CN109476989B - 含有量子点的组合物、波长转换部件、背光单元及液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的含有量子点的组合物包含量子点及具有配位于量子点的表面上的配位性基团的配体,配体由下述通式I表示。通式I中,A为包含1个以上选自氨基、羧基、巯基、膦基及氧化膦基中的配位性基团的有机基团,Z为(n+m+l)价的有机连接基团,R为包含可以具有取代基的烷基、烯基或炔基的基团,Y为具有聚合度3以上且包含聚丙烯酸酯骨架等的高分子链的基团。n及m各自独立地为1以上的数,l为0以上的数,n+m+l为3以上的整数。其中,在分子中包含至少2个配位性基团。

Description

含有量子点的组合物、波长转换部件、背光单元及液晶显示 装置
技术领域
本公开涉及一种含有量子点的组合物、波长转换部件、背光单元及液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置(Liquid Crystal Display(略记为LCD。))等平板显示器作为耗电较小、节省空间的画像显示装置,其用途逐年扩展。液晶显示装置至少由背光和液晶单元构成,通常进一步包含背光侧偏振片、视觉辨认侧偏振片等部件。
近年来,以提高LCD的颜色再现性为目的,在背光单元的波长转换部件中具备包含量子点(也称为Quantum Dot、QD。)作为发光材料的波长转换层的结构受到瞩目。波长转换部件为转换从光源入射的光的波长并作为白色光而出射的部件,包含量子点作为发光材料的波长转换层中,能够利用从光源入射的光而激发的发光特性不同的2种或3种量子点发光的荧光来实现白色光。
基于量子点的荧光为高亮度,而且半高宽较小,因此使用了量子点的LCD颜色再现性优异。通过使用了这种量子点的3波长光源化技术的进步,颜色再现区域由NTSC(National Television System Committee:美国国家电视***委员会)比从72%扩大到100%。
一般而言,以提高组合物中的溶剂与量子点的亲和性,或者提高发光效率等为目的,在量子点的表面上配位有配体。并且,有时使配体含于包含量子点的组合物中。例如,日本特表2012-525467号公报中公开有包含量子点和高分子配体的组合物。该高分子配体具有硅酮骨架和与硅酮骨架连接的1个以上的氨基及氨基部分。
并且,日本特开2011-514879号公报中公开有表面键合有配位体的纳米粒子。该配位体由X-Sp-Z的式表示,X选自伯胺基、仲胺基及尿素等,Sp为能够使电荷移动的间隔基,Z为赋予纳米粒子特定的化学反应性的反应性基团。作为反应性基团,记载有硫醇基及羧基等。
发明内容
发明要解决的技术课题
如上所述,随着LCD的颜色再现性的提高,显示装置中所使用的波长转换部件要求较高水平的特性及长期可靠性。但是,在使用了包含量子点的波长转换部件的显示装置的情况下,存在由于在高温环境的保管、使用所引起的主体的温度上升而量子点的发光效率逐渐下降,亮度随之下降的问题。
并且,使用了量子点的波长转换部件通常作为包含含有量子点的波长转换层的波长转换薄膜而被提供,并且组装于液晶显示装置的背光单元中。然而,近年来,以智能手机用显示装置为首,液晶显示装置正在向薄型化发展,也期望波长转换薄膜的薄化。为了应对薄化的要求,需要对包含在波长转换层中的量子点进行高浓度化、降低波长转换层的厚度。虽然期望将波长转换层的粘合剂树脂用作生产性优异的丙烯酸树脂,但是存在对丙烯酸树脂很难以高浓度来分散量子点且无法降低波长转换层的厚度的问题。
鉴于上述情况,本公开提供一种不仅能够抑制由热引起的亮度下降且能够使量子点以高浓度分散在丙烯酸树脂中且能够薄化波长转换层的含有量子点的组合物。
并且,本公开提供一种由热引起的亮度下降得到抑制且能够进行薄化的波长转换部件、背光单元及液晶显示装置。
本发明人等推测由热引起的量子点的亮度下降是因为覆盖量子点的表面的配体因热而脱离量子点表面。在配体脱离量子点表面的情况下,在该部分生成表面能级,激子被捕集于此处,从而发光效率下降。并且,由于配体脱离,量子点的表面容易因存在于外部环境中的氧被氧化,带来量子点的劣化。另外,因配体的脱离而促进量子点彼此的凝聚,导致发光效率的下降。
并且,配体针对量子点具有向粘合剂树脂赋予分散稳定性的效果。因此,能够有效地覆盖量子点的表面的配体,能够提高对丙烯酸树脂的量子点的分散稳定性,从而能够使量子点达到高浓度。
根据这种见解,本公开提供如下所述的各种方式。
本公开的含有量子点的组合物包含量子点及具有配位于量子点的表面上的配位性基团的配体,配体由下述通式I表示。
[化学式编号1]
Figure GDA0003213824540000031
通式I中,A为包含1个以上选自氨基、羧基、巯基、膦基及氧化膦基中的配位性基团的有机基团,Z为(n+m+l)价的有机连接基团,R为包含可以具有取代基的烷基、烯基或炔基的基团,Y为具有高分子链的基团,所述高分子链的聚合度为3以上且包含选自聚丙烯酸酯骨架、聚甲基丙烯酸酯骨架、聚丙烯酰胺骨架、聚甲基丙烯酰胺骨架、聚酯骨架、聚氨酯骨架、聚脲骨架、聚酰胺骨架、聚醚骨架及聚苯乙烯骨架中的至少1种骨架。n及m各自独立地为1以上的数,l为0以上的数,n+m+l为3以上的整数。n个A可以相同也可以不同。m个Y可以相同也可以不同。l个R可以彼此相同也可以不同。其中,在分子中包含至少2个配位性基团。
配体优选由下述通式II表示的配体。
[化学式编号2]
Figure GDA0003213824540000032
通式II中,L为配位性基团,X1为(a+1)价的有机连接基团,S为硫原子。a个L可以相同也可以不同。a为1以上且2以下的整数。当a为1时,n为2以上,当a为2时,n为1以上。
配体优选由下述通式III表示的配体。
[化学式编号3]
Figure GDA0003213824540000033
通式III中,X2及X3为2价的有机连接基团,P为高分子链,所述高分子链的聚合度为3以上且包含选自聚丙烯酸酯骨架、聚甲基丙烯酸酯骨架、聚丙烯酰胺骨架、聚甲基丙烯酰胺骨架、聚酯骨架、聚氨酯骨架、聚脲骨架、聚酰胺骨架、聚醚骨架及聚苯乙烯骨架中的至少1种骨架。Q为可以具有取代基的烷基、烯基或炔基。
本公开的含有量子点的组合物可以进一步包含聚合性化合物。
本公开的含有量子点的组合物可以进一步包含至少1种聚合物及至少1种溶剂。
聚合物可以是水溶性聚合物。并且,水溶性聚合物可以是聚乙烯醇或乙烯-乙烯醇共聚物。
量子点优选为选自在600nm~680nm的波长频带中具有发光中心波长的量子点、在520nm~560nm的波长频带中具有发光中心波长的量子点及在430nm~480nm的波长频带中具有发光中心波长的量子点中的至少一种。
本公开的波长转换部件具有使本公开的含有量子点的组合物进行固化而成的波长转换层。即,波长转换层包含本公开的含有量子点的组合物的固化物。
另外。优选本公开的波长转换部件具有透氧度为1.00cm3/m2·天·大气压以下的阻挡膜,波长转换层的2个主表面中的至少一个与阻挡膜接触。
另外,优选本公开的波长转换部件具有2个阻挡膜,波长转换层的2个主表面分别与阻挡膜接触。
优选波长转换层的厚度为30μm以下。并且,优选阻挡膜的每张的厚度为30μm以下。若为上述范围,则能够将波长转换部件组装于智能手机等小型的液晶显示装置中,因此优选。
本公开的背光单元至少具备本公开的波长转换部件及光源。
本公开的液晶显示装置至少具备本公开的背光单元及液晶单元。
发明效果
本公开的含有量子点的组合物为包含量子点及具有配位于量子点的表面上的配位性基团的配体,配体为上述通式I所表示的配体。通过本公开的含有量子点的组合物中的配体具有如上所述的结构,配位性基团在量子点的窄区域多点配位,因此配体牢固地配位于量子点的表面上,因此能够抑制因热而配体脱离量子点表面,能够防止亮度的下降。并且,能够以高浓度含有量子点,因此能够薄化波长转换层。具备使这种含有量子点的组合物进行固化而成的波长转换层的波长转换部件、背光单元及液晶显示装置可良好地抑制由热引起的亮度下降,进一步能够进行薄化。
附图说明
图1是表示一实施方式所涉及的波长转换部件的概略结构剖视图。
图2是表示波长转换部件的制造装置的一例的概略结构图。
图3是图2所示的制造装置的局部放大图。
图4是具备一实施方式所涉及的波长转换部件的背光单元的概略结构剖视图。
图5是表示具备一实施方式所涉及的背光单元的液晶显示装置的概略结构剖视图。
具体实施方式
以下,参考附图对本公开所涉及的各种实施方式进行说明。以下说明针对代表性实施方式进行,但本公开并不限定于以下实施方式。另外,在本公开中,当提及组合物中的各成分的量时,若在组合物中存在多个对应于各成分的物质,则除非另有说明,是指存在于组合物中的相应多个物质的总量。
另外,本说明书中,使用“~”表示的数值范围是指将“~”的前后所记载的数值作为下限值及上限值而包含的范围。并且,本说明书中,峰的“半高宽”是指峰高度乘以1/2的高度下的峰的宽度。并且,将在430~480nm的波长频带中具有发光中心波长的光称为蓝色光,将在520~560nm的波长频带中具有发光中心波长的光称为绿色光,将在600~680nm的波长频带中具有发光中心波长的光称为红色光。并且,(甲基)丙烯酰基是指丙烯酰基及甲基丙烯酰基中的一方或双方。
[含有量子点的组合物]
以下,对含有量子点的组合物的详细内容进行说明。
(量子点)
量子点为被激发光激发而发出荧光的半导体纳米粒子。含有量子点的组合物中,作为量子点,可以含有发光特性不同的两种以上的量子点。当使用蓝色光作为激发光时,含有量子点的组合物能够含有被蓝色光LB激发而发出荧光(红色光)LR的量子点及被蓝色光LB激发而发出荧光(绿色光)LG的量子点。
