JP7004071B2 - フィルムラミネート金属板、フレキシブルデバイス用基板、及び有機ｅｌデバイス用基板 - Google Patents

Description

本発明は、フィルムラミネート金属板、フレキシブルデバイス用基板、及び有機ＥＬデバイス用基板に関する。

フレキシブルデバイスとは、フレキシブル性のある材料を用いて曲げられることを特徴としたデバイスの総称である。有機材料をベースとした有機エレクトロニクスや、塗布や印刷により低コスト、且つ、簡便にデバイス作製可能なプリンテッドエレクトロニクス等と組み合わせることにより、様々な機能的な製品を創出することができる。フレキシブルデバイスには、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）デバイス、有機薄膜太陽電池、有機ＴＦＴ（Thin Film Transistor）、電子ペーパー、フレキシブル電池、各種フレキシブルセンサー等の様々なデバイスがある。

従来、有機ＥＬデバイス等のフレキシブルデバイスには、平面性、耐熱性、及びガスバリア性に優れるガラスやフレキシブル性に優れる樹脂フィルム等が主に用いられてきた。しかしながら、フレキシブルデバイス用基板として最も重要である、平面性、耐熱性、ガスバリア性、及びフレキシブル性を全て満たすのは容易ではない。そのため、例えばガラスを薄膜、高強度化してフレキシブル性を持たせたり、樹脂フィルムの表面にガスバリア層を設けてガスバリア性を持たせたりする工夫がなされている。しかしながら、性能が不十分であったり、高コストであったりと課題も多い。そこで、これらの問題を解決するため、金属板に絶縁膜を被覆させる方法が提案され始めている。

金属板に絶縁膜を被覆させる方法として、特許文献１には、Ａｌ、Ｓｉ含有量を制御した鋼材に熱酸化により、Ａｌ_２Ｏ_３及びＳｉＯ_２の少なくとも一方を含有する絶縁性皮膜を形成し、さらにシリカ系無機有機ハイブリッド材料から形成される絶縁性皮膜を形成する方法が提案されている。また、特許文献２には、熱硬化性樹脂を含み、固体顔料の体積分率が２０％以下である皮膜形成用組成物を焼付けすることで金属板に絶縁膜を形成する方法が提案されている。さらに、特許文献３には、接着剤を介して固体顔料の体積分率が２０％以下である熱可塑性樹脂フィルムを積層した金属板に関する提案もなされている。

国際公開第２０１６／００１９７１号公報 特開２０１４－２０８４７９号公報 特開２０１５－１９５３１５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法は、有機溶剤を使用したり、高温の熱処理を必要としたりするために環境負荷が高い。加えて、絶縁膜が無機材料を主成分とする薄い皮膜であるためフレキシブル性に劣るものであった。また、特許文献２に記載の方法も有機溶剤を使用したり、熱処理による乾燥や固化を必要としたりするプロセスがあった。さらに、特許文献３に記載の方法では、接着剤の塗布にコストが掛かるだけでなく、接着剤の固化に時間が掛かるために生産性にも劣るプロセスがあった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものである。その目的は、フレキシブルデバイス用基板として必要な平滑性、耐熱性、フレキシブル性、及びガスバリア性を満足するだけでなく、環境負荷が低く生産性にも優れるフィルムラミネート金属板、フレキシブルデバイス用基板、及び有機ＥＬデバイス用基板を提供することにある。

本発明に係るフィルムラミネート金属板は、少なくとも片面が樹脂フィルムで被覆されており、樹脂フィルムの表面の算術平均高さＳａ_０が３．０ｎｍ以下であり、１００℃で熱処理した後の樹脂フィルムの表面の算術平均高さをＳａ_１としたときの算術平均高さ変化率｛（Ｓａ_１／Ｓａ_０）×１００｝が８０％以上１２０％以下である。

樹脂フィルムの表面の十点領域高さＳ１０ｚ_０が５０ｎｍ以下であるとよい。

１００℃で熱処理した後の樹脂フィルムの表面の十点領域高さをＳ１０ｚ_１としたときの十点領域高さ変化率｛（Ｓ１０ｚ_１／Ｓ１０ｚ_０）×１００｝が８０％以上１２０％以下であるとよい。

樹脂フィルムの表面の光沢度が１００以上であるとよい。

樹脂フィルムの厚みが１０μｍ以上５０μｍ以下であるとよい。

樹脂フィルムの成分は８０質量％以上がポリエステル樹脂であるとよい。

樹脂フィルムは熱圧着ラミネートにより金属板に被覆されているとよい。

本発明に係るフレキシブルデバイス用基板は、本発明に係るフィルムラミネート金属板を用いる。

本発明に係る有機ＥＬデバイス用基板は、本発明に係るフィルムラミネート金属板を用いる。

本発明によれば、フレキシブルデバイス用基板として必要な平滑性、耐熱性、フレキシブル性、及びガスバリア性を満足するだけでなく、環境負荷が低く生産性にも優れるフィルムラミネート金属板、フレキシブルデバイス用基板、及び有機ＥＬデバイス用基板を提供することができる。

