WO2019167751A1 - 半導体ナノ粒子含有組成物、波長変換膜、発光表示素子、及び波長変換膜の形成方法 - Google Patents

半導体ナノ粒子含有組成物、波長変換膜、発光表示素子、及び波長変換膜の形成方法 Download PDF

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WO2019167751A1
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semiconductor
ligand
wavelength conversion
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健太朗 松田
英行 神井
宮松 隆
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    • B82Y20/00Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
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    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements

Definitions

  • the present invention relates to a semiconductor nanoparticle-containing composition, a wavelength conversion film, a light emitting display element, and a method for forming a wavelength conversion film.
  • semiconductor nanoparticles obtained by forming a semiconductor such as cadmium sulfide (CdS), cadmium telluride (CdTe), indium phosphide (InP) into a nanometer size have attracted attention. Since such semiconductor nanoparticles exhibit a broad optical absorption and a special optical characteristic of emitting fluorescence with a narrow spectrum width, various applications are currently being studied. For example, the above-mentioned semiconductor nanoparticles have been used for displays and illuminations using organic electroluminescence (EL) elements, micro-sized light emitting diode elements (micro LED elements), etc. (Japanese Patent Laid-Open No. 2014-174406). Issue gazette).
  • EL organic electroluminescence
  • a composition containing conventional semiconductor nanoparticles and light diffusing particles has low dispersion stability of each particle. For this reason, even in the wavelength conversion film formed from the composition containing the conventional semiconductor nanoparticles and the light diffusing particles, the fluorescence quantum yield cannot be said to be sufficient.
  • a wavelength conversion film containing semiconductor nanoparticles has a disadvantage that the fluorescence quantum yield decreases due to deterioration of the semiconductor nanoparticles or the like with heat treatment.
  • the present invention has been made based on the circumstances as described above, and has a high dispersion stability and a semiconductor nanoparticle-containing composition having a high fluorescence quantum yield of the obtained wavelength conversion film, and containing such semiconductor nanoparticles. It aims at providing the formation method of the wavelength conversion film and light emitting display element which are formed from a composition, and the said wavelength conversion film.
  • the invention made in order to solve the above problems has (A) semiconductor nanoparticles, (B) light diffusing particles, and (C) a carboxy group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group or a combination thereof, and an acid value.
  • the compound (A) has a first ligand, and the first ligand is a carboxy group, a thiol group, a phosphono group, an amide group, or these
  • a semiconductor nanoparticle-containing composition having an ether group, an ester group, a siloxane group, or a combination thereof.
  • Another invention made to solve the above problems is a wavelength conversion film formed from the semiconductor nanoparticle-containing composition.
  • Still another invention made to solve the above problems is a light-emitting display element including the wavelength conversion film.
  • Still another invention made in order to solve the above-mentioned problems comprises a step of forming a coating film on one surface side of a substrate and a step of heating the coating film, wherein the coating film is composed of the semiconductor nanoparticle-containing composition.
  • This is a method for forming a wavelength conversion film formed of a material.
  • a semiconductor nanoparticle-containing composition having high dispersion stability and a high fluorescence quantum yield of the obtained wavelength conversion film, a wavelength conversion film and a light-emitting display formed from such a semiconductor nanoparticle-containing composition An element and a method for forming the wavelength conversion film can be provided.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a light-emitting display element according to an embodiment of the present invention.
  • the semiconductor nanoparticle containing composition which concerns on one Embodiment of this invention contains (A) semiconductor nanoparticle, (B) light-diffusion particle, and (C) compound.
  • the (A) semiconductor nanoparticles have a first ligand.
  • the first ligand has a carboxy group, a thiol group, a phosphono group, an amide group or a combination thereof (group x) and an ether group, an ester group, a siloxane group or a combination thereof (group y).
  • the compound (C) has a carboxy group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, or a combination thereof (group ⁇ ), and has an acid value of 5 mgKOH / g or more and 200 mgKOH / g or less.
  • the semiconductor nanoparticle-containing composition can further contain (D) an antioxidant, (E) a dispersion medium, and the like.
  • the semiconductor nanoparticle-containing composition has high dispersion stability, and the resulting wavelength conversion film has a high fluorescence quantum yield.
  • the reason for this is not clear, but is assumed as follows, for example.
  • the group x of the first ligand adsorbs well on the surface of the main body of the semiconductor nanoparticles (usually nanocrystals described later), and the dispersibility in the polar dispersion medium is particularly enhanced by the group y. It is done.
  • the (C) compound having an acidic group ⁇ and a predetermined acid value functions as a good dispersant for (B) light diffusing particles.
  • the group y of the first ligand and the group ⁇ of the compound (C) are difficult to inhibit the function (dispersibility) of each other group. Therefore, according to the semiconductor nanoparticles, the two types of dispersion stability of (A) semiconductor nanoparticles and (B) light diffusing particles are both improved. As a result, a wavelength conversion film having a high fluorescence quantum yield can be obtained. Presumed to be obtained. In addition, as described above, the fluorescence conversion yield of a wavelength conversion film containing semiconductor nanoparticles usually decreases with heat treatment. However, the wavelength conversion film formed from the semiconductor nanoparticle-containing composition has a sufficiently high fluorescence quantum yield even when subjected to heat treatment.
  • a semiconductor nanoparticle usually has a nanocrystal containing a semiconductor material and a first ligand that covers at least a part of the nanocrystal.
  • the semiconductor nanoparticles may further have a second ligand that covers at least a part of the nanocrystals.
  • the semiconductor nanoparticles may include particles containing a semiconductor and having an average particle diameter of 1 nm to 1,000 nm. The average particle diameter is an arithmetic average value of diameters measured using a transmission electron microscope (TEM) for 20 particles selected arbitrarily.
  • TEM transmission electron microscope
  • the said diameter means the average value ((major axis + minor axis) / 2) of a major axis and a minor axis (diameter orthogonal to the major axis) (hereinafter, the same applies to the average particle diameter).
  • a nanocrystal is a crystal containing a semiconductor material.
  • Examples of the material constituting the nanocrystal include a group 2 element, a group 11 element, a group 12 element, a group 13 element, a group 14 element, a group 15 element, a group 16 element element, and a combination thereof.
  • the element examples include Be (beryllium), Mg (magnesium), Ca (calcium), Sr (strontium), Ba (barium), Cu (copper), Ag (silver), Au (gold), and Zn (zinc).
  • B boron), Al (aluminum), Ga (gallium), In (indium), Tl (thallium), C (carbon), Si (silicon), Ge (germanium), Sn (tin), N (nitrogen) , P (phosphorus), As (arsenic), Sb (antimony), Bi (bismuth), O (oxygen), S (sulfur), Se (selenium), Te (tellurium), Po (polonium), and the like.
  • the nanocrystal preferably contains at least two elements selected from the group consisting of Group 2, Element 11, Group 12, Element 12, Group 13, Element 14, Group 15, Element 15 and Group 16 elements.
  • the nanocrystal preferably contains a group 13 element (Al, Ga, In, etc.), and more preferably contains In.
  • the semiconductor material constituting the nanocrystal include BN, BP, BAs, AlN, AlP, AlAs, GaN, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, and InSb.
  • the semiconductor material a compound of a group 13 element (Al, Ga, In, etc.) and a group 15 element (N, P, As, etc.) is preferable, and InP is more preferable.
  • the nanocrystal may be a homogeneous structure type composed of one kind of compound or a core shell type composed of two or more kinds of compounds.
  • the core-shell nanocrystal is formed by forming a core structure with a certain kind of compound and coating the core structure with another kind of compound. For example, by covering the core semiconductor with a semiconductor having a larger band gap, excitons (electron-hole pairs) generated by photoexcitation are confined in the core. As a result, the probability of non-radiative transition on the nanocrystal surface is reduced, and the fluorescence quantum yield is improved.
  • the core has at least two or more selected from the group consisting of Group 2 elements, Group 11 elements, Group 12 elements, Group 13 elements, Group 14 elements, Group 15 elements and Group 16 elements
  • a semiconductor material containing an element is preferable.
  • the core is more preferably a semiconductor material which is a compound of a group 13 element and a group 15 element, or a semiconductor material containing In, and particularly preferably InP.
  • the shell is preferably a compound containing a Group 12 element (Zn, Cd, etc.) and a Group 16 element (S, Se, etc.), and more preferably ZnS.
  • the core-shell nanocrystal examples include InP / ZnS, InP / ZnSe, CuInS 2 / ZnS, and (ZnS / AgInS 2 ) solid solution / ZnS, and InP / ZnS is preferable.
  • the InP / ZnS is a nanocrystal having InP as a core and ZnS as a shell (other notations are also the same).
  • a core-shell type nanocrystal a core / multi-layer shell type is used as a core-shell type nanocrystal.
  • InP / ZnSe / ZnS, InP / GaP / ZnS, etc. can be mentioned.
  • InP is the core, and the other is the shell.
  • InP / ZnSe / ZnS is preferable.
  • a known method such as thermal decomposition of an organometallic compound in a coordinating organic solvent can be used.
  • Core-shell nanocrystals for example, form a homogeneous core by reaction, then add a precursor to form a shell on the core surface in the reaction system, form a shell on the core surface, and then react. It is obtained by stopping and separating from the solvent.
  • Examples of a method for controlling the average particle size of the nanocrystal include a method of adjusting a reaction temperature, a reaction time, and the like.
  • a commercially available product can also be used.
  • InP / ZnS which is a core-shell nanocrystal, can also be synthesized with reference to a method described in the technical document “Chemistry of Materials. 2015, 27, 4893-4898”, for example.
  • the first ligand covers at least a part of the nanocrystal.
  • the first ligand electrostatically stabilizes the surface of the nanocrystal.
  • the first ligand has a group x and a group y.
  • the group x is a carboxy group (—COOH), a thiol group (—SH), a phosphono group (—PO (OH) 2 ), an amide group (—CONR 2 or —CONCOR: R is independently a hydrogen atom or carbon A hydrogen group) or a combination thereof.
  • the group y is an ether group (—O—), an ester group (—COO—), a siloxane group (—SiR 2 —O—: R is each independently a hydrogen atom or a hydrocarbon group) or a group thereof. Combination (group y). These groups may exist in an ionic state (for example, —COO ⁇ ).
  • the group x is a group that can be favorably adsorbed on the surface of the nanocrystal.
  • a carboxy group and a thiol group are preferable, and a thiol group is more preferable.
  • the group y is a group that exhibits good dispersibility in (E) a dispersion medium, particularly a polar dispersion medium.
  • a dispersion medium particularly a polar dispersion medium.
  • ether groups and ester groups are preferable, and ether groups are more preferable.
  • the first ligand is preferably represented by the following formula (1).
  • X is a carboxy group, a group represented by the following formula (a), a group represented by the following formula (b), a thiol group, a phosphono group, or an amide group.
  • Y is a single bond, an oxygen atom or a sulfur atom.
  • Z is an ether group (oxygen atom), an ester group or a siloxane group.
  • R 1 is a divalent chain hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms.
  • R 2 is a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms.
  • n is a natural number. When n is 2 or more, the plurality of R 1 may be the same or different.
  • X is preferably a carboxy group, a group represented by the following formula (a), a group represented by the following formula (b), and a thiol group, more preferably a thiol group.
  • Y is preferably a single bond or a sulfur atom, and preferably a single bond.
  • X is a thiol group, phosphono group or amide group
  • Y is preferably a single bond.
  • an ether group and an ester group are preferable and an ether group is more preferable.
  • Z is an ether group
  • — (R 1 —Z) n —R 2 in formula (1) forms a polyoxyalkylene chain.
  • Examples of the divalent chain hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms represented by R 1 include a methanediyl group, an ethane-1,2-diyl group, a propane-1,2-diyl group, and propane-1,3. -Alkanediyl groups such as diyl group, butane-1,2-diyl group, butane-1,3-diyl group, and alkenediyl groups such as ethene-1,2-diyl group.
  • R 1 is preferably a divalent chain hydrocarbon group having 2 to 4 carbon atoms, and more preferably a divalent chain hydrocarbon group having 2 carbon atoms.
  • R 1 is preferably an alkanediyl group, and most preferably an ethane-1,2-diyl group.
  • Examples of the monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms represented by R 2 include an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group and a propyl group, an alkenyl group such as an ethenyl group and a propenyl group, and an ethynyl group.
  • An alkynyl group such as an alkyl group is preferable.
  • the upper limit of the carbon number of R 2 is preferably 5, more preferably 3, and even more preferably 1. That is, as R 2 , a methyl group is most preferable. When the number of carbon atoms in R 2 is small, dispersibility particularly in a polar dispersion medium is further improved.
  • the upper limit of n in the above formula (1) is 500, and 50 is preferable.
  • the lower limit of n is 1, but 2 is preferable and 5 is more preferable.
  • the second ligand covers at least a part of the nanocrystal together with the first ligand.
  • the second ligand has a group x and a group z.
  • the group x is a carboxy group, a thiol group, a phosphono group, an amide group or a combination thereof.
  • the group z is a hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms. Since the group z is a group that exhibits particularly good dispersibility with respect to the nonpolar dispersion medium, the dispersion medium in which the polar dispersion medium and the nonpolar dispersion medium coexist is obtained by using the first ligand and the second ligand in combination. In (A), the dispersibility of the semiconductor nanoparticles is further improved. In addition, by using the second ligand, compatibility with other components when forming the wavelength conversion film can be enhanced.
  • the group x of the second ligand is the same as the group x of the first ligand, and is a group that can be favorably adsorbed on the surface of the nanocrystal.
  • group x which the second ligand has a carboxy group and a thiol group are preferable, and a thiol group is more preferable.
  • Examples of the hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms as the group z include aliphatic hydrocarbon groups such as alkyl groups, alkenyl groups, alkynyl groups, and cycloalkyl groups, and aromatic hydrocarbon groups such as phenyl groups and naphthyl groups.
  • An aliphatic hydrocarbon group is preferable, and an alkyl group is more preferable.
  • an upper limit of this carbon number 18 is preferable and 16 is more preferable.
  • the first ligand and the second ligand can be coordinated to the surface of the nanocrystal by a conventionally known method.
  • These ligands are used when synthesizing nanocrystals, and may be ligands attached (coordinated) to the surface of the nanocrystal, or coordinated to the surface of the nanocrystal by ligand exchange after synthesizing the nanocrystal. It may be made.
  • the ligand exchange may not completely exchange the ligand and may coexist with the original ligand. That is, after synthesizing a nanocrystal coordinated with the second ligand and then performing ligand exchange with the first ligand, both the first and second ligands are usually coordinated on the surface of the nanocrystal. It becomes a state.
  • the lower limit of the content of the first ligand relative to the total content of the first ligand and the second ligand is preferably 40% by mass, more preferably 60% by mass, further preferably 80% by mass, and still more preferably 85% by mass. 90 mass% is even more preferable. Moreover, 99 mass% is preferable and, as for the upper limit of the content of the 1st ligand with respect to the total content of a 1st ligand and a 2nd ligand, 96 mass% is more preferable. If the content of the first ligand is within the above range, especially the above lower limit or more, the affinity with the (C) compound or (E) dispersion medium is improved, resulting in better fluorescent particle yield and dispersion characteristics. It can be demonstrated.
  • the content of the first ligand in the total ligands (A) of the semiconductor nanoparticles is preferably not less than the above lower limit or not more than the above upper limit.
  • (A) Content of ligands, such as a 1st ligand, in a semiconductor nanoparticle can be measured by the method as described in the Example mentioned later.
  • the lower limit of the average particle diameter of the semiconductor nanoparticles is preferably 0.5 nm, and more preferably 1.0 nm. Moreover, as an upper limit of the said average particle diameter, 20 nm is preferable and 10 nm is more preferable.
  • the average particle diameter is equal to or greater than the above lower limit, the stability of the fluorescence characteristics of the semiconductor nanoparticles is enhanced.
  • the average particle size is not more than the above upper limit, the quantum confinement effect can be sufficiently obtained, and the fluorescence characteristics are improved. Moreover, more favorable dispersion stability can be exhibited by making an average particle diameter below the said upper limit.
  • the wavelength region of the fluorescence of the semiconductor nanoparticles can be controlled by appropriately selecting the constituent material and the average particle size of the nanocrystals.
  • the shape of the nanocrystal is not particularly limited, and may be, for example, a spherical shape, a rod shape, a disk shape, or other shapes, but a spherical shape and a rod shape are preferable. If the semiconductor nanoparticles are spherical, the surface energy of the particles becomes small, so that the dispersion stability can be improved. Moreover, if the semiconductor nanoparticles are rod-shaped, the light utilization efficiency can be improved by polarized light emission.
  • the lower limit of the content of (A) semiconductor nanoparticles in the total solid content of the semiconductor nanoparticle-containing composition is preferably 1% by mass, and more preferably 5% by mass.
  • (A) By making content of a semiconductor nanoparticle below the said upper limit, dispersion stability can be improved more.
  • solid content means components other than (E) dispersion medium.
  • the light diffusing particles are components that increase the fluorescence quantum yield (wavelength conversion efficiency) by increasing the amount of light incident on the semiconductor nanoparticles by light diffusion.
  • grains contain a metal oxide, and it is more preferable that it is a metal oxide particle.
  • metal oxides Al 2 O 3 , SiO 2 , ZnO, ZrO 2 , BaTiO 3 , TiO 2 , Ta 2 O 5 , Ti 3 O 5 , ITO (indium oxide doped with tin), IZO (doped with zinc) Indium oxide), ATO (antimony-doped tin oxide), AZO (aluminum-doped zinc oxide), Nb 2 O 3 , SnO, CeO 2 , MgO or combinations thereof are preferred, and titanium oxide (TiO 2 and Ti 3 O 5 ) and cerium oxide (CeO 2 ) are more preferred.
  • the light diffusing particles are particles having titanium oxide (TiO 2 and Ti 3 O 5 ) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) covering at least a part of the surface of the titanium oxide.
  • the light diffusing particles are preferably particles in which at least a part of the surface of the titanium oxide particles is coated with aluminum oxide. Since titanium oxide is a material that exerts a strong photocatalytic action, the wavelength conversion film is deteriorated by light, and (A) the wavelength conversion function of the semiconductor nanoparticles may be lowered. Therefore, when (B) the light diffusing particle is titanium oxide, the photocatalytic function can be reduced by coating the surface with aluminum oxide, and a good fluorescence quantum yield can be obtained.
  • the lower limit of the average particle size of the light diffusing particles is preferably 5 nm, more preferably 10 nm, and even more preferably 30 nm.
