JP7276624B2 - 波長変換シート用のバリアフィルム、並びに、これを用いた波長変換シート、バックライト及び液晶表示装置、並びに、波長変換シート用のバリアフィルムの選定方法 - Google Patents
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Description
このような液晶表示装置は、一般的に、カラーフィルタ、液晶セル及びバックライトを有している。液晶表示装置は、一般的に、液晶セル内の液晶層のシャッター機能により光の強弱をコントロールし、カラーフィルタにより各画素の色をR、G、Bの三原色に分けて表示することにより、画像を表示するものである。
通常のバックライトの光源として使用されるLEDは、青色LEDと、YAG系黄色蛍光体とを組み合わせてなる白色LEDとよばれるものを用いている。かかる白色LEDは、発光波長のスペクトル分布がブロードであり、疑似白色とよばれている。
量子ドットを用いたバックライトの基本構成は、一次光を生じる光源(青色光を放出する青色LED等)と、量子ドットとを組み合わせたものである。
量子ドットの発光波長は、このように量子化された化合物半導体微粒子のバンドギャップエネルギーにより決まるため、量子ドットの粒径を変化させることで、任意の発光スペクトルを得ることができる。これらの量子ドットと青色LED等とを組み合わせたバックライトは、高発光効率で高い色純度を実現することが可能とされている(例えば、特許文献1~2参照)。
また、量子ドットは、液晶表示装置のバックライトの他、照明、量子ドットレーザー等にも用いられている。
特許文献3及び4には、量子ドット含有層の両側の面を、基材、無機酸化物層及び有機被覆層を有するバリアフィルムによって保護した波長変換シートが提案されている。
量子ドットは、液晶表示装置の色純度を高めることにより、鮮明な画像を表示することを特徴とするものである。このため、波長変換シートの面内に輝度ムラが視認される場合、量子ドットの特徴である鮮明な画像が損なわれてしまうという問題があった。
[1] 波長変換シート用のバリアフィルムであって、
前記バリアフィルムは、第1基材フィルムと、第2基材フィルムと、バリア層と、プライマー層と、前記第1基材フィルムと第2基材フィルムとの間に位置する接着剤層とを有し、
下記条件1を満たす、波長変換シート用のバリアフィルム。
<条件1>
前記接着剤層を基準として前記プライマー層を有する側の前記バリアフィルムの表面を表面1と定義する。前記表面1の標高を1mm間隔で測定し、前記表面1の標高データを取得する。前記標高データにより定まる前記表面1の輪郭曲線を、輪郭曲線1と定義する。前記表面1の少なくとも一部は、所定の方向の前記輪郭曲線1において、隣接する山部と谷部との高低差が0.001mm以上0.600mm以下の凹凸1を少なくとも一以上有する。前記凹凸1の高低差をH[mm]、前記凹凸1の幅をW[mm]と定義した際に、下記式(1)を満たす。
H/W2≦1.5×10-5 (1)
[2] 前記条件1において、前記式(1)のH/W2が0.1×10-5 以上1.5×10-5以下である、[1]に記載の波長変換シート用のバリアフィルム。
[3] 前記第2基材フィルム、前記接着剤層、前記第1基材フィルム、前記バリア層及び前記プライマー層をこの順に有する、[1]又は[2]に記載の波長変換シート用のバリアフィルム。
[4] 前記第2基材フィルム、前記接着剤層、前記バリア層、前記第1基材フィルム及び前記プライマー層をこの順に有する、[1]又は[2]に記載の波長変換シート用のバリアフィルム。
[5] 前記第2基材フィルムの前記接着剤層とは反対側に、貼り付き防止層を有する、[3]又は[4]に記載の波長変換シート用のバリアフィルム。
[6] 前記第1基材フィルムの厚みをT1、前記第2基材フィルムの厚みをT2と定義した際に、T1<T2である、[1]~[5]の何れかに記載の波長変換シート用のバリアフィルム。
[7] T2/T1が2.0以上10.0以下である、[6]に記載の波長変換シート用のバリアフィルム。
[8] 前記第1基材フィルムの厚みをT1と定義した際に、T1が5μm以上100μm以下である、[1]~[7]の何れかに記載の波長変換シート用のバリアフィルム。
[9] 前記第2基材フィルムの厚みをT2と定義した際に、T2が10μm以上200μm以下である、[1]~[8]の何れかに記載の波長変換シート用のバリアフィルム。
[10] 前記バリア層が、無機酸化物層及び有機被覆層を含む、[1]~[9]の何れかに記載の波長変換シート用のバリアフィルム。
[11] 前記接着剤層が、イソシアネート系硬化剤を含む接着剤層用組成物の硬化物を含む、[1]~[10]の何れかに記載の波長変換シート用のバリアフィルム。
[12] 前記凹凸1を有する領域の全光線透過率に対する、前記凹凸1を有しない領域の全光線透過率の比が、0.95以上1.05以下である、[1]~[11]の何れかに記載の波長変換シート用のバリアフィルム。
前記バリアフィルムは、基材フィルムと、バリア層と、プライマー層とをこの順に有し、
下記条件1’を満たす、波長変換シート用のバリアフィルム。
<条件1’>
前記バリア層を基準として前記プライマー層を有する側の前記バリアフィルムの表面を表面1’と定義する。前記表面1’の標高を1mm間隔で測定し、前記表面1’の標高データを取得する。前記標高データにより定まる前記表面1’の輪郭曲線を、輪郭曲線1’と定義する。前記表面1’の少なくとも一部は、所定の方向の前記輪郭曲線1’において、隣接する山部と谷部との高低差が0.001mm以上0.600mm以下の凹凸1’を少なくとも一以上有する。前記凹凸1’の高低差をH[mm]、前記凹凸1’の幅をW[mm]と定義した際に、下記式(1’)を満たす。
H/W2≦1.5×10-5 (1’)
[15] 前記量子ドット含有層の厚みが10μm以上200μm以下である、[14]に記載の波長変換シート。
[16]一次光を放出する少なくとも1つの光源と、前記光源に隣接して配置され、導光又は拡散のための光学板と、前記光学板の光出射側に配置された波長変換シートとを備えたバックライトにおいて、前記波長変換シートが[14]又は[15]に記載の波長変換シートであるバックライト。
[17]バックライト及び液晶パネルを備えた液晶表示装置であって、前記バックライトが[16]に記載のバックライトである液晶表示装置。
下記条件1を満たすことを判定条件とする、波長変換シート用のバリアフィルムの選定方法。
<条件1>
前記接着剤層を基準として前記プライマー層を有する側の前記バリアフィルムの表面を表面1と定義する。前記表面1の標高を1mm間隔で測定し、前記表面1の標高データを取得する。前記標高データにより定まる前記表面1の輪郭曲線を、輪郭曲線1と定義する。前記表面1の少なくとも一部は、所定の方向の前記輪郭曲線1において、隣接する山部と谷部との高低差が0.001mm以上0.600mm以下の凹凸1を少なくとも一以上有する。前記凹凸1の高低差をH[mm]、前記凹凸1の幅をW[mm]と定義した際に、下記式(1)を満たす。
H/W2≦1.5×10-5 (1)
下記条件1’を満たすことを判定条件とする、波長変換シート用のバリアフィルムの選定方法。
<条件1’>
前記バリア層を基準として前記プライマー層を有する側の前記バリアフィルムの表面を表面1’と定義する。前記表面1’の標高を1mm間隔で測定し、前記表面1’の標高データを取得する。前記標高データにより定まる前記表面1’の輪郭曲線を、輪郭曲線1’と定義する。前記表面1’の少なくとも一部は、所定の方向の前記輪郭曲線1’において、隣接する山部と谷部との高低差が0.001mm以上0.600mm以下の凹凸1’を少なくとも一以上有する。前記凹凸1’の高低差をH[mm]、前記凹凸1’の幅をW[mm]と定義した際に、下記式(1’)を満たす。
H/W2≦1.5×10-5 (1’)
[第1実施形態の波長変換シート用のバリアフィルム]
本開示の第1実施形態の波長変換シート用のバリアフィルムは、
第1基材フィルムと、第2基材フィルムと、バリア層と、プライマー層と、前記第1基材フィルムと第2基材フィルムとの間に位置する接着剤層とを有し、
下記条件1を満たすものである。
<条件1>
前記バリア層を基準として前記プライマー層を有する側の前記バリアフィルムの表面を表面1と定義する。前記表面1の標高を1mm間隔で測定し、前記表面1の標高データを取得する。前記標高データにより定まる前記表面1の輪郭曲線を、輪郭曲線1と定義する。前記表面1の少なくとも一部は、所定の方向の前記輪郭曲線1において、隣接する山部と谷部との高低差が0.001mm以上0.600mm以下の凹凸1を少なくとも一以上有する。前記凹凸1の高低差をH[mm]、前記凹凸1の幅をW[mm]と定義した際に、下記式(1)を満たす。
H/W2≦1.5×10-5 (1)
