JPWO2013122055A1 - 機能性フィルム、およびその製造方法、並びに前記機能性フィルムを含む電子デバイス - Google Patents

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Abstract

樹脂基材と、前記樹脂基材上に位置する機能性無機層と、前記機能性無機層の少なくとも一方の面に配置されたハイブリッド層と、を含み、前記ハイブリッド層が、ポリシロキサンおよび樹脂微粒子を含む、屈曲耐性および高温高湿下での安定性に優れる機能性フィルム、およびその製造方法、並びに機能性フィルムを含む電子デバイスの提供。

Description

本発明は、機能性フィルム、およびその製造方法、並びに前記機能性フィルムを含む電子デバイスに関する。
従来、食品、包装材料、医薬品などの分野で、水蒸気や酸素等のガスの透過を防ぐため、樹脂基材の表面に金属や金属酸化物の蒸着膜等の無機膜を設けた比較的簡易な構造を有するガスバリア性フィルムが用いられてきた。
近年、このような水蒸気や酸素等の透過を防ぐガスバリア性フィルムが、液晶表示素子(LCD)、太陽電池(PV)、有機エレクトロルミネッセンス(EL)などの電子デバイスの分野にも利用されつつある。すなわち、このような電子デバイスには、フレキシブル性と軽くて割れにくいという性質を付与することが必要であり、これに前記性質を有するガスバリア性フィルムが用いられつつある。
電子デバイスに適用可能なガスバリア性フィルムを得るための方策としては、樹脂基材上に厚膜化した無機膜を形成する方法が挙げられる。しかしながら、単純に無機膜を厚膜化するのみでは当該無機膜にクラック等の欠陥が生じやすくなり、十分なガスバリア性を得ることができない。そこで、厚膜化した無機膜のクラックの発生を防止するために、有機膜を接着層として設けたガスバリア性フィルム、具体的には、無機膜と有機膜とからなるユニットを樹脂基材上に交互に積層して形成されたガスバリア性フィルムが提案されている(特許文献1、2)。
特表2003−531745号公報 特表2010−511267号公報
しかしながら、特許文献1および2に記載のガスバリア性フィルムを電子デバイスに適用する場合には、性能が必ずしも十分ではないことが判明した。具体的には、フレキシブル性を必要とするガスバリア性フィルムは、樹脂基材および有機膜と、無機膜との間で膜の硬度が大きく異なることから、樹脂基材の折り曲げ時に無機膜の剥離またはクラックが生じうる。また、電子デバイスは、高温高湿の環境となることがあり、このような環境においては、樹脂基材、有機膜、および無機膜が、それぞれ異なる膨張率・収縮率で形状を変化させることから、層構成が破壊されうる。さらに、樹脂基材や有機層から低分子化合物が溶出する結果、層間の密着性がさらに低下し、無機膜の性能が劣化しうる。
そこで本発明は、屈曲耐性および高温高湿での安定性に優れるガスバリア性フィルム等の機能性フィルム、およびその製造方法、並びに前記機能性フィルムを含む電子デバイスを提供することを目的とする。
本発明者は鋭意研究を行った結果、ポリシロキサンおよび樹脂微粒子を含むハイブリッド層を機能性フィルムに用いることにより、上記課題が解決されうることを見出し、本発明を完成させるに至った。
本発明の上記課題は以下の手段により達成される。
1.樹脂基材と、前記樹脂基材上に位置する機能性無機層と、前記機能性無機層の少なくとも一方の面に配置されたハイブリッド層と、を含み、
前記ハイブリッド層が、ポリシロキサンおよび樹脂微粒子を含む、機能性フィルム;
2.前記ハイブリッド層が、前記樹脂基材と前記機能性無機層との間に位置する、1.に記載の機能性フィルム;
3.前記機能性無機層の前記樹脂基材とは反対側の面に前記ハイブリッド層が配置された、1.または2.に記載の機能性フィルム;
4.2層以上積層された機能性無機層を含む、1.〜3.のいずれか1つに記載の機能性フィルム;
5.ハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)が、0.001〜10である、1.〜4.のいずれか1項に記載の機能性フィルム;
6.前記樹脂基材の両面に、前記機能性無機層と、前記機能性無機層の少なくとも一方の面に配置されたハイブリッド層とを有する、1.〜5.のいずれか1つに記載の機能性フィルム;
7.前記機能性無機層が、ガスバリア性無機層である、1.〜6.のいずれか1つに記載の機能性フィルム;
8.樹脂基材と、前記樹脂基材上に位置する機能性無機層と、前記機能性無機層の少なくとも一方の面に配置されたハイブリッド層と、を含む機能性フィルムの製造方法であって、ポリシロキサンおよび樹脂微粒子を含む第1の塗布液を塗布して、前記ハイブリッド層を形成する工程(1)を含む、製造方法;
9.無機前駆体を含む第2の塗布液を塗布して塗膜を形成し、前記塗膜を改質処理して機能性無機層を形成する工程(2)をさらに含む、8.に記載の製造方法;
10.前記無機前駆体が、ポリシラザンを含む、9.に記載の製造方法;
11.前記改質処理が、真空紫外線照射によって行われる、9.または10.に記載の製造方法;
12.電子デバイス本体と、請求項1.〜7.のいずれか1つに記載の機能性フィルム、または8.〜11.のいずれか1つに記載の方法によって製造された機能性フィルムと、を含む、電子デバイス;
13.前記電子デバイス本体が、前記機能性フィルムによって封止されてなる、12.に記載の電子デバイス。
本発明によれば、屈曲耐性および高温高湿での安定性に優れた機能性フィルム、およびその製造方法、並びに前記機能性フィルムを含む電子デバイスを提供できる。
第1の形態に係る機能性フィルムを模式的に表した断面概略図である。 第2の形態に係る機能性フィルムを模式的に表した断面概略図である。 第3の形態に係る機能性フィルムを模式的に表した断面概略図である。 本発明の一実施形態における有機ELパネルの断面概略図である。
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
<第1の実施形態:機能性フィルム>
本発明の第1の実施形態によれば、樹脂基材と、前記樹脂基材上に位置する機能性無機層と、前記機能性無機層の少なくとも一方の面に配置されたハイブリッド層と、を含む、機能性フィルムが提供される。この際、前記ハイブリッド層は、ポリシロキサンおよび樹脂微粒子を含む。
以下、図面を参照しながら、本実施形態を説明するが、本発明の技術的範囲は特許請求の範囲の記載に基づいて定められるべきであり、以下の形態のみに制限されない。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
[機能性フィルム]
図1は、第1の形態に係る機能性フィルムを模式的に表した断面概略図である。図1によれば、第1の形態に係る機能性フィルム11は、ブリードアウト防止層(図示せず)が一方の面に配置された樹脂基材12と、前記ブリードアウト防止層とは反対の面に配置されたハイブリッド層13と、前記ハイブリッド層13上に配置された機能性無機層14と、を有する。前記ハイブリッド層13は、ポリシロキサンおよび樹脂微粒子を含む。また、前記機能性無機層14は、酸化ケイ素、および/または酸窒化ケイ素を含む。当該機能性無機層14は、ガスバリア性を有するガスバリア性無機層である。よって、第1の形態に係る機能性フィルム11は、ガスバリア性フィルムである。
図2は、第2の形態に係る機能性フィルムを模式的に表した断面概略図である。図2によれば、第2の形態に係る機能性フィルム21は、ブリードアウト防止層(図示せず)が一方の面に配置されたポリエステルフィルムからなる樹脂基材22と、前記ブリードアウト防止層とは反対の面に配置された機能性無機層24と、前記機能性無機層24上に配置されたハイブリッド層23と、を有する。前記ハイブリッド層23および前記機能性無機層24は、第1の形態と同様の構成であることから、第2の形態に係る機能性フィルム21もまた、ガスバリア性フィルムである。
図3は、第3の形態に係る機能性フィルムを模式的に表した断面概略図である。図3によれば、第2の形態に係る機能性フィルム31は、ブリードアウト防止層(図示せず)が一方の面に配置されたポリエステルフィルムからなる樹脂基材32と、前記ブリードアウト防止層とは反対の面に配置されたハイブリッド層33aと、前記ハイブリッド層33a上に配置された機能性無機層34と、前記機能性無機層34上に配置されたハイブリッド層33bと、を有する。前記ハイブリッド層33aおよび前記機能性無機層34は、第1の形態と同様の構成であり、また前記ハイブリッド層33bは、前記ハイブリッド層33aと同様の構成であることから、第3の形態に係る機能性フィルム31もまた、ガスバリア性フィルムである。
上記第1〜第3の形態に係る機能性フィルムは、そのそれぞれについて、樹脂基材の機能性無機層およびハイブリッド層が配置された面とは反対の面に、さらに第1〜第3の形態からなる群から選択される機能性無機層およびハイブリッド層が配置されていてもよい。
上述の樹脂基材および機能性無機層の間並びに/または機能性無機層の表面にハイブリッド層を有することにより、屈曲耐性および高温高湿での安定性に優れたものとなりうる。
以下、第1〜第3の形態の機能性フィルムの各構成について、詳細に説明する。
[樹脂基材]
本発明に係る樹脂基材は、特に限定されないが、可撓性および透過性を有する折り曲げ可能なフィルム基材であることが好ましい。
樹脂基材の具体例としては、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、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(PEN)、ポリカーボネート(PC)、ポリアリレート、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ナイロン(Ny)、芳香族ポリアミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミド等の樹脂フィルム;有機無機ハイブリッド構造を有するシルセスキオキサンを基本骨格とした耐熱透明フィルム(Sila−DEC;チッソ株式会社製)等が挙げられる。これらのうち、コストや入手の容易性の観点から、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(PEN)、ポリカーボネート(PC)を用いることが好ましい。また、光学的透明性、耐熱性等の観点から、有機無機ハイブリッド構造を有するシルセスキオキサンを基本骨格とした耐熱透明フィルムを用いることが好ましい。これらの基材は単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、上記の樹脂フィルムを用いた樹脂基材は、未延伸フィルムであっても、延伸フィルムであってもよい。
上記樹脂フィルムを用いた樹脂基材は、従来公知の一般的な方法により製造することができる。例えば、材料となる樹脂を押し出し機により溶融し、環状ダイやTダイにより押し出して急冷することにより、実質的に無定形で配向していない未延伸フィルムを製造することができる。また、前記未延伸フィルムを一軸延伸、テンター式逐次二軸延伸、テンター式同時二軸延伸、チューブラー式同時二軸延伸などの公知の方法により、樹脂基材の流れ(縦軸)方向、または樹脂基材の流れ方向と直角(横軸)方向に延伸することにより延伸フィルムを製造することができる。この場合の延伸倍率は、樹脂基材の原料となる樹脂に合わせて適宜選択することできるが、縦軸方向および横軸方向にそれぞれ2倍〜10倍であることが好ましい。
本発明に用いる樹脂基材の厚さは、5〜500μmであることが好ましく、25〜250μmであることがより好ましい。
また、本発明に用いる樹脂基材は透明であることが好ましい。樹脂基材が透明であると、透明な機能性フィルムとすることが可能となり、光電変換素子(太陽電池)等の電子デバイスの基板等に適用することが可能となるからである。
本発明に用いる樹脂基材は、線膨張係数が50ppm/℃以下であることが好ましく、1〜50ppm/℃であることが好ましい。樹脂基材の線膨張係数が50ppm/℃以下であると、液晶表示装置(LCDパネル)等の電子デバイスに機能性バリアフィルムを適用した場合、環境温度変化等に対する色ズレの発生や樹脂基材の変形を抑制しうることから好ましい。なお、本明細書において「線膨張係数」とは、下記の方法により測定した値を採用するものとする。具体的には、EXSTAR TMA/SS6000型熱応力歪測定装置(セイコーインスツル株式会社製)を用いて、測定する基材を窒素雰囲気下で5℃/分で30〜50℃まで加熱した後、一時温度を維持する。その後、再度5℃/分で30〜150℃に加熱し、このとき、引張モード(荷重5g)で基材の寸法変化を測定する。当該値から線膨張係数が求められる。
本発明に係る樹脂基材は、可視光(400nm〜700nm)の光透過率が80%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましい。光透過率が80%以上であると、液晶表示装置(LCDパネル)等の電子デバイスに機能性バリアフィルムを適用した場合、高い輝度が得られうることから好ましい。なお、本明細書において、「光透過率」とは、分光光度計(可視紫外線分光光度計 UV−2500PC:株式会社島津製作所製)を用いて、ASTM D−1003規格に準拠して可視光線の入射光量に対する全透過光量を測定して算出される、可視光域における平均透過率を意味する。
本発明に係る樹脂基材には、コロナ処理が施されていてもよい。
また、本発明に係る樹脂基材は、適宜その他の層(中間層)を形成してもよい。例えば、樹脂基材表面へのハイブリッド層等の密着性を向上する目的でアンカーコート層(易接着層)が形成されうる。用いられうるアンカーコート剤としては特に制限されないが、単分子レベル〜ナノレベルの薄膜を形成し、層界面で分子結合を形成することによって高い接着性を得る観点から、シランカップリング剤を用いることが好ましい。この他には、樹脂等からなる応力緩和層、樹脂基材の表面を平滑化するための平滑層、樹脂基材等からのブリードアウトを防止するためのブリードアウト防止層などが設けられうる。
さらに、機能性無機層のカールバランス調整やデバイス作製プロセス耐性、ハンドリング適性等を改良する目的で、樹脂基材にバックコート層が設けられてもよい。
[機能性無機層]
機能性無機層は機能性フィルムに一定の機能を付与する。例えば、機能性無機層がガスバリア性無機層である場合には、機能性フィルムはガスバリア性を有するガスバリア性フィルムとなりうる。また、ガスバリア性無機層以外の機能性無機層としては、ITO等の透明導電性無機層、SiOやTiOが積層された遮熱無機層、金属や金属酸化物等からなる電極無機層、SiO等の層間絶縁無機層、SiO等のゲート絶縁無機層、TAOS(透明アモルファス酸化物半導体)等の酸化物半導体無機層、銀蒸着層、および屈折率の異なる多層膜等が挙げられる。上記機能性無機層は、タッチパネルやフレキシブルプリント基板、薄膜トランジスタ、各種ディスプレイ、バックライト、反射板、偏光板用拡散反射フィルム、反射防止フィルム等に使用されうる。
以下の説明では、ガスバリア性無機層について具体的に説明するが、本発明の技術的範囲は、下記の具体例に限定されるものではない。
(ガスバリア性無機層)
ガスバリア性無機層は、機能性フィルムにガスバリア性を付与する機能を有する。なお、本明細書において「ガスバリア性」とは、JIS K 7129−1992に準拠した方法で測定された水蒸気透過度(温度:60±0.5℃、相対湿度(RH):90±2%)が3×10−3g/(m・24h)以下であり、JIS K 7126−1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が1×10−3mL/m・24h・atm以下であることを意味する。
ガスバリア性無機層は、ガスバリア性を有するものであれば特に制限されない。例えば、無機前駆体を改質処理して得られる無機物を含む。前記無機前駆体としては、ポリシラザンを用いることが好ましい。
ポリシラザン
