JP7373084B1 - 波長変換シート、並びに、これを用いたバックライト及び液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
液晶表示装置は、一般的に、カラーフィルタ、液晶セル及びバックライトを有している。また、液晶表示装置は、液晶セル内の液晶層のシャッター機能により光の強弱をコントロールするとともに、カラーフィルタにより各画素の色をR、G、Bの三原色に分けて表示することにより、画像を表示している。
バックライトの光源として使用されるLEDは、青色LEDと、YAG系黄色蛍光体とを組み合わせた白色LEDが広く用いられている。白色LEDは、発光波長のスペクトル分布がブロードであり、疑似白色とよばれている。
量子ドットを用いたバックライトの基本構成は、青色光を放出する青色LED等の一次光を生じる光源と、量子ドットとを組み合わせたものである。
また、量子ドットの発光波長は、このように量子化された化合物半導体微粒子のバンドギャップエネルギーにより決まるため、量子ドットの粒径を変化させることで任意の発光波長、すなわち任意の発光スペクトルを得ることができる。これらの量子ドットと青色LED等とを組み合わせたバックライトは、高発光効率で高い色純度を実現することが可能とされている(例えば、特許文献1-2参照)。
また、量子ドットは、液晶表示装置のバックライトの他、照明、量子ドットレーザー等にも用いられている。
前述した暗い領域は、波長変換シートの面内の一部に生じる傾向がある。このため、前述した暗い領域を取り除くことにより、品質に問題のない波長変換シートを得ることができる。しかし、前述した暗い領域を取り除いた場合、波長変換シートの歩留まりが大幅に低下してしまう。
[1] 第1保護フィルムと、量子ドットを含む量子ドット含有層と、第2保護フィルムとがこの順に積層された波長変換シートであって、
前記量子ドット含有層を基準として、前記第1保護フィルムが位置する方向を内側、前記第2保護フィルムが位置する方向を外側と定義した際に、前記波長変換シートは、外側が凸状となるカール形状を有し、
前記量子ドット含有層を基準として、前記第1保護フィルムの層構成と前記第2保護フィルムの層構成とが非対称に配置され、
前記第1保護フィルムは、第1支持体及び第1バリア層を有し、
前記第2保護フィルムは、第2支持体及び第2バリア層を有し、
前記波長変換シートは、硬化性樹脂組成物の硬化物を含む層を少なくとも2層以上有し、
前記第1バリア層の外側に接する層及び前記第2バリア層の外側に接する層が、前記硬化性樹脂組成物の硬化物を含む層以外の層である、波長変換シート。
[2] 前記量子ドット含有層が、前記硬化性樹脂組成物の硬化物を含む層である、[1]に記載の波長変換シート。
[3] 前記第1バリア層の外側に接する層及び前記第2バリア層の外側に接する層の厚みが5.0μm以上である、[1]又は[2]に記載の波長変換シート。
[4] 前記第1バリア層の外側に接する層が前記第1支持体であり、前記第2バリア層の外側に接する層が前記第2支持体である、[1]~[3]の何れかに記載の波長変換シート。
[5] 前記第1保護フィルムが、さらに、第1接着剤層及び第1嵩増し基材を有し、
前記第2保護フィルムが、さらに、第2接着剤層及び第2嵩増し基材を有し、
前記第1接着剤層及び前記第2接着剤層が、前記硬化性樹脂組成物の硬化物を含む層である、[1]~[4]の何れかに記載の波長変換シート。
[6] 前記第1保護フィルムが、内側から外側に向けて、前記第1嵩増し基材、前記第1接着剤層、前記第1バリア層、及び前記第1支持体をこの順に有し、
前記第2保護フィルムが、外側から内側に向けて、前記第2嵩増し基材、前記第2接着剤層、前記第2支持体、及び前記第2バリア層をこの順に有する、[5]に記載の波長変換シート。
[7] 前記第1保護フィルムが、さらに、前記第1保護フィルムの最外側に第1プライマー層を有する、[1]~[6]の何れかに記載の波長変換シート。
[8] 前記第2保護フィルムが、さらに、前記第2保護フィルムの最内側に第2プライマー層を有する、[1]~[7]の何れかに記載の波長変換シート。
[9] 前記第1保護フィルムの最内側及び前記第2保護フィルムの最外側の少なくとも何れかに貼り付き防止層を有する、[1]~[8]の何れかに記載の波長変換シート。
[10] 前記第1バリア層及び前記第2バリア層が、無機酸化物層及び被覆層を含む、[1]~[9]の何れかに記載の波長変換シート。
[11] 前記第1バリア層よりも内側に位置する層の合計厚みが10μm以上である、[1]~[10]の何れかに記載の波長変換シート。
[12] 前記第2バリア層よりも外側に位置する層の合計厚みが20μm以上である、[1]~[11]の何れかに記載の波長変換シート。
[13] 一次光を放出する少なくとも1つの光源と、前記光源に隣接して配置され、導光又は拡散のための光学板と、前記光学板の光出射側に配置された波長変換シートとを備えたバックライトにおいて、前記波長変換シートが[1]~[12]の何れかに記載の波長変換シートであるバックライト。
[14] バックライト及び液晶パネルを備えた液晶表示装置であって、前記バックライトが[13]に記載のバックライトである液晶表示装置。
本開示の波長変換シートは、
第1保護フィルムと、量子ドットを含む量子ドット含有層と、第2保護フィルムとがこの順に積層された波長変換シートであって、
前記量子ドット含有層を基準として、前記第1保護フィルムが位置する方向を内側、前記第2保護フィルムが位置する方向を外側と定義した際に、前記波長変換シートは、外側が凸状となるカール形状を有し、
前記量子ドット含有層を基準として、前記第1保護フィルムの層構成と前記第2保護フィルムの層構成とが非対称に配置され、
前記第1保護フィルムは、第1支持体及び第1バリア層を有し、
前記第2保護フィルムは、第2支持体及び第2バリア層を有し、
前記波長変換シートは、硬化性樹脂組成物の硬化物を含む層を少なくとも2層以上有し、
前記第1バリア層の外側に接する層及び前記第2バリア層の外側に接する層が、前記硬化性樹脂組成物の硬化物を含む層以外の層である、ものである。
図1の波長変換シート200は、第1保護フィルム101と、量子ドットを含む量子ドット含有層80と、第2保護フィルム102とがこの順に積層されている。本開示の波長変換シートは、第2保護フィルムが位置する外側が凸状となるカール形状を有するが、図1では、波長変換シートの層構成を図示しやすくするため、波長変換シートのカール形状を省略している。
図1の波長変換シート200は、量子ドット含有層80を基準として、第1保護フィルム101の層構成と、第2保護フィルム102の層構成とが非対称に配置されている。具体的には、図1では、量子ドット含有層80を基準として、支持体(21、22)及びバリア層(31、32)が非対称に配置されている。
図1において、第1保護フィルム101は、内側から外側に向けて、第1嵩増し基材41、第1接着剤層51、第1バリア層31、第1支持体21及び第1プライマー層11をこの順に有している。
図1において、第2保護フィルム102は、外側から内側に向けて、第2嵩増し基材42、第2接着剤層52、第2支持体22、第2バリア層32及び第2プライマー層12をこの順に有している。
量子ドット含有層を基準として、第1保護フィルムが位置する方向を内側、第2保護フィルムが位置する方向を外側と定義した際に、本開示の波長変換シートは、外側が凸状となるカール形状を有する。
本開示において、「カール形状を有する」とは、下記(1)-(3)の手順で判定するものとする。
(1)波長変換シートを100mm×100mmの大きさに切断したサンプル201を作製する。
(2)サンプル201の外側が台側を向くようにして、水平な台500の上にサンプル201を置く(図2(B))。
(3)サンプル201の4つの角について、水平な台500から浮き上がっている高さhを測定する。4箇所の高さのうち、上位2箇所の高さの平均値が2.0mm以上である場合に、波長変換シートが「カール形状を有する」とみなす。
高さの平均値は、例えば、波長変換シートを巻き取る際の巻き芯の直径により調整できる。巻き芯の直径を大きくするほど高さの平均値は減少する傾向があり、巻き芯の直径を小さくするほど高さの平均値は増加する傾向がある。但し、製造効率および製造装置のサイズの観点で、カール及びバリア層の割れを完全に抑制するほどに、巻き芯の直径を大きくすることはできない。
