WO2015083813A1 - 光変換部材、偏光板、液晶パネル、バックライトユニット、および液晶表示装置 - Google Patents

光変換部材、偏光板、液晶パネル、バックライトユニット、および液晶表示装置 Download PDF

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石川 博之
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富士フイルム株式会社
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    • G02F2413/01Number of plates being 1

Definitions

  • the present invention relates to a light conversion member, and more particularly to a light conversion member that is excellent in transparency and can exhibit high light emission efficiency over a long period of time. Furthermore, the present invention also relates to a polarizing plate, a liquid crystal panel, a backlight unit, and a liquid crystal display device provided with this light conversion member.
  • the liquid crystal display device is composed of at least a backlight and a liquid crystal cell, and usually further includes members such as a backlight side polarizing plate and a viewing side polarizing plate.
  • quantum dots also referred to as quantum dots, QDs, or quantum dots
  • QDs quantum dots
  • Patent Document 1 quantum dots having different light emission characteristics
  • FHD Full High Definition
  • NTSC National Television System Committee
  • Quantum dots have a problem that when they come into contact with oxygen, the light emission efficiency decreases due to a photooxidation reaction.
  • Patent Document 1 discloses that a quantum dot layer (QD film) is produced by dispersing quantum dots in an organic matrix having low permeability such as oxygen, and various polymers are exemplified as the organic matrix. Has been. On the other hand, however, if the quantum dots are not sufficiently dispersed in the organic matrix, the transparency of the quantum dot layer is reduced (haze is generated), and as a result, the brightness and contrast of the LCD are reduced.
  • an object of the present invention is to provide a light conversion member containing quantum dots, which has high transparency and can exhibit high light emission efficiency over a long period (having high weather resistance). There is.
  • the present inventor has paid attention to the fact that polyvinyl butyral is excellent in oxygen barrier property among various polymers exemplified as an organic matrix in Patent Document 1 while studying to achieve the above object.
  • the light conversion member provided with the light conversion layer in which quantum dots are dispersed in polyvinyl butyral is inferior in transparency and weather resistance.
  • the present inventors have found that the organic matrix is polyvinyl alcohol, and it is difficult to disperse the quantum dots satisfactorily. It came to think that it was a reason of a weather-resistance fall.
  • the organic matrix cannot sufficiently prevent the quantum dots from coming into contact with oxygen in the vicinity of the surface of the light conversion layer.
  • the inventor has conducted further intensive studies.
  • polyvinyl acetal such as polyvinyl butyral is not transparent as an organic matrix of the light conversion layer, but is laminated on the light conversion layer as a barrier layer.
  • the present inventors have newly found that it is possible to provide a light conversion member that can exhibit high luminous efficiency over a long period of time, and completed the present invention.
  • One embodiment of the present invention provides: A light conversion layer including quantum dots that are excited by incident excitation light to emit fluorescence, and Polyvinyl acetal resin layer, It relates to the light conversion member containing this.
  • the light conversion layer has a polyvinyl acetal resin layer on both main surfaces.
  • the main surface refers to the surface (front surface, back surface) disposed on the viewing side or the backlight side during use, but the polyvinyl acetal resin layer is provided on at least one of the four side surfaces. It may be done.
  • a polyvinyl acetal resin layer is included on both surfaces and all side surfaces of the light conversion layer. That is, in a preferable embodiment, polyvinyl acetal resin is included as a sealing material, and the light conversion layer is sealed with the polyvinyl acetal resin layer.
  • the polyvinyl acetal resin layer is an adjacent layer in direct contact with the light conversion layer.
  • the polyvinyl acetal resin layer has a plasticizer content of 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of polyvinyl acetal, and in another aspect, 0 parts by mass or more and less than 4 parts by mass.
  • the average degree of polymerization of polyvinyl acetal contained in the polyvinyl acetal resin layer is 100 or more and 4000 or less.
  • the light conversion layer is a cured product layer of a curable composition containing quantum dots.
  • the curable composition includes a (meth) acrylate compound selected from the group consisting of a monofunctional (meth) acrylate monomer and a polyfunctional (meth) acrylate monomer.
  • the curable composition includes a boronic acid compound selected from the group consisting of a boronic acid-containing compound and a boronic acid ester-containing compound.
  • the quantum dot comprises a semiconductor nanocrystal having a core-shell structure.
  • the quantum dots are cadmium free material.
  • the quantum dots are A quantum dot A having an emission center wavelength in a wavelength band ranging from 600 nm to 680 nm, A quantum dot B having an emission center wavelength in a wavelength band in the range of 500 nm to 600 nm, and a quantum dot C having an emission center wavelength in a wavelength band of 400 nm to 500 nm, Is at least one selected from the group consisting of
  • a further aspect of the invention provides: The light conversion member; A polarizer that is a cholesteric liquid crystal layer that emits circularly polarized light; Including A polarizing plate having a ⁇ / 4 plate as an adjacent layer in direct contact with the polyvinyl acetal resin layer of the light conversion member between the light conversion member and the cholesteric liquid crystal layer, About.
  • the polyvinyl acetal layer can function as an alignment film when a ⁇ / 4 plate is produced.
  • the polarizer is a reflective polarizer.
  • a further aspect of the invention provides: A liquid crystal cell; The polarizing plate, Including at least a liquid crystal panel, About.
  • the liquid crystal panel includes a viewing-side polarizing plate, a liquid crystal cell, and a backlight-side polarizing plate, the backlight-side polarizing plate is a polarizing plate including the above-described light conversion member, and light A conversion member is disposed between the ⁇ / 4 plate and the liquid crystal cell.
  • a further aspect of the invention provides: The liquid crystal panel, A backlight unit including a light source; Liquid crystal display device, including About.
  • a further aspect of the invention provides: The light conversion member; A light source; Including backlight unit, About.
  • a further aspect of the invention provides: LCD panel, The backlight unit; Liquid crystal display device, including About.
  • a light conversion member having both high transparency and excellent weather resistance can be provided. Furthermore, according to one embodiment of the present invention, a polarizing plate including the light conversion member and a polarizer can be provided. According to the further one aspect
  • Example 1 The layer structure of the light conversion member (sealed with a polyvinyl butyral resin layer) produced in Example 1 is shown.
  • a numerical range expressed using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.
  • the “half-value width” of a peak refers to the width of the peak at a peak height of 1 ⁇ 2.
  • light having an emission center wavelength in a wavelength band of 400 to 500 nm, preferably 430 to 480 nm is called blue light
  • light having an emission center wavelength in a wavelength band of 500 to 600 nm is called green light.
  • Light having an emission center wavelength in the wavelength band of ⁇ 680 nm is called red light.
  • the unit of retardation is nm.
  • Re ( ⁇ ) and Rth ( ⁇ ) represent in-plane retardation at wavelength ⁇ and retardation in the thickness direction, respectively.
  • Re ( ⁇ ) is measured with KOBRA 21ADH or WR (manufactured by Oji Scientific Instruments Co., Ltd.) by making light having a wavelength of ⁇ nm incident in the normal direction of the film.
  • the wavelength selection filter can be exchanged manually, or the measurement value can be converted by a program or the like.
  • Rth ( ⁇ ) is calculated by the following method.
  • Rth ( ⁇ ) is Re ( ⁇ ) with the in-plane slow axis (determined by KOBRA 21ADH or WR) as the tilt axis (rotation axis) (in the absence of the slow axis, in-film plane) Measure the light at a wavelength of ⁇ nm from each tilted direction in steps of 10 degrees from the normal direction to 50 ° on one side with respect to the film normal direction.
  • KOBRA 21ADH or WR is calculated based on the measured retardation value, the assumed value of the average refractive index, and the input film thickness value.
  • Re ( ⁇ ) represents a retardation value in a direction inclined by an angle ⁇ from the normal direction.
  • nx represents the refractive index in the slow axis direction in the plane
  • ny represents the refractive index in the direction orthogonal to nx in the plane
  • nz is the direction orthogonal to nx and ny.
  • d is the film thickness.
  • Rth ( ⁇ ) is calculated by the following method.
  • Rth ( ⁇ ) is Re ( ⁇ )
  • the in-plane slow axis (determined by KOBRA 21ADH or WR) is the tilt axis (rotation axis).
  • 21ADH or WR is calculated.
  • the assumed value of the average refractive index the values in the polymer handbook (John Wiley & Sons, Inc.) and catalogs of various optical films can be used. If the average refractive index is not known, it can be measured with an Abbe refractometer.
  • the average refractive index values of main optical films are exemplified below: cellulose acylate (1.48), cycloolefin polymer (1.52), polycarbonate (1.59), polymethyl methacrylate (1.49), Polystyrene (1.59).
  • visible light means 380 nm to 780 nm.
  • a measurement wavelength is 550 nm.
  • an angle for example, an angle such as “90 °”
  • a relationship thereof for example, “orthogonal”, “parallel”, “intersection”, etc.
  • the range of errors For example, it means that the angle is within the range of strict angle ⁇ 10 °, and the error from the strict angle is preferably 5 ° or less, and more preferably 3 ° or less.
  • the “slow axis” means a direction in which the refractive index is maximized.
  • front means a normal direction to the display surface.
  • the light conversion member includes a light conversion layer including quantum dots that are excited by incident excitation light and emit fluorescence, and a polyvinyl acetal resin layer.
  • a light conversion layer including quantum dots that are excited by incident excitation light and emit fluorescence
  • a polyvinyl acetal resin layer As described above, by providing the polyvinyl acetal resin layer as a barrier layer, preferably as a sealing material, the weather resistance can be improved without deteriorating the transparency of the light conversion layer.
  • the light conversion member will be described in more detail.
  • a light conversion member and a light conversion layer can also be called a wavelength conversion member and a wavelength conversion layer.
  • the light conversion layer includes at least one kind of quantum dot, and can also include two or more kinds of quantum dots having different emission characteristics.
  • the known quantum dots include a quantum dot A having an emission center wavelength in the wavelength band of 600 nm to 680 nm, a quantum dot B having an emission center wavelength in the wavelength band of 500 nm to 600 nm, and a wavelength band of 400 nm to 500 nm.
  • the quantum dot A is excited by excitation light to emit red light, the quantum dot B emits green light, and the quantum dot C emits blue light.
  • Quantum dots are usually semiconductor crystal (semiconductor nanocrystal) particles having a nano-order size, particles whose surface is modified with an organic ligand, or particles whose surface is covered with a polymer layer. .
  • the emission wavelength of the quantum dots can usually be adjusted by the composition and size of the particles, and the composition and size.
  • quantum dots examples include II-VI group compounds such as CdSe, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe, or HgS.
  • one having a core-shell structure can be exemplified.
  • the quantum efficiency can be greatly improved, and a quantum dot having high luminous efficiency can be obtained.
  • the core include any one selected from the group consisting of CdSe, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe, and HgS.
  • the shell include any one selected from the group consisting of CdSe, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe, and HgS.
  • a III-V group compound such as InP may be used.
  • a quantum dot having a so-called core / multi-shell structure in which the shell has a multilayer structure can be exemplified.
  • quantum dots examples include those in which the surface of semiconductor crystal particles is coated with an organic ligand, and those in which a protective layer is coated.
  • the chemical stability of the quantum dots can be improved by modification with an organic ligand or coating with a protective layer.
  • the organic ligand include pyridine, mercapto alcohol, thiol, phosphine, and phosphine oxide.
  • the protective layer may use epoxy, silicon, acrylic resin, glass, carbonate resin, or a mixture thereof.
  • the quantum dots described above can be synthesized by a known method, and are also commercially available. For details, see, for example, US2010 / 123155A1, JP2012-509604A, U.S. Pat. No. 8425803, JP2013-136754A, WO2005 / 022120, JP2006-521278, and the like.
  • the polyvinyl acetal resin layer can prevent the quantum dots included in the light conversion layer from being deteriorated. Therefore, according to one embodiment of the present invention, it is possible to improve the weather resistance of a light conversion member including quantum dots that are cadmium-free materials.
  • the light conversion layer in the light conversion member can contain quantum dots in the organic matrix.
  • the organic matrix is usually a polymer obtained by polymerizing a polymerizable composition by light irradiation or the like.
  • the shape of the light conversion layer is not particularly limited, and may be any shape such as a sheet shape or a bar shape.
  • the light conversion layer is preferably produced by a coating method.
  • a light conversion layer can be obtained by applying a polymerizable composition (a curable composition) containing quantum dots on a substrate such as glass and then performing a curing treatment by light irradiation or the like. .
  • the polymerizable compound used for preparing the polymerizable composition is not particularly limited. From the viewpoint of transparency and adhesion of the cured film after curing, (meth) acrylate compounds such as monofunctional or polyfunctional (meth) acrylate monomers, polymers thereof, prepolymers, and the like are preferable.
  • (meth) acrylate compounds such as monofunctional or polyfunctional (meth) acrylate monomers, polymers thereof, prepolymers, and the like are preferable.
  • description with "(meth) acrylate” shall be used by the meaning of at least one of an acrylate and a methacrylate, or either. The same applies to “(meth) acryloyl” and the like.
  • Monofunctional (meth) acrylate monomers include acrylic acid and methacrylic acid, derivatives thereof, and more specifically, monomers having one polymerizable unsaturated bond ((meth) acryloyl group) of (meth) acrylic acid in the molecule Can be mentioned. Reference can be made to WO2012 / 0777807A1 paragraph 0022 for specific examples thereof.
  • the details can be referred to WO2012 / 0777807A1 paragraph 0024.
  • the polyfunctional (meth) acrylate compound those described in paragraphs 0023 to 0036 of JP2013-043382A can also be used.
  • the amount of the polyfunctional (meth) acrylate monomer used is preferably 5 parts by mass or more from the viewpoint of coating strength with respect to 100 parts by mass of the total amount of polymerizable compounds contained in the polymerizable composition. From the viewpoint of suppressing the gelation of the product, it is preferably 95 parts by mass or less. From the same viewpoint, the amount of the monofunctional (meth) acrylate monomer used is 5 parts by mass or more and 95 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total amount of the polymerizable compounds contained in the polymerizable composition. Is preferred.
  • the content of all polymerizable compounds in the total amount of the polymerizable composition is preferably about 10 to 99.99% by mass.
  • the polymerizable composition can contain a known radical initiator as a polymerization initiator.
  • a radical initiator as a polymerization initiator.
  • the polymerization initiator is preferably 0.1 mol% or more, more preferably 0.5 to 5 mol% of the total amount of the polymerizable compound contained in the polymerizable composition.
  • Quantum dots may be added to the polymerizable composition in the form of particles, or may be added in the form of a dispersion dispersed in a solvent. The addition in the state of a dispersion is preferable from the viewpoint of suppressing the aggregation of the quantum dot particles.
  • the solvent used here is not particularly limited. Quantum dots can be added, for example, about 0.01 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the composition.
  • the polymerizable composition contains one or more boronic acid compounds selected from the group consisting of boronic acid-containing compounds and boronic acid ester-containing compounds.
  • the boronic acid-based compound contributes to improving the adhesion between the light conversion layer and the adjacent layer, and particularly when the polyvinyl acetal resin layer is included as an adjacent layer in direct contact with the light conversion layer, the light conversion layer and the polyvinyl acetal resin layer Adhesion with can be greatly increased. Thereby, since the barrier effect by a polyvinyl acetal resin layer is exhibited more favorably, a weather resistance can be improved further.
  • directly contacting means that two layers are adjacently disposed without interposing another layer such as an adhesive layer.
  • Preferred boronic acid compounds include Formula (Ia) TX 1 -Q
  • the boronic acid type compound represented by these can be mentioned.
  • X 1 represents a divalent linking group, a hydrogen atom, or a substituted or unsubstituted alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group or heteroaryl group
  • T represents a polymerizable group.
  • Q represents a boronic acid or a boronic acid ester.
  • it does not need to have T, and when it has T, X 1 represents a divalent linking group.
  • the polymerizable composition containing the quantum dots described above can be applied to a suitable support and dried to remove the solvent, and then polymerized and cured by light irradiation or the like to obtain a quantum dot layer.
  • Application methods include curtain coating, dip coating, spin coating, print coating, spray coating, slot coating, roll coating, slide coating, blade coating, gravure coating, wire bar method, etc. A well-known coating method is mentioned.
  • the curing conditions can be appropriately set according to the type of polymerizable compound used and the composition of the polymerizable composition.
  • the total thickness of the light conversion layer is preferably 500 ⁇ m or less from the viewpoint of obtaining sufficient excitation light transmittance, and is preferably 1 ⁇ m or more from the viewpoint of obtaining sufficient fluorescence.
  • the light conversion layer may have a laminated structure of two or more layers, and may include a quantum dot layer including two or more types of quantum dots that exhibit different light emission characteristics in the same layer.
