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CN111919144A - 波长变换构件、背光单元以及图像显示装置 - Google Patents

波长变换构件、背光单元以及图像显示装置 Download PDF

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CN111919144A
CN111919144A CN201980022040.7A CN201980022040A CN111919144A CN 111919144 A CN111919144 A CN 111919144A CN 201980022040 A CN201980022040 A CN 201980022040A CN 111919144 A CN111919144 A CN 111919144A
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CN
China
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meth
wavelength conversion
conversion member
light
quantum dot
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Application number
CN201980022040.7A
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向垣内康平
舟生重昭
高桥宏明
中村智之
矢羽田达也
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Resonac Corp
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

一种波长变换构件,含有量子点荧光体,且能够将入射光变换为绿色光与红色光,所述绿色光的发光光谱的半宽值(FWHM‑G)为30nm以下。

Description

波长变换构件、背光单元以及图像显示装置
技术领域
本公开涉及一种波长变换构件、背光单元以及图像显示装置。
背景技术
近年来,在液晶显示装置等的图像显示装置的领域中,要求提升显示器的色彩再现性,作为提升色彩再现性的手段,包含量子点荧光体的波长变换构件正受到瞩目(例如,参照专利文献1及专利文献2)。
包含量子点荧光体的波长变换构件例如配置于图像显示装置的背光单元。在使用包含发出红色光的量子点荧光体及发出绿色光的量子点荧光体的波长变换构件的情况下,若对波长变换构件照射作为激发光的蓝色光,则可通过自量子点荧光体发出的红色光及绿色光、与透过波长变换构件的蓝色光而获得白色光。
通过包含量子点荧光体的波长变换构件的开发,显示器的色彩再现性自之前的72%的NTSC((美国)国家电视系统委员会(National Television System Committee))比扩大至100%的NTSC比。另外,因近年来对色彩再现性的要求的提高,有要求较至今的NTSC规格更高的水平的倾向。例如,针对数字电影倡导组织(Digital Cinema Initiatives,DCI)-P3、进而Rec2020等高等规格的应对要求提高。
如作为量子尺寸效应而为人所知那样,量子点荧光体可通过使量子点荧光体自身的大小变化而对光的吸收波长、发光波长等的光学特性进行各种变更。利用所述性质,认为可通过对量子点荧光体的发光特性进行适当选择而使所获得的白色光成为高亮度,或者设计成色彩再现性优异者。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特表2013-544018号公报
专利文献2:国际公开第2016/052625号
发明内容
发明所要解决的问题
近年来,对电子电气设备类中使用的重金属的量进行限制的行动在世界范围内普及开来。例如,在欧洲联盟(European Union,EU)各国,根据有毒有害物质禁用指令(Restriction on Hazardous Substances,RoHS)而将镉(Cd)的使用量限制为100ppm以下。
使用Cd的量子点荧光体因色彩再现性、亮度等的发光特性优异,故作为量子点荧光体的代表性材料而受到广泛使用。因此,将Cd替换为其他材料可谓对Cd使用量的减少而言有效的方法。作为代替Cd的材料,有望为铟(In)。然而,现实情况为使用In难以实现与Cd同等的色彩再现性与亮度。
本公开是鉴于所述情况而成,其课题在于提供一种色彩再现性与亮度的平衡优异、且可减少Cd的使用量的波长变换构件。另外,本公开的目的在于提供一种色彩再现性与亮度的平衡优异、且可减少Cd的使用量的背光单元及图像显示装置。
解决问题的技术手段
用以解决所述课题的具体的手段包含以下的实施方式。
<1>一种波长变换构件,含有量子点荧光体,且能够将入射光变换为绿色光与红色光,所述绿色光的发光光谱的半宽值(FWHM-G)为30nm以下。
<2>根据权利要求1所述的波长变换构件,其中Cd浓度为100ppm以下。
<3>一种波长变换构件,含有包含Cd的量子点荧光体,且能够将入射光变换为绿色光与红色光,所述绿色光的发光光谱的半宽值(FWHM-G)为30nm以下,所述波长变换构件的Cd浓度为100ppm以下。
<4>根据<1>至<3>中任一项所述的波长变换构件,其中所述红色光的发光光谱的半宽值(FWHM-R)为40nm以上。
<5>根据<1>至<4>中任一项所述的波长变换构件,其中所述绿色光的发光光谱的峰值波长处于530±20nm的范围内,所述红色光的发光光谱的峰值波长处于630±20nm的范围内。
<6>根据<1>至<5>中任一项所述的波长变换构件,其中所述量子点荧光体含有发出绿色光的量子点荧光体以及发出红色光的量子点荧光体,所述发出绿色光的量子点荧光体含有包含Cd的化合物,所述发出红色光的量子点荧光体含有包含In的化合物。
<7>根据<1>至<6>中任一项所述的波长变换构件,其还包含树脂硬化物。
<8>根据<7>所述的波长变换构件,其还包含包覆所述树脂硬化物的至少一部分的包覆材料。
<9>根据<8>所述的波长变换构件,其中所述包覆材料对于氧及水的至少一者具有阻隔性。
<10>一种背光单元,包括根据<1>至<9>中任一项所述的波长变换构件及光源。
<11>一种图像显示装置,包括根据<10>所述的背光单元。
发明的效果
根据本公开,提供一种色彩再现性与亮度的平衡优异、且可减少Cd的使用量的波长变换构件。另外,根据本公开,提供一种色彩再现性与亮度的平衡优异、且可减少Cd的使用量的背光单元及图像显示装置。
附图说明
图1是表示本公开的波长变换构件的概略结构的一例的示意剖面图。
图2是表示本公开的背光单元的概略结构的一例的图。
图3是表示本公开的液晶显示装置的概略结构的一例的图。
具体实施方式
以下,对用以实施本发明的实施方式进行详细说明。但是,本发明并不限定于以下的实施方式。在以下的实施方式中,除特别明示的情况以外,其构成要素(也包括要素步骤等)并非必需。数值及其范围也同样如此,并不限制本发明。
在本公开中,用语“步骤”不仅包括与其他步骤独立的步骤,即便在无法与其他步骤明确区别的情况下,只要达成所述步骤的目的,则也包含所述步骤。
在本公开中,使用“~”所表示的数值范围中包含“~”的前后所记载的数值分别作为最小值及最大值。
在本公开中阶段性记载的数值范围中,一个数值范围所记载的上限值或下限值也可置换为其他阶段性记载的数值范围的上限值或下限值。另外,在本公开中所记载的数值范围中,所述数值范围的上限值或下限值也可置换为实施例中所示的值。
在本公开中,各成分也可包含多种相符的物质。于在组合物中存在多种与各成分相符的物质的情况下,只要无特别说明,则各成分的含有率是指组合物中所存在的所述多种物质的合计含有率。
