JP2019008906A - 波長変換フィルム及びバックライトユニット - Google Patents

Abstract

【課題】波長変換層（ＱＤ層）の上下にガスバリアフィルムを積層してなるＱＤフィルムの最外面に備える上下コーティング層について、バックライトユニット内で接触して配置される他の光学部材との表面硬度差を考慮した設計仕様に基づくＱＤフィルムを提示する。【解決手段】量子ドットを含有する波長変換層と、前記波長変換層を挟むように上下に配置されたガスバリアフィルムと、を備え、上下２枚のガスバリアフィルムは、反波長変換層側のそれぞれ最外面にコーティング層を備えており、一方のコーティング層の硬度は、他方のコーティング層の硬度とは異なる構成。【選択図】図１

Description

本発明は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のバックライトユニットの一部を構成する色変換フィルム（あるいは、光学フィルム）の改良に関する。

ＣＣＦＬ（冷陰極管），ＥＥＦＬ（外部電極蛍光管），ＦＦＬ（平板蛍光ランプ），ＬＥＤ（発光ダイオード）等をバックライト光源とするＬＣＤでは、４Ｋ２Ｋ（水平画素数３８４０×垂直画素数２１６０）や８Ｋ４Ｋ（水平画素数７６８０×垂直画素数４３２０）と称される水平画素数が３０００以上の超高精細な表示パネルを備えた液晶表示装置等の画像表示装置が開発されており、このような超高精細な表示パネルを備えた画像表示装置では、表示パネルの光の透過率が低下するため、これまで以上にバックライトの高輝度化が求められる。

中でも、白色ＬＥＤ光源は、他タイプ光源に比べて応答速度が速く、消費電力が少ないということで普及が著しいが、昨今の一層の高輝度化への要求に応えるための手法として、量子ドット（Quantum Dot：ＱＤ）を含む光波長変換層を、ＱＤ励起光源（青色ＬＥＤ）上に備えたバックライト光源（以下、ＱＤ光源ともいう）が注目されている。
ＱＤは、電子励起状態から特定の波長の発光を作り出す、数ｎｍ〜数十ｎｍ径の半導体の微粒子のことであり、電子の状態密度（エネルギー準位）が離散化される「量子サイズ効果」が発現することに応じて、量子ドットの大きさを変化させることにより、光の吸収波長・発光波長を制御できる。
特許文献１には、青色ＬＥＤと導光板間に蛍光体として赤色光及び緑色光を放出する量子ドット（ＱＤ）を利用して白色光を具現することで高輝度と色彩再現性向上を実現する方法が記載されている。

ＬＣＤ分野においては、ＱＤを光学フィルムシート的な素材（形態）に加工して、バックライトとなる白色ＬＥＤモジュールに貼り合わせる方式や、液晶パネル全体に貼り合わせるような形で適用する方式での取り組みが主流となっている。（特許文献２参照）
前者の場合、直下型バックライト上（液晶パネル側）に配置される拡散板，エッジライトに近接配置される導光板などの面光源に、ＱＤを有する光学フィルム（以下、ＱＤフィルムと称する）が積層されて用いられ、バックライト（面光源）／ＱＤフィルム／光路制御部材／液晶パネル（→観察者側）の配置構成となる。

光路制御部材としては、３Ｍ社の製品（登録商標）であるＢＥＦ（Brightness Enhancement Film：微細なプリズム構造を持つ輝度上昇フィルム），反射型偏光性フィルム ＤＢＥＦ （ Dual Brightness Enhancement Film：多層薄膜技術に基づく反射型偏光性フィルム），反射フィルムＥＳＲ（Enhanced Specular Reflector：ポリエステル系樹脂を用いた多層膜構造により可視光範囲において高い反射率を有するフィルム）などのＬＣＤ分野での普及が著しい。

量子ドットは水分や熱で劣化しやすいので、ＱＤフィルムに対し耐久性試験の一つである耐湿熱性試験を行っても、試験によって量子ドットが劣化してしまい、試験前後において、ＱＤフィルムから出射される光の輝度が大幅に変化してしまうことがあるほどであり、ＱＤフィルムの実用に際しては、高分子フィルムにガスバリア層が形成されてなるガスバリアフィルムをＱＤ層の保護部材として積層して用いられることが一般的である。（特許文献３参照）

