光转换薄膜及其制造方法、层叠体及其制造方法与流程

本发明涉及一种光转换薄膜及其制造方法以及层叠体及其制造方法。

背景技术：

光的偏振特性被利用在电视、计算机、移动电话等各种显示装置中。通常，从光源产生的光为非偏振，因此有时使用起偏器以得到偏振。然而，使用起偏器而得到特定的偏振的方式中，随着能量损失，一般损失约50％的入射光。

对于上述问题，近年来，已提出使用量子杆的方式。量子杆是棒状(杆状)的半导体化合物的微粒(半导体奈米结晶)，因形状为棒状并具有定向性而发出偏振。例如在专利文献1中公开对包含取向于一个方向的量子杆的光学活性结构体照射泵浦光(pumping light)而得到偏振的方式，记载有作为显示装置的背光系统而有用的主旨。此外，专利文献1的实施例栏中，作为使量子杆分散的矩阵材料，具体使用聚乙烯醇缩丁醛。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2014-502403号公报

技术实现要素：

发明所要解决的问题

另一方面，为了将如上述的包含量子杆并发出偏振的光转换薄膜在显示装置中适用，要求满足各种特性。

例如，为了可长期连续使用显示装置，即使在将从光源发出的光(泵浦光)连续地照射到量子杆时，仍期望来自量子杆的发光效率的降低较小。而且，为了即使在湿热环境下，也使显示装置正常工作，即使在湿热环境下仍期望维持来自上述光转换薄膜的偏振特性。

本发明人等将专利文献1中记载的聚乙烯醇缩丁醛作为量子杆的矩阵使用以制造光转换薄膜，并对其特性进行评价时，确认到在湿热环境下静放规定的时间后测定其偏振度时，偏振度有显著地变化。

另一方面，将耐湿热性优异，光学薄膜中广泛使用的脂环式烯烃聚合物(COP)使用在量子杆的矩阵以制造光转换薄膜，并对其特性进行评价时，确认到在湿热环境下的偏振度的降低非常少，但在对光转换薄膜进行泵浦光的连续照射时，经连续照射后，来自量子杆的发光效率会降低。

本发明鉴于上述实际情况而提供一种光转换薄膜，所述光转换薄膜即使在连续照射光时也可抑制发光效率的降低，即使在湿热环境下也可抑制偏振度的变化。

而且，本发明的课题也在于提供上述光转换薄膜的制造方法以及包含光转换薄膜的层叠体及其制造方法。

用于解决问题的手段

本发明人等对于现有技术的问题点进行深入研究的结果，发现通过使用满足规定特性的光转换薄膜而可解决上述问题。

即，发现可通过以下结构来实现上述目的。

(1)一种光转换薄膜，其包含聚合物与量子杆，其以平行于光转换薄膜表面之一个方向(规定方向)与量子杆的长轴成为平行的方式使上述量子杆取向，

其含水率为1.0％以下，

其氧透过系数为200cc·20μm/m²·day·atm以下。

(2)根据(1)所述的光转换薄膜，其中，聚合物包含聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯。

(3)一种层叠体，其包含支撑体与配置在支撑体上的(1)或(2)所述的光转换薄膜。

(4)根据(3)所述的层叠体，其中，支撑体包含聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯。

(5)一种光转换薄膜的制造方法，其是(1)或(2)所述的光转换薄膜的制造方法，

所述光转换薄膜的制造方法具备如下工序：

将包含聚合物与量子杆的混合物熔融制膜而得到聚合物薄膜的工序；及

将聚合物薄膜朝一个方向延伸而得到光转换薄膜的工序。

(6)一种光转换薄膜的制造方法，其是(1)或(2)所述的光转换薄膜的制造方法，

所述光转换薄膜的制造方法具备如下工序：

将包含聚合物、量子杆及溶剂的混合物涂布在支撑体上而在支撑体上形成包含聚合物与量子杆的涂膜的工序；

使支撑体与涂膜一同朝一个方向延伸而得到包含支撑体与配置在支撑体上的光转换薄膜的层叠体的工序；及

从层叠体去除支撑体而得到光转换薄膜的工序。

(7)一种层叠体的制造方法，其是(3)或(4)所述的层叠体的制造方法，

所述层叠体的制造方法具备如下工序：

将包含聚合物、量子杆及溶剂的混合物涂布在支撑体上而在支撑体上形成包含聚合物与量子杆的涂膜的工序；及

使支撑体与涂膜一同朝一个方向延伸而得到层叠体的工序。

发明效果

根据本发明，可提供一种光转换薄膜，所述光转换薄膜即使在连续照射光时也可抑制发光效率的降低，在湿热环境下也可抑制偏振度的变化。

而且，根据本发明，可提供一种上述光转换薄膜的制造方法以及包含光转换薄膜的层叠体及其制造方法。

附图说明

图1是光转换薄膜的一实施方式的剖视图。

图2是层叠体的一实施方式的剖视图。

具体实施方式

以下针对本发明进行详细说明。以下记载的构成要件的说明虽是根据本发明所代表的实施方式而成，但本发明并不限定于这种实施方式。另外，本说明书中，使用“～”所表示的数值范围意指包含将“～”前后所记载的数值作为上限值及下限值的范围。

而且，本说明书中，关于角度(例如“90°”等角度)及其关系(例如“平行”、“正交”等)，包含本发明所属的技术领域中可容许的误差范围。例如意指在精确角度±20°以下的范围内，与精确角度的误差优选为5°以下，更优选为3°以下。例如为平行时，为0°±20°的范围(-20～20°)即可。

作为本发明的光转换薄膜的特征点之一，可举出光转换薄膜显示规定的含水率及氧透过系数的方面。本发明人等对于在现有技术中无法得到所期望的效果的理由进行检讨时，首先发现作为量子杆的发光效率降低的原因是氧气的影响。即，发现到通过氧气逐渐渗透至光转换薄膜内而阻碍来自量子杆的发光。因此，在本发明中，通过将光转换薄膜的氧透过系数调整在规定范围内，从而解决上述问题。而且，作为在湿热环境下静放时偏振度降低的原因，发现到在湿热环境下静放光转换薄膜时，水渗透至光转换薄膜内而成为量子杆容易移动的状况，作为结果量子杆的取向性降低、偏振度下降。因此，本发明中，通过规定光转换薄膜的含水率而解决上述问题。

