of the cross section.
<実施例2>
実施例2においては、光波長変換層用組成物1の代わりに光波長変換層用組成物2を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、光波長変換シートを作製した。
<Example 2>
In Example 2, a light wavelength conversion sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that the light wavelength
<実施例3>
実施例3においては、両方の光拡散層を形成しなかったこと以外は、実施例1と同様にして、光波長変換シートを作製した。
<Example 3>
In Example 3, a light wavelength conversion sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that both light diffusion layers were not formed.
<実施例4>
実施例4においては、光拡散層の膜厚を1.5μmとしたこと以外は、実施例1と同様にして、光波長変換シートを作製した。
<Example 4>
In Example 4, a light wavelength conversion sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that the film thickness of the light diffusion layer was 1.5 μm.
<比較例1>
比較例1においては、光波長変換層用組成物1の代わりに光波長変換層用組成物3を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、光波長変換シートを作製した。
<Comparative Example 1>
In Comparative Example 1, a light wavelength conversion sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that the composition 3 for light wavelength conversion layer was used instead of the composition 1 for light wavelength conversion layer.
<比較例2>
比較例2においては、光波長変換層用組成物1の代わりに光波長変換層用組成物4を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、光波長変換シートを作製した。
<Comparative example 2>
In Comparative Example 2, a light wavelength conversion sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that the light wavelength conversion layer composition 4 was used instead of the light wavelength conversion layer composition 1.
<比較例3>
比較例3においては、両方の光拡散層を形成しなかったこと以外は、比較例1と同様にして、光波長変換シートを作製した。
<Comparative Example 3>
In Comparative Example 3, a light wavelength conversion sheet was produced in the same manner as Comparative Example 1 except that both light diffusion layers were not formed.
<比較例4>
比較例4においては、両方の光拡散層の膜厚を1.5μmとしたこと以外は、比較例1と同様にして、光波長変換シートを作製した。
<Comparative example 4>
In Comparative Example 4, a light wavelength conversion sheet was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the thickness of both light diffusion layers was 1.5 μm.
<全ヘイズ、内部ヘイズ、外部ヘイズ測定>
上記実施例および比較例に係る光波長変換シートにおいて、以下のようにして、全ヘイズ、内部ヘイズ、外部ヘイズを測定した。まず、ヘイズメーター(製品名「HM−150」、村上色彩技術研究所製)を用いて、JIS K7136に従って光波長変換シートの全ヘイズ値を測定した。その後、光波長変換シートにおける両方の光拡散層の表面に、膜厚が25μmの透明光学粘着層(製品名「パナクリーンPD−S1」、パナック社製)を介して厚みが60μmのトリアセチルセルロース基材(製品名「TD60UL」、富士フイルム社製)を貼り付けた。これによって、光波長変換シートにおける表面の凹凸形状が潰れ、光波長変換シートの表面が平坦になった。この状態で、ヘイズメーター(製品名「HM−150」、村上色彩技術研究所製)を用いて、JIS K7136に従ってヘイズ値を測定して内部ヘイズ値を求めた。そして、全ヘイズ値から内部ヘイズ値を差し引くことにより、外部ヘイズ値を求めた。なお、透明光学粘着層およびトリアセチルセルロース基材も光波長変換シートの内部ヘイズ値や外部ヘイズ値に影響を与えるおそれがあるが、光波長変換シートの内部散乱が極めて大きい場合には、これらが内部ヘイズ値や外部ヘイズ値に与える影響は極めて小さくなるので、無視できる。また、光波長変換シートの内部散乱が極めて大きい場合には、内部ヘイズ値が全ヘイズ値と同じ値になることがあるので、外部ヘイズ値が0%になることもある。
<All haze, internal haze, external haze measurement>
In the light wavelength conversion sheets according to the above examples and comparative examples, total haze, internal haze, and external haze were measured as follows. First, using a haze meter (product name “HM-150”, manufactured by Murakami Color Research Laboratory), all haze values of the light wavelength conversion sheet were measured according to JIS K7136. Thereafter, the surface of both light diffusion layers in the light wavelength conversion sheet is triacetyl cellulose having a thickness of 60 μm via a transparent optical adhesive layer having a film thickness of 25 μm (product name “Panaclean PD-S1”, manufactured by Panac). A base material (product name “TD60UL”, manufactured by FUJIFILM Corporation) was attached. Thereby, the uneven shape of the surface in the light wavelength conversion sheet was crushed, and the surface of the light wavelength conversion sheet became flat. In this state, the haze value was measured according to JIS K7136 using a haze meter (product name “HM-150”, manufactured by Murakami Color Research Laboratory) to determine the internal haze value. And the external haze value was calculated | required by subtracting an internal haze value from all the haze values. Note that the transparent optical adhesive layer and the triacetylcellulose base material may also affect the internal haze value and external haze value of the light wavelength conversion sheet, but when the internal scattering of the light wavelength conversion sheet is extremely large, The influence on the internal haze value and external haze value is extremely small and can be ignored. Further, when the internal scattering of the light wavelength conversion sheet is extremely large, the internal haze value may be the same as the total haze value, so the external haze value may be 0%.
