JP2017510828A - 改善されたエッジ侵入を有する量子ドット物品 - Google Patents

Abstract

量子ドットフィルム物品は、第１のバリア層と、第２のバリア層と、第１のバリア層と第２のバリア層との間の量子ドット層と、を含む。量子ドット層は、硬化した接着剤組成物を含むマトリクス中に分散された量子ドットを有し、該接着剤組成物は、エポキシドと、式Ｉのアミノ官能化合物であって、式中、Ａが、単環式若しくは多環式アルキレン基、又は単環式若しくは多環式ヘテロアルキレン基であり、ｍ及びｎが、各々独立して０〜５から選択される整数である、アミノ官能化合物と、放射線硬化性メタクリレート化合物と、を含む。

Description

量子ドットフィルム物品は、２つのバリア層間に積層されるマトリクス中に分散された量子ドットを含む。量子ドット物品は、蛍光素子として緑色量子ドットと赤色量子ドットとの組み合わせを含み、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などの表示デバイスで使用されるときに色域性能を強化することができる。

量子ドットが劣化に対して極めて敏感であるため、量子ドット物品は、例えば水及び酸素の侵入を防止するために優れたバリア特性を有しなければならない。バリア層は、酸素又は水への曝露によって引き起こされる損傷から積層構造の内部領域の量子ドットを保護するが、物品の切断エッジは、マトリクス材料を空気に曝露する。これらのエッジ領域内で、マトリクス中に分散された量子ドットの保護は、主にマトリクス自体のバリア特性に依存する。

いくつかの現在利用可能なマトリクス材料は、最小限のバリア特性しか提供せず、このことがエッジ侵入と呼ばれる現象につながる場合がある。水及び／又は酸素が量子ドット物品のエッジ領域に入った場合、積層構造の曝露されたエッジ上の又はそれに隣接する量子ドットが劣化する場合があり、最終的には、紫外線又は青色光の照射によって励起されたときに光を放射することができなくなる場合がある。この量子ドットの劣化は、フィルム物品の切断エッジの周囲に暗線を引き起こす場合があり、このことが、量子ドット物品が一部を形成するディスプレイの性能に不利益になる場合がある。例えばハンドヘルドデバイス及びタブレットで利用されるような、より小型の電子デバイスのディスプレイの寿命を延ばすためには、積層エッジに沿った量子ドットの劣化を遅らせるか、又は排除することが特に重要である。

概して、本開示は、量子ドット物品で使用するためのマトリクス配合物を対象とする。本マトリクス配合物は、水及び／又は酸素の侵入を阻止する。これらの改善されたバリア特性は、量子ドット物品のエッジ上の又はそれに隣接する量子ドットの劣化を遅らせることができ、表示用途における物品の寿命を延ばすことができる。

一実施形態において、本開示は、量子ドットフィルム物品を対象とし、該量子ドットフィルム物品は、
第１のバリア層と、
第２のバリア層と、
第１のバリア層と第２のバリア層との間の量子ドット層であって、量子ドット層が、硬化した接着剤組成物を含むマトリクス中に分散された量子ドットを含み、接着剤組成物が、
エポキシドと、
式Ｉのアミノ官能化合物であって、
Ｈ_２Ｎ−Ｃ_ｎＨ_２ｎ−Ａ−Ｃ_ｍＨ_２ｍ−ＮＨ_２ 式Ｉ
式中、Ａが、単環式若しくは多環式アルキレン基、又は単環式若しくは多環式ヘテロアルキレン基であり、ｍ及びｎが、各々独立して０〜５から選択される整数である、アミノ官能化合物と、
放射線硬化性メタクリレート化合物と、を含む、量子ドット層と、を含む。

別の実施形態において、本開示は、フィルム物品を形成する方法を対象とし、該方法は、第１のポリマーフィルム上に量子ドット材料をコーティングすることであって、該量子ドット材料が、接着剤組成物中の量子ドットを含み、該接着剤組成物が、
エポキシドと、
式Ｉのアミノ官能化合物であって、
Ｈ_２Ｎ−Ｃ_ｎＨ_２ｎ−Ａ−Ｃ_ｍＨ_２ｍ−ＮＨ_２ 式Ｉ
式中、Ａが、単環式若しくは多環式アルキレン基、又は単環式若しくは多環式ヘテロアルキレン基であり、ｍ及びｎが、各々独立して０〜５から選択される整数である、アミノ官能化合物と、
放射線硬化性メタクリレート化合物と、
光開始剤と、を含む。

更に別の実施形態では、本開示は、接着剤組成物を対象とし、該接着剤組成物は、
エポキシドと、
式Ｉのアミノ官能化合物であって、
Ｈ_２Ｎ−Ｃ_ｎＨ_２ｎ−Ａ−Ｃ_ｍＨ_２ｍ−ＮＨ_２ 式Ｉ
式中、Ａが、単環式若しくは多環式アルキレン基、又は単環式若しくは多環式ヘテロアルキレン基であり、ｍ及びｎが、各々独立して０〜５から選択される整数である、アミノ官能化合物と、
放射線硬化性メタクリレート化合物と、
光開始剤と、
量子ドットと、を含む。

更に別の実施形態では、本開示は、接着剤組成物を対象とし、該接着剤組成物は、
エポキシドと、
式Ｉのアミノ官能化合物であって、
Ｈ_２Ｎ−Ｃ_ｎＨ_２ｎ−Ａ−Ｃ_ｍＨ_２ｍ−ＮＨ_２ 式Ｉ
式中、Ａが、単環式若しくは多環式アルキレン基、又は単環式若しくは多環式ヘテロアルキレン基であり、ｍ及びｎが、各々独立して０〜５から選択される整数である、アミノ官能化合物と、
量子ドットと、を含む。

本発明の１つ以上の実施形態の詳細は、添付図面及び下の説明に記載される。本発明の他の特徴、目的、及び利点は、説明及び図面から、並びに特許請求の範囲から明らかになるであろう。

