KR101993679B1 - 양자 도트 함유 조성물, 파장 변환 부재, 백라이트 유닛, 및 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

열에 의한 휘도의 저하를 억제하는 것이 가능한 양자 도트 함유 조성물, 파장 변환 부재, 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치를 제공한다.
양자 도트와, 양자 도트의 표면에 배위하는 배위성기를 갖는 배위자를 포함하고, 배위자가 하기 일반식 I로 나타나는 양자 도트 함유 조성물로 한다. 일반식 I 중, A는 아미노기, 카복시기, 머캅토기, 포스핀기, 및 포스핀옥사이드기로부터 선택되는 배위성기를 1개 이상 포함하는 유기기이고, Z는 (n+m+l)가의 유기 연결기이며, R은 치환기를 가져도 되는 알킬기, 알켄일기 또는 알카인일기를 포함하는 기이고, Y는 중합도가 3 이상으로서, 폴리아크릴레이트 골격 등을 포함하는 고분자쇄를 갖는 기이다. n 및 m은, 각각 독립적으로 1 이상의 수이고, l은 0 이상의 수이며, n+m+l은 3 이상의 정수이다. 단, 배위성기는 분자 중에 적어도 2개 포함한다.
[화학식 1]

Description

양자 도트 함유 조성물, 파장 변환 부재, 백라이트 유닛, 및 액정 표시 장치
본 발명은, 양자 도트 함유 조성물, 파장 변환 부재, 백라이트 유닛, 및 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display(약기하여 LCD라고도 기재됨)) 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 백라이트 측 편광판, 시인 측 편광판 등의 부재가 더 포함된다.
최근, LCD의 색재현성의 향상을 목적으로 하여, 백라이트 유닛의 파장 변환 부재에, 양자 도트(Quantum Dot, QD, 또는 양자점이라고도 불림)를 발광 재료로서 포함한 파장 변환층을 구비한 구성이 주목받고 있다. 파장 변환 부재는, 광원으로부터 입사된 광의 파장을 변환하여 백색광으로서 출사시키는 부재이며, 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, LCD의 색재현 영역은, 현행의 TV 규격(NTSC(National Television System Committee))비 72%로부터 100%로 확대되고 있다.
일반적으로, 조성물 중의 용매와 양자 도트의 친화성 향상, 또는 발광 효율 향상 등을 목적으로 하여, 양자 도트의 표면에는 배위자가 배위되어 있다. 또, 양자 도트를 포함하는 조성물 중에 배위자를 함유시키는 경우도 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에는, 양자 도트와 고분자 배위자를 포함하는 조성물이 개시되어 있다. 그 고분자 배위자는, 실리콘 골격과 실리콘 골격에 연결되는 1개 이상의 아미노기 및 아미노 부분을 갖는다.
또, 특허문헌 2에는, 표면에 리간드가 결합된 나노 입자가 개시되어 있다. 이 리간드는, X-Sp-Z의 식으로 나타나고, X는 제1급 아민기, 2급 아민기, 및 요소 등이며, Sp는, 전하 이동시키는 것이 가능한 스페이서기이고, Z는 나노 입자에 특정 화학 반응성을 부여하는 반응성기이다. 반응성기로서, 싸이올기, 및 카복실기 등이 기재되어 있다.
특허문헌 1: 일본 공표특허공보 2012-525467호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 2011-514879호
상기와 같이, LCD의 색재현성의 향상에 따라, 표시 장치에 이용되는 파장 변환 부재는, 높은 레벨의 특성이나 장기 신뢰성이 요구된다. 그러나, 양자 도트를 포함하는 파장 변환 부재가 이용된 표시 장치의 경우, 고온 환경에서의 보관이나, 사용에 따른 본체의 온도 상승에 의하여, 양자 도트의 발광 효율이 서서히 저하되고, 그에 따라 휘도가 저하된다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 열에 의한 휘도 저하를 억제하는 것이 가능한 파장 변환 부재를 얻을 수 있는 양자 도트 함유 조성물을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
또, 본 발명은, 열에 의한 휘도 저하가 억제된 파장 변환 부재, 백라이트 유닛, 및 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명자들은, 열에 의한 양자 도트의 휘도 저하는, 양자 도트의 표면을 덮는 배위자가, 열에 의하여 양자 도트 표면으로부터 제거되는 것이 원인이라고 추측했다. 배위자가 양자 도트 표면으로부터 제거된 경우, 그 부분에 표면 준위가 생성되어, 거기로 여기자가 트랩됨으로써 발광 효율이 저하된다. 또, 배위자가 제거됨으로써, 양자 도트의 표면이 외부 환경에 존재하는 산소에 의하여 산화되기 쉬워져, 양자 도트의 열화를 초래한다. 또한, 배위자가 제거됨으로써 양자 도트끼리의 응집이 촉진되며, 발광 효율의 저하로 이어진다. 본 발명자들은, 이와 같은 관점에서 본 발명에 이르렀다.
본 발명의 양자 도트 함유 조성물은, 양자 도트와, 양자 도트의 표면에 배위하는 배위성기를 갖는 배위자를 포함하고, 배위자가 하기 일반식 I로 나타난다.
[화학식 1]
Figure 112017117819380-pct00001
일반식 I 중, A는, 아미노기, 카복시기, 머캅토기, 포스핀기, 및 포스핀옥사이드기로부터 선택되는 배위성기를 하나 이상 포함하는 유기기이고, Z는, (n+m+l)가의 유기 연결기이며, R은, 치환기를 가져도 되는 알킬기, 알켄일기 또는 알카인일기를 포함하는 기이고, Y는, 중합도가 3 이상으로서, 폴리아크릴레이트 골격, 폴리메타크릴레이트 골격, 폴리아크릴아마이드 골격, 폴리메타크릴아마이드 골격, 폴리에스터 골격, 폴리유레테인 골격, 폴리유레아 골격, 폴리아마이드 골격, 폴리에터 골격, 및 폴리스타이렌 골격으로부터 선택되는 적어도 1종의 골격을 포함하는 고분자쇄를 갖는 기이다. n 및 m은, 각각 독립적으로 1 이상의 수이고, l은 0 이상의 수이며, n+m+l은 3 이상의 정수이다. n개의 A는, 동일해도 되고 달라도 된다. m개의 Y는, 동일해도 되고 달라도 된다. l개의 R은, 각각 동일해도 되고 달라도 된다. 단, 배위성기는 분자 중에 적어도 2개 포함한다.
배위자는, 하기 일반식 II로 나타나는 것이 바람직하다.
[화학식 2]
Figure 112017117819380-pct00002
일반식 II 중, L은 배위성기고, X1은, (a+1)가의 유기 연결기이며, Y1은, 중합도가 3 이상으로서, 폴리아크릴레이트 골격, 폴리메타크릴레이트 골격, 폴리아크릴아마이드 골격, 폴리메타크릴아마이드 골격, 폴리에스터 골격, 폴리유레테인 골격, 폴리유레아 골격, 폴리아마이드 골격, 폴리에터 골격, 및 폴리스타이렌 골격으로부터 선택되는 적어도 1종의 골격을 포함하는 고분자쇄를 갖는 기이고, R1은, 치환기를 가져도 되는 알킬기, 알켄일기 또는 알카인일기를 포함하는 기이며, S는 황 원자이다. a개의 L은, 동일해도 되고 달라도 된다. a는 1 이상의 정수이다.
배위자는, 하기 일반식 III으로 나타나는 것이 바람직하다.
[화학식 3]
Figure 112017117819380-pct00003
일반식 III 중, X2 및 X3은, 2가의 유기 연결기이며, P는, 중합도가 3 이상으로서, 폴리아크릴레이트 골격, 폴리메타크릴레이트 골격, 폴리아크릴아마이드 골격, 폴리메타크릴아마이드 골격, 폴리에스터 골격, 폴리유레테인 골격, 폴리유레아 골격, 폴리아마이드 골격, 폴리에터 골격, 및 폴리스타이렌 골격으로부터 선택되는 적어도 1종의 골격을 포함하는 고분자쇄이다. Q는 치환기를 가져도 되는 알킬기, 알켄일기 또는 알카인일기이다.
본 발명의 양자 도트 함유 조성물은, 중합성 화합물을 더 포함해도 된다.
본 발명의 양자 도트 함유 조성물은, 적어도 하나의 폴리머, 및 적어도 하나의 용매를 더 포함해도 된다.
폴리머는, 수용성 폴리머가 바람직하다.
수용성 폴리머는, 폴리바이닐알코올, 또는 에틸렌-바이닐알코올 공중합체인 것이 바람직하다.
양자 도트는, 600nm~680nm의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖는 양자 도트, 520nm~560nm의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖는 양자 도트, 및 430nm~480nm의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖는 양자 도트로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.
본 발명의 파장 변환 부재는, 본 발명의 양자 도트 함유 조성물을 경화시켜 이루어지는 파장 변환층을 갖는 것이다.
본 발명의 파장 변환 부재는, 산소 투과도가 1.00cm3/(m2·day·atm) 이하인 배리어 필름을 더 갖고, 파장 변환층의 2개의 주표면(主表面) 중 적어도 한쪽이, 배리어 필름에 접하고 있는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 파장 변환 부재는, 배리어 필름을 2개 갖고, 파장 변환층의 2개의 주표면이, 각각 배리어 필름에 접하고 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 백라이트 유닛은, 적어도 본 발명의 파장 변환 부재와 광원을 구비한다.
본 발명의 액정 표시 장치는, 적어도 본 발명의 백라이트 유닛과 액정 셀을 구비한다.
본 발명의 양자 도트 함유 조성물은, 양자 도트와, 양자 도트의 표면에 배위하는 배위성기를 갖는 배위자를 포함하고, 배위자가 상기 일반식 I로 나타나는 것이다. 본 발명의 양자 도트 조성물에 있어서의 배위자가 상기와 같은 구조를 가짐으로써, 배위성기가 양자 도트의 좁은 영역에서 다점적으로 배위하기 때문에, 배위자가 양자 도트의 표면에 강고하게 배위하므로, 열에 의하여 배위자가 양자 도트 표면으로부터 제거되는 것을 방지할 수 있고, 휘도의 저하를 방지할 수 있다. 또, 그와 같은 양자 도트 함유 조성물을 경화시켜 이루어지는 파장 변환층을 구비한 파장 변환 부재, 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치는, 열에 의한 휘도 저하가 양호하게 억제된다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태인 파장 변환 부재를 나타내는 개략 구성 단면도이다.
도 2는 파장 변환 부재의 제조 장치의 일례를 나타내는 개략 구성도이다.
도 3은 도 2에 나타내는 제조 장치의 부분 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태인 파장 변환 부재를 구비한 백라이트 유닛의 개략 구성 단면도이다.
도 5는 본 발명의 백라이트 유닛을 구비한 액정 표시 장치를 나타내는 개략 구성 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 이하의 설명은, 본 발명의 대표적인 실시형태에 근거하지만, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에 있어서 "~"를 이용하여 나타나는 수치 범위는, "~"의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다. 또, 본 명세서에 있어서, 피크의 "반값폭"이란, 피크 높이 1/2에서의 피크의 폭을 말한다. 또, 430~480nm의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖는 광을 청색광이라고 부르고, 520~560nm의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖는 광을 녹색광이라고 부르며, 600~680nm의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖는 광을 적색광이라고 부른다. 또, (메트)아크릴로일기란, 아크릴로일기 및 메타크릴로일기 중 한쪽, 또는 양쪽 모두를 의미한다.
[양자 도트 함유 조성물]
이하, 양자 도트 함유 조성물의 상세에 대하여 설명한다.
(양자 도트)
양자 도트는, 여기광에 의하여 여기되어 형광을 발광하는 반도체 나노 입자이다. 양자 도트 함유 조성물은, 양자 도트로서 발광 특성이 다른 2종 이상의 양자 도트를 함유해도 된다. 여기광으로서 청색광을 이용한 경우에는, 양자 도트 함유 조성물은, 청색광(LB)에 의하여 여기되어 형광(적색광)(LR)을 발광하는 양자 도트, 및 청색광(LB)에 의하여 여기되어 형광(녹색광)(LG)을 발광하는 양자 도트를 함유할 수 있다.
또, 여기광으로서 자외광을 이용한 경우는, 양자 도트 함유 조성물은, 자외광(LUV)에 의하여 여기되어 형광(적색광)(LR)을 발광하는 양자 도트, 자외광(LUV)에 의하여 여기되어 형광(녹색광)(LG)을 발광하는 양자 도트, 및 자외광(LUV)에 의하여 여기되어 형광(청색광)(LB)을 발광하는 양자 도트를 함유할 수 있다.
적색광(LR)을 발광하는 양자 도트로서는, 600~680nm의 파장 범위에 발광 중심 파장을 갖는 것을 들 수 있다. 녹색광(LG)을 발광하는 양자 도트로서는, 520~560nm의 파장 범위에 발광 중심 파장을 갖는 것을 들 수 있다. 청색광(LB)을 발광하는 양자 도트로서는, 430~480nm의 파장 범위에 발광 중심 파장을 갖는 것을 들 수 있다.
양자 도트에 대해서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2012-169271호의 단락 0060~0066을 참조할 수 있지만, 이 공보에 기재된 것에 한정되는 것은 아니다.
양자 도트로서는, 예를 들면 코어 셸형의 반도체 나노 입자가, 내구성을 향상시키는 관점에서 바람직하다. 코어로서는, II-VI족 반도체 나노 입자, III-V족 반도체 나노 입자, 및 다원계 반도체 나노 입자 등을 이용할 수 있다. 구체적으로는, CdSe, CdTe, CdS, ZnS, ZnSe, ZnTe, InP, InAs, InGaP 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다. 그 중에서도, CdSe, CdTe, InP, InGaP가, 고효율로 가시광을 발광하는 관점에서, 바람직하다. 셸로서는, CdS, ZnS, ZnO, GaAs, 및 이들의 복합체를 이용할 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다. 양자 도트의 발광 파장은, 통상, 입자의 조성 및 사이즈에 따라 조정할 수 있다.
양자 도트는, 구형의 입자여도 되고, 또, 양자 로드라고도 불리는, 봉상의 입자여도 되며, 또한 테트라포드형의 입자여도 된다. 발광 반값폭(full width at half maximum, FWHM)을 좁게 하고, 액정 표시 장치의 색재현역을 확대하는 관점에서는, 구형의 양자 도트, 또는 봉상의 양자 도트(즉, 양자 로드)가 바람직하다.