并且,当使用紫外光作为激发光时,含有量子点的组合物能够含有被紫外光LUV激发而发出荧光(红色光)LR的量子点、被紫外光LUV激发而发出荧光(绿色光)LG的量子点及被紫外光LUV激发而发出荧光(蓝色光)LB的量子点。
作为发出红色光LR的量子点,能够举出在600~680nm的波长范围具有发光中心波长的量子点。作为发出绿色光LG的量子点,能够举出在520~560nm的波长范围具有发光中心波长的量子点。作为发出蓝色光LB的量子点,能够举出在430~480nm的波长范围具有发光中心波长的量子点。含有量子点的组合物优选包含这些中的至少1种作为量子点。
关于量子点,例如能够参考日本特开2012-169271号公报的0060~0066段,但并不限定于该公报中所记载的量子点。
作为量子点,从提高耐久性的观点考虑,例如优选芯-壳型的半导体纳米粒子。作为芯,能够使用II-VI族半导体纳米粒子、III-V族半导体纳米粒子及多元体系半导体纳米粒子等。具体而言,可以举出CdSe、CdTe、CdS、ZnS、ZnSe、ZnTe、InP、InAs、InGaP等,但并不限定于这些。其中,从高效率发出可见光的观点考虑,优选CdSe、CdTe、InP、InGaP。作为壳,能够使用CdS、ZnS、ZnO、GaAs及它们的复合体,但并不限定于这些。量子点的发光波长通常能够根据粒子的组成及尺寸进行调整。
量子点可以是球形的粒子,并且也可以是称为量子杆的棒状的粒子,另外也可以是四角体型的粒子。从缩小发光半高宽(FWHM)并扩大液晶显示装置的颜色再现区域的观点考虑,优选球形的量子点或棒状的量子点(即,量子杆)。
量子点的表面上除了后述的本公开的配体以外,还可以配位有具有路易斯碱性的配位性基团的配体。并且,也能够将已经配位有这种配体的量子点用于本公开的含有量子点的组合物中。作为路易斯碱性的配位性基团,能够举出氨基、羧基、巯基、膦基及氧化膦基等。具体而言,能够举出己胺、癸胺、十六胺、十八胺、油胺、肉豆蔻胺、月桂胺、油酸、巯基丙酸、三辛基膦及三正辛基氧膦等。其中,优选十六胺、三辛基膦及三正辛基氧膦,尤其优选三正辛基氧膦。
配位有这些配体的量子点能够通过公知的合成方法进行制作。例如,能够通过C.B.Murray,D.J.Norris、M.G.Bawendi,Journal of the American Chemical Society,1993,115(19),第8706页-第8715页或The Journal of Physical Chemistry B,101,第9463页-第9475页,1997中所记载的方法进行合成。并且,配位有配体的量子点能够无任何限制地使用市售的量子点。例如,能够举出Lumidot(Sigma-Aldrich公司制造)。
在本公开的含有量子点的组合物中,配位有配体的量子点的含量相对于含有量子点的组合物中所含的聚合性化合物的总质量,优选0.01~10质量%,更优选0.05~5质量%。
本公开所涉及的量子点可以以粒子的状态添加到上述含有量子点的组合物中,也可以以分散于溶剂中的分散液的状态添加。从抑制量子点的粒子凝聚的观点考虑,优选以分散液的状态添加。在此所使用的溶剂并没有特别限定。例如,可以举出甲苯等有机溶剂。
(配体)
本公开的含有量子点的组合物包含量子点及具有配位于量子点的表面上的配位性基团的配体,配体为下述通式I所表示的配体。
[化学式编号4]
Figure GDA0003213824540000071
通式I中,A为包含1个以上选自氨基、羧基、巯基、膦基及氧化膦基中的配位性基团的有机基团,Z为(n+m+l)价的有机连接基团,R为包含可以具有取代基的烷基、烯基或炔基的基团,Y为具有高分子链的基团,所述高分子链的聚合度为3以上且包含选自聚丙烯酸酯骨架、聚甲基丙烯酸酯骨架、聚丙烯酰胺骨架、聚甲基丙烯酰胺骨架、聚酯骨架、聚氨酯骨架、聚脲骨架、聚酰胺骨架、聚醚骨架及聚苯乙烯骨架中的至少1种骨架。n及m各自独立地为1以上的数,l为0以上的数,n+m+l为3以上的整数。n个A可以相同也可以不同。m个Y可以相同也可以不同。l个R可以彼此相同也可以不同。其中,在分子中包含至少2个配位性基团。
通式I中,Z为(n+m+l)价的有机连接基团。n+m+l为3以上的整数,优选3以上且10以下,更优选3以上且8以下,进一步优选3以上且6以下。n及m各自独立地优选1以上,n更优选2以上且5以下,m更优选1以上且5以下。l为0以上,优选0以上且3以下。尤其,n:m优选为1:4~4:1的范围,(m+n):l优选为3:2~5:0的范围。
作为Z所表示的(n+m+l)价的有机连接基团,包含由1个至100个碳原子、0个至10个氮原子、0个至50个氧原子、1个至200个氢原子及0个至20个硫原子构成的基团,可以不被取代,也可以进一步具有取代基。
作为(n+m+l)价的有机连接基团Z,优选由1至60个碳原子、0个至10个氮原子、0个至40个氧原子、1个至120个氢原子及0个至10个硫原子构成的基团,更优选由1至50个碳原子、0个至10个氮原子、0个至30个氧原子、1个至100个氢原子及0个至7个硫原子构成的基团,尤其优选由1至40个碳原子、0个至8个氮原子、0个至20个氧原子、1个至80个氢原子及0个至5个硫原子构成的基团。
关于(n+m+l)价的有机连接基团Z,作为具体例能够举出下述结构单元或由结构单元组合而构成的基团(也可以形成环结构)。
[化学式编号5]
Figure GDA0003213824540000081
当(n+m+l)价的有机连接基团Z具有取代基时,作为取代基,例如可以举出甲基、乙基等碳原子数1至20的烷基、苯基、萘基等碳原子数6至16的芳基、羟基、氨基、羧基、磺酰胺基、N-磺酰基酰胺基、乙酰氧基等碳原子数1至6的酰氧基、甲氧基、乙氧基等碳原子数1至6的烷氧基、氯、溴等卤原子、甲氧基羰基、乙氧基羰基、环己氧基羰基等碳原子数2至7的烷氧基羰基、氰基、碳酸叔丁酯等碳酸酯基等。
作为(n+m+l)价的有机连接基团Z的具体例,以下示出有机连接基团(1)~(22)。但是,本公开中,有机连接基团Z并不限于这些。下述有机连接基团中的*表示与通式I中的A、Y及R侧键合的部位。
[化学式编号6]
Figure GDA0003213824540000101
[化学式编号7]
Figure GDA0003213824540000111
[化学式编号8]
Figure GDA0003213824540000121
在上述具体例之中,从原料的获得性、易合成性、聚合性化合物及在各种溶剂中的溶解性的观点考虑,最优选的(n+m+l)价的有机连接基团Z为下述基团。
[化学式编号9]
Figure GDA0003213824540000131
通式I中,R为包含具有取代基的烷基、烯基或炔基的基团。由R表示的基团优选为碳原子数1至30,更优选为碳原子数1至20。作为取代基,例如可以举出甲基、乙基等碳原子数1至20的烷基、苯基、萘基等碳原子数6至16的芳基、羟基、氨基、羧基、磺酰胺基、N-磺酰基酰胺基、乙酰氧基等碳原子数1至6的酰氧基、甲氧基、乙氧基等碳原子数1至6的烷氧基、氯、溴等卤原子、甲氧基羰基、乙氧基羰基、环己氧基羰基等碳原子数2至7的烷氧基羰基、氰基、碳酸叔丁酯等碳酸酯基等。
通式I中,Y为具有高分子链的基团,所述高分子链的聚合度为3以上且包含选自聚丙烯酸酯骨架、聚甲基丙烯酸酯骨架、聚丙烯酰胺骨架、聚甲基丙烯酰胺骨架、聚酯骨架、聚氨酯骨架、聚脲骨架、聚酰胺骨架、聚醚骨架及聚苯乙烯骨架中的至少1种骨架。m个Y可以相同也可以不同。
本公开中的高分子链可以是包含选自聚丙烯酸酯骨架、聚甲基丙烯酸酯骨架、聚丙烯酰胺骨架、聚甲基丙烯酰胺骨架、聚酯骨架、聚氨酯骨架、聚脲骨架、聚酰胺骨架、聚醚骨架及聚苯乙烯骨架中的至少1种骨架的聚合物、改性物或共聚物。作为高分子链,例如,可以举出聚醚/聚氨酯共聚物、聚醚/乙烯基单体的聚合物的共聚物等。并且,高分子链可以是无规共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物中的任意一种。其中,尤其优选包含聚丙烯酸酯骨架的聚合物或共聚物。
进而,高分子链优选可溶于溶剂中。若与溶剂的亲和性较低,则例如用作配体时,与分散介质的亲和性减弱,有时无法确保对分散稳定化充分的吸附层。
并且,进而优选高分子链具有能够实现良好地分散于组合物中的聚合性化合物中的结构。这种高分子链优选为高分支且彼此具有立体排斥基。通过这种结构,聚合性化合物进入高分支链之间,量子点能够良好地分散于聚合性化合物中。例如,当聚合性化合物为环氧化合物时,高分子链的SP值优选17~22MPa1/2
作为形成上述高分子链的单体并没有特别限制,例如优选(甲基)丙烯酸酯类、巴豆酸酯类、乙烯酯类、马来酸二酯类、富马酸二酯类、衣康酸二酯类、(甲基)丙烯酰胺类、苯乙烯类、乙烯醚类、乙烯基酮类、烯烃类、马来酰亚胺类、(甲基)丙烯腈、具有酸性基团的单体等。
以下,对这些单体的优选的例子进行说明。