量子ドットを含む例示的なフィルム物品のエッジ領域の概略側面図である。 量子ドットフィルムを形成する例示的な方法のフロー図である。 量子ドット物品を含むディスプレイの一実施形態の概略図である。

図１を参照すると、量子ドット物品１０のエッジ領域は、第１のバリア層３２と、第２のバリア層３４と、第１のバリア層３２と第２のバリア層３４との間の量子ドット層２０とを含む。量子ドット層２０は、マトリクス２４中に分散された複数の量子ドット２２を含む。

バリア層３２、３４は、例えば酸素、水、及び水蒸気などの環境汚染物への曝露から量子ドット２２を保護することができる、任意の有用な材料で形成され得る。好適なバリア層３２、３４としては、ポリマー、ガラス、及び誘電材料のフィルムが挙げられるが、それらに限定されない。いくつかの実施形態において、バリア層３２、３４の好適な材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリマー、酸化シリコン、酸化チタン、又は酸化アルミニウム（例えば、ＳｉＯ_２、Ｓｉ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、又はＡｌ_２Ｏ_３）などの酸化物、及びそれらの好適な組み合わせが挙げられる。

いくつかの実施形態において、量子ドット物品１０の各バリア層３２、３４は、異なる材料又は組成物の少なくとも２つの副層を含む。いくつかの実施形態において、そのような多層バリア構造は、バリア層３２、３４におけるピンホール欠陥アラインメントをより有効に低減又は排除することができ、酸素及び水分のマトリクス２４の中への浸入に対するより有効な遮蔽を提供する。量子ドット物品１０は、任意の好適な材料又はバリア材料の組み合わせ、及び任意の好適な数のバリア層又は副層を、量子ドット層２０の片側又は両側に含むことができる。バリア層及び副層の材料、厚さ、及び数は、特定の用途に依存し、量子ドット２２のバリア保護及び輝度を最大にする一方で、量子ドット物品１０の厚さを最小にするように好適に選択される。いくつかの実施形態において、各バリア層３２、３４は、それ自体が二重積層フィルムなどの積層フィルムであり、各バリアフィルム層は、ロールツーロール又は積層体製造プロセスにおけるしわを排除するのに十分な厚さである。例示的な一実施形態において、バリア層３２、３４は、その曝露面上に酸化物層を有するポリエステルフィルム（例えば、ＰＥＴ）である。

量子ドット層２０は、量子ドット又は量子ドット材料２２の１つ以上の集団を含むことができる。例示的な量子ドット又は量子ドット材料２２は、青色ＬＥＤからの青色一次光を量子ドットによって放射される二次光にダウンコンバートする際に、緑色光及び赤色光を放射する。赤色光、緑色光、及び青色光のそれぞれの部分は、量子ドット物品１０を組み込んだ表示デバイスによって放射される白色光について所望の白色点を達成するように制御することができる。量子ドット物品１０で使用するための例示的な量子ドット２２としては、ＺｎＳシェルを有するＣｄＳｅが挙げられるが、それに限定されない。本明細書に記載される量子ドットフィルム物品での使用に好適な量子ドットとしては、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ、ＩｎＰ／ＺｎＳ、ＰｂＳｅ／ＰｂＳ、ＣｄＳｅ／ＣｄＳ、ＣｄＴｅ／ＣｄＳ、又はＣｄＴｅ／ＺｎＳを含む、コア／シェル発光ナノクリスタルが挙げられるが、それらに限定されない。例示的な実施形態では、発光性ナノクリスタルは、外部リガンドコーティングを含み、ポリマーマトリクス中に分散されている。量子ドット及び量子ドット材料２２は、例えばＮａｎｏｓｙｓ Ｉｎｃ．，Ｍｉｌｐｉｔａｓ，ＣＡから市販されている。量子ドット層２０は、任意の有用な量の量子ドット２２を有することができ、いくつかの実施形態において、量子ドット層２０は、量子ドット層２０の総重量に基づいて、０．１重量％〜１重量％の量子ドットを含むことができる。

いくつかの実施形態において、量子ドット材料は、液体キャリア中に分散された量子ドットを含むことができる。例えば、液体キャリアは、アミノシリコーン油などの油を含むことができる。

１つ以上の実施形態において、量子ドット層２０は、随意に、散乱ビーズ又は粒子を含むことができる。これらの散乱ビーズ又は粒子は、マトリクス材料２４の屈折率と少なくとも０．０５又は少なくとも０．１異なる屈折率を有する。これらの散乱ビーズ又は粒子は、例えば、シリコーン、アクリル、ナイロン等のポリマー、又はＴｉＯ_２、ＳｉＯ_ｘ、ＡｌＯ_ｘ等の無機材料、並びにそれらの組み合わせを含むことができる。いくつかの実施形態において、散乱粒子を量子ドット層２０に含むことにより、量子ドット層２０を通る光路長を長くすることができ、量子ドットの吸収及び効率を改善することができる。多くの実施形態において、散乱ビーズ又は粒子は、１〜１０マイクロメートル、又は２〜６マイクロメートルの平均粒径を有する。いくつかの実施形態において、量子ドット材料２０は、随意に、ヒュームドシリカなどの充填剤を含むことができる。

量子ドット層２０のマトリクス２４は、バリア層３２、３４を形成する材料に有効に接着して、積層構造を形成し、量子ドット２２のための保護マトリクスも形成する接着剤から形成され得る。一実施形態において、マトリクス２４は、エポキシアミンポリマー及び随意の放射線硬化性メタクリレート化合物を含む接着剤組成物を硬化又は硬質化させることによって形成される。