<算術平均粗さ(Ra)測定>
実施例及び比較例に係る光波長変換シートにおいて、光波長変換シートの表面のRaを測定した。Raの定義は、JIS B0601−1994に従うものとする。Raは、具体的には、表面粗さ測定器(製品名「SE−3400」、小坂研究所社製)を用いて、下記の測定条件により測定された。
1)表面粗さ検出部の触針(小坂研究所社製の商品名SE2555N(2μ標準))
・先端曲率半径2μm、頂角90度、材質ダイヤモンド
2)表面粗さ測定器の測定条件
・基準長さ(粗さ曲線のカットオフ値λc):2.5mm
・評価長さ(基準長さ(カットオフ値λc)×5):12.5mm
・触針の送り速さ:0.5mm/s
・予備長さ:(カットオフ値λc)×2
・縦倍率:2000倍
・横倍率:10倍
<Arithmetic mean roughness (Ra) measurement>
In the light wavelength conversion sheets according to Examples and Comparative Examples, Ra on the surface of the light wavelength conversion sheet was measured. The definition of Ra shall conform to JIS B0601-1994. Specifically, Ra was measured under the following measurement conditions using a surface roughness measuring device (product name “SE-3400”, manufactured by Kosaka Laboratory Ltd.).
1) Stylus of surface roughness detector (trade name SE2555N (2μ standard) manufactured by Kosaka Laboratory Ltd.)
・ Tip radius of curvature 2μm,
Evaluation length (reference length (cutoff value λc) × 5): 12.5 mm
・ Feeding speed of stylus: 0.5mm / s
・ Preliminary length: (cutoff value λc) × 2
・ Vertical magnification: 2000 times ・ Horizontal magnification: 10 times
<耐湿熱性試験における輝度変化>
上記実施例および比較例に係る光波長変換シートにおいて、光波長変換シートを60℃、相対湿度90%の環境下に500時間放置する耐湿熱性試験における輝度変化を調べた。具体的には、まず、Kindle Fire(登録商標)HDX7のバックライト装置を用意し、耐湿熱性試験前の光波長変換シートをこのバックライト装置に組み込んだ。このバックライト装置は、発光ピーク波長が450nmの青色発光ダイオード、光拡散板、第1のプリズムシート、および第2のプリズムシートをこの順に備えているものであり、実施例および比較例に係る光波長変換シートは光拡散板と第1のプリズムシートの間に配置された。第1のプリズムシートおよび第2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。第1のプリズムシートは、単位プリズムの配列方向が第2の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。
<Brightness change in wet heat resistance test>
In the light wavelength conversion sheets according to the above Examples and Comparative Examples, the change in luminance was examined in a heat and humidity resistance test in which the light wavelength conversion sheet was left in an environment of 60 ° C. and 90% relative humidity for 500 hours. Specifically, first, a backlight device for Kindle Fire (registered trademark) HDX7 was prepared, and a light wavelength conversion sheet before the wet heat resistance test was incorporated into the backlight device. This backlight device includes a blue light emitting diode having an emission peak wavelength of 450 nm, a light diffusing plate, a first prism sheet, and a second prism sheet in this order, and the light according to the example and the comparative example. The wavelength conversion sheet was disposed between the light diffusion plate and the first prism sheet. The first prism sheet and the second prism sheet each include a sheet-like main body portion and a plurality of triangular prism-shaped unit prisms arranged side by side on the main body portion and extending in a direction intersecting the arrangement direction. The unit prism had an apex angle of 90 °. The first prism sheet was arranged so that the arrangement direction of the unit prisms was orthogonal to the arrangement direction of the unit prisms of the second prism sheet.
