JP5131128B2 - 可撓性基板、可撓性基板の製造方法、及び製品 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の可撓性基板の一例を示す模式的な断面図である。可撓性基板1Aは、可撓性を有する金属基板2と、金属基板2の上に設けられた平坦化層3と、を有する。そして、平坦化層3が、シロキサン化合物と、重合時にこのシロキサン化合物が有する水酸基と反応しうる官能基を分子内に有し、珪素を分子内に有しない化合物Aと、から構成されるポリシロキサン重合体を含有する。これにより、ポリシロキサン重合体の構造を制御して平坦化層3の物性を制御することができるようになるとともに平坦化層3で平坦性と絶縁性とを確保することができるので、その結果、様々な用途に応用可能な所望の平坦性、可撓性、及び絶縁性を有し、金属基板2の膨張・収縮への良好な追従が可能で、生産効率の高い、可撓性基板1Aを提供することができる。なお、可撓性基板1Aにおいては、金属基板2と平坦化層3とが接して設けられているが、必要に応じて、金属基板2と平坦化層3との間に適宜他の層を設けてもよい。
可撓性基板1の製造方法は、シロキサン化合物と、重合時にこのシロキサン化合物が有する水酸基と反応しうる官能基を分子内に有し、珪素を分子内に有しない化合物Aと、を重合させて得たポリシロキサン重合体を用いて平坦化層3を成膜する平坦化層形成工程を有する。これにより、ポリシロキサン重合体の構造を制御して平坦化層3の物性を制御することができるようになるとともに平坦化層3で平坦性と絶縁性とを確保することができる。
本発明の製品は、本発明の可撓性基板を用いた製品であって、該製品が、ディスプレイ、照明、又は太陽電池である。これにより、より高いガスバリア性や所定の表面粗さが必要とされる製品に本発明の可撓性基板が用いられることになり、その結果、より高性能なディスプレイ、照明、及び太陽電池を提供することができる。
(金属基板準備工程)
厚さ0.2mmのSUS304基板を金属基板として用意した。金属基板の表面粗さ(Rmax)を測定したところ、2.0μmであった。Rmaxは、触針式表面形状測定器 Dektak 150を用いて測定長さ0.1mmの条件で測定した。
金属基板上に、ポリシロキサン重合体の塗工液を約3000nmの厚さになるようにスピンコート法で塗布し、その後熱処理して平坦化層を得た。ポリシロキサン重合体の塗布液は、以下のようにして製造した。まず、エタノール61.16gの攪拌下に蟻酸10.01gを少量ずつ添加して、蟻酸のエタノール溶液を調製した。次いで、この溶液を窒素雰囲気下で40℃に加熱し、還流下でテトラエトキシシラン(TEOS)20.83gと、蓚酸ジメチル(化合物A)3.03gと、を滴下して、TEOSと化合物Aとを重合させた。滴下後、室温まで放冷してポリシロキサン重合体の塗布液を調製した。そして、この塗布液に、メタノール溶液を添加し、重量比が1:1(固形分濃度5重量%)となるように希釈した。そして、この塗布液をスピンコート法にて基材上に塗布し、約3000nmの塗膜を形成し、加熱条件を150℃/30分として、平坦化層を形成した。
平坦化層の組成を、XPS(X線光電子分析装置)法で分析した。XPSの測定は、XPS(VG Scientific社製ESCA LAB220i−XL装置)により測定した。X線源としては、Ag−3d−5/2ピーク強度が300Kcps〜1McpsとなるX線源であるMgKα線を用い、直径約1mmのスリットを使用した。測定は、測定に供した試料面の法線上に検出器をセットした状態で行い、適正な帯電補正を行った。測定後の解析は、上述のXPS装置に付属されたソフトウエアEclipseバージョン2.1を使用し、Si:2p、C:1s、N:1s、O:1sのバインディングエネルギーに相当するピークを用いて行った。このとき、C:1sのピークのうち、炭化水素に該当するピークを基準として、各ピークシフトを修正し、ピークの結合状態を帰属させた。そして、各ピークに対して、シャーリーのバックグラウンド除去を行い、ピーク面積に各元素の感度係数補正(C=1.0に対して、Si=0.87、N=1.77、O=2.85)を行い、原子数比を求めた。そして、得られた原子数比について、Si原子数を1とし、他の成分である、C、N、及びOの原子数を算出して成分割合とした。その結果、Si:O:N:C=1:1.9:0:0.5であった。
以上のようにして得た可撓性基板の表面粗さ(Rmax)を測定した。測定は、原子間力顕微鏡(AFM:Atomic Force Microscope)として、セイコーインスツルメンツ社製のNanopics−1000を用い、JIS B0601に準拠して、4μmの範囲にて最大突起長(Rmax)を測定することにより評価を行った。その結果、Rmaxは、300nmとなった。
可撓性基板の耐電圧は、耐電圧測定器(製造元:日本テクノナート、型式:MODEL A−4400、最高出力:50kV、対応規格:JIS K 6911)を用いて測定した。その結果、耐電圧は30Vであった。
実施例1の可撓性基板の平坦化層上に、厚さが100nmの絶縁層(窒化珪素)をスパッタリング法に形成することにより、可撓性基板を製造した。絶縁層の成膜条件は以下のとおりである。
ターゲット:Si3N4
電源:RF
電力:3kW
Ar:80sccm、窒素:20sccm
実施例1の可撓性基板の平坦化層上に、厚さが50nmの放熱層(アモルファスカーボン)をイオンプレーティグ法にて形成することにより、可撓性基板を製造した。放熱層の成膜条件は以下のとおりである。
ターゲット:カーボン
電力:10kW
Ar:80sccm
実施例1で用いた金属基板上に、下記組成物をスピンコーターにて、500rpmで塗布し、約1μmの塗工膜を形成し、これを乾燥させることにより平坦化層を形成した。そして、平坦化層上に、実施例2と同様の製造方法で、絶縁層を形成した。
2 金属基板
3 平坦化層
4 絶縁層(ガスバリア層)
5 放熱層
Claims (7)
- 可撓性を有する金属基板と、該金属基板の上に設けられた平坦化層と、を有する可撓性基板であって、
前記平坦化層が、シロキサン化合物と、カルボン酸エステルである化合物Aと、から構成されるポリシロキサン重合体を含有し、
前記平坦化層の組成が、Si:O:N:C=1:0.5〜2:0〜0.5:0.1〜1であることを特徴とする可撓性基板。 - 前記金属基板の厚さが、0.05mm以上、5mm以下である、請求項1に記載の可撓性基板。
- 前記平坦化層の上に絶縁層をさらに設ける、請求項1又は2に記載の可撓性基板。
- 前記平坦化層の上に放熱層をさらに設ける、請求項1又は2に記載の可撓性基板。
- 前記可撓性基板の表面の最大高低差(Rmax)が750nm以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の可撓性基板。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の可撓性基板の製造方法であって、
シロキサン化合物と、カルボン酸エステルである化合物Aと、を重合させて得たポリシロキサン重合体を用いて平坦化層を成膜する平坦化層形成工程を有することを特徴とする可撓性基板の製造方法。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の可撓性基板を用いた製品であって、該製品が、ディスプレイ、照明、又は太陽電池であることを特徴とする製品。
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