図1~図3の波長変換シート用のバリアフィルム100では、各図の上側の面が、本開示の条件1の表面1に相当する。
本明細書において、「本開示の波長変換シート用のバリアフィルム」及び「波長変換シート用のバリアフィルム」のことを、「本開示のバリアフィルム」及び「バリアフィルム」と称する場合がある。
本開示の第1実施形態のバリアフィルムの積層構成としては、下記(A1)~(A5)が挙げられる。なお、本開示の第1実施形態のバリアフィルムは、下記(A1)~(A5)の積層構成に限定されるものではない。下記(A1)~(A5)のバリアフィルムが、さらに貼り付き防止層を有する場合、第2基材フィルムの接着剤層を有する側とは反対側に貼り付き防止層を有することが好ましい。
(A1)第2基材フィルム、接着剤層、第1基材フィルム、バリア層及びプライマー層をこの順に有する積層構成。
(A2)第2基材フィルム、接着剤層、バリア層、第1基材フィルム及びプライマー層をこの順に有する積層構成。
(A3)第2基材フィルム、バリア層、接着剤層、第1基材フィルム及びプライマー層をこの順に有する積層構成。
(A4)第2基材フィルム、第2バリア層、接着剤層、第1基材フィルム、第1バリア層及びプライマー層をこの順に有する積層構成。
(A5)第2基材フィルム、第2バリア層、接着剤層、第1バリア層、第1基材フィルム及びプライマー層をこの順に有する積層構成。
<条件1>
前記接着剤層を基準として前記プライマー層を有する側の前記バリアフィルムの表面を表面1と定義する。前記表面1の標高を1mm間隔で測定し、前記表面1の標高データを取得する。前記標高データにより定まる前記表面1の輪郭曲線を、輪郭曲線1と定義する。前記表面1の少なくとも一部は、所定の方向の前記輪郭曲線1において、隣接する山部と谷部との高低差が0.001mm以上0.600mm以下の凹凸1を少なくとも一以上有する。前記凹凸1の高低差をH[mm]、前記凹凸1の幅をW[mm]と定義した際に、下記式(1)を満たす。
H/W2≦1.5×10-5 (1)
表面1の凹凸は、第1基材フィルムと第2基材フィルムとを接着剤層を介して貼り合わせる工程、及び、前記工程後の加熱工程において生じると考えられる。
上述した工程により凹凸が生じる第1の理由として、第1基材フィルムと第2基材フィルムとを接着剤層を介して貼り合わせる際の、基材フィルムにかかる流れ方向のテンションが考えられる。すなわち、基材フィルムを流れ方向にテンションをかけて引っ張ると、流れ方向に微小な筋が生じ、この筋が凹凸のきっかけとなり得ると考えられる。上述した工程により凹凸が生じる第2の理由として、加熱により、バリアフィルムを構成する層の収縮が原因と考えられる。収縮する層としては、接着剤層、バリア層、第1基材フィルム及び第2基材フィルムが挙げられ、中でも接着剤層の収縮が大きい傾向がある。接着剤層は、主として硬化時に収縮する。すなわち、前述した流れ方向の微小な筋がきっかけとなり、接着剤層等の収縮によって前記筋に沿って流れ方向に山部及び谷部が形成されると考えられる。特に、接着剤層用組成物が空気中の水分と反応する硬化剤を含む場合には、バリアフィルムの端部から水分が侵入することにより、前記筋に沿って流れ方向に山部及び谷部が形成されやすくなると考えられる。なお、ロール状に巻き取ったバリアフィルムでは、芯側よりも表面側の方が水分に触れやすいため、ロールの表面側で山部及び谷部がより形成されやすくなる場合もある。また、ロール状に巻き取ったバリアフィルムは、幅方向の同じ位置に生じた山部及び谷部が徐々に積み重なっていくことで、ロールの表面側の山部及び谷部が大きくなる傾向がある。前述した現象により、バリアフィルムに、流れ方向に延伸する山部、及び、流れ方向に延伸する谷部が形成されることにより、バリアフィルムの幅方向の輪郭曲線に凹凸が形成されると考えられる。
なお、表面1の凹凸は、第1の理由及び第2の理由の複合要因で生じると考えられ、第1の理由及び第2の理由の単独では生じ難いと考えられる。
バリアフィルムを製造する際に、テンション等の機械条件を調整すれば、表面1の凹凸の原因となる微小な筋を抑制できるため、表面1の凹凸は抑制することはできる。しかし、テンション等の機械条件を調整しても、微小な筋を完全になくすことは困難であるため、表面1の凹凸を完全になくすことは困難である。本発明者らは、第1基材フィルムと第2基材フィルムとを接着剤層を介して貼り合わせた構成を有するバリアフィルムにおいては、表面1に凹凸が生じることを前提とした上で、輝度ムラを目立たなくするための条件を検討し、条件1を導くに至った。
表面1の凹凸は、上述した要因で生じると考えられる。このため、基材フィルムを2枚有さないバリアフィルムでは、凹凸の問題は生じ難いと考えられる。但し、基材フィルムが1枚のバリアフィルムでも、バリアフィルムの製造時にテンションがかかるため、テンションを調整しないと凹凸が生じる場合がある。
表面1の標高データを取得する手段は特に制限されない。標高データの測定装置は、接触式の測定装置、非接触式の測定装置に大別でき、微小領域の標高を測定しやすい非接触式の測定装置が好ましい。標高データの測定装置としては、汎用の測定装置を用いることができる。非接触式の標高データの測定装置としては、例えば、八光オートメーション社の商品名「LINE STRIPER [HIU-LS400]」が挙げられる。
八光オートメーション社の前記商品を用いる場合、1回の測定で標高を取得する領域を、流れ方向200mm~300mm×幅方向200mm~400mmとすることが好ましく、流れ方向200mm×幅方向200mmとすることがより好ましい。バリアフィルムの大きさが前記領域よりも大きい場合、標高の測定を複数回実施すればよい。なお、表面1に蛍光灯等の光源を写した際の光源の歪みにより、表面1に凹凸が生じているか否かを判断できる。このため、光源が歪まない部分については、凹凸を有さないとみなして、標高の測定を省略してもよい。
凹凸1の高低差を高低差が0.001mm以上0.600mm以下と規定したのは、表面1に高低差0.001mm以上の凹凸がなければ、輝度ムラの問題が生じにくいためである。また、凹凸1の高低差を0.600mm以下と規定したのは、表面1に高低差0.600mm超の凹凸を有する場合、条件1を満たしても輝度ムラの問題を解消するのが困難であるためである。
所定の方向の輪郭曲線1は、高低差が0.001mm未満の凹凸を有していてもよいが、高低差が0.600mmを超える凹凸を有さないものとする。
その他の部分は、隣接する山部と谷部との高低差が0.001mm未満の凹凸は有していてもよいが、高低差が0.600mmを超える凹凸を有さないものとする。
バリアフィルムがシート状に切断された後は、バリアフィルムの流れ方向及び幅方向を判別しにくくなる。しかし、シート状のバリアフィルムは、通常は四隅が直角な四角形である。また、四隅が直角な四角形に切り出されたバリアフィルムは、二組の対辺を有し、一方の対辺の方向が流れ方向であり、他方の対辺の方向が幅方向であるといえる。また、上述したように、凹凸の山部及び谷部が延伸する方向は流れ方向である。よって、四隅が直角な四角形のシート状のバリアフィルムが凹凸を有する場合、流れ方向及び幅方向の判別は容易である。このため、シート状のバリアフィルムに関しても、凹凸を有する場合には、所定の方向は幅方向とすればよい。また、シート状のバリアフィルムに関しても、凹凸を有する場合には、所定の方向は、凹凸の山部及び谷部が延伸する方向と略直交する方向とすればよい。
バリアフィルムの所定の方向の全長に対する凹凸1の長さの割合は特に制限されないが、通常は、3%以上50%以下である。
H/W2≦1.5×10-5 (1)
H/W2が大きいことは、凹凸1の傾斜が急峻であることを意味する。凹凸1の傾斜が急峻である表面1上に量子ドット含有層用塗布液を塗布、乾燥して、量子ドット含有層を形成した場合、量子ドット含有層に厚みムラが生じ、かつ厚みが急激に変化しやすい。波長変換シートの輝度は、量子ドット含有層の厚みに比例するといえる。このため、H/W2が大きいと、波長変換シートの面内に輝度ムラが生じやすくなる。一方、H/W2を1.5×10-5以下とすることにより、量子ドット含有層の急激な厚みの変化が生じることを抑制できるため、波長変換シートの面内に輝度ムラが生じることを抑制しやすくできる。
式(1)では、凹凸1の高低差H[mm]を、幅W[mm]の2乗で除している。高低差を幅の2乗で除した理由は、マッハ効果を強調するためである。マッハ効果とは、「明るさがステップ的に変わる画像の境界付近で、暗い側により暗い帯が見え、明るい側により明るい帯が見える視覚心理的現象」である。すなわち、本開示において、式(1)は、マッハ効果を生じさせにくくするため、高低差を幅の2乗で除している。H/W2が1.5×10-5を超えて式(1)を満たさない場合、波長変換シートの面内に筋状の急激な輝度の変化が生じ、マッハ効果により、波長変換シートの面内の輝度ムラとして認識されやすくなる。
