JP2017122752A

JP2017122752A - 光変換フィルムの製造方法、光変換フィルム製造装置、及び光変換フィルム

Info

Publication number: JP2017122752A
Application number: JP2016000123A
Authority: JP
Inventors: 高佳藤元; Takayoshi Fujimoto; 誠樹森; Seiki Mori; 豊治寺田; Toyoji Terada
Original assignee: Toray Engineering Co Ltd
Current assignee: Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 2016-01-04
Filing date: 2016-01-04
Publication date: 2017-07-13
Anticipated expiration: 2036-01-04
Also published as: JP6872849B2

Abstract

【課題】光変換フィルムの側面端部からの水分や酸素の浸入を防止すること。
【解決手段】バリアフィルム１０１の第１主面に接触し周囲にバリアフィルム１０１が存在するようにバリアフィルム１０１よりも小面積の光変換膜１０２を成膜し、バリアフィルム１０１の第１主面に接触する光変換膜１０２の面を第２主面としたときに、少なくとも光変換膜１０２の第１主面及び側面全周囲に接触するように光変換膜１０２を覆うバリア膜１０３を成膜した後、光変換膜１０２の第１主面及び側面全周囲におけるバリア膜１０３を残して、少なくともバリアフィルム１０１を切断してなる構成とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、側面端部からの水分や酸素の浸入を防止した光変換フィルムの製造方法、光変換フィルム製造装置、及び光変換フィルムに関するものである。

近年、液晶ディスプレイにおいて色再現性の向上（色域の拡大）に伴い、光変換材料として量子ドットが注目されている。量子ドットを含む光変換フィルムにバックライトから青色の光が入射すると、サイズの異なる２種類の量子ドットによって赤色光と緑色光に変換され放出される。またその際、変換されず通過する青色光と併せて、鋭いピークをもったＲＧＢ光源を作り出すことができ、色域の大幅な拡大が可能と見込まれている。

しかし量子ドットには、水分や酸素に接触すると光酸化反応により発光強度が低下するという問題がある。

特許文献１には、量子ドットを水分や酸素から保護するために、量子ドットを含む光変換フィルムにバリアフィルムをラミネートし接着する構成が記載されている。

特許文献１：特開２０１５−６５１５８号公報

しかしながら、特許文献１記載のものは、ラミネートしたバリアフィルムの側面端部において量子ドットが含まれる光変換フィルムが露出しており、ここから水分や酸素が浸入するという問題があった。

本発明は、上記問題点を解決して、光変換フィルムの側面端部からの水分や酸素の浸入を防止することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明は、バリアフィルムの第１主面に接触し周囲に前記バリアフィルムが存在するように前記バリアフィルムよりも小面積の光変換膜を成膜し、前記バリアフィルムの第１主面に接触する前記光変換膜の面を第２主面としたときに、少なくとも前記光変換膜の第１主面及び側面全周囲に接触するように前記光変換膜を覆うバリア膜を成膜した後、前記光変換膜の第１主面及び側面全周囲における前記バリア膜を残して、少なくとも前記バリアフィルムを切断してなることを特徴とする光変換フィルムの製造方法を提供するものである。

この構成により、光変換フィルムの側面端部からの水分や酸素の浸入を防止することができる。

前記バリア膜は、バッファ層及びバリア層を少なくとも各１層含む複層に構成してもよい。

この構成により、バリア膜の光変換膜及びバリアフィルムとの密着性を向上するとともに、光変換フィルムの側面端部からの水分や酸素の浸入を防止することができる。

前記バリア膜の成膜において、前記光変換膜全体を包含する大きさの開口を有したマスクを、成膜方向からみて前記開口内に前記光変換膜を包含するように位置を合わせて成膜するように構成してもよい。

この構成により、バリア膜の切断面を生じさせないようにバリア膜の外縁がバリアフィルムに密着できるから、より効果的に光変換フィルムの側面端部からの水分や酸素の浸入を防止することができる。

また、上記課題を解決するために本発明は、バリアフィルムを搬送する搬送手段と、前記バリアフィルムの第１主面に接触する光変換膜を成膜する光変換膜成膜手段と、前記バリアフィルムの第１主面に接触する前記光変換膜の面を第２主面としたときに、少なくとも前記光変換膜の第１主面及び側面全周囲に接触するように前記光変換膜を覆うバリア膜を成膜するバリア膜成膜手段と、前記光変換膜の第１主面及び側面全周囲における前記バリア膜を残して、少なくとも前記バリアフィルムを切断する切断手段とを備えたことを特徴とする光変換フィルム製造装置を提供するものである。

さらに、上記課題を解決するために本発明は、光変換膜の第２主面全域が前記光変換膜よりも広い面積のバリアフィルムに接し、第１主面及び側面全周囲がバリア膜に接している光変換フィルムであって、前記バリアフィルム及びバリア膜は光を透過することを特徴とする光変換フィルムを提供するものである。

