KR102520352B1 - 배리어 필름, 그리고 이것을 이용한 파장 변환 시트, 백라이트 및 액정 표시 장치 - Google Patents

배리어 필름, 그리고 이것을 이용한 파장 변환 시트, 백라이트 및 액정 표시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102520352B1
KR102520352B1 KR1020227025231A KR20227025231A KR102520352B1 KR 102520352 B1 KR102520352 B1 KR 102520352B1 KR 1020227025231 A KR1020227025231 A KR 1020227025231A KR 20227025231 A KR20227025231 A KR 20227025231A KR 102520352 B1 KR102520352 B1 KR 102520352B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
barrier film
layer
light
inorganic oxide
organic coating
Prior art date
Application number
KR1020227025231A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220107318A (ko
Inventor
다츠지 나카지마
류타로 하라다
다케시 사카모토
슈이치 다무라
아키히토 하루키
쇼타 야마니시
료마 야스이
Original Assignee
다이니폰 인사츠 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤 filed Critical 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤
Publication of KR20220107318A publication Critical patent/KR20220107318A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102520352B1 publication Critical patent/KR102520352B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133614—Illuminating devices using photoluminescence, e.g. phosphors illuminated by UV or blue light
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/28—Interference filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B32B15/082—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin comprising vinyl resins; comprising acrylic resins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/30—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/36—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyesters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/02—Physical, chemical or physicochemical properties
    • B32B7/023—Optical properties
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/14—Protective coatings, e.g. hard coatings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/05—5 or more layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/06—Coating on the layer surface on metal layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/10—Coating on the layer surface on synthetic resin layer or on natural or synthetic rubber layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/20—Inorganic coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/26—Polymeric coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/28—Multiple coating on one surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2311/00—Metals, their alloys or their compounds
    • B32B2311/24—Aluminium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00—Electrical equipment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00—Electrical equipment
    • B32B2457/20—Displays, e.g. liquid crystal displays, plasma displays
    • B32B2457/202—LCD, i.e. liquid crystal displays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/50—Protective arrangements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Optical Filters (AREA)

Abstract

파장 변환 시트에 적용했을 때에 색감의 변화를 억제할 수 있는 배리어 필름을 제공한다. 광투과성 기재 상에, 무기 산화물층 A, 유기 피복층 B, 무기 산화물층 C 및 유기 피복층 D를 이 순서로 가지고서 이루어지고, 상기 무기 산화물층 A, 상기 유기 피복층 B, 상기 무기 산화물층 C 및 상기 유기 피복층 D의 굴절률을, 각각 nA, nB, nC 및 nD로 정의하고, 상기 유기 피복층 B 및 상기 유기 피복층 D의 두께를, 각각 tB 및 tD로 정의했을 때에, nA 및 nC가 nB 및 nD보다도 크고, 또한, 하기 식 1로 표시되는 d1이 x±0.10의 범위를 나타내는(단, x는 2∼13의 정수) 파장 변환 시트용의 배리어 필름. d1=nB×tB/112.5 nm＋nD×tD/112.5 nm (식 1)

