(57)【要約】【課題】連続した金属酸化物層を有し、十分なバリア性があり、かつＲｏｌｌ−ｔｏ−Ｒｏｌｌによる連続成膜時に起こる積層体のハードコート層と他の積層体の金属酸化物層の接触による劣化の低減された積層体を提供することを目的とする。【解決手段】少なくとも、金属酸化物層（３）／プラスチックフィルム（１）／ハードコート層（２）の層構成からなる積層体において、プラスチックフィルム（１）の金属酸化物層（３）側の５０μｍ□あたりのＲＭＳ（平均自乗粗さ）が、３ｎｍ以下であり、かつハードコート層（２）の表面の５０μｍ□あたりのＲＭＳ（平均自乗粗さ）が、４ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることを特徴とする積層体を提供するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、金属酸化物層（３）／プラスチックフィルム（１）／ハードコート層（２）の層構成からなる積層体において、プラスチックフィルム（１）の金属酸化物層（３）側の５０μｍ□あたりのＲＭＳ（平均自乗粗さ）が、３ｎｍ以下であり、かつハードコート層（２）の表面の５０μｍ□あたりのＲＭＳ（平均自乗粗さ）が、４ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることを特徴とする積層体。
【請求項２】
さらに金属酸化物層（３）に導電層（４）を積層したことを特徴とする請求項１記載の積層体。
【請求項３】
前記プラスチックフィルムが連続状であることを特徴とする請求項１または２に記載の積層体。
【請求項４】
少なくとも、少なくとも一方の面の５０μｍ□あたりのＲＭＳ（平均自乗粗さ）が、３ｎｍ以下である連続状プラスチックフィルム（１）のもう一方の面に、表面の５０μｍ□あたりのＲＭＳ（平均自乗粗さ）が、４ｎｍ以上５０ｎｍ以下であるハードコート層（２）を塗工法により形成する工程、該プラスチックフィルム（１）の５０μｍ□あたりのＲＭＳ（平均自乗粗さ）が３ｎｍ以下である面に、金属酸化物層（３）を形成する工程、を有する積層体の製造方法。
【請求項５】
前記金属酸化物層（３）を形成する工程の後に、導電層（４）を形成する工程を有することを特徴とする請求項４に記載の積層体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶素子（ＬＣＤ）、エレクトロルミネッセンス素子（ＥＬ）、タッチパネル素子（ＴＰ）等に代表されるエレクトロニクス素子用のバリア性を付与したフィルム電極基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶素子（ＬＣＤ）、エレクトロルミネッセンス素子（ＥＬ）、タッチパネル素子（ＴＰ）等のエレクトロニクス素子においては、従来の電極付きガラス基板を用いた素子から、透明高分子樹脂材料からなる透明プラスチックフィルム上に透明電極を成膜した透明導電性フィルムへの需要が高まりつつある。その利点は、軽量、屈曲性、耐衝撃性、大面積化が容易であることなどが挙げられる。しかし、その一方でフィルムは、ガラス基板と比較して水蒸気や酸素などのガスバリア性に劣り、表示性能に支障を及ぼす要因となる。
【０００３】
このガスバリアの劣性を補う方法として、透明プラスチックフィルム上にバリア層を設ける検討がなされている。このバリア層は、主にケイ素、アルミニウムなどの金属酸化物層があげられ、スパッタリング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法などにより形成される。そして、このバリア層を形成する方法としては、柔軟なフィルムとしての利点を生かし、Ｒｏｌｌ−ｔｏ−Ｒｏｌｌによる巻取り成膜方法が、防塵、大面積一括成膜、コスト、性能の点で有利である。
【０００４】
また、透明導電層の形成方法も、バリア層と同様にスパッタリング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法などのＲｏｌｌ−ｔｏ−Ｒｏｌｌによる巻取り成膜方法で形成される。
【０００５】
また、透明プラスチックフィルムは、従来のガラス基板を用いた場合よりも耐擦傷性に劣る。そこで、素子の再表面の部位にハードコートを設置することが不可欠である。このハードコート層もＲｏｌｌ−ｔｏ−Ｒｏｌｌにより巻取りで塗工する方法が一般的である。