  • the upper limit of the average particle diameter is preferably 500 nm, more preferably 300 nm, and further preferably 250 nm.
  • grains 10 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of (A) semiconductor nanoparticles, and 50 mass parts is more preferable.
  • the compound (C) is a compound having a carboxy group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, or a combination thereof (group ⁇ ) and having an acid value of 5 mgKOH / g or more and 200 mgKOH / g or less.
  • the compound functions as a good dispersant for (B) light diffusing particles.
  • a compound can be used 1 type or in mixture of 2 or more types.
  • a carboxy group is preferable from the viewpoint of better dispersibility.
  • the hydrogen atom in the group ⁇ may be substituted with a metal atom or the like or may be dissociated.
  • the compound preferably further has a carbonyl group, an ether group, or a combination thereof (group ⁇ ).
  • group ⁇ a carbonyl group, an ether group, or a combination thereof.
  • the lower limit of the acid value of the compound is 5 mgKOH / g, preferably 10 mgKOH / g, more preferably 20 mgKOH / g.
  • the upper limit of the acid value is 200 mgKOH / g, preferably 160 mgKOH / g, more preferably 120 mgKOH / g, further preferably 80 mgKOH / g, and still more preferably 60 mgKOH / g.
  • Dispersion stability improves by making the acid value of a compound into the said range.
  • the compound an acid value of 80 mg KOH / g or less, more preferably it is preferred to include the following (C X) compound 60 mg KOH / g.
  • the acid value of the lower limit of the compound is preferably 10mgKOH / g, 20mgKOH / g is more preferable.
  • the (C X) component which does not correspond to the compound of the compound (C) may also include polymer that serves as the base polymer or alkali-soluble resin described later.
  • the lower limit of the content ratio of the (C X ) compound in all the (C) compounds is preferably 1% by mass, and more preferably 2% by mass.
  • the dispersion stability can be further improved.
  • the upper limit of the content ratio of the (C X ) compound in all the (C) compounds may be 100% by mass, preferably 50% by mass, more preferably 30% by mass, and still more preferably 10% by mass. .
  • the content ratio of the (C X ) compound not more than the above upper limit, for example, a sufficient amount of a base polymer having a relatively high acid value can be contained. Therefore, (A) semiconductor accompanying heating in the obtained wavelength conversion film The fluorescence quantum yield can be further increased, for example, by suppressing the deterioration of the nanoparticles.
  • the compound may be a polymer or a non-polymer.
  • the compound (C) is preferably a polymer.
  • the acid value can be easily adjusted and better dispersibility can be expressed.
  • the upper limit of the weight average molecular weight (Mw) is preferably 50,000, and more preferably 30,000.
  • the (C) compound which is a polymer in a high ratio As for the minimum of the content rate of the polymer which occupies for all the (C) compounds, 90 mass% is more preferable, 98 mass% is further more preferable, and 99 mass% is still more preferable.
  • dispersion stability can be further improved by containing the (C) compound which is a polymer in a high ratio.
  • the upper limit of the content ratio of the polymer in all the (C) compounds may be 100% by mass. That is, all the compounds (C) may be polymers.
  • the weight average molecular weight (Mw) in this specification is a value measured by gel permeation chromatography (GPC) under the following conditions.
  • Equipment For example, “GPC-101” from Showa Denko Column: For example, “GPC-KF-801”, “GPC-KF-802”, “GPC-KF-803” and “GPC-KF-804” from Showa Denko Co., Ltd.
  • Mobile phase Tetrahydrofuran Column temperature: 40 °C Flow rate: 1.0 mL / min Sample concentration: 1.0% by mass
  • Sample injection volume 100 ⁇ L
  • Detector Differential refractometer Standard material: Monodisperse polystyrene
  • (C) compound As the (C) compound, (C1) a copolymer having a plurality of groups ⁇ and (C2) a compound having a phosphate group are preferable, and (C1) a copolymer having a plurality of groups ⁇ is more preferable.
  • (C1) a copolymer having a plurality of groups ⁇ ) (C1) A copolymer having a plurality of groups ⁇ (hereinafter, also simply referred to as “(C1) copolymer”) includes a monomer having a group ⁇ and a group ⁇ having a lower hydrophilicity than the group ⁇ .
  • the group ⁇ is preferably a carboxy group.
  • the group ⁇ is adsorbed to the (B) light diffusion particle, and the group ⁇ having low hydrophilicity is arranged on the outside thereof.
  • the upper limit of the acid value of the copolymer is preferably 80 mgKOH / g, more preferably 60 mgKOH / g.
  • the lower limit of the acid value of the (C1) copolymer is preferably 10 mgKOH / g, more preferably 20 mgKOH / g.
  • a part of the (C1) copolymer may function as a base polymer serving as a base material of the wavelength conversion film. Inclusion of the copolymer (C1) that functions as a base polymer can further enhance the fluorescence quantum yield by suppressing deterioration of the semiconductor nanoparticles (A) accompanying heating in the obtained wavelength conversion film, etc. Can do.
  • a part of (C1) copolymer may function as an alkali-soluble resin. In this case, good patterning with an alkali developer or the like becomes possible.
  • the acid value of the (C1) copolymer as the base polymer or alkali-soluble resin is preferably more than 60 mgKOH / g, more preferably more than 80 mgKOH / g.
  • Examples of the monomer having the group ⁇ include (meth) acrylic acid, hydroxyethyl (meth) acrylate, 2- (meth) acryloyloxyethyl succinic acid, 2- (meth) acryloyloxyethylphthalic acid, 2-methacryloyloxy Ethyl hexahydrophthalic acid, p-hydroxyphenyl (meth) acrylate, 2- (methacryloyloxy) ethyl phosphate, 3-chloro-2- (phosphonooxy) propyl methacrylate, 2- (methacryloyloxy) propyl phosphate, methacrylic acid
  • Examples include 2- (phenoxyphosphonyloxy) ethyl, 2-acryloyloxyethanesulfonic acid, 2-methacryloyloxyethanesulfonic acid, and the like.
  • the monomer having the group ⁇ preferably has a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and more preferably has a hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms.
  • Examples of the monomer having a group ⁇ include styrene, ⁇ -methylstyrene, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, butyl methacrylate, 2-methylpropane methacrylate, t-butyl methacrylate, pentyl methacrylate, hexyl methacrylate, Octyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, nonyl methacrylate, decyl methacrylate, isodecyl methacrylate, lauryl methacrylate, tetradecyl methacrylate, octadecyl methacrylate, behenyl methacrylate, isoste
  • (C1) copolymers include, for example, methacrylic acid / methyl methacrylate copolymer, methacrylic acid / ethyl hexyl methacrylate copolymer, methacrylic acid / benzyl methacrylate copolymer, methacrylic acid / cyclohexyl methacrylate copolymer, methacrylic acid, Acid / tricyclodecyl methacrylate copolymer, 2-methacryloyloxyethyl succinic acid / methyl methacrylate copolymer, 2-methacryloyloxyethyl succinic acid / ethylhexyl methacrylate copolymer, 2-methacryloyloxyethyl succinic acid / benzyl methacrylate copolymer Polymer, 2-methacryloyloxyethyl succinic acid / cyclohexyl methacrylate copoly
  • (C1) copolymers include methacrylic acid / ethylhexyl methacrylate copolymer, methacrylic acid / benzyl methacrylate copolymer, methacrylic acid / cyclohexyl.
  • Examples of the compound (C2) having a phosphate group include phosphate ester dispersants.
  • the compound (C2) may be a polymer or a non-polymer.
  • Commercially available compounds include DisperBYK-118, DisperBYK-110, DisperBYK-102 (manufactured by Big Chemie), AQ-330 (manufactured by Enomoto Kasei), Prisurf A212C, and Prisurf A215C (Daiichi Kogyo Seiyaku) And the like.
  • (C) As a minimum of content of a compound, 1 mass part is preferred to 3 mass parts of (B) light diffusion particles, 3 mass parts are more preferred, 5 mass parts are still more preferred, and 50 mass parts are more. More preferably, 100 parts by mass is even more preferable, and 150 parts by mass is particularly preferable. (C) By making content of a compound more than the said minimum, more sufficient dispersion stability can be exhibited and the fluorescence quantum yield of the wavelength conversion film obtained can be raised more. On the other hand, as an upper limit of this content, 1,000 mass parts is preferable and 500 mass parts is more preferable.
  • (C1) A component having an acid value of 80 mgKOH / g or less or 60 mgKOH / g or less in the copolymer “hereinafter referred to as (C1-1) copolymer”.
  • the lower limit of the content of the compound is preferably 1 part by mass and more preferably 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the (B) light diffusing particles.
  • an upper limit of this content 100 mass parts is preferable, 50 mass parts is more preferable, and 30 mass parts is further more preferable.
  • the lower limit of the content of a component having an acid value of more than 60 mg KOH / g or more than 80 mg KOH / g (hereinafter also referred to as “(C1-2) copolymer”) is (B ) 50 parts by mass is preferable, 100 parts by mass is more preferable, and 150 parts by mass is more preferable with respect to 100 parts by mass of the light diffusing particles.
  • an upper limit of this content 1,000 mass parts is preferable and 500 mass parts is more preferable.
  • the lower limit of the content of the (C1-2) copolymer in the total solid content of the semiconductor nanoparticle-containing composition is preferably 5% by mass, more preferably 20% by mass.
  • this content 70 mass% is preferable and 50 mass% is more preferable.
  • a favorable binder function is also exhibited, and the fluorescence quantum yield of the obtained wavelength conversion film can be further increased.
  • the patterning property can be further improved.
  • (D) Antioxidant can suppress oxidative degradation of (A) semiconductor nanoparticles, (C) compounds, and the like due to heat and light irradiation. Therefore, when the said semiconductor nanoparticle containing composition further contains (D) antioxidant, the fluorescence quantum yield of the wavelength conversion film obtained especially through heat processing etc. can be raised more.
  • Antioxidants include phenolic antioxidants, phosphorus antioxidants, sulfur antioxidants, benzophenone antioxidants, and the like. Among these, a phenolic antioxidant is preferable. By using a phenolic antioxidant, the fluorescence quantum yield of the wavelength conversion film obtained through heat treatment or the like can be further increased.
  • phenolic antioxidants examples include 2,4,6-tris (3 ′, 5′-di-t-butyl-4′-hydroxybenzyl) mesitylene, 2,4-bis- (n-octylthio) -6. -(4-hydroxy-3,5-di-t-butylanilino) -1,3,5-triazine, pentaerythritol tetrakis [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate (eg “Irganox 1010” from BASF), 2,6-di-t-butyl-4-nonylphenol, thiodiethylenebis [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] (for example, BASF "Irganox 1035”), 2,2'-methylenebis- (6- (1-methylcyclohexyl) -p-cresol), N, N-he Samethylenebis (3,
  • Examples of the phosphorus-based antioxidant include tris (isodecyl) phosphite, tris (tridecyl) phosphite, phenyl isooctyl phosphite, phenyl isodecyl phosphite, phenyl di (tridecyl) phosphite, diphenyl isooctyl phosphite, diphenyl iso Decyl phosphite, diphenyl tridecyl phosphite, triphenyl phosphite, tris (nonylphenyl) phosphite, 4,4'-isopropylidenediphenol phosphite, trisnonylphenyl phosphite, trisdinonylphenyl phosphite, tris (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite, tris
  • (E) Dispersion medium When the semiconductor nanoparticle-containing composition further contains (E) a dispersion medium, the uniform dispersibility and applicability of each component are improved.
  • a dispersion medium although a polar dispersion medium and a nonpolar dispersion medium can be mentioned, it is preferable that a polar dispersion medium is included from a viewpoint of improving dispersion stability more.
  • Polar dispersion media include alcohols, polyhydric alcohol alkyl ethers, polyhydric alcohol monoalkyl ether monoesters, hydroxycarboxylic acid esters, carboxylic acids, ethers, ketones, amides, amines or these Can be mentioned.
  • alcohols include monoalcohols such as methanol, ethanol, propanol, n-butanol, n-pentanol, n-hexanol, and isopropanol; ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tripropylene Examples thereof include polyhydric alcohols such as glycol.
  • polyhydric alcohol alkyl ethers examples include ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, Monoalkyl ethers of polyhydric alcohols such as propylene glycol monobutyl ether; ethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, propylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dipropyl ether, propylene glycol dipropyl ether, ethylene glycol dibutyl ether Le, such as polyalkyl ethers of polyhydric alcohols such as propylene glycol dibutyl ether and the like.
  • monoalkyl ether monoesters of polyhydric alcohols include esters of monoalkyl ethers of polyhydric alcohols and carboxylic acids, and esters of monoalkyl ethers of polyhydric alcohols and acetic acid are preferred.
  • monoalkyl ether monoesters of polyhydric alcohol include ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monopropyl ether acetate, propylene Examples include glycol monopropyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, and propylene glycol monobutyl ether acetate.
  • hydroxycarboxylic acid esters include methyl glycolate, ethyl glycolate, methyl lactate, ethyl lactate, methyl hydroxypropionate, ethyl hydroxypropionate, methyl hydroxybutyrate, ethyl hydroxybutyrate and the like.
  • carboxylic acids examples include formic acid and acetic acid.
  • ethers include cyclic or chain alkyl ethers. Specific examples of ethers include tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, dimethoxyethane, diethyl ether, dimethyl ether and the like.
  • ketones include acetone and methyl ethyl ketone. Ketones may have a substituent, and among them, hydroxyketones are preferable.
  • hydroxyketones include ⁇ -hydroxyketones such as hydroxyacetone, 1-hydroxy-2-butanone, 1-hydroxy-2-pentanone, 3-hydroxy-2-butanone, and 3-hydroxy-3-pentanone; ⁇ -hydroxyketones such as hydroxy-2-butanone, 3-methyl-4-hydroxy-2-butanone, diacetone alcohol, 4-hydroxy-5,5-dimethyl-2-hexanone; 5-hydroxy-2- Examples thereof include pentanone and 5-hydroxy-2-hexanone.
  • amides include N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide.
  • amines examples include triethylamine and pyridine.
  • polyhydric alcohol alkyl ethers and polyhydric alcohol monoalkyl ether monoesters are preferred, and polyhydric alcohol monoalkyl ether monoesters are more preferred.
  • nonpolar dispersion medium examples include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, and ethylbenzene, and hydrocarbons such as aliphatic hydrocarbons such as hexane and cyclohexane.
  • the lower limit of the content of the polar dispersion medium in the dispersion medium is preferably 30% by mass, more preferably 50% by mass, even more preferably 70% by mass, and even more preferably 90% by mass. .
  • the content of the polar dispersion medium in the dispersion medium may be substantially 100% by mass.
  • the content of the dispersion medium is not particularly limited, but the lower limit of the content of the (E) dispersion medium in the semiconductor nanoparticle-containing composition is preferably 20% by mass, and more preferably 30% by mass. On the other hand, as an upper limit of this content, 90 mass% is preferable and 80 mass% is more preferable. (E) By making content of a dispersion medium into the said range, dispersion stability, applicability
  • the semiconductor nanoparticle-containing composition can further contain (F) a polymerizable compound.
  • the semiconductor nanoparticle containing composition contains (F) polymeric compound, the wavelength conversion film hardened
  • the patterning property by a radiation and the sensitivity in that case can also be improved by using together with the (G) radiation sensitive compound mentioned later.
  • the polymerizable compound is not particularly limited as long as it is a compound that is polymerized by radiation irradiation, heating, or the like, but a compound having a (meth) acryloyl group, an epoxy group, a vinyl group, or a combination thereof from the viewpoint of improving sensitivity.
  • a compound having two or more (meth) acryloyl groups in the molecule is more preferable.
  • the polymerizable compound (F) may be radically polymerizable or ionic polymerizable, but is preferably radically polymerizable.
  • Examples of the polymerizable compound (F) having two or more (meth) acryloyl groups in the molecule include diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, Tetraethylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropane diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, 1,3-butanediol diacrylate, 1,3-butanediol dimethacrylate, neopentyl Glycol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,4-butanediol dimethacrylate 1,6-hexanediol diacrylate, 1,9-nonanediol dimethacrylate, 1,10-decanediol dimeth
  • a polymerizable compound having three or more (meth) acryloyl groups is preferable, and a polymerizable compound having four or more (meth) acryloyl groups is more preferable, pentaerythritol tetraacrylate, More preferred are dipentaerythritol pentaacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, tripentaerythritol heptaacrylate and tripentaerythritol octaacrylate.
  • the said semiconductor nanoparticle containing composition can contain a (G) radiation sensitive compound further.
  • radiation sensitivity can be imparted to the semiconductor nanoparticle-containing composition.
  • Examples of the radiation-sensitive compound include a radiation-sensitive radical polymerization initiator, a radiation-sensitive acid generator, a radiation-sensitive base generator, and combinations thereof.
  • the radiation reaction of the semiconductor nanoparticle-containing composition can be promoted.
  • the radiation sensitive radical polymerization initiator examples include O-acyl oxime compounds, ⁇ -amino ketone compounds, ⁇ -hydroxy ketone compounds, acyl phosphine oxide compounds, and the like.
  • O-acyloxime compound examples include 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl] -ethane-1-one oxime-O-acetate, 1- [9-ethyl-6-benzoyl-9. H. -Carbazol-3-yl] -Octane-1-one oxime-O-acetate, 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl] -ethane-1-one oxime-O-benzoate, 1- [9-n-butyl-6- (2-ethylbenzoyl) -9. H.
  • O-acyloxime compounds include, for example, NCI-831, NCI-930 (above, manufactured by ADEKA Corporation), DFI-020, DFI-091 (above, made by Daitokemix Co., Ltd.) Irgacure OXE01, OXE02, OXE03 (Above, manufactured by BASF) can also be used.
  • Examples of the ⁇ -aminoketone compound include 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one, 2-dimethylamino-2- (4-methylbenzyl) -1- (4 -Morpholin-4-yl-phenyl) -butan-1-one, 2-methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropan-1-one, and the like.
  • Examples of the ⁇ -hydroxyketone compound include 1-phenyl-2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1- (4-i-propylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 4- (2-hydroxyethoxy) phenyl- (2-hydroxy-2-propyl) ketone, 1-hydroxycyclohexyl phenylketone and the like can be mentioned.
  • acylphosphine oxide compound examples include 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide, and the like.
  • an O-acyl oxime compound and an acyl phosphine oxide compound are preferable from the viewpoint of further promoting the curing reaction by radiation.
  • the radiation-sensitive acid generator and the radiation-sensitive base generator are, for example, cured with an acid or base such as polysiloxane as the (F) polymerizable compound or when an ion polymerizable compound is used as the other (C3) polymer.
