特許 6414075 光学フィルム及び光学フィルムの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6414075

(24)【登録日】2018年10月12日

(45)【発行日】2018年10月31日

(54)【発明の名称】光学フィルム及び光学フィルムの製造方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 5/20 20060101AFI20181022BHJP

   B82Y 20/00 20110101ALI20181022BHJP

   B82Y 40/00 20110101ALI20181022BHJP

   B32B 9/00 20060101ALI20181022BHJP

   B32B 27/18 20060101ALI20181022BHJP

【ＦＩ】

   G02B5/20

   B82Y20/00

   B82Y40/00

   B32B9/00 A

   B32B27/18 J

【請求項の数】13

【全頁数】34

(21)【出願番号】特願2015-552415(P2015-552415)

(86)(22)【出願日】2014年12月5日

(86)【国際出願番号】JP2014082200

(87)【国際公開番号】WO2015087792

(87)【国際公開日】20150618

【審査請求日】2017年9月26日

(31)【優先権主張番号】特願2013-254151(P2013-254151)

(32)【優先日】2013年12月9日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001270

【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001254

【氏名又は名称】特許業務法人光陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】河村 朋紀

【審査官】 本田 博幸

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１２／０６４５６２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−０２３１２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１６１８６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／１９６３１９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１４／２０８４７８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ５／２０

Ｂ３２Ｂ ９／００

Ｂ３２Ｂ ２７／１８

Ｂ８２Ｙ ２０／００

Ｂ８２Ｙ ４０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基材上に、金属酸化物ガスバリアー層と、半導体ナノ粒子及び紫外線硬化樹脂を含有する半導体ナノ粒子層とを備える光学フィルムであって、
前記半導体ナノ粒子層と前記金属酸化物ガスバリアー層との界面に、金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属を含有するか、又は、前記半導体ナノ粒子層と前記金属酸化物ガスバリアー層との間に、金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属を含有する中間層を備えることを特徴とする光学フィルム。

【請求項2】

前記金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属が、アルミニウム（Ａｌ）及びチタン（Ｔｉ）から選ばれる少なくとも１種の金属であることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルム。

【請求項3】

前記金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属が、アルミニウム（Ａｌ）であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学フィルム。

【請求項4】

前記紫外線硬化樹脂が、エポキシ基を有することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の光学フィルム。

【請求項5】

前記中間層は、パーヒドロポリシラザンの改質体を含有することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の光学フィルム。

【請求項6】

前記金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属が、前記中間層に含有されていることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の光学フィルム。

【請求項7】

前記金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属が、前記金属酸化物ガスバリアー層に含有されていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の光学フィルム。

【請求項8】

前記界面又は前記中間層における前記金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属の含有量が、前記界面又は前記中間層における全原子量に対して０．２〜１０ａｔ％であることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の光学フィルム。

【請求項9】

前記金属酸化物ガスバリアー層が、蒸着法により形成されていることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の光学フィルム。

【請求項10】

前記金属酸化物ガスバリアー層が、前記半導体ナノ粒子層の両面側にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の光学フィルム。

【請求項11】

基材上に、金属酸化物ガスバリアー層と、半導体ナノ粒子及び紫外線硬化樹脂を含有する半導体ナノ粒子層とを備える光学フィルムの製造方法であって、
前記金属酸化物ガスバリアー層を形成する工程と、
前記半導体ナノ粒子層を形成する工程と、
前記金属酸化物ガスバリアー層と前記半導体ナノ粒子層との間に、金属アルコキシド又は金属キレート化合物を含有する塗布液を用いて塗布法により中間層を形成する工程と、
を有することを特徴とする光学フィルムの製造方法。

【請求項12】

基材上に、金属酸化物ガスバリアー層と、半導体ナノ粒子及び紫外線硬化樹脂を含有する半導体ナノ粒子層とを備える光学フィルムの製造方法であって、
金属アルコキシド又は金属キレート化合物と、パーヒドロポリシラザンとを含有する塗布液を用いて塗布法により前記金属酸化物ガスバリアー層を形成する工程と、
前記半導体ナノ粒子層を形成する工程と、を有することを特徴とする光学フィルムの製造方法。

【請求項13】

基材上に、金属酸化物ガスバリアー層と、半導体ナノ粒子及び紫外線硬化樹脂を含有する半導体ナノ粒子層とを備える光学フィルムの製造方法であって、
前記金属酸化物ガスバリアー層を形成する工程と、
金属アルコキシド又は金属キレート化合物と、半導体ナノ粒子と、紫外線硬化樹脂とを含有する塗布液を用いて塗布法により前記半導体ナノ粒子層を形成する工程と、を有することを特徴とする光学フィルムの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体ナノ粒子を透明な層中に備えた光学フィルムに関する。本発明は例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、テレビ、コンピュータ、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ゲーム機、電子読書装置、デジタルカメラ等のディスプレイ装置のためのバックライトユニット（ＢＬＵ）を対象とした、高効率で、色が純粋な半導体ナノ粒子を備えた光学フィルムに関する。
特に、酸素や水等の侵入による半導体ナノ粒子の劣化を長期にわたって抑制でき、透明性に優れる光学フィルムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、半導体ナノ粒子は、そのサイズ可変な（size-tunable）電子特性から商業的関心が持たれている。半導体ナノ粒子は、例えば、生体標識、太陽光発電、触媒作用、生体撮像、発光ダイオード（Light Emitting Diode；ＬＥＤ）、一般的な空間照明、及び電子発光ディスプレイ等、非常に多岐の分野での利用が期待されている。

【0003】

例えば、半導体ナノ粒子を利用した光学デバイスでは、ＬＥＤ光を透明なマトリクス樹脂材料に分散された半導体ナノ粒子に照射して発光させることで、液晶表示装置（Liquid Crystal Display；ＬＣＤ）に入射する光の光量を増大させ、当該ＬＣＤの輝度を向上させる技術が提案されている。

【0004】

ここで、半導体ナノ粒子は酸素や水に接触すると劣化することが知られており、半導体ナノ粒子が酸素や水に接触することを防止する手段が種々採用されている。
そのような手段としては、例えば、表面にシラザンを付着させた半導体ナノ粒子を加熱して、上記シラザンを熱分解させてシリカを生成することにより、上記半導体ナノ粒子の表面に複数層のシリカ皮膜を形成して被覆する表面処理方法が挙げられる。
しかしながら、当該表面処理方法は粒子ごとに被覆するため、被覆後の半導体ナノ粒子の収率が低く、被覆後の発光効率の低下や、シリカで表面被覆されたことによるマトリクス樹脂への分散安定性の低下といった問題があった（例えば、特許文献１参照。）。

【0005】

これに対し、半導体ナノ粒子が分散されたマトリクス樹脂層を、シリカやガラス等からなるバリアー層を有するフィルムで封止することによって、半導体ナノ粒子が酸素や水に接触することを防止する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
しかしながら、この態様にあっては、バリアー層のバリアー性能が低く、半導体ナノ粒子の性能を維持するための十分なバリアー性能を得るためには、バリアー層を５μｍ以上の厚さとする必要があるため、結果的に透明性を劣化させてしまう。

【0006】

また、半導体ナノ粒子の劣化を防止するための別の手段として、一の基板上に設けられた半導体ナノ粒子層を接着材料で覆い、当該接着材料を介して別の基板を接着することで、二つの基板間に光学材料層を密閉する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
しかしながら、二つの基板を確実に接着させるだけの接着性を持たせるためには接着材料の層厚をある程度大きくする必要があり、しかも、当該接着材料にも酸素遮断性が求められるため、製造コストが高くなってしまう。また、光学材料層を硬化させる処理と接着材料を硬化させる処理を別々に行う必要があるため、この点でも製造コストが高くなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００１−１８１６２０号公報

【特許文献2】特開２００７−００５０９８号公報

【特許文献3】特表２０１３−５０８８９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、酸素や水等の侵入による半導体ナノ粒子の劣化を長期にわたって抑制でき、透明性に優れる光学フィルム及びその製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係る上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討した結果、基材上に、金属酸化物ガスバリアー層と、半導体ナノ粒子及び紫外線硬化樹脂を含有する半導体ナノ粒子層とを備える光学フィルムであって、前記半導体ナノ粒子層と前記金属酸化物ガスバリアー層との界面に、金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属を含有するか、又は、前記半導体ナノ粒子層と前記金属酸化物ガスバリアー層との間に、金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属を含有する中間層を備えることで、酸素や水等の侵入による半導体ナノ粒子の劣化を長期にわたって抑制でき、透明性に優れる光学フィルム及びその製造方法が得られることを見いだした。
すなわち、本発明に係る課題は、以下の手段により解決される。

【0010】

１．基材上に、金属酸化物ガスバリアー層と、半導体ナノ粒子及び紫外線硬化樹脂を含有する半導体ナノ粒子層とを備える光学フィルムであって、
前記半導体ナノ粒子層と前記金属酸化物ガスバリアー層との界面に、金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属を含有するか、又は、前記半導体ナノ粒子層と前記金属酸化物ガスバリアー層との間に、金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属を含有する中間層を備えることを特徴とする光学フィルム。

【0011】

２．前記金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属が、アルミニウム（Ａｌ）及びチタン（Ｔｉ）から選ばれる少なくとも１種の金属であることを特徴とする第１項に記載の光学フィルム。

【0012】

３．前記金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属が、アルミニウム（Ａｌ）であることを特徴とする第１項又は第２項に記載の光学フィルム。

【0013】

４．前記紫外線硬化樹脂が、エポキシ基を有することを特徴とする第１項から第３項までのいずれか一項に記載の光学フィルム。

【0014】

５．前記中間層は、パーヒドロポリシラザンの改質体を含有することを特徴とする第１項から第４項までのいずれか一項に記載の光学フィルム。

【0015】

６．前記金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属が、前記中間層に含有されていることを特徴とする第１項から第５項までのいずれか一項に記載の光学フィルム。

【0016】

７．前記金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属が、前記金属酸化物ガスバリアー層に含有されていることを特徴とする第１項から第４項までのいずれか一項に記載の光学フィルム。

【0017】

８．前記界面又は前記中間層における前記金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属の含有量が、前記界面又は前記中間層における全原子量に対して０．２〜１０ａｔ％であることを特徴とする第１項から第７項までのいずれか一項に記載の光学フィルム。

【0018】

９．前記金属酸化物ガスバリアー層が、蒸着法により形成されていることを特徴とする第１項から第８項までのいずれか一項に記載の光学フィルム。

【0019】

１０．前記金属酸化物ガスバリアー層が、前記半導体ナノ粒子層の両面側にそれぞれ設けられていることを特徴とする第１項から第９項までのいずれか一項に記載の光学フィルム。

【0020】

１１．基材上に、金属酸化物ガスバリアー層と、半導体ナノ粒子及び紫外線硬化樹脂を含有する半導体ナノ粒子層とを備える光学フィルムの製造方法であって、
前記金属酸化物ガスバリアー層を形成する工程と、
前記半導体ナノ粒子層を形成する工程と、
前記金属酸化物ガスバリアー層と前記半導体ナノ粒子層との間に、金属アルコキシド又は金属キレート化合物を含有する塗布液を用いて塗布法により中間層を形成する工程と、
を有することを特徴とする光学フィルムの製造方法。

【0021】

１２．基材上に、金属酸化物ガスバリアー層と、半導体ナノ粒子及び紫外線硬化樹脂を含有する半導体ナノ粒子層とを備える光学フィルムの製造方法であって、
金属アルコキシド又は金属キレート化合物と、パーヒドロポリシラザンとを含有する塗布液を用いて塗布法により前記金属酸化物ガスバリアー層を形成する工程と、
前記半導体ナノ粒子層を形成する工程と、を有することを特徴とする光学フィルムの製造方法。

【0022】

１３．基材上に、金属酸化物ガスバリアー層と、半導体ナノ粒子及び紫外線硬化樹脂を含有する半導体ナノ粒子層とを備える光学フィルムの製造方法であって、
前記金属酸化物ガスバリアー層を形成する工程と、
金属アルコキシド又は金属キレート化合物と、半導体ナノ粒子と、紫外線硬化樹脂とを含有する塗布液を用いて塗布法により前記半導体ナノ粒子層を形成する工程と、を有することを特徴とする光学フィルムの製造方法。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、酸素や水等の侵入による半導体ナノ粒子の劣化を長期にわたって抑制でき、透明性に優れる光学フィルム及びその製造方法を提供することができる。
本発明の効果の発現機構ないし作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。
プラズマＣＶＤ法等の化学蒸着法、スパッタ法等に代表される物理蒸着法、パーヒドロポリシラザンを塗布して真空紫外光で改質する方法等によって得られる金属酸化物ガスバリアー層は、比較的薄膜で酸素や水に対する遮断性が高いため、半導体ナノ粒子に酸素や水が接触することを効果的に抑制でき、十分な耐久性が確保できるものと推察しているが、それらの金属酸化物ガスバリアー層は、半導体ナノ粒子が紫外線硬化樹脂に分散された半導体ナノ粒子層との接着性が低く、半導体ナノ粒子の劣化を長期間にわたって抑制することが困難である。これに対し、半導体ナノ粒子層とバリアー層との界面に金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属を含有させるか、又は、半導体ナノ粒子層とバリアー層との間に金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属を含有する中間層を設けることで、半導体ナノ粒子層とバリアー層の接着性を大きく向上させることができ、高温や高湿の環境下においても長時間にわたって剥離することなく、半導体ナノ粒子の劣化を抑制できるものと推察している。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】金属酸化物ガスバリアー層を蒸着法で形成するための装置の一例を示す概略構成図

