JP2023540099A - 緩衝フィルム - Google Patents
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Abstract
本出願では、400~800nmの波長範囲の光に対する平均反射率が50%以下である多孔性金属シートを含む緩衝フィルム単独でOLEDで要求される放熱性、電磁波遮蔽性および耐衝撃性(または衝撃緩和性)を発揮することができ、価格の上昇、工程の複雑化およびOLEDの厚さ増加なくとも、OLEDで要求される特性を確保することができる緩衝フィルムとそれを含むOLEDを提供することができる。
Description
本出願は、2020年9月2日付けで提出された韓国特許出願第10-2020-0111885号、2020年9月10日付けで提出された韓国特許出願第10-2020-0116206号および2020年10月30日付けで提出された韓国特許出願第10-2020-0143626号に基づいて優先権を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された内容は、本明細書の一部として含まれる。
本出願は、緩衝フィルムおよびその用途に関する。
有機発光装置(Organic Light Emitting Device)は、自ら発光するので、LCD(Liquid Crystal Device)などの他の装置と比べて薄いデバイスの具現に有利であり、フォルダブルまたはローラブル機器などのフレキシブル機器の構成にも有利である。
しかしながら、有機発光装置は、落下衝撃などのような外部衝撃に脆弱であり、有機発光装置がモバイル機器などに適用される頻度が増えるに伴い、前記外部衝撃による問題がさらに大きくなっている。
有機発光装置を搭載した機器が薄く構成されるほど、有機発光装置またはそれと連結された電子素子などで発生する電磁波と発熱の問題も大きくなる。
有機発光装置は、有機発光層が形成された基板を含み、通常、前記有機発光層を駆動させる駆動回路部と、前記駆動回路部にシグナルを伝達する電子素子と、を含んでもよい。電子素子が存在する場合に、前記電子素子は、基板の背面に位置していてもよい。図1に例示的に示されたように、上記の場合、有機発光装置は、基板10を中心に第1表面上には有機発光層20が存在し、第2表面には電子素子30が存在する構造を有していてもよい。
上記のような構造において有機発光層または駆動回路で発生した熱が電子素子に伝達されたり、反対に電子素子やバッテリーで発生した熱が有機発光層または駆動回路に伝達されることによって、問題が発生することがある。したがって、上記のように発生した熱を効率的に処理することが必要である。
また、電子素子などで発生した電磁波が有機発光層などに伝達される場合にも、性能が低下することがあり、電磁波は、機器のユーザにも悪影響を及ぼす。
特許文献1は、有機発光装置の基板の下部にウレタンなどからなる緩衝部材を配置して、外部衝撃の問題に対応する構造を開示している。
しかしながら、特許文献1に開示された構造は、モバイル機器などに適用される場合に、十分な耐衝撃性を確保するのに不十分である。
また、特許文献1に開示された構造は、機器で発生する電磁波や発熱問題に対する考慮が存在しない。
前記電磁波や発熱問題の解決のために、機器にさらに電磁波を遮蔽できる部材または発熱問題を解決できる部材を追加することを考慮することもできるが、このような部材の導入は、機器を薄く構成することを難しくする。
本出願は、緩衝フィルムおよびその用途を提供することを目的とし、特に有機発光装置用緩衝フィルムおよびその用途を提供することを目的とする。
本明細書において記述する物性のうち測定温度が結果に影響を及ぼす物性は、別段の定めがない限り、常温で測定した結果である。
用語「常温」は、加温および減温されない自然そのままの温度であり、例えば、10℃~30℃の範囲内のいずれか一つの温度、約23℃または約25℃程度の温度を意味する。また、本明細書において温度の単位は、別段の定めがない限り、摂氏(℃)である。
本明細書において記述する物性のうち測定圧力が結果に影響を及ぼす物性は、別段の定めがない限り、常圧で測定した結果である。
用語「常圧」は、加圧および減圧などの方式で調節されない自然そのままの圧力であり、通常、大気圧レベルであり、約900hPa~1,200hPa程度の圧力でありうる。
本明細書において測定湿度が結果に影響を及ぼす物性の場合、当該物性は、前記常温および常圧状態で特に調節されない自然そのままの湿度で測定した物性である。
本出願は、緩衝フィルムを提供する。本出願の緩衝フィルムは、衝撃の緩和が必要な多様な用途に適用できる。1つの例示において、前記緩衝フィルムは、有機発光装置(Organic Light Emitting Device、以下、OLEDという)用に効果的に使用できる。
本出願の緩衝フィルムは、多孔性金属シートを含む。用語「多孔性金属シート」は、内部または表面に形成された1つ以上または2つ以上の空隙(void)を有する金属シートを意味し、前記金属シートは、通常、フィルム、シートまたは層と呼ばれる形状を有する。
前記多孔性金属シートは、金属を主成分として含む。したがって、前記多孔性金属シートの全体重量を基準とした前記金属の重量比は、55重量%以上、60重量%以上、65重量%以上、70重量%以上、75重量%以上、80重量%以上、85重量%以上、90重量%以上または95重量%以上程度であってもよい。多孔性金属シートは、金属のみを含んでもよいので、前記金属の重量比の上限は、100重量%である。上記で金属の範疇には、いわゆる金属合金も含まれる。また、前記金属は、前記多孔性金属シート内に酸化物、窒化物または酸窒化物の形態で含まれてもよい。
多孔性金属シートは、空隙を含む構造によって外部衝撃を緩衝する効果を示すことができる。また、多孔性金属シートに適用される金属材料の選択を通じて機器で要求される熱伝導特性を確保することによって、放熱効果を確保することが可能である。また、多孔性金属シートに含まれた空隙は、電磁波を消滅させたり遮断する効果も示すことができる。これによって、本出願の緩衝フィルムは、前記多孔性金属シートだけでも機器で要求される放熱性、電磁波遮蔽性、耐衝撃性と衝撃緩和性を示すことができる。したがって、本出願の緩衝フィルムは、価格の上昇、工程の複雑化および厚さ増加がなくとも、OLEDなどで発生する様々な問題点を解決することができる。
本出願の緩衝フィルムに含まれる前記多孔性金属シートは、400~800nmの波長範囲の光に対して50%以下の平均反射率を示すことができる。前記平均反射率は、他の例示において、49%以下、47%以下、45%以下、43%以下、41%以下、39%以下、37%以下、35%以下、33%以下、31%以下または29%以下程度であってもよい。このような低い反射率は、緩衝フィルムがOLED用に適用されるときに特に必要である。OLEDは、発光のために、通常、反射電極または反射板を含み、このような反射電極または反射板は、機器の視認性を低下させるので、これを解決するための多様な接近が行われている。緩衝フィルムに金属素材が適用されると、金属が有する固有の反射特性によって前記問題点が浮かび上がることができる。本出願では、多孔性金属シートの反射率を上記のように調節することによって、緩衝フィルムがOLEDなどの光学特性を低下させることなく、目的とする性能を発揮することができる。
前記多孔性金属シートの400~800nmの波長範囲の光に対して、平均反射率は、その値が低いほど有利であるので、その下限は、特に制限されない。一般的な金属素材が有する反射特性を考慮するときに、例えば、前記平均反射率は、約10%以上、15%以上または25%以上程度であってもよい。
前記平均反射率は、400nmから始まって0.5nmの間隔で800nmまでのそれぞれの波長に対する反射率を測定し、その値を平均したものであり、具体的には、実施例で提示する方法によって測定した値である。
多孔性金属シートの反射率を上記のような調節する方式は特に制限されない。金属素材が示す固有の反射特性は、金属別に公知となっており、このような反射特性を考慮して適正な金属を選択することによって前記反射率を達成することができる。必要に応じて、反射率の調整のために、後述するように2種以上の金属が適用できる。
前記多孔性金属シートは、また、比抵抗が1.0×10-5Ωcm以上であってもよい。本出願の緩衝フィルムは、緩衝性、放熱性および/または電磁波遮蔽性などの確保のために、OLEDなどの電子/電気機器に含まれてもよい。ここで、前記多孔性金属シートの比抵抗を前記範囲に調節する場合に、前記多孔性金属シートを通じて機器内で適切な絶縁部位または通電部位を形成することができる。したがって、多孔性金属シートの比抵抗を上記のように調節することによって、本出願の緩衝フィルムを適用した機器の構造をよりシンプルに、かつ、効率的に制御することができる。前記比抵抗の測定方法は、下記実施例に記載される。前記比抵抗が達成できるように、多孔性金属シートを形成する方式は特に制限されない。金属素材が有する固有の比抵抗は、公知となっているので、上記の範囲の比抵抗を有する多孔性金属シートを形成できるように適切な金属を選択できる。前記多孔性金属シートに放熱性を付与するためには、できるだけ熱伝導特性の良い金属を選択することが有利であるが、通常、熱伝導特性の良い金属は、低い比抵抗を示す場合が多い。したがって、優れた熱伝導特性と前記範囲の比抵抗を同時に確保するためには、多孔性金属シートを2種以上の金属を使用して構成することが有利である。前記比抵抗は、他の例示において、1.1×10-5Ωcm以上、1.2×10-5Ωcm以上、1.3×10-5Ωcm以上、1.4×10-5Ωcm以上、1.5×10-5Ωcm以上、1.6×10-5Ωcm以上、1.7×10-5Ωcm以上、1.8×10-5Ωcm以上、1.9×10-5Ωcm以上、2.0×10-5Ωcm以上、2.1×10-5Ωcm以上または2.2×10-5Ωcm以上であるか、9×10-5Ωcm以下、8×10-5Ωcm以下、7×10-5Ωcm以下、6×10-5Ωcm以下、5×10-5Ωcm以下、4×10-5Ωcm以下、3×10-5Ωcm以下、2×10-5Ωcm以下、1.5×10-5Ωcm以下程度であってもよい。