以下，对于本发明的光转换薄膜及包含光转换薄膜的层叠体的优选实施方式，参考附图进行说明。图1表示本发明的光转换薄膜的一实施方式的剖视图。而且，本发明中的图为示意图，各层的厚度的关系、位置关系等不一定与实际一致。以下的图也相同。

光转换薄膜10包含：作为矩阵功能的聚合物12；及分散在聚合物12内的多个量子杆14。量子杆14以平行于光转换薄膜10的表面(面方向)的一个方向(与光转换薄膜10的厚度方向正交的一个方向)与其长轴LA成为平行的方式取向。换言之，量子杆14以其长轴LA与光转换薄膜10的表面平行，且多个量子杆14的长轴LA互为平行的方式取向。对这种光转换薄膜10中的量子杆14射入入射光16时，从量子杆14射出偏振18。即，光转换薄膜10是通过射入激发光而射出偏振的薄膜。

而且，如图2所示，光转换薄膜10可配置在支撑体20上而构成层叠体22。

以下，对构成光转换薄膜及层叠体的各部件进行详细叙述，然后，对光转换薄膜及层叠体的制造方法进行详细叙述。

＜聚合物＞

光转换薄膜中包含聚合物，作为用于分散量子杆的矩阵而发挥功能。

作为聚合物的种类，若光转换薄膜显示规定的含水率及氧透过系数则无特别限制，但可举出例如聚酯系树脂(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯)、(甲基)丙烯酸树脂、聚氯乙烯系树脂、聚偏二氯乙烯树脂等。其中，在满足能够进一步抑制发光效率的降低的方面及能够进一步抑制在湿热环境下的偏振度的降低的方面中的至少任一个(此后，也可简称为“本发明的效果更优异的点”)时，优选聚酯系树脂，更优选聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯。

作为聚合物的优选方式之一，可举出弹性模量为1000MPa以上的聚合物。作为弹性模量的范围更优选3000MPa以上。上限并无特别限制，但大多为10000MPa以下。

聚合物的弹性模量在上述范围时，即使对于光转换薄膜施加应力时，也可进一步抑制薄膜的延伸及挠曲，量子杆的取向不易发生紊乱，偏振度等不易发生变化，也不易引起不均。

上述弹性模量的测定方法按照JIS K 7161的方法进行。

在本发明的效果更为优异的方面上，作为聚合物，与后述的光转换薄膜同样地，可举出含水率为1％以下，且氧透过系数为200cc·20μm/m²·day·atm以下的聚合物。

对于含水率及氧透过系数的测定方法，将在后面进行详细叙述。

而且，聚合物的含水率及氧透过系数的优选范围与后述的光转换薄膜的含水率及氧透过系数的优选范围相同。

＜量子杆＞

所谓量子杆，也称为半导体奈米棒，是棒状(杆状)的半导体奈米结晶(奈米粒子)，由于形状为杆状并具有定向性，因此，若从光源射出的光射入则发出偏振。即，量子杆由射入的激发光所激发而发出萤光。

如图1所示，在光转换薄膜10中，多个量子杆14以平行于光转换薄膜10的表面的一个方向(与光转换薄膜10的厚度方向正交的一个方向)与其长轴LA成为平行的方式而取向分散。换言之，以量子杆14的长轴LA与光转换薄膜10的面方向平行，且沿着同一方向的方式，使量子杆14分散在聚合物12中。另外，量子杆14以多个量子杆14的长轴LA互相平行的方式取向。正交及平行的定义如上述。如此，若量子杆朝规定方向取向，则可在恒定的所期望的振动方向发出直线偏振的光。

作为量子杆的长轴方向的确认方法并无特别限制，但一般可使用显微镜(例如，透射型电子显微镜)观察光转换薄膜的截面而确认。

而且，量子杆的取向方向并无特别限制，但如后述，当由延伸处理制造光转换薄膜时，一般量子杆以量子杆的长轴与延伸方向成为平行的方式排列。即，上述一个方向相当于延伸方向。而且，在不损害本发明的效果的范围内，也可包含光转换薄膜中长轴不与规定方向平行的量子杆。

量子杆可仅使用1种，也可并用2种以上。

在并用2种以上时，可使用发出的光的波长不同的2种以上的量子杆。

量子杆的形状可为在一个方向上延伸的形状(杆状)，可为所谓的圆柱状、四棱柱状(优选为长方体状)、三棱柱状及六棱柱状等。

量子杆的平均长度(长轴方向的平均长度：平均长轴长度)并无特别限制，但在发光特性更优异的方面和/或本发明的效果更优异的方面上，优选8～500nm，更优选为10～160nm。

而且，对于上述平均长度，是将任意选择的20个以上的量子杆的长轴长度以显微镜(例如，透射型电子显微镜)测定，对它们进行算术平均而得到的值。

而且，量子杆的长轴是指以显微镜(例如，透射型电子显微镜)观察而得到的量子杆的二维图像中，横切量子杆的线段的最长的线段。短轴是指与长轴正交，且横切量子杆的线段的最长的线段。

量子杆的平均短轴长度(短轴的平均值)并无特别限制，但在发光特性更优异的方面和/或本发明的效果更优异的方面上，优选0.3～20nm，更优选1～10nm。

而且，对于上述平均短轴长度，是将任意选择的20个以上的量子杆的直径以显微镜(例如，透射型电子显微镜)测定，对它们进行算术平均而得到的值。

量子杆的长宽比(量子杆的长轴/量子杆的短轴)并无特别限制，但在发光特性更优异的方面和/或本发明的效果更优异的方面上，优选1.5以上，更优选3.0以上。上限并无特别限制，但在易于操作的方面上，20以下的情况较多。

而且，上述长宽比为平均值，是将任意选择的20个以上的量子杆的长宽比以显微镜(例如，透射型电子显微镜)测定，对它们进行算术平均而得到的值。

构成量子杆的材料并无特别限制，一般由半导体所构成，可举出例如II-VI半导体、III-V半导体、IV-VI半导体或它们的组合。更具体而言，可选自CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、GaAs、GaP、GaAs、GaSb、HgS、HgSe、HgTe、InAs、InP、InSb、AlAs、AlP、AlSb、Cu₂S、Cu₂Se、CuInS₂、CuInSe₂、Cu₂(ZnSn)S₄、Cu₂(InGa)S₄、它们的TiO₂合金以及它们的混合物。

