JP2017087668A - バリアフィルム、バリアフィルム積層体、波長変換シート及びバックライトユニット - Google Patents

Abstract

【課題】他部材とのブロッキングを抑制しつつ、巻き締りによるバリア層の損傷を抑制することが可能なバリアフィルム、並びに、これを用いて得られるバリアフィルム積層体、波長変換シート及びバックライトユニットの提供。【解決手段】基材層３とバリア層６とを備えるバリアフィルム１０であって、基材層３は一方の最表面に配置され、バリア層６は他方の最表面に配置され、基材層３は樹脂粒子Ｐを含有し、少なくとも一部の樹脂粒子Ｐが基材層３のバリア層６と反対側の表面に露出している、バリアフィルム１０。樹脂粒子Ｐのビッカース硬度が１〜３であり平均粒径が０．５〜５．０μｍであることが好ましいバリアフィルム１０。【選択図】図１

Description

本発明は、バリアフィルム、バリアフィルム積層体、波長変換シート及びバックライトユニットに関する。

最近、液晶ディスプレイのバックライトユニットとして、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用いた波長変換部材とを備えるバックライトユニットが注目を集めている。このような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いる。

ところが、発光体は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、バックライトユニットでは、発光体を含む発光体層の両面をガスバリア性を有する保護フィルムで挟むことにより、発光体を性能低下から保護することがあった（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−５７６４０号公報

上記保護フィルムは製造又は使用の際に他の部材と重ねられることも多い。このため、保護フィルムにはブロッキングの防止が求められる。保護フィルムは基材層と基材層上に配置されたバリア層とを備えていることが多く、ブロッキング防止のためには、例えば基材層の表面に凹凸を設けることが提案されている。

一方、保護フィルムは保存され、保存後の保護フィルムが加工されることがある。凹凸を有する保護フィルムを保護フィルム同士又は他部材と重ねて保存した場合、保護フィルムや他部材に荷重がかかった状態で長時間が経過するため、保護フィルムの凹凸が対向する部材を傷付けることがあった。特に、対向する部材が同じ保護フィルムであり最表面にバリア層を有していた場合、バリア層を傷付けることから、発光体の性能低下に大きな影響を与えることがあった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ブロッキングを抑制し、保存中のバリアフィルム同士又は他部材の損傷を抑制することが可能なバリアフィルム、並びに、これを用いて得られるバリアフィルム積層体、波長変換シート及びバックライトユニットを提供することを目的とする。

本発明は、基材層とバリア層とを備えるバリアフィルムであって、上記基材層は一方の最表面に配置され、上記バリア層は他方の最表面に配置され、上記基材層は樹脂粒子を含有し、少なくとも一部の上記樹脂粒子が上記基材層の上記バリア層と反対側の表面に露出している、バリアフィルムを提供する。上記バリアフィルムによれば、ブロッキングを抑制しつつ、保存中のバリアフィルム同士又は他部材の損傷を抑制することができる。

上記バリアフィルムにおいて、上記樹脂粒子のビッカース硬さが１〜３０であることが好ましい。樹脂粒子のビッカース硬さが上記範囲内にあることにより、保存中のバリアフィルム同士又は他部材の損傷を一層抑制することができる。

上記バリアフィルムにおいて、上記樹脂粒子の平均粒径が０．５〜５．０μｍであることが好ましい。樹脂粒子の平均粒径が上記範囲内にあることにより、ブロッキングを一層抑制することができる。

上記バリアフィルムはさらにアンカーコート層を備え、上記バリア層は上記アンカーコート層を介して上記基材層上に形成されていることが好ましい。バリア層がアンカーコート層を介して基材層上に形成されることにより、基材層とバリア層との密着性が向上する傾向がある。

本発明はまた、第一保護層と第二保護層との積層体であって、上記第一保護層は上記バリアフィルムであり、上記第一保護層は上記バリア層が上記第二保護層と対向するように積層されている、バリアフィルム積層体を提供する。

本発明はさらに、波長変換層と、上記波長変換層を挟むように配置された二つの保護フィルムと、を備え、上記二つの保護フィルムの少なくとも一方が、上記バリアフィルム積層体である、波長変換シートを提供する。上記波長変換シートによれば、保存中のバリアフィルム同士、特にバリア層の損傷が抑制されることから、発光体性能低下に伴う黒点（ダークスポット）の発生を抑制することができる。

本発明はさらに、光源と上記波長変換シートとを備える、バックライトユニットを提供する。

本発明によれば、他部材とのブロッキングを抑制し、保存中のバリアフィルム同士又は他部材の損傷を抑制することが可能なバリアフィルム、並びに、これを用いて得られるバリアフィルム積層体、波長変換シート及びバックライトユニットを提供することができる。

本発明の第一実施形態に係るバリアフィルムの概略断面図である。 本発明の第二実施形態に係るバリアフィルムの概略断面図である。 本発明の第一実施形態に係るバリアフィルム積層体の概略断面図である。 本発明の第二実施形態に係るバリアフィルム積層体の概略断面図である。 本発明の一実施形態に係る波長変換シートの概略断面図である。 本発明の一実施形態に係るバックライトユニット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。