作为(甲基)丙烯酸酯类的例子,可以举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸叔丁基环己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸叔辛酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸乙酰氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸3-苯氧基-2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸-2-氯乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸-3,4-环氧基环己基甲酯、(甲基)丙烯酸乙烯酯、(甲基)丙烯酸2-苯基乙烯酯、(甲基)丙烯酸1-丙烯酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸2-烯丙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸炔丙酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸二乙二醇单甲醚、(甲基)丙烯酸二乙二醇单***、(甲基)丙烯酸三乙二醇单甲醚、(甲基)丙烯酸三乙二醇单***、(甲基)丙烯酸聚乙二醇单甲醚、(甲基)丙烯酸聚乙二醇单***、(甲基)丙烯酸β-苯氧基乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸壬基苯氧基聚乙二醇酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸三氟乙酯、(甲基)丙烯酸八氟戊酯、(甲基)丙烯酸全氟辛基乙酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯、(甲基)丙烯酸三溴苯酯、(甲基)丙烯酸三溴苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸-γ-丁内酯等。
作为巴豆酸酯类的例子,可以举出巴豆酸丁酯及巴豆酸己酯等。
作为乙烯酯类的例子,可以举出乙酸乙烯酯、氯乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、甲氧基乙酸乙烯酯及苯甲酸乙烯酯等。
作为马来酸二酯类的例子,可以举出马来酸二甲酯、马来酸二乙酯及马来酸二丁酯等。
作为富马酸二酯类的例子,可以举出富马酸二甲酯、富马酸二乙酯及富马酸二丁酯等。
作为衣康酸二酯类的例子,可以举出衣康酸二甲酯、衣康酸二乙酯及衣康酸二丁酯等。
作为(甲基)丙烯酰胺类,可以举出(甲基)丙烯酰胺、N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N-丙基(甲基)丙烯酰胺、N-异丙基(甲基)丙烯酰胺、N-正丁基丙烯酸(甲基)酰胺、N-叔丁基(甲基)丙烯酰胺、N-环己基(甲基)丙烯酰胺、N-(2-甲氧基乙基)(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯酰胺、N-苯基(甲基)丙烯酰胺、N-硝基苯基丙烯酰胺、N-乙基-N-苯基丙烯酰胺、N-苄基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰吗啉、二丙酮丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟基乙基丙烯酰胺、乙烯基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二烯丙基(甲基)丙烯酰胺、N-烯丙基(甲基)丙烯酰胺等。
作为苯乙烯类的例子,可以举出苯乙烯、甲基苯乙烯、二甲基苯乙烯、三甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、异丙基苯乙烯、丁基苯乙烯、羟基苯乙烯、甲氧基苯乙烯、丁氧基苯乙烯、乙酰氧基苯乙烯、氯苯乙烯、二氯苯乙烯、溴苯乙烯、氯甲基苯乙烯、被能够通过酸性物质脱保护的基团(例如t-Boc等)保护的羟基苯乙烯、乙烯基苯甲酸甲酯及α-甲基苯乙烯等。
作为乙烯基醚类的例子,可以举出甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、2-氯乙基乙烯基醚、羟基乙基乙烯基醚、丙基乙烯基醚、丁基乙烯基醚、己基乙烯基醚、辛基乙烯基醚、甲氧基乙基乙烯基醚及苯基乙烯基醚等。
作为乙烯基酮类的例子,可以举出甲基乙烯基酮、乙基乙烯基酮、丙基乙烯基酮、苯基乙烯基酮等。
作为烯烃类的例子,可以举出乙烯、丙烯、异丁烯、丁二烯、异戊二烯等。
作为马来酰亚胺类的例子,可以举出马来酰亚胺、丁基马来酰亚胺、环己基马来酰亚胺、苯基马来酰亚胺等。
也能够使用(甲基)丙烯腈、乙烯基取代的杂环式基团(例如,乙烯基吡啶、N-乙烯基吡咯烷酮、乙烯基咔唑等)、N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基咪唑、乙烯基己内酯等。
配体优选由下述通式II表示的配体。
[化学式编号10]
Figure GDA0003213824540000161
通式II中,L为配位性基团,X1为(a+1)价的有机连接基团,S为硫原子。a个L可以相同也可以不同。a为1以上且2以下的整数。当a为1时,n为2以上,当a为2时,n为1以上。通式II中除了这些以外的符号的含义与通式I中的含义相同。
当配体由通式II或下述通式III来表示时,作为(n+m+1)价的有机连接基团Z的具体例,可以举出上述有机连接基团(1)~(22),尤其优选下述有机连接基团(21)及(22)。但是,本公开中,有机连接基团Z并不限定于这些。下述有机连接基团中的*表示与通式II及通式III中的S(硫原子)键合的部位。
[化学式编号11]
Figure GDA0003213824540000171
配体也可以是下述通式III所表示的配体。
[化学式编号12]
Figure GDA0003213824540000172
通式III中,X2及X3为2价的有机连接基团,P为聚合度为3以上且包含选自聚丙烯酸酯骨架、聚甲基丙烯酸酯骨架、聚丙烯酰胺骨架、聚甲基丙烯酰胺骨架、聚酯骨架、聚氨酯骨架、聚脲骨架、聚酰胺骨架、聚醚骨架及聚苯乙烯骨架中的至少1种骨架的高分子链。Q为可以具有取代基的烷基、烯基或炔基。通式III中的除了这些以外的符号的含义与通式II中的含义相同。
通式III中,作为X2及X3,表示2价的有机连接基团。作为2价的有机连接基团,包含由1~100个碳原子、0个~10个氮原子、0个~50个氧原子、1个至200个氢原子及0个至20个硫原子构成的基团,可以不被取代,也可以具有取代基。
2价的有机连接基团X2及X3优选单键或由1至50个碳原子、0个至8个氮原子、0个至25个氧原子、1个至100个氢原子及0个至10个硫原子构成的2价的有机连接基团。更优选单键或由1至30个碳原子、0个至6个氮原子、0个至15个氧原子、1个至50个氢原子及0个至7个硫原子构成的2价的有机连接基团。尤其优选单键或由1至10个碳原子、0个至5个氮原子、0个至10个氧原子、1个至30个氢原子及0个至5个硫原子构成的2价的有机连接基团。
当2价的有机连接基团X2及X3具有取代基时,作为取代基,例如可以举出甲基、乙基等碳原子数1至20的烷基、苯基、萘基等碳原子数6至16的芳基、羟基、氨基、羧基、磺酰胺基、N-磺酰基酰胺基、乙酰氧基等碳原子数1至6的酰氧基、甲氧基、乙氧基等碳原子数1至6的烷氧基、氯、溴等卤原子、甲氧基羰基、乙氧基羰基、环己氧基羰基等碳原子数2至7的烷氧基羰基、氰基、碳酸叔丁酯等碳酸酯基等。
作为2价的有机连接基团X2及X3的具体的例子,能够举出由下述结构单元组合而构成的基团(也可以形成环结构)。
[化学式编号13]
Figure GDA0003213824540000181
作为(a+1)价的有机连接基团X1,优选由1至60个碳原子、0个至10个氮原子、0个至40个氧原子、1个至120个氢原子及0个至10个硫原子构成的基团,更优选由1至50个碳原子、0个至10个氮原子、0个至30个氧原子、1个至100个氢原子及0个至7个硫原子构成的基团,尤其优选由1至40个碳原子、0个至8个氮原子、0个至20个氧原子、1个至80个氢原子及0个至5个硫原子构成的基团。
当(a+1)价的有机连接基团X1具有取代基时,作为取代基,例如可以举出甲基、乙基等碳原子数1至20的烷基、苯基、萘基等碳原子数6至16的芳基、羟基、氨基、羧基、磺酰胺基、N-磺酰基酰胺基、乙酰氧基等碳原子数1至6的酰氧基、甲氧基、乙氧基等碳原子数1至6的烷氧基、氯、溴等卤原子、甲氧基羰基、乙氧基羰基、环己氧基羰基等碳原子数2至7的烷氧基羰基、氰基、碳酸叔丁酯等碳酸酯基等。
通式I中,当n为1时,A优选为下述基团,下述基团中*表示与Z键合的部位。
[化学式编号14]
Figure GDA0003213824540000191
这种A中,X1的长度小于约1nm,且在该长度的范围具有多个配位性基团。因此,配体能够以更稠密的状态多点吸附于量子点上,因此牢固地配位。由此,配体不会脱离量子点而由配体覆盖量子点的表面,因此能够防止量子点表面的表面能级的生成、量子点的氧化及量子点的凝聚,能够抑制发光效率的下降。并且,即使在配体已经配位于量子点中的情况下,本公开所涉及的配体也能够进入该配体的间隙中,进而能够抑制量子点的发光效率的下降。
(配体的合成方法)
本公开的含有量子点的组合物中的配体能够通过公知的合成法进行合成。例如,能够通过日本特开2007-277514中所记载的方法进行合成。
(聚合性化合物)
本公开的含有量子点的组合物可以包含聚合性化合物。聚合性化合物优选为丙烯酸化合物。作为聚合性化合物,优选单官能或多官能(甲基)丙烯酸酯单体,只要具有聚合性,则可以是单体的预聚物或聚合物。另外,本说明书中,“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯中的一方或双方。
作为单官能(甲基)丙烯酸酯单体,能够举出丙烯酸及甲基丙烯酸、它们的衍生物,更详细而言,能够举出在分子内具有1个(甲基)丙烯酸的聚合性不饱和键((甲基)丙烯酰基)的单体。作为具体例,能够举出(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)丙烯酸硬脂酯等烷基的碳原子数为1~30的(甲基)丙烯酸烷基酯。
