KR101858502B1 - 파장 변환 부재 및 그것을 구비한 백라이트 유닛, 액정 표시 장치와, 파장 변환 부재의 제조 방법 - Google Patents

파장 변환 부재 및 그것을 구비한 백라이트 유닛, 액정 표시 장치와, 파장 변환 부재의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

산소 배리어성이 우수하고, 기포의 발생이 저감된 파장 변환 부재 및 그 제조 방법, 파장 변환 부재를 구비한 백라이트 유닛과, 액정 표시 장치를 제공한다.
제1 기재(10)와, 제2 기재(20)와, 제1 기재(10)와 제2 기재(20)의 사이에 배치된, 여기광에 의하여 여기되어 형광을 발광하는 양자 도트(31)를 포함하는 파장 변환층(30)을 구비한 파장 변환 부재(1)는, 파장 변환층(30)이 양자 도트(31) 및 분자량 200 이하의 중합성 화합물을 포함하는 중합성 조성물의 경화층이며, 파장 변환층(30)에 있어서 직경 0.1mm 이상의 기포 형상 결함이 10개/100cm2 미만이다.

Description

파장 변환 부재 및 그것을 구비한 백라이트 유닛, 액정 표시 장치와, 파장 변환 부재의 제조 방법{WAVELENGTH CONVERSION MEMBER, BACKLIGHT UNIT INCLUDING WAVELENGTH CONVERSION MEMBER, LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE, AND METHOD OF MANUFACTURING WAVELENGTH CONVERSION MEMBER}
본 발명은 여기광 조사에 의하여 형광을 발하는 양자 도트를 포함하는 파장 변환층을 갖는 파장 변환 부재 및 그것을 구비한 백라이트 유닛, 액정 표시 장치와, 파장 변환 부재의 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치(이하, LCD라고도 함) 등의 플랫 패널 디스플레이는 소비 전력이 작고, 공간을 절약하는 화상 표시 장치로서 매년 그 용도가 확대되고 있다. 액정 표시 장치는 적어도 백라이트와 액정 셀로 구성되고, 통상 백라이트측 편광판, 시인측 편광판 등의 부재가 추가로 포함된다.
최근, LCD의 색재현성의 향상을 목적으로 하여, 백라이트 유닛의 파장 변환 부재에, 양자 도트(Quantum Dot, QD, 양자점이라고도 불림)를 발광 재료로서 포함한 파장 변환층을 구비한 구성이 주목받고 있다(특허문헌 1 참조). 파장 변환 부재는 광원으로부터 입사된 광의 파장을 변환하여 백색광으로서 출사시키는 부재이며, 상기 양자 도트를 발광 재료로서 포함한 파장 변환층에서는, 발광 특성이 다른 2종 또는 3종의 양자 도트가 광원으로부터 입사된 광에 의하여 여기되어 발광하는 형광을 이용하여 백색광을 구현화할 수 있다.
양자 도트에 의한 형광은 고휘도이며, 또한 반값폭이 작기 때문에, 양자 도트를 이용한 LCD는 색재현성이 우수하다. 이와 같은 양자 도트를 이용한 3파장 광원화 기술의 진행에 의하여, 색재현 영역은 NTSC(National Television System Committee)비 72%에서 100%로 확대되고 있다.
양자 도트에는 산소가 접촉하면 광산화 반응에 의하여 발광 강도가 저하된다는 문제가 있다. 이 점에 관하여, 특허문헌 2에는 양자 도트를 산소 등으로부터 보호하기 위하여, 양자 도트를 내열성 및 산소 배리어성이 우수한 아크릴 수지 중에 매립한 파장 변환 부재가 보고되어 있다.
특허문헌 1: 미국 특허출원 공개공보 제2012/0113672호 특허문헌 2: 일본 공표특허공보 2014-523634호
최근에는 양자 도트를 포함하는 층에 있어서, 추가적인 산소 배리어성의 향상이 요구되고 있다.
본 발명자들의 예의 연구에 의하여, 분자량 200 이하의 중합성 화합물을 유기 매트릭스로서 이용함으로써, 산소 배리어성을 향상시킬 수 있는 것이 밝혀졌다. 한편, 분자량 200 이하의 중합성 화합물을 이용하여 파장 변환층을 형성한 경우, 형성 후의 파장 변환층 중에 기포가 발생하여, 파장 변환층을 지지하는 기재와의 박리가 발생하거나, 기포의 존재에 의하여 산소 배리어성의 저하가 발생하거나 하는 문제가 있는 것도 밝혀졌다.
이로 인하여, 산소 배리어성을 개량하면서, 기포를 발생시키지 않는 파장 변환 부재가 요구된다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 산소 배리어성이 우수하고, 또한 기포의 발생을 저감시킨 파장 변환 부재 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또, 본 발명은 산소 배리어성이 높은 파장 변환 부재를 구비한 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 파장 변환 부재는, 제1 기재와, 제2 기재와, 제1 기재와 제2 기재의 사이에 배치된, 여기광에 의하여 여기되어 형광을 발광하는 양자 도트를 포함하는 파장 변환층을 구비한 파장 변환 부재로서,
파장 변환층은 양자 도트 및 분자량 200 이하의 중합성 화합물을 포함하는 중합성 조성물의 경화층이며,
직경 0.1mm 이상의 기포 형상 결함이 10개/100cm2 미만인 파장 변환 부재이다.
본 발명에 있어서, 중합성 화합물은 라디칼 중합성 화합물인 것이 바람직하다.
또, 중합성 화합물이 적어도 1종의 단관능의 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 중합성 화합물에 포함되는 단관능의 화합물은 중합성 화합물의 전체 중량에 대하여 50질량% 이상 포함되어 있는 것이 바람직하다.
파장 변환층의 산소 투과 계수가 100[cm3·mm/(m2·day·atm)] 이하인 것이 바람직하다.
제1 기재 및 제2 기재가 모두 산소 투과도 5.00[cm3/(m2·day·atm)] 이하의 배리어 필름인 것이 바람직하다.
양자 도트가, 600nm~680nm의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖고 발광 피크의 반값폭이 70nm 이하인 양자 도트, 520nm~560nm의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖고 발광 피크의 반값폭이 60nm 이하인 양자 도트, 및 430nm~480nm의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖고 발광 피크의 반값폭이 50nm 이하인 양자 도트로 이루어지는 군으로부터 적어도 1종 선택되는 것이 바람직하다.
본 발명의 백라이트 유닛은 상기 파장 변환 부재와, 여기광을 발광하는 청색 발광 다이오드 또는 자외선 발광 다이오드로 이루어지는 광원을 포함하는 백라이트 유닛이다.
본 발명의 액정 표시 장치는 상기 백라이트 유닛과 액정 셀을 적어도 포함하는 액정 표시 장치이다.
본 발명의 제1 파장 변환 부재의 제조 방법은, 제1 기재와, 제2 기재와, 제1 기재와 제2 기재의 사이에 배치된, 여기광에 의하여 여기되어 형광을 발광하는 양자 도트를 포함하는 파장 변환층을 구비한 파장 변환 부재의 제조 방법으로서,
양자 도트 및 비점이 190℃ 이하인, 분자량 200 이하의 중합성 화합물을 포함하는 중합성 조성물을 준비하고,
제1 기재의 편면에 양자 도트를 포함하는 중합성 조성물을 도포하여 도막을 형성하며,
도막의 막면 온도(T)를 25℃<T<(중합성 조성물의 비점-5)℃로 규정되는 온도 범위로 유지하면서 도막에 활성 에너지선을 조사하여 도막을 경화시켜 파장 변환층을 형성하고,
파장 변환층 상에 제2 기재를 중첩하는 파장 변환 부재의 제조 방법이다.
도막을 경화시키는 공정에 있어서, 제1 기재의 비도막면을 백업 롤에 의하여 접촉 지지시키고, 도막의 막면 온도를 백업 롤의 온도, 및 활성 에너지선의 조사량에 의하여 조정하는 것이 바람직하다.
또한, 도막에 에너지선을 조사하는 조사부를 케이싱으로 둘러싸도 되고, 또 그 케이싱 내부를 가열 냉각 수단에 의하여 온도 조절하여 조사부 분위기의 온도 조절을 행하도록 하며, 상술한 백업 롤의 온도 및 활성 에너지선의 조사량에 의하여 조사부 분위기 온도 조절과 함께 막면 온도를 조정하도록 해도 된다.
도막을 경화시키는 공정을 산소 농도 1% 이하인 불활성 가스 중에서 실시하는 것이 바람직하다.
활성 에너지선으로서 자외선을 이용하고, 자외선의 조사 중의 피크 조도/(조사 시간×1/2)로 규정되는 조도의 상승 기울기를 500mW/(cm2·s) 이하로 제어하면서 도막을 경화시키는 것이 바람직하다.
도막에 활성 에너지선을 조사하기 위한 활성 에너지선을 발하는 조사선원을 복수 등(燈) 구비하고, 첫번째 등으로부터 발해진 활성 에너지선의 조사에 의한 도막에 포함되는 중합성 화합물의 반응률을 최종적으로 얻어지는 반응률의 10~80%로 하며, 계속해서 두번째 등 이후부터 발해진 활성 에너지선을 조사하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2 파장 변환 부재의 제조 방법은, 제1 기재와, 제2 기재와, 제1 기재와 제2 기재의 사이에 배치된, 여기광에 의하여 여기되어 형광을 발광하는 양자 도트를 포함하는 파장 변환층을 구비한 파장 변환 부재의 제조 방법으로서,
적어도 양자 도트 및 비점이 190℃ 이하인, 분자량 200 이하의 중합성 화합물을 포함하는 중합성 조성물을 준비하고,
제1 기재의 편면에 양자 도트를 포함하는 중합성 조성물을 도포하여 도막을 형성하며,
도막에 제2 기재를 중첩하여 제1 기재와 제2 기재로 도막을 협지시키고,
도막의 막면 온도(T)를 25℃<T<(중합성 조성물의 비점+15)℃의 온도 범위로 유지하면서 도막에 활성 에너지선을 조사하여 도막을 경화시켜 파장 변환층을 형성하는 파장 변환 부재의 제조 방법이다.
도막을 경화시키는 공정에 있어서, 제1 기재의 비도막면을 백업 롤에 의하여 접촉 지지시키고, 도막의 막면 온도를 백업 롤의 온도 및 활성 에너지선의 조사량에 의하여 조정하는 것이 바람직하다.
또한, 도막에 에너지선을 조사하는 조사부를 케이싱으로 둘러싸도 되고, 또 그 케이싱 내부를 가열 냉각 수단에 의하여 온도 조절하여 조사부 분위기의 온도 조절을 행하도록 하며, 상술한 백업 롤의 온도 및 활성 에너지선의 조사량에 의하여 조사부 분위기 온도 조절과 함께 막면 온도를 조정하도록 해도 된다.
도막을 경화시키는 공정을 산소 농도 1% 이하인 불활성 가스 중에서 실시하는 것이 바람직하다.
활성 에너지선은 자외선이며, 자외선의 조사 중의 피크 조도/(조사 시간×1/2)로 규정되는 조도의 상승 기울기를 500mW/(cm2·s) 이하로 제어하면서 도막을 경화시키는 것이 바람직하다.
도막에 활성 에너지선을 조사하는 활성 에너지선 조사 장치가 활성 에너지를 발하는 조사선원을 복수 등 구비하고, 첫번째 등으로부터 발해진 활성 에너지선의 조사에 의한 도막에 포함되는 중합성 화합물의 반응률을 최종적으로 얻어지는 반응률의 10~80%로 하며, 계속해서 두번째 등 이후부터 발해진 활성 에너지선을 조사하는 것이 바람직하다.
본 발명의 파장 변환 부재는, 제1 기재와, 제2 기재와, 제1 기재와 제2 기재의 사이에 배치된, 여기광에 의하여 여기되어 형광을 발광하는 양자 도트를 포함하는 파장 변환층을 구비한 파장 변환 부재로서, 파장 변환층은 양자 도트 및 분자량 200 이하의 중합성 화합물을 포함하는 중합성 조성물의 경화층이며, 직경 0.1mm 이상의 기포 형상 결함이 10개/100cm2 미만이다. 이러한 구성에 의하면, 산소 배리어성이 우수하고, 또한 기포의 발생이 억제되어 있으므로 박리가 발생하거나 산소 배리어성의 저하를 일으키거나 하지 않는 파장 변환 부재를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태의 파장 변환 부재의 단면 모식도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시형태의 파장 변환 부재의 단면 모식도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 파장 변환 부재의 제조 공정을 나타내는 모식도이다.
도 4는 도 3에 나타내는 제조 방법을 실시하기 위한 파장 변환 부재 제조 장치의 개략 구성도이다.
도 5a는 경화 공정에 있어서의 도막의 막면 온도의 백업 롤 온도 및 조사량 의존성을 나타내는 그래프이다.
도 5b는 경화 공정에 있어서의 UV 조사 방법의 예를 나타내는 그래프이다.
도 6a는 파장 변환 부재 제조 장치의 경화 처리부의 구성 베리에이션(그 제1예)이다.
도 6b는 파장 변환 부재 제조 장치의 경화 처리부의 구성 베리에이션(그 제2예)이다.
도 6c는 파장 변환 부재 제조 장치의 경화 처리부의 구성 베리에이션(그 제3예)이다.
도 7은 도 2에 나타내는 파장 변환 부재의 제조 공정을 나타내는 모식도이다.
도 8은 도 7에 나타내는 제조 방법을 실시하기 위한 파장 변환 부재 제조 장치의 개략 구성도이다.
도 9는 백라이트 유닛의 개략 구성도이다.
도 10은 액정 표시 장치의 개략 구성도이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태를 설명한다. 본 명세서의 도면에 있어서, 시인하기 쉽게 하기 위하여 각부의 축척을 적절히 변경하여 나타내고 있다. 또한, 본 명세서에 있어서 "~"를 이용하여 나타내지는 수치 범위는 "~"의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다.
[파장 변환 부재]
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 관한 파장 변환 부재(1)의 단면 모식도이다.
