JP6772520B2

JP6772520B2 - 波長変換シート

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Publication number: JP6772520B2
Application number: JP2016078928A
Authority: JP
Inventors: 剣吾大薗; 亮正田; 鈴木　文武; 文武鈴木
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2016-04-11
Filing date: 2016-04-11
Publication date: 2020-10-21
Anticipated expiration: 2036-04-11
Also published as: JP2017189879A

Description

本発明は、発光体保護フィルム、波長変換シート及びエレクトロルミネッセンス発光ユニットに関する。

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等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ではしばしば、高分子フィルムにガスバリア層が形成されたガスバリアフィルムが、発光体の保護フィルムとして使用される（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２０１５／０１３２２５号

しかしながら、保護フィルムの製造において、上記ガスバリア層形成の際に、異物の混入による損傷及びクラック等の微小欠陥がガスバリア層に生じることがある。また、例えば、ガスバリア層が蒸着法によって形成され、蒸着材料の飛散（スプラッシュ）が生じた場合、ガスバリア層により大きな欠陥が生じる、場合によっては、高分子フィルムとガスバリア層とを貫通した欠陥を生じることもあり得る。これらの欠陥は酸素又は水蒸気等の侵入経路となる。その結果、ガスバリア層に上記欠陥を有する保護フィルムを発光ユニットに用いた場合、上記欠陥に近い箇所にダークスポットが発生することがあった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、発光ユニットに用いた場合に、バリア層に欠陥を有していてもダークスポットの発生を抑制することが可能な発光体保護フィルム、並びに、これを用いて得られる波長変換シート及びエレクトロルミネセンス発光ユニットを提供することを目的とする。

本発明は、第一基材層と上記第一基材層上に形成されたバリア層とを含むバリアフィルム、及び第二基材層を備え、上記第二基材層は上記バリアフィルムの上記バリア層側の面上に接着層を介して貼り合わされており、上記接着層の酸素透過度は、厚さ５μｍにおいて１００ｃｍ^３／（ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ）以下である、発光体保護フィルムを提供する。

本発明の発光体保護フィルムによれば、バリアフィルムと第二基材層とを貼り合わせることにより、発光ユニットに用いた場合に、外力による発光体層の破損を抑制し、ガスバリア性を安定して得ることができる。さらに、上記接着層の酸素透過度が１００ｃｍ^３／（ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ）以下であることにより、発光体保護フィルムが上記バリア層に欠陥を有していたとしても、ダークスポットの発生を抑制することができる。

上記第一基材層はポリエチレンテレフタレートフィルム又はポリエチレンナフタレートフィルムであり、上記第二基材層はポリエチレンテレフタレートフィルム又はポリエチレンナフタレートフィルムであることが好ましい。第一基材層及び第二基材層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を得ることができる。

上記発光体保護フィルムにおいて、上記接着層がエポキシ樹脂を含む接着剤から形成されることが好ましい。接着層が上記構成を備えることにより、バリアフィルムと第二基材層との密着性を向上させることができる。

上記発光体保護フィルムにおいて、上記バリア層が無機薄膜層とガスバリア性被覆層とを有することが好ましい。バリア層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を得ることができる。

上記発光体保護フィルムは、上記バリアフィルムの上記第二基材層と反対側の面上に形成された密着層をさらに備えることが好ましい。発光体保護フィルムが密着層を備えることにより、発光体層との密着性を向上することができる。このため、第一基材層及び発光体層の材料に幅広い組み合わせを採用し易くなる。

上記発光体保護フィルムは、上記第二基材層の上記バリアフィルムと反対側の面上に形成されたコーティング層をさらに備えることが好ましい。また、上記発光体保護フィルムにおいて、上記コーティング層がバインダー樹脂と該バインダー樹脂中に分散された微粒子とを含有することが好ましい。発光体保護フィルムが上記コーティング層を備えることにより、光拡散機能を得ることができ、反射防止機能及びより優れた干渉縞防止機能等を得ることができる。