양자 도트의 표면에는, 후술하는 본 발명의 배위자 이외에, 루이스 염기성의 배위성기를 갖는 배위자가 배위하고 있어도 된다. 또, 이미 이와 같은 배위자가 배위한 양자 도트를 본 발명의 양자 도트 함유 조성물에 이용하는 것도 가능하다. 루이스 염기성의 배위성기로서는, 아미노기, 카복시기, 머캅토기, 포스핀기, 및 포스핀옥사이드기 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 헥실아민, 데실아민, 헥사데실아민, 옥타데실아민, 올레일아민, 미리스틸아민, 라우릴아민, 올레산, 머캅토프로피온산, 트라이옥틸포스핀, 및 트라이옥틸포스핀옥사이드 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 헥사데실아민, 트라이옥틸포스핀, 및 트라이옥틸포스핀옥사이드가 바람직하고, 트라이옥틸포스핀옥사이드가 특히 바람직하다.
이들 배위자가 배위한 양자 도트는, 공지의 합성 방법에 의하여 제작할 수 있다. 예를 들면, C. B. Murray, D. J. Norris, M. G. Bawendi, Journal American Chemical Society, 1993, 115(19), pp 8706-8715, 또는 The Journal Physical Chemistry, 101, pp 9463-9475, 1997에 기재된 방법에 의하여 합성할 수 있다. 또, 배위자가 배위한 양자 도트는, 시판 중인 것을 제한없이 이용할 수 있다. 예를 들면, Lumidot(씨그마 알드리치사제)를 들 수 있다.
본 발명의 양자 도트 함유 조성물에 있어서, 배위자가 배위한 양자 도트의 함유량은, 양자 도트 함유 조성물에 포함되는 중합성 화합물의 전체 질량에 대하여 0.01~10질량%가 바람직하고, 0.05~5질량%가 보다 바람직하다.
본 발명에 관한 양자 도트는, 상기 양자 도트 함유 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.
(배위자)
본 발명의 양자 도트 함유 조성물은, 양자 도트와, 양자 도트의 표면에 배위하는 배위성기를 갖는 배위자를 포함하고, 배위자가 하기 일반식 I로 나타나는 것이다.
[화학식 4]
Figure 112017117819380-pct00004
일반식 I 중, A는 아미노기, 카복시기, 머캅토기, 포스핀기, 및 포스핀옥사이드기로부터 선택되는 배위성기를 하나 이상 포함하는 유기기이고, Z는 (n+m+l)가의 유기 연결기이며, R은, 치환기를 가져도 되는 알킬기, 알켄일기 또는 알카인일기를 포함하는 기이고, Y는, 중합도가 3 이상으로서, 폴리아크릴레이트 골격, 폴리메타크릴레이트 골격, 폴리아크릴아마이드 골격, 폴리메타크릴아마이드 골격, 폴리에스터 골격, 폴리유레테인 골격, 폴리유레아 골격, 폴리아마이드 골격, 폴리에터 골격, 및 폴리스타이렌 골격으로부터 선택되는 적어도 1종의 골격을 포함하는 고분자쇄를 갖는 기이다. n 및 m은, 각각 독립적으로 1 이상의 수이고, l은 0 이상의 수이며, n+m+l은 3 이상의 정수이다. n개의 A는, 동일해도 되고 달라도 된다. m개의 Y는, 동일해도 되고 달라도 된다. l개의 R은, 각각 동일해도 되고 달라도 된다. 단, 배위성기는 분자 중에 적어도 2개 포함한다.
일반식 I 중, Z는, (n+m+l)가의 유기 연결기이다. n+m+l은 3 이상의 정수이며, 3 이상 10 이하가 바람직하고, 3 이상 8 이하가 보다 바람직하며, 3 이상 6 이하가 더 바람직하다. n 및 m은, 각각 독립적으로 1 이상이 바람직하고, n은 2 이상 5 이하가 보다 바람직하며, m은 1 이상 5 이하가 보다 바람직하다. l은 0 이상이며, 0 이상 3 이하가 바람직하다. 특히, n:m은 1:4~4:1의 범위인 것이 바람직하고, (m+n):l은 3:2~5:0의 범위인 것이 바람직하다.
Z로 나타나는 (n+m+l)가의 유기 연결기로서는, 1개부터 100개까지의 탄소 원자, 0개부터 10개까지의 질소 원자, 0개부터 50개까지의 산소 원자, 1개부터 200개까지의 수소 원자, 및 0개부터 20개까지의 황 원자로 이루어지는 기가 포함되며, 무치환이어도 되고 치환기를 더 갖고 있어도 된다.
(n+m+l)가의 유기 연결기 Z로서는, 1개부터 60개까지의 탄소 원자, 0개부터 10개까지의 질소 원자, 0개부터 40개까지의 산소 원자, 1개부터 120개까지의 수소 원자, 및 0개부터 10개까지의 황 원자로 이루어지는 기가 바람직하고, 1개부터 50개까지의 탄소 원자, 0개부터 10개까지의 질소 원자, 0개부터 30개까지의 산소 원자, 1개부터 100개까지의 수소 원자, 및 0개부터 7개까지의 황 원자로 이루어지는 기가 보다 바람직하며, 1개부터 40개까지의 탄소 원자, 0개부터 8개까지의 질소 원자, 0개부터 20개까지의 산소 원자, 1개부터 80개까지의 수소 원자, 및 0개부터 5개까지의 황 원자로 이루어지는 기가 특히 바람직하다.
(n+m+l)가의 유기 연결기 Z는, 구체적인 예로서, 하기의 구조 단위 또는 구조 단위가 조합되어 구성되는 기(환 구조를 형성하고 있어도 됨)를 들 수 있다.
[화학식 5]
Figure 112017117819380-pct00005
(n+m+l)가의 유기 연결기 Z가 치환기를 갖는 경우, 치환기로서는, 예를 들면 메틸기, 에틸기 등의 탄소수 1부터 20까지의 알킬기, 페닐기, 나프틸기 등의 탄소수 6부터 16까지의 아릴기, 수산기, 아미노기, 카복실기, 설폰아마이드기, N-설폰일아마이드기, 아세톡시기 등의 탄소수 1부터 6까지의 아실옥시기, 메톡시기, 에톡시기 등의 탄소수 1부터 6까지의 알콕시기, 염소, 브로민 등의 할로젠 원자, 메톡시카보닐기, 에톡시카보닐기, 사이클로헥실옥시카보닐기 등의 탄소수 2부터 7까지의 알콕시카보닐기, 사이아노기, t-뷰틸카보네이트 등의 탄산 에스터기 등을 들 수 있다.
(n+m+l)가의 유기 연결기 Z의 구체예 (1)~(22)를 이하에 나타낸다. 단, 본 발명에 있어서는, 이들에 제한되는 것은 아니다. 하기의 유기 연결기 중의 *는, 일반식 I 중의 A, Y, 및 R측과 결합하는 부위를 나타낸다.
[화학식 6]
Figure 112017117819380-pct00006
[화학식 7]
Figure 112017117819380-pct00007
[화학식 8]
Figure 112017117819380-pct00008
상기의 구체예 중에서도, 원료의 입수성, 합성의 용이성, 중합성 화합물, 및 각종 용매에 대한 용해성의 관점에서, 가장 바람직한 (n+m+l)가의 유기 연결기 Z는 하기의 기이다.
[화학식 9]
Figure 112017117819380-pct00009
일반식 I 중, A는 아미노기, 카복시기, 머캅토기, 포스핀기, 및 포스핀옥사이드기로부터 선택되는 배위성기를 하나 이상 포함하는 유기기이다. 유기기 A는, 하기 일반식 A로 나타나는 것이 바람직하다.
[화학식 10]
Figure 112017117819380-pct00010
일반식 A중, L은 배위성기이고, X1은, (a+1)가의 유기 연결기이며, S는 황 원자이다. a개의 L은, 동일해도 되고 달라도 된다. a는 1 이상의 정수이다.
배위성기 L은, 아미노기, 카복시기, 머캅토기, 포스핀기, 또는 포스핀옥사이드기이다.
(a+1)가의 유기 연결기 X1로서는, 1개부터 60개까지의 탄소 원자, 0개부터 10개까지의 질소 원자, 0개부터 40개까지의 산소 원자, 1개부터 120개까지의 수소 원자, 및 0개부터 10개까지의 황 원자로 이루어지는 기가 바람직하고, 1개부터 50개까지의 탄소 원자, 0개부터 10개까지의 질소 원자, 0개부터 30개까지의 산소 원자, 1개부터 100개까지의 수소 원자, 및 0개부터 7개까지의 황 원자로 이루어지는 기가 보다 바람직하며, 1개부터 40개까지의 탄소 원자, 0개부터 8개까지의 질소 원자, 0개부터 20개까지의 산소 원자, 1개부터 80개까지의 수소 원자, 및 0개부터 5개까지의 황 원자로 이루어지는 기가 특히 바람직하다.
(a+1)가의 유기 연결기 X1이 치환기를 갖는 경우, 치환기로서는, 예를 들면 메틸기, 에틸기 등의 탄소수 1부터 20까지의 알킬기, 페닐기, 나프틸기 등의 탄소수 6부터 16까지의 아릴기, 수산기, 아미노기, 카복실기, 설폰아마이드기, N-설폰일아마이드기, 아세톡시기 등의 탄소수 1부터 6까지의 아실옥시기, 메톡시기, 에톡시기 등의 탄소수 1부터 6까지의 알콕시기, 염소, 브로민 등의 할로젠 원자, 메톡시카보닐기, 에톡시카보닐기, 사이클로헥실옥시카보닐기 등의 탄소수 2부터 7까지의 알콕시카보닐기, 사이아노기, t-뷰틸카보네이트 등의 탄산 에스터기 등을 들 수 있다.
이와 같은, A의 구체예로서 하기의 것을 들 수 있다. 하기의 기 중 *는, Z와 결합하는 부위를 나타낸다.
[화학식 11]
Figure 112017117819380-pct00011
이와 같은 A는, X1의 길이가 약 1nm보다 작고, 이 길이의 범위에 복수의 배위성기를 갖는다. 이로 인하여, 배위자가, 양자 도트에 더 조밀한 상태로 다점 흡착될 수 있기 때문에, 강고하게 배위한다. 이로써, 양자 도트는, 배위자가 제거되지 않고, 양자 도트의 표면을 덮고 있기 때문에, 양자 도트 표면의 표면 준위의 생성, 양자 도트의 산화, 및 양자 도트의 응집을 방지하여, 발효 효율의 저하를 억제할 수 있다. 또, 양자 도트에 이미 배위자가 배위하고 있는 경우이더라도, 그 배위자의 간극에 본 발명에 관한 배위자가 들어가는 것이 가능하며, 또한 양자 도트의 발효 효율의 저하를 억제할 수 있다.
일반식 I 중, R은, 치환기를 가져도 되는 알킬기, 알켄일기 또는 알카인일기를 포함하는 기이다. 탄소수 1부터 30이 바람직하고, 탄소수 1부터 20이 보다 바람직하다. 치환기로서는, 예를 들면 메틸기, 에틸기 등의 탄소수 1부터 20까지의 알킬기, 페닐기, 나프틸기 등의 탄소수 6부터 16까지의 아릴기, 수산기, 아미노기, 카복실기, 설폰아마이드기, N-설폰일아마이드기, 아세톡시기 등의 탄소수 1부터 6까지의 아실옥시기, 메톡시기, 에톡시기 등의 탄소수 1부터 6까지의 알콕시기, 염소, 브로민 등의 할로젠 원자, 메톡시카보닐기, 에톡시카보닐기, 사이클로헥실옥시카보닐기 등의 탄소수 2부터 7까지의 알콕시카보닐기, 사이아노기, t-뷰틸카보네이트 등의 탄산 에스터기 등을 들 수 있다.
일반식 I 중, Y는 중합도가 3 이상으로서, 폴리아크릴레이트 골격, 폴리메타크릴레이트 골격, 폴리아크릴아마이드 골격, 폴리메타크릴아마이드 골격, 폴리에스터 골격, 폴리유레테인 골격, 폴리유레아 골격, 폴리아마이드 골격, 폴리에터 골격, 및 폴리스타이렌 골격으로부터 선택되는 적어도 1종의 골격을 포함하는 고분자쇄를 갖는 기이다. m개의 Y는, 동일해도 되고 달라도 된다.
본 발명에 있어서의 고분자쇄는, 폴리아크릴레이트 골격, 폴리메타크릴레이트 골격, 폴리아크릴아마이드 골격, 폴리메타크릴아마이드 골격, 폴리에스터 골격, 폴리유레테인 골격, 폴리유레아 골격, 폴리아마이드 골격, 폴리에터 골격, 및 폴리스타이렌 골격으로부터 선택되는 적어도 1종의 골격으로 이루어지는 중합체, 변성물, 또는 공중합체도 포함하는 의미이다. 예를 들면, 폴리에터/폴리유레테인 공중합체, 폴리에터/바이닐 모노머의 공중합체 등을 들 수 있다. 또, 고분자쇄는, 랜덤 공중합체, 블록 공중합체, 그래프트 공중합체 중 어느 것이어도 된다. 그 중에서도, 폴리아크릴레이트 골격으로 이루어지는 중합체 혹은 공중합체가 특히 바람직하다.
나아가서는, 고분자쇄는 용매에 가용인 것이 바람직하다. 용매와의 친화성이 낮으면, 예를 들면 배위자로서 사용한 경우, 분산매와의 친화성이 약해져, 분산 안정화에 충분한 흡착층을 확보할 수 없게 되는 경우가 있다.
더 나아가서는, 고분자쇄는, 조성물 중의 중합성 화합물 중에 양호하게 분산하는 것을 가능하게 하는 구조를 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 고분자쇄는, 고분기로서 입체 반발기를 서로 갖고 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 구조인 점에서, 고분기쇄의 사이에 중합성 화합물이 들어가, 양호하게 중합성 화합물 중에 양자 도트가 분산될 수 있다. 예를 들면, 중합성 화합물이 에폭시 화합물인 경우는, 고분자쇄의 SP값은, 17~22MPa1/2가 바람직하다.
여기에서, 고분자쇄의 용해도 파라미터(SP값)는, 예를 들면 J. Brandrup and E. H. Immergut, "Polymer Hanbook Third Edition", John Wiley & Sons, 1989, D. W. Van Krevelen, "Properties of Polymers", Elsevier, 1976, 혹은 접착(38권, 6호, 10페이지, 1994년)에 기재되어 있는 방법으로 계산된다.
본 발명에 있어서는, 특히 오키쓰 도시나오씨 제안의 계산식(접착, 38권, 6호, 10페이지, 1994년)에 의하여 구해지는 용해도 파라미터에 따름으로써 원하는 효과를 얻을 수 있고, 본 발명에 있어서의 용해도 파라미터(SP값)란, 이 계산식에 의하여 산출된 값을 나타낸다.