  • an acid or base such as polysiloxane as the (F) polymerizable compound or when an ion polymerizable compound is used as the other (C3) polymer.
  • the radiation-sensitive acid generator include, for example, iodonium salt-based radiation-sensitive acid generators such as diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate and diphenyliodonium pyrenesulfonate; Sulfonium salt-based radiation sensitive acid generators such as triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate and triphenylsulfonium hexafluoroantimonate; Tetrahydrothiophenium salt-based radiation-sensitive acid generators such as 4-hydroxy-1-naphthyltetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate and 4-methoxy-1-naphthyltetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate; Imidosulfonate-based radiation-sensitive acid generators such as trifluoromethylsulfonyloxybicyclo [2.2.1] hept-5-enedicarboximide
  • Oxime sulfonate-based radiation sensitive acid generators examples thereof include quinonediazide compounds such as 1,2-naphthoquinone diazide sulfonic acid ester of trihydroxybenzophenone and 1,2-naphthoquinone diazide sulfonic acid ester of tetrahydroxybenzophenone.
  • the radiation sensitive base generator include, for example, 4- (methylthiobenzoyl) -1-methyl-1-morpholinoethane, (4-morpholinobenzoyl) -1-benzyl-1-dimethylaminopropane, 2-benzyl- Radiation sensitivity containing heterocyclic groups such as 2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone, N- (2-nitrobenzyloxycarbonyl) pyrrolidine, 1- (anthraquinone-2-yl) ethylimidazolecarboxylate Base generator; 2-nitrobenzylcyclohexylcarbamate, [[(2,6-dinitrobenzyl) oxy] carbonyl] cyclohexylamine, bis [[(2-nitrobenzyl) oxy] carbonyl] hexane-1,6-diamine, triphenylmethanol, o -Carbamoylhydroxylamide, o-carbamo
  • (G) As a minimum of content of a radiation sensitive compound, 1 mass part is preferred to 100 mass parts of (A) semiconductor nanoparticles, and 10 mass parts is more preferred. Moreover, as an upper limit of the said content, 200 mass parts is preferable and 100 mass parts is more preferable. (G) By making content of a radiation sensitive compound into the said range, the radiation sensitivity of the said semiconductor nanoparticle containing composition, the hardness of the wavelength conversion film obtained, etc. can be improved more.
  • the said semiconductor nanoparticle containing composition can contain the base polymer which does not correspond to the (C) compound mentioned above.
  • Examples of such a base polymer include base polymers having an acid value of less than 5 mgKOH / g.
  • Specific examples of (H) other base polymers include polyimides, polysiloxanes, novolak resins, and the like having an acid value of less than 5 mgKOH / g.
  • the semiconductor nanoparticle-containing composition may contain other components other than the components (A) to (H) described above.
  • other components include a thermal polymerization initiator, an adhesion aid, and a storage stabilizer.
  • 10 mass parts may be preferable with respect to 100 mass parts of (A) semiconductor nanoparticles, and 1 mass part may be more preferable. .
  • the semiconductor nanoparticle-containing composition can be prepared by a known method.
  • the semiconductor nanoparticle-containing composition can be prepared by, for example, mixing (A) a semiconductor nanoparticle, (B) a light diffusing particle, (C) a compound, and an optional component as necessary, in (E) a dispersion medium. .
  • the wavelength conversion film according to an embodiment of the present invention is a film formed from the semiconductor nanoparticle-containing composition. Since the wavelength conversion film is obtained from the semiconductor nanoparticle-containing composition, the fluorescence quantum yield is high, and as a result, for example, it can have high color reproducibility.
  • the wavelength conversion film may be patterned or unpatterned, but when the wavelength conversion film is patterned, it can be applied to a light-emitting layer useful as a subpixel. .
  • the method for forming the wavelength conversion film is not particularly limited, and for example, it may be a method of curing by radiation irradiation or a method of curing by heating. However, since the said semiconductor nanoparticle containing composition is used, even if it is the method of hardening by heating, the wavelength conversion film
  • the wavelength conversion film is suitable for use as a light emitting layer of a light emitting display element.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a light emitting display device 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the light emitting display element 100 includes a wavelength conversion substrate 11 configured by providing a light emitting layer 13 (13a, 13b, 13c) and a black matrix 14 on a first base material 12, and an adhesive layer 15 on the wavelength conversion substrate 11. And a light source substrate 18 bonded to each other.
  • the light emitting layer 13 is a wavelength conversion film according to an embodiment of the present invention.
  • the first substrate 12 is made of glass, quartz, transparent resin, or the like.
  • transparent resin include transparent polyimide, polyethylene naphthalate, polyethylene terephthalate, and cyclic olefin resins.
  • the light emitting layer 13 of the wavelength conversion substrate 11 is formed by patterning using the semiconductor nanoparticle-containing composition described above. Since the light emitting layer 13 is formed using the said semiconductor nanoparticle containing composition, it can be set as the light emitting layer with the high fluorescence quantum yield of a semiconductor nanoparticle, for example, high color reproducibility.
  • the wavelength conversion substrate 11 converts the wavelength of excitation light from the light source 17 of the light source substrate 18 with the semiconductor nanoparticles contained in each of the light emitting layers 13, and emits fluorescence having a desired wavelength.
  • the first light-emitting layer 13a, the second light-emitting layer 13b, and the third light-emitting layer 13c are configured to include different semiconductor nanoparticles, and can emit different fluorescence.
  • the first light emitting layer 13a converts excitation light into red light
  • the second light emitting layer 13b converts excitation light into green light
  • the third light emitting layer 13c converts the excitation light into blue light. It can be configured to convert to light.
  • the semiconductor nanoparticles to be contained are selected so that each of the light emitting layers 13a, 13b, and 13c has a desired fluorescence characteristic. Therefore, in formation of each light emitting layer 13a, 13b, 13c of the wavelength conversion board
  • the lower limit of the average thickness of the light emitting layer 13 of the wavelength conversion substrate 11 is preferably 100 nm, and more preferably 1 ⁇ m. Moreover, as an upper limit of the said average thickness, 100 micrometers is preferable. By making the average thickness equal to or more than the lower limit, excitation light can be absorbed particularly sufficiently, so that the light conversion efficiency can be increased and the luminance of the light emitting display element can be increased.
  • a black matrix 14 is disposed between the light emitting layers 13 on the first substrate 12.
  • the black matrix 14 can be formed by using a known light-shielding material and patterning it according to a known method. Note that the black matrix 14 is not an essential component in the wavelength conversion substrate 11, and the wavelength conversion substrate 11 may be configured without the black matrix 14.
  • the adhesive layer 15 is formed using a known adhesive that transmits ultraviolet light or blue light. As shown in FIG. 1, the adhesive layer 15 does not have to be provided on the first base 12 so as to cover the entire surface of each light emitting layer 13, and can be provided only on the outer edge of the wavelength conversion substrate 11. It is.
  • the light source substrate 18 includes a second base material 16 and a light source 17 disposed on the wavelength conversion substrate 11 side of the second base material 16. From the light source 17, ultraviolet light or blue light is emitted as excitation light, respectively.
  • the light source 17 (17a, 17b, 17c) is not particularly limited, and it is possible to use an ultraviolet light emitting organic EL element, a blue light emitting organic EL element, an ultraviolet light emitting LED element, a blue light emitting LED element, or the like having a known structure. And can be produced by a known production method.
  • the ultraviolet light the main emission peak is preferably 360 nm or more and 435 nm or less, and as the blue light, the main emission peak is preferably more than 435 nm and not more than 480 nm. It is preferable that the light source 17 has directivity so that each emitted light irradiates the light emitting layer 13 which opposes.
  • the light emitting display element 100 converts the wavelength of the excitation light from the first light source 17a by the semiconductor nanoparticles of the first light emitting layer 13a of the wavelength conversion substrate 11. Similarly, the wavelength of the excitation light from the second light source 17b is converted by the semiconductor nanoparticles of the second light emitting layer 13b of the wavelength conversion substrate 11, and the excitation light from the third light source 17c is converted to the third light emitting layer 13c of the wavelength conversion substrate 11. The wavelength is converted by the semiconductor nanoparticles. In this way, the excitation light from each light source 17 is converted into visible light having a desired wavelength and used for display.
  • the portion where the first light emitting layer 13a is provided constitutes a sub-pixel that performs red display. That is, the first light emitting layer 13a of the wavelength conversion substrate 11 converts the excitation light from the first light source 17a facing the light source substrate 18 into red light.
  • the portion where the second light emitting layer 13b is provided constitutes a sub-pixel that performs green display. That is, the second light emitting layer 13b converts the excitation light from the second light source 17b facing the light source substrate 18 into green light.
  • the portion where the third light emitting layer 13c is provided constitutes a sub-pixel that performs blue display. For example, when ultraviolet light is used as the excitation light, the third light emitting layer 13c converts the ultraviolet light from the third light source 17c facing the light source substrate 18 into blue light.
  • the wavelength conversion substrate 11 may use a light scattering layer configured by dispersing light scattering particles in a resin instead of the third light emitting layer 13c. In this way, the blue light that is the excitation light can be used as it is without converting the wavelength.
  • the light-emitting display element 100 forms an image by three types of sub-pixels: a sub-pixel including the first light-emitting layer 13a, a sub-pixel including the second light-emitting layer 13b, and a sub-pixel including the third light-emitting layer 13c.
  • a sub-pixel including the first light-emitting layer 13a a sub-pixel including the first light-emitting layer 13a
  • a sub-pixel including the second light-emitting layer 13b a sub-pixel including the third light-emitting layer 13c.
  • One pixel as a minimum unit is formed.
  • the light-emitting display element 100 having the above configuration includes red, green, or green for each sub-pixel including the first light-emitting layer 13a, sub-pixel including the second light-emitting layer 13b, and sub-pixel including the third light-emitting layer 13c.
  • the emission of blue light is controlled, and full color display is performed.
  • a color filter can be provided between the light emitting layer 13 and the first substrate 12. That is, a red color filter is provided between the first light emitting layer 13a and the first base material 12, a green color filter is provided between the second light emitting layer 13b and the first base material 12, and the third light emitting layer is provided. A blue color filter can be provided between 13c and the first substrate 12. Thereby, the purity of the display color can be increased.
  • a color filter what is known for display elements etc. can be formed and used by a well-known method.
  • a method for forming a wavelength conversion film according to an embodiment of the present invention includes a step of forming a coating film on one surface side of a substrate (coating film forming step) and a step of heating the coating film (heating step).
  • the coating film is formed from the semiconductor nanoparticle-containing composition.
  • the semiconductor nanoparticle-containing composition contains (G) a radiation-sensitive compound or the like
  • the forming method may include radiation on at least a part of the coating film between the coating film forming step and the heating step. May be further provided with a step of irradiating (exposure) (radiation irradiation step) and a step of developing the coating film after radiation irradiation (development step).
  • the coating film is formed by applying the semiconductor nanoparticle-containing composition onto a substrate. After coating the semiconductor nanoparticle-containing composition, the solvent or the like may be removed by heating (pre-baking) the coated surface.
  • the material of the substrate on which the coating film is formed is not particularly limited, and examples thereof include glass, quartz, silicon, and resin.
  • Specific examples of the resin include, for example, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene terephthalate, polyethersulfone, polycarbonate, polyimide, cyclic olefin addition polymer, cyclic olefin ring-opening polymer, and hydrogenated product thereof. It is done.
  • these substrates may be subjected to pretreatment such as chemical treatment with a silane coupling agent, plasma treatment, ion plating, sputtering, vacuum deposition, or the like, if desired.
  • the method for applying the semiconductor nanoparticle-containing composition is not particularly limited.
  • a spray method, a roll coating method, a spin coating method (spin coating method), a slit die coating method, a bar coating method, or the like may be employed. It can.
  • spin coating and slit die coating are preferable.
  • the heating (pre-baking) conditions vary depending on the type of each component, the blending ratio, and the like. For example, if the heating time is 1 to 10 minutes at a temperature of 70 to 130 ° C., preferably less than 100 ° C. Good.
  • the radiation irradiation step At least a part of the coating film formed on the substrate is irradiated with radiation.
  • the radiation may be irradiated through a photomask having a pattern of a desired shape, for example.
  • a photomask By using this photomask, part of the irradiated radiation passes through the photomask, and part of the radiation is irradiated onto the coating film.
  • Examples of radiation used for irradiation include visible light, ultraviolet rays, far ultraviolet rays, electron beams, and X-rays. Among these radiations, radiation having a wavelength in the range of 190 nm to 450 nm is preferable, and radiation including ultraviolet light of 365 nm is more preferable.
  • the lower limit of the integrated irradiation amount (exposure amount) in the radiation irradiation step is preferably 100 J / m 2 and more preferably 200 J / m 2 .
  • 2,000 J / m ⁇ 2 > is preferable and 1,000 J / m ⁇ 2 > is more preferable.
  • the “integrated dose” refers to an integrated value of values obtained by measuring the intensity of radiation at a wavelength of 365 nm with an illuminometer (for example, “OAI model 356” manufactured by OAI Optical Associates Inc.).
  • the coating after irradiation is developed to remove unnecessary portions.
  • the developer used for development include at least one alkaline compound such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, ammonia, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, and the like.
  • An aqueous solution in which is dissolved can be used.
  • An appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as methanol or ethanol can be added to the aqueous solution of the alkaline compound described above.
  • Examples of the developing method include a liquid filling method, a dipping method, a rocking dipping method, and a spray method.
  • the development time varies depending on the composition of the semiconductor nanoparticle-containing composition, but the lower limit of the development time is preferably 5 seconds, and more preferably 10 seconds. Further, the upper limit of the development time is preferably 300 seconds, and more preferably 180 seconds. Following the development process, for example, washing with running water is performed for 30 seconds to 90 seconds, and then drying with compressed air or compressed nitrogen provides a desired pattern.
  • Heating process In the heating step, the coating film is heated by a suitable heating device such as a hot plate or an oven (post-baking). Thus, a wavelength conversion film that is sufficiently cured on the substrate is obtained.
  • a suitable heating device such as a hot plate or an oven (post-baking).
  • the lower limit of the heating temperature in this step is preferably 100 ° C and more preferably 140 ° C. By setting the heating temperature to the above lower limit or more, more sufficient curing can be performed. Moreover, as an upper limit of the said heating temperature, 250 degreeC is preferable and 220 degreeC is more preferable. By making heating temperature below the said upper limit, deterioration of a semiconductor nanoparticle etc. can be suppressed and the fluorescence quantum yield of the wavelength conversion film obtained can be raised more.
  • the lower limit of the heating time is preferably 5 minutes, and the upper limit is preferably 30 minutes.
  • the lower limit of the heating time is preferably 10 minutes, and the upper limit is preferably 180 minutes.
  • the method for forming the light emitting layer including the above steps is repeated using the three types of semiconductor nanoparticle-containing compositions, respectively.
  • the light emitting layer 13a, the second light emitting layer 13b, and the third light emitting layer 13c may be formed.
  • the prepared solution A was heated to 300 ° C., and a separately prepared and degassed 20 mass% ODE solution of zinc myristate was added. Thereafter, the prepared solution B was quickly pumped to the flask containing the solution A by a cannula. After pumping, the reaction solution temperature dropped to 265 ° C., so the reaction temperature was set to 270 ° C. and the reaction was allowed to proceed for 2 hours. Thereafter, the reaction solution was cooled to room temperature.
  • the solution A, the solution B, and the solution so that In (OLA) 3 , P (SiMe 3 ) 3 , and zinc myristate serving as a ligand in the core synthesis have moles of 2 mmol, 1 mmol, and 3 mmol, respectively.
  • Zinc myristate was used.
  • reaction solution was heated to 210 ° C., and a 3.75 mmol / ODE 5 g solution of dodecanethiol was added over 30 minutes, and then maintained at the same temperature for 1.5 hours.
  • dodecanethiol was added to the mixed solution from a syringe pump over an appropriate time, thereby synthesizing semiconductor nanoparticles (A′-1).
  • A′-1 semiconductor nanoparticles
  • a ZnS shell is formed by a reaction between Zn (OLA) 2 and dodecanethiol.
  • the dodecanethiol added at the end adheres to the outer surface of the ZnS shell as a ligand (second ligand).
  • the obtained semiconductor nanoparticles (A′-1) have a core-shell type nanocrystal in which a ZnS shell is coated on an InP core, and dodecanethiol attached to the nanocrystal as a ligand.
  • the average particle diameter of the obtained semiconductor nanoparticles (A′-1) was measured using a transmission electron microscope (“JEM-2010F” manufactured by JEOL Ltd.). Specifically, the major axis and minor axis of 20 arbitrarily selected particles were measured, the diameter of each particle ((major axis + minor axis) / 2) was determined, and the average value was calculated.
  • the average particle diameter of the semiconductor nanoparticles (A′-1) was 4.8 nm.
  • the supernatant solvent was removed from the settled particles, the particles were dispersed again in 1.0 g of toluene, and the operation of sedimentation and centrifugation using 6 g of n-butanol was performed three times. Thereafter, the particles were dried by vacuum drying (50 ° C., 1.0 Torr, 1 hour). The same sedimentation and centrifugal separation operations were performed three times, and the resultant was dispersed in toluene to obtain a dispersion of semiconductor nanoparticles (A-1).
  • Nanoparticles (A-1) were dried.
  • the obtained semiconductor nanoparticles (A-1) are obtained by replacing part of the dodecanethiol ligand of the semiconductor nanoparticles (A′-1) with polyethylene glycol methyl ether thiol.
  • the semiconductor nanoparticle (A-1) includes a core-shell type nanocrystal in which a ZnS shell is coated on an InP core, and polyethylene glycol methyl ether thiol (first ligand) and dodecanethiol (first ligand) attached to the nanocrystal as a ligand. 2 ligands).
  • the content of the first ligand and the second ligand of the obtained semiconductor nanoparticles (A-1) was measured with a nuclear magnetic resonance apparatus (using AVANCE III HD manufactured by BRUKER, and the solid content concentration of the sample was CDCl 3).
  • the content of the first ligand relative to the total content of the first ligand and the second ligand was 40% by mass. It was.
  • n is about 20.
  • first ligand 2-((3- (3-methoxybutoxy-3-oxopropyl) thio) succinic acid
  • secondary ligand dodecanethiol
  • the content of the first ligand with respect to the total content of the first ligand and the second ligand in the obtained semiconductor nanoparticles (A-2) is 40 The amount was%.