本発明はまた、上記発光体保護フィルムと、上記発光体保護フィルムの上記バリアフィルム側の面上に形成された蛍光体層と、を備える、波長変換シートを提供する。

本発明はまた、上記発光体保護フィルムと、上記発光体保護フィルムの上記バリアフィルム側の面上に形成されたエレクトロルミネッセンス発光体層と、を備える、エレクトロルミネッセンス発光ユニットを提供する。

本発明によれば、発光ユニットに用いた場合に、バリア層に欠陥を有していてもダークスポットの発生を抑制することが可能な発光体保護フィルム、並びに、これを用いて得られる波長変換シート及びエレクトロルミネセンス発光ユニットを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る発光体保護フィルムを示す概略断面図である。本発明の別の実施形態に係る発光体保護フィルムを示す概略断面図である。本発明の別の実施形態に係る発光体保護フィルムを示す概略断面図である。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。バリア層に欠陥を有する波長変換シートにおいて想定される、ダークスポット発生のメカニズムを示す概念図である。本発明の一実施形態に係る波長変換シートを用いて得られるバックライトユニットの概略断面図である。本発明の一実施形態に係るエレクトロルミネッセンス発光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詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

（発光体保護フィルム）
図１は本発明の一実施形態に係る発光体保護フィルムを示す概略断面図である。図１において、発光体保護フィルム１０はバリアフィルム１６及び第二基材層１１ｂを備え、バリアフィルム１６は第一基材層１１ａと第一基材層１１ａ上に形成されたバリア層１４とを含む。第二基材層１１ｂはバリアフィルム１６のバリア層１４側の面上に接着層１５を介して貼り合わされている。バリアフィルム１６はバリア層１４を２つ以上含んでいてもよい。バリアフィルム１６がバリア層１４を２つ以上備える場合、複数のバリア層１４の構成は同じであってもよく、異なっていてもよい。発光体保護フィルム１０を発光ユニットに用いる場合、発光体保護フィルム１０はバリアフィルム１６が発光体層と接するように配置されることが好ましい。

接着層１５の酸素透過度は、厚さ５μｍにおいて、厚さ方向に、１００ｃｍ^３／（ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ）以下である。上記酸素透過度は５０ｃｍ^３／（ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ）以下であることが好ましく、１０ｃｍ^３／（ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ）以下であることがより好ましい。接着層１５の酸素透過度が、１００ｃｍ^３／（ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ）以下であることにより、発光ユニットに用いた場合に、バリア層が欠陥を有していたとしても、ダークスポットを抑制することが可能な発光体保護フィルム１０を得ることができる。上記酸素透過度の下限値は特に制限されないが、例えば、０．１ｃｍ^３／（ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ）である。

本実施形態に係る発光体保護フィルム１０はバリア層１４による優れたガスバリア性が得られる。しかし、バリア層によって保護フィルム全体としてのガスバリア性は得られるものの、バリア層に局所的な微小欠陥が生じた場合に、バリア層に生じた微小欠陥の近くの発光体層でのダークスポットの発生を十分抑制できないことがある。このような局所的な微小欠陥は、ガス透過率の測定等によって評価される保護フィルム全体としてのガスバリア性には現れにくいが、当該欠陥近傍のダークスポットの発生に影響するものである。本実施形態に係る発光体保護フィルム１０は、バリアフィルム１６と第二基材層１１ｂとを接着層１５を介して貼り合わせることにより、バリア層に局所的な微小欠陥が生じていたとしても、当該欠陥近傍のダークスポットの発生を抑制することができる。また、本実施形態に係る発光体保護フィルム１０によって得られる効果は上記微小欠陥が生じた場合にとどまらず、仮に保護フィルム製造の際にバリア層により大きな欠陥が生じていたとしても、当該欠陥近傍のダークスポットの発生を抑制することができる。さらに、本実施形態に係る発光体保護フィルム１０によれば、仮に保護フィルム製造の際にバリアフィルム（バリア層と第一基材層の両方）を貫通した欠陥が生じていたとしても、当該欠陥近傍のダークスポットの発生を抑制することができる。

