JPH0258023A - 液晶ディスプレイのバックライト用パッケージフィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液晶ディスプレイ用バックライトパッケージ
フィルムに関するものである。更に詳しくは、水蒸気な
どのガスをほとんど透過せず透明な、液晶ディスプレイ
用バックライトパッケージフィルムに好適なフィルムに
関するものである。

［従来の技術］ 液晶表示素子は、低消費電力であるという最大の特徴を
いかして、デジタルウォッチ及び電子式卓上計算機のデ
ィスプレイ用素子として定着し、液晶ゲームが登場し、
爆発的に需要を拡大し、その後、車載用、楽器用、ＯＡ
用、ＦＡ用など用途が多様化して来ている。

一方、有機分散型のエレクトロルミネセンス（ＥＬ）素
子は薄型、軽量の特徴を生かして液晶素子用の安価な平
面発光のバックライト（補助光源）として用途が広がり
つつあり有機分散型のＥＬ素子は、ＺｎＳ：Ｍｎ５Ｚｎ
Ｓ：Ｃｕなどの蛍光物質の発光輝度が、吸湿により著し
くそこなわれるため、防湿性能、透明性のすぐれたフィ
ルムによりパッケージされて使用される。

従来、上記液晶ディスプレイのバックライトとして使用
される有機分散型のＥＬ素子のパッケージには、フッ素
フィルム、特にポリ塩化三フッ化エチレン（ＰＣＴＦＥ
）を主体にした積層フィルムが、すぐれた防湿性能、透
明性を有するがゆえに使用されている。

液晶ディスプレイ用バックライトに使用される有機分散
型のＥＬ素子は、一般には７０〜３００μ厚味程度のＰ
ＣＴＦＥに、ヒートシール用のシーラントとして２０〜
１００μ厚味程度のポリオレフィンを積層したフィルム
が使用されており、このフィルムは水蒸気をほとんど透
過せず、既存の透明なプラスチックフィルムでは最も防
湿性能がすぐれたものであると言われている。

最近では、透明なプラスチック基材フィルムの表面に金
属酸化物、特にケイ素、あるいはアルミ系の透明な酸化
物薄膜を被覆した透明プラスチックフィルムが、ガスバ
リヤ性の包装材として商品化されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、有機分散型のＥＬ素子の従来のパッケー
ジ用フィルムであるフッ素フィルム、特に、ポリ塩化三
フッ化エチレン（Ｐ’ＣＴ　Ｆ　Ｅ）を主体にした積層
フィルムは、極めて高価であるためにバックライトの製
造コストが高くなり、液晶ディスプレイのコストダウン
の大きな障害になっていた。また、ＰＣＴＦＥにヒート
シール用のシーラントを積層したフィルムは、極めて高
価である液晶ディスプレイのコストダウン及び性能アッ
プを目的とした、バックライト用の有機分散型ＥＬ素子
のパッケージフィルムとしてＰＣＴＦＥよりも安価で防
湿性能のすぐれた透明なプラスチックフィルムの開発が
望まれる。

さらに、透明なプラスチック基材フィルムの表面に金属
酸化物の透明な薄膜を被覆した透明プラスチックフィル
ムは、現状のままでは防湿性能が充分ではなく、液晶デ
ィスプレイのバックライト用の有機分散型ＥＬ素子のパ
ッケージフィルムとして使用できるまでには至っていな
い。

この発明は、上述の背景に基づくなされたものであり、
その目的とするところは、優れた透明性・防湿性を有し
、強度及び経済性の面でも優れ、したがって、高度の防
湿性能が要求される液晶ディスプレイのバックライト用
のＥＬ素子のパッケージ用フィルムとして好適な材料を
提供することである。

［課題を解決するための手段〕 本発明者らは、上記の課題解決のために鋭意検討の結果
、特定のケイ素酸化物の薄膜が、すぐれた透明性防湿性
能を有するとともに、この薄膜を特定の透明な保護膜で
被覆することにより、長期に安定した防湿性能を持続す
ることの知見を得、これに基いて本発明を完成するに至
ったものである。