波長変換シートを市販の青色LED又はブラックライトで照らしたときに、黒線は、幅1mm程度、長さ50mm以上のサイズであり、目視で確認することができる。
本開示の波長変換シートの層構成は、
前記量子ドット含有層を基準として、前記第1保護フィルムの層構成と前記第2保護フィルムの層構成とが非対称に配置され、
前記第1保護フィルムは、第1支持体及び第1バリア層を有し、
前記第2保護フィルムは、第2支持体及び第2バリア層を有し、
前記波長変換シートは、硬化性樹脂組成物の硬化物を含む層を少なくとも2層以上有し、
前記第1バリア層の外側に接する層及び前記第2バリア層の外側に接する層が、前記硬化性樹脂組成物の硬化物を含む層以外の層である、ことを要する。
本明細書において、「硬化性樹脂組成物の硬化物を含む層」のことを「硬化物層」と称する場合がある。
硬化物層は、硬化するため収縮しやすい。また、硬化物層は、層の形成時だけではなく、反応残基の影響により層の形成後にも硬化収縮しやすい。
外側が凸状となるカール形状を有する波長変換シートにおいて、バリア層は、内側に比べて外側が伸びることになる。このため、バリア層の外側に接する層が硬化物層である場合、バリア層の外側の部分では、バリア層の伸びようとする力と、硬化物層の収縮しようとする力とが反発するため、バリア層に割れが生じやくなる。特に、バリア層の外側に接する層が厚み1μm以上の硬化物層である場合、バリア層により割れが生じやくなる。また、波長変換シートが嵩増し基材を有する場合、バリア層が押さえつけられる力が強くなるため、バリア層により割れが生じやくなる。本開示の波長変換シートは、第1バリア層の外側に接する層及び第2バリア層の外側に接する層が、硬化物層以外の層であるため、第1バリア層及び第2バリア層に割れが生じることを抑制できる。また、本開示の波長変換シートは、嵩増し基材を有していても、第1バリア層及び第2バリア層に割れが生じることを抑制できる。
さらに、本開示の波長変換シートは、第1保護フィルムの層構成と、第2保護フィルムの層構成とを非対称に配置することにより、波長変換シートの層の数を必要以上に増やすことなく、第1バリア層の外側に接する層及び第2バリア層の外側に接する層を、硬化物層以外の層としやすくできる。
硬化物層は、耐久性を良好にするため、硬化物層を構成する成分の全量に対して、硬化性樹脂組成物の硬化物を50質量%以上含むことが好ましく、70質量%以上含むことがより好ましい。
硬化物層としては、量子ドット含有層、接着剤層、プライマー層等が挙げられる。
前記厚みを5.0μm以上とすることにより、第1バリア層及び第2バリア層よりも外側に位置する層の応力が、第1バリア層及び第2バリア層に伝わることを抑制し、第1バリア層及び第2バリア層に割れが生じることをより抑制しやすくできる。前記応力としては、硬化物層が硬化収縮する際の応力が挙げられる。
波長変換シートの総厚みを薄くするため、前記厚みは、60.0μm以下であることが好ましく、30.0μm以下であることがより好ましく、15.0μm以下であることがさらに好ましい。
第1バリア層の外側に接する層が第1支持体であり、第2バリア層の外側に接する層が第2支持体であることにより、波長変換シートの層の数を必要以上に増やすことなく、第1バリア層の外側に接する層及び第2バリア層の外側に接する層を、硬化物層以外の層とすることができる。
波長変換シートを薄膜化しやすくするため、前記合計厚みは、220μm以下であることが好ましく、150μm以下であることがより好ましく、120μm以下であることがさらに好ましい。
波長変換シートを薄膜化しやすくするため、前記合計厚みは、250μm以下であることが好ましく、180μm以下であることがより好ましく、130μm以下であることがさらに好ましい。
本開示の波長変換シートは、第1保護フィルム及び第2保護フィルムを有する。
第1保護フィルムは、第1支持体及び第1バリア層を有し、第2保護フィルムは、第2支持体及び第2バリア層を有する。
第2保護フィルムは、第2支持体及び第2バリア層以外の層を有していてもよい。第2支持体及び第2バリア層以外の層としては、第2接着剤層、第2嵩増し基材及び第2プライマー層が挙げられる。
第2保護フィルムは、第2接着剤層及び第2嵩増し基材を有することが好ましい。第2接着剤層は、密着性を長期に渡って良好にしやすくするため、硬化物層であることが好ましい。第2保護フィルムは、外側から内側に向けて、前記第2嵩増し基材、前記第2接着剤層、前記第2支持体、及び前記第2バリア層をこの順に有することが好ましい。
第1保護フィルムは、第1支持体を有する。第1保護フィルムは、さらに第1嵩増し基材を有していてもよい。第1嵩増し基材を有する場合、第1バリア層を形成する際の効率を良好にしつつ、波長変換シートのコシ及び強度を良好にしやすくできる。
第2保護フィルムは、第2支持体を有する。第2保護フィルムは、さらに第2嵩増し基材を有していてもよい。第2嵩増し基材を有する場合、第2バリア層を形成する際の効率を良好にしつつ、波長変換シートのコシ及び強度を良好にしやすくできる。
以下、単に「支持体」と表記する場合、「第1支持体及び第2支持体」を意味し、単に「嵩増し基材」と表記する場合、「第1嵩増し基材及び第2嵩増し基材」を意味するものとする。
支持体及び嵩増し基材としては、ポリエステル、トリアセチルセルロース、セルロースジアセテート、セルロースアセテートブチレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリエーテルケトン、アクリル、ポリカーボネート、ポリウレタン及び非晶質オレフィン等から選ばれる1種以上の樹脂を含む樹脂フィルムが挙げられる。
これらの樹脂フィルムの中でも、機械的強度、寸法安定性及び耐熱性の観点からは、延伸加工されたポリエステルフィルムが好ましく、二軸延伸加工されたポリエステルフィルムがより好ましい。ポリエステルフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルムが挙げられる。
支持体及び嵩増し基材は、同一種の樹脂フィルムであってもよいし、異種の樹脂フィルムであってもよい。
本明細書で開示する構成要件において、数値の上限の選択肢及び下限の選択肢がそれぞれ複数開示されている場合には、上限の選択肢から選ばれる一つと、下限の選択肢から選ばれる一つとを組み合わせ、数値範囲の実施形態とすることができる。例えば、上記の支持体の厚みの場合、数値範囲の実施形態は、5.0μm以上60.0μm以下、5.0μm以上30.0μm以下、5.0μm以上15.0μm以下、8.0μm以上60.0μm以下、8.0μm以上30.0μm以下、8.0μm以上15.0μm以下、10.0μm以上60.0μm以下、10.0μm以上30.0μm以下、10.0μm以上15.0μm以下が挙げられる。
嵩増し基材の厚みは、波長変換シートの薄膜化のため、200μm以下であることが好ましく、150μm以下であることがより好ましく、100μm以下であることがより好ましく、75μm以下であることがより好ましい。
第1接着剤層は、例えば、第1支持体と第1嵩増し基材とを一体化する役割を有する。第2接着剤層は、例えば、第2支持体と第2嵩増し基材とを一体化する役割を有する。
以下、単に「接着剤層」と表記する場合、「第1接着剤層及び第2接着剤層」を意味するものとする。
接着剤層は、耐久性を良好にするため、接着剤層を構成する成分の全量に対して、硬化性樹脂組成物の硬化物を50質量%以上含むことが好ましく、70質量%以上含むことがより好ましい。
厚みを2μm以上とすることにより、密着性を良好にしやすくできる。厚みを30μm以下とすることにより、波長変換シートを薄膜化しやすくできるとともに、硬化収縮により応力が生じることを抑制しやすくできる。
第1保護フィルムは第1バリア層を有し、第2保護フィルムは第2バリア層を有する。
第1バリア層は、第1支持体よりも内側に位置することが好ましい。第2バリア層は、第2支持体よりも内側に位置することが好ましい。
以下、単に「バリア層」と表記する場合、「第1バリア層及び第2バリア層」を意味するものとする。
金属酸化物とリン化合物とを含む組成物の反応物を含む層としては、例えば、国際公開WO2011/122036に記載されている層が挙げられる。
以下、無機酸化物層及び被覆層の実施形態を説明する。
第2支持体上のバリア層が無機酸化物層及び被覆層を有する場合、第2支持体、無機酸化物層及び被覆層をこの順に有することが好ましい。第2支持体は、無機酸化物層及び被覆層よりも外側に位置することが好ましい。
