挠性透明导电薄膜和挠性功能性元件及它们的制造方法

文档序号:7188726阅读:134来源:国知局
专利名称:挠性透明导电薄膜和挠性功能性元件及它们的制造方法
技术领域
本发明涉及一种在基膜面上具有透明导电层的挠性透明导电薄膜和使用 该透明导电薄膜而得到的液晶显示元件、有机电致发光元件、无机分散型电 致发光元件、电子纸元件等的挠性功能性元件,尤其涉及一种具有阻气功能 和优良的可挠性的挠性透明导电薄膜和挠性功能性元件的改良。
背景技术
近年来,在以液晶为首的各种显示器或移动电话等的电子设备中,轻薄 短小化的趋向加速,与此相伴,正在积极地进行由塑料薄膜来代替以往一直 使用的玻璃基板的研究。由于塑料薄膜轻且优于可挠性,所以如果能够将厚 度为几纳米左右的薄塑料薄膜应用于如液晶显示元件、有机电致发光元件(以
下简称为"有机EL元件")、无机分散型电致发光元件(以下简称为"无 机分散型EL元件")、电子纸元件等基板上,则能够得到极其轻量且柔软 的挠性功能性元件。
而且,通常作为用于上述功能性元件的挠性透明导电薄膜,众所周知的 是采用溅射法或者离子镀膜法等的物理气相沉积法来形成铟锡氧化物(以下 简称为"ITO")的透明导电层(以下简称为"溅射ITO层")的塑料薄膜 (以下简称为"溅射ITO薄膜")。
上述溅射ITO薄膜是在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙 二醇酯(PEN)等的透明塑料薄膜上,通过溅射等物理气相沉积法,以厚度 达到10 50nm左右的方式形成了无机成分的ITO单独层的薄膜,由此,能 够得到表面电阻值为100 500Q/口 (欧姆/平方,以下相同)左右的低电阻的 透明导电层。
但是,由于上述溅射ITO层是无机成分的薄膜,极其脆,所以具有容易 产生微观裂纹(裂缝)的问题。因此,当将基膜的厚度不足50pm (如25pm) 的溅射ITO薄膜用于上述挠性功能性元件时,基膜的可挠性(柔软性)过高, 在处理的过程中或者最终形成为功能性元件之后,溅射ITO层上很容易产生裂缝而显著损坏膜的导电性,因此,目前的现状是实际上无法应用于要求具 有高可挠性的挠性功能性元件中。
为此,例如在JP特开平04-237909号公报、JP特开平05-036314号公报、 JP特开2001-321717号、JP特开2002-36411号公报、JP特开2002-42558号
公报记载的发明中,提出了在基膜面上采用透明导电层形成用涂布液来形成 透明导电层的方法,以此来代替采用溅射等的物理气相沉积法来形成ITO层 的上述方法。具体来说是如下所述的方法,即,将以导电性氧化物微粒和粘 结剂为主成分的透明导电层形成用涂布液涂布于基膜上,并使之干燥而形成 涂布层,接着,通过金属辊进行压縮(压延)处理后,使上述粘结剂成分固 化,由此制造具有透明导电层的透明导电薄膜的方法。而且,在该方法中, 通过采用金属辊的压延处理,能够提高透明导电层中的导电性微粒的填充密 度,从而具有能够大幅度提高膜的电(导电)特性以及光学特性的优点。
进一步,在JP特开2006-202738号公报、JP特开2006-202739号公报、 WO2007/039969号公报记载的发明中,提出了一种采用了透明导电层形成用 涂布液的透明导电薄膜,该薄膜虽然使用了在透明导电薄膜的基膜侧贴合了 衬膜的极其薄的基膜,但操作性良好的透明导电薄膜,其中,所述衬膜具有 能够在与基膜的界面剥离的微粘接层。
但是,在采用了上述透明导电薄膜而得到的液晶显示元件、有机电致发 光元件、无机分散型电致发光元件、电子纸元件等的挠性功能性元件中,多 数情况下还要求其具有如对水蒸气或者氧气等的阻气功能(但是在无机分散 型电致发光元件中,当荧光体粒子中已使用了防湿涂覆品的情况下,并不特 别要求阻气功能)。因此,正在研究将赋予了阻气功能的市售的阻气性塑料 薄膜通过粘合剂层粘贴到上述透明导电薄膜,从而使之具备阻气功能的方法。
但是,在透明导电薄膜上粘贴阻气性塑料薄膜的方法由于增加了阻气性 塑料薄膜的厚度和粘合剂层的厚度,所以功能性元件的最终厚度相对应地增 加,具有功能性元件的可挠性恶化的问题,进一步,在将功能性元件组装到 卡(IC卡、信用卡、预付卡等)等的薄型设备之际,存在着无法满足元件的 厚度要尽量薄的要求的问题
发明内容
本发明着眼于上述问题而完成,其目的在于,提供具有阻气功能和良好 的可挠性的挠性透明导电薄膜和挠性功能性元件,同时提供这些挠性透明导 电薄膜和挠性功能性元件的制造方法。
于是,本发明人等为了解决上述问题,将赋予了阻气功能的塑料薄膜直 接用作基膜,以此来代替将阻气性塑料薄膜粘贴到透明导电薄膜的上述方法, 进一步在赋予了阻气功能的上述塑料薄膜(基膜)上涂布透明导电层形成用 涂布液,并进行压縮处理,从而直接形成可挠性优良的透明导电层,其结果 发现与起初的预想不同地,能够简单地得到具有阻气功能和优良的可挠性的 挠性透明导电薄膜。本发明是根据该技术发现而完成的。
即,本发明所述挠性透明导电薄膜由基膜和在该基膜上涂布了透明导电 层形成用涂布液而形成的透明导电层构成,其特征在于,通过赋予了阻气功 能的塑料薄膜构成上述基膜,同时,上述透明导电层以导电性氧化物微粒和 粘合剂基质为主成分,而且被实施有压缩处理。
另外,本发明所述挠性透明导电薄膜的制造方法,其特征在于,在由赋 予了阻气功能的塑料薄膜构成的基膜上,涂布以导电性氧化物微粒、粘合剂 以及溶剂为主成分的透明导电层形成用涂布液来形成涂布层,对形成有上述 涂布层的基膜实施压縮处理后,使涂布层固化来形成透明导电层,由此制造 由上述基膜和透明导电层构成的挠性透明导电薄膜。
其次,本发明所述挠性功能性元件,其特征在于,在上述挠性透明导电 薄膜上形成有液晶显示元件、有机电致发光元件、无机分散型电致发光元件、 电子纸元件中的任意功能性元件,同时,当在基膜上粘贴有衬膜的情况下, 在与基膜的界面剥离除去所述衬膜。
另外,本发明所述挠性功能性元件的制造方法,其特征在于,在上述挠 性透明导电薄膜上形成液晶显示元件、有机电致发光元件、无机分散型电致 发光元件、电子纸元件中的任意功能性元件,当在基膜上粘贴有衬膜的情况 下,在与基膜的界面剥离除去所述衬膜。
而且,根据本发明所述挠性透明导电薄膜,由于将赋予了阻气功能的塑 料薄膜直接用作透明导电薄膜的基膜,且在赋予了阻气功能的所述塑料薄膜 (基膜)上采用透明导电层形成用涂布液直接形成了可挠性优良的透明导电 层,所以具有阻气功能和优良的可挠性。另外,根据本发明所述的挠性功能性元件,由于在具有阻气功能和优良 的可挠性的上述挠性透明导电薄膜上形成有液晶显示元件、有机电致发光元 件、无机分散型电致发光元件、电子纸元件中的任意功能性元件,且挠性功 能性元件的厚度控制在较薄的范围,所以具有优良的可挠性,很容易组装到 如卡等的薄型器件中,而且可对器件进一步的薄型化做出贡献。
具体实施例方式
以下,详细说明本发明。
首先,作为能够适用本发明所述挠性透明导电薄膜的挠性功能性元件,
可以列举如上所述的液晶显示元件、有机EL元件、无机分散型EL元件、电 子纸元件等。
在上述任意功能性元件中,对所使用的透明导电薄膜均要求具有阻气功 能(氧气阻挡性、水蒸气阻挡性等),如在水蒸气阻挡性中,要求水蒸气透 过率(WVRT: Water Vapor Transmission Rate)必须在0.1g/m々天程度以下, 优选在0.01g/m々天以下(但是,在使用了已实施防湿涂布的胶囊化荧光体粒 子的无机分散型EL元件中无需进行上述元件的防湿),通常采用通过粘接 剂将阻气性塑料薄膜粘贴到各功能性元件的方法。 一方面,功能性元件的薄 型化、轻量化、赋予可挠性成为越来越重要的课题,要求尽可能使元件薄。