エポキシアミンポリマーは、エポキシド及びアミノ官能基硬化剤の反応生成物であり、多種多様のバリア材料３２、３４に接着する。好適なエポキシドは、ビスフェノールＡ骨格又はビスフェノールＦ骨格を有するエポキシ樹脂を含み、いくつかの実施形態において、エポキシドは、多官能性である。接着剤組成物での使用に好適なエポキシドの例としては、ＥＰＯＮ ８２４（ビスフェノールＡ骨格）及びＥＰＯＮ ８６２（ビスフェノールＦ骨格）の商品名でＭｏｍｅｎｔｉｖｅ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｃｏｌｕｍｂｕｓ，ＯＨから入手可能なジエポキシドが挙げられるが、それらに限定されない。ビスフェノールＦ骨格を有するいくつかのエポキシドは、ビスフェノールＡ骨格を有するエポキシドと比較して、優れたバリア特性を有することが分かっている。いかなる理論にも拘束されることを望むものではないが、現在利用可能な証拠は、ビスフェノールＦ骨格が、ビスフェノールＡ骨格よりもコンパクトであり、より少ない置換基を含み、このことがマトリクス材料２４の成分を形成するときにビスフェノールＦエポキシドをより密集させることができ、ある場合には、このことが水及び酸素の侵入を遅らせることができることを示している。

アミノ官能基硬化剤は、非芳香族環状脂肪族骨格を有するアミノ官能化合物、特に、脂環式環又は脂環式系に結合する少なくとも２つのアミノ基を含有するものを含む。いくつかの実施形態において、アミノ官能基硬化剤は、式Ｉによって表され、
Ｈ_２Ｎ−Ｃ_ｎＨ_２ｎ−Ａ−Ｃ_ｍＨ_２ｍ−ＮＨ_２ 式Ｉ
式中、Ａは、単環式若しくは多環式アルキレン基、又は単環式若しくは多環式ヘテロアルキレン基であり、ｍ及びｎは、整数である。式Ｉ中、ｍ及びｎは各々独立して、０〜５又は１〜５の範囲から選択される。「アルキレン基」という用語は、本明細書で使用されるとき、単環式又は多環式アルキル化合物上の２つの異なる炭素原子の各々から水素原子を取り除くことによって形成される二価基を指す。単環式又は多環式アルキルは、単一の環、２つの環、３つの環、又は複数の環を含むことができる。

種々の非限定的な実施形態において、単環式又は多環式アルキレンＡ基は、最高２０個の炭素原子、最高１６個の炭素原子、最高１４個の炭素原子、最高１２個の炭素原子、最高１０個の炭素原子、又は最高７個の炭素原子を有することができる。種々の非限定的な実施形態において、単環式又は多環式ヘテロアルキレンＡ基は、最高２０個の炭素原子及び最高４個のヘテロ原子、最高１６個の炭素原子及び最高４個のヘテロ原子、最高１２個の炭素原子及び最高３個のヘテロ原子、又は最高１０個の炭素原子及び最高３個のヘテロ原子を有する。ヘテロ原子は、酸素、硫黄、窒素、又はそれらの組み合わせから選択される。

式ＩのＡ基の非限定的な例は、日本特許出願公開第Ｓ５４００４９９２号で説明されるものなどの、１つ以上のビシクロ（２．２．１）ヘプタン環を有する多環式アルキレン基である。この種の基は、以下の式ＩＩ及びＩＩＩによって表され、

式中、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、及びＲ_４は各々、水素又はメチル基を表し、ｘ及びｙは各々、０又は１のいずれかを表す。式ＩＩ及びＩＩＩ中のアスタリスク（^＊）は、多環式アルキレン基Ａが式Ｉ中のアミノ基又はアルキルアミノ基に結合する位置を表す。

一般式ＩＩ及びＩＩＩによって表される基を含むアミノ官能基硬化剤の具体的な例は、３（又は４），８（又は９）−ジアミノメチルトリシクロ（５，２，１，０^２．６）デカン、

４，９（又は１０）−ジアミノメチルテトラシクロ（６，２，１，１^３．６，０^２．７）ドデカン、

及び２，５（又は６）−ジアミノメチルビシクロ（２，２，１）ヘプタンである。

ジアミノメチルトリシクロデカンは、接着剤組成物での使用に特によく適している硬化剤又は硬質化剤の一例である。硬化剤又は硬質化剤として好適な他の化合物としては、イソホロンジアミン（ＩＰＤＡ）、１，３−シクロヘキサンビス（メチルアミン）、１，４−ビス（３−アミノプロピル）ピペラジンが挙げられる。好適な化合物は、ＴＣＤ−ジアミン、特に、オクタヒドロ−４，７−メタノ−１Ｈ−インデンジメチルアミン（３（又は４），８（又は９）−ジアミノメチルトリシクロ（５，２，１，０^２．６）デカンとも称される）の商品名でＯｘｅａ Ｃｏｒｐ．，Ｄａｌｌａｓ，ＴＸから入手可能である。ここでも、いかなる理論にも拘束されることを望むものではないが、現在利用可能な証拠は、環状骨格のコンパクトな性質が、マトリクス材料２４の形成時に密集するよりコンパクトな構造を構築することができ、ある場合には、水及び酸素の侵入を遅らせることができることを示している。

エポキシアミンポリマーは、上述のアミン官能基硬化剤又は硬質化剤のうちの１つ又はそれらの組み合わせ、及び上述のエポキシド材料のうちの１つ又はそれらの組み合わせの熱重合によって形成される。いくつかの実施形態において、この反応におけるエポキシとアミンの比率は、化学量論的に、約０．６〜約１．４、又は約０．８〜約１．２の範囲である。いくつかの実施形態において、エポキシアミンポリマーの屈折率は、約１．４８〜約１．６０、又は約１．５０〜約１．５７である。いくつかの実施形態において、低屈折率粒子又はエマルジョンが使用されるときに、より高い屈折率が散乱を改善することができ、より長い光路長及び改善された量子ドット効率をもたらすことができる。高屈折率材料の共役も、マトリクス２４内の水蒸気及び酸素輸送速度を減少させる。