特許文献３における光波長変換シート（ＱＤフィルム）１０は、図４に示される様に、光波長変換層（ＱＤ層）１１と、光波長変換層１１の両面に設けられたバリアフィルム１２，１３と、バリアフィルム１２，１３における光波長変換層１１側の面とは反対側の面に設けられた光拡散層１４，１５とを備えている。光波長変換シート１０においては、光拡散層１４，１５の表面が光波長変換シート１０の表面を構成している。

同図において、ＱＤ層１１は、ホストマトリクス１６（バインダ樹脂，ガラス，シリカゲルのいずれか）に量子ドット（ＱＤ）１７Ａ，１７Ｂが分散されてなる。光散乱性粒子１８は必要に応じて添加され、ＱＤフィルムの内部ヘイズを高めることができる。

ＬＣＤバックライトユニットに適用される光学フィルムでは、ＱＤフィルム以外のフィルムでも、表示画面（面光源）内でのバックライト輝度の均一化，バックライト出射方向（範囲）の制御，ノイズとなる不要な光線の排除などの機能が要求される。
また、表面が平滑な樹脂フィルムでは、バックライトユニット内の他の光学部材（面光源や光路制御部材，あるいは、他の光学フィルム）との密着に伴い、他の光学部材の表面反射光との干渉で干渉斑（虹彩状色彩）や、海島状の気泡が発生し、ＬＣＤの表示品質に悪影響を及ぼすこともある。

図４で示される光拡散層１４，１５（本発明におけるコーティング層に該当。以後、マット層と称する場合もある。）は、表面に微細な凹凸が略均一に形成されており、透過する光線を均一に（強度，方向で）拡散させることができるだけでなく、上記の干渉斑や気泡による弊害が解消されるため、光学フィルムの最外面では好適に採用されている。

図２は、本発明の実施形態による表示装置１００の一例を示す概略説明図である。
同図に示すように、表示装置１００は、画像表示装置（液晶パネル）２００と、この画像表示素子２００への光の入射側に配置された照明装置３００（バックライトユニット）とを備えたエッジライト方式のものである。
画像表示素子２００は、１組の偏光板と、その間に挟持された液晶層とで構成されている。

照明装置３００は、光拡散性板，光路制御部材，ＱＤフィルム，導光板の順に配置した積層体と、導光板の側面に配置された光源を少なくとも含んで構成される。この照明装置３００は、光拡散板が液晶表示素子２００と対向するように配置される。
ＱＤフィルムは、導光板から射出される光線の波長を変換する機能を有する。光路制御部材は波長変換された光を、観察者側（正面）へと集光する機能を有する。光拡散板は、光路制御部材によって集光された光を拡散し、面内の輝度分布を均一化し、また光路制御部材を保護する機能、及び光路制御部材に形成されるプリズム周期構造と液晶パネル２００の周期構造との関係に起因するモアレ干渉縞の発生を抑制する機能を有する。あるいは、光路制御部材によって集光された光の偏光を分離する機能を有していても良い。

特開２０１２−１６９２７１号公報 特開２０１５−１１１５１８号公報 特開２０１７−０７６４８２号公報

表裏の最外面に表面に微細な凹凸（マット面）が形成された光拡散層を有するＱＤフィルムでは、バックライトユニット内で接触して配置される他の光学部材との各種物性との関係での考慮も要求される。ブロッキングを抑えるための凹凸形状を有するマット層（光拡散層）は、これに対向する部材と重ね合わされると、マット層及びこれと対向する他の部材の表面が傷付く場合があった。また、このような凹凸形状を有するマット層を有する色変換フィルムが複数枚重ねられた状態で輸送等されると、マット層などが同様に傷付く場合があった。更に、バックライトユニットの製造工程において、マット層などに塵埃等の異物が存在すると、マット層などの表面に傷が付く場合があった。マット層及びこれに対向する他の部材の表面が傷付くと、ディスプレイの表示性能が低下する。
図２に示す構成では、ＱＤフィルムのバックライト光の入光側では導光板表面と、出光側では光路制御部材（プリズムシート）の反プリズム側の裏面と接触する。
部材同士の各接触面での表面硬度差に起因する弊害のうち、表示品質に多大な悪影響を及ぼす欠陥は、入光側での導光板表面の傷付き（→輝度ムラを招くことになる）と、出光側での光拡散層の傷付き（→微粒子の剥落により、干渉斑（虹彩状色彩）や海島状の気泡が発生を招くことになる）である。

