JPWO2018079495A1 - ガスバリアフィルム及び色変換部材 - Google Patents
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Abstract
Description
M(OR1)m(R2)n−m ・・・(1)
上記式(1)中、R1及びR2はそれぞれ独立に炭素数1〜8の1価の有機基を示し、Mはn価の金属原子を示し、mは1〜nの整数を示す。
図1は本発明の第1の実施形態に係るガスバリアフィルムの概略断面図である。本実施形態に係るガスバリアフィルム1は、基材層2と、該基材層2上に設けられたアンカーコート層3aと、該アンカーコート層3a上に設けられたガスバリア層4と、を備える。本実施形態では、アンカーコート層3aは有機化合物層3を構成し、基材層2とガスバリア層4との間にはアンカーコート層3aのみが配置されている。ガスバリア層4は、例えば、アンカーコート層3a上に設けられた無機化合物層4vと該無機化合物層4v上に設けられたオーバーコート層4cとからなる。
本実施形態において、基材層2はフィラーFを含み、上記フィラーFの平均粒子径Dは0.02〜3.00μmである。また、基材層2の厚さは上記フィラーFの平均粒子径以上である。基材層2が0.02μm以上の平均粒子径Dを有するフィラーFを含むことにより、基材の表面に、動摩擦係数が適度に小さくなるように、粗さを設けることができ、ガスバリアフィルム1の製造中の基材の搬送性を向上させることができる。搬送性が向上することで、搬送中の基材の蛇行やヨレの発生が抑制される。そして、搬送中の基材の蛇行やヨレの発生を抑えることにより、基材上により均一な層を形成することができ、水蒸気バリア性の低下を抑制することができる。同様の観点から、フィラーFの平均粒子径Dは、0.10μm以上であってもよく、0.20μm以上であってもよい。また、フィラーFの平均粒子径が3.00μm以下であり、基材層2の厚さがフィラーFの平均粒子径以上であることにより、フィラーFの脱落及びフィラーによるガスバリア層の割れを抑制し、優れた水蒸気バリア性を維持することができる。同様の観点から、フィラーFの平均粒子径Dは、2.00μm以下であってもよく、1.00μm未満であってもよい。また、基材層2の厚さは、フィラーFの平均粒子径Dの2.0〜50.0倍であってもよく、5.0〜20.0倍であってもよい。なお、基材層2中のフィラーFの平均粒子径Dは、例えば、基材層2の表面を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察し、10個のフィラーFの外接円の直径を測定して平均化することにより求めることができる。
本実施形態において、アンカーコート層3aは基材層2とガスバリア層4との間の密着性を高めるとともに、基材層2の表面粗さ等に起因するガスバリア層4の割れや損傷を抑制するために配置される。本実施形態(図1に示すように、基材層2とガスバリア層4との間にアンカーコート層3aのみが配置されている場合)において、アンカーコート層3aの厚さTAは0.02〜0.40μmであり、0.02〜0.30μmであることが好ましく、0.03〜0.25μmであることがより好ましく、0.04〜0.20μmであることがさらに好ましく、0.04〜0.10μmであることが特に好ましい。アンカーコート層3aの厚さTAが0.02μm以上であることにより、ガスバリア層4が割れることを抑制でき、ガスバリアフィルム1の水蒸気バリア性を向上させることができる。アンカーコート層3aの厚さTAが0.40μm以下であることにより、アンカーコート層3aにおけるクラック等の発生を低減でき、ガスバリアフィルム1の水蒸気バリア性を向上させることができる。
本実施形態において、無機化合物層4vは上記アンカーコート層3a上に、例えば、蒸着によって形成される。無機化合物層4vは無機酸化物を含むことが好ましい。上記無機酸化物としては、例えば、アルミニウム、銅、銀、イットリウム、タンタル、ケイ素、マグネシウム等の酸化物が挙げられる。無機酸化物は、安価でバリア性に優れることから、酸化ケイ素(SiOx、xは1.4〜2.0)であることが好ましい。xが1.4以上であると、良好なバリア性が得られやすい傾向がある。
