JP2024064074A - 積層体、透明導電性フィルムおよび透明導電性フィルムの製造方法 - Google Patents

積層体、透明導電性フィルムおよび透明導電性フィルムの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】薄膜化および搬送性の向上を図るとともに、真空中で、透明導電層に代表される機能層を加熱して結晶化させる場合において、保護フィルムと基材との間の剥離を抑制する積層体、その積層体を用いて得られる透明導電性フィルム、および、その透明導電性フィルムの製造方法を提供すること。【解決手段】積層体1は、保護フィルム2と、粘着層3と、基材4とを厚み方向一方に向かって順に備える。透明基材6の厚みは、50μm以下である。粘着層3および基材4の界面における気泡の個数が、50個/mm2以下である。【選択図】図1

Description

本発明は、積層体、透明導電性フィルムおよび透明導電性フィルムの製造方法に関し、詳しくは、積層体、その積層体を用いて得られる透明導電性フィルム、および、その透明導電性フィルムの製造方法に関する。
近年、透明導電性フィルムなどの光学フィルムは、タッチパネルなどの光学用途に用いられることが知られている。
このような透明導電性フィルムは、基材と透明導電層とを備えており、透明導電性フィルムには、目的および用途に応じて、薄膜化が求められる場合がある。
透明導電性フィルムを薄くする観点から、基材を薄くすると、搬送時に、透明導電性フィルムが変形し、皺や破断などが発生し、その結果、搬送不良が生じる場合がある。
このような搬送不良を抑制するために、基材に保護フィルムを積層させることが検討されている。
基材に保護フィルムを積層した積層体としては、例えば、第1支持フィルムと、透明基材フィルムとを順に備えるフィルム体が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2019-72991号公報
一方、このような積層体を用いて、透明導電性フィルムなどの光学フィルムを製造する場合には、真空中で、透明導電層を加熱して結晶化させる場合がある。
このような場合には、積層体において、基材と保護フィルムとの界面に気泡が発生し、基材から保護フィルムが剥離するという不具合がある。
本発明は、薄膜化および搬送性の向上を図るとともに、真空中で、透明導電層に代表される機能層を加熱して結晶化させる場合において、保護フィルムと基材との間の剥離を抑制する積層体、その積層体を用いて得られる透明導電性フィルム、および、その透明導電性フィルムの製造方法を提供することにある。
本発明[1]は、保護フィルムと、粘着層と、基材とを厚み方向一方に向かって順に備え、前記基材は、透明基材を備え、前記透明基材の厚みが、50μm以下であり、下記試験により測定される前記粘着層および前記基材の界面における気泡の個数が、50個/mm以下である、積層体である。
試験:積層体を厚み方向に沿って切断し、光学顕微鏡により切断面を観測し、気泡の個数を算出する。観測は、5回以上実施し、得られた結果の気泡の個数の平均値から、単位面積当たりの気泡の個数を算出する。
本発明[2]は、前記粘着層の、ナノインデンテーション法により測定される25℃の押し込み弾性率が、3MPa以下である、上記[1]に記載の積層体を含んでいる。
本発明[3]は、カールフィッシャー法により測定される水分量が、17μg/cm以下である、上記[1]または[2]に記載の積層体を含んでいる。
本発明[4]は、上記[1]~[3]のいずれか一項に記載の積層体と、透明導電層とを厚み方向一方に向かって順に備えることを特徴とする、透明導電性フィルムを含んでいる。
本発明[5]は、前記透明導電層が、非晶質である、上記[4]に記載の透明導電性フィルムを含んでいる。
本発明[6]は、前記透明導電層が、結晶質である、上記[4]に記載の透明導電性フィルムを含んでいる。
本発明[7]は、上記[4]~[6]のいずれか一項に記載の透明導電性フィルムの製造方法であって、上記[1]~[3]のいずれか一項に記載の積層体を準備する工程とロールトゥロールにより前記積層体を搬送し、前記透明導電層を加熱する工程とを備える、透明導電性フィルムの製造方法を含んでいる。
本発明[8]は、前記加熱する工程では、真空中で、前記透明導電層を加熱する、上記[7]に記載の透明導電性フィルムの製造方法を含んでいる。
本発明の積層体において、透明基材の厚みは、50μm以下である。
そのため、この積層体を薄膜化することができる。
また、この積層体は、保護フィルムを備える。
そのため、透明基材の厚みが50μm以下であっても、積層体の搬送時に、積層体が変形し、皺や破断などが発生することを抑制でき、その結果、搬送性を向上させることができる。
さらに、この積層体において、粘着層および基材の界面における気泡の個数が、所定の割合である。
そのため、この積層体を用いて、真空中で、透明導電層を加熱して結晶化させて、透明導電性フィルムを得る場合において、保護フィルムと基材との間の剥離を抑制できる。
本発明の透明導電性フィルムは、本発明の積層体を備える。
そのため、この透明導電性フィルムが、真空中で、透明導電層を加熱して結晶化させて得られる場合に、保護フィルムと基材との間の剥離を抑制できる。
本発明の積層体の製造方法は、ロールトゥロールにより積層体を搬送し、透明導電層を加熱する工程を備える。
そのため、作業性に優れる。
図1は、本発明の積層体の一実施形態の断面図を示す。 図2A~図2Cは、積層体の製造方法の一実施形態を示す概略図であって、図2Aは、保護フィルムの厚み方向一方面に、粘着層を形成する第1工程を示し、図2Bは、基材を準備する第2工程を示し、図2Cは、粘着層の厚み方向一方面と、基材の厚み方向他方面とが接触するように、保護フィルムおよび基材を貼り合わせる第3工程を示す。 図3は、本発明の透明導電性フィルムの一実施形態の断面図を示す。 図4Aおよび図4Bは、積層体の製造方法の一実施形態を示す概略図であって、図4Aは、積層体を準備する第4工程を示し、図4Bは、積層体の厚み方向一方面に、スパッタリングにより、透明導電層を形成する第5工程を示す。
