KR102446693B1 - 파장 변환 시트, 백라이트 유닛 및 형광체용 보호 필름 - Google Patents

파장 변환 시트, 백라이트 유닛 및 형광체용 보호 필름 Download PDF

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Abstract

파장 변환 시트가, 형광체와, 상기 형광체를 밀봉하는 1 이상의 배리어 필름을 구비하고, 상기 배리어 필름 중 적어도 하나가, 광학적 기능을 갖는 코팅층을 갖고 있고, 상기 코팅층이 상기 배리어 필름의 표면에 형성되어 있다.

Description

파장 변환 시트, 백라이트 유닛 및 형광체용 보호 필름{WAVELENGTH CONVERSION SHEET, BACKLIGHT UNIT, AND FILM FOR PROTECTING LUMINESCENT SUBSTANCE}
본 발명은 파장 변환 시트, 백라이트 유닛 및 형광체용 보호 필름에 관한 것이다.
본원은, 2014년 4월 4일에 일본에 출원된 특허 출원 제2014-077989호 및 2014년 4월 4일에 일본에 출원된 특허 출원 제2014-077990호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
액정 디스플레이는, 표시를 위해 액정 조성물이 사용된 표시 장치이다. 액정 디스플레이는, 다양한 기기에 있어서의 표시 장치, 특히 정보 표시 장치 및 화상 표시 장치로서 이용되고 있다.
액정 디스플레이는, 전압의 인가에 기초하여, 영역마다 광을 투과ㆍ차단함으로써 영상을 표시한다. 따라서, 액정 디스플레이에 영상을 표시하기 위해서는, 외부의 광이 필요하다. 그를 위한 광원으로서, 액정 디스플레이의 배면에 설치된 백라이트가 이용된다. 백라이트에는 종래 냉음극관이 사용되고 있다. 최근에는 장수명, 발색의 양호함 등의 이유로부터, 냉음극관 대신에, LED(발광 다이오드)가 사용되는 경우도 있다.
그런데, 최근 국외의 벤처 기업을 중심으로 하여, 양자 도트를 사용한 나노 사이즈의 형광체가 제품화되고 있다. 양자 도트란, 발광성의 반도체 나노 입자이며, 직경의 범위는 1 내지 20㎚이다. 양자 도트의 유니크한 광학 특성 및 전자 특성은, 생물학 및 의학 진단의 분야에 있어서의 형광 이미징 외에, 플랫 패널 디스플레이나 다채로운 색의 조명(전식) 등, 수많은 용도에 활용되고 있다.
디스플레이에 있어서 매우 큰 중요도를 차지하는 백색 LED 기술에서는, 세륨을 도핑한 YAGㆍCe(이트륨ㆍ알루미늄ㆍ가닛) 하방 변환용 형광체를 청색(450㎚) LED 칩으로 여기하는 방법이 일반적으로 사용되고 있다. LED의 청색광과, YAG 형광체로부터 발생한 파장 범위가 넓은 황색광이 섞임으로써 백색광으로 된다.
그러나 이 백색광은 약간 푸르스름한 빛이 도는 경우가 많아, 종종 〔차가운〕혹은 〔시원한〕 백색으로 간주되어 버린다.
양자 도트는 폭넓은 여기 스펙트럼을 나타내며 양자 효율이 높기 때문에, LED 하방 변환용 형광체(LED 파장 변환용 형광체)로서 사용할 수 있다. 또한, 도트 사이즈나 반도체 재료의 종류를 변경하기만 하면, 발광의 파장을 가시 영역 전체에 걸쳐 완전히 조정할 수 있다. 그 때문에, 양자 도트는 사실상 모든 색, 특히 조명 업계에서 강하게 요망되고 있는 따뜻한 백색을 만들어 낼 수 있을 가능성을 품고 있다. 게다가, 발광 파장이, 적색, 녹색, 청색에 대응하는 3종류의 도트를 조합하여, 연색 평가수가 상이한 백색광을 얻는 것이 가능해진다. 이와 같이, 양자 도트에 의한 백라이트를 사용한 디스플레이에서는, 종래의 액정 TV보다 두께나 소비 전력, 비용, 제조 프로세스 등을 증가시키지 않고, 색조가 향상되어, 사람이 식별할 수 있는 색의 65％까지 표현 가능해진다.
이 백라이트는, 적이나 녹의 발광 스펙트럼을 갖는 양자 도트가 그 내부에 확산된 필름의 양면을, 배리어 필름 또는 그 적층체로 밀봉하여 형성된다. 또한, 경우에 따라서는 필름의 엣지부도 밀봉된다. 종래부터 광학 기기 분야 등에서는, 플라스틱 필름이나 유리판 등의 부재끼리의 밀착에 의해 발생하는 뉴튼 링에 의한 문제가 발생하고 있었다.
또한, 한편, 밀봉에 사용하는 배리어 필름에는, 배리어성 외에, 흠집이나 주름과 같은 외관이나 투명성 등이 요구된다. 여기서, 배리어 필름이란, 플라스틱 필름 등의 기재의 표면에 증착 등에 의해 형성되는 박막이며, 수분이나 기체의 투과를 방지한다. 그러나, 종래의 배리어 필름은, 식품이나 의료품 등의 포장 재료나 전자 디바이스 등의 패키지 재료로서 사용되어 온 필름이기 때문에, 만족할 만한 성능을 얻을 수 없었다.
이와 같이, 배리어 필름에서는, 스플래쉬나 이물 등이 과제로 되어 있다. 여기서, 스플래쉬란, 증착용의 재료가 고온의 미세한 입자 상태 그대로 비산하는 현상이며, 증착용의 재료가 그대로 기재에 부착되어 이물로 되거나, 기재에 구멍을 뚫어 버리거나 하는 현상을 말한다. 즉, 백라이트에 사용하는 배리어 필름에서는, 스플래쉬에 의한 영향을 억제하고, 또한, 배리어성을 향상시키는 것이 과제이었다.
상술한 과제를 해결하기 위해, 몇 가지의 방법이 생각된다.
예를 들어, 특허문헌 1에는, 뉴튼 링의 발생을 방지하기 위해, 부재의 편면 또는 양면에 요철 처리를 실시한 뉴튼 링 방지 시트가 제안되어 있다. 또한, 요철 처리로서는, 부재의 표면에 샌드 블라스트 처리를 실시하는 것, 및 부재 상에 바인더 성분 및 미립자를 포함하는 뉴튼 링 방지층을 형성하는 것 등이 제안되어 있다.
또한, 특허문헌 2에는, 형광체의 열화를 억제하기 위해, 배리어 필름 사이에 끼워진 백라이트가 제안되어 있다.
또한, 특허문헌 3에는, 유기 EL 소자의 신뢰성을 확보하기 위해, 배리어 필름으로 피복하는 것이 제안되어 있다.
일본 특허 공개 평11-077946호 공보 일본 특허 공개 제2011-013567호 공보 일본 특허 공개 제2009-018568호 공보
그러나, 특허문헌 1을 참고로 기존의 배리어 필름으로, 양자 도트를 밀봉한 디스플레이를 제작한 바, 백색 LED의 휘도가 바로 저하되어 버린다고 하는 문제가 있었다.
또한, 특허문헌 2, 3을 참고로 기존의 배리어 필름으로, 양자 도트를 밀봉한 디스플레이를 제작한 바, 배리어성이 부족하기 때문에 얻어진 백색광의 수명이 짧아진다고 하는 문제나, 필름의 흠집, 주름, 양자 도트의 모양 등에 의해 백색 LED에 불균일이 발생한다고 하는 문제가 있었다. 또한, 배리어 필름에 스플래쉬가 있는 경우에는, 그것을 기점으로 하여 배리어 불량이 발생하여, 부분적으로 휘도가 저하되어 버린다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 간섭 줄무늬의 발생 및 광원으로부터의 광의 변동의 억제가 가능한 파장 변환 시트 및 그것을 구비한 백라이트 유닛을 제공하는 것, 형광체용 보호 필름으로서, 배리어성이 우수한 형광체용 보호 필름을 제공하는 것, 및 양자 도트의 성능을 최대한으로 발휘하는 것이 가능한 파장 변환 시트 및 백라이트 유닛을 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 이하의 구성을 채용하였다.
본 발명의 제1 형태에 관한 파장 변환 시트는, 형광체와, 상기 형광체를 밀봉하는 1 이상의 배리어 필름을 구비하고, 상기 배리어 필름 중 적어도 하나가, 광학적 기능을 갖는 코팅층을 갖고 있고, 상기 코팅층이 상기 배리어 필름의 표면에 형성되어 있다.
상기 코팅층이 적어도 간섭 줄무늬를 방지해도 된다.
상기 코팅층이 바인더 수지층과, 미립자를 포함해도 된다.
상기 미립자가 유기 입자 및 무기 입자 중 적어도 한쪽이어도 된다.
상기 미립자의 평균 입경이 0.5 내지 30㎛이어도 된다.
상기 배리어 필름 중 적어도 하나가, 1 이상의 기재와, 1 이상의 배리어층과, 상기 코팅층을 가져도 된다.
상기 배리어층이, 상기 기재의 편면에 적층된 무기 박막층과, 상기 무기 박막층 상에 적층된 가스 배리어성 피복층을 포함해도 된다.
상기 배리어층이, 상기 기재의 편면에 적층된 제1 무기 박막층과, 상기 제1 무기 박막층 상에 적층된 제1 가스 배리어성 피복층과, 상기 제1 가스 배리어성 피복층 상에 적층된 제2 무기 박막층과, 상기 제2 무기 박막층 상에 적층된 제2 가스 배리어성 피복층을 포함해도 된다.
상기 기재가 산가 25 이하의 폴리에틸렌테레프탈레이트계 필름이어도 된다.
상기 코팅층을 갖는 상기 배리어 필름의 전체 광선 투과율값이 85％ 이상이어도 된다.
본 발명의 제2 형태에 관한 백라이트 유닛은, 청색 LED를 포함하는 발광 장치와, 상기 발광 장치의 광 상에 배치된, 상기 형태에 관한 파장 변환 시트를 포함한다.
본 발명의 제3 형태에 관한 양자 도트를 사용한 형광체를 보호하기 위한 형광체용 보호 필름은, 제1 기재와, 상기 제1 기재의 적어도 한쪽 면 상에 형성된 1 이상의 배리어층을 갖는 배리어 필름과, 제2 기재를 포함하는 플라스틱 필름을 각각 1 이상 구비하고, 상기 제1 기재와 상기 제2 기재 사이에 상기 배리어층을 끼워 넣도록, 상기 배리어 필름과 상기 플라스틱 필름이 적층되어 있다.
상기 배리어층이, 상기 제1 기재의 한쪽 면 상에 적층된 무기 박막층과, 상기 무기 박막층 상에 적층된 가스 배리어성 피복층을 포함해도 된다.
상기 배리어층이, 상기 제1 기재의 편면에 적층된 제1 무기 박막층과, 상기 제1 무기 박막층 상에 적층된 제1 가스 배리어성 피복층과, 상기 제1 가스 배리어성 피복층 상에 적층된 제2 무기 박막층과, 상기 제2 무기 박막층 상에 적층된 제2 가스 배리어성 피복층을 포함해도 된다.
상기 배리어 필름과 상기 플라스틱 필름이, 아크릴 수지계 점착제, 우레탄계 접착제, 에스테르계 접착제 중 어느 하나를 사용하여 접합함으로써 적층되어 있어도 된다.
상기 배리어 필름 또는 상기 플라스틱 필름 중 적어도 한쪽이, 광학 특성을 향상시키는 코팅층을 갖고, 상기 코팅층이 당해 형광체용 보호 필름의 표면에 형성되어 있어도 된다.
