KR101789333B1 - 기능성 필름 및 기능성 필름의 제조 방법 - Google Patents

기능성 필름 및 기능성 필름의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

이 기능성 필름은, 기판과, 기판 상에 직접 형성되는 제1 유기층 및 기판으로부터 가장 먼 최상층인 제2 유기층을 포함한 적어도 2개의 유기층과, 적어도 1개의 무기층을 포함한다. 제 2 유기층을 제외한 상기 적어도 2개의 유기층 중 나머지와, 적어도 1개의 무기층은, 적어도 1개의 무기층 중의 하나가 적어도 2개의 유기층 중의 나머지에 각각 형성되도록 기판 상에 적층된다. 제1 유기층은 유기층 중에서 가장 두껍고, 제2 유기층은 유기층 중에서 가장 얇고, 또한, 제2 유기층은 적어도 1개의 무기층 중에서 가장 두꺼운 무기층보다 두껍다.

Description

기능성 필름 및 기능성 필름의 제조 방법{FUNCTIONAL FILM AND METHOD OF MANUFACTURING FUNCTIONAL FILM}
본 발명은, 복수의 층을 적층하여 이루어지는 기능성 필름 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
광학 소자, 액정 디스플레이나 유기 EL디스플레이 등의 표시장치, 반도체 장치, 박막 태양전지 등의 각종 장치에 있어서의 방습성이 요구되는 부위나 부품, 식품, 의료품, 전자 부품 등의 포장에 이용되는 포장재료에, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 등의 기재 필름에, 가스 배리어성을 발현하는 막을 성막하여 이루어지는, 가스 배리어 필름이 이용되고 있다.
이러한 가스 배리어 필름에 성막되는 가스 배리어성을 발현하는 막으로서는, 질화 실리콘, 산화 실리콘, 산화알루미늄 등의 각종 무기물(무기 화합물)로 이루어지는 막이 알려져 있다.
또, 보다 높은 가스 배리어성을 얻는 것을 목적으로 하여, 유기층(유기 화합물층)과 무기층(무기 화합물층) 등, 복수의 층을 적층하여 이루어지는 적층형 가스 배리어 필름(가스 배리어 적층체)도 알려져 있다.
예를 들면, 특허 문헌 1에는, 기재 상에 모노머 또는 올리고머가 함유된 도포액을 도포하여 도포층을 형성하고, 이 도포층을 경화시켜 유기층을 성막하는 단계를 반복하여, 2층 이상의 유기층을 포함한 하층을 형성하고, 이 하층 상에 진공 성막법에 의해 무기층을 형성하는 적층체의 제조 방법이 기재되어 있다.
이 특허 문헌 1에 있어서는, 기판의 표면에 2층 이상의 유기층을 포함하는 하층을 성막하는 것에 의해, 기판 표면에 부착된 이물 등에 의한 요철을 피복하여 하층의 표면을 평활하게 할 수 있으므로, 이 하층 상에 형성하는 무기층에 결함이 생기는 것을 억제하고, 이것에 의해, 뛰어난 가스 배리어성을 가지는 가스 배리어 필름을 실현시키고 있다.
또, 유기층과 무기층을 적층한 가스 배리어 필름에 있어서는, 무기층 상에 유기층을 성막하는 것에 의해, 주로 가스 배리어성을 발현하는 무기층의 보호를 도모하고 있다. 또, 유기층 및 무기층을, 복수, 적층하는 것에 의해, 보다 높은 가스 배리어성을 얻는 것도 행해지고 있다. 즉, 유기층 상에 형성한 무기층 상에 다른 유기층을 추가로 형성하고, 이 유기층 상에 다른 무기층을 형성하는 것에 의해, 보다 높은 가스 배리어성을 얻을 수 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
[특허 문헌 1] 일본 특허공개공보 2009-269193호
여기서, 광학 소자, 액정 디스플레이나 유기 EL디스플레이 등의 표시장치 등에 있어서 이용되는 기능성 필름에 있어서는, 가스 배리어성뿐 아니라, 뛰어난 빛의 투과율이 요구된다.
그러나, 유기층과 무기층을 적층한 가스 배리어 필름에 있어서는, 기재 상에 형성되는 유기층 이외의 유기층은, 무기층을 기재로 하여 형성된다. 가스 배리어성을 발현하는 막으로서 형성되는 무기층과, 유기층에서는 굴절률에 차가 있기 때문에, 무기층과 유기층과의 경계면에서의 반사율이 증대되어, 빛의 투과율이 감소되어 버린다.
또, 가스 배리어성을 향상시키려면 무기층의 기재가 되는 유기층을 두껍게 하여, 평활성을 향상시키는 것이 바람직하지만, 유기층을 너무 두껍게 하면 균열 등이 발생해 버린다.
본 발명의 목적은, 상기 종래 기술의 문제점을 해소하여, 유기층과 무기층을 교대로 적층한 기능성 필름에 있어서, 뛰어난 가스 배리어성을 발현할 수 있음과 함께, 뛰어난 빛의 투과율을 발현할 수 있고, 막의 균열 등이 발생하는 것을 방지할 수 있는 기능성 필름, 및, 이 기능성 필름의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제1 형태는, 기판과, 적어도 2개의 유기층과, 적어도 1개의 무기층을 가지고, 상기 적어도 2개의 유기층은, 상기 기판 상에 직접 형성되는 제1 유기층과, 상기 기판으로부터 가장 먼 최상층인 제2 유기층을 포함하고, 상기 제2 유기층을 제외한 상기 적어도 2개의 유기층 중 나머지와, 상기 적어도 1개의 무기층은, 상기 적어도 1개의 무기층 중의 하나가 상기 적어도 2개의 유기층 중의 나머지에 각각 형성되도록 상기 기판 상에 적층되고, 상기 제1 유기층은 상기 적어도 2개의 유기층 중에서 가장 두껍고, 상기 제2 유기층은 상기 적어도 2개의 유기층 중에서 가장 얇고, 또한, 상기 제2 유기층은 상기 적어도 1개의 무기층 중에서 가장 두꺼운 무기층보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 기능성 필름을 제공하는 것이다.
여기서, 상기 적어도 2개의 유기층 중에서 가장 굴절률이 높은 유기층의 굴절률이, 상기 적어도 1개의 무기층 중에서 가장 굴절률이 낮은 무기층의 굴절률보다 낮은 것이 바람직하다.
또, 상기 제1 유기층의 두께가 500~3000nm이고, 상기 제2 유기층의 두께가 80~1000nm인 것이 바람직하다.
또, 상기 적어도 1개의 무기층은, 질화규소, 산화규소, 산질화규소, 또는 산화알루미늄으로 형성되는 것이 바람직하다.
또, 상기 제2 유기층은, 상기 적어도 2개의 유기층 중에서 가장 굴절률이 낮은 것이 바람직하다.
또, 상기 제1 유기층과 상기 제2 유기층이 각각 다른 재료로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 제2 형태는, 적어도 2개의 유기층과 적어도 1개의 무기층이, 기판으로부터 가장 먼 최상층의 유기층을 제외한 상기 적어도 2개의 유기층 중의 나머지의 각각에 상기 적어도 1개의 무기층 중의 하나가 형성되도록 상기 기판 상에 적층되어 있는 기능성 필름의 제조 방법으로서, 상기 적어도 2개의 유기층 중의 제1 유기층을, 상기 적어도 2개의 유기층 중에서 가장 두껍게 되도록 상기 기판상에 직접 형성하는 단계와, 상기 적어도 1개의 무기층 중의 무기층을 상기 제1 유기층 상에 형성하는 단계와, 상기 적어도 2개의 유기층 중의 다른 유기층을 상기 무기층 상에 형성하는 단계를 포함하며, 상기 무기층을 형성하는 단계 및 상기 다른 유기층을 형성하는 단계는 적어도 1회 행해지고, 상기 다른 유기층을 형성하는 마지막 단계에서, 제2 유기층으로서의 상기 최상층 유기층은, 상기 적어도 1개의 무기층 중에서 상기 기판으로부터 가장 먼 위치에 있는 무기층 상에, 상기 적어도 2개의 유기층 중에서 가장 얇고, 또한 상기 적어도 1개의 무기층 중에서 가장 두꺼운 무기층보다 두껍게 되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 기능성 필름의 제조 방법을 제공하는 것이다.
여기서, 상기 적어도 2개의 유기층 중에서 가장 굴절률이 높은 유기층의 굴절률이, 상기 적어도 1개의 무기층 중에서 가장 굴절률이 낮은 무기층의 굴절률보다 낮아지도록 설정되는 것이 바람직하다.
또, 상기 적어도 2개의 유기층을 도포 방식에 의해 형성하는 것이 바람직하다.
또, 상기 제2 유기층을, 다이코터를 이용한 도포 방식에 의해 형성하는 것이 바람직하다.
또, 상기 제1 유기층을 형성하는 형성 재료를 도포할 때의, 상기 제1 유기층의 형성 재료의 점도가 10cP 이하인 것이 바람직하다.
또, 상기 제2 유기층을 형성하는 재료를 도포할 때의, 상기 제2 유기층의 형성 재료의 점도가 5cP 이하인 것이 바람직하다.
또, 상기 적어도 1개의 무기층을 진공 성막법에 의해 형성하는 것이 바람직하다.
또, 상기 제2 유기층을, 상기 적어도 2개의 유기층 중에서 가장 굴절률이 낮아지도록 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 기판 상에 적어도 2개의 유기층과, 적어도 1개의 무기층이 교대로 형성되고, 기판으로부터 가장 먼 최상층이 유기층으로서 형성되고, 기판 상에 직접 형성되는 제1 유기층의 두께가 다른 유기층의 두께 이상이고, 최상층의 유기층의 두께가 다른 유기층의 두께 이하이며, 또한, 모든 유기층은 모든 무기층보다 두껍게 형성하므로, 표면이 평활하게 형성된 유기층 상에 무기층이 형성되어, 뛰어난 가스 배리어성을 발현할 수 있음과 함께, 최상층의 유기층을 다른 유기층보다 얇게 형성하므로, 뛰어난 빛의 투과율을 발현할 수 있다. 또, 제1 유기층 이외의 유기층의 두께를 제1 유기층의 두께 이하로 하므로, 유기층의 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기능성 필름의 한 예를 개념적으로 나타내는 도이다.