図1を参照して、本発明の積層体の一実施形態を説明する。
図1において、紙面上下方向は、上下方向(厚み方向)であって、紙面上側が、上側(厚み方向一方側)、紙面下側が、下側(厚み方向他方側)である。また、紙面左右方向および奥行き方向は、上下方向に直交する面方向である。具体的には、各図の方向矢印に準拠する。
1.積層体
積層体1は、所定の厚みを有するフィルム形状(シート形状を含む)を有し、厚み方向と直交する面方向に延び、平坦な上面および平坦な下面を有する。
積層体1は、透明導電性フィルムなどの光学フィルムを製造するために用いられ、詳しくは後述するが、透明導電性フィルムにおいて、積層体1は、透明導電層11(後述)を支持する支持体である。
積層体1は、保護フィルム2と、粘着層3と、基材4とを厚み方向一方に向かって順に備える。
具体的には、図1に示すように、積層体1は、保護フィルム2と、保護フィルム2の上面(厚み方向一方面)に配置される粘着層3と、粘着層3の上面(厚み方向一方面)に配置される基材4とを備える。
積層体1の厚みは、例えば、200μm以下、好ましくは、150μm以下であり、また、例えば、50μm以上、好ましくは、80μm以上である。
2.保護フィルム
保護フィルム2は、積層体1の機械強度を確保するための基材である。
積層体1が、保護フィルム2を備えれば、透明基材6(後述)が、50μm以下であっても、積層体1の搬送時に、積層体1が変形し、皺や破断などが発生することを抑制でき、その結果、搬送性を向上させることができる。
保護フィルム2は、積層体1の最下層である。
保護フィルム2は、フィルム形状を有する。保護フィルム2は、粘着層3の下面に接触するように、粘着層3の下面全面に、配置されている。
保護フィルム2は、例えば、透明性を有する高分子フィルムである。保護フィルム2の材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマーなどのオレフィン樹脂、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル樹脂、例えば、ポリメタクリレートなどの(メタ)アクリル樹脂(アクリル樹脂および/またはメタクリル樹脂)、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリアリレート樹脂、メラミン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、セルロース樹脂、ポリスチレン樹脂などが挙げられ、好ましくは、オレフィン樹脂、より好ましくは、シクロオレフィンポリマーが挙げられる。
保護フィルム2の厚みは、例えば、10μm以上、好ましくは、30μm以上であり、また、例えば、80μm以下、好ましくは、60μm以下である。
3.粘着層
粘着層3は、フィルム形状を有する。硬化樹脂層3は、基材4の下面に接触するように、基材4の下面全面に、配置されている。
粘着層3は、保護フィルム2と基材4とを接着する接着層である。
粘着層3は、例えば、アクリル系粘着剤組成物、ゴム系粘着剤組成物、シリコーン系粘着剤組成物、ポリエステル系粘着剤組成物、ウレタン系粘着剤組成物、ポリアミド系粘着剤組成物、エポキシ系粘着剤組成物、ビニルアルキルエーテル系粘着剤組成物、フッ素系粘着剤組成物などの粘着剤組成物から形成されており、好ましくは、アクリル系粘着剤から形成されている。
アクリル系粘着剤組成物は、主成分として、アクリル系ポリマーを含む。
アクリル系ポリマーは、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを主成分とするモノマー成分を共重合することにより得られる。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、アクリル酸アルキルエステルおよび/またはメタクリル酸アルキルエステルであり、具体的には、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸sec-ブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ネオペンチル、(メタ)アクリル酸イソペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸へプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルへキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸テトラデシルなどの、直鎖状または分岐状の、炭素数4~14のアルキル部分を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルなどが挙げられる。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、単独使用または2種以上併用することができる。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとして、好ましくは、炭素数4~10のアルキル部分を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルが挙げられ、さらに好ましくは、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシルが挙げられる。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルの配合割合は、モノマー成分100質量部に対して、例えば、1質量部以上、好ましくは、10質量部以上であり、また、例えば、99質量部以下である。
また、モノマー成分は、(メタ)アクリル酸アルキルエステルと共重合可能な共重合性モノマーを含むこともできる。