本実施形態において、オーバーコート層4cは、上記無機化合物層4v上に形成され、後工程での二次的な各種損傷を防止するとともに、より高いバリア性を付与するために設けられるものである。本実施形態において、オーバーコート層4cは下記式(1)で表わされる金属アルコキシド及びその加水分解物からなる群より選択される少なくとも1種を含むオーバーコート層組成物から形成されることが好ましい。
M(OR1)m(R2)n−m ・・・(1)
図5は本発明の一実施形態に係る色変換部材の概略断面図である。本実施形態の色変換部材10は、色変換層12と、当該色変換層12の両面上に形成された一対のガスバリアフィルムとを備える。上記ガスバリアフィルムの少なくとも一方には本発明のガスバリアフィルム1が用いられ、ガスバリアフィルム1は基材層2と色変換層12とが対向するように形成される。
(アンカーコート層組成物)
アクリルポリオールとトリレンジイソシアネートとを、アクリルポリオールのOH基の数に対してNCO基の数が等量となるように混合し、全固形分が5質量%になるよう酢酸エチルで希釈した。希釈後の混合液に、さらにβ−(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を、全固形分に対して5質量%となるように添加し、これらを混合することでアンカーコート層組成物を得た。
テトラエトキシシラン10.4質量部と塩酸(濃度:0.1N)89.6質量部とを混合して、混合液を30分間撹拌し、テトラエトキシシランの加水分解溶液を得た。一方、ポリビニルアルコールを水/イソプロピルアルコールの混合溶媒(水/イソプロピルアルコール(質量比)=90:10)中に溶解させ、3質量%のポリビニルアルコール溶液を得た。テトラエトキシシランの加水分解溶液60質量部とポリビニルアルコール溶液40質量部とを混合し、オーバーコート層組成物を得た。
アクリルポリオール(DIC社製、商品名:アクリディックA−814)100質量部と、イソシアネート系硬化剤(DIC社製、商品名:バーノックDN−980)8.5質量部と、微粒子(ポリウレタン、平均粒子径2μm)10質量部と、溶剤(酢酸エチル)70質量部とを混合し、マット層組成物を得た。
(実施例1)
平均粒子径1.50μmのシリカを含む、ロール状のポリエチレンテレフタレートフィルム(第1の基材層、厚さ:25μm、算術平均粗さRa:0.80μm、最大高さRy:1.20μm、動摩擦係数:0.39)(以下、基材Aという)を準備した。上記基材Aを巻き出し装置、搬送装置、及び巻き取り装置に装着した。
アンカーコート層の厚さを0.20μmとしたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2のガスバリアフィルム及び色変換部材を作製した。第1の基材層に関する特性、アンカーコート層の厚さ、及び、平均粒子径Dの総厚Tに対する比(D/T)をまとめて表1に示す。
基材Aに代えて、平均粒子径0.01μmのシリカを含む、ロール状のポリエチレンテレフタレートフィルム(第1の基材層、厚さ:25μm、算術平均粗さRa:0.03μm、最大高さRy:0.10μm、動摩擦係数:0.45)を用い、アンカーコート層の厚さを0.05μmとしたこと以外は、実施例1と同様にして、比較例1のガスバリアフィルム及び色変換部材を作製した。第1の基材層に関する特性、アンカーコート層の厚さ、及び、平均粒子径Dの総厚Tに対する比(D/T)をまとめて表1に示す。
基材Aに代えて、平均粒子径3.20μmのシリカを含む、ロール状のポリエチレンテレフタレートフィルム(第1の基材層、厚さ:25μm、算術平均粗さRa:1.20μm、最大高さRy:2.30μm、動摩擦係数:0.31)を用い、アンカーコート層の厚さを0.20μmとしたこと以外は、実施例1と同様にして、比較例2のガスバリアフィルム及び色変換部材を作製した。第1の基材層に関する特性、アンカーコート層の厚さ、及び、平均粒子径Dの総厚Tに対する比(D/T)をまとめて表1に示す。
片面に易接着層(厚さ:0.05μm)が形成され、平均粒子径1.50μmのシリカを含む、ロール状のポリエチレンテレフタレートフィルム(第1の基材層、厚さ:25μm、算術平均粗さRa:0.80μm、最大高さRy:1.20μm、動摩擦係数:0.39)(以下、基材Bという)を準備した。上記基材Bを巻き出し装置、搬送装置、及び巻き取り装置に装着した。基材Bの易接着層が形成された側の表面の算術平均粗さRaは0.75μmであり、最大高さRyは1.10μmであり、動摩擦係数は0.31であった。
