JP5946578B1 - 表面平滑積層体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記機能層は、グラフェンよりなる透明導電層であること、
を特徴とする。
本願発明に係る表面平滑積層体の製造方法に関して、第1の実施の形態として説明する。
まず、転写基材であるが、後述する機能層を積層するのに適し、最終的に除去できる種類と厚みのもの、すなわち機能層との密着力が後述する樹脂層よりも低い基材や、エッチングなどにより除去できるものなどを適宜選択すれば良い。また、必要に応じて離型層や触媒層などを形成したり、表面処理を行ったりしたものを用いても良い。例えば機能層としてグラフェンを成膜するのであれば、グラフェンの成膜には銅やニッケルなどの金属触媒層が必要であるため、転写基材としては触媒となる金属で形成された金属箔や、金属触媒層を積層した樹脂フィルム、シリコンウエハ、ガラス板などが考えられる。また、機能層を抵抗加熱による真空蒸着法によって成膜するのであれば、蒸着時の熱に耐えうるものであればよく、例えばPETなどの樹脂フィルムやガラス板等が考えられる。本実施の形態においては12μmの銅箔を用いることとする。
再可塑化工程は、転写基材除去工程後の積層体に対して、樹脂層を再度可塑化した後、再び固化させてなる。可塑化する方法は用いた樹脂層の種類によって適宜選択すれば良い。例えば、熱可塑性樹脂を主とする樹脂層であるならば、ラミネーターなどによって積層体を加熱すれば良い。可塑化することによって樹脂層が流動化し、表面張力によって被転写体表面に拡がる。そのとき凹凸形状で維持されていた機能層も樹脂層と一緒に被転写体表面に拡がるため、凹凸が解消され、平滑な表面となる。この状態で樹脂層を再度固化することにより表面の平滑な積層体となる。
グラフェンはsp2結合の炭素原子による2次元構造の膜であり、非常に薄い膜でありながら良好な可視光透過率と導電性、耐屈曲性を有している。そのため、タッチパネルディスプレイやモバイル機器、従来のフラットパネルだけでなく折り曲げた形状のデバイスなど様々な用途に用いることができる。その製造方法は、一般に銅やニッケルなどの触媒層を有した基材にCVD法によって形成されるが、そのような基材、例えば金属箔や、金属触媒層を積層した樹脂フィルム等は、金属触媒層が不透明であるため、そのまま透明導電積層体として用いることができない。すなわち、グラフェンを透明導電積層体として用いるには、形成したグラフェンを目的の基材に転写する必要がある。しかし、従来の転写法によってこのような透明導電積層体を形成すると、表面に微細な凹凸が生じて光が乱反射し、ヘイズが上昇するなど視認性に影響を及ぼす。特にグラフェンは非常に薄い膜でも高い導電性と透過率を有していることが特徴であるが、薄膜であるが故によりこの凹凸の影響が大きく、グラフェンの特性を活かした透明導電積層体とすることができなかった。しかし、本実施の形態にかかる表面平滑積層体の製造方法であれば、転写法によって透明導電積層体を形成しても再可塑化工程により表層の凹凸が平滑になるため、ヘイズの低い良好な透明導電膜とすることができる。そしてこのような高い視認性を有した透明導電積層体は、タッチパネルや有機EL、太陽電池等の電極などに有用である。
本実施例においては、転写基材上に機能層を成膜する機能層積層工程を省略し、市販の機能層付き転写基材を用いた。機能層付き転写基材としては、グラフェンプラットフォーム株式会社製「CVDグラフェン(単層)」を用いた。この機能層付き転写基材の転写基材は、約12μmの銅箔であり、機能層は、グラフェンの単層膜である。樹脂層としては、熱可塑性樹脂(三菱レイヨン株式会社製「アクリプレンHBS066」)を用いた。被転写体としては、100μmのPETフィルム(三菱樹脂株式会社製「ダイアホイル」)を用いた。
