KR102132786B1 - 백라이트용 필름 - Google Patents

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후지필름 가부시키가이샤
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Abstract

액정 디스플레이 등에 이용되는, 파장 변환 필름을 이용하는 백라이트용 필름으로서, 내구성이 양호하고, 백라이트 유닛에 있어서 색 불균일이 없는 광의 출사를 가능하게 하는 백라이트용 필름의 제공을 과제로 한다. 파장 변환층 및 파장 변환층을 협지하는 가스 배리어 필름을 갖는 파장 변환 필름과, 파장 변환 필름의 한쪽의 주면에 마련되는 반사층을 갖고, 반사층의 면적 편차가 ±5% 이하인 것에 의하여 과제를 해결한다.

Description

백라이트용 필름
본 발명은, 액정 표시 장치의 백라이트 유닛 등에 이용되는 백라이트용 필름에 관한 것이다.
액정 표시 장치는, 소비 전력이 작고, 공간 절약적인 화상 표시 장치로서 해마다 그 용도가 확산되고 있다. 또, 최근 액정 표시 장치에 있어서, 액정 표시 장치의 성능 개선으로서 추가적인 전력 절약화, 색재현성 향상 등이 요구되고 있다.
액정 표시 장치의 백라이트의 전력 절약화에 따라, 광이용 효율을 높이고, 또 색재현성을 향상시키기 위하여, 백라이트 유닛에, 입사광의 파장을 변환하는 파장 변환 필름을 이용하는 것이 알려져 있다. 또, 파장 변환 필름으로서는, 양자 도트를 이용하는 파장 변환 필름이 알려져 있다.
양자 도트를 이용하는 파장 변환 필름은, 일례로서, 수지 등으로 이루어지는 매트릭스 중에, 양자 도트를 분산하여 이루어지는 양자 도트층을, 수지 필름 등의 지지체로 협지하여 이루어지는 구성을 갖는다.
양자 도트란, 3차원 전체 방향에 있어서 이동 방향이 제한된 전자 상태의 결정이고, 반도체의 나노 입자가, 높은 퍼텐셜 장벽으로 3차원적으로 둘러싸여 있는 경우에, 이 나노 입자는 양자 도트가 된다. 양자 도트는 다양한 양자 효과를 발현한다. 예를 들면, 양자 도트는, 전자 상태 밀도(에너지 준위)가 이산화(離散化)되는 "양자 사이즈 효과"를 발현한다. 이 양자 사이즈 효과에 의하면, 양자 도트의 크기를 변화시킴으로써, 광의 흡수 파장 및/또는 발광 파장을 제어할 수 있다.
예를 들면, 특허문헌 1에는, 직하형의 백라이트 유닛 등에 이용되는 조명 장치(발광 장치)로서, 광원과, 복수의 광원을 공통으로 덮는 광확산 부재와, 각 광원에 대응하는 영역에 배치되며, 광원으로부터의 제1 파장광을 제2 파장광으로 변환하는 양자 도트 등을 이용하는 파장 변환 필름(파장 변환 부재)을 갖는 장치가 개시되어 있다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2015-156464호
파장 변환 필름을 이용하는 백라이트 유닛 등에서는, 광원으로서, LED(Light Emitting Diode)가 이용되는 경우가 많다. 예를 들면, 상술한 특허문헌 1에는, 광원으로서 청색 LED를 이용하는 것이 개시되어 있다.
파장 변환 필름을 유효하게 사용하기 위해서는, 광원인 LED 등이 출사한 광을, 모두 파장 변환 필름에 입사시키는 것이 바람직하다.
주지하는 바와 같이, LED가 출사하는 광은, 확산광이다. 이로 인하여, LED가 출사한 광을 모두 파장 변환 필름에 입사시키기 위해서는, 파장 변환 필름의 사이즈, LED가 출사하는 광의 확대각(발산각)을 고려하여, LED와 파장 변환 필름을, 근접시켜 배치할 필요가 있다.
LED와 파장 변환 필름을 근접시켜 배치하면, 파장 변환 필름에 입사되는 광의 휘도는 높아진다. 또, 파장 변환 필름에 입사되는 광의 휘도가 높아지면, 입사된 광에 의한 파장 변환 필름의 온도 상승도 커진다.
그런데, 본 발명자들의 검토에 의하면, LED와 파장 변환 필름을 근접시켜 배치하면, 광이나 열에 의하여, 양자 도트층을 구성하는 수지나 양자 도트가 열화(광열화 및 열열화)되어, 양자 도트층이 열화된다. 이로 인하여, LED와 파장 변환 필름을 근접시켜 배치하면, 파장 변환 필름의 내구성이 불충분해진다는 문제가 발생한다.
또, LED와 파장 변환 필름을 근접시키지 않는 경우여도, LED의 출력, 파장 변환 필름에 입사되는 광의 휘도, 양자 도트층의 형성 재료에 따라서는, 동일한 양자 도트층의 열화가 발생하여, 파장 변환 필름의 내구성이 불충분해진다는 문제가 발생한다.
본 발명의 목적은, 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하는 것에 있고, 광원으로부터의 광 및 열에 의한 파장 변환 필름의 열화를 방지할 수 있으며, 내구성이 높아 장수명이고, 또한 백라이트 유닛에 있어서 색 불균일이 없는 광의 출사를 가능하게 하는 백라이트용 필름을 제공하는 것에 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 백라이트용 필름은, 파장 변환층 및 파장 변환층을 협지하는 가스 배리어층을 갖는 파장 변환 필름과,
파장 변환 필름의 한쪽의 주면에 마련되는 복수의 반사층를 갖고,
반사층의 면적 편차가 ±5% 이하인 것을 특징으로 하는 백라이트용 필름을 제공한다.
이와 같은 본 발명의 백라이트용 필름에 있어서, 파장 변환 필름을 지지하는 지지체를 갖고, 복수의 파장 변환 필름을 지지체면 상에 가지며, 파장 변환 필름끼리는 지지체의 면 방향으로 이간하여 마련되고, 또한 개개의 파장 변환 필름마다 반사층이 적어도 하나 마련되는 것이 바람직하다.
또, 파장 변환 필름의 크기가 1000mm2 이하인 것이 바람직하다.
또, 반사층은, 420~490nm의 파장역의 광을 50~90% 반사하는 것이 바람직하다.
또한, 반사층의 면적이 파장 변환 필름의 면적에 대하여 0.1~80%인 것이 바람직하다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 액정 표시 장치의 백라이트 유닛 등에 이용되는 백라이트용 필름에 있어서, 광원으로부터의 광 및 열에 기인하는 파장 변환층의 열화를 방지할 수 있고, 내구성이 높아 장수명이며, 또한 액정 표시 장치의 백라이트 유닛 등에 사용했을 때에, 색 불균일이 없는 광의 출사를 가능하게 하는, 백라이트용 필름을 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 백라이트용 필름의 일례를 이용하는 면 형상 조명 장치의 일례를 개념적으로 나타내는 도이다.
도 2는, 도 1에 나타내는 백라이트용 필름을 개념적으로 나타내는 평면도이다.
도 3은, 도 1에 나타내는 백라이트용 필름을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는, 본 발명의 백라이트용 필름의 다른 예를 이용하는 면 형상 조명 장치의 일례를 개념적으로 나타내는 도이다.
이하, 본 발명의 백라이트용 필름에 대하여, 첨부한 도면에 나타나는 적합 실시예를 바탕으로, 상세하게 설명한다.
이하에 기재하는 구성 요건의 설명은, 본 발명의 대표적인 실시형태에 근거하여 이루어지는 경우가 있지만, 본 발명은 그와 같은 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에 있어서, "~"를 이용하여 나타나는 수치 범위는, "~"의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다.
또, 본 명세서에 있어서, "(메트)아크릴레이트"란, 아크릴레이트와 메타크릴레이트 중 적어도 한쪽, 또는 어느 하나의 의미로 이용하는 것으로 한다. "(메트)아크릴로일" 등도 동일하다.
도 1에, 본 발명의 백라이트용 필름의 일례를 이용하는 면 형상 조명 장치(10)의 일례를 개념적으로 나타낸다.
면 형상 조명 장치(10)은, 액정 표시 장치의 백라이트 유닛 등에 이용되는, 직하형의 면 형상 조명 장치이며, 바닥판(12a)를 갖는 케이싱(12)와, 케이싱(12)의 바닥판(12a)에 배치되는 광원(14)와, 본 발명의 백라이트용 필름(16)을 갖는다.
이하의 설명에서는, "액정 표시 장치"를 "LCD"라고도 한다. "LCD"란, "Liquid Crystal Display"의 약칭이다.
또한, 도 1은, 어디까지나 모식도로서, 면 형상 조명 장치(10)은, 도시한 부재 이외에도, 예를 들면 LED 기판, 배선 및 방열 기구의 1 이상 등, LCD 등의 백라이트 유닛에 이용되는 공지의 조명 장치에 마련되는, 공지의 각종 부재를 가져도 된다.
또, 면 형상 조명 장치(10)은, LCD의 백라이트 유닛 등에 이용되는 것이다. 이로 인하여, 일반적인 사용 형태에서는, 면 형상 조명 장치(10)의 도면 중 상방에는, 광확산판, 능선을 직교하여 배치되는 2매의 프리즘 시트 등, 공지의 백라이트 유닛이 갖는 공지의 각종 부재가 배치되고, 또한 그 위에, 편광자 및 액정 셀 등을 갖는 액정 패널 등이 배치된다.
케이싱(12)는, 일례로서 최대면이 개방되는 직사각형의 케이스로서, 개방면을 폐색하도록, 본 발명의 백라이트용 필름(16)이 배치된다(도 4 참조). 또, 케이싱(12)의 바닥판(12a)의 상면 즉 케이싱(12)의 바닥면에는, 광원(14)가 배치된다.
케이싱(12)는, LCD의 백라이트 유닛을 구성하는 면 형상 조명 장치에 이용되는, 공지의 케이스이다.
또, 케이싱(12)는, 바람직한 양태로서, 적어도 광원(14)의 설치면이 되는 바닥면은 거울면, 금속 반사면 및 확산 반사면 등으로부터 선택되는 광반사면으로 되어 있다. 케이싱(12)는, 바람직하게는, 케이싱(12)의 내면 전체면이 광반사면으로 되어 있다.
도 2에, 백라이트용 필름(16)의 평면도를 나타낸다. 또한, 도 2는, 도 1에 나타내는 백라이트용 필름(16)을, 도 1의 하방으로부터 본 도이다.
백라이트용 필름(16)은, 지지체(20)과, 파장 변환 필름(24)와, 반사층(26)을 갖고 구성된다.
지지체(20)은 파장 변환 필름(24)를 지지하는 것이다.
지지체(20)은, 파장 변환 필름(24)를 지지 가능하고, 또한 광원(14)로부터 광이 입사됨으로써 파장 변환 필름(24)가 출사하는 광, 및 광원(14)가 출사한 광이 투과 가능하면, 각종 시트 형상물(필름 형상물, 판 형상물)이 이용 가능하다.
구체적으로는, 지지체(20)으로서는, 백색 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), PET, 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 트라이아세틸셀룰로스(TAC), 폴리카보네이트(PC), 및 나일론 등으로부터 선택되는 1 이상의 수지 재료로 이루어지는 수지 필름, 유리판 등이 예시된다.
지지체(20)의 두께는, 면 형상 조명 장치(10)의 사이즈, 지지체(20)의 형성 재료, 필요에 따라 마련되는 광학 기능층(확산층 및 안티 뉴턴링층 등) 등에 따라, 평면 형상을 유지하고, 또한 파장 변환 필름(24) 및 반사층(26)을 지지할 수 있는 두께를 적절히 설정하면 된다.
또한, 지지체(20)은, 설계 및 면 형상 조명 장치(10)의 용도 등에 따라, 임의의 형상을 이용할 수 있다.
도시예의 백라이트용 필름(16)은, 파장 변환 필름(24)를 지지하는 지지체(20)을 갖고, 지지체(20)의 면 방향으로 이간하여, 복수의 파장 변환 필름(24)가 지지체(20)의 한쪽의 주면에 마련된다. 또, 각 파장 변환 필름(24)에는, 반사층(26)이 마련된다. 도시예에 있어서는, 1매의 파장 변환 필름(24)에, 하나의 반사층(26)이 마련된다.
또한, 본 발명에 있어서, 특별히 설명이 없는 경우에는, "면 방향"이란 지지체(20)의 면 방향을 나타낸다. 또, 본 발명에 있어서, 주면이란, 시트 형상물(필름, 판 형상물)의 최대면을 나타낸다. 이때에 있어서, 시트 형상물에는 적층체도 포함한다.
또한, 면 형상 조명 장치(10)에서는, 1매의 파장 변환 필름(24)에 대하여, 1개의 광원(14)이 마련된다.
도시예의 백라이트용 필름(16)은, 바람직한 양태로서 전체면을 파장 변환 필름으로 하는 것이 아니라, 지지체(20)에, 소형의 파장 변환 필름(24)를 이간하여 2차원적으로 배열함으로써, 파장 변환 필름(24)(양자 도트 필름(QD(Quantum Dot) 필름)의 사용량을 감소시키고, 또한 코스트 다운도 도모하고 있다. 이 점에 관해서는, 이후에 상세하게 설명한다.
도시예의 백라이트용 필름(16)에 있어서, 파장 변환 필름(24)는, 지지체(20)의 한쪽의 주면에, 정사각 격자 형상으로 2차원적으로 배열된다.
