本發(fā)明涉及電子設(shè)備及其制造方法。更詳細而言,本發(fā)明涉及包含保護片和量子點熒光體的電子設(shè)備及其制造方法,所述保護片具備包括基材(x)和在上述基材(x)上層疊的層(y)的多層結(jié)構(gòu)體。
背景技術(shù):
以往,作為用于顯示裝置內(nèi)的液晶等的電子設(shè)備的、具有含鋁的阻氣層的復合結(jié)構(gòu)體,例如提出了復合結(jié)構(gòu)體,該復合結(jié)構(gòu)體具有由氧化鋁粒子和磷化合物的反應(yīng)產(chǎn)物構(gòu)成的透明阻氣層(參照專利文獻1)。
作為形成該阻氣層的方法之一,在專利文獻1中公開了在塑料膜上施涂包含氧化鋁粒子和磷化合物的涂布液,接著進行干燥和熱處理的方法。
但是,上述以往的阻氣層在高溫高濕度條件下存在阻氣性能降低的情況,存在經(jīng)過長時間阻氣性變得不充分的情況。
另外,近年來,在發(fā)光二極管(led)等的電子設(shè)備中,作為改變?nèi)肷涔獾牟ㄩL而發(fā)射的熒光體,使用量子點。量子點(qd)是發(fā)光性的半導體納米粒子,直徑的范圍通常相當于1~20nm。并且,在輪廓明晰、3維且納米規(guī)模大的半導體結(jié)晶中以量子態(tài)封閉電子。這種量子點熒光體容易發(fā)生凝聚,由氧等導致劣化,因此通常分散于樹脂等中來使用。
專利文獻2中公開了大量的量子點分散在由溶膠或凝膠、pmma(聚甲基丙烯酸甲酯)、聚苯乙烯、聚碳酸酯、uv固化樹脂和環(huán)氧樹脂等的熱固性樹脂構(gòu)成的基體材料中分散而得的閃存(フラッシュ)?模組。
但是,即使是在樹脂中分散的量子點熒光體,仍然存在由于大氣中所含的氧、水等而導致劣化的情況。
現(xiàn)有技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2003-251732號公報
專利文獻2:日本特開2006-114909號公報。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的課題
本發(fā)明的目的在于提供一種包含量子點熒光體的電子設(shè)備,其在濕熱試驗前后都具有高阻擋性能、且光學特性也優(yōu)異。另外,本發(fā)明的目的在于提供一種包含量子點熒光體的電子設(shè)備,其在長期使用中,大氣中所含的氧、水等導致的劣化得以抑制。本說明書中,“阻氣性”只要沒有特別說明,意指阻擋除水蒸氣以外的氣體的性能。另外,本說明書中,簡稱為“阻擋性”的情況意指阻氣性和水蒸氣阻擋性的兩種阻擋性。進而,本說明書中,“光學特性”意指總光線透過率和霧度。
用于解決課題的技術(shù)手段
經(jīng)過深入地研究,結(jié)果本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn),通過包含量子點熒光體的電子設(shè)備可以實現(xiàn)上述目的,所述量子點熒光體被包括包含特定層的多層結(jié)構(gòu)體的保護片被覆,從而完成了本發(fā)明。
本發(fā)明提供一種包含量子點熒光體的電子設(shè)備,其是包含量子點熒光體的電子設(shè)備,
上述電子設(shè)備具備保護片,
上述保護片包含包括基材(x)和在上述基材(x)上層疊的層(y)的多層結(jié)構(gòu)體(w),
上述層(y)包含含有鋁的化合物(a)和磷化合物(b)的反應(yīng)產(chǎn)物(d),
上述反應(yīng)產(chǎn)物(d)的平均粒徑在5~50nm的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的包含量子點熒光體的電子設(shè)備中,可以在包含量子點熒光體的層的一側(cè)或兩側(cè)配置上述保護片。
本發(fā)明的包含量子點熒光體的電子設(shè)備的保護片中,上述磷化合物(b)可以為無機磷化合物(bi)。
本發(fā)明的包含量子點熒光體的電子設(shè)備的保護片中,上述含有鋁的化合物(a)可以是含有鋁的金屬氧化物(aa)。
本發(fā)明的包含量子點熒光體的電子設(shè)備的保護片中,上述反應(yīng)產(chǎn)物(d)的平均粒徑可以在20~40nm的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的包含量子點熒光體的電子設(shè)備的保護片在40℃、90%rh的條件下的透濕度可以為1.0g/(m2?day)以下。
本發(fā)明的包含量子點熒光體的電子設(shè)備的保護片中,上述基材(x)可以包含熱塑性樹脂膜。
上述層(y)可以包含含有選自羰基、羥基、羧基、酸酐基和羧基的鹽中的至少1種的官能團的聚合物(f)。
本發(fā)明的電子設(shè)備中,上述多層結(jié)構(gòu)體(w)可以進一步包含與上述層(y)相鄰而配置的層(z)。上述層(z)可以包含具有含磷原子的官能團的聚合物(boa)。
上述層(z)的聚合物(boa)可以是聚(乙烯基膦酸)或聚(2-膦?;趸一谆┧狨?。
另外,本發(fā)明提供上述包含量子點熒光體的電子設(shè)備的制造方法,其中,電子設(shè)備具備保護片,上述保護片包含包括基材(x)和在上述基材(x)上層疊的層(y)的多層結(jié)構(gòu)體(w),上述層(y)包含含有鋁的化合物(a)和磷化合物(b)的反應(yīng)產(chǎn)物(d),所述方法包括:
將包含含有鋁的化合物(a)、磷化合物(b)和溶劑的涂布液(s)在上述基材(x)上施涂,形成包含反應(yīng)產(chǎn)物(d)前體的層(y)前體的步驟(i),和
將上述層(y)前體在140℃以上的溫度下進行熱處理,由此形成上述層(y)的步驟(ii),
上述步驟(i)中的層(y)的前體層的溶劑含有率為0.4wt%以下,且反應(yīng)產(chǎn)物(d)前體的平均粒徑低于5nm。
本發(fā)明的電子設(shè)備的制造方法中,上述磷化合物(b)可以是無機磷化合物(bi)。
本發(fā)明的電子設(shè)備的制造方法中,上述含有鋁的化合物(a)可以是含有鋁的金屬氧化物(aa)。
本發(fā)明的電子設(shè)備的制造方法中,上述步驟(i)中,具有將涂布液(s)在上述基材(x)上施涂之后,除去上述涂布液(s)中的溶劑的干燥步驟,上述干燥步驟中的干燥溫度可以低于140℃。
本發(fā)明的電子設(shè)備的制造方法中,上述層(y)前體的紅外線吸收光譜中,1080~1130cm-1的范圍中的吸光度的極大值ar和850~950cm-1的范圍中的吸光度的極大值ap之比ar/ap可以為2.0以下。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明,可以得到在濕熱試驗前后都具有高阻擋性能、且光學特性也優(yōu)異的包含量子點熒光體的電子設(shè)備。另外,根據(jù)本發(fā)明,可以得到在長期使用中,大氣中所含有的氧或水等導致的劣化受到抑制的包含量子點熒光體的電子設(shè)備。進一步地,可以得到即使在大氣下長期使用(例如2000小時連續(xù)發(fā)光),劣化也少的、性能保持率優(yōu)異的包含量子點熒光體的電子設(shè)備。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的實施方式涉及的電子設(shè)備的一部分的截面圖。
圖2表示在包封材料的至少一部分使用本發(fā)明的實施方式1涉及的包含量子點熒光體的組合物的發(fā)光裝置的例子的截面圖。
圖3表示使用本發(fā)明的實施方式1涉及的量子點熒光體分散樹脂成型體而得的發(fā)光裝置的例子的截面圖。
圖4表示使用本發(fā)明的實施方式1涉及的包含量子點熒光體的組合物和量子點熒光體分散樹脂成型體而得的發(fā)光裝置的例子的截面圖。
圖5是本發(fā)明的實施方式2涉及的包含量子點熒光體的結(jié)構(gòu)物的一個例子的截面圖。
圖6是應(yīng)用本發(fā)明的實施方式2涉及的包含量子點熒光體的結(jié)構(gòu)物而得的發(fā)光裝置的一個例子的截面圖。
圖7是應(yīng)用本發(fā)明的實施方式2涉及的包含量子點熒光體的結(jié)構(gòu)物而得的發(fā)光裝置的其他例子的截面圖。
圖8實施例1-1中得到的多層結(jié)構(gòu)體(w)的層(y-1)前體的sem照片。
圖9實施例1-1中得到的多層結(jié)構(gòu)體(w)的層(y-1)的sem照片。
圖10實施例1-1中得到的多層結(jié)構(gòu)體(w)的層(y-1)前體和層(y-1)的紅外線吸收光譜。
具體是實施方式
對于本發(fā)明,以下列舉例子進行說明。應(yīng)予說明,以下的說明中,存在示例物質(zhì)、條件、方法、數(shù)值范圍等的情況,但本發(fā)明不受這種示例的限定。另外,所示例的物質(zhì)只要沒有特別注明,可以單獨使用1種,也可以將2種以上并用。
只要沒有特別注明,本說明書中,“在特定的構(gòu)件(基材、層等)上層疊特定的層”這樣的記載的意思中,除了以與該構(gòu)件接觸的方式層疊該特定的層的情況之外,還包括夾著其他的層在該構(gòu)件的上方層疊該特定的層的情況。“在特定的構(gòu)件(基材、層等)上形成特定的層”、“在特定的構(gòu)件(基材、層等)上配置特定的層”這樣的記載也是同樣的。另外,只要沒有特別注明,“在特定的構(gòu)件(基材、層等)上施涂液體(涂布液等)”這樣的記載的意思中,除了在該構(gòu)件上直接施涂該液體的情況之外,還包括在該構(gòu)件上形成的其他的層上施涂該液體的情況。
[電子設(shè)備]
本發(fā)明的使用多層結(jié)構(gòu)體(w)而得的包含量子點熒光體的電子設(shè)備具備電子設(shè)備本體和被覆電子設(shè)備本體的表面的保護片。用于本發(fā)明的電子設(shè)備的保護片具備包括基材(x)和基材(x)上層疊的層(y)的多層結(jié)構(gòu)體(w)。對于多層結(jié)構(gòu)體(w)的詳細情況,如后所述。保護片可以僅由多層結(jié)構(gòu)體(w)構(gòu)成,也可以含有其他構(gòu)件或其他的層。以下,只要沒有特別注明,對于保護片具備多層結(jié)構(gòu)體(w)的情況進行說明。
本發(fā)明的電子設(shè)備的一個例子的一部分截面圖如圖1所示。圖1的電子設(shè)備11具備:電子設(shè)備本體1、用于包封電子設(shè)備本體1的包封材料2和用于保護電子設(shè)備本體1的表面的保護片3。包封材料2覆蓋電子設(shè)備本體1的整個表面。保護片3以可保護電子設(shè)備本體1的表面的方式來配置即可,可以在電子設(shè)備本體1的表面上直接配置(未圖示),也可以如圖1所示經(jīng)由包封材料2等的其他構(gòu)件在電子設(shè)備本體1的表面上配置。如圖1所示,在配置有第1保護片的表面的相反側(cè)的表面,可以配置第2保護片。這種情況下,在相反側(cè)的表面配置的第2保護片可以與第1保護片相同,也可以不同。
合適的保護片保護量子點熒光體材料免受高溫、氧和濕氣等的環(huán)境條件的影響。作為合適的保護片,可以列舉疏水性、與量子點熒光體材料在化學和機械上有適應(yīng)性、表現(xiàn)出光穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性、具有高溫耐熱性、不黃變的透明的光學材料。合適的是,1個以上的保護片整合了量子點熒光體材料和折射率。優(yōu)選的實施方式中,量子點熒光體材料的基材和1個以上的相鄰的保護片以具有類似的折射率的方式整合折射率,結(jié)果,通過保護片向著量子點熒光體材料傳遞的光的大半從保護片傳遞到熒光體材料內(nèi)。通過折射率整合,保護片和基體材料之間的界面中的光學損失減少。
作為本發(fā)明的量子點熒光體材料的基體材料,可以列舉聚合物、有機和無機的氧化物等。合適的實施方式中,聚合物基本上是半透明的或基本上是透明的。作為合適的基體材料,除后述的分散用樹脂之外,例如可以列舉環(huán)氧樹脂、丙烯酸酯、降冰片烯、聚乙烯、聚(乙烯醇縮丁醛):聚(乙酸乙烯酯)、聚脲、聚氨酯;氨基硅酮(ams)、聚苯基甲基硅氧烷、聚苯基烷基硅氧烷、聚二苯基硅氧烷、聚二烷基硅氧烷、倍半硅氧烷、氟化硅酮以及乙烯基和氫化物取代硅酮等的硅酮和硅酮衍生物;由甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸月桂基酯等的單體形成的丙烯酸聚合物和共聚物;聚苯乙烯、氨基聚苯乙烯(aps)、和聚(丙烯腈乙烯苯乙烯)(aes)等的苯乙烯系聚合物;二乙烯基苯等、與二官能性單體交聯(lián)而得的聚合物;適合于與配體材料交聯(lián)的交聯(lián)劑、與配體胺(例如aps或pei配體胺)結(jié)合形成環(huán)氧基的環(huán)氧化物等。
本發(fā)明的保護片合適的是固體材料。作為固體材料,例如可以列舉固化的液體、凝膠或者聚合物等。保護片根據(jù)特定的用途,可以包含撓性或非撓性材料。保護片優(yōu)選為平面層,根據(jù)特定的照明用途,可以含有任意的合適的形狀和表面積結(jié)構(gòu)。合適的保護片材料中,除后述的多層結(jié)構(gòu)體(w)的材料以外,還可以使用本技術(shù)領(lǐng)域中已知的任意的合適的保護片材料。作為除多層結(jié)構(gòu)體(w)以外的保護片,作為合適的阻擋材料,例如可以列舉玻璃、聚合物和氧化物。作為聚合物,可以列舉聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)等。作為氧化物,可以列舉sio2、si2o3、tio2、al2o3等。它們可以單獨使用1種,也可以將2種以上組合使用。優(yōu)選的是,本發(fā)明的保護片包括包含不同材料或組合物的至少2層(例如基材(x)和層(y)),結(jié)果,對于多層狀的保護片,使得保護片內(nèi)的針孔缺陷配列排除或減少,對于氧和濕氣向著量子點熒光體材料內(nèi)的入侵,提供有效的阻擋。保護片的材料、厚度和數(shù)目取決于具體的用途,合適的是,以使包含量子點熒光體的電子設(shè)備的厚度最小化、同時使量子點熒光體的阻擋保護和亮度最大化的方式進行選擇。優(yōu)選的實施方式中,各保護片包含層疊體(層疊膜),優(yōu)選包含雙重層疊體(雙重層疊膜),各保護片的厚度對于輥對輥或?qū)盈B制造工藝時排除褶皺是足夠厚的。進一步地,保護片的數(shù)目或厚度為,在量子點熒光體材料包含重金屬或其他毒性材料的實施方式中,取決于法定的毒性指標,該指標有時需要更多或者更厚的保護片。阻擋的進一步的討論事項可以列舉費用、入手可能性和機械強度。
