JPWO2018043543A1 - 蛍光体含有フィルムおよびバックライトユニット - Google Patents
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Abstract
Description
バックライトから量子ドットを含むフィルム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、各量子ドットに赤色光、緑色光もしくは青色光の半値幅の狭い光を発光させることにより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狭いため、波長を適切に選択することで得られる白色光を高輝度にすること、および色再現性に優れる設計にすることが可能である。
しかしながら、量子ドット層の両主面をガスバリアフィルムで保護するのみでは、ガスバリアフィルムで保護されていない端面から水分や酸素が入り込み、量子ドットが劣化するという問題がある。
そのため、量子ドット層の周囲全部をバリアフィルムで保護することが提案されている。
このような問題は、量子ドットに限らず、酸素と反応して劣化する蛍光体を備える蛍光体含有フィルムで同様に生じる。
しかし、この長尺フィルムから所望サイズの蛍光体含有フィルムを裁断して得る際、やはり切断端面において蛍光体含有層が外気に曝露されるため、切断端面からの酸素の侵入に対する対策が必要である。
すなわち、以下の構成により上記課題を達成することができることを見出した。
蛍光体含有層の一方の主面に積層される第1の基材フィルムおよび他方の主面に積層される第2の基材フィルムと、を有し、
樹脂層のヌープ硬度が115N/mm2〜285N/mm2であり、クリープ回復率が22%以下であり、弾性回復率が60%以上である蛍光体含有フィルム。
(2) 蛍光体含有フィルムの端面において、蛍光特性を失った領域と樹脂層とが露出している(1)に記載の蛍光体含有フィルム。
(3) 樹脂層の酸素透過度が10cc/(m2・day・atm)以下である(1)または(2)に記載の蛍光体含有フィルム。
(4) 第1の基材フィルムおよび第2の基材フィルムの酸素透過度が1cc/(m2・day・atm)以下である(1)〜(3)のいずれかに記載の蛍光体含有フィルム。
(5) 樹脂層に含まれる樹脂が、光重合性官能基又は熱重合性官能基を有する化合物を含有する組成物から成る(1)〜(4)のいずれかに記載の蛍光体含有フィルム。
(6) (1)〜(5)のいずれかに記載の蛍光体含有フィルムからなる波長変換部材と、青色発光ダイオードおよび紫外線発光ダイオードの少なくとも一方とを含むバックライトユニット。
本発明の蛍光体含有フィルムは、
酸素に暴露されると酸素と反応して劣化する蛍光体を含む蛍光領域が複数、離散的に配置され、離散的に配置された複数の蛍光領域間に、酸素に対する不透過性を有する樹脂層が配置されてなる蛍光体含有層と、
蛍光体含有層の一方の主面に積層される第1の基材フィルムおよび他方の主面に積層される第2の基材フィルムと、を有し、
樹脂層のヌープ硬度が115N/mm2〜285N/mm2であり、クリープ回復率が22%以下であり、弾性回復率が60%以上である蛍光体含有フィルムである。
本実施形態の蛍光体含有フィルム1は、第1の基材フィルム10と、第1の基材フィルム10上において、酸素に暴露されると酸素と反応して劣化する蛍光体31を含む領域35が複数、離散的に配置され、離散的に配置された蛍光体31を含む領域35間に、酸素に対する不透過性を有する樹脂層38が配置されてなる蛍光体含有層30と、蛍光体含有層30上に配置される第2の基材フィルム20とを備えている。以下において、蛍光体31を含む領域35を蛍光領域35と称する場合がある。
そこで、量子ドットなどの蛍光体を複数の領域に離散的に配置し、蛍光体の周囲にシール材を配置する構成として、蛍光体含有フィルムを裁断する際にシール材の部分で裁断することで、光学部品を裁断しても蛍光部材の密閉状態を維持することが考えられている。
しかしながら、蛍光体を離散的に配置し、シール材で密閉する構成とした場合でも、蛍光体含有フィルムを裁断する際に、シール材に割れが生じて水分や酸素が侵入しやすくなってしまうという問題があることがわかった。
裁断性の更なる向上の観点からは、ヌープ硬度は140N/mm2〜285N/mm2であることが好ましい。
フィッシャーインスツルメンツ(株)社製PICODENTOR HM500p型硬度計を用い、ヌープ圧子により、ガラス基板に固定したサンプル表面を負荷時間10sec、最大荷重でのクリープ時間5sec、除荷時間10sec、除荷後のクリープ時間5sec、最大荷重20mNの条件で測定する。押し込み深さから求められる圧子とサンプルとの接触面積と最大荷重の関係より硬度を算出し、この10点の平均値をヌープ硬度とする。
裁断性の更なる向上の観点からは、クリープ回復率は20%以下であることが好ましい。
フィッシャーインスツルメンツ(株)社製PICODENTOR HM500p型硬度計を用い、ヌープ圧子により、ガラス基板に固定したサンプル表面を負荷時間10sec、最大荷重でのクリープ時間5sec、除荷時間10sec、除荷後のクリープ時間5sec、最大荷重20mNの条件で測定する。除荷直後の押し込み深さと除荷5秒後の深さの関係よりクリープ回復の割合を算出し、この10点の平均値をクリープ回復率とする。
裁断性の更なる向上の観点からは、弾性回復率は65%以上であることが好ましい。
フィッシャーインスツルメンツ(株)社製PICODENTOR HM500p型硬度計を用い、ヌープ圧子により、ガラス基板に固定したサンプル表面を負荷時間10sec、最大荷重でのクリープ時間5sec、除荷時間10sec、除荷後のクリープ時間5sec、最大荷重20mNの条件で測定する。横軸押し込み深さ、縦軸荷重にとったグラフにおいて[クリープ時間後の押し込み深さ、最大荷重]、[クリープ時間後の押し込み深さ、荷重ゼロ]、[除荷直後の押し込み深さ、荷重ゼロ]の3点で囲まれる面積(除荷時に解放される弾性変形エネルギーEに相当)と、原点、[クリープ時間前の押し込み深さ、最大荷重]、[クリープ時間後の押し込み深さ、最大荷重]、[クリープ時間後の押し込み深さ、荷重ゼロ]の4点で囲まれる面積(負荷(およびクリープ)に要した総エネルギーE合計に相当)との関係より弾性回復の割合を算出し、この10点の平均値を弾性回復率とする。
また、本発明の蛍光体含有フィルムは、樹脂層と蛍光領域をまたいで裁断しても樹脂層の割れを好適に抑制できるので、裁断箇所を自由に選択でき、裁断する際のサイズや形状の自由度が高い。
また、樹脂層と蛍光領域をまたいで裁断した場合には、蛍光体含有フィルムは、切断面である端面において、蛍光特性を失った領域と樹脂層とが露出した構成となる。また、蛍光領域を複数またいで裁断した場合には、蛍光体含有フィルムの端面において、蛍光特性を失った領域と樹脂層とが交互に露出した構成となる。
