JPWO2017111099A1

JPWO2017111099A1 - 波長変換フィルム

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Publication number: JPWO2017111099A1
Application number: JP2017558291A
Authority: JP
Inventors: 翔筑紫; 達也大場
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2015-12-22
Filing date: 2016-12-22
Publication date: 2018-10-04
Anticipated expiration: 2036-12-22
Also published as: JP6600013B2; WO2017111099A1; US20180299102A1

Abstract

薄型で、耐久性に優れた波長変換フィルムの提供を課題とする。波長変換層と、波長変換層を挟持する基材とを有し、基材は、水蒸気透過度が１０g/(m²・day)以下である支持体と、支持体の一方の面側に形成される、ポリビニルアルコールまたはポリビニルアルコール共重合体からなる第１有機層を有し、かつ、支持体を外面に向けて波長変換層を挟持しており、さらに、波長変換層の面方向の外側で、基材同士が溶着された溶着部を含むことにより、課題を解決する。

Description

本発明は、波長変換フィルムに係る。特に、酸素等により性能劣化しやすい素材を含む波長変換フィルムに関する。

フラットパネルディスプレイ市場では、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）の性能改善として、色再現性の向上が進行しており、様々な色再現性向上技術が提案されている。

中でも、量子ドット（Quantum Dot）と呼ばれる、量子束縛効果を利用した発光材料は、その高い蛍光量子効率および狭い蛍光スペクトルの半値幅という特長から、色再現性向上材料として様々に利用されている。より具体的には、バックライトユニットを構成する部材として、光路上に量子ドット等の蛍光材料をシート状あるいはストリップ状に設けて、励起光（例えば青色光や紫外光）を照射することにより、色再現性の高いフルカラー表示に適した光源を提供することが可能である。本明細書では、量子ドット等の蛍光材料をシート状あるいはストリップ状に設けたものを、波長変換フィルムと称する。

しかし、量子ドットをはじめ、ディスプレイ用途に好適に用いることができる各種蛍光体は、酸素や水の存在下で長期間光照射されることによって劣化し、蛍光特性を損なうことが知られている。蛍光体の劣化により、色再現性や色調などディスプレイの表示性能が低下する。そのため、波長変換フィルムは、蛍光体もしくは蛍光体を担持した材料を酸素や水から保護する部材で被覆した構造であることが好ましい。

具体的には、特許文献１には、透明支持体で挟持した蛍光層を、さらに封止フィルムによって封止する技術が開示されている。また、特許文献２には、蛍光体を含む材料を直接封止フィルムで封止する技術が開示されている。

特開２０１３−４７３２４号公報特開２０１０−２５８４６９号公報

しかしながら、特許文献１では、支持体とは別に封止フィルムを設けるため、波長変換フィルムの厚さが過剰に厚くなるという課題があった。これに対して、封止フィルムの厚さを薄くするため、例えば無機層による透明バリア層を付与した材料を用いることが考えられるが、透明バリア層として用いられる各種の無機薄膜材料は折り曲げや圧縮により容易に損傷してガスバリア性が低下するため、特許文献１に記載されているような形態での端部の接合を行なうと、屈曲部や接着部から容易に酸素や水蒸気が浸入することが課題であった。

また、特許文献２では、支持体と封止材とが一体であるため厚さの課題は克服されうるが、端部の封止においては同様の課題が残るものであった。
すなわち、本発明の課題は、波長変換フィルムにおいて薄手ながら好適な封止性能を有し、かつ、主面のみならず端部に至るまで酸素および水蒸気の遮断性に優れた封止構造を有する波長変換フィルムを提供することにある。

発明者らは、ポリビニルアルコールおよびその共重合体をバリア性材料として適用することで、圧着工程等を経ても端部で良好な封止性能を発揮する、薄型で耐久性に優れた波長変換フィルムの構成を検討した。ポリビニルアルコールおよびその共重合体は、長期間の高温高湿下では封止性能を徐々に失うことが知られているが、鋭意検討の結果、以下に述べる構成とすることで長期に渡り良好な封止能力を維持する波長変換フィルムを実現した。

すなわち、本発明の波長変換フィルムは、波長変換層と、波長変換層を挟持する基材とを有し、
基材は、水蒸気透過度が１０g/(m²・day)以下である支持体と、支持体の一方の面側に形成される、ポリビニルアルコールまたはポリビニルアルコール共重合体からなる第１有機層を有し、かつ、支持体を外面に向けて波長変換層を挟持しており、
さらに、波長変換層の面方向の外側で、基材同士が溶着された溶着部を含むことを特徴とする波長変換フィルムを提供する。

このような本発明の波長変換フィルムにおいて、基材は、水蒸気透過度が３０g/(m²・day)以下である第２有機層を有し、かつ、支持体、第２有機層および第１有機層を、この順番で積層してなるものであるのが好ましい。
また、支持体が、水蒸気透過度が１０g/(m²・day)以下である水蒸気バリア層を含むのが好ましい。
また、溶着部における、波長変換層の面方向の最も内側の位置において、第１有機層の酸素透過度が１０cc/(m²・day・atm)以下であるのが好ましい。
また、溶着部における、波長変換層の面方向の最も内側の位置において、水蒸気バリア層の水蒸気透過度が３０g/(m²・day)以下であるのが好ましい。
また、第１有機層は、溶着部の領域における厚さが、主面の領域における厚さの５０％以下であるのが好ましい。
さらに、波長変換層を挟持する基材の間が、波長変換層で満たされているのが好ましい。