以下、本発明に係るフィルムラミネート金属板について説明する。

本発明に係るフィルムラミネート金属板では、金属板の少なくとも片面が樹脂フィルムで被覆されている。金属板は、例えば有機ＥＬデバイスとして用いる場合、フレキシブル性とガスバリア性の両立に優れる。加えて、少なくとも片面に樹脂フィルムを被覆することで樹脂フィルムの持つ平滑性を付与できる。また、樹脂フィルムを金属板と貼り合せることで加熱されてもフィルムが保持され、樹脂フィルム単体よりも耐熱性に優れる。

本発明に係るフィルムラミネート金属板では、樹脂フィルムの表面の算術平均高さＳａ_０が３．０ｎｍ以下である。樹脂フィルムの表面の算術平均高さＳａ_０は、１．１ｎｍ以下であるとより好ましく、０．８０ｎｍ以下であるとさらに好ましく、０．５０ｎｍ以下であると特に好ましい。算術平均高さＳａ_０が３．０ｎｍを超える場合、例えば有機ＥＬデバイスとして用いた場合、電極間でショートが発生し、有機ＥＬが発光しない場合がある。また、算術平均高さＳａ_０は０に近いほど上記の観点で理想的ではあるが、実質は０．１ｎｍが下限である。樹脂フィルムの表面の算術平均高さＳａ_０を上記範囲内とするためには、後述するように樹脂フィルムをラミネートする際に樹脂フィルムの表面形状を悪化させないように圧着させることが重要である。また、搬送中の擦り傷等によっても算術平均高さＳａ_０は悪化するため、表面粗さに影響しないように樹脂フィルムの表面の易滑性を高めることが好ましい。

本発明に係るフィルムラミネート金属板では、１００℃で熱処理した後の樹脂フィルムの表面の算術平均高さをＳａ_１としたときの算術平均高さ変化率｛（Ｓａ_１／Ｓａ_０）×１００｝が８０％以上１２０％以下である。算術平均高さ変化率は、８５％以上１１５％以下であるとより好ましく、９０％以上１１０％以下であるとさらに好ましく、９２％以上１０８％以下であると特に好ましい。算術平均高さ変化率が８０％未満又は１２０％を超える場合、すなわち熱処理による表面状態の変化が大きい場合、例えば有機ＥＬデバイスを金属板上に作製した後のプロセスで発生する熱によって表面状態が変化する場合がある。そのような場合には、有機ＥＬデバイスごと変形することで輝度斑やショートが発生することがある。算術平均高さ変化率を上記範囲内とするためには、後述する樹脂のフィルムを被覆させたり、特定のラミネート条件で圧着させたりすることが重要である。

本発明に係るフィルムラミネート金属板では、樹脂フィルムの表面の十点領域高さＳ１０ｚ_０が５０ｎｍ以下であることが好ましい。樹脂フィルムの表面の十点領域高さＳ１０ｚ_０は４５ｎｍ以下であるとより好ましく、４０ｎｍ以下であるとさらに好ましく、３５ｎｍ以下であると特に好ましい。十点領域高さＳ１０ｚ_０が５０ｎｍ以下であれば、有機ＥＬデバイスとして用いた場合の電極間ショート等の欠陥発生率や、ダークスポット等の欠陥発生率を非常に低く抑えることができる。また、十点領域高さＳ１０ｚ_０は０ｎｍに近いほど上記の観点で理想的ではあるが、実質は０．５ｎｍが下限である。十点領域高さＳ１０ｚ_０を上記範囲内とするためには、後述するように樹脂フィルムをラミネートする際にフィルム表面形状を悪化させないように圧着させることが重要である。さらに、フィルムラミネート金属板製造時に異物等が付着する場合も十点領域高さＳ１０ｚ_０が悪化するため、製造場所の清浄度を高く保つことも重要である。

本発明に係るフィルムラミネート金属板では、１００℃で熱処理した後の樹脂フィルムの表面の十点領域高さをＳ１０ｚ_１としたときの十点領域高さ変化率｛（Ｓ１０ｚ_１／Ｓ１０ｚ_０）×１００｝が８０％以上１２０％以下であることが好ましい。十点領域高さ変化率は、８５％以上１１０％以下であるとより好ましく、９０％以上１１０％以下であるとさらに好ましく、９２％以上１０８％以下であると特に好ましい。十点領域高さ変化率が８０％以上１２０％以下であれば、有機ＥＬデバイスとして用いた場合のダークスポット等の欠陥発生率を非常に低く抑えることができる。十点領域高さ変化率を上記範囲内とするためには、後述する樹脂のフィルムを被覆させたり、特定のラミネート条件で圧着させたりすることが重要である。

