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技術 波長変換シート及びそれに用いられるバリアフィルム

出願人 大日本印刷株式会社
発明者 坂本武士中嶋達司山西祥多田村修一原田龍太郎
出願日 2016年7月22日 (4年5ヶ月経過) 出願番号 2016-144800
公開日 2018年1月25日 (2年11ヶ月経過) 公開番号 2018-013724
状態 特許登録済
技術分野 LED素子のパッケージ 面状発光モジュール 積層体(2)
主要キーワード 無機被覆層 光重合樹脂 金属アルコキシド加水分解物 有機被覆層 密着耐久性 水酸基含有高分子化合物 積層側 二液型ポリウレタン
関連する未来課題
重要な関連分野

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課題

バリアフィルム蛍光体層との密着性に優れ、高温高湿環境下においても蛍光体層の劣化を抑制し、環境安定性に優れた波長変換シート用のバリアフィルム及びそれを用いた波長変換シートを提供すること。

解決手段

表示装置バックライト光源に用いられる波長変換シート1であって、量子ドットを用いた蛍光体層11の両表面側にバリア層122がそれぞれ配置されており、蛍光体層11と、それぞれのバリア層122とは、プライマー層123を介して積層されており、プライマー層123がポリウレタン系樹脂組成物を含む波長変換シート1である。

概要

背景

近年、パーソナルコンピューター発達、特に携帯用パーソナルコンピューターの発達に伴って、液晶表示装置需要が増加している。又、最近においては家庭用液晶テレビの普及率も高まっており、スマートフォンタブレット端末も広く普及しつつあることから、益々液晶表示装置の市場は拡大する状況にある。

このような液晶表示装置は、一般的に、カラーフィルタ対向基板、これらに挟持された液晶層を有する液晶セル部を有し、更に、バックライト部とよばれる光源を有するものである。

又、最近では、量子ドットの技術を用いたバックライト部の開発も進められている。量子ドットとは、半導体ナノメートルサイズ微粒子をいう。又、量子ドットは、電子励起子がナノメートルサイズの小さな結晶内に閉じ込められる量子閉じ込め効果(量子サイズ効果)により、発光波長可視領域全体に渡って調整することができる。量子ドットは、狭い波長帯で強い蛍光を発生することができるため、表示装置色純度の優れた三原色の光で照明することができるようになる。そのため、量子ドットを用いたバックライトによって、優れた色再現性を有する表示装置とすることができる。

この表示装置のバックライト光源に用いられる波長変換シートは、半導体のナノメートルサイズの微粒子を樹脂の層に分散させた蛍光体層と、蛍光体層の劣化を抑制するために、蛍光体層の両表面に、バリアフィルムを積層させ、LED光源と組み合わせた構成を有する。

例えば、蛍光体が含有される蛍光体層にバリアフィルムを積層した波長変換シートであって、バリアフィルムが所定のポリエチレンテレフタレートフィルムの片面にバリア層を積層した波長変換シート及びそれを用いたバックライトユニットが開発されている(特許文献1)。バリア性及び透明性に優れたバリアフィルムを使用した波長変換シートであることで、より自然に近い鮮やかな色彩に、かつ色調の優れた表示装置を提供することができる。

概要

バリアフィルムと蛍光体層との密着性に優れ、高温高湿環境下においても蛍光体層の劣化を抑制し、環境安定性に優れた波長変換シート用のバリアフィルム及びそれを用いた波長変換シートを提供すること。表示装置のバックライト光源に用いられる波長変換シート1であって、量子ドットを用いた蛍光体層11の両表面側にバリア層122がそれぞれ配置されており、蛍光体層11と、それぞれのバリア層122とは、プライマー層123を介して積層されており、プライマー層123がポリウレタン系樹脂組成物を含む波長変換シート1である。

目的

バリア性及び透明性に優れたバリアフィルムを使用した波長変換シートであることで、より自然に近い鮮やかな色彩に、かつ色調の優れた表示装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

表示装置バックライト光源に用いられる波長変換シートであって、量子ドットを用いた蛍光体層の両表面側にバリア層がそれぞれ配置されており、前記蛍光体層と、それぞれの前記バリア層とは、プライマー層を介して積層されており、前記プライマー層がポリウレタン系樹脂組成物を含む波長変換シート。

請求項2

それぞれの前記バリア層が、有機被覆層及び/又は無機酸化物層で構成される、1又は複数の層である、請求項1に記載の波長変換シート。

請求項3

前記蛍光体層が、封止樹脂としてアクリル樹脂エポキシ樹脂ウレタン樹脂ポリエステル樹脂からなる群より選ばれた少なくとも1以上の樹脂を含む、請求項1又は2に記載の波長変換シート。