量子杆可为由单一成分构成的量子杆，也可为具备第一半导体的芯及第二半导体的壳而成的芯/壳型的量子杆。而且，也可为芯/多层壳型的量子杆，也可使用壳为阶段性组成的芯/壳结构的量子杆。

量子杆的表面中配位基可根据需要而配位。作为配位基，可举出：例如三辛基膦氧化物(TOPO：Trioctylphosphine oxide)、三辛基膦(TOP：Trioctylphosphine)及三丁基膦(TBP：Tributylphosphine)等膦及膦氧化物；十二烷基膦酸(DDPA：Dodecylphosphonic acid)、十三烷基膦酸(TDPA：Tridecylphosphonic acid)、己基膦酸(HPA：Hexylphosphonic acid)等膦酸；十二烷基胺(DDA：Dodecyl amine)、十四烷基胺(TDA：Tetradecyl amine)、十六烷基胺(HDA：Hexadecyl amine)、十八烷基胺(ODA：Octadecyl amine)等胺；十六烷硫醇、己硫醇等硫醇；巯基丙酸、巯基十一烷酸等巯基羧酸。

如上所述，光转换薄膜也可包含发光特性不同的2种以上的量子杆。作为量子杆的具体方式，可举出例如在600nm～680nm的范围的波长频带具有发光中心波长的量子杆A、在500nm～600nm的范围的波长频带具有发光中心波长的量子杆B以及在400nm～500nm的波长频带具有发光中心波长的量子杆C等。量子杆A由激发光激发而发出红色光，量子杆B发出绿色光、量子杆C发出蓝色光。例如，若对包含量子杆A与量子杆B的光转换薄膜射入蓝色光作为激发光，则通过由量子杆A发出的红色光、由量子杆B发出的绿色光及与透射光转换薄膜的蓝色光而可体现白光。或者，通过对包含量子杆A、B及C的光转换薄膜射入紫外光作为激发光，而由量子杆A发出的红色光、由量子杆B发出的绿色光及由量子杆C发出的蓝色光可体现白光。作为量子杆，可毫无限制地使用由公知方法所配成的量子杆。量子杆的发光波长一般可由粒子的组成、大小以及组成及大小而调整。

＜光转换薄膜＞

光转换薄膜包含上述聚合物与分散在聚合物中的量子杆。

光转换薄膜的含水率为1.0％以下，在根据本发明的效果更为优异的方面上，优选0.5％以下，更优选0.1％以下。下限并无特别限制，但0.001％以上的情况较多。

上述含水率超过1.0％时，在湿热环境下的偏振度的变化较大。

对于含水率，是使用光转换薄膜，根据ISO62method1在23℃的水中浸渍24小时之后测定水分率的值。

光转换薄膜的氧透过系数为200(cc·20μm/m²·day·atm)以下，在本发明的效果更优异的方面上，优选50(cc·20μm/m²·day·atm)以下，更优选10(cc·20μm/m²·day·atm)以下。下限并无特别限制，但0.01(cc·20μm/m²·day·atm)以上的情况较多。

上述氧透过系数超过200(cc·20μm/m²·day·atm)时，在连续照射光之后，量子杆的发光效率容易降低。

作为氧透过系数的测定方法，根据JIS K 7126(压差法)进行。作为测定条件，在温度23℃、相对湿度50％下实施。而且，对于氧透过系数(cc·20μm/m²·day·atm)，将光转换薄膜的厚度换算成20μm，基于薄膜面积1m²、压力1atm，表示每1天(24小时)所透过气体的量。

光转换薄膜的弹性模量并无特别限制，但优选1000MPa以上，更优选3000MPa以上。上限并无特别限制，但10000MPa以下的情况较多。

光转换薄膜的弹性模量在上述范围时，即使对于光转换薄膜施加应力时，也可进一步抑制薄膜的延伸及挠曲，量子杆的取向不易发生紊乱，偏振度等不易发生变化，也不易引起不均。

上述弹性模量的测定方法按照JIS K 7161的方法进行。

光转换薄膜中，至少包含上述聚合物及量子杆。光转换薄膜中的量子杆含量并无特别限制，但在分散性及发光特性更优异的方面上，相对于聚合物100质量份，优选0.1～30质量份，更优选0.5～25质量份。

光转换薄膜的膜厚并无特别限制，但在操作性及发光特性的方面上，优选5～200μm，更优选10～150μm。

另外，在本说明书中，上述膜厚是指平均厚度，平均厚度通过测定光转换薄膜的任意10处以上的厚度，对它们进行算术平均而求出。

如图2所示，光转换薄膜10可配置在支撑体20上。通过配置在支撑体上，而可加强光转换薄膜的机械强度。而且，如后述，对支撑体施行延伸处理时，作为支撑体优选为具有延伸性的支撑体(延伸性支撑体)。

支撑体的种类并无特别限制，可使用公知的支撑体。构成支撑体的材料并无特别限制，可举出例如聚酯系树脂(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯)、聚烯烃系树脂(例如，聚乙烯、聚丙烯)、聚苯乙烯系树脂、聚碳酸酯系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂、硅氧系树脂、聚氯乙烯系树脂及聚偏二氯乙烯系树脂等。其中，在机械强度优异，易适用在后述的延伸处理的方面上，优选聚酯系树脂，更优选聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯。

支撑体的膜厚并无特别限制，在操作性的方面上，优选20～200μm，更优选30～150μm。

另外，在本说明书中，上述膜厚是指平均厚度，平均厚度通过测定支撑体的任意10处以上的厚度，对它们进行算术平均而求出。

＜光转换薄膜的制造方法＞

[优选方式(其一)]

作为上述光转换薄膜的制造方法的优选方式之一，可举出具备得到聚合物薄膜的工序A及实施延伸处理的工序B的制造方法。

以下，对各工序的顺序进行详细叙述。

(工序A：薄膜形成工序)

