KR20170140295A - 파장 변환 부재 및 그것을 구비한 백라이트 유닛, 액정 표시 장치 - Google Patents

파장 변환 부재 및 그것을 구비한 백라이트 유닛, 액정 표시 장치 Download PDF

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KR20170140295A
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Abstract

여기광 조사에 의하여 형광을 발하는 양자 도트를 포함하는 파장 변환층을 갖는 파장 변환 부재에 있어서, 발광 강도가 저하되기 어려워, 내구성이 높은 파장 변환 부재를 제공하는 것, 발광 강도가 저하되기 어려워, 내구성이 높은 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
파장 변환 부재(1D)는, 여기광에 의하여 여기되어 형광을 발광하는 적어도 1종의 양자 도트(30A, 30B)를 포함하는 파장 변환층(30)과, 파장 변환층(30)에 인접하여 형성되어 이루어지는 적어도 1층의 개재층(40)과, 파장 변환층(30)의 적어도 한쪽의 면측에 형성되어 이루어지는 배리어층(12, 22)을 구비하고, 개재층(40) 중 적어도 1층과 파장 변환층(30)이 적어도 1종의 산화 방지제를 함유한다.

Description

파장 변환 부재 및 그것을 구비한 백라이트 유닛, 액정 표시 장치
본 발명은, 여기광 조사에 의하여 형광을 발하는 양자 도트를 포함하는 파장 변환층을 갖는 파장 변환 부재 및 그것을 구비한 백라이트 유닛, 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD) 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 추가로 포함된다.
최근, LCD의 색재현성의 향상을 목적으로 하여, 백라이트 유닛의 파장 변환 부재에, 양자 도트(Quantum Dot, QD, 양자점이라고도 불림)를 발광 재료로서 포함한 파장 변환층을 구비한 구성이 주목받고 있다(특허문헌 1 참조). 파장 변환 부재는, 광원으로부터 입사된 광의 파장을 변환하여 백색광으로서 출사시키는 부재이며, 상기 양자 도트를 발광 재료로서 포함한 파장 변환층에서는, 발광 특성이 다른 2종 또는 3종의 양자 도트가 광원으로부터 입사된 광에 의하여 여기되어 발광하는 형광을 이용하여 백색광을 구현화할 수 있다.
양자 도트에 의한 형광은 고휘도이며, 게다가 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(FHD(Full High Density), NTSC(National Television System Committee))비 72%로부터 100%로 확대되고 있다.
양자 도트를 포함하는 층(이하, QD층이라고 칭하는 경우가 있음)은, 산소의 침입을 억제할 필요가 있는 것이 알려져 있다. QD층에 산소가 침입하면, 양자 도트가 산소와의 접촉에 의하여 광산화되어 발광 강도가 저하된다는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 양자 도트를 외부로부터 침입한 산소로부터 보호하기 위하여, 파장 변환 부재에 있어서, QD층의 외측에, 산소의 침입을 억제하는 배리어 필름을 구비하는 것이 제안되고 있다(특허문헌 1 등).
배리어 필름은, 통상 QD층을 협지하는 지지체로서, 산소 배리어성을 갖는 기재를 이용함으로써 기재 자체를 배리어 필름으로서 이용하는 양태나, 지지체의 표면에 산소 배리어성을 갖는 무기 배리어층이나 유기 배리어층을 구비하는 양태 등이 알려져 있다. 산소 배리어성 및 수증기 배리어성을 갖는 무기 배리어층으로서는, 무기 산화물, 무기 질화물, 무기 산화 질화물, 금속 등의 무기층이 적합하게 사용된다.
그러나, 특허문헌 1과 같이, 파장 변환 부재에 있어서, QD층의 외측에 배리어 필름을 구비하는 것만으로는, QD층으로의 산소의 침입을 어느 정도 억제할 수 있지만 충분하다고는 할 수 없다. 특히 장척의 필름 형상의 파장 변환 부재로 한 후에 원하는 크기로 절단하여 파장 변환 부재를 제조하는 경우 등은, 절단 측면에 있어서 QD층이 외기에 노출되기 때문에, 절단 측면으로부터의 산소의 침입에 대한 대책도 필요하다.
특허문헌 2 및 3에는, QD층에 발광 안정화제가 포함되는 구성이 개시되어 있으며, QD층 중에 발광 안정화제가 존재하기 때문에, 배리어 필름을 투과해 온 산소나 측면으로부터 침입한 산소의 침입 등의 영향을 저감시킬 수 있는 것이 기재되어 있다. 또, 특허문헌 4에는, 아스코브산, 팔미트산, 알파 토코페롤(비타민 E) 등의 환원제를 포함하는 양자 도트 함유 비즈가 기재되어 있다.
특허문헌 1: 미국 특허출원 공개공보 제2012/0113672호 특허문헌 2: 국제 공개공보 제2011/031876호 특허문헌 3: 국제 공개공보 제2013/078252호 특허문헌 4: 미국 특허출원 공개공보 제2013/0313595호
한편, QD층의 형성에 이용되는 양자 도트 함유 중합성 조성물 중에 발광 안정화제나 환원제가 많이 포함되면, QD 함유 중합성 조성물로 이루어지는 전구체층의 경화 반응에 영향을 끼쳐 경화 저해를 일으켜, QD층이나 QD 비즈에, 저중합도 성분이 많이 포함될 가능성이 있다. 저중합도 성분은, 폴리머의 물성의 경시 열화를 초래하기 때문에, 내구성의 관점에 있어서 적은 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 여기광 조사에 의하여 형광을 발하는 양자 도트를 포함하는 파장 변환층을 갖는 파장 변환 부재에 있어서, 파장 변환층 내의 저중합도 성분의 함유량이 적고, 발광 강도가 저하되기 어려워, 내구성이 높은 파장 변환 부재를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명은 또, 발광 강도가 저하되기 어려워, 내구성이 높은 고휘도의 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명의 파장 변환 부재는, 여기광에 의하여 여기되어 형광을 발광하는 적어도 1종의 양자 도트와 산화 방지제를 포함하는 파장 변환층과, 파장 변환층에 인접하여 형성되어 이루어지는 적어도 1층의 개재층과, 파장 변환층의 적어도 한쪽의 면측에 형성되어 이루어지는 배리어층을 구비한 파장 변환 부재로서, 개재층 중 적어도 1층이, 산화 방지제를 함유하는 산화 방지제 함유 개재층이다.
파장 변환층에 중합도가 2 이상 4 이하인 저중합도 성분을 포함하는 경우, 저중합도 성분의 파장 변환층 중의 함유량은, 5질량% 이하인 것이 바람직하다.
산화 방지제는, 라디칼 저해제, 금속 불활성화제, 1중항 산소 소거제, 슈퍼 옥사이드 소거제, 및 하이드록시 라디칼 소거제 중 적어도 1종인 것이 바람직하고, 힌더드 페놀 화합물, 힌더드 아민 화합물, 퀴논 화합물, 하이드로퀴논 화합물, 트라이페롤 화합물, 아스파라진산 화합물, 및 싸이올 화합물 중 적어도 1종인 것이 보다 바람직하며, 시트르산 화합물, 아스코브산 화합물, 및 토코페롤 화합물 중 적어도 1종인 것이 더 바람직하다.
본 발명의 파장 변환 부재의 바람직한 양태로서는, 산화 방지제 함유 개재층이, 배리어층과 파장 변환층의 사이에 형성되어 이루어지는 양태를 들 수 있다. 이러한 양태의 산화 방지제 함유 개재층으로서는, 배리어층과 파장 변환층의 사이에 형성되어 이루어지는 점착제층을 들 수 있다.
또, 파장 변환층이, 제1 파장의 형광을 발광하는 제1 양자 도트를 포함하는 제1 파장 변환층과, 제1 파장과 다른 제2 파장의 형광을 발광하는 제2 양자 도트를 포함하는 제2 파장 변환층을 포함하고, 산화 방지제 함유 개재층이, 제1 파장 변환층과 제2 파장 변환층에 인접하여 이루어지는 양태를 들 수 있다.
산화 방지제 함유 개재층은, 파장 변환층의 양면에 인접하여 형성되어 이루어지는 양태인 것도 바람직하다.
또, 본 발명의 파장 변환 부재의 바람직한 또 하나의 양태로서는, 상기 파장 변환층과 상기 산화 방지제 함유 개재층이 동일 평면 상에 존재하는 영역을 적어도 일부 구비하고, 이 영역 내에 있어서, 상기 파장 변환층이 상기 개재층에 의하여 구획되어 산재(散在)하거나, 또는 상기 개재층이 상기 파장 변환층에 의하여 구획되어 산재하는 것 중 어느 하나의 양태를 들 수 있다. 그 중에서도, 구획되어 산재하는 측의 층의 도트의 평균폭이, 0.05~1.0mm의 범위이고, 또한 파장 변환층을 적어도 포함하는 입체 영역에 있어서의 상기 파장 변환층의 체적 Vw와 상기 개재층의 체적 Vo로 계산되는 체적률 Vw/(Vw+Vo)가 0.2~0.8의 범위인 양태는, 보다 바람직한 하나의 양태이다. 임의의 이러한 양태의 산화 방지제 함유 개재층으로서는, 2개의 배리어층 간에 형성되어 이루어지는 지주 형상의 스페이서 구조물, 혹은 2개의 배리어층 간에 공간을 형성하는 격벽 구조물 등을 들 수 있다.
산화 방지제 함유 개재층이, 파장 변환층의 양면에 인접하여 형성되고, 또한 그 2개의 개재층끼리가 연결되는 구조를 갖고 이루어지는 양태인 것도 보다 바람직하다.
배리어층은, 규소 산화물, 규소 질화물, 규소 탄화물, 또는 알루미늄 산화물을 포함하는 것이 바람직하다. 배리어층의 산소 투과율은, 0.1cm3/(m2·Day·atm) 이하인 것이 바람직하다.
본 명세서에 있어서, 산소 투과율은, 측정 온도 23℃, 상대 습도 90%RH의 조건하에 있어서의 측정값이며, 산소 투과율이 0.1cm3/(m2·day·atm) 이하란, SI 단위에서는 1.14×10-2fm/(s·Pa) 이하인 것을 의미한다.
배리어층은, 파장 변환층의 양면에 구비되어 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 백라이트 유닛은, 상기 본 발명의 파장 변환 부재와,
파장 변환 부재에 입사시키는 1차광을 출사하는 광원을 구비하는 것이다.
본 발명의 액정 표시 장치는, 상기 본 발명의 백라이트 유닛과,
백라이트 유닛으로부터 출사된 광이 입사되는 액정 셀을 구비하여 이루어지는 것이다.
본 발명의 파장 변환 부재의 제1 제조 방법은, 상기 본 발명의 파장 변환 부재의 제조 방법으로서,
산화 방지제 함유 개재층을 표면에 구비한 기판을 준비하고,
산화 방지제 함유 개재층 표면에, 적어도 1종의 양자 도트를 포함하는 중합성 조성물로 이루어지는 파장 변환층의 전구체층을 인접시켜 배치하며, 전구체층을 경화시키는 것이다.
본 발명의 파장 변환 부재의 제2 제조 방법은, 상기 본 발명의 파장 변환 부재의 제조 방법으로서,
기판 상에, 적어도 1종의 양자 도트를 포함하는 중합성 조성물로 이루어지는 파장 변환층의 전구체층을 배치하고, 전구체층을 경화시켜 경화층으로 하며, 산화 방지제 함유 개재층을 경화층과 인접시켜 배치한다.
본 발명의 파장 변환 부재의 제3 제조 방법은, 상기 본 발명의 파장 변환 부재의 제조 방법으로서,
기판 상에, 적어도 1종의 양자 도트를 포함하는 중합성 조성물로 이루어지는 파장 변환층의 전구체층을 패턴 형상으로 배치하고, 전구체층을 경화시켜 경화층으로 하며, 산화 방지제 함유 개재층을, 파장 변환층의 패턴 사이를 충전하도록 배치한다.
본 발명의 파장 변환 부재의 제4 제조 방법은, 상기 본 발명의 파장 변환 부재의 제조 방법으로서,
기판 상에, 산화 방지제 함유 개재층을 패턴 형상으로 배치하고, 적어도 1종의 양자 도트를 포함하는 중합성 조성물로 이루어지는 파장 변환층의 전구체층을, 상기 산화 방지제 함유 개재층의 패턴 사이를 충전하도록 배치한 후, 전구체층을 경화시켜 경화층으로 한다.
본 명세서 중, 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.
이에 더하여, 파장 변환층을 적어도 포함하는 입체 영역이란, 파장 변환층과 산화 방지제 함유 개재층이 면내에서 혼재하는 경우에 있어서, 막두께 방향으로는 파장 변환층의 최하단으로부터 최상단까지, 면내 방향에 있어서는 파장 변환층이 존재하는 영역의 변 가장자리부까지의 영역으로 구획되는 입체 영역을 가리킨다. 또, 산화 방지제 함유 개재층 및 파장 변환층의 구획된 도트의 "평균폭"이란, 구획된 도트 1개에 있어서의 최대폭을 복수 개의 도트에 대하여 평균한 값을 말한다. 평균을 취해야 할 도트 수는, 통계상 신뢰할 수 있는 수이면 된다.
본 발명의 파장 변환 부재는, 여기광에 의하여 여기되어 형광을 발광하는 적어도 1종의 양자 도트와 산화 방지제를 포함하는 파장 변환층과, 파장 변환층에 인접하여 형성되어 이루어지는 적어도 1층의 개재층과, 파장 변환층의 적어도 한쪽의 면측에 형성되어 이루어지는 배리어층을 구비하고, 개재층 중 적어도 1층이 산화 방지제를 함유하는 산화 방지제 함유 개재층이다. 이러한 구성의 파장 변환 부재는, 파장 변환층 내에 산화 방지제를 함유하기 때문에, 파장 변환층 내에 존재하는 산소에 의한 양자 도트의 광산화를 효과적으로 방지할 수 있다. 또, 이러한 구성의 파장 변환 부재는, 개재층 내에 산화 방지제를 함유하기 때문에, 개재층으로부터 파장 변환층으로 서서히 방출되는 산화 방지제가 경시에 따라 침입한 산소에 의한 양자 도트의 광산화를 계속적으로 방지할 수 있다. 또한, 이러한 구성의 파장 변환 부재는, 파장 변환층 내의 저중합도 성분의 함유량이 적어, 저중합도 성분의 존재에 의한 파장 변환층의 물성의 경시 열화가 적다. 따라서, 본 발명에 의하면, 발광 강도가 저하되기 어려워, 내구성이 높은 파장 변환 부재를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 일 실시형태의 파장 변환 부재를 구비한 백라이트 유닛의 개략 구성 단면도이다.
도 2는 본 발명에 관한 제1 실시형태의 파장 변환 부재의 개략 구성 단면도이다.
도 3은 본 발명에 관한 제2 실시형태의 파장 변환 부재의 개략 구성 단면도이다.
도 4는 본 발명에 관한 제3 실시형태의 파장 변환 부재의 개략 구성 단면도이다.
도 5는 본 발명에 관한 제4 실시형태의 파장 변환 부재의 개략 구성 단면도이다.
도 6은 본 발명에 관한 제5 실시형태의 파장 변환 부재의 개략 구성 단면도이다.
도 7은 본 발명에 관한 제6 실시형태의 파장 변환 부재의 개략 구성 단면도이다.
도 8은 본 발명에 관한 제7 실시형태의 파장 변환 부재의 개략 구성 단면도이다.
도 9는 본 발명에 관한 제8 실시형태의 파장 변환 부재의 개략 구성 단면도이다.
도 10은 본 발명에 관한 제9 실시형태의 파장 변환 부재의 개략 구성 단면도이다.
도 11은 본 발명에 관한 일 실시형태의 파장 변환 부재의 제조 장치의 일례를 나타내는 개략 구성도이다.
도 12는 도 11에 나타내는 제조 장치의 부분 확대도이다.
도 13은 본 발명에 관한 일 실시형태의 백라이트 유닛을 구비한 액정 표시 장치의 개략 구성 단면도이다.
도 14는 제10 실시형태의 파장 변환 부재(1D-10)의 개략 구성을 나타내는 사시도이다.
도 15는 제10 실시형태의 파장 변환 부재(1D-10) 및 제11 실시형태(1D-11)의 개략 구성을 나타내는 평면도이다.