  • Synthesis Example 6 Synthesis of Light Diffusing Particles (B-3) 35 kg (10 kg in terms of TiO 2 ) of hydrous titanium dioxide cake (titanium dioxide hydrate) obtained by hydrolyzing a titanyl sulfate solution by filtration and washing by filtration. 40 kg of a 48% aqueous sodium hydroxide solution was added with stirring, then heated and stirred for 2 hours at a temperature range of 95 to 105 ° C. The slurry was then filtered and washed thoroughly to obtain a base-treated titanium dioxide hydrate. Water was added to the hydrate cake to make a slurry, and the hydrated TiO 2 concentration was adjusted to 110 g / L. While stirring the slurry, 35% hydrochloric acid was added to adjust the pH to 7.0.
  • the slurry was heated to 50 ° C., and 12.5 kg of 35% hydrochloric acid was added at this temperature over 4 minutes with stirring.
  • the hydrochloric acid concentration in the slurry after addition of hydrochloric acid was 40 g / L in terms of 100% HCl. It was made to become.
  • the hydrochloric acid addition rate was 0.11 kg / min per 1 kg of TiO 2 .
  • Synthesis Example 7 Synthesis of Compound (C-1-2) (Base Polymer)
  • the mixed solution was kept at 80 ° C. and polymerized for 4 hours.
  • A-1 Semiconductor nanoparticles obtained in Synthesis Example 2 (A-1) (Ligand: Polyethylene glycol methyl ether thiol and dodecane thiol, polyethylene glycol methyl ether thiol content 40% by mass)
  • A-2 Semiconductor nanoparticles (A-2) obtained in Synthesis Example 3 above (Ligand: Contains 2-((3- (3-methoxybutoxy-3-oxopropyl) thio) succinic acid and dodecanethiol, 2-((3- (3-methoxybutoxy-3-oxopropyl) thio) succinic acid 40% by mass)
  • A-3 Semiconductor nanoparticles (A-3) obtained in Synthesis Example 4 (Ligand: polyethylene glycol methyl ether thiol and dodecane thiol, polyethylene glycol methyl ether thiol content 60% by mass)
  • B-1 Titanium oxide particles coated with aluminum oxide (average particle size 150 nm, “A-190” from Sakai Chemical Co., Ltd.)
  • B-2 Cerium oxide particles (average particle size of 60 nm “ZENUS HC60” from Solvay)
  • B-3 Titanium oxide particles obtained in Synthesis Example 6 and not coated with aluminum oxide (B-3)
  • C Compound ⁇ C-1-1: 2-methacryloyloxyethyl succinic acid / benzyl methacrylate copolymer (acid value 53 mgKOH / g, weight average molecular weight 10,500)
  • C-2 Compound having a phosphate group (acid value 101 mgKOH / g, weight average molecular weight 342, “DisperBYK-102” poly (oxy-1,2-ethanediyl) ⁇ -isotridecyl- ⁇ -hydroxy- by BYK Chemie Phosphate, CAS.73038-25-2)
  • C-1-2 Compound (C-1-2) which is a copolymer obtained in Synthesis Example 4 (acid value 90 mgKOH / g, weight average molecular weight 10,800)
  • C ′ Comparative compound C′-1: Dispersant having no acidic group (amine value 72 mgKOH / g, “BYK-LPN6919” manufactured by BYK Chemie)
  • D-1 Phenolic antioxidant (3,9-bis [2- [3- (t-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propionyloxy] -1,1- Dimethylethyl] -2,4,8,10-tetraoxaspiro [5.5] undecane (Sumitomo Chemical's “Sumilyzer GA-80”)
  • D-2 Phosphorous antioxidant (tri-o-tolylphosphine)
  • G Radiation sensitive compound G-1: 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide ("Lucirin LR8953X” from BASF) and O-acyl oxime compound ("NCI-930" from ADEKA) A mixture with a mass ratio of 1: 1
  • Example 1 In a propylene glycol monomethyl ether acetate solution containing 30 parts by mass of the synthesized compound (C-1-2), 10 parts by mass of semiconductor nanoparticles (A-1), 10 parts by mass of light diffusing particles (B-1), compounds 1 part by weight of (C-1-1), 5 parts by weight of antioxidant (D-1), 30 parts by weight of polymerizable compound (F-1) and 5 parts by weight of radiation sensitive compound (G-1) were added. Further, the dispersion medium (E-1) was added so that the content became 100 parts by mass, and the semiconductor nanoparticle-containing composition of Example 1 was prepared.
  • Examples 2 to 11 and Comparative Examples 1 to 3 Each semiconductor nanoparticle containing composition was prepared like Example 1 except having made the kind and compounding quantity of each compounding component as having described in Table 1 below.
  • Each semiconductor nanoparticle-containing composition obtained was evaluated according to the following method.
  • the fluorescence quantum yield was measured at 25 ° C. for the wavelength conversion film obtained by the following formation method using an absolute PL fluorescence quantum yield measurement apparatus (“C11347-01” from Hamamatsu Photonics). Separately, the wavelength conversion film obtained by the following forming method was subjected to a heat treatment (post-baking) at 180 ° C. for 20 minutes in a clean oven, and then the fluorescence quantum yield was measured by the same method as described above. The former fluorescence quantum yield (untreated) and the latter fluorescence quantum yield (after heat treatment) were evaluated according to the following criteria.
  • Method for forming wavelength conversion film After coating each semiconductor nanoparticle-containing composition on an alkali-free glass substrate with a spinner, a coating film was formed by prebaking on a hot plate at 90 ° C. for 2 minutes. Next, the obtained coating film was irradiated with radiation including wavelengths of 365 nm, 405 nm, and 436 nm at a cumulative dose of 700 J / m 2 using a high-pressure mercury lamp without using a photomask. A wavelength conversion film having a thickness of 5 ⁇ m was formed.
  • the wavelength conversion films obtained from the respective semiconductor nanoparticle-containing compositions of Examples 1 to 11 have high fluorescence quantum yields both before and after the heat treatment. It can also be seen that the semiconductor nanoparticle-containing compositions of Examples 1 to 11 have high dispersion stability.
  • Comparative Example 1 in which the semiconductor nanoparticles do not have the first ligand
  • Comparative Example 2 in which the light diffusing particles are not included
  • Comparative Example 3 in which a dispersant having an amine value is used instead of the compound (C) are fluorescent. Neither quantum yield nor dispersion stability was good. From the results of Comparative Example 3 and the like, it is presumed that the dispersant having a high amine value has an undesirable effect on the ligand of (A) semiconductor nanoparticles.
  • the semiconductor nanoparticle-containing composition of the present invention can be suitably used as a material for forming a wavelength conversion film of a light emitting display element.
  • wavelength conversion substrate 12 first base material 13 light emitting layer (wavelength conversion film) 13a first light emitting layer 13b second light emitting layer 13c third light emitting layer 14 black matrix 15 adhesive layer 16 second base material 17 light source 17a first light source 17b second light source 17c third light source 18 light source substrate 100 light emitting display element

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Abstract

分散安定性が高く、得られる波長変換膜の蛍光量子収率が高い半導体ナノ粒子含有組成物、このような半導体ナノ粒子含有組成物から形成される波長変換膜及び発光表示素子、並びに上記波長変換膜の形成方法を提供する。本発明は、(A)半導体ナノ粒子、(B)光拡散粒子、及び(C)カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基又はこれらの組み合わせを有し、酸価が5mgKOH/g以上200mgKOH/g以下である化合物を含有し、上記(A)半導体ナノ粒子が第1リガンドを有し、上記第1リガンドが、カルボキシ基、チオール基、ホスホノ基、アミド基又はこれらの組み合わせと、エーテル基、エステル基、シロキサン基又はこれらの組み合わせとを有する、半導体ナノ粒子含有組成物である。

Description

半導体ナノ粒子含有組成物、波長変換膜、発光表示素子、及び波長変換膜の形成方法
 本発明は、半導体ナノ粒子含有組成物、波長変換膜、発光表示素子、及び波長変換膜の形成方法に関する。
 近年、硫化カドミウム(CdS)、テルル化カドミウム(CdTe)、リン化インジウム(InP)等の半導体をナノメートルサイズの大きさに形成して得られた半導体ナノ粒子が注目を集めている。このような半導体ナノ粒子は、ブロードな光吸収を示すとともにスペクトル幅の狭い蛍光を発するという特殊な光学特性を示すため、現在各種の応用が検討されている。例えば有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子、マイクロサイズの発光ダイオード素子(マイクロLED素子)等を用いたディスプレイや照明等に、上述の半導体ナノ粒子が用いられるようになってきている(特開2014-174406号公報参照)。
 半導体ナノ粒子の波長変換効率(蛍光量子収率)を向上させるものとして、半導体ナノ粒子と共に光拡散粒子を含む組成物が提案されている(特表2010-532794号公報、特開2016-098375号公報参照)。このような組成物から形成された波長変換膜においては、光が光拡散粒子によって拡散されることで光路長が増加する。この結果、半導体ナノ粒子に入射される光の量が増加し、蛍光量子収率が向上するとされている。
特開2014-174406号公報 特表2010-532794号公報 特開2016-098375号公報
 しかし、従来の半導体ナノ粒子と光拡散粒子を含む組成物は、各粒子の分散安定性が低い。このようなことが起因してか、上記従来の半導体ナノ粒子と光拡散粒子とを含む組成物から形成された波長変換膜においても、蛍光量子収率が十分といえるものではない。特に、半導体ナノ粒子を含む波長変換膜は、加熱処理に伴って、半導体ナノ粒子の劣化などによって蛍光量子収率が低下するという不都合を有する。
 本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、分散安定性が高く、得られる波長変換膜の蛍光量子収率が高い半導体ナノ粒子含有組成物、このような半導体ナノ粒子含有組成物から形成される波長変換膜及び発光表示素子、並びに上記波長変換膜の形成方法を提供することを目的とする。
 上記課題を解決するためになされた発明は、(A)半導体ナノ粒子、(B)光拡散粒子、及び(C)カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基又はこれらの組み合わせを有し、酸価が5mgKOH/g以上200mgKOH/g以下である化合物を含有し、上記(A)半導体ナノ粒子が第1リガンドを有し、上記第1リガンドが、カルボキシ基、チオール基、ホスホノ基、アミド基又はこれらの組み合わせと、エーテル基、エステル基、シロキサン基又はこれらの組み合わせとを有する、半導体ナノ粒子含有組成物である。
 上記課題を解決するためになされた別の発明は、当該半導体ナノ粒子含有組成物から形成される波長変換膜である。
 上記課題を解決するためになされたさらに別の発明は、当該波長変換膜を備える発光表示素子である。
 上記課題を解決するためになされたさらに別の発明は、基板の一方の面側に塗膜を形成する工程、及び上記塗膜を加熱する工程を備え、上記塗膜を当該半導体ナノ粒子含有組成物により形成する波長変換膜の形成方法である。
 本発明によれば、分散安定性が高く、得られる波長変換膜の蛍光量子収率が高い半導体ナノ粒子含有組成物、このような半導体ナノ粒子含有組成物から形成される波長変換膜及び発光表示素子、並びに上記波長変換膜の形成方法を提供することができる。
図1は、本発明の一実施形態に係る発光表示素子を模式的に示す断面図である。
<半導体ナノ粒子含有組成物>
 本発明の一実施形態に係る半導体ナノ粒子含有組成物は、(A)半導体ナノ粒子、(B)光拡散粒子、及び(C)化合物を含有する。上記(A)半導体ナノ粒子は第1リガンドを有する。上記第1リガンドは、カルボキシ基、チオール基、ホスホノ基、アミド基又はこれらの組み合わせ(基x)と、エーテル基、エステル基、シロキサン基又はこれらの組み合わせ(基y)とを有する。また、(C)化合物は、カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基又はこれらの組み合わせ(基α)を有し、酸価が5mgKOH/g以上200mgKOH/g以下である。当該半導体ナノ粒子含有組成物は、さらに(D)酸化防止剤、(E)分散媒等を含有することができる。
 当該半導体ナノ粒子含有組成物は、分散安定性が高く、得られる波長変換膜の蛍光量子収率が高い。この理由は定かではないが、例えば以下のように推測される。(A)半導体ナノ粒子に関し、第1リガンドの基xが半導体ナノ粒子の本体(通常、後述するナノ結晶)の表面に良好に吸着し、基yにより特に極性分散媒中での分散性が高められる。一方、酸性の基α及び所定の酸価を有する(C)化合物は、(B)光拡散粒子の良好な分散剤として機能する。また、第1リガンドの基yと(C)化合物の基αとは、互いの基が有する機能(分散性)を阻害し難い。従って、当該半導体ナノ粒子によれば、(A)半導体ナノ粒子と(B)光拡散粒子との2種の分散安定性がともに良好になり、その結果、蛍光量子収率の高い波長変換膜が得られるものと推測される。また、上述のように、通常、半導体ナノ粒子を含む波長変換膜は、加熱処理に伴って蛍光量子収率が低下する。しかし、当該半導体ナノ粒子含有組成物から形成される波長変換膜は、加熱処理を経た場合も十分に高い蛍光量子収率を有する。