ポリシラザンとは、その構造内にSi−N、Si−H、N−H等の結合を有するポリマーであり、SiO、Si、およびこれらの中間固溶体SiO等の無機前駆体として機能する。
前記ポリシラザンは、特に制限されないが、改質処理を行うことを考慮すると、比較的低温でセラミック化してシリカに変性する化合物であることが好ましく、例えば、特開平8−112879号公報に記載の下記の一般式で表される単位からなる主骨格を有する化合物であることが好ましい。
上記一般式において、R、R、およびRは、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基、またはアルコキシ基を表す。
ポリシラザンは、得られるガスバリア性無機層の緻密性の観点から、R、R、およびRのすべてが水素原子であるパーヒドロポリシラザン(以下、「PHPS」とも称する)であることが特に好ましい。
パーヒドロポリシラザンは直鎖構造と6員環および8員環を中心とする環構造が存在した構造と推定されている。その分子量は数平均分子量(Mn)で約600〜2000程度(ポリスチレン換算)であり、分子量によって液体または固体の物質でありうる。当該パーヒドロポリシラザンは、市販品を使用してもよく、市販品としては、アクアミカ NN120、NN110、NAX120、NAX110、NL120A、NL110A、NL150A、NP110、NP140(AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製)等が挙げられる。
低温でセラミック化するポリシラザンの別の例としては、上記一般式で表されるポリシラザンにケイ素アルコキシドを反応させて得られるケイ素アルコキシド付加ポリシラザン(例えば、特開平5−238827号公報)、グリシドールを反応させて得られるグリシドール付加ポリシラザン(例えば、特開平6−122852号公報)、アルコールを反応させて得られるアルコール付加ポリシラザン(例えば、特開平6−240208号公報)、金属カルボン酸塩を反応させて得られる金属カルボン酸塩付加ポリシラザン(例えば、特開平6−299118号公報)、金属を含むアセチルアセトナート錯体を反応させて得られるアセチルアセトナート錯体付加ポリシラザン(例えば、特開平6−306329号公報)、金属微粒子を添加して得られる金属微粒子添加ポリシラザン(例えば、特開平7−196986号公報)等が挙げられる。
無機物
無機物は、ガスバリア性を有するものであれば特に制限されないが、上記ポリシラザンを改質処理して生成する無機物、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素等であることが好ましい。ポリシラザンを改質処理することによって得られる前記無機物は、より緻密なガスバリア性無機層を形成することから、高いバリア性を有しうる。
ガスバリア性無機層は、単層であっても、2層以上が積層されたものであってもよいが、2層以上積層されたものであることが好ましい。2層以上積層されたガスバリア性無機層によれば、ガスバリア性フィルムの製造初期から存在しうる欠陥に起因する水蒸気透過を防止しうる。なお、2層以上のガスバリア性無機層が積層される場合には、各層は同じ成分からなるものであっても、異なる成分からなる層であってもよい。また、ガスバリア性無機層は、基材の両面に形成されてもよい。
ガスバリア性無機層の膜厚は、好ましくは1nm〜10μmであり、さらに好ましくは10nm〜5000μmであり、最も好ましくは100〜1000nmである。ガスバリア性無機層が1nm以上であると、十分なガスバリア性を有しうることから好ましい。一方、ガスバリア性無機層が10μm以下であると、ガスバリア性無機層にクラックが生じにくくなることから好ましい。なお、ガスバリア性無機層が、2層以上が積層されてなる場合には、その総膜厚が上記範囲内にあることが好ましい。また、ガスバリア性無機層が両面に形成される場合には、それぞれの膜厚が上記範囲内にあることが好ましい。
[ハイブリッド層]
ハイブリッド層は、機能性無機層に屈曲耐性および高温高湿下での安定性を付与する機能を有する。前記ハイブリッド層は、ポリシロキサンおよび樹脂微粒子を含む。
(ポリシロキサン)
ポリシロキサンは、ハイブリッド層に一定の耐熱性および膜強度を付与する機能を有する。
用いられうるポリシロキサンとしては、特に制限されないが、アルコキシシラン化合物、ポリアルコキシシラン化合物から形成されたポリシロキサンであることが好ましい。
前記アルコキシシラン化合物は、特に制限されないが、通常、アミノ基およびエポキシ基を含まないアルコキシシラン化合物であり、下記一般式(1)で表される化合物を用いることが好ましい。
上記式中、Rは、それぞれ同じであっても、異なっていてもよく、C1〜C6のアルキル基、ビニル基等のアルケニル基、フェニル基等のアリール基、メタクリロキシ基、イソシアナート基、ウレイド基、およびハロゲン原子からなる群から選択される置換基で置換されたC1〜C6のアルキル基であり、RはC1〜C4のアルキル基であり、mは0、1、または2である。これらのうち、上記一般式(1)において、mが2である2官能性アルコキシシランを用いることが好ましく、mが1である3官能性アルコキシシラン、mが0である4官能性アルコキシシランを用いることがより好ましい。
前記3官能性アルコキシシランとしては、特に制限されないが、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアナートプロピルトリメトキシシラン、イソシアネート基を2−ブタノオキシム等でブロック化したブロック化イソシアネートトリメトキシシラン、ウレイドプロピルトリエトキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
前記4官能性アルコキシシランとしては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン、テトライソブトキシシラン等が挙げられる。
また、前記ポリアルコキシシラン化合物は、上述した少なくとも2つのアルコキシシラン化合物がシロキサン結合(Si−O結合)を介して結合した化合物でありうる。具体例としては、シリケート40、シリケート45、シリケート48、Mシリケート51、MTMS−A(多摩化学工業株式会社製)等のポリアルコキシシラン化合物(アルコキシシリケート化合物)が挙げられる。
(樹脂微粒子)
樹脂微粒子は、ハイブリッド層に一定の柔軟性を付与し、かつ、樹脂基材やポリシロキサン等から生じる低分子化合物を捕捉する機能を有する。
用いられうる樹脂微粒子としては、特に制限されないが、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂微粒子、スチレン系樹脂微粒子であることが好ましい。
前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂微粒子および前記スチレン系樹脂微粒子は、それぞれ原料モノマーを重合して製造されうる。当該重合方法としては、特に制限されず、公知の方法、例えば、乳化重合、塊状重合、溶液重合、懸濁重合等によって製造されうる。乳化重合によって製造される場合には、原料モノマーおよび界面活性剤を含む水中に、撹拌下で重合開始剤を添加することにより乳化重合を行うことができる。
前記原料モノマーとしては、公知のモノマーが使用されうる。具体的には、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂微粒子を製造する場合に用いられうる原料モノマーとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチレン(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、イソペンチル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、2−メチルペンテル(メタ)アクリレート、3−メチルペンテルアクリレート、4−メチルペンテルアクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、2,3−ジメチルブチル(メタ)アクリレート、2,2−ジメチルブチル(メタ)アクリレート、3,3−ジメチルブチル(メタ)アクリレート、2−メチルヘキシル(メタ)アクリレート、3−メチルヘキシル(メタ)アクリレート、4−メチルヘキシル(メタ)アクリレート、5−メチルヘキシル(メタ)アクリレート、2,2−ジメチルペンチル(メタ)アクリレート、2,2−ジメチルペンチル(メタ)アクリレート、2,3−ジメチルペンチル(メタ)アクリレート、4,4−ジメチルペンチル(メタ)アクリレート、3,4−ジメチルペンチル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、2−メチルヘプチル(メタ)アクリレート、3−メチルヘプチル(メタ)アクリレート、4−メチルヘプチル(メタ)アクリルレート、5−メチルヘプチル(メタ)アクリルレート、3−エチルヘキシル(メタ)アクリルレート、4−エチルヘキシル(メタ)アクリルレート、5−メチルヘキシル(メタ)アクリルレート等が挙げられる。また、スチレン系樹脂微粒子を製造する場合に用いられうる原料モノマーとしては、スチレン、α−スチレン等が挙げられる。
前記原料モノマーは、共重合可能なモノマーとともに重合させて(メタ)アクリル酸エステル系樹脂微粒子およびエステル系樹脂微粒子を製造させてもよい。前記原料モノマーと共重合可能なモノマーとしては、特に制限されないが、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、ポリエチレングリコールモノアクリレート、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート、メトキシポリエチレングリコールモノアクリレート等のオキシエチレン単位を有する(メタ)アクリレート類;スチレンスルホン酸ナトリウム、スチレンスルホン酸カリウム、アリルスルホン酸ナトリウム、アリルスルホン酸カリウム、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸ナトリウム、2−アクリルアミド−2−メチル−プロパンスルホン酸カリウム、ビニルスルホン酸ナトリウム、ビニルスルホン酸カリウム、メタクリル酸−2−スルホエチルナトリウム塩、メタクリル酸−2−スルホエチルカリウム塩、アルキルアリルスルホコハク酸塩等のスルホン酸塩類;p−スチリルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン類;アクロレイン、メタアクロレイン、クロトンアルデヒド、ホルミルスチレン、ホルミル−α−メチルスチレン、ダイアセトンアクリルアミド、アクリルアミドピバリンアルデヒド、メタクリルアミドピバリンアルデヒド、3−アクリルアミドメチル−アニスアルデヒド、3−メタクリルアミドメチル−アニスアルデヒド、β−アクリロキシ−α,α−ジアルキルプロパナール、β−メタクリロキシ−α,α−ジアルキルプロパナール等のカルボニル基含有モノマー等が挙げられる。
上述の原料モノマーは単独で、または2種以上を混合して用いられうる。原料モノマーおよび/またはこれと共重合可能なモノマーを2種以上用いて(メタ)アクリル酸エステル系樹脂微粒子およびエステル系樹脂微粒子を製造する場合には、得られる樹脂微粒子はランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体、およびグラフト共重合体のいずれであってもよい。
上記樹脂微粒子を製造する際に使用されうる溶媒、界面活性剤、および重合開始剤等は、当該技術分野における技術常識に基づき、当業者によって適宜公知のものが選択されうる。
樹脂微粒子の平均粒径としては、特に制限されないが、1〜200nmであることが好ましく、10〜100nmであることが好ましい。樹脂微粒子の平均粒径が1nm以上であると、樹脂基材との接着性に寄与しうることから好ましい。一方、樹脂微粒子の平均粒径が200nm以下であると、表面の平滑性を維持しうることから好ましい。なお、本明細書において「平均粒径」とは、TEM(透過型電子顕微鏡)でハイブリッド層の断面観察を行い、その中の任意の樹脂微粒子を10個選んで測定した粒径の平均値を採用するものとする。
上記樹脂微粒子の平均粒径は、樹脂を重合する際の反応条件で制御することができる。例えば、樹脂微粒子を構成する樹脂を乳化重合で製造する場合には、重合開始剤等の添加材の量、重合温度等の反応条件を適宜調整することによって、樹脂微粒子の平均粒径を制御することができる。
ハイブリッド層は、単層であっても、2層以上が積層されたものであってもよい。2層以上が積層される場合には、各層は同じ成分からなるものであっても、異なる成分からなるものであってもよい。また、ハイブリッド層は、基材の両面に形成されてもよい。
機能性フィルムは、ハイブリッド層を有することにより、屈曲耐性および高温高湿での安定性に優れる。このような効果が得られる理由は、必ずしも明らかではないが、例えば、以下の理由が考えられる。具体的には、ハイブリッド層は、ポリシロキサンを含むことから耐熱性を有する。また、ハイブリッド層は、ポリシロキサンとともに樹脂微粒子を含むことから好適な膜強度、すなわち、樹脂基材と機能性無機膜との中間的な膜強度を有しうる。さらに、ハイブリッド層は、無機物であるポリシロキサンおよび有機物である樹脂微粒子の両者を含むことから、有機層とも無機層とも高い接着性を有しうる。また、ハイブリッド層は、樹脂微粒子を含むことから、低分子化合物捕捉機能を有しうる。
したがって、ハイブリッド層が柔軟性を有する樹脂基材と高い硬度を有する機能性無機層との間に存在する場合には、ハイブリッド層が樹脂基材および機能性無機層の中間的な膜強度を有し、かつ、有機物である樹脂基材および無機物である機能性無機層の両者に高い接着性を有することから、折り曲げ時等に生じうる機能性無機層の剥離やクラックの発生が抑制されうる。また、ハイブリッド層は、上記性能に加えて耐熱性を有することから、高温高湿環境下でも、例えば樹脂基材の変形に伴う層構成の破壊が抑制されうる。さらに、ハイブリッド層は、層間の密着性の低下、機能性無機膜の性能の劣化を引き起こしうる低分子化合物を捕捉することができることから、高温高湿環境や使用に伴う層構成の破壊や性能の劣化を抑制しうる。
また、ハイブリッド層が機能性無機層の樹脂基材とは反対側の面に配置される場合には、ハイブリッド層の機能性無機層との高い接着性および好適な膜強度により、機能性フィルムの折り曲げ時や高温高湿下等で発生しうる、機能性無機層のピンホール等の欠陥の拡大を抑制しうる。また、ハイブリッド層の低分子化合物の捕捉能により、機能性無機膜の性能の劣化等を抑制しうる。
上記ハイブリッド層の膜強度は、ハイブリッド層に含有される樹脂微粒子の含有量によって調整されうる。樹脂微粒子の含有量は、ハイブリッド層の全体積に対して、0.5〜70体積%であることが好ましく、1〜50体積%であることがより好ましい。なお、前記樹脂微粒子の体積百分率は、上記平均粒径と同様に、TEM(透過型電子顕微鏡)による断面観察から求めた値を採用するものとする。
ハイブリッド層の膜厚は、好ましくは10nm〜100μmであり、より好ましくは100nm〜10μmである。ハイブリッド層が10nm以上であると、機能性フィルムに十分な屈曲耐性および高温高湿での安定性を付与しうることから好ましい。一方、ハイブリッド層が100μm以下であると、フレキシブル性を保持しうることから好ましい。なお、ハイブリッド層が2層以上積層されてなる場合には、その総膜厚が上記範囲内にあることが好ましい。また、ハイブリッド層が両面に形成される場合には、それぞれの膜厚が上記範囲内にあることが好ましい。