複数の輪郭曲線は、所定の間隔で取得することが好ましい。輪郭曲線を取得する間隔は、10mm以下が好ましく、5mm以下がより好ましく、1mmが最も好ましい。
条件1において、H/W2の値が小さ過ぎると、バリアフィルムは、「凹凸1の幅Wが広すぎるもの」を含むことになる。すなわち、条件1において、H/W2の値が小さ過ぎると、上記の不具合が広範囲で生じる可能性がある。このため、条件1において、H/W2は、0.1×10-5 以上であることが好ましく、0.2×10-5 以上であることがより好ましい。
まず、輪郭曲線1の山部及び谷部を決定する。図7において、「●」の箇所が山部、「▼」の箇所が谷部に相当する。山部は、いわゆるピークであり、谷部はいわゆるボトムである。なお、本明細書においては、高低差が0.001mm未満の凹凸を除外して、山部及び谷部を決定するものとする。例えば、図7では、真ん中の谷部の左側に、高低差が0.001mm未満の微小な凹凸を複数有しているが、このような高低差が0.001mm未満の微小な凹凸を除外して、山部及び谷部を決定する。
一つの凹凸は、2つの山部及び1つの谷部、又は、2つの谷部及び1つの山部、から形成される。このため、2つの山部及び1つの谷部から形成される凹凸は、隣り合う山部の間隔が凹凸の間隔Wとなる。一方、2つの谷部及び1つの山部から形成される凹凸は、隣り合う谷部の間隔が凹凸の間隔Wとなる。図7では、W1、W2、W3が、それぞれ凹凸の幅を示している。
また、上記のように、一つの凹凸は、2つの山部及び1つの谷部、又は、2つの谷部及び1つの山部、から形成される。このため、一つの凹凸は2つの高低差を有する。例えば、図7の左側の凹凸は、高低差H1及び高低差H2を有している。本明細書では、一つの凹凸が有する二つの高低差が異なる場合、高低差が大きい方をその凹凸の高低差Hとみなす。例えば、図7の左側の凹凸は、H2よりH1が大きいため、H1が高低差Hであり、真ん中の凹凸はH3よりH2が大きいため、H2が高低差Hであり、右側の凹凸はH4よりH3が大きいため、H3が高低差Hである。
(1)第1基材フィルム及び第2基材フィルムを搬送する際のテンションを低く設定することにより、第1基材フィルム及び第2基材フィルムの流れ方向に生じる微小な筋を抑制する。テンションが強すぎると、基材フィルムの幅方向でテンションにムラが生じやすくなるため、微小な筋が生じやすくなる。このため、第1基材フィルム及び第2基材フィルムを搬送する際のテンションを、あえて低く設定することが好ましい。任意のテンションで製造した際に、表面1の凹凸が条件1を満たさない場合には、テンションを10%ずつ下げてテスト製造を実施すればよい。テンションの具体的な値は、装置の長さ等によって異なるため一概にはいえない。なお、テンションを低くするため、第1基材フィルム及び第2基材フィルムは、延伸フィルムとすること好ましい。延伸フィルムは、腰を良好にしやすいため、フィルムを搬送する際のテンションを低くしてもフィルムの平面性を維持しやすくできる。
(2)バリアフィルムを構成する材料として、収縮の小さい材料を選定する。
(3)バリアフィルムをエージングする際に、水分の混入を抑制する。例えば、バリアフィルムを防湿性を有する素材で梱包する。
(4)ロール状に巻き取ったバリアフィルムの巻き芯に、パッドと呼ばれる当て板を取り付け、バリアフィルムの端部から水分が混入することを抑制する。
(5)第1基材フィルム及び第2基材フィルムの厚みを厚くする。
(6)バリアフィルムをロール状に巻き取る場合、山部及び谷部が徐々に積み重なることを抑制するため、バリアフィルムの巻き取り長さが長くなり過ぎないようにする。
本開示の第1実施形態のバリアフィルムにおいて、プライマー層の位置は、バリアフィルムの最外層であることが好ましい。前記の最外層とは、接着剤層を基準としてプライマー層を有する側の最外層を意味する。プライマー層を前述した位置に有することにより、バリアフィルムと量子ドット含有層との密着性を良好にし得る点で好ましい。前記最外層は、接着剤層を基準として第1基材フィルムを有する側の最外層であることが好ましい。
ポリウレタン系樹脂は、量子ドット含有層との密着性を良好にしやすい。また、ポリウレタン系樹脂は、量子ドット含有層を電離放射線硬化あるいは熱硬化させる際に生じる応力を緩和しやすくできる。
具体的に、多官能イソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネ-ト、あるいは、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネート等が挙げられる。
また、ヒドロキシル基含有化合物としては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエステルポリウレタンポリオール、ポリアクリレートポリオールなどが挙げられる。本開示においては、量子ドット含有層との密着性、及び、耐久性の観点から、ポリエステルポリウレタンポリオールが特に好ましい。ポリエステルポリウレタンポリオールは、例えば特開2001-288408号公報、特開2003-26996号公報に記載の方法により製造することができる。
なお、プライマー層の伸長性を良好にするとともに、プライマー層のクラック発生を抑制するために、シランカップリング剤の含有量は、プライマー層の全量基準で、30質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましい。
このため、厚みt1の下限は、100nm以上であることが好ましく、150nm以上であることがより好ましく、200nm以上であることがさらに好ましい。厚みt1の上限は、900nm以下であることが好ましく、600nm以下であることがより好ましく、500nm以下であることがさらに好ましく、450nm以下がよりさらに好ましい。
例えば、上記のプライマー層の厚みの場合、100nm以上900nm以下、100nm以上600nm以下、100nm以上500nm以下、100nm以上450nm以下、150nm以上900nm以下、150nm以上600nm以下、150nm以上500nm以下、150nm以上450nm以下、200nm以上900nm以下、200nm以上600nm以下、200nm以上500nm以下、200nm以上450nm以下などの数値範囲の実施形態が挙げられる。
本開示の第1実施形態のバリアフィルムは、基材フィルムとして、第1基材フィルム及び第2基材フィルムを有する。このように、2つの基材フィルムを有することにより、バリア層を形成する際の効率を良好にしつつ、バリアフィルムのコシ及び強度を良好にすることができる。
第1基材フィルム及び第2基材フィルムとしては、ポリエステル、トリアセチルセルロース(TAC)、セルロースジアセテート、セルロースアセテートブチレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリエーテルケトン、アクリル、ポリカーボネート、ポリウレタン及び非晶質オレフィン(Cyclo-Olefin-Polymer:COP)等から選ばれる1種以上の樹脂から形成されてなる樹脂フィルムが挙げられる。これらの樹脂フィルムは、所定の腰を付与するため、延伸フィルムが好ましく、二軸延伸フィルムがより好ましい。
これらの樹脂フィルムの中でも、機械的強度、寸法安定性及び耐熱性の観点からは、延伸加工されたポリエステルフィルムが好ましく、二軸延伸加工されたポリエステルフィルムがより好ましい。ポリエステルフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルムが挙げられる。
第1基材フィルム及び第2基材フィルムは、同一種の樹脂フィルムであってもよいし、異種の樹脂フィルムであってもよい。
なお、T1<T2とすることにより、T1が薄いことを原因として表面1に凹凸が生じやすくなる傾向がある。しかし、本開示のバリアフィルムは、条件1を満たすことにより、表面1に凹凸が生じても、波長変換シートの面内に輝度ムラが生じることを抑制しやすくできる。
第1基材フィルムの厚みは、薄膜化及び端部からの水蒸気及び酸素の侵入を抑制しやすくするため、100μm以下であることが好ましく、75μm以下であることがより好ましく、50μm以下であることがより好ましく、27μm以下であることがより好ましい。また、第1基材フィルムの厚みを前記範囲とすることにより、バリア層を形成する際の効率を良好にしやすくできる。
第2基材フィルムの厚みは、薄膜化及び端部からの水蒸気及び酸素の侵入を抑制しやすくするため、200μm以下であることが好ましく、150μm以下であることがより好ましく、100μm以下であることがより好ましく、75μm以下であることがより好ましい。
