WO2015182685A1 - 波長変換部材、バックライトユニット、偏光板、液晶パネル、および液晶表示装置 - Google Patents

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

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齊藤 之人
雄二郎 矢内
直良 山田
隆 米本
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富士フイルム株式会社
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    • H01L33/507Wavelength conversion elements the elements being in intimate contact with parts other than the semiconductor body or integrated with parts other than the semiconductor body

Definitions

  • the present invention relates to a wavelength conversion member having a wavelength conversion layer including quantum dots, and a backlight unit, a polarizing plate, a liquid crystal panel, and a liquid crystal display device including the wavelength conversion member.
  • the liquid crystal display device includes at least a backlight unit and a liquid crystal cell, and usually further includes members such as a backlight side polarizer and a viewing side polarizer.
  • quantum dots also referred to as quantum dots, QDs, or quantum dots
  • QDs quantum dots
  • Patent Document 1 quantum dots
  • the quantum dots when excitation light is incident on a wavelength conversion member including quantum dots from a light source of a backlight unit, the quantum dots are excited and emit fluorescence (wavelength conversion) having a wavelength different from that of the excitation light.
  • fluorescence wavelength conversion
  • red light, green light, and blue light can be emitted from the wavelength conversion member to realize white light. Since the fluorescence due to the quantum dots has a small half-value width, the white light obtained has high brightness and excellent color reproducibility.
  • FHD Full High Definition
  • NTSC National Television System Committee
  • the wavelength conversion member including the quantum dots is a useful member that can improve the performance of the LCD by realizing high luminance white light and improving color reproducibility.
  • display side the display surface side of the LCD
  • an object of the present invention is to provide a wavelength conversion member that includes quantum dots and that can emit high-intensity light to the display surface side of a liquid crystal display device.
  • the inventors of the present invention have made extensive studies in order to achieve the above object.
  • the following wavelength conversion member Including a wavelength conversion layer including quantum dots excited by excitation light and emitting fluorescence, and an adjacent layer directly laminated on the wavelength conversion layer, A wavelength conversion member including an uneven shape formed from a concave portion and a convex portion in the interface shape between the wavelength conversion layer and the adjacent layer,
  • a wavelength conversion member including an uneven shape formed from a concave portion and a convex portion in the interface shape between the wavelength conversion layer and the adjacent layer
  • the emission efficiency is the extraction efficiency for extracting the fluorescence (internal emission) emitted from the quantum dots inside the wavelength conversion layer to the display side, and the excitation light incident on the wavelength conversion member from the light source of the backlight unit. It shall be used to include both the efficiency of emission to the display side.
  • a wavelength conversion member having a wavelength conversion layer including quantum dots excited by blue light and emitting red light and quantum dots excited by blue light and emitting green light will be described as an example.
  • the excitation light is not limited to blue light
  • the quantum dots contained in the wavelength conversion layer are not limited to those described above. Details will be described later.
  • the amount of red light and green light emitted from the quantum dots can be increased as the probability that blue light hits the quantum dots is increased. That is, the light emission efficiency of the quantum dots can be improved.
  • the uneven shape of the interface reflects blue light incident on the wavelength conversion member from the light source of the backlight unit to the backlight unit side (hereinafter also referred to as “backlight side”), preferably retroreflection. Therefore, it is considered that the function of returning to the backlight side is achieved.
  • the light returning to the backlight side is reflected by a reflective member (reflecting plate or the like) included in the backlight unit, and can enter the wavelength conversion member again.
  • the present inventors believe that the fact that the amount of blue light incident on the wavelength conversion member increases and the probability that the blue light hits the quantum dots can be increased contributes to the improvement of the light emission efficiency of the quantum dots.
  • the uneven shape of the interface also serves to collect light passing through the interface toward the display side.
  • blue light passing through the interface can be collected on the display side, which contributes to increasing the amount of blue light emitted to the display side.
  • the excitation light incident side layer of the two layers is a wavelength conversion layer including quantum dots
  • the light emitted by the quantum dots can be condensed by the uneven shape when passing through the interface.
  • the amount of fluorescence emitted from the quantum dots is emitted to the display side.
  • the present inventors speculate that it is possible to increase the amounts of blue light, red light, and green light emitted from the wavelength conversion member to the display side.
  • the two layers stacked via the interface including the uneven shape are directly stacked.
  • being directly laminated means that the two layers are in direct contact with each other without any other layer. Details of the uneven shape included in the interface shape will be described later.
  • one of the wavelength conversion layer and the adjacent layer is a high refractive index layer, and the other is a low refractive index layer having an average refractive index lower than that of the high refractive index layer.
  • the high refractive index layer is a layer located closer to the excitation light incident side than the low refractive index layer.
  • light enters the wavelength conversion member from the light source of the backlight unit, and at least a part of the quantum dots included in the wavelength conversion layer is excited by the light to emit fluorescence.
  • the two layers include a high refractive index layer as a layer on which excitation light is incident (excitation light incident side), and emits fluorescence and excitation light emitted from the quantum dots.
  • a low refractive index layer is included as a side (outgoing side) layer.
  • the amount of light collected and emitted from the wavelength conversion member to the display side when the light enters the low-refractive index layer from the high-refractive index layer can be further increased.
  • the high refractive index layer is the wavelength conversion layer.
  • the low refractive index layer is the wavelength conversion layer.
  • the average refractive index of the low refractive index layer is 1.00 or more and less than 1.60.
  • the average refractive index of the high refractive index layer is 1.60 or more and 2.50 or less.
  • the average refractive index difference between the high refractive index layer and the low refractive index layer is 0.20 or more and 0.70 or less.
  • the adjacent layer is also a wavelength conversion layer including quantum dots that are excited by excitation light to emit fluorescence, and the emission center wavelength of the quantum dots is the emission center wavelength of the quantum dots included in the wavelength conversion layer. Is different.
  • the concavo-convex shape is a shape selected from the group consisting of a polygonal pyramid shape, a conical shape, a partial spheroid shape, and a partial sphere shape, and is arranged one-dimensionally or two-dimensionally at the interface between the two layers. Is formed.
  • one-dimensionally arranged means that the shape is arranged only in one direction of the interface, that is, in parallel.
  • two-dimensionally arranged means that the shape is arranged in two or more directions of the interface. For example, it is formed in two directions, that is, a certain direction and a direction orthogonal to this direction, and is not limited to a regularly formed aspect, but also includes an irregularly (randomly) formed aspect. Is done.
  • angles such as orthogonal and parallel include the range of errors allowed in the technical field to which the present invention belongs.
  • 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 concavo-convex shape has a triangular cross-sectional shape of the convex portion.
  • a further aspect of the present invention relates to a backlight unit including the wavelength conversion member and a light source.
  • a further aspect of the present invention relates to a liquid crystal display device including the backlight unit and a liquid crystal panel.
  • the liquid crystal panel includes at least a liquid crystal cell, and is usually a member further including a viewing side polarizer and a backlight side polarizer, details of which will be described later.
  • a further aspect of the present invention relates to a polarizing plate including the wavelength conversion member and a polarizer.
  • a further aspect of the present invention relates to a liquid crystal panel including the polarizing plate and a liquid crystal cell.
  • a further aspect of the present invention relates to a liquid crystal display device including the liquid crystal panel and a backlight unit including a light source.
  • the front luminance can be improved in a liquid crystal display device including a wavelength conversion member having a wavelength conversion layer including quantum dots.
  • wavelength conversion member concerning one mode of the present invention it is a mimetic diagram showing an example of the concavo-convex shape formed in the interface of two layers laminated directly. It is explanatory drawing of uneven
  • the wavelength conversion member concerning one mode of the present invention it is a mimetic diagram showing an example of the concavo-convex shape formed in the interface of two layers laminated directly. It is a schematic diagram which shows an example of the partial cross section of the two layers laminated
  • 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.
  • a wavelength conversion member includes a wavelength conversion layer including quantum dots that are excited by excitation light and emit fluorescence, and an adjacent layer that is directly stacked on the wavelength conversion layer. It is a wavelength conversion member including an uneven shape formed from a concave portion and a convex portion in an interface shape with an adjacent layer.
  • the wavelength conversion member will be described in more detail.
  • the wavelength conversion layer includes at least one kind of quantum dot and can also include two or more kinds of quantum dots having different light 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 dots A are excited by excitation light to emit red light, the quantum dots B emit green light, and the quantum dots C emit blue light.
  • red light emitted from quantum dots A, green light emitted from quantum dots B, and wavelength conversion layers White light can be realized by the transmitted blue light.
  • ultraviolet light means light having a wavelength of 280 to 400 nm, preferably light having a wavelength of 280 to 380 nm.
  • quantum dots those prepared by known methods or commercially available products can be used without any limitation.
  • the quantum dots for example, JP 2012-169271 A paragraphs 0060 to 0066 can be referred to, but the quantum dots are not limited thereto.
  • the emission wavelength of the quantum dots can usually be adjusted by the composition and size of the particles, and the composition and size.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of an example of a backlight unit 1 including a wavelength conversion member according to an aspect of the present invention.
  • the backlight unit 1 includes a light source 1A and a light guide plate 1B for making a surface light source.
  • the wavelength conversion member is disposed on the path of light emitted from the light guide plate.
  • the wavelength conversion member is disposed between the light guide plate and the light source.
  • emitted from the light-guide plate 1B injects into the wavelength conversion member 1C.
  • the light 2 emitted from the light source 1A disposed at the edge portion of the light guide plate 1B is blue light, and the liquid crystal is applied from the surface on the liquid crystal cell (not shown) side of the light guide plate 1B. It is emitted toward the cell.
  • the wavelength conversion member 1C disposed on the path of light (blue light 2) emitted from the light guide plate 1B is excited by the blue light 2 and the quantum dots A that are excited by the blue light 2 and emit the red light 4. At least a quantum dot B that emits green light 3 is included.
  • the backlight unit 1 emits the excited green light 3 and red light 4 and the blue light 2 transmitted through the wavelength conversion member 1C.
  • the backlight unit 1 emits the excited green light 3 and red light 4 and the blue light 2 transmitted through the wavelength conversion member 1C.
  • red light, green light and blue light By emitting red light, green light and blue light in this way, white light can be realized.
  • FIG. 1B is the same as the embodiment shown in FIG. 1A except that the arrangement of the wavelength conversion member and the light guide plate is different.
  • the excited green light 3 and red light 4 and the blue light 2 transmitted through the wavelength conversion member 1C are emitted from the wavelength conversion member 1C and enter the light guide plate, and the surface light source is Realized.
  • the quantum dots are usually contained in a matrix.
  • the matrix is usually a polymer (organic matrix) obtained by polymerizing the polymerizable composition by light irradiation or the like.
  • the shape of the wavelength conversion layer is not particularly limited.
  • the wavelength conversion layer and the wavelength conversion member including this layer are in the form of a sheet or film.
  • the wavelength conversion layer is preferably produced by a coating method.
  • a wavelength conversion layer can be obtained by applying a polymerizable composition (a curable composition) containing quantum dots on a suitable support 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.
  • the content of all polymerizable compounds in the total amount of the polymerizable composition is preferably about 10 to 99.99% by mass.
  • a (meth) acrylate compound such as a monofunctional or polyfunctional (meth) acrylate monomer, a polymer thereof, a prepolymer, 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.
  • Preferred examples of the polymerizable compound also include compounds having a cyclic group such as an epoxy group or a ring-opening polymerizable cyclic ether group such as an oxetanyl group. More preferable examples of such a compound include an epoxy group-containing compound (epoxy compound). Regarding the epoxy compound, reference can be made to paragraphs 0029 to 0033 of JP2011-159924A.
  • the polymerizable composition can contain a known radical polymerization initiator or cationic polymerization initiator as a polymerization initiator.
  • a known radical polymerization initiator or cationic polymerization 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.
  • the quantum dots can be added in an amount of, for example, about 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the polymerizable composition used for forming the wavelength conversion layer.
  • the wavelength conversion layer is not particularly limited as long as it is a layer containing the above-described components and known additives that can be optionally added. Polymerization such as light irradiation and heating after applying the composition described above and one or more known additives added as necessary, simultaneously or sequentially onto a suitable substrate. A wavelength conversion layer containing quantum dots in the matrix can be formed by performing treatment and polymerizing and curing.
  • a silane coupling agent capable of improving adhesion with an adjacent layer can be exemplified.
  • a known silane coupling agent can be used without any limitation.
  • a silane coupling agent represented by the general formula (1) described in JP2013-43382A can be exemplified.
  • the amount of the additive such as a silane coupling agent is not particularly limited and can be set as appropriate.
  • the type and amount of the solvent used are not particularly limited. For example, one or a mixture of two or more organic solvents can be used as the solvent.
  • the polymerizable composition containing the quantum dots described above can be applied on 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 two layers directly laminated is preferably in the range of 1 to 500 ⁇ m, more preferably in the range of 100 to 400 ⁇ m.
  • stacked can also be a wavelength conversion layer containing a quantum dot.
  • the wavelength conversion layer may contain the quantum dot which shows 2 or more types of different light emission characteristics (different in the light emission center wavelength) 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, still more preferably 30 to 150 ⁇ m. Range.
  • the wavelength conversion layer and adjacent layer in the said wavelength conversion member contain an uneven
  • the thickness refers to the thickness of the thickest portion in the thickness direction.
  • quantum dots having different emission characteristics can be used as the quantum dots included in each layer.
  • the wavelength conversion layer including quantum dots whose emission center wavelength is on the long wavelength side is on the excitation light incident side
  • the wavelength conversion layer including quantum dots whose emission center wavelength is on the short wavelength side is the side from which the emitted light is emitted. It is preferable to arrange them. This is because the absorption characteristic peculiar to the quantum dot, in which the absorption spectrum spreads to the shorter wavelength side than the emission spectrum, is taken into consideration. More details are as follows.
  • a quantum dot that emits red light as fluorescence can be excited by excitation light emitted from the light source of the backlight unit and incident on the wavelength conversion layer to emit red light as fluorescence, but emits light more than this quantum dot.
  • Fluorescence emitted from a quantum dot having a central wavelength in the short wavelength band for example, a quantum dot that emits green light as fluorescence, can also emit fluorescence as excitation light.
  • the wavelength conversion layer including quantum dots emitting green light is arranged on the excitation light incident side in the two layers directly stacked, the green light emitted from the wavelength conversion layer is red before being extracted from the wavelength conversion member.
  • the wavelength conversion layer including the quantum dots that emit light Since the light is incident on the wavelength conversion layer including the quantum dots that emit light, a phenomenon in which part of the green light is consumed as excitation light for red light emission may occur. Thereby, the luminous efficiency of red light is improved, but the luminous efficiency of green light is reduced by the amount consumed as excitation light. Therefore, from the viewpoint of the balance of red light and green light emission, as described above, the wavelength conversion layer including the quantum dots whose emission center wavelength is on the long wavelength side (for example, quantum dots that emit red light) is incident on the excitation light. On the side, it is preferable to arrange a wavelength conversion layer including a quantum dot (for example, a quantum dot that emits green light) whose emission center wavelength is on the short wavelength side on the side from which the emitted light is emitted.
  • a quantum dot for example, a quantum dot that emits green light
  • the wavelength conversion member includes the above-described wavelength conversion layer as at least one of the two layers directly stacked. And the uneven
  • the concavo-convex shape is such that the distance between the bottoms of two concave portions adjacent via the convex portion is in the range of 1 to 200 ⁇ m, and the convex portion apex and the two concave portions adjacent via the convex portion are This is a shape in which the inner angle at the apex of the convex portion of the triangle formed by connecting the bottom portion is in the range of 50 to 100 °.