工序A是将包含聚合物与量子杆的混合物熔融制膜而得到聚合物薄膜的工序。本工序所得到的聚合物薄膜为未延伸状态的薄膜，在该聚合物薄膜中量子杆的各长轴朝向随机方向并为非取向状态。

本工序中使用的聚合物与量子杆的定义如上述。

混合物中的聚合物与量子杆的混合比(质量比)并无特别限制，但优选为在上述的光转换薄膜中的聚合物与量子杆的混合比的范围。

熔融制膜是使上述混合物熔融，并将熔融物从挤出机挤出后经冷却而得到薄膜的方法。以下，对熔融制膜的顺序的例子进行说明。

(干燥)

首先，在使混合物熔融之前，可根据需要实施使混合物干燥的处理。

(熔融挤出)

接着，将混合物通过挤出机的供给口供给至缸体内部，使其混炼及熔融。通常，缸体内部从供给口侧依次以供给部(区域A)、压缩部(区域B)及测量部(区域C)所构成。挤出机的螺杆压缩比优选1.5～4.5，缸体长度对缸体内径的比(L/D)优选20～70，缸体内径优选30～150mm。挤出温度优选190～350℃。进而，为了防止因残留的氧而熔融树脂氧化，优选使挤出机内成为在非活性(氮气等)气流中而实施、或使用带排气孔的挤出机进行真空排气并实施。

而且，为了过滤混合物中的异物，优选设置组合有断路器板式的过滤器、叶片型圆盘滤波器而成的过滤器。过滤可以1级进行，也可多级过滤。过滤精确度优选为3～15μm，进一步优选为3～10μm。

而且，为了减少吐出量的变动并使厚度精确度提高，优选在挤出机与模具之间设置齿轮泵。

混合物通过如上述那样构成的挤出机而熔融，根据需要通过过滤器、齿轮泵使熔融树脂连续地送入模具中。模具可为T型模具、鱼尾模具、衣架式模具中的任一个。

(流延)

使从模具挤出成片状的熔融物(熔体)在流延鼓上冷却硬化，得到薄膜。

当熔体与流延鼓接触时，优选使用静电施加法、气刀法、气室法、真空喷嘴法及接触辊法等，提高流延鼓与熔体的密合，其中优选接触辊法。这样的密合提高法可在熔体整个面实施，也可局部实施。

然后，从流延鼓剥除薄膜，可得到聚合物薄膜。

(工序B：延伸工序)

工序B是将工序A所得到的聚合物薄膜在一个方向延伸而得到光转换薄膜的工序。通过实施本工序，聚合物薄膜中的量子杆以其长轴与延伸方向成为平行的方式(量子杆的长轴沿着延伸方向)取向，得到所期望的光转换薄膜。而且，作为延伸处理一般在聚合物薄膜的面方向实施延伸处理，如上述，以量子杆的长轴与光转换薄膜的表面(面方向)成为平行(与光转换薄膜的厚度方向正交)的方式使量子杆取向。

延伸处理的方法并无特别限制，通常，作为延伸处理优选通过实施单轴延伸而进行。单轴延伸可采用对聚合物薄膜的长度方向进行的纵向延伸、对聚合物薄膜的宽度方向进行的横向延伸中的任一个。在聚合物薄膜中优选通过横向延伸来进行。横向延伸中，可朝宽度方向进行延伸并且在长度方向收缩。作为横向延伸方式，可举出例如通过拉幅机对一端进行固定的固定端单轴延伸法、或不对一端进行固定的自由端单轴延伸法等。作为纵向延伸方式，可举出例如辊间延伸法、压缩延伸法及使用了拉幅机的延伸方法等。延伸处理也可以多级进行。而且，延伸处理可通过实施双轴延伸、斜向延伸等而进行。

并且，对于延伸处理，可采用湿式延伸方法与干式延伸方法中的任一个，但本发明中，在可广泛地设定使聚合物薄膜延伸时的温度范围的方面上，优选使用干式延伸方法。

干式延伸方法中，通常对聚合物薄膜在加热(预热)至50～200℃左右、优选80～180℃的状态下进行延伸处理。

在延伸处理中的延伸程度并无特别限制，但相对于聚合物薄膜的原始长度(总长度)，优选在延伸倍率(延伸后的长度/延伸前的长度)为1.5～17倍的范围下进行，更优选在1.5～10倍的范围下进行。

延伸处理后，优选对所得到的薄膜进行冷却，优选以10～70℃左右进行冷却。这样的冷却，可与冷却辊接触，也可吹喷冷空气。

延伸处理后，可根据需要实施热固定处理和/或热松弛操作。

热固定处理可通过在薄膜上实施热处理而在薄膜内生成微晶，提高力学特性及耐久性。热固定处理的条件并无特别限制，但优选在170～210℃左右(优选为180～200℃)实施1～60秒钟(优选为2～30秒钟)的热处理。对于热固定处理，优选在延伸之后，在拉幅机内把持卡盘的状态下进行。

热松弛处理是为了松弛对薄膜的应力而加热并使薄膜收缩的处理。相对于薄膜的玻璃化转变温度(Tg(℃))，松弛温度优选Tg+50～Tg+180℃，更优选为Tg+60～Tg+150℃。

[优选方式(其二)]

作为上述光转换薄膜的制造方法的其它优选方式，可举出具备在支撑体上形成包含聚合物及量子杆的涂膜的工序C、实施延伸处理的工序D以及去除支撑体而得到光转换薄膜的工序E的制造方法。

以下，对各工序的顺序进行详细叙述。

(工序C：涂膜形成工序)

工序C是将包含聚合物、量子杆及溶剂的混合物涂布在支撑体上，在该支撑体上形成包含聚合物与量子杆的涂膜的工序。以本工序而得到的涂膜中，量子杆以无取向状态分散。

本工序中使用的聚合物、量子杆及支撑体的定义如上所述。

混合物中的聚合物与量子杆的混合比(质量比)并无特别限制，但优选上述光转换薄膜中的聚合物与量子杆的混合比的范围。

混合物中包含溶剂。作为溶剂的种类，可举出水或有机溶剂等。有机溶剂的种类并无特别限制，例如有机溶剂的例中，可举出酰胺系溶剂(例如，N,N-二甲基甲酰胺)、亚砜系溶剂(例如，二甲基亚砜)、杂环化合物系溶剂(例如，吡啶)、烃系溶剂(例如，苯、己烷)、卤代烷系溶剂(例如，氯仿、二氯甲烷)、酯系溶剂(例如，乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯)、酮系溶剂(例如，丙酮、甲基乙基酮)、醚系溶剂(例如，四氢呋喃、1,2-二甲氧基乙烷)。

