JP6732045B2 - 波長変換フィルムおよびバックライトユニット - Google Patents

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Description

本発明は、波長変換フィルム、および、この波長変換フィルムを用いるバックライトユニットに関する。
液晶表示装置は、消費電力が小さく、省スペースの画像表示装置として年々その用途が広がっている。また、近年の液晶表示装置において、液晶表示装置の性能改善としてさらなる省電力化、色再現性向上等が求められている。
液晶表示装置のバックライトの省電力化に伴って、光の利用効率を高め、また、色再現性を向上するために、入射光の波長を変換する波長変換フィルムを用いることが知られている。また、波長変換フィルムとしては、量子ドットを利用する波長変換フィルムが知られている。
量子ドットとは、三次元全方向において移動方向が制限された電子の状態の結晶のことであり、半導体のナノ粒子が、高いポテンシャル障壁で三次元的に囲まれている場合に、このナノ粒子は量子ドットとなる。量子ドットは種々の量子効果を発現する。例えば、電子の状態密度（エネルギー準位）が離散化される「量子サイズ効果」が発現する。この量子サイズ効果によれば、量子ドットの大きさを変化させることで、光の吸収波長・発光波長を制御できる。
量子ドットを用いる波長変換フィルムは、一例として、樹脂等からなるバインダーの中に、量子ドットを分散してなる波長変換層（量子ドット層）を、樹脂フィルム等の基材で挟持してなる構成を有する。
ところが、このような波長変換フィルムは、波長変換層が厚くなってしまい、近年の液晶表示装置に対する薄型化の要求にそぐわない。
また、量子ドットは、酸素によって劣化しやすく、光酸化反応により発光強度が低下するという課題がある。この課題を解決する方法として、基材に高いガスバリア性（酸素バリア性）を有するガスバリアフィルムを用いる方法が考えられる。しかしながら、高いガスバリア性を有するガスバリアフィルムは高価であり、加えて、この構成では、波長変換層の端面から進入する酸素による量子ドットの劣化を防止できない。
また、波長変換フィルムとしては、量子ドットを含むマイクロ粒子を用い、このマイクロ粒子をバインダーに分散した構成も知られている。
例えば、特許文献１には、母材内に量子ドット（発光特性を有する粒子）を含むマイクロ粒子（被覆粒子）が分散されており、マイクロ粒子の外表面に、ポリビニルアルコール等を含む低酸素透過性樹脂を含むコーティングを設けた構成が記載されている。この特許文献１には、マイクロ粒子を母材に分散したコーティング組成物を調製し、このコーティング組成物を用いて波長変換層を形成した波長変換フィルムが記載されている。
この波長変換フィルムの波長変換層は、ポリビニルアルコール等の低酸素透過性樹脂をバインダーとして用いて、このバインダーに量子ドットを含むマイクロ粒子を分散している。
そのため、この波長変換フィルムは、バインダーが酸素を遮蔽するので、基材としてガスバリア性の高いガスバリアフィルムを用いなくても、酸素による量子ドットの劣化を防止でき、また、波長変換層の端面からの酸素の進入も防止できる。
特許第５７４４０３３号公報
特許文献１に記載されるような、量子ドットを含むマイクロ粒子を、バインダーに分散してなる波長変換層を有する波長変換フィルムにおいて、波長変換層を薄くする方法としては、マイクロ粒子内における量子ドットの含有量を向上する方法、および、波長変換層におけるマイクロ粒子の含有量を向上する方法が考えられる。
しかしながら、マイクロ粒子内における量子ドットの含有量を多くすると、マイクロ粒子内で量子ドットが均一に分散せずに、凝集してしまい、量子収率が低下して、効率のよい発光（波長変換）を行うことができなくなってしまう可能性がある。
他方、波長変換層におけるマイクロ粒子の含有量を向上すると、波長変換層においてガスバリア性を発揮するバインダーの量が少なくなってしまい、酸素による量子ドットの劣化を防止できなくなってしまう。
本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決することにあり、薄く、かつ、マイクロ粒子内で量子ドット等の蛍光体を均一に分散でき、さらに、酸素による蛍光体の劣化も防止できる波長変換フィルム、および、この波長変換フィルムを用いるバックライトユニットを提供することにある。
このような目的を達成するために、本発明の波長変換フィルムは、波長変換層と、波長変換層を支持する基材と、を有し、
波長変換層が、バインダー、および、マイクロ粒子、を有し、
マイクロ粒子は、蛍光体と、マトリクスとを含み、
バインダーの酸素透過係数が０．０１(cc・mm)/(m2・day・atm)以下で、マトリクスの酸素透過係数が１０〜１０００(cc・mm)/(m2・day・atm)であり、かつ、
波長変換層におけるマイクロ粒子の含有量が３〜３０体積％であることを特徴とする波長変換フィルムを提供する。
このような本発明の波長変換フィルムにおいて、波長変換層が、０．０１〜５質量％の乳化剤を含むのが好ましい。
また、下記の式で示す乳化剤のＨＬＢ値が８〜１８であるのが好ましい。
ＨＬＢ値＝２０×（親水基の式量の和／分子量）
また、内部ヘイズが５０％以上であるのが好ましい。
また、波長変換層の膜厚が１０〜１００μｍであるのが好ましい。
また、マイクロ粒子の平均粒子径が０．５〜２０μｍであるのが好ましい。
また、基材は、波長変換層の一方の主面に設けられ、あるいは、２枚の基材で波長変換層を挟持するものであり、基材の酸素透過度が０．１〜１００cc/(m2・day・atm)であるのが好ましい。
さらに、波長変換層が、２層以上からなり、かつ、各波長変換層に含まれる蛍光体の発光波長が異なるのが好ましい。
また、本発明のバックライトユニットは、本発明の波長変換フィルムと、波長変換フィルムの波長変換層が含有する蛍光体を励起する励起光を出射する光源と、を有するバックライトユニットを提供する。
このような本発明によれば、薄く、かつ、マイクロ粒子内で量子ドット等の蛍光体を均一に分散でき、さらに、酸素による蛍光体の劣化も防止できる波長変換フィルム、および、この波長変換フィルムを用いる耐久性の高いバックライトユニットを提供できる。
図１は、本発明のバックライトユニットの一例を概念的に示す図である。 図２は、本発明の波長変換フィルムの一例を概念的に示す図である。
以下、本発明の波長変換フィルムおよびバックライトユニットについて、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、『〜』を用いて表される数値範囲は、『〜』の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
また、本明細書において、『（メタ）アクリレート』とは、アクリレートとメタクリレートとの少なくとも一方、または、いずれかの意味で用いるものとする。『（メタ）アクリロイル』等も同様である。
図１に、本発明の波長変換フィルムを用いる、本発明のバックライトユニットの一例を概念的に示す。
バックライトユニット１０は、液晶ディスプレイ装置のバックライト等に用いられる、直下型の面状バックライトユニット（面状照明装置）であって、筐体１４と、波長変換フィルム１６と、光源１８とを有して構成される。波長変換フィルム１６は、本発明の波長変換フィルムである。
以下の説明では、『液晶ディスプレイ装置』を『ＬＣＤ』とも言う。なお、『ＬＣＤ』とは『Liquid Crystal Display』の略である。
また、図１は、あくまで模式図であって、バックライトユニット１０は、図示した部材以外にも、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）基板、配線および放熱機構の１以上など、ＬＣＤのバックライトなどの公知のバックライトユニットに設けられる、公知の各種の部材を有してもよい。
筐体１４は、一例として、最大面が開放する矩形の筐体であって、開放面を閉塞するように、波長変換フィルム１６が配置される。筐体１４は、ＬＣＤのバックライトユニット等に利用される、公知の筐体である。
また、筐体１４は、好ましい態様として、少なくとも光源１８の設置面となる底面は鏡面、金属反射面および拡散反射面等から選択される光反射面となっている。好ましくは、筐体１４の内面全面が、光反射面となっている。
波長変換フィルム１６は、光源１８が照射した光を入射され、波長変換して出射する、波長変換フィルムである。前述のように、この波長変換フィルム１６は、本発明の波長変換フィルムである。
図２に、波長変換フィルム１６の構成を概念的に示す。波長変換フィルム１６は、波長変換層２６と、波長変換層２６を挟持して支持する基材２８とを有する。
