JP7039833B2 - Light wavelength conversion member, backlight device, and image display device - Google Patents
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Description
本発明は、光波長変換部材、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 member, 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。 A transmissive image display device such as a liquid crystal display device is generally arranged on the back side of a transmissive image display panel such as a liquid crystal display panel, and includes a backlight device that illuminates the transmissive image display panel.
現在、量子ドットを含む光波長変換部材を画像表示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(一次光)を吸収して異なる波長の光(二次光)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、光波長変換部材が組み込まれた画像表示装置では、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、光波長変換部材における量子ドットが一部の青色光を吸収して緑色光および赤色光を放出することができるので、種々の色を再現することができる。 Currently, consideration is being given to incorporating an optical wavelength conversion member containing quantum dots into an image display device (see, for example, Patent Document 1). Quantum dots can absorb light (primary light) and emit light of different wavelengths (secondary light). The wavelength of the light emitted by the quantum dots mainly depends on the particle size of the quantum dots. Therefore, in an image display device incorporating an optical wavelength conversion member, various colors can be reproduced while using a light source that projects light in a single wavelength range. For example, when a light source that emits blue light is used, various colors can be reproduced because the quantum dots in the light wavelength conversion member can absorb a part of blue light and emit green light and red light. ..
このような光波長変換部材が組み込まれた画像表示装置において、更なる色再現性の向上の観点から、色域を拡大させることが検討されているが、光波長変換部材によって色域を拡大させるためには、光波長変換部材から出射させる各光の色純度を高めることが必要である。 In an image display device incorporating such a light wavelength conversion member, it is considered to expand the color range from the viewpoint of further improving the color reproducibility, but the color range is expanded by the light wavelength conversion member. Therefore, it is necessary to increase the color purity of each light emitted from the light wavelength conversion member.
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、発光時に優れた色純度を有する光波長変換部材、これを備えた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 is an object of the present invention to provide a light wavelength conversion member having excellent color purity at the time of light emission, a backlight device provided with the light wavelength conversion member, and an image display device.
本発明者らは、上記課題に対して鋭意研究を重ねたところ、光波長変換部材に特定の波長域の光を吸収する光吸収剤を含ませることにより、色純度を向上させることができることを見出した。本発明は、このような知見に基づき完成されたものである。 As a result of diligent research on the above-mentioned problems, the present inventors have found that the color purity can be improved by including a light absorber that absorbs light in a specific wavelength range in the light wavelength conversion member. I found it. The present invention has been completed based on such findings.
本発明の一の態様によれば、入射する第1の発光ピーク波長を有する光のうち、少なくとも一部の前記光の波長を変換して、少なくとも可視光領域に第2の発光ピーク波長を有する光を出射させる光波長変換部材であって、前記第1の発光ピーク波長を有する光を、前記第1の発光ピーク波長とは異なる前記第2の発光ピーク波長を有する光に変換する第1の量子ドットと、可視光領域内にあり、かつ前記第1の発光ピーク波長と前記第2の発光ピーク波長との間にある第1の波長域内の光を吸収する第1の光吸収剤とを含むことを特徴とする、光波長変換部材が提供される。 According to one aspect of the present invention, among the incident light having the first emission peak wavelength, at least a part of the light has a second emission peak wavelength in the visible light region by converting the wavelength of the light. A first light wavelength conversion member that emits light and converts light having the first emission peak wavelength into light having the second emission peak wavelength different from the first emission peak wavelength. Quantum dots and a first light absorber that is in the visible light region and absorbs light in the first wavelength range between the first emission peak wavelength and the second emission peak wavelength. Provided is an optical wavelength conversion member comprising.
上記光波長変換部材において、前記第1の発光ピーク波長が、第1の発光ピークのピーク波長であり、かつ青色波長域に存在し、前記第1の発光ピークの半値幅が40nm以下であってもよい。 In the light wavelength conversion member, the first emission peak wavelength is the peak wavelength of the first emission peak and exists in the blue wavelength region, and the half width of the first emission peak is 40 nm or less. May be good.
上記光波長変換部材において、前記第2の発光ピーク波長が、第2の発光ピークのピーク波長であり、かつ緑色波長域に存在し、前記第2の発光ピークの半値幅が50nm以下であってもよい。 In the light wavelength conversion member, the second emission peak wavelength is the peak wavelength of the second emission peak and exists in the green wavelength region, and the half width of the second emission peak is 50 nm or less. May be good.
上記光波長変換部材において、前記光波長変換部材が、可視光領域に前記第1の発光ピーク波長および前記2の発光ピーク波長とは異なる第3の発光ピーク波長を有する光をさらに出射させる部材であり、前記第1の発光ピーク波長を有する光を、第3の発光ピーク波長を有する光に変換する第2の量子ドットと、前記第1の発光ピーク波長および前記第2の発光ピーク波長のうち第3の発光ピーク波長側に位置するいずれかの発光ピーク波長と前記第3の発光ピーク波長との間の第2の波長域内の光を吸収する第2の光吸収剤とをさらに含んでいてもよい。 In the light wavelength conversion member, the light wavelength conversion member further emits light having a third emission peak wavelength different from the first emission peak wavelength and the second emission peak wavelength in the visible light region. There is a second quantum dot that converts light having the first emission peak wavelength into light having a third emission peak wavelength, and of the first emission peak wavelength and the second emission peak wavelength. It further contains a second light absorber that absorbs light in the second wavelength range between any of the emission peak wavelengths located on the third emission peak wavelength side and the third emission peak wavelength. May be good.
上記光波長変換部材において、前記第3の発光ピーク波長が、前記第3の発光ピークのピーク波長であり、かつ赤色波長域に存在し、前記第3の発光ピークの半値幅が50nm以下であってもよい。 In the light wavelength conversion member, the third emission peak wavelength is the peak wavelength of the third emission peak and exists in the red wavelength region, and the half width of the third emission peak is 50 nm or less. You may.
上記光波長変換部材において、光波長変換層と、前記光波長変換層の出光側に配置された光吸収層とをさらに備え、前記光波長変換層が前記第1の量子ドットを含み、かつ前記光吸収層が前記第1の光吸収剤を含んでいてもよい。 The light wavelength conversion member further includes a light wavelength conversion layer and a light absorption layer arranged on the light emitting side of the light wavelength conversion layer, and the light wavelength conversion layer includes the first quantum dot and said. The light absorption layer may contain the first light absorber.
上記光波長変換部材において、前記光波長変換層の出光側に配置された再帰反射性シートをさらに備え、前記光吸収層が前記光波長変換層と前記再帰反射性シートとの間に配置されていてもよい。 The light wavelength conversion member further includes a retroreflective sheet arranged on the light emitting side of the light wavelength conversion layer, and the light absorption layer is arranged between the light wavelength conversion layer and the retroreflective sheet. You may.
上記光波長変換部材において、光波長変換層をさらに備え、前記光波長変換層が、前記第1の量子ドットおよび前記第1の光吸収剤を含んでいてもよい。 The light wavelength conversion member may further include a light wavelength conversion layer, and the light wavelength conversion layer may include the first quantum dot and the first light absorber.
上記光波長変換部材において、前記光波長変換層が、光散乱性粒子をさらに含んでいてもよい。 In the light wavelength conversion member, the light wavelength conversion layer may further contain light scattering particles.
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部材とを備える、バックライト装置が提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a backlight device including a light source and the above-mentioned light wavelength conversion member that receives light from the light source.
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 including the above-mentioned backlight device and a display panel arranged on the light emitting side of the backlight device.
本発明の一の態様によれば、第1の発光ピーク波長と第2の発光ピーク波長との間の第1の波長域内の光を吸収する第1の光吸収剤を含んでいるので、第2の発光ピーク波長を有する光の色純度を向上させることができ、これにより発光時に優れた色純度を有する光波長変換部材を提供することができる。また、本発明の他の態様によれば、このような光波長変換部材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 one aspect of the present invention, the first light absorber that absorbs light in the first wavelength range between the first emission peak wavelength and the second emission peak wavelength is contained. It is possible to improve the color purity of light having the emission peak wavelength of 2, thereby providing an optical wavelength conversion member having excellent color purity at the time of emission. Further, according to another aspect of the present invention, it is possible to provide a backlight device and an image display device including such a light wavelength conversion member.
以下、本発明の実施形態に係る光波長変換部材、バックライト装置、画像表示装置、および光波長変換層用組成物について、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部材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部材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部材の概略構成図であり、図5~図8は本実施形態に係る光波長変換部材の製造工程を模式的に示す図である。 Hereinafter, the light wavelength conversion member, the backlight device, the image display device, and the composition for the light wavelength conversion layer according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present specification, terms such as "sheet" and "film" are not distinguished from each other based only on the difference in designation. Therefore, for example, "sheet" is used in the sense of including a member that can also be called a film, and "film" is used in the sense of including a member that can also be called a sheet. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a light wavelength conversion member according to the present embodiment, FIG. 2 is a diagram showing the operation of the light wavelength conversion member according to the present embodiment, and FIGS. 3 and 4 are views according to the present embodiment. It is a schematic block diagram of another light wavelength conversion member, and FIGS. 5 to 8 are diagrams schematically showing the manufacturing process of the light wavelength conversion member according to this embodiment.
<<<光波長変換部材>>>
図1に示される光波長変換部材10は、入射する第1の発光ピーク波長を有する光のうち少なくとも一部の光の波長を変換して、少なくとも可視光領域内に第2の発光ピーク波長を有する光を出射させる部材である。光波長変換部材10は、可視光領域内に第1の発光ピーク波長を有する光を入射させた場合には、第2の発光ピーク波長を有する光のみならず、第1の発光ピーク波長を有する光および可視光領域に第3の発光ピーク波長を有する光をさらに出射させる部材である。第1の発光ピーク波長を有する光は、可視光領域に第1の発光ピーク波長を有する光であってもよいが、可視光領域外(例えば紫外光領域)に第1の発光ピーク波長を有する光であってもよい。本明細書における「可視光領域」とは、波長380nm以上780nm以下の領域を意味し、「紫外光領域」とは、波長10nm以上波長380nm未満の領域を意味する。
<<< Optical wavelength conversion member >>>
The light
図1に示される光波長変換部材10は、光波長変換シートであり、光波長変換層11と、光波長変換層11の両面に設けられた光透過性基材12、13と、光透過性基材12における光波長変換層11側の面とは反対側に設けられた光吸収層14と、光透過性基材13における光波長変換層11側の面とは反対側に設けられた接着層15と、光吸収層14における光透過性基材12側の面とは反対側の面に設けられた光透過性基材16と、接着層15における光透過性基材13側の面とは反対側の面に設けられた光透過性基材17と、光透過性基材16、17における光透過性基材16、17側の面とは反対側の面に設けられた光拡散層18、19とを備えている。光波長変換部材10においては、光拡散層18、19の表面が光波長変換部材10の表面10A、10Bを構成している。光波長変換部材10は、光透過性基材12、13、17、18を備えているが、バリア層を備えていないので、光透過性基材およびバリア層からなるバリアフィルムを備えていない。なお、光波長変換部材10は、光拡散層14/光透過性基材16/光吸収層14/光透過性基材12/光波長変換層11/光透過性基材13/光吸収層15/光透過性基材17/光拡散層15の構造となっているが、後述する第1の量子ドットおよび第1の光吸収剤を含んでいれば、光波長変換部材の構造は特に限定されない。
The light
光波長変換部材10においては、部材全体で、40℃、相対湿度90%での水蒸気透過率(WVTR:Water Vapor Transmission Rate)が0.1g/(m2・24h)以上となっていてもよい。水蒸気透過率はJIS K7129:2008に準拠した手法で得られる数値である。水蒸気透過率は、水蒸気透過率測定装置(製品名「PERMATRAN-W3/31」、MOCON社製)を用いて測定することができる。水蒸気透過率は、3回測定して得られた値の平均値とする。従来の光波長変換シートはバリアフィルムが形成されているので、光波長変換部材10は、従来の光波長変換シートに比べて水蒸気透過率が高くなっている、すなわち、光波長変換部材10は、従来の光波長変換シートに比べて水分が透過しやすい。
In the light
光波長変換部材10においては、部材全体で、23℃、相対湿度90%での酸素透過率(OTR: Oxygen Transmission Rate)が0.1cm3/(m2・24h・atm)以上となっていてもよい。光波長変換部材10は、上記水蒸気透過率および上記酸素透過率を同時に満たすものであってもよい。酸素透過率はJIS K7126:2006に準拠した手法で得られる数値である。酸素透過率は、酸素ガス透過率測定装置(製品名「OX-TRAN 2/20」、MOCON社製)を用いて測定することができる。酸素透過率は、3回測定して得られた値の平均値とする。従来の光波長変換シートはバリアフィルムが形成されているので、光波長変換部10は、従来の光波長変換シートに比べて酸素透過率が高くなっている、すなわち、光波長変換部材10は、従来の光波長変換シートに比べて水分のみならず酸素が透過しやすい。
In the optical
光波長変換部材10における40℃、相対湿度90%での水蒸気透過率は1g/(m2・24h)以上となっていてもよく、また光波長変換部材10における23℃、相対湿度90%での酸素透過率が1cm3/(m2・24h・atm)以上となっていてもよい。
The water vapor transmittance of the light
光波長変換部材10における内部ヘイズ値は50%以上となっていることが好ましい。内部ヘイズは、光波長変換部材の内部に起因するヘイズ値であり、光波長変換部材における表面の凹凸形状を加味しないものである。光波長変換部材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。光波長変換部材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い。
The internal haze value of the optical
光波長変換部材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。光波長変換部材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 of the light
光波長変換部材10においては、光波長変換部材10の外部ヘイズ値は光波長変換部材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、光波長変換部材10は、下記式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
In the light
Internal haze value> External haze value
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 K7136:2000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。内部ヘイズ値および外部ヘイズ値は、それぞれ3回測定して得られた値の算術平均値とする。 The internal haze value and the external haze value can be obtained using a haze meter (product name "HM-150", manufactured by Murakami Color Technology Laboratory). Specifically, first, using a haze meter, the total haze value of the optical wavelength conversion sheet is measured according to JIS K7136: 2000. After that, a triacetyl cellulose substrate having a thickness of 60 μm (product name “Panaclean PD-S1”, manufactured by Panac Co., Ltd.) is interposed on both sides of the optical wavelength conversion sheet via a transparent optical adhesive layer (product name “Panaclean PD-S1”, manufactured by Panac Co., Ltd.) having a film thickness of 25 μm (product name “Panaclean PD-S1”). TD60UL ", manufactured by Fujifilm Co., Ltd.) is pasted. As a result, the uneven shape of the surface of the light wavelength conversion sheet is crushed, and the surface of the light wavelength conversion sheet is flattened. Then, in this state, the internal haze value is obtained by measuring the haze value according to JIS K7136 using a haze meter (product name "HM-150", manufactured by Murakami Color Technology Research Institute). The external haze value is obtained by subtracting the internal haze from the total haze. As used herein, the "external haze value" means the external haze value of the entire optical wavelength conversion sheet. That is, the external haze value in the present 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. The internal haze value and the external haze value shall be the arithmetic mean value of the values obtained by measuring each three times.
