JPH0774872B2 - 液晶ディスプレイのバックライト用パッケージフィルム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液晶ディスプレイ用バックライトパッケージ
フィルムに関するものである。更に詳しくは、水蒸気な
どのガスをほとんど透過せず透明な、液晶ディスプレイ
用バックライトパッケージフィルムに好適なフィルムに
関するものである。

［従来の技術］ 液晶表示素子は、低消費電力であるという最大の特徴を
いかして、デジタルウオッチ及び電子式卓上計算機のデ
ィスプレイ用素子として定着し、液晶ゲームが登場し、
爆発的に需要を拡大し、その後、車載用、楽器用、OA
用、FA用など用途が多様化して来ている。

一方、有機分散型のエレクトロルミネセンス（EL）素子
は薄型、軽量の特徴を生かして液晶素子用の安価な平面
発光のバックライト（補助光源）として用途が広がりつ
つあり有機分散型のEL素子は、ZnS:Mn、ZnS:Cuなどの蛍
光物質の発光輝度が、吸湿により著しくそこなわれるた
め、防湿性能、透明性のすぐれたフィルムによりパッケ
ージされて使用される。

従来、上記液晶ディスプレイのバックライトとして使用
される有機分散型のEL素子のパッケージには、フッ素フ
ィルム、特にポリ塩化三フッ化エチレン（PCTFE）を主
体にした積層フィルムが、すぐれた防湿性能、透明性を
有するがゆえに使用されている。

液晶ディスプレイ用バックライトに使用される有機分散
型のEL素子は、一般には70〜300μ厚味程度のPCTFEに、
ヒートシール用のシーラントとして20〜100μ厚味程度
のポリオレフィンを積層したフィルムが使用されてお
り、このフィルムは水蒸気をほとんど透過せず、既存の
透明なプラスチックフィルムでは最も防湿性能がすぐれ
たものであると言われている。

最近では、透明なプラスチック基材フィルムの表面に金
属酸化物、特にケイ素、あるいはアルミ系の透明な酸化
物薄膜を被覆した透明プラスチックフィルムが、ガスバ
リヤ性の包装材として商品化されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、有機分散型のEL素子の従来のパッケージ
用フィルムであるフッ素フィルム、特に、ポリ塩化三フ
ッ化エチレン（PCTFE）を主体にした積層フィルムは、
極めて高価であるためにバックライトの製造コストが高
くなり、液晶ディスプレイのコストダウンの大きな障害
になっていた。またPCTFEにヒートシール用のシーラン
トを積層したフィルムは、極めて高価である液晶ディス
プレイのコストダウン及び性能アップを目的とした、バ
ックライト用の有機分散型EL素子のパッケージフィルム
としてPCTFEよりも安価で防湿性能のすぐれた透明なプ
ラスチックフィルムの開発が望まれる。

さらに、透明なプラスチック基材フィルムの表面に金属
酸化物の透明な薄膜を被覆した透明プラスチックフィル
ムは、現状のままでは防湿性能が充分ではなく、液晶デ
ィスプレイのバックライト用の有機分散型EL素子のパッ
ケージフィルムとして使用できるまでには至っていな
い。

この発明は、上述の背景に基づくなされたものであり、
その目的とするところは、優れた透明性・防湿性を有
し、強度及び経済性の面でも優れ、したがって、高度の
防湿性能が要求される液晶ディスプレイのバックライト
用のEL素子のパッケージ用フィルムとして好適な材料を
提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、上記の課題解決のために鋭意検討の結
果、特定のケイ素酸化物の薄膜が、すぐれた透明性防湿
性能を有するとともに、この薄膜を特定の透明な保護膜
で被覆することにより、長期に安定した防湿性能を持続
することの知見を得、これに基いて本発明を完成するに
至ったものである。

しかして、液晶ディスプレイのバックライト用の有機分
散型EL素子のパッケージフィルムの本発明の要旨とする
ところは、透明プラスチック基材フィルムの少なくとも
片面にケイ素酸化物の透明な薄膜層が形成されており、 この発明の好ましい態様においては、その薄膜層のケイ
素酸化物のケイ素の結合エネルギーは、薄膜層の表層部
や中央部と基材フィルム近傍部とで異なり、基材フィル
ム近傍側において他の部分より大きなケイ素の結合エネ
ルギーを持つケイ素酸化物薄膜層を有し、 ケイ素酸化物薄膜層面には、保護層として透湿度20gr/m
²24H以下、好ましくは15gr/m²24H以下の透明なプラスチ
ック保護層が積層され、 保護層と反対の面にシーラントとして、ヒートシール可
能な透明なプラスチックシーラント層が積層されている
ことを特徴とするところに存する。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明に係るパッケージフィルムにおいて、透明なプラ
スチック基材フィルムの少なくとも片面にケイ素酸化物
の透明な薄膜層が形成される。