  • the distance between the bottoms of two concave portions adjacent to each other via the convex portions is in the range of 5 to 100 ⁇ m, and
  • the interior angle at the apex of the convex part of the triangle formed by connecting the apex of the part and the bottom of two concave parts adjacent to each other through the convex part is in the range of 60 to 90 °.
  • the convex part and the concave part are arranged in the two layers directly laminated, the layer side arranged on the backlight unit side (excitation light incident side) when the wavelength conversion member is used, and the display side (exit side). When the layer side is viewed upward, it means a portion that is recognized as a convex portion and a concave portion.
  • the concavo-convex shape is preferably formed from a plurality of concave portions and a plurality of convex portions.
  • corrugated shape formed in this way is formed from the shape arrange
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a concavo-convex shape formed from a two-dimensionally arranged shape. Although the number of shapes in the drawing is four, it is merely an example, and the present invention is not limited to the mode shown in the drawings. The same applies to other drawings.
  • FIG. 2A shows an uneven shape formed by arranging a plurality of quadrangular pyramid shapes two-dimensionally.
  • FIG. 2B shows an uneven shape formed by arranging a plurality of partial spheroid shapes.
  • Specific examples of the two-dimensionally arranged shape include a polygonal pyramid shape other than the quadrangular pyramid shape, a conical shape, and a partial circular shape.
  • the partial spheroid shape refers to a shape obtained by cutting a part of the spheroid, for example, as shown in FIG.
  • the body shape can be mentioned. The same applies to the partial sphere shape.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the “inner angle at the apex of the convex portion of the triangle formed by connecting the bottom portion”. Note that “the distance between the bottoms of two concave parts adjacent via a convex part” and “the inner angle at the convex part vertex of a triangle formed by connecting the convex vertex and the bottom part of two concave parts adjacent via a convex part” As shown in FIG. 3, it is determined in a cross section including a perpendicular line passing through the convex vertex.
  • FIG. 3A is a partial cross-sectional view of a concavo-convex shape formed by arranging a plurality of quadrangular pyramid shapes shown in FIG.
  • the “distance between the bottoms of two concave portions adjacent to each other via the convex portion” refers to a distance P between the bottom portions of the concave portions indicated by a symbol B in FIG.
  • the “inner angle at the vertex of the convex portion of the triangle formed by connecting the convex vertex and the bottom of two concave portions adjacent to each other via the convex portion” is the convex vertex indicated by T in FIG.
  • 3B is a partial cross-sectional view of a concavo-convex shape formed by arranging a plurality of half-rotating ellipse shapes shown in FIG.
  • the “distance between the bottoms of two recesses adjacent to each other via the projections” refers to a distance P between the bottoms of the recesses indicated by a symbol B in FIG.
  • the “inner angle at the vertex of the convex portion of the triangle formed by connecting the convex vertex and the bottom of two concave portions adjacent to each other via the convex portion” is the convex vertex indicated by the symbol T in FIG.
  • the distance between the two points where the concave bottom surface and the convex bottom surface intersect is expressed as “the two concave portions adjacent to each other via the convex portion. It shall be defined as “the distance between the bottoms”.
  • the interior angle ⁇ at the convex portion vertex T of the triangle formed by connecting the two points and the convex portion vertex T is “the connecting portion between the convex portion vertex and the bottoms of two concave portions adjacent to each other via the convex portion. Is the inner angle at the apex of the convex portion of the triangle.
  • a plurality of different shapes exist as a cross section including a perpendicular passing through the convex vertex T.
  • the quadrangular pyramid shape shown in FIG. 2 (a) has a different shape between a cross section passing through the diagonal line between the apex and the bottom and a cross section passing through the midpoint of the two opposite sides of the apex.
  • the “distance between the bottoms of two adjacent recesses” takes a minimum value.
  • the concavo-convex shape formed by the two-dimensionally arranged shape has been described, but the concavo-convex shape included in the interface shape may be formed by a one-dimensionally arranged shape.
  • a specific example of such a shape is shown in FIG.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a concavo-convex shape formed from a one-dimensionally arranged shape.
  • FIG. 4A shows an uneven shape formed by arranging a plurality of triangular prism shapes one-dimensionally.
  • FIG. 4B shows a concavo-convex shape formed by arranging a plurality of partial cylindrical shapes one-dimensionally.
  • Specific examples of the one-dimensionally arranged shape include a polygonal column shape other than a triangular prism, a partial elliptical column shape, and the like.
  • the partial cylinder shape refers to a shape obtained by partially cutting the cylinder in the major axis direction. For example, as shown in FIG.
  • a semi-cylindrical shape in which the cylinder is cut in half in the major axis direction is given. be able to.
  • “the distance between the bottoms of two concave parts adjacent via a convex part” and “the top of the convex part and the bottom part of two concave parts adjacent via the convex part are formed.
  • the “inner angle at the apex of the convex portion of the triangle” can be determined as described above.
  • the cross-sectional shape of the convex portion is a triangular shape.
  • the uneven shape described above may be present at least at a part of the interface between the two layers directly laminated, and may not be present on the entire surface.
  • an aspect that exists in the central portion but does not exist in the outer peripheral portion surrounding the central portion is preferable from the viewpoint of the emission efficiency.
  • the concavo-convex shape exists on the entire surface of the interface.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a partial cross section of two layers directly stacked.
  • the two layers directly laminated are, in one aspect, both layers are continuous layers, and in another aspect, one is a discontinuous layer.
  • both layers layer 100, layer 101
  • one of the two layers directly stacked is a discontinuous layer.
  • the concavo-convex shape described above can be formed by a known molding method such as a transfer method or a press method.
  • a concavo-convex shape By forming a concavo-convex shape on the surface of one of the two layers that are directly laminated, and forming the other layer on the surface on which the concavo-convex shape is formed, the concavo-convex shape can be formed at the interface.
  • generally known techniques relating to the manufacture of prism sheets can be applied without any limitation.
  • a commercially available prism sheet for example, BEF series manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.
  • BEF series manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.
  • the concavo-convex shape is formed at the interface by forming the wavelength conversion layer. It is possible to form two layers directly stacked.
  • the surface (plane) which was an incident surface will be arrange
  • the directly laminated two layers included in the wavelength conversion member may be layers having the same average refractive index or different layers having different average refractive indexes.
  • the average refractive index about a certain layer shall mean the average value of the refractive index of an in-plane direction, and the refractive index of a thickness direction.
  • the refractive index in each direction can be measured by a known refractive index measuring device.
  • the refractive index measuring apparatus there is a multi-wavelength Abbe refractometer DR-M2 manufactured by Atago Co., Ltd.
  • the refractive index in the present invention refers to a refractive index with respect to light having a wavelength of 550 nm.
  • a layer with a high average refractive index (high refractive index layer) and a low refractive index layer with a lower average refractive index than the high refractive index layer are a high refractive index layer. May be disposed on the excitation light incident side and the low refractive index layer may be disposed on the emission side, the low refractive index layer may be disposed on the excitation light incident side, and the high refractive index layer may be disposed on the emission side. For the reasons described above, it is preferable to arrange the former as in the former.
  • the average refractive index difference between the two layers is preferably 0.20 or more, more preferably 0.25 or more, further preferably 0.30 or more, and 0.35 or more. More preferably, it is more preferably 0.40 or more, and still more preferably 0.45 or more.
  • the average refractive index difference between the high refractive index layer and the low refractive index layer is, for example, 0.70 or less, but is preferably as high as possible from the viewpoint of improving the light collection efficiency, and is not particularly limited.
  • the average refractive index difference between the two layers is preferably as small as possible from the viewpoint of light collection efficiency on the exit side.
  • the larger the average refractive index difference between the two layers the more light is reflected from the light source of the backlight unit and then reflected at the interface between the two layers, preferably retroreflected, and excited back to the backlight side.
  • the amount of light is thought to increase.
  • the average refractive index difference between the two layers is preferably 0.70 or less, more preferably 0.65 or less, and even more preferably 0.60 or less.
  • the average refractive index difference between the high refractive index layer and the low refractive index layer is preferably 0.20 or more, more preferably 0.25 or more, and 0.30. More preferably, it is more preferably 0.35 or more, still more preferably 0.40 or more, and still more preferably 0.45 or more. Considering the above, it is preferable that the average refractive index difference between the high refractive index layer and the low refractive index layer is 0.20 or more and 0.70 or less in both of the above embodiments.
  • the average refractive index of the low refractive index layer is preferably less than 1.60, or 1.55 or less, or less than 1.55, more preferably 1.50 or less, and even more preferably 1.45 or less. As described above, a large difference in average refractive index between the high refractive index layer and the low refractive index layer is preferable from the viewpoint of improving the light collection efficiency.
  • a low average refractive index of the low refractive index layer is preferable because an average refractive index difference from the high refractive index layer can be increased.
  • the average refractive index of the low refractive index layer is such that the low refractive index layer and another layer (for example, a polarizer layer described later) or air adjacent to the low refractive index layer on the surface opposite to the high refractive index layer From the viewpoint of suppressing the interfacial reflection, it is preferably 1.00 or more, and more preferably 1.10 or more.
  • the average refractive index of the high refractive index layer is preferably 1.60 or more, more preferably 1.65 or more, further preferably 1.80 or more, and 2.00 or more. Is more preferable. Further, from the viewpoint of suppressing the interface reflection between the high refractive index layer and the other refractive index layer or air adjacent to the high refractive index layer on the opposite side of the low refractive index layer, the average refractive index of the high refractive index layer is 2 It is preferably .50 or less, more preferably 2.20 or less, still more preferably less than 2.10, and even more preferably 2.05 or less.
  • the average refractive index of the two layers directly stacked is the same, the average refractive index of the two layers may be in the range described above for the high refractive index layer or in the range described above for the low refractive index layer. Good.
  • the average refractive index of each layer can be adjusted by the type of components used to form the layer. Details of the components for forming the wavelength conversion layer are as described above.
  • a layer is, for example, a polymerizable described as a component for forming a wavelength conversion layer. It can form using the polymeric composition containing a compound and a polymerization initiator.
  • stacked may be a resin layer which has resin as a main component.
  • the main component means that the resin occupies most of the components constituting the layer.
  • the resin contained may be one kind or two or more kinds.
  • the resin amount in the resin layer is, for example, 50% by mass or more, preferably 70% by mass or more, with respect to the total mass of the resin layer.
  • the resin amount in the resin layer is based on the total mass of the resin layer. For example, it is 99 mass% or less, or 95 mass% or less, but may be 100 mass%.
  • Specific examples of the resin layer include a thermoplastic resin layer.
  • the thermoplastic resin include polymethyl methacrylate resin (PMMA), polycarbonate resin, polystyrene resin, polymethacryl styrene (MS) resin, acrylonitrile styrene (AS) resin, polypropylene resin, polyethylene resin, polyethylene terephthalate resin, polyvinyl chloride.
  • Such a resin layer is preferably a cured layer formed by subjecting this composition to a polymerization treatment (curing treatment) using a polymerizable composition, from the viewpoint of ease of layer formation.
  • the polymerizable composition may be a photopolymerizable composition that is cured by light irradiation or a thermopolymerizable composition that is cured by heating. From the viewpoint of improving productivity, a photopolymerizable composition is preferable because the curing treatment can be completed in a short time. This also applies to the polymerizable composition for forming the wavelength conversion layer.
  • the particles are not particularly limited, and may be inorganic particles or organic particles. Specific examples of the particles include inorganic particles such as ZrO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 , In 2 O 3 , ZnO, SnO 2 , Sb 2 O 3 , polymethyl methacrylate particles, crosslinked polymethyl methacrylate particles, acrylic -Organic particles such as styrene copolymer particles, melamine particles, polycarbonate particles, polystyrene particles, crosslinked polystyrene particles, polyvinyl chloride particles, and benzoguanamine-melamine formaldehyde particles.
  • inorganic particles such as ZrO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 , In 2 O 3 , ZnO, SnO 2 , Sb 2 O 3 , polymethyl methacrylate particles, crosslinked polymethyl methacrylate particles, acrylic -Organic particles such as styrene copolymer particles, melamine particles, poly
  • the above-mentioned particles there may be used so-called core-shell particles that are surface-treated for suppressing the activity of the particle surface, improving the dispersibility in the layer, etc., and having a coating layer formed on the surface.
  • core-shell particles that are surface-treated for suppressing the activity of the particle surface, improving the dispersibility in the layer, etc., and having a coating layer formed on the surface.
  • the particles may be organic-inorganic composite particles such as particles having an organic coating on the surface of the inorganic particles.
  • the above particles may be used alone or in combination of two or more. As the particles are smaller, the extraction efficiency of light passing through the layer containing the particles or light emitted internally in the layer can be improved. On the other hand, the larger the particles, the easier the dispersion of the particles, and the particles can be uniformly dispersed in the layer.
  • the particle size is preferably 100 nm or less, more preferably 30 nm or less, and even more preferably 25 nm or less as the primary particle diameter.
  • a particle size is 1 nm or more as a primary particle diameter.
  • the primary particle diameter of the particles is a value obtained by observation with a scanning electron microscope (SEM).
  • SEM scanning electron microscope
  • the particle content in the layer containing the particles is preferably set as appropriate so that the average refractive index in the above range is obtained.
  • the particles can also function as scattering particles that scatter light, and the action can further improve the light extraction efficiency from the wavelength conversion member. From the viewpoint of extraction efficiency, it is preferable that the particle content is large.
  • the particle content in the layer containing the particles is preferably 10% by volume or more and 50% by volume or less with respect to the total volume of the layer containing the particles, % To 50% by volume, more preferably 20% to 50% by volume.
  • the refractive index of the particles is preferably 2.00 or more and 3.00 or less, and preferably 2.20 or more and 3.00 or less from the viewpoint of adjusting the average refractive index. More preferably, it is 2.20 or more and 2.80 or less, and further preferably 2.20 or more and 2.60 or less.
  • the refractive index of the particles is a value measured by the following method. A resin material having a known refractive index is doped with particles to produce a resin material in which the particles are dispersed. The produced resin material is applied on a silicon substrate or a quartz substrate to form a resin film.
  • the refractive index of the formed resin film is measured with an ellipsometer, and the refractive index of the particles is determined from the resin material constituting the resin film and the volume fraction of the particles.
  • the refractive index of the titanium oxide particles used in Examples described later is a value obtained by the above method.
  • the wavelength conversion member includes at least two layers that are directly laminated as described above, and may have a support that will be described later in addition to these two layers. Moreover, it can also have at least one layer chosen from the group which consists of an inorganic layer and an organic layer in the one or both of the surface opposite to an interface of the said two layers laminated
  • an inorganic layer or an organic layer is contained as a layer which touches the surface of a wavelength conversion layer directly.
  • the surface of the wavelength conversion layer may be bonded to the inorganic layer or the organic layer through a known adhesive layer.
  • the wavelength conversion member may be coated with the entire surface of the wavelength conversion layer (that is, sealed).
  • the wavelength conversion member may have a support for improving strength, easiness of film formation, and the like.
  • the support may be included as a layer adjacent to or directly in contact with the wavelength conversion layer, or may be included as a base film of a barrier film described later.
  • the support may be included so that the inorganic layer described below and the support are in this order, and the wavelength conversion layer, the inorganic layer described below, the organic layer described below, and the support include They may be included in order.
  • a support may be disposed between the organic layer and the inorganic layer, between the two organic layers, or between the two inorganic layers.
  • One or two or more supports may be included in the wavelength conversion member.
  • the wavelength conversion member has a structure in which the support, the two layers directly stacked, and the support are stacked in this order. You may have.
  • the support is preferably a transparent support that is transparent to visible light.
  • being transparent to visible light means that the light transmittance in the visible light region is 80% or more, preferably 85% or more.
  • the light transmittance used as a measure of transparency is measured by measuring the total light transmittance and the amount of scattered light using the method described in JIS-K7105, that is, using an integrating sphere light transmittance measuring device. It can be calculated by subtracting the rate.
