KR20150133134A - 파장 변환 부재, 백라이트 유닛, 및 액정 표시 장치, 및 양자 도트 함유 중합성 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 양자 도트를 포함하는 파장 변환 부재로서 뛰어난 내광성을 갖는 파장 변환 부재, 및 광경화성이 양호한 조성물로서, 발광 강도가 저하하기 어려운 양자 도트를 포함하는 파장 변환 부재의 제조를 가능하게 하는 조성물을 제공하는 것을 과제로 한다.
이러한 과제를 해결하기 위해, 양자 도트를 포함하는 파장 변환층을 갖는 파장 변환 부재로서, 상기 파장 변환층은 유기 매트릭스를 포함하고, 상기 유기 매트릭스는 중합체와 하기 일반식(1) 등으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 1 이상의 화합물을 포함하는 파장 변환 부재, 및 양자 도트와 라디칼 중합성 화합물과 하기 일반식(1) 등으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 1 이상의 화합물을 포함하는 양자 도트 함유 중합성 조성물;
Figure pat00027

일반식(1) 중, R41은 지방족기 등을 나타내고, R42∼R46은 각각 독립으로, 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, Ra1∼Ra4는 각각 독립으로, 수소 원자 또는 지방족기를 나타낸다.

Description

파장 변환 부재, 백라이트 유닛, 및 액정 표시 장치, 및 양자 도트 함유 중합성 조성물{WAVELENGTH CONVERSION MEMBER, BACKLIGHT UNIT, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE, AND POLYMERIZABLE COMPOSITION CONTAINING QUANTUM DOT}
본 발명은, 파장 변환 부재에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 파장 변환 부재를 포함하는 백라이트 유닛, 및 상기 백라이트 유닛을 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 파장 변환 부재의 제조에 사용할 수 있는 양자 도트 함유 중합성 조성물에 관한 것이다.
액정 표시 장치(이하, LCD(Liquid Crystal Display)라고도 함) 등의 플랫 패널 디스플레이는, 소비 전력이 작고, 공간 절약의 화상 표시 장치로서 해마다 그 용도가 넓어지고 있다. 액정 표시 장치는, 적어도 백라이트와 액정셀로 구성되며, 통상, 또한, 백라이트측 편광판, 시인측 편광판 등의 부재가 포함된다.
플랫 패널 디스플레이 시장에서는, LCD 성능 개선으로서, 색재현성의 향상이 진행되고 있다. 이 점에 관하여, 최근, 발광 재료로서, 양자 도트(Quantum Dot, QD, 양자점이라고도 함)가 주목을 모으고 있다(특허문헌 1 참조). 예를 들면, 백라이트로부터 양자 도트를 포함하는 파장 변환 부재에 여기광(勵起光)이 입사하면, 양자 도트가 여기되어 형광을 발광한다. 여기에서 다른 발광 특성을 갖는 양자 도트를 사용함으로써, 적색광, 녹색광, 및 청색광을 발광시켜서 백색광을 구현화할 수 있다. 양자 도트에 의한 형광은 반값폭이 작기 때문에, 얻어지는 백색광은 고휘도이며, 또한 색재현성이 뛰어나다. 이러한 양자 도트를 사용한 3파장 광원화 기술의 진행에 의해, 색재현역은, 현행의 TV 규격(FHD(Full High Definition), NTSC(National Television System Co㎜ittee))비 72%로부터 100%로 확대되고 있다.
US2012/0113672A1 WO2011/031876 WO2013/078252
양자 도트를 포함하는 파장 변환 부재에는, 시간의 경과와 함께 발광 강도가 저하한다는 문제가 있다. 이 문제는, 양자 도트의 내광성이 낮은 것, 구체적으로는, 양자 도트에 산소가 접촉하여 광산화 반응에 의해 발광 강도가 저하하는 것 등에 유래한다고 생각된다. 이 점에 관하여, 특허문헌 1에는, 양자 도트를 산소 등으로부터 보호하기 위해서, 양자 도트를 포함하는 층에 배리어 필름을 적층하는 것이 제안되어 있다.
배리어 필름을 적층함에 의해서는, 필름의 적층면측에서의 산소의 침입 등은 막는 것이 가능하지만, 측면으로부터의 산소의 침입 등은 막을 수 없다. 특히 장척의 필름 형상으로 양면에 배리어 필름을 갖도록 제조되어도, 소망의 크기로 절단되는 파장 변환 부재의 절단 측면에 있어서 양자 도트를 포함하는 층이 외기에 폭로되어, 절삭 측면으로부터 양자 도트의 발광 강도가 저하한다.
한편, 특허문헌 2 및 3에 있어서는 양자 도트를 포함하는 필름이 발광 안정화제를 포함하는 구성이 개시되어 있다. 발광 안정화제는 양자 도트를 포함하는 층 중에 존재하기 때문에, 예를 들면 상기와 같은 측면으로부터의 산소의 침입 등의 영향을 저감할 수 있다.
그러나, 발광 안정화제는 양자 도트를 포함하는 파장 변환부층을 형성하는 재료에 직접 첨가할 필요가 있다. 파장 변환부층은, 양자 도트 및 중합성 화합물을 포함하는 조성물의 경화 반응으로 형성할 수 있지만, 발광 안정화제의 첨가는 상기 경화 반응에 영향을 주는 것이 생각된다.
상기를 감안하여, 본 발명은, 양자 도트를 포함하는 파장 변환 부재로서, 발광 강도가 저하하기 어려운 파장 변환 부재를 제공하는 것을 과제로 한다. 또한, 본 발명의 과제는 광경화성이 양호한 조성물로서, 발광 강도가 저하하기 어려운 양자 도트를 포함하는 파장 변환 부재의 제조를 가능하게 하는 조성물을 제공하는 것이다. 본 발명은 내구성이 더 높은 백라이트 유닛, 및 액정 표시 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제의 해결을 위해, 본 발명자들은, 양자 도트를 포함하는 조성물에 중합성 화합물과 함께 첨가되어 광량자 도트의 발광을 안정화시킴과 함께, 공존하는 중합성 화합물의 중합도 저해하지 않는 첨가제에 대해서 예의 검토를 거듭하여, 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명은, 이하의 [1]∼[17]을 제공하는 것이다.
[1] 여기광에 의해 여기되어 형광을 발하는 양자 도트를 포함하는 파장 변환층을 갖는 파장 변환 부재로서,
상기 파장 변환층은, 유기 매트릭스를 포함하고,
상기 유기 매트릭스는 중합체와 하기 일반식(1)∼(6) 중 어느 하나로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 1개 이상의 화합물을 포함하는 파장 변환 부재;
Figure pat00001
일반식(1)∼(3) 중, R41은 지방족기, 아릴기, 헤테로환기, 아실기, 지방족 옥시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 지방족 설포닐기, 아릴설포닐기, 포스포릴기 또는 -Si(R47)(R48)(R49)를 나타내고, R47, R48 및 R49는 각각 독립으로 지방족기, 아릴기, 지방족 옥시기 또는 아릴옥시기를 나타내고, R42∼R46은 각각 독립으로, 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, Ra1∼Ra4는 각각 독립으로, 수소 원자 또는 지방족기를 나타내고,
일반식(4) 중, R51은 수소 원자, 지방족기, 아릴기, 헤테로환기, 아실기, 지방족 옥시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 지방족 설포닐기, 아릴설포닐기, 포스포릴기 또는 -Si(R58)(R59)(R60)를 나타내고, R58, R59 및 R60은 각각 독립으로, 지방족기, 아릴기, 지방족 옥시기 또는 아릴옥시기를 나타내고, X51은 -O- 또는 -N(R57)-을 나타내고, R57은 R51과 동의이며, X55는 -N= 또는 -C(R52)=를 나타내고, X56은 -N= 또는 -C(R54)=를 나타내고, X57은 -N= 또는 -C(R56)=를 나타내고, R52, R53, R54, R55 및 R56은 각각 독립으로, 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R51과 R52, R57과 R56, R51과 R57이 서로 결합하여 5∼7원환을 형성하고 있어도 되며, R52와 R53, R53과 R54가 서로 결합하여, 5∼7원환 또는 스피로환, 비시클로환을 형성해도 되며, 단, R51∼R57 전부가 수소 원자인 경우는 없고, 일반식(4)으로 표시되는 화합물의 총 탄소수는 10 이상이며, 일반식(4)으로 표시되는 화합물은, 상기 일반식(1)∼(3) 중 어느 하나로 표시되는 화합물인 경우는 없고,
일반식(5) 중, R65 및 R66은 각각 독립으로, 수소 원자, 지방족기, 아릴기, 아실기, 지방족 옥시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 카르바모일기, 지방족 설포닐기 또는 아릴설포닐기를 나타내고, R67은 수소 원자, 지방족기, 지방족 옥시기, 아릴옥시기, 지방족 티오기, 아릴티오기, 아실옥시기, 지방족 옥시카르보닐옥시기, 아릴옥시카르보닐옥시기, 치환 아미노기, 헤테로환기 또는 히드록시기를 나타내고, R65와 R66, R66과 R67, R65와 R67이 서로 결합하여 5∼7원환을 형성해도 되지만, 2,2,6,6-테트라알킬피페리딘 골격을 형성하는 경우는 없고, R65와 R66의 양쪽이 수소 원자인 경우는 없고, R65와 R66의 총 탄소수는 7 이상이며,
일반식(6) 중, R71은 수소 원자, 지방족기, 아릴기, 헤테로환기, Li, Na 또는 K를 나타내고, R72는 지방족기, 아릴기 또는 헤테로환기를 나타내고, R71과 R72가 서로 결합하여, 5∼7원환을 형성해도 되며, q는 0, 1 또는 2를 나타내고, 단, R71, R72의 총 탄소수는 10 이상이다.
[2] 상기 중합체가, (메타)아크릴레이트 모노머의 중합체인 [1]에 기재된 파장 변환 부재.
[3] 상기 중합체가, 단관능 (메타)아크릴레이트 모노머와 다관능 (메타)아크릴레이트 모노머의 중합체인 [1] 또는 [2]에 기재된 파장 변환 부재.
[4] 기재를 포함하고, 상기 파장 변환층의 적어도 한쪽의 표면이, 상기 기재에 직접 접하고 있는 [1]∼[3] 중 어느 한 항에 기재된 파장 변환 부재.
[5] 상기 기재를 2개 포함하고, 상기 기재는 어느 것이나 무기층을 포함하는 배리어 필름이며,
상기 2개의 배리어 필름 사이에 상기 파장 변환층을 포함하는 [4]에 기재된 파장 변환 부재.
[6] 상기 2개의 배리어 필름의 어느 것이나 상기 무기층에 있어서 상기 파장 변환층에 직접 접하고 있는 [5]에 기재된 파장 변환 부재.
[7] 상기 배리어 필름의 산소 투과도가 어느 것이나, 1㎤/(㎡·day·atm) 이하인 [5] 또는 [6]에 기재된 파장 변환 부재.
[8] 상기 양자 도트가, 500㎚∼600㎚에 발광 중심 파장을 갖는 제1 양자 도트 및, 600∼680㎚에 발광 중심 파장을 갖는 제2 양자 도트를 포함하는 [1]∼[7] 중 어느 한 항에 기재된 파장 변환 부재.
[9] [1]∼[8] 중 어느 한 항에 기재된 파장 변환 부재와 광원을 적어도 포함하는 백라이트 유닛.
[10] 상기 광원이, 청색 발광 다이오드 또는 자외선 발광 다이오드인 [9]에 기재된 백라이트 유닛.
[11] 도광판을 더 포함하고,
상기 파장 변환 부재가, 상기 도광판으로부터 출사되는 광의 경로 상에 배치되어 있는 [9] 또는 [10]에 기재된 백라이트 유닛.
[12] 도광판을 더 포함하고,
상기 파장 변환 부재가, 상기 도광판과 광원과의 사이에 배치되어 있는 [9] 또는 [10]에 기재된 백라이트 유닛.
[13] [9]∼[12] 중 어느 한 항에 기재된 백라이트 유닛과 액정셀을 적어도 포함하는 액정 표시 장치.
[14] 여기광에 의해 여기되어서 형광을 발광하는 양자 도트와 라디칼 중합성 화합물과 하기 일반식(1)∼(6) 중 어느 하나로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 1개 이상의 화합물을 포함하는 양자 도트 함유 중합성 조성물;
Figure pat00002
일반식(1)∼(3) 중, R41은 지방족기, 아릴기, 헤테로환기, 아실기, 지방족 옥시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 지방족 설포닐기, 아릴설포닐기, 포스포릴기 또는 -Si(R47)(R48)(R49)를 나타내고, R47, R48 및 R49는 각각 독립으로 지방족기, 아릴기, 지방족 옥시기 또는 아릴옥시기를 나타내고, R42∼R46은 각각 독립으로, 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, Ra1∼Ra4는 각각 독립으로, 수소 원자 또는 지방족기를 나타내고,
일반식(4) 중, R51은 수소 원자, 지방족기, 아릴기, 헤테로환기, 아실기, 지방족 옥시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 지방족 설포닐기, 아릴설포닐기, 포스포릴기 또는 -Si(R58)(R59)(R60)를 나타내고, R58, R59 및 R60은 각각 독립으로, 지방족기, 아릴기, 지방족 옥시기 또는 아릴옥시기를 나타내고, X51은 -O- 또는 -N(R57)-을 나타내고, R57은 R51과 동의이며, X55는 -N= 또는 -C(R52)=를 나타내고, X56은 -N= 또는 -C(R54)=를 나타내고, X57은 -N= 또는 -C(R56)=를 나타내고, R52, R53, R54, R55 및 R56은 각각 독립으로, 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R51과 R52, R57과 R56, R51과 R57이 서로 결합하여 5∼7원환을 형성하고 있어도 되며, R52와 R53, R53과 R54가 서로 결합하여, 5∼7원환 또는 스피로환, 비시클로환을 형성해도 되며, 단, R51∼R57 전부가 수소 원자인 경우는 없고, 일반식(4)으로 표시되는 화합물의 총 탄소수는 10 이상이며, 일반식(4)으로 표시되는 화합물은, 상기 일반식(1)∼(3) 중 어느 하나로 표시되는 화합물인 경우는 없고,
일반식(5) 중, R65 및 R66은 각각 독립으로, 수소 원자, 지방족기, 아릴기, 아실기, 지방족 옥시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 카르바모일기, 지방족 설포닐기 또는 아릴설포닐기를 나타내고, R67은 수소 원자, 지방족기, 지방족 옥시기, 아릴옥시기, 지방족 티오기, 아릴티오기, 아실옥시기, 지방족 옥시카르보닐옥시기, 아릴옥시카르보닐옥시기, 치환 아미노기, 헤테로환기 또는 히드록시기를 나타내고, R65와 R66, R66과 R67, R65와 R67이 서로 결합하여 5∼7원환을 형성해도 되지만, 2,2,6,6-테트라알킬피페리딘 골격을 형성하는 경우는 없고, R65와 R66의 양쪽이 수소 원자인 경우는 없고, R65와 R66의 총 탄소수는 7 이상이며,
일반식(6) 중, R71은 수소 원자, 지방족기, 아릴기, 헤테로환기, Li, Na 또는 K를 나타내고, R72는 지방족기, 아릴기 또는 헤테로환기를 나타내고, R71과 R72가 서로 결합하여, 5∼7원환을 형성해도 되며, q는 0, 1 또는 2를 나타내고, 단, R71, R72의 총 탄소수는 10 이상이다.
[15] 상기 라디칼 중합성 화합물이, (메타)아크릴레이트 모노머인 [14]에 기재된 양자 도트 함유 중합성 조성물.
[16] 상기 라디칼 중합성 화합물이, 단관능 (메타)아크릴레이트 모노머와 다관능 (메타)아크릴레이트 모노머를 포함하는 [15]에 기재된 양자 도트 함유 중합성 조성물.
[17] 상기 단관능 (메타)아크릴레이트 모노머가, 탄소수 4∼30의 장쇄 알킬기를 갖는 [16]에 기재된 양자 도트 함유 중합성 조성물.
