JPWO2016129419A1 - 波長変換部材、バックライトユニット、画像表示装置および波長変換部材の製造方法 - Google Patents

波長変換部材、バックライトユニット、画像表示装置および波長変換部材の製造方法 Download PDF

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Abstract

2つのバリア層の間に、量子ドットを含有する波長変換層が挟まれ;バリア層と波長変換層の間に光散乱層を有し、光散乱層に最も近いバリア層が無機成分からなり;光散乱層は、分子中に水素結合性を有する官能基と重合性基を有する化合物、有機金属カップリング剤から形成されてなるバインダー、並びに、直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子を含み;光散乱層の膜厚dが0.2〜4μm;波長変換層の膜厚Dが10〜100μm;dのDに対する割合が0.2〜10%である波長変換部材は、量子ドットを含む波長変換層用組成物の安定性、バリア層と波長変換層の剥離耐性、波長変換層のバリア性の耐久性、画像表示装置に組み込んだ場合の輝度および散乱均一性が良好である;バックライトユニット;液晶表示装置;波長変換部材の製造方法。

Description

本発明は、波長変換部材、バックライトユニット、画像表示装置および波長変換部材の製造方法に関する。
液晶表示装置(以下、LCD(Liquid Crystal Display)とも言う)などのフラットパネルディスプレイは、消費電力が小さく、省スペースの画像表示装置として年々その用途が広がっている。液晶表示装置は、少なくともバックライトユニットと液晶セルとから構成され、通常、更に、バックライト側偏光板、視認側偏光板、等の部材が含まれる。
フラットパネルディスプレイ市場では、LCD性能改善として、色再現性の向上が進行している。この点に関し、近年、発光材料として、量子ドット(Quantum Dot、QD、量子点とも呼ばれる。)が注目を集めている(特許文献1参照)。例えば、バックライトから量子ドットを含む波長変換部材に光が入射すると、量子ドットが励起され蛍光を発光する。ここで異なる発光特性を有する量子ドットを用いることで、赤色光、緑色光、青色光の各輝線光を発光させて白色光を具現化することができる。量子ドットによる蛍光は半値幅が小さいため、得られる白色光は高輝度である。
特許文献1には、ディスプレイバックライトユニット(BLU)であって、一次光を放出する少なくとも1つの一次光源と、少なくとも1つの一次光源に光学的に結合される導光パネル(LGP)であって、それによって、一次光が、LGPを通じて均一に伝送される、導光パネルと、リモート蛍光体フィルムであって、少なくとも1つの発光量子ドット(QD)集団と、QDに向かって一次光を散乱させる、1つ以上の一次光散乱特徴部と、を有する、リモート蛍光体フィルムと、を備え、リモート蛍光体フィルムは、LGP上に配置され、一次光は、LGPを通じて、リモート蛍光体フィルムへ均一に伝送され、それによって、一次光の少なくとも一部が、少なくとも1つのQD集団によって吸収され、一次光よりも長い波長を有する二次光としてQDによって再放出される、ディスプレイバックライトユニットが記載されている(特許文献1の請求項32参照)。
さらに特許文献1には、リモート蛍光体フィルムは、少なくとも1つのマトリックス材料を含む、少なくとも1つのQD蛍光体材料フィルム層を含む、QD蛍光体材料フィルムを備え、少なくとも1つのQD集団が、少なくとも1つのマトリックス材料に埋め込まれる態様が記載されており(特許文献1の請求項42参照)、この態様において1つ以上の一次光散乱特徴部は、QD蛍光体材料フィルムと1つ以上のバリアフィルムとの間に分散されることが記載されている(特許文献1の請求項51参照)。
一方、特許文献1には他の態様として、リモート蛍光体フィルムは、少なくとも1つのマトリックス材料を含む、少なくとも1つのQD蛍光体材料フィルム層を含む、QD蛍光体材料フィルムを備え、1つ以上の一次光散乱特徴部は、球状散乱ビーズなどの散乱粒子を含み、散乱ビーズは、QD蛍光体材料フィルム層のマトリックス材料に埋め込まれ、周囲のマトリックス材料のものよりも高い屈折率を有する態様も記載されている(特許文献1の請求項39、53、54および57参照)。
特表2013−544018号公報
しかしながら本発明者らの検討の結果、特許文献1の請求項42および51に記載の一次光散乱特徴部が、QD蛍光体材料フィルムと1つ以上のバリアフィルムとの間に分散される態様では、画像表示装置に組み込んだ場合の輝度および散乱均一性が不十分であることがわかった。
また、特許文献1の請求項39、53、54および57に記載の一次光散乱特徴部は、球状散乱ビーズなどの散乱粒子を含み、散乱ビーズは、QD蛍光体材料フィルム層マトリックス材料に埋め込まれ、周囲のマトリックス材料のものよりも高い屈折率を有する態様では、画像表示装置に組み込んだ場合の輝度および散乱均一性が不十分であることに加え、量子ドットを含む波長変換層用組成物の安定性が悪く、バリア層と波長変換層の剥離耐性が悪いためにバリア層と波長変換層が剥離する場合があり、波長変換層のバリア性の耐久性が不十分であるために表示面の外周領域において輝度が低下する現象(輝度ムラ)が発生する場合があることが判明した。
本発明が解決しようとする課題は、量子ドットを含む波長変換層用組成物の安定性、バリア層と波長変換層の剥離耐性、波長変換層のバリア性の耐久性、画像表示装置に組み込んだ場合の輝度および散乱均一性が良好である波長変換部材を提供することにある。
本発明者らは、2つのバリア層の間に、量子ドットを含有する波長変換層が挟まれた波長変換部材であって、少なくとも1つのバリア層と波長変換層の間に光散乱層を有し、光散乱層に最も近いバリア層が無機成分からなり、光散乱層は、特定のバインダー、ならびに、特定の直径Rの散乱粒子を含み、光散乱層の膜厚、波長変換層の膜厚および光散乱層の膜厚の波長変換層の膜厚に対する割合を特定の範囲にすることで、上記課題を解決できることを見出すに至った。
上記課題を解決するための具体的な手段である本発明と本発明の好ましい態様は以下のとおりである。
[1] 2つのバリア層の間に、量子ドットを含有する波長変換層が挟まれた波長変換部材であって、
少なくとも1つのバリア層と波長変換層の間に光散乱層を有し、
光散乱層に最も近いバリア層が無機成分からなり、
光散乱層は、分子中に水素結合性を有する官能基と重合性基を有する化合物および有機金属カップリング剤のうち少なくとも一種類から形成されてなるバインダー、ならびに、
直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子を含み、
光散乱層の膜厚dが0.2〜4μmであり、
波長変換層の膜厚Dが10〜100μmであり、
光散乱層の膜厚dの、波長変換層の膜厚Dに対する割合が0.2〜10%である波長変換部材。
[2] [1]に記載の波長変換部材は、光散乱層の散乱粒子以外の構成成分の屈折率nと、光散乱層に含まれる直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子の屈折率nが下記式1を満たすことが好ましい。
式1
0.04≦|n−n|≦1.35
[3] [1]または[2]に記載の波長変換部材は、光散乱層の散乱粒子以外の構成成分の屈折率nが1.45〜1.54であり、
光散乱層に含まれる直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子の屈折率nが1.55〜2.80であり、
下記式A−1を満たすことが好ましい。
式A−1
0.04≦|n−n|≦1.35
[4] [3]に記載の波長変換部材は、nが1.45以上1.49未満であり、
下記式A−2を満たすことが好ましい。
式A−2
0.06≦|n−n|≦1.35
[5] [4]に記載の波長変換部材は、光散乱層が、散乱粒子以外の構成成分として少なくとも光散乱層のバインダーおよび直径110nm以下の微粒子を含有し、
直径110nm以下の微粒子の屈折率が1.48以下であることが好ましい。
[6] [3]〜[5]のいずれか一つに記載の波長変換部材は、直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子が、無機酸化物粒子、フルオレン骨格を有するモノマーから形成されてなる粒子および無機酸化物微粒子を含有する樹脂粒子から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
[7] [1]または[2]に記載の波長変換部材は、光散乱層の散乱粒子以外の構成成分の屈折率nが1.55〜1.80であり、
光散乱層に含まれる直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子の屈折率nが1.20〜1.54であり、
下記式B−1を満たすことが好ましい。
式B−1
0.04≦|n−n|≦0.60
[8] [7]に記載の波長変換部材は、光散乱層が、散乱粒子以外の構成成分として少なくとも光散乱層のバインダーおよび直径110nm以下の微粒子を含有し、
直径110nm以下の微粒子の屈折率が1.65以上であることが好ましい。
[9] [7]または[8]に記載の波長変換部材は、光散乱層に含まれるバインダーとして、フルオレン骨格を有するモノマーから形成されてなるバインダーを含むことが好ましい。
[10] [7]〜[9]のいずれか一つに記載の波長変換部材は、直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子が、無機粒子、含フッ素化合物粒子およびシリコーン系粒子から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
[11] [2]〜[10]のいずれか一つに記載の波長変換部材は、光散乱層が、第1の散乱粒子と、第1の散乱粒子よりも直径が大きい第2の散乱粒子を含み、
第1の散乱粒子の直径が0.2〜1μmであり、
第2の散乱粒子の直径が1μmを超え5μm以下であり、
第2の散乱粒子が下記式2を満たすことが好ましい;
式2
|np2−n|<0.04
式2中、np2は第2の散乱粒子の屈折率を表し、nは光散乱層の散乱粒子以外の構成成分の屈折率を表す。
[12] [11]に記載の波長変換部材は、下記式3を満たすことが好ましい;
式3
1.0<R/d≦4
式3中、Rは第2の散乱粒子の直径を表し、単位はμmであり、
dは光散乱層の膜厚を表し、単位はμmである。
[13] [1]〜[12]のいずれか一つに記載の波長変換部材は、光散乱層が、第1の散乱粒子と、第1の散乱粒子よりも直径が大きい第2の散乱粒子を含み、
第1の散乱粒子および第2の散乱粒子のうち少なくとも一方が、直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子であり、
第2の散乱粒子が下記式3を満たし、
第1の散乱粒子が下記式4を満たすことが好ましい;
式3
1.0<R/d≦4
式4
0.05≦R/d≦1.0
式中、Rは第2の散乱粒子の直径を表し、単位はμmであり、
は第1の散乱粒子の直径を表し、単位はμmであり、
dは光散乱層の膜厚を表し、単位はμmである。
[14] [1]〜[13]のいずれか一つに記載の波長変換部材は、波長変換層が少なくとも緑色光発光量子ドットおよび赤色光発光量子ドットを含むことが好ましい。
[15] [1]〜[14]のいずれか一つに記載の波長変換部材は、波長変換層が、
脂環式エポキシ、あるいは、
1分子中に含まれる重合性官能基の数Fで分子量Mwを除した値Mw/Fが130以上であり、1分子中に含まれる(メタ)アクリロイル基の数が1つであり、かつLogP値が3.0以下である単官能(メタ)アクリレート化合物
から形成されてなるバインダーを含むことが好ましい。
[16] 2つのバリア層の間に、量子ドットを含有する波長変換層が挟まれた波長変換部材の製造方法であって;
無機成分からなる第1のバリア層の上に、分子中に水素結合性を有する官能基と重合性基を有する化合物および有機金属カップリング剤のうち少なくとも一種類から形成されてなるバインダー、ならびに
直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子を含む光散乱層用組成物を、光散乱層の膜厚dが0.2〜4μmとなるように積層して光散乱層を形成する工程と;
光散乱層の上に、量子ドットを含有する波長変換層用組成物を、波長変換層の膜厚Dが10〜100μmとなり、かつ、光散乱層の膜厚dの、波長変換層の膜厚Dに対する割合が0.2〜10%となるように積層する工程と;
波長変換層の上に、第2のバリア層を積層する工程と;
を含む波長変換部材の製造方法。
[17] [16]に記載の波長変換部材の製造方法は、光散乱層と第2のバリア層とに挟まれた波長変換層用組成物に外部刺激を与えて硬化し、波長変換層を形成する工程を含むことが好ましい。
[18] [1]〜[15]のいずれか一つに記載の波長変換部材と、光源と、を少なくとも含むバックライトユニット。
[19] [1]〜[15]のいずれか一つに記載の波長変換部材、または、[18]に記載のバックライトユニットを少なくとも含む画像表示装置。
本発明によれば、量子ドットを含む波長変換層用組成物の安定性、バリア層と波長変換層の剥離耐性、波長変換層のバリア性の耐久性、画像表示装置に組み込んだ場合の輝度および散乱均一性が良好である波長変換部材を提供することができる。
図1(a)、(b)は、波長変換部材を含むバックライトユニットの一例の説明図である。 図2は、波長変換部材の製造装置の一例の概略構成図である。 図3は、図2に示す製造装置の部分拡大図である。 図4は、液晶表示装置の一例を示す。
以下の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。なお、本発明および本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
また、本発明および本明細書中、ピークの「半値幅」とは、ピーク高さ1/2でのピークの幅のことを言う。また、430〜480nmの波長帯域に発光中心波長を有する光を青色光と呼び、520〜560nmの波長帯域に発光中心波長を有する光を緑色光と呼び、600〜680nmの波長帯域に発光中心波長を有する光を赤色光と呼ぶ。
[波長変換部材]
本発明の波長変換部材は、2つのバリア層の間に、量子ドットを含有する波長変換層が挟まれた波長変換部材であって、
少なくとも1つのバリア層と波長変換層の間に光散乱層を有し、
光散乱層に最も近いバリア層が無機成分からなり、
光散乱層は、分子中に水素結合性を有する官能基と重合性基を有する化合物および有機金属カップリング剤のうち少なくとも一種類から形成されてなるバインダー、ならびに、
直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子を含み、
光散乱層の膜厚dが0.2〜4μmであり、
波長変換層の膜厚Dが10〜100μmであり、
光散乱層の膜厚dの、波長変換層の膜厚Dに対する割合が0.2〜10%である波長変換部材である。
このような構成の本発明の波長変換部材は、量子ドットを含む波長変換層用組成物の安定性、バリア層と波長変換層の剥離耐性、波長変換層のバリア性の耐久性、画像表示装置に組み込んだ場合の輝度および散乱均一性が良好である。これらの良好な効果が得られる理由について、いかなる理論に拘泥するものでもないが、以下の理由が考えられる。本発明の波長変換部材では、散乱粒子と量子ドットを別の層に配置するために、量子ドットを含む波長変換層用組成物の安定性が良好となると推測される。本発明の波長変換部材では、光散乱層に特定のバインダーを用いるために、バリア層と波長変換層の剥離耐性が良好となると推測される。本発明の波長変換部材では、2つのバリア層の間に量子ドットを含有する波長変換層が挟まれ、少なくとも1つのバリア層と波長変換層の間に光散乱層を有する層構成とし、かつ、剥離耐性を改善するもののバリア性の低い特定のバインダーを用いた光散乱層の膜厚dを波長変換層の膜厚Dに対して小さくするために、波長変換層のバリア性の耐久性が良好となると推測される。本発明の波長変換部材では、散乱性を付与できる特定の粒径の散乱粒子を量子ドットとは別の層に用いることで量子ドットと散乱粒子の相互作用に起因する分散性の問題を改善できるために、画像表示装置に組み込んだ場合の輝度および散乱均一性が良好となると推測される。これらの本発明の効果を同時に奏することができることは、特表2013−544018号公報に開示された構成から当業者が予測することができないものであった。
本発明者は、これらの本発明の効果は本発明の波長変換部材の構成による相乗的な効果であると考えており、特に波長変換層のバリア性の耐久性を改善することで前述の表示面の外周領域における輝度の低下を改善できた理由は以下の点にあると考えている。
量子ドットには、酸素に接触すると光酸化反応により発光効率が低下するという課題がある。この点に関し、特表2013−544018号公報には、量子ドットを酸素等から保護するために、量子ドットを含むフィルム(波長変換層)にバリア層を積層することが提案されている。
一方、波長変換部材を製品に加工する際には、シート状の波長変換部材原反から波長変換部材を製品サイズに切り出す(例えば、打ち抜き器により打ち抜く)ことが行われる。しかし、このように切り出された製品では、端面にはバリア層が存在しないため、端面からの酸素の侵入により量子ドットの発光効率が低下することが懸念される。また、製品を切り出した際に波長変換層と隣接するバリア層との界面端部で剥離が生じてしまうと、界面端部からの酸素の侵入により量子ドットの発光効率が低下することが懸念される。本発明者らは、以上の端面や隣接層との界面端部からの酸素の侵入による量子ドットの発光効率低下が、上記の表示面の外周領域における輝度の低下の原因ではないかと考えるに至った。
そこで本発明者らは、上記の端面や隣接層との界面端部からの酸素の侵入による量子ドットの発光効率低下を抑制するためには、バリア層と波長変換層の間で剥離が起こらないように剥離耐性を改善することが少なくとも必要であることを見出し、特定のバインダーを光散乱層に用いて剥離耐性を改善した。さらに、剥離耐性を改善できる特定のバインダーはバリア性が低いことに着目し、2つのバリア層の間に量子ドットを含有する波長変換層が挟まれ、少なくとも1つのバリア層と波長変換層の間に光散乱層を有する層構成とし、かつ、剥離耐性を改善するもののバリア性の低い特定のバインダーを用いた光散乱層の膜厚dを波長変換層の膜厚Dに対して小さくする構成で、界面端部からの酸素の侵入を抑制することを見出した。
以下、本発明の波長変換部材について、更に詳細に説明する。
<波長変換部材の構成、配置例>
波長変換部材は、入射光の少なくとも一部の波長を変換して、入射光の波長と異なる波長の光を出射する機能を有していればよい。波長変換部材は、液晶表示装置のバックライトユニットの構成部材として使用することができる。
図1は、波長変換部材を含むバックライトユニット1の一例の説明図である。図1中、バックライトユニット1は、光源1Aと、面光源とするための導光板1Bを備える。図1(a)に示す例では、波長変換部材は、導光板から出射される光の経路上に配置されている。そして図1(a)に示す例では、導光板1Bから出射される光が、波長変換部材1Cに入射する。