側)の点を結ぶ線を蛍光領域35の輪郭(蛍光領域35と樹脂層38の境界)mと看做すこととする。励起光を蛍光体含有層に照射して蛍光体を発光させ、たとえば、共焦点レーザー顕微鏡などで観察することにより、蛍光体の位置を特定することができ、これにより蛍光領域35の輪郭mを特定することができる。本明細書において、円柱や多角柱の辺は図6の輪郭のように蛇行しているものを許容するものとする。
また、上記実施形態においては、蛍光領域35は周期的にパターン配置されているが、複数の蛍光領域35が離散的に配置されていれば所望の性能が損なわれない限りにおいて、非周期的であってもよい。蛍光領域35は、蛍光体含有層30の全域に亘って均一に分布していることが輝度の面内分布が均等になるため好ましい。
蛍光領域35中の蛍光体31は1種であってもよいし、複数種であってもよい。また、1つの蛍光領域35中の蛍光体31は1種として、複数の蛍光領域35のうち、第1の蛍光体を含む領域と第1の蛍光体とは異なる第2の蛍光体を含む領域とが周期的にあるいは非周期的に配置されていてもよい。蛍光体の種類は3種以上であっても構わない。
図7A〜図7Cに示す蛍光体含有フィルム3は、蛍光領域として、バインダ33中に第1の蛍光体31aが分散されてなる第1の蛍光領域35aとバインダ33中に第1の蛍光体31aとは異なる第2の蛍光体31bが分散されてなる第2の蛍光領域35bとを備えている。第1の蛍光領域35aと第2の蛍光領域35bは、平面視において交互に配置されており、フィルム厚み方向において、互いに異なる位置に分散配置されている。第1の蛍光領域35aが第2の基材フィルム20に隣接する主面側に配置され、第2の蛍光領域35bが第1の基材フィルム10に隣接する主面側に配置されており、第1の蛍光領域35aと第2の蛍光領域35bとは平面視において重ならないように配置されている。
第1の蛍光領域35aと第2の蛍光領域35bのバインダ33は本例において同一の組成からなるものとしているが、異なる組成からなるものであってもよい。
図8Aおよび図8Bに示す蛍光体含有フィルム4は、フィルム厚み方向に異なる位置に配置されている第1の蛍光領域35aと第2の蛍光領域35bとがフィルム面を平面視したとき一部重なりを有している点で、図7A〜図7Cに示す蛍光体含有フィルム3と異なる。このように、フィルム方向において異なる位置に配置されている第1の蛍光領域35aと第2の蛍光領域35bとが平面視において重なりを有していても構わない。
図9Aおよび図9Bに示す蛍光体含有フィルム6は、四角柱状の領域が半周期ずれて積層された階段状の蛍光領域35を備えている。蛍光領域35は、第1の蛍光体31a、第2の蛍光体31bがバインダ33中に分散されてなる。本例では、階段状の蛍光領域35の下階段部に第2の蛍光体31bが、上階段部に第1の蛍光体31aが分散されているが、第1の蛍光体31a、第2の蛍光体31bが蛍光領域35内の上下階段部全体に混在していても構わない。
蛍光体含有層30は、複数の蛍光体31を含む蛍光領域35と、蛍光領域35間に充填される、酸素に対して不透過性を有する樹脂層38とを備える。
蛍光領域35は、蛍光体31と蛍光体31が分散されてなるバインダ33とから構成されるものであり、蛍光体31および硬化性化合物を含む蛍光領域形成用塗布液を塗布、硬化して形成される。
酸素に暴露されると酸素と反応して劣化する蛍光体としては、公知の各種蛍光体を用いることができる。例えば、希土類ドーピングガーネット、ケイ酸塩、アルミン酸塩、リン酸塩、セラミックス蛍光体、硫化物蛍光体、窒化物蛍光体等の無機蛍光体、および、有機蛍光染料および有機蛍光顔料を始めとする有機蛍光物質などである。また、半導体微粒子に希土類をドープした蛍光体、および、半導体のナノ微粒子(量子ドット、量子ロッド)も好適に用いられる。蛍光体は1種単独で用いることもできるが、所望の蛍光スペクトルが得られるように、異なる波長のものを複数混ぜて使用してもよいし、異なる素材構成の蛍光体同士の組み合わせ(例えば、希土類ドーピングガーネットと量子ドットとの組み合わせ)として用いてもよい。
ここで、酸素に暴露されるとは、大気中など酸素を含む環境下に曝されることを意味し、酸素と反応して劣化するとは、蛍光体が酸化されることによりその蛍光体の性能が劣化(低下)することを意味し、主として発光性能が酸素と反応する前と比較して低下することをいうが、蛍光体を光電変換体として利用する場合には、光電変換効率が酸素と反応する前と比較して低下することを意味する。
以下においては、酸素により劣化する蛍光体として、主に量子ドットを例として説明するが、本発明の蛍光体としては、量子ドットに限らず、その他の酸素により劣化する蛍光色素、光電変換材料など、外部からのエネルギーを光に変換する、あるいは光を電気に変換する材料であれば特に限定はされない。
量子ドットは、数nm〜数十nmの大きさをもつ化合物半導体の微粒子であり、少なくとも、入射する励起光により励起され蛍光を発光する。
量子ドット含有組成物における配位子は、公知の合成法によって合成することができる。例えば、特許文献特開2007−277514に記載の方法によって合成することができる。
硬化性化合物としては、重合性基を有するものが広く採用できる。重合性基の種類は、特に限定されないが、光又は熱重合性官能基を有する化合物が好ましい。また、好ましくは、(メタ)アクリレート基、ビニル基またはエポキシ基であり、より好ましくは、(メタ)アクリレート基であり、さらに好ましくは、アクリレート基である。また、2つ以上の重合性基を有する重合性単量体は、それぞれの重合性基が同一であってもよいし、異なっていても良い。
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。それらの具体例として以下に化合物を挙げるが、本実施形態はこれに限定されるものではない。
重合性基を2つ有する重合性単量体として、エチレン性不飽和結合含有基を2個有する2官能重合性不飽和単量体を挙げることができる。2官能の重合性不飽和単量体は組成物を低粘度にするのに適している。本実施形態では、反応性に優れ、残存触媒などの問題の無い(メタ)アクリレート系化合物が好ましい。
重合性基を3つ以上有する重合性単量体として、エチレン性不飽和結合含有基を3個以上有する多官能重合性不飽和単量体を挙げることができる。これら多官能の重合性不飽和単量体は機械的強度付与の点で優れる。本実施形態では、反応性に優れ、残存触媒などの問題の無い(メタ)アクリレート系化合物が好ましい。