本発明では、波長変換層（ＱＤ層）の上下にガスバリアフィルムを積層してなるＱＤフィルムの最外面に備える上下コーティング層（マット層，光拡散層）について、バックライトユニット内で接触して配置される他の光学部材との表面硬度差による傷付き等を防止する波長変換フィルムおよびバックライトユニットを提供することを目的とする。

本発明による波長変換フィルムは、
量子ドットを含有する波長変換層と、
前記波長変換層を挟むように上下に配置されたガスバリアフィルムと、を備え、
上下２枚のガスバリアフィルムは、波長変換層と反対側のそれぞれ最外面に少なくとも光拡散機能を有するコーティング層を備えており、
一方の前記コーティング層の鉛筆硬度は、他方の前記コーティング層の鉛筆硬度とは異なることを特徴とする。

表面に微細な凹凸が略均一に形成されており、透過する光線を均一に（強度，方向で）拡散させることを主たる機能とするコーティング層には、干渉縞防止，反射防止，帯電防止，ハードコート，防汚，紫外線吸収から選択される少なくとも１種の機能が付加されても良い。

コーティング層の硬度としては、一方のコーティング層の鉛筆硬度が２Ｈ以上，他方のコーティング層の鉛筆硬度が１Ｈ以下とすることが好ましい。
鉛筆硬度が高い方では２Ｈ〜４Ｈ，鉛筆硬度が低い方では１Ｂ〜１Ｈの範囲での規定が好適である。

上記波長変換フィルムのバックライトユニットへの適用にあたっては、
少なくとも、光源，面光源（拡散板または導光板），波長変換フィルム，光路制御部材をこの順に配置し、
上下のコーティング層の鉛筆硬度が、光路制御部材側≧２Ｈかつ面光源側≦１Ｈの関係を満たす様にすることが好ましい。

バックライトユニット内での他部材との接触に伴って生じる弊害のうち、ディスプレイの表示品質に及ぼす悪影響の大きい、導光板表面の傷付きによる輝度ムラ，ＱＤフィルム最表面のコーティング層の傷付きにより、コーティング層内に分散混合される各種微粒子（光拡散剤を始めとする各種機能材料）の剥落に伴うノイズ感（不要な界面反射が抑制されず、干渉班，気泡に起因する違和感）が発生することが低減される。

本発明によるＱＤフィルムを適用したバックライトユニットの一例を示す概略説明図。 本発明によるＱＤフィルムを適用した表示装置の一例を示す概略説明図。 ＱＤフィルムに積層するバリアフィルムを拡大して示す説明図。 最外面にコーティング層を備える光波長変換シート（ＱＤフィルム）の構成例を示す説明図。

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。

［ＱＤフィルム］
本発明においても、図４に示される層構成と同様のＱＤフィルムが採用される。
ＱＤフィルム１０は、光波長変換層（ＱＤ層）１１と、ＱＤ層１１の両面に積層一体化されたバリアフィルム１２，１３を具備しており、バリアフィルム１２，１３の基材１９，２０それぞれのＱＤ層１１側にはバリア層２１，２２を、ＱＤ層１１側とは反対側の面にはコーティング層１４，１５を備えている構成である。

ＱＤフィルム１０を構成する各層については、主に同図上側のバリアフィルム１２により代表して説明する。
図３は、バリアフィルム１２を拡大して示す説明図である。
図３（ａ）は基材１９上にバリア層２１が形成されてなるフィルムの反バリア層側にコーティング層１４が形成されてなる積層構成のバリアフィルム１２に係る図示であり、図３（ｂ）はバリア機能の向上および厚さを確保する上で、バリア層（バリア層を形成したフィルム）を２層構造とし、さらに嵩増しの目的で第二基材としてのＰＥＴを積層してなる積層構成のバリアフィルムに係る図示である。この場合、バリア層がお互い対向するように２枚のバリアフィルム１２を配置しても良いし、同じ向き（コーティング層側又はＱＤ層側）となるように配置しても良い。積層一体化にあたっての層間接着層（粘着層）では、接着（粘着）対象，要求機能に応じて、ＯＣＡ（Optically Clear Adhesive），バリア接着剤，プライマーなどが適宜に選択されて用いられる。