本発明に係るフィルムラミネート金属板では、樹脂フィルムの表面の光沢度が１００以上であることが好ましい。樹脂フィルムの表面の光沢度は１０５以上であるとより好ましく、１１０以上であるとさらに好ましく、１１５以上であると特に好ましい。光沢度が１００以上であれば、有機ＥＬデバイスとして用いた場合に、基板表面に当たった光をより効率良く外部に取り出すことができる。また、ダークスポット等の欠陥発生率も非常に低く抑えられる。光沢度は上記理由により高い方が好ましいが、フィルムラミネート金属板の場合、１５０程度が限界と考えられる。

本発明に係るフィルムラミネート金属板では、樹脂フィルムの厚みが１０μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。樹脂フィルムの厚みは１２μｍ以上４０μｍ以下であるとより好ましく、１５μｍ以上３５μｍ以下であるとさらに好ましく、１８μｍ以上３０μｍ以下であると特に好ましい。樹脂フィルムの厚みが１０μｍ以上であれば、樹脂フィルムの表面がより平滑なフィルムラミネート金属板を得ることができる。樹脂フィルムの厚みが５０μｍ以下であれば、樹脂フィルムに含まれる水分に起因するダークスポット等の欠陥発生率を非常に低く抑えることができるため、有機ＥＬデバイスの寿命に対する影響がより小さいフィルムラミネート金属板を得ることができる。

本発明に係るフィルムラミネート金属板では、樹脂フィルムの樹脂の主成分がポリエステル樹脂であることが好ましい。なお、「主成分」とは、特定の成分が全成分中に占める割合が８０質量％以上であることを意味し、より好ましくは８５質量％以上、さらに好ましくは９０質量％以上、特に好ましくは９５質量％以上である。１００質量％であってもよい。上記ポリエステル樹脂としては、芳香族ジカルボン酸又は脂肪族ジカルボン酸とジオールとを主たる構成成分とする単量体からの重合により得られる樹脂、若しくはこれらの混合物であることが好ましい。

ここで、芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、５－ナトリウムスルホイソフタル酸等を例示できる。また、脂肪族ジカルボン酸としては、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ダイマー酸、マレイン酸、フマル酸、ドデカンジオン酸、シクロヘキサンジカルボン酸とそれらのエステル誘導体等を例示できる。これらの酸成分は１種類のみを用いてもよいが、２種類以上を併用してもよく、さらには、ｐ－オキシ安息香酸等のオキシカルボン酸等を共重合してもよい。

また、ジオール成分としては、エチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリアルキレングリコール、２，２－ビス（４－ヒドロキシエトキシフェニル）プロパン、イソソルビド（１，４：３，６－ジアンヒドログルシトール、１，４：３，６－ジアンヒドロ－Ｄ－ソルビトール）、スピログリコール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳ等を例示できる。中でもエチレングリコールが好ましく用いられる。これらのジオール成分は１種類のみを用いてもよいが、２種類以上を併用してもよい。

本発明に係るフィルムラミネート金属板に用いられるポリエステル樹脂としては、金属板との密着性と耐熱性の観点から、上記ポリエステルのうち、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）が好ましい。これらの混合物も好ましく用いることができる。

本発明に係るフィルムラミネート金属板に用いられる樹脂フィルムには、本発明の効果を阻害しない限りにおいて、トリメリット酸、トリメシン酸、トリメチロールプロパン等の多官能化合物を共重合してもよい。さらに、機能性の付与を目的としてポリエステル以外の樹脂成分を添加してもよい。上記樹脂成分としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ（４－メチルペンテン－１）、ポリアセタール等の鎖状ポリオレフィン、ノルボルネン類の開環メタセシス重合、付加重合、他のオレフィン類との付加共重合体である脂環族ポリオレフィン、ポリ乳酸、ポリブチルサクシネート等の生分解性ポリマー、ナイロン６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６６等のポリアミド、アラミド、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、エチレン酢酸ビニルコポリマー、ポリアセタール、ポリグルコール酸、ポリスチレン、スチレン共重合ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボーネート、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアリレート、４フッ化エチレン樹脂、３フッ化エチレン樹脂、３フッ化塩化エチレン樹脂、４フッ化エチレン－６フッ化プロピレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン等を用いることができる。なお、これらは共重合体であっても混合物であってもよい。

本発明に係る樹脂フィルムのガラス転移温度は特に限定するものではないが、金属板との密着性と耐熱性を両立させる観点から、６０℃以上１３０℃以下が好ましく、７０℃以上１００℃以下がさらに好ましい。また、樹脂フィルムの融点も特に限定するものではないが、金属板との密着性と耐熱性を両立させる観点から、２２０℃以上２８０℃以下が好ましく、２４０℃以上２６０℃以下がさらに好ましい。