種々の実施形態において、エポキシアミンポリマーは、接着剤組成物の総重量に基づいて、接着剤組成物の約７０重量％〜約１００重量％、又は約７０重量％〜約９０重量％、又は約７５重量％〜約８５重量％を形成する。

アクリレートの急速なマイケル付加のため、いくつかの実施形態では、接着剤組成物中のエポキシアミンポリマー系の作業時間を保つために、メタクリレートが接着剤組成物中に使用される。いくつかの実施形態において、放射線硬化性メタクリレート化合物は、接着剤組成物の粘度を増加させることができ、エポキシアミンの熱加速中に別様に作成される欠陥を減少させることができる。有用な放射線硬化性メタクリレート化合物は、水及び／又は酸素の侵入を防止するバリア特性を有する。いくつかの実施形態において、約１００℃を超えるガラス転移温度（Ｔ_ｇ）及び高い架橋密度を形成することができる置換基を有するメタクリレート化合物は、改善されたガス及び水蒸気バリア特性を有するマトリクスを提供することができる。いくつかの実施形態において、放射線硬化性メタクリレート化合物は、多官能性であり、好適な例としては、ＳＲ ３４８（エトキシ化（２）ビスフェノールＡジメタクリレート）、ＳＲ５４０（エトキシ化（４）ビスフェノールＡジメタクリレート）、及びＳＲ２３９（１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート）の商品名でＳａｒｔｏｍｅｒ ＵＳＡ，ＬＬＣ，Ｅｘｔｏｎ，ＰＡから入手可能なものが挙げられるが、それらに限定されない。

メタクリレートは、接着剤組成物の約０重量％〜約２５重量％、又は約５重量％〜約２５重量％、又は約１０重量％〜約２０重量％を形成する。いくつかの実施形態において、メタクリレートポリマーが接着剤組成物の５重量％未満を形成する場合、メタクリレート化合物は、十分な作業時間を接着剤組成物に提供するように接着剤組成物の粘度を適切に増加させない。

いくつかの実施形態において、接着剤組成物は、随意に、接着剤組成物の総重量に基づいて、約０．１重量％〜約１０重量％の光開始剤を含む。多種多様の光開始剤を使用することができ、好適な例としては、ＩＲＧＡＣＵＲＥ １１７３、ＩＲＧＡＣＵＲＥ ４２６５、ＩＲＧＡＣＵＲＥ ８１９、ＬＵＣＩＲＩＮ ＴＰＯ、ＬＵＣＩＲＩＮ ＴＰＯ−Ｌ、及びＤＡＲＯＣＵＲ ４２６５の商品名でＢＡＳＦ Ｒｅｓｉｎｓ，Ｗｙａｎｄｏｔｔｅ，ＭＩから入手可能なものが挙げられるが、それらに限定されない。

図２を参照すると、別の態様において、本開示は、量子ドットフィルム物品１００を形成する方法を対象とし、該方法は、第１のバリア層上に、量子ドットを含む接着剤組成物をコーティングすること（１０２）と、第２のバリア層を量子ドット材料上に配置すること（１０４）とを含む。いくつかの実施形態において、方法１００は、放射線硬化性メタクリレート化合物を重合して（例えば、放射線硬化させて）、部分的に硬化した量子ドット材料を形成すること（１０６）と、部分的に硬化した量子ドット材料のジエポキシド及びアミン官能化合物を重合して（例えば、熱硬化させて）、硬化したマトリクスを形成すること（１０８）とを含む。

いくつかの実施形態において、接着剤組成物は、約７０℃〜約１２０℃の温度まで加熱することによって、硬化又は硬質化し得る。他の実施形態において、接着剤組成物は、例えば紫外（ＵＶ）光などの放射線を適用することによっても硬化又は硬質化し得る。硬化又は硬質化工程は、ＵＶ硬化、加熱、又はこれらの両方を含むことができる。限定するようには意図されていないいくつかの例示的な実施形態において、ＵＶ硬化条件は、約１０ｍＪ／ｃｍ^２〜約４０００ｍＪ／ｃｍ^２のＵＶＡ、より好ましくは、約１０ｍＪ／ｃｍ^２〜約２００ｍＪ／ｃｍ^２のＵＶＡを適用することを含むことができる。接着剤組成物の粘度を増加させるために、加熱及びＵＶ光を単独で又は組み合わせて適用することもでき、コーティング及び処理ライン上での取り扱いをより容易にすることを可能にすることができる。

いくつかの実施形態において、接着剤組成物は、上を覆うバリアフィルム３２と３４との間への積層後に硬化し得る。したがって、接着剤組成物の粘度の増加は、積層直後のコーティング品質を確定する。コーティング又は積層直後に硬化させることによって、いくつかの実施形態において、硬化したメタクリレートポリマーは、エポキシアミンの熱硬化中に積層体を一緒に保持するために、接着剤組成物の粘度を、接着剤組成物が感圧接着剤（ＰＳＡ）として作用する点まで増加させ、エポキシアミン硬化中の欠陥を大幅に低減させる。いくつかの実施形態において、接着剤組成物のメタクリレート化合物の放射線硬化は、エポキシだけを積層する接着剤組成物の従来の熱硬化と比較して、コーティング、硬化、及びウェブの取り扱いをより良好に制御する。

少なくとも部分的に硬化した時点で、接着剤組成物は、量子ドット２２ための保護的な支持マトリクス２４を提供する、相互浸入ポリマーネットワークを形成する。本出願において、「相互浸入ポリマーネットワーク」という用語は、並んで合成されるネットワーク形態の中の２つ以上のポリマーの組み合わせを指す。種々の実施形態において、硬化した支持マトリクス２４は、約７０重量％〜約１００重量％、約７０重量％〜約９０重量％、又は約７５重量％〜約８５重量％のエポキシアミンポリマーを含む。種々の実施形態において、硬化した支持マトリクス２４は、約０重量％〜約２５重量％、約５重量％〜約２５重量％、又は約１０重量％〜約２０重量％のメタクリレートポリマーを含む。

