JP6620746B2 - 積層フィルム及び積層体、並びに、波長変換シート、バックライトユニット及びエレクトロルミネッセンス発光ユニット - Google Patents
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Description
図1は本発明の一実施形態に係る積層フィルムの概略断面図である。本実施形態に係る積層フィルム20は、第一の高分子フィルム2と、第一の高分子フィルム2上に形成された不透湿層4と、不透湿層4上に形成された第二の高分子フィルム8と、第二の高分子フィルム8上に形成された易接着層10とを備える。図1において、第二の高分子フィルム8は粘着層又は接着層6を介して不透湿層4上に配置されている。
第一の高分子フィルム2は加工及び流通等における破損を抑制するための層である。第一の高分子フィルム2の材質としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレート等のポリエステル;ナイロン等のポリアミド;ポリプロピレン及びシクロオレフィン等のポリオレフィン;ポリカーボネート;並びにトリアセチルセルロース等が挙げられるが、これらに限定されない。第一の高分子フィルム2はポリエステルフィルム、ポリアミドフィルム又はポリオレフィンフィルムであることが好ましく、ポリエステルフィルム又はポリアミドフィルムであることがより好ましく、ポリエチレンテレフタレートフィルムであることがさらに好ましい。また、第一の高分子フィルム2は二軸延伸されていることが好ましい。
不透湿層4は発光ユニットへの水蒸気の浸入を抑制するための層である。不透湿層4は単層であってもよく、多層であってもよい。不透湿層4は透明であることが好ましい。また、不透湿層4は、透明性の観点から、真空成膜によって形成されることが好ましい。
R1 n(OR2)4−nSi (1)
式(1)中、nは0〜3の整数、R1及びR2はそれぞれ炭化水素基であり、好ましくは炭素数1〜4のアルキル基である。上記式(1)で表される化合物としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、及びジメチルジエトキシシラン等が挙げられる。窒素を含むポリシラザンを使用してもよい。
R1 n(OR2)4−nTi (2)
式(2)中、nは0〜3の整数、R1及びR2はそれぞれ炭化水素基であり、好ましくは炭素数1〜4のアルキル基である。上記式(2)で表される化合物としては、例えば、テトラメトキシチタニウム、テトラエトキシチタニウム、テトライソプロポキシチタニウム、及びテトラブトキシチタニウム等が挙げられる。
R1 n(OR2)4−nAl (3)
式(3)中、nは0〜3の整数、R1及びR2はそれぞれ炭化水素基であり、好ましくは炭素数1〜4のアルキル基である。上記式(3)で表される化合物としては、例えば、テトラメトキシアルミニウム、テトラエトキシアルミニウム、テトライソプロポキシアルミニウム、及びテトラブトキシアルミニウム等が挙げられる。
R1 n(OR2)4−nZr (4)
式(4)中、nは0〜3の整数、R1及びR2はそれぞれ炭化水素基であり、好ましくは炭素数1〜4のアルキル基である。上記式(4)で表される化合物としては、例えば、テトラメトキシジルコニウム、テトラエトキシジルコニウム、テトライソプロポキシジルコニウム、及びテトラブトキシジルコニウム等が挙げられる。上記式(1)〜(4)において、R1、R2及びnはそれぞれ独立しているものとする。
第二の高分子フィルム8は、必要に応じて粘着層又は接着層6を介して、不透湿層4上に配置される。第二の高分子フィルム8としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレート等のポリエステル;ナイロン等のポリアミド;ポリプロピレン及びシクロオレフィン等のポリオレフィン;ポリカーボネート;並びにトリアセチルセルロース等が挙げられるが、これらに限定されない。第二の高分子フィルム8はポリエステルフィルム又はポリアミドフィルムであることが好ましく、ポリエチレンテレフタレートフィルムであることがより好ましい。また、第二の高分子フィルム8は二軸延伸されていることが好ましい。
バリアフィルム11の基本的な構成としては、少なくとも第一の高分子フィルム2と、不透湿層4から成る。
不透湿層4の形成方法は特に限定されないが、より不透湿性を高める点から、緻密な膜が形成できる真空成膜であることが好ましい。