상기 고분자쇄를 형성하는 모노머로서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 (메트)아크릴산 에스터류, 크로톤산 에스터류, 바이닐에스터류, 말레산 다이에스터류, 푸마르산 다이에스터류, 이타콘산 다이에스터류, (메트)아크릴아마이드류, 스타이렌류, 바이닐에터류, 바이닐케톤류, 올레핀류, 말레이미드류, (메트)아크릴로나이트릴, 산성기를 갖는 모노머 등이 바람직하다.
이하, 이들 모노머의 바람직한 예에 대하여 설명한다.
(메트)아크릴산 에스터류의 예로서는, (메트)아크릴산 메틸, (메트)아크릴산 에틸, (메트)아크릴산 n-프로필, (메트)아크릴산 아이소프로필, (메트)아크릴산 n-뷰틸, (메트)아크릴산 아이소뷰틸, (메트)아크릴산 t-뷰틸, (메트)아크릴산 아밀, (메트)아크릴산 n-헥실, (메트)아크릴산 사이클로헥실, (메트)아크릴산 t-뷰틸사이클로헥실, (메트)아크릴산 2-에틸헥실, (메트)아크릴산 t-옥틸, (메트)아크릴산 도데실, (메트)아크릴산 옥타데실, (메트)아크릴산 아세톡시에틸, (메트)아크릴산 페닐, (메트)아크릴산 2-하이드록시에틸, (메트)아크릴산 2-하이드록시프로필, (메트)아크릴산 3-하이드록시프로필, (메트)아크릴산 4-하이드록시뷰틸, (메트)아크릴산 2-메톡시에틸, (메트)아크릴산 2-에톡시에틸, (메트)아크릴산 2-(2-메톡시에톡시)에틸, (메트)아크릴산 3-페녹시-2-하이드록시프로필, (메트)아크릴산-2-클로로에틸, (메트)아크릴산 글리시딜, (메트)아크릴산-3,4-에폭시사이클로헥실메틸, (메트)아크릴산 바이닐, (메트)아크릴산 2-페닐바이닐, (메트)아크릴산 1-프로펜일, (메트)아크릴산 알릴, (메트)아크릴산 2-알릴옥시에틸, (메트)아크릴산 프로파길, (메트)아크릴산 벤질, (메트)아크릴산 다이에틸렌글라이콜모노메틸에터, (메트)아크릴산 다이에틸렌글라이콜모노에틸에터, (메트)아크릴산 트라이에틸렌글라이콜모노메틸에터, (메트)아크릴산 트라이에틸렌글라이콜모노에틸에터, (메트)아크릴산 폴리에틸렌글라이콜모노메틸에터, (메트)아크릴산 폴리에틸렌글라이콜모노에틸에터, (메트)아크릴산 β-페녹시에톡시에틸, (메트)아크릴산 노닐페녹시폴리에틸렌글라이콜, (메트)아크릴산 다이사이클로펜텐일, (메트)아크릴산 다이사이클로펜텐일옥시에틸, (메트)아크릴산 트라이플루오로에틸, (메트)아크릴산 옥타플루오로펜틸, (메트)아크릴산 퍼플루오로옥틸에틸, (메트)아크릴산 다이사이클로펜탄일, (메트)아크릴산 트라이브로모페닐, (메트)아크릴산 트라이브로모페닐옥시에틸, (메트)아크릴산-γ-뷰티로락톤 등을 들 수 있다.
크로톤산 에스터류의 예로서는, 크로톤산 뷰틸, 및 크로톤산 헥실 등을 들 수 있다.
바이닐에스터류의 예로서는, 바이닐아세테이트, 바이닐클로로아세테이트, 바이닐프로피오네이트, 바이닐뷰틸레이트, 바이닐메톡시아세테이트, 및 벤조산 바이닐 등을 들 수 있다.
말레산 다이에스터류의 예로서는, 말레산 다이메틸, 말레산 다이에틸, 및 말레산 다이뷰틸 등을 들 수 있다.
푸마르산 다이에스터류의 예로서는, 푸마르산 다이메틸, 푸마르산 다이에틸, 및 푸마르산 다이뷰틸 등을 들 수 있다.
이타콘산 다이에스터류의 예로서는, 이타콘산 다이메틸, 이타콘산 다이에틸, 및 이타콘산 다이뷰틸 등을 들 수 있다.
(메트)아크릴아마이드류의 예로서는, (메트)아크릴아마이드, N-메틸(메트)아크릴아마이드, N-에틸(메트)아크릴아마이드, N-프로필(메트)아크릴아마이드, N-아이소프로필(메트)아크릴아마이드, N-n-뷰틸아크릴(메트)아마이드, N-t-뷰틸(메트)아크릴아마이드, N-사이클로헥실(메트)아크릴아마이드, N-(2-메톡시에틸)(메트)아크릴아마이드, N,N-다이메틸(메트)아크릴아마이드, N,N-다이에틸(메트)아크릴아마이드, N-페닐(메트)아크릴아마이드, N-나이트로페닐아크릴아마이드, N-에틸-N-페닐아크릴아마이드, N-벤질(메트)아크릴아마이드, (메트)아크릴로일모폴린, 다이아세톤아크릴아마이드, N-메틸올아크릴아마이드, N-하이드록시에틸아크릴아마이드, 바이닐(메트)아크릴아마이드, N,N-다이알릴(메트)아크릴아마이드, N-알릴(메트)아크릴아마이드 등을 들 수 있다.
스타이렌류의 예로서는, 스타이렌, 메틸스타이렌, 다이메틸스타이렌, 트라이메틸스타이렌, 에틸스타이렌, 아이소프로필스타이렌, 뷰틸스타이렌, 하이드록시스타이렌, 메톡시스타이렌, 뷰톡시스타이렌, 아세톡시스타이렌, 클로로스타이렌, 다이클로로스타이렌, 브로모스타이렌, 클로로메틸스타이렌, 산성 물질에 의하여 탈보호 가능한 기(예를 들면 t-Boc 등)로 보호된 하이드록시스타이렌, 바이닐벤조산 메틸, 및 α-메틸스타이렌 등을 들 수 있다.
바이닐에터류의 예로서는, 메틸바이닐에터, 에틸바이닐에터, 2-클로로에틸바이닐에터, 하이드록시에틸바이닐에터, 프로필바이닐에터, 뷰틸바이닐에터, 헥실바이닐에터, 옥틸바이닐에터, 메톡시에틸바이닐에터 및 페닐바이닐에터 등을 들 수 있다.
바이닐케톤류의 예로서는, 메틸바이닐케톤, 에틸바이닐케톤, 프로필바이닐케톤, 페닐바이닐케톤 등을 들 수 있다.
올레핀류의 예로서는, 에틸렌, 프로필렌, 아이소뷰틸렌, 뷰타다이엔, 아이소프렌 등을 들 수 있다.
말레이미드류의 예로서는, 말레이미드, 뷰틸말레이미드, 사이클로헥실말레이미드, 페닐말레이미드 등을 들 수 있다.
(메트)아크릴로나이트릴, 바이닐기가 치환된 복소환식기(예를 들면, 바이닐피리딘, N-바이닐피롤리돈, 바이닐카바졸 등), N-바이닐폼아마이드, N-바이닐아세트아마이드, N-바이닐이미다졸, 바이닐카프로락톤 등도 사용할 수 있다.
배위자는, 하기 일반식 II로 나타나는 것이 바람직하다.
[화학식 12]
Figure 112017117819380-pct00012
일반식 II 중, L은 배위성기이고, X1은, (a+1)가의 유기 연결기이며, Y1은, 중합도가 3 이상으로서, 폴리아크릴레이트 골격, 폴리메타크릴레이트 골격, 폴리아크릴아마이드 골격, 폴리메타크릴아마이드 골격, 폴리에스터 골격, 폴리유레테인 골격, 폴리유레아 골격, 폴리아마이드 골격, 폴리에터 골격, 및 폴리스타이렌 골격으로부터 선택되는 적어도 1종의 골격을 포함하는 고분자쇄를 갖는 기이고, R1은, 치환기를 가져도 되는 알킬기, 알켄일기 또는 알카인일기를 포함하는 기이며, S는 황 원자이다. a개의 L은, 동일해도 되고 달라도 된다. a는 1 이상의 정수이다.
배위성기 L 및 유기 연결기 X1은, 일반식 A에 있어서의 L 및 X1과 동일하다.
Y1은, 상기 일반식 I 중의 Y와 동의이며, 바람직한 범위도 동일하다. R1은, 일반식 I 중의 R과 동의이며, 바람직한 범위도 동일하다.
a는, 1 이상 2 이하의 정수가 더 바람직하고, 2가 특히 바람직하다. a가 2이면, 배위자가 양자 도트에 더 조밀한 상태로 다점 흡착될 수 있기 때문에, 강고하게 배위한다. 이로써, 양자 도트는, 배위자가 제거되지 않고, 양자 도트의 표면을 덮고 있기 때문에, 양자 도트 표면의 표면 준위의 생성, 양자 도트의 산화, 및 양자 도트의 응집을 방지하여, 발효 효율의 저하를 억제할 수 있다.
(a+1)가의 유기 연결기 X1로서는, 1개부터 60개까지의 탄소 원자, 0개부터 10개까지의 질소 원자, 0개부터 40개까지의 산소 원자, 1개부터 120개까지의 수소 원자, 및 0개부터 10개까지의 황 원자로 이루어지는 기가 바람직하고, 1개부터 50개까지의 탄소 원자, 0개부터 10개까지의 질소 원자, 0개부터 30개까지의 산소 원자, 1개부터 100개까지의 수소 원자, 및 0개부터 7개까지의 황 원자로 이루어지는 기가 보다 바람직하며, 1개부터 40개까지의 탄소 원자, 0개부터 8개까지의 질소 원자, 0개부터 20개까지의 산소 원자, 1개부터 80개까지의 수소 원자, 및 0개부터 5개까지의 황 원자로 이루어지는 기가 특히 바람직하다.
(a+1)가의 유기 연결기 X1이 치환기를 갖는 경우, 치환기로서는, 예를 들면 메틸기, 에틸기 등의 탄소수 1부터 20까지의 알킬기, 페닐기, 나프틸기 등의 탄소수 6부터 16까지의 아릴기, 수산기, 아미노기, 카복실기, 설폰아마이드기, N-설폰일아마이드기, 아세톡시기 등의 탄소수 1부터 6까지의 아실옥시기, 메톡시기, 에톡시기 등의 탄소수 1부터 6까지의 알콕시기, 염소, 브로민 등의 할로젠 원자, 메톡시카보닐기, 에톡시카보닐기, 사이클로헥실옥시카보닐기 등의 탄소수 2부터 7까지의 알콕시카보닐기, 사이아노기, t-뷰틸카보네이트 등의 탄산 에스터기 등을 들 수 있다.
(n+m+l)가의 유기 연결기 Z는, 일반식 I의 Z와 동의이며, 바람직한 범위 및 구체예도 동일하지만, 하기의 (21) 및 (22)가 특히 바람직하다.
[화학식 13]
Figure 112017117819380-pct00013
또, 배위자는, 하기 일반식 III으로 나타나는 것이어도 된다.
[화학식 14]
Figure 112017117819380-pct00014
일반식 III 중, X2 및 X3은 2가의 유기 연결기이고, P는 중합도가 3 이상으로서, 폴리아크릴레이트 골격, 폴리메타크릴레이트 골격, 폴리아크릴아마이드 골격, 폴리메타크릴아마이드 골격, 폴리에스터 골격, 폴리유레테인 골격, 폴리유레아 골격, 폴리아마이드 골격, 폴리에터 골격, 및 폴리스타이렌 골격으로부터 선택되는 적어도 1종의 골격을 포함하는 고분자쇄이다. Q는 치환기를 가져도 되는 알킬기, 알켄일기 또는 알카인일기이다.
L 및 X1은, 상기 일반식 A의 L 및 X1과 동의이다.
일반식 III 중, X2 및 X3은, 2가의 유기 연결기를 나타낸다. 2가의 유기 연결기로서는, 1개~100개까지의 탄소 원자, 0개~10개까지의 질소 원자, 0개~50개까지의 산소 원자, 1개부터 200개까지의 수소 원자, 및 0개부터 20개까지의 황 원자로 이루어지는 기가 포함되며, 무치환이어도 되고 치환기를 갖고 있어도 된다.
2가의 유기 연결기 X2 및 X3은, 단결합, 또는, 1개부터 50개까지의 탄소 원자, 0개부터 8개까지의 질소 원자, 0개부터 25개까지의 산소 원자, 1개부터 100개까지의 수소 원자, 및 0개부터 10개까지의 황 원자로 이루어지는 2가의 유기 연결기가 바람직하다. 단결합, 또는, 1개부터 30개까지의 탄소 원자, 0개부터 6개까지의 질소 원자, 0개부터 15개까지의 산소 원자, 1개부터 50개까지의 수소 원자, 및 0개부터 7개까지의 황 원자로 이루어지는 2가의 유기 연결기가 보다 바람직하다. 단결합, 또는, 1개부터 10개까지의 탄소 원자, 0개부터 5개까지의 질소 원자, 0개부터 10개까지의 산소 원자, 1개부터 30개까지의 수소 원자, 및 0개부터 5개까지의 황 원자로 이루어지는 2가의 유기 연결기가 특히 바람직하다.
2가의 유기 연결기 X2 및 X3이 치환기를 갖는 경우, 치환기로서는, 예를 들면 메틸기, 에틸기 등의 탄소수 1부터 20까지의 알킬기, 페닐기, 나프틸기 등의 탄소수 6부터 16까지의 아릴기, 수산기, 아미노기, 카복실기, 설폰아마이드기, N-설폰일아마이드기, 아세톡시기 등의 탄소수 1부터 6까지의 아실옥시기, 메톡시기, 에톡시기 등의 탄소수 1부터 6까지의 알콕시기, 염소, 브로민 등의 할로젠 원자, 메톡시카보닐기, 에톡시카보닐기, 사이클로헥실옥시카보닐기 등의 탄소수 2부터 7까지의 알콕시카보닐기, 사이아노기, t-뷰틸카보네이트 등의 탄산 에스터기 등을 들 수 있다.
2가의 유기 연결기 X2 및 X3은, 구체적인 예로서, 하기의 구조 단위가 조합되어 구성되는 기(환 구조를 형성하고 있어도 됨)를 들 수 있다.
[화학식 15]
Figure 112017117819380-pct00015
(n+m+l)가의 유기 연결기 Z는, 일반식 I에 있어서의 Z와 동의이며, 바람직한 범위 및 구체예도 동일한데, 상기 (21) 및 (22)가 특히 바람직하다.
(배위자의 합성 방법)
본 발명의 양자 도트 함유 조성물에 있어서의 배위자는, 공지의 합성법에 따라 합성할 수 있다. 예를 들면, 일본 공개특허공보 2007-277514호에 기재된 방법에 의하여 합성할 수 있다.
