JP7279829B2 - バリアフィルム、及びバリアフィルムを用いた波長変換シート - Google Patents

Description

本発明は、バリアフィルム、及びバリアフィルムを用いた波長変換シートに関する。

近年、パーソナルコンピューターの発達、特に携帯用パーソナルコンピューターの発達に伴って、液晶表示装置の需要が増加している。又、最近においては家庭用の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、半導体のナノメートルサイズの微粒子をいう。量子ドットは、電子や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、発光波長の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、表示装置は、優れた色再現性を有することとなる。

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、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バリアフィルムを蛍光体層の両表面側に配置した波長変換シートが開発されている（特許文献１）。蛍光体層とバリアフィルムとが密着することにより、蛍光体層への水蒸気の侵入を抑制し、バリア性を向上させている。

波長変換シートにおいて、蛍光体層に対する水蒸気の侵入を抑制するには、蛍光体層とバリアフィルムとの密着性が高いことがより好ましい。例えば、バリアフィルムの蛍光体層積層側の表面にプラズマ処理層を形成したバリアフィルムが開発されている（特許文献２）。プラズマのイオンエッチングによって基材の表面不純物を除去するとともに、基材の表面粗さを大きくすることにより、蛍光体層とバリアフィルムとの密着性を高めることができる。

ＷＯ２０１５／０３７７３３ 特開２０１７－１３４２５４号公報

さて、特許文献１の波長変換シートは、バリアフィルムのバリア層と蛍光体層とが密着するような構成の波長変換シートであるものの、バリアフィルムのバリア層と蛍光体層との密着性については何ら検討されていない。又、特許文献２のバリアフィルムは、基材（ＰＥＴフィルム）の表面に所定の混合ガスの雰囲気下でプラズマ処理を施すことにより、プラズマ処理層を形成しており、バリア層（有機被覆層又は無機酸化物層）の表面に同様の処理を行っても特許文献２のバリアフィルムと同様にバリアフィルムと蛍光体層との密着性を高めることは期待できない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、バリアフィルムの構成に依存せずに、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。

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、蛍光体層が積層される側におけるバリアフィルムの表面に所定のプライマー層が積層されたバリアフィルム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。

（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を構成し、蛍光体とウレタンアクリレート系の封止樹脂とを含有する蛍光体層の両表面側に積層されるバリアフィルムであって、
第１の基材層と、バリア層と、が積層され、
前記蛍光体層が積層される側における前記バリアフィルムの表面にはプライマー層が更に積層され、
前記プライマー層はポリウレタン系樹脂と硬化剤との硬化物を含有する、バリアフィルム。

（２）前記蛍光体層に含有される前記封止樹脂は、電離放射線硬化性化合物に電離放射線を照射して硬化した樹脂、熱硬化性樹脂、及び熱可塑性樹脂に架橋剤を含有して硬化した樹脂から選択される少なくとも１の樹脂を含有する、（１）に記載のバリアフィルム。

（３）前記プライマー層と前記バリア層とが密着して積層された（１）又は（２）に記載のバリアフィルム。

（４）前記バリア層は、有機被覆層及び／又は無機酸化物薄膜層である、（１）から（３）のいずれかに記載のバリアフィルム。

（５）前記プライマー層が更にシランカップリング剤を含有する、（１）から（４）のいずれかに記載のバリアフィルム。

（６）前記第１の基材層における、前記バリア層が形成される面と反対側の面には、接着剤層を介して第２の基材層が形成されている、（１）から（５）のいずれかに記載のバリアフィルム。

（７）蛍光体と封止樹脂とを含有する蛍光体層の両表面側に（１）から（６）のいずれかに記載のバリアフィルムが前記プライマー層と前記蛍光体層とが密着して積層された波長変換シート。

本発明のバリアフィルムは、バリアフィルムの構成に依存せずに、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である。

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。 本発明の他の実施形態（変形例）の波長変換シートを模式的に表した断面図である。 本発明の他の実施形態（変形例）のバリアフィルムを模式的に表した断面図である。