本発明の実施例１における光変換フィルム製造装置の構成を説明する図である。本発明の実施例１における光変換フィルムの製造方法を説明する図である。本発明の実施例２における光変換フィルム製造装置の構成を説明する図である。本発明の実施例２における光変換フィルムの製造方法を説明する図である。本発明の実施例３におけるバリア膜の構成を説明する図である。本発明の実施例４における光変換フィルム製造装置の構成を説明する図である。本発明の実施例４における光変換フィルムの製造方法を説明する図である。本発明の実施例５における光変換フィルムを用いた液晶ディスプレイの構成を説明する図である。

以下、本発明の実施例１を図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施例１における光変換フィルム製造装置の構成を説明する図である。図２は、本発明の実施例１における光変換フィルムの製造方法を説明する図である。

光変換フィルム製造装置１００は、図１に示すように、ロール状に巻かれたバリアフィルム１０１を引き出してＸ方向（下流）へと連続搬送する搬送手段１４０と、バリアフィルム１０１の上面（第１主面）に光変換膜１０２を成膜する光変換膜成膜手段１１０と、光変換膜成膜手段１１０の下流に位置し、少なくとも光変換膜１０２の上面（第１主面）及び側面全周囲に接触するように光変換膜１０２を覆うバリア膜１０３を成膜するバリア膜成膜手段１２０と、バリア膜成膜手段１２０の下流に位置し、光変換膜１０２の上面（第１主面）及び側面におけるバリア膜１０３を残して、光変換膜１０２の外側における少なくともバリアフィルム１０１を切断する切断手段１３０を備えている。

ここで、少なくともバリアフィルム１０１を切断すると説明する理由は、切断位置においてバリアフィルム１０１の上面（第１主面）にバリア膜１０３が成膜されない場合があり、その場合は、バリア膜１０３を切断する必要がないからである。一方、バリアフィルム１０１の上面（第１主面）にバリア膜１０３が成膜されている場合は、バリア膜１０３及びバリアフィルム１０１を切断する必要がある。

搬送手段１４０は、バリア膜成膜手段１２０と切断手段１３０との間に位置し、バリアフィルムロール１４１に巻かれたバリアフィルム１０１を引き出して下流に搬送するようにテンションをかける駆動ローラ１４３、及び、保護フィルムが巻かれた保護フィルムロール１４４から保護フィルム１０６を引き出すようにテンションをかけるとともに光変換膜１０２に保護フィルム１０６をラミネートするラミネートローラ１４２等を備えている。また、駆動ローラ１４３は図示しない駆動装置によって駆動される。

光変換膜成膜手段１１０は、塗布ヘッド１１１と、光変換膜１０２を加熱して硬化させる硬化手段１１２を備えている。塗布ヘッド１１１は、Ｙ方向に幅広の形状を有したノズルから光変換膜１０２をバリアフィルム１０１上にＹ方向に一定の幅で、また一定の厚さに、そして液晶ディスプレイに対応した面積に間歇的に吐出して成膜することができる。

バリア膜成膜手段１２０は、プラズマＣＶＤ装置によって、少なくとも光変換膜１０２の上面（第１主面）及び側面全周囲に接触するように光変換膜１０２を覆うバリア膜１０３を成膜する。ここで、少なくとも光変換膜１０２の上面（第１主面）及び側面全周囲に接触するように成膜すると説明する理由は、図２（ｃ）に示すように、バリア膜１０３がバリアフィルム１０１の上面にも接触して成膜される場合があるからである。この場合もバリアフィルム１０１上にバリア膜１０３が成膜されることは、必ずしも必要ではなく、少なくとも光変換膜１０２の上面（第１主面）及び側面全周囲に接触するように光変換膜１０２を覆うバリア膜１０３が成膜されればよい。

切断手段１３０は、レーザカッター１３１により光変換膜１０２の外側におけるバリアフィルム１０１を少なくとも切断して、液晶ディスプレイに対応した大きさの光変換フィルム１０９とする。光変換フィルム１０９は、ロボット等により、順次、台に積み重ねられる。ここで、光変換膜１０２の外側におけるバリアフィルム１０１を少なくとも切断すると説明した理由は、上述したように、切断位置においてバリア膜１０３がバリアフィルム１０１の上面に接触して成膜される場合もあるが、成膜されない場合もあるからである。つまり、バリア膜１０３がバリアフィルム１０１上に成膜されていない場合は、バリアフィルム１０１を切断すれば足りる。一方、バリア膜１０３がバリアフィルム１０１の上面に接触して成膜される場合は、バリア膜１０３及びバリアフィルム１０１を切断する必要がある。