Description

배리어 필름, 그리고 이것을 이용한 파장 변환 시트, 백라이트 및 액정 표시 장치
본 개시는 배리어 필름, 그리고 이것을 이용한 파장 변환 시트, 백라이트 및 액정 표시 장치에 관한 것이다.
휴대용 퍼스널 컴퓨터 등의 퍼스널 컴퓨터의 발달에 따라 액정 표시 장치의 수요가 증가하고 있다. 또한, 최근에는 가정용 액정 텔레비전의 보급률도 높아지고 있고, 나아가서는 스마트폰, 태블릿 단말도 널리 보급되고 있다. 이 때문에, 액정 표시 장치의 시장은 더욱 확대되는 상황에 있다.
이러한 액정 표시 장치는 일반적으로 컬러 필터, 액정 셀 및 백라이트를 갖는 구성을 포함한다. 또한, 액정 표시 장치는 일반적으로 액정 셀 내의 액정층의 셔터 기능에 의해 빛의 강약을 컨트롤하고, 컬러 필터에 의해 각 화소의 색을 R, G, B의 삼원색으로 나눠 표시함으로써 화상을 표시하는 것이다.
액정 표시 장치의 백라이트의 광원에는 종전에는 냉음극관이 이용되어 왔다. 그러나, 낮은 소비전력 및 적은 스페이스라는 관점에서, 백라이트의 광원은 냉음극관에서 LED로 전환되고 있다.
통상의 백라이트의 광원으로서 사용되는 LED는, 청색 LED와 YAG계 황색 형광체를 조합하여 이루어지는 백색 LED라 불리는 것을 이용하고 있다. 이러한 백색 LED는, 발광 파장의 스펙트럼 분포가 넓어, 유사 백색이라고 불리고 있다.
한편, 최근에는 양자 도트 기술을 이용한 백라이트의 개발도 진행되고 있다. 양자 도트란, 반도체의 나노미터 사이즈의 미립자를 말한다.
양자 도트를 이용한 백라이트의 기본 구성은, 일차광을 생기게 하는 광원(청색광을 방출하는 청색 LED 등)과 양자 도트를 조합한 것이다.
양자 도트는, 예컨대 CdSe인 코어와 ZnS인 셸에 의해 구성되는 반도체 미립자와, 셸의 주변을 덮는 리간드에 의해 구성되는 나노 사이즈의 화합물 반도체 미립자이다. 양자 도트는, 그 입경이 화합물 반도체의 여기자의 보어 반경보다도 작기 때문에, 양자 구속 효과가 나타난다. 그 때문에, 양자 도트의 발광 효율은, 종래 이용되고 있는 희토류 이온을 부활제로 하는 형광체보다도 높아, 90% 이상의 높은 발광 효율을 실현할 수 있다.
또한, 양자 도트의 발광 파장은, 이와 같이 양자화된 화합물 반도체 미립자의 밴드갭 에너지에 의해 결정되기 때문에, 양자 도트의 입경을 변화시킴으로써 임의의 발광 스펙트럼을 얻을 수 있다. 이들 양자 도트와 청색 LED 등을 조합한 백라이트는, 높은 발광 효율로 높은 색 순도를 실현할 수 있게 되고 있다(예컨대 특허문헌 1∼2 참조).
양자 도트는, 상기한 우수한 특징을 갖는 한편으로, 수분, 산소 등의 영향에 의해 열화되기 쉽다고 하는 문제가 있다. 이 때문에, 양자 도트 함유층의 양측의 면은 배리어 필름에 의해 보호하는 것이 바람직하다.
특허문헌 3 및 4에는, 기재, 무기 산화물층 및 유기 피복층을 갖는 배리어 필름에 의해서 양자 도트 함유층을 보호하여 이루어지는 파장 변환 시트가 제안되어 있다.
[특허문헌 1] 국제공개 제2012/132239호 [특허문헌 2] 일본 특허공개 2015-18131호 공보 [특허문헌 3] 일본 특허공개 2019-126924호 공보 [특허문헌 4] 일본 특허공개 2020-19141호 공보
그러나, 특허문헌 3 및 4의 파장 변환 시트를 이용한 액정 표시 장치는, 계속해서 사용하고 있는 동안에, 초기와는 다른 색감의 화상이 시인되는 케이스가 간간히 보였다. 즉, 특허문헌 3 및 4의 파장 변환 시트를 이용한 액정 표시 장치는, 초기의 시점과 임의의 시점을 비교했을 때에, 색감이 크게 다른 케이스가 간간히 보였다. 양자 도트는 색 순도를 높이는 것을 특징으로 하는 것이다. 이 때문에, 양자 도트를 이용한 액정 표시 장치의 색감이 안정적이지 않다는 것은, 액정 표시 장치의 특징이 훼손되어, 품질상 매우 중요한 문제였다.
본 개시는, 상기 문제에 감안하여, 파장 변환 시트에 적용했을 때에, 색감의 변화를 억제할 수 있는 배리어 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 개시는, 상기 배리어 필름을 이용한 파장 변환 시트, 백라이트 및 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 연구한 결과, 배리어 필름을 적용한 파장 변환 시트가 고습 환경 하에 노출되었을 때에, 배리어 필름의 유기 피복층이 팽윤하여, 배리어 필름의 분광 투과 스펙트럼의 파형이 변화함으로써, 색감이 변화되고 있다는 것을 알아냈다.
그리고, 본 발명자들은 더욱 예의 연구한 결과, 백라이트의 일차광의 중심 파장을 고려하여, 배리어 필름을 구성하는 유기 피복층의 굴절률 및 두께를 특정 관계로 함으로써, 배리어 필름을 적용한 파장 변환 시트 등의 색감의 변화를 억제할 수 있다는 것을 알아냈다.
본 개시는 이하의 [1]∼[18]을 제공한다.
[1] 광투과성 기재 상에, 무기 산화물층 A, 유기 피복층 B, 무기 산화물층 C 및 유기 피복층 D를 이 순서로 가지고서 이루어지고,
상기 광투과성 기재, 상기 무기 산화물층 A, 상기 유기 피복층 B, 상기 무기 산화물층 C 및 상기 유기 피복층 D의 굴절률을, 각각 n0, nA, nB, nC 및 nD로 정의하고,
상기 광투과성 기재, 상기 무기 산화물층 A, 상기 유기 피복층 B, 상기 무기 산화물층 C 및 상기 유기 피복층 D의 두께를, 각각 t0, tA, tB, tC 및 tD로 정의했을 때에,
nA 및 nC가 nB 및 nD보다도 크며, 또한,
상기 무기 산화물층 A와 상기 유기 피복층 B의 계면의 반사율이 상기 광투과성 기재와 상기 무기 산화물층 A의 계면의 반사율보다도 크고, 또한,
하기 식 1로 표시되는 d1이 x±0.10의 범위를 나타내는(단, x는 2∼13의 정수) 파장 변환 시트용의 배리어 필름.
(식 1)
d1=nB×tB/112.5 nm＋nD×tD/112.5 nm
[2] 상기 식 1로 표시되는 d1이 x±0.10의 범위를 나타내는(단, x는 3∼13의 홀수의 정수) [1]에 기재한 배리어 필름.
[3] 상기 식 1로 표시되는 d1이 x∼x+0.10의 범위를 나타내는(단, x는 3∼13의 홀수의 정수) [1]에 기재한 배리어 필름.
[4] 상기 유기 피복층 D의 상기 무기 산화물층 C와는 반대측에 프라이머층 E를 갖고,
상기 프라이머층 E의 굴절률을 nE로 정의하고, 상기 프라이머층 E의 두께를 tE로 정의했을 때에,
하기 식 2로 표시되는 d2가 y±0.10의 범위를 나타내는(단, y는 4∼27의 정수) [1]에 기재한 배리어 필름.
(식 2)
d2=nB×tB/112.5 nm＋nD×tD/112.5 nm＋nE×tE/112.5 nm
[5] 상기 식 2로 표시되는 d2가 y±0.10의 범위를 나타내는(단, y는 5∼27의 홀수의 정수) [4]에 기재한 배리어 필름.
[6] 상기 식 2로 표시되는 d2가 y∼y+0.10의 범위를 나타내는(단, y는 5∼27의 홀수의 정수) [4]에 기재한 배리어 필름.
[7] nE/nD가 0.95 이상 1.05 이하인 [4]∼[6]의 어느 하나에 기재한 배리어 필름.
[8] tE가 70 nm 이상 1000 nm 이하인 [4]∼[7]의 어느 하나에 기재한 배리어 필름.
[9] tA 및 tC가 각각 6 nm 이상 25 nm 이하인 [1]∼[8]의 어느 하나에 기재한 배리어 필름.
[10] tB 및 tD가 각각 70 nm 이상 480 nm 이하인 [1]∼[9]의 어느 하나에 기재한 배리어 필름.
[11] t0이 5 ㎛ 이상인 [1]∼[10]의 어느 하나에 기재한 배리어 필름.
[12] 상기 무기 산화물층 A 및 상기 무기 산화물층 C가 산화알루미늄을 포함하는 [1]∼[11]의 어느 하나에 기재한 배리어 필름.
[13] 상기 유기 피복층 B 및 상기 유기 피복층 D가 폴리비닐알코올을 포함하는 [1]∼[12]의 어느 하나에 기재한 배리어 필름.
[14] 양자 도트를 포함하는 양자 도트 함유층과, 상기 양자 도트 함유층의 양측에 적층되어 이루어지는 배리어 필름을 갖는 파장 변환 시트로서, 상기 배리어 필름으로서 [1]∼[13]의 어느 하나에 기재한 배리어 필름의 광투과성 기재와는 반대측의 면이 상기 양자 도트 함유층 측을 향하도록 적층하여 이루어지는 파장 변환 시트.
[15] 상기 배리어 필름이 [1]∼[3]의 어느 하나에 기재한 배리어 필름이며, 상기 배리어 필름의 상기 양자 도트 함유층과 접하는 층이 상기 유기 피복층 D이고, 상기 양자 도트 함유층의 굴절률을 nZ로 정의했을 때에, 하기 (i-1)을 만족하는 [14]에 기재한 파장 변환 시트.
(i-1) nD>nZ이며, 또한 상기 식 1로 표시되는 d1이 x±0.10의 범위를 나타낸다(단, x는 3∼13의 홀수의 정수).
[16] 상기 배리어 필름이 [4]∼[8]의 어느 하나에 기재한 배리어 필름이며, 상기 배리어 필름의 상기 양자 도트 함유층과 접하는 층이 상기 프라이머층 E이고, 상기 양자 도트 함유층의 굴절률을 nZ로 정의했을 때에, 하기 (ii-1)을 만족하는 [14]에 기재한 파장 변환 시트.
(ii-1) nE>nZ이며, 또한 상기 식 2로 표시되는 d2가 y±0.10의 범위를 나타낸다(단, y는 5∼27의 홀수의 정수).
[17] 일차광을 방출하는 적어도 하나의 광원과, 상기 광원에 인접하여 배치되며 도광 또는 확산을 위한 광학판과, 상기 광학판의 광출사 측에 배치된 파장 변환 시트를 구비한 백라이트에 있어서, 상기 파장 변환 시트가 [14]∼[16]의 어느 하나에 기재한 파장 변환 시트인 백라이트.
[18] 백라이트 및 액정 패널을 구비한 액정 표시 장치로서, 상기 백라이트가 [17]에 기재한 백라이트인 액정 표시 장치.
본 개시의 배리어 필름, 그리고 이것을 이용한 파장 변환 시트, 백라이트 및 액정 표시 장치는 색감의 변화를 억제할 수 있다.
[도 1] 본 개시의 배리어 필름의 일 실시형태를 도시하는 단면도이다.
[도 2] 본 개시의 배리어 필름의 다른 실시형태를 도시하는 단면도이다.
[도 3] 본 개시의 파장 변환 시트의 일 실시형태를 도시하는 단면도이다.
[도 4] 본 개시의 파장 변환 시트의 다른 실시형태를 도시하는 단면도이다.
[도 5] 본 개시의 백라이트의 일 실시형태를 도시하는 단면도이다.
[도 6] 본 개시의 백라이트의 다른 실시형태를 도시하는 단면도이다.
[도 7] 실시예 1의 배리어 필름의 분광 투과율을 도시하는 도면이다.
[도 8] 비교예 1의 배리어 필름의 분광 투과율을 도시하는 도면이다.
[도 9] 실시예 1의 배리어 필름으로부터 프라이머층을 제외한 배리어 필름의 분광 투과율을 도시하는 도면이다.
[도 10] 비교예 1의 배리어 필름으로부터 프라이머층을 제외한 배리어 필름의 분광 투과율을 도시하는 도면이다.
이하, 본 개시의 실시형태를 설명한다.
여기서, 본 명세서에 있어서 「AA∼BB」라는 표기는 AA 이상 BB 이하임을 의미한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 각 층의 굴절률은 파장 632.8 nm에 있어서의 굴절률을 의미하는 것으로 한다. 각 층의 굴절률은, 예컨대 반사광도계에 의해 측정한 반사 스펙트럼과, 프레넬 계수를 이용한 다층 박막의 광학 모델로부터 산출한 반사 스펙트럼의 피팅에 의해 산출할 수 있다.
[배리어 필름]
본 개시의 배리어 필름은,
광투과성 기재 상에, 무기 산화물층 A, 유기 피복층 B, 무기 산화물층 C 및 유기 피복층 D를 이 순서로 가지고서 이루어지고,
상기 광투과성 기재, 상기 무기 산화물층 A, 상기 유기 피복층 B, 상기 무기 산화물층 C 및 상기 유기 피복층 D의 굴절률을, 각각 n0, nA, nB, nC 및 nD로 정의하고,
상기 광투과성 기재, 상기 무기 산화물층 A, 상기 유기 피복층 B, 상기 무기 산화물층 C 및 상기 유기 피복층 D의 두께를, 각각 t0, tA, tB, tC 및 tD로 정의했을 때에,
nA 및 nC가 nB 및 nD보다도 크며, 또한,
상기 무기 산화물층 A와 상기 유기 피복층 B의 계면의 반사율이 상기 광투과성 기재와 상기 무기 산화물층 A의 계면의 반사율보다도 크고, 또한,
하기 식 1로 표시되는 d1이 x±0.10의 범위를 나타내는(단, x는 2∼13의 정수) 파장 변환 시트에 이용되는 것이다.
(식 1)
d1=nB×tB/112.5 nm＋nD×tD/112.5 nm
도 1 및 도 2는 본 개시의 배리어 필름(100)의 실시형태를 도시하는 단면도이다. 도 1 및 도 2의 배리어 필름(100)은, 광투과성 기재(10) 상에 무기 산화물층 A(21), 유기 피복층 B(31), 무기 산화물층 C(22) 및 유기 피복층 D(32)를 이 순서로 갖고 있다. 또한, 도 2의 배리어 필름(100)은, 유기 피복층 D(32)의 무기 산화물층 C(22)과는 반대측에 프라이머층 E(40)를 갖고 있다.
<광투과성 기재>
광투과성 기재로서는, 파장 변환 시트에 적용했을 때에 파장 변환 시트의 기능을 훼손하지 않는 수지 필름이라면 특별히 제한되지 않는다.
광투과성 기재로서는, 폴리에스테르, 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 셀룰로오스디아세테이트, 셀룰로오스아세테이트부티레이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 폴리염화비닐, 폴리비닐아세탈, 폴리에테르케톤, 아크릴, 폴리카보네이트, 폴리우레탄 및 비정질 올레핀(Cyclo-Olefin-Polymer: COP) 등에서 선택되는 1종 이상의 수지로 형성되어 이루어지는 수지 필름을 들 수 있다.
이들 수지 필름 중에서도 기계적 강도, 치수 안정성 및 내열성의 관점에서는 연신 가공, 특히 이축 연신 가공된 폴리에스테르 필름이 바람직하다. 폴리에스테르 필름으로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름 등을 들 수 있다.
광투과성 기재는, 수지 필름의 단층이라도 좋고, 복수의 수지 필름을 갖는 것이라도 좋다. 복수의 수지 필름을 갖는 경우, 각 수지 필름은 직접 접착한 것이라도 좋고, 접착층을 통해 접착한 것이라도 좋다.
광투과성 기재의 굴절률 n0은, 「무기 산화물층 A와 유기 피복층 B의 계면의 반사율이 광투과성 기재와 무기 산화물층 A의 계면의 반사율보다도 크다」고 하는 조건을 만족하는 한 특별히 한정되지 않지만, 1.55 이상 1.70 이하인 것이 바람직하고, 1.57 이상 1.65 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.60 이상 1.65 이하인 것이 더욱 바람직하다. 예컨대 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 굴절률은 1.636이다.
상기한 반사율의 대소 관계를 만족하기 쉽게 하기 위해서, nA와 nB의 차의 절대치가 n0과 nA의 차의 절대치보다도 커지도록 광투과성 기재를 선정하는 것이 바람직하다.
또한, nA와 nB의 차의 절대치를 ΔnAB, n0과 nA의 차의 절대치를 Δn0A로 정의한 경우, ΔnAB-Δn0A는 0.05 이상인 것이 바람직하고, 0.07 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, ΔnAB-Δn0A의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 0.20 이하인 것이 바람직하고, 0.15 이하인 것이 바람직하고, 0.12 이하인 것이 더욱 바람직하다.
본 명세서에 있어서, 임의의 2개의 층의 계면의 반사율 R은, 한쪽 층의 굴절률을 n1, 다른 쪽 층의 굴절률을 n2로 정의했을 때에, 하기의 식 i로 표시되는 것이다.
R(%)=100×(n1-n2)2/(n1+n2)2 (식 i)
광투과성 기재가 복수의 수지 필름을 갖는 경우, 무기 산화물층 A와 접하는 측의 수지 필름의 굴절률을 광투과성 기재의 굴절률로 하여, 광투과성 기재와 무기 산화물층 A의 계면의 반사율을 산출하면 된다.
광투과성 기재의 두께 t0은 5 ㎛ 이상인 것이 바람직하고, 8 ㎛ 이상인 것이 보다 바람직하고, 10 ㎛ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 광투과성 기재의 두께를 5 ㎛ 이상으로 함으로써, 배리어 필름의 강도를 양호하게 하기 쉽게 할 수 있다. 또한, 광투과성 기재의 두께를 5 ㎛ 이상으로 함으로써, 광투과성 기재의 광로 길이가 가시광선의 파장보다도 충분히 커지기 때문에, 광투과성 기재가 배리어 필름의 분광 투과 스펙트럼의 파형에 미치는 영향을 무시하기 쉽게 할 수 있다.
또한, 광투과성 기재의 두께 t0은, 박막화 및 단부로부터의 수증기 및 산소의 침입을 억제하기 쉽게 한다는 관점에서, 200 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 150 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 100 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 50 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 25 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
본 명세서에 있어서, 광투과성 기재의 두께 t0 등의 배리어 필름을 구성하는 각 층의 두께 및 양자 도트 함유층의 두께는, 예컨대 주사형 투과 전자현미경(STEM)을 이용하여 촬영한 단면의 화상으로부터 20 곳의 두께를 측정하여, 20 곳의 값의 평균치로부터 산출할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 각 층의 두께, 분광 투과율, 전광선 투과율, 색감(Yxy 표색계의 x 값 및 y 값) 등의 각종 파라미터를 측정할 때는, 특별히 언급하지 않는 한, 온도 23℃±5℃, 상대습도 40% 이상 65% 이하의 분위기에서 측정하는 것으로 한다. 또한, 각종 파라미터를 측정하기 전에, 샘플을 상기 분위기에 30분 이상 노출시키는 것으로 한다.
또한, 본 명세서에 기재하는 구성 요건에 있어서, 수치의 상한의 선택지 및 하한의 선택지가 각각 복수 기재되어 있는 경우에는, 상한의 선택지로부터 선택되는 하나와, 하한의 선택지로부터 선택되는 하나를 조합하여, 수치 범위의 실시형태로 할 수 있다. 예컨대 상기한 광투과성 기재의 두께 t0의 경우, 5 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하, 5 ㎛ 이상 25 ㎛ 이하, 8 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하, 10 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하, 10 ㎛ 이상 25 ㎛ 이하 등의 수치 범위의 실시형태를 들 수 있다.
2장의 수지 필름으로 광투과성 기재를 구성하는 경우, 무기 산화물층 A에 가까운 측의 제1 수지 필름의 두께는, 5 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 8 ㎛ 이상 25 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 10 ㎛ 이상 20 ㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 제1 수지 필름이 상기 두께이면, 무기 산화물층의 제조 효율을 양호하게 또한 핸들링성을 양호하게 하기 쉽게 할 수 있다.
또한, 무기 산화물층 A에 먼 측의 제2 수지 필름의 두께는, 5 ㎛ 이상 150 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 8 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 10 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하가 더욱 바람직하다. 제2 수지 필름이 상기 두께이면, 배리어 필름의 핸들링성 및 강성의 밸런스를 양호하게 하기 쉽게 할 수 있다.
2장의 수지 필름으로 광투과성 기재를 구성하는 경우, 2장의 수지 필름을 접착층을 통해 맞붙이고 나서 무기 산화물층 A 등을 형성하여도 좋고, 제1 수지 필름 상에 무기 산화물층 A 등을 형성한 후, 제1 수지 필름의 무기 산화물층 A 등과는 반대측의 면에 접착층을 통해 제2 수지 필름을 맞붙이더라도 좋다. 접착층의 두께는 3 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 3 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 4 ㎛ 이상 8 ㎛ 이하가 더욱 바람직하다. 접착층은, 두께가 지나치게 얇으면 도공 불량이 발생할 경우가 있고, 두께가 지나치게 두꺼우면 경화 부족으로 되는 경우가 있다.
광투과성 기재는, JIS K7361-1:1997의 전광선 투과율이 80% 이상인 것이 바람직하고, 85% 이상인 것이 보다 바람직하고, 87% 이상인 것이 더욱 바람직하다.
광투과성 기재의 무기 산화물층 A가 형성되는 측의 표면에는, 밀착성 등을 향상시키기 위해서, 미리 원하는 표면 처리가 실시되어 있어도 좋다. 표면 처리로서는, 예컨대 코로나 방전 처리, 오존 처리, 산소 가스 혹은 질소 가스 등을 이용한 저온 플라즈마 처리, 글로우 방전 처리, 화학 약품 등을 이용하여 처리하는 산화 처리 등을 들 수 있다.
<무기 산화물층>
본 개시의 배리어 필름은 무기 산화물층으로서 무기 산화물층 A 및 무기 산화물층 C를 갖는다. 이와 같이 2층의 무기 산화물층을 가짐으로써, 배리어 필름의 산소 및 수증기에 대한 배리어성을 양호하게 하여, 양자 도트의 열화를 억제하기 쉽게 할 수 있다. 또한, 1층의 무기 산화물층으로 배리어성을 양호하게 하고자 하면, 무기 산화물층의 두께가 두껍게 되어, 무기 산화물층에 크랙이 생기기 쉽게 되기 때문에, 배리어성을 장기간에 걸쳐 양호하게 하기가 어렵게 된다. 그러나, 2층의 무기 산화물층으로 함으로써, 각각의 무기 산화물층의 두께가 두껍게 되는 것을 억제하여, 크랙을 생기기 어렵게 하고, 배리어성을 장기간에 걸쳐 양호하게 하기 쉽게 할 수 있다.
또한, 무기 산화물층의 두께를 얇게 하여도 크랙이나 핀홀이 생기는 경우는 있다. 그러나, 2층의 무기 산화물층 각각에 크랙이나 핀홀이 생겼다고 해도, 크랙이나 핀홀의 위치가 면 방향에서 일치하지 않는 한, 적층체로서 소정의 배리어성을 부여할 수 있다. 즉, 2층의 무기 산화물층으로 함으로써, 무기 산화물층에 크랙이나 핀홀이 생긴 경우라도 소정의 배리어성을 부여하기 쉽다는 점에서 바람직하다.
본 개시의 배리어 필름은, 무기 산화물층 A, 유기 피복층 B, 무기 산화물층 C 및 유기 피복층 D의 굴절률을, 각각 nA, nB, nC 및 nD로 정의했을 때에, nA 및 nC가 nB 및 nD보다도 클 필요가 있다.
굴절률이 큰 무기 산화물층은 배리어성이 양호한 경향이 있다. 이 때문에, 무기 산화물층 A 및 무기 산화물층 C로서, nA 및 nC가 nB 및 nD보다도 큰 것을 이용함으로써, 배리어 필름의 배리어성을 양호하게 하여, 양자 도트의 열화를 억제하기 쉽게 할 수 있다. 또한, 무기 산화물층 A 및 무기 산화물층 C로서, nA 및 nC가 nB 및 nD보다도 큰 것을 이용함으로써, 무기 산화물층의 두께를 얇게 하여도 소정의 배리어성을 부여하기 쉽게 되기 때문에, 배리어 필름의 분광 투과 스펙트럼의 파형에 거의 영향을 미치지 않는 레벨까지 무기 산화물층을 박막화하기 쉽게 할 수 있다.
무기 산화물층 A 및 무기 산화물층 C는, 산화알루미늄, 산화마그네슘 및 산화인듐주석(ITO)에서 선택되는 1종 또는 이들의 혼합물을 포함하는 층을 예시할 수 있다.
무기 산화물층 A 및 무기 산화물층 C는, 충분한 배리어성, 투명성 및 생산성 등의 관점에서, 산화알루미늄을 포함하는 층인 것이 바람직하다. 또한, 무기 산화물층 A 및 무기 산화물층 C에 있어서의 산화알루미늄의 함유 비율은, 질량 기준으로 80 질량% 이상인 것이 바람직하고, 90 질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 95 질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다.