  • the thickness of one layer is preferably in the range of 1 to 300 ⁇ m, more preferably in the range of 10 to 250 ⁇ m.
  • Polyvinyl acetal resin layer The light conversion member concerning one mode of the present invention can prevent the weather resistance fall by deterioration of a quantum dot by protecting the light conversion layer explained above with the polyvinyl acetal resin layer.
  • the polyvinyl acetal resin layer can also be provided on the light conversion layer through another layer such as an adhesive layer.
  • an adhesive layer known ones can be used without any limitation. From the viewpoint of further improving the weather resistance, it is preferable to provide a polyvinyl acetal resin layer as an adjacent layer in direct contact with the light conversion layer.
  • the light conversion layer is composed of two main surfaces on the front surface and the back surface and four side surfaces, and a polyvinyl acetal resin layer is provided on at least one of the surfaces. From the viewpoint of improving weather resistance, it is preferable to protect a wider area with a polyvinyl acetal resin layer.
  • the polyvinyl acetal resin layer is preferably provided on one of the main surfaces, more preferably provided on both main surfaces, and even more preferably on both main surfaces and the entire surface of the four side surfaces. That is, it is provided as a sealing material.
  • the polyvinyl acetal resin layer contains at least polyvinyl acetal, and the content thereof is preferably 40% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, based on 100% by weight of the polyvinyl acetal resin layer, and 60% by mass. % Or more is more preferable, and 80% by mass or more is even more preferable. Unless the barrier property by polyvinyl acetal is impaired, it is possible to mix with resins other than polyvinyl acetal, and it is also possible to mix inorganic substances (titanium oxide, talc, etc.). In a particularly preferred embodiment, the total amount of the resin component is polyvinyl acetal.
  • the vinyl acetate component in the polyvinyl acetal is preferably 20 mol% or less, more preferably 5 mol% or less, and even more preferably 2 mol% or less.
  • Polyvinyl acetal is usually composed of a vinyl acetal component, a vinyl alcohol component, and a vinyl acetate component.
  • the amount of each of these components is, for example, JIS K 6728: 1977 “Polyvinyl butyral test method” or nuclear magnetic resonance method (NMR). ).
  • the amount of the vinyl alcohol component and the amount of the vinyl acetate component are usually measured, and the remaining vinyl acetal is subtracted from the total amount of the polyvinyl acetal.
  • the amount of the component can be calculated.
  • polyvinyl acetal one obtained by reacting aldehydes with polyvinyl alcohol can be used.
  • a polyvinyl acetal can be manufactured by a well-known method.
  • the average degree of polymerization of polyvinyl acetal is preferably in the range of 100 to 5000, more preferably in the range of 400 to 3000, and in the range of 600 to 2500 from the viewpoint of enabling good film formation. More preferably, the range is from 700 to 2300, still more preferably from 750 to 2000.
  • the average degree of polymerization of polyvinyl acetal coincides with the average degree of polymerization of polyvinyl alcohol as a raw material.
  • the average degree of polymerization of polyvinyl alcohol can be measured based on, for example, JIS K-6726 “Polyvinyl alcohol test method”.
  • the acid value of the polyvinyl acetal is preferably 0.50 KOH mg / g or less, more preferably 0.30 KOH mg / g or less, from the viewpoint of suppressing the coloring of the polyvinyl acetal resin layer and preventing corrosion. More preferably, it is 10 KOHmg / g or less, and more preferably 0.06 KOHmg / g or less.
  • the acid value of polyvinyl acetal is 0.01 KOHmg / g or more, for example, it is not specifically limited.
  • the acid value of polyvinyl acetal is a value measured according to JIS K6728: 1977.
  • the method for preparing polyvinyl alcohol, aldehyde, and polyvinyl acetal used as a raw material for polyvinyl acetal reference can be made to paragraphs 0028 to 0039, 0052, and 0053 to 0060 of Japanese Patent No. 5231686.
  • the aldehyde include various aldehydes described in paragraph 0035 of the same specification.
  • the aldehyde those having about 2 to 6 carbon atoms are desirable, and butyraldehyde is preferable in consideration of further improvement in weather resistance. That is, the polyvinyl acetal suitably used in one embodiment of the present invention is polyvinyl butyral.
  • An appropriate amount of a plasticizer can be added to the polyvinyl acetal resin layer from the viewpoint of improving film formability, but when added, the content of the plasticizer is 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polyvinyl acetal. It is preferable that This is because the moisture permeability of the polyvinyl acetal resin layer is increased by the plasticizer, and the barrier effect by the polyvinyl acetal resin layer is decreased.
  • the amount of the plasticizer added is more preferably 8 parts by mass or less, still more preferably 5 parts by mass or less, and even more preferably less than 4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyvinyl acetal.
  • the amount is not more than part, and it is still more preferable that the amount be not more than 2 parts by weight.
  • a polyvinyl acetal resin layer can also contain a well-known additive.
  • the additives that can be used reference can be made to paragraphs 0044 to 0049 of Japanese Patent No. 5231686.
  • a polyvinyl acetal resin layer can be provided on the light conversion layer by preparing a sheet and attaching it to the light conversion layer.
  • the details of the method for producing the sheet can be referred to paragraph 0051 of Japanese Patent No. 5231686.
  • the bonding can be performed by, for example, an adhesive layer, a laminate using an adhesive, or a laminate without using an adhesive (thermocompression bonding).
  • a polyvinyl acetal resin layer can be provided as an adjacent layer in direct contact with the light conversion member, which is preferable from the viewpoint of further improving the weather resistance.
  • the thickness of the polyvinyl acetal resin layer is not particularly limited, but thicker is easier to laminate, and thinner is more advantageous in terms of cost. From the above points, the thickness of the polyvinyl acetal resin layer is preferably in the range of 10 to 10,000 ⁇ m, more preferably in the range of 50 to 3,000 ⁇ m, and in the range of 100 to 1,000 ⁇ m. More preferably.
  • the light conversion member described above can be used as a constituent member of a liquid crystal display device. In one aspect, it can be used as a constituent member of a liquid crystal panel of a liquid crystal display device, and in another aspect, as a constituent member of a backlight unit. Details of these aspects will be described later.
  • a further aspect of the invention provides: The light conversion member; A polarizer that is a cholesteric liquid crystal layer that emits circularly polarized light; And a ⁇ / 4 plate as an adjacent layer in direct contact with the polyvinyl acetal resin layer of the light conversion member between the light conversion member and the cholesteric liquid crystal layer.
  • a ⁇ / 4 plate an alignment film for aligning a liquid crystalline compound contained in the ⁇ / 4 plate is used.
  • the polyvinyl acetal resin layer for protecting the light conversion layer can function as an alignment film for producing a ⁇ / 4 plate. In this way, a certain layer performs two functions and reduces the number of constituent members, whereby the liquid crystal display device can be reduced in thickness and weight.
  • the further aspect of this invention is related with the liquid crystal panel containing a liquid crystal cell and the said polarizing plate at least.
  • the polarizing plate can be used as a backlight-side polarizing plate of a liquid crystal panel because circularly polarized light emitted from a polarizer can be converted into linearly polarized light by a ⁇ / 4 plate and incident on a liquid crystal cell.
  • the light conversion member is disposed between the ⁇ / 4 plate and the liquid crystal cell.
  • the light conversion member is disposed to face the liquid crystal cell, and the light conversion member is disposed between the ⁇ / 4 plate and the liquid crystal cell.
  • the circularly polarized light emitted from the polarizer can be converted into linearly polarized light by the ⁇ / 4 plate and incident on the light conversion member, and can be converted into light (wavelength conversion) by the light conversion member and incident on the liquid crystal cell.
  • the polarizing plate having the light conversion member includes a reflective polarizer, and is disposed on the backlight side surface of the backlight side polarizing plate as a so-called brightness enhancement film.
  • the cholesteric liquid crystal layer included in the polarizing plate may have at least a polarizing function, and preferably has a function as a reflective polarizer.
  • the reflective polarizer has a function of reflecting light in the first polarization state in incident light and transmitting light in the second polarization state.
  • the light in the first polarization state reflected by the reflective polarizer is randomized in its direction and polarization state by a reflecting member (sometimes called a light guide or an optical resonator) included in the backlight unit. And recirculated. Thereby, the brightness
  • the polarizing plate can function as a brightness enhancement film.
  • the light in the second polarization state (for example, left circularly polarized light) transmitted through the reflective polarizer is converted into linearly polarized light by the ⁇ / 4 plate and can enter the liquid crystal cell. It can pass through a polarizer (linear polarizer).
  • the ⁇ / 4 plate may be a single layer or a laminate of two or more layers, and is preferably a laminate of two or more layers.
  • the cholesteric liquid crystal layer used as a reflective polarizer that emits circularly polarized light is preferably A first light reflecting layer having a reflection center wavelength in a wavelength band of 430 to 480 nm, having a reflectance peak with a half width of 100 nm or less, and emitting circularly polarized light, and having a fixed cholesteric liquid crystal phase; , A second light reflection layer having a reflection center wavelength in a wavelength band of 500 to 600 nm, having a reflectance peak with a half width of 100 nm or less, and emitting circularly polarized light, and having a fixed cholesteric liquid crystal phase; , A third light reflecting layer having a reflection center wavelength in a wavelength band of 600 to 650 nm, having a reflectance peak with a half width of 100 nm or less, emitting circularly polarized light, and fixing a cholesteric liquid crystal phase; , It is a reflective polarizer containing.
  • the liquid crystal panel according to one embodiment of the present invention includes the light conversion member including the quantum dots, RGB bright line light (preferably a half-value width of 100 nm or less) having a narrow emission peak in the RGB wavelength region can be obtained. . Therefore, by increasing the light utilization rate using the above-described reflective polarizer having a narrow reflection peak in the RGB wavelength region, it is possible to improve the front luminance, the front contrast, and the color reproduction range with a simple configuration.
  • the reflective polarizer preferably has only the first light reflection layer, the second light reflection layer, and the third light reflection layer as the cholesteric liquid crystal layer. It is preferable not to have the cholesteric liquid crystal layer.
  • the light reflection layer will be described.
  • the first light reflecting layer has a reflection peak having a reflection center wavelength in a wavelength band of 430 to 480 nm and a half width of 100 nm or less.
  • the reflection center wavelength of the first light reflection layer is preferably in the wavelength band of 430 to 470 nm.
  • the full width at half maximum of the reflectance peak of the first light reflection layer is preferably 100 nm or less, more preferably 80 nm or less, and particularly preferably 70 nm or less.
  • the second light reflection layer has a reflection peak having a reflection center wavelength in a wavelength band of 500 to 600 nm and a half width of 100 nm or less.
  • the reflection center wavelength of the second light reflecting layer is preferably in the wavelength band of 520 to 560 nm.
  • the full width at half maximum of the reflectance peak of the second light reflecting layer is preferably 100 nm or less, more preferably 80 nm or less, and particularly preferably 70 nm or less.
  • the third light reflecting layer has a reflection peak having a reflection center wavelength in a wavelength band of 600 to 650 nm and a half width of 100 nm or less.
  • the reflection center wavelength of the third light reflecting layer is preferably in the wavelength band of 610 to 640 nm.
  • the full width at half maximum of the reflectance peak of the third light reflecting layer is preferably 100 nm or less, more preferably 80 nm or less, and particularly preferably 70 nm or less.
  • the wavelength that gives the peak ie, the reflection center wavelength
  • the order of stacking the first, second, and third light reflecting layers will be described.
  • the front luminance can be improved in any order.
  • coloring occurs due to the influence of the first, second, and third light reflecting layers.
  • the first reason is that the peak wavelength of the reflectance of the light reflecting layer shifts to the short wave side with respect to the front peak wavelength in the oblique direction.
  • a light reflection layer having a reflection center wavelength in the wavelength band of 500 to 600 nm shifts the center wavelength to the wavelength band from 400 to 500 nm in an oblique direction.
  • the light reflecting layer acts as a negative C plate (a positive retardation plate in Rth) in the wavelength region where it does not reflect, and thus coloring occurs in the oblique direction due to the influence of retardation.
  • the present inventors have found that there is a most preferable arrangement order for suppressing coloring depending on the stacking order of the first, second, and third light reflecting layers. That is, when viewed from the backlight unit (light source) side, the first light reflecting layer having the smallest wavelength is positioned on the light source side (Blue layer: B), and the third light reflecting layer having the next largest wavelength is positioned. Most preferably, the second light reflecting layer (Green layer: G) having an intermediate wavelength is positioned next (Red layer: R).
  • the order is BRG (first light reflecting layer, third light reflecting layer, second light reflecting layer).
  • the stacking order of the first, second, and third light reflecting layers is BRG (first light reflecting layer, third light reflecting layer, second light reflecting layer), BGR (first light reflecting layer) in order from the backlight unit side.
  • the order of arrangement is preferably “reflective layer) or GBR (second light reflective layer, first light reflective layer, third light reflective layer); More preferably, the arrangement order is BRG (first light reflecting layer, third light reflecting layer, second light reflecting layer) in order from the backlight unit side.
  • the method for producing the light reflecting layer in which the cholesteric liquid crystal phase is fixed is not particularly limited. For example, it is described in JP-A-1-133003, JP-A-3416302, JP-A-3363565, and JP-A-8-271731. The contents of these publications are incorporated into the present invention. For more details, reference can be made to paragraphs 0011 to 0015 of JP-A-8-271731.
  • the ⁇ / 4 plate is a layer for converting circularly polarized light emitted from the reflective polarizer into linearly polarized light.
  • the retardation (Rth) in the thickness direction of the ⁇ / 4 plate is preferably a value close to 0, and more preferably a negative value.
  • a preferable Rth value varies depending on the layer order of the light reflecting layer.
  • the light reflecting layer acts as a negative C plate, that is, a positive Rth retardation plate in the wavelength region where the light reflecting layer does not reflect, as described above, and therefore the order of the light reflecting layer directly affects the wavelength that gives a preferable retardation. It is to do.
  • the preferable Rth range of the ⁇ / 4 plate according to the arrangement order of the first, second and third light reflecting layers is as shown in Table 1 below.
  • the in-plane retardation Re (550) at a wavelength of 550 nm preferably satisfies the following formula (2).
  • the formula (2) is more preferably the following formula (2 ′), and further preferably the following formula (2 ′′).
  • the ⁇ / 4 plate preferably further satisfies the following (1), (3) and (4).
  • Formula (1) 450nm / 4-25nm ⁇ Re (450) ⁇ 450nm / 4 + 25nm
  • Formula (3) 630 nm / 4-25 nm ⁇ Re (630) ⁇ 630 nm / 4 + 25 nm
  • Formula (4) Re (450) ⁇ Re (550) ⁇ Re (630)
  • Formulas (1), (3), and (4) are preferably the following formulas (1 ′), (3 ′), and (4 ′).
  • Formulas (1), (3), and (4) are more preferably the following formulas (1 ′′), (3 ′′), and (4 ′′).
  • a quarter wavelength plate made of a superimposed film of a retardation film is one that gives a half-wave phase difference to monochromatic light and another that gives a quarter-wave phase difference to those light beams.
  • ⁇ n Refractive index difference of birefringent light
  • the ⁇ / 4 plate satisfying the formula (2) more preferably the formulas (1) to (4) is preferably a laminate of optical anisotropic layers used as the following ⁇ / 2 plate and ⁇ / 4 plate. What was prepared as can also be used.
  • the optically anisotropic layer used as the ⁇ / 2 plate and the ⁇ / 4 plate can be formed from one or a plurality of curable compositions containing a liquid crystal compound as a main component.
  • the liquid crystal compound is preferably a liquid crystal compound having a polymerizable group.
  • the ⁇ / 4 plate used for the ⁇ / 4 plate satisfying the formula (2), more preferably the formulas (1) to (4) is an optical anisotropy having a desired ⁇ / 4 function by the support itself. It may be a support, or may have an optically anisotropic layer or the like on a support made of a polymer film. In the latter case, a desired ⁇ / 4 function is provided by laminating another layer on the support.
  • the constituent material of the optically anisotropic layer is not particularly limited. Even a layer that is formed from a composition containing a liquid crystal compound and exhibits optical anisotropy expressed by the orientation of the molecules of the liquid crystal compound, stretches the polymer film to align the polymer in the film. Even a layer having optical anisotropy expressed may have both layers. That is, it can be constituted by one or two or more biaxial films, or can be constituted by combining two or more uniaxial films such as a combination of a C plate and an A plate. It can also be configured by combining one or more biaxial films and one or more uniaxial films.