또한, 본 발명에 있어서, 지지체(20)에 지지되는 파장 변환 필름(24)의 배열은, 도시예의 정사각 격자 형상에 한정은 되지 않는다. 예를 들면, 파장 변환 필름(24)를, 지그재그 격자 형상, 사방(斜方) 격자 형상 및 육각 격자 형상 중 어느 하나로 2차원적으로 배열해도 된다.
어느쪽이든, 백라이트용 필름(16)으로부터 출사하는 광의 휘도를 전면적으로 균일하게 하기 쉬운 등의 점에서, 파장 변환 필름(24)는, 등간격 또한 규칙적으로 배열하는 것이 바람직하다.
또한, 지지체(20)에 의한 파장 변환 필름(24)의 지지 방법은, 한정은 없고, 공지의 시트 형상물의 지지 방법이, 각종 이용 가능하다.
일례로서, 광학 투명 접착제(OCA(Optical Clear Adhesive)), 광학 투명 테이프 및 광학 투명 양면 테이프 중 어느 하나 등의 첩착 수단에 의하여, 파장 변환 필름(24)를 지지체(20)에 첩착하면 된다. 혹은, 투명한 지그 등을 이용하여, 파장 변환 필름(24)를 지지체(20)에 유지해도 된다.
파장 변환 필름(24)는, 광원(14)가 출사한 광이 입사되어, 파장 변환하여 출사하는, 공지의 파장 변환 필름이다.
도 3에, 파장 변환 필름(24)의 구성을 개념적으로 나타낸다. 또한, 도 3은, 파장 변환 필름(24)를, 도 1과 동일한 방향으로부터 본 도이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 파장 변환 필름(24)는, 파장 변환층(30)과, 파장 변환층(30)을 협지하여 지지하는 가스 배리어 필름(32)를 갖는다.
파장 변환층(30)은, 일례로서 다수의 형광체를 수지 등의 매트릭스 중에 분산하여 이루어지는 형광층이고, 파장 변환층(30)에 입사된 광의 파장을 변환하여 출사하는 기능을 갖는 것이다.
예를 들면, 광원(14)가 출사한 청색광이 파장 변환층(30)에 입사되면, 파장 변환층(30)은, 내부에 함유하는 형광체의 효과에 의하여, 이 청색광 중 적어도 일부를 적색광 혹은 녹색광으로 파장 변환하여 출사한다.
여기에서, 청색광이란, 400~500nm의 파장 대역에 중심 파장을 갖는 광이며, 녹색광이란, 500nm를 초과하고 600nm 이하인 파장 대역에 중심 파장을 갖는 광이며, 적색광이란, 600nm를 초과하고 680nm 이하인 파장 대역에 중심 파장을 갖는 광이다.
또한, 형광층이 발현하는 파장 변환의 기능은, 청색광을 적색광 혹은 녹색광으로 파장 변환하는 구성에 한정은 되지 않고, 입사광 중 적어도 일부를 다른 파장의 광으로 변환하는 것이면 된다.
형광체는, 적어도, 입사되는 여기광에 의하여 여기되어 형광을 발광한다.
형광층에 함유되는 형광체의 종류에는 한정은 없고, 요구되는 파장 변환의 성능 등에 따라, 다양한 공지의 형광체를 적절히 선택하면 된다.
이와 같은 형광체의 예로서, 예를 들면 유기 형광 염료 및 유기 형광 안료 외에, 인산염이나 알루민산염, 금속 산화물 등에 희토류 이온을 도프한 형광체, 금속 황화물이나 금속 질화물 등의 반도체성 물질에 부활성(賦活性) 이온을 도프한 형광체, 및 양자 도트로서 알려진 양자 구속 효과를 이용한 형광체 등이 예시된다. 그 중에서도, 발광 스펙트럼폭이 좁아, 디스플레이에 이용한 경우의 색재현성이 우수한 광원을 실현할 수 있고, 또한 발광 양자 효율이 우수한 양자 도트는, 본 발명에서는 적합하게 이용된다.
즉, 본 발명에 있어서, 파장 변환층(30)으로서는, 양자 도트를 수지 등의 매트릭스에 분산하여 이루어지는 양자 도트층이 적합하게 이용된다. 또, 파장 변환 필름(24)에 있어서, 바람직한 양태로서 파장 변환층(30)은 양자 도트층이다.
양자 도트에 대해서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2012-169271호의 단락 [0060]~[0066]을 참조할 수 있지만, 여기에 기재된 것에 한정되는 것은 아니다. 또, 양자 도트는, 시판품을 제한없이 이용할 수 있다. 양자 도트의 발광 파장은, 통상 입자의 조성, 사이즈에 따라 조절할 수 있다.
양자 도트는, 매트릭스 중에 균일하게 분산되는 것이 바람직하지만, 매트릭스 중에 편향되도록 분산되어도 된다. 또, 양자 도트는, 1종만을 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
2종 이상의 양자 도트를 병용하는 경우에는, 발광광의 파장이 다른 2종 이상의 양자 도트를 사용해도 된다.
구체적으로는, 공지의 양자 도트에는, 600nm를 초과하고 680nm 이하인 범위의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖는 양자 도트 (A), 500nm를 초과하고 600nm 이하인 범위의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖는 양자 도트 (B), 400~500nm의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖는 양자 도트 (C)가 있다. 양자 도트 (A)는, 여기광에 의하여 여기되어 적색광을 발광하고, 양자 도트 (B)는 녹색광을, 양자 도트 (C)는 청색광을 발광한다.
예를 들면, 양자 도트 (A)와 양자 도트 (B)를 포함하는 양자 도트층에 여기광으로서 청색광을 입사시키면, 양자 도트 (A)에 의하여 발광되는 적색광, 양자 도트 (B)에 의하여 발광되는 녹색광, 및 양자 도트층을 투과한 청색광에 의하여, 백색광을 구현화할 수 있다. 또는, 양자 도트 (A), (B), 및 (C)를 포함하는 양자 도트층에 여기광으로서 자외광을 입사시킴으로써, 양자 도트 (A)에 의하여 발광되는 적색광, 양자 도트 (B)에 의하여 발광되는 녹색광, 및 양자 도트 (C)에 의하여 발광되는 청색광에 의하여, 백색광을 구현화할 수 있다.
또, 양자 도트로서 형상이 로드 형상이며 지향성을 갖고 편광을 발하는, 이른바 양자 로드, 테트라포드형 양자 도트 등을 이용해도 된다.
상술한 바와 같이, 파장 변환 필름(24)에 있어서, 파장 변환층(30)은, 수지 등을 매트릭스로 하여, 양자 도트 등을 분산하여 이루어지는 것이다.
여기에서, 매트릭스는, 양자 도트층에 이용되는 공지의 것이 각종 이용 가능하지만, 적어도 2종 이상의 중합성 화합물을 포함하는 중합성 조성물(도포 조성물)을 경화시킨 것이 바람직하다. 또한, 적어도 2종 이상 병용하는 중합성 화합물의 중합성기는, 동일해도 되고 달라도 되며, 이 적어도 2종의 화합물은 적어도 하나 이상의 공통의 중합성기를 갖는 것이 바람직하다.
중합성기의 종류는, 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는, (메트)아크릴레이트기, 바이닐기 또는 에폭시기, 옥세탄일기이고, 보다 바람직하게는, (메트)아크릴레이트기이며, 더 바람직하게는, 아크릴레이트기이다.
또, 파장 변환층(30)의 매트릭스가 되는 중합성 화합물은, 단관능의 중합성 화합물로 이루어지는 제1 중합성 화합물 중 적어도 1종과, 다관능 중합성 화합물로 이루어지는 제2 중합성 화합물 중 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하다.
구체적으로는, 예를 들면 이하의 제1 중합성 화합물과 제2 중합성 화합물을 포함하는 양태를 취할 수 있다.
<제1 중합성 화합물>
제1 중합성 화합물은, 단관능 (메트)아크릴레이트 모노머와, 에폭시기 및 옥세탄일기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 관능기를 하나 갖는 모노머이다.
단관능 (메트)아크릴레이트 모노머로서는, 아크릴산 및 메타크릴산, 그들의 유도체, 보다 상세하게는, (메트)아크릴산의 중합성 불포화 결합 (메트)아크릴로일기를 분자 내에 하나 갖고, 알킬기의 탄소수가 1~30인 지방족 또는 방향족 모노머를 들 수 있다. 그들의 구체예로서 이하에 화합물을 들지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
지방족 단관능 (메트)아크릴레이트 모노머로서는, 메틸(메트)아크릴레이트, n-뷰틸(메트)아크릴레이트, 아이소뷰틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 아이소노닐(메트)아크릴레이트, n-옥틸(메트)아크릴레이트, 라우릴(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트 등의 알킬기의 탄소수가 1~30인 알킬(메트)아크릴레이트;
뷰톡시에틸(메트)아크릴레이트 등의 알콕시알킬기의 탄소수가 2~30인 알콕시알킬(메트)아크릴레이트;
N,N-다이메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트 등의 (모노알킬 또는 다이알킬)아미노알킬기의 총 탄소수가 1~20인 아미노알킬(메트)아크릴레이트;
다이에틸렌글라이콜에틸에터의 (메트)아크릴레이트, 트라이에틸렌글라이콜뷰틸에터의 (메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌글라이콜모노메틸에터의 (메트)아크릴레이트, 헥사에틸렌글라이콜모노메틸에터의 (메트)아크릴레이트, 옥타에틸렌글라이콜의 모노메틸에터(메트)아크릴레이트, 노나에틸렌글라이콜의 모노메틸에터(메트)아크릴레이트, 다이프로필렌글라이콜의 모노메틸에터(메트)아크릴레이트, 헵타프로필렌글라이콜의 모노메틸에터(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌글라이콜의 모노에틸에터(메트)아크릴레이트 등의 알킬렌쇄의 탄소수가 1~10이고 말단 알킬에터의 탄소수가 1~10인 폴리알킬렌글라이콜알킬에터의 (메트)아크릴레이트;
헥사에틸렌글라이콜페닐에터의 (메트)아크릴레이트 등의 알킬렌쇄의 탄소수가 1~30이고 말단 아릴에터의 탄소수가 6~20인 폴리알킬렌글라이콜아릴에터의 (메트)아크릴레이트;
사이클로헥실(메트)아크릴레이트, 다이사이클로펜탄일(메트)아크릴레이트, 아이소보닐(메트)아크릴레이트, 메틸렌옥사이드 부가 사이클로데카트라이엔(메트)아크릴레이트 등의 지환 구조를 갖는 총 탄소수 4~30인 (메트)아크릴레이트; 헵타데카플루오로데실(메트)아크릴레이트 등의 총 탄소수 4~30인 불소화 알킬(메트)아크릴레이트;
2-하이드록시에틸(메트)아크릴레이트, 3-하이드록시프로필(메트)아크릴레이트, 4-하이드록시뷰틸(메트)아크릴레이트, 트라이에틸렌글라이콜의 모노(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌글라이콜모노(메트)아크릴레이트, 헥사에틸렌글라이콜모노(메트)아크릴레이트, 옥타프로필렌글라이콜모노(메트)아크릴레이트, 글리세롤의 모노(메트)아크릴레이트 등의 수산기를 갖는 (메트)아크릴레이트;
글리시딜(메트)아크릴레이트 등의 글리시딜기를 갖는 (메트)아크릴레이트;
테트라에틸렌글라이콜모노(메트)아크릴레이트, 헥사에틸렌글라이콜모노(메트)아크릴레이트, 옥타프로필렌글라이콜모노(메트)아크릴레이트 등의 알킬렌쇄의 탄소수가 1~30인 폴리에틸렌글라이콜모노(메트)아크릴레이트;
(메트)아크릴아마이드, N,N-다이메틸(메트)아크릴아마이드, N-아이소프로필(메트)아크릴아마이드, 2-하이드록시에틸(메트)아크릴아마이드, 아크릴로일모폴린 등의 (메트)아크릴아마이드 등을 들 수 있다.
방향족 단관능 아크릴레이트 모노머로서는, 벤질(메트)아크릴레이트 등의 아랄킬기의 탄소수가 7~20인 아랄킬(메트)아크릴레이트를 들 수 있다.
또, 제1 중합성 화합물 중에서도, 알킬기의 탄소수가 4~30인 지방족 또는 방향족 알킬(메트)아크릴레이트가 바람직하고, 나아가서는, n-옥틸(메트)아크릴레이트, 라우릴(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트, 사이클로헥실(메트)아크릴레이트, 다이사이클로펜탄일(메트)아크릴레이트, 아이소보닐(메트)아크릴레이트, 메틸렌옥사이드 부가 사이클로데카트라이엔(메트)아크릴레이트가 바람직하다. 이로써, 양자 도트의 분산성이 향상되기 때문이다. 양자 도트의 분산성이 향상될수록, 광변환층으로부터 출사면에 직행하는 광량이 증가하기 때문에, 정면 휘도 및 정면 콘트라스트의 향상에 유효하다.
에폭시기를 하나 갖는 단관능 에폭시 화합물의 예로서는, 예를 들면 페닐글리시딜에터, p-tert-뷰틸페닐글리시딜에터, 뷰틸글리시딜에터, 2-에틸헥실글리시딜에터, 알릴글리시딜에터, 1,2-뷰틸렌옥사이드, 1,3-뷰타다이엔모노옥사이드, 1,2-에폭시도데케인, 에피클로로하이드린, 1,2-에폭시데케인, 스타이렌옥사이드, 사이클로헥센옥사이드, 3-메타크릴로일옥시메틸사이클로헥센옥사이드, 3-아크릴로일옥시메틸사이클로헥센옥사이드, 3-바이닐사이클로헥센옥사이드, 4-바이닐사이클로헥센옥사이드 등을 들 수 있다.