また、波長変換層２６は、バインダー３２と、バインダー３２に分散されたマイクロ粒子３４とを有する。マイクロ粒子３４は、本発明における蛍光体を含む粒子であって、マトリクス３６に蛍光体３８を分散してなるものである。
波長変換層２６は、入射した光の波長を変換して出射する機能を有するものである。例えば、光源１８から照射された青色光が波長変換層２６に入射すると、波長変換層２６は、内部に含有する蛍光体３８の効果により、この青色光の少なくとも一部を赤色光あるいは緑色光に波長変換して出射する。
ここで、青色光とは、４００〜５００ｎｍの波長帯域に発光中心波長を有する光である。緑色光とは、５００ｎｍを超え６００ｎｍ以下の波長帯域に発光中心波長を有する光のことである。赤色光とは、６００ｎｍを超え６８０ｎｍ以下の波長帯域に発光中心波長を有する光のことである。
なお、波長変換層が発現する波長変換の機能は、青色光を赤色光あるいは緑色光に波長変換する構成に限定はされず、入射光の少なくとも一部を異なる波長の光に変換するものであればよい。
蛍光体（蛍光体粒子）３８は、少なくとも、入射する励起光により励起されて、蛍光を発光する。
本発明の波長変換フィルムにおいて、蛍光体３８の種類には特に限定はなく、求められる波長変換の性能等に応じて、種々の公知の蛍光体を適宜選択すればよい。
このような蛍光体３８の例として、例えば有機蛍光染料および有機蛍光顔料の他、リン酸塩およびアルミン酸塩、金属酸化物等に希土類イオンをドープした蛍光体、金属硫化物および金属窒化物等の半導体性の物質に賦活性のイオンをドープした蛍光体、ならびに、量子ドットとして知られる量子閉じ込め効果を利用した蛍光体等が例示される。中でも、発光スペクトル幅が狭く、ディスプレイに用いた場合の色再現性に優れた光源が実現でき、かつ、発光量子効率に優れる量子ドットは、蛍光体３８として好適に用いられる。
すなわち、本発明において、波長変換層２６は、蛍光体３８として量子ドットを含むマイクロ粒子３４を、バインダー３２に分散してなる波長変換層すなわち量子ドット層が、好適に用いられる。
量子ドットについては、例えば特開２０１２−１６９２７１号公報の段落［００６０］〜［００６６］を参照することができるが、ここに記載のものに限定されるものではない。また、量子ドットは、市販品を何ら制限なく用いることができる。量子ドットの発光波長は、通常、粒子の組成、サイズにより調節することができる。
量子ドットは、マイクロ粒子３４中に均一に分散されるのが好ましいが、マイクロ粒子３４中に偏りをもって分散されてもよい。また、量子ドットは、１種のみを用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。２種以上の量子ドットを併用する場合には、発光光の波長が異なる２種以上の量子ドットを使用してもよい。
この点に関しては、蛍光体３８として量子ドット以外の蛍光体を用いた場合も、同様である。
具体的には、公知の量子ドットには、６００ｎｍを超え６８０ｎｍ以下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を超え６００ｎｍ以下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、４００〜５００ｎｍの波長帯域に発光中心波長を有する量子ドット（Ｃ）がある。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）とを含む量子ドット層に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、および、量子ドット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）を含む量子ドット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。
また、量子ドットとして、形状がロッド状で指向性を持ち偏光を発する、いわゆる量子ロッド、および、テトラポッド型量子ドット等を用いてもよい。
前述のように、波長変換フィルム１６において、波長変換層２６は、マトリクス３６に蛍光体３８を分散してなるマイクロ粒子３４を、バインダー３２に分散して固定してなるものである。
ここで、本発明の波長変換フィルム１６は、蛍光体３８が分散されるマイクロ粒子３４の形成材料であるマトリクス３６の酸素透過係数が１０〜１０００(cc・mm)/(m2・day・atm)であり、マイクロ粒子３４が分散されるバインダー３２の酸素透過係数が０．０１(cc・mm)/(m2・day・atm)以下である。
さらに、本発明の波長変換フィルム１６は、波長変換層２６におけるマイクロ粒子３４の含有量が、３〜３０体積％である。
本発明の波長変換フィルム１６は、このような構成を有することにより、薄く、かつ、マイクロ粒子３４内で量子ドット等の蛍光体３８を均一に分散でき、さらに、酸素による蛍光体３８の劣化も防止できる波長変換フィルムを実現している。
特許文献１にも記載されるように、量子ドット等の蛍光体を含むマイクロ粒子を、バインダーに分散してなる波長変換フィルムが知られている。
このようなマイクロ粒子を用いる波長変換フィルムにおいては、蛍光体を含むマイクロ粒子をバインダーに分散してなる波長変換層では、マイクロ粒子を形成するマトリクス、および、バインダーには、一般的に樹脂が利用される。従って、バインダーとして、ポリビニルアルコール等のガスバリア性（酸素バリア性）の高い樹脂をバインダーとして用いることで、酸素による蛍光体の劣化を防止できる。
一方、このような、蛍光体を含むマイクロ粒子を用いる波長変換フィルムにおいて、薄型化を図る方法としては、マイクロ粒子に含まれる蛍光体の量を増やす方法、および、波長変換層におけるマイクロ粒子の含有量を増やす方法が考えられる。
マイクロ粒子を用いる波長変換層では、高い量子収率を得るためには、含有する蛍光体の量を増加した場合でも、蛍光体がマイクロ粒子内で凝集せず、適正に分散している必要がある。
また、酸素による蛍光体の劣化を、より好適に防止するためには、蛍光体を含むマイクロ粒子を形成するマトリクスにも、ガスバリア性の高い材料を用いるのが好ましい。
ここで、一般的に、量子ドット等の高い発光効率を有する蛍光体は、疎水性である。従って、マイクロ粒子において、十分な量の蛍光体を、凝集させることなく適正に分散した状態でマトリクス内に保持するためには、マトリクスとしては、疎水性の材料を用いるのが好ましい。
ところが、疎水性の材料は酸素との相溶性が高いため、疎水性が高いほど、酸素透過係数が高く、すなわちガスバリア性が低くなる。逆に、親水性が高い程、材料の酸素透過係数は低く、すなわちガスバリア性は高くなる。すなわち、マトリクスをとなる材料は、蛍光体の分散性とガスバリア性とが、トレードオフの関係になっている。
他方、疎水性のマトリクスで形成されたマイクロ粒子を用いる場合に、波長変換層が含有するマイクロ粒子を増加して、かつ、蛍光体を内包した状態のマイクロ粒子を適正にバインダーに分散するためには、バインダーとして親水性の材料を用いるのが好ましい。
前述のように、材料の親水性が高いほど、酸素透過係数が低く、すなわち、ガスバリア性が高い。しかしながら、マイクロ粒子が疎水性の材料すなわちガスバリア性の低い材料で形成されている場合には、マイクロ粒子の量が多すぎると、波長変換層のガスバリア性が低くなって、酸素による蛍光体の劣化を防止できない。
本発明は、このような知見を得ることで成されたものであり、前述のように、マイクロ粒子３４の形成材料であるマトリクス３６として、適度な疎水性（親油性）を有する酸素透過係数が１０〜１０００(cc・mm)/(m2・day・atm)の物を用い、かつ、マイクロ粒子３４を分散するバインダー３２として、親水性が高い酸素透過係数が０．０１(cc・mm)/(m2・day・atm)以下の物を用い、さらに、波長変換層２６におけるマイクロ粒子３４の含有量を、３〜３０体積％とする。
これにより、十分な量の蛍光体３８を凝集すること無くマイクロ粒子３４に含有させ、かつ、十分な量のマイクロ粒子３４をバインダー３２に適正に分散して、波長変換層２６すなわち波長変換フィルム１６の薄型化を図ると共に、良好な光学特性を確保し、さらに、酸素による量子ドット等の蛍光体３８の劣化も防止して、耐久性の良好な波長変換フィルム１６を実現している。
従って、このような本発明の波長変換フィルム１６を用いる本発明のバックライトユニット１０は、薄型で、高輝度で均一な面状照明が可能な良好な光学特性を有し、さらに、耐久性にも優れたバックライトユニットである。
本発明の波長変換フィルム１６において、マイクロ粒子３４の形成材料であるマトリクス３６の酸素透過係数は１０〜１０００(cc・mm)/(m2・day・atm)である。