エッジ侵入は、水分及び／又は酸素のマトリクス２４の中への侵入による量子ドット性能の低下によって定義される。種々の実施形態において、水分及び／又は酸素のマトリクス２４の中へのエッジ侵入は、８５℃で１週間後に約１．２５ｍｍ未満、又は８５℃で１週間後に０．７５ｍｍ未満、又は８５℃で１週間後に約０．５ｍｍ未満である。種々の実施形態において、硬化したマトリクスの中への酸素透過は、約８０（ｃｃ．ミル）／（ｍ^２．日）未満、又は約５０（ｃｃ．ミル）／（ｍ^２．日）未満（４（ｍＬ．ｍｍ）／（ｍ^２．日）、約２．５（ｍＬ．ｍｍ）／（ｍ^２．日）未満）である。種々の実施形態において、硬化したマトリクスの水蒸気透過率は、約１５（２０ｇ／ｍ^２．ミル．日）未満、又は約１０（２０ｇ／ｍ^２．ミル．日）未満（１５（４００ｇ／ｍ^２．ｍｍ−日）未満、又は約１０（４００ｇ／ｍ^２．ｍｍ−日）未満）でなければならない。

種々の実施形態において、量子ドット層２０の厚さは、約８０ミクロン〜約２５０ミクロンである。

図３は、本明細書で説明される量子ドット物品を含む表示デバイス２００の実施形態の概略図である。この実例は、単に一例として提供され、限定するようには意図されていない。表示デバイス２００は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光源２０４を有するバックライト２０２を含む。光源２０４は、放射軸２３５に沿って光を放射する。光源２０４（例えば、ＬＥＤ光源）は、入力エッジ２０８を通して、その上に後方反射器２１２を有する中空光再利用空洞２１０の中へ光を放射する。後方反射器２１２は、主に正反射性、拡散性、又はそれらの組み合わせであり得、好ましくは、高反射性である。バックライト２０２は、量子ドット物品２２０を更に含み、その中に量子ドット２２２を分散させた保護マトリクス２２４を含む。保護マトリクス２２４は、ポリマーバリアフィルム２２６、２２８によって両面上で境界され、単層又は多層を含むことができる。

表示デバイス２００は、複数方向性の再利用フィルム又は層を含む前方反射器２３０を更に含み、該フィルム又は層は、ディスプレイの軸により近い方向に軸外光を再方向付けする表面構造を有する光学フィルムであり、表示デバイスを通して軸上に伝搬する光の量を増加させることができ、これは、ビューアが見る画像の輝度及びコントラストを高める。前方反射器２３０は、偏光子などの他の種類の光学フィルムも含むことができる。１つの非限定的な実施例において、前方反射器２３０は、１つ以上のプリズムフィルム２３２及び／又は利得拡散器を含むことができる。プリズムフィルム２３２は、軸に沿って延びるプリズムを有することができ、光源２０４の放射軸２３５に対して平行又は垂直に配向され得る。いくつかの実施形態において、プリズムフィルムのプリズム軸は、交差し得る。前方反射器２３０は、１つ以上の偏光フィルム２３４を更に含むことができ、多層光学偏光フィルム、拡散反射偏光フィルム等を含むことができる。前方反射器２３０によって放射された光は、液晶（ＬＣ）パネル２８０に入る。バックライティング構造体及びフィルムの数多くの例は、例えば、米国特許公開第ＵＳ ２０１１／００５１０４７号で見つけることができる。

フィルム、方法、又は接着剤組成物である種々の実施形態が提供される。

実施形態１は、量子ドットフィルム物品であって、
第１のバリア層と、
第２のバリア層と、
第１のバリア層と第２のバリア層との間の量子ドット層であって、量子ドット層が、硬化した接着剤組成物を含むマトリクス中に分散された量子ドットを含み、接着剤組成物が、エポキシドと、式Ｉのアミノ官能化合物であって、
Ｈ_２Ｎ−Ｃ_ｎＨ_２ｎ−Ａ−Ｃ_ｍＨ_２ｍ−ＮＨ_２ 式Ｉ
式中、Ａが、単環式若しくは多環式アルキレン基、又は単環式若しくは多環式ヘテロアルキレン基であり、ｍ及びｎが、各々独立して０〜５から選択される整数である、アミノ官能化合物と、放射線硬化性メタクリレート化合物と、を含む、量子ドット層と、を含む、量子ドットフィルム物品である。

実施形態２は、エポキシドが、ビスフェノール−Ｆ骨格を含む、実施形態１に記載のフィルム物品である。

実施形態３は、エポキシドが、ジエポキシドである、実施形態１又は２に記載のフィルム物品である。

実施形態４は、アミノ官能化合物が、式ＩＩの基Ａを有し、

式中、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、及びＲ_４が各々、水素原子又はメチル基を表し、ｘ及びｙが各々独立して、０又は１から選択され、アスタリスク（^＊）が、基Ａが式Ｉ中の他の基に結合する位置を表す、実施形態１〜３のいずれか１つに記載のフィルム物品である。

実施形態５は、アミノ官能化合物が、式ＩＩＩの基Ａを有し、

式中、Ｒ_５及びＲ_６が各々、水素又はメチル基を表し、ｘ及びｙが各々独立して、０又は１から選択され、アスタリスク（^＊）が、基Ａが式Ｉ中の他の基に結合する位置を表す、実施形態１〜３のいずれか１つに記載のフィルム物品である。