본 실시형태의 파장 변환 부재(1)는, 제1 기재(10)와, 제2 기재(20)와, 제1 기재(10)와 제2 기재(20)의 사이에, 여기광에 의하여 여기되어 형광을 발광하는 양자 도트(31)를 포함하는 파장 변환층(30)을 구비하고 있다. 또, 제2 기재(20)와 파장 변환층(30)의 사이에 접착층(21)을 갖고 있다.
파장 변환층(30)은 양자 도트(31) 및 분자량 200 이하의 중합성 화합물을 포함하는 중합성 조성물로 이루어지는 도막에 활성 에너지선을 조사하여 얻어진 경화층이며, 중합성 화합물이 중합하여 이루어지는 유기 매트릭스(32) 중에 양자 도트(31)가 분산되어 이루어지는 층이다. 그리고, 경화층 즉 파장 변환층(30)에 있어서, 직경 0.1mm 이상의 기포 형상 결함이 10개/100cm2 미만이다.
파장 변환층(30)의 산소 투과 계수가 100[cm3·mm/(m2·day·atm)] 이하인 것이 바람직하다.
제1 기재(10) 및 제2 기재(20)는 산소 배리어성을 갖는 것이 바람직하고, 제1 기재 및 상기 제2 기재가 모두 산소 투과도 5.00[cm3/(m2·day·atm)] 이하의 배리어 필름인 것이 바람직하다. 기재의 상세는 후술한다.
또한, 파장 변환층(30)은 분자량 400 이하의 성분의 함유량이 전체 중량의 1% 이하이다. 특히, 후술하는 파장 변환층의 제조 공정에 있어서, 도막 형성 후의 경화 처리를 행한 직후(경화 처리부를 통과 직후)에 있어서, 분자량 400 이하의 성분의 함유량을 전체 중량의 1% 이하로 함으로써, 직경 0.1mm 이상의 기포 형상 결함이 10개/100cm2 미만인 파장 변환층을 얻을 수 있다. 기포는 분자량 400 이하의 성분이 경화 처리 후에 잔류함으로써 발생되는 것이라고 생각되고, 분자량 400 이하의 성분을 억제함으로써, 파장 변환층 중에 기포가 발생하는 것을 억제할 수 있다고 생각된다.
파장 변환층(30) 중의 분자량 400 이하의 성분의 함유량의 측정 방법을 설명한다.
또한, 분자량 400 이하의 성분에는 모노머뿐만 아니라 2량체를 포함하고 있어도 된다.
(잔류 성분의 중량 측정)
잔류 성분의 중량은, 예를 들면 맥·사이언스사제 TG-DTA 2000S를 이용하여, 샘플을 임의의 온도로 승온시키고, 유지했을 때의 중량 변화를 측정하여 얻어진다. 이때 온도의 승온에 의하여 휘발된 휘발 성분이 잔류 성분에 상당하는 것으로 간주하고 있다.
(잔류 성분의 분자량 분포 측정)
잔류 성분의 분자량 분포 측정은 샘플을 임의의 온도로 승온시켜 잔류 성분을 방출시키고, 예를 들면 시마즈 세이사쿠쇼의 가스 크로마토그래프 질량 분석계 GCMS를 사용함으로써 측정할 수 있다.
상기 "잔류 성분의 중량 측정" 및 "잔류 성분의 분자량 분포 측정"을 조합함으로써 샘플 중에 잔존하고 있는 분자량 400 이하의 화합물의 함유량을 측정할 수 있다. 구체적인 순서에 대해서는 후술하는 [실시예]의 기재를 참조하길 바란다.
도 2는 본 발명의 제2 실시형태의 파장 변환 부재(11)의 단면 모식도이다.
본 실시형태의 파장 변환 부재(11)는, 도 1에 나타낸 제1 실시형태에 관한 파장 변환 부재(1)에 있어서, 제2 기재(20)와 파장 변환층(30)의 사이에 접착층(21)을 구비하고 있지 않은 점에서 상이하지만, 다른 구성은 제1 실시형태의 파장 변환 부재(1)와 동일하다.
파장 변환 부재(11)에 있어서도 파장 변환층(30)은, 양자 도트(31) 및 분자량 200 이하의 중합성 화합물을 포함하는 중합성 조성물로 이루어지는 도막에 활성 에너지선을 조사하여 얻어진 경화층이며, 유기 매트릭스(32) 중에 양자 도트(31)가 분산되어 이루어지는 층이다. 그리고, 경화층 즉 파장 변환층(30)에 있어서 직경 0.1mm 이상의 기포 형상 결함이 10개/100cm2 미만이다.
이하에, 파장 변환 부재(1, 11)를 구성하는 각 층에 대하여 상세하게 설명한다.
-파장 변환층-
파장 변환층(30)은 이미 설명한 바와 같이, 중합성 조성물에 대하여 활성 에너지선을 조사하여 형성되어 이루어지는 경화층이며, 유기 매트릭스(32) 중에 여기광이 조사되어 형광을 발생시키는 양자 도트(31)가 분산되어 이루어진다. 파장 변환층(30)의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니고, 임의의 형상으로 할 수 있다. 또한, 도 1에 있어서 양자 도트(31)는 시인하기 쉽게 하기 위하여 크게 기재되어 있지만, 실제는, 예를 들면 파장 변환층(30)의 두께 30~100μm에 대하여, 양자 도트(31)의 직경은 2~10nm 정도이다.
파장 변환층(30)의 두께는, 바람직하게는 1~500μm의 범위이고, 보다 바람직하게는 10~250μm의 범위이며, 더 바람직하게는 20~150μm의 범위이다. 두께가 1μm 이상이면, 높은 파장 변환 효과가 얻어지기 때문에 바람직하다. 또, 두께가 500μm 이하이면, 백라이트 유닛에 도입한 경우에, 백라이트 유닛을 얇게 할 수 있기 때문에 바람직하다.
(양자 도트)
양자 도트(31)는 입사하는 여기광에 의하여 여기되어 형광을 발광하는 것이다. 공지의 양자 도트에는 600nm~680nm의 범위의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖는 양자 도트 (A), 500nm~600nm의 범위의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖는 양자 도트 (B), 400nm~500nm의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖는 양자 도트 (C)가 있으며, 양자 도트 (A)는 여기광에 의하여 여기되어 적색광을 발광하고, 양자 도트 (B)는 녹색광을, 양자 도트 (C)는 청색광을 발광한다.
특히, 양자 도트 (A), (B), (C)는 발광 피크의 반값폭이 70nm 이하인 것이 바람직하고, 60nm 이하인 것이 보다 바람직하며, 50nm 이하인 것이 더 바람직하다.
예를 들면, 양자 도트 (A)와 양자 도트 (B)를 포함하는 파장 변환 부재에 여기광으로서 청색광을 입사시키면, 양자 도트 (A)에 의하여 발광되는 적색광과, 양자 도트 (B)에 의하여 발광되는 녹색광과, 파장 변환 부재를 투과한 청색광에 의하여 백색광을 구현화할 수 있다. 또는, 양자 도트 (A), (B), 및 (C)를 포함하는 파장 변환 부재에 여기광으로서 자외선을 입사시킴으로써, 양자 도트 (A)에 의하여 발광되는 적색광, 양자 도트 (B)에 의하여 발광되는 녹색광, 및 양자 도트 (C)에 의하여 발광되는 청색광에 의하여 백색광을 구현화할 수 있다.
양자 도트에 대해서는 예를 들면 일본 공개특허공보 2012-169271호 단락 0060~0066을 참조할 수 있지만, 여기에 기재된 것에 한정되는 것은 아니다. 양자 도트로서는 시판품을 제한없이 이용할 수 있다.
양자 도트는 상기 중합성 조성물에 입자 상태로 첨가해도 되고, 용매에 분산한 분산액 상태로 첨가해도 된다. 분산액 상태로 첨가하는 것이, 양자 도트의 입자의 응집을 억제하는 관점에서 바람직하다. 여기에서 사용되는 용매는 특별히 한정되는 것은 아니다. 단, 중합성 조성물은 실질 휘발성의 유기 용매를 함유하지 않는 것이 바람직하기 때문에, 양자 도트를 용매에 분산한 분산액 상태로 중합성 조성물에 첨가한 경우에는, 중합성 조성물을 제1 기재 상에 도포하여 도막을 형성하기 전에, 중합성 조성물 중의 용매를 건조시키는 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 용매를 건조시키는 공정을 줄이는 관점에서는, 양자 도트를 중합성 조성물에 입자 상태로 첨가하는 것도 바람직하다.
또한, 휘발성의 유기 용매란, 비점이 160℃ 이하이며, 중합성 화합물과 외부 자극에 의하여 경화되지 않는 20℃에서 액상인 화합물을 말한다. 휘발성의 유기 용매의 비점은 160℃ 이하이며, 115℃ 이하가 더 바람직하고, 가장 바람직하게는 30℃ 이상 100℃ 이하이다.
중합성 조성물이 실질 휘발성의 유기 용매를 함유하지 않는 경우, 중합성 조성물 중, 휘발성의 유기 용매의 비율이 10000ppm 이하인 것이 바람직하고, 1000ppm 이하인 것이 보다 바람직하다.
양자 도트는 중합성 조성물의 전체량 100질량부에 대하여, 예를 들면 0.01~10질량부 정도 첨가할 수 있다.
(중합성 화합물)
중합성 조성물 중에는 중합성 화합물로서 적어도, 비점이 190℃ 이하이며, 분자량 200 이하의 화합물인 모노머를 포함하고 있다. 중합성 조성물 중에는 중합성 화합물로서, 분자량 200을 넘는 것을 포함하고 있어도 된다.
중합성 화합물 중의 분자량 200 이하의 모노머는, 중합성 조성물 중에 30질량 퍼센트 이상 포함되는 것이 산소 배리어성 향상의 관점에서 바람직하다.
분자량 200 초과의 중합성 화합물은, 중합성 조성물 중에 20질량 퍼센트 이하인 것이 바람직하다.
중합성 화합물로서는 활성선 경화형 중합성 화합물을 포함하고 있다. 활성선 경화형 중합성 화합물이란, 활성 에너지선을 조사함으로써 가교 반응, 중합 반응을 거쳐 경화하여 수지가 되는 화합물을 말한다. 활성 에너지선이란, 자외선, 전자선, 방사선(α선, β선, γ선 등) 등의 전자파를 말한다. 활성선 경화형 중합성 화합물로서, 예를 들면 광(자외선), 전자선, 방사선 경화성의 다관능 모노머나 다관능 올리고머의 관능기를 갖는 화합물이 사용되고, 적어도 1종의 라디칼 중합성 화합물을 포함하는 것이 바람직하다. 중합성 화합물에 함유되는 관능기로서는 광중합성 관능기가 바람직하다. 광중합성 관능기로서는 (메트)아크릴로일기, 바이닐기, 스타이릴기, 알릴기 등의 불포화의 중합성 관능기 등을 들 수 있다.
또, 중합성 화합물이 적어도 1종의 단관능의 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.
-(메트)아크릴레이트계-
경화 후의 경화 피막의 투명성, 밀착성 등의 관점에서는 단관능 또는 다관능 (메트)아크릴레이트 모노머 등의 (메트)아크릴레이트 화합물이나, 그 폴리머, 프리폴리머 등이 바람직하다. 또한 본 발명 및 본 명세서에 있어서, "(메트)아크릴레이트"라는 기재는, 아크릴레이트와 메타크릴레이트 중 적어도 한쪽, 또는 어느 하나의 의미로 이용하는 것으로 한다. "(메트)아크릴로일" 등도 마찬가지이다.
--단관능의 것--
단관능 (메트)아크릴레이트 모노머로서는, 아크릴산 및 메타크릴산, 이들의 유도체, 보다 자세하게는 (메트)아크릴산의 중합성 불포화 결합((메트)아크릴로일기)을 분자 내에 1개 갖는 모노머를 들 수 있다. 이들의 구체예로서 이하에 화합물을 들지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
메틸(메트)아크릴레이트, n-뷰틸(메트)아크릴레이트, 아이소뷰틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 아이소노닐(메트)아크릴레이트 등의 알킬기의 탄소수가 1~20인 알킬(메트)아크릴레이트; 사이클로헥실(메트)아크릴레이트, 다이사이클로펜탄일(메트)아크릴레이트, 아이소보닐(메트)아크릴레이트, 메틸렌옥사이드 부가 사이클로데카트라이엔(메트)아크릴레이트 등의 지환 구조를 갖는 총 탄소수 4~20의 (메트)아크릴레이트; 2-하이드록시에틸(메트)아크릴레이트, 3-하이드록시프로필(메트)아크릴레이트, 4-하이드록시뷰틸(메트)아크릴레이트, 트라이에틸렌글라이콜의 모노(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌글라이콜모노(메트)아크릴레이트, 헥사에틸렌글라이콜모노(메트)아크릴레이트, 옥타프로필렌글라이콜모노(메트)아크릴레이트, 글리세롤의 모노 또는 다이(메트)아크릴레이트 등의 수산기를 갖는 (메트)아크릴레이트; 글리시딜(메트)아크릴레이트 등의 글리시딜기를 갖는 (메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
단관능 (메트)아크릴레이트 모노머의 사용량은, 중합성 조성물에 포함되는 중합성 화합물의 전체량 100질량부에 대하여, 중합성 조성물의 점도를 바람직한 범위로 조정하고, 경화 수축을 억제하는 관점에서는, 30질량부 이상으로 하는 것이 바람직하며, 50~99질량부로 하는 것이 보다 바람직하다.
--2관능의 것--
중합성기를 2개 갖는 중합성 모노머로서, 에틸렌성 불포화 결합 함유기를 2개 갖는 2관능 중합성 불포화 모노머를 들 수 있다. 2관능의 중합성 불포화 모노머는 기계적 강도 부여의 점에서 우수하다. 본 발명에서는 반응성이 우수하고, 잔존 촉매 등의 문제가 없는 (메트)아크릴레이트계 화합물이 바람직하다.