도 16은 제10 실시양태의 파장 변환 부재의 상세한 구성의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 17은 도트의 평면 방향에서 볼 때 패턴의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 18은 도트의 평면 방향에서 볼 때 패턴의 다른 일례를 나타내는 평면도이다.
도 19는 도트의 편재의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 20은 도트의 편재의 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도면을 참조하여, 본 발명에 관한 일 실시형태의 파장 변환 부재 및 그것을 구비한 백라이트 유닛에 대하여 설명한다. 도 1은, 본 실시형태의 파장 변환 부재를 구비한 백라이트 유닛의 개략 구성 단면도이며, 도 2는, 본 발명의 파장 변환 부재의 제1 실시형태의 개략 구성 단면도, 도 3~도 10은, 본 발명의 파장 변환 부재의 제2~제9 실시형태의 개략 구성 단면도이다. 본 명세서의 도면에 있어서, 시인하기 쉽게 하기 위하여 각부의 축척을 적절히 변경하여 나타내고 있다. 또한, 본 명세서에 있어서 "~"를 이용하여 나타나는 수치 범위는, "~"의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다.
도 1에 나타나는 바와 같이, 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, 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(LG, LR) 및 파장 변환 부재(1D)를 투과한 1차광(LB)을 출사하는 것이다.
파장 변환 부재(1D)의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니고, 시트 형상, 바 형상 등의 임의의 형상일 수 있다.
도 1에 있어서, 파장 변환 부재(1D)로부터 출사된 LB가 양자 도트(30A, 30B)(도시하지 않음)에 의하여 흡수되어, 필요한 양의 형광(LG, LR)이 발광하고, 백색광(LW)이 구현화되어 출사된다.
여기광으로서 자외광을 이용한 경우는, 양자 도트(30A, 30B, 30C)(도시하지 않음)를 포함하는 파장 변환 부재(1D)에 여기광으로서 자외광을 입사시킴으로써, 양자 도트(30A)(도시하지 않음)에 의하여 발광되는 녹색광, 양자 도트(30B)(도시하지 않음)에 의하여 발광되는 적색광, 및 양자 도트(30C)(도시하지 않음)에 의하여 발광되는 청색광에 의하여, 백색광을 구현화할 수 있다.
"파장 변환 부재"
파장 변환 부재(1D)는, 여기광(LB)에 의하여 여기되어 형광(LG, LR)을 발광하는 양자 도트(30A, 30B)를 포함하는 파장 변환층(30)과, 파장 변환층(30)의 표면에 형성된, 배리어층(12, 22)을 구비하여 이루어진다(도 2, 도 3~10).
도 2, 도 3~10에 나타나는 제1 실시형태부터 제9 실시형태에 있어서, 파장 변환 부재(1D-1~1D-9)는, 파장 변환층(30)과, 그 양 주면(표면)에, 배리어 필름(10과 20)을 구비하여 이루어지며, 배리어 필름(10, 20)은, 각각 지지체(11, 21)와, 그 표면에 지지되어 이루어지는 배리어층(12, 22)을 갖는 구성으로 하고 있다.
도 2, 도 3~10에 있어서, 파장 변환 부재(1D-1~1D-9)는, 상측(배리어 필름(20) 측)이, 백라이트 유닛(2)에 있어서의 출사 측이며, 하측(배리어 필름(10) 측)이 면 형상 광원(1C) 측이다. 파장 변환 부재(1D-1~1D-9)에 침입한 산소는, 출사 측 및 면 형상 광원(1C) 측에 있어서도, 배리어 필름(10 및 20)에 의하여 파장 변환층(30)으로의 침입이 억제되는 구성을 갖고 있다.
"해결하려고 하는 과제"의 항목에 있어서 설명한 바와 같이, 파장 변환 부재에 있어서, 양자 도트를 포함하는 파장 변환층에 발광 안정화제나 환원제 등을 함유하는 구성으로 함으로써, 배리어 필름을 투과해 온 산소나 측면으로부터 침입한 산소에 의한 양자 도트의 광산화를 저감시킬 수 있지만, 발광 안정화제나 환원제가 파장 변환층의 전구체층인 양자 도트 함유 중합성 조성물 중에 많이 포함되면, 파장 변환층의 전구체층의 경화 저해를 일으킬 가능성이 있는 것을 설명했다. 본 발명자는, 파장 변환층 내의 저중합도 성분의 존재량을 억제하여 제조 가능하며, 배리어 필름을 투과해 온 산소나 측면으로부터 진입한 산소의 진입의 영향을 저감시킬 수 있는 구성에 대하여 검토를 행했다.
즉, 본 발명에 관한 실시형태의 파장 변환 부재(1D-1~1D-9)는, 여기광(LB)에 의하여 여기되어 형광(LG, LR)을 발광하는 적어도 1종의 양자 도트(30A, 30B)와 산화 방지제(AO)를 포함하는 파장 변환층(30)과, 파장 변환층(30)에 인접하여 형성되어 이루어지는 적어도 1층의 개재층(12c, 22c, 50, 60)과, 파장 변환층(30)의 적어도 한쪽의 면측에 형성되어 이루어지는 배리어층(12, 22)을 구비한 파장 변환 부재로서, 개재층(12c, 22c, 50, 60) 중 적어도 1층이, 산화 방지제(AO)를 함유하는 산화 방지제 함유 개재층(40)이다.
도 2에 나타나는 제1 실시형태의 파장 변환 부재(1D-1)는, 배리어층(12)의 배리어 오버코트층(12c)이 산화 방지제 함유 개재층(40)인 양태, 도 3에 나타나는 제2 실시형태의 파장 변환 부재(1D-2)는, 배리어층(22)의 배리어 오버코트층(22c)이 산화 방지제 함유 개재층(40)인 양태, 도 4에 나타나는 제3 실시형태의 파장 변환 부재(1D-3)는, 배리어 오버코트층(12c 및 22c)이 산화 방지제 함유 개재층(40)인 양태이다.
또, 도 5에 나타나는 제4 실시형태의 파장 변환 부재(1D-4), 및 도 6에 나타나는 제5 실시형태의 파장 변환 부재(1D-5)는, 제3 실시형태의 파장 변환 부재(1D-3)에 있어서, 파장 변환층(30)이, 형광(LG)을 발광하는 양자 도트(30A)를 포함하는 파장 변환층(30G)과, 형광(LR)을 발광하는 양자 도트(30B)를 포함하는 파장 변환층(30R)의 2층으로 이루어지는 양태이다.
도 7에 나타나는 제6 실시형태의 파장 변환 부재(1D-6)는, 파장 변환층(30)과 배리어 필름(20)의 첩합에 이용하는 접착제에 산화 방지제(AO)를 함유시킨 양태이며, 점착제층(50)이 산화 방지제 함유 개재층(40)인 양태이다.
도 8에 나타나는 제7 실시형태의 파장 변환 부재(1D-7)와 도 9에 나타나는 제8 실시형태의 파장 변환 부재(1D-8)는, 각각 도 5에 나타나는 제4 실시형태의 파장 변환 부재(1D-4) 및 도 6에 나타나는 제5 실시형태의 파장 변환 부재(1D-5)에 있어서, 배리어 오버코트층(12c, 22c)에 산화 방지제(AO)를 함유시키지 않고, 형광(LG)을 발광하는 양자 도트(30A)를 포함하는 파장 변환층(30G)과, 형광(LR)을 발광하는 양자 도트(30B)를 포함하는 파장 변환층(30R)의 사이에, 산화 방지제 함유 개재층(40)을 중간층(60)으로서 마련한 양태이다.
도 10에 나타나는 제9 실시형태의 파장 변환 부재(1D-9)는, 도 2에 나타나는 제1 실시형태의 파장 변환 부재(1D-1)에 있어서, 배리어 오버코트층(12c)에 산화 방지제(AO)를 함유시키지 않고, 파장 변환층(30) 중에 산화 방지제 함유 개재층(40)을 중간층(60)으로서 마련한 양태이다.
상기한 제1~제9 실시형태의 파장 변환 부재(1D-1~1D-9)는,
산화 방지제 함유 개재층(40)을 표면에 구비한 기판을 준비하고, 표면에 적어도 1종의 양자 도트를 포함하는 중합성 조성물로 이루어지는 파장 변환층(30, 30G, 30R)의 전구체층을 인접시켜 배치하며, 전구체층을 경화시키는 본 발명의 파장 변환 부재의 제1 제조 방법,
기판 상에, 적어도 1종의 양자 도트를 포함하는 중합성 조성물로 이루어지는 파장 변환층(30, 30G, 30R)의 전구체층(30M)을 배치하고, 전구체층(30M)을 경화시켜 경화층으로 하며, 산화 방지제 함유 개재층(40)을 경화층과 인접시켜 배치하는 제2 제조 방법, 또는 이들의 조합에 의하여 제조할 수 있다. 여기에서, 기판이란, 기재 자체여도 되고, 기재 상에 각종 기능층이 적층된 적층 기판이어도 되며, 상기 각 실시형태에 따라 기판의 양태가 다르기 때문에 부호는 생략하여 기재하고 있다.
대표적인 구성의 하나로서, 도 2에 나타나는 제1 실시형태의 파장 변환 부재(1D-1)에 대하여 설명한다. 파장 변환 부재(1D-1)는, 지지체(11) 상에 유기 배리어층(12a)과 무기 배리어층(12b)으로 이루어지는 배리어층(12)과, 산화 방지제(AO)를 포함하고, 배리어층(12)의 표면을 피복하는 배리어 오버코트층(12c)(산화 방지제 함유 개재층(40))을 구비한 배리어 필름(10)과, 배리어 오버코트층(12c)(산화 방지제 함유 개재층(40))과 인접하여 형성되어 이루어지며, 여기광(LB)에 의하여 여기되어 형광(LG, LR)을 발광하는 적어도 1종의 양자 도트(30A, 30B)와 산화 방지제(AO)를 포함하는 파장 변환층(30)과, 지지체(21) 상에 유기 배리어층(22a)과 무기 배리어층(22b)으로 이루어지는 배리어층(22)과, 배리어층(22)의 표면을 피복하는 배리어 오버코트층(22c)을 구비한 배리어 필름(20)을 구비하고 있다. 파장 변환 부재(1D-1)에 있어서, 배리어 필름(10)은, 파장 변환층(30) 측의 면과 반대 측의 면에, 요철 구조를 부여하는 요철 부여층(매트층)(13)을 구비하고 있다. 본 실시형태에 있어서, 요철 부여층(13)은, 광확산층으로서의 기능도 갖고 있다.
파장 변환 부재(1D-1)는, 배리어 필름(10)을 기판으로서 준비하고, 배리어 오버코트층(12c)(산화 방지제 함유 개재층(40))의 표면에, 형광(LG)을 발광하는 양자 도트(30A)와 형광(LR)을 발광하는 양자 도트(30B)를 포함하는 중합성 조성물로 이루어지는 파장 변환층(30)의 전구체층을 인접시켜 배치하여, 전구체층을 경화시킴으로써 제조할 수 있다(제1 제조 방법).
제1 제조 방법에 있어서, 산화 방지제 함유 개재층(40)의 표면에 파장 변환층(30)의 전구체층(하기 실시예를 참조)을 인접 배치하여, 전구체층을 경화시키는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 바람직한 방법으로서는, 배리어 필름(10)의 산화 방지제 함유 개재층(40)의 표면에 파장 변환층(30)의 원료가 되는 중합성 조성물을 도포하여 전구체층을 형성하고, 전구체층 상에 배리어 필름(20)을 배리어 오버코트층(22c)이 전구체층과 인접하도록 재치한 후에, 전구체층을 경화시키는 방법, 배리어 필름(10)의 산화 방지제 함유 개재층(40)의 표면에 파장 변환층(30)의 원료가 되는 중합성 조성물을 도포하여 전구체층(30M)을 형성하고, 전구체층(30M)을 경화시켜 경화층으로 한 후에, 배리어 필름(20)을, 배리어 오버코트층(22c)이 점착제층(도시하지 않음)을 통하여 경화층과 인접하도록 재치하는 방법, 배리어 필름(20)의 배리어 오버코트층(22c) 상에 파장 변환층(30)의 원료가 되는 중합성 조성물을 도포하여 전구체층(30M)을 형성하고, 전구체층(30M) 상에 배리어 필름(10)을 배리어 오버코트층(12c)(산화 방지제 함유 개재층(40))이 전구체층과 인접하도록 재치한 후에, 전구체층(30M)을 경화시키는 방법 등을 들 수 있다.
또, 파장 변환 부재(1D-1)는, 배리어 필름(20)을 기재로서 준비하고, 배리어 필름(20)의 배리어 오버코트층(22c) 상에 파장 변환층(30)의 원료가 되는 중합성 조성물을 도포하여 전구체층(30M)을 형성하며, 전구체층(30M)을 경화시켜 경화층으로 하고, 배리어 오버코트층(12c)(산화 방지제 함유 개재층(40))을 경화층과 인접시켜 배치함으로써 제조할 수 있다(제2 제조 방법).
제2 제조 방법에 있어서, 산화 방지제 함유 개재층(40)을 경화층과 인접시켜 배치하는 방법으로서는 특별히 제한되지 않지만, 산화 방지제 함유 개재층(40)이 형성되어 이루어지는 배리어 필름(10)을 배리어 오버코트층(12c)(산화 방지제 함유 개재층(40))이 점착제층(도시하지 않음)을 통하여 경화층과 인접하도록 재치하는 방법, 배리어 오버코트층(12c)(산화 방지제 함유 개재층(40))의 전구체층(30M)이 형성되어 이루어지는 배리어 필름(10)에, 경화층이 형성되어 이루어지는 배리어 필름(20)을, 경화층과 배리어 오버코트층(12c)의 전구체층(30M)이 인접하도록 재치한 후에, 전구체층(30M)을 경화시키는 방법 등을 들 수 있다.
제1 제조 방법에 있어서, 산화 방지제 함유 개재층(40)과 파장 변환층(30, 30G, 30R)의 전구체층을 인접시켜 배치하고, 그 후 전구체층(30M)을 경화시키면, 산화 방지제 함유 개재층(40) 중에 포함되는 산화 방지제(AO)가 경화층 중으로 확산되어, 산화 방지제 함유 개재층(40) 중에 포함되어 있던 산화 방지제(AO)를 포함하는 파장 변환층(30, 30G, 30R)이 된다. 제2 제조 방법에 있어서도, 산화 방지제 함유 개재층(40)을 전구체층(30M)의 경화층과 인접시켜 배치하여 얻어진 층은 산화 방지제 함유 개재층(40) 중에 포함되어 있던 산화 방지제(AO)를 포함하는 파장 변환층(30, 30G, 30R)으로 되어 있다.
제1 제조 방법 및 제2 제조 방법에 있어서, 파장 변환층(30, 30G, 30R) 중에 있어서의 산화 방지제(AO)에 의한 양자 도트의 광산화 방지 효과를 보다 효과적으로 얻기 위해서는, 산화 방지제(AO)가 충분히 경화층 중으로 확산될 수 있는 시간을 경과시키는 것이 바람직하다. 충분히 확산시킬 수 있는 경과 시간은, 파장 변환층(30, 30G, 30R)의 매트릭스재의 종류나, 산화 방지제(AO)에 따라 가장 적합한 경과 시간은 다르지만, 실온에서는, 24시간 이상 경과시키는 것이 바람직하다. 또, 경과 시간이 72시간을 초과하면 그 산화 방지제(AO)의 확산은 거의 관찰되지 않게 되어, 산화 방지제 함유 개재층(40)과 파장 변환층(30, 30G, 30R)에 있어서의 산화 방지제(AO)의 분포는 거의 일정한 형상이 된다고 생각된다.
상기 제1 제조 방법 및 제2 제조 방법에 있어서, 미경화의 전구체층(30M)을 기재(배리어 필름)로 협지한 상태에서 경화시켜 제조하는 경우는, 이하와 같이 하여 제조하는 것이 바람직하다.
이하에서는, 지지체(11, 21) 상에 배리어층(12, 22)을 구비한 기재(10, 20)(이하, 배리어 필름(10, 20)으로 함)에 의하여 미경화의 파장 변환층의 전구체층(30M)을 협지한 상태에서 경화시켜 파장 변환 부재(1D-1)를 제조하는 경우를 일례로서 설명한다.
도 11, 도 12를 참조하여 이하에 설명한다. 단, 본 발명은, 하기 양태에 한정되는 것은 아니다.