在優(yōu)選的實施方式中,包含量子點熒光體的電子設(shè)備包含2個以上具備多層結(jié)構(gòu)體(w)的保護片,這些保護片與量子點熒光體材料的各側(cè)面相鄰。另外,各側(cè)面上可以具備1個以上除具備多層結(jié)構(gòu)體(w)的保護片以外的其他的保護片。即,在上述各側(cè)面上可以包含2個或3個層(保護片)。更優(yōu)選的實施方式中,對于包含量子點熒光體的電子設(shè)備,在量子點熒光體材料的各側(cè)面上包含2個保護片,其中至少一個包含具備多層結(jié)構(gòu)體(w)的保護片。
本發(fā)明的包含量子點熒光體的層可以是任意期望的尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)和厚度。量子點熒光體可以以適合于所期望的機能的任意的填充率包埋在基體材料內(nèi)。包含量子點熒光體的層的厚度和寬度可以通過濕式涂布、涂裝、旋轉(zhuǎn)涂布、絲網(wǎng)印刷等本技術(shù)領(lǐng)域中已知的任意的方法來控制。在特定的量子點熒光體膜的實施方式中,量子點熒光體材料可以具有500μm以下、優(yōu)選250μm以下、更優(yōu)選200μm以下、進一步優(yōu)選50~150μm、最優(yōu)選50~100μm的厚度。
優(yōu)選的實施方式中,將本發(fā)明的包含量子點熒光體的電子設(shè)備的上部和底部保護片層進行機械上的密封。如圖1表示的實施方式所示,上部保護片層和/或底部保護片層被一起夾壓,將量子點熒光體密封。合適的是,為了使量子點熒光體材料對環(huán)境內(nèi)的氧和濕氣的暴露最小化,端部在量子點熒光體和保護片層貼付之后被立即夾壓。阻擋端部可以通過夾壓、沖壓、熔融、輥壓、加壓等進行密封。
優(yōu)選的實施方式中,將本發(fā)明的包含量子點熒光體的電子設(shè)備的上部和底部保護片層進行機械上的密封時,可以使用任意的粘接劑,從端部粘接的容易性、保持量子點的高光學特性這種觀點考慮,優(yōu)選使用環(huán)氧樹脂等的合適的光學粘接材料。
本發(fā)明的包含量子點熒光體的電子設(shè)備本體例如可以應(yīng)用在用于液晶顯示器(lcd)、電視機、電腦、便攜電話、智能電話、便攜信息終端(pda)、游戲機、電子讀書裝置、數(shù)碼相機等的顯示器裝置的背光單元(blu)、室內(nèi)或室外的照明(例如舞臺照明、裝飾照明、重點照明、博物館照明等)的照明用途。
本發(fā)明的包含量子點熒光體的電子設(shè)備本體適合用于光生伏打用途,也可以用作量子點降頻轉(zhuǎn)換層或膜。本發(fā)明的包含量子點熒光體的電子設(shè)備本體可以將太陽光的一部分通過太陽能電池的活性層吸收,可以轉(zhuǎn)換為更低能量的光。該被轉(zhuǎn)換的光的波長通過利用本發(fā)明的包含量子點熒光體的電子設(shè)備本體的這種降頻轉(zhuǎn)換,可以通過活性層吸收并轉(zhuǎn)化為電力。因此,采用本發(fā)明的包含量子點熒光體的電子設(shè)備本體的太陽能電池可以具有增加的太陽光轉(zhuǎn)換效率。
本發(fā)明的包含量子點熒光體的電子設(shè)備本體包含作為光源、光過濾器和/或一次光的降頻轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用。在某一特定的實施方式中,本發(fā)明的包含量子點熒光體的電子設(shè)備本體是一次光源,包含量子點熒光體的電子設(shè)備是包含在電刺激時釋放光子的電子發(fā)光性量子點熒光體的電子發(fā)光性設(shè)備。在某一特定的實施方式中,包含量子點熒光體的電子設(shè)備是光過濾器,量子點熒光體吸收具有某一特定波長或波長范圍的光。對于包含量子點熒光體的電子設(shè)備,可以使特定的波長或波長范圍通過、同時使其他被吸收或過濾除去。在某一特定的實施方式中,包含量子點熒光體的電子設(shè)備是降頻轉(zhuǎn)換器,由此,來自一次光源的一次光的至少一部分在包含量子點熒光體的電子設(shè)備內(nèi)被量子點熒光體吸收,作為具有比一次光更低能量或更長波長的二次光被再次放出。在優(yōu)選的實施方式中,包含量子點熒光體的電子設(shè)備是濾光器和一次光降頻轉(zhuǎn)換器兩者,由此,一次光的第1部分不會被包含量子點熒光體的電子設(shè)備內(nèi)的量子點熒光體吸收,而可以通過包含量子點熒光體的電子設(shè)備,一次光的至少第2部分被量子點熒光體吸收,降頻轉(zhuǎn)換為具有比一次光更低能量或更長波長的二次光。
包封材料2是根據(jù)電子設(shè)備本體1的種類和用途等而適當附加的任意的構(gòu)件。作為包封材料,可以列舉乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇縮丁醛樹脂、硅酮樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、纖維素樹脂、聚苯乙烯樹脂、苯乙烯丁二烯共聚物等。
本發(fā)明的包含量子點熒光體的電子設(shè)備的保護片可以具有撓性。在本說明書中,撓性意指可以卷繞于直徑50cm的輥上。例如意指即使卷繞在直徑50cm的輥上、也未發(fā)現(xiàn)目視確認到的破損。可以卷繞在直徑比50cm要小的輥上的情況下,電子設(shè)備或保護片的柔軟性更高,因此是優(yōu)選的。
包含多層結(jié)構(gòu)體(w)的保護片的阻氣性和水蒸氣阻擋性優(yōu)異,即使在高溫高濕度條件下,阻氣性和水蒸氣阻擋性也優(yōu)異。因此,通過使用該保護片,可以保護量子點熒光體免受氧和水等的影響,可以得到即使在嚴苛的環(huán)境下劣化也少的電子設(shè)備。
多層結(jié)構(gòu)體(w)也可以用作lcd用基板膜、有機el用基板膜、電子紙用基板膜等稱為基板膜的膜。這種情況下,多層結(jié)構(gòu)體可以兼作基板和保護膜。另外,作為保護片的保護對象的電子設(shè)備不限于上述示例,例如可以是ic標簽、光通信用設(shè)備、燃料電池等。
保護片可以包括在多層結(jié)構(gòu)體(w)的一個表面或兩個表面配置的表面保護層。作為表面保護層,優(yōu)選為由難以劃傷的樹脂制成的層。另外,如太陽能電池這樣,有時在室外使用的設(shè)備的表面保護層優(yōu)選由耐候性(例如耐光性)高的樹脂制成。另外,在保護必須透光的面的情況下,優(yōu)選為透光性高的表面保護層。作為表面保護層(表面保護膜)的材料,例如可以列舉丙烯酸樹脂、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚四氟乙烯、4-氟乙烯-全氯烷氧基共聚物、4-氟乙烯-6-氟丙烯共聚物、2-乙烯-4-氟乙烯共聚物、聚3-氟氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯等。保護片的一個例子包括在一個表面配置的丙烯酸樹脂層。
為了提高表面保護層的耐久性,可以在表面保護層中添加各種添加劑(例如紫外線吸收劑)。耐候性高的表面保護層的優(yōu)選的一個例子為,添加了紫外線吸收劑的丙烯酸樹脂層。作為紫外線吸收劑,例如可以列舉苯并三唑系、二苯甲酮系、水楊酸酯系、氰基丙烯酸酯系、鎳系、三嗪系的紫外線吸收劑,但不限于它們。另外,也可以并用其他穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、抗氧化劑等。
將保護片接合于包封包含量子點熒光體的電子設(shè)備本體的包封材料的情況下,保護片優(yōu)選包含與包封材料的粘接性高的接合用樹脂層。包封材料由乙烯-乙酸乙烯酯共聚物形成的情況下,作為接合用樹脂層,例如可以列舉與乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的粘接性得以提高的聚對苯二甲酸乙二醇酯。構(gòu)成保護片的各層可以使用公知的粘接劑或上述粘接層進行粘接。
[實施方式1]
本發(fā)明的實施方式1涉及的包含量子點熒光體的電子設(shè)備中,使用量子點熒光體分散樹脂成型體。量子點熒光體分散樹脂成型體是,在樹脂中分散量子點熒光體得到分散液(組合物),使用該分散液進行成型,由此而得到。成型方法沒有特別限定,可以使用公知的方法。作為分散用樹脂,優(yōu)選為環(huán)烯烴(共)聚合物。作為環(huán)烯烴(共)聚合物,例如可以列舉下述式[q-1]所示的環(huán)烯烴聚合物(cop)或下述式[q-2]所示的環(huán)烯烴共聚物(coc)。作為這種環(huán)烯烴(共)聚合物,可以使用市售品。作為市售品,例如可以列舉,作為cop型的zeonex(注冊商標)系列(日本ゼオン株式會社制)、作為coc型的apl5014dp(三井化學株式會社制、化學結(jié)構(gòu);―(c2h4)x(c12h16)y―;下標x、y是大于0小于1的實數(shù),表示共聚比)等。
[化1]
[化2]
式[q-1]中,r1、r2各自獨立地,相同或不同,表示選自氫原子;碳原子數(shù)1~6的直鏈狀或支鏈狀的飽和烴基(合適的是烷基);氯或氟的鹵素原子;和鹵素原子為氯原子或氟原子的三鹵代甲基中的一價基團。另外,r1、r2的烷基在相鄰的取代部位可以彼此鍵合,形成至少1個5~7元環(huán)的飽和烴的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。r為正整數(shù)。
式[q-2]中,r3表示選自氫原子;碳原子數(shù)1~6的直鏈狀或支鏈狀的飽和烴基(合適的是烷基);氯或氟的鹵素原子;和鹵素原子為氯原子或氟原子的三鹵代甲基中的一價基團。r4、r5各自獨立地,相同或不同,表示選自氫原子;碳原子數(shù)1~6的直鏈狀或支鏈狀的飽和烷基(合適的是烷基);氯或氟的鹵素原子;和鹵素原子為氯原子或氟原子的三鹵代甲基中的一價基團。另外,r4或r5的烷基在相鄰的取代部位可以彼此鍵合,形成至少1個5~7元環(huán)的飽和烴的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。x、y是大于0小于1的實數(shù),滿足x+y=1的關(guān)系式。
式[q-1]所示的環(huán)烯烴聚合物(cop)例如是,以降冰片烯類作為原料,利用grubbs催化劑等進行開環(huán)移位聚合后,進行氫化,由此而得到。式[q-2]所示的環(huán)烯烴共聚物(coc)例如是,以降冰片烯類作為原料,利用金屬茂催化劑等與乙烯等進行共聚,由此而得到。
樹脂中分散量子點熒光體的方法沒有特別限定,優(yōu)選的是,在惰性氣體氣氛下將樹脂溶解于溶劑而得的溶液中,在惰性氣體氣氛下加入使量子點熒光體分散于分散介質(zhì)而得的分散液,進行混煉。此時使用的分散介質(zhì)優(yōu)選為溶解樹脂的溶劑,更優(yōu)選分散介質(zhì)與溶劑相同。上述溶劑和分散介質(zhì)可以無限制地使用,優(yōu)選使用甲苯、二甲苯(鄰-、間-或?qū)?)、乙苯、四氫化萘等的烴系溶劑。另外,還可以使用氯苯、二氯苯(鄰-、間-或?qū)?)、三氯苯等的氯系烴溶劑。另外,作為在以上的步驟中使用的惰性氣體,可以列舉氦氣、氬氣、氮氣,它們可以單獨使用,也可以以任意比例混合來使用。
應(yīng)予說明,適用于實施方式1的量子點熒光體是,其粒徑為1~100nm,在數(shù)十nm以下的情況下,表現(xiàn)出量子效應(yīng)的熒光體。量子點熒光體的粒徑優(yōu)選在2~20nm的范圍內(nèi)。
量子點熒光體的結(jié)構(gòu)由無機熒光體核和在該無機熒光體的表面配位的包覆層(例如具有脂肪族烴基的有機惰性層)構(gòu)成,無機熒光體的核部(金屬部)被有機惰性層被覆。通常,在量子點熒光體粒子的表面,主要為了防止凝聚等,將有機惰性層配位于核表面。進一步地,有機惰性層(也稱為殼)除了防止凝聚以外,還擔負以下作用:保護核粒子免受周圍的化學環(huán)境的影響、對于表面賦予電穩(wěn)定性、控制在特定溶劑系中的溶解性。另外,有機惰性可以根據(jù)目的來選擇化學結(jié)構(gòu),但例如可以是具有直鏈狀或支鏈狀的碳原子數(shù)6~18左右的脂肪族烴(例如烷基)的有機分子。
[無機熒光體]
作為無機熒光體,例如可以列舉ii族-vi族化合物半導體的納米結(jié)晶、iii族-v族化合物半導體的納米結(jié)晶等。這些納米結(jié)晶的形態(tài)沒有特別限定,例如可以列舉具有在inp納米結(jié)晶的核部分被覆由zns/zno等形成的殼部分而得的核?殼(core-shell)結(jié)構(gòu)的結(jié)晶、或者具有核?殼的邊界不明確的組成發(fā)生梯度(gradient)變化的結(jié)構(gòu)的結(jié)晶、或者在同一結(jié)晶內(nèi)部分地分開存在2種以上的化合物結(jié)晶的混合結(jié)晶或2種以上的納米結(jié)晶化合物的合金等。
[包覆劑]
接著,作為在無機熒光體的表面配位的包覆劑(用于形成有機惰性層的試劑),可以列舉具備具有碳原子數(shù)2~30、優(yōu)選碳原子數(shù)4~20、更優(yōu)選碳原子數(shù)6~18的直鏈結(jié)構(gòu)或支鏈結(jié)構(gòu)的脂肪族烴基的有機分子。在無機熒光體的表面配位的包覆劑(用于形成有機惰性層的試劑)具有用于與無機熒光體配位的官能團。作為這種官能團,例如可以列舉羧基、氨基、酰胺基、硝基、羥基、醚基、羰基、磺?;?、膦?;驇€基等。它們之中,優(yōu)選為羧基。
實施方式1的包含量子點熒光體的電子設(shè)備涉及的量子點熒光體分散樹脂成型體的制造中使用的組合物中,以0.01~20質(zhì)量%的濃度范圍在樹脂(例如環(huán)烯烴(共)聚合物)中均勻地分散量子點熒光體。另外,實施方式1的包含量子點熒光體的組合物中,可以優(yōu)選以超過0.1質(zhì)量%低于15質(zhì)量%、更優(yōu)選超過1質(zhì)量%低于10質(zhì)量%的濃度范圍在環(huán)烯烴(共)聚合物中均勻地分散量子點熒光體。量子點熒光體的濃度低于0.01質(zhì)量%的情況下,作為發(fā)光元件用的量子點熒光體分散樹脂成型體,無法得到充分的發(fā)光強度,不優(yōu)選。另一方面,量子點熒光體的濃度超過20質(zhì)量%的情況下,量子點熒光體可能發(fā)生凝聚,無法得到量子點熒光體均勻地分散的量子點熒光體分散樹脂成型體,不優(yōu)選。