不透湿層4は大気中で形成することもできる。不透湿層4を大気中で形成する場合は、例えば、ポリ塩化ビニリデン等の塩素を含む化合物、及び、Si原子、Ti原子、Al原子、Zr原子等を含む化合物を含有する塗布液を使用して、酸化物膜を形成し、不透湿層とすることができる。
不透湿層4は、アンカーコート層を介して第一の高分子フィルム2上に形成されていてもよい。
さらに、不透湿層4上にシール層(図示せず)を形成してもよい。不透湿層4の損傷を防ぐことで不透湿性をさらに向上させることができる。不透湿層4上に上記シール層を形成する場合、例えば、PAA(ポリアクリル酸)又はPMAA(ポリメタクリル酸)等の、アクリル酸又はメタクリル酸の単独重合体、EAA(エチレンアクリル酸共重合体)、EMAA(エチレンメタクリル酸共重合体)等の、アクリル酸又はメタクリル酸を含む単量体を共重合させた共重合体を用いて、シール層が形成されることが好ましい。
不透湿層4は、真空成膜によって形成された不透湿層と、大気中で塗布液によって形成された不透湿層とを備える多層膜であってもよい。
不透湿層4は、真空成膜によって形成された不透湿層と、大気中で塗布液によって形成された不透湿層とを交互に複数回積層した多層膜であってもよい。不透湿層4が上記多層膜の構造を有することによって、バリア性をさらに向上させることができる。
構成例7:第一の高分子フィルム2/(メタ)アクリレート樹脂層/真空成膜で形成された不透湿層4/(メタ)アクリレート樹脂層
構成例8:第一の高分子フィルム2/(メタ)アクリレート樹脂層/真空成膜で形成された不透湿層/(メタ)アクリレート樹脂層/・・・/真空成膜で形成された不透湿層/(メタ)アクリレート樹脂層
また、真空成膜で形成された不透湿層と、(メタ)アクリレート樹脂層とを積層した構成(構成例6)、又は、真空成膜で形成された不透湿層をアクリレート樹脂層で挟み込んだ構成(構成例7)を採用することで不透湿層4の不透湿性を向上させることができる。特に、架橋性の官能(メタ)アクリレートを不透湿層上にフラッシュ蒸着又は塗布して、電子線又は熱により架橋させ、(メタ)アクリレート樹脂層と不透湿層とを複数回積層した構成(構成例8)とすることによって、不透湿性をさらに向上させることができる。
別の構成として、不透湿層4上に粘着剤の溶液を塗布して塗布膜上に第二の高分子フィルム8を貼り合わせてもよい。不透湿層4上に粘着層又は接着層6を介して第二の高分子フィルム8を貼り合わせることにより、不透湿層4の損傷を抑制し、不透湿性をさらに向上させることができる。
さらに、第二の高分子フィルム8には、第二の不透湿層(図示せず)が形成されていてもよい。これにより不透湿性をさらに向上させることができる。なお、第二の高分子フィルム8に第二の不透湿層を形成する場合には、粘着層側に第二の不透湿層を配置した構成が好ましい。
易接着層10は第二の高分子フィルム8上(バリアフィルム11上)に形成される。易接着層10は、反応性炭素炭素二重結合を有する基及び2つ以上の水酸基を含む重合体、並びに、ポリイソシアネートを含有する。易接着層10は、さらに後述する反応性炭素炭素二重結合を有する基及び水酸基を含む単量体を含有していてもよい。反応性炭素炭素二重結合とは、ラジカル重合又はカチオン重合可能な炭素炭素二重結合を指す。反応性炭素炭素二重結合を有する基は、エチレン性不飽和二重結合を有する基であることが好ましく、例えば、スチリル基又は(メタ)アクリロイル基等であることがより好ましく、アクリロイル基であることがさらに好ましい。反応性炭素炭素二重結合を有する基がアクリロイル基であることにより、反応性が向上し、より優れた密着性が得られる傾向がある。
図2は本発明の一実施形態に係る積層体の概略断面図である。本実施形態に係る積層体30は、一つの側面において、第一の高分子フィルム2と、該第一の高分子フィルム2上に形成された不透湿層4と、該不透湿層4上に形成された第二の高分子フィルム8と、該第二の高分子フィルム8上に形成された硬化接着層10’と、該硬化接着層10’上に形成された樹脂フィルム22とを備える。上記硬化接着層10’は上記積層フィルム20の上記易接着層10を、例えば光照射及び/又は加熱することにより、硬化させて得られる。また、積層フィルム20の易接着層10を硬化させ、硬化した上記易接着層(硬化接着層)10’を備える積層フィルムを、硬化積層フィルムと言うことがある。本実施形態の積層体30は、別の側面において、上記硬化積層フィルム20’と、該硬化積層フィルム20’の硬化した上記易接着層(硬化接着層)10’側の表面上に形成された樹脂フィルム22とを備える。図2において、硬化接着層10’及び樹脂フィルム22以外の層をまとめてバリアフィルム11と称することができる。本実施形態に係る積層体30は、バリアフィルム11と、該バリアフィルム11上に形成された硬化接着層10’と、該硬化接着層10’上に形成された樹脂フィルム22とを備えていればよく、積層フィルム20と同様に、バリアフィルム11の構成は図2に示した構成に限定されない。