于是,本发明的立足点在于,当将薄而柔软的阻气性塑料薄膜(赋予了 阻气功能的塑料薄膜)直接用作基膜,且在赋予了阻气功能的塑料薄膜(基 膜)上通过透明导电层形成用涂布液直接形成可挠性优良的透明导电层时, 所得到的透明导电薄膜可以兼顾阻气功能的赋予和优良的可挠性,从而能够 解决上述课题。
在此,如上所述,在本发明的挠性透明导电薄膜中,在赋予了阻气功能 的塑料薄膜(基膜)上通过涂布法(即采用透明导电层形成用涂布液来形成 透明导电层的方法)形成由以导电性氧化物微粒和粘合剂基质为主成分的透
明导电层。
另外,作为向塑料薄膜赋予阻气功能的方法,广泛使用在塑料薄膜上实 施阻气涂布的方法。例如,作为用于包装材或液晶显示元件的阻气性塑料薄 膜,已知有在薄膜上蒸镀了氧化硅的薄膜(参考JP特公昭58-12953号公报)、蒸镀了铝的薄膜(参考JP特开昭58-217344号公报),但其水蒸气阻挡性均 为lg/m"天左右。但是,近年来随着有机EL显示器或液晶显示器的大型化和 高精细化,要求薄膜基材必须具有更高的阻气性,并以水蒸气阻挡性表示时 要求其具有低于0.1g/m"天的性能。为了对应于此,探讨了通过采用在低压 条件下辉光放电产生的等离子来形成薄膜的溅射法或者CVD法进行成膜,进 一步还提出了通过真空蒸镀法或在大气压附近的放电等离子法来制作具有相 互层叠了有机膜和无机膜的结构的阻气膜的技术(参考WO2000/026973号公 报、JP特开2003-191370号公报)。另外,作为具有0.001g/m々天以下的水 蒸气阻挡性的薄膜,还提出了层叠有两层以上的陶瓷层的阻气性薄膜层叠体 (参考JP特开2007-277631号公报)。
而且,本发明的赋予了阻气功能的塑料薄膜(基膜),可以使用通过上 述JP特公昭53-12953号公报、JP特开昭58-217344号公报、WO2000/026973 号公报、JP特开2003-191370号公报、JP特开2007-277631号公报中记载的 各种方法得到的市售的阻气性塑料薄膜。而且,根据功能性元件的种类的不 同,所需要的阻气性能也不同,在有机EL元件或液晶元件中,水蒸气阻挡 性要求在0.01g/m々天以下,优选要求在0.001g/m"天。但由于具有高阻气功 能的薄膜通常价格偏高,因此,可根据所使用的功能性元件的种类、使用的 器件、器件的使用环境或容许寿命等来进行适当的选择。
接着,用于本发明的上述赋予了阻气功能的塑料薄膜(基膜)的厚度为 3 50,、优选为6 25pm。若基膜变厚,则通常其刚性变高,挠性功能性 元件的可挠性受损。 一方面,若基膜变薄,虽然可提高挠性功能性元件的可 挠性,但在制造工序中对操作容易带来困难,有时会导致生产性的恶化。尤 其是,当基膜的厚度薄至不足3pm时,存在着很难得到通常流通的通用的薄 膜、基膜自身的操作性变得极其困难从而使后述的通过支撑薄膜(衬膜)进 行的衬里变得困难、以及由于基膜自身的强度降低从而对挠性功能性元件的 包括阻气层或透明导电层的元件的构成要素产生损坏等问题,因而不优选。
另外,上述基膜(赋予了阻气功能的塑料薄膜)的材料只要是具有透明 性或者透光性且能够在其上形成透明导电层的材料,则没有特别的限制,可 以使用各种塑料薄膜。具体来说可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、 聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、酰胺纤维、聚醚砜(PES)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、氨基甲酸乙酯、氟树脂等的塑料薄膜,其中,
从价廉且强度优良、兼具透明性和柔软性等观点出发,优选PET薄膜。
另外,作为上述基膜(赋予了阻气功能的塑料薄膜),也可以使用通过 无机及/或有机(塑料)的纤维(含针状、棒状、须状微粒)或片状微粒(含 板状)加以强化的薄膜。被这些纤维或片状微粒强化的薄膜即使是非常薄的 薄膜,也能够具有良好的强度。
另外,为了提高与以导电性氧化物微粒和粘合剂基质为主成分的透明导 电层之间的粘贴力,可对上述基膜(赋予了阻气功能的塑料薄膜)的要涂布 透明导电层形成用涂布液的面事先实施易粘着处理,具体来说,可以事先实 施等离子处理、电晕放电处理、短波长紫外线照射处理等。
在此,作为赋予了阻气功能的塑料薄膜,当使用实施了上述阻气涂布的 塑料薄膜时,在上述塑料薄膜的任何面上形成透明导电层都可以。例如,当 实施了阻气涂布的塑料薄膜的阻气层形成有透明导电层时,成为上述阻气层 被夹在塑料薄膜和透明导电层之间的结构,阻气层不会露出到外部(因为被 塑料薄膜和透明导电层所保护),所以难以产生由伤痕或药品引起的阻气层 的劣化。但是,在实施了阻气涂布的塑料薄膜的阻气层上的透明导电层的形 成,相比于在塑料薄膜上的透明导电层的形成,难以确保粘贴力,还有可能 透明导电膜形成用涂布液对阻气层产生坏的影响,所以有必要根据挠性透明 导电薄膜所适用的器件的种类或者其使用状况适当地进行选择。
另外,也可以粘贴多张赋予了阻气功能的塑料薄膜来构成基膜,由此进
一步强化基膜的阻气功能。例如,若粘贴两张水蒸气阻挡性为0.1g/mV天的 阻气性塑料薄膜,则能够得到0.05g/m々天的水蒸气阻挡性。但是,若粘贴赋 予了阻气功能的塑料薄膜,则基膜的总厚度相应地变厚,从而会降低可挠性。 因此,是否由高性能的赋予了阻气功能的单一的塑料薄膜来构成上述基膜, 或者粘贴多张价廉的阻气性塑料薄膜(赋予了阻气功能的塑料薄膜)来构成 基膜,可以根据成本或使用的功能性元件的厚度、并根据所要求的可挠性等 来适当地进行选择。
另外,在上述基膜(赋予了阻气功能的塑料薄膜)的没有形成透明导电 层的面上,也可以实施表面硬化涂层处理、防眩光涂层处理、防反射(低反 射)涂层处理。由于上述没有形成透明导电层的面最终成为本发明所述挠性功能性元件(挠性透明导电薄膜的透明导电层上形成了功能性元件的元件) 的最外表面而露出在外部,所以若在该面上实施有表面硬化涂层处理,则可 提高耐擦伤性,例如可以有效地防止因阻气涂层受损伤而引起的阻气性能的 降低或上述挠性功能性元件的显示功能的降低等。同样,若实施有防眩光涂 层处理、防反射涂层处理,则能够控制在上述挠性功能性元件的最外表面上 的外光反射,所以可进一步提高显示性能。
但是,由于基膜(赋予了阻气功能的塑料薄膜)具有如上所述的3 50^m 的薄的厚度,因此,当考虑到挠性透明导电薄膜以及挠性功能性元件的制造 工序中的操作性和生产性时,优选采用支撑薄膜(衬膜)来衬里(补强)基 膜。优选该支撑薄膜(衬膜)在与基膜的粘接面上具有粘接后能够剥离的微 粘接层。另外,虽谈不上是通常的情况,但当支撑薄膜(衬膜)的原材料本 身具有微粘接性时,由于支撑薄膜(衬膜)兼具有微粘接层的作用,所以无 需在支撑薄膜(衬膜)上形成微粘接层。
在此,上述支撑薄膜(衬膜)的厚度为50,以上,优选为75pm以上, 更有选为100,以上。若支撑薄膜(衬膜)的厚度不足50,,则薄膜的刚 性降低,给各种挠性功能性元件的制造工序中的操作带来障碍,进一步,容 易引起基材弯曲(巻曲)的问题,或在形成功能性元件层之际(如在分散型 EL元件中的荧光体层等的层叠印刷之际)容易产生问题。另一方面,支撑薄 膜(衬膜)的厚度优选为200,以下。支撑薄膜(衬膜)的厚度若超过20(Him, 则薄膜又硬又重,变得难以操作的同时,从成本上考虑也不优选。