  • the above expression may be achieved at any wavelength in the visible light range (for example, 550 nm), but the in-plane retardation Re (550) at a wavelength of 550 nm is 115 nm ⁇ Re (550) ⁇ 155 nm. It is preferable that the range is 120 nm to 145 nm. Within this range, it is preferable because the leakage of reflected light can be reduced to an invisible level when combined with a ⁇ / 2 plate described later.
  • the ⁇ / 2 plate used for the ⁇ / 4 plate satisfying the formula (2), more preferably the formulas (1) to (4) is an optical anisotropy having the desired ⁇ / 2 function by the support itself. It may be a support, or may have an optically anisotropic layer or the like on a support made of a polymer film. In the latter case, a desired ⁇ / 2 function is provided by laminating another layer on the support.
  • the constituent material of the optically anisotropic layer is not particularly limited. Even a layer that is formed from a composition containing a liquid crystal compound and exhibits optical anisotropy expressed by the orientation of the molecules of the liquid crystal compound, stretches the polymer film to align the polymer in the film.
  • a layer having optical anisotropy expressed may have both layers. That is, it can be constituted by one or two or more biaxial films, or can be constituted by combining two or more uniaxial films such as a combination of a C plate and an A plate. It can also be configured by combining one or more biaxial films and one or more uniaxial films.
  • “ ⁇ / 2 plate” used in the ⁇ / 4 plate (C) preferably satisfying the formula (2), more preferably the formulas (1) to (4) is an in-plane letter at a specific wavelength ⁇ nm.
  • the above equation may be achieved at any wavelength in the visible light range (for example, 550 nm). More preferably, the in-plane retardation Re1 of the ⁇ / 2 plate is set to be substantially twice the in-plane retardation Re2 of the ⁇ / 4 plate.
  • the above equation may be achieved at any wavelength in the visible light region, and is preferably achieved at a wavelength of 550 nm. This range is preferable because the leakage of reflected light can be reduced to a level where it is not visually recognized when combined with the above-mentioned ⁇ / 4 plate.
  • the polarizing plate including the light conversion member and the reflective polarizer is disposed on the backlight side polarizing plate as a brightness enhancement film
  • the direction of the linearly polarized light emitted from the reflective polarizer and transmitted through the ⁇ / 4 plate is determined by the backlight. It is laminated so as to be parallel to the transmission axis direction of the side polarizing plate.
  • the angle formed by the slow axis direction of the ⁇ / 4 plate and the absorption axis direction of the polarizing plate is 45 °.
  • the angle formed by the slow axis direction and the absorption axis direction of the polarizing plate has the following positional relationship.
  • the angle formed by the slow axis direction of the ⁇ / 2 plate and the absorption axis direction of the polarizing plate is preferably in the range of 75 ° ⁇ 8 °.
  • the range of 75 ° ⁇ 6 ° is more preferable, and the range of 75 ° ⁇ 3 ° is more preferable.
  • the angle formed by the slow axis direction of the ⁇ / 4 plate and the absorption axis direction of the polarizing plate is preferably in the range of 15 ° ⁇ 8 °, more preferably in the range of 15 ° ⁇ 6 °.
  • the range is 15 ° ⁇ 3 °.
  • the above range is preferable because light leakage of reflected light can be reduced to a level where it is not visually recognized.
  • the angle formed by the slow axis direction of the ⁇ / 2 plate and the absorption axis direction of the polarizing plate is in the range of 15 ° ⁇ 8 °. Is preferable, the range of 15 ° ⁇ 6 ° is more preferable, and the range of 15 ° ⁇ 3 ° is more preferable. Further, at this time, the angle formed by the slow axis direction of the ⁇ / 4 plate and the absorption axis direction of the polarizing plate is preferably in the range of 75 ° ⁇ 8 °, more preferably in the range of 75 ° ⁇ 6 °. Preferably, the range is 75 ° ⁇ 3 °. The above range is preferable because light leakage of reflected light can be reduced to a level where it is not visually recognized.
  • JP, 2012-108471, A paragraph 0030 can be referred to for a polymer film which can be used as a material of an optical anisotropic support.
  • the optically anisotropic layer was formed from a composition containing a liquid crystalline compound. It is preferable that at least one layer is included. That is, it is preferably a laminate of a polymer film (transparent support) and an optically anisotropic layer formed from a composition containing a liquid crystal compound.
  • a polymer film having a small optical anisotropy may be used, or a polymer film exhibiting an optical anisotropy by stretching or the like may be used.
  • the support preferably has a light transmittance of 80% or more.
  • liquid crystal compounds can be classified into a rod type and a disk type from the shape.
  • Polymer generally refers to a polymer having a degree of polymerization of 100 or more (Polymer Physics / Phase Transition Dynamics, Masao Doi, 2 pages, Iwanami Shoten, 1992).
  • any liquid crystal compound can be used, but a rod-like liquid crystal compound or a disk-like liquid crystal compound is preferably used.
  • Two or more kinds of rod-like liquid crystal compounds, two or more kinds of disk-like liquid crystal compounds, or a mixture of a rod-like liquid crystal compound and a disk-like liquid crystal compound may be used.
  • the liquid crystal compound may be a mixture of two or more types, and in that case, at least one preferably has two or more reactive groups.
  • the rod-like liquid crystal compound for example, those described in JP-A-11-513019 and JP-A-2007-279688 can be preferably used, and examples of the discotic liquid crystal compound include JP-A-2007-108732. Although those described in Japanese Patent Laid-Open No. 2010-244038 can be preferably used, the invention is not limited to these.
  • the optically anisotropic layer may consist of only one layer, or two or more layers of optical anisotropy. It may be a laminate of layers.
  • optically anisotropic layer For the formation of the optically anisotropic layer, reference can be made, for example, to paragraphs 0035, 0201, and 0202 to 0211 of JP2012-108471A.
  • the in-plane retardation (Re) of the transparent support (polymer film) that supports the optically anisotropic layer is preferably 0 to 50 nm, more preferably 0 to 30 nm, and more preferably 0 to 10 nm. Is more preferable. The above range is preferable because light leakage of reflected light can be reduced to a level where it is not visually recognized.
  • the retardation (Rth) in the thickness direction of the support is preferably selected depending on the combination with the optically anisotropic layer provided on or below the support. Thereby, it is possible to reduce light leakage and tint of reflected light when observed from an oblique direction.
  • Examples of the polymer constituting the support include those described in paragraph 0213 of JP 2012-108471 A, for example. Among them, triacetyl cellulose, diacetyl cellulose, polyethylene terephthalate, and a polymer having an alicyclic structure are preferable, and triacetyl cellulose is particularly preferable.
  • the thickness of the transparent support is, for example, about 10 ⁇ m to 200 ⁇ m, preferably 10 ⁇ m to 80 ⁇ m, and preferably 20 ⁇ m to 60 ⁇ m from the viewpoint of suppressing external light reflection.
  • the transparent support may be composed of a plurality of laminated layers.
  • surface treatment eg glow discharge treatment, corona discharge treatment, ultraviolet (UV) treatment, flame treatment. May be.
  • An adhesive layer undercoat layer may be provided on the transparent support.
  • the average particle diameter of the transparent support or the long transparent support is 10 to 100 nm in order to provide slippage in the transport process or to prevent the back surface and the surface from sticking after winding. It is preferable to use a polymer layer in which about 5% to 40% of a solid content of inorganic particles are mixed and formed on one side of the support by coating or co-casting with the support.
  • the driving mode of the liquid crystal cell is not particularly limited, and is twisted nematic (TN), super twisted nematic (STN), vertical alignment (VA), in-plane switching (IPS), and optically compensated bend cell (OCB).
  • TN twisted nematic
  • STN super twisted nematic
  • VA vertical alignment
  • IPS in-plane switching
  • OBC optically compensated bend cell
  • the liquid crystal cell usually includes two substrates and a liquid crystal layer positioned between the two substrates.
  • the substrate is generally a glass substrate, but may be a plastic substrate or a laminate of glass and plastic.
  • a plastic alone is used as a substrate, a material having almost no optical anisotropy in the plane, such as PC (polycarbonate) or PES (polyether sulfone), is useful because it does not hinder the polarization control by the liquid crystal layer.
  • the thickness of one substrate is generally in the range of 50 ⁇ m to 2 mm.
  • the liquid crystal layer of a liquid crystal cell is usually formed by enclosing liquid crystal in a space formed by sandwiching a spacer between two substrates.
  • a transparent electrode layer is formed on a substrate as a transparent film containing a conductive substance.
  • the liquid crystal cell may be further provided with a layer such as an undercoat layer (undercoat layer) used for bonding a gas barrier layer, a hard coat layer, and a transparent electrode layer. These layers are usually provided on the substrate.
  • the polarizing plate normally used for a liquid crystal display device can be used without a restriction
  • a polarizing plate including a stretched film obtained by immersing and stretching a polyvinyl alcohol film in an iodine solution can be used.
  • the thickness of the polarizer is not particularly limited. From the viewpoint of reducing the thickness of the liquid crystal display device, the thinner it is, the more preferable. In order to maintain the contrast of the polarizing plate, it is preferable to have a certain thickness.
  • the thickness of both the viewing side polarizer and the backlight side polarizer is preferably in the range of 0.5 ⁇ m to 80 ⁇ m, more preferably in the range of 0.5 ⁇ m to 50 ⁇ m, and still more preferably in the range of 1 ⁇ m to 25 ⁇ m. is there. Moreover, the thickness of the viewing side polarizer and the backlight side polarizer may be the same or different. JP, 2012-189818, A paragraphs 0037-0046 can be referred to for details of a polarizer.
  • the polarizing plate usually has a protective film on one or both surfaces of the polarizer.
  • each of the viewing side polarizer and the backlight side polarizer may have a protective film on one or both sides.
  • the thickness of the protective film can be appropriately set, but is generally about 1 to 500 ⁇ m, preferably 1 to 300 ⁇ m, more preferably 5 to 200 ⁇ m from the viewpoint of strength, workability such as handling, and thinning. More preferably, it is 5 to 150 ⁇ m.
  • both the viewing-side polarizer and the backlight-side polarizer may be bonded to the liquid crystal cell without using a protective film. This is because the liquid crystal cell, in particular, the substrate can exhibit a barrier function.
  • thermoplastic resin excellent in transparency, mechanical strength, thermal stability, moisture barrier property, isotropy and the like is preferably used.
  • thermoplastic resins include cellulose resins such as triacetyl cellulose, polyester resins, polyethersulfone resins, polysulfone resins, polycarbonate resins, polyamide resins, polyimide resins, polyolefin resins, (meth) acrylic resins, cyclic Examples thereof include polyolefin resins (norbornene resins), polyarylate resins, polystyrene resins, polyvinyl alcohol resins, and mixtures thereof. JP, 2012-189818, A paragraphs 0049-0054 can be referred to for details of resin which can be used as a protective film.
  • a film having one or more functional layers on a thermoplastic resin film can also be used.
  • the functional layer includes a low moisture permeability layer, a hard coat layer, an antireflection layer (a layer having a adjusted refractive index such as a low refractive index layer, a medium refractive index layer, a high refractive index layer), an antiglare layer, an antistatic layer, and an ultraviolet ray An absorption layer etc. are mentioned.
  • an antireflection layer a layer having a adjusted refractive index such as a low refractive index layer, a medium refractive index layer, a high refractive index layer
  • an antiglare layer an antistatic layer
  • an ultraviolet ray An absorption layer etc. are mentioned.
  • using a protective film having a low moisture-permeable layer as the polarizing plate protective film is effective in suppressing the deformation of the polarizer due to humidity change.
  • known techniques can be applied without any limitation.
  • the thickness of the protective film having a functional layer is, for example, in the range of 5 to 100 ⁇ m, preferably in the range of 10 to 80 ⁇ m, and more preferably in the range of 15 to 75 ⁇ m.
  • the polarizer and the protective film can be bonded together by a known adhesive layer or adhesive layer.
  • a known adhesive or pressure-sensitive adhesive layer can be used in the liquid crystal panel, the liquid crystal display device, the polarizing plate, and the polarizing plate protective film according to one embodiment of the present invention.
  • a known adhesive layer or pressure-sensitive adhesive layer can also be used for bonding the polarizing plate provided with the above-described light conversion member and another member (for example, a liquid crystal cell or a backlight-side polarizing plate).
  • the layers and the members can be bonded together by lamination using an adhesive or lamination without using an adhesive (thermocompression bonding).
  • the viewing side polarizing plate and the backlight side polarizing plate can also have at least one phase difference layer between the liquid crystal cell.
  • a phase difference layer as an inner side polarizing plate protective film by the side of a liquid crystal cell.
  • a known cellulose acylate film or the like can be used as such a retardation layer.
  • the above description can be referred to except that the light conversion member according to one embodiment of the present invention is disposed in the backlight unit.
  • the further aspect of this invention is related with the liquid crystal display device (1st liquid crystal display device) containing the said liquid crystal panel and the backlight unit containing a light source.
  • the following description can be referred to for the configuration of the backlight unit.
  • the configuration of the liquid crystal display device will also be described later.
  • the light conversion member according to one aspect of the present invention is included in the liquid crystal panel, but the light conversion member according to one aspect of the present invention can also be used as a constituent member of the backlight unit. Details thereof will be described below.
  • the further aspect of this invention is related with the backlight unit containing the said light conversion member and a light source.
  • the configuration of the backlight unit may be an edge light system using a light guide plate or a reflection plate as a constituent member, or a direct type.
  • the light conversion member is disposed on a path of light emitted from the light guide plate.
  • the light conversion member is disposed between the light guide plate and the light source. Any known light guide plate can be used without any limitation.
  • a light source that emits blue light having an emission center wavelength in the wavelength band of 430 nm to 480 nm for example, a blue light emitting diode that emits blue light can be used as the light source.
  • the light conversion layer may include at least quantum dots (A) that are excited by excitation light and emit red light, and quantum dots (B) that emit green light. preferable.
  • white light can be embodied by blue light emitted from the light source and transmitted through the light conversion member, and red light and green light emitted from the light conversion member.
  • a light source that emits ultraviolet light having an emission center wavelength in the wavelength band of 300 nm to 430 nm, for example, an ultraviolet light emitting diode can be used.
  • the light conversion layer includes quantum dots (C) that are excited by excitation light and emit blue light together with the quantum dots (A) and (B).
  • white light can be embodied by red light, green light, and blue light emitted from the light conversion member.
  • the backlight unit can include a reflecting member at the rear of the light source.
  • a reflecting member at the rear of the light source.
  • a well-known thing can be used, and it is described in patent 3416302, patent 3363565, patent 4091978, patent 3448626, etc., The content of these gazettes is this Incorporated into the invention.
  • the backlight unit has a blue wavelength selection filter that selectively transmits light having a wavelength shorter than 460 nm of blue light. It is also preferable that the backlight unit has a red wavelength selection filter that selectively transmits light having a wavelength longer than 630 nm out of red light.
  • a blue wavelength selection filter or a red wavelength selection filter A well-known thing can be used. Such a filter is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-52067, and the content of this publication is incorporated in the present invention.
  • the backlight unit includes a known diffusion plate, diffusion sheet, prism sheet (for example, BEF series manufactured by Sumitomo 3M), brightness enhancement film (for example, DBEF series manufactured by Sumitomo 3M), and a light guide. Is also preferable.
  • a known diffusion plate for example, BEF series manufactured by Sumitomo 3M
  • prism sheet for example, BEF series manufactured by Sumitomo 3M
  • brightness enhancement film for example, DBEF series manufactured by Sumitomo 3M
  • a light guide for example, DBEF series manufactured by Sumitomo 3M
  • Other members are also described in Japanese Patent No. 3416302, Japanese Patent No. 3363565, Japanese Patent No. 4091978, Japanese Patent No. 3448626, and the contents of these publications are incorporated in the present invention.
  • the backlight unit includes the polarizing plate according to one aspect of the present invention described above, that is, the light conversion member, and a polarizer that is a cholesteric liquid crystal layer that emits circularly polarized light.
  • a cholesteric liquid crystal layer include a polarizing plate having a ⁇ / 4 plate as an adjacent layer in direct contact with the polyvinyl acetal resin layer of the light conversion member.
  • the polarizer included in the polarizing plate is a reflective polarizer. The details are as described above.
  • a polarizing plate has both a light conversion function and a brightness enhancement function.
  • the light conversion member is incorporated in the backlight unit so that the light conversion member is located on the liquid crystal panel side and the reflective polarizer is located on the light source side.
  • the circularly polarized light emitted from the reflective polarizer can be converted into linearly polarized light by the ⁇ / 4 plate, and then converted into light (wavelength conversion) by the light conversion member, and then incident on the liquid crystal panel.