도 11은, 파장 변환 부재(1D-1)의 제조 장치의 일례의 개략 구성도이며, 도 12는, 도 11에 나타내는 제조 장치의 부분 확대도이다. 도 11, 12에 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 중합성 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 경화층을 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-1)를 얻을 수 있다. 편면이 배리어 필름에 의하여 보호된 파장 변환 부재로 해도 되고, 그 경우는, 배리어 필름 측을 외기에 가까운 측으로 하여 이용하는 것이 바람직하다.
제1 실시형태와 같이, 배리어층(12)의 표면에 배리어 오버코트층(12c)(산화 방지제 함유 개재층(40))을 마련한 양태에서는, 배리어층(12)의 표면에 배리어 오버코트층(12c)(산화 방지제 함유 개재층(40))을 구비한 배리어 필름을 제2 필름으로서 이용하여 제조한다.
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 중합성 조성물(이하, "도포액"이라고도 기재함)이 도포되어, 전구체층(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 전구체층(30M)이 형성되는 표면과 반대의 표면을 백업 롤러(126)에 감아, 연속 반송되는 제1 필름(10)의 표면에 다이 코터(124)의 토출구로부터 도포액이 도포되어, 전구체층(30M)이 형성된다. 여기에서 전구체층(30M)이란, 제1 필름(10) 상에 도포된 경화 전의 양자 도트 함유 중합성 조성물을 말한다.
본 실시형태에서는, 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 전구체층(30M)이 형성된 제1 필름(10)은, 래미네이팅부(130)에 연속 반송된다. 래미네이팅부(130)에서는, 전구체층(30M) 위에, 연속 반송되는 제2 필름(20)이 래미네이팅되어, 제1 필름(10)과 제2 필름(20)으로 전구체층(30M)이 협지된다.
래미네이팅부(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. 전구체층(30M)이 형성된 제1 필름(10)은, 전구체층(30M)의 형성면과 반대의 표면이 백업 롤러(162)에 감겨, 래미네이팅 위치(P)로 연속 반송된다. 래미네이팅 위치(P)는 제2 필름(20)과 전구체층(30M)의 접촉이 개시되는 위치를 의미한다. 제1 필름(10)은 래미네이팅 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 래미네이팅 위치(P)에 도달하기까지 교정되어 제거될 수 있기 때문이다. 따라서, 제1 필름(10)이 백업 롤러(162)에 감긴 위치(접촉 위치)와, 래미네이팅 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 래미네이팅부(130)에서 사용하는 롤러로서 겸용된다. 단, 상기 형태에 한정되는 것은 아니고, 래미네이팅부(130)에, 백업 롤러(162)와는 별도로, 래미네이팅용 롤러를 설치하여, 백업 롤러(162)를 겸용하지 않도록 할 수도 있다.
경화부(160)에서 사용되는 백업 롤러(162)를 래미네이팅부(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, 래미네이팅 위치(P)에서, 제1 필름(10)에 형성된 전구체층(30M) 위에 래미네이팅된다. 이로써, 제1 필름(10)과 제2 필름(20)에 의하여 전구체층(30M)이 협지된다. 래미네이팅이란, 제2 필름(20)을 전구체층(30M) 위에 중첩시켜 적층하는 것을 말한다.
래미네이팅 롤러(132)와 백업 롤러(162)의 거리(L2)는, 제1 필름(10)과, 전구체층(30M)을 중합 경화시킨 경화층과, 제2 필름(20)의 합계 두께의 값 이상인 것이 바람직하다. 또, L2는 제1 필름(10)과 전구체층(30M)과 제2 필름(20)의 합계 두께에 5mm를 더한 길이 이하인 것이 바람직하다. 거리 L2를 합계 두께에 5mm를 더한 길이 이하로 함으로써, 제2 필름(20)과 전구체층(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, 전구체층(30M)의 두께 분포를 작게 할 수 있다.
또, 제1 필름(10)과 제2 필름(20)으로 전구체층(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 전구체층(30M)이 협지된 상태에서, 경화부(160)에 연속 반송된다. 도면에 나타내는 양태에서는, 경화부(160)에 있어서의 경화는 광조사에 의하여 행해지지만, 양자 도트 함유 중합성 조성물에 포함되는 중합성 화합물이 가열에 의하여 중합되는 것인 경우에는, 온풍의 분사 등의 가열에 의하여, 경화를 행할 수 있다.
백업 롤러(162)와, 백업 롤러(162)에 대향하는 위치에는, 광조사 장치(164)가 마련되어 있다. 백업 롤러(162)와 광조사 장치(164)의 사이에서, 전구체층(30M)을 협지한 제1 필름(10)과 제2 필름(20)이 연속 반송된다. 광조사 장치에 의하여 조사되는 광은, 양자 도트 함유 중합성 조성물에 포함되는 광중합성 화합물의 종류에 따라 결정하면 되고, 일례로서는, 자외선을 들 수 있다. 여기에서 자외선이란, 파장 280~400nm의 광을 말한다. 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 전구체층(30M)을 향하여 조사할 수 있다.
경화부(160)에서는, 제1 필름(10)과 제2 필름(20)에 의하여 전구체층(30M)을 협지한 상태에서, 제1 필름(10)을 백업 롤러(162)에 감아, 연속 반송하면서 광조사 장치(164)로부터 광조사를 행하여, 전구체층(30M)을 경화시켜 경화층(파장 변환층)(30)으로 할 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 접촉각으로 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 감기는, 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, 전구체층(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 말한다.
래미네이팅 위치(P)와 광조사 장치(164)의 거리(L3)는, 예를 들면 30mm 이상으로 할 수 있다.
광조사에 의하여 전구체층(30M)은 경화층(30)(파장 변환층(30))이 되고, 제1 필름(10)과 파장 변환층(30)과 제2 필름(20)을 포함하는 파장 변환 부재(1D-1)가 제조된다. 파장 변환 부재(1D-1)는, 박리 롤러(180)에 의하여 백업 롤러(162)로부터 박리된다. 파장 변환 부재(1D-1)는, 도시하지 않은 권취기에 연속 반송되고, 이어서 권취기에 의하여 파장 변환 부재(1D-1)는 롤 형상으로 권취된다.
제2 실시형태부터 제9 실시형태에 대해서도, 상기한 제1 제조 방법과 제2 제조 방법, 및 이들의 조합에 의하여 제조할 수 있다.
상기한 바와 같이, 파장 변환 부재(1D-1~1D-9)는, 파장 변환층(30) 내에 산화 방지제(AO)를 함유하기 때문에, 파장 변환층(30) 내에 존재하는 산소에 의한 양자 도트(30A, 30B)의 광산화를 효과적으로 방지할 수 있다. 또, 개재층 내에 산화 방지제(AO)를 함유하기 때문에, 개재층(40)으로부터 파장 변환층(30)으로 서서히 방출되는 산화 방지제(AO)가, 경시에 따라 침입한 산소에 의한 양자 도트(30A, 30B)의 광산화를 계속적으로 방지할 수 있다. 또한, 파장 변환층(30) 내의 저중합도 성분의 존재량을 억제하여 제조할 수 있기 때문에, 파장 변환층(30) 내의 중합도가 2 이상 4 이하인 저중합도 성분의 함유량이 적어, 저중합도 성분의 존재에 의한 파장 변환층의 물성의 경시 열화가 적다(하기 실시예를 참조).
따라서, 본 실시형태의 파장 변환 부재(1D-1~1D-9)는, 발광 강도가 저하되기 어려워, 내구성이 높은 파장 변환 부재가 된다.
이하에, 파장 변환 부재(1D)의 각 구성 요소에 대하여 설명한다.
또한, 각 실시형태에 있어서, 배리어층(12, 22)은, 지지체(11, 21) 상에 형성되어 이루어지는 양태에 대하여 나타나 있지만, 이러한 양태에 제한되는 것은 아니며, 지지체에 형성되어 있지 않은 배리어층으로 이루어지는 양태 등이어도 된다.
또, 도 14는, 제10 실시형태의 파장 변환 부재(1D-10)의 개략 구성을 나타내는 사시도이고(상부 배리어층은 기재를 생략하고 있음), 도 15는 제10 실시형태의 파장 변환 부재(1D-10) 및 제11 실시형태의 파장 변환 부재(1D-11)의 개략 구성을 나타내는 평면도이며, 도 16은 제10 실시양태의 파장 변환 부재(1D-10)의 상세한 구성의 일례를 나타내는 단면도이다. 제10 실시형태의 파장 변환 부재(1D-10)는, 파장 변환층(30)과 산화 방지제 함유 개재층(40)이 동일 평면 내에 있으며, 파장 변환층(30)이 도트 형상으로 이산 배치되어 이루어지는 구성이다. 이 구성에 있어서는, 산화 방지제 개재층(40)으로서 파장 변환층(30)보다 산소 투과성 혹은 수증기 투과성이 낮은 재료를 이용하면, 격벽으로서 작용하여 파장 변환 부재(30)의 측면으로부터 침입하는 산소나 수증기를 원인으로 하는 열화를 더 억제하는 효과를 기대할 수 있어 바람직하다. 도 16에 있어서는 파장 변환 개재층(40)인 중간층(60)의 단면 형태는 두께 방향으로 그 폭이 동일하게 그려져 있지만, 두께 방향으로 폭이 변화하는 형태를 취해도 상관없다.
도 14에서는 파장 변환층(30)을 원기둥 형상의 도트로 했지만, 도트의 형상은 도 17에 나타내는 바와 같이 각형이어도 되고, 도 18에 나타내는 바와 같은 다각 형상이어도 된다. 또, 도 14, 도 17, 도 18은 도트가 규칙적으로 조밀하게 충전되도록 그려져 있지만, 본 발명의 취지로부터 보면 반드시 규칙적인 배열이 아니어도 되고, 또 반드시 조밀하게 충전되도록 배치할 필요는 없다. 또, 도 19에 나타내는 바와 같이(상부 배리어층, 및 산화 방지제(AO)는 생략하고 있음), 산화 방지제 함유 개재층(40)의 두께가 한쪽으로 치우쳐 있어도 되고, 산화 방지제 함유 개재층(40) 중에 두께 방향으로 교차하도록 파장 변환층(30)이 이산되어 존재하고 있어도 된다. 이러한 양태에 있어서는, 파장 변환층(30)과 산화 방지제 함유 개재층(40)이 혼재하는 입체 영역의 두께는, 예를 들면 도 19나 도 20에 있어서는 선 B부터 선 B'로 규정되는 부분 D로 할 수 있다. 또한, 도 19, 도 20에 있어서 산화 방지제 함유 개재층(40)과 중간층(60)은 연속하고 있어도 되고, 별개로 마련하여 계면을 발생시키고 있어도 된다.
또, 제11 실시양태로서, 제10 실시양태를 나타내는 각 도면에 있어서, 예를 들면 도 15에 대비하여 나타내는 바와 같이, 파장 변환층(30) 대신에 산화 방지제 함유 개재층(40), 산화 방지제 함유 개재층(40) 대신에 파장 변환층(30)으로 하고, 산화 방지제 함유 개재층(40)이 도트 형상으로 이산 배치되어, 그 간극을 파장 변환층(30)이 충전하고 있는 구성을 취할 수도 있다.
파장 변환층(30)을 적어도 포함하는 입체 영역에 있어서의 파장 변환층(30)의 체적 Vw와 산화 방지제 함유 개재층(40)의 체적 Vo로 계산되는 체적률 Vw/(Vw+Vo)가 0.2~0.8의 범위인 것이 바람직하다. 이 범위이면, 층간의 접촉 면적이 커져, 산화 방지제 함유 개재층(40)으로부터 파장 변환층(30)으로의 산화 방지제의 확산이 보다 효율적으로 진행되어 내구성이 우수하고, 또한 광원으로부터 조사되는 여기광을 충분히 파장 변환층에서 변환할 수 있어, 고휘도를 얻을 수 있다.
도트의 평균폭은, 바람직하게는 0.01mm에서 10mm의 범위이며, 보다 바람직하게는 0.02mm에서 5mm의 범위이다. 이 범위이면, 산화 방지제가 파장 변환층으로 이행되어 기능을 발현하는 데에 필요한 이동 거리가 짧아져, 휘도 저하 억제 효과가 우수하고, 면내 불균일이 적은 파장 변환 부재를 실현할 수 있다.
이러한 제10 실시양태의 파장 변환 부재는, 적어도 1종의 양자 도트를 포함하는 중합성 조성물로 이루어지는 파장 변환층의 전구체 조성물과, 산화 방지제 함유 개재층의 전구체 조성물을 조정하여, 기판 상에, 적어도 1종의 양자 도트를 포함하는 중합성 조성물로 이루어지는 파장 변환층의 전구체층을 인쇄법, 전사법, 잉크젯법 등으로 패턴 형상으로 배치한 후, 전구체층을 경화시켜 경화층으로 하고, 그 후, 파장 변환층의 패턴 사이를, 도포법, 잉크젯법, 스크린 인쇄 등 공지의 방법을 이용하여 산화 방지제 함유 개재층 전구체 조성물로 충전하여 필요에 따라서 경막시켜 얻을 수 있다. 산화 방지제 함유 개재층 전구체 조성물의 경막에 앞서, 또 다른 한쪽의 기판으로 상면을 덮은 후에 경막 처리를 행하면, 산화 방지제 함유 개재층이 접착성을 갖는 경우는 밀봉 공정을 겸할 수 있다.
상술한 방법에 있어서, 산화 방지제 함유 개재층 전구체를 패턴 형상으로 형성하고, 파장 변환층 전구체 조성물을 그 간극에 충전하여 제10 실시양태의 파장 변환 부재를 얻어도 된다. 또, 이들의 제조 방법을, 앞서 형성된 파장 변환층 상 등에 반복해서 행함으로써 3차원적으로 적층된 패턴을 갖는 파장 변환층과 산화 방지제 함유 개재층의 구조체(예를 들면 도 20, 상부 배리어층과 산화 방지제(AO)는 생략)를 제조할 수도 있다.
이들의 제조 방법에서 이용하는 도트의 배치 패턴은, 격자 형상이나 망점 모양 등의 기하학적인 모양으로 해도 되고, 랜덤 패턴을 포함하는 인공적인 모양을 반복 배치하도록 해도 된다.
"산화 방지제 함유 개재층"
먼저, 산화 방지제 함유 개재층(40)에 대하여 설명한다. 산화 방지제 함유 개재층(40)은, 상기 제1~제9 실시형태에 나타나는 바와 같이, 배리어 오버코트층(12c 및/또는 22c), 점착제층(50), 파장 변환층(30) 내에 형성되어 이루어지는 중간층(60) 등이며, 파장 변환층(30, 30R, 30G)에 인접하여 형성되어 있으면 특별히 제한되지 않는다.
산화 방지제(AO)로서는, "항산화제의 이론과 실제(산유 쇼보)"에 기재되어 있는 바와 같이, 자동 산화의 연쇄 반응을 억제하는 라디칼 저해제, 과산화물을 비라디칼 분해하여 불활성화하는 과산화물 분해제, 금속의 산화 촉진 작용을 억제하는 금속 불활성화제, 라디칼 저해제와 공존하여 그 작용을 증가시키는 상승제, 활성 산소를 불활성화하는 1중항 산소 소거제, 슈퍼 옥사이드 소거제, 하이드록시 라디칼 소거제 등이 있다. 어떤 메커니즘의 산화 방지제이더라도, 파장 변환층(30) 내에 존재시킴으로써, 파장 변환층(30)에 침입한 산소에 의한 양자 도트의 광산화를 억제할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 실시형태의 파장 변환 부재는, 파장 변환층(30)의 인접층에 산화 방지제(AO)를 함유하는 산화 방지제 함유 개재층(40)을 마련하여, 이 층으로부터의 경시 확산에 의하여 파장 변환층(30)에 산화 방지제(AO)를 함유시키는데, 경시 확산 후의 산화 방지제 함유 개재층(40) 중에도, 산화 방지제(AO)는 남아 있다. 산화 방지제 함유 개재층(40) 내에 산화 방지제(AO)를 포함함으로써, 배리어층(12 및/또는 22)을 투과한 산소의 파장 변환층(30)으로의 침입을 저감시킬 수 있다.
또, 산화 방지제 함유 개재층(40)이나 파장 변환층(30) 내에 존재하는 산화 방지제(AO)는, 산란자로서도 기능하여 파장 변환 효율을 높이는 효과를 나타내고, 발광 휘도의 향상 효과도 나타낸다.