[量子點熒光體的制備方法]
對于實施方式1中使用的量子點熒光體,所期望的化合物半導體的納米結(jié)晶為使用所得的金屬前體制造納米結(jié)晶后,接著將其進一步分散在有機溶劑中。并且,通過將納米結(jié)晶以規(guī)定的反應(yīng)性化合物(殼部分的化合物)進行處理,由此可以制備具有在無機熒光體的表面配位有烴基的結(jié)構(gòu)的量子點熒光體。處理方法沒有特別限定,例如可以列舉使納米結(jié)晶的分散液在反應(yīng)性化合物的存在下進行回流的方法。另外,作為量子點熒光體的制造方法,例如可以使用日本特開2006-199963號公報中公開的方法。
實施方式1中使用的量子點熒光體中,構(gòu)成被覆無機熒光體(核部)表面的有機惰性層的烴基的量沒有特別限定,相對于無機熒光體1粒子(核),烴基的烴鏈通常為2~500摩爾的范圍,優(yōu)選10~400摩爾的范圍,更優(yōu)選20~300摩爾的范圍。在烴鏈低于2摩爾的情況下,無法賦予作為有機惰性層的功能,例如熒光體粒子容易發(fā)生凝聚。另一方面,烴鏈超過500摩爾的情況下,不僅來自核部的發(fā)光強度降低,而且存在無法配位于無機熒光體的過量的烷基,因此存在容易引起液狀包封樹脂的性能降低的傾向。另外,量子點熒光體的成本上升。
另外,實施方式1涉及的量子點熒光體分散樹脂成型體可以是將包含量子點熒光體的組合物成型為成型物來制造。該成型物吸收由光源照射的光的至少一部分,從成型物中所包含的量子點熒光體發(fā)出2次光,作為成型物有效地發(fā)揮作用。作為包含量子點熒光體的組合物的成型方法,例如有將該組合物在基材上涂布或者填充于模具之后,在上述惰性氣體氣氛下加熱干燥,由此除去溶劑,根據(jù)需要從基材或模具進行剝離的方法等。另外,含有量子點熒光體的組合物也可以作為包封led芯片的包封材料來使用。
作為量子點熒光體分散樹脂成型體的制造方法,例如可以列舉具備以下步驟的方法:制備在溶劑中溶解有環(huán)烯烴系(共)聚合物的溶液的步驟、在上述溶液中以所得的成型體中的量子點熒光體的濃度為0.01~20質(zhì)量%的范圍的方式分散量子點熒光體,接著進行混煉,由此制造包含量子點熒光體的組合物的步驟、和將上述含有量子點熒光體的組合物在基材上涂布或者填充于模具,進行加熱干燥的步驟。溶劑和分散介質(zhì)如上所述。
通過上述加熱干燥等來制造量子點熒光體分散樹脂成型體,或者進一步在之后進行加壓成型,由此可以制造樹脂透鏡、樹脂板和樹脂膜等。
圖2表示在包封材料的至少一部分使用實施方式1涉及的包含量子點熒光體的組合物的發(fā)光裝置的例子的截面圖。圖2中,發(fā)光裝置100包括led芯片10、引線電極12、杯14、包封材料16、17而構(gòu)成。根據(jù)需要,在發(fā)光裝置100的上部配置樹脂透鏡20。杯14可以由適當?shù)臉渲蛱沾尚纬?。另外,led芯片10沒有特別限定,可以使用與量子點熒光體相協(xié)作構(gòu)成適當波長的光源的發(fā)光二極管。另外,包封材料16可以使用包含分散有量子點熒光體18的量子點熒光體的組合物來形成。由此,例如可以使用來自led芯片10的發(fā)光,形成由包封材料16發(fā)出白色光的白色光源等。另外,包封材料17包封led、引線等。這些包封材料16和包封材料17可以如下制造:在惰性氣體(例如氬氣)氣氛下,首先在杯14內(nèi)以規(guī)定量注入樹脂(例如環(huán)氧樹脂、硅酮樹脂)等,通過公知的方法進行固化,形成包封材料17,然后在包封材料17上注入含有量子點熒光體的組合物,進行加熱干燥,由此形成包封材料16。
另外,在杯14中收容的包封材料16的上方配置由上述量子點熒光體分散樹脂成型體形成的透鏡狀的樹脂(樹脂透鏡20)、或者至少其一部分具有凸狀部的膜或具有均勻膜厚的膜,可以形成從樹脂透鏡20放射光的構(gòu)成。這種情況下,包封材料16中可以不分散量子點熒光體18。應(yīng)予說明,將包含量子點熒光體的組合物用于led芯片的包封材料的至少一部分的情況下,該包封材料16的厚度優(yōu)選為0.01mm以上且低于0.4mm。該包封材料16的厚度超過0.4mm的情況下,雖然也取決于杯14的凹部內(nèi)的深度,但將該包封材料16包封于杯14的凹部內(nèi)時,與引線電極12連接的導線受到過大的負荷,不優(yōu)選。另外,將包含量子點熒光體的組合物用于led芯片的包封材料的至少一部分的情況下,若該包封材料16的厚度低于0.01mm,則作為包含熒光體的包封材料不充分。
包封材料16中未分散量子點熒光體18的情況下,優(yōu)選配置由量子點熒光體分散樹脂成型體形成的透鏡狀的樹脂20(樹脂透鏡20)。
圖3表示使用實施方式1涉及的量子點熒光體分散樹脂成型體而得的發(fā)光裝置的例子的截面圖。圖3是在包封材料中未使用實施方式1涉及的包含量子點熒光體的組合物的發(fā)光裝置的例子。這種情況下,對于透鏡狀的樹脂(樹脂透鏡20),將量子點熒光體18以0.01~20質(zhì)量%的濃度范圍分散于環(huán)烯烴(共)聚合物而得的組合物成型,由成型得到的量子點熒光體分散樹脂成型體來形成。
圖4表示使用實施方式1涉及的包含量子點熒光體的組合物和量子點熒光體分散樹脂成型體而得的發(fā)光裝置的例子的截面圖。圖4是,將實施方式1涉及的包含量子點熒光體的組合物用于包封材料的一部分,在其上部配置由量子點熒光體分散樹脂成型體形成的樹脂透鏡20的發(fā)光裝置的例子。在這種情況下,對于所有的樹脂,將量子點熒光體18以0.01~20質(zhì)量%的濃度范圍分散于環(huán)烯烴(共)聚合物而形成。
另外,圖2、圖3和圖4所示的發(fā)光裝置可以抑制量子點熒光體的消光,作為發(fā)光裝置可以維持穩(wěn)定的運轉(zhuǎn),因此組裝了這種發(fā)光裝置的便攜電話、電視機、顯示器、儀表盤類等的電子儀器、組裝了該電子儀器的汽車、電腦、游戲機等的機械裝置類可以長時間穩(wěn)定地運行。
[實施方式2]
圖5表示實施方式2涉及的包含量子點熒光體的結(jié)構(gòu)物的一個例子的截面圖。圖5中,包含量子點熒光體的結(jié)構(gòu)物的構(gòu)成包含:將量子點熒光體18在分散用樹脂中以濃度0.01~20質(zhì)量%的范圍分散的量子點熒光體分散樹脂成型體22,和被覆量子點熒光體分散樹脂成型體22的整個面、降低氧等對于量子點熒光體分散樹脂成型體22的透過的阻氣層(保護片)24。應(yīng)予說明,其他的實施方式中,阻氣層24可以被覆量子點熒光體分散樹脂成型體22的表面的一部分而構(gòu)成(參照圖6、7)。另外,從除了氧之外、還可以降低水蒸氣的透過的觀點考慮,阻氣層24優(yōu)選由多層結(jié)構(gòu)體(w)構(gòu)成。
在此,阻氣層24是指,在包含量子點熒光體的結(jié)構(gòu)物的附近發(fā)光二極管(led)連續(xù)發(fā)光2000小時的情況下,可以以量子點熒光體18的分光輻射能量可以維持在初期值的80.0%以上的程度保護量子點熒光體18免受氧等影響的層。另外,作為本發(fā)明的電子設(shè)備,連續(xù)發(fā)光2000小時的情況下,量子點熒光體18的分光輻射能量優(yōu)選維持在初期值的85.0%以上,更優(yōu)選為89.0%以上,進一步優(yōu)選為90.0%以上。應(yīng)予說明,上述分光輻射能量為量子點熒光體的熒光波長的輻射能量。分光輻射能量例如可以使用大塚電子制量子效率測定裝置qe-1000進行測定。
構(gòu)成上述量子點熒光體分散樹脂成型體22的分散用樹脂中例如可以使用實施方式1中說明的環(huán)烯烴(共)聚合物。另外,作為量子點熒光體分散樹脂成型體22的制造方法,可以適用實施方式1中說明的量子點熒光體分散樹脂成型體的制造方法。
應(yīng)予說明,以上的構(gòu)成量子點熒光體分散樹脂成型體22和阻氣層24的本發(fā)明的多層結(jié)構(gòu)體(w)都具有光透過性,在發(fā)光二極管產(chǎn)生的光可以透過到量子點熒光體18、以及在量子點熒光體18波長發(fā)生轉(zhuǎn)換的光可以透過到量子點熒光體分散樹脂成型體22的外部。
圖6表示應(yīng)用實施方式2涉及的包含量子點熒光體的結(jié)構(gòu)物而得的發(fā)光裝置的一個例子的截面圖。圖6中,發(fā)光裝置100包含led芯片10、引線電極12、杯14、分散有量子點熒光體18的包封材料16、未分散量子點熒光體18的包封材料17以及阻氣層24而構(gòu)成。圖6的例子中,作為杯14的蓋子,使用上述阻氣層24。另外,對于包封材料16,由包含實施方式1中說明的量子點熒光體的組合物成型而得的上述量子點熒光體分散樹脂成型體22構(gòu)成。上述包封材料16和包封材料17可以使用與圖1的情況相同的材料。這些構(gòu)成要素之中,量子點熒光體18、量子點熒光體分散樹脂成型體22、阻氣層24如上所述。led芯片10沒有特別限定,可以使用與量子點熒光體相協(xié)作構(gòu)成適當波長的光源的發(fā)光二極管。另外,杯14可以由適當?shù)臉渲蛱沾尚纬?。另外,包封材?7包封led芯片10、引線電極12等。
圖7表示應(yīng)用實施方式2涉及的包含量子點熒光體的結(jié)構(gòu)物而得的發(fā)光裝置的其他的例子的截面圖,與圖6相同的要素標注相同的符號。圖7的例子中,杯14的表面(包括圖6的蓋的部分)和露出到杯14的外部的引線電極12的表面被阻氣層24被覆。應(yīng)予說明,引線電極12的表面的一部分未被阻氣層24被覆而露出。這是為了例如在與組裝基板上的電源供給通路之間取得電聯(lián)通。本例子中,阻氣層24被覆包封材料16的圖中的上面。由此,可以避免或降低氧等滲透到分散在包封材料16中的量子點熒光體18。另外,來自led芯片10的光的一部分在分散于包封材料16中的量子點熒光體18處轉(zhuǎn)換為其他波長的光之后,與來自led芯片10的光混合,透過阻氣層24而取出到外部。
圖6所示的構(gòu)成中,杯14的蓋由阻氣層24形成,被覆包封材料16的圖中的上面。由此,可以避免或降低氧等滲透到分散在包封材料16中的量子點熒光體18。
另外,以上所述的量子點熒光體分散樹脂組合物或其成型體或包含量子點熒光體的結(jié)構(gòu)物例如可以適用于植物培育用照明、有色照明、白色照明、led背光光源、加入熒光體的液晶濾光器、含有熒光體的樹脂板、毛發(fā)修復機器用光源、通信用光源等。
[多層結(jié)構(gòu)體(w)]
本發(fā)明的包含量子點熒光體的電子設(shè)備中使用的多層結(jié)構(gòu)體(w)包括基材(x)和含鋁的層(y)。層(y)包含含有鋁的化合物(a)(以下也簡稱為“化合物(a)”)和磷化合物(b)的反應(yīng)產(chǎn)物(d)。
[基材(x)]
基材(x)的材質(zhì)沒有特別限定,可以使用由各種材質(zhì)制成的基材。作為基材(x)的材質(zhì),例如可以列舉熱塑性樹脂、熱固性樹脂等的樹脂;木材;玻璃等。它們之中,優(yōu)選為熱塑性樹脂?;?x)的形態(tài)沒有特別限定,可以為膜或片等的層狀。作為基材(x),優(yōu)選含有熱塑性樹脂膜的基材,更優(yōu)選熱塑性樹脂膜。
作為基材(x)中所使用的熱塑性樹脂,例如可以列舉聚乙烯、聚丙烯等的聚烯烴系樹脂;聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯或者它們的共聚物等的聚酯系樹脂;尼龍-6、尼龍-66、尼龍-12等的聚酰胺系樹脂;聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物等的含羥基的聚合物;聚苯乙烯;聚(甲基)丙烯酸酯;聚丙烯腈;聚乙酸乙烯酯;聚碳酸酯;聚芳酯;再生纖維素;聚酰亞胺;聚醚酰亞胺;聚砜;聚醚砜;聚醚醚酮;離聚物樹脂等。作為基材(x)的材料,優(yōu)選為選自聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、尼龍-6和尼龍-66中的至少一種的熱塑性樹脂。
將由熱塑性樹脂制成的膜用作基材(x)的情況下,基材(x)可以是拉伸膜,也可以是無拉伸膜。從所得的多層結(jié)構(gòu)體的加工適應(yīng)性(印刷、疊層等)優(yōu)異的觀點考慮,優(yōu)選為拉伸膜、特別是雙軸拉伸膜。雙軸拉伸膜可以是通過同時雙軸拉伸法、順次雙軸拉伸法和管狀拉伸法的任一種的方法制造的雙軸拉伸膜。
基材(x)為層狀的情況下,對于其厚度,從所得的多層結(jié)構(gòu)體的機械強度和加工性良好的觀點考慮,優(yōu)選1~1000μm,更優(yōu)選為5~500μm,進一步優(yōu)選為9~200μm。
[層(y)]
層(y)包含化合物(a)和磷化合物(b)的反應(yīng)產(chǎn)物(d)?;衔?a)是含有鋁的化合物。磷化合物(b)具有含磷原子的官能團。磷化合物(b)是無機磷化合物(bi)和/或有機磷化合物(bo)。對于化合物(a)、磷化合物(b),在以下說明。
[化合物(a)]
化合物(a)優(yōu)選為含有鋁的金屬氧化物(aa)(以下也簡稱為“金屬氧化物(aa)”)。
[含有鋁的金屬氧化物(aa)]
含有鋁的金屬氧化物(aa)通常以粒子的形態(tài)與磷化合物(b)(優(yōu)選的是無機磷化合物(bi))反應(yīng)。
構(gòu)成含有鋁的金屬氧化物(aa)的金屬原子(有時將它們通稱為“金屬原子(m)”)可以是選自屬于元素周期表的2~14族的金屬原子中的至少一種的金屬原子,至少含有鋁。金屬原子(m)可以是鋁單獨,也可以含有鋁和除此之外的金屬原子。應(yīng)予說明,作為金屬氧化物(aa),可以并用2種以上的金屬氧化物(aa)。
鋁在金屬原子(m)中所占的比例通常為50摩爾%以上,可以為60~100摩爾%,也可以為80~100摩爾%。金屬氧化物(aa)的例子中,包括通過液相合成法、氣相合成法、固體粉碎法等的方法而制造的金屬氧化物。