なお、実施例１における光変換膜製造装置１００は、ロール状に巻かれたバリアフィルムを搬送手段１４０により引き出して、順次、光変換膜成膜手段１１０、バリア膜成膜手段１２０、及び切断手段１３０へと搬送する構成としたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、枚葉式の製造を行うために、小片のバリアフィルムを供給して、光変換膜成膜手段１１０、バリア膜成膜手段１２０、切断手段１３０へと順次搬送する構成としてもよい。そして、小片のサイズが液晶ディスプレイのサイズに対応したサイズであれば、切断を行わなくてもよい。

また、実施例１における光変換膜成膜手段１１０は、塗布ヘッド１１１と硬化手段１１２で構成したが、必ずしもこれに限定されず、他の手段によって光変換膜１０２を成膜してもよい。例えば、プラズマＣＶＤ装置や蒸着装置やＵＶ硬化装置等を用いて成膜することができる。

さらに、実施例１におけるバリア膜成膜手段１２０は、プラズマＣＶＤ装置で構成するようにしたが、必ずしもこれに限定されず、他の手段によってバリア膜１０３を成膜してもよい。例えば、蒸着装置や塗布装置等を用いて成膜することができる。

さらに、実施例１における切断手段１３０は、レーザカッター１３１で構成するようにしたが、必ずしもこれに限定されず、他の手段によってバリア膜１０３及びバリアフィルム１０１を切断するように構成してもよい。例えば、金属やセラミックの刃物によるカッター等を用いて切断することができる。

次に、図２を参照しながら、実施例１における光変換フィルムの製造方法を説明する。まず、ロール状に巻かれたバリアフィルム１０１を引き出す（図２（ａ））。バリアフィルム１０１は、基材１０４の上面（第１主面）にバリア層１０５が成膜されたものである。本発明においては、バリア層１０５が成膜された面をバリアフィルム１０１の第１主面と定義する。このバリア層１０５は、水分や酸素の浸入を防止することができる。基材１０４は、２５〜１５０μｍの厚さを有したポリエステルフィルム（ＰＥＴやＰＥＮフィルム）等の透明な物質からなっている。またバリア層１０５は、透明な無機物からなり平均０．２μｍの厚さを有している。具体的には、シリコン系膜であってもよく、Ｓｉ並びにＯ（酸素）及び／又はＮ（窒素）を含んでいてもよい。つまりバリア膜１０３は、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜であってもよい。そして、透明な基材１０４と透明なバリア層１０５とからなるバリアフィルム１０１は、光を透過させることができる。

次に、引き出されたバリアフィルム１０１の上面（第１主面）に接触して光変換膜１０２を液晶ディスプレイに対応する大きさに光変換膜成膜手段１１０により成膜する（図２（ｂ））。なお、図２では、光変換膜１０２を２列に間歇的に成膜しているが、必ずしもこれに限定されない、例えば、１列に間歇的に成膜してもよいし、３列以上であってもよい。２列以上の光変換膜１０２を成膜する場合の光変換膜１０２間の距離は、１ｃｍ程度あれば充分である。光変換膜１０２は、図８に示すように樹脂中に量子ドット１を含んだ量子ドット樹脂膜、すなわち光変換膜２からなっている。量子ドット１は青色光に対して赤色を発光する量子ドット及び緑色を発光する量子ドットを含んでいる。その結果、量子ドット樹脂膜からなる光変換膜１０２に青色光を照射すると、赤色及び緑色が発光するとともに青色光はそのまま透過して、ＲＧＢの光の三原色に変換される。

次に、少なくとも光変換膜１０２の上面（第１主面）及び側面全周囲に接触するように光変換膜１０２を覆うバリア膜１０３をバリア膜成膜手段１２０により成膜する（図２（ｃ））。この際に、光変換膜１０２の外側におけるバリアフィルム１０１上面にもバリア膜１０３が成膜されてもよく、少なくとも光変換膜１０２の上面（第１主面）及び側面全周囲に接触するように光変換膜１０２を覆うバリア膜１０３が成膜されればよい。このバリア膜１０３は、無機物からなり透明な性質を有している。具体的には、シリコン系膜であってもよく、Ｓｉ並びにＯ（酸素）及び／又はＮ（窒素）を含んでいてもよい。つまりバリア膜１０３は、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜であってもよい。バリア膜１０３で光変換膜１０２を覆うことにより、光変換膜１０２への水分や酸素の浸入を防止することができる。

最後に、切断手段１３０により、光変換膜１０２の外側における少なくともバリアフィルム１０１を切断して（図２（ｄ））、液晶ディスプレイの大きさに対応した光変換フィルム１０９を作成する（図２（ｅ））。この際、上述したように、バリアフィルム１０１上にもバリア膜１０３が成膜されている場合は、バリア膜１０３及びバリアフィルム１０１を切断する。光変換フィルム１０９は、量子ドットによって光変換をするものであるから、量子ドットフィルムともいえる。