無機酸化物層を構成する無機酸化物としては、酸化アルミニウム、酸化ケイ素及び酸化マグネシウムから選ばれる1種又は2種以上が挙げられる。波長変換シートに十分なバリア性を付与するため、及び、波長変換シートの生産効率のため、酸化アルミニウム又は酸化ケイ素が好ましい。また、透明性に優れる酸化アルミニウムがより好ましい。
無機酸化物層がアルミニウム及び酸素を含む場合、各層におけるアルミニウム及び酸素を合計した含有割合は、質量基準で80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、95質量%以上であることがさらに好ましい。アルミニウム及び酸素を含む無機酸化物は、酸化アルミニウム(AlOx)が挙げられる。本開示の効果を阻害しない範囲で、アルミニウム及び酸素を含む無機酸化物として、少量の水酸化アルミニウムを含んでいてもよい。
無機酸化物層がケイ素及び酸素を含む場合、無機酸化物層の厚みは、バリア性を良好にするため、15nm以上であることが好ましく、20nm以上であることがより好ましく、30nm以上であることがさらに好ましい。
また、無機酸化物層がケイ素及び酸素を含む場合、無機酸化物層の厚みは、200nm以下であることが好ましく、150nm以下であることがより好ましく、100nm以下であることがさらに好ましい。厚みを200nm以下とすることにより、無機酸化物層に傷及びクラックが発生することを抑制しやすくできるとともに、酸化ケイ素に由来する色味を抑制しやすくできる。
また、無機酸化物層がアルミニウム及び酸素を含む場合、無機酸化物層の厚みは、25nm以下であることが好ましく、20nm以下であることがより好ましく、15nm以下であることがより好ましく、12nm以下であることがより好ましく、10nm以下であることがより好ましい。厚みを25nm以下とすることにより、無機酸化物層に傷及びクラックが発生することを抑制しやすくできる。
被覆層は、水溶性高分子及び金属アルコキシド系化合物から選ばれる1種以上を含むことが好ましい。被覆層は、水溶性高分子及び金属アルコキシド系化合物のうち、水溶性高分子から選ばれる1種以上を含むことがより好ましく、水溶性高分子から選ばれる1種以上と、金属アルコキシド系化合物から選ばれる1種以上とを含むことがさらに好ましい。
バリア層が、無機酸化物層及び被覆層を有することにより、波長変換シートのバリア性を良好にしやすくできる。
金属アルコキシドは、M(OR)nの一般式で表される化合物である。式中、Mは、Si、Ti、Al及びZr等の金属を示し、Rは、メチル基及びエチル基等のアルキル基を示す。金属アルコキシドの具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン及びイソプロポキシアルミニウム等が挙げられる。
また、被覆層の厚みは、600nm以下であることが好ましく、480nm以下であることがより好ましく、370nm以下であることがより好ましく、300nm以下であることがさらに好ましい。厚みを600nm以下とすることにより、波長変換シートを薄膜化することができるとともに、被覆層にクラックが生じることを抑制しやすくできる。
第1保護フィルムは、量子ドット含有層との密着性を良好にするため、第1プライマー層を有していてもよい。第1プライマー層は、量子ドット含有層に接していることが好ましい。第1プライマー層は、第1保護フィルムの最外側に位置することが好ましい。第1プライマー層は、第1バリア層及び第1支持体よりも外側に位置することが好ましい。
第2保護フィルムは、量子ドット含有層との密着性を良好にするため、第2プライマー層を有していてもよい。第2プライマー層は、量子ドット含有層に接していることが好ましい。第2プライマー層は、第2保護フィルムの最内側に位置することが好ましい。第2プライマー層は、第2支持体及び第2バリア層よりも内側に位置することが好ましい。
以下、単に「プライマー層」と表記する場合、「第1プライマー層及び第2プライマー層」を意味するものとする。
ポリエステルポリウレタン系樹脂等のポリウレタン系樹脂は、量子ドット含有層との密着性を良好にしやすい。また、ポリエステルポリウレタン系樹脂等のポリウレタン系樹脂は、量子ドット含有層を電離放射線硬化あるいは熱硬化させる際に生じる応力を緩和し、第1保護フィルム及び第2保護フィルムに応力が伝わりにくくすることができる。
多官能イソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネ-ト、あるいは、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネート等が挙げられる。
ヒドロキシル基含有化合物としては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエステルポリウレタンポリオール、ポリアクリレートポリオールなどが挙げられる。本開示においては、量子ドット含有層との密着性、及び、耐久性の観点から、ポリエステルポリオールが特に好ましい。ポリエステルポリオールと多官能イソシアネートとの反応物は、ポリエステルポリウレタン系樹脂となる。
硬化性樹脂組成物の硬化物としては、例えば、上述した、一液ないし二液型ポリウレタン系樹脂組成物の反応物が挙げられる。
プライマー層の伸長性を良好にするとともに、プライマー層のクラック発生を抑制するために、シランカップリング剤の含有量は、プライマー層の全量基準で、30質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましい。
厚みを100nm以上とすることにより、プライマー層と量子ドット含有層との密着性を良好にしやすくできる。厚みを500nm以下とすることにより、プライマー層による透過光の吸収を抑制し、波長変換シートを用いたバックライトの輝度を向上させることができる。
本開示の波長変換シートは、貼り付き防止層を有していてもよい。貼り付き防止層は、ロール状に巻き取った波長変換シートにブロッキングが生じることを抑制できるとともに、波長変換シートを液晶表示装置に組み込んだ際に、波長変換シートと他の部材とが擦れることによる傷付きを抑制できる。
貼り付き防止層は、第1保護フィルムの最内側及び第2保護フィルムの最外側の少なくとも何れかに有することが好ましい。
貼り付き防止層は、フィラー及びバインダー樹脂を含むことが好ましい。
第1保護フィルム及び第2保護フィルムは、JIS K7129-2:2019による水蒸気透過度の値が、0.20g/m2・day以下であることが好ましく、0.15g/m2・day以下であることがより好ましい。水蒸気透過度を測定する際の条件は、温度40℃、相対湿度100%とする。
水蒸気透過度は、例えば、MOCON社製の水蒸気透過度測定装置(商品名:PERMATORAN-W 3/31)にて測定できる。
酸素透過度は、例えば、MOCON社製の酸素透過度測定装置(商品名:OX-TRAN 2/20)にて測定できる(モコン法)。
第1保護フィルム及び第2保護フィルムは、L*a*b*表色系のb*値が1.0以下であることが好ましく、-2.5以上1.0以下であることがより好ましく、-2.0以上0.8以下であることがさらに好ましい。b*値は、可視域(380nm-780nm)の分光透過率を測定した結果から算出することができる。
L*a*b*表色系は、1976年に国際照明委員会(CIE)により規格化されたL*a*b*表色系に基づくものであり、JIS Z8781-4:2013において採用されている。
量子ドット含有層は、量子ドット及びバインダー樹脂を含む。バインダー樹脂は、耐久性を良好にするため、硬化性樹脂組成物の硬化物を含むことが好ましい。すなわち、量子ドット含有層は、硬化性樹脂組成物の硬化物を含む層であることが好ましい。このため、量子ドット含有層は、第1バリア層及び第2バリア層の外側に接しない位置に形成することが好ましい。
量子ドット含有層は、耐久性を良好にするため、量子ドット含有層を構成する成分の全量に対して、硬化性樹脂組成物の硬化物を50質量%以上含むことが好ましく、70質量%以上含むことがより好ましい。
量子ドットは、半導体のナノメートルサイズの微粒子であり、量子閉じ込め効果(量子サイズ効果)を生じる材料であれば特に限定されない。量子ドットとしては、自らの粒径によって発光色が規制される半導体微粒子及びドーパントを有する半導体微粒子が挙げられる。