옥세탄일기를 하나 갖는 단관능 옥세테인 화합물의 예로서는, 상술한 단관능 에폭시 화합물의 에폭시기를 적절히 옥세테인기로 치환한 것을 이용할 수 있다. 또, 이와 같은 옥세테인환을 갖는 화합물에 대해서는, 일본 공개특허공보 2003-341217호, 일본 공개특허공보 2004-091556호에 기재된 옥세테인 화합물 중, 단관능인 것을 적절히 선택할 수도 있다.
제1 중합성 화합물은, 제1 중합성 화합물과 제2 중합성 화합물의 총질량 100질량부에 대하여, 5~99.9질량부 포함되어 있는 것이 바람직하고, 20~85질량부 포함되어 있는 것이 보다 바람직하다. 그 이유는 후술한다.
<제2 중합성 화합물>
제2 중합성 화합물은, 다관능 (메트)아크릴레이트 모노머와, 에폭시기 및 옥세탄일기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 관능기를 분자 내에 2개 이상 갖는 모노머이다.
2관능 이상의 다관능 (메트)아크릴레이트 모노머 중, 2관능의 (메트)아크릴레이트 모노머로서는, 네오펜틸글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 1,6-헥세인다이올다이(메트)아크릴레이트, 1,9-노네인다이올다이(메트)아크릴레이트, 1,10-데케인다이올다이아크릴레이트, 트라이프로필렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 에틸렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 하이드록시피발산 네오펜틸글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 트라이사이클로데케인다이메탄올다이아크릴레이트, 에톡시화 비스페놀 A 다이아크릴레이트 등을 바람직한 예로서 들 수 있다.
또, 2관능 이상의 다관능 (메트)아크릴레이트 모노머 중, 3관능 이상의 (메트)아크릴레이트 모노머로서는, 에피클로로하이드린(ECH) 변성 글리세롤트라이(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드(EO) 변성 글리세롤트라이(메트)아크릴레이트, 프로필렌옥사이드(PO) 변성 글리세롤트라이(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트라이아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, EO 변성 인산 트라이아크릴레이트, 트라이메틸올프로페인트라이(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 트라이메틸올프로페인트라이(메트)아크릴레이트, EO 변성 트라이메틸올프로페인트라이(메트)아크릴레이트, PO 변성 트라이메틸올프로페인트라이(메트)아크릴레이트, 트리스(아크릴옥시에틸)아이소사이아누레이트, 다이펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 다이펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨하이드록시펜타(메트)아크릴레이트, 알킬 변성 다이펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨폴리(메트)아크릴레이트, 알킬 변성 다이펜타에리트리톨트라이(메트)아크릴레이트, 다이트라이메틸올프로페인테트라(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨에톡시테트라(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트 등을 바람직한 예로서 들 수 있다.
또, 다관능 모노머로서, 분자 내에 유레테인 결합을 갖는 (메트)아크릴레이트 모노머, 구체적으로는, 톨릴렌다이아이소사이아네이트(TDI)와 하이드록시에틸아크릴레이트의 부가물, 아이소포론다이아이소사이아네이트(IPDI)와 하이드록시에틸아크릴레이트의 부가물, 헥사메틸렌다이아이소사이아네이트(HDI)와 펜타에리트리톨트라이아크릴레이트(PETA)의 부가물, TDI와 PETA의 부가물을 만들고 남은 아이소사이아네이트와 도데실옥시하이드록시프로필아크릴레이트를 반응시킨 화합물, 6,6 나일론과 TDI의 부가물, 펜타에리트리톨과 TDI와 하이드록시에틸아크릴레이트의 부가물 등을 이용할 수도 있다.
에폭시기 및 옥세탄일기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 관능기를 2개 이상 갖는 모노머로서는, 예를 들면 지방족 환상 에폭시 화합물, 비스페놀 A 다이글리시딜에터, 비스페놀 F 다이글리시딜에터, 비스페놀 S 다이글리시딜에터, 브로민화 비스페놀 A 다이글리시딜에터, 브로민화 비스페놀 F 다이글리시딜에터, 브로민화 비스페놀 S 다이글리시딜에터, 수소 첨가 비스페놀 A 다이글리시딜에터, 수소 첨가 비스페놀 F 다이글리시딜에터, 수소 첨가 비스페놀 S 다이글리시딜에터, 1,4-뷰테인다이올다이글리시딜에터, 1,6-헥세인다이올다이글리시딜에터, 글리세린트라이글리시딜에터, 트라이메틸올프로페인트라이글리시딜에터, 폴리에틸렌글라이콜다이글리시딜에터, 폴리프로필렌글라이콜다이글리시딜에터류; 에틸렌글라이콜, 프로필렌글라이콜, 글리세린 등의 지방족 다가 알코올에 1종 또는 2종 이상의 알킬렌옥사이드를 부가함으로써 얻어지는 폴리에터폴리올의 폴리글리시딜에터류; 지방족 장쇄 이염기산의 다이글리시딜에스터류; 고급 지방산의 글리시딜에스터류; 에폭시사이클로알케인을 포함하는 화합물 등이 적합하게 이용된다.
에폭시기 및 옥세탄일기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 관능기를 2개 이상 갖는 모노머로서 적합하게 사용할 수 있는 시판품으로서는, 다이셀 가가쿠 고교사제의 셀록사이드 2021P, 셀록사이드 8000, 씨그마 알드리치사제의 4-바이닐사이클로헥센다이옥사이드 등을 들 수 있다.
또, 에폭시기 및 옥세탄일기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 관능기를 2개 이상 갖는 모노머는 그 제법은 불문하지만, 예를 들면 마루젠 KK 슛판, 제4판 실험 화학 강좌 20 유기 합성 II, 213~, 평성 4년, Ed.by Alfred Hasfner, The chemistry of heterocyclic compounds - Small Ring Heterocycles part3 Oxiranes, John & Wiley and Sons, An Interscience Publication, New York, 1985, 요시무라, 접착, 29권 12호, 32, 1985, 요시무라, 접착, 30권 5호, 42, 1986, 요시무라, 접착, 30권 7호, 42, 1986, 일본 공개특허공보 평11-100378호, 일본 특허공보 제2906245호, 일본 특허공보 제2926262호 등의 문헌을 참고로 하여 합성할 수 있다.
제2 중합성 화합물은 제1 중합성 화합물과 제2 중합성 화합물의 총질량 100질량부에 대하여, 0.1~95질량부 포함되어 있는 것이 바람직하고, 15~80질량부 포함되어 있는 것이 바람직하다. 그 이유는 후술한다.
파장 변환층(30)을 형성하는 매트릭스, 바꾸어 말하면, 파장 변환층(30)이 되는 중합성 조성물은, 필요에 따라, 점도 조절제 및 용매 등의 필요한 성분을 포함해도 된다. 또한, 파장 변환층(30)이 되는 중합성 조성물이란, 바꾸어 말하면, 파장 변환층(30)을 형성하기 위한 중합성 조성물이다.
<점도 조절제>
중합성 조성물은, 필요에 따라 점도 조절제를 포함하고 있어도 된다. 점도 조절제는, 입경이 5~300nm인 필러가 바람직하다. 또, 점도 조절제는 틱소트로피성을 부여하기 위한 틱소트로피제인 것도 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서, 틱소트로피성이란, 액상 조성물에 있어서, 전단 속도의 증가에 대하여 점성을 줄이는 성질을 가리키고, 틱소트로피제란, 그것을 액상 조성물에 포함시킴으로써, 조성물에 틱소트로피성을 부여하는 기능을 갖는 소재를 가리킨다.
틱소트로피제의 구체예로서는, 흄드 실리카, 알루미나, 질화 규소, 이산화 타이타늄, 탄산 칼슘, 산화 아연, 탤크, 운모, 장석, 카올리나이트(카올린 클레이), 파이로필라이트(납석 클레이), 세리사이트(견운모), 벤토나이트, 스멕타이트·버미큘라이트류(몬모릴로나이트, 바이델라이트, 논트로나이트, 사포나이트 등), 유기 벤토나이트, 유기 스멕타이트 등을 들 수 있다.
파장 변환층(30)을 형성하기 위한 중합성 조성물은, 점도가 전단 속도 500s-1일 때에 3~50mPa·s이고, 전단 속도 1s-1일 때에 100mPa·s 이상이 바람직하다. 이와 같이 점도 조절하기 위하여, 틱소트로피제를 이용하는 것이 바람직하다.
중합성 조성물의 점도가 전단 속도 500s-1일 때에 3~50mPa·s가 바람직하고, 전단 속도 1s-1일 때에 100mPa·s 이상이 바람직한 이유는, 이하와 같다.
파장 변환 필름(24)(파장 변환층(30))의 제조 방법으로서는, 일례로서, 후술하는, 2매의 가스 배리어 필름(32)를 준비하여, 1매의 가스 배리어 필름(32)의 표면에, 파장 변환층(30)이 되는 중합성 조성물을 도포한 후에, 도포한 중합성 조성물 상에, 다른 1매의 가스 배리어 필름(32)를 첩부한 후, 중합성 조성물을 경화하여 파장 변환층(30)을 형성하는 공정을 포함하는 제조 방법을 들 수 있다.
이하의 설명에서는, 중합성 조성물이 도포되는 배리어 필름(32)를 제1 기재, 제1 기재에 도포된 중합성 조성물에 첩착되는, 다른 1매의 배리어 필름(32)를 제2 기재라고도 한다.
이 제조 방법에서는, 제1 기재에 중합성 조성물을 도포할 때에 도포 줄무늬가 발생하지 않도록 균일하게 도포하여 도막의 막두께를 균일하게 하는 것이 바람직하고, 이를 위해서는 도포성과 레벨링성의 관점에서 중합성 조성물의 점도는 낮은 편이 바람직하다. 한편, 제1 기재에 도포된 중합성 조성물 상에, 제2 기재를 첩부할 때에는, 제2 기재를 균일하게 첩합하기 위하여, 첩합 시의 압력에 대한 저항력이 높은 것이 바람직하고, 이 관점에서 중합성 조성물의 점도는 높은 편이 바람직하다.
상술한 전단 속도 500s-1이란, 제1 기재에 도포되는 중합성 조성물에 가해지는 전단 속도의 대푯값이고, 전단 속도 1s-1이란 중합성 조성물에 제2 기재를 첩합하기 직전에 중합성 조성물에 가해지는 전단 속도의 대푯값이다. 또한, 전단 속도 1s-1이란 어디까지나 대푯값에 지나지 않는다. 제1 기재에 도포된 중합성 조성물 상에 제2 기재를 첩합할 때에, 제1 기재와 제2 기재를 동일 속도로 반송하면서 첩합한다면 중합성 조성물에 가해지는 전단 속도는 대략 0s-1이고, 실제조 공정에 있어서 중합성 조성물에 가해지는 전단 속도가 1s-1에 한정되는 것은 아니다. 한편, 전단 속도 500s-1도 동일하게 대푯값에 지나지 않고, 실제조 공정에 있어서 중합성 조성물에 가해지는 전단 속도가 500s-1에 한정되는 것은 아니다.
그리고 균일한 도포 및 첩합의 관점에서, 중합성 조성물의 점도를, 제1 기재에 중합성 조성물을 도포할 때에 중합성 조성물에 가해지는 전단 속도의 대푯값이 500s-1일 때에 3~50mPa·s이고, 제1 기재에 도포된 중합성 조성물 상에 제2 기재를 첩합하기 직전에 중합성 조성물에 가해지는 전단 속도의 대푯값이 1s-1일 때에 100mPa·s 이상이도록 조절하는 것이 바람직하다.
<용매>
파장 변환층(30)이 되는 중합성 조성물은, 필요에 따라 용매를 포함하고 있어도 된다. 이 경우에 사용되는 용매의 종류 및 첨가량은, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면 용매로서, 유기 용매를 1종 또는 2종 이상 혼합하여 이용할 수 있다.
또, 파장 변환층(30)이 되는 중합성 조성물은, 트라이플루오로에틸(메트)아크릴레이트, 펜타플루오로에틸(메트)아크릴레이트, (퍼플루오로뷰틸)에틸(메트)아크릴레이트, 퍼플루오로뷰틸-하이드록시프로필(메트)아크릴레이트, (퍼플루오로헥실)에틸(메트)아크릴레이트, 옥타플루오로펜틸(메트)아크릴레이트, 퍼플루오로옥틸에틸(메트)아크릴레이트, 및 테트라플루오로프로필(메트)아크릴레이트 등의 불소 원자를 갖는 화합물을 포함하고 있어도 된다.
이들 화합물을 포함함으로써 도포성을 향상시킬 수 있다.
<힌더드 아민 화합물>
파장 변환층(30)이 되는 중합성 조성물은, 필요에 따라 힌더드 아민 화합물을 포함하고 있어도 된다.