도 2의 (A) 및 (B)는 본 발명의 실시예에 따른 기능성 필름의 제조 방법을 실시하는 제조 장치의 한 예를 개념적으로 나타내는 도이고, (A)는 유기 성막 장치, (B)는 무기 성막 장치다.
도 3의 (A) 및 (B)는, 각각 본 발명의 실시예에 따른 기능성 필름의 다른 한 예를 개념적으로 나타내는 도이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 기능성 필름, 및, 기능성 필름의 제조 방법에 대해, 첨부하는 도면에 나타나는 적합한 실시예에 근거하여, 상세하게 설명한다.
도 1에, 본 발명의 실시예에 따른 기능성 필름의 한 예를 개념적으로 나타낸다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 기능성 필름은, 기판(B0)의 표면에, 폴리머를 주성분으로 하는 제1 유기층(12)을 성막하고, 이 제1 유기층(12) 위에 진공 성막법에 의해 무기층(14)을 성막하고, 이 무기층(14) 위에, 제1 유기층(12)보다 두께가 얇은 최상층의 유기층(16)을 성막한 기능성 필름(10)이다.
여기서, 제1 유기층(12)은, 기본적으로, 무기층(14)이 충분한 가스 배리어성을 발현할 수 있도록 가스 배리어로서의 무기 층(14)을 평활하게 형성하는 것을 도모한다.
또, 최상층의 유기층(16)은, 기본적으로, 무기층(14)을 보호하기 위한 보호층이다.
도 2의 (A) 및 (B)에, 본 발명의 실시예에 따른 기능성 필름을 제조하는 방법을 실시하는 제조 장치의 한 예를 개념적으로 나타낸다.
본 발명의 실시예에 따른 기능성 필름의 제조 방법은, 도 2(A)에 나타내는 유기 성막 장치(20)와, 도 2(B)에 나타내는 무기 성막 장치(22)에 의해 실시된다.
유기 성막 장치(20)는, 장척의 기판 필름(B0)(필름원반 이하, 기판(B0)이라고 한다)을 길이 방향으로 반송하면서, 이 기판(B0)의 표면에 제1 유기층(12)을 성막한다.
한편, 무기 성막 장치(22)는, 표면에 제1 유기층(12)이 성막된 기판(B0)을 길이 방향으로 반송하면서, 제1 유기층(12) 위에, 무기층(14)을 성막한다.
또, 유기 성막 장치(20)는, 제1 유기층(12)과 무기층(14)이 성막된 기판(B0)을, 길이 방향으로 반송하면서, 무기층(14) 위에, 최상층의 유기층(16)을 성막한다.
결과적으로, 도 2의 (A) 및 (B)에 나타내는 장치에 의해, 도 1에 나타내는 본 발명의 실시예에 따른 기능성 필름(10)을 제조한다.
유기 성막 장치(20)는, 한 예로서, 제1 유기층(12)이 되는 모노머(모노머 혼합물)를 포함한 도료를 기판(B0)에 도포/건조하여, 모노머를 중합시키는 것에 의해, 기판(B0)의 표면에 제1 유기층(12)을 성막하는 장치이다.
또, 유기 성막 장치(20)는, 최상층의 유기층(16)이 되는 모노머(모노머 혼합물)를 포함한 도료를 제1 유기층(12)과 무기층(14)이 성막된 기판(Bm2)(이하, 간단히 '기판(Bm2)'이라고도 한다)에 도포/건조하여, 모노머를 중합시키는 것에 의해, 기판(Bm2)의 표면에 최상층의 유기층(16)을 성막하여, 본 발명의 기능성 필름을 완성하는 장치이기도 하다.
도시예에 있어서, 유기 성막 장치(20)는, 도포 수단(26)과, 건조 수단(28)과, UV조사장치(30)와, 회전축(32)과, 권취축(34)과, 반송 롤러쌍(36 및 38)을 가진다.
또한, 이하의 설명에 있어서, 기판(B0)과 기판(Bm2)을 구별할 필요가 없는 경우에는, 기판(B0)과 기판(Bm2)을 간단히 '기판(B)'라고 한다. 마찬가지로, 제1 유기층(12)과 최상층의 유기층(16)을 구별할 필요가 없는 경우에는, 제1 유기층(12)과 최상층의 유기층(16)을 간단히 '유기층'이라고 한다.
유기 성막 장치(20)는, 장척의 기판(B)(필름원반)을 롤 형상으로 권취하여 이루어지는 기판 롤(40)로부터 기판(B)을 송출하고, 길이 방향으로 반송하면서 유기층(제1 유기층(12) 및 최상층의 유기층(16))을 성막하고, 유기층을 성막한 기판(B)을 롤 형상으로 권취하는, 이른바 롤·투·롤(Roll to Roll) 공정에 의한 성막을 행하는 장치이다.
유기 성막 장치(20)에 있어서, 장척의 기판(B)은, 상기 서술한 바와 같이 기판 롤(40)로 하여, 회전축(32)에 장전된다.
회전축(32)에 기판 롤(40)이 장전되면, 기판(B)은, 기판 롤(40)로부터, 반송 롤러쌍(36)을 거쳐, 도포 수단(26), 건조 수단(28) 및 UV조사장치(30)의 하부를 통과하여, 반송 롤러쌍(38)을 거쳐, 권취축(34)에 이르는, 소정의 반송 경로를 따라 반송된다. 유기 성막 장치(20)에 있어서는, 기판 롤(40)로부터의 기판(B)의 송출과, 권취축(34)에 있어서의 기판(B)의 권취를 동기하여 행하여, 장척의 기판(B)을 소정의 반송 경로를 따라 길이 방향으로 반송하면서, 기판(B)에 유기층(제1 유기층(12) 또는 최상층의 유기층(16))의 성막을 연속적으로 행한다.
본 발명에 있어서, 제1 유기층(12)을 성막하는 기판(B0)(기능성 필름의 기판)에는, 특별히 한정은 없고, PET 필름 등의 각종 수지 필름, 알루미늄 시트 등의 각종 금속시트 등, 후술하는 제1 유기층(12), 최상층의 유기층(16) 및 진공 성막에 의한 무기층(14)의 성막이 가능한 것이면, 가스 배리어 필름, 광학 필름, 보호 필름 등의 각종 기능성 필름에 이용되고 있는 각종 기판(베이스 필름)이, 모두 이용 가능하다.
또, 기판(B0)은, 표면에, 보호막이나 접착막 등, 각종 막이 형성되어 있는 것이어도 된다.
구체적으로는, 기판(B0)(웹 형상의 기재(기판, 지지체))으로서는, 기능성 필름의 기판으로서 이용되는 공지의 것이, 각종, 이용 가능하다.
구체적으로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리염화비닐, 폴리카보네이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리이미드, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트 등의, 플라스틱 재료(고분자 재료)로 이루어지는 플라스틱 필름이, 기판(B0)의 적합한 한 예로서 예시된다.
또, 기판(B0)은, 상기 서술한 바와 같은 플라스틱 필름 등의 표면(제1 유기층(12)의 형성면)에, 보호층, 접착층, 광반사층, 반사 방지층, 차광층, 평탄화층, 완충층, 응력 완화층 등의, 각종 기능을 얻기 위한 층(막)이 형성되어 있는 것이어도 된다.
상기 서술한 바와 같이, 유기 성막 장치(20)는, 기판(B0)의 표면에, 폴리머 또는 올리고머를 주성분으로 하는 유기층(유기층; 제1 유기층(12) 및 최상층의 유기층(16))을 성막하는 것이다.
유기층은, 구체적으로는, 폴리에스테르, 아크릴 수지, 메타크릴 수지, 메타크릴산-말레산공중합체, 폴리스티렌, 투명 불소 수지, 폴리이미드, 플루오르화 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리에테르이미드, 셀룰로오스 아실레이트, 폴리우레탄, 폴리에테르에테르케톤, 폴리카보네이트, 지환식 폴리올레핀, 폴리아릴레이트, 폴리에테르설폰, 폴리설폰, 플루오렌환 변성 폴리카보네이트, 지환 변성 폴리카보네이트, 플루오렌환 변성 폴리에스테르, 아크릴로일 화합물, 등의 열가소성 수지, 혹은 폴리실록산, 그 외의 유기규소 화합물의 막이 적합하게 예시된다.
그 중에서도, 가스 배리어성에 효과가 있는 평활성, 내열성의 관점에서, 래디칼 중합성 화합물 및/또는 에테르기를 관능기로서 가지는 카티온 중합성 화합물의 중합물로 구성된 유기층이, 적합하고, 특히, 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트 모노머의 중합체를 주성분으로 하는 아크릴 수지 혹은 메타크릴 수지가, 적합하게 예시된다.
상기 서술한 바와 같이, 유기 성막 장치(20)는, 도포법(용액 도포법)에 의해 유기층을 성막하는 것이고, 도포 수단(26)과, 건조 수단(28)과, UV조사장치(30)를 가진다.
이러한 유기 성막 장치(20)에 있어서는, 도포 수단(26)에 의해, 미리 조제한 상기 모노머 혼합물을 포함한 도료를 기판(B)에 도포하고, 건조하여, 중합하는 것에 의해, 유기층을 성막한다.
기판 롤(40)로부터 송출된 기판(B)은, 반송 롤러쌍(36)에 의해 협지된 상태에서 반송되어, 최초로 도포 수단(26)에 반송된다. 도포 수단(26)은, 기판(B)의 표면에, 미리 조제한 유기층이 되는 모노머를 포함한 도료를 도포하는 것이다.
도료의 도포 방법에는, 특별히 한정은 없고, 딥 코트법, 에어 나이프 코트법, 커텐 코트법, 롤러 코트법, 와이어바 코트법, 그라비아 코트법, 슬라이드 코트법 등의 공지의 방법이, 모두 이용 가능하다.
여기서, 제1 유기층(12) 이외의 유기층, 즉, 무기층 상에 형성되는 유기층을 형성할 때에는, 도료 이외의 재료가 무기층에 접촉하지 않는 점에서, 다이코터를 이용한 도포 방법이 적합하게 이용된다.