무기 산화물층 A의 굴절률 nA 및 무기 산화물층 C의 굴절률 nC는, 각각 하한이 1.65 이상인 것이 바람직하고, 1.70 이상인 것이 보다 바람직하고, 1.73 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, nA 및 nC는, 상한이 1.90 이하인 것이 바람직하고, 1.86 이하인 것이 바람직하고, 1.82 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.80 이하인 것이 더욱 바람직하다.
nA 및 nC를 상기 범위로 함으로써, 무기 산화물층 A 및 무기 산화물층 C의 배리어성 및 투명성을 양호하게 하기 쉬우며, 또한 「무기 산화물층 A와 유기 피복층 B의 계면의 반사율이 광투과성 기재와 무기 산화물층 A의 계면의 반사율보다도 크다」고 하는 조건을 만족하기 쉽게 할 수 있다.
굴절률 nA와 굴절률 nC는 대략 동일하게 하는 것이 바람직하다. 구체적으로 nA/nC는 0.98 이상 1.02 이하인 것이 바람직하고, 0.99 이상 1.01 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.00인 것이 더욱 바람직하다.
무기 산화물층 A의 두께 tA 및 무기 산화물층 C의 두께 tC는, 각각 하한이 6 nm 이상인 것이 바람직하고, 7 nm 이상인 것이 보다 바람직하다. tA 및 tC를 6 nm 이상으로 함으로써, 배리어성을 양호하게 하기 쉽게 할 수 있다.
또한, tA 및 tC는, 각각 상한이 25 nm 이하인 것이 바람직하고, 20 nm 이하인 것이 보다 바람직하고, 15 nm 이하인 것이 보다 바람직하고, 12 nm 이하인 것이 보다 바람직하고, 10 nm 이하인 것이 보다 바람직하다. tA 및 tC를 25 nm 이하로 함으로써, 무기 산화물층 A 및 무기 산화물층 C에 상처 및 크랙이 발생하는 것을 억제하기 쉽게 할 수 있다. 또한, tA 및 tC를 얇게 할수록 무기 산화물층 A 및 무기 산화물층 C가 배리어 필름의 분광 투과 스펙트럼의 파형에 미치는 영향을 무시할 수 있는 레벨까지 경감하기 쉽게 할 수 있다(분광 투과 스펙트럼의 파형의 관점에서는, 무기 산화물층 A 및 무기 산화물층 C의 두께는 바람직하게는 12 nm 이하이고, 보다 바람직하게는 10 nm 이하이다.).
tA와 tC는 다른 값이라도 좋지만, 대략 동일한 것이 바람직하다. tA와 tC가 대략 동일하다는 것은, tA/tC가 0.95 이상 1.05 이하임을 의미하고, 바람직하게는 0.97 이상 1.03 이하이며, 보다 바람직하게는 0.99 이상 1.01 이하이다.
무기 산화물층은, 예컨대 진공 증착법, 스퍼터링법 및 이온 플레이팅법 등의 물리 기상 성장법, 또는 플라즈마 화학 기상 성장법, 열 화학 기상 성장법 및 광 화학 기상 성장법 등의 화학 기상 성장법 등에 의해 형성할 수 있다. 이들 중에서도, 증착 속도가 빠르고 생산성이 양호한 진공 증착법이 바람직하다.
<유기 피복층>
본 개시의 배리어 필름은 유기 피복층으로서 유기 피복층 B 및 유기 피복층 D를 갖는다. 무기 산화물층과 병용하여 유기 피복층을 가짐으로써, 배리어 필름의 배리어성을 양호하게 하여, 양자 도트의 열화를 억제하기 쉽게 할 수 있다. 또한, 유기 피복층은 무기 산화물층과 비교하여 가요성이 양호하기 때문에, 유기 피복층 B 및 유기 피복층 D에 의해, 무기 산화물층 A 및 무기 산화물층 C에 상처 및 크랙이 발생하는 것을 억제하기 쉽게 할 수 있다.
유기 피복층 B 및 유기 피복층 D는, 수용성 고분자 및 금속 알콕시드계 화합물에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 유기 피복층 B 및 유기 피복층 D는, 수용성 고분자 및 금속 알콕시드계 화합물 중, 수용성 고분자에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 보다 바람직하고, 수용성 고분자에서 선택되는 1종 이상과, 금속 알콕시드계 화합물에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
수용성 고분자로서는 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈 및 에틸렌-비닐알코올 공중합체 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 배리어성의 관점에서, 폴리비닐알코올 및 에틸렌-비닐알코올 공중합체가 바람직하고, 폴리비닐알코올이 보다 바람직하다. 즉, 유기 피복층 B 및 유기 피복층 D는, 폴리비닐알코올 및 에틸렌-비닐알코올 공중합체에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하고, 폴리비닐알코올을 포함하는 것이 보다 바람직하다.
유기 피복층 B 및 유기 피복층 D가 수용성 고분자 및 금속 알콕시드계 화합물을 함유하는 경우, 금속 알콕시드계 화합물의 합계량 100 질량부에 대한 수용성 고분자의 함유량은, 5 질량부 이상 500 질량부 이하인 것이 바람직하고, 7 질량부 이상 100 질량부 이하인 것이 보다 바람직하고, 8 질량부 이상 50 질량부 이하인 것이 더욱 바람직하다.
금속 알콕시드계 화합물로서는 금속 알콕시드, 금속 알콕시드 가수분해물 및 금속 알콕시드 중합물을 들 수 있다.
금속 알콕시드는 M(OR)n의 일반식으로 표시되는 화합물이다. 식 중, M은 Si, Ti, Al 및 Zr 등의 금속을 나타내고, R은 메틸기 및 에틸기 등의 알킬기를 나타낸다. 금속 알콕시드의 구체예로서는 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란 및 이소프로폭시알루미늄 등을 들 수 있다.
유기 피복층은, 예컨대 유기 피복층을 구성하는 성분을 포함하는 도포액을 무기 산화물층 상에 도포, 건조함으로써 형성할 수 있다. 상기 도포액 내에는 실란커플링제, 경화제 및 분산제 등의 첨가제를 함유하여도 좋다.
유기 피복층 B의 굴절률 nB 및 유기 피복층 D의 굴절률 nD는, 각각 하한이 1.45 이상인 것이 바람직하고, 1.50 이상인 것이 보다 바람직하고, 1.52 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, nB 및 nD의 상한은, 각각 1.64 이하인 것이 바람직하고, 1.60 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.57 이하인 것이 더욱 바람직하다.
굴절률 nB와 굴절률 nD는 대략 동일하게 하는 것이 바람직하다. 구체적으로 nB/nD는 0.98 이상 1.02 이하인 것이 바람직하고, 0.99 이상 1.01 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.00인 것이 더욱 바람직하다.
유기 피복층 B의 두께 tB 및 유기 피복층 D의 두께 tD는, 각각 하한이 70 nm 이상인 것이 바람직하고, 85 nm 이상인 것이 보다 바람직하고, 100 nm 이상인 것이 더욱 바람직하다. tB 및 tD를 70 nm 이상으로 함으로써, 배리어성을 양호하게 하기 쉽게 할 수 있다.
또한, tB 및 tD는, 각각 상한이 480 nm 이하인 것이 바람직하고, 400 nm 이하인 것이 보다 바람직하고, 300 nm 이하인 것이 보다 바람직하고, 230 nm 이하인 것이 보다 바람직하고, 195 nm 이하인 것이 보다 바람직하다. tB 및 tD를 480 nm 이하로 함으로써, 배리어 필름을 박막화할 수 있으면서 또한 유기 피복층 B 및 유기 피복층 D의 과도한 팽윤을 억제하여, 식 1 및 식 2를 만족할 때의 효과를 보다 발휘하기 쉽게 할 수 있다. 또한, tB 및 tD가 지나치게 두꺼우면, 유기 피복층을 도포하여 건조할 때에 생기는 응력이 커지고, 상기 응력에 의해서 무기 산화물층에 크랙이 생겨, 배리어성이 저하하는 경우가 있다. 이 때문에, tB 및 tD를 480 nm 이하로 함으로써, 초기의 배리어성을 양호하게 하기 쉽게 할 수 있다.
tB 및 tD 범위의 실시형태로서는, 예컨대 70 nm 이상 480 nm 이하, 70 nm 이상 400 nm 이하, 70 nm 이상 300 nm 이하, 70 nm 이상 230 nm 이하, 70 nm 이상 195 nm 이하, 85 nm 이상 480 nm 이하, 85 nm 이상 400 nm 이하, 85 nm 이상 300 nm 이하, 85 nm 이상 230 nm 이하, 85 nm 이상 195 nm 이하, 100 nm 이상 480 nm 이하, 100 nm 이상 400 nm 이하, 100 nm 이상 300 nm 이하, 100 nm 이상 230 nm 이하, 100 nm 이상 195 nm 이하를 들 수 있다.
tB와 tD는 다른 값이라도 좋지만, 대략 동일한 것이 바람직하다. tB와 tD가 대략 동일하다는 것은 tB/tD가 0.95 이상 1.05 이하임을 의미하고, 바람직하게는 0.97 이상 1.03 이하이며, 보다 바람직하게는 0.99 이상 1.01 이하이다.
<굴절률 및 식 1>
본 개시의 배리어 필름은, nA 및 nC가 nB 및 nD보다도 크며, 또한,
상기 무기 산화물층 A와 상기 유기 피복층 B의 계면의 반사율이 상기 광투과성 기재와 상기 무기 산화물층 A의 계면의 반사율보다도 크고, 또한,
하기 식 1로 표시되는 d1이 x±0.10의 범위에 있을 필요가 있다(단, x는 2∼13의 정수).
(식 1)
d1=nB×tB/112.5 nm＋nD×tD/112.5 nm
상기 식 1로 표시되는 d1은 x±0.07의 범위를 나타내는 것이 바람직하고(단, x는 2∼13의 정수), x±0.05의 범위를 나타내는 것이 보다 바람직하고(단, x는 2∼13의 정수), x±0.03의 범위를 나타내는 것이 더욱 바람직하고(단, x는 2∼13의 정수), x±0.01의 범위를 나타내는 것이 보다 더욱 바람직하다(단, x는 2∼13의 정수).
또한, 상기 식 1로 표시되는 d1에 관해서 「x」는 3∼12의 정수인 것이 바람직하고, 9∼11의 정수인 것이 보다 바람직하다.
우선, 본 발명자들이 굴절률 및 식 1의 d1을 소정의 범위로 하기에 도달한 배경을 설명한다.
도 3에 도시하는 것과 같이, 배리어 필름(100a, 100b)은, 양자 도트 함유층(50)의 양측에 배치되어, 파장 변환 시트(200)의 구성 부재로서 이용된다. 그리고, 파장 변환 시트를 포함하는 백라이트에 있어서, 백라이트의 일차 광원으로부터 사출하는 빛(일반적으로 파장 450 nm를 중심으로하는 청색광)은 파장 변환 시트(200) 하측의 배리어 필름(100b)의 광투과성 기재(10)에 입사한다.
도 3의 파장 변환 시트(200) 하측의 배리어 필름(100b)의 광투과성 기재(10)에 일차 광원의 빛이 입사한 경우, 빛의 대부분은 광투과성 기재(10), 무기 산화물층 A(21), 유기 피복층 B(31), 무기 산화물층 C(22) 및 유기 피복층 D(32)를 투과하여 양자 도트 함유층(50)에 도달한다.
그리고, 양자 도트 함유층(50)에 도달한 일차 광원의 빛 중 양자 도트에 충돌한 빛은, 일차 광원과는 별도 파장의 빛으로 변환되어(이하, 양자 도트에 충돌하여 변환된 빛을 L2라고 부른다.), 상측의 배리어 필름(100a)의 유기 피복층 D(32)에 입사한다. L2는 예컨대 녹색광 및 적색광을 들 수 있다. 한편, 양자 도트 함유층(50)에 도달한 일차 광원의 빛 중 양자 도트에 충돌하지 않은 빛은, 일차 광원의 파장의 빛 그대로 상측의 배리어 필름(100a)의 유기 피복층 D(32)에 입사한다. 이하, 양자 도트에 충돌하지 않고 변환되지 않은 빛을 L1이라고 부른다. L1은 예컨대 청색광을 들 수 있다.
그리고, 상측의 배리어 필름(100a)에 입사한 빛(L1 및 L2)의 대부분은, 유기 피복층 D(32), 무기 산화물층 C(22), 유기 피복층 B(31), 무기 산화물층 A(21) 및 광투과성 기재(10)를 투과하여, 파장 변환 시트(200)보다도 시인자 측에 배치되는 부재(예컨대 프리즘 시트 등의 휘도 향상 시트)로 향한다.
배리어 필름을 포함하는 파장 변환 시트를 적용한 액정 표시 장치의 색감은 L1과 L2의 밸런스에 의해 성립된다. 따라서, 파장 변환 시트를 적용한 액정 표시 장치의 색감이 시간에 경과함에 따라 변화되는 이유는 L1과 L2의 밸런스가 변화되기 때문이라고 생각된다.
본 발명자들은 L1과 L2의 밸런스가 변화되는 원인에 관해서 예의 연구했다. 우선, L2의 광량은 양자 도트가 열화함에 따라 서서히 저하한다고 생각된다. 그러나, 배리어 필름 등의 존재에 의해 양자 도트의 열화는 억제되고 있기 때문에, 양자 도트의 열화만으로는 색감의 변화를 설명할 수 없다. 또한, 일차 광원이 열화한 경우, L1뿐만 아니라 L2도 상대적으로 감소하기 때문에, 일차 광원의 열화를 원인으로 하는 것도 생각하기 어렵다.
본 발명자들은, 더욱 예의 연구한 결과, 상측의 배리어 필름(100a)의 L1의 투과율의 변화(≒상측의 배리어 필름으로부터 출사하는 L1의 광량의 변화)와, 양자 도트의 열화에 의한 L2의 광량의 변화의 상승 작용에 의해, 배리어 필름을 포함하는 파장 변환 시트를 적용한 액정 표시 장치의 색감이 변화되고 있다는 것을 알아냈다.
그리고, 본 발명자들은, 상측의 배리어 필름(100a)의 L1의 투과율(≒상측의 배리어 필름(100a)으로부터 출사하는 L1의 광량)이 시간에 경과함에 따라 변화되는 주된 원인이 습도에 의한 유기 피복층 B 및 유기 피복층 D의 팽윤이라는 것을 알아냈다.
이어서, 굴절률 및 식 1의 d1을 소정의 범위로 하는 기술적 의의를 설명한다.
우선, L1은 상측의 배리어 필름(100a)을 투과할 때까지 6개의 계면을 통과한다. 6개의 계면은, 양자 도트 함유층과 유기 피복층 D의 계면(계면 1), 유기 피복층 D와 무기 산화물층 C의 계면(계면 2), 무기 산화물층 C와 유기 피복층 B의 계면(계면 3), 유기 피복층 B와 무기 산화물층 A의 계면(계면 4), 무기 산화물층 A와 광투과성 기재의 계면(계면 5), 광투과성 기재와 공기의 계면(계면 6)이다.
양자 도트 함유층의 굴절률 nZ는 통상은 유기 피복층 D의 굴절률 nD보다도 작다. 따라서, 계면 1의 반사는 통상은 고정단(固定端) 반사이다. L1의 투과율(%)은 대략 「100(%)-반사율(%)」이다. 그리고, L1의 반사율은 계면 1의 반사와 다른 계면의 반사의 간섭을 고려할 필요가 있다. 구체적으로는, 계면 1의 반사가 다른 계면의 반사와의 간섭에 의해서 감소하는 경우에는 L1의 투과율은 높아지고, 반대로 계면 1의 반사가 다른 계면의 반사와의 간섭에 의해서 증가하는 경우에는 L1의 투과율은 낮아진다.
계면 1의 반사(통상은 고정단 반사)와 계면 2∼6의 반사의 간섭을 검토함에 있어서, 계면 2∼6의 반사의 성질을 검토할 필요가 있다.
본 개시에서는, nA 및 nC가 nB 및 nD보다도 큰 것을 필수 요건으로 하고 있다. 따라서, 계면 2의 반사는 고정단 반사, 계면 3의 반사는 자유단(自由端) 반사, 계면 4의 반사는 고정단 반사이다. nA 및 nC가 nB 및 nD보다도 큰 경우, 무기 산화물층의 두께가 얇더라도 배리어성이 양호하게 되기 때문에, 통상 무기 산화물층의 두께를 얇게 설계한다. 이 때문에, 계면 2의 고정단 반사에 있어서의 광학 거리와 계면 3의 자유단 반사에 있어서의 광학 거리는 대략 동일하다고 간주할 수 있다. 또한, 통상 nA≒nC 또 nB≒nD이기 때문에, 계면 2 및 계면 3의 반사율은 대략 동일하다. 따라서, 계면 2의 고정단 반사와 계면 3의 자유단 반사는 서로 상쇄되어, 계면 1의 고정단 반사에 영향을 주지 않는다고 간주할 수 있다.
또한, 통상의 설계에서는 광투과성 기재의 굴절률 n0보다 무기 산화물층 A의 굴절률 nA 쪽이 높아진다. 따라서, 계면 5의 반사는 자유단 반사이다. 상술한 것과 같이, nA 및 nC가 nB 및 nD보다도 큰 경우, 통상 무기 산화물층의 두께를 얇게 설계하기 때문에, 계면 4의 고정단 반사에 있어서의 광학 거리와 계면 5의 자유단 반사에 있어서의 광학 거리는 대략 동일하다고 간주할 수 있다. 또한, 본 개시에서는, 무기 산화물층 A와 유기 피복층 B의 계면(계면 4)의 반사율이 광투과성 기재와 무기 산화물층 A의 계면(계면 5)의 반사율보다도 큰 것을 필수 요건으로 하고 있다. 따라서, 계면 1의 고정단 반사에 영향을 주는 반사로는, 계면 5는 고려하지 않고, 계면 4를 고려하면 된다고 말할 수 있다.
마지막으로 계면 6의 반사를 검토한다. 통상 광투과성 기재의 두께는 빛의 파장보다도 충분히 두껍게 설계된다. 따라서, 계면 6의 반사는 소위 박막 간섭으로서 무시할 수 있는 반사이다.
이상의 점에서 볼 때, 계면 1의 반사(통상은 고정단 반사)에 대하여 간섭하는 반사로서 고려해야 할 주된 반사는 계면 4의 고정단 반사인 셈이 된다.
계면 1 및 계면 4의 반사가 모두 고정단 반사인 것을 전제로 하면, 파장 λ의 빛에 관해서는, 하기 식 x-1의 관계를 만족할 때에, 계면 4의 반사가 계면 1의 반사를 약하게 하여, 반사율이 감소한다. 그리고, 반사율이 감소하는 것은 투과율이 증가하는 것을 의미한다. 따라서, 계면 1 및 계면 4의 반사가 모두 고정단 반사인 것을 전제로 하면, 양자 도트 함유층으로부터 출사되는 파장 λ의 빛은, 하기 식 x-1의 관계를 만족할 때에, 투과율이 가장 높아진다. 또한, 무기 산화물층 A 및 무기 산화물층 C의 두께는, 간섭에 영향을 주지 않을 정도로 얇다고 말할 수 있기 때문에, 하기 식 x-1에서는 무기 산화물층의 두께를 고려하고 있지 않다.
2×nB×tB＋2×nD×tD=λ/2 (식 x-1)
식 x-1은 하기 식 x-2로 변형할 수 있다.
nB×tB+nD×tD=λ/4 (식 x-2)
식 x-2로부터, 계면 1 및 계면 4의 반사가 모두 고정단 반사인 것을 전제로 한 경우에는, 「nB×tB+nD×tD」=「λ/4」를 만족할 때에, 파장 λ의 투과율이 가장 높아진다고 말할 수 있다. 또한, 분광 투과율에는 주기성이 있기 때문에, 계면 1 및 계면 4의 반사가 모두 고정단 반사인 것을 전제로 한 경우에는, 「nB×tB+nD×tD」가 「λ/4」의 홀수배일 때에도 파장 λ의 투과율이 가장 높아진다고 말할 수 있다. 그리고, 「nB×tB+nD×tD」가 「λ/4」의 몇 배가 되는지는 식 x-2의 좌변을 우변으로 나눔으로써 산출할 수 있다.
양자 도트를 이용한 백라이트의 일차광의 중심 파장은 대략 450 nm이다. λ를 450 nm로 하면, 식 x-2의 「λ/4」는 「112.5 nm」이다.
즉, 본 개시의 식 1은 「nB×tB+nD×tD」가 「112.5 nm(λ/4)」의 몇 배인지를 나타낸 식이다.
그리고, 계면 1 및 계면 4의 반사가 모두 고정단 반사인 것을 전제로 한 경우에는, 식 1의 d1이 2x+1인 경우(x는 0 이상의 정수), 파장 450 nm의 빛의 투과율이 가장 높아지고, 식 1의 d1이 2x인 경우(x는 1 이상의 정수), 파장 450 nm의 빛의 투과율이 가장 낮아진다. 바꿔 말하면, 계면 1 및 계면 4의 반사가 모두 고정단 반사인 것을 전제로 한 경우에는, 식 1의 d1이 홀수인 경우, 파장 450 nm의 빛의 투과율이 피크를 보이고, 식 1의 d1이 짝수인 경우, 파장 450 nm의 빛의 투과율이 보텀을 보인다. 파장 450 nm의 빛은 상술한 L1이라고 간주할 수 있다.
계면 1의 반사는 통상은 고정단 반사이지만, 계면 1의 반사가 자유단 반사인 경우는 이하와 같이 생각하면 된다.
이 경우, 자유단 반사인 계면 1의 반사에 간섭하는 반사로서 고려해야 할 주된 반사는 계면 4의 고정단 반사임에는 변함이 없다. 그리고, 이 경우, 식 1의 d1이 2x+1인 경우(x는 0 이상의 정수), 파장 450 nm의 투과율이 가장 낮아지고, 식 1의 d1이 2x인 경우(x는 1 이상의 정수), 파장 450 nm의 투과율이 가장 높아진다.
본 개시의 배리어 필름은 식 1의 d1의 값이 x±0.10일 필요가 있다(단, x는 2∼13의 정수). 즉, 본 개시의 배리어 필름은 d1의 값이 2∼13 정수의 근방이라는 것을 보여주고 있다. 바꿔 말하면, d1의 값이 2∼13 정수의 근방인 본 개시의 배리어 필름은, 배리어 필름을 투과한 빛의 분광 투과 스펙트럼의 파형이 450 nm 근방에 피크 또는 보텀을 갖는 것이라는 것을 보여주고 있다.
이와 같이, 배리어 필름의 분광 투과 스펙트럼의 파형이 450 nm 근방에 피크또는 보텀을 가짐으로써, 고습 환경 하에 노출되었을 때의 색감의 변화의 억제를 억제할 수 있다. 이러한 효과가 생기는 이유는 이하와 같이 생각된다.
우선, 배리어 필름이 고습 환경 하에 노출되면, 배리어 필름의 유기 피복층이 팽윤한다. 그리고, 유기 피복층이 팽윤하면, 유기 피복층의 두께가 늘어나기 때문에, 배리어 필름의 분광 투과율의 파형이 시프트(주로 장파장 측으로 시프트)한다. 그리고, 배리어 필름의 분광 투과율은, 피크 또는 보텀 근방에서는 변화가 작지만, 피크 또는 보텀을 벗어난 영역에서는 변화가 커지는 경향이 있다. 따라서, 배리어 필름의 파장 450 nm의 투과율을 피크 근방 또는 보텀 근방으로 함으로써 유기 피복층이 팽윤하여 분광 투과 스펙트럼의 파형이 시프트했을 때의, 450 nm의 투과율의 변화를 억제할 수 있다고 생각된다. 양자 도트를 이용한 백라이트의 일차광의 중심 파장은 대략 450 nm이므로, 배리어 필름의 450 nm의 투과율의 변화를 억제하는 것은, 양자 도트 함유층(50)에 도달한 일차 광원의 빛 중 양자 도트에 충돌하지 않은 빛(L1)의 투과율의 변화를 억제하여, 양자 도트를 이용한 백라이트의 색감 변화를 억제할 수 있게 된다고 생각된다.
또한, L2(녹 및 적)의 파장 영역은, L1(청)과 비교하여 분광 투과 스펙트럼의 파형 주기가 길어지기 때문에, 유기 피복층의 팽윤에 의한 영향은 받기 어렵다.
상술한 것과 같이, 본 개시의 배리어 필름은, 식 1의 d1의 값이 2∼13의 정수 근방을 보임으로써, 고습 환경 하에 있음으로 인한 색감 변화를 억제할 수 있다.
d1의 값이 정수라도, 0 또는 1인 경우는, 유기 피복층 B 및 D의 두께가 얇다는 것을 의미한다. 이 경우, 배리어성이 충분하지 않게 되기 때문에, 양자 도트 자체의 열화에 의해 색감이 변화되어 버린다.
또한, d1의 값이 14 근방을 넘는 경우는, 유기 피복층 B 및 D의 두께가 두껍다는 것을 의미한다. 이 경우, 유기 피복층의 팽윤이 과도하게 되어, 유기 피복층의 두께가 크게 변화되기 때문에, 색감의 변화를 억제할 수 없다. 또한, d1의 값이 14 근방을 넘는 경우, 분광 투과율의 파형 주기가 짧아져, 색감의 변화를 억제하기 어렵게 된다.
<바람직한 실시형태 1A>
본 개시의 배리어 필름은, 식 1로 표시되는 d1이 x±0.10의 범위를 나타내는 것이 바람직하고(단, x는 3∼13의 홀수의 정수), x±0.07의 범위를 나타내는 것이 보다 바람직하고(단, x는 3∼13의 홀수의 정수), x±0.05의 범위를 나타내는 것이 보다 바람직하고(단, x는 3∼13의 홀수의 정수), x±0.03의 범위를 나타내는 것이 보다 바람직하고(단, x는 3∼13의 홀수의 정수), x±0.01의 범위를 나타내는 것이 보다 바람직하다(단, x는 3∼13의 홀수의 정수).
양자 도트 함유층의 굴절률 nZ는, 통상은 유기 피복층 D의 굴절률 nD보다도 작기 때문에, 계면 1의 반사는 통상은 고정단 반사이다. 그리고, 계면 1의 반사가 고정단 반사인 경우, 식 1로 표시되는 d1이 홀수배일 때에, 배리어 필름의 분광 투과 스펙트럼의 파형이 450 nm 근방에 피크를 갖게 된다.
따라서, 계면 1의 반사가 고정단 반사인 것을 전제로 하면, 바람직한 실시형태 1A와 같이, 식 1로 표시되는 d1을 홀수 근방의 값으로 함으로써, 양자 도트 함유층(50)에 도달한 일차 광원의 빛 중 양자 도트에 충돌하지 않은 빛(L1)의 투과율을 높일 수 있다는 점에서 바람직하다.