そして、光波長変換シートを組み込んだバックライト装置の青色発光ダイオードを点灯させ、青色光を光波長変換シートの一方の表面に照射して、光波長変換シートの他方の表面を介してバックライト装置の発光面(第2のプリズムシートの表面)から出射する光の輝度を、光波長変換シートの厚み方向から、分光放射輝度計(製品名「CS2000」、コニカミノルタ社製)を用いて、測定角1°の条件で、測定した。 Then, the blue light emitting diode of the backlight device incorporating the light wavelength conversion sheet is turned on, the blue light is irradiated on one surface of the light wavelength conversion sheet, and the backlight device is passed through the other surface of the light wavelength conversion sheet. The luminance of light emitted from the light emitting surface (surface of the second prism sheet) is measured from the thickness direction of the light wavelength conversion sheet using a spectral radiance meter (product name “CS2000”, manufactured by Konica Minolta). The measurement was performed at an angle of 1 °.
次いで、バックライト装置から耐湿熱性試験前の光波長変換シートを外し、この光波長変換シートに、光波長変換シートを60℃、相対湿度90%の環境下に500時間放置する耐湿熱性試験を行った。耐湿熱性試験開始から100時間経過時、耐湿熱性試験開始から250時間経過時、および耐湿熱性試験後において、光波長変換シートを上記バックライト装置の光拡散板と第1のプリズムシートの間に配置し、上記と同様に、青色光を光波長変換シートの一方の表面に照射して、光波長変換シートの他方の表面を介してバックライト装置の発光面(第2のプリズムシートの表面)から出射する光の輝度を測定した。 Next, the light wavelength conversion sheet before the moisture and heat resistance test is removed from the backlight device, and a moisture and heat resistance test is performed on the light wavelength conversion sheet by leaving the light wavelength conversion sheet in an environment of 60 ° C. and 90% relative humidity for 500 hours. It was. The light wavelength conversion sheet is disposed between the light diffusion plate of the backlight device and the first prism sheet when 100 hours have passed since the start of the moisture and heat resistance test, 250 hours after the start of the moisture and heat resistance test, and after the moisture and heat resistance test. In the same manner as described above, one surface of the light wavelength conversion sheet is irradiated with blue light, and from the light emitting surface of the backlight device (the surface of the second prism sheet) through the other surface of the light wavelength conversion sheet. The brightness of the emitted light was measured.
測定したこれらの輝度から、耐湿熱性試験前の輝度に対する耐湿熱性試験開始から100時間経過時、耐湿熱性試験開始から250時間経過時、および耐湿熱性試験後の輝度の変化率をそれぞれ求めた。 From these measured luminances, the change rate of the luminance after the elapse of 100 hours from the start of the moist heat resistance test, the elapse of 250 hours from the start of the moist heat resistance test, and the luminance after the moist heat resistance test were obtained.
<耐光性試験における輝度変化>
上記実施例および比較例に係る光波長変換シートにおいて、耐光性試験機(製品名「紫外線フェードメータU48AU」、スガ試験機社製)を用いて、42℃、相対湿度50%の環境下でカーボンアークランプからの光を光波長変換シートに200時間照射する耐光性試験における輝度変化を調べた。具体的には、まず、耐湿熱性試験と同じKindle Fire(登録商標)HDX7のバックライト装置を用意し、光波長変換シートを光拡散板と第1のプリズムシートの間に配置した。
<Brightness change in light resistance test>
In the light wavelength conversion sheets according to the above examples and comparative examples, carbon was used in an environment of 42 ° C. and 50% relative humidity using a light resistance tester (product name “UV Fade Meter U48AU”, manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.). The change in luminance was examined in a light resistance test in which light from the arc lamp was irradiated on the light wavelength conversion sheet for 200 hours. Specifically, first, the same Kindle Fire (registered trademark) HDX7 backlight device as in the wet heat resistance test was prepared, and the light wavelength conversion sheet was disposed between the light diffusion plate and the first prism sheet.
