功能性薄膜的制造方法以及功能性薄膜的制造装置与流程

文档序号:14199362阅读:373来源:国知局
功能性薄膜的制造方法以及功能性薄膜的制造装置与流程

本发明涉及一种功能性薄膜的制造方法以及功能性薄膜的制造装置,尤其涉及一种使用了包含易因氧气而性能劣化的原材料的涂布液的功能性薄膜的制造方法以及功能性薄膜的制造装置。



背景技术:

通过将包含具有光学特性等功能性的原材料的涂布液涂布在挠性支承体上来形成涂膜薄膜,进行具有光学功能的功能性薄膜的制造。

然而,在具有功能性的原材料中含有因氧气而使功能性劣化的原材料,这在制造功能性薄膜时在为问题点。作为因氧气而性能劣化的原材料,例如有作为液晶显示装置(lcd:liquidcrystaldisplay)(以下,也称作lcd)等的平板显示器的发光材料而使用的量子点(quantumdot,也称作qd。)。

在平板显示器市场中,作为lcd性能的改善,进行着颜色再现性的提高,近年来量子点作为发光材料而受到关注。例如,若从背光向包含量子点的光转换部件入射激发光,则量子点被激发而发出荧光。在此通过使用具有不同发光特性的量子点,能够发出能够红色光、绿色光、蓝色光即半宽度窄的光而使白色光具体化。由于基于量子点的荧光的半宽度窄,因此能够将通过适当地选择波长而获得的白色光设为高亮度,或设为色再现性优异的设计。

通过使用了这种量子点的3波长光源化技术的振兴,色再现区域的tv(电视,television)标准(fhd(全高清,fullhighdefinition)、ntsc(国家电视系统委员会,nationaltelevisionsystemcommittee))比从72%扩大为100%。

然而,量子点会因氧气或水蒸气而引起量子产率的劣化,作为其对策,在涂布形成于挠性支承体的涂膜(量子点含有层)上贴合阻气性的薄膜来进行保护以免受氧气或水蒸气的影响。

在专利文献1中,为了保护量子点不受氧气或水蒸气的影响,记载有将量子点含有层的两面以氧气阻隔性或水蒸气阻隔性高的阻气膜夹住而进行层叠来设为层叠膜的内容。并且,在专利文献2中,记载有使涂布液珠上游侧充满以氧浓度0.5~8%且有机溶剂的相对湿度为80~100%、水分量为0.5~5vol%的不活泼气体为主成分的气体,从而降低涂布时的氧浓度的内容。

以往技术文献

专利文献

专利文献1:日本特表2013-544018号公报

专利文献2:日本特开2013-181350号公报



技术实现要素:

发明要解决的技术课题

然而,即使将量子点含有层的两个面以氧气阻隔性或水蒸气阻隔性高的阻气膜夹住而进行层叠,相对于氧气的保护仍不充分,存在所制造的功能性薄膜仍因氧气而性能劣化的问题。并且,专利文献2中记载的装置中,为了降低涂布故障的产生而供给不活泼气体,但在涂布液中含有因氧气而劣化的成分时,专利文献2中记载的浓度并不充分。

并且,该问题并不限定于量子点,而是在使用了包含因氧气而性能劣化的原材料的涂布液的功能性薄膜的制造中共同的问题。

本发明是鉴于这种情况而完成的,其目的在于提供一种以包含因氧气而性能劣化的原材料的涂布液来制造薄膜时,制造无性能劣化的功能性薄膜的功能性薄膜的制造方法以及功能性薄膜的制造装置。

用于解决技术课题的手段

本发明为了实现上述目的,提供一种功能性薄膜的制造方法,其中,具有将溶存氧浓度为1000ppm以下的涂布液供给于具有支承辊的模涂布机,并以模涂布机将涂布液涂布于卷绕在支承辊上而被输送的挠性支承体的涂布工序,且相对于挠性支承体的输送方向,在模涂布机的上游侧具备覆盖挠性支承体的表面的减压腔室,所述制造方法向减压腔室供给不活泼气体,且来自于减压腔室的排气量多于向减压腔室供给的不活泼气体的量。

根据本发明,在涂布工序中,将溶存氧浓度为1000ppm以下的涂布液供给于具有支承辊的模涂布机,并涂布于卷绕在支承辊上而被输送的挠性支承体。因此,能够降低涂布液内的氧浓度,从而即使在涂布液中含有因氧气而性能劣化的原材料时,仍能够抑制所制造的功能性薄膜的性能劣化。

并且,通过以模涂布机进行涂布,能够与其他涂布装置相比有效地减少涂布液与外部气体(外部气体中的氧气)的接触机会。进一步地通过在模涂布机的上游侧设置减压腔室,并使该减压腔室的排气量多于不活泼气体的供给量,能够将减压腔室内进行减压。通过将减压腔室内进行减压,在模涂布机和挠性支承体之间形成液珠,并且通过将向减压腔室内供给的气体设为不活泼气体,能够将液珠周围设为不活泼气体气氛,从而能够在涂布工序中抑制涂布液与氧气的接触。

在本发明的另一方式中,优选涂布液中的有机溶剂的浓度为10000ppm以下。

根据该方式,通过将涂布液中的有机溶剂的浓度设为10000ppm以下,能够在减压腔室内制造没有来自于液珠的溶剂气体的流下的状态,且能够使减压腔室内的气体的流动稳定。通过使气体的流动稳定,能够缩小减压腔室内的氧浓度的变动幅度,且能够抑制所制造的功能性薄膜的性能劣化。

在本发明的另一方式中,优选减压腔室内的减压度为10pa以上。

该方式中规定了减压腔室内的减压度,通过将减压度设为10pa以上,能够使减压腔室内的气体的流动稳定,且能够缩小减压腔室内的氧浓度的变动幅度,能够抑制所制造的功能性薄膜的性能劣化。

在本发明的另一方式中,优选将不活泼气体调整为氧浓度小于5000ppm。

根据该方式,通过使用氧浓度被调整的不活泼气体,能够将减压腔室内的氧浓度设为不活泼气体的氧浓度,且能够使减压腔室内的氧浓度稳定,能够抑制所制造的功能性薄膜的性能劣化。

在本发明的另一方式中,优选不活泼气体的供给量为100l/min/m以上且10000l/min/m以下。

该方式中规定了不活泼气体的供给量,通过将不活泼气体的供给量设为上述范围,能够将减压腔室内设为不活泼气体气氛。若不活泼气体的供给量脱离了上述范围,则空气易进入到减压腔室内,或者氧浓度不稳定,因此不优选。

本发明为了实现上述目的,提供一种功能性薄膜的制造装置,其具备:涂布机构,具有支承辊和模涂布机,且在卷绕在支承辊上而被输送的挠性支承体上,涂布溶存氧浓度为1000ppm以下的涂布液;减压腔室,在挠性支承体的输送方向上游侧,覆盖挠性支承体的表面;不活泼气体供给机构,向减压腔室内供给不活泼气体;以及排气机构,将减压腔室内的气体进行排气,在所述功能性薄膜的制造装置中,排气机构的排气量多于不活泼气体供给机构的供给量。

本发明是具有实现上述记载的功能性薄膜的制造方法的结构的功能性薄膜的制造装置,其抑制涂布液与氧气的接触,即使在涂布液中包含因氧气而性能劣化的原材料时,也能够抑制所制造的功能性薄膜的性能劣化。

在本发明的另一方式中,优选涂布液中的有机溶剂的浓度为10000ppm以下。

根据该方式,通过将涂布液中的有机溶剂的浓度设为10000ppm以下,能够在减压腔室内制造没有来自于液珠的溶剂气体流下的状态,且能够使减压腔室内的气体的流动稳定。通过使气体的流动稳定,能够缩小减压腔室内的氧浓度的变动幅度,且能够抑制所制造的功能性薄膜的性能劣化。

在本发明的另一方式中,优选不活泼气体供给机构为相对于挠性支承体的输送方向配置于模涂布机的上游侧,且具有供给不活泼气体的狭缝的模块(dieblock)。

根据该方式,通过将不活泼气体供给机构设为配置于模涂布机的上游侧的具有狭缝的模块,且从该狭缝供给不活泼气体,能够将涂布位置的上游侧设为不活泼气体气氛,且能够抑制涂布液与外部气体的接触。

在本发明的另一方式中,优选减压腔室内的减压度为10pa以上。

在本发明的另一方式中,优选将不活泼气体调整为氧浓度小于5000ppm。

在本发明的另一方式中,优选不活泼气体的供给量为100l/min/m以上且10000l/min/m以下。

这些方式将上述记载的功能性薄膜的制造方法设为装置结构,具有与功能性薄膜的制造方法相同的效果。

发明效果

根据本发明的功能性薄膜的制造方法以及功能性薄膜的制造装置,通过在模涂布机的上游侧具备减压腔室,且将减压腔室内设为不活泼气体气氛,能够在涂布液的涂布时抑制涂布液与氧气接触。因此,能够抑制所制造的功能性薄膜的性能劣化。