  • the said description regarding the backlight unit concerning 1 aspect of this invention can be referred except the point to which the light conversion member is arrange
  • the further aspect of this invention is related with the liquid crystal display device (2nd liquid crystal display device) containing a liquid crystal panel and the backlight unit concerning 1 aspect of this invention.
  • a backlight unit that has been converted to a multi-wavelength light source.
  • Blue light having an emission center wavelength in a wavelength band of 430 to 480 nm and a peak of emission intensity having a half width of 100 nm or less; Green light having an emission center wavelength in a wavelength band of 500 to 600 nm and a peak of emission intensity having a half-width of 100 nm or less; Red light having an emission center wavelength in a wavelength band of 600 to 680 nm and a peak of emission intensity having a half width of 100 nm or less; And a backlight unit that emits light.
  • the wavelength band of blue light is preferably 450 to 480 nm, and more preferably 460 to 470 nm.
  • the wavelength band of green light is preferably 520 to 550 nm, and more preferably 530 to 540 nm.
  • the wavelength band of red light is preferably 610 to 650 nm, and more preferably 620 to 640 nm.
  • the half-value width of each emission intensity of blue light, green light and red light is preferably 80 nm or less, more preferably 50 nm or less, and further preferably 45 nm or less. More preferably, it is 40 nm or less. Among these, it is particularly preferable that the half-value width of each emission intensity of blue light is 30 nm or less.
  • a liquid crystal cell having a liquid crystal layer sandwiched between substrates provided with electrodes on at least one of the opposite sides is provided, and the liquid crystal cell is arranged between two polarizing plates.
  • the liquid crystal display device includes a liquid crystal cell in which liquid crystal is sealed between upper and lower substrates, and displays an image by changing the alignment state of the liquid crystal by applying a voltage. Furthermore, it has an accompanying functional layer such as a polarizing plate protective film, an optical compensation member that performs optical compensation, and an adhesive layer as necessary.
  • a surface layer such as an undercoat layer may be disposed.
  • the liquid crystal display device includes a light conversion member that can have excellent weather resistance and high transparency, high luminance and high color reproducibility can be realized over a long period of time. It is.
  • Average polymerization degree of PVA Measured according to JIS K6726: 1994. As described above, the average degree of polymerization of polyvinyl acetal coincides with the average degree of polymerization of polyvinyl alcohol as a raw material.
  • PVB deposited after cooling to room temperature was filtered and washed 10 times with 10 times the amount of ion-exchanged water relative to PVB. Thereafter, it was sufficiently neutralized with a 0.3% by mass aqueous sodium hydroxide solution, further washed 10 times with 10 times the amount of ion-exchanged water with respect to PVB, dehydrated, dried, and PVB (PVB- 1) was obtained.
  • the analysis results of the obtained PVB are shown in Table 2.
  • PVB PVB (PVB) was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that PVA (saponification degree 99 mol%) having the same average polymerization degree as that of PVB shown in Table 1 was used. -2 to 7) were obtained. The analysis results of the obtained PVB are shown in Table 2.
  • Example 1 Preparation of Light Conversion Layer (Organic Layer Containing Quantum Dots) 1
  • the following quantum dot dispersion 1 was prepared and filtered through a polypropylene filter having a pore size of 0.2 ⁇ m, and then dried under reduced pressure for 30 minutes and used as a coating solution. . After this coating solution was applied on a glass substrate, it was fixed by irradiation with ultraviolet rays using an air-cooled metal halide lamp (manufactured by Eye Graphics Co., Ltd.) of 160 W / cm 2 under nitrogen, and then peeled off from the glass substrate. . The light conversion layer 1 containing a quantum dot was produced. The film thickness of the light conversion layer 1 was 280 ⁇ m.
  • composition for light conversion layer 1 containing quantum dots (quantum dot dispersion 1) ⁇ Toluene dispersion of quantum dots 1 (light emission maximum: 520 nm) 10 parts by weight Toluene dispersion of quantum dots 2 (issue maximum: 630 nm) 1 part by weight lauryl methacrylate 2.4 parts by weight trimethylolpropane triacrylate 0.54 parts by weight light 0.009 parts by mass of polymerization initiator (Irgacure 819 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals)) ⁇
  • Quantum dot 1 InP530-10 (manufactured by NN-labs)
  • Quantum dot 2 InP620-10 (manufactured by NN-labs)
  • PVB Sheet 1 Production of PVB Sheet To PVB (PVB-1) synthesized in Production Example 1, 25 ppm of acetic acid and 175 ppm of magnesium acetate (the amounts are based on the mass of PVB) were added as pH adjusting buffers, pressure 100 kgf / cm 2 , heat Pressing at a plate temperature of 150 ° C. for 10 minutes produced a PVB sheet 1 having a thickness of 0.76 mm.
  • PVB sealing light conversion member 1 On a hot plate of a vacuum laminator (Nisshinbo Mechatronics Co., Ltd. 1522N), a size 100 mm ⁇ 100 mm PVB sheet 1, a size 90 mm ⁇ 90 mm light conversion layer 1, a size 100 mm ⁇ 100 mm PVB The sheets 1 were stacked in this order, and were laminated (thermocompression bonding) without an adhesive under the following conditions to produce a PVB sealed light conversion member 1 having the configuration shown in FIG. ⁇ Conditions> Hot plate temperature: 165 ° C Vacuum drawing time: 12 minutes Press pressure: 50 kPa Press time: 17 minutes
  • Example 2 to 9 The PVB used for the production of the PVB sheet was changed to the PVB synthesized in Production Examples 2 to 9 (PVB 2 to 9).
  • the amount of plasticizer shown in Table 3 was added to 100 parts by mass of PVB.
  • PVB sealed light converting members 2 to 9 were produced.
  • triethylene glycol-di (2-ethylhexanoate) (acid value 0.02 KOH mg / g) was used as a plasticizer.
  • the dispersion of quantum dots 1 has a core-shell structure (InP / ZnS) synthesized by the method 2 described in paragraphs 0069 to 0073 of JP-T-2012-509604 to have an emission maximum of 520 nm.
  • the nanocrystal particles were changed to a dispersion prepared to be a 1% by mass solution in toluene using quantum dots coated with a resin by the method described in Example 2 of the publication, and the dispersion of quantum dots 2 was changed to the above A 1% by weight solution in toluene using quantum dots obtained by coating nanocrystal particles having a core-shell structure (InP / ZnS) synthesized by Method 2 to have an emission maximum of 630 nm with a resin according to the method described in Example 2 of the publication
  • a PVB encapsulated light conversion member 10 was produced in the same manner as in Example 1 except that the dispersion was changed to a dispersion prepared as described above.
  • Example 11 In the production of the light conversion layer, a PVB sealed light conversion member 11 was produced in the same manner as in Example 10 except that 0.002 parts by mass of the following boronic acid acrylate was added to the coating solution for the light conversion layer 10. .
  • CdSe nanocrystal particles synthesized so as to have an emission maximum of 520 nm by the method described in JP-T-2006-521278 were prepared, and toluene was added so as to be a 1% by mass solution to prepare CdSe nanocrystal dispersion liquid 1.
  • CdSe nanocrystals were prepared so as to have an emission maximum of 630 nm by the method described in JP-T-2006-521278, and toluene was added so as to obtain a 1% by mass solution to prepare CdSe nanocrystal dispersion 2.
  • Quantum dot dispersion A is supplied to a ball mill, and 25 ppm of acetic acid and 175 ppm of magnesium acetate (the amounts are based on the mass of PVB) are added as pH adjusting buffer, and the mixture is stirred and mixed for 24 hours to obtain a coating solution.
  • acetic acid and 175 ppm of magnesium acetate are added as pH adjusting buffer, and the mixture is stirred and mixed for 24 hours to obtain a coating solution.
  • the coating solution was applied onto a glass substrate so that the thickness after drying was 280 ⁇ m and dried to form a film.
  • the obtained film was peeled from the glass to obtain a light conversion member (light conversion layer) A containing polyvinyl butyral as an organic matrix.
  • the used B narrow band backlight unit includes a blue light emitting diode (Nichia B-LED: Blue, main wavelength 465 nm, half-value width 20 nm) as a light source.
  • Example 12 ⁇ Formation of ⁇ / 4 plate on PVB sheet> A ⁇ / 4 plate was prepared in the same manner as paragraphs 0020 to 0033 of JP-A-2003-262727. A broadband ⁇ / 4 plate was formed by applying and polymerizing two layers of liquid crystalline material on the light conversion member 10. The obtained ⁇ / 4 plate had Re (450) of 110 nm, Re (550) of 135 nm, Re (630) of 140 nm, and a film thickness of 1.6 ⁇ m. As a result of the PVB sheet used as a sealing material for the light conversion member serving as an alignment film, it was possible to produce a ⁇ / 4 plate without providing an alignment film separately.
  • the reflection center wavelength of the peak of the maximum reflectance of the obtained first light reflection layer was 450 nm, the half width was 40 nm, and the film thickness was 1.8 ⁇ m.