상기 제1 기재가, 산가 25 이하의 폴리에틸렌테레프탈레이트계 필름이어도 된다.
상기 가스 배리어성 피복층이, 수산기 함유 고분자 화합물, 금속 알콕시드, 금속 알콕시드 가수 분해물 및 금속 알콕시드 중합물 중 적어도 1 이상을 포함해도 된다.
본 발명의 제4 형태에 관한 파장 변환 시트는, 양자 도트를 사용한 형광체를 포함하는 형광체층과, 상기 형광체층의 적어도 한쪽 면 상에 적층되는 1 이상의 상기 형태에 관한 형광체용 보호 필름을 구비한다.
상기 형광체용 보호 필름이, 상기 배리어 필름의 상기 제1 기재와 상기 형광체층이 대향하도록 적층되어 있어도 된다.
상기 형광체용 보호 필름이, 광학적 특성을 향상시키는 코팅층을 갖고, 상기 코팅층이, 상기 플라스틱 필름의 상기 형광체층과 대향하는 측과 반대측의 면 상에 형성되어 있어도 된다.
상기 형광체용 보호 필름이, 상기 플라스틱 필름과 상기 형광체층이 대향하도록 적층되어 있어도 된다.
상기 형광체용 보호 필름이, 광학적 기능을 갖는 코팅층을 갖고, 상기 코팅층이, 상기 배리어 필름의 상기 형광체층과 대향하는 측과 반대측의 면 상에 형성되어 있어도 된다.
본 발명의 제5 형태에 관한 백라이트 유닛은, 광원과, 도광판과, 상기 형태에 관한 파장 변환 시트를 구비한다.
본 발명의 상기 형태에 관한 파장 변환 시트는, 형광체층에 적층된 적어도 한쪽 배리어 필름이 광학적 기능을 갖는 코팅층을 갖고 있고, 상기 코팅층이 당해 배리어 필름의 표면에 형성되어 있기 때문에, 간섭 줄무늬의 발생을 억제함과 함께 광원으로부터의 광의 변동을 억제할 수 있다.
본 발명의 상기 형태에 관한 형광체용 보호 필름은, 제1 및 제2 기재 사이에 배리어층을 끼워 넣도록, 배리어 필름과 플라스틱 필름이 적층된 라미네이트 필름이며, 스플래쉬에 의한 영향을 억제할 수 있기 때문에, 배리어성이 우수하다. 또한, 형광체용 보호 필름의 표면에 코팅층이 형성되어 있는 경우에는, 간섭 줄무늬의 발생을 억제함과 함께 광원으로부터의 광의 변동을 억제할 수 있다.
본 발명의 상기 형태에 관한 파장 변환 시트는, 양자 도트를 사용한 형광체를 포함하는 형광체층이 상술한 형광체용 보호 필름에 적층되어 밀봉되어 있어, 배리어성이 우수하기 때문에, 양자 도트의 성능을 최대한으로 발휘할 수 있다.
본 발명의 상기 형태에 관한 백라이트 유닛은, 상술한 파장 변환 시트를 구비하고 있기 때문에, 결함이나 불균일이 없어, 자연에 가까운 선명한 색채로, 또한 색조가 우수한 디스플레이를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 파장 변환 시트의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 파장 변환 시트의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 파장 변환 시트의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 파장 변환 시트의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 관한 파장 변환 시트의 다른 구성예를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 발명을 적용한 제1 실시 형태인 파장 변환 시트의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 7은 본 발명을 적용한 제2 실시 형태인 파장 변환 시트의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 형광체용 보호 필름의 다른 구성예를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 파장 변환 시트의 다른 구성예를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 10은 실시 형태에 관한 파장 변환 시트를 탑재한 백라이트 유닛의 일례를 도시한다.
이하, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 파장 변환 시트, 파장 변환 시트를 구성하는 형광체용 보호 필름 및 파장 변환 시트를 포함하는 백라이트 유닛에 대하여, 도면을 사용하여 상세하게 설명한다. 여기서, 이하의 실시 형태의 파장 변환 시트는, 양자 도트를 사용한 형광체를 포함하고 있고, LED 파장 변환용 형광체로서, 백라이트 유닛에 사용할 수 있는 것이다.
또한, 이하의 설명에서 사용하는 도면은, 특징을 알기 쉽게 하기 위해, 편의상 특징이 되는 부분을 확대하여 도시하고 있는 경우가 있어, 각 구성 요소의 치수 비율 등이 실제와 동일한 것만은 아니다.
<제1 실시 형태>
우선, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 파장 변환 시트(1)에 대하여 설명한다. 도 1은 파장 변환 시트(1)의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 파장 변환 시트(1)는 양자 도트를 사용한 형광체층(형광체)(2)과, 형광체층(2)의 한쪽 면(2a)측에 형성된 제1 배리어 필름(배리어 필름)(3)과, 형광체층(2)의 다른 쪽 면(2b)측에 형성된 제2 배리어 필름(4)을 구비하고 있다. 보다 구체적으로는, 형광체층(2)의 양쪽 면(2a, 2b) 상이 직접 또는 밀봉 수지층(5)(도 1에서는 도시하지 않음. 도 5 참조)을 개재하여 제1 및 제2 배리어 필름(3, 4)에 의해 덮여 있다. 이에 의해, 제1 및 제2 배리어 필름(3, 4) 사이에 형광체층(2)이 둘러싸인(즉, 밀봉된) 구조로 되어 있다.
(형광체층)
일반적으로 백라이트 유닛은, 도광판과 LED 광원에 의해 구성된다. LED 광원은 도광판의 측면에 설치되어 있다. LED 광원의 내부에는, 발광색이 청색인 LED 소자가 복수개 설치되어 있다. 이 LED 소자는, 자색 LED, 또는 더 저파장의 LED이어도 된다. LED 광원은, 도광판 측면을 향하여 광을 조사한다. 양자 도트를 사용한 백라이트 유닛의 경우, 이 조사된 광은, 예를 들어 도광판을 거쳐 아크릴이나 에폭시 등의 수지와 형광체를 혼합한 층(형광체층)(2)에 입사한다. 따라서, 형광체층(2)에는, 배리어성을 부여할 필요가 있기 때문에, 제1 배리어 필름이나 제2 배리어 필름(4), 후술하는 형광체용 보호 필름에 의해 형광체층(2)을 사이에 둔 구성으로 하는 것이 바람직하다.
형광체층(2)은 수지 등을 포함하는 수십 내지 수백㎛의 박막이다. 수지로서는, 예를 들어 감광성 수지 또는 열경화성 수지를 사용할 수 있다. 그리고 수지의 내부에는, 양자 도트를 포함하는 형광체가 2종 혼합된 상태에서 밀봉되어 있다. 또한, 형광체층(2)은 1종의 형광체만이 밀봉된 형광체층이 2층 이상 적층되어 형성되어도 된다. 그들 형광체로서는, 여기 파장이 동일한 형광체가 선택된다. 형광체의 여기 파장은, LED 광원이 조사하는 광의 파장에 기초하여 선택된다. 2종류의 형광체의 형광색은 서로 다르다. 각 형광색은 적색, 녹색이다. 각 형광의 파장 및 LED 광원이 조사하는 광의 파장은, 컬러 필터의 분광 특성에 기초하여 선택된다. 형광의 피크 파장은, 예를 들어 적색이 610㎚, 녹색이 550㎚이다.
다음에, 형광체층(2)에 포함되는 형광체의 입자 구조를 설명한다. 형광체로서는, 특히 발광이 양호한 코어ㆍ쉘형 양자 도트가 적합하게 사용된다. 코어ㆍ쉘형 양자 도트는, 발광부로서의 반도체 결정 코어가 보호막으로서의 쉘에 의해 피막되어 있다. 예를 들어, 코어에는 셀렌화 카드뮴(CdSe), 쉘에는 황화아연(ZnS)이 사용 가능하다. CdSe의 입자의 표면 결함이 밴드 갭이 큰 ZnS에 의해 피막됨으로써 양자 수율이 향상된다. 또한, 형광체는, 코어가 제1 쉘 및 제2 쉘에 의해 이중으로 피막되어 형성되어도 된다. 코어에는 CdSe, 제1 쉘에는 셀렌화 아연(ZnSe), 제2 쉘에는 ZnS가 사용 가능하다.
형광체층(2)은 광원으로부터의 광을 적색, 녹색 등으로 변환하는 각 형광체를 단일의 층에 분산시켜도 되고, 별도의 층으로서 적층하여, 다층 구성의 형광체층으로 해도 된다.
(제1 배리어 필름)
제1 배리어 필름(3)은 기재(6)와, 배리어층(7)과, 코팅층(8)을 갖고 있다. 그리고, 파장 변환 시트(1)에서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 제1 배리어 필름(3)은 기재(6)의 한쪽 면(6a)이 형광체층(2)의 한쪽 면(2a)과 대향하여(접착하여) 배치되어 있다. 또한, 기재(6)의 다른 쪽 면(6b) 상에 배리어층(7)과 코팅층(8)이 이 순서로 적층되어 있다.
기재(6)의 재료로서는, 특별히 한정되지 않지만, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 필름 또는 폴리에틸렌나프탈레이트계 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 기재(6)로서, 산가(유지 또는 왁스 등의 유지류 1g 중에 포함되는 유리 지방산 및 그 밖의 산성 물질을 중화하는 데 요하는 수산화칼륨의 ㎎수)가 25 이하인 폴리에틸렌테레프탈레이트계 필름을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 여기서, 기재(6)의 산가가 25를 초과하면, 특히 고온 고습 환경 하에서의 기재 안정성이 손상되므로, 배리어성의 저하가 일어나기 때문에 바람직하지 않다. 한편, 산가가 25 이하이면, 기재 안정성이 증가되어, 고온 고습 환경 하에서도 배리어성이 저하되지 않고 안정되기 때문에 바람직하다.
배리어층(7)은 무기 박막층(9)과 가스 배리어성 피복층(10)을 포함하고 있다. 그리고, 도 1에 도시한 바와 같이, 배리어층(7)은 기재(6)의 한쪽 면(편면)(6b) 상에 무기 박막층(9)이 적층됨과 함께, 무기 박막층(9) 상에 가스 배리어성 피복층(10)이 적층되어 구성되어 있다.
무기 박막층(무기 산화물 박막층)(9)의 재료로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 산화알루미늄, 산화규소, 산화마그네슘 또는 그들의 혼합물을 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 배리어성, 생산성의 관점에서, 산화알루미늄 또는 산화규소를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 수증기 배리어성의 면에서, 산화규소를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
무기 박막층(9)의 두께(막 두께)는 10 내지 500㎚의 범위 내로 하는 것이 바람직하고, 50 내지 300㎚의 범위 내로 하는 것이 특히 바람직하다. 여기서, 막 두께가 10㎚ 미만이면, 막 두께가 너무 얇기 때문에 균일한 막이 얻어지지 않는 경우나, 가스 배리어재로서의 기능을 충분히 발휘할 수 없는 경우가 발생하기 때문에 바람직하지 않다. 한편, 막 두께가 500㎚를 초과하는 경우에는, 박막에 플렉시빌리티를 유지시킬 수 없어, 성막 후에 절곡, 인장 등의 외적 요인에 의해, 박막에 균열이 발생할 우려가 있으므로 바람직하지 않다.