在本公开中,也可包含多种与各成分相符的粒子。于在组合物中存在多种与各成分相符的粒子的情况下,只要无特别说明,则各成分的粒径是指关于组合物中所存在的所述多种粒子的混合物的值。
在本公开中,用语“层”或“膜”不仅包含当观察所述层或膜所存在的区域时形成于所述区域的整体中的情况,也包含仅形成于所述区域的一部分中的情况。
在本公开中,用语“层叠”表示将层叠加,可使两层以上的层结合,也可使两层以上的层能够拆装。
在本公开中,层叠体或构成其的层的平均厚度设为使用测微计等所测定的任意三个部位的厚度的算术平均值。
在本公开中,所谓“(甲基)丙烯酰基”是指丙烯酰基及甲基丙烯酰基的至少一者,“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸及甲基丙烯酸的至少一者,“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯的至少一者,“(甲基)烯丙基”是指烯丙基及甲基烯丙基的至少一者。
在本公开中,(甲基)烯丙基化合物是指在分子中具有(甲基)烯丙基的化合物,(甲基)丙烯酸化合物是指在分子中具有(甲基)丙烯酰基的化合物。
<波长变换构件>
本公开的波长变换构件含有量子点荧光体,且能够将入射光变换为绿色光与红色光,所述绿色光的发光光谱的半宽值(FWHM-G)为30nm以下。
本公开的波长变换构件通过将绿色光的发光光谱的半宽值(FWHM-G)设定为特定的范围,可在维持色彩再现性与亮度的良好的平衡的同时达成Cd使用量的减少。
在本公开中,所谓“发光光谱的半宽值”,是指所述发光光谱的波峰的高度为1/2处的所述发光光谱的宽度,且是指半高宽(Full Width at Half Maximum,FWHM)。
查验发光光谱的半宽值的方法并无特别限定,可采用公知的手法。例如,可根据使用亮度计而测定的发光光谱来算出。
关于通过将绿色光的发光光谱的半宽值(FWHM-G)设为30nm以下而可在维持色彩再现性与亮度的良好的平衡的同时达成Cd使用量的减少的理由,可认为如下所述。
量子点荧光体所形成的发光波长的半宽值越小(发光波长峰值的宽度越窄),色纯度越高,色彩再现性越提升。半宽值越大,色彩再现性越差,且与红色光相比,绿色光受其影响更大。然而,另一方面,有半宽值越小,越容易因峰值位置的偏移等而引起亮度降低的倾向。
另外,红色光中,半宽值对色彩再现性的影响较绿色光少。因此,即便相对地扩大半宽值,与绿色光相比也不会使色彩再现性大幅劣化,可抑制亮度的降低。
本公开的波长变换构件着眼于所述倾向,通过将绿色光而非红色光的发光波长峰值的宽度设为30nm以下而提高色彩再现性,同时抑制整体的亮度的降低,由此,整体达成了优异的色彩再现性与亮度的平衡。
进而,通过不对红色光的发光波长峰值的半宽值设置限制而可使用代替Cd的材料。例如,使用In的量子点荧光体难以进行发光波长的控制,从而难以获得与Cd同等的色彩再现性与亮度。然而,通过将绿色光的发光波长峰值的半宽值设为30nm以下,即便将发出红色的量子点荧光体自Cd替换为In,也可维持作为整体的良好色彩再现性与亮度的良好的平衡。其结果,可达成波长变换构件中的Cd使用量的减少。或者,通过将绿色光的发光波长峰值的半宽值设为30nm以下,可减少发出绿色光所必需的量子点荧光体自身的量,从而可达成波长变换构件中的Cd使用量的减少。
进而,作为将绿色光的发光波长峰值的半宽值设为30nm以下的优点,可列举:通过使绿色光的发光波长峰值的短波长侧的边缘远离位于波长较其更短的一侧的蓝色光的发光波长峰值,而抑制量子点荧光体将量子点荧光体对所入射的蓝色光进行变换而获得的光再吸收的现象,从而抑制变换效率的降低。
本公开的波长变换构件的Cd浓度例如可为100ppm以下。Cd浓度的下限值并无特别限制,例如可为10ppm以上。波长变换构件的Cd浓度例如可通过电感耦合等离子体发光分光分析(电感耦合等离子体光发射光谱(Inductively Coupled Plasma Optical EmissionSpectrometry,ICP-OES)法)来测定。
通过本公开的波长变换构件而变换的绿色光的发光光谱的半宽值只要为30nm以下则并无特别限制,就色彩再现性提升的观点而言,更优选为25nm以下。另一方面,就抑制亮度的降低的观点而言,绿色光的发光光谱的半宽值优选为20nm以上。
通过本公开的波长变换构件而变换的绿色光的波长并无特别限制,优选为在530nm±20nm的范围内具有发光光谱的峰值。
通过本公开的波长变换构件而变换的红色光的发光光谱的半宽值并无特别限制,就色彩再现性提升的观点而言,优选为50nm以下,更优选为47nm以下。另一方面,就抑制亮度的降低的观点而言,红色光的发光光谱的半宽值优选为40nm以上,更优选为42nm以上。
通过本公开的波长变换构件而变换的红色光的波长并无特别限制,优选为在630nm±20nm的范围内具有发光光谱的峰值。
绿色光的发光光谱的半宽值(FWHM-G)与红色光的发光光谱的半宽值(FWHM-R)的比(FWHM-G)/(FWHM-R)并无特别限制,就色彩再现性与亮度的平衡的观点而言,优选为0.70以下,更优选为0.65以下,更优选为0.60以下,更优选为0.55以下,进而优选为0.50以下。
就色彩再现性与亮度的平衡的观点而言,绿色光的发光光谱的半宽值(FWHM-G)与红色光的发光光谱的半宽值(FWHM-R)的比(FWHM-G)/(FWHM-R)优选为0.40以上,更优选为0.45以上,进而优选为0.50以上。
对通过波长变换构件而变换的绿色光及红色光的发光波长及发光光谱的半宽值进行调节的方法并无特别限制。例如,可利用波长变换构件中所含的量子点荧光体的材质、粒径、粒度分布、核壳结构的状态等进行调节。波长变换构件中所含的发出绿色光的量子点荧光体与发出红色光的量子点荧光体分别可仅为一种,也可为所述项目的至少任一者不同的两种以上的组合。
作为量子点荧光体,具体而言可列举包含选自由II-VI族化合物、III-V族化合物、IV-VI族化合物、及IV族化合物所组成的群组中的至少一种的化合物的粒子。就发光效率的观点而言,量子点荧光体优选为含有包含Cd及In的至少一者的化合物。其中,作为使用Cd的量子点荧光体,优选为使用CaSe,作为使用In的量子点荧光体,优选为使用InP。
在一实施方式中,发出绿色光的量子点荧光体含有包含Cd的化合物,发出红色光的量子点荧光体含有包含In的化合物。在又一实施方式中,发出绿色光的量子点荧光体含有CdSe,发出红色光的量子点荧光体含有InP。
作为II-VI族化合物的具体例,可列举:CdSe、CdTe、CdS、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe等。
作为III-V族化合物的具体例,可列举:GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InP、InAs、InSb、GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs、InAlPSb等。
作为IV-VI族化合物的具体例,可列举:SnS、SnSe、SnTe、PbS、PbSe、PbTe、SnSeS、SnSeTe、SnSTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe、SnPbS、SnPbSe、SnPbTe、SnPbSSe、SnPbSeTe、SnPbSTe等。
作为IV族化合物的具体例,可列举:Si、Ge、SiC、SiGe等。
量子点荧光体也可具有核壳结构。通过使构成壳的化合物的带隙较构成核的化合物的带隙更宽,可进一步提升量子点荧光体的量子效率。作为核及壳的组合(核/壳),可列举:CdSe/ZnS、InP/ZnS、PbSe/PbS、CdSe/CdS、CdTe/CdS、CdTe/ZnS等。