또한, 바람직한 실시형태 1A에 있어서, 식 1로 표시되는 d1에 있어서의 「x」는, 3∼11의 홀수의 정수인 것이 바람직하고, 9∼11의 홀수의 정수인 것이 보다 바람직하다.
<바람직한 실시형태 1B>
또한, 본 개시의 배리어 필름은, 식 1로 표시되는 d1이 x∼x+0.10의 범위를 나타내는 것이 바람직하고(단, x는 3∼13의 홀수의 정수), x∼x+0.07의 범위를 나타내는 것이 보다 바람직하고(단, x는 3∼13의 홀수의 정수), x∼x+0.05의 범위를 나타내는 것이 보다 바람직하고(단, x는 3∼13의 홀수의 정수), x∼x+0.03의 범위를 나타내는 것이 보다 바람직하고(단, x는 3∼13의 홀수의 정수), x∼x+0.01의 범위를 나타내는 것이 보다 바람직하다(단, x는 3∼13의 홀수의 정수).
바람직한 실시형태 1B는, 식 1로 표시되는 d1이 홀수 근방의 값이기 때문에, 배리어 필름의 분광 투과 스펙트럼의 파형이 450 nm 근방에 피크를 갖는다고 말할 수 있다. 또한, 바람직한 실시형태 1B에서는, 식 1로 표시되는 d1이 정확히 홀수보다는 플러스 측의 값을 보이고 있다. 따라서, 바람직한 실시형태 1B를 만족하는 배리어 필름은, 유기 피복층이 팽윤하여 배리어 필름의 분광 투과율의 파형이 장파장 측으로 시프트했을 때에, 파장 450 nm의 투과율은 저하하게 된다. 즉, 바람직한 실시형태 1B에서는, 유기 피복층이 팽윤하면, L1의 투과율이 감소한다.
한편, 양자 도트로 변환되는 빛(L2)은 양자 도트의 열화에 의해 서서히 광량이 저하한다.
따라서, 바람직한 실시형태 1B에서는, 양자 도트의 열화에 의해서 L2의 광량이 저하하며 또한 L1의 투과율도 감소하기 때문에, L1 및 L2의 밸런스가 잘 무너지지 않아, 색감의 변화를 보다 억제할 수 있다는 점에서 바람직하다.
또한, 바람직한 실시형태 1B에 있어서, 식 1로 표시되는 d1에 있어서의 「x」는, 3∼11의 홀수의 정수인 것이 바람직하고, 9∼11의 홀수의 정수인 것이 보다 바람직하다.
<프라이머층>
본 개시의 배리어 필름은, 상기 유기 피복층 D의 상기 무기 산화물층 C와는 반대측에 프라이머층 E를 갖고 있어도 좋다. 프라이머층을 가짐으로써, 배리어 필름과 양자 도트 함유층의 밀착성을 양호하게 할 수 있다는 점에서 바람직하다.
프라이머층은, 유기 피복층 D의 무기 산화물층 C와는 반대측이며, 유기 피복층 D와 접하는 위치에 배치하는 것이 바람직하다. 또한, 프라이머층은 배리어 필름의 가장 외층에 배치하는 것이 바람직하다.
《식 2》
본 개시의 배리어 필름은, 상기 유기 피복층 D의 상기 무기 산화물층 C와는 반대측에 프라이머층 E를 가지며, 상기 프라이머층 E의 굴절률을 nE로 정의하고, 상기 프라이머층 E의 두께를 tE로 정의했을 때에, 하기 식 2로 표시되는 d2가 y±0.10의 범위를 나타내는 것이 바람직하다(단, y는 4∼27의 정수).
(식 2)
d2=nB×tB/112.5 nm＋nD×tD/112.5 nm＋nE×tE/112.5 nm
상기 식 2로 표시되는 d2는 y±0.07의 범위를 나타내는 것이 바람직하고(단, y는 4∼27의 정수), y±0.05의 범위를 나타내는 것이 보다 바람직하고(단, y는 4∼27의 정수), y±0.03의 범위를 나타내는 것이 더욱 바람직하고(단, y는 4∼27의 정수), y±0.01의 범위를 나타내는 것이 보다 더욱 바람직하다(단, y는 4∼27의 정수).
또한, 상기 식 2로 표시되는 d2에 관해서, 「y」는 5∼20의 정수인 것이 바람직하고, 9∼15의 정수인 것이 보다 바람직하고, 11∼13의 정수인 것이 더욱 바람직하다.
식 2의 기술 사상은 식 1의 기술 사상과 대체로 동일하다.
유기 피복층 D의 무기 산화물층 C와는 반대측에 프라이머층 E를 갖는 경우, L1은 상측의 배리어 필름(100a)을 투과할 때까지 7개의 계면을 통과한다. 7개의 계면은, 양자 도트 함유층과 프라이머층 E의 계면(계면 1-1), 프라이머층 E와 유기 피복층 D의 계면(계면 1-2), 유기 피복층 D와 무기 산화물층 C의 계면(계면 2), 무기 산화물층 C와 유기 피복층 B의 계면(계면 3), 유기 피복층 B와 무기 산화물층 A의 계면(계면 4), 무기 산화물층 A와 광투과성 기재의 계면(계면 5), 광투과성 기재와 공기의 계면(계면 6)이다.
양자 도트 함유층의 굴절률 nZ는 통상은 프라이머층 E의 굴절률 nE보다도 작다. 따라서, 계면 1-1의 반사는 통상은 고정단 반사이다.
계면 1-1의 반사(통상은 고정단 반사)와 계면 1-2, 2∼6의 반사의 간섭을 검토함에 있어서, 계면 1-2, 2∼6의 반사의 성질을 검토할 필요가 있다.
계면 1-2의 반사는 고정단 반사의 경우와 자유단 반사의 경우를 생각할 수 있다. 여기서, 통상 계면 1-2의 반사율을 낮게 하기 위해서, 프라이머층 E의 굴절률 nE와 유기 피복층 D의 굴절률 nD는 굴절률차를 작게 설계된다. 따라서, 반사율이 작은 계면 1-2의 반사는 무시할 수 있다.
계면 2의 반사와 계면 3의 반사는, 프라이머층 E를 갖지 않는 경우와 마찬가지로 서로 상쇄되어, 계면 1-1의 고정단 반사에 영향을 주지 않는다고 간주할 수 있다.
계면 4의 반사와 계면 5의 반사의 관계도 프라이머층 E를 갖지 않는 경우와 마찬가지다. 계면 6의 반사는 소위 박막 간섭으로서 무시할 수 있는 반사이다.
따라서, 계면 1-1의 반사(통상은 고정단 반사)의 반사에 간섭하는 반사로서 고려해야 할 주된 반사는 계면 4의 고정단 반사인 셈이 된다. 그리고, 계면 4의 고정단 반사의 광학 거리에는 프라이머층의 광학 거리(nE×tE)를 고려할 필요가 있다.
계면 1-1 및 계면 4의 반사가 모두 고정단 반사인 것을 전제로 하면, 파장 λ의 빛에 관해서는, 하기 식 y-1의 관계를 만족할 때에, 계면 4의 반사가 계면 1-1의 반사를 약하게 하여, 반사율이 감소한다. 그리고, 반사율이 감소하는 것은 투과율이 증가하는 것을 의미한다. 따라서, 계면 1-1 및 계면 4의 반사가 모두 고정단 반사인 것을 전제로 하면, 양자 도트 함유층으로부터 출사되는 파장 λ의 빛은, 하기 식 y-1의 관계를 만족할 때에, 투과율이 가장 높아진다. 또한, 무기 산화물층 A 및 무기 산화물층 C의 두께는, 간섭에 영향을 주지 않을 정도로 얇다고 말할 수 있기 때문에, 하기 식 y-1에서는 무기 산화물층의 두께를 고려하고 있지 않다.
2×nB×tB+2×nD×tD+2×nE×tE=λ/2 (식 y-1)
식 y-1은 하기 식 y-2로 변형할 수 있다.
nB×tB＋nD×tD＋nE×tE=λ/4 (식 y-2)
식 y-2로부터, 계면 1-1 및 계면 4의 반사가 모두 고정단 반사인 것을 전제로 한 경우에는, 「nB×tB+nD×tD+nE×tE」=「λ/4」를 만족할 때에, 파장 λ의 투과율이 가장 높아진다고 말할 수 있다. 또한, 분광 투과율에는 주기성이 있기 때문에, 계면 1-1 및 계면 4의 반사가 모두 고정단 반사인 것을 전제로 한 경우에는, 「nB×tB+nD×tD+nE×tE」가 「λ/4」의 홀수배일 때에도 파장 λ의 투과율이 가장 높아진다고 할 수 있다. 그리고, 「nB×tB+nD×tD+nE×tE」가 「λ/4」의 몇 배가 되는지는 식 y-2의 좌변을 우변으로 나눔으로써 산출할 수 있다.
양자 도트를 이용한 백라이트의 일차광의 중심 파장은 대략 450 nm 이다. λ를 450 nm로 하면, 식 y-2의 「λ/4」는 「112.5 nm」이다.
즉, 식 2는 「nB×tB+nD×tD+nE×tE」가 「112.5 nm(λ/4)」의 몇 배인지를 나타낸 식이다.
그리고, 계면 1-1 및 계면 4의 반사가 모두 고정단 반사인 것을 전제로 한 경우에는, 식 2의 d2가 2y+1인 경우(y는 0 이상의 정수), 파장 450 nm의 빛의 투과율이 가장 높아지고, 식 2의 d2가 2y인 경우(y는 1 이상의 정수), 파장 450 nm의 빛의 투과율이 가장 낮아진다. 파장 450 nm의 빛은 상술한 L1이라고 간주할 수 있다.
계면 1-1의 반사는 통상은 고정단 반사이지만, 계면 1-1의 반사가 자유단 반사인 경우는 이하와 같이 생각하면 된다.
이 경우, 자유단 반사인 계면 1-1의 반사에 간섭하는 반사로서 고려해야 할 주된 반사는 계면 4의 고정단 반사임에는 변함이 없다. 그리고, 이 경우, 식 2의 d2가 2y+1인 경우(y는 0 이상의 정수), 파장 450 nm의 투과율이 가장 낮아지고, 식 2의 d2가 2y인 경우(y는 1 이상의 정수), 파장 450 nm의 투과율이 가장 높아진다.
이상과 같이, 식 2의 기술 사상은 식 1의 기술 사상과 대략 동일하다. 따라서, 식 2의 d2의 값이 4∼27의 정수 근방을 보임으로써, 고습 환경 하에 있음으로 인한 색감의 변화를 억제하기 쉽게 할 수 있다. 여기서, 식 1의 d1보다도 식 2의 d2의 값이 큰 이유는, 프라이머층 E의 광학 두께가 효과가 있기 때문이다.
d2의 값이 정수라도, 0∼3인 경우는, 유기 피복층 B, 유기 피복층 D 및 프라이머층 E의 두께가 얇아져, 배리어성 및 양자 도트 함유층과의 밀착성이 저하하는 경우가 있기 때문에 바람직하지 못하다.
또한, d2의 값이 27 근방을 넘는 경우는, 유기 피복층의 팽윤이 과도하게 되는 경우가 있다는 점, 배리어 필름이 후막화(厚膜化)하는 경우가 있다는 점에서 바람직하지 못하다. 또한, d2의 값이 27 근방을 넘는 경우, 분광 투과율의 파형의 주기가 짧아져, 색감의 변화를 억제하기 어렵게 된다.
<바람직한 실시형태 2A>
본 개시의 배리어 필름은, 식 2로 표시되는 d2가 y±0.10의 범위를 나타내는 것이 바람직하고(단, y는 5∼27의 홀수의 정수), y±0.07의 범위를 나타내는 것이 보다 바람직하고(단, y는 5∼27의 홀수의 정수), y±0.05의 범위를 나타내는 것이 보다 바람직하고(단, y는 5∼27의 홀수의 정수), y±0.03의 범위를 나타내는 것이 보다 바람직하고(단, y는 5∼27의 홀수의 정수), y±0.01의 범위를 나타내는 것이 보다 바람직하다(단, y는 5∼27의 홀수의 정수).
양자 도트 함유층의 굴절률 nZ는, 통상은 프라이머층 E의 굴절률 nE보다도 작기 때문에, 계면 1-1의 반사는 통상은 고정단 반사이다. 그리고, 계면 1-1의 반사가 고정단 반사인 경우, 식 2로 표시되는 d2가 홀수배일 때에, 배리어 필름의 분광 투과 스펙트럼의 파형이 450 nm 근방에 피크를 갖게 된다.
따라서, 계면 1-1의 반사가 고정단 반사인 것을 전제로 하면, 바람직한 실시형태 2A와 같이, 식 2로 표시되는 d2를 홀수 근방의 값으로 함으로써, 양자 도트 함유층(50)에 도달한 일차 광원의 빛 중 양자 도트에 충돌하지 않은 빛(L1)의 투과율을 높일 수 있다는 점에서 바람직하다.
또한, 바람직한 실시형태 2A에 있어서, 식 2로 표시되는 d2에 있어서의 「y」는, 5∼19의 홀수의 정수인 것이 바람직하고, 9∼15의 홀수의 정수인 것이 보다 바람직하고, 11∼13의 홀수의 정수인 것이 더욱 바람직하다.
<바람직한 실시형태 2B>
또한, 본 개시의 배리어 필름은, 식 2로 표시되는 d2가 y∼y+0.10의 범위를 나타내는 것이 바람직하고(단, y는 5∼27의 홀수의 정수), y∼y+0.07의 범위를 나타내는 것이 보다 바람직하고(단, y는 5∼27의 홀수의 정수), y∼y+0.05의 범위를 나타내는 것이 보다 바람직하고(단, y는 5∼27의 홀수의 정수), y∼y+0.03의 범위를 나타내는 것이 보다 바람직하고(단, y는 5∼27의 홀수의 정수), y∼y+0.01의 범위를 나타내는 것이 보다 바람직하다(단, y는 5∼27의 홀수의 정수).
바람직한 실시형태 2B는, 식 2로 표시되는 d2가 홀수 근방의 값이기 때문에, 배리어 필름의 분광 투과 스펙트럼의 파형이 450 nm 근방에 피크를 갖는다고 말할 수 있다. 또한, 바람직한 실시형태 2B에서는, 식 2로 표시되는 d2가 정확히 홀수보다는 플러스 측의 값을 보이고 있다. 따라서, 바람직한 실시형태 2B를 만족하는 배리어 필름은, 유기 피복층이 팽윤하여 배리어 필름의 분광 투과율의 파형이 장파장 측으로 시프트했을 때에, 파장 450 nm의 투과율은 저하하게 된다. 즉, 바람직한 실시형태 2B에서는, 유기 피복층이 팽윤하면 L1의 투과율이 감소한다.
한편, 양자 도트로 변환되는 빛(L2)은 양자 도트의 열화에 의해 서서히 광량이 저하한다.
따라서, 바람직한 실시형태 2B에서는, 양자 도트의 열화에 의해서 L2의 광량이 저하하며 또한 L1의 투과율도 감소하기 때문에, L1 및 L2의 밸런스가 잘 무너지지 않아, 색감의 변화를 보다 억제할 수 있다는 점에서 바람직하다.
또한, 바람직한 실시형태 2B에 있어서, 식 2로 표시되는 d2에 있어서의 「y」는, 5∼19의 홀수의 정수인 것이 바람직하고, 9∼15의 홀수의 정수인 것이 보다 바람직하고, 11∼13의 홀수의 정수인 것이 더욱 바람직하다.
프라이머층 E의 굴절률 nE와 유기 피복층 D의 굴절률 nD의 비인 nE/nD는, 0.95 이상 1.05 이하인 것이 바람직하고, 0.97 이상 1.03 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.98 이상 1.02 이하인 것이 더욱 바람직하다.
프라이머층 E의 굴절률 nE는, 하한이 1.47 이상인 것이 바람직하고, 1.52 이상인 것이 보다 바람직하고, 1.55 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, nE의 상한은 1.66 이하인 것이 바람직하고, 1.62 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.60 이하인 것이 더욱 바람직하다.
프라이머층 E의 두께 tE는, 70 nm 이상 1000 nm인 것이 바람직하고, 100 nm 이상 500 nm 이하인 것이 보다 바람직하고, 120 nm 이상 300 nm 이하인 것이 더욱 바람직하다.
《조성》
프라이머층 E는 폴리우레탄계 수지 조성물 등의 수지 성분을 포함하는 것이 바람직하다. 폴리우레탄계 수지는, 양자 도트 함유층과의 밀착성을 양호하게 하기 쉬우며, 또한 양자 도트 함유층을 전리방사선 경화 혹은 열 경화시킬 때에 생기는 응력을 완화하여, 상기 응력이 무기 산화물층 및 유기 피복층에 전해지기 어렵게 하는 역할을 한다. 더욱이, 폴리우레탄계 수지는, 프라이머층 E의 신장도를 향상시킴으로써, 무기 산화물층 등의 배리어 필름을 구성하는 층에 크랙이 생기는 것을 억제하기 쉽게 할 수 있다.
폴리우레탄계 수지 조성물로서는, 다작용 이소시아네이트와 히드록실기 함유 화합물의 반응에 의해서 얻어지는, 1액 내지 2액형 폴리우레탄계 수지 조성물을 들 수 있다. 다작용 이소시아네이트 및 히드록시실기 함유 화합물은, 각각 1종만 이용되어도 좋고, 복수 종류가 이용되어도 좋다.
구체적으로 다작용 이소시아네이트로서는, 톨릴렌디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 크실릴렌디이소시아네이트, 폴리메틸렌폴리페닐렌폴리이소시아네이트 등의 방향족 폴리이소시아네이트, 또는 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 등의 지방족 폴리이소시아네이트 등을 들 수 있다.
또한, 히드록실기 함유 화합물로서는, 폴리에테르폴리올, 폴리에스테르폴리올, 폴리에스테르폴리우레탄폴리올, 폴리아크릴레이트폴리올 등을 들 수 있다. 본 개시에서는, 양자 도트 함유층과의 밀착성 및 내구성의 관점에서, 폴리에스테르폴리우레탄폴리올이 특히 바람직하다. 폴리에스테르폴리우레탄폴리올은 예컨대 일본 특허공개 2001-288408호 공보, 일본 특허공개 2003-26996호 공보에 기재한 방법에 의해 제조할 수 있다.
폴리우레탄계 수지 조성물의 함유량은, 프라이머층 E의 전량을 기준으로, 40 질량% 이상인 것이 바람직하고, 70 질량% 이상인 것이 보다 바람직하다.
프라이머층 E는 실란커플링제를 더 함유하고 있어도 좋다. 실란커플링제를 포함함으로써, 프라이머층 E와 유기 피복층 D의 밀착성을 향상시키기 쉽게 할 수 있다. 실란커플링제는, 그 분자의 일단에 있는 작용기, 통상 클로로, 알콕시 또는 아세톡시기 등이 가수분해하여 실라놀기(Si-OH)를 형성한다. 이에 따라, 프라이머층 E의 수지 조성물이 공유 결합 등으로 수식되어, 강고한 결합을 형성한다. 또한, 실란커플링제의 타단에 있는 비닐, 메타크릴옥시, 아미노계, 에폭시계, 또는 메르캅토 등의 유기 작용기에 의해, 프라이머층 E와 유기 피복층 D 및 프라이머층 E와 양자 도트 함유층의 밀착성을 양호하게 하기 쉽게 할 수 있다.
실란커플링제로서는, 예컨대 γ-클로로프로필트리메톡시실란, 비닐트리클로로실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐-트리스(β-메톡시에톡시)실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, 비닐트리아세톡시실란, γ-메르캅토프로필트리메톡시실란, N-β(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-β(아미노에틸)-γ-아미노프로필메틸디메톡시실란, γ-우레이도프로필트리에톡시실란, 비스(β-히드록시에틸)-γ-아미노프로필트리에톡시실란 및 γ-아미노프로필실리콘 등을 들 수 있고, 이들의 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.
실란커플링제의 함유량은, 프라이머층 E의 전량을 기준으로, 1 질량% 이상인 것이 바람직하고, 3 질량% 이상인 것이 보다 바람직하다. 실란커플링제의 함유량이 상기 범위이면, 프라이머층 E와 유기 피복층 D 및 프라이머층 E와 양자 도트 함유층의 밀착성을 더욱 향상시키기 쉽게 할 수 있다.
또한, 프라이머층 E의 신장성을 양호하게 하면서 또한 프라이머층 E의 크랙 발생을 억제하기 위해서, 실란커플링제의 함유량은, 프라이머층 E의 전량을 기준으로, 30 질량% 이하인 것이 바람직하고, 20 질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.
프라이머층 E는 충전제를 더 포함하고 있어도 좋다. 충전제는, 프라이머층을 형성하기 위한 도포액의 점도 등을 조정하여, 코팅 적합성 등을 높이는 역할을 갖는다. 충전재로서는, 예컨대 탄산칼슘, 황산바륨, 알루미나 화이트, 실리카, 탈크, 글래스 프릿, 수지 분말 등을 사용할 수 있다.
프라이머층은, 필요에 따라서, 안정제, 가교제, 윤활제, 자외선흡수제, 기타 첨가제를 더 포함하고 있어도 좋다.
<물성>
《수증기 투과도》
배리어 필름은, JIS K7129-2:2019에 의한 수증기 투과도의 값이, 0.20 g/㎡·day 이하인 것이 바람직하고, 0.15 g/㎡·day 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 수증기 투과도를 측정할 때의 온도 및 습도의 조건은 40℃, 상대습도 90%로 한다. 또한, 수증기 투과도의 측정 전에, 측정용 샘플을 온도 23℃±5℃, 상대습도 40% 이상 65% 이하의 분위기에 30분 이상 노출하는 것으로 한다.
수증기 투과도는 예컨대 MOCON사 제조의 수증기 투과도 측정 장치(상품명: PERMATRAN)로 측정할 수 있다.
《산소 투과도》
배리어 필름은 JIS K7126-2:2006에 의한 산소 투과도의 값이 0.5 cc/㎡·day·atm 이하인 것이 바람직하다. 또한, 산소 투과도를 측정할 때의 온도 및 습도의 조건은 23℃, 상대습도 90%로 한다. 또한, 산소 투과도의 측정 전에, 측정용 샘플을 온도 23℃±5℃, 상대습도 40% 이상 65% 이하의 분위기에 30분 이상 노출하는 것으로 한다.
산소 투과도는 예컨대 MOCON사 제조의 산소 투과도 측정 장치(상품명: OX-TRAN)로 측정할 수 있다(모콘법).
《b* 값》
배리어 필름은, L*a*b* 표색계의 b* 값이 1.0 이하인 것이 바람직하고, -1.5 이상 0.8 이하인 것이 보다 바람직하다. 여기서, b* 값은 투과의 b* 값이다. 또한, b* 값을 측정할 때의 광입사면은 광투과성 기재와는 반대측의 면으로 한다.
L*a*b* 표색계는, 1976년에 국제조명위원회(CIE)에 의해 규격화된 L*a*b* 표색계에 기초한 것으로, JIS Z8781-4:2013에서 채용되었다.
《전광선 투과율》
배리어 필름은, JIS K7361-1:1997의 전광선 투과율이 80% 이상인 것이 바람직하고, 85% 이상인 것이 보다 바람직하고, 87% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또, 전광선 투과율을 측정할 때의 광입사면은 광투과성 기재와는 반대측의 면으로 한다.
<적층 구성>
본 개시의 배리어 필름의 적층 구성으로서는 예컨대 하기 (1) 및 (2)를 들 수 있다. 하기 (1) 및 (2)에 있어서 「/」는 층의 계면을 의미한다.
(1) 광투과성 기재/무기 산화물층 A/유기 피복층 B/무기 산화물층 C/유기 피복층 D
(2) 광투과성 기재/무기 산화물층 A/유기 피복층 B/무기 산화물층 C/유기 피복층 D/프라이머층 E
본 개시의 효과를 훼손하지 않는 범위에서, 배리어 필름은 상기한 것 이외의 층을 갖고 있어도 좋다.
또한, 배리어 필름의 적층 구성으로서 하기 (3)의 구성도 생각할 수 있다. 그러나, 하기 (3)의 적층 구성은, 상기 (1) 및 (2)와 비교하여 계면의 수가 많기 때문에 광학 특성의 점에서 불리하며, 또한 총 두께도 증가해 버린다. 이 때문에, 상기 (1) 및 (2)의 적층 구성이 바람직하다.
(3) 제1 광투과성 기재/무기 산화물층 A/유기 피복층 B/무기 산화물층 C/유기 피복층 D/제2 광투과성 기재/프라이머층
무기 산화물층 A, 유기 피복층 B, 무기 산화물층 C 및 유기 피복층 D의 합계 두께는, 150 nm 이상 1500 nm 이하인 것이 바람직하고, 200 nm 이상 800 nm 이하인 것이 보다 바람직하고, 300 nm 이상 650 nm 이하인 것이 더욱 바람직하다. 상기 합계 두께를 150 nm 이상으로 함으로써, 배리어성을 양호하게 하기 쉽게 할 수 있다. 또한, 상기 합계 두께를 1500 nm 이하로 함으로써, 분광 투과율의 파형의 주기가 지나치게 짧아지는 것을 억제하여, 식 1을 만족함에 따른 효과를 발휘하기 쉽게 할 수 있다.
무기 산화물층 A, 유기 피복층 B, 무기 산화물층 C, 유기 피복층 D 및 프라이머층 E의 합계 두께는, 250 nm 이상 1700 nm 이하인 것이 바람직하고, 300 nm 이상 1000 nm 이하인 것이 보다 바람직하고, 400 nm 이상 700 nm 이하인 것이 더욱 바람직하다. 상기 합계 두께를 250 nm 이상으로 함으로써, 배리어성을 양호하게 하기 쉽게 할 수 있다. 또한, 상기 합계 두께를 1700 nm 이하로 함으로써, 분광 투과율의 파형의 주기가 지나치게 짧아지는 것을 억제하여, 식 2를 만족함에 따른 효과를 발휘하기 쉽게 할 수 있다.
<제조 방법>
배리어 필름은, 예컨대 광투과성 기재 상에 무기 산화물층 A, 유기 피복층 B, 무기 산화물층 C 및 유기 피복층 D를 이 순서로 형성함으로써 제조할 수 있다. 배리어 필름이 프라이머층 E를 갖는 경우, 유기 피복층 D 상에 프라이머층 E를 형성하면 된다.
무기 산화물층 A 및 무기 산화물층 C는, 상술한 것과 같이, 진공 증착법 등의 물리 기상 성장법, 또는 플라즈마 화학 기상 성장법 등의 화학 기상 성장법 등에 의해 형성할 수 있다.
유기 피복층 B, 유기 피복층 D 및 프라이머층 E는, 각 층을 구성하는 조성물을 용해 내지는 분산시킨 도포액을 도포, 건조하고, 필요에 따라서 경화함으로써 형성할 수 있다.
<용도>
본 개시의 파장 변환 시트용 배리어 필름은, 예컨대 면 광원의 파장 변환 시트용의 배리어 필름에 이용할 수 있다. 면 광원으로서는 액정 표시 장치의 백라이트 광원, 검사 기기의 백라이트 광원 등을 들 수 있다. 즉, 본 개시의 파장 변환 시트용의 배리어 필름은 「액정 표시 장치의 백라이트 광원의 파장 변환 시트용의 배리어 필름」, 「검사 기기의 백라이트 광원의 파장 변환 시트용의 배리어 필름」 등에 이용할 수 있다.