对于混合物中的溶剂含量，根据混合物的操作性的方面，相对于混合物总质量，优选50～95质量％，更优选60～90质量％。

在支撑体上涂布混合物的方法并无特别限制，可采用公知方法(例如，浸涂法、线棒涂布法、直接凹版涂布法、反向凹版涂布法、模具涂布法)。

在支撑体上涂布混合物之后，根据需要，为了去除挥发性成分而实施干燥处理。

所形成的涂膜的厚度并无特别限制，优选所得到的光转换薄膜的膜厚以成为上述优选范围的方式而调整。

(工序D：延伸工序)

工序D是将支撑体与涂膜一同在一个方向延伸而得到层叠体的工序。通过实施本工序，使涂膜中的量子杆以其长轴平行于延伸方向的方式取向，可得到支撑体上配置有所期望的光转换薄膜的层叠体。

延伸处理的方法并无特别限制，可举出上述工序B所说明的延伸处理。

(工序E：支撑体去除工序)

工序E是从工序D所得到的层叠体去除支撑体而得到光转换薄膜的工序。通过实施本工序，可得到所期望的光转换薄膜。

支撑体的去除方法并无特别限制，可举出从层叠体剥离支撑体的方法、或在仅溶解支撑体的溶剂中浸渍层叠体而去除支撑体的方法等。

＜层叠体的制造方法＞

作为具备支撑体与配置在支撑体上的光转换薄膜的层叠体的制造方法的优选方式之一，可举出具备以下工序C及工序D的制造方法。

工序C：使包含聚合物、量子杆及溶剂的混合物与支撑体接触而在支撑体上形成包含聚合物与量子杆的涂膜的工序

工序D：将支撑体与涂膜一同在一个方向延伸而得到层叠体的工序

关于工序C及工序D的顺序，与上述光转换薄膜的制造方法中说明的顺序相同，因此省略说明。

＜用途＞

上述光转换薄膜及层叠体可适用在各种用途中，例如可举出显示装置(液晶显示装置)等。

实施例

以下，举出实施例对本发明进一步具体地进行说明。以下实施例所示的材料、使用量、比例、处理内容、处理顺序等，只要不脱离本发明的主旨，可适当地进行变更。因此，本发明的范围并不受以下所示的具体例所限定。

(量子杆的制作)

参考美国专利7303628、论文(Peng,X.G.；Manna,L.；Yang,W.D.；Wi ckham,j.；Scher,E.；Kadavanich,A.；Alivisatos,A.P.Nature 2000,404,59-61)及论文(Manna,L.；Scher,E.C.；Alivisatos,A.P.j.Am.Chem.Soc.2000,122,12700-12706)，制作在蓝色光射入时发出中心波长540nm、半值宽度40nm的绿色光的萤光的量子杆1与发出中心波长645nm、半值宽度30nm的红色光的萤光的量子杆2。量子杆1、2的形状为长方体形，量子杆的长轴的平均长度(平均长轴长度)为30nm。量子杆的平均长轴长度以透射型电子显微镜确认。

(实施例1)

以以下方法制作了含有量子杆的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜。

-原料聚酯的合成-

-原料聚酯1-

如以下所示，使对苯二甲酸与乙二醇直接反应并蒸馏除去水，进行酯化后，在减压下使用进行缩聚的直接酯化法，通过连续聚合装置而得到原料聚酯1(Sb催化剂系PET)。

(1)酯化反应

在第一酯化反应槽中，将高纯度对苯二甲酸4.7吨与乙二醇1.8吨经90分钟进行混合并形成浆料，以3800kg/h的流量连续地供给至第一酯化反应槽中。进而连续供给三氧化锑的乙二醇溶液，在反应槽内温度250℃搅拌下，以平均停留时间约4.3小时进行反应。此时，以Sb添加量以元素换算值成为150ppm的方式连续添加三氧化锑。

将该反应物转移到第二酯化反应槽，在搅拌下，反应槽内温度250℃下，以平均停留时间1.2小时进行反应。在第二酯化反应槽中，以Mg添加量及P添加量以元素换算值分别成为65ppm、35ppm的方式连续供给乙酸镁的乙二醇溶液、磷酸三甲酯的乙二醇溶液。

(2)缩聚反应

将上述所得到的酯化反应生成物连续地供给至第一缩聚反应槽中，在搅拌下，在反应温度270℃、反应槽内压力20torr(2.67×10^-3MPa)下以平均停留时间约1.8小时进行缩聚。

进而，转移到第二缩聚反应槽，在该反应槽中，在搅拌下，在反应槽内温度276℃、反应槽内压力5torr(6.67×10^-4MPa)下以停留时间约1.2小时的条件进行反应(缩聚)。

接着，进一步转移到第三缩聚反应槽，在该反应槽中，在反应槽内温度278℃、反应槽内压力1.5torr(2.0×10^-4MPa)下以停留时间1.5小时的条件进行反应(缩聚)，得到反应物(聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))。

接着，将所得到的反应物在冷水中排出成股线状，并立即切割，制作了聚酯的颗粒(截面：长径约4mm、短径约2mm、长度：约3mm)。所得到的聚合物的固有黏度IV＝0.63。将该聚合物作为原料聚酯1。

另外，对于固有黏度IV，将原料聚酯1溶解于1,1,2,2-四氯乙烷/苯酚(＝2/3[质量比])混合溶剂中，根据该混合溶剂中的在25℃下的溶液黏度而求出。

-薄膜成形工序-

将原料聚酯1(95质量份)、上述制作的量子杆1(4质量份)及量子杆2(1质量份)干燥至含水率20ppm以下之后，投入到直径50mm的单轴混炼挤出机1的料斗1，在挤出机1以300℃熔融。由下述挤出条件，通过齿轮泵、过滤器(孔径20μm)而从模具挤出。