量子ドットは、赤に相当する波長の二次光を放出する量子ドット、及び緑に相当する波長の二次光を放出する量子ドットから選ばれる1種以上を含むことが好ましく、赤に相当する波長の二次光を放出する量子ドット、及び、緑に相当する波長の二次光を放出する量子ドットを含むことがより好ましい。量子ドットは、赤に相当する波長の二次光を放出する量子ドット、及び緑に相当する波長の二次光を放出する量子ドット以外の量子ドットを含有してもよい。
さらに、ドーパントを有する半導体微粒子からなる量子ドットとしては、上記半導体化合物に、Eu3+、Tb3+、Ag+、Cu+のような希土類金属のカチオン又は遷移金属のカチオンをドープしてなる半導体結晶を用いることもできる。
量子ドットのコアとなる材料としては、作製の容易性、可視域での発光を得られる粒径の制御性、蛍光量子収率の観点から、CdS、CdSe、CdTe、InP、InGaP等の半導体結晶が好適である。
コアシェル型の量子ドットを用いる場合にシェルを構成する半導体としては、励起子がコアに閉じ込められるように、コアを形成する半導体化合物よりもバンドギャップの高い材料を用いることで、量子ドットの発光効率を高めることができる。
このようなバンドギャップの大小関係を有するコアシェル構造(コア/シェル)としては、例えば、CdSe/ZnS、CdSe/ZnSe、CdSe/CdS、CdTe/CdS、InP/ZnS、GaP/ZnS、Si/ZnS、InN/GaN、InP/CdSSe、InP/ZnSeTe、InGaP/ZnSe、InGaP/ZnS、Si/AlP、InP/ZnSTe、InGaP/ZnSTe、InGaP/ZnSSe等が挙げられる。
一般的には、量子ドットの粒径(直径)は0.5nm以上20nm以下の範囲であることが好ましく、1nm以上10nm以下の範囲であることが好ましい。なお、量子ドットのサイズ分布が狭いほど、より鮮明な発光色を得ることができる。
量子ドットの形状は特に限定されず、例えば、球状、棒状、円盤状、その他の形状であってもよい。量子ドットの粒径は、量子ドットが球状でない場合、同体積を有する真球状の値とすることができる。
量子ドットは、樹脂で被覆されているものであってもよい。
熱硬化性樹脂としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、尿素メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂組成物には、これら硬化性樹脂に、必要に応じて硬化剤が添加される。
なお、本明細書において「(メタ)アクリレート」は、メタクリレート及びアクリレートを指すものである。また、本明細書において、「電離放射線」は、電磁波又は荷電粒子線のうち、分子を重合あるいは架橋し得るエネルギー量子を有するものを意味し、通常、紫外線(UV)又は電子線(EB)が用いられるが、その他、X線、γ線などの電磁波、α線、イオン線などの荷電粒子線も使用可能である。
アルキレンオキシ基としては、例えば、炭素数が2以上4以下のアルキレンオキシ基が好ましく、炭素数が2又は3のアルキレンオキシ基がより好ましく、炭素数が2のアルキレンオキシ基がさらに好ましい。
多官能(メタ)アクリレート系化合物がアルキレンオキシ基を有する場合、一分子中のアルキレンオキシ基の数は、2個以上30個以下であることが好ましく、2個以上20個以下であることがより好ましく、3個以上10個以下であることがさらに好ましく、3個以上5個以下であることがよりさらに好ましい。
アルキレンオキシ基を有する多官能(メタ)アクリレート化合物としては、中でも、エトキシ化ビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレート及びプロポキシ化エトキシ化ビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレートが好ましく、エトキシ化ビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレートがより好ましい。
チオール化合物は、R-SHで表される単位(Rは有機基)を一つ以上有する化合物である。本明細書において、R-SHで表される単位を一つ有する化合物を単官能チオール化合物、R-SHで表される単位を二つ以上有する化合物を多官能チオール化合物と称する。
下記の反応は単官能チオール化合物と、一つのラジカル重合性官能基を有する化合物との反応例である。多官能チオール化合物と、二以上のラジカル重合性官能基を有する化合物との反応物はデンドリマー構造を形成しやすいと考えられる。そして、デンドリマー構造を形成した場合、量子ドット含有層の柔軟性が増し、量子ドット含有層自体が優れた応力緩和性を発揮しやすくなると考えられる。ラジカル重合性官能基としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基等のエチレン性不飽和結合含有基が挙げられる。
[式中、R1及びR2は有機基である。]
内部拡散粒子の含有量は、バインダー樹脂100質量部に対して、1質量部以上40質量部以下であることが好ましく、3質量部以上30質量部以下であることがより好ましい。
内部拡散粒子の平均粒子径は、1μm以上7μm以下であることが好ましく、1μm以上3μm以下であることがより好ましい。
本開示の波長変換シートは、例えば、面光源に用いることができる。面光源としては、液晶表示装置のバックライト光源、検査機器のバックライト光源等が挙げられる。すなわち、本開示の波長変換シートは、「液晶表示装置のバックライト光源の波長変換シート」、「検査機器のバックライト光源の波長変換シート」等に用いることができる。
さらに、本開示の波長変換シートは、「園芸の波長変換シート」にも用いることができる。園芸の波長変換シートとしては、例えば、紫外線を植物の成長に適した波長に変換する機能を備えたシートが挙げられる。植物の成長に適した波長としては、光合成に適した波長が挙げられる。園芸の波長変換シートは、例えば、ビニールハウス及びガラス室の園芸施設の天井等に設置することができる。
本開示のバックライトは、一次光を放出する少なくとも1つの光源と、前記光源に隣接して配置され、導光又は拡散のための光学板と、前記光学板の光出射側に配置された波長変換シートとを備えたバックライトにおいて、前記波長変換シートが上述した本開示の波長変換シートである、ものである。
反射板は、光学板の光出射面側と反対側に配置される。光拡散フィルム、プリズムシート、輝度上昇フィルム及び反射型偏光フィルムは、光学板の光出射面側に配置される。反射板、光拡散フィルム、プリズムシート、輝度上昇フィルム及び反射型偏光フィルム等から選ばれる一種以上の部材を備える構成とすることで、正面輝度、視野角等のバランスに優れたバックライトとすることができる。
光源210としては、バックライトを設置する装置が単純化及び小型化できるという観点から、LED光源であることが好ましく、青色単色のLED光源であることがより好ましい。光源210の個数は、少なくとも1つ有すればよいが、十分な一次光を放出するとともに光射出面側の輝度分布を均一にするため、複数個有することが好ましい。
本開示の液晶表示装置は、バックライト及び液晶パネルを備えた液晶表示装置であって、前記バックライトが上述した本開示のバックライトであるものである。
実施例及び比較例の波長変換シート又は波長変換シートに関して、下記の測定及び評価を行った。結果を表1又は2に示す。
<測定用のバックライトの準備>
光源として発光中心波長が450nm、半値全幅が20nmの直下型の青色LEDが搭載されているバックライトを用意した。前記バックライトの前記光源の光出射側には、光拡散板、量子ドット含有層を含む波長変換シート、プリズムシート及び反射偏光板(輝度向上フィルム、スリーエム社製、DBEF(登録商標))が、この順に配置されている。また、光源の光出射側と反対側には、反射シートが備えられている。
<波長変換シートのサンプルの準備>
実施例及び比較例のロール状の波長変換シートに対して、下記の耐久性試験を実施した。耐久性試験を実施した実施例及び比較例のロール状の波長変換シートから、それぞれ100枚のサンプル(100mm×100mm)を切り出した。ロールの巻き芯側から巻き外側にかけてサンプリングの位置が偏らないようにして、100枚のサンプルを採取した。
《耐久性試験》
波長変換シートを、温度30℃、相対湿度90%の雰囲気に1000時間晒す試験。