作为2官能的(甲基)丙烯酸酯单体,能够举出新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯及二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯等。
作为3官能的(甲基)丙烯酸酯单体,能够举出ECH改性甘油三(甲基)丙烯酸酯、EO改性甘油三(甲基)丙烯酸酯及PO改性甘油三(甲基)丙烯酸酯。
并且,从更加提高波长转换层的耐热性的观点考虑,优选(甲基)丙烯酸酯单体为脂环式丙烯酸酯。作为这种单官能(甲基)丙烯酸酯单体,例如可以举出二环戊烯基(甲基)丙烯酸酯、二环戊基(甲基)丙烯酸酯、二环戊烯基氧基乙基(甲基)丙烯酸酯。并且,作为二官能(甲基)丙烯酸酯单体,例如可以举出三环癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯。
并且,从组合物的处理性及固化性的观点考虑,含有量子点的组合物中的聚合性化合物的总量相对于含有量子点的组合物100质量份,优选为70~99质量份,更优选为85~97质量份。
(聚合引发剂)
含有量子点的组合物可以包含公知的光自由基聚合引发剂或阳离子聚合引发剂作为聚合引发剂。作为光聚合引发剂,在由BASF公司市售的Irgacure(注册商标)系列中,例如可以举出Irgacure 290、Irgacure 651、Irgacure 754、Irgacure 184、Irgacure 2959、Irgacure 907、Irgacure 369、Irgacure 379、Irgacure819、Irgacure TPO、Irgacure 1173等。并且,在由LAMBERTI公司市售的Esacure(注册商标)系列中,例如可以举出EsacureTZM、Esacure TZT、Esacure KTO46等。此外,可以包含公知的自由基聚合引发剂或阳离子聚合引发剂。例如,能够参考日本特开2013-043382号公报的0037段、日本特开2011-159924号公报的0040~0042段。
光聚合引发剂的含量相对于聚合性组合物100质量份,优选0.1~10质量份,更优选0.2~8质量份,进一步优选0.2~5质量份。
(聚合物)
本公开的含有量子点的组合物可以包含聚合物。聚合物可以是水溶性聚合物。水溶性聚合物可以是聚乙烯醇或乙烯-乙烯醇共聚物。作为聚合物,例如能够举出聚(甲基)丙烯酸酯、聚(甲基)丙烯酰胺、聚酯、聚氨酯、聚脲、聚酰胺、聚醚及聚苯乙烯。
(其他添加剂)
本公开的含有量子点的组合物可以含有粘度调节剂、硅烷偶联剂。
-粘度调节剂-
含有量子点的组合物根据需要可以包含粘度调节剂。通过添加粘度调节剂,能够将含有量子点的组合物调整为所希望的粘度。粘度调节剂优选为粒径为5nm~300nm的填料。并且,粘度调节剂也可以是触变剂。另外,本公开中,触变性是指在液态组合物中相对于剪切速度的增加而减小粘性的性质,触变剂是指具有通过将其含于液态组合物中而对组合物赋予触变性的功能的材料。作为触变剂的具体例,可以举出气相二氧化硅(Fumedsilica)、氧化铝、氮化硅、二氧化钛、碳酸钙、氧化锌、滑石、云母、长石、高岭石(高岭土粘土)、叶蜡石(蜡石粘土)、绢云母(sericite)、膨润土、蒙皂石·蛭石类(蒙脱石、贝得石、绿脱石、皂石等)、有机膨润土、有机蒙皂石等。
-硅烷偶联剂-
含有量子点的组合物可以进一步包含硅烷偶联剂。由包含硅烷偶联剂的聚合性组合物形成的波长转换层通过硅烷偶联剂而成为与相邻层之间的密合性牢固的层,因此能够显示更进一步优异的耐光性。这主要基于波长转换层中所含的硅烷偶联剂通过水解反应或缩合反应而与相邻层的表面或该层的构成成分形成共价键。此时,还优选设置后述的无机层作为相邻层。并且,当硅烷偶联剂具有自由基聚合性基团等反应性官能团时,与构成波长转换层的单体成分形成交联结构,这也能有助于提高波长转换层与相邻层的密合性。另外,本说明书中,波长转换层中所含的硅烷偶联剂的含义中还包含如上所述的反应后的形态的硅烷偶联剂。
作为硅烷偶联剂,能够无任何限制地使用公知的硅烷偶联剂。作为从密合性的观点考虑优选的硅烷偶联剂,可以举出日本特开2013-043382号公报中所记载的通式(1)所表示的硅烷偶联剂。关于详细内容,能够参考日本特开2013-043382号公报的0011~0016段的记载。硅烷偶联剂等添加剂的使用量并没有特别限定,能够适当地设定。
含有量子点的组合物的制备方法并没有特别限制,通过一般的聚合性组合物的制备步骤实施即可。
接着,参考附图对本公开的一实施方式所涉及的波长转换部件及具备该波长转换部件的背光单元进行说明。图1是本实施方式的波长转换部件的概略结构剖视图。
[波长转换部件]
如图1所示,本实施方式的波长转换部件1D具备使含有量子点的组合物固化而成的波长转换层30及配置于波长转换层30的两个主表面的阻挡膜10、20。在此,“主表面”是指将波长转换部件用于后述的显示装置时配置于视觉辨认侧或背光侧的波长转换层的表面(正面、背面)。关于其他层或部件的主表面也相同。阻挡膜10、20分别从波长转换层30侧分别具备阻挡层12、22、及支撑体11、21。以下,对波长转换层30、阻挡膜10、20、支撑体11、21、及阻挡层12、22的详细内容进行说明。
(波长转换层)
如图1所示,波长转换层30是被蓝色光LB激发而发出荧光(红色光)LR的量子点30A及被蓝色光LB激发而发出荧光(绿色光)LG的量子点30B分散于有机基质30P中而成。另外,图1中,为了容易视觉辨认而将量子点30A、30B记载得较大,但实际上例如相对于波长转换层30的厚度10~100μm,量子点的直径为2~7nm的范围。
在量子点30A、30B的表面上配位有本公开的配体。波长转换层30使包含配位有本公开的配体的量子点30A、30B、聚合性化合物及聚合引发剂的含有量子点的组合物通过光照射进行固化而成。
有机基质30P使聚合性化合物通过光照射或热被固化而成。
波长转换层30的厚度优选为1~500μm的范围,更优选为10~100μm的范围,进一步优选为10~50μm的范围。若厚度为1μm以上,则能够得到较高的波长转换效果,因此优选。并且,若厚度为500μm以下,则组装于背光单元时能够使背光单元变薄,因此优选。
上述实施方式中,对使用蓝色光作为光源的方式进行了说明,但波长转换层30也可以是被紫外光LUV激发而发出荧光(红色光)LR的量子点30A、被紫外光LUV激发而发出荧光(绿色光)LG的量子点30B、及被紫外光LUV激发而发出荧光(蓝色光)LB的量子点30C(未图示)分散于有机基质30P中而成。波长转换层的形状并没有特别限定,能够设为任意的形状。
(阻挡膜)
阻挡膜10、20为具有阻挡氧的阻气功能的薄膜。本实施方式中,在支撑体11、21上分别具备阻挡层12、22。通过支撑体11、21的存在,波长转换部件1D的强度得到提高,且能够容易将各层进行制膜。
另外,本实施方式中,示出了阻挡层12、22被支撑体11、21支撑而成的阻挡膜10、20,但阻挡层12、22也可以不被支撑体11、21支撑。并且,本实施方式中,示出了阻挡层12、22以相邻的方式具备于波长转换层30的两个主表面的波长转换部件,但支撑体11、21充分具有阻挡性时,也可以仅由支撑体11、21形成阻挡层。
并且,阻挡膜优选如本实施方式那样在波长转换部件中包含2个(阻挡膜10及阻挡膜20)的方式,但也可以是仅包含1个的方式。
阻挡膜10、20优选可见光区域内的总光线透射率为80%以上,更优选为90%以上。可见光区域是指380~780nm的波长区域,总光线透射率是指遍及可见光区域的透光率的平均值。
阻挡膜10、20的透氧率(也称为透氧度)优选为1.00cm3/(m2·天·大气压)以下。在此,上述透氧率是在测定温度23℃、相对湿度90%的条件下使用氧气透过率测定装置(商品名“OX-TRAN 2/20”,MOCON Inc.制造)测定出的值。阻挡膜10、20的透氧率更优选为0.10cm3/(m2·天·大气压)以下,进一步优选为0.01cm3/(m2·天·大气压)以下。透氧率1.00cm3/(m2·天·大气压)换算成SI单位体系,则为1.14×10-1fm/Pa·s。
(支撑体)
在波长转换部件1D中,波长转换层30的至少一个主表面被支撑体11或21支撑。波长转换层30优选如本实施方式那样被支撑体11及21支撑波长转换层30的表背的主表面。
从波长转换部件的耐冲击性等的观点考虑,支撑体11、21的平均膜厚优选为10μm以上且500μm以下,更优选为20μm以上且400μm以下,进一步优选为30μm以上且300μm以下。如降低波长转换层30中所含的量子点30A、30B的浓度的情况、或减小波长转换层30的厚度的情况那样,增加光的逆反射的方式中,优选波长450nm的光的吸收率更低,因此从抑制亮度下降的观点考虑,支撑体11、21的平均膜厚优选为40μm以下,进一步优选为25μm以下。
为了进一步降低波长转换层30中所含的量子点30A、30B的浓度,或者进一步减小波长转换层30的厚度,需要为了维持LCD的显示颜色而在后述的背光单元的逆反射性部件设置多片棱镜片等设置增加光的逆反射的机构来进一步增加激发光通过波长转换层的次数。因此,支撑体优选为相对于可见光为透明的透明支撑体。
在此,相对于可见光为透明是指可见光区域中的光线透射率为80%以上,优选为85%以上。用作透明尺度的光线透射率能够通过使用JIS-K7105中所记载的方法即积分球式光线透射率测定装置测定总光线透射率及散射光量并由总光线透射率减去扩散透射率而计算出。关于支撑体,能够参考日本特开2007-290369号公报的0046~0052段、日本特开2005-096108号公报的0040~0055段。
并且,支撑体11、21在波长589nm下的面内延迟Re(589)优选为1000nm以下,更优选为500nm以下,进一步优选为200nm以下。