前記多孔性金属シートは、25mm2/s以上の熱拡散度を有していてもよい。前記熱拡散度は、本明細書の実施例に記載された方式で測定した値である。多孔性金属シートが上記の範囲の熱拡散度を有する場合に、本出願の緩衝フィルムは、OLEDなどの機器内で放熱特性を示すことができる。前記熱拡散度は、他の例示において、30mm2/s以上、35mm2/s以上、40mm2/s以上、45mm2/s以上、50mm2/s以上、55mm2/s以上、60mm2/s以上、65mm2/s以上、70mm2/s以上、75mm2/s以上、80mm2/s以上、85mm2/s以上、90mm2/s以上、95mm2/s以上、100mm2/s以上、105mm2/s以上、110mm2/s以上、115mm2/s以上、120mm2/s以上、125mm2/s以上、130mm2/s以上、135mm2/s以上、140mm2/s以上、145mm2/s以上、150mm2/s以上、155mm2/s以上、160mm2/s以上、165mm2/s以上、170mm2/s以上、175mm2/s以上、180mm2/s以上、185mm2/s以上、190mm2/s以上、195mm2/s以上、200mm2/s以上、205mm2/s以上、210mm2/s以上、215mm2/s以上、220mm2/s以上、225mm2/s以上、230mm2/s以上、235mm2/s以上、240mm2/s以上、245mm2/s以上、250mm2/s以上、255mm2/s以上、260mm2/s以上、265mm2/s以上、270mm2/s以上、275mm2/s以上、280mm2/s以上、285mm2/s以上、290mm2/s以上または295mm2/s以上程度であるか、300mm2/s以下、295mm2/s以下、290mm2/s以下、285mm2/s以下、280mm2/s以下、275mm2/s以下、270mm2/s以下、265mm2/s以下、260mm2/s以下、255mm2/s以下、250mm2/s以下、245mm2/s以下、240mm2/s以下、235mm2/s以下、230mm2/s以下、225mm2/s以下、220mm2/s以下、215mm2/s以下、210mm2/s以下、205mm2/s以下、200mm2/s以下、195mm2/s以下、190mm2/s以下、185mm2/s以下、180mm2/s以下、175mm2/s以下、170mm2/s以下、165mm2/s以下、160mm2/s以下、155mm2/s以下、150mm2/s以下、145mm2/s以下、140mm2/s以下、135mm2/s以下、130mm2/s以下、125mm2/s以下、120mm2/s以下、115mm2/s以下、110mm2/s以下、105mm2/s以下、100mm2/s以下、95mm2/s以下、90mm2/s以下、85mm2/s以下、80mm2/s以下、75mm2/s以下、70mm2/s以下、65mm2/s以下、60mm2/s以下、55mm2/s以下、50mm2/s以下、45mm2/s以下または40mm2/s以下程度であってもよい。
上記のような熱拡散度は、金属素材が素材別に有する熱伝導特性を考慮して適正な金属素材を使用して前記多孔性金属シートを構成することによって達成することができる。前述した反射率、熱伝導特性および比抵抗を同時に達成することができるという観点では、後述するように、2種以上の金属を使用して前記多孔性金属シートを構成することができる。
緩衝フィルムに含まれる多孔性金属シートは、前述したように、フィルム、シートまたは層の形態を有する。このような形態の多孔性金属シートは、第1主表面およびそれに対向する第2主表面を有していてもよい。上記で第1および第2主表面は、前記フィルム、シートまたは層の形態の多孔性金属シートで確認される表面のうち他の表面対比面積が大きい2つの表面であり、このような第1および第2主表面は、通常、互いに対向する。
前記第1および第2主表面は、互いに異なる表面粗さを有していてもよい。多孔性金属シートの第1および第2主表面の表面粗さを相異にすることによって、機器の緩衝性と耐久性をさらに改善することができる。例えば、本出願の緩衝フィルムがOLEDに適用される場合には、後述するように、緩衝フィルムが、有機発光層が形成されている基板の前記有機発光層が形成されている面とは反対側の面に接して適用できる。ここで、前記多孔性金属シートの第1および第2主表面のうち表面粗さがさらに大きい表面(以下、第1主表面がさらに大きい表面粗さを有するものと仮定する)が有機発光層に向かうように緩衝フィルムを配置する場合に、さらに優れた衝撃緩和効果を得ることができる。理論によって制限されるものではないが、このような効果を得ることができる理由は、次のように推定される。通常、OLEDに加えられる衝撃のうち緩和されなければならない衝撃は、前記有機発光層において前記基板の方向に加えられる衝撃である。したがって、第1および第2主表面のうち第1主表面が前記有機発光層に向かうように緩衝フィルムを配置する場合、前記第1および第2主表面のうち第1主表面に先に衝撃が加えられ、加えられた衝撃が前記第1主表面から前記第2主表面の方向に伝達される。ここで、衝撃が先に加えられる第1主表面の表面粗さが大きければ、表面粗さが小さい場合に比べて効率的に衝撃を吸収することができる。また、加えられた衝撃は、第2主表面側に伝達された後に分散するが、衝撃が分散する第2主表面において相対的に小さい表面粗さを示す場合、衝撃がより効果的に分散することができる。
また、緩衝フィルムを上記のように配置するために、必要に応じて、後述する貼付層を多孔性金属シートに付着するが、上記のような緩衝フィルムの配置のためには、前記貼付層は、より表面粗さが大きい第1主表面上に形成されなければならない。ここで、前記第1主表面は、大きい表面粗さを有するので、いわゆるアンカリング効果などによって貼付層とさらに優れた密着性を示すことができ、その結果、機器の耐久性を改善することができる。
前記第1および第2主表面の表面粗さの差異の程度は、特に制限されるものではないが、前記効果を適切に確保するために、前記第1主表面の表面粗さ1Saの前記第2主表面の表面粗さ2Saに対する割合1Sa/2Saが1を超過し、3以下になるように調節できる。前記割合1Sa/2Saは、他の例示において、1.05以上、1.1以上、1.15以上、1.2以上、1.25以上、1.3以上、1.35以上、1.4以上、1.45以上、1.5以上、1.55以上、1.6以上、1.65以上または1.7以上であるか、2.9以下、2.8以下、2.7以下、2.6以下、2.5以下、2.4以下、2.3以下、2.2以下、2.1以下、2.0以下、1.9以下、1.8以下、1.7以下、1.6以下、1.5以下、1.4以下、1.3以下または1.2以下程度であってもよい。
上記のような割合下で第1主表面の表面粗さ1Saは、6.5μm以上であってもよい。前記表面粗さ1Saは、他の例示において、6.7μm以上、6.9μm以上、7.1μm以上、7.3μm以上、7.5μm以上、7.7μm以上、7.9μm以上、8.1μm以上、8.3μm以上、8.5μm以上または8.7μm以上程度であるか、20μm以下、18μm以下、16μm以下、14μm以下、12μm以下、10μm以下または8μm以下程度であってもよい。
前記第1および第2主表面に対する表面粗さの測定方法は、実施例の項目に記載する。
多孔性金属シートの両表面の表面粗さを上記のように制御する方法は、特に制限されない。後述するように、本出願において前記多孔性金属シートとしては、金属フォーム、金属繊維焼結シートまたは金属メッシュなどが使用できる。上記で金属フォームは、金属粉末を含むスラリーを使用して前駆体を製造し、これを焼結して製造することができる。例えば、前記過程でスラリーの金属粉末の粒径を調節して表面の粗さを制御することができる。また、前記金属繊維焼結シートも、適用される金属繊維の線径の制御を通じて表面粗さの制御が可能であり、金属メッシュの場合も、メッシュのサイズなどの制御を通じて表面粗さを調節することができる。また、第1および第2主表面の表面粗さを相異にする方式にも、特別な制限はない。前記多孔性金属シートのうち金属フォームや金属繊維焼結シートの製造過程では、前駆体に対する焼結工程が行われ得る。ここで、前記前駆体も、フィルム、シートまたは層の形態でありうるが、前記焼結工程を行う過程で前記フィルム、シートまたは層の1つの主表面は、相対的に平滑な表面と接触させ、その反対側の表面は、空気中に露出した状態で焼結を行ったり、あるいは、前記反対側の表面に粗さがある表面を接触させた状態で前記焼結を行うことによって、両方の主表面で表面粗さが異なる多孔性金属シートを製造することができる。また、上記の方法を使用しないか、あるいは、使用する場合にも、製造された多孔性金属シートの主表面の表面粗さを調節する必要がある場合に、前記多孔性金属シートの表面をプレッシングする方法などを適用しても、多孔性金属シートの表面粗さを調節することができる。
