JP6244375B2 - 光変換部材、偏光板、液晶パネル、バックライトユニット、および液晶表示装置 - Google Patents
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Description
更に本発明は、この光変換部材を備えた偏光板、液晶パネル、バックライトユニット、および液晶表示装置にも関する。
以上の知見に基づき本発明者は更に鋭意検討を重ねた結果、ポリビニルブチラール等のポリビニルアセタールを、光変換層の有機マトリックスではなく、バリア層として光変換層に積層することにより、透明性に優れるとともに、長期にわたり高い発光効率を発揮することのできる光変換部材の提供が可能となることを新たに見出し、本発明を完成させた。
入射する励起光により励起され蛍光を発光する量子ドットを含む光変換層、および、
ポリビニルアセタール樹脂層、
を含む光変換部材
に関する。
600nm〜680nmの範囲の波長帯域に発光中心波長を有する量子ドットA、
500nm〜600nmの範囲の波長帯域に発光中心波長を有する量子ドットB、および
400nm〜500nmの波長帯域に発光中心波長を有する量子ドットC、
からなる群から選択される少なくとも一種である。
上記光変換部材と、
円偏光を出射するコレステリック液晶層である偏光子と、
を含み、
光変換部材とコレステリック液晶層との間に、光変換部材のポリビニルアセタール樹脂層と直接接する隣接層としてλ/4板を有する偏光板、
に関する。上記偏光板において、ポリビニルアセタール層は、λ/4板作製時の配向膜として機能し得る。一態様では、上記偏光子は、反射偏光子である。
液晶セルと、
上記偏光板と、
を少なくとも含む液晶パネル、
に関する。
上記液晶パネルと、
光源を含むバックライトユニットと、
を含む液晶表示装置、
に関する。
上記光変換部材と、
光源と、
を含むバックライトユニット、
に関する。
液晶パネルと、
上記バックライトユニットと、
を含む液晶表示装置、
に関する。
更に本発明の一態様によれば、上記光変換部材と偏光子を含む偏光板を提供することもできる。
本発明の更なる一態様によれば、上記光変換部材を備えた液晶パネル、バックライトユニット、および液晶表示装置を提供することもできる。
また、本発明および本明細書中、ピークの「半値幅」とは、ピーク高さ1/2でのピークの幅のことを言う。また、400〜500nmの波長帯域、好ましくは430〜480nmの波長帯域に発光中心波長を有する光を青色光と呼び、500〜600nmの波長帯域に発光中心波長を有する光を緑色光と呼び、600〜680nmの波長帯域に発光中心波長を有する光を赤色光と呼ぶ。
Rth(λ)は、Re(λ)を、面内の遅相軸(KOBRA 21ADH、またはWRにより判断される)を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合には、フィルム面内の任意の方向を回転軸とする)のフィルム法線方向に対して法線方向から片側50°まで10度ステップで各々その傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて全部で6点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値および入力された膜厚値を基にKOBRA 21ADHまたはWRが算出する。上記において、法線方向から面内の遅相軸を回転軸として、ある傾斜角度にレターデーションの値がゼロとなる方向をもつフィルムの場合には、その傾斜角度より大きい傾斜角度でのレターデーション値はその符号を負に変更した後、KOBRA 21ADH、またはWRが算出する。なお、遅相軸を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合には、フィルム面内の任意の方向を回転軸とする)、任意の傾斜した2方向からレターデーション値を測定し、その値と平均屈折率の仮定値、および入力された膜厚値を基に、以下の式(A)、および式(B)よりRthを算出することもできる。
Rth=((nx+ny)/2−nz)×d・・・・・・・・・・・式(B)
また、本明細書において、角度(例えば「90°」等の角度)、およびその関係(例えば「直交」、「平行」、および「交差」等)については、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。例えば、厳密な角度±10°未満の範囲内であることなどを意味し、厳密な角度との誤差は、5°以下であることが好ましく、3°以下であることがより好ましい。
本明細書において、「遅相軸」は、屈折率が最大となる方向を意味する。また、本明細書で「正面」とは、表示面に対する法線方向を意味する。