在制作出波长转换部件1D之后,检查有无异物或缺陷时,通过将2片偏振片配置于消光位,并在其之间***波长转换部件进行观察,容易发现异物或缺陷。若支撑体的Re(589)在上述范围,则在使用偏振片进行检查时,更容易发现异物或缺陷,因此优选。
在此,Re(589)能够使用AxoScan OPMF-1(OPTO SCIENCE,INC.制造)并通过使输入波长589nm的光沿薄膜法线方向入射而进行测定。
作为支撑体11、21,优选具有对氧及水分的阻挡性的支撑体。作为这种支撑体,作为优选例可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、包括具有环状烯烃结构的聚合物的薄膜及聚苯乙烯薄膜等。
(阻挡层)
阻挡层12、22从支撑体11、21侧依次分别具备有机层12a、22a及无机层12b、22b。有机层12a、22a也可以设置于无机层12b、22b与波长转换层30之间。
阻挡层12、22通过成膜于支撑体11、21的表面而形成。因此,由支撑体11、21和设置于其之上的阻挡层12、22构成阻挡膜10、20。当设置阻挡层12、22时,优选支撑体具有较高的耐热性。在波长转换部件1D中,与波长转换层30相邻的阻挡膜10、20中的层可以是无机层,也可以是有机层,并没有特别限定。
阻挡层12、22由多个层构成时能够进一步提高阻挡性,因此从提高耐光性的观点考虑优选,但层数越增加,具有波长转换部件的透光率越下降的倾向,因此优选考虑良好的透光率和阻挡性而进行设计。
-无机层-
无机层是指以无机材料为主成分的层,优选无机材料占据50质量%以上、进一步占据80质量%以上、尤其占据90质量%以上的层,最优选仅由无机材料形成的层。作为适合于阻挡层12、22的无机层12b、22b并没有特别限定,能够使用金属、无机氧化物、氮化物、氧化氮化物等各种无机化合物。作为构成无机材料的元素,优选硅、铝、镁、钛、锡、铟及铈,也可以包含这些中的一种或两种以上。作为无机化合物的具体例,能够举出氧化硅、氧化氮化硅、氧化铝、氧化镁、氧化钛、氧化锡、氧化铟合金、氮化硅、氮化铝、氮化钛。并且,作为无机层,可以设置金属膜,例如铝膜、银膜、锡膜、铬膜、镍膜、钛膜。
在上述材料中,尤其优选包含硅氧化物、硅氮化物、硅氧化氮化物、硅碳化物或铝氧化物的无机层。包含这些材料的无机层与有机层的密合性良好,因此即使在无机层中存在针孔的情况下,有机层也能够有效地填补针孔,能够进一步提高阻挡性。
并且,从抑制阻挡层中的光吸收的观点考虑,最优选氮化硅。
作为无机层的形成方法并没有特别限定,例如能够使用能够使成膜材料蒸发或飞散并使其堆积在被蒸镀面的各种成膜方法。
作为无机层的形成方法的例子,可以举出加热无机氧化物、无机氮化物、无机氧化氮化物、金属等无机材料而蒸镀的真空蒸镀法;将无机材料用作原料,通过导入氧气使其氧化而进行蒸镀的氧化反应蒸镀法;将无机材料用作靶原料,通过导入氩气、氧气进行溅射而蒸镀的溅射法;通过由等离子枪产生的等离子束进行加热而蒸镀于无机材料的离子镀法等物理气相沉积法(Physical Vapor Deposition法,PVD法);当将氧化硅的蒸镀膜进行成膜时,将有机硅化合物作为原料的等离子体化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition法,CVD法);等等。
无机层的厚度为1nm~500nm即可,优选为5nm~300nm,尤其,更优选为10nm~150nm。这是因为,通过无机层的膜厚在上述范围内,能够实现良好的阻挡性,同时能够抑制无机层中的光吸收,从而能够提供透光率更高的波长转换部件。
-有机层-
有机层是以有机材料为主成分的层,是有机材料优选占据50质量%以上、进一步优选占据80质量%以上、尤其优选占据90质量%以上的层。作为有机层,能够参考日本特开2007-290369号公报的0020~0042段、日本特开2005-096108号公报的0074~0105段。另外,有机层优选包含卡多聚合物。这是因为,由此有机层与相邻层的密合性,尤其与无机层的密合性变得良好,能够实现更优异的阻挡性。关于卡多聚合物的详细内容,能够参考上述日本特开2005-096108号公报的0085~0095段。有机层的膜厚优选在0.05μm~10μm的范围内,其中,优选在0.5~10μm的范围内。当通过湿涂法形成有机层时,有机层的膜厚在0.5~10μm的范围内,其中,优选在1μm~5μm的范围内。并且,当通过干涂法形成时,在0.05μm~5μm的范围内,其中,优选在0.05μm~1μm的范围内。这是因为,通过由湿涂法或干涂法形成的有机层的膜厚在上述范围内,能够使与无机层的密合性变得更良好。
关于无机层及有机层的其他的详细内容,能够参考上述日本特开2007-290369号公报、日本特开2005-096108号公报、以及US2012/0113672A1的记载。
在波长转换部件1D中,波长转换层、无机层、有机层、支撑体可以依次层叠,也可以在无机层与有机层之间、在两层有机层之间、或两层无机层之间配置支撑体而层叠。
(凹凸赋予层)
在与波长转换层30侧的面相反的一侧的阻挡膜10的一面,优选设置赋予凹凸结构的凹凸赋予层13。若在阻挡膜10上设置有凹凸赋予层13,则能够改善阻挡膜的粘连性、光滑性,因此优选。凹凸赋予层优选为含有粒子的层。作为粒子,可以举出二氧化硅、氧化铝、氧化金属等无机粒子、或交联高分子粒子等有机粒子等。并且,凹凸赋予层优选设置于阻挡膜的与波长转换层相反的一侧的表面,但也可以设置于两面。
为了将量子点的荧光高效地取出至外部,波长转换部件1D能够具有光散射功能。光散射功能可以设定在波长转换层30内部,也可以另设具有光散射功能的层作为光散射层。光散射层可以设置于阻挡层22的波长转换层30侧的面,也可以设置于支撑体的与波长转换层相反的一侧的面。当设置上述凹凸赋予层时,优选将凹凸赋予层设为能够与光散射层兼用的层。
<波长转换部件的制造方法>
接着,对在波长转换层30的两面具有阻挡膜10、20的方式的波长转换部件1D的制造方法的一例进行说明,所述阻挡膜在支撑体11、21上具备阻挡层12、22。
本实施方式中,波长转换层30能够通过将制备出的含有量子点的组合物涂布于阻挡膜10或20的表面之后,通过光照射或加热进行固化而形成。作为涂布方法,可以举出帘式涂布法、浸涂法、旋涂法、印刷涂布法、喷涂法、狭缝涂布法、辊涂法、滑动涂布法、刮刀涂布法、凹版涂布法、绕线棒涂布法等公知的涂布方法。
固化条件能够根据所使用的聚合性化合物的种类或含有量子点的组合物的组成适当设定。并且,当含有量子点的组合物为包含溶剂的组合物时,也可以在进行固化之前,为了去除溶剂而实施干燥处理。
含有量子点的组合物的固化可以以将含有量子点的组合物夹持于2片支撑体之间的状态进行。以下,参考图2及图3对包括固化处理的波长转换部件的制造工序的一方式进行说明。但是,本公开中的波长转换部件的制造方法并不限定于下述方式。
图2是波长转换部件1D的制造装置的一例的概略结构图,图3是图2所示的制造装置的局部放大图。
本实施方式的制造装置具备:未图示的送出机;涂布部120,在第一阻挡膜10上涂布含有量子点的组合物而形成涂膜(图3中的涂膜30M);层合部130,在涂膜30M上贴合第二阻挡膜20而由第一阻挡膜10和第二阻挡膜20夹持涂膜30M;固化部160,将涂膜30M进行固化;及未图示的卷取机。
使用图2及图3所示的制造装置的波长转换部件的制造工序至少包括以下工序:在连续搬送的第一阻挡膜10(以下,称为“第一薄膜”。)的表面涂布含有量子点的组合物而形成涂膜的工序;在涂膜上层合(重合)连续搬送的第二阻挡膜20(以下,也称为“第二薄膜”。)而由第一薄膜和第二薄膜夹持涂膜的工序;及以由第一薄膜和第二薄膜夹持涂膜的状态,将第一薄膜及第二薄膜中的任意一个卷绕于支撑辊,一边连续搬送一边进行光照射而使涂膜进行聚合固化,从而形成波长转换层(固化层)的工序。本实施方式中,第一薄膜、第二薄膜双方使用具有对氧或水分的阻挡性的阻挡膜。通过设为这样的方式,能够得到波长转换层的两面被阻挡膜保护的波长转换部件1D。也可以设为单面被阻挡膜保护的波长转换部件,在该情况下,优选将阻挡膜侧设为靠近外部气体的一侧而进行使用。
更详细而言,首先,从未图示的送出机,将第一薄膜10连续搬送至涂布部120。从送出机例如以1~50m/分钟的搬送速度送出第一薄膜10。但是,第一薄膜的搬送速度并不限定于该搬送速度。送出时,例如对第一薄膜10施加20~150N/m的张力,优选30~100N/m的张力。
在涂布部120中,在连续搬送的第一薄膜10的表面涂布含有量子点的组合物(以下,也记载为“涂布液”。)而形成涂膜30M(参考图3)。涂布部120中,例如设置有模涂机124和与模涂机124对置配置的支撑辊126。第一薄膜10的与形成涂膜30M的表面相反的一表面被卷绕于支撑辊126,并从模涂机124的喷出口将涂布液涂布于连续搬送的第一薄膜10的表面而形成涂膜30M。在此,涂膜30M是指涂布于第一薄膜10上的固化前的含有量子点的组合物。
本实施方式中,作为涂布部120中的涂布装置,示出了适用了挤出涂布法的模涂机124,但并不限定于此。例如,也能够使用适用了帘式涂布法、杆式涂布法(rod coatingmethod)或辊涂法等各种方法的涂布装置。
通过涂布部120并在其之上形成有涂膜30M的第一薄膜10连续搬送至层合部130。层合部130中,在涂膜30M之上层合连续搬送的第二薄膜20,并由第一薄膜10和第二薄膜20夹持涂膜30M。
在层合部130设置有层合辊132及包围层合辊132的加热腔室134。在加热腔室134设置有用于使第一薄膜10通过的开口部136及用于使第二薄膜20通过的开口部138。