金屬氧化物(aa)可以是包含鍵合有可水解的特征基團的金屬原子(m)的化合物(e)的水解縮合物。該特征基團的例子中,包括后述的通式[i]的r1?;衔?e)的水解縮合物實質(zhì)上可以看作金屬氧化物。因此,本說明書中,化合物(e)的水解縮合物有時也稱為“金屬氧化物(aa)”。即,本說明書中,“金屬氧化物(aa)”可以替換理解為“化合物(e)的水解縮合物”,另外,“化合物(e)的水解縮合物”可以替換理解為“金屬氧化物(aa)”。
[包含鍵合有可水解的特征基團的金屬原子(m)的化合物(e)]
從與無機磷化合物(bi)的反應(yīng)的控制變得容易、所得的多層結(jié)構(gòu)體的阻氣性優(yōu)異的觀點考慮,化合物(e)優(yōu)選含有至少一種下述通式[i]所示的化合物(ea)。
al(r1)k(r2)3-k[i]
式中,r1為鹵素原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、no3、可具有取代基的碳原子數(shù)1~9的烷氧基、可具有取代基的碳原子數(shù)2~9的酰氧基、可具有取代基的碳原子數(shù)3~9的烯基氧基、可具有取代基的碳原子數(shù)5~15的β-二酮基、或者具有可具有取代基的碳原子數(shù)1~9的酰基的二?;谆?。r2為可具有取代基的碳原子數(shù)1~9的烷基、可具有取代基的碳原子數(shù)7~10的芳基烷基、可具有取代基的碳原子數(shù)2~9的烯基、或者可具有取代基的碳原子數(shù)6~10的芳基。k為1~3的整數(shù)。r1存在多個的情況下,r1彼此可以相同也可以不同。r2存在多個的情況下,r2彼此可以相同也可以不同。
對于化合物(e),除化合物(ea)之外,還可以包括至少1種下述通式[ii]所示的化合物(eb)。
m1(r3)m(r4)n-m[ii]
式中,m1是除鋁原子以外的金屬原子,是選自屬于元素周期表的2~14族的金屬原子中的至少一種的金屬原子。r3是鹵素原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、no3、可具有取代基的碳原子數(shù)1~9的烷氧基、可具有取代基的碳原子數(shù)2~9的酰氧基、可具有取代基的碳原子數(shù)3~9的烯基氧基、可具有取代基的碳原子數(shù)5~15的β-二酮基、或者具有可具有取代基的碳原子數(shù)1~9的酰基的二?;谆4是可具有取代基的碳原子數(shù)1~9的烷基、可具有取代基的碳原子數(shù)7~10的芳基烷基、可具有取代基的碳原子數(shù)2~9的烯基、或者可具有取代基的碳原子數(shù)6~10的芳基。m為1~n的整數(shù)。n與m1的原子價相等。r3存在多個的情況下,r3彼此可以相同也可以不同。r4存在多個的情況下,r4彼此可以相同也可以不同。
作為r1的r3的烷氧基,例如可以列舉甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、芐氧基、二苯基甲氧基、三甲苯基氧基、4-甲氧基芐氧基、甲氧基甲氧基、1-乙氧基乙氧基、芐基氧基甲氧基、2-三甲基甲硅烷基乙氧基、2-三甲基甲硅烷基乙氧基甲氧基、苯氧基、4-甲氧基苯氧基等。
作為r1和r3的酰氧基,例如可以列舉乙酰氧基、乙基羰基氧基、正丙基羰基氧基、異丙基羰基氧基、正丁基羰基氧基、異丁基羰基氧基、仲丁基羰基氧基、叔丁基羰基氧基、正辛基羰基氧基等。
作為r1和r3的烯基氧基,例如可以列舉烯丙基氧基、2-丙烯基氧基、2-丁烯基氧基、1-甲基-2-丙烯基氧基、3-丁烯基氧基、2-甲基-2-丙烯基氧基、2-戊烯基氧基、3-戊烯基氧基、4-戊烯基氧基、1-甲基-3-丁烯基氧基、1,2-二甲基-2-丙烯基氧基、1,1-二甲基-2-丙烯基氧基、2-甲基-2-丁烯基氧基、3-甲基-2-丁烯基氧基、2-甲基-3-丁烯基氧基、3-甲基-3-丁烯基氧基、1-乙烯基-2-丙烯基氧基、5-己烯基氧基等。
作為r1和r3的β-二酮基,例如可以列舉2,4-戊二酮基、1,1,1-三氟-2,4-戊二酮基、1,1,1,5,5,5-六氟-2,4-戊二酮基、2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮基、1,3-丁二酮基、2-甲基-1,3-丁二酮基、2-甲基-1,3-丁二酮基、苯甲?;?。
作為r1和r3的二?;谆孽;?,例如可以列舉甲?;?、乙?;?、丙酰基(丙?;?、丁?;?丁?;?、戊酰基(戊?;?、己酰基等的碳原子數(shù)1~6的脂肪族?;槐郊柞;?、甲苯?;鹊姆枷阕艴;?芳?;?等。
作為r2和r4的烷基,例如可以列舉甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、正己基、異己基、3-甲基戊基、2-甲基戊基、1,2-二甲基丁基、環(huán)丙基、環(huán)戊基、環(huán)己基等。
作為r2和r4的芳基烷基,例如可以列舉芐基、苯基乙基(苯乙基)等。
作為r2和r4的烯基,例如可以列舉乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、異丙烯基、3-丁烯基、2-丁烯基、1-丁烯基、1-甲基-2-丙烯基、1-甲基-1-丙烯基、1-乙基-1-乙烯基、2-甲基-2-丙烯基、2-甲基-1-丙烯基、3-甲基-2-丁烯基、4-戊烯基等。
作為r2和r4的芳基,例如可以列舉苯基、1-萘基、2-萘基等。
作為r1、r2、r3和r4中的取代基,例如可以列舉碳原子數(shù)1~6的烷基;甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊基氧基、異戊基氧基、正己基氧基、環(huán)丙基氧基、環(huán)丁基氧基、環(huán)戊基氧基、環(huán)己基氧基等的碳原子數(shù)1~6的烷氧基;甲氧基羰基、乙氧基羰基、正丙氧基羰基、異丙氧基羰基、正丁氧基羰基、異丁氧基羰基、仲丁氧基羰基、叔丁氧基羰基、正戊基氧基羰基、異戊基氧基羰基、環(huán)丙基氧基羰基、環(huán)丁基氧基羰基、環(huán)戊基氧基羰基等的碳原子數(shù)1~6的烷氧基羰基;苯基、甲苯基、萘基等的芳香族烴基;氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等的鹵素原子;碳原子數(shù)1~6的?;惶荚訑?shù)7~10的芳基烷基;碳原子數(shù)7~10的芳基烷基氧基;碳原子數(shù)1~6的烷基氨基;具有碳原子數(shù)1~6的烷基的二烷基氨基。
作為r1和r3,優(yōu)選為鹵素原子、no3、可具有取代基的碳原子數(shù)1~6的烷氧基、可具有取代基的碳原子數(shù)2~6的酰氧基、可具有取代基的碳原子數(shù)5~10的β-二酮基、或者具有可具有取代基的碳原子數(shù)1~6的?;亩;谆?,更優(yōu)選為可具有取代基的碳原子數(shù)1~6的烷氧基。
作為r2和r4,優(yōu)選為可具有取代基的碳原子數(shù)1~6的烷基。式[i]的k優(yōu)選為3。
作為m1,優(yōu)選為屬于元素周期表的第4族的金屬原子,更優(yōu)選為鈦、鋯。m1是屬于元素周期表的第4族的金屬原子的情況下,式[ii]的m優(yōu)選為4。
應(yīng)予說明,硼和硅有時被分類為半金屬,但在本說明書中,它們包括在金屬中。
作為化合物(ea),例如可以列舉氯化鋁、硝酸鋁、乙酸鋁、三(2,4-戊二酮)鋁、三甲氧基鋁、三乙氧基鋁、三正丙氧基鋁、三異丙氧基鋁、三正丁氧基鋁、三仲丁氧基鋁、三叔丁氧基鋁等,其中,優(yōu)選為三異丙氧基鋁和三仲丁氧基鋁。作為化合物(e),可以并用2種以上的化合物(ea)。
作為化合物(eb),例如可以列舉四(2,4-戊二酮)鈦、四甲氧基鈦、四乙氧基鈦、四異丙氧基鈦、四正丁氧基鈦、四(2-乙基己氧基)鈦等的鈦化合物;四(2,4-戊二酮)鋯、四正丙氧基鋯、四正丁氧基鋯等的鋯化合物等。它們之中,可以單獨使用1種,也可以并用2種以上的化合物(eb)。
化合物(e)中,只要可以得到本發(fā)明的效果,化合物(ea)在化合物(e)中所占的比例沒有特別限定?;衔?ea)以外的化合物(例如化合物(eb))在化合物(e)中所占的比例例如優(yōu)選20摩爾%以下,更優(yōu)選為10摩爾%以下,進一步優(yōu)選為5摩爾%以下,還可以是0摩爾%。
化合物(e)通過水解,化合物(e)所具有的可水解的特征基團的至少一部分轉(zhuǎn)換為羥基。進一步地,該水解物發(fā)生縮合,由此形成金屬原子(m)經(jīng)由氧原子(o)而鍵合的化合物。若重復該縮合,則形成實質(zhì)上可視為金屬氧化物的化合物。應(yīng)予說明,在這樣形成的金屬氧化物(aa)的表面通常存在羥基。
本說明書中,在金屬氧化物(aa)中含有[僅與金屬原子(m)鍵合的氧原子(o)的摩爾數(shù)]/[金屬原子(m)的摩爾數(shù)]之比為0.8以上的化合物。在此,僅與金屬原子(m)鍵合的氧原子(o)是m-o-m所示的結(jié)構(gòu)中的氧原子(o),如m-o-h所示的結(jié)構(gòu)中的氧原子(o)那樣與金屬原子(m)和氫原子(h)鍵合的氧原子被排除在外。金屬氧化物(aa)中的上述比優(yōu)選為0.9以上,更優(yōu)選為1.0以上,進一步優(yōu)選為1.1以上。該比的上限沒有特別限定,若使金屬原子(m)的原子價為n,則通常用n/2表示。
為了發(fā)生上述水解縮合,重要的是化合物(e)具有可水解的特征基團。在沒有鍵合這些基團的情況下,不發(fā)生水解縮合反應(yīng),或者反應(yīng)極其緩慢,因此,難以制備作為目標的金屬氧化物(aa)。
化合物(e)的水解縮合物例如可以通過公知的溶膠凝膠法中所采用的方法由特定的原料來制造。該原料中,可以使用選自化合物(e)、化合物(e)的部分水解物、化合物(e)的完全水解物、化合物(e)部分水解縮合而得的化合物和化合物(e)的完全水解物的一部分縮合而得的化合物中的至少一種。
供于與無機磷化合物(bi)含有物(無機磷化合物(bi)或者含有無機磷化合物(bi)的組合物)混合的金屬氧化物(aa)優(yōu)選為基本上不含有磷原子。
[磷化合物(b)]
磷化合物(b)具有含磷原子的官能團。磷化合物(b)為無機磷化合物(bi)和/或有機磷化合物(bo),優(yōu)選為無機磷化合物(bi)。
[無機磷化合物(bi)]
無機磷化合物(bi)含有可與金屬氧化物(aa)反應(yīng)的部位,典型的是,含有多個這種部位。作為無機磷化合物(bi),優(yōu)選為含有2~20個這種部位(原子團或官能團)的化合物。這種部位的例子中,包括可與金屬氧化物(aa)的表面存在的官能團(例如羥基)發(fā)生縮合反應(yīng)的部位。作為這種部位,例如可以列舉直接與磷原子鍵合的鹵素原子、直接與磷原子鍵合的氧原子等。在金屬氧化物(aa)的表面存在的官能團(例如羥基)通常與構(gòu)成金屬氧化物(aa)的金屬原子(m)鍵合
作為無機磷化合物(bi),例如可以列舉磷酸、二磷酸、三磷酸、4分子以上的磷酸發(fā)生縮合而得的聚磷酸、亞磷酸、膦酸、亞膦酸、次磷酸、次亞磷酸等的磷的含氧酸和它們的鹽(例如磷酸鈉)、以及它們的衍生物(例如鹵化物(例如三氯氧磷)、脫水物(例如五氧化二磷))等。
這些無機磷化合物(bi)可以單獨使用1種,也可以將2種以上并用。優(yōu)選的是,這些無機磷化合物(bi)之中,單獨使用磷酸,或者將磷酸與除此之外的無機磷化合物(bi)并用。通過使用磷酸,后述的涂布液(s)的穩(wěn)定性和所得的多層結(jié)構(gòu)體(w)的阻氣性得以提高。將磷酸和除此之外的無機磷化合物(bi)并用的情況下,優(yōu)選無機磷化合物(bi)的50摩爾%以上為磷酸。
[有機磷化合物(bo)]
作為有機磷化合物(bo)所具有的含有磷原子的官能團,例如可以列舉磷酸基、亞磷酸基、膦酸基、亞膦酸基、次磷酸基、次亞磷酸基和由它們衍生的官能團(例如鹽、(部分)酯化合物、鹵化物(例如氯化物)、脫水物)等,其中,優(yōu)選為磷酸基和膦酸基,更優(yōu)選為膦酸基。
優(yōu)選的是,有機磷化合物(bo)是具有上述含有磷原子的官能團的聚合物(boa)。作為該聚合物(boa),例如可以列舉丙烯酸6-[(2-膦乙?;?氧基]己酯、甲基丙烯酸2-膦?;趸阴?、甲基丙烯酸膦?;柞?、甲基丙烯酸11-膦酰基十一烷基酯、甲基丙烯酸1,1-二膦?;阴サ鹊撵Ⅴ;?甲基)丙烯酸酯類的聚合物;乙烯基膦酸、2-丙烯-1-膦酸、4-乙烯基芐基膦酸、4-乙烯基苯基膦酸等的乙烯基膦酸類的聚合物;乙烯基次磷酸、4-乙烯基芐基次磷酸等的乙烯基次磷酸類的聚合物;磷酸化淀粉等。聚合物(boa)可以是至少一種的具有含有磷原子的官能團的單體的均聚物,可以是2種以上的單體的共聚物。另外,作為聚合物(boa),還可以并用2種以上的由單一的單體形成的聚合物。其中,優(yōu)選為膦?;?甲基)丙烯酸酯類的聚合物和乙烯基膦酸類的聚合物,更優(yōu)選為乙烯基膦酸類的聚合物。即,作為聚合物(boa),優(yōu)選為聚(乙烯基膦酸)。另外,聚合物(boa)還可以通過將乙烯基膦酸鹵化物或乙烯基膦酸酯等的乙烯基膦酸衍生物進行均聚或共聚后、進行水解,由此來得到。
另外,上述聚合物(boa)還可以是至少一種的具有含有磷原子的官能團的單體和其他乙烯基單體的共聚物。作為可以與具有含有磷原子的官能團的單體共聚的其他乙烯基單體,例如可以列舉(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯類、(甲基)丙烯腈、苯乙烯、核取代的苯乙烯類、烷基乙烯基醚類、烷基乙烯基酯類、全氟烷基乙烯基醚類、全氟烷基乙烯基酯類、馬來酸、馬來酸酐、富馬酸、衣康酸、馬來酰亞胺、苯基馬來酰亞胺等,其中,優(yōu)選為(甲基)丙烯酸酯類、丙烯腈、苯乙烯、馬來酰亞胺和苯基馬來酰亞胺。
為了得到具有更為優(yōu)異的耐彎曲性的多層結(jié)構(gòu)體,來自具有含有磷原子的官能團的單體的結(jié)構(gòu)單元在聚合物(boa)的全部結(jié)構(gòu)單元中所占的比例優(yōu)選為10摩爾%以上,更優(yōu)選為20摩爾%以上,進一步優(yōu)選為40摩爾%以上,特別優(yōu)選為70摩爾%以上,可以為100摩爾%。
上述聚合物(boa)的分子量沒有特別限定,優(yōu)選數(shù)均分子量為1000~100000的范圍。若數(shù)均分子量為該范圍,則可以以高水準兼顧層疊層(y)而產(chǎn)生的耐彎曲性的改善效果和后述的使用涂布液(t)的情況中的涂布液(t)的粘度穩(wěn)定性。