本出願の緩衝フィルムの前記多孔性金属シートは、電磁波遮蔽能を有していてもよい。金属のうち導電性を有する金属は、電磁波に対して反射特性を示す場合がある。したがって、前記緩衝フィルムに伝播した電磁波は、前記多孔性金属シートによって反射して遮蔽されることができる。また、多孔性金属シートは、内部または表面に空隙を含むので、多孔性金属シートに伝播した電磁波は、前記空隙内で繰り返し反射することができ、その過程で干渉などによって電磁波が消滅することができる。
1つの例示において、前記前記多孔性金属シートは、30 MHz~1.5GHzで70dB以上の電磁波遮蔽性を有していてもよい。前記電磁波遮蔽性は、他の例示において、75dB以上、80dB以上、85dB以上、86dB以上、87dB以上、88dB以上、89dB以上、90dB以上、91dB以上、92dB以上、93dB以上、94dB以上または95dB以上であってもよい。前記電磁波遮蔽性の上限は、特に制限されるものではないが、例えば、約200dB以下、190dB以下、180dB以下、170dB以下、160dB以下、150dB以下、140dB以下、130dB以下、120dB以下、100dB以下または100dB以下程度であってもよい。このような電磁波遮蔽性は、多孔性金属シートの気孔特性と厚さおよび材質を下記のように調節して達成することができる。前記電磁波遮蔽性は、ASTM D4935またはASTM ES7規格によって測定することができる。
要求される耐衝撃性を確保し、前述した電磁波遮蔽能および放熱特性などを具現するために、多孔性金属シートの厚さを制御することができる。例えば、前記多孔性金属シートの厚さは、50μm以上、65μm以上、70μm以上、75μm以上、80μm以上、85μm以上、90μm以上、95μm以上、100μm以上、105μm以上、110μm以上、115μm以上、120μm以上、125μm以上、130μm以上、135μm以上、140μm以上、145μm以上、150μm以上、155μm以上、160μm以上、165μm以上、170μm以上、175μm以上、180μm以上、185μm以上、190μm以上、195μm以上または200μm以上程度であってもよい。多孔性金属シートの厚さが厚いほどOLEDなどで要求される放熱特性、電磁波遮蔽性および耐衝撃性の確保に有利であるので、前記厚さの上限は、特に制限されるものではない。ただし、多孔性金属シートが過度に厚くなる場合、薄型の装置の具現に不利であるので、前記多孔性金属シートの厚さは、約1000μm以下、900μm以下、800μm以下、700μm以下、600μm以下、500μm以下、400μm以下、300μm以下、200μm以下または150μm以下の範囲で制御されることができる。
前記多孔性金属シートは、公知の多様な金属または金属合金を使用して構成されてもよい。金属素材が有する反射率、熱伝導特性および電気伝導特性などを考慮して適切な素材を選択することによって、前述した特性を示す多孔性金属シートを得ることができる。
例えば、前記多孔性金属シートは、ステンレススチール、銅、金、白金、銀、アルミニウム、ニッケル、マンガン、鉄、コバルト、マグネシウム、モリブデン、タングステンおよび亜鉛からなる群から選ばれたいずれか1つの金属または上記のうち2種以上を含むか、それから構成されてもよいが、これに制限されるものではない。
前記多孔性金属シートにおいて前記ステンレススチール、銅、金、白金、銀、アルミニウム、ニッケル、マンガン、鉄、コバルト、マグネシウム、モリブデン、タングステンおよび亜鉛からなる群から選ばれたいずれか1つの金属または上記のうち2種以上の含有量は、前記多孔性金属シートの全体重量を基準として55重量%以上、60重量%以上、65重量%以上、70重量%以上、75重量%以上、80重量%以上、85重量%以上、90重量%以上または95重量%以上程度であってもよい。多孔性金属シートは、前記金属のみを含んでもよいので、前記金属の重量比の上限は、100重量%である。
1つの例示において、前記多孔性金属シートは、第1金属と、前記第1金属とは異なる第2金属と、を含んでもよい。
1つの例示において、前記第1および第2金属は、互いに異なる範囲のヤング率(Young’s modulus)を有していてもよい。
例えば、前記第1金属は、ヤング率(Young’s modulus)が160GPa以下であり、前記第2金属は、前記ヤング率(Young’s modulus)が160GPa超過であってもよい。前記金属のヤング率は、ASTM E111によって確認した値である。
前記第1金属のヤング率は、他の例示において、155GPa以下、150GPa以下、145GPa以下、140GPa以下、135GPa以下、130GPa以下、125GPa以下、120GPa以下、115GPa以下程度であるか、50GPa以上、55GPa以上、60GPa以上、65GPa以上、70GPa以上、75GPa以上、80GPa以上、85GPa以上、90GPa以上、95GPa以上、100GPa以上、105GPa以上、110GPa以上、115GPa以上、120GPa以上または125GPa以上程度であってもよい。
前記第2金属のヤング率は、他の例示において、165GPa以上、170GPa以上、175GPa以上、180GPa以上、185GPa以上、190GPa以上、195GPa以上または200GPa以上程度であるか、400GPa以下、395GPa以下、390GPa以下、385GPa以下、380GPa以下、375GPa以下、370GPa以下、365GPa以下、360GPa以下、355GPa以下、350GPa以下、345GPa以下、340GPa以下、335GPa以下、330GPa以下、325GPa以下、320GPa以下、315GPa以下、310GPa以下、305GPa以下、300GPa以下、295GPa以下、290GPa以下、285GPa以下、280GPa以下、275GPa以下、270GPa以下、265GPa以下、260GPa以下、255GPa以下、250GPa以下、245GPa以下、240GPa以下、235GPa以下、230GPa以下、225GPa以下、220GPa以下、215GPa以下、210GPa以下または205GPa以下程度であってもよい。
上記のようなヤング率をそれぞれ有する第1および第2金属を適用することによって、目的とする衝撃緩和性などが効率的に確保される多孔性金属シートを得ることができる。
1つの例示において、前記第1および第2金属は、互いに異なる範囲の比抵抗を有していてもよい。
例えば、前記第1金属は、比抵抗が4.3×10-6Ωcm以下であり、前記第2金属は、比抵抗が4.3×10-6Ωcm超過であってもよい。前記金属の比抵抗は、ASTM E1004-17によって確認した値である。
前記第1金属の比抵抗は、他の例示において、4.1×10-6Ωcm以下、3.9×10-6Ωcm以下、3.7×10-6Ωcm以下、3.5×10-6Ωcm以下、3.3×10-6Ωcm以下、3.1×10-6Ωcm以下、2.9×10-6Ωcm以下、2.7×10-6Ωcm以下、2.5×10-6Ωcm以下、2.3×10-6Ωcm以下、2.1×10-6Ωcm以下、1.9×10-6Ωcm以下または1.7×10-6Ωcm以下程度であるか、0.5×10-6Ωcm以上、0.7×10-6Ωcm以上、0.9×10-6Ωcm以上、1.0×10-6Ωcm以上、1.1×10-6Ωcm以上、1.3×10-6Ωcm以上、1.5×10-6Ωcm以上または1.7×10-6Ωcm以上程度であってもよい。
前記第2金属の比抵抗は、他の例示において、4.5×10-6Ωcm以上、4.9×10-6Ωcm以上、5.1×10-6Ωcm以上、5.3×10-6Ωcm以上、5.5×10-6Ωcm以上、5.7×10-6Ωcm以上、5.9×10-6Ωcm以上、6.1×10-6Ωcm以上、6.3×10-6Ωcm以上、6.5×10-6Ωcm以上、6.7×10-6Ωcm以上または6.9×10-6Ωcm以上程度であるか、15×10-6Ωcm以下、14×10-6Ωcm以下、13×10-6Ωcm以下、12×10-6Ωcm以下、11×10-6Ωcm以下、10×10-6Ωcm以下、9.9×10-6Ωcm以下、9.7×10-6Ωcm以下、9.5×10-6Ωcm以下、9.3×10-6Ωcm以下、9.1×10-6Ωcm以下、8.9×10-6Ωcm以下、8.7×10-6Ωcm以下、8.5×10-6Ωcm以下、8.3×10-6Ωcm以下、8.1×10-6Ωcm以下、7.9×10-6Ωcm以下、7.7×10-6Ωcm以下、7.5×10-6Ωcm以下、7.3×10-6Ωcm以下、7.1×10-6Ωcm以下または6.9×10-6Ωcm以下程度であってもよい。
上記のような範囲でそれぞれ比抵抗を有する第1および第2金属の適用を通じて目的とする熱伝導特性と電気抵抗特性を同時に有する多孔性金属シートをより効果的に形成することができる。
1つの例示において、前記第1および第2金属は、互いに異なる範囲の熱伝導度(Thermal conductivity)を有していてもよい。
例えば、前記第1金属は、熱伝導度が150W/mK以上であり、前記第2金属は、熱伝導度が150W/mK未満であってもよい。前記金属の熱伝導度は、ASTM E1225によって確認した値である。
前記第1金属の熱伝導度は、他の例示において、1000W/mK以下、950W/mK以下、900W/mK以下、850W/mK以下、800W/mK以下、750W/mK以下、700W/mK以下、650W/mK以下、600W/mK以下、550W/mK以下、500W/mK以下または450W/mK以下程度であるか、160W/mK以上、170W/mK以上、180W/mK以上、190W/mK以上、200W/mK以上、210W/mK以上、220W/mK以上、230W/mK以上、240W/mK以上、250W/mK以上、260W/mK以上、270W/mK以上、280W/mK以上、290W/mK以上、300W/mK以上、310W/mK以上、320W/mK以上、330W/mK以上、340W/mK以上、350W/mK以上、360W/mK以上、370W/mK以上、380W/mK以上、390W/mK以上または400W/mK以上程度であってもよい。