또한, 산화 방지제(AO)로서 무기 재료로 이루어지는 미립자를 이용한 경우는, 산화 방지제(AO)를 함유하는 층에 있어서, 무기 필러로서의 기능(형상 안정성, 역학적 강도 향상 효과, 내열성 향상 효과 등)을 가지게 된다. 따라서, 본 실시형태의 파장 변환 부재(1D)에 의하면, 무기 필러에 의한 치수 안정성 향상 효과를 얻을 수 있다.
산화 방지제 함유 개재층(40)에 있어서의, 산화 방지제(AO) 이외의 구성은, 배리어 오버코트층(12c, 22c)인 경우, 점착제층(50)인 경우, 파장 변환층(30) 내에 형성되어 이루어지는 중간층(60)인 경우 등, 그 기능에 따라 다양하다. 각 기능층에 대해서는 후술한다.
(산화 방지제)
산화 방지제 함유 개재층(40)에 있어서, 산화 방지제(AO)는, 산화 방지제 함유 개재층(40)의 전체 질량에 대하여, 0.2질량% 이상인 것이 바람직하고, 1질량% 이상인 것이 보다 바람직하며, 2질량% 이상인 것이 더 바람직하다. 한편, 산화 방지제는 산소와의 사이에서의 상호 작용에 의하여 변질되는 경우가 있다. 변질된 산화 방지제는 양자 도트 함유 중합성 조성물의 분해를 유인하는 경우가 있으며, 밀착성 저하, 취성(脆性) 악화, 양자 도트 발광 효율 저하를 초래한다. 이들을 방지하는 관점에서 20질량% 이하인 것이 바람직하고, 15질량% 이하인 것이 보다 바람직하며, 10질량% 이하인 것이 더 바람직하다.
산화 방지제(AO)로서는, 라디칼 저해제, 금속 불활성화제, 1중항 산소 소거제, 슈퍼 옥사이드 소거제, 및 하이드록시 라디칼 소거제 중 적어도 1종인 것이 바람직하다. 이러한 산화 방지제로서는, 페놀계 산화 방지제, 힌더드 아민계 산화 방지제, 퀴논계 산화 방지제, 인계 산화 방지제, 싸이올계 산화 방지제 등이 예시된다.
페놀계 산화 방지제로서는, 예를 들면 2,6-다이 제3 뷰틸-p-크레졸, 2,6-다이페닐-4-옥타데실옥시페놀, 다이스테아릴(3,5-다이 제3 뷰틸-4-하이드록시벤질)포스포네이트, 1,6-헥사메틸렌비스〔(3,5-다이 제3 뷰틸-4-하이드록시페닐)프로피온산 아마이드〕, 4,4'-싸이오비스(6-제3 뷰틸-m-크레졸), 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-제3 뷰틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(4-에틸-6-제3 뷰틸페놀), 4,4'-뷰틸리덴비스(6-제3 뷰틸-m-크레졸), 2,2'-에틸리덴비스(4,6-다이 제3 뷰틸페놀), 2,2'-에틸리덴비스(4-제2 뷰틸-6-제3 뷰틸페놀), 1,1,3-트리스(2-메틸-4-하이드록시-5-제3 뷰틸페닐)뷰테인, 1,3,5-트리스(2,6-다이메틸-3-하이드록시-4-제3 뷰틸벤질)아이소사이아누레이트, 1,3,5-트리스(3,5-다이 제3 뷰틸-4-하이드록시벤질)아이소사이아누레이트, 1,3,5-트리스(3,5-다이 제3 뷰틸-4-하이드록시벤질)-2,4,6-트라이메틸벤젠, 2-제3 뷰틸-4-메틸-6-(2-아크릴로일옥시-3-제3 뷰틸-5-메틸벤질)페놀, 스테아릴(3,5-다이 제3 뷰틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 테트라키스〔3-(3,5-다이 제3 뷰틸-4-하이드록시페닐)프로피온산 메틸〕메테인(아데카스타브 AO-60 (주)ADEKA제), 싸이오다이에틸렌글라이콜비스〔(3,5-다이 제3 뷰틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트〕, 1,6-헥사메틸렌비스〔(3,5-다이 제3 뷰틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트〕, 비스〔3,3-비스(4-하이드록시-3-제3 뷰틸페닐)뷰틸릭 애시드〕글라이콜에스터, 비스〔2-제3 뷰틸-4-메틸-6-(2-하이드록시-3-제3 뷰틸-5-메틸벤질)페닐〕테레프탈레이트, 1,3,5-트리스〔(3,5-다이 제3 뷰틸-4-하이드록시페닐)프로피온일옥시에틸〕아이소사이아누레이트, 3,9-비스〔1,1-다이메틸-2-{(3-제3 뷰틸-4-하이드록시-5-메틸페닐)프로피온일옥시}에틸〕-2,4,8,10-테트라옥사스파이로〔5,5〕운데케인, 트라이에틸렌글라이콜비스〔(3-제3 뷰틸-4-하이드록시-5-메틸페닐)프로피오네이트〕 등을 들 수 있다.
인계 산화 방지제로서는, 예를 들면 트리스노닐페닐포스파이트, 트리스〔2-제3 뷰틸-4-(3-제3 뷰틸-4-하이드록시-5-메틸페닐싸이오)-5-메틸페닐〕포스파이트, 트라이데실포스파이트, 옥틸다이페닐포스파이트, 다이(데실)모노페닐포스파이트, 다이(트라이데실)펜타에리트리톨다이포스파이트, 다이(노닐페닐)펜타에리트리톨다이포스파이트, 비스(2,4-다이 제3 뷰틸페닐)펜타에리트리톨다이포스파이트, 비스(2,6-다이 제3 뷰틸-4-메틸페닐)펜타에리트리톨다이포스파이트, 비스(2,4,6-트라이 제3 뷰틸페닐)펜타에리트리톨다이포스파이트, 비스(2,4-다이큐밀페닐)펜타에리트리톨다이포스파이트, 테트라(트라이데실)아이소프로필리덴다이페놀다이포스파이트, 테트라(트라이데실)-4,4'-n-뷰틸리덴비스(2-제3 뷰틸-5-메틸페놀)다이포스파이트, 헥사(트라이데실)-1,1,3-트리스(2-메틸-4-하이드록시-5-제3 뷰틸페닐)뷰테인트라이포스파이트, 테트라키스(2,4-다이 제3 뷰틸페닐)바이페닐렌다이포스포나이트, 9,10-다이하이드로-9-옥사-10-포스파페난트렌-10-옥사이드, 2,2'-메틸렌비스(4,6-제3 뷰틸페닐)-2-에틸헥실포스파이트, 2,2'-메틸렌비스(4,6-제3 뷰틸페닐)-옥타데실포스파이트, 2,2'-에틸리덴비스(4,6-다이 제3 뷰틸페닐)플루오로포스파이트; 트리스(2-〔(2,4,8,10-테트라키스 제3 뷰틸다이벤조〔d,f〕〔1,3,2〕다이옥사포스페핀-6-일)옥시〕에틸)아민, 2-에틸-2-뷰틸프로필렌글라이콜 및 2,4,6-트라이 제3 뷰틸페놀의 포스파이트 등을 들 수 있다. 이들 인계 산화 방지제의 첨가량은, 폴리올레핀계 수지 100질량부에 대하여 0.001~10질량부인 것이 바람직하고, 특히 0.05~5질량부인 것이 바람직하다.
싸이올계 산화 방지제로서는, 예를 들면 싸이오다이프로피온산 다이라우릴, 싸이오다이프로피온산 다이미리스틸, 싸이오다이프로피온산 다이스테아릴 등의 다이알킬싸이오다이프로피오네이트류; 및 펜타에리트리톨테트라(β-알킬머캅토프로피온산) 에스터류 등을 들 수 있다.
힌더드 아민계 산화 방지제는, HALS(Hindered amine light stabilizers)라고도 칭해지며, 피페리딘의 2위 및 6위의 탄소 상의 모든 수소 원자가 메틸기로 치환된 구조, 바람직하게는 식 1로 나타나는 기를 갖는다. 단, 식 1 중 X는 수소 원자 또는 알킬기를 나타낸다. 식 1로 나타나는 기 중에서도, X가 수소 원자인 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜기, 또는 X가 메틸기인 1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜기를 갖는 HALS가 특히 바람직하게 채용된다. 또한, 식 1로 나타나는 기가 -COO-기에 결합되어 있는 구조, 즉 식 2로 나타나는 기를 갖는 HALS가 많이 시판되고 있는데 이들은 바람직하게 사용할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pct00001
구체적으로 본 발명에서 바람직하게 사용할 수 있는 HALS를 들면, 예를 들면 이하의 식으로 나타나는 것을 들 수 있다. 또한, 여기에서 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜기를 R, 1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜기를 R'로 나타낸다.
ROC(=O)(CH2)8C(=O)OR, ROC(=O)C(CH3)=CH2, R'OC(=O)C(CH3)=CH2, CH2(COOR)CH(COOR)CH(COOR)CH2COOR, CH2(COOR')CH(COOR')CH(COOR')CH2COOR', 식 3으로 나타나는 화합물 등.
[화학식 2]
Figure pct00002
구체적으로는, 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜스테아레이트, 1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜스테아레이트, 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜벤조에이트, 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)세바케이트, 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)세바케이트, 비스(1-옥톡시-2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)세바케이트, 테트라키스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)-1,2,3,4-뷰테인테트라카복실레이트, 테트라키스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)-1,2,3,4-뷰테인테트라카복실레이트, 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)·다이(트라이데실)-1,2,3,4-뷰테인테트라카복실레이트, 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)·다이(트라이데실)-1,2,3,4-뷰테인테트라카복실레이트, 비스(1,2,2,4,4-펜타메틸-4-피페리딜)-2-뷰틸-2-(3,5-다이 제3 뷰틸-4-하이드록시벤질)말로네이트, 1-(2-하이드록시에틸)-2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딘올/석신산 다이에틸 중축합물, 1,6-비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜아미노)헥세인/2,4-다이클로로-6-모폴리노-s-트라이아진 중축합물, 1,6-비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜아미노)헥세인/2,4-다이클로로-6-제3 옥틸아미노-s-트라이아진 중축합물, 1,5,8,12-테트라키스〔2,4-비스(N-뷰틸-N-(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)아미노)-s-트라이아진-6-일〕-1,5,8,12-테트라아자도데케인, 1,5,8,12-테트라키스〔2,4-비스(N-뷰틸-N-(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)아미노)-s-트라이아진-6-일〕-1,5,8-12-테트라아자도데케인, 1,6,11-트리스〔2,4-비스(N-뷰틸-N-(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)아미노)-s-트라이아진-6-일〕아미노운데케인, 1,6,11-트리스〔2,4-비스(N-뷰틸-N-(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)아미노)-s-트라이아진-6-일〕아미노운데케인 등의 힌더드 아민 화합물을 들 수 있다.
또, 구체적인 상품으로서는, 티누빈 123, 티누빈 144, 티누빈 765, 티누빈 770, 티누빈 622, 시마솔브 944, 시마솔브 119(이상은 모두, 치바·스페셜리티·케미컬즈사 상품명), 아데카스타브 LA52, 아데카스타브 LA57, 아데카스타브 LA62, 아데카스타브 LA67, 아데카스타브 LA82, 아데카스타브 LA87, 아데카스타브 LX335(이상은 모두 아사히 덴카 고교사 상품명) 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.
HALS 중에서도 분자가 비교적 작은 것은 산화 방지제 함유 개재층으로부터 파장 변환층으로 확산되기 쉬워 바람직하다. 이 관점에서 바람직한 HALS로서는, ROC(=O)(CH2)8C(=O)OR, R'OC(=O)C(CH3)=CH2로 나타나는 화합물 등이다.
상기한 산화 방지제(AO) 중, 힌더드 페놀 화합물, 힌더드 아민 화합물, 퀴논 화합물, 하이드로퀴논 화합물, 트라이페롤 화합물, 아스파라진산 화합물, 및 싸이올 화합물 중 적어도 1종인 것이 보다 바람직하고, 시트르산 화합물, 아스코브산 화합물, 및 토코페롤 화합물 중 적어도 1종인 것이 더 바람직하다. 이들 화합물로서는 특별히 제한되지 않지만, 힌더드 페놀, 힌더드 아민, 퀴논, 하이드로퀴논, 트라이페롤, 아스파라진산, 싸이올, 시트르산, 토코페릴 아세트산, 및 토코페릴 인산 그 자체, 또는 그들의 염이나 에스터 화합물 등을 바람직하게 들 수 있다.
이하에, 하기 실시형태에서 사용한 산화 방지제(AO)를 나타낸다.
[화학식 3]
Figure pct00003
[화학식 4]
Figure pct00004
[화학식 5]
Figure pct00005
[화학식 6]
Figure pct00006
[화학식 7]
Figure pct00007
[화학식 8]
Figure pct00008
[화학식 9]
Figure pct00009
[화학식 10]
Figure pct00010
[화학식 11]
Figure pct00011
"파장 변환층"
파장 변환층(30)은, 유기 매트릭스(30P) 중에 청색광(LB)에 의하여 여기되어 형광(적색광)(LR)을 발광하는 양자 도트(30A)와, 청색광(LB)에 의하여 여기되어 형광(녹색광)(LG)을 발광하는 양자 도트(30B)가 분산되어 이루어진다. 또한, 도 2에 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 2~7nm 정도이다.
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.
또, 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)가 분산되어 이루어질 수도 있다. 파장 변환층의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니고, 임의의 형상으로 할 수 있다.
파장 변환층(30)은, 상기한 산화 방지제(AO)를 포함하여 이루어진다. 산화 방지제(AO)의 함유량으로서는, 파장 변환층(30)의 전체 질량에 대하여, 0.1~20질량%의 범위 내가 바람직하다. 파장 변환층(30) 내에 있어서, 산화 방지제(AO)는 대략 균일하게 분산되어 이루어지는 양태여도 되고, 편재하여 존재해도 상관없다.
제1~제9 실시형태에 있어서, 유기 매트릭스(30P)는 중합체(폴리머)를 포함하고, 파장 변환층(30)은, 양자 도트(30A, 30B), 및 중합하여 유기 매트릭스(30P)가 되는 중합성 화합물을 포함하는 중합성 조성물(이하, 기본적으로, 양자 도트 함유 중합성 조성물이라고 칭함)을 경화 후, 경화하여 얻어진 파장 변환층(30) 내에, 인접하는 산화 방지제 함유 개재층(40)으로부터 산화 방지제(AO)가 경시 확산됨으로써 형성할 수 있다. 따라서, 파장 변환층(30)에 있어서, 파장 변환층 중에 포함되는 중합도가 2 이상 4 이하인 저중합도 성분의 존재량을 억제하여 제조할 수 있다. 본 발명에 의하면, 파장 변환층(30) 내에 포함되는 중합도가 2 이상 4 이하인 저중합도 성분을 5질량% 이하로 할 수 있다.
또, 제1~제9 실시형태에서는 기재하고 있지 않지만, 파장 변환층(30)은, 그 표면을 피복하는 파장 변환 오버코트층을 구비한 구성으로 해도 된다. 파장 변환 오버코트층은, 파장 변환층 표면의 평활화 및 고경도화 등의 역할을 하고, 1층 이상의 유기층 등에 의하여 구성할 수 있으며, 공지의 방법에 의하여 형성할 수 있다. 이러한 양태의 경우는, 파장 변환 오버코트층을 산화 방지제 함유 개재층(40)으로 해도 된다.
파장 변환 오버코트층으로서는, 특별히 제한되지 않지만, 파장 변환층(30)의 유기 매트릭스(30P)와 동일한 폴리머를 바람직하게 이용할 수 있다. 파장 변환층(30)의 유기 매트릭스(30P)의 폴리머를 형성할 수 있는 적합한 중합성 화합물은, 후술하는 양자 도트 함유 중합성 조성물의 기재에 있어서 예시되어 있는데, 예를 들면 다이펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(DPHA), 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트(PETA), 트라이메틸프로페인트라이아크릴레이트(TMPTA) 등의 다관능 아크릴레이트, 셀록사이드 2021P, 셀록사이드 2000 등의 에폭시 화합물, 각종 아크릴 폴리머 등이 바람직하게 예시된다. 즉, 파장 변환 오버코트층을 형성할 때에 이용하는 중합성 조성물로서는, 후술하는 양자 도트 함유 중합성 조성물로부터 양자 도트를 제외한 중합성 조성물을 적합하게 이용할 수 있다.