  • the thickness of the support is preferably in the range of 10 to 500 ⁇ m, more preferably in the range of 20 to 400 ⁇ m, and particularly preferably in the range of 30 to 300 ⁇ m, from the viewpoint of gas barrier properties, impact resistance and the like.
  • the wavelength conversion member can also include a barrier film.
  • the barrier film is a film having a gas barrier function of blocking oxygen. It is also preferable that the barrier film has a function of blocking water vapor.
  • the barrier film is preferably contained in the wavelength conversion member as a layer adjacent to or directly in contact with the wavelength conversion layer.
  • One or two or more barrier films may be included in the wavelength conversion member.
  • the wavelength conversion member has a structure in which the barrier film, the two layers directly laminated, and the barrier film are laminated in this order. You may have.
  • the wavelength conversion layer may be formed using a barrier film as a base material.
  • the barrier film may be any known barrier film, for example, a barrier film described below.
  • the barrier film usually only needs to include at least an inorganic layer, and may be a film including a base film and an inorganic layer.
  • the barrier film may include a barrier laminate including at least one inorganic layer and at least one organic layer on the base film. Laminating a plurality of layers in this way can further enhance the barrier property, and on the other hand, the light transmittance of the wavelength conversion member tends to decrease as the number of layers to be laminated increases, which is favorable. It is desirable to increase the number of stacked layers as long as a sufficient light transmittance can be maintained.
  • the barrier film preferably has a total light transmittance of 80% or more in the visible light region and an oxygen permeability of 1 cm 3 / (m 2 ⁇ day ⁇ atm) or less.
  • the oxygen permeability is a value measured using an oxygen gas permeability measuring device (manufactured by MOCON, OX-TRAN 2/20: trade name) under the conditions of a measurement temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 90%. It is.
  • the visible light region is a wavelength region of 380 to 780 nm
  • the total light transmittance is an average value of light transmittance over the visible light region.
  • the oxygen permeability of the barrier film is more preferably 0.1 cm 3 / (m 2 ⁇ day ⁇ atm) or less, and more preferably 0.01 cm 3 / (m 2 ⁇ day ⁇ atm) or less.
  • the total light transmittance in the visible light region is more preferably 90% or more. The lower the oxygen permeability, the better, and the higher the total light transmittance in the visible light region, the better.
  • the “inorganic layer” is a layer mainly composed of an inorganic material, and is preferably a layer formed only from an inorganic material.
  • the organic layer is a layer mainly composed of an organic material, and preferably refers to a layer in which the organic material occupies 50% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and particularly 90% by mass or more. To do.
  • JP-A-2007-290369, paragraphs 0043 to 0045 and JP-A-2005-096108, paragraphs 0064 to 0068 can be referred to.
  • the thickness of the inorganic layer is preferably 10 nm to 500 nm, more preferably 10 nm to 300 nm, and particularly preferably 10 nm to 150 nm.
  • the film thickness of the inorganic layer is within the above-described range, it is possible to suppress reflection on the barrier film while achieving good gas barrier properties, and to suppress a decrease in total light transmittance.
  • the inorganic layer is preferably a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film. This is because these films have good adhesion to the organic layer, so that even better gas barrier properties can be realized.
  • organic layer JP, 2007-290369, A paragraphs 0020-0042 and JP, 2005-096108, A paragraphs 0074-0105 can be referred to as an organic layer.
  • the organic layer preferably contains a cardo polymer. Thereby, the adhesiveness between the organic layer and the adjacent layer, particularly the adhesiveness with the inorganic layer is improved, and a further excellent gas barrier property can be realized.
  • JP, 2005-096108, A paragraphs 0085-0095 can be referred to for details of the cardo polymer.
  • the thickness of the organic layer is preferably in the range of 0.05 ⁇ m to 10 ⁇ m, and more preferably in the range of 0.5 to 10 ⁇ m.
  • the thickness of the organic layer is preferably in the range of 0.5 to 10 ⁇ m, and more preferably in the range of 1 to 5 ⁇ m. Further, when formed by a dry coating method, it is preferably in the range of 0.05 ⁇ m to 5 ⁇ m, and more preferably in the range of 0.05 ⁇ m to 1 ⁇ m. This is because when the film thickness of the organic layer formed by the wet coating method or the dry coating method is within the above-described range, the adhesion with the inorganic layer can be further improved.
  • JP-A 2007-290369 JP-A 2005-096108, US 2012/0113672 A1 and JP 2013-544018 A.
  • the wavelength conversion member may include an uneven shape similar to the interface on one or both outermost surfaces, and one or both outermost surfaces may be flat.
  • at least an incident side serving as an arrangement surface on the backlight unit is preferably a flat surface.
  • at least the emission side surface of the wavelength conversion member is a flat surface so as to be easily laminated integrally on the polarizing plate surface or the liquid crystal panel. Is preferred.
  • the emission-side outermost surface and the incident-side outermost surface of the wavelength conversion member are: Both are preferably flat.
  • planar means a plane having a flatness with an arithmetic average roughness Ra of the roughness curve of 0.25 ⁇ m or less.
  • Ra is defined in JIS B 0601 and is the average of the absolute values of the height Z at each point in the reference length L, and is represented by the following formula.
  • Measure methods include stylus method and optical method.
  • Ra can be measured using a non-contact surface / layer cross-sectional shape measurement system VertScan (manufactured by Sohryoka Systems Co., Ltd.).
  • the outermost surface is a plane means that Ra of the outermost surface is 0.25 ⁇ m or less.
  • the Ra is 0 ⁇ m or more, for example, 0.01 ⁇ m or more, or 0.05 ⁇ m or more.
  • a backlight unit includes at least the above-described wavelength conversion member and a light source.
  • the details of the wavelength conversion member are as described above.
  • the wavelength conversion member is usually disposed on the liquid crystal panel side surface of the backlight unit regardless of adhesion, adhesion, or coating formation, but may be integrally laminated as described later.
  • emission wavelength of backlight unit From the viewpoint of realizing high luminance and high color reproducibility, it is preferable to use 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 the blue light emitted from the backlight unit is preferably in the range of 440 to 480 nm, and more preferably in the range of 440 to 460 nm.
  • the wavelength band of the green light emitted from the backlight unit is preferably in the range of 510 to 560 nm, and more preferably in the range of 510 to 545 nm.
  • the wavelength band of red light emitted from the backlight unit is preferably in the range of 600 to 650 nm, and more preferably in the range of 610 to 640 nm.
  • the half-value widths of the emission intensity of blue light, green light, and red light emitted from the backlight unit are all preferably 80 nm or less, more preferably 50 nm or less, and 40 nm or less. More preferably, it is more preferably 30 nm or less. Among these, it is particularly preferable that the half-value width of each emission intensity of blue light is 25 nm or less.
  • the backlight unit includes a light source together with at least the wavelength conversion member.
  • 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.
  • the wavelength conversion member includes at least quantum dots A that are excited by excitation light and emit red light and quantum dots B that emit green light in the same layer or different layers. It is preferably included. Thereby, white light can be embodied by blue light emitted from the light source and transmitted through the wavelength conversion member, and red light and green light emitted from the wavelength 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 wavelength conversion member preferably includes quantum dots C that are excited by excitation light and emit blue light together with quantum dots A and B in the same layer or different layers.
  • white light can be embodied by red light, green light, and blue light emitted from the wavelength conversion member.
  • the light emitting diode can be replaced with a laser 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.
  • FIG. 1 shows an example of an edge light type backlight unit as one mode. Any known light guide plate can be used without any limitation.
  • 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 preferably further includes a known diffusion plate, diffusion sheet, prism sheet (for example, BEF series manufactured by Sumitomo 3M Limited), and a light guide.
  • a known diffusion plate for example, BEF series manufactured by Sumitomo 3M Limited
  • prism sheet for example, BEF series manufactured by Sumitomo 3M Limited
  • a light guide for example, BEF series manufactured by Sumitomo 3M Limited
  • Other members are also described in each publication such as 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 liquid crystal display device When the wavelength converting member is included as a constituent member of the backlight unit, the liquid crystal display device is disposed with a space (via an air layer) from the liquid crystal panel.
  • the wavelength conversion member may be included as a constituent member of a polarizing plate or a liquid crystal panel.
  • the polarizing plate concerning 1 aspect of this invention contains the above-mentioned wavelength conversion member and polarizer at least. The details of the wavelength conversion member are as described above.
  • the liquid crystal panel usually includes a viewing side polarizing plate, a liquid crystal cell, and a backlight side polarizing plate.
  • the polarizing plate according to one embodiment of the present invention can be preferably used as a backlight-side polarizing plate. More preferably, the wavelength conversion member and the polarizer are arranged in this order from the backlight side toward the liquid crystal cell side.
  • the wavelength conversion member is integrally laminated on the polarizing plate surface on the backlight side.
  • the wavelength conversion member is “integrated and laminated” on the surface of the polarizing plate means that the wavelength conversion member is simply disposed on the polarizing plate regardless of adhesion, adhesion, or coating formation. It will be used in the meaning.
  • the surface of the polarizing plate for example, the surface of the polarizer or the protective film formed on the surface of the polarizer
  • the surface of the wavelength conversion member are adhered to each other by an intermediate layer that bonds two layers such as an easy adhesion layer and an adhesive layer.
  • the wavelength converting member is coated on the polarizing plate surface
  • the state of formation (more specifically, the composition for forming the wavelength conversion member is applied to the surface of the polarizing plate and then dried and cured if necessary) is “integrated” Included in “lamination”.
  • the liquid crystal panel described later the liquid crystal panel and the wavelength conversion member are “integrated and laminated” means that the wavelength conversion member is simply disposed on the liquid crystal panel regardless of adhesion, adhesion, or coating formation. It shall be used in the meaning excluding. About the aspect of integral lamination, it is as the above-mentioned.
  • the liquid crystal panel according to one embodiment of the present invention includes at least the polarizing plate and the liquid crystal cell according to one embodiment of the present invention described above.
  • the liquid crystal panel includes a viewing side polarizing plate, a liquid crystal cell, and a backlight side polarizing plate, and includes the polarizing plate according to one embodiment of the present invention as the backlight side polarizing plate.
  • the various layers normally contained in liquid crystal panels such as a protective film and a phase difference plate, can also be included arbitrarily.
  • the wavelength conversion member is integrally laminated on the surface of the liquid crystal panel.
  • the member constituting the liquid crystal panel for example, the polarizer surface or the protective film surface formed on the polarizer surface
  • the easy adhesion layer may be a single layer or a laminate of two or more layers. A well-known thing can be used as an easily bonding layer without a restriction
  • a preferable easy-adhesive layer those described as intermediate backcoat films in paragraphs 0061 to 0064 of JP2014-069554A can be exemplified.
  • the thickness of the easy-adhesion layer can be controlled by adjusting the coating amount of the composition (coating liquid) that forms the easy-adhesion layer.
  • the thickness is preferably in the range of 0.01 to 5 ⁇ m.
  • the adhesion can be more reliably improved than when the thickness is less than 0.01 ⁇ m.
  • the thickness By setting the thickness to 5 ⁇ m or less, it is possible to form the easy-adhesion layer with a more uniform thickness than when the thickness is larger than 5 ⁇ m.
  • a more preferable range of the thickness of the easy-adhesion layer is 0.02 ⁇ m to 3 ⁇ m.
  • the easy-adhesion layer may be a laminate of two or more layers within the above thickness range.
  • 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.
  • a polarizer usually used in a liquid crystal display device can be used without any limitation.
  • a stretched film obtained by stretching a polyvinyl alcohol film immersed 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 better. In order to maintain the contrast of the polarizing plate, it is preferable to have a certain thickness.
  • the thickness of the polarizer included in both the viewing side polarizing plate and the backlight side polarizing plate is preferably in the range of 0.5 ⁇ m to 80 ⁇ m, more preferably 0.5 ⁇ m to 50 ⁇ m, and still more preferably. It is in the range of 1 ⁇ m to 25 ⁇ m.
  • the thickness of the polarizer contained by the visual recognition side polarizing plate and the backlight side polarizing plate may be the same, and may differ. 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.
  • the viewing-side polarizing plate and the backlight-side polarizing plate may each have a protective film on one or both surfaces of the polarizer.
  • the thickness of the protective film can be set as appropriate. In general, it is about 1 to 500 ⁇ m, preferably 1 to 300 ⁇ m, more preferably 5 to 200 ⁇ m, and still more preferably 5 to 150 ⁇ m from the viewpoints of strength, workability such as handling, and thinning.
  • a polarizer may be bonded to the liquid crystal cell without using a protective film for both the viewing side polarizing plate and the backlight side polarizing plate. 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.
  • the polarizing plate 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.
  • 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, and the polarizing plate according to one embodiment of the present invention.
  • 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 and the polarizing plate.
  • 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.
  • a touch panel substrate may be included on the surface of the viewing side polarizing plate.
  • a liquid crystal display device provided with a touch panel substrate can be used as an input device.
  • positioned for protection of a liquid crystal display device may be arrange
  • the wavelength conversion member is preferably laminated integrally on the surface of the liquid crystal panel, preferably on the backlight side surface. Bonding for the integral lamination can be performed through an adhesive layer or an adhesive layer. The details are as described above for the adhesive layer and the pressure-sensitive adhesive layer. Further, as described above, the wavelength conversion member can be bonded to the surface of the liquid crystal panel by laminating using an adhesive or laminating without using an adhesive (thermocompression bonding). Alternatively, the wavelength conversion member can be formed by coating on the backlight side surface of the liquid crystal panel. The above bonding is the same for the polarizing plate according to one embodiment of the present invention.
  • a liquid crystal display device includes at least a backlight unit and a liquid crystal panel according to one embodiment of the present invention.
  • the backlight unit according to one aspect of the present invention includes the wavelength conversion member described above.
  • the liquid crystal panel included in the liquid crystal display device is as described above for the liquid crystal panel according to one embodiment of the present invention, except that the wavelength conversion member is not included.
  • a liquid crystal display device includes at least a backlight unit including a liquid crystal panel according to an aspect of the present invention and a light source.
  • the liquid crystal panel according to one embodiment of the present invention includes the wavelength conversion member described above.
  • the backlight unit included in the liquid crystal display device is as described above for the backlight unit according to one embodiment of the present invention, except that the wavelength conversion member is not included.
  • Titanium Oxide Particle-Containing Polymerizable Composition (Composition Type 1) Trimethylolpropane triacrylate 18.2 parts by mass, lauryl methacrylate 80.8 parts by mass, and photopolymerization initiator (Irgacure (registered trademark) 819 manufactured by BASF) ) 1 part by mass was mixed.
  • a slurry (solvent: methyl ethyl ketone, titanium oxide particle concentration of 30% by mass) in which titanium oxide (TiO 2 ) particles (primary particle diameter of 100 nm or less) are dispersed is doped into the above mixture (hereinafter also referred to as a binder)
  • a titanium oxide particle-containing polymerizable composition was prepared.
  • the titanium oxide particles are titanium oxide particles surface-treated with aluminum oxide in order to suppress the photoactivity of titanium oxide, and have a refractive index of 2.40.
  • Composition Type 2 Containing Quantum Dots A and B and Titanium Oxide Particles
  • Quantitative dot toluene dispersion liquid with respect to 100 mg of the titanium oxide-containing polymerizable composition prepared by the method described in 1) is shorter than quantum dot A and quantum dot A having an emission center wavelength in the wavelength band of 600 to 680 nm.
  • Quantum dots B having an emission center wavelength in the wavelength region and having an emission center wavelength in the wavelength band of 500 to 600 nm were added so as to have a concentration of 0.1% by mass, and vacuum drying was performed for 30 minutes. . Stirring was performed until the quantum dots were dispersed, and quantum dots A and B and a titanium oxide particle-containing polymerizable composition were obtained.