本実施の形態で用いる重合性単量体として、エポキシ基、オキセタニル基等の開環重合可能な環状エーテル基等の環状基を有する化合物を挙げることができる。そのような化合物としてより好ましくは、エポキシ基を有する化合物(エポキシ化合物)を有する化合物を挙げることができる。エポキシ基やオキセタニル基を有する化合物を、(メタ)アクリレート系化合物と組み合わせて使用することにより、バリア層との密着性が向上する傾向にある。
ビニルエーテル化合物は公知のものを適宜選択することができ、例えば、特開2009−73078号公報の段落番号0057に記載のものを好ましく採用することができる。
また、重合性化合物として、(メタ)アクリレートを用いる場合、硬化性に優れる観点からメタアクリレートよりも、アクリレートの方が好ましい。
硬化性化合物はチキソトロピー剤を含有してもよい。
チキソトロピー剤は、無機化合物または有機化合物である。
チキソトロピー剤の好ましい1つの態様は無機化合物のチキソトロピー剤であり、例えば針状化合物、鎖状化合物、扁平状化合物、層状化合物を好ましく用いることができる。なかでも、層状化合物であることが好ましい。
チキソトロピー剤は、有機化合物のチキソトロピー剤を用いることができる。
有機化合物のチキソトロピー剤としては、酸化ポリオレフィン、変性ウレア等が挙げられる。
チキソトロピー剤の含有量は、塗布液中、硬化性化合物100質量部に対して0.15〜20質量部であることが好ましく、0.2〜10質量部であることがより好ましく、0.2〜8質量部であることが特に好ましい。特に無機化合物のチキソトロピー剤の場合、硬化性化合物100質量部に対して20質量以下であると、脆性が良化方向にある。
上記塗布液は、重合開始剤としては、公知の重合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号公報の段落0037を参照できる。重合開始剤は、塗布液に含まれる硬化性化合物の全量の0.1モル%以上であることが好ましく、0.5〜2モル%であることがより好ましい。また、揮発性有機溶媒を除いた全硬化性組成物中に質量%として、0.1質量%〜10質量%含むことが好ましく、さらに好ましくは0.2質量%〜8質量%である。
酸素に対して不透過性を有する樹脂層38を形成する硬化性化合物は、光重合開始剤を含むことが好ましい。光重合開始剤としては、光照射により上述の重合性化合物を重合する活性種を発生する化合物であればいずれのものでも用いることができる。光重合開始剤としては、カチオン重合開始剤、ラジカル重合開始剤が挙げられ、ラジカル重合開始剤が好ましい。また、本発明において、光重合開始剤は複数種を併用してもよい。
光重合開始剤の含有量が0.01質量%以上であると、感度(速硬化性)、塗膜強度が向上する傾向にあり好ましい。一方、光重合開始剤の含有量を15質量%以下とすると、光透過性、着色性、取り扱い性などが向上する傾向にあり、好ましい。染料および/または顔料を含む系では、これらがラジカルトラップ剤として働くことがあり、光重合性、感度に影響を及ぼす。その点を考慮して、これらの用途では、光重合開始剤の添加量が最適化される。一方で、本発明に用いられる組成物では、染料および/または顔料は必須成分でなく、光重合開始剤の最適範囲が液晶ディスプレイカラーフィルタ用硬化性組成物等の分野のものとは異なる場合がある。
酸素に対して不透過性を有する樹脂層38を形成する硬化性組成物は、ポリマーを含んでもよい。ポリマーとしては、例えば、ポリ(メタ)アクリレート、ポリ(メタ)アクリルアミド、ポリエステル、ポリウレタン、ポリウレア、ポリアミド、ポリエーテル、およびポリスチレンを挙げることができる。
蛍光領域形成用塗布液は、粘度調整剤、シランカップリング剤、界面活性剤、酸化防止剤、酸素ゲッター剤、重合禁止剤、無機粒子等を含有してもよい。
蛍光領域形成用塗布液は、必要に応じて粘度調整剤を含んでもよい。粘度調整剤を添加することによって、それらを所望の粘度に調整することが可能である。粘度調整剤は、粒径が5nm〜300nmであるフィラーであることが好ましい。また、粘度調整剤はチキソトロピー剤であってもよい。なお、本発明および本明細書中、チキソトロピー性とは、液状組成物において、せん断速度の増加に対して粘性を減じる性質を指し、チキソトロピー剤とは、それを液状組成物に含ませることによって、組成物にチキソトロピー性を付与する機能を有する素材のことを指す。チキソトロピー剤の具体例としては、ヒュームドシリカ、アルミナ、窒化珪素、二酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、タルク、雲母、長石、カオリナイト(カオリンクレー)、パイロフィライト(ろう石クレー)、セリサイト(絹雲母)、ベントナイト、スメクタイト・バーミキュライト類(モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイトなど)、有機ベントナイト、有機スメクタイト等が挙げられる。
シランカップリング剤を含む塗布液から形成される蛍光体含有層は、シランカップリング剤により隣接する層との密着性が強固なものとなるため、優れた耐久性を示すことができる。また、シランカップリング剤を含む塗布液から形成される蛍光体含有層は、密着力条件の支持フィルムとバリア層の密着力A<蛍光体含有層とバリア層との密着力Bの関係を形成する上でも好ましい。これは主に、蛍光体含有層に含まれるシランカップリング剤が、加水分解反応や縮合反応により、隣接する層の表面やこの蛍光体含有層の構成成分と共有結合を形成することによるものである。また、シランカップリング剤がラジカル重合性基等の反応性官能基を有する場合、蛍光体含有層を構成するモノマー成分と架橋構造を形成することも、蛍光体含有層と隣接する層との密着性向上に寄与し得る。
一般式(1)で表されるシランカップリング剤が2つ以上のラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を含む置換基は、それぞれの置換基は同じであってもよいし、異なっていてもよく、同じであることが好ましい。
蛍光領域形成用塗布液は、フッ素原子を20質量%以上含有する少なくとも1種の界面活性剤を含んでいても良い。
このような構造を有することによって表面偏在能が良好となり、また重合体との部分的な相溶が生じて相分離が抑制されると考えられる。
酸素に対して不透過性を有する樹脂層38を形成する硬化性化合物には、公知の酸化防止剤を含有することが好ましい。酸化防止剤は、熱や光照射による退色およびオゾン、活性酸素、NOx、SOx(Xは整数)などの各種の酸化性ガスによる退色を抑制するものである。特に本発明では、酸化防止剤を添加することにより、硬化膜の着色防止や、分解による膜厚減少を低減できるという利点がある。
また、酸化防止剤として2種類以上の酸化防止剤を用いてもよい。