上記積層フィルム20及び積層体30を用いて、波長変換シートを提供することができる。図3は本発明の第一の実施形態に係る波長変換シートの概略断面図である。図3において、波長変換シート100は、波長変換層13と、波長変換層13の両面上に形成された一対の硬化積層フィルム20’a,20’bを保護フィルムとして備える。第一硬化積層フィルム20’aは第一の高分子フィルム2aと、第一の高分子フィルム2a上に形成された不透湿層4aと、不透湿層4a上に形成された硬化接着層10’aを備え、第二硬化積層フィルム20’bは第一の高分子フィルム2bと、第一の高分子フィルム2b上に形成された不透湿層4bと、不透湿層4b上に形成された硬化接着層10’bを備える。第一硬化積層フィルム20’aは、第一硬化接着層10’aが波長変換層13と対向するように、波長変換層13の一方の面上に形成され、第二硬化積層フィルム20’bは、第二硬化接着層10’bが波長変換層13と対向するように、波長変換層13の他方の面上に形成されている。また、波長変換シート100は、波長変換層13と、波長変換層13の両面上に形成された一対の保護フィルムとを備え、上記保護フィルムの一方のみが硬化積層フィルム20’であってもよい。
上記積層フィルム20及び積層体30を用いて発光ユニットを提供することができる。上記積層フィルム20及び積層体30を用いて得られる発光ユニットの例を以下に示す。
図6は本発明の一実施形態に係るエレクトロルミネッセンス発光ユニットの概略断面図である。本実施形態に係るエレクトロルミネッセンス発光ユニット70は、エレクトロルミネッセンス発光層56と、硬化積層フィルム20’とを備える。硬化積層フィルムは上記と同義である。エレクトロルミネッセンス発光層56は外部からのエネルギーを光に変換して発光する発光層であり、電界の印加によって発光することができる。エレクトロルミネッセンス発光ユニット70は、例えば、透明電極層54と、該透明電極層54上に設けられたエレクトロルミネッセンス発光層56と、該エレクトロルミネッセンス発光層56上の設けられた誘電体層58と、該誘電体層58上に設けられた背面電極層60を含む電極要素を、一方の面上にシーラント層52が形成された一対の硬化積層フィルム20’で挟持するとともに密封することにより得られる。上記積層フィルムを用いたバックライトユニットによれば、外部の酸素又は水蒸気が蛍光体層に接触することを抑制することができ、エレクトロルミネッセンス発光層の劣化なくエレクトロルミネッセンス発光ユニットを長時間使用することが可能となる。また、上記各電極とエレクトロルミネッセンス発光体層との間には、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層等が、必要に応じて、積層されていてもよい。
(実施例1)
二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(第一の高分子フィルム2、商品名:P60、厚さ:12μm、東レ株式会社製)のコロナ放電処理された面上に、ポリエステル樹脂溶液をバーコート法により塗布し、80℃1分乾燥硬化させることにより、厚さ100nmのアンカーコート層を形成した。
二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(第一の高分子フィルム2、商品名:A4100、厚さ:50μm、東洋紡株式会社製)上に、ポリエステル樹脂溶液をバーコート法により塗布し、80℃1分乾燥硬化させることにより、厚さ100nmのアンカーコート層を形成した。
二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(第一の高分子フィルム、商品名:P60、厚さ:12μm、東レ株式会社製)のコロナ放電処理された面上に、ポリエステル樹脂溶液をバーコート法により塗布し、80℃1分乾燥硬化させることにより、厚さ100nmのアンカーコート層を形成した。
二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(第一の高分子フィルム、商品名:A4100、厚さ:50μm、東洋紡株式会社製)上に、ポリエステル樹脂溶液をバーコート法により塗布し、80℃1分乾燥硬化させることにより、厚さ100nmのアンカーコート層を形成した。