【０００６】
ここで、バリア性を発現する金属酸化物層及び透明導電膜は、およそ数ｎｍ〜数百ｎｍと非常に薄膜である。そのため、透明高分子樹脂層の表面粗さの影響を受け易い。例えばＲＭＳ（自乗平均粗さ）が２００ｎｍの透明プラスチックフィルム上に、２０ｎｍのバリア層を成膜した場合、部分的にバリア膜が不連続となり、十分なバリア性能を発現しない。
【０００７】
また、バリアフィルム及び透明導電性フィルムをＲｏｌｌ−ｔｏ−Ｒｏｌｌの巻取りで形成する場合、ハードコート層の表面粗さが小さい場合、巻取り最中に滑り性を失い、巻きズレを生じる場合がある。特に、高速でのバリア層成膜やハードコート塗工では顕著である。
【０００８】
Ｒｏｌｌ−ｔｏ−Ｒｏｌｌによる巻取りで成膜や塗工をする場合、ハードコート面が裏面のバリア層や透明導電層に接する状態で巻き取られる。ここで、ハードコートの表面粗さが大きい場合、ハードコートの粗さによる突起形状がバリア層や透明導電膜を破損する場合がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記したような問題を解決することを目的とする。すなわち、連続した金属酸化物層を有し、十分なバリア性があり、かつＲｏｌｌ−ｔｏ−Ｒｏｌｌによる連続成膜時に起こる積層体のハードコート層と他の積層体の金属酸化物層の接触による劣化の低減された積層体を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、少なくとも、金属酸化物層（３）／プラスチックフィルム（１）／ハードコート層（２）の層構成からなる積層体において、プラスチックフィルム（１）の金属酸化物層（３）側の５０μｍ□あたりのＲＭＳ（平均自乗粗さ）が、３ｎｍ以下であり、かつハードコート層（２）のプラスチックフィルム（１）の反対側の５０μｍ□あたりのＲＭＳ（平均自乗粗さ）が、４ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることを特徴とする積層体である。
【００１１】
請求項２の発明は、さらに金属酸化物層（３）に導電層（４）を積層したことを特徴とする請求項１記載の積層体である。
【００１２】
請求項３の発明は、前記プラスチックフィルムが連続状であることを特徴とする請求項１または２に記載の積層体である。
【００１３】
請求項４の発明は、少なくとも、少なくとも一方の面の５０μｍ□あたりのＲＭＳ（平均自乗粗さ）が、３ｎｍ以下である連続状プラスチックフィルム（１）のもう一方の面に、表面の５０μｍ□あたりのＲＭＳ（平均自乗粗さ）が、４ｎｍ以上５０ｎｍ以下であるハードコート層（２）を塗工法により形成する工程、該プラスチックフィルム（１）の５０μｍ□あたりのＲＭＳ（平均自乗粗さ）が３ｎｍ以下である面に、金属酸化物層（３）を形成する工程、を有する積層体の製造方法である。
【００１４】
請求項５の発明は、前記金属酸化物層（３）を形成する工程の後に、導電層（４）を形成する工程を有することを特徴とする請求項４に記載の積層体の製造方法である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明を詳細に説明する。
本発明は、少なくとも、金属酸化物層（３）／プラスチックフィルム（１）／ハードコート層（２）の層構成からなる積層体において、金属酸化物層（３）側のプラスチックフィルム（１）表面とハードコート層（２）のプラスチックフィルム（１）と反対側（表面側）のＲＭＳ（平均自乗粗さ）を規定することにより、十分なバリア性を確保すると主に、Ｒｏｌｌ−ｔｏ−Ｒｏｌｌによる連続成膜時に起こる積層体の劣化の低減するものである。
【００１６】
本発明に用いるプラスチックフィルム層（１）は、特に制限するものではないが、透明のものを用いることが好ましい。例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリアリレートフィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリスルホンフィルム、アモルファスポリオレフィンフィルムなどがあげられる。基材フィルム層の厚みは任意であるが、一般的には数十μｍ　から数百μｍ　である。
【００１７】
また、前記プラスチックフィルム層（１）は、少なくとも一方の面の５０μｍあたりのＲＭＳ（平均自乗粗さ）が、３ｎｍ以下であることが必要である。