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 K7136:2000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, as the internal haze value increases, the external haze tends to decrease even if the surface has the same surface unevenness. This is considered to be due to the following reasons. JIS K7136: 2000 stipulates that the haze is a percentage of the transmitted light passing through the test piece that deviates by 0.044 rad (2.5 °) or more from the incident light due to forward scattering. There is. 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 transmitted light less than 2.5 ° with respect to incident light is not measured as haze. On the other hand, in the light wavelength conversion sheet having a large internal haze, the light is scattered more inside the sheet as compared with the light wavelength conversion sheet having a smaller internal haze, so that the light reaches the sheet surface with respect to the incident light. There is less transmitted light below 2.5 °. Therefore, when the optical wavelength conversion sheet having a large internal haze and the optical wavelength conversion sheet having a smaller internal haze have the same surface unevenness, the optical wavelength conversion sheet having a larger internal haze has a larger internal haze than that. Compared to a small light wavelength conversion sheet, the effect of surface irregularities is reduced. Therefore, when considering only the influence of the surface unevenness existing on the sheet surface, even if the optical wavelength conversion sheet having a large internal haze and the optical wavelength conversion sheet having a smaller internal haze have the same surface unevenness, the inside Compared to the optical wavelength conversion sheet with a larger haze, the optical wavelength conversion sheet with a smaller internal haze has not only transmitted light of less than 2.5 ° to the incident light emitted from the surface unevenness, but also surface unevenness. The transmitted light that deviates by 2.5 ° or more with respect to the incident light emitted from the light source is also reduced. Therefore, it is considered that when the internal haze value becomes large, the external haze becomes small even if the surface irregularities are the same.
光波長変換部材10において、光波長変換部材10の外部ヘイズ値を光波長変換部材10より小さくするためには、例えば、光波長変換部材10の内部に光散乱性粒子を添加することが挙げられる。光波長変換部材がバリアフィルムおよび/または光拡散層を備えている場合には、光散乱性粒子は、光波長変換層11の他、バリアフィルム中にも添加されてもよく、また光拡散層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
光波長変換部材10における内部ヘイズ値に対する外部ヘイズ値の割合(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。この割合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 (external haze value / internal haze value) in the optical
光波長変換部材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。光波長変換部材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、光波長変換部材と光学板との間の界面や光波長変換部材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、光波長変換部材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。Raは、光波長変換部材の表面10A、10Bの目視で異常のない箇所(大きい異物や擦りキズ等がない箇所)において、ランダムに15点測定して得られた値の平均値とする。
The above definition of "Ra" shall be 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 Co., Ltd.). Ra is an average value of values obtained by randomly measuring 15 points on the
光波長変換部材10の厚みは、10μm以上500μm以下となっていることが好ましい。光波長変換部材10の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。光波長変換部材10の厚みは、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、光波長変換部材10の断面を撮影し、その断面の画像において光波長変換部材10の厚みを20箇所測定し、その20箇所の厚みの平均値とする。SEMでの測定においては、加速電圧を30kV、倍率を1000~7000倍とすることが好ましい。
The thickness of the optical
<<<光波長変換層>>>
光波長変換層11は、バインダ樹脂20と、バインダ樹脂20に分散された第1の量子ドット21および第2の量子ドット22とを含んでいる。光波長変換層11は、光散乱性粒子23をさらに含んでいることが好ましい。光散乱性粒子23を含むことにより、光波長変換効率および内部ヘイズを高めることができる。
<<< Optical wavelength conversion layer >>>
The optical
光波長変換層11の膜厚は、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11の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11の膜厚は、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、光波長変換層11の断面を撮影し、その断面の画像において光波長変換層11の膜厚を20箇所測定し、その20箇所の膜厚の平均値とする。光波長変換層11の平均膜厚の上限は170μm未満であることがより好ましい。
The film thickness of the optical
<<バインダ樹脂>>
バインダ樹脂20は、特に限定されないが、重合性化合物の重合体(硬化物、架橋物)であることが好ましい。重合性化合物(硬化性化合物)は、重合可能な化合物であり、例えば、電離放射線重合性化合物(電離放射線硬化性化合物)や熱重合性化合物(熱硬化性化合物)が挙げられる。本明細書における電離放射線としては、可視光線、並びに紫外線、X線、電子線、α線、β線、およびγ線が挙げられる。
<< Binder resin >>
The
(電離放射線重合性化合物)
電離放射線重合性化合物は、分子内に電離放射線重合性官能基を少なくとも1つ有するものである。電離放射線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不飽和基が挙げられる。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。
(Ionizing radiation polymerizable compound)
The ionizing radiation polymerizable compound has at least one ionizing radiation polymerizable functional group in the molecule. Examples of the ionizing radiation polymerizable functional group include ethylenically unsaturated groups such as (meth) acryloyl group, vinyl group and allylic group. The "(meth) acryloyl group" means to include both "acryloyl group" and "methacryloyl group".
電離放射線重合性化合物としては、電離放射線重合性モノマー、電離放射線重合性オリゴマー、または電離放射線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。電離放射線重合性化合物としては、電離放射線重合性モノマーと、電離放射線重合性オリゴマーまたは電離放射線重合性プレポリマーとの組み合わせが好ましい。 Examples of the ionizing radiation polymerizable compound include an ionizing radiation polymerizable monomer, an ionizing radiation polymerizable oligomer, and an ionizing radiation polymerizable prepolymer, which can be appropriately adjusted and used. As the ionizing radiation polymerizable compound, a combination of an ionizing radiation polymerizable monomer and an ionizing radiation polymerizable oligomer or an ionizing radiation polymerizable prepolymer is preferable.
電離放射線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。 Examples of the ionizing radiation polymerizable monomer include a monomer containing a hydroxyl group such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, and 2-ethylhexyl (meth) acrylate, and 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, trimethyl propantri (meth) acrylate, trimethyl ethanetri (meth). ) Acrylate, pentaerythritol di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, glycerol (meth) acrylate (Meta) acrylic acid esters such as, etc. may be mentioned.
電離放射線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、電離放射線重合性官能基が3つ(3官能)以上の多官能オリゴマーがより好ましい。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。 As the ionizing radiation polymerizable oligomer, a polyfunctional oligomer having two or more functionalities is preferable, and a polyfunctional oligomer having three or more (trifunctional) ionizing radiation polymerizable functional groups is more 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. Examples thereof include (meth) acrylate and epoxy (meth) acrylate.
電離放射線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部材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8万を超える電離放射線重合性プレポリマーを用いている場合には、上記重合性モノマーや上記重合性オリゴマーを混合して用いることが好ましい。多官能重合性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 ionizing radiation polymerizable prepolymer has a weight average molecular weight of more than 10,000, and the weight average molecular weight is preferably 10,000 or more and 80,000 or less, and more preferably 10,000 or more and 40,000 or less. 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 member may be deteriorated. Therefore, when an ionizing radiation-polymerizable prepolymer having a weight average molecular weight of more than 80,000 is used, it is preferable to mix and use the above-mentioned polymerizable monomer and the above-mentioned polymerizable oligomer. Examples of the polyfunctional polymerizable prepolymer include urethane (meth) acrylate, isocyanurate (meth) acrylate, polyester-urethane (meth) acrylate, and epoxy (meth) acrylate.
(熱重合性化合物)
熱重合性化合物は、分子内に熱重合性官能基を少なくとも1つ有するものである。熱重合性官能基としては、例えば、エポキシ基やオキセタニル基等の環状エーテル基、ビニルエーテル基等が挙げられる。
(Thermopolymerizable compound)
The thermopolymerizable compound has at least one thermopolymerizable functional group in the molecule. Examples of the thermopolymerizable functional group include a cyclic ether group such as an epoxy group and an oxetanyl group, a vinyl ether group and the like.
エポキシ化合物は、分子内に1個以上のエポキシ基を有する化合物である。エポキシ化合物としては、特に限定されないが、例えば、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、ビスフェノールS型エポキシ化合物、ビフェニル型エポキシ化合物、フルオレン型エポキシ化合物、ノボラックフェノール型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、これらの変性物等の芳香族系、あるいは、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル又は1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル等のアルキレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンあるいはそのアルキレンオキサイド付加体のジ又はトリグリシジルエーテル等の多価アルコールのポリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールあるいはそのアルキレンオキサイド付加体のジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールあるいはそのアルキレンオキサイド付加体のジグリシジルエーテル等のポリアルキレングリコールジグリシジルエーテル、及びアルキレンオキサイド等の脂肪族系が挙げられる。ここで、アルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイド等の脂肪族系エポキシ化合物、3’,4’-エポキシシクロヘキシルメチル3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタアクリレート等の分子内に1個以上のエポキシ基と1個以上のエステル基を含有する脂環式エポキシ化合物等が挙げられる。 An epoxy compound is a compound having one or more epoxy groups in the molecule. The epoxy compound is not particularly limited, but for example, bisphenol A type epoxy compound, bisphenol F type epoxy compound, bisphenol S type epoxy compound, biphenyl type epoxy compound, fluorene type epoxy compound, novolak phenol type epoxy compound, cresol novolak type epoxy. Aromatic compounds such as compounds and modified products thereof, or alkylene glycol diglycidyl ethers such as ethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether or 1,6-hexanediol diglycidyl ether, glycerin or an alkylene oxide adduct thereof. Diglycidyl ether of polyhydric alcohol such as di or triglycidyl ether, diglycidyl ether of polyethylene glycol or its alkylene oxide adduct, polyalkylene glycol diglycidyl ether such as diglycidyl ether of polypropylene glycol or its alkylene oxide adduct, And aliphatic systems such as alkylene oxide. Here, examples of the alkylene oxide include aliphatic epoxy compounds such as ethylene oxide and propylene oxide, 3', 4'-epoxycyclohexylmethyl 3,4-epoxycyclohexanecarboxylate, 3,4-epoxycyclohexylmethylmethacrylate and the like. Examples thereof include an alicyclic epoxy compound containing one or more epoxy groups and one or more ester groups in the molecule.