【図2】半導体ナノ粒子層と金属酸化物ガスバリアー層との界面を説明するための図

【図3A】本発明の光学フィルムの態様の例を示す概略断面図

【図3B】本発明の光学フィルムの態様の例を示す概略断面図

【図3C】本発明の光学フィルムの態様の例を示す概略断面図

【図3D】本発明の光学フィルムの態様の例を示す概略断面図

【図3E】本発明の光学フィルムの態様の例を示す概略断面図

【図3F】本発明の光学フィルムの態様の例を示す概略断面図

【発明を実施するための形態】

【0025】

本発明の光学フィルムは、基材上に、金属酸化物ガスバリアー層と、半導体ナノ粒子及び紫外線硬化樹脂を含有する半導体ナノ粒子層とを備える光学フィルムであって、前記半導体ナノ粒子層と前記金属酸化物ガスバリアー層との界面に、金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属を含有するか、又は、半導体ナノ粒子層と前記金属酸化物ガスバリアー層との間に、金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属を含有する中間層を備えることを特徴とする。この特徴は、請求項１から請求項１３までの各請求項に共通する又は対応する技術的特徴である。
本発明は、前記金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属が、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ケイ素（Ｓｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ホウ素（Ｂ）、リチウム（Ｌｉ）、鉄（Ｆｅ）、ガリウム（Ｇａ）、スズ（Ｓｎ）、タンタル（Ｔａ）及びバナジウム（Ｖ）から選ばれる少なくとも１種の金属であることが好ましい。これらの元素を含有する金属アルコキシド又は金属キレート化合物は、溶液中において単体で比較的安定であり、かつ、半導体ナノ粒子層と金属酸化物ガスバリアー層との接着性を良好に向上させることができる。
また、本発明は、前記金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属が、アルミニウム（Ａｌ）であることが好ましい。これにより、半導体ナノ粒子層と金属酸化物ガスバリアー層との接着性をより効果的に向上させることができる。
また、本発明は、前記紫外線硬化樹脂が、エポキシ基を有することが好ましい。エポキシ基を有する紫外線硬化樹脂は、金属アルコキシド又は金属キレート化合物との相互作用が強いため、半導体ナノ粒子層と金属酸化物ガスバリアー層との接着性をより効果的に向上させることができる。
また、本発明は、前記中間層は、パーヒドロポリシラザンの改質体を含有することが好ましい。
また、本発明は、前記金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属が、前記中間層に含有されていることが好ましい。これにより、半導体ナノ粒子層と金属酸化物ガスバリアー層との間に、金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属をより確実に存在させることができる。
また、本発明は、前記金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属が、前記金属酸化物ガスバリアー層に含有されていることが好ましい。これにより、光学フィルム全体の層厚を低減することができる。
また、本発明は、前記界面又は前記中間層における前記金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属の含有量が、前記界面又は前記中間層における全原子量に対して０．２〜１０ａｔ％であることが好ましい。これにより、半導体ナノ粒子層と金属酸化物ガスバリアー層との接着性をより効果的に向上させることができる。

【0026】

以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。

【0027】

《光学フィルムの構成》
本発明の光学フィルムは、基材上に、金属酸化物ガスバリアー層と、半導体ナノ粒子及び紫外線硬化樹脂を含有する半導体ナノ粒子層と、を備え、半導体ナノ粒子層と金属酸化物ガスバリアー層との界面に、金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属を含有するか、又は、半導体ナノ粒子層と金属酸化物ガスバリアー層との間に、金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属を含有する中間層を備える。
本発明の光学フィルムを構成する各層及びその材料等について以下に説明する。

【0028】

《基材》
本発明の光学フィルムに用いることのできる基材としては、ガラス、プラスチック等、特に限定はないが、透光性を有するものが用いられる。透光性を有する基材として好ましく用いられる材料は、例えば、ガラス、石英、樹脂フィルム等を挙げることができる。特に好ましくは、光学フィルムにフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
基材の厚さとしては、特に制限されるものではなく、いずれの厚さであっても良いが、フィルムとしてシワや折れを発生させにくく良好な取扱い性を得る点から６μｍ以上、柔軟性を確保する点から３００μｍ以下が好ましい。更には、耐熱性や材料コストの観点から１２μｍ以上、１５０μｍ以下がより好ましい。

【0029】

樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリルあるいはポリアリレート類、アートン（商品名ＪＳＲ社製）あるいはアペル（商品名三井化学社製）といったシクロオレフィン系樹脂等を挙げられる。

【0030】

《半導体ナノ粒子層》
半導体ナノ粒子層は、半導体ナノ粒子及び紫外線硬化樹脂を含有して構成されている。
半導体ナノ粒子層は、２層以上設けられているものとしても良い。この場合には、２層以上の各半導体ナノ粒子層に、それぞれ異なる発光波長の半導体ナノ粒子が含有されていることが好ましい。

【0031】

半導体ナノ粒子層の形成方法としては、基材上に、半導体ナノ粒子及び紫外線硬化樹脂を含有する半導体ナノ粒子層形成用塗布液を塗布後、乾燥し、紫外線等による活性エネルギー線照射処理することにより形成することができる。

【0032】

半導体ナノ粒子層形成用塗布液の塗布方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。具体例としては、スピンコート法、ロールコート法、フローコート法、インクジェット法、スプレーコート法、プリント法、ディップコート法、流延成膜法、バーコート法、グラビア印刷法、リバースコート法、ダイコート法等が挙げられる。
塗布量はウェット層厚として０．１〜４０μｍが適当で、好ましくは、０．５〜３０μｍである。また、ドライ層厚としては平均層厚０．１〜３０μｍ、好ましくは１〜２０μｍである。

【0033】

半導体ナノ粒子層を形成する半導体ナノ粒子層形成用塗布液には溶媒が含まれていても良い。当該塗布液に含有される有機溶媒としては、例えば、炭化水素類（例えば、トルエン、キシレン）、アルコール類（メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、シクロヘキサノール）、ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン）、エステル類（酢酸メチル、酢酸エチル、乳酸メチル）、グリコールエーテル類、その他の有機溶媒からも適宜選択し、又はこれらを混合し利用できる。また、溶媒としては、半導体ナノ粒子と反応しないものであることが好ましく、例えばトルエン等が挙げられる。

【0034】

紫外線照射処理の光源としては、紫外線を発生する光源であれば制限なく使用できる。例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ等を用いることができる。照射条件はそれぞれのランプによって異なるが、紫外線の照射量は、通常５０〜５０００ｍＪ／ｃｍ^２、好ましくは５０〜１５００ｍＪ／ｃｍ^２である。

【0035】

《半導体ナノ粒子》
本発明の光学フィルムを構成する半導体ナノ粒子層には、半導体ナノ粒子が含有されている。すなわち、半導体ナノ粒子は、半導体ナノ粒子層形成用塗布液に含有されているものである。

【0036】

本発明に係る半導体ナノ粒子とは、半導体材料の結晶で構成され、量子閉じ込め効果を有する所定の大きさの粒子をいい、その粒子径が数ｎｍ〜数十ｎｍ程度の微粒子であり、下記に示す量子ドット効果が得られるものをいう。

【0037】

本発明に係る半導体ナノ粒子の粒子径としては、具体的には１〜２０ｎｍの範囲内であることが好ましく、更に好ましくは１〜１０ｎｍの範囲内である。

【0038】

このような半導体ナノ粒子のエネルギー準位Ｅは、一般に、プランク定数を「ｈ」と、電子の有効質量を「ｍ」と、半導体ナノ粒子の半径を「Ｒ」としたとき、下式（１）で表される。

【0039】

式（１）
Ｅ∝ｈ^２／ｍＲ^２
式（１）で示されるように、半導体ナノ粒子のバンドギャップは、「Ｒ^−２」に比例して大きくなり、いわゆる、量子ドット効果が得られる。このように、半導体ナノ粒子の粒子径を制御、規定することによって、半導体ナノ粒子のバンドギャップ値を制御することができる。すなわち、微粒子の粒子径を制御、規定することにより、通常の原子にはない多様性を持たせることができる。そのため、光によって励起させたり、光を所望の波長の光に変換して出射させたりすることができる。本発明では、このような発光性の半導体ナノ粒子材料を半導体ナノ粒子と定義する。

【0040】

半導体ナノ粒子の平均粒子径は、上述したように、数ｎｍ〜数十ｎｍ程度であるが、目的とする発光色に対応する平均粒子径に設定する。例えば、赤発光を得たい場合には、半導体ナノ粒子の平均粒子径としては３．０〜２０ｎｍの範囲内に設定することが好ましく、緑発光を得たい場合には、半導体ナノ粒子の平均粒子径を１．５〜１０ｎｍの範囲内に設定することが好ましく、青色発光を得たい場合には、半導体ナノ粒子の平均粒子径を１．０〜３．０ｎｍの範囲内に設定することが好ましい。

【0041】

平均粒子径の測定方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により半導体ナノ粒子の粒子観察を行い、そこから粒子径分布の数平均粒子径として求める方法や、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて平均粒子径を求める方法、動的光散乱法による粒径測定装置、例えば、Ｍａｌｖｅｒｎ社製、「ＺＥＴＡＳＩＺＥＲＮａｎｏ Ｓｅｒｉｅｓ Ｎａｎｏ−ＺＳ」を用いて測定することができる。その他にも、Ｘ線小角散乱法により得られたスペクトルから半導体ナノ粒子の粒子径分布シミュレーション計算を用いて粒子径分布を導出する方法などが挙げられるが、本発明においては、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて平均粒子径を求める方法が好ましい。

【0042】

また、本発明に係る半導体ナノ粒子においては、アスペクト比（長軸径／短軸径）の値が、１．０〜２．０の範囲内であることが好ましく、より好ましくは１．１〜１．７の範囲である。本発明に係る半導体ナノ粒子に係るアスペクト比（長軸径／短軸径）についても、例えば、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて、長軸径及び短軸径を測定して求めることができる。なお、測定する個体数としては、３００個以上であることが好ましい。

【0043】

半導体ナノ粒子の添加量は、半導体ナノ粒子層の全構成物質を１００質量％としたとき、０．０１〜５０質量％の範囲内であることが好ましく、０．５〜３０質量％の範囲内であることがより好ましく、２．０〜２５質量％の範囲内であることが最も好ましい。添加量が０．０１質量％以上であれば、十分な輝度効率を得ることができ、５０質量％以下であれば、適度な半導体ナノ粒子の粒子間距離を維持でき、量子サイズ効果を十分に発揮させることができる。