<評価用のバックライトの作製、評価>
前記バックライト中の波長変換シートを、前記サンプルに変更し、評価用のバックライトを得た。サンプルは、評価用のバックライトに組み込む前に、温度23℃±5℃、相対湿度40%以上65%以下の雰囲気に30分以上晒した。評価用のバックライトを点灯し、黒線が生じているか否かを目視で評価した。各実施例及び比較例において、100枚のサンプルを評価した。黒線が生じたサンプルは、いずれも、黒線の幅が1mm程度であり、黒線の長さは50mm以上であった。100枚のサンプルの良品率を表1に示す。良品率が95%以上であれば合格レベルである。また、良品率が95%未満のものについて、第1バリア層及び第2バリア層の何れに割れが生じているかを確認した。
酸素濃度が300ppm以下となるように窒素パージしたグローブボックス内において、量子ドット及びアミノ変性シリコーンを下記に示す組成比で混合し、90℃で湯煎しながら、マグネチックスターラーにて4時間攪拌した。その後、孔径0.2μmのポリプロピレン性フィルタでろ過して、CdSe/ZnSコアシェル型量子ドット分散液を得た。
・量子ドット 0.9質量部
(発光ピーク:540nm、製造番号:748056、シグマアルドリッチ社製)
・量子ドット 0.9質量部
(発光ピーク:630nm、製造番号:790206、シグマアルドリッチ社製)
・アミノ変性シリコーン 99質量部
(Genesee社製、品番:GP-344、粘度:670mPa・s)
[実施例1]
<第1保護フィルムの作製>
第1支持体(片面に易接着層を有する二軸延伸PETフィルム、厚み:12μm、ユニチカ社の「エンブレット(登録商標) PTM」)の易接着層を有しない側の面に、真空蒸着装置内でプラズマ処理を施した後、インラインで真空蒸着法により酸化アルミニウムを蒸着し、厚み8nmの無機酸化物層Aを形成した。次いで、無機酸化物層A上に、下記の被覆層形成用塗布液をグラビア印刷により塗布し、180℃で60秒間加熱処理し、厚み200nmの被覆層Bを形成した。次いで、被覆層B上に、真空蒸着法により酸化アルミニウムを蒸着し、厚み8nmの無機酸化物層Cを形成した。次いで、無機酸化物層C上に、下記の被覆層形成用塗布液をグラビア印刷により塗布し、180℃で60秒間加熱処理し、厚み230nmの被覆層Dを形成し、第1支持体上に第1バリア層を有する積層体1-1を得た。第1バリア層は、第1支持体側から、無機酸化物層A、被覆層B、無機酸化物層C、被覆層Dをこの順に有している。
次いで、第1嵩増し基材(二軸延伸PETフィルム、厚み:100μm)の一方の面に、2液硬化型のポリウレタン系接着剤をグラビア印刷により塗布、乾燥し、厚み7μmの第1接着剤層を形成し、第1嵩増し基材上に第1接着剤層を有する積層体1-2を得た。
次いで、積層体1-1の第1バリア層側の面に、積層体1-2の第1接着剤層側の面を重ね合わせて、積層体1-1と積層体1-2とをドライラミネートした。
上記の作業により、内側から外側に向けて、第1嵩増し基材、第1接着剤層、第1バリア層、及び第1支持体をこの順に有する、実施例1で用いる第1保護フィルムを得た。
第2支持体(片面に易接着層を有する二軸延伸PETフィルム、厚み:12μm、ユニチカ社の「エンブレット(登録商標) PTM」)の易接着層を有しない側の面に、真空蒸着装置内でプラズマ処理を施した後、インラインで真空蒸着法により酸化アルミニウムを蒸着し、厚み8nmの無機酸化物層Aを形成した。次いで、無機酸化物層A上に、下記の被覆層形成用塗布液をグラビア印刷により塗布し、180℃で60秒間加熱処理し、厚み200nmの被覆層Bを形成した。次いで、被覆層B上に、真空蒸着法により酸化アルミニウムを蒸着し、厚み8nmの無機酸化物層Cを形成した。次いで、無機酸化物層C上に、下記の被覆層形成用塗布液をグラビア印刷により塗布し、180℃で60秒間加熱処理し、厚み230nmの被覆層Dを形成した。
次いで、被覆層D上に、下記のプライマー層形成用塗布液をグラビア印刷により塗布し、80℃で60秒間加熱処理し、厚み250nmの第2プライマー層を形成した。
上記の作業により、第2プライマー層、第2バリア層、第2支持体をこの順に有する積層体1-3を得た。第2バリア層は、第2支持体側から、無機酸化物層A、被覆層B、無機酸化物層C、被覆層Dをこの順に有している。
次いで、第2嵩増し基材(二軸延伸PETフィルム、厚み:100μm)の一方の面に、2液硬化型のポリウレタン系接着剤をグラビア印刷により塗布、乾燥し、厚み7μmの第2接着剤層を形成し、第2嵩増し基材上に第2接着剤層を有する積層体1-4を得た。
次いで、積層体1-3の第2支持体側の面に、積層体1-4の第2接着剤層側の面を重ね合わせて、積層体1-3と積層体1-4とをドライラミネートした。
上記の作業により、外側から内側に向けて、第2嵩増し基材、第2接着剤層、第2支持体、第2バリア層及び第2プライマー層をこの順に有する、実施例1で用いる第2保護フィルムを得た。
第2保護フィルムの第2プライマー層側の面に、下記処方の量子ドット含有層塗布液を塗布、乾燥し、電離放射線未照射の量子ドット含有層を形成してなる積層体1-5を得た。
次いで、積層体1-5の電離放射線未照射の量子ドット含有層側の面と、第1保護フィルムの第1支持体側の面とが対向するように積層した後、紫外線を照射して、量子ドット含有層の電離放射線硬化性樹脂組成物の硬化を進行させた。量子ドット含有層の厚みは30μmである。
次いで、第1保護フィルム側が内側となるようにして、波長変換シートを直径177mmの巻き芯に巻き取り、実施例1のロール状の波長変換シートを得た。実施例1のロール状の波長変換シートは、幅1400mm、長さ400mmである。
実施例1のロール状の波長変換シートの巻き芯側及び巻き外側から、100mm×100mmのサンプルを切り出した。巻き芯側のサンプル及び巻き外側のサンプルは、何れも、外側である第2保護フィルム側が凸状となるカール形状を有していた。巻き芯側と巻き外側との間から切り出したサンプルも、外側である第2保護フィルム側が凸状となるカール形状を有していた。巻き芯側のサンプルは、明細書本文の(1)-(3)の手順で算出した上位2箇所の高さの平均値が4.0mmであった。巻き外側のサンプルは、上位2箇所の高さの平均値が3.3mmであった。実施例1の波長変換シートの層構成を表1に示す。
水、イソプロピルアルコ―ル及び0.5N塩酸を混合した溶液(pH2.2)に、テトラエトキシシランを10℃になるように冷却しながら混合させて、溶液Aを調製した。別途、ケン化価99%以上のポリビニルアルコール、イソプロピルアルコールを混合した溶液Bを調製した。溶液Aと溶液Bとを混合し、被覆層形成用塗布液(固形分:5質量%)を調製した。被覆層形成用塗布液中において、テトラエトキシシランとポリビニルアルコールとの質量比は100:14である。
・ポリエステルポリオール 50質量部
(水酸基価:62mgKOH/g、固形分20質量%)
・シランカップリング剤 1質量部
(3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン)
・シリカフィラー 1質量部
(平均粒径5μm)
・硬化剤 1質量部
(1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、固形分質量35%)
・溶剤 50質量部
(メチルエチルケトン)
・多官能アクリレート系化合物 58.11質量部
(エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート;新中村化学工業社の商品名「ABE-300」)
・多官能チオール化合物 38.74質量部
(ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート);SC有機化学社の商品名「PEMP」)
・光重合開始剤 0.5質量部
(IGM Resins B.V.社の商品名「Omnirad TPO H」)
・上記「2」で作製した量子ドット分散液 1.61質量部
・酢酸 0.79質量部
・酸化チタン 0.25質量部
(Chemours社の商品名「タイピュア R-706」;粒子径0.36μm)
<第1保護フィルムの作製>
第1支持体(易接着層を有さない二軸延伸PETフィルム、厚み:12μm、ユニチカ社の「エンブレット(登録商標) PET-F」)の一方の面に、実施例1と同様にして第1バリア層を形成した。