ここで、上述の機能性無機層(ガスバリア性無機層)との膜厚の関係において、ハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)が、0.001〜10であることが好ましく、0.01〜2であることがより好ましく、0.1〜1.0であることがさらに好ましい。前記膜厚比が上記範囲にあると、ハイブリッド層に含有されるシロキサンマトリックス中の樹脂微粒子と、機能性無機層内に存在しうるヒドロキシ基や遊離ラジカルと、が強固に結合することによって、ハイブリッド層および機能性無機層の層間密着性の向上効果が好適に得られうることから好ましい。これにより、上述のハイブリッド層の機能がより好適に発揮される。例えば、ハイブリッド層および機能性無機層の層界面の剥離や、屈曲時における応力分散効果に基づくクラックの発生を防止することができる。その結果、得られる機能性フィルムは、優れた屈曲耐性および高温高湿での安定性を有しうる。
前記ハイブリッド層はさらに、アミノシラン化合物、エポキシシラン化合物、コロイダルシリカ等を含んでいてもよい。
アミノシラン化合物
アミノシラン化合物は、ハイブリッド層に含有されることによって密着性、耐傷性を向上しうる。
アミノシラン化合物は、特に制限されないが、通常、エポキシ基を含まないアミノ基含有アルコキシシラン化合物であり、下記一般式(2)で表される化合物を用いることが好ましい。
上記式中、Rは、それぞれ同じであっても、異なっていてもよく、C1〜C4のアルキル基、ビニル基等のアルケニル基、フェニル基等のアリール基、メタクリロキシ基、およびアミノ基からなる群から選択される少なくとも1つの置換基で置換されたC1〜C3のアルキル基であり、この際、前記Rの少なくとも1つは、アミノ基で置換されたC1〜C3のアルキル基であり、RはC1〜C4のアルキル基であり、nは1または2である。これらのうち、上記一般式(2)において、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−メチルアミノプロピルトリメトキシシランを用いることが好ましい。
エポキシシラン化合物
エポキシシラン化合物は、ハイブリッド層に含有されることによって密着性、耐傷性、成膜性を向上しうる。
エポキシシラン化合物は、特に制限されないが、通常、アミノ基は含まないエポキシ基含有アルコキシシラン化合物であり、下記一般式(3)で表される化合物を用いることが好ましい。
上記式中、Rは、それぞれ同じであっても、異なっていてもよく、C1〜C4のアルキル基、ビニル基等のアルケニル基、フェニル基等のアリール基、メタクリロキシ基、グリシドキシ基、および3,4−エポキシシクロヘキシル基等のエポキシシクロアルキル基からなる群から選択される少なくとも1つの置換基で置換されたC1〜C3のアルキル基であり、この際、前記Rの少なくとも1つは、グリシドキシ基またはエポキシシクロアルキル基で置換されたC1〜C3のアルキル基であり、RはC1〜C4のアルキル基であり、nは1または2である。これらのうち、上記一般式(3)において、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4―エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシランを用いることが好ましい。
(コロイダルシリカ)
コロイダルシリカは、ハイブリッド層に含有されることによって耐傷性を向上しうる。
コロイダルシリカとは、通常、水中で水和によって表面にSi−OH基を有する酸化ケイ素のコロイド懸濁液のことであり、コロイドシリカ、コロイドケイ酸とも呼ばれる。当該コロイダルシリカは、水中分散系のコロイドシリカに限らず、非水溶液分散系のコロイダルシリカ、気相法で調製した微粉末状のコロイダルシリカ、シロキサン結合を形成した高分子化コロイダルシリカ等の様々な形態のものがある。コロイダルシリカの粒子表面は多孔性であり、水中分散系のコロイダルシリカでは、通常、負に帯電している。
コロイダルシリカは自ら調製したものを用いても、市販されているものを用いてもよい。コロイダルシリカの調製法としては、公知の方法が適宜参照されうる。例えば、水中分散系のコロイダルシリカは、ケイ酸ナトリウムの水溶液に塩酸を添加することによって調製することができる。コロイダルシリカの市販品としては、例えば、超高純度コロイダルシリカ クォートロンPLシリーズ(PL−1、PL−3、PL−7)(扶桑化学工業株式会社製)、高純度オルガノゾル(扶桑化学工業株式会社製)、水性シリカゾル(スノーテックス20、スノーテックス30、スノーテックス40、スノーテックスO、スノーテックスO−40、スノーテックスC、スノーテックスN、スノーテックスS、スノーテックス20L、スノーテックスOL)(日産化学工業株式会社製)、オルガノシリカゾル(メタノールシリカゾル、MA−ST−MS,IPA−ST、IPA−ST−MS、IPA−ST−L、IPA−ST−ZL,IPA−ST−UP、EG−ST、NPC−ST−30、MEK−ST、MEK−ST−MS、MIBK−ST、XBA−ST、PMA−ST、DMAC−ST)(日産化学工業株式会社製)が挙げられる。
コロイダルシリカの平均粒径は、200nm以下であることが好ましい。
<第2の実施形態:機能性フィルムの製造方法>
本発明の第2の実施形態によれば、樹脂基材と、前記樹脂基材上に位置する機能性無機層と、前記機能性無機層の少なくとも一方の面に配置されたハイブリッド層と、を含む機能性フィルムの製造方法が提供される。当該機能性フィルムの製造方法は、ポリシロキサンおよび樹脂微粒子を含む第1の塗布液を塗布して、前記ハイブリッド層を形成する工程(1)を含む。
[工程(1)]
工程(1)は、ポリシロキサンおよび樹脂微粒子を含む第1の塗布液を塗布して、前記ハイブリッド層を形成する工程である。前記第1の塗布液は、樹脂基材上および/または機能性無機層上に塗布されうる。
(第1の塗布液)
第1の塗布液は、ポリシロキサンおよび樹脂微粒子を含む。前記ポリシロキサンおよび樹脂微粒子は、第1の実施形態と同様のものでありうる。
第1の塗布液は、さらに、アミノシラン化合物、エポキシシラン化合物、コロイダルシリカ、溶媒、および硬化触媒を含んでいてもよい。
前記アミノシラン化合物、前記エポキシシラン化合物、および前記コロイダルシリカは、第1の実施形態と同様のものが用いられうる。
ハイブリッド層に含有されるポリシロキサンは、上述のように、アルコキシシラン化合物、ポリアルコキシシラン化合物から形成されたものであってもよいことから、第1の塗布液中にポリシロキサンとともに/またはポリシロキサンに代えて、アルコキシシラン化合物および/もしくはポリアルコキシシラン化合物を含有させ、工程(1)の過程でポリシロキサンを調製してもよい。この際、用いられうるアルコキシシラン化合物およびポリアルコキシシラン化合物は、第1の実施形態に記載のものと同様でありうる。
溶媒
第1の塗布液に含有されうる溶媒としては、特に制限されないが、水、アルコール系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒、ケトン系溶媒、エステル系溶媒等が挙げられる。アルコール系溶媒としては、メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、n−ヘキシルアルコール、n−オクチルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレンモノメチルエーテルアセテート、ジアセトンアルコール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、プロピルセロソルブ、ブチルセロソルブ等が挙げられる。芳香族炭化水素系溶媒としては、トルエン、キシレン等が挙げられる。エーテル系溶媒としては、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、1,2−ジメトキシエタン等が挙げられる。ケトン系溶媒としては、シクロヘキサノン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられる。エステル系溶媒としては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸エトキシエチル等が挙げられる。これらの他、ジクロロエタン、酢酸等の溶媒を用いてもよい。これらの溶媒は、単独で、または2種以上を混合して用いられうる。
硬化触媒
硬化触媒は、第1の塗布液に含有されるシラン化合物を加水分解、縮合(硬化)させる触媒である。
用いられうる硬化触媒としては、特に制限されないが、無機酸、有機酸、有機金属塩、ルイス酸等が挙げられる。無機酸としては、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、亜硝酸、過塩素酸、スルファミン酸等が挙げられる。有機酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、シュウ酸、コハク酸、マレイン酸、乳酸、p−トルエンスルホン酸、クエン酸等が挙げられる。有機金属塩としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、n−ヘキシルアミン、ジメチルアミン、トリブチルアミン、ジアザビシクロウンデセン、酢酸エタノールアミン、ギ酸ジメチルアニリン、安息香酸テトラエチルアンモニウム塩、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、プロピオン酸ナトリウム、プロピオン酸カリウム、ギ酸ナトリウム、ギ酸カリウム、酢酸ベンゾイルトリメチルアンモニウム塩、テトラメチルアンモニウムアセテート、オクチル酸スズ等が挙げられる。ルイス酸としては、テトライソプロピルチタネート、テトラブチルチタネート、アルミニウムトリイソブトキシド、アルミニウムトリイソプロポキシド、アルミニウムアセチルアセトナート、塩化スズ(SnCl)、塩化チタン(TiCl)、塩化亜鉛(ZnCl)等が挙げられる。これらのうち、第1の塗布液中にシラン化合物とともに含有されうる有機微粒子の含有量が増加しても高度に塗布液を分散化でき、得られるハイブリッド層の透明性を向上させる観点から、有機酸を用いることが好ましく、有機カルボン酸を用いることがより好ましく、酢酸を用いることがさらに好ましい。これらの硬化触媒は、単独で用いても、2種以上を混合して使用してもよい。
(ハイブリッド層の形成)
ハイブリッド層は、第1の塗布液を樹脂基材上または機能性無機層上に塗布して形成される。第1の塗布液の塗布方法としては、適宜公知の方法が採用されうる。具体的には、スピンコート法、ロールコート法、フローコート法、インクジェット法、スプレーコート法、プリント法、ディップコート法、流延成膜法、バーコート法、グラビア印刷法等が挙げられる。
第1の塗布液の塗布量は、特に制限されないが、上記所望のハイブリッド層の厚さとなるように適宜調節されうる。
樹脂基材上または機能性無機層上に塗布した後は、塗布液を乾燥および硬化させることが好ましい。乾燥・硬化条件としては特に制限されないが、通常、80〜190℃、好ましくは100〜140℃で、10分〜24時間、好ましくは30分〜3時間乾燥・硬化することが好ましい。
工程(1)で得られた塗膜またはハイブリッド層は、後述の工程(2)で行われる真空紫外線照射を行ってもよい。
第2の実施形態に係る機能性フィルムの製造方法は、さらに無機前駆体を含む第2の塗布液を塗布して塗膜を形成し、前記塗膜を改質処理して機能性無機層を形成する工程(2)を有していてもよい。
本形態に係る機能性無機層は、金属や酸化物などを蒸発させて基板上に成膜する物理蒸着法(PVD法)、原料ガス(例えばテトラエトキシシラン(TEOS)に代表される有機ケイ素化合物など)を供給し、基板表面あるいは気相での化学反応により膜を堆積する化学蒸着法(CVD法)、半導体レーザーなどを用いて、例えば、金属ケイ素(Si)を蒸発させ、酸素の存在下で基板上に堆積するスパッタ法などにより形成されてもよいが、前記工程(2)により形成される機能性無機層であることが好ましい。
[工程(2)]
工程(2)は、無機前駆体を含む第2の塗布液を塗布して塗膜を形成し、前記塗膜を改質処理して機能性無機層を形成する工程である。前記第2の塗布液は、樹脂基材上および/またはハイブリッド層上に塗布されうる。特に、第2の塗布液をハイブリッド層上に塗布する場合には、ハイブリッド層が有する低分子化合物捕捉機能により、第2の塗布液がハイブリッド層内部にまで含浸され、ハイブリッド層と機能性無機層との接着性がより向上することから好ましい。
(第2の塗布液)
第2の塗布液は、無機前駆体を含む。
無機前駆体
無機前駆体としては、特に制限されないが、ポリシラザンを用いることが好ましい。
前記ポリシラザンとしては、上記第1の実施形態と同様のものが用いられうる。
第2の塗布液中のポリシラザンの含有量は、所望の機能性無機層の膜厚や塗布液のポットライフ等によっても異なるが、第2の塗布液の全量に対して、0.2質量%〜35質量%であることが好ましい。
前記第2の塗布液は、さらにアミン触媒、金属、および溶媒を含んでいてもよい。
アミン触媒および金属
アミン触媒および金属は、後述する改質処理において、ポリシラザンの酸化ケイ素化合物への転化を促進しうる。アミン触媒としては、N,N,N’,N’−テトラメチル−1,6−ジアミノヘキサンが挙げられる。また、金属としては、パラジウムが挙げられる。アミン触媒および金属は、ポリシラザンに対して、第1の塗布液中に0.1〜10質量含むことが好ましい。特にアミン触媒については、塗布性の向上および反応の時間の短縮の観点から、ポリシラザンに対して、第1の塗布液中に0.5〜5質量%含むことがより好ましい。
溶媒
第2の塗布液に含有されうる溶媒としては、ポリシラザンと反応するものでなければ特に制限はなく、公知の溶媒が用いられうる。具体的には、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素等の炭化水素系溶媒;脂肪族エーテル、脂環式エーテル等のエーテル系溶媒が挙げられる。より詳細には、炭化水素溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、ソルベッソ、ターベン、塩化メチレン、トリクロロエタン等が挙げられる。また、エーテル系溶媒としては、ジブチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。これらの溶媒は単独で、または2種以上を混合して用いられうる。
(機能性無機層の形成)
工程(2)では、第2の塗布液を塗布して塗膜を形成し、前記塗膜を改質処理することによって、機能性無機層を形成する。前記第2の塗布液は、樹脂基材上またはハイブリッド層上に塗布されうる。
第2の塗布液の塗布
第2の塗布液の塗布方法としては、適宜公知の方法が採用されうる。具体的には、スピンコート法、ロールコート法、フローコート法、インクジェット法、スプレーコート法、プリント法、ディップコート法、流延成膜法、バーコート法、グラビア印刷法等が挙げられる。
第2の塗布液の塗布量は、特に制限されないが、上記所望の機能性無機層の厚さとなるように適宜調節されうる。
第2の塗布液を塗布した後は、乾燥させることが好ましく、均一な塗膜を得る観点から、アニールすることがより好ましい。
アニール温度は、特に制限されないが、60〜200℃であることが好ましく、70〜160℃であることがより好ましい。当該アニール温度は、一定であっても、段階的に変化させても、連続的に温度を変化(昇温および/または降温)させてもよい。
アニール時間は、特に制限されないが、5秒〜24時間であることが好ましく、10秒〜2時間であることがより好ましい。
改質処理
塗膜の改質とは、塗膜を構成する無機前駆体が転化されることを意味する。例えば、塗膜中に含まれるポリシラザンが転化されると、酸化ケイ素化合物および/または酸窒化ケイ素化合物に転化しうる。
当該塗膜の改質処理は、酸化性ガス雰囲気下と低湿度環境で紫外線を照射することにより行われうる。紫外線を照射することで、紫外線が、または紫外線により酸化性ガス雰囲気中の酸素から発生する活性酸素および/またはオゾンが、無機前駆体に酸化反応を生じさせて所望の組成を有する機能性無機層が得られうる。前記活性酸素やオゾンは、非常に反応性が高いため、無機前駆体、例えばポリシラザンは、シラノールを経由することなく直接酸化されうる。その結果、より高密度で欠陥の少ない酸化ケイ素および/または酸窒化ケイ素を含む機能性無機層が形成されうる。なお、酸素から発生するオゾンが不足する場合には、放電法等の公知の方法により別途オゾンを発生させて改質処理を行う反応容器に導入してもよい。