共重合性モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、クロトン酸、無水マレイン酸などのカルボキシル基含有モノマー、例えば、(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N-メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミドなどのアミド基含有モノマー、例えば、酢酸ビニルなどのビニルエステル類、例えば、スチレン、ビニルトルエンなどの芳香族ビニル化合物、例えば、アクリル酸2-ヒドロキシエチル、アクリル酸4-ヒドロキシブチルなどのヒドロキシル基含有モノマー、例えば、(メタ)アクリロニトリル、例えば、N-(メタ)アクリロイルモルホリン、例えば、N-ビニル-2-ピロリドンなどが挙げられる。
共重合性モノマーの配合割合は、モノマー成分100質量部に対して、例えば、1質量部以上であり、また、例えば、99質量部以下、好ましくは、90質量部以下である。
アクリル系粘着剤組成物は、例えば、溶液重合、塊状重合、光重合などの公知の方法により得ることができ、好ましくは、溶液重合により得ることができる。溶液重合では、具体的には、モノマー成分とともに、重合開始剤を、公知の有機溶媒中に配合して、モノマー成分を重合する。
重合開始剤としては、例えば、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)などのアゾ系重合開始剤、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、t-ブチルハイドロパーオキサイドなどの過酸化物系重合開始剤が挙げられる。
重合開始剤は、単独使用または2種以上併用することができる。
重合開始剤の配合割合は、例えば、全モノマー成分100質量部に対して、例えば、0.05質量部以上であり、また、例えば、10質量部以下である。
重合条件として、加熱温度は、例えば、50℃以上であり、また、例えば、80℃以下であり、また、加熱時間は、例えば、1時間以上であり、また、例えば、24時間以下である。
そして、上記した溶液重合によって、モノマー成分を重合して、アクリル系ポリマーを含むアクリル系ポリマー溶液が得られる。
また、アクリル系粘着剤組成物は、必要により、架橋剤を含む。
架橋剤としては、例えば、イソシアネート系架橋剤、アジリジン系架橋剤、エポキシ系架橋剤、金属キレート系架橋剤などが挙げられる。好ましくは、イソシアネート系架橋剤が挙げられる。
架橋剤は、単独使用または併用することができる。
架橋剤の配合割合は、アクリル系ポリマー100質量部に対して、例えば、0.01質量部以上であり、また、例えば、30.0質量部以下である。
アクリル系粘着剤組成物は、アクリル系ポリマー(アクリル系ポリマーを含むアクリル系ポリマー溶液)と、必要により配合される架橋剤とを、上記した配合割合で、混合することにより得られる。
そして、粘着層3を形成するには、詳しくは後述するが、保護フィルム2の厚み方向一方面に、粘着剤組成物(好ましくは、アクリル系粘着剤組成物)を塗布し、必要により、乾燥する。
これにより、粘着層3を形成する。
粘着層3のナノインデンテーション法により測定される、25℃の押し込み弾性率は、例えば、5MPa以下、好ましくは、3MPa以下であり、また、例えば、0.1MPa以上である。
上記の押し込み弾性率が、上記上限以下であれば、積層体1における、粘着層3および基材4の界面における気泡(後述)を少なくでき、その結果、保護フィルム2と基材4とが剥離することをより一層抑制できる。
また、粘着層3のナノインデンテーション法により測定される、80℃の除荷曲線の最小荷重が、例えば、-3μN以上、好ましくは、-2μN以上であり、また、例えば、-1μN以下である。
上記最小荷重が、上記下限以上であれば、積層体1における、粘着層3および基材4の界面における気泡(後述)を少なくでき、その結果、保護フィルム2と基材4とが剥離することをより一層抑制できる。
粘着層3の厚みは、例えば、1μm以上、好ましくは、5μm以上であり、また、例えば、50μm以下、好ましくは、30μm以下である。
4.基材
基材4は、積層体1の機械強度を確保するための基材である。
基材4は、積層体1の最上層である。
基材4は、フィルム形状を有する。
基材4は、第1硬化樹脂層5と、透明基材6と、第2硬化樹脂層7とを厚み方向一方に向かって順に備える。
具体的には、基材4は、第1硬化樹脂層5と、第1硬化樹脂層5の上面(厚み方向一方面)に配置される透明基材6と、透明基材6の上面(厚み方向一方面)に配置される第2硬化樹脂層7とを備える。
4-1.第1硬化樹脂層
第1硬化樹脂層5は、フィルム形状を有する。第1硬化樹脂層5は、透明基材6の下面に接触するように、透明基材6の下面全面に、配置されている。
第1硬化樹脂層5としては、例えば、アンチブロッキング層が挙げられる。
アンチブロッキング層は、積層体1を厚み方向に積層した場合などに、互いに接触する複数の積層体1のそれぞれの表面に耐ブロッキング性を付与する。
なお、以下の説明では、第1硬化樹脂層5がアンチブロッキング層である場合について説明する。
アンチブロッキング層の材料は、例えば、アンチブロッキング組成物である。
アンチブロッキング組成物は、樹脂を含有する。
樹脂としては、例えば、硬化性樹脂、熱可塑性樹脂(例えば、ポリオレフィン樹脂)などが挙げられ、好ましくは、硬化性樹脂が挙げられる。
硬化性樹脂としては、例えば、活性エネルギー線(具体的には、紫外線、電子線など)の照射により硬化する活性エネルギー線硬化性樹脂、例えば、加熱により硬化する熱硬化性樹脂などが挙げられ、好ましくは、活性エネルギー線硬化性樹脂が挙げられる。
活性エネルギー線硬化性樹脂は、例えば、分子中に重合性炭素-炭素二重結合を有する官能基を有するポリマーが挙げられる。そのような官能基としては、例えば、ビニル基、(メタ)アクリロイル基(メタクリロイル基および/またはアクリロイル基)などが挙げられる。
活性エネルギー線硬化性樹脂としては、具体的には、例えば、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレートなどの(メタ)アクリル系紫外線硬化性樹脂が挙げられる。