((A)半導体ナノ粒子)
 (A)半導体ナノ粒子は、通常、半導体物質を含むナノ結晶と、このナノ結晶の少なくとも一部を被覆する第1リガンドとを有する。(A)半導体ナノ粒子は、ナノ結晶の少なくとも一部を被覆する第2リガンドをさらに有していてもよい。なお、半導体ナノ粒子とは、半導体を含み、平均粒径が1nm以上1,000nm以下である粒子とすることができる。平均粒径とは、任意に選択した20個の粒子に対して、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて測定した直径の算術平均値である。また、上記直径とは、長径と短径(長径に直交する径)との平均値((長径+短径)/2)をいう(以下、平均粒径について同様である。)。
(ナノ結晶)
 ナノ結晶は、半導体物質を含む結晶体である。ナノ結晶を構成する材料としては、2族元素、11族元素、12族元素、13族元素、14族元素、15族元素、16族元素の元素及びこれらの組み合わせを含む化合物等が挙げられる。
 上記元素としては、例えばBe(ベリリウム)、Mg(マグネシウム),Ca(カルシウム)、Sr(ストロンチウム)、Ba(バリウム)、Cu(銅)、Ag(銀)、Au(金)、Zn(亜鉛)、B(ホウ素)、Al(アルミニウム)、Ga(ガリウム)、In(インジウム)、Tl(タリウム)、C(炭素)、Si(珪素)、Ge(ゲルマニウム)、Sn(錫)、N(窒素)、P(リン)、As(ヒ素)、Sb(アンチモン)、Bi(ビスマス)、O(酸素)、S(硫黄)、Se(セレン)、Te(テルル)、Po(ポロニウム)等が挙げられる。
 ナノ結晶は、2族元素、11族元素、12族元素、13族元素、14族元素、15族元素及び16族元素からなる群より選択される少なくとも2種以上の元素を含むことが好ましい。また、ナノ結晶は、13族元素(Al、Ga、In等)を含むことが好ましく、Inを含むことがより好ましい。
 具体的にナノ結晶を構成する半導体物質としては、例えばBN、BP、BAs、AlN、AlP、AlAs、GaN、GaAs、GaSb、InN、InP、InAs、InSb等が挙げられる。上記半導体物質としては、13族元素(Al、Ga、In等)と15族元素(N、P、As等)との化合物が好ましく、InPがより好ましい。
 ナノ結晶は、1種の化合物からなる均質構造型であってもよいし、2種以上の化合物からなるコアシェル型であってもよい。コアシェル型のナノ結晶は、ある種類の化合物でコア構造を形成し、別の種類の化合物でコア構造を被覆して構成される。例えばバンドギャップのより大きい半導体を用いてコアの半導体を被覆することにより、光励起によって生成された励起子(電子-正孔対)がコア内に閉じ込められる。その結果、ナノ結晶表面での無輻射遷移の確率が減少し、蛍光量子収率が向上する。
 コアシェル型のナノ結晶の場合、コアが、2族元素、11族元素、12族元素、13族元素、14族元素、15族元素及び16族元素からなる群より選択される少なくとも2種以上の元素を含む半導体物質であることが好ましい。さらには、コアは、13族元素と15族元素との化合物である半導体物質であること、あるいはInを含む半導体物質であることがより好ましく、InPであることが特に好ましい。一方、シェルは、12族元素(Zn、Cd等)と16族元素(S、Se等)とを含む化合物であることが好ましく、ZnSであることがより好ましい。
 コアシェル型のナノ結晶としては、InP/ZnS、InP/ZnSe、CuInS/ZnS及び(ZnS/AgInS)固溶体/ZnS等を挙げることができ、InP/ZnSが好ましい。なお、上記InP/ZnSは、InPをコアとし、ZnSをシェルとするナノ結晶である(他の表記も同様である。)また、コアシェル型のナノ結晶としては、コア/複層シェル型のものもあり、InP/ZnSe/ZnS、InP/GaP/ZnS等を挙げることができる。なお、上記各コア/複層シェル型のものの例示においては、InPがコアであり、他がシェルである。これらのコア/複層シェル型のナノ結晶の中では、InP/ZnSe/ZnSが好ましい。
 ナノ結晶を得る方法としては、例えば配位性有機溶媒中で有機金属化合物を熱分解するなどの公知の方法を利用することができる。また、コアシェル型のナノ結晶は、例えば反応により均質なコアを形成した後、反応系内にコア表面にシェルを形成するための前駆体を添加し、コア表面にシェルを形成した後、反応を停止させ、溶媒から分離することで得られる。ナノ結晶の平均粒径を制御する方法としては、例えば反応温度や反応時間等を調整する方法が挙げられる。なお、市販されているものを利用することも可能である。また、コアシェル型ナノ結晶であるInP/ZnSは、例えば技術文献「Chemistry of Materials.2015,27,4893-4898」に記載されている方法を参照して合成することもできる。
(第1リガンド)
 第1リガンドは、上記ナノ結晶の少なくとも一部を被覆する。第1リガンドは、上記ナノ結晶の表面を静電的に安定化させる。
 第1リガンドは、基x及び基yを有する。基xは、カルボキシ基(-COOH)、チオール基(-SH)、ホスホノ基(-PO(OH))、アミド基(-CONR又は-CONCOR:Rは、それぞれ独立して水素原子又は炭化水素基である。)又はこれらの組み合わせである。基yは、エーテル基(-O-)、エステル基(-COO-)、シロキサン基(-SiR-O-:Rは、それぞれ独立して水素原子又は炭化水素基である。)又はこれらの組み合わせ(基y)である。これらの基は、イオン(例えば-COO)の状態で存在していてもよい。
 上記基xは、ナノ結晶の表面に良好に吸着することのできる基である。上記基xの中でも、カルボキシ基及びチオール基が好ましく、チオール基がより好ましい。
 上記基yは、(E)分散媒、特に極性分散媒に対する良好な分散性を発揮する基である。上記基yの中でも、エーテル基及びエステル基が好ましく、エーテル基がより好ましい。
 第1リガンドとしては、下記式(1)で表されるものであることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 式(1)中、Xは、カルボキシ基、下記式(a)で表わされる基、下記式(b)で表される基、チオール基、ホスホノ基又はアミド基である。Yは、単結合、酸素原子又は硫黄原子である。Zは、エーテル基(酸素原子)、エステル基又はシロキサン基である。Rは、炭素数1~5の2価の鎖状炭化水素基である。Rは、炭素数1~8の1価の鎖状炭化水素基である。nは、自然数である。nが2以上の場合、複数のRは同一であっても異なっていてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 式(a)及び(b)中、*は、他部位との結合箇所を示す。
 上記Xとしては、カルボキシ基、下記式(a)で表わされる基、下記式(b)で表される基、及びチオール基が好ましく、チオール基がより好ましい。
 上記Yとしては、単結合及び硫黄原子が好ましく、単結合が好ましい。また、Xがチオール基、ホスホノ基又はアミド基である場合、Yは単結合であることが好ましい。
 上記Zとしては、エーテル基及びエステル基が好ましく、エーテル基がより好ましい。なお、Zがエーテル基である場合、式(1)中の-(R-Z)-Rは、ポリオキシアルキレン鎖を形成する。
 上記Rで表される炭素数1~5の2価の鎖状炭化水素基としては、メタンジイル基、エタン-1,2-ジイル基、プロパン-1,2-ジイル基、プロパン-1,3-ジイル基、ブタン-1,2-ジイル基、ブタン-1,3-ジイル基等のアルカンジイル基、エテン-1,2-ジイル基等のアルケンジイル基等を挙げることができる。Rとしては、炭素数2~4の2価の鎖状炭化水素基が好ましく、炭素数2の2価の鎖状炭化水素基がより好ましい。また、Rは、アルカンジイル基であることも好ましく、エタン-1,2-ジイル基が最も好ましい。
 上記Rで表される炭素数1~8の1価の鎖状炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基、エテニル基、プロペニル基等のアルケニル基、及びエチニル基等のアルキニル基を挙げることができるが、アルキル基が好ましい。また、Rの炭素数の上限は、5が好ましく、3がより好ましく、1がさらに好ましい。すなわち、Rとしては、メチル基が最も好ましい。Rの炭素数が少ない場合、特に極性分散媒中での分散性がより向上する。
 上記式(1)におけるnの上限としては、例えば500であり、50が好ましい。上記nの下限は1であるが、2が好ましく、5がより好ましい。
(第2リガンド)
 第2リガンドは、第1リガンドと共に上記ナノ結晶の少なくとも一部を被覆する。第2リガンドは、基xと基zとを有する。基xは、カルボキシ基、チオール基、ホスホノ基、アミド基又はこれらの組み合わせである。基zは、炭素数6~20の炭化水素基である。基zは特に非極性分散媒に対する良好な分散性を発揮する基であるため、第1リガンドと第2リガンドとを併用することにより、極性分散媒及び非極性分散媒が両存するような分散媒中において、(A)半導体ナノ粒子の分散性がより向上する。また、第2リガンドを用いることで、波長変換膜を形成する際の他の成分との相溶性を高めることもできる。
 第2リガンドの基xは、第1リガンドの基xと同様であり、ナノ結晶の表面に良好に吸着することのできる基である。第2リガンドが有する基xとしては、カルボキシ基及びチオール基が好ましく、チオール基がより好ましい。
 基zである炭素数6~20の炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基等の脂肪族炭化水素基や、フェニル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素基を挙げることができるが、脂肪族炭化水素基が好ましく、アルキル基がより好ましい。基zの炭素数の下限としては、8が好ましく、10がより好ましい。一方、この炭素数の上限としては、18が好ましく、16がより好ましい。
 第1リガンド及び第2リガンドは、従来公知の方法により、ナノ結晶の表面に配位させることができる。これらのリガンドは、ナノ結晶を合成するときに用られ、ナノ結晶の表面に付着(配位)したリガンドであってもよいし、ナノ結晶を合成した後にリガンド交換によりナノ結晶の表面に配位させたものであってもよい。但し、リガンド交換によっても完全にはリガンドが交換されず、元のリガンドと共存することがある。すなわち、第2リガンドが配位したナノ結晶を合成した後、第1リガンドとのリガンド交換を行った場合、ナノ結晶の表面には、通常第1リガンドと第2リガンドとの両方が配位した状態となる。
 第1リガンドと第2リガンドとの合計含有量に対する第1リガンドの含有量の下限は、40質量%が好ましく、60質量%がより好ましく、80質量%がさらに好ましく、85質量%がよりさらに好ましく、90質量%がよりさらに好ましい。また、第1リガンドと第2リガンドとの合計含有量に対する第1リガンドの含有量の上限は、99質量%が好ましく、96質量%がより好ましい。第1リガンドの含有量が上記範囲内、特に上記下限以上であれば、(C)化合物や(E)分散媒との親和性が良好になる結果、より良好な蛍光粒子収率や分散特性を発揮することができる。また同様に、(A)半導体ナノ粒子が有する全リガンドに占める第1リガンドの含有量も、上記下限以上又は上記上限以下であることが好ましい。なお、(A)半導体ナノ粒子中の第1リガンド等のリガンドの含有量は、後述する実施例に記載の方法にて測定することができる。
 (A)半導体ナノ粒子の平均粒径の下限としては、0.5nmが好ましく、1.0nmがより好ましい。また、上記平均粒径の上限としては、20nmが好ましく、10nmがより好ましい。平均粒径を上記下限以上とすることで、半導体ナノ粒子の蛍光特性の安定性が高まる。一方、平均粒径を上記上限以下とすることで、量子閉じ込め効果を十分に得ることができ、蛍光特性が向上する。また、平均粒径を上記上限以下とすることで、より良好な分散安定性を発揮することができる。
 なお、(A)半導体ナノ粒子の蛍光の波長領域は、ナノ結晶の構成材料や平均粒径を適宜選択することにより制御できる。また、ナノ結晶の形状は特に限定されず、例えば球状、棒状、円盤状、その他の形状であってもよいが、球状及び棒状が好ましい。半導体ナノ粒子が球状であれば、粒子の表面エネルギーが小さくなるため、分散安定性を高めることが出来る。また、半導体ナノ粒子が棒状であれば、偏光発光により光の利用効率を向上させることができる。
 当該半導体ナノ粒子含有組成物の全固形分に占める(A)半導体ナノ粒子の含有量の下限としては、1質量%が好ましく、5質量%がより好ましい。(A)半導体ナノ粒子の含有量を上記下限以上とすることで、得られる波長変換膜における発光を十分なものとすることができる。一方、この含有量の上限としては、50質量%が好ましく、30質量%がより好ましい。(A)半導体ナノ粒子の含有量を上記上限以下とすることで、分散安定性をより高めることなどができる。なお、固形分とは、(E)分散媒以外の成分をいう。
((B)光拡散粒子)
 (B)光拡散粒子は、光拡散により半導体ナノ粒子に入射される光の量を増加させることにより、蛍光量子収率(波長変換効率)を高める成分である。
 (B)光拡散粒子は、金属酸化物を含むことが好ましく、金属酸化物粒子であることがより好ましい。金属酸化物の中でも、Al、SiO、ZnO、ZrO、BaTiO、TiO、Ta、Ti、ITO(スズをドープした酸化インジウム)、IZO(亜鉛をドープした酸化インジウム)、ATO(アンチモンをドープした酸化スズ)、AZO(アルミニウムをドープした酸化亜鉛)、Nb、SnO、CeO、MgO又はこれらの組み合わせが好ましく、酸化チタン(TiO及びTi)及び酸化セリウム(CeO)がより好ましい。
 また、(B)光拡散粒子は、酸化チタン(TiO及びTi)と、この酸化チタンの表面の少なくとも一部を被覆する酸化アルミニウム(Al)とを有する粒子であることが好ましい。すなわち(B)光拡散粒子は、酸化チタン粒子の表面の少なくとも一部が酸化アルミニウムによって被覆されている粒子であることが好ましい。酸化チタンは光触媒作用を強く発揮する材料のため、光によって波長変換膜が劣化し、(A)半導体ナノ粒子の波長変換機能を低下させる場合がある。そこで、(B)光拡散粒子が酸化チタンの場合、表面を酸化アルミニウムによって被覆することで光触媒機能を低減させ、良好な蛍光量子収率を得ることができる。
 (B)光拡散粒子の平均粒径の下限としては、5nmが好ましく、10nmがより好ましく、30nmがさらに好ましい。(B)光拡散粒子の平均粒径を上記下限以上とすることで、十分な光拡散性を発揮することができる。一方、この平均粒径の上限としては、500nmが好ましく、300nmがより好ましく、250nmがさらに好ましい。(B)光拡散粒子の平均粒径を上記上限以下とすることで、十分な光拡散性、分散性等を発揮することができる。
 (B)光拡散粒子の含有量の下限としては、(A)半導体ナノ粒子100質量部に対して、10質量部が好ましく、50質量部がより好ましい。(B)光拡散粒子の含有量を上記下限以上とすることで、十分な光拡散性が発揮され、蛍光量子収率を高めることができる。一方、この含有量の上限としては、500質量部が好ましく、300質量部がより好ましい。(B)光拡散粒子の含有量を上記上限以下とすることで、分散性がより向上することなどにより、蛍光量子収率をより高めることができる。
((C)化合物)
 (C)化合物は、カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基又はこれらの組み合わせ(基α)を有し、酸価が5mgKOH/g以上200mgKOH/g以下の化合物である。(C)化合物は、(B)光拡散粒子の良好な分散剤として機能する。(C)化合物は、1種又は2種以上を混合して用いることができる。
 酸性官能基である基αの中でも、より良好な分散性を発現できる観点から、カルボキシ基が好ましい。なお、基αにおける水素原子は、金属原子等で置換されていてもよく、解離していてもよい。
 (C)化合物は、さらにカルボニル基、エーテル基又はこれらの組み合わせ(基β)を有することが好ましい。(C)化合物が基βを有することにより、(E)分散媒、特に極性分散媒に対する親和性が高まることなどから、分散安定性をより高めることができる。
 (C)化合物の酸価の下限は、5mgKOH/gであり、10mgKOH/gが好ましく、20mgKOH/gがより好ましい。一方、この酸価の上限は、200mgKOH/gであり、160mgKOH/gが好ましく、120mgKOH/gがより好ましく、80mgKOH/gがさらに好ましく、60mgKOH/gがよりさらに好ましい。(C)化合物の酸価を上記範囲とすることで、分散安定性が向上する。
 (C)化合物としては、酸価が80mgKOH/g以下、さらに好ましくは60mgKOH/g以下の(C)化合物を含むことが好ましい。この(C)化合物の酸価の下限としては、10mgKOH/gが好ましく、20mgKOH/gがより好ましい。なお、(C)化合物のうちの(C)化合物に該当しない成分には、後述するベースポリマーあるいはアルカリ可溶性樹脂として機能する重合体も含まれてよい。全ての(C)化合物に占める(C)化合物の含有比率の下限は1質量%が好ましく、2質量%がより好ましい。このような酸価を有する(C)化合物を含有させることにより、分散安定性をより高めることができる。一方、全ての(C)化合物に占める(C)化合物の含有比率の上限は、100質量%であってよいが、50質量%が好ましく、30質量%がより好ましく、10質量%がさらに好ましい。(C)化合物の含有比率を上記上限以下とすることで、例えば比較的酸価が高いベースポリマーを十分な量含有させることができるため、得られる波長変換膜における加熱に伴う(A)半導体ナノ粒子の劣化が抑制されることなどにより、蛍光量子収率をより高めることができる。
 (C)化合物は、重合体であってもよく、非重合体であってもよい。但し、(C)化合物は、重合体であることが好ましい。重合体であることにより、酸価の調整を容易に行うことができ、より良好な分散性を発現できるといった利点がある。(C)化合物の重量平均分子量(Mw)の下限としては、1,000が好ましく、3,000がより好ましい。一方、この重量平均分子量(Mw)の上限としては、50,000が好ましく、30,000がより好ましい。(C)化合物の重量平均分子量(Mw)が上記範囲であることにより、分散安定性をより高めることができる。また、全ての(C)化合物に占める重合体の含有比率の下限は、50質量%が好ましく、90質量%がより好ましく、98質量%がさらに好ましく、99質量%がよりさらに好ましい。このように、重合体である(C)化合物を高い比率で含有させることにより、分散安定性をより高めることができる。なお、全ての(C)化合物に占める重合体の含有比率の上限は、100質量%であってよい。すなわち、(C)化合物は、全て重合体であってもよい。
 なお、本明細書における重量平均分子量(Mw)は、下記の条件によるゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した値である。
 装置:例えば昭和電工社の「GPC-101」
 カラム:例えば昭和電工社の「GPC-KF-801」、「GPC-KF-802」、「GPC-KF-803」及び「GPC-KF-804」を連結したもの
 移動相:テトラヒドロフラン
 カラム温度:40℃
 流速:1.0mL/分
 試料濃度:1.0質量%
 試料注入量:100μL
 検出器:示差屈折計
 標準物質:単分散ポリスチレン
 (C)化合物としては、(C1)複数の基αを有する共重合体、及び(C2)リン酸基を有する化合物が好ましく、(C1)複数の基αを有する共重合体がより好ましい。
((C1)複数の基αを有する共重合体)
 (C1)複数の基αを有する共重合体(以下、単に「(C1)共重合体」とも称する。)としては、基αを有する単量体と、基αよりも親水性の低い基βを有する単量体から形成される共重合体を挙げることができる。基αとしては、カルボキシ基が好ましい。このような(C1)共重合体の場合、基αが(B)光拡散粒子に吸着し、親水性の低い基βがその外側に配置されることとなる。この結果、(B)光拡散粒子同士が互いに離れようとすることで、良好な分散安定性が発現される。(C1)共重合体の酸価の上限は、80mgKOH/gが好ましく、60mgKOH/gがより好ましい。一方、この(C1)共重合体の酸価の下限は、10mgKOH/gが好ましく、20mgKOH/gがより好ましい。(C1)共重合体の酸価を上記範囲とすることで、分散安定性をより高めることができる。
 また、(C1)共重合体の一部は、波長変換膜の母材となるベースポリマーとして機能してもよい。ベースポリマーとして機能する(C1)共重合体を含むことで、得られる波長変換膜における加熱に伴う(A)半導体ナノ粒子の劣化が抑制されることなどにより、蛍光量子収率をより高めることなどができる。また、(C1)共重合体の一部は、アルカリ可溶性樹脂として機能するものであってもよい。この場合、アルカリ現像液などによる良好なパターニングが可能となる。このようなベースポリマーあるいはアルカリ可溶性樹脂としての(C1)共重合体の酸価は、60mgKOH/g超であることが好ましく、80mgKOH/g超であることがより好ましい。
 基αを有する単量体としては、例えば(メタ)アクリル酸、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルコハク酸、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルフタル酸、2-メタクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、p-ヒドロキシフェニル(メタ)アクリレート、リン酸2-(メタクリロイルオキシ)エチル、メタクリル酸3-クロロ-2-(ホスホノオキシ)プロピル、リン酸2-(メタクリロイルオキシ)プロピル、メタクリル酸2-(フェノキシホスホニルオキシ)エチル、2-アクリロイルオキシエタンスルホン酸、2-メタクリロイルオキシエタンスルホン酸等を挙げることができる。
