KR20160048931A - 기능성 필름 및 기능성 필름의 제조 방법 - Google Patents

기능성 필름 및 기능성 필름의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

지지체 위에 교대로 형성된 유기층 및 무기층과, 지지체의 이면에 점착층을 통하여 점착된 지지체와 열적 특성이 상이한 보호 재료를 갖고, 또한 점착층과 지지체의 점착력이 0.01~0.15N/25mm이며, 점착층과 보호 재료의 점착력이 5~50N/25mm인 것, 및 지지체와 점착층과 보호 재료의 장척의 적층체를 길이 방향으로 반송하면서, 지지체의 표면에 유기층과 무기층을 교대로 형성한다. 이로써, 저비용으로, 무기층 등의 손상이 없고, 목적으로 하는 성능을 안정적으로 발휘하는 기능성 필름을 얻는다.

Description

기능성 필름 및 기능성 필름의 제조 방법{FUNCTIONAL FILM AND METHOD FOR PRODUCING FUNCTIONAL FILM}
본 발명은, 유기층과 무기층의 적층 구조를 갖는 기능성 필름, 및 이 기능성 필름의 제조 방법에 관한 것이다. 상세하게는, 무기층 등의 손상이 없는 기능성 필름, 및 이 기능성 필름을 저비용으로 제조할 수 있는 기능성 필름의 제조 방법에 관한 것이다.
광학 소자, 액정 디스플레이나 유기 EL 디스플레이 등의 표시 장치, 각종 반도체 장치, 태양 전지 등의 각종 장치에 있어서 방습성이 필요한 부위나 부품, 식품이나 전자 부품 등을 포장하는 포장 재료 등 가스 배리어 필름이 이용되고 있다.
가스 배리어 필름은, 일반적으로, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 등의 플라스틱 필름을 지지체(기판)로 하여, 그 위에, 가스 배리어성을 발현하는 가스 배리어층(가스 배리어막)을 형성하여 이루어지는 구성을 갖는다. 또, 가스 배리어 필름에 이용되는 가스 배리어층으로서는, 예를 들면 질화 규소, 산화 규소, 산화 알루미늄 등의 각종 무기 화합물로 이루어지는 층이 알려져 있다.
이와 같은 가스 배리어 필름에 있어서, 보다 높은 가스 배리어 성능이 얻어지는 구성으로서, 지지체 위에, 유기 화합물로 이루어지는 유기층과, 무기 화합물로 이루어지는 무기층을 교대로 적층한 적층 구조를 갖는, 유기/무기 적층형의 가스 배리어 필름(이하, 적층형의 가스 배리어 필름이라고도 함)이 알려져 있다.
적층형의 가스 배리어 필름에 있어서도, 주로 가스 배리어성을 발현하는 것은 무기층이다. 적층형의 가스 배리어 필름에서는, 하지(下地)가 되는 유기층 위에 무기층을 형성함으로써, 유기층에 의하여 무기층의 형성면을 평활화하여, 양호한 평활성을 갖는 유기층 위에 무기층을 형성함으로써, 금이나 균열 등이 없는 균일한 무기층을 형성하여, 우수한 가스 배리어 성능을 얻고 있다. 또, 이 유기층과 무기층의 적층 구조를 복수 반복하여 가짐으로써, 보다 우수한 가스 배리어 성능을 얻을 수 있다.
이와 같은 적층형의 가스 배리어 필름의 제조 방법으로서, 이른바 롤·투·롤(이하, RtoR이라고도 함)이 알려져 있다. RtoR이란, 장척의 지지체를 롤 형상으로 권회(卷回)하여 이루어지는 지지체 롤로부터 지지체를 송출하여, 지지체를 길이 방향으로 반송하면서, 지지체에 유기층이나 무기층을 형성하고, 유기층이나 무기층을 형성한 지지체를 롤 형상으로 권회하는 제조 방법이다.
RtoR을 이용함으로써, 장척의 지지체를 반송하면서, 연속적으로 유기층이나 무기층을 형성할 수 있으므로, 매우 높은 생산성으로 적층형의 가스 배리어 필름을 제조할 수 있다.
그런데, 상술과 같이, 적층형의 가스 배리어 필름에 있어서, 주로 가스 배리어성을 발현하는 것은, 무기층이다. 따라서, 무기층이 손상되면, 가스 배리어 성능이 큰 폭으로 저하된다.
또, 적층형의 가스 배리어 필름에 있어서, 유기층은, 무기층을 적정하게 형성하기 위한 하지층으로서 작용한다. 따라서, 유기층이 손상되면, 적정한 무기층을 형성하지 못하여, 마찬가지로, 가스 배리어 성능이 큰 폭으로 저하된다.
한편, 적층형의 가스 배리어 필름에서는, 광학 특성, 중량, 코스트 등을 고려하면, 지지체는 얇은 것이 유리하다.
그러나, 얇은 지지체는, 절곡(折曲)되기 쉬워, RtoR에 의한 반송 중에, 절곡되어 버리는 등의 문제가 발생하기 쉽다. 유기층이나 무기층을 형성한 지지체가, 반송 중에 절곡되면, 먼저 형성한 유기층이나 무기층을 손상시켜 버린다.
또, RtoR에서는, 반송 롤러쌍이나 패스 롤러(가이드 롤러) 등이 유기층이나 무기층에 접촉하는 것을 피할 수 없는 경우가 있다. 그러나, 이 롤러의 접촉에 의하여, 유기층이나 무기층이 손상되어 버리는 경우가 있다.
이와 같은 문제를 해소하기 위하여, RtoR을 이용하는 적층형의 가스 배리어 필름의 제조에서는, 단부의 직경이 큰, 이른바 계단식 롤러를 이용하여, 지지체의 단부만을 협지 반송하는, 비접촉 반송을 이용하는 것이 알려져 있다.
그러나, 지지체가 절곡되기 쉬운 경우에는, 이와 같은 비접촉 반송에 의하여 적정한 반송을 행하는 것은, 더 곤란하게 된다.
이와 같은 문제를 해소하기 위하여, 특허문헌 1이나 특허문헌 2에는, 이면에 보호 재료(래미네이트 필름)를 점착하여 이루어지는 지지체를 이용하여, RtoR에 의하여 유기층이나 무기층을 형성하는 가스 배리어 필름(기능성 필름)의 제조 방법이 기재되어 있다. 또한, 이면이란, 유기층이나 무기층의 비형성면이다.
이 방법에 의하면, 지지체의 이면에 보호 재료를 점착함으로써, 지지체의 자기 지지성을 확보할 수 있어, 얇은 지지체를 이용한 경우나, 비접촉 반송을 이용하는 경우에도, 지지체의 절곡을 발생시키지 않고, RtoR에 의하여 적정하게 유기층이나 무기층을 형성할 수 있다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2011-149057호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 2011-167967호
그런데, 최근에는, (유기/무기) 적층형의 가스 배리어 필름을, 휴대전화나 디스플레이 등에 이용되는, 톱 에미션 방식의 유기 EL 디바이스 등에 이용하는 것이 생각되고 있다.
이와 같은 용도에 이용되는 적층형의 가스 배리어 필름에서는, 사이클로올레핀 코폴리머 필름(COC 필름) 등, 저리타데이션값이나 높은 광투과성을 갖는 광학 특성이 우수한 지지체를 이용할 필요가 있다. 또, 가스 배리어 필름의 광학 특성이라는 점에서는, 지지체는, 얇은 것이 바람직하다.
그러나, 본 발명자들의 검토에 의하면, 이와 같은 COC 필름 등을 지지체로서 이용하는 적층형의 가스 배리어 필름에서는, 상술한 보호 재료를 이용한 RtoR에 의한 제조를, 저가로 또한 적정하게 행할 수 없다.
즉, 보호 재료를 이용하는 적층형의 가스 배리어 필름의 제조에 있어서, 보호 재료는, 제품의 일부가 되지는 않고, 최종적으로는 박리되어 폐기된다. 이로 인하여, 보호 재료로서는, 저가의 PET 필름 등이 이용된다.
한편, 적층형의 가스 배리어 필름에서는, 통상의 무기층의 형성에는 플라즈마 CVD 등의 기상 성막법(기상 퇴적법)이 이용된다. 또, 유기층의 형성에는, 유기층이 되는 유기 재료를 함유하는 도료를, 도포, 건조하여 경화시키는, 도포법이 이용되고 있다.
즉, 적층형의 가스 배리어 필름의 제조에 있어서는, 지지체 및 보호 재료는, 무기층의 형성에서는, 플라즈마 CVD 등의 기상 성막법에 의한 열에 노출되고, 또 유기층의 형성에서는, 도료의 건조 시에 열에 노출된다. 또한, 유기층의 형성에서는, 도막을 경화시킬 때에 가열을 행하는 경우도 있다.
그러나, COC 필름과 같은 광학 특성이 우수한 필름과 PET 필름에서는, 열팽창 혹은 열수축이나, 유리 전이 온도(Tg) 등의 열적 특성이, 완전히 상이하다. 이로 인하여, 가열을 수반하는 프로세스에 있어서는, 양 필름은 상이한 변형을 나타낸다.
RtoR에 의한 적층형의 가스 배리어 필름의 제조에 있어서, 이와 같이 지지체와 보호 재료에서 열적 특성이 상이한 필름을 이용한 경우에는, 반송에 의한 스트레스나 반송 경로의 변경에 의한 굴곡 등도 있기 때문에, 가열을 수반하는 프로세스에 있어서의 양 필름의 상이한 변형에 의하여, 지지체와 보호 재료의 박리나, 지지체의 주름이나 접힘 등이 발생하여, 이에 기인하여, 무기층이 손상되어 버린다.
이 문제는, 지지체와 보호 재료에서, 동일한 재료로 이루어지는 것을 이용하면 발생하지 않는다.
그러나, COC 필름과 같은 광학 특성이 우수한 필름은, PET 필름 등에 비하여, 매우 고가이다. 또, 상술과 같이, 보호 재료는, 최종적으로는 폐기되는 재료이다. 이로 인하여, 지지체로서 COC 필름과 같은 광학 특성이 우수한 필름을 이용한 경우에는, 동일한 재료로 보호 재료를 이용하면, 적층형의 가스 배리어 필름의 코스트가, 매우 높아지게 된다.
본 발명의 목적은, 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하는 것에 있으며, 유기층과 무기층을 교대로 형성하여 이루어지는 유기/무기 적층형의 기능성 필름에 있어서, 유기층 및 무기층의 형성에 가열을 수반하는 경우이더라도, 저비용이고, 또한 무기층의 손상이 없는, 목적으로 하는 성능을 안정적으로 발휘하는 기능성 필름, 및 이 기능성 필름의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
이 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 기능성 필름은, 지지체와, 지지체 위에 교대로 형성된 유기층 및 무기층과, 지지체의 유기층 및 무기층의 형성면과 반대면에 점착되는 점착층과, 점착층에 점착되는, 지지체와 상이한 열적 특성을 갖는 보호 재료를 갖고, 또한,
점착층과 지지체의 점착력이 0.01~0.15N/25mm이며, 점착층과 보호 재료의 점착력이 5~50N/25mm인 것을 특징으로 하는 기능성 필름을 제공한다.
이와 같은 본 발명의 기능성 필름에 있어서, 점착층의 두께가 15~250μm인 것이 바람직하다.
또, 지지체는, 리타데이션값이 300nm 이하인 것이 바람직하다.
또한, 지지체는, 유리 전이 온도가 130℃ 이상이고, 열수축률이 0.5% 이하이며, 두께가 20~120μm이고, 보호 재료는, 유리 전이 온도가 60℃ 이상이며, 열수축률이 0.5% 초과 2% 이하이고, 두께가 12~100μm인 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 기능성 필름의 제조 방법은, 0.01~0.15N/25mm의 점착력으로 지지체와 점착층이 점착되고, 또한 점착층의 지지체와 반대면에, 5~50N/25mm의 점착력으로, 지지체와 열적 특성이 상이한 보호 재료가 점착되어 이루어지는, 장척의 적층체를 제작하고,
적층체를 길이 방향으로 반송하면서, 지지체의 점착층과 반대면에, 도포법에 의한 유기층 및 기상 성막법에 의한 무기층을, 교대로 형성하는 것을 특징으로 하는 기능성 필름의 제조 방법을 제공한다.
이와 같은 본 발명의 기능성 필름의 제조 방법에 있어서, 소정수의 유기층 및 무기층을 형성한 후에, 지지체로부터, 점착층 및 보호 재료를 박리하는 것이 바람직하다.
또, 점착층의 두께가 15~250μm인 것이 바람직하다.
또, 지지체는, 리타데이션값이 300nm 이하인 것이 바람직하다.
또한, 지지체는, 유리 전이 온도가 130℃ 이상이고, 열수축률이 0.5% 이하이며, 두께가 20~120μm이고, 보호 재료는, 유리 전이 온도가 60℃ 이상이며, 열수축률이 0.5% 초과 2% 이하이고, 두께가 12~100μm인 것이 바람직하다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 유기층과 무기층을 교대로 적층하여 이루어지는 유기/무기 적층형의 기능성 필름에 있어서, 유기층 및 무기층의 형성에 가열을 수반하는 경우이더라도, 저가의 보호 재료를 이용하여, 무기층 등의 손상이 없는, 목적으로 하는 성능을 갖는 기능성 필름을, 저비용으로 제조할 수 있다.