另外,对上述支撑薄膜(衬膜)的材料没有特别的限定,可以使用各种 塑料薄膜。具体来说,可以使用聚碳酸酯(PC )、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET )、 聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、酰胺纤维、聚醚砜(PES)、聚乙烯(PE)、 聚丙烯(PP)、氨基甲酸乙酯、氟树脂、聚酰亚胺(PI)等的塑料薄膜,其 中,从价廉且强度优良、兼具柔软性等观点出发,优选PET薄膜。另外,支 撑薄膜(衬膜)的透明性与挠性功能性元件所要求的透明性没有直接关系, 但有时会透过该支撑薄膜进行作为制品的元件的特性检査(亮度、外观、显 示性能等),所以优选透明性好的薄膜,从这一点上也优选PET薄膜。
而且,上述支撑薄膜(衬膜)在与基膜粘着的状态下,经过挠性透明导 电薄膜以及挠性功能性元件的制造工序,最后从基膜被剥离。因此,优选上述微粘接层具有适当的剥离性。作为这样的微粘接层,可以举出丙烯酸类或 者硅类,其中,由于硅类微粘接层的耐热性优良,因此优选。另外,上述微
粘接层所要求的剥离性具体来说在180。剥离试验[拉伸速度二300mm/分钟]中, 与基膜的剥离强度(剥离部中的每单位长度剥离所需要的力)为1 40g/cm, 优选为2 20g/cm,更优选为2 10g/cm的范围。当剥离强度不足lg/cm时, 即使将支撑薄膜(衬膜)和基膜加以粘贴,在挠性透明导电薄膜或挠性功能 性元件的制造工序中也有时容易引起剥离,故不优选。 一方面,如果上述剥 离强度超过40g/cm,则支撑薄膜(衬膜)和基膜难以剥离,有时会使产生挠 性功能性元件的从支撑薄膜剥离工序的作业性的恶化、因强行剥离而引起元 件的拉伸或透明导电层的劣化(龟裂等)、部分微粘接层附着在基膜面等现 象的危险性提高。
但是,根据挠性功能性元件的种类,有时要对挠性透明导电薄膜实施加 热处理工序(例如120 140。C左右)来制造。因此,在经加热处理工序后, 也有必要维持上述剥离强度,为此要求上述微粘接层的材料具有耐热性。进 一步,在制造挠性透明导电薄膜之际,当采用紫外线固化工序时,要求微粘 接层的材料必须具有耐紫外线性。
而且,在对挠性透明导电薄膜实施加热处理工序来制造挠性功能性元件 的情况下,在该加热处理工序的前后,上述挠性透明导电薄膜的纵向(MD) 以及横向(TM)的尺寸变化率均在0.3%以下,优选在0.15%以下,进一步 优选在0.1%以下。在此,在塑料薄膜中,伴随着加热处理的尺寸变化率通常 是指收縮率。但是挠性透明导电薄膜的纵向(MD)以及横向(TM)的尺寸 变化率(收縮率)均不优选超过0.3%。其理由如下,S卩,当挠性透明导电薄 膜用于例如挠性分散型EL元件时,在挠性透明导电薄膜上依次层叠荧光体 层、介电体层、背面电极层等。此时,每形成各层,形成用浆料被图案印刷、 被干燥、被加热固化,但若挠性透明导电薄膜的纵向(MD)以及横向(TM) 的任一尺寸变化率超过0.3%,则对各层进行加热固化处理之际引起尺寸变化 (收縮),产生印刷偏移,因此,该偏移的大小有可能超过分散型EL元件 制造中的容许范围。
作为降低上述尺寸变化率的方法,可以考虑使用事先经过热收縮的低热 收縮型的基膜的方法、使用由低热收縮型支撑薄膜(衬膜)衬里的基膜的方法、或者事先使上述基膜或者被支撑薄膜相衬的基膜进行热收縮的方法、连 同挠性透明导电层一起进行热收縮的方法等。
接着,本发明的透明导电层的形成可以如下所述地进行。首先,使由导 电性氧化物微粒和粘合剂基质构成的粘合剂成分分散于溶剂中,从而制备透 明导电层形成用涂布液,并在赋予了阻气功能的塑料薄膜(基膜)上涂布/ 干燥该涂布液来形成涂布层,然后将该涂布层连同基膜一起进行压縮处理, 接着,使经过压縮处理的涂布层的粘合剂成分固化,从而形成上述透明导电 层。
作为上述透明导电层形成用涂布液的涂布方法,可以使用丝网印刷、刮 刀涂布、线棒涂布、喷涂、辊式涂布、凹版印刷、喷墨印刷等的通用的方法, 但不限于此。
而且,将透明导电层形成用涂布液加以涂布、干燥而得到的上述涂布层, 由导电性氧化物微粒和未固化的粘合剂成分构成,所以,当进行上述压缩处 理时,不仅透明导电层中的导电性微粒的填充密度大幅上升,降低光的散射, 从而提高膜的光学特性,而且还可以大幅提高导电性。作为上述压縮处理, 对将透明导电层形成用涂布液加以涂布 干燥而成的基膜,通过如被硬铬电 镀的金属辊等进行压延即可,此时的金属辊的压延压力优选为线压29.4
490N/mm(30 500kgf/cm)的条件,更优选为98 294N/mm(100 300kgf/cm) 的条件。在线压不足29.4N/mm(30kgf/cm)的条件下,通过压延处理的透明导 电层的电阻值改善效果不充分,另夕卜,若线压超过490N/mm(500kgf/cm)的条
件,则压延设备需要大型化的同时,有时会产生基膜(赋予了阻气功能的塑 料薄膜)或支撑薄膜(衬膜)变形,或者基膜的阻气层被破坏从而阻气功能 恶化的现象。即,发现若能恰当地进行通过上述金属辊等的压延处理,即使 在基膜的阻气层上施加有压縮应力,也不会引起阻气功能的降低,透明导电 层的透明性或导电性被提高,至此实现了本发明。另外,上述金属辊的压延 处理中每单位面积的压延压力(N/mm2),是将线压用压区宽度(在金属辊 和透明导电薄膜的接触部分中,透明导电薄膜被金属辊压平的区域的宽度) 进行除算的值,压区宽度取决于金属辊的直径和线压,当为150mm左右的辊 直径时,则压区宽度为0.7 2mm左右。
但是,在本发明中使用厚度为3 50pm左右的薄的基膜(赋予了阻气功能的塑料薄膜),但在该基膜上粘贴了支撑薄膜(衬膜)来相衬的情况下, 即使对极其薄的基膜实施上述压延处理,也能够有效地防止基膜的变形或褶 皱的产生。进一歩,通过被硬铬电镀的金属辊进行的压延处理中,该金属辊 是表面的凹凸极小的镜面辊,所以能够使经上述压延处理后得到的透明导电 层的表面极其平滑。这是因为,即使在涂布了透明导电膜形成用涂布液而得 到的涂布层上存在凸部分,也能够在通过上述金属辊进行的压延处理中物理 地平滑该凸部分。而且,若透明导电层的表面平滑性良好,则在上述各种功 能性元件中,具有防止电极间的短路或元件缺陷的产生的效果,非常理想。 另外,透明导电层形成用涂布液的涂布既可以是全面涂敷(整面印刷),
也可以是图案印刷。另外,上述透明导电层的厚度通常为0.5 lpm左右[换 算为透明导电层的透过率(不含基膜的仅透明导电层的透过率)相当于约 92 96%],相比于基膜(赋予了阻气功能的塑料薄膜)的厚度(3 50pm) 薄,因此,即使通过图案印刷透明导电层具有图案,也能够均匀地施加上述 压縮处理时的压力。
而且,本发明的透明导电层,是对已实施了上述压縮处理的涂布层的粘 合剂成分进行圆化而得到,该固化方法可以根据透明导电层形成用涂布液的 种类,适当地选择加热处理(干燥固化、热固化)、紫外线照射处理(紫外 线固化)等即可。
接着,作为用于本发明的透明导电层形成用涂布液的导电性氧化物微粒, 是以氧化铟、氧化锡、氧化锌中的任意一种以上为主成分的微粒,例如,可 以例举铟锡氧化物(ITO)微粒、铟锌氧化物(IZO)微粒、铟-钨氧化物(IWO) 微粒、铟-钛氧化物(ITiO)微粒、铟锆氧化物微粒、锡锑氧化物(ATO)微 粒、氟锡氧化物(FTO)微粒、铝锌氧化物(AZO)微粒、镓锌氧化物(GZO) 微粒等,但只要具有透明性和导电性即可,并不限于此。但是,其中由于ITO 微粒的特性最高,故优选。