특히, 네오펜틸글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 1,9-노네인다이올다이(메트)아크릴레이트, 다이프로필렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 트라이프로필렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 하이드록시피발산 네오펜틸글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 다이사이클로펜텐일(메트)아크릴레이트, 다이사이클로펜텐일옥시에틸(메트)아크릴레이트, 다이사이클로펜탄일다이(메트)아크릴레이트 등이 본 발명에 적합하게 이용된다. 이들 화합물은 그 1종을 단독으로 사용할 수도 있고, 또 그 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
--3관능 이상의 것--
중합성기를 3개 이상 갖는 중합성 모노머로서, 에틸렌성 불포화 결합 함유기를 3개 이상 갖는 다관능 중합성 불포화 모노머를 들 수 있다. 이들 다관능의 중합성 불포화 모노머는 기계적 강도 부여의 점에서 우수하다. 본 발명에서는 반응성이 우수하고, 잔존 촉매 등의 문제가 없는 (메트)아크릴레이트계 화합물이 바람직하다.
구체적으로는, ECH 변성 글리세롤트라이(메트)아크릴레이트, EO 변성 글리세롤트라이(메트)아크릴레이트, PO 변성 글리세롤트라이(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트라이아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, EO 변성 인산 트라이아크릴레이트, 트라이메틸올프로페인트라이(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 트라이메틸올프로페인트라이(메트)아크릴레이트, EO 변성 트라이메틸올프로페인트라이(메트)아크릴레이트, PO 변성 트라이메틸올프로페인트라이(메트)아크릴레이트, 트리스(아크릴옥시에틸)아이소사이아누레이트, 다이펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 다이펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨하이드록시펜타(메트)아크릴레이트, 알킬 변성 다이펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨폴리(메트)아크릴레이트, 알킬 변성 다이펜타에리트리톨트라이(메트)아크릴레이트, 다이트라이메틸올프로페인테트라(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨에톡시테트라(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트 등이 적합하다. 이들 화합물은 그 1종을 단독으로 사용할 수도 있고, 또 그 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
-에폭시계 화합물 외-
본 발명에서 이용하는 중합성 모노머로서, 에폭시기, 옥세탄일기 등의 개환 중합 가능한 환상 에터기 등의 환상 기를 갖는 화합물을 들 수 있다. 이와 같은 화합물로서 보다 바람직하게는, 에폭시기를 갖는 화합물(에폭시 화합물)을 들 수 있다. 에폭시기나 옥세탄일기를 갖는 화합물을 (메트)아크릴레이트계 화합물과 조합하여 사용함으로써, 기재와의 밀착성이 향상되는 경향이 있다.
에폭시기를 갖는 화합물로서는, 예를 들면 다염기산의 폴리글리시딜에스터류, 다가 알코올의 폴리글리시딜에터류, 폴리옥시알킬렌글라이콜의 폴리글리시딜에터류, 방향족 폴리올의 폴리글리시딜에터류, 방향족 폴리올의 폴리글리시딜에터류의 수소 첨가 화합물류, 유레테인폴리에폭시 화합물 및 에폭시화 폴리뷰타다이엔류 등을 들 수 있다. 이들 화합물은 그 1종을 단독으로 사용할 수도 있고, 또 그 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
그 외에 바람직하게 사용할 수 있는 에폭시기를 갖는 화합물로서는, 예를 들면 지방족 환상 에폭시 화합물, 비스페놀 A 다이글리시딜에터, 비스페놀 F 다이글리시딜에터, 비스페놀 S 다이글리시딜에터, 브로민화 비스페놀 A 다이글리시딜에터, 브로민화 비스페놀 F 다이글리시딜에터, 브로민화 비스페놀 S 다이글리시딜에터, 수소 첨가 비스페놀 A 다이글리시딜에터, 수소 첨가 비스페놀 F 다이글리시딜에터, 수소 첨가 비스페놀 S 다이글리시딜에터, 1,4-뷰테인다이올다이글리시딜에터, 1,6-헥세인다이올다이글리시딜에터, 글리세린트라이글리시딜에터, 트라이메틸올프로페인트라이글리시딜에터, 폴리에틸렌글라이콜다이글리시딜에터, 폴리프로필렌글라이콜다이글리시딜에터류; 에틸렌글라이콜, 프로필렌글라이콜, 글리세린 등의 지방족 다가 알코올에 1종 또는 2종 이상의 알킬렌옥사이드를 부가함으로써 얻어지는 폴리에터폴리올의 폴리글리시딜에터류; 지방족 장쇄 2염기산의 다이글리시딜에스터류; 지방족 고급 알코올의 모노글리시딜에터류; 페놀, 크레졸, 뷰틸페놀 또는 이들에 알킬렌옥사이드를 부가하여 얻어지는 폴리에터알코올의 모노글리시딜에터류; 고급 지방산의 글리시딜에스터류 등을 예시할 수 있다.
이들 성분 중, 지방족 환상 에폭시 화합물, 비스페놀 A 다이글리시딜에터, 비스페놀 F 다이글리시딜에터, 수소 첨가 비스페놀 A 다이글리시딜에터, 수소 첨가 비스페놀 F 다이글리시딜에터, 1,4-뷰테인다이올다이글리시딜에터, 1,6-헥세인다이올다이글리시딜에터, 글리세린트라이글리시딜에터, 트라이메틸올프로페인트라이글리시딜에터, 네오펜틸글라이콜다이글리시딜에터, 폴리에틸렌글라이콜다이글리시딜에터, 폴리프로필렌글라이콜다이글리시딜에터가 바람직하다.
에폭시기나 옥세탄일기를 갖는 화합물로서 적합하게 사용할 수 있는 시판품으로서는, UVR-6216(유니언 카바이드사제), 글리시돌, AOEX24, 사이클로머 A200, 셀록사이드 2021P, 셀록사이드 8000(이상, 다이셀 가가쿠 고교(주)제), 씨그마 알드리치사제의 4-바이닐사이클로헥세인다이옥사이드, 에피코트 828, 에피코트 812, 에피코트 1031, 에피코트 872, 에피코트 CT508(이상, 유카 쉘(주)제), KRM-2400, KRM-2410, KRM-2408, KRM-2490, KRM-2720, KRM-2750(이상, 아사히 덴카 고교(주)제) 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로, 또는 2종 이상 조합하여 이용할 수 있다.
본 발명에서 이용하는 중합성 화합물로서 바이닐에터 화합물을 이용해도 된다.
바이닐에터 화합물은 공지의 것을 적절히 선택할 수 있으며, 예를 들면 일본 공개특허공보 2009-73078호의 단락 번호 0057에 기재된 것을 바람직하게 채용할 수 있다.
이들 바이닐에터 화합물은, 예를 들면 Stephen. C. Lapin, Polymers Paint Colour Journal. 179(4237), 321(1988)에 기재되어 있는 방법, 즉 다가 알코올 혹은 다가 페놀과 아세틸렌의 반응, 또는 다가 알코올 혹은 다가 페놀과 할로젠화 알킬바이닐에터의 반응에 의하여 합성할 수 있으며, 이들은 1종 단독 혹은 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.
본 발명의 중합성 조성물에는 저점도화, 고경도화의 관점에서 일본 공개특허공보 2009-73078호에 기재된 반응성기를 갖는 실세스퀴옥세인 화합물을 이용하는 것도 가능하다.
(틱소트로피제)
중합성 조성물에는 틱소트로피제를 첨가하는 것이 바람직하다. 틱소트로피제는 무기 화합물 또는 유기 화합물이다.
무기물의 틱소트로피제의 경우는, 애스펙트비 1.2~300의 무기 입자인 것이 바람직하고, 2~200의 무기 입자인 것이 보다 바람직하며, 5~200의 무기 입자인 것이 특히 바람직하고, 5~100의 무기 입자인 것이 보다 특히 바람직하며, 5~50의 무기 입자인 것이 보다 더 특히 바람직하다. 이 범위로 함으로써, 병용하는 양자 도트의 존재 상태를 제어할 수 있고, 무기물의 틱소트로피제에 기인하는 불필요한 내부 산란을 저감시킬 수 있어, 콘트라스트 향상에 유효하다.
무기물의 틱소트로피제는 장축 길이가 5nm 이상 1μm 이하인 것이 바람직하고, 5nm 이상 300nm 이하인 것이 보다 바람직하다.
무기물의 틱소트로피제로 상기 애스펙트비를 충족시키는 것은 특별히 제한없이 이용할 수 있지만, 예를 들면 침상(針狀) 화합물, 쇄상 화합물, 편평상(扁平狀) 화합물, 층상(層狀) 화합물을 바람직하게 이용할 수 있다. 그 중에서도, 층상 화합물인 것이 바람직하다.
층상 화합물로서는 특별히 제한은 없지만, 탤크, 운모, 장석, 카올리나이트(카올린 클레이), 파이로필라이트(납석 클레이), 세리사이트(견운모), 벤토나이트, 스멕타이트·버미큘라이트류(몬모릴로나이트, 바이델라이트, 논트로나이트, 사포나이트 등), 유기 벤토나이트, 유기 스멕타이트 등을 들 수 있다.
또, 무기물의 틱소트로피제로서, 그 애스펙트비에 관계없이, 실리카, 알루미나, 질화 규소, 이산화 타이타늄, 탄산 칼슘, 산화 아연 등을 이용할 수 있다. 이들 화합물은 필요에 따라, 표면에 친수성 또는 소수성을 조절하는 처리를 행할 수도 있다.
유기물의 틱소트로피제로서는 산화 폴리올레핀, 변성 유레아 등을 들 수 있다.
틱소트로피제의 함유량은, 중합성 조성물 중, 경화성 화합물 100질량부에 대하여 0.120질량부인 것이 바람직하고, 0.2~10질량부인 것이 보다 바람직하며, 0.2~8질량부인 것이 특히 바람직하다. 특히 무기물의 틱소트로피제의 경우, 경화성 화합물 100질량부에 대하여 20질량부 이하이면, 취성(脆性)이 양호해지는 경향이 있다.
(중합 개시제)
본 발명에 이용되는 중합성 조성물에는 중합 개시제로서, 공지의 광중합 개시제를 포함할 수 있다. 중합 개시제에 대해서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2013-043382호 단락 0037을 참조할 수 있다. 중합 개시제는 중합성 조성물에 포함되는 중합성 화합물의 전체량의 0.1몰% 이상인 것이 바람직하고, 0.5~2몰%인 것이 보다 바람직하다. 또, 휘발성 유기 용매를 제외한 전체 중합성 조성물 중에 대하여, 0.1질량%~10질량% 포함하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 0.2질량%~8질량%이다.
(실레인 커플링제)
실레인 커플링제를 포함하는 중합성 조성물로 형성되는 파장 변환층은, 실레인 커플링제에 의하여 인접하는 층과의 밀착성이 강고한 것이 되기 때문에, 우수한 내후성을 나타낼 수 있다. 이것은 주로, 파장 변환층에 포함되는 실레인 커플링제가 가수분해 반응이나 축합 반응에 의하여, 인접하는 층의 표면이나 이 파장 변환층의 구성 성분과 공유 결합을 형성하는 것에 의한 것이다. 또, 실레인 커플링제가 라디칼 중합성기 등의 반응성 관능기를 갖는 경우, 파장 변환층을 구성하는 모노머 성분과 가교 구조를 형성하는 것도, 파장 변환층과 인접하는 층의 밀착성 향상에 기여할 수 있다.
실레인 커플링제로서는 공지의 실레인 커플링제를 제한없이 사용할 수 있다. 밀착성의 관점에서 바람직한 실레인 커플링제로서는, 일본 공개특허공보 2013-43382호에 기재된 하기 일반식 (1)로 나타나는 실레인 커플링제를 들 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112017045354171-pct00001
일반식 (1)
(일반식 (1) 중, R1~R6은 각각 독립적으로, 치환 혹은 무치환의 알킬기 또는 아릴기이다. 단, R1~R6 중 적어도 하나는 라디칼 중합성의 탄소-탄소 이중 결합을 포함하는 치환기이다.)
-제1 기재, 제2 기재-
제1 기재(10) 및 제2 기재(20)는, 파장 변환층용 도막을 지지할 수 있는 것이면, 단층이어도 되고 복수층으로 이루어지는 적층체여도 되지만, 파장 변환층을 산소로부터 보호하기 위하여 배리어층을 포함하는 구성인 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 파장 변환 부재의 제조 방법에서는, 상기 제1 기재와 상기 제2 기재는 적어도 한쪽이 가요성의 필름인 것이 바람직하다.
배리어 기능을 갖는 가요성의 필름으로서는, 가요성 지지체 중 적어도 편면에 배리어층을 구비하여 이루어지는 배리어 필름을 사용하는 것이 바람직하다.
제1 기재(10) 및 제2 기재(20)의 두께는 10~100μm인 것이 바람직하다. 제1 기재(10) 및 제2 기재(20)의 두께는, 적용되는 제품의 두께 저감의 요구와 주름 방지의 관점에서, 15μm~60μm인 것이 더 바람직하다. 또, 제1 기재(10) 및 제2 기재(20)는, 예를 들면 300~1500mm의 폭을 갖는다. 제1 기재(10) 및 제2 기재(20)의 각각의 두께, 및 폭은 적용되는 제품에 따라 적절히 선택된다.
또한, 상기 제1 기재와 상기 제2 기재의 폭(기재폭)보다 좁은 폭으로, 중합성 조성물을 도공하는 것이 바람직하다. 중합성 조성물의 도공폭은 상기 제1 기재와 상기 제2 기재의 폭(기재폭)보다 10~200mm 좁게 하는 것이 바람직하다.
배리어 필름에 대해서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 일반적으로 셀룰로스아실레이트, 환상 올레핀, 아크릴계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 및 폴리카보네이트 수지 등의 가요성의 지지체 중 적어도 편면에 산소나 수분에 대한 배리어성을 갖는 무기층을 1층 이상 포함하는 배리어층을 구비한 구성이 일반적이다.
배리어 필름은, 가요성 지지체 중 적어도 상기의 무기층 1층과 적어도 1층의 유기층을 포함하는 적층 구조의 배리어층을 포함하는 것이어도 된다. 이와 같이 복수의 층을 적층하는 것은, 보다 더 배리어성을 높일 수 있기 때문에, 내후성 향상의 관점에서는 바람직하다. 한편, 적층하는 층의 수가 증가할수록, 파장 변환 부재의 광투과율은 저하되는 경향이 있기 때문에, 양호한 광투과율을 유지할 수 있는 범위에서, 적층수를 증가시키는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 배리어 필름은 가시광 영역에 있어서의 전체 광선 투과율이 바람직하게는 80% 이상이고, 또한 산소 투과도 5.00cm3/(m2·day·atm) 이하인 것이 바람직하다. 전체 광선 투과율이란, 가시광 영역에 걸친 광투과율의 평균값을 나타낸다.