本発明の構成により、端部の接着によっても端部のガスバリア性の悪化を伴うことなく良好な端部封止構造を得ることができる。加えて、ガスバリア性、特に酸素バリア性を有するポリビニルアルコールおよびその共重合体の層の劣化の原因となる水分の浸入が抑制されたことで、ポリビニルアルコールおよびその共重合体の欠点である湿度耐久性の課題が克服されている。

図１は、本発明の波長変換フィルムの一例を概念的に示す図である。図２は、本発明の波長変換フィルムの別の例を概念的に示す図である。図３は、本発明の波長変換フィルムの別の例を上面から見た図である。図４は、本発明の波長変換フィルムのさらに別の例を上面から見た図および破線で切断した断面の図である。図５は、本発明の波長変換フィルムの一例の端部形状を拡大した図である。図６は、本発明の波長変換フィルムを製造する製造方法を模式的に示した図である。

以下、添付図面に従って、本発明に係る波長変換フィルムについて説明する。
なお、本明細書において、「〜」とは、その前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。

｛波長変換フィルム｝
図１に例示する本発明の波長変換フィルム１は、波長変換層１２と、この波長変換層１２を挟持する基材２とを有し、波長変換層１２の面方向の外側領域５で、基材２同士が溶着されていることを特徴とする。
上述したように、波長変換フィルムとは、励起光の入射によって、部材内に含む蛍光体が蛍光（Fluorescence）または燐光（Phosphorescence）等を発することによって、励起光とは異なる波長の光を発光する部材のことである。波長変換フィルムは、蛍光体が含まれる波長変換層、基材、およびその他の機能層から構成される。形状は矩形、円形、ストリップ状など、用途に応じた形状を取ることができる。波長変換フィルムは柔軟性を有していることが好ましく、８ｍｍマンドレルに巻きつけた前後において性能や外観に変化がないことが好ましい。
以下の説明においては、蛍光（Fluorescence）および燐光（Phosphorescence）をまとめて、光ルミネッセンス（Photoluminescence）と記載する。

［波長変換層］
本発明において、波長変換層１２は、好ましくは、多数の蛍光体を樹脂等のマトリックス１４中に分散してなる蛍光層であり、波長変換層に入射した光によって、部材内に含む蛍光体が光ルミネッセンス（Photoluminescence）を発し、励起光とは異なる波長の光を発光する層である。図示例の波長変換フィルム１においては、より好ましい態様として、波長変換層１２は、マトリックス１４となるバインダーに量子ドット１３を分散してなる、量子ドット層である。

＜量子ドット、量子ロッド＞

量子ドットは、数ｎｍ〜数十ｎｍの大きさをもつ化合物半導体の微粒子であり、少なくとも、入射する励起光により励起され蛍光を発光する。

波長変換層１２に含まれる量子ドットとしては、少なくとも一種の量子ドットを含み、発光特性の異なる二種以上の量子ドットを含むこともできる。公知の量子ドットには、６００ｎｍを超え６８０ｎｍの範囲の波長帯域に発光中心波長を有する量子ドット（Ａ）、５００ｎｍを超え６００ｎｍの範囲の波長帯域に発光中心波長を有する量子ドット（Ｂ）、および、４００〜５００ｎｍの波長帯域に発光中心波長を有する量子ドット（Ｃ）がある。量子ドット（Ａ）は、励起光により励起され赤色光を発光し、量子ドット（Ｂ）は緑色光を発光し、量子ドット（Ｃ）は青色光を発光する。

例えば、量子ドット（Ａ）と量子ドット（Ｂ）を含む波長変換層１２へ励起光として青色光を入射させると、量子ドット（Ａ）により発光される赤色光、および、量子ドット（Ｂ）により発光される緑色光と、波長変換層を透過した青色光とにより、白色光を具現化することができる。または、量子ドット（Ａ）、（Ｂ）、および（Ｃ）を含む波長変換層１２を有する波長変換フィルムに励起光として紫外光を入射させることにより、量子ドット（Ａ）により発光される赤色光、量子ドット（Ｂ）により発光される緑色光、および量子ドット（Ｃ）により発光される青色光により、白色光を具現化することができる。

量子ドットについては、例えば特開２０１２−１６９２７１号公報の段落００６０〜００６６を参照することができるが、ここに記載のものに限定されるものではない。量子ドットとしては、市販品を何ら制限なく用いることができる。量子ドットの発光波長は、通常、粒子の組成、サイズにより調節することができる。

波長変換層１２（量子ドット層）は、量子ドット１３を分散した重合性組成物（塗布液）を用いて形成されることが好ましい。量子ドット１３の含有量は、量子ドット１３の種類、波長変換フィルム１に要求される性能等に応じて、適宜、設定すればよい。具体的には、量子ドット１３は、重合性組成物の全量１００質量部に対して、例えば０．１〜１０質量部程度添加することができる。