接着層１５は粘着剤又は接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、ウレタン系接着剤等が挙げられる。上記接着剤はエポキシ樹脂を含むことが好ましい。接着剤がエポキシ樹脂を含むことにより、バリアフィルム１６と第二基材層１１ｂとの密着性を向上させることができる。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、でんぷん糊系接着剤等が挙げられる。接着層１５の厚さは、０．５〜５０μｍであることが好ましく、１〜２０μｍであることがより好ましく、２〜６μｍあることがさらに好ましい。接着層１５の厚さが０．５μｍ以上であることにより、バリアフィルム１６と第二基材層１１ｂとの密着性が得られやすくなり、上記厚さが５０μｍ以下であることにより、より優れたガスバリア性が得られやすくなる。

第一基材層１１ａ及び第二基材層１１ｂは加工及び流通等における破損を抑制するための層である。第一基材層１１ａと第二基材層１１ｂとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレート等のポリエステル；ナイロン等のポリアミド；ポリプロピレン及びシクロオレフィン等のポリオレフィン；ポリカーボネート；並びにトリアセチルセルロース等からなるフィルムが挙げられるが、これらに限定されない。第一基材層１１ａ及び第二基材層１１ｂは、ポリエステルフィルム、ポリアミドフィルム又はポリオレフィンフィルムであることが好ましく、ポリエステルフィルム又はポリアミドフィルムであることがより好ましく、ポリエチレンテレフタレートフィルム又はポリエチレンナフタレートフィルムであることがさらに好ましい。第一基材層１１ａ及び第二基材層１１ｂがポリエチレンテレフタレートフィルム又はポリエチレンナフタレートフィルムであることにより、一層優れたガスバリア性を得ることができる。また、第一基材層１１ａ及び第二基材層１１ｂは二軸延伸されていることが好ましい。第一基材層１１ａと第二基材層１１ｂは同じであっても異なっていてもよい。

第一基材層１１ａ及び第二基材層１１ｂの厚さは、特に制限されないが、３μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましい。

上記第一基材層１１ａ上にバリア層１４が、必要に応じてアンカーコート層（図示しない）を介して、形成されている。アンカーコート層としてはポリエステル樹脂等が挙げられ、アンカーコート層の厚さは０．０１〜１μｍ程度である。

バリア層１４は無機薄膜層１２とガスバリア性被覆層１３とを有することが好ましい。バリア層１４が上記構成を備えることにより、より優れたガスバリア性を得ることができる。また、第二基材層１１ｂをバリアフィルム１６のバリア層１４側の面上に配置することにより、バリア層１４を外力から保護することができ、より安定したガスバリア性を得ることができる。なお、第二基材層１１ｂに代えて、バリアフィルム１６と同様の層を配置し、バリアフィルムの積層構造とすれば、さらに優れたガスバリア性を得ることも可能である。しかし、本実施形態に係る発光体保護フィルム１０は、上記積層構造を有しなくても十分なガスバリア性を得ることが可能であり、上記積層の製造工程を経ずに低コストで製造することが可能である。さらに、本実施形態に係る発光体保護フィルム１０は干渉縞（モアレ）の発生を低減することも可能である。

無機薄膜層１２は無機化合物を含み、金属酸化物を含むことが好ましい。上記金属酸化物としては、例えば、アルミニウム、銅、銀、イットリウム、タンタル、ケイ素、マグネシウム等の金属の酸化物が挙げられる。金属酸化物は、安価でバリア性能に優れることから、酸化ケイ素（ＳｉＯ_ｘ、ｘは１．０〜２．０）であることが好ましい。ｘが１．０以上であると、良好なガスバリア性が得られやすい傾向がある。

無機薄膜層１２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１２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。例えば、無機薄膜層１２が無機蒸着膜層である場合、蒸着材料の飛散（スプラッシュ）によりバリアフィルム１６に孔が生じることがある。スプラッシュが生じる頻度は少ないものの、スプラッシュによって生じる孔は比較的大きな欠陥であり、バリア層及び基材層を貫通する孔となり得る。したがって、スプラッシュによる孔が生じた保護フィルムでは、ガスバリア性が大きく低下し得る。バリア層１４及び第一基材層１１ａを貫通する孔が生じた場合、ダークスポットがより発生しやすくなる。しかしながら、本実施形態に係る発光体保護フィルム１０はバリアフィルム１６と第二基材層１１ｂとが接着層１５を介して貼り合わされていることから、仮に、バリアフィルム１６に比較的大きな欠陥があったとしても、当該欠陥がないときと同様にダークスポットの発生を抑制することができる。したがって、無機薄膜層１２が無機蒸着膜層であることにより、製造コストを低減しつつダークスポットの発生を抑制することができる。