  • composition type 3 containing quantum dots A and titanium oxide particles
  • concentration of quantum dots A in the wavelength band of emission center wavelength of 600 to 680 nm was 0.1% by mass. And dried under reduced pressure for 30 minutes. Stirring was performed until the quantum dots were dispersed to obtain a polymerizable composition containing quantum dots A and titanium oxide particles.
  • composition type 4 Preparation of polymerizable composition (composition type 4) containing quantum dots B and titanium oxide particles And 100 mg of the titanium oxide-containing polymerizable composition prepared by the method described in 1), a toluene dispersion of quantum dots having an emission center wavelength in a shorter wavelength region than that of quantum dots A, and an emission center wavelength of 500 to Quantum dots B in the wavelength band of 600 nm were added so as to have a concentration of 0.1% by mass, and vacuum drying was performed for 30 minutes. Stirring was performed until the quantum dots were dispersed to obtain a polymerizable composition containing quantum dots B and titanium oxide particles.
  • Example 1 (1) Production of Barrier Film An organic layer and an inorganic layer are sequentially formed on one side of a base film (polyethylene terephthalate film, manufactured by Toyobo Co., Ltd., trade name: Cosmo Shine (registered trademark) A4300, thickness 50 ⁇ m) by the following procedure. did. Prepare trimethylolpropane triacrylate (TMCTA manufactured by Daicel Cytec Co., Ltd.) and photopolymerization initiator (Lamberti Co., Ltd., ESACURE KTO46). It was dissolved in methyl ethyl ketone to obtain a coating solution having a solid concentration of 15%.
  • TMCTA trimethylolpropane triacrylate
  • ESACURE KTO46 photopolymerization initiator
  • This coating solution was applied onto the PET film with a roll toe roll using a die coater, and passed through a drying zone at 50 ° C. for 3 minutes. Thereafter, the sample was irradiated with ultraviolet rays (integrated irradiation amount: about 600 mJ / cm 2 ) in a nitrogen atmosphere, cured by ultraviolet curing, and wound up.
  • the thickness of the organic layer formed on the support was 1 ⁇ m.
  • an inorganic layer (silicon nitride layer) was formed on the surface of the organic layer using a roll-to-roll CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus.
  • Silane gas (flow rate 160 sccm), ammonia gas (flow rate 370 sccm), hydrogen gas (flow rate 590 sccm), and nitrogen gas (flow rate 240 sccm) were used as source gases.
  • the film formation pressure was 40 Pa, and the ultimate film thickness was 50 nm.
  • stacked on the surface of the organic layer formed on the base film was produced. A total of two barrier films were produced by the above process.
  • the wavelength conversion layer which has the uneven
  • the titanium oxide particle-containing polymerizable composition (composition type 1) prepared in (1) was applied with a bar coater so as to fill the irregularities, and the other barrier film obtained in (1) was oxidized on the surface of the inorganic layer. They were superposed so as to be on the titanium particle-containing polymerizable composition side.
  • the film was exposed and cured at an ultraviolet irradiation amount of 5 J / cm 2 under a nitrogen atmosphere, and between the two barrier films, A wavelength conversion member having a cured layer (adjacent layer) containing titanium oxide particles as a layer laminated on the layer was obtained. A part of the wavelength conversion member thus obtained was cut out with a microtome to obtain a sample for cross-sectional observation. In the obtained sample, the uneven shape at the interface between the wavelength conversion layer and the adjacent layer is observed with an optical microscope (Nikon Corporation ECLIPSE LV100POL), and a quadrangular pyramid shape as shown in FIG. 2A is formed.
  • an optical microscope Nekon Corporation ECLIPSE LV100POL
  • ⁇ shown in FIG. 3A was 70 ° and P was 20 ⁇ m.
  • shape observation and the measurement of ⁇ and P are not limited to the optical microscope, but can also be performed by observation with various microscopes (for example, observation with a scanning electron microscope (SEM)).
  • SEM scanning electron microscope
  • the average refractive index of the cured layer of Sample 1 is the average refractive index of the wavelength conversion layer included in the wavelength conversion member produced in Example 1, and the average refractive index of the cured layer of Sample 2 is the wavelength conversion produced in Example 1. It shows in Table 1 as an average refractive index of the adjacent layer contained in a layer.
  • a backlight unit having the configuration shown in FIG. 1A was produced using the produced wavelength conversion member.
  • the wavelength conversion member was installed on the backlight unit so that the wavelength conversion layer was disposed on the excitation light incident side and the adjacent layer was disposed on the emission side.
  • a commercially available liquid crystal display device (trade name TH-L42D2 manufactured by Panasonic Corporation) was disassembled, and the backlight unit was changed to the above backlight unit to produce a liquid crystal display device.
  • Examples 2, 5 to 9 In the backlight unit, the same method as in Example 1 except that the composition type shown in Table 1 was used as the composition for forming the layer disposed on the incident side and the layer disposed on the exit side. Then, the wavelength conversion member, the backlight unit, and the liquid crystal display device were produced and evaluated. The average refractive index of each layer was adjusted by the amount of titanium oxide particle slurry added to the binder. Table 1 shows the outline of each example and the measurement results of the front luminance. In Table 1, the quantum dots A (red light is emitted) are schematically shown as white circles, and the quantum dots B (green light is emitted) as black circles.
  • Example 3 The uneven roller for forming the uneven shape on the surface of the wavelength conversion layer is changed to form an uneven shape in which the shape schematically shown in FIG. 2B is regularly arranged two-dimensionally.
  • An uneven roller having an inverted surface shape was produced.
  • a wavelength conversion member, a backlight unit, and a liquid crystal display device were produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the uneven roller thus produced was used.
  • a sample for cross-sectional observation was cut out in the same manner as in Example 1, and the uneven shape of the interface between the wavelength conversion layer and the adjacent layer was observed in the same manner as in Example 1 using this sample, and a half as shown in FIG. It was confirmed that a spheroidal shape was formed, and that ⁇ shown in FIG.
  • 3B was 60 ° and P was 20 ⁇ m. Moreover, it was confirmed by cross-sectional observation with the optical microscope that the total thickness of the two layers of the wavelength conversion layer and the adjacent layer was 50 ⁇ m. Table 1 shows the outline of this example and the measurement results of the front luminance.
  • Example 4 The same method as in Example 3 except that the composition type shown in Table 1 was used as the composition for forming the layer disposed on the incident side and the layer disposed on the exit side in the backlight unit. Then, the wavelength conversion member, the backlight unit, and the liquid crystal display device were produced and evaluated. The average refractive index of each layer was adjusted by the amount of titanium oxide particle slurry added to the binder. Table 1 shows the outline of this example and the measurement results of the front luminance.
  • Example 1 The composition used as the composition for forming the layer disposed on the exit side in the backlight unit in Example 2 is used on the inorganic layer surface of the barrier film, and on the exit side in the backlight unit in Example 2.
  • the wavelength conversion layer was formed under the same conditions as the coating conditions and the curing conditions for forming the layer to be arranged, and a wavelength conversion layer having a thickness of 50 m was obtained. Except for the above points, the wavelength conversion member, the backlight unit, and the liquid crystal display device were produced and evaluated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the outline of this comparative example and the measurement results of the front luminance.
  • composition used as the composition for forming the layer disposed on the incident side in the backlight unit in Example 1 is used on the inorganic layer surface of the barrier film, and on the incident side in the backlight unit in Example 1.