熔融树脂的挤出条件以压力变动为1％、熔融树脂的温度分布为2％，将熔融树脂从模具挤出。具体而言，将背压相对于挤出机的筒内平均压力而加压1％，将挤出机的配管温度以相对于挤出机的筒内平均温度而高2％的温度进行加热。

对于从模具挤出的熔融树脂，在将温度设定为25℃的冷却流延鼓上挤出，使用静电施加法使其与冷却流延鼓密合。使用与冷却流延鼓相对配置的剥离辊进行剥离，得到含有量子杆的未延伸聚酯薄膜1。

-横向延伸工序-

-预热部-

将预热温度设为90℃，加热至可延伸含有量子杆的未延伸聚酯薄膜1的温度。

-延伸部-

将经预热的含有量子杆的未延伸聚酯薄膜1引导至拉幅机(横向延伸机)，将薄膜端部以卡盘把持，并且在TD方向(薄膜宽度方向、横向方向)以下述条件横向延伸，得到含有量子杆的横向延伸聚酯薄膜1。

《条件》

·横向延伸温度：90℃

·横向延伸倍率：4.3倍

-热固定部-

接着，以含有量子杆的横向延伸聚酯薄膜1的膜面温度成为下述温度的方式进行控制，并且进行热固定处理。

《条件》

·热固定温度：180℃

·热固定时间：15秒

-热松弛部-

将热固定后的含有量子杆的横向延伸聚酯薄膜1加热至下述温度，使薄膜松弛。

《条件》

·热松弛温度：170℃

·热松弛率：TD方向(薄膜宽度方向、横向方向)2％

-冷却部-

接着，将热松弛后的含有量子杆的横向延伸聚酯薄膜1在50℃的冷却温度下进行冷却。

将如此得到的含有量子杆的横向延伸聚酯薄膜1作为实施例1的薄膜。膜厚为60μm。

(实施例2)

除了将原料聚酯变更为聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯(poly(ethylenenaphthalate)：PEN)以外，与实施例1同样地，得到实施例2的薄膜。

(实施例3)

将附有含量子杆的层的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜用以下方法制作。

-支撑体成形工序-

将实施例1所制作的原料聚酯1干燥至含水率20ppm以下后，投入到直径50mm的单轴混炼挤出机1的料斗1，在挤出机1以300℃熔融。根据下述挤出条件，通过齿轮泵、过滤器(孔径20μm)而从模具挤出。熔融树脂的挤出条件以压力变动为1％、熔融树脂的温度分布为2％，将熔融树脂从模具挤出。具体而言，将背压相对于挤出机的筒内平均压力而加压1％，将挤出机的配管温度以相对于挤出机的筒内平均温度而高2％的温度进行加热。

对于从模具挤出的熔融树脂，在将温度设定为25℃的冷却流延鼓上挤出，使用静电施加法使其与冷却流延鼓密合。使用与冷却流延鼓相对配置的剥离辊进行剥离，得到未延伸聚酯薄膜3(膜厚250μm)。

-含量子杆的层的制作-

将混合有VYLON 500(TOYOBO CO.,LTD.)(80质量份)、上述制作的量子杆1(16质量份)、量子杆2(4质量份)以及乙酸乙酯(300质量份)的组合物，以干燥后的膜厚成为25μm的方式在上述所制作的未延伸聚酯薄膜3配成并且进行涂布，得到附有含量子杆的层的未延伸聚酯薄膜3。

-横向延伸工序-

-预热部-

将预热温度设为90℃，加热至可延伸附有含量子杆的层的未延伸聚酯薄膜3的温度。

-延伸部-

将经预热的附有含量子杆的层的未延伸聚酯薄膜3引导至拉幅机(横向延伸机)，将薄膜端部以卡盘把持，并且在TD方向(薄膜宽度方向、横向方向)以下述条件横向延伸，得到附有含量子杆的层的横向延伸聚酯薄膜3。

《条件》

·横向延伸温度：90℃

·横向延伸倍率：4.3倍

-热松弛部-

将延伸后的附有含量子杆的层的横向延伸聚酯薄膜3加热至下述温度，使薄膜松弛。

《条件》

·热松弛温度：80℃

·热松弛率：TD方向(薄膜宽度方向、横向方向)2％

-冷却部-

接着，将热松弛后的附有含量子杆的层的横向延伸聚酯薄膜3在50℃的冷却温度下冷却。

将如此得到的附有含量子杆的层的横向延伸聚酯薄膜3作为实施例3的层叠体(膜厚70μm)。层叠体中包含支撑体、包含量子杆的光转换薄膜。

(比较例1)

-支撑体成形工序-

依照与实施例3的未延伸聚酯薄膜3的制作方法的相同顺序，制作未延伸聚酯薄膜4(膜厚240μm)。

-含量子杆的层的制作-

将混合有12质量％的聚乙烯醇(PVA)124水溶液(KURARAY CO.,LTD制造)(650质量份)、上述制作的量子杆1(16质量份)、量子杆2(4质量份)的组合物，以干燥后的膜厚成为30μm的方式在上述所制作的未延伸聚酯薄膜4配成并且进行涂布，得到附有含量子杆的层的未延伸聚酯薄膜4。

-横向延伸工序-

-预热部-

将预热温度设为90℃，加热至可延伸附有含量子杆的层的未延伸聚酯薄膜4的温度。

-延伸部-

将经预热的附有含量子杆的层的未延伸聚酯薄膜4引导至拉幅机(横向延伸机)，将薄膜端部以卡盘把持，并且在TD方向(薄膜宽度方向、横向方向)以下述条件横向延伸，得到附有含量子杆的层的横向延伸聚酯薄膜4。

《条件》

·横向延伸温度：90℃

·横向延伸倍率：4.3倍

-热松弛部-

将延伸后的附有含量子杆的层的横向延伸聚酯薄膜4加热至下述温度，使薄膜松弛。

《条件》

·热松弛温度：80℃

·热松弛率：TD方向(薄膜宽度方向、横向方向)2％

-冷却部-

接着，将热松弛后的附有含量子杆的层的横向延伸聚酯薄膜4在50℃的冷却温度下冷却。

将如此得到的附有含量子杆的层的横向延伸聚酯薄膜4作为比较例1的层叠体(膜厚65μm)。层叠体中包含支撑体、包含量子杆的光转换薄膜。

(比较例2)