本発明に係るフィルムラミネート金属板に用いられる樹脂フィルムには、公知の酸化防止剤を０．０００１質量％以上１．０質量％以下添加することが耐熱性を向上させる点から好ましい。さらに好ましくは０．００１質量％以上１．０質量％以下である。酸化防止剤の種類としては特に限定されるものではないが、例えばヒンダードフェノール類、ヒドラジン類、フォスファイト類等に分類される公知の酸化防止剤を使用できる。

本発明に係るフィルムラミネート金属板に用いられる樹脂フィルムには、本発明の効果を阻害しない範囲で上記した酸化防止剤の他にも種々の添加材を含有させてもよい。例えば易滑剤、結晶核剤、熱安定剤、帯電防止剤、ブロッキング防止剤、充填剤、粘度調整剤等である。これらは樹脂フィルムに混合してもよいが、特に易滑剤やブロッキング防止剤は溶媒と混合しスラリーとしてフィルム表面に塗布し、乾燥させることで機能付与してもよい。

本発明のフィルムラミネート金属板に用いられる樹脂フィルムは、同一樹脂組成物の単層構成でも好ましく用いることができるが、機能性付与を目的として２層以上に積層した構成とすることも好ましい。積層構成とした場合の効果としては、例えば金属板に積層する表層は金属板と密着性の高い組成とし、その反対側の表層は耐疵付性や耐熱性に優れた樹脂組成とする等して、様々な機能付与が可能となる。積層方向としては、上記した厚み方向の積層だけでなく、長手方向や幅方向に積層してもよいが、フィルムラミネート金属板としての機能付与の観点で厚み方向への積層が好ましい。積層方法としては、例えばフィードブロック方式やマルチマニホールド方式を用いた共押出法でも、他のフィルムと貼り合わせる方法や溶融した樹脂を直接フィルム上に積層するラミネート法でもいずれでも構わない。

次に、本発明に係るフィルムラミネート金属板の製造方法を以下に説明するが、必ずしもこれに限定されるものではない。本発明に係るフィルムラミネート金属板を製造する際は、まず、上述した好ましいポリエステル樹脂をペレット等の形態で用意する。ペレットは、必要に応じて熱風中又は真空下で乾燥された後、種々の添加剤と共に押出機に供給される。押出機内において、融点以上に加熱溶融された樹脂は、ギアポンプ等で押出量を均一化され、フィルター等を介して異物や変性した樹脂等を取り除かれる。積層構成とする場合は、上記とは別の押出機に供給され、それぞれが異なる流路を通り積層装置に送り込まれる。積層装置としては、フィードブロックやマルチマニホールドダイを用いることができる。

これらの樹脂はＴダイにてシート状に成形された後、吐出される。そして、Ｔダイから吐出された溶融シートは、キャスティングドラム等の冷却体上に押し出された後、冷却固化されて無延伸フィルムとして得られる。この際、キャスティングドラム等の冷却体と溶融シートの密着性を高める目的で、ワイヤー状、テープ状、針状、又はナイフ状等の電極を用いて静電気力により密着させ急冷固化させることが好ましい。また、スリット状、スポット状、面状の装置からエアーを吹き出して密着させ急冷固化させる方法や、ニップロールにて密着させ急冷固化させる方法、さらにはこれらの組み合わせる方法も好ましい。

このようにして得られた無延伸フィルムは、縦方向（長手方向）及び横方向（幅方向）に二軸延伸することが好ましい。二軸延伸させる方法としては、縦方向に延伸後横方向に延伸、あるいは横方向に延伸後縦方向に延伸する逐次二軸延伸法、又は縦方向と横方向を同時に延伸していく同時二軸延伸法等を用いることができる。逐次二軸延伸法の場合は、品質の均一化や設備省スペース化の観点で縦方向に延伸後、横方向に延伸することが好ましい。ここでは縦方向に延伸後、横方向に延伸する逐次二軸延伸法について記述する。

まず、得られた無延伸フィルムは縦方向へ延伸される。ここで、縦方向への延伸とは、フィルムに長手方向の分子配向を与えるための延伸を意味する。通常はロールの周速差により施され、その走行方向の延伸は１段階で行ってもよく、また複数本のロール対を使用して多段階に行ってもよい。縦方向延伸での延伸の倍率としては樹脂の種類により異なるが、２．０倍以上６．０倍以下であることが好ましい。２．５倍以上５．０倍以下であるとより好ましく、２．８倍以上４．５倍以下であるとさらに好ましい。延伸倍率が上記の範囲内であれば、厚み斑が小さいフィルムを効率よく得ることができる。

また、縦方向延伸での延伸温度としては、樹脂フィルムを構成する樹脂のガラス転移温度以上、ガラス転移温度＋１００℃以下が好ましい。ガラス転移温度＋１０℃以上、ガラス転移温度＋８０℃以下がさらに好ましく、ガラス転移温度＋２０℃以上、ガラス転移温度＋７０℃以下が特に好ましい。延伸温度が上記の範囲内であれば、ラミネート時の収縮が小さいフィルムを効率よく得ることができる。