  • the wavelength conversion layer was formed under the same conditions as the coating conditions and the curing conditions for forming the layer to be arranged, and a wavelength conversion layer having a thickness of 50 ⁇ m was obtained. Except for the above points, the wavelength conversion member, the backlight unit, and the liquid crystal display device were produced and evaluated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the outline of this comparative example and the measurement results of the front luminance.
  • Example 10 Production of wavelength conversion member with barrier film A wavelength conversion member with a barrier film was produced in the same manner as in Example 1.
  • the easy-adhesion layer of the wavelength conversion member and the backlight side polarizing plate surface (protective film surface) of the liquid crystal panel produced by the above method are bonded together with an acrylic adhesive to obtain a liquid crystal panel having a polarizing plate with a wavelength conversion member. It was.
  • the barrier film, the wavelength conversion layer, the adjacent layer, and the barrier film are arranged in this order from the backlight side (incident side) to the emission side (liquid crystal cell side). Has been.
  • Example 10 liquid crystal display device After disassembling a commercially available liquid crystal display device (trade name TH-L42D2 manufactured by Panasonic Corporation) and removing the prism sheet and diffusion sheet, the space between the LED module attached to the reflector and the light guide plate The filter which permeate
  • the liquid crystal panel was changed to the liquid crystal panel produced in (3) above, and then assembled again to obtain a liquid crystal display device.
  • the front luminance of the thus prepared Example 10 liquid crystal display device was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the outline of this example and the measurement results of the front luminance.
  • the concavo-convex shape of the interface between the two layers is such that the cross-sectional shape of the convex part is triangular, and thus the cross-section of the convex part As compared with the case where the shape is a semicircular shape, it can be confirmed that higher intensity light was obtained in the front direction of the display surface for blue light, red light, and green light.
  • the present invention is useful in the field of manufacturing liquid crystal display devices.

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Abstract

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波長変換層と、波長変換層に直接積層された隣接層と、を含み、波長変換層と隣接層との界面形状に、凹部および凸部から形成される凹凸形状を含む波長変換部材。この波長変換部材を含むバックライトユニット、偏光板、液晶パネル、および液晶表示装置。

Description

波長変換部材、バックライトユニット、偏光板、液晶パネル、および液晶表示装置
 本発明は、量子ドットを含む波長変換層を有する波長変換部材、ならびに、この波長変換部材を含むバックライトユニット、偏光板、液晶パネル、および液晶表示装置に関する。
 液晶表示装置(以下、LCD(Liquid Crystal Display)とも言う)等のフラットパネルディスプレイは、消費電力が小さく、省スペースの画像表示装置として年々その用途が広がっている。液晶表示装置は、少なくともバックライトユニットと液晶セルとから構成され、通常、更に、バックライト側偏光子、視認側偏光子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、バックライトユニットの光源から、量子ドットを含む波長変換部材に励起光が入射すると、量子ドットが励起され、励起光とは異なる波長の蛍光を発光(波長変換)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、および青色光を波長変換部材から出射させ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。
特表2013-544018号公報
 上記の通り、量子ドットを含む波長変換部材は、高輝度の白色光の実現および色再現性向上によりLCDの性能を改善し得る有用な部材である。そして、その有用性を更に高めるためには、波長変換部材から、より高強度の光がLCDの表示面側(以下、「ディスプレイ側」とも記載する。)に出射されることが望まれる。波長変換部材からより高強度の光がディスプレイ側へ出射されるほど、この波長変換部材を組み込んだLCDの表示面における正面輝度を向上することができる。これにより、正面方向からのLCD視認者に、より明るく鮮明な画像を提供することが可能となる。
 そこで本発明の目的は、量子ドットを含む波長変換部材であって、液晶表示装置の表示面側に高強度の光を出射可能な波長変換部材を提供することにある。
 本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた。その結果、以下の波長変換部材:
 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波長変換層と、この波長変換層に直接積層された隣接層と、を含み、
 波長変換層と隣接層との界面形状に、凹部および凸部から形成される凹凸形状を含む
波長変換部材、
 により、上記目的を達成できることを、新たに見出した。即ち、かかる波長変換部材によれば、高強度の光をディスプレイ側に出射することが可能となることが、本発明者らの鋭意検討の結果、新たに見出された。
 以下は、本発明者らによる推測であって、本発明を何ら限定するものではないが、本発明者らは、上記二層の界面形状に凹凸形状が含まれることが、量子ドットの発光効率向上および波長変換部材からの光の出射効率向上に寄与すると考えている。より詳しくは、以下の通りである。なお、出射効率とは、波長変換層内部で量子ドットが発光した蛍光(内部発光)を波長変換部材からディスプレイ側に取り出す取り出し効率、およびバックライトユニットの光源から波長変換部材に入射した励起光がディスプレイ側に出射する効率の両方を包含する意味で用いるものとする。
 一例として、青色光により励起され赤色光を発光する量子ドットと青色光により励起され緑色光を発光する量子ドットを含む波長変換層を有する波長変換部材を例に説明する。なお本発明において、励起光は青色光に限定されるものではなく、波長変換層に含まれる量子ドットも上記のものに限定されるものではない。詳しくは後述する。
 上記波長変換層においては、青色光が量子ドットに当たる確率を高めるほど、量子ドットが発光する赤色光および緑色光の光量を増加することができる。即ち、量子ドットの発光効率を向上することができる。この点に関し、界面の凹凸形状は、バックライトユニットの光源から波長変換部材に入射した青色光をバックライトユニット側(以下、「バックライト側」とも記載する。)へ反射し、好ましくは再帰反射し、バックライト側に戻す作用を果たすと考えられる。バックライト側に戻った光は、バックライトユニットに含まれる反射性を有する部材(反射板等)により反射され、再び波長変換部材へ入射することができる。こうして波長変換部材へ入射する青色光量が増え青色光が量子ドットに当たる確率を高めることが可能となることが、量子ドットの発光効率向上に寄与すると、本発明者らは考えている。
 加えて、界面の凹凸形状は、この界面を通過する光をディスプレイ側に向けて集光する作用も果たすと考えられる。これにより、界面を通過する青色光をディスプレイ側に集めることができることが、ディスプレイ側へ出射される青色光量を増加させることに寄与すると考えられる。更に、二層のうちの励起光入射側の層が量子ドットを含む波長変換層である態様では、量子ドットが発光した光も界面を通過する際に凹凸形状により集光することができると考えられ、これにより、量子ドットにより発光された蛍光がディスプレイ側へ出射される光量を増加させることができると考えられる。
 以上により、波長変換部材からディスプレイ側へ出射される青色光、赤色光および緑色光の光量を増加させることが可能になると、本発明者らは推察している。
 本発明において、凹凸形状を含む界面を介して積層されている上記二層は、直接積層されている。ここで、直接積層されているとは、他の層を介さずに、二層が直接接していることをいうものとする。界面形状に含まれる凹凸形状について、詳細は後述する。
 一態様では、上記波長変換層と隣接層は、一方が高屈折率層であり、他方が高屈折率層よりも平均屈折率の低い低屈折率層である。
 一態様では、上記二層において、高屈折率層は、低屈折率層よりも励起光入射側に位置する層である。波長変換部材には、使用時に、バックライトユニットの光源から光が入射し、その光により波長変換層に含まれる量子ドットの少なくとも一部が励起されて蛍光を発光する。一態様では、上記二層において、このような励起光が入射してくる側(励起光入射側)の層として高屈折率層が含まれ、量子ドットが発光した蛍光や励起光が出射される側(出射側)の層として低屈折率層が含まれる。このように高屈折率層と低屈折率層を配置することにより、高屈折率層から低屈折率層へ光が入射する際に光が集光され波長変換部材からディスプレイ側へ出射される光量を更に増加させることができると考えられる。
 一態様では、高屈折率層が、上記波長変換層である。
 一態様では、低屈折率層が、上記波長変換層である。
 一態様では、低屈折率層の平均屈折率は、1.00以上1.60未満である。
 一態様では、高屈折率層の平均屈折率は、1.60以上2.50以下である。
 一態様では、高屈折率層と低屈折率層との平均屈折率差は、0.20以上0.70以下である。
 一態様では、上記隣接層も、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波長変換層であり、この量子ドットの発光中心波長は、上記波長変換層に含まれる量子ドットの発光中心波長とは異なる。
 一態様では、凹凸形状は、多角錐形状、円錐形状、部分回転楕円体形状、および部分球形状からなる群から選択される形状が上記二層の界面に一次元的または二次元的に配置されることにより形成されている。
 ここで、一次元的に配置されているとは、上記形状が界面の一方向のみに、即ち平行に配置されていることをいう。これに対し、二次元的に配置されているとは、上記形状が界面の二方向以上に配置されていることをいう。例えば、ある方向と、この方向に直交する方向との二方向に形成されていることや、規則的に形成されている態様に限らず、不規則に(ランダムに)形成されている態様も包含される。
 なお本発明および本明細書において、直交、平行等の角度に関する記載については、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。
 一態様では、凹凸形状は、凸部の断面形状が三角形状である。
 本発明の更なる態様は、上記波長変換部材と、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、上記バックライトユニットと、液晶パネルと、を含む液晶表示装置に関する。なお液晶パネルは、少なくとも液晶セルを含み、通常、更に、視認側偏光子やバックライト側偏光子を含む部材であり、詳細は後述する。
 本発明の更なる態様は、上記波長変換部材と、偏光子と、を含む偏光板に関する。
 本発明の更なる態様は、上記偏光板と、液晶セルと、を含む液晶パネルに関する。
 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。
  本発明によれば、量子ドットを含む波長変換層を有する波長変換部材を備えた液晶表示装置において、正面輝度の向上を達成することができる。
本発明の一態様にかかる波長変換部材を含むバックライトユニットの一例の説明図である。 本発明の一態様にかかる波長変換部材において、直接積層された二層の界面に形成されている凹凸形状の一例を示す模式図である。 凹凸形状の説明図である。 本発明の一態様にかかる波長変換部材において、直接積層された二層の界面に形成されている凹凸形状の一例を示す模式図である。 本発明の一態様にかかる波長変換部材における直接積層された二層の一部断面の一例を示す模式図である。
 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。
[波長変換部材]
 本発明の一態様にかかる波長変換部材は、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波長変換層と、この波長変換層に直接積層された隣接層と、を含み、波長変換層と隣接層との界面形状に、凹部および凸部から形成される凹凸形状を含む波長変換部材である。
 以下、上記波長変換部材について、更に詳細に説明する。
<波長変換層>
(量子ドット)
 波長変換層は、少なくとも一種の量子ドットを含み、発光特性の異なる二種以上の量子ドットを含むこともできる。公知の量子ドットには、600nm~680nmの範囲の波長帯域に発光中心波長を有する量子ドットA、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がある。量子ドットAは、励起光により励起され赤色光を発光し、量子ドットBは緑色光を、量子ドットCは青色光を発光する。例えば、量子ドットAと量子ドットBを含む波長変換層へ励起光として青色光を入射させると、量子ドットAにより発光される赤色光、量子ドットBにより発光される緑色光と、波長変換層を透過した青色光により、白色光を具現化することができる。または、量子ドットA、B、およびCを含む波長変換層に励起光として紫外光を入射させることにより、量子ドットAにより発光される赤色光、量子ドットBにより発光される緑色光、および量子ドットCにより発光される青色光により、白色光を具現化することができる。なお紫外光とは、波長280~400nmの光、好ましくは波長280~380nmの光をいうものとする。
 量子ドットとしては、公知の方法により調製されるものまたは市販品を、何ら制限なく用いることができる。量子ドットについては、例えば特開2012-169271号公報段落0060~0066を参照することができるが、ここに記載のものに限定されるものではない。量子ドットの発光波長は、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。
 量子ドットを含む波長変換層を有する波長変換部材における波長変換の具体的態様について、以下に図面を参照し説明する。ただし本発明は、下記具体的態様に限定されるものではない。
 図1は、本発明の一態様にかかる波長変換部材を含むバックライトユニット1の一例の説明図である。図1中、バックライトユニット1は、光源1Aと、面光源とするための導光板1Bを備える。図1(a)に示す例では、波長変換部材は、導光板から出射される光の経路上に配置されている。一方、図1(b)に示す例では、波長変換部材は、導光板と光源との間に配置されている。
 そして図1(a)に示す例では、導光板1Bから出射される光が、波長変換部材1Cに入射する。図1(a)に示す例では、導光板1Bのエッジ部に配置された光源1Aから出射される光2は青色光であり、導光板1Bの液晶セル(図示せず)側の面から液晶セルに向けて出射される。導光板1Bから出射された光(青色光2)の経路上に配置された波長変換部材1Cには、青色光2により励起され赤色光4を発光する量子ドットAと、青色光2により励起され緑色光3を発光する量子ドットBを、少なくとも含む。このようにしてバックライトユニット1からは、励起された緑色光3および赤色光4、ならびに波長変換部材1Cを透過した青色光2が出射される。こうして赤色光、緑色光および青色光を発光させることで、白色光を具現化することができる。
 図1(b)に示す例は、波長変換部材と導光板の配置が異なる点以外は、図1(a)に示す態様と同様である。図1(b)に示す例では、波長変換部材1Cから、励起された緑色光3および赤色光4、ならびに波長変換部材1Cを透過した青色光2が出射され導光板に入射し、面光源が実現される。
 波長変換層では、上記量子ドットは、通常、マトリックス中に含まれる。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(有機マトリックス)である。波長変換層の形状は特に限定されるものではない。例えば、波長変換層、およびこの層を含む波長変換部材は、シート状ないしフィルム状である。
 波長変換層は、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)を適当な支持体上に塗布し、次いで光照射等により硬化処理を施すことにより、波長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。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。
 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。
 好ましい重合性化合物としては、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も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)を挙げることができる。エポキシ化合物については、特開2011-159924号公報段落0029~0033を参照できる。
 上記重合性組成物は、重合開始剤として、公知のラジカル重合開始剤やカチオン重合開始剤を含むことができる。重合開始剤については、例えば、特開2013-043382号公報段落0037、特開2011-159924号公報段落0040~0042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、波長変換層の形成に用いる重合性組成物の全量100質量部に対して、例えば0.1~10質量部程度添加することができる。