［バリアフィルム］
図１は、本発明の第一実施形態に係るバリアフィルムの概略断面図である。図１において、バリアフィルム１０は基材層３とバリア層６とを備えており、基材層３の一方の面上にバリア層６が形成されている。図１では、さらに、バリア層６は無機薄膜層４とガスバリア性被覆層５とを備えており、無機薄膜層４が基材層３上に形成され、ガスバリア性被覆層５が無機薄膜層４上に形成されている。バリア層６は上記構成に限定されないが、上記構成を備えることにより一層優れたガスバリア性が得られる傾向がある。基材層３はバリアフィルム１０の一方の最表面１０ａに配置され、バリア層６はバリアフィルム１０の他方の最表面１０ｂに配置されていればよく、バリアフィルム１０は基材層３とバリア層６との間に別の層、例えばアンカーコート層を備えていてもよい。バリアフィルム１０がアンカーコート層を備える場合、上記バリア層６は上記アンカーコート層を介して上記基材層３上に形成される。バリア層６がアンカーコート層を介して基材層３上に形成されると、基材層３とバリア層６との密着性が向上する傾向がある。

図１において、基材層３は樹脂粒子Ｐを含有し、複数の樹脂粒子Ｐのうち少なくとも１つの樹脂粒子Ｐ（少なくとも一部の樹脂粒子Ｐ）が基材層３のバリア層６と反対側の表面（言い換えると、バリアフィルム１０の一方の最表面１０ａ）に露出している。樹脂粒子Ｐがバリアフィルム１０の最表面１０ａに露出していることにより、バリアフィルム１０と他部材とのブロッキングを抑制することができる。

ここで、バリアフィルム１０は製造後にロール状に巻き取られ、バリアフィルムロールとして、保存されることがある。バリアフィルムロールでは、バリアフィルム１０と一周巻き回されたバリアフィルム１０とが重なり、バリアフィルム１０の最表面１０ａと巻き回されたバリアフィルム１０の最表面１０ｂとが接触する。バリアフィルム１０の巻き取り時や巻き取り後に巻き締りが起こると、バリアフィルム１０の最表面１０ａに露出した樹脂粒子Ｐが巻き回されたバリアフィルム１０の最表面１０ｂ（言い換えると、バリア層６）に押し付けられる。しかし、樹脂粒子Ｐはシリカ粒子等の無機粒子と比べて軟らかいことから、バリア層６に押し付けられたとしてもバリア層６の損傷を抑制することができる。

樹脂粒子Ｐとしては、アクリル樹脂粒子、ナイロン樹脂粒子、四フッ化エチレン樹脂粒子、架橋ポリスチレン樹脂粒子、ポリウレタン樹脂粒子、ポリエチレン樹脂粒子、ベンゾグアナミン樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子、エポキシ樹脂粒子、ポリエチレンワックス粒子、及びポリプロピレンワックス粒子等が挙げられる。樹脂粒子Ｐは、保存中のバリアフィルム１０同士又は他部材の損傷を一層抑制できる観点から、ポリウレタン樹脂粒子又はポリエチレン樹脂粒子であることが好ましい。

樹脂粒子Ｐのビッカース硬さ（Ｈｖ）は１〜３０であることが好ましく、３〜１５であることがより好ましい。樹脂粒子Ｐのビッカース硬さが３０以下であると、保存中のバリアフィルム１０同士又は他部材の損傷を一層抑制できる傾向がある。樹脂粒子Ｐのビッカース硬さが１以上であると、ブロッキングの抑制が容易となる傾向がある。本明細書において、樹脂粒子Ｐのビッカース硬さは、例えば、ナノインデンテーション法により導かれる押込み硬さを換算することにより求めることができる。

樹脂粒子Ｐの平均粒径は０．５〜５．０μｍであることが好ましく、１．０〜３．０μｍであることがより好ましい。樹脂粒子Ｐの平均粒径が０．５μｍ以上であると、ブロッキングの抑制が容易となる傾向がある。樹脂粒子Ｐの平均粒径が５．０μｍ以下であると、バリアフィルム１０の透明性を損なうことなくブロッキング抑制の効果が得られる傾向がある。

基材層３中の樹脂粒子Ｐの含有量は、０．０１〜５．０質量％であることが好ましく、０．５〜３．０質量％であることがより好ましい。樹脂粒子Ｐの含有量が０．０１質量％以上であると、ブロッキングの抑制が容易となる傾向がある。樹脂粒子Ｐの含有量が５．０質量％以下であると、バリアフィルム１０の透明性が良好となる傾向がある。

基材層３の厚さ（樹脂粒子Ｐが露出していない部分の厚さ）は樹脂粒子Ｐの平均粒径の２．０〜３０．０倍であることができ、５．０〜２０．０倍であることができる。基材層３の厚さが樹脂粒子Ｐの平均粒径の２．０倍以上であると、バリアフィルム１０の透明性を損なうことなくブロッキング抑制の効果が得られる傾向がある。基材層３の厚さが樹脂粒子Ｐの平均粒径の３０．０倍以下であると、他部材とのブロッキングを抑制しやすくなる傾向がある。基材層３の厚さ（樹脂粒子Ｐが露出していない部分の厚さ）は、具体的には、５．０〜１００μｍであることができ、１０〜５０μｍであることができ、１５〜３０μｍであることができる。