量子点荧光体也可具有壳为多层结构的所谓的核多壳结构。在带隙宽的核上层叠一层或两层以上的带隙窄的壳,进而在所述壳上层叠带隙宽的壳,由此可进一步提升量子点荧光体的量子效率。
在波长变换部件包含量子点荧光体的情况下,也可组合成分、平均粒径、层结构等不同的两种以上的量子点荧光体。通过组合两种以上的量子点荧光体,可将作为波长变换部件整体的发光中心波长调节为所期望的值。
量子点荧光体不仅包含发出绿色光的量子点荧光体与发出红色光的量子点荧光体,也可包含发出蓝色光的量子点荧光体。
量子点荧光体也可以分散于分散介质中的分散液的状态使用。作为将量子点荧光体分散的分散介质,可列举各种有机溶剂、硅酮化合物及单官能(甲基)丙烯酸酯化合物。
作为可用作分散介质的有机溶剂,若未确认到量子点荧光体的沉降及凝聚,则并无特别限定,可列举:乙腈、甲醇、乙醇、丙酮、1-丙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、己烷等。
作为可用作分散介质的硅酮化合物,可列举:二甲基硅酮油、甲基苯基硅酮油、甲基氢硅酮油等的纯硅酮油(straight silicone oil);氨基改性硅酮油、环氧基改性硅酮油、羧基改性硅酮油、甲醇改性硅酮油、巯基改性硅酮油、异种官能基改性硅酮油、聚醚改性硅酮油、甲基苯乙烯基改性硅酮油、亲水性特殊改性硅酮油、高级烷氧基改性硅酮油、高级脂肪酸改性硅酮油、氟改性硅酮油等的改性硅酮油等。
作为可用作分散介质的单官能(甲基)丙烯酸酯化合物,若在室温(25℃)下为液体,则并无特别限定,可列举具有脂环式结构的单官能(甲基)丙烯酸酯化合物(优选为(甲基)丙烯酸异冰片酯及(甲基)丙烯酸二环戊酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化邻苯基苯酚(甲基)丙烯酸酯等)。
分散液视需要也可包含分散剂。作为分散剂,可列举聚醚胺(杰夫明M-1000(JEFFAMINE M-1000),亨斯迈(HUNTSMAN)公司)等。
将量子点荧光体分散的分散介质可为与量子点荧光体中所含的其他成分相分离者,也可为未相分离者。例如,通过使用硅酮化合物作为将量子点荧光体分散的分散介质并与后述的聚合性化合物并用,可在聚合性化合物的硬化物中形成硅酮化合物进行相分离而分散为液滴状的结构。
相对于波长变换构件整体(在进而包括包覆材料等的情况下,包覆材料等除外),波长变换构件中的量子点荧光体的含有率例如优选为0.01质量%~1.0质量%,更优选为0.05质量%~0.5质量%,进而优选为0.1质量%~0.5质量%。若量子点荧光体的含有率为0.01质量%以上,则有可获得充分的波长变换功能的倾向,若量子点荧光体的含有率为1.0质量%以下,则有量子点荧光体的凝聚得到抑制的倾向。
(树脂硬化物)
波长变换构件可还包含树脂硬化物,量子点荧光体也可为包含于树脂硬化物中的状态。树脂硬化物例如可使包含量子点荧光体、聚合性化合物以及光聚合引发剂的组合物(树脂组合物)进行硬化而获得。
就树脂硬化物相对于其他构件(包覆材料等)的密接性、及抑制硬化时的体积收缩所导致的褶皱的产生的观点而言,树脂硬化物优选为含有硫醚结构。
含有硫醚结构的树脂硬化物例如可使如下的树脂组合物进行硬化而获得:所述树脂组合物包含后述的硫醇化合物、以及具有与所述硫醇化合物的硫醇基产生烯硫醇反应的碳碳双键的聚合性化合物。
就波长变换构件的耐热性及耐湿热性的观点而言,树脂硬化物优选为含有脂环式结构或芳香环结构。
具有脂环式结构或芳香环结构的树脂硬化物例如可使包含具有脂环式结构或芳香环结构者来作为后述的聚合性化合物的树脂组合物进行硬化而获得。
就抑制量子点荧光体与氧的接触的观点而言,树脂硬化物优选为含有亚烷氧基。通过树脂硬化物含有亚烷氧基,树脂硬化物的极性增大,有非极性的氧不易溶解于硬化物中的成分中的倾向。另外,有树脂硬化物的柔软性增加而与包覆材料的密接性提升的倾向。
含有亚烷氧基的树脂硬化物例如可使包含具有亚烷氧基者来作为后述的聚合性化合物的树脂组合物进行硬化而获得。
树脂组合物中所含的聚合性化合物并无特别限制,可列举硫醇化合物、(甲基)丙烯酸化合物、(甲基)烯丙基化合物等。
就树脂硬化物相对于其他构件(包覆材料等)的密接性的观点而言,树脂组合物优选为包含硫醇化合物、与选自由(甲基)丙烯酸化合物及(甲基)烯丙基化合物所组成的群组中的至少一种来作为聚合性化合物。
使包含硫醇化合物、与选自由(甲基)丙烯酸化合物及(甲基)烯丙基化合物所组成的群组中的至少一种来作为聚合性化合物的树脂组合物进行硬化而获得的树脂硬化物包含在硫醇基与(甲基)丙烯酰基或(甲基)烯丙基的碳碳双键之间进行烯硫醇反应而形成的硫醚结构(R-S-R',R及R'表示有机基)。由此,有树脂硬化物与包覆材料的密接性提升的倾向。另外,有树脂硬化物的光学特性进一步提升的倾向。
(1)硫醇化合物
硫醇化合物可为在一分子中具有一个硫醇基的单官能硫醇化合物,也可为在一分子中具有两个以上的硫醇基的多官能硫醇化合物。树脂组合物中所含的硫醇化合物可仅为一种也可为两种以上。
硫醇化合物可在分子中具有硫醇基以外的聚合性基(例如,(甲基)丙烯酰基、(甲基)烯丙基),也可不具有。
在本公开中,将在分子中包含硫醇基与硫醇基以外的聚合性基的化合物分类为“硫醇化合物”。
作为单官能硫醇化合物的具体例,可列举:己硫醇、1-庚硫醇、1-辛硫醇、1-壬硫醇、1-癸硫醇、3-巯基丙酸、巯基丙酸甲酯、巯基丙酸甲氧基丁酯、巯基丙酸辛酯、巯基丙酸十三烷基酯、2-乙基己基-3-巯基丙酸酯、正辛基-3-巯基丙酸酯等。
作为多官能硫醇化合物的具体例,可列举:乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、二乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、四乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、1,2-丙二醇双(3-巯基丙酸酯)、二乙二醇双(3-巯基丁酸酯)、1,4-丁二醇双(3-巯基丙酸酯)、1,4-丁二醇双(3-巯基丁酸酯)、1,8-辛二醇双(3-巯基丙酸酯)、1,8-辛二醇双(3-巯基丁酸酯)、己二醇双硫代乙醇酸酯、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基丁酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基异丁酸酯)、三羟甲基丙烷三(2-巯基异丁酸酯)、三羟甲基丙烷三硫代乙醇酸酯、三-[(3-巯基丙酰氧基)-乙基]-异氰脲酸酯、三羟甲基乙烷三(3-巯基丁酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丁酸酯)、季戊四醇四(3-巯基异丁酸酯)、季戊四醇四(2-巯基异丁酸酯)、二季戊四醇六(3-巯基丙酸酯)、二季戊四醇六(2-巯基丙酸酯)、二季戊四醇六(3-巯基丁酸酯)、二季戊四醇六(3-巯基异丁酸酯)、二季戊四醇六(2-巯基异丁酸酯)、季戊四醇四硫代乙醇酸酯、二季戊四醇六硫代乙醇酸酯等。
就进一步提升树脂硬化物与包覆材料的密接性、耐热性、及耐湿热性的观点而言,硫醇化合物优选为包含多官能硫醇化合物。多官能硫醇化合物相对于硫醇化合物的总量的比例例如优选为80质量%以上,更优选为90质量%以上,进而优选为100质量%。
硫醇化合物也可为与(甲基)丙烯酸化合物进行反应而成的硫醚寡聚物的状态。硫醚寡聚物可通过使硫醇化合物与(甲基)丙烯酸化合物在聚合引发剂的存在下进行加成聚合而获得。
在树脂组合物含有硫醇化合物的情况下,相对于树脂组合物的总量,树脂组合物中的硫醇化合物的含有率例如优选为5质量%~80质量%,更优选为15质量%~70质量%,进而优选为20质量%~60质量%。
若硫醇化合物的含有率为5质量%以上,则有树脂硬化物与包覆材料的密接性进一步提升的倾向,若硫醇化合物的含有率为80质量%以下,则有树脂硬化物的耐热性及耐湿热性进一步提升的倾向。