  • the reflection center wavelength at the peak of the maximum reflectance of the obtained second light reflection layer was 550 nm, the half width was 50 nm, and the film thickness was 2.0 ⁇ m.
  • the reflection center wavelength at the peak of the maximum reflectance of the obtained third light reflection layer was 630 nm, the half width was 60 nm, and the film thickness was 2.1 ⁇ m.
  • the average refractive index of the first light reflecting layer, the second light reflecting layer, and the third light reflecting layer was 1.57. Further, the total thickness of the obtained ⁇ / 4 plate and the reflective polarizer was 7.5 ⁇ m.
  • a commercially available liquid crystal display device (manufactured by Panasonic Corporation, trade name TH-L42D2) was disassembled, and the liquid crystal display device of Example 11 was manufactured using the optical sheet member 1 as a backlight side polarizing plate.
  • the used RGB narrow-band backlight unit includes a blue light-emitting diode (Nichia B-LED, main wavelength 465 nm, half-value width 20 nm) as a light source.
  • a retardation film was prepared using a commercially available cellulose acylate film “TD80UL” (manufactured by FUJIFILM Corporation) as a front side polarizing plate protective film for the backlight side polarizing plate.
  • a commercially available cellulose acylate film “TD80UL” (manufactured by FUJIFILM Corporation) was used as a rear side polarizing plate protective film for the backlight side polarizing plate.
  • a polarizer was manufactured in the same manner as in paragraph 0219 of JP-A-2006-293275, and the retardation film and the polarizing plate protective film were bonded to both sides of the polarizer to manufacture a polarizing plate.
  • a commercially available liquid crystal display device (manufactured by Panasonic Corporation, trade name TH-L42D2) is disassembled, and the brightness enhancement film (trade name DBEF, manufactured by 3M Company) is used by using the polarizing plate produced by the above method as a polarizing plate on the backlight side Was placed between the backlight side polarizing plate and the backlight unit in a state where they could be separated without using an adhesive, and a liquid crystal display device of Comparative Example 2 was produced.
  • the brightness enhancement film exhibits a reflectivity of a flat peak with respect to the wavelength which is substantially constant from 450 to 550 to 630 nm in the blue to green to red region.
  • the backlight source of this liquid crystal display device had a blue light emission peak wavelength of 450 nm. One emission peak was in the green to red region, the peak wavelength was 550 nm, and the half width was 100 nm.
  • Example 12 As a result of the laminated cholesteric liquid crystal layer serving as a reflective polarizer, the front brightness was significantly improved compared to Comparative Example 2 using a commercially available brightness enhancement film. It can be confirmed that it became possible.
  • the present invention is useful in the field of manufacturing liquid crystal display devices.

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Abstract

本発明の一態様は、入射する励起光により励起され蛍光を発光する量子ドットを含む光変換層およびポリビニルアセタール樹脂層を含む光変換部材に関する。

Description

光変換部材、偏光板、液晶パネル、バックライトユニット、および液晶表示装置
 本発明は、光変換部材に関するものであり、詳しくは、透明性に優れ、かつ長期にわたり高い発光効率を示すことが可能な光変換部材に関するものである。
 更に本発明は、この光変換部材を備えた偏光板、液晶パネル、バックライトユニット、および液晶表示装置にも関する。
 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、視認側偏光板などの部材が含まれる。
 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光変換部材に励起光が入射すると、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り、しかも色再現性に優れる。このような量子ドットを用いた3波長光源化技術の進行により、色再現域は、現行のTV規格(FHD(Full High Definition)、NTSC(National Television System Committee))比72%から100%へと拡大している。
US2012/0113672A1
 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、特許文献1には、酸素等の透過性の低い有機マトリックス中に量子ドットを分散させて量子ドット層(QDフィルム)を作製することの開示があり、有機マトリックスとして各種ポリマーが例示されている。しかし一方で、量子ドットの有機マトリックスへの分散が不十分であると、量子ドット層の透明性が低下(ヘイズが発生)し、その結果、LCDの輝度およびコントラストの低下を招いてしまう。
 そこで本発明の目的は、量子ドットを含む光変換部材であって、高い透明性を有し、かつ長期にわたり高い発光効率を発揮することのできる(高い耐候性を有する)光変換部材を提供することにある。
 本発明者は上記目的を達成するために検討を重ねる中で、特許文献1に有機マトリックスとして例示されている各種ポリマーの中で、ポリビニルブチラールが酸素バリア性に優れることに着目した。ただし本発明者の検討によれば、量子ドットをポリビニルブチラールに分散させた光変換層を備えた光変換部材は、透明性、耐候性とも劣るものであった。この点について本発明者は更に検討を重ねた結果、有機マトリックスがポリビニルアルコールでは量子ドットを良好に分散させることが困難であることが透明性低下の理由であり、有機マトリックスによるバリア能では不十分であることが耐候性低下の理由であると考えるに至った。耐候性低下に関しては、有機マトリックスでは、光変換層の表面近傍において量子ドットが酸素と接触することを十分に抑制することができないことが、主な理由と考えらえる。
 以上の知見に基づき本発明者は更に鋭意検討を重ねた結果、ポリビニルブチラール等のポリビニルアセタールを、光変換層の有機マトリックスではなく、バリア層として光変換層に積層することにより、透明性に優れるとともに、長期にわたり高い発光効率を発揮することのできる光変換部材の提供が可能となることを新たに見出し、本発明を完成させた。
 本発明の一態様は、
 入射する励起光により励起され蛍光を発光する量子ドットを含む光変換層、および、
 ポリビニルアセタール樹脂層、
を含む光変換部材
に関する。
 一態様では、光変換層は、両主表面上にポリビニルアセタール樹脂層を有する。
 上記の主表面とは、使用時に視認側またはバックライト側に配置される表面(おもて面、裏面)をいうが、ポリビニルアセタール樹脂層は、4つの側面の少なくとも1つ以上の上に設けられていてもよい。好ましくは、光変換層の両表面および全側面の上に、ポリビニルアセタール樹脂層が含まれる。即ち、好ましい一態様では、ポリビニルアセタール樹脂が封止材として含まれ、光変換層は、ポリビニルアセタール樹脂層により封止されている。
 一態様では、ポリビニルアセタール樹脂層は、光変換層に直接接する隣接層である。
 一態様では、ポリビニルアセタール樹脂層は、ポリビニルアセタール100質量部に対する可塑剤の含有量が10質量部以下であり、他の一態様では、0質量部以上4質量部未満である。
 一態様では、ポリビニルアセタール樹脂層に含まれるポリビニルアセタールの平均重合度は100以上4000以下である。
 一態様では、光変換層は、量子ドットを含む硬化性組成物の硬化物層である。
 一態様では、硬化性組成物は、単官能(メタ)アクリレートモノマーおよび多官能(メタ)アクリレートモノマーからなる群から選ばれる(メタ)アクリレート化合物を含む。
 一態様では、硬化性組成物は、ボロン酸含有化合物およびボロン酸エステル含有化合物からなる群から選ばれるボロン酸系化合物を含む。
 一態様では、量子ドットは、コアシェル構造を有する半導体ナノ結晶を含む。
 一態様では、量子ドットは、カドミウムフリー材料である。
 一態様では、量子ドットは、
 600nm~680nmの範囲の波長帯域に発光中心波長を有する量子ドットA、
 500nm~600nmの範囲の波長帯域に発光中心波長を有する量子ドットB、および
 400nm~500nmの波長帯域に発光中心波長を有する量子ドットC、
からなる群から選択される少なくとも一種である。
 本発明の更なる態様は、
 上記光変換部材と、
 円偏光を出射するコレステリック液晶層である偏光子と、
を含み、
 光変換部材とコレステリック液晶層との間に、光変換部材のポリビニルアセタール樹脂層と直接接する隣接層としてλ/4板を有する偏光板、
 に関する。上記偏光板において、ポリビニルアセタール層は、λ/4板作製時の配向膜として機能し得る。一態様では、上記偏光子は、反射偏光子である。
 本発明の更なる態様は、
 液晶セルと、
 上記偏光板と、
を少なくとも含む液晶パネル、
に関する。
 一態様では、上記液晶パネルは、視認側偏光板と、液晶セルと、バックライト側偏光板と、を含み、バックライト側偏光板が上述の光変換部材を備えた偏光板であり、かつ光変換部材がλ/4板と液晶セルとの間に配置されている。
 本発明の更なる態様は、
 上記液晶パネルと、
 光源を含むバックライトユニットと、
を含む液晶表示装置、
に関する。
 本発明の更なる態様は、
 上記光変換部材と、
 光源と、
を含むバックライトユニット、
に関する。
 本発明の更なる態様は、
 液晶パネルと、
 上記バックライトユニットと、
を含む液晶表示装置、
に関する。
 本発明の一態様によれば、高い透明性と優れた耐候性を兼ね備えた光変換部材を提供することができる。
 更に本発明の一態様によれば、上記光変換部材と偏光子を含む偏光板を提供することもできる。
 本発明の更なる一態様によれば、上記光変換部材を備えた液晶パネル、バックライトユニット、および液晶表示装置を提供することもできる。
実施例1で作製した光変換部材(ポリビニルブチラール樹脂層により封止)の層構成を示す。
 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、400~500nmの波長帯域、好ましくは430~480nmの波長帯域に発光中心波長を有する光を青色光と呼び、500~600nmの波長帯域に発光中心波長を有する光を緑色光と呼び、600~680nmの波長帯域に発光中心波長を有する光を赤色光と呼ぶ。
 本発明および本明細書において、レターデーションの単位はnmである。Re(λ)、Rth(λ)は、各々、波長λにおける面内のレターデーション、および厚さ方向のレターデーションを表す。Re(λ)はKOBRA 21ADH、またはWR(王子計測機器(株)製)において、波長λnmの光をフィルム法線方向に入射させて測定される。測定波長λnmの選択にあたっては、波長選択フィルターをマニュアルで交換するか、または測定値をプログラム等で変換して測定することができる。測定されるフィルムが、1軸または2軸の屈折率楕円体で表されるものである場合には、以下の方法によりRth(λ)が算出される。
 Rth(λ)は、Re(λ)を、面内の遅相軸(KOBRA 21ADH、またはWRにより判断される)を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合には、フィルム面内の任意の方向を回転軸とする)のフィルム法線方向に対して法線方向から片側50°まで10度ステップで各々その傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて全部で6点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値および入力された膜厚値を基にKOBRA 21ADHまたはWRが算出する。上記において、法線方向から面内の遅相軸を回転軸として、ある傾斜角度にレターデーションの値がゼロとなる方向をもつフィルムの場合には、その傾斜角度より大きい傾斜角度でのレターデーション値はその符号を負に変更した後、KOBRA 21ADH、またはWRが算出する。なお、遅相軸を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合には、フィルム面内の任意の方向を回転軸とする)、任意の傾斜した2方向からレターデーション値を測定し、その値と平均屈折率の仮定値、および入力された膜厚値を基に、以下の式(A)、および式(B)よりRthを算出することもできる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 なお、上記のRe(θ)は法線方向から角度θ傾斜した方向におけるレターデーション値を表す。また、式(A)におけるnxは、面内における遅相軸方向の屈折率を表し、nyは、面内においてnxに直交する方向の屈折率を表し、nzは、nxおよびnyに直交する方向の屈折率を表す。dは膜厚である。
Rth=((nx+ny)/2-nz)×d・・・・・・・・・・・式(B)
 測定されるフィルムが、1軸や2軸の屈折率楕円体で表現できないもの、いわゆる光学軸(optic axis)がないフィルムの場合には、以下の方法により、Rth(λ)は算出される。Rth(λ)は、Re(λ)を、面内の遅相軸(KOBRA 21ADH、またはWRにより判断される)を傾斜軸(回転軸)として、フィルム法線方向に対して-50°から+50°まで10°ステップで各々その傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて11点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値および入力された膜厚値を基にKOBRA 21ADHまたはWRが算出する。また、上記の測定において、平均屈折率の仮定値は、ポリマーハンドブック(JOHN WILEY&SONS,INC)、各種光学フィルムのカタログの値を使用することができる。平均屈折率の値が既知でないものについては、アッベ屈折計で測定することができる。主な光学フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する:セルロースアシレート(1.48)、シクロオレフィンポリマー(1.52)、ポリカーボネート(1.59)、ポリメチルメタクリレート(1.49)、ポリスチレン(1.59)である。これら平均屈折率の仮定値と膜厚を入力することで、KOBRA 21ADHまたはWRはnx、ny、nzを算出する。この算出されたnx、ny、nzよりNz=(nx-nz)/(nx-ny)が更に算出される。
 なお、本明細書では、「可視光」とは、380nm~780nmのことをいう。また、本明細書では、測定波長について特に付記がない場合は、測定波長は550nmである。
 また、本明細書において、角度(例えば「90°」等の角度)、およびその関係(例えば「直交」、「平行」、および「交差」等)については、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。例えば、厳密な角度±10°未満の範囲内であることなどを意味し、厳密な角度との誤差は、5°以下であることが好ましく、3°以下であることがより好ましい。
 本明細書において、「遅相軸」は、屈折率が最大となる方向を意味する。また、本明細書で「正面」とは、表示面に対する法線方向を意味する。
[光変換部材]
 本発明の一態様にかかる光変換部材は、入射する励起光により励起され蛍光を発光する量子ドットを含む光変換層、および、ポリビニルアセタール樹脂層、を含む。先に記載したように、ポリビニルアセタール樹脂層をバリア層として、好ましくは封止材として設けることにより、光変換層の透明性を低下させることなく、耐候性を向上することができる。
 以下、上記光変換部材について、更に詳細に説明する。なお光変換部材、光変換層は、波長変換部材、波長変換層と呼ぶこともできる。
光変換層
 光変換層は、少なくとも一種の量子ドットを含み、発光特性の異なる二種以上の量子ドットを含むこともできる。公知の量子ドットには、600nm~680nmの範囲の波長帯域に発光中心波長を有する量子ドットA、500nm~600nmの範囲の波長帯域に発光中心波長を有する量子ドットB、400nm~500nmの波長帯域に発光中心波長を有する量子ドットCがあり、量子ドットAは、励起光により励起され赤色光を発光し、量子ドットBは緑色光を、量子ドットCは青色光を発光する。例えば、量子ドットAと量子ドットBを含む光変換層へ励起光として青色光を入射させると、量子ドットAにより発光される赤色光、量子ドットBにより発光される緑色光と、光変換層を透過した青色光により、白色光を具現化することができる。または、量子ドットA、B、およびCを含む光変換層に励起光として紫外光を入射させることにより、量子ドットAにより発光される赤色光、量子ドットBにより発光される緑色光、および量子ドットCにより発光される青色光により、白色光を具現化することができる。量子ドットは、通常、ナノオーダーのサイズを有する半導体結晶(半導体ナノ結晶)粒子、または半導体ナノ結晶表面が有機リガンドで修飾された粒子、もしくは半導体ナノ結晶表面がポリマー層で被覆された粒子である。量子ドットの発光波長は、通常、粒子の組成、サイズ、ならびに組成およびサイズにより調整することができる。
 量子ドットの一例としては、CdSe、CdTe、CdS、ZnSe、ZnTe、ZnS、HgTe、またはHgSなどのII-VI族化合物が挙げられる。
 また、量子ドットの好ましい態様としては、コアシェル構造を有するものを挙げることもできる。コアとなる粒子に、より広いバンドギャップを持つシェルを被覆することで、量子効率を大きく向上することができ、高い発光効率を有する量子ドットを得ることができる。コアとしては、例えば、CdSe、CdTe、CdS、ZnSe、ZnTe、ZnS、HgTe、およびHgSからなる群から選択されるいずれか1つを挙げることができる。シェルとしては、CdSe、CdTe、CdS、ZnSe、ZnTe、ZnS、HgTe、およびHgSからなる群から選択されるいずれか1つを挙げることができる。さらに、InPなどのIII-V族化合物でもよい。