無機薄膜層１２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１２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１２の厚さが３００ｎｍ以下であることにより、無機薄膜層１２に柔軟性を保持させることができ、成膜後に折り曲げ、引張等の外力により、亀裂等が生じにくくなる傾向がある。

ガスバリア性被覆層１３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、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、１０〜９０質量％である。

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１３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１３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。

図２は本発明の別の実施形態に係る発光体保護フィルムを示す概略断面図である。図２において、発光体保護フィルム１０は、図１におけるバリアフィルム１６、第二基材層１１ｂ及び接着層１５に加えて、さらに密着層１７を備えている。図２において、密着層１７はバリアフィルム１６の第二基材層１１ｂと反対側の面（第一基材層１１ａ側の面）上に形成されている。

密着層１７は発光体保護フィルム１０と発光体層との密着性を向上するために設けられ、発光体層を構成する封止樹脂等の材料に合わせて、水酸基等の官能基を有する樹脂又はシランカップリング剤等から構成される。水酸基等の官能基を有する樹脂としては、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂及びポリエステル樹脂等が挙げられる。密着層１７の厚さは、例えば１〜５００ｎｍ程度であり、好ましくは１〜１００ｎｍである。

図３は本発明の別の実施形態に係る発光体保護フィルムを示す概略断面図である。図３において、発光体保護フィルム１０は、図１におけるバリアフィルム１６、第二基材層１１ｂ及び接着層１５に加えて、さらにコーティング層１８を備えている。図３において、コーティング層１８は第二基材層１１ｂのバリアフィルム１６と反対側の面上に形成されている。発光体保護フィルム１０がコーティング層１８を備えることにより、光拡散機能を得ることができ、反射防止機能及びより優れた干渉縞防止機能等を得ることができる。

コーティング層１８はバインダー樹脂と該バインダー樹脂中に分散された微粒子とを含有していてもよい。そして、コーティング層１８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ることにより、コーティング層１８の表面には微細な凹凸が生じていてもよい。このようにコーティング層１８を発光体保護フィルム１０の表面に設けることにより、ニュートンリング等の干渉縞の発生をより十分に防止することができる。

バインダー樹脂としては、特に限定されるものではないが、光学的透明性に優れた樹脂を用いることができる。より具体的には、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、フェノール系樹脂などの熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電離放射線硬化性樹脂などを用いることができる。これらの中でも耐光性や光学特性に優れるアクリル系樹脂を使用することが望ましい。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。

微粒子の平均粒径は、０．１〜３０μｍ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。

コーティング層１８における微粒子の含有量は、コーティング層１８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、輝度の低減を抑制する傾向がある。

発光体保護フィルム１０は、酸素や水蒸気等と接触することにより劣化し得る発光体の保護フィルムとして好適に用いることができる。上記発光体としては、量子ドット等の蛍光体、エレクトロルミネッセンス発光体等が挙げられる。

（波長変換シート）
図４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。波長変換シートは液晶ディスプレイ用バックライトユニットの光源からの光の一部の波長を変換可能なシートである。図４に示すように、本実施形態の波長変換シート２０は、第一保護フィルムと、上記第一保護フィルム上に形成された蛍光体層２１と、上記蛍光体層２１上に設けられた第二保護フィルム２２と、を備えて概略構成されている。波長変換シート２０は、第一保護フィルム及び第二保護フィルム２２の間に、蛍光体層２１が包み込まれた（すなわち、封止された）構造を有する。図４において、第一保護フィルムには、上述した発光体保護フィルム１０が用いられ、発光体保護フィルム１０はバリアフィルム１６と蛍光体層２１と対向するように配置されている。一方、第二保護フィルム２２には、上述した発光体保護フィルム１０が用いられてもよく、別の保護フィルムが用いられてもよい。また、波長変換シート２０は必ずしも第二保護フィルム２２を備えていなくてもよい。すなわち、本実施形態の波長変換シート２０は、発光体保護フィルム１０と、上記発光体保護フィルム１０の上記バリアフィルム１６側の面上に形成された蛍光体層２１と、を備える。