この範囲内にあると、その上に積層する金属酸化物層が、均一、連続的になり、密着性、バリア性が十分なものとなる。
【００１８】
本発明のハードコート層としては、エステルアクリレート、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、シリコーンアクリレート、ポリイミドアクリレート、ポリアミドイミドアクリレートをはじめとする種々の活性エネルギー線硬化性樹脂硬化物などを用いることができる。この様な活性エネルギー線硬化性樹脂硬化物を用いることで硬化時間が短縮でき、製造コストなどの点で良好であるが、その他、熱可塑性樹脂や熱硬化樹脂なども例示できる。
【００１９】
本発明では、ハードコート層の表面側の５０μｍ□あたりのＲＭＳ（平均自乗粗さ）を、４ｎｍ以上５０ｎｍ以下にする必要がある。そのためには、無機または有機の微粒子またはその組み合わせをハードコートに混入する方法が有効である。この微粒子としては必要な透過率を保持する微粒子であれば任意に使用することができる。
ハードコート層の表面側の５０μｍ□あたりのＲＭＳ（平均自乗粗さ）が前記した範囲内にあると、Ｒｏｌｌ−ｔｏ−Ｒｏｌｌによる連続成膜時に起こる積層体のハードコート層と他の積層体の金属酸化物層の接触による劣化を防ぐことができる。
【００２０】
無機微粒子としては、一般的に、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニアなどからなる微粒子が挙げられるが、透明性の点でシリカ粒子、特に、例えばゾルゲル法によって合成された合成シリカ粒子等が好ましい。尚、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン等の導電性の透明微粒子も帯電防止性の付与に係わらず必要に応じて用いることができる。
【００２１】
また、有機微粒子としては、適度な架橋構造を有しており、活性エネルギー線硬化樹脂やモノマー、溶剤等による膨潤が少ない硬質な微粒子を用いることができる。例えば、粒子内部架橋タイプのスチレン系樹脂、スチレン−アクリル系共重合樹脂、アクリル系樹脂、ジビニルベンゼン樹脂、シリコーン系樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、スチレン−イソプレン系樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、上記の樹脂等を主成分とするミクロゲル等を使用することができる。
【００２２】
ハードコートを塗工する際には、上記のハードコート材料を任意の希釈溶剤に希釈して塗工する。具体的に、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸エチル、酢酸イソブチル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどが用いられる。
【００２３】
金属酸化物層（３）としては、たとえば、ケイ素、スズ、インジウム、バナジウム、タングステン、ニッケル、ニオブ、アルミニウム、マグネシウム、モリブデンなどの金属の酸化物の薄層があげられ、２種以上の混合物であってもよい。この金属酸化物層（３）は、スパッタリング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法、フォトＣＶＤ法などにより形成される。厚みは、一般的に金属酸化物層（３）は０．００１〜０．１μｍである。ただし、透明性が損なわれない厚みとする。
【００２４】
そして、前記金属酸化物層（３）に、導電層（４）を設けることにより、導電性バリアフィルムが得られる。
導電層（４）は、特に限定するものではないが、透明であるものを用いることが好ましい。透明性、操作性、コスト、エッチング性などを総合考慮すると、ＩＴＯ（インジウム−スズ複合酸化物）が好適に用いられる。導電層層の厚みは、１０〜１５０ｎｍの範囲であることが好ましい。
【００２５】
また、これらハードコート層、金属酸化物層、導電層は、それぞれの層をＲｏｌｌ−ｔｏ−Ｒｏｌｌで成膜してもよいし、最初に基材を巻き出し、インラインで連続して各層を成膜して最後に巻き取ってもよい。
【００２６】
【実施例】
次に実施例をあげて本発明をさらに説明する。
＜実施例１＞
図１は本発明の実施例１のバリアフィルム断面を示した図である。