基材層３は樹脂粒子Ｐを含有する有機高分子化合物フィルムであることができる。有機高分子化合物としては、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。基材層３はポリエステルフィルムであることが好ましく、ポリエチレンテレフタレートフィルムであることがより好ましい。

本実施形態のバリアフィルム１０がアンカーコート層を備える場合、アンカーコート層はアクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂等であることができる。アンカーコート層の厚さは０．０１〜１．２０μｍであることが好ましく、０．０３〜１．１０μｍであることがより好ましい。アンカーコート層の厚さが０．０１μｍ以上であることにより、基材層３とバリア層６とが良好に密着する傾向がある。アンカーコート層の厚さが１．２０μｍ以下であることにより、バリアフィルム１０の表面の平滑性を確保して透明性を損なわない傾向がある。

無機薄膜層４としては、特に限定されず、例えば、酸化アルミニウム、酸化珪素及び酸化マグネシウム等の無機酸化物、並びにそれらの混合物を用いることができる。これらの中でも、バリア性及び生産性の観点から、酸化アルミニウム又は酸化珪素を用いることが好ましい。さらに、水蒸気バリア性の観点から、酸化珪素を用いることがより好ましい。

無機薄膜層４の厚さは、５〜５００ｎｍであることが好ましく、１０〜３００ｎｍであることがより好ましい。無機薄膜層４の厚さが５ｎｍ以上であることにより、均一な膜が得られやすく、ガスバリア性が得られやすくなる傾向がある。一方、無機薄膜層４の厚さが５００ｎｍ以下であることにより、無機薄膜層４のフレキシビリティを保持することができ、成膜後に折り曲げ又は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。

無機薄膜層４の形成方法は真空成膜であることが好ましい。真空成膜としては、物理気相成長法及び化学気相成長法が挙げられる。物理気相成長法としては、例えば、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等が挙げられる。また、化学気相成長法としては、例えば、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法等が挙げられる。製造コストの観点から、無機薄膜層４は蒸着法で形成された無機蒸着膜層であることが好ましい。

ガスバリア性被覆層５は、後工程での二次的な各種損傷を防止するとともに、より高いガスバリア性を付与するために設けられるものである。ガスバリア性被覆層５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種類を成分として有する組成物を無機薄膜層４上に塗布し、乾燥することにより得られる。

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ガス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。

金属アルコキシドは、一般式、Ｍ（ＯＲ）_ｎ（ＭはＳｉ、Ｔｉ、Ａｌ及びＺｒ等の金属であり、ＲはＣＨ_３及びＣ_２Ｈ_５等のアルキル基であり、ｎは１〜４の整数である）で表される化合物である。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。

ガスバリア性被覆層５の厚さは、０．０５〜２．０μｍであることが好ましく、０．１〜１．０μｍであることが好ましい。ガスバリア性被覆層５の厚さが０．０５μｍ以上であることにより、均一なバリア性を発現することができ、２．０μｍ以下であることにより、ガスバリア性被覆層５のフレキシビリティを保持することができ、成膜後に折り曲げ又は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。

図２は、本発明の第二実施形態に係るバリアフィルムの概略断面図である。本実施形態に係るバリアフィルム１０は、基材層３上に２つのバリア層６Ａ，６Ｂが設けられている点で第一実施形態に係るバリアフィルムと異なる。図２において、バリアフィルム１０は、具体的には、基材層３の一方の面上に第一無機薄膜層４Ａ、第一ガスバリア性被覆層５Ａ、第二無機薄膜層４Ｂ及び第二ガスバリア性被覆層５Ｂがこの順に積層された構成を有する。本実施形態のバリアフィルム１０によれば、より優れたバリア性能を発揮することができる。バリア層は３つ以上設けられていてもよい。

［バリアフィルム積層体］
図３は本発明の第一実施形態に係るバリアフィルム積層体の概略断面図である。図３において、バリアフィルム積層体２０は、バリアフィルム１０（第一保護層）と、バリアフィルム１０のバリア層６側の面上に粘着層１１を介して貼り合わされた第二基材層１３（第二保護層）と、第二基材層１３上に形成されたコーティング層１６とを備える。なお、図３において、バリアフィルム１０が備える基材層３を第一基材層とし、第二基材層１３と区別する。バリアフィルム積層体２０はコーティング層１６を備えていなくてもよいが、コーティング層１６を備えていることが好ましい。

本実施形態に係るバリアフィルム積層体２０は、例えば、第二基材層１３上にコーティング層１６を形成したコーティング付き基材層を作製し、コーティング付き基材層とバリアフィルム１０とを第二基材層１３とバリア層６とが対向するように配置して、これらを粘着剤を介して貼り合わせることにより得られる。