在与层合辊132对置的位置上配置有支撑辊162。形成有涂膜30M的第一薄膜10的与涂膜30M的形成面相反的的表面卷绕于支撑辊162,并连续搬送至层合位置P。层合位置P是指第二薄膜20和涂膜30M开始接触的位置。第一薄膜10优选在到达层合位置P之前卷绕于支撑辊162。这是因为,即使在第一薄膜10上产生褶皱的情况下,褶皱在到达层合位置P之前能够通过支撑辊162得以矫正而被除去。因此,第一薄膜10卷绕于支撑辊162的位置(接触位置)与层合位置P之间的距离L1优选较长,例如优选30mm以上,其上限值通常由支撑辊162的直径和通过路线(passline)来确定。
本实施方式中,通过固化部160中使用的支撑辊162和层合辊132进行第二薄膜20的层合。即,将固化部160中使用的支撑辊162作为层合部130中使用的辊而兼用。但是,并不限定于上述方式,也可以在层合部130设置与支撑辊162不同的层合用的辊而不兼用支撑辊162。
通过在层合部130中使用固化部160中使用的支撑辊162,能够减少辊的数量。并且,支撑辊162还能够用作对第一薄膜10的加热辊。
从未图示的送出机送出的第二薄膜20卷绕于层合辊132,并在层合辊132与支撑辊162之间进行连续搬送。第二薄膜20在层合位置P层合在形成于第一薄膜10的涂膜30M上。由此,由第一薄膜10和第二薄膜20夹持涂膜30M。层合是指将第二薄膜20重合并层叠于涂膜30M上。
层合辊132与支撑辊162的距离L2优选为第一薄膜10、使涂膜30M聚合固化而成的波长转换层(固化层)30及第二薄膜20的合计厚度的值以上。并且,L2优选为第一薄膜10、涂膜30M及第二薄膜20的合计厚度加上5mm的长度以下。通过将距离L2设为合计厚度加上5mm的长度以下,能够防止泡沫侵入到第二薄膜20与涂膜30M之间。在此,层合辊132与支撑辊162的距离L2是指层合辊132的外周面与支撑辊162的外周面的最短距离。
层合辊132和支撑辊162的旋转精确度以径向振摆计为0.05mm以下,优选为0.01mm以下。径向振摆越小,越能够减小涂膜30M的厚度分布。
并且,为了抑制由第一薄膜10和第二薄膜20夹持涂膜30M之后的热变形,固化部160的支撑辊162的温度与第一薄膜10的温度之差、及支撑辊162的温度与第二薄膜20的温度之差优选为30℃以下,更优选为15℃以下,最优选为0℃(即,薄膜与支撑辊的温度相同)。
为了减小与支撑辊162的温度之差而设置加热腔室134时,优选在加热腔室134内对第一薄膜10及第二薄膜20进行加热。例如,能够通过未图示的热风产生装置将热风供给至加热腔室134而对第一薄膜10及第二薄膜20进行加热。
也可以通过将第一薄膜10卷绕于经温度调整的支撑辊162而通过支撑辊162对第一薄膜10进行加热。
另一方面,对于第二薄膜20,能够通过将层合辊132设为加热辊而由层合辊132对第二薄膜20进行加热。但是,加热腔室134及加热辊并不是必需的,可以根据需要进行设置。
接着,这些以由第一薄膜10和第二薄膜20夹持涂膜30M的状态连续搬送至固化部160。附图所示的方式中,固化部160中的固化通过光照射来进行,但当含有量子点的组合物中所含的聚合性化合物通过加热进行聚合时,能够通过吹暖风等加热来进行固化。
在与支撑辊162对置的位置设置有光照射装置164。在支撑辊162与光照射装置164之间连续搬送夹持了涂膜30M的第一薄膜10和第二薄膜20。通过光照射装置照射的光根据含有量子点的组合物中所含的光聚合性化合物的种类来决定即可,作为一例可以举出紫外线。在此,紫外线是指波长280~400nm的光。作为产生紫外线的光源,例如能够使用低压汞灯、中压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、碳弧灯、金属卤化物灯、氙气灯等。光照射量设定于能够进行涂膜的聚合固化的范围即可,例如作为一例,能够朝向涂膜30M照射100~10000mJ/cm2的照射量的紫外线。
固化部160中,能够以由第一薄膜10和第二薄膜20夹持涂膜30M的状态,将第一薄膜10卷绕于支撑辊162,连续搬送的同时,从光照射装置164进行光照射,使涂膜30M固化而形成波长转换层30。
本实施方式中,将第一薄膜10侧卷绕于支撑辊162进行了连续搬送,但也能够将第二薄膜20卷绕于支撑辊162进行连续搬送。
卷绕于支撑辊162是指第一薄膜10及第二薄膜20中的任一个以某一包角与支撑辊162的表面接触的状态。因此,在连续搬送期间,第一薄膜10及第二薄膜20同步于支撑辊162的旋转而移动。向支撑辊162的卷绕,至少在照射紫外线区域中进行即可。
支撑辊162具备圆柱状形状的主体及配置于主体的两端部的旋转轴。支撑辊162的主体例如具有
Figure GDA0003213824540000311
的直径。对于支撑辊162的直径
Figure GDA0003213824540000312
并没有特别限制。若考虑层叠膜的卷曲变形、设备成本及旋转精确度,则优选为直径
Figure GDA0003213824540000313
通过在支撑辊162的主体安装温度调节器,能够调整支撑辊162的温度。
支撑辊162的温度能够考虑光照射时的发热、涂膜30M的固化效率及第一薄膜10和第二薄膜20在支撑辊162上的褶皱变形的产生而确定。支撑辊162例如优选设定于10~95℃的温度范围,更优选为15~85℃。在此,与辊有关的“温度”是指辊的表面温度。
层合位置P与光照射装置164的距离L3例如能够设为30mm以上。
通过光照射,涂膜30M被固化而成为波长转换层30,从而制造包含第一薄膜10、波长转换层30及第二薄膜20的波长转换部件1D。波长转换部件1D通过针对剥离辊180的卷绕从支撑辊162剥离。波长转换部件1D连续搬送至未图示的卷取机,接着,波长转换部件1D通过卷取机被卷取成卷状。
[背光单元]
接着,对具备本公开的波长转换部件的背光单元的一例进行说明。图4是表示背光单元的概略结构剖视图。
如图4所示,背光单元2具备:面状光源1C,包括出射一次光(蓝色光LB)的光源1A和引导从光源1A出射的一次光并出射的导光板1B;波长转换部件1D,具备于面状光源1C上;逆反射性部件2B,隔着波长转换部件1D而与面状光源1C对置配置;及反射板2A,隔着面状光源1C而与波长转换部件1D对置配置,波长转换部件1D将从面状光源1C出射的一次光LB的至少一部分作为激发光而发出荧光,并出射包括该荧光的二次光(绿色光LG,红色光LR)及透射了波长转换部件1D的一次光LB。通过LG、LR及LB,从逆反射性部件2B的表面出射白色光Lw
波长转换部件1D的形状并没有特别限定,可以是片状、棒状等任意的形状。
图4中,从波长转换部件1D出射的LB、LG及LR入射到逆反射性部件2B,入射的各光在逆反射性部件2B与反射板2A之间重复反射而通过多次波长转换部件1D。其结果,在波长转换部件1D中,足够量的激发光(蓝色光LB)被发出红色光LR的量子点(例如图1中的量子点30A)、发出绿色光LG的量子点(例如图1中的量子点30B)吸收,发出所需量的荧光(绿色光LG,红色光LR),从而作为这些光的总合来从逆反射性部件2B出射白色光LW
当使用紫外光作为激发光时,使紫外光作为激发光入射到包含图1中的量子点30A、30B及未图示的30C的波长转换层30,由此能够通过由量子点30A发出的红色光、由量子点30B发出的绿色光及由量子点30C发出的蓝色光来生成白色光。
从实现高亮度且较高的颜色再现性的观点考虑,作为背光单元,优选使用多波长光源化的背光单元。例如,优选发出在430~480nm的波长范围具有发光中心波长且具有半高宽为100nm以下的发光强度的峰值的蓝色光、在520~560nm的波长范围具有发光中心波长且具有半高宽为100nm以下的发光强度的峰值的绿色光、及在600~680nm的波长范围具有发光中心波长且具有半高宽为100nm以下的发光强度的峰值的红色光。
从进一步提高亮度及颜色再现性的观点考虑,背光单元发出的蓝色光的波长范围更优选为440~460nm。
从同样的观点考虑,背光单元发出的绿色光的波长范围更优选为520~545nm。
并且,从同样的观点考虑,背光单元发出的红色光的波长范围更优选为610~640nm。
并且,从同样的观点考虑,背光单元发出的蓝色光、绿色光及红色光的各发光强度的半高宽均优选为80nm以下,更优选为50nm以下,进一步优选为40nm以下,更进一步优选为30nm以下。在这些之中,尤其优选蓝色光的发光强度的半高宽为25nm以下。
作为光源1A,可以举出发出在430nm~480nm的波长范围具有发光中心波长的蓝色光的光源、或发出紫外光的光源。作为光源1A,能够使用发光二极管或激光光源等。
如图4所示,面状光源1C可以是包括光源1A和引导从光源1A出射的一次光并出射的导光板1B的光源,也可以是光源1A以与波长转换部件1D平行的平面状排列配置,且代替导光板1B而具备扩散板的光源。前一个光源一般被称作边缘照明方式,后一个光源一般被称作直下型方式。
作为背光单元的结构,图4中,对将导光板或反射板等作为构成部件的边缘照明方式进行了说明,但也可以是直下型方式。作为导光板,能够无任何限制地使用公知的导光板。
另外,本实施方式中,以使用面状光源作为光源的情况为例子进行了说明,但作为光源,也能够使用除面状光源以外的光源。
当使用发出蓝色光的光源时,波长转换层中优选至少包含被激发光激发而发出红色光的量子点30A、发出绿色光的量子点30B。由此,能够通过从光源发出且透射了波长转换部件的蓝色光和从波长转换部件发出的红色光及绿色光来生成白色光。
或者,在其他方式中,作为光源,能够使用发出在300nm~430nm的波长范围具有发光中心波长的紫外光的光源(紫外光源)例如紫外线发光二极管。
并且,在其他方式中,也能够使用激光光源来代替发光二极管。