 基βを有する単量体は、炭素数1~20の炭化水素基を有することが好ましく、炭素数4~20の炭化水素基を有することがより好ましい。基βを有する単量体としては、例えばスチレン、α-メチルスチレン、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、2-メチルプロパンメタクリレート、t-ブチルメタクリレート、ペンチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレート、ノニルメタクリレート、デシルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、テトラデシルメタクリレート、オクタデシルメタクリレート、ベへニルメタクリレート、イソステアリルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、t-ブチルシクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、トリメチルシクロヘキシルメタクリレート、シクロデシルメタクリレート、シクロデシルメチルメタクリレート、トリシクロデシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、フェニルメタクリレート、ナフチルメタクリレート、アリルメタクリレート、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド等を挙げることができる。
 (C1)共重合体の具体例としては、例えばメタクリル酸/メチルメタクリレート共重合体、メタクリル酸/エチルヘキシルメタクリレート共重合体、メタクリル酸/ベンジルメタクリレート共重合体、メタクリル酸/シクロヘキシルメタクリレート共重合体、メタクリル酸/トリシクロデシルメタクリレート共重合体、2-メタクリロイルオキシエチルコハク酸/メチルメタクリレート共重合体、2-メタクリロイルオキシエチルコハク酸/エチルヘキシルメタクリレート共重合体、2-メタクリロイルオキシエチルコハク酸/ベンジルメタクリレート共重合体、2-メタクリロイルオキシエチルコハク酸/シクロヘキシルメタクリレート共重合体、リン酸2-(メタクリロイルオキシ)エチル/メチルメタクリレート共重合体、リン酸2-(メタクリロイルオキシ)エチル/エチルヘキシルメタクリレート共重合体、リン酸2-(メタクリロイルオキシ)エチル/ベンジルメタクリレート共重合体、リン酸2-(メタクリロイルオキシ)エチル/シクロヘキシルメタクリレート共重合体、リン酸2-(メタクリロイルオキシ)エチル/トリシクロデシルメタクリレート共重合体、2-メタクリロイルオキシエタンスルホン酸/メチルメタクリレート共重合体、2-メタクリロイルオキシエタンスルホン酸/エチルヘキシルメタクリレート共重合体、2-メタクリロイルオキシエタンスルホン酸/ベンジルメタクリレート共重合体、2-メタクリロイルオキシエタンスルホン酸/シクロヘキシルメタクリレート共重合体、2-メタクリロイルオキシエタンスルホン酸/トリシクロデシルメタクリレート共重合体等が挙げられる。
 良好な分散安定性を発揮し、蛍光量子収率をより高める観点から、(C1)共重合体としては、メタクリル酸/エチルヘキシルメタクリレート共重合体、メタクリル酸/ベンジルメタクリレート共重合体、メタクリル酸/シクロヘキシルメタクリレート共重合体、メタクリル酸/トリシクロデシルメタクリレート共重合体、2-メタクリロイルオキシエチルコハク酸/エチルヘキシルメタクリレート共重合体、2-メタクリロイルオキシエチルコハク酸/ベンジルメタクリレート共重合体、及び2-メタクリロイルオキシエチルコハク酸/シクロヘキシルメタクリレート共重合体が好ましく、メタクリル酸/ベンジルメタクリレート共重合体、メタクリル酸/シクロヘキシルメタクリレート共重合体、メタクリル酸/トリシクロデシルメタクリレート共重合体、2-メタクリロイルオキシエチルコハク酸/ベンジルメタクリレート共重合体、2-メタクリロイルオキシエチルコハク酸/シクロヘキシルメタクリレート共重合体、及び2-メタクリロイルオキシエチルコハク酸/トリシクロデシルメタクリレート共重合体がより好ましい。
((C2)リン酸基を有する化合物)
 (C2)リン酸基を有する化合物(以下、単に「(C2)化合物」とも称する。)としては、リン酸エステル系分散剤を挙げることができる。(C2)化合物は、重合体であってもよく、非重合体であってもよい。(C2)化合物の市販品としては、DisperBYK-118、DisperBYK-110、DisperBYK-102(ビックケミー社製)、AQ-330(楠本化成社製)、プライサーフA212C、プライサーフA215C(第一工業製薬製)等を挙げることができる。
 (C)化合物の含有量の下限としては、(B)光拡散粒子100質量部に対して、1質量部が好ましく、3質量部がより好ましく、5質量部がさらに好ましく、50質量部がよりさらに好ましく、100質量部がよりさらに好ましく、150質量部が特に好ましい。(C)化合物の含有量を上記下限以上とすることで、より十分な分散安定性を発揮することができ、得られる波長変換膜の蛍光量子収率をより高めることができる。一方、この含有量の上限としては、1,000質量部が好ましく、500質量部がより好ましい。
 (C1)共重合体のうちの酸価が80mgKOH/g以下あるいは60mgKOH/g以下の成分「以下、(C1-1)共重合体」とも称する。)、及び(C2)化合物の含有量の下限としては、(B)光拡散粒子100質量部に対して、1質量部が好ましく、3質量部がより好ましい。一方、この含有量の上限としては、100質量部が好ましく、50質量部がより好ましく、30質量部がさらに好ましい。(C1-1)共重合体及び(C2)化合物の含有量を上記範囲とすることで、より十分な分散安定性を発揮することができる。
 (C1)共重合体のうちの酸価が60mgKOH/g超あるいは80mgKOH/g超の成分(以下、「(C1-2)共重合体」とも称する。)の含有量の下限としては、(B)光拡散粒子100質量部に対して、50質量部が好ましく、100質量部がより好ましく、150質量部がさらに好ましい。一方、この含有量の上限としては、1,000質量部が好ましく、500質量部がより好ましい。また、当該半導体ナノ粒子含有組成物の全固形分に占める(C1-2)共重合体の含有量の下限としては、5質量%が好ましく、20質量%がより好ましい。一方、この含有量の上限としては、70質量%が好ましく、50質量%がより好ましい。(C1-2)共重合体の含有量を上記範囲とすることで、良好なバインダー機能も発現され、得られる波長変換膜の蛍光量子収率をより高めることなどができる。また、(C1-2)共重合体の含有量を上記範囲とすることで、パターニング性をより高めることもできる。
((D)酸化防止剤)
 (D)酸化防止剤は、熱や光照射による(A)半導体ナノ粒子、(C)化合物等の酸化劣化を抑制することができる。従って当該半導体ナノ粒子含有組成物が(D)酸化防止剤をさらに含有する場合、特に加熱処理等を経て得られる波長変換膜の蛍光量子収率をより高めることができる。
 (D)酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤、ベンゾフェノン系酸化防止剤等を挙げることができる。これらの中でも、フェノール系酸化防止剤が好ましい。フェノール系酸化防止剤を用いることで、加熱処理等を経て得られる波長変換膜の蛍光量子収率をより高めることができる。
 フェノール系酸化防止剤としては、例えば2,4,6-トリス(3’,5’-ジ-t-ブチル-4’-ヒドロキシベンジル)メシチレン、2,4-ビス-(n-オクチルチオ)-6-(4-ヒドロキシ-3,5-ジ-t-ブチルアニリノ)-1,3,5-トリアジン、ペンタエリスリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート(例えばBASF社の「Irganox1010」)、2,6-ジ-t-ブチル-4-ノニルフェノール、チオジエチレンビス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート](例えばBASF社の「Irganox1035」)、2,2’-メチレンビス-(6-(1-メチルシクロヘキシル)-p-クレゾール)、N,N-ヘキサメチレンビス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシ-ヒドロシンナムアミド)、2,5-ジ-t-ブチルヒドロキノン、2,5-ジ-t-アミル-ヒドロキノン、2,4-ジメチル-6-(1-メチルシクロヘキシル)-フェノール、6-t-ブチル-o-クレゾール、6-t-ブチル-2,4-キシレノール、2,4-ジメチル-6-(1-メチルペンタデシル)フェノール、2,4-ビス(オクチルチオメチル)-o-クレゾール、2,4-ビス(ドデシルチオメチル)-o-クレゾール、エチレンビス(オキシエチレン)ビス[3-(3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオネート](例えばBASF社の「Irganox245」)、3,9-ビス[2-〔3-(t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオニルオキシ〕-1,1-ジメチルエチル]-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン(例えば住友化学社の「スミライザーGA-80」)、トリエチレングリコールビス[3-(3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオネート(例えばADEKA社の「アデカスタブAO-70」)、2-t-アミルフェノール、2-t-ブチルフェノール、2,4-ジ-t-ブチルフェノール、1,1,3-トリス-(2’-メチル-4’-ヒドロキシ-5’-t-ブチルフェニル)-ブタン、4,4’-ブチリデン-ビス-(2-t-ブチル-5-メチルフェノール)等を挙げることができる。
 リン系酸化防止剤としては、例えばトリス(イソデシル)フォスファイト、トリス(トリデシル)フォスファイト、フェニルイソオクチルフォスファイト、フェニルイソデシルフォスファイト、フェニルジ(トリデシル)フォスファイト、ジフェニルイソオクチルフォスファイト、ジフェニルイソデシルフォスファイト、ジフェニルトリデシルフォスファイト、トリフェニルフォスファイト、トリス(ノニルフェニル)フォスファイト、4,4’-イソプロピリデンジフェノールアルキルフォスファイト、トリスノニルフェニルフォスファイト、トリスジノニルフェニルフォスファイト、トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)フォスファイト、トリス(ビフェニル)フォスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジフォスファイト、ジ(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジフォスファイト、ジ(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジフォスファイト、フェニルビスフェノールAペンタエリスリトールジフォスファイト、テトラトリデシル4,4’-ブチリデンビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)ジフォスファイト、ヘキサトリデシル1,1,3-トリス(2-メチル-4-ヒドロキシ-5-t-ブチルフェニル)ブタントリフォスファイト、3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジルフォスファイトジエチルエステル、1,3-ビス(ジフェノキシフォスフォニロキシ)-ベンゼン、亜リン酸エチルビス(2,4-ジ-t-ブチル-6-メチルフェニル)、トリ-o-トリルホスフィン等を挙げることができる。
 (D)酸化防止剤の含有量の下限としては、(A)半導体ナノ粒子100質量部に対して、10質量部が好ましく、30質量部がより好ましい。(D)酸化防止剤の含有量を上記下限以上とすることで、十分な酸化防止性能が発揮され、蛍光量子収率を高めることができる。一方、この含有量の上限としては、200質量部が好ましく、100質量部がより好ましい。(D)酸化防止剤の含有量を上記上限以下とすることで、(A)半導体ナノ粒子の含有比率が高まることなどにより、より良好な波長変換性能を発現することなどができる。
((E)分散媒)
 当該半導体ナノ粒子含有組成物がさらに(E)分散媒を含有することで、各成分の均一分散性や塗布性が向上する。(E)分散媒としては、極性分散媒及び非極性分散媒を挙げることができるが、分散安定性をより高める観点などから、極性分散媒を含むことが好ましい。
 極性分散媒としては、アルコール類、多価アルコールのアルキルエーテル類、多価アルコールのモノアルキルエーテルモノエステル類、ヒドロキシカルボン酸エステル類、カルボン酸類、エーテル類、ケトン類、アミド類、アミン類又はこれらの組み合わせを挙げることができる。
 アルコール類としては、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、n-ブタノール、n-ペンタノール、n-ヘキサノール、イソプロパノール等のモノアルコール類;エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール等の多価アルコール類を挙げることができる。
 多価アルコールのアルキルエーテル類としては、例えばエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル等の多価アルコールのモノアルキルエーテル類;エチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジプロピルエーテル、プロピレングリコールジプロピルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル等の多価アルコールのポリアルキルエーテル類などを挙げることができる。
 多価アルコールのモノアルキルエーテルモノエステル類としては、多価アルコールのモノアルキルエーテルとカルボン酸とのエステルが挙げられ、多価アルコールのモノアルキルエーテルと酢酸とのエステルが好ましい。多価アルコールのモノアルキルエーテルモノエステル類の具体例としては、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート等を挙げることができる。
 ヒドロキシカルボン酸エステル類としては、例えばグリコール酸メチル、グリコール酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル、ヒドロキシプロピオン酸メチル、ヒドロキシプロピオン酸エチル、ヒドロキシ酪酸メチル、ヒドロキシ酪酸エチル等を挙げることができる。
 カルボン酸類としては、例えばギ酸、酢酸等を挙げることができる。
 エーテル類としては、環状又は鎖状のアルキルエーテルなどが挙げられる。エーテル類の具体例としては、例えばテトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、ジメチルエーテル等を挙げることができる。
 ケトン類としては、例えばアセトン、メチルエチルケトン等を挙げることができる。ケトン類は、置換基を有していてもよく、中でもヒドロキシケトン類が好ましい。ヒドロキシケトン類としては、例えばヒドロキシアセトン、1-ヒドロキシ-2-ブタノン、1-ヒドロキシ-2-ペンタノン、3-ヒドロキシ-2-ブタノン、3-ヒドロキシ-3-ペンタノン等のα-ヒドロキシケトン類;4-ヒドロキシ-2-ブタノン、3-メチル-4-ヒドロキシ-2-ブタノン、ジアセトンアルコール、4-ヒドロキシ-5,5-ジメチル-2-ヘキサノン等のβ-ヒドロキシケトン類;5-ヒドロキシ-2-ペンタノン、5-ヒドロキシ-2-ヘキサノンなどを挙げることができる。
 アミド類としては、例えばN,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等を挙げることできる。
 アミン類としては、例えばトリエチルアミン、ピリジン等を挙げることができる。
 極性分散媒の中でも、多価アルコールのアルキルエーテル類及び多価アルコールのモノアルキルエーテルモノエステル類が好ましく、多価アルコールのモノアルキルエーテルモノエステル類がより好ましい。
 非極性分散媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素、ヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素などの炭化水素を挙げることができる。
 (E)分散媒に占める極性分散媒の含有量の下限としては、30質量%が好ましく、50質量%がより好ましく、70質量%がさらに好ましいことがあり、90質量%がさらに好ましいこともある。(E)分散媒に占める極性分散媒の含有量は、実質的に100質量%であってもよい。
 (E)分散媒の含有量は特に限定されないが、当該半導体ナノ粒子含有組成物に占める(E)分散媒の含有量の下限としては、20質量%が好ましく、30質量%がより好ましい。一方、この含有量の上限としては、90質量%が好ましく、80質量%がより好ましい。(E)分散媒の含有量を上記範囲とすることで、分散安定性、塗布性等をより良好なものとすることができる。
((F)重合性化合物)
 当該半導体ナノ粒子含有組成物は、さらに(F)重合性化合物を含有することができる。当該半導体ナノ粒子含有組成物が(F)重合性化合物を含有する場合、放射線照射や加熱などにより、十分な強度に硬化された波長変換膜を得ることができる。また、後述する(G)感放射線性化合物と併用することで、放射線によるパターニング性やその際の感度を高めることもできる。(F)重合性化合物としては、放射線照射や加熱等により重合する化合物であれば特に限定されないが、感度向上の観点から(メタ)アクリロイル基、エポキシ基、ビニル基又はこれらの組み合わせを有する化合物が好ましく、分子中に2つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物がより好ましい。また、(F)重合性化合物は、ラジカル重合性であってもよく、イオン重合性であってもよいが、ラジカル重合性であることが好ましい。
 分子中に2つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する(F)重合性化合物としては、例えばジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、1,3-ブタンジオールジアクリレート、1,3-ブタンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,4-ブタンジオールジアクリレート、1,4-ブタンジオールジメタクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、1,9-ノナンジオールジメタクリレート、1,10-デカンジオールジメタクリレート、ジメチロール-トリシクロデカンジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリペンタエリスリトールヘプタアクリレート、トリペンタエリスリトールオクタアクリレート、テトラペンタエリスリトールノナアクリレート、テトラペンタエリスリトールデカアクリレート、ペンタペンタエリスリトールウンデカアクリレート、ペンタペンタエリスリトールドデカアクリレート、トリペンタエリスリトールヘプタメタクリレート、トリペンタエリスリトールオクタメタクリレート、テトラペンタエリスリトールノナメタクリレート、テトラペンタエリスリトールデカメタクリレート、ペンタペンタエリスリトールウンデカメタクリレート、ペンタペンタエリスリトールドデカメタクリレート、ジメチロール-トリシクロデカンジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート、9,9-ビス[4-(2-アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン、9,9-ビス[4-(2-メタクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン、9,9-ビス[4-(2-メタクリロイルオキシエトキシ)-3-メチルフェニル]フルオレン、(2-アクリロイルオキシプロポキシ)-3-メチルフェニル]フルオレン、9,9-ビス[4-(2-アクリロイルオキシエトキシ)-3、5-ジメチルフェニル]フルオレン、9,9-ビス[4-(2-メタクリロイルオキシエトキシ)-3、5-ジメチルフェニル]フルオレン等が挙げられる。
 これらの中でも、感度向上の観点から、3つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する重合性化合物が好ましく、4つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する重合性化合物がより好ましく、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリペンタエリスリトールヘプタアクリレート及びトリペンタエリスリトールオクタアクリレートがさらに好ましい。
 (F)重合性化合物の含有量の下限としては、(A)半導体ナノ粒子100質量部に対して、50質量部が好ましく、100質量部がより好ましい。(F)重合性化合物の含有量を上記下限以上とすることで、良好な硬化性等を発揮することができる。一方、この含有量の上限としては、1,000質量部が好ましく、500質量部がより好ましい。(F)重合性化合物の含有量を上記上限以下とすることで、(A)半導体ナノ粒子の含有比率が高まることなどにより、より良好な波長変換性能を発現することなどができる。
((G)感放射線性化合物)
 当該半導体ナノ粒子含有組成物は、さらに(G)感放射線性化合物を含有することができる。この場合、当該半導体ナノ粒子含有組成物に感放射線性を付与できる。
 (G)感放射線性化合物としては、例えば感放射線性ラジカル重合開始剤、感放射線性酸発生剤、感放射線性塩基発生剤、これらの組み合わせ等が挙げられる。
 感放射線性ラジカル重合開始剤は、例えば(F)重合性化合物としてラジカル重合性の化合物を用いる場合、当該半導体ナノ粒子含有組成物の放射線による硬化反応を促進させることができる。