図1(a)に示す例では、導光板1Bのエッジ部に配置された光源1Aから出射される光2は青色光であり、導光板1Bの液晶セル(図示せず)側の面から液晶セルに向けて出射される。導光板1Bから出射された光(青色光2)の経路上に配置された波長変換部材1Cには、青色光2により励起され赤色光4を発光する量子ドット(A)と、青色光2により励起され緑色光3を発光する量子ドット(B)を、少なくとも含む。このようにしてバックライトユニット1からは、励起された緑色光3および赤色光4、ならびに波長変換部材1Cを透過した青色光2が出射される。こうして赤色、緑色、青色の光を発光させることで、白色光を具現化することができる。
<波長変換層>
波長変換部材は、2つのバリア層の間に、量子ドットを含有する波長変換層が挟まれた波長変換部材である。
波長変換層は、量子ドットをマトリックス中に含むことが好ましい。マトリックスは重合体を含み、波長変換層は、量子ドットおよび重合性化合物を含む波長変換層用組成物(量子ドット含有重合性組成物)から形成することができ、波長変換層は、波長変換層用組成物の硬化により得られた硬化層であればよい。波長変換層の形状は特に限定されるものではないが、シート状が好ましい。
量子ドットは、光により励起され蛍光を発光する。波長変換層は、少なくとも一種の量子ドットを含み、発光特性の異なる二種以上の量子ドットを含むこともできる。公知の量子ドットには、600nm〜680nmの範囲の波長帯域に発光中心波長を有する量子ドット(A)、520nm〜560nmの範囲の波長帯域に発光中心波長を有する量子ドット(B)、400nm〜500nmの波長帯域に発光中心波長を有する量子ドット(C)がある。量子ドット(A)は、励起光により励起され赤色光を発光し、量子ドット(B)は緑色光を、量子ドット(C)は青色光を発光する。例えば、量子ドット(A)と量子ドット(B)を含む波長変換層へ励起光として青色光を入射させると量子ドット(A)により発光される赤色光、量子ドット(B)により発光される緑色光と、波長変換層を透過した青色光により、白色光を具現化することができる。または、量子ドット(A)、(B)、および(C)を含む波長変換層に励起光として紫外光を入射させることにより、量子ドット(A)により発光される赤色光、量子ドット(B)により発光される緑色光、および量子ドット(C)により発光される青色光により、白色光を具現化することができる。
本発明の波長変換部材は、波長変換層が少なくとも緑色光発光量子ドットおよび赤色光発光量子ドットを含むことが好ましい。
(波長変換層の組成、波長変換層用組成物の組成)
波長変換層は、波長変換層用組成物の硬化層であることが好ましい。波長変換層用組成物は、量子ドットおよび少なくとも一種の第1の重合性化合物を含む。波長変換層用組成物は、重合開始剤、粘度調整剤、有機金属カップリング剤等の他の成分を含んでいてもよい。
−量子ドット−
量子ドットについては、上記の記載に加えて、例えば特開2012−169271号公報段落0060〜0066を参照することができるが、ここに記載のものに限定されるものではない。量子ドットとしては、市販品を何ら制限なく用いることができる。量子ドットの発光波長は、通常、粒子の組成又はサイズにより調整することができる。量子ドット(A)、(B)、および(C)の間の波長であっても調節可能である。
本発明の一態様にかかる光変換部材における光変換層は、入射光の偏光性を少なくとも一部保持した蛍光を発光することが輝度改善、低消費電力の観点から好ましい。入射光の偏光性を少なくとも一部保持した蛍光を発光することができる光変換層の具体例としては、非特許文献(THE PHYSICAL CHEMISTRYLETTERS 2013,4,502−507)記載の量子ロッドタイプの量子ドットを使用しても良い。入射光の偏光性を一部保持した蛍光を発光するとは、偏光度99.9%の励起光が光変換シートに入射したときにその光変換シートが発光する蛍光の偏光度が0%ではないことであり、好ましくは偏光度が10〜99.9%であり、より好ましくは80〜99.9%である。上限については特に制限はないが、実際の使用においては量子ロッドの製造上のばらつきや、製膜上でのばらつきに起因する偏光の解消の効果を含むため、実質的には発光する蛍光の偏光度が99%以下、あるいは90%以下になることもあり得る。
量子ドットは、上記重合性組成物に粒子の状態で添加してもよく、溶媒に分散した分散液の状態で添加してもよい。分散液の状態で添加することが量子ドットの粒子の凝集を抑制する観点から好ましい。ここで使用される溶媒は、特に限定されるものではない。量子ドットは、重合性組成物の全量100質量部に対して、例えば0.01〜10質量部程度添加することができる。
−波長変換層のバインダー−
波長変換層が、単官能モノマーから形成されてなるバインダーを含むことが好ましい。
単官能モノマーとしては、脂環式エポキシ、あるいは、単官能(メタ)アクリレート化合物が、バリア性の耐久性の観点から好ましい。
その中でも本発明の波長変換部材は、波長変換層が1分子中に含まれる重合性官能基の数Fで分子量Mwを除した値Mw/Fが130以上であり、1分子中に含まれる(メタ)アクリロイル基の数が1つであり、かつLogP値が3.0以下である単官能(メタ)アクリレート化合物から形成されてなるバインダーを含むことがより好ましい。
ここで本発明および本明細書において、(メタ)アクリレート化合物または(メタ)アクリレートとは、(メタ)アクリロイル基を1分子中に1つ以上含む化合物をいうものとし、(メタ)アクリロイル基とは、アクリロイル基とメタリロイル基の一方または両方を示すために用いるものとする。また、(メタ)アクリレート化合物について単官能とは、1分子中に含まれる(メタ)アクリロイル基の数が1つであることをいい、多官能とは、1分子中に含まれる(メタ)アクリロイル基の数が2つ以上であることをいうものとする。
(1)波長変換層を形成するための重合性組成物に、多官能(メタ)アクリレート化合物よりも重合収縮を抑制すべく単官能モノマーを用いることが、重合収縮により波長変換層および波長変換層を含む波長変換部材が変形することが、波長変換部材からの光の取り出し効率の局所的な違いをもたらさずに表示ムラを改善できる観点から好ましい。
(2)上記Mw/Fが130以上の化合物は、単官能モノマーの中でも重合収縮を起こし難い(または重合収縮が少ない)と考えられる観点から好ましい。
(3)LogPが3.0以下の化合物は非極性分子である酸素と比べて極性が高い化合物と言え、この化合物を多く含む重合性組成物から形成される波長変換層は酸素との相溶性に乏しく酸素が侵入し難いと考えられる観点から好ましい。
−−単官能(メタ)アクリレート化合物−−
単官能(メタ)アクリレート化合物は、1分子中に含まれる(メタ)アクリロイル基の数が1つである。
単官能(メタ)アクリレート化合物は、1分子中に含まれる重合性官能基の数Fで分子量Mwを除した値Mw/Fが130以上であることが好ましい。
単官能(メタ)アクリレート化合物は、LogP値が3.0以下である単官能(メタ)アクリレート化合物であることが好ましい。
単官能(メタ)アクリレート化合物として一種の化合物のみ用いてもよく、構造の異なる二種以上の化合物を用いてもよい。
単官能(メタ)アクリレート化合物は、1分子中に含まれる重合性官能基の数Fで分子量Mwを除した値Mw/Fが130以上であることが好ましい。Mw/Fは、150以上であることが好ましい。先に記載したように、Mw/Fが130以上の単官能(メタ)アクリレート化合物は重合収縮を起こし難い(または重合収縮が少ない)と本発明者らは推察している。Mw/Fは300以下であることが好ましいが、300超であってもよい。Mw/Fが300以下であると、単官能(メタ)アクリレート化合物を含む重合性組成物の粘度が低くなる傾向がある。この点は、波長変換層を塗布により形成することが容易となるため、好ましい。なお重合性官能基とは、ラジカル重合、またはカチオン重合によって重合反応を起こすことができる官能基を指し、具体例としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、グリシジル基、オキセタン基、脂環式エポキシ基等を挙げることができる。ここで脂環式エポキシ基とは、エポキシ環と飽和炭化水素環とが縮合した環状構造を有する1価の官能基をいうものとする。また、本発明および本明細書において、重合性化合物とは、1分子中に重合性官能基を1つ以上有する化合物をいうものとする。
単官能(メタ)アクリレート化合物は、単官能(メタ)アクリレート化合物であって、1分子中に含まれる(メタ)アクリロイル基の数は1つである。単官能(メタ)アクリレート化合物は、重合処理(例えば光照射)による硬化が容易であり、かつ硬化の際のマトリックスの収縮を抑えることができるため、好ましい。単官能(メタ)アクリレート化合物は、1分子中に、1つの(メタ)アクリロイル基のほかに、(メタ)アクリロイル基以外の重合性官能基を有していてもよい。(メタ)アクリロイル基とともに他の重合性官能基を有することは、波長変換層の高硬度化等の観点から好ましい。単官能(メタ)アクリレート化合物が(メタ)アクリロイル基以外の重合性官能基を含む場合、かかる重合性官能基の数は1分子中に例えば1つ以上であり、Mw/Fが130以上となる範囲であれば、2つ以上であってもよい。
なお単官能モノマーの分子量とは、ポリマー(ポリマーにはオリゴマーなどの多量体も包含されるものとする。)については、重量平均分子量をいうものとする。重合平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)による測定値をポリスチレン換算して求めた重量平均分子量をいうものとする。GPCによる測定条件としては、例えば以下の条件を採用することができる。
GPC装置:HLC−8120(東ソー製):
カラム:TSK gel Multipore HXL−M(東ソー製、7.8mmID(内径)×30.0cm)
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
また、単官能(メタ)アクリレート化合物は、LogP値が3.0以下であることが好ましい。LogP値は2.5以下であることが好ましく、2.0以下であることがより好ましい。LogP値は0.5以上であることが好ましいが、0.5未満であってもよい。LogP値が0.5以上であると、単官能(メタ)アクリレート化合物を含む重合性組成物に量子ドットを分散させることが容易になる傾向があるため、好ましい。
LogP値は親水性の指標であって、この値が小さいほど極性が高いことを意味する。一方、酸素は非極性分子である。LogP値が3.0以下の化合物は酸素と比べて極性が高いため、この化合物を多く含む(具体的には組成物全量100質量部に対して70質量部以上含む)重合性組成物から形成された波長変換層は、酸素との相溶性に乏しく酸素が侵入し難いと考えられる。このことが、先に記載したように切り出した後の波長変換層の端面や隣接層との界面端部からの酸素の侵入による量子ドットの発光効率低下を抑制することに寄与すると本発明者らは推察している。
本発明および本明細書中、LogP値とは、1−オクタノール/水の分配係数の対数値をいうものとする。LogP値は、フラグメント法、原子アプローチ法等を用いて計算により算出することができる。本明細書に記載のLogP値は、化合物の構造からCambridge Soft社製ChemBioDraw Ultra12.0を用いて計算されるLogP値である。
単官能モノマーとしては、一種のみ用いてもよく、または構造の異なる二種以上を用いてもよい。二種以上を用いる場合、以下に記載の含有量は、二種以上の合計含有量をいう。この点は、後述する他の成分に関する含有量についても同様である。
単官能モノマーは、波長変換層用組成物に含まれる重合性化合物全量100質量部に対して、50質量部以上含まれることが好ましく、70質量部以上含まれることがより好ましく、90質量部以上含まれることが特に好ましい。上記含有量で単官能モノマーを含む重合性組成物によれば、上述の表示ムラの発生を抑制することができる。これは先に記載したように、上記含有量で単官能モノマーを含む重合性組成物は重合収縮を起こし難い(または重合収縮が少ない)ことによるものと考えられる。上記含有量は、例えば99質量部未満であってもよく、95質量部以下であってもよく、または重合性化合物の全量が単官能モノマーであってもよい。即ち、上記含有量が100質量部であってもよい。
また、重合性組成物全量100質量部に占める全重合性化合物の含有量は、例えば80.00〜99.99質量%程度とすることができる。
単官能モノマーとして使用可能な単官能(メタ)アクリレート化合物としては、アクリル酸およびメタクリル酸、それらの誘導体、より詳しくは、(メタ)アクリル酸の重合性不飽和結合((メタ)アクリロイル基)を分子内に1つ有するモノマーを挙げることができる。それらの具体例として以下に化合物を挙げるが、本発明はこれに限定されるものではない。具体的には、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2−フェノキシエチル(メタ)アクリレート、1,4−シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、アダマンタン骨格を有する(メタ)アクリレート誘導体などが挙げられる。なお上記の(メタ)アクリル酸とは、アクリル酸およびメタクリル酸の一方または両方を示すものとする。
−−単官能モノマーと併用可能な重合性化合物−−
波長変換層用組成物は、重合性化合物として一種以上の単官能モノマーのみを含むものであってもよく、一種以上の単官能モノマーとともに一種以上の他の重合性化合物を含むものであってもよい。以下において、他の重合性化合物を、第2の重合性化合物とも記載する。
第2の重合性化合物としては、多官能(メタ)アクリレート化合物、(メタ)アクリロイル基以外の重合性官能基を有する各種重合性化合物の一種または二種以上を用いることができる。第2の重合性化合物として、例えば、多官能のアルコール(メタ)アクリロイルエステル化合物を挙げることができる。
第2の重合性化合物は、重合性組成物に含まれる重合性化合物全量100質量部に対して、例えば1質量部以上用いることができ、40質量部以下で用いることが好ましく、30質量部以下で用いることがより好ましい。
別の態様では、第2の重合性化合物は、重合性組成物に含まれる重合性化合物全量100質量部に対して、例えば40質量部以上300質量部以下で用いることができ、50質量部以上250質量部以下、75質量部以上200質量部以下にすることもできる。
−−単官能モノマーおよび第2の重合性化合物の好ましい構造−−
単官能モノマーおよび第2の重合性化合物の少なくとも一方は、下記構造を有する重合性化合物を含むことが好ましい。
Figure 2016129419
上記(1)〜(4)において、nは1以上の整数であり、Pは少なくとも1つの重合性官能基を含む任意の構造であり、Rは水素原子または少なくとも1つの非共有結合性の官能基を有する任意の構造である。ここでいう非共有結合性の官能基とは、共有結合以外の引力的相互作用を発現し得る官能基をいう。非共有結合性の官能基としては、ヒドロキシ基、ウレタン基、ウレア基、フェニル基等が挙げられる。上記(1)において、R、Rのうちの少なくとも1つは水素原子であり、その他は水素原子、ヒドロキシ基、アルキル基のいずれかである。なおnが2以上の整数である場合には、複数存在するRおよび複数存在するRのうちの少なくとも1つが水素原子であり、その他は水素原子、ヒドロキシ基、アルキル基のいずれかである。
上記(2)において、R〜Rのうちの少なくとも1つは水素原子であり、その他は水素原子、ヒドロキシ基、アルキル基のいずれかである。なおnが2以上の整数である場合には、複数存在するR、複数存在するR、複数存在するRおよび複数存在するRのうちの少なくとも1つが水素原子であり、その他は水素原子、ヒドロキシ基、アルキル基のいずれかである。
上記構造を有する重合性化合物は、上記構造を持たない重合性化合物と比べて分子が柔軟性を有する傾向がある。この点は、波長変換層の脆性を向上させることに寄与すると本発明者らは推察している。脆性を向上することにより、波長変換部材を製品サイズに切り出した際に端部に破断やクラックが生じることを抑制することができる。このような破断やクラックの発生を抑制できることは、これらによる波長変換層と隣接層との剥離を防ぐ観点からも好ましい。
また、上記構造を有する重合性化合物は、分子中に非共有結合性の官能基を含むことが、波長変換層の酸素透過度をより低下させることに寄与すると本発明者らは考えている。
上記構造を有する重合性化合物の具体例としては、例えば、2−フェノキシエチル(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、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートを挙げることができる。これらは、単官能モノマーとして特に好ましい。中でも、2−フェノキシエチル(メタ)アクリレートは波長変換層と隣接層との密着性を高める効果が大きいため、特に好ましい。
−−脂環式エポキシ化合物−−
また、本発明の別の好ましい態様では、1分子内に脂環式エポキシ基を1つ又は2つ含有する化合物を用いることが好ましい。
脂環式エポキシ化合物は、一種のみであってもよく、構造の異なる二種以上であってもよい。なお以下において、脂環式エポキシ化合物に関する含有量とは、構造の異なる二種以上の脂環式エポキシ化合物を用いる場合には、これらの合計含有量をいうものとする。この点は、他の成分についても、構造の異なる二種以上を用いる場合には同様とする。先に記載した通り、脂環式エポキシ化合物は、脂肪族エポキシ化合物と比べて光照射による硬化性が良好である。光硬化性に優れる重合性化合物を用いることは、生産性を向上させることに加え、光照射側と非照射側とで均一な物性を有する層を形成できる点でも有利である。これにより、波長変換層のカールの抑制や均一な品質の波長変換部材の提供も可能となる。なおエポキシ化合物は、一般に、光硬化時の硬化収縮が少ない傾向もある。
脂環式エポキシ化合物は、少なくとも1つの脂環式エポキシ基を有する。ここで脂環式エポキシ基とは、エポキシ環と飽和炭化水素環との縮環を有する1価の置換基をいい、好ましくはエポキシ環とシクロアルカン環との縮環を有する1価の置換基である。より好ましい脂環式エポキシ化合物としては、エポキシ環とシクロヘキサン環が縮環した下記構造:
Figure 2016129419
を1分子中に1つ以上有するものを挙げることができる。上記構造は、1分子中に2つ以上含まれていてもよく、好ましくは1分子中に1つまたは2つ含まれる。また、上記構造は、1つ以上の置換基を有していてもよい。置換基としては、アルキル基(例えば炭素数1〜6のアルキル基)、水酸基、アルコキシ基(例えば炭素数1〜6のアルコキシ基)、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子)、シアノ基、アミノ基、ニトロ基、アシル基、カルボキシル基等を挙げることができる。上記構造は、無置換であることが好ましい。