多層結(jié)構(gòu)體(w)的層(y)中,含有無機磷化合物(bi)的情況下,層(y)中的無機磷化合物(bi)的質(zhì)量wbi和有機磷化合物(bo)的質(zhì)量wbo之比wbo/wbi優(yōu)選滿足0.01/99.99≦wbo/wbi<6.00/94.00的關(guān)系,從阻擋性能優(yōu)異的觀點考慮,更優(yōu)選滿足0.10/99.90≦wbo/wbi<4.50/95.50的關(guān)系,進一步優(yōu)選滿足0.20/99.80≦wbo/wbi<4.00/96.00的關(guān)系,特別優(yōu)選滿足0.50/99.50≦wbo/wbi<3.50/96.50的關(guān)系。即,優(yōu)選的是,wbo為0.01以上且低于6.00的微量,與此相對,wbi以超過94.00且99.99以下的多量來使用。應(yīng)予說明,層(y)中,無機磷化合物(bi)和/或有機磷化合物(bo)進行反應(yīng)的情況下,構(gòu)成反應(yīng)產(chǎn)物的無機磷化合物(bi)和/或有機磷化合物(bo)的部分被視為無機磷化合物(bi)和/或有機磷化合物(bo)。這種情況下,用于形成反應(yīng)產(chǎn)物的無機磷化合物(bi)和/或有機磷化合物(bo)的質(zhì)量(反應(yīng)前的無機磷化合物(bi)和/或有機磷化合物(bo)的質(zhì)量)包括在層(y)中的無機磷化合物(bi)和/或有機磷化合物(bo)的質(zhì)量之中。
[反應(yīng)產(chǎn)物(d)]
反應(yīng)產(chǎn)物(d)是通過含有鋁的化合物(a)和磷化合物(b)的反應(yīng)得到的。通過含有鋁的化合物(a)和磷化合物(b)以及進一步其他的化合物發(fā)生反應(yīng)而生成的化合物也包括在反應(yīng)產(chǎn)物(d)之中。作為反應(yīng)產(chǎn)物(d),優(yōu)選為含有鋁的金屬氧化物(aa)和磷化合物(b)反應(yīng)而成的反應(yīng)產(chǎn)物(da)、含有鋁的化合物(a)和無機磷化合物(bi)反應(yīng)而成的反應(yīng)產(chǎn)物(db)、含有鋁的金屬氧化物(aa)和無機磷化合物(bi)反應(yīng)而成的反應(yīng)產(chǎn)物(dc),更優(yōu)選為含有鋁的金屬氧化物(aa)和無機磷化合物(bi)反應(yīng)而成的反應(yīng)產(chǎn)物(dc)。
層(y)的紅外線吸收光譜中,優(yōu)選800~1400cm-1區(qū)域中的最大吸收波數(shù)在1080~1130cm-1的范圍。在金屬氧化物(aa)和無機磷化合物(bi)反應(yīng)形成反應(yīng)產(chǎn)物(d)的過程中,來自金屬氧化物(aa)的金屬原子(m)和來自無機磷化合物(bi)的磷原子(p)經(jīng)由氧原子(o)形成m-o-p所示的鍵。結(jié)果,反應(yīng)產(chǎn)物(d)的紅外線吸收光譜中,產(chǎn)生來自于該鍵的特征吸收帶。本發(fā)明人經(jīng)過研究,結(jié)果得知,基于m-o-p的鍵的特征吸收帶在1080~1130cm-1區(qū)域可見的情況下,得到的多層結(jié)構(gòu)體表現(xiàn)出優(yōu)異的阻氣性。特別是得知,對于該特征吸收帶,通常來自于各種原子和氧原子的鍵的吸收在可見的800~1400cm-1區(qū)域是最強的吸收的情況下,得到的多層結(jié)構(gòu)體進一步表現(xiàn)出優(yōu)異的阻氣性。
與此相對,將金屬醇鹽或者金屬鹽等的金屬化合物和無機磷化合物(bi)預(yù)先混合后進行水解縮合的情況下,得到來自于金屬化合物的金屬原子和來自于無機磷化合物(bi)的磷原子大體上均勻地混合、發(fā)生反應(yīng)而得的復合物。這種情況下,紅外線吸收光譜中,800~1400cm-1區(qū)域中的最大吸收波數(shù)脫離1080~1130cm-1的范圍。
層(y)的紅外線吸收光譜中,800~1400cm-1區(qū)域中的最大吸收帶的半峰寬,從所得的多層結(jié)構(gòu)體的阻氣性的觀點考慮,優(yōu)選為200cm-1以下,更優(yōu)選為150cm-1以下,進一步優(yōu)選為100cm-1以下,特別優(yōu)選為50cm-1以下。
層(y)的紅外線吸收光譜可以用實施例中記載的方法進行測定。但是,用實施例中記載的方法無法測定的情況下,可以通過反射吸收法、外部反射法、衰減全反射法等的反射測定;從多層結(jié)構(gòu)體刮取層(y)、利用石蠟糊法、片劑法等的透過測定這樣的方法進行測定,但不限定于此。
另外,層(y)可以部分包含未參與反應(yīng)的金屬氧化物(aa)和/或無機磷化合物(bi)。
層(y)中,構(gòu)成金屬氧化物(aa)的金屬原子和來自于無機磷化合物(bi)的磷原子的摩爾比優(yōu)選為[構(gòu)成金屬氧化物(aa)的金屬原子]:[來自于無機磷化合物(bi)的磷原子]=1.0:1.0~3.6:1.0的范圍,更優(yōu)選為1.1:1.0~3.0:1.0的范圍。該范圍外的情況下,阻氣性能降低。層(y)中的該摩爾比可以通過用于形成層(y)的涂布液中的金屬氧化物(aa)和無機磷化合物(bi)的混合比率來調(diào)整。層(y)中的該摩爾比通常與涂布液中的比例相同。
反應(yīng)產(chǎn)物(d)的平均粒徑為5nm以上且50nm以下。平均粒徑的上限優(yōu)選為40nm以下,進一步優(yōu)選為35nm以下。平均粒徑的下限優(yōu)選為15nm以上,更優(yōu)選為20nm以上。作為反應(yīng)產(chǎn)物(d)的平均粒徑,更優(yōu)選為15nm以上且40nm以下,進一步優(yōu)選為20nm以上且35nm以下。在粒徑低于5nm的情況下,存在濕熱后阻擋性能降低的情況。另外,當粒徑超過50nm時,無法得到充分的阻擋性能,總光線透過率或者霧度降低。反應(yīng)產(chǎn)物(d)的平均粒徑的測定方法如后述的實施例所述。
反應(yīng)產(chǎn)物(d)的平均粒徑可以通過改變反應(yīng)中使用的溶液的濃度、涂布液的粘度、溫度條件(反應(yīng)溫度、干燥溫度、熱處理溫度等)、化合物(a)和磷化合物(b)的混合比率(鋁原子和磷原子的摩爾比等)等、或者將它們適當組合,進行控制。
另外,層(y)的前體層的反應(yīng)產(chǎn)物(d)前體的平均粒徑優(yōu)選低于5nm,從即使在更嚴苛的蒸煮處理后也表現(xiàn)出優(yōu)異的阻擋性能的觀點考慮,更優(yōu)選低于4nm,進一步優(yōu)選低于3nm。通過使干燥處理后的層(y)的前體層的反應(yīng)產(chǎn)物(d)前體的平均粒徑為上述范圍,所得的層(y)中的反應(yīng)產(chǎn)物(d)的平均粒徑減小,可以得到更為優(yōu)異的阻擋性能。另外,反應(yīng)產(chǎn)物(d)前體的平均粒徑的下限沒有特別限定,例如可以是0.1nm以上,也可以是1nm以上。應(yīng)予說明,反應(yīng)產(chǎn)物(d)前體的平均粒徑的測定方法如后述的實施例中所述。
[層(z)]
多層結(jié)構(gòu)體(w)可以進一步含有層(z)。層(z)包含具有含磷原子的官能團的聚合物(boa)。層(z)優(yōu)選為與層(y)相鄰而配置。即,優(yōu)選的是,層(z)和層(y)以彼此接觸的方式配置。另外,層(z)優(yōu)選夾持著層(y)而配置在基材(x)的相反側(cè)(優(yōu)選相反側(cè)的表面)。換而言之,優(yōu)選按照基材(x)/層(y)/層(z)的順序配置。優(yōu)選的一個例子中,層(z)夾持著層(y)配置于基材(x)的相反側(cè)(優(yōu)選相反側(cè)的表面)、且與層(y)相鄰而配置。層(z)可以進一步包含含有選自羰基、羥基、羧基、酸酐基和羧基的鹽中的至少1種的官能團的聚合物(f)。層(z)中的聚合物(boa)的種類、數(shù)量等可以使用與層(y)相同的情況。
層(z)可以僅由聚合物(boa)構(gòu)成,也可以僅由聚合物(boa)和聚合物(f)構(gòu)成,可以進一步包含其他成分。作為層(z)中所含的其他成分,例如可以列舉碳酸鹽、鹽酸鹽、硝酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽、硫酸氫鹽、硼酸鹽等的無機酸金屬鹽;乙酸鹽、硬脂酸鹽、草酸鹽、酒石酸鹽等的有機酸金屬鹽;環(huán)戊二烯基金屬絡(luò)合物(例如二茂鈦)、氰根金屬絡(luò)合物(例如普魯士藍)等的金屬絡(luò)合物;層狀粘土化合物;交聯(lián)劑;除聚合物(boa)和聚合物(f)以外的高分子化合物:增塑劑;抗氧化劑;紫外線吸收劑;阻燃劑等。層(z)中的上述其他成分的含有率優(yōu)選為50質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為20質(zhì)量%以下,進一步優(yōu)選為10質(zhì)量%以下,特別優(yōu)選為5質(zhì)量%以下,可以為0質(zhì)量%(不含有其他成分)。層(z)可以不含有含有鋁的化合物(a)、磷化合物(b)和含有鋁的化合物(a)和磷化合物(b)的反應(yīng)產(chǎn)物(d)中的至少1個。典型的是,層(z)至少不含有金屬氧化物(aa)。
[無機蒸鍍層、化合物(ac)、化合物(ad)]
多層結(jié)構(gòu)體(w)可以進一步包含無機蒸鍍層。無機蒸鍍層可以通過蒸鍍無機物來形成。作為無機物,例如可以列舉金屬(例如鋁)、金屬氧化物(例如氧化硅、氧化鋁)、金屬氮化物(例如氮化硅)、金屬氮氧化物(例如氮氧化硅)、或者金屬碳氮化物(例如碳氮化硅)等。它們之中,用氧化鋁、氧化硅、氧化鎂或者氮化硅形成的無機蒸鍍層從對于氧或者水蒸氣的阻擋性優(yōu)異的觀點來看,是優(yōu)選的。本發(fā)明的多層結(jié)構(gòu)體(w)中的層(y)可以包含含有鋁的無機蒸鍍層。例如層(y)可以包含鋁的蒸鍍層(ac)和/或氧化鋁的蒸鍍層(ad)。
無機蒸鍍層的形成方法沒有特別限定,可以使用真空蒸鍍法(例如電阻加熱蒸鍍、電子束蒸鍍、分子束外延法等)、濺射法、離子鍍敷法等的物理氣相沉積法、熱化學氣相沉積法(例如催化化學氣相沉積法)、光化學氣相沉積法、等離子體化學氣相沉積法(例如容性耦合等離子體、感應(yīng)耦合等離子體、表面波等離子體、電子回旋共振、雙磁控、原子層沉積法等),可以使用有機金屬氣相沉積法等的化學氣相沉積法。
無機蒸鍍層的厚度根據(jù)構(gòu)成無機蒸鍍層的成分的種類而不同,優(yōu)選為0.002~0.5μm,更優(yōu)選為0.005~0.2μm,進一步優(yōu)選為0.01~0.1μm。該范圍的情況下,選擇多層結(jié)構(gòu)體的阻擋性或者機械物性良好的厚度即可。若無機蒸鍍層的厚度低于0.002μm,則無機蒸鍍層對于氧或者水蒸氣的阻擋性表現(xiàn)存在重現(xiàn)性降低的傾向,另外,還存在無機蒸鍍層不能表現(xiàn)出充分的阻擋性的情況。另外,若無機蒸鍍層的厚度超過0.5μm,則在將多層結(jié)構(gòu)體或拉伸或彎曲的情況下,存在無機蒸鍍層的阻擋性容易降低的傾向。
本發(fā)明的多層結(jié)構(gòu)體(w)中所包含的層(y)可以僅由含有鋁的化合物(a)和磷化合物(b)的反應(yīng)產(chǎn)物(d)來構(gòu)成;還可以僅由含有鋁的金屬氧化物(aa)和磷化合物(b)反應(yīng)而成的反應(yīng)產(chǎn)物(da)來構(gòu)成;還可以僅由含有鋁的化合物(a)和無機磷化合物(bi)反應(yīng)而成的反應(yīng)產(chǎn)物(db)來構(gòu)成;還可以僅由含有鋁的金屬氧化物(aa)和無機磷化合物(bi)反應(yīng)而成的反應(yīng)產(chǎn)物(dc)來構(gòu)成。另外,在上述任一種的方案中,層(y)可以進一步含有其他成分。作為其他成分,例如可以列舉碳酸鹽、鹽酸鹽、硝酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽、硫酸氫鹽、硼酸鹽等的無機酸金屬鹽;草酸鹽、乙酸鹽、酒石酸鹽、硬脂酸鹽等的有機酸金屬鹽;環(huán)戊二烯基金屬絡(luò)合物(例如二茂鈦)、氰根金屬絡(luò)合物(例如普魯士藍)等的金屬絡(luò)合物;層狀粘土化合物;交聯(lián)劑;除有機磷化合物(bo)以外的聚合物(f);增塑劑;抗氧化劑;紫外線吸收劑;阻燃劑等。多層結(jié)構(gòu)體中的層(y)中的上述其他成分的含有率優(yōu)選為50質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為20質(zhì)量%以下,進一步優(yōu)選為10質(zhì)量%以下,特別優(yōu)選為5質(zhì)量%以下,還可以為0質(zhì)量%(不包含其他成分)。
[聚合物(f)]
聚合物(f)例如可以是具有選自醚鍵、羰基、羥基、羧基、酸酐基和羧基的鹽中的至少一種的官能團的聚合物(fa)。
作為聚合物(fa),例如可以列舉聚乙二醇、聚環(huán)氧乙烷、聚丙二醇、聚環(huán)氧丙烷、聚氧乙烯聚氧丙二醇、聚四亞甲基醚二醇等的碳原子數(shù)2~4的具有亞烷基的聚亞烷基二醇系聚合物;聚酮;聚乙烯醇、含有1~50摩爾%的碳原子數(shù)4以下的α-烯烴單元的改性聚乙烯醇、聚乙烯醇縮醛(例如聚乙烯醇縮丁醛)等的聚乙烯醇系聚合物;纖維素、淀粉、環(huán)糊精等的多糖類;聚(甲基)丙烯酸羥基乙酯、聚(甲基)丙烯酸、乙烯-丙烯酸共聚物等的(甲基)丙烯酸系聚合物;乙烯-馬來酸酐共聚物的水解物、苯乙烯-馬來酸酐共聚物的水解物、異丁烯-馬來酸酐交替共聚物的水解物等的馬來酸系聚合物等。另一方面,為了得到具有高透明性的層(y),優(yōu)選至少不含有聚乙烯醇系聚合物。
聚合物(fa)可以是具有聚合性基團的單體(例如乙酸乙烯酯、丙烯酸)的均聚物,也可以是2種以上的單體的共聚物,也可以是具有羥基和/或羧基的單體與不具有該基團的單體的共聚物。應(yīng)予說明,作為聚合物(fa),可以并用2種以上的聚合物(fa)。
聚合物(fa)的分子量沒有特別限定,為得到具有更為優(yōu)異的阻氣性和機械強度的多層結(jié)構(gòu)體,聚合物(fa)的重均分子量優(yōu)選為5000以上,更優(yōu)選為8000以上,進一步優(yōu)選為10000以上。聚合物(fa)的重均分子量的上限沒有特別限定,例如為1500000以下。