T2/T1を2.0以上とすることにより、厚みの厚い第2基材フィルムによってバリアフィルム全体を支えやすくなるため、バリアフィルムに凹凸が生じることを抑制しやすくできる。T2/T1を10.0以下とすることにより、厚みの薄い第1基材フィルムに応力が集中することを抑制しやすくなるため、バリアフィルムに凹凸が生じることを抑制しやすくできる。
第1実施形態のバリアフィルムにおいて、バリア層は、例えば、接着剤層とプライマー層との間の任意の箇所、及び、接着剤層のプライマー層とは反対側の任意の箇所、の少なくとも何れかに形成することができる。バリア層は、第1基材フィルム上又は第2基材フィルム上に形成することが好ましい。
バリア層は、例えば、第1基材フィルム及び第2基材フィルムの少なくとも一方の上に、バリア層を構成する成分を、蒸着又は塗布することなどによって形成することができる。
バリア層は、図1及び図2のように、第1基材フィルム及び第2基材フィルムの一方に形成してもよい。また、バリア層は、図3のように、第1基材フィルム及び第2基材フィルムの両方に形成してもよい。
金属酸化物とリン化合物とを含む組成物の反応物を含む層としては、例えば、国際公開WO2011/122036に記載されている層が挙げられる。
以下、無機酸化物層及び有機被覆層の実施形態を説明する。
無機酸化物層を構成する無機酸化物としては、酸化アルミニウム、酸化ケイ素及び酸化マグネシウムから選ばれる1種又は2種以上が挙げられる。バリアフィルムに十分なバリア性を付与するため、及び、バリアフィルムの生産効率のため、酸化アルミニウム又は酸化ケイ素が好ましい。また、色味の抑制のため、酸化アルミニウムがより好ましい。
無機酸化物層が酸化アルミニウムを含む場合、各層における酸化アルミニウムの含有割合は、質量基準で80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、95質量%以上であることがさらに好ましい。
また、無機酸化物層が酸化ケイ素を含む場合、無機酸化物層の厚みは、220nm以下であることが好ましく、180nm以下であることがより好ましく、160nm以下であることがより好ましく、140nm以下であることがより好ましく、100nm以下であることがより好ましい。厚みを220nm以下とすることにより、無機酸化物層に傷及びクラックが発生することを抑制するとともに、酸化ケイ素に由来する色味を抑制しやすくできる。
また、無機酸化物層が酸化アルミニウムを含む場合、無機酸化物層の厚みは、25nm以下であることが好ましく、20nm以下であることがより好ましく、15nm以下であることがより好ましく、12nm以下であることがより好ましく、10nm以下であることがより好ましい。厚みを25nm以下とすることにより、無機酸化物層に傷及びクラックが発生することを抑制しやすくできる。
有機被覆層は、水溶性高分子及び金属アルコキシド系化合物から選ばれる1種以上を含むことが好ましい。また、有機被覆層は、水溶性高分子及び金属アルコキシド系化合物のうち、水溶性高分子から選ばれる1種以上を含むことがより好ましく、水溶性高分子から選ばれる1種以上と、金属アルコキシド系化合物から選ばれる1種以上とを含むことがさらに好ましい。
有機被覆層は無機酸化物層に比べて可撓性が良好である。このため、無機酸化物層に加えて有機被覆層を有することにより、無機酸化物層に傷及びクラックが発生することを抑制しやすくでき、バリアフィルムのバリア性を良好にしやすくできる。
金属アルコキシドは、M(OR)nの一般式で表される化合物である。式中、Mは、Si、Ti、Al及びZr等の金属を示し、Rは、メチル基及びエチル基等のアルキル基を示す。金属アルコキシドの具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン及びイソプロポキシアルミニウム等が挙げられる。
また、有機被覆層の厚みは、600nm以下であることが好ましく、480nm以下であることがより好ましく、370nm以下であることがより好ましく、300nm以下であることがさらに好ましい。厚みを600nm以下とすることにより、バリアフィルムを薄膜化することができる。また、有機被覆層の厚みが厚すぎると、有機被覆層を塗布し、乾燥する際に生じる応力が大きくなり、前記応力によって無機酸化物層にクラックが生じ、バリア性が低下ことがある。このため、厚みを600nm以下とすることにより、初期のバリア性を良好にしやすくできる。
第1実施形態のバリアフィルムにおいて、接着剤層は、第1基材フィルムと第2基材フィルムとの間に位置する。接着剤層は、バリアフィルムを構成する各層を一体化するために用いられる。
接着剤層の厚みを3μm以上とすることにより、第1基材フィルムと第2基材フィルムとの接着性を良好にしやすくできる。接着剤層の厚みを30μm以下とすることにより、接着剤層の硬化収縮を抑制し、条件1を満たしやすくできる。
第1実施形態のバリアフィルムは、バリアフィルムの効果を阻害しない範囲で、「第1基材フィルム、第2基材フィルム、バリア層、プライマー層、及び接着剤層以外の層(その他の層)」を有していてもよい。
貼り付き防止層は、フィラー及びバインダー樹脂を含むことが好ましい。
バインダー樹脂としては、アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル系樹脂、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、アクリルウレタン系樹脂、エポキシアクリレート系樹脂等が挙げられる。
フィラーの屈折率とバインダー樹脂の屈折率との屈折率差は、0.5以下であることが好ましく、0.3以下であることがより好ましく、0.1以下であることがさらに好ましい。
貼り付き防止層の厚みは、1.0μm以上50.0μm以下であることが好ましく、1.5μm以上10.0μm以下であることがより好ましい。
《水蒸気透過度》
第1実施形態及び第2実施形態のバリアフィルムは、JIS K7129-2:2019による水蒸気透過度の値が、0.20g/m2・day以下であることが好ましく、0.15g/m2・day以下であることがより好ましい。水蒸気透過度を測定する際の条件は、温度40℃、相対湿度90%とする。
水蒸気透過度は、例えば、MOCON社製の水蒸気透過度測定装置(商品名:PERMATRAN)にて測定できる。
第1実施形態及び第2実施形態のバリアフィルムは、JIS K7126-2:2006による酸素透過度の値が、0.5cc/m2・day・atm以下であることが好ましい。酸素透過度を測定する際の条件は、温度23℃、相対湿度90%とする。
酸素透過度は、例えば、MOCON社製の酸素透過度測定装置(商品名:OX-TRAN)にて測定できる(モコン法)。
第1実施形態及び第2実施形態のバリアフィルムは、L*a*b*表色系のb*値が1.0以下であることが好ましく、-2.5以上1.0以下であることがより好ましく、-2.0以上0.8以下であることがさらに好ましい。
L*a*b*表色系は、1976年に国際照明委員会(CIE)により規格化されたL*a*b*表色系に基づくものであり、JIS Z8781-4:2013において採用されている。
第1実施形態及び第2実施形態のバリアフィルムは、JIS K7361-1:1997の全光線透過率が80%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましく、87%以上であることがさらに好ましい。
《ヘイズ》
第1実施形態及び第2実施形態のバリアフィルムは、JISK7136:2000のヘイズが10%以上であることが好ましく、20%以上であることがより好ましく、40%以上であることがより好ましく、60%以上であることがより好ましい。
《分光透過率》
第1実施形態及び第2実施形態のバリアフィルムは、波長450nmの分光透過率が75%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましく、85%以上であることがさらに好ましい。
第1実施形態及び第2実施形態のバリアフィルムは、前記凹凸1を有する領域の全光線透過率に対する、前記凹凸1を有しない領域の全光線透過率の比が、0.95以上1.05以下であることが好ましい。
前記比を0.95以上1.05以下とすることにより、波長変換シートの面内の輝度ムラをより抑制しやすくできる。
前記比を0.90以上1.10以下とすることにより、波長変換シートの面内の輝度ムラをより抑制しやすくできる。
本開示の第1実施形態のバリアフィルムの製造方法は特に制限されない。下記の工程1~4は、本開示の第1実施形態のバリアフィルムの製造方法の一実施形態である。
工程2:第1基材フィルム上にプライマー層を形成する工程。プライマー層は、工程1で形成したバリア層上に形成してもよい。
