JP6627305B2 - ガスバリアフィルム及び色変換部材。 - Google Patents

Description

本発明はガスバリアフィルム及び色変換部材に関する。

液晶ディスプレイのバックライトユニット及びエレクトロルミネッセンス発光ユニット等の発光ユニットでは、発光体が酸素又は水蒸気と接触して長時間が経過することにより、発光体としての性能が低下することがある。このため、これらの発光ユニットはしばしば、基材にガスバリア層が形成されたガスバリアフィルムが、発光体の保護材として、発光体を含む発光体層の両面を挟んだ構造を有する。

特に、青色発光ダイオード（青色ＬＥＤ）と、青色光を緑又は赤色光に変換する量子ドット発光体を含む色変換部材（量子ドットフィルム）とを備えるバックライトユニットからは、ＲＧＢのシャープな分光スペクトルが得られるため、色再現性の向上及び消費電力の低減が期待されており、注目を集めている。しかし、量子ドットが酸素又は水蒸気と接触して長時間が経過すると、バックライトユニットから得られる光にダークスポットが発生することから、同様にバリアフィルムによる保護が必要となる。

ダークスポットは量子ドットフィルムの局所的な発光効率低下によるものと考えられており、バリアフィルムの局所的な穴から酸素又は水蒸気が通過することで引き起こされると考えられている。

ガスバリアフィルムの局所的な穴は、（１）基材上の突起がガスバリア層形成後にも残り、ガスバリアフィルムの巻き取り時や巻き取り後の巻締まりにより、上記突起が対向するガスバリア層に押しつけられ、ガスバリア層が割れてしまうこと、また（２）ガスバリアフィルムのラミネート時に、加圧によりガスバリア層が割れてしまうこと、また（３）ガスバリアフィルムに熱応力がかかった場合に割れてしまうこと、が原因で生じると考えられる。

特許文献１ではガスバリアフィルムの基材上にフッ素樹脂等を用いた有機化合物層を設けて、表面粗さを０．００５μｍ以上０．０１５μｍとして平坦性を確保し高いバリア性を確保できることが記載されている。

特許文献２ではバリアシートの基材上に平坦化層を設けて、有効なバリア性を得ることが記載されている。

特許第５２３９２３０号 特表２０１３−５１２２５７号

しかし、特許文献１に記載のガスバリアフィルムでは、基材の動摩擦係数が高いため、ガスバリアフィルムの製造において、ロール状の基材を巻き出し、搬送する際に、基材が蛇行する、基材のヨレが発生する等のトラブルが発生することがあった。また、特許文献２に記載のバリアシートでは、平坦化層が厚く、乾燥不良や硬化不良により、平坦化層にクラック等が生じ、外観及び水蒸気バリア性が損なわれることがあった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、製造中の搬送トラブルがなく、優れた外観及び水蒸気バリア性を有するガスバリアフィルム、及びこれを用いて得られる色変換部材を提供することを目的とする。

本発明は、フィラーを含む基材層と、該基材層上に設けられた有機化合物層と、該有機化合物層上に設けられたガスバリア層とを備え、上記フィラーの平均粒子径が１．０〜５．０μｍであり、上記基材層の厚さが上記フィラーの平均粒子径以上であり、上記有機化合物層の厚さが０．０５〜１．２０μｍである、ガスバリアフィルムを提供する。上記有機化合物層の厚さが０．１０〜１．１０μｍであることが好ましい。上記ガスバリアフィルムは、製造中の搬送トラブルがなく、優れた外観及び水蒸気バリア性を有する。

上記有機化合物層がアクリルポリオール及びイソシアネート化合物を含む組成物から形成されることが好ましい。有機化合物層は、上記組成物から形成されることにより、ガスバリアフィルムがより高い柔軟性を有し、且つ、基材とガスバリア層との優れた密着性が得られやすくなることから、クラックが生じにくいものとなる。

上記ガスバリア層は上記有機化合物層上に設けられた無機化合物層と該無機化合物層上に設けられたオーバーコート層とからなり、上記オーバーコート層は下記式（１）で表わされる金属アルコキシド及びその加水分解物からなる群より選択される少なくとも１種を含む組成物から形成されることが好ましい。
Ｍ（ＯＲ^１）_ｍ（Ｒ^２）_ｎ−ｍ ・・・（１）
上記式（１）中、Ｒ^１及びＲ^２はそれぞれ独立に炭素数１〜８の１価の有機基であり、Ｍはｎ価の金属原子を示し、ｍは１〜ｎの整数である。

