JP2019514052A - 色変換フィルムおよびこれを含むバックライトユニットとディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

本明細書に記載の発明は、樹脂マトリックスと、前記樹脂マトリックス中に分散し、４５０ｎｍの波長を含む光を照射した時、照射された光と異なる波長の光を放出する有機蛍光体とを含む色変換層を含む色変換フィルムであって、前記色変換フィルムは、前記色変換フィルムの全面に輝度６００ｎｉｔの青色光を６０℃で１，０００時間照射した時、発光する白色光の色差変化が０．０５以内となるようにする変色補償ポリマーを、前記色変換層中に、または前記色変換層上に備えられた追加の層中に含む色変換フィルム、これを含むバックライトユニット、およびこれを含むディスプレイ装置に関する。

Description

本出願は、２０１６年４月１８日付で韓国特許庁に出願された韓国特許出願第１０−２０１６−００４７０７０号の出願日の利益を主張し、その内容のすべては本明細書に組み込まれる。

本出願は、色変換フィルムおよびこれを含むバックライトユニットとディスプレイ装置に関する。

テレビの大面積化とともに、高画質化、スリム化、高機能化が行われている。高性能、高画質のＯＬＥＤテレビは依然として価格競争力が問題点であり、これによってまだ本格的な市場は開かれていない。したがって、ＬＣＤでＯＬＥＤの利点を類似確保しようとする努力が続いている。

前記努力の一つとして、最近、量子ドット関連技術および試作品が多く実現されている。しかし、カドミウム系の量子ドットは使用制限などの安全性の問題があることから、相対的に安全性の問題がない、カドミウムのない量子ドットを適用したバックライトの製造に関心が集まっている。

本出願は、色変換フィルムおよびこれを含むバックライトユニットとディスプレイ装置を提供する。

本出願の一実施態様は、色変換層と、変色補償層とが備えられた色変換フィルムであって、前記色変換層は、樹脂マトリックスと、前記樹脂マトリックス中に分散し、４５０ｎｍの波長を含む光を照射した時、照射された光と異なる波長の光を放出する有機蛍光体とを含み、前記変色補償層は、前記色変換フィルムの全面に輝度６００ｎｉｔの青色光を６０℃で１，０００時間照射した時、発光する白色光の色差変化が０．０５以下となるようにする変色補償ポリマーを含む色変換フィルムを提供する。

ここで、色変換フィルムの全面に青色光を照射するということは、導光板、集光フィルム、および輝度向上フィルムを含むバックライトユニットのスタック構造を通して、光源から出る青色光を面光源に変換して色変換フィルムの全面に照射することを意味する。

前記青色光は、４５０ｎｍの波長の光を含む光を意味する。一例によれば、前記青色光は、最大発光ピークが４５０ｎｍであってもよい。

もう一つの実施態様によれば、前記変色補償ポリマーは、４５０ｎｍの波長の光に対する透過度減少速度が式［Ｔ_{@４５０ｎｍ}（％）＝Ｔ_{@４５０ｎｍ−ｉｎｔ}（％）−ａｘ（ｔｉｍｅ）］を満足し、この時、ａは、白色座標を合わせるための定数である。前記透過度減少速度は、前記変色補償ポリマーが含まれた色変換フィルムが適用されたバックライトユニットを駆動させ、駆動時間に応じたフィルムの４５０ｎｍにおける透過度を測定して透過度減少率を測定する方式で測定される。

一例によれば、前記変色補償ポリマーは、青色光に露出した時、青色光の透過度が露出時間に応じて反比例して黄変する高分子（ｙｅｌｌｏｗｉｎｇ ｐｏｌｙｍｅｒ）として定義される。

本出願のもう一つの実施態様によれば、前記色変換フィルムは、少なくとも一面に備えられた透明フィルムをさらに含んでもよい。前記透明フィルムは、前記色変換フィルムに直接接するか、粘着層を介して貼り付けられる。

本出願のもう一つの実施態様は、前記色変換フィルムを含むバックライトユニットを提供する。

本出願のもう一つの実施態様は、前記色変換フィルムを含むバックライトユニットを含むディスプレイ装置を提供する。

本出願の一実施態様によれば、色変換フィルム中に有機蛍光体を含むことにより、無機蛍光体や量子ドット物質を適用する場合に比べて輝度および色再現率に優れ、製造工程が簡単で製造コストが低くなる。

色変換フィルム中に含まれる有機蛍光体が劣化すると、バックライトユニットの光源から照射される光中、蛍光体によって吸収される光の量が少なくなり、これによって、光源から出る光と色変換フィルムによって変換される光とが混合された混合光のスペクトルが変化する。本明細書に記載の実施態様によれば、バックライトユニットの光源から照射される光を受ける時、露出時間に応じて青色光（４５０ｎｍ）の光透過度が減少する特性を有する変色補償ポリマーを用いることにより、前記のように蛍光体が劣化する場合でも、光源から出る光と色変換フィルムによって変換される光とが混合された混合光のスペクトルが変化することを最小化することができる。これによって、ディスプレイを長時間駆動させる場合でも、初期対比色感が狂うのを防止してディスプレイ装置の寿命を延長させることができる。