工程3:第1基材フィルムのプライマー層を有する側とは反対側と、第2基材フィルムとを接着剤層を介して積層してなる、積層体1を得る工程。工程1で第2基材フィルムにバリア層を形成した場合、第2基材フィルムのバリア層を有する側とは反対側と、第1基材フィルムのプライマー層を有する側とは反対側とを、接着剤層を介して積層することが好ましい。
工程4:前記積層体1をエージング処理して、接着剤層の硬化を進行する工程。
本開示の第1実施形態及び第2実施形態の波長変換シート用のバリアフィルムは、例えば、面光源の波長変換シート用のバリアフィルムに用いることができる。面光源としては、液晶表示装置のバックライト光源、検査機器のバックライト光源等が挙げられる。すなわち、本開示の波長変換シート用のバリアフィルムは、「液晶表示装置のバックライト光源の波長変換シート用のバリアフィルム」、「検査機器のバックライト光源の波長変換シート用のバリアフィルム」等に用いることができる。
さらに、本開示の波長変換シート用のバリアフィルムは、「園芸の波長変換シート用のバリアフィルム」にも用いることができる。園芸の波長変換シートとしては、例えば、紫外線を植物の成長に適した波長に変換する機能を備えたシートが挙げられる。植物の成長に適した波長としては、光合成に適した波長が挙げられる。園芸の波長変換シートは、例えば、ビニールハウス及びガラス室の園芸施設の天井等に設置することができる。
本開示の第2実施形態の波長変換シート用のバリアフィルムは、基材フィルムと、バリア層と、プライマー層とをこの順に有し、
下記条件1’を満たす、ものである。
<条件1’>
前記バリア層を基準として前記プライマー層を有する側の前記バリアフィルムの表面を表面1’と定義する。前記表面1’の標高を1mm間隔で測定し、前記表面1’の標高データを取得する。前記標高データにより定まる前記表面1’の輪郭曲線を、輪郭曲線1’と定義する。前記表面1’の少なくとも一部は、所定の方向の前記輪郭曲線1’において、隣接する山部と谷部との高低差が0.001mm以上0.600mm以下の凹凸1’を少なくとも一以上有する。前記凹凸1’の高低差をH[mm]、前記凹凸1’の幅をW[mm]と定義した際に、下記式(1’)を満たす。
H/W2≦1.5×10-5 (1’)
本開示の第2実施形態のバリアフィルムの積層構成としては、下記(B1)が挙げられる。なお、本開示のバリアフィルムは、下記(B1)の積層構成に限定されるものではない。下記(B1)のバリアフィルムが、さらに貼り付き防止層を有する場合、基材フィルムのバリア層を有する側とは反対側に貼り付き防止層を有することが好ましい。
(B1)基材フィルム、バリア層及びプライマー層をこの順に有する積層構成。
<条件1’>
前記バリア層を基準として前記プライマー層を有する側の前記バリアフィルムの表面を表面1’と定義する。前記表面1’の標高を1mm間隔で測定し、前記表面1’の標高データを取得する。前記標高データにより定まる前記表面1’の輪郭曲線を、輪郭曲線1’と定義する。前記表面1’の少なくとも一部は、所定の方向の前記輪郭曲線1’において、隣接する山部と谷部との高低差が0.001mm以上0.600mm以下の凹凸1’を少なくとも一以上有する。前記凹凸1’の高低差をH[mm]、前記凹凸1’の幅をW[mm]と定義した際に、下記式(1’)を満たす。
H/W2≦1.5×10-5 (1’)
表面1’の凹凸は、基材フィルム上にバリア層及びプライマー層等の機能層を形成する工程、及び、前記工程後の加熱工程において生じると考えられる。
上述した工程により凹凸が生じる第1の理由として、基材フィルム上に機能層を形成する際の、基材フィルムにかかる流れ方向のテンションが考えられる。すなわち、基材フィルムを流れ方向にテンションをかけて引っ張ると、流れ方向に微小な筋が生じ、この筋が凹凸のきっかけとなり得ると考えられる。上述した工程により凹凸が生じる第2の理由として、加熱により、バリアフィルムを構成する層の収縮が原因と考えられる。収縮する層としては、バリア層等の機能層及び基材フィルムが挙げられる。すなわち、前述した流れ方向の微小な筋がきっかけとなり、機能層等の収縮によって前記筋に沿って流れ方向に山部及び谷部が形成されると考えられる。ロール状に巻き取ったバリアフィルムは、幅方向の同じ位置に生じた山部及び谷部が徐々に積み重なっていくことで、ロールの表面側の山部及び谷部が大きくなる傾向がある。前述した現象により、バリアフィルムに、流れ方向に延伸する山部、及び、流れ方向に延伸する谷部が形成されることにより、バリアフィルムの幅方向の輪郭曲線に凹凸が形成されると考えられる。
バリアフィルムを製造する際に、テンション等の機械条件を調整すれば、表面1’の凹凸の原因となる微小な筋を抑制できるため、表面1’の凹凸は抑制することはできる。しかし、テンション等の機械条件を調整しても、微小な筋を完全になくすことは困難であるため、表面1’の凹凸を完全になくすことは困難である。本発明者らは、第2実施形態のバリアフィルムにおいては、表面1’に凹凸が生じることを前提とした上で、輝度ムラを目立たなくするための条件を検討し、条件1’を導くに至った。
本開示の第2実施形態のバリアフィルムにおいて、プライマー層の位置は、バリアフィルムの最外層であることが好ましい。前記の最外層とは、バリア層を基準としてプライマー層を有する側の最外層を意味する。プライマー層を前述した位置に有することにより、バリアフィルムと量子ドット含有層との密着性を良好にし得る点で好ましい。
本開示の第2実施形態のバリアフィルムは、基材フィルムを有する。
第2実施形態のバリアフィルムの基材フィルムの実施形態は、上述した第1実施形態のバリアフィルムの第2基材フィルムと同様の実施形態が挙げられる。
第2実施形態のバリアフィルムにおいて、バリア層は、例えば、基材フィルムとプライマー層との間に形成することができる。
バリア層は、例えば、基材フィルムの少なくとも一方の上に、バリア層を構成する成分を、蒸着又は塗布することなどによって形成することができる。
無機酸化物層は、有機被覆層よりも基材フィルム側に形成することが好ましい。すなわち、第2実施形態のバリアフィルムは、基材フィルム、無機酸化物層、有機被覆層及びプライマー層をこの順に有することが好ましい。
第2実施形態のバリアフィルムは、バリアフィルムの効果を阻害しない範囲で、「基材フィルム、バリア層及びプライマー層以外の層(その他の層)」を有していてもよい。
貼り付き防止層は、フィラー及びバインダー樹脂を含むことが好ましい。第2実施形態のバリアフィルムの貼り付き防止層の実施形態は、上述した第1実施形態のバリアフィルムの貼り付き防止層の実施形態と同様の実施形態が挙げられる。
本開示の波長変換シートは、第1バリアフィルムと、量子ドットを含む量子ドット含有層と、第2バリアフィルムとがこの順に積層されてなる波長変換シートであって、前記第1バリアフィルム及び前記第2バリアフィルムの少なくとも何れかのバリアフィルムとして、上述した本開示の波長変換シート用のバリアフィルムの前記プライマー層側の面が、前記量子ドット含有層側を向くように積層された、ものである。
量子ドット含有層は、量子ドット及びバインダー樹脂を含む。
量子ドットは、半導体のナノメートルサイズの微粒子であり、量子閉じ込め効果(量子サイズ効果)を生じる材料であれば特に限定されない。量子ドットとしては、自らの粒径によって発光色が規制される半導体微粒子及びドーパントを有する半導体微粒子が挙げられる。
量子ドットは、赤に相当する波長の二次光を放出する量子ドット、及び緑に相当する波長の二次光を放出する量子ドットから選ばれる1種以上を含むことが好ましく、赤に相当する波長の二次光を放出する量子ドット、及び、緑に相当する波長の二次光を放出する量子ドットを含むことがより好ましい。量子ドットは、赤に相当する波長の二次光を放出する量子ドット、及び緑に相当する波長の二次光を放出する量子ドット以外の量子ドットを含有してもよい。
さらに、ドーパントを有する半導体微粒子からなる量子ドットとしては、上記半導体化合物に、Eu3+、Tb3+、Ag+、Cu+のような希土類金属のカチオン又は遷移金属のカチオンをドープしてなる半導体結晶を用いることもできる。
量子ドットのコアとなる材料としては、作製の容易性、可視域での発光を得られる粒径の制御性、蛍光量子収率の観点から、CdS、CdSe、CdTe、InP、InGaP等の半導体結晶が好適である。
コアシェル型の量子ドットを用いる場合にシェルを構成する半導体としては、励起子がコアに閉じ込められるように、コアを形成する半導体化合物よりもバンドギャップの高い材料を用いることで、量子ドットの発光効率を高めることができる。
このようなバンドギャップの大小関係を有するコアシェル構造(コア/シェル)としては、例えば、CdSe/ZnS、CdSe/ZnSe、CdSe/CdS、CdTe/CdS、InP/ZnS、Gap/ZnS、Si/ZnS、InN/GaN、InP/CdSSe、InP/ZnSeTe、InGaP/ZnSe、InGaP/ZnS、Si/AlP、InP/ZnSTe、InGaP/ZnSTe、InGaP/ZnSSe等が挙げられる。