배리어 필름의 산소 투과도는 보다 바람직하게는 1cm3/(m2·day·atm) 이하, 특히 바람직하게는 0.1cm3/(m2·day·atm) 이하이며, 보다 특히 바람직한 것은 0.01cm3/(m2·day·atm) 이하이다.
배리어층을 구성하는 무기층 및 유기층에 대하여 설명한다.
여기에서, "무기층"이란, 무기 재료를 주성분으로 하는 층이며, 바람직하게는 무기 재료만으로 형성되는 층이다. 이에 대하여, "유기층"이란, 유기 재료를 주성분으로 하는 층으로서, 바람직하게는 유기 재료가 50질량% 이상, 나아가서는 80질량% 이상, 특히 90질량% 이상을 차지하는 층을 말한다.
(무기층)
무기층을 구성하는 무기 재료로서는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 금속, 또는 무기 산화물, 질화물, 산화 질화물 등의 각종 무기 화합물을 이용할 수 있다. 무기 재료를 구성하는 원소로서는, 규소, 알루미늄, 마그네슘, 타이타늄, 주석, 인듐 및 세륨이 바람직하고, 이들을 1종 또는 2종 이상 포함하고 있어도 된다. 무기 화합물의 구체예로서는, 산화 규소, 산화 질화 규소, 산화 알류미늄, 산화 마그네슘, 산화 타이타늄, 산화 주석, 산화 인듐 합금, 질화 규소, 질화 알루미늄, 질화 타이타늄을 들 수 있다. 또, 무기층으로서, 금속막, 예를 들면 알루미늄막, 은막, 주석막, 크로뮴막, 니켈막, 타이타늄막을 마련해도 된다. 또 무기층에 인접하여 유기층이 병설되어 있어도 된다. 유기층은 아크릴레이트를 주성분으로 하는 것이 주로 이용되지만 한정되는 것은 아니며, 무기층을 보호하는 것이면 다른 소재여도 된다.
상기의 재료 중에서도, 상기 배리어성을 갖는 무기층이 질화 규소, 산화 질화 규소, 산화 규소, 산화 알류미늄으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물을 포함하는 무기층인 것이 특히 바람직하다. 이들 재료로 이루어지는 무기층은 유기층과의 밀착성이 양호하다는 점에서, 무기층에 핀홀이 있는 경우여도, 유기층이 핀홀을 효과적으로 메울 수 있어, 파단을 억제할 수 있음과 함께, 추가로 무기층을 적층한 케이스에 있어서도 매우 양호한 무기층막 형성을 할 수 있어, 배리어성을 보다 더 높게 할 수 있기 때문이다.
무기층의 형성 방법으로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 성막 재료를 증발 내지 비산시켜 피증착면에 퇴적시킬 수 있는 각종 성막 방법을 이용할 수 있다.
무기층의 형성 방법의 예로서는, 무기 산화물, 무기 질화물, 무기 산화 질화물, 금속 등의 무기 재료를 가열하여 증착시키는 진공 증착법; 무기 재료를 원료로서 이용하여, 산소 가스를 도입시킴으로써 산화시켜 증착시키는 산화 반응 증착법; 무기 재료를 타겟 원료로서 이용하고, 아르곤 가스, 산소 가스를 도입하여, 스퍼터링함으로써 증착시키는 스퍼터링법; 무기 재료에 플라즈마 건에서 발생시킨 플라즈마 빔에 의하여 가열시켜 증착시키는 이온 플레이팅법 등의 물리 기상 성장법(Physical Vapor Deposition법), 산화 규소 또는 질화 규소의 증착막을 성막시키는 경우는, 유기 규소 화합물을 원료로 하는 플라즈마 화학 기상 성장법(Chemical Vapor Deposition법) 등을 들 수 있다.
또, 산화 규소막은, 유기 규소 화합물을 원료로 하고, 저온 플라즈마 화학 기상 성장법을 이용하여 형성할 수도 있다. 이 유기 규소 화합물로서는, 구체적으로는 1,1,3,3-테트라메틸다이실록세인, 헥사메틸다이실록세인, 바이닐트라이메틸실레인, 헥사메틸다이실레인, 메틸실레인, 다이메틸실레인, 트라이메틸실레인, 다이에틸실레인, 프로필실레인, 페닐실레인, 바이닐트라이에톡시실레인, 테트라메톡시실레인, 페닐트라이에톡시실레인, 메틸트라이에톡시실레인, 옥타메틸사이클로테트라실록세인 등을 들 수 있다. 또, 상기 유기 규소 화합물 중에서도, 테트라메톡시실레인(TMOS), 헥사메틸다이실록세인(HMDSO)을 이용하는 것이 바람직하다. 이들은 취급성이나 증착막의 특성이 우수하기 때문이다.
무기층의 두께는, 10nm~500nm, 그 중에서도 10nm~300nm, 특히 10nm~150nm의 범위 내인 것이 바람직하다. 무기층의 막두께가 상술한 범위 내인 것에 의하여, 양호한 배리어성을 실현하면서, 무기층에 있어서의 반사를 억제할 수 있어, 광투과율이 보다 높은 파장 변환 부재를 제공할 수 있기 때문이다.
(유기층)
유기층으로서는 일본 공개특허공보 2007-290369호 단락 0020~0042, 일본 공개특허공보 2005-096108호 단락 0074~0105를 참조할 수 있다. 또한 유기층은 카도 폴리머를 포함하는 것이 바람직하다. 이로써, 유기층과 인접하는 층과의 밀착성, 특히 무기층과도 밀착성이 양호해져, 보다 더 우수한 가스 배리어성을 실현할 수 있기 때문이다. 카도 폴리머의 상세에 대해서는 상술한 일본 공개특허공보 2005-096108호 단락 0085~0095를 참조할 수 있다. 유기층의 막두께는 0.05μm~10μm의 범위 내인 것이 바람직하고, 그 중에서도 0.5~10μm의 범위 내인 것이 바람직하다. 유기층이 웨트 코팅법에 의하여 형성되는 경우에는, 유기층의 막두께는 0.5~10μm의 범위 내, 그 중에서도 1μm~5μm의 범위 내인 것이 바람직하다. 또, 드라이 코팅법에 의하여 형성되는 경우에는, 0.05μm~5μm의 범위 내, 그 중에서도 0.05μm~1μm의 범위 내인 것이 바람직하다. 웨트 코팅법 또는 드라이 코팅법에 의하여 형성되는 유기층의 막두께가 상술한 범위 내인 것에 의하여, 무기층과의 밀착성을 보다 양호한 것으로 할 수 있기 때문이다.
무기층, 유기층의 그 외 상세에 대해서는 상술한 일본 공개특허공보 2007-290369호, 일본 공개특허공보 2005-096108호, 또한 US2012/0113672A1의 기재를 참조할 수 있다.
또 배리어 필름에는 필요에 따라, 기재를 사이에 두고 상술한 무기층, 유기층으로 이루어지는 배리어층과는 반대의 면에 산란층, 슬라이딩성 부여층, 뉴턴 링 방지층, 또 각종 광반사층, 광흡수층, 광선택 반사층 등을 마련해도 된다. 산란층에 대해서는 유기, 무기의 입자를 각종 바인더에 담지시킨 층인 것이 바람직하다. 또 슬라이딩성 부여층은, 유기, 무기의 입자를 각종 바인더에 담지시킨 것이거나, 불소나 실리콘을 함유한 바인더층이어도 된다. 또 광반사층, 광흡수층, 광선택 반사층은 무기, 유기 입자에 의한 산란, 반사의 기능을 부여하는 것, 미세 나노 구조에 의한 흡수, 반사 기능을 갖게 하는 것, 액정의 배열 구조에 의한 반사 기능을 갖게 하는 것으로 구성되어도 된다.
또한, 상기의 산란층, 슬라이딩성 부여층, 뉴턴 링 방지층, 또 각종 광반사층, 광흡수층, 광선택 반사층 등은 필요에 따라, 배리어층과 동일한 면에 형성되는 경우가 있어도 된다.
"파장 변환 부재의 제조 방법 및 제조 장치"
이하, 본 발명의 파장 변환 부재의 제조 방법 및 제조 장치의 실시형태를 설명한다.
-제1 파장 변환 부재의 제조 방법 및 제조 장치-
도 3은 도 1에 나타내는 단면을 갖는 파장 변환 부재(1)의 제조 공정을 나타내는 개략도이다. 도 3을 따라, 본 발명의 제1 파장 변환 부재의 제조 방법의 실시형태를 설명한다. 본 발명의 제1 파장 변환 부재의 제조 방법에 의하면, 적어도 양자 도트 및 비점이 190℃ 이하인 분자량 200 이하의 중합성 화합물을 포함하는 중합성 조성물을 준비하고(준비 공정), 제1 기재(10)의 편면에 양자 도트를 포함하는 중합성 조성물을 도포하여 도막(30M)을 형성하며(도포 공정), 도막(30M)의 막면 온도(T)를 25℃<T<(중합성 조성물의 비점-5)℃로 규정되는 온도 범위로 유지하면서 도막(30M)에 활성 에너지선(E)을 조사하여 도막(30M)을 경화시켜 파장 변환층(30)을 형성하고 제1 기재(10) 상에 파장 변환층(30)을 구비하여 이루어지는 적층 필름(15)을 형성하며(경화 공정), 파장 변환층(30) 상에 접착층(21)을 개재시키고, 제2 기재(20)를 중첩하여 제1 기재(10)와 제2 기재(20)로 파장 변환층(30)을 협지시켜(첩부 공정), 파장 변환 부재(1)를 제조한다. 또한, 상기 경화 공정 직후, 첩부 공정 전에 있어서의, 파장 변환층 중의 분자량 400 이하의 성분의 함유량은 파장 변환층 전체 중량의 1% 이하가 되도록 한다. 이로써, 소정 시간(예를 들면 1일 정도) 이상 경과한 후에, 파장 변환층 중에 있어서 직경 0.1mm 이상의 기포 형상 결함이 10개/100cm2 미만인 파장 변환 부재를 제조할 수 있다.
도 4는 도 3에 나타내는 파장 변환 부재(1)의 제조 방법을 실시하기 위한 파장 변환 부재 제조 장치(100)의 일례의 개략 구성도이다.
파장 변환 부재 제조 장치(100)는, 제1 기재(10)를 롤 상태로 지지하여, 권출하는 송출기(60)와, 필름 형상의 워크를 반송하기 위한 복수의 반송 롤(61)과, 각 처리 공정을 거쳐 형성된 파장 변환 부재(1)를 롤 형상으로 권취하는 권취기(65)를 구비한 롤·투·롤 방식의 제조 장치이며, 송출기(60)와 권취기(65)의 사이에, 제1 기재(10)의 일면에 중합성 조성물 도포액을 도포하여 도막(30M)을 형성하는 도포부(70)와, 제1 기재(10)와 제2 기재(20)의 사이에 도막(30M)이 협지되어 이루어지는 적층 필름(13)에, 활성 에너지선(E)으로서 UV광을 조사하여 도막(30M)을 경화시켜 파장 변환층(30)을 형성하는 경화 처리부(90)와, 제1 기재(10) 상에 파장 변환층(30)이 형성된 적층 필름(15)의 파장 변환층(30) 상에, 파장 변환층(30)을 제1 기재(10)와 함께 협지하는 제2 기재(20)를 첩부하는 첩부부(래미네이팅부)(80)를 이 순으로 구비하고 있다. 또한, 송출기(60)와 도포부(70)의 사이에 제1 기재(10)의 도포면으로부터 먼지를 제거하는 제진기(102)를, 도포부(70)와 경화 처리부(90)의 사이의 경화 처리부(90)측에 중합성 조성물 중에 함유되는 휘발 성분을 휘발시키기 위한 건조 장치(103)를, 첩부부(80)와 권취기(65)의 사이에 건조, 어닐링 처리를 행하는 어닐링부(104)를 구비하고 있다.
도 4를 참조하여, 파장 변환 부재 제조 장치(100)를 이용한, 본 실시형태의 파장 변환 부재의 제조 방법의 일 실시형태를 공정별로 순서대로 설명한다.
(도포 공정)
제조 장치(100)의 도포부(70)에 있어서의 도포 공정의 구체적 양태를 설명한다.
먼저, 제1 기재(10)는 송출기(60)로부터 도포부(70)에 1~50m/분의 반송 속도로 연속 반송된다. 단, 이 반송 속도에 한정되지 않는다. 송출될 때, 예를 들면 제1 기재(10)에는 20~150N/m의 장력, 바람직하게는 30~100N/m의 장력이 가해진다. 그 후 필요에 따라 기재의 표면, 이면에 각종 도포 전처리가 실시되어도 된다. 도포 전처리란 기재의 주름이나 신장을 교정하기 위한 열처리 공정, 프레스 공정, 또 표면의 습윤성을 개선하기 위한 각종 방전 처리나 화염 처리 공정, 또 마찬가지로 습윤성을 개선하기 위한 프라이머리 도공 등을 가리킨다. 또 그 외에, 기재에 보호 시트가 접착되어 있는 경우에는 그 보호 시트를 박리, 제전(除電)하는 공정도 전처리에 포함된다. 본 예에 있어서는, 제진기(102)에 의하여 제1 기재(10)의 도포면으로부터 먼지를 제거한 후에, 제1 기재(10)를 도포부(70)에 반송한다.
도포부(70)에서는 연속 반송되는 제1 기재(10)의 표면에 중합성 조성물(이하, "도포액"이라고 하는 경우도 있음)이 도포되어 도막(30M)(도 3 참조)이 형성된다.
도포액은 도 4에서는 도시되지 않은 송액 장치를 이용하여 도포부(70)의 다이 코터(74)에 접속된 배관을 통과하여 공급된다. 송액 장치에서는 중합성 조성물의 여과를 행하여, 조대 입자를 제거하는 것이 바람직하다. 여과 정밀도로서는 특별히 제한은 없지만, 여과 정밀도 1~200μm의 필터를 이용할 수 있고, 여과 정밀도 5~150μm의 필터를 이용하는 것이 바람직하다. 필터로서는, 예를 들면 여과 정밀도 100μm의 폴(PALL)제 프로파일 II를 이용할 수 있다.