本発明の一態様にかかる光変換部材は、入射する励起光により励起され蛍光を発光する量子ドットを含む光変換層、および、ポリビニルアセタール樹脂層、を含む。先に記載したように、ポリビニルアセタール樹脂層をバリア層として、好ましくは封止材として設けることにより、光変換層の透明性を低下させることなく、耐候性を向上することができる。
以下、上記光変換部材について、更に詳細に説明する。なお光変換部材、光変換層は、波長変換部材、波長変換層と呼ぶこともできる。
光変換層は、少なくとも一種の量子ドットを含み、発光特性の異なる二種以上の量子ドットを含むこともできる。公知の量子ドットには、600nm〜680nmの範囲の波長帯域に発光中心波長を有する量子ドットA、500nm〜600nmの範囲の波長帯域に発光中心波長を有する量子ドットB、400nm〜500nmの波長帯域に発光中心波長を有する量子ドットCがあり、量子ドットAは、励起光により励起され赤色光を発光し、量子ドットBは緑色光を、量子ドットCは青色光を発光する。例えば、量子ドットAと量子ドットBを含む光変換層へ励起光として青色光を入射させると、量子ドットAにより発光される赤色光、量子ドットBにより発光される緑色光と、光変換層を透過した青色光により、白色光を具現化することができる。または、量子ドットA、B、およびCを含む光変換層に励起光として紫外光を入射させることにより、量子ドットAにより発光される赤色光、量子ドットBにより発光される緑色光、および量子ドットCにより発光される青色光により、白色光を具現化することができる。量子ドットは、通常、ナノオーダーのサイズを有する半導体結晶(半導体ナノ結晶)粒子、または半導体ナノ結晶表面が有機リガンドで修飾された粒子、もしくは半導体ナノ結晶表面がポリマー層で被覆された粒子である。量子ドットの発光波長は、通常、粒子の組成、サイズ、ならびに組成およびサイズにより調整することができる。
一般式(Ia) T−X1−Q
で表されるボロン酸系化合物を挙げることができる。一般式(Ia)中、X1は二価の連結基、水素原子、または、置換もしくは無置換のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基またはヘテロアリール基を表し、Tは重合性基を有する置換基を表し、Qは、ボロン酸またはボロン酸エステルを表す。但し、Tを有していなくてもよく、Tを有する場合にはX1は二価の連結基を表す。一般式(Ia)の詳細については、特開2012−150428号公報段落0144〜0167を参照できる。
光変換層の総厚は、十分な励起光透過率を得る観点からは500μm以下であることが好ましく、十分な蛍光を得る観点からは1μm以上であることが好ましい。より好ましくは100〜400μmの範囲である。また、光変換層は、二層以上の積層構造であってもよく、二種以上の異なる発光特性を示す量子ドットを同一の層に含む量子ドット層を有してもよい。光変換層が複数の量子ドット層を有する場合、一層の膜厚は、好ましくは1〜300μmの範囲であり、より好ましくは10〜250μmの範囲である。
本発明の一態様にかかる光変換部材は、以上説明した光変換層を、ポリビニルアセタール樹脂層により保護することで、量子ドットの劣化による耐候性低下を防ぐことができる。
本発明の更なる態様は、
上記光変換部材と、
円偏光を出射するコレステリック液晶層である偏光子と、
を含み、光変換部材とコレステリック液晶層との間に、光変換部材のポリビニルアセタール樹脂層と直接接する隣接層としてλ/4板を有する。
通常、λ/4板を作製するためには、λ/4板に含まれる液晶性化合物を配向させるための配向膜が用いられる。これに対し上記偏光板では、λ/4板作製のための配向膜としての機能を、光変換層を保護するためのポリビニルアセタール樹脂層が果たすことができる。このように、ある層が2つの機能を果たし構成部材数を低減することにより、液晶表示装置の薄型化および軽量化を実現することができる。
上記偏光板は、偏光子から出射される円偏光をλ/4板により直線偏光に変換し液晶セルに入射させることができるため、好ましい一態様では、液晶パネルのバックライト側偏光板として用いられる。この場合、光変換部材がλ/4板と液晶セルとの間に配置される。上記液晶パネルでは、光変換部材が液晶セルと対向配置され、λ/4板と液晶セルとの間に光変換部材が配置されている。したがって、偏光子から出射された円偏光はλ/4板により直線偏光に変化され光変換部材に入射し、光変換部材において光変換(波長変換)されて液晶セルに入射することができる。他の一態様では、上記光変換部材を有する偏光板は、反射偏光子を含み、いわゆる輝度向上膜として、バックライト側偏光板のバックライト側表面上に配置される。