힌더드 아민 화합물로서는, 예를 들면 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜벤조에이트, N-(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)도데실석신산 이미드, 1-[(3,5-다이 제3 뷰틸-4-하이드록시페닐)프로피온일옥시에틸]-2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜-(3,5-다이 제3 뷰틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)세바케이트, 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)세바케이트, 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)-2-뷰틸-2-(3,5-다이 제3 뷰틸-4-하이드록시벤질)말로네이트, N,N'-비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)헥사메틸렌다이아민, 테트라(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)뷰테인테트라카복실레이트, 테트라(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)뷰테인테트라카복실레이트, 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)·다이(트라이데실)뷰테인테트라카복실레이트, 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)·다이(트라이데실)뷰테인테트라카복실레이트, 3,9-비스[1,1-다이메틸-2-{트리스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜옥시카보닐옥시)뷰틸카보닐옥시}에틸]-2,4,8,10-테트라옥사스파이로[5.5]운데케인, 3,9-비스[1,1-다이메틸-2-{트리스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜옥시카보닐옥시)뷰틸카보닐옥시}에틸]-2,4,8,10-테트라옥사스파이로[5.5]운데케인, 1,5,8,12-테트라키스[4,6-비스{N-(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)뷰틸아미노}-1,3,5-트라이아진-2-일]-1,5,8,12-테트라아자도데케인, 1-(2-하이드록시에틸)-2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딘올/석신산 다이메틸 축합물, 2-제3 옥틸아미노-4,6-다이클로로-s-트라이아진/N,N'-비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)헥사메틸렌다이아민 축합물, N,N'-비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)헥사메틸렌다이아민/다이브로모에테인 축합물, 비스(1-운데칸옥시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일)카보네이트, 1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜메타크릴레이트, 및 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜메타크릴레이트 등을 들 수 있다.
힌더드 아민 화합물을 첨가함으로써, 파장 변환층(30)이 고조도의 광으로 착색되는 것을 억제할 수 있다.
파장 변환층(30)에 있어서, 매트릭스가 되는 수지의 양은, 파장 변환층(30)이 포함하는 기능성 재료의 종류 등에 따라, 적절히 결정하면 된다.
도시예에 있어서는, 파장 변환층(30)이 양자 도트층이기 때문에, 매트릭스가 되는 수지는, 양자 도트층의 전체량 100질량부에 대하여, 90~99.9질량부가 바람직하고, 92~99질량부가 보다 바람직하다.
파장 변환층(30)의 두께도, 파장 변환층(30)의 종류 및 파장 변환 필름(24)의 용도 등에 따라, 적절히 결정하면 된다.
도시예에 있어서는, 파장 변환층(30)이 양자 도트층이기 때문에, 취급성 및 발광 특성의 점에서, 파장 변환층(30)의 두께는, 5~200μm가 바람직하고, 10~150μm가 보다 바람직하다.
또한, 파장 변환층(30)의 두께는 평균 두께를 의도하고 있다. 평균 두께는 파장 변환층(30)의 임의의 10점 이상의 두께를 측정하고, 그들을 산술 평균하여 구한다.
또한, 양자 도트층 등의 파장 변환층(30)이 되는 중합성 조성물에는, 필요에 따라, 중합 개시제나 실레인 커플링제 등을 첨가해도 된다.
파장 변환 필름(24)는, 이와 같은 파장 변환층(30)을 2매의 가스 배리어 필름(32)로 협지하여 이루어지는 구성을 갖는다. 이하의 설명에서는, "가스 배리어 필름(32)"를 "배리어 필름(32)"라고도 한다.
배리어 필름(32)는, 지지 기판의 표면에, 산소 등이 투과하지 않는 가스 배리어층을 형성하여 이루어지는, 공지의 가스 배리어 필름이다. 본 발명에 있어서는, 파장 변환층(30)을 2매의 배리어 필름(32)로 협지함으로써, 파장 변환층(30)의 주면으로부터 산소 및 수분이 침입하는 것을 방지하여, 산소 및 수분에 의한 파장 변환층(30)의 열화를 방지하고 있다.
배리어 필름(32)는, 산소 투과도가 1×10-2cc/(m2·day·atm) 이하인 것이 바람직하다. 또, 배리어 필름(32)는, 수증기 투과도가 1×10-3g/(m2·day) 이하인 것이 바람직하다.
산소 투과도와 수증기 투과도가 낮은, 즉, 가스 배리어성이 높은 배리어 필름(32)를 이용함으로써, 파장 변환층(30)에 대한 산소 및 수분의 침입을 방지하여 파장 변환층(30)의 열화를 보다 적합하게 방지할 수 있다.
또한, 산소 투과도는, 일례로서 APIMS법(대기압 이온화 질량 분석법)에 의한 측정 장치(닛폰 에이피아이사제)를 이용하여, 온도 25℃, 상대 습도 60%RH의 조건하에서 측정하면 된다. 수증기 투과도는, 일례로서 온도 40℃, 상대 습도 90%RH의 조건하에서 모콘법에 따라 측정했다. 또, 수증기 투과도가, 모콘법의 측정 한계를 초과한 경우에는, 동일한 조건하에서 칼슘 부식법(일본 공개특허공보 2005-283561호에 기재되는 방법)에 따라 측정하면 된다.
또, 배리어 필름(32)의 두께는 5~100μm가 바람직하고, 10~70μm가 보다 바람직하며, 15~55μm가 더 바람직하다.
배리어 필름(32)의 두께를 5μm 이상으로 함으로써, 2개의 배리어 필름(32)의 사이에 파장 변환층(30)을 형성할 때에, 파장 변환층(30)의 두께를 균일하게 할 수 있는 등의 점에서 바람직하다. 또, 배리어 필름(32)의 두께를 100μm 이하로 함으로써, 파장 변환층(30)을 포함하는 파장 변환 필름(24) 전체의 두께를 얇게 할 수 있는 등의 점에서 바람직하다.
배리어 필름(32)는, 투명인 것이 바람직하다.
또, 배리어 필름(32)는, 강직한 시트 형상이어도 되고, 플렉시블한 필름 형상이어도 된다. 또한, 배리어 필름(32)은, 권회가 가능한 장척 형상이어도 되고, 미리 소정의 치수로 잘려진 매엽 형상이어도 된다.
배리어 필름(32)는, 지지 기판에 가스 배리어성을 발현하는 가스 배리어층을 형성하여 이루어지는, 공지의 가스 배리어 필름이, 각종 이용 가능하다.
적합한 배리어 필름(32)로서, 지지 기판과, 지지 기판의 표면에, 가스 배리어층으로서, 무기층과, 이 무기층의 하지(下地)(형성면)가 되는 유기층의 조합을 1세트 이상 형성하여 이루어지는, 유기 무기 적층형의 가스 배리어 필름이 적합하게 이용된다.
일례로서, 지지 기판의 한쪽의 표면에 유기층을 갖고, 유기층의 표면에, 유기층을 하지층으로 하여 무기층을 갖는, 무기층과 하지 유기층의 조합을 1세트 갖는, 유기 무기 적층형의 가스 배리어 필름이 예시된다.
다른 예로서, 지지 기판의 한쪽의 표면에 유기층을 갖고, 유기층의 표면에, 유기층을 하지층으로 하여 무기층을 가지며, 이 무기층 상에 2층째의 유기층을 갖고, 2층째의 유기층을 하지층으로 하여 2층째의 무기층을 갖는, 무기층과 하지 유기층의 조합을 2세트 갖는, 유기 무기 적층형의 가스 배리어 필름이 예시된다.
혹은, 무기층과 하지 유기층의 조합을 3세트 이상 갖는, 유기 무기 적층형의 가스 배리어 필름도 이용 가능하다. 기본적으로, 무기층과 하지 유기층의 조합이 많을수록, 가스 배리어 필름이 두꺼워지는 반면, 높은 가스 배리어성이 얻어진다.
이하의 설명에서는 "유기 무기 적층형의 가스 배리어 필름"을 "적층형 배리어 필름"이라고도 한다.
적층형 배리어 필름에서는, 가스 배리어성을 주로 발현하는 것은 무기층이다.
파장 변환 필름(24)의 배리어 필름(32)로서 적층형 배리어 필름을 이용할 때에는, 어느 층 구성이어도, 최상층 즉 지지 기판과 반대 측의 최표층을 무기층으로 하고, 무기층을 내측 즉 파장 변환층(30) 측으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 파장 변환 필름(24)의 배리어 필름(32)로서 적층형 배리어 필름을 이용할 때에는, 무기층을 파장 변환층(30)에 접촉한 상태로 하여, 배리어 필름(32)로 파장 변환층(30)을 협지하는 것이 바람직하다. 이로써, 유기층의 단면으로부터 산소 등이 침입하여 파장 변환층(30)에 침입하는 것을 보다 적합하게 방지할 수 있다.
적층형 배리어 필름의 지지 기판으로서는, 공지의 가스 배리어 필름에서 지지 기판으로서 이용되고 있는 것이, 각종 이용 가능하다.
그 중에서도, 박형화 및 경량화가 용이하고, 플렉시블화에 적합한 등의 점에서, 각종 플라스틱(고분자 재료/수지 재료)으로 이루어지는 필름이 적합하게 이용된다.
구체적으로는, 폴리에틸렌(PE), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리아마이드(PA), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리 염화 바이닐(PVC), 폴리바이닐알코올(PVA), 폴리아크릴로나이트릴(PAN), 폴리이미드(PI), 투명 폴리이미드, 폴리메타크릴산 메틸 수지(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리프로필렌(PP), 폴리스타이렌(PS), 아크릴로나이트릴·뷰타다이엔·스타이렌 공중합체(ABS), 사이클로올레핀·코폴리머(COC), 사이클로올레핀 폴리머(COP), 및 트라이아세틸셀룰로스(TAC)로 이루어지는 수지 필름이 적합하게 예시된다.
지지 기판의 두께는, 용도 및 크기에 따라, 적절히 설정하면 된다. 여기에서, 본 발명자의 검토에 의하면, 지지 기판의 두께는, 10~100μm 정도가 바람직하다. 지지 기판의 두께를 이 범위로 함으로써, 경량화 및 박형화 등의 점에서, 바람직한 결과를 얻는다.
또한, 지지 기판은, 이와 같은 플라스틱 필름의 표면에, 반사 방지, 위상차 제어, 광 추출 효율 향상 등의 기능이 부여되어 있어도 된다.
상술한 바와 같이, 적층형 배리어 필름에 있어서, 가스 배리어층은, 주로 가스 배리어성을 발현하는 무기층과, 무기층의 하지층이 되는 유기층을 갖는다.
또한, 적층형 배리어 필름에 있어서는, 상술한 바와 같이 최상층을 무기층으로 하여, 무기층 측을 파장 변환층(30)을 향하게 하는 것이 바람직하다. 그러나, 적층형 배리어 필름에서는, 필요에 따라 최상층에 무기층을 보호하기 위한 유기층을 가져도 된다. 혹은, 적층형 배리어 필름은, 필요에 따라 최상층에 파장 변환층(30)과의 밀착성을 확보하기 위한 유기층을 가져도 된다. 이 밀착성을 확보하기 위한 유기층도, 무기층의 보호층으로서 작용해도 된다.
유기층은, 적층형 배리어 필름에 있어서 주로 가스 배리어성을 발현하는 무기층의 하지층이 되는 것이다.
유기층은, 공지의 적층형 배리어 필름에서 유기층으로서 이용되고 있는 것이 각종 이용 가능하다. 예를 들면, 유기층은, 유기 화합물을 주성분으로 하는 막이며, 기본적으로, 모노머 및/또는 올리고머를, 가교하여 형성되는 것을 이용할 수 있다.
적층형 배리어 필름은, 무기층의 하지가 되는 유기층을 가짐으로써, 지지 기판의 표면의 요철 및 표면에 부착되어 있는 이물 등을 포매하여, 무기층의 성막면을 적정하게 형성할 수 있다. 그 결과, 성막면의 전체면에, 간극이 없고, 균열 및 금 등이 없는 적정한 무기층을 성막할 수 있다. 이로써, 산소 투과도가 1×10-2cc/(m2·day·atm) 이하, 및 수증기 투과도가 1×10-3g/(m2·day) 이하가 되는, 높은 가스 배리어 성능을 얻을 수 있다.
또, 적층형 배리어 필름은, 이 하지가 되는 유기층을 가짐으로써, 이 유기층이, 무기층의 쿠션으로서도 작용한다. 이로 인하여, 무기층이 외부로부터 충격을 받은 경우 등에, 이 유기층의 쿠션 효과에 의하여, 무기층의 손상을 방지할 수 있다.
이로써, 적층형 배리어 필름에 있어서, 무기층이 적정하게 가스 배리어 성능을 발현하여, 수분 및 산소에 의한 파장 변환층(30)의 열화를, 적합하게 방지할 수 있다.
적층형 배리어 필름에 있어서, 유기층의 형성 재료로서는, 각종 유기 화합물(수지, 고분자 화합물)이 이용 가능하다.
구체적으로는, 폴리에스터, 아크릴 수지, 메타크릴 수지, 메타크릴산-말레산 공중합체, 폴리스타이렌, 투명 불소 수지, 폴리이미드, 불소화 폴리이미드, 폴리아마이드, 폴리아마이드이미드, 폴리에터이미드, 셀룰로스아실레이트, 폴리유레테인, 폴리에터에터케톤, 폴리카보네이트, 지환식 폴리올레핀, 폴리아릴레이트, 폴리에터설폰, 폴리설폰, 플루오렌환 변성 폴리카보네이트, 지환 변성 폴리카보네이트, 플루오렌환 변성 폴리에스터, 및 아크릴로일 화합물 등의 열가소성 수지, 혹은 폴리실록세인, 그 외의 유기 규소 화합물의 막이 적합하게 예시된다. 이들은, 복수를 병용해도 된다.