次いで、第1支持体のバリア層を形成した面とは他方の面に、コロナ放電処理を施した後、上記のプライマー層形成用塗布液をグラビア印刷により塗布し、80℃で60秒間加熱処理し、厚み300nmの第1プライマー層を形成した。
上記の作業により、第1バリア層、第1支持体、第1プライマー層、をこの順に有する積層体2-1を得た。第2バリア層は、第2支持体側から、無機酸化物層A、被覆層B、無機酸化物層C、被覆層Dをこの順に有している。
次いで、第1嵩増し基材(二軸延伸PETフィルム、厚み:38μm)の一方の面に、2液硬化型のポリウレタン系接着剤をグラビア印刷により塗布、乾燥し、厚み10μmの第1接着剤層を形成し、第1嵩増し基材上に第1接着剤層を有する積層体2-2を得た。
次いで、積層体2-1の第1バリア層側の面に、積層体2-2の第1接着剤層側の面を重ね合わせて、積層体2-1と積層体2-2とをドライラミネートした。
上記の作業により、内側から外側に向けて、第1嵩増し基材、第1接着剤層、第1バリア層、第1支持体及び第1プライマー層をこの順に有する、実施例2で用いる第1保護フィルムを得た。
第2支持体(易接着層を有さない二軸延伸PETフィルム、厚み:12μm、ユニチカ社の「エンブレット(登録商標) PET-F」)の一方の面に、実施例1と同様にして、第2バリア層及び第2プライマー層を形成した。第2プライマー層の厚みは300nmとした。
上記の作業により、第2プライマー層、第2バリア層、第2支持体をこの順に有する積層体2-3を得た。第2バリア層は、第2支持体側から、無機酸化物層A、被覆層B、無機酸化物層C、被覆層Dをこの順に有している。
次いで、第2嵩増し基材(二軸延伸PETフィルム、厚み:38μm)の一方の面に、2液硬化型のポリウレタン系接着剤をグラビア印刷により塗布、乾燥し、厚み10μmの第2接着剤層を形成し、第2嵩増し基材上に第2接着剤層を有する積層体2-4を得た。
次いで、積層体2-3の第2支持体側の面に、積層体2-4の第2接着剤層側の面を重ね合わせて、積層体2-3と積層体2-4とをドライラミネートした。
上記の作業により、外側から内側に向けて、第2嵩増し基材、第2接着剤層、第2支持体、第2バリア層及び第2プライマー層をこの順に有する、実施例1で用いる第2保護フィルムを得た。
第1保護フィルム及び第2保護フィルムを実施例2用の第1保護フィルム及び第2保護フィルムに変更し、量子ドット含有層の厚みを100μmに変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例2の波長変換シートを得た。
実施例2のロール状の波長変換シートの巻き芯側及び巻き外側から、100mm×100mmのサンプルを切り出した。巻き芯側のサンプル及び巻き外側のサンプルは、何れも、外側である第2保護フィルム側が凸状となるカール形状を有していた。巻き芯側と巻き外側との間から切り出したサンプルも、外側である第2保護フィルム側が凸状となるカール形状を有していた。巻き芯側のサンプルは、明細書本文の(1)-(3)の手順で算出した上位2箇所の高さの平均値が4.2mmであった。巻き外側のサンプルは、上位2箇所の高さの平均値が3.4mmであった。実施例2の波長変換シートの層構成を表1に示す。
<第1保護フィルムの作製>
第1支持体(両面に易接着層を有する二軸延伸PETフィルム、厚み:50μm、東洋紡社の「コスモシャイン(登録商標) A4360」)の一方の面に、真空蒸着法により酸化アルミニウムを蒸着し、厚み8nmの無機酸化物層Aを形成した。次いで、無機酸化物層A上に、上記の被覆層形成用塗布液をグラビア印刷により塗布し、180℃で60秒間加熱処理し、厚み200nmの被覆層Bを形成した。次いで、被覆層B上に、真空蒸着法により酸化アルミニウムを蒸着し、厚み8nmの無機酸化物層Cを形成した。次いで、無機酸化物層C上に、上記の被覆層形成用塗布液をグラビア印刷により塗布し、180℃で60秒間加熱処理し、厚み230nmの被覆層Dを形成した。
上記の作業により、第1支持体の一方の面に第1バリア層を有する積層体3-1を得た。第1バリア層は、第1支持体側から、無機酸化物層A、被覆層B、無機酸化物層C、被覆層Dをこの順に有している。
次いで、第1嵩増し基材(二軸延伸PETフィルム、厚み:38μm)の一方の面に、2液硬化型のポリウレタン系接着剤をグラビア印刷により塗布、乾燥し、厚み5μmの第1接着剤層を形成し、第1嵩増し基材上に第1接着剤層を有する積層体3-2を得た。
次いで、積層体3-1の第1バリア層側の面に、積層体3-2の第1接着剤層側の面を重ね合わせて、積層体3-1と積層体3-2とをドライラミネートした。
上記の作業により、内側から外側に向けて、第1嵩増し基材、第1接着剤層、第1バリア層及び第1支持体をこの順に有する、実施例3で用いる第1保護フィルムを得た。
第2プライマー層、第2支持体、第2嵩増し基材、第2接着剤層の厚みを表2の厚みに変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例2で用いる第2保護フィルムを得た。
第1保護フィルム及び第2保護フィルムを実施例3用の第1保護フィルム及び第2保護フィルムに変更し、量子ドット含有層の厚みを70μmに変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例3の波長変換シートを得た。
実施例3のロール状の波長変換シートの巻き芯側及び巻き外側から、100mm×100mmのサンプルを切り出した。巻き芯側のサンプル及び巻き外側のサンプルは、何れも、外側である第2保護フィルム側が凸状となるカール形状を有していた。巻き芯側と巻き外側との間から切り出したサンプルも、外側である第2保護フィルム側が凸状となるカール形状を有していた。巻き芯側のサンプルは、明細書本文の(1)-(3)の手順で算出した上位2箇所の高さの平均値が4.0mmであった。巻き外側のサンプルは、上位2箇所の高さの平均値が3.0mmであった。実施例3の波長変換シートの層構成を表2に示す。
<第1保護フィルムの作製>
第1支持体(片面に易接着層を有する二軸延伸PETフィルム、厚み:12μm、ユニチカ社の「エンブレット(登録商標) PTM」)の易接着層を有する側の面に、真空蒸着法により酸化ケイ素を蒸着し、厚み20nmの無機酸化物層Aを形成した。次いで、無機酸化物層A上に、上記の被覆層形成用塗布液をグラビア印刷により塗布し、180℃で60秒間加熱処理し、厚み300nmの被覆層Bを形成した。
次いで、第1支持体のバリア層を形成した側とは反対側の面に、上記のプライマー層形成用塗布液をグラビア印刷により塗布し、80℃で60秒間加熱処理し、厚み300nmの第1プライマー層を形成した。
上記の作業により、第1支持体の一方の面に第1バリア層、他方の側に第1プライマー層を有する積層体4-1を得た。第1バリア層は、第1支持体側から、無機酸化物層A、被覆層Bをこの順に有している。
次いで、第1嵩増し基材(二軸延伸PETフィルム、厚み:50μm)の一方の面に、2液硬化型のポリウレタン系接着剤をグラビア印刷により塗布、乾燥し、厚み5μmの第1接着剤層を形成し、第1嵩増し基材上に第1接着剤層を有する積層体4-2を得た。
次いで、積層体4-1の第1バリア層側の面に、積層体4-2の第1接着剤層側の面を重ね合わせて、積層体4-1と積層体4-2とをドライラミネートした。
上記の作業により、内側から外側に向けて、第1嵩増し基材、第1接着剤層、第1バリア層、第1支持体及び第1プライマー層をこの順に有する、実施例4で用いる第1保護フィルムを得た。
<第2保護フィルムの作製>
第2支持体(片面に易接着層を有する二軸延伸PETフィルム、厚み:12μm、ユニチカ社の「エンブレット(登録商標) PTM」)の易接着層を有する側の面に、真空蒸着法により酸化ケイ素を蒸着し、厚み20nmの無機酸化物層Aを形成した。次いで、無機酸化物層A上に、上記の被覆層形成用塗布液をグラビア印刷により塗布し、180℃で60秒間加熱処理し、厚み300nmの被覆層Bを形成した。
次いで、被覆層B上に、上記のプライマー層形成用塗布液をグラビア印刷により塗布し、80℃で60秒間加熱処理し、厚み300nmの第2プライマー層を形成した。
上記の作業により、第2プライマー層、第2バリア層、第2支持体をこの順に有する積層体4-3を得た。第2バリア層は、第2支持体側から、無機酸化物層A、被覆層Bをこの順に有している。
次いで、第2嵩増し基材(二軸延伸PETフィルム、厚み:50μm)の一方の面に、2液硬化型のポリウレタン系接着剤をグラビア印刷により塗布、乾燥し、厚み5μmの第2接着剤層を形成し、第2嵩増し基材上に第2接着剤層を有する積層体4-4を得た。