도 1에 있어서 도 1(A)~도 1(C)는, 본 발명의 기능성 필름의 일례를 개념적으로 나타내는 도이며, 도 1(D)는, 본 발명의 기능성 필름으로부터 점착층 및 보호 재료를 박리한 상태의 일례를 개념적으로 나타내는 도이다.
도 2에 있어서 도 2(A)는, 본 발명의 기능성 필름의 제조 방법을 실시하는 무기층의 성막 장치의 일례를 개념적으로 나타내는 도, 도 2(B)는, 본 발명의 기능성 필름의 제조 방법을 실시하는 유기층의 성막 장치의 일례를 개념적으로 나타내는 도이다.
이하, 본 발명의 기능성 필름 및 기능성 필름의 제조 방법에 대하여, 첨부하는 도면에 나타나는 적합한 실시예를 근거로, 상세하게 설명한다.
도 1(A)에, 본 발명의 기능성 필름을 가스 배리어 필름에 이용한 일례를, 개념적으로 나타낸다.
또한, 본 발명의 기능성 필름은, 가스 배리어 필름에 한정되지는 않는다. 즉, 본 발명은, 특정 파장의 광을 투과하는 필터나 광반사 방지 필름 등의 각종 광학 필름 등, 공지의 기능성 필름에 각종 이용 가능하다.
본 발명의 기능성 필름과 같이, 유기/무기의 적층형 기능성 필름에 있어서, 주로 목적으로 하는 기능을 발현하는 것은, 무기층이다. 따라서, 특정 파장의 광투과성 등, 목적으로 하는 기능을 발현하는 무기층을 선택하여, 본 발명의 기능성 필름을 구성하면 된다.
그러나, 본 발명에 의하면, 후술하는 점착층 및 보호 재료를 가짐으로써, 금이나 균열 등의 결함이 없는 무기층을 갖는 기능성 필름을 얻을 수 있다. 또, 지지체로서, 리타데이션값이 낮은 등의 광학 특성이 우수한 재료로 이루어지는 것을 선택함으로써, 광학 특성이 우수한 기능성 필름이 얻어진다.
따라서, 본 발명은, 높은 광학 특성이 요구되는 경우가 많고, 또한 무기층의 손상에 의한 성능 열화가 큰 가스 배리어 필름에는, 보다 적합하게 이용된다.
본 발명의 기능성 필름에 관한 가스 배리어 필름은, 지지체(12)의 표면에, 무기층(14)과 유기층(16)을 교대로 적층하여 이루어지는, 상술한 유기/무기의 적층형 가스 배리어 필름이다. 또한, 도 1(A)~도 1(D)에 있어서는, 구성을 명료하게 하기 위하여, 무기층(14)에만 해칭을 넣고 있다.
도 1(A)에 나타내는 가스 배리어 필름(10a)은, 지지체(12)의 표면에 무기층(14)을 갖고, 그 위에 유기층(16)을 가지며, 그 위에 2층째의 무기층(14)을 갖고, 그 위에, 2층째의 유기층(16)을 갖는, 지지체(12)의 무기층(14)과 유기층(16)을 교대로 2층씩 형성한, 합계 4층을 적층하여 이루어지는 구성을 갖는다.
또, 지지체(12)의 이면에는, 점착층(20)이 점착되어, 이 점착층(20)에는, 보호 재료(24)가 점착된다. 이 지지체(12), 점착층(20) 및 보호 재료(24)에 의하여, 본 발명에 있어서의 적층체(26)가 구성된다. 또한, 지지체(12)의 이면이란, 무기층(14) 및 유기층(16)의 비형성면이다.
또한, 본 발명의 가스 배리어 필름(기능성 필름)은, 도 1(A)에 나타내는 가스 배리어 필름(10a)과 같이, 지지체(12) 위에, 무기층(14) 및 유기층(16)을, 이 순서로 교대로 2층씩 합계 4층 적층한 구성에 한정되지는 않는다.
예를 들면, 도 1(A)에 나타내는 가스 배리어 필름(10a)에 있어서, 2층째의 유기층(16) 위에, 3층째의 무기층(14) 및 3층째의 유기층(16)을 더 적층한, 3층씩의 무기층(14) 및 유기층(16)을 갖는, 합계 6층을 갖는 구성이어도 된다. 혹은, 무기층(14) 및 유기층(16)을 교대로 더 적층한, 8층 이상을 갖는 구성이어도 된다.
후술하지만, 유기층(16)은, 무기층(14)을 적정하게 형성하기 위한 하지층으로서 작용하는 것이며, 하지의 유기층(16)과 무기층(14)의 조합의 적층수가 많을수록, 우수한 가스 배리어성을 갖는 가스 배리어 필름을 얻을 수 있다.
혹은, 도 1(B)에 개념적으로 나타내는 가스 배리어 필름(10b)과 같이, 지지체(12)의 표면에 유기층(16)을 갖고, 그 위에 무기층(14)을 가지며, 이하, 유기층(16)과 무기층(14)을 교대로 형성하여 이루어지는 구성이어도 된다. 즉, 본 발명의 가스 배리어 필름에 있어서는, 무기층(14)과 유기층(16)의 수가 상이해도 된다.
또한, 도 1(C)에 개념적으로 나타내는 가스 배리어 필름(10c)과 같이, 최상층이 무기층(14)이어도 된다.
상술과 같이, 본 발명의 가스 배리어 필름(10a)은, 지지체(12) 위에, 무기층(14)과 유기층(16)을, 교대로 적층한 구성을 갖는다. 또, 지지체(12)의 이면에는, 점착층(20) 및 보호 재료(24)가 마련된다.
여기에서, 점착층(20) 및 보호 재료(24)는, 최종적으로는 박리되어, 도 1(D)에 나타내는 바와 같은, 지지체(12)의 표면에 무기층(14)과 유기층(16)을 교대로 갖기만 하는 가스 배리어 필름(10d)이 된다. 이 점에 관해서는, 도 1(B)에 나타내는 가스 배리어 필름(10c)이나 도 1(C)에 나타내는 가스 배리어 필름(10c)도 동일하다.
본 발명의 가스 배리어 필름(10a)에 있어서, 지지체(12)는, 가스 배리어 필름의 지지체로서 이용되고 있는, 공지의 시트 형상물을 각종 이용 가능하다.
지지체(12)로서는, 구체적으로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스타이렌, 폴리아마이드, 폴리염화 바이닐, 폴리카보네이트, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리이미드, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리카보네이트(PC), 사이클로올레핀 폴리머(COP), 사이클로올레핀 코폴리머(COC), 트라이아세틸셀룰로스(TAC), 투명 폴리이미드 등의, 각종 플라스틱(고분자 재료)로 이루어지는 플라스틱 필름이, 적합하게 예시된다.
또한, 지지체(12)는, 이와 같은 플라스틱 필름의 표면에, 보호층, 접착층, 광반사층, 반사 방지층, 차광층, 평탄화층, 완충층, 응력 완화층 등의, 각종 기능을 얻기 위한 층(막)이 형성되어 있는 것이어도 된다.
여기에서, 본 발명에 있어서, 지지체(12)는, 리타데이션값이 300nm 이하인 시트 형상물이 적합하게 이용된다. 이하, 리타데이션값이 300nm 이하인 시트 형상물을, 편의적으로, "저리타데이션 필름"이라고도 한다.
지지체(12)로서, 저리타데이션 필름을 이용함으로써, 광학 특성이 우수한 가스 배리어 필름(10d)을 얻을 수 있다. 이로써, 예를 들면 본 발명의 가스 배리어 필름(10d)을 유기 EL 디바이스 등에 이용했을 때에, 광의 콘트라스트 저하, 외광 반사에 기인하는 시인성의 저하 등을 방지할 수 있다.
이 점을 고려하면, 지지체(12)의 리타데이션값은, 200nm 이하가 바람직하고, 150nm 이하가 보다 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서는, 동일한 이유로, 지지체(12)는, 전체 광선 투과율이 85% 이상인 것이 바람직하다.
이와 같은 저리타데이션 필름으로서는, 상술한 각종 플라스틱 필름 중, PC, COP, COC, TAC 및 투명 폴리이미드 등으로 이루어지는 플라스틱 필름이 적합하게 예시된다.
본 발명에 있어서, 지지체(12)의 두께는, 바람직하게는 20~120μm이다.
지지체(12)의 두께를 20μm 이상으로 함으로써, 무기층(14) 및 유기층(16)의 형성에 의한 컬링이 커지는 것을 억제할 수 있으며, 또한 이로써 롤로서 권취하는 것이 용이하게 되고, 가스 배리어 필름(10a)이나 후술하는 점착층(20) 및 보호 재료(24)를 박리한 가스 배리어 필름(10d)에 충분한 기계적 강도를 부여할 수 있는 등의 점에서 바람직하다.
또, 지지체(12)의 두께를 120μm 이하로 함으로써, 광학 특성이 양호한 가스 배리어 필름(10d)이 얻어지고, 박육화된 가스 배리어 필름(10a(10d))이 얻어지며, 가요성이 양호한 가스 배리어 필름(10a(10d))이 얻어지고, 경량의 가스 배리어 필름(10a(10d))이 얻어져, 가스 배리어 필름(10d)을 이용하는 유기 EL 디바이스 등의 제품에서도 경량화나 박육화를 도모할 수 있는 등의 점에서 바람직하다.
이상의 점을 고려하면, 지지체(12)의 두께는, 25~100μm가 보다 바람직하다.
또, 지지체(12)는, 유리 전이 온도(Tg)가 130℃ 이상인 것이 바람직하고, 140℃ 이상인 것이 보다 바람직하다. 바꾸어 말하면, 지지체(12)는, Tg가 130℃ 이상인 재료로 이루어지는 것이 바람직하고, 140℃ 이상인 재료로 이루어지는 것이 보다 바람직하다.
상술과 같이, 지지체(12)의 표면에는, 무기층(14) 및 유기층(16)이 형성된다. 여기에서, 무기층(14)은, 통상, 플라즈마 CVD 등의 기상 성막법으로 형성되고, 유기층(16)은, 유기층(16)이 되는 유기 화합물을 함유하는 도료를 도포, 건조 및 경화시키는 도포법으로 형성된다. 즉, 가스 배리어 필름(10a)은, 지지체(12)의 가열을 수반하는 방법으로 무기층(14) 및 유기층(16)을 형성한다.
이에 대하여, 지지체(12)로서, Tg가 130℃ 이상인 것을 이용함으로써, 무기층(14) 및 유기층(16)의 형성에 있어서의 가열에 의한 지지체(12)의 열손상을 방지할 수 있다. 또한, 지지체(12)로서, Tg가 130℃ 이상인 것을 이용함으로써, 점착층(20) 및 보호 재료(24)를 박리한 가스 배리어 필름(10d)을 이용하는 제품의 제조에 있어서의 가열 공정에 있어서의 지지체(12)의 열손상을 방지할 수 있는 등의 점에서도 바람직하다.
또한, 지지체(12)는, 열수축률이 0.5% 이하인 것이 바람직하다.
지지체(12)의 열수축률을 0.5% 이하로 함으로써, 상술한 무기층(14) 및 유기층(16)의 형성에 있어서의 가열에 의한 지지체(12)의 변형을 적합하게 방지할 수 있다. 또한, 가스 배리어 필름(10d)을 이용하는 제품의 제조에 있어서, 다른 재료와 점착되었을 때에 있어서의 가열에 의한 부재의 변형을 방지할 수 있는 등의 점에서도 바람직하다.
상술과 같이, 본 발명의 가스 배리어 필름(10a)에 있어서, 지지체(12) 위에는, 무기층(14)과 유기층(16)이, 교대로 형성된다.
무기층(14)은, 무기 화합물로 이루어지는 층이다. 가스 배리어 필름(10a)에 있어서, 무기층(14)은, 목적으로 하는 가스 배리어성을, 주로 발현하는 것이다.
무기층(14)의 형성 재료에는, 한정은 없고, 가스 배리어성을 발현하는 무기 화합물로 이루어지는 층을 각종 이용 가능하다.
구체적으로는, 산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 산화 탄탈럼, 산화 지르코늄, 산화 타이타늄, 산화 인듐 주석(ITO) 등의 금속 산화물; 질화 알루미늄 등의 금속 질화물; 탄화 알루미늄 등의 금속 탄화물; 산화 규소, 산화 질화 규소, 산탄화 규소, 산화 질화 탄화 규소 등의 규소 산화물; 질화 규소, 질화 탄화 규소 등의 규소 질화물; 탄화 규소 등의 규소 탄화물; 이들의 수소화물; 이들 2종 이상의 혼합물; 및, 이들의 수소 함유물 등의, 무기 화합물이 적합하게 예시된다.
특히, 질화 규소, 산화 규소, 산질화 규소, 산화 알루미늄은, 투명성이 높고, 또한 우수한 가스 배리어성을 발현할 수 있는 점에서, 가스 배리어 필름에는, 적합하게 이용된다. 그 중에서도 특히, 질화 규소는, 우수한 가스 배리어성에 더하여, 투명성도 높아, 적합하게 이용된다.
본 발명에 있어서, 무기층(14)의 두께는, 바람직하게는 10~200nm이다.