請求項4

前記プライマー層には、更に、シランカップリング剤と、充填材と、を含む、請求項1から3のいずれかに記載の波長変換シート。

請求項5

前記プライマー層の膜厚が0.05μm以上10μm以下である請求項1から4のいずれか記載の波長変換シート。

請求項6

表示装置のバックライト光源に用いられる波長変換シートを構成し、量子ドットを用いた蛍光体層の両表面側に配置されるバリアフィルムであって、基材層と、バリア層と、プライマー層と、がこの順に積層されており、前記プライマー層がポリウレタン系樹脂組成物を含むバリアフィルム。

技術分野

0001

本発明は、主に表示装置バックライト光源に用いられる波長変換シートに関する。

背景技術

0002

近年、パーソナルコンピューター発達、特に携帯用パーソナルコンピューターの発達に伴って、液晶表示装置需要が増加している。又、最近においては家庭用液晶テレビの普及率も高まっており、スマートフォンタブレット端末も広く普及しつつあることから、益々液晶表示装置の市場は拡大する状況にある。

0003

このような液晶表示装置は、一般的に、カラーフィルタ対向基板、これらに挟持された液晶層を有する液晶セル部を有し、更に、バックライト部とよばれる光源を有するものである。

0004

又、最近では、量子ドットの技術を用いたバックライト部の開発も進められている。量子ドットとは、半導体ナノメートルサイズ微粒子をいう。又、量子ドットは、電子励起子がナノメートルサイズの小さな結晶内に閉じ込められる量子閉じ込め効果(量子サイズ効果)により、発光波長可視領域全体に渡って調整することができる。量子ドットは、狭い波長帯で強い蛍光を発生することができるため、表示装置が色純度の優れた三原色の光で照明することができるようになる。そのため、量子ドットを用いたバックライトによって、優れた色再現性を有する表示装置とすることができる。

0005

この表示装置のバックライト光源に用いられる波長変換シートは、半導体のナノメートルサイズの微粒子を樹脂の層に分散させた蛍光体層と、蛍光体層の劣化を抑制するために、蛍光体層の両表面に、バリアフィルムを積層させ、LED光源と組み合わせた構成を有する。

0006

例えば、蛍光体が含有される蛍光体層にバリアフィルムを積層した波長変換シートであって、バリアフィルムが所定のポリエチレンテレフタレートフィルムの片面にバリア層を積層した波長変換シート及びそれを用いたバックライトユニットが開発されている(特許文献1)。バリア性及び透明性に優れたバリアフィルムを使用した波長変換シートであることで、より自然に近い鮮やかな色彩に、かつ色調の優れた表示装置を提供することができる。

先行技術

0007

WO2015/037733

発明が解決しようとする課題

0008

特許文献1の蛍光体層の両表面にバリアフィルムが配置された波長変換シートであれば、蛍光体層とバリアフィルムとが密着している限りバリア性に優れる波長変換シートとすることができる。しかしながら、バリアフィルムが蛍光体層から剥離した場合には、量子ドットを用いた蛍光体層の劣化を抑制することが困難となる。特に高温高湿環境下では、バリアフィルムが蛍光体層から剥離しやすくなり、特許文献1の波長変換シート及びそれを用いたバックライトユニットでは、バリアフィルムと蛍光体層との密着性については検討されておらず、必ずしも蛍光体層とバリアフィルムとの密着性が良好な波長変換シートであるとはいえない。量子ドットを用いた蛍光体層は、水蒸気又は酸素によって著しく劣化するため、高温高湿環境下においても蛍光体層とバリアフィルムとの密着性が低下しない波長変換シート用のバリアフィルム及びそれを用いた波長変換シートの開発が強く求められていた。

0009

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、バリアフィルムと蛍光体層との密着性に優れ、高温高湿環境下においても蛍光体層の劣化を抑制し、環境安定性に優れた波長変換シート用のバリアフィルム及びそれを用いた波長変換シートを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0010

本発明者は、上記課題を解決するために、鋭意研究を重ねたところ、蛍光体層と、それぞれのバリアフィルムのバリア層とが、ポリウレタン系樹脂組成物を含むプライマー層を介して積層するような構成とした波長変換シートであれば上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成するに至った。

0011

(1)表示装置のバックライト光源に用いられる波長変換シートであって、
量子ドットを用いた蛍光体層の両表面側にバリア層がそれぞれ配置されており、
前記蛍光体層と、それぞれの前記バリア層とは、プライマー層を介して積層されており、
前記プライマー層がポリウレタン系樹脂組成物を含む波長変換シート。