附图说明

图1是功能性薄膜的制造装置的整体结构图。

图2是表示使用了模块方式的不活泼气体供给机构的功能性薄膜的制造装置的主要部分的图。

图3是涂布部分的放大图。

图4是表示使用了不活泼气体供给机构的另一实施方式的功能性薄膜的制造装置的主要部分的图。

具体实施方式

以下,根据附图,对本发明所涉及的功能性薄膜的制造方法以及功能性薄膜的制造装置进行说明。本发明是以包含因氧气而性能劣化的原材料的涂布液来制造功能性薄膜的技术,作为因氧气而性能劣化的原材料,以使用包含量子点的涂布液来制造具有作为波长转换部件的光学功能层的功能性薄膜为例子进行说明。然而,本发明并不限定于量子点而能够应用于使用了包含因氧气而性能劣化的原材料的涂布液的所有的功能性薄膜的制造。另外,在本说明书中,“~”以将记载于其前后的数值作为下限值以及上限值而包含在内的含义来使用。

<功能性薄膜的制造装置>

图1是功能性薄膜的制造装置的整体结构图,图2是表示使用了模块方式的不活泼气体供给机构的功能性薄膜的制造装置的主要部分的图。功能性薄膜的制造装置10主要由以下构成:溶存氧减少装置12,将含有量子点的功能层形成用涂布液(以下称作“涂布液”)的涂布液中的溶存氧浓度降低为1000ppm以下;涂布装置14(相当于涂布机构),涂布涂布液;减压腔室15,设置于涂布装置14的挠性支承体w的输送方向上游侧,且覆盖带状挠性支承体表面;不活泼气体供给装置16(相当于不活泼气体供给机构),向减压腔室15内供给不活泼气体;贴合装置18,在通过涂布而形成的涂膜c上贴合薄膜f;以及硬化装置20,使涂膜硬化。另外,在本实施方式中,作为不活泼气体以氮气(n2气体)为例,在以下进行说明。并且,关于含有量子点的涂布液的组成内容的详细,在功能性薄膜的制造方法的栏中进行说明。

并且,在以下的说明中,将在挠性支承体w上涂布涂布液而获得的薄膜称作涂膜薄膜cf,将在涂膜薄膜cf上贴合薄膜f而获得的薄膜称作层叠膜lf,将对层叠膜lf的涂膜c进行硬化处理而获得了光学功能层的薄膜称作功能性薄膜ff。

(溶存氧减少装置)

溶存氧减少装置12只要能够将涂布液中的溶解氧浓度减少为1000ppm以下则可为任意装置结构,例如能够使用图1所示的装置结构。

如图1所示,溶存氧减少装置12主要由氮气取代机构22、以及将溶存氧减少的涂布液供给于涂布装置14的涂布液供给机构24构成。

氮气取代机构22由以下构成:罐26,储存涂布液,且为密封形状;涂布液配管28,向罐26内供给涂布液;氮气配管30,向罐26内供给氮气;搅拌机32,通过搅拌涂布液来向涂布液中收入氮气,从而减少涂布液中的溶存氧;以及减压用配管33,通过将罐26内进行减压,使罐26内的有机溶剂挥发。在罐26上设置有通气管34,在涂布液配管28以及氮气配管30上分别设置有开闭阀28a以及30a。并且,减压用配管33连接于未图示的真空装置,通过使真空装置运转,将罐26内进行减压,且将涂布液中的溶存氧进行脱气,并且在涂布液中含有有机溶剂时使有机溶剂蒸发。

涂布液供给机构24由以下构成:送液配管38与送液泵40,将罐26内的涂布液送液至涂布装置14的模涂布机36;以及氮气吹入管42,向送液配管38内吹入氮气来以氮气取代送液配管38内以及模涂布机36内部(歧管、狭缝)的空气。

另外,在图1中虽未图示,但通过采用并列配置多个氮气取代机构22,且能够在和涂布液供给机构24之间切换氮气取代机构22来使用的结构,能够进行连续涂布。

(涂布装置)

如图1所示,涂布装置14主要由支承辊44、模涂布机36构成。

模涂布机36由模块46a、46b以及46c形成,相对于涂布宽度方向正交的壳体部36a的截面为四角状,前端唇部36b的截面形成为三角状,且沿涂布宽度方向形成为长形的块。通过组合模块46a以及46b,在模涂布机36的内部形成使供给于模涂布机36的涂布液向涂布宽度方向扩流的歧管48、以及使扩流的涂布液从前端唇部36b的吐出口50a吐出的狭窄的狭缝50(也称作狭槽)。并且,通过组合模块46b以及46c,形成用于向涂布宽度方向吐出氮气的歧管52和狭缝54。

在形成有狭缝50的吐出口50a的前端唇部36b的前端面,形成有被称作台37的平坦部,从卷绕在支承辊44上而被输送的挠性支承体w的输送方向观察,将狭缝上游侧的台称作上游侧唇台(lipland)36c,将下游侧的台称作下游侧唇台36d(参考图2)。

(减压腔室)

并且,在模涂布机36的前端唇部36b的下方(从挠性支承体w的输送方向观察为模涂布机的上游侧),与支承辊44相向地配置有减压腔室15。

减压腔室15通过一对侧板15a以及15a、一对背板15b以及15b、以及底板15c,作为具有沿支承辊44的辊面的开口15d的箱体而形成。并且,在侧板15a的上端和卷绕在支承辊上而被输送的挠性支承体w之间、以及背板15b的上端和挠性支承体w之间,形成有相互不接触的程度的间隙。并且,减压腔室15的背板15b的模涂布机36侧与模涂布机36的形成为三角状的前端唇部36b的上游侧倾斜面36e抵接,且在吐出氮气的狭缝54的位置具有开口部15e。

减压腔室15内通过配管56与鼓风机58(相当于排气机构)连接,通过连续地吸引减压腔室15内部的空气来进行减压。配管56的位置优选设置于与模涂布机36相反一侧的面的背板15b的面中央,或者底板15c的面的中央。在减压腔室15和鼓风机58之间,可设置缓冲器60来减少压力变动的影响。并且,在减压腔室15和鼓风机58之间可设置调整减压度的阀,且可通过控制鼓风机的转速来调整减压度。

(不活泼气体供给装置)

不活泼气体供给装置16是向形成于模涂布机36的歧管52供给氮气(不活泼气体)的装置。氮气可提供未调整氧浓度的氮气,但优选供给已调整氧浓度的氮气。

关于氮气的氧浓度的调整,只要能够将氮气中的氧浓度设为规定浓度以下则可为任意装置结构,例如能够使用图1所示的装置结构。不活泼气体供给装置16具备:氮气瓶62,填充有氮气;空气瓶64,填充有空气;以及共用供给配管66,将已混合的氮气和空气供给于模涂布机36的歧管52。氮气瓶62和共用供给配管66通过氮气供给配管68相连接,且具备调节氮气的流量的开闭阀68a。并且,空气瓶64和共用供给配管66通过空气供给配管70相连接,且具备调节空气的流量的开闭阀70a。在共用供给配管66设置有对已调整氧浓度的氮气测定氧浓度的测定机构72,依据该测定机构72的浓度值来控制开闭阀68a以及70a,从而能够进行氧浓度的调整。

通过不活泼气体供给装置16向减压腔室15内供给不活泼气体,并且通过使鼓风机58运转,能够将减压腔室15内在减压状态下设为不活泼气体气氛。由此,从模涂布机36的狭缝50吐出的涂布液在台37和卷绕在支承辊44上而被输送的挠性支承体w之间形成涂布液的液珠,经由液珠,涂布液涂布于挠性支承体w。并且,通过设置减压腔室15,液珠以稳定的状态形成,涂布液精确度良好地涂布于挠性支承体w。由此形成涂膜薄膜cf,其中,在所述涂膜薄膜上形成有含有量子点的涂布液的涂膜c。

图3是涂布装置的涂布部分的放大图。如图3所示,从模涂布机36的狭缝50吐出的涂布液经由涂布液的液珠而涂布到挠性支承体w,液珠的周围能够设为氮气气氛,能够抑制与氧气的接触。

如此,将溶解氧浓度为1000ppm以下的低溶解氧浓度的涂布液供给于由歧管48和狭缝50构成的挤压涂布方式的模涂布机36,且经由液珠涂布于卷绕在支承辊44上而被输送的挠性支承体w,并且将狭缝50的上游侧设为不活泼气体气氛,从而能够减少涂布液与外部气体(外部气体中的氧气)的接触机会。

(贴合装置)

如图1所示,贴合装置18是在支承辊44上在涂膜薄膜cf的涂膜面侧贴合薄膜f的装置。贴合装置18由与涂布装置14兼用的支承辊44、以及从支承辊44的旋转方向观察在涂布装置14的下游侧与支承辊44相向配置的贴合辊74构成。由此,由贴合辊74和支承辊44构成夹持辊。为了抑制涂膜c与空气中的氧气的接触,贴合辊74的位置优选设为靠近模涂布机36的位置。