무기층(14)의 두께를 10nm 이상으로 함으로써, 충분한 가스 배리어 성능을 안정적으로 발현하는 무기층(14)을 형성할 수 있다. 또, 무기층(14)은, 일반적으로 깨지기 쉽고, 너무 두꺼우면, 균열이나 금, 박리 등이 발생할 가능성이 있지만, 무기층(14)의 두께를 200nm 이하로 함으로써, 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또, 이와 같은 점을 고려하면, 무기층(14)의 두께는, 15~100nm로 하는 것이 바람직하고, 특히, 20~75nm로 하는 것이 바람직하다.
또한, 도 1(A)에 나타내는 가스 배리어 필름(10a)과 같이, 복수의 무기층(14)을 갖는 경우에는, 각 무기층(14)의 두께는, 동일해도 되고, 서로 상이해도 된다.
마찬가지로, 가스 배리어 필름(10a)과 같이, 복수의 무기층(14)을 갖는 경우에는, 각 무기층(14)의 형성 재료도, 동일해도 되고 상이해도 된다. 그러나, 생산성이나 생산 코스트 등을 고려하면, 모든 무기층(14)을 동일한 재료로 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 가스 배리어 필름(10a)에 있어서, 무기층(14)은, 형성 재료에 따른 공지의 무기층(무기막)의 형성 방법으로 형성하면 된다.
구체적으로는, CCP-CVD나 ICP-CVD 등의 플라즈마 CVD, 마그네트론 스퍼터링이나 반응성 스퍼터링 등의 스퍼터링, 진공 증착 등의 기상 성막법(기상 퇴적법)이, 적합하게 예시된다.
여기에서, 도 1(A)에 나타내는 가스 배리어 필름(10a)에 있어서는, 지지체(12)의 표면에 무기층(14)이 형성된다.
이와 같은 지지체(12)의 표면에 형성되는 무기층(14)은, 가스 배리어성을 발현할 뿐만 아니라, 지지체(12)의 보호층으로서도 작용한다.
상술과 같이, 유기층(16)은, 유기 화합물을 함유하는 도료를 이용하는 도포법에 의하여 형성된다. 이 도료에는, 메틸에틸케톤(MEK)이나 메틸아이소뷰틸케톤(MIBK) 유기 용제가 포함된다.
그러나, 지지체(12)가 되는 플라스틱 필름은, 유기 용제에 대한 내성이 낮은 경우가 있어, 플라스틱 필름과 유기 용제의 조합에 따라서는, 플라스틱 필름이 용해되어 버리는 경우가 있다. 특히, 상술과 같은 저리타데이션 필름은, 유기 용제에 대한 내성이 낮아, 용해되어 버리는 경우가 많다. 즉, 지지체(12)의 표면에 유기층(16)을 형성하면, 지지체(12)의 형성 재료와 도료가 함유하는 유기 용제의 조합에 따라서는, 지지체(12)의 표면이 용해되어 버리는 경우가 있다.
이와 같은 지지체(12)의 용해가 발생하면, 지지체(12)의 리타데이션값이 변화하고, 광투과율이 낮아지며, 헤이즈가 높아지는 등의 문제가 발생하여, 가스 배리어 필름의 광학적인 특성이 큰 폭으로 저감되어 버린다.
이에 대하여, 도 1(A)에 나타내는 가스 배리어 필름(10a)과 같이, 지지체(12)의 표면에 무기층(14)을 형성하고, 그 위에, 유기층(16)과 무기층(14)을 교대로 적층함으로써, 무기층(14)이 유기층(16)을 형성하는 도료가 함유하는 유기 용제에 대한 보호층으로서 작용한다.
이로 인하여, 지지체(12)의 유기 용제에 대한 내성이 낮은 경우에도, 도료에 의한 지지체(12)의 용해를 방지하여, 지지체(12)의 광학 특성을 유지할 수 있어, 광학 특성이 우수한 가스 배리어 필름을 얻을 수 있다.
여기에서, 도 1(A)에 나타내는 가스 배리어 필름(10a)과 같이, 지지체(12)의 표면에 무기층(14)을 갖는 구성에서는, 무기층(14)과 지지체(12)의 사이에, 지지체(12)의 형성 성분과 무기층(14)의 형성 성분이 혼합된, 혼합층과 같은 영역을 가져도 된다.
이와 같은 혼합층을 가짐으로써, 무기층(14)과 지지체(12)의 밀착성을 향상시켜, 가스 배리어 필름(10a)의 강도를 향상시킬 수 있음과 함께, 지지체(12)로부터의 무기층(14)의 박리에 기인하는 가스 배리어성의 저하도 방지할 수 있다.
상술과 같이, 무기층(14)은, 플라즈마 CVD 등의 기상 성막법으로 형성하지만, 이 성막 조건을 조절함으로써, 혼합층의 형성의 유무나 혼합층의 두께 등을 조절할 수 있다.
예를 들면, 플라즈마 CVD로 무기층(14)을 형성할 때에는, 투입 전력 등을 조절하여 생성되는 플라즈마 강도를 조절하는 방법, 무기층(14)의 형성 시에 가해지는 바이어스를 조절하는 방법 등으로, 혼합층의 형성의 유무나 혼합층의 두께 등을 조절할 수 있다.
한편, 상술과 같이, 도 1(C)에 나타내는 가스 배리어 필름(10c)은, 최상층이 무기층(14)이다.
이와 같이, 최상층을 무기층(14)으로 함으로써, 그 아래의 유기층(16)에 기인하는 아웃 가스의 배출을 방지할 수 있다. 따라서, 이와 같이 최상층이 무기층(14)인 구성은, 예를 들면 유기층(16)과 무기층(14)의 적층 구성측에, 유기 EL 디바이스 등의 불필요한 가스 성분에 악영향을 받기 쉬운 디바이스를 배치할 필요가 있는 경우에 적합하다.
한편, 유기층(16)은, 유기 화합물로 이루어지는 층이며, 기본적으로, 유기층(16)이 되는 유기 화합물을, 중합(가교)한 것이다.
상술과 같이, 유기층(16)은, 가스 배리어성을 발현하는 무기층(14)을 적정하게 형성하기 위한 하지층으로서 기능한다. 이와 같은 하지의 유기층(16)을 가짐으로써, 무기층(14)의 형성면의 평탄화나 균일화를 도모하여, 무기층(14)의 형성에 적합한 상태로 할 수 있다.
하지의 유기층(16) 및 무기층(14)을 적층한 적층형의 가스 배리어 필름에서는, 이로써, 필름의 전체면에, 간극이 없어, 적정한 무기층(14)을 형성하는 것이 가능하게 되어, 우수한 가스 배리어성을 갖는 가스 배리어 필름을 얻을 수 있다.
가스 배리어 필름(10a)에 있어서, 유기층(16)의 형성 재료에는 한정은 없고, 공지의 유기 화합물(수지, 고분자 화합물)을 각종 이용 가능하다.
구체적으로는, 폴리에스터, 아크릴 수지, 메타크릴 수지, 메타크릴산-말레산 공중합체, 폴리스타이렌, 투명 불소 수지, 폴리이미드, 불소화 폴리이미드, 폴리아마이드, 폴리아마이드이미드, 폴리에터이미드, 셀룰로스아실레이트, 폴리유레테인, 폴리에터에터케톤, 폴리카보네이트, 지환식 폴리올레핀, 폴리아릴레이트, 폴리에터설폰, 폴리설폰, 플루오렌환 변성 폴리카보네이트, 지환 변성 폴리카보네이트, 플루오렌환 변성 폴리에스터, 아크릴로일 화합물 등의 열가소성 수지, 혹은 폴리실록세인, 그 외의 유기 규소 화합물의 막이 적합하게 예시된다. 이들은, 복수를 병용해도 된다.
그 중에서도, 유리 전이 온도나 강도가 우수한 등의 점에서, 라디칼 중합성 화합물 및/또는 에터기를 관능기에 갖는 양이온 중합성 화합물의 중합물로 구성된 유기층(16)이 적합하다.
그 중에서도 특히, 상기 강도에 더하여, 굴절률이 낮고, 투명성이 높으며 광학 특성이 우수한 등의 점에서, 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트의 모노머나 올리고머의 중합체를 주성분으로 하는, 유리 전이 온도가 120℃ 이상인 아크릴 수지나 메타크릴 수지는, 유기층(16)으로서 적합하게 예시된다.
그 중에서도 특히, 다이프로필렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트(DPGDA), 1,9-노네인다이올다이(메트)아크릴레이트(A-NOD-N), 1,6헥세인다이올다이아크릴레이트(A-HD-N), 트라이메틸올프로페인트라이(메트)아크릴레이트(TMPTA), (변성)비스페놀 A 다이(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트(DPHA) 등의, 2관능 이상의 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트의 모노머 등의 중합체를 주성분으로 하는, 아크릴 수지나 메타크릴 수지는, 적합하게 예시된다. 또, 이들 아크릴 수지나 메타크릴 수지를 복수 이용하는 것도 바람직하다.
유기층(16)을, 아크릴 수지나 메타크릴 수지, 특히 2관능 이상의 아크릴 수지나 메타크릴 수지로 형성함으로써, 골격이 견고한 하지 위에 무기층(14)을 형성할 수 있으므로, 보다 치밀하고 가스 배리어성이 높은 무기층(14)을 형성할 수 있다.
유기층(16)의 두께는, 0.5~5μm가 바람직하다.
유기층(16)의 두께를 0.5μm 이상으로 함으로써, 무기층(14)의 전체면을 확실히 유기층(16)으로 덮고, 또한 유기층(16)의 표면 즉 무기층(14)의 형성면을 평탄화할 수 있다.
또, 유기층(16)의 두께를 5μm 이하로 함으로써, 유기층(16)이 너무 두꺼운 것에 기인하는, 유기층(16)의 크랙이나, 가스 배리어 필름(10a)의 컬링 등의 문제의 발생을 적합하게 억제할 수 있다.
이상의 점을 고려하면, 유기층(16)의 두께는, 1~3μm로 하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 도 1(A)에 나타내는 각 가스 배리어 필름(10a)과 같이, 복수의 유기층(16)을 갖는 경우에는, 각 유기층(16)의 두께는, 동일해도 되고, 서로 상이해도 된다.
마찬가지로, 가스 배리어 필름(10a)과 같이, 복수의 유기층(16)을 갖는 경우에는, 각 유기층(16)의 형성 재료도, 동일해도 되고 상이해도 된다. 그러나, 생산성이나 생산 코스트 등을 고려하면, 모든 유기층(16)을 동일한 재료로 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 유기층(16)은, 기본적으로, 무기층(14)의 하지층으로서 형성되지만, 도 1(A)에 나타내는 가스 배리어 필름(10a)이나 도 1(B)에 나타나는 가스 배리어 필름(10b)은, 최상층에 유기층(16)을 갖고 있다.
무기층(14)은, 치밀하기 때문에, 단단하고, 깨지기 쉽다. 이로 인하여, 외부로부터 직접적으로 충격 등을 받으면, 쉽게 손상되어 버린다. 상술과 같이, 본 발명의 가스 배리어 필름(10a)에 있어서, 주로 가스 배리어성을 발현하는 것은, 무기층(14)이다. 이로 인하여, 무기층(14)이 손상되면, 가스 배리어성이 저하된다.
이에 대하여, 최상층에 유기층(16)을 가짐으로써, 이 유기층(16)이 무기층(14)의 보호층으로서 작용하므로, 무기층(14)의 손상을 방지할 수 있다.
본 발명에 있어서, 유기층(16)은, 기본적으로, 도포법으로 형성된다.
즉, 유기층(16)을 형성할 때에는, 먼저, 유기층(16)이 되는 유기 화합물(모노머, 다이머, 트라이머, 올리고머 등), 나아가서는 중합 개시제, 실레인 커플링제, 계면활성제, 증가점제 등을 유기 용제에 용해하여 이루어지는 도료를 조절한다. 다음으로, 이 도료를 무기층(14)의 표면에 도포하여, 건조한다. 건조 후, 자외선 조사나 전자선 조사, 가열 등에 의하여, 유기 화합물을 중합하여, 유기층(16)을 형성한다.
본 발명의 가스 배리어 필름(10a)에 있어서, 지지체(12)의 이면에는, 점착층(20)이 점착되고, 이 점착층(20)에는, 보호 재료(24)가 점착된다.
상술과 같이, 이 지지체(12), 점착층(20) 및 보호 재료(24)에 의하여, 본 발명에 있어서의 적층체(26)가 구성된다.
보호 재료(24)는, 상술한 특허문헌 1이나 특허문헌 2에 기재되는 예와 같이, 지지체(12)가 절곡되기 쉽고, 롤·투·롤(RtoR)에 의한 각 층의 형성에 있어서, 적정한 반송이 곤란한 경우에, 이면측으로부터 지지체(12)를 지지하여, 자기 지지성을 확보하여, 절곡이나 주름의 형성 등이 없는 안정된 반송을 가능하게 하기 위한 것이다.
여기에서, 본 발명의 가스 배리어 필름(10a)에 있어서는, 보호 재료(24)는, 지지체(12)와는 상이한 열적 특성을 갖는 것이다. 또한, 발명의 가스 배리어 필름(10a)에 있어서는, 점착층(20)과 지지체(12)의 점착력이 0.01~0.15N/25mm이고, 점착층(20)과 보호 재료(24)의 점착력이 5~50N/25mm이다. 본 발명은, 이로써, COC 필름 등의 고가의 지지체(12)를 이용한 경우에도, 코스트를 향상시키지 않고, 금이나 균열 등의 손상이나 결함이 없는 무기층(14)을 갖는 가스 배리어 필름(10a)을 실현하고 있다.