파장 변환층(30)의 형성 방법은 특별히 제한되지 않지만, 상기한 바와 같이, 파장 변환층(30)의 원료 조성물인 양자 도트 함유 중합성 조성물을, 배리어 필름(10, 20)의 표면에 도포하여 전구체층을 형성하고, 그 후에 광조사, 또는 가열에 의하여 경화시키는 방법이 바람직하다. 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 중합성 조성물의 조성에 따라, 적절히 설정할 수 있다. 또, 양자 도트 함유 중합성 조성물이 용매를 포함하는 조성물인 경우에는, 경화를 행하기 전에, 용매 제거를 위하여 건조 처리를 실시해도 된다.
<양자 도트 함유 중합성 조성물>
양자 도트 함유 중합성 조성물은, 양자 도트(30A, 30B), 및 중합하여 유기 매트릭스(30P)가 되는 중합성 화합물을 포함하고 있다. 양자 도트 함유 중합성 조성물은, 상기 이외에, 중합 개시제, 실레인 커플링제 등의 다른 성분을 포함할 수 있다.
양자 도트 함유 중합성 조성물은, 상기한 산화 방지제(AO)를 포함하고 있어도 되는데, 그 함유량은, 경화 후의 파장 변환층(30)의 내구성의 관점에서, 파장 변환층(30)에 있어서, 중합도가 2 이상 4 이하인 저중합도 성분의 함유량이 5질량% 이하가 되는 범위 내인 것이 바람직하다(하기 실시예를 참조).
양자 도트 함유 중합성 조성물의 조제 방법은 특별히 제한되지 않고, 일반적인 중합성 조성물의 조제 순서에 따라 실시하면 된다.
(양자 도트)
양자 도트는 발광 특성이 다른 2종 이상의 양자 도트를 포함할 수 있으며, 본 실시형태에 있어서, 양자 도트는, 청색광(LB)에 의하여 여기되어 형광(적색광)(LR)을 발광하는 양자 도트(30A)와, 청색광(LB)에 의하여 여기되어 형광(녹색광)(LG)을 발광하는 양자 도트(30B)이다. 또, 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)를 포함할 수도 있다.
공지의 양자 도트에는, 600nm~680nm의 범위의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖는 양자 도트(30A), 520nm~560nm의 범위의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖는 양자 도트(30B), 400nm~500nm의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖는 양자 도트(30C)(청색광을 발광)가 알려져 있다.
양자 도트에 대해서는, 상기의 기재에 더하여, 예를 들면 일본 공개특허공보 2012-169271호 단락 0060~0066을 참조할 수 있지만, 여기에 기재된 것에 한정되는 것은 아니다. 양자 도트로서는, 시판품을 제한없이 이용할 수 있다. 양자 도트의 발광 파장은, 통상 입자의 조성, 사이즈, 및 조성 및 사이즈에 따라 조정할 수 있다.
양자 도트는, 상기 중합성 조성물에 입자 상태로 첨가해도 되고, 용매에 분산시킨 분산액의 상태로 첨가해도 된다. 분산액 상태로 첨가하는 것이 양자 도트의 입자의 응집을 억제하는 관점에서 바람직하다. 여기에서 사용되는 용매는, 특별히 한정되는 것은 아니다. 양자 도트는, 양자 도트 함유 중합성 조성물의 전체량 100질량부에 대하여, 예를 들면 0.01~10질량부 정도 첨가할 수 있다.
양자 도트 함유 중합성 조성물에 있어서, 양자 도트의 함유량은, 중합성 조성물에 포함되는 중합성 화합물의 전체 질량에 대하여 0.01~10질량%가 바람직하고, 0.05~5질량%가 보다 바람직하다.
(중합성 화합물)
양자 도트 함유 중합성 조성물에 포함되는 중합성 화합물로서는 특별히 제한되지 않지만, 라디칼 중합성 화합물이 바람직하다. 라디칼 중합성 화합물로서는, 경화 후의 경화 피막의 투명성, 밀착성 등의 관점에서는, 단관능 또는 다관능 (메트)아크릴레이트 모노머가 바람직하고, 중합성을 갖고 있으면, 이러한 모노머의 프리 폴리머나 폴리머여도 된다. 또한, 본 명세서에 있어서, "(메트)아크릴레이트"라는 기재는, 아크릴레이트와 메타크릴레이트 중 적어도 하나, 또는 어느 하나의 의미로 이용하는 것으로 한다. "(메트)아크릴로일" 등도 마찬가지이다.
단관능 (메트)아크릴레이트 모노머로서는, 아크릴산 및 메타크릴산, 이들의 유도체, 보다 자세하게는, (메트)아크릴산의 중합성 불포화 결합((메트)아크릴로일기)을 분자 내에 1개 갖는 모노머를 들 수 있다.
구체적으로는,
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)아크릴레이트; 벤질(메트)아크릴레이트 등의 아랄킬기의 탄소수가 7~20인 아랄킬(메트)아크릴레이트; 뷰톡시에틸(메트)아크릴레이트 등의 알콕시알킬기의 탄소수가 2~30인 알콕시알킬(메트)아크릴레이트; N,N-다이메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트 등의 (모노알킬 또는 다이알킬)아미노알킬기의 총 탄소수가 1~20인 아미노알킬(메트)아크릴레이트; 다이에틸렌글라이콜에틸에터의 (메트)아크릴레이트, 트라이에틸렌글라이콜뷰틸에터의 (메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌글라이콜모노메틸에터의 (메트)아크릴레이트, 헥사에틸렌글라이콜모노메틸에터의 (메트)아크릴레이트, 옥타에틸렌글라이콜의 모노메틸에터(메트)아크릴레이트, 노나에틸렌글라이콜의 모노메틸에터(메트)아크릴레이트, 다이프로필렌글라이콜의 모노메틸에터(메트)아크릴레이트, 헵타프로필렌글라이콜의 모노메틸에터(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌글라이콜의 모노에틸에터(메트)아크릴레이트 등의 알킬렌쇄의 탄소수가 1~10이고 말단 알킬에터의 탄소수가 1~10인 폴리알킬렌글라이콜알킬에터의 (메트)아크릴레이트; 헥사에틸렌글라이콜페닐에터의 (메트)아크릴레이트 등의 알킬렌쇄의 탄소수가 1~30이고 말단 아릴에터의 탄소수가 6~20인 폴리알킬렌글라이콜아릴에터의 (메트)아크릴레이트; 사이클로헥실(메트)아크릴레이트, 다이사이클로펜탄일(메트)아크릴레이트, 아이소보닐(메트)아크릴레이트, 메틸렌옥사이드 부가 사이클로데카트리엔(메트)아크릴레이트 등의 지환 구조를 갖는 총 탄소수 4~30의 (메트)아크릴레이트; 헵타데카플루오로데실(메트)아크릴레이트 등의 총 탄소수 4~30의 불소화 알킬(메트)아크릴레이트; 2-하이드록시에틸(메트)아크릴레이트, 3-하이드록시프로필(메트)아크릴레이트, 4-하이드록시뷰틸(메트)아크릴레이트, 트라이에틸렌글라이콜의 모노(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌글라이콜모노(메트)아크릴레이트, 헥사에틸렌글라이콜모노(메트)아크릴레이트, 옥타프로필렌글라이콜모노(메트)아크릴레이트, 글리세롤의 모노 또는 다이(메트)아크릴레이트 등의 수산기를 갖는 (메트)아크릴레이트; 글리시딜(메트)아크릴레이트 등의 글리시딜기를 갖는 (메트)아크릴레이트; 테트라에틸렌글라이콜모노(메트)아크릴레이트, 헥사에틸렌글라이콜모노(메트)아크릴레이트, 옥타프로필렌글라이콜모노(메트)아크릴레이트 등의 알킬렌쇄의 탄소수가 1~30인 폴리에틸렌글라이콜모노(메트)아크릴레이트; (메트)아크릴아마이드, N,N-다이메틸(메트)아크릴아마이드, N-아이소프로필(메트)아크릴아마이드, 2-하이드록시에틸(메트)아크릴아마이드, 아크릴로일모폴린 등의 (메트)아크릴아마이드 등을 들 수 있다. 또한, 단관능 (메트)아크릴레이트 모노머는, 이들에 한정되는 것은 아니다.
단관능 (메트)아크릴레이트 모노머로서는, 탄소수가 4~30인 알킬(메트)아크릴레이트를 이용하는 것이 바람직하고, 탄소수 12~22의 알킬(메트)아크릴레이트를 이용하는 것이 양자 도트의 분산성 향상의 관점에서 보다 바람직하다. 양자 도트의 분산성이 향상될수록, 파장 변환층으로부터 출사면으로 직행하는 광량이 증가하기 때문에, 정면 휘도 및 정면 콘트라스트의 향상에 유효하다. 구체적으로는, 단관능 (메트)아크릴레이트 모노머로서는, 뷰틸(메트)아크릴레이트, 옥틸(메트)아크릴레이트, 라우릴(메트)아크릴레이트, 올레일(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트, 베헨일(메트)아크릴레이트, 뷰틸(메트)아크릴아마이드, 옥틸(메트)아크릴아마이드, 라우릴(메트)아크릴아마이드, 올레일(메트)아크릴아마이드, 스테아릴(메트)아크릴아마이드, 베헨일(메트)아크릴아마이드 등이 바람직하다. 그 중에서도 라우릴(메트)아크릴레이트, 올레일(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트가 특히 바람직하다.
상기 (메트)아크릴산의 중합성 불포화 결합((메트)아크릴로일기)을 1분자 내에 1개 갖는 모노머와 함께, (메트)아크릴로일기를 분자 내에 2개 이상 갖는 다관능 (메트)아크릴레이트 모노머를 병용할 수도 있다.
2관능 이상의 (메트)아크릴레이트 모노머 중, 2관능의 (메트)아크릴레이트 모노머로서는, 네오펜틸글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 1,9-노네인다이올다이(메트)아크릴레이트, 트라이프로필렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 에틸렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 하이드록시피발산 네오펜틸글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 다이사이클로펜텐일(메트)아크릴레이트, 다이사이클로펜텐일옥시에틸(메트)아크릴레이트, 다이사이클로펜탄일다이(메트)아크릴레이트 등을 바람직한 예로서 들 수 있다.
또, 2관능 이상의 (메트)아크릴레이트 모노머 중, 3관능 이상의 (메트)아크릴레이트 모노머로서는, 에피클로로하이드린(ECH) 변성 글리세롤트라이(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드(EO) 변성 글리세롤트라이(메트)아크릴레이트, 프로필렌옥사이드(PO) 변성 글리세롤트라이(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트라이아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, EO 변성 인산 트라이아크릴레이트, 트라이메틸올프로페인트라이(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 트라이메틸올프로페인트라이(메트)아크릴레이트, EO 변성 트라이메틸올프로페인트라이(메트)아크릴레이트, PO 변성 트라이메틸올프로페인트라이(메트)아크릴레이트, 트리스(아크릴옥시에틸)아이소사이아누레이트, 다이펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 다이펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨하이드록시펜타(메트)아크릴레이트, 알킬 변성 다이펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨폴리(메트)아크릴레이트, 알킬 변성 다이펜타에리트리톨트라이(메트)아크릴레이트, 다이트라이메틸올프로페인테트라(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨에톡시테트라(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트 등을 바람직한 예로서 들 수 있다.
양자 도트 함유 중합성 조성물에는, 라디칼 중합성 화합물로서 분자량 Mw와, 1분자당 (메트)아크릴로이드기의 수 F의 비, Mw/F가 200 이하인 (메트)아크릴레이트 모노머가 포함되어 있는 것도 바람직하다. Mw/F는, 150 이하인 것이 더 바람직하고, 100 이하인 것이 가장 바람직하다. Mw/F가 작은 (메트)아크릴레이트 모노머에 의하여, 양자 도트 함유 중합성 조성물의 경화에 의하여 형성되는 파장 변환층의 산소 투과율을 저감시킬 수 있고, 그 결과 파장 변환 부재의 내광성을 향상시킬 수 있기 때문이다. 또, Mw/F가 작은 (메트)아크릴레이트 모노머의 이용에 의하여, 파장 변환층 내에서의 중합체의 가교 밀도를 높게 할 수 있어, 파장 변환층의 파단을 방지할 수 있는 점에서도 바람직하다.
Mw/F가 200 이하인 (메트)아크릴레이트 모노머로서는, 구체적으로는, 펜타에리트리톨트라이아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 트라이메틸올프로페인트라이메타크릴레이트, 다이펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 트라이사이클로데케인다이메탄올다이아크릴레이트 등을 들 수 있다.
다관능 (메트)아크릴레이트 모노머의 사용량은, 양자 도트 함유 중합성 조성물에 포함되는 중합성 화합물의 전체량 100질량부에 대하여, 도막 강도의 관점에서는, 5질량부 이상으로 하는 것이 바람직하고, 조성물의 젤화 억제의 관점에서는, 95질량부 이하로 하는 것이 바람직하다.
또, 라디칼 중합성 화합물은 양자 도트 함유 중합성 조성물의 전체량 100질량부에 대하여, 10~99.9질량부 포함되어 있는 것이 바람직하고, 50~99.9질량부 포함되어 있는 것이 보다 바람직하며, 92~99질량부 포함되어 있는 것이 특히 바람직하다.
또, 양자 도트 함유 중합성 조성물에 포함되는 중합성 화합물로서는, 지환식 에폭시 화합물도 바람직하다. 양자 도트 함유 중합성 조성물에는, 지환식 에폭시 화합물을 30질량% 이상 포함하는 것이 바람직하고, 산소 배리어성의 관점에서, 50질량% 이상 포함하는 것이 보다 바람직하며, 80질량% 이상 포함하는 것이 더 바람직하다.
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 말한다. 이 점은, 다른 성분에 대해서도, 구조가 다른 2종 이상을 이용하는 경우에는 동일하게 한다.
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 적어 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 축환된 하기 구조:
[화학식 12]
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를 1분자 중에 1개 이상 갖는 것을 들 수 있다. 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(예를 들면 탄소수 1~6의 알킬기), 수산기, 알콕시기(예를 들면 탄소수 1~6의 알콕시기), 할로젠 원자(예를 들면 불소 원자, 염소 원자, 브로민 원자), 사이아노기, 아미노기, 나이트로기, 아실기, 카복실기 등을 들 수 있다. 상기 구조는, 이러한 치환기를 갖고 있어도 되지만 무치환인 것이 바람직하다.
또, 지환식 에폭시 화합물은, 지환식 에폭시기 이외의 중합성 관능기를 갖고 있어도 된다. 중합성 관능기란, 라디칼 중합, 또는 양이온 중합에 의하여 중합 반응을 일으킬 수 있는 관능기를 가리키며, 예를 들면 (메트)아크릴로일기를 들 수 있다.
지환식 에폭시 화합물로서 적합하게 사용할 수 있는 시판품으로서는, 다이셀 가가쿠 고교(주)의 셀록사이드(등록 상표) 2000, 셀록사이드 2021P, 셀록사이드 3000, 셀록사이드 8000, 사이클로머(등록 상표) M100, 에포리드 GT301, 에포리드 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.
파장 변환층과 인접하는 층의 밀착성 향상의 관점에서는, 하기의 지환식 에폭시 화합물 I 또는 II가 특히 바람직하다. 지환식 에폭시 화합물 I은, 시판품으로서는 다이셀 가가쿠 고교(주) 셀록사이드 2021P로서 입수할 수 있다. 지환식 에폭시 화합물 II는, 시판품으로서는 다이셀 가가쿠 고교(주) 사이클로머 M100으로서 입수할 수 있다.
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[화학식 14]
Figure pct00014
또, 지환식 에폭시 화합물은, 공지의 합성 방법에 의하여 제조할 수도 있다. 그 합성 방법은 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 제2926262호 등의 문헌을 참고로 하여 합성할 수 있다.
지환식 에폭시 화합물을 중합성 화합물로서 이용하는 경우는, 다른 중합성 화합물을 1종 이상 포함해도 된다. 다른 중합성 화합물로서는, 단관능 (메트)아크릴레이트 화합물, 다관능 (메트)아크릴레이트 화합물 등의 (메트)아크릴레이트 화합물, 옥시레인 화합물, 옥세테인 화합물이 바람직하다. 여기에서, 본 발명 및 본 명세서에 있어서, (메트)아크릴레이트 화합물 또는 (메트)아크릴레이트란, (메트)아크릴로일기를 1분자 중에 1개 이상 포함하는 화합물을 말하는 것으로 하고, (메트)아크릴로일기란, 아크릴로일기와 메타크릴로일기 중 한쪽 또는 양쪽 모두를 나타내기 위하여 이용하는 것으로 한다.