一般的には、量子ドットの粒径(直径)は0.5nm以上20nm以下の範囲であることが好ましく、1nm以上10nm以下の範囲であることが好ましい。なお、量子ドットのサイズ分布が狭いほど、より鮮明な発光色を得ることができる。
量子ドットの形状は特に限定されず、例えば、球状、棒状、円盤状、その他の形状であってもよい。量子ドットの粒径は、量子ドットが球状でない場合、同体積を有する真球状の値とすることができる。
量子ドットは、樹脂で被覆されているものであってもよい。
熱硬化性樹脂としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、尿素メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂組成物には、これら硬化性樹脂に、必要に応じて硬化剤が添加される。
なお、本明細書において「(メタ)アクリレート」は、メタクリレート及びアクリレートを指すものである。また、本明細書において、「電離放射線」は、電磁波又は荷電粒子線のうち、分子を重合あるいは架橋し得るエネルギー量子を有するものを意味し、通常、紫外線又は電子線が用いられるが、その他、X線、γ線などの電磁波、α線、イオン線などの荷電粒子線も使用可能である。
アルキレンオキシ基としては、例えば、炭素数が2以上4以下のアルキレンオキシ基が好ましく、炭素数が2又は3のアルキレンオキシ基がより好ましく、炭素数が2のアルキレンオキシ基がさらに好ましい。
多官能(メタ)アクリレート系化合物がアルキレンオキシ基を有する場合、一分子中のアルキレンオキシ基の数は、2個以上30個以下であることが好ましく、2個以上20個以下であることがより好ましく、3個以上10個以下であることがさらに好ましく、3個以上5個以下であることがよりさらに好ましい。
アルキレンオキシ基を有する多官能(メタ)アクリレート化合物としては、中でも、エトキシ化ビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレート及びプロポキシ化エトキシ化ビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレートが好ましく、エトキシ化ビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレートがより好ましい。
チオール化合物は、R-SHで表される単位(Rは有機基)を一つ以上有する化合物である。本明細書において、R-SHで表される単位を一つ有する化合物を単官能チオール化合物、R-SHで表される単位を二つ以上有する化合物を多官能チオール化合物と称する。
なお、下記の反応は単官能チオール化合物と、一つのラジカル重合性官能基を有する化合物との反応例である。多官能チオール化合物と、二以上のラジカル重合性官能基を有する化合物との反応物はデンドリマー構造を形成しやすいと考えられる。そして、デンドリマー構造を形成した場合、量子ドット含有層の柔軟性が増し、量子ドット含有層自体が優れた応力緩和性を発揮しやすくなると考えられる。ラジカル重合性官能基としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基等のエチレン性不飽和結合含有基が挙げられる。
内部拡散粒子は、有機粒子及び無機粒子の何れも用いることができる。有機粒子としては、ポリメチルメタクリレート、アクリル-スチレン共重合体、メラミン樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ベンゾグアナミン-メラミン-ホルムアルデヒド縮合物、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂及びポリエステル等からなる粒子が挙げられる。無機微粒子としては、シリカ、アルミナ、ジルコニア及びチタニア等からなる微粒子が挙げられる。
内部拡散粒子の形状は、球形、円盤状、ラグビーボール状、不定形等の形状が挙げられる。また、内部拡散粒子は、中空粒子、多孔質粒子及び中実粒子の何れであってもよい。
量子ドット含有層の厚みが薄いほど、バリアフィルムの表面1の凹凸の影響が大きくなる傾向がある。本開示の波長変換シートは、量子ドット含有層の厚みが上記範囲であっても、バリアフィルムが条件1を満たすため、波長変換シートの面内に輝度ムラが生じることを抑制しやすくできる。
本開示のバックライトは、一次光を放出する少なくとも1つの光源と、前記光源に隣接して配置され、導光又は拡散のための光学板と、前記光学板の光出射側に配置された波長変換シートとを備えたバックライトにおいて、前記波長変換シートが上述した本開示の波長変換シートである、ものである。
反射板は、光学板の光出射面側と反対側に配置される。光拡散フィルム、プリズムシート、輝度上昇フィルム及び反射型偏光フィルムは、光学板の光出射面側に配置される。反射板、光拡散フィルム、プリズムシート、輝度上昇フィルム及び反射型偏光フィルム等から選ばれる一種以上の部材を備える構成とすることで、正面輝度、視野角等のバランスに優れたバックライトとすることができる。
光源210としては、バックライトを設置する装置が単純化及び小型化できるという観点から、LED光源であることが好ましく、青色単色のLED光源であることがより好ましい。光源210は、少なくとも1つであり、十分な一次光を放出するという観点から、複数個であることが好ましい。
本開示の液晶表示装置は、バックライト及び液晶パネルを備えた液晶表示装置であって、前記バックライトが上述した本開示のバックライトであるものである。
本開示の第1実施形態の波長変換シート用のバリアフィルムの選定方法は、第1基材フィルムと、第2基材フィルムと、バリア層と、プライマー層と、前記第1基材フィルムと第2基材フィルムとの間に位置する接着剤層とを有する波長変換シート用のバリアフィルムの選定方法であって、
下記条件1を満たすことを判定条件とする、ものである。
<条件1>
前記接着剤層を基準として前記プライマー層を有する側の前記バリアフィルムの表面を表面1と定義する。前記表面1の標高を1mm間隔で測定し、前記表面1の標高データを取得する。前記標高データにより定まる前記表面1の輪郭曲線を、輪郭曲線1と定義する。前記表面1の少なくとも一部は、所定の方向の前記輪郭曲線1において、隣接する山部と谷部との高低差が0.001mm以上0.600mm以下の凹凸1を少なくとも一以上有する。前記凹凸1の高低差をH[mm]、前記凹凸1の幅をW[mm]と定義した際に、下記式(1)を満たす。
H/W2≦1.5×10-5 (1)
本開示の第2実施形態の波長変換シート用のバリアフィルムの選定方法は、基材フィルムと、バリア層と、プライマー層とをこの順に有する波長変換シート用のバリアフィルムの選定方法であって、
下記条件1’を満たすことを判定条件とする、ものである。
<条件1’>
前記バリア層を基準として前記プライマー層を有する側の前記バリアフィルムの表面を表面1’と定義する。前記表面1’の標高を1mm間隔で測定し、前記表面1’の標高データを取得する。前記標高データにより定まる前記表面1’の輪郭曲線を、輪郭曲線1’と定義する。前記表面1’の少なくとも一部は、所定の方向の前記輪郭曲線1’において、隣接する山部と谷部との高低差が0.001mm以上0.600mm以下の凹凸1’を少なくとも一以上有する。前記凹凸1’の高低差をH[mm]、前記凹凸1’の幅をW[mm]と定義した際に、下記式(1’)を満たす。
H/W2≦1.5×10-5 (1’)
実施例及び比較例のバリアフィルム又は波長変換シートに関して、下記の測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
実施例及び比較例のバリアフィルム1のプライマー層を有する側の表面である、表面1の標高を測定した。測定装置は、八光オートメーション社の商品名「LINE STRIPER [HIU-LS400]」を用いた。
表面1の幅方向の輪郭曲線1において、隣接する山部と谷部との高低差が0.001mm以上0.600mm以下の凹凸1を有する領域を抽出した。前記領域の流れ方向の真ん中を通る幅方向の輪郭曲線1から、凹凸1の高低差H[mm]、及び、凹凸1の幅W[mm]を算出した。凹凸1を複数有する場合には、凹凸1の数だけ、高低差H[mm]、及び、幅W[mm]を算出した。そして、凹凸1の数だけ、H/W2を計算した。図8において、D1は流れ方向、D2は幅方向、A1は凹凸1を有する領域、S1は凹凸1を有する領域の流れ方向の真ん中を通る幅方向の輪郭曲線1の方向、を示す。
なお、前記測定装置で標高を測定する際には、下記の測定条件とした。