照射する紫外線の波長は、特に限定されないが、10〜450nmであることが好ましく、100〜300nmであることがより好ましく、100〜200nmであることがさらに好ましく、100〜180nmであることが特に好ましい。なお、本明細書において200nm以下の高いエネルギーを有する紫外線を、特に「真空紫外線(VUV光)」とも称する。照射する紫外線は、転化反応をより低温かつ短時間で進める観点から、真空紫外線であることが好ましい。真空紫外線照射は、高いエネルギーを有することから、転化反応が進行しやすく、また酸素の活性酸素またはオゾンへの変換も行われやすいことから、効率的に転化反応が行われうる。その結果、得られる機能性無機膜はより緻密となり機能性無機層は高い性能を有しうる。なお、真空紫外線照射は、塗膜形成後であればいずれの時点で実施してもよい。
紫外線の光源としては、特に制限されないが、低圧水銀灯、重水素ランプ、キセノンエキシマランプ、メタルハライドランプ、エキシマレーザー等が用いられうる。これらのうち、キセノンエキシマランプ等の希ガスエキシマランプを用いることが好ましい。
ランプの出力は、400W〜30kWであることが好ましい。照度は、1mW/cm〜100kW/cmであることが好ましく、1mW/cm〜10W/cmであることがより好ましい。照射エネルギーは、10〜10000mJ/cmであることが好ましく、100〜8000mJ/cmであることがより好ましい。
前記キセノンエキシマランプ等の希ガスエキシマランプは、真空紫外線を照射できる。Xe、Kr、Ar、Ne等の希ガスの原子は最外殻電子が閉殻となっているため、化学的に非常に不活性であることから、不活性ガスと呼ばれる。しかし、放電等によりエネルギーを得た希ガスの原子(励起原子)は、他の原子と結合して分子を作ることができる。希ガスがキセノンの場合には
e+Xe→Xe
Xe+2Xe→Xe +Xe
Xe →Xe+Xe+hν(172nm)
となる。この際、励起されたエキシマ分子であるXe が基底状態に遷移するとき、172nmのエキシマ光(真空紫外線)を発光する。上記エキシマランプは前記エキシマ光を利用する。前記エキシマ発光を得る方法としては、例えば、誘電体バリア放電を用いる方法および無電極電界放電を用いる方法が挙げられる。
誘電体バリア放電とは、両電極間に誘電体(エキシマランプの場合は透明石英)を介してガス空間を配し、電極に数10kHzの高周波高電圧を印加した場合に、ガス空間に生じる雷に似た非常に細いmicro dischargeと呼ばれる放電である。前記micro dischargeのストリーマが管壁(誘電体)に達すると、誘電体表面に電荷が溜まるため、micro dischargeは消滅する。誘電体バリア放電は、このmicro dischargeは管壁全体に広がり、生成・消滅を繰り返していることから、肉眼でも分かる光のチラツキを生じる。また、非常に温度の高いストリーマが局所的に直接管壁に達するため、管壁の劣化を早める可能性もある。
また、無電極電界放電とは、容量性結合による無電極電界放電であり、別名RF放電とも呼ばれる。具体的には、誘電体バリア放電と同様にランプや電極等が配置され、前記電極に極間に印加される高周波は数MHzの高周波電圧を印加した場合に生じる空間的・時間的に一様な放電である。当該無電極電界放電を用いる方法では、チラツキが無く、長寿命のランプが得られうる。
誘電体バリア放電の場合にはmicro dischargeが電極間のみで生じるため、放電空間全体で放電を行わせるには外側の電極は外表面全体を覆い、かつ、外部に光を取り出すために光を透過するものでなければならない。当該外部電極としては、光を遮らないように細い金属線を用いた網状の電極が用いられうる。しかしながら、前記外部電極は、真空紫外線照射によって発生するオゾン等により損傷しうる。そこで、電極の損傷を防ぐために、ランプの周囲、すなわち、照射装置内を窒素等の不活性ガスの雰囲気とし、合成石英の窓を設けて照射光を取り出す必要が生じる。二重円筒型ランプは、外径が約25mmであるため、ランプ軸の直下とランプ側面とでは照射面までの距離の差を無視することができず、前記距離によっては照度に大きな差が生じうる。したがって、仮にランプを密着して並べても、一様な照度分布が得られるとは限らない。合成石英の窓を設けた照射装置にすれば酸素雰囲気中の距離を一様にでき、一様な照度分布が得られうる。しかし、前記合成石英の窓は、高価な消耗品であるばかりでなく、光の損失も生じうる。
一方、無電極電界放電の場合には、外部電極を網状にする必要はなく、ランプ外面の一部に外部電極を設けるだけでグロー放電は放電空間全体に広がりうる。外部電極には通常アルミのブロックで作られた光の反射板を兼ねた電極がランプ背面に使用されうる。しかしながら、ランプの外径は誘電体バリア放電の場合と同様に大きいため、一様な照度分布にするためには合成石英が必要となる。
細管エキシマランプの最大の特徴は構造がシンプルなことである。石英管の両端を閉じ、内部にエキシマ発光を行うためのガスを封入しているだけである。
細管ランプの管の外径は6〜12mmであることが好ましく、あまり太いと始動に高い電圧が必要になる。
放電の形態は誘電体バリア放電であっても、無電極電界放電であってもよい。電極の形状はランプに接する面が平面であってもよいが、ランプの曲面に合わせた形状にすることでランプをしっかり固定でき、また、電極がランプに密着することで放電がより安定しうる。またアルミで曲面を鏡面にすれば光の反射板としても機能しうる。
このようなエキシマ光(真空紫外線)の照射装置は、市販のランプ(例えば、ウシオ電機株式会社製)を使用することが可能である。
エキシマランプは、エキシマ光が一つの波長に集中し、必要な光以外がほとんど放射されない点に特徴を有し、効率性が高い。また、余分な光が放射されないことから、対象物の温度を低く保つことができる。さらに、始動・再始動に時間を要さないことから、瞬時に点灯点滅が可能となる。特に、Xeエキシマランプは、波長の短い172nmの真空紫外線を単一波長で放射することから、発光効率に優れている。当該Xeエキシマランプは、172nmと波長が短く、エネルギーが高いことから、有機化合物の切断能が高いことが知られている。また、Xeエキシマランプは、酸素の吸収係数が大きいため、微量な酸素であっても効率よく活性酸素やオゾンを発生させることができる。したがって、例えば、波長185nmの真空紫外光を発する低圧水銀ランプと対比すると、Xeエキシマランプは、高い有機化合物の結合切断能を有し、活性酸素やオゾンを効率的に発生させることができ、低温かつ短時間でポリシラザン層の改質処理をすることができる。また、Xeエキシマランプは、光の発生効率が高いため、低電力で瞬時に点灯点滅が可能であり、単一の波長を発光できることから、高スループットに伴うプロセス時間の短縮や設備面積の縮小等の経済的観点、および熱によるダメージを受けやすい基材を用いた機能性フィルムへの適用等の観点からも好ましい。
このように、エキシマランプは光の発生効率が高いため、低電力で点灯させることができ、また、照射対象物の表面温度の上昇を抑制することができる。また、内部まで侵入する光子の数も増加するため改質膜厚も増加および/または膜質の高密度化が可能である。ただし、照射時間が長すぎると平面性の劣化や機能性フィルムの他の材料に悪影響を及ぼす場合がある。一般的には、照射強度と照射時間の積で表される積算光量を指標として転化反応を検討するが、酸化シリコンのように組成は同一であっても、様々な構造形態をとる材料を用いる場合には、照射強度の絶対値が重要になることもある。
よって、真空紫外線照射により転化反応を行う場合には、少なくとも1回は100〜200mW/cmの最大照射強度を与えることが好ましい。最大照射強度が100mW/cm以上であると、改質効率が向上し、短時間で転化反応が進行しうることから好ましい。一方、最大照射強度が200mW/cm以下であると、機能性フィルムの劣化やランプ自体の劣化を抑制しうることから好ましい。
真空紫外線の照射時間は、特に制限されないが、高照度工程での照射時間は0.1秒〜3分間であることが好ましく、0.5秒〜1分であることがより好ましい。
真空紫外線照射時の酸素濃度は500〜10000ppm(1%)であることが好ましく、1000〜5000ppmであることがより好ましい。酸素濃度が500ppm以上であると、改質効率が高くなることから好ましい。一方、酸素濃度が10000ppm以下であると、大気と酸素との置換時間が短縮されうることから好ましい。
紫外線照射の対象となる塗膜は、塗布時に酸素および微量の水分が混入し、さらには基材や隣接層等にも吸着酸素や吸着水が存在しうる。当該酸素等を利用すれば、照射庫内に新たに酸素を導入しなくとも、改質処理を行う活性酸素やオゾンの発生に要する酸素源は十分でありうる。また、Xeエキシマランプのような172nmの真空紫外線は酸素により吸収されるため、塗膜に到達する真空紫外線量が減少する場合があることから、真空紫外線の照射時には、酸素濃度を低く設定し、真空紫外線が効率よく塗膜まで到達できる条件とすることが好ましい。
真空紫外線の照射雰囲気中の酸素以外のガスは、乾燥不活性ガスであることが好ましく、コストの観点から特に乾燥窒素ガスを用いることがより好ましい。なお、酸素濃度は、照射庫内へ導入する酸素ガス、不活性ガス等のガス流量を計測し、流量比を変えることで調整することができる。
発生させた真空紫外光は、照射効率向上と均一な照射を達成する観点から、発生源からの真空紫外光を反射板で反射させてから改質前のポリシラザン層に照射してもよい。また、真空紫外線照射は、バッチ処理にも連続処理にも適用可能であり、被塗布基材の形状によって適宜選定されうる。例えば、基材が長尺フィルム状である場合には、これを搬送させながら連続的に真空紫外線を照射して改質を行うことが好ましい。
改質処理は、加熱処理と組み合わせて行うことが好ましい。加熱処理を組み合わせることにより、転化反応が促進されうる。加熱の方法としては、特に制限はなく、ヒートブロック等の発熱体に基板を接触させ熱伝導により塗膜を加熱する方法、抵抗線等による外部ヒーターにより雰囲気を加熱する方法、IRヒーターの様な赤外領域の光を用いた方法等が挙げられる。これらの方法は、塗膜の平滑性等の観点から適宜選択されうる。
加熱処理の温度としては、特に制限はないが、50〜200℃であることが好ましく、80〜150℃であることがより好ましい。また、加熱時間としては1秒〜10時間であることが好ましく、10秒〜1時間であることがより好ましい。
ポリシラザンを含む第2の塗布液および塗膜は、湿度の高い状態に晒すと、吸湿した水分を除去することが困難であり、当該水分によって加水分解反応が進行しうる。特に塗膜については、表面積の増加に伴い水蒸気の影響を受けやすくなる。そこで、第2の塗布液の調製段階から改質処理が終わるまで、特に塗膜の形成から改質処理が終わるまでの間を露点10℃(温度:25℃、相対湿度(RH)39%)以下、好ましくは露点8℃(温度:25℃、相対湿度(RH)10%)以下、より好ましくは露点−31度(温度:25℃、相対湿度(RH)1%)以下の雰囲気で保管または取り扱うことが好ましい。これにより、機能性無機層内のSi−OH生成を抑制しうる。なお、本明細書において、「露点温度」とは、水蒸気を含む空気を冷却したとき、凝結が始まる温度を意味し、雰囲気中の水分量を表す指標となる。当該露点温度は、通常、露点温度計により直接測定を行うことにより測定されうる。気温と相対湿度から水蒸気圧を求め、その水蒸気圧を飽和水蒸気圧とする温度を算出してもよい。この場合、相対湿度が100%のとき、測定温度が露点温度となる。
上述の改質処理によって得られる機能性無機層の膜厚や密度等は、塗布条件、紫外線の強度、照射時間、波長(光のエネルギー密度)、および照射方法、加熱温度等を適宜選択することにより制御することができる。例えば、紫外線の照射方法を、連続照射、複数回に分割した照射、複数回の照射が短時間な、いわゆるパルス照射等から適宜選択することで、機能性無機層の膜厚や密度等が制御されうる。
改質処理の程度については、形成された機能性無機層をXPS表面分析することによって、ケイ素(Si)原子、窒素(N)原子、酸素(O)原子等の各原子組成比を求めることで確認できる。
前記機能性無機層は単層であっても2層以上が積層されたものであってもよい。異物起因の欠陥やピンホールなどのナノレベルの欠陥を効率良く修復しうる観点から、2層以上の機能性無機層を積層することが好ましい。2層以上の機能性無機層が形成される場合の各層は、同じであっても異なっていてもよい。例えば、2層が積層されてなる機能性無機層である場合には、2層目(上層)は、工程(2)によって形成されることが好ましい。この理由は、レベリングされた塗布膜に対して改質処理を行うことで、小さな孔を埋めた上で平滑な表面の機能性無機層で修復できるため、初期から存在する欠陥起因の水蒸気透過を防止しうるためである。
<第3の実施形態:電子デバイス>
本発明の第3の実施形態によれば、電子デバイス本体と、上述の機能性フィルムと、を含む電子デバイスが提供される。上述の機能性フィルムは、屈曲耐性および高温高湿下での安定性に優れることから、電子デバイスに好適に適用されうる。
前記電子デバイスとしては、特に制限されないが、液晶表示素子(LCD)、太陽電池(PV)、有機エレクトロルミネッセンス(EL)などが挙げられる。
前記機能性フィルムの用途としては、特に制限されないが、電子デバイス本体を構成する基板の構成要素、電子デバイスを封止する封止材として用いられうる。これらのうち、封止材として用いることが好ましい。
以下、有機エレクトロルミネッセンス(EL)パネルを例に挙げて本形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
<有機エレクトロルミネッセンス(EL)パネル>
図4は、一実施形態における有機ELパネルの断面概略図である。
有機ELパネル40は、機能性フィルム41と、前記機能性フィルム41上に形成された透明電極である陽極42と、前記陽極42上に形成された有機EL層43と、前記有機EL層43上に形成された陰極44と、前記有機EL層43および前記陰極44を覆うように接着剤層45を介して形成されたアルミ箔からなる封止部材46と、を備えている。この際、前記有機EL層43および前記陰極44を合わせて有機EL素子とも称する。なお、別の実施形態において、前記陽極42は、有機EL素子の一部となりうる。
本形態に係る機能性フィルム41は、封止の用途に用いられており、これによって有機EL素子の水蒸気による劣化が抑制されうる。その結果、有機ELパネル40は長寿命化しうる。
なお、封止部材46は、アルミ箔などの金属フィルムのほか、本発明に係る機能性フィルムを用いてもよい。封止部材46に機能性フィルムを用いる場合、機能性フィルムを構成する樹脂基材が外部に配置されるように、接着剤によって貼付すればよい。
以下、有機ELパネルを構成する各要素についてそれぞれ説明する。
(有機EL素子)
有機EL素子は、特に制限されないが、通常、下記の層構成を有しうる。
(1)陽極/発光層/陰極
(2)陽極/正孔輸送層/発光層/陰極
(3)陽極/発光層/電子輸送層/陰極
(4)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(5)陽極/陽極バッファー層(正孔注入層)/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極バッファー層(電子注入層)/陰極。
(陽極)
陽極としては、特に制限されないが、仕事関数の大きい(4eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物を用いることが好ましい。具体例としては、金(Au)等の金属、ヨウ化銅(CuI)、インジウムスズ酸化物(ITO)、酸化スズ(SnO)、酸化亜鉛(ZnO)等の導電性透明材料が挙げられる。また、IDIXO(In−ZnO)等の非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。