アンカーコート層の厚さを0.20μmとしたこと以外は、実施例3と同様にして、実施例4のガスバリアフィルム及び色変換部材を作製した。第1の基材層に関する特性、第1の基材層上の易接着層に関する特性、アンカーコート層の厚さ、及び、平均粒子径Dの総厚Tに対する比(D/T)をまとめて表2に示す。
片面に易接着層(厚さ:0.20μm)が形成され、平均粒子径1.50μmのシリカを含む、ロール状のポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ:25μm、算術平均粗さRa:0.60μm、最大高さRy:1.00μm、動摩擦係数:0.50)(以下、基材Cという)を、基材Bに代えて用いたこと以外は、実施例3と同様にして、実施例5のガスバリアフィルム及び色変換部材を作製した。基材Cの易接着層が形成された側の表面の算術平均粗さRaは0.75μmであり、最大高さRyは1.05μmであり、動摩擦係数は0.34であった。第1の基材層に関する特性、第1の基材層上の易接着層に関する特性、アンカーコート層の厚さ、及び、平均粒子径Dの総厚Tに対する比(D/T)をまとめて表2に示す。
片面に易接着層(厚さ:0.20μm)が形成され、平均粒子径0.90μmのシリカを含む、ロール状のポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ:25μm、算術平均粗さRa:0.80μm、最大高さRy:1.20μm、動摩擦係数:0.40)(以下、基材Dという)を、基材Bに代えて用いたこと以外は、実施例3と同様にして、実施例6のガスバリアフィルム及び色変換部材を作製した。基材Dの易接着層が形成された側の表面の算術平均粗さRaは0.40μmであり、最大高さRyは0.80μmであり、動摩擦係数は0.35であった。第1の基材層に関する特性、第1の基材層上の易接着層に関する特性、アンカーコート層の厚さ、及び、平均粒子径Dの総厚Tに対する比(D/T)をまとめて表2に示す。
アンカーコート層の厚さを0.10μmとしたこと以外は、実施例6と同様にして、実施例7のガスバリアフィルム及び色変換部材を作製した。第1の基材層に関する特性、第1の基材層上の易接着層に関する特性、アンカーコート層の厚さ、及び、平均粒子径Dの総厚Tに対する比(D/T)をまとめて表2に示す。
アンカーコート層の厚さを0.20μmとしたこと以外は、実施例6と同様にして、実施例8のガスバリアフィルム及び色変換部材を作製した。第1の基材層に関する特性、第1の基材層上の易接着層に関する特性、アンカーコート層の厚さ、及び、平均粒子径Dの総厚Tに対する比(D/T)をまとめて表2に示す。
片面に易接着層(厚さ:0.05μm)が形成され、平均粒子径0.01μmのシリカを含む、ロール状のポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ:25μm、算術平均粗さRa:0.05μm、最大高さRy:0.15μm、動摩擦係数:0.35)(以下、基材Eという)を、基材Bに代えて用いたこと以外は、実施例3と同様にして、比較例3のガスバリアフィルム及び色変換部材を作製した。基材Eの易接着層が形成された側の表面の算術平均粗さRaは0.05μmであり、最大高さRyは0.15μmであり、動摩擦係数は0.43であった。第1の基材層に関する特性、第1の基材層上の易接着層に関する特性、アンカーコート層の厚さ、及び、平均粒子径Dの総厚Tに対する比(D/T)をまとめて表2に示す。
片面に易接着層(厚さ:0.05μm)が形成され、平均粒子径3.50μmのシリカを含む、ロール状のポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ:25μm、算術平均粗さRa:1.20μm、最大高さRy:2.00μm、動摩擦係数:0.30)(以下、基材Fという)を、基材Bに代えて用いたこと以外は、実施例3と同様にして、比較例4のガスバリアフィルム及び色変換部材を作製した。基材Fの易接着層が形成された側の表面の算術平均粗さRaは1.20μmであり、最大高さRyは2.00μmであり、動摩擦係数は0.30であった。第1の基材層に関する特性、第1の基材層上の易接着層に関する特性、アンカーコート層の厚さ、及び、平均粒子径Dの総厚Tに対する比(D/T)をまとめて表2に示す。