量子ドット１３は、重合性組成物中に粒子の状態で添加してもよく、有機溶媒に分散した分散液の状態で添加してもよい。分散液の状態で添加することが、量子ドット１３の粒子の凝集を抑制できる観点から好ましい。量子ドット１３の分散のために使用される有機溶媒は、特に限定されるものではない。

本発明においては、量子ドット１３に代えて量子ロッドを用いることができる。量子ロッドは、細長い形状の棒状粒子であり、量子ドットと同様の性質を有する。量子ロッドの添加量、重合性組成物への添加方法などについては、量子ドットと同じ量、同様の方法により行うことができる。また、本発明では、量子ドットと量子ロッドとを組み合わせて用いることもできる。

＜マトリックス＞
前述のように、波長変換層１２は、好ましくは、硬化した樹脂等からなるマトリックス１４に、量子ドット１３を分散したものである。このような波長変換層１２は、量子ドット１３を分散した重合性組成物を用いて形成することができる。従って、重合性組成物は、波長変換層１２におけるマトリックス１４を構成する樹脂（バインダー）となる、重合性化合物（硬化性化合物）を含有しうる。

本発明において、波長変換層１２を形成する重合性化合物は、重合性基を有するものが広く採用できる。重合性基の種類は、特に限定されないが、好ましくは、（メタ）アクリレート基、ビニル基またはエポキシ基であり、より好ましくは、（メタ）アクリレート基であり、さらに好ましくは、アクリレート基である。また、２つ以上の重合性基を有する重合性化合物は、それぞれの重合性基が同一であってもよいし、異なっていても良い。

波長変換層１２（重合性組成物）には、必要に応じて、重合性化合物に見合った重合開始剤を加えることができる。重合開始剤は、光重合開始剤、熱重合開始剤から選ぶことができる。
波長変換層１２（重合性組成物）には、必要に応じて、さらにその他の添加剤も加えることができる。その他の添加剤の具体例としては、チキソトロピー剤、隣接層との密着を改良する密着改良剤、酸化防止剤、ラジカルスカヴェンジャー、酸素除去剤（酸素ゲッター剤）、水分除去剤（水分ゲッター剤）、着色剤、可塑剤、光散乱剤などが挙げられる。

波長変換層１２の厚さは、所望する出射光の輝度や色度に合わせて適宜設計することができる。特に、量子ドットまたは量子ロッドを用いる場合、その厚さは、入射させる励起光の強度や波長、使用する量子ドットまたは量子ロッドの濃度と見かけの発光量子効率との相関、および、組み込む光学系によって適切に設計されるべきである。典型的には、波長変換層１２すなわち量子ドット層の厚さは、１０〜３０００μｍが好ましく、２０〜１０００μｍがより好ましく、３０〜５００μｍが特に好ましい。

［基材］
本発明の波長変換フィルムにおける基材２は、波長変換層１２を挟持して波長変換フィルム１の形状安定性を与えるとともに、波長変換層１２の表面の少なくとも一領域を被覆して物理的および化学的に保護する機能を有する。本発明において基材２は、支持体３と、支持体の一方の面側に形成される、ポリビニルアルコールまたはポリビニルアルコール共重合体からなる第１有機層４とを有する。また、支持体３は、水蒸気透過度が１０g/(ｍ²・day)以下である。
なお、本発明において、水蒸気透過度は、一例として、温度４０℃、相対湿度９０％ＲＨの条件下でモコン法によって測定すればよい。また、水蒸気透過度が、モコン法の測定限界を超えた場合には、同条件でカルシウム腐食法（特開２００５−２８３５６１号公報に記載される方法）によって測定すればよい。また、本発明において、酸素透過度は、一例として、ＡＰＩＭＳ法（大気圧イオン化質量分析法）による測定装置（日本エイピーアイ社製）を用いて、温度２５℃、湿度６０％ＲＨの条件下で測定すればよい。

＜支持体＞
本発明の波長変換フィルム１の支持体３は、水蒸気透過度が１０g/(m²・day)以下である。このような支持体３を構成する材料としては、様々なポリマー材料（樹脂材料、高分子材料）が利用できる。ポリマー材料としては、例えば、ポリオレフィン類、環状ポリオレフィン類、ハロゲン化ポリオレフィン類、ポリビニルアルコール類、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、セルロース系樹脂、アセタール樹脂、ポリアリレート樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、およびこれらの共重合体やポリマーアロイなどが挙げられる。ポリマー材料は熱可塑性樹脂に限定されず、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂および湿度硬化性樹脂の硬化物を支持体として用いても良い。
本発明の波長変換フィルム１は、一例として、光源装置に用いられるため、光吸収性は小さいことが好ましい。例えば、本発明の波長変換フィルム１は、全光線透過率が、８０％以上であるのが好ましく、９０％以上であるのがより好ましい。

（水蒸気バリア層）
図２に示すように、支持体３は、水蒸気バリア層８を含む構成とすることができる。具体的には、支持体３は、水蒸気バリア層８として、水蒸気透過度が１０g/(m²・day)以下の無機層を含むのが好ましい。無機層を構成する透明性の無機材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、金属や、無機酸化物、窒化物、酸化窒化物等の各種の無機化合物を用いることができる。
なお、支持体３が水蒸気バリア層８を有する場合には、支持体３は、一例として、図２に示すように、先に支持体３を構成する材料として例示したポリマー材料からなる樹脂層７の上に、水蒸気バリア層８を形成した構成とすればよい。