가스 배리어성 피복층(10)은 후속 공정에서의 이차적인 각종 손상을 방지함과 함께, 높은 배리어성을 부여하기 위해 형성된다. 가스 배리어성 피복층(10)의 재료는, 수산기 함유 고분자 화합물, 금속 알콕시드, 금속 알콕시드 가수 분해물 및 금속 알콕시드 중합물 중 적어도 1종류 이상을 성분으로서 갖고 있다.
수산기 함유 고분자 화합물로서는, 구체적으로는, 예를 들어 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 전분 등의 수용성 고분자를 들 수 있지만, 특히 폴리비닐알코올을 사용한 경우에 배리어성이 가장 우수하다.
금속 알콕시드는, 일반식, M(OR)n(M : Si, Ti, Al, Zr 등의 금속, R : CH3, C2H5 등의 알킬기)으로 나타낼 수 있는 화합물이다. 금속 알콕시드로서, 구체적으로는 테트라에톡시실란[Si(OC2H5)4], 트리이소프로폭시알루미늄[Al(O-iso-C3H7)3] 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 테트라에톡시실란, 트리이소프로폭시알루미늄이 가수 분해 후, 수계의 용매 중에 있어서 비교적 안정되므로, 가스 배리어성 피복층(10)의 재료로서 바람직하다. 가수 분해물 및 중합물로서는, 예를 들어 테트라에톡시실란의 가수 분해물이나 중합물로서 규산(Si(OH)4) 등을 들 수 있고, 트리프로폭시알루미늄의 가수 분해물이나 중합물로서 수산화알루미늄(Al(OH)3) 등을 들 수 있다.
가스 배리어성 피복층(10)에는, 전술한 금속 알콕시드를 분해시키기 위해, 염화주석 등의 촉매를 첨가해도 된다. 예를 들어 염화 제1 주석, 염화 제2 주석 또는 이들의 혼합물이어도 되고, 무수물이어도 수화물이어도 된다.
코팅층(8)은 1 이상의 광학적 기능을 발휘시키기 위해, 제1 배리어 필름(3)의 표면, 즉, 파장 변환 시트(1)의 표면에 형성되어 있다. 여기서, 광학적 기능으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 간섭 줄무늬(무아레) 방지 기능, 반사 방지 기능, 확산 기능 등을 들 수 있다. 본 실시 형태의 파장 변환 시트(1)에 있어서는, 코팅층은 적어도 간섭 줄무늬 방지 기능을 갖는 것을 특징으로 하고 있다.
코팅층(8)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 바인더 수지층(11)과, 미립자(12)를 포함하여 구성되어 있다. 미립자(12)는 바인더 수지층(11)의 표면으로부터 미립자(12)의 일부가 노출되도록 매립된다. 그것에 의해, 코팅층(8)의 표면에는 미세한 요철이 발생하게 된다. 이와 같이 코팅층(8)을 제1 배리어 필름(3)의 표면, 즉, 파장 변환 시트(1)의 표면에 형성함으로써, 뉴튼 링의 발생을 방지할 수 있다.
바인더 수지층(11)으로서는, 구체적으로는, 예를 들어 열가소성 수지, 열경화성 수지, 자외선 경화형 수지를 사용할 수 있다.
열가소성 수지로서는, 아세틸셀룰로오스, 니트로셀룰로오스, 아세틸부틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스 유도체, 아세트산비닐 및 그 공중합체, 염화비닐 및 그 공중합체, 염화비닐리덴 및 그 공중합체 등의 비닐계 수지, 폴리비닐포르말, 폴리비닐부티랄 등의 아세탈 수지, 아크릴 수지 및 그 공중합체, 메타아크릴 수지 및 그 공중합체 등의 아크릴계 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리아미드 수지, 선상 폴리에스테르 수지, 불소 수지, 폴리카르보네이트 수지 등을 사용할 수 있다.
열경화성 수지로서는, 페놀 수지, 요소 멜라민 수지, 폴리에스테르 수지, 실리콘 수지 등을 들 수 있다.
자외선 경화형 수지로서는, 에폭시아크릴레이트, 우레탄아크릴레이트, 폴리에스테르아크릴레이트 등의 광중합성 프리폴리머를 들 수 있다. 또한, 자외선 경화형 수지를, 상기 광중합성 프리폴리머를 주성분으로 하고, 희석제로서 단관능이나 다관능의 폴리머를 사용하여 구성할 수도 있다.
바인더 수지층(11)의 두께(막 두께)는 0.1 내지 20㎛의 범위 내로 하는 것이 바람직하고, 0.3 내지 10㎛의 범위 내로 하는 것이 특히 바람직하다. 여기서, 바인더 수지층(11)의 막 두께가 0.1㎛ 미만이면, 막 두께가 너무 얇기 때문에 균일한 막이 얻어지지 않는 경우나, 광학적 기능을 충분히 발휘할 수 없는 경우가 발생하기 때문에 바람직하지 않다. 한편, 막 두께가 20㎛를 초과하는 경우에는, 코팅층(8)의 표면에 미립자(12)가 표출되지 않아, 요철 부여 효과가 얻어지지 않을 우려가 있고, 또한 투명성의 저하나 조금이라도 박막화하는 디스플레이의 트렌드에 맞지 않기 때문에 바람직하지 않다.
미립자(12)로서는, 구체적으로는, 예를 들어 유기 입자, 무기 입자를 사용할 수 있다. 이들 중, 어느 1종류만을 사용해도 되고, 2종 이상을 사용해도 된다.
유기 입자로서는, 구상 아크릴 수지 미분말이나, 4불화 에틸렌 수지 미분말, 가교 폴리스티렌 수지 미분말, 폴리우레탄 수지 미분말, 폴리에틸렌 수지 미분말, 벤조구아나민 수지 미분말, 실리콘 수지 미분말, 에폭시 수지 미분말 등을 들 수 있다.
무기 입자로서는, 실리카 입자나 지르코니아 입자 등을 들 수 있다.
또한, 미립자(12)의 평균 1차 입경은 0.5 내지 30㎛인 것이 바람직하다. 본 실시 형태에서는, 레이저 회절법에 의해, 평균 1차 입경을 측정하였다. 미립자(12)의 평균 입경이 0.5㎛ 미만이면, 코팅층(8)의 표면에의 요철의 부여 효과가 얻어지지 않기 때문에 바람직하지 않다. 한편, 평균 입경이 30㎛를 초과하면, 코팅막 두께보다도 상당히 큰 입자를 사용하게 되어, 광선 투과율의 저하를 초래한다고 하는 문제가 있기 때문에 바람직하지 않다. 이에 반해, 평균 입경이 상기 범위 내이면, 높은 광선 투과율을 유지한 채로, 표면에 요철 형상을 부여할 수 있다.
또한, 제1 배리어 필름(3)은, 코팅층(8)을 갖는 전체 구성에 있어서, 전체 광선 투과율값이 85％ 이상인 것이 바람직하다. 여기서, 코팅층(8)을 갖는 제1 배리어 필름(3)의 전체 광선 투과율값이 85％ 미만이면, 광원으로부터의 광의 손실이 커져 디스플레이 상에 있어서 충분한 밝기를 확보할 수 없거나, 또는 밝기를 확보하기 위해, 보다 밝은 광원을 사용해야 하기 때문에 바람직하지 않다. 이에 반해, 전체 광선 투과율값이 85％ 이상이면, 적은 전력 사용으로 디스플레이 상의 밝기를 확보할 수 있기 때문에 바람직하다.
이상과 같은 구성을 갖는 제1 배리어 필름(3)을 파장 변환 시트(1)의 구성으로서 사용함으로써, 양자 도트를 사용한 형광체층(2)의 성능을 최대한으로 발휘하는 것이 가능해진다. 또한, 뉴튼 링 등의 간섭 줄무늬의 발생을 방지할 수 있고, 결과로서 고효율이면서 고정밀, 장수명의 디스플레이가 얻어진다.
(제2 배리어 필름)
제2 배리어 필름(4)은 기재(6)와 배리어층(7)을 갖고 있고, 코팅층(8)을 갖지 않은 점에서, 제1 배리어 필름(3)과 구성이 상이하다. 보다 구체적으로는, 파장 변환 시트(1)에서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 제2 배리어 필름(4)은 기재(6)의 한쪽 면(6a)이 형광체층(2)의 다른 쪽 면(2b)과 대향하여 배치되어 있다. 그리고, 이 기재(6)의 한쪽 면(6a) 상에 무기 박막층(9)이 적층되고, 무기 박막층(9) 상에 가스 배리어성 피복층(10)이 적층된다. 무기 박막층(9)과 가스 배리어성 피복층(10)으로 배리어층(7)이 구성되어 있다. 즉, 형광체층(2)의 다른 쪽 면(2b)과 제2 배리어 필름(4)의 가스 배리어성 피복층(10)이 접하고 있다.
즉, 형광체층(2)과 대향하는 측에 배리어층(7)이 적층되어 있는 점과, 형광체층(2)과 반대측의 면(6b) 상에는 코팅층(8)이 형성되어 있지 않은 점에서, 제1 배리어 필름(3)과 제2 배리어 필름(4)은 상이하다. 또한, 기재(6) 및 배리어층(7)의 구성에 대해서는, 제1 배리어 필름(3)에 있어서 설명한 구성과 동일한 구성을 사용할 수 있다.
다음에, 본 실시 형태에 관한 파장 변환 시트(1)의 제조 방법에 대하여 설명한다.
파장 변환 시트(1)의 제조 방법으로서는, 예를 들어 이하의 수순에 의해, 형광체층(2)을 제1 배리어 필름(3) 및 제2 배리어 필름(4) 사이에 적층할 수 있다.
(제1 및 제2 배리어 필름의 제조 공정)
제1 및 제2 배리어 필름(3, 4)의 제조에 있어서는, 우선, 기재(6)의 적어도 한쪽 면에 무기 박막층(9)을 예를 들어 증착법 등에 의해 적층한다. 다음에, 수용성 고분자(수산기 함유 고분자 화합물)와, (a) 1종 이상의 금속 알콕시드 및 가수 분해물 또는 (b) 염화주석 중 적어도 한쪽을 포함하는 수용액 또는 물/알코올 혼합 용액을 주제로 하는 코팅제를 무기 박막층(9)의 표면 상에 도포하여, 가스 배리어성 피복층(10)을 형성한다. 이에 의해, 기재(6) 상에 배리어층(7)이 형성된 제2 배리어 필름(4)이 얻어진다.
한편, 제1 배리어 필름(3)은 기재(6) 상에 형성된 배리어층(7) 상에 코팅층(8)을 더 형성한다. 구체적으로는, 배리어층(7) 상에 바인더 수지와 미립자를 혼합한 코팅액을 도포하여, 코팅층(8)을 형성한다. 이에 의해, 기재(6) 상에 배리어층(7) 및 코팅층(8)이 적층된 제1 배리어 필름이 얻어진다.