第二基材層１３は有機高分子化合物フィルムであることができる。有機高分子化合物としては、第一基材層３の有機高分子化合物と同様の化合物が挙げられる。第二基材層１３はポリエステルフィルムであることが好ましく、ポリエチレンテレフタレートフィルムであることがより好ましい。第二基材層１３は無機粒子又は有機粒子を含有していてもよく、第一基材層３のように、樹脂粒子を含有していてもよい。第二基材層１３の厚さは、５．０〜１００μｍであることができ、１０〜５０μｍであることができ、１５〜３０μｍであることができる。

コーティング層１６は、光散乱機能を発揮させるために、バリアフィルム積層体２０の表面、すなわち、後述の波長変換シートの表面に設けられている。バリアフィルム積層体２０がコーティング層１６を備えることにより、光散乱機能以外にも、干渉縞（モアレ）防止機能及び反射防止機能等を得ることができる。

コーティング層１６はバインダー樹脂と微粒子とを含む組成物を塗布し、必要に応じて塗膜を硬化することにより得られる。そして、微粒子の一部がコーティング層１６の表面から露出するようにバインダー樹脂（又はその硬化物）中に埋め込まれている。コーティング層１６が上記構成を備えることにより、コーティング層１６の表面には露出した微粒子による微細な凹凸が生じることとなる。このようにコーティング層１６をバリアフィルム積層体２０の表面、すなわち、後述の波長変換シートの表面に設けることにより、光散乱機能を発現することができる。

バインダー樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、及び紫外線硬化性樹脂等を使用することができる。

熱可塑性樹脂としては、例えば、セルロース誘導体、ビニル系樹脂、アセタール樹脂、アクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、線状ポリエステル樹脂、フッ素樹脂及びポリカーボネート樹脂等が挙げられる。上記セルロース誘導体としては、例えば、アセチルセルロース、ニトロセルロース、アセチルブチルセルロース、エチルセルロース及びメチルセルロース等が挙げられる。上記ビニル系樹脂としては、例えば、酢酸ビニル重合体及び共重合体、塩化ビニル重合体及び共重合体、並びに、塩化ビニリデン重合体及び共重合体等が挙げられる。上記アセタール樹脂としては、例えば、ポリビニルホルマール及びポリビニルブチラール等が挙げられる。上記アクリル系樹脂としては、例えば、アクリル系重合体及び共重合体、並びに、メタアクリル系重合体及び共重合体等が挙げられる。

熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、尿素メラミン樹脂、ポリエステル樹脂及びシリコーン樹脂等が挙げられる。

紫外線硬化性樹脂としては、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート及びポリエステルアクリレート等の光重合性プレポリマーが挙げられる。また、上記光重合性プレポリマーを主成分とし、希釈剤として単官能又は多官能のモノマーを使用することもできる。

微粒子としては、有機粒子又は無機粒子を使用することができる。これらのうち、いずれか一種類のみを用いてもよいし、二種以上を用いてもよい。

有機粒子としては、球状アクリル樹脂粒子、ナイロン樹脂粒子、四フッ化エチレン樹脂粒子、架橋ポリスチレン樹脂粒子、ポリウレタン樹脂粒子、ポリエチレン樹脂粒子、ベンゾグアナミン樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子、エポキシ樹脂粒子、ポリエチレンワックス粒子及びポリプロピレンワックス粒子等が挙げられる。無機粒子としては、シリカ粒子、ジルコニア粒子、硫酸バリウム粒子、酸化チタン粒子及び酸化バリウム粒子等が挙げられる。

また、微粒子の平均粒径は０．５〜２０μｍであることが好ましい。微粒子の平均粒径が０．５μｍ以上であることにより、コーティング層１６の表面へ凹凸を効果的に付与することができる傾向がある。一方、微粒子の平均粒径が２０μｍ以下であることにより、コーティング層１６の厚さを大きく超える粒子を使用することなく、光線透過率を高く維持することができる傾向がある。また、微粒子の平均粒径が２０μｍ以下であることにより、ＬＥＤバックライトユニットに使用される導光板を傷付けることを抑制できる傾向がある。コーティング層１６は、バインダー樹脂（又はその硬化物）１００質量部に対して、微粒子を０．１〜５０質量部含むことが好ましく、２〜２０質量部含むことがより好ましい。コーティング層１６が微粒子を上記範囲で含むことにより、第二基材層１３との密着性を維持することができる。

コーティング層１６の厚さ（微粒子が露出していない部分の厚さ）は、０．１〜２０μｍであることが好ましく、０．３〜１０μｍであることがより好ましい。コーティング層１６の厚さが０．１μｍ以上であると、均一な膜が得られやすく、光学的機能を十分に得られる傾向がある。一方、コーティング層１６の厚さが２０μｍ以下であると、コーティング層１６の表面へ微粒子が露出して、凹凸付与効果が得られやすくなる傾向がある。

粘着層１１に用いられる粘着剤としては、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。粘着層１１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。