另外,上述导电性氧化物微粒的平均粒径优选为1 500nm,更优选为5 100nm。若平均粒径不足lnm,则透明导电层形成用涂布液的制造变得困难, 而且所得到的透明导电层的电阻值有时变高。 一方面,若超过500nm,则透 明导电层形成用涂布液中导电性氧化物微粒容易沉淀,所以操作不容易的同 时,有时在透明导电层中很难同时达成高透过率和低电阻值。另外,上述导电性氧化物微粒的平均粒径表示用透过电子显微镜(TEM)观察的值。
另外,透明导电层形成用涂布液的粘合剂成分具有使导电性氧化物微粒 彼此结合从而提高膜的导电性和强度的作用、或提高成为基底的基膜和透明 导电层的粘合力的作用。进一步,在功能性元件的制造工序中,为了防止因 通过层叠印刷等来形成各种功能性膜时所使用的各种印刷浆料中含有的有机 溶剂引起的透明导电层的劣化,还具有赋予耐溶剂性的作用。而且,作为上 述粘合剂成分,可以使用有机以及/或者无机粘合剂,可根据涂布有透明导电 层形成用涂布液的基膜、透明导电层的膜形成条件等来进行适当的选择,以 满足上述功能。
另外,作为上述有机粘合剂,并非不能使用丙烯酸树脂或聚酯树脂等的 热可性树脂,但是通常优选具有耐溶剂性,因此,必须使用可交联的树脂, 可以从热固性树脂、常温固化性树脂、紫外线固化性树脂、电子射线固化性
树脂等中选择。例如,作为热固性树脂可以举出环氧树脂、氟树脂等;作为 常温固化性树脂可以举出两夜性的环氧树脂或聚氨酯树脂等;作为紫外线固 化性树脂可以举出含有各种低聚物、均聚物、光引发剂的树脂等;作为电子 射线固化性树脂可以举出含有各种低聚物、均聚物的树脂等,但并不限于这 些树脂。
另外,作为上述无机粘合剂,可以举出以硅溶胶、氧化铝溶胶、氧化锆 溶胶、氧化钛溶胶等为主成分的粘合剂。例如,作为上述硅溶胶可以利用在 硅酸四烷基酯中添加了水或酸催化剂进行水解并进行了脱水縮聚的聚合物、 或者使已聚合到4 5聚体的市售的硅酸四烷基酯溶液进一步进行水解和脱 水縮聚而成的聚合物等。但是,若过渡进行脱水縮聚,则溶液粘度上升,最 终固化,所以将脱水縮聚的程度调整在能够涂布于基膜(赋予了阻气功能的 塑料薄膜)上的上限粘度以下。虽然只要将脱水縮聚的程度控制在上述上限 粘度以下的程度即可而没有特别的限制,但当考虑到膜强度、耐气候性等, 则优选重均分子量为500 50000左右。而且,该硅酸烷基酯的水解聚合物(硅 溶胶)在透明导电层形成用涂布液的涂布、千燥后的加热时,脱水縮聚反应 (交联反应)几乎已经结束,成为硬的硅酸酯粘合剂基质(以氧化硅为主成 分的粘合剂基质)。上述脱水縮聚反应是从膜(涂布层)的干燥结束后立即 开始,当经过一定时间后,导电性氧化物微粒坚固地固结成彼此之间无法移动的程度,因此,当使用无机粘合剂时,在透明导电层形成用涂布液的涂布、 干燥后,优选尽可能快速地进行上述压縮处理。
另外,作为粘合剂,也可以使用有机-无机的混合粘合剂,例如可以举出 用有机官能团修饰了上述硅溶胶的一部分的粘合剂、或者以硅垸偶合剂等的 各种偶合剂为主成分的粘合剂。另外,使用了无机粘合剂或者有机-无机的混 合粘合剂的透明导电层必然具有优秀的耐溶剂性,但是必须进行适当的选择, 以不会降低与作为基底的基膜之间的粘合力或者透明导电层的柔软性等。
接着,当假设导电性氧化物微粒和粘合剂成分的比重分别为7.2左右
(ITO的比重)和1.2左右(通常的有机树脂粘合剂的比重)时,本发明使 用的透明导电层形成用涂布液中的导电性氧化物微粒和粘合剂成分的比例以 重量比表示为导电性氧化物微粒:粘合剂成分=85: 15 97: 3,更有选为87: 13 95: 5。其理由在于,当在本发明中进行涂布层的压延处理之际,若粘合 剂成分多于85: 15的比例,则透明导电层的电阻有时变得过于高,相反,若 粘合剂成分少于97: 3的比例,则透明导电层的强度降低的同时,有时无法 得到与成为基底的基膜之间的充分的粘合力。
另外,本发明中使用的透明导电层形成用涂布液可通过以下的方法来制 备。首先,将导电性氧化物微粒与溶剂以及根据需要的分散剂加以混合后, 进行分散处理,得到导电性氧化物微粒分散液。作为上述分散剂,可以举出 硅烷偶合剂偶合剂等的各种偶合剂、各种高分子分散剂、阴离子系/非离子系 /阳离子系等的各种表面活性剂。这些分散剂可以根据所使用的导电性氧化物 微粒的种类或分散处理方法进行适当的选择。另外,即使完全不使用分散剂, 有时也可以根据所使用的导电性氧化物微粒和溶剂之间的组合、以及选择适 当的分散方法来得到良好的分散状态。分散剂的使用有可能引起膜(透明导 电层)的电阻值或耐气候性的恶化,所以最好是不使用分散剂的透明导电层 形成用涂布液。作为分散处理可以采用超声波处理、均化器、油漆摇动器、 玻珠研磨机等的通甩的方法。
在所得到的上述导电性氧化物微粒分散液中添加粘合剂成分,进一步进 行导电性氧化物微粒浓度、溶剂组成等的成分调整,由此得到透明导电层形 成用涂布液。在此,将粘合剂成分添加到导电性氧化物微粒的分散液中,但 也可以在上述导电性氧化物微粒的分散工序前事先进行添加,没有特别的限制。导电性氧化物微粒的浓度可以根据所使用的涂布方法进行适当的设定。
接着,作为本发明中使用的透明导电层形成用涂布液的溶剂,没有特别 的限制,可以根据涂布方法、制膜条件、基膜的材料进行适当的选择。例如
可以举出水、甲醇(MA)、乙醇(EA) 、 1-丙醇(NPA)、异丙醇(IPA)、 丁醇、戊醇、苯甲醇、二丙酮醇(DAA)等的醇类溶剂;丙酮、甲乙酮(MEK)、 甲丙酮、甲基异丁酮(MIBK)、环己酮、异佛尔酮等的酮类溶剂;醋酸乙酯、 醋酸丁酯、醋酸异丁酯、甲酸戊酯、醋酸异戊酯、丙酸丁酯、丁酸异丙酯、 丁酸乙酯、丁酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、羟基乙酸甲酯、羟基乙酸乙酯、 羟基乙酸丁酯、甲氧基醋酸甲酯、甲氧基醋酸乙酯、甲氧基醋酸丁酯、乙氧 基醋酸甲酯、乙氧基醋酸乙酯、3-羟基丙酸甲酯、3-羟基丙酸乙酯、3-甲氧基 丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、2-羟基丙酸甲酯、2-羟基丙酸乙酯、2-羟基丙酸丙酯、2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯、 2-氧-2-甲基丙酸甲酯、2-氧-2-甲基丙酸乙酯、2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、乙酰乙酸 甲酯、乙酰乙酸乙酯、2-氧代丁酸甲酯、2-氧代丁酸乙酯等的酯类溶剂;乙 二醇单甲醚(MCS)、乙二醇单乙醚(ECS)、乙二醇异丙醚(IPC)、乙二 醇单丁基醚(BCS)、乙二醇单乙基醚乙酸酯、乙二醇单丁基醚乙酸酯、丙 二醇甲基醚(PGM)、丙二醇乙基醚(PE)、丙二醇甲基醚乙酸酯(PGM-AC)、 丙二醇乙基醚乙酸酯(PE-AC) 、 二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙 二醇单丁基醚、二乙二醇单甲醚乙酸酯、二乙二醇单乙基醚乙酸酯、二乙二 醇单丁基醚乙酸酯、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二丁基醚、 二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单丁基醚等的二醇衍生物;甲 苯、二甲苯、三甲苯、十二烷基苯等的苯衍生物;甲酰胺(FA) 、 N-甲基甲 酰胺、二甲基甲酰胺(DMF) 、 二甲基乙酰胺、二甲基亚砜(DMSO) 、 N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP) 、 Y-丁内酯、乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二 醇、1、 3-丁二醇、戊二醇、1、 3-辛二醇、四氢呋喃(THF)、氯仿、矿油精、 萜品醇等,但并不限于此。