또, 후술하는 바와 같이, 도시예의 유기 성막 장치(20)에 있어서는, UV광을 조사하는 것에 의해, 모노머를 중합시켜 유기층을 성막한다. 그 때문에, 도포 수단(26)에 의해 도포하는 도료가, 광중합 개시제를 함유하는 것이 바람직하다(광중합 개시제를 병용하는 것이 바람직하다.)
기판(B)은, 이어서, 건조 수단(28)에 반송된다. 건조 수단(28)은, 도포 수단(26)이 도포한 도료를 건조하는 것이다.
도료의 건조 방법에는, 특별히 한정은 없고, 히터에 의한 가열 건조, 온풍에 의한 가열 건조 등, 기판(B)의 반송 속도 등에 따라, UV조사장치(30)에 이르기 전에, 도료를 건조 가능한 것이면, 공지의 건조 수단이 모두 이용 가능하다.
기판(B)은, 이어서, UV조사장치(30)에 반송된다. UV조사장치(30)는, 도포 수단(26)이 도포하고 건조 수단(28)이 건조한 도료에 자외선(UV광)을 조사하는 것에 의해, 모노머를 중합시켜, 유기층을 성막하는 것이다.
모노머의 중합법은, 도시예의 자외선 조사로는 한정되지 않고, 가열 중합, 광(가시광선) 중합, 전자빔 중합, 플라즈마 중합, 혹은 이들(자외선 조사를 포함한다)의 조합도, 바람직하게 이용된다.
또한, 본 발명의 기능성 필름의 제조 방법에 있어서, 유기층의 성막 방법은, 도시예와 같은 도포법으로 한정되지는 않고, 진공 성막법도 적합하게 이용 가능하다.
진공 성막법으로서는, 특별히 제한은 없지만, 증착, 플라즈마 CVD 등의 성막 방법이 바람직하다. 그 중에서도 특히, 미국 특허 4842893호, 동4954371호, 동5032461호의 각 명세서에 기재된 플래시 증착법이 바람직하다. 플래시 증착법은 모노머 중의 용존 산소를 저하시키는 효과를 가지고, 중합율을 높일 수 있기 때문에 특히 유용하다.
본 발명에 있어서는 폴리머를 용액 도포해도 되고, 일본 특허공개공보 2000-323273호, 동2004-25732호의 각 공보에 개시되어 있는 무기 재료를 이용하는 하이브리드 코팅법을 이용해도 된다. 또, 폴리머의 전구체(예를 들면, 모노머)를 성막 후, 중합하는 것에 의해 폴리머층을 형성시켜도 된다. 또한, 제1 유기층(12)은, 시판의 중합성 접착제를 도포, 경화시켜 형성할 수도 있다.
또한, 본 발명에 있어서는, 유기층의 형성 방법은, 기판(B) 표면의 요철이나 부착물을 피복하여, 무기층을 성막할 때의 기재가 되는 유기층의 표면의 평활성을 향상시킬 수 있는 점에서 도포에 의한 방법이 바람직하다. 유기층 표면의 평활성을 향상시키는 것에 의해, 이 유기층 위에 형성되는 무기층에 결함이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 기능성 필름의 가스 배리어성을 향상시킬 수 있다.
여기서, 본 발명에 있어서는, 제1 유기층(12)은 모든 유기층 중에서 가장 두꺼워지도록 형성되어 있고, 또, 최상층의 유기층(16)은, 모든 유기층 중에서 가장 얇아지도록 형성되어 있다. 즉, 도 1에 나타내는 본 실시예의 기능성 필름(10)에 있어서는, 제1 유기층(12)은, 최상층의 유기층(16)보다 두껍게 형성되어 있다.
기능성 필름의 기판(B0)의 표면은, 기판 그 자체의 요철이나, 부착된 이물에 의한 요철을 가지고 있고, 이 요철이 무기층의 결함의 원인이 되어, 가스 배리어성이 저하될 우려가 있다. 그러나, 본 발명에 있어서는, 기판(B0) 상에 형성되는 제1 유기층(12)을 모든 유기층 중에서 가장 두껍게 하여, 기판(B0)의 요철을 피복할 수 있는 충분한 두께의 제1 유기층(12)을 기판(B0) 상에 형성하는 것에 의해, 표면의 평활성을 향상시켜, 이 제1 유기층(12) 위에 형성되는 무기층(14)에 결함이 생기는 것을 억제하여, 뛰어난 가스 배리어성을 실현할 수 있다.
한편 최상층의 유기층(16)은, 그 기재가 되는 것이 무기층(14)이다. 기능성 필름에 있어서는, 무기층은 유기층보다 굴절률이 높기 때문에, 무기층 상에 유기층을 형성한 경우, 무기층과 유기층 사이에서 반사율이 증대되어, 투과율이 감소된다. 그 때문에, 본 발명에 있어서는, 최상층의 유기층(16)을 모든 유기층 중에서 가장 얇게 형성하는 것에 의해, 투과율이 감소되는 것을 방지하고 있다.
또, 최상층의 유기층(16)은, 무기층(14)을 보호하기 위한 보호층으로서의 역할을 가지는 것으로, 무기층의 기재가 되는 것은 아니기 때문에, 표면의 평활성을 향상시키기 위해 두껍게 형성할 필요도 없다.
또, 유기층을 너무 두껍게 하면 균열이 발생할 우려가 있지만, 두껍게 할 필요가 없는 최상층의 유기층(16)을 얇게 하는 것에 의해, 균열이 발생하는 것을 방지하고 있다.
또, 본 발명에 있어서는, 모든 유기층은, 모든 무기층보다 두꺼워지도록 형성되어 있다. 즉, 본 실시예에 있어서는, 제1 유기층(12) 및 최상층의 유기층(16)은, 무기층(14)보다, 두꺼워지도록 형성되어 있다.
상기 서술한 바와 같이, 무기층은, 요철을 피복하여 평활한 표면을 가지는 유기층 상에 형성되므로, 결함의 발생을 방지하기 위해 무기층을 두껍게 형성할 필요가 없다. 그 때문에, 무기층을 얇게 형성해도, 결함이 생기는 일이 없어, 충분한 가스 배리어성을 실현할 수 있다.
또, 모든 유기층은, 모든 무기층보다 두꺼워지도록 형성하는 것에 의해, 충분한 보호성을 얻을 수 있어, 내충격성 등을 향상시킬 수 있는 점에서 바람직하다. 또, 유기층은 무기층에 비해 생산성이 높기 때문에, 두꺼운 유기층을 부여해도 생산성에서의 문제는 없다.
여기서, 제1 유기층(12)의 두께는, 500~3000nm로 하는 것이 바람직하다. 제1 유기층(12)의 두께를 500nm 이상으로 하는 것에 의해, 기판(B0) 상의 요철을 충분히 피복할 수 있고, 무기층을 형성하기 위한 기재로서의 표면의 평활성을 향상시킬 수 있다. 또, 제1 유기층(12)은 너무 두껍게 하면 균열이 생기거나, 투과율이 저하될 우려가 있다. 그 때문에, 제1 유기층(12)을 3000nm 이하의 두께로 하는 것이 바람직하다. 또한, 제1 유기층(12)의 두께는, 500~2500nm로 하는 것이 보다 바람직하다.
또, 최상층의 유기층(16)의 두께는, 80~1000nm로 하는 것이 바람직하다. 최상층의 유기층(16)의 두께를 80nm 이상으로 하는 것에 의해, 무기층(14)을 충분히 보호할 수 있다. 또, 균열을 방지할 수 있고, 투과율의 저하를 방지할 수 있는 점에서, 최상층의 유기층(16)의 두께를 1000nm 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 최상층의 유기층(16)의 두께는, 80~500nm로 하는 것이 보다 바람직하다.
또, 최상층의 유기층(16)은, 다른 유기층, 즉, 본 실시예에 있어서는, 제1 유기층(12)보다 굴절률이 낮은 것이 바람직하다.
최상층의 유기층(16)은, 기능성 필름(10)에 있어서, 공기와의 계면이다. 이 최상층의 유기층(16)과 공기와의 굴절률차가 크면, 계면에서의 반사율이 커져 투과율이 저하된다. 따라서, 최상층의 유기층(16)은, 다른 유기층보다 굴절률이 낮아지도록 형성하는 것에 의해, 최상층의 유기층(16)과 공기와의 계면에서의 반사율의 증대를 방지하여, 투과율의 저하를 방지할 수 있다.
구체적으로는, 최상층의 유기층(16)의 굴절률은, 1.35~1.55로 하는 것이 바람직하다. 최상층의 유기층(16)의 굴절률을 이 범위로 하는 것에 의해, 공기와의 계면에서의 반사율의 증대를 방지하여, 투과율의 저하를 방지할 수 있다.
또, 최상층의 유기층(16) 이외의 유기층, 본 실시예에 있어서는, 제1 유기층(12)의 굴절률은, 1.45~1.72로 하는 것이 바람직하다. 최상층의 유기층(16) 이외의 유기층의 굴절률을 이 범위로 하는 것에 의해, 무기층과의 계면에서의 반사율의 증대를 방지하여, 투과율의 저하를 방지할 수 있다.
또한, 최상층의 유기층(16)과 다른 유기층을, 상이한 굴절률로 하기 위해서, 상이한 재료로 형성해도 된다. 혹은, 최상층의 유기층(16)의 재료에 중공의 실리카 입자 등을 첨가하여, 형성된 최상층의 유기층(16)의 굴절률이 낮아지도록 해도 된다. 혹은, 다른 유기층(제1 유기층(12))에 산화지르코늄, 산화티탄 등을 첨가하여, 다른 유기층의 굴절률이 높아지도록 해도 된다.
또, 제1 유기층(12)의 도료를 도포할 때의, 도료의 점도는 10cP 이하인 것이 바람직하다. 제1 유기층(12)의 도료의 점도를 10cP 이하로 하는 것에 의해, 기판(B0) 표면의 요철을 덮기 쉽고, 또, 형성되는 표면의 평활성이 높아진다. 또, 다이코터를 이용한 도포에 의해 제1 유기층(12)을 형성하는 경우에는, 제1 유기층(12)의 도료의 점도는, 0.8cP 이상인 것이 바람직하다. 도료의 점도가, 0.8cP 이하에서는, 액 떨어짐 현상이 발생하므로 바람직하지 않다.