上述のとおり、発光体保護フィルム１０が蛍光体層２１側にバリアフィルム１６を備え、接着層１５を挟んで反対側に第二基材層１１ｂを備えることにより、ガスバリア性を安定して得ることができる。しかし、保護フィルムがバリア層に欠陥を有する場合、当該欠陥がガスの侵入経路となって、当該欠陥近傍の蛍光体層のダークスポットの発生を抑制できなくなることがある。蛍光体層におけるダークスポット発生のメカニズムは保護フィルムの蛍光体層とは反対側（外側）の面からの保護フィルムの厚さ方向へのガスの侵入が支配的であると考えられるが、本発明者らは必ずしも上記メカニズムのみによって発生しているとは限らないと考えている。このようなダークスポットが発生するメカニズムは必ずしも明確ではないが、本発明者らは以下のように考えている。図５は、蛍光体層側に配置されるバリア層に欠陥を有する波長変換シートにおいて想定される、ダークスポット発生のメカニズムを示す概念図である。図５の波長変換シート２００において、大気中の酸素や水蒸気等は、発光体保護フィルム１００の接着層１５０の端面から侵入し、接着層１５０の面方向に拡散する。発光体保護フィルム１００がバリア層１４０に欠陥２３を有する場合には、拡散した酸素や水蒸気等が当該欠陥２３を通じて蛍光体層２１０に到達する。こうして、欠陥２３の場所を中心に蛍光体の劣化が進行し、時間経過とともにダークスポット２４となって現れる。上記欠陥２３がバリア層１４０とともに第一基材層１１０ａを貫通している場合、蛍光体劣化の進行が顕著となり、ダークスポット２４が視認されやすくなると考えられる。すなわち、酸素や水蒸気等が、接着層１５０の端面から、ガスバリア性を有するバリアフィルム１６０の欠陥２３を通り、蛍光体の劣化が生じる。大気中の酸素や水蒸気が第二基材層１１０ｂに対して蛍光体層２１０の反対側から発光体保護フィルム１００の厚さ方向に侵入した場合の距離と比べ、接着層１５０の端面から侵入した場合の距離は極めて大きくなり、侵入量は極めて少なくなると考えられていたことから、図５に示したメカニズムによるダークスポットの発生は意外なことであったと言える。本実施形態の波長変換シート２０によれば、蛍光体層２１上に設けられた保護フィルムとして、上記発光体保護フィルム１０を用いることにより、当該発光体保護フィルム１０がバリア層に欠陥を有していたとしても、ダークスポットの発生を抑制することができる。

蛍光体層２１は樹脂及び蛍光体を含む。蛍光体層２１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。蛍光体層２１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、蛍光体層２１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、バックライトユニットの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。光源に青色発光ダイオード（青色ＬＥＤ）を用いる場合、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、コアが第一シェル及び第二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、第一シェルにはセレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、第二シェルにはＺｎＳが使用可能である。

蛍光体層２１は、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。

次に、本実施形態の波長変換シート２０の製造方法について図４を参照しながら説明する。蛍光体層２１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（発光体保護フィルム１０）のバリアフィルム１６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、蛍光体層２１を硬化することにより、波長変換シート２０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、塗布面に発光体保護フィルム１０をバリアフィルム１６と蛍光体層２１とが対向するように貼り合わせ、蛍光体層２１を硬化することにより、波長変換シート２０を製造することもできる。