接着,说明本发明的挠性透明导电薄膜适用的挠性功能性元件。作为这 样的挠性功能性元件,可以举出如上所述的液晶显示元件、有机EL元件、无机分散型EL元件、电子纸元件等。
在此,上述液晶显示元件是指广泛应用于移动电话、PDA (个人数字助 理)以及PC (个人电脑)等的显示器中的非发光型的电子显示元件,有单纯 矩阵方式和有源矩阵方式,从图像质量以及应答速度的方面考虑,优选有源 矩阵方式。其基本结构是用透明电极(对应于本发明的透明导电层)夹着液 晶,并用驱动电压使液晶分子定向来进行显示的结构体,实际上的元件是在 上述透明电极的基础上,进一步层叠滤色器、相位差薄膜、偏振薄膜等来使 用。另外,为了确保液晶显示元件的显示稳定性,必须防止水蒸气向液晶的 混入,例如要求水蒸气透过率二0.01g/m々天以下。
另外,上述有机EL元件不同于液晶显示元件,其是自发光元件,能够 在低电压驱动下得到高亮度,所以有希望作为显示器等的显示装置使用。其 结构是,在作为阳极电极层的透明导电层上依次形成由聚噻吩衍生物等的导 电性高分子构成的正孔注入层(孔注入层)、有机发光层(通过蒸镀形成的 低分子发光层或者通过涂布形成的高分子发光层)、阴极电极层(向发光层 的电子注入性良好、功函数低的镁(Mg)、钙(Ca)、铝(Al)等的金属层)、 阻气涂布层(或由金属或玻璃的密封处理)。上述阻气涂布层是为了防止有 机EL元件的劣化而所必需的,例如,对水蒸气,要求水蒸气透过率4(TSg/m2/ 天左右以下的非常高的阻气性能。
另外,上述无机分散型EL元件是在含有荧光体粒子的层上施加强交流 电场来发光的自发光元件, 一直以来用于移动电话、遥控器等液晶显示器的 背光等中。另外,作为近年来的新用途,例如作为移动电话、遥控器、PDA、 便携式PC等的移动信息终端的各种设备的键盘输入部件(遥控输入装置) 的光源而被组装。在应用于上述遥控输入装置时,要求尽量使元件薄而柔软, 从而确保按键耐久性和键盘操作的良好的操作感。其基本结构是,在作为透 明电极的透明导电层上,通过丝网印刷至少依次形成有荧光体层、介电体层、 背面电极层的结构,在实际的装置中,通常还形成有银等的集电电极、或绝 缘保护层等。
另外,上述电子纸元件是自身不发光的非发光型的电子显示元件,具有 即使切断电源也照原样保留其显示的存储效果,有待作为用于显示文字的显 示器。其显示方式可以举出通过电泳法使着色粒子在电极间的液体中流动的电泳方式、通过使具有双色性的粒子在电场中旋转来进行着色的扭转球方式、 例如将胆甾醇液晶夹在透明电极之间来进行显示的液晶方式、使着色粒子(上
色剂)或电子粉流体(Quick Response Liquid Powder;快速液粉)在空气中 移动来进行显示的粉体类方式、基于电化学的氧化/还原作用进行发色的电致 发光方式、通过电化学的氧化/还原析出/溶解金属,通过随此而产生的颜色的 变化来进行显示的电沉积方式等。另外,在各种方式的电子纸元件中,为了 确保其稳定性,必须防止水蒸气向显示层的混入,虽然根据方式的不同而不 同,但例如要求水蒸气透过率二0.01 0.1g/mV天。
而且,上述液晶显示元件、有机EL元件、无机分散型EL元件、电子纸 元件中的任意种挠性功能性元件,均可以在本发明所述挠性透明导电薄膜的 透明导电层上分别形成各种功能性元件来得到,从而能够达成功能性元件所 要求的薄型化、轻量化、可挠性(flexibility)的课题。
如上所述,液晶显示元件、有机EL元件、无机分散型EL元件、电子纸 元件等本发明所述挠性功能性元件虽然用了薄的基膜,但由于将具有阻气功 能的挠性透明导电薄膜作为透明电极材料使用,所以具有优良的可挠性,例 如可容易地组装到包括卡等的各种薄型设备中,而且,还可以对这些设备的 进一步的薄型化做出贡献。
下面,具体说明本发明的实施例,但本发明并不限于这些实施例的技术 内容。
在作为溶剂的24g甲基异丙酮(MIBK)和36g环己酮中混合36g平均 粒径为0.03pm的粒状ITO微粒[商品名SUFP-HX、住友金属矿山(株)制 造],进行分散处理后,添加3.8g聚氨酯丙烯酸酯类紫外线固化性树脂粘合剂 和0.2g光引发齐[J[商品名Darocure 1173、千叶 日本(株)公司制造],进 行良好的搅拌,从而制备了分散有平均分散粒径为125nm的ITO微粒的透明 导电层形成用.涂布液(A液)。
接着,在制造透明导电薄膜之前,先将赋予了阻气功能的厚度约13pm 的塑料薄膜[商品名GX-P-F薄膜、凸版印刷(株)公司制造(以下简称为 GX薄膜)、GX薄膜的构成厚度12pm的PET薄膜/氧化铝阻气层/硅酸酯 -聚乙烯醇混合涂布层、GX薄膜的水蒸气透过率i.04g/m"天、可视光透过率=88.5%、雾度值=2.3%]用作透明导电薄膜的基膜,在该基膜的形成有上述 阻气层(由氧化铝阻气层和硅酸酯 聚乙烯醇混合涂布层构成)的面上,通 过耐热性硅微粘接层,粘贴由厚度10(Vm的PET薄膜构成的支撑薄膜(衬膜)。
接着,在上述基膜的与支撑薄膜的相反侧面(即,没有形成阻气层的PET 薄膜面)实施电晕放电处理后,在该处理面上以线棒式涂布(线径0.10mm) 方式涂布透明导电层形成用涂布液(A液),并在6(TC下干燥一分钟后,通 过实施有硬铬电镀的直径为100mm的金属辊进行压延处理(线压 200kgf/cm=196N/mm、压区宽度0.9mm),进一步,通过高压水银灯进行 粘合剂成分的固化(氮气中,100mW/cm、2秒钟),在基膜上形成由致密地 填充的ITO微粒和粘合剂基质构成的透明导电层(膜厚约0.5pm),从而 得到实施例1的透明导电层薄膜(带有透明导电层的基膜厚度约13.5pm)。
另外,实施例1的透明导电薄膜具有[支撑薄膜(衬膜)]/[由GX薄膜构 成的基膜]/[透明导电层]的构成,由GX薄膜构成的基膜的厚度如上所述地约 为13.5pm,非常薄且柔软,另外,赋予了阻气功能的GX薄膜的各构成材料 的透明性高,所以在实施例1的透明导电薄膜中,因基膜的存在所引起的可 视光的吸收极小。
而且,将实施例1的透明导电薄膜的水蒸气透过率连同支撑薄膜一起测 定的结果,水蒸气透过率0.04g/m々天,可以确认在透明导电层的形成过程中 没有因电晕放电处理或压延处理等引起水蒸气透过率的劣化。在此,上述支 撑薄膜由不具有阻气功能的PET薄膜构成,其水蒸气透过率相比于赋予了阻 气功能的GX薄膜的水蒸气透过率大几十倍以上,所以,可以认为连同支撑 薄膜一起测定的透明导电薄膜的水蒸气透过率与从透明导电薄膜剥离上述支 撑薄膜所得到的[形成有透明导电层的GX薄膜]的水蒸气透过率几乎相同。另 外,水蒸气透过率的一系列测定是按照JISK7129B法的MOCON (千^乂) 法(实验环境40°Cx95%RH)进行。
另夕卜,实施例1的透明导电薄膜的[支撑薄膜(衬膜)]和[由GX薄膜构 成的基膜]之间的剥离强度为5.0g/cm。在此,上述剥离强度是180。剥离强度[将 基膜以300mm/分钟的拉伸速度,实施180°的脱离(剥离)时的强度]。