将作为脂环式烯烃聚合物(COP)的一种的热塑性降冰片烯树脂的颗粒[Zeon Corporation制造，商品名称“ZEONOR1420”，玻璃化转变温度137℃]在100℃下干燥5小时。将上述颗粒(95质量份)和上述制作的量子杆1(4质量份)、量子杆2(1质量份)投入到直径50mm的单轴混炼挤出机1的料斗1，在挤出机1中熔融。根据下述挤出条件，通过齿轮泵、过滤器(孔径20μm)而从模具挤出。熔融树脂的挤出条件以压力变动为1％、熔融树脂的温度分布为2％，将熔融树脂从模具挤出。具体而言，将背压相对于挤出机的筒内平均压力而加压1％，将挤出机的配管温度以相对于挤出机的筒内平均温度而高2％的温度进行加热。

对于从模具挤出的熔融树脂，在将温度设定为25℃的冷却流延鼓上挤出，使用静电施加法使其与冷却流延鼓密合。使用与冷却流延鼓相对配置的剥离辊进行剥离，得到含有量子杆的未延伸COP薄膜5。

-纵向延伸工序-

-预热部-

将预热温度设为140℃，加热至可延伸含有量子杆的未延伸COP薄膜5的温度。

-延伸部-

将经预热的含有量子杆的未延伸COP薄膜5引导至拉幅机(纵向延伸机)，在MD方向(薄膜行进方向、纵向方向)以下述条件纵向延伸，得到含有量子杆的纵向延伸COP薄膜5。

《条件》

·纵向延伸温度：150℃

·纵向延伸倍率：3.0倍

-热松弛部-

将延伸后的含有量子杆的纵向延伸COP薄膜5加热至下述温度，使薄膜松弛。

《条件》

·热松弛温度：140℃

·热松弛率：MD方向(薄膜行进方向、纵向方向)2％

-冷却部-

接着，将热松弛后的含有量子杆的纵向延伸COP薄膜5在50℃的冷却温度下冷却。

将如此得到的含有量子杆的纵向延伸COP薄膜5作为比较例2的薄膜。膜厚为63μm。

(比较例3)

将含有量子杆的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)薄膜用以下方法制作。

-薄膜成形工序-

将聚乙烯醇缩丁醛(以下PVB，95质量份)、上述制作的量子杆1(4质量份)及量子杆2(1质量份)干燥至含水率20ppm以下之后，投入到直径50mm的单轴混炼挤出机1的料斗1，在挤出机1中熔融。根据下述挤出条件，通过齿轮泵、过滤器(孔径20μm)而从模具挤出。熔融树脂的挤出条件以压力变动为1％、熔融树脂的温度分布为2％，将熔融树脂从模具挤出。具体而言，将背压相对于挤出机的筒内平均压力而加压1％，将挤出机的配管温度以相对于挤出机的筒内平均温度而高2％的温度进行加热。

对于从模具挤出的熔融树脂，在将温度设定为25℃的冷却流延鼓上挤出，使用静电施加法使其与冷却流延鼓密合。使用与冷却流延鼓相对配置的剥离辊进行剥离，得到含有量子杆的未延伸PVB薄膜6。

-横向延伸工序-

-预热部-

将预热温度设为90℃，加热至可延伸含有量子杆的未延伸PVB薄膜6的温度。

-延伸部-

将预热的含有量子杆的未延伸PVB薄膜6引导至拉幅机(横向延伸机)，将薄膜端部以卡盘把持，并且在TD方向(薄膜宽度方向、横向方向)以下述条件横向延伸，得到含有量子杆的横向延伸PVB薄膜6。

《条件》

·横向延伸温度：110℃

·横向延伸倍率：4.5倍

-热松弛部-

将延伸后的含有量子杆的横向延伸PVB薄膜6加热至下述温度，使薄膜松弛。

《条件》

·热松弛温度：100℃

·热松弛率：TD方向(薄膜宽度方向、横向方向)2％

-冷却部-

接着，将热松弛后的含有量子杆的横向延伸PVB薄膜6在50℃的冷却温度下冷却。

将如此得到的含有量子杆的横向延伸PVB薄膜6作为比较例3的薄膜。膜厚为60μm。

＜氧透过系数的评价＞

将实施例1～2及比较例2～3的薄膜、与实施例3及比较例1中的层叠体的光转换薄膜的氧透过系数，以以下方法评价。

(实施例1～2及比较例2～3：无支撑体的薄膜)

在Orbisphere Laboratories公司制造的氧浓度计的检测部，使实施例1～2及比较例2～3所制作的薄膜分别隔着硅润滑脂黏贴，依上述方法，从平衡氧浓度值得到各薄膜的氧透过系数(P)。对所得到的氧透过系数(P)的值依照后述(评价基准)中所示的基准进行评价。将结果在表1汇总表示。

(实施例3及比较例1的层叠体：具有支撑体的层叠体)

在Orbisphere Laboratories公司制造的氧浓度计的检测部，使实施例3及比较例1所制作的层叠体分别隔着硅润滑脂黏贴，依上述方法，从平衡氧浓度值得到每实际膜厚的氧透过率(P0)。

以相同的方式，测定实施例3及比较例1中使用的仅实施延伸处理的支撑体的每实际膜厚的氧透过率(P1)，并通过下述式，计算出实施例3及比较例1所制作的层叠体中所含的仅光转换薄膜的每实际膜厚的氧透过率(P2)。

1/P2＝(1/P0)-(1/P1)

使用由上述式所得到的氧透过率(P2)的值，得到氧透过系数(P)。另外，氧透过系数根据(氧透过系数)＝(氧透过率)×(厚度(20μm))计算。将所得到的氧透过系数(P)依照以下基准进行评价。将结果在表1汇总表示。

A：P≤10[cc·20μm/m²·day·atm]

B：10[cc·20μm/m²·day·atm]＜P≤200[cc·20μm/m²·day·atm]

C：200[cc·20μm/m²·day·atm]＜P≤1000[cc·20μm/m²·day·atm]