測定領域:200mm×200mm
・曲率(角度)レンジ:0.8/m(deg)
オフセット:0.00/m(deg)
・簡易変位レンジ:0.01mm
オフセット:0.00mm
・簡易変位近似次数:6
・平滑化(ライン幅):1.0mm
・平滑化(ライン):5.0mm
・平滑化(移動方向):3.0mm
・微分幅:10.0mm
・画像処理モード:標準
直下型バックライトを備える市販の液晶テレビ(VIZIO社製、PQ65-F1)を分解し、直下型バックライトを取り出した。前記直下型バックライトには、光源として発光中心波長が450nm、半値全幅が20nmの直下型の青色LEDが搭載されている。また、前記光源の光出射側には、光拡散板、量子ドット含有層を含む波長変換シート、プリズムシート及び反射偏光板(輝度向上フィルム、スリーエム社製、DBEF(登録商標))が、この順に配置されている。また、光源の光出射側と反対側には、反射シートが備えられている。
前記直下型バックライト中の波長変換シートを、実施例及び比較例の波長変換シートに変更し、輝度ムラ評価用の直下型バックライトを得た。なお、実施例及び比較例の波長変換シートは、直下型バックライトに組み込む前に、温度23℃±5℃、相対湿度40%以上65%以下の雰囲気に30分以上晒した。
輝度ムラ評価用の直下型バックライトを点灯し、暗室環境下において、500mm離れた正面方向から、直下型バックライトの面内の輝度ムラを目視で観察し、下記基準で評価した。評価者は視力0.8以上の30歳台の健康な人とした。
A:注意深く観察しても輝度ムラが視認されないもの。
B:注意深く観察すれば輝度ムラが視認されるが、輝度ムラが目立つとはいえないもの。
C:輝度ムラがはっきり目立つもの。
酸素濃度が300ppm以下となるように窒素パージしたグローブボックス内において、量子ドット及びアミノ変性シリコーンを下記に示す組成比で混合し、90℃で湯煎しながら、マグネチックスターラーにて4時間攪拌した。その後、孔径0.2μmのポリプロピレン性フィルタでろ過して、CdSe/ZnSコアシェル型量子ドット分散液を得た。
・量子ドット 0.9質量部
(発光ピーク:540nm、製造番号:748056、シグマアルドリッチ社製)
・量子ドット 0.9質量部
(発光ピーク:630nm、製造番号:790206、シグマアルドリッチ社製)
・アミノ変性シリコーン 99質量部
(Genesee社製、品番:GP-344、粘度:670mPa・s)
[実施例1]
第1基材フィルム(二軸延伸PETフィルム、厚み:12μm)の一方の面上に、真空蒸着法により酸化アルミニウムを蒸着し、厚み10nmの無機酸化物層を形成した。
次いで、無機酸化物層上に、下記の有機被覆層用塗布液をグラビア印刷により塗布し、90℃で60秒間加熱処理し、厚み400nmの有機被覆層を形成した。
次いで、第1基材フィルムの無機酸化物層を形成した面とは反対側の面に、下記のプライマー層用塗布液をグラビア印刷により塗布し、80℃で60秒間加熱処理し、プライマー層(厚み:215nm)を形成し、プライマー層、第1基材フィルム、無機酸化物層、有機被覆層をこの順に有する積層体Aを得た。
次いで、第2基材フィルム(二軸延伸PETフィルム、厚み:100μm)の一方の面に、イソシアネート系硬化剤を含む2液硬化型のポリウレタン系接着剤層用組成物をグラビア印刷により塗布し、80℃で60秒乾燥し、厚み6μmの接着剤層を形成し、第2基材フィルム上に接着剤層を有する積層体Bを得た。
次いで、積層体A及び積層体Bにテンションをかけながら、積層体Aの有機被覆層側の面に、積層体Bの接着剤層側の面を重ね合わせて、積層体Aと積層体Bとをドライラミネートし、積層体Cを得た。積層体Cはロール状に巻き取った(巻き取り長さ600m)。
次いで、積層体Cを40℃で72時間エージングした。
エージング後のロール状の積層体Cの表面側から2m以内の領域から、200mm×300mmのシートを切り出し、実施例1のバリアフィルムを得た。
上記の作業により、第2基材フィルム、接着剤層、第1基材フィルム、無機酸化物層、有機被覆層及びプライマー層をこの順に有する、実施例1のバリアフィルム1を得た。
また、波長変換シートに用いるもう1枚のバリアフィルムとして、ロール状の積層体Cの芯側から200mm×300mmのシートを切り出し、バリアフィルム2を準備した。バリアフィルム2は、表面1に高低差が0.001mm以上の凹凸を有さないものである。
水、イソプロピルアルコ―ル及び0.5N塩酸を混合した溶液(pH2.2)に、テトラエトキシシランを10℃になるように冷却しながら混合させて、溶液Aを調製した。別途、ケン化価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。溶液Aと溶液Bとを混合し、有機被覆層用塗布液(固形分:5質量%)を調製した。有機被覆層用塗布液中において、テトラエトキシシランとポリビニルアルコールとの質量比は29:4である。
・ポリエステルポリウレタンポリオール 50質量部
(水酸基価:62mgKOH/g、固形分20質量%)
・シランカップリング剤 1質量部
(3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン)
・シリカフィラー 1質量部
(平均粒径5μm)
・硬化剤 1質量部
(1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、固形分35%)
・溶剤 50質量部
(メチルエチルケトン)
次いで、積層体Dの電離放射線未照射の量子ドット含有層側の面と、上記で作製したバリアフィルム2のプライマー層側の面とが対向するように積層した後、紫外線を照射して(照射量:1000mJ/cm2)、量子ドット含有層の電離放射線硬化性樹脂組成物の硬化を進行させ、実施例1の波長変換シートを得た。量子ドット含有層の厚みは100μmである。
実施例1の波長変換シートは、第2基材フィルム、接着剤層、第1基材フィルム、無機酸化物層、有機被覆層、プライマー層、量子ドット含有層、プライマー層、有機被覆層、無機酸化物層、第1基材フィルム、接着剤層、第2基材フィルムをこの順に有している。
・多官能アクリレート系化合物 58.11質量部
(エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート;新中村化学工業社の商品名「ABE-300」)
・多官能チオール化合物 38.74質量部
(ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート);SC有機化学社の商品名「PEMP」)
・光重合開始剤 0.5質量部
(IGM Resins B.V.社の商品名「Omnirad TPO H」)
・上記「2」で作製した量子ドット分散液 1.61質量部
・酢酸 0.79質量部
・酸化チタン 0.25質量部
(Chemours社の商品名「タイピュア R-706」;粒子径0.36μm)
下記の条件を変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例2のバリアフィルム1、バリアフィルム2、及び波長変換シートを得た。
<変更した条件>
・第2基材フィルムを厚み50μmの二軸延伸PETフィルムに変更。
・積層体Cを得る際の積層体A及び積層体Bにかけるテンションが、実施例1のテンションより30%低い。
・積層体Cの巻き取り長さが実施例1の1.5倍
下記の条件を変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例3のバリアフィルム1、バリアフィルム2、及び波長変換シートを得た。
<変更した条件>
・第2基材フィルムを厚み50μmの二軸延伸PETフィルムに変更。
・積層体Cを得る際の積層体A及び積層体Bにかけるテンションが、実施例1のテンションより30%低い。
下記の条件を変更した以外は、実施例1と同様にして、比較例1のバリアフィルム1、バリアフィルム2、及び波長変換シートを得た。
<変更した条件>
・積層体Cを得る際の積層体A及び積層体Bにかけるテンションが、実施例1のテンションより20%高い。
下記の条件を変更した以外は、実施例1と同様にして、比較例2のバリアフィルム1、バリアフィルム2、及び波長変換シートを得た。
<変更した条件>
・積層体Cを得る際の積層体A及び積層体Bにかけるテンションが、実施例1のテンションより20%高い。
・積層体Cの巻き取り長さが実施例1の1.5倍
下記の条件を変更した以外は、実施例1と同様にして、比較例3のバリアフィルム1、バリアフィルム2、及び波長変換シートを得た。
<変更した条件>
・第2基材フィルムを厚み50μmの二軸延伸PETフィルムに変更。
・積層体Cを得る際の積層体A及び積層体Bにかけるテンションが、実施例1のテンションより20%低い。