【0044】

（１）半導体ナノ粒子の構成材料
半導体ナノ粒子の構成材料としては、例えば、炭素、ケイ素、ゲルマニウム、スズ等の周期表第１４族元素の単体、リン（黒リン）等の周期表第１５族元素の単体、セレン、テルル等の周期表第１６族元素の単体、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等の複数の周期表第１４族元素からなる化合物、酸化スズ（IV）（ＳｎＯ_２）、硫化スズ（II、IV）（Ｓｎ（II）Ｓｎ（IV）Ｓ_３）、硫化スズ（IV）（ＳｎＳ_２）、硫化スズ（II）（ＳｎＳ）、セレン化スズ（II）（ＳｎＳｅ）、テルル化スズ（II）（ＳｎＴｅ）、硫化鉛（II）（ＰｂＳ）、セレン化鉛（II）（ＰｂＳｅ）、テルル化鉛（II）（ＰｂＴｅ）等の周期表第１４族元素と周期表第１６族元素との化合物、窒化ホウ素（ＢＮ）、リン化ホウ素（ＢＰ）、ヒ化ホウ素（ＢＡｓ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、リン化アルミニウム（ＡｌＰ）、ヒ化アルミニウム（ＡｌＡｓ）、アンチモン化アルミニウム（ＡｌＳｂ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、リン化ガリウム（ＧａＰ）、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）、アンチモン化ガリウム（ＧａＳｂ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、ヒ化インジウム（ＩｎＡｓ）、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）等の周期表第１３族元素と周期表第１５族元素との化合物（あるいはIII−Ｖ族化合物半導体）、硫化アルミニウム（Ａｌ_２Ｓ_３）、セレン化アルミニウム（Ａｌ_２Ｓｅ_３）、硫化ガリウム（Ｇａ_２Ｓ_３）、セレン化ガリウム（Ｇａ_２Ｓｅ_３）、テルル化ガリウム（Ｇａ_２Ｔｅ_３）、酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）、硫化インジウム（Ｉｎ_２Ｓ_３）、セレン化インジウム（Ｉｎ_２Ｓｅ_３）、テルル化インジウム（Ｉｎ_２Ｔｅ_３）等の周期表第１３族元素と周期表第１６族元素との化合物、塩化タリウム（Ｉ）（ＴｌＣｌ）、臭化タリウム（Ｉ）（ＴｌＢｒ）、ヨウ化タリウム（Ｉ）（ＴｌＩ）等の周期表第１３族元素と周期表第１７族元素との化合物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、硫化水銀（ＨｇＳ）、セレン化水銀（ＨｇＳｅ）、テルル化水銀（ＨｇＴｅ）等の周期表第１２族元素と周期表第１６族元素との化合物（あるいはII−VI族化合物半導体）、硫化ヒ素（III）（Ａｓ_２Ｓ_３）、セレン化ヒ素（III）（Ａｓ_２Ｓｅ_３）、テルル化ヒ素（III）（Ａｓ_２Ｔｅ_３）、硫化アンチモン（III）（Ｓｂ_２Ｓ_３）、セレン化アンチモン（III）（Ｓｂ_２Ｓｅ_３）、テルル化アンチモン（III）（Ｓｂ_２Ｔｅ_３）、硫化ビスマス（III）（Ｂｉ_２Ｓ_３）、セレン化ビスマス（III）（Ｂｉ_２Ｓｅ_３）、テルル化ビスマス（III）（Ｂｉ_２Ｔｅ_３）等の周期表第１５族元素と周期表第１６族元素との化合物、酸化銅（Ｉ）（Ｃｕ_２Ｏ）、セレン化銅（Ｉ）（Ｃｕ_２Ｓｅ）等の周期表第１１族元素と周期表第１６族元素との化合物、塩化銅（Ｉ）（ＣｕＣｌ）、臭化銅（Ｉ）（ＣｕＢｒ）、ヨウ化銅（Ｉ）（ＣｕＩ）、塩化銀（ＡｇＣｌ）、臭化銀（ＡｇＢｒ）等の周期表第１１族元素と周期表第１７族元素との化合物、酸化ニッケル（II）（ＮｉＯ）等の周期表第１０族元素と周期表第１６族元素との化合物、酸化コバルト（II）（ＣｏＯ）、硫化コバルト（II）（ＣｏＳ）等の周期表第９族元素と周期表第１６族元素との化合物、四酸化三鉄（Ｆｅ_３Ｏ_４）、硫化鉄（II）（ＦｅＳ）等の周期表第８族元素と周期表第１６族元素との化合物、酸化マンガン（II）（ＭｎＯ）等の周期表第７族元素と周期表第１６族元素との化合物、硫化モリブデン（IV）（ＭｏＳ_２）、酸化タングステン（IV）（ＷＯ_２）等の周期表第６族元素と周期表第１６族元素との化合物、酸化バナジウム（II）（ＶＯ）、酸化バナジウム（IV）（ＶＯ_２）、酸化タンタル（Ｖ）（Ｔａ_２Ｏ_５）等の周期表第５族元素と周期表第１６族元素との化合物、酸化チタン（ＴｉＯ_２、Ｔｉ_２Ｏ_５、Ｔｉ_２Ｏ_３、Ｔｉ_５Ｏ_９等）等の周期表第４族元素と周期表第１６族元素との化合物、硫化マグネシウム（ＭｇＳ）、セレン化マグネシウム（ＭｇＳｅ）等の周期表第２族元素と周期表第１６族元素との化合物、酸化カドミウム（II）クロム（III）（ＣｄＣｒ_２Ｏ_４）、セレン化カドミウム（II）クロム（III）（ＣｄＣｒ_２Ｓｅ_４）、硫化銅（II）クロム（III）（ＣｕＣｒ_２Ｓ_４）、セレン化水銀（II）クロム（III）（ＨｇＣｒ_２Ｓｅ_４）等のカルコゲンスピネル類、バリウムチタネート（ＢａＴｉＯ_３）等が挙げられるが、ＳｎＳ_２、ＳｎＳ、ＳｎＳｅ、ＳｎＴｅ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ等の周期表第１４族元素と周期表第１６族元素との化合物、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ等のIII−Ｖ族化合物半導体、Ｇａ_２Ｏ_３、Ｇａ_２Ｓ_３、Ｇａ_２Ｓｅ_３、Ｇａ_２Ｔｅ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｓ_３、Ｉｎ_２Ｓｅ_３、Ｉｎ_２Ｔｅ_３等の周期表第１３族元素と周期表第１６族元素との化合物、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＯ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＨｇＯ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ等のII−VI族化合物半導体、Ａｓ_２Ｏ_３、Ａｓ_２Ｓ_３、Ａｓ_２Ｓｅ_３、Ａｓ_２Ｔｅ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｓ_３、Ｓｂ_２Ｓｅ_３、Ｓｂ_２Ｔｅ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｂｉ_２Ｓ_３、Ｂｉ_２Ｓｅ_３、Ｂｉ_２Ｔｅ_３等の周期表第１５族元素と周期表第１６族元素との化合物、ＭｇＳ、ＭｇＳｅ等の周期表第２族元素と周期表第１６族元素との化合物が好ましく、中でも、Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、Ｇａ_２Ｏ_３、Ｇａ_２Ｓ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｓ_３、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＣｄＯ、ＣｄＳがより好ましい。これらの物質は、毒性の高い陰性元素を含まないので耐環境汚染性や生物への安全性に優れており、また、可視光領域で純粋なスペクトルを安定して得ることができるので、発光デバイスの形成に有利である。これらの材料のうち、ＣｄＳｅ、ＺｎＳｅ、ＣｄＳは、発光の安定性の点で好ましい。発光効率、高屈折率、安全性、経済性の観点から、ＺｎＯ、ＺｎＳの半導体ナノ粒子が好ましい。また、上記の材料は、１種で用いるものであっても良いし、２種以上を組み合わせて用いても良い。

【0045】

なお、上述した半導体ナノ粒子には、必要に応じて微量の各種元素を不純物としてドープすることができる。このようなドープ物質を添加することにより発光特性を大きく向上させることができる。

【0046】

本発明でいう発光波長（バンドギャップ）とは、無機物である半導体ナノ粒子の場合は、価電子帯と伝導帯のエネルギー差を半導体ナノ粒子におけるバンドギャップ（ｅＶ）であり、発光波長（ｎｍ）＝１２４０／バンドギャップ（ｅＶ）で表される。

【0047】

半導体ナノ粒子のバンドギャップ（ｅＶ）は、Ｔａｕｃプロットを用いて測定することができる。

【0048】

バンドギャップ（ｅＶ）の光科学的測定手法の一つであるＴａｕｃプロットについて説明する。

【0049】

Ｔａｕｃプロットを用いたバンドギャップ（Ｅ_０）の測定原理を以下に示す。

【0050】

半導体材料の長波長側の光学吸収端近傍の比較的吸収の大きい領域において、光吸収係数αと光エネルギーｈν（ただし、ｈはプランク常数、νは振動数）、及びバンドキャップエネルギーＥ_０の間には次式（Ａ）、が成り立つと考えられている。なお、次式（Ａ）において、Ｂは定数を表す。

【0051】

式（Ａ）
αｈν＝Ｂ（ｈν−Ｅ_０）^２
したがって、吸収スペクトルを測定し、そこから（αｈν）の０．５乗に対してｈνをプロット（いわゆる、Ｔａｕｃプロット）し、直線区間を外挿したα＝０におけるｈνの値が求めようとする半導体ナノ粒子のバンドギャップエネルギーＥ_０となる。

【0052】

なお、半導体ナノ粒子の場合は、吸収と発光のスペクトルの差異（ストークスシフト）が小さく、また波形もシャープであるため、簡便には発光スペクトルの極大波長をバンドギャップの指標として用いることもできる。

【0053】

また、他の方法として、これら有機及び無機機能材料のエネルギー準位を見積もる方法としては、走査型トンネル分光法、紫外線光電子分光法、Ｘ線光電子分光法、オージェ電子分光法により求められるエネルギー準位から求める方法及び光学的にバンドギャップを見積もる方法が挙げられる。

【0054】

半導体ナノ粒子の表面は、無機物の被覆層又は有機配位子で構成された被膜で被覆されたものであるのが好ましい。すなわち、半導体ナノ粒子の表面は、半導体ナノ粒子材料で構成されたコア領域と、無機物の被覆層又は有機配位子で構成されたシェル領域とを有するコア・シェル構造を有するものであるのが好ましい。

【0055】

このコア・シェル構造は、少なくとも２種類の化合物で形成されていることが好ましく、２種類以上の化合物でグラジエント構造（傾斜構造）を形成していても良い。これにより、塗布液中における半導体ナノ粒子の凝集を効果的に防止することができ、半導体ナノ粒子の分散性を向上させることができるとともに、輝度効率が向上し、本発明の光学フィルムを用いた発光デバイスを連続駆動させた場合に色ズレの発生を抑制することができる。また、被覆層の存在により、安定的に発光特性が得られる。

【0056】

また、半導体ナノ粒子の表面が被膜（シェル部）で被覆されていると、後述するような表面修飾剤を半導体ナノ粒子の表面付近に確実に担持させることができる。

【0057】

被膜（シェル部）の厚さは、特に限定されないが、０．１〜１０ｎｍの範囲内であることが好ましく、０．１〜５ｎｍの範囲内であることがより好ましい。

【0058】

一般に、半導体ナノ粒子の平均粒子径により発光色を制御することができ、被膜の厚さが上記範囲内の値であれば、被膜の厚さが原子数個分に相当する厚さから半導体ナノ粒子１個に満たない厚さであり、半導体ナノ粒子を高密度で充填することができ、十分な発光量が得られる。また、被膜の存在により、お互いのコア粒子の粒子表面に存在する欠陥、ダングリングボンドへの電子トラップによる非発光の電子エネルギーの転移を抑制でき、量子効率の低下を抑えることができる。

【0059】

（２）表面修飾剤
半導体ナノ粒子を含有している本発明の半導体ナノ粒子層形成用塗布液を用いて半導体ナノ粒子層を形成する際、本発明の半導体ナノ粒子層形成用塗布液においては、半導体ナノ粒子の表面近傍に、表面修飾剤が付着していることが好ましい。これにより、半導体ナノ粒子層形成用塗布液中における半導体ナノ粒子の分散安定性を特に優れたものとすることができる。また、半導体ナノ粒子の製造時において、半導体ナノ粒子表面に表面修飾剤を付着させることにより、形成される半導体ナノ粒子の形状が真球度の高いものとなり、また、半導体ナノ粒子の粒子径分布を狭く抑えられるため、特に優れたものとすることができる。

【0060】

本発明で適用可能な表面修飾剤としては、半導体ナノ粒子の表面に直接付着したものであっても良いし、シェルを介して付着したもの（表面修飾剤が直接付着するのはシェルで、半導体ナノ粒子のコア部には接触していないもの）であっても良い。

【0061】

表面修飾剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類；トリプロピルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリヘキシルホスフィン、トリオクチルホスフィン等のトリアルキルホスフィン類；ポリオキシエチレンｎ−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンｎ−ノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類；トリ（ｎ−ヘキシル）アミン、トリ（ｎ−オクチル）アミン、トリ（ｎ−デシル）アミン等の第３級アミン類；トリプロピルホスフィンオキシド、トリブチルホスフィンオキシド、トリヘキシルホスフィンオキシド、トリオクチルホスフィンオキシド、トリデシルホスフィンオキシド等の有機リン化合物；ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のポリエチレングリコールジエステル類；ピリジン、ルチジン、コリジン、キノリン類の含窒素芳香族化合物等の有機窒素化合物；ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン等のアミノアルカン類；ジブチルスルフィド等のジアルキルスルフィド類；ジメチルスルホキシドやジブチルスルホキシド等のジアルキルスルホキシド類；チオフェン等の含硫黄芳香族化合物等の有機硫黄化合物；パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等の高級脂肪酸；アルコール類；ソルビタン脂肪酸エステル類；脂肪酸変性ポリエステル類；３級アミン変性ポリウレタン類；ポリエチレンイミン類等が挙げられるが、半導体ナノ粒子が後述するような方法で調製されるものである場合、表面修飾剤としては、高温液相において半導体ナノ粒子の微粒子に配位して、安定化する物質であるのが好ましく、具体的には、トリアルキルホスフィン類、有機リン化合物、アミノアルカン類、第３級アミン類、有機窒素化合物、ジアルキルスルフィド類、ジアルキルスルホキシド類、有機硫黄化合物、高級脂肪酸、アルコール類が好ましい。このような表面修飾剤を用いることにより、塗布液中における半導体ナノ粒子の分散性を特に優れたものとすることができる。また、半導体ナノ粒子の製造時において形成される半導体ナノ粒子の形状をより真球度の高いものとし、半導体ナノ粒子の粒度分布をよりシャープなものとすることができる。

【0062】

本発明において、前述のように、半導体ナノ粒子のサイズ（平均粒子径）としては、１〜２０ｎｍの範囲内であることが好ましい。本発明において、半導体ナノ粒子のサイズとは、半導体ナノ粒子材料で構成されたコア領域と、不活性な無機物の被覆層又は有機配位子で構成されたシェル領域及び表面修飾剤で構成されるトータルのサイズを表す。表面修飾剤やシェルが含まれない場合は、それを含まないサイズを表す。