一軸延伸された樹脂フィルムを一旦徐冷し、次いで、テンター式延伸機に樹脂フィルムの端部を把持させて導入する。横方向延伸での延伸倍率としては、２．５倍以上１０．０倍以下であることが好ましく、３．０倍以上８．０倍以下であるとより好ましく、３．５倍以上６．０倍以下であるとさらに好ましい。延伸倍率が上記の範囲内であれば、厚み斑が小さく、ラミネート時の収縮も小さいフィルムを効率よく得ることができる。

横方向延伸での延伸温度としては、樹脂フィルムを構成する樹脂のガラス転移温度以上、ガラス転移温度＋１００℃以下が好ましい。ガラス転移温度＋２０℃以上、ガラス転移温度＋８０℃以下がより好ましく、ガラス転移温度＋３０℃以上、ガラス転移温度＋７０℃以下が特に好ましい。延伸温度が上記の範囲内であれば、厚み斑が小さく、ラミネート時の収縮も小さいフィルムを効率よく得ることができる。

横方向へ延伸されたフィルムは、このあと熱固定することが好ましい。熱固定は高温に加熱したテンター内で行うことが好ましく、熱固定温度としては横方向延伸での延伸温度以上、融点－５０℃以下が好ましい。横方向延伸での延伸温度＋２０℃以上、融点－６０℃以下がさらに好ましく、横方向延伸での延伸温度＋４０℃以上、融点－７０℃以下が特に好ましい。

さらに、熱固定はフィルムを長手方向及び／又は幅方向に弛緩させながら行ってもよい。弛緩率としては０．３％以上５．０％以下が好ましく、０．５％以上４．０％以下がより好ましく、０．８％以上３．０％以下がさらに好ましい。熱固定と同時に弛緩することで、二軸配向した樹脂フィルムの残留応力はさらに低減し好ましい。弛緩率が上記の範囲内であれば、より効果的に残留応力を低減できる。熱固定された樹脂フィルムは、その後テンター内で徐冷され二軸延伸フィルムが得られる。

これらの樹脂フィルムを金属板にラミネートする製造法は、特に制限されるものではない。金属板を樹脂フィルムの融点を超える温度で加熱し、その片面又は両面に樹脂フィルムを圧着ロールを用いて接触させ、熱圧着させる方法（熱圧着フィルムラミネート法）が好ましい。フレキシブルデバイス用基板として用いる際は、表面にＩＴＯ等の透明電極をエッチングにて形成することがあるが、エッチング溶液に金属板が溶解する可能性がある。そのため、金属板両面に樹脂フィルムをラミネートすることが好ましい。なお、本発明に係る樹脂フィルムが被覆されている面とは反対面の樹脂フィルムは、金属板に密着する樹脂フィルムであれば特に限定されるものではないが、熱可塑性樹脂フィルムが好ましい。例えば市販のＰＥＴフィルムを用いることができる。

本発明に係るフィルムラミネート金属板に被覆させた樹脂フィルムは、耐熱性を保持させる必要があるため、金属板に接する僅かな厚みの部分のみを溶融させ金属板に密着させることが好ましい。具体的なラミネート条件を下記する。ラミネート開始時の温度は融点－２０℃以上、融点以下が好ましく、融点－１５℃以上、融点－５℃以下がより好ましい。ラミネート時にフィルムの受ける温度履歴として、フィルムがラミネートロールで加圧される時間を１．０ｍｓｅｃ以上１０ｍｓｅｃ以下にすることが好ましい。ラミネート時の圧着ロールの加圧は、面圧として５ｋｇｆ／ｃｍ^２以上１５ｋｇｆ／ｃｍ^２以下とすることが好ましい。この範囲内であれば、密着力と表面平滑度に優れたフィルムラミネート金属板を得ることができる。５ｋｇｆ／ｃｍ^２以上１３ｋｇｆ／ｃｍ^２以下とするとより好ましく、５ｋｇｆ／ｃｍ^２以上１２ｋｇｆ／ｃｍ^２以下とするとさらに好ましい。

さらに、金属板と密着しない面、すなわち樹脂フィルムの表面側を熱履歴が及ばないように冷却しておくことが好ましい。樹脂フィルムの表面側を冷却する方法としては、冷却ロールでニップする方法、冷却ガスで表面を冷やす方法、ラミネート部周辺を冷却槽で囲う方法等が採用できるが、冷却ロールでニップする方法が好ましい。また、冷却ロール温度は０℃以上２５℃以下とすることが好ましい。ラミネート冷却ロール温度は０℃以上２０℃以下とするとより好ましく、０℃以上１８℃以下とするとさらに好ましい。ラミネートされた金属板は、樹脂フィルムの耐熱性を損なわないようにすぐに水冷することが好ましい。樹脂フィルム圧着から水冷までの時間は０．１秒以上０．８秒以下とすることが好ましい。この範囲内であれば、より耐熱性に優れたフィルムラミネート金属板を得ることができる。