前記第2金属の熱伝導度は、他の例示において、10W/mK以上、20W/mK以上、30W/mK以上、40W/mK以上、50W/mK以上、60W/mK以上、70W/mK以上、80W/mK以上または90W/mK以上程度であるか、145W/mK以下、140W/mK以下、135W/mK以下、130W/mK以下、125W/mK以下、120W/mK以下、115W/mK以下、110W/mK以下、105W/mK以下、100W/mK以下または95W/mK以下程度であってもよい。
上記のような範囲でそれぞれ熱伝導度を有する第1および第2金属の適用を通じて目的とする熱伝導特性と電気抵抗特性を同時に有する多孔性金属シートをより効果的に形成することができる。
前記第1金属は、前述したヤング率、熱伝導度および比抵抗からなる群から選ばれた少なくとも1つの特性を示すことができ、1つの例示において、前記ヤング率、熱伝導度および比抵抗を同時に示すことができる。このような金属の種類は、特に制限されず、例えば、前記第1金属は、銅でありうる。
前記第2金属は、前述したヤング率、熱伝導度および比抵抗からなる群から選ばれた少なくとも1つの特性を示すことができ、1つの例示において、前記ヤング率、熱伝導度および比抵抗を同時に示すことができる。このような金属の種類は、特に制限されず、例えば、前記第2金属は、銅でありうる。
また、前記第1金属は、多孔性金属シートにおいてただ一種のみが含まれてもよく、2種以上の第1金属が前記多孔性金属シートに存在していてもよい。例えば、ヤング率を基準として前述した範囲のヤング率を有するが、互いに異なる種類の2種以上の金属が存在するとしても、前記ヤング率が前述した範囲内である限り、前記2種以上の金属は、第1金属と見なす。このような分類は、比抵抗や熱伝導度の場合にも同一である。
前記第2金属も、多孔性金属シートにおいてただ一種のみが含まれてもよく、2種以上の第2金属が前記多孔性金属シートに存在していてもよい。例えば、ヤング率を基準として前述した範囲のヤング率を有するが、互いに異なる種類の2種以上の金属が存在するとしても、前記ヤング率が前述した範囲内である限り、前記2種以上の金属は、第2金属と見なす。このような分類は、比抵抗や熱伝導度の場合にも同一である。
多孔性金属シート内での前記第1および第2金属の合計重量比は、前記多孔性金属シートの全体重量を基準として55重量%以上、60重量%以上、65重量%以上、70重量%以上、75重量%以上、80重量%以上、85重量%以上、90重量%以上または95重量%以上程度であってもよい。多孔性金属シートは、前記第1および第2金属のみを含んでもよいので、前記第1および第2金属の合計重量比の上限は、100重量%である。
前記第1および第2金属は、前述した互いに異なる熱伝導度、比抵抗および/またはヤング率を有しながらも、類似の範囲の密度を示すことができる。前記金属の密度は、ASTM B923によって確認した値である。
例えば、前記第1および第2金属の密度は、それぞれ6~15g/cm3の範囲内であってもよい。前記密度は、他の例示において、6.5g/cm3以上、7g/cm3以上、7.5g/cm3以上、8g/cm3以上または8.5g/cm3以上であるか、14.5g/cm3以下、14g/cm3以下、13.5g/cm3以下、13g/cm3以下、12.5g/cm3以下、12g/cm3以下、11.5g/cm3以下、11g/cm3以下、10.5g/cm3以下または10g/cm3以下程度であってもよい。
このような範囲の密度を有する金属の適用を通じて、さらに軽量であり、かつ、目的とする効果が確保される緩衝フィルムを製造することができる。
前記第1および第2金属は、前述した互いに異なる熱伝導度、比抵抗および/またはヤング率を有しながらも、類似の範囲のポアソン比(Poisson ratio)を示すことができる。前記金属のポアソン比は、ASTM E132によって確認した値である。
例えば、前記第1および第2金属のポアソン比は、それぞれ0.1~0.7の範囲内であってもよい。前記ポアソン比は、他の例示において、0.15以上、0.2以上、0.25以上または0.3以上であるか、0.65以下、0.6以下、0.55以下、0.5以下、0.45以下、0.4以下または0.35以下程度であってもよい。
このような範囲のポアソン比を有する金属の適用を通じて、より効率的に目的とする衝撃緩和効果を示す緩衝フィルムを製造することができる。
前記第1および第2金属は、互いに独立して、前述した密度およびポアソン比のうちいずれか一方または両方を満たすことができる。
多孔性金属シートにおいて前記第1および第2金属間の割合は特に制限されない。すなわち、多孔性金属シートの前述した反射率、比抵抗と熱伝導特性は、前記第1および第2金属の含有量によって左右されるので、前記第1および第2金属の含有量の割合は、前述した反射率、比抵抗および/または熱伝導特性を満足させることができるように調節できる。
多孔性金属シート内に上記のような第1および第2金属を同時に含ませる方法には制限がない。例えば、後述するように、前記多孔性金属シートは、金属フォーム、金属繊維焼結シートまたは金属メッシュでありうるが、前記金属フォーム、金属繊維焼結シートまたは金属メッシュなどの材料として前記第1および第2金属を同時に使用できる。他の方法としては、前記第1および第2金属のうちいずれか1つの金属を前記金属フォーム、金属繊維焼結シートまたは金属メッシュを形成した後、他の金属で前記金属フォーム、金属繊維焼結シートまたは金属メッシュ上に金属層を形成する方法も適用することができる。上記で金属層を形成する方法は、特に制限されず、例えば、公知の電解メッキまたは無電解メッキなどの方法を適用することができる。
1つの例示において、前記多孔性金属シートは、いわゆる金属フォームでありうる。金属フォームとしては、前述した材料からなり、前述した特性(比抵抗、熱伝導度および反射率など)を示すものであれば、特別な制限なしに公知の金属フォームを使用できる。
このような金属フォームは、多様に公知となっており、金属フォームを製造する方法も、多様に公知となっている。本出願では、このような公知の金属フォームまたは公知の方式で製造した金属フォームが適用できる。
本出願において適用される金属フォームは、例えば、前述した金属を含む金属フォーム前駆体を焼結する段階を含む方法で形成することができる。本出願において用語「金属フォーム前駆体」は、前記焼結などのように金属フォームを形成するために行われる工程を経る前の構造体、すなわち金属フォームが生成される前の構造体を意味する。前記金属フォーム前駆体は、多孔性金属フォーム前駆体と呼ばれても、必ずそれ自体で多孔性である必要はなく、最終的に多孔性の金属構造体である金属フォームを形成できるものであれば、便宜上、多孔性金属フォーム前駆体と呼ばれることがある。
前記金属フォーム前駆体は、金属成分、分散剤ないし溶媒およびバインダーを少なくとも含むスラリーを使用して形成することができ、このようなスラリーの適用を通じて目的とする特性の多孔性金属シートを効率的に製造することができる。
前記金属成分としては、金属粉末が適用できる。適用できる金属粉末の例は、目的によって定めるものであって、特に制限されるものではなく、例えば、前述した第1および/または第2金属の粉末または金属合金の粉末または金属の混合物の粉末が適用できる。
金属粉末のサイズも、目的とする気孔度や表面粗さなどを考慮して選択されるものであり、特に制限されるものではないが、例えば、前記金属粉末の平均粒径は、約0.1μm~約200μmの範囲内にありえる。前記平均粒径は、他の例示において、約0.5μm以上、約1μm以上、約2μm以上、約3μm以上、約4μm以上、約5μm以上、約6μm以上、約7μm以上または約8μm以上、10μm以上、15μm以上、20μm以上、25μm以上、30μm以上、35μm以上、40μm以上、45μm以上、50μm以上または55μm以上であってもよい。前記平均粒径は、他の例示において、約150μm以下、100μm以下、90μm以下、80μm以下、70μm以下、60μm以下、50μm以下、40μm以下、30μm以下または20μm以下であってもよい。金属粒子内の金属としては、互いに平均粒径が異なるものを適用することもできる。前記平均粒径は、目的とする金属フォームの形態、例えば、金属フォームの厚さや気孔度などを考慮して適切な範囲を選択することができる。本明細書において記述する金属粉末の平均粒径は、D50粒径とも呼ばれるいわゆるメディアン粒径である。このようなメディアン粒径は、公知の粒度分析方式によって求められる。
前記スラリー内で金属成分(金属粉末)の割合は、特に制限されず、目的とする粘度や工程効率などを考慮して選択できる。1つの例示において、スラリー内での金属成分の割合は、重量を基準として0.5~95%程度であってもよいが、これに制限されるものではない。前記割合は、他の例示において、約1%以上、約1.5%以上、約2%以上、約2.5%以上、約3%以上、約5%以上、10%以上、15%以上、20%以上、25%以上、30%以上、35%以上、40%以上、45%以上、50%以上、55%以上、60%以上、65%以上、70%以上、75%以上または80%以上であるか、約90%以下、約85%以下、約80%以下、約75%以下、約70%以下、約65%以下、60%以下、55%以下、50%以下、45%以下、40%以下、35%以下、30%以下、25%以下、20%以下、15%以下、10%以下または5%以下程度であってもよいが、これに限定されるものではない。