【0063】

（３）半導体ナノ粒子の製造方法
半導体ナノ粒子の製造方法としては、従来行われている公知の任意の方法を用いることができる。また、Ａｌｄｒｉｃｈ社、ＣｒｙｓｔａｌＰｌｅｘ社、ＮＮＬａｂ社等から市販品として購入することもできる。

【0064】

例えば、高真空下のプロセスとしては、分子ビームエピタキシー法、ＣＶＤ法等；液相製造方法としては、原料水溶液を、例えば、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、イソオクタン等のアルカン類、又はベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素等の非極性有機溶媒中の逆ミセルとして存在させ、この逆ミセル相中にて結晶成長させる逆ミセル法、熱分解性原料を高温の液相有機媒体に注入して結晶成長させるホットソープ法、更に、ホットソープ法と同様に、酸塩基反応を駆動力として比較的低い温度で結晶成長を伴う溶液反応法等が挙げられる。これらの製造方法から任意の方法を使用することができるが、中でも、液相製造方法が好ましい。

【0065】

なお、液相製造方法において、半導体ナノ粒子の合成に際して、表面に存在する有機表面修飾剤を初期表面修飾剤という。例えば、ホットソープ法における初期表面修飾剤の例としては、トリアルキルホスフィン類、トリアルキルホスフィンオキシド類、アルキルアミン類、ジアルキルスルホキシド類、アルカンホスホン酸等が挙げられる。これらの初期表面修飾剤は、交換反応により上述の表面修飾剤に交換することが好ましい。

【0066】

具体的には、例えば、前述したホットソープ法により得られるトリオクチルホスフィンオキシド等の初期表面修飾剤は、表面修飾剤を含有する液相中で行う交換反応により、上述の表面修飾剤と交換することが可能である。

【0067】

《紫外線硬化樹脂》
本発明の光学フィルムを構成する半導体ナノ粒子層には、紫外線硬化樹脂が含有されている。すなわち、紫外線硬化樹脂は、半導体ナノ粒子層形成用塗布液に含有されているものである。

【0068】

紫外線硬化樹脂としては、例えば、紫外線硬化型ウレタンアクリレート系樹脂、紫外線硬化型ポリエステルアクリレート系樹脂、紫外線硬化型エポキシアクリレート系樹脂、紫外線硬化型ポリオールアクリレート系樹脂、又は紫外線硬化型エポキシ樹脂等が好ましく用いられる。中でも組成中にエポキシ基を有する紫外線硬化型アクリレート系樹脂が、後述する金属アルコキシド又は金属キレート化合物との相互作用が強いため、好ましい。
これにより、定かではないが半導体ナノ粒子層の金属酸化物ガスバリアー層側界面又は中間層に存在する金属アルコキシド又は金属キレート化合物と、相互作用又は反応することによって、半導体ナノ粒子層と金属酸化物ガスバリアー層との接着性及び耐久性が向上しているもの推定している。

【0069】

紫外線硬化型ウレタンアクリレート系樹脂は、一般にポリエステルポリオールにイソシアネートモノマー、又はプレポリマーを反応させて得られた生成物に更に２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（以下、アクリレートは、メタクリレートを包含するものとしてアクリレートのみを表示する。）、２−ヒドロキシプロピルアクリレート等のヒドロキシ基を有するアクリレート系のモノマーを反応させることによって容易に得ることができる。例えば、特開昭５９−１５１１１０号公報に記載のものを用いることができる。また、例えば、ユニディック１７−８０６（ＤＩＣ株式会社製）１００部とコロネートＬ（日本ポリウレタン株式会社製）１部との混合物等が好ましく用いられる。

【0070】

紫外線硬化型ポリエステルアクリレート系樹脂としては、一般にポリエステルポリオールに２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシアクリレート系のモノマーを反応させると容易に形成されるものを挙げることができ、特開昭５９−１５１１１２号公報に記載のものを用いることができる。

【0071】

紫外線硬化型エポキシアクリレート系樹脂の具体例としては、エポキシアクリレートをオリゴマーとし、これに反応性希釈剤、光重合開始剤を添加し、反応させて生成するものを挙げることができ、特開平１−１０５７３８号公報に記載のものを用いることができる。

【0072】

紫外線硬化型ポリオールアクリレート系樹脂の具体例としては、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、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、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレート等を挙げることができる。

【0073】

これら紫外線硬化樹脂の光重合開始剤としては、具体的には、ベンゾイン及びその誘導体、アセトフェノン、ベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、α−アミロキシムエステル、チオキサントン等及びこれらの誘導体を挙げることができる。光増感剤とともに使用しても良い。上記光重合開始剤も光増感剤として使用できる。また、エポキシアクリレート系の光重合開始剤の使用の際、ｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−ｎ−ブチルホスフィン等の光増感剤を用いることができる。紫外線硬化樹脂組成物に用いられる光重合開始剤又は光増感剤は、該組成物１００質量部に対して０．１〜１５質量部であり、好ましくは１〜１０質量部である。

【0074】

樹脂モノマーとしては、例えば、不飽和二重結合が一つのモノマーとして、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、ベンジルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、酢酸ビニル、スチレン等の一般的なモノマーを挙げることができる。また、不飽和二重結合を二つ以上持つモノマーとして、エチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ジビニルベンゼン、１，４−シクロヘキサンジアクリレート、１，４−シクロヘキシルジメチルアジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリルエステル等を挙げることができる。市販品としては、アデカオプトマーＫＲ・ＢＹシリーズ：ＫＲ−４００、ＫＲ−４１０、ＫＲ−５５０、ＫＲ−５６６、ＫＲ−５６７、ＢＹ−３２０Ｂ（ＡＤＥＫＡ株式会社製）；コーエイハードＡ−１０１−ＫＫ、Ａ−１０１−ＷＳ、Ｃ−３０２、Ｃ−４０１−Ｎ、Ｃ−５０１、Ｍ−１０１、Ｍ−１０２、Ｔ−１０２、Ｄ−１０２、ＮＳ−１０１、ＦＴ−１０２Ｑ８、ＭＡＧ−１−Ｐ２０、ＡＧ−１０６、Ｍ−１０１−Ｃ（広栄化学株式会社製）；セイカビームＰＨＣ２２１０（Ｓ）、ＰＨＣＸ−９（Ｋ−３）、ＰＨＣ２２１３、ＤＰ−１０、ＤＰ−２０、ＤＰ−３０、Ｐ１０００、Ｐ１１００、Ｐ１２００、Ｐ１３００、Ｐ１４００、Ｐ１５００、Ｐ１６００、ＳＣＲ９００（大日精化工業株式会社製）；ＫＲＭ７０３３、ＫＲＭ７０３９、ＫＲＭ７１３０、ＫＲＭ７１３１、ＵＶＥＣＲＹＬ２９２０１、ＵＶＥＣＲＹＬ２９２０２（ダイセル・ユーシービー株式会社製）；ＲＣ−５０１５、ＲＣ−５０１６、ＲＣ−５０２０、ＲＣ−５０３１、ＲＣ−５１００、ＲＣ−５１０２、ＲＣ−５１２０、ＲＣ−５１２２、ＲＣ−５１５２、ＲＣ−５１７１、ＲＣ−５１８０、ＲＣ−５１８１（ＤＩＣ株式会社製）；オーレックスＮｏ．３４０クリヤ（中国塗料株式会社製）；サンラッドＨ−６０１、ＲＣ−７５０、ＲＣ−７００、ＲＣ−６００、ＲＣ−５００、ＲＣ−６１１、ＲＣ−６１２（三洋化成工業株式会社製）；ＳＰ−１５０９、ＳＰ−１５０７（昭和高分子株式会社製）；ＲＣＣ−１５Ｃ（グレース・ジャパン株式会社製）、アロニックスＭ−６１００、Ｍ−８０３０、Ｍ−８０６０（東亞合成株式会社製）、ＮＫハードＢ−４２０、ＮＫエステルＡ−ＤＯＧ、ＮＫエステルＡ−ＩＢＤ−２Ｅ（新中村化学工業株式会社製）等を適宜選択して利用できる。また、具体的化合物例としては、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、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、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジオキサングリコールアクリレート、エトキシ化アクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレート等を挙げることができる。

【0075】

《金属酸化物ガスバリアー層》
金属酸化物ガスバリアー層は、金属酸化物を含有して構成され、上記半導体ナノ粒子層への酸素や水の侵入を抑制する層である。

【0076】

金属酸化物ガスバリアー層の形成方法としては、金属やその酸化物等を蒸発させて、基材上に成膜する物理気相成長法（ＰＶＤ法）や、目的とする薄膜の成分を含む原料ガス（例えば、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）に代表される有機ケイ素化合物等）を供給し、基材表面又は気相中での化学反応により膜を堆積する化学気相成長法（ＣＶＤ法）、半導体レーザー等を用いて、例えば、金属Ｓｉを蒸発させ酸素の存在下で基材上に堆積するスパッタ法等が挙げられる。中でも、本発明においては、化学気相成長法（ＣＶＤ法）又は物理気相成長法（ＰＶＤ法）であることが好ましく、更に好ましくは、プラズマ放電を行うプラズマ化学気相成長法（プラズマＣＶＤ法）であり、特に好ましくは、有機ケイ素化合物を含む原料ガスを用いて、磁場を印加したローラー間に放電空間を有する放電プラズマ化学気相成長法（「ローラーＣＶＤ法」ともいう。）を用いた方法である。

【0077】

また、金属酸化物ガスバリアー層の形成方法としては、ポリシラザンを含有する金属酸化物ガスバリアー層形成用塗布液を塗布、乾燥して塗膜を形成した後、形成した塗膜に真空紫外光を照射して改質処理を施すことにより形成することもできる。

【0078】

金属酸化物ガスバリアー層の層厚は、５〜３０００ｎｍの範囲内であることが好ましく、１０〜２０００ｎｍの範囲内であることより好ましく、５０〜１０００ｎｍの範囲内であることが特に好ましい。金属酸化物ガスバリアー層の層厚が前記範囲内であれば、酸素や水蒸気に対するガスバリアー性に優れ、屈曲によるガスバリアー性の低下がみられない。

【0079】

（１）ＣＶＤ法による金属酸化物ガスバリアー層の形成
金属酸化物ガスバリアー層は、生産性の観点から、ロール・ツー・ロール方式で基材表面に形成する方法が好ましい。また、プラズマＣＶＤ法によりガスバリアー層を製造する際に用いることが可能な形成装置としては、特に制限されないが、少なくとも一対の磁場を印加した成膜ローラーと、プラズマ電源とを備え、かつ一対の磁場を印加した成膜ローラー間において放電することが可能な構成となっている装置であることが好ましい。具体的には、図１に示すようなＣＶＤ装置Ｓ１を用いることができ、ＣＶＤ装置Ｓ１によれば、プラズマＣＶＤ法を利用しながらロール・ツー・ロール方式で製造することが可能となる。

【0080】

ＣＶＤ装置Ｓ１としては、主には、図１に示すように、基材２を積層したロール状の繰り出しローラー１１Ａと、基材２を搬送するための搬送ローラー２２及び２３と、一対の成膜ローラー３１及び３２と、成膜ガス供給管４１と、プラズマ発生用電源５１と、巻取りローラー１１Ｂとを備えている。また、成膜ローラー３１及び成膜ローラー３２の内部には、成膜ローラーが回転しても、回転しないように固定された磁場発生装置６１及び６２がそれぞれ設けられている。

【0081】

ＣＶＤ装置Ｓ１としては、上記の成膜ローラー３１及び３２等の各構成部位が、図１に示すように真空チャンバー１６内に配置されている。更に、真空チャンバー１６には、真空排気手段である真空ポンプ１７が排気口１８を介して接続されており、この真空ポンプ１７及び成膜ガス供給管４１により真空チャンバー１６内の圧力を適宜調整することが可能となっている。なお、真空ポンプ１７は、真空チャンバー１６の内部を真空状態又は真空に準じた低圧状態まで排気することができる。

【0082】

このように構成されるＣＶＤ装置Ｓ１を用いて金属酸化物ガスバリアー層を形成する際には、図１に示すように、一対の成膜ローラー３１及び３２のそれぞれに基材２を引き回して配置し、一対の成膜ローラー３１及び３２間に電圧を印加して、プラズマを発生させて、プラズマ放電空間を形成する。
次いで、成膜ガス供給管４１より金属酸化物ガスバリアー層形成用の成膜ガスを放電空間に供給しながら、連続搬送している基材２の一方の面に、金属酸化物ガスバリアー層を形成した後、巻取りローラー１１Ｂによりロール状に巻き取られる。

【0083】

（金属酸化物ガスバリアー層形成用の成膜ガス）
ローラーＣＶＤ法で金属酸化物ガスバリアー層を形成する場合において、成膜ガス等としては、原料ガス、反応ガス、キャリアガス、放電ガスが単独又は２種以上を混合して用いることができる。

【0084】

金属酸化物ガスバリアー層の形成に用いられる成膜ガス中の原料ガスとしては、形成するガスバリアー層の材質に応じて適宜選択して使用することができる。このような原料ガスとしては、例えば、ケイ素を含有する有機ケイ素化合物や炭素を含有する有機化合物ガスを用いることができるが、本発明に係る金属酸化物ガスバリアー層においては、少なくとも炭素原子を含有する金属酸化物層を形成することができる原料ガスが好ましい。

