JP2019059170A - 結晶化フィルム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の結晶化フィルムの一実施形態を、図1Aおよび図1Bを参照して説明する。
図1Bに示すように、結晶化フィルム11は、所定の厚みを有するフィルム形状(シート形状を含む)をなし、面方向に延び、平坦な上面および平坦な下面を有する。結晶化フィルム11は、例えば、画像表示装置にガラス層9および感圧接着剤層8(後述)とともに備えられるタッチパネル用基材などを作製するための一部品であり、つまり、画像表示装置ではない。すなわち、結晶化フィルム11は、LCDモジュールなどの画像表示素子、ガラス層9、感圧接着剤層8などを含まず、部品単独で流通し、産業上利用可能なデバイスである。
透明フィルム基材2は、結晶化フィルム11の機械強度を確保するための透明な基材である。具体的には、透明フィルム基材2は、結晶化インジウムスズ複合酸化物層7を、ハードコート層3および光学調整層5とともに、支持している。
ハードコート層3は、結晶化フィルム11(あるいは、後述する製造途中の非晶質フィルム1)に擦り傷を生じ難くするための擦傷保護層である。ハードコート層3は、フィルム形状を有しており、例えば、透明フィルム基材2の上面全面に、透明フィルム基材2の上面に接触するように、配置されている。ハードコート層3の材料は、例えば、ハードコート組成物である。ハードコート組成物としては、例えば、特開2016−179686号公報に記載の混合物などが挙げられる。混合物は、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂などの樹脂(バインダー樹脂)を含有する。ハードコート層3の厚みは、例えば、0.1μm以上、好ましくは、0.5μm以上であり、また、例えば、10μm以下、好ましくは、5μm以下である。
光学調整層5は、結晶化インジウムスズ複合酸化物層7における透明電極パターンの視認を抑制しつつ、結晶化フィルム11に優れた透明性を確保するために、結晶化フィルム11の光学物性(例えば、屈折率)を調整する層である。
アンチブロッキング層4は、複数の結晶化フィルム11(製造途中の非晶質フィルム1)を厚み方向に積層した場合などに、互いに接触する複数の結晶化フィルム11の表面に耐ブロッキング性を付与する。アンチブロッキング層4は、結晶化フィルム11における最下面をなす。具体的には、アンチブロッキング層4は、透明フィルム基材2の下面全面に、透明フィルム基材2の下面に接触するように、配置されている。
結晶化インジウムスズ複合酸化物層7は、エッチングなどの後工程で、透明電極パターンに形成するための透明導電層である。なお、後述するが、結晶化インジウムスズ複合酸化物層7は、非晶質インジウムスズ複合酸化物層6(図1A参照)を特定温度で結晶化した結晶化層(特定温度結晶化層)である。結晶化インジウムスズ複合酸化物層7は、結晶質であることから、比較的硬い。結晶化インジウムスズ複合酸化物層7は、光学調整層5およびハードコート層3を介して、透明フィルム基材2に支持されている。
次に、結晶化フィルム11を製造する方法を、図1Aおよび図1Bを参照して説明する。
第1工程では、非晶質フィルム1を製造する。
第2工程では、図1Bに示すように、非晶質フィルム1を特定温度で加熱して、非晶質インジウムスズ複合酸化物層6を結晶化させる。
結晶化フィルム11において、結晶化インジウムスズ複合酸化物層7の上面に、図1Bの仮想線で示すガラス層9を感圧接着剤層8を介して接着して、結晶化フィルム11の上面を保護することができる。結晶化インジウムスズ複合酸化物層7は、結晶化フィルム積層体10に備えられる。結晶化フィルム積層体10は、アンチブロッキング層4、透明フィルム基材2、ハードコート層3、光学調整層5、結晶化インジウムスズ複合酸化物層7、感圧接着剤層8およびガラス層9を上側に向かって順に備える。
次に、非晶質フィルム1の加熱および結晶化フィルム11の冷却に起因する結晶化インジウムスズ複合酸化物層7の残留応力および結晶化フィルム11の収縮と、一定の引張荷重下において結晶化フィルム11が加熱加湿されたときの伸長とについて詳説する。