また、脂環式エポキシ化合物は、脂環式エポキシ基以外の重合性官能基を有していてもよい。重合性官能基とは、ラジカル重合、またはカチオン重合によって重合反応を起こすことができる官能基を指し、例えば(メタ)アクリロイル基を挙げることができる。なお脂環式エポキシ基とともに(メタ)アクリロイル基とを有する化合物は、脂環式エポキシ化合物として、後述する含有量を算出するものとする。
脂環式エポキシ化合物として好適に使用できる市販品としては、ダイセル化学工業(株)のセロキサイド2000、セロキサイド2021P、セロキサイド3000、セロキサイド8000、サイクロマーM100、エポリードGT301、エポリードGT401、シグマアルドリッチ社製の4−ビニルシクロヘキセンジオキシド、日本テルペン化学(株)のD−リモネンオキサイド、新日本理化(株)のサンソサイザーE−PS等を挙げることができる。これらは、一種単独で、または二種以上組み合わせて用いることができる。中でも、波長変換層と隣接する層との密着性向上の観点からは、下記の脂環式エポキシ化合物A、Bが特に好ましい。脂環式エポキシ化合物Aは、市販品としてはダイセル化学工業(株)セロキサイド2021Pとして入手することができる。脂環式エポキシ化合物Bは、市販品としてはダイセル化学工業(株)サイクロマーM100として入手することができる。
Figure 2016129419
Figure 2016129419
また、脂環式エポキシ化合物は、公知の合成方法により製造することもできる。その合成方法は問わないが、例えば、丸善KK出版、第四版実験化学講座20有機合成II、213〜、平成4年、Ed.by Alfred Hasfner,The chemistry of heterocyclic compounds−Small Ring Heterocycles part3 Oxiranes,John & Wiley and Sons,An Interscience Publication,New York,1985、吉村、接着、29巻12号、32、1985、吉村、接着、30巻5号、42、1986、吉村、接着、30巻7号、42、1986、特開平11−100378号公報、特許第2926262号公報などの文献を参考にして合成できる。
−−脂環式エポキシ化合物と併用可能な重合性化合物−−
波長変換層用組成物は、重合性化合物として一種以上の脂環式エポキシ化合物のみを含むものであってもよく、一種以上の脂環式エポキシ化合物とともに一種以上の他の重合性化合物を含むものであってもよい。以下において、他の重合性化合物を、第2の重合性化合物とも記載する。
第2の重合性化合物としては、多官能(メタ)アクリレート化合物、(メタ)アクリロイル基以外の重合性官能基を有する各種重合性化合物の一種または二種以上を用いることができる。例えば、多官能のアルコール(メタ)アクリロイルエステル化合物を挙げることができる。
第2の重合性化合物は、重合性組成物に含まれる重合性化合物全量100質量部に対して、例えば1質量部以上用いることができ、40質量部以下で用いることが好ましく、30質量部以下で用いることがより好ましい。
別の態様では、第2の重合性化合物は、重合性組成物に含まれる重合性化合物全量100質量部に対して、例えば40質量部以上300質量部以下で用いることができ、好ましくは50質量部以上250質量部以下、より好ましくは75質量部以上200質量部以下にすることもできる。
−粘度調整剤−
波長変換層用組成物は、必要に応じて粘度調整剤を含んでいてもよい。粘度調整剤は、粒径が5nm〜300nmであるフィラーであることが好ましい。また、粘度調整剤はチキソトロピー剤であることも好ましい。なお本発明および本明細書中、チキソトロピー性とは、液状組成物において、せん断速度の増加に対して粘性を減じる性質を指し、チキソトロピー剤とは、それを液状組成物に含ませることによって、組成物にチキソトロピー性を付与する機能を有する素材のことを指す。チキソトロピー剤の具体例としては、ヒュームドシリカ、アルミナ、窒化珪素、二酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、タルク、雲母、長石、カオリナイト(カオリンクレー)、パイロフィライト(ろう石クレー)、セリサイト(絹雲母)、ベントナイト、スメクタイト・バーミキュライト類(モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイトなど)、有機ベントナイト、有機スメクタイト等が挙げられる。
一態様では、波長変換層用組成物は、粘度がせん断速度500s−1の時に3〜100mPa・sであり、せん断速度1s−1の時に300mPa・s以上であることが好ましい。このように粘度調整するために、チキソトロピー剤を用いることが好ましい。また、波長変換層用組成物の粘度がせん断速度500s−1の時に3〜100mPa・sであり、せん断速度1s−1の時に300mPa・s以上であることが好ましい理由は、以下の通りである。
波長変換部材の製造方法の一例としては、後述するように、第1の基材に波長変換層用組成物を塗布したのちに、波長変換層用組成物の上に第2の基材を貼り付けてから、波長変換層用組成物を硬化して波長変換層を形成する工程を含む製造方法を挙げることができる。上記製造方法では、第1の基材に波長変換層用化合物を塗布する際に塗布スジが生じないように均一に塗布して塗膜の膜厚を均一にすることが望ましく、そのためには塗布性とレベリング性の観点から塗布液(波長変換層用組成物)の粘度は低いことが好ましい。一方、第1の基材に塗布された塗布液の上に第2の基材を均一に貼り合せるためには貼り合せ時の圧力への抵抗力が高いことが好ましく、この点から高粘度の塗布液が好ましい。上記のせん断速度500s−1とは、第1の基材に塗布される塗布液に加わるせん断速度の代表値であり、せん断速度1s−1とは塗布液に第2の基材を貼り合せる直前に塗布液に加わるせん断速度の代表値である。なお、せん断速度1s−1とはあくまでも代表値に過ぎない。第1の基材に塗布された塗布液の上に第2の基材を貼り合せる際、第1の基材と第2の基材を同速度で搬送しつつ貼り合せるのであれば塗布液に加わるせん断速度はほぼ0s−1であり、実製造工程において塗布液に加わるせん断速度が1s−1に限定されるものではない。せん断速度500s−1も同様に代表値に過ぎず、実製造工程において塗布液に加わるせん断速度が500s−1に限定されるものではない。そして均一な塗布および貼り合せの観点から、波長変換層用組成物の粘度を、第1の基材に塗布液を塗布する際に塗布液に加わるせん断速度の代表値500s−1の時に3〜100mPa・sであり、第1の基材に塗布された塗布液上に第2の基材を貼り合せる直前に塗布液に加わるせん断速度の代表値1s−1の時に300mPa・s以上であるように調整することが好ましい。
−ゴム粒子−
波長変換層用組成物は、ゴム粒子を含んでいてもよい。ゴム粒子を含むことにより、波長変換層が脆くなることを防止できる。ゴム粒子としては、アクリル酸エステルを主な構成モノマーとするゴム状重合体、ブタジエンを主な構成モノマーとするゴム状重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体などが挙げられる。ゴム粒子は一種を単独で使用してもよく、二種以上を混合して使用してもよい。ゴム粒子については特開2014−35393号公報の段落0061〜0069の記載を参照できる。
−重合開始剤−
波長変換層用組成物は、重合開始剤として、公知のラジカル重合開始剤やカチオン重合開始剤を含んでいてもよい。重合開始剤については、例えば、特開2013−043382号公報段落0037、特開2011−159924号公報段落0040〜0042を参照できる。波長変換層用組成物の重合開始剤含有量は、波長変換層用組成物に含まれる重合性化合物の全量の0.1モル%以上であることが好ましく、0.5〜5モル%であることがより好ましい。また、重合開始剤が揮発性の溶剤を含む場合にはそれを除いた波長変換層用組成物の全量100質量部に対する重合開始剤含有量は、0.1〜10質量部が好ましく、より好ましくは0.2〜8質量部、更に好ましくは0.2〜5質量部である。
−溶媒−
波長変換層用組成物は、必要に応じて溶媒を含んでいてもよい。この場合に使用される溶媒の種類および添加量は、特に限定されない。例えば溶媒として、有機溶媒を一種または二種以上混合して用いることができる。
(波長変換層の膜厚)
本発明の波長変換部材は、波長変換層の膜厚Dが10〜100μmである。波長変換層の膜厚Dは、好ましくは10〜100μmの範囲であり、より好ましくは15〜80μmの範囲であり、更に好ましくは20〜70μmの範囲である。厚みが10μm以上であると、高い波長変換効果が得られるため、好ましい。また、厚みが100μm以下であると、バックライトユニットに組み込んだ場合に、バックライトユニットを薄くすることができるため、好ましい。
<光散乱層>
本発明では波長変換部材に、量子ドットが発光した蛍光を波長変換層から効率よく外部に取り出すために光散乱機能を付与する。本発明では、光散乱層として光散乱機能を有する層を波長変換層とは別に設ける。本発明の波長変換部材は、少なくとも1つのバリア層と波長変換層の間に光散乱層を有し、光散乱層は、分子中に水素結合性を有する官能基と重合性基を有する化合物および有機金属カップリング剤のうち少なくとも一種類から形成されてなるバインダー、ならびに、直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子を含み、光散乱層の膜厚dが0.2〜4μmである。
(光散乱層のバインダー)
光散乱層は、分子中に水素結合性を有する官能基と重合性基を有する化合物および有機金属カップリング剤のうち少なくとも一種類から形成されてなるバインダーを含む。
光散乱層は、分子中に水素結合性を有する官能基と重合性基を有する化合物および有機金属カップリング剤を含む光散乱層用組成物から形成されることが好ましい。
−分子中に水素結合性を有する官能基と重合性基を有する化合物−
本明細書中、水素結合性を有する官能基に関し、水素結合とは、分子中で水素原子よりも電気陰性度が高い原子と共有結合している水素原子が、同じ分子中または異なる分子中の原子または原子群との間で引力的相互作用によって作る非共有結合性の結合をいう。そして水素結合性を有する官能基とは、上記の水素結合を生じさせることのできる水素原子を含む官能基であって、具体例としては、ウレタン基、ウレア基、リン酸基(リン酸からヒドロキシ基を取り除いた基。例えば後述のカプロラクトンEO変性リン酸ジメタクリレートであるリン酸エステル樹脂、日本化薬社製、商品名カヤマーPM21が有する基)、またはヒドロキシル基等が挙げられる。
重合性基としては、例えば、(メタ)アクリロイル基、エポキシ基およびオキセタニル基からなる群から選択される官能基などを挙げることができる。分子中に水素結合性を有する官能基と重合性基を有する化合物としては、ウレタン基、リン酸基またはヒドロキシル基と重合性基とを有する化合物であることが好ましく、ウレタン基、リン酸基またはヒドロキシル基と(メタ)アクリロイル基とを含む化合物であることが特に好ましい。
−−硬化性ウレタン−−
ウレタン基を含む(メタ)アクリレートモノマーなどの硬化性ウレタンとしては、トルエンジイソシアナート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアナート(MDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ヘキサメチレンジイソシアナート(HMDI)等のジイソシアナートとポリ(プロピレンオキサイド)ジオール、ポリ(テトラメチレンオキサイド)ジオール、エトキシ化ビスフェノールA、エトキシ化ビスフェノールSスピログリコール、カプロラクトン変性ジオール、カーボネートジオール等のポリオール、および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、グリシドールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート等のヒドロキシアクリレートを反応させて得られるモノマー、オリゴマーであり、特開2002−265650公報や、特開2002−355936号公報、特開2002−067238号公報等に記載の多官能ウレタンモノマーを挙げることができる。具体的には、TDIとヒドロキシエチルアクリレートとの付加物、IPDIとヒドロキシエチルアクリレートとの付加物、HDIとペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)との付加物、TDIとPETAとの付加物を作り残ったイソシアナートとドデシルオキシヒドロキシプロピルアクリレートを反応させた化合物、6,6ナイロンとTDIの付加物、ペンタエリスリトールとTDIとヒドロキシエチルアクリレートの付加物等をあげることができるが、これに限定されるものではない。
ウレタン基を含む(メタ)アクリレートモノマーとして好適に使用できる市販品としては、共栄社化学(株)製のAH−600、AT−600、UA−306H、UA−306T、UA−306I、UA−510H、UF−8001G、DAUA−167、新中村化学工業(株)製のUA−160TM、大阪有機化学工業(株)製のUV−4108F、UV−4117F等が挙げられる。これらは、1種単独で、または2種以上組み合わせて用いることができる。
−−リン酸基を有する重合性化合物−−
リン酸基を有する重合性化合物としては、リン酸エステルの残基として重合性基をペンダントしたモノマーが例示される。
リン酸エステル基を有する重合性化合物として、特開2007−290369号公報の一般式(1)〜(4)で表される重合性化合物を好ましく用いることができる。
特開2007−290369号公報の一般式(1)で表される重合性化合物を1種類だけ用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、組み合わせて用いる場合は、特開2007−290369号公報の一般式(2)で表される単官能重合性化合物、特開2007−290369号公報の一般式(3)で表される2官能重合性化合物、および特開2007−290369号公報の一般式(4)で表される3官能重合性化合物のうちの2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記のリン酸エステル基を有する重合性化合物類として、日本化薬(株)製のKAYAMERシリーズ、ユニケミカル(株)製のPhosmerシリーズ等、市販されている化合物をそのまま用いてもよく、新たに合成された化合物を用いてもよい。
以下において、リン酸エステル基を有する重合性化合物の具体例を示すが、本発明で用いることができるモノマーはこれらに限定されない。
Figure 2016129419
リン酸基を有する重合性化合物は、光散乱層と無機層との密着性をより一層向上する観点からは、光散乱層形成用の重合性組成物中に、1〜50質量%の範囲で含まれることが好ましく、より好ましくは3〜30質量%であり、さらに好ましくは5〜25質量%である。
−−ヒドロキシル基を有する重合性化合物−−
ヒドロキシル基を含む(メタ)アクリレートモノマーなどのヒドロキシル基を有する重合性化合物としては、エポキシ基を有する化合物と(メタ)アクリル酸との反応により合成される化合物を挙げることができる。代表的なものは、エポキシ基を有する化合物により、ビスフェノールA型、ビスフェノールS型、ビスフェノールF型、エポキシ化油型、フェノールのノボラック型、脂環型に分類される。具体的な例としては、ビスフェノールAとエピクロルヒドリンの付加物に(メタ)アクリル酸を反応させた(メタ)アクリレート、フェノールノボラックにエピクロロヒドリンを反応させ、(メタ)アクリル酸を反応させた(メタ)アクリレート、ビスフェノールSとエピクロロヒドリンの付加物に(メタ)アクリル酸を反応させた(メタ)アクリレート、ビスフェノールSとエピクロロヒドリンの付加物に(メタ)アクリル酸を反応させた(メタ)アクリレート、エポキシ化大豆油に(メタ)アクリル酸を反応させた(メタ)アクリレート等を挙げることができる。また、ヒドロキシル基を含む(メタ)アクリレートモノマーとして他には、末端にカルボキシ基、またはリン酸基を有する(メタ)アクリレートモノマー等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
ヒドロキシル基を含む重合性化合物として好適に使用できる市販品としては、共栄社化学(株)製のエポキシエステル、M−600A、40EM、70PA、200PA、80MFA、3002M、3002A、3000MK、3000A、日本化成(株)製の4−ヒドロキシブチルアクリレート、新中村化学工業(株)製の単官能アクリレートA−SA、単官能メタクリレートSA、ダイセル・オルネクス(株)製の単官能アクリレートβ−カルボキシエチルアクリレート、城北化学工業(株)製のJPA−514等が挙げられる。これらは、1種単独で、または2種以上組み合わせて用いることができる。
−有機金属カップリング剤−
光散乱層のバインダーとして、シランカップリング剤などの有機金属カップリング剤から形成されるバインダーを含むことが好ましい。有機金属カップリング剤の中でもシランカップリング剤およびアルミニウムカップリング剤が好ましく、シランカップリング剤がより好ましい。
光散乱層用組成物は、隣接する層との密着性を改良するために有機金属カップリング剤を含んでいてもよい。なお有機金属カップリング剤とは、Si、Ti、Zr、Al、Sn等の金属原子を含み、加水分解性基と反応性官能基とを併せ持つ有機化合物である。加水分解性基としては、アルコキシ基(RO−)、アルキルカルボニルオキシ基(RCOO−)等を挙げることができ、反応性官能基としては、脂環式エポキシ基等のエポキシ基、(メタ)アクリロイル基、アミノ基、ビニル基、メルカプト基等が挙げられる。上記において、Rはアルキル基を表す。有機金属カップリング剤は、熱硬化反応を促進させる効果も持つため有効である。有機金属カップリング剤としては、例えば、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、ジルコニウムカップリング剤、アルミニウムカップリング剤、スズカップリング剤等の各種カップリング剤を使用できる。これら有機金属カップリング剤は、光散乱層に隣接する層が、金属、金属酸化物、金属窒化物等の無機材料の層である場合や樹脂中にこれら無機材料を含む層である場合に密着改良効果が大きく、特に好ましい。
光硬化性組成物に添加することのできるシランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、パラ−スチリルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミンとその部分加水分解物、3−トリメトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミンとその部分加水分解物、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。なかでも、ビニル、エポキシ、(メタ)アクリロイルオキシ、アミノ、イソシアネート変性のシランカップリング剤が好ましく、特に好ましくは、(メタ)アクリロイルオキシ変性のシランカップリング剤である。これらは、1種単独で、または2種以上組み合わせて用いることができる。