상술과 같이, 본 발명의 가스 배리어 필름(10a)에 있어서는, 우수한 광학 특성을 실현하기 위하여, 지지체(12)로서, PC, COP, COC, TAC 및 투명 폴리이미드 등으로 이루어지는 리타데이션값이 300nm 이하인 저리타데이션 필름을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 지지체(12)는, 전체 광선 투과율이 85% 이상인 것이 바람직하다.
한편, 보호 재료(24)는, 최종적으로는 박리하여 폐기하는 것이므로, PET 필름 등의 저가의 필름을 이용하는 것이 바람직하다.
그러나 COC 필름 등의 저리타데이션 필름과, PET 필름 등은, 예를 들면 Tg에 큰 차가 있고, 한쪽이 열팽창하고 다른 한쪽이 열수축하여, 열팽창/수축률이 크게 상이한 등, 서로의 열적 특성이 상이하다.
이와 같이 열적 특성이 상이한 지지체(12)와 보호 재료(24)를 갖는 적층체(26)를 이용하여, 지지체(12)의 표면에 RtoR에 의하여 무기층(14)이나 유기층(16)을 형성하면, 무기층(14)을 형성할 때의 플라즈마 등에 의한 열이나, 유기층(16)을 형성할 때의 건조에 의한 열에 의하여, 지지체(12)와 보호 재료(24)가 완전히 상이한 변형을 나타내고, 반송에 의한 스트레스나 반송 경로의 변경에 의한 굴곡 등도 있기 때문에, 이로써, 지지체(12)와 보호 재료(24)의 박리나, 지지체(12)의 주름이나 접힘 등이 발생하게 된다. 또, 이 지지체(12)와 보호 재료(24)의 박리나 지지체(12)의 주름 등에 기인하여, 적정한 무기층(14)을 형성하지 못하고, 또한 먼저 형성한 무기층(14)이 손상되어, 가스 배리어성이 저하되어 버린다.
보호 재료(24)로서, 지지체(12)와 동일한 재료의 필름을 이용하면, 이와 같은 문제는 발생하지 않는다.
그러나, COC 필름 등의 저리타데이션 필름 등, 광학 특성이 높은 필름은, 고가이기 때문에, 최종적으로 폐기하는 보호 재료(24)로서, 저리타데이션 필름 등의 높은 광학 특성을 갖는 필름 등을 이용하면, 가스 배리어 필름(10a)(가스 배리어 필름(10d))의 코스트가 매우 높아지게 된다.
이에 대하여, 본 발명의 가스 배리어 필름(10a)에 있어서는, 점착층(20)과 지지체(12)의 점착력을 0.01~0.15N/25mm로 하고, 점착층(20)과 보호 재료(24)의 점착력을 5~50N/25mm로 한다. 즉, 점착층(20)은, 지지체(12)와는 매우 약한 힘으로 점착되고, 보호 재료(24)와는 강고하게 점착된다.
이로 인하여, RtoR에 의한 무기층(14)이나 유기층(16)의 형성 시의 가열에 의하여, 지지체(12)와 보호 재료(24)가 완전히 상이한 변형을 나타내면, 점착력이 약한 점착층(20)과 지지체(12)가 박리되며, 다음으로, 장력에 의하여 다시 점착되는 것을 반복한다.
이 박리 및 점착의 반복에 의하여, 지지체(12)와 보호 재료(24)의 서로 상이한 변형이 흡수된다. 그 결과, 양자의 상이한 변형에 기인하는 지지체(12)와 보호 재료(24)의 박리나, 지지체(12)의 주름 등이 발생하는 일이 없고, 이에 기인하는 무기층(14)의 손상이나 부적정한 무기층(14)의 형성을 방지할 수 있다.
본 발명은, 보호 재료(24)로서 지지체(12)와 열적 특성이 상이한 것을 이용하고, 또한 지지체(12) 및 보호 재료(24)와 점착층(20)의 점착력을 상기 범위로 함으로써, RtoR에 의한 가스 배리어 필름의 제조에 있어서, 보호 재료(24)에 의하여 반송의 안정화를 도모하며, 또한 우수한 광학 특성을 갖는 가스 배리어 필름(10a)을 얻기 위하여, COC 필름과 같은 고가의 저리타데이션 필름을 지지체(12)로서 이용했을 때에, PET 필름과 같은 저가의 것을 보호 재료(24)로서 이용하는 것을 가능하게 하고 있다.
또, 상술과 같이, 가스 배리어 필름(10a)은, 최종적으로는, 점착층(20) 및 보호 재료(24)를 박리한 가스 배리어 필름(10d)이 된다. 여기에서, 본 발명에 있어서는, 점착층(20)과 지지체(12)의 점착력이 약하기 때문에, 보호 재료(24)를 박리함으로써, 점착층(20)도 용이하게 박리할 수 있으며, 또한 무기층(14)을 손상시키지 않고 박리를 행할 수 있고, 또한 점착층(20)이 지지체(12)에 잔존하는 것도 방지할 수 있다.
특히, 본 발명에 의하면, 지지체(12)로의 점착층(20)의 잔존을 방지할 수 있기 때문에, 저리타데이션 필름 등의 광학 특성이 우수한 필름을 지지체(12)로서 이용함으로써, 광학 특성이 우수한 가스 배리어 필름(10d)을 얻을 수 있으며, 휴대전화나 디스플레이 등에 이용되는, 톱 에미션 방식의 유기 EL 디바이스에 이용되는 가스 배리어 필름으로서, 적합하게 이용 가능하게 된다.
본 발명의 가스 배리어 필름(10a)에 있어서, 점착층(20)과 지지체(12)의 점착력이 0.01N/25mm 미만에서는, 충분한 점착층(20)과 지지체(12)의 점착력이 얻어지지 않아, 점착층(20)과 지지체(12)가 불필요하게 박리되어 버리는 등의 문제가 발생한다.
점착층(20)과 지지체(12)의 점착력이 0.15N/25mm를 넘으면, 보호 재료(24) 등을 박리했을 때에 무기층(14)을 손상시킬 가능성이 있고, 보호 재료(24) 등을 박리했을 때에 지지체(12)에 점착층(20)이 남아 버리는 등의 문제가 발생한다.
이상의 점을 고려하면, 점착층(20)과 지지체(12)의 점착력은, 0.02~0.1N/25mm가 바람직하다.
또, 본 발명의 가스 배리어 필름(10a)에 있어서, 점착층(20)과 보호 재료(24)의 점착력이 5N/25mm 미만에서는, 충분한 점착층(20)과 보호 재료(24)의 점착력이 얻어지지 않는 등의 문제가 발생한다.
점착층(20)과 보호 재료(24)의 점착력이 50N/25mm를 넘으면, 점착력이 너무 강하여 강체와 같이 되어 버려, 지지체(12)의 변형 억제의 효과를 충분히 얻을 수 없는 등의 문제가 발생한다.
이상의 점을 고려하면, 점착층(20)과 보호 재료(24)의 점착력은, 7~30N/25mm가 바람직하다.
본 발명의 가스 배리어 필름(10a)에 있어서, 점착층(20)과 지지체(12)의 점착력을 0.01~0.15N/25mm로 하고, 점착층(20)과 보호 재료(24)의 점착력을 5~50N/25mm로 하는 방법은, 각종 접착제나 접착 테이프로 행해지고 있는, 공지의 방법을 이용 가능하다. 이하, 점착력이 0.01~0.15N/25mm인 경우를 편의적으로 "미점착"이라고도 한다. 또, 점착력이 5~50N/25mm인 경우를 편의적으로 "강점착"이라고도 한다.
일례로서, 보호 재료(24)와 강점착이 되는 접착제를 보호 재료(24)에 도포하여, 접착제에 따른 방법으로 경화를 행함으로써, 반 경화된 상태로서, 점착층(20)의 점착력을 약하게 하고, 그 후, 점착층(20)에 지지체(12)를 점착함으로써, 지지체(12)와 점착층(20)을 미점착으로 하는 방법이 예시된다. 또한, 반 경화된 상태란, 완전히 경화되어 있지 않는 상태이며, 이른바 하프 큐어 상태이다.
예를 들면, 아크릴계의 접착제를 이용하는 경우이면, 점착층(20)이 되는 접착제를 보호 재료(24)에 도포하여, 이 접착제의 완전한 경화에 필요한 UV 조사량의 10~50% 정도의 UV 조사를 행하여 하프 큐어 상태로서 중합도를 변화시키고, 그 후, 지지체(12)와 점착층(20)을 점착함으로써 미점착으로 한다.
혹은, 지지체(12) 및 보호 재료(24)의 양자 모두 미점착이 되는 접착제를 이용하여, 보호 재료(24)에 코로나 방전이나 플라즈마 처리 등의 이접착(易接着) 처리를 실시하고, 보호 재료(24)에 이접착층을 형성하는 등, 이른바 밀착 처리를 실시함으로써, 점착층(20)과 보호 재료(24)의 점착력만을 강점착으로 하는 방법도 이용 가능하다.
또한, 지지체(12)와 보호 재료(24)의 상이한 변형이 발생했을 때에 발생하는, 점착층(20)과 지지체(12)의 박리 및 재점착의 반복은, 점착층(20)과 지지체(12)의 미점착과, 점착층(20)과 보호 재료(24)의 강점착의 차가, 어느 정도 있는 편이 적합하게 발생한다.
구체적으로는, "(점착층(20)과 지지체(12)의 미점착)/(점착층(20)과 보호 재료(24)의 강점착)"의 점착력의 비가, 0.0002~0.03이 되는 점착력이 바람직하고, 이 점착력의 비가 0.0007~0.14가 되는 점착력이 보다 바람직하다.
점착층(20)과 지지체(12)의 미점착과, 점착층(20)과 보호 재료(24)의 강착력의 점착력의 비를, 상기 범위로 함으로써, 지지체(12)와 보호 재료(24)의 상이한 변형에 기인하는, 점착층(20)과 지지체(12)의 박리 및 재점착의 반복이 보다 적합하게 발생하고, 보다 확실히 지지체(12)의 변형을 억제하여, 무기층(14)의 손상을 억제할 수 있다.
본 발명에 있어서, 점착층(20)은, 지지체(12) 및 보호 재료(24)에 따라, 상술한 점착력이 얻어지는 각종 접착제로 이루어지는 것을 이용 가능하다.
구체적으로는, 아크릴 수지계의 접착제, 에폭시 수지계의 접착제, 유레테인 수지계의 접착제, 바이닐 수지계의 접착제, 고무계의 접착제 등이 예시된다.
점착층(20)의 두께는, 15~250μm가 바람직하다.
점착층(20)의 두께를 15μm 이상으로 함으로써, 상술한 점착층(20)과 지지체(12)의 박리 및 점착의 반복에 의한, 지지체(12)와 보호 재료(24)의 상이한 변형을 충분히 흡수할 수 있어, 보다 적합하게 지지체(12)와 보호 재료(24)의 박리, 지지체(12)의 주름이나 접힘, 이에 기인하는 무기층(14)의 손상 등을 방지할 수 있는 등의 점에서 바람직하다.
한편, 점착층(20)의 두께를 250μm 이하로 함으로써, 후술하는 무기층(14)의 형성 시의 이면으로부터의 냉각에 대하여 열전도성이 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 이로써, 형성하는 무기층(14)의 가스 배리어성을 향상시킬 수 있는 등의 점에서 바람직하다.
이상의 점을 고려하면, 점착층(20)의 두께는, 25~150μm가 보다 바람직하다.
이와 같은 점착층(20)은, 이용하는 접착제 등에 따른 공지의 방법으로 형성하면 된다.
일례로서, 접착제의 도포 혹은 추가로 건조 및/또는 경화에 의하여 형성하는 방법, 점착 테이프(접착 테이프)를 이용하여 형성하는 방법이 예시된다.
한편, 보호 재료(24)는, 지지체(12)와 열적인 특성이 상이하면, 각종 재료로 이루어지는 시트 형상물을 이용 가능하고, 특히, 각종 플라스틱 필름을 이용할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 지지체(12)와 보호 재료(24)의 열적인 특성이 상이하다는 것은, 한쪽이 열팽창하고 다른 한쪽이 열수축하는 경우, 양자의 형성 재료의 열팽창률 혹은 열수축률의 차가 0.1% 이상인 경우, 양자의 형성 재료의 Tg의 차가 30℃ 이상인 경우 중 하나 이상을 충족하는 경우를 말한다.
본 발명의 가스 배리어 필름(10a)은, 이와 같이, 지지체(12)와 보호 재료(24)가 상이한 열적 특성을 가짐으로써, 상술과 같이, 지지체(12)로서, 보호 재료(24)에 의하여 RtoR에 있어서의 반송의 안정화를 도모함과 함께, COC 필름 등의 저리타데이션 필름 등의 고가의 광학 특성이 우수한 필름을 이용했을 때에도, 보호 재료(24)로서 저가의 PET 필름을 이용하는 것을 가능하게 하여, 저가이고, 또한 무기층(14)의 손상이 없는 가스 배리어 필름(10a)을 실현하고 있다.
상술과 같이, 보호 재료(24)는, 최종적으로는 박리하여 폐기되는 것이다. 따라서, 저비용의 재료를 이용하는 것이 바람직하다.
구체적으로는, PET, PP, 및 PE 등으로 이루어지는 플라스틱 필름이 적합하게 예시된다.