从未图示的送出机送出的薄膜f卷绕在贴合辊74上而在贴合辊74和支承辊44之间被连续输送,通过由贴合辊74和支承辊44来进行夹持操作,使薄膜f贴合于涂膜薄膜cf的涂膜面。由此,形成将涂膜c以挠性支承体w和薄膜f夹持的层叠膜lf,保护涂膜c不受氧气等劣化因素的影响。

由贴合辊74和支承辊44产生的夹持压优选为在线压0~300n/cm之间夹持来使薄膜f贴合于涂膜c之上,更优选为在线压0~200n/cm之间夹持,尤其优选为在线压0~100n/cm之间夹持。其中,优选将贴合辊74设为与支承辊44相近的相近辊,且以线压0n/cm进行贴合。

贴合辊74和支承辊44之间的距离优选为挠性支承体w、使涂膜c聚合硬化的光学功能层以及薄膜f的总计厚度的长度以上,且总计厚度加上5mm的长度以下。通过将贴合辊74和支承辊44之间的距离设为总计厚度加上5mm的长度以下,能够抑制气泡进入到薄膜f和涂膜c之间。在此,贴合辊74和支承辊44之间的距离是指贴合辊74的外周面和支承辊44的外周面的最短距离。

并且,为了抑制以挠性支承体w和薄膜f夹持涂膜c后的热变形,优选支承辊44的温度和挠性支承体w的温度之差、以及支承辊44的温度和薄膜f的温度之差为30℃以下,更优选为15℃以下,最优选相同。

挠性支承体w可卷绕到已温度调整的支承辊44,并通过支承辊44来对挠性支承体w进行加热。另一方面,关于薄膜,通过将贴合辊74设为热辊,能够将薄膜f以贴合辊74进行加热。其中,支承辊44的温度调整或贴合辊74的热辊并非必需,能够根据需要来设定。

如此,通过将在挠性支承体w上涂布形成的涂膜c以薄膜f进行贴合,涂膜c与外部气体接触的接触机会变少,能够降低量子点的性能劣化。

(硬化装置)

在涂膜薄膜cf上贴合薄膜f而形成层叠膜lf后,能够通过光化射线照射来使涂膜c聚合硬化,从而获得光学功能层。硬化条件能够根据所使用的硬化性化合物的种类或涂布液的组成来适当地设定。

如图1所示,硬化装置20是通过向涂膜面照射光化射线来使涂膜c硬化从而获得光学功能层的装置。硬化装置20由以下构成:支承辊44,兼用作涂布装置14以及贴合装置18;以及光化射线照射装置76,从支承辊44的旋转方向观察在贴合装置18的下游侧与支承辊44相向配置。并且,在支承辊44和光化射线照射装置76之间连续输送层叠膜lf。

通过光化射线照射装置76而被照射的光化射线根据涂布液中所含的硬化性化合物的种类来决定即可,作为一例,可举出紫外线。作为产生紫外线的光源,例如能够使用低压汞灯、中压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、碳弧灯、金属卤化物灯、氙气灯、led(发光二极管,lightemittingdiode)、激光等。光化射线的照射量设定为可进行涂膜c的聚合硬化的范围即可,例如,作为一例能够将10~10000mj/cm2的照射量的紫外线向涂膜c进行照射。朝向涂膜c的光化射线的照射量优选设为10~10000mj/cm2,更优选设为50~800mj/cm2

并且,光化射线照射装置76的光化射线照射气氛优选通过氮气吹扫等来设为低氧气氛。

并且,支承辊44的温度能够考虑光化射线照射时的发热、涂膜c的硬化效率以及层叠膜lf的支承辊44上的褶皱变形的发生来进行决定。支承辊44优选设定在例如10~95℃的温度范围,更优选为15~85℃。在此与支承辊相关的温度是指支承辊的表面温度。

如此,通过在与进行涂布和贴合的辊相同的支承辊44上进行硬化,层叠膜lf维持着被支承辊44支承的无松弛的状态,涂膜面被光化射线照射而硬化。由此,能够减少所制造的功能性薄膜ff发生褶皱,能够进一步提高功能性薄膜ff的性能。

在将涂布装置14、贴合装置18以及硬化装置20配置于支承辊44上时,优选支承辊的直径为150~800mm的范围。

另外,在本实施方式中,在通过光化射线照射来进行聚合处理的方法中已进行说明,当涂布液中所含的硬化性化合物通过加热而硬化(热硬化性)时,能够使用进行加热处理的硬化装置。

并且,在本实施方式中,将硬化装置20配置于与涂布装置14以及贴合装置18相同的支承辊44上,但并不限定于此。涂膜c通过贴合装置18被挠性支承体w和薄膜f夹持而成为层叠膜lf,由此涂膜c不受外部气体(外部气体的氧气)的影响。因此,也能够在支承辊44之后的例如传送辊上配置硬化装置20。

(不活泼气体供给机构以及减压腔室的另一实施方式结构)

图4是说明不活泼气体供给装置以及减压腔室的另一实施方式的图。图4中所示的不活泼气体供给装置中,将供给于减压腔室215的不活泼气体设置于减压腔室215的侧板215a,这一点与图1以及图2所示的不活泼气体供给机构以及减压腔室不同。

根据图4所示的不活泼气体供给机构以及减压腔室,无需在模涂布机形成供给不活泼气体的歧管以及狭缝,因此模涂布机236由2个模块246a以及246b构成,且形成有用于吐出涂布液的歧管248、狭缝250以及吐出口250a。

减压腔室215由一对侧板215a以及215a、一对背板215b以及215b、以及底板215c形成。减压腔室215的侧板215a具备用于供给不活泼气体的不活泼气体供给口215e。通过从减压腔室215的侧板215a供给不活泼气体,能够将减压腔室215内设为不活泼气体气氛。设置于侧板215a的不活泼气体供给口215e的位置优选设置于靠近通过模涂布机236涂布涂布液的位置(以下也称作“涂布位置”)的位置。在减压腔室215和挠性支承体w之间形成有间隙,通过将减压腔室215内进行减压,成为空气从该间隙进入。通过将不活泼气体供给口215e设置于涂布位置附近,能够将涂布位置即液珠周围设为不活泼气体气氛,能够抑制与空气(空气中的氧气)的接触。

并且,图4中,以在涂布位置附近设置不活泼气体供给口215e,且在背板215b设置配管56来吸引空气的结构进行了说明,但供给位置与吸引位置可相反。即,可从设置于背板215b的配管56供给不活泼气体,且在图4所示的不活泼气体供给口215e的位置设置吸引气体的配管。即使设为这种结构,从设置于背板215b的配管供给的不活泼气体也向液珠周围流动而形成不活泼气体气氛并被排气,因此能够抑制涂布液与氧气的接触。

[功能性薄膜的制造方法]

接着,使用如上述构成的本发明的实施方式的功能性薄膜的制造装置10,对以含有量子点且实际上不包含挥发性的有机溶剂的涂布液来制造具有光学功能层的功能性薄膜ff的方法进行说明。另外,实际上不包含挥发性的有机溶剂是指涂布液中的挥发性的有机溶剂的比例为10000ppm以下。

(涂布液制备工序)

在涂布液制备工序中,将量子点(或者量子杆)、硬化性化合物、触变剂、聚合引发剂、以及硅烷偶联剂等各成分通过罐等来进行混合来制备功能层形成用涂布液。

<量子点、量子杆>

量子点是具有数nm~数十nm大小的化合物半导体的微粒,至少通过入射的激发光而被激发并发出荧光。

作为本实施方式的涂布液中所含的量子点,包含至少1种量子点,也能够包含发光特性不同的2种以上的量子点。公知的量子点有在600nm~680nm的范围的波长频带中具有发光中心波长的量子点(a)、在500nm~600nm的范围的波长频带中具有发光中心波长的量子点(b)以及在400nm~500nm的波长频带具有发光中心波长的量子点(c),量子点(a)通过激发光而被激发并发出红色光,量子点(b)发出绿色光,量子点(c)发出蓝色光。例如,若向包含量子点(a)和量子点(b)的光学功能层作为激发光而使蓝色光入射,则通过由量子点(a)发出的红色光、由量子点(b)发出的绿色光以及透过了光学功能层的蓝色光,能够使白色光具体化。或者通过向具有包含量子点(a)、(b)以及(c)的光学功能层的功能性薄膜作为激发光而使紫外光入射,能够通过由量子点(a)发出的红色光、由量子点(b)发出的绿色光以及由量子点(c)发出的蓝色光,使白色光具体化。

关于量子点,例如能够参考日本特开2012-169271号公报的0060~0066段,但并不限定于这里的记载。作为量子点,能够没有任何限制地使用市售品。量子点的发光波长通常能够通过粒子的组成、尺寸来进行调整。