しかして、液晶ディスプレイのバックライト用の有機分
散型ＥＬ素子のパッケージフィルムの本発明の要旨とす
るところは、透明プラスチック基材フィルムの少なくと
も片面にケイ素酸化物の透明な薄膜層が形成されており
、 この発明の好ましい態様においては、その薄膜層のケイ
素酸化物のケイ素の結合エネルギーは、薄膜層の表層部
や中央部と基材フィルム近傍部とで異なり、基材フィル
ム近傍側において他の部分より大きなケイ素の結合エネ
ルギーを持つケイ素酸化物薄膜層を有し、 ケイ素酸化物薄膜層面には、保護層として透湿度２０　
ｇｒ／ｎｆ　２４　Ｈ以下、好ましくは１５ｇｒ／ｍ２
２４Ｈ以下の透明なプラスチック保護層が積層され、 保護層と反対の面にシーラントとして、ヒートシール可
能な透明なプラスチックシーラント層が積層されている
ことを特徴とするところに存する。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明に係るパッケージフィルムにおいて、透明なプラ
スチック基材フィルムの少なくとも片面にケイ素酸化物
の透明な薄膜層が形成される。

本発明による好ましい特定のケイ素酸化物薄膜層を得る
にはその薄膜層を形成させるプラスチ・ツク基材フィル
ムを選択することが望ましい。

そのようなプラスチック基材フィルムとしてはポリビニ
ルアルコール及びエチレン−ビニルアルコール共重体な
どの樹脂からなるポリビニルアルコール系フィルムなど
があげられる。これらのフィルムは未延伸のもの、ある
いは−軸または二軸に延伸したもの、いずれであっても
よい。

ケイ素酸化物薄膜層を形成させるプラスチック基材フィ
ルムの厚さは５〜４００μの範囲で選ぶことができる。

中でも１０〜２００μの範囲で選ぶのが好ましい。

この発明の好ましい態様において、ケイ素酸化物薄膜層
のケイ素酸化物のケイ素の結合エネルギーは、プラスチ
ック基材フィルム近傍部において表層部や中央部より大
きなエネルギーを持つことが望ましい。

この好ましい態様以外のケイ素酸化物、例えば、ケイ素
酸化物薄膜層の表層部や中央部と、プラスチック基材フ
ィルム近傍部とで、ケイ素酸化物の結合エネルギーに変
化がないものなどは、防湿性能か良好に向上しない。

本発明の好ましい態様におけるケイ素酸化物薄膜層のプ
ラスチック近傍側の層の５ｉ２ｐの結合エネルギーは、
表層部の結合エネルギーよりＱ、５ｅＶ以上大きいこと
が好ましい。

本発明に係るケイ素酸化物のケイ素の結合エネルギーと
は、Ｘ線光電子分光法（Ｅ　Ｓ　ＣＡ−Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎ　５ｐｅｃｔｒｏｓｓｃｏｐｙ　ｔｏｒ　Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ　Ａｎａｌｙｓでｆｌｌｌｌ定した５ｉ２ｐの結
合エネルギーをいう。

ケイ素酸化物薄膜層の厚味方向の５ｉ２ｐ結合エネルギ
ーは、アルゴンイオンなどで上記薄膜層をエツチングし
ながら測定することができる。透明プラスチック基材フ
ィルムの少なくとも片面にケイ素酸化物の透明な薄膜層
を形成させるには、−酸化ケイ素、二酸化ケイ素、また
はそれらの混合物等を蒸着原料とし、真空蒸着法、スパ
ッタリング法またはイオンブレーティング法のいずれか
の方法によっておこなう。

また、蒸着原料として、ケイ素、−酸化ケイ素、二酸化
ケイ素、またはそれらの混合物等を用い、酸素ガスを供
給しながら行なう反応蒸着法も採用できる。

なお、ケイ素酸化物には、１０重量％以下であればその
中に不純物としてカルシウム、マグネシウムまたはそれ
らの酸化物等が混入していても、透明プラスチック基材
フィルムの防湿性能の極端な低下は認められない。