本発明はまた、色変換層と、当該色変換層の両面上に形成された一対のガスバリアフィルムとを備え、上記ガスバリアフィルムの少なくとも一方が上述のガスバリアフィルムである、色変換部材を提供する。上記色変換層が量子ドットからなる蛍光体を含むことが好ましい。上記色変換部材は優れた水蒸気バリア性を有することから、ダークスポットの発生を低減することができる。

本発明によれば、製造中の搬送トラブルがなく、優れた外観及び水蒸気バリア性を有するガスバリアフィルム、及びこれを用いて得られる色変換部材を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係るガスバリアフィルムの概略断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るガスバリアフィルムの概略断面図である。 本発明の第３の実施形態に係るガスバリアフィルムの概略断面図である。 本発明の一実施形態に係る色変換部材の概略断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一又は同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。

［ガスバリアフィルム］
図１は本発明の第１の実施形態に係るガスバリアフィルムの概略断面図である。本実施形態に係るガスバリアフィルム１は、基材層２と、該基材層２上に設けられた有機化合物層３と、該有機化合物層３上に設けられたガスバリア層４と、を備える。ガスバリア層４は、例えば、有機化合物層３上に設けられた無機化合物層５と該無機化合物層５上に設けられたオーバーコート層６とからなる。

（基材層）
本実施形態において、基材層２はフィラーＦを含み、上記フィラーＦの平均粒子径は１．０〜５．０μｍである。また、基材層２の厚さは上記フィラーＦの平均粒子径以上である。基材層２が１．０μｍ以上の平均粒子径を有するフィラーＦを含むことにより、基材の表面に、動摩擦係数が適度に小さくなるように、粗さを設けることができ、ガスバリアフィルム１の製造中の基材の搬送性を向上させることができる。また、フィラーＦの平均粒子径が５．０μｍ以下であり、基材層２の厚さがフィラーＦの平均粒子径以上であることにより、フィラーＦの脱落及びフィラーによるガスバリア層の割れを抑制し、優れた水蒸気バリア性を維持することができる。同様の観点から、フィラーＦの平均粒子径は、１．０〜４．０μｍであることが好ましく、１．５〜３．０μｍであることがより好ましい。また、基材層２の厚さはフィラーＦの平均粒子径の２．０〜３０．０倍であってもよく、５．０〜２０．０倍であってもよい。

基材層２の厚さは、具体的には、５．０〜１００μｍであってもよく、１０〜５０μｍであってもよく、１５〜３０μｍであってもよい。

基材層２の表面粗さは下記のように算術平均粗さＲａ及び最大高さＲｙによって好適に表わすことができる。基材層２の表面粗さは、例えば、基材層２又は基材層２を形成する基材の１．０ｍｍ×０．５ｍｍの大きさの表面に対して、ＪＩＳ−Ｂ０６０１（１９９４）に準拠して測定される。基材層２の両主面の算術平均粗さＲａは、０．１０〜３．０μｍであることが好ましく、０．３０〜２．０μｍであることがより好ましく、０．４０〜１．０μｍであることがさらに好ましい。また、基材層２の両主面の最大高さＲｙは、０．１０〜５．０μｍであることが好ましく、０．３０〜３．０μｍであることがより好ましく、０．４０〜１．５０μｍであることがさらに好ましい。基材層２の表面粗さが上記の範囲内にあることにより、基材層２の表面の動摩擦係数を制御しやすくなる。

上記表面粗さを有する基材層２の表面は、例えば、０．４０以下の動摩擦係数を有する傾向がある。基材層２の動摩擦係数は、基材層２又は基材層２を形成する基材の表面に対して、例えば、ＪＩＳ−Ｋ７１２５に準拠して測定される。基材層２の表面の動摩擦係数が０．４０以下であることにより、ガスバリアフィルム製造中の基材の搬送性を向上できる傾向がある。また、基材層２の表面の動摩擦係数は０．０１以上であることができる。

基材層２に含まれるフィラーＦとしては、例えば、シリカ、珪酸アルミ、酸化チタン、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、硫酸バリウム、アルミナ、マイカ、カオリン、クレー等の無機微粒子、アクリル系架橋重合体、スチレン系架橋重合体、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ナイロン樹脂等の有機微粒子が挙げられる。これらは１種類で用いてもよく、２種類以上を用いてもよい。

基材層２を形成する基材には、種々の有機高分子化合物からなるフィルムが用いられる。上記基材としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系；ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系；トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、セロファン等のセルロース系；６−ナイロン、６，６−ナイロン等のポリアミド系；ポリメチルメタクリレート等のアクリル系；ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、及びエチレンビニルアルコールが挙げられる。フィラーは上記基材中に含まれていてもよい。