본 발명에 있어서, 보호 재료(24)의 두께는, 12~100μm가 바람직하다.
보호 재료(24)의 두께를 12μm 이상으로 함으로써, 보호 재료(24)를 마련하는 것의 효과를 충분히 발휘하여, RtoR에 의한 무기층(14) 등의 형성 시에 지지체(12)(적층체(26))의 안정된 반송이 가능하게 되는 등의 점에서 바람직하다.
또, 보호 재료(24)의 두께를 100μm 이하로 함으로써, 무기층(14) 등의 형성 시에 있어서의 보호 재료(24)의 열변형량을 저감할 수 있고, 후술하는 무기층(14)의 형성 시의 이면으로부터의 냉각에 대하여 열전도성이 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 경량의 가스 배리어 필름(10a)이 얻어지는 등의 점에서 바람직하다.
이상의 점을 고려하면, 보호 재료(24)의 두께는, 25~75μm가 보다 바람직하다.
본 발명에 있어서, 지지체(12)와 보호 재료(24)의 두께의 비는, "보호 재료(24)/지지체(12)"의 비로 0.1~5로 하는 것이 바람직하다.
지지체(12)와 보호 재료(24)의 두께의 비를, 이 범위로 함으로써, 지지체(12)와 보호 재료(24)의 열적 특성의 차이에 기인하여, 무기층(14)이나 유기층(16) 등의 형성 시에 보호 재료(24)가 무기층(14) 등에 주는 스트레스를 저감할 수 있으며, 보다 높은 가스 배리어성이 얻어지는 등의 점에서 바람직하다.
또, 보호 재료(24)는, Tg가 60℃ 이상인 것이 바람직하고, 70℃ 이상인 것이 보다 바람직하며, 80℃ 이상인 것이 특히 바람직하다. 바꾸어 말하면, 지지체(12)는, Tg가 60℃ 이상인 재료로 이루어지는 것이 바람직하고, 80℃ 이상인 재료로 이루어지는 것이 보다 바람직하다.
상술과 같이, 가스 배리어 필름(10c)에는, 상술한 지지체와 마찬가지로, 보호 재료(24)의 Tg를 60℃ 이상으로 함으로써, 무기층(14) 및 유기층(16)의 형성 시에 있어서의 가열에 의한 보호 재료(24)의 열손상이나 용해를 방지할 수 있는 등의 점에서 바람직하다.
또한, 보호 재료(24)는, 열수축률이 0.5% 초과 2% 이하인 것이 바람직하다.
보호 재료(24)의 열수축률을 0.5% 초과 2% 이하로 함으로써, 가열 시에 있어서의 보호 재료(24) 자체의 변형이 억제되고, 점착층(20)에 의한 변형 완화의 효과와 아울러, 지지체(12)의 변형을 최대한 억제할 수 있는 등의 점에서 바람직하다.
도 2(A) 및 도 2(B)에, 본 발명의 가스 배리어 필름(10a)(기능성 필름)을 제조하는 제조 장치의 일례를, 개념적으로 나타낸다.
이 제조 장치는, 무기층(14)을 형성하는 무기 성막 장치(32)와, 유기층(16)을 형성하는 유기 성막 장치(30)를 갖고 구성된다. 또한, 도 2(A)는 무기 성막 장치(32)이며, 도 2(B)는 유기 성막 장치(30)이다.
도 2(A)에 나타내는 유기 성막 장치(30) 및 도 2(B)에 나타내는 무기 성막 장치(32)는, 모두, 장척(웨브 형상)의 피형성 재료를 권회하여 이루어지는 롤로부터, 피형성 재료를 송출하여, 피형성 재료를 길이 방향으로 반송하면서 각 층의 형성을 행하고, 각 층을 형성한 피형성 재료를, 다시, 롤 형상으로 권회하는, 상술한 RtoR을 이용하는 장치이다.
이와 같은 RtoR은, 높은 생산성으로, 효율이 좋은 가스 배리어 필름(10a)(기능성 필름)의 제조가 가능하다.
여기에서, 도 2에 나타내는 제조 장치는, 도 1(A) 등에 나타내는 바와 같은, 장척의 지지체(12)의 이면에, 점착층(20)을 점착하고, 이 점착층(20)에 보호 재료(24)를 점착하여 이루어지는 적층체(26)의 지지체(12)의 표면에, 무기층(14)과 유기층(16)을 교대로 형성하여, 가스 배리어 필름(10a) 등을 제조하는 것이다. 또한, 지지체(12)의 표면이란, 점착층(20)의 형성면과는 반대측의 면이다.
따라서, 도 2(A)에 나타내는 무기 성막 장치(32)에 있어서 피성막 재료(Za)가 되는 것은, 장척의 적층체(26), 및 적층체(26)의 표면에 하나 이상의 층이 형성된, 표면이 유기층(16)인 재료이다.
한편, 도 2(B)에 나타내는 유기 성막 장치에 있어서, 피성막 재료(Zb)가 되는 것은, 장척의 적층체(26), 및 적층체(26)의 표면에 하나 이상의 층이 형성된, 표면이 무기층(14)인 재료이다.
무기 성막 장치(32)는, 피성막 재료(Za)의 표면에, 기상 성막법에 의하여 무기층(14)을 형성하는 장치로, 공급실(56)과, 성막실(58)과, 권취실(60)을 갖는다.
또한, 무기 성막 장치(32)는, 도시한 부재 이외에도, 반송 롤러쌍이나, 피성막 재료(Za)의 폭 방향의 위치를 규제하는 가이드 부재, 각종 센서 등, 장척의 피형성 재료를 반송하면서 기상 성막법에 의한 성막을 행하는 공지의 장치에 마련되는 각종 부재를 가져도 된다. 또한, 폭 방향이란, 반송 방향과 직교하는 방향이다.
공급실(56)은, 회전축(64)과, 가이드 롤러(68)와, 진공 배기 수단(70)을 갖는다.
공급실(56)에 있어서, 적층체(26)나 유기층(16) 등이 형성된 적층체(26)인, 장척의 피성막 재료(Za)를 권회한 재료 롤(61)은, 회전축(64)에 장전된다.
회전축(64)에 재료 롤(61)이 장전되면, 피성막 재료(Za)는, 공급실(56)로부터, 성막실(58)을 통과하여, 권취실(60)의 권취축(92)에 이르는, 소정의 반송 경로를 지나간다. RtoR을 이용하는 무기 성막 장치(32)는, 재료 롤(61)로부터의 피성막 재료(Za)의 송출과, 권취축(92)에서의 무기층 형성이 완료된 피성막 재료(Za)의 권취를 동기하여 행하여, 피성막 재료(Za)를 길이 방향으로 반송하면서, 성막실(58)에 있어서, 피성막 재료(Za)에 연속적으로 무기층을 형성한다.
공급실(56)에 있어서는, 도시하지 않은 구동원에 의하여 회전축(64)을 도면 중 시계 방향으로 회전하여, 재료 롤(61)로부터 피성막 재료(Za)를 송출하고, 가이드 롤러(68)에 의하여 소정의 경로를 안내하여, 격벽(72)에 형성된 슬릿(72a)으로부터, 성막실(58)에 보낸다.
또한, 도시예의 무기 성막 장치(32)에는, 바람직한 양태로서, 공급실(56)에 진공 배기 수단(74)을, 권취실(60)에 진공 배기 수단(76)을 각각 마련하고 있다. 무기 성막 장치(32)에 있어서는, 성막 중에는, 각각의 진공 배기 수단에 의하여, 공급실(56) 및 권취실(60)의 압력을, 후술하는 성막실(58)의 압력에 따른, 소정의 압력으로 유지한다. 이로써, 인접하는 실의 압력이, 성막실(58)의 압력 즉 성막에 영향을 주는 것을 방지하고 있다.
진공 배기 수단(70)에는, 특별히 한정은 없고, 터보 펌프, 메카니컬 부스터 펌프, 드라이 펌프, 로터리 펌프 등의 진공 펌프 등, 진공에서의 성막 장치에 이용되고 있는 공지의 배기 수단을 각종 이용 가능하다. 이 점에 관해서는, 후술하는 다른 진공 배기 수단(74 및 76)도 동일하다.
성막실(58)은, 피성막 재료(Za)의 표면에, 기상 성막법에 의하여, 무기층을 형성하는 것이다. 또한, 피성막 재료(Za)의 표면은, 즉, 적층체(26)의 표면 혹은 유기층(16)의 표면이다.
도시예에 있어서, 성막실(58)은, 드럼(80)과 성막 수단(82)과, 상술한 진공 배기 수단(74)을 갖는다.
성막실(58)에 반송된 피성막 재료(Za)는, 가이드 롤러(84a)에 의하여 소정의 경로에 안내되어, 드럼(80)의 소정 위치에 감겨 걸쳐진다. 피성막 재료(Za)는, 드럼(80)에 의하여 소정 위치에 위치되면서 길이 방향으로 반송되어, 연속적으로 무기층(14)이 형성된다.
진공 배기 수단(74)은, 성막실(58) 내를 진공 배기하여, 무기층(14)의 형성에 따른 진공도로 하는 것이다.
드럼(80)은, 원통 형상의 부재로, 원통의 중심선을 중심으로 도면 중 반시계 방향으로 회전한다.
공급실(56)로부터 공급되어, 가이드 롤러(84a)에 의하여 소정의 경로에 안내되어, 드럼(80)의 소정 위치에 감겨 걸쳐진 피성막 재료(Za)는, 드럼(80)의 둘레면의 소정 영역에 감겨 돌아가, 드럼(80)에 지지/안내되면서, 소정의 반송 경로를 반송되어, 성막 수단(82)에 의하여, 표면에 무기층(14)이 형성된다.
또한, 드럼(80)에 온도 조절 수단을 내포하여, 무기층(14)의 성막 중에 적층체(26)를 예를 들면 냉각해도 된다.
성막 수단(82)은, 기상 성막법에 의하여, 피성막 재료(Za)의 표면에 무기층(14)을 형성하는 것이다.
본 발명의 제조 방법에 있어서, 무기층(14)은, 상술한 특허문헌에 기재되는 형성 방법 등, 공지의 기상 성막법으로 형성하면 된다. 따라서, 성막 수단(82)에 의한 성막 방법에도, 특별히 한정은 없고, CVD, 플라즈마 CVD, 스퍼터링, 진공 증착, 이온플레이팅 등, 공지의 성막 방법을 모두 이용 가능하다.
따라서, 성막 수단(82)은, 실시하는 기상 성막법에 따른 각종 부재로 구성된다.
예를 들면, 성막실(58)이 ICP-CVD법(유도 결합형 플라즈마 CVD)에 따라 무기층(14)의 성막을 행하는 것이면, 성막 수단(82)은, 유도 자장을 형성하기 위한 유도 코일이나, 성막 영역에 반응 가스를 공급하기 위한 가스 공급 수단 등을 갖고 구성된다.
성막실(58)이, CCP-CVD법(용량 결합형 플라즈마 CVD)에 따라 무기층(14)의 성막을 행하는 것이면, 성막 수단(82)은, 중공 형상으로 드럼(62)에 대향하는 면에 다수의 작은 구멍을 갖고 반응 가스의 공급원에 연결되는, 고주파 전극 및 반응 가스 공급 수단으로서 작용하는 샤워 전극 등을 갖고 구성된다.
성막실(58)이 진공 증착에 의하여 무기층(14)의 성막을 행하는 것이면, 성막 수단(82)은, 성막 재료를 충전하는 도가니(증발원), 도가니를 차폐하는 셔터, 도가니 내의 성막 재료를 가열하는 가열 수단 등을 갖고 구성된다.
또한, 성막실(58)이, 스퍼터링에 의하여 무기층(14)의 성막을 행하는 것이면, 성막 수단(82)은, 타겟의 유지 수단이나 고주파 전극, 가스의 공급 수단 등을 갖고 구성된다.
또한, 무기층(14)의 형성 조건 즉 성막 조건은, 성막 수단(82)의 종류, 목적으로 하는 막두께나 성막 레이트 등에 따라, 적절히, 설정하면 된다.
드럼(80)에 지지/반송되면서, 무기층(14)이 형성된 피성막 재료(Za)는, 가이드 롤러(84b)에 의하여 소정 경로에 안내되어, 격벽(75)에 형성된 슬릿(75a)으로부터, 권취실(60)에 반송된다.
도시예에 있어서, 권취실(60)은, 가이드 롤러(90)와, 권취축(92)과, 상술한 진공 배기 수단(76)을 갖는다.
권취실(60)에 반송된 성막이 완료된 피성막 재료(Za)는, 권취축(92)에 의하여 롤 형상으로 권회되어, 무기층(14)이 형성된 피성막 재료(Za)를 권회하여 이루어지는 재료 롤(93)로서 유기 성막 장치(30)에 공급되거나, 혹은 가스 배리어 필름(10c) 등을 권회하여 이루어지는 재료 롤(93)로서 다음 공정에 공급된다.
도 2(B)에 나타내는 유기 성막 장치(30)는, 장척의 피성막 재료(Zb)를 길이 방향으로 반송하면서, 유기층(16)이 되는 도료를 도포하고, 건조한 후, 광조사에 의하여 도막에 포함되는 유기 화합물을 중합하여 경화시켜, 유기층(16)을 형성하는 장치이다.
도시예에 있어서, 유기 성막 장치(30)는, 일례로서, 도포 수단(36)과, 건조 수단(38)과, 광조사 수단(40)과, 회전축(42)과, 권취축(46)과, 반송 롤러쌍(48 및 50)을 갖는다.