そして、光波長変換シートを組み込んだバックライト装置の青色発光ダイオードを点灯させ、青色光を光波長変換シートの一方の表面に照射して、光波長変換シートの他方の表面を介してバックライト装置の発光面(第2のプリズムシートの表面)から出射する光の輝度を、光波長変換シートの厚み方向から、分光放射輝度計(製品名「CS2000」、コニカミノルタ社製)を用いて、測定角1°の条件で、測定した。 Then, the blue light emitting diode of the backlight device incorporating the light wavelength conversion sheet is turned on, the blue light is irradiated on one surface of the light wavelength conversion sheet, and the backlight device is passed through the other surface of the light wavelength conversion sheet. The luminance of light emitted from the light emitting surface (surface of the second prism sheet) is measured from the thickness direction of the light wavelength conversion sheet using a spectral radiance meter (product name “CS2000”, manufactured by Konica Minolta). The measurement was performed at an angle of 1 °.
次いで、バックライト装置から耐光性試験前の光波長変換シートを外し、この光波長変換シートに、耐光性試験機(製品名「紫外線フェードメータU48AU」、スガ試験機社製)を用いて、相対湿度60%の環境下でカーボンアークランプからの光を200時間照射する耐光性試験を行った。耐光性試験開始から50時間経過時、耐光性試験開始から100時間経過時、および耐光性試験後において、実施例1に係る光波長変換シートを上記バックライト装置の光拡散板と第1のプリズムシートの間に配置し、上記と同様に、青色光を光波長変換シートの一方の表面に照射して、光波長変換シートの他方の表面を介してバックライト装置の発光面(第2のプリズムシートの表面)から出射する光の輝度を測定した。 Next, the light wavelength conversion sheet before the light resistance test is removed from the backlight device, and the light wavelength conversion sheet is relative to the light wavelength conversion sheet using a light resistance tester (product name “ultraviolet fade meter U48AU”, manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.). A light resistance test was performed in which light from a carbon arc lamp was irradiated for 200 hours in an environment of 60% humidity. After 50 hours from the start of the light resistance test, 100 hours from the start of the light resistance test, and after the light resistance test, the light wavelength conversion sheet according to Example 1 is used as the light diffusion plate and the first prism of the backlight device. In the same manner as described above, one surface of the light wavelength conversion sheet is irradiated with blue light, and the light emitting surface (second prism) of the backlight device passes through the other surface of the light wavelength conversion sheet. The brightness of light emitted from the sheet surface was measured.
測定したこれらの輝度から、耐光性試験前の輝度に対する耐光性試験開始から50時間経過時、耐光性試験開始から100時間経過時、および耐光性試験後の輝度の変化率をそれぞれ求めた。 From these measured luminances, the change rate of the luminance after 50 hours from the start of the light resistance test relative to the luminance before the light resistance test, after 100 hours from the start of the light resistance test, and after the light resistance test was obtained.