また、活性エネルギー線硬化性樹脂以外の硬化性樹脂としては、例えば、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、シロキサン系ポリマー、有機シラン縮合物などの熱硬化性樹脂が挙げられる。
また、樹脂としては、市販品を用いることができ、例えば、UNIDIC(登録商標)RS29-120(ウレタン系多官能ポリアクリレート、DIC社製)などが挙げられる。
樹脂は、単独使用または2種以上併用することができる。
また、アンチブロッキング組成物は、必要により、粒子を含む。
粒子としては、例えば、シリカ粒子、ジルコニア粒子などの無機粒子、例えば、架橋アクリル系粒子などの有機粒子などが挙げられ、好ましくは、有機粒子、より好ましくは、架橋アクリル系粒子が挙げられる。
粒子は、単独使用または2種以上併用することができる。
アンチブロッキング組成物は、好ましくは、樹脂および粒子を含む。
そして、アンチブロッキング組成物は、樹脂と、必要により、粒子とを混合することにより得られる。
アンチブロッキング組成物において、樹脂100質量部に対して、粒子の配合割合は、例えば、0.1質量部以上であり、また、例えば、0.5質量部以下である。
また、アンチブロッキング組成物には、必要により、レベリング剤、チクソトロピー剤、帯電防止剤などの公知の添加剤を配合することができる。
アンチブロッキング層を形成するには、詳しくは後述するが、透明基材6の厚み方向他方面に、アンチブロッキング組成物の希釈液を塗布し、乾燥後、紫外線照射により、アンチブロッキング組成物を硬化させる。
これにより、アンチブロッキング層を形成する。
第1硬化樹脂層5の厚みは、例えば、0.1μm以上、好ましくは、0.5μm以上であり、また、例えば、10μm以下、好ましくは、3μm以下である。第1硬化樹脂層5の厚みは、例えば、透過型電子顕微鏡を用いて、断面観察により測定することができる。
4-2.透明基材
透明基材6は、例えば、透明性を有する高分子フィルムである。透明基材6は、第2硬化樹脂層7の下面に接触するように、第2硬化樹脂層7の下面全面に、配置されている。
透明基材6の材料としては、上記した保護フィルム2の材料で挙げた材料などが挙げられ、好ましくは、オレフィン樹脂、より好ましくは、シクロオレフィンポリマーが挙げられる。
また、好ましくは、透明基材6の材料は、保護フィルム2の材料と同一である。
透明基材6の厚みは、50μm以下であり、また、例えば、10μm以上、好ましくは、30μm以上である。
透明基材6の厚みが、上記上限以下であれば、積層体1の薄膜化を図ることができる。
4-3.第2硬化樹脂層
第2硬化樹脂層7は、フィルム形状を有する。
第2硬化樹脂層7としては、例えば、ハードコート層が挙げられる。
ハードコート層は、透明基材6に傷が発生することを抑制するための保護層である。また、ハードコート層は、この積層体1を用いて得られる透明導電性フィルム10(後述)を積層した場合に、透明導電層11(後述)に擦り傷が発生することを抑制するための耐擦傷層である。
なお、以下の説明では、第2硬化樹脂層7がハードコート層である場合について説明する。
ハードコート層は、ハードコート組成物から形成される。
ハードコート組成物は、樹脂を含有する。
樹脂としては、例えば、アンチブロッキング組成物で挙げた樹脂が挙げられ、好ましくは、(メタ)アクリル系紫外線硬化性樹脂が挙げられる。
樹脂は、単独使用または2種以上併用することができる。
また、ハードコート組成物は、必要により、粒子を含む。
粒子としては、例えば、上記したアンチブロッキング組成物で挙げた粒子が挙げられ、好ましくは、有機粒子、より好ましくは、架橋アクリル系粒子が挙げられる。
粒子は、単独使用または2種以上併用することができる。
ハードコート組成物は、好ましくは、好ましくは、粒子を含まず、樹脂からなる。
そして、ハードコート組成物は、樹脂と、必要により、粒子とを混合することにより得られる。
ハードコート組成物において、樹脂100質量部に対して、粒子の配合割合は、例えば、0.1質量部以上であり、また、例えば、0.5質量部以下である。
また、ハードコート組成物には、必要により、レベリング剤、チクソトロピー剤、帯電防止剤などの公知の添加剤を配合することができる。
ハードコート層を形成するには、詳しくは後述するが、透明基材6の厚み方向一方面に、ハードコート組成物の希釈液を塗布し、乾燥後、紫外線照射により、ハードコート組成物を硬化させる。
これにより、ハードコート層を形成する。
第2硬化樹脂層7の厚みは、例えば、0.1μm以上、好ましくは、0.5μm以上であり、また、例えば、10μm以下、好ましくは、3μm以下である。第2硬化樹脂層7の厚みは、例えば、透過型電子顕微鏡を用いて、断面観察により測定することができる。
5.積層体の製造方法
次に、積層体1の製造方法を、図2A~図2Cを参照して説明する。
積層体1の製造方法は、保護フィルム2の厚み方向一方面に、粘着層3を形成する第1工程と、基材4を準備する第2工程と、粘着層3の厚み方向一方面と、基材4の厚み方向他方面とが接触するように、保護フィルム2および基材4を貼り合わせる第3工程とを備える。
第1工程では、図2Aに示すように、保護フィルム2の厚み方向一方面に、粘着層3を形成する。
保護フィルム2の厚み方向一方面に、粘着層3を形成するには、まず、保護フィルム2を準備する。
次いで、保護フィルム2の厚み方向一方面に、粘着剤組成物を、保護フィルム2の厚み方向一方面に塗布し、加熱する。
加熱温度は、例えば、100℃以上、好ましくは、130℃以上であり、また、例えば、200℃以下、好ましくは、170℃以下であり、加熱時間は、例えば、30秒以上、好ましくは、60秒以上であり、また、例えば、120秒以下である。
これにより、保護フィルム2の厚み方向一方面に、粘着層3を形成する。
また、第3工程(保護フィルム2および基材4を貼り合わせる)まで、粘着層3の厚み方向一方面に、剥離フィルム20(図2Aにおける破線参照)を配置し、所定の条件で、保存することもできる。
剥離フィルム20としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステルフィルムなどの可撓性のプラスチックフィルムが挙げられる。