또, 최상층의 유기층(16)의 도료를 도포할 때의, 도료의 점도는 5cP 이하인 것이 바람직하다. 최상층의 유기층(16)의 도료의 점도를 5cP 이하로 하는 것에 의해, 최상층의 유기층(16)의 두께를 얇게 형성하는 것이 용이해진다. 또, 다이코터를 이용한 도포에 의해 최상층의 유기층(16)을 형성하는 경우에는, 최상층의 유기층(16)의 도료의 점도는, 0.8cP 이상인 것이 바람직하다. 도료의 점도가 0.8cP 이하에서는, 액 떨어짐 현상이 발생하므로 바람직하지 않다.
이와 같이 하여 유기층이 성막된 기판(B)은, 반송 롤러쌍(38)에 반송되어 반송 롤러쌍(38) 사이에 협지되어, 권취축(34)에 이르러, 권취축(34)에 의해 롤 형상으로 재권취된다.
여기서, 기판(B0) 상에 제1 유기층(12)을 형성했을 때에는, 기판(B0) 상에 제1 유기층(12)이 형성된 기판(By1)(이하, 간단히 '기판(By1)'이라고도 한다)으로서 롤 형상으로 권취되어 기판 롤(42)이 되고, 이어서, 무기 성막 장치(22)(그 공급실(50))에 공급된다.
한편, 기판(Bm2) 상에 최상층의 유기층(16)을 형성했을 때에는, 기판(Bm2)은 권취축(34)에 의해 롤 형상으로 권취되어 기능성 필름롤로서, 다음의 공정에 제공된다.
무기 성막 장치(22)는, 기판(By1)의 표면(즉 제1 유기층(12)의 표면)에, 진공 성막법에 의해 무기층(14)을 성막하며, 공급실(50)과, 성막실(52)과, 권취실(54)을 가진다.
무기 성막 장치(22)도, 유기 성막 장치(20)와 마찬가지로, 롤·투·롤 공정에 의한 성막을 행하는 장치이고, 기판 롤(42)로부터 기판(By1)을 송출하고, 길이 방향으로 반송하면서 무기층(14)을 성막하여, 제1 유기층(12)과 무기층(14)을 성막한 기판(Bm2)을 권취축(58)에 의해 롤 형상으로 권취한다.
공급실(50)은, 회전축(56)과, 가이드 롤러(60)와, 진공 배기 수단(61)을 가진다.
무기 성막 장치(22)에 있어서, 기판(B0)에 제1 유기층(12)을 성막하여 이루어지는 기판(By1)을 권취한 기판 롤(42)은, 공급실(50)의 회전축(56)에 장전된다.
회전축(56)에 기판 롤(42)이 장전되면, 기판(By1)은, 공급실(50)로부터, 성막실(52)을 지나, 권취실(54)의 권취축(58)에 이르는 소정의 반송 경로를 따라 반송된다. 무기 성막 장치(22)에 있어서도, 기판 롤(42)로부터의 기판(By1)의 송출과, 권취축(58)에 있어서의 기판(Bm2)의 권취를 동기하여 행하여, 장척의 기판(By1)을 소정의 반송 경로를 따라 길이 방향으로 반송하면서, 성막실(52)에 있어서, 기판(By1)에 무기층(14)의 성막을 연속적으로 행한다.
공급실(50)에 있어서는, 도시하지 않은 구동원에 의해 회전축(56)을 도면 중 시계 방향으로 회전하여, 기판 롤(42)로부터 기판(By1)을 송출하고, 가이드 롤러(60)에 의해 소정의 경로를 따라 안내하여, 기판(By1)을 성막실(52)에 보낸다.
또, 공급실(50)에는, 진공 배기 수단(61)이 배치되고, 공급실(50) 내를, 성막실(52)에 있어서의 성막압력에 따른 소정의 진공도(압력)로 감압한다. 이것에 의해, 공급실(50)의 압력이, 성막실(52)의 압력(성막)에 악영향을 주는 것을 방지한다. 또한, 진공 배기 수단(61)은, 후술하는 성막실(52)의 진공 배기 수단(74)과 마찬가지로, 공지의 것을 이용하면 된다.
또한, 공급실(50)에는, 도시한 부재 이외에도, 반송 롤러쌍이나, 기판(By1)의 폭방향의 위치를 규제하는 가이드 부재 등, 기판(By1)을 소정의 경로를 따라 반송하기 위한 각종 부재(반송 수단)를 가져도 된다.
기판(By1)은, 가이드 롤러(60)에 의해 안내되어, 성막실(52)에 반송된다.
성막실(52)은, 기판(By1)의 표면(즉 제1 유기층(12)의 표면)에, 진공 성막법에 의해 무기층(14)을 성막하기 위한 것이다. 도시예에 있어서, 성막실(52)은, 드럼(62)과, 성막 수단(64)과, 가이드 롤러(68)와, 가이드 롤러(72)와, 진공 배기 수단(74)을 가진다.
또한, 성막실(52)이, 스퍼터링이나 플라즈마 CVD 등에 의한 성막을 행하는 것인 경우에는, 성막실(52)에는, 또한, 고주파 전원이나 가스 도입 수단 등도 설치된다.
기판(By1)은, 공급실(50)과 성막실(52)을 분리하는 격벽(76)에 형성되는 슬릿(76a)을 통과하여 성막실(52)에 반송된다.
또한, 도시예의 무기 성막 장치(22)는, 바람직한 태양으로서, 공급실(50) 및 권취실(54)에도 진공 배기 수단을 설치하고, 성막실(52)에 있어서의 성막압력에 따라, 공급실(50) 및 권취실(54)도 진공으로 하지만, 본 발명을 실시하는 장치는, 이것에 한정되지는 않는다.
예를 들면, 공급실(50) 및 권취실(54)에는, 진공 배기 수단을 설치하지 않고, 기판(By1)이 통과하는 슬릿을, 기판(By1)에 접촉하는 일 없이, 또한, 기판(By1)이 통과가능한 최소한의 사이즈로 하는 것에 의해, 성막실(52)을 대략 기밀하게 구성해도 된다. 혹은, 공급실(50) 및 권취실(54)에는, 진공 배기 수단을 설치하지 않고, 공급실(50)과 성막실(52) 사이에 및 권취실(54)과 성막실(52) 사이에, 기판(By1)이 통과하는 서브 챔버를 설치하고, 이 서브 챔버 내를 진공 펌프에 의해 진공으로 해도 된다.
성막실(52)에 반송된 기판(By1)은, 가이드 롤러(68)에 의해 소정의 경로를 따라 안내되어, 드럼(62)의 소정 위치에 권취된다. 기판(By1)은, 드럼(62)에 의해 소정 위치에 위치되면서 길이 방향으로 반송되고, 성막 수단(64)에 의해 무기 성막법에 의해 무기층(14)이 성막된다.
성막실(52)의 드럼(62)은, 중심선을 중심으로 도면 중 반시계 방향으로 회전하는 원통형의 부재이다.
공급실(50)로부터 공급되고, 가이드 롤러(68)에 의해 소정의 경로를 따라 안내되어, 드럼(62)의 소정 위치에 권취된 기판(By1)은, 드럼(62)의 둘레면의 소정 영역에 현수된 상태에서 회전하고 드럼(62)에 지지/안내되면서, 소정의 반송 경로를 따라 반송되고, 성막 수단(64)에 의해, 표면(제1 유기층(12) 위)에, 무기층(14)이 형성된다. 또, 성막실(52)이, 스퍼터링이나 플라즈마 CVD 등에 의한 성막을 행하는 것인 경우에는, 드럼(62)은, 대향 전극으로서도 작용하도록, 접지되어도 되고, 혹은 고주파 전원에 접속되어도 된다. 또한, 드럼(62)은, 냉각 수단 등의 온도 조절 수단을 내장해도 된다.
성막 수단(64)은, 진공 성막법에 의해, 제1 유기층(12)이 성막된 기판(By1)의 표면에 무기층(14)을 성막하기 위한 것이다.
여기서, 본 발명의 제조 방법에 있어서는, 무기층(14)의 성막 방법에는, 특별히 한정은 없고, CVD, 플라즈마 CVD, 스퍼터링, 진공 증착, 이온플레이팅 등, 공지의 진공 성막법(기상 퇴적법)이, 모두, 이용 가능하다.
따라서, 무기 성막 장치(22)의 성막실(52)에 있어서, 성막 수단(64)은, 실시하는 진공 성막법에 따른, 각종 부재로 구성된다.
예를 들면, 성막실(52)이 ICP-CVD법(유도 결합형 플라즈마 CVD)에 의해 무기층(14)의 성막을 행하는 것이면, 성막 수단(64)은, 유도 자장을 형성하기 위한 유도 코일이나, 성막영역에 반응 가스를 공급하기 위한 가스 공급 수단 등을 가지고 구성된다.
성막실(52)이, CCP-CVD법(용량 결합형 플라즈마 CVD)에 의해 무기층(14)의 성막을 행하는 것이면, 성막 수단(64)은, 중공 형상으로 드럼(62)에 대향하는 면에 다수의 작은 구멍을 가지고 반응 가스의 공급원에 연결되는, 고주파 전극 및 반응 가스 공급 수단으로서 작용하는 샤워 헤드 전극 등을 가지고 구성된다.
성막실(52)이, CVD법에 의해 무기층(14)의 성막을 행하는 것이면, 성막 수단(64)은, 가스의 공급 수단 등을 가지고 구성된다.
또한, 성막실(52)이, 스퍼터링에 의해 무기층(14)의 성막을 행하는 것이면, 성막 수단(64)은, 타겟의 지지 수단이나 고주파 전극, 가스의 공급 수단 등을 가지고 구성된다.
진공 배기 수단(74)는, 성막실(52) 내를 진공 배기하여, 진공 성막법에 의한 무기층(14)의 성막에 따른 진공도로 하는 것이다.