基材層２の表面には上記動摩擦係数による効果を損なわない範囲で易接着層が形成されていてもよい。易接着層には、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、オレフィン系樹脂、フッ素系樹脂、ビニル系樹脂、塩素系樹脂、スチレン系樹脂、各種グラフト系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂等を用いることができ、これらの樹脂の混合物を用いることもできる。密着性の観点から、ポリエステル樹脂、又はアクリル樹脂を用いることが好ましい。易接着層は、例えば、０．００２〜０．１０μｍの厚さを有する。

上記基材層２は支持層の両主面上に形成され、３層以上の構造を有する多層基材層を構成していてもよい。多層基材層の両主面には上記基材層２が形成されているため、多層基材層の両主面は、基材層２が有する特定の表面粗さ及び動摩擦係数を有する。基材層２が多層基材層を構成する場合、基材層２の厚さはフィラーの平均粒子径の１．０〜４．０倍であってもよく、２．０〜３．０倍であってもよい。また、基材層２が多層基材層を構成する場合、基材層２の厚さは、具体的には、５〜１００μｍであってもよく、１０〜５０μｍであってもよい。上記支持層には、例えば、基材層２と同様の有機高分子化合物からなるフィルムを用いることができる。また、上記支持層はフィラーを含まなくてもよい。上記支持層がフィラーを含まないことにより、ガスバリアフィルムの透明性が向上する傾向がある。支持層は、例えば、基材層全体の厚さの１／３〜９／１０の厚さを有することができる。

（有機化合物層）
本実施形態において、有機化合物層３は基材層２とガスバリア層４との間の密着性を高めるとともに、基材層２の表面粗さ等に起因するガスバリア層４の割れや損傷を抑制するために配置される。有機化合物層３の厚さは０．０５〜１．２０μｍであり、０．１０〜１．１０μｍであることが好ましい。有機化合物層３の厚さが０．０５μｍ以上であることにより、ガスバリア層４が割れることを抑制でき、ガスバリアフィルム１の水蒸気バリア性を向上させることができる。有機化合物層３の厚さが１．２０μｍ以下であることにより、クラック等の発生を低減でき、ガスバリアフィルム１の水蒸気バリア性を向上させることができる。

有機化合物層３はポリオール及びイソシアネート化合物を含む有機化合物層組成物から形成されることが好ましい。上記ポリオールは２つ以上の水酸基を有する化合物であり、上記イソシアネート化合物はイソシアネート基を有する化合物である。

上記ポリオールは（メタ）アクリル基を有することが好ましく、（メタ）アクリル酸誘導体モノマーの単独重合体、又は、（メタ）アクリル酸誘導体モノマーの共重合体であることがより好ましく、（メタ）アクリル酸誘導体モノマーとスチレンモノマーとの共重合体であることがさらに好ましい。以下、（メタ）アクリル基を有するポリオールをアクリルポリオールということがある。上記（メタ）アクリル酸誘導体としては、例えば、エチルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレート等が挙げられる。これらは、１種だけでなく、複数種を組み合わせて使用することもできる。

イソシアネート化合物はポリオールと反応してウレタン結合を形成して硬化することができる。すなわち、イソシアネート化合物はポリオールの架橋剤又は硬化剤として作用することができる。ウレタン結合を有する硬化物は、基材層２と無機化合物層５との密着性を向上させることができ、さらに柔軟性に優れることからクラック発生を低減することができる。

イソシアネート化合物としては、例えば、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、キシレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）等の芳香族系イソシアネート化合物；ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）等の脂肪族系イソシアネート化合物が挙げられる。イソシアネート化合物は、上記芳香族系イソシアネート系化合物及び脂肪族系イソシアネート化合物の誘導体又は重合体であってもよい。これらは、１種だけでなく、複数種を組み合わせて使用することもできる。

有機化合物層組成物における、ポリオールとインソシアネート化合物との配合比は、イソシアネート化合物が有するイソシアネート基（ＮＣＯ基）の数とポリオールが有する水酸基（ＯＨ基）の数との比（ＮＣＯ基／ＯＨ基）に応じて決定される。比（ＮＣＯ基／ＯＨ基）は０．１〜１０であることが好ましく、０．２〜５．０であることがより好ましく、０．５〜２．０であることがさらに好ましい。イソシアネート基が少なすぎると硬化不良になる場合があり、イソシアネート化合物が多すぎるとブロッキング等が発生し加工上の問題となる場合がある。

有機化合物層３を形成する上記有機化合物層組成物はさらにシランカップリング剤又はその加水分解物を含むことが好ましい。上記シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等が挙げられる。