このように実施例１で作成された光変換フィルム１０９は、光変換膜１０２の上面（第１主面）、及び側面全周囲がバリア膜１０３で覆われ、光変換膜１０２の下面（第２主
面）はバリアフィルム１０１で覆われているから、光変換膜１０２への水分や酸素の浸入を防止することができ、光変換機能の劣化を防ぐことができる。特に、光変換膜１０２の側面全周囲がバリア膜１０３で覆われることにより、側面端部からの水分や酸素の浸入を防止することができる。また、バリアフィルム１０１もバリア膜１０３も透明の物質で構成されているため、光変換フィルム１０９は青色光を透過させ、量子ドットにより青色光の一部を赤色光及び緑色光に変換して出射するという機能を満足することができる。

本発明の実施例２について、図３及び図４を参照しながら説明する。図３は、本発明の実施例２における光変換フィルム製造装置の構成を説明する図である。図４は、本発明の実施例２における光変換フィルムの製造方法を説明する図である。

本発明の実施例２における光変換フィルム製造装置２００は、実施例１における光変換フィルム製造装置１００に対して、バリア膜成膜手段２２０の構成が異なっているのみで他の構成は実施例１と同じである。すなわち、バリア膜成膜手段２２０は、成膜用のマスク２２１を備えていて、光変換膜１０２の上面（第１主面）及び側面全周囲にバリア膜２０３を成膜する際に、光変換膜１０２全体を包含する大きさの開口を有したマスク２２１を成膜方向からみてこの開口内に光変換膜１０２を包含するように位置を合わせて成膜する。その際、２列以上の光変換膜１０２を成膜する場合、マスク２２１の開口の大きさは、
ひとつの光変換膜１０２全体を包含し隣接する光変換膜１０２は重ならない大きさとするとよい。マスク２２１はループ状になっていて搬送されているバリアフィルム１０１の搬送速度に合わせて、マスク２２１も同期して搬送する構成となっている。

実施例２における光変換フィルム製造装置２００においても、実施例１における光変換フィルム製造装置１００と同様に、バリアフィルムロール１４１に巻かれたバリアフィルム１０１が搬送手段１４０によって引き出され、下流へと搬送される。そして、光変換膜成膜手段１１０における塗布ヘッド１１１と硬化手段１１２によってバリアフィルム１０１の上面（第１主面）に光変換膜１０２を液晶ディスプレイに対応した大きさに間歇的に成膜される。そして、バリア膜成膜手段２２０では、プラズマＣＶＤ装置によって少なくとも光変換膜１０２の第１主面及び側面全周囲に接触するように前記光変換膜を覆うバリア膜２０３を成膜する。

実施例２におけるバリア膜成膜手段２２０では、マスク２２１を用いてバリア膜２０３を成膜しているので、光変換膜１２の外側では図４（ｃ）に示すように、マスクによって成膜されるバリア膜２０３の厚さが次第に薄くなっていてバリア膜２０３の外縁の外側ではバリアフィルム１０１上にバリア膜２０３は成膜されていない。したがって、バリア膜２０３の外縁の外でバリアフィルム１０１を切断すれば、バリア膜２０３の側面に切断面が生じることなく完全に光変換膜１０２を覆った状態にすることができる。

切断手段１３０では、実施例１と同様に、レーザカッター１３１により光変換膜１０２の外側における少なくともバリアフィルム１０１を切断して、液晶ディスプレイに対応した大きさの光変換フィルム２０９を作成する。光変換フィルム２０９は、ロボット等により、順次、台に積み重ねられる。

次に、実施例２における光変換フィルムの製造方法について、図４を参照しながら説明する。実施例２においても光変換膜１０２を成膜するまでは実施例１と同じであるので、図４では、バリアフィルム１０１の引き出し及び光変換膜１０２の成膜に関する記載を省略している。また、これらの部分の説明を省略する。

バリアフィルム１０１の上面（第１主面）に光変換膜１０２が成膜された後に、バリア膜成膜手段２２０によってバリア膜２０３を成膜する。バリア膜２０３は、実施例１と同様に、無機物からなり透明な性質を有している。具体的には、シリコン系膜であってもよく、Ｓｉ並びにＯ（酸素）及び／又はＮ（窒素）を含んでいてもよい。つまりバリア膜２０３は、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜であってもよい。バリア膜２０３で光変換膜１０２を覆うことにより、光変換膜１０２への水分や酸素の浸入を防止することができる。

実施例２におけるバリア膜成膜手段２２０では、上述のようにマスク２２１を用いて成膜を行っているので、プラズマＣＶＤ装置でバリア膜２０３を成膜した結果、図４（ｃ）に示すようにマスク２２１で遮られた部分ではバリア膜２０３が裾野を描くように薄くなり最終的にはバリア膜２０３の上面がバリアフィルム１０１に接触するようになって、バリア膜２０３の外縁の外側ではバリア膜２０３はバリアフィルム１０１上に成膜されない。