또한, 유기 성막 장치(30)는, 도시한 부재 이외에도, 반송 롤러쌍, 피성막 재료(Zb)의 가이드 부재, 각종 센서 등, 장척의 피형성 재료를 반송하면서 도포에 의한 성막을 행하는 공지의 장치에 마련되는 각종 부재를 가져도 된다.
유기 성막 장치(30)에 있어서, 적층체(26)나 무기층(14) 등이 형성된 적층체(26)인 장척의 피성막 재료(Zb)를 권회하여 이루어지는 재료 롤(93)은, 회전축(42)에 장전된다.
회전축(42)에 재료 롤(93)이 장전되면, 피성막 재료(Zb)는, 재료 롤(61)로부터 인출되어, 반송 롤러쌍(48)을 거쳐, 도포 수단(36), 건조 수단(38) 및 광조사 수단(40)의 하부를 통과하고, 반송 롤러쌍(50)을 거쳐, 권취축(46)에 이르는, 소정의 반송 경로를 지나간다.
RtoR을 이용하는 유기 성막 장치(30)에서는, 재료 롤(61)로부터의 피성막 재료(Za)의 송출과, 권취축(46)에 있어서의 유기층을 형성한 피성막 재료(Zb)의 권취를 동기하여 행한다. 이로써, 장척의 피성막 재료(Zb)를 소정의 반송 경로에서 길이 방향으로 반송하면서, 도포 수단(36)에 의하여 유기층이 되는 도료를 도포하고, 건조 수단(38)에 의하여 도료를 건조하여, 광조사 수단(40)에 의하여 경화시킴으로써, 유기층을 형성한다.
도포 수단(36)은, 피성막 재료(Zb)의 표면에, 미리 조제한, 유기층(16)을 형성하는 도료를 도포하는 것이다.
이 도료는, 유기 용제에, 중합함으로써 유기층(16)이 되는 유기 화합물(모노머 등)을, 유기 용제에 용해하여 이루어지는 것이다. 또, 바람직하게는, 이 도료는, 유기층(16)의 밀착성을 향상시키기 위하여, 실레인 커플링제를 함유한다. 또한, 이 도료에는, 계면활성제(표면 조절제), 중합 개시제(가교제), 증가점제 등의 필요한 성분을 적절히 첨가해도 된다.
도포 수단(36)에 있어서, 피성막 재료(Zb)로의 도료의 도포 방법에는, 특별히 한정은 없다.
따라서, 도료의 도포는, 다이 코트법, 딥 코트법, 에어 나이프 코트법, 커텐 코트법, 롤러 코트법, 와이어 바 코트법, 그라비어 코트법, 슬라이드 코트법 등의 공지의 도료의 도포 방법을, 모두 이용 가능하다.
그 중에서도, 비접촉으로 도료를 도포할 수 있으므로, 피성막 재료(Zb)의 표면, 특히 무기층(14)의 표면을 손상시키지 않는, 비드(액 고임부)의 형성에 의하여 피성막 재료(Zb)의 표면의 요철 등의 포매성이 우수한 등의 이유에서, 다이 코트법이 적합하게 이용된다.
상술과 같이, 피성막 재료(Zb)는, 다음으로, 건조 수단(38)에 반송되어, 도포 수단(36)이 도포한 도료가 건조된다.
건조 수단(38)에 의한 도료의 건조 방법에는, 한정은 없고, 피성막 재료(Zb)가 광조사 수단(40)에 이르기 전에, 도료를 건조하여, 중합이 가능한 상태로 할 수 있는 것이면, 공지의 건조 수단을 모두 이용 가능하다. 공지의 방법을 각종 이용 가능하다. 일례로서, 히터에 의한 가열 건조, 온풍에 의한 가열 건조 등이 예시된다.
피성막 재료(Zb)는, 다음으로, 광조사 수단(40)에 반송된다. 광조사 수단(40)은, 도포 수단(36)이 도포하여 건조 수단(38)이 건조한 도료에, 자외선이나 가시광 등을 조사하고, 도료에 포함되는 유기 화합물(유기 화합물의 모노머 등)을 중합하여 경화시켜, 유기층(16)으로 하는 것이다.
광조사 수단(40)에 의한 도막의 경화 시에는, 필요에 따라서, 피성막 재료(Zb)에 있어서의 광조사 수단(40)에 의한 광조사 영역을, 질소 치환 등에 의한 불활성 분위기(무산소 분위기)로 하도록 해도 된다. 또, 필요에 따라서, 이면에 맞닿는 백업 롤러 등을 이용하여, 경화 시에 피성막 재료(Zb) 즉 도막의 온도를 조절하도록 해도 된다.
또한, 본 발명에 있어서, 유기층이 되는 유기 화합물의 중합은, 광중합에 한정되지는 않는다. 즉, 유기 화합물의 중합은, 가열 중합, 전자빔 중합, 플라즈마 중합 등, 유기층(16)이 되는 유기 화합물에 따른, 각종 방법을 이용 가능하다.
본 발명에 있어서는, 상술과 같이, 유기층(16)으로서 아크릴 수지나 메타크릴 수지 등의 아크릴계 수지가 적합하게 이용되므로, 광중합이 적합하게 이용된다.
이와 같이 하여 유기층(16)이 형성된 피성막 재료(Zb)는, 반송 롤러쌍(50)에 협지 반송되어 권취축(46)에 이르러, 권취축(46)에 의하여, 다시 롤 형상으로 권취되고, 유기층(16)이 형성된 피성막 재료(Zb)를 권회하여 이루어지는 재료 롤(61)이 된다.
이 재료 롤(61)은, 유기층(16)을 형성한 피성막 재료(Zb)를 권회하여 이루어지는 재료 롤(61)로서 무기 성막 장치(32)에 공급되거나, 혹은 가스 배리어 필름(10a나 10b)을 권회하여 이루어지는 재료 롤(61)로서 다음 공정에 공급된다.
이하, 도 2(A) 및 도 2(B)에 나타내는 제조 장치에 있어서, 도 1(A)에 나타내는 무기층(14)을 2층, 유기층(16)을 2층 형성한 가스 배리어 필름(10a) 및 가스 배리어 필름(10d)을 제작할 때의 기능을 설명함으로써, 본 발명의 제조 방법에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
또한, 도 1(B)에 나타내는 가스 배리어 필름(10b), 및 도 1(C)에 나타내는 가스 배리어 필름(10c) 등이나, 그 외의 층 구성을 갖는 가스 배리어 필름을 제작할 때에도, 형성하는 무기층(14)의 수 및 유기층(16)의 수나, 층 구성에 따라, 동일한 무기층(14) 및 유기층(16)의 형성을 반복하여 행하면 된다.
먼저, 장척의 지지체(12)에 점착층(20)을 점착 혹은 형성하여, 이 점착층(20)에 보호 재료(24)를 점착하여 이루어지는, 장척의 적층체(26)를 제작한다.
이 적층체(26)는, 예를 들면 도 2(A)에 나타내는 공지의 유기층의 성막 장치에, 재료 롤로부터의 장척의 시트 형상물의 송출 수단이나 적층 롤러(적층 롤러쌍) 등의 장척의 시트 형상물에 장척의 시트 형상물을 적층하는 수단을 도입한 장치를 이용하는 방법 등, 2개의 시트 형상물을 점착층으로 점착하여 이루어지는 장척의 적층체 시트를 제작하는, RtoR에 의한 공지의 방법으로 제조하면 된다. 또한, 적층체(26)의 제작에 있어서, 점착층(20)의 건조 및 경화가 불필요한 경우에는, 점착층(20)의 건조부 및 경화부는 불필요하다.
또한, 적층체(26)는, 보호 재료(24)에 점착층(20)을 점착한 적층체를 형성하여, 이 적층체의 점착층(20)에 지지체(12)를 점착하여 형성해도 된다. 혹은, 적층체(26)는, 지지체(12)에 점착층(20)을 점착한 적층체를 형성하여, 이 적층체의 점착층(20)에 보호 재료(24)를 점착하여 형성해도 된다. 여기에서, 본 발명에 있어서는, 바람직하게는 지지체(12)로서 저리타데이션 필름 등을 이용하므로, 보호 재료(24)에 점착층(20)을 점착한 적층체를 형성하여, 이것에 지지체(12)를 적층하는 방법이, 적합하게 이용된다.
또, 이 적층체(26)의 제작 시에, 상술과 같이, 점착층(20)의 반 경화나 보호 재료(24)의 밀착 처리 등을 행하여, 지지체(12)와 점착층(20)을 미점착으로 하고, 보호 재료(24)와 점착층(20)을 강점착으로 한다.
이와 같은 적층체(26)를 권회하여 이루어지는 롤을 제작했다면, 이 롤을 재료 롤(61)로서, 무기 성막 장치(32)의 공급실(56)의 회전축(64)에 장전한다.
재료 롤(61)이 회전축(64)에 장전되면, 피성막 재료(Za)가 인출되어, 공급실(56)로부터, 성막실(58)을 거쳐 권취실(60)의 권취축(92)에 이르는 소정의 경로를 지나간다. 여기에서, 피성막 재료(Za)는, 적층체(26)이다.
재료 롤(61)로부터 송출된 피성막 재료(Za)는, 가이드 롤러(68)에 의하여 안내되어 성막실(58)에 반송된다.
성막실(58)에 반송된, 피성막 재료(Za)는, 가이드 롤러(84a)에 안내되어 드럼(80)에 감겨 걸쳐지며, 드럼(80)에 지지되어 소정의 경로를 반송되면서, 성막 수단(82)에 의하여, 예를 들면 CCP-CVD에 의하여, 1층째의 무기층(14)이 형성된다.
또한, 무기층(14)의 형성은, 형성하는 무기층(14)에 따라, 공지의 기상 성막법에 의한 성막 방법으로 행하면 된다. 따라서, 사용하는 프로세스 가스나 성막 조건 등은, 형성하는 무기층(14)이나 막두께 등에 따라, 적절히 설정/선택하면 된다.
무기층(14)이 형성된 피성막 재료(Zb)는, 가이드 롤러(84b)에 안내되어, 권취실(60)에 반송된다.
권취실(60)에 반송된 피성막 재료(Zb)는, 가이드 롤러(90)에 의하여 권취축(92)에 안내되고, 권취축(92)에 의하여 롤 형상으로 권회되어, 재료 롤(93)이 된다.
1층째의 무기층(14)이 형성된 적층체(26)를 권회하여 이루어지는 재료 롤(93)은, 유기 성막 장치(30)의 회전축(42)에 장전된다.
회전축(42)에 재료 롤(93)이 장전되면, 피성막 재료(Zb)는, 재료 롤(93)로부터 인출되고, 반송 롤러쌍(48)을 거쳐, 도포 수단(36), 건조 수단(38) 및 광조사 수단(40)을 통과하고, 반송 롤러쌍(50)을 거쳐, 권취축(46)에 이르는, 소정의 반송 경로를 지나간다. 여기에서, 피성막 재료(Zb)는, 1층째의 무기층(14)이 형성된 적층체(26)이다.
재료 롤(93)로부터 인출된 피성막 재료(Zb)는, 반송 롤러쌍(48)에 의하여 도포 수단(36)에 반송되어, 표면에, 유기층(16)이 되는 도료가 도포된다. 상술과 같이, 유기층(16)이 되는 도료는, 형성하는 유기층(16)에 따른 모노머 등의 유기 화합물, 실레인 커플링제, 중합 개시제 등을 유기 용제에 용해하여 이루어지는 것이다.
유기층(16)이 되는 도료가 도포된 피성막 재료(Zb)는, 다음으로, 건조 수단(38)에 의하여 가열되어, 유기 용제가 제거되고 도료가 건조된다.
도료가 건조된 피성막 재료(Zb)는, 다음으로, 광조사부에 의하여 자외선 등이 조사되고, 유기 화합물이 중합되어 경화되어, 1층째의 유기층(16)이 형성된다. 또한, 필요에 따라서, 유기층(16)이 되는 유기 화합물의 경화는, 질소 분위기 등의 불활성 분위기로 행하도록 해도 된다. 또, 유기층(16)이 되는 유기 화합물의 경화 시에, 적층체(26)를 가열해도 된다.
1층째의 유기층(16)이 형성된 피성막 재료(Zb)는, 반송 롤러쌍(50)에 의하여 반송되어, 권취축(46)에 의하여 롤 형상으로 권회되고, 무기층(14) 및 유기층(16)이 1층씩 형성된 적층체(26)를 권회하여 이루어지는 재료 롤(61)로서, 다시, 도 2(A)에 나타내는 무기 성막 장치(32)에 공급된다.
무기층(14) 및 유기층(16)이 1층씩 형성된 적층체(26)를 권회하여 이루어지는 재료 롤(61)은, 앞과 동일하게, 무기 성막 장치(32)의 회전축(64)에 장전되어, 재료 롤(61)로부터, 1층의 무기층(14) 및 유기층(16)이 형성된 적층체(26)가 피성막 재료(Za)로서 인출되어 권취축(92)까지 통지(通紙)되고, 1층째의 유기층(16) 위에 2층째의 무기층(14)이 형성되어, 무기층(14), 유기층(16) 및 무기층(14)이 형성된 적층체(26)를 권회하여 이루어지는 재료 롤(93)이 되고, 다시, 도 2(B)에 나타내는 유기 성막 장치(30)에 공급된다.