(2)(甲基)丙烯酸化合物
(甲基)丙烯酸化合物可为在一分子中具有一个(甲基)丙烯酰基的单官能(甲基)丙烯酸化合物,也可为在一分子中具有两个以上的(甲基)丙烯酰基的多官能(甲基)丙烯酸化合物。树脂组合物中所含的(甲基)丙烯酸化合物可为一种也可为两种以上。
作为单官能(甲基)丙烯酸化合物的具体例,可列举:(甲基)丙烯酸;(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯等的烷基的碳数为1~18的(甲基)丙烯酸烷基酯;(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯等的具有芳香环的(甲基)丙烯酸酯化合物;(甲基)丙烯酸丁氧基乙酯等的(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯;(甲基)丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯等的(甲基)丙烯酸氨基烷基酯;二乙二醇单乙醚(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇单丁醚(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇单甲醚(甲基)丙烯酸酯、六乙二醇单甲醚(甲基)丙烯酸酯、八乙二醇单甲醚(甲基)丙烯酸酯、九乙二醇单甲醚(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇单甲醚(甲基)丙烯酸酯、七丙二醇单甲醚(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇单乙醚(甲基)丙烯酸酯等的聚烷二醇单烷基醚(甲基)丙烯酸酯;六乙二醇单苯基醚(甲基)丙烯酸酯等的聚烷二醇单芳基醚(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、甲醛加成环癸三烯(甲基)丙烯酸酯等的具有脂环结构的(甲基)丙烯酸酯化合物;(甲基)丙烯酰基吗啉、(甲基)丙烯酸四氢糠酯等的具有杂环的(甲基)丙烯酸酯化合物;(甲基)丙烯酸十七氟癸酯等的(甲基)丙烯酸氟化烷基酯;(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、三乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、六乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、八丙二醇单(甲基)丙烯酸酯等的具有羟基的(甲基)丙烯酸酯化合物;(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等的具有缩水甘油基的(甲基)丙烯酸酯化合物;异氰酸2-(2-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基)乙酯、异氰酸2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯等的具有异氰酸酯基的(甲基)丙烯酸酯化合物;四乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、六乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、八丙二醇单(甲基)丙烯酸酯等的聚烷二醇单(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N-异丙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯酰胺、2-羟基乙基(甲基)丙烯酰胺等的(甲基)丙烯酰胺化合物等。
作为多官能(甲基)丙烯酸化合物的具体例,可列举:1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯等的烷二醇二(甲基)丙烯酸酯;聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯等的聚烷二醇二(甲基)丙烯酸酯;三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷加成三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸三(2-丙烯酰氧基乙基)酯等的三(甲基)丙烯酸酯化合物;环氧乙烷加成季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯等的四(甲基)丙烯酸酯化合物;三环癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、环己烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-金刚烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、氢化双酚A(聚)乙氧基二(甲基)丙烯酸酯、氢化双酚A(聚)丙氧基二(甲基)丙烯酸酯、氢化双酚F(聚)乙氧基二(甲基)丙烯酸酯、氢化双酚F(聚)丙氧基二(甲基)丙烯酸酯、氢化双酚S(聚)乙氧基二(甲基)丙烯酸酯、氢化双酚S(聚)丙氧基二(甲基)丙烯酸酯等的具有脂环结构的(甲基)丙烯酸酯化合物等。
就进一步提升树脂硬化物的耐热性及耐湿热性的观点而言,(甲基)丙烯酸化合物优选为具有脂环结构或芳香环结构的(甲基)丙烯酸酯化合物。作为脂环结构或芳香环结构,可列举:异冰片基骨架、三环癸烷骨架、双酚骨架等。
(甲基)丙烯酸化合物可为具有亚烷氧基者,也可为具有亚烷氧基的二官能(甲基)丙烯酸化合物。
作为亚烷氧基,例如优选为碳数为2~4的亚烷氧基,更优选为碳数为2或3的亚烷氧基,进而优选为碳数为2的亚烷氧基。
(甲基)丙烯酸化合物所具有的亚烷氧基可为一种也可为两种以上。
含有亚烷氧基的化合物也可为具有包含多个亚烷氧基的聚亚烷氧基的含有聚亚烷氧基的化合物。
在(甲基)丙烯酸化合物具有亚烷氧基的情况下,一分子中的亚烷氧基的个数优选为2个~30个,更优选为2个~20个,进而优选为3个~10个,特别优选为3个~5个。
在(甲基)丙烯酸化合物具有亚烷氧基的情况下,优选为具有双酚结构。由此,有树脂硬化物的耐热性更优异的倾向。作为双酚结构,例如可列举双酚A结构及双酚F结构,其中,优选为双酚A结构。
作为具有亚烷氧基的(甲基)丙烯酸化合物的具体例,可列举:(甲基)丙烯酸丁氧基乙酯等的(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯;二乙二醇单乙醚(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇单丁醚(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇单甲醚(甲基)丙烯酸酯、六乙二醇单甲醚(甲基)丙烯酸酯、八乙二醇单甲醚(甲基)丙烯酸酯、九乙二醇单甲醚(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇单甲醚(甲基)丙烯酸酯、七丙二醇单甲醚(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇单乙醚(甲基)丙烯酸酯等的聚烷二醇单烷基醚(甲基)丙烯酸酯;六乙二醇单苯基醚(甲基)丙烯酸酯等的聚烷二醇单芳基醚(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸四氢糠酯等的具有杂环的(甲基)丙烯酸酯化合物