次いで、積層体4-3の第2支持体側の面に、積層体4-4の第2接着剤層側の面を重ね合わせて、積層体4-3と積層体4-4とをドライラミネートした。
上記の作業により、外側から内側に向けて、第2嵩増し基材、第2接着剤層、第2支持体、第2バリア層及び第2プライマー層をこの順に有する、実施例4で用いる第2保護フィルムを得た。
<波長変換シートの作製>
第1保護フィルム及び第2保護フィルムを実施例4用の第1保護フィルム及び第2保護フィルムに変更し、量子ドット含有層の厚みを70μmに変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例4の波長変換シートを得た。
実施例4のロール状の波長変換シートの巻き芯側及び巻き外側から、100mm×100mmのサンプルを切り出した。巻き芯側のサンプル及び巻き外側のサンプルは、何れも、外側である第2保護フィルム側が凸状となるカール形状を有していた。巻き芯側と巻き外側との間から切り出したサンプルも、外側である第2保護フィルム側が凸状となるカール形状を有していた。巻き芯側のサンプルは、明細書本文の(1)-(3)の手順で算出した上位2箇所の高さの平均値が4.3mmであった。巻き外側のサンプルは、上位2箇所の高さの平均値が3.5mmであった。実施例4の波長変換シートの層構成を表2に示す。
比較例1用の第1保護フィルムとして、実施例1用の第2保護フィルムを用いた。比較例1用の第2保護フィルムとして、実施例1用の第1保護フィルムを用いた。
第1保護フィルムの第1プライマー層側の面に、上記処方の量子ドット含有層塗布液を塗布、乾燥し、電離放射線未照射の量子ドット含有層を形成してなる積層体5を得た。
次いで、積層体5の電離放射線未照射の量子ドット含有層側の面と、第2保護フィルムの第2支持体側の面とが対向するように積層した後、紫外線を照射して、量子ドット含有層の電離放射線硬化性樹脂組成物の硬化を進行させた。量子ドット含有層の厚みは30μmである。
次いで、実施例1と同様にして巻き取り、比較例1のロール状の波長変換シートを得た。
比較例1のロール状の波長変換シートから切り出したサンプルは、実施例1のサンプルとカール形状及び高さの平均値が同等であった。比較例1の波長変換シートの層構成を表1に示す。
比較例2用の第1保護フィルムとして実施例1用の第2保護フィルムを用い、比較例2用の第2保護フィルムとして実施例1用の第2保護フィルムを用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例2の波長変換シートを得た。
比較例2のロール状の波長変換シートから切り出したサンプルは、実施例1のサンプルとカール形状及び高さの平均値が同等であった。比較例2の波長変換シートの層構成を表1に示す。
比較例3用の第1保護フィルムとして、実施例1用の第1保護フィルムを用いた。比較例3用の第2保護フィルムとして、実施例1用の第1保護フィルムを用いた。
第1保護フィルムの第1支持体側の面に、上記処方の量子ドット含有層塗布液を塗布、乾燥し、電離放射線未照射の量子ドット含有層を形成してなる積層体6を得た。
次いで、積層体6の電離放射線未照射の量子ドット含有層側の面と、第2保護フィルムの第2支持体側の面とが対向するように積層した後、紫外線を照射して、量子ドット含有層の電離放射線硬化性樹脂組成物の硬化を進行させた。量子ドット含有層の厚みは30μmである。
次いで、実施例1と同様にして巻き取り、比較例3のロール状の波長変換シートを得た。
比較例3のロール状の波長変換シートから切り出したサンプルは、実施例1のサンプルとカール形状及び高さの平均値が同等であった。比較例3の波長変換シートの層構成を表1に示す。
比較例4用の第1保護フィルムとして、実施例2用の第2保護フィルムを用いた。比較例4用の第2保護フィルムとして、実施例2用の第1保護フィルムを用いた。
第1保護フィルムの第1プライマー層側の面に、上記処方の量子ドット含有層塗布液を塗布、乾燥し、電離放射線未照射の量子ドット含有層を形成してなる積層体7を得た。
次いで、積層体7の電離放射線未照射の量子ドット含有層側の面と、第2保護フィルムの第2支持体側の面とが対向するように積層した後、紫外線を照射して、量子ドット含有層の電離放射線硬化性樹脂組成物の硬化を進行させた。量子ドット含有層の厚みは100μmである。
次いで、実施例1と同様にして巻き取り、比較例4のロール状の波長変換シートを得た。
比較例4のロール状の波長変換シートから切り出したサンプルは、実施例2のサンプルとカール形状及び高さの平均値が同等であった。比較例4の波長変換シートの層構成を表1に示す。
比較例5用の第1保護フィルムとして実施例2用の第2保護フィルムを用い、比較例5用の第2保護フィルムとして実施例2用の第2保護フィルムを用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例5の波長変換シートを得た。
比較例5のロール状の波長変換シートから切り出したサンプルは、実施例2のサンプルとカール形状及び高さの平均値が同等であった。比較例5の波長変換シートの層構成を表1に示す。
比較例6用の第1保護フィルムとして、実施例2用の第1保護フィルムを用いた。比較例6用の第2保護フィルムとして、実施例2用の第1保護フィルムを用いた。
第1保護フィルムの第1プライマー層側の面に、上記処方の量子ドット含有層塗布液を塗布、乾燥し、電離放射線未照射の量子ドット含有層を形成してなる積層体8を得た。
次いで、積層体8の電離放射線未照射の量子ドット含有層側の面と、第2保護フィルムの第2プライマー層側の面とが対向するように積層した後、紫外線を照射して、量子ドット含有層の電離放射線硬化性樹脂組成物の硬化を進行させた。量子ドット含有層の厚みは100μmである。
次いで、実施例1と同様にして巻き取り、比較例6のロール状の波長変換シートを得た。
比較例6のロール状の波長変換シートから切り出したサンプルは、実施例2のサンプルとカール形状及び高さの平均値が同等であった。比較例6の波長変換シートの層構成を表1に示す。
比較例7用の第1保護フィルムとして、実施例3用の第2保護フィルムを用いた。比較例7用の第2保護フィルムとして、実施例3用の第1保護フィルムを用いた。
第1保護フィルムの第1プライマー層側の面に、上記処方の量子ドット含有層塗布液を塗布、乾燥し、電離放射線未照射の量子ドット含有層を形成してなる積層体9を得た。
次いで、積層体9の電離放射線未照射の量子ドット含有層側の面と、第2保護フィルムの第2プライマー層側の面とが対向するように積層した後、紫外線を照射して、量子ドット含有層の電離放射線硬化性樹脂組成物の硬化を進行させた。量子ドット含有層の厚みは70μmである。
次いで、実施例1と同様にして巻き取り、比較例7のロール状の波長変換シートを得た。
比較例7のロール状の波長変換シートから切り出したサンプルは、実施例3のサンプルとカール形状及び高さの平均値が同等であった。比較例7の波長変換シートの層構成を表2に示す。
比較例8用の第1保護フィルムとして実施例3用の第2保護フィルムを用い、比較例8用の第2保護フィルムとして実施例3用の第2保護フィルムを用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例8の波長変換シートを得た。
比較例8のロール状の波長変換シートから切り出したサンプルは、実施例3のサンプルとカール形状及び高さの平均値が同等であった。比較例8の波長変換シートの層構成を表2に示す。
[比較例9]
比較例9用の第1保護フィルムとして、実施例3用の第1保護フィルムを用いた。比較例9用の第2保護フィルムとして、実施例3用の第1保護フィルムを用いた。
第1保護フィルムの第1支持体側の面に、上記処方の量子ドット含有層塗布液を塗布、乾燥し、電離放射線未照射の量子ドット含有層を形成してなる積層体10を得た。
次いで、積層体10の電離放射線未照射の量子ドット含有層側の面と、第2保護フィルムの第2支持体側の面とが対向するように積層した後、紫外線を照射して、量子ドット含有層の電離放射線硬化性樹脂組成物の硬化を進行させた。量子ドット含有層の厚みは70μmである。
次いで、実施例1と同様にして巻き取り、比較例9のロール状の波長変換シートを得た。