本実施形態によるＱＤフィルム１０の最表面を構成するコーティング層１４の硬さは、ＱＤフィルムとバックライトユニットのとの間での損傷を抑制するために、両面で異なるものとされる。特に一方のコーティング層の鉛筆硬度が２Ｈ以上，他方のコーティング層の鉛筆硬度が１Ｈ以下とすることが好ましい。後述するバックライトユニットにおいて、導波路側に接するコーティング層の鉛筆硬度が１Ｈ以下とすることで、コーティング層によって導光板を傷つけることを防ぐことができる。逆に導波路側によってＱＤフィルムが傷付けられないためには、導波路側に接するコーティング層の鉛筆硬度は２Ｂ以上であることが好ましい。また、他方のコーティング層の鉛筆硬度を２Ｈ以上とすることによって、光路制御部材（プリズムシート）によってＱＤフィルムが傷付けられることを防ぐことができる。逆にＱＤフィルムによって光路制御部材を傷付けないために、光路制御部材側のコーティング層の鉛筆硬度を４Ｈ以下とすることが好ましい。

＜コーティング層＞
コーティング層１４は主に光を拡散させる機能を有する層であり、「マット層」などと称されることもある。コーティング層１４は、バインダー樹脂２６内に微粒子２８を分散混合してなるインキ状の塗液を塗布〜乾燥硬化してなる構成である。
コーティング層１４に含有される少なくとも一部の微粒子２８がコーティング層１４の第一フィルム基材１９と反対側の表面に突出している。コーティング層１４中の複数の微粒子２８のうちの少なくとも一部の微粒子がコーティング層１４の表面に突出していることにより、コーティング層１４は表面に凹凸形状を有することができる。コーティング層１４が第一フィルム基材１９と反対側の表面に凹凸形状を有し、凹凸面を有することにより、ＱＤフィルム１０のコーティング層１４の表面上に他の部材を重ねた場合に、当該他の部材とのブロッキング（貼り付き）を抑制することができる。なお、微粒子２８がコーティング層１４の表面上に「突出する」とは、コーティング層１４の微粒子２８のない部分の表面を基準面として、微粒子２８の表面の少なくとも一部の領域が当該基準面外側に位置していればよい。突出した微粒子２８の表面はむき出しになっていてもよく、バインダー樹脂２６等で覆われていてもよい。

微粒子２８の平均粒子径は０．５μｍ以上１０．０μｍ以下であり、１．０μｍ以上１０．０μｍ以下であることが好ましく、２．０μｍ以上８．０μｍ以下であることがより好ましい。微粒子２８の平均粒子径が０．５μｍ以上であると、コーティング層１４とこれと接する他の部材とのブロッキングの発生を抑制し易くなる。一方、微粒子２８の平均粒子径が１０．０μｍ以下であると、突出した微粒子２８によってコーティング層１４の表面の凹凸形状を小さく制御し易くなるので、コーティング層１４の凹凸面と接する他の部材が傷付くことを抑制し易くなる。

微粒子２８の粒子径の標準偏差は、微粒子２８の平均粒子径の１／２未満であり、１／３未満であることが好ましく、１／４未満であることがより好ましい。この値が１／２未満であると、コーティング層１４におけるヘイズ値（曇り度）の面内バラツキを十分に小さくすることができる。また、微粒子２８の粒子径の標準偏差が微粒子２８の平均粒子径の１／２未満であるということは粒子径が過剰に大きい粒子が十分に少ないということを意味するから、ＱＤフィルム１０の製造過程において、粒径の大きい粒子が塗布後に離脱することによる粉っぽさ（粉落ち）や外観の問題を十分に抑制できる。これに加え、ウェットコーティングによってコーティング層１４を形成する場合、塗布量を調整することによってコーティング層１４の厚さを管理することができるため、所望の厚さのコーティング層１４を形成しやすいという利点がある。なお、この値の下限値は、微粒子２８の製造技術の観点から、１／５程度である。