機能層付き転写基材の機能層表面に樹脂層を重ね、さらに樹脂層表面に被転写体を重ねて、熱プレス機にて、荷重と加熱を約5分行った。荷重は約1MPa、加熱温度は約150℃であった。得られた被転写体と樹脂層と機能層付きの転写基材とからなる積層体を室温まで冷却した後、10wt%塩化第二鉄水溶液に1時間含浸して転写基材を除去し、イオン交換水で洗浄した。その後、再可塑化工程として、ヒーターによって5分間加熱し、室温まで冷却することで目的の積層体を得た。再可塑化工程における加熱温度は130℃であった。
再可塑化工程において加熱温度を150℃とした以外は実施例1と同様にして目的の積層体を得た。
再可塑化工程において加熱温度を170℃とした以外は実施例1と同様にして目的の積層体を得た。
再可塑化工程を行わない以外は実施例1と同様にして目的の積層体を得た。
揮発成分である溶媒の含有量が少なくとも0.1重量%以下であるエポキシ樹脂系の紫外線硬化性樹脂(アセック株式会社製「EX09−380−1LV3」)を#8のワイヤーバーで機能層付き転写基材の機能層表面へ塗布し、20μm程度の樹脂層を形成した。次に、樹脂層表面に被転写体を重ねて、プレス機にて1MPa荷重を30秒間行った。その後、アイグラフィック社製「アイグランテージ(ECS−4011GX)」を用いて被転写体表面から紫外線照射することにより樹脂層を硬化させ、積層体を得た。積算光量は約6000mJ/cm2であった。得られた積層体を10wt%塩化第二鉄水溶液に1時間含浸して転写基材を除去し、イオン交換水で洗浄し、目的の積層体を得た。被転写体および機能層付き転写基材は実施例1〜実施例3および比較例1と同じものを用いた。
実施例1〜実施例3および比較例1、比較例2において得られた積層体について、機能層の最表面における表面粗度Raは、KLA−Tencor株式会社製「P−6」を用い、被転写体の長手方向をMD、幅方向をTDとして、それぞれ測定した。同様にして、機能層付き転写基材の機能層側表面の表面粗度も測定した。その結果を表1の「表面粗度」の欄に示す。
実施例1〜実施例3および比較例1、比較例2において得られた積層体の可視光透過率とヘイズ値を、ヘイズメーター(日本電色工業株式会社製「SP4500」)を用いて測定した。その結果を表1の「可視光透過率」および「ヘイズ値」の欄に示す。
Claims (6)
- 転写基材の表面に、少なくとも1層または複数からなる機能層を形成してなる機能層積層工程と、
前記機能層の前記転写基材側とは反対側表面と、被転写体とを、樹脂層を介して貼り合わせて積層体を形成する工程と、
前記積層体より転写基材を除去する転写基材除去工程と、
転写基材を除去した積層体の樹脂層を可塑化し、その後可塑化した樹脂層を固化する再可塑化工程と、から成り、
前記機能層は、グラフェンよりなる透明導電層であること、
を特徴とする、表面平滑積層体の製造方法。 - 前記樹脂層が熱可塑性樹脂を主とする樹脂からなること、
を特徴とする請求項1に記載の表面平滑積層体の製造方法。 - 前記再可塑化工程が加熱処理によるものであること、
を特徴とする、請求項1または請求項2に記載の表面平滑積層体の製造方法。 - 前記機能層積層工程が気相成長法によるものであること、
を特徴とする、請求項1ないし請求項3の何れか1項に記載の表面平滑積層体の製造方法。 - 前記透明導電層のヘイズ値が5%以下であること、
を特徴とする、請求項1ないし請求項4の何れか1項に記載の表面平滑積層体の製造方法。 - 得られた表面平滑積層体の前記機能層側最表面における表面粗度Raが70nm以下であること、
を特徴とする請求項1ないし請求項5の何れか1項に記載の表面平滑積層体の製造方法。
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