好適に使用できるシランカップリング剤の市販品としては、信越化学工業(株)製のものを挙げることができる。例えば、信越化学工業(株)製KBM−502、KBM−503、KBM−5103、KBE−502、KBE−503、KBM−903、KBM−9103等が挙げられる。
また、シランカップリング剤としては、特開2013−43382号公報に記載の一般式(1)で表されるシランカップリング剤を挙げることができる。詳細については、特開2013−43382号公報段落0011〜0016の記載を参照できる。
有機金属カップリング剤は、光散乱層と隣接する層との密着性をより一層向上する観点からは、光硬化性組成物中に、光硬化性組成物の総質量から溶媒の質量を除いた質量100質量部に対し0.1〜20質量部の範囲で含まれることが好ましく、0.5〜10質量部の範囲で含まれることがより好ましく、1〜5質量部の範囲で含まれることが更に好ましい。
−その他のバインダー−
光散乱層のバインダーとして、分子中に水素結合性を有する官能基と重合性基を有する化合物および有機金属カップリング剤以外のその他のバインダーを併用してもよい。光散乱層のその他のバインダーとして、2官能以上の(メタ)アクリレートモノマー、エポキシ基およびオキセタニル基からなる群から選択される官能基を2つ以上有するモノマー、単官能モノマー、ならびに、その他のモノマーからなる群から選択される1つ以上の化合物から形成されてなるバインダーを挙げることができる。
なお本明細書においてモノマーとは、重合性化合物を意味するものであり、単量体に限定されるものではなく、同一または異なる繰り返し単位を2つ以上含む多量体であってもよい。
2官能以上の(メタ)アクリレートモノマーのうち、2官能の(メタ)アクリレートモノマーとしては、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート等が好ましい例として挙げられる。
また、2官能以上の(メタ)アクリレートモノマーのうち、3官能以上の(メタ)アクリレートモノマーとしては、ECH変性グリセロールトリ(メタ)アクリレート、EO変性グリセロールトリ(メタ)アクリレート、PO変性グリセロールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、EO変性リン酸トリアクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、EO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、PO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタ(メタ)アクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等が好ましい例として挙げられる。
光散乱層のその他のバインダーとして、分子量Mwと、1分子当りの(メタ)アクリロイル基の数Fとの比、Mw/Fが200以下である(メタ)アクリレートモノマーから形成されてなるバインダーを用いてもよい。Mw/Fは、150以下であることがさらに好ましく、100以下であることが最も好ましい。Mw/Fが小さい(メタ)アクリレートモノマーにより、光散乱層用組成物の硬化により形成される光散乱層内での重合体の架橋密度を高くすることができ、その結果光散乱層の破断を防止することができるためである。また、Mw/Fが小さい(メタ)アクリレートモノマーの利用により、光散乱層の酸素透過度を低減することができ、光散乱層を経由して、量子ドット含有層に侵入する酸素を一層抑制することができる点でも、好ましい。Mw/Fが200以下である(メタ)アクリレートモノマーとしては、具体的には、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリラート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート等が挙げられる。
エポキシ基およびオキセタニル基からなる群から選択される官能基を2つ以上有するモノマーとしては、例えば、脂肪族環状エポキシ化合物、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェノールSジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールAジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールFジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールSジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールFジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールSジグリシジルエーテル、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル類;エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリンなどの脂肪族多価アルコールに1種または2種以上のアルキレンオキサイドを付加することにより得られるポリエーテルポリオールのポリグリシジルエーテル類;脂肪族長鎖二塩基酸のジグリシジルエステル類;高級脂肪酸のグリシジルエステル類;エポキシシクロアルカンを含む化合物等が本発明に好適に用いられる。
エポキシ基およびオキセタニル基からなる群から選択される官能基を2つ以上有するモノマーとして好適に使用できる市販品としては、ダイセル化学工業(株)のセロキサイド2021P、セロキサイド8000、シグマアルドリッチ社製の4−ビニルシクロヘキセンジオキシド等が挙げられる。これらは、1種単独で、または2種以上組み合わせて用いることができる。
また、エポキシ基およびオキセタニル基からなる群から選択される官能基を2つ以上有するモノマーはその製法は問わないが、例えば、丸善KK出版、第四版実験化学講座20有機合成II、213〜、平成4年、Ed.by Alfred Hasfner,The chemistry of heterocyclic compounds−Small Ring Heterocycles part3 Oxiranes,John & Wiley and Sons,An Interscience Publication,New York,1985、吉村、接着、29巻12号、32、1985、吉村、接着、30巻5号、42、1986、吉村、接着、30巻7号、42、1986、特開平11−100378号公報、特許第2906245号公報、特許第2926262号公報などの文献を参考にして合成できる。
光散乱層のその他のバインダーとして、組成物は、さらに単官能(メタ)アクリレートモノマーから形成されてなるバインダーを用いてもよい。単官能(メタ)アクリレートモノマーとしては、アクリル酸およびメタクリル酸、それらの誘導体、より詳しくは、(メタ)アクリル酸の重合性不飽和結合((メタ)アクリロイル基)を分子内に1個有するモノマーを挙げることができる。それらの具体例として以下に化合物を挙げるが、本発明はこれに限定されるものではない。
メチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート等のアルキル基の炭素数が1〜30であるアルキル(メタ)アクリレート;ベンジル(メタ)アクリレート等のアラルキル基の炭素数が7〜20であるアラルキル(メタ)アクリレート;ブトキシエチル(メタ)アクリレート等のアルコキシアルキル基の炭素数が2〜30であるアルコキシアルキル(メタ)アクリレート;N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等の(モノアルキルまたはジアルキル)アミノアルキル基の総炭素数が1〜20であるアミノアルキル(メタ)アクリレート;ジエチレングリコールエチルエーテルの(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールブチルエーテルの(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールモノメチルエーテルの(メタ)アクリレート、ヘキサエチレングリコールモノメチルエーテルの(メタ)アクリレート、オクタエチレングリコールのモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ノナエチレングリコールのモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールのモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ヘプタプロピレングリコールのモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールのモノエチルエーテル(メタ)アクリレート等のアルキレン鎖の炭素数が1〜10で末端アルキルエーテルの炭素数が1〜10のポリアルキレングリコールアルキルエーテルの(メタ)アクリレート;ヘキサエチレングリコールフェニルエーテルの(メタ)アクリレート等のアルキレン鎖の炭素数が1〜30で末端アリールエーテルの炭素数が6〜20のポリアルキレングリコールアリールエーテルの(メタ)アクリレート;シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、メチレンオキシド付加シクロデカトリエン(メタ)アクリレート等の脂環構造を有する総炭素数4〜30の(メタ)アクリレート;ヘプタデカフロロデシル(メタ)アクリレート等の総炭素数4〜30のフッ素化アルキル(メタ)アクリレート;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールのモノ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ヘキサエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、オクタプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、グリセロールのモノまたはジ(メタ)アクリレート等の水酸基を有する(メタ)アクリレート;グリシジル(メタ)アクリレート等のグリシジル基を有する(メタ)アクリレート;テトラエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ヘキサエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、オクタプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のアルキレン鎖の炭素数が1〜30のポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート;(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、アクリロイルモルホリン等の(メタ)アクリルアミドなどが挙げられる。
単官能(メタ)アクリレートモノマーは第1の重合性化合物と第2の重合性化合物との総質量100質量部に対して、1〜300質量部含まれていることが好ましく、50〜150質量部含まれていることがより好ましい。
光散乱層用組成物は炭素数4〜30の長鎖アルキル基を有する化合物を含んでいてもよい。具体的には光散乱層用組成物の重合性化合物の少なくともいずれかが、炭素数4〜30の長鎖アルキル基を有することが好ましい。上記長鎖アルキル基は炭素数12〜22の長鎖アルキル基であることがより好ましい。量子ドットの分散性が向上するからである。量子ドットの分散性が向上するほど、光変換層から出射面に直行する光量が増えるため、正面輝度および正面コントラストの向上に有効である。
炭素数4〜30の長鎖アルキル基を有する単官能(メタ)アクリレートモノマーとしては、具体的には、ブチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、オレイル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリルアミド、オクチル(メタ)アクリルアミド、ラウリル(メタ)アクリルアミド、オレイル(メタ)アクリルアミド、ステアリル(メタ)アクリルアミド、ベヘニル(メタ)アクリルアミド等が好ましい。中でもラウリル(メタ)アクリレート、オレイル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレートが特に好ましい。
光散乱層用組成物は、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、ペンタフルオロエチル(メタ)アクリレート、(パーフルオロブチル)エチル(メタ)アクリレート、パーフルオロブチル−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、(パーフルオロヘキシル)エチル(メタ)アクリレート、オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート、テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート等のフッ素原子を有する化合物を含んでいてもよい。これらの化合物を含むことにより塗布性を向上させることができる。
また、光散乱層用組成物中の重合性化合物(モノマー)の総量は、光散乱層用組成物の全量100質量部に対して、40〜99質量部であることが好ましく、50〜98質量部であることがより好ましく、更に好ましくは60〜95質量部である。
(散乱粒子)
本発明の光散乱層での光散乱には、以下の2つのモードの光散乱を用いることができる。1つの態様では、光散乱層の散乱粒子とその周囲の媒体の屈折率差に基づく、粒子界面での光散乱を用いる方法。別の態様では、光散乱層と波長変換層の界面に凹凸を付与することにより生ずる光散乱を用いる方法、である。
以下本発明の光散乱層に用いることのできる、直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子について説明する。
本発明の1つの態様では、光散乱層の散乱粒子とその周囲の媒体(散乱粒子以外の構成成分)との屈折率差に基づく、粒子界面での光散乱を用いるために、光散乱層の散乱粒子以外の構成成分の屈折率nと、光散乱層に含まれる直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子の屈折率nが下記式1を満たすことが好ましい。
式1
0.04≦|n−n|≦1.35
本明細書中、直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子の屈折率n、後述の第1の散乱粒子の屈折率、第2の散乱粒子の屈折率np2および直径110nm以下の微粒子の屈折率は、以下の方法で測定することができる。屈折率の異なる2種類の溶媒の混合比を変化させて屈折率を変化させた溶媒中に粒子を等量分散して濁度を測定し、濁度が極小になった時の溶媒の屈折率をアッベ屈折計で測定することで測定される。
本明細書中、散乱粒子以外の構成成分の屈折率nは、以下の方法で測定することができる。アッベ屈折計で直接測定するか、塗膜の分光反射スペクトルや分光エリプソメトリーを測定するなどして定量評価できる。
光散乱層の散乱粒子以外の構成成分の屈折率nとは、散乱粒子の周囲に存在する光散乱層を構成する実質的に平均的に一つの屈折率を与える媒体の屈折率のことを言う。光散乱層の散乱粒子以外の構成成分の屈折率nは、具体的には、光散乱層のバインダーと、光散乱層のバインダーと併用することができる直径110nm以下の微粒子との混合物の屈折率であることが好ましい。複数種のバインダーの混合物やこのような粒子サイズ域での微粒子がバインダーに混合していることで、これら構成成分の屈折率が平均化されて実質的に一つの屈折率を有する媒体のように振舞う。光散乱層の散乱粒子以外の構成成分の屈折率nの好ましい範囲は、光散乱層の屈折率の設計で後述する。
直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子は、直径Rが0.25〜2μmであることが好ましく、0.25〜1.5μmであることがより好ましい。
散乱粒子、後述の第1の散乱粒子、後述の第2の散乱粒子、直径110nm以下の微粒子の粒子サイズは、コールターカウンター、電子顕微鏡写真など公知の方法で測定することができるが、本明細書では、以下の方法で測定した値を用いる。
波長変換部材を50nmの厚さの切片としてミクロトームで切り出し、その断面を走査型電子顕微鏡を用いて写真を撮影した。画像を5千〜5万倍程度の写真として出力しその20個の平均値として見かけの平均粒子サイズを測定し、得られた結果を粒子の直径とした。
直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子の好ましい種類、構成、屈折率については、光散乱層の屈折率の設計Aの態様と屈折率の設計Bの態様においてそれぞれ説明する。
(光散乱層の屈折率の設計)
−屈折率の設計Aの態様−
本発明の波長変換部材は、光散乱層の散乱粒子以外の構成成分の屈折率nが1.45〜1.54であり、
光散乱層に含まれる直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子の屈折率nが1.55〜2.80であり、
下記式A−1を満たすことが好ましい。
式A−1
0.04≦|n−n|≦1.35
屈折率の設計Aの態様の光散乱層は、nが1.45以上1.49未満であり、また更に下記式A−2を満たすことが好ましい。
式A−2
0.06≦△n=n−n≦1.14
屈折率の設計Aの態様の光散乱層は、光散乱層が、散乱粒子以外の構成成分として少なくとも光散乱層のバインダーおよび直径110nm以下の微粒子を含有し、直径110nm以下の微粒子の屈折率が1.48以下であることが好ましい。
屈折率の設計Aの態様の光散乱層では、直径110nm以下の微粒子の屈折率は、1.47以下であることがより好ましく、1.46以下であることが特に好ましい。
屈折率の設計Aの態様の光散乱層で用いられる直径110nm以下の微粒子の好ましい種類としては、例えば、フッ化マグネシウムや酸化珪素(シリカ)の微粒子が挙げられる。特に、屈折率、分散安定性、コストの点で、シリカ微粒子が好ましい。
屈折率の設計Aの態様の光散乱層は、光散乱層に含まれるバインダーとしては、上述の分子中に水素結合性を有する官能基と重合性基を有する化合物および有機金属カップリング剤のうち少なくとも一種類から形成されてなるバインダーであることが好ましい。
屈折率の設計Aの態様の光散乱層は、光散乱層に含まれる直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子の屈折率nが1.55〜2.60であることが好ましく、1.60〜2.80であることがより好ましく、1.90〜2.70であることが特に好ましい。