并且,作为反射板2A并没有特别限制,能够使用公知的反射板。能够作为反射板2A使用的反射板,记载于日本专利3416302号、日本专利3363565号、日本专利4091978号、日本专利3448626号等中,这些公报的内容通过参考被引入本说明书中。
逆反射性部件2B可以由公知的扩散板或扩散片、棱镜片(例如,Sumitomo 3MLimited制造的BEF系列等)、反射型偏振膜(例如,Sumitomo3M Limited制造的DBEF系列等)等构成。关于逆反射性部件2B的结构,记载于日本专利3416302号、日本专利3363565号、日本专利4091978号、日本专利3448626号等中,这些公报的内容通过参考被引入本说明书中。
[液晶显示装置]
上述背光单元2能够应用于液晶显示装置。图5中示出本公开的液晶显示装置的一例的概略结构剖视图。
如图5所示,液晶显示装置4具备上述实施方式(图4)的背光单元2和与背光单元2中的逆反射性部件2B侧对置配置的液晶单元单位(liquid crystal cell unit)3。液晶单元单位3为由偏振片32和33夹持液晶单元31的结构,偏振片32、33分别成为偏振器322、332的两个主表面被偏振片保护膜321和323、331和333保护的结构。
对于构成液晶显示装置4的液晶单元31、偏振片32、33及其构成要件没有特别限定,能够无任何限制地使用利用公知的方法制作的要件或市售品。并且,当然也能够在各层之间设置粘接层等公知的中间层。
对于液晶单元31的驱动模式并没有特别限制,能够利用扭转向列(TN)、超扭转向列(STN)、垂直取向(VA)、面内切换(IPS)、光学补偿弯曲排列(OCB)单元等各种模式。液晶单元的驱动模式优选为VA模式、OCB模式、IPS模式、或TN模式,但并不限定于这些。作为VA模式的液晶显示装置的结构,作为一例可以举出日本特开2008-262161号公报的图2所示的结构。但是,对液晶显示装置的具体结构并没有特别限制,能够采用公知的结构。
液晶显示装置4根据需要还可以具有进行光学补偿的光学补偿部件、粘接层等附带的功能层。并且,可以配置有滤色器基板、薄层晶体管基板、透镜膜、扩散片、硬涂层、防反射层、低反射层、防眩层等以及或代替此的前方散射层、底漆层、抗静电层、底涂层等表面层。
背光侧的偏振片32可以具有相位差膜作为液晶单元31侧的偏振片保护膜323。作为这种相位差膜,能够使用公知的纤维素酰化物膜等。
背光单元2及液晶显示装置4由于具备聚合反应率高且固化性良好的本公开的波长转换层,因此成为高亮度的背光单元及液晶显示装置。
实施例
以下,根据实施例对本公开进一步进行具体的说明。以下实施例所示的材料、使用量、比例、处理内容、处理步骤等只要不脱离本公开的宗旨,则能够适当地进行变更。因此,本公开的范围不应通过以下所示的具体例进行限定性的解释。
(阻挡膜A的制作)
使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜(TOYOBO CO.,LTD.制造,商品名“Cosmoshine(注册商标)A4300”,厚度50μm)作为支撑体,通过以下步骤在支撑体的单面侧依次形成了有机层及无机层。
(有机层的形成)
准备三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(产品名称“TMPTA”,DAI-CELL-ALLNEX LTD.制造)及光聚合引发剂(商品名“ESACURE(注册商标)KTO46”,LAMBERTI公司制造),称取以质量比率计成为95:5的量,使它们溶解于甲乙酮中,制成固体成分浓度15%的涂布液。使用模涂机,将该涂布液以辊至辊方式涂布于PET薄膜上,并使其在50℃的干燥区通过3分钟。然后,在氮气气氛下照射紫外线(积算照射量约600mJ/cm2),通过紫外线固化使其固化并进行了卷取。形成于支撑体上的有机层的厚度为1μm。
(无机层的形成)
接着,使用辊至辊的CVD装置,在有机层的表面形成了无机层(氮化硅层)。作为原料气体,使用了硅烷气体(流量160sccm)、氨气(流量370sccm)、氢气(流量590sccm)及氮气(流量240sccm)。作为电源,使用了频率13.56MHz的高频电源。制膜压力为40Pa,达到膜厚为50nm。如此,制作出在形成于支撑体上的有机层的表面层叠有无机层的阻挡膜。
另外,在无机层的表面层叠了第二有机层。为了赋予第二有机层,相对于氨基甲酸酯骨架丙烯酸酯聚合物(商品名“ACRIT 8BR930”,TAISEI FINE CHEMICAL CO,.LTD.制造)95.0质量份,称取光聚合引发剂(商品名“IRGACURE 184”,Ciba Chemicals Corporation制造)5.0质量份,使它们溶解于甲乙酮中,从而制备了固体成分浓度15%的涂布液。
使用模涂机,将该涂布液以辊至辊方式直接涂布于上述无机层表面,并使其在100℃的干燥区通过3分钟。然后,一边将其卷在加热至60℃的加热辊上,一边照射(积算照射量约600mJ/cm2)紫外线而使其固化并进行了卷取。形成于支撑体上的第二有机层的厚度为1μm。如此制作出带第二有机层的阻挡膜(以下,称为阻挡膜A)。
(阻挡膜B的制作)
-光散射层形成用聚合性组合物的制备-
作为光散射粒子,将硅酮树脂粒子(商品名“Tospear l120”,MomentivePerformance Materials Inc.制造,平均粒子尺寸2.0μm)150g及聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)粒子(Sekisui Chemical Company,Limited制造的Techpolymer,平均粒子尺寸8μm)40g在甲基异丁基酮(MIBK)550g中首先搅拌1小时左右,使其分散而得到了分散液。向所得到的分散液中加入丙烯酸酯类化合物(Osaka Organic Chemical Industry Co.,Ltd.制造的Viscoat 700HV)50g、丙烯酸酯类化合物(商品名“8BR500”,TAISEI FINE CHEMICAL CO,.LTD.制造)40g,进一步进行了搅拌。进一步添加光聚合引发剂(商品名“Irgacure(注册商标)819”,BASF公司制造)1.5g及氟类表面活性剂(商品名“FC4430”,3MCompany制造)0.5g,制作出涂布液(光散射层形成用聚合性组合物)。
-光散射层形成用聚合性组合物的涂布及固化-
通过模涂机,以使上述的阻挡膜A的PET薄膜表面成为涂布面的方式涂布了上述涂布液。利用送液泵调整湿润(Wet)涂布量,以涂布量25cc/m2进行了涂布(调整为以干燥膜计厚度为12μm左右)。使其在60℃的干燥区通过3分钟之后卷绕于调整为30℃的支撑辊上,利用600mJ/cm2的紫外线进行固化之后进行了卷取。如此得到了层叠有光散射层的阻挡膜B。
(阻挡膜C的制作)
-消光层形成用聚合性组合物的制备-
作为形成消光层的凹凸的粒子,将硅酮树脂粒子(商品名“Tospearl2000b”,Momentive Performance Materials Inc.制造,平均粒子尺寸6.0μm)190g在甲乙酮(MEK)4700g中首先搅拌1小时左右,并使其分散而得到了分散液。向所得到的分散液中加入丙烯酸酯类化合物(商品名“A-DPH”,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.)430g、丙烯酸酯类化合物(商品名“8BR930”,TAISEI FINE CHEMICAL CO,.LTD.制造)800g,进一步进行了搅拌。添加光聚合引发剂(商品名“Irgacure(注册商标)184”,BASF公司制造)40g,制作出涂布液。
-消光层形成用聚合性组合物的涂布及固化-
通过模涂机,以使上述的阻挡膜A的PET薄膜表面成为涂布面的方式涂布了上述涂布液。利用送液泵调整湿润(Wet)涂布量,以涂布量10cc/m2进行了涂布。使其在80℃的干燥区通过3分钟之后卷绕于调整为30℃的支撑辊上,利用600mJ/cm2的紫外线使其固化之后进行了卷取。固化后形成的消光层的厚度为3~6μm左右,具有最大截面高度Rt(根据JISB0601进行了测定。)为1~3μm左右的表面粗糙度。如此得到了层叠有凹凸层的阻挡膜C。
(实施例1中所使用的含有量子点的组合物的制备及涂布液的制作)
作为实施例1中使用的绿色量子点的甲苯分散液,使用了NN-LABS,LLC制造的CZ520-100(商品名)(发光波长535nm。以下,称为量子点分散液1。),作为红色量子点的甲苯分散液,使用了NN-LABS,LLC制造的CZ620-100(商品名)(发光波长630nm。以下,称为量子点分散液2。)。它们均为使用CdSe作为芯、使用ZnS作为壳及使用十八胺作为配体的量子点,且以3重量%的浓度分散于甲苯中。
对20质量份的量子点分散液1及2质量份的量子点分散液2进行混合,并以40度、0.03气压减压15分钟而去除了甲苯。然后,在氮气气氛下制备了聚合性化合物(甲基丙烯酸月桂酯)、配体(LG5)及聚合引发剂(IrgacureTPO),使其成为下述含有量子点的组合物1的组成比例,并利用孔径0.2μm的聚丙烯制过滤器进行过滤之后将其用作涂布液。
-含有量子点的组合物1-
Figure GDA0003213824540000371
在表1及表2中示出实施例及比较例中所使用的配体。
[表1]
Figure GDA0003213824540000381
[表2]
Figure GDA0003213824540000391
(实施例2~6中所使用的含有量子点的组合物的制备及涂布液的制作)
如表3所示分别变更了量子点分散液的量、聚合性化合物、配体的种类及量,除此以外,与实施例1同样地进行了制作。