二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(第一の高分子フィルム、商品名:P60、厚さ:12μm、東レ株式会社製)のコロナ放電処理された面上に、接着剤(商品名:タケラックA525、三井化学株式会社製)を塗布し、上記接着剤を介して上記二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムと二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(第二の高分子フィルム、商品名:FE2001、厚さ:25μm、フタムラ化学株式会社製)のコロナ放電処理された面とを貼り合わせ、50℃2日間エージングを実施した。貼り合わせ後の接着層の厚さは5μmであった。
二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(第一の高分子フィルム、商品名:A4100、厚さ:50μm、東洋紡株式会社製)上に、ポリエステル樹脂溶液をバーコート法により塗布し、80℃1分乾燥硬化させることにより、厚さ100nmのアンカーコート層を形成した。
(不透湿性)
実施例1〜2及び比較例1〜4で得られた積層フィルムの不透湿性を、JIS K 7129の赤外線センサ法に準ずる方法で水蒸気透過度を測定することにより評価した。水蒸気透過度の測定には水蒸気透過率測定装置(商品名:Permatran、MOCON社製)を用いた。透過セルの温度は40℃とし、高湿度チャンバの相対湿度は90%RHとし、低湿度チャンバの相対湿度を0%RHとした。水蒸気透過度の測定結果を表1に示す。
実施例1〜2及び比較例1〜4で得られた積層フィルムの全光線透過率を、曇り度計装置(商品名:NDH2000、日本電色工業株式会社製)を用いて測定した。全光線透過率の測定結果を表1に示す。
JIS K 5600−5−6(ISO2409)のクロスカット法による付着性評価試験方法に準じて、実施例1〜2及び比較例1〜4で得られた積層フィルムの易接着層部分を1mm間隔で格子状にカットし、易接着層上にセロハンテープを貼り付けた。易接着層からセロハンテープを引き剥がした後、下記基準に従って密着性を評価した。易接着層と第二の高分子フィルムとの密着性の評価結果を表1に示す。
A:易接着層が第二の高分子フィルムから剥離しない(JIS K 5600−5−6の分類0〜2)。
B:易接着層が第二の高分子フィルムから剥離する(JIS K 5600−5−6の分類3〜5)。
実施例1〜2及び比較例1〜4で得られた積層体を幅1cmの短冊状にカットし、積層体のエポキシシート(光学フィルム)側をガラス板上に固定した。固定された短冊状の積層体の積層フィルムを、テンシロン万能材料試験機(エーアンドデイ社製)を用いて、ガラス板に対して垂直な方向に、300mm/分の速度で、エポキシシートから剥離し、剥離に要した強度を測定した。光学フィルムと易接着層との密着性を下記基準に従って評価した。光学フィルムと易接着層との密着性の評価結果を表1に示す。
A:剥離強度が2N/cm以上である。
B:剥離強度が2N/cm未満である。
(実施例3)
図4に示す波長変換シートを作製するために、第一の高分子フィルム2aとして二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(商品名:P60、厚さ:12μm、東レ株式会社製)をコロナ放電処理し、その面上にポリエステル樹脂溶液をバーコート法により塗布し、80℃1分乾燥硬化させることにより、厚さ100nmのアンカーコート層3aを形成した。
第一易接着層と第二易接着層を設けずに、波長変換層を第一バリアフィルムの第二の高分子フィルムと第二バリアフィルムの第二の高分子フィルムとの間に形成したこと以外は、実施例3と同様にして、波長変換シートを作製した。
(発光体層との密着性)
実施例3及び比較例5で得られた波長変換シートを幅1cmの短冊状にカットし、波長変換シートの第一バリアフィルム側をガラス板上に固定した。固定された短冊状の波長変換シートの第二バリアフィルムを、テンシロン万能材料試験機(エーアンドデイ社製)を用いて、ガラス板に対して垂直な方向に、300mm/分の速度で、発光体層である波長変換層から剥離し、剥離に要した強度を測定した。第二バリアフィルムと発光体層との密着性は、下記基準に従って評価した。
A:剥離強度が1N/cm以上である。
B:剥離強度が1N/cm未満である。