水蒸気バリア層８を、支持体３を構成する樹脂層７の上に形成する際に、密着性を上げる観点で、下塗り層を設けることもできる。
下塗り層には、硬化性化合物を用いることができ、その例としては、２個以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーが好ましい。モノマーとしては、多価アルコールと（メタ）アクリル酸とのエステル（例えば、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−シクロヘキサンジアクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，２，３−クロヘキサンテトラメタクリレート、ポリウレタンポリアクリレート、ポリエステルポリアクリレート）、ビニルベンゼン及びその誘導体（例えば、１，４−ジビニルベンゼン、４−ビニル安息香酸−２−アクリロイルエチルエステル、１，４−ジビニルシクロヘキサノン）、ビニルスルホン（例えば、ジビニルスルホン）、（メタ）アクリルアミド（例えば、メチレンビスアクリルアミド）等が挙げられる。（メタ）アクリロイル基を有する多官能アクリレート系化合物類は市販されているものを用いることもでき、日本化薬社製のＫＡＹＡＲＡＤＤＰＨＡ、同ＰＥＴ−３０、新中村化学工業社製のＮＫエステルＡ−ＴＭＭＴ、同Ａ−ＴＭＰＴ等を挙げることができる。
硬化収縮を低減してカールを抑制する観点からはエチレンオキサイドやプロピレンオキサイド、カプロラクトン付加して架橋点間距離を広げることが好ましく、例えば、エチレンオキサイド付加したトリメチロールプロパントリアクリレート（例えば、大阪有機化学社製のビスコートＶ＃３６０）、グリセリンプロピレンオキサイド付加トリアクリレート（例えば、大阪有機化学社製のＶ＃ＧＰＴ）、カプロラクトン付加ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（例えば、日本化薬製のＤＰＣＡ−２０、１２０）などが好ましく用いられる。２個以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーは２種以上併用することも好ましい。

＜第１有機層＞
本発明では、支持体上の一方の面側に第１有機層４が設けられる。第１有機層４は、ポリビニルアルコールまたはポリビニルアルコール共重合体層を含む。ポリビニルアルコールまたはポリビニルアルコール共重合体として、各種けん化度のポリビニルアルコール樹脂、一部をアセタール化、エステル化、エーテル化したもの、および、エチレンとの共重合体（エチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ））、（メタ）アクリル酸やアクリロニトリル等との共重合体等が例示される。これらに更に上述した有機樹脂類を加えたポリマーアロイを用いても良い。また、必要に応じその他の添加剤を加えることができる。例えば、可塑剤や、酸化防止剤、蛍光剤、ＵＶ剤、光散乱剤、架橋剤などが挙げられる。
第１有機層４の酸素透過度は１０cc/(m²・day・atm)以下が好ましく、１×１０^-1cc/(m²・day・atm)以下がより好ましく、１×１０^-2cc/(m²・day・atm)以下が特に好ましい。

＜第２有機層＞
本発明において、基材は、第２有機層を有してもよい。第２有機層は、支持体の一方の面側に設けられる第１有機層４と支持体３との間に、更に設けられる。
第１有機層４は酸素透過度が低いことが求められるが、水蒸気透過度を更に低くしたい場合に第２有機層を設けることが好ましい。従って、第２有機層は、水蒸気透過度が低いのが好ましい。第２有機層の水蒸気透過度は、具体的には、３０cc/(m²・day・atm)以下であるのが好ましく、２０cc/(m²・day・atm)以下であるのがより好ましい。
第２有機層に含まれる材料としては、ポリオレフィン類、環状ポリオレフィン類、ハロゲン化ポリオレフィン類、スチレン樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、およびこれらの共重合体やポリマーアロイなどが例示される。

（支持体、第１有機層、第２有機層の厚さ）
支持体３の厚さは、１０〜２００μｍが好ましく、１２〜１００μｍがより好ましい。支持体３の厚さを、この範囲とすることにより、第１有機層あるいはさらに第２有機層を積層しても、しわやカールを起こすことなく、平坦な基材を提供することができる。
第１有機層および第２有機層の厚さは、３〜５０μｍが好ましい。第１有機層および第２有機層の厚さがこの範囲であれば、第１有機層および第２有機層のピンホールの懸念がなく、かつ、薄手の波長変換フィルムが実現できる。
水蒸気バリア層８として用いる無機層の厚さは、５〜２００ｎｍが好ましく、１５〜１００ｎｍがより好ましい。無機層の厚さがこの範囲であれば、無機層の微小欠陥の懸念がなく、無機層の内部応力による割れや、波長変換フィルムの曲げに対する脆性破壊を未然に防ぐ事ができる。