<<量子ドット>>
光波長変換層11は、量子ドットとして、第1の量子ドット21および第2の量子ドット22を含んでいる。ただし、光波長変換層11は、第1の量子ドット21を含んでいればよく、第2の量子ドット22を含んでいなくともよい。
<< Quantum dots >>
The optical
量子ドットは、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、量子ドットは、狭い波長帯で強い蛍光を発生することができる。 Quantum dots are nano-sized semiconductor particles that have a quantum confinement effect. The particle diameter and the average particle diameter of the quantum dots are, for example, 1 nm or more and 20 nm or less. When a quantum dot absorbs light from an excitation source and reaches an energy excited state, it emits energy corresponding to the energy band gap of the quantum dot. Therefore, by adjusting the particle size of the quantum dots or the composition of the substance, the energy band gap can be adjusted, and energy in various levels of wavelength bands can be obtained. In particular, quantum dots can generate strong fluorescence in a narrow wavelength band.
具体的には、量子ドット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/ZnS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、量子ドットのコアの大きさ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。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。 Specifically, the energy band gap of quantum dots increases as the particle size decreases. That is, as the crystal size becomes smaller, the emission of the quantum dots shifts to the blue side, that is, to the high energy side. Therefore, by changing the particle size of the quantum dot, the emission wavelength can be adjusted over the entire wavelength of the spectrum in the ultraviolet region, the visible region, and the infrared region. For example, when the quantum dot is composed of CdSe / ZnS described later, blue light is emitted when the particle diameter of the quantum dot is 2.0 nm or more and 4.0 nm or less, and the particle diameter of the quantum dot is 3.0 nm. When the particle size is 6.0 nm or less, green light is emitted, and when the particle size of the quantum dots is 4.5 nm or more and 10.0 nm or less, red light is emitted. In the above, the range of the particle size of the quantum dot emitting blue light and the particle size of the quantum dot emitting green light partially overlaps, and the particle size of the quantum dot emitting green light and the red light are overlapped. The range of the particle size of the emitted quantum dots overlaps in part, but even if the quantum dots have the same particle size, the emission color may differ depending on the size of the core of the quantum dots, so there is no contradiction. It's not something to do. As used herein, "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 Light having a wavelength range of 590 nm or more and 750 nm or less.
第1の量子ドット21は、第1の発光ピーク波長を有する光を、可視光領域に第2の発光ピーク波長を有する光に変換するものであり、第2の量子ドット22は、上記第1の発光ピーク波長を有する光を、可視光領域に第3の発光ピーク波長を有する光に変換するものである。第1の発光ピーク波長、第2の発光ピーク波長、および第3の発光ピーク波長はそれぞれ異なる波長である。上記第1の発光ピーク波長は第1の発光ピークのピーク波長であり、上記第2の発光ピーク波長は第2の発光ピークのピーク波長であり、上記第3の発光ピーク波長は第3の発光ピークのピーク波長である。本明細書において、「発光ピーク」とは、出射光の分光分布中の山状部分のことを意味し、「発光ピーク波長」とは、上記山状部分の中の頂点における波長を意味するものとする。第1の発光ピーク波長、第2の発光ピーク波長、および第3の発光ピーク波長は、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、光波長変換部材から出射される光の分光分布を測定することにより求めることができる。
The
第1の発光ピーク波長は青色波長域に存在し、第2の発光ピーク波長は緑色波長域に存在し、第3の発光ピーク波長は赤色波長域に存在することが好ましい。本明細書における「青色波長域」とは、380nm以上480nm未満の波長域を意味し、「緑色波長域」とは、480nm以上590nm未満の波長域を意味し、「赤色波長域」とは、590nm以上750nm以下の波長域を意味する。 It is preferable that the first emission peak wavelength exists in the blue wavelength region, the second emission peak wavelength exists in the green wavelength region, and the third emission peak wavelength exists in the red wavelength region. As used herein, the term "blue wavelength range" means a wavelength range of 380 nm or more and less than 480 nm, the "green wavelength range" means a wavelength range of 480 nm or more and less than 590 nm, and the "red wavelength range" means. It means a wavelength range of 590 nm or more and 750 nm or less.
第1の発光ピーク波長は青色波長域の中でも、青色光の色純度を向上させる観点から、430nm以上470nm以下の波長域に存在することがより好ましい。第2の発光ピーク波長は緑色波長域の中でも、緑色光の色純度を向上させる観点から、500nm以上550nm以下の波長域に存在することがより好ましい。第3の発光ピーク波長は赤色波長域の中でも、赤色光の色純度を向上させる観点から、610nm以上660nm以下の波長域に存在することがより好ましい。 Among the blue wavelength regions, the first emission peak wavelength is more preferably present in the wavelength region of 430 nm or more and 470 nm or less from the viewpoint of improving the color purity of blue light. The second emission peak wavelength is more preferably present in the wavelength range of 500 nm or more and 550 nm or less from the viewpoint of improving the color purity of green light among the green wavelength range. Among the red wavelength regions, the third emission peak wavelength is more preferably present in the wavelength region of 610 nm or more and 660 nm or less from the viewpoint of improving the color purity of red light.
第2の発光ピーク波長が上記緑色波長域に存在する場合、第2の発光ピークの半値幅は40nm以下であることが好ましい。第2の発光ピーク波長が上記緑色波長域に存在し、第2の発光ピークの半値幅が上記範囲内にあることにより、光波長変換部材から色純度が向上した緑色光を出射させることができる。第2のピークの半値幅は、光波長変換部材から出射する光の分光分布から求めるものとする。第2の発光ピークの半値幅は20nm以下であることがより好ましい。 When the second emission peak wavelength is present in the green wavelength region, the half width of the second emission peak is preferably 40 nm or less. When the second emission peak wavelength exists in the green wavelength region and the half-value width of the second emission peak is within the above range, green light having improved color purity can be emitted from the optical wavelength conversion member. .. The full width at half maximum of the second peak shall be obtained from the spectral distribution of the light emitted from the light wavelength conversion member. It is more preferable that the half width of the second emission peak is 20 nm or less.
第3の発光ピーク波長が上記赤色波長域に存在する場合、第3の発光ピークの半値幅は40nm以下であることが好ましい。第3の発光ピーク波長が上記赤色波長域に存在し、第3の発光ピークの半値幅が上記範囲内にあることにより、光波長変換部材から色純度が向上した赤色光を出射させることができる。第3のピークの半値幅は、光波長変換部材から出射する光の分光分布から求めるものとする。第3の発光ピークの半値幅は20nm以下であることがより好ましい。 When the third emission peak wavelength is present in the red wavelength region, the half width of the third emission peak is preferably 40 nm or less. When the third emission peak wavelength exists in the red wavelength region and the full width at half maximum of the third emission peak is within the above range, red light with improved color purity can be emitted from the optical wavelength conversion member. .. The full width at half maximum of the third peak shall be obtained from the spectral distribution of the light emitted from the light wavelength conversion member. It is more preferable that the half width of the third emission peak is 20 nm or less.
図2に示されるように、光波長変換部材10の表面10Aから可視光領域に第1の発光ピーク波長を有する光L1を入射させた場合には、第1の量子ドット21に入射した第1の発光ピーク波長を有する光L1は第1の量子ドット21によって第2の発光ピーク波長を有する光L2に変換されて、表面10Bから出射する。また、第2の量子ドット22に入射した第1の発光ピークを有する光L1は第2の量子ドット22によって第3の発光ピーク波長を有する光L3に変換されて、表面10Bから出射する。一方、表面10Aから第1の発光ピーク波長を有する光を入射させた場合であっても、量子ドット間を通過する光L1は波長変換されずに、表面10Bから出射する。これにより、光波長変換部材10に第1の発光ピーク波長を有する光を入射させると、第1の発光ピーク波長を有する光、第2の発光ピーク波長を有する光、および第3の発光ピーク波長を有する光の3種類の光が光波長変換部材から出射する。
As shown in FIG. 2, when the light L1 having the first emission peak wavelength is incident on the visible light region from the
上記したように光波長変換部材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、第1の発光ピーク波長を有する光が青色光であり、第2の発光ピーク波長を有する光が緑色光であり、第3の発光ピーク波長が赤色光である場合には、光波長変換部材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, some light emitted from the light
第1の量子ドット21および第2の量子ドット22は、例えば、第1の半導体化合物からなるコアと、およびこのコアを覆い、かつ第1の半導体化合物と異なる第2の半導体化合物からなるシェルと、シェルの表面に結合したリガンドとから構成されている。
The
コアを構成する第1の半導体化合物としては、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 first semiconductor compound constituting the core include MgS, MgSe, MgTe, CaS, CaSe, CaTe, SrS, SrSe, SrTe, BaS, BaSe, BaTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, and the like. II-VI semiconductor compounds such as HgS, HgSe and HgTe, III such as AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaAs, GaP, GaN, GaSb, InN, InAs, InP, InSb, TiN, TiP, TiAs and TiSb. Examples thereof include semiconductor compounds such as group V semiconductor compounds, group IV semiconductors such as Si, Ge and Pb, or semiconductor crystals containing semiconductors. Further, a semiconductor crystal containing a semiconductor compound containing three or more elements such as InGaP can also 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 particle size capable of obtaining light emission in the visible range, and the like.
シェルを構成する第2の半導体化合物としては、励起子がコアに閉じ込められるように、コアを構成する第1の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が好ましい。これにより、量子ドットの発光効率を高めることができる。シェルを構成する第2の半導体化合物としては、例えば、ZnS、ZnSe、CdS、GaN、CdSSe、ZnSeTe、AlP、ZnSTe、ZnSSe等が挙げられる。 As the second semiconductor compound constituting the shell, it is preferable to use a semiconductor compound having a bandgap higher than that of the first semiconductor compound constituting the core so that excitons are confined in the core. This makes it possible to increase the luminous efficiency of the quantum dots. Examples of the second semiconductor compound constituting the shell include ZnS, ZnSe, CdS, GaN, CdSSe, ZnSeTe, AlP, ZnSTe, ZnSSe and the like.
コアとシェルからなるコアシェル構造(コア/シェル)の具体的な組み合わせとしては、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。 Specific combinations of the core-shell structure (core / shell) consisting of the core and the shell include, for example, CdSe / ZnS, CdSe / ZnSe, CdSe / CdS, CdTe / CdS, InP / ZnS, Gap / ZnS, Si / ZnS, and the like. InN / GaN, InP / CdSSe, InP / ZnSeTe, InGaP / ZnSe, InGaP / ZnS, Si / AlP, InP / ZnSTe, InGaP / ZnSTe, InGaP / ZnSSe and the like can be mentioned.
リガンドは、不安定な量子ドットを安定化させるためのものである。リガンドとしては、チオール等の硫黄化合物、ホスフィン、またはホスフィン酸化物等のリン化合物、アミン等の窒素化合物、カルボン酸等が挙げられる。 The ligand is for stabilizing unstable quantum dots. Examples of the ligand include sulfur compounds such as thiol, phosphorus compounds such as phosphine or phosphine oxide, nitrogen compounds such as amines, and carboxylic acids.