더욱이, 본 개시의 파장 변환 시트용의 배리어 필름은 「원예의 파장 변환 시트용의 배리어 필름」에도 이용할 수 있다. 원예의 파장 변환 시트로서는, 예컨대 자외선을 식물의 성장에 알맞은 파장으로 변환하는 기능을 갖춘 시트를 들 수 있다. 식물의 성장에 알맞은 파장에는 광합성에 알맞은 파장을 들 수 있다. 원예의 파장 변환 시트는 예컨대 비닐하우스 및 유리실의 원예 시설의 천장 등에 설치할 수 있다.
[파장 변환 시트]
본 개시의 파장 변환 시트는, 양자 도트를 포함하는 양자 도트 함유층과, 상기 양자 도트 함유층의 양측에 적층되어 이루어지는 배리어 필름을 갖는 파장 변환 시트이며, 상기 배리어 필름으로서, 상술한 본 개시의 배리어 필름의 광투과성 기재와는 반대측의 면이 상기 양자 도트 함유층 측을 향하도록 적층하여 이루어지는 것이다.
도 3 및 도 4는 본 개시의 파장 변환 시트(200)의 실시형태를 도시하는 단면도이다. 도 3 및 도 4의 파장 변환 시트(200)는, 양자 도트를 포함하는 양자 도트 함유층(50)과, 양자 도트 함유층의 양측에 적층되어 이루어지는 배리어 필름(100a, 100b)을 갖고 있다. 또한, 도 3 및 도 4의 파장 변환 시트(200)는, 배리어 필름(100a, 100b)의 광투과성 기재(10)와는 반대측의 면이 양자 도트 함유층(50) 측을 향하도록 적층되어 있다.
파장 변환 시트는, 도 3 및 도 4와 같이, 양자 도트 함유층을 중심으로 하여 상하 대칭의 구성을 갖는 것이 바람직하다. 바꿔 말하면, 양자 도트 함유층의 양측에 적층되어 이루어지는 배리어 필름은 동일한 구성의 배리어 필름을 이용하는 것이 바람직하다. 상술한 구성을 가짐으로써, 왜곡이 균등하게 분산되어, 파장 변환 시트의 평면성을 양호하게 또한 파장 변환 시트의 각 계면의 밀착성을 양호하게 하기 쉽게 할 수 있다.
<양자 도트 함유층>
양자 도트 함유층은 양자 도트 및 바인더 수지를 포함한다.
양자 도트(Quantum dot)는, 반도체의 나노미터 사이즈의 미립자로, 전자나 여기자가 나노미터 사이즈의 작은 결정 내에 가둬지는 양자 구속 효과(양자 사이즈 효과)에 의해, 특이적인 광학적, 전기적 성질을 보이며, 반도체 나노 입자나 반도체 나노 결정이라고도 불리는 것이다.
양자 도트는, 반도체의 나노 미터 사이즈의 미립자이며, 양자 구속 효과(양자 사이즈 효과)를 생기게 하는 재료라면 특별히 한정되지 않는다. 양자 도트로서는, 자신의 입경에 따라서 발광색이 규제되는 반도체 미립자 및 도펀트를 갖는 반도체 미립자를 들 수 있다.
양자 도트는, 그 입경에 따라 발광색을 달리 하는 것으로, 예컨대 CdSe를 포함하는 코어만으로 구성되는 양자 도트의 경우, 입경이 2.3 nm, 3.0 nm, 3.8 nm, 4.6 nm일 때의 형광 스펙트럼의 피크 파장은 528 nm, 570 nm, 592 nm, 637 nm이다. 즉, 피크 파장 637 nm의 이차광을 방출하는 양자 도트의 입경은 4.6 nm이며, 피크 파장 528 nm의 이차광을 방출하는 양자 도트의 입경은 2.3 nm이다.
양자 도트는, 적(赤)에 상당하는 파장의 이차광을 방출하는 양자 도트 및 녹(綠)에 상당하는 파장의 이차광을 방출하는 양자 도트에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하고, 적에 상당하는 파장의 이차광을 방출하는 양자 도트 및 녹에 상당하는 파장의 이차광을 방출하는 양자 도트를 포함하는 것이 보다 바람직하다.
양자 도트는 적에 상당하는 파장의 이차광을 방출하는 양자 도트 및 녹에 상당하는 파장의 이차광을 방출하는 양자 도트 이외의 양자 도트를 함유하여도 좋다.
양자 도트의 함유량은, 양자 도트 함유층의 두께, 백라이트에 있어서의 빛의 재활용률, 목적으로 하는 색감 등에 따라서 적절하게 조정한다. 양자 도트 함유층의 두께가 후술하는 범위이면, 양자 도트 함유층의 바인더 수지 100 질량부에 대하여, 양자 도트의 함유량은 0.01 질량부 이상 1.0 질량부 이하 정도이다.
양자 도트의 코어가 되는 재료로서 구체적으로는 MgS, MgSe, MgTe, CaS, CaSe, CaTe, SrS, SrSe, SrTe, BaS, BaSe, BaTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, HgS, HgSe 및 HgTe와 같은 II-VI족 반도체 화합물, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaAs, GaP, GaN, GaSb, InN, InAs, InP, InSb, TiN, TiP, TiAs 및 TiSb와 같은 III-V족 반도체 화합물, Si, Ge 및 Pb와 같은 IV족 반도체 등의 반도체 화합물 또는 반도체를 함유하는 반도체 결정을 예시할 수 있다. 또한, InGaP와 같은 3 원소 이상을 포함한 반도체 화합물을 포함하는 반도체 결정을 이용할 수도 있다.
또한, 도펀트를 갖는 반도체 미립자를 포함하는 양자 도트로서는, 상기 반도체 화합물에, Eu3+, Tb3+, Ag+, Cu+와 같은 희토류 금속의 양이온 또는 천이 금속의 양이온을 도핑하여 이루어지는 반도체 결정을 이용할 수도 있다.
양자 도트의 코어가 되는 재료로서는, 제작 용이성, 가시 영역에서의 발광을 얻을 수 있는 입경의 제어성, 형광 양자 수율의 관점에서, CdS, CdSe, CdTe, InP, InGaP 등의 반도체 결정이 적합하다.
양자 도트는, 1종의 반도체 화합물을 포함하는 것이라도, 2종 이상의 반도체 화합물을 포함하는 것이라도 좋으며, 예컨대 반도체 화합물을 포함하는 코어와, 상기 코어와 다른 반도체 화합물을 포함하는 셸을 갖는 코어셸형 구조를 갖고 있어도 좋다.
코어셸형 양자 도트를 이용하는 경우에 셸을 구성하는 반도체로서는, 여기자가 코어에 가둬지도록, 코어를 형성하는 반도체 화합물보다도 밴드갭이 높은 재료를 이용함으로써, 양자 도트의 발광 효율을 높일 수 있다.
이러한 밴드갭의 대소 관계를 갖는 코어셸 구조(코어/셸)로서는, 예컨대 CdSe/ZnS, CdSe/ZnSe, CdSe/CdS, CdTe/CdS, InP/ZnS, GaP/ZnS, Si/ZnS, InN/GaN, InP/CdSSe, InP/ZnSeTe, InGaP/ZnSe, InGaP/ZnS, Si/AlP, InP/ZnSTe, InGaP/ZnSTe, InGaP/ZnSSe 등을 들 수 있다.
양자 도트의 사이즈는 원하는 파장의 빛을 얻을 수 있도록 양자 도트를 구성하는 재료에 따라 적절하게 제어하면 된다. 양자 도트는 입경이 작아짐에 따라서 에너지 밴드갭이 커진다. 즉, 결정 사이즈가 작아짐에 따라, 양자 도트의 발광은 청색 측으로, 즉, 고에너지 측으로 시프트한다. 그 때문에, 양자 도트의 사이즈를 변화시킴으로써, 자외 영역, 가시 영역, 적외 영역의 스펙트럼의 파장 전역에 걸쳐 그 발광 파장을 조절할 수 있다.
일반적으로 양자 도트의 입경(직경)은 0.5 nm 이상 20 nm 이하의 범위인 것이 바람직하고, 특히 1 nm 이상 10 nm 이하의 범위인 것이 바람직하다. 또한, 양자 도트의 사이즈 분포가 좁을수록 보다 선명한 발광색을 얻을 수 있다.
양자 도트의 형상은 특별히 한정되지 않고, 예컨대 구상(球狀), 막대 형상, 원반 형상, 그 밖의 형상이라도 좋다. 양자 도트의 입경은, 양자 도트가 구상이 아닌 경우, 동일 체적을 갖는 진구상(眞球狀)의 값으로 할 수 있다.
양자 도트는 수지로 피복되어 있는 것이라도 좋다.
양자 도트 함유층의 바인더 수지로서는, 열가소성 수지, 열경화성 수지 조성물의 경화물, 전리방사선 경화성 수지 조성물의 경화물을 들 수 있다. 이들 중에서도 내구성의 관점에서, 열경화성 수지 조성물의 경화물, 전리방사선 경화성 수지 조성물의 경화물이 바람직하고, 전리방사선 경화성 수지 조성물의 경화물이 보다 바람직하다.
열경화성 수지 조성물은, 적어도 열경화성 수지를 포함하는 조성물이며, 가열에 의해 경화하는 수지 조성물이다. 열경화성 수지 조성물은, 열경화성 수지 외에, 후술하는 티올 화합물을 포함하는 것이 바람직하고, 다작용 티올 화합물을 포함하는 것이 보다 바람직하다.
열경화성 수지로서는, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 페놀 수지, 요소멜라민 수지, 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 실리콘 수지 등을 들 수 있다. 열경화성 수지 조성물에는, 이들 경화성 수지에 필요에 따라서 경화제가 첨가된다.
전리방사선 경화성 수지 조성물은 전리방사선 경화성 작용기를 갖는 화합물(이하, 「전리방사선 경화성 화합물」이라고도 한다)을 포함하는 조성물이다. 전리방사선 경화성 수지 조성물은, 전리방사선 경화성 화합물 외에, 후술하는 티올 화합물을 포함하는 것이 바람직하고, 다작용 티올 화합물을 포함하는 것이 보다 바람직하다.
전리방사선 경화성 작용기로서는, (메트)아크릴로일기, 비닐기, 알릴기 등의 에틸렌성 불포화 결합기 및 에폭시기, 옥세타닐기 등을 들 수 있고, 그 중에서도 에틸렌성 불포화 결합기가 바람직하다. 또한, 에틸렌성 불포화 결합기 중에서도 (메트)아크릴레이트기가 바람직하다. 이하, (메트)아크릴로일기를 갖는 전리방사선 경화성 화합물을 (메트)아크릴레이트계 화합물이라고 부른다. 즉, 바인더 수지는 (메트)아크릴레이트계 화합물을 포함하는 조성물의 경화물을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 명세서에 있어서 「(메트)아크릴레이트」는 메타크릴레이트 및 아크릴레이트를 가리키는 것이다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「전리방사선」은, 전자파 또는 하전 입자선 중, 분자를 중합 혹은 가교할 수 있는 에너지 양자를 갖는 것을 의미하며, 통상 자외선 또는 전자선이 이용되지만, 그 밖에 X선, γ선 등의 전자파, α선, 이온선 등의 하전 입자선도 사용 가능하다.
전리방사선 경화성 화합물은, 상기 작용기를 하나만 갖는 단작용의 전리방사선 경화성 화합물이라도 좋고, 상기 작용기를 2개 이상 갖는 다작용의 전리방사선 경화성 화합물이라도 좋고, 이들의 혼합물이라도 좋다. 이들 중에서도 다작용의 전리방사선 경화성 화합물이 바람직하고, 2개 이상의 (메트)아크릴로일기를 가지고서 이루어지는 다작용의 (메트)아크릴레이트계 화합물이 보다 바람직하다. 즉, 바인더 수지는, 다작용의 전리방사선 경화성 화합물의 경화물을 포함하는 것이 바람직하고, 다작용 (메트)아크릴레이트계 화합물의 경화물을 포함하는 것이 보다 바람직하다. 나아가서는 바인더 수지는, 다작용의 전리방사선 경화성 화합물 및 티올 화합물을 포함하는 조성물의 경화물을 포함하는 것이 바람직하고, 다작용 (메트)아크릴레이트계 화합물 및 티올 화합물을 포함하는 조성물의 경화물을 포함하는 것이 보다 바람직하다.
다작용 (메트)아크릴레이트계 화합물은 알킬렌옥시기를 갖는 것이라도 좋다.
알킬렌옥시기로서는, 예컨대 탄소수가 2∼4인 알킬렌옥시기가 바람직하고, 탄소수가 2 또는 3인 알킬렌옥시기가 보다 바람직하고, 탄소수가 2인 알킬렌옥시기가 더욱 바람직하다.
알킬렌옥시기를 갖는 다작용 (메트)아크릴레이트계 화합물은, 여러 개의 알킬렌옥시기를 포함하는 폴리알킬렌옥시기를 갖는 다작용 (메트)아크릴레이트계 화합물이라도 좋다.
다작용 (메트)아크릴레이트계 화합물이 알킬렌옥시기를 갖는 경우, 1 분자 중의 알킬렌옥시기의 수는, 2개 이상 30개 이하인 것이 바람직하고, 2개 이상 20개 이하인 것이 보다 바람직하고, 3개 이상 10개 이하인 것이 더욱 바람직하고, 3개 이상 5개 이하인 것이 보다 더욱 바람직하다.
다작용 (메트)아크릴레이트계 화합물이 알킬렌옥시기를 갖는 경우, 비스페놀 구조를 갖는 것이 바람직하다. 이에 따라, 경화물의 내열성이 향상되는 경향이 있다. 비스페놀 구조로서는 예컨대 비스페놀A 구조 및 비스페놀F 구조를 들 수 있고, 그 중에서도 비스페놀A 구조가 바람직하다.
알킬렌옥시기를 갖는 다작용 (메트)아크릴레이트 화합물로서는, 그 중에서도 에톡시화비스페놀A형 디(메트)아크릴레이트, 프로폭시화비스페놀A형 디(메트)아크릴레이트 및 프로폭시화에톡시화비스페놀A형 디(메트)아크릴레이트가 바람직하고, 에톡시화비스페놀A형 디(메트)아크릴레이트가 보다 바람직하다.
또한, 전리방사선 경화성 화합물은, 모노머라도 좋고, 올리고머라도 좋고, 저분자량의 폴리머라도 좋고, 이들의 혼합물이라도 좋다.
상술한 것과 같이, 열 경화성 수지 조성물 및 전리방사선 경화성 수지 조성물은 바람직하게는 티올 화합물을 포함한다.
티올 화합물은 R-SH로 표시되는 단위(R은 유기기)를 하나 이상 갖는 화합물이다. 본 명세서에 있어서, R-SH로 표시되는 단위를 하나 갖는 화합물을 단작용 티올 화합물, R-SH로 표시되는 단위를 2개 이상 갖는 화합물을 다작용 티올 화합물이라고 부른다.
티올 화합물은, 단작용 티올 화합물이라도 좋지만, 양자 도트 함유층의 강도를 양호하게 한다는 관점에서, 다작용 티올 화합물이 바람직하다. 또한, 다작용 티올 화합물 중에서도 3작용 티올 화합물 또는 4작용 티올 화합물이 보다 바람직하다.
티올 화합물은, 라디칼 중합개시제의 존재 하에서, 라디칼 중합성 작용기를 갖는 화합물과 하기 식의 티올-엔 반응을 일으킨다. 티올-엔 반응은 중합 수축을 억제할 수 있기 때문에, 양자 도트 함유층의 경화 시에 생기는 응력을 완화하고, 그 결과, 파장 변환 시트의 층간 밀착성을 보다 향상시키기 쉽다는 점에서 바람직하다. 또한, 티올-엔 반응에 의해 얻어진 경화물은 내열성을 양호하게 하기 쉽다는 점에서 바람직하다. 또한, 티올 화합물의 굴절률(약 1.53)은, 다작용 (메트)아크릴레이트계 화합물의 굴절률(약 1.45)보다도 높기 때문에, 양자 도트 함유층의 굴절률의 조정 자유도를 높일 수 있다.
또한, 하기 반응은 단작용 티올 화합물과 하나의 라디칼 중합성 작용기를 갖는 화합물의 반응예이다. 다작용 티올 화합물과 2 이상의 라디칼 중합성 작용기를 갖는 화합물의 반응물은 덴드리머 구조를 형성하기 쉽다고 생각된다. 그리고, 덴드리머 구조를 형성한 경우, 양자 도트 함유층의 유연성이 커져, 양자 도트 함유층 자체가 우수한 응력 완화성을 발휘하기 쉽게 된다고 생각된다. 라디칼 중합성 작용기로서는, (메트)아크릴로일기, 비닐기, 알릴기 등의 에틸렌성 불포화 결합 함유 기를 들 수 있다.
Figure 112022075648356-pct00001
[식 중, R1 및 R2는 유기기이다.]
단작용 티올 화합물의 구체예로서는, 헥산티올, 1-헵탄티올, 1-옥탄티올, 1-노난티올, 1-데칸티올, 3-메르캅토프로피온산, 메르캅토프로피온산메틸, 메르캅토프로피온산메톡시부틸, 메르캅토프로피온산옥틸, 메르캅토프로피온산트리데실, 2-에틸헥실-3-메르캅토프로피오네이트, n-옥틸-3-메르캅토프로피오네이트 등을 들 수 있다.
다작용 티올 화합물의 구체예로서는, 에틸렌글리콜비스(3-메르캅토프로피오네이트), 디에틸렌글리콜비스(3-메르캅토프로피오네이트), 테트라에틸렌글리콜비스(3-메르캅토프로피오네이트), 1,2-프로필렌글리콜비스(3-메르캅토프로피오네이트), 디에틸렌글리콜비스(3-메르캅토부티레이트), 1,4-부탄디올비스(3-메르캅토프로피오네이트), 1,4-부탄디올비스(3-메르캅토부티레이트), 1,8-옥탄디올비스(3-메르캅토프로피오네이트), 1,8-옥탄디올비스(3-메르캅토부티레이트), 헥산디올비스티오글리콜레이트, 트리메틸올프로판트리스(3-메르캅토프로피오네이트), 트리메틸올프로판트리스(3-메르캅토부티레이트), 트리메틸올프로판트리스(3-메르캅토이소부티레이트), 트리메틸올프로판트리스(2-메르캅토이소부티레이트), 트리메틸올프로판트리스티오글리콜레이트, 트리스[(3-메르캅토프로피오닐옥시)-에틸]-이소시아누레이트, 트리메틸올에탄트리스(3-메르캅토부티레이트), 펜타에리트리톨테트라키스(3-메르캅토프로피오네이트), 펜타에리트리톨테트라키스(3-메르캅토부티레이트), 펜타에리트리톨테트라키스(3-메르캅토이소부티레이트), 펜타에리트리톨테트라키스(2-메르캅토이소부티레이트), 디펜타에리트리톨헥사키스(3-메르캅토프로피오네이트), 디펜타에리트리톨헥사키스(2-메르캅토프로피오네이트), 디펜타에리트리톨헥사키스(3-메르캅토부티레이트), 디펜타에리트리톨헥사키스(3-메르캅토이소부티레이트), 디펜타에리트리톨헥사키스(2-메르캅토이소부티레이트), 펜타에리트리톨테트라키스티오글리콜레이트, 디펜타에리트리톨헥사키스티오글리콜레이트 등을 들 수 있다.
전리방사선 경화성 수지 조성물(또는 열 경화성 수지 조성물) 내에 있어서, 전리방사선 경화성 화합물(또는 열 경화성 수지)과 티올 화합물의 질량비는, 80:20∼35:65인 것이 바람직하고, 70:30∼40:60인 것이 보다 바람직하다.
전리방사선 경화성 화합물이 자외선 경화성 화합물인 경우에는, 전리방사선 경화성 조성물은 광중합개시제나 광중합촉진제 등의 첨가제를 포함하는 것이 바람직하다.
양자 도트 함유층 내에는 내부 확산 입자를 포함하고 있어도 좋다.
내부 확산 입자는 유기 입자 및 무기 입자의 어느 것이나 이용할 수 있다. 유기 입자로서는, 폴리메틸메타크릴레이트, 아크릴-스티렌 공중합체, 멜라민 수지, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 벤조구아나민-멜라민-포름알데히드 축합물, 실리콘 수지, 불소계 수지 및 폴리에스테르 등을 포함하는 입자를 들 수 있다. 무기 미립자로서는, 실리카, 알루미나, 지르코니아 및 티타니아 등을 포함하는 미립자를 들 수 있다.
내부 확산 입자의 형상은 구형(球形), 원반 형상, 럭비공 형상, 부정형 등의 형상을 들 수 있다. 또한, 내부 확산 입자는 중공(中空) 입자, 다공질(多孔質) 입자 및 중실(中實) 입자의 어느 것이라도 좋다.
내부 확산 입자의 함유량은, 바인더 수지 100 질량부에 대하여, 1 질량부 이상 40 질량부 이하인 것이 바람직하고, 3 질량부 이상 30 질량부 이하인 것이 보다 바람직하다.
내부 확산 입자의 평균 입자경은, 1 ㎛ 이상 7 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 1 ㎛ 이상 3 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
양자 도트 함유층의 두께는, 10 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 20 ㎛ 이상 150 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 30 ㎛ 이상 130 ㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
양자 도트 함유층의 굴절률 nZ는, 1.40 이상 1.55 이하인 것이 바람직하고, 1.43 이상 1.52 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.46 이상 1.50 이하인 것이 더욱 바람직하다.
양자 도트 함유층의 굴절률 nZ는 대략 바인더 수지의 굴절률에 지배된다. 양자 도트 함유층은, 양자 도트의 함유량은 적고, 또한, 내부확산제가 들어가 있었다고 해도, 내부확산제는 입자경이 빛의 파장보다도 커, 층의 굴절률에는 영향을 주지 않기 때문이다.
<양자 도트 함유층과 접하는 층이 유기 피복층 D인 경우>
배리어 필름의 양자 도트 함유층과 접하는 층이 유기 피복층 D인 경우, 예컨대 하기 (i-1)∼(i-4)의 실시형태를 들 수 있다. 여기서, nZ는 양자 도트 함유층의 굴절률을 의미한다.
(i-1) nD>nZ이며, 또한 상기 식 1로 표시되는 d1이 x±0.10의 범위를 나타낸다(단, x는 3∼13의 홀수의 정수).
(i-2) nD>nZ이며, 또한 상기 식 1로 표시되는 d1이 x±0.10의 범위를 나타낸다(단, x는 2∼12의 짝수의 정수).
(i-3) nD<nZ이며, 또한 상기 식 1로 표시되는 d1이 x±0.10의 범위를 나타낸다(단, x는 3∼13의 홀수의 정수).
(i-4) nD<nZ이며, 또한 상기 식 1로 표시되는 d1이 x±0.10의 범위를 나타낸다(단, x는 2∼12의 짝수의 정수).
(i-1)∼(i-4)의 실시형태 중에서는, 배리어 필름의 분광 투과 스펙트럼의 파형이 450 nm 근방에 피크를 갖게 한다는 관점에서 (i-1) 및 (i-4)가 바람직하다. 또한, 굴절률의 대소 관계를 만족하기 쉽게 한다는 관점에서는 (i-1)이 보다 바람직하다.
또한, (i-1)∼(i-4)에 있어서, 「x±0.10」은 x±0.07인 것이 보다 바람직하고, x±0.05인 것이 보다 바람직하고, x±0.03인 것이 보다 바람직하고, x±0.01인 것이 보다 바람직하다.
또한, (i-1) 및 (i-3)에 있어서, 식 1로 표시되는 d1에 있어서의 「x」는, 3∼11의 홀수의 정수인 것이 바람직하고, 9∼11의 홀수의 정수인 것이 보다 바람직하다.
또한, (i-2) 및 (i-4)에 있어서, 식 1로 표시되는 d1에 있어서의「x」는, 4∼12의 짝수의 정수인 것이 바람직하고, 10∼12의 짝수의 정수인 것이 보다 바람직하다.
또한, (i-1)∼(i-4)의 실시형태는 하기 (i-1A)∼(i-4A)의 실시형태인 것이 바람직하다.
(i-1A) nD>nZ이며, 또한 상기 식 1로 표시되는 d1이 x∼x+0.10의 범위를 나타낸다(단, x는 3∼13의 홀수의 정수).
(i-2A) nD>nZ이며, 또한 상기 식 1로 표시되는 d1이 x-0.10∼x의 범위를 나타낸다(단, x는 2∼12의 짝수의 정수).
(i-3A) nD<nZ이며, 또한 상기 식 1로 표시되는 d1이 x-0.10∼x의 범위를 나타낸다(단, x는 3∼13의 홀수의 정수).
(i-4A) nD<nZ이며, 또한 상기 식 1로 표시되는 d1이 x∼x+0.10의 범위를 나타낸다(단, x는 2∼12의 짝수의 정수).
(i-1A)∼(i-4A)의 실시형태는, 양자 도트의 열화에 의해서 L2의 광량이 저하하며 또한 L1의 투과율도 감소하기 때문에, L1 및 L2의 밸런스가 잘 무너지지 않게 되어, 색감의 변화를 보다 억제할 수 있다는 점에서 바람직하다.
(i-1A)∼(i-4A)의 실시형태 중에서도, 배리어 필름의 분광 투과 스펙트럼의 파형이 450 nm 근방에 피크를 갖게 한다는 관점에서 (i-1A) 및 (i-4A)가 바람직하고, 굴절률의 대소 관계를 만족하기 쉽게 한다는 관점에서는 (i-1A)가 보다 바람직하다.
또한, (i-1A) 및 (i-4A)에 있어서, 「x∼x+0.10」은 x∼x+0.07인 것이 보다 바람직하고, x∼x+0.05인 것이 보다 바람직하고, x∼x+0.03인 것이 보다 바람직하고, x∼x+0.01인 것이 보다 바람직하다.
또한, (i-2A) 및 (i-3A)에 있어서, 「x-0.10∼x」는 x-0.07∼x인 것이 보다 바람직하고, x-0.05∼x인 것이 보다 바람직하고, x-0.03∼x인 것이 보다 바람직하고, x-0.01∼x인 것이 보다 바람직하다.
또한, (i-1A) 및 (i-3A)에 있어서, 식 1로 표시되는 d1에 있어서의 「x」는, 3∼11의 홀수의 정수인 것이 바람직하고, 9∼11의 홀수의 정수인 것이 보다 바람직하다.
또한, (i-2A) 및 (i-4A)에 있어서, 식 1로 표시되는 d1에 있어서의 「x」는, 4∼12의 짝수의 정수인 것이 바람직하고, 10∼12의 짝수의 정수인 것이 보다 바람직하다.
<양자 도트 함유층과 접하는 층이 프라이머층 E인 경우>
배리어 필름의 양자 도트 함유층과 접하는 층이 프라이머층 E인 경우, 예컨대 하기 (ii-1)∼(ii-4)의 실시형태를 들 수 있다. 여기서, nZ는 양자 도트 함유층의 굴절률을 의미한다.
(ii-1) nE>nZ이며, 또한 상기 식 2로 표시되는 d2가 y±0.10의 범위를 나타낸다(단, y는 5∼27의 홀수의 정수).
(ii-2) nE>nZ이며, 또한 상기 식 2로 표시되는 d2가 y±0.10의 범위를 나타낸다(단, y는 4∼26의 짝수의 정수).
(ii-3) nE<nZ이며, 또한 상기 식 2로 표시되는 d2가 y±0.10의 범위를 나타낸다(단, y는 5∼27의 홀수의 정수).
(ii-4) nE<nZ이며, 또한 상기 식 2로 표시되는 d2가 y±0.10의 범위를 나타낸다(단, y는 4∼26의 짝수의 정수).