진공 배기 수단(74)에도, 특별히 한정은 없고, 터보 분자 펌프, 메카니컬 부스터 펌프, 로터리 펌프 등의 진공 펌프, 또, 클라이오 코일 등의 보조 수단, 도달 진공도나 배기량의 조정 수단 등을 이용하는, 진공 성막 장치에 이용되고 있는 공지의 각종 (진공) 배기 수단이 모두 이용 가능하다.
드럼(62)에 의해 지지/반송되면서, 성막 수단(64)에 의해 무기층(14)이 성막된 기판(By1) 즉 기판(Bm2)은, 가이드 롤러(72)에 의해 소정 경로를 따라 안내되고, 권취실(54)에 반송되어, 권취축(58)에 의해 롤 형상으로 권취되어 기판 롤(40)이 되고, 다시, 유기 성막 장치(20)에 공급된다.
본 발명의 제조 방법에 있어서, 성막하는 무기층(14)에는, 특별히 한정은 없고, 가스 배리어성(수증기 배리어성)을 발현하는 공지의 각종 막이 모두 이용 가능하다.
구체적으로는, 무기층(14)의 바람직한 예는, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화탄탈, 산화지르코늄, 산화티탄, 산화인듐주석(ITO) 등의 금속산화물; 질화알루미늄 등의 금속질화물; 탄화 알루미늄 등의 금속탄화물; 산화규소, 산화질화규소, 산탄화규소, 산화질화탄화규소 등의 규소 산화물; 질화규소, 질화탄화규소 등의 규소질화물; 탄화규소 등의 규소탄화물; 이들 재료의 수소화물; 이들 재료의 2종 이상의 혼합물; 및, 이들 재료의 수소 함유 무기 화합물로 이루어지는 층이, 적합하게 예시된다.
특히, 질화규소, 산화규소, 산질화규소, 산화알루미늄은, 보다 적합한 가스 배리어성을 발현할 수 있는 점에서, 기능성 필름의 무기층의 재료로서 적합하게 예시된다.
또, 본 발명에 있어서, 무기층은, 도 1에 나타내는 무기층(14)과 같이, 가스 배리어성을 발현하는 무기 화합물로 이루어지는 단층막에 한정되지는 않고, 각종 층을 가지는 무기층이 이용 가능하다.
여기서, 상기 서술한 바와 같이, 본 발명에 있어서는, 모든 무기층은 모든 유기층보다 두께가 얇아지도록 형성되어 있다. 즉, 본 실시예에 있어서는, 무기층(14)은, 제1 유기층(12) 및 최상층의 유기층(16)보다, 얇아지도록 형성되어 있다.
상기 서술한 바와 같이, 본 발명에 있어서, 무기층은, 요철을 피복하여 평활한 표면을 가지는 유기층 상에 형성되므로, 결함의 발생을 방지하기 위해 무기층을 두껍게 형성할 필요가 없다. 그 때문에, 무기층을 얇게 형성해도, 결함이 생기는 일이 없어, 충분한 가스 배리어성을 실현할 수 있다.
또, 무기층(14)의 두께에는, 특별히 한정은 없지만, 15~100nm로 하는 것이 바람직하다. 무기층(14)의 두께를 15nm 이상으로 하는 것에 의해, 충분한 가스 배리어성을 실현할 수 있다. 또, 무기층(14)을 너무 두껍게 하면 균열되어 버릴 우려가 있지만, 무기층(14)의 두께를 100nm 이하로 하는 것에 의해, 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 무기층(14)의 두께는, 20~75nm로 하는 것이 보다 바람직하다.
또, 모든 무기층의 굴절률은, 모든 유기층의 굴절률보다 높은 것이 바람직하다. 모든 무기층의 굴절률을 모든 유기층의 굴절률보다 높게 하는 것에 의해, 무기층이, 자신의 굴절률보다 낮은 굴절률의 유기층 사이에 끼워진다. 이것에 의해, 간섭 무늬를 서로 상쇄시키기 때문에, 반사 방지의 기능을 부여할 수 있고, 기능성 필름의 반사율이 증대하는 것을 방지할 수 있어, 투과율을 향상시킬 수 있다.
여기서, 무기층의 굴절률은, 1.82 이하로 하는 것이 바람직하다. 무기층의 굴절률을 1.82 이하로 하는 것에 의해, 무기층과 유기층 간의 굴절률차를 작게 하여, 유기층과의 계면에서의 반사율의 증대를 방지하여, 투과율의 저하를 방지할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 성막실(52)에 배치되는 무기층(14)의 성막 수단은 1개로 한정되지는 않고, 2개 이상의 성막 수단을 가지는 것이어도 된다. 또한, 무기층(14)은, 단층에 한정되지는 않고, 복수층이어도 된다. 무기층을 복수층 형성하는 경우에는, 각 층은, 동일해도, 서로 상이한 것이어도 된다.
무기 성막 장치(22)에 있어서, 성막실(52)에서 성막 수단(64)에 의해 무기층(14)이 성막된 기판(By1) 즉 기판(Bm2)은, 가이드 롤러(72)에 의해 안내되어, 성막실(52)과 권취실(54)을 분리하는 격벽(78)에 형성된 슬릿(78a)을 통과하여 권취실(54)에 반송된다.
도시예에 있어서, 권취실(54)은, 가이드 롤러(80)와, 권취축(58)과, 진공 배기 수단(82)을 가진다.
권취실(54)에 반송된 기판(Bm2)은, 가이드 롤러(80)에 안내되어 권취축(58)에 반송되고, 권취축(58)에 의해 롤 형상으로 권취되어 기판(Bm2)으로서, 다음 공정에 제공된다. 또, 이전의 공급실(50)과 마찬가지로, 권취실(54)에도 진공 배기 수단(82)이 배치되고, 성막중에는, 권취실(54)도, 성막실(52)에 있어서의 성막압력에 따른 진공도로 감압된다. 또한, 진공 배기 수단(82)도, 성막실(52)의 진공 배기 수단(74)과 마찬가지로, 공지의 것을 이용하면 된다.
이상의 실시예에 있어서는, 제1 유기층(12)과 최상층의 유기층(16)을 동일한 유기 성막 장치(20)로 형성했지만, 본 발명은, 이것에 한정되지는 않고, 제1 유기층(12)과 최상층의 유기층(16)을 각각 상이한 유기 성막 장치로 형성해도 된다.
또, 제1 유기층(12)과 최상층의 유기층(16)을 동일한 성막 방법으로 형성했지만, 본 발명은, 이것에 한정되지는 않고, 제1 유기층(12)과 최상층의 유기층(16)을 각각 상이한 성막 방법으로 형성해도 된다. 예를 들면, 제1 유기층을 플래시 증착법에 의해 형성하고, 최상층의 유기층을 도포에 의해 형성해도 된다.
또, 본 발명의 제조 방법에 있어서, 기판 상에 유기층과 무기층을 교대로 형성하여 이루어지는 기능성 필름은, 도 1에 나타내는 바와 같은 "제1 유기층(12)/무기층(14)/최상층의 유기층(16)"의 3층 구성에 한정되지는 않고, 도 3(A)에 나타내는 5층 구성("제1 유기층(12)/무기층(14)/중간의 유기층(112)/무기층(14)/최상층의 유기층(16)")의 기능성 필름이나, 도 3(B)에 나타내는 7층 구성("제1 유기층(12)/무기층(14)/제2 유기층(112)/무기층(14)/제2 유기층(112)/무기층(14)/최상층의 유기층(16)")의 기능성 필름과 같이, 5층 이상의 층 구성을 가지는 기능성 필름이어도 된다.
도 3(A) 및 (B)에 본 발명의 실시예에 따른 기능성 필름의 다른 한 예의 개념도를 나타낸다.
또한, 도 3(A) 및 (B)에 나타내는 기능성 필름(110 및 120)은, 도 1에 나타내는 기능성 필름(10)에 있어서, 더욱, 제2 유기층(112)과 무기층(14)을 가지는 것 이외에는, 동일한 구성을 가지므로, 동일 부위에는 동일 부호를 붙이고, 이하의 설명은 상이한 부위를 주로 한다.
도 3(A)에 나타내는 기능성 필름(110)은, 기판(B0)의 표면에, 폴리머를 주성분으로 하는 제1 유기층(12)을 성막하고, 이 제1 유기층(12) 위에 진공 성막법에 의해 무기층(14)을 성막하고, 이 무기층(14) 위에, 제2 유기층(112)을 성막하고, 이 제2 유기층(112) 위에 무기층(14)을 성막하고, 이 무기층(14) 위에, 최상층의 유기층(16)을 성막한 기능성 필름이다.
제2 유기층(112)은, 기판(B0) 상에 제1 유기층(12)과 무기층(14)이 성막된 기판(Bm2) 상에, 즉, 무기층(14) 위에, 유기 성막 장치(20)에 의해 형성된다.
유기 성막 장치(20)에 의한 제2 유기층(112)의 성막 방법은, 기본적으로 제1 유기층(12) 및 최상층의 유기층(16)과 동일하다.
여기서, 본 발명에 있어서는, 제2 유기층(112)의 두께는, 제1 유기층(12)의 두께 이하이며, 최상층의 유기층(16)의 두께 이상이다.
제2 유기층(112)의 두께를 최상층의 유기층(16) 의 두께 이상으로 하는 것에 의해, 기판(Bm2)의 요철을 피복하여 평활성을 향상시킬 수 있고, 이 제2 유기층(112) 위에 형성되는 무기층(14)에 결함이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 가스 배리어성을 향상시킬 수 있다. 여기서, 제2 유기층(112)은, 기판(B0)에 비해 요철이 적은 무기층(14) 위에 형성되므로, 기판(B0) 상에 형성되는 제1 유기층(12) 의 두께 이하로 해도, 충분히 기판(Bm2)의 요철을 피복하여, 평활성을 향상시킬 수 있다. 또, 제2 유기층(112)의 두께를 제1 유기층(12) 의 두께 이하로 하는 것에 의해, 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 또, 투과율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 제2 유기층(112)의 두께는, 500~3000nm로 하는 것이 바람직하다. 제2 유기층(112)의 두께를 500nm 이상으로 하는 것에 의해, 기판(B0) 상의 요철을 충분히 피복할 수 있고, 무기층을 형성하기 위한 기재로서의 표면의 평활성을 향상시킬 수 있다. 또, 제2 유기층(112)의 두께를 3000nm 이하로 하는 것에 의해, 균열이 생기거나 투과율이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제2 유기층(112)의 두께는, 500~2500nm로 하는 것이 보다 바람직하다.