 波長変換層は、以上記載した成分、および任意に添加可能な公知の添加剤を含む層であれば、形成方法は特に限定されるものではない。以上説明した成分、および必要に応じて添加される一種以上の公知の添加剤を、同時または順次混合して調製した組成物を、適当な基材上に塗布した後に光照射、加熱等の重合処理を施し重合硬化させることにより、マトリックス中に量子ドットを含む波長変換層を形成することができる。ここで公知の添加剤の一例として、例えば、隣接する層との密着性を向上可能なシランカップリング剤を挙げることができる。シランカップリング剤としては、公知のものを何ら制限なく使用することができる。密着性の観点から好ましいシランカップリング剤としては、特開2013-43382号公報に記載の一般式(1)で表されるシランカップリング剤を挙げることができる。詳細については、特開2013-43382号公報段落0011~0016の記載を参照できる。シランカップリング剤等の添加剤の使用量は特に限定されるものではなく、適宜設定可能である。また、組成物の粘度等のために、必要に応じて溶媒を添加してもよい。この場合に使用される溶媒の種類および添加量は、特に限定されるものではない。例えば溶媒として、有機溶媒を一種または二種以上混合して用いることができる。
 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。
 直接積層された二層の総厚は、好ましくは1~500μmの範囲であり、より好ましくは100~400μmの範囲である。また、直接積層された二層の両層が、量子ドットを含む波長変換層であることもできる。また、波長変換層は、二種以上の異なる発光特性を示す(発光中心波長の異なる)量子ドットを同一の層に含んでいてもよい。波長変換層、および波長変換層に直接積層された隣接層について、一層の厚さは、好ましくは1~300μmの範囲であり、より好ましくは10~250μmの範囲であり、さらに好ましくは30~150μmの範囲である。なお上記波長変換部材における波長変換層および隣接層は、直接積層された層との界面に凹凸形状を含むものであるため、位置によって厚さは異なる。上記厚さは、厚さ方向において最も厚い部分の厚さをいうものとする。
 直接積層された二層の両層が量子ドットを含む波長変換層である態様では、各層に含まれる量子ドットとしては、発光特性(発光中心波長)の異なる量子ドットを用いることができる。この場合、発光中心波長が長波長側にある量子ドットを含む波長変換層を励起光入射側に、発光中心波長が短波長側にある量子ドットを含む波長変換層を出射光が出射される側に、配置することが好ましい。これは、吸光スペクトルが発光スペクトルよりも短波長側に広がっているという、量子ドット特有の吸収特性を考慮したものである。より詳しくは、以下の通りである。
 例えば、蛍光として赤色光を発光する量子ドットは、バックライトユニットの光源から出射され波長変換層に入射する励起光により励起され蛍光として赤色光を発光することができるが、この量子ドットよりも発光中心波長が短波長帯域にある量子ドット、例えば蛍光として緑色光を発光する量子ドット、から発光された蛍光も励起光として蛍光を発光し得る。直接積層された二層において、緑色光を発光する量子ドットを含む波長変換層を励起光入射側に配置すると、この波長変換層から出射された緑色光は、波長変換部材から取り出される前に赤色光を発光する量子ドットを含む波長変換層に入射されるため、緑色光の一部が赤色光発光の励起光として消費される現象が発生し得る。これにより赤色光の発光効率は向上するが、励起光として消費される分、緑色光の発光効率は低下することとなる。したがって、赤色光、緑色光の発光のバランスの観点からは、上記の通り、発光中心波長が長波長側にある量子ドット(例えば赤色光を発光する量子ドット)を含む波長変換層を励起光入射側に、発光中心波長が短波長側にある量子ドット(例えば緑色光を発光する量子ドット)を含む波長変換層を出射光が出射される側に、配置することが好ましい。
<直接積層された二層の界面形状>
 上記波長変換部材は、直接積層された二層の少なくとも一層として、上述の波長変換層を含む。そして二層の界面には、凹部および凸部から形成される凹凸形状が含まれる。この凹凸形状が含まれることに関する本発明者らによる推測については、先に詳述した通りである。好ましい一態様では、上記凹凸形状は、凸部を介して隣り合う2つの凹部の底部間距離が1~200μmの範囲であり、かつ凸部頂点と、凸部を介して隣り合う2つの凹部の底部とを結び形成される三角形の凸部頂点における内角が50~100°の範囲である形状である。量子ドットの発光効率および波長変換部材からの出射効率の更なる向上の観点から、より好ましくは、凸部を介して隣り合う2つの凹部の底部間距離は5~100μmの範囲であり、かつ凸部頂点と、凸部を介して隣り合う2つの凹部の底部とを結び形成される三角形の凸部頂点における内角が60~90°の範囲である。ここで凸部および凹部とは、直接積層された二層において、波長変換部材使用時にバックライトユニット側(励起光入射側)に配置される層側を下方、ディスプレイ側(出射側)に配置される層側を上方に見た際に、凸部および凹部と認められる部分をいうものとする。
 以下に、図面を参照し、凹凸形状について、更に詳細に説明する。
 凹凸形状は、好ましくは複数の凹部および複数の凸部から形成される。こうして形成される凹凸形状は、一態様では、直接積層された二層の界面に、二次元的に配置された形状から形成されている。図2は、二次元的に配置された形状から形成された凹凸形状の模式図である。なお図中の形状の数は4つであるが、単なる例示であって本発明は図面に示す態様に何ら限定されるものではない。この点は、他の図面についても同様である。
 図2(a)は、四角錐形状が二次元的に複数配置されることにより形成された凹凸形状を示す。図2(b)は、部分回転楕円体形状が複数配置されることにより形成された凹凸形状を示す。二次元的に配置される形状の具体例としては、四角錐形状以外の多角錐形状、円錐形状、部分円形状等も挙げられる。なお部分回転楕円体形状とは、回転楕円体の一部が切断された形状をいい、例えば図2(b)に示すように、回転楕円体が短軸方向で半分に切断された半回転楕円体形状を挙げることができる。部分球形状についても同様である。
 図2(a)および(b)に示す形状を例に、「凸部を介して隣り合う2つの凹部の底部間距離」および「凸部頂点と、凸部を介して隣り合う2つの凹部の底部とを結び形成される三角形の凸部頂点における内角」を説明した説明図が、図3である。なお「凸部を介して隣り合う2つの凹部の底部間距離」および「凸部頂点と、凸部を介して隣り合う2つの凹部の底部とを結び形成される三角形の凸部頂点における内角」は、図3に示すように、凸部頂点を通る垂線を含む断面において決定するものとする。
 図3(a)は、図2(a)に示した四角錐形状が複数配置されることにより形成された凹凸形状の部分断面図である。「凸部を介して隣り合う2つの凹部の底部間距離」とは、図3(a)に符号Bで示す凹部の底部の間の距離Pをいう。また、「凸部頂点と、凸部を介して隣り合う2つの凹部の底部とを結び形成される三角形の凸部頂点における内角」とは、図3(a)に符号Tで示す凸部頂点と、2つの凹部の底部Bとを結び形成される三角形の凸部頂点Tにおける内角θである。
 また、図3(b)は、図2(b)に示した半回転楕円形状が複数配置されることにより形成された凹凸形状の部分断面図である。「凸部を介して隣り合う2つの凹部の底部間距離」とは、図3(b)に符号Bで示す凹部の底部の間の距離Pをいう。また、「凸部頂点と、凸部を介して隣り合う2つの凹部の底部とを結び形成される三角形の凸部頂点における内角」とは、図3(b)に符号Tで示す凸部頂点と、2つの凹部の底部Bとを結び形成される三角形の凸部頂点Tにおける内角θである。
 一方、凹部の底部が平面の場合には、図3(c)に示すように、凹部底面と凸部底面とが交わる2点間の距離を、「凸部を介して隣り合う2つの凹部の底部間距離」と規定することとする。この場合、上記2点と、凸部頂点Tを結び形成される三角形の凸部頂点Tにおける内角θが、「凸部頂点と、凸部を介して隣り合う2つの凹部の底部とを結び形成される三角形の凸部頂点における内角」となる。
 なお、凸部頂点Tを通る垂線を含む断面として複数の異なる形状が存在するものもある。例えば図2(a)に示す四角錐形状は、頂点と底面の対角線を通る断面と、頂点と2つの対向する2辺の中点を通る断面とは形状が異なり、後者において、「凸部を介して隣り合う2つの凹部の底部間距離」は最小の値を取る。このように複数の断面形状を取り得る場合には、「凸部を介して隣り合う2つの凹部の底部間距離」が最小の値を取る断面において、「凸部を介して隣り合う2つの凹部の底部間距離」および凸部頂点と、凸部を介して隣り合う2つの凹部の底部とを結び形成される三角形の凸部頂点における内角」を規定することとする。
 上記では、二次元的に配置された形状により形成される凹凸形状について説明したが、上記界面の形状に含まれる凹凸形状は、一次元的に配置された形状により形成されていてもよい。そのような形状の具体例を、図4に示す。
 図4は、一次元的に配置された形状から形成された凹凸形状の模式図である。図4(a)は、三角柱形状が一次元的に複数配置されることにより形成された凹凸形状を示す。図4(b)は、部分円柱形状が一次元的に複数配置されることにより形成された凹凸形状を示す。一次元的に配置される形状の具体例としては、三角柱以外の多角柱形状、部分楕円柱形状等も挙げられる。なお、部分円柱形状とは、円柱を長軸方向で一部切断された形状をいい、例えば図4(b)に示すように、円柱が長軸方向で半分に切断された半円柱形状を挙げることができる。部分楕円柱形状についても同様である。一次元的に配置された形状についても、「凸部を介して隣り合う2つの凹部の底部間距離」および「凸部頂点と、凸部を介して隣り合う2つの凹部の底部とを結び形成される三角形の凸部頂点における内角」は、先に記載したように決定することができる。
 上記形状が二次元的に配置されることにより形成された凹凸形状、一次元的に配置されることにより形成された凹凸形状のいずれにおいても、量子ドットの発光効率および波長変換部材からの出射効率の更なる向上の観点からは、凸部の断面形状は、三角形状であることが好ましい。
 以上説明した凹凸形状は、直接積層された二層の界面の少なくとも一部に存在すればよく、全面に存在しなくともよい。一部に存在する場合には、中央部に存在し中央部を取り囲む外周部には存在しない態様が、出射効率の観点からは好ましい。また、量子ドットの発光効率および波長変換部材からの出射効率の更なる向上の観点からは、凹凸形状が界面の全面に存在することが好ましい。
 また、図5は、直接積層された二層の一部断面の一例を示す模式図である。上記波長変換部材において、直接積層された二層は、一態様では、両層が連続層であり、他の一態様では、一方が不連続層である。図5中、図5(a)に示す例は、両層(層100、層101)が連続層である。これに対し、図5(b)、(c)は、直接積層された二層の一方(層101)が不連続層である。
 以上説明した凹凸形状は、転写法、プレス法等の公知の成形方法により形成することができる。直接積層される二層のいずれかの層の表面に凹凸形状を形成し、凹凸形状を形成した表面に他方の層を形成することにより、界面に凹凸形状を形成することができる。凹凸形状の形成については、一般に、プリズムシートの製造に関する公知技術を、何ら制限なく適用することができる。または、一態様では、市販のプリズムシート(例えば、住友スリーエム社製BEFシリーズなど)を、直接積層される二層の一方の層として用いることも可能である。より詳しくは、市販のプリズムシートの凹凸形状を有する表面(出射面)上に、波長変換層を形成するための重合性組成物を塗布し波長変換層を形成することにより、界面に凹凸形状を有する、直接積層された二層を形成することができる。なお、こうして形成された波長変換部材では、プリズムシートとして用いられる場合には入射面であった表面(平面)が、出射面側に配置されることとなる。
<直接積層された二層の平均屈折率>
 上記波長変換部材に含まれる直接積層された二層は、平均屈折率が同じ層であってもよく、平均屈折率が異なる層であってもよい。ここで、本発明において、ある層についての平均屈折率とは、面内方向の屈折率と厚さ方向の屈折率の平均値をいうものとする。各方向の屈折率は、公知の屈折率測定装置によって測定することができる。屈折率測定装置の一例としては、アタゴ社製多波長アッベ屈折計DR-M2を挙げることができる。また、本発明における屈折率とは、波長550nmの光に対する屈折率をいうものとする。
 直接積層された二層の平均屈折率が異なる態様では、平均屈折率の高い層(高屈折率層)と高屈折率層よりも平均屈折率の低い低屈折率層とが、高屈折率層が励起光入射側、低屈折率層が出射側に配置されてもよく、低屈折率層が励起光入射側、高屈折率層が出射側に配置されてもよい。先に記載した理由からは、前者のように配置することが好ましい。
 高屈折率層が励起光入射側、低屈折率層が出射側に配置される態様では、二層の平均屈折率差が大きいほど、出射側への集光効率の観点からは好ましい。この点から、二層の平均屈折率差は、0.20以上であることが好ましく、0.25以上であることがより好ましく、0.30以上であることが更に好ましく、0.35以上であることがいっそう好ましく、0.40以上であることがよりいっそう好ましく、0.45以上であることが更にいっそう好ましい。一方、高屈折率層と低屈折率層の平均屈折率差は、例えば0.70以下であるが、集光効率向上の観点からは高いほど好ましく、特に限定されるものではない。
 他方、低屈折率層が励起光入射側、高屈折率層が出射側に配置される態様では、出射側への集光効率の観点からは、二層の平均屈折率差が小さいほど好ましい。一方、本態様では、二層の平均屈折率差が大きいほど、バックライトユニットの光源から波長変換部材に入射した後に二層の界面で反射し、好ましくは再帰反射し、バックライト側に戻る励起光量は、多くなると考えられる。これにより、先に記載したように、励起光が量子ドットに当たる確率を高めることができ、量子ドットの発光効率を向上することができると推察される。前者の点を考慮すれば、二層の平均屈折率差は、0.70以下であることが好ましく、0.65以下であることがより好ましく、0.60以下であることが更に好ましい。一方、後者の点を考慮すれば、高屈折率層と低屈折率層の平均屈折率差は、0.20以上であることが好ましく、0.25以上であることがより好ましく、0.30以上であることが更に好ましく、0.35以上であることがいっそう好ましく、0.40以上であることがよりいっそう好ましく、0.45以上であることが更にいっそう好ましい。
 以上を考慮すると、上記の両態様とも、高屈折率層と低屈折率層の平均屈折率差は、0.20以上0.70以下であることが好ましい。
 低屈折率層の平均屈折率は、好ましくは1.60未満、または1.55以下もしくは1.55未満であり、より好ましくは1.50以下であり、更に好ましくは1.45以下である。上記の通り、高屈折率層と低屈折率層との平均屈折率差が大きいことは、集光効率向上の観点から好ましい。そして低屈折率層の平均屈折率が低いことは、高屈折率層との平均屈折率差を大きくできるため好ましい。一方、低屈折率層の平均屈折率は、低屈折率層と、高屈折率層とは反対の面側で低屈折率層と隣り合う他の層(例えば後述する偏光子層)または空気との界面反射抑制の観点からは、1.00以上であることが好ましく、1.10以上であることがより好ましい。
 一方、高屈折率層の平均屈折率は、好ましくは1.60以上であり、1.65以上であることがより好ましく、1.80以上であることが更に好ましく、2.00以上であることがいっそう好ましい。また、高屈折率層と、低屈折率層とは反対の面で高屈折率層と隣り合う他の層または空気との界面反射抑制の観点からは、高屈折率層の平均屈折率は2.50以下であることが好ましく、2.20以下であることがより好ましく、2.10未満であることが更に好ましく、2.05以下であることがいっそう好ましい。
 なお、直接積層された二層の平均屈折率が同じ態様では、二層の平均屈折率は、高屈折率層について上述した範囲であっても、低屈折率層について上述した範囲であってもよい。
 各層の平均屈折率は、層を形成するために用いる成分の種類により調整することができる。波長変換層を形成するための成分の詳細については、先に記載した通りである。一方、直接積層された二層のうちの一方が波長変換層ではない(量子ドットを含まない)態様では、そのような層は、例えば、波長変換層を形成するための成分として記載した重合性化合物および重合開始剤を含む重合性組成物を用いて形成することができる。または、直接積層された二層のうちの波長変換層ではない層は、樹脂を主成分とする樹脂層であってもよい。ここで主成分とするとは、層を構成する成分の中で最も多くを樹脂が占めることをいう。含まれる樹脂は一種でもよく二種以上であってもよい。樹脂層における樹脂量は、樹脂層の総質量に対して、例えば50質量%以上であり、好ましくは70質量%以上である、また、樹脂層における樹脂量は、樹脂層の総質量に対して、例えば99質量%以下、または95質量%以下であるが、100質量%であってもよい。樹脂層の具体例としては、熱可塑性樹脂層を挙げることができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレート樹脂(PMMA)、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメタクリルスチレン(MS)樹脂、アクリロニトリルスチレン(AS)樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂(PVC)、セルロースアシレート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースダイアセテート、熱可塑性エラストマー、またはこれらの共重合体、シクロオレフィンポリマー等を挙げることができる。このような樹脂層は、層の形成の容易性の観点からは、重合性組成物を用いて、この組成物に重合処理(硬化処理)を施し形成された硬化層であることが好ましい。重合性組成物としては、光照射により硬化する光重合性組成物であっても、加熱により硬化する熱重合性組成物であってもよい。生産性向上の観点からは、短時間で硬化処理を終了可能である点から、光重合性組成物が好ましい。この点は、波長変換層を形成するための重合性組成物についても、同様である。
 直接積層された二層の一方または両方には、平均屈折率調整のために粒子が含まれていてもよい。粒子としては、特に限定されるものではなく、無機粒子であっても有機粒子であってもよい。
 上記粒子の具体例としては、ZrO、TiO、Al、In、ZnO、SnO、Sbなどの無機粒子、ポリメチルメタクリレート粒子、架橋ポリメチルメタクリレート粒子、アクリル-スチレン共重合体粒子、メラミン粒子、ポリカーボネート粒子、ポリスチレン粒子、架橋ポリスチレン粒子、ポリ塩化ビニル粒子、ベンゾグアナミン-メラミンホルムアルデヒド粒子等の有機粒子などが挙げられる。また、上記粒子としては、粒子表面の活性抑制や層内での分散性向上等のために表面処理され、表面に被覆層が形成された粒子、いわゆるコア-シェル粒子を用いてもよい。そのような粒子については、例えば、特開2013-251067号公報段落0022~0025を参照できる。また、上記粒子は、無機粒子の表面に有機被膜を有する粒子のような有機無機複合粒子であってもよい。
 上記粒子は、一種用いてもよく、二種以上を混合して用いてもよい。粒子が小さいほど、粒子を含む層を通過する光や層内で内部発光された光の取り出し効率を向上することができる。一方、粒子が大きいほど粒子の分散は容易であり層内で粒子を均一に分散させることができる。以上の点を考慮し、粒子サイズは、一次粒子径として、100nm以下であることが好ましく、30nm以下であることがより好ましく、25nm以下であることが更に好ましい。また、粒子サイズは、一次粒子径として、1nm以上であることが好ましい。上記粒子の一次粒子径とは、走査型電子顕微鏡(SEM)で観察し求められる値とする。上記粒子を含む層における粒子含有量は、好ましくは上述の範囲の平均屈折率が得られるように、適宜設定すればよい。