【0085】

本発明に適用可能な有機ケイ素化合物としては、例えば、ヘキサメチルジシロキサン（略称：ＨＭＤＳＯ）、ヘキサメチルジシラン（略称：ＨＭＤＳ）、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、ビニルトリメチルシラン、メチルトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラン、メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、ジエチルシラン、プロピルシラン、フェニルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、テトラメトキシシラン（略称：ＴＭＯＳ）、テトラエトキシシラン（略称：ＴＥＯＳ）、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサン等が挙げられる。これらの有機ケイ素化合物の中でも、化合物の取扱い性及び得られるガスバリアー層のガスバリアー性等の特性の観点から、ヘキサメチルジシロキサン、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサンが好ましい。これらの有機ケイ素化合物は、単独又は２種以上を組み合わせて使用することができる。また、炭素を含有する有機化合物ガスとしては、例えば、メタン、エタン、エチレン、アセチレンを例示することができる。これら有機ケイ素化合物ガスや有機化合物ガスは、金属酸化物ガスバリアー層の種類に応じて適切な原料ガスが選択される。

【0086】

また、成膜ガスとしては、上記原料ガスの他に、反応ガスを用いても良い。このような反応ガスとしては、原料ガスと反応して酸化物、窒化物等の無機化合物となるガスを適宜選択して使用することができる。酸化物を形成するための反応ガスとしては、例えば、酸素、オゾンを用いることができる。また、窒化物を形成するための反応ガスとしては、例えば、窒素、アンモニアを用いることができる。これらの反応ガスは、単独又は２種以上を組み合わせて使用することができ、例えば、酸窒化物を形成する場合には、酸化物を形成するための反応ガスと窒化物を形成するための反応ガスとを組み合わせて使用することができる。

【0087】

また、成膜ガスとしては、原料ガスを真空チャンバー内に供給するために、必要に応じて、キャリアガスを用いても良い。更に、成膜ガスとしては、プラズマ放電を発生させるために、必要に応じて、放電用ガスを用いても良い。このようなキャリアガス及び放電用ガスとしては、適宜公知のものを使用することができ、例えば、ヘリウム、アルゴン、ネオン、キセノン等の希ガスや水素ガスを用いることができる。

【0088】

また、真空チャンバー１６内の圧力（真空度）は、原料ガスの種類等に応じて適宜調整することができるが、０．５Ｐａ〜５０Ｐａの範囲内とすることが好ましい。

【0089】

本発明の光学フィルムは、金属酸化物ガスバリアー層を複数層備えていても良く、そのうちの少なくとも１層は上記のような化学気相成長法（ＣＶＤ法）又は物理気相成長法（ＰＶＤ法）で形成されることが好ましい。このように形成されることで、金属酸化物ガスバリアー層上に半導体ナノ粒子層を塗布積層したときの密着性を高くすることができるため、長期間にわたる耐久性を良好に維持できる。

【0090】

（２）塗布法による金属酸化物ガスバリアー層の形成
塗布法により基材上に金属酸化物ガスバリアー層を形成する方法としては、例えば、ポリシラザンを含む金属酸化物ガスバリアー層形成用塗布液を、基材上に塗布及び乾燥して形成された層（ポリシラザン含有層）に、真空紫外光を照射するポリシラザンの改質処理を施して、ガスバリアー性を有するポリシラザン改質層である金属酸化物ガスバリアー層に転化する方法が用いられる。

【0091】

また、塗布及び乾燥によって形成したポリシラザン含有層上に、保護層を塗布して積層し、その保護層の塗膜面側から真空紫外光を照射するなどの改質処理を施すことによって、ポリシラザン含有層をガスバリアー層に改質して形成することもできる。

【0092】

（ポリシラザンを含む金属酸化物ガスバリアー層形成用塗布液の塗布）
上記したように、金属酸化物ガスバリアー層は、ポリシラザンを含む金属酸化物ガスバリアー層形成用塗布液を塗布し、塗膜を形成する湿式塗布方法によって形成することができる。

【0093】

本発明で用いられる「ポリシラザン」とは、ケイ素−窒素結合を持つポリマーで、Ｓｉ−Ｎ、Ｓｉ−Ｈ、Ｎ−Ｈ等の結合を有するＳｉＯ_２、Ｓｉ_３Ｎ_４及び両方の中間固溶体ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ等から構成されるセラミック前駆体無機ポリマーである。

【0094】

そのポリシラザンを含む金属酸化物ガスバリアー層形成用塗布液を塗布する湿式塗布方法としては、従来公知の方法から適宜選択して用いることができる。具体例な塗布方法としては、スピンコート法、ロールコート法、フローコート法、インクジェット法、スプレーコート法、プリント法、ディップコート法、流延成膜法、バーコート法、グラビア印刷法等が挙げられる。

【0095】

基材上に形成するポリシラザン含有層の層厚としては、目的に応じて適宜設定されるが、乾燥後の層厚としては、１ｎｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましく、更に好ましくは１０ｎｍ〜１０μｍの範囲内であり、最も好ましくは１０ｎｍ〜１μｍの範囲内である。

【0096】

本発明の光学フィルムにおいて、金属酸化物ガスバリアー層が、上述のようにポリシラザンを含有する金属酸化物ガスバリアー層形成用塗布液を塗布、乾燥し、真空紫外光を照射して改質処理を施すことにより形成される場合、当該金属酸化物ガスバリアー層は、半導体ナノ粒子層の上に積層されることが好ましい。この態様により、金属酸化物ガスバリアー層を支持するための基材が不要となり、光学フィルムとしての厚さを低減することができ、同時に屈曲性、材料コストの面で有利な構成とすることができる。

【0097】

《金属アルコキシド又は金属キレート化合物》
本発明の光学フィルムにおいて、金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属が界面又は中間層に存在することで、半導体ナノ粒子層と金属酸化物ガスバリアー層と反応、相互作用し、接着性を向上させることができる。
ここで、光学フィルム製造時には、半導体ナノ粒子層と金属酸化物ガスバリアー層との界面又は中間層に金属アルコキシド又は金属キレート化合物を含有させるものであるが、他の各種層を積層させた後は、金属アルコキシド又は金属キレート化合物は半導体ナノ粒子層や金属酸化物ガスバリアー層の構成成分と結合又は相互作用しているものと考えられる。したがって、添加された金属アルコキシド又は金属キレート化合物は、金属アルコキシド又は金属キレート化合物の形態ではなく、金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属として存在しているものと考えている。
本発明に係る金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属は、当該金属が含有される界面又は中間層に未反応の金属アルコキシドないしは金属キレート、あるいは金属キレートの配位から外れた配位子の有機物が一部存在することから判断することができる。
要因は明らかではないが、これらの化合物の存在により界面の相互作用に影響して、本発明の作用が発現するものと推定している。
これらの存在は、赤外分光法、固体ＮＭＲ、Ｘ線光電子分光分析等の分析方法を単独、または組み合わせることで容易に検出可能である。

【0098】

本発明に係る金属アルコキシド又は金属キレートの例としては、例えば、ベリリウムアセチルアセトネート、ホウ酸トリメチル、ホウ酸トリエチル、ホウ酸トリｎ−プロピル、ホウ酸トリイソプロピル、ホウ酸トリｎ−ブチル、ホウ酸トリｔｅｒｔ−ブチル、マグネシウムエトキシド、マグネシウムエトキシエトキシド、マグネシウムメトキシエトキシド、マグネシウムアセチルアセトネート、アルミニウムトリメトキシド、アルミニウムトリエトキシド、アルミニウムトリｎ−プロポキシド、アルミニウムトリイソプロポキシド、アルミニウムトリｎ−ブトキシド、アルミニウムトリｓｅｃ−ブトキシド、アルミニウムトリｔｅｒｔ−ブトキシド、アルミニウムアセチルアセトナート、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムエチルアセトアセテート・ジイソプロピレート、アルミニウムエチルアセトアセテートジｎ−ブチレート、アルミニウムジエチルアセトアセテートモノｎ−ブチレート、アルミニウムジイソプロピレートモノｓｅｃ−ブチレート、アルミニウムトリスアセチルアセトネート、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート、ビス（エチルアセトアセテート）（２，４−ペンタンジオナト）アルミニウム、アルミニウムアルキルアセトアセテートジイソプロピレート、アルミニウムオキサイドイソプロポキサイドトリマー、アルミニウムオキサイドオクチレートトリマー、カルシウムメトキシド、カルシウムエトキシド、カルシウムイソプロポキシド、カルシウムアセチルアセトネート、スカンジウムアセチルアセトネート、チタンテトラメトキシド、チタンテトラエトキシド、チタンテトラノルマルプロポキシド、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラノルマルブトキシド、チタンテトライソブトキシド、チタンジイソプロポキシジノルマルブトキシド、チタンジターシャリーブトキシジイソプロポキシド、チタンテトラｔｅｒｔ−ブトキシド、チタンテトライソオクチロキシド、チタンテトラステアリルアルコキシド、バナジウムトリイソブトキシドオキシド、トリス（２，４−ペンタンジオナト）クロム、クロムｎ−プロポキシド、クロムイソプロポキシド、マンガンメトキシド、トリス（２，４−ペンタンジオナト）マンガン、鉄メトキシド、鉄エトキシド、鉄ｎ−プロポキシド、鉄イソプロポキシド、トリス（２，４−ペンタンジオナト）鉄、コバルトイソプロポキシド、トリス（２，４−ペンタンジオナト）コバルト、ニッケルアセチルアセトネート、銅メトキシド、銅エトキシド、銅イソプロポキシド、銅アセチルアセトネート、亜鉛エトキシド、亜鉛エトキシエトキシド、亜鉛メトキシエトキシド、ガリウムメトキシド、ガリウムエトキシド、ガリウムイソプロポキシド、ガリウムアセチルアセトナート、ゲルマニウムメトキシド、ゲルマニウムエトキシド、ゲルマニウムイソプロポキシド、ゲルマニウムｎ−ブトキシド、ゲルマニウムｔｅｒｔ−ブトキシド、エチルトリエトキシゲルマニウム、ストロンチウムイソプロポキシド、イットリウムｎ−プロポキシド、イットリウムイソプロポキシド、イットリウムアセチルアセトネート、ジルコニウムエトキシド、ジルコニウムｎ−プロポキシド、ジルコニウムイソプロポキシド、ジルコニウムブトキシド、ジルコニウムｔｅｒｔ−ブトキシド、テトラキス（２，４−ペンタンジオナト）ジルコニウム、ニオブエトキシド、ニオブｎ−ブトキシド、ニオブｔｅｒｔ−ブトキシド、モリブデンエトキシド、モリブデンアセチルアセトネート、パラジウムアセチルアセトネート、銀アセチルアセトネート、カドミウムアセチルアセトネート、トリス（２，４−ペンタンジオナト）インジウム、インジウムイソプロポキシド、インジウムイソプロポキシド、インジウムｎ−ブトキシド、インジウムメトキシエトキシド、スズｎ−ブトキシド、スズｔｅｒｔ−ブトキシド、スズアセチルアセトネート、バリウムジイソプロポキシド、バリウムｔｅｒｔ−ブトキシド、バリウムアセチルアセトネート、ランタンイソプロポキシド、ランタンメトキシエトキシド、ランタンアセチルアセトネート、セリウムｎ−ブトキシド、セリウムｔｅｒｔ−ブトキシド、セリウムアセチルアセトネート、プラセオジムメトキシエトキシド、プラセオジムアセチルアセトネート、ネオジムメトキシエトキシド、ネオジムアセチルアセトネート、ネオジムメトキシエトキシド、サマリウムイソプロポキシド、サマリウムアセチルアセトネート、ユーロピウムアセチルアセトネート、ガドリニウムアセチルアセトネート、テルビウムアセチルアセトネート、ホルミウムアセチルアセトネート、イッテルビウムアセチルアセトネート、ルテチウムアセチルアセトネート、ハフニウムエトキシド、ハフニウムｎ−ブトキシド、ハフニウムｔｅｒｔ−ブトキシド、ハフニウムアセチルアセトネート、タンタルメトキシド、タンタルエトキシド、タンタルｎ−ブトキシド、タンタルブトキシド、タンタルテトラメトキシドアセチルアセトネート、タングステンエトキシド、イリジウムアセチルアセトネート、イリジウムジカルボニルアセチルアセトネート、タリウムエトキシド、タリウムアセチルアセトネート、鉛アセチルアセトネート等が挙げられる。これら添加元素のアルコキシドの中でも、ホウ酸トリイソプロピル、マグネシウムエトキシド、アルミニウムトリｓｅｃ−ブトキシド、アルミニウムエチルアセトアセテート・ジイソプロピレート、カルシウムイソプロポキシド、チタンテトライソプロポキシド、ガリウムイソプロポキシド、アルミニウムジイソプロピレートモノｓｅｃ−ブチレート、アルミニウムエチルアセトアセテートジｎ−ブチレート、アルミニウムジエチルアセトアセテートモノｎ−ブチレートが好ましい。