무기층(14), 유기층(16) 및 무기층(14)이 형성된 적층체(26)를 권회하여 이루어지는 재료 롤(93)은, 앞과 동일하게, 회전축(42)에 장전되어, 무기층(14), 유기층(16) 및 무기층(14)이 형성된 적층체(26)가 피성막 재료(Zb)로서 인출되어 권취축(46)까지 통지되고, 2층째의 무기층(14) 위에, 유기층(16)이 되는 도료가 도포, 건조되며, 또한 경화되어, 2층의 무기층(14)과 2층의 유기층(16)이 형성된, 도 1(A)에 나타나는 가스 배리어 필름(10a)이 된다.
이 가스 배리어 필름(10a)은, 권취축(46)에 롤 형상으로 권회되어, 가스 배리어 필름(10a)이 권회된 재료 롤(61)로서, 제품으로서 출하 혹은 보관되거나, 혹은 다음 공정 등에 공급된다.
여기에서, 본 발명에 있어서는, 상술과 같이, 보호 재료(24)를 가지므로, 지지체(12)가 얇고 절곡되기 쉬워도, RtoR에 의한 무기층(14)이나 유기층(16)의 형성에 있어서, 안정된 피성막 재료(Za 및 Zb)의 반송이 가능하다.
또, 상술과 같이, 적층체(26)는, 점착층(20)과 지지체(12)가 강점착이고, 점착층(20)과 보호 재료(24)가 미점착이다. 이로 인하여, 무기층(14)의 형성에 의하여 가열되고, 또 유기층(16)의 형성에 있어서 도료를 건조하기 위하여 가열되어, 지지체(12)와 보호 재료(24)가 상이한 변형을 해도, 점착층(20)과 보호 재료(24)가 박리 및 점착을 반복하므로, 가스 배리어 필름(10a)은, 지지체(12)와 보호 재료(24)의 박리나 지지체(12)의 주름 등이 발생하는 일이 없고, 이에 기인하는 무기층(14)의 손상을 방지할 수 있다.
본 발명의 제조 방법에 있어서는, 필요에 따라서, 또한 가스 배리어 필름(10a)을 제작한 후, 점착층(20) 및 보호 재료(24)를 박리하여, 지지체(12)의 표면에 무기층(14) 및 유기층(16)을 2층씩 갖고, 지지체(12)의 이면에는 아무것도 갖지 않는 가스 배리어 필름(10d)으로 한다.
지지체(12)의 박리는, RtoR을 이용하여, 장척의 시트 형상물로부터 장척의 시트 형상물을 박리하는, 공지의 방법으로 행하면 된다.
예를 들면, 재료 롤(61)로부터 가스 배리어 필름(10a)을 송출하여, 길이 방향으로 반송하면서, 박리 롤러(박리 롤러쌍)에 의하여 지지체(12)를 박리하고, 박리 롤러보다 하류에 있어서, 지지체(12)가 박리된 가스 배리어 필름(10d)을 제품용의 권취축에 권취하고, 또한 박리한 보호 재료(24)를 회수를 위한 권취축에 권취하는 방법이 예시된다.
여기에서, 본 발명에 있어서는, 상술과 같이, 적층체(26)는, 점착층(20)과 지지체(12)가 강점착이고, 점착층(20)과 보호 재료(24)가 미점착이다. 이로 인하여, 지지체(12)를 박리하면, 용이하게, 또한 지지체(12)의 이면에 점착층(20)이 잔존하는 일 없이, 지지체(12)로부터 보호 재료(24) 및 점착층(20)을 박리할 수 있다.
이상, 본 발명의 기능성 필름 및 기능성 필름의 제조 방법에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은, 상기 실시예에 한정은 되지 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]
지지체(12)로서, 폭 1000mm이고 두께가 50μm인 장척의 COC 필름(군제사제, F1필름)을 준비했다. 이 지지체(12)의 열수축은, MD 방향이 0.05%, TD 방향이 0.02%이다.
또, 보호 재료(24)로서, 폭이 1000mm이고 두께가 50μm인 장척의 PET 필름(도레이사제, 루미러)을 준비했다. 이 PET 필름의 열수축은, MD 방향이 1%, TD 방향이 0.5%이다.
보호 재료(24)의 일면에, 플라즈마 처리에 의한 이접착 처리를 실시했다.
다음으로, 이 보호 재료(24)의 이접착 처리를 실시한 면에, 점착층(20)으로서, 아크릴 수지계 접착제(파낙사제, PX점착재)를 도포했다. 또한, 접착제는, 경화 후의 점착층(20)의 두께가 25μm가 되도록 도포했다.
다음으로, 접착제에 자외선을 조사하여 반 경화 상태로 했다. 반 경화 상태의 접착제에 지지체(12)(COC 필름)를 점착하여, 지지체(12), 점착층(20) 및 보호 재료(24)로 이루어지는 적층체(26)를 제작했다.
또한, 이상의 처리는, 접착제의 도포 수단 및 경화 수단, 그리고 장척의 시트 형상물의 적층 수단을 갖는, RtoR에 의한 공지의 장치를 이용하여 행했다.
이 적층체(26)의 지지체(12) 및 보호 재료(24)와 점착층(20)의 점착력을, 박리 시험기를 이용하여 JIS Z0237에 준거하여 측정한 바, 지지체(12)와 점착층(20)의 점착력이 0.025N/25mm, 보호 재료(24)와 점착층(20)의 점착력이 25N/25mm였다.
이 적층체(26)(피성막 재료(Za))를 권회하여 이루어지는 재료 롤(61)을, 도 2(A)에 나타내는 무기 성막 장치(32)의 회전축(64)에 장전하여, 지지체(12)의 표면 즉 점착층(20)과 반대측의 면에, 두께 25nm의 무기층(14)을 형성했다.
성막 가스는, 실레인 가스(SiH4), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2) 및 수소 가스(H2)를 이용했다. 공급량은, 실레인 가스를 100sccm, 암모니아 가스를 200sccm, 질소 가스를 500sccm, 수소 가스를 500sccm로 했다. 또, 성막 압력은 50Pa로 했다.
샤워 성막 전극에는, 고주파 전원으로부터, 주파수 13.5MHz인 3000W의 플라즈마 여기 전력을 공급했다. 또한, 드럼(62)에는, 바이어스 전원으로부터, 500W의 바이어스 전력을 공급했다. 또, 성막 중에는, 드럼(62)의 온도를 -20℃로 조절했다.
무기층(14)의 형성을 종료하면, 공급실(56), 성막실(58) 및 권취실(60)에 청정화한 건조 공기를 도입하여 대기 개방했다.
다음으로, 무기층(14)을 형성한 적층체(26)를 권회하여 이루어지는 재료 롤(93)을, 권취실(60)로부터 취출했다.
무기층(14)을 형성한 적층체(26)(피성막 재료(Zb))를 권회하여 이루어지는 재료 롤(93)을, 도 2(B)에 나타내는 유기 성막 장치(30)의 회전축(42)에 장전하여, 무기층(14)의 표면에, 두께 3μm의 유기층(16)을 형성했다.
유기층(16)을 형성하는 도료는, MEK에, TMPTA(다이셀·사이텍사제), 광중합 개시제(치바 케미컬즈사제 Irg189), 실레인 커플링제(신에쓰 실리콘사제 KBM5103), 및 증가점제(다이세이 파인 케미컬사제 아크리트 8BR500)를 첨가하여, 조제했다. 즉, 유기층(16)은, TMPTA를 중합하여 이루어지는 층이다.
광중합 개시제의 첨가량은, 유기 용제를 제외한 농도로 2질량%, 실레인 커플링제의 첨가량은, 유기 용제를 제외한 농도로 10질량%, 증가점제의 첨가량은, 유기 용제를 제외한 농도로 1질량%로 했다. 즉, 고형분에 있어서의 TMPTA는 87질량%이다. 또, 이와 같은 비율로 배합한 성분을 MEK에 희석한 도료의 고형분 농도는, 15질량%로 했다. 즉 MEK는 85질량%이다.
도포 수단(36)은 다이코터를 이용했다. 건조 수단(38)은, 노즐로부터의 건조풍을 분출하는 장치를 이용하고, 건조는 80℃에서 행했다. 또한, 광조사 수단(40)으로부터는 자외선을 조사하여, 중합을 행했다. 또한, 자외선에 의한 경화는, 자외선의 조사량이 적산 조사량으로 약 500mJ/cm2가 되도록 하여, 지지체(12)를 이면측으로부터 80℃로 가열하면서 행했다.
다음으로, 무기층(14) 위에 유기층(16)을 형성한 적층체(26)를 권회하여 이루어지는 재료 롤(61)을, 다시, 도 2(A)에 나타내는 무기 성막 장치(32)에 장전하고, 앞과 동일하게 하여, 두께 50nm의 무기층(14)을 형성하여, 무기층(14), 유기층(16) 및 무기층(14)을 형성하여 이루어지는 적층체(26)를 권회하여 이루어지는 재료 롤(93)을 얻었다.
또한, 이 재료 롤(93)을, 다시, 도 2(B)에 나타내는 유기 성막 장치(30)에 장전하고, 앞과 동일하게 하여, 두께 0.5μm의 유기층(16)을 형성하여, 지지체(12), 점착층(20) 및 보호 재료(24)로 이루어지는 적층체(26)의 표면에, 무기층(14), 유기층(16), 무기층(14) 및 유기층(16)을 형성하여 이루어지는, 도 1(A)에 나타내는 가스 배리어 필름(10a)을 제작했다.
[실시예 2~6]
점착층(20)의 두께를 15μm로 한 것 이외(실시예 2);
점착층(20)의 두께를 50μm로 한 것 이외(실시예 3);
점착층(20)의 두께를 100μm로 한 것 이외(실시예 4);
점착층(20)의 두께를 150μm로 한 것 이외(실시예 5);
점착층(20)의 두께를 200μm로 한 것 이외(실시예 6);
는, 실시예 1과 동일하게 하여, 도 1(A)에 나타내는 가스 배리어 필름(10a)을 제작했다.
[실시예 7~9]
보호 재료(24)(PET 필름)의 두께를 38μm로 한 것 이외(실시예 7);
보호 재료(24)의 두께를 75μm로 한 것 이외(실시예 8);
보호 재료(24)의 두께를 20μm로 한 것 이외(실시예 9);
는, 실시예 1과 동일하게 하여 도 1(A)에 나타내는 가스 배리어 필름(10a)을 제작했다.
[실시예 10~13]
지지체(12)(COC 필름)의 두께를 25μm로 변경한 것 이외(실시예 10);
지지체(12)의 두께를 25μm로 변경하고, 보호 재료(24)(PET 필름)의 두께를 75μm로 변경한 것 이외(실시예 11);
지지체(12)의 두께를 100μm로 변경한 것 이외(실시예 12);
지지체(12)의 두께를 100μm로 변경하고, 보호 재료(24)의 두께를 38μm로 변경한 것 이외(실시예 13);
는, 실시예 1과 동일하게 하여 도 1(A)에 나타내는 가스 배리어 필름(10a)을 제작했다.
[실시예 14~16]
지지체(12)(COC 필름)의 표면에 불소 코트에 의한 이형 처리를 실시한 후에, 점착층(20)에 점착한 것 이외(실시예 14);
지지체(12)의 표면에 플라즈마 처리에 의한 이접착 처리를 실시한 후에, 점착층(20)에 점착한 것 이외(실시예 15);
지지체(12)의 표면에 플라즈마 처리에 의한 이접착 처리를 실시한 후에, 점착층(20)에 점착한 것 이외(실시예 16);
는, 실시예 1과 동일하게 하여, 4종류의 도 1(A)에 나타내는 가스 배리어 필름(10a)을 제작했다. 또한, 실시예 16은, 실시예 15와는 상이한 조건으로 이접착 처리를 행했다.
실시예 1과 동일하게 지지체(12)와 점착층(20)의 점착력을 측정한 바,
실시예 14가 0.01N/25mm;
실시예 15가 0.05N/25mm;
실시예 16이 0.15N/25mm;였다.
[실시예 17~19]
보호 재료(24)(PET 필름)에 실시하는 플라즈마 처리에 의한 이접착 처리의 조건을 변경한 것 이외(실시예 17);
보호 재료(24)에 실시하는 플라즈마 처리에 의한 이접착 처리의 조건을 변경한 것 이외(실시예 18);
보호 재료(24)에 실시하는 플라즈마 처리에 의한 이접착 처리의 조건을 변경한 것 이외(실시예 19);
는, 실시예 1과 동일하게 하여, 4종류의 도 1(A)에 나타내는 가스 배리어 필름(10a)을 제작했다. 또한, 실시예 17~19는, 서로 상이한 조건으로 이접착 처리를 행했다.
실시예 1과 동일하게 보호 재료(24)와 점착층(20)의 점착력을 측정한 바,
실시예 17이 15N/25mm;
실시예 18이 5N/25mm;
실시예 19가 50N/25mm;였다.
[실시예 20]
지지체(12)를 두께 50μm의 PC 필름(데이진사제 S148)으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 도 1(A)에 나타내는 가스 배리어 필름(10a)을 제작했다.
또한, 이 지지체(12)의 열수축은, MD 방향이 0.3%, TD 방향이 0.3%이다.
실시예 1과 동일하게 지지체(12)와 점착층(20)의 점착력을 측정한 바, 0.025N/25mm였다.