酸素に対して不透過性を有する樹脂層38を形成する硬化性化合物において、酸化防止剤は、硬化性化合物の全質量に対し、0.2質量%以上であることが好ましく、1質量%以上であることがより好ましく、2質量%以上であることがさらに好ましい。一方、酸化防止剤は酸素との間での相互作用により変質することがある。変質した酸化防止剤は量子ドット含有重合性組成物の分解を誘引することがあり、密着性低下、脆性悪化、量子ドット発光効率低下をもたらす。これらを防止する観点から20質量%以下であることが好ましく、15質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることがさらに好ましい。
ROC(=O)(CH2)8C(=O)OR、ROC(=O)C(CH3)=CH2、R’OC(=O)C(CH3)=CH2、CH2(COOR)CH(COOR)CH(COOR)CH2COOR、CH2(COOR’)CH(COOR’)CH(COOR’)CH2COOR’、式3で表わされる化合物等。
酸素ゲッター剤としては、有機EL素子のゲッター剤として用いられる公知の物質を用いることができ、無機系ゲッター剤又は有機系ゲッター剤のいずれでもよく、金属酸化物、金属ハロゲン化物、金属硫酸塩、金属過塩素酸塩、金属炭酸塩、金属アルコキシド、金属カルボキシレート、金属キレート、またはゼオライト(アルミノケイ酸塩)の中から選ばれた少なくとも1種の化合物を含むことが好ましい。
かかる酸素ゲッター剤としては、酸化カルシウム(CaO)、酸化バリウム(BaO)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化ストロンチウム(SrO)、硫酸リチウム(Li2SO4)、硫酸ナトリウム(Na2SO4)、硫酸カルシウム(CaSO4)、硫酸マグネシウム(MgSO4)、硫酸コバルト(CoSO4)、硫酸ガリウム(Ga2(SO4)3)、硫酸チタン(Ti(SO4)2)、硫酸ニッケル(NiSO4)等が挙げられる。
有機系ゲッター剤としては、化学反応により水を取り込み、その反応前後で不透明化しない材料であれば特に制限されない。ここで、有機金属化合物とは、金属−炭素結合や金属−酸素結合、金属−窒素結合等を有する化合物を意味する。水と有機金属化合物とが反応すると加水分解反応により、前述の結合が切れて金属水酸化物になる。金属によっては金属水酸化物に反応後に加水分解重縮合を行い高分子量化してもよい。
金属アルコキシド、金属カルボキシレート、及び金属キレートの金属としては、有機金属化合物として水との反応性が良いもの、すなわち、水により各種結合と切れやすい金属原子を用いることが好ましい。具体的には、アルミニウム、ケイ素、チタン、ジルコニウム、ケイ素、ビスマス、ストロンチウム、カルシウム、銅、ナトリウム、リチウムが挙げられる。また、セシウム、マグネシウム、バリウム、バナジウム、ニオブ、クロム、タンタル、タングステン、クロム、インジウム、鉄などが挙げられる。特にアルミニウムを中心金属として持つ有機金属化合物の乾燥剤が樹脂中への分散性や水との反応性の点で好適である。有機基は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、デシル基、ヘキシル基、オクタデシル基、ステアリル基などの不飽和炭化水素、飽和炭化水素、分岐不飽和炭化水素、分岐飽和炭化水素、環状炭化水素を含有したアルコキシ基やカルボキシル基、アセエチルアセトナト基、ジピバロイルメタナト基などのβ−ジケトナト基が挙げられる。
中でも、下記化学式に示す、炭素数が1〜8のアルミニウムエチルアセトアセテート類が、透明性に優れた封止組成物を形成できる点から好適に用いられる。
酸素ゲッター剤は粒子状又は粉末状である。酸素ゲッター剤の平均粒子径は通常20μm未満の範囲とすれば良く、好ましくは10μm以下、より好ましくは2μm以下、更に好ましくは1μm以下である。散乱性の観点から、酸素ゲッター剤の平均粒子径は、0.3〜2μmであることが好ましく、0.5〜1.0μmであることがより好ましい。ここでいう平均粒径とは、動的光散乱法によって測定した粒度分布から算出した、粒子径の平均値をいう。
酸素に対して不透過性を有する樹脂層38を形成する硬化性化合物には、重合禁止剤を含有することが好ましい。重合禁止剤の含有量としては、全重合性単量体に対し、0.001〜1質量%であり、より好ましくは0.005〜0.5質量%、さらに好ましくは0.008〜0.05質量%である、重合禁止剤を適切な量配合することで高い硬化感度を維持しつつ経時による粘度変化が抑制できる。重合禁止剤は重合性単量体の製造時に添加してもよいし、硬化組成物に後から添加してもよい。好ましい重合禁止剤としては、ハイドロキノン、p−メトキシフェノール、ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、ピロガロール、tert−ブチルカテコール、ベンゾキノン、4,4’−チオビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、N−ニトロソフェニルヒドロキシアミン第一セリウム塩、フェノチアジン、フェノキサジン、4−メトキシナフトール、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシルフリーラジカル、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシルフリーラジカル、ニトロベンゼン、ジメチルアニリン等が挙げられ、好ましくはp−ベンゾキノン、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシルフリーラジカル、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシルフリーラジカル、フェノチアジンである。これら重合禁止剤は重合性単量体の製造時だけでなく、硬化組成物の保存時においてもポリマー不純物の生成を抑制し、インプリント時のパターン形成性の劣化を抑制する。
酸素に対して不透過性を有する樹脂層38は、既述の硬化性化合物を含む樹脂形成用塗布液を塗布し、硬化して形成される。樹脂層38の隣接する蛍光領域35間の最短距離における酸素透過度が10cc/(m2・day・atm)以下を満たすことが好ましい。樹脂層38の隣接する蛍光領域35間の最短距離における酸素透過度は1cc/(m2・day・atm)以下であることがより好ましく、10−1cc/(m2・day・atm)以下であることがさらに好ましい。樹脂層38の組成により、蛍光領域35間の必要最短距離は異なる。
酸素に対して不透過性を有する樹脂層38を形成する硬化性化合物に含まれる重合性化合物は、25℃において液体である重合性化合物が全重合性化合物中50質量%以上であることが経時安定性の観点で好ましい。
酸素に対して不透過性を有する樹脂層38を形成する硬化性化合物において、酸素ゲッター剤は、硬化性化合物の全質量に対し、0.1〜20質量%であることが好ましく、0.1〜15質量%であることがより好ましく、0.1〜10質量%であることがさらに好ましい。