図４は本発明の第二実施形態に係るバリアフィルム積層体の概略断面図である。図４において、バリアフィルム積層体２０は第一バリアフィルム１０Ａ（第一保護層）と第二バリアフィルム１０Ｂ（第二保護層）とコーティング層１６とを備える。第二バリアフィルム１０Ｂは第一バリア層６Ａと第二バリア層６Ｂとが対向するように粘着層１１を介して第一バリアフィルム１０Ａに貼り合わされており、コーティング層１６は第二バリアフィルム１０Ｂの第二基材層３Ｂ側の面上に形成されている。なお、図４において、第一バリア層６Ａは第一無機薄膜層４Ａと第一ガスバリア性被覆層５Ａとを備えており、第一無機薄膜層４Ａが第一基材層３Ａ上に形成され、第一ガスバリア性被覆層５Ａが第一無機薄膜層４Ａ上に形成されている。また、第二バリア層６Ｂは第二無機薄膜層４Ｂと第二ガスバリア性被覆層５Ｂとを備えており、第二無機薄膜層４Ｂが第二基材層３Ｂ上に形成され、第二ガスバリア性被覆層５Ｂが第二無機薄膜層４Ｂ上に形成されている。第一バリアフィルム１０Ａ及び第二バリアフィルム１０Ｂは上述のバリアフィルム１０と同様の構成を備え、互いに同じであってもよく異なっていてもよい。第一保護層が第一バリアフィルム１０Ａである場合、第二保護層は第二バリアフィルム１０Ｂでないバリアフィルムであってもよい。第二保護層は第二バリアフィルム１０Ｂである場合、第一保護層が第一バリアフィルム１０Ａでないバリアフィルムであってもよい。しかし、第一保護層は第一バリアフィルム１０Ａであり、且つ、第二保護層は第二バリアフィルム１０Ｂであることが好ましい。

本実施形態に係るバリアフィルム積層体２０は、例えば、第二バリアフィルム１０Ｂ上にコーティング層１６を形成したコーティング付きバリアフィルムを作製し、コーティング付きバリアフィルムと第一バリアフィルム１０Ａとを、第一バリア層６Ａと第二バリア層６Ｂとが対向するように配置して、これらを粘着剤を介して貼り合わせることにより得られる。

［波長変換シート］
図５は本発明の一実施形態に係る波長変換シートの概略断面図である。図５に示すように、本実施形態の波長変換シート３０は波長変換層２４と波長変換層２４を挟むように配置された二つの保護フィルムとを備える。図５において、二つの保護フィルムのうちの一方（第一保護フィルム）には上述したバリアフィルム積層体２０が用いられる。

波長変換シート３０では、例えば、バリアフィルム積層体２０は波長変換層２４の一方の面上に第一保護層（バリアフィルム１０）と波長変換層２４とが対向するように（第二保護層又はコーティング層１６が波長変換層２４と反対側を向くように）設けられ、波長変換層２４の他方の面上に第二保護フィルム２２が設けられる。

図５では第一保護フィルムとしてバリアフィルム積層体２０を用いているが、第一保護フィルムとして上述したバリアフィルム１０を用いてもよい。第一保護フィルムとしてバリアフィルム１０を用いる場合、第一保護フィルムはバリアフィルム１０とコーティング層を備えることが好ましく、上記コーティング層はバリアフィルム１０の基材層３側の面上に形成されていることがより好ましい。第一保護フィルムがコーティング層を備える場合、当該コーティング層はバリアフィルム積層体２０の説明において上述したコーティング層１６と同様の構成をとることができる。第一保護フィルムは波長変換層２４の一方の面上にバリア層６と波長変換層２４とが対向するように（基材層３又はコーティング層が波長変換層２４と反対側を向くように）設けられ、波長変換層２４の他方の面上に第二保護フィルム２２が設けられる。

波長変換層２４は樹脂硬化物及び蛍光体を含む。波長変換層２４の厚さは数十〜数百μｍである。上記樹脂としては、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。波長変換層２４は、量子ドットからなる２種類の蛍光体を含むことが好ましい。また、波長変換層２４は、１種類の蛍光体を含む蛍光体層と別の種類の蛍光体を含む蛍光体層が２層以上積層されたものであってもよい。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。各蛍光の波長、及び光源が照射する光の波長は、カラーフィルタの分光特性に基づき選択される。蛍光のピーク波長は、例えば、赤色で６１０ｎｍであり、緑色で５５０ｎｍである。

次に、蛍光体の粒子構造を説明する。蛍光体としては、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。

波長変換層２４は、光源からの光を赤色又は緑色等に変換する蛍光体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、各蛍光体を複数の層に別々に分散させ、これらを積層する多層構成を有していてもよい。

第二保護フィルム２２には例えば上記バリアフィルム１０を用いてもよく、バリアフィルム積層体２０を用いてもよい。また、第二保護フィルム２２はコーティング層を備えていてもよく、備えていなくてもよい。第二保護フィルム２２がバリアフィルム１０とコーティング層とを備える場合、上記コーティング層はバリアフィルム１０の基材層３側の面上に形成されていることが好ましい。第二保護フィルム２２がバリアフィルム１０とコーティング層とを備える場合、当該コーティング層はバリアフィルム積層体２０の説明において上述したコーティング層１６と同様の構成をとることができる。第二保護フィルム２２が上記バリアフィルム１０である場合、第二保護フィルム２２は例えば波長変換層２４の他方の面上にバリア層６と波長変換層２４とが対向するように（基材層３又はコーティング層が波長変換層２４と反対側を向くように）設けられる。第二保護フィルム２２がバリアフィルム積層体２０である場合、バリアフィルム積層体２０は例えば波長変換層２４の他方の面上に第一保護層（バリアフィルム１０）と波長変換層２４とが対向するように（第二保護層又はコーティング層１６が波長変換層２４と反対側を向くように）、設けられる。