(중합성 화합물)
본 발명의 양자 도트 함유 조성물은, 중합성 화합물을 포함해도 된다. 중합성 화합물은, 에폭시기 및 옥세탄일기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 관능기를 적어도 하나 갖는 화합물(이하, 약기하여 에폭시 화합물 등이라고 기재하는 경우가 있음)인 것이 바람직하다. 이하에 구체예를 든다.
-에폭시 화합물 등 -
에폭시기 및 옥세탄일기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 관능기를 적어도 하나 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 이염기산의 다이글리시딜에스터류; 고급 지방산의 글리시딜에스터류; 에폭시사이클로알케인을 포함하는 화합물 등이 본 발명에 적합하게 이용된다.
에폭시기 및 옥세탄일기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 관능기를 적어도 하나 갖는 화합물로서 적합하게 사용할 수 있는 시판품으로서는, 가부시키가이샤 다이셀의 셀록사이드(등록 상표) 2021P, 셀록사이드(등록 상표) 8000, 씨그마 알드리치사제의 4-바이닐사이클로헥센다이옥사이드 등을 들 수 있다. 이들은, 1종 단독으로, 또는 2종 이상 조합하여 이용할 수 있다.
또, 에폭시기 및 옥세탄일기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 관능기를 적어도 하나 갖는 화합물은, 그 제법은 불문하지만, 예를 들면 마루젠 KK 슛판, 제4판 실험 화학 강좌 20 유기 합성 II, 213~, 헤이세이 4년, Ed. by Alfred Hasfner, The chemistry of heterocyclic compounds-Small Ring Heterocycles part3 Oxiranes, John & Wiley and Sons, An Interscience Publication, New York, 1985, 요시무라, 접착, 29권 12호, 32, 1985, 요시무라, 접착, 30권 5호, 42, 1986, 요시무라, 접착, 30권 7호, 42, 1986, 일본 공개특허공보 평11-100378호, 일본 특허공보 제2906245호, 일본 특허공보 제2926262호 등의 문헌을 참고로 하여 합성할 수 있다.
--지환식 에폭시 화합물--
중합성 화합물은, 지환식 에폭시 화합물이어도 된다. 지환식 에폭시 화합물은, 1종만이어도 되고, 구조가 다른 2종 이상이어도 된다. 또한 이하에 있어서, 지환식 에폭시 화합물에 관한 함유량이란, 구조가 다른 2종 이상의 지환식 에폭시 화합물을 이용하는 경우에는, 이들의 합계 함유량을 말하는 것으로 한다. 이 점은, 다른 성분에 대해서도, 구조가 다른 2종 이상을 이용하는 경우에는 동일하다. 앞서 기재한 바와 같이, 지환식 에폭시 화합물은, 지방족 에폭시 화합물과 비교하여 광조사에 의한 경화성이 양호하다. 광경화성이 우수한 중합성 화합물을 이용하는 것은, 생산성을 향상시키는 것에 더하여 광조사 측과 비조사 측에서 균일한 물성을 갖는 층을 형성할 수 있는 점에서도 유리하다. 이로써, 파장 변환층의 컬의 억제나 균일한 품질의 파장 변환 부재의 제공도 가능해진다. 또한 에폭시 화합물은, 일반적으로 광경화 시의 경화 수축이 적은 경향도 있다. 이 점은, 변형이 적고 평활한 파장 변환층을 형성하는 데에 있어서 유리하다.
지환식 에폭시 화합물은, 적어도 하나의 지환식 에폭시기를 갖는다. 여기에서 지환식 에폭시기란, 에폭시환과 포화 탄화 수소환의 축환을 갖는 1가의 치환기를 말하며, 바람직하게는 에폭시환과 사이클로알케인환의 축환을 갖는 1가의 치환기이다. 보다 바람직한 지환식 에폭시 화합물로서는, 에폭시환과 사이클로헥세인환이 축환한 하기 구조를 1분자 중에 1개 이상 갖는 것을 들 수 있다.
[화학식 16]
Figure 112017117819380-pct00016
상기 구조는, 1분자 중에 2개 이상 포함되어 있어도 되고, 바람직하게는 1분자 중에 1개 또는 2개 포함된다. 또, 상기 구조는, 1개 이상의 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기로서는, 알킬기, 수산기, 알콕시기, 할로젠 원자, 사이아노기, 아미노기, 나이트로기, 아실기, 카복실기 등을 들 수 있다. 알킬기로서는, 예를 들면 탄소수 1~6의 알킬기를 들 수 있다. 알콕시기로서는, 예를 들면 탄소수 1~6의 알콕시기를 들 수 있다. 할로젠 원자로서는, 예를 들면 불소 원자, 염소 원자, 또는 브로민 원자를 들 수 있다.
또, 지환식 에폭시 화합물은, 지환식 에폭시기 이외의 중합성 관능기를 갖고 있어도 된다. 중합성 관능기란, 라디칼 중합, 양이온 중합, 또는, 음이온 중합에 의하여 중합 반응을 일으킬 수 있는 관능기를 가리키고, 예를 들면 (메트)아크릴로일기를 들 수 있다.
지환식 에폭시 화합물로서 적합하게 사용할 수 있는 시판품으로서는, 가부시키가이샤 다이셀제의 셀록사이드(등록 상표) 2000, 셀록사이드(등록 상표) 2021P, 셀록사이드(등록 상표) 3000, 셀록사이드(등록 상표) 8000, 사이클로머(등록 상표) M100, 에포리드(등록 상표) GT301, 에포리드(등록 상표) GT401, 씨그마 알드리치사제의 4-바이닐사이클로헥센다이옥사이드, 닛폰 터펜 가가쿠(주)의 D-리모넨옥사이드, 신니혼 리카(주)의 산소사이저(등록 상표) E-PS 등을 들 수 있다. 이들은, 1종 단독으로, 또는 2종 이상 조합하여 이용할 수 있다. 그 중에서도, 파장 변환층과 인접하는 층의 밀착성 향상의 관점에서는, 하기의 지환식 에폭시 화합물이 특히 바람직하다. 지환식 에폭시 화합물은, 시판품으로서는 가부시키가이샤 다이셀의 셀록사이드 2021P(CEL2021P)로서 입수할 수 있다. 지환식 에폭시 화합물은, 시판품으로서는 가부시키가이샤 다이셀제의 사이클로머(등록 상표) M100으로서 입수할 수 있다. 이하에 셀록사이드 2021P의 구조식을 나타낸다.
[화학식 17]
Figure 112017117819380-pct00017
-아크릴 화합물-
중합성 화합물은, 아크릴 화합물이어도 된다. 단관능 또는 다관능 (메트)아크릴레이트 모노머가 바람직하고, 중합성을 갖고 있으면, 모노머의 프리폴리머나 폴리머여도 된다. 또한, 본 명세서에 있어서, "(메트)아크릴레이트"란, 아크릴레이트 및 메타크릴레이트의 한쪽, 또는 양쪽 모두를 의미한다.
단관능 (메트)아크릴레이트 모노머로서는, 아크릴산 및 메타크릴산, 그들의 유도체, 보다 자세하게는, (메트)아크릴산의 중합성 불포화 결합((메트)아크릴로일기)을 분자 내에 1개 갖는 모노머를 들 수 있다. 구체예로서, 메틸(메트)아크릴레이트, n-뷰틸(메트)아크릴레이트, 아이소뷰틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 아이소노닐(메트)아크릴레이트, n-옥틸(메트)아크릴레이트, 라우릴(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트 등의 알킬기의 탄소수가 1~30인 알킬(메트)아크릴레이트를 들 수 있다.
2관능의 (메트)아크릴레이트 모노머로서는, 네오펜틸글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 1,9-노네인다이올다이(메트)아크릴레이트, 및 다이프로필렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
3관능의 (메트)아크릴레이트 모노머로서는, ECH 변성 글리세롤트라이(메트)아크릴레이트, EO 변성 글리세롤트라이(메트)아크릴레이트, 및 PO 변성 글리세롤트라이(메트)아크릴레이트를 들 수 있다.
또, 양자 도트 함유 조성물 중의 중합성 화합물의 총량은, 조성물의 취급 및 경화성의 관점에서 양자 도트 함유 조성물 100질량부에 대하여, 70~99질량부인 것이 바람직하고, 85~97질량부인 것이 보다 바람직하다.
(중합 개시제)
양자 도트 함유 조성물은, 중합 개시제로서, 공지의 광라디칼 중합 개시제나 양이온 중합 개시제를 포함하고 있어도 된다. 광중합 개시제로서는, BASF사로부터 시판되고 있는 이르가큐어(Irgacure(등록 상표)) 시리즈에서는, 예를 들면 이르가큐어 290, 이르가큐어 651, 이르가큐어 754, 이르가큐어 184, 이르가큐어 2959, 이르가큐어 907, 이르가큐어 369, 이르가큐어 379, 이르가큐어 819 등을 들 수 있다. 또, 다로큐어(Darocure(등록 상표)) 시리즈에서는, 예를 들면 다로큐어 TPO, 다로큐어 1173 등을 들 수 있다. 또, 람베르티(Lamberti)사로부터 시판되고 있는 에자큐어(Esacure(등록 상표)) 시리즈에서는, 예를 들면 에자큐어 TZM, 에자큐어 TZT, 에자큐어 KTO46 등을 들 수 있다. 그 외에, 공지의 라디칼 중합 개시제나 양이온 중합 개시제를 포함하고 있어도 된다. 예를 들면, 일본 공개특허공보 2013-043382호의 단락 0037, 일본 공개특허공보 2011-159924호의 단락 0040~0042를 참조할 수 있다.
광중합 개시제의 함유량은, 중합성 조성물 100질량부에 대하여, 0.1~10질량부가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.2~8질량부, 더 바람직하게는 0.2~5질량부이다.
(폴리머)
본 발명의 양자 도트 함유 조성물은, 폴리머를 포함해도 된다. 폴리머로서는, 예를 들면 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리(메트)아크릴아마이드, 폴리에스터, 폴리유레테인, 폴리유레아, 폴리아마이드, 폴리에터, 및 폴리스타이렌을 들 수 있다. 또, 폴리머는 수용성이어도 된다. 수용성 폴리머로서는, 폴리바이닐알코올, 또는 그 공중합체를 들 수 있다. 폴리바이닐알코올의 공중합체로서는, 에틸렌-바이닐알코올 공중합체, 뷰텐다이올-바이닐알코올 공중합체 등을 들 수 있다. 파장 변환층으로의 산소의 침투를 억제하여, 양자 도트의 산화를 방지하는 관점에서는, 수용성 폴리머를 포함하는 것이 바람직하다. 시판 중인 수용성 폴리바이닐알코올로서는, 가부시키가이샤 구라레제의 포발(등록 상표)을 들 수 있다.
-용매-
본 발명의 양자 도트 함유 조성물은, 필요에 따라서 용매를 포함해도 된다. 용매에는, 유기 용매 또는 물-알코올계 용매가 바람직하게 이용된다. 유기 용매의 예에는, 아마이드(예, N,N-다이메틸폼아마이드), 설폭사이드(예, 다이메틸설폭사이드), 헤테로환 화합물(예, 피리딘), 탄화 수소(예, 벤젠, 헥세인, 톨루엔), 알킬할라이드(예, 클로로폼, 다이클로로메테인), 에스터(예, 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 아세트산 뷰틸), 케톤(예, 아세톤, 메틸에틸케톤), 에터(예, 테트라하이드로퓨란, 1,2-다이메톡시에테인) 등을 들 수 있다. 물-알코올계 용매로서는, 물, 메탄올, 에탄올, 뷰탄올, 프로판올, 또는 아이소프로필알코올 등을 들 수 있다.
이 경우에 사용되는 용매의 종류 및 첨가량은, 특별히 한정되지 않는다. 첨가량은, 중합성 조성물의 점도를 최적화하는 관점에서, 양자 도트 함유 조성물 100질량부 중, 50~95질량부로 하는 것이 바람직하다.
(그 외의 첨가제)
본 발명의 양자 도트 함유 조성물은, 점도 조정제, 실레인 커플링제를 함유해도 된다.
-점도 조정제-
양자 도트 함유 조성물은, 필요에 따라서 점도 조정제를 포함해도 된다. 점도 조정제를 첨가함으로써, 그들을 원하는 점도로 조정하는 것이 가능하다. 점도 조정제는, 입경이 5nm~300nm인 필러인 것이 바람직하다. 또, 점도 조정제는 틱소트로피제여도 된다. 또한, 본 발명 및 본 명세서 중, 틱소트로피성이란, 액상 조성물에 있어서, 전단 속도의 증가에 대하여 점성을 줄이는 성질을 가리키고, 틱소트로피제란, 그것을 액상 조성물에 포함시킴으로써, 조성물에 틱소트로피성을 부여하는 기능을 갖는 소재를 가리킨다. 틱소트로피제의 구체예로서는, 흄드 실리카, 알루미나, 질화 규소, 이산화 타이타늄, 탄산 칼슘, 산화 아연, 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.
일 양태에서는, 양자 도트 함유 조성물은, 점도가 전단 속도 500s-1일 때에 3~100mPa·s이며, 전단 속도 1s-1일 때에 300mPa·s 이상인 것이 바람직하다. 이와 같이 점도 조정하기 위하여, 틱소트로피제를 이용하는 것이 바람직하다. 또, 양자 도트 함유 조성물의 점도가 전단 속도 500s-1일 때에 3~100mPa·s이며, 전단 속도 1s-1일 때에 300mPa·s 이상인 것이 바람직한 이유는, 이하와 같다.
-실레인 커플링제-
양자 도트 함유 조성물은, 실레인 커플링제를 더 포함해도 된다. 실레인 커플링제를 포함하는 중합성 조성물로 형성되는 파장 변환층은, 실레인 커플링제에 의하여 인접하는 층의 밀착성이 강고한 것이 되기 때문에, 보다 더 우수한 내광성을 나타낼 수 있다. 이것은 주로, 파장 변환층에 포함되는 실레인 커플링제가, 가수분해 반응이나 축합 반응에 의하여, 인접하는 층의 표면이나 그 층의 구성 성분과 공유 결합을 형성하는 것에 의한 것이다. 이때, 인접하는 층으로서 후술하는 무기층을 마련하는 것도 바람직하다. 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. 또한 본 명세서에 있어서, 파장 변환층에 포함되는 실레인 커플링제란, 상기와 같은 반응 후의 형태의 실레인 커플링제도 포함하는 의미이다.