本出願の実施態様に係る色変換フィルムの断面を例示するものである。 本出願の実施態様に係る色変換フィルムの断面を例示するものである。 本出願の実施態様に係る色変換フィルムの断面を例示するものである。 本出願の実施態様に係る色変換フィルムの断面を例示するものである。 本出願の実施態様に係るバックライトユニットを例示するものである。 本出願の実施態様に係るバックライトユニットを例示するものである。 本出願の実施態様に係るバックライトユニットの導光板に備えられた散乱パターンを例示するものである。 本出願の実施態様に係るバックライトユニットの導光板に備えられた散乱パターンを例示するものである。 本出願の実施態様に係るディスプレイ装置を例示するものである。 本出願の実施態様に係るディスプレイ装置を例示するものである。 実施例で製造されたバックライトユニットの発光スペクトルを示すものである。 比較例における時間に応じた色差を示すものである。 実施例における時間に応じた色差を示すものである。

本出願の一実施態様に係る色変換フィルムは、樹脂マトリックスと、前記樹脂マトリックス中に分散し、４５０ｎｍの波長を含む光を照射した時、照射された光と異なる波長の光を放出する有機蛍光体とを含む色変換層を含む。ここで、前記色変換フィルムは、前記色変換フィルムの全面に、光源から出た青色光が導光板、プリズムシートのような集光フィルム、および輝度向上フィルムを含むバックライトユニットのスタック構造を通して、面光源に変換された輝度６００ｎｉｔの青色光を６０℃で１，０００時間照射した時、発光する白色光の色差変化が０．０５以内となるようにする変色補償ポリマーを、前記色変換層中に、または前記色変換層の少なくとも一面に備えられた追加の層中に含むことを特徴とする。

本出願の一実施態様において、前記色差変化は、特定時間（ｔ）における色差を意味し、式［ｓｑｒｔ（（Ｗｘ（ｔ）−Ｗｘ（初期））^２＋（Ｗｙ（ｔ）−Ｗｙ（初期））^２）］により求められる。この時、Ｗｘ（ｔ）は特定時間（ｔ）経過後の白色座標のｘ値を、Ｗｘ（初期）は初期の白色座標のｘ値を、Ｗｙ（ｔ）は特定時間（ｔ）経過後の白色座標のｙ値を、Ｗｙ（初期）は初期の白色座標のｙ値を意味する。

色変換フィルムの全面に青色光を照射するということは、導光板、プリズムシートのような集光フィルム、およびＤＢＥＦやＡＰＦのような輝度向上フィルムを含むバックライトユニットのスタック構造を通して、光源から出る青色光を面光源に変換して色変換フィルムの全面に照射することを意味する。前記バックライトユニットのスタック構造を通過した青色光は、バックライトユニットの全体面積で均一に発光し、この時の輝度６００ｎｉｔは、色変換フィルムの全体面積に同一のエネルギーを加える。前記バックライトユニットは、エッジ型（ｅｄｇｅ ｌｉｔ）方式であってよい。

一例によれば、前記青色光は、４５０ｎｍにおける発光ピークを有し、半値幅が３０ｎｍ以下である。前記半値幅は、前記フィルムから発光した光の最大発光ピークにおける最大高さの半分の時の発光ピークの幅を意味する。半値幅はフィルム状態で測定される。前記青色光は、発光強度分布がモノモーダル（ｍｏｎｏｍｏｄａｌ）な光であってよい。

本出願の一実施態様において、前記変色補償ポリマーは、前記色変換層の少なくとも一面に備えられる追加の層に含まれ、前記追加の層は、前記変色補償ポリマーを１０〜１００重量％含む。すなわち、前記変色補償ポリマーは、前記追加の層の全体重量を基準として１０〜１００重量％含まれる。

本明細書において、ある部材が他の部材の「一面に備えられている」とする時、これは、ある部材が他の部材に接している場合のみならず、２つの部材の間にさらに他の部材が存在する場合も含む。例えば、本出願の一実施態様において、変色補償ポリマーを前記色変換層の少なくとも一面に備えられた追加の層中に含むということは、変色補償ポリマーが含まれた追加の層が色変換層に直に接して備えられる場合のみならず、色変換層と変色補償ポリマーを含む追加の層との間にさらに他の部材が備えられる場合も含む。

すなわち、本出願の一実施態様によれば、変色補償層が前記色変換層に必ずしも接触している必要はなく、必要に応じて、前記色変換層と前記変色補償層との間にさらに他の追加の層が備えられてもよい。例えば、前記色変換層と前記変色補償層との間に備えられたさらに他の追加の層は、輝度向上フィルム、例えば、ＤＢＥＦ（ｄｏｕｂｌｅ ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ ｆｉｌｍ）やＡＰＦ（ａｄｖａｎｃｅｄ ｐｏｌａｒｉｚｅｒ ｆｉｌｍ）のような輝度向上フィルム、および／またはプリズムシートのような集光フィルムが備えられる。

本出願の一実施態様において、変色補償層は、前記変色補償ポリマーを含む追加の層を意味する。

本出願の一実施態様において、前記色変換層および変色補償層は、それぞれフィルム形態で備えられる。

もう一つの実施態様によれば、前記色変換層と前記変色補償層との間に光源が備えられる。

本明細書の一例によれば、前記変色補償ポリマーは、色変換フィルムの全面に、前述したように面光源に変換された輝度６００ｎｉｔの青色光を６０℃で１，０００時間照射した時、発光する白色光の色差変化が０．０５以下となるようにする。