図1Aに示すように、第1工程によって製造される非晶質フィルム1において、非晶質インジウムスズ複合酸化物層6および透明フィルム基材2は、それらが暴露される雰囲気が、通常、常温である。そのため、透明フィルム基材2および非晶質インジウムスズ複合酸化物層6は、互いに収縮および伸長のいずれもしない。従って、非晶質インジウムスズ複合酸化物層6は、残留応力を有しない。
次いで、第2工程では、加熱により、透明フィルム基材2は、図1Aの矢印に示すように、面方向外側に向かって伸長(膨張)する。
その後、結晶化フィルム11は、常温に冷却される。すると、図1Bの実線矢印で示すように、透明フィルム基材2は、面方向内側に向かって大きく収縮する。一方、結晶化インジウムスズ複合酸化物層7は、結晶質であって、比較的(非晶質インジウムスズ複合酸化物層6に比べて)硬いため、透明フィルム基材2に完全には追従しない。具体的には、結晶化インジウムスズ複合酸化物層7は、透明フィルム基材2の収縮に比べて小さく収縮する。そのため、結晶化インジウムスズ複合酸化物層7には、面方向内側に向かう残留応力σ1が生じる。
その後、製造された結晶化フィルム11は、上記した車載用途に用いられる場合には、高温高湿雰囲気下に暴露される。温度(高温)は、例えば、40℃以上、さらには、50℃以上、さらには、60℃以上、さらには、70℃以上である一方、また、例えば、110℃(後述する最低加熱温度)未満、さらには、105℃以下、さらには、100℃以下である。なお、この一実施形態では、上記した温度(高温)の上限を超える態様(用途)を想定しない。湿度(高湿)は、例えば、60%RH以上、好ましくは、70%RH以上であり、また、例えば、90%RH以下、好ましくは、95%RH以下である。
上記したように、結晶化インジウムスズ複合酸化物層7のクラックは、応力緩和後の残留応力σ1’と、多量の水蒸気による暴露とに基づく。結晶化フィルム11の用途および層構成を考慮すると、多量の水蒸気による暴露を防止することできない。そのため、応力緩和後の残留応力σ1’の低減に着目して、以下の各物性を検討する。
まず、応力緩和後の残留応力σ1’を低減するには、第2工程直後の結晶化インジウムスズ複合酸化物層7の残留応力σ1は、低減すればよい。
また、上の[3]で記載したように、冷却後の結晶化フィルム11は、加熱前の非晶質フィルム1(透明フィルム基材2)に対して収縮しており、結晶化フィルム11は、収縮率SR1を有する。この収縮率SR1を低減すれば、上の(i)で記載した第2工程直後の結晶化インジウムスズ複合酸化物層7の残留応力σ1を低減でき、応力緩和後の残留応力σ1’を低減することができる。
別途、一定の引張荷重下および高温雰囲気下における結晶化インジウムスズ複合酸化物層7の伸長率と、[4]に記載の結晶化インジウムスズ複合酸化物層7の応力緩和との関係を考量する。
そして、この一実施形態では、図1Bに示す結晶化フィルム11(特定温度結晶化フィルム11A)における結晶化インジウムスズ複合酸化物層7の残留応力σ1と、非晶質フィルム1を110℃で結晶化することにより得られる110℃結晶化フィルム11Bにおける結晶化インジウムスズ複合酸化物層7の最小残留応力σ2との差は、150MPa以下と小さい。
変形例において、上記した一実施形態と同様の部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図1Aが参照されるように、まず、等方性を有する(複屈折性を有しない)透明フィルム基材2を用意した。具体的には、シクロオレフィン系樹脂基材(COPフィルム、厚み40μm、日本ゼオン社製、「ZEONOR」(登録商標)、面内の複屈折率0.0001)を透明フィルム基材2としてそのまま用意した。
表1に記載に従って、非晶質インジウムスズ複合酸化物層6の結晶化温度を、特定温度に変更した以外は、比較例1と同様に処理して、結晶化フィルム11を製造した。