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。

＜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を積層させて、蛍光体層への水蒸気の侵入を抑制することができる。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。

そして、バリアフィルム１２は、図２に示すように、基材層１２１とバリア層１２２と、が積層され、蛍光体層１１が積層される側におけるバリアフィルム１２の表面にはプライマー層１２３が更に積層される。プライマー層１２３は、ポリウレタン系樹脂を含むプライマー層である。そして、インデンテーション硬度は、１０ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下である。尚、プライマー層１２３のインデンテーション硬度は、１０ＭＰａ以上であることが好ましく、１５ＧＰａ以上であることがより好ましい。尚、プライマー層１２３のインデンテーション硬度は、１００ＭＰａ以下であることが好ましく、８０ＭＰａ以下であることがより好ましい。尚、インデンテーション硬度は、例えば、エリオニクス社製のＥＮＴ－２１００を用いて圧子をプライマー層の蛍光体層積層側の表面又は端部表面に押し込む試験機を用いて測定することができる。

プライマー層１２３のインデンテーション硬度が１００ＭＰａ以下であることにより、プライマー層１２３と蛍光体層１１との界面において各層の成分が混ざり合うことにより、プライマー層１２３と蛍光体層１１との密着性が向上すること、及び、プライマー層１２３のインデンテーション硬度が１０ＭＰａ以上であることによりプライマー層１２３がプライマー層として有効に機能することが本発明者らによって見出された。

インデンテーション硬度が１００ＭＰａ超であると、プライマー層１２３と蛍光体層１１との界面における各層の成分が混ざり合う量が少なくなり、プライマー層１２３と蛍光体層１１との密着性が低下する。インデンテーション硬度が１０ＭＰａ未満であると、プライマー層１２３と蛍光体層１１との界面における各層の成分が混ざり合う量が多すぎることとなり、プライマー層１２３と蛍光体層１１とが一体化されるような層が形成されてプライマー層１２３として有効に機能しなくなり、バリアフィルム１２と蛍光体層１１との密着性が低下する。

尚、図１の実施形態の波長変換シート１においては、インデンテーション硬度が１００ＭＰａ超であると、プライマー層１２３と蛍光体層１１との密着性が低下し、インデンテーション硬度が１０ＭＰａ未満であると、プライマー層１２３と蛍光体層１１とが一体化されるような層が形成されてプライマー層１２３として有効に機能しなくなり、プライマー層１２３とバリア層１２２（有機被覆層１２２ａ）との密着性が低下することを意味する。

本実施形態のバリアフィルム１２のように、プライマー層１２３と蛍光体層１１との界面において各層の成分が混ざり合う各層の成分の量に着目し、プライマー層１２３のインデンテーション硬度が特定されたバリアフィルム１２は、新規のバリアフィルムである。尚、バリアフィルム１２を用いた波長変換シート１についても同様である。

尚、プライマー層１２３のインデンテーション硬度は、プライマー層を形成するプライマー剤に含有される硬化剤の種類及び／又は含有量によって調整することができる。

又、プライマー層１２３は、ポリウレタン系樹脂を含む層である。ポリウレタン系樹脂を含むことにより、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１２が蛍光体層１１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１２３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１１とバリアフィルム１２との密着性及び密着安定性は極めて高い。尚、本明細書においてポリウレタン系樹脂とは、樹脂を構成する分子鎖の少なくとも一部にウレタン結合を含む樹脂を意味し、ポリウレタン樹脂であってもよく、分子鎖の一部にウレタン結合を含む共重合体であってもよい。

尚、本発明のバリアフィルムの層構成は、図２に記載のバリアフィルムの層構成に限定されるものではない。基材層と、バリア層と、が積層され、バリアフィルムにおける蛍光体層が積層される側の表面にプライマー層が更に積層されていれば、例えば、各層の間に他の基材層、他のプライマー層又は接着剤層等の他の層が積層されていてもよい（図示せず）。しかしながら、図２に記載のバリアフィルムのようにプライマー層１２３とバリア層１２２とが密着して積層されていることが好ましい。例えば、基材層の表面にプライマー層を積層するような態様であると、その基材層の端部から水蒸気が侵入する可能性があり、バリアフィルムのバリア性が相対的に低下する可能性があるが、プライマー層がバリア層の表面に密着して積層されていることにより、バリア性が低下する可能性を軽減することができる。バリアフィルム１２を用いた波長変換シート１についても同様である。尚、他の基材層と接着剤層を積層した他の実施形態のバリアフィルム及びそれを用いた波長変換シートについては後述する。