 コアシェル構造を有する量子ドットのより好ましい態様としては、シェルが多層構造である、いわゆるコア・マルチシェル構造を有する量子ドットを挙げることができる。バンドギャップの広いコアに、バンドギャップの狭いシェルを1層または2層以上積層し、更にこのシェルの上に、広いバンドギャップを有するシェルを積層することで、より一層発光効率の高い量子ドットを得ることができる。
 量子ドットとしては、半導体結晶粒子の表面が有機リガンドにより被覆されているもの、および保護層により被覆されているものを挙げることもできる。有機リガンドにより修飾することにより、または保護層により被覆することによって、量子ドットの化学的安定性を向上することができる。有機リガンドとしては、例えば、ピリジン、メルカプトアルコール、チオール、ホスフィン、およびホスフィン酸化物などを挙げることができる。一方、保護層は、エポキシ、シリコン、アクリル系樹脂、ガラス、カーボネート系樹脂、またはそれらの混合物などを使用してもよい。
 以上説明した量子ドットは、公知の方法で合成することができ、また市販品としても入手可能である。詳細については、例えばUS2010/123155A1、特表2012-509604号公報、米国特許第8425803号、特開2013-136754号公報、WO2005/022120、特表2006-521278号公報等を参照できる。
 ところで量子ドットとしては、カドミウムを含むものが知られているが、近年、環境負荷低減の観点から、量子ドットのカドミウムフリー化が進められている。ただしカドミウムフリーの量子ドットは、カドミウム含有量子ドットと比べ酸素等により劣化しやすい。これに対し本発明の一態様では、ポリビニルアセタール樹脂層により光変換層に含まれる量子ドットの劣化を防ぐことができる。したがって、本発明の一態様によれば、カドミウムフリー材料である量子ドットを含む光変換部材の耐候性を高めることができる。
 光変換部材における光変換層は、量子ドットを有機マトリックス中に含むことができる。有機マトリックスは、通常、重合性組成物を光照射等により重合させた重合体である。光変換層の形状は特に限定されるものではなく、シート状、バー状等の任意の形状であることができる。
 光変換層は、好ましくは塗布法により作製される。具体的には、量子ドットを含む重合性組成物(硬化性組成物)をガラスなどの基材上等に塗布し、次いで光照射等により硬化処理を施すことにより光変換層を得ることができる。
 重合性組成物の作製に用いる重合性化合物は特に限定されるものではない。硬化後の硬化被膜の透明性、密着性等の観点からは、単官能または多官能(メタ)アクリレートモノマー等の(メタ)アクリレート化合物や、そのポリマー、プレポリマー等が好ましい。なお本発明および本明細書において、「(メタ)アクリレート」との記載は、アクリレートとメタクリレートとの少なくとも一方、または、いずれかの意味で用いるものとする。「(メタ)アクリロイル」等も同様である。
 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。それらの具体例については、WO2012/077807A1段落0022を参照できる。
 上記(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1分子内に1個有するモノマーと共に、(メタ)アクリロイル基を分子内に2個以上有する多官能(メタ)アクリレートモノマーを併用することもできる。その詳細については、WO2012/077807A1段落0024を参照できる。また、多官能(メタ)アクリレート化合物として、特開2013-043382号公報段落0023~0036に記載のものを用いることもできる。更に、特許第5129458号明細書段落0014~0017に記載の一般式(4)~(6)で表されるアルキル鎖含有(メタ)アクリレートモノマーを使用することも可能である。
 多官能(メタ)アクリレートモノマーの使用量は、重合性組成物に含まれる重合性化合物の全量100質量部に対して、塗膜強度の観点からは、5質量部以上とすることが好ましく、組成物のゲル化抑制の観点からは、95質量部以下とすることが好ましい。また、同様の観点から、単官能(メタ)アクリレートモノマーの使用量は、重合性組成物に含まれる重合性化合物の全量100質量部に対して、5質量部以上、95質量部以下とすることが好ましい。また、重合性組成物全量に占める全重合性化合物の含有量は、10~99.99質量%程度とすることが好ましい。
 上記重合性組成物は、重合開始剤としては、公知のラジカル開始剤を含むことができる。重合開始剤については、例えば、特開2013-043382号公報段落0037を参照できる。重合開始剤は、重合性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。
 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、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。
 好ましい一態様では、上記重合性組成物は、ボロン酸含有化合物およびボロン酸エステル含有化合物からなる群から選ばれるボロン酸系化合物を一種以上含む。ボロン酸系化合物は、光変換層と隣接層との密着性向上に寄与し、特に、ポリビニルアセタール樹脂層が、光変換層に直接接する隣接層として含まれる場合、光変換層とポリビニルアセタール樹脂層との密着性を大きく高めることができる。これによりポリビニルアセタール樹脂層によるバリア効果がより良好に発揮されるため、耐候性をより一層向上することができる。ここで、直接接するとは、接着層などの他の層を介さずに二層が隣接配置されていることをいうものとする。
 好ましいボロン酸系化合物としては、
   一般式(Ia) T-X1-Q
で表されるボロン酸系化合物を挙げることができる。一般式(Ia)中、X1は二価の連結基、水素原子、または、置換もしくは無置換のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基またはヘテロアリール基を表し、Tは重合性基を有する置換基を表し、Qは、ボロン酸またはボロン酸エステルを表す。但し、Tを有していなくてもよく、Tを有する場合にはX1は二価の連結基を表す。一般式(Ia)の詳細については、特開2012-150428号公報段落0144~0167を参照できる。
 以上説明した量子ドットを含む重合性組成物を、適当な支持体上に塗布、乾燥して溶媒を除去するとともに、その後、光照射等により重合硬化させて、量子ドット層を得ることができる。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。また、硬化条件は、使用する重合性化合物の種類や重合性組成物の組成に応じて、適宜設定することができる。
 光変換層の総厚は、十分な励起光透過率を得る観点からは500μm以下であることが好ましく、十分な蛍光を得る観点からは1μm以上であることが好ましい。より好ましくは100~400μmの範囲である。また、光変換層は、二層以上の積層構造であってもよく、二種以上の異なる発光特性を示す量子ドットを同一の層に含む量子ドット層を有してもよい。光変換層が複数の量子ドット層を有する場合、一層の膜厚は、好ましくは1~300μmの範囲であり、より好ましくは10~250μmの範囲である。
ポリビニルアセタール樹脂層
 本発明の一態様にかかる光変換部材は、以上説明した光変換層を、ポリビニルアセタール樹脂層により保護することで、量子ドットの劣化による耐候性低下を防ぐことができる。
 ポリビニルアセタール樹脂層は、接着層等の他の層を介して光変換層上に設けることもできる。ここで接着剤層等としては、公知のものを何ら制限なく使用することができる。耐候性のより一層の向上の観点からは、光変換層に直接接する隣接層として、ポリビニルアセタール樹脂層を設けることが好ましい。
 光変換層は、おもて面、裏面の2つの主表面と4つの側面から構成され、少なくともいずれかの表面上にポリビニルアセタール樹脂層が設けられる。耐候性向上の点からは、より広範な面積をポリビニルアセタール樹脂層により保護することが好ましい。この点から、ポリビニルアセタール樹脂層は、好ましくはいずれか一方の主表面上に設けられ、より好ましくは両主表面上に設けられ、より一層好ましくは両主表面と4つの側面の全表面上に、即ち、封止材として設けられる。
 ポリビニルアセタール樹脂層は、少なくともポリビニルアセタールを含み、その含有割合は、ポリビニルアセタール樹脂層の重量を100%として40質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましく、60質量%以上であることが更に好ましく、80質量%以上であることがより一層好ましい。ポリビニルアセタールによるバリア性を損なわない限り、ポリビニルアセタール以外の樹脂と混合することも可能であり、また、無機物(酸化チタン、タルク等)を混合することも可能である。特に好ましい態様では、樹脂成分の全量がポリビニルアセタールである。
 ポリビニルアセタールとしては、ポリビニルアセタール中のビニルアセテート成分が20モル%以下のものが好ましく、5モル%以下のものがより好ましく、2モル%以下のものがさらに好ましい。
 ポリビニルアセタールは、通常ビニルアセタール成分、ビニルアルコール成分およびビニルアセテート成分から構成されており、これらの各成分量は、例えば、JIS K 6728:1977年「ポリビニルブチラール試験方法」や核磁気共鳴法(NMR)に基づいて測定することができる。
 ポリビニルアセタールが、ビニルアセタール成分以外の成分を含む場合は、通常ビニルアルコールの成分量とビニルアセテートの成分量を測定し、ポリビニルアセタールの全量からこれらの両成分量を差し引くことで、残りのビニルアセタール成分の量を算出することができる。
 ポリビニルアセタールとしては、ポリビニルアルコールにアルデヒド類を反応させてなるものを用いることができる。このようなポリビニルアセタールは、公知の方法により製造することができる。
 ポリビニルアセタールの平均重合度は、良好な成膜を可能にする観点からは、100~5000の範囲であることが好ましく、400~3000の範囲であることがより好ましく、600~2500の範囲であることがさらに好ましく、700~2300の範囲であることが一層好ましく、750~2000の範囲であることがより一層好ましい。ポリビニルアセタールの平均重合度は、原料であるポリビニルアルコールの平均重合度と一致する。ポリビニルアルコールの平均重合度は、例えば、JIS K 6726「ポリビニルアルコール試験方法」に基づいて測定することができる。
 また、ポリビニルアセタールの酸価は、ポリビニルアセタール樹脂層の着色抑制および腐食防止の観点からは、0.50KOHmg/g以下であることが好ましく、0.30KOHmg/g以下であることがより好ましく、0.10KOHmg/g以下であることがさらに好ましく、0.06KOHmg/g以下であることが一層好ましい。また、ポリビニルアセタールの酸価は、例えば0.01KOHmg/g以上であるが、特に限定されるものではない。ここで、ポリビニルアセタールの酸価は、JIS K6728:1977年に準じて測定される値である。
 ポリビニルアセタールの原料として用いられるポリビニルアルコール、アルデヒド、およびポリビニルアセタールの調製方法などの詳細については、特許第5231686号明細書段落0028~0039、0052、0053~0060を参照できる。アルデヒドとしては、同明細書段落0035に記載の各種アルデヒドを例示することができる。アルデヒドとしては、炭素数2~6程度のものが望ましく、より一層の耐候性向上を考慮すると、ブチルアルデヒドが好ましい。即ち、本発明の一態様において好適に用いられるポリビニルアセタールは、ポリビニルブチラールである。
 ポリビニルアセタール樹脂層には、成膜性向上等の観点から適量の可塑剤を添加することもできるが、添加する場合、可塑剤の含有量は、ポリビニルアセタール100質量部に対して10質量部以下であることが好ましい。可塑剤により、ポリビニルアセタール樹脂層の透湿度が高まりポリビニルアセタール樹脂層によるバリア効果が低下するからである。可塑剤の添加量は、ポリビニルアセタール100質量部に対して8質量部以下であることがより好ましく、5質量部以下であることが更に好ましく、4質量部未満であることが一層好ましく、3質量部以下であることが更に一層好ましく、2質量部以下であることがなお一層好ましく、0質量部であってもよい。使用可能な可塑剤の詳細については、特許第5231686号明細書段落0042~0043を参照できる。また、ポリビニルアセタール樹脂層は、公知の添加剤を含むこともできる。使用可能な添加剤の詳細については、特許第5231686号明細書段落0044~0049を参照できる。
 以上説明したポリビニルアセタールを単独で、または必要に応じて適量の添加剤を配合し、均一に混練した後、押出し法、カレンダー法、プレス法、キャスティング法、インフレーション法等、公知の製膜方法によりシートを作製し、これを光変換層に貼り合せることで光変換層上にポリビニルアセタール樹脂層を設けることができる。シートの作製方法の詳細については、特許第5231686号明細書段落0051を参照できる。貼り合せは、例えば、接着層により、接着剤を用いるラミネートにより、または接着剤を用いないラミネート(熱圧着)により行うことができる。熱圧着によるラミネートによれば、光変換部材と直接接する隣接層としてポリビニルアセタール樹脂層を設けることができるため、耐候性の更なる向上の点から好ましい。
 ポリビニルアセタール樹脂層の厚さは、特に限定されないが、厚いほどラミネートが容易であり、薄いほどコスト面で有利である。以上の点から、ポリビニルアセタール樹脂層の厚さは、10~10,000μmの範囲であることが好ましく、50~3,000μmの範囲であることがより好ましく、100~1,000μmの範囲であることがさらに好ましい。
 以上説明した光変換部材は、液晶表示装置の構成部材として用いることができる。一態様では、液晶表示装置の液晶パネルの構成部材として、他の一態様ではバックライトユニットの構成部材として用いることができる。これら態様の詳細は、後述する。
[偏光板、液晶パネル]
 本発明の更なる態様は、
 上記光変換部材と、
 円偏光を出射するコレステリック液晶層である偏光子と、
を含み、光変換部材とコレステリック液晶層との間に、光変換部材のポリビニルアセタール樹脂層と直接接する隣接層としてλ/4板を有する。
 通常、λ/4板を作製するためには、λ/4板に含まれる液晶性化合物を配向させるための配向膜が用いられる。これに対し上記偏光板では、λ/4板作製のための配向膜としての機能を、光変換層を保護するためのポリビニルアセタール樹脂層が果たすことができる。このように、ある層が2つの機能を果たし構成部材数を低減することにより、液晶表示装置の薄型化および軽量化を実現することができる。
 本発明の更なる態様は、液晶セルと、上記偏光板と、を少なくとも含む液晶パネルに関する。
 上記偏光板は、偏光子から出射される円偏光をλ/4板により直線偏光に変換し液晶セルに入射させることができるため、好ましい一態様では、液晶パネルのバックライト側偏光板として用いられる。この場合、光変換部材がλ/4板と液晶セルとの間に配置される。上記液晶パネルでは、光変換部材が液晶セルと対向配置され、λ/4板と液晶セルとの間に光変換部材が配置されている。したがって、偏光子から出射された円偏光はλ/4板により直線偏光に変化され光変換部材に入射し、光変換部材において光変換(波長変換)されて液晶セルに入射することができる。他の一態様では、上記光変換部材を有する偏光板は、反射偏光子を含み、いわゆる輝度向上膜として、バックライト側偏光板のバックライト側表面上に配置される。
 以下、上記偏光板および液晶パネルについて、更に詳細に説明する。
(偏光板)
 上記偏光板に含まれるコレステリック液晶層は、少なくとも偏光機能を有するものであればよく、好ましくは反射偏光子としての機能を有する。反射偏光子とは、入射光の中の第一の偏光状態の光を反射し、第二の偏光状態の光を透過する機能を有する。反射偏光子により反射された第一の偏光状態の光は、バックライトユニットに含まれる反射部材(導光器、光共振器と言われることもある。)により、その方向および偏光状態をランダム化され再循環される。これにより、液晶表示装置の表示面の輝度を向上させることができる。即ち、偏光子として反射偏光子を含む態様では、上記偏光板は、輝度向上膜として機能することができる。反射偏光子を透過した第二の偏光状態(例えば、左円偏光)の光は、λ/4板により直線偏光に変換され、液晶セルに入射することができる。偏光子(直線偏光子)を透過することができる。λ/4板は、単層であっても、2層以上の積層体であってもよく、2層以上の積層体であることが好ましい。
 円偏光を出射する反射偏光子として使用されるコレステリック液晶層は、好ましくは、
 430~480nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有し、円偏光を出射する、コレステリック液晶相を固定してなる第一の光反射層と、
 500~600nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有し、円偏光を出射する、コレステリック液晶相を固定してなる第二の光反射層と、
 600~650nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有し、円偏光を出射する、コレステリック液晶相を固定してなる第三の光反射層と、
 を含む反射偏光子である。
 ところで、従来の輝度向上膜は、白色光に対する広帯域の光リサイクル機能を付与するため、多層構成、部材の波長分散性を考慮した複雑な設計の上、製造コストが高いという課題があった。これに対し本発明の一態様にかかる液晶パネルは、量子ドットを含む光変換部材を備えるため、RGB波長領域の発光ピークが狭いRGBの輝線光(好ましくは半値幅100nm以下)を得ることができる。したがって、RGB波長領域に狭い反射ピークを有する上記の反射偏光子を用いて光利用率を上げることで、シンプルな構成で、正面輝度、正面コントラストおよび色再現域の向上が可能となる。偏光板の膜厚を薄くする観点から、上記反射偏光子はコレステリック液晶層として、第一の光反射層、第二の光反射層、第三の光反射層のみを有することが好ましく、すなわちその他のコレステリック液晶層を有さないことが好ましい。
 以下、上記の光反射層について説明する。
 第一の光反射層は、430~480nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有する。
 第一の光反射層の反射中心波長は、430~470nmの波長帯域にあることが好ましい。
 第一の光反射層の反射率のピークの半値幅は、100nm以下であることが好ましく、80nm以下であることがより好ましく、70nm以下であることが特に好ましい。
 第二の光反射層は、500~600nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有する。
 第二の光反射層の反射中心波長は、520~560nmの波長帯域にあることが好ましい。
 第二の光反射層の反射率のピークの半値幅は、100nm以下であることが好ましく、80nm以下であることがより好ましく、70nm以下であることが特に好ましい。
 第三の光反射層は、600~650nmの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が100nm以下である反射率のピークを有する。
 第三の光反射層の反射中心波長は、610~640nmの波長帯域にあることが好ましい。
 第三の光反射層の反射率のピークの半値幅は、100nm以下であることが好ましく、80nm以下であることがより好ましく、70nm以下であることが特に好ましい。
 ピークを与える波長(すなわち反射中心波長)は、コレステリック液晶層のピッチまたは屈折率を変えることにより調整することができるが、ピッチを変えることはキラル剤の添加量を変えることによって容易に調整可能である。具体的には富士フイルム研究報告No.50(2005年)pp.60-63に詳細な記載がある。
 第一、第二、第三の光反射層の積層順について説明する。いずれの順番でも正面輝度を向上させることができる。ただし、斜め方位では第一、第二、第三の光反射層の影響で色づきが発生する。この理由は以下の2つである。1つ目の理由は、斜め方位において、光反射層の反射率のピーク波長は正面のピーク波長に対して短波側にシフトすることである。例えば、500~600nmの波長帯域に反射中心波長を有する光反射層は、斜め方位では400~500nmに波長帯域に中心波長がシフトする。もう1つの理由は、光反射層は反射しない波長領域においては負のCプレート(Rthでは正の位相差板)として作用するため、斜め方位ではレターデーションの影響で色づきが発生する。本発明者らは、上記の色づきの理由を詳細に検討した結果、第一、第二、第三の光反射層の積層順によって、色づき抑止に最も好ましい配置順があることを見出した。すなわち、バックライトユニット(光源)側から見て、最も波長の小さい第一の光反射層を光源側に位置させ(Blue層:B)、次に最も波長の大きい第三の光反射層を位置させ(Red層:R)、次に中間の波長の第二の光反射層(Green層:G)を位置させることが、最も好ましい。すなわち、バックライトユニット(光源)側から順に、BRG(第一の光反射層、第三の光反射層、第二の光反射層)の順となる。