(ii-1)∼(ii-4)의 실시형태 중에서는, 배리어 필름의 분광 투과 스펙트럼의 파형이 450 nm 근방에 피크를 갖게 한다는 관점에서 (ii-1) 및 (ii-4)가 바람직하다. 또한, 굴절률의 대소 관계를 만족하기 쉽게 한다는 관점에서는 (ii-1)이 보다 바람직하다.
또한, (ii-1)∼(ii-4)에 있어서, 「y±0.10」는, y±0.07인 것이 보다 바람직하고, y±0.05인 것이 보다 바람직하고, y±0.03인 것이 보다 바람직하고, y±0.01인 것이 보다 바람직하다.
또한, (ii-1) 및 (ii-3)에 있어서, 식 2로 표시되는 d2에 있어서의 「y」는, 5∼19의 홀수의 정수인 것이 바람직하고, 9∼15의 홀수의 정수인 것이 보다 바람직하고, 11∼13의 홀수의 정수인 것이 더욱 바람직하다.
또한, (ii-2) 및 (ii-4)에 있어서, 식 2로 표시되는 d2에 있어서의 「y」는, 6∼20의 짝수의 정수인 것이 바람직하고, 10∼16의 짝수의 정수인 것이 보다 바람직하고, 12∼14의 짝수의 정수인 것이 더욱 바람직하다.
또한, (ii-1)∼(ii-4)의 실시형태는 하기 (ii-1A)∼(ii-4A)의 실시형태인 것이 바람직하다.
(ii-1A) nE>nZ이며, 또한 상기 식 2로 표시되는 d2가 y∼y+0.10의 범위를 나타낸다(단, y는 5∼27의 홀수의 정수).
(ii-2A) nE>nZ이며, 또한 상기 식 2로 표시되는 d2가 y-0.10∼y의 범위를 나타낸다(단, y는 4∼26의 짝수의 정수).
(ii-3A) nE<nZ이며, 또한 상기 식 2로 표시되는 d2가 y-0.10∼y의 범위를 나타낸다(단, y는 5∼27의 홀수의 정수).
(ii-4A) nE<nZ이며, 또한 상기 식 2로 표시되는 d2가 y∼y+0.10의 범위를 나타낸다(단, y는 4∼26의 짝수의 정수).
(ii-1A)∼(ii-4A)의 실시형태는, 양자 도트의 열화에 의해서 L2의 광량이 저하하며 또한 L1의 투과율도 감소하기 때문에, L1 및 L2의 밸런스가 잘 무너지지 않게 되어, 색감의 변화를 보다 억제할 수 있다는 점에서 바람직하다.
(ii-1A)∼(ii-4A)의 실시형태 중에서도, 배리어 필름의 분광 투과 스펙트럼의 파형이 450 nm 근방에 피크를 갖게 한다는 관점에서 (ii-1A) 및 (ii-4A)가 바람직하고, 굴절률의 대소 관계를 만족하기 쉽게 한다는 관점에서는 (ii-1A)가 보다 바람직하다.
또한, (ii-1A) 및 (ii-4A)에 있어서, 「y∼y+0.10」은 y∼y+0.07인 것이 보다 바람직하고, y∼y+0.05인 것이 보다 바람직하고, y∼y+0.03인 것이 보다 바람직하고, y∼y+0.01인 것이 보다 바람직하다.
또한, (ii-2A) 및 (ii-3A)에 있어서, 「y-0.10∼y」는 y-0.07∼y인 것이 보다 바람직하고, y-0.05∼y인 것이 보다 바람직하고, y-0.03∼y인 것이 보다 바람직하고, y-0.01∼y인 것이 보다 바람직하다.
또한, (ii-1A) 및 (ii-3A)에 있어서, 식 2로 표시되는 d2에 있어서의 「y」는, 5∼19의 홀수의 정수인 것이 바람직하고, 9∼15의 홀수의 정수인 것이 보다 바람직하고, 11∼13의 홀수의 정수인 것이 더욱 바람직하다.
또한, (ii-2A) 및 (ii-4A)에 있어서, 식 2로 표시되는 d2에 있어서의 「y」는, 6∼20의 짝수의 정수인 것이 바람직하고, 10∼16의 짝수의 정수인 것이 보다 바람직하고, 12∼14의 짝수의 정수인 것이 더욱 바람직하다.
[백라이트]
본 개시의 백라이트는, 일차광을 방출하는 적어도 하나의 광원과, 상기 광원에 인접하여 배치되며 도광 또는 확산을 위한 광학판과, 상기 광학판의 광출사 측에 배치된 파장 변환 시트를 구비한 백라이트에 있어서, 상기 파장 변환 시트가 상술한 본 개시의 파장 변환 시트인 것이다.
본 개시의 백라이트(300)로서는, 일례로서 도 5에 도시하는 것과 같은 엣지 라이트형의 백라이트(301), 또는 도 6에 도시하는 것과 같은 직하형의 백라이트(302)를 들 수 있다.
도 5의 엣지 라이트형의 백라이트(301)에 이용되는 광학판(220)은, 광원(210)에서 방출된 일차광을 도광하기 위한 광학 부재이며, 소위 도광판(221)이다. 도광판(221)은, 예컨대 적어도 하나의 면을 광입사면으로 하고, 이것과 대략 직교하는 한쪽의 면을 광출사면으로 하도록 성형된 대략 평판형의 형상을 포함한다.
도광판은 주로 폴리메틸메타크릴레이트 등의 고투명의 수지에서 선택되는 매트릭스 수지를 포함한다. 도광판은, 필요에 따라서 매트릭스 수지와 굴절률이 다른 수지 입자가 첨가되어 있어도 좋다. 도광판의 각 면은, 한결같은 평면이 아니라 복잡한 표면 형상을 하고 있는 것이라도 좋고, 도트 패턴 등이 형성되어 있어도 좋다.
도 6의 직하형의 백라이트(302)에 이용되는 광학판(220)은, 광원(210)의 패턴을 잘 보이지 않게 하기 위한 광확산성을 갖는 광학 부재(광확산판(222))이다. 광확산판(222)으로서는 예컨대 두께 1 mm 이상 3 mm 이하 정도의 유백색(乳白色)의 수지판을 들 수 있다.
엣지 라이트형 및 직하형의 백라이트에는, 상술한 광원, 광학판 및 배리어 필름 외에, 목적에 따라서, 반사판, 광확산 필름, 프리즘 시트, 휘도 상승 필름(BEF) 및 반사형 편광 필름(DBEF) 등에서 선택되는 1종 이상의 부재를 구비하고 있어도 좋다.
반사판은 광학판의 광출사면 측와 반대측에 배치된다. 광확산 필름, 프리즘 시트, 휘도 상승 필름 및 반사형 편광 필름은 광학판의 광출사면 측에 배치된다. 반사판, 광확산 필름, 프리즘 시트, 휘도 상승 필름 및 반사형 편광 필름 등에서 선택되는 1종 이상의 부재를 구비한 구성으로 함으로써, 정면 휘도, 시야각 등의 밸런스가 우수한 백라이트로 할 수 있다.
엣지 라이트형 및 직하형의 백라이트에 있어서, 광원(210)은 일차광을 방출하는 발광체이며, 청(靑)에 상당하는 파장의 일차광을 방출하는 발광체를 이용하는 것이 바람직하다. 청에 상당하는 파장의 일차광은, 피크 파장이 380 nm 이상 480 nm 이하의 범위인 것이 바람직하다. 피크 파장의 범위는 450 nm±7 nm인 것이 보다 바람직하고, 450 nm±5 nm인 것이 보다 바람직하고, 450 nm±3 nm인 것이 보다 바람직하고, 450 nm±1 nm인 것이 보다 바람직하다.
광원(210)으로서는, 백라이트를 설치하는 장치를 단순화 및 소형화할 수 있다고 하는 관점에서, LED 광원인 것이 바람직하고, 청색 단색의 LED 광원인 것이 보다 바람직하다. 광원(210)은 적어도 하나이며, 충분한 일차광을 방출한다고 하는 관점에서, 여러 개인 것이 바람직하다.
파장 변환 시트를 포함하는 백라이트는, 국제조명위원회(CIE)의 Yxy 표색계에 관해서, 하기의 고온고습 시험 전후의 x 값의 차(Δx) 및 y 값의 차(Δy)가 모두 0.020 이하인 것이 바람직하고, 모두 0.010 이하인 것이 보다 바람직하다. Δx 및 Δy를 0.020 이하로 함으로써 색감의 변화를 억제할 수 있다.
고온고습 시험: 60℃, 상대습도 90%의 분위기에 1000시간 노출하는 시험
또한, 고온고습 시험 후의 x 값 및 y 값은, 고온고습 시험의 환경에서 측정용 샘플을 빼낸 후, 재빠르게 온도 23℃±5℃, 상대습도 40% 이상 65% 이하의 분위기에서 측정하는 것으로 한다.
[액정 표시 장치]
본 개시의 액정 표시 장치는, 백라이트 및 액정 패널을 구비한 액정 표시 장치이며, 상기 백라이트가 상술한 본 개시의 백라이트인 것이다.
액정 패널은 특별히 한정되지 않으며, 액정 표시 장치의 액정 패널로서 범용의 것을 이용할 수 있다. 예컨대 액정층의 위아래를 유리판으로 사이에 끼운 일반적인 구조를 갖는 액정 패널, 구체적으로는 TN, STN, VA, IPS 및 OCB 등의 표시 방식인 것을 이용할 수 있다.
액정 표시 장치는 또한 편광판 및 컬러 필터 등을 구비한다. 편광판 및 컬러 필터는 범용의 것을 이용할 수 있다.
액정 표시 장치의 표시 화상은 백라이트로부터 조사된 백색광이 컬러 필터를 투과함으로써 컬러 표시된다. 액정 표시 장치는, 양자 도트에 의한 백라이트의 스펙트럼과 적합한 컬러 필터를 이용함으로써, 밝기와 효율이 우수하여, 매우 선명한 색을 생성하는 디스플레이를 실현할 수 있다.
실시예
이어서, 본 개시를 실시예에 의해 더욱 상세히 설명하지만, 본 개시는 이들 예에 의해서 하등 한정되는 것이 아니다. 또한, 「부」 및 「%」는, 특별히 언급하지 않는 한, 질량 기준으로 한다.
1. 측정 및 평가
실시예 및 비교예의 배리어 필름 또는 파장 변환 시트에 관해서 하기의 측정 및 평가를 실시했다. 결과를 표 1 또는 2에 나타낸다.
1-1. 수증기 투과도
실시예 및 비교예의 배리어 필름에 관해서 JIS K7129-2:2019에 의한 수증기 투과도의 값을 측정했다. 측정 장치는 MOCON사 제조의 상품명 「PERMATRAN」을 이용했다. 수증기 투과도를 측정할 때의 온도 및 습도의 조건은 40℃, 상대습도 90%로 했다. 또한, 수증기 투과도의 측정 전에, 측정용 샘플을 온도 23℃±5℃, 상대습도 40% 이상 65% 이하의 분위기에 30분 이상 노출했다. 이와 같이 하여 측정된 수증기 투과도는 초기 단계의 수증기 투과도를 의미한다. 수증기 투과도가 0.20 g/㎡·day 이하인 것이 합격 레벨이다.
1-2. 전광선 투과율
실시예 및 비교예의 배리어 필름에 관해서 전광선 투과율을 측정했다. 광입사면은 광투과성 기재와는 반대측의 면으로 했다. 측정 장치는 헤이즈미터(HM-150,무라카미시키사이기쥬츠겐큐쇼 제조)를 이용했다. 전광선 투과율이 85% 이상인 것이 합격 레벨이다.
또한, 전광선 투과율은 온도 23℃±5℃, 상대습도 40% 이상 65% 이하의 분위기에서 측정했다. 또한, 측정 전에 샘플을 상기 분위기에 30분 이상 노출했다. 이와 같이 하여 측정된 전광선 투과율은 초기 단계의 전광선 투과율을 의미한다.
1-3. b* 값
실시예 및 비교예의 배리어 필름에 관해서 L*a*b* 표색계의 b* 값(투과의 b* 값)을 측정했다. 광입사면은 광투과성 기재와는 반대측의 면으로 했다. 측정 장치는 닛폰분코사 제조의 분광광도계(상품명: V670)를 이용했다. b* 값이 1.0 이하인 것이 합격 레벨이다.
또한, b* 값은 온도 23℃±5℃, 상대습도 40% 이상 65% 이하의 분위기에서 측정했다. 또한, 측정 전에 샘플을 상기 분위기에 30분 이상 노출했다. 이와 같이 하여 측정된 b* 값은 초기 단계의 b* 값을 의미한다.
1-4. 분광 투과율
실시예 1 및 비교예 1의 배리어 필름에 관해서, 광투과성 기재와는 반대측의 면을 광입사면으로 하여, 파장 380 nm 이상 780 nm 이하의 분광 투과율을 측정했다(측정 파장 간격; 1 nm). 측정 장치는 닛폰분코사 제조의 분광광도계(상품명: V670)를 이용하고, 부속 유닛 등으로서 하기의 것을 이용했다.
·부속 유닛; 적분구 유닛(닛폰분코가부시키가이샤 제조, 품번: ISN-723)
·광원; 중수소 램프(190 nm∼350 nm), 할로겐 램프(330 nm∼2700 nm)
·측정 스폿 직경: 2 mm∼20 mm
실시예 1의 배리어 필름의 분광 투과율을 도 7, 비교예 1의 배리어 필름의 분광 투과율을 도 8에 도시한다. 또한, 참고예로서, 실시예 1의 배리어 필름으로부터 프라이머층을 제외한 배리어 필름의 분광 투과율을 도 9, 비교예 1의 배리어 필름으로부터 프라이머층을 제외한 배리어 필름의 분광 투과율을 도 10에 도시한다. 여기서, 도 7∼도 10은 횡축이 파장(단위는 「nm」), 종축이 투과율(「%」)이다.
또한, 분광 투과율은 온도 23℃±5℃, 상대습도 40% 이상 65% 이하의 분위기에서 측정했다. 또한, 측정 전에 샘플을 상기 분위기에 30분 이상 노출했다. 이와 같이 하여 측정된 분광 투과율은 초기 단계의 분광 투과율을 의미한다.
1-5. Δx, Δy
<측정용의 직하형 백라이트의 준비>
직하형 백라이트를 구비한 시판되는 액정 텔레비전(VIZIO사 제조, PQ65-F1)을 분해하여, 직하형 백라이트를 빼냈다. 상기 직하형 백라이트에는, 광원으로서 발광 중심 파장이 450 nm, 반치전폭이 20 nm인 직하형의 청색 LED가 탑재되어 있다. 또한, 상기 광원의 광출사 측에는, 광확산판, 양자 도트 함유층을 포함하는 파장 변환 시트, 프리즘 시트 및 반사 편광판(휘도 향상 필름, 쓰리엠사 제조, DBEF(등록상표))이 이 순서로 배치되어 있다. 또한, 광원의 광출사 측과 반대측에는 반사 시트가 구비되어 있다.
상기 직하형 백라이트 내의 파장 변환 시트를, 실시예 및 비교예의 파장 변환 시트로 변경하여, 「초기 단계의 x 값 및 y 값 측정용의 직하형 백라이트」를 얻었다. 또한, 실시예 및 비교예의 파장 변환 시트는, 직하형 백라이트에 집어넣기 전에, 온도 23℃±5℃, 상대습도 40% 이상 65% 이하의 분위기에 30분 이상 노출했다.
또한, 상기 직하형 백라이트 내의 파장 변환 시트를, 고온고습 시험(60℃, 상대습도 90%의 분위기에 1000시간 노출하는 시험)을 실시한 실시예 및 비교예의 파장 변환 시트로 변경하여, 「고온고습 시험 후의 x 값 및 y 값 측정용의 직하형 백라이트」를 얻었다. 고온고습 시험을 실시한 실시예 및 비교예의 파장 변환 시트를 직하형 백라이트에 집어넣는 작업은, 온도 23℃±5℃, 상대습도 40% 이상 65% 이하의 분위기에서 재빠르게 행했다.
그리고, 상기한 측정용의 직하형 백라이트에 관해서 이하의 측정 환경 하에서 측정을 실시했다.
<초기 단계의 x 값 및 y 값>
초기 단계의 x 값 및 y 값 측정용의 직하형 백라이트를 점등하여, 암실 환경 하에 있어서, 500 mm 떨어진 정면 방향으로부터 국제조명위원회(CIE)의 Yxy 표색계의 x 값 및 y 값을 측정했다. 측정 분위기는 온도 23℃±5℃, 상대습도 40% 이상 65% 이하로 했다. 또한, 측정 전에 샘플을 상기 분위기에 30분 이상 노출했다. 측정 장치는 톱콘테크노하우스사 제조의 분광방사계(상품명: SR-3AR)를 이용했다.
<고온고습 시험 후의 x 값 및 y 값>
고온고습 시험 후의 x 값 및 y 값 측정용의 작하형 백라이트를 점등하여, 암실 환경 하에 있어서, 500 mm 떨어진 정면 방향으로부터 국제조명위원회(CIE)의 Yxy 표색계의 x 값 및 y 값을 측정했다. 측정 분위기는 온도 23℃±5℃, 상대습도 40% 이상 65% 이하로 했다. 측정 장치는 톱콘테크노하우스사 제조의 분광방사계(상품명: SR-3AR)를 이용했다.
<Δx, Δy>
초기 단계의 x 값과 고온고습 시험 후의 x 값의 차(Δx) 및 초기 단계의 y 값과 고온고습 시험 후의 y 값의 차(Δy)를 산출했다. Δx 및 Δy가 모두 0.020 이하인 것이 합격 레벨이다.
2. 양자 도트 분산액의 제작
산소 농도가 300 ppm 이하가 되도록 질소 퍼지한 글로브 박스 내에서, 양자 도트 및 아미노 변성 실리콘을 하기에 나타내는 조성비로 혼합하고, 90℃에서 중탕하면서 마그네틱 스터러로 4시간 교반했다. 그 후, 구멍 직경 0.2 ㎛의 폴리프로필렌성 필터로 여과하여, CdSe/ZnS 코어셸형 양자 도트 분산액을 얻었다.
·양자 도트 0.9 질량부
(발광 피크: 540 nm, 제조 번호: 748056, 시그마알드리치사 제조)
·양자 도트 0.9 질량부
(발광 피크: 630 nm, 제조 번호: 790206, 시그마알드리치사 제조)
·아미노 변성 실리콘 99 질량부
(Genesee사 제조, 품번: GP-344, 점도: 670 mPa·s)
3. 배리어 필름의 제작 및 파장 변환 시트의 제작
[실시예 1]
이축 연신 PET 필름(굴절률 n0: 1.636, 두께 t0: 12 ㎛)의 한쪽의 면 위에, 진공 증착법에 의해 산화알루미늄을 증착하여, 무기 산화물층 A(굴절률 nA: 1.77, 두께 tA: 8 nm)를 형성했다.
이어서, 무기 산화물층 A 상에, 하기 유기 피복층 형성용 도포액을 그라비아 인쇄에 의해 도포하고, 180℃에서 60초간 가열 처리하여, 유기 피복층 B(굴절률 nB: 1.55, 두께 tB: 251 nm)를 형성했다.
이어서, 유기 피복층 B 상에, 진공 증착법에 의해 산화알루미늄을 증착하여, 무기 산화물층 C(굴절률 nC: 1.77, 두께 tC: 8 nm)를 형성했다.
이어서, 무기 산화물층 C 상에, 하기 유기 피복층 형성용 도포액을 그라비아인쇄에 의해 도포하고, 180℃에서 60초간 가열 처리하여, 유기 피복층 D(굴절률 nD: 1.55, 두께 tD: 251 nm)를 형성했다.
이어서, 유기 피복층 D 상에, 하기 프라이머층 형성용 도포액을 그라비아 인쇄에 의해 도포하여, 80℃에서 60초간 가열 처리하고, 프라이머층 E(굴절률 nE: 1.575, 두께 tE: 143 nm)를 형성하여, 실시예 1의 배리어 필름을 얻었다. 또, 동일 구성의 배리어 필름을 2개 제작했다.
<유기 피복층 형성용 도포액의 조제>
물, 이소프로필알코올 및 0.5 N 염산을 혼합한 용액(pH 2.2)에, 테트라에톡시실란을 10℃가 되도록 냉각하면서 혼합시켜, 용액 A를 조정했다. 별도로 비누화값 99% 이상의 폴리비닐알코올, 이소프로필알코올을 혼합한 용액 B를 조정했다. 용액 A와 용액 B를 혼합하여, 유기 피복층 형성용 도포액(고형분: 5 질량%)을 조정했다. 유기 피복층 형성용 도포액 내에 있어서, 테트라에톡시실란과 폴리비닐알코올의 질량비는 29:4이다.
<프라이머층 형성용 도포액>
·폴리에스테르폴리우레탄폴리올 50 질량부
(수산기값: 62 mgKOH/g, 고형분 20질량%)
·실란커플링제 1 질량부
(3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란)
·실리카 필러 1 질량부
(평균 입경 5 ㎛)
·경화제 1 질량부
(1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트, 고형분 35%)
·용제 50 질량부
(메틸에틸케톤)
위에서 제작한 2개의 배리어 필름 중의 한쪽의 배리어 필름의 프라이머층 측의 면에, 하기 처방의 양자 도트 함유층 도포액을 도포, 건조하여, 전리방사선 미조사의 양자 도트 함유층을 형성하여 이루어지는 적층체 A를 얻었다.
이어서, 적층체 A의 전리방사선 미조사의 양자 도트 함유층 측의 면과 다른 쪽의 배리어 필름의 프라이머층 측의 면이 대향하도록 적층한 후, 자외선을 조사하고, 양자 도트 함유층의 전리방사선 경화성 수지 조성물의 경화를 진행시켜, 실시예 1의 파장 변환 시트를 얻었다. 양자 도트 함유층의 두께는 100 ㎛, 굴절률은 1.48이다.
<양자 도트 함유층 도포액>
·다작용 아크릴레이트계 화합물 58.11 질량부
(에톡시화비스페놀A디아크릴레이트; 신나카무라가가쿠고교사의 상품명 「ABE-300」)
·다작용 티올 화합물 38.74 질량부
(펜타에리트리톨테트라키스(3-메르캅토프로피오네이트); SC유키가가쿠사의 상품명 「PEMP」)
·광중합개시제 0.5 질량부
(IGM Resins B.V.사의 상품명 「Omnirad TPO H」)
·상기 「2」에서 제작한 양자 도트 분산액 1.61 질량부
·아세트산 0.79 질량부
·산화티탄 0.25 질량부
(Chemours사의 상품명 「타이퓨어 R-706」; 입자경 0.36 ㎛)
[실시예 2∼13]
유기 피복층 B, 유기 피복층 D 및 프라이머층 E의 두께를 표 1의 값으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 같은 식으로 하여 실시예 2∼13의 배리어 필름 및 파장 변환 시트를 얻었다.
[실시예 14]
유기 피복층 B 및 유기 피복층 D의 두께를 표 1의 값으로 변경하고, 유기 피복층 D 상에 프라이머층 E를 형성하지 않은 것 이외에는, 실시예 1과 같은 식으로 하여 실시예 14의 배리어 필름 및 파장 변환 시트를 얻었다.
[비교예 1∼3]
유기 피복층 B, 유기 피복층 D 및 프라이머층 E의 두께를 표 2의 값으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 같은 식으로 하여 비교예 1∼3의 배리어 필름 및 파장 변환 시트를 얻었다.
[비교예 4]
유기 피복층 B 상에 프라이머층 E를 형성하고, 무기 산화물층 C 및 유기 피복층 D를 형성하지 않은 것 이외에는, 실시예 1과 같은 식으로 하여 비교예 4의 배리어 필름 및 파장 변환 시트를 얻었다.
[비교예 5]
무기 산화물층 A 및 무기 산화물층 C를 산화규소의 증착막(굴절률: 1.457)으로 변경하고, 유기 피복층 B, 유기 피복층 D 및 프라이머층 E의 두께를 표 2의 값으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 같은 식으로 하여 비교예 5의 배리어 필름 및 파장 변환 시트를 얻었다.
Figure 112022075648356-pct00002
Figure 112022075648356-pct00003
표 1의 결과로부터, 실시예의 배리어 필름은, 파장 변환 시트에 적용했을 때에, 색감의 변화를 억제할 수 있다는 것을 확인할 수 있다. 특히 식 1로 표시되는 d1 및 식 2로 표시되는 d2가 홀수의 정수 근방인 실시예 1∼10, 13∼14는, d1 및 d2가 짝수의 정수 근방인 실시예 11∼12의 것과 비교하여, 색감의 변화를 보다 억제할 수 있다는 것을 확인할 수 있다.
한편, 표 2의 결과로부터, 비교예의 배리어 필름은, 파장 변환 시트에 적용했을 때에, 색감의 변화를 억제할 수 없다는 것을 확인할 수 있다. 비교예 1의 배리어 필름은, 식 1로 표시되는 d1 및 식 2로 표시되는 d2가, 정수의 근방에서 먼 값을 보이기 때문에, 색감의 변화를 억제할 수 없는 것이었다. 비교예 2의 배리어 필름은, d1 및 d2가 홀수의 정수 근방이지만, d1 및 d2의 값이 작기(≒유기 피복층 B 및 D 등의 두께가 지나치게 얇기) 때문에, 배리어성이 뒤떨어져, 색감의 변화를 억제할 수 없는 것이었다. 비교예 3의 배리어 필름은, d1 및 d2가 짝수의 정수 근방이지만, d1 및 d2의 값이 13을 넘기(≒유기 피복층 B 및 D 등의 두께가 지나치게 두껍기) 때문에, 고습 환경 하에서 유기 피복층 B 및 D가 과도하게 팽윤하여, 색감의 변화를 억제할 수 없는 것이었다. 비교예 4의 배리어 필름은, 무기 산화물층이 1층뿐이기 때문에, 배리어성이 뒤떨어져, 색감의 변화를 억제할 수 없는 것이었다. 비교예 5의 배리어 필름은 무기 산화물층이 두께 30 nm 실리카의 층이다. 실리카는 알루미나와 동등한 배리어 특성을 얻기 위해서는 두께를 두껍게 할 필요가 있는데, 비교예 5의 배리어 필름은 실리카의 층 두께가 30 nm로 두껍기 때문에, 배리어성은 충분하다. 그러나, 두께가 두꺼운 실리카이기 때문에 초기 단계의 b* 값이 높은 것이었다. 또한, 비교예 5의 배리어 필름은, 유기 피복층 및 프라이머층의 조성 및 두께가 실시예 3과 동일하지만, 무기 산화물층이 두께가 두꺼운 실리카의 층이기 때문에, 배리어 필름의 분광 투과 스펙트럼의 파형에 실리카의 무기 산화물층이 영향을 미쳐, 실시예 3과 비교하여 색감의 변화를 억제할 수 없는 것이었다.
또한, 도 7과 도 8의 비교로부터, 식 2로 표시되는 d2를 홀수의 정수 근방으로 함으로써, 배리어 필름의 분광 투과율이 450 nm 근방에서 피크를 보이게 할 수 있다는 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 9와 도 10의 비교로부터, 식 1로 표시되는 d1을 홀수의 정수 근방으로 함으로써, 배리어 필름의 분광 투과율이 450 nm 근방에서 피크를 보이게 할 수 있다는 것을 확인할 수 있다.
10: 광투과성 기재, 21: 무기 산화물층 A, 22: 무기 산화물층 C, 31: 유기 피복층 B, 32: 유기 피복층 D, 40: 프라이머층, 50: 양자 도트 함유층, 100: 배리어 필름, 100a: 배리어 필름, 100b: 배리어 필름, 200: 파장 변환 시트, 210: 광원, 220: 광학판, 221: 도광판, 222: 확산판, 230: 반사판, 240: 프리즘 시트, 300: 백라이트, 301: 엣지 라이트형 백라이트, 302: 직하형 백라이트.