以下、結果を表1および表2に示す。
以下、結果について述べる。比較例1〜4に係る光波長変換シートは、光散乱性粒子を含んでおらず、または光散乱性粒子を含んでいるが、表1に示されるように内部ヘイズ値が50%以上またはホストマトリクスの質量に対する光散乱性粒子の質量の比が0.01以上0.5以下という要件を満たしていないので、表2に示されるように耐湿熱性試験前の輝度に対する耐湿熱性試験後の輝度の変化率が±10%の範囲を超えていた。これに対し、実施例1〜4に係る光波長変換シートは、光散乱性粒子を含んでおり、また、表1に示されるように内部ヘイズ値が50%以上またはホストマトリクスの質量に対する光散乱性粒子の質量の比が0.01以上0.5以下という要件を満たしているので、表2に示されるように耐湿熱性試験前の輝度に対する耐湿熱性試験後の輝度の変化率が±10%以内であった。これにより、実施例1〜4においては、耐湿熱性試験前後における輝度変化を抑制できることが確認された。 The results will be described below. The light wavelength conversion sheets according to Comparative Examples 1 to 4 do not contain light-scattering particles or light-scattering particles, but as shown in Table 1, the internal haze value is 50% or more or the host Since the ratio of the mass of the light-scattering particles to the mass of the matrix does not satisfy the requirement of 0.01 or more and 0.5 or less, as shown in Table 2, the luminance after the moisture and heat resistance test with respect to the luminance before the moisture and heat resistance test is shown. The rate of change exceeded the range of ± 10%. On the other hand, the light wavelength conversion sheets according to Examples 1 to 4 include light scattering particles, and as shown in Table 1, the internal haze value is 50% or more or the light scattering with respect to the mass of the host matrix. Since the ratio of the mass of the conductive particles satisfies the requirement of 0.01 or more and 0.5 or less, as shown in Table 2, the rate of change in luminance after the moist heat resistance test with respect to the luminance before the moist heat resistance test is ± 10%. Was within. Thereby, in Examples 1-4, it was confirmed that the luminance change before and behind a heat-and-moisture resistance test can be suppressed.
比較例1〜4に係る光波長変換シートは、光散乱性粒子を含んでおらず、または光散乱性粒子を含んでいるが、表1に示されるように内部ヘイズ値が50%以上またはホストマトリクスの質量に対する光散乱性粒子の質量の比が0.01以上0.5以下という要件を満たしていないので、表2に示されるように耐光性試験前の輝度に対する耐光性試験後の輝度の変化率が±10%の範囲を超えていた。これに対し、実施例1〜4に係る光波長変換シートは、光散乱性粒子を含んでおり、また、表1に示されるように内部ヘイズ値が50%以上またはホストマトリクスの質量に対する光散乱性粒子の質量の比が0.01以上0.5以下という要件を満たしているので、表2に示されるように耐光性試験前の輝度に対する耐光性試験後の輝度の変化率が±10%以内であった。これにより、実施例1〜4においては、耐光性試験前後における輝度変化を抑制できることが確認された。 The light wavelength conversion sheets according to Comparative Examples 1 to 4 do not contain light-scattering particles or light-scattering particles, but as shown in Table 1, the internal haze value is 50% or more or the host Since the ratio of the mass of the light-scattering particles to the mass of the matrix does not satisfy the requirement of 0.01 or more and 0.5 or less, the luminance after the light resistance test with respect to the luminance before the light resistance test is shown in Table 2. The rate of change exceeded the range of ± 10%. On the other hand, the light wavelength conversion sheets according to Examples 1 to 4 include light scattering particles, and as shown in Table 1, the internal haze value is 50% or more or the light scattering with respect to the mass of the host matrix. Since the ratio of the mass of the luminous particles satisfies the requirement of 0.01 or more and 0.5 or less, as shown in Table 2, the change rate of the luminance after the light resistance test to the luminance before the light resistance test is ± 10%. Was within. Thereby, in Examples 1-4, it was confirmed that the luminance change before and behind a light resistance test can be suppressed.
また、比較例2〜4に係る光波長変換シートは、外部ヘイズ値が内部ヘイズ値よりも大きかったので、耐湿熱性試験前においてバックライト装置から出射された光の輝度が低かった。これに対し、実施例1〜4に係る光波長変換シートは、外部ヘイズ値が内部ヘイズ値よりも小さかったので、耐湿熱性試験前においてバックライト装置から出射された光の輝度が高かった。これにより、実施例1〜4においては、優れた光波長変換効率が得られることが確認された。 Moreover, since the external haze value was larger than the internal haze value, the brightness | luminance of the light radiate | emitted from the backlight apparatus was low before the light wavelength conversion sheet which concerns on Comparative Examples 2-4. On the other hand, the light wavelength conversion sheets according to Examples 1 to 4 had a high luminance of light emitted from the backlight device before the wet heat resistance test because the external haze value was smaller than the internal haze value. Thereby, in Examples 1-4, it was confirmed that the outstanding optical wavelength conversion efficiency is obtained.