本発明に係る金属板としては、缶用材料として広く使用されているアルミニウム板や軟鋼板等を用いることができる。特に下層が金属クロム、上層がクロム水酸化物からなる二層皮膜を形成させた表面処理鋼板（いわゆるＴＦＳ）等が最適である。ＴＦＳの金属クロム層及びクロム水酸化物層の付着量については特に限定されない。加工後密着性・耐食性の観点からは、何れもＣｒ換算で、金属クロム層は５０ｍｇ／ｍ^２以上２００ｍｇ／ｍ^２以下、クロム水酸化物層は５ｍｇ／ｍ^２以上３５ｍｇ／ｍ^２以下とすることが望ましい。

金属板の厚さは、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが好ましい。０．０５ｍｍ以上の厚さであれば、上記熱圧着ラミネート法の適用が容易となり、０．５ｍｍ以下の厚さであれば、よりフレキシブル性に優れたフィルムラミネート金属板が得られる。より好ましくは、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である。

本発明に係るフィルムラミネート金属板は、平滑性、耐熱性、フレキシブル性、及びガスバリア性の観点でフレキシブルデバイス用基板として好適に使用することができ、特に有機ＥＬデバイス用として好ましく用いることができる。

以下、実施例により本発明を詳細に説明する。なお、特性は、以下に示す方法により測定、評価した。

（１）算術平均高さ・十点領域高さ
エスアイアイナノテクノロジー株式会社製Ｅ－ｓｗｅｅｐ、及びカンチレバーとして日立ハイテクサイエンス株式会社製背面ＡｌコートＳｉカンチレバーを用いて、ＤＦＭモード（表面形状像）にて測定した。測定範囲は１０μｍ×１０μｍとし、室温の大気中にて測定を行った。フィルムラミネート金属板の樹脂フィルムについて、ＩＳＯ２５１７８に準拠して、無作為に選んだ３箇所を測定し、算術平均高さ・十点領域高さ共にその平均値を求めた。熱処理は、５０ｍｍ×５０ｍｍサイズにせん断したフィルムラミネート金属板の樹脂フィルム表面を上にして、雰囲気温度が１００℃の熱風オーブン内に３分静置させた後、取り出して室温にて徐冷させた。熱処理前の算術平均高さ及び十点領域高さをそれぞれＳａ_０、Ｓ１０ｚ_０とし、熱処理後の算術平均高さ及び十点領域高さをそれぞれＳａ₁、Ｓ１０ｚ₁とした。

（２）光沢度
日本電色工業社製ハンディ型光沢度計（ＰＧ－１Ｍ）を用いて、フィルムラミネート金属板の樹脂フィルム表面を測定した（角度２０°）。無作為に選んだ方向、場所にて５回測定し、この平均値を光沢度とした。

（３）樹脂フィルム厚み
フィルムラミネート金属板の金属板を塩酸で溶解させ、樹脂フィルムを採取した。ミツトヨ社製ダイヤルゲージスタンド７００１－１０に設置した同じくミツトヨ社製のダイヤルゲージ２１１０Ｓ－１０（超硬ボール付測定子）にて、採取した樹脂フィルムの厚みを測定した。測定は無作為に選んだ１０箇所について行い、その平均値を樹脂フィルムの厚みとした。

（４）樹脂フィルムの熱特性（融点、ガラス転移温度）
フィルムラミネート金属板をサンプルサイズ１０ｍｍ×１０ｍｍにせん断後、塩酸に浸漬させて金属板のみを溶解し樹脂フィルムを単離した。単離した樹脂フィルム５ｍｇを試料としてアルミニウム製パンに採取し、ＴＡインスツルメント社製示差走査熱量計（ＤＳＣＱ１００）を用いて測定した。まず、窒素雰囲気下で－５０℃まで冷却し、そこから２９０℃まで２０℃／分で昇温した（１ｓｔＲｕｎ）。１ｓｔＲｕｎ測定にて得られたチャートより融解エンタルピーが５Ｊ／ｇ以上の融解ピークのピーク温度を求めた。それぞれ同様の測定を３回行い、その平均値を融点とした。上記測定にて２９０℃まで昇温した後、５分保持して液体窒素にて急冷した。その後、再び－５０℃から２９０℃まで２０℃／分で昇温した（２ｎｄＲｕｎ）。２ｎｄＲｕｎ測定にて得られたチャートよりガラス転移温度を求めた。それぞれ同様の測定を３回行い、その平均値をガラス転移温度とした。