次に、本実施形態の波長変換シート３０の製造方法について図５を参照しながら説明する。波長変換層２４の形成方法としては、特に限定されず、例えば、特表２０１３−５４４０１８号明細書に記載される方法が挙げられる。バインダー樹脂に蛍光体を分散させ、調製した蛍光体分散液を第一保護フィルム（バリアフィルム積層体２０）のコーティング層１６と反対側の面（バリアフィルム１０側の面）上に塗布した後、塗布面に第二保護フィルム２２を貼り合わせ、波長変換層２４を硬化することにより、波長変換シート３０を製造することができる。また反対に、第二保護フィルム２２の一方の面上に上記蛍光体分散液を塗布し、塗布面に第一保護フィルム（バリアフィルム積層体２０）を第一保護層（バリアフィルム１０）と波長変換層２４が対向するように（コーティング層１６が波長変換層２４と反対側を向くように）貼り合わせ、波長変換層２４を硬化することにより、波長変換シート３０を製造することもできる。

また、図５では、波長変換層２４を第一及び第二保護フィルム２０，２２で直接封止する構成を示したが、これに限定されるものではない。例えば、波長変換層２４とは別に、当該波長変換層２４を覆い、封止する封止樹脂層を設ける構成としてもよい。第一及び第二保護フィルム２０，２２の間に封止樹脂層を設けて波長変換層２４を封止する構成とすることにより、より高いバリア性を有する波長変換シートを提供することができる。

［バックライトユニット］
図６は本発明の一実施形態に係るバックライトユニットの概略断面図である。図６において、バックライトユニット４０は光源３２と上記波長変換シート３０とを備え、バリアフィルム積層体２０が上記波長変換層２４を挟んで上記光源３２と反対側に配置されている。詳細には、バックライトユニット４０は、波長変換シート３０の第二保護フィルム２２側の表面上に導光板３４及び反射板３６がこの順で配置され、光源３２は上記導光板３４の側方（導光板３４の面方向）に配置される。

導光板３４及び反射板３６は、光源３２から照射された光を効率的に反射し、導くものであり、公知の材料が使用される。導光板３４としては、例えば、アクリル、ポリカーボネート、及びシクロオレフィンフィルム等が使用される。

光源３２には発光色が青色の発光ダイオード素子が複数個設けられている。光源３２から照射された光は、導光板３４（Ｄ１方向）に入射した後、反射及び屈折等を伴って波長変換層２４（Ｄ２方向）に入射する。波長変換層２４を通過した光は、波長変換層２４を通過する前の青色光と、その一部により蛍光体が励起されて発生するより長波長の発色光（黄色光、赤色光及び緑色光等）とが混ざることで、白色光となる。

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。

［バリアフィルムの作製］
（実施例１）
樹脂粒子としてポリウレタン樹脂粒子（ビッカース硬さ：５、平均粒径：２μｍ）を２質量％含有する二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（第一基材層３、厚さ：２０μｍ）の片面上に、酸化珪素層（無機薄膜層４、厚さ：２５０Å）を真空蒸着法により形成した。さらに、酸化珪素層上にアルコキシシランとポリビニルアルコールからなる組成物を塗布、乾燥することにより、０．３μｍの厚さを有するガスバリア性被覆層５を形成し、第一基材層３、無機薄膜層４、及びガスバリア性被覆層５からなる実施例１のバリアフィルム１０を作製した。作製した長さ５０００ｍのバリアフィルム１０をロール状に巻き取り、温度２３℃、相対湿度５０％の環境下で、１２０時間保存した。保存後のバリアフィルム１０を切り取り、実施例１のバリアフィルム１０を得た。

次に、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（第二基材層１３、商品名：Ｔ６０、厚さ：２５μｍ、東レ社製）の片面上に、アクリル樹脂（商品名：アカリディック、ＤＩＣ社製）１００質量部とシリカ粒子（商品名：トスパール１２０、平均粒子径：２．０μｍ、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアル社製）２０質量部からなる組成物を塗布した。塗膜を加熱してアクリル樹脂を硬化することにより、第二基材層１３上に厚さ５μｍのコーティング層１６を形成し、コーティング付き基材層を得た。コーティング付き基材層の第二基材層１３と、バリアフィルム１０のガスバリア性被覆層５とが対向するように、コーティング付き基材層とバリアフィルム１０とを重ねて配置し、これらをアクリル系粘着剤で貼り合わせることにより、実施例１のバリアフィルム積層体２０を得た。

