《功能膜制造方法和功能膜.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《功能膜制造方法和功能膜.pdf(30页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103796765 A (43)申请公布日 2014.05.14 CN 103796765 A (21)申请号 201280041757.4 (22)申请日 2012.08.16 2011-188736 2011.08.31 JP B05D 5/00(2006.01) B05D 1/26(2006.01) B32B 9/00(2006.01) B32B 27/30(2006.01) C23C 16/42(2006.01) (71)申请人 富士胶片株式会社 地址 日本东京港区西麻布二丁目26番30号 (72)发明人 岩瀬英二郎 (74)专利代理机构 北京同立钧成知识产权。
2、代理 有限公司 11205 代理人 臧建明 (54) 发明名称 功能膜制造方法和功能膜 (57) 摘要 本发明涉及高性能功能膜, 例如具有较高气 体阻挡性能的气体阻挡膜, 其使用廉价载体且是 以低成本和高生产率制造。 根据本发明的功能膜, 所述功能膜是基于气相沉积方法通过使基于涂层 的有机层与无机层积层而形成, 有机层的玻璃态 转化温度是至少 100, 且其厚度介于 0.05 微米 与 3 微米之间。有机层涂布有至少 5 立方厘米 / 平方米的涂料, 且在成形后在干燥状态递减速率 下的粘度是 20 厘泊以上且表面张力是 34 达因 / 厘米以下。无机层是通过用于等离子体产生的气 相成膜方法在有。
3、机层的表面形成。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.02.26 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/JP2012/070789 2012.08.16 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/031542 JA 2013.03.07 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 25 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书25页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103796765 A CN 103796765 A 1/2 页 2 1. 一种功能膜制造方法, 其用于制造在载体上具。
4、有有机层以及在所述有机层上具有无 机层的功能膜, 所述功能膜制造方法包括以下步骤 : 制备含有有机化合物和有机溶剂的涂料, 所述有机化合物具有 100以上的玻璃态转 化温度以及将形成所述有机层 ; 用 5 立方厘米 / 平方米以上的涂布量以所述涂料涂布所述载体的表面, 使得所述有机 层的厚度变成 0.05 微米到 3 微米 ; 通过使涂布在所述载体的所述表面上的所述涂料干燥, 使得所述涂料在干燥状态递减 速率下的粘度是 20 厘泊以上以及表面张力是 34 达因 / 厘米以下, 以及接着使所述有机化 合物固化, 从而形成所述有机层 ; 以及 通过伴有等离子体产生的气相沉积方法在所形成的有机层的表。
5、面上形成所述无机层。 2. 根据权利要求 1 所述的功能膜制造方法, 其中除所述有机溶剂以外, 所述涂料含有 0.005 重量到 7 重量浓度的表面活性剂。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的功能膜制造方法, 其中所述载体是通过模涂方法进行所 述涂料的涂布。 4. 根据权利要求 1 到 3 中任一项所述的功能膜制造方法, 其中欲涂布到所述载体上的 所述涂料的粘度是 0.8 厘泊到 10 厘泊。 5. 根据权利要求 1 到 4 中任一项所述的功能膜制造方法, 其中在上面形成所述有机层 的所述载体沿预定方向传送的同时, 所述无机层是通过所述伴有等离子体产生的气相沉积 方法形成。 6. 根据权利。
6、要求 5 所述的功能膜制造方法, 其中所述载体是从载体卷拉出, 所述载体 卷是通过将长度较长的所述载体卷起形成卷形而获得, 在沿长度方向传送所拉出的载体的 同时, 所述有机层是通过用所述涂料涂布所述载体、 使所述涂料干燥以及使所述有机化合 物固化而形成, 以及将上面已经形成所述有机层的所述载体再次卷起以便形成卷形, 从而 获得载体 / 有机层卷 ; 以及 从所述载体 / 有机层卷将上面已经形成所述有机层的所述载体拉出, 在沿所述长度方 向传送所述载体的同时形成所述无机层, 以及将上面已经形成所述无机层的所述载体再次 卷起以便形成卷形。 7. 根据权利要求 1 到 6 中任一项所述的功能膜制造方。