等方性を有する(複屈折性を有しない)透明フィルム基材2に代えて、複屈折性を有する(等方性を有しない)透明フィルム基材2を用意した以外は、比較例1と同様に処理して、非晶質フィルム1を製造し、続いて、結晶化フィルム11を製造した。
表1に記載に従って、非晶質インジウムスズ複合酸化物層6の結晶化温度(非晶質フィルム1の加熱温度)を変更した以外は、比較例2と同様に処理して、結晶化フィルム11を製造した。
下記の各項目を評価した。その結果を表1に記載する。
各実施例および各比較例の結晶化インジウムスズ複合酸化物層7の残留応力σ1を、X線散乱法により、結晶化インジウムスズ複合酸化物層7の結晶格子歪みから間接的に求めた。
各実施例および各比較例における第2工程直後の結晶化フィルム11のMD方向の収縮率SR1を評価した。
また、実施例2および実施例4については、収縮率を最小収縮率SR2として算出した。
各実施例および各比較例を一定の引張荷重下における結晶化フィルム11について、熱分析装置(TMA、株式会社Seiko社製)を用いて、25℃および10%RH雰囲気下から、85℃および85%RH雰囲気下に変動したときの伸長率EP1を求めた。
伸長量=加熱加湿前の結晶化フィルム11の引張方向長さ(mm)−150(mm)
なお、実施例2および4については、伸長率を最大伸長率EP2として求めた。
結晶化インジウムスズ複合酸化物層7の上面に、厚み1.3mmのガラス層9(図1B仮想線)を、厚み50μmの感圧接着剤層8(図1B仮想線)を介して接着した。これによって、結晶化フィルム11、感圧接着剤層8およびガラス層9を備える結晶化フィルム積層体10を作製した。
○:クラックの発生時間が240時間超過であった。つまり、240時間以下では、クラックを抑制できた。
×:クラックの発生時間が240時間以下であった。
2 透明フィルム基材
6 非晶質インジウムスズ複合酸化物層
7 結晶化インジウムスズ複合酸化物層
11 結晶化フィルム
11A 特定温度結晶化フィルム
11B 110℃結晶化フィルム
σ1 特定温度結晶化フィルムにおける結晶化インジウムスズ複合酸化物層の残留応力
σ2 110℃結晶化フィルムにおける結晶化インジウムスズ複合酸化物層の最小残留応力
SR1 特定温度結晶化フィルムの収縮率
SR2 110℃結晶化フィルムの最小収縮率
EP1 一定の引張荷重下における特定温度結晶化フィルムを高温高湿に変動させたときの伸長率
EP2 一定の引張荷重下における110℃結晶化フィルムを高温高湿に変動させたときの最大伸長率
Claims (3)
- 透明フィルム基材および結晶化インジウムスズ複合酸化物層を備える結晶化フィルムであって、
前記結晶化フィルムは、透明フィルム基材および非晶質インジウムスズ複合酸化物層を備える非晶質フィルムを特定温度で結晶化することにより得られる特定温度結晶化フィルムであって、
前記特定温度結晶化フィルムにおける結晶化インジウムスズ複合酸化物層の残留応力σ1と、前記非晶質フィルムを110℃で結晶化することにより得られる110℃結晶化フィルムにおける結晶化インジウムスズ複合酸化物層の残留応力σ2との差が、150MPa以下であることを特徴とする、結晶化フィルム。 - 前記特定温度結晶化フィルムは、前記非晶質フィルムの前記特定温度での加熱により、前記非晶質フィルムに対して収縮しており、
前記110℃結晶化フィルムは、前記非晶質フィルムの110℃での加熱により、前記非晶質フィルムに対して収縮しており、
前記特定温度結晶化フィルムの収縮率SR1と、前記110℃結晶化フィルムの収縮率SR2との差が、0.05%以下であることを特徴とする、請求項1に記載の結晶化フィルム。 - 前記特定温度結晶化フィルムおよび前記110℃結晶化フィルムは、ともに、一定の引張荷重下で、25℃および10%RHから、85℃および85%RHに、加熱および加湿されるときに、伸長し、
前記特定温度結晶化フィルムの伸長率EP1と、前記110℃結晶化フィルムの伸長率EP2との差が、0.07%以下であることを特徴とする、請求項1または2に記載の結晶化フィルム。
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