剥離フィルム20の厚みは、例えば、3μm以上、好ましくは、10μm以上であり、また、例えば、200μm以下、好ましくは、100μm以下、より好ましくは、50μm以下である。
剥離フィルム20には、好ましくは、シリコーン系、フッ素系、長鎖アルキル系、脂肪酸アミド系などの離型剤による離型処理、または、シリカ粉による離型処理が施されている。
保存条件として、保存温度は、例えば、30℃以上であり、また、例えば、60℃以下であり、また、保存時間は、例えば、1日以上であり、また、例えば、7日以下、好ましくは、3日以下である。
第2工程では、図2Bに示すように、基材4を準備する。
基材4を準備するには、まず、透明基材6の厚み方向他方面に、第1硬化樹脂層5(アンチブロッキング層)を形成する。
具体的には、透明基材6の厚み方向他方面に、アンチブロッキング組成物の希釈液を塗布し、乾燥後、紫外線照射により、アンチブロッキング組成物を硬化させる。
これにより、透明基材6の厚み方向他方面に、アンチブロッキング層を形成する。
別途、透明基材6の厚み方向一方面に、第2硬化樹脂層7(ハードコート層)を形成する。
具体的には、透明基材6の厚み方向一方面に、ハードコート組成物の希釈液を塗布し、乾燥後、紫外線照射により、ハードコート組成物を硬化させる。
これにより、透明基材6の厚み方向一方面に、第2硬化樹脂層7(ハードコート層)を形成する。
これにより、基材4を準備する。
第3工程では、図2Cに示すように、粘着層3の厚み方向一方面と、基材4の厚み方向他方面とが接触するように、保護フィルム2および基材4を貼り合わせる。
このとき、粘着層3の厚み方向一方面に、剥離フィルム20を配置した場合には、粘着層3の厚み方向一方面から、剥離フィルム20を剥離した後、粘着層3の厚み方向一方面と、基材4の厚み方向他方面とが接触するように、保護フィルム2および基材4を貼り合わせる。
これにより、積層体1が得られる。
このような積層体1において、積層体1の水分量は、17μg/cm以下、好ましくは、10μg/cm以下であり、また、例えば、1μg/cm以上である。
上記の水分量が、上記上限以下であれば、後述する第5工程において、真空中で、非晶質の透明導電層11(後述)の加熱に従って、積層体1における、粘着層3および基材4の界面における気泡(後述)が多くなる(または、大きくなる)ことを抑制でき、その結果、保護フィルム2と基材4とが剥離することをより一層抑制できる。
なお、上記の水分量は、後述する実施例において詳述するが、カールフィッシャー法により測定される。
また、このような積層体1において、粘着層3および基材4の界面における気泡の個数が、50個/mm以下、好ましくは、30個/mm以下である。
上記した気泡の個数は、光学顕微鏡により観測される。
具体的には、まず、積層体1を厚み方向に沿って切断し、光学顕微鏡により切断面を観測し、気泡の個数を算出する。観測は、5回以上実施し、得られた結果の気泡の個数の平均値から、単位面積当たりの気泡の個数を算出する。
気泡の個数が、上記上限以下であれば、詳しくは後述するが、真空中で、透明導電層11(後述)を加熱して結晶化させる場合において、保護フィルム2と基材4との間の剥離を抑制できる。
一方、気泡の個数が、上記上限を超過すると、真空中で、透明導電層11(後述)を加熱して結晶化させる場合において、保護フィルム2と基材4との間の剥離を抑制できない。
このような気泡の個数の上限値は、透明導電層11(後述)が積層される前の、積層体1の上限値である。
また、透明導電層11(後述)が積層された後における、透明導電層11(後述)を結晶化する前の気泡の個数の上限値は、上記した気泡の個数の上限値である。
また、透明導電層11(後述)が積層された後における、透明導電層11(後述)を結晶化した後の気泡の個数が、上記した気泡の個数の上限値以下であれば、結晶化する前の気泡の個数は、必ず、上記上限値以下であるため、上記したように、保護フィルム2と基材4との間の剥離を抑制できる。
上記した説明では、第1硬化樹脂層5は、アンチブロッキング層であったが、第1硬化樹脂層5は、ハードコート層であってもよい。
また、上記した説明では、第2硬化樹脂層7は、ハードコート層であったが、第2硬化樹脂層7は、アンチブロッキング層でもよい。
また、上記した説明では、第2硬化樹脂層7は、ハードコート層であったが、第2硬化樹脂層7は、光学調整層であってもよい。
光学調整層は、この積層体1を用いて透明導電性フィルム10(後述)を製造した場合に、透明導電層11(後述)のパターン視認を抑制したり、透明導電性フィルム10(後述)内の界面での反射を抑制しつつ、透明導電性フィルム10(後述)に優れた透明性を確保するために、透明導電性フィルム10(後述)の光学物性(例えば、屈折率)を調整する層である。
光学調整層は、例えば、光学調整組成物から形成される。
光学調整組成物は、樹脂を含有する。
樹脂としては、例えば、アンチブロッキング組成物で挙げた樹脂が挙げられ、好ましくは、(メタ)アクリル系紫外線硬化性樹脂が挙げられる。
樹脂は、単独使用または2種以上併用することができる。
また、光学調整組成物は、必要により、粒子を含む。
粒子としては、例えば、アンチブロッキング組成物で挙げた粒子が挙げられる。
粒子は、単独使用または2種以上併用することができる。
そして、光学調整組成物は、樹脂と、必要により、粒子とを混合することにより得られる。
光学調整組成物において、樹脂100質量部に対して、粒子の配合割合は、例えば、0.1質量部以上であり、また、例えば、0.5質量部以下である。
また、光学調整組成物には、必要により、レベリング剤、チクソトロピー剤、帯電防止剤などの公知の添加剤を配合することができる。
光学調整層を形成するには、透明基材6の厚み方向一方面に、光学調整組成物の希釈液を塗布し、乾燥後、紫外線照射により、光学調整組成物を硬化させる。
これにより、光学調整層を形成する。
光学調整層は、例えば、0.1μm以上、好ましくは、0.5μm以上であり、また、例えば、10μm以下、好ましくは、3μm以下である。光学調整層の厚みは、例えば、透過型電子顕微鏡を用いて、断面観察により測定することができる。