上記偏光板に含まれるコレステリック液晶層は、少なくとも偏光機能を有するものであればよく、好ましくは反射偏光子としての機能を有する。反射偏光子とは、入射光の中の第一の偏光状態の光を反射し、第二の偏光状態の光を透過する機能を有する。反射偏光子により反射された第一の偏光状態の光は、バックライトユニットに含まれる反射部材(導光器、光共振器と言われることもある。)により、その方向および偏光状態をランダム化され再循環される。これにより、液晶表示装置の表示面の輝度を向上させることができる。即ち、偏光子として反射偏光子を含む態様では、上記偏光板は、輝度向上膜として機能することができる。反射偏光子を透過した第二の偏光状態(例えば、左円偏光)の光は、λ/4板により直線偏光に変換され、液晶セルに入射することができる。偏光子(直線偏光子)を透過することができる。λ/4板は、単層であっても、2層以上の積層体であってもよく、2層以上の積層体であることが好ましい。
430〜480nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有し、円偏光を出射する、コレステリック液晶相を固定してなる第一の光反射層と、
500〜600nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有し、円偏光を出射する、コレステリック液晶相を固定してなる第二の光反射層と、
600〜650nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有し、円偏光を出射する、コレステリック液晶相を固定してなる第三の光反射層と、
を含む反射偏光子である。
以下、上記の光反射層について説明する。
第一の光反射層の反射中心波長は、430〜470nmの波長帯域にあることが好ましい。
第一の光反射層の反射率のピークの半値幅は、100nm以下であることが好ましく、80nm以下であることがより好ましく、70nm以下であることが特に好ましい。
第二の光反射層の反射中心波長は、520〜560nmの波長帯域にあることが好ましい。
第二の光反射層の反射率のピークの半値幅は、100nm以下であることが好ましく、80nm以下であることがより好ましく、70nm以下であることが特に好ましい。
第三の光反射層の反射中心波長は、610〜640nmの波長帯域にあることが好ましい。
第三の光反射層の反射率のピークの半値幅は、100nm以下であることが好ましく、80nm以下であることがより好ましく、70nm以下であることが特に好ましい。
ピークを与える波長(すなわち反射中心波長)は、コレステリック液晶層のピッチまたは屈折率を変えることにより調整することができるが、ピッチを変えることはキラル剤の添加量を変えることによって容易に調整可能である。具体的には富士フイルム研究報告No.50(2005年)pp.60−63に詳細な記載がある。
第一、第二、第三の光反射層の積層順は、バックライトユニット側から順にBRG(第一の光反射層、第三の光反射層、第二の光反射層)、BGR(第一の光反射層、第二の光反射層、第三の光反射層)、GBR(第二の光反射層、第一の光反射層、第三の光反射層)、GRB(第二の光反射層、第三の光反射層、第一の光反射層)、RBG(第三の光反射層、第一の光反射層、第二の光反射層)またはRGB(第三の光反射層、第二の光反射層、第一の光反射層)という配置順のいずれかであり;
バックライトユニット側から順にBRG(第一の光反射層、第三の光反射層、第二の光反射層)、BGR(第一の光反射層、第二の光反射層、第三の光反射層)またはGBR(第二の光反射層、第一の光反射層、第三の光反射層)という配置順であることが好ましく;
バックライトユニット側から順にBRG(第一の光反射層、第三の光反射層、第二の光反射層)というという配置順であることがより好ましい。
従って、λ/4板の厚さ方向のレターデーション(Rth)は、0に近い値であれば好ましく、負の値を有することが更に好ましい。好ましいRth値は、光反射層の層順に依存して異なる。これは、前述したように光反射層は反射しない波長領域においては負のCプレートすなわち正のRthの位相差板として作用するため、光反射層の順序が、好ましいレターデーションを与える波長に直接影響するためである。第一、第二および第三の光反射層の配置順序に応じた、好ましいλ/4板のRthの範囲は以下の表1に示す通りである。
550/(4−25)<Re(550)<550/(4+25) …(2)
式(2)は、より好ましくは下記式(2’)であり、更に好ましくは下記式(2’’)である。
式(2’) 550nm/4−15nm<Re(550)<550nm/4+15nm
式(2’’) 550nm/4−5nm<Re(550)<550nm/4+5nm