下記の条件を変更した以外は、実施例1と同様にして、比較例4のバリアフィルム1、バリアフィルム2、及び波長変換シートを得た。
<変更した条件>
・第2基材フィルムを厚み50μmの二軸延伸PETフィルムに変更。
・積層体Cを得る際の積層体A及び積層体Bにかけるテンションが、実施例1のテンションより20%低い。
・積層体Cの巻き取り長さが実施例1の1.5倍
なお、上記1-1では、高低差が0.001mm以上0.600mm以下の凹凸1を有する領域を抽出した上で、前記領域の流れ方向の真ん中を通る幅方向の輪郭曲線1からH/W2を計算している。表1には記載していないが、前記領域において、流れ方向の真ん中以外を通る幅方向の輪郭曲線1においても、実施例のバリアフィルムは条件1を満たすものであった。
また、実施例及び比較例のバリアフィルムは、表面1に、高低差が0.600mmを超える凹凸を有さないものであった。
20:バリア層
21:第1バリア層
22:第2バリア層
30:第1基材フィルム
40:接着剤層
50:第2基材フィルム
80:量子ドット含有層
100:波長変換シート用のバリアフィルム
100a:第2バリアフィルム
100b:第1バリアフィルム
200:波長変換シート
210:光源
220:光学板
221:導光板
222:拡散板
230:反射板
240:プリズムシート
300:バックライト
301:エッジライト型バックライト
302:直下型バックライト
Claims (18)
- 波長変換シート用のバリアフィルムであって、
前記バリアフィルムは、第1基材フィルムと、第2基材フィルムと、バリア層と、プライマー層と、前記第1基材フィルムと第2基材フィルムとの間に位置する接着剤層とを有し、
下記条件1を満たす、波長変換シート用のバリアフィルム。
<条件1>
前記接着剤層を基準として前記プライマー層を有する側の前記バリアフィルムの表面を表面1と定義する。前記表面1の標高を1mm間隔で測定し、前記表面1の標高データを取得する。前記標高データにより定まる前記表面1の輪郭曲線を、輪郭曲線1と定義する。前記表面1の少なくとも一部は、所定の方向の前記輪郭曲線1において、隣接する山部と谷部との高低差が0.001mm以上0.600mm以下の凹凸1を少なくとも一以上有する。前記表面1において、前記所定の方向の前記輪郭曲線1を1mm間隔で複数取得する。前記凹凸1の高低差をH[mm]、前記凹凸1の幅をW[mm]と定義した際に、複数の前記輪郭曲線1に含まれる前記凹凸1の全てが下記式(1)を満たす。かつ、前記複数の前記輪郭曲線1は、高低差が0.600mmを超える凹凸を有さない。
0.1×10-5≦H/W2≦1.5×10-5 (1) - 前記第2基材フィルム、前記接着剤層、前記第1基材フィルム、前記バリア層及び前記プライマー層をこの順に有する、請求項1に記載の波長変換シート用のバリアフィルム。
- 前記第2基材フィルム、前記接着剤層、前記バリア層、前記第1基材フィルム及び前記プライマー層をこの順に有する、請求項1に記載の波長変換シート用のバリアフィルム。
- 前記第2基材フィルムの前記接着剤層とは反対側に、貼り付き防止層を有する、請求項2又は3に記載の波長変換シート用のバリアフィルム。
- 前記第1基材フィルムの厚みをT1、前記第2基材フィルムの厚みをT2と定義した際に、T1<T2である、請求項1に記載の波長変換シート用のバリアフィルム。
- T2/T1が2.0以上10.0以下である、請求項5に記載の波長変換シート用のバリアフィルム。
- 前記第1基材フィルムの厚みをT1と定義した際に、T1が5μm以上100μm以下である、請求項1に記載の波長変換シート用のバリアフィルム。
- 前記第2基材フィルムの厚みをT2と定義した際に、T2が10μm以上200μm以下である、請求項1に記載の波長変換シート用のバリアフィルム。
- 前記バリア層が、無機酸化物層及び有機被覆層を含む、請求項1に記載の波長変換シート用のバリアフィルム。
- 前記接着剤層が、イソシアネート系硬化剤を含む接着剤層用組成物の硬化物を含む、請求項1に記載の波長変換シート用のバリアフィルム。
- 前記凹凸1を有する領域の全光線透過率に対する、前記凹凸1を有しない領域の全光線透過率の比が、0.95以上1.05以下である、請求項1に記載の波長変換シート用のバリアフィルム。
- 波長変換シート用のバリアフィルムであって、
前記バリアフィルムは、基材フィルムと、バリア層と、プライマー層とをこの順に有し、
下記条件1’を満たす、波長変換シート用のバリアフィルム。
<条件1’>
前記バリア層を基準として前記プライマー層を有する側の前記バリアフィルムの表面を表面1’と定義する。前記表面1’の標高を1mm間隔で測定し、前記表面1’の標高データを取得する。前記標高データにより定まる前記表面1’の輪郭曲線を、輪郭曲線1’と定義する。前記表面1’の少なくとも一部は、所定の方向の前記輪郭曲線1’において、隣接する山部と谷部との高低差が0.001mm以上0.600mm以下の凹凸1’を少なくとも一以上有する。前記表面1’において、前記所定の方向の前記輪郭曲線1’を1mm間隔で複数取得する。前記凹凸1’の高低差をH[mm]、前記凹凸1’の幅をW[mm]と定義した際に、複数の前記輪郭曲線1’に含まれる前記凹凸1’の全てが下記式(1’)を満たす。かつ、前記複数の前記輪郭曲線1’は、高低差が0.600mmを超える凹凸を有さない。
0.1×10-5≦H/W2≦1.5×10-5 (1’) - 第1バリアフィルムと、量子ドットを含む量子ドット含有層と、第2バリアフィルムとがこの順に積層されてなる波長変換シートであって、前記第1バリアフィルム及び前記第2バリアフィルムの少なくとも何れかのバリアフィルムとして、請求項1又は12に記載の波長変換シート用のバリアフィルムの前記プライマー層側の面が、前記量子ドット含有層側を向くように積層された、波長変換シート。
- 前記量子ドット含有層の厚みが10μm以上200μm以下である、請求項13に記載の波長変換シート。
- 一次光を放出する少なくとも1つの光源と、前記光源に隣接して配置され、導光又は拡散のための光学板と、前記光学板の光出射側に配置された波長変換シートとを備えたバックライトにおいて、前記波長変換シートが請求項13に記載の波長変換シートであるバックライト。
- バックライト及び液晶パネルを備えた液晶表示装置であって、前記バックライトが請求項15に記載のバックライトである液晶表示装置。
- 第1基材フィルムと、第2基材フィルムと、バリア層と、プライマー層と、前記第1基材フィルムと第2基材フィルムとの間に位置する接着剤層とを有する波長変換シート用のバリアフィルムの選定方法であって、
下記条件1を満たすことを判定条件とする、波長変換シート用のバリアフィルムの選定方法。
<条件1>
前記接着剤層を基準として前記プライマー層を有する側の前記バリアフィルムの表面を表面1と定義する。前記表面1の標高を1mm間隔で測定し、前記表面1の標高データを取得する。前記標高データにより定まる前記表面1の輪郭曲線を、輪郭曲線1と定義する。前記表面1の少なくとも一部は、所定の方向の前記輪郭曲線1において、隣接する山部と谷部との高低差が0.001mm以上0.600mm以下の凹凸1を少なくとも一以上有する。前記表面1において、前記所定の方向の前記輪郭曲線1を1mm間隔で複数取得する。前記凹凸1の高低差をH[mm]、前記凹凸1の幅をW[mm]と定義した際に、複数の前記輪郭曲線1に含まれる前記凹凸1の全てが下記式(1)を満たす。かつ、前記複数の前記輪郭曲線1は、高低差が0.600mmを超える凹凸を有さない。
0.1×10-5≦H/W2≦1.5×10-5 (1) - 基材フィルムと、バリア層と、プライマー層とをこの順に有する波長変換シート用のバリアフィルムの選定方法であって、
下記条件1’を満たすことを判定条件とする、波長変換シート用のバリアフィルムの選定方法。
<条件1’>
前記バリア層を基準として前記プライマー層を有する側の前記バリアフィルムの表面を表面1’と定義する。前記表面1’の標高を1mm間隔で測定し、前記表面1’の標高データを取得する。前記標高データにより定まる前記表面1’の輪郭曲線を、輪郭曲線1’と定義する。前記表面1’の少なくとも一部は、所定の方向の前記輪郭曲線1’において、隣接する山部と谷部との高低差が0.001mm以上0.600mm以下の凹凸1’を少なくとも一以上有する。前記表面1’において、前記所定の方向の前記輪郭曲線1’を1mm間隔で複数取得する。前記凹凸1’の高低差をH[mm]、前記凹凸1’の幅をW[mm]と定義した際に、複数の前記輪郭曲線1’に含まれる前記凹凸1’の全てが下記式(1’)を満たす。かつ、前記複数の前記輪郭曲線1’は、高低差が0.600mmを超える凹凸を有さない。
0.1×10-5≦H/W2≦1.5×10-5 (1’)
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