マトリクス３６の酸素透過係数が１０(cc・mm)/(m2・day・atm)未満では、マトリクス３６すなわちマイクロ粒子３４に十分な量の蛍光体３８を凝集することなく適正に分散して保持することができない、蛍光体３８が凝集することに起因して波長変換層２８の輝度が低下する等の不都合を生じる。
マトリクス３６の酸素透過係数が１０００(cc・mm)/(m2・day・atm)を超えると、波長変換フィルム１６のガスバリア性が低く酸素による蛍光体３８の信頼性悪化が生じ易い等の不都合を生じる。
マトリクス３６の酸素透過係数は、１０〜５００(cc・mm)/(m2・day・atm)が好ましい。
なお、酸素透過係数のＳＩ単位は［fm・mm/(s・Pa)］である。『ｆｍ』は『フェムトメートル』であり『１ｆｍ＝１×１０-15ｍ』である。ＳＩ単位である［fm・mm/(s・Pa)］と［cc・mm/(m2・day・atm)］とは、『１fm・mm/(s・Pa)＝８．７５２cc・mm/(m2・day・atm)』で換算できる。
また、酸素透過係数および酸素透過度は、一例として、ＪＩＳ Ｋ ７１２６法（等圧法）およびＡＳＴＭ Ｄ３９８５に示された方法で測定することができ、ＭＯＣＯＮ社の酸素透過度測定装置またはＡＰＩＭＳ法（大気圧イオン化質量分析法）による測定装置（例えば、日本エイピーアイ社製）を用いて、温度２５℃、相対湿度６０％ＲＨの条件下で測定すればよい。
マイクロ粒子３４のマトリクス３６の形成材料は、酸素透過係数が１０〜１０００(cc・mm)/(m2・day・atm)のものであれば、公知の各種のものが利用可能である。マトリクス３６の形成材料としては、好ましくは、各種の樹脂が利用される。
一例として、単官能の（メタ）アクリレートモノマーおよび／または多官能の（メタ）アクリレートモノマーを硬化（重合、架橋）してなるマトリクス３６が例示される。
単官能（メタ）アクリレートモノマーとしては、アクリル酸およびメタクリル酸、それらの誘導体、より詳しくは、（メタ）アクリル酸の重合性不飽和結合（メタ）アクリロイル基を分子内に１個有し、アルキル基の炭素数が１〜３０である脂肪族または芳香族モノマーを挙げることができる。それらの具体例として以下に化合物を挙げるが、本発明はこれに限定されるものではない。
脂肪族単官能（メタ）アクリレートモノマーとしては、メチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソノニル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート等のアルキル基の炭素数が１〜３０であるアルキル（メタ）アクリレート；
ブトキシエチル（メタ）アクリレート等のアルコキシアルキル基の炭素数が２〜３０であるアルコキシアルキル（メタ）アクリレート；
Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート等の（モノアルキルまたはジアルキル）アミノアルキル基の総炭素数が１〜２０であるアミノアルキル（メタ）アクリレート；
ジエチレングリコールエチルエーテルの（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールブチルエーテルの（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールモノメチルエーテルの（メタ）アクリレート、ヘキサエチレングリコールモノメチルエーテルの（メタ）アクリレート、オクタエチレングリコールのモノメチルエーテル（メタ）アクリレート、ノナエチレングリコールのモノメチルエーテル（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールのモノメチルエーテル（メタ）アクリレート、ヘプタプロピレングリコールのモノメチルエーテル（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールのモノエチルエーテル（メタ）アクリレート等のアルキレン鎖の炭素数が１〜１０で末端アルキルエーテルの炭素数が１〜１０のポリアルキレングリコールアルキルエーテルの（メタ）アクリレート；
ヘキサエチレングリコールフェニルエーテルの（メタ）アクリレート等のアルキレン鎖の炭素数が１〜３０で末端アリールエーテルの炭素数が６〜２０のポリアルキレングリコールアリールエーテルの（メタ）アクリレート；
シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、メチレンオキシド付加シクロデカトリエン（メタ）アクリレート等の脂環構造を有する総炭素数４〜３０の（メタ）アクリレート；ヘプタデカフロロデシル（メタ）アクリレート等の総炭素数４〜３０のフッ素化アルキル（メタ）アクリレート；
２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールのモノ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ヘキサエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、オクタプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、グリセロールのモノ（メタ）アクリレート等の水酸基を有する（メタ）アクリレート；
グリシジル（メタ）アクリレート等のグリシジル基を有する（メタ）アクリレート；
テトラエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ヘキサエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、オクタプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート等のアルキレン鎖の炭素数が１〜３０のポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート；
(メタ)アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル(メタ)アクリルアミド、Ｎ−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、２−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、アクリロイルモルホリン等の(メタ)アクリルアミド； などが挙げられる。
芳香族単官能アクリレートモノマーとしては、ベンジル（メタ）アクリレート等のアラルキル基の炭素数が７〜２０であるアラルキル（メタ）アクリレートが挙げられる。
中でも、アルキル基の炭素数が４〜３０である脂肪族または芳香族アルキル（メタ）アクリレートが好ましく、更には、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、メチレンオキシド付加シクロデカトリエン（メタ）アクリレートが好ましい。
これにより、マイクロ粒子３４内における量子ドット等の蛍光体３８の分散性が向上するからである。蛍光体３８の分散性が向上するほど、波長変換層２６から出射面に直行する光量が増えるため、正面輝度および正面コントラストの向上に有効である。
また、２官能以上の多官能（メタ）アクリレートモノマーのうち、２官能の（メタ）アクリレートモノマーとしては、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，９−ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、１，１０−デカンジオールジアクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールＡジアクリレート等が好ましい例として挙げられる。
また、２官能以上の多官能（メタ）アクリレートモノマーのうち、３官能以上の（メタ）アクリレートモノマーとしては、エピクロロヒドリン（ＥＣＨ）変性グリセロールトリ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド（ＥＯ）変性グリセロールトリ（メタ）アクリレート、プロピレンオキサイド（ＰＯ）変性グリセロールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ＥＯ変性リン酸トリアクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ＥＯ変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ＰＯ変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタ（メタ）アクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールポリ（メタ）アクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート等が好ましい例として挙げられる。