陽極は、電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜として形成されうる。この際、フォトリソグラフィー法によりパターン形成を行ってもよい。高いパターン精度(100μm以上程度)が要求されない場合には、マスクを用いた蒸着やスパッタリングによりパターンを形成してもよい。
前記陽極から発光を取り出す場合には、透過率が10%以上であることが好ましい。また、陽極のシート抵抗は数百Ω/□(square)以下であることが好ましい。さらに、材料によっても異なるが、陽極の膜厚は、通常、10〜1000nmであり、好ましくは10〜200nmである。
(陰極)
陰極としては、特に制限されないが、仕事関数の小さい(4eV以下)金属(以下、「電子注入性金属」とも称する)、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物を用いることが好ましい。具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらのうち、電子注入性および酸化等に対する耐久性の観点から、電子注入性金属および前記電子注入性金属よりも仕事関数の値が大きく安定な金属の混合物、例えば、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、リチウム/アルミニウム混合物を用いることが好ましい。
陰極は、電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜として形成されうる。
前記陰極のシート抵抗は、数百Ω/□以下であることが好ましい。また、陰極の膜厚は、通常、1nm〜5μmであり、好ましくは50〜200nmである。
なお、発光した光を透過させて、優れた発光輝度を得るため、前記陽極または前記陰極のいずれか一方が透明または半透明であることが好ましい。また、上記陰極として用いられうる金属等を1〜20nmの膜厚で陰極を作製した後に、作製した陰極上に上記陽極として用いられうる導電性透明材料を作製することで、透明または半透明の陰極が作製されうる。これを応用することで、陽極および陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。
(注入層:電子注入層および正孔注入層)
注入層には電子注入層(陰極バッファー層)と正孔注入層(陽極バッファー層)とがあり、電子注入層と正孔注入層とを必要に応じて設け、陽極と発光層もしくは正孔輸送層の間、および/または陰極と発光層もしくは電子輸送層との間に存在させる。
注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層であり、「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(123〜166頁)に詳細に記載されている。
正孔注入層(陽極バッファー層)は、特開平9−45479号公報、特開平9−260062号公報、特開平8−288069号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン(エメラルディン)やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。
電子注入層(陰極バッファー層)は、特開平6−325871号公報、特開平9−17574号公報、特開平10−74586号公報等にもその詳細が記載されており、具体的には、ストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。
上記注入層(バッファー層)はごく薄い膜であることが好ましく、材料によっても異なるが、膜厚は0.1nm〜5μmであることが好ましい。
(発光層)
発光層は、電極(陰極、陽極)または電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子および正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
発光層には、より一層発光効率を高くする観点から、ドーパント化合物(発光ドーパント)およびホスト化合物(発光ホスト)が含有されることが好ましい。
発光ドーパント
発光ドーパントは、大別すると、蛍光を発光する蛍光性ドーパントとリン光を発光するリン光性ドーパントの2種類がある。
蛍光性ドーパントとしては、特に制限されないが、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素、または希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。
リン光性ドーパントとしては、特に制限されないが、元素の周期表で8属、9属、10属の金属を含有する錯体系化合物が挙げられる。これらのうち、好ましくはイリジウム化合物、オスミウム化合物であり、より好ましくはイリジウム化合物である。
これらの発光ドーパントは単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。
(発光ホスト)
発光ホスト(単に「ホスト」とも称する)とは、2種以上の化合物を含む発光層中にて混合比(質量)の最も多い化合物のことを意味し、それ以外の化合物についてはドーパント化合物(単に、「ドーパント」とも称する)である。例えば、発光層を化合物A、化合物Bという2種で構成し、その混合比がA:B=10:90であれば化合物Aがドーパント化合物であり、化合物Bがホスト化合物である。さらに発光層を化合物A、化合物B、化合物Cの3種から構成し、その混合比がA:B:C=5:10:85であれば、化合物Aおよび化合物Bがドーパント化合物であり、化合物Cがホスト化合物である。
発光ホストとしては、特に制限されないが、カルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、芳香族ボラン誘導体、含窒素複素環化合物、チオフェン誘導体、フラン誘導体、オリゴアリーレン化合物等の基本骨格を有するもの、またはカルボリン誘導体やジアザカルバゾール誘導体(ここで、ジアザカルバゾール誘導体とは、カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の少なくとも一つの炭素原子が窒素原子で置換されているものを表す)等が用いられうる。これらのうち、カルボリン誘導体、ジアザカルバゾール誘導体等を用いることが好ましい。
前記発光層は、上記化合物を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、LB法、インクジェット法等の公知の薄膜化法により成膜して形成することができる。発光層の膜厚は、特に制限されないが、通常、5nm〜5μmであり、好ましくは5〜200nmである。
発光層はドーパント化合物やホスト化合物が1種または2種以上からなる一層構造であってもよいし、同一組成または異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。
(正孔輸送層)
正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層や電子阻止層についても正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。
正孔輸送の材料としては、正孔の注入または輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであれば特に制限されず、有機物、無機物のいずれを用いてもよい。正孔輸送の材料としては、例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー等の導電性高分子オリゴマー、およびポルフィリン化合物、芳香族第3級アミン化合物、スチリルアミン化合物が挙げられる。これらのうち、芳香族第3級アミン化合物を用いることが好ましい。また、上記材料を高分子鎖に導入した、または上記材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いてもよい。さらに、p型−Si、p型−SiC等の無機化合物を用いてもよい。
正孔輸送層は、上記材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、LB法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。
正孔輸送層の膜厚は、特に制限されないが、通常、5nm〜5μmであり、好ましくは5〜200nmである。
正孔輸送層は上記材料の1種または2種以上からなる一層構造でありうる。
(電子輸送層)
電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する電子輸送材料からなり、広い意味で電子注入層や正孔阻止層についても電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層または複数層設けることができる。
電子輸送の材料としては、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有するものであれば特に制限されず、公知の化合物が用いられうる。電子輸送の材料としては、例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン、アントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、キノキサリン誘導体等が挙げられる。また上記材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。また、8−キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス(8−キノリノール)アルミニウム(Alq)、トリス(5,7−ジクロロ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5,7−ジブロモ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(2−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、ビス(8−キノリノール)亜鉛(Znq)等、およびこれらの金属錯体の中心金属がIn、Mg、Cu、Ca、Sn、GaまたはPbに置き替わった金属錯体を用いてもよい。その他、メタルフリーもしくはメタルフタロシアニン、またはそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものを用いてもよい。さらに、正孔注入層の材料となりうる、n型−Si、n型−SiC等の無機半導体を用いてもよい。
電子輸送層は上記材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、LB法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。
電子輸送層の膜厚は、特に制限されないが、通常、5nm〜5μmであり、好ましくは5〜200nmである。
電子輸送層は上記材料の1種または2種以上からなる一層構造でありうる。
(有機EL素子の作製方法)
有機EL素子の作製方法について、陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極からなる有機EL素子を例に挙げて説明する。
機能性フィルム上に所望の電極物質、例えば、陽極用物質からなる薄膜を1μm以下、好ましくは10〜200nmの膜厚になるように、例えば、蒸着やスパッタリング、プラズマCVD等の方法により形成させ、陽極を作製する。
次に、その上に有機EL素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層の有機化合物薄膜を形成させる。この有機化合物薄膜の成膜方法としては、蒸着法、ウェットプロセス(スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法)等が挙げられるが、均質な膜が得られやすく、かつ、ピンホールが生成しにくい等の観点から、真空蒸着法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法を用いることが好ましい。この際、層毎に異なる成膜法を適用してもよい。成膜に蒸着法を採用する場合には、その蒸着条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度は50〜450℃であり、真空度は10−6〜10−2Paであり、蒸着速度は0.01〜50nm/秒であり、基板温度は−50〜300℃であり、膜厚は0.1nm〜5μm、好ましくは5〜200nmでありうる。
これらの層を形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を1μm以下、好ましくは50〜200nmの膜厚となるように、例えば、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陰極を設けることで有機EL素子が作製されうる。
この有機EL素子の作製は、一回の真空引きで一貫して陽極、正孔注入層から陰極まで作製することが好ましいが、途中で取り出して異なる成膜法を施してもよい。この際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。また、作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製してもよい。
このようにして得られた有機EL素子を備える多色の表示装置(有機ELパネル)に、直流電圧を印加する場合には、陽極をプラス、陰極をマイナスの極性として、例えば、電圧を2〜40V印加すると発光が観測されうる。また、交流電圧を印加してもよい。なお、印加する交流の波形は適宜選択されうる。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」または「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」または「質量%」を表す。
[中間層(ブリードアウト防止層)を有する樹脂基材の作製]
樹脂基材として両面に易接着加工された厚さ100μmのポリエステルフィルムであるコスモシャインA4300(東洋紡績株式会社製)を樹脂基材として用いた。
上記樹脂基材の一方の面に、UV硬化型有機/無機ハイブリッドハードコート材 OPSTAR Z7535(JSR株式会社製)を含む塗布液を、乾燥後の膜厚が4μmになるようにワイヤーバーで塗布した。得られた塗膜を、高圧水銀ランプで照射し、硬化させることでブリードアウト防止層を形成した。なお、照射は、空気雰囲気下、1.0J/cmで80℃、3分間行った。
[アクリル酸エステル系樹脂微粒子の調製]
ガス導入管、還流冷却器、pH測定用複合ガラス電極、およびかき混ぜ装置を備えた500mL容量の4つ口フラスコを用い、蒸留水200g中に、濃度が5.0g/100mLとなるように反応性乳化剤(リン酸エステル系乳化剤)ニューフロンティアA−229E(第一工業製薬株式会社製)を溶解し、50〜60℃に保った。重合モノマーとして、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、グリシジルメタクリレートを重量混合比60/40/2の割合で混合した混合モノマー150gを準備し、はじめにそのうち25gを上記溶液中に分散乳化させた。一定の撹拌状態を保ちながら、硫酸銅の濃度が5.0×10−7mol/Lとなるように硫酸銅水溶液を添加した。レドックス重合開始剤である過硫酸カリウム−チオ硫酸ナトリウムの等モル量混合物を濃度が3.0×10−3mol/Lとなるように添加して重合を開始させた(温度:50〜60℃、pH=4〜7)。上記混合モノマーの残り125gを徐々に滴下し、重合熱による昇温を防ぎながら重合を行った。重合時間は15〜30分程度として、アクリル酸エステル系樹脂微粒子を得た。