上述のとおり、コーティング層１４からの微粒子の離脱（粉落ち）はコーティング層１４に粒子径が過剰に大きい粒子が少なければ十分に抑制できる。コーティング層１４に大きい粒子が多いか否か（粉落ちが生じやすいか否か）はコーティング層１４の算術平均粗さＲａを測定することによって把握することができる。粉落ちを十分に抑制する観点から、コーティング層１４の算術平均粗さＲａは好ましくは０．４μｍ以下であり、より好ましくは０．３μｍ以下である。

コーティング層１４の厚さは０．５μｍ〜３０μｍであることが好ましい。本明細書において、コーティング層１４の厚さは、凹凸形状を含んだ平均の厚さとする。コーティング層１４の厚さは、ＪＩＳ Ｋ５６００に則り、質量法により測定される。コーティング層１４が、この範囲の厚さを有すると、微粒子２８がコーティング層１４の表面に突出し易くなり、コーティング層１４に凹凸面が形成され易くなる。

コーティング層１４中の微粒子２８の含有量は、コーティング層１４の全量を基準として２〜８０質量％であることが好ましく、５〜５０質量％であることがより好ましい。微粒子２８の含有量が２質量％以上であると、微粒子２８がコーティング層１４の表面に突出し易くなり、コーティング層１４とこれと接する他の部材とのブロッキングの発生を抑制し易くなる。一方、微粒子２８の含有量が８０質量％以下であると、コーティング層１４の凹凸面と接する他の部材が傷付くことを抑制し易くなる。

コーティング層１４に含有される微粒子２８のうち、コーティング層１４の表面に突出した微粒子２８の割合は、１０〜１００％であることが好ましく、５０〜１００％であることがより好ましい。突出した微粒子２８の割合が１０％以上であると、ブロッキングの発生を抑制し易くなる。

コーティング層１４の表面硬度を規定することになる微粒子２８の硬さは、ロックウェルＲ硬さスケールで１００以下であり、９０以下であることが好ましい。微粒子１８のロックウェルＲ硬さスケールにおける硬さが１００以下であると、コーティング層１４の凹凸面と接する他の部材が突出した微粒子２８によって傷付くことを抑制し易くなる。また、同様の観点から、微粒子２８の硬さは、ロックウェルＭ硬さスケールにおいて、５０以下であることが好ましい。

微粒子２８は、ロックウェル硬さが上記範囲内にあれば特に限定されず、無機微粒子であってもよく、有機微粒子であってもよい。ロックウェル硬さを上記範囲内とするためには、微粒子２８は有機微粒子であることが好適である。有機微粒子としては、例えば、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂；ナイロン等のポリアミド樹脂；アクリルウレタン樹脂；スチレン樹脂；ウレタン樹脂；ベンゾグアナミン樹脂；シリコーン樹脂；アクリル樹脂等が挙げられる。微粒子２８は、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、及びシリコーン樹脂からなる群より選択される少なくとも１種の有機微粒子であることがより好ましく、ポリプロピレン樹脂粒子又はウレタン樹脂粒子であることがさらに好ましい。また、微粒子２８が有機微粒子であると、微粒子２８が球状粒子となり易く、また、滑らかな凹凸形状への形状制御が容易となる。微粒子２８は、１種単独で使用されてもよく、複数種を組み合わせて使用されてもよい。なお、コーティング層１４は、本発明の効果を阻害しない範囲において、微粒子２８以外に、ロックウェル硬さが上記範囲内にない粒子を含有することもできる。

コーティング層１４には、上述の光拡散，ブロッキング防止，干渉縞防止，ハードコートのみならず、反射防止，帯電防止，防汚，紫外線吸収から選択される少なくとも１種の機能を付加することも可能である。
反射防止では、コーティング層１４を低屈折率化する。防汚，紫外線吸収では、周知の各種添加剤（フッ素系樹脂，イミダゾール系などの色素材料）を添加して、所望の機能を追加させることによる。