(형광체층의 제조 공정 및 배리어 필름의 적층 공정)
형광체층(2)의 형성 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 일본 특허 공표 제2013-544018호에 기재되어 있는 바와 같이, 감광성 수지나 열경화성 수지 등의 바인더 수지에 형광체 재료를 분산시켜, 조정한 혼합액을 제1 또는 제2 배리어 필름(3, 4) 상에 도포한 후, UV 경화 또는 열경화함으로써 밀봉할 수 있다. 감광성 수지 및 열경화성 수지로서는, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 폴리올레핀 수지를 사용하는 것을 들 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 형광체층(2)의 제조 공정 및 배리어 필름의 적층 공정은, 특별히 상술한 방법에 한정되지 않는다. 예를 들어, 형광체층(2)을 제1 배리어 필름(3)의 기재(6)의 표면(6a) 상에 형성한 후, 형광체층(2) 상에 제2 배리어 필름(4)을 적층해도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 파장 변환 시트(1)에 의하면, 형광체층(2)에 적층된 한쪽 배리어 필름[제1 배리어 필름(3)]이 광학적 기능을 갖는 코팅층(8)을 갖고 있다. 또한, 상기 코팅층(8)이 제1 배리어 필름(3)의 표면에 형성되어 있다. 그 때문에, 뉴튼 링 등의 간섭 줄무늬의 발생을 억제함과 함께 광원으로부터의 광의 변동을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 파장 변환 시트(1)에 의하면, 배리어성이나 투명 성이 우수한 제1 및 제2 배리어 필름(3, 4)을 사용하고 있기 때문에, 양자 도트의 성능을 최대한으로 발휘할 수 있는 디스플레이용의 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 파장 변환 시트(1)에 의하면, 배리어성 및 투명 성이 우수한 제1 및 제2 배리어 필름(3, 4)을 사용함으로써, 보다 자연에 가까운 선명한 색채로, 또한 색조가 우수한 디스플레이를 제공할 수 있다.
<제2 실시 형태>
다음에, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 파장 변환 시트(21)에 대하여, 도 2를 사용하여 설명한다. 파장 변환 시트(21)는 제1 실시 형태에 관한 파장 변환 시트(1)와 비교하여, 제1 배리어 필름의 구성만이 상이하다. 따라서, 본 실시 형태에 관한 파장 변환 시트(21)에 대해서는, 제1 실시 형태에 관한 파장 변환 시트(1)와 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 번호를 부여함과 함께 설명을 생략한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 파장 변환 시트(21)는 형광체층(형광체)(2)과, 형광체층(2)의 한쪽 면(2a)측에 형성된 제1 배리어 필름(배리어 필름)(23)과, 형광체층(2)의 다른 쪽 면(2b)측에 형성된 제2 배리어 필름(4)을 구비하고 있다. 보다 구체적으로는, 형광체층(2)의 양쪽 면(2a, 2b) 상에 직접 또는 밀봉 수지층(5)(도 2에서는 도시하지 않음. 도 5 참조)을 개재하여 제1 배리어 필름(23) 및 제2 배리어 필름(4)이 각각 적층되어 있다. 이에 의해, 제1 배리어 필름(23) 및 제2 배리어 필름(4) 사이에 형광체층(2)이 둘러싸인(즉, 밀봉된) 구조로 되어 있다.
(제1 배리어 필름)
제1 배리어 필름(23)은 기재(6)와, 배리어층(7)과, 코팅층(8)을 갖고 있다. 그리고, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 배리어 필름(23)에서는, 형광체층(2)의 한쪽 면(2a)과 대향하는 기재(6)의 한쪽 면(6a) 상에 배리어층(7)이 적층되어 있다. 또한, 기재(6)의 다른 쪽 면(6b) 상에 코팅층(8)이 적층되어 있다. 즉, 제1 배리어 필름(23)의 배리어층(7)[가스 배리어성 피복층(10)]이 형광체층(2)과 대향하여(접하여) 형성되어 있는 점, 및 형광체층(2)과 반대측의 면(6b) 상에 코팅층(8)이 형성되어 있는 점에서, 본 실시 형태의 제1 배리어 필름(23)과 제1 실시 형태의 제1 배리어 필름(3)은 상이하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 파장 변환 시트(21)에 의하면, 상술한 제1 실시 형태에 관한 파장 변환 시트(1)와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 파장 변환 시트(21)에 의하면, 제1 배리어 필름(23)을 구성하는 배리어층(7)이 형광체층(2)과 대향하여(접하여) 형성되어 있기 때문에, 보다 효과적으로 배리어 성능을 발휘할 수 있다.
<제3 실시 형태>
다음에, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 파장 변환 시트(31)에 대하여, 도 3을 사용하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 제1 및 제2 실시 형태에 관한 파장 변환 시트(1, 21)와는 제1 배리어 필름의 구성만이 상이하다. 따라서, 본 실시 형태의 파장 변환 시트에 대해서는, 제1 및 제2 실시 형태와 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 번호를 부여함과 함께 설명을 생략한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 파장 변환 시트(31)는 형광체층(형광체)(2)과, 형광체층(2)의 한쪽 면(2a)측에 형성된 제1 배리어 필름(배리어 필름)(33)과, 형광체층(2)의 다른 쪽 면(2b)측에 형성된 제2 배리어 필름(4)을 구비하고 있다. 보다 구체적으로는, 형광체층(2)의 양쪽 면(2a, 2b) 상이 직접 또는 밀봉 수지층(5)(도 3에서는 도시하지 않음. 도 5 참조)을 개재하여 제1 배리어 필름(33) 및 제2 배리어 필름(4)에 의해 덮여 있다. 이에 의해, 제1 배리어 필름(33) 및 제2 배리어 필름(4) 사이에 형광체층(2)이 둘러싸인(즉, 밀봉된) 구조로 되어 있다.
(제1 배리어 필름)
제1 배리어 필름(33)은 제1 및 제2 기재(6A, 6B)와, 배리어층(7)과, 코팅층(8)을 갖고 있다. 그리고, 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 배리어 필름(33)에서는, 제1 기재(6A)의 한쪽 면(6a)이 형광체층(2)의 한쪽 면(2a)과 대향하여(접하여) 배치되어 있고, 또한, 제1 기재(6A)의 다른 쪽 면(6b) 상에 배리어층(7)과 제2 기재(6B)가 이 순서로 적층되어 있다. 즉, 제1 기재(6A)의 다른 쪽 면(6b)과, 제2 기재(6B)의 한쪽 면(6c) 사이에 배리어층(7)이 끼워 넣어져 있다. 여기서, 본 실시 형태에서는, 배리어층(7)의 무기 박막층(9)이 기재(6A)와 접하고 있고, 가스 배리어성 피복층(10)이 기재(6B)에 접하고 있다. 또한, 제2 기재(6B)의 다른 쪽 면(6d) 상에 코팅층(8)이 적층되어 있다. 즉, 형광체층(2)과 대향하여(접하여) 제1 기재(6A)가 형성되어 있고, 이 제1 기재(6A) 상에 배리어층(7), 제2 기재(6B) 및 코팅층(8)이 적층되어 형성되어 있는 점에서, 본 실시 형태의 제1 배리어 필름(33)과, 제1 및 제2 실시 형태의 제1 배리어 필름(3, 23)은 구성이 상이하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 파장 변환 시트(31)에 의하면, 상술한 제1 및 제2 실시 형태의 파장 변환 시트(1, 21)와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 파장 변환 시트(31)에 의하면, 제1 배리어 필름(33)을 구성하는 배리어층(7)을 제1 및 제2 기재(6A, 6B) 사이에 끼워 넣고 있기 때문에, 배리어층(7)에 미소한 핀 홀 등의 결함이 발생한 경우라도, 보다 효과적으로 배리어 성능을 발휘할 수 있다.
<제4 실시 형태>
다음에, 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 파장 변환 시트(41)에 대하여, 도 4를 사용하여 설명한다. 파장 변환 시트(41)는 제2 실시 형태의 파장 변환 시트(21)의 구성에 비하여 제1 및 제2 배리어 필름 구성이 상이하다. 따라서, 본 실시 형태에 관한 파장 변환 시트(41)에 대해서는, 제1 내지 제3 실시 형태와 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 번호를 부여함과 함께 설명을 생략한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 파장 변환 시트(41)는 형광체층(형광체)(2)과, 형광체층(2)의 한쪽 면(2a)측에 형성된 제1 배리어 필름(배리어 필름)(43)과, 형광체층(2)의 다른 쪽 면(2b)측에 형성된 제2 배리어 필름(44)을 구비하고 있다. 보다 구체적으로는, 형광체층(2)의 양쪽 면(2a, 2b) 상이 직접 또는 밀봉 수지층(5)을(도 4에서는 도시하지 않음. 도 5 참조) 개재하여 제1 배리어 필름(43) 및 제2 배리어 필름(44)에 의해 덮여 있다. 이에 의해, 제1 배리어 필름(43) 및 제2 배리어 필름(44) 사이에 형광체층(2)이 둘러싸인(즉, 밀봉된) 구조로 되어 있다.
(제1 배리어 필름)
제1 배리어 필름(43)은 기재(6)와, 제1 및 제2 배리어층(7A, 7B)과, 코팅층(8)을 갖고 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 제1 배리어 필름(43)에서는, 형광체층(2)의 한쪽 면(2a)과 대향하는 기재(6)의 한쪽 면(6a) 상에 제1 배리어층(7A)과, 제2 배리어층(7B)이 이 순서로 적층되어 있다. 제1 배리어층(7A)은, 제1 무기 박막층(9A)과 제1 가스 배리어성 피복층(10A)을 포함하고, 기재(6)의 한쪽 면(6a) 상에 이 순서로 적층되어 있다. 제2 배리어층(7B)은, 제2 무기 박막층(9B)과 제2 가스 배리어성 피복층(10B)을 포함하고, 제1 배리어층(7A)의 제1 가스 배리어성 피복층(10A) 상에 이 순서로 적층되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 형광체층(2)의 한쪽 면(2a)과 제2 가스 배리어성 피복층(10B)이 접하고 있다.
기재(6)의 다른 쪽 면(6b) 상에는 코팅층(8)이 적층되어 있다.
즉, 제1 배리어 필름(43)은 형광체층(2)과 대향하는 측에 제1 및 제2 배리어층(7A, 7B)의 적층체가 형성되어 있고, 형광체층(2)과 반대측의 면(6b) 상에 코팅층(8)이 형성되어 있는 점에서, 본 실시 형태에 관한 제1 배리어 필름(43)과, 제2 실시 형태에 관한 제1 배리어 필름(23)은 구성이 상이하다.
(제2 배리어 필름)
제2 배리어 필름(44)은 기재(6)와 제1 및 제2 배리어층(7A, 7B)을 갖고 있고, 코팅층(8)을 갖지 않는 점에서, 제1 배리어 필름(43)과 구성이 상이하다.
도 4에 도시한 바와 같이, 제2 배리어 필름(44)은 기재(6)의 한쪽 면(6a)이 형광체층(2)의 다른 쪽 면(2b)과 대향하여 배치되어 있다. 그리고, 이 기재(6)의 한쪽 면(6a) 상에 제1 배리어층(7A)과, 제2 배리어층(7B)이 이 순서로 적층되어 있다. 제1 배리어층(7A)은, 제1 무기 박막층(9A)과 제1 가스 배리어성 피복층(10A)을 포함하고, 기재(6)의 한쪽 면(6a) 상에 이 순서로 적층되어 있다. 제2 배리어층(7B)은, 제2 무기 박막층(9B)과 제2 가스 배리어성 피복층(10B)을 포함하고, 제1 배리어층(7A)의 제1 가스 배리어성 피복층(10A) 상에 이 순서로 적층되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 형광체층(2)의 다른 쪽 면(2b)과 제2 가스 배리어성 피복층(10B)이 접하고 있다.
즉, 제2 배리어 필름(44)은 형광체층(2)과 대향하는 측에 제1 및 제2 배리어층(7A, 7B)의 적층체가 형성되어 있고, 형광체층(2)과 반대측의 면(6b) 상에는 코팅층(8)이 형성되어 있지 않은 점에서, 제2 배리어 필름(44)과, 제1 배리어 필름(43)은 상이하다. 또한, 기재(6) 및 제1 및 제2 배리어층(7A, 7B)의 구성에 대해서는, 제1 배리어 필름(43)과 동일한 구성을 사용할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 파장 변환 시트(41)에 의하면, 상술한 제1 내지 제3 실시 형태의 파장 변환 시트(1, 21, 31)와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 파장 변환 시트(41)에 의하면, 배리어층이, 무기 박막층과 가스 배리어성 피복층이 교대로 2층씩 이상 적층된 것이기 때문에, 보다 우수한 배리어 성능을 발휘할 수 있다.