옥시레인 화합물은 에틸렌옥사이드라고도 불리며, 대표적인 것으로서 글리시딜기라고 불리는 관능기로서 표현된다. 또, 옥세테인 화합물은 4원환의 환상 에터이다. 이들 중합성 화합물을 병용함으로써, 예를 들면 (메트)아크릴레이트 화합물을 병용하면 상술한 지환 에폭시 화합물의 중합체와 상호 관입형(貫入型) 폴리머 네트워크(Interpenetrating Polymer Network: IPN)를 형성하여, 적합한 역학 물성이나 광학 물성을 나타내도록 설계하는 것이 가능하다. 또, 옥시레인 화합물, 옥세테인 화합물은 상술한 지환 에폭시 화합물과 공중합할 수 있어, 중합체의 역학 물성이나 광학 물성을 적합하게 설계하는 것이 가능하다. 또, 이들 화합물을 병용함으로써, 경화 전의 조성물의 점도나, 양자 도트의 분산성, 후술하는 광중합 개시제나 그 외 첨가제의 용해성을 조정할 수도 있다.
또, 지환식 에폭시 화합물을 포함하는 경화성 화합물은, 양자 도트 함유 경화성 조성물의 전체량에 대하여, 10~99.9질량% 포함되어 있는 것이 바람직하고, 50~99.9질량% 포함되어 있는 것이 보다 바람직하며, 92~99질량% 포함되어 있는 것이 특히 바람직하다.
(중합 개시제)
양자 도트 함유 중합성 조성물은, 필요에 따라서 중합 개시제를 포함하고 있어도 된다. 중합 개시제로서는, 양자 도트 함유 중합성 조성물에 포함되는 중합성 화합물의 종류에 따라 적합한 중합 개시제를 이용하는 것이 바람직하다. 중합성 화합물이 라디칼 중합성인 경우는, 공지의 라디칼 개시제를 포함하고 있어도 된다. 중합 개시제에 대해서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2013-043382호 단락 0037을 참조할 수 있다. 중합 개시제는, 양자 도트 함유 중합성 조성물에 포함되는 중합성 화합물의 전체 질량의 0.1몰% 이상인 것이 바람직하고, 0.5~2몰%인 것이 보다 바람직하다.
상술한 지환식 에폭시 화합물은, 개시제와의 조합에 의하여 경화물이 약간 황색을 띄는 경우가 있으며, 파장 변환 부재에 조사되는 여기광을 일부 흡수하여 휘도를 저하시키는 요인이 될 수 있다. 지환식 에폭시 화합물은, 아이오도늄염 화합물, 예를 들면 하기에 나타내는 아이오도늄염 화합물 A를 이용하면 이 과제를 저감시키는 것이 가능하다.
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(실레인 커플링제)
양자 도트 함유 중합성 조성물은 실레인 커플링제를 더 포함할 수 있다. 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 당해 층의 구성 성분과 공유 결합을 형성하는 것에 의한 것이다. 이때, 인접하는 층으로서 후술하는 무기 배리어층을 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 의미로 이용하는 것으로 한다.
실레인 커플링제로서는, 공지의 실레인 커플링제를, 아무런 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 2013-43382호 단락 0011~0016의 기재를 참조할 수 있다. 실레인 커플링제 등의 첨가제의 사용량은 특별히 한정되는 것은 아니고, 적절히 설정 가능하다.
(용매)
양자 도트 중합성 조성물은, 필요에 따라서 용매를 포함하고 있어도 된다. 이 경우에 사용되는 용매의 종류 및 첨가량은, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면 용매로서 유기 용매를 1종 또는 2종 이상 혼합하여 이용할 수 있다.
<배리어 필름(기재)>
배리어 필름(10, 20)은, 수분 및/또는 산소의 투과를 억제하는 기능을 갖는 필름이며, 본 실시형태에서는, 지지체(11, 21) 상에 배리어층(12, 22)을 각각 구비한 구성을 갖고 있다. 이러한 양태에서는, 지지체의 존재에 의하여, 파장 변환 부재(1D)의 강도가 향상되고, 또한 용이하게 제막을 실시할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 배리어층(12, 22)이 지지체(11, 21)에 의하여 지지되어 이루어지는 배리어 필름(10, 20)에 있어서, 파장 변환층(30)의 양 주면에 배리어층(12, 22)이 인접하여 구비되어 있는 파장 변환 부재에 대하여 나타나 있는데, 배리어층(12, 22)은 지지체(11, 21)에 지지되어 있지 않아도 되고, 또 지지체(11, 21)가 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 양태, 즉, 배리어층이, 파장 변환층(30)의 양면에 구비되어 이루어지는 양태가 바람직하지만, 1개만 포함되는 양태여도 된다.
배리어 필름은, 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(MOCON사제, OX-TRAN 2/20: 상품명)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.
배리어 필름(10, 20)은, 산소를 차단하는 가스 배리어 기능에 더하여, 수분(수증기)을 차단하는 기능을 갖고 있다. 파장 변환 부재(1D)에 있어서, 배리어 필름(10, 20)의 투습도(수증기 투과율)는 0.10g/(m2·day·atm) 이하이다. 배리어 필름(10, 20)의 투습도는, 바람직하게는 0.01g/(m2·day·atm) 이하이다.
(지지체)
파장 변환 부재(1D)에 있어서, 파장 변환층(30)은, 적어도 한쪽의 주표면이 지지체(11 또는 21)에 의하여 지지되어 있다. 여기에서 "주표면"이란, 파장 변환 부재 사용 시에 시인 측 또는 백라이트 측에 배치되는 파장 변환층의 표면(앞면, 뒷면)을 말한다. 다른 층이나 부재에 대한 주표면도 동일하다.
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 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 백라이트 유닛의 재귀 반사성 부재(2B)에, 프리즘 시트를 복수 매 마련하는 등, 광의 재귀 반사를 증가시키는 수단을 마련하여 여기광이 파장 변환층을 통과하는 횟수를 더 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 빼 산출할 수 있다. 지지체에 대해서는, 일본 공개특허공보 2007-290369호 단락 0046~0052, 일본 공개특허공보 2005-096108호 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 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)
지지체(11, 21)는, 파장 변환층(30) 측의 면에 접하여 형성되어 이루어지는 적어도 1층의 무기 배리어층(12b, 22b)을 포함하는 배리어층(12, 22)을 구비하여 이루어지는 것이 바람직하다.
배리어층(12, 22)은, 도 2에 나타나는 바와 같이, 지지체(11, 21)와 무기 배리어층(12b, 22b)의 사이에 적어도 1층의 유기 배리어층(12a, 22a)을 구비하고 있어도 된다. 유기 배리어층(12a, 22a)은, 무기 배리어층(12b, 22b)과 파장 변환층(30)의 사이에 마련되어 있어도 되고, 제1 실시형태 및 제2 실시형태와 같이, 3층째의 배리어층으로서 무기 배리어층(22b)과 파장 변환층(30)의 사이에 마련되어 있어도 되며, 가장 파장 변환층(30) 측의 유기 배리어층은, 배리어 오버코트층이라고 칭해진다. 배리어층을 복수의 층으로 구성하는 것은, 보다 더 배리어성을 높일 수 있기 때문에, 내광성 향상의 관점에서 바람직하다. 또, 배리어 오버코트층(22c)을 구비한 구성에서는, 배리어층의 내찰상성 향상 효과, 및 높은 박리성의 개량 효과를 더 얻을 수 있다. 제1~제5 실시형태에 나타내는 바와 같이, 배리어 오버코트층(12c, 22c)은, 산화 방지제 함유 개재층(40)으로서 적합하다.
배리어층(12, 22)은, 지지체(11, 21)를 지지체로 하여 그 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, 무기 배리어층이어도 되고 유기 배리어층이어도 되지만, 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.
[무기 배리어층]
"무기층"이란, 무기 재료를 주성분으로 하는 층이며, 바람직하게는 무기 재료만으로 형성되는 층이다.
배리어층(12, 22)에 적합한 무기 배리어층(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, 무기 배리어층으로서, 금속막, 예를 들면 알루미늄막, 은막, 주석막, 크로뮴막, 니켈막, 타이타늄막을 마련해도 된다.
상기의 재료 중에서도, 규소 산화물, 규소 질화물, 규소 탄화물, 또는 알루미늄 산화물을 포함하는 무기 배리어층이 특히 바람직하다. 이들 재료로 이루어지는 무기 배리어층은, 유기 배리어층과의 밀착성이 양호한 점에서, 무기 배리어층에 핀홀이 존재하는 경우여도, 유기 배리어층이 핀홀을 효과적으로 메울 수 있어, 배리어성을 보다 더 높게 할 수 있다.
또, 배리어층에 있어서의 광의 흡수를 억제하는 관점에서는, 질화 규소가 가장 바람직하다.
무기 배리어층의 형성 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 성막 재료를 증발 내지 비산시켜 피증착면에 퇴적시킬 수 있는 각종 성막 방법을 이용할 수 있다.
무기 배리어층의 형성 방법의 예로서는, 무기 산화물, 무기 질화물, 무기 산화 질화물, 금속 등의 무기 재료를 가열하여 증착시키는 진공 증착법; 무기 재료를 원료로서 이용하고, 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 VaporDeposition법, PVD법), 산화 규소의 증착막을 성막시키는 경우는, 유기 규소 화합물을 원료로 하는 플라즈마 화학 기상 성장(Chemical Vapor Deposition)법 등을 들 수 있다.
무기 배리어층의 두께는, 1nm~500nm이면 되고, 5nm~300nm인 것이 바람직하며, 특히 10nm~150nm인 것이 보다 바람직하다. 인접 무기 배리어층의 막두께가, 상술한 범위 내인 것에 의하여, 양호한 배리어성을 실현하면서, 무기 배리어층에 있어서의 광의 흡수를 억제할 수 있어, 광투과율이 보다 높은 파장 변환 부재를 제공할 수 있기 때문이다.
[유기 배리어층]
유기층이란, 유기 재료를 주성분으로 하는 층으로서, 바람직하게는 유기 재료가 50질량% 이상, 나아가서는 80질량% 이상, 특히 90질량% 이상을 차지하는 층을 말한다. 유기 배리어층으로서는, 일본 공개특허공보 2007-290369호 단락 0020~0042, 일본 공개특허공보 2005-096108호 단락 0074~0105를 참조할 수 있다. 또한 유기 배리어층은 카도 폴리머를 포함하는 것이 바람직하다. 이로써, 유기 배리어층과 인접하는 층의 밀착성, 특히, 무기 배리어층과도 밀착성이 양호해져, 보다 더 우수한 배리어성을 실현할 수 있기 때문이다. 카도 폴리머의 상세에 대해서는, 상술한 일본 공개특허공보 2005-096108호 단락 0085~0095를 참조할 수 있다. 유기 배리어층의 막두께는, 0.05μm~10μm의 범위 내인 것이 바람직하고, 그 중에서도 0.5~10μm의 범위 내인 것이 바람직하다. 유기 배리어층이 웨트 코팅법에 의하여 형성되는 경우에는, 유기 배리어층의 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 유기 배리어층의 막두께가 상술한 범위 내인 것에 의하여, 무기층과의 밀착성을 보다 양호한 것으로 할 수 있기 때문이다.
무기 배리어층, 유기 배리어층의 그 외 상세에 대해서는, 상술한 일본 공개특허공보 2007-290369호, 일본 공개특허공보 2005-096108호, 또한 US2012/0113672A1의 기재를 참조할 수 있다.
(배리어 필름의 설계 변경)
파장 변환 부재(1D)에 있어서, 파장 변환층, 무기 배리어층, 유기 배리어층, 지지체는, 이 순으로 적층되어 있어도 되고, 무기 배리어층과 유기 배리어층의 사이, 2층의 유기 배리어층의 사이, 또는 2층의 무기 배리어층의 사이에, 지지체를 배치하여 적층되어 있어도 된다.
(요철 부여층(매트층))
배리어 필름(10, 20)은, 파장 변환층(30) 측의 면과 반대 측의 면에, 요철 구조를 부여하는 요철 부여층(매트층)을 구비하고 있는 것이 바람직하다. 배리어 필름이 매트층을 갖고 있으면, 배리어 필름의 블로킹성, 슬라이딩성을 개량할 수 있기 때문에 바람직하다. 매트층은 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, 매트층은, 배리어 필름의 파장 변환층과는 반대 측의 표면에 마련되는 것이 바람직하지만, 양면에 마련되어 있어도 된다.
(점착제층)
제6 실시형태와 같이, 파장 변환 부재(1D)는, 점착제층(50)을 구비하고 있어도 된다. 점착제층(50)으로서는 특별히 제한되지 않지만, 접착제를 경화하여 이루어지는 층을 바람직하게 들 수 있다. 접착제는, 경화성인 한, 종래부터 편광판의 제조에 사용되고 있는 각종의 것을 사용할 수 있는데, 내후성이나 중합성 등의 관점에서, 자외선 등의 활성 에너지선에 의하여 경화되는 접착제를 포함하는 것이 바람직하다. 활성 에너지선에 의하여 경화되는 접착제 중에서도, 양이온 중합성의 화합물, 예를 들면 에폭시 화합물, 보다 구체적으로는, 일본 공개특허공보 2004-245925호에 기재되는 바와 같은, 분자 내에 방향환을 갖지 않는 에폭시 화합물을, 활성 에너지선 경화성 성분의 하나로서 함유하는 활성 에너지선 경화형 접착제가 바람직하다. 또, 활성 에너지선 경화형 접착제에는, 에폭시 화합물을 대표예로 하는 양이온 중합성 화합물 외에, 통상은 중합 개시제, 특히 활성 에너지선의 조사에 의하여 양이온종 또는 루이스산을 발생하여, 양이온 중합성 화합물의 중합을 개시시키기 위한 광양이온 중합 개시제가 배합된다. 또한, 가열에 의하여 중합을 개시시키는 열양이온 중합 개시제, 그 외 광증감제 등의 각종 첨가제가 배합되어 있어도 된다.
제6 실시형태에 나타내는 바와 같이, 점착제층(50)은, 산화 방지제 함유 개재층(40)으로서도 적합하다.
(광산란층)
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 매트층을 마련하는 경우는, 매트층을, 요철 부여층과 광산란층을 겸용할 수 있는 층으로 하는 것이 바람직하다.
"백라이트 유닛"
이미 설명한 바와 같이, 도 1에 나타나는 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)의 적어도 일부를 여기광으로 하여 형광을 발광하고, 이 형광으로 이루어지는 2차광(LG, LR) 및 여기광이 되지 않았던 1차광(LB)을 출사하는 것이다.
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.
보다 추가적인 휘도 및 색재현성의 향상의 관점에서, 백라이트 유닛(2)이 발광하는 청색광의 파장 대역은, 430~480nm인 것이 바람직하고, 440~460nm인 것이 보다 바람직하다.
동일한 관점에서, 백라이트 유닛(2)이 발광하는 녹색광의 파장 대역은, 520~560nm인 것이 바람직하고, 520~545nm인 것이 보다 바람직하다.
또, 동일한 관점에서, 백라이트 유닛이 발광하는 적색광의 파장 대역은, 600~680nm인 것이 바람직하고, 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 각 발광 강도의 반값폭이 25nm 이하인 것이, 특히 바람직하다.
백라이트 유닛(2)은, 적어도, 상기 파장 변환 부재(1D)와 함께, 면 형상 광원(1C)을 포함한다. 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 1에 나타내는 바와 같이, 광원(1A)과 광원(1A)으로부터 출사된 1차광을 도광시켜 출사시키는 도광판(1B)으로 이루어지는 면 형상 광원이어도 되고, 광원(1A)이 파장 변환 부재(1D)와 평행한 평면 형상으로 나란히 배치되어, 도광판(1B) 대신에 확산판(1E)을 구비한 면 형상 광원이어도 된다. 전자의 면 형상 광원은 일반적으로 에지 라이트 방식, 후자의 면 형상 광원은 일반적으로 직하형 방식으로 불리고 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 광원으로서 면 형상 광원을 이용한 경우를 예로 설명했지만, 광원으로서는 면 형상 광원 이외의 광원도 사용할 수 있다.