［バックライトユニット］
上記波長変換シート２０を用いることにより、バックライトユニットが得られる。図６は、上記波長変換シート２０を用いて得られ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３０は光源３２と上記波長変換シート２０とを備え、上記蛍光体層２１を挟んで上記光源３２と反対側に上記発光体保護フィルム１０が配置される。詳細には、バックライトユニット３０は、波長変換シート２０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、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３２から照射された光は、導光板３４（Ｄ_１方向）に入射した後、反射及び屈折等を伴って蛍光体層２１（Ｄ_２方向）に入射する。蛍光体層２１を通過した光は、蛍光体層２１を通過する前の光に蛍光体層２１で発生した黄色光が混ざることで、白色光となる。

［エレクトロルミネッセンス発光ユニット］
図７は本発明の一実施形態に係るエレクトロルミネッセンス発光ユニットの概略断面図である。本実施形態に係るエレクトロルミネッセンス発光ユニット５０は、エレクトロルミネッセンス発光体層５６と、発光体保護フィルム１０とを備える。エレクトロルミネッセンス発光ユニット５０は、例えば、透明電極層５４と、該透明電極層５４上に設けられたエレクトロルミネッセンス発光体層５６と、該エレクトロルミネッセンス発光体層５６上の設けられた誘電体層５８と、該誘電体層５８上に設けられた背面電極層６０を含む電極要素を、第一保護フィルム及び第二保護フィルム６２で挟持するとともに密封することにより得られる。上記エレクトロルミネッセンス発光ユニットにおいて、第一保護フィルムには、上述した発光体保護フィルム１０が用いられる。エレクトロルミネッセンス発光体層５６は上記発光体保護フィルム１０のバリアフィルム１６側に形成される。

エレクトロルミネッセンス発光ユニットにおいても、波長変換シートに対して説明したメカニズムと同様のメカニズムによるダークスポット発生が考えられる。本実施形態に係るエレクトロルミネッセンス発光ユニット５０によれば、エレクトロルミネッセンス発光体層５６を含む電極要素上に設けられた保護フィルムとして、上記発光体保護フィルム１０を用いることにより、当該発光体保護フィルム１０がバリア層に欠陥を有していたとしても、ダークスポットの発生を抑制することができる。

各電極層、エレクトロルミネッセンス発光体層及び誘電体層は、例えば、蒸着及びスパッタ法等により、公知の材料を用いて、形成することができる。

以下に、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。

［発光体保護フィルムの作製］
（実施例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基の数に対してトリレンジイソシアネートの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アンカーコート層組成物を作製した。

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、厚さ：２５μｍ）の一方の面上に、上記アンカーコート層組成物をバーコート法により塗布し、１００℃１分間乾燥硬化させることにより、厚さ５０ｎｍのアンカーコート層を形成した。

電子ビーム加熱式の真空蒸着装置を用いて、酸化珪素材料（ＳｉＯ、キヤノンオプトロン株式会社製）を１．５×１０^−２Ｐａの圧力下で電子ビーム加熱によって蒸発させ、上記アンカーコート層上に厚さ３０ｎｍのＳｉＯ_ｘ膜（第一無機薄膜層）を形成した。なお、蒸着における加速電圧は４０ｋＶであり、エミッション電流は０．２Ａであった。

次に、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、ガスバリア性被覆層組成物を得た。

第一無機薄膜層上に、上記ガスバリア性被覆層組成物を塗布、乾燥することにより、３００ｎｍの厚さを有する第一ガスバリア性被覆層を形成した。さらに、上記第一ガスバリア性被覆層上に、上記と同様にして、厚さ３０ｎｍの第二無機薄膜層を形成し、上記第二無機薄膜層上に、厚さ３００ｎｍの第二ガスバリア性被覆層を形成した。上記のようにして、第一基材層、アンカーコート層、第一無機薄膜層、第一ガスバリア性被覆層、第二無機薄膜層、及び第二ガスバリア性被覆層がこの順に積層されてなるバリアフィルムを得た。

得られたバリアフィルムの第二ガスバリア性被覆層の表面上に、下記接着剤Ａを塗布し、接着剤Ａの塗布面に、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、厚さ：２５μｍ）を貼り合わせ、５０℃２日間エージングを行った。上記のようにして、バリアフィルムと第二基材層とを５μｍの厚さを有する接着層を介して貼り合せた。なお、接着剤Ａはエポキシ樹脂からなる主剤とポリアミン樹脂からなる硬化剤とを混合して得られる接着剤組成物である。