또, 제2 유기층(112)의 굴절률은, 최상층의 유기층(16)보다 높게 하는 것이 바람직하다. 제2 유기층(112)의 굴절률을, 최상층의 유기층(16)보다 높게 하는 것에 의해, 무기층과의 계면에서의 반사율의 증대를 방지하여, 투과율의 저하를 방지할 수 있다. 구체적으로는, 제2 유기층(112)의 굴절률은, 1.45~1.72로 하는 것이 바람직하다.
도 3(B)에 나타내는 기능성 필름(120)은, 도 3(A)에 나타내는 기능성 필름(110)에 있어서, 최상층의 유기층(16)을 형성하기 전에, 더욱, 제2 유기층(112) 및 무기층(14)을 형성한 것이다. 즉, 기능성 필름(120)은, 7층의 층 구성을 가지는 기능성 필름이다.
이와 같이, 제2 유기층(112) 및 무기층(14)을 중첩하여 7층 이상의 층 구성을 가지는 기능성 필름으로 할 수도 있다.
이상, 본 발명의 기능성 필름 및 기능성 필름의 제조 방법에 대해 상세하게 설명했지만, 본 발명은, 상기 실시예에 한정되지는 않고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 각종 개량이나 변경을 행해도 되는 것은, 물론이다.
[실시예]
이하, 본 발명의 구체적 실시예를 들어, 본 발명을, 보다 상세하게 설명한다.
[실시예 1-1]
실시예 1-1로서 도 1에 나타내는 바와 같은 3층 구성의 기능성 필름을 작성했다.
기판(B0)으로서, 폭이 1000mm이고 두께가 100μm인 장척의 PET 필름(폴리에틸렌테레프탈레이트)을 사용했다.
제1 유기층(12)을 성막하기 위한 도료로서는, 아크릴레이트계 모노머(Nippon Kayaku Co.,Ltd. 제조, TMPTA) 200g, 광중합 개시제(Nagase & Co., Ltd. 제조, Irg907) 20g, 유기용제(MEK) 1700g의 비율로 혼합한 혼합 용액을 사용했다. 또한, 혼합 용액에 산화티탄의 분산액(JSR Corporation 제조)을 5g(MEK10% 분산)을 혼합해, 굴절률을 조정했다.
기판(B0)의 표면에, 도 2(A)에 나타내는 유기 성막 장치(20)를 이용하여, 조제한 도료를 도포/건조하고, 자외선 조사에 의해 모노머 혼합물을 중합하여, 제1 유기층(12)을 성막했다.
도포 수단(26)은, 다이코터를 이용하여, 도료의 액두께가 10μm이 되도록 도포를 제어했다. 건조 수단(28)은, 100℃의 온풍에 의한 건조 수단을 이용하여 도료를 건조했다. 또한, UV조사장치(30)는, 자외선 조사장치를 이용했다. UV조사장치는, 자외선의 조사량이 적산 조사량으로 약 500mJ/cm2가 되도록, 광량을 제어했다. 얻어진 제1 유기층(12)의 막두께는, 1000nm였다. 또, 제1 유기층(12)의 굴절률을 측정했는데, 1.60이었다.
이어서, 기판 롤(42)을 도 2(B)에 나타내는 무기 성막 장치(22)에 장전하여, 제1 유기층(12)을 성막한 기판(By1)의 표면에, 무기층(14)으로서 막두께 50nm의 산화알루미늄막(알루미나막)을 성막했다.
성막실(52)은, 반응성 스퍼터링에 의한 성막 장치로 했다. 타겟으로서 금속 알루미늄을, 프로세스 가스로서 산소 가스 및 아르곤 가스를 이용했다.
기판 롤(42)을 공급실(50)의 회전축(56)에 장전한 후, 성막실(52)을 거쳐 권취실(54)에 이르는 소정의 반송 경로를 따라 기판(By1)을 반송시켰다.
이어서, 진공 배기 수단(74)을 구동하여, 성막실(52)의 배기를 개시하고, 압력이 5×10-4Pa가 된 시점에서, 성막실(52)로의 프로세스 가스의 도입을 개시하고, 다시 진공 배기 수단(74)에 의한 배기를 제어하여, 성막실(52) 내의 압력을 1×10-3Pa로 했다. 또, 성막실(52)의 배기 개시와 동시에, 공급실(50) 및 권취실(54)도, 진공 배기 수단(61 및 82)을 구동하여 배기를 행하고, 내부의 압력을 5×10-4Pa로 제어했다.
성막실(52)로의 가스 도입 개시와 동시에, 기판(By1)의 반송을 개시하여, 각 실의 압력이 5×10-4Pa로 안정된 시점에서, 성막 수단(64)의 캐소드로의 전력 공급을 개시하고, 기판(By1)(제1 유기층(12)의 표면)에, 반응성 스퍼터링에 의한 무기층(14)(산화알루미늄막)의 성막을 행했다. 또, 무기층(14)의 굴절률이 1.68이 되도록 도입하는 산소의 양을 조정했다.
이어서, 기판 롤(40)을 도 2(A)에 나타내는 유기 성막 장치(20)에 장전하여, 무기층(14)을 성막한 기판(Bm2)의 표면에, 최상층의 유기층(16)을 성막했다.
최상층의 유기층(16)을 성막하기 위한 도료로서는, 아크릴레이트계 모노머(Nippon Kayaku Co.,Ltd. 제조, TMPTA) 50g, 광중합 개시제(Nagase & Co., Ltd. 제조, Irg907) 20g, 유기용제(MEK) 1700g의 비율로 혼합한 혼합 용액을 이용했다. 혼합 용액에 산화티탄의 분산액(JSR Corporation 제조)을 5g(MEK10% 분산)을 혼합해, 굴절률을 조정했다.
기판(Bm2)의 표면에, 도 2(A)에 나타내는 유기 성막 장치(20)를 이용하여, 조제한 도료를 도포/건조하고, 자외선 조사에 의해 모노머 혼합물을 중합하여, 최상층의 유기층(16)을 성막했다.
도포 수단(26)은, 다이코터를 이용하여, 도료의 액두께가 4μm이 되도록 도포를 제어했다. UV조사장치(30)는, 자외선의 조사량이 적산 조사량으로 약 500 J/cm2가 되도록, 광량을 제어했다. 얻어진 최상층의 유기층(16)의 막두께는, 100nm였다. 또, 최상층의 유기층(16)의 굴절률을 측정했는데, 1.45였다.
제작한 기능성 필름에 대해, Ca법에 의해, 40℃/상대습도 90%에 있어서의 수증기 투과율을 측정하여 가스 배리어성을 평가했다.
수증기 투과율이, 1.0×10-4g/(m2·day) 미만인 경우를 ◎;
1.0×10-4g/(m2·day) 이상, 2.0×10-4g/(m2·day) 미만인 경우를 ○;
2.0×10-4g/(m2·day) 이상, 1.6×10-3g/(m2·day) 미만인 경우를 △;
1.6×10-3g/(m2·day) 이상인 경우를 ×; 로 했다.
측정 결과, 수증기 투과율은, 1.5×10-4g/(m2·day)이고, 평가는 '○'였다.
또, 제작한 기능성 필름에 대해, 분광광도계에 의해, 전광선투과율을 측정하여, 투과율을 평가했다.
전광선투과율이, 85% 이상인 경우를 ○;
85% 미만, 68% 이상인 경우를 △;
68% 미만의 경우를 ×; 로 했다.
측정 결과 전광선투과율은, 88%이고, 평가는, '○'였다.
가스 배리어성, 투과율 모두, 평가 '△' 이상이면, 실용상 문제없는 성능이다.
[실시예 1-2]
제1 유기층(12)의 두께를 150nm로 한 것 이외에는, 상기 실시예 1-1과 완전히 동일하게 하여, 기판(B0)의 표면에 제1 유기층(12), 무기층(14), 최상층의 유기층(16)의 순서로 성막하여, 기능성 필름을 제작했다.
제작 후, 실시예 1-1과 동일하게, 가스 배리어성을 평가했는데, 수증기 투과율은, 1.5×10-3g/(m2·day)이고, 평가는 '△'였다. 또, 투과율을 평가했는데, 전광선투과율은, 88%이고, 평가는 '○'였다.
[실시예 1-3]
제1 유기층(12)의 두께를 3100nm로 하고, 최상층의 유기층(16)의 두께를 1000nm로 한 것 이외에는, 상기 실시예 1-1과 완전히 동일하게 하여, 기판(B0)의 표면에 제1 유기층(12), 무기층(14), 최상층의 유기층(16)의 순서로 성막하여, 기능성 필름을 제작했다.
제작 후, 실시예 1-1과 동일하게, 가스 배리어성을 평가했는데, 수증기 투과율은, 2.4×10-4g/(m2·day)이고, 평가는 '○'였다. 또, 투과율을 평가했는데, 전광선투과율은, 89%이고, 평가는 '○'였다.
[실시예 1-4]
제1 유기층(12)의 두께를 500nm로 한 것 이외에는, 상기 실시예 1-1과 완전히 동일하게 하여, 기판(B0)의 표면에 제1 유기층(12), 무기층(14), 최상층의 유기층(16)의 순서로 성막하여, 기능성 필름을 제작했다.
제작 후, 실시예 1-1과 동일하게, 가스 배리어성을 평가했는데, 수증기 투과율은, 1.8×10-4g/(m2·day)이고, 평가는 '○'였다. 또, 투과율을 평가했는데, 전광선투과율은, 88%이고, 평가는 '○'였다.
[실시예 1-5]
최상층의 유기층(16)의 두께를 500nm로 한 것 이외에는, 상기 실시예 1-1과 완전히 동일하게 하여, 기판(B0)의 표면에 제1 유기층(12), 무기층(14), 최상층의 유기층(16)의 순서로 성막하여, 기능성 필름을 제작했다.