プラスチックフィルム層（１）として厚み１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムの片面に、下記の塗布液Ａで膜厚約６μｍ、表面粗さＲＭＳ＝７．２ｎｍのハードコート層（２）を塗布した。次に、ハードコート層（２）と反対面（ＲＭＳ＝１．２ｎｍ）に、ＣＶＤ法により４０ｎｍの酸化珪素からなる金属酸化物層（３）を成膜した。ここまでで、各積層ごとにＭｏｃｏｎＯｘｔｒａｎ１０／５０Ａ酸素透過度測定装置（モダンコントロール社製）で酸素バリアを、ＭｏｃｏｎＰｅｒｍａｔｒａｎＷ６水蒸気透過度測定装置（モダンコントロール社製）で水蒸気バリア、を測定した。
【００２７】
＜実施例２＞
図２は本発明の実施例２の導電性バリアフィルム断面を示した図である。
実施例１と同様に、プラスチックフィルム層（１）として厚み１００μｍのポリカーボネートフィルムの片面に、下記の塗布液Ａで膜厚約６μｍ、表面粗さＲＭＳ＝７．２ｎｍのハードコート層（２）を塗布した。次に、ハードコート層（２）と反対面（ＲＭＳ＝２．０ｎｍ）に、ＣＶＤ法により４０ｎｍの酸化珪素からなる金属酸化物層（３）を成膜した。最後に、透明電極としてスパッタ法で１２０ｎｍのＩＴＯを形成して、透明電極性バリアフィルムとした。この構成で実施例１と同様に水蒸気バリア、酸素バリアを測定した。またＩＴＯのシート抵抗を測定した。
【００２８】
＜比較例１＞
実施例１と同様の構成で、ハードコート層を塗布液Ｂで形成した。ハードコートは、膜厚６μｍ、表面粗さＲＭＳ＝２．１ｎｍであった。
【００２９】
＜比較例２＞
実施例２と同様の構成で、ハードコート層を塗布液Ｂで形成した。ハードコートは、膜厚６μｍ、表面粗さＲＭＳ＝２．１ｎｍであった。
【００３０】
＜比較例３＞
実施例１と同様の構成で、ポリエチレンテレフタレートの表面粗さがＲＭＳ＝５．７ｎｍの面に金属酸化物層（３）を形成した。
【００３１】
＜比較例４＞
実施例２と同様の構成で、ポリカーボネートの表面粗さがＲＭＳ＝４．５ｎｍの面に金属酸化物層（３）と導電層（４）を形成した。
【００３２】
（塗布液Ａ）
・感光性モノマー：ペンタエリスリトールトリアクリレート
・希釈溶媒：メチルエチルケトン
・光重合開始剤：イルガキュア１８４
・コロイダルシリカ（平均粒子径＝４０ｎｍ）
上記の重量組成比＝３０：７０：１：５（重量部）
【００３３】
（塗布液Ｂ）
・感光性モノマー：ペンタエリスリトールトリアクリレート
・希釈溶媒：メチルエチルケトン
・光重合開始剤：イルガキュア１８４
上記の重量組成比＝３０：７０：１（重量部）
【００３４】
これらの塗布液の硬化条件は、いずれも高圧水銀ランプ、出力１２０Ｗ／ｃｍ１灯、照射量５００ｍＪ／ｃｍ２である。
【００３５】
実施例及び比較例の評価結果を表１に示す。実施例１と２では良好なバリア性能を発現し、巻取り状態も良好であった。一方、比較例１と２では良好なバリア性能を発現したものの、巻取り状態が不良が生じた（巻きズレ）。比較例３と４ではバリア性能と抵抗値の劣化が確認された。これは、バリア膜の下地となる透明プラスチックフィルムの表面粗さが大きいため、バリア膜や透明導電膜の一部に不連続面が生じたためである。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
【発明の効果】
本発明により得られた積層体においては、バリア層である金属酸化物層が均一で連続しており、十分なバリア性を有するものである。また、Ｒｏｌｌ−ｔｏ−Ｒｏｌｌによる巻取り成膜時、積層体保存時に起こる積層体のハードコート層と他の積層体の金属酸化物層の接触による劣化を低減することができる。そして、さらに導電層を積層することにより、安定した抵抗値を発現することができる。
【００３８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の積層体の一例を示した断面図である。
【図２】本発明の積層体の一例を示した断面図である。
【符号の説明】
１　　　透明プラスチックフィルム
２　　　ハードコート
３　　　金属酸化物層
４　　　導電層
【図１】
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【図２】
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