前記のような変色補償ポリマーとしては、ベンゼン、メチルベンゼン、クロロベンゼン、ニトロベンゼン、フェノール、アニリン、安息香酸、アニソール、キシレン、フラン、ベンゾフラン、ピロール、インドール、イミダゾール、オキサゾール、チオフェン、ベンゾチオフェン、ベンズイミダゾール、インダゾール、ベンゾキサゾール、イソベンゾフラン、イソインドール、プリン（ｐｕｒｉｎｅ）、ベンゾチオフェン（ｂｅｎｚｏｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）、ナフタレン、ピリジン、キノリン、トリアジン、ベンゾトリアジンのような構造のうちの少なくとも１つを含む高分子で、特に、ポリアミド、ビスフェノールＡエポキシ樹脂、ビスフェノールＦエポキシ樹脂、ビスフェノールＳエポキシ樹脂、ノボラックエポキシ樹脂などのエポキシ樹脂；ＴＤＩ（Ｔｏｌｕｅｎｅ ｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）、ＭＤＩ（ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ｄｉｐｈｅｎｙｌ ｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）、ＸＤＩ（Ｘｙｌｅｎｅ ｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）、ＴＭＸＤＩ（ｍｅｔａｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｘｙｌｅｎｅ ｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）、ＮＤＩ（Ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ １，５−ｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）、ＨＸＤＩ（Ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｅｄ ｘｙｌｅｎｅ ｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）、ＰＰＤＩ（ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）、ＤＢＤＩ（４，４'−ｄｉｂｅｎｚｙｌ ｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）など芳香族環が含まれたウレタン樹脂；ＰＶＤＦ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ｄｉｆｌｕｏｒｉｄｅ）；ＰＶＤＣ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ｄｉｃｈｌｏｒｉｄｅ）などが使用できる。

本出願のもう一つの実施態様によれば、前記変色補償ポリマーは、前記色変換層中に含まれる。前記変色補償ポリマーが前記色変換層中に含まれる場合（図１）、色変換層の全体重量を基準として１〜５０重量％の含有量で含まれる。

本出願のもう一つの実施態様によれば、前記変色補償層は、変色補償ポリマー単独で構成されてもよく、必要に応じて、他の紫外線硬化型樹脂や熱可塑性樹脂とともに構成されてもよい。前記変色補償層中には、変色補償ポリマーが変色補償層の全体重量基準で１０〜１００重量％含まれる。

前記変色補償層は、透明基材に変色補償層を形成した後、これを色変換フィルムの最外側に粘着層によってラミネーションして一体化することにより製造されてもよく（図３）、変色補償ポリマーを色変換層の外角に直にコーティングまたは積層して製造されてもよい（図２）。また、色変換層が２層以上積層される場合、例えば、青色光を緑色光に変換する色変換層と、緑色または青色光を赤色光に変換する色変換層とが積層される場合、積層された色変換層の間に前記変色補償層が備えられる（図４）。また、前記変色補償層は、透明基材にコーティングする方式または溶液キャスティングする方式を利用して形成されてもよく、基材なしに押出、延伸により変色補償層単独で得られてもよい。前記変色補償層は、厚さが薄いほど好ましく、例えば、１μｍ〜２００μｍであってもよい。

本出願において、変色補償層とは、変色補償ポリマーを含む層を意味する。

本出願のもう一つの実施態様によれば、前記変色補償層の一面または両面に透明フィルムが備えられる。例えば、前記変色補償層が色変換層の一面にキャスティング方式でコーティングされて形成される場合、両面に透明フィルムが備えられる。

本出願のもう一つの実施態様によれば、前記色変換層の少なくとも一面に透明フィルムが備えられる。前記透明フィルムは、前記色変換層に直接接するか、粘着層を介して貼り付けられる。前記色変換フィルムが透明フィルムの一面に色変換層形成用組成物をコーティングして製造される場合、透明フィルムと色変換層との間には別途の粘着層が備えられなくてもよい。図１および図２には、色変換層の一面に透明フィルムが備えられ、色変換層の他面に粘着層を介して透明フィルムが備えられた例が示されている。

前記透明フィルムは、色変換層の製造に際し、支持体としての機能を果たすことができ、色変換層がカーリング（ｃｕｒｌｉｎｇ）されるのを防止するための保護フィルムの機能を果たすこともできる。前記透明フィルムの種類としては特に限定せず、透明で、前記支持体または保護フィルムとしての機能を果たせるものであればその材質や厚さに限定されない。ここで、透明とは、可視光線透過率が７０％以上であることを意味する。例えば、前記透明フィルムとしては、ＰＥＴフィルムが使用できる。必要に応じて、前記透明フィルムとしてバリアフィルムが使用されてもよい。バリアフィルムとしては、当技術分野で知られているものを用いることができる。

前記粘着層は、色変換フィルムに透明フィルムを貼り付けるために使用される。このような目的を損なわない限り、当技術分野で知られている材料を用いて前記粘着層を形成することができる。例えば、粘着テープを用いるか、粘着組成物をコーティングして粘着層を形成することができる。