第1の量子ドット21および第2の量子ドット22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。半導体ナノ粒子の粒子径は、半導体ナノ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 shapes of the first
第1の量子ドット21および第2の量子ドット22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の平均値として求める。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の確認から量子ドットの粒子径を求めることも可能である。また、量子ドットの結晶構造、結晶子サイズについては、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 size, average particle size, shape, and dispersed state of the
光波長変換層11中の量子ドットの含有量は、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。量子ドットの含有量が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、量子ドットの含有量が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。上記量子ドットの含有量は、量子ドットとして第1の量子ドット21および第2の量子ドット22を用いている場合には、第1の量子ドット21および第2の量子ドット22の合計の含有量を意味する。なお、硬化物である光波長変換層中の量子ドットの含有量(質量%)や後述する光散乱性粒子の含有量(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、光波長変換部材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バインダ樹脂を溶剤に溶解または燃焼により灰化させて、バインダ樹脂の成分を除去する。バインダ樹脂の成分の除去の際、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 quantum dots in the optical
<<光散乱性粒子>>
光散乱性粒子23は、光波長変換部材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
光波長変換層11中の光散乱性粒子23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23の平均粒子径は、量子ドットの平均粒子径の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おそれがある。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23の平均粒子径は、光波長変換層11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23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23とバインダ樹脂20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23の屈折率とバインダ樹脂21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11中のバインダ樹脂20の屈折率は、例えば、光波長変換層11中からバインダ樹脂20の欠片を切り出し等により10個取り出し、取り出した10個の欠片において、ベッケ法によりバインダ樹脂20の屈折率をそれぞれ測定し、測定したバインダ樹脂20の屈折率の10個の平均値として求めることができる。また、光波長変換層11中の光散乱性粒子23の屈折率は、例えば、バインダ樹脂20から光散乱性粒子23の表面の一部が露出した欠片を光波長変換層11中から切り出し等により取り出し、取り出した欠片において、ベッケ法により表面が露出した10個の光散乱性粒子23の屈折率をそれぞれ測定し、測定した光散乱性粒子23の屈折率の10個の平均値として求めることができる。ベッケ法とは、屈折率が既知の屈折率標準液を用い、上記欠片をスライドガラスなどに置き、そのサンプル上に屈折率標準液を滴下し、屈折率標準液で欠片を浸漬し、その様子を顕微鏡観察によって観察し、バインダ樹脂や光散乱性粒子の表面と屈折率標準液の屈折率が異なることによってバインダ樹脂や光散乱性粒子の表面に生じる輝線(ベッケ線)が目視で観察できなくなる屈折率標準液の屈折率を、バインダ樹脂や光散乱性粒子の屈折率とする方法である。なお、取り出した欠片において、光散乱性粒子の表面が露出していない場合には、光散乱性粒子の表面はバインダ樹脂によって覆われているので、光散乱性粒子の周囲に存在するバインダ樹脂と屈折率差が生じない。このため、光散乱性粒子の周囲に存在するバインダ樹脂との屈折率差をベッケ法等で測定することによって、光散乱性粒子の表面の一部が露出しているか否か判断することができる。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)を用いてバインダ樹脂と光散乱性粒子との屈折率差を測定することができる。
The absolute value of the difference in refractive index between the light-scattering
光散乱性粒子23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23は、光散乱性粒子23をバインダ樹脂20中に強固に固定する観点から、バインダ樹脂20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 light-scattering
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、チオール基、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、チオール基、(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、チオール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 may be a vinyl group, an epoxy group, a styryl group, a methacrylic group, an acrylic group, an amino group, a ureido group, a thiol group, a sulfide group and an isocyanate group, depending on the type of curable binder resin precursor used. It is possible to use one 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 a thiol group, a (meth) acryloyl group, a vinyl group and a styryl group. 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, or a thiol. It is preferred to have at least one reactive functional group selected from the group consisting of groups and amino groups.
光散乱性粒子23は、アクリル樹脂粒子、スチレン樹脂粒子、メラミン樹脂粒子、およびウレタン樹脂粒子等の有機粒子であってもよいが、耐久性試験の前後における輝度変化率を小さくことができ、また光波長変換部材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 light-scattering
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、バインダ樹脂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。光波長変換部材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23は、2種以上の材料からなるものであってもよい。
The inorganic particles include an aluminum-containing compound such as Al 2 O 3 , a zirconium-containing compound such as ZrO 2 , a tin-containing compound such as antimony-doped tin oxide (ATO) and indium tin oxide (ITO), and magnesium 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 can be mentioned. Since these inorganic particles can increase the difference in refractive index from the binder resin, they are also preferable from the viewpoint of obtaining a large Mie scattering intensity. Since the light wavelength conversion efficiency with respect to the incident light by the light
<<光透過性基材>>
光透過性基材12、13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12、13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12、13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-transmitting substrate >>
The thicknesses of the light-transmitting
光透過性基材12、13の厚みは、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、光透過性基材12、13の断面を撮影し、その断面の画像において光透過性基材12、13の厚みを20箇所測定し、その20箇所の膜厚の平均値とする。
For the thickness of the light-transmitting
光透過性基材12、13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。光透過性基材12、13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)が挙げられる。
Examples of the constituent raw materials of the light-transmitting
光透過性基材12、13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-transmitting
<<光吸収層>>
光吸収層14は、特定の波長域の光を吸収する機能を有している。光吸収層14は、第1の発光ピーク波長と第2の発光ピーク波長との間の第1の波長域内の光を吸収する第1の光吸収剤(図示せず)と、第1の発光ピーク波長および第2の発光ピーク波長のうち第3の発光ピーク波長側に位置する発光ピーク波長と第3の発光ピーク波長との間の第2の波長域内の光を吸収する第2の光吸収剤(図示せず)とを含んでいる。ただし、必ずしも第1の光吸収剤および第2の光吸収剤の両方を用いる必要はなく、また第1の光吸収剤および第2の光吸収剤の両方を用いる場合であっても、第1の光吸収剤および第2の光吸収剤の両方が光吸収層14に存在する必要はない。例えば、第1の光吸収剤が光吸収層14に存在し、第2の光吸収剤が光波長変換層に存在してもよい。
<< Light Absorption Layer >>
The
光吸収層14は、特定の波長域の光を吸収する機能の他に、他の機能を有していてもよい。図1に示される光吸収層14は、特定の波長域の光を吸収する機能の他、光透過性基材12と光透過性基材16とを接着する機能を有している。このため、光吸収層14は、第1の光吸収剤および第2の光吸収剤の他、接着剤(図示せず)を含んでいる。
The
光吸収層14の膜厚は、3μm以上100μm以下となっていることが好ましい。光吸収層の膜厚が3μm未満であると、膜厚のばらつきによる色度のばらつきが大きくなるおそれがあり、また光吸収層の膜厚が100μmを超えると、光波長変換部材の厚みが大きくなり、取り扱いにくくなるおそれがある。光吸収層14の膜厚は、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、光吸収層14の断面を撮影し、その断面の画像において光吸収層14の膜厚を20箇所測定し、その20箇所の膜厚の平均値とする。光吸収層14の膜厚の下限は5μm以上となっていることがより好ましく、上限は50μm以下となっていることがより好ましい。
The film thickness of the
光吸収層14中の第1の光吸収剤の含有量は、0.01質量%以上10質量%以下となっていることが好ましい。第1の光吸収剤の含有量が0.01質量%未満であると、十分に第1の波長域内の光を吸収できないおそれがあり、また第1の光吸収剤の含有量が10質量%を超えると、光波長変換部材の光透過率が大幅に低下するおそれがある。第1の光吸収剤の含有量は、紫外可視分光法により吸光度を測定することによって求めることができる。
The content of the first light absorber in the
光吸収層14中の第2の光吸収剤の含有量は、0.01質量%以上10質量%以下となっていることが好ましい。第2の光吸収剤の含有量が0.01質量%未満であると、十分に第2の波長域内の光を吸収できないおそれがあり、また第2の光吸収剤の含有量が10質量%を超えると、光波長変換部材の光透過率が大幅に低下するおそれがある。第2の光吸収剤の含有量は、第1の光吸収剤の含有量と同様の手法によって求めることができる。
The content of the second light absorber in the
<光吸収剤>
第1の光吸収剤は、可視光領域内にあり、かつ第1の発光ピーク波長と第2の発光ピーク波長の間にある第1の波長域の光を吸収するものであり、第2の光吸収剤は、第1の発光ピーク波長および第2の発光ピーク波長のうち第3の発光ピーク波長側に位置する発光ピーク波長と第3の発光ピーク波長との間の第2の波長域内の光を吸収するものである。第1の発光ピーク波長が青色領域に存在し、第2の発光ピーク波長が緑色領域に存在し、第3の発光ピーク波長が赤色領域に存在する場合には、第2の発光ピーク波長の方が第1の発光ピーク波長よりも第3の発光ピーク波長側に位置するので、第2の波長域は第2の発光ピーク波長と第3の発光ピーク波長との間の波長域である。
<Light absorber>
The first light absorber is in the visible light region and absorbs light in the first wavelength range between the first emission peak wavelength and the second emission peak wavelength, and is a second. The light absorber is within the second wavelength range between the emission peak wavelength located on the third emission peak wavelength side of the first emission peak wavelength and the second emission peak wavelength and the third emission peak wavelength. It absorbs light. When the first emission peak wavelength exists in the blue region, the second emission peak wavelength exists in the green region, and the third emission peak wavelength exists in the red region, the second emission peak wavelength is selected. Is located on the third emission peak wavelength side of the first emission peak wavelength, so that the second wavelength region is a wavelength region between the second emission peak wavelength and the third emission peak wavelength.
第1の光吸収剤は、第1の波長域内に吸収ピーク波長を有することが好ましく、第2の光吸収剤は、第2の波長域内に吸収ピーク波長を有することが好ましい。第1の光吸収剤が第1の波長域内に吸収ピーク波長を有することにより、第1の波長域内のより多くの光を吸収することができる。また、第2の光吸収剤が第2の波長域内に吸収ピーク波長を有することにより、第2の波長域内のより多くの光を吸収することができる。本明細書において、「吸収ピーク波長」とは、光吸収剤の吸光スペクトルを測定したとき、吸収ピークの頂点における波長を意味するものとする。 The first light absorber preferably has an absorption peak wavelength in the first wavelength range, and the second light absorber preferably has an absorption peak wavelength in the second wavelength range. Since the first light absorber has an absorption peak wavelength in the first wavelength region, more light in the first wavelength region can be absorbed. Further, since the second light absorber has an absorption peak wavelength in the second wavelength region, more light in the second wavelength region can be absorbed. As used herein, the term "absorption peak wavelength" means the wavelength at the peak of the absorption peak when the absorption spectrum of the light absorber is measured.
第1の光吸収剤および第2の光吸収剤としては、色素が挙げられる。色素としては、染料および顔料のいずれかが挙げられるが、光透過率の低下を抑制する観点から、顔料よりも染料が好ましい。 Examples of the first light absorber and the second light absorber include dyes. Examples of the dye include dyes and pigments, but dyes are preferable to pigments from the viewpoint of suppressing a decrease in light transmittance.
第1の光吸収剤および第2の光吸収剤の具体例としては、ポルフィリン系色素、フタロシアニン系色素、シアニン系色素、アゾ系色素、フィコビリン系色素等が挙げられる。ただし、第1の光吸収剤および第2の光吸収剤としては、吸収する波長域の光に応じて適宜選択することが可能である。具体的には、第1の発光ピーク波長が420nm以上480nm以下の波長域に存在し、第2の発光ピーク波長が500nm以上580nm以下の波長域に存在する場合には、第1の波長域内の光を吸収する第1の光吸収剤としては、例えば、ポルフィリン系色素、フタロシアニン系色素等が挙げられる。また、第3の発光ピーク波長が600nm以上680nm以下の波長域に存在する場合には、第2の波長域内の光を吸収する第2の光吸収剤としては、例えば、ポルフィリン系色素、フタロシアニン系色素等が挙げられる。 Specific examples of the first light absorber and the second light absorber include porphyrin-based dyes, phthalocyanine-based dyes, cyanine-based dyes, azo-based dyes, phycobilin-based dyes, and the like. However, the first light absorber and the second light absorber can be appropriately selected depending on the light in the wavelength range to be absorbed. Specifically, when the first emission peak wavelength exists in the wavelength range of 420 nm or more and 480 nm or less, and the second emission peak wavelength exists in the wavelength range of 500 nm or more and 580 nm or less, it is within the first wavelength range. Examples of the first light absorber that absorbs light include porphyrin-based dyes and phthalocyanine-based dyes. When the third emission peak wavelength is in the wavelength range of 600 nm or more and 680 nm or less, the second light absorber that absorbs the light in the second wavelength range is, for example, a porphyrin-based dye or a phthalocyanine-based dye. Examples include pigments.
<接着剤>
接着剤としては、特に限定されず、例えば、ウレタン系、ポリエステル系、ポリエーテル系、エポキシ系、ポリエチレンイミン系、ポリブタジエン系などの公知の接着剤を用いることができる。
<Adhesive>
The adhesive is not particularly limited, and for example, known adhesives such as urethane-based, polyester-based, polyether-based, epoxy-based, polyethyleneimine-based, and polybutadiene-based can be used.