[第1の塗布液の調製]
容積50gのサンプル管に、上記調製したアクリル酸エステル系樹脂微粒子2.8g、1−メトキシ─2−プロパノール8.5g、およびイオン交換水3gを仕込み、700rpmで撹拌しながら、硬化触媒である酢酸0.3g、アルコキシシラン化合物であるテトラメトキシシラン2g、硬化触媒である20%p−トルエンスルホン酸メタノール液0.1gをこの順にそれぞれ1分間かけて滴下した。その後、室温で10分撹拌し、これをA液とした。
容積20gのサンプル管に、エポキシシラン化合物であるメチルトリメトキシシラン2g、1−メトキシ─2−プロパノール1g、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン0.4g、ジメトキシグリシドキシプロピルメチルシラン1.5gを仕込み、500rpmで10分間撹拌して、これをB液とした。
A液をB液に2分間かけて滴下した後、30分間、室温にて700rpmで撹拌した。当該混合液にアミノシラン化合物である3−アミノプロピルトリメトキシシラン0.8gを、2分間かけて滴下し、室温で24時間撹拌した。25℃の暗所で1週間静置して、第1の塗布液を調製した。
[第2の塗布液の調製]
20質量%のパーヒドロポリシラザン(PHPS)(アクアミカ NN120−20)のジブチルエーテル溶液、および5質量%のアミン触媒(N,N,N’,N’−テトラメチル−1,6−ジアミノヘキサン)を含む溶液(NAX120−20、AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製)を、パーヒドロポリシラザン(PHPS)濃度に対してアミン触媒の含有量が1.0質量%となるように混合し、第2の塗布液を調製した。
[機能性フィルム(ガスバリア性フィルム)の製造]
(実施例1)
ハイブリッド層の形成
上記作製した樹脂基材のブリードアウト防止層とは反対の表面に、前記第1の塗布液を、乾燥後の膜厚が1μm(1000nm)となるように塗布し、120℃で30分間の加熱処理をすることで、ハイブリッド層を形成した。
機能性無機層の形成
前記ハイブリッド層上に、第2の塗布液をスピンコート法により塗布し、80℃で1分間乾燥させて、乾燥後の厚さが300nmの塗膜を形成した。この際、前記厚さを測定する際の境界面は、TEM(Transmission Electron Microscope:透過電子顕微鏡)の断面写真より確認された。
前記塗膜を真空紫外線(VUV)照射により改質処理を行うことで、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。なお、真空紫外線(VUV)照射は真空紫外線照射装置としてステージ可動型キセノンエキシマ照射装置MECL−M−1−200(株式会社エム・ディ・エキシマ製)を用い、ランプと試料との間隔(Gapともいう)が3mmとなるように試料を設置して、以下の条件で照射した。
照度:140mW/cm(172nm)
ステージ温度:100℃
処理環境:ドライ窒素ガス雰囲気下
処理環境の酸素濃度:0.1%
ステージ可動速度と搬送回数:10mm/秒で16回搬送
エキシマ光露光積算量:6000mJ/cm
この際、照射時間は、可動ステージの可動速度を適宜変更することにより調節した。また、真空紫外線照射時の酸素濃度は、照射庫内に導入する窒素ガス、および酸素ガスの流量をフローメーターにより測定し、庫内に導入するガスの窒素ガス/酸素ガス流量比により調整した。
なお、実施例1で製造されたガスバリア性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、0.3である。
(実施例2)
上記作製した樹脂基材のブリードアウト防止層とは反対の表面に、実施例1と同様の方法により機能性無機層を形成した。また、形成された前記機能性無機層上に実施例1と同様の方法でハイブリッド層を形成して、樹脂基材−機能性無機層−ハイブリッド層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
(実施例3)
実施例1で製造した機能性フィルムの機能性無機層上にさらに、実施例1と同様の方法でハイブリッド層を形成し、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層−ハイブリッド層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
(実施例4)
ハイブリッド層の形成
上記作製した樹脂基材のブリードアウト防止層とは反対の表面に、前記第1の塗布液を、乾燥後の膜厚が1μmとなるように塗布し、120℃、1分間の加熱処理を行った後、真空紫外線照射を行ってハイブリッド層を形成した。この際、真空紫外線照射の条件は、以下の条件により行った。
照度:140mW/cm(172nm)
ステージ温度:100℃
処理環境:ドライ窒素ガス雰囲気下
処理環境の酸素濃度:0.1%
ステージ可動速度と搬送回数:10mm/秒で3回搬送
エキシマ光露光積算量:1200mJ/cm
機能性無機層の形成
前記ハイブリッド層上に、前記第2の塗布液をスピンコート法により塗布し、80℃で1分間乾燥させて、乾燥後の厚さが300nmの塗膜を形成し、前記塗膜を真空紫外線照射により改質処理を行った。上記工程を再度繰り返すことで、2層が積層された機能性無機層を形成し、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層(2層)がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。なお真空紫外線照射の条件は実施例1に記載の条件と同様である。
(実施例5)
上記作製した樹脂基材のブリードアウト防止層とは反対の表面に、実施例4と同様の方法により機能性無機層(2層)を形成した。また、形成された前記機能性無機層上に実施例4と同様の方法でハイブリッド層を形成して、樹脂基材−機能性無機層(2層)−ハイブリッド層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
(実施例6)
機能性無機層の形成方法を、大気圧プラズマCVD法(AGP法)に変更したことを除いては、実施例1と同様の方法で樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。なお、大気圧プラズマCVD法は、ロールツーロール形態の大気圧プラズマ製膜装置(例えば、特開2008−56967号の図3を参照)を用いて、以下の薄膜形成条件で行った。
混合ガス組成物
放電ガス:窒素ガス 94.9体積%
薄膜形成ガス:テトラエトキシシラン 0.1体積%
添加ガス:酸素ガス 5.0体積%
成膜条件
〈第1電極側〉
電源種類:PHF−6k 100kHz(連続モード)(株式会社ハイデン研究所製)
周波数 :100kHz
出力密度:10W/cm
電極温度:120℃
〈第2電極側〉
電源種類:CF−5000−13M 13.56MHz(パール工業株式会社製)
周波数 :13.56MHz
出力密度:10W/cm
電極温度:90℃。
(実施例7)
実施例2に記載の機能性無機層を、実施例6の方法で形成したことを除いては、実施例2と同様の方法で、樹脂基材−機能性無機層−ハイブリッド層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
(実施例8)
実施例3に記載の機能性無機層を、実施例6の方法で形成したことを除いては、実施例3と同様の方法で、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層−ハイブリッド層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
(比較例1)
上記作製した樹脂基材上に、実施例1と同様の方法で機能性無機層を形成し、樹脂基材−機能性無機層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
(比較例2)
第1の塗布液を、メチルシルセスキオキサン(MSQ)(小西化学工業株式会社製)2gをメチルエチルケトン(MEK)で溶解した溶液に変更したことを除いては、実施例1と同様の方法で、樹脂基材−MSQ含有層−機能性無機層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
(比較例3)
第1の塗布液を、メチルシルセスキオキサン(MSQ)(小西化学工業株式会社製)2gおよびコロイダルシリカIPA−ST(日産化学工業株式会社製)0.5gをMEKで溶解した溶液に変更したことを除いては、実施例1と同様の方法で、樹脂基材−MSQ・コロイダルシリカ含有層−機能性無機層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
(比較例4)
ハイブリッド層を、樹脂基材のブリードアウト防止層とは反対の表面に、UV硬化型有機/無機ハイブリッドハードコート材OPSTAR Z7501(JSR株式会社製)を含む溶液を、乾燥後の膜厚が1μmとなるように塗布し、80℃で3分間乾燥させ、高圧水銀ランプを用いて、空気雰囲気下、1J/cmの硬化条件で硬化したウレタンアクリレート層に変更したことを除いては、実施例1と同様の方法で樹脂基材−ウレタンアクリレート層−機能性無機層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
(比較例5)
ハイブリッド層を、樹脂基材のブリードアウト防止層とは反対の表面に、ポリマー型アクリレートであるUNIDIC V−684(DIC株式会社製)3.2gおよびコロイダルシリカIPA−ST(日産化学工業株式会社製)0.5gをMEKで溶解した溶液を、乾燥後の膜厚が1μmとなるように塗布し、80℃で3分間乾燥させ、高圧水銀ランプを用いて、空気雰囲気下、1J/cmの硬化条件で硬化したアクリレート層に変更したことを除いては、実施例1と同様の方法で樹脂基材−アクリレート層−機能性無機層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
(比較例6)
第1の塗布液を、メチルシルセスキオキサン(MSQ)(小西化学工業株式会社製)2gをMEKで溶解した溶液に変更したことを除いては、実施例2と同様の方法で、樹脂基材−機能性無機層−MSQ含有層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
(比較例7)
第1の塗布液を、メチルシルセスキオキサン(MSQ)(小西化学工業株式会社製)2gおよびコロイダルシリカIPA−ST(日産化学工業株式会社製)0.5gをMEKで溶解した溶液に変更したことを除いては、実施例2と同様の方法で、樹脂基材−機能性無機層−MSQ・コロイダルシリカ含有層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
(比較例8)
ハイブリッド層を、樹脂基材のブリードアウト防止層とは反対の表面に、UV硬化型有機/無機ハイブリッドハードコート材OPSTAR Z7501(JSR株式会社製)を含む溶液を、乾燥後の膜厚が1μmとなるように塗布し、80℃で3分間乾燥させ、高圧水銀ランプを用いて、空気雰囲気下、1J/cmの硬化条件で硬化したウレタンアクリレート層に変更したことを除いては、実施例2と同様の方法で樹脂基材−機能性無機層−ウレタンアクリレート層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
(比較例9)
ハイブリッド層を、樹脂基材のブリードアウト防止層とは反対の表面に、ポリマー型アクリレートであるUNIDIC V−684(DIC株式会社製)3.2gおよびコロイダルシリカIPA−ST(日産化学工業株式会社製)0.5gをMEKで溶解した溶液を、乾燥後の膜厚が1μmとなるように塗布し、80℃で3分間乾燥させ、高圧水銀ランプを用いて、空気雰囲気下、1J/cmの硬化条件で硬化したアクリレート層に変更したことを除いては、実施例2と同様の方法で樹脂基材−アクリレート層−機能性無機層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
(実施例9)
機能性無機層の膜厚が500nmとなるように、第2の塗布液を塗布したことを除いては、実施例1と同様の方法で、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例9で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、0.5である。
(実施例10)
機能性無機層の膜厚が600nmとなるように、第2の塗布液を塗布したことを除いては、実施例1と同様の方法で、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例10で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、0.6である。
(実施例11)
機能性無機層の膜厚が700nmとなるように、第2の塗布液を塗布したことを除いては、実施例1と同様の方法で、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例11で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、0.7である。
(実施例12)
機能性無機層の膜厚が1000nmとなるように、第2の塗布液を塗布したことを除いては、実施例1と同様の方法で、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例12で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、1.0である。
(実施例13)
機能性無機層の膜厚が1100nmとなるように、第2の塗布液を塗布したことを除いては、実施例1と同様の方法で、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例13で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、1.1である。
(実施例14)
機能性無機層の膜厚が90nmとなるように、第2の塗布液を塗布したことを除いては、実施例1と同様の方法で、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例14で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、0.09である。
(実施例15)
機能性無機層の膜厚が9nmとなるように、第2の塗布液を塗布したことを除いては、実施例1と同様の方法で、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例15で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、0.009である。
(実施例16)
ハイブリッド層の膜厚が5000nmとなるように、第1の塗布液を塗布したことを除いては、実施例1と同様の方法で、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例16で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、0.06である。
(実施例17)
ハイブリッド層の膜厚が5000nmとなるように、第1の塗布液を塗布したことを除いては、実施例9と同様の方法で、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例17で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、0.10である。