本出願の一実施態様によれば、色変換層の樹脂マトリックスとしては、熱可塑性高分子または熱硬化性高分子が使用できる。具体的には、前記樹脂マトリックスの材料としては、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のようなポリ（メタ）アクリル系、ポリカーボネート系（ＰＣ）、ポリスチレン系（ＰＳ）、ポリアリーレン系（ＰＡＲ）、ポリウレタン系（ＴＰＵ）、スチレン−アクリロニトリル系（ＳＡＮ）、ポリビニリデンフルオライド系（ＰＶＤＦ）、改質されたポリビニリデンフルオライド系（ｍｏｄｉｆｉｅｄ−ＰＶＤＦ）、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン（ＳＥＢＳ）系、水素化されたスチレン−エチレン−ブチレン−スチレン（ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｅｄ ＳＥＢＳ）系などが使用できる。ＵＶ硬化型樹脂に比べて、熱可塑性または熱硬化性高分子はＵＶ硬化過程から出るＵＶエネルギーを使用せず、蛍光体を攻撃可能なラジカルまたは陽イオンを有しないので、ＵＶエネルギーまたはラジカルや陽イオンによる光特性の低下を防止することができる。

一般的に、色変換フィルムに量子ドット物質や無機蛍光体を用いる場合、水や酸素に反応して色変換フィルムの安定性に問題があり、生産コストが高い問題点がある。したがって、輝度および色再現率に優れ、製造工程が簡単で製造コストが低い有機蛍光体を適用した色変換フィルムが研究されている。しかし、有機蛍光体の場合、耐久性が低下して、白色の色差が発生しうる問題点があるが、本発明に係る変色補償ポリマーをともに使用することにより、前記のような色差を防止するのにより効率的である。

すなわち、本出願の一実施態様に係る色変換フィルムは、色変換フィルム中に含まれる有機蛍光体が劣化して発生する問題点について、バックライトユニットの光源から照射される光を受ける時、露出時間に応じて青色光（４５０ｎｍ）の光透過度が減少する特性を有する変色補償ポリマーを用いることにより、前記のように蛍光体が劣化する場合でも、光源から出る光と色変換フィルムによって変換される光とが混合された混合光のスペクトルが変化することを最小化することができる。したがって、これによって、ディスプレイを長時間駆動させる場合でも、初期対比色感が狂うのを防止してディスプレイ装置の寿命を延長させることができる。

これに関連し、有機蛍光体ではない、無機蛍光体や量子ドット物質を用いる場合、前述した有機蛍光体の利点が得られないだけでなく、有機蛍光体の使用時に発生する特有の問題点、すなわち白色の色差が発生しないので、本出願に記載の変色防止ポリマーの適用による課題解決の原理が適用されない。むしろ、色変換フィルムに無機蛍光体または量子ドット物質を含む色変換層を含む色変換フィルムにおいて、前記色変換層中に、または色変換層の少なくとも一面に変色補償ポリマーを含ませる場合、有機蛍光体とは異なって変色防止ポリマーによる色差が発生して光スペクトルの変化をもたらすことがある。

本出願において、白色の色差は、青色光を持続的に照射した時、白色座標が時間に応じて色変化（ｃｏｌｏｒ ｓｈｉｆｔ）を示すことを意味する。

本出願の一実施態様によれば、前記有機蛍光体としては、４５０ｎｍの波長を含む光を照射した時、照射された光と異なる波長の光を放出する蛍光体であれば特に限定されない。照射された光と異なる波長の光を放出するということは、照射された光の波長と放出する光の波長とが全く重畳しない必要はなく、照射された光の全体波長と放出する光の全体波長とが一致しない場合を意味し、波長の一部だけが異なる場合も含まれる。有機蛍光体は、当技術分野で知られているものが使用できる。

一例によれば、有機蛍光体として、４５０ｎｍの波長を含む光を照射する時、照射された光と異なる波長の光を放出する蛍光体が使用できる。例えば、前記有機蛍光体としては、４５０ｎｍにおける発光ピークを有し、半値幅が４０ｎｍ以下であり、発光強度分布がモノモーダル（ｍｏｎｏｍｏｄａｌ）な光の照射時、照射された光と異なる波長の光を放出する蛍光体が使用できる。ここで、放出される光は、５００ｎｍ〜５６０ｎｍの波長から選択される波長を有する緑色光、または６００ｎｍ〜７８０ｎｍの波長から選択される波長を有する赤色光、またはこれらの混合であってもよい。例えば、前記有機蛍光体は、青色または緑色光を吸収して赤色光を放出する蛍光体、青色光を吸収して緑色光を放出する蛍光体、またはこれらの混合を含むことができる。

本出願において、青色光、緑色光、および赤色光は、当技術分野で知られている定義が用いられ、例えば、青色光は、４００ｎｍ〜５００ｎｍの波長から選択される波長を有する光であり、緑色光は、５００ｎｍ〜５６０ｎｍの波長から選択される波長を有する光であり、赤色光は、６００ｎｍ〜７８０ｎｍの波長から選択される波長を有する光である。本出願において、緑色蛍光体は、青色光の少なくとも一部を吸収して緑色光を放出し、赤色蛍光体は、青色光または緑色光の少なくとも一部を吸収して赤色光を放出する。例えば、赤色蛍光体は、青色光だけでなく、５００ｎｍ〜６００ｎｍの間の波長の光を吸収することもできる。