本発明による好ましい特定のケイ素酸化物薄膜層を得る
にはその薄膜層を形成させるプラスチック基材フィルム
を選択することが望ましい。

そのようなプラスチック基材フィルムとしてはポリビニ
ルアルコール及びエチレン−ビニルアルコール共重体な
どの樹脂からなるポリビニルアルコール系フィルムなど
があげられる。これらのフィルムは未延伸のもの、ある
いは一軸または二軸に延伸したもの、いずれであっても
よい。

ケイ素酸化物薄膜層を形成させるプラスチック基材フィ
ルムの厚さは５〜400μの範囲で選ぶことができる。中
でも10〜200μの範囲で選ぶのが好ましい。

この発明の好ましい態様において、ケイ素酸化物薄膜層
のケイ素酸化物のケイ素の結合エネルギーは、プラスチ
ック基材フィルム近傍部において表層部や中央部より大
きなエネルギーを持つことが望ましい。

この好ましい態様以外のケイ素酸化物、例えば、ケイ素
酸化物薄膜層の表層部や中央部と、プラスチック基材フ
ィルム近傍部とで、ケイ素酸化物の結合エネルギーに変
化がないものなどは、防湿性能が良好に向上しない。

本発明の好ましい態様におけるケイ素酸化物薄膜層のプ
ラスチック近傍側の層のSi2pの結合エネルギーは、表層
部の結合エネルギーより0.5eV以上大きいことが好まし
い。

本発明に係るケイ素酸化物のケイ素の結合エネルギーと
は、Ｘ線光電子分光法（ESCA-Electron Spectrosscopy
tor Chemical Analysで測定したSi2pの結合エネルギー
をいう。

ケイ素酸化物薄膜層の厚味方向のSi2p結合エネルギー
は、アルゴンイオンなどで上記薄膜層をエッチングしな
がら測定することができる。透明プラスチック基材フィ
ルムの少なくとも片面にケイ素酸化物の透明な薄膜層を
形成させるには、一酸化ケイ素、二酸化ケイ素、または
それらの混合物等を蒸着原料とし、真空蒸着法、スパッ
タリング法またはイオンプレーティング法のいずれかの
方法によっておこなう。

また、蒸着原料として、ケイ素、一酸化ケイ素、二酸化
ケイ素、またはそれらの混合物等を用い、酸素ガスを供
給しながら行なう反応蒸着法も採用できる。

なお、ケイ素酸化物には、10重量％以下であればその中
に不純物としてカルシウム、マグネシウムまたはそれら
の酸化物等が混入していても、透明プラスチック基材フ
ィルムの防湿性能の極端な低下は認められない。

プラスチック基材フィルムの少なくとも片面に形成させ
るケイ素酸化物の透明な薄膜層の厚さは、100〜5000Å
の範囲で選ぶのがよい。

透明な薄膜層の厚さが100Å未満であると、防湿性能が
不十分であり、また5000Åを越えると、フィルムにカー
ルが発生し問題となったり、透明な薄膜層自体に亀裂や
剥離が生じ易いので、好ましくない。

本発明において、ケイ素酸化物の透明な薄膜層の面に、
保護層として透湿度20gr/m²24H以下の透明なプラスチッ
ク保護層が、他方の面に、シーラントとしてヒートシー
ル可能な透明なプラスチックシーラント層を積層され
る。

上記の保護層、シーラント層を設けるには、フィルムを
積層するか、または塗布膜を形成させる方法が採用でき
る。保護層として用いる透明なプラスチック薄膜（フィ
ルムまたは塗布膜）は、ASTMF372に準拠して、温度40
℃、相対湿度90％の条件において測定した透湿度が20gr
/m²24H以下、好ましくは15gr/m²24H以下の特性をもった
ものが好ましく、その厚さは５〜400μの範囲で選ぶこ
とができる。