본 발명에 의해, 양자 도트를 포함하는 파장 변환 부재로서, 발광 강도가 저하하기 어려운, 파장 변환 부재가 제공된다. 또한, 본 발명에 의해, 광경화성이 양호한 조성물로서, 발광 강도가 저하하기 어려운 양자 도트를 포함하는 파장 변환 부재의 제조를 가능하게 하는 양자 도트 함유 중합성 조성물이 제공된다.
도 1(a), (b)는, 파장 변환 부재를 포함하는 백라이트 유닛의 일례의 설명도.
도 2는, 파장 변환 부재의 제조 장치의 일례의 개략 구성도.
도 3은, 도 2에 나타내는 제조 장치의 부분 확대도.
도 4는, 액정 표시 장치의 일례.
이하의 설명은, 본 발명의 대표적인 실시 태양에 의거하여 이루어지는 경우가 있지만, 본 발명은 그러한 실시 태양에 한정되는 것은 아니다. 또, 본 명세서에 있어서 「∼」을 사용하여 나타내는 수치 범위는, 「∼」의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 피크의 「반값폭」이란, 피크 높이 1/2에서의 피크의 폭을 말한다. 또한, 400∼500㎚의 파장 대역, 바람직하게는 430∼480㎚의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖는 광을 청색광이라고 하고, 500∼600㎚의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖는 광을 녹색광이라고 하고, 600∼680㎚의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖는 광을 적색광이라고 한다.
본 명세서에 있어서, 「중합성 조성물」이란, 중합성 화합물을 적어도 1종 포함하는 조성물이며, 광조사, 가열 등의 중합 처리가 실시됨에 따라 경화하는 성질을 갖는다. 또한, 「중합성 화합물」이란, 1분자 중에 1개 이상의 중합성기를 포함하는 화합물이다. 중합성기란, 중합 반응에 관여할 수 있는 기이다. 이상의 상세는 후술한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 「직교」 등의 각도에 관한 기재에 대해서는, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 허용되는 오차의 범위를 포함하는 것으로 한다. 예를 들면, 엄밀한 각도±10° 미만의 범위 내인 것을 의미하고, 엄밀한 각도와의 오차는, 5° 이하인 것이 바람직하고, 3° 이하인 것이 보다 바람직하다.
[파장 변환 부재]
파장 변환 부재는, 입사광의 적어도 일부의 파장을 변환하여, 입사광의 파장과 다른 파장의 광을 출사하는 기능을 갖고 있으면 된다. 파장 변환 부재의 형상은 특히 한정되는 것은 아니며, 시트상, 바상 등의 임의의 형상일 수 있다. 파장 변환 부재는, 양자 도트를 포함하는 파장 변환층을 포함하고 있으면 된다. 파장 변환층은, 양자 도트 및 유기 매트릭스를 포함하는 층이다. 파장 변환 부재는, 예를 들면, 액정 표시 장치의 백라이트 유닛의 구성 부재로서 사용할 수 있다.
도 1은, 파장 변환 부재를 포함하는 백라이트 유닛(1)의 일례의 설명도이다. 도 1 중, 백라이트 유닛(1)은, 광원(1A)과, 면광원으로 하기 위한 도광판(1B)을 구비한다. 도 1(a)에 나타내는 예에서는, 파장 변환 부재는, 도광판으로부터 출사되는 광의 경로 상에 배치되어 있다. 한편, 도 1(b)에 나타내는 예에서는, 파장 변환 부재는, 도광판과 광원과의 사이에 배치되어 있다.
그리고 도 1(a)에 나타내는 예에서는, 도광판(1B)으로부터 출사되는 광이, 파장 변환 부재(1C)에 입사한다. 도 1(a)에 나타내는 예에서는, 도광판(1B)의 엣지부에 배치된 광원(1A)으로부터 출사되는 광(2)은 청색광이며, 도광판(1B)의 액정셀(도시 생략)측의 면으로부터 액정셀을 향하여 출사된다. 도광판(1B)으로부터 출사된 광(청색광(2))의 경로 상에 배치된 파장 변환 부재(1C)는, 청색광(2)에 의해 여기되어 적색광(4)을 발광하는 양자 도트A와, 청색광(2)에 의해 여기되어 녹색광(3)을 발광하는 양자 도트B를, 적어도 포함한다. 이와 같이 하여 백라이트 유닛(1)으로부터는, 여기된 녹색광(3) 및 적색광(4), 및 파장 변환 부재(1C)를 투과한 청색광(2)이 출사된다. 이와 같이 하여 적색광, 녹색광 및 청색광을 발광시킴으로써, 백색광을 구현화할 수 있다.
도 1(b)에 나타내는 예는, 파장 변환 부재와 도광판의 배치가 다른 점 이외에는, 도 1(a)에 나타내는 태양과 같다. 도 1(b)에 나타내는 예에서는, 파장 변환 부재(1C)로부터, 여기되어 발광한 녹색광(3) 및 적색광(4), 및 파장 변환 부재(1C)를 투과한 청색광(2)이 출사되고 도광판에 입사하여, 면광원이 실현된다.
(파장 변환층)
파장 변환 부재는, 적어도, 양자 도트를 포함하는 파장 변환층을 갖는다. 파장 변환층은, 양자 도트를 유기 매트릭스 중에 포함한다. 본 명세서에 있어서, 유기 매트릭스는, 양자 도트를 포함하지 않고, 중합체를 포함하는 부분을 의미한다. 파장 변환층은, 양자 도트, 라디칼 중합성 화합물, 및 일반식(1)∼(6) 중 어느 하나로 표시되는 화합물을 포함하는 양자 도트 함유 중합성 조성물로부터 형성할 수 있다. 파장 변환층은, 이상 기재한 성분에 더하여, 1종 이상의 성분을 임의로 포함할 수도 있다. 중합체는, 후술의 라디칼 중합성 화합물의 중합에 의해 얻어지는 중합체면 된다. 파장 변환층의 형상은 특히 한정되는 것은 아니며, 시트상, 바상 등의 임의의 형상일 수 있다.
또, 본 명세서에 있어서, 파장 변환층의 「주표면」이란, 파장 변환 부재 사용 시에 시인측 또는 백라이트측에 배치되는 파장 변환층의 표면(겉면, 이면)을 말한다.
(양자 도트 함유 중합성 조성물)
양자 도트 함유 중합성 조성물은, 양자 도트 및 중합성 화합물을 포함한다. 그리고 중합성 화합물로서는, 라디칼 중합성 화합물이 사용되고, 또한, 양자 도트 함유 중합성 조성물은, 일반식(1)∼(6)으로 표시되는 어느 하나의 화합물을 포함한다. 양자 도트 함유 중합성 조성물은, 중합 개시제, 실란커플링제 등의 다른 성분을 포함하고 있어도 된다.
(양자 도트)
양자 도트는, 여기광에 의해 여기되어 형광을 발광한다. 파장 변환층은, 적어도 1종의 양자 도트를 포함하고, 발광 특성이 다른 2종 이상의 양자 도트를 포함할 수도 있다. 공지의 양자 도트에는, 600㎚∼680㎚의 범위의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖는 양자 도트(A), 500㎚∼600㎚의 범위의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖는 양자 도트(B), 400㎚∼500㎚의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖는 양자 도트(C)가 있고, 양자 도트(A)는, 여기광에 의해 여기되어 적색광을 발광하고, 양자 도트(B)는 녹색광을, 양자 도트(C)는 청색광을 발광한다. 예를 들면, 양자 도트(A)와 양자 도트(B)를 포함하는 파장 변환층에 여기광으로서 청색광을 입사시키면, 도 1에 나타내는 바와 같이, 양자 도트(A)에 의해 발광되는 적색광, 양자 도트(B)에 의해 발광되는 녹색광과, 파장 변환층을 투과한 청색광에 의해, 백색광을 구현화할 수 있다. 또는, 양자 도트(A), (B), 및 (C)를 포함하는 파장 변환층에 여기광으로서 자외광을 입사시킴에 의해, 양자 도트(A)에 의해 발광되는 적색광, 양자 도트(B)에 의해 발광되는 녹색광, 및 양자 도트(C)에 의해 발광되는 청색광에 의해, 백색광을 구현화할 수 있다. 양자 도트로서는, 공지의 방법에 의해 조제되는 것 및 시판품을, 아무런 제한 없이 사용할 수 있다. 양자 도트에 대해서는, 예를 들면 일본국 특개2012-169271호 공보 단락 0060∼0066을 참조할 수 있지만, 여기에 기재된 것에 한정되는 것은 아니다. 양자 도트의 발광 파장은, 통상, 입자의 조성, 사이즈, 및 조성 및 사이즈에 의해 조정할 수 있다.
양자 도트는, 상기 중합성 조성물에 입자의 상태로 첨가해도 되며, 용매에 분산된 분산액의 상태로 첨가해도 된다. 분산액의 상태로 첨가하는 것이 양자 도트의 입자의 응집을 억제하는 관점에서 바람직하다. 여기에서 사용되는 용매는, 특히 한정되는 것은 아니다. 양자 도트는, 양자 도트 함유 중합성 조성물의 전량 100질량부에 대하여, 예를 들면 0.01∼10질량부 정도 첨가할 수 있다.
(라디칼 중합성 화합물)
라디칼 중합성 화합물은 특히 한정되는 것은 아니다. 경화 후의 경화 피막의 투명성, 밀착성 등의 관점에서는, 단관능 또는 다관능 (메타)아크릴레이트 모노머 등의 (메타)아크릴레이트 화합물이나, 그 폴리머, 프리폴리머 등이 바람직하다. 또, 본 명세서에 있어서, 「(메타)아크릴레이트」라는 기재는, 아크릴레이트와 메타크릴레이트의 적어도 한쪽, 또는, 어느 하나의 의미로 사용하는 것으로 한다. 「(메타)아크릴로일」 등도 마찬가지이다.
단관능 (메타)아크릴레이트 모노머로서는, 아크릴산 및 메타크릴산, 그들의 유도체, 보다 상세하게는, (메타)아크릴산의 중합성 불포화 결합((메타)아크릴로일기)을 분자 내에 1개 갖는 모노머를 들 수 있다. 그들의 구체예로서 이하에 화합물을 들지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.
메틸(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, 이소부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 이소노닐(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트 등의 알킬기의 탄소수가 1∼30인 알킬(메타)아크릴레이트; 벤질(메타)아크릴레이트 등의 아랄킬기의 탄소수가 7∼20인 아랄킬(메타)아크릴레이트; 부톡시에틸(메타)아크릴레이트 등의 알콕시알킬기의 탄소수가 2∼30인 알콕시알킬(메타)아크릴레이트; N,N-디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트 등의(모노알킬 또는 디알킬)아미노알킬기의 총 탄소수가 1∼20인 아미노알킬(메타)아크릴레이트; 디에틸렌글리콜에틸에테르의 (메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜부틸에테르의 (메타)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜모노메틸에테르의 (메타)아크릴레이트, 헥사에틸렌글리콜모노메틸에테르의 (메타)아크릴레이트, 옥타에틸렌글리콜의 모노메틸에테르(메타)아크릴레이트, 노나에틸렌글리콜의 모노메틸에테르(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜의 모노메틸에테르(메타)아크릴레이트, 헵타프로필렌글리콜의 모노메틸에테르(메타)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜의 모노에틸에테르(메타)아크릴레이트 등의 알킬렌쇄의 탄소수가 1∼10이며 말단 알킬에테르의 탄소수가 1∼10의 폴리알킬렌글리콜알킬에테르의 (메타)아크릴레이트; 헥사에틸렌글리콜페닐에테르의 (메타)아크릴레이트 등의 알킬렌쇄의 탄소수가 1∼30이며 말단 아릴에테르의 탄소수가 6∼20의 폴리알킬렌글리콜아릴에테르의 (메타)아크릴레이트; 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(메타)아크릴레이트, 이소보르닐(메타)아크릴레이트, 메틸렌옥사이드 부가 시클로데카트리엔(메타)아크릴레이트 등의 지환 구조를 갖는 총 탄소수 4∼30의 (메타)아크릴레이트; 헵타데카플루오로데실(메타)아크릴레이트 등의 총 탄소수 4∼30의 불소화알킬(메타)아크릴레이트; 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 3-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜의 모노(메타)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 헥사에틸렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 옥타프로필렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 글리세롤의 모노 또는 디(메타)아크릴레이트 등의 수산기를 갖는 (메타)아크릴레이트; 글리시딜(메타)아크릴레이트 등의 글리시딜기를 갖는 (메타)아크릴레이트; 테트라에틸렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 헥사에틸렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 옥타프로필렌글리콜모노(메타)아크릴레이트 등의 알킬렌쇄의 탄소수가 1∼30의 폴리에틸렌글리콜모노(메타)아크릴레이트; (메타)아크릴아미드, N,N-디메틸(메타)아크릴아미드, N-이소프로필(메타)아크릴아미드, 2-히드록시에틸(메타)아크릴아미드, 아크릴로일모르폴린 등의 (메타)아크릴아미드 등을 들 수 있다.
단관능 (메타)아크릴레이트 모노머로서는, 탄소수가 4∼30의 알킬(메타)아크릴레이트를 사용하는 것이 바람직하고, 탄소수 12∼22의 알킬(메타)아크릴레이트를 사용하는 것이, 양자 도트의 분산성 향상의 관점에서, 보다 바람직하다. 양자 도트의 분산성이 향상할수록, 파장 변환층으로부터 출사면에 직행하는 광량이 늘어나므로, 정면 휘도 및 정면 콘트라스트의 향상에 유효하다. 구체적으로는, 단관능 (메타)아크릴레이트 모노머로서는, 부틸(메타)아크릴레이트, 옥틸(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 올레일(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 베헤닐(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴아미드, 옥틸(메타)아크릴아미드, 라우릴(메타)아크릴아미드, 올레일(메타)아크릴아미드, 스테아릴(메타)아크릴아미드, 베헤닐(메타)아크릴아미드 등이 바람직하다. 그 중에서도 라우릴(메타)아크릴레이트, 올레일(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트가 특히 바람직하다.
또한, 단관능 (메타)아크릴레이트 화합물로서는, 파장 변환층의 산소 투과 계수의 추가 저감이나 다른 층 또는 부재와의 밀착성 향상의 관점에서, 히드록시기 및 아릴기로 이루어지는 군에서 선택되는 1개 이상의 기를 갖는 단관능 (메타)아크릴레이트 화합물을 사용하는 것도 바람직하다.
상기의 단관능 (메타)아크릴레이트 화합물이 갖는 기로서는, 히드록시기 및 페닐기가 바람직하다. 바람직한 구체적인 화합물로서는, 벤질아크릴레이트, 페녹시에틸아크릴레이트, 페녹시디에틸렌글리콜아크릴레이트, 1,4-시클로헥산디메탄올모노아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 4-히드록시부틸아크릴레이트를 들 수 있다.
상기 (메타)아크릴산의 중합성 불포화 결합((메타)아크릴로일기)을 1분자 내에 1개 갖는 모노머와 함께, (메타)아크릴로일기를 분자 내에 2개 이상 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트 모노머를 병용할 수도 있다.
2관능 이상의 (메타)아크릴레이트 모노머 중, 2관능의 (메타)아크릴레이트 모노머로서는, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,9-노난디올디(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 히드록시피발산네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐(메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐디(메타)아크릴레이트 등이 바람직한 예로서 들 수 있다.
또한, 2관능 이상의 (메타)아크릴레이트 모노머 중, 3관능 이상의 (메타)아크릴레이트 모노머로서는, ECH 변성 글리세롤트리(메타)아크릴레이트, EO 변성 글리세롤트리(메타)아크릴레이트, PO 변성 글리세롤트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, EO 변성 인산트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, EO 변성 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, PO 변성 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 트리스(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨히드록시펜타(메타)아크릴레이트, 알킬 변성 디펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨폴리(메타)아크릴레이트, 알킬 변성 디펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨에톡시테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트 등이 바람직한 예로서 들 수 있다.