;三乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、六乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、八丙二醇单(甲基)丙烯酸酯等的具有羟基的(甲基)丙烯酸酯化合物;(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等的具有缩水甘油基的(甲基)丙烯酸酯化合物;聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯等的聚烷二醇二(甲基)丙烯酸酯;环氧乙烷加成三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯等的三(甲基)丙烯酸酯化合物;环氧乙烷加成季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯等的四(甲基)丙烯酸酯化合物;乙氧基化双酚A型二(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化双酚A型二(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化乙氧基化双酚A型二(甲基)丙烯酸酯等的双酚型二(甲基)丙烯酸酯化合物等。
作为含有亚烷氧基的化合物,其中优选为乙氧基化双酚A型二(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化双酚A型二(甲基)丙烯酸酯及丙氧基化乙氧基化双酚A型二(甲基)丙烯酸酯,更优选为乙氧基化双酚A型二(甲基)丙烯酸酯。
在树脂组合物含有(甲基)丙烯酸化合物的情况下,相对于树脂组合物的总量,树脂组合物中的(甲基)丙烯酸化合物的含有率例如可为40质量%~90质量%,也可为50质量%~80质量%。
(3)(甲基)烯丙基化合物
(甲基)烯丙基化合物可为在一分子中具有一个(甲基)烯丙基的单官能(甲基)烯丙基化合物,也可为在一分子中具有两个以上的(甲基)烯丙基的多官能(甲基)烯丙基化合物。树脂组合物中所含的(甲基)烯丙基化合物可仅为一种也可为两种以上。
(甲基)烯丙基化合物可在分子中具有(甲基)烯丙基以外的聚合性基(例如,(甲基)丙烯酰基),也可不具有。
在本公开中,将在分子中具有(甲基)烯丙基以外的聚合性基的化合物(其中,硫醇化合物除外)分类为“(甲基)烯丙基化合物”。
作为单官能(甲基)烯丙基化合物的具体例,可列举:乙酸(甲基)烯丙酯、正丙酸(甲基)烯丙酯、苯甲酸(甲基)烯丙酯、乙酸(甲基)烯丙基苯酯、乙酸(甲基)烯丙基苯氧基酯、(甲基)烯丙基甲醚、(甲基)烯丙基缩水甘油醚等。
作为多官能(甲基)烯丙基化合物的具体例,可列举:苯二羧酸二(甲基)烯丙酯、环己烷二羧酸二(甲基)烯丙酯、顺丁烯二酸二(甲基)烯丙酯、己二酸二(甲基)烯丙酯、邻苯二甲酸二(甲基)烯丙酯、间苯二甲酸二(甲基)烯丙酯、对苯二甲酸二(甲基)烯丙酯、甘油二(甲基)烯丙基醚、三羟甲基丙烷二(甲基)烯丙基醚、季戊四醇二(甲基)烯丙基醚、异氰脲酸1,3-二(甲基)烯丙基-5-缩水甘油酯、三聚氰酸三(甲基)烯丙酯、异氰脲酸三(甲基)烯丙酯、偏苯三酸三(甲基)烯丙酯、均苯四酸四(甲基)烯丙酯、1,3,4,6-四(甲基)烯丙基甘脲、1,3,4,6-四(甲基)烯丙基-3a-甲基甘脲、1,3,4,6-四(甲基)烯丙基-3a,6a-二甲基甘脲等。
就树脂硬化物的耐热性及耐湿热性的观点而言,(甲基)烯丙基化合物优选为选自由异氰脲酸三(甲基)烯丙酯等的具有异氰脲酸酯骨架的化合物、三聚氰酸三(甲基)烯丙酯、苯二羧酸二(甲基)烯丙酯、及环己烷二羧酸二(甲基)烯丙酯所组成的群组中的至少一种,更优选为具有异氰脲酸酯骨架的化合物,进而优选为异氰脲酸三(甲基)烯丙酯。
在树脂组合物含有(甲基)烯丙基化合物的情况下,相对于树脂组合物的总量,树脂组合物中的(甲基)烯丙基化合物的含有率例如可为10质量%~50质量%,也可为15质量%~45质量%。
在一实施方式中,聚合性化合物也可包含作为硫醇化合物的硫醚寡聚物、与(甲基)烯丙基化合物(优选为多官能(甲基)烯丙基化合物)。
在聚合性化合物包含作为硫醇化合物的硫醚寡聚物与(甲基)烯丙基化合物的情况下,所并用的量子点荧光体优选为分散于作为分散介质的硅酮化合物中而成的分散液的状态。
在一实施方式中,聚合性化合物也可包含作为硫醇化合物而并非硫醚寡聚物的状态者、与(甲基)丙烯酸化合物(优选为多官能(甲基)丙烯酸化合物,更优选为二官能(甲基)丙烯酸化合物)。
在聚合性化合物包含作为硫醇化合物而并非硫醚寡聚物的状态者与(甲基)丙烯酸化合物的情况下,所并用的波长变换构件料优选为分散于作为分散介质的(甲基)丙烯酸化合物、优选为单官能(甲基)丙烯酸化合物、更优选为(甲基)丙烯酸异冰片酯中而成的分散液的状态。
(光聚合引发剂)
树脂组合物中所含的光聚合引发剂并无特别限制,可列举通过紫外线等的活性能量线的照射而产生自由基的化合物。
作为光聚合引发剂的具体例,可列举:二苯甲酮、N,N'-四烷基-4,4'-二氨基二苯甲酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-丁酮-1、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基-丙酮-1、4,4'-双(二甲基氨基)二苯甲酮(也称为“米氏酮(Michler’s ketone)”)、4,4'-双(二乙基氨基)二苯甲酮、4-甲氧基-4'-二甲基氨基二苯甲酮、1-羟基环己基苯基酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、1-(4-(2-羟基乙氧基)-苯基)-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮等的芳香族酮化合物;烷基蒽醌、菲醌等的醌化合物;安息香、烷基安息香等的安息香化合物;安息香烷基醚、安息香苯基醚等的安息香醚化合物;苄基二甲基缩酮等的苄基衍生物;2-(邻氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体、2-(邻氯苯基)-4,5-二(间甲氧基苯基)咪唑二聚体、2-(邻氟苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体、2-(邻甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体、2,4-二(对甲氧基苯基)-5-苯基咪唑二聚体、2-(2,4-二甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体等的2,4,5-三芳基咪唑二聚体;9-苯基吖啶、1,7-(9,9'-吖啶基)庚烷等的吖啶衍生物;1,2-辛二酮1-[4-(苯硫基)-2-(O-苯甲酰基肟)]、乙酮1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)等的肟酯化合物;7-二乙基氨基-4-甲基香豆素等的香豆素化合物;2,4-二乙基硫杂蒽酮等的硫杂蒽酮化合物;2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基-氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基-苯基-乙氧基-氧化膦等的酰基氧化膦化合物等。树脂组合物可单独含有一种光聚合引发剂,也可组合含有两种以上的光聚合引发剂。
就硬化性的观点而言,光聚合引发剂优选为选自由酰基氧化膦化合物、芳香族酮化合物、及肟酯化合物所组成的群组中的至少一种,更优选为选自由酰基氧化膦化合物及芳香族酮化合物所组成的群组中的至少一种,进而优选为酰基氧化膦化合物。