次に、切断手段１３０にて、光変換膜１０２の外側におけるバリア膜２０３の上面がバリアフィルム１０１に接触した外縁の外側でバリアフィルム１０１を切断して（図４（ｄ））、液晶ディスプレイに対応した大きさの光変換フィルム２０９を作成する（図４（ｅ））。この場合、切断場所にバリア膜２０３は存在しないので、バリア膜２０３を切断する必要がなく、バリアフィルム１０１を切断すれば足りる。

このように実施例２で作成された光変換フィルム２０９は、光変換膜１０２の上面（第１主面）、及び側面全周囲がバリア膜２０３で覆われ、光変換膜１０２の下面（第２主面）はバリアフィルム１０１で覆われているから、光変換膜１０２への水分や酸素の浸入を防止することができ、光変換機能の劣化を防ぐことができる。特に、光変換膜１０２の側面全周囲がバリア膜２０３で覆われることにより、側面端部からの水分や酸素の浸入を防止することができる。また、バリアフィルム１０１もバリア膜２０３も透明な物質で構成されているため、光変換フィルム２０９は青色光を透過させ、量子ドットにより青色光の一部を赤色光及び緑色光に変換して出射するという機能を満足することができる。

本発明の実施例３について、図５を参照しながら説明する。図５は、本発明の実施例３におけるバリア膜の構成を説明する図である。実施例３は、バリア膜３０３がバリア層とバッファ層とを積層するように構成した点で実施例２とは異なる。

実施例３では、実施例２におけるバリア膜成膜手段２２０を連続して複数台並べて、第２バッファ層３６２、第２バリア層３５２、第１バッファ層３６１、第１バリア層３５１の順に成膜を繰り返して、図５のようなバリア膜３０３を作成する。第１バッファ層３６１、第２バッファ層３６２を成膜することによって、バリア膜３０３のフレキシブル性及び光変換膜１０２との密着性を向上させることができる。

つまり、図５に示すように、実施例３におけるバリア膜３０３は、最外面から第１バリア層３５１、第１バッファ層３６１、第２バリア層３５２、第２バッファ層３６２と、バリア層とバッファ層とが交互に積層される。第１バッファ層３６１及び第２バッファ層３６２は、無機物からなる透明な層である。無機物とは、有機物を除く物質であり、具体的には炭素骨格を持たない物質である。つまり、無機物には、合成／天然樹脂及び炭素骨格（炭化水素骨格を含む）を有するその他化合物は含まれない。第１バッファ層、第２バッファ層を設けることによりバリア膜３０３のフレキシブル性及び光変換膜１０２との密着性を向上することができる。

具体的には、第１バッファ層３６１及び第２バッファ層３６２はシリコン系膜であってもよい。例えば、第１バッファ層３６１及び第２バッファ層３６２は、Ｈ、Ｃ及びＳｉを含むシリコン系であってもよい。また第１バッファ層３６１と第２バッファ層３６２の組成とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。

第１バリア層３５１及び第２バリア層３５２は、透明の無機物からなり、第１バッファ層３６１及び第２バッファ層３６２よりも高い密度を有する。第１バリア層３５１及び第２バリア層３５２の密度は具体的な数値に限定されるものではないが、水分や酸素が光変換膜１０２に到達することを防止できる程度であればよい。第１バリア層３５１及び第２バリア層３５２は、具体的には、シリコン系膜であってもよく、Ｓｉ並びにＯ（酸素）及び／又はＮ（窒素）を含んでいてもよい。つまり第１バリア層３５１及び第２バリア層３５２は、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜であってもよい。また、第１バリア層３５１の組成と第２バリア層３５２の組成とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。

図５に示すように、Ｚ方向に平行な断面において、傾斜部分３７０における第１バリア層３５１、第２バリア層３５２、第１バッファ層３６１、第２バッファ層３６２の厚みは、外縁３７１に近づく程徐々に減少する。また、第１バッファ層３６１、第２バッファ層３６２の外縁（Ｘ−Ｙ方向における端部）よりも第１バリア層３５１、第２バリア層３５２の外縁（Ｘ−Ｙ方向における端部）の方が、外側に位置している。つまり、第１バリア層３５１、第２バリア層３５２は、外縁３７１まで達しており、第１バッファ層３６１、第２バッファ層３６２はそれよりも内側までしか設けられていない。

図５の構成をより具体的に説明すると、最下層の第２バッファ層３６２の全体は、第２バッファ層３６２の最も近くに配置された第２バリア層３５２に覆われている。よって、第２バリア層３５２は、第２バリア層３５２の外縁が第２バッファ層３６２の外縁を囲むように配置されている。また、第１バッファ層３６１の全体も、その上に形成された第１バリア層３５１によって覆われている。よって、第１バリア層３５１は、第１バリア層３５１の外縁が第１バッファ層３６１の外縁を囲むように配置されている。