＜基材の製造方法＞
基材２の製造方法は、公知の各種の製造方法を利用できる。
複数の層の積層体の製造方法として、例えば、共押出し、共流延のように一次成型時に同時に積層構造にする方法、別個に成型した各層を、熱融着、圧着、接着剤による接合等により積層する方法、および、インサート成型や塗布、メルトフロー法のように、先に成型した一方の有機樹脂層上にさらにもう一方の有機樹脂層を積層形成する方法が例示される。基材２の製造法は、これらに限定されず、素材の特性や必要とする形状必要に応じ、適切な製造方法を選ぶことができる。
また、無機層の製膜方法として、蒸着法、スパッタリング法などの気相成膜法、および、ポリシラザンやアルコキシシランなどの溶液から製膜する方法を好適に用いることができる。加熱、ＵＶ照射等によってこれらの無機層を改質することもできる。

［端部の封止構造］
本発明の波長変換フィルム１は、支持体３を外面に向けて基材２が波長変換層１２を挟持しており、さらに、波長変換層１２の面方向の外側５で、基材同士が溶着されていることを特徴とする。
ここでいう溶着とは、基材とは別個に設けられた接着層を介在させることなく、基材同士が直接接触して結合されている状態を指す。溶着部において、溶着により互いの層が一体化し光学的・化学的に界面が消失していることが好ましいが、通常の使用で剥離しない程度の十分な剥離接着強さを有している限りにおいて、両者の界面が光学的、化学的に観察されても差し支えない。好ましい剥離接着強さは、０．４Ｎ／１０ｍｍ以上が好ましく、０．５Ｎ／１０ｍｍ以上である。

本発明の波長変換フィルム１は、基材２により主面が封止され、基材２同士が溶着されている領域６（本発明では溶着部６とも称する）で波長変換層の面方向の外側が封止されることによって波長変換層全体が外部から封止されているのが好ましい。
例示される様態として、図３のように、矩形フィルム状の波長変換層１２の上下主面を一対の基材２が封止し、波長変換層１２の面方向の外側四辺を溶着部６によって封止した構造が挙げられる。断面図は図１あるいは図２と類似するので省略する。なお、図３は、波長変換フィルムの上面図である。
また、図４のように、矩形フィルム状の波長変換層１２の上下主面と波長変換層の面方向の外側の一辺とを、連続した１枚の基材２を折り返して封止し、波長変換層１２の面方向の外側の残り三辺を溶着部６で封止した構造も例示される。なお、図４において、左側は波長変換フィルムの上面図、右側は上面図の波長変換層１２に示す破線における断面図である。

溶着部６は、熱および圧力によって基材が変形し、ガスバリア性および水蒸気バリア性が変化している。本発明においては、端部においても良好な耐久性を有する波長変換フィルムを提供するため、溶着部６の近傍も、ガスバリア性、水蒸気バリア性を保つ構成とするのが好ましい。

具体的には、図５に示すように、溶着部６（基材２同士が溶着されている領域６）における、波長変換層１２の面方向の最も内側の位置９において、第１有機層４の酸素透過度が１０cc/(m²・day・atm)以下であるのが好ましい。
また、第２有機層を有する場合には、溶着部６における、波長変換層１２の面方向の最も内側の位置９において、第２有機層の水蒸気透過度が３０g/(m²・day)以下であるのが好ましい。
対象とする波長変換フィルムを切り出して当該部位の酸素透過度および水蒸気透過度を実測することもできるが、該当する位置の断面を観察することによって、第１有機層４、支持体３、もしくは支持体３を構成する水蒸気バリア性有機層の各厚さを測定することで、用いた材料の単位厚さあたり水蒸気透過度および酸素透過度を別途実測した値を膜厚の関数として、該当する位置の水蒸気透過度および酸素透過度を算出する方法で代替してもよい。

また、本発明の好ましい一つの様態として、第１有機層４は、基材２同士が溶着されている領域の厚さＴ１が、主面の領域の厚さＴ２の５０％以下である。先に述べたように、第１有機層４は、その素材の特性上、水蒸気に対する耐久性が劣るため、支持体３によって被覆されていない側面の露出部分が高温高湿下で劣化する恐れがある。これに対して、第１有機層４の厚さを、上記の構成にすることで、外部に露出した第１有機層４の表面積を減らし、耐久性に優れた端部封止構造を実現することができる。
なお、本発明において、『主面の領域』とは、波長変換層１２の領域であり、すなわち、前述の波長変換層１２の面方向の外側５よりも内側の領域である。
さらに、基材２同士が溶着されている領域については、その端面からの垂直方向の幅、波長変換フィルムの角部における形状、および、溶着部の各層の断面厚さなどを適宜調節することができる。

［端部の封止方法］
本発明の波長変換フィルム１を得る製造方法としては、各種の製造方法を適用できる。
本発明の波長変換フィルム１の好ましい一つの製造方法として、図６に示すように、一対の基材２を利用し、一方の基材２上に波長変換層１２（あるいはその未硬化状態、すなわち重合性組成物）を積層し、他方の基材２で波長変換層１２を封止した後、溶着部６となるべき領域に上下より圧力をかけて波長変換層１２（あるいは重合性組成物）をこの領域から絞りだし、さらに溶着部６となるべき領域を加熱して溶着部６を形成した後、溶着部６の中央（破線）で切断して枚葉状の波長変換フィルムを得る方法が例示される。