上記の性能に合致し、保護層として使用可能な透明なプ
ラスチック基材フィルムとしては、ポリプロピレンおよ
びプロピレン系共重合体、ポリ塩化ビニルおよびその共
重合体等の塩化ビニル系樹脂、塩化ビニル−塩化ビニリ
デン共重合体などの塩化ビニリデン系樹脂などのフィル
ムが使用可能であり、更には、ポリエチレンテレフタレ
ートなどのポリエステル樹脂よりなるフィルムに塩化ビ
ニリデン系樹脂等他の樹脂をコーティングしたコートフ
ィルムなどが挙げられる。又、ケイ素酸化物薄膜を有す
る透明フィルムに塩化ビニリデン系樹脂等他の樹脂を直
接コーティングしてもよい。

ヒートシール可能なシーラント層としては、低密度ポリ
エチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリプロピ
レン、アイオノマー等があげられる。

保護層及びシーラント層をケイ素酸化物薄膜を有する透
明なフィルム面に積層する場合には、ウレタン系接着
剤、アクリル系接着剤、ポリエステル系接着剤などを用
いるドライラミネート法および押出ラミネート法など、
公知の方法を採用できる。

又、保護層及びシーラント層に使用するフィルムは未延
伸のもの、あるいは一軸または二軸に延伸したもの、い
ずれであってもよい。シーラント層の積層順序は、ケイ
素酸化物薄膜形成の前でも、後でもかまわない。

塩化ビニリデン系樹脂をケイ素酸化物薄膜に塗布する場
合、塩化ビニリデン系樹脂の接着強度を上げるため、ア
ンカーコート剤が使用される。好適なアンカーコート剤
としては、イソシアネート系、ポリエチレンイミン系、
有機チタン系などの接着促進剤及びポリウレタンポリエ
ステル系などの接着剤をあげることができる。

本発明に係る防湿性のすぐれた透明プラスチックフィル
ムの厚さは、強度、柔軟性、経済性などの点から10〜50
0μの範囲が好ましく、より好ましくは10〜200μの厚さ
である。

この発明のフィルムの構成例を、第１図に示す。この例
のパッケージフィルム１では、片面に透明ケイ素酸化物
薄膜層２が形成された透明フレキシブルプラスチック基
材フィルム３と、ケイ素酸化物薄膜２面に積層されたプ
ラスチック保護層４と、他方の面に積層されたプラスチ
ックシーラント層５とからなる。

ケイ素酸化物薄膜層２とプラスチック保護層４とが、ま
たプラスチック基材フィルム３とシーラント層５とが、
それぞれ接着剤層６および７で接合されている。

［作用］ 上記の構成を有するこの発明の作用を以下に説明する
が、この記載は発明のより良い理解のためであり、発明
の範囲を限定するものではない。

この発明の好ましい態様において、ケイ素酸化物薄膜層
のケイ素の結合エネルギーが、プラスチック基材フィル
ム近傍部において、表層部や中央部より大きなエネルギ
ーを持つ成分を有する。これにより極めて優れた防湿性
を示すようになる。

すなわち、上記ポリビニルアルコール系フィルムのよう
に、水酸基などの極性基を有する基材フィルムに真空蒸
着法などによってケイ素酸化物薄膜層を形成させると、
上記薄膜層が形成される初期の段階、つまりプラスチッ
ク基材フィルム近傍側では基材フィルムの極性基とケイ
素酸化物とが相互作用することにより、極性基を持って
いないものに比べてより大きな結合エネルギーを有する
ケイ素酸化物の薄膜が形成される。

このより、大きな結合エネルギーを有するケイ素酸化物
の薄膜が優れた防湿性能を発揮するに至ると考えられ
る。

［発明の効果］ 本発明に係る透明プラスチックフィルムは、透明性にす
ぐれ、かつ、極めてすぐれた防湿性を有するものであ
り、柔軟性があって、強度及び経済性の面でもすぐれた
ものである。また、苛酷な条件で使用されても、防湿性
能がそこなわれることはない。したがって、高度の防湿
性能が要求される液晶ディスプレイのバックライト用の
EL素子のパッケージフィルムとして好適であり、その工
業的価値は極めて大である。

請求項２記載の好ましい態様のフィルムは、薄膜層のケ
イ素結合エネルギーが、プラスチック基材フィルム近傍
部において、他の部分のケイ素結合エネルギーより大き
いので、極めて優れた防湿性を示し、したがって、高度
の防湿性能が要求される液晶ディスプレイのバックライ
ト用のEL素子のパッケージフィルムとして最適である。

［実施例］ 以下、本発明を実施例にもとづいて、また比較例と対照
させながら詳細に説明するが、本発明はその要旨を越え
ない限り、以下の実施例に限定されるものではない。