 感放射線性ラジカル重合開始剤の具体例としては、例えばO-アシルオキシム化合物、α-アミノケトン化合物、α-ヒドロキシケトン化合物、アシルホスフィンオキシド化合物等が挙げられる。
 O-アシルオキシム化合物としては、例えば1-〔9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9.H.-カルバゾール-3-イル〕-エタン-1-オンオキシム-O-アセタート、1-[9-エチル-6-ベンゾイル-9.H.-カルバゾール-3-イル]
-オクタン-1-オンオキシム-O-アセテート、1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9.H.-カルバゾール-3-イル]-エタン-1-オンオキシム-O-ベンゾエート、1-[9-n-ブチル-6-(2-エチルベンゾイル)-9.H.-カルバゾール-3-イル]-エタン-1-オンオキシム-O-ベンゾエート、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチル-4-テトラヒドロフラニルベンゾイル)-9.H.-カルバゾール-3-イル]-,1-(O-アセチルオキシム)、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチル-4-テトラヒドロピラニルベンゾイル)-9.H.-カルバゾール-3-イル]-,1-(O-アセチルオキシム)、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチル-5-テトラヒドロフラニルベンゾイル)-9.H.-カルバゾール-3-イル]-,1-(O-アセチルオキシム)、エタノン,1-[9-エチル-6-{2-メチル-4-(2,2-ジメチル-1,3-ジオキソラニル)メトキシベンゾイル}-9.H.-カルバゾール-3-イル]-,1-(O-アセチルオキシム)、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチル-4-テトラヒドロフラニルメトキシベンゾイル)-9.H.-カルバゾール-3-イル]-,1-(O-アセチルオキシム)、1,2-オクタンジオン-1-[4-(フェニルチオ)-2-(O-ベンゾイルオキシム)]、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9.H.-カルバゾール-3-イル]-,1-(O-アセチルオキシム)等が挙げられる。
 O-アシルオキシム化合物の市販品としては、例えばNCI-831、NCI-930(以上、株式会社ADEKA社製)、DFI-020、DFI-091(以上、ダイトーケミックス株式会社製)イルガキュアOXE01、OXE02、OXE03(以上、BASF社製)等を使用することもできる。
 α-アミノケトン化合物としては、例えば2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタン-1-オン、2-ジメチルアミノ-2-(4-メチルベンジル)-1-(4-モルホリン-4-イル-フェニル)-ブタン-1-オン、2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルホリノプロパン-1-オン等が挙げられる。
 α-ヒドロキシケトン化合物としては、例えば1-フェニル-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、1-(4-i-プロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル-(2-ヒドロキシ-2-プロピル)ケトン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等が挙げられる。
 アシルホスフィンオキシド化合物としては、例えば2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルホスフィンオキシド等が挙げられる。
 感放射線性ラジカル重合開始剤としては、放射線による硬化反応をより促進させる観点から、O-アシルオキシム化合物及びアシルホスフィンオキシド化合物が好ましい。
 感放射線性酸発生剤や感放射線性塩基発生剤は、例えば(F)重合性化合物としてイオン重合性の化合物を用いる場合や、その他(C3)重合体などとしてポリシロキサンなどの酸や塩基により硬化反応が促進される化合物を用いる場合、当該半導体ナノ粒子含有組成物の放射線による硬化反応を促進させることができる。
 感放射線性酸発生剤の具体例としては、例えば
 ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムピレンスルホネート等のヨードニウム塩系感放射線性酸発生剤;
 トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート等のスルホニウム塩系感放射線性酸発生剤;
 4-ヒドロキシ-1-ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、4-メトキシ-1-ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート等のテトラヒドロチオフェニウム塩系感放射線性酸発生剤;
 トリフルオロメチルスルホニルオキシビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エンジカルボキシイミド、スクシンイミドトリフルオロメチルスルホネート等のイミドスルホネート系感放射線性酸発生剤;
 (5-プロピルスルホニルオキシイミノ-5H-チオフェン-2-イリデン)-(2-メチルフェニル)アセトニトリル、(5-オクチルスルホニルオキシイミノ-5H-チオフェン-2-イリデン)-(2-メチルフェニル)アセトニトリル等のオキシムスルホネート系感放射線性酸発生剤;
 トリヒドロキシベンゾフェノンの1,2-ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル、テトラヒドロキシベンゾフェノンの1,2-ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル等のキノンジアジド化合物等が挙げられる。
 感放射線性塩基発生剤の具体例としては、例えば4-(メチルチオベンゾイル)-1-メチル-1-モルホリノエタン、(4-モルホリノベンゾイル)-1-ベンジル-1-ジメチルアミノプロパン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン、N-(2-ニトロベンジルオキシカルボニル)ピロリジン、1-(アントラキノン-2-イル)エチルイミダゾールカルボキシレート等の複素環基含有感放射線性塩基発生剤;
 2-ニトロベンジルシクロヘキシルカルバメート、[[(2,6-ジニトロベンジル)オキシ]カルボニル]シクロヘキシルアミン、ビス[[(2-ニトロベンジル)オキシ]カルボニル]ヘキサン-1,6-ジアミン、トリフェニルメタノール、o-カルバモイルヒドロキシルアミド、o-カルバモイルオキシム、ヘキサアンミンコバルト(III)トリス(トリフェニルメチルボレート)、1,2-ジシクロヘキシル-4,4,5,5-テトラメチルビグアニジウムn-ブチルトリフェニルボラート等が挙げられる。
 (G)感放射線性化合物の含有量の下限としては、(A)半導体ナノ粒子100質量部に対して、1質量部が好ましく、10質量部がより好ましい。また、上記含有量の上限としては、200質量部が好ましく、100質量部がより好ましい。(G)感放射線性化合物の含有量を上記範囲とすることにより、当該半導体ナノ粒子含有組成物の放射線感度や得られる波長変換膜の硬度などをより高めることができる。
((H)その他のベースポリマー)
 当該半導体ナノ粒子含有組成物は、上述した(C)化合物には該当しないベースポリマーを含有することができる。このようなベースポリマーとしては、酸価が5mgKOH/g未満のベースポリマーが挙げられる。具体的な(H)その他のベースポリマーとしては、酸価が5mgKOH/g未満のポリイミド、ポリシロキサン、ノボラック樹脂等を挙げることができる。
(その他の成分)
 当該半導体ナノ粒子含有組成物は、上述した(A)~(H)成分以外のその他の成分を含有していてもよい。その他の成分としては、熱重合開始剤、接着助剤、保存安定剤等を挙げることができる。当該半導体ナノ粒子含有組成物における上記その他の成分の含有量の上限としては、(A)半導体ナノ粒子100質量部に対して10質量部が好ましいことがあり、1質量部がより好ましいことがある。
 当該半導体ナノ粒子含有組成物は、公知の方法により調製することが可能である。当該半導体ナノ粒子含有組成物は、例えば(E)分散媒中で、(A)半導体ナノ粒子、(B)光拡散粒子、(C)化合物及び必要に応じて任意成分を混合することにより調製できる。
<波長変換膜>
 本発明の一実施形態に係る波長変換膜は、当該半導体ナノ粒子含有組成物から形成される膜である。当該波長変換膜は当該半導体ナノ粒子含有組成物から得られるため、蛍光量子収率が高く、その結果例えば高い色再現性を有することができる。当該波長変換膜は、パターン化されていてもよいし、パターン化されていなくてもよいが、当該波長変換膜がパターン化されていると、サブ画素として有用な発光層に適用することができる。当該波長変換膜の形成方法は、特に限定されず、例えば放射線照射により硬化させる方法であっても、加熱により硬化させる方法であってもよい。但し、当該半導体ナノ粒子含有組成物を用いているため、加熱により硬化させる方法であっても、蛍光量子収率の高い波長変換膜を得ることができる。当該波長変換膜の具体的な形成方法は後述する。
 当該波長変換膜は、発光表示素子の発光層としての利用に適している。以下、当該発光表示素子の好適な実施形態について説明する。
<発光表示素子>
 図1は、本発明の一実施形態に係る発光表示素子100を模式的に示す断面図である。発光表示素子100は、第1基材12上に発光層13(13a、13b、13c)及びブラックマトリクス14を設けて構成された波長変換基板11と、波長変換基板11上に接着剤層15を介して貼り合わされた光源基板18とを有する。発光層13が、本発明の一実施形態に係る波長変換膜である。
 第1基材12は、ガラス、石英、透明樹脂等により構成される。上記透明樹脂としては、例えば透明ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、環状オレフィン系樹脂等が挙げられる。
 波長変換基板11の発光層13は、上述した半導体ナノ粒子含有組成物を用い、パターニングして形成される。発光層13は、当該半導体ナノ粒子含有組成物を用いて形成しているため、半導体ナノ粒子の蛍光量子収率が高く、例えば色再現性の高い発光層とすることができる。
 波長変換基板11は、発光層13のそれぞれが含有する半導体ナノ粒子により、光源基板18の光源17からの励起光を波長変換し、所望とする波長の蛍光を発する。波長変換基板11では、第1発光層13aと第2発光層13bと第3発光層13cとが、それぞれ異なる半導体ナノ粒子を含んで構成され、異なる蛍光を発することができる。例えば波長変換基板11は、第1発光層13aが励起光を赤色の光に変換し、第2発光層13bが励起光を緑色の光に変換し、第3発光層13cが励起光を青色の光に変換するように構成することができる。
 その場合、各発光層13a、13b、13cは、それぞれが所望とする蛍光特性を有するように、含有する半導体ナノ粒子の選択がなされる。そのため、波長変換基板11の各発光層13a、13b、13cの形成においては、異なる発光特性の半導体ナノ粒子を含む、例えば3種の半導体ナノ粒子含有組成物が準備される。
 波長変換基板11の発光層13の平均厚さの下限としては、100nmが好ましく、1μmがより好ましい。また、上記平均厚さの上限としては、100μmが好ましい。上記平均厚さを上記下限以上とすることで、励起光を特に十分吸収することができるため、光変換効率が高まり、発光表示素子の輝度を高めることができる。
 第1基材12上の各発光層13の間には、ブラックマトリクス14が配置されている。ブラックマトリクス14は、公知の遮光性の材料を用い、公知の方法に従ってパターニングして形成することができる。なお、ブラックマトリクス14は、波長変換基板11において、必須の構成要素ではなく、波長変換基板11は、ブラックマトリクス14を設けない構成とすることも可能である。
 接着剤層15は、紫外光又は青色光を透過する公知の接着剤を用いて形成される。なお、接着剤層15は、図1に示すように、第1基材12上に各発光層13の全面を被覆するように設ける必要はなく、波長変換基板11の外縁のみに設けることも可能である。
 光源基板18は、第2基材16と、第2基材16の波長変換基板11側に配置された光源17とを備えている。光源17からはそれぞれ励起光として紫外光又は青色光が出射される。
 光源17(17a、17b、17c)としては、特に限定されるものではなく、公知の構造の紫外発光有機EL素子、青色発光有機EL素子、紫外発光LED素子、青色発光LED素子等の使用が可能であり、公知の製造方法により作製することが可能である。ここで、紫外光としては、主発光ピークが360nm以上435nm以下であることが好ましく、青色光としては、主発光ピークが435nmを超えて480nm以下であることが好ましい。光源17は、それぞれの出射光が対向する発光層13を照射するように、指向性を有していることが好ましい。
 発光表示素子100は、第1光源17aからの励起光を波長変換基板11の第1発光層13aの半導体ナノ粒子により波長変換する。同様に、第2光源17bからの励起光を波長変換基板11の第2発光層13bの半導体ナノ粒子により波長変換し、第3光源17cからの励起光を波長変換基板11の第3発光層13cの半導体ナノ粒子により波長変換する。このようにして、各光源17からの励起光が、それぞれ所望とする波長の可視光に変換されて表示に用いられる。
 発光表示素子100においては、第1発光層13aの設けられた部分が、赤色表示を行うサブ画素を構成する。すなわち、波長変換基板11の第1発光層13aは、光源基板18の対向する第1光源17aからの励起光を赤色光に変換する。また、第2発光層13bの設けられた部分が、緑色表示を行うサブ画素を構成する。すなわち、第2発光層13bは、光源基板18の対向する第2光源17bからの励起光を緑色光に変換する。また、第3発光層13cの設けられた部分が、青色表示を行うサブ画素を構成する。例えば励起光として紫外光を用いる場合、第3発光層13cは、光源基板18の対向する第3光源17cからの紫外光を青色光に変換する。
 なお、発光表示素子100においては、第3光源17cからの励起光として青色光を用いることもできる。この場合、波長変換基板11は、第3発光層13cの代わりに樹脂中に光散乱粒子を分散して構成された光散乱層を用いることも可能である。こうすることで、励起光である青色光を波長変換することなく、そのままの波長特性で使用することができる。
 発光表示素子100は、第1発光層13aを備えたサブ画素、第2発光層13bを備えたサブ画素及び第3発光層13cを備えたサブ画素の3種のサブ画素により、画像を構成する最小単位となる1つの画素を構成する。
 以上の構成を有する発光表示素子100は、第1発光層13aを備えたサブ画素、第2発光層13bを備えたサブ画素及び第3発光層13cを備えたサブ画素毎に、赤色、緑色又は青色の光の発光が制御され、フルカラーの表示が行われる。
 なお、発光表示素子100においては、発光層13と第1基材12との間に、カラーフィルタを設けることが可能である。すなわち、第1発光層13aと第1基材12との間に赤色のカラーフィルタを設け、第2発光層13bと第1基材12との間に緑色のカラーフィルタを設け、第3発光層13cと第1基材12との間に青色のカラーフィルタを設けることができる。これにより、表示の色の純度を高めることができる。ここで、カラーフィルタとしては、表示素子用等として公知のものを公知の方法で形成して用いることができる。
<波長変換膜の形成方法>
 本発明の一実施形態に係る波長変換膜の形成方法は、基板の一方の面側に塗膜を形成する工程(塗膜形成工程)、及び上記塗膜を加熱する工程(加熱工程)を備え、上記塗膜を当該半導体ナノ粒子含有組成物により形成する。当該半導体ナノ粒子含有組成物が(G)感放射線性化合物等を含有するときなどは、当該形成方法は、上記塗膜形成工程と加熱工程との間に、上記塗膜の少なくとも一部に放射線を照射(露光)する工程(放射線照射工程)、及び放射線照射後の塗膜を現像する工程(現像工程)をさらに備えていてよい。以下、各工程についてそれぞれ説明する。
(塗膜形成工程)
 塗膜形成工程では、例えば当該半導体ナノ粒子含有組成物を基板上に塗布することにより塗膜を形成する。当該半導体ナノ粒子含有組成物を塗布後、塗布面を加熱(プレベーク)することにより溶媒等を除去してもよい。
 塗膜を形成する基板の材質としては、特に限定されるものではないが、例えばガラス、石英、シリコン、樹脂等が挙げられる。上記樹脂の具体例としては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリイミド、環状オレフィンの付加重合体、環状オレフィンの開環重合体、その水素添加物等が挙げられる。また、これらの基板には、所望により、シランカップリング剤等による薬剤処理、プラズマ処理、イオンプレーティング、スパッタリング、真空蒸着等の前処理を施しておいてもよい。
 当該半導体ナノ粒子含有組成物の塗布方法としては特に限定されず、例えばスプレー法、ロールコート法、回転塗布法(スピンコート法)、スリットダイ塗布法、バー塗布法等の方法を採用することができる。これらの塗布方法の中でも、スピンコート法及びスリットダイ塗布法が好ましい。加熱(プレベーク)の条件は、各成分の種類、配合割合等によっても異なるが、例えば70℃以上130℃以下、好ましくは100℃未満の温度で、1分以上10分以下の加熱時間とすればよい。
(放射線照射工程)
 放射線照射工程では、基板上に形成された塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する。塗膜の一部にのみ放射線を照射する際には、例えば所望の形状のパターンを有するフォトマスクを介して放射線を照射してもよい。このフォトマスクを用いることにより、照射された放射線の一部がフォトマスクを通過し、その一部の放射線が塗膜に照射される。
 照射に使用される放射線としては、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、X線等が挙げられる。これらの放射線の中でも、波長が190nm以上450nm以下の範囲にある放射線が好ましく、365nmの紫外線を含む放射線がより好ましい。
 放射線照射工程における積算照射量(露光量)の下限としては、100J/mが好ましく、200J/mがより好ましい。また、上記積算照射量の上限としては、2,000J/mが好ましく、1,000J/mがより好ましい。なお、本明細書において「積算照射量」とは、放射線の波長365nmにおける強度を照度計(例えばOAI Optical Associates Inc.社の「OAI model 356」)により測定した値の積算値をいう。
(現像工程)
 現像工程では、放射線照射後の塗膜を現像して不要な部分を除去する。現像に使用される現像液としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等のアルカリ性化合物の少なくとも1種を溶解した水溶液を使用することができる。上述のアルカリ性化合物の水溶液には、メタノール、エタノール等の水溶性有機溶媒を適当量添加して使用することもできる。
 現像方法としては、例えば液盛り法、ディッピング法、揺動浸漬法、スプレー法等が挙げられる。現像時間は、半導体ナノ粒子含有組成物の組成によって異なるが、その現像時間の下限としては、5秒が好ましく、10秒がより好ましい。また、現像時間の上限としては、300秒が好ましく、180秒がより好ましい。現像処理に続いて、例えば流水洗浄を30秒以上90秒以下の時間で行った後、圧縮空気や圧縮窒素で乾燥させることにより、所望のパターンが得られる。
(加熱工程)
 加熱工程では、塗膜を、ホットプレート、オーブン等の適当な加熱装置により加熱する(ポストベーク)。これにより基板上に十分な硬化がされた波長変換膜が得られる。
 本工程の加熱温度の下限としては100℃が好ましく、140℃がより好ましい。加熱温度を上記下限以上とすることで、より十分な硬化を行うことができる。また、上記加熱温度の上限としては250℃が好ましく、220℃がより好ましい。加熱温度を上記上限以下とすることで、半導体ナノ粒子等の劣化を抑え、得られる波長変換膜の蛍光量子収率をより高めることができる。加熱をホットプレートで行う場合、加熱時間の下限としては、5分が好ましく、上限としては30分が好ましい。また、加熱をオーブン中で行う場合、加熱時間の下限としては10分が好ましく、上限としては180分が好ましい。
 上述した発光表示素子100の発光層の形成に上記方法を適用する場合は、3種の半導体ナノ粒子含有組成物をそれぞれ用いて、上述した工程を含む発光層の形成方法を繰り返して、第1発光層13a、第2発光層13b及び第3発光層13cをそれぞれ形成すればよい。
 以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
[重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)]
 下記条件によるゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によりMw及びMnを測定した。
 装置:昭和電工社の「GPC-101」
 カラム:昭和電工社の「GPC-KF-801」、「GPC-KF-802」、「GPC-KF-803」及び「GPC-KF-804」を連結したもの
 移動相:テトラヒドロフラン
 カラム温度:40℃
 流速:1.0mL/分
 試料濃度:1.0質量%
 試料注入量:100μL
 検出器:示差屈折計
 標準物質:単分散ポリスチレン
[合成例1]半導体ナノ粒子(A’-1)の合成
(In(OLA)溶液(溶液A)の調製)