第1の基材フィルム10および第2の基材フィルム20は、酸素の透過を抑制する機能を有するフィルムであることが好ましい。上記の実施形態では、支持フィルム11,21の一面にバリア層12,22をそれぞれ備えた構成を有している。かかる態様では、支持フィルム11,21の存在により、蛍光体含有フィルムの強度が向上され、且つ、容易に製膜を実施することが可能となる。なお、本実施形態では支持フィルム11,21一面にバリア層12,22を備える構成であるが、バリア性を充分有する支持体のみにより基材フィルムが構成されていてもよい。
支持フィルム11,21としては、可視光に対して透明である可撓性を有する帯状の支持体が好ましい。ここで可視光に対して透明とは、可視光領域における線透過率が、80%以上、好ましくは85%以上であることをいう。透明の尺度として用いられる光線透過率は、JIS−K7105に記載された方法、すなわち積分球式光線透過率測定装置を用いて全光線透過率および散乱光量を測定し、全光線透過率から拡散透過率を引いて算出することができる。可撓性を有する支持体については、特開2007−290369号公報段落0046〜0052、特開2005−096108号公報段落0040〜0055を参照できる。
支持フィルムの厚さは、ガスバリア性、耐衝撃性等の観点から、10〜500μmの範囲内、中でも15〜300μmの範囲内、特に15〜120μmの範囲内、より特に15〜100μmの範囲内、さらには25〜110μm、よりさらには25〜60μmであることが好ましい。
蛍光体含有フィルムを作製した後、異物や欠陥の有無を検査する際、2枚の偏光板を消光位に配置し、その間に蛍光体含有フィルムを差し込んで観察することで、異物や欠陥を見つけやすい。支持体のRe(589)が上記範囲であると、偏光板を用いた検査の際に、異物や欠陥をより見つけやすくなるため、好ましい。
ここで、Re(589)は、AxoScan OPMF−1(オプトサイエンス社製)を用いて、入力波長589nmの光をフィルム法線方向に入射させることにより測定することができる。
第1の基材フィルム10および第2の機材フィルム20としては、支持フィルム11、21の蛍光体含有層30側の面に接して形成されてなる少なくとも一層の無機層を含むバリア層12、22を備えていることが好ましい。バリア層12、22としては、少なくとも無機層1層と少なくとも1層の有機層を含むものであってもよい。このように複数の層を積層することは、より一層バリア性を高めることができるため、耐光性向上の観点からは好ましい。他方、積層する層の数が増えるほど、基材フィルムの光透過率は低下する傾向があるため、良好な光透過率を維持し得る範囲で、積層数を増やすことが望ましい。
酸素透過度は低いほど好ましく、可視光領域における全光線透過率は高いほど好ましい。
基材フィルム10、20は、蛍光体含有層30側の面と反対側の面に、凹凸構造を付与する凹凸付与層を備えていてもよい。基材フィルム10、20が凹凸付与層を有していると、基材フィルムのブロッキング性、滑り性を改良することができるため、好ましい。凹凸付与層は粒子を含有する層であることが好ましい。粒子としては、シリカ、アルミナ、酸化金属等の無機粒子、あるいは架橋高分子粒子等の有機粒子等が挙げられる。また、凹凸付与層は、基材フィルムの蛍光体含有層とは反対側の表面に設けられることが好ましいが、両面に設けられていてもよい。
次に、上記の如く構成された本発明の実施形態の蛍光体含有フィルムの製造工程の一例について図11〜図12を参照して説明する。
第1の塗布液調製工程では、蛍光体として量子ドット(または量子ロッド)を含む蛍光領域形成用塗布液を調製する。具体的には、有機溶媒中に分散された量子ドット、硬化性化合物、高分子分散剤、重合開始剤、および、シランカップリング剤などの各成分をタンクなどにより混合し、蛍光領域形成用塗布液を調製する。なお、蛍光領域形成用塗布液には有機溶媒を含んでいなくても構わない。
次に、第1の基材フィルム10上に樹脂層用塗布液を塗布し、塗布した樹脂層用塗布液に凹凸パターンを有する型(モールド)を圧接して凹部を有する所定パターンを形成して、樹脂層用塗布液を硬化させて、図11に示すような、第1の基材フィルム10上に、複数の凹部を有する樹脂層38が積層された積層フィルム59を形成する。
次に、積層フィルム59の樹脂層38の凹部内に蛍光領域形成用塗布液を塗布し、蛍光領域形成用塗布液を硬化させる前に、第2の基材フィルム20を貼り合せた後、蛍光領域形成用塗布液を硬化させて蛍光領域35を形成して、第1の基材フィルム10、蛍光体含有層30、および、第2の基材フィルム20が積層された蛍光体含有フィルムを作製する。
紫外線による光硬化により樹脂層38を硬化させる場合には、紫外線の照射量は、100〜10000mJ/cm2とするのが好ましい。
熱硬化により樹脂層38を硬化させる場合には、20〜100℃に加熱するのが好ましい。
以上の工程をロール・トゥ・ロール方式の装置において行うことにより、連続した(長尺の)蛍光体含有フィルムを得ることができる。得られた蛍光体含有フィルムは、必要により切断機により裁断(切断)される。
また、上記例では、樹脂層38を形成した後、一旦、ロール状に巻き取って、蛍光領域35の形成等を行う構成としたが、これに限定はされず、樹脂層38を形成した後、連続的に搬送して、蛍光領域35の形成等を行う構成としてもよい。
パターンの形成には、酸素に対して不透過性を有する樹脂層38を形成する硬化性化合物を基板または支持体(基材)上に塗布する工程と、塗布層表面にモールドを圧接する工程と、硬化性化合物に光を照射する工程と、モールドを剥離する工程と、を経て微細な凹凸パターンを形成する、いわゆる光インプリント法を用いることができる。
ここで、酸素に対して不透過性を有する樹脂層38を形成する硬化性化合物は基材とモールドの間に流しこみ、モールドを圧接しながら光硬化しても良い。さらに、光照射後にさらに加熱して硬化させても良い。このような光インプリントリソグラフィは、積層化や多重パターニングもでき、熱インプリントと組み合わせて用いることもできる。
また、インクジェット法、ディスペンサー法でパターン形成をすることもできる。
まず、硬化性化合物を基材上に塗布する。硬化性化合物を基材上に塗布する方法としては、一般によく知られた適用方法、例えば、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、エクストルージョンコート法、スピンコート方法、スリットスキャン法、キャスト法あるいはインクジェット法などを用いることで基材上に塗膜あるいは液滴を適用することができる。酸素に対して不透過性を有する樹脂層38を形成する硬化性化合物はグラビアコート法、キャスト法に適している。また、硬化性化合物からなるパターン形成層(パターンを形成するための塗布層)の膜厚は、使用する用途によって異なるが、1〜150μm程度である。また硬化性化合物を、多重塗布により塗布してもよい。さらに、基材とパターン形成層との間には、例えば平坦化層等の他の有機層などを形成してもよい。これにより、パターン形成層と基板とが直接接しないことから、基板に対するごみの付着や基板の損傷等を防止することができる。