また、上記した説明では、基材4は、第1硬化樹脂層5および第2硬化樹脂層7を備えるが、基材4は、第1硬化樹脂層5を備えず、第2硬化樹脂層7のみを備えることもでき、また、第2硬化樹脂層7を備えず、第1硬化樹脂層5のみを備えることもでき、また、第1硬化樹脂層5および第2硬化樹脂層7の両方を備えず、基材4は、透明基材6のみを備えることもできる。
そして、上記したように、このような積層体1では、透明基材6の厚みが、50μm以下である。
そのため、積層体1の薄膜化を図ることができる、
また、積層体1は、保護フィルム2を備えるため、透明基材6の厚みを50μm以下としても、積層体1の搬送時に、積層体1が変形し、皺や破断などが発生することを抑制でき、その結果、搬送性を向上させることができる。
つまり、積層体1は、50μm以下の透明基材6と保護フィルム2とを備えるため、薄膜化および搬送性の両方の向上を図ることができる。
また、上記したように、このような積層体1は、粘着層3および基材4の界面における気泡の個数が、所定の範囲であるため、真空中で、透明導電層11(後述)を加熱して結晶化させる場合において、保護フィルム2と基材4との間の剥離を抑制できる。
そのため、この積層体1は、透明導電性フィルム10の製造に好適に用いることができる。
以下、透明導電性フィルム10について、詳述する。
6.透明導電性フィルム
透明導電性フィルム10は、所定の厚みを有するフィルム形状(シート形状を含む)を有し、厚み方向と直交する面方向に延び、平坦な上面および平坦な下面を有する。透明導電性フィルム10は、例えば、画像表示装置に備えられるタッチパネル用基材や電磁波シールドなどの一部品であり、つまり、画像表示装置ではない。すなわち、透明導電性フィルム10は、画像表示装置などを作製するための部品であり、OLEDモジュールなどの画像表示素子を含まず、部品単独で流通し、産業上利用可能なデバイスである。
透明導電性フィルム10は、図3に示すように、上記した積層体1と、透明導電層11とを厚み方向一方に向かって順に備える。
具体的には、透明導電性フィルム10は、積層体1と、積層体1の上面(厚み方向一方面)に配置される透明導電層11とを備える。
なお、以下の説明において、積層体1における基材4が、第1硬化樹脂層5と第2硬化樹脂層7とを備える場合について、詳述する。
7.透明導電層
透明導電層11は、優れた導電性を発現する透明な層である。
透明導電層11は、透明導電性フィルム10の最上層である。
透明導電層11は、フィルム形状を有する。
透明導電層11の材料としては、例えば、In、Sn、Zn、Ga、Sb、Ti、Si、Zr、Mg、Al、Au、Ag、Cu、Pd、Wからなる群より選択される少なくとも1種の金属を含む金属酸化物が挙げられる。金属酸化物には、必要に応じて、さらに上記群に示された金属原子をドープしていてもよい。
透明導電層11としては、具体的には、例えば、インジウムスズ複合酸化物(ITO)などのインジウム含有酸化物、例えば、アンチモンスズ複合酸化物(ATO)などのアンチモン含有酸化物などが挙げられ、好ましくは、インジウム含有酸化物、より好ましくは、ITOが挙げられる。
透明導電層11の材料としてITOを用いる場合、酸化スズの含有割合は、酸化スズおよび酸化インジウムの合計量に対して、例えば、0.5質量%以上、好ましくは、3質量%以上、より好ましくは、5質量%以上、さらに好ましくは、8質量%以上、とりわけ好ましくは、9質量%以上であり、また、例えば、20質量%以下、好ましくは、15質量%以下である。
また、透明導電層11は、結晶質または非晶質である。
透明導電層11が、結晶質であれば、後述する表面抵抗値を小さくできる。
透明導電層11が、非晶質であれば、加熱により抵抗値を低くできる。
透明導電層11の結晶質性は、例えば、透明導電性フィルム10を塩酸(20℃、濃度5質量%)に15分間浸漬し、続いて、水洗および乾燥した後、透明導電層11側の表面に対して15mm程度の間の端子間抵抗を測定することにより判断できる。上記浸漬・水洗・乾燥後の透明導電性フィルム10において、15mm間の端子間抵抗が10kΩ以下である場合、透明導電層11は結晶質であり、一方、上記抵抗が10kΩを超過する場合、透明導電層11は非晶質である。
透明導電層11の厚みは、例えば、20nm以上、好ましくは、30nm以上、より好ましくは、35nm以上、透明導電層11の結晶性を向上させる観点から、さらに好ましくは、40nm以上、とりわけ好ましくは、50nm以上であり、また、例えば、80nm以下である。
なお、透明導電層11の厚みは、例えば、透過型電子顕微鏡を用いて、透明導電性フィルム10の断面を観察することにより測定することができる。
透明導電層11の比抵抗は、透明導電層11が、結晶質である場合には、例えば、4.0×10-3Ω・cm以下であり、また、非晶質である場合には、例えば、8.0×10-3Ω・cm以下である。
透明導電層11の比抵抗の下限は、特に限定されない。例えば、透明導電層11の比抵抗は、通常、0Ω・cm超過、また、1Ω・cm以上である。
なお、比抵抗は、JIS K7194に準拠して、4端子法により測定することができる。
透明導電層11の表面抵抗値は、透明導電層11が、結晶質である場合には、例えば、例えば、100Ω/□以下であり、また、非晶質である場合には、例えば、200Ω/□以下、好ましくは、150Ω/□以下、より好ましくは、120Ω/□以下である。
透明導電層11の表面抵抗値の下限は、特に限定されない。例えば、透明導電層11の表面抵抗値は、通常、0Ω/□超過、また、1Ω/□以上である。
なお、表面抵抗値は、JIS K7194に準拠して、4端子法により測定することができる。
8.透明導電性フィルムの製造方法
次に、透明導電性フィルム10の製造方法、図4Aおよび図4Bを参照して説明する。
透明導電性フィルム10の製造方法は、積層体1を準備する第4工程と、積層体1(第1硬化樹脂層5)の厚み方向一方面に、スパッタリングにより、透明導電層11を形成する第5工程とを備える。
また、この製造方法では、各層を、例えば、ロールトゥロール方式で、順に配置する。
第4工程では、図4Aに示すように、上記した方法により、積層体1を準備する。