このように、第１バリア層３５１は、第１バリア層３５１の外縁が第１バッファ層３６１の外縁を囲むように成膜するには、例えば、プラズマＣＶＤ装置でバリア層を成膜する場合は、マスクの開口サイズをバッファ層成膜時は狭く、バリア層成膜時は広くする方法を採用することができる。または、マスクと成膜対象物との距離をバッファ層成膜時は小さく、バリア層成膜時は大きくする方法を採用してもよい。さらに、成膜時のＣＶＤ装置内の圧力をバッファ層成膜時よりバリア層成膜時の方が低くすることにより、バッファ層成膜時よりもバリア層をマスクとバリアフィルムの間隙に入り込みやすくすることができる。

Ｘ−Ｙ平面において、第１バッファ層３６１の外縁から第１バリア層３５１の外縁までの距離、及び、第２バッファ層３６２の外縁から第２バリア層３５２までの距離は、光変換膜１０２への酸素及び水分の浸入を防ぐことができる程度に設定されればよい。例えば、数十ｎｍ又は数百ｎｍ程に設定可能である。

なお、第１バリア層３５１と第２バリア層３５２とが直接重なっている部分では、層の境界を認識することは難しいが、図５では、説明の便宜上、２つの層の間に境界が存在しているように描かれている。

なお、第１バッファ層３６１の外縁及び第２バッファ層３６２の外縁の位置はＸ−Ｙ平面において、一致していてもよいし、互いに異なっていてもよい。また、第１バリア層３５１の外縁及び第２バリア層３５２の外縁の位置はＸ−Ｙ平面において、一致していてもよいし、互いに異なっていてもよい。

実施例３におけるバリア膜３０３のように、バッファ層とバリア層とが各２層の場合のバリア性（水蒸気透過度）は、測定した結果、５×１０^−３ｇ／ｍ^２／ｄａｙであり、充分なバリア性が得られている。この測定結果は、１００μｍ厚のＰＥＮフィルムの片面にバッファ層とバリア層とを各２層（１層あたり３０ｎｍ厚）成膜して測定した結果である（測定器はＡＱＵＡＴＲＡＮ（モコン社）で、環境は４０℃×９０％ＲＨ）。

なお、実施例３においては、バリア層及びバッファ層を各２層の複層としたが、必ずしもこれに限定されず、少なくともバリア層及びバッファ層が各１層含む複層であればよく、バリア層及びバッファ層を各３層以上設けてもよい。

このように、実施例３における光変換フィルム３０９は、バリア膜３０３の最外面の全体がバリア層３５１で覆われることによって、第１バッファ層３６１及び第２バッファ層３６２がバリア膜３０３の表面から外に露出しない。バッファ層はバリア層より密度が低いことによりフレキシブル性が高い代わりにバリア性は低いが、バリア膜３０３の最外面の全体がバリア層３５１で覆われることによって、第１バッファ層３６１及び第２バッファ層３６２の露出部分から光変換膜１０２への水分や酸素の浸入が効果的に抑制され、光変換機能の劣化を防ぐことができる。特に、光変換膜１０３の側面全周囲がバリア膜３０３で覆われることにより、側面端部からの水分や酸素の浸入を防止することができる。また、バリアフィルム１０１もバリア膜３０３も透明な物質で構成されているため、光変換フィルム３０９は青色光を透過させ、量子ドットにより青色光の一部を赤色光及び緑色光に変換して出射するという機能を満足することができる。

本発明の実施例４について、図６及び図７を参照しながら説明する。図６は、本発明の実施例４における光変換フィルム製造装置の構成を説明する図である。図７は、本発明の実施例４における光変換フィルムの製造方法を説明する図である。

実施例４は、実施例１における光変換膜及びバリア膜を成膜した後、バリア膜とバリアフィルムのうちバリア層のみを切断する点、及びその後、再度バリア膜を成膜して、最後にバリアフィルムの基材を切断する点で実施例１に対して異なっている。

実施例４における光変換フィルム製造装置４００は、図６に示すように、実施例１で説明したものと同じ光変換膜成膜手段１１０、バリア膜成膜手段１２０の下流に、切断手段４３０とバリア膜成膜手段４２０と切断手段４３５とが配置されていて、搬送手段１４０によりバリアフィルム１０１が搬送される。

実施例１と同様に光変換膜成膜手段１１０では、バリアフィルム１０１の上面（第１主面）に光変換膜１０２を成膜し、バリア膜成膜手段１２０では、少なくとも光変換膜１０２の上面（第１主面）と側面全周囲に、プラズマＣＶＤ装置により、バリア膜１０３を成膜する。切断手段４３０では、光変換膜１０２の外側におけるバリア膜１０３とバリアフィルム１０１のうちバリア層１０５とをレーザカッター４３１で切断する。

切断手段４３０の下流には、バリア膜成膜手段４２０が配置されている。バリア膜成膜手段４２０では、基材１０４、バリア層１０５、光変換膜１０２、及びバリア膜１０３全体を覆うように、プラズマＣＶＤ装置によりバリア膜４０３を成膜する。