另外,上述透明导电层的膜特性分别为可视光透过率95.3%、雾度值 3.7%、表面电阻值1000D/口。另外,关于表面电阻值,受到粘合剂固化时的紫外线照射的影响,固化刚刚结束后有暂时下降的倾向,所以,在形成透 明导电层一天后进行测定。进一步,上述透明导电层的透过率以及雾度值仅 为透明导电层的值,分别由下述计算式l以及2算出。 [计算式1]
透明导电层的透过率(%)=[(连同透明导电层和由支撑薄膜相衬的基膜
一起测定的透过率y (由支撑薄膜相衬的基膜的透过率)]xioo
透明导电层的雾度值(%)=(连同透明导电层和由支撑薄膜相衬的基膜 一起测定的雾度值)-(由支撑薄膜相衬的基膜的雾度值)
另外,透明导电层的表面电阻是采用三菱化学(株)公司制造的表面电
阻计口P7夕AP (MCP-T400)进行测定。雾度值和可视光透过率则采用日 本电色(株)公司制造的雾度计(NDH5000),并根据JISK7136进行测定。
接着,在实施例1的透明导电薄膜(称为"第一透明导电薄膜",另外, 将该基膜称为"第一基膜",将透明导电层称为"第一透明导电层")的透明导 电层(第一透明导电层)上形成由含有白色微粒和黑色微粒的微胶囊构成的 电泳方式的显示层(层厚40jim),进一步在所形成的上述显示层上,粘贴另 一个实施例1的透明导电薄膜(称为"第二透明导电薄膜",另外,将该基膜 称为"第二基膜",将透明导电层称为"第二透明导电层")的透明导电层(第 二透明导电层)侧。
接着,以上述显示层为中心,在其两侧的第一透明导电薄膜和第二透明 导电薄膜的各透明导电层(第一透明导电层和第二透明导电层)的一端,采 用银导电浆料分别形成施加电压用Ag引线后,分别剥离第一透明导电薄膜 和第二透明导电薄膜的各支撑薄膜(衬膜),从而得到实施例1的挠性功能 性元件(电子纸元件)(元件厚度约67^im)。
另外,在电子纸元件中,当考虑到提高对比度等时,本来是优选在一个 电极上使用透明导电层,在另一个电极上则使用碳浆料涂布膜等的黑色导电 膜。此时,涂布黑色导电膜的基膜无需具有透明性,所以基膜可以使用不锈 钢等的金属箔或铝等的金属蒸镀塑料薄膜等。但在本发明的各实施例以及比 较例中,为了方便,在用于对电子纸元件施加电压的两个电极双方均使用透 明导电层。而且,实施例1的厚度约67pm的上述挠性功能性元件(电子纸元件) 具有[具有阻气功能的厚度约13pm的第一基膜]/[厚度约0.5pm的第一透明导 电层]/[显示层(厚度40nm) ]/[厚度约0.5pm的第二透明导电层]/[具有阻气 功能的厚度约13pm的第二基膜]的构成。
另外,在该挠性功能性元件(电子纸元件)中,为了防止电极之间的短 路或触电等,在上述透明导电层(第一透明导电层和第二透明导电层)或施 加电压用Ag引线上形成有采用了绝缘浆料的绝缘保护层。但其并非是涉及 本发明本质的部分,故省略对其的说明。另外,在实施例l的挠性功能性元 件的制造工序中,各基膜在与支撑薄膜(衬膜)的界面上可以简单地被剥离。 这是因为实施例1的透明导电薄膜的[支撑薄膜(衬膜)]和[由GX薄膜构成 的基膜]之间的剥离强度为如上所述的5.0g/cm的缘故。
而且,在实施例1的烧性功能性元件(电子纸元件)的施加电压用Ag 引线之间施加10V的直流电压,进行反复的极性的反转,其结果重复了黑白 的显示。
在制造透明导电薄膜之前,将两张实施例1所使用的厚度约13pm的塑 料薄膜[商品名GX薄膜、凸版印刷(株)公司制造]的阻气层(由氧化铝阻 气层和硅酸酯 聚乙烯醇混合涂布层构成),用粘接剂相互粘贴,从而制造 阻气功能强化薄膜[薄膜的构成厚度12,的PET薄膜/氧化铝阻气层/硅酸 酯 聚乙烯醇混合涂布层/粘接剂层(约8pm) /硅酸酯 聚乙烯醇混合涂布 层/氧化铝阻气层/厚度12,的PET薄膜、薄膜的水蒸气透过率低于0.01g/m2/ 天(即,薄膜的水蒸气透过率〈0.01g/m々天)、可视光透过率=87.2%、雾度 值=4.5%],将该阻气功能强化薄膜用作透明导电薄膜的基膜,且在该基膜(阻 气功能强化薄膜)的一方的PET薄膜面上,通过耐热性硅微粘接层粘贴由 厚度125pm的PET薄膜构成的支撑薄膜(衬膜)。
接着,在基膜的与上述支撑薄膜的相反侧的面(即另一方的PET薄膜面) 实施通过电晕放电进行的易粘着处理后,在该处理面上以线棒式涂布方式涂 布透明导电层形成用涂布液(A液)以外,与实施例1相同地进行操作,从 而在基膜上形成由致密地填充的ITO微粒和粘合剂基质构成的透明导电层 (膜厚约0.5pm),得到实施例2的透明导电薄膜(带有透明导电层的基膜厚度约34.5pm)。
另外,实施例2的透明导电薄膜具有[支撑薄膜(衬膜)]/[粘贴了两张 GX薄膜的基膜]/[透明导电层]的构成,由两张GX薄膜构成的基膜的厚度如 上所述地约为34pm,薄而极其柔软,另外,粘贴了GX薄膜的阻气功能强化 薄膜的各构成材料的透明性高,所以在实施例2的透明导电薄膜中,因基膜 的存在引起的可视光吸收极小。
而且,将实施例2的透明导电薄膜的水蒸气透过率连同支撑薄膜一起测 定的结果,其水蒸气透过率O.01g/m々天,可以确认在透明导电层的形成过程 中没有因电晕放电处理或压延处理等引起了水蒸气透过率的恶化。在此,上 述支撑薄膜由不具有阻气功能的PET薄膜构成,其水蒸气透过率相比于粘贴 了两张赋予有阻气功能的GX薄膜的基膜的水蒸气透过率大几十倍以上,所 以,可以认为连同支撑薄膜一起测定的透明导电薄膜的水蒸气透过率与从透 明导电薄膜剥离了上述支撑薄膜后所得到的[形成有透明导电层且由两张GX 薄膜构成的基膜]的水蒸气透过率几乎相同。
另外,实施例2的透明导电薄膜的[支撑薄膜(衬膜)]和[粘贴了两张GX 薄膜的基膜]之间的剥离强度为4.0g/cm。在此,上述剥离强度与实施例1同 样地表示180。剥离强度[将基膜以300mm/分钟的拉伸速度,实施180°的脱离 (剥离)时的强度]。
另外,上述透明导电层的膜特性分别为可视光透过率95.1%、雾度值 3.5%、表面电阻值1050Q/口。另外,关于表面电阻值,受到粘合剂固化时 的紫外线照射的影响,固化刚刚开始后有暂时下降的倾向,所以,在形成透 明导电层一天后进行测定。进一步,上述透明导电层的透过率以及雾度值仅 为透明导电层的值,与实施例l相同地,分别由上述计算式l以及2算出。
接着,使用实施例2的透明导电薄膜,以与实施例1大致相同的方法, 得到实施例2的挠性功能性元件(电子纸元件)(元件厚度约109pm)。 另夕卜,实施例2加厚度约109,的上述挠性功能性元件(电子纸元件)具有 [具有阻气功能的厚度约34pm的第一基膜]/[厚度约0.5pm的第一透明导电 层]/[显示层(厚度40,) ]/[厚度约0.5拜的第二透明导电层]/[具有阻气功 能的厚度约34拜的第二基膜]的构成。另外,在实施例2的挠性功能性元件 的制造工序中,各基膜也在与支撑薄膜(衬膜)的界面上能够简单地被剥离。而且,在实施例2的挠性功能性元件(电子纸元件)的施加电压用Ag
引线之间施加iov的直流电压,反复进行极性的反转,其结果重复了白黑的 显示。
在作为溶剂的24g甲基异丙酮(MIBK)和36g环己酮中混合36g的平 均粒径为0.03pm的粒状ITO微粒[商品名SUFP-HX、住友金属矿山(株) 制造],进行分散处理后,添加4.0g液状的热固性环氧树脂粘合剂,进行良好 的搅拌,从而制备了分散有平均分散粒径为130nm的ITO微粒的透明导电层 形成用涂布液(B液)。
接着,在制造透明导电薄膜之前,先将赋予了阻气功能的厚度约13pm 的塑料薄膜[大日本印刷(株)公司制造、商品名IB-P-ET-PXB薄膜(以下 简称为"IB薄膜")、IB薄膜的构成厚度12pm的PET薄膜/氧化铝阻气 层/硅酸酯 聚乙烯醇混合涂布层、IB薄膜的水蒸气透过率二0.08g/m"天、可 视光透过率=88.5%、雾度值=2.1%诉作透明导电薄膜的基膜,在该基膜的没 有形成上述阻气层(由氧化铝阻气层和硅酸酯 聚乙烯醇混合涂布层构成) 的PET薄膜面上,通过耐热性硅微粘接层粘贴由厚度IOO拜的PET薄膜构 成的支撑薄膜(衬膜)。