실레인 커플링제로서는, 공지의 실레인 커플링제를, 제한없이 사용할 수 있다. 밀착성의 관점에서 바람직한 실레인 커플링제로서는, 일본 공개특허공보 2013-43382호에 기재된 일반식 (1)로 나타나는 실레인 커플링제를 들 수 있다. 상세에 대해서는, 일본 공개특허공보 2013-43382호의 단락 0011~0016의 기재를 참조할 수 있다. 실레인 커플링제 등의 첨가제의 사용량은 특별히 한정되는 것은 아니고, 적절히 설정 가능하다.
양자 도트 함유 조성물의 조제 방법은 특별히 제한되지 않고, 일반적인 중합성 조성물의 조제 순서에 따라 실시하면 된다.
다음으로, 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시형태인 파장 변환 부재 및 그것을 구비한 백라이트 유닛에 대하여 설명한다. 도 1은, 본 실시형태의 파장 변환 부재의 개략 구성 단면도이다.
[파장 변환 부재]
본 실시형태의 파장 변환 부재(1D)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 양자 도트 함유 조성물을 경화시켜 이루어지는 파장 변환층(30)과 파장 변환층(30)의 양 주면(主面)에 배치된 배리어 필름(10, 20)을 구비한다. 여기에서, "주표면"이란, 파장 변환 부재를, 후술하는 표시 장치에 이용한 경우의 시인 측 또는 백라이트 측에 배치되는 파장 변환층의 표면(앞면, 뒷면)을 말한다. 다른 층이나 부재에 대한 주표면도, 동일하다. 배리어 필름(10, 20)은, 각각, 파장 변환층(30) 측으로부터, 각각 배리어층(12, 22), 및 지지체(11, 21)를 구비한다. 이하, 파장 변환층(30), 배리어 필름(10, 20), 지지체(11, 21), 및 배리어층(12, 22)의 상세에 대하여 설명한다.
(파장 변환층)
파장 변환층(30)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 유기 매트릭스(30P) 중에 청색광(LB)에 의하여 여기되어 형광(적색광)(LR)을 발광하는 양자 도트(30A), 및 청색광(LB)에 의하여 여기되어 형광(녹색광)(LG)을 발광하는 양자 도트(30B)가 분산되어 이루어진다. 또한, 도 1에 있어서 양자 도트(30A, 30B)는, 시인하기 쉽게 하기 위하여 크게 기재되어 있지만, 실제는, 예를 들면 파장 변환층(30)의 두께 50~100μm에 대하여, 양자 도트의 직경은 2~7nm의 범위이다.
양자 도트(30A, 30B)의 표면에는, 본 발명의 배위자가 배위하고 있다. 파장 변환층(30)은, 본 발명의 배위자가 배위한 양자 도트(30A, 30B)와 중합성 화합물과 중합 개시제를 포함하는 양자 도트 함유 조성물을, 광조사에 의하여 경화시켜 이루어지는 것이다.
유기 매트릭스(30P)는, 중합성 화합물이 광조사 또는 열에 의하여 경화되어 이루어진다.
파장 변환층(30)의 두께는, 바람직하게는 1~500μm의 범위이고, 보다 바람직하게는 10~250μm의 범위이며, 더 바람직하게는 30~150μm의 범위이다. 두께가 1μm 이상이면, 높은 파장 변환 효과가 얻어지기 때문에, 바람직하다. 또, 두께가 500μm 이하이면, 백라이트 유닛에 내장시킨 경우에, 백라이트 유닛을 얇게 할 수 있기 때문에, 바람직하다.
상기 실시형태에서는, 광원으로서 청색광을 이용한 양태에 대하여 설명했지만, 파장 변환층(30)은, 유기 매트릭스(30P) 중에 자외광(LUV)에 의하여 여기되어 형광(적색광)(LR)을 발광하는 양자 도트(30A)와, 자외광(LUV)에 의하여 여기되어 형광(녹색광)(LG)을 발광하는 양자 도트(30B)와, 자외광(LUV)에 의하여 여기되어 형광(청색광)(LB)을 발광하는 양자 도트(30C)(도시하지 않음)가 분산되어 이루어지는 것이어도 된다. 파장 변환층의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니고, 임의의 형상으로 할 수 있다.
(배리어 필름)
배리어 필름(10, 20)은, 산소를 차단하는 가스 배리어 기능을 갖는 필름이다. 본 실시형태에서는, 지지체(11, 21) 상에 배리어층(12, 22)을 각각 구비한다. 지지체(11, 21)의 존재에 의하여, 파장 변환 부재(1D)의 강도가 향상되고, 또한 용이하게 각층을 제막할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 배리어층(12, 22)이 지지체(11, 21)에 의하여 지지되어 이루어지는 배리어 필름(10, 20)에 대하여 나타냈지만, 배리어층(12, 22)은 지지체(11, 21)에 지지되어 있지 않아도 된다. 또, 본 실시형태에서는, 파장 변환층(30)의 양 주면에 배리어층(12, 22)이 인접하여 구비되어 있는 파장 변환 부재에 대하여 나타냈지만, 지지체(11, 21)이 배리어성을 충분히 갖고 있는 경우는, 지지체(11, 21)만으로 배리어층을 형성해도 된다.
또, 배리어 필름(10, 20)은, 본 실시형태와 같이, 파장 변환 부재 중에 2개 포함되는 양태가 바람직하지만, 1개만 포함되는 양태여도 된다.
배리어 필름(10, 20)은, 가시광 영역에 있어서의 전체 광선 투과율이 80% 이상인 것이 바람직하고, 90% 이상인 것이 보다 바람직하다. 가시광 영역이란, 380~780nm의 파장 영역을 말하는 것으로 하고, 전체 광선 투과율이란, 가시광 영역에 걸친 광투과율의 평균값을 나타낸다.
배리어 필름(10, 20)의 산소 투과율은 1.00cm3/(m2·day·atm) 이하인 것이 바람직하다. 여기에서, 상기 산소 투과율은, 측정 온도 23℃, 상대 습도 90%의 조건하에서, 산소 가스 투과율 측정 장치(상품명 "OX-TRAN 2/20", MOCON사제)를 이용하여 측정한 값이다. 배리어 필름(10, 20)의 산소 투과율은, 보다 바람직하게는, 0.10cm3/(m2·day·atm) 이하, 더 바람직하게는, 0.01cm3/(m2·day·atm) 이하이다. 산소 투과율 1.00cm3/(m2·day·atm)은, SI 단위계로 환산하면, 1.14×10-1fm/Pa·s이다.
(지지체)
파장 변환 부재(1D)에 있어서, 파장 변환층(30)은, 적어도 한쪽의 주표면이 지지체(11 또는 21)에 의하여 지지되어 있다. 파장 변환층(30)은, 본 실시형태와 같이, 파장 변환층(30)의 표리의 주표면이 지지체(11 및 21)에 의하여 지지되어 있는 것이 바람직하다.
지지체(11, 21)의 평균 막두께는, 파장 변환 부재의 내충격성 등의 관점에서, 10μm 이상 500μm 이하인 것이 바람직하고, 20μm 이상 400μm 이하인 것이 보다 바람직하며, 30μm 이상 300μm 이하인 것이 더 바람직하다. 파장 변환층(30)에 포함되는 양자 도트(30A, 30B)의 농도를 저감시킨 경우나, 파장 변환층(30)의 두께를 저감시킨 경우와 같이, 광의 재귀 반사를 증가시키는 양태에서는, 파장 450nm의 광의 흡수율이 보다 낮은 것이 바람직하기 때문에, 휘도 저하를 억제하는 관점에서, 지지체(11, 21)의 평균 막두께는, 40μm 이하인 것이 바람직하고, 25μm 이하인 것이 더 바람직하다.
파장 변환층(30)에 포함되는 양자 도트(30A, 30B)의 농도를 보다 저감시키거나, 혹은 파장 변환층(30)의 두께를 보다 저감시키기 위해서는, LCD의 표시색을 유지하기 위하여 후술하는 백라이트 유닛의 재귀 반사성 부재에, 프리즘 시트를 복수 매 마련하는 등, 광의 재귀 반사를 증가시키는 수단을 마련하여 추가로 여기광이 파장 변환층을 통과하는 횟수를 증가시킬 필요가 있다. 따라서, 지지체는 가시광에 대하여 투명한 투명 지지체인 것이 바람직하다.
여기에서 가시광에 대하여 투명하다란, 가시광 영역에 있어서의 광선 투과율이, 80% 이상, 바람직하게는 85% 이상인 것을 말한다. 투명의 척도로서 이용되는 광선 투과율은, JIS-K7105에 기재된 방법, 즉 적분구식 광선 투과율 측정 장치를 이용하여 전체 광선 투과율 및 산란광량을 측정하여, 전체 광선 투과율로부터 확산 투과율을 빼서 산출할 수 있다. 지지체에 대해서는, 일본 공개특허공보 2007-290369호의 단락 0046~0052, 일본 공개특허공보 2005-096108호의 단락 0040~0055를 참조할 수 있다.
또, 지지체(11, 21)는, 파장 589nm에 있어서의 면내 리타데이션 Re(589)가 1000nm 이하인 것이 바람직하다. 500nm 이하인 것이 보다 바람직하고, 200nm 이하인 것이 더 바람직하다.
파장 변환 부재(1D)를 제작한 후, 이물이나 결함의 유무를 검사할 때, 2매의 편광판을 소광위(消光位)에 배치하고, 그 사이에 파장 변환 부재를 끼워 넣어 관찰함으로써, 이물이나 결함을 발견하기 쉽다. 지지체의 Re(589)가 상기 범위이면, 편광판을 이용한 검사 시에, 이물이나 결함을 보다 발견하기 쉬워지기 때문에, 바람직하다.
여기에서, Re(589)는 KOBRA-21ADH, 또는 KOBRA WR(오지 게이소쿠 기키(주)제)에 있어서, 파장 589nm의 광을 필름 법선 방향으로 입사시켜 측정된다. 측정 파장 λnm의 선택에 있어서는, 파장 선택 필터를 매뉴얼로 교환하거나, 또는 측정값을 프로그램 등으로 변환하여 측정할 수 있다.
지지체(11, 21)로서는, 산소 및 수분에 대한 배리어성을 갖는 지지체가 바람직하다. 이러한 지지체로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 환상 올레핀 구조를 갖는 폴리머로 이루어지는 필름, 및 폴리스타이렌 필름 등을 바람직한 예로서 들 수 있다.
(배리어층)
배리어층(12, 22)은, 지지체(11, 21) 측에서부터 순서대로, 각각 유기층(12a, 22a)과, 무기층(12b, 22b)을 구비하여 이루어진다. 유기층(12a, 22a)은, 무기층(12b, 22b)과 파장 변환층(30)의 사이에 마련되어 있어도 된다.
배리어층(12, 22)은, 지지체(11, 21)의 표면에 성막됨으로써 형성된다. 따라서, 지지체(11, 21)와, 그 위에 마련된 배리어층(12, 22)으로 배리어 필름(10, 20)을 구성하고 있다. 배리어층(12, 22)을 마련하는 경우는, 지지체는 높은 내열성을 갖고 있는 것이 바람직하다. 파장 변환 부재(1D)에 있어서, 파장 변환층(30)에 인접하고 있는 배리어 필름(10, 20) 중의 층은, 무기층이어도 되고 유기층이어도 되며, 특별히 한정되지 않는다.
배리어층(12, 22)은, 복수의 층에 의하여 구성되어 이루어지는 편이 보다 더 배리어성을 높일 수 있기 때문에, 내광성 향상의 관점에서는 바람직하지만, 층수가 증가할수록, 파장 변환 부재의 광투과율은 저하되는 경향이 있기 때문에, 양호한 광투과율과 배리어성을 고려하여 설계되는 것이 바람직하다.
-무기층-
무기층이란, 무기 재료를 주성분으로 하는 층이며, 무기 재료가 50질량% 이상, 나아가서는 80질량% 이상, 특히 90질량% 이상을 차지하는 층이 바람직하고, 무기 재료만으로 형성되는 층이 가장 바람직하다. 배리어층(12, 22)에 적합한 무기층(12b, 22b)으로서는, 특별히 한정되지 않고, 금속, 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 알루미늄, 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.
상기의 재료 중에서도, 규소 산화물, 규소 질화물, 규소 산화 질화물, 규소 탄화물, 또는 알루미늄 산화물을 포함하는 무기층이 특히 바람직하다. 이들 재료로 이루어지는 무기층은, 유기층과의 밀착성이 양호한 점에서, 무기층에 핀홀이 존재하는 경우여도, 유기층이 핀홀을 효과적으로 메울 수 있어, 배리어성을 보다 더 높게 할 수 있다.
또, 배리어층에 있어서의 광의 흡수를 억제하는 관점에서는, 질화 규소가 가장 바람직하다.
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 도입함으로써 산화시켜 증착시키는 산화 반응 증착법; 무기 재료를 타겟 원료로서 이용하고, 아르곤 가스, 산소 가스를 도입하여, 스퍼터링함으로써 증착시키는 스퍼터링법; 무기 재료에 플라즈마 건으로 발생시킨 플라즈마 빔에 의하여 가열시켜 증착시키는 이온 플레이팅법 등의 물리 기상 성장법(Physical Vapor Deposition법, PVD법), 산화 규소의 증착막을 성막시키는 경우는, 유기 규소 화합물을 원료로 하는 플라즈마 화학 기상 성장법(Chemical Vapor Deposition법, CVD법) 등을 들 수 있다.
무기층의 두께는, 1nm~500nm이면 되고, 5nm~300nm인 것이 바람직하며, 특히 10nm~150nm인 것이 보다 바람직하다. 인접 무기층의 막두께가, 상기의 범위 내이면, 양호한 배리어성을 실현하면서, 무기층에 있어서의 광의 흡수를 억제할 수 있어, 광투과율이 보다 높은 파장 변환 부재를 제공할 수 있기 때문이다.
-유기층-
유기층이란, 유기 재료를 주성분으로 하는 층으로서, 바람직하게는 유기 재료가 50질량% 이상, 나아가서는 80질량% 이상, 특히 90질량% 이상을 차지하는 층이다. 유기층으로서는, 일본 공개특허공보 2007-290369호의 단락 0020~0042, 일본 공개특허공보 2005-096108호의 단락 0074~0105를 참조할 수 있다. 또한 유기층은, 카도 폴리머를 포함하는 것이 바람직하다. 이로써, 유기층과 인접하는 층의 밀착성, 특히, 무기층과도 밀착성이 양호해져, 보다 더 우수한 배리어성을 실현할 수 있기 때문이다. 카도 폴리머의 상세에 대해서는, 상기 일본 공개특허공보 2005-096108호의 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 내이면, 무기층과의 밀착성을 보다 양호한 것으로 할 수 있기 때문이다.