相对于树脂组合物的总量,树脂组合物中的光聚合引发剂的含有率例如优选为0.1质量%~5质量%,更优选为0.1质量%~3质量%,进而优选为0.1质量%~1.5质量%。若光聚合引发剂的含有率为0.1质量%以上,则有树脂组合物的感度变得充分的倾向,若光聚合引发剂的含有率为5质量%以下,则有对于树脂组合物的色相的影响及保存稳定性的降低得到抑制的倾向。
(其他成分)
树脂组合物也可还含有液状介质(有机溶媒等)、聚合抑制剂、硅烷偶合剂、表面活性剂、密接赋予剂、抗氧化剂等的其他成分。关于其他成分的各成分,树脂组合物可单独含有一种,也可组合含有两种以上。
(光扩散材)
就光变换效率提升的观点而言,波长变换构件也可还含有光扩散材。
作为光扩散材的具体例,可列举:氧化钛、硫酸钡、氧化锌、碳酸钙等。这些中,就光散射效率的观点而言,优选为氧化钛。氧化钛可为金红石型氧化钛也可为锐钛矿型氧化钛,优选为金红石型氧化钛。
光扩散材的平均粒径优选为0.1μm~1μm,更优选为0.2μm~0.8μm,进而优选为0.2μm~0.5μm。
在本公开中,光扩散材的平均粒径可以如下方式进行测定。
在光扩散材包含于树脂组合物中的情况下,使所提取的光扩散材分散于包含表面活性剂的纯化水中,获得分散液。在使用所述分散液通过激光衍射式粒度分布测定装置(例如,岛津制作所股份有限公司,萨尔德-3000J(SALD-3000J))所测定的体积基准的粒度分布中,将自小径侧起累计达到50%时的值(中值粒径(D50))设为光扩散材的平均粒径。作为自树脂组合物提取光扩散材的方法,例如可通过以下方式获得:利用液状介质来稀释树脂组合物,并通过离心分离处理等而使光扩散材沉淀来进行分离回收。
使包含光扩散材的树脂组合物进行硬化而获得的树脂硬化物中的光扩散材的平均粒径可通过使用扫描式电子显微镜的粒子的观察,对50个粒子算出圆相当径(长径与短径的几何平均),作为其算术平均值而求出。
在光扩散材包含于树脂组合物的情况下,就抑制光扩散材在树脂组合物中凝聚的观点而言,光扩散材优选为在表面的至少一部分具有包含有机物的有机物层。作为有机物层中所含的有机物,可列举:有机硅烷、有机硅氧烷、氟硅烷、有机磷酸酯、有机磷酸化合物、有机次膦酸酯、有机磺酸化合物、羧酸、羧酸酯、羧酸的衍生物、酰胺、烃蜡、聚烯烃、聚烯烃的共聚物、多元醇、多元醇的衍生物、烷醇胺、烷醇胺的衍生物、有机分散剂等。
有机物层中所含的有机物优选为包含多元醇、有机硅烷等,更优选为包含多元醇或有机硅烷的至少一者。
作为有机硅烷的具体例,可列举:辛基三乙氧基硅烷、壬基三乙氧基硅烷、癸基三乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十三烷基三乙氧基硅烷、十四烷基三乙氧基硅烷、十五烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷、十七烷基三乙氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷等。
作为有机硅氧烷的具体例,可列举:以三甲基硅烷基封端的聚二甲基硅氧烷(polydimethyl siloxane,PDMS)、聚甲基氢硅氧烷(polymethyl hydrosiloxane,PMHS)、PMHS通过利用烯烃的官能化(硅氢化)而衍生的聚硅氧烷等。
作为有机磷酸酯的具体例,例如可列举:正辛基膦酸及其酯、正癸基膦酸及其酯、2-乙基己基膦酸及其酯以及樟脑基(camphyl)膦酸及其酯。
作为有机磷酸化合物的具体例,可列举:有机酸性磷酸酯、有机焦磷酸酯、有机聚磷酸酯、有机偏磷酸酯、这些的盐等。
作为有机次膦酸酯的具体例,例如可列举:正己基次膦酸及其酯、正辛基次膦酸及其酯、二-正己基次膦酸及其酯以及二-正辛基次膦酸及其酯。
作为有机磺酸化合物的具体例,可列举:己基磺酸、辛基磺酸、2-乙基己基磺酸等的烷基磺酸;这些烷基磺酸与钠、钙、镁、铝、钛等的金属离子、铵离子、三乙醇胺等的有机铵离子等的盐。
作为羧酸的具体例,可列举:顺丁烯二酸、丙二酸、反丁烯二酸、苯甲酸、邻苯二甲酸、硬脂酸、油酸、亚油酸等。
作为羧酸酯的具体例,可列举通过所述羧酸与乙二醇、丙二醇、三羟甲基丙烷、二乙醇胺、三乙醇胺、甘油、己烷三醇、赤藓糖醇、甘露糖醇、山梨糖醇、季戊四醇、双酚A、氢醌、间苯三酚等的羟基化合物的反应而生成的酯及部分酯。
作为酰胺的具体例,可列举:硬脂酸酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺等。
作为聚烯烃及其共聚物的具体例,可列举聚乙烯、聚丙烯、乙烯与选自丙烯、丁烯、乙酸乙烯酯、丙烯酸酯、丙烯酰胺等中的一种或两种以上的化合物的共聚物等。
作为多元醇的具体例,可列举:甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷等。
作为烷醇胺的具体例,可列举二乙醇胺、三乙醇胺等。
作为有机分散剂的具体例,可列举:柠檬酸、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、具有阴离子性、阳离子性、双性、非离子性等的官能基的高分子有机分散剂等。
若树脂组合物中的光扩散材的凝聚得到抑制,则有树脂硬化物中的光扩散材的分散性提升的倾向。
光扩散材可在表面的至少一部分具有包含金属氧化物的金属氧化物层。作为金属氧化物层中所含的金属氧化物,可列举:二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化磷(phosphoria)、氧化硼(boria)等。金属氧化物层可为一层也可为两层以上。在光扩散材具有两层金属氧化物层的情况下,优选为含有包含二氧化硅的第一金属氧化物层及包含氧化铝的第二金属氧化物层。
通过光扩散材具有金属氧化物层,而有树脂硬化物中的光扩散材的分散性提升的倾向。
在光扩散材具有包含有机物的有机物层与金属氧化物层的情况下,在光扩散材的表面,金属氧化物层及有机物层优选为依照金属氧化物层及有机物层的顺序而设置。
在光扩散材具有有机物层与两层金属氧化物层的情况下,在光扩散材的表面,包含二氧化硅的第一金属氧化物层、包含氧化铝的第二金属氧化物层及有机物层优选为依照第一金属氧化物层、第二金属氧化物层及有机物层的顺序而设置(有机物层成为最外层)。
在波长变换构件含有光扩散材的情况下,相对于波长变换构件的总量,波长变换构件(在具有包覆材料等的构件的情况下,所述包覆材料等的构件除外)中的光扩散材的含有率例如优选为0.1质量%~1.0质量%,更优选为0.2质量%~1.0质量%,进而优选为0.3质量%~1.0质量%。
在波长变换构件包含树脂硬化物的情况下,树脂硬化物可使一种树脂组合物进行硬化而成,也可使两种以上的树脂组合物进行硬化而成。例如,在波长变换构件为膜状的情况下,波长变换构件可使第一硬化物层与第二硬化物层进行层叠而成,所述第一硬化物层是使含有第一量子点荧光体的树脂组合物进行硬化而成,所述第二硬化物层是使含有发光特性与第一量子点荧光体不同的第二量子点荧光体的树脂组合物进行硬化而成。
就进一步提升密接性的观点而言,波长变换构件中的树脂硬化物通过动态粘弹性测定在频率10Hz且温度25℃的条件下所测定的损耗正切(tanδ)优选为0.4~1.5,更优选为0.4~1.2,进而优选为0.4~0.6。树脂硬化物的损耗正切(tanδ)可使用动态粘弹性测定装置(例如,流变科学(Rheometric Scientific)公司,固体分析仪(Solid Analyzer)RSA-III)来测定。
另外,就进一步提升密接性、耐热性、及耐湿热性的观点而言,树脂硬化物的玻璃化温度(Tg)优选为85℃以上,更优选为85℃~160℃,进而优选为90℃~120℃。树脂硬化物的玻璃化温度(Tg)可使用动态粘弹性测定装置(例如,流变科学(Rheometric Scientific)公司,固体分析仪(Solid Analyzer)RSA-III),在频率10Hz的条件下来测定。