接着,在上述基膜的与支撑薄膜相反侧面(即形成有阻气层的PET薄膜 面)上,以线棒式涂布(线径0.15mm)的方式涂布透明导电层形成用涂布 液(B液),在6(TC下干燥一分钟后,通过实施有硬铬电镀的直径100mm 的金属辊进行压延处理(线压200kgf/cm=196N/mm、压区宽度0.9mm), 进一步,通过在100。C下加热20分钟进行粘合剂成分的固化(交联),在基 膜上形成由致密地填充的ITO微粒和粘合混合剂构成的透明导电层(膜厚 约l.Opm),从而得到实施例3的透明导电薄膜(带有透明导电层的基膜厚 度约14)im)。
另外,实施例3的透明导电薄膜具有[支撑薄膜(衬膜)]/[由IB薄膜构 成的基膜]/[透明导电层]的构成,由IB薄膜构成的基膜的厚度如上所述地约 为13pm,薄而非常柔软,另外,赋予了阻气功能的IB薄膜的各构成材料的 透明性高,所以在实施例3的透明导电薄膜中,因基膜的存在所引起的可视 光的吸收极小。而且,将实施例3的透明导电薄膜的水蒸气透过率连同支撑薄膜一起测
定的结果,水蒸气透过率^.08g/mV天,可以确认在透明导电层的形成过程中 没有因压延处理等引起了水蒸气透过率的恶化。在此,上述支撑薄膜由不具 有阻气功能的PET薄膜构成,由于其水蒸气透过率相比于赋予了阻气功能的 IB薄膜的水蒸气透过率大几十倍以上,所以,可以认为连同支撑薄膜一起测 定的透明导电薄膜的水蒸气透过率与从透明导电薄膜剥离了支撑薄膜所得到 的[形成有透明导电层的IB薄膜]的水蒸气透过率几乎相同。
另外,实施例3所述透明导电薄膜的[支撑薄膜(衬膜)]和[由IB薄膜构 成的基膜]之间的剥离强度为4.0g/cm。在此,上述剥离强度也与实施例1和2 同样地表示180。剥离强度。
另外,上述透明导电层的膜特性分别为可视光透过率91.0%、雾度值 4.4%、表面电阻值650Q/口。另夕卜,上述透明导电层的透过率以及雾度值仅 为透明导电层的值,与实施例l相同地,分别由上述计算式l以及2算出。
接着,使用实施例3的透明导电薄膜,以与实施例1大致相同的方法, 得到实施例3的挠性功能性元件(电子纸元件)(元件厚度约68pm)。另 外,实施例3的厚度约68,的上述烧性功能性元件(电子纸元件)具有[具 有阻气功能的厚度约13pm的第一基膜]/[厚度约l.Opm的第一透明导电 层]/[显示层(厚度40pm) ]/[厚度约1.0^m的第二透明导电层]/[具有阻气功 能的厚度约13pm的第二基膜]的构成。另外,在实施例3的挠性功能性元件 的制造工序中,各基膜也在与支撑薄膜(衬膜)的界面上能够简单地被剥离。
而且,在实施例3的挠性功能性元件(电子纸元件)的施加电压用Ag 引线之间施加IOV的直流电压,反复进行极性的反转,其结果重复了黑白的 显示。
作为比较例1的透明导电薄膜的基膜使用厚度25,的PET薄膜,通过 线棒式涂布(线径0.10mm)在该基膜上涂布实施例1中使用的透明导电层形 成用涂布液(A液),在6(TC下千燥一分钟后,通过实施有硬铬电镀的直径 100mm的金属辊进行压延处理(线压200kgf/cm=196N/mm、压区宽度 0.9mm),进一步,通过高压水银灯进行粘合剂成分的固化(氮气中, 100mW/cm、2秒钟),从而在基膜上形成了由致密地填充的ITO微粒和粘合混合剂构成的透明导电层(膜厚约0.5pm)。
接着,在上述基膜的没有形成透明导电层的面上,通过粘接剂层(厚度
约20pm),粘贴实施例1中使用的赋予了阻气功能的厚度约13pm的塑料薄 膜[凸版印刷(株)公司制造、商品名GX薄膜,GX薄膜的构成厚度12pm 的PET薄膜/氧化铝阻气层/硅酸酯 聚乙烯醇混合涂布层、GX薄膜的水蒸气 透过率0.05g/m々天、可视光透过率=88.5%、雾度值=2.3%],从而得到比较例 1的透明导电薄膜(带有透明导电层的基膜的厚度58.5pm)。
另外,比较例1的透明导电薄膜具有如上所述的[赋予了阻气功能的厚度 约13,的塑料薄膜(GX薄膜)]/[厚度约20,的粘接剂层]/[由厚度25|im 的PET薄膜构成的基膜]/[膜厚约0.5pm的透明导电层]的构成,其总厚度为 58.5,,相比于总厚度为13.5pm的实施例1所述透明导电薄膜,其可挠性差。 另外,由于由PET构成的基膜、粘接剂层、GX薄膜等的各构成材料的透明 性高,所以,在比较例l的透明导电层薄膜中,因上述基膜、粘接剂层、GX 薄膜等的存在引起的可视光吸收极小。
另外,上述透明导电层的膜特性分别为可视光透过率95.0%、雾度值 3.8%、表面电阻值1000Q/口。另外,关于表面电阻值,受到粘合剂固化时 的紫外线照射的影响,在固化刚刚结束后有暂时下降的倾向,所以在形成透 明导电层一天后进行测定。进一步,与实施例1同样地,上述透明导电层的 透过率以及雾度值仅为透明导电层的值,分别由下述计算式3以及4算出。
透明导电层的透过率(%)呵(连同透明导电层和粘贴有GX薄膜的基膜 一起测定的透过率)/ (粘贴有GX薄膜的基膜的透过率)]xl00 [计算式4]
透明导电层的雾度值(%)=(连同透明导电层和粘贴有GX薄膜的基膜 一起测定的雾度值)-(粘贴有GX薄膜的基膜的雾度值)
另外,与实施例1同样地,透明导电层的表面电阻采用三菱化学(株) 公司制造的表面电阻计口 P7夕AP (MCP-T400)进行测定。雾度值和可视 光透过率也采用日本电色(株)公司制造的雾度计(NDH5000),并根据JIS K7136进行测定。
接着,使用比较例1的透明导电薄膜,以与实施例1大致相同的方法,得到比较例1的挠性功能性元件(电子纸元件)。
艮[J,在比较例1的透明导电薄膜(称为"第一透明导电薄膜",另外,将 该基膜称为"第一基膜",将透明导电层称为"第一透明导电层")的透明导电 层(第一透明导电层)上形成由含有白色微粒和黑色微粒的微胶囊构成的电 泳方式的显示层(层厚40pm),进一步在所形成的上述显示层上,粘贴另一 个比较例1的透明导电薄膜(称为"第二透明导电薄膜",另外,将该基膜称 为"第二基膜",将透明导电层称为"第二透明导电层")的透明导电层(第二 透明导电层)侦U。
接着,以上述显示层为中心,在其两侧的第一透明导电薄膜和第二透明 导电薄膜的各透明导电层(第一透明导电层和第二透明导电层)的一端,采
用银导电浆料分别形成施加电压用Ag引线,从而得到比较例1的挠性功能 性元件(电子纸元件)(元件厚度约157pm)。
而且,比较例1的厚度约157,的上述挠性功能性元件(电子纸元件) 具有[具有阻气功能的厚度约13,的GX薄膜]/[厚度约20pm的粘接剂层]/[由 厚度约25^m的PET薄膜构成的第一基膜]/ [厚度约0.5pim的第一透明导电 层]/ [显示层(厚度:40pm)]/[厚度约0.5|im的第二透明导电层]〃[由厚度25pm 的PET薄膜构成的第二基膜]/[厚度约20pm的粘接剂层]/[具有阻气功能的厚 度约13pm的GX薄膜]的构成,相比于总厚度为67pm的实施例1、总厚度为 68,的实施例3的各挠性功能性元件(电子纸元件),其可挠性差。
而且,与实施例1相同地,在比较例1的挠性功能性元件(电子纸元件) 的施加电压用Ag引线之间施加IOV的直流电压,反复进行极性的反转,其 结果重复了黑白的显示。