（実施例２）
ポリウレタン樹脂粒子（ビッカース硬さ：５、平均粒径：２μｍ）を２質量％含有する二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（基材層３、厚さ：２０μｍ）の片面上に、酸化珪素層（第一無機薄膜層４Ａ、厚さ：２５０Å）を真空蒸着法により形成した。第一酸化珪素層上にアルコキシシランとポリビニルアルコールからなる組成物を塗布、乾燥することにより、０．３μｍの厚さを有する第一ガスバリア性被覆層５Ａを形成した。第一ガスバリア性被覆層５Ａ上に、酸化珪素層（第二無機薄膜層４Ｂ、厚さ：２５０Å）を真空蒸着法により形成した。さらに、第二無機薄膜層４Ｂ上にアルコキシシランとポリビニルアルコールからなる組成物を塗布、乾燥することにより、０．３μｍの厚さを有する第二ガスバリア性被覆層５Ｂを形成した。このようにして、基材層３、第一無機薄膜層４Ａ、第一ガスバリア性被覆層５Ａ、第二無機薄膜層４Ｂ及び第二ガスバリア性被覆層５Ｂからなるバリアフィルム１０を作製した。作製した長さ５０００ｍのバリアフィルム１０をロール状に巻き取り、温度２３℃、相対湿度５０％の環境下で、１２０時間保存した。保存後のバリアフィルム１０を切り取り、実施例２のバリアフィルム１０を得た。

次に、保存後のバリアフィルム１０の基材層３側の面上に、アクリル樹脂（商品名：アカリディック、ＤＩＣ社製）１００質量部とシリカ粒子（商品名：トスパール１２０、平均粒子径：２．０μｍ、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアル社製）２０質量部からなる組成物を塗布した。塗膜を加熱してアクリル樹脂を硬化することにより、基材層３上に厚さ５μｍのコーティング層１６を形成し、実施例２のバリアフィルム積層体２０を得た。

（比較例１）
基材層として、シリカ粒子（ビッカース硬さ：＞１００、平均粒径：２μｍ）を２質量％含有する二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いたこと以外は、実施例１と同様の操作にて、比較例１のバリアフィルム及びバリアフィルム積層体を得た。

（比較例２）
基材層として、シリカ粒子（ビッカース硬さ：＞１００、平均粒径：２μｍ）を２質量％含有する二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いたこと以外は、実施例２と同様の操作にて、比較例２のバリアフィルム及びバリアフィルム積層体を得た。

［評価方法］
（ビッカース硬さ）
本明細書において、ビッカース硬さＨＶは、以下で説明するナノインデンテーション法により導かれるバーコビッチ圧子を用いたナノインデンテーション押込み硬さＨ_ＩＴを下記式（１）に基づいて変換することにより求められる。
ＨＶ＝Ｈ_ＩＴ×０．０９４５ （１）

さらに、ナノインデンテーション押込み硬さＨ_ＩＴは下記式（２）及び（３）に基づいて算出される。
Ｈ_ＩＴ＝Ｆ_ｍａｘ／Ａ_ｐ （２）
Ａ_ｐ＝２３．９６×［ｈ_ｍａｘ−ε（ｈ_ｍａｘ−ｈ_ｒ）］^２ （３）
式（２）中、Ｆ_ｍａｘはナノインデンテーション法による押込み試験における最大試験荷重、Ａ_ｐは圧子と試験片との接触投影面積を示す。また、式（３）中、ｈ_ｍａｘは最大押込み深さ、ｈ_ｒは弾性回復初期の曲線の傾き（接線）より得られる深さ、εは圧子の幾何学形状による補正係数を示す。バーコビッチ圧子を用いた場合、εは０．７５である。

次にナノインデンテーション法による押込み試験について説明する。実施例及び比較例に用いた基材層の表面を表面粗さＲａが１００ｎｍ以下となるように研磨した。研磨後の基材層を薄膜硬度計（商品名：ＰＩＣＯＤＥＮＴＯＲ ＨＭ５００、ヘルムートフィッシャー社製）の試料台に置き、研磨により一部が削られて断面が露出した粒子の中から断面積が１μｍ^２以上の粒子を選択し、粒子の断面中央に対してバーコビッチ圧子を負荷速度５０ｍｇ／秒で押し込んだ。３０秒経過後、圧子を１０秒間停止させ、その後除荷速度５０ｍｇ／秒で圧子を基材層から離した。上記工程における押込み負荷（試験荷重）と押込み深さとを連続的に測定し、押込み負荷を縦軸とし押込み深さを横軸としたグラフを作成した。グラフ中の圧子停止後、除荷直前の押込み負荷及び押込み深さをそれぞれＦ_ｍａｘ及びｈ_ｍａｘとして読み取り、除荷開始直後の曲線の接線と押込み負荷ゼロの直線との交点における押込み深さをｈ_ｒとして読み取った。得られた値と式（１）〜（３）とから、実施例及び比較例に用いた基材層が有する粒子のビッカース硬さＨＶを求めた。実施例及び比較例に用いた基材層が有する粒子のビッカース硬さＨＶの値を表１に示す。