次に本実施形態に関するバリアフィルム１２について説明する。

［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、バリア性を向上させることができる。

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。

（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。

尚、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。

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

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。

尚、本実施形態に関する基材層１２１の表面には、バリア層１２２との密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。

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、プライマー層１２３とは異なる他のプライマー層、アンカーコート剤層、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。

コート剤層としては、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。

（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１又は図２に示した本実施形態に関するバリア層１２２は、有機被覆層１２２ａ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、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基材層が積層されている側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。

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剤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。

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の膜厚は、５００ｎｍ以下であることが好ましい。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。

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。

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。

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の膜厚は、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。

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。

（プライマー層）
本実施形態に関するプライマー層１２３は、蛍光体層が積層される側の表面に積層され、ポリウレタン系樹脂を含み、プライマー層１２３のインデンテーション硬度が１０ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下である層である。プライマー層１２３を形成するためのプライマー剤は、ポリウレタン系樹脂組成物と、硬化剤と、シランカップリング剤と、充填剤と、を含むことが好ましい。

プライマー剤に含有される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組成物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組成物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。

硬化剤は、プライマー剤に含有されるポリウレタン系樹脂組成物全量中２質量％以上含有することが好ましく、４質量％以上含有することがより好ましい。又、硬化剤は、ポリウレタン系樹脂組成物全量中１８質量％以下含有することが好ましく、１６質量％以下含有することがより好ましい。ポリウレタン系樹脂組成物全量中２質量％以上含有することにより、プライマー層１２３のインデンテーション硬度は、１０ＭＰａ以上に調整することができる。そのため、プライマー層１２３と蛍光体層１１とが一体化されるような層が形成されることによるプライマー層１２３の働きを失う可能性を軽減することができる。ポリウレタン系樹脂組成物全量中１８質量％以下含有することにより、プライマー層１２３のインデンテーション硬度は、１００ＭＧＰａ以下に調整することができる。そのため、プライマー層１２３と蛍光体層１１との界面における各層の成分が混ざり合う量が少なくなることによるプライマー層１２３と蛍光体層１１との密着性が低下する可能性を軽減することができる。

プライマー層中には、ポリウレタン系樹脂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。

シランカップリング剤としては、二元反応性を有する有機官能性シランモノマ－類を使用することができ、例えば、γ－クロロプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニル－トリス（β－メトキシエトキシ）シラン、γ－メタクリル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、γ－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ－メルカプト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メトキシシラン、Ｎ－β（アミノエチル）－γ－アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ－ウレイドプロピルトリエトキシシラン、ビス（β－ヒドロキシエチル）－γ－アミノプロピルトリエトキシシラン、γ－アミノプロピルシリコ－ンの水溶液等の１種ないしそれ以上を使用することができる。

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。

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、アミノ系、エポキシ系、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と有機性とを利用し、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。

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％以上含有することが好ましく、３質量％以上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。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３０質量％以下含有することが好ましく、２０質量％以下含有することがより好ましい。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。

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。

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％以上含有することが好ましく、１質量％以上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。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３０質量％以下含有することが好ましく１０質量％以下含有することがより好ましい。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。

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。

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、好ましくは、０．１μｍ以上が好ましい。プライマー層の膜厚としては、例えば、１０μｍ以下、好ましくは、３μｍ以下が好ましい。

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。

［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。

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の組成を調節すると、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。