コーティング層１４は導電性材料を含有していてもよい。コーティング層１４が導電性材料を含有すると、コーティング層１４の表面抵抗率が低下する傾向がある。コーティング層１４の表面抵抗率は１．０×１０^１３Ω／□以下であることが好ましい。コーティング層１４の表面抵抗率が１．０×１０^１３Ω／□以下であると、コーティング層１４に帯電防止性能が好適に付与されるので、コーティング層１４への塵埃等の付着又は混入が減少する傾向がある。このため、バックライトユニットの製造工程などにおいて、塵埃に起因するコーティング層１４又は他の部材の傷付きが減少する傾向がある。導電性材料としては、例えば、四級アンモニウム塩化合物、導電性高分子、金属酸化物等が挙げられる。導電性材料は、１種単独で使用されてもよく、複数種を組み合わせて使用されてもよい。

コーティング層１４はバインダー樹脂２６を含有している。バインダー樹脂２６は光学的透明性に優れた樹脂であり、熱可塑性樹脂の成形体であってもよく、熱硬化性樹脂又は放射線硬化性樹脂の硬化物であってもよい。バインダー樹脂を構成する樹脂としては、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、エポキシ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、セルロース系樹脂、アセタール系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、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、シリコーン系樹脂等が挙げられる。

コーティング層１４は、例えば、コーティング層組成物を第一フィルム基材１９上に塗布し、必要に応じて塗膜を乾燥及び硬化する、又は、成形することにより、形成される。コーティング層組成物は、例えば、上述の微粒子２８、導電性材料、及び、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂又は放射線硬化性樹脂を含んで構成される。コーティング層組成物は、さらに、溶剤、光重合開始剤、レベリング剤、又は滑剤を含んでいてもよい。コーティング層組成物の塗布には、例えば、ロールコーター、リバースロールコーター、グラビアコーター、マイクログラビアコーター、ナイフコーター、バーコーター、ワイヤーバーコーター、ダイコーター、ディップコーター等が用いられる。

コーティング層組成物が溶剤を含む場合、加熱又は送風により塗膜が乾燥される。加熱する場合の乾燥温度は、例えば、６０〜１００℃程度であり、乾燥時間は、例えば、１０秒〜１０分程度である。上記乾燥により塗膜から溶剤の多くが除去される。

＜フィルム基材＞
フィルム基材１９は、例えば、有機高分子フィルムであることができる。フィルム基材１９は透明であることが好ましく、具体的には、フィルム基材１９の全光線透過率が８０％以上であることが好ましい。フィルム基材１９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フィルム基材、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フィルム基材、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フィルム基材、６−ナイロン、６，６−ナイロン等のポリアミド系フィルム基材、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系フィルム基材、ポリスチレン系フィルム基材、ポリ塩化ビニル系フィルム基材、ポリイミド系フィルム基材、ポリビニルアルコール系フィルム基材、ポリカーボネート系フィルム基材、及びエチレンビニルアルコール系フィルム基材であることができる。

フィルム基材１９の厚さは、例えば、５μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。フィルム基材１９の厚さが５μｍ以上であると、フィルム基材１９の強度が向上して、例えば、バックライトユニット作製工程等において、フィルム基材１９の取り扱いが容易となる傾向がある。一方、フィルム基材１９の厚さが３００μｍ以下であると、ロールｔｏロール方式による成膜工程時において、フィルム基材１９の取り扱いが容易となる傾向がある。

＜バリア層＞
バリアフィルム１２の最重要機能であるＱＤ層保護のためのバリア層２１は、基材フィルム１９の反コーティング層側（ＱＤ層側）に形成される。
バリア層２１は、気体の侵入を遮断できる層である。バリア層２１は無機薄膜層を含むことが好ましい。無機薄膜層は無機化合物を含み、金属又は金属酸化物を含むことが好ましい。上記金属としては、例えば、アルミニウム、銅、及び銀が挙げられる。また上記金属酸化物は、例えば、イットリウムタンタルオキサイド、アルミニウム酸化物、シリコン酸化物、及びマグネシウム酸化物等からなる群より選択される少なくとも１種の金属酸化物であることができ、安価であり、水蒸気等の侵入を遮断するバリア性能に優れる点から、シリコン酸化物であることが好ましい。シリコン酸化物はＳｉＯｘで表され、式中のｘは１．５以上２．０以下であることが好ましい。ｘが１．５以上、より好ましくは１．７以上であると、透明性が向上する傾向がある。また、ｘが２．０以下であると、バリア性に優れる傾向がある。無機薄膜層は、例えば、蒸着法又はスパッタ法によって形成され、蒸着法によって形成された無機蒸着薄膜層であることが好ましい。無機薄膜層の厚さは、１０〜３００ｎｍであることが好ましく、２０〜１００ｎｍであることがより好ましい。無機薄膜層の厚さが１０ｎｍ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、無機薄膜層の厚さが３００ｎｍ以下であることにより、無機薄膜層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。