前記金属フォーム前駆体は、前記金属粉末と共に分散剤ないし溶媒およびバインダーを含むスラリーを使用して形成することができる。
上記で分散剤ないし溶媒としては、例えば、アルコールが適用できる。アルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、ペンタノール、オクタノール、2-エトキシエタノール、2-ブトキシエタノールまたはテルピネオール(terpineol)などのような炭素数1~20の1価アルコールまたはエチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキサンジオール、オクタンジオールまたはペンタンジオールなどのような炭素数1~20の2価アルコールまたはグリセロール、テキサノール(texanol)などのような炭素数1~20のそれ以上の多価アルコールなどが使用できるが、その種類が上記に制限されるものではない。また、その他の溶媒としては、前記金属成分などや後述するバインダーなどの溶解性を考慮して適切な溶媒も使用でき、誘電定数が約10~120の範囲内にある溶媒も使用できるが、前記誘電定数は、他の例示において、約20以上、約30以上、約40以上、約50以上、約60以上または約70以上であるか、約110以下、約100以下または約90以下であってもよい。このような溶媒としては、水やエタノール、ブタノールまたはメタノールなどの炭素数1~8のアルコール、DMSO(dimethyl sulfoxide)、DMF(dimethyl formamide)またはNMP(N-methylpyrrolidinone)などや、IBIB(isobutyl isobutyrate)などのようにアルキル基の炭素数が1~20、1~16、1~12、1~8または1~4のアルキルイソブチレートなどのエステル系溶媒などが例示できるが、これに制限されるものではない。
前記溶媒ないし分散剤としては、前記アルコールと前記エステル系溶媒の混合溶媒も使用できる。このような場合に、例えば、前記アルコール100重量部に対して約1~100重量部のエステル系溶媒が使用できる。前記エステル系溶媒の割合は、他の例示において、3重量部以上、5重量部以上、7重量部以上、9重量部以上または11重量部以上であるか、90重量部以下、80重量部以下、70重量部以下、60重量部以下、50重量部以下、40重量部以下、30重量部以下または20重量部以下程度であってもよい。
スラリーは、バインダーをさらに含んでもよい。このようなバインダーの種類は、特に制限されず、スラリーの製造時に適用された金属成分や溶媒ないし分散剤などの種類によって適切に選択できる。例えば、前記バインダーとしては、メチルセルロースまたはエチルセルロースなどの炭素数1~8のアルキル基を有するアルキルセルロース、ポリプロピレンカーボネートまたはポリエチレンカーボネートなどの炭素数1~8のアルキレン単位を有するポリアルキレンカーボネートまたはポリビニルアルコールまたはポリビニルアセテートなどのポリビニルアルコール系バインダー(以下、ポリビニルアルコール化合物とも呼ぶ)などが例示できるが、これに制限されるものではない。
前記スラリー内で各成分の割合は、特に制限されない。このような割合は、スラリーを使用した工程時にコーティング性や成形性などの工程効率を考慮して調節できる。
例えば、目的とする気孔度などの気孔特性や表面粗さなどをより効果的に確保するために、スラリー内でバインダーは、前述した金属成分100重量部に対して約1~500重量部の割合で含まれてもよい。前記割合は、他の例示において、約2重量部以上、約3重量部以上、約4重量部以上、約5重量部以上、約6重量部以上、約7重量部以上、約8重量部以上、約9重量部以上、約10重量部以上、約20重量部以上、約30重量部以上、約40重量部以上、約50重量部以上、約60重量部以上、約70重量部以上、約80重量部以上、約90重量部以上、約100重量部以上、約110重量部以上、約120重量部以上、約130重量部以上、約140重量部以上、約150重量部以上、約200重量部以上または約250重量部以上であってもよく、約450重量部以下、約400重量部以下、約350重量部以下、約300重量部以下、約250重量部以下、約200重量部以下、約150重量部以下、約100重量部以下、約50重量部以下、約40重量部以下、約30重量部以下、約20重量部以下、約10重量部以下、約8重量部以下または約6重量部以下程度であってもよい。
スラリー内で分散剤ないし溶媒は、目的とする気孔特性などをより効果的に確保するために、前記バインダー100重量部に対して約0.5~2,000重量部の割合で含まれてもよい。前記割合は、他の例示において、約1重量部以上、約1.5重量部以上、約5重量部以上、約10重量部以上、約15重量部以上、約20重量部以上、約30重量部以上、約40重量部以上、約50重量部以上、約60重量部以上、約70重量部以上、約80重量部以上、約90重量部以上、約100重量部以上、約200重量部以上、約300重量部以上、約400重量部以上、約500重量部以上、約550重量部以上、約600重量部以上または約650重量部以上であってもよく、約1,800重量部以下、約1,600重量部以下、約1,400重量部以下、約1,200重量部以下または約1,000重量部以下、900重量部以下、約800重量部以下、約700重量部以下、約600重量部以下、約500重量部以下、約400重量部以下、約300重量部以下、約200重量部以下、約150重量部以下、約130重量部以下、約110重量部以下、約100重量部以下、約50重量部以下、約30重量部以下、約20重量部以下、約10重量部以下または約5重量部以下であってもよい。
本明細書において単位重量部は、別段の定めがない限り、各成分間の重量比を意味する。
スラリーは、前述した成分の他にさらに必要な公知の添加剤を含むこともできる。ただし、目的とする気孔特性や表面粗さなどを効果的に得るために、前記スラリーは、いわゆる発泡剤を含まなくてもよい。用語「発泡剤」は、業界で通常発泡剤と呼ばれる成分はもちろん、スラリー内の他の成分との関係で発泡効果を示すことができる成分も含まれる。したがって、本出願において金属フォームを製造する過程中には、発泡工程が進行されないことがある。
前記スラリーに含まれてもよいさらなる成分の種類は多様であるが、代表的な例としては、気孔形成剤である高分子ビーズを例示することができる。このような高分子ビーズは、スラリー内で存在し、焼結過程などで除去されて、前記スラリー内で存在した領域に気孔を形成する。適用可能な高分子ビーズの種類は、特に制限されず、前記焼結過程で除去されることができ(例えば、融点が焼結温度以下の高分子ビーズ)、目的とする気孔のサイズに合う平均粒径を有するビーズが使用できる。
また、スラリーは、いわゆるレベリング剤としての役割をすることができると知られている添加剤をさらに含むこともできる。
前記スラリーを使用して前記金属フォーム前駆体を形成する方式は、特に制限されない。金属フォームの製造分野では、金属フォーム前駆体を形成するための多様な方式が公知されており、本出願では、このような方式が全部適用できる。例えば、前記金属フォーム前駆体は、適正なテンプレート(template)に前記スラリーを維持したり、あるいは、スラリーを適正な方式でコーティングして、前記金属フォーム前駆体を形成することができる。
本出願の1つの例示によってフィルムまたはシート形態の金属フォームを製造する場合には、コーティング工程を適用することが有利である。例えば、適切な基材上に前記スラリーをコーティングして前駆体を形成した後に、後述する焼結工程を通じて目的とする金属フォームを形成することができる。前記過程で前記スラリーがコーティングされる基材表面の平滑度の制御を通じて金属フォームの表面粗さを制御することもできる。
金属フォーム前駆体の形態は、目的とする金属フォームによって定められるものであって、特に制限されない。1つの例示において、前記金属フォーム前駆体は、多孔性金属シートの場合のように、フィルム、シートまたは層の形態でありうる。
前記金属フォーム前駆体の形成過程では、適切な乾燥工程が行われてもよい。例えば、前述したコーティングなどの方式でスラリーを成形した後に、一定時間乾燥して、金属フォーム前駆体が形成されることもできる。前記乾燥の条件は、特別な制限がなく、例えば、スラリー内に含まれた溶媒が目的レベルに除去されるレベルで制御されることができる。例えば、前記乾燥は、成形されたスラリーを約50℃~250℃、約70℃~180℃または約90℃~150℃の範囲内の温度で適正時間の間維持して行うことができる。乾燥時間も、適正範囲で選択できる。
前記方式で形成された金属フォーム前駆体を焼結して金属フォームを製造することができる。この場合、前記金属フォームを製造するための焼結を行う方式は、特に制限されず、公知の焼結法を適用することができる。すなわち、適切な方式で前記金属フォーム前駆体に適正な量の熱を印加する方式で前記焼結を進めることができる。
この場合、焼結の条件は、適用された金属フォーム前駆体の状態、例えば、スラリーの組成や金属粉末の種類などを考慮して、金属粉末が連結されて多孔性構造体が形成されるように制御されることができ、具体的な条件は特に制限されない。
例えば、前記焼結は、前記前駆体を約500℃~2000℃の範囲内、700℃~1500℃の範囲内または800℃~1200℃の範囲内の温度で維持して行うことができ、その維持時間も、任意的に選択できる。前記維持時間は、1つの例示において、約1分~10時間程度の範囲内であってもよいが、これに制限されるものではない。