(백라이트 유닛의 구성)
백라이트 유닛의 구성으로서는, 도 1에서는, 도광판이나 반사판 등을 구성 부재로 하는 에지 라이트 방식에 대하여 설명했지만, 직하형 방식이어도 상관없다. 도광판으로서는, 공지의 것을 제한없이 사용할 수 있다.
또, 반사판(2A)으로서는, 특별히 제한은 없고, 공지의 것을 이용할 수 있으며, 일본 특허공보 3416302호, 일본 특허공보 3363565호, 일본 특허공보 4091978호, 일본 특허공보 3448626호 등에 기재되어 있고, 이들 공보의 내용은 본 발명에 원용된다.
재귀 반사성 부재(2B)는, 공지의 확산판이나 확산 시트, 프리즘 시트(예를 들면, 스미토모 3M사제 BEF 시리즈 등), 도광기 등으로 구성되어 있어도 된다. 재귀 반사성 부재(2B)의 구성에 대해서는, 일본 특허공보 3416302호, 일본 특허공보 3363565호, 일본 특허공보 4091978호, 일본 특허공보 3448626호 등에 기재되어 있고, 이들 공보의 내용은 본 발명에 원용된다.
"액정 표시 장치"
상술한 백라이트 유닛(2)은 액정 표시 장치에 응용할 수 있다. 도 13에 나타나는 바와 같이, 액정 표시 장치(4)는 상기 실시형태의 백라이트 유닛(2)으로부터 출사되는 광이 입사되는 액정 셀 유닛(3)을 구비하여 이루어진다.
액정 셀 유닛(3)은, 도 13에 나타나는 바와 같이, 액정 셀(31)을 편광판(32와 33)으로 협지한 구성으로 하고 있으며, 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, 점착제층 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 셀(OCB) 등의 다양한 모드를 이용할 수 있다. 액정 셀은, VA 모드, OCB 모드, IPS 모드, 또는 TN 모드인 것이 바람직하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. VA 모드의 액정 표시 장치의 구성으로서는, 일본 공개특허공보 2008-262161호의 도 2에 나타내는 구성을 일례로서 들 수 있다. 단, 액정 표시 장치의 구체적 구성에는 특별히 제한은 없고, 공지의 구성을 채용할 수 있다.
액정 표시 장치(4)에는, 필요에 따라서 광학 보상을 행하는 광학 보상 부재, 점착제층 등의 부수하는 기능층을 더 갖는다. 또, 컬러 필터 기판, 박층 트랜지스터 기판, 렌즈 필름, 확산 시트, 하드 코트층, 반사 방지층, 저반사층, 안티 글레어층 등과 함께(또는 그 대신에), 전방 산란층, 프라이머층, 대전 방지층, 언더코팅층 등의 표면층이 배치되어 있어도 된다.
백라이트 측 편광판(32)은, 액정 셀(31) 측의 편광판 보호 필름(323)으로서, 위상차 필름을 갖고 있어도 된다. 이와 같은 위상차 필름으로서는, 공지의 셀룰로스아실레이트 필름 등을 이용할 수 있다.
백라이트 유닛(2) 및 액정 표시 장치(4)는, 상기 본 발명의 광손실이 적은 파장 변환 부재를 구비하여 이루어진다. 따라서, 상기 본 발명의 파장 변환 부재와 동일한 효과를 나타내며, 양자 도트를 포함하는 파장 변환층 계면의 박리가 발생하기 어렵고, 발광 강도가 저하되기 어려운, 고휘도의 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 1, 2의 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·올넥스(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 경화에 의하여 경화시키고, 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 필름을 제작했다.
(배리어 오버코트층의 제작)
유레테인 골격 아크릴 폴리머(다이세이 파인 케미컬사제 아크리트 8BR500)와 광중합 개시제(BASF사제, 이르가큐어 184)를 질량 비율로서 95:5가 되도록 칭량하고, 이들을 메틸에틸케톤에 용해시켜, 고형분 농도 15%의 도포액을 조제하여 제1 배리어 오버코트층용 도포액으로 했다.
또, 제1 배리어 오버코트층용 도포액에 대하여, 1.0질량%의 농도로 산화 방지제를 첨가하여 제2 배리어 오버코트층용 도포액으로 했다. 첨가한 산화 방지제는, 표 1에 기재된 각 예의 산화 방지제로 했다.
조제한 제1 배리어 오버코트층용 도포액을, 상기 배리어 필름 1의 무기층의 표면에 다이 코터를 이용하여 롤 투 롤로 도포하고, 100℃의 건조 존을 3분간 통과시켜 오버코트층을 형성한 후 권취하여, 제1 오버코트층이 부착된 배리어 필름 1을 제작했다. 또, 동일하게 하여, 조제한 제2 배리어 오버코트층용 도포액을 이용하여 제2 오버코트층(산화 방지제 함유)이 부착된 배리어 필름 2를 제작했다. 지지체 상에 형성된 오버코트층의 두께는 1μm였다.
(광산란층 적층 배리어 필름 1-A, 2-A의 제작)
-광산란층 형성용 중합성 조성물의 조제-
광산란 입자로서, 실리콘 수지 입자(모멘티브사제 토스펄 120, 평균 입자 사이즈 2.0μm) 150g 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 입자(세키스이 가가쿠사제 텍폴리머, 평균 입자 사이즈 8μm) 40g을 메틸아이소뷰틸케톤(MIBK) 550g으로 먼저 1시간 정도 교반하고, 분산시켜 분산액을 얻었다. 얻어진 분산액에, 아크릴레이트계 화합물(오사카 유키 고세이사제 Viscoat700HV) 50g, 아크릴레이트계 화합물(다이세이 파인 케미컬사제 8BR500) 40g을 첨가하여 추가로 교반했다. 광중합 개시제(BASF사제 이르가큐어(등록 상표) 819) 1.5g 및 불소계 계면활성제(3M사제 FC4430) 0.5g을 더 첨가하여 도포액(광산란층 형성용 중합성 조성물)을 조제했다.
-광산란층 형성용 중합성 조성물의 도포 및 경화-
상기의 제1 오버코트층이 부착된 배리어 필름 1의 PET 필름 표면이 도포면이 되도록, 상기 도포액을 다이 코터로 도포했다. 습윤(Wet) 도포량을 송액 펌프로 조정하여, 도포량 25cc/m2로 도포를 행했다(건조막으로 12μm 정도가 되도록 두께를 조정했다). 60℃의 건조 존을 3분 동안 통과시킨 후에 30℃로 조정한 백업 롤에 감아, 600mJ/cm2의 자외선으로 경화한 후에 권취했다. 이렇게 하여, 광산란층 적층 배리어 필름 1-A를 얻었다. 동일하게 하여, 제2 오버코트층(산화 방지제 함유)이 부착된 배리어 필름 2를 이용하여, 광산란층 적층 배리어 필름 2-A를 얻었다.
(요철층 적층 배리어 필름 1-B, 2-B의 제작)
-매트층 형성용 중합성 조성물의 조제-
매트층의 요철을 형성하는 입자로서, 실리콘 수지 입자(모멘티브사제 토스펄 2000b, 평균 입자 사이즈 6.0μm) 190g을 메틸에틸케톤(MEK) 4700g으로 먼저 1시간 정도 교반하고, 분산시켜 분산액을 얻었다. 얻어진 분산액에, 아크릴레이트계 화합물(신나카무라 가가쿠 고교사제 A-DPH) 430g, 아크릴레이트계 화합물(다이세이 파인 케미컬사제 8BR930) 800g을 첨가하여 추가로 교반했다. 광중합 개시제(BASF사제 이르가큐어(등록 상표) 184) 40g을 첨가하여 도포액을 조제했다.
-매트층 형성용 중합성 조성물의 도포 및 경화-
상기의 제1 오버코트층이 부착된 배리어 필름 1의 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 감아 600mJ/cm2의 자외선으로 경화한 후에 권취했다. 경화 후에 형성된 매트층의 두께는 3~6μm 정도이며, 최대 단면 높이 Rt(JIS B0601에 근거하여 측정)가 1~3μm 정도인 표면 조도를 갖고 있었다. 이렇게 하여, 요철층 적층 배리어 필름 1-B를 얻었다. 동일하게 하여, 제2 오버코트층(산화 방지제 함유)이 부착된 배리어 필름 2를 이용하여, 요철층 적층 배리어 필름 2-B를 얻었다.
(양자 도트 함유 중합성 조성물의 조제)
하기 조성의 조성물을 조제하고, 구멍 직경 0.2μm의 폴리프로필렌제 필터로 여과한 후, 30분간 감압 건조하여 양자 도트 함유 중합성 조성물 1~4로 했다. 하기에 있어서, 발광 극대 파장 535nm의 양자 도트 1의 톨루엔 분산액으로서, NN-라보즈사제 CZ520-100을 이용하고, 또 발광 극대 파장 630nm의 양자 도트 2의 톨루엔 분산액으로서, NN-라보즈사제 CZ620-100을 이용했다. 이들은 모두 코어로서 CdSe, 쉘로서 ZnS, 및 배위자로서 옥타데실아민을 이용한 양자 도트이며, 톨루엔에 3중량%의 농도로 분산되어 있다. 이하의 조성물의 조성표에 있어서, 양자 도트 1, 2의 톨루엔 분산액의 양자 도트 농도는 1질량%이다.
또한, 본 실시예 및 비교예에서는, 편의상, 양자 도트 함유 중합성 조성물을, 산화 방지제를 포함하지 않는 상태의 것으로 하고, 산화 방지제 및 그 함유량은 표 1에 기재와 같이, 전구체층 중의 성분으로서 나타나 있다.
양자 도트 함유 중합성 조성물 1
양자 도트 1의 톨루엔 분산액(발광 극대: 535nm) 10질량부
양자 도트 2의 톨루엔 분산액(발광 극대: 630nm) 1질량부
라우릴메타크릴레이트 80.8질량부
트라이메틸올프로페인트라이아크릴레이트 18.2질량부
광중합 개시제(이르가큐어 819(BASF사제)) 1질량부
양자 도트 함유 중합성 조성물 2
양자 도트 1의 톨루엔 분산액(발광 극대: 535nm) 10질량부
양자 도트 2의 톨루엔 분산액(발광 극대: 630nm) 1질량부
지환식 에폭시 화합물 I 99질량부
광양이온 중합 개시제(아이오도늄염 화합물) A 1질량부
양자 도트 함유 중합성 조성물 3
양자 도트 1의 톨루엔 분산액(발광 극대: 535nm) 10질량부
라우릴메타크릴레이트 80.8질량부
트라이메틸올프로페인트라이아크릴레이트 18.2질량부
광중합 개시제(이르가큐어 819(BASF사제)) 1질량부
양자 도트 함유 중합성 조성물 4
양자 도트 2의 톨루엔 분산액(발광 극대: 630nm) 10질량부
라우릴메타크릴레이트 80.8질량부
트라이메틸올프로페인트라이아크릴레이트 18.2질량부
광중합 개시제(이르가큐어 819(BASF사제)) 1질량부
(파장 변환 부재의 제작(실시예 1~11, 16~26))
각 예의 산화 방지제를 함유하는 제2 배리어 오버코트층이 부착된 요철층 적층 배리어 필름 2-B를 준비하고, 1m/분, 60N/m의 장력으로 연속 반송하면서, 제2 배리어 오버코트층면 상에, 표 1에 기재되는 각 예의 산화 방지제 함유 양자 도트 함유 중합성 조성물을 다이 코터로 도포하여, 50μm의 두께의 도막을 형성했다. 이어서, 도막이 형성된 배리어 필름을 백업 롤러에 감아, 도막 위에 제1 배리어 오버코트층이 부착된 광산란층 적층 배리어 필름 1-A를 제1 배리어 오버코트층면이 도막에 접하는 방향으로 래미네이팅하고, 그 후, 배리어 필름으로 도막을 협지한 상태에서 백업 롤러에 감아 연속 반송하면서 자외선을 조사했다.
백업 롤러의 직경은 φ300mm이며, 백업 롤러의 온도는 50℃였다. 자외선의 조사량은 2000mJ/cm2였다. 또, L1은 50mm, L2는 1mm, L3은 50mm였다.
자외선의 조사에 의하여 도막을 경화시켜 경화층(파장 변환층)을 형성하여, 적층 필름(파장 변환 부재)을 제조했다. 적층 필름의 경화층의 두께는 50±2μm였다. 경화층의 두께 정밀도는 ±4%로 양호했다. 또, 적층 필름에는 주름의 발생이 보이지 않았다.
(파장 변환 부재의 제작(실시예 12))
제1 배리어 오버코트층이 부착된 요철층 적층 배리어 필름 1-B를 준비하고, 1m/분, 60N/m의 장력으로 연속 반송하면서, 제1 배리어 오버코트층면 상에, 표 1에 기재된 산화 방지제 함유 양자 도트 함유 중합성 조성물 1을 다이 코터로 도포하여, 50μm의 두께의 도막을 형성했다. 이어서, 도막이 형성된 배리어 필름을 백업 롤러에 감아, 도막 위에 각 예의 산화 방지제를 함유하는 제2 배리어 오버코트층이 부착된 광산란층 적층 배리어 필름 2-A를, 제2 배리어 오버코트층면이 도막에 접하는 방향으로 래미네이팅하고, 그 후, 배리어 필름으로 도막을 협지한 상태에서 백업 롤러에 감아 연속 반송하면서 자외선을 조사했다. 백업 롤러의 직경이나 온도, 자외선 조사량, L1, L2, L3의 조건은 실시예 1과 동일하게 했다. 적층 필름의 경화층의 두께는 50±2μm였다. 경화층의 두께 정밀도는 ±4%로 양호했다. 또, 적층 필름에는 주름의 발생이 보이지 않았다.
(파장 변환 부재의 제작(실시예 13))
제2 배리어 오버코트층이 부착된 요철층 적층 배리어 필름 2-B를 준비하고, 1m/분, 60N/m의 장력으로 연속 반송하면서, 제2 배리어 오버코트층면 상에, 표 1에 기재된 산화 방지제 함유 양자 도트 함유 중합성 조성물 1을 다이 코터로 도포하여, 50μm의 두께의 도막을 형성했다. 이어서, 도막이 형성된 배리어 필름을 백업 롤러에 감아, 도막 위에 각 예의 산화 방지제를 함유하는 제2 배리어 오버코트층이 부착된 광산란층 적층 배리어 필름 2-A를, 제2 배리어 오버코트층면이 도막에 접하는 방향으로 래미네이팅하고, 그 후, 배리어 필름으로 도막을 협지한 상태에서 백업 롤러에 감아 연속 반송하면서 자외선을 조사했다. 백업 롤러의 직경이나 온도, 자외선 조사량, L1, L2, L3의 조건은 실시예 1과 동일하게 했다. 적층 필름의 경화층의 두께는 50±2μm였다. 경화층의 두께 정밀도는 ±4%로 양호했다. 또, 적층 필름에는 주름의 발생이 보이지 않았다.
(파장 변환 부재의 제작(실시예 14))
제2 배리어 오버코트층이 부착된 요철층 적층 배리어 필름 2-B를 준비하고, 1m/분, 60N/m의 장력으로 연속 반송하면서, 제2 배리어 오버코트층면 상에, 표 1에 기재된 산화 방지제 함유 양자 도트 함유 중합성 조성물 3을 다이 코터로 도포하여, 50μm의 두께의 도막을 형성했다. 이어서, 도막이 형성된 배리어 필름을 백업 롤러에 감아, 연속 반송하면서 자외선을 조사하여 도막을 경화시켜 파장 변환층이 부착된 배리어 필름을 얻었다. 또, 제2 배리어 오버코트층이 부착된 광산란층 적층 배리어 필름 2-A를 준비하고, 1m/분, 60N/m의 장력으로 연속 반송하면서, 제2 배리어 오버코트층면 상에, 표 1에 기재된 산화 방지제 함유 양자 도트 함유 중합성 조성물 4를 다이 코터로 도포하여, 50μm의 두께의 도막을 형성했다. 이어서, 도막이 형성된 배리어 필름을 백업 롤러에 감아, 도막 위에 제작한 파장 변환층이 부착된 배리어 필름을, 파장 변환층이 도막에 접하는 방향으로 래미네이팅하고, 그 후, 배리어 필름으로 도막을 협지한 상태에서 백업 롤러에 감아 연속 반송하면서 자외선을 조사했다. 백업 롤러의 직경이나 온도, 자외선 조사량, L1, L2, L3의 조건은 실시예 1과 동일하게 했다. 적층 필름의 경화층의 두께는 50±2μm였다. 경화층의 두께 정밀도는 ±4%로 양호했다. 또, 적층 필름에는 주름의 발생이 보이지 않았다.