 上記粒子は光を散乱する散乱粒子としても機能し得るものであり、その作用によって、波長変換部材からの光の取り出し効率を更に向上することもできる。取り出し効率の観点からは、粒子含有量が多いことは好ましい。上記の点と層の物理的強度も考慮すると、上記粒子を含む層における粒子含有量は、粒子を含む層の全体積に対して10体積%以上50体積%以下であることが好ましく、15体積%以上50体積%以下であることがより好ましく、20体積%以上50体積%以下であることが更に好ましい。
 上記粒子の屈折率(波長550nmの光に対する屈折率)は、平均屈折率調整の観点から、2.00以上3.00以下であることが好ましく、2.20以上3.00以下であることがより好ましく、2.20以上2.80以下であることが更に好ましく、2.20以上2.60以下であることがいっそう好ましい。ここで、粒子の屈折率とは、以下の方法により測定される値とする。屈折率既知の樹脂材料に粒子をドープし、この粒子が分散された樹脂材料を作製する。作製した樹脂材料を、シリコン基板、または石英基板上に塗布し樹脂膜を形成する。形成した樹脂膜の屈折率をエリプソメーターで測定し、樹脂膜を構成する樹脂材料と粒子の体積分率から、粒子の屈折率を求める。後述の実施例で用いた酸化チタン粒子の屈折率は、上記方法により求めた値である。
<その他の層、支持体>
 上記波長変換部材は、少なくとも、以上説明した直接積層された二層を含むものであり、これらの二層に加えて後述する支持体を有する構成であってもよい。また、直接積層された上記二層の、界面とは反対の表面の一方または両方に、無機層および有機層からなる群から選ばれる少なくとも一層を有することもできる。そのような無機層および有機層としては、後述のバリアフィルムを構成する無機層および有機層を挙げることができる。発光効率維持の観点からは、波長変換層の表面に、無機層および有機層からなる群から選択される少なくとも一層が含まれることが好ましい。かかる層により、表面からの波長変換層への酸素や水分の侵入を防ぐことができ、酸素や水分による量子ドットの劣化を防ぐことができるからである。また、一態様では、無機層または有機層は、波長変換層の表面に直接接する層として含まれることが好ましい。また、他の一態様では、公知の接着層を介して、波長変換層の表面と無機層または有機層を貼り合わせてもよい。一態様では、上記波長変換部材は、波長変換層の全表面がコーティングに覆われていても(即ち封止されていても)よい。
(支持体)
 波長変換部材は、強度向上、成膜の容易性等のため、支持体を有していてもよい。支持体は、波長変換層に隣接してまたは直接接する層として含まれていてもよく、後述のバリアフィルムの基材フィルムとして含まれていてもよい。波長変換部材において、支持体は、後述の無機層、および支持体がこの順となるように含まれていてもよく、波長変換層、後述の無機層、後述の有機層、および支持体がこの順となるように含まれていてもよい。有機層と無機層との間、二層の有機層の間、または二層の無機層の間に、支持体を配してもよい。また、支持体は、波長変換部材中に1つまたは2つ以上含まれていてもよく、波長変換部材は、支持体、直接積層された上記二層、支持体がこの順で積層された構造を有していてもよい。支持体としては、可視光に対して透明である透明支持体であることが好ましい。ここで可視光に対して透明とは、可視光領域における光線透過率が、80%以上、好ましくは85%以上であることをいう。透明の尺度として用いられる光線透過率は、JIS-K7105に記載された方法、すなわち積分球式光線透過率測定装置を用いて全光線透過率および散乱光量を測定し、全光線透過率から拡散透過率を引いて算出することができる。支持体については、特開2007-290369号公報段落0046~0052、特開2005-096108号公報段落0040~0055を参照できる。支持体の厚さは、ガスバリア性、耐衝撃性等の観点から、10~500μmの範囲内、中でも20~400μmの範囲内、特に30~300μmの範囲内であることが好ましい。
(バリアフィルム)
 波長変換部材は、バリアフィルムを含むこともできる。バリアフィルムは酸素を遮断するガスバリア機能を有するフィルムである。バリアフィルムが、水蒸気を遮断する機能を有していることも好ましい。
 バリアフィルムは、波長変換層に隣接してまたは直接接する層として波長変換部材に含まれていることが好ましい。また、バリアフィルムは、波長変換部材中に1つまたは2つ以上含まれていてもよく、波長変換部材は、バリアフィルム、直接積層された上記二層、バリアフィルムがこの順で積層された構造を有していてもよい。波長変換部材において、波長変換層はバリアフィルムを基材として形成されていてもよい。
 バリアフィルムとしては、公知のいずれのバリアフィルムであってもよく、例えば以下に説明するバリアフィルムであってもよい。
 バリアフィルムは、通常、少なくとも無機層を含んでいればよく、基材フィルムおよび無機層を含むフィルムであってもよい。基材フィルムについては、上記の支持体の記載を参照できる。バリアフィルムは、基材フィルム上に少なくとも一層の無機層と少なくとも一層の有機層を含むバリア積層体を含むものであってもよい。このように複数の層を積層することは、より一層バリア性を高めることができるため、他方、積層する層の数が増えるほど、波長変換部材の光透過率は低下する傾向があるため、良好な光透過率を維持し得る範囲で、積層数を増やすことが望ましい。具体的には、バリアフィルムは、可視光領域における全光線透過率が80%以上であり、かつ酸素透過度が1cm/(m・day・atm)以下であることが好ましい。ここで、上記酸素透過度は、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。また、可視光領域とは、380~780nmの波長領域をいうものとし、全光線透過率とは、可視光領域にわたる光透過率の平均値を示す。
 バリアフィルムの酸素透過度は、より好ましくは、0.1cm/(m・day・atm)以下、より好ましくは、0.01cm/(m・day・atm)以下である。可視光領域における全光線透過率は、より好ましくは90%以上である。酸素透過度は低いほど好ましく、可視光領域における全光線透過率は高いほど好ましい。
(無機層)
 「無機層」とは、無機材料を主成分とする層であり、好ましくは無機材料のみから形成される層である。これに対し、有機層とは、有機材料を主成分とする層であって、好ましくは有機材料が50質量%以上、更には80質量%以上、特に90質量%以上を占める層を言うものとする。
 無機層については、特開2007-290369号公報段落0043~0045、特開2005-096108号公報段落0064~0068を参照できる。無機層の膜厚は、10nm~500nm、中でも10nm~300nm、特に10nm~150nmの範囲内であることが好ましい。無機層の膜厚が、上述した範囲内であることにより、良好なガスバリア性を実現しつつ、バリアフィルムにおける反射を抑制することができ、全光線透過率が低下することを抑制することができるからである。中でも、無機層は、酸化ケイ素膜、窒化ケイ素膜、または酸化窒化ケイ素膜であることが好ましい。これらの膜は、有機層との密着性が良好であることから、より一層良好なガスバリア性を実現することができるからである。
(有機層)
 有機層としては、特開2007-290369号公報段落0020~0042、特開2005-096108号公報段落0074~0105を参照できる。なお有機層は、カルドポリマーを含むことが好ましい。これにより、有機層と隣接する層との密着性、特に、無機層とも密着性が良好になり、より一層優れたガスバリア性を実現することができるからである。カルドポリマーの詳細については、特開2005-096108号公報段落0085~0095を参照できる。有機層の膜厚は、0.05μm~10μmの範囲内であることが好ましく、中でも0.5~10μmの範囲内であることが好ましい。有機層がウェットコーティング法により形成される場合には、有機層の膜厚は、0.5~10μmの範囲内、中でも1μm~5μmの範囲内であることが好ましい。また、ドライコーティング法により形成される場合には、0.05μm~5μmの範囲内、中でも0.05μm~1μmの範囲内であることが好ましい。ウェットコーティング法またはドライコーティング法により形成される有機層の膜厚が上述した範囲内であることにより、無機層との密着性をより良好なものとすることができるからである。
 無機層、有機層のその他詳細については、特開2007-290369号公報、特開2005-096108号公報、更にUS2012/0113672A1および特表2013-544018号公報の記載を参照できる。
<波長変換部材の最表面>
 上記波長変換部材は、一方または両方の最表面に界面と同様の凹凸形状を含んでいてもよく、一方または両方の最表面が平面であってもよい。後述するようにバックライトユニットの構成部材として組み込まれる態様では、バックライトユニット上への配置の容易性の観点から、上記波長変換部材において、少なくとも、バックライトユニット上への配置面となる入射側最表面は平面であることが好ましい。一方、後述するように偏光板や液晶パネルの構成部材として組み込まれる態様では、偏光板表面や液晶パネルへ容易に一体積層するために、上記波長変換部材の少なくとも出射側表面は、平面であることが好ましい。なお一体積層について、詳細は後述する。
 以上の点を考慮すると、バックライトユニット、偏光板および液晶パネルのいずれにも容易に設置または積層可能な部材とする観点からは、上記波長変換部材の出射側最表面および入射側最表面は、いずれも平面とすることが好ましい。
 本発明において平面とは、粗さ曲線の算術平均粗さRaが0.25μm以下の平面性を有する面であることを意味する。Raとは、JIS B 0601に規定されており、基準長さLにおける各点における高さZの絶対値の平均であり、下記式で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 測定方法としては、触針法、光学的方法等を挙げることができる。一例として、Raは、非接触表面・層断面形状計測システムVertScan(株式会社 菱化システム社製)を用いて測定することができる。
 したがって、最表面が平面であるとは、最表面のRaが0.25μm以下であることをいう。上記Raは、0μm以上であり、例えば0.01μm以上、または0.05μm以上であることができる。
[バックライトユニット]
 本発明の一態様にかかるバックライトユニットは、上述の波長変換部材および光源を少なくとも含む。波長変換部材の詳細は、先に記載した通りである。波長変換部材は、通常、バックライトユニットの液晶パネル側表面に、接着、粘着または塗工形成によらず配置されるが、後述するように一体積層してもよい。
(バックライトユニットの発光波長)
 高輝度かつ高い色再現性の実現の観点からは、バックライトユニットとして、多波長光源化されたものを用いることが好ましい。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、バックライトユニットが発光する青色光の波長帯域は、440~480nmの範囲であることが好ましく、440~460nmの範囲であることがより好ましい。
 同様の観点から、バックライトユニットが発光する緑色光の波長帯域は、510~560nmの範囲であることが好ましく、510~545nmの範囲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、600~650nmの範囲であることが好ましく、610~640nmの範囲であることがより好ましい。
 また同様の観点から、バックライトユニットが発光する青色光、緑色光および赤色光の各発光強度の半値幅は、いずれも80nm以下であることが好ましく、50nm以下であることがより好ましく、40nm以下であることがさらに好ましく、30nm以下であることが一層好ましい。これらの中でも、青色光の各発光強度の半値幅が25nm以下であることが、特に好ましい。
 バックライトユニットは、少なくとも、上記波長変換部材とともに、光源を含む。一態様では、光源として、430nm~480nmの波長帯域に発光中心波長を有する青色光を発光するもの、例えば、青色光を発光する青色発光ダイオードを用いることができる。青色光を発光する光源を用いる場合、波長変換部材には、同一の層または異なる層に、少なくとも、励起光により励起され赤色光を発光する量子ドットAと、緑色光を発光する量子ドットBが含まれることが好ましい。これにより、光源から発光され波長変換部材を透過した青色光と、波長変換部材から発光される赤色光および緑色光により、白色光を具現化することができる。
 または他の態様では、光源として、300nm~430nmの波長帯域に発光中心波長を有する紫外光を発光するもの、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、波長変換部材には、同一の層または異なる層に、量子ドットA、Bとともに、励起光により励起され青色光を発光する量子ドットCが含まれることが好ましい。これにより、波長変換部材から発光される赤色光、緑色光および青色光により、白色光を具現化することができる。
 また他の態様では、発光ダイオードはレーザー光源で代用することができる。
(バックライトユニットの構成)
 バックライトユニットの構成は、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。図1には、一態様として、エッジライト方式のバックライトユニットの例を示した。導光板としては、公知のものを何ら制限なく使用することができる。
 また、バックライトユニットは、光源の後部に、反射部材を備えることもできる。このような反射部材としては特に制限は無く、公知のものを用いることができ、特許3416302号、特許3363565号、特許4091978号、特許3448626号などに記載されており、これらの公報の内容は本発明に組み込まれる。
 バックライトユニットは、その他、公知の拡散板や拡散シート、プリズムシート(例えば、住友スリーエム社製BEFシリーズなど)、導光器を備えていることも好ましい。その他の部材についても、特許第3416302号、特許第3363565号、特許第4091978号、特許第3448626号などの各公報に記載されており、これらの公報の内容は本発明に組み込まれる。
 上記波長変換部材は、バックライトユニットの構成部材として含まれる場合、液晶表示装置においては液晶パネルとは空間を隔てて(空気層を介して)、配置される。一方、波長変換部材は、偏光板や液晶パネルの構成部材として含まれていてもよい。以下、そのような態様について説明する。
[偏光板]
 本発明の一態様にかかる偏光板は、上述の波長変換部材および偏光子を少なくとも含む。波長変換部材の詳細は、先に記載した通りである。
 液晶パネルには、通常、視認側偏光板と、液晶セルと、バックライト側偏光板と、が含まれる。本発明の一態様にかかる偏光板は、好ましくは、バックライト側偏光板として用いることができる。より好ましくは、バックライト側から液晶セル側に向かって、上記波長変換部材、偏光子の順に配置される。
 上記偏光板は、好ましくはバックライト側の偏光板表面に、上記波長変換部材が一体積層されている。ここで本発明において、偏光板表面に波長変換部材が「一体積層されている」とは、偏光板上に波長変換部材が接着、粘着または塗工形成によらず単に配置されている状態を除く意味で用いることとする。例えば、易接着層、粘着層等の、2つの層を貼り合わせる中間層により偏光板表面(例えば、偏光子表面または偏光子表面に形成された保護フィルム表面)と波長変換部材表面とが密着されている状態、接着剤を使用するラミネート加工または接着剤を使用しないラミネート加工(熱圧着)により偏光板表面と波長変換部材表面とが密着されている状態、偏光板表面に波長変換部材が塗工形成(より詳しくは、波長変換部材を形成するための組成物を偏光板表面に塗布した後、乾燥、および必要に応じて硬化等の処理が施されて形成)された状態等が、「一体積層」に包含される。
 また後述の液晶パネルについて、液晶パネルと波長変換部材とが「一体積層されている」とは、波長変換部材が、液晶パネル上に接着、粘着または塗工形成によらず単に配置されている状態を除く意味で用いるものとする。一体積層の態様については、上述の通りである。
 上記偏光板に含まれる偏光子、および任意に含まれ得る保護フィルム等の詳細については、後述する。
[液晶パネル]
 本発明の一態様にかかる液晶パネルは、上述の本発明の一態様にかかる偏光板および液晶セルを少なくとも含む。好ましくは、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として、上述の本発明の一態様にかかる偏光板を含む。また、保護フィルム、位相差板等の液晶パネルに通常含まれる各種の層を、任意に含むこともできる。
<液晶パネルを構成し得る層、部材、フィルム>
(易接着層)
 本発明の一態様にかかる液晶パネルでは、好ましくは、波長変換部材は液晶パネル表面に一体積層されている。波長変換部材と液晶パネルを構成する部材(例えば偏光子表面または偏光子表面に形成された保護フィルム表面)の密着性向上のためには、波長変換部材に易接着層を設けることが好ましい。易接着層は、一層であっても二層以上を積層してもよい。易接着層としては、公知のものを何ら制限なく使用することができる。好ましい易接着層の一態様としては、特開2014-069554号公報段落0061~0064に中間バックコートフィルムとして記載されているものを例示できる。
 易接着層の厚さは、易接着層を形成する組成物(塗布液)の塗布量を調整することにより制御することができる。透明度が高く、優れた密着力を発現するためには、厚さは、0.01~5μmの範囲であることが好ましい。厚さを0.01μm以上とすることにより、0.01μm未満である場合に比べて密着力をより確実に向上させることができる。厚さを5μm以下とすることにより、5μmよりも大きくする場合に比べて、より均一な厚さで易接着層を形成することができる。さらには、塗布液の使用量の増加を抑えて乾燥時間の長時間化を防止し、コストの増加を抑止することができる。より好ましい易接着層の厚さの範囲は、0.02μm~3μmである。また、易接着層は上記厚さ範囲において2層以上の層を積層してもよい。
(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)
 視認側偏光板およびバックライト側偏光板に含まれる偏光子としては、液晶表示装置に通常用いられる偏光子を、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さを有することが好ましい。以上の点から、視認側偏光板、バックライト側偏光板とも、含まれる偏光子の厚さは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、視認側偏光板とバックライト側偏光板とで、含まれる偏光子の厚さ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、視認側偏光板、バックライト側偏光板は、それぞれ、偏光子の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。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、視認側偏光板、バックライト側偏光板とも、保護フィルムを介さずに偏光子を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。
(位相差層)
 視認側偏光板およびバックライト側偏光板は、液晶セルと偏光板との間に、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。
(タッチパネル基板、前面板)
 視認側偏光板表面には、タッチパネル基板を含むこともできる。タッチパネル基板を備えた液晶表示装置は、入力デバイスとして利用可能である。また、液晶表示装置の保護のために配置される前面板が、視認側偏光板表面に配置されていてもよい。
<波長変換部材の貼り合わせ>
 本発明の一態様にかかる液晶パネルは、好ましくは、液晶パネル表面、好ましくはバックライト側表面に、波長変換部材が一体積層されている。一体積層のための貼り合わせは、接着層ないし粘着層を介して行うことができる。詳細については、接着層、粘着層について上述した通りである。また、前述の通り、接着剤を使用するラミネート加工または接着剤を使用しないラミネート加工(熱圧着)により、液晶パネル表面に波長変換部材を貼り合わせることもできる。または、液晶パネルのバックライト側表面に波長変換部材を塗工形成することも可能である。以上の貼り合わせについては、本発明の一態様にかかる偏光板についても、同様である。
[液晶表示装置]