必要な場合に、上記のような方式で金属フォームを形成した後に、第1および第2金属を含む多孔性金属シートの形成のために、電解メッキや無電解メッキのような金属層形成工程が進行されることもできる。
要求される耐衝撃性を確保し、電磁波遮蔽能および放熱特性を具現するために、金属フォームの気孔特性を制御することができる。例えば、前記金属フォームの気孔度は、50%~80%の範囲内にありえる。前記金属フォームの気孔度は、他の例示において、52%以上、54%以上、56%以上、58%以上、60%以上、62%以上、64%以上、66%以上または68%以上であるか、78%以下、76%以下、74%以下または72%以下程度であってもよい。このような金属フォームの気孔度は、金属フォームの体積、質量および密度などを通じて気孔度を換算する公知の方式で求めることができる。
他の例示において、前記多孔性金属シートは、金属繊維焼結シート(metal fiber sintered sheet)または金属メッシュ(metal mesh)層でありうる。
金属繊維焼結シートは、金属繊維を抄紙法などに適用してシートまたはフィルム形状にした後、焼結を通じて融着させて製造したシート状物を意味し、金属メッシュは、金属繊維をメッシュ、金網、ウェブまたは織布状に編組または紡織したシート状物を意味する。
上記のような金属繊維焼結シートおよび/または金属メッシュ層においても、適用材料、厚さおよび/または気孔制御などを通じて単独で目的とする電磁波遮蔽性、放熱性および衝撃吸収性などを有する多孔性金属シートを提供することができる
要求される電磁波遮蔽性、耐衝撃性および/または放熱性などを確保するために、前記金属繊維焼結シートおよび/または金属メッシュ層を構成する金属繊維の線径、気孔度および/またはメッシュ特性が制御されることができる。
上記で金属繊維の線径は、金属繊維の断面の直径を意味し、この線径は、金属繊維焼結シートまたは金属メッシュを形成している状態での金属繊維の線径であるか、前記金属繊維焼結シートまたは金属メッシュに製造される前に、原料に使用された金属繊維の線径でありうる。
例えば、金属繊維焼結シートを形成している金属繊維または前記金属繊維焼結シートを製造するために、原料に使用された金属繊維は、線径が1~80μmの範囲内にありえる。
また、1つの例示において、前記金属繊維焼結シートは、気孔度が40~80%の範囲内にありえる。金属繊維焼結シートの気孔度は、金属繊維焼結シートの体積、質量および密度などを通じて気孔度を換算する公知の方式で求めることができる。
例えば、金属メッシュ層を形成している金属繊維または前記金属メッシュ層を製造するために、原料に使用された金属繊維は、線径が25~100μmの範囲内にありえる。
また、前記金属メッシュ層は、メッシュが100~200メッシュの範囲内にありえる。
上記のような金属繊維焼結シートおよび/または金属メッシュ層は、特別な制限なしに公知の金属素材(金属繊維)を使用して構成されてもよい。すなわち、前述した金属のヤング率、比抵抗、熱伝導度、ポアソン比および/または密度を考慮して適切な素材を選択することによって、前記金属繊維焼結シートおよび/または金属メッシュ層を構成することができる。
このような金属繊維焼結シートおよび/または金属メッシュ層は、多様に公知されており、金属繊維焼結シートおよび/または金属メッシュ層を製造する方法も、多様に公知となっている。本出願では、このような公知の金属繊維焼結シートおよび/または金属メッシュ層や前記公知の方式で製造した金属繊維焼結シートおよび/または金属メッシュ層が適用できる。
前記金属繊維焼結シートおよび/または金属メッシュ層に対しても、目的とする第1および第2金属を含ませるために、必要な場合に、電解メッキや無電解メッキのような金属層形成過程が行われてもよい。
緩衝フィルムの多孔性金属シートは、前記金属フォーム、金属繊維焼結シートおよび金属メッシュ層のうちいずれか1種のみを含むか、上記のうち選ばれた2種以上が積層または結合された形態でありうる。
前記緩衝フィルムまたはそれに含まれる多孔性金属シートは、高分子などの有機成分を実質的に含まなくてもよい。これは、目的とする放熱特性や耐衝撃性を確保する観点から重要である。例えば、金属フォームを高分子などの有機成分と複合化した複合材などが知られているが、このような複合化は、金属フォームの厚さ方向の熱伝導度を増加させ、耐衝撃性を低下させる。したがって、本出願において前記緩衝フィルムまたはそれに含まれる多孔性金属シートは、前記有機成分を実質的に含まないことが必要である。上記で有機成分を実質的に含まないというのは、緩衝フィルムまたは多孔性金属シート内に有機成分の割合が5重量%以下、4.5重量%以下、4重量%以下、3.5重量%以下、3重量%以下、2.5重量%以下、2重量%以下、1.5重量%以下、1重量%以下または0.5重量%以下程度であることを意味する。ここで、前記有機成分の割合には、後述する貼付層のように多孔性金属シートを基板などに付着するために適用される層に含まれる有機成分は除く。前記有機成分の割合の下限には制限がなく、有機成分が含まれないことが必要なので、前記割合の下限は、0重量%であってもよい。
緩衝フィルムは、さらなる構成として前記多孔性金属シートを基板などに付着するための貼付層を含んでもよい。貼付層は、多孔性金属シートの一面または両面に形成されることができる。前述したように、多孔性金属シートが互いに表面粗さが異なる第1および第2主表面を含む場合に、前記貼付層は、前記主表面のうち表面粗さがより大きい表面に形成されることができる。すなわち、前述したように、前記多孔性金属シートの第1主表面と第2主表面は、互いに異なる表面粗さを有し、前記第1主表面が前記第2主表面に比べて大きい表面粗さを有する場合、前記貼付層は、少なくとも前記第1主表面上に形成されていてもよい。
貼付層としては、特別な制限なしに、公知の粘着層または接着層などが適用でき、その厚さなどにも特別な制限はない。
緩衝フィルムは、さらなる他の層を必要な場合に含んでもよい。例えば、グラファイト シートや黒鉛層のように面方向への熱拡散特性を改善するためのさらなる層が存在していてもよい。
しかしながら、できるだけ薄型の装置を構成する観点から、前記緩衝フィルムは、構成要素として、前記多孔性金属シートおよび貼付層のみを含んでもよく、これによって、さらに薄型の装置を構成することができる。これは、前記緩衝フィルムに含まれる多孔性金属シートが単独でもOLEDなどで要求される電磁波遮蔽性、放熱特性および耐衝撃性を確保することができるので可能である。
したがって、本出願では、価格の上昇、工程の複雑化および厚さ増加などの問題なく、簡単な構造で要求される放熱性、電磁波遮蔽性および耐衝撃性(または衝撃緩和性)等が確保されたOLEDなどのデバイスを提供することができる。
本出願は、また、OLED、具体的には、前記緩衝フィルムを含むOLEDに関する。
本出願のOLEDは、基板と、前記基板の上部に形成されている有機発光層と、前記基板の下部に形成されている緩衝フィルムと、を含んでもよい。図2は、有機発光層20、基板10および緩衝フィルム100を順次含むOLEDを模式的に示す図である。前記緩衝フィルムとして、前述した緩衝フィルムが適用できる。
上記で使用した用語「上部および下部」は、有機発光層と緩衝フィルムなどの基板を中心にする位置関係を規定するために使用した用語である。したがって、実際運搬や使用状態などにおいて必ず有機発光層が緩衝フィルムに対して上部に存在しなければならないわけではない。
OLEDで適用される前記基板の種類は特に制限されない。通常、OLEDの構成時に、前記基板としては、ガラス基板やプラスチック基板が適用され、本出願では、通常使用される前記基板が制限なしに適用できる。
1つの例示において、前記基板としては、プラスチック基板が使用できる。プラスチック基板を使用する場合、相対的に薄型であり、かつ、屈曲性を有するOLEDの構成に有利である。ただし、プラスチック基板が使用される場合に、OLEDが外部の衝撃に対してさらに弱くなり、電磁波や熱に効果的に対処し難い。しかしながら、本出願の緩衝フィルムが適用される場合、上記のようなプラスチック基板の短所を解消し、その長所を取れる。
基板の上部に形成される有機発光層の種類にも特別な制限はない。通常、有機発光層は、対向する正極(anode)と負極(cathode)との間に存在し、少なくとも発光層を含む有機層を含むが、このような一般的な構成が、本願では、特別な制限なしに使用できる。
有機層は、発光層にさらに電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層および/または正孔注入層など必要な公知の層をさらに含んでもよい。
有機発光層において正極と負極のうちいずれか一方は、透明電極であり、他方は、反射電極であってもよく、場合によっては、両方の電極がいずれも透明電極であってもよい。
上記のような構成を通じて有機発光層を構成する方式および材料は公知となっており、このような公知の方式および材料が本出願でも適用できる。
上記のような構造において前記緩衝フィルムは、基板の下部に形成されて、有機発光層あるいはOLEDの他の構成で発生した熱を効率的に除去し、有機発光層で発生したり、有機発光層に進める電磁波を遮断し、外部の衝撃を緩和ないし解消できる層である。
また、前述したように、前記緩衝フィルムが前述した第1および第2主表面において互いに異なる表面粗さを有し、前記第1表面において前記第2表面に比べて大きい表面粗さを有する多孔性金属シートを有する場合、前記緩衝フィルムにおいて前記多孔性金属シートの前記第1主表面が前記第2主表面に比べて前記有機発光層に近く配置されていてもよい。
また、前述した反射率を示すことによって、OLEDなどで視認性の低下などの問題を誘発することなく、前述した比抵抗の確保を通じて、OLEDなどで必要に応じて通電または絶縁部位を形成することができる。