<<光透過性基材>>
光透過性基材16、17は、光透過性基材12、13と同様であるので、ここでは、説明を省略するものとする。
<< Light-transmitting substrate >>
Since the light-transmitting
<<光拡散層>>
光拡散層18、19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部材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18、19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18、19は、光散乱性粒子とバインダ樹脂とを含んでいる。
<< Light diffusion layer >>
The light diffusion layers 18 and 19 have an uneven shape on the surface, and the uneven shape can diffuse the light incident on the light
<光散乱性粒子>
光拡散層18、19中の光散乱性粒子は、主に、光拡散層18、19の表面に凹凸形状を形成するとともに光散乱性機能を発揮するためのものである。
<Light scattering particles>
The light-scattering particles in the light-diffusing
光拡散層18、19中の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。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、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 particles in the light diffusion layers 18 and 19 is preferably 10 times or more and 20,000 times or less the average particle size of the above-mentioned quantum dots, and more preferably 10 to 5000 times. .. If the average particle size of the light-scattering particles is less than 10 times the average particle size of the quantum dots, sufficient light-diffusivity may not be obtained in the light-diffusing layer, and the average particle size of the light-scattering particles may not be sufficient. If it exceeds 20,000 times the average particle size of the quantum dots, the light diffusion performance of the light diffusion layer becomes excellent, but the light transmission rate of the light diffusion layer tends to be significantly reduced. The average particle size of the light-scattering particles can be measured by the same method as the above-mentioned average particle size of the quantum dots.
具体的には、光拡散層18、19中の光散乱性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。光散乱性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 size of the light-scattering particles in the light diffusion layers 18 and 19 is preferably, for example, 1 μm or more and 30 μm or less, and more preferably 1 μm or more and 20 μm or less. If the average particle size of the light-scattering particles is less than 1 μm, the light wavelength conversion efficiency of the light wavelength conversion sheet may be insufficient, and the amount of the light-scattering particles added in order to obtain sufficient light diffusivity. Need to be increased. On the other hand, when the average particle size of the light-scattering particles exceeds 30 μm, the light diffusing performance becomes excellent, but the light transmittance of the light diffusing layer tends to be significantly reduced.
光拡散層18、19中の光散乱性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、光学的に光散乱性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。光散乱性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、光散乱性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。光散乱性粒子およびバインダ樹脂の屈折率は、光散乱性粒子18およびバインダ樹脂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 difference in refractive index between the light-scattering particles in the light-diffusing
光拡散層18、19中の光散乱性粒子の形状は光波長変換層11中の光散乱性粒子23の形状と同様であるので、ここでは説明を省略するものとする。光拡散層18、19中の光散乱性粒子は、光散乱性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光散乱性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、光波長変換部材中の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。
Since the shapes of the light-scattering particles in the light-diffusing
光散乱性粒子は、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。光散乱性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 light-scattering particles may be particles made of an organic material or particles made of an inorganic material. The organic material constituting the light-scattering particles is not particularly limited, and 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, crosslinked acrylic resin is preferably used. The inorganic material constituting the light diffusing particles is not particularly limited, and examples thereof include inorganic oxides such as silica, alumina, titania, tin oxide, antimony-doped tin oxide (ATO), and zinc oxide fine particles. Among them, silica and / or alumina are 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、バインダ樹脂20の欄で説明した重合性化合物の重合体(硬化物、架橋物)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>
The binder resin is not particularly limited, but a polymer (cured product, crosslinked product) of the polymerizable compound described in the column of the
<<<他の光波長変換部材>>>
光波長変換部材は、図3に示されるように、光拡散層18/光透過性基材16/光波長変換層31/光透過性基材17/光拡散層19の構造を有する光波長変換部材30であってもよい。この場合、光波長変換層31は、バインダ樹脂、第1の量子ドット21、第2の量子ドット22および光散乱性粒子23の他に、第1の光吸収剤(図示せず)および第2の光吸収剤(図示せず)を含んでいる。
<<< Other optical wavelength conversion members >>>
As shown in FIG. 3, the light wavelength conversion member has a structure of a
<<<他の光波長変換部材>>>
光波長変換部材は、図4に示されるように、光吸収層41/光拡散層18/光透過性基材16/光波長変換層11/光透過性基材17/光拡散層19の構造を有する光波長変換部材40であってもよい。この場合、光吸収層41が、第1の光吸収剤(図示せず)および第2の光吸収剤(図示せず)を含んでいる。光波長変換部材40の入光面は表面40Aとなり、出光面は表面40Bとなっている。なお、光波長変換部材40においては、光吸収層41は、光波長変換層等と一体化されていてもよいが、一体化されていなくともよい。
<<< Other optical wavelength conversion members >>>
As shown in FIG. 4, the light wavelength conversion member has a structure of a
光吸収層41は、第1の光吸収剤および第2の光吸収剤の他、バインダ樹脂を含んでいる。光吸収層41のバインダ樹脂としては、特に限定されないが、バインダ樹脂16の欄で説明した重合性化合物の重合体(硬化物、架橋物)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。
The
<<<光波長変換部材の製造方法>>>
光波長変換部材10は、例えば、以下のようにして作製することができる。まず、図示しないが、光透過性基材16の一方の面に、光散乱性粒子および重合性化合物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、光透過性基材16の一方の面に、光拡散層用組成物の塗膜を形成する。
<<< Manufacturing method of optical wavelength conversion member >>>
The light
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(A)に示されるように、光透過性基材16の一方の面に光拡散層18が形成されて、光拡散層18付き光透過性基材16が形成される。また、図示しないが、同様にして、光拡散層19付き光透過性基材17を形成する。
Then, the coating film of the composition for the light diffusion layer is cured by light irradiation or the like. As a result, as shown in FIG. 5A, the
一方で、図5(B)に示されるように、光透過性基材12の片面に、第1の光吸収剤、第2の光吸収剤および接着剤を含む光吸収層用組成物を塗布し、塗膜25を形成した。次いで、図5(C)に示されるように、形成した塗膜25に、光拡散層18付き光透過性基材16における光拡散層18側の面とは反対側の面が接するように、光拡散層18付き光透過性基材16を塗膜25に積層する。この状態で、図6(A)に示されるように、20℃以上80℃以下で乾燥させる。これにより、光吸収層14が形成されるとともに、光透過性基材12と光拡散層18付き光透過性基材16とが光吸収層14を介して一体化される。
On the other hand, as shown in FIG. 5B, a composition for a light absorbing layer containing a first light absorber, a second light absorber and an adhesive is applied to one side of the light
また、図6(B)に示されるように、光透過性基材13の片面に、接着剤を含む接着層用組成物を塗布し、塗膜26を形成した。次いで、図6(C)に示されるように、形成した塗膜26に、光拡散層19付き光透過性基材17における光拡散層19側の面とは反対側の面が接するように、光拡散層19付き光透過性基材17を塗膜26に積層する。この状態で、図7(A)に示されるように、20℃以上80℃以下で乾燥させる。これにより、接着層15が形成されるとともに、光透過性基材13と光拡散層19付き光透過性基材17とが接着層15を介して一体化される。
Further, as shown in FIG. 6B, a composition for an adhesive layer containing an adhesive was applied to one side of the light-transmitting
次いで、図7(B)に示されるように、光透過性基材13、接着層15、光透過性基材17および光拡散層19を有する積層体28における光拡散層19側の面とは反対側の面に、第1の量子ドット21、第2の量子ドット22、光散乱性粒子23および重合性化合物を含む光波長変換層用組成物を塗布し、乾燥させて、光波長変換層用組成物の塗膜29を形成する。
Next, as shown in FIG. 7B, what is the surface on the
光波長変換層用組成物の全固形分質量に対する量子ドットの含有量は、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。量子ドットの含有量が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、量子ドットの含有量が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。上記量子ドットの含有量は、量子ドットとして第1の量子ドット21および第2の量子ドット22を用いている場合には、第1の量子ドット21および第2の量子ドット22の合計の含有量を意味する。
The content of the quantum dots with respect to the total solid content mass of the composition for the optical wavelength conversion layer is preferably 0.01% by mass or more and 2% by mass or less, and preferably 0.03% by mass or more and 1% by mass or less. More preferred. If the quantum dot content is less than 0.01% by mass, sufficient emission intensity may not be obtained, and if the quantum dot content exceeds 2% by mass, sufficient excitation light is transmitted. There is a risk that strength will not be obtained. The content of the quantum dots is the total content of the first
光波長変換層用組成物の全固形分質量に対する重合性化合物の含有量は、30質量%以上95質量%以下であることが好ましく、50質量%以上90質量%以下であることが好ましい。重合性化合物の含有量が30質量%未満であると、光波長変換層の形成の際に充分な硬化性が得られないおそれがあり、また、重合性化合物の含有量が95質量%を超えると、光波長変換層が脆くなるおそれがある。なお、光波長変換層用組成物が光重合性化合物および熱重合性化合物の両方を含む場合には、上記含有量は光重合性化合物および熱重合性化合物の合計の含有量を意味するものとする。 The content of the polymerizable compound with respect to the total solid content mass of the composition for the optical wavelength conversion layer is preferably 30% by mass or more and 95% by mass or less, and preferably 50% by mass or more and 90% by mass or less. If the content of the polymerizable compound is less than 30% by mass, sufficient curability may not be obtained when forming the optical wavelength conversion layer, and the content of the polymerizable compound exceeds 95% by mass. Then, the light wavelength conversion layer may become brittle. When the composition for the light wavelength conversion layer contains both a photopolymerizable compound and a thermopolymerizable compound, the above-mentioned content means the total content of the photopolymerizable compound and the thermopolymerizable compound. do.
光波長変換層用組成物の全固形分質量に対する光散乱性粒子23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
光波長変換層用組成物は重合開始剤を含んでいることが好ましい。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バインダ樹脂前駆体の重合(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としては、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。 The composition for the optical wavelength conversion layer preferably contains a polymerization initiator. The polymerization initiator is a component that is decomposed by light or heat to generate radicals or ionic species to initiate or proceed the polymerization (crosslinking) of the curable binder resin precursor. Examples of the polymerization initiator used in the composition for the optical wavelength conversion layer include a photopolymerization initiator (for example, a photoradical polymerization initiator, a photocationic polymerization initiator, a photoanionic polymerization initiator) and a thermal polymerization initiator (for example, heat). Radical polymerization initiators, thermal cationic polymerization initiators, thermal anionic polymerization initiators), or mixtures 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 photoradical polymerization initiator include benzophenone compounds, acetophenone compounds, acylphosphine oxide compounds, titanosen compounds, oxime ester compounds, benzoin ether compounds, thioxanthone 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。 Commercially available photoradical polymerization initiators include, for example, IRGACURE184, IRGACURE369, IRGACURE379, IRGACURE651, IRGACURE819, IRGACURE907, IRGACURE2959, IRGACURE OXE01, and Lucillin TPO (all manufactured by BASF Japan). Examples thereof include ADEKA), SPEEDCURE EMK (manufactured by Sebel Hegner, Japan), benzoine methyl ether, benzoin ethyl ether, and benzoin isopropyl ether (all manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.).
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。 Examples of the photocationic polymerization initiator include aromatic diazonium salts, aromatic iodonium salts, aromatic sulfonium salts and the like. Examples of commercially available photocationic polymerization initiators include ADEKA PTOMER SP-150 and ADEKA PTOMER 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 a polycondensate of 4,4'-azobis (4-cyanopentanoic acid) and polyalkylene glycol. Examples thereof include a polycondensate of 4,4'-azobis (4-cyanopentanoic acid) and a 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 peroxides, peroxyketals, hydroperoxides, dialkyl peroxides, peroxyesters, diacyl peroxides, peroxydicarbonates and the like.
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。 Commercially available thermal radical polymerization initiators include, for example, Perbutyl O, Perhexyl O, Perbutyl PV (all manufactured by NOF CORPORATION), V-30, V-501, V-601, and VPE-0201. , VPE-0401, VPE-0601 (all 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 quaternary ammonium salts, phosphonium salts, and sulfonium salts. Commercially available thermal cationic polymerization initiators include, for example, 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 which are manufactured by ADEKA). All of them include Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.) and CI series (Nippon Soda Co., Ltd.).