(実施例18)
ハイブリッド層の膜厚が5000nmとなるように、第1の塗布液を塗布したことを除いては、実施例10と同様の方法で、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例18で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、0.12である。
(実施例19)
ハイブリッド層の膜厚が5000nmとなるように、第1の塗布液を塗布し、機能性無機層の膜厚が4800nmとなるように、第2の塗布液を塗布したことを除いては、実施例1と同様の方法で、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例19で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、0.96である。
(実施例20)
ハイブリッド層の膜厚が10000nmとなるように、第1の塗布液を塗布したことを除いては、実施例14と同様の方法で、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例20で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、0.009である。
(実施例21)
ハイブリッド層の膜厚が10000nmとなるように、第1の塗布液を塗布したことを除いては、実施例10と同様の方法で、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例20で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、0.06である。
(実施例22)
ハイブリッド層の膜厚が10000nmとなるように、第1の塗布液を塗布し、機能性無機層の膜厚が900nmとなるように、第2の塗布液を塗布したことを除いては、実施例1と同様の方法で、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例22で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、0.09である。
(実施例23)
ハイブリッド層の膜厚が10000nmとなるように、第1の塗布液を塗布したことを除いては、実施例12と同様の方法で、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例23で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、0.10である。
(実施例24)
ハイブリッド層の膜厚が10000nmとなるように、第1の塗布液を塗布し、機能性無機層の膜厚が9000nmとなるように、第2の塗布液を塗布したことを除いては、実施例1と同様の方法で、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例24で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、0.9である。
(実施例25)
ハイブリッド層の膜厚が10000nmとなるように、第1の塗布液を塗布し、機能性無機層の膜厚が11000nmとなるように、第2の塗布液を塗布したことを除いては、実施例1と同様の方法で、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例25で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、1.1である。
(実施例26)
機能性無機層の膜厚が500nmとなるように、第2の塗布液を塗布したことを除いては、実施例2と同様の方法で、樹脂基材−機能性無機層−ハイブリッド層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例26で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、0.5である。
(実施例27)
機能性無機層の膜厚が600nmとなるように、第2の塗布液を塗布したことを除いては、実施例2と同様の方法で、樹脂基材−機能性無機層−ハイブリッド層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例27で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、0.6である。
(実施例28)
機能性無機層の膜厚が700nmとなるように、第2の塗布液を塗布したことを除いては、実施例2と同様の方法で、樹脂基材−機能性無機層−ハイブリッド層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例28で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、0.7である。
(実施例29)
機能性無機層の膜厚が1000nmとなるように、第2の塗布液を塗布したことを除いては、実施例2と同様の方法で、樹脂基材−機能性無機層−ハイブリッド層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例29で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、1.0である。
(実施例30)
機能性無機層の膜厚が1100nmとなるように、第2の塗布液を塗布したことを除いては、実施例2と同様の方法で、樹脂基材−機能性無機層−ハイブリッド層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例30で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、1.1である。
(実施例31)
機能性無機層の膜厚が90nmとなるように、第2の塗布液を塗布したことを除いては、実施例2と同様の方法で、樹脂基材−機能性無機層−ハイブリッド層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例31で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、0.09である。
(実施例32)
機能性無機層の膜厚が9nmとなるように、第2の塗布液を塗布したことを除いては、実施例2と同様の方法で、樹脂基材−機能性無機層−ハイブリッド層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例32で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、0.009である。
(実施例33)
機能性無機層の膜厚が500nmとなるように、第2の塗布液を塗布したことを除いては、実施例3と同様の方法で、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層−ハイブリッド層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例33で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、0.5である。
(実施例34)
機能性無機層の膜厚が600nmとなるように、第2の塗布液を塗布したことを除いては、実施例3と同様の方法で、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層−ハイブリッド層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例34で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、0.6である。
(実施例35)
機能性無機層の膜厚が700nmとなるように、第2の塗布液を塗布したことを除いては、実施例3と同様の方法で、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層−ハイブリッド層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例35で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、0.7である。
(実施例36)
機能性無機層の膜厚が1000nmとなるように、第2の塗布液を塗布したことを除いては、実施例3と同様の方法で、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層−ハイブリッド層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例36で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、1.0である。
(実施例37)
機能性無機層の膜厚が1100nmとなるように、第2の塗布液を塗布したことを除いては、実施例3と同様の方法で、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層−ハイブリッド層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例37で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、1.1である。
(実施例38)
機能性無機層の膜厚が90nmとなるように、第2の塗布液を塗布したことを除いては、実施例3と同様の方法で、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層−ハイブリッド層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例38で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、0.09である。
(実施例39)
機能性無機層の膜厚が9nmとなるように、第2の塗布液を塗布したことを除いては、実施例3と同様の方法で、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層−ハイブリッド層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例39で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、0.009である。
(実施例40)
ハイブリッド層の膜厚が5000nmとなるように、第1の塗布液を塗布したことを除いては、実施例3と同様の方法で、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層−ハイブリッド層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例40で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、0.06である。
(実施例41)
ハイブリッド層の膜厚が5000nmとなるように、第1の塗布液を塗布したことを除いては、実施例33と同様の方法で、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層−ハイブリッド層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例41で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、0.1である。
(実施例42)
ハイブリッド層の膜厚が5000nmとなるように、第1の塗布液を塗布したことを除いては、実施例34と同様の方法で、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層−ハイブリッド層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例42で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、0.12である。
(実施例43)
ハイブリッド層の膜厚が5000nmとなるように、第1の塗布液を塗布し、機能性無機層の膜厚が4800nmとなるように、第2の塗布液を塗布したことを除いては、実施例3と同様の方法で、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層−ハイブリッド層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例43で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、0.96である。
(実施例44)
ハイブリッド層の膜厚が10000nmとなるように、第1の塗布液を塗布し、機能性無機層の膜厚が90nmとなるように、第2の塗布液を塗布したことを除いては、実施例3と同様の方法で、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層−ハイブリッド層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例44で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、0.009である。
(実施例45)
ハイブリッド層の膜厚が10000nmとなるように、第1の塗布液を塗布したことを除いては、実施例34と同様の方法で、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層−ハイブリッド層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例45で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、0.12である。
(実施例46)
ハイブリッド層の膜厚が10000nmとなるように、第1の塗布液を塗布し、機能性無機層の膜厚が900nmとなるように、第2の塗布液を塗布したことを除いては、実施例3と同様の方法で、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層−ハイブリッド層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例46で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、0.09である。
(実施例47)
ハイブリッド層の膜厚が10000nmとなるように、第1の塗布液を塗布したことを除いては、実施例36と同様の方法で、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層−ハイブリッド層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例47で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、0.1である。
(実施例48)
ハイブリッド層の膜厚が10000nmとなるように、第1の塗布液を塗布し、機能性無機層の膜厚が9000nmとなるように、第2の塗布液を塗布したことを除いては、実施例3と同様の方法で、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層−ハイブリッド層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例48で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、0.9である。
(実施例49)