從良好地保持多層結(jié)構(gòu)體的外觀的觀點考慮,層(y)中的聚合物(fa)的含有量以層(y)的質(zhì)量為基準(100質(zhì)量%)計,優(yōu)選為85質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為50質(zhì)量%以下,進一步優(yōu)選為20質(zhì)量%以下,特別優(yōu)選為10質(zhì)量%以下。聚合物(fa)可以與層(y)中的成分發(fā)生反應(yīng),也可以不發(fā)生反應(yīng)。
層(y)的厚度(多層結(jié)構(gòu)體(w)具有2層以上的層(y)的情況下各層(y)的厚度的總計)優(yōu)選為0.05~4.0μm,更優(yōu)選為0.1~2.0μm。通過使層(y)變薄,可以將印刷、疊層等的加工時的多層結(jié)構(gòu)體的尺寸變化抑制得低。另外,為了增加多層結(jié)構(gòu)體的柔軟性,還可以使其力學特性與基材自身的力學特性相接近。本發(fā)明的多層結(jié)構(gòu)體(w)具有2層以上的層(y)的情況下,從阻氣性的觀點考慮,優(yōu)選層(y)的每1層的厚度為0.05μm以上。層(y)的厚度可以通過用于形成層(y)的后述的涂布液(s)的濃度或者其施涂方法來進行控制。
層(y)的厚度可以通過利用掃描電子顯微鏡或透射電子顯微鏡觀察多層結(jié)構(gòu)體(w)的截面的來進行測定。
[多層結(jié)構(gòu)體(w)的制造方法]
對于多層結(jié)構(gòu)體(w)說明的事項可以適用于多層結(jié)構(gòu)體(w)的制造方法,因此存在省略重復說明的情況。另外,對于多層結(jié)構(gòu)體(w)的制造方法說明的事項可以適用于多層結(jié)構(gòu)體(w)。
作為本發(fā)明的多層結(jié)構(gòu)體(w)的制造方法,例如可以列舉以下的制造方法,其包括:將包含含有鋁的化合物(a)、磷化合物(b)和溶劑的涂布液(s)(第1涂布液)施涂于基材(x)上,形成包含反應(yīng)產(chǎn)物(d)前體的層(y)的前體層的步驟(i);和將層(y)的前體層在140℃以上的溫度下進行熱處理,由此形成包含反應(yīng)產(chǎn)物(d)的層(y)的步驟(ii)。另外,上述制造方法可以包括:在用于步驟(i)的涂布液(s)中可以含有有機磷化合物(bo)、或者在用于步驟(i)的涂布液(s)中不含有有機磷化合物(bo)的情況下,將含有有機磷化合物(bo)的涂布液(t)施涂于步驟(ii)中得的層(y)表面的步驟(i’)。應(yīng)予說明,對于化合物(a)、無機磷化合物(bi)、有機磷化合物(bo)和它們的質(zhì)量比,如上所述,因此在制造方法中,省略重復說明。
[步驟(i)]
步驟(i)中,將包含含有鋁的化合物(a)、磷化合物(b)和溶劑的涂布液(s)(第1涂布液)施涂于基材(x)上,由此在基材(x)上形成包含反應(yīng)產(chǎn)物(d)前體的層(y)的前體層。涂布液(s)是通過將含有鋁的化合物(a)、磷化合物(b)和溶劑混合而得到的。層(y)包含鋁的蒸鍍層(ac)或氧化鋁的蒸鍍層(ad)的情況下,這些層可以通過上述通常的蒸鍍法來形成。以下,作為合適的實施方式,利用使用金屬氧化物(aa)、無機磷化合物(bi)和溶劑的方式進行說明。
作為合適的實施方式,涂布液(s)可以通過將金屬氧化物(aa)、無機磷化合物(bi)和溶劑在溶劑中進行混合使其反應(yīng)而制備。具體而言,涂布液(s)可以通過以下方法進行制備:將金屬氧化物(aa)的分散液和包含無機磷化合物(bi)的溶液混合的方法;在金屬氧化物(aa)的分散液中添加無機磷化合物(bi)、進行混合的方法等。它們的混合時的溫度優(yōu)選為50℃以下,更優(yōu)選為30℃以下,進一步優(yōu)選為20℃以下。涂布液(s)可以包含其他的化合物(例如聚合物(f)(優(yōu)選排除聚乙烯醇系聚合物)),根據(jù)需要,可以含有選自乙酸、鹽酸、硝酸、三氟乙酸和三氯乙酸中的至少一種的酸化合物(q)。
對于金屬氧化物(aa)的分散液,例如按照公知的溶膠凝膠法中所采用的方法,例如將化合物(e)、水和根據(jù)需要的酸催化劑或有機溶劑混合、將化合物(e)進行縮合或水解縮合,由此可以制備。將化合物(e)進行縮合或水解縮合而得到金屬氧化物(aa)的分散液的情況下,根據(jù)需要,可以對得到的分散液進行特定的處理(在上述酸化合物(q)的存在下的反絮凝等)。使用的溶劑沒有特別限定,優(yōu)選為甲醇、乙醇、異丙醇等的醇類;水;或它們的混合溶劑。
對于含有無機磷化合物(bi)的溶液,可以將無機磷化合物(bi)在溶劑中溶解來制備。作為溶劑,可以根據(jù)無機磷化合物(bi)的種類來適當選擇,優(yōu)選包含水。只要不妨礙無機磷化合物(bi)的溶解,溶劑可以包含有機溶劑(例如甲醇等的醇類)。
對于涂布液(s)的固體成分濃度,從該涂布液的保存穩(wěn)定性和對于基材(x)的施涂性的觀點考慮,優(yōu)選為1~20質(zhì)量%,更優(yōu)選為2~15質(zhì)量%,進一步優(yōu)選為3~10質(zhì)量%。上述固體成分濃度例如可以將涂布液(s)的蒸餾除去溶劑后殘留的固體成分的質(zhì)量除以供于處理的涂布液(s)的質(zhì)量來計算出。
對于涂布液(s),用布氏旋轉(zhuǎn)粘度計(sb型粘度計:轉(zhuǎn)子no.3、旋轉(zhuǎn)速度60rpm)測定得到的粘度在施涂時的溫度下優(yōu)選為3000mpa?s以下,更優(yōu)選為2500mpa?s以下,進一步優(yōu)選為2000mpa?s以下。通過使該粘度為3000mpa?s以下,涂布液(s)的流平性得到提高,可以得到外觀更為優(yōu)異的多層結(jié)構(gòu)體。另外,作為涂布液(s)的粘度,優(yōu)選為50mpa?s以上,更優(yōu)選為100mpa?s以上,進一步優(yōu)選為200mpa?s以上。
涂布液(s)中,從得到規(guī)定的反應(yīng)產(chǎn)物(d)的平均粒徑的觀點考慮,鋁原子和磷原子的摩爾比優(yōu)選為鋁原子:磷原子=1.01:1.00~1.50:1.00,更優(yōu)選為1.05:1.00~1.45:1.00。鋁原子和磷原子的摩爾比為,對涂布液(s)的干固物進行熒光x射線分析,可以計算得到。
涂布液(s)可以在基材(x)的至少一個面上直接施涂,也可以經(jīng)由其他的層(j)在基材(x)上施涂。另外,施涂涂布液(s)之前,或者對于基材(x)的表面以公知的錨涂劑進行處理,或者對于基材(x)的表面施涂公知的粘接劑,由此可以預(yù)先在基材(x)的表面形成粘接層(g)。
涂布液(s)的施涂沒有特別限定,可以采用公知的方法。作為施涂方法,例如可以列舉澆鑄法、浸漬法、輥涂法、凹版印刷涂布法、絲網(wǎng)印刷法、反轉(zhuǎn)式涂布法、噴涂法、吻合涂布法、模頭涂布法、計量棒涂布法、封閉刮刀并用涂布法、幕簾式涂布法、棒涂法等。
通常、步驟(i)中,通過除去涂布液(s)中的溶劑,形成層(y)的前體層。溶劑的除去方法沒有特別限定,可以適用公知的干燥方法。作為干燥方法,例如可以列舉熱風干燥法、熱輥接觸法、紅外線加熱法、微波加熱法等。為了使所得的多層結(jié)構(gòu)體在濕熱處理后也具有優(yōu)異的阻氣性,重要的是干燥后的溶劑含有率和反應(yīng)產(chǎn)物(d)前體的平均粒徑在特定范圍。
干燥處理后的層(y)的前體層的溶劑含有率為0.4wt%以下,從在更嚴苛的濕熱處理條件下也表現(xiàn)出優(yōu)異的阻擋性能的觀點考慮,優(yōu)選0.3wt%以下。若干燥處理后的溶劑含有率比上述范圍大,則在后續(xù)熱處理步驟(ii)中,反應(yīng)產(chǎn)物(d)前體的粒子尺寸容易增大,因此所得的層(y)中的反應(yīng)產(chǎn)物(d)的平均粒徑變大,存在無法得到充分的阻擋性能的情況。溶劑含有率的下限沒有特別限定,從制造成本的觀點考慮,通常優(yōu)選為0.01wt%以上。溶劑含有率的測定方法可以采用后述的實施例中的甲醇和水分的含有率的測定方法。
干燥處理后的反應(yīng)產(chǎn)物(d)前體的平均粒徑低于5nm,從在更嚴苛的濕熱處理條件下也表現(xiàn)出優(yōu)異的阻擋性能的觀點考慮,優(yōu)選為低于4nm,更優(yōu)選為低于3nm。若干燥處理后的反應(yīng)產(chǎn)物(d)前體的平均粒徑大于上述范圍,則所得的層(y)中的反應(yīng)產(chǎn)物(d)的平均粒徑變大,存在無法得到充分的阻擋性能的情況。反應(yīng)產(chǎn)物(d)前體的平均粒徑的下限沒有特別限定,例如可以為0.1nm,也可以為1nm。應(yīng)予說明,反應(yīng)產(chǎn)物(d)前體的平均粒徑的測定方法如后述的實施例所記載。
另外,層(y)前體的紅外線吸收光譜中,1080~1130cm-1的范圍中的吸光度的極大值ar和850~950cm-1的范圍中的吸光度的極大值ap之比ar/ap優(yōu)選為2.0以下,更優(yōu)選為1.4以下。1080~1130cm-1的范圍中的吸光度的極大值ar如上所述是基于m-o-p的鍵,850~950cm-1的范圍中的吸光度的極大值ap是基于m-o-m的鍵。即,上述比ar/ap可以認為是表示含有鋁的金屬氧化物(aa)向著反應(yīng)產(chǎn)物(d)的反應(yīng)率的指標。本發(fā)明中,為了得到具有良好的阻擋性能的多層結(jié)構(gòu)體,認為在干燥步驟后的層(y)前體中,金屬氧化物(aa)朝著反應(yīng)產(chǎn)物(d)的反應(yīng)抑制在一定量以下是有效的。因此,若比ar/ap比上述范圍大,則所得的多層結(jié)構(gòu)體的阻擋性能有時會不充分。
為了滿足上述溶劑含有率和反應(yīng)產(chǎn)物(d)前體的平均粒徑,施涂涂布液(s)后的干燥溫度例如優(yōu)選低于140℃,更優(yōu)選為60℃以上且低于140℃,進一步優(yōu)選為70℃以上且低于130℃,特別優(yōu)選為80℃以上且低于120℃。干燥時間沒有特別限定,例如優(yōu)選為1秒以上且低于1小時,更優(yōu)選為5秒以上且低于15分,進一步優(yōu)選為5秒以上且低于300秒。特別是,干燥溫度為100℃以上的情況下(例如100~140℃),干燥時間優(yōu)選為1秒以上且低于4分,更優(yōu)選為5秒以上且低于4分,進一步優(yōu)選為5秒以上且低于3分。干燥溫度低于100℃的情況下(例如60~99℃),干燥時間優(yōu)選為3分以上且低于1小時,更優(yōu)選為6分以上且低于30分,進一步優(yōu)選為8分以上且低于25分。
[步驟(ii)]
步驟(ii)中,將步驟(i)中形成的層(y)的前體層在140℃以上的溫度下進行熱處理,由此形成層(y)。本發(fā)明中,為了得到更為優(yōu)異的阻擋性能,將具有上述特定溶劑含有率和平均粒徑的層(y)前體在140℃以上的溫度下進行熱處理是重要的。步驟(ii)的熱處理溫度優(yōu)選比步驟(i)的干燥溫度要高。
步驟(ii)中,進行生成反應(yīng)產(chǎn)物(d)的反應(yīng)。為了使該反應(yīng)充分地進行,熱處理的溫度為140℃以上,優(yōu)選為170℃以上,更優(yōu)選為180℃以上,進一步優(yōu)選為190℃以上。若熱處理溫度低,則為了得到充分的反應(yīng)率所花費的時間變長,成為生產(chǎn)性降低的原因。熱處理的溫度根據(jù)基材(x)的種類等而不同,沒有特別限定,可以為270℃以下。例如在將包含聚酰胺系樹脂的熱塑性樹脂膜用作基材(x)的情況下,熱處理的溫度優(yōu)選為270℃以下。另外,在將由聚酯系樹脂制成的熱塑性樹脂膜用作基材(x)的情況下,熱處理的溫度優(yōu)選為240℃以下。熱處理可以在空氣氣氛下、氮氣氣氛下、氬氣氣氛下等進行實施。熱處理時間優(yōu)選為1秒~1小時,更優(yōu)選為1秒~15分,進一步優(yōu)選為5~300秒。
為了滿足上述溶劑含有率和反應(yīng)產(chǎn)物(d)前體的平均粒徑,優(yōu)選熱處理為使處理溫度發(fā)生變化、以2階段以上來進行。即,優(yōu)選步驟(ii)包括第1熱處理步驟(ii-1)和第2熱處理步驟(ii-2)。以2階段以上進行熱處理的情況下,優(yōu)選第2階段的熱處理(以下、第2熱處理)的溫度比第1階段的熱處理(以下、第1熱處理)的溫度要高,更優(yōu)選為比第1熱處理的溫度高15℃以上,進一步優(yōu)選為高25℃以上,特別優(yōu)選高35℃以上。
另外,步驟(ii)的熱處理溫度(2階段以上的熱處理的情況下、第1熱處理溫度)從得到具有良好特性的多層結(jié)構(gòu)體的觀點考慮,優(yōu)選比步驟(i)的干燥溫度高30℃以上,更優(yōu)選為高50℃以上,進一步優(yōu)選為高55℃以上,特別優(yōu)選為高60℃以上。
步驟(ii)的熱處理以2階段以上進行的情況下,優(yōu)選的是,第2熱處理的溫度比第1熱處理的溫度要高,第1熱處理的溫度為140℃以上且低于200℃、且第2熱處理的溫度為180℃以上且270℃以下,更優(yōu)選為第2熱處理的溫度比第1熱處理的溫度高15℃以上,第1熱處理的溫度為140℃以上且低于200℃、且第2熱處理的溫度為180℃以上且270℃以下,進一步優(yōu)選為第2熱處理的溫度比第1熱處理的溫度高25℃以上,第1熱處理的溫度為140℃以上且低于200℃、且第2熱處理的溫度為180℃以上且270℃以下。特別是,各熱處理溫度為200℃以上的情況下,各熱處理時間優(yōu)選為0.1秒~10分,更優(yōu)選為0.5秒~15分,進一步優(yōu)選為1秒~3分。各熱處理溫度低于200℃的情況下,各熱處理時間優(yōu)選為1秒~15分,更優(yōu)選為5秒~10分,進一步優(yōu)選為10秒~5分。
[步驟(i’)]
上述制造方法中,使用有機磷化合物(bo)的情況下,作為步驟(i’),可以將混合有機磷化合物(bo)和溶劑而得的涂布液(t)(第2涂布液)施涂于步驟(ii)中得到的層(y)上。優(yōu)選的是,步驟(i’)中,將混合有機磷化合物(bo)和溶劑而得的涂布液(t)(第2涂布液)施涂于步驟(ii)的第1熱處理步驟(ii-1)后的層(y)上之后,接著供于步驟(ii)的第2熱處理步驟(ii-2)。