光波長変換層用組成物中における重合開始剤の含有量は、重合性化合物100質量部に対し0.3質量部以上5.0質量部以下であることが好ましい。重合開始剤の含有量が、0.3質量部未満であると、重合性化合物が硬化しにくく、また、5.0質量部を超えると、光波長変換部材が黄変してしまうおそれがある。 The content of the polymerization initiator in the composition for the optical wavelength conversion layer is preferably 0.3 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymerizable compound. If the content of the polymerization initiator is less than 0.3 parts by mass, the polymerizable compound is difficult to cure, and if it exceeds 5.0 parts by mass, the optical wavelength conversion member may turn yellow. ..
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、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、レベリング性が悪くなるおそれがある。光波長変換層用組成物の粘度の下限は10mPa・s以上であることが好ましく、光波長変換層用組成物の粘度の上限は10000mPa・s以下であることが好ましい。 The viscosity of the composition for the optical 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, and if it exceeds 10,000 mPa · s, the composition for the light wavelength conversion layer is used. When applying, it becomes difficult to apply, and the leveling property may deteriorate. The lower limit of the viscosity of the composition for the light wavelength conversion layer is preferably 10 mPa · s or more, and the upper limit of the viscosity of the composition for the light wavelength conversion layer is preferably 10000 mPa · s or less.
光波長変換層用組成物の塗膜29形成後、図7(C)に示されるように光透過性基材12、光吸収層14、光透過性基材16および光拡散層18を有する積層体27における光拡散層19側の面とは反対側の面が光波長変換層用組成物の塗膜29と接するように、光波長変換層用組成物の塗膜29上に積層体27を配置する。これにより、光波長変換層用組成物の塗膜29が、積層体27と積層体28との間で挟まれる。
After forming the
次いで、図8に示されるように積層体27を介して光波長変換層用組成物の塗膜29に電離放射線を照射して、または熱を加えて、光波長変換層用組成物を硬化させて、光波長変換層11を形成するとともに、光波長変換層11と、積層体27、28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部材10が得られる。
Next, as shown in FIG. 8, the
光波長変換部材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、光波長変換部材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9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10は図9に示されるレンズシートの斜視図であり、図11は図10のレンズシートのI-I線に沿った断面図である。図12、図13、図15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り、図14は図13に示される光源の概略構成図であり、図16は図15に示される光学板の入光面付近の拡大図である。
The optical
<<<画像表示装置>>>
図9に示される画像表示装置50は、バックライト装置60と、バックライト装置60の出光側に配置された表示パネル100とを備えている。画像表示装置50は、画像を表示する表示面50Aを有している。図9に示される画像表示装置50においては、表示パネル100の表面が表示面50A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100を背面側から面状に照らすものである。表示パネル100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50Aに像を表示するように構成されている。
The
<<表示パネル>>
図9に示される表示パネル100は、液晶表示パネルであり、入光側に配置された偏光板101と、出光側に配置された偏光板102と、偏光板101と偏光板102との間に配置された液晶セル103とを備えている。偏光板101、102は、入射した光を直交する二つの直線偏光成分(S偏光およびP偏光)に分解し、一方の方向(透過軸と平行な方向)に振動する直線偏光成分(例えば、P偏光)を透過させ、前記一方の方向に直交する他方の方向(吸収軸と平行な方向)に振動する直線偏光成分(例えば、S偏光)を吸収する機能を有している。
<< Display panel >>
The display panel 100 shown in FIG. 9 is a liquid crystal display panel, and is between the
<<バックライト装置>>
図9に示されるバックライト装置60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70と、光源70の側方に配置された導光板としての光学板75と、光学板75の出光側に配置された光波長変換部材10と、光波長変換部材10の出光側に配置されたレンズシート80と、レンズシート80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90と、光学板75の出光側とは反対側に配置された反射シート95とを備えている。バックライト装置60は、光学板75、レンズシート80、85、反射型偏光分離シート90、反射シート95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60は、面状に光を発光する発光面60Aを有している。図9に示されるバックライト装置60においては、反射型偏光分離シート90の出光面がバックライト装置60の発光面60Aとなっている。
The backlight setting 60 has a
光吸収層14は、入射する青色光を吸収しないように、光波長変換層11よりも観察者側に配置されていることが好ましいので、光波長変換部材10における光学板75側の面が表面10A(入光面)となっており、光波長変換部材10におけるレンズシート80側の面が表面10B(出光面)となっている。
Since the
<光源>
光源70は、第1の発光ピーク波長を有する光を発するものである。光源70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70は、光学板55の後述する入光面75C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。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。
<Light source>
The
<光学板>
導光板としての光学板75は、平面視形状が四角形形状に形成されている。光学板75は、表示パネル100側の一方の主面によって構成された出光面75Aと、出光面75Aに対向するもう一方の主面からなる裏面75Bと、出光面75Aおよび裏面75Bの間を延びる側面とを有している。側面のうちの光源70側の側面が、光源70からの光を受ける入光面75Cとなっている。入光面75Cから光学板75内に入射した光は、入光面75Cと、入光面75C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75Aから出射される。
<Optical plate>
The
<<レンズシート>>
レンズシート80、85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11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、光波長変換部材10側に戻す機能(再帰反射機能)を有している。すなわち、レンズシート80、85は再帰反射性シートとして機能する。レンズシート80、85は、光透過性基材81と、光透過性基材81の一方の面に設けられたレンズ層82とを備えている。
<< Lens sheet >>
The
光波長変換部材10の表面10A、10Bが凹凸面となっている場合には、光学板75の出光面75A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80の入光面80A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75Aと表面10Aの他の部分との隙間および入光面80A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75Aと表面10Aおよび入光面80Aと表面10Bが光学的に密着するように光波長変換部材10と光学板75およびレンズシート80とを固定した場合であっても、光波長変換部材10と光学板75およびレンズシート80とが貼り付くことを抑制できるので、光波長変換部材10と光学板75との間の界面および光波長変換部材10とレンズシート80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81は、光透過性基材12、13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 base material>
Since the light-transmitting
<レンズ層>
レンズ層82は、図10および図11に示されるように、シート状の本体部83、および本体部83の出光側に並べて配置された複数の単位レンズ84を備えている。
<Lens layer>
As shown in FIGS. 10 and 11, the
本体部83は、単位レンズ84を支持するシート状部材として機能する。図9および図10に示されるように、本体部83の出光側面83A上には、単位レンズ84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80、85の出光面80B、85Bは、レンズ面によって形成されている。その一方で、図11に示すように、本実施の形態において、本体部83は、出光側面83Aに対向する入光側面83Bとして、レンズ層82の入光側面をなす平滑な面を有している。
The
単位レンズ84は、本体部83の出光側面83A上に並べて配列されている。図10に示されるように単位レンズ84は、単位レンズ84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80、85に含まれる多数の単位レンズ84は、互いに平行に延びている。また、レンズシート80、85の単位レンズ84の長手方向LDは、レンズシート80、85における単位レンズ84の配列方向ADと直交している。
The
単位レンズ84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。なお、そのような単位レンズ形状を有するレンズシートとしては、プリズムシート、レンチキュラーレンズシート、マイクロレンズシート等が挙げられる。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80、85のシート面の法線方向NDおよび単位レンズ84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84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83の出光側面83Aから出光側に突出するように、各単位レンズ84が構成されている。
The
単位レンズ84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84の先端は曲面であってもよい。
From the viewpoint of improving the efficiency of light utilization, the
レンズシート80、85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84の具体例として、単位レンズ84の配列ピッチ(図示された例では、単位レンズ64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64の配列の高精細化が急速に進んでおり、単位レンズ84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80、85のシート面への法線方向NDに沿った本体部83からの単位レンズ84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84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9から理解され得るように、レンズシート80の単位レンズ84の配列方向とレンズシート85の単位レンズ84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. 9, 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90は、レンズシート85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90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90に入射する。よって、反射型偏光分離シート90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。このような過程を繰り返す事により、レンズシート85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110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。
<Reflective polarization separation sheet>
The reflective
反射型偏光分離シート90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90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95は、光学板75の裏面75Bから漏れ出した光を反射して、再び光学板70内に入射させる機能を有する。反射シート95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95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95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。
<Reflective sheet>
The
<<他のバックライト装置>>
光波長変換部材10を組み込むバックライト装置は、図12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12に示されるバックライト装置110は、光源70と、光源70の光を受け、かつ光拡散板として機能する光学板111と、光学板111の出光側に配置された光波長変換部材10、光波長変換部材10の出光側に配置されたレンズシート80と、レンズシート80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90とを備えている。本実施形態においては、光源70は、光学板111の側方ではなく、光学板111の直下に配置されている。図12において、図9と同じ符号が付されている部材は、図9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110においては、反射シート95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111は、平面視形状が四角形形状に形成されている。光学板111は、光源75側の一方の主面によって構成された入光面111Aと、光波長変換部材10側の他方の主面によって構成された出光面111Bとを有している。入光面111Aから光学板111内に入射した光は、光学板111内で拡散され、出光面111Bから出射される。
<Optical plate>
The
<光拡散性粒子>
光学板111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 diffusive particles>
Examples of the light diffusing particles in the
<<他のバックライト装置>>
図9に示されるバックライト装置60は、シート状の光波長変換部材10を備えているが、光波長変換部材はシート状でなくともよい。例えば、バックライト装置は、図13に示されるように、光波長変換シート10および光源70の代わりに、光波長変換部材の一形態である光源130を備えるバックライト装置120であってもよい。光源130は、図14に示されるように、基板131と、基板131上に配置された開口部132Aを有する反射部材132と、基板131上かつ反射部材132の開口部132A内に配置された発光ダイオード等の発光体133と、発光体133を覆うように反射部材132の開口部132Aに充填された光波長変換部134と、光波長変換部134の出光面を覆う光吸収層135とを備えている。光波長変換部134は、光波長変換層11と形状および配置箇所が異なるだけで、光波長変換部134の構成や物性は光波長変換層11と同様であるので、ここでは説明を省略するものとする。また、同様に、光吸収層135は、光吸収層14と配置箇所が異なるだけで、光吸収層135の構成や物性は光吸収層14と同様であるので、ここでは説明を省略するものとする。なお、光波長変換部134の出光面に光吸収層135を設ける代わりに、光波長変換部134に第1の光吸収剤および第2の光吸収剤を含有させてもよい。
<< Other backlight devices >>
The
<<他のバックライト装置>>
バックライト装置は、図15に示されるバックライト装置140であってもよい。具体的には、図15に示されるバックライト装置140は、光波長変換部材10の代わりに、光源70と光学板75との間に配置された光透過性のキャピラリ150を備えている。キャピラリ150は、光波長変換部材の一形態であり、図16に示されるように光学板75の入光面75Cに設けられている。キャピラリ150は、長手方向が光源70の配列方向に沿うように配置されている。
<< Other backlight devices >>
The backlight device may be the
キャピラリ150は、光波長変換部151を、ガラスチューブ等のチューブ152に封入し、チューブ152の出光側の外周面を光吸収層153で覆ったものである。光波長変換部151は、光波長変換層11と配置箇所や形状が異なるだけで、光波長変換部151の構成や物性は光波長変換層11と同様であるので、ここでは説明を省略するものとする。また、同様に、光吸収層153は、光吸収層14と配置箇所が異なるだけで、光吸収層153の構成や物性は光吸収層14と同様であるので、ここでは説明を省略するものとする。なお、チューブ152に光吸収層135を設ける代わりに、光波長変換部151に第1の光吸収剤および第2の光吸収剤を含有させてもよい。
In the capillary 150, the light
本実施形態によれば、第1の光吸収剤によって、可視光領域内にあり、かつ第1の発光ピーク波長と第2の発光ピーク波長との間にある第1の波長域の光を吸収するので、不要な波長域の光をカットすることができるとともに、第2の発光ピークの幅を狭くすることができる。これにより、発光時に優れた色純度を有する光波長変換部材10を得ることができる。また、光波長変換部材10に、可視光領域内に第1の発光ピーク波長を有する光を入射させた場合には、第1の光吸収剤によって、可視光領域内にあり、かつ第1の発光ピーク波長と第2の発光ピーク波長との間にある第1の波長域の光を吸収するので、不要な波長域の光をカットすることができるとともに、第1の発光ピークおよび第2の発光ピークの幅を狭くすることができる。これにより、発光時に優れた色純度を有する光波長変換部材10を得ることができる。さらに、光波長変換層11が、第1の量子ドット21および第2の量子ドット22を含み、光吸収層14が、第1の光吸収剤および第2の光吸収剤を含む場合には、第1の光吸収剤によって第1の波長域の光を吸収するとともに、第2の光吸収剤によって第2の波長域の光を吸収することができるので、不要な波長域の光をカットすることができるとともに、第1の発光ピーク、第2の発光ピークおよび第3の発光ピークの幅を狭くすることができる。これにより、より発光時に優れた色純度を有する光波長変換部材を得ることができる。
According to the present embodiment, the first light absorber absorbs light in the first wavelength range within the visible light region and between the first emission peak wavelength and the second emission peak wavelength. Therefore, it is possible to cut light in an unnecessary wavelength range and narrow the width of the second emission peak. Thereby, the light
本実施形態によれば、第1の光吸収剤および第2の光吸収剤によって色純度を向上させることができるので、第1の発光ピーク波長が青色波長域に存在し、第2の発光ピーク波長が緑色波長域に存在し、かつ第3の発光ピーク波長が赤色波長域に存在する場合には、色域を拡大させることができる。 According to the present embodiment, since the color purity can be improved by the first light absorber and the second light absorber, the first emission peak wavelength exists in the blue wavelength region and the second emission peak is present. When the wavelength exists in the green wavelength region and the third emission peak wavelength exists in the red wavelength region, the color region can be expanded.