（アンチブロッキング性）
実施例及び比較例で得られたバリアフィルム各々を、基材層側の面とバリア層側の面とが対向するように積層させ、５０ｋｇｆ／ｃｍ^２の荷重下で、２時間放置した。その後、バリアフィルムを目視によって観察して、下記基準に従ってアンチブロッキング性を評価した。評価結果を表１に示す。アンチブロッキング性は、重ねられたフィルム同士の貼り付き難さを示す。実施例、比較例のいずれも、ブロッキングは認められなかった。
Ａ：ブロッキングが認められない。
Ｂ：ブロッキングが認められる。

（水蒸気透過度）
実施例及び比較例で得られたバリアフィルム積層体の水蒸気透過度を、等圧式水蒸気透過率測定装置（モコン社製、アクアトラン）を用いて、ＪＩＳ Ｋ７１２９（附属書Ｂ）に記載の方法に従って、透過セルの温度を４０℃、高湿度チャンバの相対湿度を９０％、低湿度チャンバの相対湿度を０％に設定して、測定した。測定結果を表１に示す。

［波長変換シートの作製］
実施例１で得られたバリアフィルム１０とバリアフィルム積層体２０とを準備した。次に、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）の粒子に硫化亜鉛（ＺｎＳ）を被覆したコア・シェル構造を有する蛍光体（商品名：ＣｄＳｅ／ＺｎＳ ５３０、ＳＩＧＭＡ−ＡＬＤＲＩＣＨ社製）を溶媒に分散して濃度調整することで蛍光体分散液を調製した。上記蛍光体分散液をエポキシ系感光性樹脂と混合して、蛍光体組成物を得た。蛍光体組成物をバリアフィルム１０のガスバリア性被覆層５上に塗布、乾燥し、１００μｍの厚さを有する波長変換層を形成した。

波長変換層上に、バリアフィルム積層体２０を、コーティング層１６と反対側の面が波長変換層に対向するように配置して積層した後、ＵＶ照射により波長変換層（感光性樹脂）を硬化することで実施例１のバリアフィルム１０及びバリアフィルム積層体２０を用いた波長変換シートを得た。

また、バリアフィルム及びバリアフィルム積層体として、それぞれ、実施例２及び比較例１〜２で得られたバリアフィルム及びバリアフィルム積層体を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２及び比較例１〜２のバリアフィルム及びバリアフィルム積層体を用いた波長変換シートを得た。

［波長変換シートの評価］
（ダークスポット数）
得られた波長変換シートを、温度８５℃相対湿度０％の環境下に、１０００時間曝露した。曝露後の波長変換シートにＵＶランプ光（波長３６５ｎｍ）を照射し、コーティング層側から透過光を目視にて観察し、波長変換シート中央の５ｃｍ×５ｃｍの範囲内にあるダークスポットの個数を数えた。評価結果を表１に示す。

実施例及び比較例で得られたバリアフィルムでは、良好なアンチブロッキング性が得られた。一方、実施例と比べて比較例で得られたバリアフィルム及びバリアフィルム積層体を波長変換シートにおいて、高温環境下曝露後のダークスポットの発生数が多かった。これは比較例で得られたバリアフィルムをロールの状態で保存した際に、巻き締りにより、基材層の表面に露出したシリカ粒子が対向するバリア層を傷付けたことが原因であると考えられる。上記結果から、実施例で得られたバリアフィルムはロールの状態で保存した際の巻き締りによるバリア層の損傷が抑制されていることが確認された。

３，３Ａ，３Ｂ，１３…基材層、４，４Ａ，４Ｂ…無機薄膜層、５，５Ａ，５Ｂ…ガスバリア性被覆層、６，６Ａ，６Ｂ…バリア層、１０，１０Ａ，１０Ｂ…バリアフィルム、１６…コーティング層、２０…バリアフィルム積層体、２４…波長変換層、３０…波長変換シート、４０…バックライトユニット、Ｐ…樹脂粒子。

Claims (7)

1. 基材層とバリア層とを備えるバリアフィルムであって、
   前記基材層は一方の最表面に配置され、前記バリア層は他方の最表面に配置され、
   前記基材層は樹脂粒子を含有し、
   少なくとも一部の前記樹脂粒子が前記基材層の前記バリア層と反対側の表面に露出している、バリアフィルム。
2. 前記樹脂粒子のビッカース硬さが１〜３０である、請求項１に記載のバリアフィルム。
3. 前記樹脂粒子の平均粒径が０．５〜５．０μｍである、請求項１又は２に記載のバリアフィルム。
4. さらにアンカーコート層を備え、
   前記バリア層は前記アンカーコート層を介して前記基材層上に形成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のバリアフィルム。
5. 第一保護層と第二保護層との積層体であって、
   前記第一保護層は請求項１〜４のいずれか一項に記載のバリアフィルムであり、
   前記第一保護層は前記バリア層が前記第二保護層と対向するように積層されている、バリアフィルム積層体。
6. 波長変換層と、前記波長変換層を挟むように配置された二つの保護フィルムと、を備え、
   前記二つの保護フィルムの少なくとも一方が、請求項５に記載のバリアフィルム積層体である、波長変換シート。
7. 光源と請求項６に記載の波長変換シートとを備える、バックライトユニット。
   

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