양자 도트 함유 중합성 조성물에는, 라디칼 중합성 화합물로서 중량 평균 분자량 Mw와, 1분자당의 (메타)아크릴로일기의 수 F의 비, Mw/F가 200 이하인 (메타)아크릴레이트 모노머가 포함되어 있는 것도 바람직하다. Mw/F는, 150 이하인 것이 더 바람직하고, 100 이하인 것이 가장 바람직하다. Mw/F가 작은 (메타)아크릴레이트 모노머에 의해, 양자 도트 함유 중합성 조성물의 경화에 의해 형성되는 파장 변환층의 산소 투과도를 저감할 수 있고, 그 결과 파장 변환 부재의 내광성을 향상시킬 수 있기 때문이다. 또한, Mw/F가 작은 (메타)아크릴레이트 모노머의 이용에 의해, 파장 변환층 내에서의 중합체의 가교 밀도를 높게 할 수 있고, 파장 변환층의 파단을 방지할 수 있는 점에서도, 바람직하다.
또, 본 명세서에 있어서의 중량 평균 분자량이란, 겔 침투 크로마토그래피(Gel Permeation Chromatography; GPC)에 의한 측정값을 폴리스티렌 환산하여 구해지는 값으로 한다. 중량 평균 분자량의 구체적인 측정 조건의 일례로서는, 이하의 측정 조건을 들 수 있다. 후술의 실시예에 기재하는 중량 평균 분자량은, 이하의 조건에 의해 측정된 값이다.
GPC 장치 : HLC-8120(도소사제) :
칼럼 : TSK gel Multipore HXL-M(도소사제 7.8㎜ID(내경)×30.0㎝)
용리액 : 테트라히드로퓨란(THF)
Mw/F가 200 이하인 (메타)아크릴레이트 모노머로서는, 구체적으로는, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올디아크릴레이트 등을 들 수 있다.
다관능 (메타)아크릴레이트 모노머의 사용량은, 양자 도트 함유 중합성 조성물에 포함되는 중합성 화합물의 전량 100질량부에 대하여, 도막 강도의 관점에서는, 5질량부 이상으로 하는 것이 바람직하고, 조성물의 겔화 억제의 관점에서는, 95질량부 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한, 라디칼 중합성 화합물은 양자 도트 함유 중합성 조성물의 전량 100질량부에 대하여, 10∼99.9질량부 포함되어 있는 것이 바람직하고, 50∼99.9질량부 포함되어 있는 것이 보다 바람직하고, 92∼99질량부 포함되어 있는 것이 특히 바람직하다.
(일반식(1)∼(6) 중 어느 하나로 표시되는 화합물)
본 발명자들은, 양자 도트를 포함하는 조성물에 중합성 화합물과 함께 일반식(1)∼(6) 중 어느 하나로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 1 이상의 화합물을 첨가하는 것에 의해 광량자 도트의 발광을 안정화시킬 수 있는 것을 알아냈다. 일반식(1)∼(6) 중 어느 하나로 표시되는 화합물은 일본국 특개2004-302302호 공보의 단락 0114∼0180에 기재된 어느 화합물이며 색소의 광안정성 개량제로서 기능하는 것이 알려져 있다. 일반식(1)∼(6) 중 어느 하나로 표시되는 화합물은 파장 변환층에 있어서, 외부로부터 침입한 산소에 의해 악화하는 양자 도트의 광조사 시의 산화적인 실활(失活)에 대하여, 입자의 기저 상태 및/또는 여기 상태에 있어서 입자에 상호 작용하여 개량 효과를 갖고 있거나, 또는 양자 도트의 근방에서 라디칼의 실활이나 과산화물의 실활에 작용하고 있다고 생각된다. 또한, 일반식(1)∼(6) 중 어느 하나로 표시되는 화합물은, 라디칼 중합성 화합물의 중합을 저해하지 않고, 라디칼 중합성 화합물을 포함하는 양자 도트 함유 중합성 조성물의 경화는 일반식(1)∼(6) 중 어느 하나로 표시되는 화합물을 첨가해도 양호했다. 예를 들면, 페놀계의 수산기가 에테르화된 화합물은, 라디칼 중합성 화합물의 중합의 저해 등의 폐해가 없고, 특히 유효했다.
이하, 일반식(1)∼(6) 중 어느 하나로 표시되는 화합물에 대해서, 각각 설명한다.
Figure pat00003
R41은 지방족기, 아릴기, 헤테로환기, 아실기, 지방족 옥시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 지방족 설포닐기, 아릴설포닐기, 포스포릴기 또는 -Si(R47)(R48)(R49)를 나타낸다. 여기에서, R47, R48 및 R49는 각각 독립으로 지방족기, 아릴기, 지방족 옥시기 또는 아릴옥시기를 나타낸다. R42∼R46은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. Ra1∼Ra4는 각각 독립으로, 수소 원자 또는 지방족기(예를 들면 메틸, 에틸)를 나타낸다.
일반식(1)∼(3) 중 어느 하나로 표시되는 화합물에 대해서, 바람직한 치환기에 대해서 설명한다.
일반식(1)∼(3)에 있어서, R41은 지방족기, 아실기, 지방족 옥시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기 또는 포스포릴기이며, R42, R43, R45 및 R46은 각각 독립으로, 수소 원자, 지방족기, 지방족 옥시기 또는 아실아미노기인 경우가 바람직하고, R41은 지방족기이며, R42, R43, R45 및 R46은 각각 독립으로, 수소 원자 또는 지방족기인 경우에는 더 바람직하다.
이하에, 일반식(1)∼(3) 중 어느 하나로 표시되는 바람직한 구체예를 이하에 나타내지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00004
Figure pat00005
Figure pat00006
Figure pat00007
일반식(1)∼(3) 중 어느 하나로 표시되는 화합물은, 일본국 특개소53-17729호 공보, 동53-20327호 공보, 동54-145530호 공보, 동55-21004호 공보, 동56-159644호 공보에 기재된 방법 혹은 이것에 준한 방법으로 합성할 수 있다.
Figure pat00008
일반식(4) 중, R51은 수소 원자, 지방족기(예를 들면, 메틸, i-프로필, s-부틸, 도데실, 메톡시에톡시, 알릴, 벤질), 아릴기(예를 들면, 페닐, p-메톡시페닐), 헤테로환기(예를 들면 2-테트라히드로푸릴, 피라닐), 아실기(예를 들면 아세틸, 피발로일, 벤조일, 아크릴로일), 지방족 옥시카르보닐기(예를 들면 메톡시카르보닐, 헥사데실옥시카르보닐), 아릴옥시카르보닐기(예를 들면 페녹시카르보닐, p-메톡시페녹시카르보닐), 지방족 설포닐기(예를 들면 메탄설포닐, 부탄설포닐), 아릴설포닐기(예를 들면 벤젠설포닐, p-톨루엔설포닐), 포스포릴기(예를 들면 디에틸포스포릴, 디페닐포스포릴, 디페녹시포스포릴), 또는, -Si(R58)(R59)(R60)를 나타낸다. 여기에서, R58, R59, R60은 동일해도 달라도 되며, 각각 독립으로, 지방족기(예를 들면 메틸, 에틸, t-부틸, 벤질, 알릴), 아릴기(예를 들면 페닐), 지방족 옥시기(예를 들면 메톡시, 부톡시) 또는 아릴옥시기(예를 들면 페녹시기)를 나타낸다.
X51은 -O- 또는 -N(R57)-을 나타낸다. 여기에서, R57은 R51과 동의이다. X55는 -N= 또는 -C(R52)=, X56은 -N= 또는 -C(R54)=, X57은 -N= 또는 -C(R56)=을 각각 나타낸다. R52, R53, R54, R55, R56은 각각 독립으로, 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, 바람직한 치환기로서는 지방족기(예를 들면 메틸, t-부틸, t-헥실, 벤질), 아릴기(예를 들면 페닐), 지방족 옥시카르보닐기(예를 들면, 메톡시카르보닐, 도데실옥시카르보닐), 아릴옥시카르보닐기(예를 들면 페녹시카르보닐), 지방족 설포닐기(예를 들면 메탄설포닐, 부탄설포닐), 아릴설포닐기(예를 들면, 벤젠설포닐, p-히드록시벤젠설포닐) 또는 -X51-R51이다.
단, R51∼R57의 전부가 수소 원자인 경우는 없고, 총 탄소수는 10 이상(바람직하게는 10∼50)이며, 바람직하게는 총 탄소수 16 이상(바람직하게는 16∼40)이다. 또한, 일반식(4)으로 표시되는 화합물은, 일반식(Ph), 또는 일반식(1)∼(3) 중 어느 하나로 표시되는 화합물이 되는 경우는 없다(즉, 일반식(Ph), 또는 일반식(1)∼(3) 중 어느 하나로 표시되는 화합물인 경우를 제외한다).
일반식(4)으로 표시되는 화합물은, 일본국 특공소63-50691호 공보 기재의 일반식(I), 일본국 특공평2-37575호 공보 기재의 일반식(Ⅲa), (Ⅲb), (Ⅲc), 동2-50457호 공보 기재의 일반식, 동5-67220호 공보 기재의 일반식, 동5-70809호 공보 기재의 일반식(Ⅸ), 동6-19534호 공보 기재의 일반식, 일본국 특개소62-227889호 공보 기재의 일반식(I), 동62-244046호 공보 기재의 일반식(I), (Ⅱ), 일본국 특개평2-66541호 공보 기재의 일반식(I), (Ⅱ), 동2-139544호 공보 기재의 일반식(Ⅱ), (Ⅲ), 동2-194062호 공보 기재의 일반식(I), 동2-212836호 공보 기재의 일반식(B), (C), (D), 동3-200758호 공보 기재의 일반식(Ⅲ), 동3-48845호 공보 기재의 일반식(Ⅱ), (Ⅲ), 동3-266836호 공보 기재의 일반식(B), (C), (D), 동3-969440호 공보 기재의 일반식(I), 동4-330440호 공보 기재의 일반식(I), 동5-297541호 공보 기재의 일반식(I), 동6-130602호 공보 기재의 일반식, 국제 공개 WO91/11749호 팸플릿 기재의 일반식(1), (2), (3), 독일국 특허출원 공개 제4008785A1호 명세서 기재의 일반식(I), 미국 특허 제4931382호 명세서 기재의 일반식(Ⅱ), 유럽 특허 제203746B1호 명세서 기재의 일반식(a), 동제264730B1호 명세서 기재의 일반식(I), 일본국 특개소62-89962호 공보 기재의 일반식(Ⅲ) 등으로 표시되는 화합물을 포함하고, 이들의 명세서에 기재되어 있는 방법, 신 실험 과학 강좌 제14권(마루젠 가부시키가이샤, 1977년, 1978년)에 기재된 일반적 방법에 준하여 합성할 수 있다.
일반식(4)으로 표시되는 화합물로서는, 일반식(TS-ID)∼(TS-IH) 중 어느 하나로 표시되는 화합물이 바람직하다. 화합물 자체의 안정성이 뛰어나며, 내산화 성능이 뛰어나기 때문이다. 이들 중, (TS-ID)로 표시되는 화합물이 특히 바람직하다.
Figure pat00009
일반식(TS-ID)∼(TS-IH)에 있어서, R51∼R57 및 X51은 일반식(4)으로 정의한 것과 같다. X52 및 X53은 각각 독립으로 2가의 연결기를 나타낸다. 2가의 연결기로서는, 예를 들면, 알킬렌기, 옥시기, 설포닐기를 들 수 있다. 식 중, 동일 분자 중의 동기호는 같아도 달라도 된다.
또, 일반식(TS-ID)∼(TS-IG) 중 어느 하나로 표시되는 화합물은, 일반식(Ph), 일반식(1)∼(3) 중 어느 하나로 표시되는 화합물이 되는 경우는 없다.
일반식(TS-ID)∼(TS-IH) 중 어느 하나로 표시되는 화합물에 대해서, 바람직한 치환기에 대해서 설명한다.
(TS-ID)에 있어서, R51은 수소 원자, 지방족기, 아실기, 지방족 옥시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기 또는 포스포릴기이며, R52, R53, R55 및 R56은 각각 독립으로, 수소 원자, 지방족기, 지방족 옥시기 또는 아실아미노기인 경우가 바람직하고, R51은 지방족기이며, R52, R53, R55 및 R56은 각각 독립으로, 수소 원자 또는 지방족기인 경우에는 더 바람직하다. 일반식(TS-IE), (TS-IF), (TS-IG)에 있어서, R51은 수소 원자, 지방족기, 아실기, 지방족 옥시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기 또는 포스포릴기이며, R52, R53, R55 및 R56이 각각 독립으로, 수소 원자, 지방족기, 지방족 옥시기 또는 아실아미노기이며, R54가 지방족기, 카르바모일기 또는 아실아미노기이며, X52 및 X53은, 알킬렌기 또는 옥시기인 경우가 바람직하고, R51이 수소 원자, 지방족기, 아실기 또는 포스포릴기이며, R52, R53, R55 및 R56이 각각 독립으로, 수소 원자, 지방족기, 지방족 옥시기 또는 아실아미노기이며, R54가 지방족기 또는 카르바모일기이며, X52 및 X53이, -CHR58-(R58은 알킬기)인 경우에는 더 바람직하다. 일반식(TS-IH)에 있어서, R51이 지방족기, 아릴기 또는 헤테로환기이며, R53, R55가 각각 독립으로, 지방족 옥시기, 아릴옥시기 또는 헤테로환 옥시기인 경우가 바람직하고, R51이, 아릴기 또는 헤테로환기이며, R53, R55가 각각 독립으로 아릴옥시기 또는 헤테로환 옥시기인 경우에는 더 바람직하다.
Figure pat00010
일반식(5) 중, R65 및 R66은 각각 독립으로 수소 원자, 지방족기(예를 들면 메틸, 에틸, t-부틸, 옥틸, 메톡시에톡시), 아릴기(예를 들면 페닐, 4-메톡시페닐), 아실기(예를 들면 아세틸, 피발로일, 메타크릴로일), 지방족 옥시카르보닐기(예를 들면 메톡시카르보닐, 헥사데실옥시카르보닐), 아릴옥시카르보닐기(예를 들면 페녹시카르보닐), 카르바모일기(예를 들면 디메틸카르바모일, 페닐카르바모일), 지방족 설포닐기(예를 들면 메탄설포닐, 부탄설포닐) 또는 아릴설포닐기(예를 들면 벤젠설포닐)를 나타내고, R67은 수소 원자, 지방족기(예를 들면 메틸, 에틸, t-부틸, 옥틸, 메톡시에톡시), 지방족 옥시기(예를 들면 메톡시, 옥틸옥시), 아릴옥시기(예를 들면 페녹시기, p-메톡시페녹시기), 지방족 티오기(예를 들면 메틸티오, 옥틸티오), 아릴티오기(예를 들면 페닐티오, p-메톡시페닐티오), 아실옥시기(예를 들면 아세톡시, 피발로일옥시), 지방족 옥시카르보닐옥시기(예를 들면 메톡시카르보닐옥시, 옥틸옥시카르보닐옥시), 아릴옥시카르보닐옥시기(예를 들면 페녹시카르보닐옥시), 치환 아미노기(치환기로서는 치환 가능이면 되며, 예를 들면 지방족기, 아릴기, 아실기, 지방족 설포닐기, 아릴설포닐기 등의 치환한 아미노기), 헤테로환기(예를 들면 피페리딘환, 티오모르폴린환) 또는 히드록시기를 나타내고, 가능한 경우에는 R65와 R66, R66과 R67, R65와 R67은 서로 결합하여 5∼7원환(예를 들면, 모르폴린환, 피라졸리딘환)을 형성해도 되지만, 2,2,6,6-테트라알킬피페리딘 골격을 형성하는 경우는 없다. 단, R65, R66이 동시에 수소 원자인 경우는 없고, 일반식(5)으로 표시되는 화합물의 총 탄소수는 7 이상(바람직하게는 7∼50)이다.
일반식(5)으로 표시되는 화합물은, 일본국 특공평6-97332호 공보 기재의 일반식(I), 일본국 특공평6-97334호 공보 기재의 일반식(I), 일본국 특개평2-148037호 공보 기재의 일반식(I), 동2-150841호 공보 기재의 일반식(I), 동2-181145호 공보 기재의 일반식(I), 동3-266836호 공보 기재의 일반식(I), 동4-350854호 공보 기재의 일반식(Ⅳ), 동5-61166호 공보 기재의 일반식(I) 등으로 표시되는 화합물을 포함하고, 이들의 명세서에 기재되어 있는 방법, 신 실험 과학 강좌 제14권(마루젠 가부시키가이샤, 1977년, 1978년)에 기재된 일반적 방법에 준하여 합성할 수 있다.