なお、上記実施例においては、緑色発光量子ドットや赤色発光量子ドットのコア材料としてCdSeを用いているが、コア材料としてInP、InAs等の非Cd系材料を用いても、上記実施例と同様の結果が得られた。 In the above embodiment, CdSe is used as the core material of the green light emitting quantum dot and the red light emitting quantum dot. However, even if a non-Cd material such as InP or InAs is used as the core material, the same as in the above embodiment. Results were obtained.
10、30、40…光波長変換シート
11…光波長変換層
12、13…バリアフィルム
14、15…光拡散層
16…ホストマトリクス
17…量子ドット
18…光散乱性粒子
19、20…光透過性基材
21、22…バリア層
23…塗膜
60…画像表示装置
70、120…バックライト装置
110…表示パネル
DESCRIPTION OF
Claims (9)
ホストマトリクスと、前記ホストマトリクスに分散された量子ドットおよび光散乱性粒子とを含む光波長変換層を備え、
前記光波長変換シートの内部ヘイズ値が50%以上であり、
前記光波長変換シートを60℃、相対湿度90%の環境下に500時間放置する耐湿熱性試験の前後において、前記光波長変換シートの一方の表面に前記量子ドットによって波長変換される所定の光量の光を照射して、前記光波長変換シートの他方の表面から出射する光の輝度を測定したとき、前記耐湿熱性試験前の前記輝度に対する前記耐湿熱性試験後の前記輝度の変化率が±10%以内であることを特徴とする、光波長変換シート。 A light wavelength conversion sheet,
A light wavelength conversion layer comprising a host matrix and quantum dots and light scattering particles dispersed in the host matrix;
The internal haze value of the light wavelength conversion sheet is 50% or more,
Before and after the wet heat resistance test in which the light wavelength conversion sheet is left in an environment of 60 ° C. and 90% relative humidity for 500 hours, a predetermined amount of light that is wavelength-converted by the quantum dots on one surface of the light wavelength conversion sheet. When the luminance of light emitted from the other surface of the light wavelength conversion sheet is measured by irradiating light, the change rate of the luminance after the moist heat resistance test with respect to the luminance before the moist heat resistance test is ± 10%. An optical wavelength conversion sheet characterized by being within the range.
ホストマトリクスと、前記ホストマトリクスに分散された量子ドットおよび光散乱性粒子とを含む光波長変換層を備え、
前記ホストマトリクスの質量に対する前記光散乱性粒子の質量の比が0.01以上0.5以下であり、
前記光波長変換シートを60℃、相対湿度90%の環境下に500時間放置する耐湿熱性試験の前後において、前記光波長変換シートの一方の表面に前記量子ドットによって波長変換される所定の光量の光を照射して、前記光波長変換シートの他方の表面から出射する光の輝度を測定したとき、前記耐湿熱性試験前の前記輝度に対する前記耐湿熱性試験後の前記輝度の変化率が±10%以内であることを特徴とする、光波長変換シート。 A light wavelength conversion sheet,
A light wavelength conversion layer comprising a host matrix and quantum dots and light scattering particles dispersed in the host matrix;
The ratio of the mass of the light scattering particles to the mass of the host matrix is 0.01 or more and 0.5 or less,
Before and after the wet heat resistance test in which the light wavelength conversion sheet is left in an environment of 60 ° C. and 90% relative humidity for 500 hours, a predetermined amount of light that is wavelength-converted by the quantum dots on one surface of the light wavelength conversion sheet. When the luminance of light emitted from the other surface of the light wavelength conversion sheet is measured by irradiating light, the change rate of the luminance after the moist heat resistance test with respect to the luminance before the moist heat resistance test is ± 10%. An optical wavelength conversion sheet characterized by being within the range.
前記光源からの光を受ける請求項1または2に記載の光波長変換シートと
を備える、バックライト装置。 A light source;
A backlight device comprising: the light wavelength conversion sheet according to claim 1, which 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、画像表示装置。 The backlight device according to claim 8;
An image display device comprising: a display panel disposed on a light output side of the backlight device.
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