本実施形態によれば、光吸収層14の観察者側にレンズシート80、85等の再帰反射性シートが配置されているので、光吸収層14を透過した光の一部は再帰反射性シートで再帰反射され、再度光吸収層14側に戻される。これにより、光吸収層14によって不要な波長域の光をよりカットする機会が増えるので、発光時により優れた色純度を得ることができる。
According to the present embodiment, since the retroreflective sheets such as the
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、光波長変換部材10の外部ヘイズ値が光波長変換部材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、光波長変換部材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、光波長変換部材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、光波長変換部材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60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、光波長変換部材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、第1の量子ドット21および第2の量子ドット22は等方的に発光するので、第1の量子ドット21および第2の量子ドット22によって波長変換された光は様々な方向を向いており、光波長変換部材10の表面に到達すると、さらに光波長変換部材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部材から出射しやすい。このため、波長変換された光は比較的レンズシート60を透過しやすい。
Conventionally, the light wavelength-converted by the quantum dots emitted from the optical wavelength conversion sheet is condensed on the light emitting side of the optical wavelength conversion sheet, and the light not wavelength-converted by the optical wavelength conversion sheet is collected by the optical wavelength conversion sheet. It is being studied to improve the light 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 the present 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, the light diffusion characteristic (external diffusion characteristic) on the surface of the light wavelength conversion sheet is expressed by using the external haze value for the following reasons. 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 variable-angle photometer such as a goniophotometer. It is extremely difficult to define the light diffusion characteristics of the light wavelength conversion sheet using the result of 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, but transmitted light less than 2.5 ° with respect to incident light is measured as haze. Not measured. As described above, the transmitted light having a haze of less than 2.5 ° with respect to the incident light is not measured, but as described above, the light having a large incident angle to the lens sheet, that is, the transmitted light having a large emission angle in the optical wavelength conversion sheet is emitted. Since it is a problem, it is important how much transmitted light exists that is 2.5 ° or more deviated from the transmitted light that is less than 2.5 ° with respect to the incident light. Therefore, 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 the transmitted light by the angle change photometer. On the other hand, it is necessary to consider that the light is refracted on the surface of the light wavelength conversion sheet and the emission angle becomes large. Therefore, in order to express the light diffusion characteristics on the surface of the light wavelength conversion sheet, an external haze is required. The value was used.
本実施形態によれば、光波長変換層11が光散乱性粒子23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70として青色波長域に第1の発光ピーク波長を有する光を発する光源を用い、第1の量子ドット21として第1の発光ピーク波長を有する光を緑色波長域に第2の発光ピーク波長を有する光に変換する量子ドットを用い、第2の量子ドット22として第1の発光ピーク波長を有する光を赤色波長域に第3の発光ピーク波長を有する光に変換する量子ドットを用いた場合には、光散乱性粒子を含んでいない光波長変換部材と比べて、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 the present embodiment, since 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23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 the present embodiment, since the light
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 explain the present invention in detail, examples will be given 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 optical wavelength conversion layer>
First, each component was blended so as to have the composition shown below to obtain a composition for an optical wavelength conversion layer.
(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):100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):0.2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):0.2質量部
・ラジカル重合開始剤(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):0.2質量部
(Composition for Light Wavelength Conversion Layer 1)
-Epoxy acrylate (product name "Unidic V-5500", manufactured by DIC): 100 parts by mass-Green emission quantum dots (product name "CdSe / ZnS 530", manufactured by SIGMA-ALDRICH, core: CdSe, shell: ZnS , Average particle size 3.3 nm): 0.2 parts by mass, red emission quantum dots (product name "CdSe / ZnS 610", manufactured by SIGMA-ALDRICH, core: CdSe, shell: ZnS, average particle size 5.2 nm) : 0.2 parts by mass ・ Radical polymerization initiator (1-hydroxycyclohexylphenylketone, product name “Irgacure (registered trademark) 184”, manufactured by BASF Japan): 0.2 parts 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):90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):0.2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):0.2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
・ラジカル重合開始剤(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):0.2質量部
(Composition for Light Wavelength Conversion Layer 2)
-Epoxy acrylate (product name "Unidic V-5500", manufactured by DIC): 90 parts by mass-Green emission quantum dots (product name "CdSe / ZnS 530", manufactured by SIGMA-ALDRICH, core: CdSe, shell: ZnS , Average particle size 3.3 nm): 0.2 parts by mass, red emission quantum dots (product name "CdSe / ZnS 610", manufactured by SIGMA-ALDRICH, core: CdSe, shell: ZnS, average particle size 5.2 nm) : 0.2 parts by mass ・ Alumina particles (light scattering particles, product name “DAM-03”, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., average particle diameter 4 μm): 10 parts by mass ・ Radical polymerization initiator (1-hydroxycyclohexylphenylketone) , Product name "Irgacure (registered trademark) 184", manufactured by BASF Japan): 0.2 parts 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):100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):0.2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):0.2質量部
・光吸収剤1(光吸収色素、製品名「FDB-007」、山田化学工業社製、吸収ピーク波長496nm):0.02質量部
・光吸収剤2(光吸収色素、製品名「PD-320」、山本化成社製、吸収ピーク波長595nm):0.2質量部
・ラジカル重合開始剤(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):0.2質量部
(Composition for Light Wavelength Conversion Layer 3)
-Epoxy acrylate (product name "Unidic V-5500", manufactured by DIC): 100 parts by mass-Green emission quantum dots (product name "CdSe / ZnS 530", manufactured by SIGMA-ALDRICH, core: CdSe, shell: ZnS , Average particle size 3.3 nm): 0.2 parts by mass, red light emitting quantum dot (product name "CdSe / ZnS 610", manufactured by SIGMA-ALDRICH, core: CdSe, shell: ZnS, average particle size 5.2 nm) : 0.2 parts by mass, light absorber 1 (light absorbing dye, product name "FDB-007", manufactured by Yamada Chemical Industry Co., Ltd., absorption peak wavelength 496 nm): 0.02 parts by mass, light absorbing agent 2 (light absorbing dye) , Product name "PD-320", manufactured by Yamamoto Kasei Co., Ltd., absorption peak wavelength 595 nm): 0.2 parts by mass · Radical polymerization initiator (1-hydroxycyclohexylphenylketone, product name "Irgacure (registered trademark) 184", BASF Made by Japan): 0.2 parts by mass
<光吸収層用組成物の調製>
下記に示す組成となるように各成分を配合して、光吸収層用組成物を得た。
(光吸収層用組成物1)
・光吸収剤1(光吸収色素、製品名「FDB-007」、山田化学工業社製、吸収ピーク波長496nm):0.1質量部
・光吸収剤2(光吸収色素、製品名「PD-320」、山本化成社製、吸収ピーク波長595nm):1.0質量部
・ウレタン系接着剤主剤(製品名「アドロックRU-69」、ロックペイント社製):32質量部
・ウレタン系接着剤硬化剤(製品名「アドロックH-9」、ロックペイント社製):4質量部
・酢酸エチル:75質量部
<Preparation of composition for light absorption layer>
Each component was blended so as to have the composition shown below to obtain a composition for a light absorption layer.
(
-Light absorber 1 (light-absorbing dye, product name "FDB-007", manufactured by Yamada Chemical Industry Co., Ltd., absorption peak wavelength 496 nm): 0.1 part by mass-Light-absorbing agent 2 (light-absorbing dye, product name "PD-" 320 ”, manufactured by Yamamoto Kasei Co., Ltd., absorption peak wavelength 595 nm): 1.0 part by mass ・ Urethane adhesive main agent (product name“ Adlock RU-69 ”, manufactured by Rock Paint Co., Ltd.): 32 parts by mass ・ Cured urethane adhesive Agent (Product name "Adlock H-9", manufactured by Rock Paint Co., Ltd.): 4 parts by mass, ethyl acetate: 75 parts by mass
(光吸収層用組成物2)
・光吸収剤3(光吸収色素、製品名「FDB-007」、山田化学工業社製、吸収ピーク波長496nm):0.1質量部
・光吸収剤4(光吸収色素、製品名「FDG-007」、山田化学工業社製、吸収ピーク波長594nm):1.0質量部
・ウレタン系接着剤主剤(製品名「アドロックRU-69」、ロックペイント社製):32質量部
・ウレタン系接着剤硬化剤(製品名「アドロックH-9」、ロックペイント社製):4質量部
・酢酸エチル:75質量部
(
-Light absorber 3 (light-absorbing dye, product name "FDB-007", manufactured by Yamada Chemical Industry Co., Ltd., absorption peak wavelength 496 nm): 0.1 parts by mass-Light-absorbing agent 4 (light-absorbing dye, product name "FDG-" 007 ”, manufactured by Yamada Chemical Industry Co., Ltd., absorption peak wavelength 594 nm): 1.0 part by mass, urethane adhesive main agent (product name“ Adlock RU-69 ”, manufactured by Rock Paint Co., Ltd.): 32 parts by mass, urethane adhesive Hardener (Product name "Adlock H-9", manufactured by Rock Paint Co., Ltd.): 4 parts by mass, ethyl acetate: 75 parts by mass
<接着層用組成物の調製>
下記に示す組成となるように各成分を配合して、接着層用組成物を得た。
(接着層用組成物1)
・ウレタン系接着剤主剤(製品名「アドロックRU-69」、ロックペイント社製):32質量部
・ウレタン系接着剤硬化剤(製品名「アドロックH-9」、ロックペイント社製):4質量部
・酢酸エチル:75質量部
<Preparation of composition for adhesive layer>
Each component was blended so as to have the composition shown below to obtain a composition for an adhesive layer.
(
-Urethane adhesive main agent (product name "Adlock RU-69", manufactured by Rock Paint Co., Ltd.): 32 parts by mass-Urethane adhesive curing agent (product name "Adlock H-9", manufactured by Rock Paint Co., Ltd.): 4 mass Part ・ Ethyl acetate: 75 parts 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1)
・ペンタエリスリトールトリアクリレート:99質量部
・光散乱性粒子(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 blended so as to have the composition shown below to obtain a composition for a light diffusion layer.