그 중에서도, 유리 전이 온도 및 강도가 우수한 등의 점에서, 라디칼 중합성 화합물 및/또는 에터기를 관능기에 갖는 양이온 중합성 화합물의 중합물로 구성된 유기층은, 적합하다.
그 중에서도 특히, 상기 강도에 더하여, 굴절률이 낮고, 투명성이 높아 광학 특성이 우수한 등의 점에서, 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트의 모노머 혹은 올리고머의 중합체를 주성분으로 하는, 유리 전이 온도가 120℃ 이상인 아크릴 수지나 메타크릴 수지는, 유기층으로서 적합하게 예시된다. 그 중에서도 특히, 다이프로필렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트(DPGDA), 트라이메틸올프로페인트라이(메트)아크릴레이트(TMPTA), 및 다이펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트(DPHA) 등의, 2관능 이상, 특히 3관능 이상의 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트의 모노머나 올리고머의 중합체를 주성분으로 하는, 아크릴 수지 및 메타크릴 수지 등은, 적합하게 예시된다. 또, 이들 아크릴 수지 및 메타크릴 수지 등을, 복수 이용하는 것도 바람직하다.
유기층을, 이와 같은 아크릴 수지 및 메타크릴 수지 등으로 형성함으로써, 골격이 견고한 하지 상에 무기층을 성막할 수 있기 때문에, 보다 치밀하게 가스 배리어성이 높은 무기층을 성막할 수 있다.
유기층의 두께는, 1~5μm가 바람직하다.
유기층의 두께를 1μm 이상으로 함으로써, 보다 적합하게 무기층의 성막면을 적정하게 하여, 균열, 금 등이 없는 적정한 무기층을 성막면의 전체면에 걸쳐 성막할 수 있다.
또, 유기층의 두께를 5μm 이하로 함으로써, 유기층이 과도하게 두꺼운 것에 기인하는, 유기층의 크랙, 적층형 배리어 필름의 컬 등의 문제의 발생을, 적합하게 방지할 수 있다.
이상의 점을 고려하면, 유기층의 두께는, 1~3μm가 보다 바람직하다.
또한, 적층형 배리어 필름이 하지층으로서의 유기층을 복수 갖는 경우에는, 각 유기층의 두께는, 동일해도 되고, 서로 달라도 된다.
또, 적층형 배리어 필름이 유기층을 복수 갖는 경우에는, 각 유기층의 형성 재료는, 동일해도 되고 달라도 된다. 그러나, 생산성 등의 점에서는, 모든 유기층을, 동일한 재료로 형성하는 것이 바람직하다.
유기층은, 도포법이나 플래시 증착 등의 공지의 방법으로 성막하면 된다.
또, 유기층의 하층이 되는 무기층과의 밀착성을 향상시키기 위하여, 유기층은, 실레인 커플링제를 함유하는 것이 바람직하다.
유기층 상에는, 이 유기층을 하지로 하여 무기층이 성막된다. 무기층은, 무기 화합물을 주성분으로 하는 막이며, 적층형 배리어 필름에 있어서의 가스 배리어성을 주로 발현하는 것이다.
무기층으로서는, 가스 배리어성을 발현하는, 금속 산화물, 금속 질화물, 금속 탄화물, 금속 탄질화물 등으로 이루어지는 막이 각종 이용 가능하다.
구체적으로는, 산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 산화 탄탈럼, 산화 지르코늄, 산화 타이타늄, 산화 인듐 주석(ITO) 등의 금속 산화물; 질화 알루미늄 등의 금속 질화물; 탄화 알루미늄 등의 금속 탄화물; 산화 규소, 산화 질화 규소, 산탄화 규소, 산화 질화 탄화 규소 등의 규소 산화물; 질화 규소, 질화 탄화 규소 등의 규소 질화물; 탄화 규소 등의 규소 탄화물; 이들의 수소화물; 이들 2종 이상의 혼합물; 및, 이들 수소 함유물 등의 무기 화합물로 이루어지는 막이 적합하게 예시된다. 또한, 본 발명에 있어서는, 규소도 금속으로 간주한다.
특히, 투명성이 높고, 또한 우수한 가스 배리어성을 발현할 수 있는 점에서, 규소 산화물, 규소 질화물, 규소 산질화물 등의 규소 화합물로 이루어지는 막은, 적합하게 예시된다. 그 중에서도 특히, 질화 규소로 이루어지는 막은, 보다 우수한 가스 배리어성에 더하여, 투명성도 높아, 적합하게 예시된다.
또한, 적층형 배리어 필름이 복수의 무기층을 갖는 경우에는, 무기층의 형성 재료는, 서로 달라도 된다. 그러나, 생산성 등의 점에서는, 모든 무기층을 동일한 재료로 형성하는 것이 바람직하다.
무기층의 두께는, 형성 재료에 따라, 목적으로 하는 가스 배리어성을 발현할 수 있는 두께를 적절히 결정하면 된다. 또한, 본 발명자들의 검토에 의하면, 무기층의 두께는, 10~200nm가 바람직하다.
무기층의 두께를 10nm 이상으로 함으로써, 충분한 가스 배리어 성능을 안정적으로 발현하는 무기층을 형성할 수 있다. 또, 무기층은, 일반적으로 부서지기 쉽고, 과도하게 두꺼우면, 균열, 금, 박리 등을 발생시킬 가능성이 있지만, 무기층의 두께를 200nm 이하로 함으로써, 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또, 이와 같은 점을 고려하면, 무기층의 두께는, 10~100nm가 바람직하고, 15~75nm가 보다 바람직하다.
또한, 적층형 배리어 필름이 복수의 무기층을 갖는 경우에는, 각 무기층의 두께는, 동일해도 되고 달라도 된다.
무기층은, 형성 재료에 따라, 공지의 방법으로 형성하면 된다. 구체적으로는, CCP(Capacitively Coupled Plasma)-CVD(chemical vapor deposition) 및 ICP(Inductively Coupled Plasma)-CVD 등의 플라즈마 CVD, 마그네트론 스퍼터링 및 반응성 스퍼터링 등의 스퍼터링, 진공 증착 등, 기상 퇴적법이 적합하게 예시된다.
이와 같은 배리어 필름(32)으로 파장 변환층(30)을 협지하여 이루어지는 파장 변환 필름(24)의 면적(면 방향의 크기)에는, 한정은 없고, 면 형상 조명 장치(10)의 크기 등에 따라, 적절히 설정하면 된다.
구체적으로는, 도시예와 같이, 지지체(20)의 면 방향으로 이간하여 복수의 파장 변환 필름(24)를 갖는 백라이트용 필름(16)에서는, 파장 변환 필름(24)는, 면적이 1000mm2 이하인 것이 바람직하다.
파장 변환 필름(24)의 면적을 1000mm2 이하로 함으로써, 복수의 소형의 파장 변환 필름(24)를 이간하여 이용하는 것에 의한, 파장 변환 필름(24)의 사용량의 저감 효과가 적합하게 얻어지는 점에서 바람직하다.
또, 지지체(20)의 면적에 대한, 복수의 파장 변환 필름(24)의 합계의 면적에도 한정은 없고, 광원(14)의 수, 지지체(20)의 면적, 및 백라이트용 필름(16)에 요구되는 광의 휘도 등에 따라, 적절히 설정하면 된다.
본 발명자들의 검토에 의하면, 지지체(20)의 면적에 대한 파장 변환 필름(24)의 합계의 면적을 20% 이하로 함으로써, 파장 변환 필름(24)의 사용량을 충분히 저감시킬 수 있는 점에서 바람직하다.
도시예에 있어서, 파장 변환 필름(24)의 형상(평면 형상=면 방향의 형상)은, 정사각형이지만, 본 발명은 이에 한정은 되지 않고, 각종 형상의 파장 변환 필름이 이용 가능하다.
일례로서, 직사각형, 원형, 삼각형 및 육각형 중 어느 하나의 형상을 들 수 있다.
그 중에서도, 파장 변환 필름(24)의 면적에 대한, 광원(14)로부터의 입사광(빔 스폿)의 면적율을 크게 할 수 있는 점에서, 정사각형은 적합하게 이용된다.
파장 변환 필름(24)의 두께에도, 한정은 없고, 파장 변환층(30)의 형성 재료, 배리어 필름(32)의 형성 재료나 층 구성에 따라, 적절히 설정하면 된다.
즉, 파장 변환 필름(24)의 바람직한 두께는, 기본적으로 상술한 파장 변환층(30)의 바람직한 두께, 및 배리어 필름(32)의 바람직한 두께에 대응하는 두께이다.
파장 변환 필름(24)는, 지지체(20)과는 반대 측의 배리어 필름(32)의 표면에, 광확산층을 가져도 된다. 즉, 배리어 필름(32)가 상술한 적층형 배리어 필름인 경우에는, 지지체(20)과는 반대 측의 지지 기판의 표면에, 광확산층을 가져도 된다.
파장 변환 필름(24)가 광확산층을 가짐으로써, 파장 변환층(30)에 입사되는 여기광량, 파장 변환층(30)으로부터 출사되는 광량 등을 증가시키는 것으로 이어져, 이로써 면 형상 조명 장치(10), 즉, 면 형상 조명 장치(10)을 이용하는 LCD 등의 휘도를 향상시킬 수 있다.
광확산층은, 공지의 것이 각종 이용 가능하다.
일례로서, 수지 등의 바인더(매트릭스)에 광확산제를 분산하여 이루어지는 광확산층이 예시된다. 이때에 있어서, 바인더는, 각종 수지 등, 바인더에 광확산제를 분산하여 이루어지는 광확산층에 이용되고 있는 각종의 것이 이용 가능하다. 또, 광확산제도, 각종 무기 입자 등, 바인더에 광확산제를 분산하여 이루어지는 광확산층에 이용되고 있는 각종의 것이 이용 가능하다. 즉, 이 광확산층에 있어서, 바인더의 굴절률 n1과 광확산제의 굴절률 n2가, n1>n2의 관계를 충족시키는 것이면, 바인더 및 광확산제는, 공지의 각종 재료가 이용 가능하다.
또한, 파장 변환 필름(24)가 광확산층을 갖는 경우에는, 반사층(26)을 광확산층 상에 형성해도 되고, 혹은, 반사층(26)을 마련하는 위치에는 광확산층을 형성하지 않고, 반사층(26)을 배리어 필름(32)(지지 기판)에 직접 형성해도 된다.
단, 반사층(26)의 막두께를 균일하게 할 수 있는 등의 점에서, 파장 변환 필름(24)는, 반사층(26)을 형성하는 위치에는, 광확산층을 갖지 않는 것이 바람직하다. 즉, 상술한 적층형 배리어 필름이면, 반사층(26)은, 배리어 필름(32)의 지지 기판에, 직접 마련하는 것이 바람직하다.
또한, 파장 변환 필름(24)는, 단면을 가스 배리어성을 발현하는 재료로 이루어지는 단면 밀봉층으로 덮는 것이 바람직하다. 이로써, 산소 등이 파장 변환 필름(24)의 단면으로부터 파장 변환층(30)에 침입하는 것도 방지할 수 있다.
단면 밀봉층으로서는, 도금층 등의 금속층, 산화 규소층 및/또는 질화 규소층 등의 무기 화합물층, 에폭시 수지나 폴리바이닐알코올 수지 등의 수지 재료로 이루어지는 수지층 등, 산소나 수분 등의 투과를 저해하는 가스 배리어성을 갖는 재료로 이루어지는 층이 각종 이용 가능하다. 또, 단면 밀봉층은, 하지 금속층과 도금층으로 이루어지는 구성, 및 하층(파장 변환 필름(24) 측)의 폴리바이닐알코올층과 상층의 에폭시 수지층을 갖는 구성 등, 다층 구성이어도 된다.
파장 변환 필름(24)의 지지체(20)과는 반대 측의 표면, 즉, 광원(14)로부터의 광의 입사면에는, 반사층(26)이 마련된다. 도시예에 있어서, 반사층(26)은, 원형의 시트 형상물(판 형상물, 필름 형상물)이다. 바람직한 양태로서, 반사층(26)과 파장 변환 필름(24)는, 원의 중심과 정사각형의 중심을 일치시켜 배치된다.
또, 면 형상 조명 장치(10)에서는, 1매의 파장 변환 필름(24)에 대하여, 1개의 광원(14)가 마련된다. 도시예에 있어서는, 바람직한 양태로서, 광원(14)는, 면 방향으로는, 광축을 원형의 반사층(26)의 중심에 일치시켜 배치된다.
도시예의 백라이트용 필름(16)은, 바람직한 양태로서 지지체(20)을 갖고, 지지체(20)의 한쪽의 주면에, 소형의 파장 변환 필름(24)를 다수 서로 이간한 상태로서 마련한 구성을 갖는다. 구체적으로는, 백라이트용 필름(16)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 파장 변환 필름(24)를 정사각 격자 형상으로 배열한 구성을 갖는다.
백라이트용 필름(16)은, 이와 같은 구성을 가짐으로써, 면 형상 조명 장치(10)에 요구되는 광의 출사 성능을 충분히 확보하면서, 파장 변환 필름(24)(파장 변환층(30)(양자 도트층))의 사용량을 큰 폭으로 저감시키고, 또한 코스트 다운도 도모하고 있다.