OLEDは、さらなる構成として、前記緩衝フィルムの下部に形成された電子素子をさらに含んでもよい。図3は、このような構成を表示するものであり、有機発光層20、基板10、前記緩衝フィルム100および電子素子40を順次含む場合を示す。
電子素子は、有機発光層を駆動する駆動回路部にシグナルを印加するための構成である。したがって、上記の場合、基板または有機発光層は、有機発光層の駆動のための駆動回路部を含み、この駆動回路部は、前記電子素子に連結されていてもよい。
図3のような構成でも、緩衝フィルム100は、有機発光層20および/または電子素子40で発生する熱が相互に伝達されることを遮断することができ、有機発光層20および/または電子素子40で発生する電磁波が相互に伝播することを遮断することができる。また、基板10など構成要素が薄型からなる場合にも、外部の衝撃による装置の損傷を防止することができる。
前記電子素子および駆動回路部の具体的な構成は、特に制限されず、公知の構成が適用できる。
また、上記のような構成の場合、前記電子素子および前記基板の間には、前記緩衝フィルムのみが存在していてもよい。これによって、さらに薄型の装置を構成することができる。これは、前記緩衝フィルムに含まれる多孔性金属シートが単独でもOLEDで要求される電磁波遮蔽性、放熱特性および耐衝撃性を確保することができるので可能である。
本出願は、緩衝フィルムおよびその用途を提供し、特に有機発光装置用緩衝フィルムおよびその用途を提供することができる。
以下、実施例に基づいて本出願を具体的に説明するが、本出願の範囲が下記実施例によって制限されるものではない。
1.多孔性金属シートの反射率の評価
緩衝フィルムに含まれる多孔性金属シート(金属フォーム)の反射率は、UV spectroscopy装備(Shimadzu UV-2600、Shimadzu社製)を使用して400~800nmの波長に対して評価した。前記装備に積分球(ISR-2600)を装着し、マニュアルによってDiffuse reflectanceモードで反射率を測定し(Diffuse reflectance measurement)、標準物質としては、BaSO4を適用した。前記方式で400nmから800nmまで0.5nmの間隔で反射率を評価し、評価した反射率を平均して、反射率を確認した。
緩衝フィルムに含まれる多孔性金属シート(金属フォーム)の反射率は、UV spectroscopy装備(Shimadzu UV-2600、Shimadzu社製)を使用して400~800nmの波長に対して評価した。前記装備に積分球(ISR-2600)を装着し、マニュアルによってDiffuse reflectanceモードで反射率を測定し(Diffuse reflectance measurement)、標準物質としては、BaSO4を適用した。前記方式で400nmから800nmまで0.5nmの間隔で反射率を評価し、評価した反射率を平均して、反射率を確認した。
2.熱拡散度の評価
緩衝フィルムに含まれる多孔性金属シート(金属フォーム)の熱拡散度は、LFA(Laser Flash Analysis)方式で評価し、ここで、評価された熱拡散度は、xy planeの熱拡散度である。前記熱拡散度の測定時には、microflash(LFA 46 Hyper flash,Netzsch社製)装備を使用した(In-plane測定モード)。前記熱拡散度の測定時には、試験片(金属フォーム)を直径が約25.4mmの円形に打ち抜いて使用した。
緩衝フィルムに含まれる多孔性金属シート(金属フォーム)の熱拡散度は、LFA(Laser Flash Analysis)方式で評価し、ここで、評価された熱拡散度は、xy planeの熱拡散度である。前記熱拡散度の測定時には、microflash(LFA 46 Hyper flash,Netzsch社製)装備を使用した(In-plane測定モード)。前記熱拡散度の測定時には、試験片(金属フォーム)を直径が約25.4mmの円形に打ち抜いて使用した。
3.表面粗さの評価
多孔性金属シートの表面粗さは、3D laser microscope(Keyence社のVK-X160モデル)を使用して測定した。
多孔性金属シートの表面粗さは、3D laser microscope(Keyence社のVK-X160モデル)を使用して測定した。
4.比抵抗の評価
緩衝フィルムに含まれる多孔性金属シート(金属フォーム)の比抵抗は、Four Point Probe(FPP)方式を用いて測定した。ここで、装備としては、CMT-SR2000N(AIT社製)を使用した。
緩衝フィルムに含まれる多孔性金属シート(金属フォーム)の比抵抗は、Four Point Probe(FPP)方式を用いて測定した。ここで、装備としては、CMT-SR2000N(AIT社製)を使用した。
5.耐衝撃性(衝撃量減衰)の評価
耐衝撃性は、図4に示されたようなボールドロップ(Ball drop)装置を用いて評価した。図4で、参照符号1000は、ボールドロップ位置を示し、参照符号2000は、サンプル位置を示し、符号3000は、測定部を示す。図4のサンプル位置に多孔性金属シート(金属フォーム)を位置させ、ボールドロップ装置で同一高さより同一重量のボールを前記多孔性金属シートに落下させて、測定部によってピーク衝撃力を測定した。下記表では、前記方式で測定した結果を多孔性金属シートがない状態でボールを落下させて測定したピーク衝撃力と比較してその減少率を記載したものである。
耐衝撃性は、図4に示されたようなボールドロップ(Ball drop)装置を用いて評価した。図4で、参照符号1000は、ボールドロップ位置を示し、参照符号2000は、サンプル位置を示し、符号3000は、測定部を示す。図4のサンプル位置に多孔性金属シート(金属フォーム)を位置させ、ボールドロップ装置で同一高さより同一重量のボールを前記多孔性金属シートに落下させて、測定部によってピーク衝撃力を測定した。下記表では、前記方式で測定した結果を多孔性金属シートがない状態でボールを落下させて測定したピーク衝撃力と比較してその減少率を記載したものである。
実施例1.
多孔性金属シートとして、金属フォームを製造した。金属フォームは、平均粒径(メディアン粒径、D50粒径)が約60μmレベルの銅粉末を使用して製造した。上記で銅は、熱伝導度が約401W/mKであり、ヤング率が約110~128GPaであり、ポアソン比が約0.34であり、比抵抗が約1.7×10-6Ωcm程度であり、密度が8.96g/cm3程度である材料である。前記銅粉末30g、テルピネオール(terpineol)20g、エチルヘキシルカプレート(ethylhexyl caprate)8g、ポリビニルアセテート3gおよびレベリング剤(BYK社、BYK-358N)1gを混合してスラリーを製造した。前記スラリーをフィルム形態でコーティングし、120℃のオーブンで30分間乾燥した後に、水素/アルゴン雰囲気の1,000℃程度の温度で約2時間の間焼結して、金属フォームを製造した。前記過程でスラリーを表面粗さが殆どない平滑な表面にコーティングし、前記平滑な表面にコーティングされた面と反対側の面は、空気中に露出させた状態で焼結を行った。
多孔性金属シートとして、金属フォームを製造した。金属フォームは、平均粒径(メディアン粒径、D50粒径)が約60μmレベルの銅粉末を使用して製造した。上記で銅は、熱伝導度が約401W/mKであり、ヤング率が約110~128GPaであり、ポアソン比が約0.34であり、比抵抗が約1.7×10-6Ωcm程度であり、密度が8.96g/cm3程度である材料である。前記銅粉末30g、テルピネオール(terpineol)20g、エチルヘキシルカプレート(ethylhexyl caprate)8g、ポリビニルアセテート3gおよびレベリング剤(BYK社、BYK-358N)1gを混合してスラリーを製造した。前記スラリーをフィルム形態でコーティングし、120℃のオーブンで30分間乾燥した後に、水素/アルゴン雰囲気の1,000℃程度の温度で約2時間の間焼結して、金属フォームを製造した。前記過程でスラリーを表面粗さが殆どない平滑な表面にコーティングし、前記平滑な表面にコーティングされた面と反対側の面は、空気中に露出させた状態で焼結を行った。
上記のように形成された銅金属フォームにニッケルメッキを行った。上記でニッケルは、熱伝導度が約91W/mKであり、ヤング率が約200GPaであり、ポアソン比が約0.31であり、比抵抗が約6.9×10-6Ωcm程度であり、密度が8.908g/cm3程度である材料である。
前記電解メッキは、公知の方式で行った。すなわち前記銅金属フォームをNiSO4、NiCl2またはH2BO3などが溶解している溶液に入れ、白金電極と前記銅金属フォームをそれぞれ正極と負極に適用する電解メッキ方式で当該銅金属フォームの表面をニッケルでメッキした。約1分間前記メッキを進めて、ニッケルがメッキされた銅金属フォームを得た。前記銅金属フォームでのニッケルのメッキ厚さは、約97nm程度であった。前記ニッケルのメッキ厚さは、サンプル(金属フォーム)をFocused Ion Beam(FIB)で切って断面を露出させた状態で、SEM(Scanning Electron Microscope)観察を通じて確認した。前記製造された金属フォームは、厚さが150μm程度であり、気孔度が74%程度であった。また、前記金属フォームの両面のうち一面(第1主表面)の表面粗さ1Saは、約8.2μm程度であり、他の面(第2主表面)の表面粗さ2Saは、約5.5μm程度であった。前記第1主表面上にアクリル系粘着剤層を形成して、緩衝フィルムを製造した。
実施例2.