[비교예 1]
지지체(12)(COC 필름)의 표면에 불소 코트에 의한 이형 처리를 실시한 후에, 점착층(20)에 점착한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 도 1(A)에 나타내는 가스 배리어 필름(10a)을 제작했다. 또한, 이 이형 처리는, 실시예 14와는 상이한 불소 코트를 이용하여 행했다.
실시예 1과 동일하게 지지체(12)와 점착층(20)의 점착력을 측정한 바, 0.005N/25mm였다.
[비교예 2]
지지체(12)(COC 필름)의 표면에 플라즈마 처리에 의한 이접착 처리를 실시한 후에, 점착층(20)에 점착한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 도 1(A)에 나타내는 가스 배리어 필름(10a)을 제작했다. 또한, 이접착 처리의 조건은, 실시예 15 및 16과는 상이한 조건으로 했다.
실시예 1과 동일하게, 지지체(12)와 점착층(20)의 점착력을 측정한 바, 2N/25mm였다.
[비교예 3]
보호 재료(24)(PET 필름)에 이접착 처리를 행하지 않고, 불소 코트에 의한 이형 처리를 행한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 도 1(A)에 나타내는 가스 배리어 필름(10a)을 제작했다.
실시예 1과 동일하게, 보호 재료(24)와 점착층(20)의 점착력을 측정한 바, 1N/25mm였다.
[비교예 4]
보호 재료(24)(PET 필름)에 실시하는 플라즈마 처리에 의한 이접착 처리의 조건을 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 4종류의 도 1(A)에 나타내는 가스 배리어 필름(10a)을 제작했다. 또한, 이접착 처리의 조건은, 실시예 17~19와는 상이한 조건으로 했다.
실시예 1과 동일하게 보호 재료(24)와 점착층(20)의 점착력을 측정한 바, 60N/25mm였다.
[평가]
이와 같이 하여 제작한 실시예 1~20 및 비교예 1~4의 가스 배리어 필름(10a)에 대하여, 가스 배리어 필름(10a)의 변형성, 보호 재료(24)를 박리하기 전의 가스 배리어 필름(10a)의 가스 배리어성, 보호 재료(24)의 박리성, 및 보호 재료(24)를 박리한 가스 배리어 필름(10d)의 가스 배리어성을 평가했다.
＜가스 배리어 필름(10a)의 변형성＞
임의로 선택한 1m2의 영역에 있어서, 육안에 의한 확인에 의하여, 제작한 가스 배리어 필름(10a)의 변형성을, 평가했다.
전혀 변형이 확인되지 않은 경우를 "AAA";
약간의 변형을 1개소 확인할 수 있는 경우를 "AA";
약간의 변형을 2~3개소 확인할 수 있는 경우를 "A";
약간의 변형을 4~5개소 확인할 수 있는 경우를 "B";
변형은 보이지만, 실용상 문제가 되지 않는 경우를 "C";
큰 변형이 있어, 실용상으로도 사용할 수 없는 경우를 "D";
전면적으로 큰 변형이 있어, 실용상으로도 사용할 수 없는 경우를 "E"; 라고 평가했다.
＜박리 전의 가스 배리어성(배리어성)＞
제작한 가스 배리어 필름(10a)의 수증기 투과율[g/(m2·day)]을, 칼슘 부식법(일본 공개특허공보 2005-283561호에 기재되는 방법)에 따라, 측정했다. 또한, 항온항습 처리의 조건은, 온도 40℃, 습도 90%RH로 했다.
7×10-6[g/(m2·day)] 미만의 것을 "AAA";
7×10-6[g/(m2·day)] 이상, 9×10-6[g/(m2·day)] 미만의 것을 "AA";
9×10-6[g/(m2·day)] 이상, 3×10-5[g/(m2·day)] 미만의 것을 "A";
3×10-5[g/(m2·day)] 이상, 5×10-5[g/(m2·day)] 미만의 것을 "B";
5×10-5[g/(m2·day)] 이상, 9×10-5[g/(m2·day)] 미만의 것을 "C";
9×10-5[g/(m2·day)] 이상, 3×10-4[g/(m2·day)] 미만의 것을 "D";
3×10-4[g/(m2·day)] 이상의 것을 "E";라고, 평가했다.
＜보호 재료(24)의 박리성＞
박리 시험기에 의하여 가스 배리어 필름(10a)으로부터 보호 재료(24) 및 점착층(20)을 박리하여, 도 1(D)에 나타내는 가스 배리어 필름(10d)으로 했다.
이 가스 배리어 필름(10d)에 대하여, 육안에 의하여, 지지체(12)의 변형 및 지지체(12)로의 점착층(20)의 잔존을 확인함으로써, 보호 재료(24)의 박리성을 평가했다. 보호 재료(24)의 박리성이 나쁜 것이, 지지체(12)의 변형이나, 지지체(12)로의 점착층(20)의 잔존이 발생하기 쉬워진다.
박리해도, 지지체(12)의 변형이 발생하지 않고, 또한 지지체(12)로의 점착층(20)의 잔존이 전혀 없는 경우를 "A";
박리에 의하여, 지지체(12)의 변형, 및 지지체(12)로의 점착층(20)의 잔존 중 적어도 한쪽이, 약간 발생하는 경우를 "B";
박리에 의하여, 지지체(12)의 변형, 및 지지체(12)로의 점착층(20)의 잔존 중 적어도 한쪽이, 박리 방향으로 단속적으로 발생하는 경우를 "C";
박리에 의하여, 지지체(12)의 변형, 및 지지체(12)로의 점착층(20)의 잔존 중 적어도 한쪽이, 박리 방향으로 연속적으로 발생하여, 실용상으로도 사용할 수 없는 경우를 "D";
박리할 수 없고, 지지체(12)의 파단, 및 전면적인 점착층(20)의 잔존이 확인되는 것 중 어느 하나라도 발생한 경우를 "E";라고 평가했다.
＜박리 후의 가스 배리어성(배리어성)＞
박리 전의 가스 배리어성과 동일하게 하여, 보호 재료(24)를 박리한 가스 배리어 필름(10d)의 수증기 투과율[g/(m2·day)]을 측정하여, 동일하게 평가했다.
결과를 하기의 표에 나타낸다.
[표 1]
Figure pct00001
상기 표에 나타나는 바와 같이, 본 발명의 가스 배리어 필름은, 모두, 9×10-5[g/(m2·day)] 미만이라는 우수한 가스 배리어성을 갖는다.
또한, 실시예 15 및 16은, 보호 재료(24)의 박리성이, 다른 예보다 약간 낮기 때문에, 보호 재료(24)의 박리 시에 지지체(12)에 약간의 변형이 발생하고, 이에 기인하여, 무기층(14)이 약간 손상되어 버려, 그 결과, 보호 재료(24)의 박리 전과 비교하여, 박리 후의 가스 배리어성이 약간 저하되었다고 생각된다.
이에 대하여, 지지체(12)와 점착층(20)의 점착력이 0.005N/25mm이고, 보호 재료(24)와 점착층(20)의 점착력이 25N/25mm인 비교예 1은, 지지체(12)와 점착층(20)의 점착력이 너무 약하기 때문에, 지지체(12)와 점착층(20)의 박리가 발생하여, 무기층(14)의 형성 시 등에 반송이 불안정하게 되어 버리고, 이에 기인하여 무기층(14)에 균열이나 금 등이 발생하여, 가스 배리어성이 저하되었다고 생각된다.
또, 지지체(12)와 점착층(20)의 점착력이 2N/25mm이고, 보호 재료(24)와 점착층(20)의 점착력이 25N/25mm인 비교예 2는, 지지체(12)와 점착층(20)의 접착력이 너무 강하기 때문에, 보호 재료(24)와 지지체(12)의 열변형의 차이에 기인하는 지지체(12)의 변형을 억제하지 못하고, 이 지지체(12)의 변형에 기인하여 무기층(14)에 균열이나 금 등이 발생하게 되어, 가스 배리어성이 저하되었다고 생각된다. 또, 지지체(12)와 점착층(20)의 접착력이 너무 강하기 때문에, 지지체(12)로부터 점착층(20) 및 보호 재료(24)를 박리할 때에도, 무기층(14) 등에 데미지를 주고 있는 것을 생각할 수 있다. 또한, 이 예는, 보호 재료(24)의 박리성이 낮기 때문에, 보호 재료(24)의 박리 시에 지지체(12)에 변형이 발생하고, 이에 기인하여, 무기층(14)이 손상되어 버려, 그 결과, 보호 재료(24)의 박리 전과 비교하여, 박리 후의 가스 배리어성이 저하되었다고 생각된다.
또, 지지체(12)와 점착층(20)의 점착력이 0.025N/25mm이고, 보호 재료(24)와 점착층(20)의 점착력이 1N/25mm인 비교예 3은, 보호 재료(24)와 점착층(20)의 점착력이 너무 약하기 때문에, 보호 재료(24)의 박리가 발생하여, 무기층(14)의 형성 시 등에 반송이 불안정하게 되어 버리고, 이에 기인하여 무기층(14)에 균열이나 금 등이 발생하여, 가스 배리어성이 저하되었다고 생각된다. 또, 점착층(20) 및 지지체(12)의 점착력과, 점착층(20) 및 보호 재료(24)의 점착력의 차가 작기 때문에, 지지체(12)로부터 점착층(20) 및 보호 재료(24)를 박리할 때에도, 무기층(14) 등에 데미지를 주고 있는 것을 생각할 수 있다. 또한, 이 예는, 보호 재료(24)의 박리성이 낮기 때문에, 보호 재료(24)의 박리 시에 지지체(12)에 파단이 발생하고, 이에 기인하여, 무기층(14)이 손상되어 버려, 그 결과, 보호 재료(24)의 박리 전에 비교하여, 박리 후의 가스 배리어성이 저하하고 있다고 생각된다.
또한, 지지체(12)와 점착층(20)의 점착력이 0.025N/25mm이고, 보호 재료(24)와 점착층(20)의 점착력이 60N/25mm인 비교예 4는, 보호 재료(24)와 점착층(20)의 접착력이 너무 강하여 강성이 높은 상태가 되어 버렸기 때문에, 지지체(12)의 변형을 억제하지 못하고, 이 지지체(12)의 변형에 기인하여 무기층(14)에 균열이나 금 등이 발생하게 되어, 가스 배리어성이 저하되었다고 생각된다.
이상의 결과로부터, 본 발명의 효과는 분명하다.
산업상 이용가능성
유기 EL 디바이스의 보호 필름 등으로서, 적합하게 이용 가능하다.
10a, 10b, 10c, 10d 가스 배리어 필름
12 지지체
14 무기층
16 유기층
20 점착층
24 보호 재료
26 적층체
30 유기 성막 장치
32 무기 성막 장치
36 도포 수단
38 건조 수단
40 광조사 수단
42, 64 회전축
46, 92 권취축
48, 50 반송 롤러쌍
56 공급실
58 성막실
60 권취실
68, 84a, 84b, 90 가이드 롤러
70, 74, 76 진공 배기 수단
72, 75 격벽
80 드럼

Claims (9)

  1. 지지체와, 상기 지지체 위에 교대로 형성된 유기층 및 무기층과, 상기 지지체의 유기층 및 무기층의 형성면과 반대면에 점착되는 점착층과, 상기 점착층에 점착되는, 상기 지지체와 상이한 열적 특성을 갖는 보호 재료를 갖고, 또한,
    상기 점착층과 지지체의 점착력이 0.01~0.15N/25mm이며, 상기 점착층과 보호 재료의 점착력이 5~50N/25mm인 것을 특징으로 하는 기능성 필름.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 점착층의 두께가 15~250μm인 기능성 필름.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 지지체는, 리타데이션값이 300nm 이하인 기능성 필름.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지체는, 유리 전이 온도가 130℃ 이상이고, 열수축률이 0.5% 이하이며, 두께가 20~120μm이고,
    상기 보호 재료는, 유리 전이 온도가 60℃ 이상이며, 열수축률이 0.5% 초과 2% 이하이고, 두께가 12~100μm인 기능성 필름.
  5. 0.01~0.15N/25mm의 점착력으로 지지체와 점착층이 점착되고, 또한 상기 점착층의 지지체와 반대면에, 5~50N/25mm의 점착력으로, 상기 지지체와 열적 특성이 상이한 보호 재료가 점착되어 이루어지는, 장척의 적층체를 제작하고,
    상기 적층체를 길이 방향으로 반송하면서, 상기 지지체의 점착층과 반대면에, 도포법에 의한 유기층 및 기상 성막법에 의한 무기층을, 교대로 형성하는 것을 특징으로 하는 기능성 필름의 제조 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    소정수의 상기 유기층 및 무기층을 형성한 후에, 상기 지지체로부터, 상기 점착층 및 보호 재료를 박리하는 기능성 필름의 제조 방법.
  7. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 점착층의 두께가 15~250μm인 기능성 필름의 제조 방법.
  8. 청구항 5 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지체는, 리타데이션값이 300nm 이하인 기능성 필름의 제조 방법.
  9. 청구항 5 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지체는, 유리 전이 온도가 130℃ 이상이고, 열수축률이 0.5% 이하이며, 두께가 20~120μm이고,
    상기 보호 재료는, 유리 전이 온도가 60℃ 이상이며, 열수축률이 0.5% 초과 2% 이하이고, 두께가 12~100μm인 기능성 필름의 제조 방법.
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