여기에서, 백라이트용 필름(16)에 있어서, 파장 변환 필름(24)를 유효하게 사용하기 위해서는, 광원(14)가 출사한 광을, 모두 파장 변환 필름(24)에 입사시키는 것이 바람직하다. 또, 광원(14)가 출사한 광을, 모두 파장 변환 필름(24)에 입사시킴으로써, 면 형상 조명 장치의 광학적인 설계도 용이하게 할 수 있다.
형광체를 이용하는 파장 변환 필름(24)에 광(여기광)을 입사시키는 광원(14)로서는, LED가 적합하게 이용된다. 주지하는 바와 같이, LED로부터의 출사광은 확산광이며, 광의 확대각은, 일반적으로 60° 정도이다.
이로 인하여, 소형의 파장 변환 필름(24)에, 광원(14)가 출사한 광을 모두 입사시키기 위해서는, 파장 변환 필름(24)와 광원(14)를 근접시킬 필요가 있다.
파장 변환 필름(24)와 광원(14)를 근접시켜 배치하면, 파장 변환 필름에 입사되는 광의 휘도는 높아진다. 또, 고휘도인 광이 입사되면, 입사된 광에 의한 파장 변환 필름의 온도 상승도 커진다.
그런데, 본 발명자들의 검토에 의하면, 광원(14)와 파장 변환 필름(24)를 근접시켜 배치하면, 고휘도인 광, 및 광에 의한 열에 의하여, 파장 변환층(30)을 구성하는 수지나 양자 도트가 열화(광열화 및 열열화)되어, 파장 변환층(30)이 열화된다.
특히, 도시예의 파장 변환 필름(24)는, 파장 변환층(30)이 양자 도트를 이용하는 양자 도트층이기 때문에, 광원(14)로서 청색 LED가 이용된다. 주지하는 바와 같이, 청색광은 파장이 짧기 때문에 에너지가 강하다. 또한 LED는 광의 지향성이 높고 피크 휘도가 높은 것에 더하여, 발열량도 많기 때문에, 파장 변환층(30)을 구성하는 수지 등이 열화되기 쉽다.
이로 인하여, 광원(14)와 파장 변환 필름(24)를 근접시켜 배치하면, 경시에 따라 파장 변환층(30)이 열화되어 소정의 광을 출사할 수 없게 되고, 즉, 파장 변환 필름의 내구성이 불충분해진다는 문제가 발생한다.
또, 광원(14)와 파장 변환 필름(24)를 근접시키지 않는 경우여도, 광원(14)의 출력, 광원(14)가 출사하는 광의 휘도, 및 파장 변환층(30)의 형성 재료 등에 따라서는, 광 및 열에 의한 동일한 파장 변환층(30)의 열화가 발생하여 파장 변환 필름(24)의 내구성이 불충분하다는 문제가 발생한다.
이에 대하여, 본 발명의 백라이트용 필름(16)은, 파장 변환 필름(24)의 광원(14)로부터의 광의 입사면에, 광을 반사하는 반사층(26)을 갖는다. 또, 광원(14)는, 바람직한 양태로서 광축을 반사층(26)의 면 방향의 중심에 일치시켜 배치된다. 바꾸어 말하면, 반사층(26)은, 중심이 광원(14)의 광축과 일치하도록 마련된다.
또한, 반사층(26)은, 바람직한 양태로서 파장 변환 필름(24)의 중앙에 마련된다. 상술한 바와 같이, 파장 변환 필름(24)는 정사각형, 반사층(26)은 원형이기 때문에, 파장 변환 필름(24)와 반사층(26)은, 정사각형의 중심과 원의 중심을 일치시켜 배치된다.
이와 같은 반사층(26)을 가짐으로써, 파장 변환 필름(24)와 광원(14)를 근접시켜 배치해도, 반사층(26)이 광원(14)로부터의 광을 몇 %인가 반사하기 때문에, 파장 변환 필름(24)에 입사되는 광을 저감시켜, 광이나 열에 기인하는 파장 변환층(30)의 열화를 방지할 수 있다.
특히, 광원(14)가 출사하는 광(빔 스폿)의 광강도는, 광축이 가장 강하고, 주변으로 갈수록 저감되기 때문에, 반사층(26)의 중심과 광원(14)의 광축을 일치시켜 배치함으로써, 파장 변환 필름(24)의 열화를, 적합하게 방지할 수 있다.
그런데, 상술한 바와 같이, 본 발명의 백라이트용 필름(16)을 이용하는 면 형상 조명 장치(10)은, LCD의 백라이트 유닛 등에 이용되는 것이다. 따라서, 면 형상 조명 장치(10)의 광출사면 상에는, LCD의 면 방향으로 광을 균일하게 하기 위하여, 확산판, 능선을 직교하여 배치되는 2매의 프리즘 시트 등이 배치된다.
이로 인하여, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 파장 변환 필름(24)를 이간하여 2차원적으로 배열해도, LCD의 액정 표시 패널에 입사되는 광은, 면 방향으로 대략 균일하게 할 수 있다.
그런데, 본 발명자들의 검토에 의하면, 반사층(26)의 면적에 편차가 있으면, 백라이트용 필름(16)이 출사하여, LCD의 액정 표시 패널에 입사되는 광에, 색 불균일(휘도 불균일)이 발생한다.
즉, 반사층(26)의 면적이 다르면, 반사층(26)을 투과하여 파장 변환 필름(24)(파장 변환층(30))에 입사되는 광량이, 반사층(26)의 면적에 따라 달라진다.
반사층(26)을 투과하여 파장 변환층(30)에 입사되는 광량이 다르면, 파장 변환층(30)에 입사되는 광량도 다르기 때문에, 파장 변환층(30)이 출사하는 광의 색조도 다르다. 즉, 반사층(26)의 면적에 편차가 있으면, 반사층(26)의 면적 편차에 따라, 파장 변환 필름(24)가 출사하는 광의 색조가, 반사층(26)의 형성 영역마다 변동된다. 도시예의 백라이트용 필름(16)이면, 각각의 파장 변환 필름(24)가 출사하는 광의 색조가, 반사층(26)의 면적 편차에 따라 변동된다.
그 결과, 반사층(26)의 면적 편차에 따라, 파장 변환 필름(24)마다, 출사하는 광의 색조가 달라져, 색 불균일이 발생한다. 즉, 파장 변환 필름(24)마다, 출사하는 광의 색조가 다른, 색 불균일이 발생한다.
이 반사층(26)의 면적 편차에 기인하는, 파장 변환 필름(24)마다의 색 불균일은, 면 형상 조명 장치의 상방에 확산판이나 프리즘 시트가 배치되어 있어도, 충분히 보정할 수 없다. 그 결과, 액정 패널에 입사되는 백라이트광에 면 방향의 색 불균일이 발생하고, LCD에 의한 표시 화상에 색 불균일이 발생한다.
이에 대하여, 본 발명의 백라이트용 필름(16)은, 파장 변환 필름(24)가, 광이나 열에 기인하는 파장 변환층(30)의 열화를 방지하기 위한 반사층(26)을 가짐과 함께, 반사층(26)의 면적 편차가 ±5% 이하이다.
이로 인하여, 본 발명의 백라이트용 필름(16)은, 각 파장 변환 필름(24)가 출사하는 광의 색조를, 균일하게 할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 백라이트용 필름(16)을 이용함으로써, 액정 패널에 면 방향의 색 불균일이 없는 백라이트광을 입사할 수 있어, LCD가 색 불균일이 없는 고화질의 화상을 표시할 수 있다.
반사층(26)의 면적 편차가 ±5%를 초과하면, 반사층(26)의 면적 편차에 기인하여, 각각의 파장 변환 필름(24)가 출사하는 광의 색 불균일 즉 색조의 차가 커지게 되고, 백라이트용 필름(16)을 LCD의 백라이트 유닛에 이용한 경우에, 표시 화상에 색 불균일(휘도 불균일)이 발생한다.
또, 파장 변환 필름(24)가 출사하는 광의 색 불균일을 작게 할 수 있다는 점에서, 반사층(26)의 면적 편차는, ±3% 이하가 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 반사층(26)의 면적 편차(면적 변동)가 ±5% 이하란, 백라이트용 필름(16)에 마련되는 반사층(26)의 평균 면적에 대하여, 모든 반사층(26)의 면적이 평균 면적의 ±5% 이하인 것을 나타낸다.
또, 본 발명에 있어서, 반사층(26)의 면적이란, 면 방향의 면적이다. 바꾸어 말하면, 반사층(26)의 면적이란, 반사층(26)과 파장 변환 필름(24)의 계면에 있어서의 반사층(26)의 면적이다.
반사층(26)에 의한 광의 반사율에는 특별히 한정은 없고, 광원(14)가 조사한 광에 의한 파장 변환층(30)의 열화를 충분히 방지할 수 있는 반사율을, 적절히 설정하면 된다.
상술한 바와 같이, 광원(14)는, 청색광을 출사하는 청색 LED가 적합하게 이용된다. 이 점을 고려하면, 반사층(26)은, 420~490nm의 파장역의 광(청색광)을, 50~90% 반사하는 것이 바람직하고, 70~80% 반사하는 것이 보다 바람직하다. 즉, 반사층(26)은, 청색광의 투과율이 10~50%인 것이 바람직하다.
반사층(26)에 의한 청색광의 반사율을 50% 이상으로 함으로써, 파장 변환층(30)의 열화를 적합하게 방지할 수 있는 점에서 바람직하다.
반사층(26)에 의한 청색광의 반사율을 90% 이하로 함으로써, 충분한 광(여기광)을 파장 변환층(30)에 입사할 수 있는 점에서 바람직하다. 또, 반사층(26)에 의한 청색광의 반사율이 높을수록, 반사층(26)의 면적의 차이에 기인하여 파장 변환층(30)에 입사되는 광의 광량의 차가 커져, 파장 변환 필름(24)가 출사하는 광의 휘도의 차 즉 파장 변환 필름(24)마다의 색 불균일이 커진다. 이에 대하여, 반사층(26)에 의한 청색광의 반사율을 80% 이하로 함으로써, 반사층(26)의 면적 편차에 기인하는 파장 변환 필름(24)의 출사광의 색 불균일을 억제할 수 있다.
반사층(26)의 두께에도, 특별히 한정은 없고, 반사층(26)의 형성 재료 등에 따라, 필요로 하는 광의 반사율 등이 얻어지는 두께를, 적절히 설정하면 된다.
본 발명자들의 검토에 의하면, 반사층(26)의 두께는 10μm 이상이 바람직하다.
반사층(26)의 두께를 10μm 이상으로 함으로써, 광이나 열에 기인하는 파장 변환층(30)의 열화를 적합하게 방지할 수 있는 점에서 바람직하다.
반사층(26)의 면적(면 방향의 크기)도, 파장 변환 필름(24)의 크기에 따라, 적절히 설정하면 된다.
여기에서, 본 발명자들의 검토에 의하면, 반사층(26)의 면적은, 파장 변환 필름(24)의 면적에 대하여, 1~30%인 것이 바람직하고, 5~10%인 것이 보다 바람직하다.
반사층(26)의 면적을 파장 변환 필름(24)의 면적에 대하여 1% 이상으로 함으로써, 광이나 열에 기인하는 파장 변환층(30)의 열화를 적합하게 방지할 수 있는 점에서 바람직하다. 반사층(26)의 면적을 파장 변환 필름(24)의 면적에 대하여 30% 이하로 함으로써, 충분한 광을 파장 변환층(30)에 입사할 수 있는 점에서 바람직하다.
반사층(26)의 형상은, 도시예의 원형에는 한정은 되지 않고, 정사각형, 직사각형, 타원형, 및 삼각형 등, 각종 형상이 이용 가능하다. 통상, 광원(14)(LED)가 출사하여 파장 변환 필름(24)에 입사되는 광의 빔 스폿 형상은, 원형이기 때문에, 반사층(26)도 원형으로 하여, 광원(14)의 광축과 반사층(26)의 원의 중심을 일치시키는 것이 바람직하다.
또, 반사층(26)을 타원형 및 직사각형 등의 형상으로 한 경우에는, 하나의 반사층(26)에 복수의 광원으로부터의 광을 입사시켜도 된다.
또, 본 발명에 있어서는, 원형의 반사층(26)과 정사각형의 반사층(26) 등, 형상이 다른 반사층(26)이 혼재해도 된다.
즉, 본 발명에 있어서는, 반사층(26)을 투과하여 파장 변환 필름(24)(파장 변환층(30))에 입사되는 광의 면적이 균일하다는 것이 중요하고, 면적 편차가 ±5% 이하이면, 다양한 형상의 반사층이 혼재해도 된다.
또한, 도시예는, 1매의 소형의 파장 변환 필름에, 1개의 반사층을 마련하고 있지만, 본 발명은 이에 한정은 되지 않는다. 예를 들면, 1매의 파장 변환 필름에, 2개의 반사층(26)을 마련하고, 2개의 광원으로부터의 광을 1매의 파장 변환 필름에 입사시켜도 된다.
단, 본 발명자들의 검토에 의하면, 도시예와 같이, 복수의 파장 변환 필름(24)를 이간하여 갖는 백라이트용 필름에서는, 1매의 파장 변환 필름(24)에, 하나의 반사층(26)을 마련하여, 하나의 광원(14)를 대응시키는 편이, 파장 변환 필름의 사용량 저감의 점에서 유리하다고 생각된다.
본 발명의 백라이트용 필름(16)에 있어서, 반사층(26)에는, 한정은 없고, 공지의 각종 광학 장치나 광학 소자에 있어서, 반사층으로서 이용되고 있는 공지의 것이 각종 이용 가능하다.