무기층 및 유기층의 그 외 상세에 대해서는, 상술한 일본 공개특허공보 2007-290369호, 일본 공개특허공보 2005-096108호, 또한 US2012/0113672A1의 기재를 참조할 수 있다.
파장 변환 부재(1D)에 있어서, 파장 변환층, 무기층, 유기층, 지지체는, 이 순서로 적층되어 있어도 되고, 무기층과 유기층의 사이, 2층의 유기층의 사이, 또는 2층의 무기층의 사이에, 지지체를 배치하여 적층되어 있어도 된다.
(요철 부여층(매트층이라고도 칭해짐))
배리어 필름(10)은, 파장 변환층(30) 측의 면과 반대 측의 면에, 요철 구조를 부여하는 요철 부여층(13)을 구비하고 있는 것이 바람직하다. 배리어 필름(10)이 요철 부여층(13)을 갖고 있으면, 배리어 필름의 블로킹성, 슬라이딩성을 개량할 수 있기 때문에 바람직하다. 요철 부여층은 입자를 함유하는 층인 것이 바람직하다. 입자로서는, 실리카, 알루미나, 산화 금속 등의 무기 입자, 혹은 가교 고분자 입자 등의 유기 입자 등을 들 수 있다. 또, 요철 부여층, 배리어 필름의 파장 변환층과는 반대 측의 표면에 마련되는 것이 바람직하지만, 양면에 마련되어 있어도 된다.
파장 변환 부재(1D)는, 양자 도트의 형광을 효율적으로 외부로 취출하기 위하여 광산란 기능을 가질 수 있다. 광산란 기능은, 파장 변환층(30) 내부에 마련해도 되고, 광산란층으로서 광산란 기능을 갖는 층을 별도로 마련해도 된다. 광산란층은, 배리어층(22)의 파장 변환층(30) 측의 면에 마련되어 있어도 되고, 지지체의 파장 변환층과는 반대 측의 면에 마련되어 있어도 된다. 상기 요철 부여층을 마련하는 경우는, 요철 부여층을 광산란층과 겸용할 수 있는 층으로 하는 것이 바람직하다.
<파장 변환 부재의 제조 방법>
다음으로, 파장 변환층(30)의 양면에, 지지체(11, 21) 상에 배리어층(12, 22)을 구비한 배리어 필름(10, 20)을 갖는 양태의 파장 변환 부재(1D)의 제조 방법의 일례를 설명한다.
본 실시형태에 있어서, 파장 변환층(30)은, 조제한 양자 도트 함유 조성물을 배리어 필름(10, 20)의 표면에 도포한 후에 광조사, 또는 가열에 의하여 경화시켜 형성할 수 있다. 도포 방법으로서는 커튼 코팅법, 딥 코팅법, 스핀 코팅법, 인쇄 코팅법, 스프레이 코팅법, 슬롯 코팅법, 롤 코팅법, 슬라이드 코팅법, 블레이드 코팅법, 그라비어 코팅법, 와이어 바법 등의 공지의 도포 방법을 들 수 있다.
경화 조건은, 사용하는 중합성 화합물의 종류나 양자 도트 함유 조성물의 조성에 따라, 적절히 설정할 수 있다. 또, 양자 도트 함유 조성물이 용매를 포함하는 조성물인 경우에는, 경화를 행하기 전에, 용매 제거를 위하여 건조 처리를 실시해도 된다.
양자 도트 함유 조성물의 경화는, 양자 도트 함유 조성물을 2매의 지지체 간에 협지한 상태에서 행해도 된다. 경화 처리를 포함하는 파장 변환 부재의 제조 공정의 일 양태를, 도 2 및 도 3을 참조하여 이하에 설명한다. 단, 본 발명은, 하기 양태에 한정되는 것은 아니다.
도 2는, 파장 변환 부재(1D)의 제조 장치의 일례의 개략 구성도이며, 도 3은, 도 2에 나타내는 제조 장치의 부분 확대도이다.
본 실시 양태의 제조 장치는, 도시하지 않은 송출기와, 제1 배리어 필름(10) 상에 양자 도트 함유 조성물을 도포하여 도막(30M)을 형성하는 도포부(120)와, 도막(30M) 상에 제2 배리어 필름(20)을 첩합하여, 도막(30M)을 제1 배리어 필름(10)과 제2 배리어 필름(20)으로 협지하는 래미네이트부(130)와, 도막(30M)을 경화하는 경화부(160)와, 도시하지 않은 권취기를 구비한다.
도 2 및 도 3에 나타내는 제조 장치를 이용하는 파장 변환 부재의 제조 공정은, 연속 반송되는 제1 배리어 필름(10)(이하, "제1 필름"이라고 함)의 표면에 양자 도트 함유 조성물을 도포하여 도막을 형성하는 공정과, 도막 위에, 연속 반송되는 제2 배리어 필름(20)(이하, "제2 필름"이라고도 함)을 래미네이팅하여(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, 연속 반송하면서 광조사하여, 도막을 중합 경화시켜 파장 변환층(경화층)을 형성하는 공정을 적어도 포함한다. 본 실시형태에서는, 제1 필름, 제2 필름의 쌍방에, 산소나 수분에 대한 배리어성을 갖는 배리어 필름을 이용하고 있다. 이러한 양태로 함으로써, 파장 변환층의 양면이 배리어 필름에 의하여 보호된 파장 변환 부재(1D)를 얻을 수 있다. 편면이 배리어 필름에 의하여 보호된 파장 변환 부재로 해도 되고, 그 경우에는, 배리어 필름 측을 외기에 가까운 측으로서 이용하는 것이 바람직하다.
보다 자세하게는, 먼저, 도시하지 않은 송출기로부터 제1 필름(10)이 도포부(120)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(120)에서는, 연속 반송되는 제1 필름(10)의 표면에 양자 도트 함유 조성물(이하, "도포액"이라고도 기재함)이 도포되어, 도막(30M)(도 3 참조)이 형성된다. 도포부(120)에서는, 예를 들면 다이 코터(124)와, 다이 코터(124)에 대향 배치된 백업 롤러(126)가 설치되어 있다. 제1 필름(10)의 도막(30M)의 형성되는 표면과 반대의 표면을 백업 롤러(126)에 감아, 연속 반송되는 제1 필름(10)의 표면에 다이 코터(124)의 토출구로부터 도포액이 도포되어, 도막(30M)이 형성된다. 여기에서 도막(30M)이란, 제1 필름(10) 상에 도포된 경화 전의 양자 도트 함유 조성물을 말한다.
본 실시형태에서는, 도포부(120)에 있어서의 도포 장치로서 익스트루젼 코팅법을 적용한 다이 코터(124)를 나타냈지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 커튼 코팅법, 로드 코팅법 또는 롤 코팅법 등, 다양한 방법을 적용한 도포 장치를 이용할 수 있다.
도포부(120)를 통과하여, 그 위에 도막(30M)이 형성된 제1 필름(10)은, 래미네이트부(130)에 연속 반송된다. 래미네이트부(130)에서는, 도막(30M) 위에, 연속 반송되는 제2 필름(20)이 래미네이팅되어, 제1 필름(10)과 제2 필름(20)으로 도막(30M)이 협지된다.
래미네이트부(130)에는, 래미네이팅 롤러(132)와, 래미네이팅 롤러(132)를 둘러싸는 가열 챔버(134)가 설치되어 있다. 가열 챔버(134)에는 제1 필름(10)을 통과시키기 위한 개구부(136), 및 제2 필름(20)을 통과시키기 위한 개구부(138)가 마련되어 있다.
래미네이팅 롤러(132)에 대향하는 위치에는, 백업 롤러(162)가 배치되어 있다. 도막(30M)의 형성된 제1 필름(10)은, 도막(30M)의 형성면과 반대의 표면이 백업 롤러(162)에 감겨, 래미네이트 위치(P)로 연속 반송된다. 래미네이트 위치(P)는 제2 필름(20)과 도막(30M)의 접촉이 개시되는 위치를 의미한다. 제1 필름(10)은 래미네이트 위치(P)에 도달하기 전에 백업 롤러(162)에 감기는 것이 바람직하다. 만일 제1 필름(10)에 주름이 발생한 경우여도, 백업 롤러(162)에 의하여 주름이 래미네이트 위치(P)에 도달할 때까지 교정되어, 제거할 수 있기 때문이다. 따라서, 제1 필름(10)이 백업 롤러(162)에 감긴 위치(접촉 위치)와, 래미네이트 위치(P)까지의 거리(L1)는 긴 것이 바람직하고, 예를 들면 30mm 이상이 바람직하며, 그 상한값은, 통상, 백업 롤러(162)의 직경과 패스 라인에 따라 결정된다.
본 실시형태에서는 경화부(160)에서 사용되는 백업 롤러(162)와 래미네이팅 롤러(132)에 의하여 제2 필름(20)의 래미네이팅이 행해진다. 즉, 경화부(160)에서 사용되는 백업 롤러(162)가, 래미네이트부(130)에서 사용하는 롤러로서 겸용된다. 단, 상기 형태에 한정되는 것은 아니고, 래미네이트부(130)에, 백업 롤러(162)와 별도로, 래미네이팅용 롤러를 설치하여, 백업 롤러(162)를 겸용하지 않게 할 수도 있다.
경화부(160)에서 사용되는 백업 롤러(162)를 래미네이트부(130)에서 사용함으로써, 롤러의 수를 감소시킬 수 있다. 또, 백업 롤러(162)는, 제1 필름(10)에 대한 히트 롤러로서도 사용할 수 있다.
도시하지 않은 송출기로부터 송출된 제2 필름(20)은, 래미네이팅 롤러(132)에 감겨, 래미네이팅 롤러(132)와 백업 롤러(162)의 사이에 연속 반송된다. 제2 필름(20)은, 래미네이트 위치(P)에서, 제1 필름(10)에 형성된 도막(30M) 위에 래미네이팅된다. 이로써, 제1 필름(10)과 제2 필름(20)에 의하여 도막(30M)이 협지된다. 래미네이팅이란, 제2 필름(20)을 도막(30M) 위에 중첩하여 적층하는 것을 말한다.
래미네이팅 롤러(132)와 백업 롤러(162)의 거리(L2)는, 제1 필름(10)과, 도막(30M)을 중합 경화시킨 파장 변환층(경화층)(30)과, 제2 필름(20)의 합계 두께의 값 이상인 것이 바람직하다. 또, L2는 제1 필름(10)과 도막(30M)과 제2 필름(20)의 합계 두께에 5mm를 더한 길이 이하인 것이 바람직하다. 거리(L2)를 합계 두께에 5mm를 더한 길이 이하로 함으로써, 제2 필름(20)과 도막(30M)의 사이에 기포가 침입하는 것을 방지할 수 있다. 여기에서 래미네이팅 롤러(132)와 백업 롤러(162)의 거리(L2)는, 래미네이팅 롤러(132)의 외주면과 백업 롤러(162)의 외주면의 최단 거리를 말한다.
래미네이팅 롤러(132)와 백업 롤러(162)의 회전 정밀도는, 레이디얼 런아웃으로 0.05mm 이하, 바람직하게는 0.01mm 이하이다. 레이디얼 런아웃이 작을수록, 도막(30M)의 두께 분포를 작게 할 수 있다.
또, 제1 필름(10)과 제2 필름(20)으로 도막(30M)을 협지한 후의 열변형을 억제하기 위하여, 경화부(160)의 백업 롤러(162)의 온도와 제1 필름(10)의 온도의 차, 및 백업 롤러(162)의 온도와 제2 필름(20)의 온도의 차는 30℃ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 15℃ 이하, 가장 바람직하게는 동일하다.
백업 롤러(162)의 온도와의 차를 작게 하기 위하여, 가열 챔버(134)가 마련되어 있는 경우에는, 제1 필름(10), 및 제2 필름(20)을 가열 챔버(134) 내에서 가열하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 가열 챔버(134)에는, 도시하지 않은 열풍 발생 장치에 의하여 열풍이 공급되어, 제1 필름(10), 및 제2 필름(20)을 가열할 수 있다.
제1 필름(10)이, 온도 조정된 백업 롤러(162)에 감겨짐으로써, 백업 롤러(162)에 의하여 제1 필름(10)을 가열해도 된다.
한편, 제2 필름(20)에 대해서는, 래미네이팅 롤러(132)를 히트 롤러로 함으로써, 제2 필름(20)을 래미네이팅 롤러(132)로 가열할 수 있다. 단, 가열 챔버(134), 및 히트 롤러는 필수가 아니고, 필요에 따라서 마련할 수 있다.
다음으로, 제1 필름(10)과 제2 필름(20)에 의하여 도막(30M)이 협지된 상태에서, 경화부(160)에 연속 반송된다. 도면에 나타내는 양태에서는, 경화부(160)에 있어서의 경화는 광조사에 의하여 행해지지만, 양자 도트 함유 조성물에 포함되는 중합성 화합물이 가열에 의하여 중합되는 것인 경우에는, 온풍의 분사 등의 가열에 의하여, 경화를 행할 수 있다.
백업 롤러(162)에 대향하는 위치에는, 광조사 장치(164)가 마련되어 있다. 백업 롤러(162)와 광조사 장치(164)의 사이를, 도막(30M)을 협지한 제1 필름(10)과 제2 필름(20)이 연속 반송된다. 광조사 장치에 의하여 조사되는 광은, 양자 도트 함유 조성물에 포함되는 광중합성 화합물의 종류에 따라 결정하면 되고, 일례로서는, 자외선을 들 수 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. 광조사량은 도막의 중합 경화를 진행시킬 수 있는 범위로 설정하면 되고, 예를 들면 일례로서 100~10000mJ/cm2의 조사량의 자외선을 도막(30M)을 향하여 조사할 수 있다.
경화부(160)에서는, 제1 필름(10)과 제2 필름(20)에 의하여 도막(30M)을 협지한 상태에서, 제1 필름(10)을 백업 롤러(162)에 감아, 연속 반송하면서 광조사 장치(164)로부터 광조사를 행하여, 도막(30M)을 경화시켜 파장 변환층(30)을 형성할 수 있다.
본 실시형태에서는, 제1 필름(10) 측을 백업 롤러(162)에 감아, 연속 반송했지만, 제2 필름(20)을 백업 롤러(162)에 감아, 연속 반송시킬 수도 있다.
백업 롤러(162)에 감는다란, 제1 필름(10) 및 제2 필름(20) 중 어느 하나가, 소정의 랩각으로 백업 롤러(162)의 표면에 접촉하고 있는 상태를 말한다. 따라서, 연속 반송되는 동안, 제1 필름(10) 및 제2 필름(20)은 백업 롤러(162)의 회전과 동기하여 이동한다. 백업 롤러(162)로의 감김은, 적어도 자외선이 조사되고 있는 동안이면 된다.