式(1) 450nm/4−25nm<Re(450)<450nm/4+25nm
式(3) 630nm/4−25nm<Re(630)<630nm/4+25nm
式(4) Re(450)<Re(550)<Re(630)
式(1’) 450nm/4−15nm<Re(450)<450nm/4+15nm
式(3’) 630nm/4−15nm<Re(630)<630nm/4+15nm
式(4’) Re(450)<Re(550)<Re(630)
式(1)、(3)、(4)は、更に好ましくは下記式(1’’)、(3’’)、(4’’)である。
式(1’’) 450nm/4−5nm<Re(450)<450nm/4+5nm
式(3’’) 630nm/4−5nm<Re(630)<630nm/4+5nm
式(4’’) Re(450)<Re(550)<Re(630)
ここで、好ましくは式(2)、より好ましくは式(1)〜(4)を満たすλ/4板に用いられる「λ/4板」とは、特定の波長λnmにおける面内レターデーションRe(λ)が
Re(λ)=λ/4
を満たす光学異方性層のことをいう。上式は可視光域のいずれかの波長(例えば、550nm)において達成されていればよいが、波長550nmにおける面内レターデーションRe(550)が
115nm≦Re(550)≦155nm
であることが好ましく、120nm〜145nmの範囲であることがより好ましい。この範囲であると、後述するλ/2板と組み合わせたときに、反射光の光漏れを視認されない程度まで低減できるため好ましい。
ここで、好ましくは式(2)、より好ましくは式(1)〜(4)を満たすλ/4板(C)に用いられる「λ/2板」とは、特定の波長λnmにおける面内レターデーションRe(λ)が
Re(λ)=λ/2
を満たす光学異方性層のことをいう。上式は可視光域のいずれかの波長(例えば、550nm)において達成されていればよい。さらに、好ましくは、λ/2板の面内レターデーションRe1がλ/4板の面内レターデーションRe2に対し実質的に2倍であるように設定される。
ここで、「レターデーションが実質的に2倍である」とは、
Re1=2×Re2±50nm
であることを意味する。
Re1=2×Re2±20nm
であることがより好ましく、
Re1=2×Re2±10nm
であることがさらに好ましい。上式は可視光域のいずれかの波長において達成されていればよく、波長550nmにおいて達成されていることが好ましい。この範囲であると、上述のλ/4板と組み合わせたときに、反射光の光漏れを視認されない程度まで低減できるため好ましい。
λ/4板が単層の場合には、λ/4板の遅相軸方向と偏光板の吸収軸方向のなす角は45°になる。
λ/4板がλ/4板とλ/2板の積層体の場合には、それぞれの遅相軸方向と偏光板の吸収軸方向のなす角は、次のような位置関係となる。
棒状液晶化合物としては、例えば、特表平11−513019号公報や特開2007−279688号公報に記載のものを好ましく用いることができ、ディスコティック液晶化合物としては、例えば、特開2007−108732号公報や特開2010−244038号公報に記載のものを好ましく用いることができるが、これらに限定されない。
液晶セルの駆動モードについては特に制限はなく、ツイステットネマチック(TN)、スーパーツイステットネマチック(STN)、バーティカルアライメント(VA)、インプレインスイッチング(IPS)、オプティカリーコンペンセイテットベンドセル(OCB)等の種々のモードを利用することができる。
上記光変換部材を含む偏光板以外の偏光板としては、特に限定されるものではなく、液晶表示装置に通常用いられる偏光板を、何ら制限なく使用することができる。例えば、ポリビニルアルコールフィルムを沃素溶液中に浸漬して延伸した延伸フィルム等を偏光子として含む偏光板を用いることができる。偏光子の厚さは特に限定されない。液晶表示装置の薄型化の観点からは、薄いほど好ましく、偏光板のコントラストを維持するためには一定の厚みを有することが好ましい。以上の点から、視認側偏光子、バックライト側偏光子とも、厚みは0.5μm〜80μmの範囲であることが好ましく、より好ましくは0.5μm〜50μm、更に好ましくは1μm〜25μmの範囲である。また、視認側偏光子とバックライト側偏光子の厚みは同じであってもよく、異なっていてもよい。偏光子の詳細については、特開2012−189818号公報段落0037〜0046を参照できる。