なお、以下の例においてケイ素酸化物薄膜層のSi2pの結
合エネルギー、得られた透明プラスチック基材フィルム
の透湿度、および透明性は次の方法によって測定または
判定した。またケイ素酸化物の透明な薄膜層の厚さは、
水晶式膜厚計によって測定した。

ケイ素酸化物薄膜の結合エネルギー（eV） 島津製作所製のESCA850型を使用し、Ｘ線源MgKα、Ar⁺
イオンで３分間隔でケイ素酸化物薄膜をエッチングし、
Si2pの結合エネルギーの厚み方向の変化を測定した。

パッケージフィルムの透湿度（gr/m²24H） ASTMF-372に準拠し、温度40℃、相対湿度90％の条件で
測定した。測定にあたっては、保護層面を高湿（90％R
H）側、シーラント層面を絶乾状態側に位置させて、10
日間経時後の値を測定値とした。

EL素子の発光輝度（cd/m²） 動作電圧100V、動作周波数400HzでEL素子の輝度を測定
した。温度40℃、相対湿度90％RHの条件15日間、30日間
放置したあとのEL素子の発光輝度の劣化を測定し評価し
た。

第２図は、評価に用いた有機分散型EL素子の構造の概略
図である。

EL素子パッケージフィルムの透明性（％） 日立製作所製の分光光度計を用いて可視光におけるフィ
ルムの光線透過率を測定し、550nmにおける光線透過率
をフィルムの透明性とした。

実施例１ ケン化度99.9モル％のポリビニルアルコールフィルム
（延伸倍率３×３倍、二軸延伸、厚味12μ）の表面に、
５×10^-5Torrの真空下、電子ビーム加熱方式で、純度9
9.9％の一酸化ケイ素（SiO）を加熱蒸発させ、ポリビニ
ルアルコール基材フィルムの片面に厚さ1000Åのケイ素
酸化物の透明な薄膜を形成させて透明プラスチックフィ
ルムを得た。

この透明プラスチックフィルムのケイ素酸化物薄膜層側
に、ポリプロピレンフィルム（延伸倍率３×３倍、二軸
延伸、厚み20μ、透湿度9gr/m²24H、以下これをOPPフィ
ルムと略称する）をウレタン系接着剤を用いて積層し、
他の面に低密度ポリエチレンフィルム（無延伸、厚み60
μ）を同様にウレタン系接着剤を用いて積層し、第１図
に示すような透明な積層プラスチックフィルムを得た。

得られたフィルムについて、前記方法でケイ素の結合エ
ネルギー、透湿度、透明性を測定した。又、得られたフ
ィルムにより有機分散型のEL素子をパッケージし、第２
図に示すような評価用のバックライトを製作した。得ら
れたバックライトについて、前記方法で発光輝度の劣化
を測定した。

測定結果を第３図、第１表に示す。

実施例２ 実施例１に記載の例において、ケイ素酸化物薄膜を形成
する基材フィルムをポリビニルアルコールフィルムにか
えてエチレン・ビニルアルコール共重合体フィルム（エ
チレン含量32モル％、延伸倍率３×３倍、二軸延伸、厚
み12μ）を使用したほかは、同例におけると同様にし
て、エチレンビニルアルコール共重合体フィルムの片面
にケイ素酸化物の透明な薄膜層を形成させた。

得られた透明プラスチックフィルムについて、実施例１
におけると同様の項目の評価試験を行った。結果を第４
図、第１表に示す。

実施例３ 実施例１に記載の例において、ケイ素酸化物薄膜を有す
るポリビニルアルコールフィルムの保護フィルムとし
て、20μのOPPフィルムにかえて、12μのOPPフィルム
（透湿度15gr/m²24H）を使用した以外は、同例における
と同様にして、透明積層フィルムを得、評価を行った。
結果を表１に示す。

実施例４ 実施例１に記載の例において、ケイ素酸化物薄膜の厚さ
を200Åに代えたほかは、同例におけると同様にして透
明積層フィルムを得て評価を行った。結果を表１に示
す。

実施例５ 実施例１に記載の例において、ポリビニルアルコールフ
ィルムの片面に一酸化ケイ素（SiO）にかえて、純度99.
9％の二酸化ケイ素（SiO₂）を加熱蒸発させた以外は、
同例におけると同様にして、透明積層フィルムを得て評
価を行った。結果を表１に示す。