上記シランカップリング剤は、ポリオールが有する水酸基又はイソシアネート化合物が有するイソシアネート基と反応可能な官能基を有することが好ましい。有機化合物層３が上記官能基を有するシランカップリング剤を含むことにより、上記官能基とポリオール中の水酸基又はイソシアネート化合物中のイソシアネート基とが結合してより強固な有機化合物層３を形成することができる傾向がある。また、シランカップリング剤が有するアルコキシ基の加水分解によって生成したシラノール基が無機酸化物中の金属又は水酸基と相互作用することにより、無機化合物層５とのより高い密着性を得やすくなる。上記シランカップリング剤としては、イソシアネート基含有シランカップリング剤、メルカプト基含有シランカップリング剤、アミノ基含有シランカップリング剤、エポキシ基含有シランカップリング剤等が挙げられる。イソシアネート含有シランカップリング剤としては、例えば、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。メルカプト基含有シランカップリング剤としては、例えば、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。アミノ基含有シランカップリング剤としては、例えば、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。エポキシ基含有シランカップリング剤としては、例えば、γ−グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン等が挙げられる。これらは、１種だけでなく、複数種を組み合わせて使用することもできる。

有機化合物層組成物における、シランカップリング剤の含有量は、ポリオール１００質量部に対して、０．１〜１００質量部であることが好ましく、１．０〜５０質量部であることが好ましい。

有機化合物層組成物は溶媒を含んでいてもよい。溶媒としては、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類；メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類；メチルエチルケトン等のケトン類；及び、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類が挙げられる。

（無機化合物層）
本実施形態において、無機化合物層５は上記有機化合物層３上に、例えば、蒸着によって形成される。無機化合物層５は無機酸化物を含むことが好ましい。上記無機酸化物としては、例えば、アルミニウム、銅、銀、イットリウム、タンタル、ケイ素、マグネシウム等の酸化物が挙げられる。無機酸化物は、安価でバリア性に優れることから、酸化ケイ素（ＳｉＯ_ｘ、ｘは１．４〜２．０）であることが好ましい。ｘが１．４以上であると、良好なバリア性が得られやすい傾向がある。

無機化合物層５の厚さは、０．００５〜０．５０μｍであることが好ましく、０．０１〜０．３０μｍであることがより好ましい。無機化合物層５の厚さが０．００５μｍ以上であることにより、均一な膜が得られやすく、バリア性が得られやすくなる傾向がある。一方、無機化合物層５の厚さが０．５０μｍ以下であることにより、無機化合物層５に柔軟性を保持させることができ、成膜後に折り曲げ、引っ張り等の外力により、亀裂等が生じにくくなる傾向がある。

（オーバーコート層）
本実施形態において、オーバーコート層６は、上記無機化合物層５上に形成され、後工程での二次的な各種損傷を防止するとともに、より高いバリア性を付与するために設けられるものである。本実施形態において、オーバーコート層６は下記式（１）で表わされる金属アルコキシド及びその加水分解物からなる群より選択される少なくとも１種を含むオーバーコート層組成物から形成されることが好ましい。
Ｍ（ＯＲ^１）_ｍ（Ｒ^２）_ｎ−ｍ ・・・（１）

上記式（１）中、Ｒ^１及びＲ^２はそれぞれ独立に炭素数１〜８の１価の有機基であり、メチル基、エチル基等のアルキル基であることが好ましい。ＭはＳｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒ等のｎ価の金属原子を示す。ｍは１〜ｎの整数である。金属アルコキシドとしては、例えば、テトラエトキシシラン［Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_４］、トリイソプロポキシアルミニウム［Ａｌ（Ｏ−ｉｓｏ−Ｃ_３Ｈ_７）_３］等が挙げられる。金属アルコキシドは、加水分解後、水系の溶媒中において比較的安定であることから、テトラエトキシシラン又はトリイソプロポキシアルミニウムであることが好ましい。金属アルコキシドの加水分解物としては、例えば、テトラエトキシシランの加水分解物であるケイ酸（Ｓｉ（ＯＨ）_４）、及び、トリプロポキシアルミニウムの加水分解物である水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）_３）等が挙げられる。これらは、１種だけでなく、複数種を組み合わせて使用することもできる。上記オーバーコート層組成物における金属アルコキシド及びその加水分解物の含有量は、例えば、ＭがＳｉである場合、全固形分に対するＳｉ（ＯＨ）_４に換算した固形分として、１〜５０質量％であることが好ましい。この含有量が１質量％以上であると耐水性効果が得られやすくなる傾向があり、５０質量％以下であると膜の柔軟性を確保でき、クラックが生じにくくなることから、ガスバリア性が得られやすくなる傾向がある。より優れた耐水性とガスバリア性を得るためには、上記含有量は、全固形分に対して５〜３０質量％であることがより好ましい。