（５）有機ＥＬデバイス用基板適性
フィルムラミネート金属板を基板として用いて、樹脂フィルムの表面上に陽極（アルミニウム・金電極）、正孔輸送層、発光層兼電子輸送層、及び半透明陰極（銀電極）を順に真空蒸着した。なお、発光面積が２ｍｍ×２ｍｍとなるように金属マスクを設けた。具体的な有機ＥＬデバイス作製方法を下記する。まず、基板を有機溶媒で洗浄した。その後、基板を真空蒸着機内に取り付け０．００１Ｐａ以下まで減圧した。次いで、陽極としてアルミニウム及び金を蒸着し、陽極を覆うように正孔輸送層としてα－ＮＰＤ（Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－Ｎ，Ｎ’－ジ（α－ナフチル）－ベンジジン）を蒸着速度６ｎｍ／ｍｉｎで膜厚５０ｎｍとなるように形成した。この正孔輸送層の上に、発光層兼電子輸送層としてＡｌｑ_３（トリス（８－ヒドロキシキノリン）アルミニウム）を蒸着速度６ｎｍ／ｍｉｎで膜厚５０ｎｍとなるように形成した。最後に、銀を半透明電極となるように蒸着して陰極を形成した。このように作製した有機ＥＬデバイスに封止を施し、１００℃で３分間熱処理を行った。室温に冷却した有機ＥＬデバイスを印加電圧１５Ｖで通電し有機ＥＬ発光を確認した。下記判断基準により有機ＥＬデバイス用基板適性を評価した。

Ａ（優良）：欠陥なく全面が発光
Ｂ（良好）：一部ダークスポット発生するも発光
Ｃ（不可）：発光後すぐにショート、もしくは発光せず

（６）有機ＥＬデバイスの発光外観（ダークスポット数）
上項と同様に有機ＥＬデバイスを作製し、印加電圧１０Ｖで通電した際の有機ＥＬ発光を確認した。デバイス内のダークスポット数を数え、下記判断基準により有機ＥＬデバイスの発光外観を評価した。

Ａ（優良）：ダークスポット個数が０個
Ｂ（良好）：ダークスポット個数が１～１００個
Ｃ（不可）：ダークスポット個数が１０１個以上、もしくは発光せず

（実施例１）
樹脂フィルムの原料樹脂として、ポリエステル樹脂であるＰＥＴのペレットを準備し、水分を含まないように真空高温下にて十分に乾燥させた。これを単軸押出機に投入し２８０℃で溶融混練した。次いで、２５μｍカットの焼結フィルターを介して異物除去を行った後、Ｔダイから吐出し、２５℃に表面温度を制御したキャスティングドラム上で冷却固化させての無延伸フィルムを得た。次いで、加熱したセラミックロールを用いて樹脂フィルム温度が１００℃になるように予熱を行い、樹脂フィルムの縦方向に３．８倍延伸を行った。その後、テンター式延伸機に端部をクリップで把持させて導入し、１２０℃で４．５倍に横方向に延伸した。そのまま、１６５℃で熱固定しながら横方向に１．０％の弛緩を施した。その後、室温まで徐冷し、端部を除去した樹脂フィルムを巻取機で巻き取り、厚み３０μｍの二軸延伸フィルムを得た。続いて、得られた二軸延伸フィルムを金属板にラミネートした。金属板として厚さ０．２２ｍｍのＴＦＳ（金属Ｃｒ層：１２０ｍｇ／ｍ^２、Ｃｒ酸化物層：金属Ｃｒ換算で１０ｍｇ／ｍ^２）を用い、熱圧着フィルムラミネート法を利用して金属板の両面に上記樹脂フィルムを被覆した。金属板の一方の表面には上記で得られた二軸延伸フィルムを、他方の表面には東レ社製ＰＥＴフィルム（ルミラーＳ１０：２０μｍ）をラミネートした。具体的なラミネート条件は、ラミネート直前の金属板温度２３９℃、ラミネート冷却ロール温度０℃、ラミネート加圧面圧５ｋｇｆ／ｃｍ^２とした。なお、ラミネート時の温度は、放射温度計によってラミネート前の温度を測定した（ニップ位置から１００ｍｍの位置）。その後、熱圧着から０．８秒経過後に水冷することにより、金属板の両面に樹脂フィルムを被覆したフィルムラミネート金属板を得た。得られたフィルムラミネート金属板の物性を以下の表１に示す。

（実施例２）
ポリエステル樹脂をＰＥＮとし、縦方向延伸での延伸温度を１４０℃、横方向延伸での延伸温度を１５０℃、熱固定温度を１９０℃、ラミネート直前の金属板温度を２５０℃とした以外は実施例１と同様にフィルムラミネート金属板を得た。得られたフィルムラミネート金属板の物性を以下の表１に示す。

（実施例３）
ラミネート冷却ロール温度を２５℃とした以外は実施例１と同様にフィルムラミネート金属板を得た。得られたフィルムラミネート金属板の物性を以下の表１に示す。

（実施例４）
ラミネート冷却ロール温度を２０℃とした以外は実施例１と同様にフィルムラミネート金属板を得た。得られたフィルムラミネート金属板の物性を以下の表１に示す。