제작 후, 실시예 1-1과 동일하게, 가스 배리어성을 평가했는데, 수증기 투과율은, 1.6×10-4g/(m2·day)이고, 평가는 '○'였다. 또, 투과율을 평가했는데, 전광선투과율은, 83%이고, 평가는 '△'였다.
[실시예 1-6]
최상층의 유기층(16)의 두께를 1000nm로 한 것 이외에는, 상기 실시예 1-1과 완전히 동일하게 하여, 기판(B0)의 표면에 제1 유기층(12), 무기층(14), 최상층의 유기층(16)의 순서로 성막하여, 기능성 필름을 제작했다.
제작 후, 실시예 1-1과 동일하게, 가스 배리어성을 평가했는데, 수증기 투과율은, 1.7×10-4g/(m2·day)이고, 평가는 '○'였다. 또, 투과율을 평가했는데, 전광선투과율은, 78%이고, 평가는 '△'였다.
[비교예 1-1]
제1 유기층(12)의 두께를 40nm로 하고, 제1 유기층(12)을 무기층(14)보다 얇게 한 것 이외에는, 상기 실시예 1-1과 완전히 동일하게 하여, 기판(B0)의 표면에 제1 유기층(12), 무기층(14), 최상층의 유기층(16)의 순서로 성막하여, 기능성 필름을 제작했다.
제작 후, 실시예 1-1과 동일하게, 가스 배리어성을 평가했는데, 수증기 투과율은, 3.5×10-3g/(m2·day)이고, 평가는 '×'였다. 또, 투과율을 평가했는데, 전광선투과율은, 88%이고, 평가는 '○'였다.
[비교예 1-2]
제1 유기층(12)의 두께를 75nm로 하고, 제1 유기층(12)을 다른 유기층, 즉, 최상층의 유기층(16)보다 얇게 한 것 이외에는, 상기 실시예 1-1과 완전히 동일하게 하여, 기판(B0)의 표면에 제1 유기층(12), 무기층(14), 최상층의 유기층(16)의 순서로 성막하여, 기능성 필름을 제작했다.
제작 후, 실시예 1-1과 동일하게, 가스 배리어성을 평가했는데, 수증기 투과율은, 2.5×10-3g/(m2·day)이고, 평가는 '×'였다. 또, 투과율을 평가했는데, 전광선투과율은, 88%이고, 평가는 '○'였다.
[비교예 1-3]
최상층의 유기층(16)의 두께를 10nm로 하고, 최상층의 유기층(16)을 무기층(14)보다 얇게 한 것 이외에는, 상기 실시예 1-1과 완전히 동일하게 하여, 기판(B0)의 표면에 제1 유기층(12), 무기층(14), 최상층의 유기층(16)의 순서로 성막하여, 기능성 필름을 제작했다.
제작 후, 실시예 1-1과 동일하게, 가스 배리어성을 평가했는데, 수증기 투과율은, 2.1×10-3g/(m2·day)이고, 평가는 '×'였다. 또, 투과율을 평가했는데, 전광선투과율은, 89%이고, 평가는 '○'였다.
[실시예 2-1]
실시예 2-1로서, 도 3(A)에 나타내는 바와 같은 5층 구성의 기능성 필름을 제작했다.
실시예 2-1에서는, 실시예 1-1의 기능성 필름의 최상층의 유기층(16) 아래에, 제2 유기층(112) 및 무기층(14)을 형성한 것 이외에는, 실시예 1-1의 기능성 필름과 완전히 동일하게 하여, 기판(B0)의 표면에 제1 유기층(12), 무기층(14), 제2 유기층(112), 무기층(14), 최상층의 유기층(16)의 순서로 성막하여, 기능성 필름을 제작했다.
기판(B0) 상에, 제1 유기층(12)과 무기층(14)이 형성된 기판(Bm2)의 표면에, 도 2(A)에 나타내는 유기 성막 장치(20)를 이용하여, 조제한 도료를 도포/건조하고, 자외선 조사에 의해 모노머 혼합물을 중합하여, 제2 유기층(112)을 성막했다.
제2 유기층(112)을 성막하기 위한 도료로서는, 아크릴레이트계 모노머(Nippon Kayaku Co.,Ltd. 제조, TMPTA) 200g, 광중합 개시제(Nagase & Co., Ltd. 제조, Irg907) 20g, 유기용제(MEK) 1700g의 비율로 혼합한 혼합 용액을 이용했다. 또한, 혼합 용액에 산화티탄의 분산액(JSR Corporation 제조)을 5g(MEK10% 분산)을 혼합해 굴절률을 조정했다.
도포 수단(26)은, 다이코터를 이용하여 도료의 액두께가 5μm이 되도록 도포를 제어했다. UV조사장치(30)는, 자외선의 조사량이 적산 조사량으로 약 500mJ/cm2가 되도록, 광량을 제어했다. 얻어진 제2 유기층(112)의 막두께는, 500nm였다. 또, 제2 유기층(112)의 굴절률을 측정했는데, 1.60이었다.
제작 후, 실시예 1-1과 동일하게, 가스 배리어성을 평가했는데, 수증기 투과율은, 8.4×10-5g/(m2·day)이고, 평가는 '◎'였다. 또, 투과율을 평가했는데, 전광선투과율은, 88%이고, 평가는 '○'였다.
[실시예 2-2]
제2 유기층(112)의 두께를 1000nm로 하고, 최상층의 유기층(16)의 두께를 1000nm로 한 것 이외에는, 상기 실시예 2-1과 완전히 동일하게 하여, 기판(B0)의 표면에 제1 유기층(12), 무기층(14), 제2 유기층(112), 무기층(14), 최상층의 유기층(16)의 순서로 성막하여, 기능성 필름을 제작했다.
제작 후, 실시예 1-1과 동일하게, 가스 배리어성을 평가했는데, 수증기 투과율은, 7.6×10-5g/(m2·day)이고, 평가는 '◎'였다. 또, 투과율을 평가했는데, 전광선투과율은, 76%이고, 평가는 '△'였다.
[비교예 2-1]
제2 유기층(112)의 두께를 40nm로 하고, 제2 유기층(112)을 무기층(14)보다 얇게 한 것 이외에는, 상기 실시예 2-1과 완전히 동일하게 하여, 기판(B0)의 표면에 제1 유기층(12), 무기층(14), 제2 유기층(112), 무기층(14), 최상층의 유기층(16)의 순서로 성막하여, 기능성 필름을 제작했다.
제작 후, 실시예 1-1과 동일하게, 가스 배리어성을 평가했는데, 수증기 투과율은, 4.5×10-4g/(m2·day)이고, 평가는 '△'였다. 또, 투과율을 평가했는데, 전광선투과율은, 88%이고, 평가는 '○'였다.
[비교예 2-2]
제2 유기층(112)의 두께를 75nm로 하고, 제2 유기층(112)을 다른 유기층, 즉, 최상층의 유기층(16)보다 얇게 한 것 이외에는, 상기 실시예 2-1과 완전히 동일하게 하여, 기판(B0)의 표면에 제1 유기층(12), 무기층(14), 제2 유기층(112), 무기층(14), 최상층의 유기층(16)의 순서로 성막하여, 기능성 필름을 제작했다.
제작 후, 실시예 1-1과 동일하게, 가스 배리어성을 평가했는데, 수증기 투과율은, 3.8×10-4g/(m2·day)이고, 평가는 '△'였다. 또, 투과율을 평가했는데, 전광선투과율은, 88%이고, 평가는 '○'였다.
[비교예 2-3]
제2 유기층(112)의 두께를 2000nm로 하고, 제2 유기층(112)을 제1 유기층보다 두껍게 한 것 이외에는, 상기 실시예 2-1과 완전히 동일하게 하여, 기판(B0)의 표면에 제1 유기층(12), 무기층(14), 제2 유기층(112), 무기층(14), 최상층의 유기층(16)의 순서로 성막하여, 기능성 필름을 제작했다.
제작 후, 실시예 1-1과 동일하게, 가스 배리어성을 평가했는데, 수증기 투과율은, 2.1×10-4g/(m2·day)이고, 평가는 '△'였다. 또, 투과율을 평가했는데, 전광선투과율은, 88%이고, 평가는 '○'였다.
평가 결과를, 하기 표 1에 나타낸다.
Figure 112011067747524-pat00001
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 제1 유기층의 두께가 다른 유기층의 두께 이상이며, 최상층의 유기층의 두께가 다른 유기층의 두께 이하이며, 또한, 모든 유기층이 모든 무기층보다 두꺼운 본 발명의 실시예는, 모두 높은 가스 배리어성 및 투과율성을 실현할 수 있었다.
또, 실시예에 있어서는, 모든 유기층의 굴절률을 모든 무기층보다 낮게 했으므로, 반사율을 저감시킬 수 있어, 뛰어난 투과율을 실현할 수 있었다.
또한, 제1 유기층의 두께가 500nm 이하가 되는 실시예 1-2에서는, 가스 배리어성이 약간 저하되었다. 이것은, 층의 두께가 너무 얇아, 평활성을 얻지 못하고, 무기층의 가스 배리어성이 저하되었다고 생각된다. 또, 제1 유기층의 두께가 3000nm 이상이 되는 실시예 1-3에서는, 가스 배리어성이 약간 저하되었다. 이것은, 층의 두께가 너무 두꺼워, 균열이 발생했다고 생각된다. 따라서, 제1 유기층의 두께는, 500~3000nm가 바람직한 것을 알 수 있다.
또, 실시예 1-5 및 1-6으로부터, 최상층의 유기층의 두께가 두꺼워질수록, 투과율이 저하되는 것을 알 수 있다. 따라서, 최상층의 유기층은 얇은 것이 바람직한 것을 알 수 있다.
이에 반해, 유기층이 무기층보다 얇은 비교예 1-1, 1-3, 2-1에서는, 가스 배리어성이 저하되었다. 이것은, 무기층의 기재층이 되는 유기층의 두께가 얇기 때문에, 평활성을 얻지 못하고, 무기층의 가스 배리어성이 저하되거나(비교예 1-1, 2-1), 혹은, 무기층의 보호가 충분하지 않기 때문에, 무기층이 균열되거나 하여 가스 배리어성이 저하된(비교예 1-3) 것이라고 생각된다.