另外,就进一步提升密接性、耐热性、及耐湿热性的观点而言,树脂硬化物的在频率10Hz且温度25℃的条件下所测定的储存弹性系数优选为1×107Pa~1×1010Pa,更优选为5×107Pa~1×1010Pa,进而优选为5×107Pa~5×109Pa。树脂硬化物的储存弹性系数可使用动态粘弹性测定装置(例如,流变科学(Rheometric Scientific)公司,固体分析仪(SolidAnalyzer)RSA-III)来测定。
波长变换构件的形状并无特别限制,可列举膜状、透镜状等。在将波长变换构件应用于后述的背光单元的情况下,波长变换构件优选为膜状。
在波长变换构件为膜状的情况下,波长变换构件的平均厚度例如优选为50μm~500μm。若波长变换构件的平均厚度为50μm以上,则有波长变换效率进一步提升的倾向,若平均厚度为500μm以下,则有在将波长变换构件应用于后述的背光单元的情况下,可使背光单元更薄型化的倾向。
膜状的波长变换构件的平均厚度例如可作为使用测微计所测定的任意的三个部位的厚度的算术平均值来求出。
(包覆材料)
本公开的波长变换构件也可具有包含量子点荧光体的树脂硬化物、以及包覆树脂硬化物的至少一部分的包覆材料。例如,在树脂硬化物为膜状的情况下,膜状的树脂硬化物的单面或两面可由膜状的包覆材料包覆。
就抑制量子点荧光体的发光效率的降低的观点而言,包覆材料优选为对于氧及水的至少一者具有阻隔性,更优选为至少对于氧具有阻隔性。
在波长变换构件具有包覆材料的情况下,包覆材料的材质并无特别限制。例如可列举树脂。树脂的种类并无特别限制,可列举:聚对苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate,PET)、聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate,PEN)等的聚酯;聚乙烯(polyethylene,PE)、聚丙烯(polypropylene,PP)等的聚烯烃;尼龙等的聚酰胺;乙烯-乙烯基醇共聚物(ethylene vinyl alcohol copolymer,EVOH)等。包覆材料也可为包括用以提高阻隔功能的阻隔层者(阻隔膜)。作为阻隔层,可列举包含氧化铝、二氧化硅等的无机物的无机层。
包覆材料可为单层结构也可为多层结构。在为多层结构的情况下,也可为材质不同的两个以上的层的组合。
包覆材料的平均厚度例如优选为20μm以上,更优选为50μm以上。若平均厚度为20μm以上,则有阻隔性等的功能变充分的倾向。
包覆材料的平均厚度例如优选为150μm以下,更优选为125μm以上。若平均厚度为150μm150μm以下,则有透光率的降低得到抑制的倾向。
包覆材料的平均厚度例如可作为使用测微计所测定的任意的三个部位的厚度的算术平均值来求出。
包覆材料的氧透过率例如优选为0.5cm3/(m2·day·atm)以下,更优选为0.3cm3/(m2·day·atm)以下,进而优选为0.1cm3/(m2·day·atm)以下。
包覆材料的氧透过率可使用氧透过率测定装置(例如,膜康(MOCON)公司,OX-TRAN),在20℃、相对湿度65%的条件下进行测定。
包覆材料的水蒸气透过率的上限值并无特别限制,例如可为1.0×10-1g/(m2·day)以下。
包覆材料的水蒸气透过率可使用水蒸气透过率测定装置(例如,膜康(MOCON)公司,阿昆特拉(AQUATRAN)),在40℃、相对湿度90%的环境下进行测定。
就进一步提升光的利用效率的观点而言,本公开的波长变换构件的全光线透过率优选为55%以上,更优选为60%以上,进而优选为65%以上。波长变换构件的全光线透过率可依据日本工业标准(Japanese Industrial Standards,JIS)K 7136:2000的测定法进行测定。
另外,就进一步提升光的利用效率的观点而言,本公开的波长变换构件的雾度优选为95%以上,更优选为97%以上,进而优选为99%以上。波长变换构件的雾度可依据JISK 7136:2000的测定法进行测定。
将波长变换构件的概略结构的一例示于图1中。但是,本公开的波长变换构件并不限定于图1的结构。另外,图1中的硬化物层及包覆材料的大小为概念性的大小,大小的相对关系并不限定于此。再者,在各附图中,对同一构件标注同一符号,有时省略重复的说明。
图1中所示的波长变换构件10具有为膜状的树脂硬化物的硬化物层11、及设置于硬化物层11的两面上的膜状的包覆材料12A与包覆材料12B。包覆材料12A与包覆材料12B的种类及平均厚度分别可相同也可不同。
图1所示的结构的波长变换构件例如可通过如以下的公知的制造方法来制造。
首先,将后述的树脂组合物赋予至被连续搬送的膜状的包覆材料(以下,也称为“第一包覆材料”)的表面上,而形成涂膜。树脂组合物的赋予方法并无特别限制,可列举:模涂法、帘涂法、挤压涂布法、棒涂法、辊涂法等。
继而,在树脂组合物的涂膜上贴合被连续搬送的膜状的包覆材料(以下,也称为“第二包覆材料”)。
继而,自第一包覆材料及第二包覆材料中的可使活性能量线透过的包覆材料侧照射活性能量线,由此使涂膜硬化,而形成硬化物层。其后,切出规定的尺寸,由此可获得图1所示的结构的波长变换构件。
活性能量线的波长及照射量可对应于树脂组合物的组成而适宜设定。例如,以100mJ/cm2~5000mJ/cm2的照射量照射280nm~400nm的波长的紫外线。作为紫外线源,可列举:低压水银灯、中压水银灯、高压水银灯、超高压水银灯、碳弧灯、金属卤化物灯、氙灯、化学灯、黑光灯、微波激发水银灯等。
再者,在第一包覆材料及第二包覆材料的任一者均无法使活性能量线透过的情况下,也可在贴合第二包覆材料前对涂膜照射活性能量线,而形成硬化物层。
<背光单元>
本公开的背光单元包括所述本公开的波长变换构件及光源。
作为背光单元的光源,例如可使用发出在430nm~480nm的波长区域中具有发光中心波长的蓝色光的光源。作为光源,例如可列举发光二极管(Light Emitting Diode,LED)及激光。在使用发出蓝色光的光源的情况下,波长变换构件优选为至少包含发出红色光的量子点荧光体R及发出绿色光的量子点荧光体G。由此,可通过自波长变换构件发出的红色光及绿色光、与透过波长变换构件的蓝色光而获得白色光。
另外,作为背光单元的光源,例如也可使用发出在300nm~430nm的波长区域中具有发光中心波长的紫外光的光源。作为光源,例如可列举LED及激光。在使用发出紫外光的光源的情况下,波长变换构件优选为包含量子点荧光体R及量子点荧光体G,并且包含由激发光激发并发出蓝色光的量子点荧光体B。由此,可通过自波长变换构件发出的红色光、绿色光、及蓝色光而获得白色光。
本公开的背光单元可为边缘光方式,也可为直下型方式。
将边缘光方式的背光单元的概略结构的一例示于图2中。但是,本公开的背光单元并不限定于图2的结构。另外,图2中的构件的大小为概念性的大小,构件间的大小的相对关系并不限定于此。
图2所示的背光单元20包括:光源21,射出蓝色光LB;导光板22,对自光源21射出的蓝色光LB进行导光后射出;波长变换构件10,与导光板22相向配置;反向反射性构件23,隔着波长变换构件10而与导光板22相向配置;以及反射板24,隔着导光板22而与波长变换构件10相向配置。波长变换构件10将蓝色光LB的一部分作为激发光而发出红色光LR及绿色光LG,并射出红色光LR及绿色光LG与未成为激发光的蓝色光LB。通过所述红色光LR、绿色光LG、及蓝色光LB,自反向反射性构件23射出白色光LW
<图像显示装置>
本公开的图像显示装置包括所述本公开的背光单元。图像显示装置并无特别限制,例如可列举液晶显示装置。
将液晶显示装置的概略结构的一例示于图3中。但是,本公开的液晶显示装置并不限定于图3的结构。另外,图3中的构件的大小为概念性的大小,构件间的大小的相对关系并不限定于此。