また、多官能モノマーとして、分子内にウレタン結合を有する（メタ）アクリレートモノマー、具体的には、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）とヒドロキシエチルアクリレートとの付加物、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）とヒドロキシエチルアクリレートとの付加物、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）とペンタエリスリトールトリアクリレート（ＰＥＴＡ）との付加物、ＴＤＩとＰＥＴＡとの付加物を作り残ったイソシアナートとドデシルオキシヒドロキシプロピルアクリレートを反応させた化合物、６，６ナイロンとＴＤＩの付加物、ペンタエリスリトールとＴＤＩとヒドロキシエチルアクリレートの付加物等を用いることもできる。
これらの（メタ）アクリレートモノマーは、複数を併用してもよい。
さらに、（メタ）アクリレートモノマーは、市販品を使用してもよい。
また、本発明において、マイクロ粒子３４を形成するマトリクス３６は、このような（メタ）アクリレートモノマーの硬化物以外にも、ポリジメチルシロキサン、ポリオルガノシルセスキオキサン等のシリコーン樹脂などの硬化物等も好適に利用可能である。
また、マイクロ粒子３４は、マトリクス３６および蛍光体３８以外にも、必要に応じて、重合開始剤、粘度調節剤、チクソトロピー剤、ヒンタードアミン化合物、酸化防止剤、光散乱剤、高分子分散剤、界面活性剤等を含有してもよい。
例えば、マイクロ粒子３４がヒンタードアミン化合物を含有することにより、マイクロ粒子３４が高照度の光で着色することを抑止することができる。
なお、後述するが、マイクロ粒子３４は、前述の（メタ）アクリレートモノマーなどのマトリクス３６となる液体状の化合物に蛍光体３８を添加して分散した分散液を調製し、この分散液を、後述するポリビニルアルコールなどのバインダー３２となる化合物を溶解した水溶液に投入して、攪拌しつつ、分散液のマトリクス３６となる化合物を硬化することで形成する。
すなわち、マイクロ粒子３４が重合開始剤等を含有しても良いということは、言い換えれば、マイクロ粒子３４となる分散液は、必要に応じて、重合開始剤等を含有してもよい、ということである。
マイクロ粒子３４の粒子径には、特に限定は無く、波長変換層２６の厚さ、波長変換層２６におけるマイクロ粒子３４の量等に応じて、適宜、設定すればよいが、平均粒子径で０．５〜２０μｍが好ましく、１〜１５μｍがより好ましい。
マイクロ粒子３４の平均粒子径を０．５μｍ以上とすることにより、凝集することなくバインダー３２にマイクロ粒子３４を分散できる等の点で好ましい。
マイクロ粒子３４の平均粒子径を２０μｍ以下とすることにより、波長変換層２６の薄膜化を図れる、後述する塗布液等におけるマイクロ粒子３４の沈降を抑制し、塗布液等のポットライフを長くできる等の点で好ましい。
なお、マイクロ粒子の粒子径とは、マイクロ粒子の最大長さであり、すなわち、マイクロ粒子を内接する球の直径である。
マイクロ粒子３４における蛍光体３８の含有量には、特に限定は無く、使用する蛍光体３８の種類、マイクロ粒子３４の粒子径等に応じて、適宜、設定すればよいが、０．０１〜２０質量％が好ましく、０．１〜２０質量％がより好ましく、０．１〜１０質量％がさらに好ましい。
マイクロ粒子３４における蛍光体３８の含有量を０．０１質量％以上とすることにより、十分な量の蛍光体３８を保持して高輝度な発光が可能になる、波長変換層２６を不要に厚くしなくても十分な輝度が得られる、波長変換フィルム１６を薄型化できる等の点で好ましい。
マイクロ粒子３４における蛍光体３８の含有量を２０質量％以下とすることにより、マイクロ粒子３４内で蛍光体３８が凝集することなく好適に分散して高い量子収率で高輝度な発光が可能になる、蛍光体３８の自己吸収および最吸収等による光損失を抑制できる等の点で好ましい。
波長変換層２６のバインダー３２は、このようなマトリクス３６で形成される蛍光体３８を含むマイクロ粒子３４を分散状態で保持するものである。前述のように、バインダー３２は、酸素透過係数が０．０１(cc・mm)/(m2・day・atm)以下である。
バインダー３２の酸素透過係数が０．０１(cc・mm)/(m2・day・atm)を超えると、酸素による蛍光体３８の劣化を防止できない等の不都合を生じる。
バインダー３２の酸素透過係数は、０．００５(cc・mm)/(m2・day・atm)以下が好ましい。
なお、バインダー３２の酸素透過係数は、低い程、好ましい。従って、バインダー３２の酸素透過係数の下限には、特に限定は無い。
バインダー３２の形成材料にも、特に限定はなく、酸素透過係数が０．０１(cc・mm)/(m2・day・atm)以下のもので、かつ、マイクロ粒子３４を保持して固定できるものであれば、公知の各種の材料が利用可能であり、好ましくは、各種の樹脂が利用される。
具体的には、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ（Polyvinyl alcohol））、ビニル基および（メタ）アクリロイル基等の置換基を有する変性ＰＶＡ、エチレン・ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ビニルアルコール・ブテンジオール共重合体（ＢＶＯＨ）、ポリ塩化ビニリデン、芳香族ポリアミド（アラミド）等が例示される。
中でも、ＰＶＡおよび変性ＰＶＡは、酸素透過係数が低く、液経時安定性に優れるため、好適に例示される。
なお、変性ＰＶＡの変性基は、共重合変性、連鎖移動変性またはブロック重合変性により導入できる。変性基の例には、親水性基（カルボン酸基、スルホン酸基、ホスホン酸基、アミノ基、アンモニウム基、アミド基、チオール基等）、炭素数１０〜１００個の炭化水素基、フッ素原子置換の炭化水素基、チオエーテル基、重合性基（不飽和重合性基、エポキシ基、アジリニジル基等）、アルコキシシリル基（トリアルコキシ、ジアルコキシ、モノアルコキシ）等が例示される。これらの変性ＰＶＡの具体例として、例えば、特開２０００−５６３１０号公報の段落番号［００７４］、同２０００−１５５２１６号公報の段落番号［００２２］〜［０１４５］、および、同２００２−６２４２６号公報の段落番号［００１８］〜［００２２］に記載されるのもの等が例示される。
バインダー３２は、複数を併用してもよい。また、バインダー３２は、市販品を用いてもよい。
前述のように、本発明の波長変換フィルムにおいて、波長変換層２６におけるマイクロ粒子３４の含有量は３〜３０体積％である。
波長変換層２６におけるマイクロ粒子３４の含有量が３体積％未満では、十分な輝度の発光を行うことができない、波長変換層２６すなわち波長変換フィルム１６を十分に薄くできない等の不都合を生じる。
波長変換層２６におけるマイクロ粒子３４の含有量が３０体積％を超えると、酸素による蛍光体３８の劣化を十分に防止できない、波長変換層２６内においてマイクロ粒子３４を適正に分散できない等の不都合を生じる。
波長変換層２６におけるマイクロ粒子３４の含有量は、５〜２５体積％が好ましい。
なお、波長変換層２６におけるマイクロ粒子３４の含有量は、波長変換層２６をミクロトーム等によって切断して断面を形成し、この断面を光学顕微鏡を用いて観察した画像を解析することによって測定すればよい。
波長変換層２６のバインダー３２は、さらに、乳化剤を含有してもよい。好ましくは、バインダー３２は、０．０１〜５質量％、より好ましくは０．０５〜３質量％の乳化剤を含有する。
バインダー３２が乳化剤を含有することにより、好ましくは、バインダー３２が０．０１質量％以上の乳化剤を含有することにより、波長変換層２６におけるマイクロ粒子３４の分散状態を良好にして発光の色度ムラおよび輝度ムラの少ない光学特性に優れた波長変換フィルム１６が得られる、マイクロ粒子３４の粒子径分布をシャープにできる等の点で好ましい。
バインダー３２が乳化剤を含有する場合に、含有量を５質量％以下とすることにより、波長変換層２６のガスバリア性の低下を防止できる等の点で好ましい。
波長変換層２６に添加する乳化剤には、特に限定はなく、公知の各種の乳化剤が利用可能である。好ましくは、ＨＬＢ値(Hydrophile-Lipophile Balance値）が８〜１８の乳化剤が用いられる。波長変換層２６に添加する乳化剤は、より好ましくは、ＨＬＢ値が１０〜１６の乳化剤が用いられる。ＨＬＢ値は公知の方法で計算すればよく、例えばグリフィン法およびデイビス法等が挙げられ、本発明においては、グリフィン法により計算した値を用いる。グリフィン法によるＨＬＢ値は、親水基の式量と分子量をもとに、以下の式で求める。従って、この場合のＨＬＢ値は、０〜２０の範囲内の値を持つ。