プラスチック基材フィルムの少なくとも片面に形成させ
るケイ素酸化物の透明な薄膜層の厚さは、１００〜５０
００人の範囲で選ぶのがよい。

透明な薄膜層の厚さが１００八未満であると、防湿性能
が不十分であり、また５０００Ａを越えると、フィルム
にカールが発生し問題となったり、透明な薄膜層自体に
亀裂や剥離が生じ易いので、好ましくない。

本発明において、ケイ素酸化物の透明な薄膜層の面に、
保護層として透湿度２０ｇｒ／ｍ２２４Ｈ以下の透明な
プラスチック保護層が、他方の面に、シーラントとして
ヒートシール可能な透明なプラスチックシーラント層を
積層される。

上記の保護層、シーラント層を設けるには、フィルムを
積層するか、または塗布膜を形成させる方法が採用でき
る。保護層として用いる透明なプラスチック薄膜（フィ
ルムまたは塗布膜）は、ＡＳＴＭＦ３７２に準拠して、
温度４０℃、相対湿度９０％の条件において測定した透
湿度が２０ｇｒ／ｍ２２４Ｈ以下、好ましくは１５ｇｒ
／ｒｆ２４Ｈ以下の特性をもったものか好ましく、その
厚さは５〜４００μの範囲で選ぶことができる。

上記の性能に合致し、保護層として使用可能な透明なプ
ラスチック基材フィルムとしては、ポリプロピレンおよ
びプロピレン系共重合体、ポリ塩化ビニルおよびその共
重合体等の塩化ビニル系樹脂、塩化ビニル−塩化ビニリ
デン共重合体などの塩化ビニリデン系樹脂などのフィル
ムが使用可能であり、更には、ポリエチレンテレフタレ
ートなどのポリエステル樹脂よりなるフィルムに塩化ビ
ニリデン系樹脂等能の樹脂をコーティングしたコートフ
ィルムなどが挙げられる。又、ケイ素酸化物薄膜を有す
る透明フィルムに塩化ビニリデン系樹脂等能の樹脂を直
接コーティングしてもよい。

ヒートシール可能なシーラント層としては、低密度ポリ
エチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリプロピ
レン、アイオノマー等があげられる。

保護層及びシーラント層をケイ素酸化物薄膜を有する透
明なフィルム面に積層する場合には、ウレタン系接着剤
、アクリル系接着剤、ポリエステル系接着剤などを用い
るドライラミネート法および押出ラミネート法など、公
知の方法を採用できる。

又、保護層及びシーラント層に使用するフィルムは未延
伸のもの、あるいは−輔または二輪に延伸したもの、い
ずれてあってもよい。シーラント層の積層順序は、ケイ
素酸化物薄膜形成の前でも、後でもかまわない。

塩化ビニリデン系樹脂をケイ素酸化物薄膜に塗布する場
合、塩化ビニリデン系樹脂の接着強度を上げるため、ア
ンカーコート剤が使用される。好適なアンカーコート剤
としては、イソシアネート系、ポリエチレンイミン系、
有機チタン系などの接着促進剤及びポリウレタンポリエ
ステル系などの接着剤をあげることができる。

本発明に係る防湿性のすぐれた透明プラスチックフィル
ムの厚さは、強度、柔軟性、経済性などの点から１０〜
５００μの範囲が好ましく、より好ましくは１０〜２０
０μの厚さである。

この発明のフィルムの構成例を、第１図に示す。

この例のパッケージフィルム１では、片面に透明ケイ素
酸化物薄膜層２が形成された透明フレキシブルプラスチ
ック基材フィルム３と、ケイ素酸化物薄膜２面に積層さ
れたプラスチック保護層４と、他方の面に積層されたプ
ラスチックシーラント層５とからなる。

ケイ素酸化物薄膜層２とプラスチック保護層４とが、ま
たプラスチック基材フィルム３とシーラント層５とが、
それぞれ接着剤層６および７て接合されている。

〔作　用〕

上記の構成を有するこの発明の作用を以下に説明するが
、この記載は発明のより良い理解のためであり、発明の
範囲を限定するものではない。

この発明の好ましい態様において、ケイ素酸化物薄膜層
のケイ素の結合エネルギーが、プラスチック基材フィル
ム近傍部において、表層部や中央部より大きなエネルギ
ーを持つ成分を有する。これにより極めて優れた防湿性
を示すようになる。