屈折率の設計Aの態様の光散乱層は、直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子が、無機酸化物粒子、フルオレン骨格を有するモノマーから形成されてなる粒子および無機酸化物微粒子を含有する樹脂粒子から選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、無機酸化物粒子であることがより好ましい。
屈折率の設計Aの態様の光散乱層において直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子として用いられる無機酸化物粒子の好ましい種類としては、例えば、チタン、ジルコニウム、アルミニウム、インジウム、亜鉛、錫、アンチモンのうちより選ばれる少なくとも1種の金属の酸化物を主成分としてなる無機粒子を用いることが好ましい。なかでも、チタン、ジルコニウムのうちより選ばれる少なくとも1種の金属の酸化物を主成分とする金属酸化物のうちより選ばれる少なくとも1種の金属酸化物を用いることが特に望ましい。また両者のうちでは、耐光性の観点からは、光触媒作用のないジルコニウムが好ましいが、光触媒作用を抑制したチタンを用いることも好ましい。
屈折率の設計Aの態様の光散乱層において直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子として用いられるフルオレン骨格を有するモノマーから形成されてなる粒子用材料として、例えばビスフェノール化合物であるモノマーを重合して調製することができる。フルオレン骨格を有するモノマーから形成されてなる粒子としては、フルオレン骨格を含んでいればモノマーであってもポリマーであってもよい。
本発明においては、屈折率の設計Aの態様の光散乱層が下記一般式(1)で示されるビスフェノール化合物から誘導されるフルオレン骨格を有するモノマーから形成されてなる樹脂を含有することが好ましい。
一般式(1)
Figure 2016129419
(RおよびRは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、またはハロゲン原子であり、互いに同じであってもよく、異なるものであってもよい。)
このような一般式(1)で示されるビスフェノール化合物から誘導されるフルオレン骨格を有するモノマーとしては、具体的には、例えば、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−クロロフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−ブロモフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−フルオロフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メトキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジクロロフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジブロモフェニル)フルオレン等を挙げることができ、これらはその1種のみを単独で用いることができるほか、2種以上を併用することもできる。
屈折率の設計Aの態様の光散乱層において直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子として用いられる無機酸化物微粒子を含有する樹脂粒子の好ましい種類としては、以下の例を挙げることができる。
ジルコニウム、チタン、亜鉛、アルミニウム、インジウム、ハフニウム、スカンジウム、ランタンなどの高屈折率の金属酸化物を、100nm以下の微粒子状態として樹脂粒子中に含有せしめることで、所望の屈折率にした樹脂粒子を使用することもできる。例えば、表面をシランカップリング剤で疎水的に修飾した、直径約15nm程度の酸化ジルコニウム粒子を、ラジカル重合性のモノマーと混合し重合することで、高屈折率の光散乱粒子を形成することができる。
金属酸化物粒子を含有する樹脂粒子の調製方法は、例えば乳化重合法、二軸混練・粉砕法、二軸混練後溶解法などが知られている。酸化チタン微粒子を含有する樹脂微粒子の例は、例えば特開2007−277464号公報に記載されている。
−屈折率の設計Bの態様−
本発明の波長変換部材は、光散乱層の散乱粒子以外の構成成分の屈折率nが1.55〜1.80であり、光散乱層に含まれる直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子の屈折率nが1.20〜1.54であり、下記式B−1を満たすこと(以下、屈折率の設計Bの態様とも言う)が好ましい。
式B−1
0.04≦△n=|n−n|≦0.60
屈折率の設計Bの態様の光散乱層は、nが1.55〜1.80であり、1.55〜1.75が好ましく1.55〜1.70がより好ましい。また、更に、下記式B−2を満たすことが好ましい。
式B−2
0.06≦△n=|n−n|≦0.20
屈折率の設計Bの態様の光散乱層は、光散乱層が、散乱粒子以外の構成成分として少なくとも光散乱層のバインダーおよび直径110nm以下の微粒子を含有し、直径110nm以下の微粒子の屈折率が1.65以上であることが好ましい。
屈折率の設計Bの態様の光散乱層では、直径110nm以下の微粒子の屈折率は、1.70以上であることがより好ましく、1.75以上2.80以下であることが特に好ましい。
屈折率の設計Bの態様の光散乱層で用いられる直径110nm以下の微粒子の好ましい種類としては、以下の例を挙げることができる。
チタン、ジルコニウム、アルミニウム、インジウム、亜鉛、錫、アンチモンのうちより選ばれる少なくとも1種の金属の酸化物を主成分としてなる無機粒子を用いることが好ましい。チタン、ジルコニウムのうちより選ばれる少なくとも1種の金属の酸化物を主成分とする金属酸化物のうちより選ばれる少なくとも1種の金属酸化物を用いることが特に望ましい。また両者のうちでは、耐光性の観点からは、光触媒作用のないジルコニウムが好ましいが、光触媒作用を抑制したチタンを用いることも好ましい。
屈折率の設計Bの態様の光散乱層は、光散乱層に含まれるバインダーとして、上述の分子中に水素結合性を有する官能基と重合性基を有する化合物および有機金属カップリング剤のうち少なくとも一種類から形成されてなるバインダーに加えて、さらにフルオレン骨格を有するモノマーから形成されてなるバインダーを含むことが好ましい。
フルオレン骨格を有するモノマーとしては、屈折率の設計Aの態様の光散乱層で挙げたフルオレン骨格を有するモノマーを挙げることができ、好ましい範囲も同様である。
屈折率の設計Bの態様の光散乱層は、光散乱層に含まれる直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子の屈折率nが1.20〜1.54であることが好ましく、1.30〜1.53であることがより好ましく、1.40〜1.49であることが特に好ましい。
屈折率の設計Bの態様の光散乱層は、直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子が、無機粒子、含フッ素化合物粒子およびシリコーン系粒子から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
無機粒子としては、フッ化マグネシウムや酸化珪素(シリカ)の微粒子が挙げられる。特に、屈折率、分散安定性、コストの点で、シリカ微粒子が好ましい。
含フッ素化合物粒子の好ましい種類としては、以下の例を挙げることができる。
特開2011−48359号公報のフッ素ポリマー([0015]〜[0057])や、特開2011−48358号公報の多官能フッ素モノマー([0013]〜[0057]を用いて重合した粒子を挙げることができる。
シリコーン系微粒子としては、3次元の網状構造を有する樹脂からなるものが好ましい。例えばトスパール103、トスパール105、トスパール108、トスパール120、トスパール145、トスパール3120およびトスパール240(以上東芝シリコーン(株)製)等の商品名を有する市販品が使用できる。
(2種以上の散乱粒子)
光散乱層での散乱は、上記式1を満たす散乱粒子による屈折率差による散乱に加えて、さらに表面凹凸に依ってもよい。粒子含有層との屈折率差(△n)のほとんど無い粒子を用いて、光散乱層に表面形状の凹凸を設けることで、光散乱層と波長変換層との界面での光の屈折の寄与を与える態様も好ましい。このとき光散乱層と波長変換層の媒体(散乱粒子以外の構成成分)の屈折率差は、0.02〜0.20とすることができ、0.02〜0.15が好ましく、0.03〜0.10であることが更に好ましい。
本発明の波長変換部材は、光散乱層が、第1の散乱粒子と、第1の散乱粒子よりも直径が大きい第2の散乱粒子を含み、
第1の散乱粒子の直径が0.2〜1μmであり、
第2の散乱粒子の直径が1μmを超え5μm以下であり、
第2の散乱粒子が下記式2を満たすことが好ましい;
式2
|np2−n|<0.04
式2中、np2は第2の散乱粒子の屈折率を表し、nは光散乱層の散乱粒子以外の構成成分の屈折率を表す。
|np2−n|<0.03であることがより好ましく、|np2−n|<0.02であることが特に好ましい。
第2の散乱粒子の屈折率np2は、光散乱層の散乱粒子以外の構成成分にあわせて式2を満たすように調整することが好ましい。
第1の散乱粒子の直径は0.20〜1μmであることが好ましく、0.20〜0.80μmであることがより好ましく、0.25〜0.45μmであることが特に好ましい。
第2の散乱粒子の直径は1μmを超え5μm以下であることが好ましく、1.0〜4.0μmであることがより好ましく、1.0〜2.5μmであることが特に好ましい。
本発明の波長変換部材は、下記式3を満たすことが、光散乱層に凹凸を付与して光散乱性に起因する輝度や散乱均一性を高める観点から好ましい;
式3
1.0<R/d≦4
式3中、Rは第2の散乱粒子の直径を表し、単位はμmであり、
dは光散乱層の膜厚を表し、単位はμmである。
/dは1.0を超え3.0以下であることが好ましく、1.3〜2.5であることがより好ましい。
本発明の波長変換部材の更に好ましい態様は、光散乱層が、第1の散乱粒子と、第1の散乱粒子よりも直径が大きい第2の散乱粒子を含み、
第1の散乱粒子および第2の散乱粒子のうち少なくとも一方が、直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子であり、
第2の散乱粒子が下記式3を満たし、
第1の散乱粒子が下記式4を満たすことが好ましい;
式3
1.0<R/d≦4
式4
0.05≦R/d≦1.0
式中、Rは第2の散乱粒子の直径を表し、単位はμmであり、
は第1の散乱粒子の直径を表し、単位はμmであり、
dは光散乱層の膜厚を表し、単位はμmである。
式4においてR/dは0.05〜1.0であることが好ましく、0.08〜0.8であることがより好ましく、更に好ましくは0.10〜0.7である。
式3を満たす第2の散乱粒子の屈折率は式2の範囲にあることが好ましい。光散乱層と屈折率の近い散乱粒子を、散乱層の厚み以上の大きい領域で用いることで、光散乱層表面は凸部を有し平滑ではなくなる。特に、光散乱層と波長変換層の屈折率が異なる場合には、両層の界面で光が屈折し輝度や色みのムラの解消に有効である。
式4を満たす第1の散乱粒子の屈折率が式1の範囲にあることが好ましい。光散乱層の内部で、周囲と屈折率差の大きい散乱粒子を、散乱層の厚みに対して同等より小さい領域で使用することで、広角の散乱を効率的に行うことができ、波長変換層内部での光路長が長くなり輝度の向上への効果が大きい。
(直径110nm以下の微粒子)
光散乱層が、散乱粒子以外の構成成分として光散乱層のバインダーおよび直径110nm以下の微粒子を含有することが、光散乱層の散乱粒子以外の構成成分の屈折率の調整の観点から好ましい。
直径110nm以下の微粒子は、直径0.5〜80nmであることが好ましく、直径1〜40nmであることが特に好ましい。
直径110nm以下の微粒子の好ましい種類については、光散乱層の屈折率の設計Aの態様と屈折率の設計Bの態様においてそれぞれ説明したものを用いることができる。
第2の散乱粒子の好ましい種類としては、以下の粒子を挙げることができる。
有機粒子としては、シリコーン系ビーズ(屈折率1.42)、ポリメチルメタクリレートビーズ(屈折率1.49)、アクリル−スチレン共重合体ビーズ(屈折率1.49〜1.60)、メラミンビーズ(屈折率1.57)、ポリカーボネートビーズ(屈折率1.57)、スチレンビーズ(屈折率1.60)、メラミンビーズ(屈折率1.60)、架橋ポリスチレンビーズ(屈折率1.61)、ポリ塩化ビニルビーズ(屈折率1.60)、フルオレン系ビーズ(屈折率1.63)、メラミン及びベンゾグアナミンを原料とするアミノ樹脂粒子(屈折率1.63)ベンゾグアナミン−メラミンホルムアルデヒドビーズ(屈折率1.68)等が用いられる。
無機粒子としては、シリカビーズ(屈折率1.44)、アルミナビーズ(屈折率1.63)、等が用いられる。
また、樹脂成分に対して高屈折率又は低屈折率の粒子サイズが110nm程度以下の無機粒子を含む樹脂粒子を用いることもできる。これは、所謂ナノ微粒子と有機樹脂のコンポジットであり、使用する無機粒子の屈折率とコンポジット中の混合比により広範囲で屈折率を調節することが可能である。例えば、屈折率2.20で粒子サイズが10nmの酸化ジルコニウムを用いてアクリル系のコンポジット粒子を作製すると、屈折率として1.55〜1.75程度の範囲のコンポジット粒子が形成可能である。無機粒子としては、シリカ、フッ化マグネシウム、酸化錫、酸化亜鉛、アルミナ、酸化チタンなどを使用することが可能である。
(光散乱層の膜厚)
本発明の波長変換部材は、光散乱層の膜厚dが0.2〜4μmである。光散乱層の膜厚dは、好ましくは0.2〜3μmの範囲であり、より好ましくは0.4〜1.8μmの範囲である。
光散乱層の厚みは、無機のバリア層の表面から、光散乱層を形成するバインダーおよび/又は散乱粒子が存在する領域の上端までの厚みと定義する。
光散乱層の膜厚dは、本明細書では、以下の第1の測定法または第2の測定法を用いて求めた。なお、第1の測定法を、第2の測定法より優先して用いる。
・第1の測定法
波長変換部材をミクロトームで2°の角度で斜め切削後、得られた膜の切削断面をTOF−SIMS法にて解析し、光散乱層に含まれる成分の固有のイオンに注目し、マッピングを行い光散乱層の膜厚を算出した(28倍拡大)。
TOF−SIMS法による測定は以下の装置にて行った。
・装置:PhysicalE1ectronics(PHI)社製TRIFTII
切片を50μmの長さに渡り観察し、その平均を光散乱層の膜厚dとした。
・第2の測定法
光散乱層にTOF−SIMS法で検出しやすい固有のイオンが無い場合には、波長変換層側のマッピングを行い、量子ドットが含まれない側を光散乱層として、第1の測定法と同様にして光散乱層の膜厚を検出した。
切片を50μの長さに渡り観察し、その平均を光散乱層の膜厚dとした。
本発明の波長変換部材は、光散乱層の膜厚dの、波長変換層の膜厚Dに対する割合が0.2〜10%である。光散乱層を2つ有する構成の場合には、2つの光散乱層の膜厚の合計を用いて上記割合を算出する。
光散乱層の膜厚dの、波長変換層の膜厚Dに対する割合が0.4〜6%であることが好ましく、0.6〜3%であることがより好ましい。
<支持体>
波長変換部材は、強度向上、成膜の容易性等のため、支持体を有していてもよい。支持体は、後述のバリアフィルムの基材フィルムとして含まれていることが好ましい。波長変換部材において、支持体は、後述の無機層、および支持体がこの順となるように含まれていてもよく、波長変換層、後述の無機層、後述の有機層、および支持体がこの順となるように含まれていてもよい。有機層と無機層との間、二層の有機層の間、または二層の無機層の間に、支持体を配してもよい。また、支持体は、波長変換部材中に1つまたは2つ以上含まれていてもよく、波長変換部材は、支持体、波長変換層、支持体がこの順で積層された構造を有していてもよい。支持体としては、可視光に対して透明である透明支持体であることが好ましい。ここで可視光に対して透明とは、可視光領域における光線透過率が、80%以上、好ましくは85%以上であることをいう。透明の尺度として用いられる光線透過率は、JIS−K7105に記載された方法、すなわち積分球式光線透過率測定装置を用いて全光線透過率および散乱光量を測定し、全光線透過率から拡散透過率を引いて算出することができる。支持体については、特開2007−290369号公報段落0046〜0052、特開2005−096108号公報段落0040〜0055を参照できる。支持体の厚さは、ガスバリア性、耐衝撃性等の観点から、10μm〜500μmの範囲内、中でも20〜400μmの範囲内、特に30〜300μmの範囲内であることが好ましい。
<バリアフィルム>
本発明の波長変換部材は、2つのバリア層を有し、光散乱層に最も近いバリア層が無機成分からなる。
波長変換部材は、2つのバリア層を有し、バリア層を有するバリアフィルム2つを含むことが好ましい。バリアフィルムは酸素を遮断するガスバリア機能を有するフィルムである。バリアフィルムが、水蒸気を遮断する機能を有していることも好ましい。
波長変換部材は、バリアフィルム、光散乱層、波長変換層、バリアフィルムがこの順で積層された構造、あるいは、バリアフィルム、光散乱層、波長変換層、光散乱層、バリアフィルムがこの順で積層された構造を有していることが好ましい。光散乱層を2つ有する場合には、2つの光散乱層の組成・膜厚は同じであっても異なっても良い。バリアフィルム、光散乱層、波長変換層、バリアフィルムがこの順で積層された構造の場合、光散乱層は波長変換層の入射光側に配置されても、出射光側に配置されても良く、バックライトユニットにおいて組み合わせる他の部材との組み合わせによって、必要に応じて設定できる。
バリアフィルムとしては、公知のいずれのバリアフィルムであってもよく、例えば以下に説明するバリアフィルムであってもよい。
バリアフィルムは、少なくとも無機層を含んでいればよく、基材フィルムおよび無機層を含むフィルムであってもよい。基材フィルムについては、上記の支持体の記載を参照できる。バリアフィルムは、基材フィルム上に少なくとも上記の無機層1層と少なくとも1層の有機層を含むバリア積層体を含むものであってもよい。このように複数の層を積層することは、より一層バリア性を高めることができるため好ましい。他方、積層する層の数が増えるほど、波長変換部材の光透過率は低下する傾向があるため、良好な光透過率を維持し得る範囲で、積層数を増やすことが望ましい。具体的には、バリアフィルムは、可視光領域における全光線透過率が80%以上であり、かつ酸素透過係数が1.00cm/(m・day・atm)以下であることが好ましい。ここで、バリアフィルムの上記酸素透過係数は、測定温度23℃、相対湿度90%の条件下で、酸素ガス透過率測定装置(MOCON社製、OX−TRAN 2/20:商品名)を用いて測定した値である。また、可視光領域とは、380〜780nmの波長領域をいうものとし、全光線透過率とは、可視光領域にわたる光透過率の平均値を示す。
バリアフィルムの酸素透過係数は、より好ましくは、0.10cm/(m・day・atm)以下、さらに好ましくは、0.01cm/(m・day・atm)以下である。可視光領域における全光線透過率は、より好ましくは90%以上である。酸素透過度は低いほど好ましく、可視光領域における全光線透過率は高いほど好ましい。