ＨＬＢ値＝２０×（親水基の式量の和／分子量）
このような乳化剤としては、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤が挙げられ、本発明においては、蛍光体の分散性を阻害しない観点からアニオン系界面活性剤およびノニオン系界面活性剤が特に好ましい。本発明に用いるアニオン系界面活性剤として具体的には、臭気が少なく、生分解性が良好で環境に比較的やさしいという点で、アルキル硫酸塩を使用することが好ましい。アルキル硫酸塩の具体例としては、オクチル硫酸ナトリウム（ＳＯＳ）（炭素数８）、デシル硫酸ナトリウム（炭素数１０）、ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）（炭素数１２）、等のアルキル硫酸塩等が挙げられる。また、ノニオン界面活性剤としては、ポリエチレングリコールドデシルエーテル、ポリエチレングリコールオクタデシルエーテル、ポリエチレングリコールオレイルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル等のエーテル系；ポリオキシエチレンオレイン酸エステル、ポリオキシエチレンジステアリン酸エステル、ソルビタンラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンセスキオレエート、ポリオキシエチレンモノオレエート、ポリオキシエチレンステアレート等のエステル系；３，５−ジメチル−１−ヘキシン−３−オール等のアセチレンアルコール系；２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール、３，６−ジメチル−４−オクチン−３，６−ジオール等のアセチレングリコール系； 等が例示される。
また、ノニオン系界面活性剤は、ＢＲＩＪ ３０、ＢＲＩＪ Ｓ１０、ＢＲＩＪ Ｏ２０、ＢＲＩＪ ９３（以上、シグマアルドリッチ社製）等の市販品も、好適に利用可能である。
また、波長変換層２６は、乳化剤以外にも、必要に応じて、シランカップリング剤、架橋剤、光散乱剤、粘度調節剤、表面調節剤、無機層状化合物等を含有してもよい。
なお、後述するが、波長変換層２６は、前述のマイクロ粒子３４となる分散液を調製し、この分散液を、ＰＶＡなどのバインダー３２となる化合物を溶解した水溶液に投入して、攪拌しつつマトリクス３６を硬化することで、水溶液にマイクロ粒子３４を分散して乳化した塗布液を調製し、この塗布液を後述する基材２８に塗布して、乾燥することによって形成する。
すなわち、波長変換層２６が必要応じて乳化剤等を含有してもよいということは、言い換えれば、波長変換層２６を形成するための塗布液は、必要に応じて、乳化剤等を含有してもよい、ということである。
波長変換層２６は、１層構成でもよく、２層以上の多層構成でもよい。
波長変換層２６を多層構成とする場合には、各波長変換層に含まれる蛍光体の発光波長が、互いに異なるのが好ましい。一例として、２層構成であれば、１層は、励起光（青色光）によって励起されて赤色を発光する前述の量子ドット（Ａ）を含有する層で、他の１層は、励起光（青色光）により励起されて緑色光を発光する前述の量子ドット（Ｂ）を含有する層である構成等が例示される。
このように、波長変換層２６を多層構成として、各波長変換層に含まれる蛍光体の発光波長が、互いに異なる構成とすることにより、量子ドット（Ａ）と（Ｂ）との混合に伴う配位子交換によるマトリクスへの分散性悪化を防ぐことができる、量子ドット（Ａ）と（Ｂ）との間の発光再吸収による輝度低下を抑制できる、得られる波長変換層の白色点を任意に調節しやすい等の点で好ましい。
波長変換層２６の膜厚には特に限定はなく、波長変換フィルム１６の厚さ、使用する蛍光体３８、使用するバインダー３２等に応じて、適宜、設定すればよい。
波長変換層２６の膜厚は、１０〜１００μｍであるのが好ましく、１５〜９０μｍであるのがより好ましい。
波長変換層２６の膜厚を１０μｍ以上とすることにより、十分な輝度の光を出射する波長変換層２６が得られる、波長変換層２６の膜厚分布に起因する色味分布および輝度分布を改良できる等の点で好ましい。
波長変換層２６の膜厚を１００μｍ以下とすることにより、波長変換フィルム１６が不要に厚くなることを防止できる等の点で好ましい。
基材２８は、公知の波長変換フィルムに利用されている各種のフィルム状物（シート状物）が利用可能である。従って、基材２８は、波長変換層２６および波長変換層２６となる塗布液を支持可能であるフィルム状物が、各種、利用可能である。
ここで、基材２８は、透明であるのが好ましく、例えば、ガラス、透明な無機結晶性材料、透明な樹脂材料等を用いる事ができる。また、基材２８は、剛直なシート状であってもよいし、フレキシブルなフィルム状であってもよい。さらに、基材２８また、巻回が可能な長尺状であってもよいし、予め所定の寸法に切り分けられた枚葉状であってもよい。
基材２８としては、薄膜化が容易である、軽量化が容易である、フレキシブル化に好適である等の点で、各種の樹脂材料（高分子材料）からなるフィルムが好適に利用される。
具体的には、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリアクリトニトリル（ＰＡＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、透明ポリイミド、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ＡＢＳ、シクロオレフィン・コポリマー（ＣＯＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、および、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）からなる樹脂フィルムが、好適に例示される。
また、これらの樹脂フィルムに、ガスバリア性を発現するガスバリア層を形成した、ガスバリアフィルムも、基材２８として利用可能である。
ここで、基材２８は、酸素透過度が０．１〜１００cc/(m2・day・atm)であるのが好ましく、１〜５０cc/(m2・day・atm)であるのがより好ましい。
なお、酸素透過度のＳＩ単位は［fm/(s・Pa)］である。［cc/(m2・day・atm)］は、『１fm/(s・Pa)＝８．７５２cc/(m2・day・atm)』によって、ＳＩ単位に換算できる。
基材２８の酸素透過度を１００cc/(m2・day・atm)以下とすることにより、酸素による蛍光体３８の劣化を好適に防止できる、バインダー３２の劣化を防止できる等の点で好ましい。
また、酸素透過度が低いフィルムすなわちガスバリア性が高いフィルムは、緻密で高密度なフィルム、または、緻密で高密度な層を有するフィルムであり、一般に金属酸化物、金属窒化物から成る厚さが数十〜数百ｎｍの層を支持体となるフィルムに形成されたものが挙げられる。しかし、このような無機物を有するフィルムは、無機層の光吸収等により波長変換フィルム１６の光学特性を低下させる可能性がある。また、無機層を形成するために化学蒸着（ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition））および物理蒸着（ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition））等の方法が用いられるが、その生産速度が低いこと、異物などの品質管理レベルが極めて高いため、一般に高価である。これに対し、基材２８の酸素透過度を０．１cc/(m2・day・atm)以上とすることにより、溶液コーティング、スプレーコーティング法等のウェットプロセスで作製したフィルム等を選択することができ、緻密な無機層を有する必要がないため、基材２８による波長変換フィルム１６の光学特性の低下を防止できる、波長変換フィルム１６のコストを低減できる等の点で好ましい。
図２に示す波長変換フィルム１６は、波長変換層２６の両主面に対応して、波長変換層２６を基材２８で挟持した構成を有するが、本発明は、これに限定はされない。すなわち、本発明の波長変換フィルム１６は、波長変換層２６の一方の主面のみに基材２８を設けた構成であってもよい。主面とは、層およびフィルム状物等の最大面のことである。
しかしながら、波長変換層２６を好適に保護できる、酸素による蛍光体３８の劣化を防止できる、波長変換フィルム１６の剛性を高めることで、カールおよびたわみ等の物理変形を抑止できる等の点で、本発明の波長変換フィルム１６は、波長変換層２６を基材２８で挟持した構成であるのが好ましい。
なお、波長変換層２６を基材２８で挟持する場合には、２枚の基材は、同じものでも、異なるものでもよい。