其中,记载于表3中的聚合性化合物DCP为丙烯酸二环戊酯(商品名“FA-513AS”,Hitachi Chemical Company,Ltd.制造),A-DCP为三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯(商品名“A-DCP”,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)。
(实施例7中所使用的含有量子点的组合物的制备及涂布液的制作)
作为实施例7中所使用的绿色量子点的甲苯分散液,使用了NN-LABS,LLC制造的INP530-25(商品名)(发光波长530nm。以下,称为量子点分散液3。),作为红色量子点的甲苯分散液使用了NN-LABS,LLC制造的INP620-25(商品名)(发光波长620nm。以下,称为量子点分散液4。)。它们均为使用InP作为芯、使用ZnS作为壳及使用油胺作为配体的量子点,且以3重量%的浓度分散于甲苯中。
将量子点分散液变更为量子点分散液3及量子点分散液4,除此以外,与实施例2同样地制作出实施例7中所使用的涂布液。
(比较例1~7中所使用的含有量子点的组合物的制备及涂布液的制作)
量子点分散液、聚合性化合物、配体及聚合引发剂的种类及量如表3所示,除此以外,与实施例1同样地进行了制作。
(实施例1的波长转换部件的制作)
将上述步骤中制作出的阻挡膜B用作第一薄膜,并将阻挡膜C用作第二薄膜,通过参考图2及图3说明的制造工序得到了波长转换部件。具体而言,准备阻挡膜B作为第一薄膜,一边以1m/分钟、60N/m的张力进行连续搬送,一边通过模涂机在无机层面侧涂布上述中制备出的含有量子点的组合物1,形成了50μm厚度的涂膜。接着,将形成有涂膜的第一薄膜卷绕于支撑辊上,以无机层面侧与涂膜接触的方向在涂膜上层合第二薄膜,一边以由阻挡膜B及阻挡膜C夹持涂膜的状态连续搬送,一边使用160W/cm的气冷金属卤化物灯(EYEGRAPHICS Co.,Ltd.制造)照射紫外线而使其固化,形成了含有量子点的波长转换层。紫外线的照射量为2000mJ/cm2。并且,图3中的L1为50mm,L2为1mm,L3为50mm。
(其他实施例及比较例的波长转换部件的制作)
使用记载于表3中的涂布液变更了涂膜的厚度,除此以外,与实施例1同样地制作出波长转换部件。
(亮度的测定)
分解背光单元中具备蓝色光源的市售的平板电脑终端(商品名“Kindle(注册商标)Fire HDX 7”,Amazon.com,Inc.制造,以下有时略记为Kindle Fire HDX 7。),取出了背光单元。组装切出成矩形的实施例或比较例的波长转换部件来代替组装于背光单元中的波长转换薄膜QDEF(Quantum Dot Enhancement Film:量子点增强膜)。如此制作出液晶显示装置。点亮所制作出的液晶显示装置,使整面白显示,通过设置于相对于导光板的面沿垂直方向520mm的位置上的亮度计(商品名“SR3”,TOPCON CORPORATION制造)进行了测定。并且,根据下述评价基准评价了亮度Y。将测定结果示于表3。
(耐热性的评价)
对于制作出的波长转换部件,使用YAMATO SCIENTIFIC CO.,LTD.制造的精密恒温器DF411,在85℃下加热了1000小时。然后,与上述同样地组装于Kindle Fire HDX 7中,测定了亮度。
根据下述评价基准评价了耐热性。将测定结果示于表3。
<评价基准>
AA:由上述加热引起的亮度的下降小于5%
A:由上述加热引起的亮度的下降为5%以上且小于15%
B:由上述加热引起的亮度的下降为15%以上且小于30%
C:由上述加热引起的亮度的下降为30%以上且小于50%
D:由上述加热引起的亮度的下降为50%以上
Figure GDA0003213824540000421
以下记载表3中标记的详细内容。
Light Ester L:甲基丙烯酸月桂酯,Kyoeisha chemical Co.,Ltd.制造
DCP:丙烯酸二环戊酯,Hitachi Chemical Company,Ltd.制造,商品名“FA-513AS”
A-DCP:三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造,商品名“A-DCP”
IrgTPO:IrgacureTPO(聚合引发剂,BASF公司制造)
以下示出Light Ester L、DCP、A-DCP、Irgacure TPO的结构式。
[化学式编号15]
Light Ester(甲基丙烯酸月桂酯)
Figure GDA0003213824540000441
DCP(丙烯酸二环戊酯)
Figure GDA0003213824540000442
A-DCP(三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯)
Figure GDA0003213824540000443
Irgacure TPO
Figure GDA0003213824540000444
如表3所示,在使用了本公开的含有量子点的组合物的显示装置中,能够得到460cd/m2以上的亮度,并且,耐热性也良好。另一方面,在使用包含与本公开的配体不同的配体的组合物的比较例1~7的显示装置中,亮度及耐热性均比实施例差。
于2016年7月20日申请的日本专利申请2016-142729号的公开的所有内容通过参考被引入本说明书中。
本说明书中所记载的全部文献、专利申请及技术标准,与具体且分别地记载将各个文献、专利申请及技术标准通过参考而引入的情况相同程度地,通过参考而引入本说明书中。
符号说明
1A-光源,1B-导光板,1C-面状光源,1D-波长转换部件,2-背光单元,2A-反射板,2B-逆反射性部件,3-液晶单体单元,4-液晶显示装置,10、20-阻挡膜,11、21-支撑体,12、22-阻挡层,12a、22a-有机层,12b、22b-无机层,13-凹凸赋予层(消光层),30-波长转换层,30A、30B-量子点,30P-有机基质,31-液晶单元,LB-激发光(一次光、蓝色光),LR-红色光(二次光、荧光),LG-绿色光(二次光、荧光),LW-白色光。

Claims (13)

1.一种含有量子点的组合物,其包含量子点、及具有配位于该量子点的表面上的配位性基团的配体,该配体由下述通式I表示,
[化学式编号1]
Figure FDA0003213824530000011
通式I中,A为包含1个以上选自氨基、羧基、巯基、膦基及氧化膦基中的所述配位性基团的有机基团,Z为(n+m+l)价的有机连接基团,R为包含可以具有取代基的烷基、烯基或炔基的基团,Y为具有高分子链的基团,所述高分子链的聚合度为3以上且包含选自聚丙烯酸酯骨架、聚甲基丙烯酸酯骨架、聚丙烯酰胺骨架、聚甲基丙烯酰胺骨架、聚酯骨架、聚氨酯骨架、聚脲骨架、聚酰胺骨架、聚醚骨架及聚苯乙烯骨架中的至少1种骨架;n及m各自独立地为1以上的数,l为1以上的数,n+m+l为3以上的整数;n个A可以相同也可以不同;m个Y可以相同也可以不同;l个R可以彼此相同也可以不同;其中,在分子中包含至少2个所述配位性基团,并且位于A的端部的基团为所述配位性基团。
2.根据权利要求1所述的含有量子点的组合物,其中,
所述配体由下述通式II表示,
[化学式编号2]
Figure FDA0003213824530000012
通式II中,L为所述配位性基团,X1为(a+1)价的有机连接基团,S为硫原子;a个L可以相同也可以不同;a为1以上且2以下的整数;当a为1时,n为2以上,当a为2时,n为1以上。
3.根据权利要求1所述的含有量子点的组合物,其中,
所述配体由下述通式III表示,
[化学式编号3]
Figure FDA0003213824530000021
通式III中,X2及X3为2价的有机连接基团,P为高分子链,所述高分子链的聚合度为3以上且包含选自聚丙烯酸酯骨架、聚甲基丙烯酸酯骨架、聚丙烯酰胺骨架、聚甲基丙烯酰胺骨架、聚酯骨架、聚氨酯骨架、聚脲骨架、聚酰胺骨架、聚醚骨架及聚苯乙烯骨架中的至少1种骨架;Q为可以具有取代基的烷基、烯基或炔基。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的含有量子点的组合物,其进一步包含聚合性化合物。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的含有量子点的组合物,其进一步包含至少1种聚合物及至少1种溶剂。
6.根据权利要求5所述的含有量子点的组合物,其中,
所述聚合物为水溶性聚合物。
7.根据权利要求6所述的含有量子点的组合物,其中,
所述水溶性聚合物为聚乙烯醇或乙烯-乙烯醇共聚物。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的含有量子点的组合物,其中,
所述量子点为选自在600nm~680nm的波长频带中具有发光中心波长的量子点、在520nm~560nm的波长频带中具有发光中心波长的量子点、及在430nm~480nm的波长频带中具有发光中心波长的量子点中的至少一种。
9.一种波长转换部件,其具有使权利要求1至8中任一项所述的含有量子点的组合物进行固化而成的波长转换层。
10.根据权利要求9所述的波长转换部件,其中,
还具有透氧度为1.00cm3/m2·天·大气压以下的阻挡膜,所述波长转换层的2个主表面中的至少一个与所述阻挡膜接触。
11.根据权利要求10所述的波长转换部件,其中,
具有2个所述阻挡膜,所述波长转换层的2个主表面分别与所述阻挡膜接触。
12.一种背光单元,其至少具备权利要求9至11中任一项所述的波长转换部件及光源。
13.一种液晶显示装置,其至少具备权利要求12所述的背光单元及液晶单元。
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