일반식(5)으로 표시되는 화합물은, 일반식(TS-ⅢA)∼(TS-ⅢD) 중 어느 하나로 표시되는 화합물이, 화합물 자체의 안정성의 점에서 바람직하다.
Figure pat00011
일반식(TS-ⅢA)∼(TS-ⅢD)에 있어서 R65∼R66은 일반식(5)으로 정의한 것과 같다. Rb1∼Rb3, Rb5는 R65와 동의이며, Rb4는 수소 원자, 지방족기(예를 들면 옥틸, 도데실, 3-페녹시프로필) 또는 아릴기(예를 들면, 페닐, 4-도데실옥시페닐)이다. X63은 5∼7원환(예를 들면 피라졸리딘환, 피라졸린환)을 형성하기에 필요한 비금속 원자군을 나타낸다.
일반식(TS-ⅢA)∼(TS-ⅢD) 중 어느 하나로 표시되는 화합물에 대해서 바람직한 치환기에 대해서 설명한다. 일반식(TS-ⅢA)에 있어서는, R65 및 Rb1이 각각 독립으로 수소 원자, 지방족기 또는 아릴기이며, R66 및 Rb2가 각각 독립으로 지방족기, 아릴기 또는 아실기인 경우가 바람직하고, R65 및 Rb1이 각각 독립으로 지방족기이며, R66 및 Rb2가 각각 독립으로 지방족기, 아릴기 또는 아실기인 경우에는 더 바람직하다. 일반식(TS-ⅢB)에 있어서는, R65는 수소 원자, 지방족기, 아릴기, 아실기 또는 지방족 옥시카르보닐기이며, Rb3은 지방족기, 아릴기 또는 아실기이며, X63은 5원환을 형성하는 비금속 원자군인 경우가 바람직하고, R65가 수소 원자 또는 지방족기이며, Rb3은 지방족기 또는 아릴기이며, X63은 피라졸리딘환을 형성하는 원자군인 경우에는 더 바람직하다. 일반식(TS-ⅢC)에 있어서는, R65 및 R66이 각각 독립으로 수소 원자, 지방족기, 아릴기, 아실기, 지방족 옥시카르보닐기 또는 아릴옥시카르보닐기이며, Rb3은 수소 원자, 지방족기 또는 아실기인 경우가 바람직하고, R65 및 R66이 각각 독립으로 지방족기, 아실기 또는 지방족 옥시카르보닐기이며, Rb3이 수소 원자, 지방족기 또는 아실기인 경우에는 더 바람직하다. 일반식(TS-ⅢD)에 있어서는, R65가 수소 원자, 지방족기, 아릴기, 아실기 또는 카르바모일기이며, Rb5가 지방족기 또는 아릴기이며, Rb4가 지방족기 또는 아릴기인 경우가 바람직하고, R65가 지방족기, 아릴기, 아실기 또는 카르바모일기이며, Rb5가 지방족기 또는 아릴기이며, Rb4가 지방족기 또는 아릴기인 경우에는 더 바람직하다.
Figure pat00012
일반식(6) 중, R71 및 R72는 각각 독립으로, 지방족기(예를 들면 메틸, 메톡시카르보닐에틸, 도데실옥시카르보닐에틸, 벤질), 아릴기(예를 들면 페닐, 4-옥틸옥시페닐, 2-부톡시-5-(t)옥틸페닐) 또는 헤테로환기(예를 들면 2-피리딜, 2-피리미딜), 또한, R71은 수소 원자, Li, Na 또는 K를 나타내고, R71과 R72는 서로 결합하여, 5∼7원환(예를 들면 테트라히드로티오펜환, 티오모르폴린환)을 형성해도 된다. q는 0, 1 또는 2를 나타낸다. 단, R71, R72의 총 탄소수는 10 이상(바람직하게는 10∼60)이다.
일반식(6)으로 표시되는 화합물은, 일본국 특공평2-44052호 공보 기재의 일반식(I), 일본국 특개평3-48242호 공보 기재의 일반식(T), 동3-266836호 공보 기재의 일반식(A), 동5-323545호 공보 기재의 일반식(I), (Ⅱ), (Ⅲ), 동6-148837호 공보 기재의 일반식(I), 미국 특허 제4933271호 명세서 기재의 일반식(I), 동제4770987호 명세서 기재의 일반식(1) 등으로 표시되는 화합물을 포함하고, 이들의 명세서에 기재되어 있는 방법, 신 실험 과학 강좌 제14권(마루젠 가부시키가이샤, 1977년, 1978년)에 기재된 일반적 방법에 준하여 합성할 수 있다.
일반식(6)에 있어서, q가 0 또는 2인 것이 바람직하고, q가 0인 경우에는, R71 및 R72가 각각 독립으로, 지방족기 또는 아릴기인 경우, 또한 R71과 R72가 결합하여 6원환을 형성했을 경우가 바람직하고, q가 2인 경우에는 R71이 수소 원자, Na, K, 지방족기 또는 아릴기이며, R72는 지방족기 또는 아릴기인 경우가 바람직하고, R71이 수소 원자, Na 또는 K이며, R72가 아릴기인 경우에는 더 바람직하다. 산화 방지제로서의 기능을 보다 높게 할 수 있기 때문이다.
또한, 일반식(4)∼(6)으로 표시되는 화합물과 일반식(1)∼(3)으로 표시되는 화합물을 병용하는 것이, 양자 도트 입자의 광안정성 개량에 특히 바람직하다.
일반식(4)∼(6)으로 표시되는 화합물의 구체적 화합물 예를 이하에 나타내지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00013
Figure pat00014
Figure pat00015
Figure pat00016
Figure pat00017
Figure pat00018
Figure pat00019
Figure pat00020
Figure pat00021
양자 도트 함유 중합성 조성물에 있어서, 일반식(1)∼(6) 중 어느 하나로 표시되는 화합물은, 중합성 조성물에 포함되는 중합성 화합물의 전질량에 대하여, 산화 방지의 효과를 얻는 관점에서, 0.1질량% 이상인 것이 바람직하고, 0.5질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 1질량% 이상인 것이 더 바람직하다. 한편, 경화 저해나 착색을 방지하는 관점에서 20질량% 이하인 것이 바람직하고, 15질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 10질량% 이하인 것이 더 바람직하다.
(중합 개시제)
양자 도트 함유 중합성 조성물은, 중합 개시제로서, 공지의 라디칼 개시제를 포함하고 있어도 된다. 중합 개시제에 대해서는, 예를 들면, 일본국 특개2013-043382호 공보 단락 0037을 참조할 수 있다. 중합 개시제는, 양자 도트 함유 중합성 조성물에 포함되는 중합성 화합물 중에 포함되는 중합성 관능기의 전몰량에 대하여 0.1몰% 이상인 것이 바람직하고, 0.5∼2몰%인 것이 보다 바람직하다.
또한, 중합 개시제는 양자 도트 함유 중합성 조성물에 포함되는 중합성 화합물의 전질량의 0.1질량% 이상이 바람직하고, 0.2∼3질량%인 것이 보다 바람직하다.
(실란커플링제)
양자 도트 함유 중합성 조성물은, 또한, 실란커플링제를 포함할 수 있다. 실란커플링제를 포함하는 중합성 조성물로 형성되는 파장 변환층은, 실란커플링제에 의해 인접하는 층과의 밀착성이 강고한 것이 되므로, 한층 더 뛰어난 내광성을 나타낼 수 있다. 이것은 주로, 파장 변환층에 포함되는 실란커플링제가, 가수 분해 반응이나 축합 반응에 의해, 인접하는 층의 표면이나 당해 층의 구성 성분과 공유 결합을 형성하는 것에 의한 것이다. 이때, 인접하는 층으로서 후술의 무기층을 마련하는 것도 바람직하다. 또한, 실란커플링제가 라디칼 중합성기 등의 반응성 관능기를 갖는 경우, 파장 변환층을 구성하는 모노머 성분과 가교 구조를 형성하는 것도, 파장 변환층과 인접하는 층과의 밀착성 향상에 기여할 수 있다. 또 본 명세서에 있어서, 파장 변환층에 포함되는 실란커플링제란, 상기와 같은 반응 후의 형태의 실란커플링제도 포함하는 의미로 사용하는 것으로 한다.
실란커플링제로서는, 공지의 실란커플링제를, 아무런 제한 없이 사용할 수 있다. 밀착성의 관점에서 바람직한 실란커플링제로서는, 일본국 특개2013-43382호 공보에 기재된 일반식(1)으로 표시되는 실란커플링제를 들 수 있다. 상세에 대해서는, 일본국 특개2013-43382호 공보 단락 0011∼0016의 기재를 참조할 수 있다. 실란커플링제 등의 첨가제의 사용량은 특히 한정되는 것은 아니며, 적의 설정 가능하다.
(용매)
양자 도트 중합성 조성물은, 필요에 따라 용매를 포함하고 있어도 된다. 이 경우에 사용되는 용매의 종류 및 첨가량은, 특히 한정되지 않는다. 예를 들면 용매로서, 유기 용매를 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
(파장 변환층의 형성 방법)
파장 변환층은, 양자 도트 함유 중합성 조성물을, 적당한 기재 상에 도포한 후에 광조사, 가열 등의 중합 처리를 실시하여 중합 경화시킴에 의해, 형성할 수 있다. 도포 방법으로서는 커튼 코팅법, 딥 코팅법, 스핀 코팅법, 인쇄 코팅법, 스프레이 코팅법, 슬롯 코팅법, 롤 코팅법, 슬라이드 코팅법, 블레이드 코팅법, 그라비아 코팅법, 와이어바법 등의 공지의 도포 방법을 들 수 있다.
경화 조건은, 사용하는 중합성 화합물의 종류나 중합성 조성물의 조성에 따라, 적의 설정할 수 있다. 또한, 양자 도트 함유 중합성 조성물이 용매를 포함하는 조성물인 경우에는, 중합 처리를 행하기 전에, 용매 제거를 위해 건조 처리를 실시해도 된다.
양자 도트 함유 중합성 조성물의 경화는, 양자 도트 함유 중합성 조성물을 2매의 기재 간에 협지한 상태에서 행해도 된다. 이러한 중합 처리를 포함하는 파장 변환 부재의 제조 공정의 일 태양을, 도면을 참조하여 이하에서 설명한다. 단, 본 발명은, 하기 태양에 한정되는 것은 아니다.
도 2는, 파장 변환 부재의 제조 장치(100)의 일례의 개략 구성도이며, 도 3는, 도 2에 나타내는 제조 장치의 부분 확대도이다. 도 2, 3에 나타내는 제조 장치(100)를 사용하는 파장 변환 부재의 제조 공정은, 연속 반송되는 제1 기재(이하, 「제1 필름」이라고 함)의 표면에 양자 도트 함유 중합성 조성물을 도포하여 도막을 형성하는 공정과, 도막 상에, 연속 반송되는 제2 기재(이하, 「제2 필름」이라고도 함)를 라미네이트하여(중첩하여), 제1 필름과 제2 필름으로 도막을 협지하는 공정과, 제1 필름과 제2 필름으로 도막을 협지한 상태에서, 제1 필름, 및 제2 필름 중 어느 하나를 백업 롤러에 감아 걸치고, 연속 반송하면서 광조사하고, 도막을 중합 경화시켜서 파장 변환층(경화층)을 형성하는 공정을 적어도 포함한다. 제1 기재, 제2 기재 중 어느 한쪽으로서 산소나 수분에 대한 배리어성을 갖는 배리어 필름을 사용함에 의해, 편면이 배리어 필름에 의해 보호된 파장 변환 부재를 얻을 수 있다. 또한, 제1 기재 및 제2 기재로서, 각각 배리어 필름을 사용함에 의해, 파장 변환층의 양면이 배리어 필름에 의해 보호된 파장 변환 부재를 얻을 수 있다.
보다 상세하게는, 우선, 도시하지 않은 송출기로부터 제1 필름(10)이 도포부(20)로 연속 반송된다. 송출기로부터, 예를 들면, 제1 필름(10)이 1∼50m/분의 반송 속도로 송출된다. 단, 이 반송 속도에 한정되지 않는다. 송출될 때, 예를 들면, 제1 필름(10)에는, 20∼150N/m의 장력, 바람직하게는 30∼100N/m의 장력이 가해진다.
도포부(20)에서는, 연속 반송되는 제1 필름(10)의 표면에 양자 도트 함유 중합성 조성물(이하, 「도포액」이라고도 기재함)이 도포되어, 도막(22)(도 3 참조)이 형성된다. 도포부(20)에서는, 예를 들면, 다이 코터(24)와, 다이 코터(24)에 대향 배치된 백업 롤러(26)가 설치되어 있다. 제1 필름(10)의 도막(22)이 형성되는 표면과 반대 표면을 백업 롤러(26)에 감아 걸치고, 연속 반송되는 제1 필름(10)의 표면에 다이 코터(24)의 토출구로부터 도포액이 도포되어, 도막(22)이 형성된다. 여기에서 도막(22)이란, 제1 필름(10) 상에 도포된 중합 처리 전의 양자 도트 함유 중합성 조성물을 말한다.
본 실시형태에서는, 도포 장치로서 익스트루전 코팅법을 적용한 다이 코터(24)를 나타냈지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 커튼 코팅법, 익스트루전 코팅법, 로드 코팅법 또는 롤 코팅법 등, 각종 방법을 적용한 도포 장치를 사용할 수 있다.
도포부(20)를 통과하여, 그 위에 도막(22)이 형성된 제1 필름(10)은, 라미네이트부(30)에 연속 반송된다. 라미네이트부(30)에서는, 도막(22) 상에, 연속 반송되는 제2 필름(50)이 라미네이트되어, 제1 필름(10)과 제2 필름(50)으로 도막(22)이 협지된다.
라미네이트부(30)에는, 라미네이트 롤러(32)와, 라미네이트 롤러(32)를 둘러싸는 가열 챔버(34)가 설치되어 있다. 가열 챔버(34)에는 제1 필름(10)을 통과시키기 위한 개구부(36), 및 제2 필름(50)을 통과시키기 위한 개구부(38)가 마련되어 있다.
라미네이트 롤러(32)에 대향하는 위치에는, 백업 롤러(62)가 배치되어 있다. 도막(22)이 형성된 제1 필름(10)은, 도막(22)의 형성면과 반대 표면이 백업 롤러(62)에 감아 걸쳐져, 라미네이트 위치(P)로 연속 반송된다. 라미네이트 위치(P)는 제2 필름(50)과 도막(22)의 접촉이 개시하는 위치를 의미한다. 제1 필름(10)은 라미네이트 위치(P)에 도달하기 전에 백업 롤러(62)에 감기는 것이 바람직하다. 가령 제1 필름(10)에 주름이 발생한 경우에도, 백업 롤러(62)에 의해 주름이 라미네이트 위치(P)에 달할 때까지 교정되어, 제거할 수 있기 때문이다. 따라서, 제1 필름(10)이 백업 롤러(62)에 감기는 위치(접촉 위치)와, 라미네이트 위치(P)까지의 거리(L1)는 긴 경우가 바람직하고, 예를 들면, 30㎜ 이상이 바람직하고, 그 상한값은, 통상, 백업 롤러(62)의 직경과 패스 라인에 의해 결정된다.
본 실시형태에서는 중합 처리부(60)에서 사용되는 백업 롤러(62)와 라미네이트 롤러(32)에 의해 제2 필름(50)의 라미네이트가 행해진다. 즉, 경화부(60)에서 사용되는 백업 롤러(62)가, 라미네이트부(30)에서 사용하는 롤러로서 겸용된다. 단, 상기 형태에 한정되는 것은 아니며, 라미네이트부(30)에, 백업 롤러(62)와 별도로, 라미네이트용의 롤러를 설치하고, 백업 롤러(62)를 겸용하지 않도록 할 수도 있다.
경화부(60)에서 사용되는 백업 롤러(62)를 라미네이트부(30)에서 사용함으로써, 롤러의 수를 줄일 수 있다. 또한, 백업 롤러(62)는, 제1 필름(10)에 대한 히트 롤러로서도 사용할 수 있다.