0012

(2)それぞれの前記バリア層が、有機被覆層及び/又は無機酸化物層で構成される、1又は複数の層である、(1)に記載の波長変換シート。

0013

(3)前記蛍光体層が、封止樹脂としてアクリル樹脂エポキシ樹脂ウレタン樹脂ポリエステル樹脂からなる群より選ばれた少なくとも1以上の樹脂を含む、(1)又は(2)に記載の波長変換シート。

0014

(4)前記プライマー層には、更に、シランカップリング剤と、充填材と、を含む、(1)から(3)のいずれかに記載の波長変換シート。

0015

(5)前記プライマー層の膜厚が0.05μm以上10μm以下である(1)から(4)のいずれか記載の波長変換シート。

0016

(6)表示装置のバックライト光源に用いられる波長変換シートを構成し、量子ドットを用いた蛍光体層の両表面側に配置されるバリアフィルムであって、基材層と、バリア層と、プライマー層と、がこの順に積層されており、前記プライマー層がポリウレタン系樹脂組成物を含むバリアフィルム。

発明の効果

0017

本発明の波長変換シートは、バリアフィルムと蛍光体層との密着性に優れ、高温高湿環境下においても蛍光体層の劣化を抑制し、環境安定性に優れた波長変換シート用のバリアフィルム及びそれを用いた波長変換シートである。

図面の簡単な説明

0018

本発明の一実施形態の波長変換シートを模式的に表した断面図である。
本発明の一実施形態のバリアフィルムを模式的に表した断面図である。

0019

以下、本発明の具体的な実施形態について、詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。

0020

<波長変換シート>
本実施形態の波長変換シート1は、図1に示すように、蛍光体112と封止樹脂111とが含有される蛍光体層11と、蛍光体層11の両表面に配置されるバリアフィルム12と、が積層された表示装置のバックライト光源に用いられる波長変換シートである。蛍光体層11の両表面に、バリアフィルム12を積層させることにより、バリア性に優れる波長変換シートとすることができる。尚、本明細書において蛍光体層の両表面側とは、波長変換シート1をバックライト光源として用いた場合に、光源が配置されている側(入光面側)と、バックライト光源が配置されている側から反対側(出光面側)と、の両方の表面側であることを意味する。

0021

そして、バリアフィルム12は、基材層121とバリア層122と、プライマー層123とがこの順に積層され、蛍光体層11と密着するプライマー層123がポリウレタン系樹脂を含む波長変換シートである。蛍光体層11と密着するプライマー層123がポリウレタン系樹脂組成物を含む波長変換シートとすることにより、バリアフィルム12と蛍光体層11との密着性に優れ、高温高湿環境下においても、バリアフィルム12と蛍光体層11との剥離を防止することができる波長変換シートとすることができる。そのため、本実施形態の波長変換シート1は、バリアフィルム12と蛍光体層11との剥離に起因する蛍光体層の劣化を抑制することが可能となり、環境安定性に優れた波長変換シートである。

0022

蛍光体層は、蛍光体と封止樹脂とが含有された混合液インク)を基材上に塗布し硬化させることにより形成される。

0023

ここで、表示装置のバックライト光源に用いられる波長変換シートのバリアフィルムのバリア層は、ポリビニルアルコール等の水溶性高分子等を含むコーティング剤を塗布して形成される有機被覆層、及び/又は、無機酸化物蒸着することにより形成される無機酸化物薄膜層である。一方、蛍光体層を形成する樹脂(封止樹脂)は、感光性樹脂熱硬化性樹脂等の樹脂が使用され、バリア層と、水溶性高分子及び/又は無機酸化物からなる層との密着性は必ずしも良好であるとはいえない。

0024

本実施形態の波長変換シート1は、バリア層と蛍光体層の間に、ポリウレタン系樹脂を含むプライマー層123を介する構成とすることにより、蛍光体層11とバリアフィルム12との密着性を極めて向上させることができる。又、ポリウレタン系樹脂を含むプライマー層123であれば、高温高湿環境下においてもバリアフィルムが蛍光体層からの剥離をも抑制することができるため、環境安定性に優れる。更に、ポリウレタン系樹脂を含むプライマー層は、伸長性を有するため、基材の伸びに対して追随可能となる。そのため、本実施形態の波長変換シート1は、蛍光体層とバリアフィルムとの密着性及び密着安定性は極めて高い。

0025

本実施形態の波長変換シート1は、バリア層122と蛍光体層11との間にポリウレタン系樹脂組成物を含むプライマー層が積層されていれば、蛍光体層とバリアフィルムとの密着性及び密着安定性を有する。そのため、本実施形態の波長変換シートは、上記の効果に加え、バリア層122や蛍光体層を形成することのできる混合液(インク)の選択性を極めて広くすることができるという利点もある。