バリア層２１はガスバリア性被覆層（図示せず）を含んでいてもよい。バスバリア性被覆層は下記式（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、Ｒ１及びＲ２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。上記組成物における水酸基含有高分子化合物の含有量は、例えば、１０〜９０質量％である。

ガスバリア性被覆層の厚さは、５０〜１０００ｎｍであることが好ましく、１００〜５００ｎｍであることが好ましい。ガスバリア性被覆層の厚さが５０ｎｍ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、１０００ｎｍ以下であると、十分な柔軟性を保持できる傾向がある。

バリア層２１が無機薄膜層とガスバリア性被覆層の両方を含む場合、フィルム基材１９の表面上に無機薄膜層が形成され、該無機薄膜層の表面上にガスバリア性被覆層が形成されていてもよい。

次に、本実施形態のＱＤフィルム１０の製造方法について説明する。ＱＤ層１１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バリアフィルム１２のコーティング層１４と反対側の面上に塗布した後、塗布面に別のバリアフィルム１３を、コーティング層１４がＱＤ層１１と反対側を向くように貼り合わせ、ＱＤ層１１を硬化することにより、ＱＤフィルム１０を製造することができる。

＜バックライトユニット＞
図１は本発明の一実施形態に係るバックライトユニット（図２の表示装置における光拡散板以降の下側）の概略断面図である。
同図において、バックライトユニット４０は、光源４２と、導光板４６と、導光板４６上に配置されたＱＤフィルム３０と、光路制御部材（プリズムシート）５０を備える。
ＱＤフィルム３０は、凹凸面２０Ａ（すなわち、コーティング層１４の凹凸面１４Ａ）が導光板４６と接するように配置されている。詳細には、バックライトユニット４０は、ＱＤフィルム３０の凹凸面２０Ａ上に導光板４６及び反射板４４がこの順で配置され、光源４２は上記導光板４６の側方（導光板４６の面方向）に配置される。

バックライトユニット４０は、性能の面内バラツキが十分に小さいＱＤフィルム３０を備えるため、バックライトユニット４０の性能（発色，輝度等）のバラツキも十分に小さくすることができる。

本実施形態によるバックライトユニット４０では、後述する様に、ＱＤフィルム３０の上下に積層一体化されるバリアフィルムのコーティング層１４のうち、凹凸面２０Ａが接する導光板４６が傷付くことを抑制することができる。また、光路制御部材（プリズムシート）５０の背面と接するバリアフィルムのコーティング層１４の凹凸面２０Ｂ側が傷付くことも抑制されることから、ＱＤ層に空気及び水蒸気の侵入が適切に低減されて、バックライトユニットから長期間に亘って良好な白色光を得ることができる。

導光板４６及び反射板４４は、光源４２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４６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。導光板４６に使用される材料は、大きな硬度を有しないことが多く、他の部材との接触により傷付きやすい傾向がある。特に、ポリカーボネートは透明性の高さと加工の容易さから一般に使用されるが、表面硬度が低く傷付きやすい。このため、ＱＤフィルム３０の上下に積層一体化されるバリアフィルムのコーティング層１４のうち、低い鉛筆硬度を持つ面を導光板４６側に配置し、他方の高い鉛筆硬度を持つコーティング層１４を光路制御部材側となるように配置する。光源４２には、例えば、青色発光ダイオード素子が複数個設けられている。この発光ダイオード素子は、紫色発光ダイオード、又はさらに低波長の発光ダイオードであってもよい。光源４２から照射された光は、導光板４６（Ｄ１方向）に入射した後、反射及び屈折等を伴ってＱＤ層３２（Ｄ２方向）に入射する。色変換層３２を通過した光は、ＱＤ層３２を通過する前の光に色変換層３２で発生した黄色光が混ざることで、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、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。