一例によれば、前記有機蛍光体として、下記化学式１の有機蛍光体を用いることができる。
［化学式１］

化学式１において、
Ｘ_１およびＸ_２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、フッ素基またはアルコキシ基であり、
Ｒ_１〜Ｒ_４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、ハロゲン基、アルキル基、アルコキシ基、カルボキシル基で置換されたアルキル基、アルコキシ基で置換もしくは非置換のアリール基、−ＣＯＯＲ、または−ＣＯＯＲで置換されたアルキル基であり、前記Ｒは、アルキル基であり、
Ｒ_５およびＲ_６は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、シアノ基、ニトロ基、アルキル基、カルボキシル基で置換されたアルキル基、−ＳＯ_３Ｎａ、またはアリールアルキニルで置換もしくは非置換のアリール基であり、Ｒ_１とＲ_５は、互いに連結されて置換もしくは非置換の炭化水素環または置換もしくは非置換のヘテロ環を形成してもよく、Ｒ_４とＲ_６は、互いに連結されて置換もしくは非置換の炭化水素環または置換もしくは非置換のヘテロ環を形成してもよいし、
Ｒ_７は、水素；アルキル基；ハロアルキル基；またはハロゲン基、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、またはアルキルアリール基で置換もしくは非置換のアリール基である。

一実施態様によれば、前記化学式１のＲ_１〜Ｒ_４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、フッ素基、塩素基、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、カルボキシル基で置換された炭素数１〜６のアルキル基、カルボン酸で置換された炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基で置換もしくは非置換の炭素数６〜２０のアリール基、−ＣＯＯＲ、または−ＣＯＯＲで置換された炭素数１〜６のアルキル基であり、前記Ｒは、炭素数１〜６のアルキル基である。

もう一つの実施態様によれば、前記化学式１のＲ_１〜Ｒ_４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、塩素基、メチル基、カルボキシル基で置換されたエチル基、メトキシ基、フェニル基、メトキシ基で置換されたフェニル基、または−ＣＯＯＲで置換されたメチル基であり、前記Ｒは、炭素数１〜６のアルキル基である。

一実施態様によれば、前記化学式１のＲ_５およびＲ_６は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、ニトロ基、炭素数１〜６のアルキル基、カルボキシル基で置換された炭素数１〜６のアルキル基、または−ＳＯ_３Ｎａである。

一実施態様によれば、前記化学式１のＲ_５およびＲ_６は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、ニトロ基、エチル基、カルボキシル基で置換されたエチル基、または−ＳＯ_３Ｎａである。

一実施態様によれば、前記化学式１のＲ_７は、水素；炭素数１〜６のアルキル基；または炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、炭素数６〜２０のアリール基、または炭素数７〜２０のアルキルアリール基で置換もしくは非置換の炭素数６〜２０のアリール基である。

一実施態様によれば、前記化学式１のＲ_７は、水素、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、フェニル、メチルフェニル、ジメチルフェニル、トリメチルフェニル、ナフチル、ビフェニルで置換されたナフチル、ジメチルフルオレンで置換されたナフチル、ターフェニルで置換されたジメチルフェニル、メトキシフェニル、またはジメトキシフェニルである。一実施態様によれば、前記化学式１は、下記構造式で表されてもよい。

前記構造式中、Ａｒは、置換もしくは非置換のアリール基である。例えば、Ａｒは、アルキル基またはアルコキシ基で置換されたアリール基であってもよい。

例えば、下記構造式の化合物が使用できる。下記構造式の化合物は、溶液状態で４９０ｎｍにおける最大吸収波長を有し、５２０ｎｍにおける最大発光ピークを有する。

ただし、前記構造式にのみ限定されるものではなく、多様な有機蛍光体が使用できる。

もう一つの例によれば、前記有機蛍光体として、溶液状態で５６０ｎｍ〜６２０ｎｍにおける最大吸収波長を有し、６００ｎｍ〜６５０ｎｍにおける発光ピークを有する蛍光体が使用できる。例えば、下記化学式２の化合物が使用できる。
［化学式２］

Ｒ_１１、Ｒ_１２、およびＬは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アルキルアリール基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、水酸基、メルカプト基、アルコキシ基、アルコキシアリール基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ハロアリール基、ヘテロ環基、ハロゲン、ハロアルキル基、ハロアルケニル基、ハロアルキニル基、シアノ基、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、カルバモイル基、アミノ基、ニトロ基、シリル基、またはシロキサニル基であるか、隣接した置換基と連結されて置換もしくは非置換の芳香族または脂肪族の炭化水素またはヘテロ環を形成し、
Ｍは、ｍ価の金属であって、ホウ素、ベリリウム、マグネシウム、クロム、鉄、ニッケル、銅、亜鉛、または白金であり、
Ａｒ_１〜Ａｒ_５は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；アルキル基；ハロアルキル基；アルキルアリール基；アミン基；アルコキシ基で置換もしくは非置換のアリールアルケニル基；またはヒドロキシ基、アルキル基、またはアルコキシ基で置換もしくは非置換のアリール基である。