第5工程では、図4Bに示すように、積層体1(第1硬化樹脂層5)の厚み方向一方面に、スパッタリングにより、透明導電層11を形成する。
具体的には、スパッタリング装置において、透明導電層11の材料からなるターゲットに、基材4(第1硬化樹脂層5)の厚み方向一方面を対向させながら、例えば、0.1Pa以上、1Pa以下の真空中で、スパッタリングする。
また、このようなスパッタリングは、アルゴンなどの希ガスなどの不活性ガス、および、必要により、酸素などの反応性ガスの存在下で実施される。
これにより、積層体1(第1硬化樹脂層5)の厚み方向一方面に、透明導電層11を形成する。
また、上記したスパッタリングが、ロールトゥロール方式で、実施される場合には、搬送条件として、搬送速度は、例えば、2m/分以上であり、また、例えば、6m/分以下であり、また、搬送張力は、例えば、100N以上であり、また、例えば、600N以下である。
また、上記した透明導電層11は、非晶質である。
つまり、上記のスパッタリングにより、積層体1と、非晶質の透明導電層11とを厚み方向一方に向かって順に備える透明導電性フィルム10が得られる。
また、透明導電層11が結晶質である透明導電性フィルム10を得る場合には、第5工程において、スパッタリング後に、例えば、0.1Pa以上、10Pa以下の真空中で、非晶質の透明導電層11を加熱する。例えば、赤外線ヒーター、オーブンなどの加熱装置によって、非晶質の透明導電層11を加熱する。
真空中で、透明導電層11を加熱すると、加熱時の雰囲気を調整しやすく、自然結晶化が促進されないという利点がある。
また、好ましくは、ロールトゥロール方式で、透明導電層11を加熱する。
つまり、好ましくは、ロールトゥロールにより積層体1を搬送しながら、透明導電層11を加熱する。
ロールトゥロール方式で、透明導電層11を加熱すれば、作業性に優れる。
加熱条件としては、加熱温度が、例えば、90℃以上、好ましくは、110℃以上あり、また、例えば、160℃以下、好ましくは、140℃以下である。加熱時間は、例えば、30分間以上、より好ましくは、60分間以上であり、また、例えば、5時間以下、好ましくは、3時間以下である。
これにより、非晶質の透明導電層11が結晶化され、結晶質の透明導電層11が形成される。
これにより、積層体1と、結晶質の透明導電層11とを厚み方向一方に向かって順に備える透明導電性フィルム10が得られる。
その後、この透明導電性フィルム10は、例えば、エッチングなどによって、結晶質の透明導電層11がパターンニングされる。パターンニングされた結晶質の透明導電層11は、タッチパネル(タッチセンサ)などの電極に用いられる。
そして、得られた透明導電性フィルム10は、上記の積層体1を備えている。
そのため、上記第5工程において、真空中で、非晶質の透明導電層11を加熱して結晶化させる場合において、保護フィルム2と基材4との間の剥離を抑制できる。
詳しくは、上記した非晶質の透明導電層11の加熱に従って、積層体1における、粘着層3および基材4の界面における気泡が多くなり(または、大きくなり)、その結果、保護フィルム2と基材4とが剥離する場合がある。
一方、この透明導電性フィルム10では、積層体1における、粘着層3および基材4の界面における気泡が、所定の割合である。
そのため、非晶質の透明導電層11を加熱しても、積層体1における、粘着層3および基材4の界面における気泡が多くなり過ぎず(または、大きくなり過ぎず)、その結果、護フィルム2と基材4とが剥離することを抑制できる。
以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、何ら実施例および比較例に限定されない。また、以下の記載において用いられる配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなど該当記載の上限値(「以下」、「未満」として定義されている数値)または下限値(「以上」、「超過」として定義されている数値)に代替することができる。
1.成分および材料の詳細
各実施例および各比較例で用いた各成分および各材料を以下に記載する。
シクロオレフィンフィルム:厚み50μm、商品名「ZEONOR(登録商標)」、日本ゼオン製
PETフィルム:厚み50μm
ウレタン系多官能ポリアクリレート:紫外線硬化性樹脂組成物、商品名「UNIDIC(登録商標)RS29-120」、DIC社製
架橋アクリル・スチレン系球状粒子:直径3μm、商品名「SSX105」、積水樹脂社製
2.積層体および透明導電性フィルムの製造
実施例1
通常の溶液重合により、2-エチルヘキシルアクリレート/ブチルアクリレート/酢酸ビニル(40/40/20)からなるアクリル系ポリマーを得た。このアクリル系ポリマー100質量部にイソシアネート系架橋剤3質量部を加えてアクリル系粘着剤組成物1を調製した。
次いで、保護フィルムとしての、シクロオレフィンフィルムの厚み方向一方面に、上記アクリル系粘着剤組成物を塗布し、150℃で90秒間加熱して、厚さ10μmの粘着層を形成した。
次いで、この粘着層の厚み方向一方面に、一方面にシリコーン処理を施した、厚み25μmのPETフィルム(剥離ライナー)のシリコーン処理面を貼り合わせ、50℃で2 日間保存した。
ウレタン系多官能ポリアクリレート100質量部と、架橋アクリル・スチレン系球状粒子0.2質量部とを含むアンチブロッキング組成物を調製した。
次いで、透明基材としての、シクロオレフィンフィルムの厚み方向他方面に、上記のアンチブロッキング組成物を塗布し、その後、その表面から紫外線を照射して、厚み1μmのアンチブロッキング層(第1硬化樹脂層)を形成した。
別途、ウレタン系多官能ポリアクリレートからなるハードコート組成物を調製した。
次いで、上記シクロオレフィンフィルムの厚み方向一方面に、上記のハードコート組成物を塗布し、その後、その表面から紫外線を照射して、厚み1μmのハードコート層(第2硬化樹脂層)を形成した。
これにより、アンチブロッキング層(第1硬化樹脂層)と、透明基材と、ハードコート層(第2硬化樹脂層)とを厚み方向一方に向かって順に備える基材を準備した。