在比较例1中,在基膜的没有形成透明导电层的面上,通过粘接剂层(厚 度约20nm),粘贴实施例2中使用的用粘接剂将GX薄膜层相互粘贴而成 的阻气功能性强化薄膜(厚度约34pm),得到比较例2的透明导电薄膜(带 有透明导电层的基膜的厚度79.5(im)。
另外,比较例2的透明导电薄膜具有如上所述的[厚度约34,的强化了 阻气功能的薄膜(GX薄膜/粘接剂层/GX薄膜)]/[厚度约20pm的粘接剂 层]/[由厚度25,的PET薄膜构成的基膜]/[膜厚约0.5|im的透明导电层]的构成,其总厚度为79.5pm,相比于总厚度为34.5pm的实施例2所述透明导电 薄膜(带有透明导电层的基膜),其可挠性差。另外,由于由PET构成的基 膜、粘接剂层、GX薄膜等的各构成材料的透明性高,所以,在比较例2的 透明导电薄膜中,因上述基膜、粘接剂层、GX薄膜等的存在引起的可视光
接着,使用比较例2的透明导电薄膜,以与实施例1大致相同的方法, 得到比较例2的挠性功能性元件(电子纸元件)(元件厚度约199nm)。 另外,比较例2的厚度约199pm的上述挠性功能性元件(电子纸元件)具有 [厚度约13,的阻气功能被强化的薄膜(GX薄膜/粘接剂层/GX薄膜)]/ [厚 度约20阿的粘接剂层]/ [由厚度约25萍的PET薄膜构成的第一基膜]/ [厚度 约0.5pm的第一透明导电层]/[显示层(厚度40^m) ]/[厚度约0.5nm的第二 透明导电层]/ [由厚度约25pmPET薄膜构成的第二基膜]/ [厚度约20pm的粘 接剂层]/ [厚度约34pm的阻气功能被强化的薄膜(GX薄膜/粘接剂层/GX薄 膜)]的构成,相比于总厚度为109pm的实施例2所述挠性功能元件(电子 纸元件),其可挠性差。
另外,与实施例1相同地,在比较例2的挠性功能性元件(电子纸元件) 的施加电压用Ag引线之间施加IOV的直流电压,反复进行极性的反转,其 结果重复了黑白的显示。
根据使用了本发明所述挠性透明导电薄膜的液晶显示装置、有机电致发 光元件、无机分散型电致发光元件、电子纸元件等的挠性功能性元件,挠性 功能性元件的厚度被控制得比较薄,具有优良的可挠性,所以具有能够利用 于如卡等的薄型显示器中的产业上的可利用性。
权利要求
1. 一种挠性透明导电薄膜,由基膜和在该基膜上涂布了透明导电层形成用涂布液而形成的透明导电层构成,其特征在于,由赋予了阻气功能的塑料薄膜构成所述基膜,同时所述透明导电层以导电性氧化物微粒和粘合剂基质为主成分,且实施有压缩处理。
2. —种挠性透明导电薄膜,由基膜、衬膜以及透明导电层构成,所述衬膜以能够在与基膜的界面剥离的方式粘贴在所述基膜的单表面上,所述透明 导电层在与所述衬膜相反侧的基膜上涂布透明导电层形成用涂布液而形成, 其特征在于,由赋予了阻气功能的塑料薄膜构成所述基膜,同时所述透明导电层以导 电性氧化物微粒和粘合剂基质为主成分,且实施有压縮处理。
3. 如权利要求1或2所述的挠性透明导电薄膜,其特征在于,所述基膜 的厚度为3 5(Htm。
4. 如权利要求1或2所述的挠性透明导电薄膜,其特征在于,粘贴多张 赋予了阻气功能的塑料薄膜而构成所述基膜,从而强化了基膜的阻气功能。
5. 如权利要求1或2所述的挠性透明导电薄膜,其特征在于,在塑料薄 膜上实施阻气涂布,从而赋予了所述阻气功能。
6. 如权利要求5所述的挠性透明导电薄膜,其特征在于,在实施了所述 阻气涂布的塑料薄膜的阻气层上形成有透明导电层。
7. 如权利要求1或2所述的挠性透明导电薄膜,其特征在于,上述透明 导电层的导电性氧化物微粒以氧化铟、氧化锡、氧化锌中的任意一种以上为 主成分。
8. 如权利要求7所述的挠性透明导电薄膜,其特征在于,以所述氧化铟 为主成分的导电性氧化物微粒为铟锡氧化物微粒。
9. 如权利要求l或2所述的挠性透明导电薄膜,其特征在于,所述透明 导电层的粘合剂基质被交联,从而具有耐有机溶剂性。
10. 如权利要求1或2所述的挠性透明导电薄膜,其特征在于,所述压 縮处理是通过辊的压延处理而进行。
11. 一种挠性透明导电薄膜的制造方法,其特征在于,在由赋予了阻气 功能的塑料薄膜构成的基膜上,涂布以导电性氧化物微粒、粘合剂以及溶剂为主成分的透明导电层形成用涂布液来形成涂布层,对形成有所述涂布层的 基膜实施压縮处理后,使涂布层固化来形成透明导电层,从而制造由上述基 膜和透明导电层构成的挠性透明导电薄膜。
12. —种挠性透明导电薄膜的制造方法,其特征在于,由赋予了阻气功 能的塑料薄膜构成基膜,且该基膜的单面上具有衬膜,并在该基膜的与所述 衬膜相反侧的面上涂布以导电性氧化物微粒、粘合剂以及溶剂为主成分的透 明导电层形成用涂布液来形成涂布层,对形成有所述涂布层的基膜实施压縮 处理后,使涂布层固化来形成透明导电层,从而制造由上述基膜、以能够在 与基膜的界面剥离的方式贴合在基膜单表面上的所述衬膜、以及形成在与衬 膜相反侧的基膜上的所述透明导电层构成的挠性透明导电薄膜。
13. 如权利要求11或12所述的挠性透明导电薄膜的制造方法,其特征 在于,所述基膜的厚度为3 50pm。
14. 如权利要求11或12所述的挠性透明导电薄膜的制造方法,其特征 在于,粘贴多张赋予了阻气功能的塑料薄膜而构成所述基膜,从而强化了基 膜的阻气功能。
15. 如权利要求11或12所述的挠性透明导电薄膜的制造方法,其特征 在于,在塑料薄膜上实施阻气涂布,从而赋予了所述阻气功能。
16. 如权利要求11或12所述的挠性透明导电薄膜的制造方法,其特征 在于,上述压縮处理通过辊的压延处理来进行。
17. 如权利要求16所述的挠性透明导电薄膜的制造方法,其特征在于, 上述压延处理在线压29.4 490N/mm(30 500kgf/cm)的条件下进行。
18. —种挠性功能性元件,其特征在于,在权利要求1所述的挠性透明 导电薄膜上,形成液晶显示元件、有机电致发光元件、无机分散型电致发光 元件、电子纸元件中的任意功能性元件。
19. 一种挠性功能性元件,其特征在于,在权利要求2所述的挠性透明 导电薄膜的与衬膜的相反侧上,形成液晶显示元件、有机电致发光元件、无 机分散型电致发光元件、电子纸元件中的任意功能性元件,同时在与基膜的 界面剥离除去所述衬膜。
20. —种挠性功能性元件的制造方法,其特征在于,在权利要求1所述 的挠性透明导电薄膜上,形成液晶显示元件、有机电致发光元件、无机分散型电致发光元件、电子纸元件中的任意功能性元件。
21. —种挠性功能性元件的制造方法,其特征在于,在权利要求2所述 的挠性透明导电薄膜的与衬膜的相反侧上,形成液晶显示元件、有机电致发 光元件、无机分散型电致发光元件、电子纸元件中的任意功能性元件,并在 与基膜的界面剥离除去所述衬膜。
全文摘要
本发明所述挠性透明导电薄膜由基膜和在该基膜上涂布了透明导电层形成用涂布液而形成的透明导电层构成,其特征是由赋予了阻气功能的塑料薄膜构成基膜,同时透明导电层以导电性氧化物微粒和粘合剂基质为主成分,且实施有压缩处理。另外,本发明所述挠性功能性元件的特征在于,在上述挠性透明导电薄膜上形成有液晶显示元件、有机电致发光元件、无机分散型电致发光元件、电子纸元件等的功能性元件。而且,本发明的挠性透明导电薄膜和功能性元件具有阻气功能和优良的可挠性,所以能够用于卡等的薄型器件中。
文档编号H01L51/50GK101510457SQ200810169119
公开日2009年8月19日 申请日期2008年10月27日 优先权日2008年2月13日
发明者村山勇树, 行延雅也 申请人:住友金属矿山株式会社
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