一実施態様によれば、前記化学式２は、下記構造式で表されてもよい。

前記例示した蛍光体は、溶液状態で発光ピークの半値幅が４０ｎｍ以下であり、フィルム状態での発光ピークの半値幅は５０ｎｍ前後である。

前記有機蛍光体の含有量は、色変換層に含まれた樹脂マトリックス１００重量部を基準として０．００５重量部〜２重量部であってもよい。

本出願の一実施態様によれば、前記色変換層の厚さが１〜２００マイクロメートル、例えば、２〜５０マイクロメートルであってもよい。

前記色変換層は、有機蛍光体が溶解または分散した樹脂溶液を基材上にコーティングするステップと、前記基材上にコーティングされた樹脂溶液を乾燥するステップとを含む方法、または有機蛍光体を樹脂とともに押出するステップとを含む方法により製造される。

前記蛍光体が有機蛍光体の場合、前記樹脂溶液中には有機蛍光体が溶解しているため、有機蛍光体が溶液中に均質に分布するので、別途の分散工程を必要としない。

前記樹脂溶液には、必要に応じて添加剤が添加されてもよいし、例えば、シリカ、チタニア、ジルコニア、アルミナ粉末のような光拡散剤が添加される。また、光拡散粒子の安定的な分散のために、分散剤が追加的に添加されてもよい。

前記有機蛍光体が溶解または分散した樹脂溶液は、溶液中に有機蛍光体と樹脂が溶解または分散している状態であれば、その製造方法は特に限定されない。

一例によれば、有機蛍光体を溶媒に溶かして第１溶液を用意し、樹脂を溶媒に溶かして第２溶液を用意し、前記第１溶液と第２溶液とを混合する方法により、有機蛍光体が溶解した樹脂溶液を製造することができる。前記第１溶液と第２溶液とを混合する時、均質に混ぜ合わせることが好ましい。しかし、これに限定されず、溶媒に有機蛍光体と樹脂を同時に添加して溶かす方法、溶媒に有機蛍光体を溶かし、次に、樹脂を添加して溶かす方法、溶媒に樹脂を溶かし、次に、有機蛍光体を添加して溶かす方法などが使用できる。

前記溶液中に含まれている樹脂としては、前述した樹脂マトリックス材料、この樹脂マトリックスで硬化可能なモノマー、またはこれらの混合が使用できる。例えば、前記樹脂マトリックスで硬化可能なモノマーとしては、（メタ）アクリル系モノマーがあり、これは、ＵＶ硬化によって樹脂マトリックス材料に形成される。このように硬化可能なモノマーを用いる場合、必要に応じて、硬化に必要な開始剤がさらに添加されてもよい。

前記溶媒としては特に限定されず、前記コーティング工程に悪影響を及ぼすことなく後の乾燥によって除去できるものであれば特に限定されない。前記溶媒の非制限的な例としては、トルエン、キシレン、アセトン、クロロホルム、各種アルコール系溶媒、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）、ＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）、ＥＡ（エチルアセテート）、ブチルアセテート、シクロヘキサノン（ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｏｎｅ）、ＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールメチルエチルアセテート）、ジオキサン（ｄｉｏｘａｎｅ）、ＤＭＦ（ジメチルホルムアミド）、ＤＭＡｃ（ジメチルアセトアミド）、ＤＭＳＯ（ジメチルスルホキシド）、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−ピロリドン）などが使用可能であり、１種または２種以上が混合されて使用可能である。前記第１溶液と第２溶液を用いる場合、これらそれぞれの溶液に含まれる溶媒は、同一でも、異なっていてもよい。前記第１溶液と前記第２溶液に互いに異なる種類の溶媒が使用される場合でも、これらの溶媒は、互いに混合できるように相溶性を有することが好ましい。

前記有機蛍光体が溶解した樹脂溶液を基材上にコーティングする工程は、ロールツーロール工程を利用することができる。例えば、基材が巻取られたロールから基材を解いた後、前記基材の一面に前記有機蛍光体が溶解した樹脂溶液をコーティングし、乾燥した後、これを再びロールに巻取る工程で行われる。ロールツーロール工程を利用する場合、前記樹脂溶液の粘度を前記工程が可能な範囲で決定することが好ましく、例えば、２００〜２，０００ｃｐｓの範囲内で決定することができる。

前記コーティング方法としては、公知の多様な方式を利用することができ、例えば、ダイ（ｄｉｅ）コーターが用いられてもよく、スクリーンコーター、コンマ（ｃｏｍｍａ）コーター、逆コンマ（ｒｅｖｅｒｓｅ ｃｏｍｍａ）コーターなど多様なバーコーティング方式が用いられてもよい。

前記コーティング後に乾燥工程を行う。乾燥工程は、溶媒を除去するのに必要な条件で行うことができる。例えば、基材がコーティング工程時に進行する方向に、コーターに隣接して位置したオーブンにて溶媒が十分に飛散する条件で乾燥して、基材上に所望の厚さおよび濃度の蛍光体を含む色変換層を得ることができる。

前記変色補償ポリマーが色変換層中に含まれる場合、前述した色変換層の製造時に使用される組成物に変色補償ポリマーを添加することができる。

前記変色補償層は、前記色変換層の少なくとも一面に前記変色補償ポリマーを含む組成物をコーティングし、必要な場合、乾燥または硬化して製造することができる。

前記変色補償層は、前述したように、透明基材上にコーティングする方式、溶液キャスティング（ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｃａｓｔｉｎｇ）する方式、押出および延伸する方式などによって製造される。この時、前記変色補償層を形成する方法として押出成形をする場合、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、スチレンアクリロニトリル（ＳＡＮ）などの樹脂と変色補償ポリマーがともに使用できる。