バリア膜成膜手段４２０の下流には、切断手段４３５が配置され、レーザカッター４３６により、バリア膜４０３と光変換膜１０２の外側のバリアフィルム１０１のうち基材１０４を切断して、液晶ディスプレイに対応した大きさの光変換フィルム４０９を作成する。

次に、図７を参照しながら、実施例４における光変換膜の製造方法について説明する。少なくとも光変換膜１０２の上面（第１主面）及び側面全周囲にバリア膜１０３が成膜されるまでは、実施例１で説明した通りである。なお、図７において、バリアフィルム１０１に引き出し、及び光変換膜１０２の成膜の工程は省略している。

バリアフィルム１０１の上面（第１主面）に光変換膜１０２が成膜された後に、バリア膜成膜手段１２０によってバリア膜１０３を成膜する。バリア膜１０３は、実施例１と同様に、無機物からなり透明な性質を有している。具体的には、シリコン系膜であってもよく、Ｓｉ並びにＯ（酸素）及び／又はＮ（窒素）を含んでいてもよい。つまりバリア膜１０３は、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜であってもよい。バリア膜１０３で光変換膜１０２を覆うことにより、光変換膜１０２への水分や酸素の浸入を防止することができる。

バリア膜１０３が成膜されたら、次に、切断手段４３０にて光変換膜１０２の上面（第１主面）及び側面全周囲におけるバリア膜１０３の外側の基材１０４を残して、バリア膜１０３及びバリアフィルム１０１のバリア層１０５を切断する（図７（ｄ−１））。

次に、バリア膜成膜手段４２０で、バリア膜１０３、バリア層１０５、及び基材１０４を覆うようにバリア膜４０３を成膜する（図７（ｄ−２））。

そして、最後に、切断手段４３５にて、バリア膜４０３と基材１０４を切断して（図７（ｄ−３））、液晶ディスプレイに対応した大きさの光変換フィルム４０９を作成する（図７（ｅ））。

このように実施例４で作成された光変換フィルム４０９は、光変換膜１０２の上面（第１主面）、及び側面全周囲がバリア膜１０３で覆われるとともに、二重にバリア膜４０３で覆われ、光変換膜１０２の下面（第２主面）はバリアフィルム１０１のバリア層１０５で覆われているから、光変換膜１０２への水分や酸素の浸入を防止することができ、光変換機能の劣化を防ぐことができる。特に、光変換膜１０２の側面全周囲がバリア膜４０３で覆われることにより、側面端部からの水分や酸素の浸入を防止することができる。また、バリア膜１０３がバッファ層とバリア層との積層構造である場合に、バリア膜１０３の切断面からバッファ層が露出することをバリア膜４０３で防ぐことができる。また、バリア膜４０３はバリア層の単層で構成されていることが好ましい。また、バリアフィルム１０１もバリア膜１０３、４０３も透明の物質で構成されているため、光変換フィルム４０９は青色光を透過させ、量子ドットにより青色光の一部を赤色光及び緑色光に変換して出射するという機能を満足することができる。

実施例５は、実施例１〜実施例４で作成された光変換フィルム１０９、２０９、３０９．４０９を適用した液晶ディスプレイの構造を、図８を参照しながら説明する。

図８における光変換フィルムＡは、実施例１〜実施例４で作成された光変換フィルム１０９、光変換フィルム２０９、光変換フィルム３０９、又は光変換フィルム４０９のいずれかを示しており、これらは上述したようにサイズの異なる２種類の量子ドット１が分散して含まれた量子ドット樹脂膜である光変換膜２をバリア膜、バリアフィルムで封止した光変換フィルムである。光変換フィルムＡの下面にはバックライト４が配置され、青色ＬＥＤ９が発光した青色光を光変換フィルムＡに入射させる。量子ドット１は、入射する光の波長を変換する部材であるから、光変換フィルムＡに青色が入射すると、２種類の量子ドット１から赤色及び緑色が発光するとともに、青色は光変換フィルムＡを透過することによって、ＲＧＢの三原色が偏光板５、液晶セル６、カラーフィルタ７、ガラスもしくはプラスチックフィルム８を通して外部に出射する。これによって色域が向上した液晶ディスプレイを実現することができる。

このとき、光変換フィルム１０９、２０９、３０９．４０９におけるバリアフィルム１０１は透明で光を透過させるから、バックライト４の青色光が量子ドット樹脂膜２への到達を妨げない。また、光変換フィルム１０９、２０９、３０９．４０９におけるバリア膜１０３、２０３、３０３、４０３は、透明で光を透過させるから、光変換膜２からの青色光、赤色光、緑色光の出射を妨げることはない。

そして、水分や酸素に接触すると光酸化反応により発光強度が低下するとういう問題を持つ量子ドット１は、上述したように、バリア膜、バリアフィルムによって光変換膜２の側面端部も含めて効果的に覆われているから、水分や酸素の浸入を効果的に防ぐことができ、光変換機能の劣化を防ぐことができる。