도시하지 않은 송출기로부터 송출된 제2 필름(50)은, 라미네이트 롤러(32)에 감아 걸쳐져, 라미네이트 롤러(32)와 백업 롤러(62) 사이에 연속 반송된다. 제2 필름(50)은, 라미네이트 위치(P)에서, 제1 필름(10)에 형성된 도막(22) 상에 라미네이트된다. 이에 따라, 제1 필름(10)과 제2 필름(50)에 의해 도막(22)이 협지된다. 라미네이트란, 제2 필름(50)을 도막(22) 상에 중첩하여, 적층하는 것을 말한다.
라미네이트 롤러(32)와 백업 롤러(62)와의 거리(L2)는, 제1 필름(10)과, 도막(22)을 중합 경화시킨 파장 변환층(경화층)(28)과, 제2 필름(50)의 합계 두께의 값 이상인 것이 바람직하다. 또한, L2는 제1 필름(10)과 도막(22)과 제2 필름(50)의 합계 두께에 5㎜를 더한 길이 이하인 것이 바람직하다. 거리(L2)를 합계 두께에 5㎜를 더한 길이 이하로 함에 의해, 제2 필름(50)과 도막(22) 사이에 기포가 침입하는 것을 방지할 수 있다. 여기에서 라미네이트 롤러(32)와 백업 롤러(62)와의 거리(L2)는, 라미네이트 롤러(32)의 외주면과 백업 롤러(62)의 외주면의 최단 거리를 말한다.
라미네이트 롤러(32)와 백업 롤러(62)의 회전 정도(精度)는, 레이디얼 진동으로 0.05㎜ 이하, 바람직하게는 0.01㎜ 이하이다. 레이디얼 진동이 작을수록, 도막(22)의 두께 분포를 작게 할 수 있다.
또한, 제1 필름(10)과 제2 필름(50)으로 도막(22)을 협지한 후의 열변형을 억제하기 위해서, 중합 처리부(60)의 백업 롤러(62)의 온도와 제1 필름(10)의 온도의 차, 및 백업 롤러(62)의 온도와 제2 필름(50)의 온도의 차는 30℃ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 15℃ 이하, 가장 바람직하게는 같은 것이다.
백업 롤러(62)의 온도와의 차를 작게 하기 위해서, 가열 챔버(34)가 마련되어 있는 경우에는, 제1 필름(10), 및 제2 필름(50)을 가열 챔버(34) 내에서 가열하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 가열 챔버(34)에는, 도시하지 않은 열풍 발생 장치에 의해 열풍이 공급되어, 제1 필름(10), 및 제2 필름(50)을 가열할 수 있다.
제1 필름(10)이, 온도 조정된 백업 롤러(62)에 감아 걸침에 의해, 백업 롤러(62)에 의해 제1 필름(10)을 가열해도 된다.
한편, 제2 필름(50)에 대해서는, 라미네이트 롤러(32)를 히트 롤러로 함에 의해, 제2 필름(50)을 라미네이트 롤러(32)로 가열할 수 있다.
단, 가열 챔버(34), 및 히트 롤러는 필수가 아니며, 필요에 따라 마련할 수 있다.
다음으로, 제1 필름(10)과 제2 필름(50)에 의해 도막(22)이 협지된 상태에서, 중합 처리부(60)에 연속 반송된다. 도면에 나타내는 태양에서는, 중합 처리부(60)에 있어서의 중합 처리는 광조사에 의해 행해지지만, 양자 도트 함유 중합성 조성물에 포함되는 중합성 화합물이 가열에 의해 중합하는 것인 경우에는, 온풍의 불어대기 등의 가열에 의해, 중합 처리를 행할 수 있다.
백업 롤러(62)와, 백업 롤러(62)에 대향하는 위치에는, 광조사 장치(64)가 마련되어 있다. 백업 롤러(62)와 광조사 장치(64) 사이를, 도막(22)을 협지한 제1 필름(10)과 제2 필름(50)이 연속 반송된다. 광조사 장치에 의해 조사되는 광은, 양자 도트 함유 중합성 조성물에 포함되는 광중합성 화합물의 종류에 따라 결정하면 되며, 일례로서는, 자외선을 들 수 있다. 여기에서 자외선이란, 파장 280∼400㎚의 광을 말하는 것으로 한다. 자외선을 발생하는 광원으로서, 예를 들면, 저압 수은등, 중압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 카본 아크등, 메탈 할라이드 램프, 제논 램프 등을 사용할 수 있다. 광조사량은 도막의 중합 경화를 진행시킬 수 있는 범위로 설정하면 되며, 예를 들면, 일례로서 100∼10000mJ/㎠의 조사량의 자외선을 도막(22)을 향하여 조사할 수 있다.
중합 처리부(60)에서는, 제1 필름(10)과 제2 필름(50)에 의해 도막(22)을 협지한 상태에서, 제1 필름(10)을 백업 롤러(62)에 감아 걸치고, 연속 반송하면서 광조사 장치(64)로부터 광조사를 행하고, 도막(22)을 경화시켜서 파장 변환층(경화층)(28)을 형성할 수 있다.
본 실시형태에서는, 제1 필름(10)측을 백업 롤러(62)에 감아 걸치고, 연속 반송했지만, 제2 필름(50)을 백업 롤러(62)에 감아 걸치고, 연속 반송시킬 수도 있다.
백업 롤러(62)에 감아 걸친다는 것은, 제1 필름(10) 및 제2 필름(50) 중 어느 하나가, 어느 랩각에서 백업 롤러(62)의 표면에 접촉하고 있는 상태를 말한다. 따라서, 연속 반송되는 사이, 제1 필름(10) 및 제2 필름(50)은 백업 롤러(62)의 회전과 동기하여 이동한다. 백업 롤러(62)에 감는 것은, 적어도 자외선이 조사되고 있는 사이면 된다.
백업 롤러(62)는, 원주상의 형상의 본체와, 본체의 양단부에 배치된 회전축을 구비하고 있다. 백업 롤러(62)의 본체는, 예를 들면, φ200∼1000㎜의 직경을 갖고 있다. 백업 롤러(62)의 직경 φ에 대해서 제한은 없다. 적층 필름의 컬 변형과, 설비 비용과, 회전 정도를 고려하면 직경 φ300∼500㎜인 것이 바람직하다. 백업 롤러(62)의 본체에 온도 조절기를 부착함에 의해, 백업 롤러(62)의 온도를 조정할 수 있다.
백업 롤러(62)의 온도는, 광조사 시의 발열과, 도막(22)의 경화 효율과, 제1 필름(10)과 제2 필름(50)의 백업 롤러(62) 상에서의 주름 변형의 발생을 고려하여, 결정할 수 있다. 백업 롤러(62)는, 예를 들면, 10∼95℃의 온도 범위로 설정하는 것이 바람직하고, 15∼85℃인 것이 보다 바람직하다. 여기에서 롤러에 관한 온도란, 롤러의 표면 온도를 말하는 것으로 한다.
라미네이트 위치(P)와 광조사 장치(64)와의 거리(L3)는, 예를 들면 30㎜ 이상으로 할 수 있다.
광조사에 의해 도막(22)은 경화층(28)이 되고, 제1 필름(10)과 경화층(28)과 제2 필름(50)을 포함하는 파장 변환 부재(70)가 제조된다. 파장 변환 부재(70)는, 박리 롤러(80)에 의해 백업 롤러(62)로부터 박리된다. 파장 변환 부재(70)는, 도시하지 않은 권취기에 연속 반송되고, 이어서 권취기에 의해 파장 변환 부재(70)는 롤상으로 권취된다.
이상, 파장 변환 부재의 제조 공정의 일 태양에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상기 태양에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 양자 도트 함유 중합성 조성물을 기재 상에 도포하고, 그 위에 추가 기재를 라미네이트하지 않고, 필요에 따라 행해지는 건조 처리 후, 중합 처리를 실시함에 의해 파장 변환층(경화층)을 제작해도 된다. 제작된 파장 변환층에는, 1층 이상의 다른 층을, 공지의 방법에 의해 적층할 수도 있다.
파장 변환층의 총 두께는, 바람직하게는 1∼500㎛의 범위이며, 보다 바람직하게는 100∼400㎛의 범위이다. 또한, 파장 변환층은, 2층 이상의 적층 구조여도 되며, 2종 이상의 다른 발광 특성을 나타내는 양자 도트를 동일층에 포함하고 있어도 된다. 파장 변환층이 2층 이상의 복수층의 적층체인 경우, 1층의 두께는, 바람직하게는 1∼300㎛의 범위이며, 보다 바람직하게는 10∼250㎛의 범위이며, 더 바람직하게는 30∼150㎛의 범위이다. 두께가 1㎛ 이상이면, 높은 파장 변환 효과가 얻어지므로, 바람직하다. 또한, 두께가 500㎛ 이하이면, 백라이트 유닛에 도입된 경우에, 백라이트 유닛을 얇게 할 수 있으므로, 바람직하다. 또한, 특히 중소형의 모바일 용도를 비롯한 부재의 박수화(薄手化)가 요구되는 경우에는, 파장 변환층의 두께가 10∼60㎛의 범위인 것이 바람직하고, 15∼40㎛의 범위인 것이 보다 바람직하다.
<그 외의 층, 기재>
상기 파장 변환 부재는, 파장 변환층만, 또는 파장 변환층에 더해서 후술하는 기재를 갖는 구성이어도 된다. 또는, 파장 변환층의 적어도 한쪽의 주표면에, 무기층 및 유기층으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1층을 가질 수도 있다. 그러한 무기층 및 유기층으로서는, 후술의 배리어 필름을 구성하는 무기층 및 유기층을 들 수 있다. 발광 효율 유지의 관점에서, 파장 변환층의 양 주표면에, 각각 무기층 및 유기층으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1층이 포함되는 것이 바람직하다. 이러한 층에 의해, 주표면으로부터의 파장 변환층에의 산소의 침입을 막을 수 있기 때문이다. 또한, 일 태양에서는, 무기층, 유기층은, 파장 변환층의 주표면에 직접 접하는 인접층으로서 포함되는 것이 바람직하다. 또한, 다른 일 태양에서는, 공지의 접착층을 거쳐서, 파장 변환층의 주표면과 다른 층을 첩합시켜도 된다. 일 태양에서는, 상기 파장 변환 부재는, 파장 변환층의 전표면이 코팅으로 덮여 있어도(즉 봉지되어 있어도) 되지만, 생산성의 관점에서는, 전표면이 코팅으로 덮이지 않고, 예를 들면 양 주표면이 다른 층에 의해, 바람직하게는 후술하는 배리어 필름에 의해 보호되고, 측면은 대기에 노출하고 있는 상태인 것이, 바람직하다. 이러한 상태여도, 파장 변환층이 산소를 통과시키기 어려운 것이므로, 산소에 의한 양자 도트의 열화를 억제할 수 있다.
(기재)
파장 변환 부재는, 강도 향상, 제막의 용이성 등을 위해, 기재를 갖고 있어도 된다. 기재는, 파장 변환층에 직접 접하고 있어도 된다. 기재는, 파장 변환 부재 중에 1개 또는 2개 이상 포함되어 있어도 되며, 파장 변환 부재는, 기재, 파장 변환층, 기재가 이 순서로 적층된 구조를 갖고 있어도 된다. 파장 변환 부재가 2개 이상의 기재를 포함하는 경우, 이러한 기재는 동일해도 달라도 된다. 기재는, 가시광에 대하여 투명한 것이 바람직하다. 여기에서 가시광에 대하여 투명이란, 가시광 영역에 있어서의 선 투과율이, 80% 이상, 바람직하게는 85% 이상인 것을 말한다. 투명 척도로서 사용되는 광선 투과율은, JIS-K7105에 기재된 방법, 즉 적분구식 광선 투과율 측정 장치를 사용하여 전광선 투과율 및 산란광량을 측정하여, 전광선 투과율로부터 확산 투과율을 빼서 산출할 수 있다.
기재의 두께는, 가스 배리어성, 내충격성 등의 관점에서, 10∼500㎛의 범위 내, 그 중에서도 20∼400㎛의 범위 내, 특히 30∼300㎛의 범위 내인 것이 바람직하다.
또한, 기재는, 후술의 제1 기재 및 제2 기재 중 어느 한쪽, 또는 쌍방으로 하여 사용할 수도 있다.
기재는, 배리어 필름일 수도 있다. 배리어 필름은 산소 분자를 차단하는 가스 배리어 기능을 갖는 필름이다. 배리어 필름이, 수증기를 차단하는 기능을 갖고 있는 것도 바람직하다.
배리어 필름은, 통상, 적어도 무기층을 포함하고 있으면 되며, 지지체 필름 및 무기층을 포함하는 필름이어도 된다. 지지체 필름에 대해서는, 예를 들면, 일본국 특개2007-290369호 공보 단락 0046∼0052, 일본국 특개2005-096108호 공보 단락 0040∼0055를 참조할 수 있다. 배리어 필름은, 지지체 필름 상에 적어도 1층의 무기층 1층과 적어도 1층의 유기층을 포함하는 배리어 적층체를 포함하는 것이어도 된다. 일례로서, 지지체 필름/유기층/무기층의 적층 구성, 지지체 필름/무기층/유기층의 적층 구성, 지지체 필름/유기층/무기층/유기층의 적층 구성(여기에서 2층의 유기층은, 두께 및 조성의 한쪽 또는 양쪽이 동일해도 달라도 된다) 등을 들 수 있다. 이와 같이 복수층을 적층하는 것은, 한층 더 배리어성을 높일 수 있으므로, 한편, 적층하는 층의 수가 늘어날수록, 파장 변환 부재의 광투과율은 저하하는 경향이 있으므로, 양호한 광투과율을 유지할 수 있는 범위에서, 적층수를 늘리는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 배리어 필름은, 산소 투과도가 1㎤/(㎡·day·atm) 이하인 것이 바람직하다. 여기에서, 상기 산소 투과도는, 측정 온도 23℃, 상대 습도 90%의 조건하에서, 산소 가스 투과율 측정 장치(MOCON사제 OX-TRAN 2/20 : 상품명)를 사용하여 측정한 값이다. 또한, 배리어 필름은, 가시광 영역에 있어서의 전광선 투과율이 80% 이상인 것이 바람직하다. 가시광 영역이란, 380∼780㎚의 파장 영역을 말하는 것으로 하고, 전광선 투과율이란, 가시광 영역에 걸친 광투과율의 평균값을 나타낸다.
배리어 필름의 산소 투과도는, 보다 바람직하게는, 0.1㎤/(㎡·day·atm) 이하, 보다 바람직하게는, 0.01㎤/(㎡·day·atm) 이하이다. 가시광 영역에 있어서의 전광선 투과율은, 보다 바람직하게는 90% 이상이다. 산소 투과도는 낮을수록 바람직하고, 가시광 영역에 있어서의 전광선 투과율은 높을수록 바람직하다.
(무기층)
「무기층」이란, 무기 재료를 주성분으로 하는 층이며, 바람직하게는 무기 재료만으로 형성되는 층이다. 이에 반해, 유기층이란, 유기 재료를 주성분으로 하는 층으로서, 바람직하게는 유기 재료가 50질량% 이상, 더 바람직하게는 80질량% 이상, 특히 바람직하게는 90질량% 이상을 차지하는 층을 말하는 것으로 한다.
무기층을 구성하는 무기 재료로서는, 특히 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 금속, 또는 무기 산화물, 질화물, 산화질화물 등의 각종 무기 화합물을 사용할 수 있다. 무기 재료를 구성하는 원소로서는, 규소, 알루미늄, 마그네슘, 티타늄, 주석, 인듐 및 세륨이 바람직하고, 이들을 1종 또는 2종 이상 포함하고 있어도 된다. 무기 화합물의 구체예로서는, 산화규소, 산화질화규소, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화티타늄, 산화주석, 산화인듐 합금, 질화규소, 질화알루미늄, 질화티타늄을 들 수 있다. 또한, 무기층으로서, 금속막, 예를 들면, 알루미늄막, 은막, 주석막, 크롬막, 니켈막, 티타늄막을 마련해도 된다.