上記オーバーコート層組成物はさらに水酸基含有高分子化合物を含んでいてもよい。水酸基含有高分子化合物としては、例えば、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の水溶性高分子が挙げられる。水酸基含有高分子化合物はバリア性の観点からポリビニルアルコールであることが好ましい。これらは、１種だけでなく、複数種を組み合わせて使用することもできる。

オーバーコート層６は、オーバーコート層組成物を無機化合物層５上に塗布し、塗膜を加熱することにより形成される。オーバーコート層６の厚さは、０．０５〜２．０μｍであることが好ましく、０．１０〜１．０μｍであることが好ましい。オーバーコート層６の厚さが０．０５μｍ以上であると、より十分なガスバリア性を得ることができる傾向があり、２．０μｍ以下であると、十分な柔軟性を保持できる傾向がある。

ガスバリアフィルムは複数積層されたガスバリア層を備えていてもよい。図２は本発明の第２の実施形態に係るガスバリアフィルムの概略断面図である。本実施形態に係るガスバリアフィルム１は、ガスバリア層４ａ上にさらに別のガスバリア層４ｂが設けられている点で、第１の実施形態に係るガスバリアフィルムと異なる。ガスバリアフィルム１がガスバリア層を複数備えることにより、ガスバリアフィルム１の水蒸気バリア性を一層向上させることができる。ガスバリア層４ａは、例えば、有機化合物層３上に設けられた第１の無機化合物層５ａと該第１の無機化合物層５ａ上に設けられた第１のオーバーコート層６ａとからなる。ガスバリア層４ｂは、例えば、ガスバリア層４ａ上に設けられた第２の無機化合物層５ｂと該第２の無機化合物層５ｂ上に設けられた第２のオーバーコート層６ｂとからなる。本実施形態に係るガスバリアフィルム１において、複数のガスバリア層４ａ，４ｂには、それぞれ、第１の実施形態におけるガスバリア層４と同様の構成が採用でき、複数のガスバリア層４ａ，４ｂの構成は同じであってもよく、異なっていてもよい。

図３は本発明の第３の実施形態に係るガスバリアフィルムの概略断面図である。本実施形態に係るガスバリアフィルム１は、ガスバリア層４上に接着層７を介して別の基材層８が貼り合せられている点、上記別の基材層８のガスバリア層４と反対側の面上にマット層９が形成されている点で、第１の実施形態に係るガスバリアフィルムと異なる。ここで、本実施形態では、基材層２を第１の基材層、別の基材層８を第２の基材層という。

本実施形態では、ガスバリア層４上に粘着剤又は接着剤が塗布される。さらに、塗布面上に基材を貼り合わせ、必要に応じてエージングすることにより、ガスバリア層４上に接着層７を介して第２の基材層が積層される。

接着層７は接着剤又は粘着剤から形成される。上記接着剤としては、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤等が挙げられる。また、上記粘着剤としては、アクリル系粘着剤、ポリビニルエーテル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、シリコーン系粘着剤等が挙げられる。接着層７の厚さは１〜２０μｍであることが好ましく、総厚を薄くするために１０μｍ以下とすることがより好ましい。第２の基材層８には、第１の基材層２と同様の構成を採用することができ、第１の基材層２と第２の基材層８の構成は同じであってもよく、異なっていてもよい。

マット層９は、１以上の光学的機能や帯電防止機能を発揮させるために設けられている。ここで、光学的機能としては、干渉縞（モアレ）防止機能、反射防止機能、拡散機能等が挙げられる。本実施形態では、マット層９が少なくとも干渉縞防止機能を有するものである場合について説明する。

マット層９は、例えば、バインダー樹脂と、微粒子とを含んで構成される。そして、マット層９の表面から微粒子の一部が露出するように微粒子がバインダー樹脂に埋め込まれている。これにより、マット層９は表面に微細な凹凸を有する。ガスバリアフィルム１がマット層９を備えることにより、ニュートンリング等の干渉縞の発生をより十分に抑制することができる。

第２の基材層８上に、バインダー樹脂、微粒子等を含むマット層組成物を塗布し、必要に応じて乾燥することにより、マット層９が形成される。バインダー樹脂としては、例えば、光学的透明性に優れた樹脂を用いることができる。バインダー樹脂としては、例えば、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルウレタン系樹脂、ポリエステルアクリレート系樹脂、ポリウレタンアクリレート系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂等の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、放射線硬化性樹脂等を用いることができる。これらは、１種だけでなく、複数種を組み合わせて使用することもできる。