本明細書中における「バリア層」の定義は、「酸素透過係数が1.00cm/(m・day・atm)以下である層」である。
(無機層)
「無機層」とは、無機材料を主成分とする層であり、好ましくは無機材料のみから形成される層である。これに対し、有機層とは、有機材料を主成分とする層であって、好ましくは有機材料が50質量%以上、更には80質量%以上、特に90質量%以上を占める層を言うものとする。
無機層を構成する無機材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、金属、または無機酸化物、窒化物、酸化窒化物等の各種無機化合物を用いることができる。無機材料を構成する元素としては、ケイ素、アルミニウム、マグネシウム、チタン、スズ、インジウムおよびセリウムが好ましく、これらを一種または二種以上含んでいてもよい。無機化合物の具体例としては、酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化スズ、酸化インジウム合金、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化チタンを挙げることができる。また、無機層として、金属膜、例えば、アルミニウム膜、銀膜、錫膜、クロム膜、ニッケル膜、チタン膜を設けてもよい。
上記の材料の中でも、窒化ケイ素、酸化ケイ素、または酸化窒化ケイ素が特に好ましい。これらの材料からなる無機層は、有機層との密着性が良好であることから、バリア性をより一層高くすることができるからである。
無機層の形成方法としては、特に限定されず、例えば成膜材料を蒸発ないし飛散させ被蒸着面に堆積させることができる各種成膜方法を用いることができる。
無機層の形成方法の例としては、無機酸化物、無機窒化物、無機酸化窒化物、金属等の無機材料を、加熱して蒸着させる真空蒸着法;無機材料を原料として用い、酸素ガスを導入することにより酸化させて蒸着させる酸化反応蒸着法;無機材料をターゲット原料として用い、アルゴンガス、酸素ガスを導入して、スパッタリングすることにより蒸着させるスパッタリング法;無機材料にプラズマガンで発生させたプラズマビームにより加熱させて蒸着させるイオンプレーティング法等の物理気相成長法(Physical Vapor Deposition法)、窒化ケイ素の蒸着膜を成膜させる場合は、有機ケイ素化合物を原料とするプラズマ化学気相成長法(Chemical Vapor Deposition法)等が挙げられる。蒸着は、支持体、基材フィルム、波長変換層、有機層などを基板としてその表面に行えばよい。
無機層の厚さは、1nm〜500nmであればよく、5nm〜300nmであることが好ましく、特に10nm〜150nmであることが好ましい。光散乱層に最も近い無機層の膜厚が、上述した範囲内であることにより、良好なバリア性を実現しつつ、無機層における反射を抑制することができ、光透過率がより高い波長変換部材を提供することができるからである。
(有機層)
有機層については、特開2007−290369号公報段落0020〜0042、特開2005−096108号公報段落0074〜0105を参照できる。なお有機層は、カルドポリマーを含むことが好ましい。これにより、有機層と隣接する層との密着性、特に、無機層とも密着性が良好になり、より一層優れたバリア性を実現することができるからである。カルドポリマーの詳細については、上述の特開2005−096108号公報段落0085〜0095を参照できる。有機層の膜厚は、0.05μm〜10μmの範囲内であることが好ましく、中でも0.5〜10μmの範囲内であることが好ましい。有機層がウェットコーティング法により形成される場合には、有機層の膜厚は、0.5〜10μmの範囲内、中でも1μm〜5μmの範囲内であることが好ましい。また、ドライコーティング法により形成される場合には、0.05μm〜5μmの範囲内、中でも0.05μm〜1μmの範囲内であることが好ましい。ウェットコーティング法またはドライコーティング法により形成される有機層の膜厚が上述した範囲内であることにより、無機層との密着性をより良好なものとすることができるからである。
本発明の波長変換部材の積層体構造においては、光散乱層に最も近いバリア層が無機成分からなる。一方、本発明の波長変換部材の積層体構造において、バリア層は無機層が波長変換層に直接接していることが好ましいが、本発明の効果を妨げない範囲で無機層と波長変換層の間に有機層を設けることもできる。
無機層、有機層のその他詳細については、上述の特開2007−290369号公報、特開2005−096108号公報、更にUS2012/0113672A1の記載を参照できる。
[波長変換部材の製造方法]
本発明の波長変換部材を製造する方法は、特に限定されない。その中でも、以下の本発明の波長変換部材の製造方法で製造されることが好ましい。
本発明の波長変換部材の製造方法は、2つのバリア層の間に、量子ドットを含有する波長変換層が挟まれた波長変換部材の製造方法であって;
無機成分からなる第1のバリア層の上に、分子中に水素結合性を有する官能基と重合性基を有する化合物および有機金属カップリング剤のうち少なくとも一種類から形成されてなるバインダー、ならびに
直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子を含む光散乱層用組成物を、光散乱層の膜厚dが0.2〜4μmとなるように積層して光散乱層を形成する工程と;
光散乱層の上に、量子ドットを含有する波長変換層用組成物を、波長変換層の膜厚Dが10〜100μmとなり、かつ、光散乱層の膜厚dの、波長変換層の膜厚Dに対する割合が0.2〜10%となるように積層する工程と;
波長変換層の上に、第2のバリア層を積層する工程と;
を含む波長変換部材の製造方法である。
(光散乱層の形成方法)
本発明の波長変換部材の製造方法は、無機成分からなる第1のバリア層の上に、分子中に水素結合性を有する官能基と重合性基を有する化合物および有機金属カップリング剤のうち少なくとも一種類から形成されてなるバインダー、ならびに
直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子を含む光散乱層用組成物を、光散乱層の膜厚dが0.2〜4μmとなるように積層して光散乱層を形成する工程を含む。
無機成分からなる第1のバリア層の上に、光散乱層用組成物を、光散乱層の膜厚dが0.2〜4μmとなるように積層して光散乱層を形成する方法としては、光散乱層用組成物を無機成分からなる第1のバリア層の表面に塗布することにより行うことができる。溶媒としては、特に制限はない。光散乱層用組成物に有機金属カップリング剤を用いる場合は、有機金属カップリング剤が水の存在下で加水分解することができる官能基(加水分解性基)を有するときには、水または水と有機溶媒との混合溶媒が好ましい。水と併用する有機溶媒としては、例えばアルコールが挙げられるが、特に限定されるものではない。また光散乱層用組成物に有機金属カップリング剤を用いる場合は、光散乱層用組成物は加水分解を促進するために酸を含んでいてもよい。酸としては、一例として酢酸を挙げることができるが、これに限定されるものではない。光散乱層用組成物中のバインダーを形成するための重合性化合物の量、溶媒量、酸等の任意に添加される成分の含有量は、適宜調整すればよい。光散乱層用組成物の塗布方法も特に限定されるものではない。ロールツーロール(Roll−to−Roll)で表面処理することが、生産性の観点から好ましい。具体的には、公知の塗布機を用いてロールツーロールで、処理対象の層を少なくとも含むフィルム上に光散乱層用組成物の塗布および乾燥を実施することができる。光散乱層を設ける処理を施すことにより、無機層と波長変換層との密着性を一層高めることができる。
(波長変換層の形成方法)
本発明の波長変換部材の製造方法は、光散乱層の上に、量子ドットを含有する波長変換層用組成物を、波長変換層の膜厚Dが10〜100μmとなり、かつ、光散乱層の膜厚dの、波長変換層の膜厚Dに対する割合が0.2〜10%となるように積層する工程を含む。
波長変換層は、波長変換層用組成物を、光散乱層の上に塗布した後に光照射、または加熱により硬化させ、形成することができる。
波長変換層用組成物の塗布方法としてはカーテンコーティング法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、印刷コーティング法、スプレーコーティング法、スロットコーティング法、ロールコーティング法、スライドコーテティング法、ブレードコーティング法、グラビアコーティング法、ワイヤーバー法等の公知の塗布方法が挙げられる。
硬化条件は、使用する重合性化合物の種類や波長変換層用組成物の組成に応じて、適宜設定することができる。また、波長変換層用組成物が溶媒を含む組成物である場合には、硬化を行う前に、溶媒除去のために乾燥処理を施してもよい。
(第2のバリア層の形成方法)
本発明の波長変換部材の製造方法は、波長変換層の上に、第2のバリア層を積層する工程を含む。第2のバリア層を積層する方法としては特に制限は無い。
波長変換層用組成物の硬化は、波長変換層用組成物を無機成分からなる第1のバリア層および光散乱層(または光散乱層用組成物)の積層体と、第2のバリア層との間に挟持した状態で行ってもよい。本発明の波長変換部材の製造方法は、光散乱層と第2のバリア層とに挟まれた波長変換層用組成物に外部刺激を与えて硬化し、波長変換層を形成する工程を含むことが好ましい。かかる硬化処理を含む波長変換部材の製造工程の一態様を、図面を参照し以下に説明する。ただし、本発明は、下記態様に限定されるものではない。
図2は、波長変換部材の製造装置の一例の概略構成図であり、図3は、図2に示す製造装置の部分拡大図である。図2、3に示す製造装置を用いる波長変換部材の製造工程は、連続搬送される第1の基材(無機成分からなる第1のバリア層の上に光散乱層が形成された積層フィルム。以下、「第1のフィルム」という。)の表面に波長変換層用組成物を塗布し塗膜を形成する工程と、塗膜の上に、連続搬送される第2の基材(第2のバリア層を含むフィルム。以下、「第2のフィルム」ともいう。)をラミネートし(重ねあわせ)、第1のフィルムと第2のフィルムとで塗膜を挟持する工程と、第1のフィルムと第2のフィルムとで塗膜を挟持した状態で、第1のフィルム、および第2のフィルムの何れかをバックアップローラに巻きかけて、連続搬送しながら光照射し、塗膜を重合硬化させて波長変換層(硬化層)を形成する工程とを少なくとも含むことが好ましい。また、第1のフィルムおよび第2のフィルムとして、それぞれバリアフィルムを用いることにより、波長変換層の両面がバリアフィルムにより保護された波長変換部材を得ることができる。
より詳しくは、まず、図示しない送出機から第1のフィルム10が塗布部20へと連続搬送される。送出機から、例えば、第1のフィルム10が1〜50m/分の搬送速度で送り出される。但し、この搬送速度に限定されない。送出される際、例えば、第1のフィルム10には、20〜150N/mの張力、好ましくは30〜100N/mの張力が加えられる。
塗布部20では、連続搬送される第1のフィルム10の表面に波長変換層用組成物(以下、「塗布液」とも記載する。)が塗布され、塗膜22(図3参照)が形成される。塗布部20では、例えば、ダイコーター24と、ダイコーター24に対向配置されたバックアップローラ26とが設置されている。第1のフィルム10の塗膜22の形成される表面と反対の表面をバックアップローラ26に巻きかけて、連続搬送される第1のフィルム10の表面にダイコーター24の吐出口から塗布液が塗布され、塗膜22が形成される。ここで塗膜22とは、第1のフィルム10上に塗布された硬化前の波長変換層用組成物をいう。
本実施の形態では、塗布装置としてエクストルージョンコーティング法を適用したダイコーター24を示したが、これに限定されない。例えば、カーテンコーティング法、エクストルージョンコーティング法、ロッドコーティング法またはロールコーティング法等、種々の方法を適用した塗布装置を用いることができる。
塗布部20を通過し、その上に塗膜22が形成された第1のフィルム10は、ラミネート部30に連続搬送される。ラミネート部30では、塗膜22の上に、連続搬送される第2のフィルム50がラミネートされ、第1のフィルム10と第2のフィルム50とで塗膜22が挟持される。
ラミネート部30には、ラミネートローラ32と、ラミネートローラ32を囲う加熱チャンバー34とが設置されている。加熱チャンバー34には第1のフィルム10を通過させるための開口部36、および第2のフィルム50を通過させるための開口部38が設けられている。
ラミネートローラ32に対向する位置には、バックアップローラ62が配置されている。塗膜22の形成された第1のフィルム10は、塗膜22の形成面と反対の表面がバックアップローラ62に巻きかけられ、ラミネート位置Pへと連続搬送される。ラミネート位置Pは第2のフィルム50と塗膜22との接触が開始する位置を意味する。第1のフィルム10はラミネート位置Pに到達する前にバックアップローラ62に巻きかけられることが好ましい。仮に第1のフィルム10にシワが発生した場合でも、バックアップローラ62によりシワがラミネート位置Pに達するまでに矯正され、除去できるからである。したがって、第1のフィルム10がバックアップローラ62に巻きかけられた位置(接触位置)と、ラミネート位置Pまでの距離L1は長いことが好ましく、例えば、30mm以上が好ましく、その上限値は、通常、バックアップローラ62の直径とパスラインとにより決定される。
本実施の形態では硬化部60で使用されるバックアップローラ62とラミネートローラ32とにより第2のフィルム50のラミネートが行われる。即ち、硬化部60で使用されるバックアップローラ62が、ラミネート部30で使用するローラとして兼用される。ただし、上記形態に限定されるものではなく、ラミネート部30に、バックアップローラ62と別に、ラミネート用のローラを設置し、バックアップローラ62を兼用しないようにすることもできる。
硬化部60で使用されるバックアップローラ62をラミネート部30で使用することで、ローラの数を減らすことができる。また、バックアップローラ62は、第1のフィルム10に対するヒートローラとしても使用できる。
図示しない送出機から送出された第2のフィルム50は、ラミネートローラ32に巻きかけられ、ラミネートローラ32とバックアップローラ62との間に連続搬送される。第2のフィルム50は、ラミネート位置Pで、第1のフィルム10に形成された塗膜22の上にラミネートされる。これにより、第1のフィルム10と第2のフィルム50とにより塗膜22が挟持される。ラミネートとは、第2のフィルム50を塗膜22の上に重ねあわせ、積層することをいう。
ラミネートローラ32とバックアップローラ62との距離L2は、第1のフィルム10と、塗膜22を重合硬化させた波長変換層(硬化層)28と、第2のフィルム50と、の合計厚みの値以上であることが好ましい。また、L2は第1のフィルム10と塗膜22と第2のフィルム50との合計厚みに5mmを加えた長さ以下であることが好ましい。距離L2を合計厚みに5mmを加えた長さ以下にすることより、第2のフィルム50と塗膜22との間に泡が侵入することを防止することができる。ここでラミネートローラ32とバックアップローラ62との距離L2とは、ラミネートローラ32の外周面とバックアップローラ62の外周面との最短距離をいう。
ラミネートローラ32とバックアップローラ62の回転精度は、ラジアル振れで0.05mm以下、好ましくは0.01mm以下である。ラジアル振れが小さいほど、塗膜22の厚み分布を小さくすることができる。
また、第1のフィルム10と第2のフィルム50とで塗膜22を挟持した後の熱変形を抑制するため、硬化部60のバックアップローラ62の温度と第1のフィルム10の温度との差、およびバックアップローラ62の温度と第2のフィルム50の温度との差は30℃以下であることが好ましく、より好ましくは15℃以下、最も好ましくは同じである。
バックアップローラ62の温度との差を小さくするため、加熱チャンバー34が設けられている場合には、第1のフィルム10、および第2のフィルム50を加熱チャンバー34内で加熱することが好ましい。例えば、加熱チャンバー34には、図示しない熱風発生装置により熱風が供給され、第1のフィルム10、および第2のフィルム50を加熱することができる。
第1のフィルム10が、温度調整されたバックアップローラ62に巻きかけられることにより、バックアップローラ62によって第1のフィルム10を加熱してもよい。
一方、第2のフィルム50については、ラミネートローラ32をヒートローラとすることにより、第2のフィルム50をラミネートローラ32で加熱することができる。
ただし、加熱チャンバー34、およびヒートローラは必須ではなく、必要に応じで設けることができる。
次に、第1のフィルム10と第2のフィルム50とにより塗膜22が挟持された状態で、硬化部60に連続搬送される。図面に示す態様では、硬化部60における硬化は光照射により行われるが、波長変換層用組成物に含まれる重合性化合物が加熱により重合するものである場合には、温風の吹き付け等の加熱により、硬化を行うことができる。
バックアップローラ62と、バックアップローラ62に対向する位置には、光照射装置64が設けられている。バックアップローラ62と光照射装置64と間を、塗膜22を挟持した第1のフィルム10と第2のフィルム50とが連続搬送される。光照射装置により照射される光は、波長変換層用組成物に含まれる光重合性化合物の種類に応じて決定すればよく、一例としては、紫外線が挙げられる。ここで紫外線とは、波長280〜400nmの光をいうものとする。紫外線を発生する光源として、例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ等を用いることができる。光照射量は塗膜の重合硬化を進行させ得る範囲に設定すればよく、例えば、一例として100〜10000mJ/cmの照射量の紫外線を塗膜22に向けて照射することができる。
硬化部60では、第1のフィルム10と第2のフィルム50とにより塗膜22を挟持した状態で、第1のフィルム10をバックアップローラ62に巻きかけて、連続搬送しながら光照射装置64から光照射を行い、塗膜22を硬化させて波長変換層(硬化層)28を形成することができる。
本実施の形態では、第1のフィルム10側をバックアップローラ62に巻きかけて、連続搬送したが、第2のフィルム50をバックアップローラ62に巻きかけて、連続搬送させることもできる。
バックアップローラ62に巻きかけるとは、第1のフィルム10および第2のフィルム50の何れかが、あるラップ角でバックアップローラ62の表面に接触している状態をいう。したがって、連続搬送される間、第1のフィルム10および第2のフィルム50はバックアップローラ62の回転と同期して移動する。バックアップローラ62へ巻きかけは、少なくとも紫外線が照射されている間であればよい。
バックアップローラ62は、円柱状の形状の本体と、本体の両端部に配置された回転軸とを備えている。バックアップローラ62の本体は、例えば、200〜1000mmの直径を有している。バックアップローラ62の直径について制限はない。積層フィルムのカール変形と、設備コストと、回転精度とを考慮すると直径300〜500mmであることが好ましい。バックアップローラ62の本体に温度調節器を取り付けることにより、バックアップローラ62の温度を調整することができる。