この方法では、波長変換層１２を挟持する基材２同士の間が波長変換層１２で満たされた構造を容易に得ることができる。この構造は空隙の巻き込みがないため外観上好ましいだけでなく、空隙を起点とした溶着部６や波長変換層１２の凝集破壊発生を防止する観点でも好ましい。
さらに、この製造方法は、ロール・トゥ・ロールによる連続生産も可能であり、生産性に優れる点からも好ましい。
加えて、この製造方法は、波長変換層１２を一度封止した後、再度、波長変換層１２を外気に暴露することなく気密を保ったまま枚葉化処理でき、波長変換層１２への酸素や水蒸気の浸入を製造工程の段階から低減できる点でも好ましい。

図６では、一次元的に溶着部を形成し切断する模式図を示したが、溶着部を二次元的に設けても良い。例えば枡状に溶着部を形成して切断し、矩形の波長変換フィルムを得てもよい。また、溶着および切断は、接触式の加熱や刃物による切断に代えて、レーザーを用いて溶着および切断を行ってもよい。
この他にも、予め基材を折り返りと溶着部によって袋状に成型した構造体に波長変換層（もしくはその前駆体）を注入したのち開口部を溶着等により封止する方法、一方の基材上に連続的に形成した波長変換層を、溶着部となるべき領域のみ各種方法で除去した後、もう一方の基材で封止して溶着部を形成する方法などを採ることもできる。この際、波長変換層と基材との間に生じる空隙を埋めるため、別途充填剤を使用して波長変換層とともに一対の基材の間を満たすこともできる。充填剤としては、各種公知の接着剤や封止剤が適用できる。

［その他の構成材］
本発明の波長変換フィルムは、上述した構成部材の他に、必要に応じて、その他の構成部材を付与することができる。付与する構成部材としては、例えば、プリズム層や光散乱層、アンチニュートンリング層、カラーフィルター層、遮光層、波長選択反射層、偏光透過層、複屈折層などの光学機能層、および、フレームや骨材、支柱などの構造補強部材、断熱材、熱伝導材を挙げることができる。

＜バックライト装置＞
本発明の波長変換フィルムは、各種のバックライト装置に好適に用いることができる。バックライト装置としては、典型的には、光源、筐体、および波長変換フィルムをはじめとする、各種の光学部材で構成されるバックライト装置が例示される。本発明の波長変換フィルムは、特に、液晶表示装置用（ＬＣＤ）のバックライト装置に好適に用いることができる。典型的な液晶表示装置用のバックライト装置の構成として、直下型、エッジライト型などが例示されるが、本発明の波長変換フィルムは、光源からバックライト装置の光出射面までの経路上に設けられていれば、制限なく、任意の構成において任意の位置に、任意の形状で設けることができる。
光源はＬＥＤ（Light Emitting Diode）や冷陰極管、レーザー、有機ＥＬなどが利用でき、本発明の波長変換特性を効果的に発揮する観点では、ＬＥＤおよびレーザーを光源としたものが好ましい。

以下、実施例によって本発明を詳細に説明する。

［支持体Ａの作製］
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（東洋紡社製、商品名「コスモシャイン（登録商標）Ａ４３００」、厚さ５０μｍ）の片面側に、以下の手順で下塗り層および水蒸気バリア層を、順次、形成して、支持体Ａを作製した。

（下塗り層の形成）
トリメチロールプロパントリアクリレート（製品名「ＴＭＰＴＡ」、ダイセル・オルネクス社製）および光重合開始剤（商品名「ＥＳＡＣＵＲＥ（登録商標）ＫＴＯ４６」、ランベルティ社製）を用意し、質量比率として９５：５となるように秤量し、これらをメチルエチルケトンに溶解させ、固形分濃度１５％の塗布液とした。この塗布液を、ダイコーターを用いてロール・トゥ・ロールにてＰＥＴフィルム上に塗布し、５０℃の乾燥ゾーンを３分間通過させた。その後、窒素雰囲気下で紫外線を照射（積算照射量約６００ｍＪ／ｃｍ²）し、紫外線にて硬化させ、巻き取った。ＰＥＴフィルム上に形成された下塗り層の厚さは、１μｍであった。

（水蒸気バリア層の形成）
次に、ロール・トゥ・ロールによるＣＶＤ装置を用いて、下塗り層の上に、水蒸気バリア層として無機層（窒化ケイ素層）を形成した。
水蒸気バリア層の形成では、原料ガスとして、シランガス（流量１６０ｓｃｃｍ）、アンモニアガス（流量３７０ｓｃｃｍ）、水素ガス（流量５９０ｓｃｃｍ）、および窒素ガス（流量２４０ｓｃｃｍ）を用いた。電源として、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電源を用いた。製膜圧力は４０Ｐａ、到達膜厚は５０ｎｍであった。

このようにして作製した支持体Ａの水蒸気透過率は、５．４×１０^-4g/(m²・day)であった。

［実施例１］
（第１有機層の形成（基材Ａの作製））
ブテンジオール−ポリビニルアルコール共重合体（製品名「Nichigo G-polymer OKS-1083」、日本合成化学社製）を水に溶解させ、固形分濃度１０％の塗布液とした。この塗布液を、支持体Ａ上に、ダイコーターを用いてロール・トゥ・ロールによって塗布し、８０℃の乾燥ゾーンを１０分間通過させて、支持体Ａ上に厚さ１０μｍの第１有機層を形成し、波長変換フィルムに用いる基材Ａを作製した。