【0099】

本発明に係る金属アルコキシド又は金属キレート化合物に含有される金属元素は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ケイ素（Ｓｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ホウ素（Ｂ）、リチウム（Ｌｉ）、鉄（Ｆｅ）、ガリウム（Ｇａ）、スズ（Ｓｎ）、タンタル（Ｔａ）及びバナジウム（Ｖ）から選ばれる少なくとも１種の金属であることが好ましい。さらに好ましくは、アルミニウム（Ａｌ）及びチタン（Ｔｉ）から選ばれる少なくとも１種の金属である。これらの金属元素を含有する金属アルコキシド又は金属キレート化合物は、溶液中において単体で比較的安定であり、かつ、半導体ナノ粒子層と金属酸化物ガスバリアー層との接着性を良好に向上させることができる。

【0100】

中でも、金属アルコキシド又は金属キレート化合物に含有される金属元素は、着色が少なく透明性が高い点においてアルミニウム（Ａｌ）であることが好ましい。
アルミニウムを含む金属アルコキシド又は金属キレート化合物として、具体的には、例えば、アルミニウムトリメトキシド、アルミニウムトリエトキシド、アルミニウムトリｎ−プロポキシド、アルミニウムトリイソプロポキシド、アルミニウムトリｎ−ブトキシド、アルミニウムトリｓｅｃ−ブトキシド、アルミニウムトリｔｅｒｔ−ブトキシド、アルミニウムアセチルアセトナート、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムエチルアセトアセテート・ジイソプロピレート、アルミニウムエチルアセトアセテートジｎ−ブチレート、アルミニウムジエチルアセトアセテートモノｎ−ブチレート、アルミニウムジイソプロピレートモノｓｅｃ−ブチレート、アルミニウムトリスアセチルアセトネート、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート、ビス（エチルアセトアセテート）（２，４−ペンタンジオナト）アルミニウム、アルミニウムアルキルアセトアセテートジイソプロピレート、アルミニウムオキサイドイソプロポキサイドトリマー、アルミニウムオキサイドオクチレートトリマー等が挙げられる。これらの中でも、アルミニウムトリｓｅｃ−ブトキシド、アルミニウムエチルアセトアセテート・ジイソプロピレート、アルミニウムジイソプロピレートモノｓｅｃ−ブチレート、アルミニウムエチルアセトアセテートジｎ−ブチレート、アルミニウムジエチルアセトアセテートモノｎ−ブチレート等が好ましい。

【0101】

《半導体ナノ粒子層と金属酸化物ガスバリアー層との界面》
本発明の光学フィルムにおける半導体ナノ粒子層と金属酸化物ガスバリアー層との界面とは、半導体ナノ粒子層と金属酸化物ガスバリアー層とが接する面であり、金属酸化物ガスバリアー層の構成成分が最小となる位置を中心として厚さ方向に前後２０ｎｍの領域の内部と定義される。
ここで、当該界面について図２を参照して説明する。図２は、横軸が、金属酸化物ガスバリアー層の基材側の面を０としたときの厚さ方向の距離（ｎｍ）、縦軸が、各層の構成成分の原子組成比率（％）を示すグラフである。図２において、線Ａが金属酸化物ガスバリアー層の構成成分の比率を示し、線Ｂが金属アルコキシド又は金属キレート化合物に由来する金属の比率を示すものであり、半導体ナノ粒子層の構成成分の比率は省略している。図２においては、金属酸化物ガスバリアー層の構成成分の比率が最小（図２では０％）となる位置Ｃを中心として厚さ方向に前後２０ｎｍの領域を合わせた領域Ｄが界面となる。
また、半導体ナノ粒子層と金属酸化物ガスバリアー層との間に後述の中間層が設けられている場合には、当該中間層に、金属アルコキシド又は金属キレート化合物に由来する金属が含有されているものである。

【0102】

半導体ナノ粒子層と金属酸化物ガスバリアー層との界面、又は、半導体ナノ粒子層と金属酸化物ガスバリアー層との間に設けられる中間層において、金属アルコキシド又は金属キレート化合物に由来する金属の含有量は、当該界面又は中間層における全原子量に対する金属原子組成比率（ａｔ％）が０．２〜１０ａｔ％の範囲である。この範囲に調整することにより良好な耐久性と発光効率を両立することができる。すなわち、０．２％以上とすることでより好ましい層間の密着性を確保でき、かつ１０ａｔ％以下とすることで光の透過性をより高く維持することができると推定している。

【0103】

半導体ナノ粒子層と金属酸化物ガスバリアー層との界面又は中間層における金属アルコキシド又は金属キレート化合物に由来する金属の含有量の測定方法は下記の方法にて測定することができる。
すなわち、上記金属の含有量は、下記測定条件により、金属酸化物ガスバリアー層の表面からの深さ（厚さ）方向の組成をＸＰＳ分析により測定し、求めることができる。当該測定は、光学フィルムの面方向において無作為に選ばれる１０箇所に対して行い、その平均値をもって上記数値範囲内であるか否かを判断することが好ましい。
・装置：ＱＵＡＮＴＥＲＡＳＸＭ（アルバック・ファイ株式会社製）
・Ｘ線源：単色化Ａｌ−Ｋα
・測定領域：Ｓｉ２ｐ、Ｃ１ｓ、Ｎ１ｓ、Ｏ１ｓ
・スパッタイオン：Ａｒ（２ｋｅＶ）
・デプスプロファイル：１分間のスパッタ後に測定を繰り返す
・データ処理：ＭｕｌｔｉＰａｋ（アルバック・ファイ株式会社製）
・定量：バックグラウンドをＳｈｉｒｌｅｙ法で求め、得られたピーク面積から相対感度係数法を用いて定量した。

【0104】

《金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属の添加方法》
半導体ナノ粒子層と金属酸化物ガスバリアー層との界面又は中間層に、金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属を含有させる方法としては、次の方法を挙げることができる。例えば、半導体ナノ粒子層又は金属酸化物ガスバリアー層の表面に、溶媒中に金属アルコキシド又は金属キレート化合物を含有させた塗布液を塗布して乾燥させた後、半導体ナノ粒子層又は金属酸化物ガスバリアー層を積層する方法や、半導体ナノ粒子層又は金属酸化物ガスバリアー層を形成するための層形成用塗布液やその原料中に、金属アルコキシド又は金属キレート化合物を添加して、当該金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属を半導体ナノ粒子層又は金属酸化物ガスバリアー層の層内に含有させることで、当該金属を界面に含有させる方法、等を挙げることができる。
その他の方法として、下記の中間層の層内に添加する方法も好ましい態様である。

【0105】

《中間層》
本発明の光学フィルムは、半導体ナノ粒子層と金属酸化物ガスバリアー層との間に、中間層を更に備えていても良い。
中間層は、本発明に係る金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属と、それを保持するための有機又は無機の化合物と、を含有して構成されている。

【0106】

中間層に含有される有機又は無機の化合物としては、金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属を保持し、かつ、当該金属が含有されていることによる半導体ナノ粒子層と金属酸化物ガスバリアー層との接着性を損なうものでなければ特に制限はない。このような性質を有する化合物として、好ましくは、有機又は無機のパーヒドロポリシラザン化合物溶液を塗布し、乾燥して、反応させたものを挙げることができる。

【0107】

パーヒドロポリシラザン化合物としては、上記した金属酸化物ガスバリアー層の形成に用いられるものと同様のものを好ましく用いることができる。この場合、中間層を形成するための中間層形成用塗布液中の金属アルコキシド又は金属キレート化合物のパーヒドロポリシラザンに対する添加量は質量比として、１〜３０％であることが好ましい。

【0108】

中間層の層厚としては、好ましくは１〜１２００ｎｍである。

【0109】

中間層は、上記した金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属を含有するので、半導体ナノ粒子層と金属酸化物ガスバリアー層との接着層として機能させることができる。
また、半導体ナノ粒子層に含有される紫外線硬化樹脂に対して中間層形成後に紫外線照射する場合に、上記したように構成される中間層は、紫外領域の波長の光の透過率が高いため、半導体ナノ粒子層の紫外線硬化に要するエネルギー量を低減することができる。
また、中間層は、バックライト光源による紫外から青色の波長領域の光の吸収が少ないため、光源光の透過率を高く維持でき、その結果、半導体ナノ粒子層中の半導体ナノ粒子の発光効率を高く確保することが可能となる。
また、中間層は、一般的な接着材料を用いる場合と比べて、接着に要する層の厚さを低減することができるため、光の透過率を低下させることなく、また、接着材料自体の色味による光学フィルムの着色を抑制することができる。

【0110】

《金属アルコキシド又は金属キレート化合物の含有位置》
本発明の光学フィルムにおいて、金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属を含有させる位置としては、当該金属アルコキシド又は金属キレート化合物に由来する金属が、半導体ナノ粒子層と金属酸化物ガスバリアー層との界面又は中間層に存在していれば、いずれの位置であっても良い。

【0111】

図３は、本発明の光学フィルムの構成例を示した概略断面図である。なお、図３Ａ〜図３Ｆに示す光学フィルムの各構成は一例であって、これらに限定されるものではない。

【0112】

図３Ａに示す光学フィルム１００は、基材１０１上に、蒸着法により形成された第１金属酸化物ガスバリアー層１０２と、金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属が含有された第１中間層１０３と、半導体ナノ粒子１０４及び紫外線硬化樹脂が含有された半導体ナノ粒子層１０５と、金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属が含有された第２中間層１０６と、塗布法により形成された第２金属酸化物ガスバリアー層１０７と、を備えて構成されている。
すなわち、図３Ａに示す光学フィルム１００においては、金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属は第１中間層１０３と第２中間層１０６とに含有されている。

【0113】

図３Ｂに示す光学フィルム２００は、基材２０１上に、蒸着法により形成された第１金属酸化物ガスバリアー層２０２と、金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属が含有された第１中間層２０３と、半導体ナノ粒子２０４及び紫外線硬化樹脂が含有された半導体ナノ粒子層２０５と、金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属が含有された第２中間層２０６と、蒸着法により形成された第２金属酸化物ガスバリアー層２０７と、基材２０８と、を備えて構成されている。
すなわち、図３Ｂに示す光学フィルム２００においては、金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属を第１中間層２０３と第２中間層２０６とに含有されている。

【0114】

図３Ｃに示す光学フィルム３００は、基材３０１上に、塗布法により形成された第１金属酸化物ガスバリアー層３０２と、金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属が含有された第１中間層３０３と、半導体ナノ粒子３０４及び紫外線硬化樹脂が含有された半導体ナノ粒子層３０５と、金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属が含有された第２中間層３０６と、塗布法により形成された第２金属酸化物ガスバリアー層３０７と、を備えて構成されている。
すなわち、図３Ｃに示す光学フィルム３００においては、金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属は第１中間層３０３と第２中間層３０６とに含有されている。

【0115】

図３Ｄに示す光学フィルム４００は、基材４０１上に、塗布法により形成され金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属が含有された第１金属酸化物ガスバリアー層４０２と、半導体ナノ粒子４０４及び紫外線硬化樹脂が含有された半導体ナノ粒子層４０５と、塗布法により形成され金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属が含有された第２金属酸化物ガスバリアー層４０７と、を備えて構成されている。
すなわち、図３Ｄに示す光学フィルム４００においては、金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属は第１金属酸化物ガスバリアー層４０２と第２金属酸化物ガスバリアー層４０７とに含有されている。

【0116】

図３Ｅに示す光学フィルム５００は、基材５０１上に、塗布法により形成された第１金属酸化物ガスバリアー層５０２と、金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属が含有された中間層５０３と、半導体ナノ粒子５０４及び紫外線硬化樹脂が含有された半導体ナノ粒子層５０５と、塗布法により形成され金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属が含有された第２金属酸化物ガスバリアー層５０７と、を備えて構成されている。
すなわち、図３Ｅに示す光学フィルム５００においては、金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属は中間層５０３と第２金属酸化物ガスバリアー層５０７とに含有されている。

【0117】

図３Ｆに示す光学フィルム６００は、基材６０１上に、塗布法により形成された第１金属酸化物ガスバリアー層６０２と、半導体ナノ粒子６０４、紫外線硬化樹脂及び金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属が含有された半導体ナノ粒子層６０５と、塗布法により形成された第２金属酸化物ガスバリアー層６０７と、を備えて構成されている。
すなわち、図３Ｆに示す光学フィルム６００においては、金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属は半導体ナノ粒子層６０５に含有されている。

【0118】

このように、金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属は、半導体ナノ粒子層と金属酸化物ガスバリアー層との界面又は中間層に存在させることができれば、いずれの層に含有させても良いが、中間層に含有させる場合には、金属アルコキシド又は金属キレート化合物の添加量を低減できるため、製造コストを低減する上で好ましい。また、中間層に含有させる場合には、半導体ナノ粒子層や金属酸化物ガスバリアー層を劣化させるおそれがないため好ましい。