도포부(70)에서는, 예를 들면 다이 코터(74)와, 다이 코터(74)에 대향 배치된 백업 롤(76)이 설치되어 있다. 제1 기재(10)의 도막(30M)이 형성되는 표면과 반대의 표면을 백업 롤(76)에 감아, 연속 반송되는 제1 기재(10)의 표면에 다이 코터(74)의 토출구로부터 도포액이 도포되어 도막(30M)이 형성된다.
다이 코터(74)에는 감압 챔버(78)가 설치되어 있으며, 다이 코터(74)와 백업 롤(76)에 감겨 있는 기재(10)와의 사이에서 가교하고 있는 도포 박막(비드라고 칭함)이 기재(10)의 반송에 의하여 당겨져 불안정해지는 것을 억제하기 위하여 부압(負壓)으로 할 수 있다. 부압은 도포 속도, 도포 두께 및 도포액의 점도에 따라 적절히 조정된다.
본 실시형태에서는 도포 장치로서 익스트루젼 코팅법을 적용한 다이 코터(74)를 나타냈지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 커튼 코팅법, 로드 코팅법 또는 롤 코팅법 등 다양한 방법을 적용한 도포 장치를 이용할 수 있다.
(경화 공정)
제조 장치(100)의 경화 처리부(90)에 있어서의 경화 공정의 구체적 양태를 설명한다.
여기에서는 자외선 조사에 의한 경화 방법을 나타내지만, 다른 각종 활성선을 이용해도 된다. 중합성 조성물에 포함되는 중합성 화합물이 가열에 의하여 중합되는 것인 경우에는, 온풍의 분사 등의 가열에 의하여 중합 처리를 행한다.
경화 처리부(90)에 있어서는, 적층 필름(13)의 도막(30M)에, 자외선을 조사하는 활성 에너지선 조사 장치(90A)(이하에 있어서 광조사 장치(90A)라고 함)가 배치되고, 적층 필름(13)을 개재하여 광조사 장치(90A)와 대향하여 배치되어 있는 백업 롤(91)이 마련되어 있다. 여기에서 자외선이란, 파장 280~400nm의 광을 말하는 것으로 한다. 자외선을 발생하는 광원으로서, 예를 들면 저압 수은등, 중압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 카본 아크등, 메탈할라이드 램프, 제논 램프 등을 이용할 수 있다. 또, 백업 롤(91)에는 도시하지 않은 온도 조절 장치가 구비되어 있으며, 백업 롤(91)의 적층 필름(13)이 접하는 면의 온도를 조정 가능하게 되어 있다.
백업 롤(91)과 광조사 장치(90A)의 사이에 상기 도포 공정에 의하여 제1 기재(10) 상에 도막(30M)이 형성되어 이루어지는 적층 필름(13)이 반송되고, 적층 필름(13)은 제1 기판(10)측이 백업 롤(91)에 감겨 반송되면서, 도막(30M)에 자외선이 조사된다. 광조사 장치(90A)에 의한 자외선의 조사에 의하여, 도막(30M) 중의 중합성 화합물의 중합 반응이 진행되어 경막화하여 파장 변환층(30)이 된다.
여기에서, 백업 롤(91)에 적층 필름(13)을 감는다란, 제1 기재(10)가 소정의 접촉각으로 백업 롤(91)의 표면에 접촉 지지되어 있는 상태를 말한다. 따라서, 연속 반송되는 동안, 제1 기재(10)는 백업 롤(91)의 회전과 동기하여 이동한다. 백업 롤(91)에 대한 감기는 적어도 자외선이 조사되고 있는 동안이면 된다.
각 광조사 장치에 의하여 조사되는 광의 조사량은 도막의 중합 반응을 진행시킬 수 있는 범위로 설정하면 되고, 예를 들면 일례로서 100~10000mJ/cm2의 조사량의 자외선을 도막(30M)을 향하여 조사할 수 있으며, 100~2000mJ/cm2로 하는 것이 바람직하고, 100~1000mJ/cm2로 하는 것이 보다 바람직하다. 도막에 대한 광조사 강도는 일례로서 30~2000mW/cm2로 할 수 있으며, 50~1000mW/cm2로 하는 것이 바람직하고, 100~500mW/cm2로 하는 것이 특히 바람직하다.
백업 롤(91)의 온도는 광조사 시의 발열과, 도막(30M)의 경화 효율과, 제1 기재(10)의 백업 롤(91) 상에서의 주름 변형의 발생을 고려하여 결정할 수 있다. 백업 롤(91)의 온도는, 도막(30M)의 막면 온도(T)가 25℃<T<(중합성 조성물의 비점-5)℃로 규정되는 온도 범위가 되도록, 바람직하게는 30℃<T<(중합성 조성물의 비점-10)℃가 되도록 설정한다. 여기에서 롤의 온도란, 제1 기재(10)의 비도막면을 지지하는 지지체의 온도이며, 롤의 표면 온도를 말하는 것으로 한다.
도 5a는 백업 롤(BR) 온도와 조사량과 도막(30M)의 막면 온도의 관계의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 5a에 나타내는 바와 같이, 막면 온도(T)는, 조사량, BR 온도의 상승에 따라 상승하고, BR 온도에 대하여, 조사량만큼 높은 온도가 된다. 제조 장치에 있어서, 미리 BR 온도, 조사량 및 막면 온도의 관계를 조사하여, 막면 온도가 상기 범위가 되도록 조사량 및 BR 온도를 설정하면 된다. 도막(30M)의 막면 온도는 방사 온도계로 측정할 수 있다.
본 발명의 제1 파장 변환 부재의 제조 방법에 있어서는, 도막(30M)의 막면 온도(T)를 상기 온도 범위로 함으로써, 경화 공정에 있어서, 미반응 모노머를 제거할 수 있어, 파장 변환 부재 형성 후에 파장 변환 부재 중에 있어서의 기포의 발생을 억제할 수 있는 것을 본 발명자들은 발견했다(후술하는 실시예 참조).
분자량 200 이하의 중합성 화합물을 포함하는 중합성 조성물을 이용한 경우에 있어서의 기포의 발생 원인은, 중합성 조성물의 경화 후에 잔존한 미반응 모노머가 휘발되어, 기재 사이에 갇혀 있기 때문에 발생한다고 생각된다. 상술한 바와 같이, 경화 공정 시에, 막면 온도를 어느 정도 높게 하여 열건조를 시킴으로써, 미반응 모노머를 제거할 수 있으므로, 후공정에 있어서, 제2 기재를 래미네이팅한 후에 기포가 발생하지 않게 되었다고 생각된다.
도 5b는 UV 조도와 조사 시간의 바람직한 관계를 나타내는 그래프이다. 도 5b에 나타내는 바와 같이, 자외선의 조사 중의 피크 조도/(조사 시간×1/2)로 규정되는 조도의 상승 기울기를 500mW/(cm2·s) 이하로 제어하는 것이 바람직하다.
백업 롤(91)은 원기둥 형상의 본체와, 본체의 양 단부에 배치된 회전축을 구비하고 있다. 백업 롤(91)의 직경에는 제한은 없지만, 통상은 100~1000mm의 직경을 갖고 있다. 또한, 기재에 대한 후술하는 경화 시에 있어서의 굽힘 응력의 억제, 컬 등의 변형 억제를 위해서는 백업 롤의 직경은 300mm 이상이 바람직하다. 보다 바람직하게는 450mm 이상이지만, 보다 직경이 큰 경우에는 설치 공간, 비용 및 롤 정밀도의 제약에 의하여 상한이 정해진다. 그러므로 파장 변환 부재의 컬 변형과, 설비 비용과, 회전 정밀도를 고려하면 직경 300~850mm인 것이 바람직하다.
도 6a~도 6c는 제조 장치(100)의 경화 처리부(90)의 구성의 베리에이션을 나타내는 모식도이다.
도 6a에 나타내는 바와 같이, 경화 처리부(90)에는 광조사 장치(90A)를 복수 구비하고 있어도 된다.
또, 도 6b에 나타내는 바와 같이, 광조사 장치(90A)뿐만 아니라, 백업 롤(91)을 복수 구비하고 있어도 된다.
도 6a, 도 6b의 예와 같이 광조사 장치(조사선원)를 복수 구비하는 경우에는, 첫번째 등으로부터 발해진 활성 에너지선의 조사에 의한 도막에 포함되는 중합성 화합물의 반응률을 최종적으로 얻어지는 반응률의 10~80%로 하고, 계속해서 두번째 등 이후부터 발해진 활성 에너지선을 조사하는 것이 바람직하다.
도 6c에 나타내는 바와 같이, 경화 처리부(90)를 질소 퍼지 케이스(106)로 덮고, 중합성 조성물의 도막(30M)을 경화시키는 공정을 산소 농도 1% 이하인 불활성 가스(여기에서는 질소 가스) 중에서 실시하는 것이 바람직하다. 질소 퍼지 케이스(106)에는 적층 필름(13)이 출입하기 위한 개구 및 질소를 유입시키기 위한 개구가 마련되어 있다. 도 6c 중 화살표로 나타내는 바와 같이 필름의 입구 및 출구 근방으로부터 자외선 조사 영역 방향으로 질소를 유입시키도록 구성하면 된다.
(첩부 공정)
제조 장치(100)의 첩부부(80)에 있어서의 첩부 공정의 구체적 양태를 설명한다.
경화 처리부(90)를 통과하여, 제1 기재(10) 상에 파장 변환층(30)이 형성된 적층 필름(15)이 첩부부(80)에 반송되고, 첩부부(80)에서는 접착층(21)을 개재하여 제2 기재(20)가 파장 변환층(30)에 래미네이팅된다.
접착층(21)으로서는, 예를 들면 PSA(Pressure sensitive adhesive) 필름이나, OCA(Optical Clear Adhesive) 필름을 이용할 수 있다. 본 실시형태에서는 제2 기재(20)의 편면에 접착층(21)이 부여된 상태에서 첩부부(80)에 연속 반송되지만, 파장 변환층(30) 상에 접착층을 형성한 후에, 제2 기재를 중첩하도록 해도 된다. 접착층에 보호 시트가 접착되어 있는 경우에는 보호 시트를 박리, 제전하는 공정 등도 포함된다. 또, 제2 기재의 접착층측이 아닌 면에는, 파장 변환층으로부터 발해지는 광을 산란시키는 입자층이나 안티 뉴턴 링층이 부여되어 있어도 된다.
첩부부(80)는 래미네이팅 롤(82, 84)의 2개의 롤로 구성된다. 래미네이팅 롤(82와 84)의 거리는, 제1 기재(10)와 도막(30M)을 경화시킨 후의 파장 변환층(30)과, 접착층(21)과, 제2 기재(20)의 합계 두께의 값 이하이며, 적층체가 래미네이팅 롤(82, 84)과의 사이에 끼워짐으로써 밀착된다. 그 경우, 적어도 한쪽의 롤이 탄성 변형되어, (제1 기재 상에 배치된)도막(30M) 상에 접착층(21)을 개재하여 제2 기재(20)를 적층한 적층체에 압력을 부여하면서 밀착시키는 것이 바람직하다. 2개의 롤 중, 한쪽이 탄성 변형될 수 있는 롤이며, 다른 한쪽이 탄성 변형되지 않는 금속제 롤인 것이 보다 바람직하다. 래미네이팅 롤(82, 84) 중, 롤(84)이 탄성 변형될 수 있는 롤이며, 롤(82)이 탄성 변형되지 않는 금속제 롤인 것이 특히 바람직하다.
본 공정에 있어서는, 선압 5~300N/cm의 사이에서 닙하여 도막 위에 제2 기재를 첩합해 가는 것이 바람직하고, 선압은 10~100N/cm가 보다 바람직하며, 30~70N/cm가 특히 바람직하다. 첩합 방법에 특별히 제약은 없고, 닙롤을 이용하지 않는 첩합 방법이어도 된다.
첩부부(80)에 있어서, 도막(30M)과 제1 기재(10)의 적층 필름(13)은, 도막(30M)의 형성면과는 반대의 면(즉 제1 기재(10)측)이 래미네이팅 롤(84)에 감겨, 래미네이팅 위치에 연속 반송된다. 그리고 제2 기재(20)를 롤 형상으로 권취하여, 첩부부(80)에 송출하는 제2 기재용 송출기(81)로부터 송출된 접착층(21) 부착 제2 기재(20)는, 반송 롤(83)을 거쳐 래미네이팅 롤(82)에 감겨, 래미네이팅 롤(82)과 래미네이팅 롤(84)의 사이에 연속 반송되고, 래미네이팅 위치에서, 제1 기재(10)에 형성된 파장 변환층(30) 위에 래미네이팅된다. 래미네이팅 위치는 제2 기재(20)의 편면에 부여되어 접착층(21)과 도막(30M)의 접촉이 개시되는 위치를 의미한다.
이상의 공정에 의하여, 제1 기재(10)와 파장 변환층(30)과 접착층(21)과 제2 기재(20)가 이 순으로 적층되어 이루어지는, 산소 배리어성이 우수하고, 또한 기포의 발생이 억제된 파장 변환 부재(1)를 제조할 수 있다. 필요에 따라 후공정에 있어서 열처리 등이 실시되어 권취기(65)에 연속 반송되고, 권취기(65)에 의하여 롤 형상으로 권취된다.