微粒子としては、例えば、シリカ、クレー、タルク、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタン、アルミナ等の無機微粒子、スチレン樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂等の有機微粒子を用いることができる。これらは、１種だけでなく、複数種を組み合わせて使用することもできる。

微粒子の平均粒子径は、０．１０〜３０μｍであることが好ましく、０．５〜１０μｍであることがより好ましい。微粒子の平均粒子径が０．１μｍ以上であると、優れた干渉縞防止機能が得られる傾向があり、３０μｍ以下であると、透明性がより向上する傾向がある。

マット層９における微粒子の含有量は、マット層９全量を基準として０．５〜３０質量％であることが好ましく、３〜１０質量％であることがより好ましい。微粒子の含有量が０．５質量％以上であると、光拡散機能と干渉縞の発生を防止する効果がより向上する傾向があり、３０質量％以下であると、輝度が低減しにくくなる傾向がある。

第２の基材層８の表面に易接着層が形成されている場合、上記マット層９は、易接着層（図示せず）を介して、第２の基材層８上に形成されてもよい。易接着層の厚さは、０．００２〜０．１０μｍであることが好ましく、０．００５〜０．０５μｍであることがより好ましい。

以上、説明したガスバリアフィルムは、製造中の搬送トラブルがなく、優れた外観及び水蒸気バリア性を有することから、食品、医薬品等の包装材料、液晶ディスプレイのバックライト用の色変換部材、有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）ディスプレイの封止部材、有機ＥＬ照明の色変換部材、及び太陽電池の保護シートの製造に有用であり、特に、液晶ディスプレイのバックライト用の色変換部材に好適に用いられる。

［色変換部材］
図４は本発明の一実施形態に係る色変換部材の概略断面図である。本実施形態の色変換部材１０は、色変換層１２と、当該色変換層１２の両面上に形成された一対のガスバリアフィルムとを備える。上記ガスバリアフィルムの少なくとも一方には本発明のガスバリアフィルム１が用いられ、ガスバリアフィルム１は基材層２と色変換層１２とが対向するように形成される。

色変換層１２は樹脂１４及び蛍光体１６を含む。色変換層１２の厚さは数十〜数百μｍである。上記樹脂１４としては、例えば、光硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂を使用することができる。上記蛍光体は量子ドットからなる２種類の蛍光体であることが好ましい。２種類の蛍光体には、励起波長が同一のものが選択される。励起波長は、光源が照射する光の波長に基づいて選択される。２種類の蛍光体の蛍光色は相互に異なる。各蛍光色は、赤色及び緑色である。

次に、蛍光体１６の粒子構造を説明する。蛍光体１６としては、特に発光効率の良いコア・シェル型量子ドットが好適に用いられる。コア・シェル型量子ドットは、発光部としての半導体結晶コアが保護膜としてのシェルにより被覆されたものである。例えば、コアにはセレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、シェルには硫化亜鉛（ＺｎＳ）が使用可能である。ＣｄＳｅの粒子の表面欠陥がバンドギャップの大きいＺｎＳにより被覆されることで量子収率が向上する。また、蛍光体１６は、コアが第１シェル及び第２シェルにより二重に被覆されたものであってもよい。この場合、コアにはＣｄＳｅ、第１シェルにはセレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、第２シェルにはＺｎＳが使用可能である。

色変換層１２は、光源からの青色光を赤色光又は緑色光等に変換する蛍光体１６をすべて単一の層に分散させた単層構成を有していてもよく、各蛍光体１６を複数の層に別々に分散させ、これらを積層した多層構成を有していてもよい。

上記樹脂１４中に上記蛍光体１６を分散させ、調製した蛍光体分散液をガスバリアフィルム１の基材層２側の面上に塗布した後、塗布面に別のガスバリアフィルムを貼り合わせ、色変換層１２を硬化することにより、色変換部材１０を製造することができる。

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

［ガスバリアフィルムの作製］
（実施例１−１）
アクリルポリオールとトリレンジイソシアネートとを、アクリルポリオールのＯＨ基の数に対してＮＣＯ基の数が等量となるように混合し、全固形分が５質量％になるよう酢酸エチルで希釈した。希釈後の混合液に、さらにβ−（３，４エポキシシクロヘキシル）トリメトキシシランを、全固形分に対して５質量％となるように添加し、これらを混合することで有機化合物層組成物を得た。