Claims (18)

  1. 광투과성 기재 상에, 무기 산화물층 A, 유기 피복층 B, 무기 산화물층 C 및 유기 피복층 D를 이 순서로 가지고서 이루어지고,
    상기 광투과성 기재, 상기 무기 산화물층 A, 상기 유기 피복층 B, 상기 무기 산화물층 C 및 상기 유기 피복층 D의 굴절률을, 각각 n0, nA, nB, nC 및 nD로 정의하고,
    상기 광투과성 기재, 상기 무기 산화물층 A, 상기 유기 피복층 B, 상기 무기 산화물층 C 및 상기 유기 피복층 D의 두께를, 각각 t0, tA, tB, tC 및 tD로 정의했을 때에,
    nA 및 nC가 nB 및 nD보다도 크며, 또한,
    상기 무기 산화물층 A와 상기 유기 피복층 B의 계면의 반사율이 상기 광투과성 기재와 상기 무기 산화물층 A의 계면의 반사율보다도 크고, 또한,
    하기 식 1로 표시되는 d1이 x±0.10의 범위를 나타내는(단, x는 2∼13의 정수), 파장 변환 시트용의 배리어 필름.
    (식 1)
    d1=nB×tB/112.5 nm＋nD×tD/112.5 nm
  2. 제1항에 있어서, 상기 식 1로 표시되는 d1이 x±0.10의 범위를 나타내는(단, x는 3∼13의 홀수의 정수), 배리어 필름.
  3. 제1항에 있어서, 상기 식 1로 표시되는 d1이 x∼x+0.10의 범위를 나타내는(단, x는 3∼13의 홀수의 정수), 배리어 필름.
  4. 제1항에 있어서, 상기 유기 피복층 D의 상기 무기 산화물층 C와는 반대측에 프라이머층 E를 갖고,
    상기 프라이머층 E의 굴절률을 nE로 정의하고, 상기 프라이머층 E의 두께를 tE로 정의했을 때에,
    하기 식 2로 표시되는 d2가 y±0.10의 범위를 나타내는(단, y는 4∼27의 정수), 배리어 필름.
    (식 2)
    d2=nB×tB/112.5 nm＋nD×tD/112.5 nm＋nE×tE/112.5 nm
  5. 제4항에 있어서, 상기 식 2로 표시되는 d2가 y±0.10의 범위를 나타내는(단, y는 5∼27의 홀수의 정수), 배리어 필름.
  6. 제4항에 있어서, 상기 식 2로 표시되는 d2가 y∼y+0.10의 범위를 나타내는(단, y는 5∼27의 홀수의 정수), 배리어 필름.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, nE/nD가 0.95 이상 1.05 이하인, 배리어 필름.
  8. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, tE가 70 nm 이상 1000 nm 이하인, 배리어 필름.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, tA 및 tC가 각각 6 nm 이상 25 nm 이하인, 배리어 필름.
  10. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, tB 및 tD가 각각 70 nm 이상 480 nm 이하인, 배리어 필름.
  11. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, t0이 5 ㎛ 이상인, 배리어 필름.
  12. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무기 산화물층 A 및 상기 무기 산화물층 C가 산화알루미늄을 포함하는, 배리어 필름.
  13. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 피복층 B 및 상기 유기 피복층 D가 폴리비닐알코올을 포함하는, 배리어 필름.
  14. 양자 도트를 포함하는 양자 도트 함유층과, 상기 양자 도트 함유층의 양측에 적층되어 이루어지는 배리어 필름을 갖는 파장 변환 시트로서, 상기 배리어 필름으로서 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재한 배리어 필름의 광투과성 기재와는 반대측의 면이 상기 양자 도트 함유층 측을 향하도록 적층하여 이루어지는, 파장 변환 시트.
  15. 양자 도트를 포함하는 양자 도트 함유층과, 상기 양자 도트 함유층의 양측에 적층되어 이루어지는 배리어 필름을 갖는 파장 변환 시트로서,
    상기 배리어 필름은 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재한 배리어 필름이며,
    상기 배리어 필름의 광투과성 기재와는 반대측의 면이 상기 양자 도트 함유층 측을 향하도록 적층하여 이루어지고,
    상기 배리어 필름의 상기 양자 도트 함유층과 접하는 층이 상기 유기 피복층 D이고, 상기 양자 도트 함유층의 굴절률을 nZ로 정의했을 때에, 하기 (i-1)을 만족하는, 파장 변환 시트:
    (i-1) nD>nZ이며, 또한 상기 식 1로 표시되는 d1이 x±0.10의 범위를 나타낸다(단, x는 3∼13의 홀수의 정수).
  16. 양자 도트를 포함하는 양자 도트 함유층과, 상기 양자 도트 함유층의 양측에 적층되어 이루어지는 배리어 필름을 갖는 파장 변환 시트로서,
    상기 배리어 필름은 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재한 배리어 필름이며,
    상기 배리어 필름의 광투과성 기재와는 반대측의 면이 상기 양자 도트 함유층 측을 향하도록 적층하여 이루어지고,
    상기 배리어 필름의 상기 양자 도트 함유층과 접하는 층이 상기 프라이머층 E이고, 상기 양자 도트 함유층의 굴절률을 nZ로 정의했을 때에, 하기 (ii-1)을 만족하는, 파장 변환 시트:
    (ii-1) nE>nZ이며, 또한 상기 식 2로 표시되는 d2가 y±0.10의 범위를 나타낸다(단, y는 5∼27의 홀수의 정수).
  17. 일차광을 방출하는 적어도 하나의 광원과, 상기 광원에 인접하여 배치되며 도광 또는 확산을 위한 광학판과, 상기 광학판의 광출사 측에 배치된 파장 변환 시트를 구비한 백라이트에 있어서, 상기 파장 변환 시트가 제14항에 기재한 파장 변환 시트인 백라이트.
  18. 백라이트 및 액정 패널을 구비한 액정 표시 장치로서, 상기 백라이트가 제17항에 기재한 백라이트인 액정 표시 장치.
KR1020227025231A 2020-08-19 2021-08-03 배리어 필름, 그리고 이것을 이용한 파장 변환 시트, 백라이트 및 액정 표시 장치 KR102520352B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2020-138751 2020-08-19
JP2020138751 2020-08-19
PCT/JP2021/028689 WO2022039015A1 (ja) 2020-08-19 2021-08-03 バリアフィルム、並びに、これを用いた波長変換シート、バックライト及び液晶表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220107318A KR20220107318A (ko) 2022-08-02
KR102520352B1 true KR102520352B1 (ko) 2023-04-10