-제2 파장 변환 부재의 제조 방법 및 제조 장치-
도 7은 도 2에 나타내는 단면을 갖는 파장 변환 부재(11)의 제조 공정을 나타내는 개략도이다. 도 7을 따라, 본 발명의 제2 파장 변환 부재의 제조 방법의 실시형태를 설명한다. 본 실시형태의 파장 변환 부재의 제조 방법에 의하면, 적어도 양자 도트 및 비점이 190℃ 이하인 분자량 200 이하의 중합성 화합물을 포함하는 중합성 조성물을 준비하고(준비 공정), 제1 기재(10)의 편면에 양자 도트를 포함하는 중합성 조성물을 도포하여 도막(30M)을 형성하며 제1 적층 필름(13)을 형성하고(도포 공정), 도막(30M)에 제2 기재(20)를 중첩하여 제1 기재(10)와 제2 기재(20)로 도막(30M)을 협지시켜 제2 적층 필름(14)을 형성하며(첩부 공정), 도막(30M)의 막면 온도(T)를 25℃<T<(중합성 조성물의 비점+15)℃의 온도 범위로 유지하면서 도막(30M)에 활성 에너지선을 조사하여 도막을 경화시켜 파장 변환층(30)을 형성하고(경화 공정), 파장 변환 부재(11)를 제조한다. 또한, 파장 변환 부재(11)의 제작 직후(경화 공정 직후)에 있어서의, 파장 변환층 중의 분자량 400 이하의 성분의 함유량은 파장 변환층 전체 중량의 1% 이하가 되도록 한다. 이로써, 소정 시간(예를 들면 1일 정도) 이상 경과한 후에, 파장 변환층 중에 있어서 직경 0.1mm 이상의 기포 형상 결함이 10개/100cm2 미만인 파장 변환 부재를 제조할 수 있다.
도 8은 도 7에 나타내는 파장 변환 부재(11)의 제조 방법을 실시하기 위한 파장 변환 부재 제조 장치(110)의 일례의 개략 구성도이다.
파장 변환 부재 제조 장치(110)는 제1 기재(10)를 롤 상태로 지지하여, 권출하는 송출기(60)와, 필름 형상의 워크를 반송하기 위한 복수의 반송 롤(61)과, 각 처리 공정을 거쳐 형성된 파장 변환 부재(11)를 롤 형상으로 권취하는 권취기(65)를 구비한 롤·투·롤 방식의 제조 장치이며, 송출기(60)와 권취기(65)의 사이에, 제1 기재(10)의 일면에 중합성 조성물 도포액을 도포하여 도막(30M)을 형성하는 도포부(70)와, 제1 기재(10) 상에 도막(30M)이 형성된 적층 필름(13)의 도막(30M) 상에, 도막(30M)을 제1 기재(10)와 함께 협지하는 제2 기재(20)를 첩부하는 첩부부(래미네이팅부)(80)와, 제1 기재(10)와 제2 기재(20)의 사이에 도막(30M)이 협지되어 이루어지는 적층 필름(14)에, 활성 에너지선(E)으로서 UV광을 조사하여 도막(30M)을 경화시키는 경화 처리부(90)를 구비하고 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서는 송출기(60)와 도포부(70)의 사이에 제1 기재(10)의 도포면으로부터 먼지를 제거하는 제진기(102)를 구비하고 있다.
도 8의 제조 장치(110)에 있어서, 도 4에 기재된 제조 장치(100)에 있어서의 요소와 동일한 기능을 갖는 요소에는 동일 부호를 붙이고 있다.
본 제조 장치(110)는, 도막(30M)에 대하여 경화 처리를 행하기 전에 제2 기재(20)를 첩부하고, 그 후 경화 처리부(90)에 있어서 도막(30M)에 대하여 광조사 장치(90A)에 의하여 자외선을 조사하여 도막(30M)을 경화시키고 제1 기재(10) 및 제2 기재(20)에 협지된 상태에서 파장 변환층(30)을 형성하도록 구성되어 있다.
도 8을 참조하여, 파장 변환 부재 제조 장치(110)를 이용한, 본 실시형태의 파장 변환 부재의 제조 방법의 일 실시형태를 공정별로 순서대로 설명한다.
(도포 공정)
도포 공정에 대해서는 앞서 설명한 제조 장치(100)의 공정과 동일하며, 도포부(70)에 제1 기재(10)가 연속 반송되고, 그 표면에 도포액이 도포되어 도막(30M)(도 7 참조)이 형성된다.
(첩부 공정)
제조 장치(110)의 첩부부(80)에 있어서의 첩부 공정의 구체적 양태를 설명한다.
첩부부(80)의 구성은 제조 장치(100)의 구성과 대략 동일하다. 단, 래미네이팅 위치에 반송되는 제2 기재(20)에는 접착층이 부여되어 있지 않다.
첩부부(80)에 있어서, 도막(30M)과 제1 기재(10)의 적층 필름(13)이, 도막(30M)의 형성면과는 반대의 면(즉 제1 기재(10)측)이 래미네이팅 롤(84)에 감겨 래미네이팅 위치에 연속 반송되고, 제2 기재(20)가 제2 기재용 송출기(81)로부터 송출되어 반송 롤(83)을 거쳐 래미네이팅 롤(82)에 감겨 래미네이팅 롤(82)과 래미네이팅 롤(84)의 사이에 연속 반송되며, 래미네이팅 위치에서, 제1 기재(10)에 형성된 도막(30M) 위에 래미네이팅된다. 이로써, 제1 기재(10)와 제2 기재(20)에 의하여 도막(30M)이 협지된다. 여기에서는 앞서 설명한 제조 장치(100)의 경우와는 달리 제2 기재(20)와 도막(30M)의 사이에 접착층은 불필요하다.
(경화 공정)
제조 장치(110)의 경화 처리부(90)에 있어서의 경화 공정의 구체적 양태를 설명한다.
경화 처리부(90)의 구성은 첩부부(80)의 하류측에 배치되어 있는 점을 제외하면 제조 장치(100)와 대략 동일하다. 단, 노출된 도막(30M)이 아닌, 기재를 통하여 도막(30M)에 활성 에너지선(E)을 조사하는 것이다.
상기 첩부 공정에 의하여 래미네이팅된, 제1 기재(10)와 제2 기재(20)에 의하여 도막(30M)이 협지되어 이루어지는 적층 필름(14)이 경화 처리부(90)에 연속 반송된다. 백업 롤(91)과 제1 광조사 장치(90A)의 사이에 적층 필름(14)이 반송되고, 적층 필름(14)은 제1 기판(10)측이 제1 백업 롤(91)에 감겨 반송되면서, 제2 기판(20)측으로부터 도막(30M)에 자외선이 조사된다. 광조사 장치에 의한 자외선의 조사에 의하여, 도막(30M) 중의 중합성 화합물의 중합 반응이 진행되어 경막화되어 파장 변환층(30)이 된다.
백업 롤(91)의 온도는, 광조사 시의 발열과, 도막(30M)의 경화 효율과, 제1 기재(10)의 백업 롤(91) 상에서의 주름 변형의 발생을 고려하여 결정할 수 있다. 본 예에 있어서는, 백업 롤(91)의 온도는 도막(30M)의 막면 온도(T)가 25℃<T<(중합성 조성물의 비점+15)℃로 규정되는 온도 범위가 되도록, 바람직하게는 30℃<T<(중합성 조성물의 비점-5)℃가 되도록 설정한다.
본 발명의 제2 파장 변환 부재의 제조 방법에 있어서는, 도막(30M)의 막면 온도(T)를 상기 온도 범위로 함으로써, 경화 공정에 있어서, 미반응 모노머를 제거할 수 있어, 파장 변환 부재 형성 후에 파장 변환 부재 중에 있어서의 기포의 발생을 억제할 수 있는 것을 본 발명자들은 발견했다(후술하는 실시예 참조).
분자량 200 이하의 중합성 화합물을 포함하는 중합성 조성물을 이용한 경우에 있어서의 기포의 발생 원인은, 중합성 조성물의 경화 후에 잔존한 미반응 모노머가 휘발되어, 기재 사이에 갇혀 있기 때문에 발생한다고 생각된다. 본 제조 방법에 있어서는, 상술한 바와 같이 경화 공정 시에 막면 온도를 어느 정도 높게 함으로써, 중합률을 향상시켜 미반응 모노머를 저감시킬 수 있으므로, 후공정에 있어서, 제2 기재를 래미네이팅한 후에 기포가 발생하지 않게 되었다고 생각된다.
본 제조 방법에 있어서도, 도 5a에 나타내는 바와 같이, 막면 온도(T)는 조사량, BR 온도의 상승에 따라 상승하고, BR 온도에 대하여, 조사량만큼 높은 온도가 된다. 제조 장치에 있어서, 미리 BR 온도, 조사량 및 막면 온도의 관계를 조사하여, 막면 온도가 상기 범위가 되도록 조사량 및 BR 온도를 설정하면 된다. 여기에서, 막면은 도막(30M)의 제2 기재(20)와의 계면을 말하고, 제2 기재(20)에 덮여 있는 도막(30M)의 막면 온도는, 온도 검지 시트(예를 들면 서모 라벨, 니치유 기켄 고교 가부시키가이샤제)를 계면 부분 사이에 끼워 넣어 측정할 수 있다.
또, 본 제조 방법에 있어서도, 도 5b에 나타내는 바와 같이, 자외선의 조사 중의 피크 조도/(조사 시간×1/2)로 규정되는 조도의 상승 기울기를 500mW/(cm2·s) 이하로 제어하는 것이 바람직하다.
또, 본 장치(110)에 있어서도, 도 6a~도 6c에 나타내는 경화 처리부(90)의 각종 베리에이션을 적용할 수 있다.
상기 경화 공정에 있어서, 도막(30M)을 경화시킴으로써, 제1 기재(10)와 경화층으로 이루어지는 파장 변환층(30)과 제2 기재(20)의 적층체로 이루어지는, 산소 배리어성이 우수하고, 또한 기포의 발생이 억제된 파장 변환 부재(11)를 제조할 수 있다. 파장 변환 부재(11)는, 필요에 따라 후공정에 있어서 열처리 등이 실시되어 권취기(65)에 연속 반송되고, 권취기(65)에 의하여 롤 형상으로 권취된다.
[백라이트 유닛]
본 발명의 일 양태에 관한 백라이트 유닛은, 본 발명의 파장 변환 부재와 광원을 적어도 포함한다. 파장 변환 부재의 상세는 앞서 기재한 바와 같다.
도 9는 본 발명의 일 양태에 관한 파장 변환 부재(1)를 포함하는 백라이트 유닛(2)의 일례의 개략 구성 단면도이다.
도 9에 나타나는 바와 같이, 백라이트 유닛(2)은, 여기광으로서의 청색광(LB)을 면 발광하는 면 형상 광원부(1C)와, 면 형상 광원부(1C)로부터 발해진 청색광(LB)이 입사되어, 청색광(LB)의 일부를 녹색광(LG) 및 적색광(LR)으로 변환시켜, 청색광(LB)의 일부를 투과하는 시트형 파장 변환 부재(1)와, 파장 변환 부재(1)를 사이에 두고 후술하는 도광판(1B)과 대향 배치되는 재귀 반사성 부재(2B)과, 도광판(1B)을 사이에 두고 파장 변환 부재(1)와 대향 배치되는 반사판(2A)을 구비하여 이루어진다.
면 형상 광원부(1C)는, 시트 형상의 도광판(1B)과, 도광판(1B)의 에지로부터 여기광을 입사시키도록 도광판(1B)의 에지부에 배치된, 청색광을 발광하는 광원(1A)으로 구성되어 있다.
여기에서, 파장 변환 부재(1)는 그 파장 변환층(30)에 양자 도트(31)로서, 청색광(LB)의 조사에 의하여 적색광(LR)을 발광하는 양자 도트, 및 녹색광(LG)을 발광하는 양자 도트를 포함하는 것이다.
도 9의 백라이트 유닛(2)에 있어서, 면 형상 광원부(1C)로부터 출사된 1차광(LB)이 파장 변환 부재(1)에 입사되고, 파장 변환 부재(1)에 있어서, 1차광(LB) 중 적어도 일부를 여기광으로 하여 적색광 및 녹색광으로 이루어지는 2차광을 발광하며, 파장 변환 부재(1)로부터 출사된 LB, LG, LR은 재귀 반사성 부재(2B)에 입사하고, 입사한 각 광은 재귀 반사성 부재(2B)와 반사판(2A)의 사이에서 반사를 반복하여, 복수 회 파장 변환 부재(1)를 통과한다. 그 결과, 파장 변환 부재(1)에서는 충분한 양의 여기광(청색광(LB))이 양자 도트(31)에 의하여 흡수되어, 필요한 양의 형광(LG, LR)이 발광하고, 재귀 반사성 부재(2B)로부터, 즉 백라이트 유닛(2)으로부터 백색광(LW)이 구현화되어 출사된다.
광원(1A)으로서는, 430nm~480nm의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖는 청색광을 발광하는 발광 다이오드나 레이저 광원 등을 사용할 수 있다.
또한, 광원(1A)으로서는, 자외선을 발광하는 발광 다이오드를 이용할 수도 있으며, 그 경우에는 파장 변환 부재(1)의 파장 변환층(30) 중의 양자 도트(31)로서, 자외선에 의하여 청색광(LB)을 발광하는 양자 도트, 적색광(LR)을 발광하는 양자 도트, 및 녹색광(LG)을 발광하는 양자 도트를 포함하는 것으로 하면 된다.
면 형상 광원부(1C)는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 광원(1A)과 광원(1A)으로부터 출사된 1차광을 도광시켜 출사시키는 도광판(1B)으로 이루어지는 광원부여도 되고, 광원(1A)이 파장 변환 부재(1)와 평행한 평면 형상으로 나란히 배치되어, 도광판(1B) 대신에 확산판을 구비한 광원부여도 된다. 전자의 면 형상 광원부는 일반적으로 에지 라이트 방식, 후자의 면 형상 광원부는 일반적으로 직하형 방식으로 불리고 있다.
또, 반사판(2A)으로서는, 특별히 제한은 없고, 공지의 것을 이용할 수 있으며, 일본 특허공보 3416302호, 일본 특허공보 3363565호, 일본 특허공보 4091978호, 일본 특허공보 3448626호 등에 기재되어 있고, 이들 공보의 내용은 본 발명에 원용된다.
재귀 반사성 부재(2B)는, 공지의 확산판이나 확산 시트, 프리즘 시트(예를 들면, 스미토모 3M사제 BEF 시리즈 등), 도광기 등으로 구성되어 있어도 된다. 재귀 반사성 부재(2B)의 구성에 대해서는 일본 특허공보 3416302호, 일본 특허공보 3363565호, 일본 특허공보 4091978호, 일본 특허공보 3448626호 등에 기재되어 있고, 이들 공보의 내용은 본 발명에 원용된다.