偏光板は、通常、偏光子の一方または両方の面に、保護フィルムを有する。本発明の一態様にかかる液晶パネルにおいても、視認側偏光子、バックライト側偏光子は、それぞれ、一方または両方の面に、保護フィルムを有していてもよい。保護フィルムの厚さは適宜設定し得るが、一般には、強度や取扱い等の作業性、薄層化等の点から1〜500μm程度であり、1〜300μmが好ましく、5〜200μmがより好ましく、5〜150μmが更に好ましい。なお、視認側偏光子、バックライト側偏光子とも、保護フィルムを介さずに液晶セルと貼り合わせてもよい。液晶セルの、特に基板が、バリア機能を発揮し得るからである。
偏光子と保護フィルムは、公知の接着層ないし粘着層により貼り合わせることができる。詳細については、例えば、特開2012−189818号公報段落0056〜0058、特開2012−133296号公報段落0061〜0063を参照できる。また、本発明の一態様にかかる液晶パネル、液晶表示装置、偏光板および偏光板保護フィルムでは、層間および部材間を貼り合わせる場合、公知の接着剤ないし粘着層を用いることができる。上述の光変換部材を備えた偏光板と他の部材(例えば、液晶セルまたはバックライト側偏光板)との貼り合せにも、公知の接着剤層ないし粘着層を用いることができる。または、接着剤を用いるラミネート、または接着剤を使用しないラミネート(熱圧着)により、層間および部材間を貼り合せることもできる。
視認側偏光板およびバックライト側偏光板は、液晶セルとの間に、少なくとも一層の位相差層を有することもできる。例えば、液晶セル側のインナー側偏光板保護フィルムとして、位相差層を有していてもよい。このような位相差層としては、公知のセルロースアシレートフィルム等を用いることができる。
本発明の更なる態様は、上記液晶パネルと、光源を含むバックライトユニットと、を含む液晶表示装置(第一の液晶表示装置)、に関する。バックライトユニットの構成については、後述の記載を参照できる。また、液晶表示装置の構成についても、後述する。
本発明の更なる態様は、上記光変換部材と、光源と、を含むバックライトユニットに関する。
バックライトユニットの構成は、導光板や反射板などを構成部材とするエッジライト方式であっても、直下型方式であってもよい。エッジライト方式では、一態様では、光変換部材は、導光板から出射される光の経路上に配置される。他の一態様では、光変換部材は、導光板と光源との間に配置される。導光板としては、公知のものを何ら制限なく使用することができる。
また、バックライトユニットが、赤色光のうち630nmよりも長波長の光を選択的に透過する赤色用波長選択フィルタを有することも、好ましい。
このような青色用波長選択フィルタや赤色用波長選択フィルタとしては特に制限は無く、公知のものを用いることができる。そのようなフィルタは、特開2008−52067号公報などに記載されており、この公報の内容は本発明に組み込まれる。
本発明の更なる態様は、液晶パネルと、本発明の一態様にかかるバックライトユニットと、を含む液晶表示装置(第二の液晶表示装置)、に関する。
高輝度かつ高い色再現性の実現の観点からは、バックライトユニットとして、多波長光源化されたものを用いることが好ましい。好ましい一態様としては、
430〜480nmの波長帯域に発光中心波長を有し、半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する青色光と、
500〜600nmの波長帯域に発光中心波長を有し、半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する緑色光と、
600〜680nmの波長帯域に発光中心波長を有し、半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する赤色光と、
を発光するバックライトユニットを挙げることができる。
より一層の輝度および色再現性の向上の観点から、青色光の波長帯域は、450〜480nmであることが好ましく、460〜470nmであることがより好ましい。
同様の観点から、緑色光の波長帯域は、520〜550nmであることが好ましく、530〜540nmであることがより好ましい。
また、同様の観点から、赤色光の波長帯域は、610〜650nmであることが好ましく、620〜640nmであることがより好ましい。
JIS K6726:1994年の規定に基づき測定した。前述の通り、ポリビニルアセタールの平均重合度は、原料となるポリビニルアルコールの平均重合度と一致する。
JIS K6728:1977年の規定に基づき測定した。
JIS K6728:1977年の規定に基づき測定した。
JIS K6728:1977年の規定に基づき測定した。
撹拌機を取り付けた2m3反応器に、PVA(平均重合度1000、けん化度99モル%)の7.5質量%水溶液1700kg、ブチルアルデヒド74.6kgおよび2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール0.13kgを仕込み、全体を14℃に冷却した。