 第一、第二、第三の光反射層の積層順は、バックライトユニット側から順にBRG(第一の光反射層、第三の光反射層、第二の光反射層)、BGR(第一の光反射層、第二の光反射層、第三の光反射層)、GBR(第二の光反射層、第一の光反射層、第三の光反射層)、GRB(第二の光反射層、第三の光反射層、第一の光反射層)、RBG(第三の光反射層、第一の光反射層、第二の光反射層)またはRGB(第三の光反射層、第二の光反射層、第一の光反射層)という配置順のいずれかであり;
 バックライトユニット側から順にBRG(第一の光反射層、第三の光反射層、第二の光反射層)、BGR(第一の光反射層、第二の光反射層、第三の光反射層)またはGBR(第二の光反射層、第一の光反射層、第三の光反射層)という配置順であることが好ましく;
 バックライトユニット側から順にBRG(第一の光反射層、第三の光反射層、第二の光反射層)というという配置順であることがより好ましい。
 上記コレステリック液晶相を固定してなる光反射層の製造方法は、特に制限はないが、例えば、特開平1-133003号公報、特許3416302号、特許3363565号、特開平8-271731号公報に記載の方法を用いることができ、これらの公報の内容は本発明に組み込まれる。より詳しくは、特開平8-271731号公報段落0011~0015を参照できる。
 λ/4板は、反射偏光子から出射された円偏光を直線偏光に変換するための層である。同時に、厚さ方向のレターデーション(Rth)を調節することで、斜め方位から見た場合に発生する正の厚さ方向の位相差をキャンセルすることが可能となる。
 従って、λ/4板の厚さ方向のレターデーション(Rth)は、0に近い値であれば好ましく、負の値を有することが更に好ましい。好ましいRth値は、光反射層の層順に依存して異なる。これは、前述したように光反射層は反射しない波長領域においては負のCプレートすなわち正のRthの位相差板として作用するため、光反射層の順序が、好ましいレターデーションを与える波長に直接影響するためである。第一、第二および第三の光反射層の配置順序に応じた、好ましいλ/4板のRthの範囲は以下の表1に示す通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 上記λ/4板は、波長550nmにおける面内方向のレターデーションRe(550)が、下記式(2)を満たすことが好ましい。
550/(4-25)<Re(550)<550/(4+25) …(2)
 式(2)は、より好ましくは下記式(2’)であり、更に好ましくは下記式(2’’)である。
式(2’) 550nm/4-15nm<Re(550)<550nm/4+15nm
式(2’’) 550nm/4-5nm<Re(550)<550nm/4+5nm
 上記λ/4板は、更に、下記(1)、(3)および(4)を満たすことが好ましい。
式(1) 450nm/4-25nm<Re(450)<450nm/4+25nm
式(3) 630nm/4-25nm<Re(630)<630nm/4+25nm
式(4) Re(450)<Re(550)<Re(630)
 式(1)、(3)、(4)は、好ましくは下記式(1’)、(3’)、(4’)である。
式(1’) 450nm/4-15nm<Re(450)<450nm/4+15nm
式(3’) 630nm/4-15nm<Re(630)<630nm/4+15nm
式(4’) Re(450)<Re(550)<Re(630)
 式(1)、(3)、(4)は、更に好ましくは下記式(1’’)、(3’’)、(4’’)である。
式(1’’) 450nm/4-5nm<Re(450)<450nm/4+5nm
式(3’’) 630nm/4-5nm<Re(630)<630nm/4+5nm
式(4’’) Re(450)<Re(550)<Re(630)
 λ/4板の製造方法としては、特に制限はない。位相差フィルムの重畳体からなる1/4波長板としては、例えば単色光に対して1/2波長の位相差を与えるものと、1/4波長の位相差を与えるものとを、それらの光軸を交差させて積層したものが挙げられる。単色光に対して1/2波長または1/4波長の位相差を与える位相差フィルムの複数枚をそれらの光軸を交差させて積層することにより、複屈折光の屈折率差(△n)と厚さ(d)の積(△nd)で定義されるレターデーションの波長分散を重畳ないし加減できて任意に制御でき、全体としての位相差を1/4波長に制御しつつ波長分散を抑制して、広い波長域にわたり1/4波長の位相差を示す波長板とすることができる。λ/4板の製造方法としては、例えば特開平8-271731号公報に記載の方法を用いることができ、この公報の内容は本発明に組み込まれる。より詳しくは、特開平8-271731号公報段落0016~0024を参照できる。
 一方、好ましくは式(2)、より好ましくは式(1)~(4)を満たすλ/4板は、以下のλ/2板およびλ/4板として用いられる光学異方性層の積層体として調製したものを用いることもできる。
 λ/2板およびλ/4板として用いられる光学異方性層は、液晶化合物を主成分とする硬化性組成物の1種または複数種から形成することができる。液晶化合物は、重合性基を有する液晶化合物が好ましい。好ましくは式(2)、より好ましくは式(1)~(4)を満たすλ/4板に使用されるλ/4板は、支持体自身で目的のλ/4機能を有する光学異方性支持体であってもよいし、ポリマーフィルムからなる支持体上に光学異方性層等を有していてもよい。後者の場合、支持体上に他の層を積層させることで所望のλ/4機能を持たせる。光学異方性層の構成材料については特に制限されない。液晶性化合物を含有する組成物から形成され、液晶性化合物の分子の配向によって発現された光学異方性を示す層であっても、ポリマーフィルムを延伸してフィルム中の高分子を配向させて発現させた光学異方性を有する層であっても、双方の層を有していてもよい。すなわち、1枚または2枚以上の二軸性フィルムによって構成することができるし、またCプレートとAプレートとの組合せ等、一軸性フィルムを2枚以上組合せることでも構成することができる。1枚以上の二軸性フィルムと、1枚以上の一軸性フィルムとを組み合わせることによっても構成することもできる。
 ここで、好ましくは式(2)、より好ましくは式(1)~(4)を満たすλ/4板に用いられる「λ/4板」とは、特定の波長λnmにおける面内レターデーションRe(λ)が
  Re(λ)=λ/4
を満たす光学異方性層のことをいう。上式は可視光域のいずれかの波長(例えば、550nm)において達成されていればよいが、波長550nmにおける面内レターデーションRe(550)が
  115nm≦Re(550)≦155nm
であることが好ましく、120nm~145nmの範囲であることがより好ましい。この範囲であると、後述するλ/2板と組み合わせたときに、反射光の光漏れを視認されない程度まで低減できるため好ましい。
 好ましくは式(2)、より好ましくは式(1)~(4)を満たすλ/4板に使用されるλ/2板は、支持体自身で目的のλ/2機能を有する光学異方性支持体であってもよいし、ポリマーフィルムからなる支持体上に光学異方性層等を有していてもよい。後者の場合、支持体上に他の層を積層させることで所望のλ/2機能を持たせる。光学異方性層の構成材料については特に制限されない。液晶性化合物を含有する組成物から形成され、液晶性化合物の分子の配向によって発現された光学異方性を示す層であっても、ポリマーフィルムを延伸してフィルム中の高分子を配向させて発現させた光学異方性を有する層であっても、双方の層を有していてもよい。すなわち、1枚または2枚以上の二軸性フィルムによって構成することができるし、またCプレートとAプレートとの組合せ等、一軸性フィルムを2枚以上組合せることでも構成することができる。1枚以上の二軸性フィルムと、1枚以上の一軸性フィルムとを組み合わせることによっても構成することもできる。
 ここで、好ましくは式(2)、より好ましくは式(1)~(4)を満たすλ/4板(C)に用いられる「λ/2板」とは、特定の波長λnmにおける面内レターデーションRe(λ)が
  Re(λ)=λ/2
を満たす光学異方性層のことをいう。上式は可視光域のいずれかの波長(例えば、550nm)において達成されていればよい。さらに、好ましくは、λ/2板の面内レターデーションRe1がλ/4板の面内レターデーションRe2に対し実質的に2倍であるように設定される。
 ここで、「レターデーションが実質的に2倍である」とは、
  Re1=2×Re2±50nm
であることを意味する。
  Re1=2×Re2±20nm
であることがより好ましく、
  Re1=2×Re2±10nm
であることがさらに好ましい。上式は可視光域のいずれかの波長において達成されていればよく、波長550nmにおいて達成されていることが好ましい。この範囲であると、上述のλ/4板と組み合わせたときに、反射光の光漏れを視認されない程度まで低減できるため好ましい。
 上記光変換部材および反射偏光子を含む偏光板が輝度向上膜としてバックライト側偏光板上に配置される場合、反射偏光子から出射されλ/4板を透過した直線偏光の方向は、バックライト側偏光板の透過軸方向と平行となるよう積層される。
 λ/4板が単層の場合には、λ/4板の遅相軸方向と偏光板の吸収軸方向のなす角は45°になる。
 λ/4板がλ/4板とλ/2板の積層体の場合には、それぞれの遅相軸方向と偏光板の吸収軸方向のなす角は、次のような位置関係となる。
 λ/2板の波長550nmにおけるRthが負である場合には、λ/2板の遅相軸方向と偏光板の吸収軸方向とのなす角が75°±8°の範囲であることが好ましく、75°±6°の範囲であることがより好ましく、75°±3°の範囲であることがさらに好ましい。さらにこのとき、λ/4板の遅相軸方向と偏光板の吸収軸方向とのなす角が15°±8°の範囲であることが好ましく、15°±6°の範囲であることがより好ましく、15°±3°の範囲であることがさらに好ましい。上記の範囲であると、反射光の光漏れを視認されない程度まで低減できるため好ましい。
 また、λ/2板の波長550nmにおけるRthが正である場合には、λ/2板の遅相軸方向と偏光板の吸収軸方向とのなす角が15°±8°の範囲であることが好ましく、15°±6°の範囲であることがより好ましく、15°±3°の範囲であることがさらに好ましい。さらにこのとき、λ/4板の遅相軸方向と偏光板の吸収軸方向とのなす角が75°±8°の範囲であることが好ましく、75°±6°の範囲であることがより好ましく、75°±3°の範囲であることがさらに好ましい。上記の範囲であると、反射光の光漏れを視認されない程度まで低減できるため好ましい。
 光学異方性支持体の材料について特に制限はない。光学異方性支持体の材料として使用可能なポリマーフィルムについては、例えば、特開2012-108471号公報段落0030を参照できる。
 λ/2板およびλ/4板がポリマーフィルム(透明支持体)と光学異方性層との積層体である場合、光学異方性層は、液晶性化合物を含有する組成物から形成された層を少なくとも一層含んでいることが好ましい。即ち、ポリマーフィルム(透明支持体)と液晶性化合物を含有する組成物から形成された光学異方性層との積層体であることが好ましい。透明支持体には光学異方性が小さいポリマーフィルムを用いてもよいし、延伸処理などにより光学異方性を発現させたポリマーフィルムを用いてもよい。支持体は光透過率が80%以上であることが好ましい。
 λ/2板およびλ/4板が有してもよい光学異方性層の形成に用いられる液晶性化合物の種類については特に制限されない。詳細については、例えば、特開2012-108471号公報段落0032および0033を参照できる。
 一般的に、液晶化合物はその形状から、棒状タイプと円盤状タイプに分類できる。さらにそれぞれ低分子と高分子タイプがある。高分子とは一般に重合度が100以上のものを指す(高分子物理・相転移ダイナミクス,土井 正男 著,2頁,岩波書店,1992)。本発明では、いずれの液晶化合物を用いることもできるが、棒状液晶化合物または円盤状液晶化合物を用いることが好ましい。2種以上の棒状液晶化合物、2種以上の円盤状液晶化合物、または棒状液晶化合物と円盤状液晶化合物との混合物を用いてもよい。温度変化や湿度変化を小さくできることから、反応性基を有する棒状液晶化合物または円盤状液晶化合物を用いて形成することがより好ましく、少なくとも1つは1液晶分子中の反応性基が2以上あることがさらに好ましい。液晶化合物は二種類以上の混合物でもよく、その場合少なくとも1つが2以上の反応性基を有していることが好ましい。
 棒状液晶化合物としては、例えば、特表平11-513019号公報や特開2007-279688号公報に記載のものを好ましく用いることができ、ディスコティック液晶化合物としては、例えば、特開2007-108732号公報や特開2010-244038号公報に記載のものを好ましく用いることができるが、これらに限定されない。
 λ/2板およびλ/4板が、液晶性化合物を含有する光学異方性層を含む場合、光学異方性層は一層のみからなっていてもよいし、二層以上の光学異方性層の積層体であってもよい。
 光学異方性層の形成については、例えば、特開2012-108471号公報段落0035、0201、0202~0211を参照できる。
 光学異方性層を支持する透明支持体(ポリマーフィルム)の面内のレターデーション(Re)は0~50nmであることが好ましく、0~30nmであることがより好ましく、0~10nmであることがさらに好ましい。上記の範囲であると、反射光の光漏れを視認されない程度まで低減できるため好ましい。
 また、上記支持体の厚さ方向のレターデーション(Rth)は、その上または下に設けられる光学異方性層との組み合わせによって選択することが好ましい。それによって、斜め方向から観察したときの反射光の光漏れ、および色味付きを低減することができる。
 支持体を構成するポリマーの例としては、例えば特開2012-108471号公報段落0213に記載のものが挙げられる。中でもトリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、ポリエチレンテレフタレート、脂環式構造を有するポリマーが好ましく、特にトリアセチルセルロースが好ましい。
 透明支持体の厚さは、例えば10μm~200μm程度であり、好ましくは10μm~80μmであり、20μm~60μmであることが外光反射の抑制の点で好ましい。また、透明支持体は複数枚の積層からなっていてもよい。透明支持体とその上に設けられる光学異方性層との接着を改善するため、透明支持体に表面処理(例、グロー放電処理、コロナ放電処理、紫外線(UV)処理、火炎処理)を施してもよい。透明支持体の上に、接着層(下塗り層)を設けてもよい。また、透明支持体や長尺の透明支持体には、搬送工程でのすべり性を付与したり、巻き取った後の裏面と表面の貼り付きを防止するために、平均粒径が10~100nm程度の無機粒子を固形分重量比で5%~40%混合したポリマー層を支持体の片側に塗布や支持体との共流延によって形成したものを用いることが好ましい。
(液晶セル)
 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、通常、2枚の基板と、これら2枚の基板間に位置する液晶層と、を含む。基板は、ガラス基板が一般的であるが、プラスチック基板、またはガラスとプラスチックとの積層体でもよい。プラスチック単独を基板する場合には、PC(ポリカーボネート)、PES(ポリエーテルサルフォン)など面内で光学異方性をほとんど有さない材質が、液晶層による偏光制御を阻害しないため、有用である。1枚の基板の厚さは、一般に50μm~2mmの範囲である。
 液晶セルの液晶層は、通常、二枚の基板の間にスペーサーを挟み込んで形成した空間に液晶を封入して形成される。通常、基板上には、透明電極層が、導電性物質を含む透明な膜として形成される。液晶セルには、更にガスバリア層、ハードコート層、透明電極層の接着に用いるアンダーコート層(下塗り層)等の層が設けられる場合もある。これらの層は、通常、基板上に設けられる。
(偏光子)
 上記光変換部材を含む偏光板以外の偏光板としては、特に限定されるものではなく、液晶表示装置に通常用いられる偏光板を、何ら制限なく使用することができる。例えば、ポリビニルアルコールフィルムを沃素溶液中に浸漬して延伸した延伸フィルム等を偏光子として含む偏光板を用いることができる。偏光子の厚さは特に限定されない。液晶表示装置の薄型化の観点からは、薄いほど好ましく、偏光板のコントラストを維持するためには一定の厚みを有することが好ましい。以上の点から、視認側偏光子、バックライト側偏光子とも、厚みは0.5μm~80μmの範囲であることが好ましく、より好ましくは0.5μm~50μm、更に好ましくは1μm~25μmの範囲である。また、視認側偏光子とバックライト側偏光子の厚みは同じであってもよく、異なっていてもよい。偏光子の詳細については、特開2012-189818号公報段落0037~0046を参照できる。
(保護フィルム)
 偏光板は、通常、偏光子の一方または両方の面に、保護フィルムを有する。本発明の一態様にかかる液晶パネルにおいても、視認側偏光子、バックライト側偏光子は、それぞれ、一方または両方の面に、保護フィルムを有していてもよい。保護フィルムの厚さは適宜設定し得るが、一般には、強度や取扱い等の作業性、薄層化等の点から1~500μm程度であり、1~300μmが好ましく、5~200μmがより好ましく、5~150μmが更に好ましい。なお、視認側偏光子、バックライト側偏光子とも、保護フィルムを介さずに液晶セルと貼り合わせてもよい。液晶セルの、特に基板が、バリア機能を発揮し得るからである。
 偏光板の保護フィルムとしては、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮断性、等方性等に優れる熱可塑性樹脂が好適に用いられる。このような熱可塑性樹脂の具体例としては、トリアセチルセルロース等のセルロース樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、(メタ)アクリル樹脂、環状ポリオレフィン樹脂(ノルボルネン系樹脂)、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、およびこれらの混合物が挙げられる。保護フィルムとして使用可能な樹脂の詳細については、特開2012-189818号公報段落0049~0054を参照できる。
 偏光板保護フィルムとしては、熱可塑性樹脂フィルム上に一層以上の機能層を有するものを使用することもできる。機能層としては、低透湿層、ハードコート層、反射防止層(低屈折率層、中屈折率層、高屈折率層など屈折率を調整した層)、防眩層、帯電防止層、紫外線吸収層などが挙げられる。例えば、偏光板保護フィルムとして低透湿層を有する保護フィルムを用いることは、湿度変化による偏光子の変形を抑制するうえで有効である。これらの機能層については、公知技術を何ら制限なく適用することができる。機能層を有する保護フィルムの層厚は、例えば5~100μmの範囲であり、好ましくは10~80μm、より好ましくは15~75μmの範囲である。なお熱可塑性樹脂フィルムなしで、機能層のみを偏光子に積層することも可能である。
(接着層、粘着層)
 偏光子と保護フィルムは、公知の接着層ないし粘着層により貼り合わせることができる。詳細については、例えば、特開2012-189818号公報段落0056~0058、特開2012-133296号公報段落0061~0063を参照できる。また、本発明の一態様にかかる液晶パネル、液晶表示装置、偏光板および偏光板保護フィルムでは、層間および部材間を貼り合わせる場合、公知の接着剤ないし粘着層を用いることができる。上述の光変換部材を備えた偏光板と他の部材(例えば、液晶セルまたはバックライト側偏光板)との貼り合せにも、公知の接着剤層ないし粘着層を用いることができる。または、接着剤を用いるラミネート、または接着剤を使用しないラミネート(熱圧着)により、層間および部材間を貼り合せることもできる。
(位相差層)
 視認側偏光板およびバックライト側偏光板は、液晶セルとの間に、少なくとも一層の位相差層を有することもできる。例えば、液晶セル側のインナー側偏光板保護フィルムとして、位相差層を有していてもよい。このような位相差層としては、公知のセルロースアシレートフィルム等を用いることができる。
 なお後述する第二の液晶表示装置に含まれる液晶パネルについては、本発明の一態様にかかる光変換部材がバックライトユニットに配置されている点以外、上記記載を参照できる。
[第一の液晶表示装置]
 本発明の更なる態様は、上記液晶パネルと、光源を含むバックライトユニットと、を含む液晶表示装置(第一の液晶表示装置)、に関する。バックライトユニットの構成については、後述の記載を参照できる。また、液晶表示装置の構成についても、後述する。
 以上の記載では、本発明の一態様にかかる光変換部材を液晶パネルに含む態様について説明したが、本発明の一態様にかかる光変換部材は、バックライトユニットの構成部材として用いることもできる。その詳細を、以下に説明する。
[バックライトユニット]
 本発明の更なる態様は、上記光変換部材と、光源と、を含むバックライトユニットに関する。
 バックライトユニットの構成は、導光板や反射板などを構成部材とするエッジライト方式であっても、直下型方式であってもよい。エッジライト方式では、一態様では、光変換部材は、導光板から出射される光の経路上に配置される。他の一態様では、光変換部材は、導光板と光源との間に配置される。導光板としては、公知のものを何ら制限なく使用することができる。
 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、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、光変換層には、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、光源から発光され光変換部材を透過した青色光と、光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、例えば、紫外光発光ダイオードを用いることができる。この場合、光変換層には、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、光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、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が、青色光のうち460nmよりも短波長の光を選択的に透過する青色用波長選択フィルタを有することも、好ましい。