 本発明の一態様にかかる液晶表示装置は、本発明の一態様にかかるバックライトユニットおよび液晶パネルを少なくとも含む。本発明の一態様にかかるバックライトユニットは、先に記載した波長変換部材を含むものである。
 上記液晶表示装置に含まれる液晶パネルについては、上記波長変換部材を含まない点を除けば、先に本発明の一態様にかかる液晶パネルについて記載した通りである。
 本発明の他の一態様にかかる液晶表示装置は、本発明の一態様にかかる液晶パネルおよび光源を含むバックライトユニットを少なくとも含む。本発明の一態様にかかる液晶パネルは、先に記載した波長変換部材を含むものである。
 上記液晶表示装置に含まれるバックライトユニットは、上記波長変換部材を含まない点を除けば、先に本発明の一態様にかかるバックライトユニットについて記載した通りである。
 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。
1.酸化チタン粒子含有重合性組成物(組成物タイプ1)の調製
 トリメチロールプロパントリアクリレート18.2質量部、ラウリルメタクリレート80.8質量部、および光重合開始剤(BASF社製Irgacure(登録商標)819)1質量部を混合した。
 上記混合物(以下、バインダとも記載する。)に、酸化チタン(TiO)粒子(一次粒子径100nm以下)が分散されたスラリー(溶媒:メチルエチルケトン、酸化チタン粒子濃度30質量%)をドープし、十分に攪拌し酸化チタン粒子含有重合性組成物を調製した。上記酸化チタン粒子は、酸化チタンの光活性を抑制するために酸化アルミニウムにより表面処理された酸化チタン粒子であり、屈折率は2.40である。後述の各層の平均屈折率を調整するために、質量基準で、バインダ:酸化チタン粒子スラリー=7:3~6:4の範囲で、バインダへの酸化チタン粒子スラリーの添加量を設定した。
2.量子ドットAおよびB、ならびに酸化チタン粒子を含む重合性組成物(組成物タイプ2)の調製
 上記1.に記載の方法で調製した酸化チタン含有重合性組成物100mgに対して、量子ドットのトルエン分散液を、発光中心波長が600~680nmの波長帯域にある量子ドットAと、量子ドットAよりも短波長域に発光中心波長を有し、かつ発光中心波長が500~600nmの波長帯域にある量子ドットBとがそれぞれ0.1質量%の濃度になるように添加し、減圧乾燥を30分行った。量子ドットが分散されるまで、撹拌を行い、量子ドットAおよびB、ならびに酸化チタン粒子含有重合性組成物を得た。
3.量子ドットAおよび酸化チタン粒子を含む重合性組成物(組成物タイプ3)の調製
 上記1.に記載の方法で調製した酸化チタン含有重合性組成物100mgに対して、量子ドットのトルエン分散液を、発光中心波長が600~680nmの波長帯域にある量子ドットAが0.1質量%の濃度になるように添加し、減圧乾燥を30分行った。量子ドットが分散されるまで、撹拌を行い、量子ドットAおよび酸化チタン粒子含有重合性組成物を得た。
4.量子ドットBおよび酸化チタン粒子を含む重合性組成物(組成物タイプ4)の調製
 上記1.に記載の方法で調製した酸化チタン含有重合性組成物100mgに対して、量子ドットのトルエン分散液を、量子ドットAよりも短波長域に発光中心波長を有し、かつ発光中心波長が500~600nmの波長帯域にある量子ドットBが0.1質量%の濃度になるように添加し、減圧乾燥を30分行った。量子ドットが分散されるまで、撹拌を行い、量子ドットBおよび酸化チタン粒子含有重合性組成物を得た。
5.波長変換部材作製の実施例、比較例
[実施例1]
(1)バリアフィルムの作製
 基材フィルム(ポリエチレンテレフタレートフィルム、東洋紡社製、商品名:コスモシャイン(登録商標)A4300、厚さ50μm)の片面側に以下の手順で有機層および無機層を順次形成した。
 トリメチロールプロパントリアクリレート(ダイセルサイテック社製TMPTA)および光重合開始剤(ランベルティ社製、ESACURE KTO46)を用意し、質量比率として、前者:後者=95:5となるように秤量し、これらをメチルエチルケトンに溶解させ、固形分濃度15%の塗布液とした。この塗布液を、ダイコーターを用いてロールトウロールにて上記PETフィルム上に塗布し、50℃の乾燥ゾーンを3分間通過させた。その後、窒素雰囲気下で紫外線を照射(積算照射量約600mJ/cm)し、紫外線硬化にて硬化させ、巻き取った。支持体上に形成された有機層の厚さは、1μmであった。
 次に、ロールトウロールのCVD(Chemical Vapor Deposition)装置を用いて、有機層の表面に無機層(窒化ケイ素層)を形成した。原料ガスとして、シランガス(流量160sccm)、アンモニアガス(流量370sccm)、水素ガス(流量590sccm)、および窒素ガス(流量240sccm)を用いた。電源として、周波数13.56MHzの高周波電源を用いた。成膜圧力は40Pa、到達膜厚は50nmであった。このようにして基材フィルム上に形成された有機層の表面に無機層が積層されたバリアフィルムを作製した。
 上記工程により、合計2枚のバリアフィルムを作製した。
(2)バリアフィルム付波長変換部材の作製
 図2(a)に概略を示す形状が二次元的に規則的に配置された凹凸形状を形成するため、形成する形状を反転した表面形状を有する凹凸ローラーを作製した。
 上記(1)で得た2枚のバリアフィルムの一方の無機層表面に、上記2.で調製した量子ドットAおよびB、ならびに酸化チタン粒子含有重合性組成物(組成物タイプ2)を、特開2006-122889号公報の実施例1に記載のスロットダイを用いたダイコート法で、搬送速度24m/分の条件で塗布し、60℃で60秒乾燥させた。その後、上記凹凸ローラーを押し当てながら、UV露光機(HOYA CANDEO OPTRONICS社製EXECURE 3000W)を用いて、窒素雰囲気下で5J/cmで露光して硬化させた後、凹凸ローラーから剥離し、表面に図2(a)に示す凹凸形状を有する波長変換層(硬化層)を作製した。
 次いで、窒素雰囲気下で、上記硬化層の凹凸形状を有する表面に、上記1.で調製した酸化チタン粒子含有重合性組成物(組成物タイプ1)をバーコーターにより凹凸を埋めるように塗布した上に、上記(1)で得たもう1枚のバリアフィルムを無機層表面が酸化チタン粒子含有重合性組成物側になるように重ね合わせた。その後、UV露光機(HOYA CANDEO OPTRONICS社製EXECURE 3000W)を用いて、窒素雰囲気下で紫外線照射量5J/cmで露光して硬化させ、2枚のバリアフィルム間に、波長変換層と、この層に積層された層として酸化チタン粒子を含む硬化層(隣接層)と、を有する波長変換部材を得た。
 こうして得られた波長変換部材の一部をミクロトームで切り出し断面観察用サンプルを得た。得られたサンプルにおいて波長変換層と隣接層との界面の凹凸形状を、光学顕微鏡(ニコン社製ECLIPSE LV100POL)により観察し、図2(a)に示すような四角錐形状が形成されていること、および、図3(a)に示すθが70°、Pが20μmであることを確認した。なお形状観察およびθ、Pの測定は、光学顕微鏡に限らず、各種顕微鏡による観察(例えば走査型電子顕微鏡(SEM)による観察)等により行うこともできる。
 また、上記光学顕微鏡による断面観察により、波長変換層と隣接層の二層の総厚が50μmであることを確認した。
(3)波長変換層、隣接層の屈折率の測定、平均屈折率の算出
 ガラス基板上に実施例1で作製した波長変換部材に含まれる波長変換層と同じ組成物、塗布条件および硬化条件で硬化層を形成したサンプル1、およびガラス基板上に実施例1で作製した波長変換部材に含まれる隣接層と同じ組成物、塗布条件および硬化条件で硬化層を形成したサンプル2を準備した。
 各サンプルを用いて、ガラス基板上の硬化層の面内方向および厚さ方向の波長550nmの光に対する屈折率をアタゴ社製多波長アッベ屈折計DR-M2で測定し、平均値を求めた。サンプル1の硬化層の平均屈折率を、実施例1で作製した波長変換部材に含まれる波長変換層の平均屈折率、サンプル2の硬化層の平均屈折率を、実施例1で作製した波長変換層に含まれる隣接層の平均屈折率として、表1に示す。
(4)バックライトユニットおよび液晶表示装置の作製
 作製した波長変換部材用いて、図1(a)に示す構成のバックライトユニットを作製した。波長変換部材は、波長変換層が励起光入射側、隣接層が出射側に配置されるようにバックライトユニット上に設置した。
 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、バックライトユニットを、上記バックライトユニットに変更し、液晶表示装置を作製した。
(5)正面輝度の評価
 上記で作製した液晶表示装置を白表示にした状態で、表示面の正面から分光放射計SR-3(トプコン製)で赤色光および緑色光の発光強度、および青色光の励起光強度を測定した。
 上記方法により表示面の正面から測定される赤色光および緑色光の発光強度、ならびに青色光の励起光強度が大きいほど、波長変換部材からディスプレイ側へ高強度の赤色光、緑色光および青色光が出射された結果、高い正面輝度が実現されたことを意味する。測定結果を相対値として表1に示す。
[実施例2、5~9]
 バックライトユニットにおいて入射側に配置される層、出射側に配置される層を形成するための組成物として、表1に示す組成物タイプのものを使用した点以外、実施例1と同様の方法で波長変換部材、バックライトユニットおよび液晶表示装置の作製および評価を行った。各層の平均屈折率は、バインダへの酸化チタン粒子スラリー添加量により調整した。各実施例の概要および正面輝度の測定結果を、表1に示す。なお表1では、模式的に、量子ドットA(赤色光を発光)を白丸、量子ドットB(緑色光を発光)を黒丸で示した。
[実施例3]
 波長変換層表面に凹凸形状を形成するための凹凸ローラーを変更し、図2(b)に概略を示す形状が二次元的に規則的に配置された凹凸形状を形成するため、形成する形状を反転した表面形状を有する凹凸ローラーを作製した。
 こうして作製した凹凸ローラーを用いた点以外、実施例1と同様の方法で、波長変換部材、バックライトユニットおよび液晶表示装置の作製および評価を行った。
 実施例1と同様に断面観察用サンプルを切り出し、このサンプルを用いて実施例1と同様に波長変換層と隣接層との界面の凹凸形状を観察し、図2(b)に示すような半回転楕円体形状が形成されていること、および、図3(b)に示すθが60°、Pが20μmであることを確認した。
 また、上記光学顕微鏡による断面観察により、波長変換層と隣接層の二層の総厚が50μmであることを確認した。
 本実施例の概要および正面輝度の測定結果を、表1に示す。
[実施例4]
 バックライトユニットにおいて入射側に配置される層、出射側に配置される層を形成するための組成物として、表1に示す組成物タイプのものを使用した点以外、実施例3と同様の方法で波長変換部材、バックライトユニットおよび液晶表示装置の作製および評価を行った。各層の平均屈折率は、バインダへの酸化チタン粒子スラリー添加量により調整した。本実施例の概要および正面輝度の測定結果を、表1に示す。
[比較例1]
 バリアフィルムの無機層表面に、実施例2でバックライトユニットにおいて出射側に配置される層を形成するための組成物として用いた組成物を使用し、実施例2でバックライトユニットにおいて出射側に配置される層を形成するための塗布条件および硬化条件と同条件で波長変換層を形成し、厚さ50mの波長変換層を得た。
 上記の点以外は、実施例1と同様に波長変換部材、バックライトユニットおよび液晶表示装置の作製および評価を行った。
 本比較例の概要および正面輝度の測定結果を、表1に示す。
[比較例2]
 バリアフィルムの無機層表面に、実施例1でバックライトユニットにおいて入射側に配置される層を形成するための組成物として用いた組成物を使用し、実施例1でバックライトユニットにおいて入射側に配置される層を形成するための塗布条件および硬化条件と同条件で波長変換層を形成し、厚さ50μmの波長変換層を得た。
 上記の点以外は、実施例1と同様に波長変換部材、バックライトユニットおよび液晶表示装置の作製および評価を行った。
 本比較例の概要および正面輝度の測定結果を、表1に示す。
[比較例3]
 バリアフィルムの無機層表面に形成する硬化層表面への凹凸形成を行わなかった点以外、実施例2と同様の方法により、波長変換部材、バックライトユニット、および液晶表示装置の作製および評価を行った。
 本比較例の概要および正面輝度の測定結果を、表1に示す。
[実施例10]
(1)バリアフィルム付波長変換部材の作製
 実施例1と同様の方法で、バリアフィルム付波長変換部材を作製した。
(2)偏光板の作製
 特開2001-141926号公報の実施例1に従い、延伸したポリビニルアルコールフィルムにヨウ素を吸着させて膜厚20μmの偏光子を作製した。
 作製した偏光子の一方の面に、粘着剤を介して位相差フィルム(富士フイルム社製TD80UL)を貼り合わせた。
 偏光子の他方の面には、以下の方法により作製した保護フィルムの片面にコロナ処理を施して貼り合わせ、偏光板を得た。
 <保護フィルムの作製>
 下記ラクトン環構造:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
を有する(メタ)アクリル系樹脂{共重合モノマー質量比=メタクリル酸メチル/2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル=8/2、ラクトン環化率約100%、ラクトン環構造の含有割合19.4%、重量平均分子量133000、メルトフローレート6.5g/10分(240℃、98.0655N(10kgf))、ガラス転移温度Tg131℃)90質量部と、アクリロニトリル-スチレン(AS)樹脂{トーヨーAS AS20、東洋スチレン社製}10質量部との混合物;Tg127℃]のペレットを二軸押し出し機に供給し、約280℃でシート状に溶融押し出しして、ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂シートを得た。この未延伸シートを、160℃の温度条件下、縦、横に延伸して保護フィルム(熱可塑性樹脂フィルム)を得た。
(3)液晶パネルの作製
 上記(2)で作製した偏光板2枚を、位相差フィルムが液晶セル側、保護フィルムが外側に配置されるように視認側偏光板およびバックライト側偏光板として、VA用液晶セル(厚さ0.42mmのガラス基板2枚で液晶層を挟持)にクロスニコル配置で粘着剤により貼り合わせた。
 上記(1)で作製した波長変換部材の隣接層バリアフィルム最表面(基材フィルム表面)に易接着層を作製した。
 波長変換部材の易接着層と、上記方法で作製した液晶パネルのバックライト側偏光板表面(保護フィルム表面)とをアクリル系粘着剤により貼り合わせ、波長変換部材付偏光板を有する液晶パネルを得た。得られた液晶パネルに組み込まれた波長変換部材では、バックライト側(入射側)から出射側(液晶セル側)に向かって、バリアフィルム、波長変換層、隣接層、およびバリアフィルムがこの順に配置されている。
(4)液晶表示装置への実装
 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、プリズムシートおよび拡散シートを抜き取った上で、反射板に付着したLEDモジュールと導光板の間に、青色光を透過するフィルタを配置した。したがって、バックライトユニットからは青色光が出射され、液晶パネルに入射する。
 液晶パネルを、上記(3)で作製した液晶パネルに変更した後、再度組み立てることで液晶表示装置を得た。
 こうして作製された実施例10液晶表示装置について、実施例1と同様の方法で正面輝度を評価した。
 本実施例の概要および正面輝度の測定結果を、表1に示す。
 以上の実施例、比較例で作製した波長変換部材について、非接触表面・層断面形状計測システムVertScan(菱化システム社製)を用いて、両最表面のRaを測定したところ、いずれの実施例、比較例とも、0.08~0.10μmの範囲であった。
 以上の結果から、実施例、比較例で作製した波長変換部材は、両最表面とも、Ra0.25μm以下の平面であることが確認された。
 比較例3については、バリアフィルムの無機層表面に形成した硬化層表面のRaを、この層の上に波長変換層を形成する前に測定し、Raが0.08~0.10μmの範囲であることを確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 表1に示す結果から、実施例で作製した液晶表示装置では、波長変換部材の波長変換層における内部発光による赤色光および緑色光、ならびにバックライトユニットの光源からの青色光(励起光)が、波長変換部材から表示面の正面方向に高強度で出射され、高い正面輝度が得られたことが確認できる。
 実施例の中で、実施例1~5、7~10は、励起光入射側から出射側に向かって、高屈折率層、低屈折率層がこの順に配置されていた。一方、実施例6では、励起光入射側から出射側に向かって、低屈折率層、高屈折率層がこの順に配置されていた。これら実施例同士の対比からは、励起光入射側から出射側に向かって、高屈折率層、低屈折率層がこの順に配置することにより、より高い正面輝度が得られたことが確認できる。
 更に、実施例1と実施例2、実施例3と実施例4との対比からは、波長変換層における内部発光による赤色光および緑色光については、凹凸形状を介して直接積層されている二層の中で、励起光入射側の層に量子ドットが含まれていることにより、より高強度な光が表示面の正面方向で得られたことも確認できる。
 加えて、実施例1と実施例3、実施例2と実施例4との対比からは、二層の界面の凹凸形状は、凸部の断面形状が三角形状であることにより、凸部の断面形状が半円形状である場合に比べて、青色光、赤色光、緑色光とも、より高強度な光が表示面の正面方向で得られ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 (16)

  1. 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波長変換層と、前記波長変換層に直接積層された隣接層と、を含み、
    前記波長変換層と隣接層との界面形状に、凹部および凸部から形成される凹凸形状を含む
    波長変換部材。
  2. 前記波長変換層と隣接層は、一方が高屈折率層であり、他方が高屈折率層よりも平均屈折率の低い低屈折率層である請求項1に記載の波長変換部材。
  3. 前高屈折率層は、低屈折率層よりも励起光入射側に位置する層である請求項2に記載の波長変換部材。
  4. 高屈折率層が、前記波長変換層である請求項2または3に記載の波長変換部材。
  5. 低屈折率層が、前記波長変換層である請求項2または3に記載の波長変換部材。
  6. 低屈折率層の平均屈折率は、1.00以上1.60未満である請求項2~5のいずれか1項に記載の波長変換部材。
  7. 高屈折率層の平均屈折率は、1.60以上2.50以下である請求項2~6のいずれか1項に記載の波長変換部材。
  8. 高屈折率層と低屈折率層との平均屈折率差は、0.20以上0.70以下である請求項2~7のいずれか1項に記載の波長変換部材。
  9. 前記隣接層は、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層であり、前記量子ドットの発光中心波長は、前記波長変換層に含まれる量子ドットの発光中心波長とは異なる、請求項1~8のいずれか1項に記載の波長変換部材。
  10. 前記凹凸形状は、多角錐形状、円錐形状、部分回転楕円体形状、および部分球形状からなる群から選択される形状が前記界面に一次元的または二次元的に配置されることにより形成されている請求項1~9のいずれか1項に記載の波長変換部材。
  11. 前記凹凸形状は、凸部の断面形状が三角形状である請求項1~10のいずれか1項に記載の波長変換部材。
  12. 請求項1~11のいずれか1項に記載の波長変換部材と、
    光源と、
    を含むバックライトユニット。
  13. 請求項12に記載のバックライトユニットと、
    液晶パネルと、
    を含む液晶表示装置。
  14. 請求項1~11のいずれか1項に記載の波長変換部材と、
    偏光子と、
    を含む偏光板。
  15. 請求項14に記載の偏光板と、
    液晶セルと、
    を含む液晶パネル。
  16. 請求項15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。
     
     
     
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