0026

次に本実施形態に関するバリアフィルム12及び蛍光体層11についてそれぞれ説明する。

0027

[バリアフィルム]
本実施形態の波長変換シートにおいて、バリアフィルム12とは、図1に示すように蛍光体層11の両表面側に配置される層である。蛍光体層11の両表面に、バリアフィルム12を積層させることにより、バリア性に優れる波長変換シートとすることができる。

0028

本実施形態に関するバリアフィルム12は、基材層121と、バリア層122と、プライマー層123とがこの順に積層されたフィルムである。以下、本実施形態に関するバリアフィルムを構成する基材層、バリア層、プライマー層、について各々説明する。

0029

(基材層)
基材層121に用いることのできる材質は、波長変換シートの機能を害することのない材質であれば特に制限はされず、例えば、ポリイミド(PI)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、非晶ポリアリレートポリサルフォンポリエーテルサルフォンポリエーテルイミドフッ素樹脂液晶ポリマー等の樹脂を挙げることができる。波長変換シートの機能を害することのない透明性と耐熱性等の観点からポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレンテレフタレート(PET)であることが好ましい。

0030

尚、本実施形態に関する基材層121は、単層からなる樹脂フィルムに限定されるものではなく、複数の樹脂からなる層を接着剤層等を介して積層された層であってもよい。

0031

基材層121の膜厚は特に制限がされるものではないが、5μm以上150μm以下であることが好ましく、10μm以上130μm以下であることがより好ましい。

0032

本実施形態に関する基材層121は、バックライト光源からの光が遮られることを回避するために、JIS K 7361に基づき測定される全光線透過率が高いことが好ましい。具体的には、本実施形態に関する基材層121は、JIS K 7361に基づき測定される全光線透過率が85%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましい。

0033

尚、本実施形態に関する基材層121の表面には、後述するバリア層との密接着性等を向上させるために、必要に応じて、予め、所望の表面処理層を設けてもよい(図示せず)。表面処理層としては、例えば、コロナ放電処理オゾン処理酸素ガス若しくは窒素ガス等を用いた低温プラズマ処理グロ放電処理化学薬品等を用いて処理する酸化処理、その他等の前処理を任意に施し、例えば、コロナ処理層、オゾン処理層、プラズマ処理層酸化処理層、その他等を形成して設けることができる。

0034

上記の表面前処理は、各種の樹脂のフィルムないしシ−トと後述するバリア層との密接着性等を改善するための方法として実施するものであるが、上記の密接着性を改善する方法として、その他、例えば、各種の樹脂のフィルムないしシ−トの表面に、予め、プライマーコート剤層、アンダーコート剤層、アンカーコート剤層、接着剤層、あるいは、蒸着アンカーコート剤層等を任意に形成して、表面処理層とすることもできる。

0035

コ−ト剤層としては、例えば、ポリエステル系樹脂ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂フェノ−ル系樹脂、(メタアクリル系樹脂ポリ酢酸ビニル系樹脂ポリエチレンあるいはポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂あるいはその共重合体ないし変性樹脂セルロ−ス系樹脂、その他等をビヒクルの主成分とする樹脂組成物を使用することができる。

0036

(バリア層)
バリア層は、バリアフィルムにバリア性を付与する層であり、一般にポリビニルアルコール等の水溶性高分子等を含むコーティング剤を塗布して形成される有機被覆層、及び/又は、無機酸化物を蒸着することにより形成される無機酸化物薄膜層である。図2に示した本実施形態に関するバリア層は、有機被覆層と無機酸化物薄膜層とが積層された複数の層からなる層である。尚、本発明に関するバリア層は、有機被覆層と無機酸化物薄膜層とが積層された複数の層に限定されるものではなく、有機被覆層と無機酸化物薄膜層がそれぞれ単層であってもよく、又は有機被覆層と無機酸化物薄膜層とが交互に2層以上積層されるような層であってもよい。又、図2に示したバリアフィルム12のように、有機被覆層がプライマー層と密着して積層されることにより有機被覆層よりも内層に積層される無機酸化物薄膜層に傷や割れの発生を軽減することができる。

0037

有機被覆層122aは、後工程での二次的な各種損傷を防止すると共に、バリアフィルムに高いバリア性を付与する層である。有機被覆層は、例えば水溶性高分子と、1種以上の金属アルコキシド及び加水分解物、又は塩化錫の少なくとも一方を含む水溶液若しくは水/アルコール混合溶液と、を含むコーティング液を塗布して形成される。有機被覆層122aは、水酸基含有高分子化合物、金属アルコキシド、金属アルコキシド加水分解物及び金属アルコキシド重合物からなる群より選択される少なくとも1種を成分として含有していることが好ましい。有機被覆層122aに用いられる水溶性高分子としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、及びデンプン等が挙げられるが、特にポリビニルアルコールを用いた場合に、有機被覆層122aのガスバリア性が最も優れたものとなる。