量子点能够相对于涂布液的总量100质量份添加例如0.1~10质量份左右。

量子点可在涂布液中以粒子的状态添加,也可以以分散于有机溶剂的分散液的状态添加。从抑制量子点的粒子的凝聚的观点来看,优选以分散液的状态添加。为了量子点的分散而使用的有机溶剂没有特别的限定。

其中,供给于涂布装置14的涂布液中的挥发性的有机溶剂优选减少至10000ppm以下的含有率,优选减少至1000ppm以下的含有率。

因此,将量子点以分散于有机溶剂的分散液的状态添加于涂布液时,需要在将涂布液涂布于挠性支承体w上之前使涂布液中的有机溶剂干燥。即,在将涂布液供给于涂布装置14的时刻,形成在涂布液中实际上不包含有机溶剂的状态。

另外,挥发性的有机溶剂是指沸点为160℃以下的、不会因涂布液中的硬化性化合物和外部刺激而硬化的化合物,是在20℃中为液状的化合物。挥发性的有机溶剂的沸点进一步优选为115℃以下,最优选为30℃以上且100℃以下。

作为将涂布液中的有机溶剂的含有率设为10000ppm以下的方法,能够在涂布液的制备中不使用有机溶剂,或者通过使涂布液中的有机溶剂干燥来进行。作为使涂布液中的有机溶剂干燥的方法,只要为能够将涂布液中的挥发性的有机溶剂的比例设为10000ppm以下的方法则可为任何方法,例如,如图1所示,通过以减压用配管33将罐26内进行减压,能够使有机溶剂气散。并且,能够通过在溶存氧减少装置12的罐26中将涂布液中的空气(氧气)以氮气进行取代的操作来使有机溶剂气散。此时,优选在罐26中设置加温机构以使有机溶剂易气散。

能够代替量子点而使用量子杆。量子杆为细长形状的棒状粒子,具有与量子点相同的性质。量子杆的添加量、添加到涂布液中的方法等能够以与量子点相同的量且相同的方法来进行。并且,也能够将量子点和量子杆组合使用。

<硬化性化合物>

在本实施方式中使用的硬化性化合物能够广泛采用具有聚合性基的硬化性化合物。聚合性基的种类没有特别的限定,优选为(甲基)丙烯酸酯基、乙烯基或者环氧基,更优选为(甲基)丙烯酸酯基,进一步优选为丙烯酸酯基。并且,具有2个以上的聚合性基的聚合性单体的各自的聚合性基可相同也可不同。

-(甲基)丙烯酸酯系-

从硬化后的硬化覆膜的透明性、粘附性等的观点来看,优选单官能或者多官能(甲基)丙烯酸酯单体等(甲基)丙烯酸酯化合物或其聚合物、预聚物等。另外在本发明以及本说明书中,“(甲基)丙烯酸酯”的记载设为以丙烯酸和甲基丙烯酸中的至少一个或者任一个的含义使用。“(甲基)丙烯酰”等也相同。

--2官能的化合物--

作为具有2个聚合性基的聚合性单体,能够举出具有2个烯属不饱和键含有基团的2官能聚合性不饱和单体。2官能的聚合性不饱和单体适合于将组成物设为低粘度。在本实施方式中,优选反应性优异且不存在残留催化剂等问题的(甲基)丙烯酸酯系化合物。

尤其,新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、羟基新戊酸新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二环戊烯基(甲基)丙烯酸酯、二环戊烯基氧乙基(甲基)丙烯酸酯、二环戊基二(甲基)丙烯酸酯等适合用于本发明。

从将涂布液的粘度调整为优选范围的观点来看,优选2官能(甲基)丙烯酸酯单体的使用量相对于涂布液中所含的硬化性化合物的总量100质量份设为5质量份以上,更优选设为10~80质量份。

--3官能以上的化合物--

作为具有3个以上聚合性基的聚合性单体,能够举出具有3个以上烯属不饱和键含有基团的多官能聚合性不饱和单体。这些多官能的聚合性不饱和单体在赋予机械强度的点上优异。在本实施方式中,优选反应性优异且不存在残留催化剂等问题的(甲基)丙烯酸酯系化合物。

具体而言,适合ech(表氯醇,epichlorohydrin)改性甘油三(甲基)丙烯酸酯、eo(环氧乙烷,ethyleneoxide)改性甘油三(甲基)丙烯酸酯、po(环氧丙烷,propyleneoxide)改性甘油三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、eo改性磷酸三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、eo改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、po改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三(丙烯酰氧乙基)异氰脲酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇羟基五(甲基)丙烯酸酯、烷基改性二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇聚(甲基)丙烯酸酯、烷基改性二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇乙氧基四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯等。

在这些之中,eo改性甘油三(甲基)丙烯酸酯、po改性甘油三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、eo改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、po改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇乙氧基四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯尤其适合用于本发明。

从硬化后的光学功能层的涂膜强度的观点来看,优选多官能(甲基)丙烯酸酯单体的使用量相对于涂布液中所含的硬化性化合物的总量100质量份设为5质量份以上,从抑制涂布液的凝胶化的观点来看,优选设为95质量份以下。

--单官能的化合物--

作为单官能(甲基)丙烯酸酯单体,能够举出丙烯酸以及甲基丙烯酸以及它们的衍生物,更详细而言能够举出在分子内具有1个(甲基)丙烯酸的聚合性不饱和键((甲基)丙烯酰基)的单体。作为它们的具体例可举出以下化合物,但本实施方式并不限定于此。

可举出甲基(甲基)丙烯酸酯、正丁基(甲基)丙烯酸酯、异丁基(甲基)丙烯酸酯、2-乙基己基(甲基)丙烯酸酯、异壬基(甲基)丙烯酸酯、正辛基(甲基)丙烯酸酯、月桂基(甲基)丙烯酸酯、十八烷基(甲基)丙烯酸酯等烷基的碳数为1~30的烷基(甲基)丙烯酸酯;苄基(甲基)丙烯酸酯等芳烷基的碳数为7~20的芳烷基(甲基)丙烯酸酯;丁氧基乙基(甲基)丙烯酸酯等烷氧基烷基的碳数为2~30的烷氧基烷基(甲基)丙烯酸酯;n,n-二甲氨乙基(甲基)丙烯酸酯等(单烷基或二烷基)胺基烷基的总碳数为1~20的胺基烷基(甲基)丙烯酸酯;二乙二醇乙基醚的(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇丁醚的(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇单甲醚的(甲基)丙烯酸酯、六乙二醇单甲醚的(甲基)丙烯酸酯、八甘醇的单甲醚(甲基)丙烯酸酯、九甘醇的单甲醚(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇的单甲醚(甲基)丙烯酸酯、七丙二醇的单甲醚(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇的单乙醚(甲基)丙烯酸酯等亚烷基链的碳数为1~10且末端烷醚基的碳数为1~10的聚亚烷基二醇烷基醚的(甲基)丙烯酸酯;六甘醇苯基醚的(甲基)丙烯酸酯等亚烷基链的碳数为1~30且末端芳基醚的碳数为6~20的聚亚烷基二醇芳基醚的(甲基)丙烯酸酯;环己基(甲基)丙烯酸酯、二环戊基(甲基)丙烯酸酯、异冰片(甲基)丙烯酸酯、甲醛(甲基)丙烯酸酯等具有脂环结构的总碳数为4~30的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸十七氟癸酯等的总碳数为4~30的氟化烷基(甲基)丙烯酸酯;2-羟基乙酯(甲基)丙烯酸酯、3-羟基丙酯(甲基)丙烯酸酯、4-羟基丁酯(甲基)丙烯酸酯、三甘醇的单(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、六甘醇单(甲基)丙烯酸酯、八丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、甘油的单或者二(甲基)丙烯酸酯等具有羟基的(甲基)丙烯酸酯;缩水甘油基(甲基)丙烯酸酯等具有缩水甘油基的(甲基)丙烯酸酯;四乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、六乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、八丙二醇单(甲基)丙烯酸酯等亚烷基链的碳数为1~30的聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酰胺、n,n-二甲基(甲基)丙烯酰胺、n-异丙基(甲基)丙烯酰胺、2-羟基乙酯(甲基)丙烯酰胺、丙烯酰吗啉等(甲基)丙烯酰胺等。

从将涂布液的粘度调整为优选范围的观点来看,优选单官能(甲基)丙烯酸酯单体的使用量相对于涂布液中所含的硬化性化合物的总量100质量份设为10质量份以上,更优选设为10~80质量份。

-除环氧系化合物以外-

作为在本实施方式中使用的聚合性单体,能够举出环氧基、氧杂环丁基等具有能够开环聚合的环状醚基等环状基的化合物。作为这种化合物更优选地能够举出具有环氧基的化合物(环氧化合物)。通过将具有环氧基或氧杂环丁基的化合物与(甲基)丙烯酸酯系化合物组合使用,有提高与阻隔层的粘附性的倾向。