（使用成分）
実施例のコーティング層組成物（塗液）を調製するため、以下の成分を準備した。
・主剤１：ウレタン系微粒子（平均粒子径６．２０μｍ、粒子径の標準偏差２．２５μｍ）とクリア剤の混合剤（ＤＩＣグラフィックス株式会社製）
・主剤２：ウレタン系微粒子（平均粒子径７．４６μｍ、粒子径の標準偏差１３．３９μｍ）とクリア剤の混合剤（ＤＩＣグラフィックス株式会社製）
・クリア剤：主剤１，２の微粒子濃度を調整するためのニス（ＤＩＣグラフィックス株式会社製）
・硬化剤：イソシアネート硬化剤（ＤＩＣグラフィックス株式会社製）
・帯電防止剤：レジスタットＰＵ−１０１（商品名、第一工業製薬株式会社製）
・溶剤：トルエン（和光純薬工業株式会社製、鹿１級）

（バリアフィルムの作製）
フィルム基材上に、バインダー樹脂の処方（主剤と硬化剤の配合比）を変更してなる２種類のコーティング層組成物を塗布し、ワイヤーバーコーターによって塗膜を形成した。続いて、この塗膜を８０℃３０秒間加熱して、塗膜を乾燥させた。この乾燥した塗膜に対して、６０℃２日間エージングを行ない、表面硬度の異なる２種類のバリアフィルムを作製した。
２種類の処方の相違に伴うバリアフィルムのコーティング層の表面硬度（鉛筆硬度）では、以下の相違が試験により確認された。

＜処方１＞
主剤：硬化剤＝５：１
鉛筆硬度＝２Ｈ

＜処方２＞
主剤：硬化剤＝７：１
鉛筆硬度＝１Ｈ

ＱＤ層の表裏に積層するバリアフィルムの種類（組み合わせ）を各種変更し、図４に示す構成のバックライトユニットに適用した。
表１に示す３種のバックライトユニットについて、擦り試験（加圧試験，落球試験，スクラッチ試験の３種）を行ない、試験後の導光板表面，光路制御部材（プリズムシート）側のＱＤフィルム表面（コーティング層）を目視評価した。
ＱＤ層の表裏のバリアフィルムが同一種類のコーティング層（同一の鉛筆硬度）である場合が、比較例１，２である。

１０，３０ 光波長変換シート（ＱＤフィルム）
１１，３２ 光波長変換層（ＱＤ層）
１２，１３，２０ バリアフィルム
１４，１５ 光拡散層（コーティング層）
１６ ホストマトリクス
１７（Ａ，Ｂ） 量子ドット（ＱＤ）
１８，２８ 光散乱性粒子
１９ フィルム基材
２６ バインダー樹脂
４０，３００ 照明装置（バックライトユニット）
４４ 反射板
４６ 導光板
１００ 表示装置
２００ 画像表示装置（液晶パネル）
３００ 照明装置（バックライトユニット）

Claims (4)

1. 量子ドットを含有する波長変換層と、
   前記波長変換層を挟むように上下に配置されたガスバリアフィルムと、を備え、
   上下２枚のガスバリアフィルムは、波長変換層と反対側のそれぞれ最外面に少なくとも光拡散機能を有するコーティング層を備えており、
   一方の前記コーティング層の鉛筆硬度は、他方の前記コーティング層の鉛筆硬度とは異なることを特徴とする波長変換フィルム。
2. 前記コーティング層には、干渉縞防止，反射防止，帯電防止，ハードコート，防汚，紫外線吸収から選択される少なくとも１種の機能が付加されてなることを特徴とする請求項１記載の波長変換フィルム。
3. 一方の前記コーティング層の鉛筆硬度が２Ｈ〜４Ｈ，他方の前記コーティング層の鉛筆硬度が１Ｂ〜１Ｈの範囲である請求項１または２に記載の波長変換フィルム。
4. 少なくとも、光源，拡散板または導光板を用いた面光源，波長変換フィルム，光路制御部材をこの順に備えるバックライトユニットであり、
   波長変換フィルムが請求項１〜３の何れかに記載されるものであり、
   上下のコーティング層の鉛筆硬度が、光路制御部材側≧２Ｈかつ面光源側≦１Ｈの関係を満たすことを特徴とするバックライトユニット。