(파장 변환 부재의 제작(실시예 15))
실시예 14의 제작 방법에 있어서, 양자 도트 함유 중합성 조성물 3과 4를 바꿔 넣은 것 이외에는 실시예 14와 동일하게 하여 파장 변환 부재를 제작했다.
(파장 변환 부재의 제작(비교예 1~8))
비교예로서 이하의 층 구성의 파장 변환 부재를 제작했다. 비교예 1~4에서는 양자 도트 함유 조성물 1을 사용하고, 비교예 5~8에서는 양자 도트 함유 조성물 2를 사용했다.
비교예 1~3 및 5~7에서는 산화 방지제를 포함하지 않는 파장 변환층, 비교예 4 및 8에서는 산화 방지제를 포함하는 파장 변환층을 이용했다.
C-1: 제1 배리어 오버코트층이 부착된 광산란층 적층 배리어 필름 1-A/파장 변환층/제1 배리어 오버코트층이 부착된 요철층 적층 배리어 필름 1-B
C-2: 제2 배리어 오버코트층이 부착된 광산란층 적층 배리어 필름 2-A/파장 변환층/제1 배리어 오버코트층이 부착된 요철층 적층 배리어 필름 1-B
C-3: 제2 배리어 오버코트층이 부착된 광산란층 적층 배리어 필름 2-A/파장 변환층/제2 배리어 오버코트층이 부착된 요철층 적층 배리어 필름 2-B
C-4: 제1 배리어 오버코트층이 부착된 광산란층 적층 배리어 필름 1-A/파장 변환층(산화 방지제 함유)/제1 배리어 오버코트층이 부착된 요철층 적층 배리어 필름 1-B
(중간층용 산화 방지제 함유 중합성 조성물의 조정)
하기 조성의 조성물을 조정하여, 스태틱 믹서로 혼합하여 중간층용 산화 방지제 함유 중합성 조성물을 조정했다. 산화 방지제는, 중간층용 산화 방지제 함유 중합성 조성물의 100중량부에 대하여, 표 2에 기재된 재료 및 첨가량으로 첨가했다.
중간층용 산화 방지제 함유 중합성 조성물
트라이사이클로데케인다이메탄올다이메타크릴레이트 50질량부
폴리에틸렌글라이콜다이메타크릴레이트(평균 분자량 1136) 50질량부
표 2에 기재된 산화 방지제
광중합 개시제(이르가큐어 819(BASF사제)) 1질량부
(제10 실시양태의 파장 변환 부재의 제작(실시예 27~49))
상술한 광확산층 적층 배리어 필름 1-A(오버코트층에 첨가한 산화 방지제는 표 2와 같음)의 오버코트층 상에 상기에서 조정한 중간층용 산화 방지제 함유 중합성 조성물을 스크린 인쇄에 의하여 표 2에 나타내는 직경을 갖는 원기둥 형상의 도트 패턴(도 15에 있어서의 1D-11의 요령)으로 마련했다. 그 후 광조사하여 경화시켜, 소정의 형상을 갖는 중간층(개재층)의 패턴 구조물을 마련했다. 또한, 패턴 사이를 충전하도록, 표 2에 기재된 양자 도트 함유 중합성 조성물 1 및 2와 산화 방지제의 혼합물을 도포하여, 80℃에서 10분간 건조시킨 후, 상술한 요철층 적층 배리어 필름 2-B(오버코트층에 첨가한 산화 방지제는 표 2와 같음)를 오버코트 측이 파장 변환층 측이 되도록 적층하고, 200W/cm의 공랭 메탈할라이드 램프(아이 그래픽제)를 이용하여 1000mJ/cm2의 노광량으로 자외선 조사하여, 파장 변환층의 평균 두께가 50μm인 파장 변환 부재를 얻었다. 각 실시예에 있어서의 각층의 소재 및 두께, 폭 등의 수치를 표 2에 나타낸다.
(제11 실시양태의 파장 변환 부재의 제작(실시예 50~72))
상술한 제10 실시양태의 파장 변환 부재의 제작에 있어서, 중간층용 산화 방지제 함유 중합성 조성물의 도설을, 표 3에 기재된 직경을 갖는 원기둥 형상의 공극을 갖는 리버스 망점 패턴(도 15에 있어서의 1D-10의 요령)으로 변경한 것 이외에는 동일한 공정을 거쳐, 제11 실시양태의 파장 변환 부재를 얻었다. 결과를 표 3에 나타낸다.
(평가)
-저중합도 성분의 평가-
각 실시예에 있어서의 파장 변환층의 제작 방법으로부터, 양자 도트 조성물을 제외한 조성물을 준비하고, 각 실시예와 동일한 조건에서, 조성물을 다이 코터로 도포하여, 50μm의 두께의 도막을 형성했다. 백업 롤러의 직경이나 온도, 자외선 조사량, L1, L2, L3의 조건은 실시예 1과 동일하게 했다.
제작한 도막으로부터 배리어 필름을 박리하고, 조성물 경화막 0.1g을 채취하여, 저중합도 성분 평가의 샘플로 했다.
상기의 저중합도 성분 평가 샘플 0.1g을, 테트라하이드로퓨란(THF)에 농도 0.5%가 되도록 용해하여, 젤 침투 크로마토그래피(GPC)로 저중합도 성분을 분획했다. 여기에서는, 각각의 실시예에 있어서의 모노머 화합물에 대하여, 중합도 2 이상 4 이하의 분자량이 되는 성분을 저중합도 성분으로 했다. GPC는, 쇼와 덴코제 GPC 장치 GPC-101에 쇼와 덴코제 KF806M형 칼럼을 장착하고, 시차굴절률 검출기를 이용하여 검출했다. 또한, 중량 평균 분자량은 폴리스타이렌 환산에 의하여 구했다.
샘플 중의 저중합도 성분의 질량비를 P로 하고, 평가값으로 했다.
평가 기준
1질량%≥P : 5(Excellent)
3질량%≥P＞1질량% : 4(Good)
5질량%≥P＞3질량% : 3(Fair)
10질량%≥P＞5질량%: 2(No Good)
P＞10질량%: 1(bad)
-초기 휘도의 평가-
시판 중인 태블릿 단말(Amazon사제, Kindle Fire HDX 7")을 분해하여, 백라이트 유닛을 취출했다. 취출한 백라이트 유닛의 도광판 상에 직사각형으로 잘라낸 각 예의 파장 변환 부재를 두고, 그 위에 표면 요철 패턴의 방향이 직교한 2매의 프리즘 시트를 중첩해 두었다. 청색 광원으로부터 발하여, 파장 변환 부재 및 2매의 프리즘 시트를 투과한 광의 휘도를, 도광판의 면에 대하여 수직 방향 740mm의 위치에 설치한 휘도계(SR3, TOPCON 제)로 측정했다. 또한 측정은 파장 변환 부재의 모서리로부터 내측 5mm의 위치를 측정하여, 4모서리에서의 측정된 평균값(Y0)을 평가값으로 했다.
결과를 표 1~표 3에 나타낸다.
<평가 기준>
10: 15500≤Y0
9: 15000≤Y0＜15500
8: 14500≤Y0＜15000
7: 14000≤Y0＜14500
6: 13500≤Y0＜14000
5: 13000≤Y0＜13500
4: 12500≤Y0＜13000
3: 12000≤Y0＜12500
2: 11500≤Y0＜12000
1: Y0＜11500
평가 기준의 10~9는 특히 바람직하고(Excellent), 8~7은 바람직하며(Good), 6~5이면 실용 가능하다(Fair). 4~3은 부족하며(No Good), 2~1은 사용 불가능하다(Bad).
-내구 휘도 열화의 평가-
25℃ 60%RH로 유지된 방에서, 시판 중인 청색 광원(OPTEX-FA 가부시키가이샤제, OPSM-H150X142B) 상에 각 예의 파장 변환 부재를 두고, 파장 변환 부재에 대하여 청색광을 100시간 연속해서 조사했다.
연속 조사 후의 파장 변환 부재의 4모서리의 휘도(Y1)를, 연속 조사 전의 휘도의 평가와 동일한 방법으로 측정하여, 하기 식에 기재된 연속 조사 전의 휘도 Y0과의 변화율(ΔY)을 취하여 휘도 변화의 지표로 했다. 결과를 표 1~표 3에 나타낸다.
ΔY=(Y0-Y1)÷Y0×100
<평가 기준>
10: ΔY＜10
9: 10≤ΔY＜12
8: 12≤ΔY＜14
7: 14≤ΔY＜16
6: 16≤ΔY＜18
5: 18≤ΔY＜21
4: 21≤ΔY＜24
3: 24≤ΔY＜27
2: 27≤ΔY＜30
1: 30≤ΔY
평가 기준의 10~9는 특히 바람직하고(Excellent), 8~7은 바람직하며(Good), 6~5이면 실용 가능하다(Fair). 4~3은 부족하며(No Good), 2~1은 사용 불가능하다(Bad).
-파장 변환 부재 단부 열화의 평가-
상술한 내구 휘도 열화의 평가의 직후, 연속 조사 후의 파장 변환 부재의 단부 4변을, 청광 조사하에서 현미 카메라로 촬영하여, 파장 변환 부재 단면으로부터, 파장 변환층의 발광이 확인되는 영역의 최외선까지의 거리(mm)를 계측했다. 결과를 표 4에 나타낸다.
-막두께 균일성의 평가-
얻어진 실시예 및 비교예의 파장 변환 부재의 4모서리에 대하여, 단면으로부터 내측으로 5mm 떨어진 부위에서 접촉식의 시크니스 게이지를 이용하여, 막두께를 측정했다. 이것을 10샘플 행하여, 합계 40샘플의 데이터를 얻어, 이들 표준 편차 σ를 구하고, 이하 지표로 판단했다.
결과를 표 2에 나타낸다.
<지표>
5: σ≤0.3
4: 0.3<σ≤0.5
3: 0.5<σ≤1.0
2: 1.0<σ≤3.0
1: 3.0<σ
평가 2 이상이면 실용상 문제는 없지만, 평가 3~5로 높아짐에 따라, 백라이트 사이즈가 19인치 이상이 되면 눈에 띄는 파장 변환 부재에 기인된 거시적인 표시 불균일(휘도 불균일, 색 불균일)이 개선되기 때문에 바람직한 양태라고 할 수 있다.
표 1은, 본 발명의 실시예 1~26과 비교예 1~6에 대하여, 층 구성, 파장 변환층에 있어서의 양자 도트 함유 조성물의 매트릭스 종류, 산화 방지제 함유층(층 구성 및 산화 방지제의 조성), 배리어 필름 투습도, 및 평가 결과에 대하여 나타낸 것이다. 또한, 표 1에 있어서의 "질량%"는 산화 방지제 첨가 후의 양자 도트 함유 중합성 조성물 전체 질량에 대하여 1질량%인 것을 의미한다. 이하의 "질량%"에 대해서도, 동일하다.
표 1, 표 2, 표 3에 나타나는 바와 같이, 본 발명의 유효성이 나타났다.
[표 1]
Figure pct00016
[표 2]
Figure pct00017
[표 3]
Figure pct00018
[표 4]
Figure pct00019
1C 광원
1D-1~1D-11 파장 변환 부재
2 백라이트 유닛
2A 반사판
3 액정 셀 유닛
4 액정 표시 장치
10, 20 배리어 필름
11, 21 지지체
12, 22 배리어층
12a, 22a 유기 배리어층
12b, 22b 무기 배리어층
12c, 22c 배리어 오버코트층
13 요철 부여층(매트층, 광확산층)
30 파장 변환층
30A, 30B 양자 도트
30P 유기 매트릭스
40 산화 방지제 함유 개재층
AO 산화 방지제
50 점착제층
LB 여기광(1차광, 청색광)
LR 적색광(2차광, 형광)
LG 녹색광(2차광, 형광)

Claims (16)

  1. 여기광에 의하여 여기되어 형광을 발광하는 적어도 1종의 양자 도트와 산화 방지제를 포함하는 파장 변환층과,
    상기 파장 변환층에 인접하여 형성되는 적어도 1층의 개재층과,
    상기 파장 변환층의 적어도 한쪽의 면측에 형성되어 이루어지는 배리어층을 구비한 파장 변환 부재로서,
    상기 개재층 중 적어도 1층이, 상기 산화 방지제를 함유하는 산화 방지제 함유 개재층인 파장 변환 부재.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 파장 변환층이, 중합도가 2 이상 4 이하인 저중합도 성분을 포함하고, 상기 저중합도 성분의 상기 파장 변환층 중의 함유량 5질량% 이하인 파장 변환 부재.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 산화 방지제가, 라디칼 저해제, 금속 불활성화제, 1중항 산소 소거제, 슈퍼 옥사이드 소거제, 및 하이드록시 라디칼 소거제 중 적어도 1종인 파장 변환 부재.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산화 방지제가, 힌더드 페놀 화합물, 힌더드 아민 화합물, 퀴논 화합물, 하이드로퀴논 화합물, 트라이페롤 화합물, 아스파라진산 화합물, 및 싸이올 화합물 중 적어도 1종인 파장 변환 부재.
  5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 산화 방지제가, 시트르산 화합물, 아스코브산 화합물, 및 토코페롤 화합물 중 적어도 1종인 파장 변환 부재.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 산화 방지제 함유 개재층이, 상기 배리어층과 상기 파장 변환층의 사이에 형성되어 이루어지는 파장 변환 부재.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 파장 변환층과 상기 산화 방지제 함유 개재층이 동일 평면 상에 존재하는 영역을 적어도 일부 구비하고, 이 영역 내에 있어서, 상기 파장 변환층이 상기 개재층에 의하여 구획되어 산재하거나, 또는 상기 개재층이 상기 파장 변환층에 의하여 구획되어 산재하는 것 중 어느 하나인, 파장 변환 부재.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 파장 변환층과 상기 산화 방지제 함유 개재층 중, 구획되어 산재하는 측의 층의 도트의 평균폭이, 0.05~1.0mm의 범위이며, 또한 파장 변환층을 적어도 포함하는 입체 영역에 있어서의 상기 파장 변환층의 체적 Vw와 상기 개재층의 체적 Vo로 계산되는 체적률 Vw/(Vw+Vo)가 0.2~0.8의 범위인 파장 변환 부재.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배리어층이, 규소 산화물, 규소 질화물, 규소 탄화물, 또는 알루미늄 산화물을 포함하는 파장 변환 부재.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배리어층의 산소 투과율이 0.1cm3/(m2·Day·atm) 이하인 파장 변환 부재.
  11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배리어층이, 상기 파장 변환층의 양면에 구비되어 이루어지는 파장 변환 부재.
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산화 방지제 함유 개재층이, 상기 파장 변환층의 양면에 인접하여 형성되어 이루어지는 파장 변환 부재.
  13. 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 기재된 파장 변환 부재와,
    상기 파장 변환 부재에 입사시키는 1차광을 출사하는 광원을 구비하는 백라이트 유닛.
  14. 청구항 13에 기재된 백라이트 유닛과,
    상기 백라이트 유닛으로부터 출사된 광이 입사되는 액정 셀 유닛을 구비하여 이루어지는 액정 표시 장치.
  15. 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 기재된 파장 변환 부재의 제조 방법으로서,
    상기 산화 방지제 함유 개재층을 표면에 구비한 기판을 준비하고,
    상기 표면에, 상기 적어도 1종의 양자 도트를 포함하는 중합성 조성물로 이루어지는 상기 파장 변환층의 전구체층을 인접시켜 배치하며,
    상기 전구체층을 경화시키는 파장 변환 부재의 제조 방법.
  16. 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 기재된 파장 변환 부재의 제조 방법으로서,
    기판 상에, 상기 적어도 1종의 양자 도트를 포함하는 중합성 조성물로 이루어지는 상기 파장 변환층의 전구체층을 배치하고,
    상기 전구체층을 경화시켜 경화층으로 하며,
    상기 산화 방지제 함유 개재층을 상기 경화층과 인접시켜 배치하는 파장 변환 부재의 제조 방법.
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