백업 롤러(162)는, 원기둥 형상의 본체와, 본체의 양 단부에 배치된 회전축을 구비하고 있다. 백업 롤러(162)의 본체는, 예를 들면 φ200~1000mm의 직경을 갖고 있다. 백업 롤러(162)의 직경 φ에 대하여 제한은 없다. 적층 필름의 컬 변형과, 설비 비용과, 회전 정밀도를 고려하면 직경 φ300~500mm인 것이 바람직하다. 백업 롤러(162)의 본체에 온도 조절기를 장착함으로써, 백업 롤러(162)의 온도를 조정할 수 있다.
백업 롤러(162)의 온도는, 광조사 시의 발열과, 도막(30M)의 경화 효율과, 제1 필름(10)과 제2 필름(20)의 백업 롤러(162) 상에서의 주름 변형의 발생을 고려하여 결정할 수 있다. 백업 롤러(162)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.
래미네이트 위치(P)와 광조사 장치(164)의 거리(L3)는, 예를 들면 30mm 이상으로 할 수 있다.
광조사에 의하여 도막(30M)은 경화되어 파장 변환층(30)이 되고, 제1 필름(10)과 파장 변환층(30)과 제2 필름(20)을 포함하는 파장 변환 부재(1D)가 제조된다. 파장 변환 부재(1D)는, 박리 롤러(180)에 의하여 백업 롤러(162)로부터 박리된다. 파장 변환 부재(1D)는, 도시하지 않은 권취기에 연속 반송되고, 이어서 권취기에 의하여 파장 변환 부재(1D)는 롤 형상으로 감긴다.
[백라이트 유닛]
다음으로, 본 발명의 파장 변환 부재를 구비한 백라이트 유닛에 대하여 설명한다. 도 4는, 백라이트 유닛을 나타내는 개략 구성 단면도이다.
도 4에 나타나는 바와 같이, 본 발명의 백라이트 유닛(2)은, 1차광(청색광(LB))을 출사하는 광원(1A)과 광원(1A)으로부터 출사된 1차광을 도광시켜 출사시키는 도광판(1B)으로 이루어지는 면 형상 광원(1C)과, 면 형상 광원(1C) 상에 구비되어 이루어지는 파장 변환 부재(1D)와, 파장 변환 부재(1D)를 사이에 두고 면 형상 광원(1C)과 대향 배치되는 재귀 반사성 부재(2B)와, 면 형상 광원(1C)을 사이에 두고 파장 변환 부재(1D)와 대향 배치되는 반사판(2A)을 구비하고 있으며, 파장 변환 부재(1D)는, 면 형상 광원(1C)으로부터 출사된 1차광(LB) 중 적어도 일부를 여기광으로 하여 형광을 발광하고, 이 형광으로 이루어지는 2차광(녹색광(LG), 적색광(LR)) 및 파장 변환 부재(1D)를 투과한 1차광(LB)을 출사하는 것이다. LG, LR, 및 LB에 의하여, 재귀 반사성 부재(2B)의 표면으로부터 백색광(LW)을 출사한다.
파장 변환 부재(1D)의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니고, 시트 형상, 바 형상 등의 임의의 형상일 수 있다.
도 4에 있어서, 파장 변환 부재(1D)로부터 출사된 LB, LG, 및 LR은, 재귀 반사성 부재(2B)에 입사하고, 입사한 각 광은, 재귀 반사성 부재(2B)와 반사판(2A)의 사이에서 반사를 반복하여, 몇 번이나 파장 변환 부재(1D)를 통과한다. 그 결과, 파장 변환 부재(1D)에서는 충분한 양의 여기광(청색광(LB))이, 적색광(LR)을 발광하는 양자 도트(30A), 녹색광(LG)을 발광하는 양자 도트(30B)에 의하여 흡수되어, 필요한 양의 형광(녹색광(LG), 적색광(LR))이 발광되고, 재귀 반사성 부재(2B)로부터 백색광(LW)이 구현화되어 출사된다.
여기광으로서 자외광을 이용한 경우는, 도 1에 있어서의 양자 도트(30A, 30B), 및 도시하지 않은 양자 도트(30C)를 포함하는 파장 변환층(30)에 여기광으로서 자외광을 입사시킴으로써, 양자 도트(30A)에 의하여 발광되는 적색광, 양자 도트(30B)에 의하여 발광되는 녹색광, 및 양자 도트(30C)에 의하여 발광되는 청색광에 의하여, 백색광을 구현화할 수 있다.
고휘도와 높은 색재현성의 실현의 관점에서는, 백라이트 유닛으로서, 다파장 광원화된 것을 이용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 430~480nm의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖고, 반값폭이 100nm 이하인 발광 강도의 피크를 갖는 청색광과, 520~560nm의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖고, 반값폭이 100nm 이하인 발광 강도의 피크를 갖는 녹색광과, 600~680nm의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖고, 반값폭이 100nm 이하인 발광 강도의 피크를 갖는 적색광을 발광하는 것이 바람직하다.
추가적인 휘도 및 색재현성의 향상의 관점에서, 백라이트 유닛이 발광하는 청색광의 파장 대역은, 440~460nm인 것이 보다 바람직하다.
동일한 관점에서, 백라이트 유닛이 발광하는 녹색광의 파장 대역은, 520~545nm인 것이 보다 바람직하다.
또, 동일한 관점에서, 백라이트 유닛이 발광하는 적색광의 파장 대역은, 610~640nm인 것이 보다 바람직하다.
또 동일한 관점에서, 백라이트 유닛이 발광하는 청색광, 녹색광 및 적색광의 각 발광 강도의 반값폭은, 모두 80nm 이하인 것이 바람직하고, 50nm 이하인 것이 보다 바람직하며, 40nm 이하인 것이 더 바람직하고, 30nm 이하인 것이 보다 더 바람직하다. 이들 중에서도, 청색광의 발광 강도의 반값폭이 25nm 이하인 것이, 특히 바람직하다.
광원(1A)으로서는, 430nm~480nm의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖는 청색광을 발광하는 것, 또는, 자외광을 발광하는 것을 들 수 있다. 광원(1A)으로서는, 발광 다이오드나 레이저 광원 등을 사용할 수 있다.
면 형상 광원(1C)은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 광원(1A)과 광원(1A)으로부터 출사된 1차광을 도광시켜 출사시키는 도광판(1B)으로 이루어지는 광원이어도 되고, 광원(1A)이 파장 변환 부재(1D)와 평행한 평면 형상으로 나란히 배치되어, 도광판(1B) 대신에 확산판을 구비한 광원이어도 된다. 전자의 광원은 일반적으로 에지 라이트 방식, 후자의 광원은 일반적으로 직하형 방식이라고 불리고 있다.
백라이트 유닛의 구성으로서는, 도 4에서는, 도광판이나 반사판 등을 구성 부재로 하는 에지 라이트 방식에 대하여 설명했지만, 직하형 방식이어도 상관없다. 도광판으로서는, 공지의 것을 제한없이 사용할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 광원으로서 면 형상 광원을 이용한 경우를 예로 설명했지만, 광원으로서는 면 형상 광원 이외의 광원도 사용할 수 있다.
청색광을 발광하는 광원을 이용하는 경우, 파장 변환층에는, 적어도, 여기광에 의하여 여기되어 적색광을 발광하는 양자 도트(30A)와, 녹색광을 발광하는 양자 도트(30B)가 포함되는 것이 바람직하다. 이로써, 광원으로부터 발광되어 파장 변환 부재를 투과한 청색광과, 파장 변환 부재로부터 발광되는 적색광 및 녹색광에 의하여, 백색광을 구현화할 수 있다.
또는 다른 양태에서는, 광원으로서, 300nm~430nm의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖는 자외광을 발광하는 것(자외광원), 예를 들면 자외선 발광 다이오드를 이용할 수 있다.
또 다른 양태에서는, 발광 다이오드 대신에 레이저 광원을 사용할 수도 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), 반사형 편광 필름(예를 들면, 스미토모 3M사제 DBEF 시리즈 등) 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 5에, 본 발명의 액정 표시 장치의 개략 구성 단면도를 나타낸다.
도 5에 나타나는 바와 같이, 액정 표시 장치(4)는, 상기 실시형태의 백라이트 유닛(2)과 백라이트 유닛(2)에 있어서의 재귀 반사성 부재(2B) 측에 대향 배치된 액정 셀 유닛(3)을 구비하여 이루어진다. 액정 셀 유닛(3)은, 액정 셀(31)을 편광판(32와 33)으로 협지한 구성이며, 편광판(32, 33)은, 각각 편광자(322, 332)의 양 주면이 편광판 보호 필름(321과 323, 331과 333)으로 보호된 구성으로 하고 있다.
액정 표시 장치(4)를 구성하는 액정 셀(31), 편광판(32, 33) 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(31)의 구동 모드에 대해서는 특별히 제한은 없고, 트위스티드 네마틱(TN), 슈퍼 트위스티드 네마틱(STN), 버티컬 얼라인먼트(VA), 인플레인 스위칭(IPS), 옵티컬리 컴펜세이티드 벤드(OCB) 셀 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(4)에는, 또한 필요에 따라서 광학 보상을 행하는 광학 보상 부재, 접착층 등의 부수하는 기능층을 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.
백라이트 측의 편광판(32)은, 액정 셀(31) 측의 편광판 보호 필름(323)으로서, 위상차 필름을 갖고 있어도 된다. 이와 같은 위상차 필름으로서는, 공지의 셀룰로스 아실레이트 필름 등을 이용할 수 있다.
백라이트 유닛(2) 및 액정 표시 장치(4)는, 상기 본 발명의 중합 반응율이 높고, 경화성이 양호한 파장 변환층을 구비하기 때문에, 고휘도인 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치가 된다.
실시예
이하에 실시예에 근거하여 본 발명을 더 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용, 처리 순서 등은, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 구체예에 의하여 한정적으로 해석되어야 하는 것은 아니다.
(배리어 필름(10)의 제작)
지지체로서 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(도요보사제, 상품명 "코스모샤인(등록 상표) A4300", 두께 50μm)을 이용하여, 지지체의 편면 측에 이하의 순서로 유기층 및 무기층을 순차적으로 형성했다.
(유기층의 형성)
트라이메틸올프로페인트라이아크릴레이트(제품명 "TMPTA", 다이셀·옥넥스(주)제) 및 광중합 개시제(상품명 "ESACURE(등록 상표) KTO46", 람베르티사제)를 준비하여, 질량 비율로서 95:5가 되도록 칭량하고, 이들을 메틸에틸케톤에 용해시켜, 고형분 농도 15%의 도포액으로 했다. 이 도포액을, 다이 코터를 이용하여 롤 투 롤로 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 유기층의 두께는, 1μm였다.
(무기층의 형성)
다음으로, 롤 투 롤의 CVD 장치를 이용하여, 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. 이와 같이 하여 지지체 상에 형성된 유기층의 표면에 무기층이 적층된 배리어 필름(10)을 제작했다.
또한, 무기층의 표면에 제2 유기층을 적층했다. 제2 유기층에는, 유레테인 골격 아크릴레이트 폴리머(상품명 "아크리트 8BR930", 다이세이 파인 케미컬사제) 95.0질량부에 대하여, 광중합 개시제(상품명 "IRGACURE 184", 치바 케미컬사제) 5.0질량부를 칭량하고, 이들을 메틸에틸케톤에 용해시켜, 고형분 농도 15%의 도포액으로 했다.
이 도포액을, 다이 코터를 이용하여 롤 투 롤에 의하여 상기 무기층 표면에 직접 도포하고, 100℃의 건조 존을 3분간 통과시켰다. 그 후, 60℃로 가열한 히트 롤에 감으면서, 자외선을 조사(적산 조사량 약 600mJ/cm2)하여 경화시켜 권취했다. 지지체 상에 형성된 제2 유기층의 두께는, 1μm였다. 이와 같이 하여 제2 유기층에 부착된 배리어 필름(10)을 제작했다.
(배리어 필름(11)의 제작)
-광산란층 형성용 중합성 조성물의 조제-
광산란 입자로서, 실리콘 수지 입자(상품명 "토스펄 120", 모멘티브사제, 평균 입자 사이즈 2.0μm) 150g 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 입자(세키스이 가가쿠사제 테크폴리머, 평균 입자 사이즈 8μm) 40g을 메틸아이소뷰틸케톤(MIBK) 550g에서 먼저 1시간 정도 교반하고, 분산시켜 분산액을 얻었다. 얻어진 분산액에, 아크릴레이트계 화합물(오사카 유키 고세이사제 Viscoat 700HV) 50g, 아크릴레이트계 화합물(상품명 "8BR500", 다이세이 파인 케미컬사제) 40g을 첨가하여 추가로 교반했다. 광중합 개시제(상품명 "이르가큐어(등록 상표) 819", BASF사제) 1.5g 및 불소계 계면활성제(상품명 "FC4430", 3M사제) 0.5g을 더 첨가하여 도포액(광산란층 형성용 중합성 조성물)을 제작했다.
-광산란층 형성용 중합성 조성물의 도포 및 경화-
상기의 배리어 필름(10)의 PET 필름 표면이 도포면이 되도록, 상기 도포액을 다이 코터로 도포했다. 습윤(Wet) 도포량을 송액 펌프로 조정하여, 도포량 25cc/m2로 도포를 행했다(건조막에서 12μm 정도가 되도록 두께를 조정했다). 60℃의 건조 존을 3분 동안 통과시킨 후에 30℃로 조정한 백업 롤에 권취하여 600mJ/cm2의 자외선으로 경화한 후에 권취했다. 이렇게 하여, 광산란층이 적층된 배리어 필름(11)을 얻었다.
(배리어 필름(12)의 제작)
-매트층 형성용 중합성 조성물의 조제-
매트층의 요철을 형성하는 입자로서, 실리콘 수지 입자(상품명 "토스펄 2000b", 모멘티브사제, 평균 입자 사이즈 6.0μm) 190g을 메틸에틸케톤(MEK) 4700g에서 먼저 1시간 정도 교반하고, 분산시켜 분산액을 얻었다. 얻어진 분산액에, 아크릴레이트계 화합물(상품명 "A-DPH", 신나카무라 가가쿠 고교) 430g, 아크릴레이트계 화합물(상품명 "8BR930", 다이세이 파인 케미컬사제) 800g을 첨가하여 추가로 교반했다. 광중합 개시제(상품명 "이르가큐어(등록 상표) 184", BASF사제) 40g을 첨가하여 도포액을 제작했다.