(基材の搬送性)
実施例及び比較例でガスバリアフィルムの製造に第1の基材層用に用いた基材(易接着層が形成されている場合には易接着層を含む)を巻き出し装置、搬送装置、及び巻き取り装置に装着し、搬送速度100m/分で基材を搬送した。搬送装置中の基材を目視にて観察し、下記基準に従って搬送性の評価を行った。評価結果を表3及び4に示す。
A:搬送装置中で、基材の蛇行がなく、ヨレ及びシワがいずれも観察されない。
B:搬送装置中で、基材の蛇行があり、ヨレ又はシワが観察される。
実施例及び比較例で得られたガスバリアフィルムを目視にて観察し、下記基準に従って外観の評価を行った。評価結果を表3及び4に示す。
A:ガスバリアフィルムに、クラックが観察されない。
B:ガスバリアフィルムに、クラックが観察される。
実施例及び比較例で得られた積層体を40mm×40mmの大きさに切り出し、ガスバリア層を形成した側の積層体表面にカルシウム層を形成し、カルシウム層形成面をガラス基板で封止することで、試料となる封止体を得た。封止体を、温度60℃、湿度90%RHの雰囲気下で、1000時間保存した。保存後の封止体を顕微鏡にて観察し、カルシウムが腐食した点状部分の個数を数えた。評価結果を表3及び4に示す。
実施例及び比較例で得られた色変換部材を、温度85℃、湿度85%RHの雰囲気下で、1000時間保存した。保存後の色変換部材にUVランプ光(波長365nm)を照射し、マット層側から透過光を目視にて観察し、ダークスポットの個数を数えた。評価結果を表3及び4に示す。
Claims (9)
- フィラーを含む基材層と、該基材層上に設けられたアンカーコート層と、該アンカーコート層上に設けられたガスバリア層とを備え、
前記フィラーの平均粒子径Dが0.02〜3.00μmであり、
前記基材層の厚さが前記フィラーの平均粒子径以上であり、
前記基材層と前記ガスバリア層との間に配置された層の総厚Tが0.02〜0.40μmである、ガスバリアフィルム。 - 前記基材層と前記ガスバリア層との間に配置された層の総厚Tが0.02〜0.30μmである、請求項1に記載のガスバリアフィルム。
- 前記基材層と前記ガスバリア層との間に配置された層の総厚Tが0.04〜0.25μmである、請求項1に記載のガスバリアフィルム。
- 前記基材層上に設けられた易接着層をさらに備え、
前記アンカーコート層が前記易接着層上に設けられており、
前記易接着層の厚さが0.01〜0.20μmである、請求項1〜3のいずれか一項に記載のガスバリアフィルム。 - 前記フィラーの平均粒子径Dの、前記基材層と前記ガスバリア層との間に配置された層の総厚Tに対する比(D/T)が5.0超30.0以下である、請求項1〜4のいずれか一項に記載のガスバリアフィルム。
- 前記アンカーコート層は、アクリルポリオール及びイソシアネート化合物を含む組成物から形成される、請求項1〜5のいずれか一項に記載のガスバリアフィルム。
- 前記ガスバリア層は、前記アンカーコート層上に設けられた無機化合物層と該無機化合物層上に設けられたオーバーコート層とからなり、
前記オーバーコート層は、下記式(1)で表わされる金属アルコキシド及びその加水分解物からなる群より選択される少なくとも1種を含む組成物から形成される、請求項1〜6のいずれか一項に記載のガスバリアフィルム。
M(OR1)m(R2)n−m ・・・(1)
(式(1)中、R1及びR2はそれぞれ独立に炭素数1〜8の1価の有機基を示し、Mはn価の金属原子を示し、mは1〜nの整数を示す。) - 色変換層と、当該色変換層の両面上に形成された一対のガスバリアフィルムとを備え、前記ガスバリアフィルムの少なくとも一方が請求項1〜7のいずれか一項に記載のガスバリアフィルムである、色変換部材。
- 前記色変換層が量子ドットからなる蛍光体を含む、請求項8に記載の色変換部材。
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