0038

有機被覆層122aの膜厚は、特に限定されるものではないが、100nm以上500nm以下であることが好ましい。有機被覆層122aの膜厚が100nm以上であることにより、バリアフィルムに十分なバリア性を付与することができる。有機被覆層122aの膜厚が500nm以下であることにより、透明性に優れ、波長変換シートの特性を低下させることがなくなる。

0039

無機酸化物薄膜層122bは、有機被覆層122aと同様にバリアフィルムに高いバリア性を付与する層である。無機酸化物薄膜層122bは、酸化アルミニウム酸化珪素酸化マグネシウム又はこれらの混合物からなる層を例示することができる。バリアフィルムに十分なバリア性を付与することができるという観点及びバリアフィルムの生産性の観点から、酸化アルミニウム又は酸化珪素を含むことが好ましい。

0040

無機酸化物薄膜層122bを形成する方法は、無機酸化物を蒸着することにより形成する方法を挙げることができる。

0041

無機酸化物薄膜層122bの膜厚は、特に限定されるものではないが、10nm以上500nm以下であることが好ましい。無機酸化物薄膜層122bの膜厚が10nm以上であることにより、無機酸化物薄膜層が均一となり、バリアフィルムに十分なバリア性を付与することができる。無機酸化物薄膜層122bの膜厚が500nm以下であることにより、無機酸化物薄膜層122bに十分に可撓性を付与することができるようになり、無機酸化物薄膜層122bに傷や割れが発生する危険性を軽減することができる。

0042

本実施形態に関するバリア層122は、バックライト光源からの光が遮られることを回避するために、JIS K 7361に基づき測定される全光線透過率が高いことが好ましい。具体的には、本実施形態に関するバリアフィルム12は、JIS K 7361に基づき測定される全光線透過率が85%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましい。なお、全光線透過率は、PETフィルム(膜厚:12μm)上にバリア層を形成した際の測定値である。

0043

(プライマー層)
本実施形態に関するプライマー層123は、バリア層122と、蛍光体層11との間に積層され、ポリウレタン系樹脂組成物を含むプライマー層である。プライマー層123は、更に、シランカップリング剤と、充填材と、を含むことが好ましい。

0044

ポリウレタン系樹脂組成物としては、具体的には、例えば、多官能イソシアネ−トとヒドロキシル基含有化合物との反応により得られるポリマ−、具体的には、例えば、トリレンジイソシアナ−ト、ジフェニルメタンジイソシアナ−ト、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアナ−ト等の芳香族ポリイソシアナ−ト、あるいは、ヘキサメチレンジイソシアナ−ト、キシリレンジイソシアナ−ト等の脂肪族ポリイソシアナ−ト等の多官能イソシアネ−トと、ポリエ−テルポリオ−ル、ポリエステルポリオ−ル、ポリアクリレトポリオ−ル等のヒドロキシル基含有化合物との反応により得られる一液ないし二液型ポリウレタン系樹脂を使用することができる。本実施形態において、上記のようなポリウレタン系樹脂を使用することにより、プライマー層の伸長度を向上させ、例えば、ラミネ−ト加工、あるいは、製袋加工等の後加工適性を向上させ、後加工時におけるバリア層のクラック等の発生を防止するものである。

0045

プライマー層中には、上記のポリウレタン系樹脂組成物をプライマー層全量中40質量%以上含有することが好ましく、70質量%以上含有することがより好ましい。40質量%以上であることにより、プライマー層の伸長性がより向上する。又、プライマー層のクラックの発生の可能性をより軽減することができる。

0047

シランカップリング剤は、その分子の一端にある官能基、通常、クロロ、アルコキシ、又は、アセトキシ基等が加水分解し、シラノ−ル基(SiOH)を形成し、これが、有機被覆層又は無機酸化物薄膜層の表面上及び蛍光体層を形成することのできるインクにシランカップリング剤が共有結合等で修飾され、強固な結合を形成する。

0048

他方、シランカップリング剤の他端にあるビニル、メタクリロキシアミノエポキシ、あるいは、メルカプト等の有機官能基が、そのシランカップリング剤の薄膜の上に形成される。シランカップリング剤が有する無機性有機性とを利用し、有機被覆層122a及び/又は無機酸化物薄膜層122bであるバリア層122と、蛍光体層11との密着性を向上させ、そのラミネ−ト強度等を高めるものである。

0049

プライマー層中には、上記のシランカップリング剤をプライマー層全量中1質量%以上30質量%以下含有することが好ましく、3質量%以上20質量%以下含有することがより好ましい。1質量%以上であるとバリア層とプライマー層との密着性及びプライマー層と蛍光体層との密着性がより向上する。30質量%以下あることにより、プライマー層の伸長性がより向上する。又、プライマー層のクラックの発生の可能性をより軽減することができる。