<제5 실시 형태>
본 발명의 제5 실시 형태에 관한 파장 변환 시트(61)에 대하여 설명한다. 도 6은 파장 변환 시트(61)의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도이다. 여기서, 본 실시 형태의 파장 변환 시트(1)는 양자 도트를 사용한 형광체를 포함하고 있고, LED 파장 변환용 형광체로서, 백라이트 유닛에 사용할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 관한 파장 변환 시트(61)에 대해서는, 제1 실시 형태에 관한 파장 변환 시트(1)와 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 번호를 부여함과 함께 설명을 생략한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 파장 변환 시트(61)는 양자 도트를 사용한 형광체를 포함하는 형광체층(파장 변환층이라고도 함)(2)과, 형광체층(2)의 한쪽 면(2a)측 및 다른 쪽 면(2b)측에 각각 형성된 형광체용 보호 필름(13)을 구비하고 있다. 보다 구체적으로는, 형광체층(2)의 양쪽 면(2a, 2b) 상이 직접 또는 밀봉 수지층(5)(도 6에서는 도시하지 않음. 도 7 및 8 참조)을 개재하여 형광체용 보호 필름(13)에 의해 덮여 있다. 이에 의해, 형광체용 보호 필름(13)의 사이에 형광체층(2)이 둘러싸인(즉, 밀봉된) 구조로 되어 있다.
(형광체용 보호 필름)
형광체용 보호 필름(13)은, 도 6에 도시한 바와 같이, 제1 기재(6)와 배리어층(7)을 갖는 배리어 필름(15)과, 플라스틱 필름(제2 기재)(16)과, 접착층(17)과, 코팅층(18)을 갖고 있다. 그리고, 제1 기재(6)의 한쪽 면(6a) 상에 형성된 배리어층(7)과 플라스틱 필름(16)이 접착층(17)을 개재하여 대향하도록 적층되어 있다. 바꾸어 말하면, 형광체용 보호 필름(13)은 제1 기재(6)와 제2 기재(플라스틱 필름)(16) 사이에 배리어층(7)을 끼워 넣도록, 배리어 필름(15)과 플라스틱 필름(16)이 적층된 라미네이트 필름이다.
그리고, 파장 변환 시트(61)에서는, 도 6에 도시한 바와 같이, 각각의 형광체용 보호 필름(13)은 플라스틱 필름(16)이 형광체층(2)측에 배치되도록(플라스틱 필름(16)이 형광체층(2)에 접하도록) 적층한다.
보다 구체적으로는, 파장 변환 시트(61)에 있어서, 형광체용 보호 필름(13)은 플라스틱 필름(16)의, 배리어층(7)과 대향하는 측의 면(16a)과 반대측의 면(16b)이 형광체층(2)의 한쪽 면(2a)과 대향하여(접하여) 배치되어 있다. 또한, 배리어 필름(15)을 구성하는 제1 기재(6)의 다른 쪽 면(6b) 상에 코팅층(18)이 적층되어 있다. 즉, 코팅층(18)은 형광체용 보호 필름(13)의 표면에 형성되어 있음과 함께, 파장 변환 시트(61)의 표면으로 되도록 형성되어 있다.
배리어 필름(15)은, 도 6에 도시한 바와 같이, 제1 기재(6)와, 이 제1 기재(6)의 한쪽 면(6a) 상에 형성된 배리어층(7)을 갖고 있다.
제1 기재(6)의 재료로서는 특별히 한정되지 않지만, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름이나 폴리에틸렌나프탈레이트 필름 등을 사용할 수 있다. 또한, 제1 기재(6)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 파장 변환 시트(61)의 총 두께를 얇게 하기 위해, 50㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다.
플라스틱 필름(16)은 제2 기재를 적어도 포함하고, 제2 기재만을 포함하고 있어도 된다. 플라스틱 필름(제2 기재)(16)의 재료로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름이나 폴리에틸렌나프탈레이트 필름을 사용할 수 있다. 특히 산가(유지 또는 왁스 등의 유지류 1g 중에 포함되는 유리 지방산 및 그 밖의 산성 물질을 중화하는 데에 필요로 하는 수산화칼륨의 ㎎수)가 25 이하인 폴리에틸렌테레프탈레이트계 필름을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 여기서, 기재(6)의 산가가 30을 초과하면, 특히 고온 고습 환경 하에서의 기재 안정성이 손상되므로, 배리어성의 저하가 일어나기 때문에 바람직하지 않다. 한편, 산가가 30 이하이면, 기재 안정성이 증가되어, 고온 고습 환경 하에서도 배리어성이 저하되지 않고 안정되기 때문에 바람직하다.
또한, 플라스틱 필름(제2 기재)(16)의 두께로서는, 특별히 한정되지 않지만, 형광체용 보호 필름(13) 또는 파장 변환 시트(61)의 총 두께를 얇게 하기 위해, 25㎛ 이하의 필름을 사용하는 것이 바람직하다.
플라스틱 필름(16)은, 도 6에 도시한 바와 같이, 제1 기재(6)의 한쪽 면(6a) 상에 형성된 배리어층(7) 및 접착층(17)을 개재하여, 제1 기재(6)와 대향하도록 형성되어 있다. 바꾸어 말하면, 제1 기재(6)와 제2 기재(플라스틱 필름)(16) 사이에 배리어층(7)을 끼워 넣도록, 배리어 필름(15)과 플라스틱 필름(16)이 적층되어 있다. 이와 같이, 제1 기재(6)와 제2 기재(플라스틱 필름)(16) 사이에 배리어층(7)을 끼워 넣었기 때문에, 설령 배리어층(7)에 미소한 핀 홀 등의 결함이 발생한 경우라도, 보다 효과적으로 배리어 성능을 발휘할 수 있다.
접착층(17)은, 도 6에 도시한 바와 같이, 배리어 필름(15)과 플라스틱 필름(16)을 접착하기 위해, 배리어 필름(15)과 플라스틱 필름(16) 사이에 형성되어 있다. 접착층(17)의 재료로서는 특별히 한정되지 않지만, 아크릴계 재료, 우레탄계 재료, 폴리에스테르계 재료 등의 접착제나 점착제를 사용할 수 있다. 보다 구체적으로는, 아크릴 수지계 점착제, 우레탄계 접착제, 에스테르계 접착제 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
또한, 접착층(17)의 두께로서는, 특별히 한정되지 않지만, 형광체용 보호 필름(13) 또는 파장 변환 시트(61)의 총 두께를 얇게 하기 위해, 20㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다.
코팅층(18)은 1 이상의 광학적 기능을 발휘시키기 위해, 형광체용 보호 필름(13)의 각각의 표면, 즉, 파장 변환 시트(61)의 표면에 형성되어 있다. 여기서, 광학적 기능으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 간섭 줄무늬(무아레) 방지 기능이나, 반사 방지 기능, 확산 기능 등을 들 수 있다. 본 실시 형태에 관한 백라이트 유닛[파장 변환 시트(61)]에 있어서는, 코팅층은, 적어도 간섭 줄무늬 방지 기능을 갖는다.
코팅층(18)은 제1 실시 형태와 같이 바인더 수지층과, 미립자를 포함하여 구성되어 있어도 된다. 또한, 바인더 수지층의 표면으로부터 미립자의 일부가 노출되도록 매립됨으로써, 코팅층(18)의 표면에는 미세한 요철이 생겨 있어도 된다. 이와 같이 코팅층(18)을 형광체용 보호 필름(13)의 표면, 즉, 파장 변환 시트(61)의 표면에 형성함으로써, 뉴튼 링의 발생을 방지할 수 있다.
바인더 수지층으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 광학적 투명성이 우수한 수지를 사용할 수 있다. 보다 구체적으로는, 예를 들어 폴리에스테르계 수지나, 아크릴계 수지, 아크릴 우레탄계 수지, 폴리에스테르아크릴레이트계 수지, 폴리우레탄아크릴레이트계 수지, 우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 폴리카르보네이트계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 멜라민계 수지, 페놀계 수지 등의 열가소성 수지, 열경화성 수지, 전리 방사선 경화성 수지 등을 사용할 수 있다. 이들 중에서도 내광성이나 광학 특성이 우수한 아크릴계 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
미립자로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 실리카나, 클레이, 탈크, 탄산칼슘, 황산칼슘, 황산바륨, 산화티타늄, 알루미나 등의 무기 미립자 외에, 스티렌 수지, 우레탄 수지, 실리콘 수지, 아크릴 수지 등의 유기 미립자를 사용할 수 있다. 이들은, 1종뿐만 아니라, 복수종을 조합하여 사용할 수도 있다.
이상과 같은 구성을 갖는 형광체용 보호 필름(13)은 제1 기재(6) 및 제2 기재(16) 사이에 배리어층(7)을 끼워 넣도록, 배리어 필름(15)과 플라스틱 필름(16)이 적층된 라미네이트 필름이다. 그 때문에, 스플래쉬에 의한 영향을 억제할 수 있어, 형광체용 보호 필름(13)은 배리어성이 우수하다. 또한, 형광체용 보호 필름(13)을 파장 변환 시트(61)의 구성으로서 사용함으로써, 양자 도트를 사용한 형광체층(2)의 성능을 최대한으로 발휘하는 것이 가능해짐과 함께, 뉴튼 링 등의 간섭 줄무늬의 발생을 방지할 수 있다. 결과로서, 고효율이면서 고정밀, 장수명의 디스플레이가 얻어진다.
다음에, 본 실시 형태의 파장 변환 시트(61)의 제조 방법에 대하여 설명한다.
본 실시 형태의 파장 변환 시트(1)의 제조 방법에서는, 예를 들어 이하의 수순에 의해, 형광체층(2)을 한 쌍의 형광체용 보호 필름(13)의 사이에 적층할 수 있다.
(형광체용 보호 필름(13)의 제조 공정)
형광체용 보호 필름(13)의 제조에 있어서는, 우선, 제1 기재(6)의 적어도 한쪽 면에, 코팅층(18)을 형성한다. 구체적으로는, 우선, 바인더로 되는 아크릴계 수지와 아크릴 미립자를 혼합한 코팅액을 도포함으로써, 코팅층(18)이 형성된 기재(6)가 얻어진다. 다음에, 제1 기재(6)의, 코팅층(18)이 형성된 한쪽 면(6a)과 반대측의 면(6b) 상에, 무기 박막층(9)을 예를 들어 증착법 등에 의해 적층한다. 계속해서, 수용성 고분자(수산기 함유 고분자 화합물)와, (a) 1종 이상의 금속 알콕시드 및 가수 분해물 또는 (b) 염화주석 중 적어도 한쪽을 포함하는 수용액 또는 물/알코올 혼합 용액을 주제로 하는 코팅제를 무기 박막층(9)의 표면 상에 도포하여, 가스 배리어성 피복층(10)을 형성한다. 이에 의해, 제1 기재(6) 상에 코팅층(18) 및 배리어층(7)이 형성된 배리어 필름(15)이 얻어진다.