すなわち、上記ポリビニルアルコール系フィルムのよう
に、水酸基などの極性基を有する基材フィルムに真空蒸
着法などによってケイ素酸化物薄膜層を形成させると、
上記薄膜層が形成される初期の段階、つまりプラスチッ
ク基材フィルム近傍側では基材フィルムの極性基とケイ
素酸化物とが相互作用することにより、極性基を持って
いないものに比べてより大きな結合エネルギーを有する
ケイ素酸化物の薄膜が形成される。

このより、大きな結合エネルギーを有するケイ素酸化物
の薄膜が優れた防湿性能を発揮するに至ると考えられる
。

［発明の効果］ 本発明に係る透明プラスチックフィルムは、透明性にす
ぐれ、かつ、極めてすぐれた防湿性を有するものであり
、柔軟性があって、強度及び経済性の面でもすぐれたも
のである。また、苛酷な条件で使用されても、防湿性能
がそこなわれることはない。したがって、高度の防湿性
能が要求される液晶ディスプレイのバックライト用のＥ
Ｌ素子のパッケージフィルムとして好適であり、その工
業的価値は極めて大である。

請求項２記載の好ましい態様のフィルムは、薄膜層のケ
イ素結合エネルギーが、プラスチック基材フィルム近傍
部において、他の部分のケイ素結合エネルギーより大き
いの・で、極めて優れた防湿性を示し、したがって、高
度の防湿性能が要求される液晶ディスプレイのバックラ
イト用のＥＬ素子のパッケージフィルムとして最適であ
る。

［実施例］ 以下、本発明を実施例にもとづいて、また比較例と対照
させながら詳細に説明するが、本発明はその要旨を超え
ない限り、以下の実施例に限定されるものではない。

なお、以下の例においてケイ素酸化物薄膜層の５ｉ２ｐ
の結合エネルギー、得られた透明プラスチック基材フィ
ルムの透湿度、および透明性は次の方法によって測定ま
たは判定した。またケイ素酸化物の透明な薄膜層の厚さ
は、水晶式膜厚計によって測定した。

ケイ素酸化物薄膜の結合エネルギー（ｅＶ）８津製作所
製のＥＳＣＡ８５０型を使用し、Ｘ線源ＭｇＫα、Ａｒ
＋イオンで３分間隔でケイ素酸化物薄膜をエツチングし
、５ｉ２ｐの結合エネルギーの厚み方向の変化を測定し
た。

パッケージフィルムの透湿度（ｇｒ／ｒｒｌ”２４Ｈ）
Ａ　Ｓ　ＴＭＦ　−３７２に準拠し、温度４０℃、相対
湿度９０％の条件で測定した。測定にあたっては、保護
層面を高湿（９０％ＲＨ）側、シーラント層面を絶乾状
態側に位置させて、１０日日間時後の値をΔ）Ｉ定値と
した。

ＥＬ素子の発光輝度（ｃｄ／ゴ） 動作電圧１００Ｖ、動作周波数４００ＨｚでＥＬ素子の
輝度をΔ１１定した。温度４０℃、相対湿度９０％ＲＨ
の条件１５日間、３０日間放置したあとのＥＬ素子の発
光輝度の劣化を測定し評価した。

第２図は、評価に用いた有機分散型ＥＬ素子の構造の概
略図である。

ＥＬ素子パッケージフィルムの透明性（％）日立製作新
製の分光光度計を用いて可視光におけるフィルムの光線
透過率を測定し、５５０ｎｍにおける光線透過率をフィ
ルムの透明性とした。

実施例１ ケン化度９９，９モル％のポリビニルアルコールフィル
ム（延伸倍率３×３倍、二軸延伸、厚味１２μ）の表面
に、５　Ｘ　１０　’Ｔｏｒｒの真空下、電子ビーム加
熱方式で、純度９９．９％の一酸化ケイ素（Ｓｉｎ）を
加熱蒸発させ、ポリビニルアルコール基材フィルムの片
面に厚さ１０００人のケイ素酸化物の透明な薄膜を形成
させて透明プラスチックフィルムを得た。

この透明プラスチックフィルムのケイ素酸化物薄膜層側
に、ポリプロピレンフィルム（延伸倍率３×３倍、二軸
延伸、厚み２０μ、透湿度９ｇｒ／ｒｒｒ２４　Ｈ，以
下これをＯＰＰフィルムと略称する）をウレタン系接着
剤を用いて積層し、他の面に低密度ポリエチレンフィル
ム（無延伸、厚み６０μ）を同様にウレタン系接着剤を
用いて積層し、第１図に示すような透明な積層プラスチ
ックフィルムを得た。

得られたフィルムについて、前記方法でケイ素の結合エ
ネルギー、透湿度、透明性を測定した。

又、得られたフィルムにより有機分散型のＥＬ素子をパ
ッケージし、第２図に示すような評価用のバックライト
を製作した。得られたバックライトについて、前記方法
で発光輝度の劣化を測定した。

測定結果を第３図、第１表に示す。

実施例２ 実施例１に記載の例において、ケイ素酸化物薄膜を形成
する基材フィルムをポリビニルアルコ−ルフィルムにか
えてエチレン・ビニルアルコール共重合体フィルム（エ
チレン含量３２モル％、延伸倍率３Ｘ３倍、二輪延伸、
厚み１２μ）を使用したほかは、同例におけると同様に
して、エチレンビニルアルコール共重合体フィルムの片
面にケイ素酸化物の透明な薄膜層を形成させた。

得られた透明プラスチックフィルムについて、実施例１
におけると同様の項目の評価試験を行った。結果を第４
図、第１表に示す。

実施例３ 実施例１に記載の例において、ケイ素酸化物薄膜を有す
るポリビニルアルコールフィルムの保護フィルムとして
、２０μのＯＰＰフィルムにかえて、１２μのＯＰＰフ
ィルム（透湿度１５ｇｒ／ｒ＋ｆ２４Ｈ）を使用した以
外は、同例におけると同様にして、透明積層フィルムを
得、評価を行った。

結果を表１に示す。

実施例４ 実施例１に記載の例において、ケイ素酸化物薄膜の厚さ
を２００人に代えたほかは、同例におけると同様にして
透明積層フィルムを得て評価を行った。結果を表１に示
す。

実施例５ 実施例１に記載の例において、ポリビニルアルコールフ
ィルムの片面に一酸化ケイ素（Ｓｉｎ）にかえて、純度
９９．９％の二酸化ケイ素（Ｓ　ｉ０２　）を加熱蒸発
させた以外は、同例におけると同様にして、透明積層フ
ィルムを得て評価を行った。結果を表１に示す。

参考例１ 実施例１に記載の例において、ケイ素酸化物薄膜を形成
する透明フィルムをポリビニルアルコールフィルムにか
えて、ポリエチレンテレフタレートフィルム（延伸倍率
３Ｘ３倍、二輪延伸、厚み１２μ）を使用したほかは、
同例におけると同様にして、ポリエチレンテレフタレー
トフィルムの片面にケイ素酸化物の透明な薄膜層を形成
させた。

得られた透明プラスチックフィルムについて実施例１に
おける同様の項目の評価を行った。結果を第５図および
第１表に示す。

参考例２ 実施例１に記載の例において、ケイ素酸化物薄膜を形成
する透明フィルムをポリビニルアルコールフィルムにか
えて、ポリプロピレンフィルム（延伸倍率３×３倍、二
軸延伸、厚み１２μ）を使用したほかは、同例における
と同様にして、ポリプロピレンフィルムの片面にケイ素
酸化物の透明な薄膜層を形成させた。

得られた透明プラスチックフィルムについて、同例と同
様の項目の評価を行った。結果を第６図、第１表に示す
。

比較例１ 実施例１に記載の例において、ケイ素酸化物薄膜を有す
るポリビニルアルコールフィルムの保護フィルムとして
、２０μのＯＰＰフィルムにかえて、１２μのポリエチ
レンテレフタレートフィルム（透湿度５０ｇｒ／ｍ２２
４Ｈ）を使用した以外は、同例におけると同様にして、
透明積層フィルムを得て評価を行った。結果を第１表に
示す。この結果より、防湿性が悪いことがわかる。

参考例３ ポリ塩化３フツ化エチレンフイルム（無延伸、厚み７５
μ、透湿度０．３ｇｒ／ｍ２２４Ｈ）の片面に低密度ポ
リエチレンフィルム（無延伸、厚み６０μ）を積層した
透明フィルムによりＥＬ素子をパッケージし、実施例１
と同様の評価を行った。

結果を第１表に示す。

この結果より、この従来例のフィルムは比較的良好な防
湿性を示すが、極めて高価であった。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるパッケージフィルムの層構成を
示す断面図、第２図はフィルムでパッケージされたＥＬ
索子の概略断面図、第３図は実施例１から得られてケイ
素酸化物薄膜層のケイ素の結合エネルギーの厚み方向の
変化を示すグラフ、第４図は実施例２から得られてケイ
素酸化物薄膜層のケイ素の結合エネルギーの厚み方向の
変化を示すグラフ、第５図は参考例１から得られてケイ
素酸化物薄膜層のケイ素の結合エネルギーの厚み方向の
変化を示すグラフ、第６図は参考例２から得られてケイ
素酸化物薄膜層のケイ素の結合エネルギーの厚み方向の
変化を示すグラフである。 １・・・パッケージフィルム、２・・・ケイ素酸化物薄
膜層、３・・・プラスチック基材フィルム、４・・・プ
ラスチック保護層、５・・・プラスチックシーラント層
、６．７・・・接着剤層。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 第１図 第２図 近傍部 中央部 表ＭＩＪ −ケイ素酸化物ｒ！Ｊ展の厚み方内 第３図 近傍部 中央部 表層部 一ケイ素酸化物ｒｌ腹の厚み方向 近傍部 中央部 表層部 −ケイＴ、＋１２化物薄股の厚み方向 第５図 近傍部 中央部 表層部 −ケイ素酸化鞠ｒＪ股の厚み方向

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 　１．液晶素子のバックライトとして使用するエレクト
   ロルミネッセンス（ＥＬ）の分散型素子のパッケージ用
   フィルムにおいて、該パッケージ用フィルムは、少なく
   とも片面に透明なケイ素酸化物薄膜層が形成された透明
   なフレキシブルプラスチック基材フィルムと、該ケイ素
   酸化物薄膜面に積層された透湿度２０ｇｒ／ｍ＾２２４
   Ｈ以下の透明なプラスチック保護層と、該保護層の他方
   の面に積層されたヒートシール可能な透明なプラスチッ
   クシーラント層とからなることを特徴とする液晶ディス
   プレイのバックライト用パッケージフィルム。
2. 　２．　透明なケイ素酸化物薄膜層のケイ素の結合エネ
   ルギーが、上記薄膜層の厚み方向で異なり、プラスチッ
   ク基材フィルム近傍部において、より大きなケイ素の結
   合エネルギーを持つケイ素酸化物を有する、請求項１記
   載の液晶ディスプレイのバックライト用パッケージフィ
   ルム．
3. 　３．　ケイ素酸化物の透明な薄膜層が真空蒸着法、ス
   パッタリング法、イオンプレーティング法、のいずれか
   によって形成されたものである、請求項１または２記載
   の液晶ディスプレイのバックライト用パッケージフィル
   ム。
4. 　４．　透明フレキシブルプラスチック基材フィルムの
   厚さが５〜４００μの範囲、ケイ素酸化物の透明な薄膜
   層の厚さが１００〜５０００Åの範囲、保護層とシーラ
   ント層との合計厚味が５〜４００μの範囲で選ばれ、全
   体の厚さが１０〜５００μの範囲である、請求項１、２
   または３記載の液晶ディスプレイのバックライト用パッ
   ケージフィルム。