"액정 표시 장치"
상술한 백라이트 유닛(2)은 액정 표시 장치에 응용할 수 있다. 도 10에 나타나는 바와 같이, 액정 표시 장치(50)는 상기 실시형태의 백라이트 유닛(2)과 백라이트 유닛(2)의 재귀 반사성 부재측에 대향 배치된 액정 셀 유닛(6)을 구비하여 이루어진다.
액정 셀 유닛(6)은, 도 10에 나타나는 바와 같이, 액정 셀(5)을 편광판(3과 4)으로 협지한 구성으로 하고 있으며, 편광판(3, 4)은 각각 편광자(32, 42)의 양 주면이 편광판 보호 필름(31과 33, 41과 43)으로 보호된 구성으로 하고 있다.
액정 표시 장치(50)를 구성하는 액정 셀(5), 편광판(3, 4) 및 그 구성 요소에 대해서는 특별히 한정은 없고, 공지의 방법으로 제작되는 것이나 시판품을 제한없이 이용할 수 있다. 또, 각층 사이에, 접착층 등의 공지의 중간층을 마련하는 것도 물론 가능하다.
액정 셀(5)의 구동 모드에 대해서는 특별히 제한은 없고, 트위스티드 네마틱(TN), 슈퍼 트위스티드 네마틱(STN), 버티컬 얼라인먼트(VA), 인플레인 스위칭(IPS), 옵티컬리 컴펜세이티드 벤드 셀(OCB) 등의 다양한 모드를 이용할 수 있다. 액정 셀은 VA 모드, OCB 모드, IPS 모드, 또는 TN 모드인 것이 바람직하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. VA 모드의 액정 표시 장치의 구성으로서는 일본 공개특허공보 2008-262161호의 도 2에 나타내는 구성을 일례로서 들 수 있다. 단, 액정 표시 장치의 구체적 구성에는 특별히 제한은 없고, 공지의 구성을 채용할 수 있다.
액정 표시 장치(50)에는, 필요에 따라 광학 보상을 행하는 광학 보상 부재, 접착층 등의 부수하는 기능성층을 더 갖는다. 또, 컬러 필터 기판, 박층 트랜지스터 기판, 렌즈 필름, 확산 시트, 하드 코트층, 반사 방지층, 저반사층, 안티 글레어층 등과 함께(또는 그 대신에), 전방 산란층, 프라이머층, 대전 방지층, 언더코팅층 등의 표면층이 배치되어 있어도 된다.
이상 설명한 본 발명의 일 양태에 관한 액정 표시 장치는, 본 발명의 컬이 억제된 파장 변환 부재를 포함하는 백라이트 유닛을 구비하기 때문에, 고휘도와 높은 색재현성을 높은 안정성을 갖고 실현할 수 있는 것이다.
실시예
이하, 본 발명의 실시예 및 비교예의 파장 변환 부재 및 그 제조 방법에 대하여 설명한다.
(배리어 필름의 제작)
지지체로서 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(PET 필름, 도요보사제, 상품명: 코스모샤인(등록 상표) A4300, 두께 50μm)을 이용하여, 지지체의 편면측에 이하의 순서로 유기층 및 무기층을 순차적으로 형성했다.
트라이메틸올프로페인트라이아크릴레이트(다이셀 사이텍사제 TMPTA) 및 광중합 개시제(람베르티사제, 에자큐어(ESACURE) KTO46)를 준비하고, 질량 비율로서 95:5가 되도록 칭량하여, 이들을 메틸에틸케톤에 용해시켜, 고형분 농도 15%의 도포액으로 했다. 이 도포액을 다이 코터를 이용하여 롤 투 롤로 상기 PET 필름 상에 도포하고, 50℃의 건조 존을 3분간 통과시켰다. 그 후, 질소 분위기하에서 자외선을 조사(적산 조사량 약 600mJ/cm2)하여, 자외선 경화로 경화시켜 권취했다. 지지체 상에 형성된 제1 유기층의 두께는 1μm였다.
다음으로, 롤·투·롤의 CVD 장치를 이용하여, 상기 유기층의 표면에 무기층(질화 규소층)을 형성했다. 원료 가스로서, 실레인 가스(유량 160sccm), 암모니아 가스(유량 370sccm), 수소 가스(유량 590sccm), 및 질소 가스(유량 240sccm)를 이용했다. 전원으로서, 주파수 13.56MHz의 고주파 전원을 이용했다. 제막 압력은 40Pa, 도달 막두께는 50nm였다.
상술한 순서에 따라 지지체의 편면에 유기층, 무기층이 순서대로 적층된 배리어 필름을 제작했다. 이하에 있어서, 이 배리어 필름을 제1 기재, 제2 기재로서 이용했다.
[실시예 1-1]
(중합성 조성물 도포액)
하기의 중합성 조성물을 조제했다.
[중합성 조성물]
양자 도트 1의 톨루엔 분산액(발광 극대: 520nm) 10질량부
양자 도트 2의 톨루엔 분산액(발광 극대: 630nm) 1질량부
메타크릴산 메틸(미쓰비시 가스 가가쿠(주)제) 100질량부
광중합 개시제: 이르가큐어 819(바스프(BASF)사제) 1질량부
점도 조정제: 에어로질(AEROSIL) R972(닛폰 에어로질(주)제) 3질량부
(상기에 있어서, 양자 도트 1, 2의 톨루엔 분산액의 양자 도트 농도는 1질량%이다.)
본 중합성 조성물 중의 중합성 화합물인 메타크릴산 메틸의 분자량은 86.1, 비점은 80.5℃이다.
<도포 전처리>
중합성 조성물은, 사전에 디졸버로 10L를 150rpm으로 30분 정도 교반하고, 동시에 초음파 탈포를 실시하여(사용 초음파 발신기는 브렌슨제 브렌소닉(Bransonic) 8800을 이용하여 물을 개재하여 플라스틱 용기 내의 그 액에 초음파 출력 280W, 주파수 40kH로 조사하여) 도포액용 중합성 조성물을 조제했다.
도 3, 4를 참조하여 설명한 제조 공정에 의하여 파장 변환 부재를 제작했다. 이하, 각 공정순으로 구체적인 제조 방법을 설명한다.
<도포 공정>
상술한 도포액을 다이어프램 펌프로, 배관 길이 약 2.5m를 사용하여 송액하고, 도중에 여과 부재의 높이 1인치, 여과 정밀도가 100μm인 필터(폴제 100μm 프로파일 II)를 이용하여 조대 입자를 제거하여, 다이 코터(도 4 중의 부호 74)에 송액했다. 도포액을, 도공폭은 600mm, 기재폭은 700mm로 제1 기재(도 8 중의 부호 10) 위에 도공하여 도막을 형성 실시했다. 또한, 제1 기재로서, 상기 순서로 제작한 배리어 필름을 이용했다.
<경화 공정>
제1 기재(10) 상에 도막(도 3 중의 부호 30M)이 형성되어 이루어지는 적층 필름(도 4 중 부호 13)을 UV 조사용 백업 롤(도 4의 부호 91) 상에서, 도막에 UV 조사(조사량 300mJ/cm2)하여 경화시켜, 파장 변환층을 형성했다. 경화 공정은 도막의 편면이 대기에 노출된 상태(산소 농도 20.6%)에서 실시했다. 또, 이때 백업 롤의 온도(설정 온도)는 15℃로 하고, 자외선 조사 시의 막면 온도는 25℃였다. 여기에서, 막면은 도막의 노출면이다. 자외선 조사량은 UV 조도계(아이 그래픽스제 UV 미터(METER) UVPF-A1)를 이용하여 측정했다. 자외선 조사 시의 막면 온도는 방사 온도계(치노제 IR-TA)를 사용하여 측정했다.
<첩부(래미네이팅) 공정>
경화 공정 후, 제2 기재(도 4 중의 부호 20)로서 상기 제1 기재와 동일한 기재폭 700mm의 배리어 필름을 이용하여, 사전에 제2 기재에 OCA(optical clear adhesive) 필름(스미토모 3M사제 상품명: 8172CL)를 첩부한, 폭 700mm의 적층체를 제2 기재용 송출기(도 4 중의 부호 81)로부터 송출하고, 경막된 파장 변환층 도막 위에 적층했다. 구체적으로는 금속제 롤(직경 φ200mm, 도 4 중의 래미네이팅 롤(84))과 천연 고무제 닙롤(직경 φ200mm, 경도 75도, 도 4 중의 래미네이팅 롤(82))을 이용하여 선압 50N/cm로 닙하여, 도막(30M) 위에 제2 기재(20)를 밀착시켰다. 이때, 래미네이팅 롤(84)의 주속도(周速度)의, 래미네이팅 롤(82)의 주속도에 대한 비율이 100.0%가 되도록 2개의 롤의 주속도를 제어했다.
이상의 공정에 의하여, 도 1에 나타내는 단면을 갖는, 실시예 1-1의 파장 변환 부재를 제작했다.
[실시예 1-2~1-5, 비교예 1-1]
경화 공정에 있어서의 UV 조사량, 온도 조건 및 산소 농도를 표 1에 기재한 바와 같이 한 것 이외에는, 실시예 1-1과 동일한 방법으로 실시예 1-2~1-5, 비교예 1-1의 파장 변환 부재를 제작했다. 실시예 1-2~4 및 비교예 1-1은 실시예 1-1과 동일하게 파장 변환층의 편면이 대기에 노출된 상태(산소 농도 20.6%)에서 경화 공정을 실시하고, 실시예 1-5 및 비교예 1-2는 질소 가스에 노출된 상태(산소 농도 1% 미만)에서 경화 공정을 실시했다. 또한, 도포 속도는 각 실시예 및 비교예에 따른 자외선 조사량을 얻기 위하여 수시 변경했다.
[비교예 1-2]
(중합성 조성물 도포액)
하기의 중합성 조성물을 조제했다.
[중합성 조성물]
양자 도트 1의 톨루엔 분산액(발광 극대: 520nm) 10질량부
양자 도트 2의 톨루엔 분산액(발광 극대: 630nm) 1질량부
라우릴아크릴레이트(미쓰비시 가스 가가쿠(주)제) 65질량부
트라이메틸올프로페인트라이아크릴레이트(다이셀 사이텍사제) 35질량부
광중합 개시제: 이르가큐어 819(바스프사제) 1질량부
점도 조정제: 에어로질 R972(닛폰 에어로질(주)제) 2질량부
(상기에 있어서, 양자 도트 1, 2의 톨루엔 분산액의 양자 도트 농도는 1질량%이다.)
상기 중합성 조성물 도포액을 이용하여, 경화 공정에 있어서, 조사량, 온도 조건을 표 1에 기재한 바와 같이 한 것 이외에는, 상기 실시예 1-1과 동일하게 하여 비교예 1-2의 파장 변환 부재를 제작했다. 본 비교예에 있어서의, 라우릴아크릴레이트의 분자량은 240.4, 비점은 263℃이며, 트라이메틸올프로페인트라이아크릴레이트의 분자량은 296.3, 비점은 315℃이다.
[실시예 2-1]
도 7, 8을 참조하여 설명한 제조 공정에 의하여 파장 변환 부재를 제작했다. 이하, 각 공정순으로 구체적인 제조 방법을 설명한다. 중합성 조성물 및 도포 전처리는 실시예 1-1과 동일하게 했다.
<도포 공정>
상술한 도포액용 중합성 조성물(이하에 있어서, 도포액이라고 함)을 다이어프램 펌프로, 배관 길이 약 2.5m를 사용하여 송액하고, 도중에 여과 부재의 높이 1인치 여과 정밀도가 100μm인 필터(폴제 100μm 프로파일 II)를 이용하여 조대 입자를 제거하고, 다이 코터(도 8 중의 부호 74)에 송액했다. 도포액을, 도공폭은 600mm, 기재폭은 700mm로 제1 기재(도 8 중의 부호 10) 위에 도공하여 도막을 형성 실시했다. 또한, 제1 기재로서 상기 순서로 제작한 배리어 필름을 이용했다.
<첩부 공정>
도포 공정 후, 제2 기재(도 8 중의 부호 20)로서 상기 제1 기재와 동일한 기재폭 700mm의 배리어 필름(두께계 50μm)을 제2 기재용 송출기(도 8 중의 부호 81)로부터 권출하여, 도막 위에 제2 기재를 적층했다. 구체적으로는, 파장 변환층을 형성하는 경화 공정의 직전에 있어서, 금속제 롤(직경 φ200mm, 도 8 중의 래미네이팅 롤(84))과 천연 고무제 닙롤(직경 φ200mm, 경도 75도, 도 8 중의 래미네이팅 롤(82))을 이용하여 금속제 롤과 천연 고무제 닙롤의 최소의 간극을 3mm로 설정하고, 도막 위에 제2 기재인 배리어 필름을 밀착시켰다. 이때, 래미네이팅 롤(84)의 주속도의, 래미네이팅 롤(82)의 주속도에 대한 비율이 100.0%±1%가 되도록 2개의 롤의 주속도를 제어했다.
또, 도막 위에 제2 기재를 적층하기 직전부터 도막을 경화하기 직전까지의 영역에 있어서, 제1 기재의 온도는 50℃가 되도록 제어하고, 제2 기재의 온도는 60℃가 되도록 제어했다.
<경화 공정>
첩부 공정 후, UV 조사용 백업 롤(도 8 중 부호 91) 상에서, 제1 기재 및 제2 기재 사이에 끼워진 도막에 UV 조사(조사량 500mJ/cm2)하여 경화시켜 파장 변환층을 형성하여, 도 2에 나타내는 단면을 갖는, 실시예 2-1의 파장 변환 부재를 제작했다. 경화 공정은 대기 중(산소 농도 20.6%)에서 실시했다. 또, 이때, 백업 롤의 온도는 20℃, 도막(30M)의 막면 온도는 40℃였다. 도막(30M)의 막면은 기재(20)측의 계면이다.
자외선 조사량은 UV 조도계(아이 그래픽스제 UV 미터 UVPF-A1)를 이용하여 측정했다. 막면 온도는 서모 라벨(니치유 기켄 고교 가부시키가이샤제)을 계면 부분 사이에 끼워 넣어 측정했다.