（波長変換層の形成）
＜重合性組成物の調製および塗布液の作製＞
下記の重合性組成物１を調製し、孔径０．２μｍのポリプロピレン製フィルタでろ過した後、３０分間減圧乾燥して塗布液として用いた。

−重合性組成物１−
量子ドット１のトルエン分散液（発光極大：５２０ｎｍ）２０質量部
量子ドット２のトルエン分散液（発光極大：６３０ｎｍ）２質量部
モノマー１（ラウリルメタクリレート）９４．２質量部
架橋剤（１，９−ノナンジアクリレート）５質量部
Ｉｒｇａｃｕｒｅ８１９（重合開始剤）０．２質量部
なお、量子ドット１および量子ドット２のトルエン分散液の量子ドット濃度は３質量％である。

量子ドット１（ＣＺ５２０−１００、ＮＮ−ラボズ社製）はコアがＣｄＳｅで、シェルがＺｎＳで構成されたコア／シェル型の量子ドットであり、発光中心波長が５２０ｎｍであり、半値幅が３０ｎｍである。
配位子として、オクタデシルアミンが量子ドット１に配位している。
量子ドット２（ＣＺ６２０−１００、ＮＮ−ラボズ社製）は、コアがＣｄＳｅで、シェルがＺｎＳで構成されたコア／シェル型の量子ドットであり、発光中心波長が６３０ｎｍであり、半値幅が３５ｎｍである。
配位子として、オクタデシルアミンが量子ドット２に配位している。

（実施例１の波長変換フィルムの製造）
上記で作成した基材Ａを１ｍ／分、６０Ｎ／ｍの張力で連続搬送しながら、基材Ａの第１有機層面上に重合性組成物１（塗布液）をダイコーターにて塗布し、５０μｍの厚さの塗膜を形成した。次いで、塗膜の形成された基材Ａをバックアップローラに巻きかけ、塗膜の上にもう一方の基材Ａを第１有機層が塗膜に接する向きでラミネートして積層体を形成した。
その後、シール部を形成するための一対のヒートローラーでこの積層体を連続的に挟み込みながら５ｍｍ幅の溶着部が格子状に形成されるよう加圧熱融着を行なった。得られた積層体をさらに連続搬送しながら紫外線を照射した。

バックアップローラの直径はφ３００ｍｍであり、バックアップローラの温度は５０℃であった。紫外線の照射量は２０００ｍＪ／ｃｍ²であった。また、溶着部の幅は平均５ｍｍ、溶着部によって区切られた波長変換層領域は１９２５×１２０５ｍｍであった。

紫外線の照射により塗膜は硬化していた。
得られた積層体を溶着部の中央で切断し、実施例１の波長変換フィルムを得た。
得られた波長変換フィルムの融着部は各辺において２．５ｍｍ幅に形成されており、波長変換層は１９２０×１２００ｍｍであった。波長変換層中央の厚さは１０枚平均で５０μｍ±２μｍであった。波長変換フィルムの端部を目視で観察したが、全てのフィルムにおいて端部に空隙は認められず、２枚の基材Ａに挟まれた領域全体が波長変換層で満たされた構造であった。

［実施例２］
（第２有機層の形成）
ポリ塩化ビニリデン（製品名「サランレジンＲ２０４」、旭化成社製）をテトラヒドロフラン：トルエンの２：１混合溶媒に溶解させ、固形分濃度１５％の塗布液とした。
この塗布液を、ダイコーターを用いてロール・トゥ・ロールによって支持体Ａ（水蒸気バリア層）の上に塗布し、次いで、６０℃の乾燥ゾーンを１０分間通過させて、支持体Ａの上に厚さ１５μｍの第２有機層を形成した。

（第１有機層の形成（基材Ｂの作製））
ブテンジオール−ポリビニルアルコール共重合体（製品名「Nichigo G-polymer OKS-1083」、日本合成化学社製）を水に溶解させ、固形分濃度１０％の塗布液とした。この塗布液を、先に形成した第２有機層の上に、ダイコーターを用いてロール・トゥ・ロールによって塗布し、８０℃の乾燥ゾーンを１０分間通過させ、第２有機層の上に厚さ５μｍの第１有機層を形成し、波長変換フィルムに用いる基材Ｂを作製した。

（波長変換層の形成および実施例２の波長変換フィルムの製造）
基材Ｂ（第１有機層）の上に、実施例１と同様にして波長変換層を形成して、さらに、実施例１と同様にして、実施例２の波長変換フィルムを製造した。

［比較例１］
支持体Ａの上に第１有機層を形成しない以外は、実施例２と同様にして、支持体Ａに第２有機層のみを形成した基材Ｃを作製して、基材Ｃ（第２有機層）の上に実施例１と同様にして波長変換層を形成して、さらに、実施例１と同様にして、比較例１の波長変換フィルムを製造した。