実施例1と同一に多孔性金属シートを製造するものの、ニッケルメッキを2分間行うことによって、多孔性金属シートを製造した。前記銅金属フォームでのニッケルのメッキ厚さは、約142nm程度であった。上記のように製造された金属フォームは、厚さが151μm程度であり、気孔度が74%程度であった。また、前記金属フォームの両面のうち一面(第1主表面)の表面粗さ1Saは、約8.2μm程度であり、他の面(第2主表面)の表面粗さ2Saは、約5.5μm程度であった。前記第1主表面上にアクリル系粘着剤層を形成して、緩衝フィルムを製造した。
実施例1と同一に多孔性金属シートを製造するものの、ニッケルメッキを2分間行うことによって、多孔性金属シートを製造した。前記銅金属フォームでのニッケルのメッキ厚さは、約142nm程度であった。上記のように製造された金属フォームは、厚さが151μm程度であり、気孔度が74%程度であった。また、前記金属フォームの両面のうち一面(第1主表面)の表面粗さ1Saは、約8.2μm程度であり、他の面(第2主表面)の表面粗さ2Saは、約5.5μm程度であった。前記第1主表面上にアクリル系粘着剤層を形成して、緩衝フィルムを製造した。
実施例3.
実施例1と同一に多孔性金属シートを製造するものの、ニッケルメッキを4分間行うことによって、多孔性金属シートを製造した。前記銅金属フォームでのニッケルのメッキ厚さは、約209nm程度であった。上記のように製造された金属フォームは、厚さが153μm程度であり、気孔度が72%程度であった。また、前記金属フォームの両面のうち一面(第1主表面)の表面粗さ1Saは、約8.1μm程度であり、他の面(第2主表面)の表面粗さ2Saは、約5.5μm程度であった。前記第1主表面上にアクリル系粘着剤層を形成して、緩衝フィルムを製造した。
実施例1と同一に多孔性金属シートを製造するものの、ニッケルメッキを4分間行うことによって、多孔性金属シートを製造した。前記銅金属フォームでのニッケルのメッキ厚さは、約209nm程度であった。上記のように製造された金属フォームは、厚さが153μm程度であり、気孔度が72%程度であった。また、前記金属フォームの両面のうち一面(第1主表面)の表面粗さ1Saは、約8.1μm程度であり、他の面(第2主表面)の表面粗さ2Saは、約5.5μm程度であった。前記第1主表面上にアクリル系粘着剤層を形成して、緩衝フィルムを製造した。
実施例4.
実施例1と同一に多孔性金属シートを製造するものの、ニッケルメッキを8分間行うことによって、多孔性金属シートを製造した。前記銅金属フォームでのニッケルのメッキ厚さは、約536nm程度であった。上記のように製造された金属フォームは、厚さが155μm程度であり、気孔度が70%程度であった。また、前記金属フォームの両面のうち一面(第1主表面)の表面粗さ1Saは、約8.0μm程度であり、他の面(第2主表面)の表面粗さ2Saは、約5.5μm程度であった。前記第1主表面上にアクリル系粘着剤層を形成して緩衝フィルムを製造した。
実施例1と同一に多孔性金属シートを製造するものの、ニッケルメッキを8分間行うことによって、多孔性金属シートを製造した。前記銅金属フォームでのニッケルのメッキ厚さは、約536nm程度であった。上記のように製造された金属フォームは、厚さが155μm程度であり、気孔度が70%程度であった。また、前記金属フォームの両面のうち一面(第1主表面)の表面粗さ1Saは、約8.0μm程度であり、他の面(第2主表面)の表面粗さ2Saは、約5.5μm程度であった。前記第1主表面上にアクリル系粘着剤層を形成して緩衝フィルムを製造した。
実施例5.
実施例1で製造された多孔性金属シートの第2主表面にアクリル系粘着剤層を形成することによって、緩衝フィルムを製造した。
実施例1で製造された多孔性金属シートの第2主表面にアクリル系粘着剤層を形成することによって、緩衝フィルムを製造した。
比較例1.
実施例1で製造されたものと同じ銅金属フォームをさらなるニッケルメッキを行うことなく、第1 主表面に粘着剤層を形成することによって、緩衝フィルムを製造した。
実施例1で製造されたものと同じ銅金属フォームをさらなるニッケルメッキを行うことなく、第1 主表面に粘着剤層を形成することによって、緩衝フィルムを製造した。
前記各実施例および比較例に対する評価結果を表1に記載した。
下記表1で、電磁波遮蔽能は、ASTM D4935規格によって30MHz~1.5GHzの範囲で測定した結果である。
表1から本実施例による緩衝フィルムは、OLEDなどで要求される耐衝撃性、放熱特性および電磁波遮蔽能を単独で満足させることができるという点を確認することができる。
また、前記実施例の緩衝フィルムの多孔性金属シートは、低い反射率を示して、OLEDに含まれていて、視認性の問題などを誘発せず、適切な比抵抗を示して、OLEDなどで必要な絶縁または通電部位を形成できるという点を確認することができ、他方では、比較例1の緩衝フィルムは、過度に高い反射率を示すことを確認することができる。
10 基板
20 有機発光層
30、40 電子素子
100 緩衝フィルム
20 有機発光層
30、40 電子素子
100 緩衝フィルム
Claims (15)
- 400~800nmの波長範囲の光に対する平均反射率が50%以下である多孔性金属シートを含む緩衝フィルム。
- 多孔性金属シートは、比抵抗が1.0×10-5Ωcm以上である、請求項1に記載の緩衝フィルム。
- 多孔性金属シートは、熱拡散度が25mm2/s以上である、請求項1又は2に記載の緩衝フィルム。
- 多孔性金属シートの第1主表面と第2主表面は、互いに異なる表面粗さを有し、前記第1主表面の表面粗さ1Saの前記第2主表面の表面粗さ2Saに対する割合1Sa/2Saが1超過、3以下である、請求項1~3のいずれか一項に記載の緩衝フィルム。
- 第1主表面の表面粗さ1Saが6.5μm以上である、請求項4に記載の緩衝フィルム。
- 多孔性金属シートの厚さが50μm以上である、請求項1~5のいずれか一項に記載の緩衝フィルム。
- 多孔性金属シートは、ヤング率が160GPa以下である第1金属と、ヤング率が160GPa超過である第2金属と、を含む、請求項1~6のいずれか一項に記載の緩衝フィルム。
- 多孔性金属シートは、比抵抗が4.3×10-6Ωcm以下である第1金属と、比抵抗が4.3×10-6Ωcm超過である第2金属と、を含む、請求項1~7のいずれか一項に記載の緩衝フィルム。
- 多孔性金属シートは、第1金属と、前記第1金属とは異なる第2金属と、を含み、前記第1および第2金属は、いずれも、0.1~0.7の範囲内のポアソン比を有する、請求項1~8のいずれか一項に記載の緩衝フィルム。
- 多孔性金属シートは、金属フォーム、金属繊維焼結シートまたは金属メッシュである、請求項1~9のいずれか一項に記載の緩衝フィルム。
- 多孔性金属シートの一面または両面に存在する貼付層をさらに含む、請求項1~10のいずれか一項に記載の緩衝フィルム。
- 多孔性金属シートの第1主表面と第2主表面は、互いに異なる表面粗さを有し、前記第1主表面が前記第2主表面に比べて大きい表面粗さを有し、貼付層は、少なくとも前記第1主表面上に形成されている、請求項11に記載の緩衝フィルム。
- 基板と、
前記基板の上部に形成されている有機発光層と、
前記基板の下部に形成されている請求項1~12のいずれか一項に記載の緩衝フィルムと、を含む有機発光装置。 - 緩衝フィルムの多孔性金属シートの第1主表面と第2主表面は、互いに異なる表面粗さを有し、前記第1主表面が前記第2主表面に比べて大きい表面粗さを有し、前記第1主表面が前記第2主表面に比べて有機発光層に近く配置される、請求項13に記載の有機発光装置。
- 緩衝フィルムの下部に形成された電子素子をさらに含み、前記電子素子および基板の間には、前記緩衝フィルムのみが存在する、請求項13又は14に記載の有機発光装置。
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