比較例9のロール状の波長変換シートから切り出したサンプルは、実施例3のサンプルとカール形状及び高さの平均値が同等であった。比較例9の波長変換シートの層構成を表2に示す。
比較例10用の第1保護フィルムとして、実施例4用の第2保護フィルムを用いた。比較例10用の第2保護フィルムとして、実施例4用の第1保護フィルムを用いた。
第1保護フィルムの第1プライマー層側の面に、上記処方の量子ドット含有層塗布液を塗布、乾燥し、電離放射線未照射の量子ドット含有層を形成してなる積層体11を得た。
次いで、積層体11の電離放射線未照射の量子ドット含有層側の面と、第2保護フィルムの第2プライマー層側の面とが対向するように積層した後、紫外線を照射して、量子ドット含有層の電離放射線硬化性樹脂組成物の硬化を進行させた。量子ドット含有層の厚みは70μmである。
次いで、実施例1と同様にして巻き取り、比較例10のロール状の波長変換シートを得た。
比較例10のロール状の波長変換シートから切り出したサンプルは、実施例4のサンプルとカール形状及び高さの平均値が同等であった。比較例10の波長変換シートの層構成を表2に示す。
比較例11用の第1保護フィルムとして実施例4用の第2保護フィルムを用い、比較例11用の第2保護フィルムとして実施例4用の第2保護フィルムを用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例11の波長変換シートを得た。
比較例11のロール状の波長変換シートから切り出したサンプルは、実施例4のサンプルとカール形状及び高さの平均値が同等であった。比較例11の波長変換シートの層構成を表2に示す。
比較例12用の第1保護フィルムとして、実施例4用の第1保護フィルムを用いた。比較例12用の第2保護フィルムとして、実施例4用の第1保護フィルムを用いた。
第1保護フィルムの第1プライマー層側の面に、上記処方の量子ドット含有層塗布液を塗布、乾燥し、電離放射線未照射の量子ドット含有層を形成してなる積層体12を得た。
次いで、積層体12の電離放射線未照射の量子ドット含有層側の面と、第2保護フィルムの第2プライマー層側の面とが対向するように積層した後、紫外線を照射して、量子ドット含有層の電離放射線硬化性樹脂組成物の硬化を進行させた。量子ドット含有層の厚みは70μmである。
次いで、実施例1と同様にして巻き取り、比較例12のロール状の波長変換シートを得た。
比較例12のロール状の波長変換シートから切り出したサンプルは、実施例4のサンプルとカール形状及び高さの平均値が同等であった。比較例12の波長変換シートの層構成を表2に示す。
一方、比較例1~12の波長変換シートは、耐候性試験後に黒線等の暗い領域が生じるサンプルが多発し、良品率が低いことが確認できる。
比較例1、4、7及び10の波長変換シートは、第1バリア層及び第2バリア層の両方に割れが生じていた。比較例1、4、7及び10の波長変換シートは、両側のバリア層に割れが生じているため、比較例2、3、5,6、8、9、11及び12に比べて良品率が低かった。
比較例2、5、8及び11の波長変換シートは、第1バリア層に割れが生じていた。
比較例3、6、9及び12の波長変換シートは、第2バリア層に割れが生じていた。
比較例1、2、4-8、10-12の第1バリア層は、第1バリア層の外側に接して硬化物層である第1プライマー層を有するため、第1バリア層に割れが生じたと考えられる。また、 比較例1、2、4-8、10-12の波長変換シートは、第1プライマー層の外側に接して、さらに、厚みの厚い硬化物層である量子ドット含有層を有している。このように、比較例1、2、4-8、10-12の第1バリア層の外側には、硬化物層が連続して形成されているため、割れが生じやすいと考えられる。
比較例1、3、4、6、7、9、10及び12の第2バリア層は、第2バリア層の外側に接して硬化物層である第2接着剤層を有するため、第2バリア層に割れが生じたと考えられる。
比較例1、4、7及び10の波長変換シートは、量子ドット含有層を基準として、第1保護フィルムの層構成と第2保護フィルムの層構成とが非対称に配置されたものであった。
比較例2、3、5、6、8、9、11及び12の波長変換シートは、量子ドット含有層を基準として、第1保護フィルムの層構成と第2保護フィルムの層構成とが対称に配置されたものであった。
比較例の波長変換シートのバリア層の割れは、次のように観察した。まず、波長変換シートの黒線が生じていた部位を片刃トリミング用カミソリでカットして、サンプル1を採取した。次いで、LEICA製のウルトラミクロトーム EM UC7およびDiATOME社製のダイヤモンドナイフultra35°を用いて、サンプル1の黒線を横切る断面を切削することにより、黒線部の断面が露出したサンプル2を作製した。サンプル2の前記断面は機械的な切削により平坦に整えられている。次いで、日立製作所社製の走査型電子顕微鏡SU8000でサンプル2の露出した断面を観察し、バリア層の割れを評価した。
12:第2プライマー層
21:第1支持体
22:第2支持体
31:第1バリア層
32:第2バリア層
41:第1嵩増し基材
42:第2嵩増し基材
51:第1接着剤層
52:第2接着剤層
80:量子ドット含有層
101:第1保護フィルム
102:第2保護フィルム
200:波長変換シート
201:サンプル
210:光源
220:光学板
221:導光板
222:拡散板
230:反射板
240:プリズムシート
300:バックライト
301:エッジライト型バックライト
302:直下型バックライト
500:水平な台
Claims (12)
- 第1保護フィルムと、量子ドットを含む量子ドット含有層と、第2保護フィルムとがこの順に積層された波長変換シートであって、
前記量子ドット含有層を基準として、前記第1保護フィルムが位置する方向を内側、前記第2保護フィルムが位置する方向を外側と定義した際に、前記波長変換シートは、外側が凸状となるカール形状を有し、
前記量子ドット含有層を基準として、前記第1保護フィルムの層構成と前記第2保護フィルムの層構成とが非対称に配置され、
前記第1保護フィルムは、内側から外側に向けて、第1嵩増し基材、第1接着剤層、第1バリア層、及び第1支持体をこの順に有し、
前記第2保護フィルムは、外側から内側に向けて、第2嵩増し基材、第2接着剤層、第2支持体、及び第2バリア層をこの順に有し、
前記波長変換シートは、硬化性樹脂組成物の硬化物を含む層を少なくとも2層以上有し、
前記第1接着剤層及び前記第2接着剤層が、前記硬化性樹脂組成物の硬化物を含む層であり、
前記第1バリア層の外側に接する層及び前記第2バリア層の外側に接する層が、前記硬化性樹脂組成物の硬化物を含む層以外の層である、波長変換シート。 - 前記量子ドット含有層が、前記硬化性樹脂組成物の硬化物を含む層である、請求項1に記載の波長変換シート。
- 前記第1バリア層の外側に接する層及び前記第2バリア層の外側に接する層の厚みが5.0μm以上である、請求項1に記載の波長変換シート。
- 前記第1バリア層の外側に接する層が前記第1支持体であり、前記第2バリア層の外側に接する層が前記第2支持体である、請求項3に記載の波長変換シート。
- 前記第1保護フィルムが、さらに、前記第1保護フィルムの最外側に第1プライマー層を有する、請求項1に記載の波長変換シート。
- 前記第2保護フィルムが、さらに、前記第2保護フィルムの最内側に第2プライマー層を有する、請求項1に記載の波長変換シート。
- 前記第1保護フィルムの最内側及び前記第2保護フィルムの最外側の少なくとも何れかに貼り付き防止層を有する、請求項1に記載の波長変換シート。
- 前記第1バリア層及び前記第2バリア層が、無機酸化物層及び被覆層を含む、請求項1に記載の波長変換シート。
- 前記第1バリア層よりも内側に位置する層の合計厚みが10μm以上である、請求項1に記載の波長変換シート。
- 前記第2バリア層よりも外側に位置する層の合計厚みが20μm以上である、請求項1に記載の波長変換シート。
- 一次光を放出する少なくとも1つの光源と、前記光源に隣接して配置され、導光又は拡散のための光学板と、前記光学板の光出射側に配置された波長変換シートとを備えたバックライトにおいて、前記波長変換シートが請求項1~10の何れかに記載の波長変換シートであるバックライト。
- バックライト及び液晶パネルを備えた液晶表示装置であって、前記バックライトが請求項11に記載のバックライトである液晶表示装置。
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