作为具有环氧基的化合物,例如能够举出多元酸的聚缩水甘油酯类、多元醇的聚缩水甘油醚类、聚氧化烯二醇的聚缩水甘油醚类、芳香族多元醇的聚缩水甘油醚类、芳香族多元醇的聚缩水甘油醚类的氢添加化合物类、氨基甲酸酯聚环氧化合物以及环氧化聚丁二烯类等。这些化合物能够单独使用1种,并且,也能够混合使用2种以上。

作为其他能够优选使用的具有环氧基的化合物,例如能够例示出脂肪族环状环氧化合物、双酚a二缩水甘油醚、双酚f二缩水甘油醚、双酚s二缩水甘油醚、溴化双酚a二缩水甘油醚、溴化双酚f二缩水甘油醚、溴化双酚s二缩水甘油醚、氢化双酚a二缩水甘油醚、氢化双酚f二缩水甘油醚、氢化双酚s二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、甘油三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚类;通过对乙二醇、丙二醇、甘油等脂肪族多元醇加成了1种或者2种以上的环氧烷而获得的聚醚多元醇的聚缩水甘油醚类;脂肪族长链二元酸的二缩水甘油酯类;脂肪族高级醇的单缩水甘油醚类;苯酚、甲酚、丁基苯酚或者对这些加成了环氧烷而获得的聚醚醇的单缩水甘油醚类;高级脂肪酸的缩水甘油酯类等。

在这些成分之中,优选脂肪族环状环氧化合物、双酚a二缩水甘油醚、双酚f二缩水甘油醚、氢化双酚a二缩水甘油醚、氢化双酚f二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、甘油三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚。

作为能够作为具有环氧基或氧杂环丁基的化合物而适当使用的市售品,能够举出uvr-6216(unioncarbidecorporation制)、缩水甘油、aoex24、cyclomera200、celloxide2021p、celloxide8000(以上为产品名,daicelcorporationco.,ltd.制)、sigma-aldrichco.llc.制的4-乙烯基二氧化环己烯、epikote828、epikote812、epikote1031、epikote872、epikotect508(以上为yukashellco.,ltd.制,epikote为注册商标)、krm-2400、krm-2410、krm-2408、krm-2490、krm-2720、krm-2750(以上为产品名,asahidenkakogyokk.制)等。这些能够单独使用1种或者组合2种以上来使用。

并且,这些具有环氧基或氧杂环丁基的化合物的制法没有限制,例如能够参考maruzenk.k.出版,“第四版实验化学讲座20有机合成ii”,213~,1992年;ed.byalfredhasfner,《thechemistryofheterocycliccompounds-smallringheterocyclespart3oxiranes》,john&wileyandsons,anintersciencepublication,newyork,1985;吉村,《粘接》,29卷12号,32,1985;吉村,《粘接》,30卷5号,42,1986;吉村,《粘接》,30卷7号,42,1986;日本特开平11-100378号公报、日本专利第2906245号公报、日本专利第2926262号公报等的文献来进行合成。

作为在本实施方式中使用的硬化性化合物,也可以使用乙烯基醚化合物。

能够适当地选择公知的乙烯基醚化合物,例如能够优选地采用日本特开2009-73078号公报的段落号0057中记载的乙烯基醚化合物。

这些乙烯基醚化合物例如能够通过stephen.c.lapin,《polymerspaintcolourjournal》,179(4237),321(1988)中记载的方法即多元醇或多元苯酚与乙炔的反应、或者多元醇或多元苯酚与卤化烷基乙烯基醚的反应来进行合成,这些能够单独使用1种或组合2种以上来使用。

在本实施方式的涂布液中,从低粘度化、高硬度化的观点来看,还能够使用日本特开2009-73078号公报中记载的具有反应性基的倍半硅氧烷化合物。

<触变剂>

触变剂为无机化合物或者有机化合物。

-无机物-

触变剂的优选的一个形态为无机物触变剂,例如能够优选地使用针状化合物、链状化合物、扁平状化合物、层状化合物。其中,优选层状化合物。

作为层状化合物没有特别的限定,可举出滑石、云母、长石、高岭石(高岭土)、叶蜡石(叶蜡石粘土)、绢云母(sericite)、膨润土、蒙脱石(smectite)·蛭石类(蒙脱土(montmorillonite)、贝得石、绿脱石、皂石等)、有机膨润土、有机蒙脱石等。

能够将这些单独使用或者组合2种以上来使用。作为市售的层状化合物,例如作为无机化合物可举出crownclay、bagesclay#60、bagesclaykf、optiwhite(以上为产品名,shiraishikogyok.k.制)、kaolinjp-100、nnkaolinclay、stkaolinclay、hardsil(以上为产品名,tsuchiyakaolinindustryltd.制)、asp-072、satentonplus、translink37、highdrasdelamincd(以上为产品名,engelhardcorporation制)、sykaolin、osclay、haclay、mchardclay(以上为产品名,maruocalciumco.,ltd.制)、lucentiteswn、lucentitesan、lucentitestn、lucentitesen、lucentitespn(以上为产品名,co-opchemicalco.,ltd.制)、smecton(产品名,kunimineindustriesco.,ltd.制)、bengel、bengelfw、esben、esben74、organite、organitet(以上为产品名,hojun,co.ltd.制)、穗高印、orben、250m、bentone34、bentone38(以上为产品名,wilbur-ellis制)、laponite、laponiterd、laponiterds(以上为产品名,nipponsilicaindustrialco.,ltd.制)等。这些化合物即使分散于溶剂中也无妨。

在添加于涂布液中的触变剂中,其中在层状无机化合物中为以xm(i)2o·ysio2表示的硅酸盐化合物(还有相当于氧化数为2、3的m(ii)o、m(iii)2o3的化合物。x以及y表示正数),作为进一步优选的化合物为水辉石、膨润土、蒙脱石、蛭石等膨润性层状粘土矿物。

尤其优选能够适当地使用经有机阳离子修饰的层状(粘土)化合物(将硅酸盐化合物的钠等层间阳离子以有机阳离子化合物交换的化合物),例如可举出将硅酸钠·镁(水辉石)的钠离子以如下铵离子交换的化合物。

作为铵离子的例子,可举出具有碳数为6至18的烷基链的单烷基三甲基铵离子、二烷基二甲基铵离子、三烷基甲基铵离子、氧乙烯链为4至18的二聚氧乙烯椰子油烷基甲基铵离子、双(2-羟基乙基)椰子油烷基甲基铵离子、氧丙烯链为4至25的聚氧丙烯甲基二乙基铵离子等。这些铵离子能够单独使用或者组合2种类以上来使用。

作为制造将硅酸钠·镁的钠离子经铵离子交换的有机阳离子修饰的硅酸盐矿物的方法,将硅酸钠·镁分散于水中并充分搅拌后,放置16小时以上,制备4质量%的分散液。一边搅拌该分散液,一边将所希望的铵盐相对于硅酸钠·镁添加30质量%~200质量%。添加后,产生阳离子交换,在层间,由于包含铵盐的水辉石不溶于水而沉淀,因此过滤并取出沉淀,并通过干燥来获得。进行制备时,为了加速分散可进行加热。

作为烷基铵改性硅酸盐矿物的市售品,可举出lucentitesan、lucentitesan-316、lucentitestn、lucentitesen、lucentitespn(以上为产品名,co-opchemicalco.,ltd.制)等,能够单独使用或者组合2种以上来使用。

在本实施方式中,作为无机物的触变剂,能够使用二氧化硅、氧化铝、氮化硅、二氧化钛、碳酸钙、氧化锌等。根据需要,这些化合物能够对表面进行调节亲水性或者疏水性的处理。

-有机物-

触变剂能够使用有机物的触变剂。

作为有机物的触变剂,可举出氧化聚烯烃、改性脲等。

前述氧化聚烯烃可自行制备,也可以使用市售品。作为市售品,例如可举出disparlon4200-20(产品名,kusumotochemicals,ltd.制)、flownonsa300(产品名,kyoeishachemicalco.,ltd.制)等。

前述改性脲为异氰酸酯单体或其加合物和有机胺的反应物。前述改性脲可自行制备,也可以使用市售品。作为市售品,例如可举出byk410(bykadditives&instruments制)等。

-含量-

触变剂的含量优选为在涂布液中相对于硬化性化合物100质量份为0.15~20质量份,更优选为0.2~10质量份,尤其优选为0.2~8质量份。尤其当为无机物触变剂时,若相对于硬化性化合物100质量份为20质量份以下,则脆性趋于优化。

<聚合引发剂>

上述涂布液能够包含公知的聚合引发剂来作为聚合引发剂。关于聚合引发剂例如能够参考日本特开2013-043382号公报的0037段。聚合引发剂优选为涂布液中所含的硬化性化合物的总量的0.1摩尔%以上,更优选为0.5~2摩尔%。并且,在除去挥发性有机溶剂的全硬化性组成物中作为质量%,优选包含0.1质量%~10质量%,更优选为0.2质量%~8质量%。