0050

充填剤としては、例えば、炭酸カルシウム硫酸バリウムアルミナホワイトシリカタルクガラスフリット樹脂粉末、その他等のものを使用することができる。これは、プライマー剤の粘度等を調整し、そのコ−ティング適性等を高めるものである。

0051

プライマー層中には、上記の充填剤をプライマー層全量中0.5質量%以上30質量%以下含有することが好ましく、1質量%以上10質量%以下含有することがより好ましい。0.5質量%以上であることにより基材層へのコーティング適性が向上し、更にブロッキングを防止することができる。30質量%以下であることによりプライマー層のヘイズ値が増加することを抑制することができる。

0052

プライマー層中には、更に、必要に応じて、安定剤、硬化剤架橋剤、滑剤紫外線吸収剤、その他等の添加剤を任意に添加し、溶媒希釈剤等を加えて充分に混合してプライマー剤を調製する。

0053

本実施形態に関するプライマー剤を、例えば、ロールコート、グラビアコートナイフコート、デップコート、スプレイコート、その他のコーティング法で有機被覆層又は無機酸化物薄膜層の表面上にコーティングし、しかる後コーティング膜を乾燥させて溶媒、希釈剤等を除去して、本実施形態に関するプライマー層を形成することができる。なお、本実施形態において、プライマー層の膜厚としては、例えば、0.05μm以上10μm以下、好ましくは、0.1μm以上3μm以下が好ましい。

0054

本実施形態に関するプライマー層123は、バックライト光源からの光が遮られることを回避するために、JIS K 7361に基づき測定される全光線透過率が高いことが好ましい。具体的には、本実施形態に関するプライマー層123は、JIS K 7361に基づき測定される全光線透過率が85%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましい。なお、全光線透過率は、PETフィルム(膜厚:12μm)上にプライマー層を形成した際の測定値である。

0055

[蛍光体層]
本実施形態の波長変換シートにおいて、蛍光体層11とは、バックライト光源から発せられた光の発光波長を調整するための層である。蛍光体層11には、量子ドットからなる1種又は2種以上の蛍光体が含有される。

0056

蛍光体110を形成する量子ドットは、量子閉じ込め効果(quantum confinement effect)を有する所定のサイズの半導体粒子である。量子ドットは、励起源から光を吸収してエネルギー励起状態に達すると、量子ドットのエネルギーバンドギャップに該当するエネルギーを放出する。量子ドットのサイズ又は物質組成を調節すると、エネルギーバンドギャップを調節することができ、様々なレベルの波長帯のエネルギーを得ることができる。とりわけ、量子ドットは、狭い波長帯で強い蛍光を発生することができる。このため、表示装置が色純度の優れた三原色の光で照明することができるようになることで、優れた色再現性を有する表示装置とすることができる。

0057

蛍光体は、発光部としてのコアが保護層(シェル)により被覆されたものである。コアには、例えばセレン化カドニウムCdSe)、テルル化カドニウム(CdTe)、硫化カドニウム(CdS)を使用することができる。保護層には硫化亜鉛(ZnS)を使用することができる。

0058

蛍光体層11は、蛍光体110が含有された封止樹脂111を積層することで形成することができる。例えば、蛍光体110と封止樹脂111とが含有された混合液をプライマー層付バリアフィルムのプライマー層の表面に塗布し、硬化することにより形成することができる。封止樹脂111は、ポリエステル(メタ)アクリレートウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル−ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート、ポリオール(メタ)アクリレート、メラミン(メタ)アクリレート、イソシアヌレート(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリレート樹脂等のアクリル樹脂の光重合樹脂フェノール樹脂ユリア樹脂メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリエステル樹脂、シリコン樹脂ポリウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂、又はEVA、アイオノマーポリビニルブチラールPVB)、ポリエチレン系樹脂等の熱可塑性樹脂に架橋剤等を含有させた樹脂を挙げることができる。蛍光体層とプライマー層との密着性の観点からアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂からなる群より選ばれた少なくとも1以上の樹脂を含むことが好ましい。又、これらを単独で使用してもよいし、若しくは1つ以上混合して使用してもよい。

0059

本実施形態の波長変換シートは、バリアフィルムと、蛍光体層と、がポリウレタン系樹脂組成物を含むプライマー層を介して積層されているため、蛍光体層11の封止樹脂111の選択性が極めて広く、バリアフィルムとの密着性以外の観点から封止樹脂111の選択することができる点に大きな利点がある。