テトラエトキシシラン１０．４質量部と塩酸（濃度：０．１Ｎ）８９．６質量部とを混合して、混合液を３０分間撹拌し、テトラエトキシシランの加水分解溶液を得た。一方、ポリビニルアルコールを水／イソプロピルアルコールの混合溶媒（水／イソプロピルアルコール（質量比）＝９０：１０）中に溶解させ、３質量％のポリビニルアルコール溶液を得た。テトラエトキシシランの加水分解溶液６０質量部とポリビニルアルコール溶液４０質量部とを混合し、オーバーコート層組成物を得た。

アクリルポリオール（ＤＩＣ社製、商品名：アクリディックＡ−８１４）１００質量部と、イソシアネート系硬化剤（ＤＩＣ社製、商品名：バーノックＤＮ−９８０）８．５質量部と、微粒子（ポリウレタン、平均粒子径２μｍ）１０質量部と、溶剤（酢酸エチル）７０質量部とを混合し、マット層組成物を得た。

片面に易接着層（厚さ：０．０５μｍ）が形成され、平均粒子径１．５０μｍのシリカを含む、ロール状のポリエチレンテレフタレートフィルム（厚さ：２３μｍ、算術平均粗さＲａ：０．８０μｍ、最大高さＲｙ：１．２０μｍ、動摩擦係数：０．３９）（以下、基材Ａという）を準備した。上記基材Ａを巻き出し装置、搬送装置、及び巻き取り装置に装着した。

搬送中の基材Ａの易接着層が形成された側の表面上に上記有機化合物層組成物を塗布・乾燥し、第１の基材層（基材Ａ）上に０．３０μｍの厚さを有する有機化合物層を形成した。次に、有機化合物層上に酸化ケイ素（ＳｉＯ_ｘ、ｘ＝１．８）を蒸着し、有機化合物層上に０．０３μｍの厚さを有する第１の無機化合物層を形成した。さらに、第１の無機化合物層上に上記オーバーコート層組成物を塗布し、塗膜を加熱することにより、０．３０μｍの厚さを有する第１のオーバーコート層を形成した。同様の操作を行い、第１のオーバーコート層上にさらに酸化ケイ素（ＳｉＯ_ｘ、ｘ＝１．８）を蒸着し０．０３μｍの厚さを有する第２の無機化合物層を形成し、０．３０μｍの厚さを有する第２の無機化合物層上に第２のオーバーコート層を形成し、積層体を得た。

片面に易接着層（厚さ：０．０５μｍ）が形成されたポリエチレンテレフタレートフィルム（厚さ：１６μｍ）（以下、基材ａという）を用意し、基材ａの易接着層が形成された面上に上記マット層組成物を塗布・乾燥し、易接着層上に３μｍの厚さを有するマット層を形成した。このマット層付きポリエチレンテレフタレートフィルムのマット層が形成された側と反対側を、アクリル系粘着剤を介して、上記積層体のガスバリア層が形成された側と貼り合せた。

以上のようにして、第１の基材層（基材Ａ）、有機化合物層、第１の無機化合物層、第１のオーバーコート層、第２の無機化合物層、第２のオーバーコート層、接着層、第２の基材層（基材ａ）、及びマット層が、この順に積層された、実施例１−１のガスバリアフィルムを作製した。

（実施例１−２）
有機化合物層の厚さを１．１０μｍとしたこと以外は、実施例１−１と同様にして、実施例１−２のガスバリアフィルムを作製した。

（比較例１−１）
基材Ａに代えて、フィラーを含まない、ロール状のポリエチレンテレフタレートフィルム（厚さ：２３μｍ、算術平均粗さＲａ：０．０３μｍ、最大高さＲｙ：０．１０μｍ、動摩擦係数：０．４２）を用い、有機化合物層の厚さを０．０２μｍとしたこと以外は、実施例１−１と同様にして、比較例１−１のガスバリアフィルムを作製した。

［色変換部材の作製］
（実施例２−１）
ＣｄＳｅ／ＺｎＳ ５３０（商品名、ＳＩＧＭＡ−ＡＬＤＲＩＣＨ社製）をエポキシ系感光性樹脂と混合後、混合液を実施例１−１で得られたガスバリアフィルムの第１の基材層側（マット層と反対側）に塗布し、そこにマット層を備えないこと以外は同様の構成を備えるガスバリアフィルムを基材層側が塗布面に向くように積層し、ＵＶ硬化ラミネートにより、実施例２−１の色変換部材を作製した。