또, 제1 유기층의 두께가, 다른 유기층보다 얇은 비교예 1-2, 및, 제2 유기층의 두께가, 최상층의 유기층보다 얇은 비교예 2-2에서는, 가스 배리어성이 저하되었다. 이것은, 무기층의 기재층이 되는 유기층의 두께가 얇기 때문에, 평활성을 얻지 못하고, 무기층의 가스 배리어성이 저하된 것이라고 생각된다. 또, 제2 유기층의 두께가, 제1 유기층보다 두꺼운 비교예 2-3에서는, 가스 배리어성이 저하되었다. 이것은, 제2 유기층이 너무 두꺼워져, 층에 균열이 발생한 것이라고 생각된다.
다음에, 실시예 3-1 내지 3-5로서, 비교를 위해 실시예 1-1의 기능성 필름의 굴절률을 변경하였다.
[실시예 3-1]
제1 유기층 및 최상층의 유기층의 굴절률은, 유기층의 도료에 혼합하는 산화티탄의 분산액(JSR Corporation 제조)의 비율을 변경해, 굴절률을 조정했다.
실시예 3-1에서는, 제1 유기층(12)의 굴절률을, 1.64로 하고, 무기층(14)의 굴절률을 1.72로 하고, 최상층의 유기층(16)의 굴절률을 1.45로 한 것 이외에는, 실시예 1-1의 기능성 필름과 완전히 동일하게 하여, 기판(B0)의 표면에 제1 유기층(12), 무기층(14), 최상층의 유기층(16)의 순서로 성막하여, 기능성 필름을 제작했다.
제작 후, 실시예 1-1과 동일하게, 가스 배리어성을 평가했는데, 수증기 투과율은, 1.5×10-4g/(m2·day)이고, 평가는 '○'였다. 또, 투과율을 평가했는데, 전광선투과율은, 88%이고, 평가는 '○'였다.
[실시예 3-2]
최상층의 유기층(16)의 굴절률을 1.60으로 한 것 이외에는, 실시예 3-1의 기능성 필름과 완전히 동일하게 하여, 기판(B0)의 표면에 제1 유기층(12), 무기층(14), 최상층의 유기층(16)의 순서로 성막하여, 기능성 필름을 제작했다.
제작 후, 실시예 1-1과 동일하게, 가스 배리어성을 평가했는데, 수증기 투과율은, 1.4×10-4g/(m2·day)이고, 평가는 '○'였다. 또, 투과율을 평가했는데, 전광선투과율은, 79%이고, 평가는 '△'였다.
[실시예 3-3]
최상층의 유기층(16)의 굴절률을 1.64로 한 것 이외에는, 실시예 3-1의 기능성 필름과 완전히 동일하게 하여, 기판(B0)의 표면에 제1 유기층(12), 무기층(14), 최상층의 유기층(16)의 순서로 성막하여, 기능성 필름을 제작했다.
제작 후, 실시예 1-1과 동일하게, 가스 배리어성을 평가했는데, 수증기 투과율은, 1.6×10-4g/(m2·day)이고, 평가는 '○'였다. 또, 투과율을 평가했는데, 전광선투과율은, 74%이고, 평가는 '△'였다.
[실시예 3-4]
제1 유기층(12)의 굴절률을 1.45로 하고, 최상층의 유기층(16)의 굴절률을 1.75로 한 것 이외에는, 실시예 3-1의 기능성 필름과 완전히 동일하게 하여, 기판(B0)의 표면에 제1 유기층(12), 무기층(14), 최상층의 유기층(16)의 순서로 성막하여, 기능성 필름을 제작했다.
제작 후, 실시예 1-1과 동일하게, 가스 배리어성을 평가했는데, 수증기 투과율은, 1.5×10-4g/(m2·day)이고, 평가는 '○'였다. 또, 투과율을 평가했는데, 전광선투과율은, 68%이고, 평가는 '△'였다.
[실시예 3-5]
제1 유기층(12)의 굴절률을 1.45로 하고, 최상층의 유기층(16)의 굴절률을 1.64로 한 것 이외에는, 실시예 3-1의 기능성 필름과 완전히 동일하게 하여, 기판(B0)의 표면에 제1 유기층(12), 무기층(14), 최상층의 유기층(16)의 순서로 성막하여, 기능성 필름을 제작했다.
제작 후, 실시예 1-1과 동일하게, 가스 배리어성을 평가했는데, 수증기 투과율은, 1.4×10-4g/(m2·day)이고, 평가는 '○'였다. 또, 투과율을 평가했는데, 전광선투과율은, 74%이고, 평가는 '△'였다.
평가 결과를, 하기 표 2에 나타낸다.
Figure 112011067747524-pat00002
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 무기층의 굴절률이 유기층보다 낮은 실시예 3-4는, 투과율이 저하되어 있어, 무기층의 굴절률이 유기층보다 높은 것이 바람직한 것을 알 수 있다. 또, 최상층의 유기층의 굴절률이 다른 유기층보다 높은 실시예 3-3, 3-4, 3-5는, 투과율이 저하되어 있어, 최상층의 유기층이 다른 유기층보다 굴절률이 낮은 것이 바람직한 것을 알 수 있다. 또, 실시예 3-1, 3-2, 3-3으로부터, 최상층의 굴절률이 작을수록 투과율이 높아져 있어, 최상층의 굴절률은 작은 것이 바람직한 것을 알 수 있다.
이상의 결과로부터, 본 발명의 효과는 명확하다.

Claims (14)

  1. 기판 상에 유기층과 무기층이 서로 교차하여 형성되어 있고, 적어도 3개의 유기층과, 적어도 2개의 무기층을 가지고,
    상기 적어도 3개의 유기층은, 상기 기판 상에 직접 형성되는 제1 유기층과, 상기 기판으로부터 가장 먼 최상층인 제2 유기층과, 상기 제1 유기층과 상기 제2 유기층 사이의 층으로서 상기 적어도 2개의 무기층 사이에 끼인 적어도 1개의 제3 유기층을 포함하고,
    상기 제2 유기층을 제외한 상기 적어도 3개의 유기층 중 나머지와, 상기 적어도 1개의 무기층은, 상기 적어도 1개의 무기층 중의 하나가 상기 적어도 2개의 유기층 중의 나머지에 각각 형성되도록 상기 기판 상에 적층되고,
    상기 제1 유기층은 상기 적어도 1개의 제3 유기층보다 두껍고, 상기 제2 유기층은 상기 적어도 1개의 제3 유기층보다 얇고,
    상기 제2 유기층은 상기 적어도 2개의 무기층 중에서 가장 두꺼운 무기층보다 두껍고,
    또한, 상기 적어도 3개의 유기층 중에서 가장 굴절률이 높은 유기층의 굴절률이, 상기 적어도 2개의 무기층 중에서 가장 굴절률이 낮은 무기층의 굴절률보다 낮은 것을 특징으로 하는 기능성 필름.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 유기층의 두께가 500~3000nm이고, 상기 제2 유기층의 두께가 80~1000nm인 기능성 필름.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 2개의 무기층은, 질화규소, 산화규소, 산질화규소, 또는 산화알루미늄으로 형성되는 기능성 필름.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 유기층은, 상기 적어도 3개의 유기층 중에서 가장 굴절률이 낮은 기능성 필름.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 유기층과 상기 제2 유기층이 각각 다른 재료로 구성되어 있는 기능성 필름.
  7. 기판 상에 유기층과 무기층을 서로 교차하여 형성하고, 적어도 3개의 유기층과 적어도 2개의 무기층이, 기판으로부터 가장 먼 최상층의 유기층을 제외한 상기 적어도 3개의 유기층 중의 나머지의 각각에 상기 적어도 2개의 무기층 중의 하나가 형성되도록 상기 기판 상에 적층되어 있는 기능성 필름의 제조 방법으로서,
    상기 적어도 3개의 유기층 중의 제1 유기층을, 상기 적어도 3개의 유기층 중에서 가장 두껍게 되도록 상기 기판상에 직접 형성하는 단계와,
    상기 적어도 2개의 무기층 중의 무기층을 상기 제1 유기층 상에 형성하는 단계와,
    상기 적어도 3개의 유기층 중의 제3 유기층을 상기 무기층 상에 형성하는 단계와,
    상기 적어도 2개의 무기층 중의 다른 무기층을 상기 제3 유기층 상에 형성하는 단계와,
    상기 적어도 3개의 유기층 중의 다른 유기층을 상기 무기층 상에 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 무기층을 형성하는 단계 및 상기 다른 유기층을 형성하는 단계는, 적어도 1회 행해지고,
    상기 다른 유기층을 형성하는 마지막 단계에서, 제2 유기층으로서의 상기 최상층 유기층은, 상기 적어도 2개의 무기층 중에서 상기 기판으로부터 가장 먼 위치에 있는 무기층 상에, 상기 적어도 3개의 유기층 중에서 가장 얇고, 또한 상기 적어도 2개의 무기층 중에서 가장 두꺼운 무기층보다 두껍게 되도록 형성하고,
    또한, 상기 적어도 3개의 유기층 중에서 가장 굴절률이 높은 유기층의 굴절률이, 상기 적어도 2개의 무기층 중에서 가장 굴절률이 낮은 무기층의 굴절률보다 낮아지도록 설정되는 것을 특징으로 하는 기능성 필름의 제조 방법.
  8. 삭제
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 적어도 3개의 유기층을 도포 방식에 의해 형성하는 기능성 필름의 제조 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제2 유기층을, 다이코터를 이용한 도포에 의해 형성하는 기능성 필름의 제조 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 유기층을 형성하는 재료를 도포할 때의, 상기 제1 유기층의 형성 재료의 점도가 10cP 이하인 기능성 필름의 제조 방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 제2 유기층을 형성하는 재료를 도포할 때의, 상기 제2 유기층의 형성 재료의 점도가 5cP 이하인 기능성 필름의 제조 방법.
  13. 청구항 7에 있어서,
    상기 적어도 2개의 무기층을 진공 성막법에 의해 형성하는 기능성 필름의 제조 방법.
  14. 청구항 7에 있어서,
    상기 제2 유기층을, 상기 적어도 3개의 유기층 중에서 가장 굴절률이 낮아지도록 형성하는 기능성 필름의 제조 방법.
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