次いで、粘着層の厚み方向一方面のPETフィルム(剥離ライナー)を剥離し、粘着層の厚み方向一方面と、基材(第1硬化樹脂層)の厚み方向他方面とが接触するように、シクロオレフィンフィルム(保護フィルム)と、基材とを貼り合わせた。
これにより、積層体を得た。
次いで、平行平板型の巻取式マグネトロンスパッタ装置に、酸化インジウムと酸化スズとを90:10の重量比で含有する焼結体ターゲットを装着し、搬送速度4.0m/分、搬送張力200~500Nで積層体を搬送しながら、水の分圧が5×10-4Paとなるまで(圧力0.4Paとなるまで)真空排気した。その後、アルゴンガスおよび酸素ガスを導入した。
次いで、積層体の厚み方向一方面に、出力24.2kWでDCスパッタリングにより、厚み40nmのITO膜(透明導電層、非晶質)を成膜した。
これにより、透明導電性フィルムを得た。
また、得られたITO膜の表面抵抗を四端子法により測定したところ、130Ω/□であった。
実施例2~実施例5、比較例1および比較例2
保護フィルムの種類、アクリル系粘着剤組成物、ITO膜の厚み、スパッタリング時の出力を、表1の記載に従って変更した以外は、実施例1と同様に処理して、積層体および透明導電性フィルムを得た。
なお、比較例1および比較例2で用いたアクリル系粘着剤組成物2は、以下の手順により調製した。
(アクリル系粘着剤組成物2の調製)
通常の溶液重合により、ブチルアクリレート/アクリル酸(100/6)からなるアクリル系ポリマーを得た。このアクリル系ポリマー100質量部に対して、エポキシ系架橋剤6質量部を加えて、アクリル系粘着剤組成物2を調製した。
3.評価
(積層体の水分量)
各実施例および各比較例で用いた積層体について、カールフィッシャー法により、水分量を測定した。
具体的には、各積層体を、5cm(1cm×5cm)に切り出して、試料を準備し、この試料2枚を秤量した後、加熱器化装置(VA-200型、三菱ケミカルアナリテック社製)に配置し、加熱気化法(120℃)により発生したガスを、電量滴定式水分測定装置(CA-200型、三菱ケミカルアナリテック社製)の滴定セル内に導入し、水分量を測定した。その結果を表1に示す。
(押し込み弾性率および除荷曲線の最小荷重)
各実施例および各比較例で用いた粘着層について、ナノインデンテーション法により、押し込み弾性率および除荷曲線の最小荷重を測定した。
具体的には、各粘着層を、1cm×1cmに切り出し、これを所定の支持体に固定して、以下の条件で測定した。その結果を表1に示す。
<測定条件>
装置:Triboindenter、Hysitrоn社製
使用圧子:Conical(球形圧子:曲率半径10μm)
測定方法:単一押し込み測定
測定温度:押し込み弾性率(25℃)、除荷曲線の最小荷重(80℃)
押し込み深さ:1000nm
押し込み速度:200nm/s
(粘着層および基材の界面における気泡の個数)
各実施例および各比較例の積層体を厚み方向に沿って切断し、光学顕微鏡により切断面を観測し、気泡の個数を算出した。観測は、5回以上実施し、得られた結果の気泡の個数の平均値から、単位面積当たりの気泡の個数を算出した。その結果を表1に示す。
(結晶質性)
各実施例および各比較例の透明導電性フィルムを、熱風オーブンを用いて、130℃20分加熱し、ITO膜(透明導電層)の結晶性を、確認した。
具体的には、加熱後の透明導電性フィルムを塩酸(20℃、濃度5質量%)に15分間浸漬し、続いて、水洗および乾燥した後、透明導電層側の表面に対して15mm程度の間の端子間抵抗を測定した。上記浸漬・水洗・乾燥後の透明導電性フィルムにおいて、15mm間の端子間抵抗が10kΩ以下である場合、透明導電層は結晶質であり、一方、上記抵抗が10kΩを超過する場合、透明導電層は非晶質であると評価した。その結果を表1に示す。
(気泡の発生)
各実施例および各比較例の透明導電性フィルムを、真空中(0.4Pa)で、130℃2分間以上加熱し、1cmの大きさの気泡が5個以上発生する温度を確認した。上記気泡が発生する温度が高いほうが、保護フィルムと基材との間の剥離を抑制できると判断できる。その結果を表1に示す。
Figure 2024064074000002
1 積層体
2 保護フィルム
3 粘着層
4 基材
6 透明基材
10 透明導電性フィルム
11 透明導電層

Claims (8)

  1. 保護フィルムと、粘着層と、基材とを厚み方向一方に向かって順に備え、
    前記基材は、透明基材を備え、
    前記透明基材の厚みが、50μm以下であり、
    下記試験により測定される前記粘着層および前記基材の界面における気泡の個数が、50個/mm以下であることを特徴とする、積層体。
    試験:積層体を厚み方向に沿って切断し、光学顕微鏡により切断面を観測し、気泡の個数を算出する。観測は、5回以上実施し、得られた結果の気泡の個数の平均値から、単位面積当たりの気泡の個数を算出する。
  2. 前記粘着層の、ナノインデンテーション法により測定される25℃の押し込み弾性率が、3MPa以下であることを特徴とする、請求項1に記載の積層体。
  3. カールフィッシャー法により測定される水分量が、17μg/cm以下であることを特徴とする、請求項1に記載の積層体。
  4. 請求項1に記載の積層体と、透明導電層とを厚み方向一方に向かって順に備えることを特徴とする、透明導電性フィルム。
  5. 前記透明導電層が、非晶質であることを特徴とする、請求項4に記載の透明導電性フィルム。
  6. 前記透明導電層が、結晶質であることを特徴とする、請求項4に記載の透明導電性フィルム。
  7. 請求項4~6のいずれか一項に記載の透明導電性フィルムの製造方法であって、
    請求項1~3のいずれか一項に記載の積層体を準備する工程と
    ロールトゥロールにより前記積層体を搬送し、前記透明導電層を加熱する工程とを備えることを特徴とする、透明導電性フィルムの製造方法。
  8. 前記加熱する工程では、真空中で、前記透明導電層を加熱することを特徴とする、請求項7に記載の透明導電性フィルムの製造方法。
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