バックアップローラ62の温度は、光照射時の発熱と、塗膜22の硬化効率と、第1のフィルム10と第2のフィルム50のバックアップローラ62上でのシワ変形の発生と、を考慮して、決定することができる。バックアップローラ62は、例えば、10〜95℃の温度範囲に設定することが好ましく、15〜85℃であることがより好ましい。ここでローラに関する温度とは、ローラの表面温度をいうものとする。
ラミネート位置Pと光照射装置64との距離L3は、例えば30mm以上とすることができる。
光照射により塗膜22は硬化層28となり、第1のフィルム10と硬化層28と第2のフィルム50とを含む波長変換部材70が製造される。波長変換部材70は、剥離ローラ80によりバックアップローラ62から剥離される。波長変換部材70は、図示しない巻取機に連続搬送され、次いで巻取機により波長変換部材70はロール状に巻き取られる。
以上、波長変換部材の製造工程の一態様について説明したが、本発明は上記態様に限定されるものではない。例えば、波長変換層用組成物を支持体またはバリアフィルムなどの基材上に塗布し、その上に更なる基材をラミネートすることなく、必要に応じて行われる乾燥処理の後、硬化を施すことにより波長変換層(硬化層)を形成してもよい。形成された波長変換層には、無機層等の一層以上の他の層を、公知の方法により積層することもできる。
[バックライトユニット]
本発明の波長変換部材はバックライトユニットの構成部材として使用することができる。
本発明のバックライトユニットは、本発明の波長変換部材と、光源と、を少なくとも含むバックライトユニットである。バックライトユニットは、本発明の波長変換部材と、青色光源または紫外光源と、を少なくとも含むバックライトユニットであることが好ましい。
<バックライトユニットの発光波長>
高輝度かつ高い色再現性の実現の観点からは、バックライトユニットとして、多波長光源化されたものを用いることが好ましい。例えば、430〜480nmの波長帯域に発光中心波長を有し、半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する青色光と、520〜560nmの波長帯域に発光中心波長を有し、半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する緑色光と、600〜680nmの波長帯域に発光中心波長を有し、半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する赤色光とを発光することが好ましい。
より一層の輝度および色再現性の向上の観点から、バックライトユニットが発光する青色光の波長帯域は、440〜460nmであることがより好ましい。
同様の観点から、バックライトユニットが発光する緑色光の波長帯域は、520〜545nmであることがより好ましい。
また、同様の観点から、バックライトユニットが発光する赤色光の波長帯域は、610〜640nmであることがより好ましい。
また同様の観点から、バックライトユニットが発光する青色光、緑色光および赤色光の各発光強度の半値幅は、いずれも80nm以下であることが好ましく、50nm以下であることがより好ましく、40nm以下であることがさらに好ましく、30nm以下であることが一層好ましい。これらの中でも、青色光の発光強度の半値幅が25nm以下であることが、特に好ましい。
バックライトユニットは、少なくとも、上記波長変換部材とともに、光源を含む。一態様では、光源として、430nm〜480nmの波長帯域に発光中心波長を有する青色光を発光するもの(青色光源)、例えば、青色光を発光する青色発光ダイオードを用いることができる。青色光を発光する光源を用いる場合、波長変換層には、少なくとも、励起光により励起され赤色光を発光する量子ドット(A)と、緑色光を発光する量子ドット(B)が含まれることが好ましい。これにより、光源から発光され波長変換部材を透過した青色光と、波長変換部材から発光される赤色光および緑色光により、白色光を具現化することができる。
または他の態様では、光源として、300nm〜430nmの波長帯域に発光中心波長を有する紫外光を発光するもの(紫外光源)、例えば、紫外線発光ダイオードを用いることができる。この場合、波長変換層には、量子ドット(A)、(B)とともに、励起光により励起され青色光を発光する量子ドット(C)が含まれることが好ましい。これにより、波長変換部材から発光される赤色光、緑色光および青色光により、白色光を具現化することができる。
また他の態様では、発光ダイオードに替えてレーザー光源を使用することもできる。
<バックライトユニットの構成>
バックライトユニットは、例えば、導光板や反射板などを構成部材とするエッジライト方式のバックライトユニットであることができる。図1には、エッジライト方式のバックライトユニットの例を示した。導光板としては、公知のものを何ら制限なく使用することができる。ただし、バックライトユニットは、直下型方式であっても構わない。
また、バックライトユニットは、光源の後部に、反射部材を備えることもできる。このような反射部材としては特に制限は無く、公知のものを用いることができ、特許3416302号、特許3363565号、特許4091978号、特許3448626号などに記載されており、これらの公報の内容は本発明に組み込まれる。
バックライトユニットは、その他、公知の拡散板や拡散シート、プリズムシート(例えば、住友スリーエム社製BEFシリーズなど)、導光器を備えていることも好ましい。その他の部材についても、特許3416302号、特許3363565号、特許4091978号、特許3448626号などに記載されており、これらの公報の内容は本発明に組み込まれる。
[画像表示装置]
本発明の波長変換部材およびバックライトユニットは液晶表示装置などの画像表示装置に応用することができる。
本発明の画像表示装置は、本発明の波長変換部材、または、本発明のバックライトユニットを少なくとも含む画像表示装置である。画像表示装置は、さらに液晶セルを含む液晶表示装置であることが好ましい。
<液晶表示装置の構成>
液晶セルの駆動モードについては特に制限はなく、ツイステットネマチック(TN)、スーパーツイステットネマチック(STN)、バーティカルアライメント(VA)、インプレインスイッチング(IPS)、オプティカリーコンペンセイテットベンドセル(OCB)等の種々のモードを利用することができる。液晶セルは、VAモード、OCBモード、IPSモード、またはTNモードであることが好ましいが、これらに限定されるものではない。VAモードの液晶表示装置の構成としては、特開2008−262161号公報の図2に示す構成が一例として挙げられる。ただし、液晶表示装置の具体的構成には特に制限はなく、公知の構成を採用することができる。
液晶表示装置の一実施形態では、対向する少なくとも一方に電極を設けた基板間に液晶層を挟持した液晶セルを有し、この液晶セルは2枚の偏光板の間に配置して構成される。液晶表示装置は、上下基板間に液晶が封入された液晶セルを備え、電圧印加により液晶の配向状態を変化させて画像の表示を行う。さらに必要に応じて偏光板保護フィルムや光学補償を行う光学補償部材、接着層などの付随する機能層を有する。また、カラーフィルター基板、薄層トランジスタ基板、レンズフィルム、拡散シート、ハードコート層、反射防止層、低反射層、アンチグレア層等とともに(またはそれに替えて)、前方散乱層、プライマー層、帯電防止層、下塗り層等の表面層が配置されていてもよい。
図4に、本発明の一態様にかかる液晶表示装置の一例を示す。図4に示す液晶表示装置51は、液晶セル21のバックライト側の面にバックライト側偏光板14を有する。バックライト側偏光板14は、バックライト側偏光子12のバックライト側の表面に、偏光板保護フィルム11を含んでいても、含んでいなくてもよいが、含んでいることが好ましい。
バックライト側偏光板14は、偏光子12が、2枚の偏光板保護フィルム11および13で挟まれた構成であることが好ましい。
本明細書中、偏光子に対して液晶セルに近い側の偏光板保護フィルムをインナー側偏光板保護フィルムと言い、偏光子に対して液晶セルから遠い側の偏光板保護フィルムをアウター側偏光板保護フィルムと言う。図4に示す例では、偏光板保護フィルム13がインナー側偏光板保護フィルムであり、偏光板保護フィルム11がアウター側偏光板保護フィルムである。
バックライト側偏光板は、液晶セル側のインナー側偏光板保護フィルムとして、位相差フィルムを有していてもよい。このような位相差フィルムとしては、公知のセルロースアシレートフィルム等を用いることができる。
液晶表示装置51は、液晶セル21のバックライト側の面とは反対側の面に、表示側偏光板44を有する。表示側偏光板44は、偏光子42が、2枚の偏光板保護フィルム41および43で挟まれた構成である。偏光板保護フィルム43がインナー側偏光板保護フィルムであり、偏光板保護フィルム41がアウター側偏光板保護フィルムである。
液晶表示装置51が有するバックライトユニット1については、先に記載した通りである。
液晶表示装置を構成する液晶セル、偏光板、偏光板保護フィルム等については特に限定はなく、公知の方法で作製されるものや市販品を、何ら制限なく用いることができる。また、各層の間に、接着層等の公知の中間層を設けることも、もちろん可能である。
以下に実施例に基づき本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
[実施例:No.105]
<基材/バリア層の作製>
ポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム、東洋紡社製、商品名:コスモシャイン(登録商標)A4300、厚さ50μm)の片面側に以下の手順でバリアフィルムを形成した。
トリメチロールプロパントリアクリレート(ダイセルサイテック社製TMPTA)および光重合開始剤(ランベルティ社製、ESACURE KTO46)を用意し、質量比率として95:5となるように秤量し、これらをメチルエチルケトンに溶解させ、固形分濃度15%の塗布液とした。この塗布液を、ダイコーターを用いてロールトウロールにて上記PETフィルム上に塗布し、50℃の乾燥ゾーンを3分間通過させた。その後、窒素雰囲気下で紫外線を照射(積算照射量約600mJ/cm)し、UV硬化にて硬化させ、巻き取った。支持体上に形成された有機層の厚さは、1μmであった。
さらに、この有機層上にケイ素酸化物からなる無機層を成膜した。無機層の成膜はスパッタ装置を使用し、ターゲットとしてSiを、放電ガスとしてアルゴンを、反応ガスとして酸素を用いた。無機層膜厚は50nmとし、バリアフィルム(a)を得た。
<光散乱層の形成>
(光散乱層用組成物)
ウレタンアクリレートUA−160TM(新中村化学工業(株)製)
97質量部
光重合開始剤イルガキュア(登録商標)819(BASF社製) 3質量部
メチルエチルケトン 100質量部
シクロヘキサノン 5質量部
散乱粒子(P−2、直径R=0.3μm、屈折率n=2.70のTiO
粒子、石原産業株式会社製、商品名顔料用酸化チタン) 20質量部
上記で作製した光散乱層用組成物を、上記で作製したバリアフィルム(a)の無機層表面にダイコーターで塗布し、窒素下にて160W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて紫外線を照射固定化した後、巻き取って無機層の上に、更に光散乱層が積層されたロールフィルムを作製した。
光散乱層の膜厚dは1μmになるようにした。
下記表1に、ウレタンアクリレートUA−160TMはUAとして記載した。
下記表1に、R/dの値と、散乱粒子の屈折率nと、散乱粒子と散乱粒子以外の構成成分の屈折率n(No.105ではバインダーの屈折率に相当)との屈折率差Δn=n−nの値を記載した。
<波長変換層の形成>
(波長変換層用組成物)
量子ドットA(発光極大:530nm) 0.1質量部
量子ドットB(発光極大:630nm) 0.01質量部
フェノキシエチルアクリレート(単官能アクリレート化合物、新中村化学工
業(株)製、AMP−10G) 80質量部
トリメチロールプロパントリアクリレート(ダイセルサイテック社製)
20質量部
光重合開始剤:イルガキュア819(BASF社製) 1質量部
量子ドットA、Bとしては、下記のコア−シェル構造(InP/ZnS)を有するナノ結晶を用いた。
量子ドットA:INP530−10(NN−labs社製):蛍光半値幅65nm
量子ドットB:INP620−10(NN−labs社製):蛍光半値幅70nm
上記の光散乱層上に、上記波長変換層用組成物を塗布し、上からも上記バリアフィルム(a)で挟み、光散乱層と第2のバリアフィルムとに挟まれた波長変換層用組成物に紫外線によって外部刺激を与えて硬化させて、2つのバリア層の間に、量子ドットを含有する波長変換層が挟まれた波長変換部材を作製した。波長変換層の膜厚Dは50μm、硬化時の照度は2000mJ/cmとした。
下記表1に、フェノキシエチルアクリレートはPEAとして記載し、トリメチロールプロパントリアクリレートはTMPTAとして記載した。
下記表1に、光散乱層の膜厚dの、波長変換層の膜厚Dに対する割合の値を膜厚比として百分率で記載した。
<粒子の直径の測定>
波長変換部材を50nmの厚さの切片としてミクロトームで切り出し、その断面を走査型電子顕微鏡を用いて5万倍の写真を撮影した。写真中の散乱粒子の20個の平均値として見かけの平均粒子サイズを測定し、得られた結果を粒子の直径とした。
<光散乱層の膜厚dの測定>
光散乱層の厚みは、無機のバリア層の表面から、光散乱層を形成するバインダーおよび/又は散乱粒子が存在する領域の上端までの厚みと定義する。
光散乱層の膜厚dは、以下の第1の測定法または第2の測定法を用いて求めた。なお、第1の測定法を、第2の測定法より優先して用いる。
・第1の測定法
波長変換部材をミクロトームで2°の角度で斜め切削後、得られた膜の切削断面をTOF−SIMS法にて解析し、光散乱層に含まれる成分の固有のイオンに注目し、マッピングを行い光散乱層の膜厚を算出した(28倍拡大)。
TOF−SIMS法による測定は以下の装置にて行った。
・装置:PhysicalE1ectronics(PHI)社製TRIFTII
切片を50μmの長さに渡り観察し、その平均を光散乱層の膜厚dとした。
・第2の測定法
光散乱層にTOF−SIMS法で検出しやすい固有のイオンが無い場合には、波長変換層側のマッピングを行い、量子ドットが含まれない側を光散乱層として、第1の測定法と同様にして光散乱層の膜厚を検出した。
切片を50μmの長さに渡り観察し、その平均を光散乱層の膜厚dとした。
<光散乱層の評価>
(粒子脱落)
作製した波長変換部材の表面を、ラビングテスターを用いてベンコット(旭化成(株)製)での擦りテストを実施した。移動距離(片道)13cm、こすり速度13cm/秒、荷重1000g/cm、先端部接触面積:1cm×1cm、こすり回数100往復の条件で実施した。最外層の表面についた傷について目視観察して、下記3段階で評価した。
以下のように評価を行い、その結果を下記表1及び表2に記載した。
A:試料の表面には傷は観察されない。
B:試料の表面に薄い傷が一部認められる。
C:試料の表面に傷が見られ、顕微鏡で観察すると光散乱粒子の脱落が認められる。
<波長変換層用組成物の評価>
(安定性)
波長変換層用組成物は、各成分を混合溶解して、塗布用の組成物を形成し、塗布して波長変換部材の評価を行った。塗布用組成物形成後、100mlのガラス瓶に80ml秤量し、20℃で10日間放置した後に、沈降物の有無、マグネチックスターラーで攪拌した場合の再分散性を評価した。
以下のように評価を行い、その結果を下記表1及び表2に記載した。
A:沈降物や凝集物の発生は見られない。
B:ガラス瓶の底部に沈降物が認められるが、マグネチックスターラーの攪拌で再分散される。
C:ガラス瓶の底部に沈降物が認められ、マグネチックスターラーの攪拌では再分散されず、肉眼で検出される凝集物が存在する。
<波長変換部材の評価>
(剥離耐性)
作製した波長変換部材を80℃の恒温槽に1時間入れた後、温度25℃湿度60%の部屋で調湿を1時間行った後に、4×4cmのトムソン刃による打ち抜き器によって5枚打ち抜きを行った。
打ち抜いた4×4cmの波長変換部材試料について、その各辺の剥がれ具合を、以下の基準に基づいて点数化し、1試料当たり4辺の合計について4点を最高点として点数化した。結果を表1及び表2に示す
(各辺の剥がれ具合の基準)
0.00点:剥離またはクラックの発生がない。
0.25点:剥離またはクラックの領域があるが、一辺の25%以下。
0.50点:剥離またはクラックの領域が、一辺の25%を超え50%以下。
0.75点:剥離またはクラックの領域が、一辺の50%を超え75%以下。
1.00点:剥離またはクラックの領域が、一辺の75%を超える。
5枚の波長変換部材試料について点数を合計し、以下のように評価を行い、その結果を下記表1及び表2に記載した。
A:4辺の合計点数0.00点以上1.00点未満
B:4辺の合計点数1.00点以上5.00点未満
C:4辺の合計点数5.00点以上10.00点未満
D:4辺の合計点数10.00点以上15.00点未満
E:4辺の合計点数15.00点以上20.00点以下
(バリア性(耐久):外周領域における輝度低下の評価)
作製した波長変換部材を4cm×4cmのトムソン刃による打ち抜き器によって打ち抜き、25℃相対湿度60%に保たれた部屋で、市販の青色光源(OPTEX−FA(株)製、OPSM−H150X142B)上に並べて置き、波長変換部材に対して青色光を100時間で照射した。照射は10時間連続照射の後5時間照射をせず放置するサイクルを繰り返して行った。
次に、市販のタブレット端末(Amazon社製、Kindle(登録商標) Fire HDX 7”)を分解してバックライトユニットを取り出し、導光板上に青色光を100時間連続で照射した後の波長変換部材を置き、その上にKindle Fire HDX 7”から取り出した2枚のプリズムシートを、表面凹凸パターンの向きが直交するように重ね置いた。バックライトユニットを点灯し、バックライトユニットの表面から740mmの距離に設置したイメージング色彩輝度計(プロメトリックラディアント イメージング社製)で輝度を測定した。測定結果から、外周領域(画面4辺の端から内側1cmまでの領域)において、画面中央部で測定される輝度から15%以上輝度が低下している領域の割合を求め、以下の評価基準により評価した。結果を下記表1及び表2に示す。
(評価基準)
A:15%以上の輝度低下が発生している領域が、外周領域の10%未満。
B:15%以上の輝度低下が発生している領域が、外周領域の10%以上25%未満。
C:15%以上の輝度低下が発生している領域が、外周領域の25%以上50%未満。
D:15%以上の輝度低下が発生している領域が、外周領域の50%以上75%未満。
E:15%以上の輝度低下が発生している領域が、外周領域の75%以上。
<液晶表示装置の作製>
市販の液晶表示装置(パナソニック社製商品名THL42D2)を分解し、液晶セルがある側の導光板上に作製した波長変換部材を加え、バックライトユニットを以下のB狭帯域バックライトユニットに変更し、液晶表示装置を製造した。用いたB狭帯域バックライトユニットは、光源として、青色発光ダイオード(日亜B−LED:Blue,主波長465nm、半値幅20nm)を備える。作製した波長変換部材の配置は、光拡散層を有するバリアフィルム側を、青色発光ダイオード側とした。