따라서, 반사층(26)은, 확산판 등의 확산 반사에 의한 반사층이어도 되고, 적층막 등의 간섭 반사에 의한 반사층이어도 되며, 금속막 등의 거울면 반사에 의한 반사층이어도 된다. 이들 반사층(26)은, 공지의 방법으로 형성하면 된다.
반사층(26)으로서는, 바람직하게는, 매트릭스가 되는 바인더 중에, 확산 입자를 분산하여 이루어지는 확산 반사에 의한 반사층이 예시된다.
매트릭스가 되는 바인더는, 중합성 화합물을 중합하여 이루어지는 수지(고분자 화합물)가 적합하게 예시된다.
바람직한 중합성 화합물로서는, 예를 들면 에틸렌성 불포화 결합을 말단 및 측쇄 중 적어도 한쪽에 갖는 화합물, 및/또는, 에폭시기 혹은 옥세테인기를 말단 및 측쇄 중 적어도 한쪽에 갖는 화합물을 들 수 있고, 특히, 에틸렌성 불포화 결합을 말단 및 측쇄 중 적어도 한쪽에 갖는 화합물이 보다 바람직하다. 에틸렌성 불포화 결합을 말단 및 측쇄 중 적어도 한쪽에 갖는 화합물의 구체예로서는, (메트)아크릴레이트계 화합물, 아크릴아마이드계 화합물, 스타이렌계 화합물, 무수 말레산등을 들 수 있고, (메트)아크릴레이트계 화합물이 바람직하며, 아크릴레이트계 화합물이 보다 바람직하다. (메트)아크릴레이트계 화합물로서는, (메트)아크릴레이트, 유레테인(메트)아크릴레이트나 폴리에스터(메트)아크릴레이트, 에폭시(메트)아크릴레이트 등이 바람직하다. 스타이렌계 화합물로서는, 스타이렌, α-메틸스타이렌, 4-메틸스타이렌, 다이바이닐벤젠, 4-하이드록시스타이렌, 4-카복시스타이렌 등이 바람직하다.
또, 아크릴레이트계 화합물로서 플루오렌 골격을 갖는 화합물을 이용하는 것도 바람직하다. 그와 같은 화합물의 구체예로서는, WO2013/047524A1에 기재된 식 (2)로 나타나는 화합물을 들 수 있다.
또, 바인더의 바람직한 일례로서, 아크릴 폴리머를 주쇄로 하고, 측쇄에 말단이 아크릴로일기인 유레테인 폴리머 및 말단이 아크릴로일기인 유레테인 올리고머 중 적어도 한쪽을 갖는, 분자량이 10000~3000000이고, 이중 결합 당량이 500g/mol 이상인 그래프트 공중합체를 이용하여 형성되는 바인더가 예시된다. 이와 같은 그래프트 공중합체는, 예를 들면 다이세이 파인 케미컬 가부시키가이샤제의 자외선 경화형 유레테인아크릴 폴리머(아크리트 8BR시리즈) 등의 시판품을 이용해도 된다.
확산 입자도, 반사층이나 확산판에서 이용되고 있는, 각종의 것이 이용 가능하다.
일례로서, 산화 알루미늄, 산화 규소, 산화 타이타늄, 산화 지르코늄, 및 산화 아연 등의 금속 산화물과, 황산 바륨 등의 그 외의 금속 화합물로 이루어지는 입자 등이 적합하게 예시된다.
그 중에서도, 분산성 및 광반사성의 점에서, 산화 타이타늄, 및 산화 아연은 적합하게 이용되고, 그 중에서도, 산화 타이타늄은 적합하게 이용된다.
바인더에 확산 입자를 분산하여 이루어지는 반사층(26)에 있어서, 확산 입자의 함유량은, 확산 입자의 종류, 반사층(26)에 요구되는 광반사율 등에 따라, 적절히 설정하면 된다.
이와 같은 바인더에 확산 입자를 분산하여 이루어지는 반사층(26)은, 도포법으로 형성할 수 있다. 구체적으로는, 용제에 상술한 중합성 화합물 및 확산 입자를 첨가하고, 용해 및/또는 분산하여, 반사층(26)을 형성하기 위한 도료를 조제하며, 이 도료를 파장 변환 필름(24)에 도포한 후, 건조함으로써, 반사층(26)을 형성하면 된다. 혹은, 반사층(26)은 반사층(26)을 형성하기 위한 도료를 도포, 건조한 후, 필요에 따라, 중합성 화합물을 중합(경화, 가교)함으로써 형성해도 된다.
또한, 반사층(26)을 형성하기 위한 도료에는, 필요에 따라, 점도 조정제, 계면활성제 등을 첨가해도 된다.
반사층(26)은, 도료를 파장 변환 필름(24)에, 직접 도포하여 형성해도 되고, 혹은, 어떠한 기재에 도료를 도포하여 반사층(26)을 형성한 후, 기재로부터 반사층(26)을 박리하며, OCA나 광학 투명 양면 테이프 등을 이용하여, 반사층(26)을 파장 변환 필름(24)에 첩착해도 된다.
반사층(26)을 형성하기 위한 도료의 도포는, 디스펜서에 의한 방법, 잉크젯에 의한 방법, 및 스크린 인쇄 등의 인쇄법 등, 공지의 방법으로 행하면 된다.
또한, 반사층(26)은, 파장 변환 필름을 소형의 파장 변환 필름(24)로 절단한 후에 형성해도 되고, 혹은 대형의 파장 변환 필름에 반사층(26)을 형성한 후에, 소형의 파장 변환 필름(24)로 절단해도 된다.
상술한 바와 같이, 면 형상 조명 장치(10)에 있어서, 케이싱(12)의 바닥판(12a)(바닥면)에는, 광원(14)가 배치된다. 광원(14)는, 면 형상 조명 장치(10)이 출사하는 광의 광원이다.
광원(14)는, 파장 변환 필름(24)(파장 변환층(30))에 의하여 파장 변환되는 파장을 갖는 광을 출사하는 것이면, 공지의 점광원이, 각종 이용 가능하다.
그 중에서도, 상술한 바와 같이 LED(발광 다이오드)는 광원(14)로서 적합하게 예시된다. 또, 상술한 바와 같이, 파장 변환 필름(24)의 파장 변환층(30)은, 바람직한 예로서 양자 도트를 수지 등의 매트릭스에 분산하여 이루어지는 양자 도트층이다. 이로 인하여, 광원(14)로서는, 청색의 광을 출사하는 청색 LED는 특히 적합하게 이용되고, 그 중에서도 특히, 피크 파장이 450nm±50nm인 청색 LED는 적합하게 이용된다.
면 형상 조명 장치(10)에 있어서, 광원(14)의 출력에는, 특별히 한정은 없고, 면 형상 조명 장치(10)에 요구되는 광의 휘도(조도) 등에 따라, 적절히 설정하면 된다.
또, 피크 파장, 조도의 프로파일 및 반값 전폭 등의 광원(14)의 발광 특성에도, 특별히 한정은 없고, 면 형상 조명 장치(10)의 크기, 광원(14)와 파장 변환 필름(24)의 거리, 및 파장 변환층(30)의 특성 등에 따라, 적절히 설정하면 된다.
상술한 바와 같이, 광원(14)는, 광축을 반사층(26)의 중심에 일치시켜 배치된다. 바꾸어 말하면, 광원(14)의 광축에 중심을 일치시켜, 반사층(26) 및 파장 변환 필름(24)가 마련된다.
그러나, 면 형상 조명 장치(10)에 있어서, 면 방향에 있어서의 광원(14)와 반사층(26)의 위치 관계는, 이에 한정은 되지 않고, 적어도 광원(14)의 광축이 면 방향에 있어서 반사층(26) 내에 위치하면 된다.
광원(14)와 파장 변환 필름(24)의 거리에는, 특별히 한정은 없다. 여기에서, 광원(14)로서 이용되는 LED는, 확산광을 출사하기 때문에, 광원(14)와 파장 변환 필름(24)의 거리는, 광원(14)가 출사한 광이, 모두 파장 변환 필름(24) 중에 조사되도록 하는 것이 바람직하다. 특히, 광원(14)와 파장 변환 필름(24)의 거리는, 광원(14)가 출사한 광의 빔 스폿이, 면 방향에 있어서 파장 변환 필름(24)에 내접하는 거리로 하는 것이 바람직하다.
이로써, 파장 변환 필름(24)를 유효하게 사용할 수 있고, 또한 광원(14)가 조사한 광을, 낭비없이 효율적으로 이용할 수 있다.
또한, 본 발명의 백라이트용 필름(16)을 이용하는 면 형상 조명 장치(10)에서는, 반사층(26)에 의하여 반사된 광이 낭비되는 일은 없다.
즉, 케이싱(12)의 내면은, 바람직하게는 광반사면으로 되어 있기 때문에, 반사층(26)에 의하여 반사된 광은, 케이싱(12)의 내면에서 반사되어, 파장 변환 필름(24)에 입사된다. 또, 상술한 바와 같이, 면 형상 조명 장치(10) 상에는, 통상 확산판이나 프리즘 시트가 배치되기 때문에, 케이싱(12)의 내면에서 반사된 광이, 백라이트용 필름(16)(지지체(20))의 파장 변환 필름(24) 이외의 영역에 입사되어도, 프리즘 시트 등에 의하여 재귀 반사되어, 다시 케이싱(12)에 입사되고, 케이싱(12)의 내면에서 반사된다.
이로 인하여, 본 발명의 백라이트용 필름(16)을 이용하는 면 형상 조명 장치(10)에서는, 광원(14)가 출사한 광을 낭비없이, 매우 높은 효율로 이용할 수 있다.
도 1~도 3에 나타내는 백라이트용 필름(16)은, 바람직한 양태로서 지지체(20)에, 복수의 소형의 파장 변환 필름(24)를 이간하여 마련하고, 각 파장 변환 필름(24)에 하나의 반사층(26)을 마련한 구성을 갖지만, 본 발명은 이에 한정은 되지 않으며, 각종 구성이 이용 가능하다.
일례로서, 본 발명의 백라이트용 필름은, 도 4에 개념적으로 나타내는 면 형상 조명 장치(40)과 같이, 동일하게 케이싱(12)의 개방면의 전체면을 폐색하는 대형의 파장 변환 필름(24L)에, 복수(도시예에서는 3개)의 반사층(26)을 마련한 구성이어도 된다. 즉, 도 4에 나타내는 예에서는, 1매의 파장 변환 필름(24L)에 의하여, 본 발명의 백라이트용 필름이 구성된다. 바꾸어 말하면, 본 발명의 백라이트용 필름은, 지지체를 갖지 않고, 파장 변환 필름 및 복수의 반사층만으로 구성되는 것이어도 된다. 이때에는, 면 형상 조명 장치(40)은, 예를 들면 1개의 반사층(26)에 대하여, 1개의 광원(14)를 갖는다.
또한, 도 4에 나타내는 바와 같은 대형의 파장 변환 필름(24L)도, 필요에 따라, 지지체로 지지해도 된다.
또한, 본 발명의 백라이트용 필름은, 도 1~도 4에 나타내는 바와 같은, 직하형의 면 형상 조명 장치뿐만 아니라, 도광판을 이용하는, 이른바 에지 라이트형의 면 형상 조명 장치에도 이용 가능하다.
이때에는, 광원과, 도광판의 광입사면의 사이에, 광원과 반사층을 대응시켜, 본 발명의 백라이트용 필름을 배치하면 된다.
이상, 본 발명의 백라이트용 필름에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정은 되지 않고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 각종 개량이나 변경을 행해도 되는 것은, 물론이다.
실시예
이하, 본 발명의 구체적 실시예를 들어, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이하에 기재하는 실시예에 한정되는 것은 아니고, 이하의 실시예에 나타내는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용, 처리 수순 등은, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한 적절히 변경할 수 있다.
[실시예 1]
<배리어 필름(32)의 제작>
지지 기판으로서, PET 필름(도요보사제, 코스모샤인 A4300, 두께 50μm)을 준비했다. 또한, 이 PET 필름은, 양면에 매트층을 갖는 것이다.
이 지지 기판의 편면 측에, 이하의 수순으로 배리어층을 형성했다.
트라이메틸올프로페인트라이아크릴레이트(다이셀 사이텍사제) 및 광중합 개시제(람베르티사제, ESACURE KTO46)를 준비하고, 질량 비율로서 95:5가 되도록 칭량하며, 이들을 메틸에틸케톤에 용해시켜, 고형분 농도 15%의 도포액으로 했다.
이 도포액을, 다이 코터를 이용하여 롤·투·롤에 의하여 지지 기판에 도포하고, 50℃의 건조존을 통과시켰다. 건조존에 있어서의 체재 시간은 3분이었다. 그 후, 질소 분위기하에서 자외선을 조사(적산 조사량 약 600mJ/cm2)함으로써, 건조한 도료를 경화하고, 유기층을 형성하여, 권취했다. 지지 기판에 형성된 유기층의 두께는, 1μm였다.
이하의 설명에서는, "롤·투·롤"을 "RtoR"이라고도 한다.
다음으로, RtoR에 의한 CVD 장치를 이용하여, 유기층의 표면에 무기층으로서 질화 규소층을 형성했다.
원료 가스는, 실레인 가스(유량 160sccm), 암모니아 가스(유량 370sccm), 수소 가스(유량 590sccm), 및 질소 가스(유량 240sccm)를 이용했다. 전원은, 주파수 13.56MHz의 고주파 전원을 이용했다. 성막 압력은 40Pa, 도달 막두께는 50nm로 했다.