ここに、濃度20質量%の硝酸水溶液160.1Lを添加して、PVAのブチラール化を開始した。添加終了後から10分後に昇温を開始し、90分かけて65℃まで昇温し、さらに120分反応を行った。その後、室温まで冷却して析出したPVBをろ過し、PVBに対して10倍量のイオン交換水で10回洗浄した。その後、0.3質量%水酸化ナトリウム水溶液を用いて十分に中和を行い、さらにPVBに対して10倍量のイオン交換水で10回洗浄し、脱水した後、乾燥させ、PVB(PVB−1)を得た。得られたPVBの分析結果を表2に示す。
製造例1のPVAに代えて、表1に示すPVBの平均重合度と同じ平均重合度を有するPVA(けん化度99モル%)を使用した点以外は製造例1と同様にして、PVB(PVB−2〜7)を得た。得られたPVBの分析結果を表2に示す。
1.光変換層(量子ドットを含有する有機層)1の作製
下記の量子ドット分散液1を調製し、孔径0.2μmのポリプロピレン製フィルタでろ過した後、30分間減圧乾燥して塗布液として用いた。この塗布液を、ガラス基板上に塗布した後、窒素下にて160W/cm2の空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて紫外線を照射固定化した後、ガラス基板から剥離した。量子ドットを含有する光変換層1を作製した。光変換層1の膜厚は、280μmであった。
量子ドットを含有する光変換層1用組成(量子ドット分散液1)
──────────────────────────────────
量子ドット1のトルエン分散液(発光極大:520nm) 10質量部
量子ドット2のトルエン分散液(発行極大:630nm) 1質量部
ラウリルメタクリレート 2.4質量部
トリメチロールプロパントリアクリレート 0.54質量部
光重合開始剤 0.009質量部
(イルガキュア819(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)
──────────────────────────────────
量子ドット1:InP530―10(NN-labs社製)
量子ドット2:InP620−10(NN-labs社製)
製造例1で合成したPVB(PVB−1)に、pH調整用緩衝剤として酢酸25ppmおよび酢酸マグネシウム175ppm(量はPVBの質量に基づく)を添加し、圧力100Kgf/cm2、熱板温度150℃にて10分プレスし、厚さ0.76mmのPVBシート1を作製した。
真空ラミネーター(日清紡メカトロニクス株式会社製1522N)の熱板上に、大きさ100mm×100mmPVBシート1、大きさ90mm×90mmの光変換層1、大きさ100mm×100mmのPVBシート1の順に重ね、以下の条件で、接着剤なしでラミネート(熱圧着)し、図1の構成のPVB封止光変換部材1を作製した。
<条件>
熱板温度 :165℃
真空引き時間:12分
プレス圧力 :50kPa
プレス時間 :17分
PVBシートの作製に用いるPVBを製造例2〜9で合成したPVB(PVB2〜9)に変更し、実施例2、3ではPVB100質量部に対し表3に示す量の可塑剤を添加した点以外、実施例1と同様の方法で、PVB封止光変換部材2〜9を作製した。
実施例2、3では、可塑剤として、トリエチレングリコール−ジ(2−エチルヘキサノエート)(酸価0.02KOHmg/g)を用いた。
光変換層の作製において、量子ドット1の分散液を、特表2012−509604号公報段落0069〜0073に記載の方法2により発光極大520nmとなるように合成したコアシェル構造(InP/ZnS)を有するナノ結晶粒子を同公報実施例2に記載の方法により樹脂で被覆した量子ドットを用いてトルエン中1質量%溶液になるように調製した分散液に変更し、量子ドット2の分散液を、上記方法2により発光極大630nmとなるように合成したコアシェル構造(InP/ZnS)を有するナノ結晶粒子を同公報実施例2に記載の方法により樹脂で被覆した量子ドットを用いてトルエン中1質量%溶液になるように調製した分散液に変更した点以外は、実施例1と同様にして、PVB封止光変換部材10を作製した。
光変換層の作製において、光変換層10の塗布液に、下記ボロン酸アクリレートを0.002質量部添加した点以外は、実施例10と同様にして、PVB封止光変換部材11を作製した。
(CdSeナノ結晶の合成)
特表2006−521278号公報に記載の方法で発光極大520nmとなるように合成したCdSeナノ結晶粒子を作製し、1質量%溶液となるようにトルエンを加えCdSeナノ結晶分散液1を作製した。また、特表2006−521278号公報に記載の方法で発光極大630nmとなるようにCdSeナノ結晶を作製し、1質量%溶液となるようにトルエンを加え、CdSeナノ結晶分散液2を作製した。