<液晶表示装置の評価>
(輝度)
液晶表示装置の正面輝度を、特開2009−93166号公報の[0180]に記載の方法で測定した。その結果をもとに、以下の基準で評価した。結果を下記表1及び表2に示した。
A:比較例1の液晶表示装置の正面輝度よりも15%以上、良好である
B:比較例1の液晶表示装置の正面輝度よりも10%以上、15%未満、良好である
C:比較例1の液晶表示装置の正面輝度よりも5%以上、10%未満、良好である
D:比較例1の液晶表示装置の正面輝度と同等以下である。
(散乱均一性)
液晶表示装置のバックライトの散乱均一性は、目視で入射光源の青色と波長変換の結果出射される黄色の混色により得られる白色光について、以下の5段階で評価した。結果を下記表1及び表2に示した。
A:均一性が高く出射光からは、青色光と黄色光の部分は感じられない。
B:出射光はわずかに青色光と黄色光の不均一性を検出できるが気にならない。
C:出射光は青色光と黄色光の不均一性が検出できる。
D:出射光からは青色部と黄色部の鋭い色味ムラが感じられる。
AA:試料No.108と比較して、更に均一性に優れているものをAAランクとした。
[実施例および比較例:No.101〜104、106〜140、201〜220]
下記表1または表2に記載のように無機バリア層、光散乱層および波長変換層の材料と膜厚を変更した以外はNo.105と同様にして、各波長変換部材および液晶表示装置を作製した。
No.105で用いた材料以外に、光散乱層および波長変換層の材料として以下の材料を用いた。
散乱粒子P−1:直径R=0.3μm、屈折率n=1.63、メラミン及びベンゾグアナミンを原料とするアミノ樹脂粒子、特開2008−146021のアミノ樹脂粒子5の調製において平均粒子サイズを調整。
散乱粒子P−3:直径R=0.3μm、屈折率n=1.67、ジルコニアナノ粒子を含有する樹脂微粒子、特開2008−268934の透光性粒子1の調製において、粒子サイズを調整。
散乱粒子P−4:直径R=1.5μm、屈折率n=1.63、メラミン及びベンゾグアナミンを原料とするアミノ樹脂粒子、特開2008−146021のアミノ樹脂粒子5の調製において平均粒子サイズを調整。
散乱粒子P−5:直径R=2.0μm、屈折率n=1.49、ポリメチルメタクリレート(PMMA)粒子、積水化成品工業社製。
散乱粒子P−6:直径R=1.5μm、屈折率n=1.67、ジルコニアナノ粒子を含有する樹脂微粒子、特開2008−268934の透光性粒子1の調製において、粒子サイズを調整。
散乱粒子P−7:直径R=0.4μm、屈折率n=1.63、フルオレン誘導体ポリエステル樹脂、大阪ガスケミカル(株)社製、商品名OKP。
散乱粒子P−11:直径R=0.3μm、屈折率n=1.43、SiO粒子、日本触媒(株)社製、商品名KE−P30。
散乱粒子P−12:直径R=1.0μm、屈折率n=1.43 SiO粒子、日本触媒(株)社製、商品名KE−P100。
散乱粒子P−13:直径R=0.7μm、屈折率n=1.43の含フッ素樹脂微粒子、特開2005−97402の含フッ素ポリマーP−1を乳化重合して作製。
散乱粒子P−14:直径R=0.7μm、屈折率n=1.42、シリコーン系粒子、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製、商品名XC99A8808。
散乱粒子P−15:直径R=2.0μm、屈折率n=1.58、アクリル/スチレン共重合粒子、積水化成品工業社製。
光散乱層の微粒子SiO:直径約5nmのSiO粒子、日産化学(株)社製、商品名MEK−ST。
光散乱層の微粒子ZrO:直径約5nmのZrO粒子、住友大阪セメント(株)社製。
PET30:含OH多官能アクリレート、日本化薬社製、商品名KAYARAD PET−30(ペンタエリスリトールトリアクリレート/ペンタエリスリトールテトラアクリレートの混合物)。
M350:トリメチロールプロパンEO変性トリアクリレート、東亜合成(株)社製、商品名M−350。
Si−Cp:特開2006−18233号公報に記載のゾル液a、[0156]固形分40質量%のMEK(methyl ethyl ketone)溶液)。
PM21:カプロラクトンEO変性リン酸ジメタクリレートであるリン酸エステル樹脂、日本化薬社製、商品名カヤマーPM21
CEL2021P:脂環式エポキシ樹脂、(株)ダイセル製、商品名セロキサイド2021P。
サイクロマーM100:3,4−エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート、(株)ダイセル製。
Figure 2016129419
光散乱層の散乱粒子以外の構成成分(バインダー+微粒子)
揮発性溶剤を除いた不揮発成分の質量比および硬化後の屈折率を、括弧を用いて以下に示す。
<<表1に記載の好ましい態様1>>
UA:(屈折率1.52)
TMPTA:(屈折率1.52)
*1)UA+SiO:80対20質量部で混合(屈折率1.49)
*2)−:光散乱層には、散乱粒子以外の構成成分を添加していない。
*3)PEA/TMPTA:10対90質量部で混合(屈折率1.53)
*4)UA/M100:80対20質量部で混合(屈折率1.52)
*5)PET30/M350:80対20質量部で混合(屈折率1.52)
*6)UA/Si−Cp:90対10質量部で混合(屈折率1.52)
*7)TMPTA/PM21:95対5質量部で混合(屈折率1.52)
<<表2に記載の好ましい態様2>>
*11)UA/PM21+ZrO:57対3対40質量部で混合(屈折率1.58)
*12)UA/ZrO:60対40質量部で混合(屈折率1.58)
*13)UA/サイクロマーM100+ZrO:50対10対40質量部で混合(屈折率1.58)
*14)PET30+ZrO:60対40質量部で混合(屈折率1.58)
*15)PET30/M350+ZrO:55対5対40質量部で混合(屈折率1.58)
*16)UA/シランカップリング剤誘導体Si−Cp+ZrO:55対5対40質量部で混合(屈折率1.58)
*17)TMPTA/PM21+ZrO:57対3対40質量部で混合(屈折率1.58)
*18)TMPTA+ZrO:60対40質量部で混合(屈折率1.58)
波長変換層のバインダー構成成分
<<表1に記載の好ましい態様1,表2に記載の好ましい態様2ともに>>
*1)PEA/TMPTA:80対20質量部で混合(屈折率1.52)
*2)PEA/TMPTA/UA:80対20対2質量部で混合(屈折率1.52)
*3)カチオン重合組成物1:CEL2021P/サイクロマーM100/PEA/光カチオン開始剤A/イルガキュア819を50対10対40対1対1で混合(屈折率1.52)
No.102およびNo.103の波長変換部材において、それぞれの波長変換層への散乱粒子P−1の添加量は、No.107の光散乱層に含有される散乱粒子P−1の量と同量になるようにした。
No.202およびNo.203の波長変換部材において、それぞれの波長変換層への散乱粒子P−11の添加量は、No.205の光散乱層に含有される散乱粒子P−11の量と同量になるようにした。
No.137およびNo.138では無機バリア層を以下の方法で製膜した。
No.105の基材/バリア層の作製において、ケイ素酸化物からなる無機層の代わりに、CVD法にて形成した50nmの窒化ケイ素膜を用いた。
No.114では、No.113と同じ光散乱層を、バリアフィルムの基材の無機バリア層とは反対側(波長変換層とは反対側)に設けた。
No.139は以下のように作製した。No.105の波長変換部材作製において、光散乱層の組成は変えずに光散乱層の膜厚を半分の0.5μmとした無機層の上に光散乱層が積層されたバリアフィルムを得た。上下ともにこのバリアフィルムを用いた以外はNo.105と同様にして波長変換部材No.139を作製した。
No.140は以下のように作製した。No.106の波長変換部材作製において、光散乱層の組成は変えずに光散乱層の膜厚を半分の0.5μmとした無機層の上に光散乱層が積層されたバリアフィルムを得た。上下ともにこのバリアフィルムを用いた以外はNo.106と同様にして波長変換部材No.140を作製した。
No.220は以下のように作製した。No.205の波長変換部材作製において、光散乱層の組成は変えずに光散乱層の膜厚を半分の0.5μmとした無機層の上に光散乱層が積層されたバリアフィルムを得た。上下ともにこのバリアフィルムを用いた以外はNo.205と同様にして波長変換部材No.220を作製した。
表1には、光散乱層の屈折率の設計Aの態様を示し、表2には光散乱層の屈折率の設計Bの態様を示す。
Figure 2016129419
Figure 2016129419
[評価結果]
上記表より、本発明の波長変換部材は、量子ドットを含む波長変換層用組成物の安定性、バリア層と波長変換層の剥離耐性、波長変換層のバリア性の耐久性、画像表示装置に組み込んだ場合の輝度および散乱均一性が良好であることがわかった。なお、各実施例で用いたバリアフィルムについて、いずれも酸素透過係数が0.01cm/(m・day・atm)以下であることを確認した。
No.101およびNo.201より、散乱粒子をいずれの層にも含まない場合は、バリア層と波長変換層の剥離耐性、波長変換層のバリア性の耐久性、画像表示装置に組み込んだ場合の輝度および散乱均一性が悪いことが分かった。
No.102とNo.107との比較およびNo.202とNo.205との比較より、散乱粒子を波長変換層に含めても、光散乱層で散乱粒子を有さない場合は、量子ドットを含む波長変換層用組成物の安定性、バリア層と波長変換層の剥離耐性、波長変換層のバリア性の耐久性、画像表示装置に組み込んだ場合の輝度および散乱均一性が悪いことが分かった。
No.103およびNo.203より、散乱粒子を波長変換層に含めて分子中に水素結合性を有する官能基と重合性基を有する化合物(硬化性ウレタン)から形成されてなるバインダーを波長変換層に含めても、光散乱層を設けない場合は、量子ドットを含む波長変換層用組成物の安定性、バリア層と波長変換層の剥離耐性、波長変換層のバリア性の耐久性、画像表示装置に組み込んだ場合の輝度および散乱均一性が悪いことが分かった。
No.104およびNo.204より、無機バリア層と波長変換層の間に散乱粒子を含まない下塗り層を設けても、画像表示装置に組み込んだ場合の輝度および散乱均一性が悪いことが分かった。
No.114より、バリアフィルムの基材側に光散乱層を設けても、無機バリア層と波長変換層の間に光散乱層を設けない場合は、バリア層と波長変換層の剥離耐性、波長変換層のバリア性の耐久性が悪いことが分かった。
No.115より、光散乱層がバインダーを含まない場合は、バリア層と波長変換層の剥離耐性、波長変換層のバリア性の耐久性、画像表示装置に組み込んだ場合の輝度および散乱均一性が悪いことが分かった。
No.116および118より、光散乱層のバインダーとして本発明の範囲外のバインダーを用いた場合は、バリア層と波長変換層の剥離耐性、波長変換層のバリア性の耐久性が悪いことが分かった。
No.117より、光散乱層の膜厚および光散乱層の波長変換層に対する膜厚比が本発明で規定する上限値を上回る光散乱層を用いた場合は、波長変換層のバリア性の耐久性が悪いことが分かった。
No.119より、光散乱層の膜厚および光散乱層の波長変換層に対する膜厚比が本発明で規定する下限値を下回る光散乱層を用いた場合は、バリア層と波長変換層の剥離耐性、波長変換層のバリア性の耐久性が悪いことが分かった。
1 バックライトユニット
1A 光源
1B 導光板
100 製造装置
10 第一のフィルム
20 塗布部
22 塗膜
24 ダイコーター
26 バックアップローラ
28 硬化層
30 ラミネート部
32 ラミネートローラ
34 加熱チャンバー
50 第二のフィルム
60 硬化部
62 バックアップローラ
64 紫外線照射装置
70 積層フィルム
80 剥離ローラ

Claims (19)

  1. 2つのバリア層の間に、量子ドットを含有する波長変換層が挟まれた波長変換部材であって、
    少なくとも1つの前記バリア層と前記波長変換層の間に光散乱層を有し、
    前記光散乱層に最も近い前記バリア層が無機成分からなり、
    前記光散乱層は、分子中に水素結合性を有する官能基と重合性基を有する化合物および有機金属カップリング剤のうち少なくとも一種類から形成されてなるバインダー、ならびに、
    直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子を含み、
    前記光散乱層の膜厚dが0.2〜4μmであり、
    前記波長変換層の膜厚Dが10〜100μmであり、
    前記光散乱層の膜厚dの、前記波長変換層の膜厚Dに対する割合が0.2〜10%である波長変換部材。
  2. 前記光散乱層の散乱粒子以外の構成成分の屈折率nと、前記光散乱層に含まれる前記直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子の屈折率nが下記式1を満たす、請求項1に記載の波長変換部材。
    式1
    0.04≦|n−n|≦1.35
  3. 前記光散乱層の散乱粒子以外の構成成分の屈折率nが1.45〜1.54であり、
    前記光散乱層に含まれる前記直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子の屈折率nが1.55〜2.80であり、
    下記式A−1を満たす、請求項1または2に記載の波長変換部材。
    式A−1
    0.04≦|n−n|≦1.35
  4. 前記nが1.45以上1.49未満であり、
    下記式A−2を満たす、請求項3に記載の波長変換部材。
    式A−2
    0.06≦|n−n|≦1.35
  5. 前記光散乱層が、散乱粒子以外の構成成分として少なくとも前記光散乱層のバインダーおよび直径110nm以下の微粒子を含有し、
    前記直径110nm以下の微粒子の屈折率が1.48以下である、請求項4に記載の波長変換部材。
  6. 前記直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子が、無機酸化物粒子、フルオレン骨格を有するモノマーから形成されてなる粒子および無機酸化物微粒子を含有する樹脂粒子から選ばれる少なくとも1種である、請求項3〜5のいずれか一項に記載の波長変換部材。
  7. 前記光散乱層の散乱粒子以外の構成成分の屈折率nが1.55〜1.80であり、
    前記光散乱層に含まれる前記直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子の屈折率nが1.20〜1.54であり、
    下記式B−1を満たす、請求項1または2に記載の波長変換部材。
    式B−1
    0.04≦|n−n|≦0.60
  8. 前記光散乱層が、散乱粒子以外の構成成分として少なくとも前記光散乱層のバインダーおよび直径110nm以下の微粒子を含有し、
    前記直径110nm以下の微粒子の屈折率が1.65以上である、請求項7に記載の波長変換部材。
  9. 前記光散乱層に含まれる前記バインダーとして、フルオレン骨格を有するモノマーから形成されてなるバインダーを含む、請求項7または8に記載の波長変換部材。
  10. 前記直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子が、無機粒子、含フッ素化合物粒子およびシリコーン系粒子から選ばれる少なくとも1種である、請求項7〜9のいずれか一項に記載の波長変換部材。
  11. 前記光散乱層が、第1の散乱粒子と、前記第1の散乱粒子よりも直径が大きい第2の散乱粒子を含み、
    前記第1の散乱粒子の直径が0.2〜1μmであり、
    前記第2の散乱粒子の直径が1μmを超え5μm以下であり、
    前記第2の散乱粒子が下記式2を満たす、請求項2〜10のいずれか一項に記載の波長変換部材;
    式2
    |np2−n|<0.04
    式2中、np2は前記第2の散乱粒子の屈折率を表し、nは前記光散乱層の前記散乱粒子以外の構成成分の屈折率を表す。
  12. 下記式3を満たす、請求項11に記載の波長変換部材;
    式3
    1.0<R/d≦4
    式3中、Rは前記第2の散乱粒子の直径を表し、単位はμmであり、
    dは前記光散乱層の膜厚を表し、単位はμmである。
  13. 前記光散乱層が、第1の散乱粒子と、前記第1の散乱粒子よりも直径が大きい第2の散乱粒子を含み、
    前記第1の散乱粒子および前記第2の散乱粒子のうち少なくとも一方が、前記直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子であり、
    前記第2の散乱粒子が下記式3を満たし、
    前記第1の散乱粒子が下記式4を満たす請求項1〜12のいずれか一項に記載の波長変換部材;
    式3
    1.0<R/d≦4
    式4
    0.05≦R/d≦1.0
    式中、Rは前記第2の散乱粒子の直径を表し、単位はμmであり、
    は前記第1の散乱粒子の直径を表し、単位はμmであり、
    dは前記光散乱層の膜厚を表し、単位はμmである。
  14. 前記波長変換層が少なくとも緑色光発光量子ドットおよび赤色光発光量子ドットを含む請求項1〜13のいずれか一項に記載の波長変換部材。
  15. 前記波長変換層が、
    脂環式エポキシ、あるいは、
    1分子中に含まれる重合性官能基の数Fで分子量Mwを除した値Mw/Fが130以上であり、1分子中に含まれる(メタ)アクリロイル基の数が1つであり、かつLogP値が3.0以下である単官能(メタ)アクリレート化合物
    から形成されてなるバインダーを含む請求項1〜14のいずれか一項に記載の波長変換部材。
  16. 2つのバリア層の間に、量子ドットを含有する波長変換層が挟まれた波長変換部材の製造方法であって;
    無機成分からなる第1のバリア層の上に、分子中に水素結合性を有する官能基と重合性基を有する化合物および有機金属カップリング剤のうち少なくとも一種類から形成されてなるバインダー、ならびに
    直径Rが0.2〜5μmの散乱粒子を含む光散乱層用組成物を、前記光散乱層の膜厚dが0.2〜4μmとなるように積層して前記光散乱層を形成する工程と;
    前記光散乱層の上に、量子ドットを含有する波長変換層用組成物を、前記波長変換層の膜厚Dが10〜100μmとなり、かつ、前記光散乱層の膜厚dの、前記波長変換層の膜厚Dに対する割合が0.2〜10%となるように積層する工程と;
    前記波長変換層の上に、第2のバリア層を積層する工程と;
    を含む波長変換部材の製造方法。
  17. 前記光散乱層と前記第2のバリア層とに挟まれた前記波長変換層用組成物に外部刺激を与えて硬化し、前記波長変換層を形成する工程を含む、請求項16に記載の波長変換部材の製造方法。
  18. 請求項1〜15のいずれか一項に記載の波長変換部材と、光源と、を少なくとも含むバックライトユニット。
  19. 請求項1〜15のいずれか一項に記載の波長変換部材、または、請求項18に記載のバックライトユニットを少なくとも含む画像表示装置。
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