이와 같이 하여, 배리어 필름(32)로서, PET 필름으로 이루어지는 지지 기판의 표면에 유기층을 갖고, 유기층 상에 무기층을 갖는, 상술한 적층형 배리어 필름(유기 무기 적층형의 가스 배리어 필름)을 제작했다. 배리어 필름(32)는, 2매 제작했다.
<파장 변환층(30)(양자 도트층) 및 파장 변환 필름(24)의 제작>
하기의 양자 도트 함유 중합성 조성물을 조제하여, 구멍 직경 0.2μm의 폴리프로필렌제 필터로 여과한 후, 30분간 감압 건조했다.
하기에 있어서, 발광 극대 파장 535nm의 양자 도트 1의 톨루엔 분산액으로서, NN-라보즈사제의 CZ520-100을 이용했다. 또, 발광 극대 파장 630nm의 양자 도트 2의 톨루엔 분산액으로서, NN-라보즈사제의 CZ620-100을 이용했다.
이들은 모두 코어로서 CdSe를, 셸로서 ZnS를, 배위자로서 옥타데실아민을 각각 이용한 양자 도트이고, 톨루엔에 3질량%의 농도로 분산되어 있다.
<<양자 도트 함유 중합성 조성물>>
양자 도트 1의 톨루엔 분산액(발광 극대: 535nm) 10질량부
양자 도트 2의 톨루엔 분산액(발광 극대: 630nm) 1질량부
라우릴메타크릴레이트 40질량부
2관능 메타크릴레이트 4G(신나카무라 가가쿠 고교사제) 20질량부
3관능 아크릴레이트 TMPTA(다이셀 사이텍사제) 20질량부
유레테인아크릴레이트 UA-160TM(신나카무라 가가쿠 고교사제) 10질량부
실레인 커플링제 KBM-5103(신에쓰 가가쿠 고교사제) 10질량부
광중합 개시제 이르가큐어 819(BASF사제) 1질량부
상술한 바와 같이 제작한 배리어 필름(32)의 1매를, RtoR에 의하여, 길이 방향으로 1m/분, 60N/m의 장력으로 연속 반송하면서, 무기층의 표면에 조제한 양자 도트 함유 중합성 조성물을 다이 코터에 의하여 도포하여, 50μm의 두께의 도막을 형성했다.
이어서, 도막을 형성한 배리어 필름(32)를 백업 롤러에 감고, 도막 상에, 다른 1매의 배리어 필름(32)를, 무기층이 도막에 접하는 방향으로 래미네이팅하고, 2매의 배리어 필름(32)로 도막을 협지한 상태에서 연속 반송하면서, 100℃의 가열 존을 통과시켰다. 건조존의 체재 시간은 3분이었다.
그 후, 160W/cm의 공랭 메탈할라이드 램프(아이 그래픽스사제)를 이용하여, 자외선을 조사하고 도막을 경화시켜, 파장 변환층(30)(양자 도트층)을 2매의 배리어 필름(32)로 협지한, 장척인 파장 변환 필름을 제작했다. 또한, 자외선의 조사량은 2000mJ/cm2로 했다.
<반사층(26)을 형성하기 위한 도료의 조제>
폴리메틸메타크릴레이트(미쓰비시 레이온사제, 다이아날 BR-88, 중량 평균 분자량=130만g/mol) 0.31g을, 메틸에틸케톤 4.18g의 용매에 넣어, 12시간 교반하여 용해시켰다.
폴리메틸메타크릴레이트를 용해한 용액에, 아크릴레이트계 화합물(다이세이 파인 케미컬사제, 8BR500(유레테인(메트)아크릴레이트))을 2.12g, 입경 0.25μm의 산화 타이타늄(이시하라 고교사제, CR-97)을 0.4g, 메틸에틸케톤을 2.0g, 아세트산 프로필렌글라이콜모노메틸에터를 1.0g 투입하고, 1시간 교반하여, 반사층(26)을 형성하기 위한 도료를 조제했다.
<파장 변환 필름(24) 및 반사층(26)의 형성>
제작한 장척인 파장 변환 필름을 톰슨 펀칭날에 의하여 절단하여, 25×25mm의 소형의 파장 변환 필름(24)를 4매 제작했다.
제작한 파장 변환 필름(24)의 일면(한쪽의 배리어 필름(32)의 지지 기판)에, 디스펜서(무사시 엔지니어링사제, AeroJet)에 의하여, 조제한 반사층(26)을 형성하기 위한 도료를 도포했다. 이어서, 도료를 70℃에서 10분간 건조시켜 각 파장 변환 필름(24)의 일면에 반사층(26)을 형성했다.
반사층(26)은, 직경 8.6mm의 원형이며, 중심을 파장 변환 필름(24)의 중심과 일치시켜 형성했다. 반사층(26)의 두께는, 15μm로 했다.
현미경(키엔스사제, VW9000)에 의하여, 각 파장 변환 필름(24)의 반사층(26)의 면적을 측정했다.
그 결과, 반사층(26)의 평균 면적은 232mm2이고，반사층(26)의 면적 편차는, ±4.6%였다.
<백라이트용 필름(16)의 제작>
지지체(20)으로서, 면 방향의 크기가 100×100mm이고, 두께가 50μm인 PET 필름(도요보사제, A4300)을 준비했다.
이 지지체(20)에, 25mm의 균등한 간격으로, 반사층(26)을 형성한 파장 변환 필름(24)를 첩착하여, 백라이트용 필름(16)을 제작했다. 파장 변환 필름(24)는, 반사층(26)을 지지체(20)과 반대 측으로 하여, 지지체(20)에 첩착했다.
또한, 파장 변환 필름(24)의 첩착은, OCA(쓰리엠사제, 8172CL)에 의하여 행했다.
<면 형상 조명 장치(10)의 제작>
케이싱(12)로서, 150×150mm의 개구면을 1면 갖는, 내면이 거울면인 직사각형의 케이스를 준비했다.
이 케이싱(12)의 개구면을 백라이트용 필름(16)을 첩부한 일면이 거울면인 평판으로 폐색했을 때에, 반사층(26)의 중심과 광축이 일치하도록 하여, 광원(14)를 4개, 고정했다. 광원(14)는, 청색 LED(니치아 가가쿠사제, NSPB346KS, 피크 파장 450nm, 반값 전폭 55nm)를 이용했다.
이어서, 케이싱(12)의 개방면을 백라이트용 필름(16)을 첩부한 일면이 거울면인 평판으로 폐색하여, 도 1에 나타내는 바와 같은 면 형상 조명 장치(10)을 제작했다. 백라이트용 필름(16)은, 평판의 거울면에 지지체(20)을 대면하여 첩부하고, 또 평판은 거울면 측을 내면 측으로 하여 케이싱(12)를 폐색했다. 또한, 평판은, 백라이트용 필름의 첩착 위치만, 투명하게 되어 있다.
광원(14)와 파장 변환 필름(24)의 거리는, 파장 변환 필름(24)의 표면에 있어서, 광원(14)가 출사한 청색광의 확대의 직경이 20mm가 되도록 했다.
[실시예 2]
반사층(26)의 형성에 있어서, 디스펜서에 의한 도포 패턴을 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 백라이트용 필름(16)을 제작했다.
실시예 1과 동일하게, 각 파장 변환 필름(24)의 반사층(26)의 면적을 측정했다. 그 결과, 반사층(26)의 평균 면적은 232m2이고, 면적 편차는 ±2.4%였다.
이 백라이트용 필름(16)을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게, 면 형상 조명 장치(10)을 제작했다.
[비교예 1]
반사층(26)을 갖지 않는 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 백라이트용 필름(16)을 제작했다.
이 백라이트용 필름(16)을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게, 면 형상 조명 장치(10)을 제작했다.
[비교예 2]
반사층(26)의 형성에 있어서, 디스펜서에 의한 도포 패턴을 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 백라이트용 필름을 제작했다.
실시예 1과 동일하게, 각 파장 변환 필름(24)의 반사층(26)의 면적을 측정했다. 그 결과, 반사층(26)의 평균 면적은 229m2이고, 면적 편차는 ±5.4%였다.
이 백라이트용 필름(16)을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게, 면 형상 조명 장치(10)을 제작했다.
이와 같이 하여 제작한 각 면 형상 조명 장치에 대하여, 이하와 같이 하여, 휘도 분포 및 내구성을 측정했다.
[색 불균일의 측정]
면 형상 조명 장치(10)의 광조사면의 앞면에, 2매의 프리즘 시트 및 광확산판을 겹쳐 배치했다. 또한, 프리즘 시트는, 프리즘의 능선이 직교하도록 배치했다.
면 형상 조명 장치(10)의 광원(14)를 점등하여, 2매의 프리즘 시트 및 확산판을 투과한 광의 "CIE(국제 조명 위원회) 1931 색도 좌표 xy"에 있어서의 y값을 측정했다. 측정은, 도광판의 면에 대하여 수직 방향 740mm의 위치에 설치한 휘도계(TOPCON사제, SR3)를 이용하여 행했다. 또한, y값의 측정은, 지지체(20)의 면 방향으로, 반사층(26)과 동 위치에 있어서, 반사층(26)의 직경 방향을 따라 1mm 간격으로 행했다.
각 반사층(26)에 대응하여 측정한 y값의 평균값을 산출하고, 4개의 y값의 평균값의 최댓값으로부터 최솟값을 뺀 값을 Δy로 하여, 이하의 평가 기준으로 색 불균일을 평가했다.
평가 기준
Δy<0.004: 우수
0.004≤Δy<0.012: 양호
0.012≤Δy: 불가
그 결과,
실시예 1의 휘도 분포는 양호,
실시예 2의 휘도 분포는 우수,
비교예 1의 휘도 분포는 불가,
비교예 2의 휘도 분포는 불가였다.
[내구성의 측정]
제작한 면 형상 조명 장치의 광원을 점등하여, 디스플레이 컬러 애널라이저(코니카 미놀타사제, CA-210)에 의하여 휘도를 측정하고, 초기 휘도 L0으로 했다.
그대로, 1000시간, 면 형상 조명 장치(10)을 점등하여, 동일하게 휘도를 측정하고, 시험 후 휘도 L1로 했다.
초기 휘도 L0 및 시험 후 휘도 L1로부터, 하기 식에 의하여 내구성[%]을 평가했다.
내구성[%]=(L1/L0)×100
그 결과는,
실시예 1의 내구성은 86%,
실시예 2의 내구성은 86%,
비교예 1의 내구성은 8%,
비교예 2의 내구성은 86%였다.
이상과 같이, 파장 변환 필름(24)가 반사층(26)을 갖고, 또한 반사층(26)의 면적 편차가 ±5% 이하인 본 발명의 백라이트용 필름은, 청색 LED를 근접시켜 배치해도, 우수한 내구성을 가지며, 또한 출사하는 광의 색 불균일도 적다.
이에 대하여, 반사층(26)을 갖지 않는 비교예 1의 백라이트용 필름은, 근접시킨 청색 LED의 광 및 열에 의하여 파장 변환층(30)이 열화되었다고 생각되며, 출사광의 색 불균일이 크고, 또한 초기 휘도 L0에 대하여, 내구성의 시험 후 휘도 L1이 큰 폭으로 저하되어 있다.
또, 반사층(26)을 갖지만, 반사층(26)의 면적 편차가 ±5%를 초과하는 비교예 2의 백라이트용 필름은, 출사광에 큰 색 불균일을 발생시키게 되었다.
이상의 결과로부터, 본 발명의 효과는 명확하다.
산업상 이용가능성
LCD의 백라이트 등, 각종 장치의 조명 광원으로서 적합하게 이용 가능하다.
10, 40 조명 장치
12 케이스
12a 바닥판
14 광원
16 백라이트용 필름
20 지지체
24, 24L 파장 변환 필름
26 반사층
30 파장 변환층
32 (가스) 배리어 필름

Claims (5)

  1. 백라이트용 필름과, 상기 백라이트용 필름에 광을 입사하는, 적어도 하나의 광원을 갖고,
    상기 백라이트용 필름은, 파장 변환층 및 상기 파장 변환층을 협지하는 가스 배리어층을 갖는 파장 변환 필름과, 상기 파장 변환 필름의 한쪽의 주면에 마련되는 반사층을 갖고,
    상기 백라이트용 필름은, 복수의 상기 반사층을 갖고, 또한, 상기 반사층은 면적 편차가 ±5% 이하이며, 또한, 상기 반사층은, 상기 광원과 대면하여, 상기 광원과 상기 파장 변환 필름의 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 면 형상 조명 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 백라이트용 필름이, 상기 파장 변환 필름을 지지하는 지지체를 갖고,
    복수의 상기 파장 변환 필름을 상기 지지체면 상에 가지며, 상기 파장 변환 필름끼리는 상기 지지체의 면 방향으로 이간하여 마련되고, 또한 개개의 상기 파장 변환 필름마다 상기 반사층이 적어도 하나 마련되는, 면 형상 조명 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 백라이트용 필름의 상기 파장 변환 필름의 크기가 1000mm2 이하인, 면 형상 조명 장치.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 백라이트용 필름의 상기 반사층은, 420~490nm의 파장역의 광을 50~90% 반사하는, 면 형상 조명 장치.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 백라이트용 필름에 있어서, 상기 반사층의 면적이 상기 파장 변환 필름의 면적에 대하여 0.1~80%인, 면 형상 조명 장치.
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