ハイブリッド層の膜厚が10000nmとなるように、第1の塗布液を塗布し、機能性無機層の膜厚が11000nmとなるように、第2の塗布液を塗布したことを除いては、実施例3と同様の方法で、樹脂基材−ハイブリッド層−機能性無機層−ハイブリッド層がこの順で積層された機能性フィルムを製造した。
なお、実施例49で製造された機能性フィルムのハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)は、1.1である。
上記実施例1〜8および比較例1〜9で製造した機能性フィルムの構成について、下記表1に示す。
また、実施例1および実施例9〜25、実施例2および実施例26〜32、並びに実施例3および実施例33〜49で製造した機能性フィルムの構成について、それぞれ下記表2〜4に示す。
[有機EL素子の作製]
(製造例1)
上記製造した実施例1に記載の機能性フィルムを用いて、有機EL素子を作製した。
透明導電膜の形成
プラズマ放電装置としては電極が平行平板型のものを用い、この電極間に実施例1の機能性フィルムを載置し、かつ、混合ガスを導入して薄膜形成を行った。なお、アース(接地)電極としては、以下のものを用いた。具体的には、200mm×200mm×2mmのステンレス板に高密度、高密着性のアルミナ溶射膜を被覆し、テトラメトキシシランを酢酸エチルで希釈した溶液を塗布乾燥後、紫外線照射により硬化させて封孔処理を行い、前記封孔処理した誘電体表面を研磨し、平滑にしてRmaxが5μmとなるように加工した電極を用いた。また、印加電極としては、中空の角型の純チタンパイプに対し、アース電極と同様の条件にて誘電体を被覆した電極を用いた。印加電極は複数作製し、アース電極に対向して設け放電空間を形成した。また、プラズマ発生に用いる電源としては、高周波電源CF−5000−13M(パール工業株式会社製)を用い、周波数13.56MHzで、5W/cmの電力を供給した。
そして、電極間に以下の組成の混合ガスを流し、プラズマ状態とし、機能性フィルムを大気圧プラズマ処理して、中間層上に酸化インジウムスズ(ITO)膜を100nmの厚さで成膜し、透明導電膜付を形成した。
放電ガス:ヘリウム 98.5体積%
反応性ガス1:酸素 0.25体積%
反応性ガス2:インジウムアセチルアセトナート 1.2体積%
反応性ガス3:ジブチルスズジアセテート 0.05体積%。
有機EL素子の作製
得られた透明導電膜の100mm×80mmを機能性フィルム基板とし、これにパターニングを行った後、このITO透明電極を設けた機能性フィルム基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥した。その後、機能性フィルム基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。一方で、モリブデン製抵抗加熱ボートにα−NPD200mgを、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにホスト化合物としてCBP200mgを、さらに別のモリブデン製抵抗加熱ボートにバソキュプロイン(BCP)200mgを、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにIr−1 100mgを、さらに別のモリブデン製抵抗加熱ボートにAlq200mgをそれぞれ投入し、真空蒸着装置に取り付けた。
次いで、真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、α−NPDの入った前記加熱ボートを通電により加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で機能性フィルム基板に、中央に位置する様に80mm×60mmの面積で蒸着し、正孔輸送層を設けた。さらにCBPとIr−1の入った前記加熱ボートを通電により加熱し、それぞれ蒸着速度0.2nm/秒、0.012nm/秒で前記正孔輸送層上に共蒸着して発光層を設けた。なお、蒸着時の機能性フィルム基板の温度は室温であった。さらにBCPの入った前記加熱ボートを通電により加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で前記発光層の上に蒸着して膜厚10nmの正孔阻止層を設けた。その上に、さらにAlqの入った前記加熱ボートを通電により加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で前記正孔阻止層の上に蒸着して膜厚40nmの電子輸送層を設けた。なお、蒸着時の機能性フィルム基板の温度は室温であった。
引き続き、フッ化リチウム0.5nmおよびアルミニウム110nmを蒸着して陰極を形成し、透明導電膜付の有機EL素子を作製した。なお、前記有機EL素子は、封止を行った。封止は、窒素ガス(不活性ガス)によりパージされた環境下で、有機EL素子試料のアルミニウム蒸着面と、厚さ100μmのアルミ箔を対面させる様にして、エポキシ系接着剤(ナガセケムテックス株式会社製)を介して、基材端部の4辺をそれぞれ10mm幅で接着させることにより行った。
実施例2〜49および比較例1〜9の機能性フィルムについても同様の方法で、有機EL素子を作製した。
[評価]
(機能性フィルムの評価)
機能性フィルムについては、ガスバリア性(水蒸気バリア性)の評価を行った。
1.未処理の機能性フィルム
水蒸気バリア性の評価
真空蒸着装置JEE−400(日本電子株式会社製)を用い、製造した機能性フィルムの表面に、水分と反応して腐食する金属である金属カルシウム(粒状)を蒸着させた。その後、乾燥窒素ガス雰囲気下で、厚さ0.2mmの石英ガラスに封止用紫外線硬化樹脂(ナガセケムテックス株式会社製)を介して金属カルシウム蒸着面を対面させて接着し、紫外線を照射して前記紫外線硬化樹脂を硬化させて本封止し、水蒸気バリア性評価用セルを作製した。
作製した水蒸気バリア性評価用セルを用いて、金属カルシウムの腐食量から機能性フィルムの水蒸気透過量を評価した。なお、機能性フィルム面以外(石英ガラス面等)からの水蒸気の透過がないことを確認するために、機能性フィルム試料の代わりに厚さ0.2mmの石英ガラス板を用いた比較試料を作製し、60℃、90%RHの高温高湿下で保存した。比較試料の場合には、3000時間経過後でも金属カルシウム腐食が発生しないことを確認した。
腐食点拡大速度評価
水蒸気バリア性評価用セルを、恒温恒湿度オーブンYamato Humidic ChamberIG47Mを用いて、60℃、90%RHの高温高湿下で保存し、カルシウム蒸着領域の腐食点の拡大速度を観察し、腐食点拡大速度評価を行った。前記腐食点拡大速度評価は、下記基準に従って評価を行った。
5:フィルムで封止されたカルシウム蒸着領域内において、腐食点が全く観察されない、あるいは、腐食面積が5.0%に到達するまでの時間が2000時間以上である;
4:フィルムで封止されたカルシウム蒸着領域内において、腐食面積が5.0%に到達するまでの時間が1000時間以上2000時間未満である;
3:フィルムで封止されたカルシウム蒸着領域内において、腐食面積が5.0%に到達するまでの時間が500時間以上1000時間未満である;
2:フィルムで封止されたカルシウム蒸着領域内において、腐食面積が5.0%に到達するまでの時間が100時間以上500時間未満である;
1:フィルムで封止されたカルシウム蒸着領域内において、腐食面積が5.0%に到達するまでの時間が100時間未満である、あるいは、腐食が急激に進行するために腐食点拡大速度を判断できない。
周辺収縮量評価
水蒸気バリア性評価用セルを、恒温恒湿度オーブンYamato Humidic ChamberIG47Mを用いて、60℃、90%RHの高温高湿下で保存し、素子周辺部からのカルシウム腐食領域の拡大に伴う、カルシウム蒸着の残存領域の収縮を観察し、周辺収縮量評価を行った。前記腐食面積評価は、下記基準に従って評価を行った。
5:フィルムで封止されたカルシウム蒸着領域内において、周辺部からの面積の収縮が全く観察されない、あるいは、周辺部からの収縮による腐食面積が5.0%に到達するまでの時間が2000時間以上である;
4:フィルムで封止されたカルシウム蒸着領域内において、周辺部からの面積の収縮が5.0%に到達するまでの時間が1000時間以上2000時間未満である;
3:フィルムで封止されたカルシウム蒸着領域内において、周辺部からの面積の収縮が5.0%に到達するまでの時間が500時間以上1000時間未満である;
2:フィルムで封止されたカルシウム蒸着領域内において、周辺部からの面積の収縮が5.0%に到達するまでの時間が100時間以上500時間未満である;
1:フィルムで封止されたカルシウム蒸着領域内において、周辺部からの面積の収縮が5.0%に到達するまでの時間が100時間未満である、あるいは、腐食が急激に進行するために周辺部からの面積の収縮の有無を判断できない。
2.屈曲耐性試験後の機能性フィルム
機能性フィルムについて、半径6mmの曲率になるように180度の角度で100回の屈曲を繰り返す、屈曲耐久性試験を行った。当該屈曲耐性試験後の機能性フィルムについても、1に記載の未処理の機能性フィルムと同様に、水蒸気バリア性について評価を行った。
(有機EL素子の評価)
作製した有機EL素子については、以下の評価を行った。
発光ムラ評価
有機EL素子を60℃、90%RHの環境下で通電を行い、0日から120日までのダークスポットや輝度ムラの発生等、発光ムラを目視で観察した。前記発光ムラ評価は、下記基準に従って評価を行った。
5:0日目でダークスポットまたは輝度ムラは観察されず、かつ、120日経過後の非発光領域が全発光面積の1.0%以下である;
4:0日目でダークスポットまたは輝度ムラは観察されず、かつ、120日経過後の非発光領域が全発光面積の1.0%超10.0%以下である、あるいは、0日目にダークスポットまたは輝度ムラが観察され、その非発光領域が1%以下であり、かつ、120日経過後の非発光領域が全発光面積の1.0%以下である;
3:0日目にダークスポットまたは輝度ムラが観察され、その非発光領域が1%以下であり、かつ、120日経過後の非発光領域が全発光面積の1.0%超10.0%以下である;
2:0日目にダークスポットまたは輝度ムラが観察され、その非発光領域が1%以下であり、かつ、120日経過後の非発光領域が全発光面積の10%を超える、あるいは、0日目にダークスポットまたは輝度ムラが観察され、その非発光領域が1%を超えており、かつ、120日経過後の非発光領域が全発光面積の1.0%超10.0%以下である;
1:0日目にダークスポットまたは輝度ムラが観察され、その非発光領域が1%を超えており、かつ、120日経過後の非発光領域が全発光面積の10%を超える。
周辺部発光領域の収縮評価
有機EL素子試料を40℃、90%RHの環境下で通電を行い、フィルムで封止された素子周辺部からの腐食の進行に伴う非発光領域(すなわち、発光領域の収縮の度合い)を0日から120日まで観察し、周辺部発光領域の収縮評価を行った。前記周辺部発光領域の収縮評価は、下記の基準に従って評価を行った。
5:0日目で発光領域の収縮は観察されず、120日経過後の非発光領域が全発光領域の1.0%以下である;
4:0日目で発光領域の縮小は観察されず、120日経過後の非発光領域が全発光領域の1.0%超10.0%以下である、あるいは、0日目の非発光領域が全発光領域の0%超0.5%以下であり、かつ、120日経過後の非発光領域が全発光領域の1.0%以下である;
3:0日目の非発光領域が全発光領域は0%超0.5%以下であり、かつ、120日経過後の非発光領域が全発光領域の1.0%超10.0%以下である;
2:0日目の非発光領域が全発光領域の0%超0.5%以下であり、かつ、120日経過後の非発光領域が全発光領域の10.0%超である、あるいは、0日目非発光領域が全発光領域の0.5%超であり、かつ、120日経過後の非発光領域が全発光領域の1.0%超10.0%以下である;
1:0日目非発光領域が全発光領域の0.5%超であり、かつ、120日経過後の非発光領域が全発光領域の10.0%を超える。
実施例1〜8および比較例1〜9の機能性フィルム、およびこれを用いて作製された有機EL素子についての評価結果を下記表5に示す。
表5の結果からも明らかなように、本発明に係る機能性フィルムは、屈曲耐性および高温高湿下での安定性に優れることが分かる。また、当該機能性フィルムを用いた有機EL素子は性能に優れることが分かる。
また、実施例1および実施例9〜25、実施例2および実施例26〜32、並びに実施例3および実施例33〜49の機能性フィルム、およびこれを用いて作製された有機EL素子についての評価結果を、それぞれ下記表6〜8に示す。
表6〜8の結果からも明らかなように、ハイブリッド層が樹脂基材と機能性無機層との間に存在する場合、およびハイブリッド層が機能性無機層の樹脂基材とは反対側の面に配置される場合のどちらにおいても、ハイブリッド層に対する機能性無機層の膜厚の比(膜厚比)の値に応じて、ガスバリア性、屈曲耐性、高温高湿下での安定性等が異なることが分かる。前記膜厚比は、0.01〜2、特に0.1〜1.0である場合に、優れたガスバリア性、屈曲耐性、高温高湿下での安定性が得られていることが分かる。
11、21、31 機能性フィルム、
12、22、32 樹脂基材、
13、23、33a、33b ハイブリッド層、
40 有機ELパネル、
41 機能性フィルム、
42 陽極、
43 有機EL層、
44 陰極、
45 接着剤層、
46 封止部材。

Claims (13)

  1. 樹脂基材と、前記樹脂基材上に位置する機能性無機層と、前記機能性無機層の少なくとも一方の面に配置されたハイブリッド層と、を含み、
    前記ハイブリッド層が、ポリシロキサンおよび樹脂微粒子を含む、機能性フィルム。
  2. 前記ハイブリッド層が、前記樹脂基材と前記機能性無機層との間に位置する、請求項1に記載の機能性フィルム。
  3. 前記機能性無機層の前記樹脂基材とは反対側の面に前記ハイブリッド層が配置された、請求項1または2に記載の機能性フィルム。
  4. 2層以上積層された機能性無機層を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の機能性フィルム。
  5. ハイブリッド層の膜厚に対する機能性無機層の膜厚の比(機能性無機層の膜厚/ハイブリッド層の膜厚)が、0.001〜10である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の機能性フィルム。
  6. 前記樹脂基材の両面に、前記機能性無機層と、前記機能性無機層の少なくとも一方の面に配置されたハイブリッド層とを有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の機能性フィルム。
  7. 前記機能性無機層が、ガスバリア性無機層である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の機能性フィルム。
  8. 樹脂基材と、前記樹脂基材上に位置する機能性無機層と、前記機能性無機層の少なくとも一方の面に配置されたハイブリッド層と、を含む機能性フィルムの製造方法であって、
    ポリシロキサンおよび樹脂微粒子を含む第1の塗布液を塗布して、前記ハイブリッド層を形成する工程(1)を含む、製造方法。
  9. 無機前駆体を含む第2の塗布液を塗布して塗膜を形成し、前記塗膜を改質処理して機能性無機層を形成する工程(2)をさらに含む、請求項8に記載の製造方法。
  10. 前記無機前駆体が、ポリシラザンを含む、請求項9に記載の製造方法。
  11. 前記改質処理が、真空紫外線照射によって行われる、請求項9または10に記載の製造方法。
  12. 電子デバイス本体と、請求項1〜7のいずれか1項に記載の機能性フィルム、または請求項8〜11のいずれか1項に記載の方法によって製造された機能性フィルムと、を含む、電子デバイス。
  13. 前記電子デバイス本体が、前記機能性フィルムによって封止されてなる、請求項12に記載の電子デバイス。
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