また、波長変換層２６を基材２８で挟持する場合に、２枚の基材が異なるものである場合には、少なくとも一方の基材２８は前述の酸素透過度を満たすものであるのが好ましく、２枚とも前述の酸素透過度を満たすものであるのがより好ましい。
また、基材２８の厚さは５〜１５０μｍが好ましく、１０〜７０μｍがより好ましく、１５〜５５μｍが特に好ましい。
基材２８の厚さを５μｍ以上とすることにより、波長変換層２６を好適に保持および保護できる、酸素による蛍光体３８の劣化を防止できる、波長変換フィルム１６の剛性を高めることで、カールおよびたわみ等の物理変形を抑止できる等の点で好ましい。
基材２８の厚さを１５０μｍ以下とすることにより、波長変換層２６を含む波長変換フィルム１６全体の厚さを薄くできる等の点で好ましい。
本発明の波長変換フィルム１６は、ヘイズが５０％以上であるのが好ましく、ヘイズが８０％以上であるのがより好ましい。
波長変換フィルム１６のヘイズを５０％以上とすることにより、輝度ムラおよび色ムラの無い全面的に均一な光を出射できる、波長変換層２６内における光源光の光路長を伸ばすことができ量子ドット等の蛍光体３８の光吸収量が高くなり、蛍光体３８の使用量削減によるコストダウンができる等の点で好ましい。
なお、波長変換フィルム１６のヘイズは、日本電色工業社製のＮＤＨ５０００等、市販の測定装置を用いて、ＪＩＳ Ｋ ７１３６に準拠して測定すればよい。
このような波長変換フィルム１６の作製方法には、特に限定はなく、光学的な機能を発現する層を、樹脂フィルム等で挟持あるいは一面を支持してなる積層フィルムを作製する、公知の方法が、各種、利用可能である。
好ましい波長変換フィルム１６の作製方法として、以下の方法が例示される。
未硬化の（メタ）アクリレートモノマーなどのマトリクス３６となる液状の化合物に、量子ドット等の蛍光体３８を投入し、さらに、必要に応じて重合開始剤等を投入して、攪拌することにより、マトリクス３６となる液状の化合物に、蛍光体３８を分散してなる分散液を調製する。この分散液における蛍光体３８の含有量が、形成するマイクロ粒子３４における蛍光体３８の含有量となる。
前述のように、マトリクス３６は酸素透過係数が１０〜１０００cc/(m2・day・atm)である。従って、マトリクス３６となる液状の化合物は適度な疎水性（親油性）を有するので、疎水性である量子ドット等の蛍光体３８は、好適にマトリクス３６となる液状の化合物の中に分散される。
他方で、ＰＶＡなどのバインダー３２となる化合物を水に溶解した、バインダーの水溶液を調製する。なお、水は、純水あるいはイオン交換水を用いるのが好ましい。
この水溶液の濃度には、特に限定はなく、バインダー３２となる化合物、後述する分散液の投入量等に応じて、適宜、設定すればよい。この水溶液の濃度は、好ましくは１〜４０質量％であり、より好ましくは、５〜２０質量％である。
次いで、バインダー３２を水に溶解した水溶液に、前述の分散液を投入し、さらに、必要に応じて乳化剤等を投入して、攪拌することにより、水溶液に分散液を分散して乳化した乳化液を調製する。
前述のように、マトリクス３６となる液状の化合物は疎水性で、かつ、蛍光体３８も疎水性である。さらに、バインダー３２は、酸素透過係数が０．０１cc/(m2・day・atm)以下であり、従って、親水性である。そのため、分散液は、マトリクス３６となる化合物の液滴の中に蛍光体３８を内包した液滴の状態で、水溶液に分散される。言い換えれば、乳化液は、蛍光体３８を内包するマトリクス３６となる化合物の液滴が、水溶液に分散されて乳化した状態となる。
乳化液を調製したら、乳化液を攪拌しつつ、紫外線照射あるいは加熱等の方法によって、分散液中のマトリクス３６となる化合物を硬化（架橋、重合）する。
これにより、マトリクス３６の中に蛍光体３８を分散してなるマイクロ粒子３４が形成され、バインダー３２の水溶液にマイクロ粒子３４を分散して、乳化した、塗布液が調製される。
他方で、ＰＥＴフィルムなど、２枚の基材２８を準備する。
塗布液を調製して、基材２８を準備したら、１枚の基材２８の一面に塗布液を塗布して、塗布液を加熱乾燥することで、波長変換層２６を形成する。
塗布液の塗布方法には、特に限定はなく、スピンコート法、ダイコート法、バーコート法、および、スプレー塗布等の公知の塗布方法が、各種利用可能である。
また、塗布液の加熱乾燥方法にも、特に限定はなく、ヒータによる加熱乾燥、温風による加熱乾燥、ヒータと温風とを併用する加熱乾燥等、公知の水溶液の乾燥方法が、各種、利用可能である。
波長変換層２６を形成したら、さらに、波長変換層２６の基材２８を積層されていない面に、もう一枚の基材２８を積層して、貼着することで、図２に示すような波長変換フィルム１６を作製する。
なお、この基材２８の貼着は、波長変換層２６が有する粘着性または接着性を利用して行ってもよく、あるいは、必要に応じて、透明な粘着剤、透明な粘着シート、光学透明接着剤（ＯＣＡ（Optical Clear Adhesive））等の貼着剤、貼着層または貼着シート等を用いて行ってもよい。
なお、波長変換層２６の一方の主面のみに基材２８を設けた波長変換フィルムを作製する場合には、塗布液を加熱乾燥して波長変換層２６を形成した時点で、波長変換フィルムの製造を終えればよい。
バックライトユニット１０において、筐体１４内部における底面の中心位置には、光源１８が配置される。光源１８は、バックライトユニット１０が照射する光の光源である。
光源１８は、量子ドットなどの波長変換フィルム１６（波長変換層２６）の蛍光体３８によって波長変換される波長を有する光を照射するものであれば、公知の光源が、各種、利用可能である。
中でも、ＬＥＤ（発光ダイオード（Light Emitting Diode））は光源１８として好適に例示される。また、前述のように、波長変換フィルム１６の波長変換層２６としては、量子ドットを樹脂等のマトリクスに分散してなる量子ドット層が好適に利用される。そのため、光源１８としては、青色の光を照射する青色ＬＥＤは特に好適に用いられ、中でも特に、ピーク波長が４５０ｎｍ±５０ｎｍの青色ＬＥＤは好適に用いられる。
本発明のバックライトユニット１０において、光源１８の出力には、特に限定はなく、バックライトユニット１０に要求される光の照度（輝度）等に応じて、適宜、設定すればよい。
また、本発明のバックライトユニット１０において、光源１８は、図示例のように１個でもよく、あるいは、複数の光源１８を設けてもよい。
図１に示すバックライトユニット１０は、いわゆる直下型のバックライトユニットであるが、本発明は、これに限定はされず、導光板を用いる、いわゆるエッジライト型のバックライトユニットにも、好適に利用可能である。
この場合には、例えば、導光板の光入射面に、本発明の波長変換フィルム１６の一方の主面を対面して配置し、波長変換フィルム１６を挟んで、導光板とは逆側に光源１８を配置して、エッジライト型のバックライトユニットを構成すればよい。なお、エッジライト型のバックライトユニットにおいて、光源１８は、通常、導光板の光入射面の長手方向に複数個を配置し、あるいは、長尺な光源を、長手方向を導光板の光入射面の長手方向に一致して配置する。
以上、本発明の波長変換フィルムおよびバックライトユニットについて詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行なってもよいのは、もちろんである。
以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明を、より詳細に説明する。なお、本発明は以下に記載する実施例に限定されるものではなく、以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順などは、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。
［実施例１］
＜分散液の調製＞
下記の組成の分散液を調製した。
・量子ドット１のトルエン分散液（発光極大：５３０ｎｍ） ２０質量％
・量子ドット２のトルエン分散液（発光極大：６３０ｎｍ） ２質量％
・ジシクロペンタニルアクリレート（ＤＣＰ）（日立化成社製、ＦＡ−５１３ＡＳ） ９７質量％
・光重合開始剤（ＢＡＳＦ社製、イルガキュアＴＰＯ） ２質量％
波長変換粒子である量子ドット１、２は、下記のコアーシェル構造（ＩｎＰ／ＺｎＳ）を有するナノ結晶を用いた。
・量子ドット１：ＩＮＰ５３０−１０（ＮＮ−ｌａｂｓ社製）
・量子ドット２：ＩＮＰ６２０−１０（ＮＮ−ｌａｂｓ社製）
得られた溶液をエバポレーターを用いて４０℃で加熱しながら減圧してトルエンを除去して、量子ドットをマトリクスに分散してなる分散液を調製した。
＜バインダー水溶液の調製＞
波長変換層のバインダーとして、ＰＶＡ（クラレ社製、部分けん化ポリビニルアルコールＰＶＡ２０３）を用意した。