D：1000[cc·20μm/m²·day·atm]＜P

＜含水率的评价＞

通过ISO62method1(测定在23℃的水中浸渍24小时后的重量增加率的方法)，测定实施例1的薄膜的含水率w，并依照下述基准进行评价。将结果示于表1。

而且，除了使用实施例2及比较例2～3的薄膜来代替实施例1的薄膜以外，依照与上述相同的顺序，测定各薄膜的含水率并进行评价。

进而，除了使用实施例3的层叠体来代替实施例1的薄膜以外，依照与上述相同的顺序，测定层叠体的含水率(WO)。而且，除了使用未延伸聚酯薄膜3来代替实施例1的薄膜并使用以实施例3中记载的延伸处理的顺序延伸的支撑体以外，依照与上述相同的顺序，测定支撑体的含水率(W1)。从层叠体的含水率(WO)除支撑体的含水率(W1)，计算层叠体中的光转换薄膜的含水率(W)，依照以下基准进行评价。

另外，对于比较例1中得到的层叠体，也通过与使用了上述实施例3中得到的层叠体时相同的顺序，计算比较例1中得到的层叠体中的光转换薄膜的含水率，并依照以下基准进行评价。

A：w≤0.1[％]

B：0.1[％]＜w≤1.0[％]

C：1.0[％]＜w≤5.0[％]

D：5.0[％]＜w

＜亮度变化评价＞

1.初期(连续照射前)亮度的评价

在市售的蓝色光源(OPTEX-FA股份有限公司制造的OPSM-H150X142B)上放置实施例1的薄膜，将透射的光的亮度(Y0)以设置在对薄膜的面为垂直方向740mm的位置的亮度计(SR3，TOPCON公司制造)测定。

2.连续照射后的亮度的评价

在保持为25℃相对湿度60％RH的房间，在市售的蓝色光源(OPTEX-FA股份有限公司制造的OPSM-H150X142B)上放置实施例1的薄膜，对实施例1的薄膜连续照射蓝色光250小时。

以与上述1.的连续照射前的亮度的评价相同的方法，测定连续照射后的实施例1的薄膜的亮度(Y1)，计算下述式记载的与初期亮度值的变化率(ΔY)并作为亮度变化的指标。

ΔY[％]＝(Y0-Y1)/Y0×100

根据所得到的ΔY的值，以下述基准评价亮度变化。若评价结果为A及B，则可判断即使在连续照射后端部的发光效率也维持良好。

(评价基准)

A：ΔY＜20[％]

B：20[％]≤ΔY＜40[％]

C：40[％]≤ΔY＜60[％]

D：60[％]≤ΔY

另外，除了使用实施例2与比较例2～3的薄膜来代替实施例1的薄膜及使用实施例3与比较例1的层叠体以外，依照与上述相同的顺序，实施亮度变化评价。将结果在表1汇总表示。

＜耐湿热性试验评价＞

1.耐湿热性试验前的偏振度

使用自动偏振片测量装置VAP-7070(日本分光股份有限公司)，测定耐湿热性试验前的实施例1的薄膜的偏振度P0。

2.耐湿热性试验后的偏振度

将实施例1的薄膜在60℃相对湿度90％RH的环境下静放250小时。

将耐湿热性试验后的实施例1的薄膜的偏振度P1以与上述1.的耐湿热性试验前的偏振度评价相同方法进行测定，计算下述式记载的与初期偏振度的变化率(ΔP)并作为偏振度变化的指标。

ΔP[％]＝(P0-P1)/P0×100

根据所得到的ΔP的值，以下述基准评价偏振度变化。若评价结果为A及B，则可判断耐湿热性良好。

(评价基准)

A：ΔP＜5[％]

B：5[％]≤ΔP＜10[％]

C：10[％]≤ΔP＜20[％]

D：20[％]≤ΔP

另外，除了使用实施例2与比较例2～3的薄膜来代替实施例1的薄膜及使用实施例3与比较例1的层叠体以外，依照与上述相同的顺序，实施耐湿热性试验评价。将结果在表1汇总表示。

＜量子杆取向评价＞

使用各实施例与各比较例所制作的薄膜及层叠体，将厚度方向的截面及面方向的截面以透射电子显微镜观察时，在各实施例与各比较例制作的薄膜及层叠体中的光转换薄膜中，多个量子杆以其长轴与延伸方向成为平行的方式在薄膜中(聚合物中)分散取向。即，以长轴平行于与薄膜表面(面方向)平行的一个方向(与薄膜的厚度方向正交的一个方向)的方式，使多个量子杆在聚合物中分散取向。

表1中，在“制造方法”栏中，“1”表示通过熔融制膜制造聚合物薄膜的情况，“2”表示在支撑体上形成涂膜的情况。

另外，实施例中使用的聚合物本身的含水率也为1％以下，且氧透过系数也为200cc·20μm/m²·day·atm以下。

表1

如表1所示，可确认本发明的光转换薄膜及层叠体中，亮度变化小且即使在耐湿热性试验后偏振度变化也少，可得到所期望的效果。

另一方面，在无法满足规定的氧透过系数及含水率两者的比较例1～3的方式中，无法得到所期望的效果。

＜液晶显示装置的制造＞

对市售的液晶显示装置(Panasonic公司制造，商品名TH-L42D2)进行分解，在背光侧偏振片与背光单元之间配置实施例1～3的光转换薄膜或层叠体，将背光单元变更为以下的B窄频带背光单元，制造实施例1～3的液晶显示装置。此时，以光转换薄膜或层叠体的延伸方向与背光侧偏振片的透射轴成为平行的方式配置。

所使用的B窄频带背光单元具备作为光源的蓝色发光二极体(Nichia B-LED：Royal Blue，主波长445nm，半值宽20nm，以下也称为B光源)。而且，在光源的后部具备将从光源发光并由光学片部件反射的光进行反射的反射部件。

＜颜色再现区域的评价＞

将上述实施例1～3的液晶显示装置的颜色再现区域(NTSC比)以日本特开2012-3073号公报所记载的方法测定。实施例1～3的液晶显示装置的颜色再现区域(NTSC比)为100％以上，为良好。

符号说明

10 光转换薄膜

12 聚合物

14 量子杆

16 入射光

18 偏振

20 支撑体

22 层叠体