다음에, 배리어 필름(15)과 플라스틱 필름(16)을 접착층(17)을 사용하여 접착하여, 적층한다. 구체적으로는, 배리어 필름(15)의 제1 기재(6)와 플라스틱 필름(16) 사이에 배리어층(7)을 끼워 넣도록 배리어 필름(15)과 플라스틱 필름(16)을 접착한다. 접착층(17)으로서는, 아크릴 수지계 점착제, 우레탄계 접착제, 에스테르계 접착제 중 어느 하나를 사용한다. 이에 의해, 제1 기재(6)와 플라스틱 필름(16) 사이에 배리어층(7)을 끼워 넣도록 적층된 형광체용 보호 필름(13)이 얻어진다.
(형광체층(2)의 제조 공정 및 형광체용 보호 필름의 적층 공정)
형광체층(2)의 형성 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 일본 특허 공표 제2013-544018호에 기재되어 있는 바와 같이, 감광성 수지나 열경화성 수지 등의 바인더 수지에 형광체 재료를 분산시켜, 조정한 혼합액을 형광체용 보호 필름(13)의 코팅층(18)이 형성되지 않은 플라스틱 필름(16)측의 표면[13a(16b)] 상에 각각 도포한 후, UV 경화 또는 열경화함으로써 밀봉할 수 있다. 이와 같이 하여, 파장 변환 시트(61)를 제조할 수 있다. 감광성 수지 및 열경화성 수지로서는, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 폴리올레핀 수지를 사용하는 것을 들 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 형광체층(2)의 제조 공정 및 형광체용 보호 필름의 적층 공정은, 특별히 상술한 방법에 한정되지 않는다. 예를 들어, 형광체층(2)을 한쪽 형광체용 보호 필름(13)의 코팅층(18)이 형성되지 않은 플라스틱 필름(16)측의 표면[13a(16b)] 상에 형성한 후, 형광체층(2) 상에 다른 쪽 형광체용 보호 필름(13)을 적층해도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 형광체용 보호 필름(13)은 제1 기재(6)와 제2 기재(플라스틱 필름)(16) 사이에 배리어층(7)을 끼워 넣도록, 배리어 필름(15)과 플라스틱 필름(16)이 적층된 라미네이트 필름이기 때문에, 스플래쉬에 의한 영향을 최소한으로 억제할 수 있고, 게다가, 배리어층을 열 안정성이 우수한 PET 필름에 의해 사이에 끼워 넣음으로써, 우수한 배리어성을 발휘할 수 있다. 또한, 형광체용 보호 필름(13)의 표면에 코팅층(18)이 형성되어 있기 때문에, 간섭 줄무늬의 발생을 억제함과 함께 광원으로부터의 광의 변동을 억제할 수 있다.
본 실시 형태에 관한 파장 변환 시트(61)는 양자 도트를 사용한 형광체를 포함하는 형광체층(2)이 상술한 형광체용 보호 필름(13)에 적층되어 밀봉되어 있어, 배리어성이 우수하기 때문에, 양자 도트의 성능을 최대한으로 발휘할 수 있다.
본 실시 형태에 관한 파장 변환 시트(61)를 구비한 백라이트 유닛은, 결함이나 불균일이 없어, 자연에 가까운 선명한 색채로, 또한 색조가 우수한 디스플레이를 제공할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 파장 변환 시트(61)에 의하면, 형광체층(2)에 적층된 형광체용 보호 필름(13)이 광학적 기능을 갖는 코팅층(18)을 갖고 있다. 또한, 상기 코팅층(18)이 파장 변환 시트(61)의 표면으로 되도록 형성되어 있다. 그 때문에, 뉴튼 링 등의 간섭 줄무늬의 발생을 억제함과 함께 광원으로부터의 광의 변동을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 파장 변환 시트(61)에 의하면, 배리어성이나 투명성이 우수한 형광체용 보호 필름(13)을 사용하고 있기 때문에, 양자 도트의 성능을 최대한으로 발휘할 수 있는 디스플레이용의 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 파장 변환 시트(61)에 의하면, 배리어성 및 투명성이 우수한 형광체용 보호 필름(13)을 사용함으로써, 보다 자연에 가까운 선명한 색채로, 또한 색조가 우수한 디스플레이를 제공할 수 있다.
<제6 실시 형태>
다음에, 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 파장 변환 시트(71)에 대하여, 도 7을 사용하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 제5 실시 형태의 파장 변환 시트(61)와는, 형광체용 보호 필름의 구성만이 상이하다. 따라서, 본 실시 형태의 파장 변환 시트에 대해서는, 제5 실시 형태와 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 번호를 부여함과 함께 설명을 생략한다.
도 7에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 파장 변환 시트(71)는 양자 도트를 사용한 형광체를 포함하는 형광체층(파장 변환층)(2)과, 형광체층(2)의 한쪽 면(2a)측 및 다른 쪽 면(2b)측에 각각 형성된 형광체용 보호 필름(73)을 구비하고 있다.
보다 구체적으로는, 형광체층(2)의 양쪽 면(2a, 2b) 상에 직접 또는 밀봉 수지층(5)(도 7에서는 도시하지 않음. 도 8 및 9 참조)을 개재하여 형광체용 보호 필름(73)이 각각 적층되어 있다. 이에 의해, 형광체용 보호 필름(73)의 사이에 형광체층(2)이 둘러싸인(밀봉된) 구조로 되어 있다.
(형광체용 보호 필름)
본 실시 형태의 형광체용 보호 필름(73)은 제1 기재(6)와 배리어층(7)을 갖는 배리어 필름(15)과, 플라스틱 필름(제2 기재)(16)과, 접착층(17)과, 코팅층(18)을 갖고 있다. 그리고, 제1 기재(6)의 한쪽 면(6a) 상에 형성된 배리어층(7)과 플라스틱 필름(16)이 접착층(17)을 개재하여 대향하도록 적층되어 있다. 바꾸어 말하면, 형광체용 보호 필름(73)은 제1 기재(6)와 제2 기재(플라스틱 필름)(16) 사이에 배리어층(7)을 끼워 넣도록, 배리어 필름(15)과 플라스틱 필름(16)이 적층된 라미네이트 필름이다.
그리고, 도 7에 도시한 바와 같이, 각각의 형광체용 보호 필름(73)에서는, 배리어 필름(15)의 제1 기재(6)측의 면[15b(6b)]이 형광체층(2)과 접하도록 적층된다.
보다 구체적으로는, 파장 변환 시트(71)에 있어서, 형광체용 보호 필름(73)은 배리어 필름(15)의, 제1 기재(6)의 배리어층(7)이 형성된 면(6a)과 반대측의 면(6b)이 형광체층(2)의 한쪽 면(2a)과 대향하도록 배치되어 있다. 또한, 플라스틱 필름(16)의 배리어층(7)과 대향하는 측의 면(16a)과 반대측의 면(16b) 상에 코팅층(18)이 적층되어 있다. 즉, 본 실시 형태에 있어서도 코팅층(18)은 형광체용 보호 필름(73)의 표면에 형성되어 있음과 함께, 파장 변환 시트(71)의 표면으로 되도록 형성되어 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에(71)에 의하면, 상술한 제5 실시 형태의 파장 변환 시트(61)와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 기술 범위는 상기 실시 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경을 가하는 것이 가능하다. 예를 들어, 상술한 제1 내지 제4 실시 형태의 파장 변환 시트(1, 21, 31, 41)에서 나타낸 제1 배리어 필름(3, 23, 33, 43)의 구성은 일례이며, 이것에 한정되지 않는다. 구체적으로는, 본 발명의 파장 변환 시트를 구성하는 제1 배리어 필름은, 1 이상의 기재(6)와, 1 이상의 배리어층(7)과, 코팅층(8)을 갖고 있고, 코팅층(8)이 당해 배리어 필름의 표면에 형성되어 있으면 된다.
또한, 본 발명의 코팅층은, 상술한 제1 배리어 필름(3, 23, 33, 43)에서 나타낸 코팅층(8)의 구성, 즉, 간섭 줄무늬(무아레) 방지 기능을 발휘하는 1층 구조에 한정되지 않고, 복수의 기능을 발휘하는 층의 적층체여도 된다.
또한, 본 발명의 파장 변환 시트는, 형광체층(2)을 피복하는 제1 및 제2 배리어 필름 중 적어도 한쪽 배리어 필름이 코팅층(8)을 갖는 구성이어도 되고, 제1 및 제2 배리어 필름의 양쪽이 코팅층(8)을 갖는 구성이어도 된다.
또한, 상술한 제1 내지 제4 실시 형태의 파장 변환 시트(1, 21, 31, 41)에서는, 형광체층(2)을 제1 및 제2 배리어 필름으로 직접 밀봉하는 구성을 설명하였지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 5에 도시한 바와 같이, 형광체층(2)과는 별도로, 당해 형광체층(2)을 덮어, 밀봉하는 밀봉 수지층(5)을 형성하는 구성으로 해도 된다. 제1 및 제2 배리어 필름(3, 4) 사이에 밀봉 수지층(5)을 형성하여 형광체층(2)을 밀봉하는 구성으로 함으로써, 보다 높은 배리어성을 갖는 파장 변환 시트(51)를 제공할 수 있다.
밀봉 수지층(5)으로서는, 예를 들어 열가소성 수지, 열경화성 수지, 자외선 경화형 수지를 사용할 수 있다. 보다 구체적으로는, 에폭시 수지나 실리콘 수지, 에틸렌ㆍ아세트산비닐 공중합 수지 등을 사용할 수 있다.
또한, 예를 들어 상술한 제5 및 제6 실시 형태의 파장 변환 시트(61, 71)의 구성 및 형광체용 보호 필름(13, 73)의 구성은 일례이며, 이것에 한정되지 않는다.
구체적으로는, 상술한 제5 및 제6 실시 형태의 형광체용 보호 필름(13, 73)에서는, 하나의 배리어층(7)이 제1 기재(6)와 플라스틱 필름(16) 사이에 형성되어 있는 구성에 대하여 설명하였지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 8에 도시한 바와 같이, 제1 무기 박막층(9A)과 제1 가스 배리어성 피복층(10A)을 포함하는 제1 배리어층(7A)과, 제2 무기 박막층(9B)과 제2 가스 배리어성 피복층(10B)을 포함하는 제2 배리어층(7B)이 적층된 구성의 형광체용 보호 필름(83)이어도 된다. 이와 같이, 무기 박막층과 가스 배리어성 피복층이 교대로 2층씩 이상 적층된 형광체용 보호 필름(83)에 의하면, 보다 우수한 배리어 성능을 발휘할 수 있다. 또한, 본 발명의 형광체용 보호 필름에는, 2 이상의 배리어층(7)이 형성되어 있어도 된다.
또한, 본 발명의 파장 변환 시트는, 상술한 제5 및 제6 실시 형태와 같이, 형광체층(2)을 함유하는 밀봉 수지층(5)이, 동일한 형광체용 보호 필름(13)(또는 73)에 의해 사이에 끼워져 있어도 되고, 다른 구성의 형광체용 보호 필름(13, 73)에 의해 사이에 끼워져 있어도 된다.
또한, 본 발명의 파장 변환 시트는, 형광체층(2)을 피복하는 형광체용 보호 필름 중 적어도 한쪽 형광체용 보호 필름이 코팅층(18)을 갖는 구성이어도 되고, 양쪽 형광체용 보호 필름이 코팅층(18)을 갖는 구성이어도 된다.
또한, 상술한 제5 및 제6 실시 형태의 파장 변환 시트(61, 71)에서는, 형광체층(2)을 형광체용 보호 필름[13(73)]으로 직접 밀봉하는 구성을 설명하였지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 9에 도시한 바와 같이, 형광체층(2)과는 별도로, 형광체층(2)을 덮어, 밀봉하는 밀봉 수지층(5)을 형성하는 구성으로 해도 된다. 형광체용 보호 필름(13)의 사이에 밀봉 수지층(5)을 형성하여 형광체층(2)을 밀봉하는 구성으로 함으로써, 보다 높은 배리어성을 갖는 파장 변환 시트(91)를 제공할 수 있다.