実施例3及び比較例5で得られた波長変換シートを85℃のオーブンに投入し、1000時間経過した。1000時間経過後の波長変換シートを用いて、長期信頼性外観評価用バックライトユニットとして、各々図5に示すバックライトユニットを作製した。バックライトユニット中の光源として、青色発光ダイオードを用いた。バックライトユニットからの光を目視にて観察し、外観不良の有無を確認した。
実施例3及び比較例5で得られた波長変換シートを用いて、長期信頼性発光効率評価用バックライトユニットとして、各々図5に示すバックライトユニットを作製した。バックライトユニット中の光源として青色発光ダイオードを用いた。上記作製したバックライトユニットについて、輝度計(コニカミノルタ社製、商品名:LS−100)を用いて青色発光ダイオード発光時の輝度(初期輝度A)を測定した。その後、各々の波長変換シートをバックライトユニットから取り出し、85℃のオーブンに投入し、300時間保存した。その後、300時間保存後の波長変換シートを用いて、再び図5に示すバックライトユニットを作製し、初期輝度Aと同様に、保存後の輝度Bを測定した。初期輝度Aと、保存後の輝度Bとの比(B/A)を算出し、比(B/A)が90%以上である場合に、十分な長期信頼性発光効率が得られているものと判断した。
Claims (15)
- バリアフィルムと、該バリアフィルム上に形成された易接着層とを備え、
前記易接着層は、反応性炭素炭素二重結合を有する基及び2つ以上の水酸基を含む重合体、並びに、ポリイソシアネートを含有し、
前記易接着層の厚さが0.01μm以上1μm以下であり、
全光線透過率が80%以上である、積層フィルム。 - 前記反応性炭素炭素二重結合を有する基がアクリロイル基である、請求項1に記載の積層フィルム。
- 前記バリアフィルムが、第一の高分子フィルムと、該第一の高分子フィルム上に形成された不透湿層とを備え、前記易接着層は前記バリアフィルムの前記不透湿層側に形成されている、請求項1又は2に記載の積層フィルム。
- 前記不透湿層は、アルミニウム、チタン、銅、インジウム及び珪素からなる群より選ばれる少なくとも1種の原子を有する酸化物、窒化物、又は窒化酸化物の層を含む、請求項3に記載の積層フィルム。
- 前記バリアフィルムがさらに、前記不透湿層上に配置された第二の高分子フィルムを備え、前記易接着層は前記第二の高分子フィルム上に形成されている、請求項3又は4に記載の積層フィルム。
- 蛍光体を保護するためのものである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の積層フィルム。
- バリアフィルムと、該バリアフィルム上に形成された易接着層とを備え、
前記易接着層は、反応性炭素炭素二重結合を有する基及び2つ以上の水酸基を含む重合体、並びに、ポリイソシアネートを含有し、
前記易接着層の厚さが0.01μm以上1μm以下であり、
蛍光体を保護するためのものである、積層フィルム。 - 前記反応性炭素炭素二重結合を有する基がアクリロイル基である、請求項7に記載の積層フィルム。
- 前記バリアフィルムが、第一の高分子フィルムと、該第一の高分子フィルム上に形成された不透湿層とを備え、前記易接着層は前記バリアフィルムの前記不透湿層側に形成されている、請求項7又は8に記載の積層フィルム。
- 前記不透湿層は、アルミニウム、チタン、銅、インジウム及び珪素からなる群より選ばれる少なくとも1種の原子を有する酸化物、窒化物、又は窒化酸化物の層を含む、請求項9に記載の積層フィルム。
- 前記バリアフィルムがさらに、前記不透湿層上に配置された第二の高分子フィルムを備え、前記易接着層は前記第二の高分子フィルム上に形成されている、請求項9又は10に記載の積層フィルム。
- 請求項1〜11のいずれか一項に記載の積層フィルムの前記易接着層を硬化させて得られる硬化積層フィルムと、該硬化積層フィルムの硬化した前記易接着層側の表面上に形成された樹脂フィルムとを備える、積層体。
- 波長変換層と、前記波長変換層の両面上に形成された一対の保護フィルムとを備え、前記保護フィルムの少なくとも一方が請求項1〜11のいずれか一項に記載の積層フィルムの前記易接着層を硬化させて得られる硬化積層フィルムである、波長変換シート。
- 発光ダイオード光源と、請求項13に記載の波長変換シートとを備える、バックライトユニット。
- エレクトロルミネッセンス発光層と、請求項1〜5のいずれか一項に記載の積層フィルムの前記易接着層を硬化させて得られる硬化積層フィルムとを備える、エレクトロルミネッセンス発光ユニット。
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