次に、第二基材層のバリアフィルムが貼り合わされていない側の面上に、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、厚さ３μｍのコーティング層を形成した。

さらに、３−アミノプロピルトリエトキシシランを含む水溶液を、リバースグラビア方式により、バリアフィルムの第一基材層側の面上に塗布し、温度１００℃１分間加熱することにより、厚さ３０ｎｍの密着層を形成した。上記のようにして、密着層、バリアフィルム、接着層、第二基材層、及びコーティング層がこの順に積層されてなる発光体保護フィルムを得た。

（比較例１）
バリアフィルムと第二基材層とを貼り合せる際に用いた接着剤として、接着剤Ａに代えて、下記接着剤Ｂを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、比較例１の発光体保護フィルムを得た。

［発光体保護フィルムの評価］
（接着層の酸素透過度）
実施例及び比較例で用いられた接着剤Ａ〜Ｂをそれぞれ厚さ７０μｍのＣＰＰ（無延伸ポリプロピレンフィルム）上に塗布し、上記接着剤の塗布面に、厚さ７０μｍのＣＰＰを貼り合せ、５０℃５日間エージングを行った。上記のようにして、厚さ７０μｍのＣＰＰ、厚さ５μｍの接着層、及び厚さ７０μｍのＣＰＰがこの順に積層されてなる、酸素透過度測定用サンプル（積層体）を得た。得られたサンプルを差圧式ガス透過率測定装置（ＧＴＲテック株式会社製、ＧＴＲ-３０Ｘ）内に配置し、ＪＩＳＫ７１２６−１（附属書１）に記載の方法に従って、温度４０℃、相対湿度０％の環境下で試験ガスを酸素とし、差圧１０１ｋＰａ（１ａｔｍ）で差圧法にて上記サンプルの酸素透過度を測定した。酸素透過度の測定結果を表１に示す。なお、接着剤にて貼り合わせられたフィルムとして、接着層より高い酸素透過度（例えば、１０００ｃｍ^３／（ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ）より高い酸素透過度）を有するフィルムを用いることにより、上記サンプルの測定結果は接着層の酸素透過度とみなすことができる。上記測定方法では、接着剤にて貼り合わせられたフィルムとして、酸素透過度２５００ｃｍ^３／（ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ）であるＣＰＰを用いていることから、２５００ｃｍ^３／（ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ）以下のサンプルの酸素透過度の測定結果は、接着層の酸素透過度とみなすことができる。

なお、表１中に記載した接着剤の詳細は以下のとおりである。
接着剤Ａ：三菱ガス化学株式会社製マクシーブ、配合比（エポキシ樹脂系主剤／アミン系硬化剤／メタノール／酢酸エチル＝１／３／３／６（質量比））
接着剤Ｂ：サイデン化学株式会社製、配合比（ポリオール樹脂系主剤Ｘ−３１３−４０５Ｓ／ポリイソシアネート系硬化剤Ｋ−３４１／トルエン＝２５／０．３４／３１．２５（質量比））。

［波長変換シートの作製］
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／ＺｎＳ５３０、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。実施例及び比較例で得られた発光体保護フィルムのバリアフィルム側の表面上に、上記蛍光体組成物を塗布し、１００μｍの厚さを有する蛍光体層を形成した。

蛍光体層上に、さらに同じ実施例及び比較例で得られた２枚目の発光体保護フィルムを、バリアフィルムが蛍光体層側に向くように、配置して積層した後、紫外線照射により蛍光体層（感光性樹脂）を硬化することで、実施例及び比較例で作製した発光体保護フィルムを用いた波長変換シートを得た。