このバインダーを、純水に投入して、８０℃に加熱しながら攪拌して、溶解することにより、バインダー（ＰＶＡ）を純水に溶解してなるバインダー水溶液を調製した。バインダー水溶液におけるバインダーの濃度は３０質量％とした。
このバインダーの酸素透過係数を以下の手順で測定した。調製したバインダー水溶液をＰＥＴフィルム（東洋紡社製、コスモシャインＡ４３００、厚さ５０μｍ）に塗布し、９５℃で３０分加熱乾燥した。得られた塗膜の膜厚は１０μｍであった。塗膜をＰＥＴフィルムから剥離して、モコン法による測定装置（ＭＯＣＯＮ社製、OX-TRAN 2/21）を用いて、温度２５℃、相対湿度６０％ＲＨの条件下で測定した。その結果、バインダーの酸素透過係数は０．００８(cc・mm)/(m2・day・atm)であった。
＜乳化液および塗布液の調製＞
調製した分散液およびバインダー水溶液を用いて、下記の組成の混合液を調製した。
・分散液 ５．８質量部
・バインダー水溶液 ９３．７質量部
・ドデシル硫酸ナトリウム（東京化成化学社製、ＳＤＳ）の１質量％水溶液 ０．５質量部
上記組成の混合液５０ｃｃおよび（マグネチック）スタラーを、φ３５ｍｍのバイアル瓶へ投入した。なお、混合液の調製作業は、全て酸素濃度３００ｐｐｍ以下のグローブボックス内で実施したものであり、さらに、バイアル瓶はグローブボックス内で蓋をして、内部が窒素置換された状態を保持した。
混合液およびスタラーが入ったバイアル瓶をグローブボックスから取り出し、スタラーによって１５００ｒｐｍで３０分間撹拌することで、乳化液を調製した。
次いで、乳化液を攪拌して乳化状態を維持しつつ、乳化液全体に１６０Ｗ／ｃｍの空冷メタルハライドランプ（アイグラフィックス社製）を用いて、紫外線を照射して、分散液のマトリクス（ＤＣＰ）を硬化させてマイクロ粒子を形成した。これにより、バインダー（ＰＶＡ）の水溶液にマイクロ粒子を分散して乳化した、塗布液を調製した。紫外線の照射時間は１２０秒間とした。
なお、この条件と全く同様にして、マイクロ粒子のマトリクスを硬化して、バインダーと同様にマトリクスの酸素透過係数を測定した。その結果、マトリクスの酸素透過係数は３９(cc・mm)/(m2・day・atm)であった。
＜波長変換フィルムの作製＞
基材として、厚さ５０μｍのＰＥＴフィルム（東洋紡社製、コスモシャインＡ４３００）を用意した。
基材の一面に、調製した塗布液をダイコータによって塗布した。次いで、ヒータによって９５℃で３０分、塗布液を乾燥することによって、基材に波長変換層を形成した。形成した波長変換層の厚さは、７０μｍであった。
得られた波長変換層をミクロトームを用いて切削して断面を形成し、光学顕微鏡（反射光）によって確認したところ、波長変換層には、マトリクスに蛍光体（量子ドット）を分散してなるマイクロ粒子が分散されていた。また、この手順で得られた光学顕微鏡画像を画像解析ソフト（ＩｍａｇｅＪ）によって解析して測定したところ、マイクロ粒子の平均粒子径は５μｍ、波長変換層におけるマイクロ粒子の含有量は１７体積％であった。
次いで、形成した波長変換層の上に、基材（ＰＥＴフィルム）を積層して、粘着剤（３Ｍ社製、８１７２ＣＬ）によって貼着することにより、波長変換層を２枚の基材で挟持した、図２に示すような波長変換フィルムを作製した。
［実施例２］
塗布液の調製においてマイクロ粒子となる分散液の添加量を変更し、かつ、基材への塗布液の塗布量を変更した以外は、実施例１と同様にして波長変換フィルムを作製した。
波長変換層の膜厚は５２μｍであった。また、実施例１と同様に測定したところ、マイクロ粒子の平均粒子径は５μｍ、波長変換層におけるマイクロ粒子の含有量は２３体積％であった。
［実施例３］
塗布液の調製においてマイクロ粒子となる分散液の添加量を変更し、かつ、基材への塗布液の塗布量を変更した以外は、実施例１と同様にして波長変換フィルムを作製した。
波長変換層の膜厚は４３μｍであった。また、実施例１と同様に測定したところ、マイクロ粒子の平均粒子径は４μｍ、波長変換層におけるマイクロ粒子の含有量は２８体積％であった。
［実施例４］
塗布液の調製においてマイクロ粒子となる分散液の添加量を変更し、かつ、基材への塗布液の塗布量を変更した以外は、実施例１と同様にして波長変換フィルムを作製した。
波長変換層の膜厚は９９μｍであった。また、実施例１と同様に測定したところ、マイクロ粒子の平均粒子径は６μｍ、波長変換層におけるマイクロ粒子の含有量は１２体積％であった。
［実施例５］
塗布液の調製においてマイクロ粒子となる分散液の添加量を変更し、かつ、基材への塗布液の塗布量を変更した以外は、実施例１と同様にして波長変換フィルムを作製した。
波長変換層の膜厚は１２０μｍであった。また、実施例１と同様に測定したところ、マイクロ粒子の平均粒子径は６μｍ、波長変換層におけるマイクロ粒子の含有量は６体積％であった。
［実施例６］
波長変換層のバインダーとなるＰＶＡを、ＰＶＡ２０３から、クラレ社製のＰＶＡ１０３に変更した以外は、実施例１と同様に波長変換フィルムを作製した。
実施例１と同様にマイクロ粒子の粒子径を測定したところ、マイクロ粒子の平均粒子径は５μｍであった。また、実施例１と同様にバインダーの酸素透過係数を測定したところ、バインダーの酸素透過係数は０．００１(cc・mm)/(m2・day・atm)であった。
［実施例７］
分散液の調製において、マイクロ粒子のマトリクスとなる化合物を、ＤＣＰ（ジシクロペンタニルアクリレート）から、ＤＣＰとＡ−ＤＣＰ（トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、新中村化学社製）とを、質量比で８０／２０で混合した混合物に変更した以外は、実施例１と同様に波長変換フィルムを作製した。
実施例１と同様にマイクロ粒子の粒子径を測定したところ、マイクロ粒子の平均粒子径は８μｍであった。また、実施例１と同様にマトリクスの酸素透過係数を測定したところ、マトリクスの酸素透過係数は２３(cc・mm)/(m2・day・atm)であった。
［実施例８］
分散液の調製において、マイクロ粒子のマトリクスとなる化合物を、ＤＣＰから、ＤＣＰとＡ−ＤＣＰとを、質量比で５０／５０で混合した混合物に変更した以外は、実施例１と同様に波長変換フィルムを作製した。
実施例１と同様にマイクロ粒子の粒子径を測定したところ、マイクロ粒子の粒子径は平均粒子径は１０μｍであった。また、実施例１と同様にマトリクスの酸素透過係数を測定したところ、マトリクスの酸素透過係数は１１(cc・mm)/(m2・day・atm)であった。
［実施例９］
塗布液の調製において、添加する乳化剤を、ＳＤＳから、シグマアルドリッチ社製のＢＲＩＪ ３０（ポリエチレングリコールドデシルエーテル、ＨＬＢ値１０．７）に変更し、乳化剤の添加量を、バインダーおよび分散液の合計に対して０．２質量％とした以外は、実施例１と同様に波長変換フィルムを作製した。
実施例１と同様にマイクロ粒子の粒子径を測定したところ、マイクロ粒子の平均粒子径は９μｍであった。
［実施例１０］
塗布液の調製において、添加する乳化剤を、ＳＤＳから、シグマアルドリッチ社製のＢＲＩＪ Ｓ１０（ポリエチレングリコールオクタデシルエーテル、ＨＬＢ値１２．９）に変更し、乳化剤の添加量を、バインダーおよび分散液の合計に対して０．２質量％とした以外は、実施例１と同様に波長変換フィルムを作製した。
実施例１と同様にマイクロ粒子の粒子径を測定したところ、マイクロ粒子の粒子径は平均粒子径は３μｍであった。
［実施例１１］
塗布液の調製において、添加する乳化剤を、ＳＤＳから、シグマアルドリッチ社製のＢＲＩＪ Ｏ２０（ポリオキシエチレン（２０）オレイルエーテル、ＨＬＢ値１５．６）に変更し、乳化剤の添加量を、バインダーおよび分散液の合計に対して０．２質量％とした以外は、実施例１と同様に波長変換フィルムを作製した。
実施例１と同様にマイクロ粒子の粒子径を測定したところ、マイクロ粒子の平均粒子径は１．５μｍであった。
［実施例１２］
塗布液の調製において、添加する乳化剤を、ＳＤＳから、シグマアルドリッチ社製のＢＲＩＪ ９３（ポリエチレングリコールオレイルエーテル、ＨＬＢ値５．９）に変更し、乳化剤の添加量を、バインダーおよび分散液の合計に対して０．２質量％とした以外は、実施例１と同様に波長変換フィルムを作製した。
実施例１と同様にマイクロ粒子の粒子径を測定したところ、マイクロ粒子の平均粒子径は１３μｍであった。
［実施例１３］
分散液の調製において、蛍光体として用いる量子ドットを、ＩｎＰ／ＺｎＳから、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ（セレン化カドミウム／硫化亜鉛、ＮＮ−ラボス社製、ＣＺ−５２０およびＣＺ−６２０）に変更した以外は、実施例１と同様に波長変換フィルムを作製した。この量子ドットは、発光極大波長がそれぞれ５２０ｎｍ、６２０ｎｍの量子ドットである。