このように、バリアフィルムの第１主面に接触し周囲に前記バリアフィルムが存在するように前記バリアフィルムよりも小面積の光変換膜を成膜し、前記バリアフィルムの第１主面に接触する前記光変換膜の面を第２主面としたときに、少なくとも前記光変換膜の第１主面及び側面全周囲に接触するように前記光変換膜を覆うバリア膜を成膜した後、前記光変換膜の第１主面及び側面全周囲における前記バリア膜を残して、少なくとも前記バリアフィルムを切断してなることを特徴とする光変換フィルムの製造方法により、光変換フィルムの側面端部からの水分や酸素の浸入を防止することができる。

また、バリアフィルムを搬送する搬送手段と、前記バリアフィルムの第１主面に接触する光変換膜を成膜する光変換膜成膜手段と、前記バリアフィルムの第１主面に接触する前記光変換膜の面を第２主面としたときに、少なくとも前記光変換膜の第１主面及び側面全周囲に接触するように前記光変換膜を覆うバリア膜を成膜するバリア膜成膜手段と、前記光変換膜の第１主面及び側面全周囲における前記バリア膜を残して、少なくとも前記バリアフィルムを切断する切断手段とを備えたことを特徴とする光変換フィルム製造装置により、光変換フィルムの側面端部からの水分や酸素の浸入を防止することができる。

さらに、光変換膜の第２主面全域が前記光変換膜よりも広い面積のバリアフィルムに接し、第１主面及び側面全周囲がバリア膜に接している光変換フィルムであって、前記バリアフィルム及びバリア膜は光を透過することを特徴とする光変換フィルムにより、光変換フィルムの側面端部からの水分や酸素の浸入を防止することができる。

本発明における光変換膜の製造方法、光変換膜製造装置、及び光変換フィルムは、液晶ディスプレイ以外にも発光ダイオード等に幅広く適用することができる。

１：量子ドット２：光変換膜４：バックパネル５：偏光板６：液晶セル７：カラーフィルタ８：ガラス９：青色ＬＥＤＡ：光変換フィルム１００：光変換フィルム製造装置１０１：バリアフィルム１０２：光変換膜１０３：バリア膜１０４：基材１０５：バリア層１０９：光変換フィルム１１０：光変換膜成膜手段１１１：塗布ヘッド１１２：硬化手段１２０：バリア膜成膜手段１３０：切断手段１３１：レーザカッター１４０：搬送手段１４１：バリアフィルムロール１４２：ラミネートローラ１４３：駆動ローラ１４４：保護フィルムロール２００：光変換フィルム製造装置２０３：バリア膜２０９：光変換フィルム２２０：バリア膜成膜手段２２１：マスク２３１：レーザカッター３０９：光変換フィルム３０３：バリア膜３５１：第１バリア層３５２：第２バリア層３６１：第１バッファ層３６２：第２バッファ層３７０：傾斜部分３７１：外縁４００：光変換膜製造装置４０９：光変換フィルム４２０：バリア膜成膜手段４３０：切断手段４３１：レーザカッター４３５：切断手段４３６：レーザカッター

Claims

バリアフィルムの第１主面に接触し周囲に前記バリアフィルムが存在するように前記バリアフィルムよりも小面積の光変換膜を成膜し、前記バリアフィルムの第１主面に接触する前記光変換膜の面を第２主面としたときに、少なくとも前記光変換膜の第１主面及び側面全周囲に接触するように前記光変換膜を覆うバリア膜を成膜した後、前記光変換膜の第１主面及び側面全周囲における前記バリア膜を残して、少なくとも前記バリアフィルムを切断してなることを特徴とする光変換フィルムの製造方法。
前記バリア膜は、バッファ層及びバリア層を少なくとも各１層含む複層であることを特徴とする請求項１に記載の光変換フィルムの製造方法。
前記バリア膜の成膜において、前記光変換膜全体を包含する大きさの開口を有したマスクを、成膜方向からみて前記開口内に前記光変換膜を包含するように位置を合わせて成膜することを特徴とする請求項１又は２に記載の光変換フィルムの製造方法。
バリアフィルムを搬送する搬送手段と、前記バリアフィルムの第１主面に接触する光変換膜を成膜する光変換膜成膜手段と、前記バリアフィルムの第１主面に接触する前記光変換膜の面を第２主面としたときに、少なくとも前記光変換膜の第１主面及び側面全周囲に接触するように前記光変換膜を覆うバリア膜を成膜するバリア膜成膜手段と、前記光変換膜の第１主面及び側面全周囲における前記バリア膜を残して、少なくとも前記バリアフィルムを切断する切断手段とを備えたことを特徴とする光変換フィルム製造装置。
光変換膜の第２主面全域が前記光変換膜よりも広い面積のバリアフィルムに接し、第１主面及び側面全周囲がバリア膜に接している光変換フィルムであって、前記バリアフィルム及びバリア膜は光を透過することを特徴とする光変換フィルム。