光照射は、モールドを付着させた状態で行ってもよいし、モールド剥離後に行ってもよいが、モールドを密着させた状態で行なうのが好ましい。
光透過性のモールド材は、特に限定されないが、所定の強度、耐久性を有するものであればよい。具体的には、ガラス、石英、PMMA、ポリカーボネート樹脂などの光透明性樹脂、透明金属蒸着膜、ポリジメチルシロキサンなどの柔軟膜、光硬化膜、SUS等の金属膜が例示される。
また、光インプリントリソグラフィにおいては、光照射の際の基板温度は、通常、室温で行われるが、反応性を高めるために加熱をしながら光照射してもよい。光照射の前段階として、真空状態にしておくと、気泡混入防止、酸素混入による反応性低下の抑制、モールドと硬化性組成物との密着性向上に効果があるため、真空状態で光照射してもよい。また、パターン形成方法中、光照射時における好ましい真空度は、10-1Paから1気圧の範囲である。
さらに、露光に際しては、酸素によるラジカル重合の阻害を防ぐため、窒素やアルゴンなどの不活性ガスを流して、酸素濃度を100mg/L未満に制御してもよい。
図面を参照して、本発明の蛍光体含有フィルムの一実施形態としての波長変換部材を備えたバックライトユニットについて説明する。図13は、バックライトユニットの概略構成を示す模式図である。
同様の観点から、バックライトユニットが発光する緑色光の波長帯域は、520nm〜560nmであることが好ましく、520nm〜545nmであることがより好ましい。
また、同様の観点から、バックライトユニットが発光する赤色光の波長帯域は、610nm〜650nmであることがより好ましい。
なお、本実施形態では、光源として面状光源を用いた場合を例に説明したが、光源としては面状光源以外の光源も使用することができる。
バックライトユニットの構成としては、図13では、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について説明したが、直下型方式であっても構わない。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。
上述のバックライトユニット102は液晶表示装置に応用することができる。図14に示されるように、液晶表示装置104は上記実施形態のバックライトユニット102とバックライトユニットの再帰反射性部材側に対向配置された液晶セルユニット103とを備えてなる。
<蛍光体含有フィルムの作製>
蛍光体として量子ドットを含有する塗布液を用いて蛍光体含有層を有する蛍光体含有フィルムを作製した。
第1の基材フィルムおよび第2の基材フィルムとして、ポリエチレンテレフタレート(PET)からなる支持フィルム上に無機層からなるバリア層及びそのバリア層上に下記組成物を塗工した有機層が形成されてなる基材フィルムを用意した。なお、無機層の形成材料は窒化ケイ素(Si3N4)で、厚みは30nmであった。この基材フィルムの酸素透過度をMOCON社製 OX−TRAN2/20を用いて計測したところ、4.0×10-3cc/(m2・day・atm)以下であった。
・ウレタンアクリレート(大成ファイルケミカル(株)社製 アクリット8BR−500) 30質量部
・光重合開始剤(イルガキュア184(BASF(株)製) 3質量部
・メチルイソブチルケトン 67質量部
蛍光体含有層形成用の塗布液1として、量子ドット、硬化性化合物、チキソトロピー剤、重合開始剤、および、シランカップリング剤などの各成分をタンクなどにより混合し、塗布液を調製する。
蛍光体含有層形成用の塗布液1として、量子ドット、硬化性化合物、チキソトロピー剤、重合開始剤、および、シランカップリング剤などの各成分をタンクなどにより混合し、塗布液を調製する。
下記の組成の量子ドット分散液を調製し、塗布液1とした。
・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(発光極大: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(イルガキュア819(BASF(株)製))
0.009質量部
・量子ドット1:INP530−10(NN−labs社製)
・量子ドット2:INP620−10(NN−labs社製)
下記の組成の樹脂層形成用の塗付液を調製し、塗布液2とした。
・ウレタン(メタ)アクリレート(U−4HA(新中村化学工業(株)製)) 49質量部
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(A−DCP(新中村化学工業(株)製)) 25質量部
・1,6ヘキサンジオールジアクリレート(ライトアクリレート1.6HA−A(共栄社化学(株)製)) 25質量部
・光重合開始剤(イルガキュア819(BASF(株)製)) 1質量部
以下に示す光インプリント法で第1の基材フィルム上に樹脂層を形成した。まず、フォトエッチング法で作製したハニカム状パターンを有するSUSモールド(凹部の線幅0.5mm、凸部正六角形の対角線1mm、凹部深さ50μm)と、第1の基材フィルムの有機層側の間に上記樹脂形成用の塗布液2をディスペンサーで流し込み、ゴムローラで0.3MPaの圧力で圧接して、過剰な塗布液を排出し、第1の基材フィルム上に塗布液を充填したモールドを貼合させた形態とした。続いて、200W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス社製)を用いて、紫外線を第一の基材フィルム側より500mJ/cm2照射して室温25℃で硬化させた後、モールドを剥離し、樹脂層が形成された第1の基材フィルムを得た。
以下に示す手順で、第一基材フィルム上の樹脂層間に充填され、第二基材フィルムと貼合された蛍光体層含有フィルムを作成した。まず、上記工程で作成した樹脂層が形成された第1の基材フィルムの樹脂層側と第2の基材フィルムの有機層側の間に蛍光体含有層の塗布液1をディスペンサーで流し込み、ゴムローラで0.3MPaの圧力で圧接して、過剰な塗布液を排出し、蛍光体含有層の塗布液を第1の基材フィルム、樹脂層、第2の基材フィルム間に充填した。続いて、200W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス社製)を用いて、紫外線を第1の基材フィルム側より2500mJ/cm2照射して室温25℃で硬化し、蛍光体含有フィルムを作製した。得られた蛍光体含有フィルムは樹脂層の幅0.5mm、蛍光体層幅1mm、樹脂層及び蛍光体層の膜厚は50μmであった。