-매트층 형성용 중합성 조성물의 도포 및 경화-
상기의 배리어 필름(10)의 PET 필름 표면이 도포면이 되도록, 상기 도포액을 다이 코터로 도포했다. 습윤(Wet) 도포량을 송액 펌프로 조정하여, 도포량 10cc/m2로 도포를 행했다. 80℃의 건조 존을 3분 동안 통과시킨 후에 30℃로 조정한 백업 롤에 권취하여 600mJ/cm2의 자외선으로 경화한 후에 권취했다. 경화 후에 형성된 매트층의 두께는 3~6μm 정도이며, 최대 단면 높이 Rt(JIS B0601에 근거하여 측정함)가 1~3μm 정도의 표면 조도를 갖고 있었다. 이렇게 하여, 요철층이 적층된 배리어 필름(12)을 얻었다.
(실시예 1에서 사용하는 양자 도트 함유 조성물의 조제 및 도포액의 제작)
하기의 양자 도트 함유 조성물 1을 질소 분위기하에서 조제하고, 구멍 직경 0.2μm의 폴리프로필렌제 필터로 여과한 후, 30분간 감압 건조하여 도포액으로서 이용했다.
-양자 도트 함유 조성물 1-
양자 도트 1의 톨루엔 분산액(발광 극대 파장: 535nm) 20질량부
양자 도트 2의 톨루엔 분산액(발광 극대 파장: 630nm) 2질량부
CEL2021P 90질량부
배위자 LG1 7질량부
중합 개시제(Irgacure 290, BASF사제) 2.3질량부
실시예 1에 사용하는 양자 도트 1의 톨루엔 분산액으로서는, 발광 파장 535nm의 녹색 양자 도트 분산액, NN-라보즈사제 CZ520-100을 이용했다. 또, 양자 도트 2의 톨루엔 분산액으로서는, 발광 파장 630nm의 적색 양자 도트 분산액, NN-라보즈사제 CZ620-100을 이용했다. 이들은 모두 코어로서 CdSe, 쉘로서 ZnS, 및 배위자로서 옥타데실아민을 이용한 양자 도트이며, 톨루엔에 3중량%의 농도로 분산되어 있었다.
표 1~5에, 실시예 및 비교예에서 사용한 배위자를 나타낸다.
[표 1]
Figure 112017117819380-pct00018
[표 2]
Figure 112017117819380-pct00019
[표 3]
Figure 112017117819380-pct00020
[표 4]
Figure 112017117819380-pct00021
[표 5]
Figure 112017117819380-pct00022
(실시예 2 및 3에서 사용하는 양자 도트 함유 조성물의 조제 및 도포액의 제작)
배위자에 각각 LG2 및 LG3을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 제작했다.
(실시예 4에서 사용하는 양자 도트 함유 조성물의 조제 및 도포액의 제작)
배위자에 LG4를 이용하여 양자 도트 1의 톨루엔 분산액으로서, 발광 파장 530nm의 녹색 양자 도트 분산액인 NN-라보즈사제 INP530-25를 이용하고, 양자 도트 2의 톨루엔 분산액으로서, 발광 파장 620nm의 적색 양자 도트 분산액인 NN-라보즈사제 INP620-25를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 제작했다.
여기에서, NN라보즈사제 INP530-25 및 INP620-25는, 모두 코어로서 InP, 쉘로서 ZnS, 및 배위자로서 올레일아민을 이용한 양자 도트이며, 톨루엔에 3중량%의 농도로 분산되어 있었다.
(실시예 5에서 사용하는 양자 도트 함유 조성물의 조제 및 도포액의 제작)
배위자에 8질량부의 LG5를 이용하여, 중합성 화합물에 라우릴메타크릴레이트(상품명 "라이트 에스터 L", 교에이샤 가가쿠(주)제)를 이용하고, 중합 개시제로 1.3질량부의 Irgacure 819를 이용하여, 표 6에 기재된 배합량으로 배합한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 제작했다.
(실시예 6~9에서 사용하는 양자 도트 함유 조성물의 조제 및 도포액의 제작)
배위자에 각각 LG6~LG9를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 제작했다.
(실시예 10에서 사용하는 양자 도트 함유 조성물의 조제 및 도포액의 제작)
하기의 양자 도트 함유 조성물 10을 질소 분위기하에서 조제하여, 질소 분위기하에서 20시간 방치했다.
-양자 도트 함유 조성물 10-
양자 도트 1의 톨루엔 분산액(발광 극대 파장: 535nm) 20질량부
양자 도트 2의 톨루엔 분산액(발광 극대 파장: 630nm) 2질량부
배위자 LG10 7질량부
물 100질량부
92.3질량부의 폴리바이닐알코올((주)구라레제 PVA117H)과 460질량부의 물을 혼합하고, 95도에서 3시간 가열하여 용해시켰다. 그 후 실온까지 냉각하여, PVA 용액 1을 얻었다.
양자 도트 함유 조성물 10에 있어서, 양자 도트가 톨루엔층으로부터 수층(水層)으로 이동한 것을 확인한 후, 톨루엔을 제거하여, PVA 용액 1을 혼합했다. 구멍 직경 0.2μm의 폴리프로필렌제 필터로 여과하여 도포액으로서 이용했다. 얻어진 도포액의 고형분 농도는 15질량%였다.
실시예 10에 사용하는 양자 도트 1의 톨루엔 용액으로서는, 발광 파장 535nm의 녹색 양자 도트 분산액인 NN-라보즈사제 CZ520-100을 이용했다. 또, 양자 도트 2의 톨루엔 용액으로서는, 발광 파장 630nm의 적색 양자 도트 분산액인 NN-라보즈사제 CZ620-100을 이용했다. 이들은 모두 코어로서 CdSe, 쉘로서 ZnS, 및 배위자로서 옥타데실아민을 이용한 양자 도트이며, 톨루엔에 3중량%의 농도로 분산되어 있었다.
(비교예 1~5에서 사용하는 양자 도트 함유 조성물의 조제 및 도포액의 제작)
배위자에 C-1~C-5를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 제작했다.
(실시예 1의 파장 변환 부재의 제작)
상술한 순서로 제작한 배리어 필름(11)을 제1 필름, 및 배리어 필름(12)을 제2 필름으로서 사용하여, 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 제조 공정에 의하여, 파장 변환 부재를 얻었다. 구체적으로는, 제1 필름으로서 배리어 필름(11)을 준비하고, 1m/분, 60N/m의 장력으로 연속 반송하면서, 무기층면 측에 상기에서 조제한 양자 도트 함유 조성물 1을 다이 코터로 도포하여, 50μm의 두께의 도막을 형성했다. 이어서, 도막이 형성된 제1 필름을 백업 롤러에 감아, 도막 위에 제2 필름을 무기층면 측이 도막에 접하는 방향으로 래미네이팅하고, 배리어 필름(11), 및 배리어 필름(12)으로 도막을 협지한 상태에서 연속 반송하면서, 160W/cm의 공랭 메탈할라이드 램프(아이 그래픽스(주)제)를 이용하여, 자외선을 조사하여 경화시켜, 양자 도트를 함유하는 파장 변환층을 형성했다. 자외선의 조사량은 2000mJ/cm2였다. 또, 도 3에 있어서의 L1은 50mm, L2는 1mm, L3은 50mm였다.
(실시예 10의 파장 변환 부재의 제작)
상술한 순서로 제작한 배리어 필름(11)의 무기층면 측에, 실시예 10의 도포액을 두께 350μm로 도포하여, 질소 분위기하, 40℃에서 5시간 건조시켰다. 이렇게 하여 얻어진 파장 변환층의 두께는 50μm였다. 그 후, 파장 변환층 위에 에폭시계 접착제(상품명 "록타이트 E-30CL", 헨켈 재팬(주)제)를 두께 10μm 이하로 도포하여, 배리어 필름(12)을 무기층면 측이 파장 변환층에 접하도록 첩합하고 실온에서 3시간 정치하여, 실시예 10의 파장 변환 부재를 제작했다.
(그 외의 실시예 및 비교예의 파장 변환 부재의 제작)
표 6에 나타낸 조성물을 도포액으로서 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 파장 변환 부재를 제작했다.
(휘도의 측정)
백라이트 유닛에 청색 광원을 구비하는 시판 중인 태블릿 단말(상품명 "Kindle(등록 상표) Fire HDX 7", Amazon사제, 이하, 간단히 Kindle Fire HDX 7이라고 기재하는 경우가 있음)을 분해하여, 백라이트 유닛을 취출했다. 백라이트 유닛에 내장되어 있던 파장 변환 필름 QDEF(Quantum Dot Enhancement Film) 대신에 직사각형으로 자른 실시예 또는 비교예의 파장 변환 부재를 내장시켰다. 이와 같이 하여 액정 표시 장치를 제작했다. 제작한 액정 표시 장치를 점등시키고, 전체면이 흰색 표시가 되도록 하여, 도광판의 면에 대하여 수직 방향 520mm의 위치에 설치한 휘도계(상품명 "SR3", TOPCON사제)로 측정했다. 그리고 휘도 Y를 하기 평가 기준에 근거하여 평가했다. 측정 결과를 표 6에 나타낸다.
(내열성의 평가)
제작한 파장 변환 부재를, 야마토 가가쿠 가부시키가이샤제 정밀 항온기 DF411을 이용하여, 85℃에서 1000시간 가열했다. 그 후, 상기와 동일하게 하여 Kindle Fire HDX 7에 내장시켜, 휘도를 측정했다.
내열성을, 하기 평가 기준에 근거하여 평가했다. 측정 결과를 표 6에 나타낸다.
<평가 기준>
A: 가열 후의 휘도의 저하가 15% 미만
B: 가열 후의 휘도의 저하가 15% 이상 30% 미만
C: 가열 후의 휘도의 저하가 30% 이상 50% 미만
D: 가열 후의 휘도의 저하가 50% 이상
[표 6]
Figure 112017117819380-pct00023
이하에, 표 6 중의 표기의 상세를 기재한다.
CEL2021P(셀록사이드 2021P): 지환식 에폭시 모노머, 가부시키가이샤 다이셀제
라이트 에스터 L: 라우릴메타크릴레이트, 교에이샤 가가쿠(주)제
PVA117H: 폴리바이닐알코올, 가부시키가이샤 구라레제
Irg 290: Irgacure 290, 광산발생제, BASF사제
Irg 819: Irgacure 819, 광 라디칼 발생제, BASF사제
표 6에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 양자 도트 함유 조성물을 이용한 표시 장치에 있어서, 410cd/m2 이상의 휘도를 얻을 수 있고, 또, 내열성도 양호했다. 한편, 본 발명의 배위자와는 다른 배위자를 포함한 조성물을 이용하여 제작한 표시 장치에 있어서, 휘도 및 내열성의 모두 실시예보다 뒤떨어졌다.
1A 광원
1B 도광판
1C 면 형상 광원
1D 파장 변환 부재
2 백라이트 유닛
2A 반사판
2B 재귀 반사성 부재
3 액정 셀 유닛
4 액정 표시 장치
10, 20 배리어 필름
11, 21 지지체
12, 22 배리어층
12a, 22a 유기층
12b, 22b 무기층
13 요철 부여층(매트층)
30 파장 변환층
30A, 30B 양자 도트
30P 유기 매트릭스
31 액정 셀
LB 여기광(1차광, 청색광)
LR 적색광(2차광, 형광)
LG 녹색광(2차광, 형광)
LW 백색광

Claims (21)

  1. 양자 도트와, 상기 양자 도트의 표면에 배위하는 배위성기를 갖는 배위자를 포함하고, 상기 배위자가 하기 일반식 II로 나타나는 양자 도트 함유 조성물.
    Figure 112019037072238-pct00025

    일반식 II 중, L은 아미노기, 카복시기, 머캅토기, 포스핀기 및 포스핀옥사이드기로부터 선택되는 배위성기로서, a개의 L은 동일해도 되고 달라도 되며, X1은, 1개부터 40개까지의 탄소 원자, 0개부터 8개까지의 질소 원자, 0개부터 20개까지의 산소 원자, 1개부터 80개까지의 수소 원자, 및 0개부터 5개까지의 황 원자로 이루어지는 (a+1)가의 유기 연결기이며, Z는 하기 (1)∼(20) 및 (23)으로 나타나는 구조식으로부터 선택되는 기이며, Y1은, 중합도가 3 이상으로서, 폴리아크릴레이트 골격, 폴리메타크릴레이트 골격, 폴리아크릴아마이드 골격, 폴리메타크릴아마이드 골격, 폴리에스터 골격, 폴리유레테인 골격, 폴리유레아 골격, 폴리아마이드 골격, 폴리에터 골격, 및 폴리스타이렌 골격으로부터 선택되는 적어도 1종의 골격을 포함하는 고분자쇄를 갖는 기이고, R1은, 치환기를 가져도 되는 알킬기, 알켄일기 또는 알카인일기를 포함하는 기이며, S는 황 원자이다. n 및 m은 각각 독립적으로 1 이상의 수이며, l은 0 이상의 수이며, n+m+l은 3 이상의 정수이다. a는 1 이상의 정수이다. 단, 상기 배위성기는 분자중에 적어도 2개 포함한다.
    Figure 112019037072238-pct00033
    Figure 112019037072238-pct00034
    Figure 112019037072238-pct00035

    상기 (1)∼(20) 및 (23)으로 나타나는 구조식에 있어서, *는 결합 위치를 나타낸다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    적어도 하나의 폴리머, 및 적어도 하나의 용매를 더 포함하는 양자 도트 함유 조성물.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 폴리머가, 수용성 폴리머인 양자 도트 함유 조성물.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 수용성 폴리머가, 폴리바이닐알코올, 또는 에틸렌-바이닐알코올 공중합체인 양자 도트 함유 조성물.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 양자 도트는, 600nm~680nm의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖는 양자 도트, 520nm~560nm의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖는 양자 도트, 및 430nm~480nm의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖는 양자 도트로부터 선택되는 적어도 1종인 양자 도트 함유 조성물.
  6. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    중합성 화합물을 더 포함하는 양자 도트 함유 조성물.
  7. 청구항 6에 기재된 양자 도트 함유 조성물을 경화시켜 이루어지는 파장 변환층을 갖는 파장 변환 부재.
  8. 청구항 7에 있어서,
    산소 투과도가 1.00cm3/(m2·day·atm) 이하인 배리어 필름을 더 갖고, 상기 파장 변환층의 2개의 주표면 중 적어도 한쪽이, 상기 배리어 필름에 접하고 있는 파장 변환 부재.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 배리어 필름을 2개 갖고, 상기 파장 변환층의 2개의 주표면이, 각각 상기 배리어 필름에 접하고 있는 파장 변환 부재.
  10. 적어도 청구항 7에 기재된 파장 변환 부재와 광원을 구비하는 백라이트 유닛.
  11. 적어도 청구항 10에 기재된 백라이트 유닛과 액정 셀을 구비하는 액정 표시 장치.
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