実施形態６は、アミノ官能化合物が、
（ａ）３（又は４），８（又は９）−ジアミノメチルトリシクロ（５，２，１，０^２．６）デカン、

（ｂ）４，９（又は１０）−ジアミノメチルテトラシクロ（６，２，１，１^３．６，０^２．７）ドデカン、

又は
（ｃ）２，５（又は６）−ジアミノメチルビシクロ（２，２，１）ヘプタンのうちのいずれかによって表される、実施形態１〜５のいずれか１つに記載のフィルム物品である。

実施形態７は、接着剤組成物が光開始剤を更に含む、実施形態１〜６のいずれか１つに記載のフィルム物品である。

実施形態８は、約５重量％〜約２５重量％のメタクリレート化合物と、エポキシドとアミノ官能化合物との反応から形成される７０〜９０重量％のエポキシポリマーを含む、実施形態１〜７のいずれか１つに記載のフィルム物品である。

実施形態９は、マトリクスが、１〜１０マイクロメートルの範囲の平均粒径を有する散乱粒子を更に含む、実施形態１〜８のいずれか１つに記載のフィルム物品である。

実施形態１０は、第１のバリア層及び第２のバリア層のうちの少なくとも１つが、少なくとも１つのポリマーフィルムを備える、実施形態１〜９のいずれか１つに記載のフィルム物品である。

実施形態１１は、マトリクスが、８５℃で１週間後に約１．２５ｍｍ未満の水分及び酸素侵入を有する、実施形態１〜１０のいずれか１つに記載のフィルム物品である。

実施形態１２は、マトリクスが、約８０（ｃｃ．ミル）／（ｍ^２．日）（４（ｍＬ．ｍｍ）／（ｍ^２．日））未満の酸素透過を有する、実施形態１〜１０のいずれか１つに記載のフィルム物品である。

実施形態１３は、マトリクスが、約１５（２０ｇ／ｍ^２．ミル．日）（１５（４００ｇ／ｍ^２．ｍｍ−日））未満の水蒸気透過率を有する、実施形態１〜１０のいずれか１つに記載のフィルム物品である。

実施形態１４は、実施形態１〜１３のいずれか１つに記載のフィルム物品を備える、表示デバイスである。

実施形態１５は、フィルム物品を形成する方法であって、第１のポリマーフィルム上に量子ドット材料をコーティングすることを含み、量子ドット材料が、接着剤組成物中の量子ドットを含み、該接着剤組成物が、エポキシドと、式Ｉのアミノ官能化合物であって、
Ｈ_２Ｎ−Ｃ_ｎＨ_２ｎ−Ａ−Ｃ_ｍＨ_２ｍ−ＮＨ_２ 式Ｉ
式中、Ａが、単環式若しくは多環式アルキレン基、又は単環式若しくは多環式ヘテロアルキレン基であり、ｍ及びｎが、各々独立して０〜５から選択される整数である、アミノ官能化合物と、放射線硬化性メタクリレート化合物と、光開始剤と、を含む、方法である。

実施形態１６は、接着剤組成物を硬化させることを更に含む、実施形態１５に記載の方法である。

実施形態１７は、接着剤組成物上に第２のポリマーフィルムを適用することを更に含む、実施形態１５に記載の方法である。

実施形態１８は、接着剤組成物を硬化させることを更に含む、実施形態１７に記載の方法である。

実施形態１９は、接着剤組成物が、組成物に熱及びＵＶ光を適用することによって硬化する、実施形態１６〜１８のいずれか１つに記載の方法である。

実施形態２０は、エポキシドを含む接着剤組成物であって、エポキシドと、式Ｉのアミノ官能化合物であって、
Ｈ_２Ｎ−Ｃ_ｎＨ_２ｎ−Ａ−Ｃ_ｍＨ_２ｍ−ＮＨ_２ 式Ｉ
式中、Ａが、単環式若しくは多環式アルキレン基、又は単環式若しくは多環式ヘテロアルキレン基であり、ｍ及びｎが、各々独立して０〜５から選択される整数である、アミノ官能化合物と、放射線硬化性メタクリレート化合物と、光開始剤と、量子ドットと、を含む、接着剤組成物である。

実施形態２１は、接着剤組成物であって、エポキシドと、式Ｉのアミノ官能化合物であって、
Ｈ_２Ｎ−Ｃ_ｎＨ_２ｎ−Ａ−Ｃ_ｍＨ_２ｍ−ＮＨ_２ 式Ｉ
式中、Ａが、単環式若しくは多環式アルキレン基、又は単環式若しくは多環式ヘテロアルキレン基であり、ｍ及びｎが、各々独立して０〜５から選択される整数である、アミノ官能化合物と、量子ドットと、を含む、接着剤組成物である。

実施形態２２は、光開始剤を更に含む、実施形態２１に記載の接着剤組成物である。

量子ドット物品の利点のうちのいくつかは、以下の実施例によって更に例示される。これらの実施例に記載される特定の材料、量、及び寸法、並びに他の条件及び詳細は、本開示を過度に限定するものと解釈されるべきではない。