[실시예 2-2, 2-3, 비교예 2-1, 2-2]
경화 공정에 있어서의 UV 조사량 및 온도 조건을 표 1에 기재한 바와 같이 한 것 이외에는, 실시예 2-1과 동일한 방법으로 실시예 2-2, 2-3 및 비교예 2-1, 2-2의 파장 변환 부재를 제작했다. 또한, 도포 속도는 각 실시예 및 비교예에 따른 자외선 조사량을 얻기 위하여 수시 변경했다.
상기와 같이 하여 제작한 각 실시예 및 비교예에 대하여, 이하의 측정, 평가를 행했다.
(파장 변환층의 산소 투과 계수의 측정)
각 실시예, 비교예에서 제작한 파장 변환 부재의 산소 투과 계수는 산소 투과 계수 측정용 샘플을 별도로 이하의 순서로 제작하여 측정했다.
상기 순서에서 준비한 도포액을 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(PET 필름, 도요보사제, 상품명: 코스모샤인(등록 상표) A4100, 두께 50μm)의 비코트면에 바 번수 #40의 와이어 바로 도포하여, 질소 퍼지하면서 1200W/cm의 공랭 메탈할라이드 램프(아이 그래픽스(주)제)를 이용하여, 각 실시예 및 비교예의 각 조건하에서 자외선을 도포면에 조사하여 경화시킨 후, 도포층을 PET 필름으로부터 박리하여 두께 50μm의 각 실시예 및 비교예의 파장 변환층 샘플을 제작했다.
파장 변환층 샘플의 산소 투과 계수를, 모콘사제 산소 투과율 측정 장치 OX-TRAN2/21MH를 이용하고 JIS-K7126(등압법)에 준하여 23℃ 50%RH의 분위기하에서 측정하여, 산소 투과 계수를 산출했다. 또한 RH는 상대 습도를 나타낸다. 측정한 각각의 산소 투과 계수를 표 1에 나타낸다.
(기포의 평가)
각 실시예, 비교예에서 제작한 파장 변환 부재의 기포 유무를 이하의 순서로 측정했다. 계속해서 각 파장 변환 부재의 폭 방향 중앙부를 평방 10cm 사이즈로 재단하고, 105℃ 상대 습도 5% 미만의 환경하에서 24시간 가열 처리를 실시했다. 그리고, 시판 중인 청색 광원(옵텍스 에프에이(OPTEX-FA) 가부시키가이샤제 OPSM-H150X142B) 상에 각 파장 변환 부재를 두고, 존재하는 기포의 수 N을 육안으로 측정하여, 이하의 평가 기준으로 판정했다. 또한, 직경 0.1mm 이상의 것을 기포로서 측정했다.
<평가 기준>
A: N<1개/100cm2
B: 1개/100cm2≤N<5개/100cm2
C: 5개/100cm2≤N<10개/100cm2
D: 10개/100cm2≤N
(막두께의 측정)
각 실시예, 비교예에서 제작한 파장 변환 부재의 파장 변환층의 막두께를 하기 순서로 측정했다. 먼저, 제작한 파장 변환 부재의 임의의 위치를 마이크로톰(라이카(LEICA)사제 울트라마이크로톰 UC6)을 이용하여 단면 절삭하고, 광학 현미경에 의하여 파장 변환층의 막두께를 측정했다.
(분자량 400 이하의 성분의 함유량의 측정)
각 실시예, 비교예에서 제작한 파장 변환 부재의 분자량 400 이하의 성분의 함유량은 잔류 성분 측정용 샘플을 별도로 이하의 순서로 제작하고, 제작 후 잔류 성분이 휘발되지 않는 동안에 측정했다.
<실시예 1-1~5, 비교예 1-1, 2의 파장 변환 부재의 측정용 샘플 제작>
각 실시예 및 비교예의 파장 변환 부재의 제작과 동일한 수법에 의하여, 도포 공정, 경화 공정을 행하여, 측정용 샘플을 제작했다. 이때, 실시예 1-1~4 및 비교예 1-1은 파장 변환층의 편면이 대기에 노출된 상태(산소 농도 20.6%)에서 경화 공정을 실시하고, 실시예 1-5 및 비교예 1-2는 질소 가스에 노출된 상태(산소 농도 1% 미만)에서 경화 공정을 실시했다. 계속해서, 샘플로부터 잔류 성분이 휘산되는 것을 방지하기 위하여, 파장 변환층의 기재와 접하지 않은 면에 래미네이팅 필름을 첩합하고, 잔류 성분의 중량 측정 직전에 박리했다.
<실시예 2-1~3, 비교예 2-1, 2의 파장 변환 부재의 측정용 샘플 제작>
각 실시예 및 비교예의 파장 변환 부재의 제작과 동일한 수법에 의하여, 도포 공정, 첩부 공정 및 경화 공정을 실시하여 측정용 샘플을 제작했다. 잔류 성분의 중량 측정 직전에 제작한 측정용 샘플의 제2 기재를 박리했다.
<잔류 성분(휘발 성분)의 중량 측정>
맥·사이언스사제 TG-DTA 2000S를 이용하여 상기 순서로 제작한 샘플을 25℃에서 150℃까지 20℃/분의 속도로 승온시키고, 또한 150℃에서 1시간 유지했을 때의 중량 변화율 X(%)를 측정했다.
<분자량 400 이하의 성분의 함유량의 측정>
상기 순서로 제작한 샘플(중량 측정에서 사용한 것과 동일 조건 다른 제품)을 시마즈 세이사쿠쇼의 가스 크로마토그래프 질량 분석계 GCMS를 사용하여, 가스 배출 시간 150℃ 1시간의 조건하에서의 휘발 성분의 분자량 분포를 측정했다. 측정한 분자량 분포의 면적 비교로부터, 휘발 성분 중의 분자량 400 이하의 성분의 함유량 Y(%)를 산출했다.
상기 순서로 측정한 중량 변화율 X, 휘발 성분 중의 분자량 400 이하의 성분의 함유량 Y를 이용하여, 실시예, 비교예에서 제작한 파장 변환 부재의 파장 변환층 중에 있어서의 분자량 400 이하의 성분의 함유량 A를 하기 식으로 구했다.
A=X×Y
[표 1]
Figure 112017045354171-pct00002
표 1에 나타내는 바와 같이, 실시예 1-1~1-5 및 2-1~2-3으로부터 경화 시의 막면 온도를 소정의 범위로 함으로써 경화 처리의 직후에 있어서의 파장 변환층 중의 분자량 400 이하의 성분의 함유량을 1% 이하로 하고 있으므로, 기포의 발생을 억제하면서 산소 배리어성이 높은 파장 변환 부재를 제작할 수 있었다. 비교예 1-1, 2-1로부터 경화 시의 막면 온도가 소정의 범위보다 낮은 경우에는 경화 처리의 직후에 있어서의 파장 변환층 중의 분자량 400 이하의 성분의 함유량이 1% 이상이 되어, 기포가 발생했다. 또 비교예 2-2로부터 경화 시의 막면 온도가 소정의 온도보다 높으면 중합성 화합물이 휘발되어, 막두께가 얇아지고, 기포가 발생했다.
비교예 1-2는 중합성 조성물 중에 있어서 중합성 화합물로서 분자량 200을 넘는 화합물만을 갖고 있다. 이때, 분자량 400 이하의 성분은 거의 없어, 기포 발생은 억제되어 파장 변환층 중에 기포는 거의 발생하지 않았다. 그러나, 산소 투과 계수는, 분자량 200 이하의 화합물만을 중합성 화합물로서 포함하는 다른 예와 비교하여, 매우 높아, 산소 배리어성이 낮은 것이 분명하다.

Claims (19)

  1. 제1 기재와, 제2 기재와, 상기 제1 기재와 상기 제2 기재의 사이에 배치된, 여기광에 의하여 여기되어 형광을 발광하는 양자 도트를 포함하는 파장 변환층을 구비한 파장 변환 부재로서,
    상기 파장 변환층은 상기 양자 도트 및 분자량 200 이하의 중합성 화합물을 포함하는 중합성 조성물의 경화층이며,
    상기 파장 변환층에 있어서의 직경 0.1mm 이상의 기포 형상 결함이 10개/100cm2 미만인, 파장 변환 부재.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 중합성 화합물은 라디칼 중합성 화합물인, 파장 변환 부재.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 중합성 화합물이 적어도 1종의 단관능의 화합물을 포함하는, 파장 변환 부재.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 단관능의 화합물이 상기 중합성 화합물의 전체 중량에 대하여 50질량% 이상 포함되어 있는, 파장 변환 부재.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 파장 변환층의 산소 투과 계수가 100[cm3·mm/(m2·day·atm)] 이하인, 파장 변환 부재.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 기재 및 상기 제2 기재가 모두 산소 투과도 5.00[cm3/(m2·day·atm)] 이하의 배리어 필름인, 파장 변환 부재.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 양자 도트가, 600nm~680nm의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖고 발광 피크의 반값폭이 70nm 이하인 양자 도트, 520nm~560nm의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖고 발광 피크의 반값폭이 60nm 이하인 양자 도트, 및 430nm~480nm의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖고 발광 피크의 반값폭이 50nm 이하인 양자 도트로 이루어지는 군으로부터 적어도 1종 선택되는, 파장 변환 부재.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 파장 변환 부재와, 상기 여기광을 발광하는 청색 발광 다이오드 또는 자외선 발광 다이오드로 이루어지는 광원을 포함하는, 백라이트 유닛.
  9. 청구항 8에 기재된 백라이트 유닛과 액정 셀을 적어도 포함하는, 액정 표시 장치.
  10. 제1 기재와, 제2 기재와, 상기 제1 기재와 상기 제2 기재의 사이에 배치된, 여기광에 의하여 여기되어 형광을 발광하는 양자 도트를 포함하는 파장 변환층을 구비한 파장 변환 부재의 제조 방법으로서,
    상기 양자 도트 및 비점이 190℃ 이하인, 분자량 200 이하의 중합성 화합물을 포함하는 중합성 조성물을 준비하고,
    상기 제1 기재의 편면에 상기 양자 도트를 포함하는 중합성 조성물을 도포하여 도막을 형성하며,
    상기 도막의 막면 온도(T)를 25℃<T<(상기 중합성 조성물의 비점-5)℃로 규정되는 온도 범위로 유지하면서 상기 도막에 활성 에너지선을 조사하여 상기 도막을 경화시켜 파장 변환층을 형성하고,
    상기 파장 변환층 상에 상기 제2 기재를 중첩하는, 파장 변환 부재의 제조 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 도막을 경화시키는 공정에 있어서, 상기 제1 기재의 비도막면을 백업 롤에 의하여 접촉 지지시키고, 상기 도막의 상기 막면 온도를 상기 백업 롤의 온도, 및 상기 활성 에너지선의 조사량에 의하여 조정하는, 파장 변환 부재의 제조 방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 도막을 경화시키는 공정을 산소 농도 1% 이하인 불활성 가스 중에서 실시하는, 파장 변환 부재의 제조 방법.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 활성 에너지선으로서 자외선을 이용하고, 상기 자외선의 조사 중의 피크 조도/(조사 시간×1/2)로 규정되는 조도의 상승 기울기를 500mW/(cm2·s) 이하로 제어하면서 상기 도막을 경화시키는, 파장 변환 부재의 제조 방법.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 도막에 상기 활성 에너지선을 조사하기 위한 상기 활성 에너지선을 발하는 조사선원을 복수 등 구비하고, 첫번째 등으로부터 발해진 상기 활성 에너지선의 조사에 의한 상기 도막에 포함되는 상기 중합성 화합물의 반응률을 최종적으로 얻어지는 반응률의 10~80%로 하며, 계속해서 두번째 등 이후부터 발해진 상기 활성 에너지선을 조사하는, 파장 변환 부재의 제조 방법.
  15. 제1 기재와, 제2 기재와, 상기 제1 기재와 상기 제2 기재의 사이에 배치된, 여기광에 의하여 여기되어 형광을 발광하는 양자 도트를 포함하는 파장 변환층을 구비한 파장 변환 부재의 제조 방법으로서,
    적어도 상기 양자 도트 및 비점이 190℃ 이하인, 분자량 200 이하의 중합성 화합물을 포함하는 중합성 조성물을 준비하고,
    상기 제1 기재의 편면에 상기 양자 도트를 포함하는 중합성 조성물을 도포하여 도막을 형성하며,
    상기 도막에 상기 제2 기재를 중첩하여 상기 제1 기재와 상기 제2 기재로 상기 도막을 협지시키고,
    상기 도막의 막면 온도(T)를 25℃<T<(상기 중합성 조성물의 비점+15)℃의 온도 범위로 유지하면서 상기 도막에 활성 에너지선을 조사하여 상기 도막을 경화시켜 상기 파장 변환층을 형성하는, 파장 변환 부재의 제조 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 도막을 경화시키는 공정에 있어서, 상기 제1 기재의 비도막면을 백업 롤에 의하여 접촉 지지시키고, 상기 도막의 상기 막면 온도를 상기 백업 롤의 온도, 및 상기 활성 에너지선의 조사량에 의하여 조정하는, 파장 변환 부재의 제조 방법.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 도막을 경화시키는 공정을, 산소 농도 1% 이하인 불활성 가스 중에서 실시하는, 파장 변환 부재의 제조 방법.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 활성 에너지선은 자외선이며, 상기 자외선의 조사 중의 피크 조도/(조사 시간×1/2)로 규정되는 조도의 상승 기울기를 500mW/(cm2·s) 이하로 제어하면서 상기 도막을 경화시키는, 파장 변환 부재의 제조 방법.
  19. 청구항 15 내지 청구항 18 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도막에 상기 활성 에너지선을 조사하기 위한 상기 활성 에너지선을 발하는 조사선원을 복수 등 구비하고, 첫번째 등으로부터 발해진 상기 활성 에너지선의 조사에 의한 상기 도막에 포함되는 상기 중합성 화합물의 반응률을 최종적으로 얻어지는 반응률의 10~80%로 하며, 계속해서 두번째 등 이후부터 발해진 상기 활성 에너지선을 조사하는, 파장 변환 부재의 제조 방법.
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