<硅烷偶联剂>

由包含硅烷偶联剂的涂布液形成的光学功能层中,通过硅烷偶联剂使与相邻层的粘附性变得牢固,因此能够显示出优异的耐久性。并且,由包含硅烷偶联剂的涂布液形成的光学功能层从形成粘附力条件的挠性支承体和阻隔层的粘附力a<光学功能层和阻隔层的粘附力b的关系的点上优选。这主要是由于,光学功能层中所包含的硅烷偶联剂通过加水分解反应和缩合反应而与相邻层的表面或该光学功能层的构成成分形成共价键。并且,当硅烷偶联剂具有聚合性自由基等反应性官能基时,形成构成光学功能层的单体成分或交联结构,也能够有助于提高与光学功能层和相邻层的粘附性。

作为硅烷偶联剂,能够没有任何限制地使用公知的硅烷偶联剂。作为从粘附性的观点来看优选的硅烷偶联剂,能够举出日本特开2013-43382号公报中记载的以下述通式(1)表示的硅烷偶联剂。

[化学式1]

通式(1)

(通式(1)中,r1~r6各自独立地为取代或未取代的烷基或者芳基。其中,r1~r6中的至少1个为包含自由基聚合性碳碳双键的取代基。)

r1~r6各自独立地为取代或者未取代的烷基或者芳基。r1~r6除去为包含自由基聚合性碳碳双键的取代基的情况,优选为未取代的烷基或者未取代的芳基。作为烷基优选碳数为1~6的烷基,更优选甲基。作为芳基,优选苯基。r1~r6尤其优选甲基。

r1~r6中的至少一个具有包含自由基聚合性碳碳双键的取代基,优选r1~r6的2个为包含自由基聚合性碳碳双键的取代基。而且,在r1~r3中,具有包含自由基聚合性碳碳双键的取代基的基团的数量为1个,尤其优选在r4~r6中具有包含自由基聚合性碳碳双键的取代基的基团的数量为1个。

以通式(1)表示的硅烷偶联剂包含2个以上的自由基聚合性碳碳双键的取代基的各自的取代基可相同也可以不同,优选相同。

包含自由基聚合性碳碳双键的取代基优选以-x-y表示。在此,x为单键、碳数为1~6的亚烷基、亚芳基,优选为单键、亚甲基、乙烯基、丙烯基、亚苯基。y为自由基聚合性碳碳双键基,优选为丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、丙烯酰基氨基、甲基丙烯酰基氨基、乙烯基、丙烯基、乙烯氧基、乙烯基磺酰基,更优选为(甲基)丙烯酰氧基。

并且,r1~r6可具有包含自由基聚合性碳碳双键的取代基以外的取代基。作为取代基的例子,可举出烷基(例如甲基、乙基、异丙基、叔丁基、正辛基、正癸基、正十六烷基、环丙基、环戊基、环己基等)、芳基(例如苯基、萘基等)、卤原子(例如氟、氯、溴、碘)、酰基(例如乙酰基、苯甲酰基、甲酰基、新戊酰基等)、酰氧基(例如乙酰氧基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基等)、烷氧基羰基(例如甲氧基羰基、乙氧基羰基等)、芳氧基羰基(例如苯氧基羰基等)、磺酰基(例如甲磺酰基、苯磺酰基等)等。

硅烷偶联剂从进一步提高与相邻层的粘附性的观点来看,优选在涂布液中以1~30质量%的范围包含,更优选为3~30质量%,进一步优选为5~25质量%。

(溶存氧减少工序)

在涂布液制备工序中制备的涂布液接下来通过溶存氧减少装置12而被调整为涂布液中的溶解氧浓度成为1000ppm以下。另外,若在涂布液制备工序中制备的涂布液的溶解氧浓度为1000ppm以下,则能够省略溶存氧减少工序,并且也能够通过溶存氧减少工序进一步降低溶存氧浓度。

在溶存氧减少工序中,将在涂布液制备工序中制备的涂布液供给于罐26内。此时,优选在将涂布液供给于罐26内之前,从氮气配管30向罐26内供给氮气来预先将罐26内的空气取代为氮气。

并且,一边从氮气配管30向罐26内供给氮气一边以搅拌机32搅拌罐26内的涂布液,将在涂布液中溶存的溶存氧转换成氮气。由此,优选将涂布液中溶存的溶存氧减少为1000ppm以下,进一步优选为500ppm以下,尤其优选为100ppm以下。

对于涂布液中的溶解氧浓度是否成为1000ppm以下,能够将涂布液以不与外部气体接触的方式从罐26中进行取样并以未图示的溶存氧计来进行测定。并且,虽未图示,但可通过在罐26中安装测定用的旁通配管,并在旁通配管安装溶存氧计来自动测定涂布液中的溶存氧。

另外,作为量子点的分散液而使用挥发性的有机溶剂时,优选通过氮气取代的搅拌操作、以及使连接于减压用配管33的真空装置运转来使有机溶剂的比例成为10000ppm以下,进一步优选成为1000ppm以下。

接着,使送液泵40运转,将罐26内的涂布液送液至模涂布机36的歧管48。此时,将通过溶存氧减少装置12减少了溶存氧的涂布液送液至涂布装置14的模涂布机36之前,优选从氮气吹入管42向送液配管38内吹入氮气。由此,能够预先将送液配管38内以及模涂布机36内部(歧管48、狭缝50)的空气以氮气进行取代。

由此,能够维持着在溶存氧减少工序中将涂布液中的溶存氧设为1000ppm以下的状态将涂布液供给至模涂布机36。

(涂布工序)

接着,在涂布工序中,将供给于模涂布机36的歧管48的涂布液涂布到卷绕在支承辊44上而被输送的挠性支承体w上来形成涂膜薄膜cf。

即,供给于歧管48的涂布液通过歧管48向涂布宽度方向扩流后,流过狭缝50而从狭缝吐出口50a朝向被输送的挠性支承体w吐出。由此,在模涂布机36的台37和挠性支承体w的间隙形成涂布液的液珠。

挠性支承体w为具有挠性的带状的支承体,例如优选为对可见光为透明的透明支承体,能够使用作为带易粘接层的聚对苯二甲酸乙二酯(pet)薄膜的toyoboco.,ltd.制cosmoshinea4100(产品名)等。

在这里相对于可见光为透明是指可见光区域中的光线透射率为80%以上,优选为85%以上。作为透明的尺度而使用的光线透射率,能够使用jis-k7105(jis:japanindustrialstandards)中所记载的方法即积分球式光线透射率测定装置来测定总光线透射率以及散射光量,并从总光线透射率减去扩散透射率来算出。关于挠性支承体,能够参考日本特开2007-290369号公报的0046~0052段、日本特开2005-096108号公报的0040~0055段。从阻气性、耐冲击性等的观点来看,挠性支承体的厚度优选在10~500μm的范围内,其中优选在15~100μm的范围内,进一步优选为25~60μm。

并且,所使用的挠性支承体w优选为相对于氧气的阻隔性优异的阻气膜,关于阻气膜的形成,在后述的阻气膜形成装置的栏中进行详细说明。

另外,在图4所示的由2个模块246a以及246b构成的模涂布机236中,能够通过同样的方法来进行溶存氧减少工序以及涂布工序,且能够经由歧管248以及狭缝250将涂布液涂布于挠性支承体。

(不活泼气体供给工序)

在不活泼气体供给工序中,通过图1以及图2所示的模块方式的不活泼气体供给装置16,或者从图4所示的设置于减压腔室215的侧板215a的不活泼气体供给口215e供给不活泼气体,并且通过以鼓风机对减压腔室15以及215内进行吸引来使减压腔室内被减压。

通过将减压腔室15以及215内进行减压,能够形成稳定的液珠,且能够经由液珠将涂布液精确度良好地涂布于挠性支承体w。

模块方式的不活泼气体供给机构向模涂布机36的歧管52供给不活泼气体,且从狭缝54朝向挠性支承体w沿宽度方向吐出不活泼气体。被吐出的不活泼气体吐出到液珠附近,从而能够将液珠附近的气体气氛设为不活泼气体气氛。并且,由于对减压腔室15内进行吸引,因此能够使液珠稳定。由于一边供给不活泼气体一边将减压腔室15内进行减压,因此优选将来自于减压腔室15的不活泼气体的排气量(吸引量)设为多于不活泼气体的供给量。不活泼气体的供给量的调节能够通过调节开闭阀68a以及70a来进行,不活泼气体的排气量的调节能够通过鼓风机58进行。

作为减压腔室15内的减压度,优选设为10pa以上。在这里,减压度表示与大气压的差。为了使涂布液珠稳定,将减压度设为10pa以上即充分。并且,若减压度变高,则易从挠性支承体w和减压腔室15之间的间隙进入空气,减压腔室内的氧浓度变得不稳定,因此不优选。作为减压度的上限,优选设为2000pa以下。