下記に示すように、量子ドットを含有する分散液Aを作製した。
量子ドットを含有する光変換層用組成(量子ドット分散液A)
-------------------------------------------------------------------
樹脂:PVB-1 3質量部
溶剤:ジエチルケトン 7質量部
量子ドット1:CdSeナノ結晶分散液1 10質量部
量子ドット2:CdSeナノ結晶分散液2 1質量部
-------------------------------------------------------------------
ガラス基材上に塗工溶液を、乾燥後の厚みが280μmとなるように塗布して、乾燥することで、膜を形成した。得られた膜をガラスから剥離することで、有機マトリックスとしてポリビニルブチラールを含む光変換部材(光変換層)Aを得た。
<ヘイズの測定>
JIS K−7136に準拠して、実施例、比較例で作製した光変換部材のヘイズを測定した。測定結果から、以下の基準でヘイズを評価した。測定値が低いほどヘイズが少なく透明性が高いことを意味する。
A 10%以下
B 10%超、15%以下
C 15%超
<耐候性の評価>
実施例、比較例で作製した光変換部材の耐候性を評価した。耐候性は、22mW、465nmの青色LEDを使用し、このLEDパッケージに20mAの電流を流し、大気下、200時間連続して光変換部材に照射し、光照射後での積層体の発光効率を測定した。測定結果から、以下の基準で耐候性を評価した。
A 光照射前と比較して80%以上の発光効率である。
B 光照射前と比較して60%以上80%未満の発光効率である。
C 光照射前と比較して40%以上60%未満の発光効率である。
D 光照射前と比較して40%未満の発光効率である。
市販の液晶表示装置(パナソニック社製商品名THL42D2)を分解し、液晶セルがある側の導光板上に実施例で作製した光変換部材を加え、バックライトユニットを以下のB狭大域バックライトユニットに変更し、液晶表示装置を製造した。用いたB狭帯域バックライトユニットは、光源として、青色発光ダイオード(日亜B−LED:Blue,主波長465nm、半値幅20nm)を備える。
<PVBシート上へのλ/4板の形成>
特開2003−262727号公報の段落0020〜0033と同様にして、λ/4板を準備した。光変換部材10の上に2層の液晶性材料を塗布、重合すること広帯域λ/4板を形成した。
得られたλ/4板のRe(450)は110nm、Re(550)は135nm、Re(630)は140nm、膜厚は1.6μmであった。光変換部材の封止材として用いたPVBシートが配向膜の役割を果たした結果、配向膜を別途設けることなく、λ/4板の作製が可能であった。
得られたλ/4板の上に、富士フイルム研究報告 No.50(2005年)pp.60−63を参考に用いたキラル剤の添加量を変更して、コレステリック液晶相を固定してなる第一の光反射層、コレステリック液晶相を固定してなる第二の光反射層およびコレステリック液晶相を固定してなる第三の光反射層を塗布により形成した。
得られた第一の光反射層の最大反射率のピークの反射中心波長は450nm、半値幅は40nm、膜厚は1.8μmであった。
得られた第二の光反射層の最大反射率のピークの反射中心波長は550nm、半値幅は50nm、膜厚は2.0μmであった。
得られた第三の光反射層の最大反射率のピークの反射中心波長は630nm、半値幅は60nm、膜厚は2.1μmであった。
なお、第一の光反射層、第二の光反射層および第三の光反射層の平均屈折率は1.57であった。
また、得られたλ/4板および反射偏光子のトータル厚さは7.5μmであった。
このようにして、PVB封止光変換部材上にλ/4板と反射偏光子が積層された光学シート部材1を得た。
市販の液晶表示装置(パナソニック社製、商品名TH−L42D2)を分解し、バックライト側偏光板として、光学シート部材1を用いて、実施例11の液晶表示装置を製造した。
用いたRGB狭帯域バックライトユニットは、光源として青色発光ダイオード(日亜B−LED、主波長465nm、半値幅20nm)を備える。
<偏光板の作製>
バックライト側偏光板のフロント側偏光板保護フィルムとして市販のセルロースアシレート系フィルム「TD80UL」(富士フイルム社製)を用い、位相差フィルムを準備した。バックライト側偏光板のリア側偏光板保護フィルムとして市販のセルロースアシレート系フィルム「TD80UL」(富士フイルム社製)を用いた。特開2006−293275号公報の段落0219と同様にして、偏光子を製造し、上記位相差フィルムおよび偏光板保護フィルムを偏光子の両面にそれぞれ貼り合わせて、偏光板を製造した。