【0119】

《本発明の光学フィルムの効果》
金属酸化物ガスバリアー層は、一般に、半導体ナノ粒子層のマトリクス樹脂（エポキシ樹脂やアクリル樹脂等）との接着性が悪く、半導体ナノ粒子層上に金属酸化物ガスバリアー層を形成した状態で高温高湿環境下に長時間放置すると、剥離や浮きを生じ、その隙間から酸素や水蒸気が浸透することにより、半導体ナノ粒子の発光効率を低下させる。このような問題に対し、本発明のように、半導体ナノ粒子層と金属酸化物ガスバリアー層との界面又は中間層に、金属アルコキシド又は金属キレート化合物を存在させることにより、半導体ナノ粒子層中の組成物及び金属酸化物ガスバリアー層の組成物と結合又は相互作用させることができ、両者の接着性を向上させることができるものと推察している。

【実施例】

【0120】

以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

【0121】

《試料１の作製》
（１）基材の準備
基材として、熱可塑性樹脂支持体であって、両面に易接着加工された厚さ１２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（東洋紡株式会社製、コスモシャインＡ４３００、ＰＥＴと略記する。）を用い、この基材を温度２５℃、相対湿度５５％の環境下で９６時間保管して調湿した。

【0122】

上記基材の易接着面に、ＪＳＲ株式会社製 ＵＶ硬化型有機／無機ハイブリッドハードコート材 ＯＰＳＴＡＲ（登録商標）Ｚ７５０１を乾燥後の層厚が４μｍになるようにワイヤーバーで塗布した後、８０℃で３分間の乾燥を行った後、窒素雰囲気下、高圧水銀ランプを使用して、硬化条件；１．０Ｊ／ｃｍ^２で硬化を行い、両面にアンカーコート層を形成した。このようにして基材を準備した。

【0123】

（２）第１金属酸化物ガスバリアー層の形成
次に、図１に示すＣＶＤ装置Ｓ１を用い、下記の成膜条件（プラズマＣＶＤ条件）により、基材上に第１金属酸化物ガスバリアー層を厚さ３００ｎｍ成膜した。

【0124】

〈第１金属酸化物ガスバリアー層の成膜条件〉
原料ガス：ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）
供給量：５０ｓｃｃｍ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃｕｂｉｃ Ｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒ ｐｅｒ Ｍｉｎｕｔｅ、０℃、１気圧基準）
反応ガス：酸素ガス（Ｏ_２）
供給量：５００ｓｃｃｍ（０℃、１気圧基準）
真空チャンバー内の真空度：１．５Ｐａ
プラズマ発生用電源からの印加電力：０．９ｋＷ
プラズマ発生用電源の周波数：７０ｋＨｚ
樹脂基材ユニットの搬送速度：１．０ｍ／ｍｉｎ

【0125】

（３）第１中間層の形成
パーヒドロポリシラザン（アクアミカ ＮＮ１２０−１０、無触媒タイプ、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ（株）製）の１０質量％ジブチルエーテル溶液１０ｇに、下記に示す構造のアルミニウムｓ−ブトキシド（ワコーケミカル（株）製）（以下、Ｃ１とする。）を０．５ｇ添加し、第１中間層形成用塗布液を調製した。

【0126】

【化1】

【0127】

第１金属酸化物ガスバリアー層上に、調製した第１中間層形成用塗布液を乾燥後の層厚が９０ｎｍになるように塗布して乾燥し、第１中間層を形成した。

【0128】

（４）半導体ナノ粒子層の形成
Ｓｅ粉末０．７８９６ｇを、トリオクチルホスフィン（ＴＯＰ）７．４ｇへ添加し、混合物を１５０℃まで加熱して（窒素気流下）、ＴＯＰ−Ｓｅストック溶液を調製した。別途、酸化カドミウム（ＣｄＯ）０．４５０ｇ及びステアリン酸８ｇをアルゴン雰囲気下、三口フラスコ中で１５０℃まで加熱した。ＣｄＯが溶解した後、このＣｄＯ溶液を室温まで冷却した。このＣｄＯ溶液に、トリオクチルホスフィンオキサイド（ＴＯＰＯ）８ｇ及び１−ヘプタデシル−オクタデシルアミン（ＨＤＡ）１２ｇを添加し、混合物を再び１５０℃まで加熱した後、ＴＯＰ−Ｓｅストック溶液を素早く添加した。その後、チャンバーの温度を２２０℃まで加熱し、更に一定の速度で１２０分かけて２５０℃まで上昇させた（０．２５℃／分）。その後、温度を１００℃まで下げ、酢酸亜鉛二水和物を添加撹拌し溶解させた後、ヘキサメチルジシリルチアンのトリオクチルホスフィン溶液を滴下し、数時間撹拌を続けて反応を終了させ、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ（半導体ナノ粒子）を得た。

【0129】

半導体ナノ粒子を透過型電子顕微鏡により直接観察することで、得られた粒子が、ＣｄＳｅのコア部の表面をＺｎＳシェルが覆ったコア・シェル構造のＣｄＳｅ／ＺｎＳ半導体ナノ粒子であることを確認した。また、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ半導体ナノ粒子は、コア部の粒子径が２．０〜４．０ｎｍ、コア部の粒子径分布が６〜４０％であることを確認した。光学特性は、発光ピーク波長が、４１０〜７００ｎｍであり、発光半値幅は、３５〜９０ｎｍであることを確認した。発光効率は、最大で７３．９％に達した。

【0130】

半導体ナノ粒子に内包される半導体ナノ粒子成分の粒径を赤色と緑色に発光するように調整し、更にその内包する半導体ナノ粒子の赤色、緑色成分が０．７５ｍｇ、４．１２ｍｇになるようにトルエン溶媒に分散させ、更にエポキシアクリレート ＤＩＣ（株）製ＵＶ硬化型樹脂ユニディックＶ−５５００に、光重合開始剤イルガキュア１８４（ＢＡＳＦジャパン製）を、固形分比（質量％）で樹脂／開始剤：９５／５になるように調整したＵＶ硬化樹脂を加え、半導体ナノ粒子の重量含有率が１％になる半導体ナノ粒子層形成用塗布液を調製した。

【0131】

調製した半導体ナノ粒子層形成用塗布液を、第１中間層の上に乾燥層厚１００μｍになるように塗布し、７５℃で３分間加熱した後、高圧水銀ランプを使用して硬化条件；１．５Ｊ／ｃｍ^２で硬化を行った。このようにして半導体ナノ粒子層を形成した。

【0132】

（５）第２中間層の形成
上記第１中間層と同様にして、半導体ナノ粒子層の第１中間層が形成された面の反対側の面に第２中間層を形成した。

【0133】

（６）第２金属酸化物ガスバリアー層の形成
パーヒドロポリシラザン（アクアミカ ＮＡＸ１２０−１０、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ（株）製）の２０質量％ジブチルエーテル溶液１０ｇに、ジブチルエーテルを添加して希釈することにより第２金属酸化物ガスバリアー層形成用塗布液を調製した。

【0134】

上記調製した第２金属酸化物ガスバリアー層形成用塗布液を、ワイヤレスバーにて、乾燥後の（平均）層厚が１２０ｎｍとなるように塗布し、温度８５℃、相対湿度５５％の雰囲気下で１分間処理して乾燥させ、更に温度２５℃、相対湿度１０％（露点温度−８℃）の雰囲気下に１０分間保持し、除湿処理を行って、ポリシラザン含有層を形成した。

【0135】

次いで、上記形成したポリシラザン含有層に対し、下記紫外線装置にて下記条件で紫外線照射処理を行ってポリシラザン含有層を改質し、第２中間層上に第２金属酸化物ガスバリアー層を形成した。

【0136】

装置：株式会社 エム・ディ・コム製エキシマ照射装置ＭＯＤＥＬ：ＭＥＣＬ−Ｍ−１−２００
照射波長：１７２ｎｍ
ランプ封入ガス：Ｘｅ
エキシマランプ光強度：１３０ｍＷ／ｃｍ^２（１７２ｎｍ）
試料と光源の距離：１ｍｍ
ステージ加熱温度：７０℃
照射装置内の酸素濃度：０．１％
エキシマランプ照射時間：１５秒

【0137】

以上のようにして、試料１の光学フィルムを作製した。

【0138】

《試料２の作製》
上記試料１の作製において、中間層形成用塗布液に添加したアルミニウム有機化合物を、アルミニウムエチルアセトアセテート・ジイソプロピレート（ＡＬＣＨ、川研ファインケミカル（株）製）（以下、Ｃ２とする。）に変更した以外は同様にして、試料２の光学フィルムを作製した。
Ｃ２の構造式を以下に示す。

【0139】

【化2】

【0140】

《試料３の作製》
上記試料１の作製において、中間層形成用塗布液に添加したアルミニウム有機化合物を、アルミニウム系カップリング剤であるアセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート（味の素ファインテクノ（株）製、プレンアクトＡＬ−Ｍ）（以下、Ｃ３とする。）に変更した以外は同様にして、試料３の光学フィルムを作製した。
Ｃ３の構造式を以下に示す。

【0141】

【化3】

【0142】

《試料４の作製》
上記試料１の作製において、中間層形成用塗布液にアルミニウム有機化合物Ｃ１を添加しない以外は同様にして、試料４の光学フィルムを作製した。

【0143】

《試料５の作製》
（１）基材の準備
基材として、熱可塑性樹脂支持体であって、両面に易接着加工された厚さ１２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（東洋紡株式会社製、コスモシャインＡ４３００、ＰＥＴと略記する。）を用い、この基材を温度２５℃、相対湿度５５％の環境下で９６時間保管して調湿した。

【0144】

上記基材の易接着面に、ＪＳＲ株式会社製 ＵＶ硬化型有機／無機ハイブリッドハードコート材 ＯＰＳＴＡＲ（登録商標）Ｚ７５０１を乾燥後の層厚が４μｍになるようにワイヤーバーで塗布した後、８０℃で３分間の乾燥を行った後、空気雰囲気下、高圧水銀ランプを使用して、硬化条件；１．０Ｊ／ｃｍ^２で硬化を行い、両面にアンカーコート層を形成した。

【0145】

（２）第１金属酸化物ガスバリアー層の形成

【0146】

パーヒドロポリシラザン（アクアミカ ＮＮ１２０−１０、無触媒タイプ、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ（株）製）の１０質量％ジブチルエーテル溶液１０ｇに、アルミニウム有機化合物Ｃ２を０．１ｇ添加し、第１金属酸化物ガスバリアー層形成用塗布液を調製した。

【0147】

基材上に、調製した第１金属酸化物ガスバリアー層形成用塗布液を乾燥後の層厚が１８０ｎｍになるように塗布して乾燥し、ポリシラザン含有層を形成した。

【0148】

次いで、上記形成したポリシラザン含有層に対し、下記紫外線装置にて下記条件で紫外線照射処理を行ってポリシラザン含有層を改質し、第１金属酸化物ガスバリアー層を形成した。

【0149】

装置：株式会社 エム・ディ・コム製エキシマ照射装置ＭＯＤＥＬ：ＭＥＣＬ−Ｍ−１−２００
照射波長：１７２ｎｍ
ランプ封入ガス：Ｘｅ
エキシマランプ光強度：１３０ｍＷ／ｃｍ^２（１７２ｎｍ）
試料と光源の距離：１ｍｍ
ステージ加熱温度：７０℃
照射装置内の酸素濃度：０．１％
エキシマランプ照射時間：１５秒

【0150】

（３）半導体ナノ粒子層の形成
試料１の作製における半導体ナノ粒子層の形成と同様にして、第１金属酸化物ガスバリアー層の上に半導体ナノ粒子層を形成した。

【0151】

（４）第２金属酸化物ガスバリアー層の形成
パーヒドロポリシラザン（アクアミカ ＮＮ１２０−１０、無触媒タイプ、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ（株）製）の１０質量％ジブチルエーテル溶液１０ｇに、アルミニウム有機化合物Ｃ２を０．１ｇ添加し、第２金属酸化物ガスバリアー層形成用塗布液を調製した。

【0152】

調製した第２金属酸化物ガスバリアー層形成用塗布液を用いて、上記第１金属酸化物ガスバリアー層と同様にして、半導体ナノ粒子層の上に第２金属酸化物ガスバリアー層を形成した。

【0153】

以上のようにして、試料５の光学フィルムを作製した。

【0154】

《試料６の作製》
試料２の作製において、第２中間層を形成せず、第２金属酸化物ガスバリアー層の形成方法を試料５の第２金属酸化物ガスバリアー層の形成方法に変更した以外は同様にして、試料６の光学フィルムを作製した。

【0155】

《試料７の作製》
（１）第１基材の準備
試料２の基材と同様にして、第１基材を準備した。

【0156】

（２）第１金属酸化物ガスバリアー層の形成
試料２の第１金属酸化物ガスバリアー層と同様にして、第１基材の上に、第１金属酸化物ガスバリアー層を形成した。

【0157】

（３）第１中間層の形成
試料２の第１中間層と同様にして、第１金属酸化物ガスバリアー層の上に第１中間層を形成した。

【0158】

（４）第２基材の準備
試料２の基材と同様にして、第２基材を準備した。

【0159】

（５）第２金属酸化物ガスバリアー層の形成
試料２の第１金属酸化物ガスバリアー層と同様にして、第２基材の上に、第２金属酸化物ガスバリアー層を形成した。

【0160】

（６）第２中間層の形成
試料２の第１中間層と同様にして、第２金属酸化物ガスバリアー層の上に第２中間層を形成した。

【0161】

（７）半導体ナノ粒子層の形成
試料２と同様にして調製した半導体ナノ粒子層形成用塗布液を、第１中間層の上に乾燥層厚１００μｍになるように塗布し、７５℃で３分間加熱した。第１中間層上に塗布された半導体ナノ粒子層形成用塗布液に、第２中間層及び第２金属酸化物ガスバリアー層が対向するように、第１基材と第２基材とを貼り合わせた後、高圧水銀ランプを使用して硬化条件；２．５Ｊ／ｃｍ^２で硬化を行った。このようにして半導体ナノ粒子層を形成した。