本出願において、変色補正フィルムは、前記変色補償層を意味することができ、変色補償層の製造方法と同様の方法で製造される。

前記溶液中に含まれる樹脂として前記樹脂マトリックスで硬化可能なモノマーを用いる場合、前記乾燥前に、または乾燥と同時に硬化、例えば、ＵＶ硬化を行うことができる。

蛍光体を樹脂とともに押出してフィルム化する場合には、当技術分野で知られている押出方法を利用することができ、例えば、蛍光体を、ポリカーボネート系（ＰＣ）、ポリ（メタ）アクリル系、スチレン−アクリロニトリル系（ＳＡＮ）のような樹脂をともに押出することにより色変換層を製造することができる。

本出願のもう一つの実施態様は、前述した色変換フィルムを含むバックライトユニットを提供する。前記バックライトユニットは、前記色変換フィルムを含むことを除けば、当技術分野で知られているバックライトユニット構成を有することができる。例えば、図５および図６に一例を示した。図５によれば、導光板と反射板との間に、前述した実施態様に係る色変換フィルムが備えられる。図６によれば、導光板の、反射板に対抗する面の反対面に、前述した実施態様に係る色変換フィルムが備えられる。図５および図６には、光源と光源を取り囲む反射板とを含む構成を例示したが、この構造に限定されるものではなく、当技術分野で知られているバックライトユニット構造に応じて変形可能である。また、光源は、側鎖型だけでなく、直下型が使用されてもよいし、反射板や反射層は、必要に応じて省略または他の構成に代替されてもよいし、必要に応じて追加のフィルム、例えば、光拡散フィルム、集光フィルム、輝度向上フィルムなどがさらに追加的に備えられてもよい。

図５および図６のようなバックライトユニットの構成のうち、前記導光板の上面または下面には、必要に応じて散乱パターンが備えられてもよい。図７には、導光板の下面、すなわち反射板に対向する面に散乱パターンが備えられた例を示し、図８には、導光板の上面、すなわち反射板に対向する面の反対面に散乱パターンが備えられた例を示した。導光板の内部に流入した光は、反射、全反射、屈折、透過などの光学的過程の繰り返しで不均一な光分布を有するが、前記散乱パターンは、前記不均一な光分布を均一な明るさで誘導するために用いられる。

本出願のもう一つの実施態様によれば、前述したバックライトユニットを含むディスプレイ装置が適用される。このディスプレイ装置としては、前述したバックライトユニットを構成要素として含むものであれば特に限定されない。例えば、前記ディスプレイ装置は、ディスプレイモジュールおよびバックライトユニットを含む。図９および図１０にディスプレイ装置の構造を例示した。図９は、導光板と反射板との間に色変換フィルムが備えられた場合であり、図１０は、導光板の、反射板に対向する面の反対面に、色変換フィルムが備えられた場合を例示するものである。しかし、これにのみ限定されたものではなく、ディスプレイモジュールとバックライトユニットとの間に、必要な場合、追加のフィルム、例えば、光拡散フィルム、集光フィルム、輝度向上フィルムなどがさらに追加的に備えられてもよい。

以下、実施例を通じて、本発明をより詳細に説明する。しかし、以下の実施例は本発明を例示するためのものに過ぎず、本発明の範囲を限定するためのものではない。

実施例
下記構造の緑色蛍光体をＤＭＦ中のポリスチレン溶液に溶かして高分子溶液を製造した。この時、ポリスチレン１００重量部対比、１重量部の蛍光体を用いた。前記溶液中の固形分含有量は２０重量％であり、粘度は２００ｃｐｓであった。この溶液をＰＥＴ基材にコーティングした後、乾燥して第１色変換層（緑色色変換層）をフィルム形態で製造した。

下記の赤色蛍光体を用いることを除けば、前記緑色色変換フィルムと同様の方法で第２色変換層（赤色色変換層）をフィルム形態で製造した。

第１色変換層および第２色変換層をＮＣＦ（ｎｏｎ ｃａｒｒｉｅｒ ｆｉｌｍ）ｔｙｐｅの粘着剤で両面積層をして、フィルム形態の第３色変換層を製造した。

エッジ型（Ｅｄｇｅ ｌｉｔ）方式の青色光源を含むバックライトユニットに前記色変換フィルムを適用して評価した白色光のスペクトルを図９に示した。

ＰＥＴフィルム上に、ＭＤＩ（ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ｄｉｐｈｅｎｙｌ ｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）とエステル型（ｅｓｔｅｒ ｔｙｐｅ）のポリオールからなるポリウレタン樹脂およびＰＭＭＡ樹脂をそれぞれ８０：２０の重量部で混合して固形分含有量２０重量％のＤＭＦ溶液を作った後、ＰＥＴに２０μｍの厚さにコーティング乾燥して、変色補償層をフィルム形態で製造した。

導光板、前記製造された第３色変換層、プリズムフィルム２枚、およびＡＰＦフィルムを積層し、その上部に前記変色補償層を積層してバックライトユニットを作製した。バックライトユニットの発光スペクトルを測定し、このバックライトユニットを６０℃のオーブンにて持続的に駆動させた状態で、色変換層と変色補償層の光特性の変化を保管時間に応じて測定した。