用于涂布液(t)的溶劑根據(jù)有機磷化合物(bo)的種類適當選擇即可,優(yōu)選為甲醇、乙醇、異丙醇等的醇類;水;或者它們的混合溶劑。只要不妨礙有機磷化合物(bo)的溶解,溶劑可以含有四氫呋喃、二噁烷、三噁烷、二甲氧基乙烷等的醚;丙酮、甲基乙基酮等的酮;乙二醇、丙二醇等的二醇;甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、正丁基溶纖劑等的二醇衍生物;丙三醇;乙腈;二甲基甲酰胺等的酰胺;二甲基亞砜;環(huán)丁砜等。
涂布液(t)中的固體成分的濃度從溶液的保存穩(wěn)定性或者施涂性的觀點考慮,優(yōu)選為0.01~60質(zhì)量%,更優(yōu)選為0.1~50質(zhì)量%,進一步優(yōu)選為0.2~40質(zhì)量%。固體成分濃度可以通過與關(guān)于涂布液(s)的記載的方法相同的方法來求出。另外,只要可以得到本發(fā)明的效果,涂布液(t)可以包含上述層(y)中所含的其他成分(例如聚合物(f))。
與涂布液(s)的施涂同樣地,施涂涂布液(t)的方法沒有特別限定,可以采用公知的方法。施涂涂布液(t)之后,除去溶劑。涂布液(t)的溶劑的除去方法沒有特別限定,可以適用公知的干燥方法。作為干燥方法,例如可以列舉熱風干燥法、熱輥接觸法、紅外線加熱法、微波加熱法等。干燥溫度優(yōu)選為基材(x)的流動起始溫度以下。涂布液(t)在施涂后的干燥溫度例如可以為90~240℃左右,優(yōu)選為100~200℃。
步驟(ii)接續(xù)著步驟(i)、或者可以使用可以階段性地改變加熱溫度的同一加熱設(shè)備。進一步地,步驟(ii)可以先于步驟(i’)。
本發(fā)明的多層結(jié)構(gòu)體(w)的制造方法的優(yōu)選的一個方案中,在步驟(i)中施涂涂布液(s)后,進行干燥處理,形成層(y)的前體層,進一步進行步驟(ii)的熱處理。此時,優(yōu)選熱處理的溫度比干燥處理的溫度高30℃以上,更優(yōu)選高50℃以上。
上述制造方法包括步驟(i’)的情況下,在本發(fā)明的多層結(jié)構(gòu)體(w)的制造方法的其他優(yōu)選的一個方案中,施涂步驟(i)的涂布液(s),進行干燥處理,形成層(y)的前體層之后,進行步驟(ii)的第1熱處理步驟(ii-1)。接著,施涂步驟(i’)的涂布液(t),進行干燥處理后,進一步進行步驟(ii)的第2熱處理步驟(ii-2)。此時,優(yōu)選第1熱處理的溫度比步驟(i)的干燥處理的溫度高30℃以上,更優(yōu)選高50℃以上。另外,優(yōu)選第2熱處理的溫度比第1熱處理的溫度要高。
本發(fā)明的多層結(jié)構(gòu)體(w)中,層(y)可以以與基材(x)直接接觸的方式層疊,層(y)也可以經(jīng)由其他構(gòu)件(例如粘接層(g)、其他的層(j))層疊于基材(x)。
[擠出涂布疊層]
對于多層結(jié)構(gòu)體(w),例如在基材(x)上直接或經(jīng)由粘接層(g)層疊層(y)之后,進一步直接或經(jīng)由粘接層(g)通過擠出涂布疊層法形成其他的層(j),由此可以進一步具有由擠出涂布疊層形成的層。本發(fā)明中可以使用的擠出涂布疊層法沒有特別的限定,可以使用公知的方法。典型的擠出涂布疊層法中,將熔融的熱塑性樹脂輸送至t模頭,將從t模頭的扁平狹縫取出的熱塑性樹脂冷卻,由此制造疊層膜。
作為擠出涂布疊層法,例如可以列舉單層疊層法、三明治疊層法、串聯(lián)疊層法等。通過使用本發(fā)明的包含多層結(jié)構(gòu)體(w)的層疊體,在擠出涂布疊層后,可以維持高的阻擋性能,且光的透過性的下降小。
[粘接層(g)]
多層結(jié)構(gòu)體(w)中,存在使用粘接層(g),可以提高基材(x)和層(y)的粘接性的情況。粘接層(g)可以由粘接性樹脂構(gòu)成。由粘接性樹脂構(gòu)成的粘接層(g)通過對基材(x)的表面用公知的錨涂劑進行處理、或者對基材(x)的表面施涂公知的粘接劑,由此可以形成。作為該粘接劑,優(yōu)選為將多異氰酸酯成分和聚醇成分混合進行反應(yīng)的2液反應(yīng)型聚氨酯系粘接劑。另外,在錨涂劑或粘接劑中加入公知的硅烷偶聯(lián)劑等的少量的添加劑,由此存在可以進一步提高粘接性的情況。作為硅烷偶聯(lián)劑,例如可以列舉具有異氰酸酯基、環(huán)氧基、氨基、酰脲基、巰基等的反應(yīng)性基團的硅烷偶聯(lián)劑,但不限于它們。基材(x)和層(y)經(jīng)由粘接層(g)牢固地粘接,由此在對多層結(jié)構(gòu)體(w)實施印刷或者疊層等的加工時,可以更有效地抑制阻氣性或外觀的惡化。粘接層(g)的厚度優(yōu)選為0.01~10.0μm,更優(yōu)選為0.03~5.0μm。
[其他的層(j)]
對于多層結(jié)構(gòu)體(w),為了提高各種特性(例如熱密封性、阻擋性、力學物性),可以包含其他的層(j)。這種多層結(jié)構(gòu)體(w)例如是,在基材(x)上直接或經(jīng)由粘接層(g)層疊層(y)之后,進一步直接或經(jīng)由粘接層(g)粘接或形成該其他的層(j),由此可以制造。作為其他的層(j),例如可以列舉油墨層;聚烯烴層、乙烯-乙烯醇共聚物樹脂層等的熱塑性樹脂層等,但不限于它們。
多層結(jié)構(gòu)體(w)可以包括用于印刷商品名或圖案等的油墨層。這樣的多層結(jié)構(gòu)體(w)例如是,在基材(x)上直接或經(jīng)由粘接層(g)層疊層(y)之后,進一步直接形成該油墨層,由此可以制造。作為油墨層,例如可以列舉在溶劑中分散了包含顏料(例如二酸化鈦)的聚氨酯樹脂,將得到的液體干燥而得的皮膜,也可以是將不包含顏料的聚氨酯樹脂或以其他的樹脂作為主劑的油墨或者電路布線形成用抗蝕劑干燥而得的皮膜。作為對層(y)施涂油墨層的施涂方法,除凹版印刷法之外,還可以列舉線棒、旋涂、模頭涂布等各種的施涂方法。油墨層的厚度優(yōu)選為0.5~10.0μm,更優(yōu)選為1.0~4.0μm。
多層結(jié)構(gòu)體(w)中,層(y)中包含聚合物(fa)的情況下,具有與粘接層(g)或者其他的層(j)(例如油墨層)的親和性高的選自醚鍵、羰基、羥基和羧基中的至少一種的官能團,因此層(y)和其他的層的密著性提高。因此,在濕熱處理后可以維持層間粘接力,可以抑制分層等的外觀不良。
使本發(fā)明的多層結(jié)構(gòu)體的最表面層為聚烯烴層,由此可以或者對于多層結(jié)構(gòu)體賦予熱密封性,或者提高多層結(jié)構(gòu)體的力學特性。從熱密封性、力學特性提高等的觀點考慮,聚烯烴優(yōu)選為聚丙烯或聚乙烯。另外,為了提高多層結(jié)構(gòu)體的力學特性,優(yōu)選層疊選自由聚酯制成的膜、由聚酰胺制成的膜和由含羥基的聚合物制成的膜中的至少1種的膜。從力學特性提高的觀點考慮,作為聚酯,優(yōu)選為聚對苯二甲酸乙二醇酯,作為聚酰胺,優(yōu)選為尼龍-6,作為含羥基的聚合物,優(yōu)選為乙烯-乙烯醇共聚物。應(yīng)予說明,在各層之間,可以根據(jù)需要,設(shè)置錨涂層或由粘接劑制成的層。
[多層結(jié)構(gòu)體(w)的構(gòu)成]
多層結(jié)構(gòu)體(w)的構(gòu)成的具體例如以下所示。多層結(jié)構(gòu)體(w)可以具有除基材(x)、層(y)以外的其他構(gòu)件(例如粘接層(g)、其他的層(j)),在以下的具體例中,省略了其他構(gòu)件的記載。另外,可以或?qū)盈B或組合多層的以下具體例。
(1)層(y)/聚酯層、
(2)層(y)/聚酯層/層(y)、
(3)層(y)/聚酰胺層、
(4)層(y)/聚酰胺層/層(y)、
(5)層(y)/聚烯烴層、
(6)層(y)/聚烯烴層/層(y)、
(7)層(y)/含羥基的聚合物層、
(8)層(y)/含羥基的聚合物層/層(y)、
(9)層(y)/無機蒸鍍層/聚酯層、
(10)層(y)/無機蒸鍍層/聚酰胺層、
(11)層(y)/無機蒸鍍層/聚烯烴層、
(12)層(y)/無機蒸鍍層/含羥基的聚合物層。
對于用作本發(fā)明的電子設(shè)備的保護片的多層結(jié)構(gòu)體(w)和電子設(shè)備,從應(yīng)用于顯示器、太陽能電池等的觀點考慮,總光線透過率優(yōu)選為86.5%以上,更優(yōu)選為90.0%以上。另外,多層結(jié)構(gòu)體(w)和電子設(shè)備的霧度優(yōu)選為3.0以下。光線透過率和霧度的測定方法和測定條件如后述的實施例所述。
作為本發(fā)明的多層結(jié)構(gòu)體(w)和保護片,在濕熱處理前和濕熱處理后,20℃、85%rh的條件下的氧透過度為0.7ml/(m2?day?atm)以下,優(yōu)選為0.5ml/(m2?day?atm)以下,更優(yōu)選為0.3ml/(m2?day?atm)以下,進一步優(yōu)選為0.1ml/(m2?day?atm)以下。通過使用氧透過度低的多層結(jié)構(gòu)體(w)和保護片,可以提供在實際使用時可以抑制量子點熒光體的量子效率降低,且在大氣下長期使用時性能保持率高的含有量子點熒光體的電子設(shè)備。濕熱處理的條件、氧透過度的測定方法和測定條件如后述的實施例所述。
作為本發(fā)明的多層結(jié)構(gòu)體(w)和保護片,濕熱試驗前和濕熱試驗后,40℃、90%rh的條件下的透濕度1.0g/(m2?day)以下,優(yōu)選為0.5g/(m2?day)以下,更優(yōu)選為0.3g/(m2?day)以下,進一步優(yōu)選為0.2g/(m2?day)以下。通過使用透濕度低的多層結(jié)構(gòu)體(w)和保護片,可以提供在實際使用時可以抑制量子點熒光體的量子效率降低、且大氣下長期使用時性能保持率高的含有量子點熒光體的電子設(shè)備。濕熱試驗的條件、透濕度的測定方法和測定條件如后述的實施例所述。
[實施例]
接著,列舉實施例進一步具體地說明本發(fā)明,但本發(fā)明不受這些實施例任何限定,具有本領(lǐng)域通常知識的人員可以在本發(fā)明的技術(shù)思想內(nèi)進行大量的變形。以下的實施例和比較例中的分析和評價如下進行。
(1)紅外線吸收光譜的測定
使用傅立葉變換紅外分光光度計,以衰減全反射法進行測定。測定條件如下所述。
裝置:パーキンエルマー株式會社制spectrumone
測定模式:衰減全反射法
測定區(qū)域:800~1400cm-1
(2)各層的厚度測定
使用聚焦離子束(fib)將多層結(jié)構(gòu)體切削,制作截面觀察用的切片。將制作的切片用碳帶固定于試樣基座上,用加速電壓30kv進行30秒鉑離子濺射。使用場發(fā)射型透射電子顯微鏡觀察多層結(jié)構(gòu)體的截面,算出各層的厚度。測定條件如下所述。
裝置:日本電子株式會社制jem-2100f
加速電壓:200kv
倍率:250000倍
(3)平均粒徑的測定
使用超高分解能場發(fā)射型掃描電子顯微鏡進行測定,拍攝反應(yīng)產(chǎn)物(d)的粒子的照片,使用圖像解析式粒度分布測定軟件(株式會社マウンテック制mac-viewver.4),算出該照片的單位視野內(nèi)觀察到的粒子(100個以上)的平均粒徑。此時,粒子的粒徑以粒子的最長長度與最短長度的算術(shù)平均值的形式求出,通過粒子的數(shù)目和其粒徑,算出平均一次粒徑。測定條件如下所述。
裝置:株式會社日立ハイテクノロジーズ制su8010
加速電壓:0.5kv
倍率:100000倍
(4)甲醇含有率的測定
將施涂了涂布液(s-1)、并干燥后的多層結(jié)構(gòu)體切成短條狀,測定頂空gc-ms,結(jié)果僅檢測出水,未檢測出甲醇(檢測下限5ppm)。測定條件如下所述。
裝置:サーモフィッシャーサイエンティフィック株式會社制combipalpolarisqtracegc
頂空溫度:100℃
柱溫度:在40℃下保持5分后、以5℃/分升溫至140℃、保持10分
載體氣體:氦
載體氣體流量:1.0ml/分
(5)水分含有率的測定
將施涂了涂布液(s-1)、并干燥后的多層結(jié)構(gòu)體切成短條狀,用karlfischer水分計測定含水率。同樣地測定在相同加熱條件(溫度、時間)下處理的基材的水分率,相減,由此求出層(y)前體的水分率。測定條件如下所述。
裝置:三菱化成株式會社制ca-06型
溫度:100℃
載體氣體:氮氣
載體氣體流量:0.2l/分
滴定法:電量滴定法
(6)氧透過度的測定
在氧透過量測定裝置中以基材的層朝向載體氣體側(cè)的方式安裝樣品,通過等壓法測定氧透過度。測定條件如下所述。
裝置:モダンコントロールズ社制moconox-tran2/20
溫度:20℃
氧供給側(cè)的濕度:85%rh
載體氣體側(cè)的濕度:85%rh
氧壓力:1.0atm
載體氣體壓力:1.0atm
(7)透濕度的測定
在水蒸氣透過量測定裝置中以基材的層朝向載體氣體側(cè)的方式安裝樣品,通過等壓法測定透濕度(水蒸氣透過度)。測定條件如下所述。
裝置:モダンコントロールズ社制moconpermatranw3/33
溫度:40℃
水蒸氣供給側(cè)的濕度:90%rh
載體氣體側(cè)的濕度:0%rh
(8)總光線透過率和霧度的測定
總光線透過率和霧度的測定使用霧度儀進行測定。
裝置:村上色彩技術(shù)研究所社制hr-100
條件:依據(jù)iso13468-1。
<涂布液(s-1)的制造例>
一邊攪拌蒸餾水230質(zhì)量份,一邊升溫至70℃。在該蒸餾水中用1小時滴加三異丙氧基鋁88質(zhì)量份,將液溫緩慢上升至95℃,蒸餾除去產(chǎn)生的異丙醇,由此進行水解縮合。得到的液體中添加60質(zhì)量%的硝酸水溶液4.0質(zhì)量份,在95℃下攪拌3小時,由此使水解縮合物的粒子的凝聚體反絮凝。然后,將該液體濃縮為固體成分濃度以氧化鋁換算計為10質(zhì)量%,得到溶液。對于由此得到的溶液22.50質(zhì)量份,加入蒸餾水54.29質(zhì)量份和甲醇18.80質(zhì)量份,攪拌均勻,由此得到分散液。接著,在液溫維持在15℃的狀態(tài)下,攪拌分散液,同時滴加85質(zhì)量%的磷酸水溶液4.41質(zhì)量份,在15℃下繼續(xù)攪拌直至粘度為1500mpa?s,得到目標涂布液(s-1)。該涂布液(s-1)中,鋁原子和磷原子的摩爾比為鋁原子:磷原子=1.15:1.00。
<有機磷化合物(bo-1)的合成例>