(
-Pentaerythritol triacrylate: 99 parts by mass-light scattering particles (crosslinked polystyrene resin beads, product name "SBX-4", manufactured by Sekisui Kasei Kogyo Co., Ltd., average particle diameter 4 μm): 158 parts by mass-photopolymerization initiator (1-Hydroxycyclohexylphenylketone, product name "Irgacure (registered trademark) 184, manufactured by BASF Japan, Inc.): 1 part by mass / solvent (methylisobutylketone: cyclohexanone = 1: 1 (mass ratio)): 170 parts by mass
<実施例1>
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2枚のポリエチレンテレフタレート(PET)基材(製品名「ルミラーT60」、東レ社製)の片面にそれぞれ上記光拡散層用組成物1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PET基材を形成した。
<Example 1>
また、大きさ7インチおよび厚みが50μmの別のPET基材(製品名「ルミラーT60」、東レ社製)の片面に光吸収層用組成物1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、この塗膜に、光拡散層付きPET基材における光拡散層側の面とは反対側の面が接するように光拡散層付きPET基材を塗膜に積層した。この状態で、60℃で加熱して、膜厚が20μmの光吸収層を形成するとともに、PET基材と、光吸収層と、光拡散層付きPET基材とが一体化された積層体を形成した。
Further, the
また、大きさ7インチおよび厚みが50μmの別のPET基材(製品名「ルミラーT60」、東レ社製)の片面に接着層用組成物1を、塗布し、塗膜を形成した。次いで、形成した塗膜に、光拡散層付きPET基材における光拡散層側の面とは反対側の面が接するように光拡散層付きPET基材を塗膜に積層した。この状態で、60℃で加熱して、膜厚が20μmの接着層を形成するとともに、PET基材と、接着層と、光拡散層付きPET基材とが一体化された積層体を形成した。
Further, the
次いで、接着層を有する積層体における光拡散層側の面とは反対側の面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、塗膜に他方の積層体における光拡散層側の面とは反対側の面が接するように他方の積層体を塗膜に積層した。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、膜厚が100μmの光波長変換層を形成するとともに、光波長変換層と、2枚の積層体とを一体化した。これにより、実施例1に係る光波長変換シートを得た。
Next, the
<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, an optical wavelength conversion sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that the
<実施例3>
実施例3においては、光吸収層用組成物1の代わりに光吸収層用組成物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 3>
In Example 3, a light wavelength conversion sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that the
<実施例4>
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2枚のPET基材(製品名「ルミラーT60」、東レ社製)の片面にそれぞれ上記光拡散層用組成物1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PET基材を形成した。
<Example 4>
The
次いで、一方の光拡散層付きPET基材における光拡散層側の面とは反対側の面に光波長変換層用組成物3を塗布し、80℃で乾燥させて、塗膜を形成した。そして、塗膜に他方の光拡散層付きPET基材における光拡散層側の面とは反対側の面が接するように他方の積層体を塗膜に積層した。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、膜厚が100μmの光波長変換層を形成するとともに、光波長変換層と、2枚の光拡散層付きPET基材とを一体化した。これにより、実施例4に係る光波長変換シートを得た。 Next, the composition 3 for a light wavelength conversion layer was applied to the surface of the PET substrate with a light diffusion layer opposite to the surface on the light diffusion layer side, and dried at 80 ° C. to form a coating film. Then, the other laminate was laminated on the coating film so that the surface of the PET substrate with the other light diffusion layer opposite to the surface on the light diffusion layer side was in contact with the coating film. In this state, ultraviolet rays are irradiated so that the integrated light amount becomes 500 mJ / cm 2 , and the coating film is cured to form an optical wavelength conversion layer having a film thickness of 100 μm, and the optical wavelength conversion layer and two pieces of light are formed. It was integrated with a PET substrate with a diffusion layer. As a result, the optical wavelength conversion sheet according to Example 4 was obtained.
<比較例1>
比較例1においては、光波長変換層用組成物3の代わりに光波長変換層用組成物1を用いたこと以外は、実施例4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, an optical wavelength conversion sheet was produced in the same manner as in Example 4 except that the
<発光ピーク波長、半値幅および輝度測定>
上記実施例および比較例に係る光波長変換シートをそれぞれバックライト装置に組み込み、実施例および比較例に係る光波長変換シートを組み込んだバックライト装置において、バックライト装置から出射される光の分光分布を測定し、その分光分布から発光ピーク波長および発光ピークの半値幅を求めた。
<Measurement of emission peak wavelength, half width and brightness>
In the backlight device in which the light wavelength conversion sheets according to the above Examples and Comparative Examples are incorporated in the backlight device, respectively, and the light wavelength conversion sheets according to the Examples and Comparative Examples are incorporated, the spectral distribution of the light emitted from the backlight device is incorporated. Was measured, and the emission peak wavelength and the half-value width of the emission peak were obtained from the spectral distribution.
実施例および比較例に係る光波長変換シートをバックライト装置に組み込む際に、まず、Kindle Fire(登録商標)HDX7のバックライトユニットを用意した。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、導光板、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った。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。 When incorporating the optical wavelength conversion sheet according to the examples and comparative examples into the backlight device, first, a backlight unit of Kindle Fire (registered trademark) HDX7 was prepared. This backlight device includes a blue light emitting diode having a emission peak wavelength of 450 nm, a light guide plate, a first prism sheet, and a second prism sheet in this order. The first prism sheet and the second prism sheet have a sheet-shaped main body portion and a plurality of triangular columnar unit prisms arranged side by side on the main body portion and each extending in a direction intersecting the arrangement direction. The unit prism had an apex angle of 90 °.
そして、バックライト側が入光面となるように導光板を配置するとともに、導光板の出光面上に、光波長変換シート、第1のプリズムシート、第2のプリズムシートをこの順で配置して、バックライト装置を得た。なお、観察者側のプリズムシートは、単位プリズムの配列方向と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。 Then, the light guide plate is arranged so that the backlight side becomes the light incoming surface, and the light wavelength conversion sheet, the first prism sheet, and the second prism sheet are arranged in this order on the light emitting surface of the light guide plate. , Obtained a backlight device. The prism sheet on the observer side was arranged so as to be orthogonal to the arrangement direction of the unit prisms and the arrangement direction of the unit prisms of the 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)から出射する光の分光分布を、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。そして、得られた分光分布から発光ピーク波長および発光ピークの半値幅を求めた。 Then, the blue light emitting diode of the backlight device incorporating the light wavelength conversion sheet is turned on, 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 spectral distribution of the light emitted from the light emitting surface (the surface of the second prism sheet) is measured from the thickness direction of the optical wavelength conversion sheet using a spectral emission luminometer (product name "CS2000", manufactured by Konica Minolta). The measurement was performed under the condition of a measurement angle of 1 °. Then, the emission peak wavelength and the half width of the emission peak were obtained from the obtained spectral distribution.
以下、結果を表1に示す。
以下、結果について述べる。表1から分かるように、比較例1に係る光波長変換シートを組み込んだバックライト装置においては、出射光における各発光ピークの半値幅が広かった。これに対し、実施例1~3に係る光波長変換シートを組み込んだバックライト装置においては、出射光の各発光ピークの半値幅が狭かった。したがって、光波長変換シートに光吸収剤を含ませると、色純度が向上することが確認された。 The results will be described below. As can be seen from Table 1, in the backlight device incorporating the light wavelength conversion sheet according to Comparative Example 1, the half width of each emission peak in the emitted light was wide. On the other hand, in the backlight device incorporating the light wavelength conversion sheet according to Examples 1 to 3, the half width of each emission peak of the emitted light was narrow. Therefore, it was confirmed that the color purity was improved by including the light absorber in the light wavelength conversion sheet.
実施例1に係る光波長変換シートの全ヘイズ値は99.2%、内部ヘイズ値は96.4%、外部ヘイズ値は2.8%であり、実施例2に係る光波長変換シートの全ヘイズ値は99.5%、内部ヘイズ値は99.5%、外部ヘイズ値は0%であった。両方の光波長変換シートにおいては、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、輝度が高いが、実施例1に係る光波長変換シートと実施例2に係る光波長変換シートを比べると、実施例2に係る光波長変換シートの方が、輝度が高かった。これは、実施例2に係る光波長変換シートは光散乱性粒子としてのアルミナ粒子を含んでいるので、実施例2に係る光波長変換シートの内部ヘイズ値が実施例1に係る波長変換シートの内部ヘイズ値に比べて大きくなり、これにより外部ヘイズ値が小さくなったためである。したがって、光波長変換シートに光散乱性粒子を含ませて、内部ヘイズ値をより高めることによって、外部ヘイズ値をより小さくすることができ、これにより光波長変換効率をより向上できることが確認できた。 The total haze value of the optical wavelength conversion sheet according to the first embodiment is 99.2%, the internal haze value is 96.4%, the external haze value is 2.8%, and all the optical wavelength conversion sheets according to the second embodiment. The haze value was 99.5%, the internal haze value was 99.5%, and the external haze value was 0%. In both optical wavelength conversion sheets, the external haze value is smaller than the internal haze value, so that the brightness is high, but the optical wavelength conversion sheet according to Example 1 and the optical wavelength conversion sheet according to Example 2 are compared. The brightness of the optical wavelength conversion sheet according to the second embodiment was higher. This is because the light wavelength conversion sheet according to Example 2 contains alumina particles as light scattering particles, so that the internal haze value of the light wavelength conversion sheet according to Example 2 is that of the wavelength conversion sheet according to Example 1. This is because it is larger than the internal haze value, and as a result, the external haze value is small. Therefore, it was confirmed that the external haze value can be made smaller by including the light scattering particles in the light wavelength conversion sheet to further increase the internal haze value, and thereby the light wavelength conversion efficiency can be further improved. ..
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 emission quantum dots and the red emission quantum dots, but even if a non-Cd material such as InP or InAs is used as the core material, the same result as in the above embodiment is obtained. was gotten.
10、30、40…光波長変換部材
11、31…光波長変換層
14、41、135、153…光吸収層
20…バインダ樹脂
21…第1の量子ドット
22…第2の量子ドット
23…光散乱性粒子
50…画像表示装置
60、110…バックライト装置
100…表示パネル
130…光学部材
10, 30, 40 ... Light
Claims (9)
光波長変換層と、前記光波長変換層の出光側に配置された光吸収層と、前記光波長変換層の出光側に配置され、かつ表面に凹凸形状を有する光拡散層とを含む積層構造であり、
前記光波長変換部材の一方の表面が、前記光拡散層の前記表面であり、
前記光波長変換層が、前記第1の発光ピーク波長を有する光を、前記第1の発光ピーク波長とは異なる前記第2の発光ピーク波長を有する光に変換する第1の量子ドットを含み、
前記光吸収層が、可視光領域内にあり、かつ前記第1の発光ピーク波長と前記第2の発光ピーク波長との間にある第1の波長域内の光を吸収する第1の光吸収剤を含み、
前記光波長変換部材を構成する各層が一体化されており、
前記光吸収層の膜厚が、3μm以上100μm以下であり、
前記光吸収層が、前記光波長変換層と前記光拡散層との間に配置されている、光波長変換部材。 A light wavelength conversion member that converts at least a part of the incident light having a first emission peak wavelength to emit light having a second emission peak wavelength in at least a visible light region. hand,
A laminated structure including a light wavelength conversion layer, a light absorption layer arranged on the light emission side of the light wavelength conversion layer, and a light diffusion layer arranged on the light emission side of the light wavelength conversion layer and having an uneven shape on the surface. And
One surface of the light wavelength conversion member is the surface of the light diffusion layer.
The light wavelength conversion layer comprises a first quantum dot that converts light having the first emission peak wavelength into light having the second emission peak wavelength different from the first emission peak wavelength.
A first light absorber that has the light absorption layer in the visible light region and absorbs light in the first wavelength range between the first emission peak wavelength and the second emission peak wavelength. Including
Each layer constituting the light wavelength conversion member is integrated.
The film thickness of the light absorption layer is 3 μm or more and 100 μm or less .
A light wavelength conversion member in which the light absorption layer is arranged between the light wavelength conversion layer and the light diffusion layer .
前記第1の発光ピーク波長を有する光を、第3の発光ピーク波長を有する光に変換する第2の量子ドットと、
前記第1の発光ピーク波長および前記第2の発光ピーク波長のうち第3の発光ピーク波長側に位置するいずれかの発光ピーク波長と前記第3の発光ピーク波長との間の第2の波長域内の光を吸収する第2の光吸収剤と
をさらに含む、請求項1ないし3のいずれか一項に記載の光波長変換部材。 The light wavelength conversion member is a member that further emits light having a third emission peak wavelength different from the first emission peak wavelength and the second emission peak wavelength in the visible light region.
A second quantum dot that converts the light having the first emission peak wavelength into the light having the third emission peak wavelength, and
Within the second wavelength range between the first emission peak wavelength and any emission peak wavelength located on the third emission peak wavelength side of the second emission peak wavelength and the third emission peak wavelength. The optical wavelength conversion member according to any one of claims 1 to 3, further comprising a second light absorber that absorbs the light of the above.
前記光源からの光を受ける請求項1ないし6のいずれか一項に記載の光波長変換部材と
を備える、バックライト装置。 Light source and
A backlight device comprising the light wavelength conversion member according to any one of claims 1 to 6 , which receives light from the light source.
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