実施例１と同様にマイクロ粒子の粒子径を測定したところ、マイクロ粒子の平均粒子径は５μｍであった。
［実施例１４］
波長変換層のバインダーを、ＰＶＡ（ＰＶＡ２０３）から、ビニルアルコール・ブテンジオール共重合体（ＢＶＯＨ、日本合成化学社製、Ｇポリマー（ＡＺＦ８０３５Ｗ））に変更した以外は、実施例１と同様に波長変換フィルムを作製した。
実施例１と同様にマイクロ粒子の粒子径を測定したところ、マイクロ粒子の平均粒子径は５μｍであった。また、実施例１と同様にバインダーの酸素透過係数を測定したところ、バインダーの酸素透過係数は０．００１(cc・mm)/(m2・day・atm)未満であった。
［実施例１５］
分散液の調製において、乳化剤（ＳＤＳ）を用いない以外は、実施例１と同様に波長変換フィルムを作製した。
実施例１と同様にマイクロ粒子の粒子径を測定したところ、マイクロ粒子の平均粒子径は３９μｍであった。
［比較例１］
塗布液の調製においてマイクロ粒子となる分散液の添加量を変更し、かつ、基材への塗布液の塗布量を変更した以外は、実施例１と同様にして波長変換フィルムを作製した。
波長変換層の膜厚は１２０μｍであった。また、実施例１と同様に測定したところ、マイクロ粒子の平均粒子径は５μｍ、波長変換層におけるマイクロ粒子の含有量は、２体積％であった。
［比較例２］
塗布液の調製においてマイクロ粒子となる分散液の添加量を変更し、かつ、基材への塗布液の塗布量を変更した以外は、実施例１と同様にして波長変換フィルムを作製した。
波長変換層の膜厚は３４μｍであった。また、実施例１と同様に測定したところ、マイクロ粒子の平均粒子径は５μｍ、波長変換層におけるマイクロ粒子の含有量は、３５体積％であった。
［比較例３］
分散液の調製において、マイクロ粒子のマトリクスとなる化合物を、ＤＣＰから、ＬＡ（ラウリルアクリレート、大阪有機工業化学社製）に変更した以外は、実施例１と同様に波長変換フィルムを作製した。
実施例１と同様にマイクロ粒子の粒子径を測定したところ、マイクロ粒子の平均粒子径は３μｍであった。また、実施例１と同様にマトリクスの酸素透過係数を測定したところ、マトリクスの酸素透過係数は１３００(cc・mm)/(m2・day・atm)であった。
［比較例４］
分散液の調製において、マイクロ粒子のマトリクスとなる化合物をＤＣＰから、ＴＭＰＴＡ（トリメチロールプロパントリアクリレート、ダイセル・オルネクス社製）に変更した以外は、実施例１と同様に波長変換フィルムを作製した。
実施例１と同様にマイクロ粒子の粒子径を測定したところ、マイクロ粒子の平均粒子径は１２μｍであった。また、実施例１と同様にマトリクスの酸素透過係数を測定したところ、マトリクスの酸素透過係数は２(cc・mm)/(m2・day・atm)であった。
［比較例５］
波長変換層のバインダーとなるＰＶＡを、ＰＶＡ２０３から、クラレ社製のＰＶＡ５０５に変更した以外は、実施例１と同様に波長変換フィルムを作製した。
実施例１と同様にマイクロ粒子の粒子径を測定したところ、マイクロ粒子の平均粒子径は３μｍであった。また、実施例１と同様にバインダーの酸素透過係数を測定したところ、バインダーの酸素透過係数は０．３(cc・mm)/(m2・day・atm)であった。
＜ヘイズの測定＞
作製した波長変換フィルムについて、日本電色工業社製のＮＤＨ５０００を用いて、ＪＩＳ Ｋ ７１３６に準拠してヘイズを測定した。
＜初期輝度の測定＞
バックライトユニットに青色光源を備える市販のタブレット端末（商品名「Kindle（登録商標）Fire HDX 7」、Amazon社製）を分解して、バックライトユニットを取り出した。バックライトユニットに組み込まれていた波長変換フィルムＱＤＥＦ（Quantum Dot Enhancement Film）に代えて、矩形（５０×５０ｍｍ）に切り出した実施例または比較例の波長変換フィルムを組み込んだ。このようにしてバックライトユニットを作製した。
作製したバックライトユニットを点灯して、全面が白表示になるようにし、導光板の面に対して垂直方向５２０ｍｍの位置に設置した輝度計（ＴＯＰＣＯＮ社製、ＳＲ３）を用いて、初期の輝度値Ｙ0（ｃｄ／ｍ2）を測定し、下記の評価基準に基づいて評価した。
−評価基準−
Ａ： Ｙ０≧５３０
Ｂ： ５３０＞Ｙ０≧５１５
Ｃ： ５１５＞Ｙ０≧５００
Ｄ： ５００＞Ｙ０
＜光耐久性の測定＞
前述の初期輝度の測定から、そのまま、１０００時間、バックライトユニットを点灯して、同様に輝度を測定して、試験後の輝度値Ｙ1とした。
初期の輝度値Ｙ０および試験後の輝度値Ｙ1から、下記式によって光耐久性［％］を算出して、下記の評価基準に基づいて評価した。
光耐久性［％］＝（Ｙ1／Ｙ０）×１００
−評価基準−
Ａ： 光耐久性≧９５％
Ｂ： ９５＞光耐久性≧９０％
Ｃ： ９０＞光耐久性≧８０％
Ｄ： 光耐久性＜８０％
＜面内色度ムラの評価＞
初期の輝度値Ｙ０の測定と同一の評価装置によりＣＩＥｘ、ｙ色度を測定し、面内９点の平均値からの色度変動値Δｘｙを算出した。色度変動値Δｘｙを下記評価基準に基づいて評価した。
−評価基準−
Ａ： Δｘｙ≦０．００５
Ｂ： ０．００５＜Δｘｙ≦０．０１０
Ｃ： ０．０１０＜Δｘｙ≦０．０１５
Ｄ： ０．０１５＜Δｘｙ
結果を下記の表に示す。
上記表に示されるように、バインダーの酸素透過係数が０．０１(cc・mm)/(m2・day・atm)以下、マトリクスの酸素透過係数が１０〜１０００(cc・mm)/(m2・day・atm)であり、かつ、波長変換層におけるマイクロ粒子の含有量が３〜３０体積％である本発明の波長変換フィルムは、いずれも、高いヘイズを有し、かつ、高輝度な発光を、高い耐久性で実現し、面内の色度ムラも低く、さらに、密着性にも優れる。
これに対し、マイクロ粒子の含有量が少ない比較例１は、輝度が低い。逆に、マイクロ粒子が多すぎる比較例２は、酸素による蛍光体の劣化が生じるために光耐久性が低く、また、密着性も悪い。マイクロ粒子のマトリクスの酸素透過係数が高い比較例３も、同様に酸素による蛍光体の劣化が生じるために光耐久性が低く、また、密着性も悪い。マイクロ粒子マトリクスの酸素透過係数が低い比較例４は、マイクロ粒子内に適正に蛍光体を分散できず、輝度が低い。マイクロ粒子が多すぎ、しかも、乳化剤を含有しない比較例５は、全ての評価項目で評価が低い。さらに、光変換層のバインダーの酸素透過係数が高い比較例６は、酸素による蛍光体の劣化が生じるために光耐久性が低い。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
ＬＣＤのバックライトなどに好適に利用可能である。
１０ バックライトユニット
１４ 筐体
１６ 波長変換フィルム
１８ 光源
２６ 波長変換層
２８ 基材
３２ バインダー
３４ マイクロ粒子
３６ マトリクス
３８ 蛍光体

Claims (9)

  1. 波長変換層と、前記波長変換層を支持する基材と、を有し、
    前記波長変換層が、バインダー、および、マイクロ粒子、を有し、
    前記マイクロ粒子は、蛍光体と、マトリクスとを含み、
    前記バインダーの酸素透過係数が０．０１(cc・mm)/(m2・day・atm)以下で、前記マトリクスの酸素透過係数が１０〜１０００(cc・mm)/(m2・day・atm)であり、かつ、
    前記波長変換層における前記マイクロ粒子の含有量が３〜３０体積％であることを特徴とする波長変換フィルム。
  2. 前記波長変換層が、０．０１〜５質量％の乳化剤を含む請求項１に記載の波長変換フィルム。
  3. 下記の式で示す前記乳化剤のＨＬＢ値が８〜１８である請求項２に記載の波長変換フィルム。
    ＨＬＢ値＝２０×（親水基の式量の和／分子量）
  4. 内部ヘイズが５０％以上である請求項１〜３のいずれか１項に記載の波長変換フィルム。
  5. 前記波長変換層の膜厚が１０〜１００μｍである請求項１〜４のいずれか１項に記載の波長変換フィルム。
  6. 前記マイクロ粒子の平均粒子径が０．５〜２０μｍである請求項１〜５のいずれか１項に記載の波長変換フィルム。
  7. 前記基材は、前記波長変換層の一方の主面に設けられ、あるいは、２枚の前記基材で前記波長変換層を挟持するものであり、
    前記基材の酸素透過度が０．１〜１００cc/(m2・day・atm)である請求項１〜６のいずれか１項に記載の波長変換フィルム。
  8. 前記波長変換層が、２層以上からなり、かつ、各前記波長変換層に含まれる前記蛍光体の発光波長が異なる請求項１〜７のいずれか１項に記載の波長変換フィルム。
  9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の波長変換フィルムと、前記波長変換フィルムの前記波長変換層が含有する前記蛍光体を励起する励起光を出射する光源と、を有するバックライトユニット。
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