（実施例５）
無延伸フィルムを縦方向に延伸する際の樹脂フィルム温度を９０℃とした以外は実施例１と同様にフィルムラミネート金属板を得た。得られたフィルムラミネート金属板の物性を以下の表１に示す。

（実施例６）
無延伸フィルムを縦方向に延伸する際の樹脂フィルム温度を８５℃とした以外は実施例１と同様にフィルムラミネート金属板を得た。得られたフィルムラミネート金属板の物性を以下の表１に示す。

（実施例７）
ラミネート加圧面圧を１５ｋｇｆ／ｃｍ^２とした以外は実施例１と同様にフィルムラミネート金属板を得た。得られたフィルムラミネート金属板の物性を以下の表１に示す。

（実施例８）
ラミネート加圧面圧を１３ｋｇｆ／ｃｍ^２とした以外は実施例１と同様にフィルムラミネート金属板を得た。得られたフィルムラミネート金属板の物性を以下の表１に示す。

（実施例９）
溶融樹脂の吐出量を制御し、厚み１０μｍの二軸延伸フィルムとした以外は実施例１と同様にフィルムラミネート金属板を得た。得られたフィルムラミネート金属板の物性を以下の表１に示す。

（実施例１０）
溶融樹脂の吐出量を制御し、厚み５０μｍの二軸延伸フィルムとした以外は実施例１と同様にフィルムラミネート金属板を得た。得られたフィルムラミネート金属板の物性を以下の表１に示す。

（比較例１）
ラミネート加圧面圧を１６ｋｇｆ／ｃｍ^２とした以外は実施例１と同様にフィルムラミネート金属板を得た。得られたフィルムラミネート金属板の物性を以下の表１に示す。

（比較例２）
ラミネートロールを冷却せず温度を３０℃とした以外は実施例１と同様にフィルムラミネート金属板を得た。得られたフィルムラミネート金属板の物性を以下の表１に示す。

（比較例３）
熱圧着から１．０秒経過後に水冷する以外は実施例１と同様にフィルムラミネート金属板を得た。得られたフィルムラミネート金属板の物性を以下の表１に示す。

〔評価〕
実施例１～１０及び比較例１～３の有機ＥＬデバイス用基板適性の評価結果を以下の表１に併せて示す。表１に示すように、比較例１～３では、有機ＥＬデバイス用基板適性及び／又は有機ＥＬデバイス発光外観がＣ（不可）評価であった。これに対して、実施例１～１０では、有機ＥＬデバイス用基板適性及び有機ＥＬデバイス発光外観がＢ（良好）評価以上であった。このように、本発明によれば、フレキシブルデバイス用基板に必要な平滑性、耐熱性を満足するフィルムラミネート金属板を提供できることが確認された。また、本発明のフィルムラミネート金属板はフレキシブル性、ガスバリア性を備え、環境負荷が低く、生産性にも優れる等、フレキシブルデバイス用基板として優れた特性を有する。

本発明によれば、フレキシブルデバイス用基板として必要な平滑性、耐熱性、フレキシブル性、及びガスバリア性を満足するだけでなく、環境負荷が低く生産性にも優れるフィルムラミネート金属板、フレキシブルデバイス用基板、及び有機ＥＬデバイス用基板を提供することができる。

Claims (8)

1. 金属板の少なくとも片面が熱圧着ラミネートにより樹脂フィルムで被覆されており、前記樹脂フィルムの表面の算術平均高さＳａ_０が０．１ｎｍ以上３．０ｎｍ以下であり、１００℃で３分熱処理した後に室温にて徐冷させた前記樹脂フィルムの表面の算術平均高さをＳａ_１としたときの算術平均高さ変化率｛（Ｓａ_１／Ｓａ_０）×１００｝が８０％以上１２０％以下である、フィルムラミネート金属板。
2. 前記樹脂フィルムの表面の十点領域高さＳ１０ｚ_０が０．５ｎｍ以上５０ｎｍ以下である、請求項１に記載のフィルムラミネート金属板。
3. １００℃で熱処理した後の前記樹脂フィルムの表面の十点領域高さをＳ１０ｚ_１としたときの十点領域高さ変化率｛（Ｓ１０ｚ_１／Ｓ１０ｚ_０）×１００｝が８０％以上１２０％以下である、請求項１又は２に記載のフィルムラミネート金属板。
4. 前記樹脂フィルムの表面の光沢度が１００以上である、請求項１～３のいずれか１項に記載のフィルムラミネート金属板。
5. 前記樹脂フィルムの厚みが１０μｍ以上５０μｍ以下である、請求項１～４のいずれか１項に記載のフィルムラミネート金属板。
6. 前記樹脂フィルムの成分は８０質量％以上がポリエステル樹脂である、請求項１～５のいずれか１項に記載のフィルムラミネート金属板。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載のフィルムラミネート金属板を用いる、フレキシブルデバイス用基板。
8. 請求項１～６のいずれか１項に記載のフィルムラミネート金属板を用いる、有機ＥＬデバイス用基板。