使用材料：
ＥＰＯＮ ８２４：Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ｃｏｌｕｍｂｕｓ，ＯＨ）から入手可能なビスフェノールＡ骨格エポキシ樹脂
ＥＰＯＮ ８６２：Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ｃｏｌｕｍｂｕｓ，ＯＨ）から入手可能なビスフェノールＦ骨格エポキシ樹脂
ＥＰＩＣ ９１Ｂ：鎖延長トリエチレングリコールジアミン硬化剤（Ｅｐｉｃ Ｒｅｓｉｎｓ，Ｐａｌｍｙｒａ，ＷＩから入手可能）
Ｒ１９６４−０１：赤色量子ドット濃縮物（Ｎａｎｏｓｙｓ Ｃｏｒｐ．，Ｐａｌｏ Ａｌｔｏ ＣＡから入手可能）
Ｇ１９６４−０１：緑色量子ドット濃縮物（Ｎａｎｏｓｙｓ Ｃｏｒｐ．，Ｐａｌｏ Ａｌｔｏ ＣＡから入手可能）
ＳＲ３４８：Ｓａｒｔｏｍｅｒ ＵＳＡ，ＬＬＣ （Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）からのビスフェノール−Ａジメタクリレート
ＤＡＲＯＣＵＲ ４２６５：ＢＡＳＦ Ｒｅｓｉｎｓ（Ｗｙａｎｄｏｔｔｅ，ＭＩ）から入手可能な光開始剤
２ミル（０．０５ｍｍ）のバリアフィルム：３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ ＭＮ）からＦＴＢ３−Ｍ−１２５として入手可能
ＴＣＤジアミン：Ｏｘｅａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｄａｌｌａｓ，ＴＸ）から入手可能な３（４），８（９）−ビス（アミノメチル）−トリシクロ［５．２．１．０（２．６）］デカン［６８８８９−７１−４］
シリコーン放出ライナーＵＶ−１０：ＣＰ Ｆｉｌｍｓ，Ｉｎｃ．（Ｍａｒｔｉｎｓｖｉｌｌｅ，ＶＡ）から入手可能

（実施例１）：
白色の量子ドット（ＱＤ）濃縮物調合物を、適切な量の赤色及び緑色のＱＤを添加することによって混合した。配合物を表３で見ることができる。赤色及び緑色のドット濃縮物を、１４００ｒｐｍで４分間、Ｃｏｗｌｅｓブレードミキサーなどの高剪断インペラブレードで一緒に混合した。

２種類の量子ドットマトリクス接着剤組成物、すなわち、本開示による溶液Ｂ及び対照としての溶液Ａを調製した。

溶液Ａ（Ｅｐｉｃ ９１Ｂ硬化剤を使用したハイブリッドエポキシ／メタクリレート配合物）の成分及び量を表１に示す。

溶液Ｂ（本発明の接着剤組成物、ＴＣＤジアミン硬化剤を使用したハイブリッドエポキシ／メタクリレート配合物）を表２に示す。硬化剤Ｅｐｉｃ ９１Ｂ又はＴＣＤジアミンを除くすべての成分を添加して、一緒に混合した。Ｅｐｉｃ ９１Ｂ又はＴＣＤジアミンを、コーティング直前に残りの溶液と混合した。

溶液の各々を混合し、ナイフコーターによって、１００マイクロメートルの厚さで、２つの２ミル（０．０５ｍｍ）シリコーン処理ポリエステル（ＰＥＴ）放出ライナー（ＵＶ−１０の商品名でＣＰＦｉｌｍｓ，Ｉｎｃ．，Ｍａｒｔｉｎｓｖｉｌｌｅ，ＶＡから入手可能）間にコーティングした。コーティングを、最初に、５０％のパワーで３０秒間、３８５ｎｍのＣｌｅａｒｓｔｏｎｅ ＵＶ ＬＥＤランプを使用してＵＶ放射線硬化させ、その後、１００℃で１０分間、オーブン内で熱硬化させた。その後、水蒸気透過値を、Ｍｏｃｏｎ Ｐｅｒｍａｔｒａｎ−Ｗモデル１／５０Ｇ（Ｍｏｃｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，ＭＮから入手可能）を使用して（水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）として）測定した。酸素透過率は、Ｍｏｃｏｎ ＯＸ−ＴＲＡＮ（登録商標）モデル２／２１ＭＬ（Ｍｏｃｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，ＭＮから入手可能）を使用して測定した。表４は、溶液Ａ及び溶液Ｂの試験結果を示す。

表４から分かるように、硬化剤としてＴＣＤジアミンを使用することにより、Ｅｐｏｎ８６２とともに使用したときに、水蒸気透過率が大幅に低減され、酸素透過率が低減される。ビスフェノールＡエポキシ（Ｅｐｏｎ ８２４）の代わりにビスフェノールＦエポキシ（Ｅｐｏｎ ８６２）を使用することにより、フィルムの酸素バリア特性が大幅に改善されることも表４から分かる。これらの結果は、Ｅｐｏｎ ８６２と組み合わせてＴＣＤジアミンを使用することにより、このマトリクスフィルムのバリア特性の改善がもたらされることを示す。

上述の溶液も同様に、ナイフコーターを使用して、１００マイクロメートルの厚さで、２つの２ミル（０．０５ｍｍ）バリアフィルム（ＦＴＢ３−Ｍ−１２５として３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ ＭＮから入手可能）間にコーティングした。コーティングを、上述のように、ＵＶ及び熱硬化させた。これらのコーティングされたフィルムからの試料に対して、Ｔ剥離試験（ＡＳＴＭ Ｄ１８７６−０８）によって接着試験を行った。加えて、これらのコーティングに、８５°℃で１週間のエージング及び６５℃／９５％ＲＨで２週間のエージングの両方を行い、その後にエッジ侵入を測定した。これらのコーティングをブラックライト上に配置し、その後、フィルムのエッジのどの程度が暗い（光らない）かをルーラーで測定することによって、エッジ侵入を試験した。結果を表５にも示す。

表５から分かるように、ＴＣＤジアミンを使用することにより、ＱＤＥＦのエージング後のエッジ侵入が大幅に低減するだけでなく、量子ドットマトリクスへのバリアフィルムの接着も改善された。Ｅｐｏｎ ８６２とＴＣＤジアミンとの組み合わせは、最も高いエッジ侵入低減を提供した。

本発明の種々の実施形態を説明してきた。これら及び他の実施形態は、以下の特許請求の範囲内である。

Claims (22)