0060

<波長変換シートの製造方法>
本実施形態の波長変換シートの製造方法は、例えば、基材フィルムの一方の表面にバリア層を積層するバリア層積層工程と、バリアフィルムのバリア層の表面にプライマー層を積層するプライマー層積層工程と、一対のバリアフィルムを蛍光体層を介してプライマー層同士が対向するように積層し、波長変換シートを製造する蛍光体層積層工程と、を含む波長変換シートの製造方法を挙げることができる。

0061

[バリア層積層工程]
バリア層積層工程は、基材フィルムの一方の表面にバリア層として有機被覆層、及び/又は、無機酸化物薄膜層を積層する。有機被覆層は、ポリビニルアルコール等の水溶性高分子等を含むコーティング剤を塗布、硬化して形成することができる。コーティング剤を塗布する方法は、ロールコート、グラビアコ−ト、ナイフコート、デップコート、スプレイコ−ト、その他のコ−ティング法の塗布方式を挙げることができる。無機酸化物薄膜層は、無機酸化物を蒸着することにより形成することができる。無機酸化物を蒸着する方法は、真空蒸着イオンプレーティングスパッタリング等の物理的蒸着法を挙げることができる。尚、基材フィルムの一方の表面に予め、プライマーコート剤層、アンダーコート剤層、アンカーコ−ト剤層、接着剤からなる層、あるいは、蒸着アンカーコ−ト剤層等を任意に形成して、表面処理層とすることもできる。

0062

なお、この段階での、基材とバリア層とを積層した段階におけるバリア性としては、JIS K−7126による酸素透過度の値が、0.5cc/m2・day・atm以下(23℃、90%RH)であることが好ましい。又、JIS K−7129 B法による水蒸気透過度の値が、0.5g/m2・day・atm以下(40℃、90%RH)であることが好ましい。酸素透過度は、例えば、MOCON社製酸素透過率測定装置OX−TRANにて測定できる(モコン法)。又、水蒸気バリア性は、例えば、MOCON社製水蒸気透過率測定装置ERATRANにて測定できる。

0063

[プライマー層積層工程]
プライマー層は、バリアフィルムのバリア層の表面にポリウレタン系樹脂を包含するプライマー剤を塗布、硬化して形成することができる。プライマー剤を塗布する方法は、上記のコーティング剤を塗布する方法と同様の塗布方法を使用することができる。

0064

[蛍光体層積層工程]
蛍光体層積層工程は、一対のプライマー層付バリアフィルムのうち1のバリアフィルムのプライマー層の表面に蛍光体110と封止樹脂111とが含有された混合液(インク)を塗布し、他のプライマー層付バリアフィルムのプライマー層の積層側の面と混合液(インク)の塗布面とを接触させ、硬化させる工程である。蛍光体層積層工程を経ることによって、図1の実施形態のような波長変換シートを製造することができる。

0065

<表示装置>
波長変換シートを用いることにより、バックライト光源の発光波長の可視領域全体に渡って調整可能である。そのため、色純度の優れた三原色の光で照明することが可能となり、優れた色再現性を有する表示装置とすることができる。更に本実施形態のバリアフィルムと蛍光体層との密着性、密着耐久性に優れる波長変換シートを備えたバックライト光源を用いた表示装置であれば、高温高湿環境下においても蛍光体層の劣化を抑制することができる。そのため、環境安定性に優れたバックライト光源を用いた表示装置とすることができる。

0066

以下、実施例により、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの記載に何ら制限を受けるものではない。

0067

<実施例1>
[バリアフィルムの製造]
無機被覆層の形成)
基材層の表面にバリア層を積層した。具体的には、まず、基材層(二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、12μm)を巻き取り式の真空蒸着装置送り出しロールに装着し、次いで、これを繰り出し、その二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの一方の面に、アルミニウム蒸着源に用いて、酸素ガスを供給しながら、エレクトロンビーム(EB)加熱方式による真空蒸着法により、膜厚20nmの酸化アルミニウムの無機被覆層(バリア層)を形成した。

0068

(有機被覆層の形成)
次に、他方、組成a.ポリビニルアルコールと、イソプロピルアルコール及びイオン交換水からなる混合液に、予め調製した組成b.エチルシリケート塩酸、イソプロピルアルコール、イオン交換水からなる加水分解液を加えて攪拌し、無色透明ガスバリア性組成物を得た。

0069

次に、上記のプラズマ処理面の上に、ガスバリア性組成物を使用し、これをグラビアロールコート法によりコーティングして、次いで、100℃で10秒間、加熱処理して、厚さ300nm(乾操状態)の有機被覆層(バリア層)を形成した。