상기의 재료 중에서도, 질화규소, 산화규소, 또는 산화질화규소가 특히 바람직하다. 이들 재료로 이루어지는 무기층은, 유기층과의 밀착성이 양호하므로, 배리어성을 한층 더 높게 할 수 있기 때문이다.
무기층의 형성 방법으로서는, 특히 한정되지 않고, 예를 들면 성막 재료를 증발 내지 비산시켜 피증착면에 퇴적시킬 수 있는 각종 성막 방법을 사용할 수 있다.
무기층의 형성 방법의 예로서는, 무기 산화물, 무기 질화물, 무기 산화질화물, 금속 등의 무기 재료를, 가열하여 증착시키는 진공 증착법; 무기 재료를 원료로서 사용하고, 산소 가스를 도입함에 의해 산화시켜서 증착시키는 산화 반응 증착법; 무기 재료를 타깃 원료로서 사용하고, 아르곤 가스, 산소 가스를 도입하여, 스퍼터링함에 의해, 증착시키는 스퍼터링법; 무기 재료에 플라스마 건으로 발생시킨 플라스마 빔에 의해 가열시켜서, 증착시키는 이온 플레이팅법 등의 물리 기상 성장법(Physical Vapor Deposition법), 산화규소의 증착막을 성막시키는 경우에는, 유기 규소 화합물을 원료로 하는 플라스마 화학 기상 성장법(Chemical Vapor Deposition법) 등을 들 수 있다. 증착은, 지지체 필름, 파장 변환층, 유기층 등을 기판으로서 그 표면에 행하면 된다.
산화규소막은, 유기 규소 화합물을 원료로 하여, 저온 플라스마 화학 기상 성장법을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 이 유기 규소 화합물로서는, 구체적으로는, 1,1,3,3-테트라메틸디실록산, 헥사메틸디실록산, 비닐트리메틸실란, 헥사메틸디실란, 메틸실란, 디메틸실란, 트리메틸실란, 디에틸실란, 프로필실란, 페닐실란, 비닐트리에톡시실란, 테트라메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 옥타메틸시클로테트라실록산 등을 들 수 있다. 또한, 상기 유기 규소 화합물 중에서도, 테트라메톡시실란(TMOS), 헥사메틸디실록산(HMDSO)을 사용하는 것이 바람직하다. 이들은, 취급성이나 증착막의 특성이 뛰어나기 때문이다.
무기층의 두께는, 예를 들면, 1㎚∼500㎚이며, 5㎚∼300㎚인 것이 바람직하고, 특히 10㎚∼150㎚의 범위인 것이 보다 바람직하다. 무기층의 두께가, 상술한 범위 내인 것에 의해, 양호한 배리어성을 실현하면서, 무기층에 있어서의 반사를 억제할 수 있고, 광투과율이 보다 높은 파장 변환 부재를 제공할 수 있기 때문이다.
파장 변환 부재에는, 일 태양에서는, 파장 변환층의 적어도 한쪽의 주표면이 무기층과 직접 접하고 있는 것이 바람직하다. 파장 변환층의 양 주표면에 무기층이 직접 접하고 있는 것도 바람직하다. 또한 일 태양에서는, 파장 변환층의 적어도 한쪽의 주표면이 유기층과 직접 접하고 있는 것이 바람직하다. 파장 변환층의 양 주표면에 유기층이 직접 접하고 있는 것도 바람직하다. 여기에서 「주표면」이란, 파장 변환 부재 사용 시에 시인측 또는 백라이트측에 배치되는 파장 변환층의 표면(겉면, 이면)을 말한다. 다른 층이나 부재에 대한 주표면도, 마찬가지이다. 또한, 무기층과 유기층과의 사이, 2층의 무기층의 사이, 또는 2층의 유기층의 사이를, 공지의 접착층에 의해 첩합시켜도 된다. 광투과율 향상의 관점에서는, 접착층은 적을수록 바람직하고, 접착층이 존재하지 않는 것이 보다 바람직하다. 일 태양에서는, 무기층과 유기층이 직접 접하고 있는 것이 바람직하다.
(유기층)
유기층으로서는, 일본국 특개2007-290369호 공보 단락 0020∼0042, 일본국 특개2005-096108호 공보 단락 0074∼0105를 참조할 수 있다. 또 유기층은, 일 태양에서는, 카르도 폴리머를 포함하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 유기층과 인접하는 층의 밀착성, 특히, 무기층과도 밀착성이 양호해져, 한층 더 뛰어난 가스 배리어성을 실현할 수 있기 때문이다. 카르도 폴리머의 상세에 대해서는, 일본국 특개2005-096108호 공보 단락 0085∼0095를 참조할 수 있다. 유기층의 두께는, 0.05㎛∼10㎛의 범위 내인 것이 바람직하고, 그 중에서도 0.5∼10㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 유기층이 웨트 코팅법에 의해 형성되는 경우에는, 유기층의 두께는, 0.5∼10㎛의 범위 내, 그 중에서도 1㎛∼5㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 또한, 드라이 코팅법에 의해 형성되는 경우에는, 0.05㎛∼5㎛의 범위 내, 그 중에서도 0.05㎛∼1㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 웨트 코팅법 또는 드라이 코팅법에 의해 형성되는 유기층의 두께가 상술한 범위 내인 것에 의해, 무기층과의 밀착성을 보다 양호한 것으로 할 수 있기 때문이다.
또 본 명세서에 있어서, 폴리머란, 동일 또는 다른 2 이상의 화합물이 중합 반응에 의해 중합한 중합체를 말하고, 올리고머도 포함하는 의미로 사용하는 것으로 하고, 그 분자량은 특히 한정되는 것은 아니다. 또한, 폴리머는, 중합성기를 갖는 폴리머로서, 가열, 광조사 등의 중합성기의 종류에 따른 중합 처리가 실시됨에 따라 더 중합할 수 있는 것이어도 된다. 또, 앞서 기재한 지환식 에폭시 화합물, 단관능 (메타)아크릴레이트 화합물, 다관능 (메타)아크릴레이트 화합물 등의 중합성 화합물이, 상기 의미로의 폴리머에 해당하는 것이어도 된다.
또한, 유기층은, (메타)아크릴레이트 폴리머를 포함하는 중합성 조성물을 경화시켜서 이루어지는 경화층일 수도 있다. (메타)아크릴레이트 폴리머란, (메타)아크릴로일기를 1분자 중에 1개 이상 포함하는 폴리머이다. 유기층 형성에 사용하는 (메타)아크릴레이트 폴리머의 일례로서는, 우레탄 결합을 1분자 중에 1개 이상 포함하는 (메타)아크릴레이트 폴리머를 들 수도 있다. 이하, 우레탄 결합을 1분자 중에 1개 이상 포함하는 (메타)아크릴레이트 폴리머를, 우레탄 결합 함유 (메타)아크릴레이트 폴리머로 기재한다. 배리어층이 2층 이상의 유기층을 포함하는 경우, 우레탄 결합 함유 (메타)아크릴레이트 폴리머를 포함하는 중합성 조성물을 경화시켜서 이루어지는 경화층과, 다른 유기층이 포함되어 있어도 된다. 일 태양에서는, 파장 변환층의 한쪽 또는 양쪽의 주표면과 직접 접하는 유기층은, 우레탄 결합 함유 (메타)아크릴레이트 폴리머를 포함하는 중합성 조성물을 경화시켜서 이루어지는 경화층인 것이 바람직하다.
우레탄 결합 함유 (메타)아크릴레이트 폴리머에 있어서, 일 태양에서는, 우레탄 결합을 갖는 구조 단위가, 폴리머의 측쇄에 도입되어 있는 것이 바람직하다. 이하에 있어서, 우레탄 결합을 갖는 구조 단위가 도입되는 주쇄를, 아크릴 주쇄라고 기재한다.
또한, 우레탄 결합을 갖는 측쇄의 말단의 적어도 1개에, (메타)아크릴로일기가 포함되는 것도 바람직하다. 우레탄 결합을 갖는 측쇄의 전부에 (메타)아크릴로일기가 포함되는 것이 보다 바람직하다. 여기에서 말단에 포함되는 (메타)아크릴로일기는, 아크릴로일기인 것이 더 바람직하다.
우레탄 결합 함유 (메타)아크릴레이트 폴리머는, 일반적으로는 그래프트 공중합에 의해 얻을 수 있지만, 특히 한정되는 것은 아니다. 아크릴 주쇄와 우레탄 결합을 갖는 구조 단위는, 직접 결합하고 있어도 되며, 연결기를 거쳐서 결합하고 있어도 된다. 연결기의 일례로서는, 에틸렌옥사이드기, 폴리에틸렌옥사이드기, 프로필렌옥사이드기, 및 폴리프로필렌옥사이드기 등을 들 수 있다. 우레탄 결합 함유 (메타)아크릴레이트 폴리머는, 우레탄 결합을 갖는 구조 단위가 다른 연결기(직접 결합을 포함)를 거쳐서 결합하고 있는 측쇄를 복수종 포함하고 있어도 된다.
우레탄 결합 함유 (메타)아크릴레이트 폴리머는, 우레탄 결합을 갖는 구조 단위 이외의 다른 측쇄를 갖고 있어도 된다. 다른 측쇄의 일례로서는, 직쇄 또는 분기의 알킬기를 들 수 있다. 직쇄 또는 분기의 알킬기로서는, 탄소수 1∼6의 직쇄 알킬기가 바람직하고, n-프로필기, 에틸기, 또는 메틸기가 보다 바람직하고, 메틸기가 더 바람직하다. 또한, 다른 측쇄는, 다른 구조의 것이 포함되어 있어도 된다. 이 점은, 우레탄 결합을 갖는 구조 단위에 대해서도 마찬가지이다.
우레탄 결합 함유 (메타)아크릴레이트 폴리머의 1분자에 포함되는 우레탄 결합 및 (메타)아크릴로일기의 수는, 각각 1개 이상이며, 2개 이상인 것이 바람직하지만, 특히 한정되는 것은 아니다. 우레탄 결합 함유 (메타)아크릴레이트 폴리머의 중량 평균 분자량은, 10,000 이상인 것이 바람직하고, 12,000 이상인 것이 보다 바람직하고, 15,000 이상인 것이 더 바람직하다. 또한, 우레탄 결합 함유 (메타)아크릴레이트 폴리머의 중량 평균 분자량은, 1,000,000 이하인 것이 바람직하고, 500,000 이하인 것이 보다 바람직하고, 300,000 이하인 것이 더 바람직하다. 우레탄 결합 함유 (메타)아크릴레이트 폴리머의 아크릴 당량은, 500 이상인 것이 바람직하고, 600 이상인 것이 보다 바람직하고, 700 이상인 것이 더 바람직하고, 또한, 아크릴 당량이 5,000 이하인 것이 바람직하고, 3,000 이하인 것이 보다 바람직하고, 2,000 이하인 것이 더 바람직하다. 아크릴 당량이란, 1분자 중의 (메타)아크릴로일기의 수를 중량 평균 분자량으로 나누어서 구해지는 값이다.
우레탄 결합 함유 (메타)아크릴레이트 폴리머로서는, 공지의 방법으로 합성한 것을 사용해도 되며, 시판품을 사용해도 된다. 시판품으로서는, 예를 들면 다이세이파인케미칼 가부시키가이샤제의 UV 경화형 아크릴우레탄폴리머(8BR 시리즈)를 들 수 있다. 우레탄 결합 함유 (메타)아크릴레이트 폴리머는, 유기층을 형성하기 위한 중합성 조성물의 고형분 전량 100질량%에 대하여 5∼90질량% 포함되는 것이 바람직하고, 10∼80질량% 포함되는 것이 보다 바람직하다.
유기층을 형성하기 위해서 사용하는 경화성 화합물에 있어서, 우레탄 결합 함유 (메타)아크릴레이트 폴리머의 1종 이상과, 다른 중합성 화합물의 1종 이상을 병용해도 된다. 다른 중합성 화합물로서는, 에틸렌성 불포화 결합을 말단 또는 측쇄에 갖는 화합물이 바람직하다. 에틸렌성 불포화 결합을 말단 또는 측쇄에 갖는 화합물의 예로서는, (메타)아크릴레이트 화합물, 아크릴아미드계 화합물, 스티렌계 화합물, 무수말레산 등을 들 수 있고, (메타)아크릴레이트 화합물이 바람직하고, 아크릴레이트 화합물이 보다 바람직하다.
(메타)아크릴레이트 화합물로서는, (메타)아크릴레이트, 폴리에스테르(메타)아크릴레이트, 에폭시(메타)아크릴레이트 등이 바람직하다. (메타)아크릴레이트 화합물로서 구체적으로는, 예를 들면 일본국 특개2013-43382호 공보의 단락 0024∼0036 또는 일본국 특개2013-43384호 공보의 단락 0036∼0048에 기재된 화합물을 들 수 있다.
스티렌계 화합물로서는, 스티렌, α-메틸스티렌, 4-메틸스티렌, 디비닐벤젠, 4-히드록시스티렌, 4-카르복시스티렌 등이 바람직하다.
유기층을 형성하기 위해서 사용하는 중합성 조성물은, 1종 이상의 중합성 화합물과 함께, 공지의 첨가제를 포함할 수도 있다. 그러한 첨가제의 일례로서는, 유기 금속 커플링제를 들 수 있다. 상세에 대해서는, 상술의 기재를 참조할 수 있다. 유기 금속 커플링제는, 유기층을 형성하기 위해서 사용하는 중합성 조성물의 고형분 전량을 100질량%로 하면, 0.1∼30질량%가 바람직하고, 1∼20질량%가 보다 바람직하다.
또한, 첨가제로서는, 중합 개시제를 들 수 있다. 중합 개시제를 사용하는 경우, 중합성 조성물에 있어서의 중합 개시제의 함유량은, 중합성 화합물의 합계량의 0.1몰% 이상인 것이 바람직하고, 0.5∼5몰%인 것이 보다 바람직하다. 광중합 개시제의 예로서는 BASF사에서 시판되고 있는 이르가큐어(Irgacure) 시리즈(예를 들면, 이르가큐어 651, 이르가큐어 754, 이르가큐어 184, 이르가큐어 2959, 이르가큐어 907, 이르가큐어 369, 이르가큐어 379, 이르가큐어 819 등), 다로큐어(Darocure) 시리즈(예를 들면, 다로큐어 TPO, 다로큐어 1173 등), 퀀타큐어(Quantacure) PDO, 람베르티(Lamberti)사에서 시판되고 있는 에자큐어(Ezacure) 시리즈(예를 들면, 에자큐어 TZM, 에자큐어 TZT, 에자큐어 KTO46 등) 등을 들 수 있다.
유기층을 형성하기 위한 중합성 조성물의 경화는, 중합성 조성물에 포함되는 성분(중합성 화합물이나 중합 개시제)의 종류에 따른 처리(광조사, 가열 등)에 의해 행하면 된다. 경화 조건은 특히 한정되는 것은 아니며, 중합성 조성물에 포함되는 성분의 종류나 유기층의 두께 등에 따라 설정하면 된다.
무기층, 유기층의 그 외 상세에 대해서는, 일본국 특개2007-290369호 공보, 일본국 특개2005-096108호 공보, 또한 US2012/0113672A1의 기재를 참조할 수 있다.
유기층과 무기층과의 사이, 2층의 유기층의 사이, 또는 2층의 무기층의 사이를, 공지의 접착층에 의해 첩합시켜도 된다. 광투과율 향상의 관점에서는, 접착층은 적을수록 바람직하고, 접착층이 존재하지 않는 것이 보다 바람직하다.
[광산란 기능]
파장 변환 부재는, 양자 도트의 형광을 효율 좋게 외부에 취출하기 위해 광산란 기능을 가질 수 있다. 광산란 기능은, 파장 변환층에 마련해도 되며, 광산란층으로서 광산란 기능을 갖는 층을 별도 마련해도 된다.
일 태양으로서, 파장 변환층 내부에 광산란 입자를 첨가하는 것도 바람직하다.
또한 다른 일 태양으로서, 파장 변환층의 표면에 광산란층을 마련하는 것도 바람직하다. 광산란층에서의 산란은, 광산란 입자에 따라도 되며, 표면 요철에 따라도 된다.