 真空ライン及び窒素ラインへの連結管、熱電対温度計並びにセプタムを3つの口に取り付け、攪拌子を入れた3つ口フラスコを用意した。この3つ口フラスコ中で、酢酸インジウム(In(OAc))0.57g、オレイン酸(OLA)1.66g及びオクタデセン(ODE)7.52gを混合した。この後、混合物を減圧下、260℃まで加熱し、260℃で1時間保持し、副生する酢酸、水及び酸素を除いた。これにより、溶液Aを得た。
(P(SiMe・オクタデセン溶液(溶液B)の調製)
 グローブボックス中でトリス(トリメチルシリル)ホスフィン(P(SiMe)0.25g及びODE0.98gを混合し、得られた溶液Bを耐圧バイアルに封入した。
(InPコアの合成)
 上記調製した溶液Aを300℃に加熱し、別途調製し脱気した、亜鉛ミリスチン酸塩の20質量%ODE溶液を添加した。その後、上記調製した溶液Bをキャニュラにより迅速に溶液Aが入ったフラスコに圧送した。圧送後、反応液温度は265℃に低下したので、反応温度を270℃にし、2時間反応を進行させた。その後、反応液を室温まで冷却した。なお、In(OLA)、P(SiMe、及びコア合成の際のリガンドとなる亜鉛ミリスチン酸塩が、それぞれ2mmol、1mmol及び3mmolのモル数となるように、溶液A、溶液B及び亜鉛ミリスチン酸塩を用いた。
(コア分散液の調製)
 上記反応液の入ったフラスコをグローブボックス中に移し、内容液をビーカーに移した。反応液が入ったビーカーにトルエン8gを加えた後、n-ブタノール100gを加え、粒子を沈降させた。その後、遠心分離を行ってから粒子を沈降分離させた。沈降した粒子から上澄み溶媒を除き、粒子を再びトルエン20gに分散させた。同様の操作を5回繰り返し行った。その後、再分散液にn-ブタノール100gを加え、粒子を再度沈降させ、真空乾燥(50℃、1.0Torr、1時間)により粒子を乾燥させた。本乾燥粒子にヘキサン10gを加え再分散させ、InPコアのヘキサン分散液を得た。
(ZnSシェルの合成)
 得られたコア分散液から、InPコアが100mg含有する量のコア分散液を取り出した。取り出したコア分散液をZn(OLA)3.75mmol/ODE5g溶液と混合した後、真空下60℃で1時間加熱し、ヘキサンを十分に取り除いた。フラスコの中を窒素で戻し、窒素雰囲気にした。その後、この溶液を200℃まで加熱し、30分間同温度で維持した。
 その後、反応液を210℃に加熱し、ドデカンチオール3.75mmol/ODE5g溶液を30分かけて添加し、その後1.5時間同温度で維持した。さらに、Zn(OLA)/ODE溶液を添加した後、ドデカンチオールをシリンジポンプより適当な時間かけて混合溶液に添加することにより、半導体ナノ粒子(A’-1)を合成した。なお、本合成においては、Zn(OLA)とドデカンチオールとの反応により、ZnSシェルが形成される。また、最後に添加したドデカンチオールが、リガンド(第2リガンド)としてZnSシェルの外面に付着することとなる。すなわち、得られたこの半導体ナノ粒子(A’-1)は、InPコアにZnSシェルが被覆したコアシェル型のナノ結晶と、リガンドとしてこのナノ結晶に付着するドデカンチオールとを有する。
 合成された半導体ナノ粒子(A’-1)を含む反応液が入ったビーカー中でトルエン10gを加えた後、n-ブタノール150gを加え、粒子を沈降させ遠心分離により粒子を分離した。沈降した粒子から上澄み溶剤を除き、粒子を再びトルエン20gに分散した。その後、分散液にn-ブタノール1100gを加え、粒子を沈降させ遠心分離により粒子を分離した。同様の操作を5回行った後、粒子を真空乾燥(50℃、1.0Torr、1時間)により乾燥させた。
(平均粒径の測定)
 得られた半導体ナノ粒子(A’-1)について、透過型電子顕微鏡(日本電子社の「JEM-2010F」)を用いて平均粒径を測定した。具体的には、任意に選択した20個の粒子の長径及び短径をそれぞれ測定し、各粒子の直径((長径+短径)/2)を求め、平均値を算出した。半導体ナノ粒子(A’-1)の平均粒径は、4.8nmであった。
(シェル被覆状況の判定)
 上記半導体ナノ粒子(A’-1)のTEM測定のEDS(エネルギー分散型X線分析)を用いた元素マッピングにより、ZnSのみを含む粒子がコアシェルナノ結晶100個あたり1個未満であることを確認した。これより、実質的に全てのZn及びSが、In及びPを含むコアシェルナノ結晶を被覆していることを確認した。
[合成例2]半導体ナノ粒子(A-1)の合成
(リガンド交換)
 100mgの上記合成例1で得られた半導体ナノ粒子(A’-1)を含むトルエン分散液を調製した。この分散液に、リガンドとなる下記式で表されるポリエチレングリコールメチルエーテルチオールを加え70℃で1時間加熱した。その後、分散液を室温に冷却し、n-ブタノール12gを加え、粒子を沈降させ遠心分離により粒子を分離した。沈降した粒子から上澄み溶媒を除き、粒子を再びトルエン1.0gに分散し、n-ブタノール6gを用いて沈降、遠心分離する操作を3回行った。その後、粒子を真空乾燥(50℃、1.0Torr、1時間)により乾燥させた。同様の沈降、遠心分離操作を3回行い、トルエンへの分散を行い、半導体ナノ粒子(A-1)の分散液を得た。その後、粒子を再びトルエン1.0gに分散し、n-ブタノール6gを用いて粒子を沈降、遠心分離する操作を3回行い、粒子を真空乾燥(50℃、1.0Torr、1時間)により半導体ナノ粒子(A-1)を乾燥させた。なお、得られた半導体ナノ粒子(A-1)は、半導体ナノ粒子(A’-1)のリガンドのドデカンチオールの一部が、ポリエチレングリコールメチルエーテルチオールに交換されたものである。すなわち、半導体ナノ粒子(A-1)は、InPコアにZnSシェルが被覆したコアシェル型のナノ結晶と、リガンドとしてこのナノ結晶に付着するポリエチレングリコールメチルエーテルチオール(第1リガンド)及びドデカンチオール(第2リガンド)とを有する。なお、得られた半導体ナノ粒子(A-1)の第1リガンドと第2リガンドの含有量を核磁気共鳴装置にて測定(BRUKER社製AVANCEIII HDを用い、CDClにサンプルの固形分濃度が2質量%になるように半導体ナノ粒子を溶解させ、1H NMR測定の標準シークエンスにより測定)したところ、第1リガンドと第2リガンドの合計含有量に対する第1リガンドの含有量は40質量%であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 上記式中nは、約20である。
[合成例3]半導体ナノ粒子(A-2)の合成
 リガンド交換に用いた化合物をポリエチレングリコールメチルエーテルチオールから、下記式で表される2-((3-(3-メトキシブトキシ-3-オキソプロピル)チオ)コハク酸を用いたこと以外は、合成例2と同様にして半導体ナノ粒子(A-2)を得た。すなわち、半導体ナノ粒子(A-2)は、InPコアにZnSシェルが被覆したコアシェル型のナノ結晶と、リガンドとしてこのナノ結晶に付着する2-((3-(3-メトキシブトキシ-3-オキソプロピル)チオ)コハク酸(第1リガンド)及びドデカンチオール(第2リガンド)とを有する。また、得られた半導体ナノ粒子(A-2)における第1リガンドと第2リガンドの合計含有量に対する第1リガンドの含有量は40質量%であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
[合成例4]半導体ナノ粒子(A-3)の合成
 上記合成例2で記載のリガンド交換のうち、ポリエチレングリコールメチルエーテルチオールを加え70℃で1時間加熱する工程と、n-ブタノール12gを加え、粒子を沈降させ遠心分離により粒子を分離する工程とを2回繰り返して行ったこと以外は、合成例2と同様の操作を行った。これにより、第1リガンドと第2リガンドの合計量に対する第1リガンドの含有量が60質量%である半導体ナノ粒子(A-3)を得た。
[合成例5]半導体ナノ粒子(A-4)の合成
 上記合成例2で記載のリガンド交換のうち、ポリエチレングリコールメチルエーテルチオールを加え70℃で1時間加熱する工程と、n-ブタノール12gを加え、粒子を沈降させ遠心分離により粒子を分離する工程とを5回繰り返して行ったこと以外は、合成例2と同様の操作を行った。これにより、第1リガンドと第2リガンドの合計量に対する第1リガンドの含有量が90質量%である半導体ナノ粒子(A-4)を得た。
[合成例6]光拡散粒子(B-3)の合成
 常法により硫酸チタニル溶液を加水分解し、ろ過洗浄した含水二酸化チタンケーキ(二酸化チタン水和物)35kg(TiO換算で10kg)に、48%水酸化ナトリウム水溶液40kgを攪拌しながら投入し、その後加熱して95~105℃の温度範囲で2時間撹拌した。次いで、このスラリーをろ過し、十分洗浄することにより塩基処理された二酸化チタン水和物を得た。この水和物ケーキに水を加えてスラリー化し、TiO換算濃度で110g/Lに調整した。このスラリーを攪拌しながら、35%塩酸を添加して、pH7.0とした。
 次いで、上記スラリーを50℃に加熱し、この温度で35%塩酸12.5kgを、攪拌しながら4分間で添加し、塩酸添加後のスラリー中における塩酸濃度が、100%HCl換算で40g/Lとなるようにした。塩酸添加速度は、TiO換算1kg当たり0.11kg/分とした。塩酸添加に引き続き、スラリーの加熱を行い、100℃で2時間熟成した。熟成後のスラリーに、アンモニア水を添加してpH=6.5に中和した。十分にろ過、水洗を行い、乾燥後、流体エネルギーミルで粉砕し、酸化アルミニウムでコーティングされていない酸化チタン粒子(B-3)を得た。
[合成例7]化合物(C-1-2)(ベースポリマー)の合成
 攪拌機を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート200質量部、シクロヘキシルメタクリレート60質量部、コハク酸モノ(2-メタクリロイルアクリレート)40質量部、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル3.0質量部、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル3.0質量部、及びペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)7.0質量部を仕込んで窒素置換した。混合溶液を80℃にて保持して4時間重合した。その後、反応溶液の温度を100℃に昇温させ、さらに1時間重合した後、室温に冷却した。これにより、シクロヘキシルメタクリレートとコハク酸モノ(2-メタクリロイルアクリレート)との共重合体である化合物(C-1-2)のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液を得た。得られた化合物(C-1-2)は、Mw=10,800、Mn=6,900であった。
 以下に実施例及び比較例で用いた各成分を示す。
(A)半導体ナノ粒子
・A-1:上記合成例2で得られた半導体ナノ粒子(A-1)
 (リガンド:ポリエチレングリコールメチルエーテルチオール及びドデカンチオール、ポリエチレングリコールメチルエーテルチオール含有量40質量%)
・A-2:上記合成例3で得られた半導体ナノ粒子(A-2)
 (リガンド:2-((3-(3-メトキシブトキシ-3-オキソプロピル)チオ)コハク酸及びドデカンチオール、2-((3-(3-メトキシブトキシ-3-オキソプロピル)チオ)コハク酸含有量40質量%)
・A-3:上記合成例4で得られた半導体ナノ粒子(A-3)
 (リガンド:ポリエチレングリコールメチルエーテルチオール及びドデカンチオール、ポリエチレングリコールメチルエーテルチオール含有量60質量%)
・A-4:上記合成例5で得られた半導体ナノ粒子(A-4)
 (リガンド:ポリエチレングリコールメチルエーテルチオール及びドデカンチオール、ポリエチレングリコールメチルエーテルチオール含有量90質量%)
(A’)比較半導体ナノ粒子
・A’-1:上記合成例1で得られた半導体ナノ粒子(A’-1)
 (リガンド:ドデカンチオール)
(B)光拡散粒子
・B-1:酸化アルミニウムでコーティングされた酸化チタン粒子(平均粒径150nm、 堺化学社の「A-190」)
・B-2:酸化セリウム粒子(平均粒径60nm SOLVAY社の「ZENUS HC60」)
・B-3:上記合成例6で得られた、酸化アルミニウムでコーティングされていない酸化チタン粒子(B-3)
(C)化合物
・C-1-1:2-メタクリロイルオキシエチルコハク酸/ベンジルメタクリレート共重合体(酸価53mgKOH/g、重量平均分子量10,500)
・C-2:リン酸基を有する化合物(酸価101mgKOH/g、重量平均分子量342、BYKケミー社の「DisperBYK-102」ポリ(オキシ-1,2-エタンジイル)α-イソトリデシル-ω-ヒドロキシ-ホスフェート、CAS.73038-25-2)
・C-1-2:上記合成例4で得られた共重合体である化合物(C-1-2)(酸価90mgKOH/g、重量平均分子量10,800)
(C’)比較化合物
・C’-1:酸性基を有さない分散剤(アミン価72mgKOH/g、BYKケミー社の「BYK-LPN6919」)
(D)酸化防止剤
・D-1:フェノール系酸化防止剤(3,9-ビス[2-〔3-(t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオニルオキシ〕-1,1-ジメチルエチル]-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン(住友化学社の「スミライザーGA-80」)
・D-2:リン系酸化防止剤(トリ-o-トリルフォスフィン)
(E)分散媒
・E-1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
・E-2:トルエン
(F)重合性化合物
・F-1:ジペンタエリストールヘキサアクリレート
(G)感放射線性化合物
・G-1:2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド(BASF社の「ルシリンLR8953X」)とO-アシルオキシム化合物(ADEKA社の「NCI-930」)との質量比1:1の混合物
[実施例1]
 上記合成した化合物(C-1-2)を30質量部含有するプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液に、半導体ナノ粒子(A-1)10質量部、光拡散粒子(B-1)10質量部、化合物(C-1-1)1質量部、酸化防止剤(D-1)5質量部、重合性化合物(F-1)30質量部、及び感放射線性化合物(G-1)5質量部を加え、さらに分散媒(E-1)を含有量が100質量部となるように加え、実施例1の半導体ナノ粒子含有組成物を調製した。
[実施例2~11、及び比較例1~3]
 各配合成分の種類及び配合量を下記表1に記載の通りとしたこと以外は、実施例1と同様にして各半導体ナノ粒子含有組成物を調製した。
 得られた各半導体ナノ粒子含有組成物について、下記の方法に従い評価した。
[蛍光量子収率]
 蛍光量子収率は、下記形成方法により得られた波長変換膜について、絶対PL蛍光量子収率測定装置(浜松ホトニクス社の「C11347-01」)を用いて、25℃において測定した。また、別途、下記形成方法により得られた波長変換膜をクリーンオーブンにて180℃、20分の加熱処理(ポストベーク)を行った後に、上記と同様の方法で蛍光量子収率を測定した。前者の蛍光量子収率(未処理)及び後者の蛍光量子収率(熱処理後)について、以下の基準にて評価した。
・蛍光量子収率(未処理)
 AA:65%以上
 A:60%以上60%未満
 B:55%以上60%未満
 C:50%以上55%未満
 D:50%未満
・蛍光量子収率(熱処理後)
 A:55%以上
 B:50%以上55%未満
 C:40%以上50%未満
 D:40%未満
 「蛍光量子収率(未処理)」については、AA、A及びBの場合、蛍光量子収率が高いと判断した。また、「蛍光量子収率(熱処理後)」については、A~Cの場合、蛍光量子収率が高いと判断した。評価結果を表1に示す。
(波長変換膜の形成方法)
 無アルカリガラス基板上に、各半導体ナノ粒子含有組成物をスピンナにより塗布した後、90℃のホットプレート上で2分間プレベークすることにより塗膜を形成した。次に、得られた塗膜に、フォトマスクを介さずに、高圧水銀ランプを用いて365nm、405nm及び436nmの各波長を含む放射線を700J/mの積算照射量で照射することにより、平均厚さ5μmの波長変換膜を形成した。
[分散安定性]
 各半導体ナノ粒子含有組成物を調製後、攪拌機を用い10分攪拌し、2時間経過後の沈降の様子を確認し、以下の基準にて評価した。
 AA:沈降が見られなかった
 A:殆ど沈降がなかった
 B:沈降が一部見られた
 C:沈降が多く見られた
 AA、A及びBの場合、分散安定性が高いと判断した。評価結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 表1に示されるように、実施例1~11の各半導体ナノ粒子含有組成物から得られた波長変換膜は、加熱処理前及び加熱処理後いずれにおいても高い蛍光量子収率を有することがわかる。また、実施例1~11の各半導体ナノ粒子含有組成物は、分散安定性も高いことがわかる。
 一方、半導体ナノ粒子が第1リガンドを有さない比較例1、光拡散粒子を含まない比較例2、及び(C)化合物の代わりにアミン価を有する分散剤を用いた比較例3は、蛍光量子収率及び分散安定性が共に良好なものとはならなかった。なお、比較例3の結果などから、高いアミン価を有する分散剤は、(A)半導体ナノ粒子のリガンドに対して好ましくない作用を与えていることが推測される。
 本発明の半導体ナノ粒子含有組成物は、発光表示素子の波長変換膜等の形成材料として好適に用いることができる。
11 波長変換基板
12 第1基材
13 発光層(波長変換膜)
13a 第1発光層
13b 第2発光層
13c 第3発光層
14 ブラックマトリクス
15 接着剤層
16 第2基材
17 光源
17a 第1光源
17b 第2光源
17c 第3光源
18 光源基板
100 発光表示素子
 

Claims (15)

  1.  (A)半導体ナノ粒子、
     (B)光拡散粒子、及び
     (C)カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基又はこれらの組み合わせを有し、酸価が5mgKOH/g以上200mgKOH/g以下である化合物
     を含有し、
     上記(A)半導体ナノ粒子が第1リガンドを有し、
     上記第1リガンドが、
     カルボキシ基、チオール基、ホスホノ基、アミド基又はこれらの組み合わせと、
     エーテル基、エステル基、シロキサン基又はこれらの組み合わせと
     を有する、半導体ナノ粒子含有組成物。
  2.  上記(C)化合物の重量平均分子量が、1,000以上50,000以下である請求項1に記載の半導体ナノ粒子含有組成物。
  3.  上記(B)光拡散粒子が、Al、SiO、ZnO、ZrO、BaTiO、TiO、Ta、Ti、ITO、IZO、ATO、AZO、Nb、SnO、CeO、MgO又はこれらの組み合わせを含む請求項1又は請求項2に記載の半導体ナノ粒子含有組成物。
  4.  上記(B)光拡散粒子が、酸化チタンと、この酸化チタンの表面の少なくとも一部を被覆する酸化アルミニウムとを有する粒子である請求項1、請求項2又は請求項3に記載の半導体ナノ粒子含有組成物。
  5.  上記(A)半導体ナノ粒子が第2リガンドをさらに有し、
     上記第2リガンドが、
     カルボキシ基、チオール基、ホスホノ基、アミド基又はこれらの組み合わせと、
     炭素数6~20の炭化水素基と
     を有する請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の半導体ナノ粒子含有組成物。
  6.  上記第1リガンドと上記第2リガンドとの合計含有量に対する第1リガンドの含有量が40質量%以上である請求項5に記載の半導体ナノ粒子含有組成物。
  7.  (D)酸化防止剤
     をさらに含有し、
     (D)酸化防止剤がフェノール系酸化防止剤を含む請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の半導体ナノ粒子含有組成物。
  8.  上記(A)半導体ナノ粒子が、2族元素、11族元素、12族元素、13族元素、14族元素、15族元素及び16族元素からなる群より選択される少なくとも2種以上の元素を含むナノ結晶を有する請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の半導体ナノ粒子含有組成物。
  9.  上記(A)半導体ナノ粒子のナノ結晶が、Inを含む請求項8に記載の半導体ナノ粒子含有組成物。
  10.  上記(C)化合物が、カルボニル基、エーテル基又はこれらの組み合わせをさらに有する請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の半導体ナノ粒子含有組成物。
  11.  (E)分散媒
     をさらに含有し、
     上記(E)分散媒が極性分散媒を含む請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の半導体ナノ粒子含有組成物。
  12.  上記極性分散媒が、アルコール類、多価アルコールのアルキルエーテル類、多価アルコールのモノアルキルエーテルモノエステル類、ヒドロキシカルボン酸エステル類、カルボン酸類、エーテル類、ケトン類、アミド類、アミン類又はこれらの組み合わせである請求項11に記載の半導体ナノ粒子含有組成物。
  13.  請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の半導体ナノ粒子含有組成物から形成される波長変換膜。
  14.  請求項13に記載の波長変換膜を備える発光表示素子。
  15.  基板の一方の面側に塗膜を形成する工程、及び
     上記塗膜を加熱する工程
     を備え、
     上記塗膜を請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の半導体ナノ粒子含有組成物により形成する波長変換膜の形成方法。
     
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