 また、バックライトユニットが、赤色光のうち630nmよりも長波長の光を選択的に透過する赤色用波長選択フィルタを有することも、好ましい。
 このような青色用波長選択フィルタや赤色用波長選択フィルタとしては特に制限は無く、公知のものを用いることができる。そのようなフィルタは、特開2008-52067号公報などに記載されており、この公報の内容は本発明に組み込まれる。
 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)、輝度向上膜(例えば住友スリーエム社製DBEFシリーズ)、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。
 一態様では、上記バックライトユニットは、上述の本発明の一態様にかかる偏光板、即ち、上記光変換部材と、円偏光を出射するコレステリック液晶層である偏光子と、を含み、光変換部材とコレステリック液晶層との間に、光変換部材のポリビニルアセタール樹脂層と直接接する隣接層としてλ/4板を有する偏光板、を含む。好ましくは、上記偏光板に含まれる偏光子は、反射偏光子である。その詳細は、先に記載した通りである。このような偏光板は、光変換機能と輝度向上機能を兼ね備えている。好ましくは、光変換部材が液晶パネル側に位置し、反射偏光子が光源側に位置するようにバックライトユニットに組み込まれる。これにより、反射偏光子から出射される円偏光を、λ/4板により直線偏光に変換し、次いで光変換部材において光変換(波長変換)した後、液晶パネルに入射させることが可能となる。
 なお、第一の液晶表示装置に含まれるバックライトユニットについては、光変換部材が液晶パネルに配置されている点以外、本発明の一態様にかかるバックライトユニットに関する上記記載を参照できる。
[第二の液晶表示装置]
 本発明の更なる態様は、液晶パネルと、本発明の一態様にかかるバックライトユニットと、を含む液晶表示装置(第二の液晶表示装置)、に関する。
 以下に、第一の液晶表示装置、第二の液晶表示装置の両装置に共通する点について、記載する。
(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。好ましい一態様としては、
 430~480nmの波長帯域に発光中心波長を有し、半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する青色光と、
 500~600nmの波長帯域に発光中心波長を有し、半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する緑色光と、
 600~680nmの波長帯域に発光中心波長を有し、半値幅が100nm以下である発光強度のピークを有する赤色光と、
を発光するバックライトユニットを挙げることができる。
 より一層の輝度および色再現性の向上の観点から、青色光の波長帯域は、450~480nmであることが好ましく、460~470nmであることがより好ましい。
 同様の観点から、緑色光の波長帯域は、520~550nmであることが好ましく、530~540nmであることがより好ましい。
 また、同様の観点から、赤色光の波長帯域は、610~650nmであることが好ましく、620~640nmであることがより好ましい。
 また同様の観点から、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、45nm以下であることがさらに好ましく、40nm以下であることが一層好ましい。これらの中でも、青色光の各発光強度の半値幅が30nm以下であることが、特に好ましい。
 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。
 以上説明した本発明の一態様にかかる液晶表示装置は、優れた耐候性と高い透明性を有し得る光変換部材を含むため、高輝度かつ高い色彩再現性を長期にわたり実現することができるものである。
 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。
 以下の実施例、比較例で用いたポリビニルアルコール(PVA)および作製したポリビニルブチラール(PVB)の評価は、以下の方法で行った。
(PVAの平均重合度)
 JIS K6726:1994年の規定に基づき測定した。前述の通り、ポリビニルアセタールの平均重合度は、原料となるポリビニルアルコールの平均重合度と一致する。
(PVBのビニルアセテート成分の量)
 JIS K6728:1977年の規定に基づき測定した。
(PVBのビニルアルコール成分の量)
 JIS K6728:1977年の規定に基づき測定した。
(PVBの酸価)
 JIS K6728:1977年の規定に基づき測定した。
1.ポリビニルブチラールの製造例
(製造例1)
 撹拌機を取り付けた2m3反応器に、PVA(平均重合度1000、けん化度99モル%)の7.5質量%水溶液1700kg、ブチルアルデヒド74.6kgおよび2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール0.13kgを仕込み、全体を14℃に冷却した。
 ここに、濃度20質量%の硝酸水溶液160.1Lを添加して、PVAのブチラール化を開始した。添加終了後から10分後に昇温を開始し、90分かけて65℃まで昇温し、さらに120分反応を行った。その後、室温まで冷却して析出したPVBをろ過し、PVBに対して10倍量のイオン交換水で10回洗浄した。その後、0.3質量%水酸化ナトリウム水溶液を用いて十分に中和を行い、さらにPVBに対して10倍量のイオン交換水で10回洗浄し、脱水した後、乾燥させ、PVB(PVB-1)を得た。得られたPVBの分析結果を表2に示す。
(製造例2~7)
 製造例1のPVAに代えて、表1に示すPVBの平均重合度と同じ平均重合度を有するPVA(けん化度99モル%)を使用した点以外は製造例1と同様にして、PVB(PVB-2~7)を得た。得られたPVBの分析結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
2.光変換部材、液晶表示装置の製造例(実施例、比較例)
(実施例1)
1.光変換層(量子ドットを含有する有機層)1の作製
 下記の量子ドット分散液1を調製し、孔径0.2μmのポリプロピレン製フィルタでろ過した後、30分間減圧乾燥して塗布液として用いた。この塗布液を、ガラス基板上に塗布した後、窒素下にて160W/cm2の空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて紫外線を照射固定化した後、ガラス基板から剥離した。量子ドットを含有する光変換層1を作製した。光変換層1の膜厚は、280μmであった。
──────────────────────────────────
量子ドットを含有する光変換層1用組成(量子ドット分散液1)
──────────────────────────────────
量子ドット1のトルエン分散液(発光極大:520nm)   10質量部
量子ドット2のトルエン分散液(発行極大:630nm)    1質量部
ラウリルメタクリレート                 2.4質量部
トリメチロールプロパントリアクリレート        0.54質量部
光重合開始剤                    0.009質量部
(イルガキュア819(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)
──────────────────────────────────
 量子ドット1、2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1:InP530―10(NN-labs社製) 
 量子ドット2:InP620-10(NN-labs社製)
2.PVBシートの作製
 製造例1で合成したPVB(PVB-1)に、pH調整用緩衝剤として酢酸25ppmおよび酢酸マグネシウム175ppm(量はPVBの質量に基づく)を添加し、圧力100Kgf/cm2、熱板温度150℃にて10分プレスし、厚さ0.76mmのPVBシート1を作製した。
3.PVB封止光変換部材の作製
 真空ラミネーター(日清紡メカトロニクス株式会社製1522N)の熱板上に、大きさ100mm×100mmPVBシート1、大きさ90mm×90mmの光変換層1、大きさ100mm×100mmのPVBシート1の順に重ね、以下の条件で、接着剤なしでラミネート(熱圧着)し、図1の構成のPVB封止光変換部材1を作製した。
<条件>
熱板温度  :165℃
真空引き時間:12分
プレス圧力 :50kPa
プレス時間 :17分
(実施例2~9)
 PVBシートの作製に用いるPVBを製造例2~9で合成したPVB(PVB2~9)に変更し、実施例2、3ではPVB100質量部に対し表3に示す量の可塑剤を添加した点以外、実施例1と同様の方法で、PVB封止光変換部材2~9を作製した。
 実施例2、3では、可塑剤として、トリエチレングリコール-ジ(2-エチルヘキサノエート)(酸価0.02KOHmg/g)を用いた。
(実施例10)
 光変換層の作製において、量子ドット1の分散液を、特表2012-509604号公報段落0069~0073に記載の方法2により発光極大520nmとなるように合成したコアシェル構造(InP/ZnS)を有するナノ結晶粒子を同公報実施例2に記載の方法により樹脂で被覆した量子ドットを用いてトルエン中1質量%溶液になるように調製した分散液に変更し、量子ドット2の分散液を、上記方法2により発光極大630nmとなるように合成したコアシェル構造(InP/ZnS)を有するナノ結晶粒子を同公報実施例2に記載の方法により樹脂で被覆した量子ドットを用いてトルエン中1質量%溶液になるように調製した分散液に変更した点以外は、実施例1と同様にして、PVB封止光変換部材10を作製した。
(実施例11)
 光変換層の作製において、光変換層10の塗布液に、下記ボロン酸アクリレートを0.002質量部添加した点以外は、実施例10と同様にして、PVB封止光変換部材11を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
(比較例1)
(CdSeナノ結晶の合成)
 特表2006-521278号公報に記載の方法で発光極大520nmとなるように合成したCdSeナノ結晶粒子を作製し、1質量%溶液となるようにトルエンを加えCdSeナノ結晶分散液1を作製した。また、特表2006-521278号公報に記載の方法で発光極大630nmとなるようにCdSeナノ結晶を作製し、1質量%溶液となるようにトルエンを加え、CdSeナノ結晶分散液2を作製した。
(量子ドット分散液Aの作製)
 下記に示すように、量子ドットを含有する分散液Aを作製した。
-------------------------------------------------------------------
量子ドットを含有する光変換層用組成(量子ドット分散液A)
-------------------------------------------------------------------
樹脂:PVB-1                      3質量部
溶剤:ジエチルケトン                   7質量部
量子ドット1:CdSeナノ結晶分散液1               10質量部
量子ドット2:CdSeナノ結晶分散液2             1質量部
-------------------------------------------------------------------
 量子ドット分散液Aを、ボールミルに供給し、pH調整用緩衝剤として、酢酸25ppmおよび酢酸マグネシウム175ppm(量はPVBの質量に基づく)を添加し、24時間に亘って攪拌混合して塗工溶液を得た。
(光変換層の作製)
 ガラス基材上に塗工溶液を、乾燥後の厚みが280μmとなるように塗布して、乾燥することで、膜を形成した。得られた膜をガラスから剥離することで、有機マトリックスとしてポリビニルブチラールを含む光変換部材(光変換層)Aを得た。
(光変換部材の評価)
<ヘイズの測定>
 JIS K-7136に準拠して、実施例、比較例で作製した光変換部材のヘイズを測定した。測定結果から、以下の基準でヘイズを評価した。測定値が低いほどヘイズが少なく透明性が高いことを意味する。
A 10%以下
B 10%超、15%以下
C 15%超
<耐候性の評価>
 実施例、比較例で作製した光変換部材の耐候性を評価した。耐候性は、22mW、465nmの青色LEDを使用し、このLEDパッケージに20mAの電流を流し、大気下、200時間連続して光変換部材に照射し、光照射後での積層体の発光効率を測定した。測定結果から、以下の基準で耐候性を評価した。
A 光照射前と比較して80%以上の発光効率である。
B 光照射前と比較して60%以上80%未満の発光効率である。
C 光照射前と比較して40%以上60%未満の発光効率である。
D 光照射前と比較して40%未満の発光効率である。
 以上の結果を、表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 表3に示す実施例と比較例との対比から、光変換部材をPVBシートにより封止することによって、透明性を維持しつつ(低ヘイズ)、光変換部材の耐候性向上が可能となることが確認できる。
(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実施例で作製した光変換部材を加え、バックライトユニットを以下のB狭大域バックライトユニットに変更し、液晶表示装置を製造した。用いたB狭帯域バックライトユニットは、光源として、青色発光ダイオード(日亜B-LED:Blue,主波長465nm、半値幅20nm)を備える。
(実施例12)
<PVBシート上へのλ/4板の形成>
 特開2003-262727号公報の段落0020~0033と同様にして、λ/4板を準備した。光変換部材10の上に2層の液晶性材料を塗布、重合すること広帯域λ/4板を形成した。
 得られたλ/4板のRe(450)は110nm、Re(550)は135nm、Re(630)は140nm、膜厚は1.6μmであった。光変換部材の封止材として用いたPVBシートが配向膜の役割を果たした結果、配向膜を別途設けることなく、λ/4板の作製が可能であった。
<反射偏光子の形成>
 得られたλ/4板の上に、富士フイルム研究報告 No.50(2005年)pp.60-63を参考に用いたキラル剤の添加量を変更して、コレステリック液晶相を固定してなる第一の光反射層、コレステリック液晶相を固定してなる第二の光反射層およびコレステリック液晶相を固定してなる第三の光反射層を塗布により形成した。
 得られた第一の光反射層の最大反射率のピークの反射中心波長は450nm、半値幅は40nm、膜厚は1.8μmであった。
 得られた第二の光反射層の最大反射率のピークの反射中心波長は550nm、半値幅は50nm、膜厚は2.0μmであった。
 得られた第三の光反射層の最大反射率のピークの反射中心波長は630nm、半値幅は60nm、膜厚は2.1μmであった。
 なお、第一の光反射層、第二の光反射層および第三の光反射層の平均屈折率は1.57であった。
 また、得られたλ/4板および反射偏光子のトータル厚さは7.5μmであった。
 このようにして、PVB封止光変換部材上にλ/4板と反射偏光子が積層された光学シート部材1を得た。
<液晶表示装置の製造>
 市販の液晶表示装置(パナソニック社製、商品名TH-L42D2)を分解し、バックライト側偏光板として、光学シート部材1を用いて、実施例11の液晶表示装置を製造した。
 用いたRGB狭帯域バックライトユニットは、光源として青色発光ダイオード(日亜B-LED、主波長465nm、半値幅20nm)を備える。
(比較例2)
<偏光板の作製>
 バックライト側偏光板のフロント側偏光板保護フィルムとして市販のセルロースアシレート系フィルム「TD80UL」(富士フイルム社製)を用い、位相差フィルムを準備した。バックライト側偏光板のリア側偏光板保護フィルムとして市販のセルロースアシレート系フィルム「TD80UL」(富士フイルム社製)を用いた。特開2006-293275号公報の段落0219と同様にして、偏光子を製造し、上記位相差フィルムおよび偏光板保護フィルムを偏光子の両面にそれぞれ貼り合わせて、偏光板を製造した。
<液晶表示装置の製造>
 市販の液晶表示装置(パナソニック社製、商品名TH-L42D2)を分解し、バックライト側偏光板として上記方法で作製した偏光板を用い、輝度向上膜(商品名DBEF、スリーエム・カンパニー社製)を接着剤を使用せず、分離できる状態のまま、バックライト側偏光板とバックライトユニットの間に配置し、比較例2の液晶表示装置を作製した。輝度向上膜は、青~緑~赤領域の450~550~630nmまでほぼ一定で波長に対しフラットなピークの反射率を示す。この液晶表示装置のバックライト光源は、青色光の発光ピーク波長450nmであった。緑~赤領域では1つの発光ピークであり、ピーク波長は550nm、半値幅は100nmであった。
<正面輝度の評価>
 実施例12、比較例2で作製した液晶表示装置の正面輝度を、特開2009-93166号公報に記載の方法で測定した。測定結果から、以下の基準で評価した。結果を表4に示した。
5:比較例2の液晶表示装置の正面輝度よりも30%以上、良好である
4:比較例2の液晶表示装置の正面輝度よりも20%以上、30%未満、良好である
3:比較例2の液晶表示装置の正面輝度よりも10%以上、20%未満、良好である
2:比較例2の液晶表示装置の正面輝度と同等以下である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 表4に示す結果から、実施例12では、積層されたコレステリック液晶層が反射偏光子の役割を果たした結果、市販の輝度向上膜を用いた比較例2と比べ、正面輝度の大幅な向上が可能となったことが確認できる。
 本発明は、液晶表示装置の製造分野において有用である。

Claims (20)

  1. 入射する励起光により励起され蛍光を発光する量子ドットを含む光変換層、および、
    ポリビニルアセタール樹脂層、
    を含む光変換部材。
  2. 前記光変換層は、両主表面上に前記ポリビニルアセタール樹脂層を有する請求項1に記載の光変換部材。
  3. 前記光変換層は、前記ポリビニルアセタール樹脂層により封止されている請求項1または2に記載の光変換部材。
  4. 前記ポリビニルアセタール樹脂層を、前記光変換層に直接接する隣接層として有する請求項1~3のいずれか1項に記載の光変換部材。
  5. 前記ポリビニルアセタール樹脂層は、ポリビニルアセタール100質量部に対する可塑剤の含有量が10質量部以下である請求項1~4のいずれか1項に記載の光変換部材。
  6. ポリビニルアセタール100質量部に対する可塑剤含有量が0質量部以上4質量部未満である請求項5に記載の光変換部材。
  7. 前記ポリビニルアセタール樹脂層に含まれるポリビニルアセタールの平均重合度は100以上4000以下である請求項1~6のいずれか1項に記載の光変換部材。
  8. 前記光変換層は、量子ドットを含む硬化性組成物の硬化物層である請求項1~7のいずれか1項に記載の光変換部材。
  9. 前記硬化性組成物は、単官能(メタ)アクリレートモノマーおよび多官能(メタ)アクリレートモノマーからなる群から選ばれる(メタ)アクリレート化合物を含む請求項8に記載の光変換部材。
  10. 前記硬化性組成物は、ボロン酸含有化合物およびボロン酸エステル含有化合物からなる群から選ばれるボロン酸系化合物を含む請求項8または9に記載の光変換部材。
  11. 前記量子ドットは、コアシェル構造を有する半導体結晶を含む請求項1~10のいずれか1項に記載の光変換部材。
  12. 前記量子ドットは、カドミウムフリー材料である請求項1~11のいずれか1項に記載の光変換部材。
  13. 前記量子ドットは、
    600nm~680nmの範囲の波長帯域に発光中心波長を有する量子ドットA、
    500nm~600nmの範囲の波長帯域に発光中心波長を有する量子ドットB、および
    400nm~500nmの波長帯域に発光中心波長を有する量子ドットC、
    からなる群から選択される少なくとも一種である請求項1~12のいずれか1項に記載の光変換部材。
  14. 請求項1~13のいずれか1項に記載の光変換部材と、
    円偏光を出射するコレステリック液晶層である偏光子と、
    を含み、
    前記光変換部材とコレステリック液晶層との間に、前記光変換部材のポリビニルアセタール樹脂層と直接接する隣接層としてλ/4板を有する偏光板。
  15. 前記偏光子は、反射偏光子である請求項14に記載の偏光板。
  16. 液晶セルと、
    請求項14または15に記載の偏光板と、
    を少なくとも含む液晶パネル。
  17. 視認側偏光板と、前記液晶セルと、バックライト側偏光板と、を含み、
    前記バックライト側偏光板が請求項14または15に記載の偏光板であり、かつ前記光変換部材が前記λ/4板と液晶セルとの間に配置されている請求項16に記載の液晶パネル。
  18. 請求項16または17に記載の液晶パネルと、
    光源を含むバックライトユニットと、
    を含む液晶表示装置。
  19. 請求項1~13のいずれか1項に記載の光変換部材と、
    光源と、
    を含むバックライトユニット。
  20. 液晶パネルと、
    請求項19に記載のバックライトユニットと、
    を含む液晶表示装置。
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