樹脂層形成用の塗布液として、以下に記載する組成物を使用した以外は実施例1と同様にして蛍光体含有フィルムを作製した。
<樹脂層形成用の塗布液3の組成>
・1,6ヘキサンジオールジアクリレート(ライトアクリレート1.6HA−A(共栄社化学(株) 製)) 99質量部
・光重合開始剤(イルガキュア819(BASF(株)製) 1質量部
樹脂層形成用の塗布液として、以下に記載する組成物を使用した以外は実施例1と同様にして蛍光体含有フィルムを作製した。
<樹脂層形成用の塗布液4の組成>
・1,9−ノナンジオールジアクリレート(1,9NDA(共栄社化学(株)社製) 99質量部
・光重合開始剤(イルガキュア819(BASF(株)製) 1質量部
樹脂層形成用の塗布液として、以下に記載する組成物を使用した以外は実施例1と同様にして蛍光体含有フィルムを作製した。
<樹脂層形成用の塗布液4の組成>
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA(ダイセル・サイテック(株)社製)) 99質量部
・光重合開始剤(イルガキュア2022(BASF(株)製) 1質量部
樹脂層形成用の塗布液として、以下に記載する組成物を使用した以外は実施例1と同様にして蛍光体含有フィルムを作製した。
<樹脂層形成用の塗布液5の組成>
・ウレタン(メタ)アクリレート(U−4HA(新中村化学工業(株)製)) 48質量部
・エポキシメタクリレート(サイクロマーM100((株)ダイセル社製)) 25質量部
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(A−DCP(新中村化学工業(株)製)) 25質量部
・光重合開始剤(イルガキュア819(BASF(株)製) 1質量部
・光重合開始剤(CPI−100P(サンアプロ(株)製) 1質量部
樹脂層形成用の塗布液として、以下に記載する組成物を使用した以外は実施例1と同様にして蛍光体含有フィルムを作製した。
<樹脂層形成用の塗布液6の組成>
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(A−DCP(新中村化学工業(株)製)) 99質量部
・光重合開始剤(イルガキュア819(BASF(株)製) 1質量部
樹脂層形成用の塗布液として、以下に記載する組成物を使用した以外は実施例1と同様にして蛍光体含有フィルムを作製した。
<樹脂層形成用の塗布液8の組成>
・ウレタン(メタ)アクリレート(U−4HA(新中村化学工業(株)製)) 99質量部
・光重合開始剤(イルガキュア2022(BASF(株)製) 1質量部
樹脂層形成用の塗布液として、以下に記載する組成物を使用した以外は実施例1と同様にして蛍光体含有フィルムを作製した。
<樹脂層形成用の塗布液7の組成>
・トリメチロールプロパントリアクリレート(A−TMPT(新中村化学(株)社製)) 99質量部
・光重合開始剤(イルガキュア819(BASF(株)製) 1質量部
樹脂層を硬化する際の紫外線の照射総量を50000mJ/cm2とした以外は、実施例1と同様にして蛍光体含有フィルムを作製した。
樹脂層を硬化する際の紫外線の照射総量を500mJ/cm2とした以外は、実施例1
と同様にして蛍光体含有フィルムを作製した。
第一基材フィルムと第二基材フィルムをクラリスタCI(株式会社クラレ製)とした以外は、実施例1と同様にして蛍光体含有フィルムを作製した。この基材フィルムの酸素透過度をMOCON社製 OX−TRAN 2/20を用いて計測したところ、1.0×10-1cc/(m2・day・atm)以下であった。
各実施例および比較例で作製した蛍光体含有フィルムの樹脂層のヌープ硬度、クリープ回復率および弾性回復率をそれぞれ下記のようにして測定した。
各実施例および比較例で作製した蛍光体含有フィルムの樹脂層と同様のサンプルを作製した。フィッシャーインスツルメンツ(株)社製PICODENTOR HM500p型硬度計を用い、ヌープ圧子により、ガラス基板に固定したサンプル表面を負荷時間10sec、最大荷重でのクリープ時間5sec、除荷時間10sec、除荷後のクリープ時間5sec、最大荷重20mNの条件で測定した。押し込み深さから求められる圧子とサンプルとの接触面積と最大荷重の関係より硬度を算出し、この10点の平均値をヌープ硬度とした。
フィッシャーインスツルメンツ(株)社製PICODENTOR HM500p型硬度計を用い、ヌープ圧子により、ガラス基板に固定したサンプル表面を負荷時間10sec、最大荷重でのクリープ時間5sec、除荷時間10sec、除荷後のクリープ時間5sec、最大荷重20mNの条件で測定した。除荷直後の押し込み深さと除荷5秒後の深さの関係よりクリープ回復の割合を算出し、この10点の平均値をクリープ回復率とした。
フィッシャーインスツルメンツ(株)社製PICODENTOR HM500p型硬度計を用い、ヌープ圧子により、ガラス基板に固定したサンプル表面を負荷時間10sec、最大荷重でのクリープ時間5sec、除荷時間10sec、除荷後のクリープ時間5sec、最大荷重20mNの条件で測定する。横軸押し込み深さ、縦軸荷重にとったグラフにおいて[クリープ時間後の押し込み深さ、最大荷重]、[クリープ時間後の押し込み深さ、荷重ゼロ]、[除荷直後の押し込み深さ、荷重ゼロ]の3点で囲まれる面積(除荷時に解放される弾性変形エネルギーEに相当)と、原点、[クリープ時間前の押し込み深さ、最大荷重]、[クリープ時間後の押し込み深さ、最大荷重]、[クリープ時間後の押し込み深さ、荷重ゼロ]の4点で囲まれる面積(負荷(およびクリープ)に要した総エネルギーE合計に相当)との関係より弾性回復の割合を算出し、この10点の平均値を弾性回復率とする。
各実施例および比較例で作製した蛍光体含有フィルムの樹脂層の水蒸気透過率および含水率を樹脂層のサンプルを用いてそれぞれ下記のようにして測定した。
水蒸気透過率は、カルシウム腐食法(特開2005−283561号公報に記載される方法)によって測定した。恒温恒湿処理の条件は、温度40℃、相対湿度90%RHとした。
酸素透過度は、SI単位として、fm/(s・Pa)を用いることができる。1fm/(s・Pa)=8.752cc/(m2・day・atm)で換算することが可能である。fmはフェムトメートルと読み、1fm=10−15mを表わす。
ここで、酸素透過度は、測定温度23℃、相対湿度90%の条件下で、酸素ガス透過率測定装置(MOCON社製、OX−TRAN 2/20:商品名)を用いて測定した値である。
実施例および比較例で作製した蛍光体含有フィルムは波長変換部材であり、この波長変換部材の発光性能の経時変化を以下のように測定し、評価した。
各実施例および比較例の波長変換部材の初期輝度(Y)を、以下の手順で測定した。