不活泼气体优选使用将氧浓度调整为小于5000ppm的不活泼气体。通过使用已调整氧浓度的不活泼气体,能够使减压腔室内的氧浓度稳定,能够使所制造的功能性薄膜的性能稳定。被调整的不活泼气体的氧浓度优选设为3000ppm以下,更优选设为1000ppm以下。不活泼气体中的氧浓度的调整能够通过以测定机构72测定混合有不活泼气体和氧气的气体的浓度,并根据该测定值调节开闭阀68a以及70a来进行。

供给于减压腔室15的不活泼气体的量优选设为100l/min/m以上且10000l/min/m以下。另外,不活泼气体的供给量的单位“m”表示相当于减压腔室的1m宽度。

并且,在从图4所示的减压腔室215的侧板215a供给不活泼气体时也能够以同样的条件进行。

(贴合工序)

接着,在贴合工序中,将卷绕在贴合辊74上而被输送的薄膜f和卷绕在支承辊44上而被输送的涂膜薄膜cf,以贴合辊74和支承辊44夹住来进行夹持,从而在涂膜薄膜cf的涂膜面侧贴合薄膜f(层压)。

由此,形成以挠性支承体w和薄膜f夹住涂膜c的3层结构的层叠膜lf,从而能够减少涂膜c与外部气体(外部气体中的氧气)的接触机会。由此,能够抑制涂膜中所含的量子点因氧气而性能劣化。

并且,在贴合中使用的薄膜f与挠性支承体w的情况相同,优选为相对于氧气的阻隔性优异的阻气膜。关于阻气膜,在后面进行叙述。

(硬化工序)

在硬化工序中,将通过挠性支承体w和薄膜f夹持涂膜c的层叠膜lf一边在支承辊44上连续输送一边从光化射线照射装置76进行光化射线照射,使涂膜c硬化而形成光学功能层。并且,在支承辊44上进行硬化工序,因此能够降低所制造的功能性薄膜ff产生褶皱。

通过以上工序,能够获得功能性薄膜ff。所获得的功能性薄膜ff通过剥离辊78从支承辊44剥离后,连续输送至未图示的卷取机,并被卷取成辊状。

但是,根据因氧气而性能劣化的原材料,相对于氧气的劣化容易性不同,因此在本发明的功能性薄膜的制造方法中,并不将在涂布涂布液的挠性支承体w上以及涂膜c上贴合的薄膜f限定于形成有相对于氧气具有阻隔性的阻隔层的阻气膜。

然而,当因氧气而性能劣化的原材料为本实施方式的量子点时,作为在涂布涂布液的挠性支承体w上以及涂膜c上贴合的薄膜f中的至少一个薄膜,优选使用阻气膜。

阻隔层至少包含无机层即可,也可以在形成阻气膜的支承体上包含至少1层的无机层和至少1层的有机层。如此将多层进行层叠能够更进一步提高层阻隔性,因此从提高耐光性的观点来看优选。另一方面,进行层叠的层数越增加,则光学功能层的光线透射率越趋于下降,因此优选在可维持良好的光线透射率的范围内增加层叠数。

具体而言,阻隔层相对于可见光区域的总光线透射率优选为80%以上,且透氧度优选为1.00cm3/(m2·day·atm)以下。总光线透射率表示遍及整个可见光区域的光线透射率的平均值。

阻隔层的透氧度更优选为0.1cm3/(m2·day·atm)以下,尤其优选为0.01cm3/(m2·day·atm)以下,更加尤其优选为0.001cm3/(m2·day·atm)以下。在此,上述氧透过率是在测定温度23℃、相对湿度90%的条件下,使用氧气透过率测定装置(mocon,inc.制,ox-tran2/20:产品名)测定的值。并且,可见光区域是指380~780nm的波长频带,总光线透射率表示除去了光学功能层的光吸收以及反射的作用的光线透射率的平均值。

可见光区域中的总光线透射率更优选为90%以上。氧透过率越低越优选,可见光区域中的总光线透射率越高越优选。

-无机层-

无机层是将无机材料作为主成分的层,优选为仅由无机材料形成的层。

无机层优选为具有阻隔氧气的阻气功能的层。具体而言,无机层的透氧度优选为1.00cm3/(m2·day·atm)以下。无机层的透氧系数能够在orbispherelaboratories制氧浓度计的检测部经由硅脂来粘贴波长变换层,并由平衡氧浓度值换算透氧系数来求出。无机层优选具有阻隔水蒸气的功能。

无机层可在阻隔层中包含2个或3个以上。

作为构成无机层的无机材料,没有特别的限定,例如能够使用金属或者无机氧化物、氮化物、氧化氮化物等各种无机化合物。作为构成无机材料的元素,优选硅、铝、镁、钛、锡、铟以及铈,可将这些包含一种或者二种以上。作为无机化合物的具体例,能够举出氧化硅、氧化氮化硅、氧化铝、氧化镁、氧化钛、氧化锡、氧化铟合金、氮化硅、氮化铝、氮化钛。并且,作为无机层,可设置金属膜,例如铝膜、银膜、锡膜、铬膜、镍膜或者钛膜。

在上述材料中,尤其优选上述具有阻隔性的无机层为包含选自氮化硅、氧化氮化硅、氧化硅、氧化铝中的至少一种化合物的无机层。这是由于由这些材料构成的无机层与有机层的粘附性良好,因此即使在无机层中存在气孔时,有机层也能够有效地填补气孔,能够抑制破断,并且即使在进一步层叠无机层的情况下仍能够进行极其良好的无机层膜形成,能够进一步提高阻隔性。

作为无机层的形成方法,没有特别的限定,例如能够使用能够使成膜材料不蒸发而是飞散而堆积在被蒸镀面上的各种成膜方法。

作为无机层的形成方法的例子,可举出将无机氧化物、无机氮化物、无机氧化氮化物、金属等无机材料进行加热来使其蒸镀的真空蒸镀法;将无机材料用作原料,并通过导入氧气来使其氧化从而使其蒸镀的氧化反应蒸镀法;将无机材料用作靶原料,通过导入氩气、氧气并进行溅射来使其蒸镀的溅射法;以等离子枪发生的等离子束来加热无机材料并使其蒸镀的离子镀法等物理气相沉积法(physicalvapordeposition法);在使氧化硅或者氮化硅的蒸镀膜成膜时,将有机硅化合物作为原料的等离子化学气相沉积法(chemicalvapordeposition法)等。将支承体、基材薄膜、波长变换层、有机层等作为基材并在其表面进行蒸镀即可。

氧化硅膜优选将有机硅化合物作为原料,并使用低温等离子化学气相成长法来形成。作为该有机硅化合物,具体而言可举出1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、六甲基二硅氧烷、乙烯基三甲基硅烷、六甲基二硅烷、甲基硅烷、二甲基硅烷、三甲基硅烷、二乙基硅烷、丙基硅烷、苯基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、八甲基环四硅氧烷等。并且,在上述有机硅化合物中,优选使用四甲氧基硅烷(tmos)、六甲基二硅氧烷(hmdso)。这是由于操作性以及蒸镀膜的特性优异。

无机层的厚度为1nm~500nm即可,优选为5nm~300nm,尤其优选为10nm~150nm。这是由于通过相邻无机层的膜厚在上述范围内,能够实现良好的阻隔性且抑制无机层中的反射,从而能够提供光线透射率更高的层叠膜。

在功能性薄膜ff中,优选含有至少1层与光学功能层相邻的无机层。优选无机层与光学功能层的两面直接接触。

-有机层-

有机层是指以有机材料为主成分的层,是指优选有机材料占50质量%以上,进一步优选占80质量%以上,尤其优选占90质量%以上的层。

作为有机层,能够参考日本特开2007-290369号公报的0020~0042段、日本特开2005-096108号公报的0074~0105段。另外,优选有机层在满足上述粘附力条件的范围内包含卡多(cardo)聚合物。这是由于,由此有机层与相邻层的粘附性尤其是与无机层的粘附性变得良好,能够实现更加进一步优异的阻气性。关于卡多聚合物的详细内容,能够参考上述日本特开2005-096108号公报的0085~0095段。有机层的膜厚优选为0.05μm~10μm的范围内,其中优选0.5~10μm的范围内。当有机层通过湿涂法形成时,有机层的膜厚优选为0.5~10μm的范围内,其中优选为1μm~5μm的范围内。并且,在通过干涂法形成时,优选为0.05μm~5μm的范围内,其中优选为0.05μm~1μm的范围内。这是由于,由湿涂法或者干涂法形成的有机层的膜厚通过在上述范围内,与无机层的粘附性变得更加良好。

关于无机层以及有机层的其他详细内容,能够参考上述日本特开2007-290369号公报、日本特开2005-096108号公报、进一步的us2012/0113672a1的记载。

实施例

以下列举实施例对本发明进行详细的说明。但是本发明并不限定于该实施例,以下实施例所示的材料、使用量、比例、处理内容、处理顺序等在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行适当的变更。

[实施例1]

(功能性薄膜的制成)