（実施例２−２及び比較例２−１）
実施例１−１で得られたガスバリアフィルムに代えて、それぞれ実施例１−２及び比較例１−１で得られたガスバリアフィルムを用いたこと以外は、実施例２−１と同様にして、実施例２−２及び比較例２−１の色変換部材を作製した。

［評価方法］
（基材の搬送性）
実施例及び比較例でガスバリアフィルムの製造に第１の基材層用に用いた基材を巻き出し装置、搬送装置、及び巻き取り装置に装着し、搬送速度１００ｍ／分で基材を搬送した。搬送装置中の基材を目視にて観察し、下記基準に従って搬送性の評価を行った。評価結果を表１に示す。
Ａ：搬送装置中で、基材の蛇行がなく、ヨレ及びシワがいずれも観察されない。
Ｂ：搬送装置中で、基材の蛇行があり、ヨレ又はシワが観察される。

（ガスバリアフィルムの外観）
実施例及び比較例で得られたガスバリアフィルムを目視にて観察し、下記基準に従って外観の評価を行った。評価結果を表１に示す。
Ａ：ガスバリアフィルムに、クラックが観察されない。
Ｂ：ガスバリアフィルムに、クラックが観察される。

（水蒸気バリア性）
実施例及び比較例で得られた積層体を４０ｍｍ×４０ｍｍの大きさに切り出し、ガスバリア層を形成した側の積層体表面にカルシウム層を形成し、カルシウム層形成面をガラス基板で封止することで、試料となる封止体を得た。封止体を、温度４０℃、湿度９０％ＲＨの雰囲気下で、１０００時間保存した。保存後の封止体を顕微鏡にて観察し、カルシウムが腐食した点状部分の個数を数えた。評価結果を表１に示す。

（ダークスポット）
実施例及び比較例で得られた色変換部材を、温度８５℃、湿度８５％ＲＨの雰囲気下で、１０００時間保存した。保存後の色変換部材にＵＶランプ光（波長３６５ｎｍ）を照射し、マット層側から透過光を目視にて観察し、ダークスポットの個数を数えた。評価結果を表２に示す。

表面粗さが大きく、動摩擦係数が小さい実施例１−１及び１−２では、ガスバリアフィルム製造中における基材の搬送性が良好であり、得られたガスバリアフィルムの外観及び水蒸気バリア性に実用上の問題は見られなかった。一方、比較例１−１では基材の表面粗さが小さく、動摩擦係数が大きくなったことから、基材の搬送中に蛇行、ヨレ及びシワに起因するガスバリアフィルムの劣化が生じた。

１…ガスバリアフィルム、２…（第１の）基材層、３…有機化合物層、４…ガスバリア層、５…無機化合物層、６…オーバーコート層、７…接着層、８…（第２の）基材層、９…マット層、１０…色変換部材、１２…色変換層。

Claims (6)

1. フィラーを含む基材層と、該基材層上に設けられた有機化合物層と、該有機化合物層上に設けられたガスバリア層とを備え、
   前記フィラーの平均粒子径が１．０〜５．０μｍであり、
   前記基材層の厚さが前記フィラーの平均粒子径以上であり、
   前記有機化合物層の厚さが０．０５〜１．２０μｍであり、
   前記基材層の両主面の算術平均粗さＲａが０．４０〜３．０μｍである、ガスバリアフィルム。
2. 前記有機化合物層の厚さが０．１０〜１．１０μｍである、請求項１に記載のガスバリアフィルム。
3. 前記有機化合物層がアクリルポリオール及びイソシアネート化合物を含む組成物から形成される、請求項１又は２に記載のガスバリアフィルム。
4. 前記ガスバリア層は前記有機化合物層上に設けられた無機化合物層と該無機化合物層上に設けられたオーバーコート層とからなり、
   前記オーバーコート層は下記式（１）で表わされる金属アルコキシド及びその加水分解物からなる群より選択される少なくとも１種を含む組成物から形成される、請求項１〜３のいずれか一項に記載のガスバリアフィルム。
   Ｍ（ＯＲ^１）_ｍ（Ｒ^２）_ｎ−ｍ ・・・（１）
   （式（１）中、Ｒ^１及びＲ^２はそれぞれ独立に炭素数１〜８の１価の有機基であり、Ｍはｎ価の金属原子を示し、ｍは１〜ｎの整数である。）
5. 色変換層と、当該色変換層の両面上に形成された一対のガスバリアフィルムとを備え、前記ガスバリアフィルムの少なくとも一方が請求項１〜４のいずれか一項に記載のガスバリアフィルムである、色変換部材。
6. 前記色変換層が量子ドットからなる蛍光体を含む、請求項５に記載の色変換部材。

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