1. 量子ドットフィルム物品であって、
   第１のバリア層と、
   第２のバリア層と、
   前記第１のバリア層と前記第２のバリア層との間の量子ドット層であって、前記量子ドット層が、硬化した接着剤組成物を含むマトリクス中に分散された量子ドットを含み、前記接着剤組成物が、
   エポキシドと、
   式Ｉのアミノ官能化合物であって、
   Ｈ_２Ｎ−Ｃ_ｎＨ_２ｎ−Ａ−Ｃ_ｍＨ_２ｍ−ＮＨ_２ 式Ｉ
   式中、Ａが、単環式若しくは多環式アルキレン基、又は単環式若しくは多環式ヘテロアルキレン基であり、ｍ及びｎが、各々独立して０〜５から選択される整数である、アミノ官能化合物と、
   放射線硬化性メタクリレート化合物と、を含む、量子ドット層と、を備える、量子ドットフィルム物品。
2. 前記エポキシドが、ビスフェノール−Ｆ骨格を含む、請求項１に記載のフィルム物品。
3. 前記エポキシドが、ジエポキシドである、請求項１又は２に記載のフィルム物品。
4. Ａが、式ＩＩの基であり、
   

   

   式中、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、及びＲ_４が各々、水素原子又はメチル基を表し、ｘ及びｙが各々独立して、０又は１から選択され、アスタリスク（^＊）が、式Ｉへの結合位置を表す、請求項１〜３のいずれか一項に記載のフィルム物品。
5. Ａが、式ＩＩＩの基であり、
   

   

   式中、Ｒ_５及びＲ_６が各々、水素又はメチル基を表し、ｘ及びｙが各々独立して、０又は１から選択され、アスタリスク（^＊）が、式Ｉへの結合位置を表す、請求項１〜３のいずれか一項に記載のフィルム物品。
6. 前記アミノ官能化合物が、
   （ａ）３（又は４），８（又は９）−ジアミノメチルトリシクロ（５，２，１，０^２．６）デカン、
   

   

   （ｂ）４，９（又は１０）−ジアミノメチルテトラシクロ（６，２，１，１^３．６，０^２．７）ドデカン、
   

   

   又は
   （ｃ）２，５（又は６）−ジアミノメチルビシクロ（２，２，１）ヘプタン、
   

   

   のうちのいずれかによって表される、請求項１〜５のいずれか一項に記載のフィルム物品。
7. 前記接着剤組成物が光開始剤を更に含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載のフィルム物品。
8. 前記マトリクスが、約５重量％〜約２５重量％の前記メタクリレート化合物と、前記エポキシドと前記アミノ官能化合物との反応から形成される７０〜９０重量％のエポキシポリマーを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載のフィルム物品。
9. 前記マトリクスが、１〜１０マイクロメートルの範囲の平均粒径を有する散乱粒子を更に含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載のフィルム物品。
10. 前記第１のバリア層及び前記第２のバリア層のうちの少なくとも１つが、少なくとも１つのポリマーフィルムを備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載のフィルム物品。
11. 前記マトリクスが、８５℃で１週間後に約１．２５ｍｍ未満の水分及び酸素侵入を有する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のフィルム物品。
12. 前記マトリクスが、約８０（ｃｃ．ミル）／（ｍ^２日）（４（ｍＬ．ｍｍ）／（ｍ^２日））未満の酸素透過を有する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のフィルム物品。
13. 前記マトリクスが、約１５（２０ｇ／ｍ^２．ミル．日）（１５（４００ｇ／ｍ^２．ミル．日））未満の水蒸気透過率を有する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のフィルム物品。
14. 請求項１〜１３のいずれか一項に記載のフィルム物品を備える、表示デバイス。
15. フィルム物品を形成する方法であって、第１のポリマーフィルム上に量子ドット材料をコーティングすることを含み、前記量子ドット材料が、接着剤組成物中の量子ドットを含み、前記接着剤組成物が、
    エポキシドと、
    式Ｉのアミノ官能化合物であって、
    Ｈ_２Ｎ−Ｃ_ｎＨ_２ｎ−Ａ−Ｃ_ｍＨ_２ｍ−ＮＨ_２ 式Ｉ
    式中、Ａが、単環式若しくは多環式アルキレン基、又は単環式若しくは多環式ヘテロアルキレン基であり、ｍ及びｎが、各々独立して０〜５から選択される整数である、アミノ官能化合物と、
    放射線硬化性メタクリレート化合物と、
    光開始剤と、を含む、方法。
16. 前記接着剤組成物を硬化させることを更に含む、請求項１５に記載の方法。
17. 前記接着剤組成物上に第２のポリマーフィルムを適用することを更に含む、請求項１５に記載の方法。
18. 前記接着剤組成物を硬化させることを更に含む、請求項１７に記載の方法。
19. 前記接着剤組成物が、前記組成物に熱及びＵＶ光を適用することによって硬化する、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の方法。
20. 接着剤組成物であって、
    エポキシドと、
    式Ｉのアミノ官能化合物であって、
    Ｈ_２Ｎ−Ｃ_ｎＨ_２ｎ−Ａ−Ｃ_ｍＨ_２ｍ−ＮＨ_２ 式Ｉ
    式中、Ａが、単環式若しくは多環式アルキレン基、又は単環式若しくは多環式ヘテロアルキレン基であり、ｍ及びｎが、各々独立して０〜５から選択される整数である、アミノ官能化合物と、
    放射線硬化性メタクリレート化合物と、
    光開始剤と、
    量子ドットと、を含む、接着剤組成物。
21. 接着剤組成物であって、
    エポキシドと、
    式Ｉのアミノ官能化合物であって、
    Ｈ_２Ｎ−Ｃ_ｎＨ_２ｎ−Ａ−Ｃ_ｍＨ_２ｍ−ＮＨ_２ 式Ｉ
    式中、Ａが、単環式若しくは多環式アルキレン基、又は単環式若しくは多環式ヘテロアルキレン基であり、ｍ及びｎが、各々独立して０〜５から選択される整数である、アミノ官能化合物と、
    量子ドットと、を含む、接着剤組成物。
22. 光開始剤を更に含む、請求項２１に記載の接着剤組成物。

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