まず、各波長変換部材を、(株)ナカヤマ社製トムソン刃MIR-CI23を使って1インチ角の正方形に裁断した。裁断された波長変換部材の各辺は、樹脂層および蛍光領域をまたいでいる。
一方で、市販のタブレット端末(Amazon社製、Kindle(登録商標) Fire HDX 7”)を分解し、バックライトユニットを取り出した。取り出したバックライトユニットに付属している波長変換部材を取り外した上で、導光板上に上記のようにして作製した蛍光体含有フィルムを置き、その上に、向きが直交した2枚のプリズムシートを重ね置いた。青色光源から発し、蛍光体含有フィルムおよび2枚のプリズムシートを透過した光の輝度のうち、裁断面から1mm内側の位置(但し、裁断面に位置する蛍光領域以外の蛍光領域)における輝度を、導光板の面に対して垂直方向740mmの位置に設置した輝度計(SR3、TOPCON社製)にて測定し、初期の輝度(Y)とした。
初期輝度(Y)の評価基準を以下に示す。評価結果がB以上であれば、発光効率が良好に維持されていると判断することができる。
AA; 14000[cd/m2]<Y
A; 12000[cd/m2]<Y≦14000[cd/m2]
B; 10000[cd/m2]<Y≦12000[cd/m2]
C; 8000[cd/m2]<Y≦10000[cd/m2]
D; 8000[cd/m2]≧Y
次に、85℃に保たれた部屋で、市販の青色光源(OPTEX−FA株式会社製OPSM−H150X142B)上に各波長変換部材を置き、波長変換部材に対して青色光を2000時間連続で照射した。1000時間及び2000時間後、波長変換部材を取り出し、上記と同様の手順で輝度を測定した。高温試験1000時間の輝度、高温試験2000時間の輝度)をそれぞれ測定した。試験後の輝度をY’としたとき、
下記式
α=Y’/Y
によって、初期の輝度値(Y)に対する、試験後の輝度(Y’)の変化率(α)を算出し、輝度変化の指標として、以下の基準で評価した。評価結果がAおよびBであれば、発光効率が良好に維持されていると判断することができる。なお、評価結果Cは実用上許容されるが、評価結果Dは許容できない。以下の劣化評価においても、初期の輝度値に対する試験後の輝度の変化率の評価基準は同様とする。
A; 0.95<α
B; 0.7<α≦0.95
C; 0.5<α≦0.7
D; 0.5≧α
なお、比較例2および比較例4では切り残りが発生したため端部の劣化評価は行っていない。
(株)ナカヤマ社製トムソン刃MIR-CI23を使って50mm角に裁断した各実施例および比較例の波長変換部材、市販のタブレット端末(Amazon社製、Kindle(登録商標) Fire HDX 7”)に搭載された2枚のプリズムシートを市販の青色光源(OPTEX−FA株式会社製OPSM−H150X142B)上に載せ、青光を照射した状態を一眼レフデジカメ(Nikon製D−7200)で撮影した。得られた画像のサンプル中心より40mm角の範囲において、Gray値の平均値(G)および標準偏差σを求め、以下の基準で評価した。評価結果がAおよびBであれば、輝度ムラが良好であると判断することができる。なお、評価結果Cは実用上許容されるが、評価結果Cは許容できない。
A:0%≦σ/G<3%
B:3%≦σ/G<10%
C:10%≦σ/G<20%
D:20%≧σ/G
各波長変換部材を、(株)ナカヤマ社製トムソン刃MIR-CI23を使って1インチ角の正方形に裁断し、その端面を光学顕微鏡Nikon社製DS-Ri2により正方形の四辺を撮影し、以下の基準で評価した。
A:隔壁へのひびなし、面つぶれなし
B:四辺の内一つでも隔壁にひびが発生
C:四辺の内一つでも面つぶれあり
各波長変換部材を、(株)ナカヤマ社製トムソン刃MIR-CI23を使って1インチ角の正方形に裁断し、切り残りの有無を評価した。
結果を表1に示す。
また、実施例3と比較例3との対比から、弾性回復率が小さすぎると、裁断面がつぶれてしまい、初期輝度が低下し、また、輝度ムラが発生してしまうことがわかる。これは弾性回復率が小さすぎると裁断後の形状回復が遅れて膜厚ムラとなり輝度ムラにつながると考えられる。
また、実施例4と比較例4との対比から、クリープ回復率が大きすぎると、切り残りが発生してしまうことがわかる。これはクリープ回復率が大きすぎると、粘弾性挙動が現れ、切れ残りがでると考えられる。
10、20 基材フィルム
11、21 支持フィルム
12、22 バリア層
30 蛍光体含有層
31、31a、31b、31e 蛍光体
32 蛍光領域形成用塗布液
33 バインダ
35、35a、35b 蛍光体を含む領域(蛍光領域)
37 樹脂層用塗布液
38 酸素に対する不透過性を有する樹脂層
50 転送ローラ
52、58、62、68 バックアップローラ
54、64 塗布部
56、66 硬化部
59 積層フィルム
60 ラミネートローラ
100 波長変換部材
101A 光源
101B 導光板
101C 面状光源
102 バックライトユニット
102A 反射板
102B 再帰反射性部材
103 液晶セルユニット
104 液晶表示装置
110 液晶セル
120、130 偏光板
121、123、131、133 偏光板保護フィルム
122、132 偏光子
Claims (6)
- 酸素に暴露されると酸素と反応して劣化する蛍光体を含む蛍光領域が複数、離散的に配置され、離散的に配置された複数の前記蛍光領域間に、酸素に対する不透過性を有する樹脂層が配置されてなる蛍光体含有層と、
前記蛍光体含有層の一方の主面に積層される第1の基材フィルムおよび他方の主面に積層される第2の基材フィルムと、を有し、
前記樹脂層のヌープ硬度が115N/mm2〜285N/mm2であり、クリープ回復率が22%以下であり、弾性回復率が60%以上である蛍光体含有フィルム。 - 前記蛍光体含有フィルムの端面において、蛍光特性を失った領域と前記樹脂層とが露出している請求項1に記載の蛍光体含有フィルム。
- 前記樹脂層の酸素透過度が10cc/(m2・day・atm)以下である請求項1または2に記載の蛍光体含有フィルム。
- 前記第1の基材フィルムおよび前記第2の基材フィルムの酸素透過度が1cc/(m2・day・atm)以下である請求項1〜3のいずれか一項に記載の蛍光体含有フィルム。
- 前記樹脂層に含まれる樹脂が、光重合性官能基又は熱重合性官能基を有する化合物を含有する組成物から成る請求項1〜4のいずれか一項に記載の蛍光体含有フィルム。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の蛍光体含有フィルムからなる波長変換部材と、青色発光ダイオードおよび紫外線発光ダイオードの少なくとも一方とを含むバックライトユニット。
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