【0162】

以上のようにして、試料７の光学フィルムを作製した。

【0163】

《試料８の作製》
試料７の作製において、第１中間層及び第２中間層の形成方法を次の方法に変更した以外は同様にして、試料８の光学フィルムを作製した。
すなわち、特表２０１３−５０８８９５号公報の実施例に記載されるＮｏｒｌａｎｄ Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ社製光学接着剤６８Ｔを、第１金属酸化物ガスバリアー層及び半導体ナノ粒子層の上にそれぞれ平均層厚が３μｍとなるように塗布した後、窒素雰囲気下、高圧水銀ランプを使用して硬化条件；３．８Ｊ／ｃｍ^２で硬化を行った。このようにして第１中間層及び第２中間層を形成した。

【0164】

《試料９の作製》
試料７の作製において、第１基材及び第２基材を、厚さ１８８μｍのシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）樹脂フィルム（ゼオノアフィルムＺＦ１４−１８８：日本ゼオン商品名）に変更し、第１金属酸化物ガスバリアー層、第２金属酸化物ガスバリアー層、第１中間層及び第２中間層を形成しなかった以外は同様にして、試料９の光学フィルムを作製した。

【0165】

《試料１０の作製》
試料２の作製において、第１金属酸化物ガスバリアー層の形成方法を次の方法に変更した以外は同様にして、試料１０の光学フィルムを作製した。

【0166】

パーヒドロポリシラザン（アクアミカ ＮＡＸ１２０−１０、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ（株）製）の２０質量％ジブチルエーテル溶液１０ｇに、ジブチルエーテルを添加して希釈することにより第１金属酸化物ガスバリアー層形成用塗布液を調製した。

【0167】

上記調製した第１金属酸化物ガスバリアー層形成用塗布液を、ワイヤレスバーにて、乾燥後の（平均）層厚が１２０ｎｍとなるように塗布し、温度８５℃、相対湿度５５％の雰囲気下で１分間処理して乾燥させ、更に温度２５℃、相対湿度１０％（露点温度−８℃）の雰囲気下に１０分間保持し、除湿処理を行って、ポリシラザン含有層を形成した。

【0168】

次いで、上記形成したポリシラザン含有層に対し、下記紫外線装置にて下記条件で紫外線照射処理を行ってポリシラザン含有層を改質し、第１金属酸化物ガスバリアー層を形成した。

【0169】

装置：株式会社 エム・ディ・コム製エキシマ照射装置ＭＯＤＥＬ：ＭＥＣＬ−Ｍ−１−２００
照射波長：１７２ｎｍ
ランプ封入ガス：Ｘｅ
エキシマランプ光強度：１３０ｍＷ／ｃｍ^２（１７２ｎｍ）
試料と光源の距離：１ｍｍ
ステージ加熱温度：７０℃
照射装置内の酸素濃度：０．１％
エキシマランプ照射時間：１５秒

【0170】

《試料１１の作製》
試料１０の作製において、第１中間層及び第２中間層を形成せず、半導体ナノ粒子層の形成方法を次の方法に変更した以外は同様にして、試料１１の光学フィルムを作製した。

【0171】

半導体ナノ粒子に内包される半導体ナノ粒子成分の粒径を赤色と緑色に発光するように調整し、更にその内包する半導体ナノ粒子の赤色、緑色成分が０．７５ｍｇ、４．１２ｍｇになるようにトルエン溶媒に分散させ、更にエポキシアクリレート ＤＩＣ（株）製ＵＶ硬化型樹脂ユニディックＶ−５５００に、光重合開始剤イルガキュア１８４（ＢＡＳＦジャパン製）を、固形分比（質量％）で樹脂／開始剤：９５／５になるように調整したＵＶ硬化樹脂溶液を加え、半導体ナノ粒子の質量含有率が１％になる塗布液を調製した。当該塗布液に対して、アルミニウム有機化合物Ｃ２のヘキサン溶液を、全体の質量固形分として０．５％となるように添加し、半導体ナノ粒子層形成用塗布液を調製した。

【0172】

調製した半導体ナノ粒子層形成用塗布液を、第１金属酸化物ガスバリアー層の上に塗布した。

【0173】

第１金属酸化物ガスバリアー層上に塗布された半導体ナノ粒子層形成用塗布液の上に、試料１０の第２金属酸化物ガスバリアー層と同様にして、第２金属酸化物ガスバリアー層を形成した後、高圧水銀ランプを使用して硬化条件；２．５Ｊ／ｃｍ^２で硬化を行った。このようにして半導体ナノ粒子層を形成した。

【0174】

《試料１２〜１５の作製》
試料２の作製において、中間層形成用塗布液に添加するＡＬＣＨの添加量を、界面又は中間層における全原子量に対する、金属アルコキシド又は金属キレート化合物に由来する金属の原子組成比（表１中、「界面又は中間層の原子組成比」）が表１に記載のとおりになるように変更した以外は同様にして、試料１２〜１５の光学フィルムを作製した。なお、当該原子組成比は、後述する元素分布プロファイルの測定により求めた。

【0175】

《試料１６の作製》
試料２の作製において、半導体ナノ粒子層形成用塗布液に添加したＵＶ硬化型樹脂をエポキシ非含有コーティング用ＵＶ硬化型樹脂（ウレタンアクリレート）ユニディックＶ−４２６３（ＤＩＣ（株）製）に変更した以外は同様にして、試料１６の光学フィルムを作製した。

【0176】

《試料１７の作製》
試料２の作製において、中間層形成用塗布液に添加するアルミニウム有機化合物をテトライソプロピルチタネート オルガチックスＴＡ−１０（マツモトファインケミカル（株）製）に変更し、その添加量を後述する元素分布プロファイルの測定によって測定される界面又は中間層の原子組成比が試料２と同様になるように設定した以外は同様にして、試料１７の光学フィルムを作製した。

【0177】

《試料１〜１７の評価》
上記のようにして作製した試料１〜１７について下記の評価を行った。評価結果を表１に示す。

【0178】

〈元素分布プロファイルの測定〉
作製した試料１〜１７について、界面又は中間層における全原子量に対する金属アルコキシド又は金属キレート化合物に由来する金属の原子組成比（表１中、「界面又は中間層の原子組成比」）を次のようにして求めた。すなわち、第１金属酸化物ガスバリアー層の基材側の表面からの深さ（厚さ）方向の組成をＸＰＳ分析により測定した。ＸＰＳ分析の条件を下記に示す。
・装置：ＱＵＡＮＴＥＲＡＳＸＭ（アルバック・ファイ株式会社製）
・Ｘ線源：単色化Ａｌ−Ｋα
・測定領域：Ｓｉ２ｐ、Ｃ１ｓ、Ｎ１ｓ、Ｏ１ｓ
・スパッタイオン：Ａｒ（２ｋｅＶ）
・デプスプロファイル：１分間のスパッタ後に測定を繰り返す
・データ処理：ＭｕｌｔｉＰａｋ（アルバック・ファイ株式会社製）
・定量：バックグラウンドをＳｈｉｒｌｅｙ法で求め、得られたピーク面積から相対感度係数法を用いて定量した。
なお、界面の原子組成比は、層内において第１金属酸化物ガスバリアー層の構成成分の比率が最小となる位置を中心として厚さ方向に前後２０ｎｍの領域を合わせたものを界面であるものとして求めた。

【0179】

（１）屈曲耐性の評価
試料１〜１７を曲率半径が１ｃｍとなるように１８０度湾曲させる操作を１００回繰り返し、６５℃、８５％ＲＨの環境下で１０００時間の加速劣化処理を施した前後で、試料の状態を目視観察した。
５：加速劣化処理前後で外観に変化なし
４：加速劣化処理前に外観に変化なし、加速劣化処理後に試料角部に僅かな浮きが発生
３：加速劣化処理前に外観に変化なし、加速劣化処理後に試料一辺部に僅かな浮きが発生
２：加速劣化処理前に試料一辺部に浮き、加速劣化処理後に試料全辺に剥離が発生
１：加速劣化処理前に試料全辺に剥離が発生

【0180】

（２）初期発光効率の評価
光学フィルム１〜１７を４０５ｎｍの青紫光で励起したときに、色温度が７０００Ｋの白色発光の発光効率を測定した。測定には、大塚電子（株）製の発光測定システムＭＣＰＤ−７０００を用いた。光学フィルムの代替として厚さ０．１ｍｍの無アルカリガラスを用いた比較試料の効率を１００としたときの発光効率を下記の基準で評価した。
５：９５以上
４：９０以上〜９５未満
３：８０以上〜９０未満
２：６５以上〜８０未満
１：６５未満

【0181】

（３）保存後の発光効率の評価（耐久性評価）
上記作製した各試料１〜１７に対し、６５℃、８５％ＲＨの環境下で１０００時間の加速劣化処理を施した後、上記発光効率を測定し、加速劣化処理前の発光効率に対する加速劣化処理後の発光効率の比を求め、下記の基準で評価した。
５：比が０．９５以上
４：比が０．９０以上〜０．９５未満
３：比が０．８０以上〜０．９０未満
２：比が０．５０以上〜０．８０未満
１：比が０．５０未満

【0182】

【表1】

【0183】

（４）まとめ
表１に示すように、半導体ナノ粒子層と金属酸化物ガスバリアー層との界面、又は、半導体ナノ粒子層と金属酸化物ガスバリアー層との間の中間層に金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属が含有されている本発明の試料１〜３、５〜７、１０〜１７の光学フィルムは、比較例の試料４、８、９の光学フィルムよりも機能性に優れていることが分かる。
本発明の光学フィルムは屈曲耐性に優れていることから、界面又は中間層に金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属が含有されていることで半導体ナノ粒子層と金属酸化物ガスバリアー層との接着性が向上し、半導体ナノ粒子への酸素や水の侵入による劣化を効果的に抑制できたものと考えられる。
また、本発明の光学フィルムは発光効率に優れていることから、界面又は中間層に金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属を含有させるのみで光学フィルム全体の層厚を増大させることないため、高い透明性を有しているものと考えられる。
また、本発明の光学フィルムは保存前後で発光効率が著しく低下していないことから、耐久性を長期にわたって保持することができているものと考えられる。

【0184】

また、本発明の試料１〜３、５〜７、１０〜１７の光学フィルムがいずれも機能性に優れていることから、金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属は、半導体ナノ粒子層と金属酸化物ガスバリアー層との界面又は中間層に存在していれば、金属酸化物ガスバリアー層、中間層及び半導体ナノ粒子層のうちいずれの位置に含有されていても良く、高機能な光学フィルムとすることができることが分かる。
また、本発明の試料１３、１４の光学フィルムが、試料１２、１５の光学フィルムよりも、機能性に優れていることから、界面又は中間層に含有される金属量としては、０．２〜１０ａｔ％の範囲内であることが好ましいことが分かる。
また、本発明の試料２の光学フィルムが、試料１６の光学フィルムよりも、機能性に優れていることから、半導体ナノ粒子層に含有される紫外線硬化樹脂は、エポキシ樹脂であることが好ましいことが分かる。
また、本発明の試料２の光学フィルムが、試料１７の光学フィルムよりも、機能性に優れていることから、界面又は中間層に含有される金属アルコキシド又は金属キレート化合物由来の金属はアルミニウムであることが好ましいことが分かる。

【産業上の利用可能性】

【0185】

以上のように、本発明は、酸素や水等の侵入による半導体ナノ粒子の劣化を長期にわたって抑制でき、透明性に優れる光学フィルム及びその製造方法を提供することに適している。

【符号の説明】

【0186】

２ 基材
１１Ａ、１１Ｂ ローラー
１６ 真空チャンバー
１７ 真空ポンプ
１８ 排気口
２２、２３ 搬送ローラー
３１、３２ 成膜ローラー
４１ 成膜ガス供給管
５１ プラズマ発生用電源
６１、６２ 磁場発生装置
１００、２００、３００、４００、５００、６００ 光学フィルム
１０１、２０１、２０８、３０１、４０１、５０１、６０１ 基材
１０２、１０７、２０２、２０７、３０２、３０７、４０２、４０７、５０２、５０７、６０２、６０７ 金属酸化物ガスバリアー層
１０３、１０６、２０３、２０６、３０３、３０６、５０３ 中間層
１０４、２０４、３０４、４０４、５０４、６０４ 半導体ナノ粒子
１０５、２０５、３０５、４０５、５０５、６０５ 半導体ナノ粒子層
Ｓ１ ＣＶＤ装置

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図3E】

【図3F】