<백라이트 유닛>
상기 실시 형태에 관한 파장 변환 시트를 사용하여, 액정 디스플레이 등에 적용되는 백라이트 유닛을 제공할 수 있다. 상술한 실시 형태에 관한 파장 변환 시트[1(21, 31, 41, 51, 61, 71, 81, 91)]를 탑재한 백라이트 유닛(100)의 일례를 도 10에 도시한다.
백라이트 유닛(100)은 LED(발광 다이오드) 광원(101)과, 도광판(102)과, 파장 변환 시트(1)를 구비한다. LED 광원은, 도광판의 측면에 설치되며 또한 도면에서는 생략되어 있지만, 반사판이나, 확산판, 프리즘 시트 등을 구비하고 있어도 된다.
LED 광원(101)은 도광판(102)의 측단면에 설치되고, 도광판(102) 상(광의 진행 방향)에 파장 변환 시트(1)가 배치된다. LED 광원(101)의 내부에는, 발광색이 청색인 LED 소자가 복수개 설치되어 있다. 이 LED 소자는, 자색 LED, 또는 자색보다도 더 저파장의 LED여도 된다. LED 광원(101)은 도광판(102) 측면을 향하여 광을 조사한다. 상기 실시 형태에 관한 파장 변환 시트를 사용한 백라이트 유닛의 경우, 도광판(102)으로부터 조사된 광 L은, 파장 변환 시트 중의 형광체층에 입사하여, 파장이 변환된 광 L'로 된다.
도광판(102)은 LED 광원(101)으로부터 조사된 광을 효율적으로 유도하는 것이며, 공지의 재료가 사용된다. 도광판(102)으로서는, 예를 들어 아크릴, 폴리카르보네이트 및 시클로올레핀 필름 등이 사용된다. 도광판(102)은, 예를 들어 실크 인쇄 방식, 사출 성형이나 압출 성형 등의 성형 방식, 잉크젯 방식 등에 의해 형성할 수 있다. 도광판(102)의 두께는, 예를 들어 100 내지 1000㎛이다. 또한 도광판(102)에는, LED 광원(101)으로부터 출사된 광을 파장 변환 시트측에 반사시키기 위한 반사판이나 미세 패턴을 형성할 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예를 사용하여 본 발명의 효과를 더 설명하지만, 본 발명은 하기 실시예 등에 제한되지 않는다.
「제1 실시예」
(실시예 1)
도 1에 도시한 구성의 파장 변환 시트를 제작하였다.
폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(산가 28)의 편면에, 진공 증착법에 의해, 무기 박막층으로서 250Å의 두께의 산화규소를 형성하였다. 또한, 그 상에 가스 배리어성 피막층으로서 알콕시실란과 폴리비닐알코올을 포함하는 도포액을 웨트 코팅법에 의해 순차적으로 적층하여, 0.3㎛의 두께의 가스 배리어성 피복층을 형성하였다. 그것에 의해, 제2 배리어 필름을 얻었다.
다음에, 상기 제2 배리어 필름의 제작 공정과 마찬가지의 공정에 의해 제작한 적층체의 가스 배리어성 피복층의 표면에, 아크릴 수지와 실리카 입자(평균 입자 직경 1.0㎛)를 포함하는 도막을 도포한 후, 아크릴 수지를 경화함으로써, 5㎛의 두께의 코팅층을 갖는 제1 배리어 필름을 얻었다.
CdSe/ZnS 530(SIGMA-ALDRICH제)을, 농도 조정하여, 용매에 분산함으로써 형광체 용액으로 하고, 그 형광체 용액을 에폭시계 감광성 수지와 혼합한 후, 앞서 제작한 제2 배리어 필름의 가스 배리어성 피복층 상에 도포하여, 100㎛ 두께의 형광체층을 얻었다.
얻어진 형광체층의 상면에, 앞서 제작한 제1 배리어 필름을, 가스 배리어성 피복층을 적층한 면의 반대측 면이 형광체층에 대향하도록 배치하여 적층한 후, UV 조사에 의해 형광체층을 경화함으로써 실시예 1의 파장 변환 시트를 얻었다.
또한, 산가의 측정 방법으로서는, 커트한 필름을 칭량하고, 크레졸에 가열 용해 후 냉각, 그 후 수산화칼륨에탄올 용액으로 적정하여 산가를 정량하였다. 지시약으로서, 페놀프탈레인 용액을 사용하였다(JISK0070 참조).
(실시예 2)
실시예 1에 있어서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(산가 17)을 사용한 것 이외는, 마찬가지의 조작에 의해 실시예 2의 파장 변환 시트를 얻었다.
(실시예 3)
도 2에 도시한 구성의 파장 변환 시트를 이하의 공정에 의해 제작하였다. 특별히 기재가 없는 사항에 대해서는, 실시예 1과 마찬가지의 구성 및 수순에 따르는 것으로 한다.
폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(산가 17)의 편면에, 진공 증착법에 의해, 무기 박막층으로서 250Å의 두께의 산화규소를 형성하였다. 또한, 그 위에 가스 배리어성 피막층으로서 알콕시실란과 폴리비닐알코올을 포함하는 도포액을 웨트 코팅법에 의해 순차적으로 적층하여, 0.3㎛의 두께의 가스 배리어성 피복층을 형성하였다. 그것에 의해, 제2 배리어 필름을 얻었다.
다음에, 상기 제2 배리어 필름의 제작 공정과 마찬가지의 공정에 의해 제작한 적층체의 가스 배리어성 피복층을 형성한 면과 반대의 면에, 아크릴 수지와 실리카 입자(평균 입자 직경 1.0㎛)를 포함하는 도막을 도포한 후, 아크릴 수지를 경화함으로써, 한쪽 면에 5㎛의 두께의 코팅층을 형성하여, 제1 배리어 필름을 얻었다.
실시예 1과 마찬가지의 공정에 의해 제2 배리어 필름의 가스 배리어성 피복층 상에 형광체의 도포액을 도포하여, 100㎛ 두께의 형광체층을 얻었다.
얻어진 형광체층의 상면에, 앞서 제작한 제1 배리어 필름의 가스 배리어성 피복층이 형광체층에 대향하도록 배치하여 제1 배리어 필름을 적층한 후, UV 조사에 의해 형광체층을 경화함으로써, 실시예 3의 파장 변환 시트를 얻었다.
(실시예 4)
실시예 1에 있어서, 제1 배리어 필름 상에 직접 코팅층을 형성하는 대신에, 다른 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 상에 아크릴 수지와 실리카 입자(평균 입자 직경 1.0㎛)를 포함하는 도막을 도포한 후, 아크릴 수지를 경화함으로써, 5㎛의 두께의 코팅층을 형성하였다. 또한, 당해 코팅층을 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 코팅층 형성면과 반대측 면과, 제1 배리어 필름의 가스 배리어성 피복층을 적층한 면이 대향하도록 배치하고, 아크릴계 점착제로 그들 면을 접합함으로써, 실시예 4에 관한 제1 배리어 필름을 제작하였다. 그 밖의 점은, 실시예 1과 마찬가지의 구성 및 수순에 의해, 도 3에 도시한 구성의 파장 변환 시트를 제작하였다.
(실시예 5)
제1 배리어 필름 및 제2 배리어 필름의 제작 공정에 있어서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 상에 가스 배리어성 피막층을 형성한 후, 그 상에 진공 증착법에 의해 제2 무기 박막층으로서 250Å의 두께의 산화규소를 형성하였다. 또한, 제2 무기 박막층 상에 제2 가스 배리어성 피막층으로서 알콕시실란과 폴리비닐알코올을 포함하는 도포액을 웨트 코팅법에 의해 순차적으로 적층한 0.3㎛의 두께의 가스 배리어성 피복층을 형성하였다. 그 이외는, 실시예 3과 마찬가지의 구성 및 수순에 의해, 도 4에 도시한 구성의 파장 변환 시트를 제작하였다.
(비교예 1)
실시예 1에 있어서, 제1 배리어 필름에 코팅층을 형성하지 않은 것 이외는, 마찬가지의 조작에 의해 비교예 1의 파장 변환 시트를 얻었다.
<배리어 필름의 평가>
배리어 필름의 배리어성을 평가하기 위해, 수증기 투과도(g/㎡ㆍday)를 수증기 투과도 측정 장치(Modern Control사제의 Permatoran3/31)를 사용하여 40℃-90％RH 분위기의 조건에서 측정하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.
<파장 변환 시트의 평가>
파장 변환 시트에 대하여, 초기 및 60℃ 90％RH×1,000시간 보존 후의 휘도를, 휘도계(코니카 미놀타사제의 LS-100)를 사용하여 측정하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다. 이들 경시에서의 휘도의 차는, 배리어성이 좋으면 작아진다. 아울러, 종합 평가에 대해서도 기재한다.
<외관>
양자 도트의 모양이나, 필름의 주름 등의 영향에 의한 광의 불균일에 대하여, 육안으로 확인을 행하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다. 여기서, ◎는 필름의 주름 등이 전혀 보이지 않고, 백라이트 유닛 성능에 필요한 면내에서의 균일 발광성이 매우 우수한 것을 나타내고, ○는 필름의 주름 등이 약간 확인되지만, 균일 발광성이 우수한, 즉, 면내에서의 휘도 분포에 차가 없는 것을 나타내고, ×는 주름 등이 육안으로도 확인될 뿐만 아니라, 면내의 휘도 분포에도 변동이 보이는 것을 나타낸다.
Figure 112016098212665-pct00001
표 1에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 내지 5의 제1 배리어 필름을 사용한 파장 변환 시트는, 양자 도트 디스플레이의 특징인 고휘도를, 과혹 환경 하에서도 유지할 수 있었다.
또한, 실시예 1 내지 5의 제1 배리어 필름을 사용한 파장 변환 시트는, 불균일이 없는 균일한 광이 얻어지고 있고, 양호한 외관이었다.
한편, 비교예 1은 과혹 환경 하에서의 고휘도는 유지할 수 있었지만, 제1 및 제2 배리어 필름 중 어느 쪽에도 코팅층을 사용하고 있지 않기 때문에, 광원으로서는 균일성이 부족하여, 불균일이 보이는 것이 확인되었다.
「제2 실시예」
<실시예 6>
도 6에 도시한 구성의 파장 변환 시트를 제작하였다.
(형광체용 보호 필름의 제작)
폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(산가 17)의 편면에, 진공 증착법에 의해, 무기 박막층으로서 250Å의 두께의 산화규소를 형성하였다. 또한, 그 상에 가스 배리어성 피막층으로서 알콕시실란과 폴리비닐알코올을 포함하는 도포액을 웨트 코팅법에 의해 순차적으로 적층하여, 0.3㎛의 두께의 가스 배리어성 피복층을 형성하였다. 그것에 의해, 배리어 필름을 얻었다.
계속해서, 배리어 필름의 가스 배리어성 피복층측에, 아크릴 수지 접착제를 사용하여 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 접합함으로써, 배리어 필름을 포함하는 라미네이트 필름을 얻었다.
또한, 배리어 필름의 가스 배리어성 피복층과는 반대측에, 아크릴 수지와, 아크릴 수지를 포함하는 미립자(평균 입경 3㎛)를 포함하는 도포액을 웨트 코팅법에 의해 적층함으로써, 5㎛의 두께의 코팅층을 형성하였다. 그것에 의해, 실시예 6의 형광체용 보호 필름을 얻었다.