作为形成光学功能层的涂布液使用了包含量子点的光学功能层形成用涂布液(以下称作涂布液),且作为挠性支承体w以及薄膜f使用了阻气膜。并且,供给于减压腔室15的不活泼气体从设置于模涂布机36的狭缝54供给。

《挠性支承体的制作》

<支承体>

使用了仅在一个面上底涂有易粘接层的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(pet薄膜,toyoboco.,ltd.制,产品名:cosmoshinea4300,厚度50μm,宽度1000mm,长度100m)。

<有机层的形成>

对上述支承体进行了有机层的形成。首先,进行了有机层形成用涂布液的制备。有机层形成用涂布液准备tmpta(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,daicel-allnexltd.制)以及光聚合引发剂(lamberti制,esacurekto46),以tmpta:光聚合引发剂的重量比率成为95:5的方式进行秤重,将这些溶解于甲乙酮中,设为固体成分浓度15%。

将该有机层形成用涂布液使用模涂布机并通过辊对辊方式涂布到了与作为支承体的pet薄膜的易粘接面相反侧的平滑面。使涂布后的pet薄膜在50℃的干燥区间通过3分钟后,照射紫外线(累积照射量约为600mj/cm2),并通过uv硬化来使其硬化。并且,以刚刚uv硬化后的平整辊将保护膜的聚乙烯薄膜(pe薄膜,suna.kakenco.,ltd.制,商品名:pac2-30-t)贴附于挠性支承体w后,进行了输送,之后进行了卷取。形成于支承体上的有机层的厚度为1μm。

<无机层的形成>

接着,使用辊对辊方式的cvd(化学气相沉积,chemicalvapordeposition)装置,在形成于支承体上的有机层的表面上形成了无机层(氮化硅(sin)层)。从送出机送出形成有有机层的支承体,并在无机层的成膜前的最后的膜面接触辊通过之后剥离了保护膜,在露出的有机层上形成了无机层。无机层的形成中,作为原料气体使用了硅烷气体(流量160sccm)、氨气(流量370sccm)、氢气(流量590sccm)以及氮气(流量240sccm)。作为电源使用频率13.56mhz的高频电源形成了sin层。制膜压力为40pa,到达膜厚为50nm。

如此在有机层上形成无机层,且以形成后的膜面接触辊部贴附了保护pe薄膜,无机层不与平整辊接触而进行输送后,进行了卷取。由此,制作了用于涂布涂布液的挠性支承体w。

(涂布液制备工序)

<涂布液的组成>

制备下述组成的量子点分散液来作为了涂布液。

·量子点1的甲苯分散液(最大发光:520nm)10质量份

·量子点2的甲苯分散液(最大发光:630nm)1质量份

·甲基丙烯酸月桂基酯2.4质量份

·三羟甲基丙烷三丙烯酸酯0.54质量份

·光聚合引发剂0.009质量份

(irgacure819(注册商标)(cibaspecialtychemicalsco.,ltd.制))

作为量子点1、2,使用了具有下述核壳结构(inp/zns)的纳米结晶。

·量子点1:inp530-10(nn-1abs公司制)

·量子点2:inp620-10(nn-1abs公司制)

(溶剂挥发以及溶存氧减少工序)

将通过涂布液制备工序获得的涂布液供给于罐26内,一边将氮气供给于罐26一边以搅拌机32搅拌涂布液,并通过将涂布液中的溶存氧以氮气进行取代,使涂布液中的溶存氧成为了1000ppm以下。并且,将罐26内通过减压用配管33来进行减压,从而使涂布液中的甲苯挥发。涂布液中的甲苯的浓度为11000ppm。之后,将涂布液供给到了模涂布机36的歧管48。溶剂挥发后的涂布液的粘度为50mpa·s。

(涂布工序)

从模涂布机36的狭缝50吐出涂布液,在卷绕在支承辊44上而被输送的挠性支承体w(剥下了保护pe(聚乙烯,polyethylene)薄膜的支承体)的无机层上连续涂布了涂布液。由此形成了涂膜薄膜cf。另外,使用将模涂布机36的台37与支承辊44的间隙设为200μm,且使用模块宽度为1000mm的模涂布机进行了涂布。

(不活泼气体供给工序)

从设置于模涂布机36的狭缝54将氮气以1000l/min/m的供给量朝向减压腔室15内以及挠性支承体w吐出。并且,将减压腔室15内的空气以鼓风机58进行了排气。将来自于减压腔室15的气体的排气量设成了1030l/min/m。减压腔室15内的减压度为2pa。并且,减压腔室内的氧浓度的调整通过将减压腔室15内的氧浓度的目标值设为1000ppm,并将进行供给的不活泼气体以及从减压腔室15和挠性支承体w之间的间隙吸引的空气进行混合来进行(无调整)。

(贴合工序)

在支承辊44上将涂膜薄膜cf的涂膜面侧和薄膜f进行了贴合。即,在卷绕在支承辊44上而被输送的涂膜薄膜cf的涂膜面上,贴合了卷绕在贴合辊74上而进行输送的薄膜f。

(硬化工序)

使用了在支承辊44上配置的硬化装置20。即,一边进行氮气吹扫,一边使用160w/cm2的气冷金属卤化物灯(eyegraphicsco.,ltd.制)的光化射线照射装置76向层叠膜lf照射紫外线,从而使涂膜c硬化而制造了功能性薄膜ff。

[参考例]

不进行朝向减压腔室的氮气的供给、以及来自于减压腔室的排气,将涂布了涂布液的样品作为参考例进行了制造。

[比较例1]

将所供给的氮气的供给量设为1000l/min/m,将来自于减压腔室15的排气量设为1000l/min/m,将减压腔室内的减压度设为0pa,除此以外通过与实施例1相同的方法进行。

[实施例2]

将罐26内通过减压用配管33来进行减压,从而使涂布液中的甲苯的浓度挥发至9000ppm,除此以外通过与实施例1相同的方法进行。

[实施例3]

将所供给的氮气的供给量设为1000l/min/m,将来自于减压腔室15的排气量设为1070l/min/m,且将减压腔室内的减压度设为12pa,除此以外通过与实施例1相同的方法进行。

[实施例4]

所供给的氮气使用了在由模涂布机36吐出之前已将氧浓度调整为100ppm的氮气,除此以外通过与实施例3相同的方法进行(有调整)。

[评价方法]

(氧浓度变动幅度)

测定减压腔室内的氧浓度分布,以将减压腔室内的氧浓度的上限值和平均值之差、以及下限值和平均值之差除以氧浓度的平均值的值(百分率)进行了评价。

a……±5%以内

b……±10%以内

c……大于±10%

(功能性薄膜的性能)

测定刚刚进行样品制作之后的亮度(cd/cm2)、以及在85℃的干燥烘箱中放入100小时之后的亮度,以将刚刚进行样品制作之后的亮度除以在干燥烘箱放入100小时之后的亮度的值进行了评价。另外,在下述评价中,a以及b为本发明的范围。

a……0.95~1.0

b……0.85~小于0.95

c……小于0.85

将结果示于表1。

[表1]

[评价结果]

在将减压腔室15内进行了减压的实施例1~4中,能够使减压腔室内的氧浓度稳定,所制造的功能性薄膜的性能也良好。在不将减压腔室15内进行减压的比较例1中,减压腔室15内的氧浓度分布不稳定,所制造的功能性薄膜的性能也出现了差异。并且,未进行氮气供给的参考例中,所制造的功能性薄膜出现了性能的下降。通过降低涂布液中的有机溶剂的浓度(实施例2),或提高减压腔室15内的减压度(实施例3),或供给已调整氧浓度的氮气(实施例4),能够使减压腔室15内的氧浓度进一步稳定,能够制造出性能上没有差异的功能性薄膜。

符号说明

10-功能性薄膜的制造装置,12-溶存氧减少装置,14-涂布装置,15-减压腔室,15a-侧板,15b-背板,15c-底板,15d-开口,15e-开口部,16-不活泼气体供给装置,18-贴合装置,20-硬化装置,22-氮气取代机构,24-涂布液供给机构,26-罐,28-涂布液配管,30-氮气配管,32-搅拌机,34-通气管,36-模涂布机,36a-壳体部,36b-前端唇部,36c-上游侧唇台,36d-下游侧唇台,36e-上游侧倾斜面,37-台,38-送液配管,40-送液泵,42-氮气吹入管,44-支承辊,46a、46b、46c-模块,48、52-歧管,50、54-狭缝,50a-狭缝吐出口,56-配管,58-鼓风机,62-氮气瓶,64-空气瓶,66-共用供给配管,68-氮气供给配管,70-空气供给配管,72-测定机构,74-贴合辊,76-光化射线照射装置,78-剥离辊,215-减压腔室,215a-侧板,215b-背板,215c-底板,215e-不活泼气体供给口,236-模涂布机,246a、246b-模块,248-歧管,250-狭缝,250a-吐出口,w-挠性支承体,cf-涂膜薄膜,f-进行贴合的薄膜,lf-積层薄膜,ff-功能性薄膜,c-涂膜。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1