参考例１ 実施例１に記載の例において、ケイ素酸化物薄膜を形成
する透明フィルムをポリビニルアルコールフィルムにか
えて、ポリエチレンテレフタレートフィルム（延伸倍率
３×３倍、二軸延伸、厚み12μ）を使用したほかは、同
例におけると同様にして、ポリエチレンテレフタレート
フィルムの片面にケイ素酸化物の透明な薄膜層を形成さ
せた。

得られた透明プラスチックフィルムについて実施例１に
おける同様の項目の評価を行った。結果を第５図および
第１表に示す。

参考例２ 実施例１に記載の例において、ケイ素酸化物薄膜を形成
する透明フィルムをポリビニルアルコールフィルムにか
えて、ポリプロピレンフィルム（延伸倍率３×３倍、二
軸延伸、厚み12μ）を使用したほかは、同例におけると
同様にして、ポリプロピレンフィルムの片面にケイ素酸
化物の透明な薄膜層を形成させた。

得られた透明プラスチックフィルムについて、同例と同
様の項目の評価を行った。結果を第６図、第１表に示
す。

比較例１ 実施例１に記載の例において、ケイ素酸化物薄膜を有す
るポリビニルアルコールフィルムの保護フィルムとし
て、20μのOPPフィルムにかえて、12μのポリエチレン
テレフタレートフィルム（透湿度50gr/m²24H）を使用し
た以外は、同例におけると同様にして、透明積層フィル
ムを得て評価を行った。結果を第１表に示す。この結果
より、防温性が悪いことがわかる。

参考例３ ポリ塩化３フッ化エチレンフィルム（無延伸、厚み75
μ、透湿度0.3gr/m²24H）の片面に低密度ポリエチレン
フィルム（無延伸、厚み60μ）を積層した透明フィルム
によりEL素子をパッケージし、実施例１と同様の評価を
行った。結果を第１表に示す。

この結果より、この従来例のフィルムは比較的良好な防
湿性を示すが、極めて高価であった。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるパッケージフィルムの層構成を
示す断面図、第２図はフィルムでパッケージされたEL素
子の概略断面図、第３図は実施例１から得られてケイ素
酸化物薄膜層のケイ素の結合エネルギーの厚み方向の変
化を示すグラフ、第４図は実施例２から得られてケイ素
酸化物薄膜層のケイ素の結合エネルギーの厚み方向の変
化を示すグラフ、第５図は参考例１から得られてケイ素
酸化物薄膜層のケイ素の結合エネルギーの厚み方向の変
化を示すグラフ、第６図は参考例２から得られてケイ素
酸化物薄膜層のケイ素の結合エネルギーの厚み方向の変
化を示すグラフである。 １……パッケージフィルム、２……ケイ素酸化物薄膜
層、３……プラスチック基材フィルム、４……プラスチ
ック保護層、５……プラスチックシーラント層、6,7…
…接着剤層。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液晶素子のバックライトとして使用するエ
   レクトロルミネッセンス（EL）の分散型素子のパッケー
   ジ用フィルムにおいて、該パッケージ用フィルムは、少
   なくとも片面に透明なケイ素酸化物薄膜層が形成された
   透明なフレキシブルプラスチック基材フィルムと、該ケ
   イ素酸化物薄膜面に積層された透湿度20gr/m²24H以下の
   透明なプラスチック保護層と、該保護層の他方の面に積
   層されたヒートシール可能な透明なプラスチックシーラ
   ント層とからなることを特徴とする液晶ディスプレイの
   バックライト用パッケージフィルム。
2. 【請求項２】透明なケイ素酸化物薄膜層のケイ素の結合
   エネルギーが、上記薄膜層の厚み方向で異なり、プラス
   チック基材フィルム近傍部において、より大きなケイ素
   の結合エネルギーを持つケイ素酸化物を有する、請求項
   １記載の液晶ディスプレイのバックライト用パッケージ
   フィルム。
3. 【請求項３】ケイ素酸化物の透明な薄膜層が真空蒸着
   法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、のい
   ずれかによって形成されたものである、請求項１または
   ２記載の液晶ディスプレイのバックライト用パッケージ
   フィルム。
4. 【請求項４】透明フレキシブルプラスチック基材フィル
   ムの厚さが５〜400μの範囲、ケイ素酸化物の透明な薄
   膜層の厚さが100〜5000Åの範囲、保護層とシーラント
   層との合計厚味が５〜400μの範囲で選ばれ、全体の厚
   さが10〜500μの範囲である、請求項１、２または３記
   載の液晶ディスプレイのバックライト用パッケージフィ
   ルム。