Family

ID=77364996

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227025231A KR102520352B1 (ko) 2020-08-19 2021-08-03 배리어 필름, 그리고 이것을 이용한 파장 변환 시트, 백라이트 및 액정 표시 장치

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20230104432A1 (ko)
EP (1) EP4202506A4 (ko)
JP (2) JP6926309B1 (ko)
KR (1) KR102520352B1 (ko)
CN (1) CN114930203B (ko)
TW (1) TW202233429A (ko)
WO (1) WO2022039015A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116390847B (zh) * 2021-03-18 2024-03-08 大日本印刷株式会社 波长转换片用膜、以及使用了该波长转换片用膜的波长转换片、背光源和液晶显示装置
EP4071809A1 (en) * 2021-04-07 2022-10-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Color conversion structure, display apparatus, and method of manufacturing the display apparatus
JP7572479B2 (ja) * 2021-11-11 2024-10-23 株式会社ツジデン 直下型点光源バックライトユニット、及び該直下型点光源バックライトユニットを搭載した液晶装置。

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019171661A (ja) * 2018-03-28 2019-10-10 凸版印刷株式会社 ガスバリア性積層フィルム，波長変換シート

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001288408A (ja) 2000-04-07 2001-10-16 The Inctec Inc 蒸着コーティング液
JP2003026996A (ja) 2001-07-18 2003-01-29 The Inctec Inc 蒸着塗布液
JP4432863B2 (ja) * 2005-09-05 2010-03-17 セイコーエプソン株式会社 有機エレクトロルミネッセンス装置及び電子機器
JPWO2012132239A1 (ja) 2011-03-31 2014-07-24 パナソニック株式会社 蛍光フィルムおよび表示フィルム
KR101532246B1 (ko) 2013-08-09 2015-06-29 주식회사 성우하이텍 리벳 너트 유닛
JP6087872B2 (ja) * 2013-08-12 2017-03-01 富士フイルム株式会社 光学フィルム、バリアフィルム、光変換部材、バックライトユニットおよび液晶表示装置
KR101421973B1 (ko) * 2013-08-20 2014-07-23 (주)아이컴포넌트 디스플레이용 광학 투명 복합 필름 및 이의 제조방법
EP3171072A4 (en) * 2014-07-18 2018-04-04 Toppan Printing Co., Ltd. Protective film for wavelength conversion sheet, wavelength conversion sheet and backlight unit
JP2016213369A (ja) * 2015-05-12 2016-12-15 凸版印刷株式会社 波長変換シート用保護フィルム、波長変換シート及びバックライトユニット
JP6589463B2 (ja) * 2015-08-27 2019-10-16 大日本印刷株式会社 量子ドット用バリアフィルムの選択方法、量子ドット用バリアフィルム、量子ドットシート、バックライト及び液晶表示装置
JP6202074B2 (ja) * 2015-11-20 2017-09-27 凸版印刷株式会社 波長変換シート
JPWO2017126609A1 (ja) * 2016-01-20 2018-11-15 凸版印刷株式会社 発光体保護フィルム及びその製造方法、並びに波長変換シート及び発光ユニット
WO2017169977A1 (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 凸版印刷株式会社 バリアフィルム及びその製造方法、波長変換シート及びその製造方法、並びに、光学積層体及びその製造方法
JP6759667B2 (ja) 2016-03-31 2020-09-23 凸版印刷株式会社 光学積層体及びその製造方法、並びに、波長変換シート及びその製造方法
WO2017179513A1 (ja) * 2016-04-11 2017-10-19 凸版印刷株式会社 バリアフィルム積層体及びその製造方法、波長変換シート、バックライトユニット、並びにエレクトロルミネッセンス発光ユニット
JP6769307B2 (ja) * 2017-01-05 2020-10-14 凸版印刷株式会社 光学積層体及び波長変換シート
KR102697098B1 (ko) 2017-06-07 2024-08-21 유니버시티 오브 워싱턴 플라즈마 구속 시스템 및 사용하기 위한 방법
US11211485B2 (en) 2017-11-01 2021-12-28 Suzhou Oriental Semiconductor Co., Ltd. Trench power transistor
JP2020019141A (ja) * 2018-07-30 2020-02-06 凸版印刷株式会社 バリアフィルム、波長変換シート、及び、波長変換シートの製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019171661A (ja) * 2018-03-28 2019-10-10 凸版印刷株式会社 ガスバリア性積層フィルム，波長変換シート

Also Published As

Publication number Publication date
CN114930203A (zh) 2022-08-19
CN114930203B (zh) 2023-04-28
KR20220107318A (ko) 2022-08-02
JP6926309B1 (ja) 2021-08-25
US20230104432A1 (en) 2023-04-06
EP4202506A4 (en) 2024-08-14
JP2022035938A (ja) 2022-03-04
JP7552703B2 (ja) 2024-09-18
JPWO2022039015A1 (ko) 2022-02-24
TW202233429A (zh) 2022-09-01
EP4202506A1 (en) 2023-06-28
WO2022039015A1 (ja) 2022-02-24
WO2022039015A8 (ja) 2022-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102520352B1 (ko) 배리어 필름, 그리고 이것을 이용한 파장 변환 시트, 백라이트 및 액정 표시 장치
KR20240007909A (ko) 파장 변환 시트용 배리어 필름, 이것을 이용한 파장 변환 시트, 백라이트 및 액정 표시 장치, 그리고 파장 변환 시트용 배리어 필름의 선정 방법
JP2022036012A (ja) バリアフィルム、並びに、これを用いた波長変換シート、バックライト及び液晶表示装置
KR102677355B1 (ko) 배리어 필름, 그리고 이것을 이용한 파장 변환 시트, 백라이트 및 액정 표시 장치, 그리고 배리어 필름의 선정 방법
KR102635067B1 (ko) 파장 변환 시트용 필름, 그리고 이것을 이용한 파장 변환 시트, 백라이트 및 액정 표시 장치
JP7120287B2 (ja) バリアフィルム、並びに、これを用いた波長変換シート、バックライト及び液晶表示装置、並びに、バリアフィルムの選定方法
JP7025585B1 (ja) 波長変換シート用のバリアフィルム、並びに、これを用いた波長変換シート、バックライト及び液晶表示装置
JP7036185B2 (ja) バリアフィルム、並びに、これを用いた波長変換シート、バックライト及び液晶表示装置
WO2022039013A1 (ja) バリアフィルム、並びに、これを用いた波長変換シート、バックライト及び液晶表示装置
JP7373084B1 (ja) 波長変換シート、並びに、これを用いたバックライト及び液晶表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant