CN104969305A - 透明层叠膜、透明导电性膜和气体阻隔性层叠膜 - Google Patents

透明层叠膜、透明导电性膜和气体阻隔性层叠膜 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种透明性和在高温(例如200℃以上)下的热尺寸稳定性优异且表面电阻值低的新的透明导电性膜。进而,本发明提供一种可用于该透明导电性膜的基材膜、其它各种透明基板等的新的透明层叠膜和气体阻隔性层叠膜。本发明提出一种透明导电性膜,是在基材膜的至少一侧具有交联树脂层的透明层叠膜的该交联树脂层的一侧或两侧,直接或介由由树脂材料构成的底涂层形成透明导电层而得的透明导电性膜,其第1特征在于,上述透明层叠膜在纵向和横向在温度200℃加热10分钟时的热收缩率为1.5%以下,其第2特征在于,上述透明导电性膜的表面电阻值为150Ω/□以下。

Description

透明层叠膜、透明导电性膜和气体阻隔性层叠膜
技术领域
本发明涉及例如可作为太阳能电池、有机系太阳能电池、柔性显示器、有机EL照明、触控面板等的基板材料使用的透明层叠膜,进一步涉及具备导电性的透明导电性膜和具备气体阻隔层的气体阻隔性层叠膜。
背景技术
以往,作为有机EL等各种显示元件、太阳能电池等的基板材料,使用玻璃材料。然而,玻璃材料不仅具有容易破裂、较重、难以薄型化等缺点,而且对于近年来的显示器的薄型化和轻量化、显示器的柔性化而言称不上是充分的材质。因此,作为代替玻璃的代替材料,研究了薄型且轻量的透明树脂制的膜状基板。
这种用途中,使用膜状的树脂制基板时,对膜要求高的耐热性。例如,树脂膜上形成TFT等电路时,为了在形成电路时不发生图案偏移,对用于这种用途的树脂膜要求在作为TFT的热处理温度的200℃左右的高的尺寸稳定性。
对于具备气体阻隔性的树脂膜,为了不会对具备气体阻隔性的功能层带入裂痕或引入褶皱而导致该功能层被破坏而损害包括气体阻隔性的功能,要求在150℃以上的高温环境下的热尺寸稳定性。
然而,以往的通常的聚酯膜等在150℃以上的高温环境、具体而言在150℃~200℃的高温环境下的热尺寸稳定性不充分。因此,近年来,作为气体阻隔加工用膜、柔性显示器基板用膜,要求具有高的热尺寸稳定性的树脂膜。
作为对树脂膜赋予高温环境下的尺寸稳定性的方法,例如,专利文献1中公开了附加热松弛处理(也称为“退火处理”“热定型处理”)作为膜制造工序的最终方法的方法。
此外,专利文献2和3中公开了在通过通常的工序制造的膜的表面形成各种涂膜的方法。
在透明树脂制的膜上形成透明导电膜例如ITO(氧化铟锡)等金属氧化膜时,由于通常在室温下溅射形成,所以该膜的非晶性高。因此,透明树脂制的膜上形成有透明导电膜的膜与在玻璃基材上形成有ITO膜等透明导电膜的膜相比在表面电阻值、耐久性、耐酸性等方面显著差。因此,近年来寻求提高透明导电膜的结晶性的透明导电性膜。
作为提高ITO膜等透明导电膜的结晶性的方法,例如,专利文献4中公开了在高分子膜基材上将ITO膜成膜后,实施热处理而使ITO结晶化的方法,专利文献5中公开了对ITO膜照射微波的结晶化方法。
另一方面,专利文献6中公开了使用将光聚合性组合物固化而得到的树脂成型体的太阳能电池用透明电极基板。该树脂成型体的耐热性高,因此在透明电极层的形成时能够将基材温度上升至150℃。
此外,专利文献7中作为透明导电性膜公开了在高分子膜的两面具有有机层,在该有机层的至少一面具有无机层,进一步在最外层具有透明导电层的透明导电性膜。该透明导电性膜具有即使增加导电层的厚度也不易产生破裂的弯曲性,因此可以相对地增厚导电层的厚度而降低表面电阻值。
专利文献8中公开了包含经涂覆的聚酯基板层和含有导电性材料的电极层的、用于电子设备的复合膜。该复合膜的经涂覆的聚酯基板的挠性得到改善,具有耐开裂性。
专利文献9中公开了以环状烯烃系聚合物层、分散含有金属氧化物微粒的锚固涂层和透明导电层这样的顺序层叠而成的层叠膜。该层叠膜具有透明导电层长期不产生龟裂、且保持低电阻值、高强度且机械耐久性优异的性质,可用于触控面板用途。
此外,作为可用于透明基板的透明膜,专利文献10中公开了在基材膜的表背两侧具有固化层的透明层叠膜。该透明层叠膜具有透明性和高温下的热尺寸性优异的性质,可用作太阳能电池、有机系太阳能电池、柔性显示器、有机EL照明、触控面板等的基材。
除此以外,作为可用于透明基板的透明膜,专利文献11中公开了一种复合膜,该复合膜为含有聚合物基板和平坦化涂覆层的膜,具有形成于该涂覆层表面上的阻隔层。该复合膜由于聚合物基板被热定型和热稳定化,因此具有高的尺寸稳定性。
专利文献12中公开了具备平均线膨胀系数为50ppm/K以下的层(A层)和拉伸弹性模量为1GPa以下的层(B层)的透明多层片材。更具体而言,公开了由B层/A层/B层的3层构成的透明多层片材等,公开了该多层片材的全光线透射率为91%以及平均线膨胀系数为43ppm/K,透明性和尺寸稳定性优异。
专利文献13中公开了一种层叠膜,该层叠膜在具有环状烯烃系聚合物的膜(I)的两面具有含粒子层(II),该含粒子层(II)是使用以特定的化合物进行表面改性的氧化物粒子以及含有具有特定结构的聚合性不饱和基的固化性组合物而形成的,该含粒子层(II)相对于膜(I)的膜厚100在0.1~30的范围层叠而成。
专利文献14中公开了高温时的尺寸稳定性高、透明性高的聚酰亚胺、聚酰胺等。它们通过流延法进行制膜,因此几乎没有取向,因此未发生进行加热时的收缩。
作为提高气体阻隔性的方法,提出有以下方法:通过真空蒸镀、溅射对聚酯膜极薄地层叠氧化硅等无机透明膜,从而提高氧、水蒸气透过性的方法(例如参照专利文献15)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-265318号公报
专利文献2:日本特开2001-277455号公报
专利文献3:日本专利第2952769号
专利文献4:日本特开平2-194943号公报
专利文献5:日本特开2005-141981号公报
专利文献6:日本特开2008-85323号公报
专利文献7:日本特开2000-353426号公报
专利文献8:国际公开第09/016388号小册子
专利文献9:日本特开2009-029108号公报
专利文献10:国际公开第13/022011号小册子
专利文献11:日本特表2011-518055号公报
专利文献12:日本特开2007-298732号公报
专利文献13:日本特开2010-23234号公报
专利文献14:日本特开昭61-141738号公报
专利文献15:日本特开2006-96046号公报
发明内容
如上所述,为了降低由ITO等构成的透明导电膜的表面电阻值,需要提高透明导电膜的结晶性,作为其方法之一,考虑将透明导电膜在高温下制膜,从而提高透明导电膜的结晶性的方法。例如,只要可以将通常在室温下进行溅射的透明导电膜的形成在高温环境下例如150~220℃的温度环境下通过溅射制膜,则可以提高透明导电膜的结晶性。
然而,一般用作基材膜的双轴拉伸PET膜等在这种高温环境下会热收缩,因此存在高温环境下无法将透明导电膜制膜的课题。但是,若使用热尺寸稳定性优异的全新材料,则不仅有可能存在预想不到的各种问题,而且导致成本变高等课题。
因此,本发明的目的是提供一种可以提高在高温环境例如200℃以上的环境下的热尺寸稳定性、可进一步提高表面电阻值的由新的构成形成的透明导电性膜。
此外,需要不仅能够通过更简易的制造工序进行制造,而且在今后的使用环境下也薄的树脂膜、耐热性更高的膜。
因此,本发明的目的是提供一种透明性以及高温例如200℃以上的热尺寸稳定性优异且可减薄膜的厚度的新的透明层叠膜。
此外,使用采用气体阻隔性提高方法的膜时,该膜上形成透明电极、元件时所需的加热退火工序中,作为基材的聚酯膜会收缩,因此可能丧失气体阻隔性。这样,需要开发不仅可以通过更简易的制造工序进行制造,而且在今后的使用环境下耐热性也高且气体阻隔性也优异的膜。
因此,本发明的目的也在于提供一种气体阻隔性以及高温例如150℃以上的热尺寸稳定性优异的气体阻隔性层叠膜。
本发明提出一种透明导电性膜,具备在基材膜的表背两侧具有交联树脂层的透明层叠膜,在该透明层叠膜的表背一侧或两侧直接或介由底涂层具备透明导电层,上述交联树脂层的厚度合计为基材膜的厚度的8%以上,其特征在于,
上述透明层叠膜在纵向和横向在温度200℃加热10分钟时的热收缩率为1.5%以下,且上述透明导电性膜的表面电阻值为150Ω/□以下。
本发明所提出的透明导电性膜通过在基材膜的表背两侧具有交联树脂层,且将这些交联树脂层的厚度合计设为基材膜的厚度的8%以上,从而即使在高温环境下基材膜会收缩,交联树脂层也能对其阻碍,作为透明导电性膜整体可耐受该收缩应力,因此可以提高作为透明导电性膜的热尺寸稳定性。具体而言,可得到在纵向和横向在温度200℃加热10分钟时的热收缩率为1.5%以下的热尺寸稳定性。
因此,本发明所提出的透明导电性膜可例如在150~220℃等高温环境下将透明导电层制膜,因此可以提高透明导电层的结晶性,可以有效地降低透明导电膜的表面电阻值。
本发明所提出的透明导电性膜可以得到如上述的优点,因此除了例如液晶显示器、有机发光显示器(OLED)、电泳显示器(电子纸)、触控面板、滤色器、背光灯等显示器材料的基板、太阳能电池的基板以外,也可以很好地用于光电元件基板等。
此外,本发明所提出的透明导电性膜可以用于要求高温下的尺寸稳定性的用途,例如电子部件用膜。此外,通过进行气体阻隔加工,也可以很好地用于有机EL等半导体设备、液晶显示元件、太阳能电池用途。
此外,本发明提供一种透明层叠膜,其是在基材膜的表背两侧具有交联树脂层的层叠膜,
其第1特征在于,上述交联树脂层是使用含有光聚合性化合物、光聚合引发剂和微粒的固化性组合物而形成的,且基材膜和交联树脂层的厚度满足下述(a)和(b);
其第2特征在于,在温度200℃加热10分钟时的纵向(MD方向)和横向(TD方向)中的至少任一方向的层叠膜的热收缩率是将基材膜在相同条件下加热时的热收缩率的70%以下,且层叠膜的全光线透射率为80%以上。
(a)基材膜的厚度为75μm以下
(b)交联树脂层的表背两侧的厚度合计为基材膜的厚度的8%以上
本发明所提出的透明层叠膜通过具备如下构成,从而具有透明性和高温(例如200℃以上)下的热尺寸稳定性极其优异的性质,所述构成是将使用含有特定材料的固化性组合物而形成的交联树脂层以特定厚度层叠在特定厚度的基材膜的表背两侧。
此外,本发明所提出的透明层叠膜由于在基材膜的表背两侧设置的交联树脂层可以耐受基材膜在高温时收缩的应力,因此具有既维持透明性并且加热处理所致的尺寸变化(热尺寸稳定性)少的优点。
因此,本发明所提出的透明层叠膜除了例如液晶显示器、有机发光显示器(OLED)、电泳显示器(电子纸)、触控面板、滤色器、背光灯等显示器材料的基板、太阳能电池的基板以外,也可以很好地用于光电元件基板等。
此外,本发明所提出的透明层叠膜由于具备如上所述的优点,所以除了要求高温下的尺寸稳定性的用途,尤其是包装用膜、电子部件用膜以外,通过进行气体阻隔加工,也可以很好地用于有机EL等半导体设备、液晶显示元件、太阳能电池用途。
进而,本发明还提出一种气体阻隔性层叠膜,其是具有以下构成的气体阻隔性层叠膜:具备基材膜,在该基材膜的两面具备交联树脂层,以及在该交联树脂层的至少一面具备气体阻隔层,且该交联树脂层的表背两侧的厚度合计为基材膜的厚度的8%以上,
其第1特征在于,该交联树脂层是使用含有光聚合性化合物、光聚合引发剂和微粒的固化性组合物而形成的,且微粒的平均粒径为1nm~50nm的范围,
其第2特征在于,该气体阻隔层的厚度为5~100nm的范围,
其第3特征在于,膜整体的水蒸气透过率为1.0×10-2g/m2/天以下。
本发明所提出的气体阻隔性层叠膜以特定的构成具有交联树脂层和气体阻隔层,通过调整交联树脂层材料和气体阻隔层的厚度,具有既维持透明性而且气体阻隔性和高温(例如150℃以上)的尺寸稳定性高、其后的热处理中也难以发生收缩等的性质。
此外,本发明所提出的气体阻隔性层叠膜通过在基材膜的两面具备提高热尺寸稳定性的交联树脂层和气体阻隔层,从而具备既发挥高透明性且加热处理所致的尺寸变化少、进而还具有气体阻隔性的优点。因此,本发明所提出的气体阻隔性层叠膜除了例如液晶显示器、有机发光显示器(OLED)、电泳显示器(电子纸)、触控面板、滤色器、背光灯等显示器材料的基板、太阳能电池的基板以外,也可以很好地用于光电元件基板等。
本发明所提出的气体阻隔性层叠膜由于具备如上述的优点,所以除了要求高温的尺寸稳定性的用途,尤其是包装用膜、电子部件用膜以外,也可以很好地用于有机EL等半导体设备、液晶显示元件、太阳能电池用途。
具体实施方式
接着,对本发明的实施方式的一个例子进行说明。但是,本发明不限定于下述实施方式。
本发明的实施方式的一个例子所涉及的透明导电性膜(称为“本导电性膜”)、透明层叠膜(称为“本层叠膜”)和气体阻隔性层叠膜(称为“本气体阻隔性膜”)均具备在基材膜的表背两侧具有交联树脂层这样的共同的构成。
因此,以下首先对任一实施方式(将它们总称为“本发明膜”)共同的构成要素进行说明后,接着分别对层叠膜1(称为“本导电性膜”)、层叠膜2(称为“本层叠膜”)、层叠膜3(称为“本气体阻隔性膜”)进行详述。
<基材膜>
作为本发明膜中的基材膜,只要是透明的树脂膜则可以任意地采用。例如,可举出由聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯系树脂、聚苯硫醚树脂、聚醚砜树脂、聚醚酰亚胺树脂、透明聚酰亚胺树脂、聚碳酸酯树脂、环状烯烃均聚物或环状烯烃共聚物等环状烯烃系树脂等构成的膜。可以使用含有由这些树脂中的一种或二种以上的组合构成的树脂的膜。
作为上述透明聚酰亚胺树脂,除了例如对聚酰亚胺树脂的主链导入六氟亚异丙基键而成的聚酰亚胺、将聚酰亚胺中的氢取代为氟而成的氟化聚酰亚胺以外,还可举出将聚酰亚胺树脂的结构中所含的环状不饱和有机化合物氢化而成的脂环式聚酰亚胺等。也可以使用例如日本特开昭61-141738号公报、日本特开2000-292635号公报等中记载的聚酰亚胺树脂。
上述膜之中,热尺寸稳定性差的膜,例如在温度150~220℃的环境下会热收缩的基材膜可以进一步享受本发明的效果。从该观点出发,作为本发明膜所用的基材膜,优选为以玻璃化转变温度(Tg)为130℃以下的树脂为主成分的树脂膜,其中,优选的是以优选为50℃以上或130℃以下、更优选为70℃以上或130℃以下的树脂为主成分的树脂膜。
其中,尤其是从一般作为透明导电性膜其它各种透明基板的基材膜使用的观点出发,特别优选为以聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂为主成分且经双轴拉伸的膜。
<交联树脂层>
本发明膜中,交联树脂层是指将固化性组合物交联而形成交联结构而成的层。
应予说明,本申请的优先权的基础申请中,也将该交联树脂层称为“固化层”。这是因为通常涂布固化性组合物并使其“固化”而形成。该基础申请中的“固化层”和本申请中的“交联树脂层”表示相同的层。
上述固化性组合物可以由光聚合性化合物构成,除该光聚合性化合物以外,也可以根据需要含有光聚合引发剂、微粒、溶剂、其它的成分。
接着,对这些各成分进行说明。
(光聚合性化合物)
作为上述光聚合性化合物,可举出具有聚合性不饱和键的化合物,具体而言,可举出具有烯键式不饱和键的单体或低聚物,更具体而言,可举出氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、聚碳酸酯(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物,以及单官能或多官能的(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物等。它们可以使用1种或组合2种以上使用。
另外,本发明中,“单体”是表示没有具有聚合性官能团的结构单元的重复的物质,“低聚物”表示具有聚合性官能团的结构单元的重复数为2以上且分子量小于5000的物质或末端具有聚合性官能团的物质。
作为上述单官能或多官能的甲基丙烯酸酯单体或丙烯酸酯单体(以下将两者各自或合并简称为“丙烯酸酯单体”),例如,(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯、(甲基)丙烯酸苯基酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯等单官能丙烯酸酯单体,二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二丙烯酸酯、1,10-癸二醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、2,2′-双(4-(甲基)丙烯酰氧基聚乙烯氧基苯基)丙烷、2,2′-双(4-(甲基)丙烯酰氧基聚丙烯氧基苯基)丙烷等2官能丙烯酸酯单体,三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三(2-羟基乙基)异氰脲酸三(甲基)丙烯酸酯、丙氧化甘油基三(甲基)丙烯酸酯等3官能丙烯酸酯单体,二(三羟甲基丙烷)四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯等4官能丙烯酸酯单体,二季戊四醇羟基五(甲基)丙烯酸酯等5官能丙烯酸酯单体,二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等6官能丙烯酸酯单体等。应予说明,它们可以使用1种或组合2种以上使用。
其中,从可以只要照射紫外线就可以相对容易地交联的方面考虑,优选使用1分子内具有2个以上的丙烯酰基或甲基丙烯酰基的多官能丙烯酸酯单体或低聚物。如此,通过具有2个以上官能团,分子的对称性变高,其结果,分子的偶极距下降,也可抑制微粒、尤其是无机微粒彼此的凝聚。
因此,交联树脂层优选为具备1分子内具有2个以上的丙烯酰基或甲基丙烯酰基的多官能丙烯酸酯单体交联而成的交联结构的树脂层。
它们之中,进一步从热收缩稳定性特别优异的方面考虑,特别优选具有脂环式结构的脂环式多官能丙烯酸酯单体,其中1分子内具有1个以上的脂环式结构的脂环式多官能丙烯酸酯单体、或1分子内具有3个以上的丙烯酰基或甲基丙烯酰基的多官能氨基甲酸酯丙烯酸酯单体。可以将这些丙烯酸酯单体以己内酯等改性,也可以组合使用上述中的2种以上。
光聚合性化合物的分子量优选为215~4000的范围,其中更优选为250以上或3000以下,其中进一步优选为300以上或2000以下。通过使用这种分子量范围的光聚合性化合物,可以消除分子量过低而在干燥工序等中单体被吸附至无机微粒等的可能性,另一方面,可以消除分子量过高而固化性组合物的粘度过度地变大、抑制了微粒的分散、微粒彼此凝聚等问题。作为其结果,交联树脂层可以有效地抑制基材膜在高温时的收缩。
应予说明,本发明中,光聚合性化合物的分子量大于1500时,设为表示作为重均分子量(Mw)的分子量。
除上述以外,为了调整例如交联树脂层的固化性、吸水性和硬度等物性,也可以在上述固化性组合物中添加由选自聚(甲基)丙烯酸酯、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂等中的一种或二种以上的组合构成的聚合物成分。
(光聚合引发剂)
作为上述光聚合引发剂,例如可举出苯偶姻系、苯乙酮系、噻吨酮系、氧化膦系和过氧化物系等。作为上述光聚合引发剂的具体例,例如,可例示二苯甲酮、4,4-双(二乙基氨基)二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯甲酮、甲基邻苯甲酰苯甲酸酯、4-苯基二苯甲酮、叔丁基蒽醌、2-乙基蒽醌、二乙氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮2-羟基-1-{4-[4-(2-羟基-2-甲基-丙酰基)-苄基]苯基}-2-甲基-丙烷-1-酮、苯偶酰二甲基缩酮、1-羟基环己基-苯基酮、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙醚、苯偶姻异丁醚、2-甲基-〔4-(甲硫基)苯基〕-2-吗啉基-1-丙酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-丁酮-1、二乙基噻吨酮、异丙基噻吨酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦、苯甲酰甲酸甲酯等。它们可以单独使用1种或并用2种以上。
(微粒)
本发明膜的交联树脂层根据需要可以含有微粒。
应予说明,交联树脂层中含有微粒时,为了将该微粒分散,优选使用分子量低的例如重均分子量为3000以下的(甲基)丙烯酸酯单体作为光聚合性化合物。
作为上述微粒,例如可举出氧化硅、氧化铝、氧化钛、钠玻璃、金刚石等具有透明性的无机微粒。
这些之中,从涂布适应性和价格等的方面出发,优选为氧化硅微粒。氧化硅微粒已大量开发有经表面修饰的氧化硅,通过使用经表面收缩的氧化硅,固化性组合物中的分散性提高,可以形成均匀的固化膜。
作为氧化硅微粒的具体例,可举出干燥的粉末状的氧化硅微粒、分散于有机溶剂的胶体二氧化硅(硅溶胶)等。这些之中,从分散性的方面考虑,优选使用分散于有机溶剂的胶体二氧化硅(硅溶胶)。
若以提高分散性为目的,则也可以是在没有极端地损害透明性、耐溶剂性、耐液晶性、耐热性等特性的范围内利用硅烷偶联剂、碳酸酯系偶联剂等进行表面处理的氧化硅微粒、对表面进行易分散处理的氧化硅微粒。
尤其,其中优选使用利用硅烷偶联剂进行处理的微粒,其中进一步优选使用利用甲基丙烯酰基硅烷系偶联剂、乙烯基硅烷系偶联剂、苯基硅烷系偶联剂进行处理的微粒。
作为甲基丙烯酰基硅烷系偶联剂,可举出3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷和3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷等。
作为乙烯基硅烷系偶联剂,可举出乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷等。
此外,作为苯基硅烷系偶联剂,可举出苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷等。
这些之中,利用甲基丙烯酰基硅烷系偶联剂进行处理的微粒尤其是与粘合剂的亲和性高,因此最优选。
对微粒进行表面处理时,理论上的表面处理量通过下式进行计算。
添加量(g)=填充材料的重量(g)×比表面积(m2/g)/硅烷偶联剂的最小被覆面积(m2/g)
这里所说的最小被覆面积是通过下式计算的。
最小被覆面积(m2/g)=6.02×1023×13×10-20/硅烷偶联剂的分子量
对于通过上述式导出的添加量而言,从发生粒子彼此的凝聚等而未适当地分散的可能性低的观点、以及在分散于溶剂等中时防止液体浓度的急剧的上升或气泡的产生等的观点出发,表面处理剂的使用量优选为理论上的表面处理量的3倍以内。
通过使用上述经表面处理的微粒,可以在交联树脂层中使微粒高浓度且均匀地分散,其结果,可防止散射现象的产生,并且也可防止热尺寸稳定性的偏移。
为了减少入射至交联树脂层的折射光的量,优选微粒的折射率小于1.6。其中,从提高透明性的观点出发,优选使用作为将上述固化性组合物固化后的反应物的树脂尤其是形成主成分的树脂与微粒(填料)的折射率差小于0.2的微粒。
(溶剂)
上述固化性组合物可以根据需要添加溶剂而使用。即,可以以含有上述固化性组合物的溶液的形式使用,可以将该溶液涂布·固化在基材膜上而形成交联树脂层作为固化涂布层。
根据后述的各种涂覆方式,可以适当选择溶剂的种类、添加量。
作为上述溶剂,例如可以例示丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等酮类,乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯类,甲苯、二甲苯等芳香族类以及环己酮、异丙醇等。
这些溶剂的使用量没有特别的限制。通常相对于固化性组合物的固体成分整体量100质量份为0~300质量份。
(其它的成分)
除上述以外,也可以在不阻碍固化性、透明性、吸水性等物性的范围内含有例如上述例示以外的光固化性的低聚物·单体和光引发剂以及敏化剂、交联剂、紫外线吸收剂、阻聚剂、填充材料、热塑性树脂等。
<层叠构成>
本发明膜中,可以在基材膜的表背两面直接重叠交联树脂层而层叠,此外也可以在基材膜与该交联树脂层之间夹入其它层。例如,可以在基材膜与该交联树脂层之间夹入用于改良交联树脂层与基材膜的密合性的底涂层等。
<热定型处理>
本发明膜中,通过在基材膜的表背两侧设置规定的交联树脂层,即使不对基材膜进行热定型处理,也可以制成透明性和高温(例如200℃以上)的热尺寸稳定性优异的膜。然而,本发明膜也可以使用进行了用于缓和收缩的热定型处理的基材膜。
通过在基材膜上涂布固化性组合物之前,预先对基材膜施行热定型处理,可以进一步提高基材膜和本层叠膜的尺寸稳定性。
其中,进行了用于缓和收缩的热定型处理的双轴拉伸聚酯膜是作为基材膜优选的一个例子。
基材膜的热定型处理,在将该基材膜的玻璃化转变温度设为Tg时,优选在Tg~Tg+100℃的温度下对该基材膜进行0.1~180分钟的加热处理。
热定型处理的具体的方法只要是可以维持所需的温度、时间的方法就没有特别限定。例如可以使用以设定为所需的温度的烤箱或恒温室保管的方法、吹送热风的方法、用红外线加热器加热的方法、用灯照射光的方法、使其与热辊或热板接触而直接赋予热的方法、照射微波的方法等。此外,可以将基材膜切断成容易操作的大小后进行加热处理,也可以直接以膜卷进行加热处理。进而,只要可以得到所需的时间和温度,也可以在涂布机、切条机等膜制造装置的一部分安装加热装置,在制造过程中进行加热。
[本导电性膜]
本发明的实施方式的一个例子所涉及的本导电性膜具备在上述基材膜的表背两侧具有上述交联树脂层的透明层叠膜,并且在该透明层叠膜的表背一侧或两侧直接或介由底涂层而具备透明导电层。
<交联树脂层>
本导电性膜中的交联树脂层是可以使上述固化性组合物交联而形成的层。
(微粒)
本导电性膜中的交联树脂层可以实质上不含微粒,此外,也可以实质上含有微粒。通过交联树脂层含有微粒,可以进一步提高高温尺寸稳定性。
作为上述微粒,优选使用平均粒径为1nm~200nm的范围的微粒,其中特别优选使用平均粒径为1nm以上或10nm以下,其中特别优选4nm以上或50nm以下的范围的微粒。通过使用平均粒径在该范围的微粒,不会对由于米氏散射现象而入射的光产生散射现象,可以确保膜的透明性。
这里“平均粒径”是指数平均粒径,微粒的形状为球状时,可以以“测定粒子的等效圆直径的总和/测定粒子的数量”算出,此外,微粒的形状不是球状时,可以以“短径与长径的总和/测定粒子的数量”算出。
此外,含有2种以上的微粒时,这些混合粒子的平均粒径为上述“平均粒径”。
(含有比例)
上述固化性组合物中所含的上述光聚合性化合物的含量相对于固化性组合物整体,优选设为20~90质量%(使用溶剂时换算成固体成分,以下相同),更优选设为20~60质量%,最优选设为20~40质量%。若光聚合性化合物的含量少,则微粒的分散变得困难,因此有可能微粒彼此产生凝聚,透明性显著变差。此外,通过使光聚合性化合物的含量不过多,可以消除微粒对膜整体的热尺寸稳定性的作用减半、无法发挥微粒具有的优异的热尺寸稳定性的可能性。
光聚合引发剂可以根据需要含有。对于本导电性膜,含有光聚合引发剂时,上述固化性组合物中所含的上述光聚合引发剂的含量相对于固化性组合物整体,优选设为0.1质量%~10质量%,更优选设为0.5质量%~5质量%。通过设为这种范围,可以可靠地高效率地进行固化性组合物的固化反应。
以上之中,作为上述固化性组合物中所含的上述光聚合性化合物和微粒的含有比例,优选设为光聚合性化合物(以下也简称为(A))20~100质量%和微粒(以下也简称为(C))0~80质量%的含有比例,更优选设为(A)20~90质量%和(C)10~80质量%。
此外,作为上述固化性组合物中所含的(A)、光引发剂(以下也简称为(B))和(C)的含有比例,优选设为(A)20~79质量%、(B)0.1~10质量%以下和(C)10~79质量%的含有比例,其中更优选设为(A)20~59质量%、光聚合引发剂(B)0.5~5质量%和(C)40~79质量%,其中最优选设为(A)20~39质量%、(B)0.5~5质量%和(C)60~79质量%。通过设为这种含有比例,可以最大限度地发挥微粒所具有的优异的热尺寸稳定性,并且高效率地稳定地供给具备透明性、生产率的层叠膜。
其中,对于本导电性膜,含有微粒时,作为上述固化性组合物中所含的微粒的含量,相对于固化性组合物整体,优选含有40~80质量%的平均粒径为200nm以下的微粒,其中进一步优选设为60质量%~80质量%。通过设为这种范围,可以在微粒可分散的范围内维持透明性,并且最大限度地发挥优异的热尺寸稳定性。
(厚度构成)
本导电性膜中的基材膜的厚度优选为70μm以下,其中更优选为5μm~70μm,其中进一步优选为10μm~70μm,尤其是其中最优选为20μm~60μm。通过设为这种范围,可以得到光线透射率提高、处理性能高等优点。
用作触控面板或有机EL显示器、有机EL照明的基板材料的树脂膜为了轻量化、薄型化和低成本化,需要减薄膜厚度。一般而言,以挤出成型得到树脂膜时,为了减薄厚度,可以使熔融状态的树脂伸长而变薄,或将加热至玻璃化转变温度以上的树脂膜拉伸而得到。
即,随着减薄树脂膜,对成型施加的外部应力增大,其结果,成为残留应力大的树脂膜。因此将具有100μm以下的厚度的树脂膜用于经过电路形成等高温工艺的用途时,出现以下问题,即该残留应力在高温时缓和而产生尺寸变化。
因此,通过在特定厚度的基材膜具体而言70μm以下的基材膜的表背两侧设置厚度合计为基材膜的8%以上的交联树脂层,从而交联树脂层显著地抑制基材膜的高温时的收缩,可以得到热尺寸稳定性优异的透明的层叠膜。
本导电性膜中,为了使得在温度200℃加热10分钟时的热收缩率为1.5%以下,优选将交联树脂层形成于基材膜的表背两侧,且表背两侧的交联树脂层的厚度合计为基材膜的8%以上,更优选为基材膜的厚度的10%以上,尤其是更进一步优选为15%以上或50%以下,其中尤其是进一步优选为20%以上或45%以下,最优选为大于30%且45%以下。
若交联树脂层薄,则作为层叠膜整体的刚性变小,难以抑制高温时的基材膜的收缩。另一方面,若交联树脂层过厚,则容易产生裂痕、破裂,不优选。
<透明导电层>
本导电性膜可以在具有交联树脂层的透明层叠膜上直接或介由由树脂材料构成的底涂层形成透明导电层。
透明导电层的材料没有特别限定。只要是可以形成透明的导电性的膜的材料即可。例如,可举出含有氧化锡的氧化铟(ITO)、含有锑的氧化锡(ATO)、氧化锌、锌-铝复合氧化物、铟-锌复合氧化物等的薄膜。这些化合物通过选择适当的生成条件,可以兼具透明性和导电性。
透明导电层的厚度优选小于100nm,其中更优选为15nm以上或50nm以下,其中最优选为20nm以上或小于40nm。到目前为止,为了降低透明导电性膜的表面电阻值(例如,小于150Ω/□),进行了增厚导电层的厚度的尝试,但根据本导电性膜,由于在高温下具有高的热尺寸稳定性,因此能够高温下形成导电层,即使不增厚导电层的厚度,也可以得到足够低的表面低电阻值。
作为透明导电层的形成方法,已知真空蒸镀法、溅射法、CVD法、离子镀法、喷雾法等,可以根据材料的种类和所需的膜厚选择使用适当的方法。例如,溅射法的情况下,可采用使用了化合物靶的通常的溅射、使用了金属靶的反应性溅射等。此时,也可以导入氧、氮、水蒸气等反应性气体,或并用臭氧添加、离子辅助等方法。
作为上述透明导电层的形成条件,优选为温度150℃~220℃的范围。例如,通过溅射法在膜上形成透明导电层时,通常的溅射温度为室温~100℃左右。与此相对,本导电性膜所用的透明层叠膜如上所述热尺寸稳定优异,因此即使在如上述的相对高的温度下例如150℃~220℃,也可以进行溅射而将无机氧化膜制膜,因此由此可充分地促进透明导电层的结晶化,可以得到表面电阻值小的透明导电性膜。
<底涂层>
在透明层叠膜上形成透明导电层时,优选介由底涂层。通过介由底涂层,可以提高透明导电层的密合性和结晶性。
底涂层的材料只要是树脂材料则没有特别限定。例如,可以很好地使用聚(甲基)丙烯酸酯、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂等。除此以外,也可以使用含有光或热聚合性化合物的组合物,使其聚合而形成底涂层。
此外,若底涂层的平坦性差,则有可能阻碍透明导电层的结晶生长,因此底涂层优选实质上不含微粒。
此时,“实质上不含微粒”是指无机微粒的含量为底涂层整体的5质量%以下,优选为3质量%以下,特别优选为1质量%以下。
此外,本导电性膜中,透明层叠膜的交联树脂层中含有微粒时,优选在透明层叠膜上形成透明导电层时夹入上述底涂层。
通过如此夹入底涂层,从可以提高表面平滑性、提高透明导电层的连续性的理由出发,可以减小本导电性膜的表面电阻值。
<物性>
接着,对本导电性膜和本导电性膜所用的透明层叠膜可具备的各种物性进行说明。
(热收缩率)
本导电性膜所用的透明层叠膜优选在200℃加热10分钟时的纵向(MD方向)和横向(TD方向)的任一方向的收缩率为在相同条件下测定的基材膜的热收缩率的70%以下。
通过该透明层叠膜具有该范围的收缩率,具有减少形成电路或元件时的尺寸偏差,且在使无机阻隔层层叠时也可得到更高的阻隔性的优点。
尤其对于双轴拉伸膜等而言,可以在制膜工序中通过横向的松弛处理减少收缩率,但纵向的松弛处理大多需要另外的工序,一般而言,纵向的收缩率相对变大。因此,本导电性膜特别优选使纵向的收缩率减少。
此外,本导电性膜所用的透明层叠膜优选具备基材膜和交联树脂层,且在温度200℃加热10分钟时的热收缩率为1.5%以下。
通过在基材膜的表背两侧具备具有基材膜的厚度的8%以上的厚度的交联树脂层,该交联树脂层可对抗高温区域的基材膜的收缩应力而缓和收缩。因此,可以如上所述提高相对于高温时的收缩的透明层叠膜的热尺寸稳定性。
本导电性膜由于是在这样高温下具备高的热尺寸稳定性的透明层叠膜上具有透明导电层的构成,因此可以在高温环境下(具体而言150~220℃)形成透明导电层,可以使导电层的结晶化充分地进行,可以具有低的表面电阻值。
(表面电阻值)
本导电性膜的表面电阻值优选为150Ω/□以下,更优选为100Ω/□以下。通过本导电性膜有这种范围的表面电阻值,具有减少显示器设备的输电损失、减少将触控面板感应器大型化时的应答速度不均等优点。
通过在150~220℃的温度环境中将无机氧化膜制膜,可以提高无机氧化膜的结晶性,可以提高表面电阻值。
<本导电性膜等的制造方法>
本导电性膜所用的透明层叠膜可以通过在基材膜的表背两侧涂布固化性组合物使其固化而形成交联树脂层来进行制造。
作为涂布固化性组合物等的方法,例如可举出通过棒式涂布、迈耶棒涂布、气刀涂布、凹版涂布、反向凹版涂布、胶版印刷、柔版印刷、丝网印刷、浸渍涂布等将固化性组合物涂布于基材膜的方法。此外,在玻璃、聚酯膜上将交联树脂层成型后,将成型的交联树脂层转印至基材膜的方法也有效。
作为如上述将固化性组合物涂布于基材膜后,使该固化性组合物固化(交联)的方法,可以单独或组合使用热固化、紫外线固化、电子射线固化等方法。其中,从可短时间且相对容易地达成固化出发,优选使用利用紫外线固化的方法。
通过紫外线使其固化时,使用具有氙灯、高压水银灯、金属卤化物灯作为光源的紫外线照射装置,根据需要调整光量、光源的配置等。
此外,使用高压水银灯时,优选相对于具有80~160W/cm的光量的1盏灯以输送速度5~60m/分钟使其固化。
另一方面,利用电子射线使其固化时,优选使用具有100~500eV能量的电子射线加速装置。
<用途>
如上所述,本导电性膜具有维持透明性且加热处理所致的尺寸变化(热尺寸稳定性)少、表面电阻值小的优点。因此,本导电性膜除了例如液晶显示器、有机发光显示器(OLED)、电泳显示器(电子纸)、触控面板等显示器材料的基板或太阳能电池的基板以外,还可以很好地用于光电元件基板等。
此外,本导电膜由于具备如上述的优点,因此通过进行气体阻隔加工,也可很好地用于有机EL等半导体设备、液晶显示元件和太阳能电池用途。
此外,本导电性膜也可以对设置于基材膜的交联树脂层的一面或两面实施气体阻隔加工而用作具有气体阻隔性的气体阻隔膜(称为“本阻隔膜”)。
以往,将聚酯膜用作气体阻隔加工用膜时,存在气体阻隔层产生裂痕或产生皱纹而无法充分表现包含气体阻隔性的功能等问题。与此相对,本阻隔膜在无上述问题的方面优异。
本阻隔膜除有机EL等有机半导体设备或液晶显示元件以外,也可很好地用于太阳能电池等要求气体阻隔性和导电性的用途。
应予说明,气体阻隔加工是将由金属氧化物等无机物质或有机物等的气体阻隔性高的材料构成的气体阻隔层形成于本导电性膜所用的透明层叠膜、本层叠膜和本气体阻隔性膜的交联树脂层的至少单面的加工方法。
此时,作为气体阻隔性高的材料,例如可举出硅、铝、镁、锌、锡、镍、钛、或它们的氧化物、碳化物、氮化物、碳氧化物、氮氧化物、碳氮氧化物、类金刚石碳或它们的混合物等。其中,从用于太阳能电池等时不担心漏电的方面出发,优选为氧化硅、碳氧化硅、氮氧化硅、碳氮氧化硅、氧化铝、碳氧化铝和氮氧化铝等无机氧化物、氮化硅和氮化铝等氮化物、类金刚石碳以及它们的混合物。从可稳定地维持高的气体阻隔性的方面出发,特别优选为氧化硅、碳氧化硅、氮氧化硅、碳氮氧化硅、氮化硅、氧化铝、碳氧化铝、氮氧化铝、氮化铝和它们的混合物。
作为使用上述材料将气体阻隔层形成于本导电性膜的方法,蒸镀法、涂覆法等方法均可以采用。从可得到气体阻隔性高的均匀的薄膜的方面考虑,优选为蒸镀法。
该蒸镀法包含物理气相蒸镀(PVD)或化学气相蒸镀(CVD)等方法。
作为物理气相蒸镀法,可举出真空蒸镀、离子镀、溅射等。
作为化学气相蒸镀法,可举出利用等离子体的等离子体CVD、使用加热催化剂体将材料气体接触热分解的催化剂化学气相生长法(Cat-CVD)等。
从稳定的气体阻隔性的显现和透明性的方面出发,气体阻隔层的厚度优选为10nm~1000nm,其中更优选为40nm以上或800nm以下,其中特别进一步优选为50nm以上或600nm以下。
此外,气体阻隔层可为单层也可为多层。在气体阻隔层为多层时,各层可以由相同的材料构成,也可以由不同的材料构成。
本阻隔膜的40℃90%的水蒸气透过率优选小于0.1[g/(m2·天)],更优选为0.06[g/(m2·天)]以下,进一步优选为0.03[g/(m2·天)]以下。
水蒸气透过率的测定方法可以按照JISZ0222“防湿包装容器的透湿度试验方法”、JIS Z0208“防湿包装材料的透湿度试验方法(卡普法)”的各条件,具体而言通过实施例所记载的方法进行测定。
[本层叠膜]
本发明的实施方式的一个例子所涉及的本层叠膜是具备透明层叠膜的层叠膜,该透明层叠膜在如上所述的基材膜的表背两侧具有特殊的交联树脂层。
本层叠膜在基材膜的表背两侧具有规定的交联树脂层,因此该交联树脂层可以对抗高温区域的基材膜的收缩应力而缓和收缩。因此,可以提高本层叠膜相对于高温时的收缩的尺寸稳定性。
作为触控面板、有机EL显示器和有机EL照明的基板材料使用的树脂膜为了轻量化、薄型化和低成本化,要求减薄膜厚度。一般而言,以挤出成型得到树脂膜时,为了减薄厚度,使熔融状态的树脂伸长而减薄,或将加热至玻璃化转变温度以上的树脂膜拉伸而得到。
即,随着减薄树脂膜,对成型施加的外部应力增大,其结果,成为残留应力大的树脂膜。因此将具有100μm以下的厚度的树脂膜用于经过电路形成等高温工艺的用途时,出现以下问题,即该残留应力在高温时缓和而产生尺寸变化。
因此,本层叠膜通过在特定厚度的基材膜具体而言75μm以下、更优选为70μm以下的基材膜的表背两侧设置厚度合计为基材膜的8%以上的交联树脂层,从而交联树脂层显著地抑制基材膜的高温时的收缩,可以得到热尺寸稳定性优异的透明的层叠膜。
<基材膜>
本层叠膜具有在温度200℃加热10分钟时的热收缩率低于基材膜,例如70%以下的性质。即,使用在相同条件下的热收缩率高的基材膜时,可以发挥特别显著的效果。若从这种观点出发,则作为本层叠膜的基材膜,优选使用在温度200℃加热10分钟时的收缩率比较高的、由聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂构成的双轴拉伸膜。
基材膜的厚度优选为75μm以下,其中更优选为5μm以上或75μm以下,其中进一步优选为10μm以上或70μm以下,其中最优选为20μm以上或60μm以下。通过设为这种范围,可以得到光线透射率提高、处理性能高等优点。
<交联树脂层>
本层叠膜中的交联树脂层可以使用含有光聚合性化合物、光聚合引发剂和微粒的固化性组合物形成。该光聚合性化合物等的各成分可使用上述所例示的物质。其中,光聚合性化合物优选为1分子内具有2个以上的丙烯酰基或甲基丙烯酰基的光聚合性(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物,更优选为1分子内具有1个以上的脂环式结构的脂环式多官能丙烯酸酯单体。
(微粒)
通过本层叠膜中的交联树脂层含有微粒,可以具有优异的高温尺寸稳定性。
作为上述微粒,优选使用平均粒径为1nm~200nm的范围的微粒,其中,特别优选使用平均粒径为1nm以上或10nm以下,其中特别优选使用4nm以上或50nm以下的范围的微粒。通过使用平均粒径在该范围的微粒,不会对由于米氏散射现象而入射的光产生散射现象,可以确保膜的透明性。
(含有比例)
作为上述固化性组合物中所含的上述光聚合性化合物(A)的含量,相对于固化性组合物整体,优选设为9~50质量%(使用溶剂时换算成固体成分,以下相同),其中更优选设为15质量%以上或45质量%以下,其中最优选设为19质量%以上或40质量%以下。若光聚合性化合物(A)的含量少,则微粒的分散变得困难,因此微粒彼此产生凝聚,透明性显著变差。此外,通过使光聚合性化合物(A)的含量不过多,可以消除微粒对膜整体的热尺寸稳定性的作用减半、无法发挥微粒具有的优异的热尺寸稳定性的可能性。
作为上述固化性组合物中所含的上述光聚合引发剂(B)的含量,相对于固化性组合物整体,优选设为0.1质量%~10质量%,其中更优选设为0.5质量%以上或5质量%以下。通过设为这种范围,可以可靠地高效率地进行固化性组合物的固化反应。
作为上述固化性组合物中所含的上述微粒(C)的含量,相对于固化性组合物整体,优选设为10~90质量%,其中进一步优选为20质量%以上或84质量%以下,其中进一步优选为70质量%以上或80质量%以下。通过设为这种范围,可以在微粒可分散的范围内维持透明性,并且最大限度地发挥优异的热尺寸稳定性。
以上之中,关于上述固化性组合物中所含的上述光聚合性化合物和微粒的含有比例,优选设为光聚合性化合物(A)9~50质量%、光聚合引发剂(B)0.1~10质量%和微粒(C)10~90质量%的含有比例,其中,更优选设为光聚合性化合物(A)15~45质量%、光聚合引发剂(B)0.5~5质量%和微粒(C)20~84质量%,其中,更优选设为光聚合性化合物(A)19~40质量%、光聚合引发剂(B)0.5~5质量%和微粒(C)70~80质量%。通过设为这种含有比例,可以最大限度地发挥微粒所具有的优异的热尺寸稳定性,并且高效率地稳定地供给具备透明性、生产率的层叠膜。
(交联树脂层的厚度)
本层叠膜中的交联树脂层的表背两侧的合计厚度优选为基材膜的厚度的8%以上,其中,进一步优选为基材膜的厚度的10%以上,其中,特别进一步优选为基材膜的厚度的12%以上或50%以下,其中,进一步优选为20%以上或45%以下,进而,其中最优选为大于30%且45%以下。
若交联树脂层薄,则作为层叠膜整体的刚性变小,难以抑制高温时的基材膜的收缩。另一方面,若固化层过厚,则容易产生裂痕、破裂,不优选。
(本层叠膜的物性)
接着,对本层叠膜可具备的各种物性进行说明。
(全光线透射率)
本层叠膜的全光线透射率优选为80%以上,进一步优选为85%以上。通过本层叠膜具有该范围的全光线透射率,可以抑制照明或显示器等情况下的光的衰减,变得更明亮。此外,作为太阳能电池构件,可得到可吸收更多的光等优点。应予说明,通过调整交联树脂层中的树脂的种类、微粒的种类和粒径、微粒的含量等,可以调整本层叠膜的光线透射率。
(热收缩率)
本层叠膜由于上述理由,优选在200℃加热10分钟时的纵向(MD方向)和横向(TD方向)的至少任一方向的收缩率为相同条件下测定的基材膜的热收缩率的70%以下。
本层叠膜通过具有该范围的收缩率,如上所述具有减少形成电路或元件时的尺寸偏差,以及在层叠无机阻隔层时也可得到更高的阻隔性的优点。本层叠膜也由于上述理由,特别优选减少纵向的收缩率。
<本层叠膜的制造方法>
本层叠膜可以通过在基材膜的表背两侧涂布固化性组合物使其固化而形成交联树脂层来制造。
形成交联树脂层的方法与上述本导电性膜同样。
<本层叠膜的用途>
如上所述,本层叠膜具有维持透明性并且加热处理所致的尺寸变化(热尺寸稳定性)少的优点,因此可以很好地用于上述所例示的用途。例如,可以在本层叠膜上形成气体阻隔层而作为气体阻隔膜使用(详细内容基于本导电性膜的本阻隔膜)。
[本气体阻隔性膜]
本发明的实施方式的一个例子所涉及的本气体阻隔性膜是具备以下构成的气体阻隔性层叠膜:具备在如上所述的基材膜的两面具有如上所述的交联树脂层的透明层叠膜,进而,在该交联树脂层的至少一面具备规定的气体阻隔层。
本气体阻隔性膜由于具备在基材膜的两面具有规定的交联树脂层且在该交联树脂层的至少一面具有规定的气体阻隔层的构成,因此该交联树脂层可对抗高温区域的基材膜的收缩应力而缓和收缩。因此,可以提高本气体阻隔性膜相对于高温时的收缩的尺寸稳定性。
<基材膜>
本气体阻隔性膜中的基材膜的厚度优选为1μm~200μm,更优选为5μm以上或150μm以下,更优选为7μm以上或100μm以下,进一步优选为10μm以上125μm以下,最优选设为12μm以上100μm以下。通过设为这种范围,可以得到光线透射率提高、处理性能高等优点。
<交联树脂层>
从提高本气体阻隔性膜相对于高温时的收缩的尺寸稳定性的观点出发,如上所述,本气体阻隔性膜中也优选交联性树脂层为使用含有光聚合性化合物、光聚合引发剂和微粒的固化性组合物而形成的层。
该光聚合性化合物等的各成分可使用上述所例示的物质。其中,光聚合性化合物优选为1分子内具有2个以上的丙烯酰基或甲基丙烯酰基的光聚合性(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物,更优选为1分子内具有1个以上的脂环式结构的脂环式多官能丙烯酸酯单体。
(微粒)
本气体阻隔性膜中的交联树脂层优选实质上含有微粒。这是因为,通过该交联树脂层含有微粒,具有优异的高温尺寸稳定性。
该微粒优选平均粒径为1nm~50nm的范围的微粒,其中,特别优选使用平均粒径为1nm~40nm以下、进而4nm以上或30nm以下的范围的微粒。通过使用平均粒径为该范围的微粒,可以确保透明性,并且可以减少交联树脂层表面的平滑性受损。
微粒的含有率以将交联树脂层整体作为基准的微粒的含有率计,优选为50体积%以上,其中更优选为50体积%以上或90体积%以下,进而,其中进一步优选为55体积%以上或75体积%以下。若交联树脂层含有50体积%以上的上述微粒,则该微粒以更接近最密填充的状态进行填充,若为72体积%以上,则在理论上成为最密填充。通过在这种范围内含有微粒,可通过交联树脂层的弹性模量来减少在加热时由于基材膜的取向等而产生的收缩所引起的尺寸变化。
(含有比例)
本气体阻隔性膜中的交联树脂层也如上所述,可以将含有光聚合性化合物以及光聚合引发剂、微粒、根据需要的溶剂其它成分的固化性组合物涂布使其固化而形成。
上述固化性组合物中所含的光聚合性化合物的含量相对于固化性组合物整体,优选设为9~50质量%,其中更优选设为15质量%以上或45质量%以下。通过设为这种范围,固化时的交联密度增大,能够在高温时赋予高的刚性。
上述固化性组合物中所含的上述光固化剂即光聚合引发剂的含量相对于固化性组合物整体,优选设为0.1质量%~10质量%,更优选设为0.5质量%~5质量%。通过设为这种范围,可以可靠地高效率地进行固化反应。
(交联树脂层的厚度)
本气体阻隔性膜中的交联树脂层的厚度重要的是将表背两侧的交联树脂层的厚度的合计设为基材膜的厚度的8%以上。若将表背两侧的交联树脂层的厚度的合计设为基材膜的厚度的8%以上,则可以较高地保持本气体阻隔性膜的高温时的储能弹性模量,使本层叠膜具有高的尺寸稳定性。
从该观点出发,为了使尤其是在温度180℃加热90分钟时的热收缩率成为1.5%以下,优选上述交联树脂层的厚度合计为基材膜的厚度的8%以上50%以下,其中优选为基材膜的厚度的10%以上,其中特别进一步优选为15%以上或50%以下,进而,其中进一步优选为20%以上或45%以下,尤其是最优选为大于30%且45%以下。
<气体阻隔层>
本气体阻隔性膜在交联树脂层的至少一面具备气体阻隔层。
该气体阻隔层与上述的本阻隔膜的气体阻隔层同样,可以由气体阻隔性高的材料形成。
作为气体阻隔性高的材料,例如可举出硅、铝、镁、锌、锡、镍、钛、或它们的氧化物、碳化物、氮化物、碳氧化物、氮氧化物、碳氮氧化物、类金刚石碳或它们的混合物等。但从用于太阳能电池等时不担心漏电的方面出发,优选为氧化硅、碳氧化硅、氮氧化硅、碳氮氧化硅、氧化铝、碳氧化铝和氮氧化铝等无机氧化物、氮化硅和氮化铝等氮化物、类金刚石碳以及它们的混合物。从可稳定地维持高的气体阻隔性的方面出发,特别优选氧化硅、碳氧化硅、氮氧化硅、碳氮氧化硅、氮化硅、氧化铝、碳氧化铝、氮氧化铝、氮化铝和它们的混合物。
其中,优选为利用由硅(Si)或铝(Al)的氧化物、氮化物、氮氧化物中的任一种以上构成的无机化合物形成的材料。
作为使用上述材料形成气体阻隔层的方法,蒸镀法、涂覆法等方法均可以采用。从可得到气体阻隔性高的均匀的薄膜的方面考虑,优选为蒸镀法。
该蒸镀法包含物理气相蒸镀(PVD)或化学气相蒸镀(CVD)等方法。
作为物理气相蒸镀法,可举出真空蒸镀、离子镀、溅射等。
作为化学气相蒸镀法,可举出利用等离子体的等离子体CVD、使用加热催化剂体将材料气体接触热分解的催化剂化学气相生长法(Cat-CVD)等。
从稳定的气体阻隔性的显现和透明性的方面出发,气体阻隔层的厚度优选为5nm~1000nm,其中更优选为800nm以下,其中特别进一步优选为100nm以下。
此外,气体阻隔层可为单层也可为多层。在气体阻隔层为多层时,各层可以由相同的材料构成,也可以由不同的材料构成。
在交联树脂层与气体阻隔层之间设置锚固涂层时,其目的是提高表面的平滑化和交联层与气体阻隔层的密合性,其厚度优选为不损害膜整体的热稳定性的范围。具体而言,优选为20μm以下,更优选为10μm以下,进一步优选为1μm以下。
(本气体阻隔性膜的物性)
接着,对本气体阻隔性膜可具备的各种物性进行说明。
(全光线透射率)
本气体阻隔性膜中,也从与上述膜同样的观点出发,全光线透射率优选为80%以上,进一步优选为85%以上。应予说明,如在上述本层叠膜中所述,通过调整交联树脂层中的树脂的种类、微粒的种类和粒径、微粒的含量等,可以调整本气体阻隔性膜的光线透射率。
(热收缩率)
本气体阻隔性膜从与上述膜同样的观点出发,在200℃加热10分钟时的纵向(MD方向)和横向(TD方向)的至少任一方向的收缩率优选为相同条件下测定的基材膜的热收缩率的70%以下。
此外,在180℃加热90分钟时的纵向(MD方向)和横向(TD方向)的任一方向的收缩率特别优选为1.5%以下。
(水蒸气透过性)
本气体阻隔性膜的水蒸气透过率需要为1.0×10-2g/m2/天以下,此外,更优选为5×10-3g/m2/天以下。
通过本气体阻隔性膜具有该范围的水蒸气透过率,从而在本气体阻隔性膜形成透明电极、元件时,可以充分地阻断外部气体或其它构件所含的水分,因此具有可以防止透明电极的性能下降、阻止的劣化等优点。
本气体阻隔性膜的水蒸气透过率的测定方法按照JIS Z0222“防湿包装容器的透湿度试验方法”、JIS Z0208“防湿包装材量的透湿度试验方法(卡普法)”的各条件通过以下方法进行评价。
可使用2张透湿面积10.0cm×10.0cm见方的各气体阻隔层叠膜,制作放入了约20g无水氯化钙作为吸湿剂的密封了四边的袋,将该袋放入温度40℃相对湿度90%的恒温恒湿装置内,将在48小时以上间隔重量增加几乎一定作为标准,进行质量测定(单位:0.1mg)直至34.8天为止,由下述式算出水蒸气透过率。
水蒸气透过率(g/m2/天)=(m/s)/t
m;试验期间最后2次的称量间隔的增加质量(g)
s;透湿面积(m2)
t;试验期间最后2次的称量间隔的时间(天)
(算术平均粗糙度)
本气体阻隔性膜的交联树脂层的至少一面的算术平均粗糙度优选为15nm以下,尤其是更优选为10nm以下。
通过交联树脂层具有该范围的算术平均粗糙度,可以在形成气体阻隔层时形成缺点少的均匀的膜,其结果,可以具有高的气体阻隔性。此外,可以具有在本气体阻隔性膜上形成有机EL等时的元件形成不良变少等优点。
交联树脂层的算术平均粗糙度是由交联树脂层的表面形状曲面与平均面包围的部分的体积除以测定面积而得到的,在将平均面设为XY面、将纵向设为Z轴、将所测定的表面形状曲线设为Z=F(x,y)时,是指用下式定义的值。
S a = 1 L x L y ∫ 0 L x ∫ 0 L y f ( x , y ) d x d y
(Lx:x方向测定长度,Ly:y方向测定长度)
<本气体阻隔性膜的制造方法>
本气体阻隔性膜可以通过以下方式制造:在基材膜的表背两侧涂布固化性组合物使其固化而形成交联树脂层,进一步通过上述方法形成气体阻隔层。
形成交联树脂层的方法与上述本导电性膜同样。
<本气体阻隔性膜的用途>
如上所述,本气体阻隔性膜具有维持透明性并且加热处理所致的尺寸变化(热尺寸稳定性)少的优点,因此可以很好地用于上述所例示的用途。
[术语说明]
本发明中“透明”是指通过其可以看见位于其前方的物体,优选全光线透射率为80%以上。
此外,本说明书中,在表现为“X~Y”(X、Y为任意的数字)时,只要没有特别说明,则是指“X以上且Y以下”,并且也包含“优选大于X”或“优选小于Y”的意思。
此外,在表现为“X以上”(X为任意的数字)或“Y以下”(Y为任意的数字)时,也包含“优选大于X”或“优选小于Y”的意思。
实施例
以下,通过实施例和比较例进一步详细地说明本发明。但本发明并不限定于这些实施例等。
[关于本导电性膜]
首先,对于本导电性膜,使用实施例1~5、比较例1~2和参考例1~4在以下详细地说明。
<关于本导电性膜的特性的测定方法>
(热收缩率的测定方法)
从所得的透明层叠膜分别从纵向和横向将膜切出长度140mm×宽度10mm的短条状,在其中间标记长度100mm间隔的标线,将如此获得的试验片以无负荷的状态悬垂于设定为200℃的恒温槽内10分钟,取出后,在室温下放冷15分钟以上,由放入恒温槽前后的标线间的长度以%值的形式求出热收缩率。应予说明,测定各进行5次,算出其平均值,将小数点第三位四舍五入。
(表面电阻值)
使用三菱化学制的4端子法低电阻率计“Loresta EP”测定透明导电层的表面电阻。
<实施例1>
(光固化性组合物1的制备)
将光固化性2官能丙烯酸酯单体(三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯,分子量304,新中村化学工业株式会社制,商品名“A-DCP”)22.1质量%、二氧化硅微粒(株式会社Admatechs制,商品名“YA010C-SM1”,平均粒径10nm)77.2质量%、光聚合引发剂A(BASF制,商品名“IRGACURE127”)0.6质量%、光聚合引发剂B(BASF制,商品名“IRGACURE184”)0.1质量%用溶剂(丙二醇单甲醚)均匀地稀释,得到交联树脂层形成用的固化性组合物1(涂料A)。
(透明层叠膜1的制作)
使用模涂机在厚度50μm的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(三菱树脂株式会社制,商品名“Diafoil”)的单面以固化后的厚度成为10μm的方式涂布上述所制备的涂料A后,干燥、除去溶剂,在氮环境下对涂布面照射高压水银灯(160W/cm),得到单面具有光固化性的交联树脂层的膜。与上述同样地对上述膜的未形成该交联树脂层的面涂布涂料A而进行固化,从而得到在两面形成有交联树脂层的透明层叠膜1。
作为透明层叠膜1的长边方向的纵向(MD方向)的热收缩率为0.29%,横向(TD方向)的热收缩率为0.13%。
此外,透明层叠膜1的热收缩率除以用于该透明层叠膜1的基材膜单体的热收缩率而得的值为19%。
(形成有透明导电层的透明导电性膜1的制作)
在200℃环境中以溅射法在透明层叠膜1的交联树脂层的单面上以30nm的厚度形成ITO膜作为透明导电层。以Loresta EP(三菱化学制)测定所得的透明导电性膜1的导电层的表面电阻值,其结果为119Ω/□。
<实施例2>
(透明层叠膜2的制作)
在实施例1中制作的透明层叠膜1的单面,以干燥后的厚度成为0.5μm的方式涂布将聚酯树脂(高松油脂制造的PESRESIN A-215GE)88质量%、含唑啉基聚合物(日本触媒制EPOCROS WS-700)12质量%以水均匀地稀释而成的涂料,得到在透明层叠膜1的交联树脂层的单面形成有底涂层的透明层叠膜2。
(形成有透明导电层的透明导电性膜2的制作)
在200℃环境中以溅射法在透明层叠膜2的底涂层面以30nm的厚度形成ITO膜作为透明导电层。以Loresta EP(三菱化学制)测定所得的透明导电性膜2的导电层的表面电阻值,其结果为77Ω/□。
<实施例3>
(透明层叠膜3的制作)
在实施例1中制作的透明层叠膜1的单面以干燥后的厚度成为3μm的方式涂布硬涂层涂料(新中村化学工业制造的NK hard B500),进一步使用紫外线照射装置使其固化,从而得到透明层叠膜1的交联树脂层的单面形成有底涂层的透明层叠膜3。
(形成有透明导电层的透明导电性膜3的制作)
在200℃环境中以溅射法在透明层叠膜3的底涂面以30nm的厚度形成ITO膜作为透明导电层。以Loresta EP(三菱化学制)测定所得的透明导电性膜3的导电层的表面电阻值,其结果为75Ω/□。
<实施例4>
(透明层叠膜4的制作)
在实施例1中制作的透明层叠膜1的单面以干燥后的厚度成为1μm的方式涂布将硬涂层涂料(第一工业制药制造的GX8801A)97质量%、光聚合引发剂(BASF制造的IRGACURE184)3质量%以甲苯和异丙醇(IPA)均匀地稀释而成的涂料,得到在透明层叠膜1的交联树脂层的单面形成有底涂层的透明层叠膜4。
(形成有透明导电层的透明导电性膜4的制作)
在200℃环境中以溅射法在透明层叠膜4的底涂面以30nm的厚度形成ITO膜作为透明导电层。以Loresta EP(三菱化学制)测定所得的透明导电性膜4的导电层的表面电阻值,其结果为81Ω/□。
<实施例5>
(固化性组合物2的制备)
将光固化性6官能氨基甲酸酯丙烯酸酯(分子量约800,新中村化学工业株式会社制,商品名“U-6LPA)48.5质量%、光固化性6官能丙烯酸酯单体(二季戊四醇六丙烯酸酯,分子量578,新中村化学工业株式会社制,商品名“A-DPH)24.3质量%、光固化性2官能丙烯酸酯单体(三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯,分子量304,新中村化学工业株式会社制,商品名“A-DCP)24.3质量%和光聚合引发剂B(BASF制,商品名“IRGACURE184”)2.9质量%用溶剂(丙二醇单甲醚)均匀地稀释,得到交联树脂层形成用的固化性组合物2(涂料B)。
(透明层叠膜5的制作)
使用凹版涂布机在厚度23μm的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(三菱树脂株式会社制,商品名“Diafoil”)的单面以固化后的厚度成为3μm的方式涂布上述所制备的涂料B后,干燥、除去溶剂,在氮环境下对涂布面照射高压水银灯(160W/cm),得到在单面具有光固化性的交联树脂层的膜。与上述同样地对上述膜的未形成该交联树脂层的面涂布涂料B而进行固化,从而得到在两面形成有交联树脂层的透明层叠膜5。
对于所得的膜,与实施例1同样地测定热收缩率,其结果,在纵向(MD方向)为1.43%,在横向(TD方向)为0.21%。
此外,将透明层叠膜5的热收缩率除以该透明层叠膜5所用的基材膜单体的热收缩率而得的值为67%。
(透明导电膜的形成)
在200℃环境中以溅射法在透明层叠膜5的交联树脂层的单面以30nm的厚度形成ITO膜作为透明导电层。以Loresta EP(三菱化学制)测定所得的透明导电性膜5的导电层的表面电阻值,其结果为68Ω/□。
<比较例1>
对于厚度23μm的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(三菱树脂株式会社制,商品名“Diafoil”),与实施例1同样地测定热收缩率,其结果,在纵向为2.12%,在横向为0.67%。尝试在200℃环境下在上述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的单面形成透明导电层,其结果,在溅射装置内热收缩大,无法制膜。
<比较例2>
在室温下以溅射法在实施例1中制作的透明层叠膜1的单面以30nm的厚度形成ITO膜作为透明导电层。以Loresta EP(三菱化学制)测定所得的透明导电性膜6的导电层的表面电阻值,其结果为257Ω/□。
【表1】
                                  *室温环境下的溅射法
<参考例1>
(透明层叠膜6的制作)
使用棒涂机在厚度100μm的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(东洋纺株式会社制,商品名“COSMOSHINE,热收缩率:MD方向=4.06%,TD方向=2.55%)的单面以固化后的厚度成为1μm的方式涂布实施例1中制备的涂料A后,干燥、除去溶剂。进一步以将膜的端部固定的状态放入带式输送装置中,在氮环境下对涂布面照射高压水银灯(160W/cm),得到在单面具有光固化性的交联树脂层的膜。
接着,与上述同样地对上述膜的未形成该交联树脂层的面涂布涂料A而进行固化,从而得到在两面形成有交联树脂层的透明层叠膜6。
对于透明层叠膜6,与实施例1同样地测定热收缩率,其结果,长边方向即纵向(MD方向)的热收缩率为3.42%,横向(TD方向)的热收缩率为1.66%。
<参考例2>
(透明层叠膜7的制作)
使用棒涂机在厚度100μm的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(东洋纺株式会社制,商品名“COSMOSHINE)的单面以固化后的厚度成为3μm的方式涂布实施例1中制备的涂料A后,干燥、除去溶剂。进一步以将膜的端部固定的状态放入带式输送装置中,在氮环境下对涂布面照射高压水银灯(160W/cm),得到在单面具有光固化性的交联树脂层的膜。
接着,与上述同样地对上述膜的未形成该交联树脂层的面涂布涂料A而进行固化,从而得到在两面形成有交联树脂层的透明层叠膜7。
对于透明层叠膜7,与实施例1同样地测定热收缩率,其结果,长边方向即纵向(MD方向)的热收缩率为2.42%,横向(TD方向)的热收缩率为1.21%。
<参考例3>
(透明层叠膜8的制作)
使用棒涂机在厚度50μm的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(三菱树脂株式会社制,商品名“Diafoil”,热收缩率:MD方向=1.51%,TD方向=0.31%)的单面以固化后的厚度成为1μm的方式涂布实施例1中制备的涂料A后,干燥、除去溶剂。进一步以将膜的端部固定的状态放入带式输送装置中,在氮环境下对涂布面照射高压水银灯(160W/cm),得到在单面具有光固化性的交联树脂层的膜。
接着,与上述同样地对上述膜的未形成该交联树脂层的面涂布涂料A而进行固化,从而得到在两面形成有交联树脂层的透明层叠膜8。
对于透明层叠膜8,与实施例1同样地测定热收缩率,其结果,长边方向即纵向(MD方向)的热收缩率为1.51%,横向(TD方向)的热收缩率为0.42%。
<参考例4>
(光固化性组合物3的制备)
用溶剂(丙二醇单甲醚和甲基乙基酮)均匀地稀释光固化性6官能氨基甲酸酯丙烯酸酯(分子量约800,新中村化学工业株式会社制,商品名“U-6LPA)42.75质量%、光固化性3官能丙烯酸酯单体(季戊四醇三丙烯酸酯,分子量298,新中村化学工业株式会社制,商品名“ATMM-3LM-N)42.75质量%、二氧化硅微粒(日产化学工业株式会社制,商品名“MEK-ST-L”,平均粒径50nm)以固体成分换算计12.8质量%以及光聚合引发剂A(BASF制,商品名“IRGACURE127”)1.7质量%,得到交联树脂层形成用的固化性组合物3(涂料C)。
(透明层叠膜9的制作)
使用凹版涂布机在厚度23μm的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(三菱树脂株式会社制,商品名“Diafoil”)的单面以固化后的厚度成为1μm的方式涂布上述所制备的涂料C后,干燥、除去溶剂,对涂布面照射高压水银灯(160W/cm),得到在单面具有光固化性的交联树脂层的膜。
接着,与上述同样地对上述膜的未形成该交联树脂层的面涂布涂料C而进行固化,从而得到在两面形成有交联树脂层的透明层叠膜9。
对于透明层叠膜9,与实施例1同样地测定热收缩率,其结果,长边方向即纵向(MD方向)的热收缩率为1.45%,横向(TD方向)的热收缩率为0.54%。
以上,若总结参考例1~4的结果,则如表2所示。
【表2】
(考察)
由上述实施例、参考例以及到目前为止本发明的发明人等进行的试验结果可知,通过在基材两面配备规定的厚度的交联树脂层,可以提高热尺寸稳定性。具体而言,可知通过将交联树脂层的厚度合计设计为基材膜的厚度的8%以上,从而将透明导电性膜在温度200℃加热10分钟时,可以使得纵向和横向的热收缩率均为1.50%以下。
由此,可知能够在形成透明导电层时应用在高温下的工艺,具体而言,在温度150~220℃的环境中的制膜法,可以使透明导电性膜的表面电阻值为150Ω/□以下。
[对于本层叠膜]
接着,对于本层叠性膜,使用实施例6~14和比较例3在以下详细地说明。
<关于本层叠膜的特性的测定方法>
(涂膜的外观)
以目视观察实施例·比较例中得到的本层叠膜,根据以下基准评价裂痕破裂、白化的有无。
○:整体透明且完全未确认到裂痕、白化等。
△:确认到裂痕、白化中任一者。
×:确认到裂痕、白化两者。
(热收缩率的测定方法)
从实施例·比较例中得到的本层叠膜分别从纵向和横向将膜切出长度140mm×宽度10mm的短条状,在其中间标记长度100mm间隔的标线,将如此获得的试验片以无负荷的状态悬垂于设定为200℃的恒温槽内10分钟,取出后,在室温下放冷15分钟以上,由放入恒温槽前后的标线间的长度以%值的形式求出热收缩率。应予说明,测定各进行5次,算出其平均值,记载将小数点第三位四舍五入的值。应予说明,热收缩率是对膜的长边方向即纵向(MD方向)以及与其正交的横向(TD方向)两者进行测定。将所得的热收缩率示于表3。
(全光线透射率的测定方法)
实施例·比较例中得到的本层叠膜的全光线透射率是使用以下装置按照基于JIS K7105的方法进行测定的。
反射·透射率计:株式会社村上色彩技术研究所“HR-100”
[实施例6]
(固化性组合物a的制备)
用溶剂(丙二醇单甲醚和甲基乙基酮)均匀地稀释分子量为304的光固化性2官能丙烯酸酯单体(新中村化学工业株式会社制,商品名“A-DCP”,三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯)22.1质量%、二氧化硅微粒(株式会社Admatechs制,商品名“YA010C-SM1”)77.2质量%、光固化剂A(BASF制,商品名“IRGACURE127”)0.6质量%、光固化剂B(BASF制,商品名“IRGACURE184”)0.1质量%,得到交联树脂层形成用的固化性组合物a(涂料a)。
(透明层叠膜a的制作)
使用线棒涂布机在厚度50μm的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(三菱树脂株式会社制,商品名“DiafoilT600E50”,按照上述记载的测定方法的热收缩率:MD方向=1.51%,TD方向=0.31)的单面以固化后的厚度成为3μm的方式涂布上述制备的涂料a后,干燥、除去溶剂。进而,以将膜的端部固定的状态放入带式输送装置中,在氮环境下对涂布面照射高压水银灯(160W/cm),得到在单面具有光固化性的交联树脂层的膜。
与上述同样地对上述膜的未形成该交联树脂层的面涂布涂料a而进行固化,从而得到在两面形成有交联树脂层的透明层叠膜a。
[实施例7]
(透明层叠膜b的制作)
除了以单面的固化后的厚度成为10μm的方式进行涂布以外,与实施例6同样地得到在两面形成有交联树脂层的透明层叠膜b。热收缩率和全光线透射率的值示于表3。
[实施例8]
(固化性组合物b的制备)
用溶剂(丙二醇单甲醚和甲基乙基酮)均匀地稀释分子量为226的光固化性2官能丙烯酸酯单体(新中村化学工业株式会社制,商品名“A-HD-N”)17.7质量%、分子量为578的光固化性6官能丙烯酸酯单体(新中村化学工业株式会社制,商品名“A-DPH”)4.4质量%、二氧化硅微粒(株式会社Admatechs制,商品名“YA010C-SM1”)77.2质量%、光聚合引发剂A(BASF制,商品名“IRGACURE127”)0.6质量%、光聚合引发剂B(BASF制,商品名“IRGACURE184”)0.1质量%,得到交联树脂层形成用的固化性组合物b(涂料b)。
(透明层叠膜c的制作)
除了涂布涂料b以外,与实施例6同样地得到在两面形成有交联树脂层的透明层叠膜c。热收缩率和全光线透射率的值示于表3。
[实施例9]
(透明层叠膜d的制作)
除了以单面的固化后的厚度成为10μm的方式进行涂布以外,与实施例8同样地得到在两面形成有交联树脂层的透明层叠膜d。热收缩率和全光线透射率的值示于表3。
[实施例10]
(固化性组合物c的制备)
用溶剂(丙二醇单甲醚和甲基乙基酮)均匀地稀释分子量为226的光固化性2官能丙烯酸酯单体(新中村化学工业株式会社制,商品名“A-HD-N”)22.1质量%、二氧化硅微粒(株式会社Admatechs制,商品名“YA010C-SM1”)77.2质量%、光聚合引发剂A(BASF制,商品名“IRGACURE127”)0.6质量%、光聚合引发剂B(BASF制,商品名“IRGACURE184”)0.1质量%,得到交联树脂层形成用的固化性组合物(涂料c)。
(透明层叠膜e的制作)
除了涂布涂料c以外,与实施例6同样地得到在两面形成有交联树脂层的透明层叠膜e。热收缩率和全光线透射率的值示于表3。
[实施例11]
(透明层叠膜f的制作)
除了以单面的固化后的厚度成为10μm的方式进行涂布以外,与实施例10同样地得到在两面形成有交联树脂层的透明层叠膜f。热收缩率和全光线透射率的值示于表3。
[实施例12]
(固化性组合物d的制备)
用溶剂(丙二醇单甲醚和甲基乙基酮)均匀地稀释分子量为537的光固化性3官能丙烯酸酯单体(新中村化学工业株式会社制,商品名“A-9300-1CL”)22.1质量%、二氧化硅微粒(株式会社Admatechs制,商品名“YA010C-SM1”)77.2质量%、光固化剂A(BASF制,商品名“IRGACURE127”)0.6质量%、光固化剂B(BASF制,商品名“IRGACURE184”)0.1质量%,得到交联树脂层形成用的固化性组合物d(涂料d)。
(透明层叠膜g的制作)
除了涂布涂料d以外,与实施例6同样地得到在两面形成有交联树脂层的透明层叠膜g。热收缩率和全光线透射率的值示于表3。
[实施例13]
(透明层叠膜h的制作)
除了以单面的固化后的厚度成为10μm的方式进行涂布以外,与实施例12同样地得到在两面形成有交联树脂层的透明层叠膜h。热收缩率和全光线透射率的值示于表3。
[实施例14]
(固化性组合物e的制备)
用溶剂(丙二醇单甲醚和甲基乙基酮)均匀地稀释重均分子量(Mw)为1500的光固化性多官能丙烯酸酯低聚物(日本合成化学工业株式会社制,商品名“UV-7640B”)22.1质量%、二氧化硅微粒(株式会社Admatechs制,商品名“YA010C-SM1”)77.2质量%、光聚合引发剂A(BASF制,商品名“IRGACURE127”)0.6质量%、光聚合引发剂B(BASF制,商品名“IRGACURE184”)0.1质量%,得到交联树脂层形成用的固化性组合物e(涂料e)。
(透明层叠膜i的制作)
除了涂布涂料e以外,与实施例7同样地得到在两面形成有交联树脂层的透明层叠膜i。热收缩率和全光线透射率的值示于表3。
[比较例3]
(层叠膜1的制作)
除了以单面的固化后的厚度成为1μm的方式进行涂布以外,与实施例6同样地得到两面形成有交联树脂层的层叠膜1。热收缩率的值示于表3。
【表3】
(考察)
由上述实施例和比较例的结果可知,通过使用对基材膜配备规定的厚度以上的交联树脂层的构成,能够赋予仅厚度为75μm以下的基材膜无法达成的高温时的热尺寸稳定性。尤其是如比较例1所示,可知如果在基材膜的厚度较薄的区域没有层叠特定的厚度的交联树脂层,则无法得到交联树脂层的热尺寸稳定性提高效果。
[对于本气体阻隔性膜]
最后,对于本气体阻隔性膜,使用实施例15~16和比较例4~7在以下详细地说明。
<涉及本气体阻隔性膜的特性的测定方法>
对于下述实施例15和16以及比较例4~7中制作的膜,按照以下所记载的方法测定全光线透射率和表面平滑性、加热收缩率。
(全光线透射率、雾度的测定)
实施例和比较例的膜的全光线透射率和雾度是使用以下装置按照基于JISK7105的方法进行测定。
装置:反射·透射率计:株式会社村上色彩技术研究所“HR-100”
(平均粒径)
微粒的平均粒径是使用株式会社Hitachi High-Technologies公司制造的TEM H-7650进行测定。
具体而言,将加速电压设定为100V,取得数字图像后,从所得的图像随机地实测200个粒子的粒径,求出其平均,从而作为微粒的平均粒径。
(表面平滑性)
表面平滑性,即,膜的交联树脂层的算术平均粗糙度(Sa)是使用Ryoka Systems公司的“VertScan”(注册商标)以光干涉法进行469μm×352μm的区域中的表面形状和面粗糙度的测定。
(加热收缩率)
膜的纵向(MD方向)的收缩率是按照JIS-C23307.4.6.1(收缩尺寸变化率:A法)将恒温槽的温度从120℃分别变更为150℃、180℃,对标记了标线的短条的加热前后的尺寸变化率进行测定而求出。
具体而言,通过以下方法进行测定。将膜流动方向设为长边,准备3个宽度10mm、长度100mm的短条形试验片,以各个试验片的中央部为中心,标记间隔100mm的标线。使用游标卡尺以0.01mm的精度读取标线间的间隔。将该试验片以无负荷的状态悬垂于规定温度的恒温槽10分钟,取出后,在室温下放冷15分钟以上,测定先前读取的标线间的间隔。求出加热前后的标线间的间隔的变化率,作为加热前后的尺寸变化率。
[实施例15]
(固化性组合物i的制备)
在具有三环癸烷结构的光固化性2官能丙烯酸酯单体·低聚物(新中村化学工业株式会社制,商品名“A-DCP”)21.8质量%、透明微粒A(株式会社Admatechs制,商品名“YA010C-SM1”、胶体二氧化硅、平均粒径10nm)77.5质量%、光聚合引发剂(BASF制,1-羟基环己基-苯基酮)0.7质量%中均匀地混合溶剂(荒川化学工业株式会社制,丙二醇单甲醚)34.1质量份,得到交联树脂层形成用的固化性组合物i(以下称为“涂料i”。组合物中的固体成分量为66%)。
(两面交联树脂层的制作)
使用厚度50μm的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(三菱树脂株式会社制,制品名“P100-T50”)作为基材膜,使用线棒涂布机在该膜的单面以固化后的厚度成为10μm的方式涂布上述所制备的涂料i后,静置2分钟后,放入设定为100℃的烤箱中10分钟,从而干燥、除去溶剂,以将膜的端部固定的状态放入带式输送装置中,对涂布面照射高压水银灯(160W/cm),得到在单面具有光固化性的交联树脂层的膜。交联树脂层中的胶体二氧化硅的体积比例为63.4体积%。
其后,与上述同样地对上述膜的未形成该交联树脂层的面涂布涂料i而进行固化。
(气体阻隔层的形成)
将形成有上述交联树脂层的PET膜导入至溅射成膜装置内,通过使用Al靶的反应溅射法在成膜压力0.3Pa、Ar流量80sccm、氧流量20sccm、输入功率4kW的条件下在该PET膜的单面的交联树脂层上形成20nm的氧化铝层,得到气体阻隔性层叠膜1。将按照上述测定方法评价所得的气体阻隔性层叠膜1的特性的结果记载于表4。
[实施例16]
(两面交联树脂层的制作)
使用厚度50μm的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(三菱树脂株式会社制,制品名“P100-T50”)作为基材膜,使用线棒涂布机在该膜的单面以固化后的厚度成为7.5μm的方式涂布与实施例15同样的涂料i后,静置2分钟后,放入设定为100℃的烤箱中10分钟,从而干燥、除去溶剂,以将膜的端部固定的状态放入带式输送装置中,对涂布面照射高压水银灯(160W/cm),得到在单面具有光固化性的交联树脂层的膜。交联树脂层中的胶体二氧化硅的体积比例为63.4体积%。
其后,与上述同样地对上述膜的未形成该交联树脂层的面涂布涂料i而进行固化。
(气体阻隔层的形成)
将形成有上述交联树脂层的PET膜导入至溅射成膜装置内,通过使用Al靶的反应溅射法在成膜压力0.3Pa、Ar流量80sccm、氧流量20sccm、输入功率4kW的条件下在该PET膜的任一单面的交联树脂层上形成20nm的氧化铝层,得到气体阻隔性层叠膜2。将按照上述测定方法评价所得的气体阻隔性层叠膜2的特性的结果记载于表4。
[比较例4]
(气体阻隔层的形成)
使用厚度50μm的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(三菱树脂株式会社制,制品名“P100-T50”)作为基材膜,通过使用Al靶的反应溅射法在成膜压力0.3Pa、Ar流量80sccm、氧流量20sccm、输入功率4kW的条件下在该膜的单面形成20nm的氧化铝层,得到层叠膜2。
将按照上述测定方法评价所得的层叠膜2的特性的结果记载于表4。
[比较例5]
(固化性组合物ii的制备)
在氨基甲酸酯丙烯酸酯的聚合成树脂组合物(第一工业制药株式会社制,“New Frontier R-1302”)97质量%、光聚合引发剂(BASF制,1-羟基环己基-苯基酮)3质量%中均匀地混合溶剂(荒川化学工业株式会社制,甲基乙基酮)34.1质量份,得到交联树脂层形成用的固化性组合物ii(以下称为“涂料ii”。组合物中的固体成分量为60%)。
(两面交联树脂层的形成)
使用厚度50μm的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(三菱树脂株式会社制,制品名“P100-T50”)作为基材膜,使用线棒涂布机以固化后的厚度成为2μm的方式在该膜的单面涂布涂料ii后,静置2分钟后,放入设定为100℃的烤箱中10分钟,从而干燥、除去溶剂,以将膜的端部固定的状态放入带式输送装置中,对涂布面照射高压水银灯(160W/cm),得到在单面具有光固化性的交联树脂层的膜。交联树脂层中的胶体二氧化硅的体积比例为0体积%。
其后,与上述同样地对上述膜的未形成该交联树脂层的面涂布涂料ii而进行固化。
(气体阻隔层的形成)
将形成有上述交联树脂层的PET膜导入至溅射成膜装置内,通过使用Al靶的反应溅射法在成膜压力0.3Pa、Ar流量80sccm、氧流量20sccm、输入功率4kW的条件下在该PET膜的任一单面的交联树脂层上形成20nm的氧化铝层,得到层叠膜3。将按照上述测定方法评价所得的层叠膜3的特性的结果记载于表4。
[比较例6]
(两面交联树脂层的制作)
使用厚度50μm的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(三菱树脂株式会社制,制品名“P100-T50”)作为基材膜,使用线棒涂布机在该膜的单面以固化后的厚度成为10μm的方式涂布与实施例15同样的涂料i后,静置2分钟后,放入设定为100℃的烤箱中10分钟,从而干燥、除去溶剂,以将膜的端部固定的状态放入带式输送装置中,对涂布面照射高压水银灯(160W/cm),得到在单面具有光固化性的交联树脂层的膜。
其后,与上述同样地对上述膜的未形成该交联树脂层的面涂布涂料i而进行固化。
(气体阻隔层的形成)
将形成有上述交联树脂层的PET膜导入至溅射成膜装置内,通过使用Al靶的反应溅射法在成膜压力0.3Pa、Ar流量80sccm、氧流量20sccm、输入功率4kW的条件下在该PET膜的任一单面的交联树脂层上以成为4nm的方式形成氧化铝层,得到层叠膜4。将按照上述测定方法评价所得的层叠膜4的特性的结果记载于表4。
[比较例7]
(两面交联树脂层的制作)
使用厚度50μm的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(三菱树脂株式会社制,制品名“P100-T50”)作为基材膜,使用线棒涂布机在该膜的单面以固化后的厚度成为10μm的方式涂布与实施例15同样的涂料i后,静置2分钟后,放入设定为100℃的烤箱中10分钟,从而干燥、除去溶剂,以将膜的端部固定的状态放入带式输送装置中,对涂布面照射高压水银灯(160W/cm),得到在单面具有光固化性的交联树脂层的膜。
其后,与上述同样地对上述膜的未形成该交联树脂层的面涂布涂料i而进行固化。
(气体阻隔层的形成)
将形成有上述交联树脂层的PET膜导入至溅射成膜装置内,通过使用Al靶的反应溅射法在成膜压力0.3Pa、Ar流量80sccm、氧流量20sccm、输入功率4kW的条件下在该PET膜的任一单面的交联树脂层上以成为1nm的方式形成氧化铝层,得到层叠膜5。将按照上述测定方法评价所得的层叠膜5的特性的结果记载于表4。
【表4】
实施例15 实施例16 比较例4 比较例5 比较例6 比较例7
交联树脂层厚度合计(μm) 20 15 0 4 20 20
微粒含有率(体积%) 63.4 63.4 0 0 63.4 63.4
微粒平均粒径(nm) 10 10 - - 10 10
气体阻隔层厚度(nm) 20 20 20 20 4 1
基材膜厚度(μm) 50 50 50 50 50 50
交联树脂层厚度合计/基材膜厚度(%) 40 30 0 8 40 40
全光线透射率(%) 92.4 92.4 91.1 91.5 92.4 92.4
雾度(%) 0.4 0.4 1.28 0.6 0.4 0.4
150℃ 30分钟 加热收缩率(%) 0.3 0.3 1 1 0.3 0.3
180℃ 90分钟 加热收缩率(%) 0.4 0.5 1.6 1.4 0.4 0.4
平均表面粗糙度(nm) 3.6 5.4 28.2 2.1 3.6 3.6
阻隔性(g/m2/天) 1.7×10-3 2.1×10-3 1.1×10-1 7.1×10-3 2.1×10-2 2.1×10-1
(考察)
实施例15和16的气体阻隔性层叠膜在基材的两面具有规定的交联树脂层且至少在其单面以适当的厚度具有气体阻隔层,因此保持高的阻隔性的同时具有对加热的尺寸稳定性。
另一方面,比较例4由于表面粗糙而无法发挥高的阻隔性,且对加热产生收缩。比较例5在两面设置有交联树脂层,与比较例4相比表面平滑性得以改善,因此具有阻隔性,但交联树脂层中未填充粒子,因此在加热时不能承受基材的收缩应力,膜整体产生收缩,结果丧失性能。
比较例5和6由于阻隔膜的厚度不适当,未发挥阻隔性。
产业上的可利用性
本发明所提出的透明导电性膜可以最佳地用于要求高温下的尺寸稳定性和优异的表面电阻值的用途,尤其是触控面板的基板,另外,也可以很好地用于液晶显示器、有机发光显示器(OLED)、电泳显示器(电子纸等)、滤色器、背光灯等显示器材料的基板、太阳能电池的基板、有机发光照明的基板、光电子元件基板等。
本发明所提出的透明层叠膜可以最佳地用于要求高温下的尺寸稳定性的用途,尤其是触控面板的基板,另外,也可以作为包装用膜、或如液晶显示器、有机发光显示器(OLED)、电泳显示器(电子纸等)、滤色器、背光灯等显示器材料的基板、太阳能电池的基板、有机发光照明的基板这样的电子部件用膜等而很好地使用。
本发明所提出的气体阻隔性层叠膜可以最佳地用于要求高温下的尺寸稳定性和气体阻隔性的用途、有机发光照明的基板、有机发光显示器(OLED)的基板,另外,也可以作为如液晶显示器、电泳显示器(电子纸等)、滤色器、背光灯等显示器材料的基板、太阳能电池的基板这样的电子部件用膜等很好地使用。

Claims (24)

1.一种透明导电性膜,具备在基材膜的表背两侧具有交联树脂层的透明层叠膜,在该透明层叠膜的表背一侧或两侧直接或介由底涂层而具备透明导电层,所述交联树脂层的厚度合计为基材膜的厚度的8%以上,
所述透明层叠膜在纵向和横向在温度200℃加热10分钟时的热收缩率为1.5%以下,且所述透明导电性膜的表面电阻值为150Ω/□以下。
2.如权利要求1所述的透明导电性膜,其特征在于,所述透明导电层是在温度150~220℃的环境中制膜而成的无机氧化膜。
3.如权利要求1或2所述的透明导电性膜,其特征在于,所述透明导电层的厚度小于100nm。
4.如权利要求1~3中任一项所述的透明导电性膜,其特征在于,交联树脂层的表背两侧的厚度合计为基材膜的厚度的8%~50%。
5.如权利要求1~4中任一项所述的透明导电性膜,其特征在于,底涂层实质上不含无机微粒。
6.如权利要求1~5中任一项所述的透明导电性膜,其特征在于,所述交联树脂层是具备交联结构的树脂层,该交联结构是1分子内具有2个以上的丙烯酰基或甲基丙烯酰基的多官能丙烯酸酯单体交联而成的。
7.如权利要求6所述的透明导电性膜,其特征在于,所述多官能丙烯酸酯单体为具有脂环式结构的脂环式多官能丙烯酸酯单体、或1分子内具有3个以上的丙烯酰基或甲基丙烯酰基的多官能氨基甲酸酯丙烯酸酯单体。
8.如权利要求1~7中任一项所述的透明导电性膜,其特征在于,所述交联树脂层实质上不含微粒。
9.如权利要求1~8中任一项所述的透明导电性膜,其特征在于,所述交联树脂层含有40~80质量%的平均粒径为200nm以下的微粒。
10.如权利要求1~9中任一项所述的透明导电性膜,其特征在于,所述基材膜是以玻璃化转变温度Tg130℃以下的树脂为主成分的树脂膜。
11.如权利要求1~10中任一项所述的透明导电性膜,其特征在于,所述基材膜是以聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂为主成分且经双轴拉伸的膜。
12.一种透明层叠膜,是在基材膜的表背两侧具有交联树脂层的层叠膜,
其第1特征在于,所述交联树脂层是使用含有光聚合性化合物、光聚合引发剂和微粒的固化性组合物而形成的,且基材膜和交联树脂层的厚度满足下述(a)和(b);
其第2特征在于,在温度200℃加热10分钟时的纵向即MD方向和横向即TD方向中的至少任一方向的层叠膜的热收缩率是将基材膜在相同条件下加热时的热收缩率的70%以下,且层叠膜的全光线透射率为80%以上;
(a)基材膜的厚度为75μm以下,
(b)交联树脂层的表背两侧的厚度合计为基材膜的厚度的8%以上。
13.如权利要求12所述的透明层叠膜,其中,交联树脂层的表背两侧的厚度合计为基材膜的厚度的8%~50%。
14.如权利要求12或13所述的透明层叠膜,其中,固化性组合物相对于组合物整体含有光聚合性化合物9~50质量%、光聚合引发剂0.1~10质量%和微粒10~90质量%。
15.如权利要求12~14中任一项所述的透明层叠膜,其中,光聚合性化合物是1分子内具有2个以上的丙烯酰基或甲基丙烯酰基的光聚合性(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物。
16.如权利要求12~14中任一项所述的透明层叠膜,其中,光聚合性化合物是1分子内具有1个以上的脂环式结构的脂环式多官能丙烯酸酯单体。
17.如权利要求12~16中任一项所述的透明层叠膜,其中,基材膜是含有聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂而成的双轴拉伸膜。
18.一种气体阻隔性层叠膜,是具有以下构成的气体阻隔性层叠膜,即具备基材膜,在该基材膜的两面具备交联树脂层,以及在该交联树脂层的至少一方的面具备气体阻隔层,且该交联树脂层的表背两侧的厚度合计为基材膜的厚度的8%以上,
其第1特征在于,该交联树脂层是使用含有光聚合性化合物、光聚合引发剂和微粒的固化性组合物而形成的,且微粒的平均粒径为1nm~50nm的范围,
其第2特征在于,该气体阻隔层的厚度为5~100nm的范围,
其第3特征在于,膜整体的水蒸气透过率为1.0×10-2g/m2/天以下。
19.如权利要求18所述的气体阻隔性层叠膜,其中,气体阻隔层是利用由硅Si或铝Al的氧化物、氮化物、氮氧化物中的任一种以上构成的无机化合物而形成的。
20.如权利要求18或19所述的气体阻隔性层叠膜,其中,交联树脂层的一面的算术平均粗糙度即Sa为15nm以下。
21.如权利要求18~20中任一项所述的气体阻隔性层叠膜,其中,基材膜的厚度为100μm以下。
22.如权利要求18~21中任一项所述的气体阻隔性层叠膜,其特征在于,微粒(C)的含有率以交联树脂层整体作为基准为50~75体积%。
23.如权利要求18~22中任一项所述的气体阻隔性层叠膜,其中,交联树脂层的表背两侧的厚度合计为基材膜的厚度的8%~50%。
24.如权利要求18~23中任一项所述的气体阻隔性层叠膜,其中,光聚合性化合物是1分子内具有1个以上的脂环式结构的脂环式多官能丙烯酸酯单体。
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