0070

バリア層(有機被覆層)の表面にプライマー層を積層した。まず、シランカップリング剤として、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを使用し、該シランカップリング剤1.0重量%、シリカ粉末1.0重量%、ポリウレタン系樹脂13〜15重量%、ニトロセルロ−ス3〜4重量%、トルエン31〜38重量%、メチルエチルケトン(MEK)29〜30重量%、イソプロピルアルコール(IPA)15〜16%からなるポリウレタン系樹脂組成物を調製した。

0071

そして、上記のバリア層が積層されたフィルムのバリア層側の表面に上記のポリウレタン系樹脂組成物をロールコート法を利用してコーティングし、次いで、120℃で20秒間乾燥して、ポリウレタン系樹脂組成物によるプライマー層を500nm積層し、実施例1に関するバリアフィルムを製造した。

0072

[蛍光体層を形成する混合液(インク)の製造]
蛍光体層の形成に用いられる蛍光体と封止樹脂とが含有された混合液(インク)を製造した。具体的には、コアがセレン化カドニウム(CdSe)、シェルが硫化亜鉛(ZnS)からなる蛍光体(平均粒径3〜5nmの量子ドット)に、封止樹脂(ウレタンアクリレート系樹脂)を封止樹脂100質量部に対して蛍光体が1質量部となるように混合して蛍光体層を形成する混合液(インク)を製造した。

0073

[波長変換シートの製造]
上記の実施例1に関するバリアフィルム及び混合液(インク)を用いて実施例1の波長変換シートを製造した。具体的には、実施例1に関するバリアフィルムのプライマー層側の表面に蛍光体層を形成する混合液(インク)を塗布し、膜厚が100μmとなるように蛍光体層を積層した。

0074

そして、他の実施例1に関するバリアフィルムを蛍光体層とプライマー層とが密着するように積層させ、UV硬化ラミネートすることにより、実施例1の波長変換シートを製造した。

0075

<比較例1>
プライマー層を300nm積層せず、バリア層である有機被覆層の表面に蛍光体層を形成する混合液(インク)を塗布して、蛍光体層と有機被覆層とが密着するように積層したこと以外、実施例1の波長変換シートと同様に波長変換シートを製造し、比較例1の波長変換シートを製造した。

0076

<比較例2>
プライマー層の積層において、ポリウレタン系樹脂を含まないプライマー剤(アクリル系紫外線硬化型塗料)を膜厚1μmになるように塗布してプライマー層を積層したこと以外、実施例1の波長変換シートと同様に波長変換シートを製造し、比較例2の波長変換シートを製造した。

0077

密着性試験
実施例及び比較例の波長変換シートについて、密着性試験を行った。具体的には、実施例及び比較例の波長変換シートを180℃ピール剥離強度50mm/分の条件でテンシロン引張試験機を用いて、蛍光体層とバリアフィルムとが剥離する際に要する力を測定した。測定結果が1.5N/25mm以上のサンプルを「○」とし、1.5N/25mm未満のサンプルを「×」とした。測定結果を表1に示す(表1中、「初期密着」と表記)。

0078

環境試験後の密着性試験>
実施例及び比較例の波長変換シートについて、環境試験を行い、環境試験後の密着性試験を行った。具体的には、実施例及び比較例の波長変換シートを60℃90%RH環境試験に500時間放置し、500時間放置後の密着性試験を上記の密着性試験と同様に測定した。測定結果が1.5N/25mm以上のサンプルを「○」とし、1.5N/25mm未満のサンプルを「×」とした。測定結果を表1に示す(表1中、「環境試験後密着」と表記)。

0079

<蛍光体層輝度劣化評価>
実施例及び比較例の波長変換シートについて、蛍光体層輝度劣化評価を行った。具体的には、バックライト光源を用いて実施例及び比較例の波長変換シートに光を照射し、その色を目視で確認した。波長変換シートの周縁部の色味中央値の色味が同等であったサンプルを「○」とし、波長変換シートの周縁部の色味が中央値の色味が異なっていたサンプルを「×」とした。又、上記の環境試験前の蛍光体層輝度劣化評価(表1中、「初期輝度劣化」と表記)及び上記の環境試験後の蛍光体層輝度劣化評価(表1中、「環境試験後輝度劣化」と表記)について行った。測定結果を表1に示す。

0080

実施例

0081

表1より、本発明のプライマー層がポリウレタン系樹脂を含む波長変換シートは、バリアフィルムと蛍光体層との密着性に優れ、高温高湿環境下においても蛍光体層の劣化を抑制し、環境安定性に優れた波長変換シート用のバリアフィルム及びそれを用いた波長変換シートであることが分かる。

0082

1波長変換シート
11蛍光体層
111封止樹脂
112蛍光体
12バリアフィルム
121基材層
122バリア層
122a有機被覆層
122b無機酸化物薄膜層
123 プライマー層

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