比較例
前記実施例における変色補償層を適用しないことを除けば、実施例と同様に製造した。
高温での耐久評価時、変色補償層を適用しない比較例の場合、有機蛍光体の劣化などによって緑色および赤色光が減少し、青色光が増加するにつれ、初期対比色差が持続的に広がることが分かる（比較例、図１２、下記表１）。本明細書において、色差は、特定時間（ｔ）における色差を意味し、式［ｓｑｒｔ（（Ｗｘ（ｔ）−Ｗｘ（初期））^２＋（Ｗｙ（ｔ）−Ｗｙ（初期））^２）］を意味する。

反面、変色補償層を適用する実施例の場合、図１３および表２のように、時間に応じた色差変化幅が大きく減少した。また、１０００時間における色差変化は０．０１２と非常に優れた結果を示した。

Claims (9)

1. 樹脂マトリックスと、前記樹脂マトリックス中に分散し、４５０ｎｍの波長を含む光を照射した時、照射された光と異なる波長の光を放出する有機蛍光体とを含む色変換層を含む色変換フィルムであって、
   前記色変換フィルムは、前記色変換フィルムの全面に輝度６００ｎｉｔの青色光を６０℃で１，０００時間照射した時、発光する白色光の色差変化が０．０５以内となるようにする変色補償ポリマーを、前記色変換層中に、または前記色変換層の少なくとも一面に備えられた追加の層中に含む色変換フィルム。
2. 前記変色補償ポリマーが前記色変換層の少なくとも一面に備えられた追加の層に含まれ、前記変色補償ポリマーは、前記追加の層の全体重量を基準として１０〜１００重量％含まれるものである、請求項１に記載の色変換フィルム。
3. 前記青色光は、光源から出る青色光が、導光板、集光フィルム、および輝度向上フィルムを含むバックライトユニットのスタック構造を通して、面光源に変換された光である、請求項１または２に記載の色変換フィルム。
4. 前記青色光は、４５０ｎｍにおける発光ピークを有し、半値幅が３０ｎｍ以下である、請求項１から３のいずれか一項に記載の色変換フィルム。
5. 前記色変換フィルムは、少なくとも一面に備えられた透明フィルムをさらに含むものである、請求項１から４のいずれか一項に記載の色変換フィルム。
6. 前記変色補償ポリマーが前記色変換層中に含まれる場合、前記変色補償ポリマーの含有量は、色変換層の全体重量を基準として１〜５０重量％である、請求項１から５のいずれか一項に記載の色変換フィルム。
7. 前記色変換層は、下記化学式１の有機蛍光体、および下記化学式２の有機蛍光体のうちの１種または２種以上を含むものである、請求項１から６のいずれか一項に記載の色変換フィルム：
   ［化学式１］
   

   

   化学式１において、
   Ｘ_１およびＸ_２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、フッ素基またはアルコキシ基であり、
   Ｒ_１〜Ｒ_４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、ハロゲン基、アルキル基、アルコキシ基、カルボキシル基で置換されたアルキル基、アルコキシ基で置換もしくは非置換のアリール基、−ＣＯＯＲ、または−ＣＯＯＲで置換されたアルキル基であり、前記Ｒは、アルキル基であり、
   Ｒ_５およびＲ_６は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、シアノ基、ニトロ基、アルキル基、カルボキシル基で置換されたアルキル基、−ＳＯ_３Ｎａ、またはアリールアルキニルで置換もしくは非置換のアリール基であり、Ｒ_１とＲ_５は、互いに連結されて置換もしくは非置換の炭化水素環または置換もしくは非置換のヘテロ環を形成してもよく、Ｒ_４とＲ_６は、互いに連結されて置換もしくは非置換の炭化水素環または置換もしくは非置換のヘテロ環を形成してもよいし、
   Ｒ_７は、水素；アルキル基；ハロアルキル基；またはハロゲン基、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、またはアルキルアリール基で置換もしくは非置換のアリール基であり、
   ［化学式２］
   

   

   化学式２において、
   Ｒ_１１、Ｒ_１２およびＬは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アルキルアリール基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、水酸基、メルカプト基、アルコキシ基、アルコキシアリール基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ハロアリール基、ヘテロ環基、ハロゲン、ハロアルキル基、ハロアルケニル基、ハロアルキニル基、シアノ基、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、カルバモイル基、アミノ基、ニトロ基、シリル基、またはシロキサニル基であるか、隣接した置換基と連結されて置換もしくは非置換の芳香族または脂肪族の炭化水素またはヘテロ環を形成し、
   Ｍは、ｍ価の金属であって、ホウ素、ベリリウム、マグネシウム、クロム、鉄、ニッケル、銅、亜鉛、または白金であり、
   Ａｒ_１〜Ａｒ_５は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；アルキル基；ハロアルキル基；アルキルアリール基；アミン基；アルコキシ基で置換もしくは非置換のアリールアルケニル基；またはヒドロキシ基、アルキル基、またはアルコキシ基で置換もしくは非置換のアリール基である。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の色変換フィルムを含むバックライトユニット。
9. 請求項８に記載のバックライトユニットを含むディスプレイ装置。

Images