［波長変換シートの評価］
（針孔評価）
波長変換シートの製造において、一方の発光体保護フィルムのバリアフィルムとして、バリア層側から針を突き刺すことにより３０〜１００μｍ程度の直径を有しバリア層及び第一基材層を貫通する孔を設けたバリアフィルムを用い、実施例及び比較例それぞれに対するダークスポット評価用波長変換シートを作製した。上記孔は無機薄膜層を蒸着によって形成した場合のスプラッシュによる孔を疑似的に再現したものである。得られたダークスポット評価用波長変換シートを、温度８５℃、相対湿度０％ＲＨの環境下に、曝露した。７２時間曝露後のダークスポット評価用波長変換シートに対し、孔を設けていない発光体保護フィルム側から青色光を照射し、孔を設けた発光体保護フィルム側から透過光を目視にて確認し、下記基準に従って黒点状の欠陥（ダークスポット）の有無を評価した。バリアフィルムに設けた孔の長径ａ及び短径ｂとともに、上記孔周辺のダークスポットの評価結果を表２に示す。
Ａ：７２時間曝露後に、針孔を中心として針孔より大きい径を有する非発光点（ダークスポット）は発生していなかった。
Ｂ：７２時間曝露後に、針孔を中心として針孔より大きい径を有する非発光点（ダークスポット）が発生した。

接着層の酸素透過度が１００ｃｍ^３／（ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ）以下である実施例１では高温の環境下に７２時間曝露後もダークスポットの存在が確認されなかった。これに対し、接着層の酸素透過度が２０００ｃｍ^３／（ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ）を超える比較例１では７２時間曝露後にダークスポットが確認された。

（ダークスポット評価）
実施例及び比較例で得られた発光体保護フィルムを用いた波長変換シートを、６０ｃｍ×３４ｃｍ（２７インチモニタに相当）に断裁し、温度８５℃相対湿度０％の環境下に、７２時間曝露した。曝露後ＵＶライトを照射し、裁断後の波長変換シートの中央５ｃｍ×５ｃｍの範囲内にあるダークスポット（微小なダークスポットを含む）の数を目視で数えた。ダークスポットの数を表３に示す。

表３から、接着層の酸素透過度が高い比較例１でダークスポットが４０以上となり、実施例１と比べて多くのダークスポットが発生していた。

１０…発光体保護フィルム、１１ａ…第一基材層、１１ｂ…第二基材層、１２…無機薄膜層、１３…ガスバリア性被覆層、１４…バリア層、１５…接着層、１６…バリアフィルム、２０…波長変換シート、２１…蛍光体層、２２…第二保護フィルム、２３…欠陥、２４…ダークスポット、３０…バックライトユニット、５０…エレクトロルミネッセンス発光ユニット。

Claims

発光体保護フィルムと、蛍光体層と、を備える波長変換シートであって、
前記発光体保護フィルムは、第一基材層と前記第一基材層上に形成されたバリア層とを含むバリアフィルム、及び第二基材層を備え、
前記第二基材層は前記バリアフィルムの前記バリア層側の面上に接着層を介して貼り合わされており、
前記発光体保護フィルムは、前記バリアフィルムの前記第二基材層と反対側の面上に形成された密着層をさらに備え、
前記密着層がシランカップリング剤を含み、且つ前記密着層の厚さが１〜５００ｎｍであり、
ＪＩＳＫ７１２６−１（附属書１）に基づいて測定される温度４０℃、相対湿度０％における前記接着層の酸素透過度は、厚さ５μｍにおいて１００ｃｍ^３／（ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ）以下であり、
前記蛍光体層が前記発光体保護フィルムの前記密着層側の面上に形成されている、波長変換シート。
前記第一基材層はポリエチレンテレフタレートフィルム又はポリエチレンナフタレートフィルムであり、
前記第二基材層はポリエチレンテレフタレートフィルム又はポリエチレンナフタレートフィルムである、請求項１に記載の波長変換シート。
前記接着層がエポキシ樹脂を含む接着剤から形成される、請求項１又は２に記載の波長変換シート。
前記バリア層が無機薄膜層とガスバリア性被覆層とを有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の波長変換シート。
前記発光体保護フィルムは、前記第二基材層の前記バリアフィルムと反対側の面上に形成されたコーティング層をさらに備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の波長変換シート。
前記コーティング層がバインダー樹脂と該バインダー樹脂中に分散された微粒子とを含有する、請求項５に記載の波長変換シート。