(파장 변환 시트의 제작)
CdSe/ZnS 530(SIGMA-ALDRICH제)을, 농도 조정하여, 용매에 분산함으로써 형광체 용액으로 된다. 그 형광체 용액을 감광성 수지와 혼합한 후, 앞서 제작한 형광체용 보호 필름의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름측에 도포, 100㎛ 두께의 형광체층을 얻었다.
형광체용 보호 필름 상에 도포한 형광체층 상에, 아크릴 수지 코팅층이 외측으로 되도록 하여, 동일한 구성의 형광체용 보호 필름을 적층하고, UV 경화 라미네이트에 의해, 실시예 6의 파장 변환 시트(도 6을 참조)를 얻었다.
(백라이트 유닛의 제작)
얻어진 파장 변환 시트에, LED 광원과 도광판을 조합하여, 실시예 6의 백라이트 유닛을 제작하였다.
<실시예 7>
실시예 6에 있어서, 라미네이트 필름의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름측에, 1㎛의 아크릴 수지 코팅층을 형성한 것 이외는, 마찬가지의 조작에 의해 실시예 7의 형광체용 보호 필름을 얻었다. 또한 제작한 형광체용 보호 필름 2매를 사용하여, 양쪽 형광체용 보호 필름의 아크릴 수지 코팅층이 외측으로 되도록 하여, 실시예 6과 마찬가지로 파장 변환 시트 및 백라이트 유닛을 제작하였다.
<비교예 2>
실시예 6에 있어서, 배리어 필름의 가스 배리어성 피복층과는 반대측에, 아크릴 수지 접착제를 사용하여 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 접합하고, 또한 그 가스 배리어성 피복층 상에 아크릴 수지와 미립자에 의한 코팅층을 형성한 것 이외는, 마찬가지의 조작에 의해 비교예 2의 형광체용 보호 필름을 얻었다. 또한 제작한 형광체용 보호 필름 2매를 사용하여, 양쪽 형광체용 보호 필름의 아크릴 수지 코팅층이 외측으로 되도록 하여, 실시예 6과 마찬가지로 파장 변환 시트 및 백라이트 유닛을 제작하였다.
<비교예 3>
실시예 6에 있어서, 배리어 필름에, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 접합하지 않은 것 이외는, 마찬가지의 조작에 의해 비교예 3의 형광체용 보호 필름을 얻었다. 또한 제작한 형광체용 보호 필름 2매를 사용하여, 양쪽 형광체용 보호 필름의 아크릴 수지 코팅층이 외측으로 되도록 하여, 실시예 6과 마찬가지로 파장 변환 시트 및 백라이트 유닛을 제작하였다.
<휘도 측정>
백라이트 유닛에 대하여, 휘도계(코니카 미놀타사제의 LS-100)를 사용하여 휘도를 측정하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.
<외관 평가>
백라이트 유닛에서의 발광 상태를 확인하고, 육안 평가를 행하였다. 그때, 확산성(면내에서 균일한 광으로 되어 있는지), 이물(스플래쉬나 흠집, 주름 등이 보이는지에 대하여), 간섭(백라이트 유닛 상에 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 설치하였을 때, 간섭 불균일의 발생 유무)의 관점에서 확인을 행하였다. 얻어진 결과를 표 2에 나타낸다. 실시예 7에서는 백라이트 유닛 성능에 필요한, 면내에서의 균일 발광성이나 스플래쉬나 흠집, 간섭 불균일 등이 보이지 않았다. 비교예 2는 상기 백라이트 유닛에 필요한 성능은 양호하기는 하지만, 휘도의 점에서 떨어졌다. 비교예 3은 균일 발광성이 없거나, 스플래쉬나 흠집, 간섭 불균일 등이 보이고, 휘도의 점에서도 떨어졌다.
Figure 112016098212665-pct00002
표 2로부터, 실시예 6 및 7의 파장 변환 시트를 사용한 백라이트 유닛에서는, 배리어 필름과 플라스틱 필름을 적층한 것에 의해, 스플래쉬 등의 이물의 영향도 억제되어, 불균일 등이 없는 균일한 광원을 얻을 수 있었다.
비교예 2의, 기재에 대하여 무기 산화물 박막층 및 가스 배리어성 피복층을 코팅층과 동일한 측에 형성한 형광체용 보호 필름을 사용한 백라이트 유닛에서는, 보호해야 할 형광체층과 배리어층의 거리가 크기 때문에 배리어성이 약간 떨어짐으로써, 휘도의 저하가 보였다.
비교예 3의, 접합 기재를 적층하지 않은 형광체용 보호 필름을 사용한 백라이트 유닛에서는, 특히 스플래쉬의 영향을 받기 쉬워, 국소적으로 형광체의 성능 악화(휘도의 저하)가 보였다.
본 발명의 파장 변환 시트를 사용함으로써, 신뢰성도 구비한 우수한 고정밀 디스플레이를 제조하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의, 배리어층을 사이에 끼워 넣도록 배리어 필름과 플라스틱 필름을 적층한 라미네이트 필름을 갖는 형광체용 보호 필름, 이 형광체용 보호 필름에 의해 형광체층을 피복한 파장 변환 시트, 및 이 파장 변환 시트를 사용한 백라이트 유닛을 사용함으로써, 우수한 고정밀 디스플레이를 제조하는 것이 가능하다.
1, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 81, 91 : 파장 변환 시트
2 : 형광체층(형광체)
3, 23, 33, 34 : 제1 배리어 필름(배리어 필름)
4, 44 : 제2 배리어 필름
5 : 밀봉 수지
6, 6A, 6B : 기재
7, 7A, 7B : 배리어층
8, 18 : 코팅층
9, 9A, 9B : 무기 박막층
10, 10A, 10B : 가스 배리어성 피복층
11 : 바인더 수지층
12 : 미립자
13, 73, 83 : 형광체용 보호 필름
15, 85 : 배리어 필름
16 : 플라스틱 필름(제2 기재)
17 : 접착층
100 : 백라이트 유닛
101 : LED 광원
102 : 도광판

Claims (24)

  1. 형광체를 포함하는 형광체층과, 상기 형광체를 밀봉하는 1 이상의 배리어 필름을 구비한 파장 변환 시트이며,
    상기 배리어 필름 중 적어도 하나의 표면에, 바인더 수지층과 미립자를 포함하는 코팅층을 갖고, 상기 코팅층의 표면에 미세한 요철이 형성되어 있고,
    상기 1 이상의 배리어 필름 각각은,
    제1 기재와,
    상기 제1 기재의 적어도 한쪽 면 상에 형성된 배리어층과,
    제2 기재를 포함하는 플라스틱 필름을 구비하고,
    상기 제1 기재와 상기 제2 기재 사이에 상기 배리어층을 끼워 넣도록, 상기 배리어 필름이 적층되어 있고,
    상기 배리어층이, 상기 제1 기재의 편면에 적층된 무기 박막층과, 상기 무기 박막층 상에 적층된 가스 배리어성 피복층을 포함하고,
    상기 가스 배리어성 피복층이, 수산기 함유 고분자 화합물, 금속 알콕시드, 금속 알콕시드 가수 분해물 및 금속 알콕시드 중합물 중 적어도 1 이상을 포함하는, 파장 변환 시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코팅층이 적어도 간섭 줄무늬를 방지하는, 파장 변환 시트.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 미립자가 유기 입자 및 무기 입자 중 적어도 한쪽인, 파장 변환 시트.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 미립자의 평균 입경이 0.5 내지 30㎛인, 파장 변환 시트.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 배리어층이, 상기 기재의 편면에 적층된 제1 무기 박막층과, 상기 제1 무기 박막층 상에 적층된 제1 가스 배리어성 피복층과, 상기 제1 가스 배리어성 피복층 상에 적층된 제2 무기 박막층과, 상기 제2 무기 박막층 상에 적층된 제2 가스 배리어성 피복층을 포함하는, 파장 변환 시트.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 기재 또는 상기 제2 기재가 산가 25 이하의 폴리에틸렌테레프탈레이트계 필름인, 파장 변환 시트.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 코팅층을 갖는 상기 배리어 필름의 전체 광선 투과율값이 85％ 이상인, 파장 변환 시트.
  11. 청색 LED를 포함하는 발광 장치와,
    상기 발광 장치의 광 경로 상에 배치된, 제1항 또는 제2항에 기재된 파장 변환 시트를 포함하는, 백라이트 유닛.
  12. 양자 도트를 사용한 형광체를 보호하기 위한 형광체용 보호 필름으로서, 배리어 필름을 포함하고,
    상기 배리어 필름의 표면에, 바인더 수지층과 미립자를 포함하는 코팅층을 갖고, 상기 코팅층의 표면에 미세한 요철이 형성되어 있고,
    상기 배리어 필름은,
    제1 기재와,
    상기 제1 기재의 적어도 한쪽 면 상에 형성된 배리어층과,
    제2 기재를 포함하는 플라스틱 필름을 구비하고,
    상기 제1 기재와 상기 제2 기재 사이에 상기 배리어층을 끼워 넣도록, 상기 배리어 필름이 적층되어 있고,
    상기 배리어층이, 상기 제1 기재의 편면에 적층된 무기 박막층과, 상기 무기 박막층 상에 적층된 가스 배리어성 피복층을 포함하고,
    상기 가스 배리어성 피복층이, 수산기 함유 고분자 화합물, 금속 알콕시드, 금속 알콕시드 가수 분해물 및 금속 알콕시드 중합물 중 적어도 1 이상을 포함하는, 형광체용 보호 필름.
  13. 삭제
  14. 제12항에 있어서,
    상기 배리어층이, 상기 제1 기재의 편면에 적층된 제1 무기 박막층과, 상기 제1 무기 박막층 상에 적층된 제1 가스 배리어성 피복층과, 상기 제1 가스 배리어성 피복층 상에 적층된 제2 무기 박막층과, 상기 제2 무기 박막층 상에 적층된 제2 가스 배리어성 피복층을 포함하는, 형광체용 보호 필름.
  15. 제12항 또는 제14항에 있어서,
    상기 배리어 필름과 상기 플라스틱 필름이, 아크릴 수지계 점착제, 우레탄계 접착제, 에스테르계 접착제 중 어느 하나를 사용하여 접합함으로써 적층되어 있는, 형광체용 보호 필름.
  16. 삭제
  17. 제12항 또는 제14항에 있어서,
    상기 제1 기재 또는 상기 제2 기재가, 산가 25 이하의 폴리에틸렌테레프탈레이트계 필름인, 형광체용 보호 필름.
  18. 삭제
  19. 양자 도트를 사용한 형광체를 포함하는 형광체층과, 상기 형광체층의 적어도 한쪽 면 상에 적층되는 1 이상의, 제12항에 기재된 형광체용 보호 필름을 구비하는, 파장 변환 시트.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 형광체용 보호 필름이, 상기 배리어 필름의 상기 제1 기재와 상기 형광체층이 대향하도록 적층되어 있는, 파장 변환 시트.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 코팅층이, 상기 플라스틱 필름의 상기 형광체층과 대향하는 측과 반대측의 면 상에 형성되어 있는, 파장 변환 시트.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 형광체용 보호 필름이, 상기 플라스틱 필름과 상기 형광체층이 대향하도록 적층되어 있는, 파장 변환 시트.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 코팅층이, 상기 배리어 필름의 상기 형광체층과 대향하는 측과 반대측의 면 상에 형성되어 있는, 파장 변환 시트.
  24. 광원과, 도광판과, 제20항 내지 제23항 중 어느 한 항에 기재된 파장 변환 시트를 구비하는, 백라이트 유닛.
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