图3所示的液晶显示装置30包括背光单元20、及与背光单元20相向配置的液晶胞单元31。将液晶胞单元31设为在偏光板33A与偏光板33B之间配置有液晶胞32的结构。
液晶胞32的驱动方式并无特别限制,可列举:扭转向列(Twisted Nematic,TN)方式、超扭转向列(Super Twisted Nematic,STN)方式、垂直取向(Vertical Alignment,VA)方式、面内切换(In-Plane-Switching,IPS)方式、光学补偿双折射(OpticallyCompensated Birefringence,OCB)方式等。
实施例
以下,通过实施例来对本公开进行具体说明,但本公开并不限制于这些实施例。
(树脂组合物的制备)
以表1所示的调配量(单位:质量份)将下述成分混合,制备树脂组合物。表1中的“-”是指未调配。
(甲基)丙烯酸化合物…三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯
(甲基)烯丙基化合物…异氰脲酸三烯丙酯
硫醇化合物1…季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)
硫醇化合物2…将季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)48.69质量份与三(2-羟基乙基)异氰脲酸酯三丙烯酸酯7.27质量份混合,使季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)的硫醇基的一部分与三(2-羟基乙基)异氰脲酸酯三丙烯酸酯的乙烯性不饱和基进行反应而成的硫醚寡聚物
光聚合引发剂…2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基-氧化膦
光扩散材…包含氧化硅的第一金属氧化物层、包含氧化铝的第二金属氧化物层及包含多元醇化合物的有机物层依照第一金属氧化物层、第二金属氧化物层及有机物层的顺序设置的氧化钛粒子(体积平均粒径:0.36μm)
量子点荧光体G1…发出绿色光的具有包含CdSe的核与包含ZnS的壳的量子点荧光体(峰值波长:524nm,半宽值:30nm,分散介质:氨基改性硅酮,量子点荧光体浓度:10质量%)
量子点荧光体G2…发出绿色光的具有包含InP的核与包含ZnS的壳的量子点荧光体(峰值波长:526nm,半宽值:38nm,分散介质:丙烯酸异冰片酯,量子点荧光体浓度:10质量%)
量子点荧光体G3…发出绿色光的具有包含CdSe的核与包含ZnS的壳的量子点荧光体(峰值波长:526nm,半宽值:21nm,分散介质:丙烯酸异冰片酯,量子点荧光体浓度:10质量%)
量子点荧光体G4…发出绿色光的具有包含CdSe的核与包含ZnS的壳的量子点荧光体(峰值波长:526nm,半宽值:25nm,分散介质:丙烯酸异冰片酯,量子点荧光体浓度:10质量%)
量子点荧光体R1…发出红色光的具有包含CdSe的核与包含ZnS的壳的量子点荧光体(峰值波长:640nm,半宽值:37nm,分散介质:氨基改性硅酮,量子点荧光体浓度:10质量%)
量子点荧光体R2…发出红色光的具有包含InP的核与包含ZnS的壳的量子点荧光体(峰值波长:625nm,半宽值:46nm,分散介质:丙烯酸异冰片酯,量子点荧光体浓度:10质量%)
(波长变换构件的制作)
将上述中所获得的树脂组合物涂布于作为包覆材料的厚度125μm的阻隔膜(PET)的单面上而形成涂膜。在所述涂膜上配置与上述相同的阻隔膜。继而,使用紫外线照射装置(艾古非(Eye Graphics)股份有限公司)照射紫外线(照射量:1000mJ/cm2),使树脂组合物进行硬化而制作波长变换构件。
(光学特性的评价)
将上述中所获得的各波长变换构件裁剪成宽度100mm、长度100mm的尺寸而制作测定样品。针对所述测定样品,使用亮度计(PR-655,光研究(Photo Research)公司)来测定发光光谱。亮度计在上部设置识别光学特性的照相机单元,在透镜下的部位具有黑色掩模、增亮膜(Bright Enhancement Film,BEF)板、扩散板、LED光源。在BEF板与扩散板之间安置测定样品,根据所获得的发光光谱来算出发光峰值波长、半宽值、亮度及色域(依据国际照明委员会(Commission Internationale de L'Eclairage,CIE)1931色坐标的Rec2020覆盖率)。将结果示于表1中。
(树脂硬化物中的Cd浓度测定)
将上述中所获得的波长变换构件的阻隔膜剥离并取出树脂硬化物,通过ICP-OES法(使用电感耦合等离子体发光分光分析装置,安捷伦(Agilent)5100,安捷伦科技(Agilent Technologies)公司),测定树脂硬化物中的Cd浓度。
[表1]
Figure BDA0002700357690000251
如表1所示,将绿色光的发光波长峰值的半宽值设为30nm以下的实施例1~实施例3的波长变换构件中,即便Cd浓度为100ppm以下,Rec2020覆盖率与亮度的评价也均高,与绿色光的发光波长峰值的半宽值超过30nm的比较例1~比较例3的波长变换构件相比,色彩再现性与亮度的平衡优异。
本说明书中所记载的所有文献、专利申请及技术规格是与具体且分别记载各文献、专利申请及技术规格通过参照而并入的情况相同程度地,通过参照而并入本说明书中。
符号的说明
10:波长变换构件
11:硬化物层
12A:包覆材料
12B:包覆材料
20:背光单元
21:光源
22:导光板
23:反向反射性构件
24:反射板
30:液晶显示装置
31:液晶胞单元
32:液晶胞
33A:偏光板
33B:偏光板
LB:蓝色光
LR:红色光
LG:绿色光
LW:白色光

Claims (11)

1.一种波长变换构件,含有量子点荧光体,且能够将入射光变换为绿色光与红色光,所述绿色光的发光光谱的半宽值(FWHM-G)为30nm以下。
2.根据权利要求1所述的波长变换构件,其中Cd浓度为100ppm以下。
3.一种波长变换构件,含有包含Cd的量子点荧光体,且能够将入射光变换为绿色光与红色光,所述绿色光的发光光谱的半宽值(FWHM-G)为30nm以下,所述波长变换构件的Cd浓度为100ppm以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的波长变换构件,其中所述红色光的发光光谱的半宽值(FWHM-R)为40nm以上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的波长变换构件,其中所述绿色光的发光光谱的峰值波长处于530±20nm的范围内,所述红色光的发光光谱的峰值波长处于630±20nm的范围内。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的波长变换构件,其中所述量子点荧光体含有发出绿色光的量子点荧光体以及发出红色光的量子点荧光体,所述发出绿色光的量子点荧光体含有包含Cd的化合物,所述发出红色光的量子点荧光体含有包含In的化合物。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的波长变换构件,其还包含树脂硬化物。
8.根据权利要求7所述的波长变换构件,其还包含包覆所述树脂硬化物的至少一部分的包覆材料。
9.根据权利要求8所述的波长变换构件,其中所述包覆材料对于氧及水的至少一者具有阻隔性。
10.一种背光单元,包括如权利要求1至9中任一项所述的波长变换构件及光源。
11.一种图像显示装置,包括如权利要求10所述的背光单元。
CN201980022040.7A 2018-03-27 2019-03-26 波长变换构件、背光单元以及图像显示装置 Pending CN111919144A (zh)

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