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。

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、蛍光体と封止樹脂組成物とが含有された混合液を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。封止樹脂組成物は、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系樹脂の電離放射線照射により重合反応し得る官能基を有する電離放射線硬化性化合物（モノマー、オリゴマー、プレポリマーを含む）、フェノール系樹脂、ユリア系樹脂、メラミン系樹脂、エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ポリエステル系樹脂、シリコン系樹脂、ポリウレタン系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。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。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系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系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、封止樹脂組成物が硬化することにより形成される封止樹脂は、電離放射線硬化性化合物に電離放射線を照射して硬化した樹脂、熱硬化性樹脂が硬化した樹脂、及び熱可塑性樹脂に架橋剤を含有して硬化した樹脂を挙げることができる。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。

電離放射線とは、可視光線、紫外線、Ｘ線、電子線、α線、β線、γ線等を挙げることができる。

一般に、電離放射線硬化性化合物に電離放射線を照射して硬化した樹脂、熱硬化性樹脂、及び熱可塑性樹脂に架橋剤等を含有して硬化した樹脂は、硬化する際に原料の化合物が収縮する傾向があり、樹脂と密着して積層した層と剥離することがある。しかしながら、本実施形態のバリアフィルムは、蛍光体層１１（封止樹脂１１１）が積層される側の表面に積層されたプライマー層１２３と、蛍光体層と、の密着性に優れるため、封止樹脂１１１を構成する樹脂としてこのような硬化性樹脂を使用したとしても、蛍光体層１１（封止樹脂１１１）とプライマー層１２３との剥離を軽減することができる。

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。

＜波長変換シートの変形例＞
上記の実施形態の波長変換シート１とは異なる他の実施形態の波長変換シートについて図３及び図４を用いて説明をする。上記の実施形態の波長変換シートと共通する部分は適宜省略する。本実施形態の波長変換シート２は、図３に示すように第１の基材層２２１と第２の基材層２２５とを備える２つの層から構成され、第１の基材層２２１と第２の基材層２２５とが接着剤層２２４を介して接着されている。尚、本実施形態のバリアフィルム１２は、図４に示すように第１の基材層２２１と第２の基材層２２５とを備える２つの層から構成され、第１の基材層２２１と第２の基材層２２５とが接着剤層２２４を介して接着されている。

本実施形態のバリアフィルム２２のように基材層を複数の層にすることにより、接着時のシワやたるみの発生を軽減できる程度の剛性を有するバリアフィルムとなる。

＜バリアフィルムの製造方法＞
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、基材層と、バリア層と、が積層された積層体の一方の表面に、プライマー剤を塗布するプライマー剤塗布工程と、プライマー剤を硬化させてプライマー層を形成するプライマー層形成工程を含むバリアフィルムの製造方法を挙げることができる。

［バリア層積層工程］
バリア層積層工程は、基材フィルム（基材層）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、アンカーコート剤層、アンカーコート剤層、接着剤からなる層、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。

尚、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／ｍ^２・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／ｍ^２・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 ＰＥＲＭＡＴＲＡＮにて測定できる。

尚、図４のようなバリアフィルムを製造する場合には、後述するプライマー剤塗布工程前にバリア層が積層された基材とバリア層が積層されていない基材とを図４のバリアフィルムの構成になるように、接着剤を硬化させた接着剤層を介して積層する工程を行ってもよい。接着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。

［プライマー剤塗布工程］
プライマー剤塗布工程とは、基材層と、バリア層と、が積層された積層体の１の表面に、ポリウレタン系樹脂組成物と、硬化剤と、を含有するプライマー剤を塗布する工程である。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。

［プライマー層形成工程］
プライマー層形成工程とは、基材層と、バリア層と、が積層された積層体の１の表面に塗布されたプライマー剤を硬化させてプライマー層を形成する工程である。プライマー剤を硬化させる方法は、例えば、所定時間加熱することにより、プライマー剤に所定量含有された硬化剤とポリウレタン系樹脂組成物とを反応させてプライマー剤を硬化させる方法を挙げることができる。これにより、プライマー層のインデンテーション硬度を調整することができる。プライマー層形成工程を経ることによって、図２又は図４の実施形態のようなバリアフィルムを製造することができる。