在氮氣氣氛下,將乙烯基膦酸10g和2,2’-偶氮二(2-氨基丙脒)2鹽酸鹽0.025g溶解于水5g中,在80℃下攪拌3小時。冷卻后,在聚合溶液中加入水15g進行稀釋,使用作為纖維素膜的スペクトラムラボラトリーズ社制的“spectra/por”(注冊商標)過濾。將濾液中的水蒸餾除去后,在50℃下進行24小時真空干燥,由此得到聚合物(bo-1)。聚合物(bo-1)為聚(乙烯基膦酸)。gpc分析的結(jié)果為,該聚合物的數(shù)均分子量以聚乙二醇換算計為10000。
<涂布液(t-1)的制造例>
將上述合成例中得到的有機磷化合物(bo-1)溶解于水和甲醇的混合溶劑(以質(zhì)量比計水:甲醇=7:3),得到固體成分濃度為1質(zhì)量%的涂布液(t-1)。
<涂布液(t-2)的制造例>
準備含有上述合成例中得到的有機磷化合物(bo-1)91質(zhì)量%、作為聚合物(f)的重均分子量100000的聚乙烯醇(株式會社クラレ制pva124)9質(zhì)量%的混合物。將該混合物溶解于水和甲醇的混合溶劑(以質(zhì)量比計水:甲醇=7:3)中,得到固體成分濃度為1質(zhì)量%的涂布液(t-2)。
<涂布液(t-3)的制造例>
準備含有上述合成例中得到的有機磷化合物(bo-1)91質(zhì)量%、作為聚合物(f)的重均分子量60000的聚環(huán)氧乙烷(明成化學工業(yè)株式會社制“アルコックス(注冊商標)l-6”)9質(zhì)量%的混合物。將該混合物溶解于水和甲醇的混合溶劑(以質(zhì)量比計水:甲醇=7:3),得到固體成分濃度為1質(zhì)量%的涂布液(t-3)。
<實施例1-1>
首先,作為基材(x),準備作為拉伸聚對苯二甲酸乙二醇酯膜的東レ株式會社制的“ルミラー(注冊商標)p60”(厚度12μm)(以下,有時簡稱為“x-1”)。使用棒涂機以干燥后的厚度為0.3μm的方式在該基材上施涂涂布液(s-1)。使施涂后的膜在80℃下干燥10分鐘,由此在基材上形成層(y-1)的前體。由此,得到具有基材(x-1)/層(y-1)前體這樣的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體。得到的結(jié)構(gòu)體的層(y)前體的紅外線吸收光譜、反應(yīng)產(chǎn)物(d)前體的平均粒徑和溶劑(甲醇和水分的總量)含有率用上述的方法測定。接著,在180℃下熱處理3分后,在220℃下進行10秒熱處理,由此形成層(y-1)。由此,得到具有基材(x-1)/層(y-1)這樣的結(jié)構(gòu)的多層結(jié)構(gòu)體(w1-1)。
層(y-1)前體中的反應(yīng)產(chǎn)物(d)前體的平均粒徑、溶劑含有率和ar/ap、以及層(y-1)中的反應(yīng)產(chǎn)物(d)的平均粒徑示于表1。另外,得到的多層結(jié)構(gòu)體(w1-1)的層(y-1)前體的sem照片在圖8表示,層(y-1)的sem照片在圖9表示,兩者的紅外線吸收光譜的測定結(jié)果在圖10表示。
得到的多層結(jié)構(gòu)體(w1-1)上形成粘接層,在該粘接層上疊層丙烯酸樹脂膜(厚度50μm、住友化學株式會社制的“テクノロイ”(注冊商標)),由此得到層疊體。接著,在該層疊體的多層結(jié)構(gòu)體(w1-1)上形成粘接層后,與聚對苯二甲酸乙二醇酯膜疊層。由此,得到具有聚對苯二甲酸乙二醇酯膜/粘接層/基材(x-1)/層(y-1)/粘接層/丙烯酸樹脂膜這樣的結(jié)構(gòu)的保護片(1-1)。上述2個粘接層分別是,使用棒涂機以干燥后的厚度為3μm的方式施涂2液型粘接劑,使其干燥,由此形成。2液型粘接劑中,使用包含三井化學株式會社制的“タケラック”(注冊商標)的“a-1102”和三井化學株式會社制的“タケネート”(注冊商標)的“a-3070”的2液反應(yīng)型聚氨酯系粘接劑。聚對苯二甲酸乙二醇酯膜中,使用與乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的粘接性得到提高的作為聚對苯二甲酸乙二醇酯膜的東洋紡株式會社制“シャインビーム”(注冊商標)的“q1a15”(厚度50μm)。測定所得的保護片(1-1)的氧透過度、透濕度、總光線透過率和霧度。結(jié)果示于表1。
接著,作為保護片(1-1)的耐久性試驗,使用恒溫恒濕試驗機,在大氣壓下、85℃、85%rh的氣氛下保存保護片1000小時,進行試驗(濕熱試驗)。對于試驗后的保護片(1-1),測定氧透過度和透濕度而得的結(jié)果示于表1。
<實施例1-2>
將涂布液(s-1)施涂后的干燥條件從80℃10分變?yōu)?20℃3分,除此之外,與實施例1-1的多層結(jié)構(gòu)體(w1-1)的制作同樣地,制作具有基材(x-1)/層(y-2)這樣的結(jié)構(gòu)的多層結(jié)構(gòu)體(w2-1)。另外,將多層結(jié)構(gòu)體(w1-1)變?yōu)槎鄬咏Y(jié)構(gòu)體(w2-1),除此之外,與實施例1-1的保護片(1-1)的制作同樣地,制作保護片(2-1)。
<實施例1-3>
將涂布液(s-1)施涂后的干燥條件從80℃10分變?yōu)?20℃1分,以及將干燥后的層(y)的厚度從0.30μm變?yōu)?.45μm,除此之外與實施例1-1的多層結(jié)構(gòu)體(w1-1)的制作同樣地,制作具有基材(x-1)/層(y-3)這樣的結(jié)構(gòu)的多層結(jié)構(gòu)體(w3-1)。另外,將多層結(jié)構(gòu)體(w1-1)變?yōu)槎鄬咏Y(jié)構(gòu)體(w3-1),除此之外,與實施例1-1的保護片(1-1)的制作同樣地,制作保護片(3-1)。
<實施例1-4>
在180℃熱處理3分后,使用棒涂機,以無機磷化合物(bi)的質(zhì)量wbi和有機磷化合物(bo)的質(zhì)量wbo之比wbo/wbi=1.10/98.90的方式施涂涂布液(t-1),在110℃下干燥3分,接著,在220℃熱處理1分,除此之外,與實施例1-1的多層結(jié)構(gòu)體(w1-1)的制作同樣地,制作具有基材(x-1)/層(y-4)這樣的結(jié)構(gòu)的多層結(jié)構(gòu)體(w4-1)。另外,將多層結(jié)構(gòu)體(w1-1)變?yōu)槎鄬咏Y(jié)構(gòu)體(w4-1),除此之外,與實施例1-1的保護片(1-1)的制作同樣地,制作保護片(4-1)。
<實施例1-5和1-6>
將涂布液(t-1)變?yōu)橥坎家?t-2)和(t-3),除此之外,與實施例1-4的多層結(jié)構(gòu)體(w4-1)的制作同樣地,制作多層結(jié)構(gòu)體(w5-1)和(w6-1)。另外,將多層結(jié)構(gòu)體(w1-1)變?yōu)槎鄬咏Y(jié)構(gòu)體(w5-1)和(w6-1),除此之外與實施例1-1的保護片(1-1)的制作同樣地,制作保護片(5-1)和(6-1)。
<比較例1-1>
將涂布液(s-1)的施涂后的干燥條件從80℃10分變?yōu)?60℃1分,除此之外,與實施例1-1的多層結(jié)構(gòu)體(w1-1)的制作同樣地,制作具有基材(x-1)/層(cy-1)這樣的結(jié)構(gòu)的多層結(jié)構(gòu)體(cw1-1)。另外,將多層結(jié)構(gòu)體(w1-1)變?yōu)槎鄬咏Y(jié)構(gòu)體(cw1-1),除此之外,與實施例1-1的保護片(1-1)的制作同樣地,制作保護片(c1-1)。
<比較例1-2>
將涂布液(s-1)施涂后的干燥條件從80℃10分變?yōu)?0℃1分,除此之外,與實施例1-1的多層結(jié)構(gòu)體(w1-1)的制作同樣地,制作具有基材(x-1)/層(cy-2)這樣的結(jié)構(gòu)的多層結(jié)構(gòu)體(cw2-1)。另外,將多層結(jié)構(gòu)體(w1-1)變?yōu)槎鄬咏Y(jié)構(gòu)體(cw2-1),除此之外與實施例1-1的保護片(1-1)的制作同樣地,制作保護片(c2-1)。
對于多層結(jié)構(gòu)體(w2-1)~(w6-1)和(cw1-1)~(cw2-1)以及保護片(2-1)~(6-1)和(c1-1)~(c2-1),與實施例1-1同樣地,測定各項目。結(jié)果示于表1。
以下的實施例和比較例中,量子效率和分光輻射能量通過大塚電子制量子效率測定裝置qe-1000進行測定。應(yīng)予說明,上述分光輻射能量是本實施例中使用的量子點熒光體的熒光波長下的輻射能量。
[含有量子點熒光體的電子設(shè)備]
<實施例2-1>
在50ml玻璃制螺紋蓋瓶中,在氬氣氣氛下,加入環(huán)烯烴聚合物(日本ゼオン株式會社制、zeonex(注冊商標)480r;包含結(jié)構(gòu)式[q-1]的非晶質(zhì)樹脂)5g和真空冷凍脫氣后在氬氣氣氛下保存的脫水甲苯(和光純藥工業(yè)株式會社制)5g,在室溫下在輥式攪拌機上攪拌,由此使其溶解,得到樹脂溶液(r1)。
在得到的樹脂溶液(r1)中,在氬氣氣氛下,加入制備成82mg/ml的量子點熒光體的甲苯分散液3.05g。在此,作為量子點熒光體的分子結(jié)構(gòu),是具有核?殼結(jié)構(gòu),核為inp、殼為zns,使用肉豆蔻酸作為包覆劑的納米粒子,使用核的直徑2.1nm的結(jié)構(gòu)。然后,使用株式會社シンキー社制自轉(zhuǎn)?公轉(zhuǎn)式攪拌裝置arv310-led,進行充分地混煉,得到相對于環(huán)烯烴聚合物含有5質(zhì)量%的量子點熒光體的分散液(包含量子點熒光體的組合物)。將該分散液注入到放置于聚甲基戊烯制的培養(yǎng)皿上的硅酮環(huán)(外徑55mm×內(nèi)徑50mm×厚1mm)的內(nèi)側(cè)。原樣在氬氣氣氛下進行風干,得到板狀的成型物后,在流通有氮氣氣體的惰性氣體烘箱中,在40℃的溫度下干燥5小時,由此完全除去溶劑,得到量子點熒光體分散樹脂成型體。
接著,為了保護量子點熒光體免受大氣影響,使用粘接性樹脂在上述量子點熒光體分散樹脂成型體的表面覆蓋上實施例1-1的保護片(1-1),形成阻氣層,得到包含量子點熒光體的結(jié)構(gòu)物(u1)。阻氣層的厚度為12.5μm。使用大塚電子(株)制量子效率測定裝置qe-1000測定該包含量子點熒光體的結(jié)構(gòu)物(u1)的量子效率,結(jié)果為74%。該值是不遜色于對原始的量子點熒光體甲苯分散液進行相同測定的情況下所得的量子效率80%的結(jié)果。
另外,將包含量子點熒光體的結(jié)構(gòu)物(u1)配置于22mw、450nm的藍色led封裝上,在大氣下使其連續(xù)發(fā)光2000小時。led的發(fā)光初期的量子點熒光體的分光輻射能量為0.42(mw/nm),與此相對,經(jīng)過2000小時后的分光輻射能量為0.41(mw/nm)。因此,經(jīng)過2000小時后的分光輻射能量相對于初期的值保持為97.6%的高值。
<實施例2-2>
使用加熱至180℃的加壓機,在20mpa的加壓下將實施例2-1中得到的量子點熒光體分散樹脂成型體加工,得到具有100μm的厚度的包含量子點熒光體的樹脂膜。
接著,為了保護量子點熒光體免受大氣影響,使用粘接性樹脂在上述包含量子點熒光體的樹脂膜的表面覆蓋上實施例1-1的保護片(1-1),形成阻氣層,得到包含量子點熒光體的結(jié)構(gòu)物(u2)。阻氣層的厚度為12.5μm。
對于上述結(jié)構(gòu)物(u2),與實施例2-1同樣地,測定量子效率、發(fā)光初期的分光輻射能量和經(jīng)過2000小時后的分光輻射能量。結(jié)果示于表2。量子效率為76%,是良好的,經(jīng)過2000小時后的分光輻射能量相對于初期的值保持為97.4%的高值。
<比較例2>
為了保護量子點熒光體免受大氣影響,在上述量子點熒光體分散樹脂成型體的表面使用比較例1-1的保護片(c1-1),除此之外,以與實施例2-1相同的方法得到包含量子點熒光體的結(jié)構(gòu)物(u3)。使用大塚電子(株)制量子效率測定裝置qe-1000測定該包含量子點熒光體的結(jié)構(gòu)物(u3)的量子效率,結(jié)果為76%。該值是不遜色于對原始的量子點熒光體甲苯分散液進行相同測定的情況下所得的量子效率82%的結(jié)果。
另外,將包含量子點熒光體的結(jié)構(gòu)物(u3)配置于22mw、450nm的藍色led封裝上,在大氣下使其連續(xù)發(fā)光2000小時。測定發(fā)光初期的分光輻射能量和經(jīng)過2000小時后的分光輻射能量,結(jié)果示于表2。經(jīng)過2000小時后的分光輻射能量相對于初期的值減少至78.5%。
<比較例3>
為了保護量子點熒光體免受大氣影響,在上述量子點熒光體分散樹脂成型體的表面使用evoh膜(日本合成制、將ソアノールd2908通過共押出法而制作得到的厚度15μm的膜、氧透過度0.5ml/(m2?day)、透濕度130g/m2?24hrs),除此之外,以與實施例2-1相同的方法,得到包含量子點熒光體的結(jié)構(gòu)物(u4)。使用大塚電子(株)制量子效率測定裝置qe-1000測定該包含量子點熒光體的結(jié)構(gòu)物(u4)的量子效率,結(jié)果為76%。該值是不遜色于對原始的量子點熒光體甲苯分散液進行相同測定的情況下所得的量子效率82%的結(jié)果。
另外,將包含量子點熒光體的結(jié)構(gòu)物(u4)配置于22mw、450nm的藍色led封裝上,在大氣下使其連續(xù)發(fā)光2000小時。測定發(fā)光初期的分光輻射能量和經(jīng)過2000小時后的分光輻射能量,結(jié)果示于表2。經(jīng)過2000小時后的分光輻射能量相對于初期的值減少至71.4%。
產(chǎn)業(yè)實用性
根據(jù)本發(fā)明,可以得到使用在濕熱試驗前后、阻氣性和水蒸氣阻擋性都優(yōu)異,且光學特性也優(yōu)異的保護片而得的包含量子點熒光體的電子設(shè)備。因此,根據(jù)本發(fā)明,可以得到不僅在制造階段和流通階段,而且在長時間的使用階段下,也可以維持高的特性的電子設(shè)備。進一步地,根據(jù)本發(fā)明,可以提供量子效率的降低得到抑制,且在大氣下長期使用(例如連續(xù)發(fā)光2000小時)的情況下,性能保持率高的含有量子點熒光體的電子設(shè)備。