市販の液晶表示装置(パナソニック社製、商品名TH−L42D2)を分解し、バックライト側偏光板として上記方法で作製した偏光板を用い、輝度向上膜(商品名DBEF、スリーエム・カンパニー社製)を接着剤を使用せず、分離できる状態のまま、バックライト側偏光板とバックライトユニットの間に配置し、比較例2の液晶表示装置を作製した。輝度向上膜は、青〜緑〜赤領域の450〜550〜630nmまでほぼ一定で波長に対しフラットなピークの反射率を示す。この液晶表示装置のバックライト光源は、青色光の発光ピーク波長450nmであった。緑〜赤領域では1つの発光ピークであり、ピーク波長は550nm、半値幅は100nmであった。
実施例12、比較例2で作製した液晶表示装置の正面輝度を、特開2009−93166号公報に記載の方法で測定した。測定結果から、以下の基準で評価した。結果を表4に示した。
5:比較例2の液晶表示装置の正面輝度よりも30%以上、良好である
4:比較例2の液晶表示装置の正面輝度よりも20%以上、30%未満、良好である
3:比較例2の液晶表示装置の正面輝度よりも10%以上、20%未満、良好である
2:比較例2の液晶表示装置の正面輝度と同等以下である。
Claims (20)
- 入射する励起光により励起され蛍光を発光する量子ドットを含む光変換層、および、
ポリビニルアセタール樹脂層、
を含む光変換部材。 - 前記光変換層は、両主表面上に前記ポリビニルアセタール樹脂層を有する請求項1に記載の光変換部材。
- 前記光変換層は、前記ポリビニルアセタール樹脂層により封止されている請求項1または2に記載の光変換部材。
- 前記ポリビニルアセタール樹脂層を、前記光変換層に直接接する隣接層として有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の光変換部材。
- 前記ポリビニルアセタール樹脂層は、ポリビニルアセタール100質量部に対する可塑剤の含有量が10質量部以下である請求項1〜4のいずれか1項に記載の光変換部材。
- ポリビニルアセタール100質量部に対する可塑剤含有量が0質量部以上4質量部未満である請求項5に記載の光変換部材。
- 前記ポリビニルアセタール樹脂層に含まれるポリビニルアセタールの平均重合度は100以上4000以下である請求項1〜6のいずれか1項に記載の光変換部材。
- 前記光変換層は、量子ドットを含む硬化性組成物の硬化物層である請求項1〜7のいずれか1項に記載の光変換部材。
- 前記硬化性組成物は、単官能(メタ)アクリレートモノマーおよび多官能(メタ)アクリレートモノマーからなる群から選ばれる(メタ)アクリレート化合物を含む請求項8に記載の光変換部材。
- 前記硬化性組成物は、ボロン酸含有化合物およびボロン酸エステル含有化合物からなる群から選ばれるボロン酸系化合物を含む請求項8または9に記載の光変換部材。
- 前記量子ドットは、コアシェル構造を有する半導体結晶を含む請求項1〜10のいずれか1項に記載の光変換部材。
- 前記量子ドットは、カドミウムフリー材料である請求項1〜11のいずれか1項に記載の光変換部材。
- 前記量子ドットは、
600nm〜680nmの範囲の波長帯域に発光中心波長を有する量子ドットA、
500nm〜600nmの範囲の波長帯域に発光中心波長を有する量子ドットB、および
400nm〜500nmの波長帯域に発光中心波長を有する量子ドットC、
からなる群から選択される少なくとも一種である請求項1〜12のいずれか1項に記載の光変換部材。 - 請求項1〜13のいずれか1項に記載の光変換部材と、
円偏光を出射するコレステリック液晶層である偏光子と、
を含み、
前記光変換部材とコレステリック液晶層との間に、前記光変換部材のポリビニルアセタール樹脂層と直接接する隣接層としてλ/4板を有する偏光板。 - 前記偏光子は、反射偏光子である請求項14に記載の偏光板。
- 液晶セルと、
請求項14または15に記載の偏光板と、
を少なくとも含む液晶パネル。 - 視認側偏光板と、前記液晶セルと、バックライト側偏光板と、を含み、
前記バックライト側偏光板が請求項14または15に記載の偏光板であり、かつ前記光変換部材が前記λ/4板と液晶セルとの間に配置されている請求項16に記載の液晶パネル。 - 請求項16または17に記載の液晶パネルと、
光源を含むバックライトユニットと、
を含む液晶表示装置。 - 請求項1〜13のいずれか1項に記載の光変換部材と、
光源と、
を含むバックライトユニット。 - 液晶パネルと、
請求項19に記載のバックライトユニットと、
を含む液晶表示装置。
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