［評価方法］
（波長変換フィルム端部における、第１有機層および第２有機層の膜厚の測定、ならびに、酸素透過度および水蒸気透過度の測定）
封止端部における第１有機層の酸素透過度および第２有機層の水蒸気透過度は、厚さ１００μｍの同様の単膜で測定した各層の酸素透過度および水蒸気透過度から、膜厚に反比例するとして、算出した。
第１有機層および第２有機層の膜厚は、波長変換フィルム端部の断面を光学顕微鏡で観察することで測定した。結果を表１に示す。

（輝度の測定）
バックライトユニットに青色光源を備える市販のタブレット端末（商品名「Kindle（登録商標）Fire HDX 7」、Ａｍａｚｏｎ社製、以下、単に「Kindle Fire HDX 7」と記載する場合がある）を分解し、バックライトユニットを取り出した。Kindle Fire HDX 7のＱＤＥＦ（Quantum Dot Enhancement Film）に代えて、実施例または比較例の波長変換フィルムを組み込んだ。このようにして液晶表示装置を作製した。
作製した液晶表示装置を点灯させ、全面が白表示になるようにし、導光板の面に対して垂直方向５２０ｍｍの位置に設置した輝度計（商品名「ＳＲ３」、ＴＯＰＣＯＮ社製）によって、中央部および裁断端部から５ｍｍの位置（端部）の輝度を測定した。

（輝度の熱耐久性）
作製した波長変換フィルムを、精密恒温器（ＤＦ４１１、ヤマト科学社製）を用い、８５℃で１０００時間加熱した。その後、上記と同様にしてKindle Fire HDX 7に組み込み、同様に、中央部および裁断端部から５ｍｍの位置（端部）の輝度を測定した。
輝度の熱耐久性を、下記評価基準に基づいて評価した。結果を表１に示す。

＜評価基準＞
Ａ：加熱後の輝度の低下が１０％未満
Ｂ：加熱後の輝度の低下が１０％以上２０％未満
Ｃ：加熱後の輝度の低下が２０％以上３０％未満
Ｄ：加熱後の輝度の低下が３０％以上

（輝度の湿熱耐久性）
作製した波長変換フィルムを、精密恒温器（ＤＦ４１１、ヤマト科学社製）を用い、６０℃、相対湿度９０％ＲＨで１０００時間加熱した。その後、上記と同様にしてKindle Fire HDX 7に組み込み、同様に、中央部および裁断端部から５ｍｍの位置（端部）の輝度を測定した。
輝度の湿熱耐久性を、下記評価基準に基づいて評価した。結果を表１に示す。

＜評価基準＞
Ａ：湿熱処理後の輝度の低下が１０％未満
Ｂ：湿熱処理後の輝度の低下が１０％以上２０％未満
Ｃ：湿熱処理後の輝度の低下が２０％以上３０％未満
Ｄ：湿熱処理後の輝度の低下が３０％以上

比較例１の波長変換フィルムが劣化する長期耐久性試験条件下においても、実施例１および実施例２の波長変換フィルムは端部近傍の波長変換層の性能が良好に維持できており、本発明によって信頼性に優れた波長変換フィルムを提供できることがわかった。

液晶表示装置用バックライト装置などの各種の光学的な用途に好適に利用可能である。

１波長変換フィルム
２基材
３支持体
４第１有機層
５波長変換層の面方向の外側領域
６基材同士が溶着されている領域（溶着部）
７樹脂層
８水蒸気バリア層
９基材同士が溶着されている領域における、波長変換層の面方向の最も内側の位置
１２波長変換層
１３量子ドット
１４マトリックス
Ｔ１基材同士が溶着されている領域の第１有機層の厚さ
Ｔ２基材の主面の領域の第１有機層の厚さ

Claims

波長変換層と、前記波長変換層を挟持する基材とを有し、
前記基材は、水蒸気透過度が１０g/(m²・day)以下である支持体と、前記支持体の一方の面側に形成される、ポリビニルアルコールまたはポリビニルアルコール共重合体からなる第１有機層を有し、かつ、前記支持体を外面に向けて前記波長変換層を挟持しており、
さらに、前記波長変換層の面方向の外側で、前記基材同士が溶着された溶着部を含むことを特徴とする波長変換フィルム。
前記基材は、水蒸気透過度が３０g/(m²・day)以下である第２有機層を有し、かつ、
前記支持体、前記第２有機層および前記第１有機層を、この順番で積層してなるものである請求項１に記載の波長変換フィルム。
前記支持体が、水蒸気透過度が１０g/(m²・day)以下である水蒸気バリア層を含む請求項１または２に記載の波長変換フィルム。
前記溶着部における、前記波長変換層の面方向の最も内側の位置において、前記第１有機層の酸素透過度が１０cc/(m²・day・atm)以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の波長変換フィルム。
前記溶着部における、前記波長変換層の面方向の最も内側の位置において、前記水蒸気バリア層の水蒸気透過度が３０g/(m²・day)以下である請求項３または４に記載の波長変換フィルム。
前記第１有機層は、前記溶着部の領域における厚さが、主面の領域における厚さの５０％以下である請求項１〜５のいずれか１項に記載の波長変換フィルム。
前記波長変換層を挟持する前記基材の間が、前記波長変換層で満たされている請求項１〜６のいずれか１項に記載の波長変換フィルム。