(광산란 입자 등)
본 명세서에 있어서, 「광산란 입자」란, 입자 사이즈 0.10㎛ 이상의 입자를 말한다. 광의 산란은, 층내의 광학적 불균일성에 의해 초래된다. 입자 사이즈가 충분히 작은 입자는, 이 입자가 포함되어 있어도 층의 광학적 균일성이 크게 저하하는 경우는 없는 것에 반해, 입자 사이즈 0.10㎛ 이상의 입자는, 층을 광학적으로 불균일하게 하고, 이에 따라 광의 산란을 초래할 수 있는 입자이다. 광산란 입자가 파장 변환층에 포함되는 것은, 휘도 향상의 관점에서 바람직하다.
상기의 입자 사이즈란, 주사형 전자현미경(Scanning Electron Microscope; SEM)에 의해 관찰함에 따라 구해지는 값으로 한다. 구체적으로는, 파장 변환층의 단면을 배율 5000배로 촬영한 후에, 얻어진 화상으로부터 1차 입자경을 측정한다. 또한, 구형상이 아닌 입자에 대해서는, 장축의 길이와 단축의 길이의 평균값을 구하고, 이것을 1차 입자경으로서 채용한다. 이와 같이 하여 구해지는 1차 입자경을, 상기 입자의 입자 사이즈로 한다. 또한, 광산란 입자의 평균 입자 사이즈란, 상기의 촬영한 화상에 있어서, 입자 사이즈 0.10㎛ 이상의 입자 중 무작위로 추출한 20개의 입자의 입자 사이즈의 산술 평균으로 한다. 또 후술의 실시예에서 나타내는 광산란 입자의 평균 입자 사이즈는, 주사형 전자현미경으로서 히타치하이테크샤제 S-3400N을 사용하여 파장 변환층의 단면을 관찰하여 측정함으로써 얻어진 값이다.
상기와 같이, 광산란 입자의 입자 사이즈는 0.10㎛ 이상이다. 광산란 효과의 관점에서, 광산란 입자의 입자 사이즈는 0.10∼15.0㎛의 범위인 것이 바람직하고, 0.10∼10.0㎛의 범위인 것이 보다 바람직하고, 0.20∼4.0㎛인 것이 더 바람직하다. 또한, 보다 높은 휘도의 향상이나, 시야각에 대한 휘도의 분포를 조정하기 위해서, 입자 사이즈가 다른 2종 이상의 광산란 입자를 혼합하여 사용해도 된다.
광산란 입자는, 유기 입자여도 되며, 무기 입자여도 되며, 유기 무기 복합 입자여도 된다. 예를 들면 유기 입자로서는, 합성 수지 입자를 들 수 있다. 구체예로서는, 실리콘 수지 입자, 아크릴 수지 입자(폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)), 나일론 수지 입자, 스티렌 수지 입자, 폴리에틸렌 입자, 우레탄 수지 입자, 벤조구아나민 입자 등을 들 수 있다. 광산란 효과의 관점에서는, 파장 변환층의 매트릭스에 있어서 광산란 입자와 다른 부분의 굴절률은 다른 것이 바람직하고, 이 점에서 호적한 굴절률을 갖는 입자의 입수 용이성의 관점에서는 실리콘 수지 입자, 아크릴 수지 입자가 바람직하다. 또한 중공 구조를 갖는 입자도 사용할 수 있다. 또한, 무기 입자로서는, 다이아몬드, 산화티타늄, 산화지르코늄, 산화납, 탄산납, 산화아연, 황화아연, 산화안티몬, 산화규소, 산화알루미늄 등의 입자를 사용할 수 있고, 호적한 굴절률을 갖는 입자의 입수 용이성의 관점에서는 산화티타늄, 산화알루미늄이 바람직하다.
광산란 입자는, 광산란 효과의 관점 및 이 입자를 포함하는 파장 변환층의 취성(脆性)의 관점에서, 파장 변환층 중에 파장 변환층 전체를 100체적%로 하여 체적 기준으로 0.2체적% 이상 포함되는 것이 바람직하고, 0.2체적%∼50체적% 포함되는 것이 보다 바람직하고, 0.2체적%∼30체적% 포함되는 것이 더 바람직하고, 0.2체적%∼10체적% 포함되는 것이 한층 더 바람직하다.
매트릭스의 광산란 입자를 제외한 부분의 굴절률을 조정하기 위해서, 광산란 입자보다 입자 사이즈가 작은 입자를, 굴절률 조정 입자로서 사용할 수 있다. 굴절률 조정 입자의 입자 사이즈는, 0.10㎛ 미만이다.
굴절률 조정 입자로서는, 예를 들면, 다이아몬드, 산화티타늄, 산화지르코늄, 산화납, 탄산납, 산화아연, 황화아연, 산화안티몬, 산화규소, 산화알루미늄 등의 입자를 들 수 있다. 굴절률 조정 입자는, 굴절률의 조정이 가능한 양을 사용하면 되며, 파장 변환층에 있어서의 함유량은 특히 한정되는 것은 아니다.
[백라이트 유닛]
파장 변환 부재는 백라이트 유닛의 구성 부재로서 사용할 수 있다. 백라이트 유닛은, 파장 변환 부재와 광원을 적어도 포함한다.
(백라이트 유닛의 발광 파장)
고휘도이며 높은 색재현성의 실현의 관점에서는, 백라이트 유닛으로서, 다파장 광원화된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 바람직한 일 태양으로서는,
430∼480㎚의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖고, 반값폭이 100㎚ 이하인 발광 강도의 피크를 갖는 청색광과,
500∼600㎚의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖고, 반값폭이 100㎚ 이하인 발광 강도의 피크를 갖는 녹색광과,
600∼680㎚의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖고, 반값폭이 100㎚ 이하인 발광 강도의 피크를 갖는 적색광을 발광하는 백라이트 유닛을 들 수 있다.
보다 높은 휘도 및 색재현성의 향상의 관점에서, 백라이트 유닛이 발광하는 청색광의 파장 대역은, 440∼480㎚의 범위인 것이 바람직하고, 440∼460㎚의 범위인 것이 보다 바람직하다.
같은 관점에서, 백라이트 유닛이 발광하는 녹색광의 파장 대역은, 510∼560㎚의 범위인 것이 바람직하고, 510∼545㎚의 범위인 것이 보다 바람직하다.
또한, 같은 관점에서, 백라이트 유닛이 발광하는 적색광의 파장 대역은, 600∼650㎚의 범위인 것이 바람직하고, 610∼640㎚의 범위인 것이 보다 바람직하다.
또한 같은 관점에서, 백라이트 유닛이 발광하는 청색광, 녹색광 및 적색광의 각 발광 강도의 반값폭은, 모두 80㎚ 이하인 것이 바람직하고, 50㎚ 이하인 것이 보다 바람직하고, 40㎚ 이하인 것이 더 바람직하고, 30㎚ 이하인 것이 한층 더 바람직하다. 이들 중에서도, 청색광의 각 발광 강도의 반값폭이 25㎚ 이하인 것이, 특히 바람직하다.
백라이트 유닛은, 적어도, 상기 파장 변환 부재와 함께, 광원을 포함한다. 일 태양에서는, 광원으로서, 430㎚∼480㎚의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖는 청색광을 발광하는 것, 예를 들면, 청색광을 발광하는 청색 발광 다이오드를 사용할 수 있다. 청색광을 발광하는 광원을 사용하는 경우, 파장 변환층에는, 적어도, 여기광에 의해 여기되어 적색광을 발광하는 양자 도트A와, 녹색광을 발광하는 양자 도트B가 포함되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 광원으로부터 발광되어 파장 변환 부재를 투과한 청색광과, 파장 변환 부재로부터 발광되는 적색광 및 녹색광에 의해, 백색광을 구현화할 수 있다.
또는 다른 태양에서는, 광원으로서, 300㎚∼430㎚의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖는 자외광을 발광하는 것, 예를 들면, 자외선 발광 다이오드를 사용할 수 있다. 이 경우, 파장 변환층에는, 양자 도트A, B와 함께, 여기광에 의해 여기되어 청색광을 발광하는 양자 도트C가 포함되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 파장 변환 부재로부터 발광되는 적색광, 녹색광 및 청색광에 의해, 백색광을 구현화할 수 있다.
또한 다른 태양에서는, 발광 다이오드는 레이저 광원으로 대용할 수 있다.
(백라이트 유닛의 구성)
백라이트 유닛의 구성은, 도광판이나 반사판 등을 구성 부재로 하는 엣지 라이트 방식이어도, 직하형 방식이어도 된다. 도 1에는, 일 태양으로서, 엣지 라이트 방식의 백라이트 유닛의 예를 나타냈다. 도광판으로서는, 공지의 것을 아무런 제한 없이 사용할 수 있다.
또한, 백라이트 유닛은, 광원의 후부에, 반사 부재를 구비할 수도 있다. 이러한 반사 부재로서는 특히 제한은 없고, 공지의 것을 사용할 수 있고, 일본국 특허 제3416302호, 일본국 특허 제3363565호, 일본국 특허 제4091978호, 일본국 특허 제3448626호 등에 기재되어 있으며, 이들의 공보의 내용은 본 발명에 도입된다.
백라이트 유닛은, 그 외, 공지의 확산판이나 확산 시트, 프리즘 시트(예를 들면, 스미토모쓰리엠샤제 BEF 시리즈 등), 도광기를 구비하는 것도 바람직하다. 그 외의 부재에 대해서도, 일본국 특허 제3416302호, 일본국 특허 제3363565호, 일본국 특허 제4091978호, 일본국 특허 제3448626호 등의 각 공보에 기재되어 있으며, 이들의 공보 내용은 본 발명에 도입된다.
[액정 표시 장치]
본 발명의 일 태양에 따른 액정 표시 장치는 상술의 백라이트 유닛과 액정셀을 적어도 포함하는 구성으로 하면 된다.
(액정 표시 장치의 구성)
액정셀의 구동 모드에 대해서는 특히 제한은 없고, 트위스티드 네마틱(TN), 수퍼 트위스티드 네마틱(STN), 버티컬 얼라인먼트(VA), 인 플레인 스위칭(IPS), 옵티컬리 컴펜세이티드 벤드셀(OCB) 등의 각종 모드를 이용할 수 있다. 액정셀은, VA 모드, OCB 모드, IPS 모드, 또는 TN 모드인 것이 바람직하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. VA 모드의 액정 표시 장치의 구성으로서는, 일본국 특개2008-262161호 공보의 도 2에 나타내는 구성을 일례로서 들 수 있다. 단, 액정 표시 장치의 구체적 구성에는 특히 제한은 없고, 공지의 구성을 채용할 수 있다.
액정 표시 장치의 일 실시형태에서는, 대향하는 적어도 한쪽에 전극을 마련한 기판 간에 액정층을 협지한 액정셀을 갖고, 이 액정셀은 2매의 편광판 사이에 배치하여 구성된다. 액정 표시 장치는, 상하 기판 간에 액정이 봉입된 액정셀을 구비하고, 전압 인가에 의해 액정의 배향 상태를 변화시켜서 화상의 표시를 행한다. 또한 필요에 따라 편광판 보호 필름이나 광학 보상을 행하는 광학 보상 부재, 접착층 등의 부수적인 기능층을 갖는다. 또한, 컬러 필터 기판, 박층 트랜지스터 기판, 렌즈 필름, 확산 시트, 하드 코팅층, 반사 방지층, 저반사층, 안티글레어층 등과 함께(또는 그에 대신하여), 전방 산란층, 프라이머층, 대전 방지층, 언더코팅층 등의 표면층이 배치되어 있어도 된다.
도 4에, 본 발명의 일 태양에 따른 액정 표시 장치의 일례를 나타낸다. 도 4에 나타내는 액정 표시 장치(51)는, 액정셀(21)의 백라이트측의 면에 백라이트측 편광판(14)을 갖는다. 백라이트측 편광판(14)은, 백라이트측 편광자(12)의 백라이트측의 표면에, 편광판 보호 필름(11)을 포함하고 있어도, 포함하고 있지 않아도 되지만, 포함하고 있는 것이 바람직하다.
백라이트측 편광판(14)은, 편광자(12)가, 2매의 편광판 보호 필름(11 및 13)으로 끼워진 구성인 것이 바람직하다.
본 명세서 중, 편광자에 대하여 액정셀에 가까운 측의 편광판 보호 필름을 이너측 편광판 보호 필름이라고 하고, 편광자에 대하여 액정셀로부터 먼 측의 편광판 보호 필름을 아우터측 편광판 보호 필름이라고 한다. 도 4에 나타내는 예에서는, 편광판 보호 필름(13)이 이너측 편광판 보호 필름이며, 편광판 보호 필름(11)이 아우터측 편광판 보호 필름이다.
백라이트측 편광판은, 액정셀 측의 이너측 편광판 보호 필름으로서, 위상차 필름을 갖고 있어도 된다. 이러한 위상차 필름으로서는, 공지의 셀룰로오스아실레이트 필름 등을 사용할 수 있다.
액정 표시 장치(51)는, 액정셀(21)의 백라이트측의 면과는 반대측의 면에, 표시 측 편광판(44)을 갖는다. 표시 측 편광판(44)은, 편광자(42)가, 2매의 편광판 보호 필름(41 및 43)으로 끼워진 구성이다. 편광판 보호 필름(43)이 이너측 편광판 보호 필름이며, 편광판 보호 필름(41)이 아우터측 편광판 보호 필름이다.
액정 표시 장치(51)가 갖는 백라이트 유닛(1)에 대해서는, 앞서 기재한 바와 같다.
본 발명의 일 태양에 따른 액정 표시 장치를 구성하는 액정셀, 편광판, 편광판 보호 필름 등에 대해서는 특히 한정은 없고, 공지의 방법으로 제작되는 것이나 시판품을, 아무런 제한 없이 사용할 수 있다. 또한, 각층 사이에, 접착층 등의 공지의 중간층을 마련하는 것도, 물론 가능하다.
이상에서 설명한 본 발명의 일 태양에 따른 액정 표시 장치는, 상기 파장 변환 부재를 포함하는 백라이트 유닛을 구비하기 때문에, 고휘도이며 높은 색재현성을 장기에 걸쳐 실현할 수 있는 것이다.
[실시예]
이하에 실시예에 의거하여 본 발명을 더 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용, 처리 순서 등은, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한 적의 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 구체예에 의해 한정적으로 해석되어야 하는 것은 아니다.
[비교예1]
1. 배리어 필름(10)의 제작
폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(PET 필름, 도요보샤제, 상품명 : 코스모샤인 A4300, 두께 50㎛)의 편면 측에 이하의 순서로 배리어성 적층체를 형성했다.
TMPTA(트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 다이셀올넥스사제) 및 광중합 개시제(람베르티사제, ESACURE KTO46)를 준비하고, 질량 비율로서 95:5가 되도록 칭량하고, 이들을 메틸에틸케톤에 용해시켜, 고형분 농도 15%의 도포액으로 했다. 이 도포액을, 다이 코터를 사용하여 롤투롤로 상기 PET 필름 상에 도포하고, 50℃의 건조존을 3분간 통과시켰다. 그 후, 질소 분위기하에서 자외선을 조사(적산 조사량 약 600mJ/㎠)하고, UV 경화로 경화시켜, 권취했다. 지지체 필름(상기 PET 필름) 상에 형성된 제1 유기층의 두께는, 1㎛였다.
다음으로, 롤투롤의 CVD 장치를 사용하여, 상기 유기층의 표면에 무기층(질화규소층)을 형성했다. 원료 가스로서, 실란 가스(유량 160sccm(0℃, 1기압의 표준 상태, 이하 동일)), 암모니아 가스(유량 370sccm), 수소 가스(유량 590sccm), 및 질소 가스(유량 240sccm)를 사용했다. 전원으로서, 주파수 13.56㎒의 고주파 전원을 사용했다. 제막 압력은 40㎩, 도달 막두께는 50㎚였다. 이와 같이 하여 지지체 필름 상에 유기층 및 무기층이 이 순서로 적층된 배리어 필름(10)을 제작했다.