＜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、上記のバリア層積層工程と、上記のプライマー剤塗布工程と、上記のプライマー剤塗布工程と、によって２つのバリアフィルムを製造し、２つのバリアフィルムのうちの１のバリアフィルムにおけるプライマー層の表面に蛍光体と封止樹脂組成物とが含有された混合液を塗布し、２つのバリアフィルムのうちの他のバリアフィルムのプライマー層の積層側の面と混合液の塗布面とを接触させ、混合液を硬化させて蛍光体層を形成する蛍光体層形成工程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。尚、上記の実施形態のバリアフィルムの製造方法と共通する部分は適宜省略する。尚、２つのバリアフィルムは、本発明の効果を奏するバリアフィルムであれば、その層構成等が同一のバリアフィルムであってもよく、異なるバリアフィルムであってもよい。

［蛍光体層形成工程］
蛍光体層形成工程は、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を塗布し、他のバリアフィルムのプライマー層の積層側の面と混合液の塗布面とを接触させ、硬化させる工程である。蛍光体層形成工程を経ることによって、図１又は図３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。

＜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。

＜他の態様＞
本発明の他の態様においては、
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、蛍光体と封止樹脂とを含有する蛍光体層の両表面側に積層されるバリアフィルムであって、
基材層と、バリア層と、が積層され、
前記蛍光体層が積層される側における前記バリアフィルムの表面にはプライマー層が更に積層され、
前記プライマー層はポリウレタン系樹脂を含有し、
前記プライマー層のインデンテーション硬度は１０ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下であるバリアフィルムであってもよい。

本発明の他の態様においては、
前記蛍光体層に含有される前記封止樹脂は、前記電離放射線硬化性化合物に電離放射線を照射して硬化した樹脂、熱硬化性樹脂、及び熱可塑性樹脂に架橋剤を含有して硬化した樹脂から選択される少なくとも１の樹脂を含有してもよい。

本発明の他の態様においては、
前記プライマー層と前記バリア層とが密着して積層されていてもよい。

本発明の他の態様においては、
前記プライマー層が更にシランカップリング剤を含有していてもよい。

本発明の他の態様においては、
蛍光体と封止樹脂とを含有する蛍光体層の両表面側に、上記のバリアフィルムが前記プライマー層と前記蛍光体層とが密着して積層された波長変換シートであってもよい。

本発明の他の態様においては、
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、蛍光体と封止樹脂とを含有する蛍光体層の両表面側に積層されるバリアフィルムの製造方法であって、
基材層と、バリア層と、が積層された積層体の１の表面に、ポリウレタン系樹脂組成物と、硬化剤と、を含有するプライマー剤を塗布するプライマー剤塗布工程と、
前記積層体の１の表面に塗布されたプライマー剤を硬化させてプライマー層を形成するプライマー層形成工程と、
を含む、バリアフィルムの製造方法であってもよい。

本発明の他の態様においては、
基材層と、バリア層と、が積層された２つの積層体のそれぞれの一方の表面に、ポリウレタン系樹脂組成物と、硬化剤と、を含有するプライマー剤をそれぞれ塗布するプライマー剤塗布工程と、
前記２つの積層体の表面に塗布された前記プライマー剤をそれぞれ硬化させてプライマー層をそれぞれ形成して２つのバリアフィルムを製造するプライマー層形成工程と、
前記２つのバリアフィルムの１のバリアフィルムにおける前記プライマー層の表面に蛍光体と封止樹脂組成物とが含有された混合液を塗布し、前記２つのバリアフィルムの他のバリアフィルムのプライマー層の積層側の面と混合液の塗布面とを接触させ、前記混合液を硬化させて蛍光体層を形成する蛍光体層形成工程と、
を含む、波長変換シートの製造方法であってもよい。

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。

［バリアフィルムの製造］
厚さ２０ｎｍの酸化珪素（無機酸化物薄膜層）が蒸着された厚さ１２μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（基材層）のロールを準備した。