2. 양자 도트 함유 중합성 조성물의 제작
하기의 양자 도트 분산액1을 조제하고, 공경 0.2㎛의 폴리프로필렌제 필터로 여과한 후, 30분간 감압 건조하여 도포액으로서 사용했다.
Figure pat00022
(상기에 있어서, 양자 도트1, 2의 톨루엔 분산액의 양자 도트 농도는 1질량%이다)
3. 파장 변환층의 제작
제1 배리어 필름(10)을 준비하고, 1m/분, 60N/m의 장력으로 연속 반송하면서, 무기층면 상에 양자 도트 함유 중합성 조성물1을 다이 코터로 도포하고, 50㎛의 두께의 도막을 형성했다. 이어서, 도막이 형성된 제1 배리어 필름(10)을 백업 롤러에 감아 걸치고, 도막 상에 제2 배리어 필름(10)을 무기층면이 도막에 접하는 방향으로 라미네이트하고, 그 후, 제1, 및 제2 배리어 필름(10)으로 도막을 협지한 상태에서 백업 롤러에 감아 걸치고, 연속 반송하면서 자외선을 조사했다.
백업 롤러의 직경은 φ300㎜이며, 백업 롤러의 온도는 50℃였다. 자외선의 조사량은 2000mJ/㎠였다. 또한, L1은 50㎜, L2는 1㎜, L3은 50㎜였다.
자외선의 조사에 의해 도막을 경화시켜서 경화층(파장 변환층)을 형성하고, 적층 필름(파장 변환 부재(101))을 제조했다. 적층 필름의 경화층의 두께는 50±2㎛였다. 경화층의 두께 정도(精度)는 ±4%로 양호했다. 또한, 적층 필름에는 주름의 발생이 보이지 않았다.
양자 도트 함유 중합성 조성물의 제작 시에, 표 1에 기재된 화합물(산화 방지제)을 각각 1질량%가 되도록 첨가한 이외에는, 파장 변환 부재(101)(비교예1)와 같게 하여, 파장 변환 부재(102∼113)(비교예2, 실시예1∼11)를 제작했다. 또, 상기의 「1질량%」는 산화 방지제 첨가 후의 양자 도트 함유 중합성 조성물 전질량에 대하여 1질량%인 것을 의미한다. 이하의 「질량%」에 대해서도, 마찬가지이다.
양자 도트 함유 중합성 조성물의 제작 시에, 표 1에 기재된 2종의 화합물을 각각 표 1에 기재된 양으로 각각 첨가한 이외에는, 파장 변환 부재(101)(비교예1)와 같게 하여, 파장 변환 부재(114∼117)(실시예12∼15)를 얻었다.
(플레쉬의 휘도의 평가)
시판의 태블릿 단말(Amazon사제, Kindle(등록상표) Fire HDX 7")을 분해하여, 백라이트 유닛을 취출했다. 취출한 백라이트 유닛의 도광판 상에 직사각형으로 잘라낸 파장 변환 부재(101∼117)를 두고, 그 위에 표면 요철 패턴의 방향이 직교한 2매의 프리즘 시트를 중첩했다. 청색 광원으로부터 발하고, 파장 변환 부재 및 2매의 프리즘 시트를 투과한 광의 휘도를, 도광판의 면에 대하여 수직 방향 740㎜의 위치에 설치한 휘도계(SR3, TOPCON사제)로 측정했다. 또 측정은, 파장 변환 부재의 모서리로부터 내측 5㎜의 위치를 측정하고, 4모서리에서의 측정의 평균값(Y0)을 평가값으로 했다.
(연속 조사 후의 휘도의 평가)
25℃ 60% RH로 유지된 방에서, 시판의 청색 광원(OPTEX-FA 가부시키가이샤제, OPSM-H150X142B) 상에 파장 변환 부재(101∼117)를 두고, 파장 변환 부재에 대하여 청색광을 100시간 연속으로 조사했다.
연속 조사 후의 파장 변환 부재의 4모서리의 휘도(Y1)를, 연속 조사 전의 휘도의 평가와 같은 방법으로 측정하고, 하기식 기재의 연속 조사 전의 휘도와의 변화율(ΔY)을 취하여 휘도 변화의 지표로 했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
ΔY=(Y0-Y1)÷Y0×100
(경화성의 평가)
파장 변환 부재(101∼117)의 막면을 손가락으로 눌러서, 눌린 자국이 남는지의 여부를 목시 관찰을 행하여, 이하의 기준으로 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
A : UV 조사량 2000mJ/㎠로 경막(硬膜)한 샘플에서, 눌린 자국이 남지 않음
B : UV 조사량 2000mJ/㎠로 경막한 샘플에서, 눌린 자국이 남았지만, 그 후 추가로 UV광을 2000mJ/㎠ 조사한 샘플에는 눌린 자국이 남지 않음
(착색성 평가용 샘플 제작)
기재로서 배리어 필름(10)을 대신하여 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(PET 필름, 도요보샤제, 상품명 : 코스모샤인 A4300, 두께 50㎛)을 사용하고, 또한, 중합성 조성물로서, 하기와 같이 양자 도트의 톨루엔 분산액을 가하지 않는 중합성 조성물2를 사용하여, 상기 파장 변환 부재(101)의 제작 시와 같은 방법으로 도막의 형성 및 자외선 조사를 행하고, 파장 변환 부재(101)에 각각 대응하는 착색성 평가용 샘플을 얻었다.
Figure pat00023
중합성 조성물2의 제작 시에, 표 1에 기재된 화합물(산화 방지제)을 각각 1질량%가 되도록 첨가한 이외에는, 파장 변환 부재(101)(비교예1)와 같은 방법으로 도막의 형성 및 자외선 조사를 행하여, 파장 변환 부재(102∼113)에 각각 대응하는 착색성 평가용 샘플을 얻었다.
중합성 조성물2의 제작 시에, 표 1에 기재된 2종의 화합물(산화 방지제)을 각각 표 1에 기재된 양으로 첨가한 이외에는, 파장 변환 부재(101)(비교예1)와 같은 방법으로 도막의 형성 및 자외선 조사를 행하여, 파장 변환 부재(114∼117)에 대응하는 착색성 평가용 샘플을 각각 얻었다.
(착색성의 평가)
가시광역(380㎚∼780㎚)에 걸친 투과율의 평균값을 측정함으로써, 파장 변환 부재(101∼117)에 각각 대응하는 착색성 평가용 샘플의 착색성을 이하의 기준으로 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
A : 투과율이 92% 이상
B : 투과율이 90% 이상 92% 미만
C : 투과율이 90% 미만
[표 1]
Figure pat00024
1 백라이트 유닛1
1A 광원
1B 도광판
100 제조 설비
10 제1 필름
20 도포부
22 도막
24 다이 코터
26 백업 롤러
28 경화층
30 라미네이트부
32 라미네이트 롤러
34 가열 챔버
50 제2 필름
60 경화부
62 백업 롤러
64 자외선 조사 장치
70 적층 필름
80 박리 롤러

Claims (17)

  1. 여기광(勵起光)에 의해 여기되어 형광을 발하는 양자 도트를 포함하는 파장 변환층을 갖는 파장 변환 부재로서,
    상기 파장 변환층은, 유기 매트릭스를 포함하고,
    상기 유기 매트릭스는 중합체와 하기 일반식(1)∼(6) 중 어느 하나로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 1개 이상의 화합물을 포함하는 파장 변환 부재;
    Figure pat00025

    일반식(1)∼(3) 중, R41은 지방족기, 아릴기, 헤테로환기, 아실기, 지방족 옥시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 지방족 설포닐기, 아릴설포닐기, 포스포릴기 또는 -Si(R47)(R48)(R49)를 나타내고, R47, R48 및 R49는 각각 독립으로 지방족기, 아릴기, 지방족 옥시기 또는 아릴옥시기를 나타내고, R42∼R46은 각각 독립으로, 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, Ra1∼Ra4는 각각 독립으로, 수소 원자 또는 지방족기를 나타내고,
    일반식(4) 중, R51은 수소 원자, 지방족기, 아릴기, 헤테로환기, 아실기, 지방족 옥시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 지방족 설포닐기, 아릴설포닐기, 포스포릴기 또는 -Si(R58)(R59)(R60)를 나타내고, R58, R59 및 R60은 각각 독립으로, 지방족기, 아릴기, 지방족 옥시기 또는 아릴옥시기를 나타내고, X51은 -O- 또는 -N(R57)-을 나타내고, R57은 R51과 동의이며, X55는 -N= 또는 -C(R52)=를 나타내고, X56은 -N= 또는 -C(R54)=를 나타내고, X57은 -N= 또는 -C(R56)=를 나타내고, R52, R53, R54, R55 및 R56은 각각 독립으로, 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R51과 R52, R57과 R56, R51과 R57이 서로 결합하여 5∼7원환을 형성하고 있어도 되며, R52와 R53, R53과 R54가 서로 결합하여, 5∼7원환 또는 스피로환, 비시클로환을 형성해도 되며, 단, R51∼R57의 전부가 수소 원자인 경우는 없고, 일반식(4)으로 표시되는 화합물의 총 탄소수는 10 이상이며, 일반식(4)으로 표시되는 화합물은, 상기 일반식(1)∼(3) 중 어느 하나로 표시되는 화합물인 경우는 없고,
    일반식(5) 중, R65 및 R66은 각각 독립으로, 수소 원자, 지방족기, 아릴기, 아실기, 지방족 옥시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 카르바모일기, 지방족 설포닐기 또는 아릴설포닐기를 나타내고, R67은 수소 원자, 지방족기, 지방족 옥시기, 아릴옥시기, 지방족 티오기, 아릴티오기, 아실옥시기, 지방족 옥시카르보닐옥시기, 아릴옥시카르보닐옥시기, 치환 아미노기, 헤테로환기 또는 히드록시기를 나타내고, R65와 R66, R66과 R67, R65와 R67이 서로 결합하여 5∼7원환을 형성해도 되지만, 2,2,6,6-테트라알킬피페리딘 골격을 형성하는 경우는 없고, R65와 R66의 양쪽이 수소 원자인 경우는 없고, R65와 R66의 총 탄소수는 7 이상이며,
    일반식(6) 중, R71은 수소 원자, 지방족기, 아릴기, 헤테로환기, Li, Na 또는 K를 나타내고, R72는 지방족기, 아릴기 또는 헤테로환기를 나타내고, R71과 R72가 서로 결합하여, 5∼7원환을 형성해도 되며, q는 0, 1 또는 2를 나타내고, 단, R71, R72의 총 탄소수는 10 이상이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중합체가, (메타)아크릴레이트 모노머의 중합체인 파장 변환 부재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 중합체가, 단관능 (메타)아크릴레이트 모노머와 다관능 (메타)아크릴레이트 모노머의 중합체인 파장 변환 부재.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    기재를 포함하고, 상기 파장 변환층의 적어도 한쪽의 표면이, 상기 기재에 직접 접하고 있는 파장 변환 부재.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기재를 2개 포함하고, 상기 기재는 어느 것이나 무기층을 포함하는 배리어 필름이며,
    상기 2개의 배리어 필름 사이에 상기 파장 변환층을 포함하는 파장 변환 부재.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 2개의 배리어 필름의 어느 것이나 상기 무기층에 있어서 상기 파장 변환층에 직접 접하고 있는 파장 변환 부재.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 배리어 필름의 산소 투과도가 어느 것이나, 1.00㎤/(㎡·day·atm) 이하인 파장 변환 부재.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 양자 도트가, 500㎚∼600㎚에 발광 중심 파장을 갖는 제1 양자 도트 및, 600∼680㎚에 발광 중심 파장을 갖는 제2 양자 도트를 포함하는 파장 변환 부재.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 파장 변환 부재와 광원을 적어도 포함하는 백라이트 유닛.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 광원이, 청색 발광 다이오드 또는 자외선 발광 다이오드인 백라이트 유닛.
  11. 제9항에 있어서,
    도광판을 더 포함하고,
    상기 파장 변환 부재가, 상기 도광판으로부터 출사되는 광의 경로 상에 배치되어 있는 백라이트 유닛.
  12. 제9항에 있어서,
    도광판을 더 포함하고,
    상기 파장 변환 부재가, 상기 도광판과 광원과의 사이에 배치되어 있는 백라이트 유닛.
  13. 제9항에 기재된 백라이트 유닛과 액정셀을 적어도 포함하는 액정 표시 장치.
  14. 여기광에 의해 여기되어서 형광을 발광하는 양자 도트와 라디칼 중합성 화합물과 하기 일반식(1)∼(6) 중 어느 하나로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 1개 이상의 화합물을 포함하는 양자 도트 함유 중합성 조성물;
    Figure pat00026

    일반식(1)∼(3) 중, R41은 지방족기, 아릴기, 헤테로환기, 아실기, 지방족 옥시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 지방족 설포닐기, 아릴설포닐기, 포스포릴기 또는 -Si(R47)(R48)(R49)를 나타내고, R47, R48 및 R49는 각각 독립으로 지방족기, 아릴기, 지방족 옥시기 또는 아릴옥시기를 나타내고, R42∼R46은 각각 독립으로, 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, Ra1∼Ra4는 각각 독립으로, 수소 원자 또는 지방족기를 나타내고,
    일반식(4) 중, R51은 수소 원자, 지방족기, 아릴기, 헤테로환기, 아실기, 지방족 옥시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 지방족 설포닐기, 아릴설포닐기, 포스포릴기 또는 -Si(R58)(R59)(R60)를 나타내고, R58, R59 및 R60은 각각 독립으로, 지방족기, 아릴기, 지방족 옥시기 또는 아릴옥시기를 나타내고, X51은 -O- 또는 -N(R57)-을 나타내고, R57은 R51과 동의이며, X55는 -N= 또는 -C(R52)=를 나타내고, X56은 -N= 또는 -C(R54)=를 나타내고, X57은 -N= 또는 -C(R56)=를 나타내고, R52, R53, R54, R55 및 R56은 각각 독립으로, 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R51과 R52, R57과 R56, R51과 R57이 서로 결합하여 5∼7원환을 형성하고 있어도 되며, R52와 R53, R53과 R54가 서로 결합하여, 5∼7원환 또는 스피로환, 비시클로환을 형성해도 되며, 단, R51∼R57의 전부가 수소 원자인 경우는 없고, 일반식(4)으로 표시되는 화합물의 총 탄소수는 10 이상이며, 일반식(4)으로 표시되는 화합물은, 상기 일반식(1)∼(3) 중 어느 하나로 표시되는 화합물인 경우는 없고,
    일반식(5) 중, R65 및 R66은 각각 독립으로, 수소 원자, 지방족기, 아릴기, 아실기, 지방족 옥시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 카르바모일기, 지방족 설포닐기 또는 아릴설포닐기를 나타내고, R67은 수소 원자, 지방족기, 지방족 옥시기, 아릴옥시기, 지방족 티오기, 아릴티오기, 아실옥시기, 지방족 옥시카르보닐옥시기, 아릴옥시카르보닐옥시기, 치환 아미노기, 헤테로환기 또는 히드록시기를 나타내고, R65와 R66, R66과 R67, R65와 R67이 서로 결합하여 5∼7원환을 형성해도 되지만, 2,2,6,6-테트라알킬피페리딘 골격을 형성하는 경우는 없고, R65와 R66의 양쪽이 수소 원자인 경우는 없고, R65와 R66의 총 탄소수는 7 이상이며,
    일반식(6) 중, R71은 수소 원자, 지방족기, 아릴기, 헤테로환기, Li, Na 또는 K를 나타내고, R72는 지방족기, 아릴기 또는 헤테로환기를 나타내고, R71과 R72가 서로 결합하여, 5∼7원환을 형성해도 되며, q는 0, 1 또는 2를 나타내고, 단, R71, R72의 총 탄소수는 10 이상이다.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 라디칼 중합성 화합물이, (메타)아크릴레이트 모노머인 양자 도트 함유 중합성 조성물.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 라디칼 중합성 화합물이, 단관능 (메타)아크릴레이트 모노머와 다관능 (메타)아크릴레이트 모노머를 포함하는 양자 도트 함유 중합성 조성물.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 단관능 (메타)아크릴레이트 모노머가, 탄소수 4∼30의 장쇄 알킬기를 갖는 양자 도트 함유 중합성 조성물.
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