次に、水、イソプロピルアルコール及び０．５Ｎ塩酸を混合し、ｐＨ２．２に調整した溶液にテトラエトキシシランを１０℃となるよう冷却しながら混合させて溶液Ａを調製した。一方、ケン価度９９％以上のポリビニルアルコール、イソプロピルアルコールを混合した溶液Ｂを調製した。Ａ液とＢ液を混合して有機被覆層用のコーティング剤を得た。

次に、酸化珪素面の上に、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、１８０℃で６０秒間、加熱処理して、厚さ３００ｎｍ（乾操状態）の有機被覆層を形成した。

（プライマー層の形成）
プライマー剤として、プライマー剤全質量に対し、ポリウレタン系樹脂（ウレタン及びエステルの共重合体）１５質量％、ニトロセルロ－ス４質量％、及び溶剤として、トルエン、メチルエチルケトン、イソプロピルアルコールと、ポリウレタン系樹脂全質量に対し、硬化剤（ヘキサメチレンジイソシアネート）及びシランカップリング剤（γ－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン）を表１に記載の含有量（ポリウレタン系樹脂全量中の含有量（質量比））になるようにプライマー剤を調製した。

次に、上記のバリア層が積層されたフィルムのバリア層（有機被覆層）の表面に上記のプライマー剤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、プライマー層を５００ｎｍ積層し、実施例及び比較例に関するバリアフィルムを製造した。

［評価］
上記の実施例及び比較例に関するバリアフィルムを用いて波長変換シートを製造し、下記の密着性試験及び蛍光体層輝度劣化評価を行った。

［波長変換シートの製造］
上記の実施例及び比較例に関するバリアフィルムを用いて波長変換シートを製造した。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であって、電離放射線硬化性化合物）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。

実施例及び比較例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。

そして、他の同様の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、波長変換シートをそれぞれ製造した。

＜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型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）。

＜環境試験後の密着性試験＞
それぞれ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）。

＜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それぞれ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と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。

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バリアフィルムは、バリアフィルムの構成に依存せずに、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であることが分かる。

１、２ 波長変換シート
１１、２１ 蛍光体層
１１１、２１１ 封止樹脂
１１２、２１２ 蛍光体
１２、２２ バリアフィルム
１２１ 基材層
２２１ 第１の基材層
１２２、２２２ バリア層
１２２ａ、２２２ａ 有機被覆層
１２２ｂ、２２２ｂ 無機酸化物薄膜層
１２３、２２３ プライマー層
２２４ 接着剤層
２２５ 第２の基材層

Claims (7)

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を構成し、蛍光体とウレタンアクリレート系の封止樹脂とを含有する蛍光体層の両表面側に積層されるバリアフィルムであって、
   第１の基材層と、バリア層と、が積層され、
   前記蛍光体層が積層される側における前記バリアフィルムの表面には、前記蛍光体層と密着するプライマー層が更に積層され、
   前記プライマー層はポリウレタン系樹脂と硬化剤との硬化物を含有し、
   前記プライマー層のインデンテーション硬度は１０ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下である、バリアフィルム。
2. 前記蛍光体層に含有される前記封止樹脂は、電離放射線硬化性化合物に電離放射線を照射して硬化した樹脂、熱硬化性樹脂、及び熱可塑性樹脂に架橋剤を含有して硬化した樹脂から選択される少なくとも１の樹脂を含有する、請求項１に記載のバリアフィルム。
3. 前記プライマー層と前記バリア層とが密着して積層された請求項１又は２に記載のバリアフィルム。
4. 前記バリア層は、有機被覆層及び／又は無機酸化物薄膜層である、請求項１から３のいずれかに記載のバリアフィルム。
5. 前記プライマー層が更にシランカップリング剤を含有する、請求項１から４のいずれかに記載のバリアフィルム。
6. 前記第１の基材層における、前記バリア層が形成される面と反対側の面には、接着剤層を介して第２の基材層が形成されている、請求項１から５のいずれかに記載のバリアフィルム。
7. 蛍光体と封止樹脂とを含有する蛍光体層の両表面側に請求項１から６のいずれかに記載のバリアフィルムが前記プライマー層と前記蛍光体層とが密着して積層された波長変換シート。

Images