7、法, 其中所述涂料中所含的所述 有机化合物是通过光聚合反应交联的 ( 甲基 ) 丙烯酸酯系有机化合物。 8.根据权利要求1到7中任一项所述的功能膜制造方法, 其中所述无机层是由氮化硅、 氧化硅、 氮氧化硅以及氧化铝中的一种形成。 9. 一种功能膜, 其包括 : 载体 ; 有机层, 其形成在所述载体上 ; 以及 无机层, 其形成在所述有机层上, 其中所述载体的每 1 平方厘米表面上具有 10 个以上异物 ; 以及 所述有机层含有有机化合物作为主要组分以及具有0.05微米到3微米的膜厚度, 所述 有机化合物的玻璃态转化温度是 100以上以及所述膜厚度小于所述载体的所述表面上至 少一个所述异物在膜厚。
8、度方向上的尺寸。 权 利 要 求 书 CN 103796765 A 2 2/2 页 3 10.根据权利要求9所述的功能膜, 其中所述有机层含有0.005重量到7重量的表 面活性剂。 11. 根据权利要求 9 或 10 所述的功能膜, 其中所述有机层是通过涂布含有欲形成所述 有机层的组分的涂料而形成。 12. 根据权利要求 9 到 11 中任一项所述的功能膜, 其还包括保护有机层作为最上层。 13. 根据权利要求 9 到 12 中任一项所述的功能膜, 其还包括所述无机层上的一个以上 的作为下层的中间有机层与作为上层的中间无机层的组合。 14.根据权利要求9到13中任一项所述的功能膜, 其中所述有。
9、机层、 以及任选地中间有 机层是通过使 ( 甲基 ) 丙烯酸酯系有机化合物通过聚合反应交联而获得。 15. 根据权利要求 9 到 14 中任一项所述的功能膜, 其中所述无机层是由氮化硅、 氧化 硅、 氮氧化硅以及氧化铝中的一种形成。 权 利 要 求 书 CN 103796765 A 3 1/25 页 4 功能膜制造方法和功能膜 技术领域 0001 本发明涉及一种功能膜, 例如, 由形成在载体上的有机层和无机层组成的气体阻 挡膜, 以及制造功能膜的方法。 背景技术 0002 在包含光学元件、 显示设备(例如液晶显示器和有机EL显示器)、 各种半导体设备 和太阳能电池在内的各种设备中, 气体阻挡膜。
10、用于需要呈现防潮性质的位置或零件。气体 阻挡膜还用作用于包装食品、 电子零件等的材料。 0003 气体阻挡膜通常具有这样一种组成, 其中将塑料膜 ( 例如聚对苯二甲酸乙二醇酯 (polyethylene terephthalate, PET) 膜 ) 用作载体 ( 衬底 ), 以及呈现气体阻挡性质的膜 ( 下文中也称作 “气体阻挡膜” ) 形成在载体上。作为用作气体阻挡膜的膜, 例如, 已知由各 种无机化合物 ( 例如氮化硅、 氧化硅和氧化铝 ) 形成的膜。 0004 关于使所述气体阻挡膜能够呈现更高程度的气体阻挡性质的组成, 已知具有在载 体表面上由有机化合物形成的作为基底层 ( 底涂层 )。
11、 的有机层 ( 有机化合物层 ) 和有机层 上由无机化合物形成的呈现气体阻挡性质的无机层 ( 无机化合物层 ) 的气体阻挡膜。下文 中, 具有作为基底层的有机层和有机层上的无机层的气体阻挡膜也被称作有机 / 无机积层 型气体阻挡膜。 0005 举例来说, 专利文献 1 揭示了一种气体阻挡膜 ( 透明气体阻挡积层膜 ), 所述气体 阻挡膜具有作为载体的透明塑料膜、 通过对 UV 可固化树脂或电子束可固化树脂进行固化 而获得以及具有载体的表面上的三维网络结构的有机层, 以及有机层上的无机层。 0006 此外, 专利文献 2 公开了一种气体阻挡膜 ( 阻挡膜衬底 ), 所述气体阻挡膜具有位 于载体上。
12、的有机层, 所述有机层是通过使混合物聚合而形成, 所述混合物含有具有两个预 定丙烯酸酯结构的单体以及具有三个以上相同的丙烯酸酯结构的单体 ; 以及位于所述有机 层上的无机层。 0007 如在专利文献 1 和专利文献 2 中所描述, 在有机 / 无机积层型气体阻挡膜中, 上 面形成有无机膜的表面是通过形成在载体上的有机层而平坦化, 由此获得高度气体阻挡性 质。 0008 通常, 有机层是使用涂层材料通过涂布方法形成。 因此, 有机层在其形成期间呈现 较高程度的自流平性质(self-leveling properties), 以及可以轻易形成光滑表面。 所以, 当膜具有所述有机层时, 载体表面的不。
13、规则部分将被覆盖, 使得表面可以是光滑且平坦的。 0009 当在所述平坦有机层上形成呈现气体阻挡性质的无机层时, 可以在形成无机层的 同时维持有机层的光滑度。 因此, 可以在整个表面上形成没有裂缝、 破碎或脱落的均匀无机 层, 且因此可以获得优秀的气体阻挡性质。 0010 同时, 如专利文献3到专利文献5所描述, 大量异物粘附在主要用作气体阻挡膜中 的载体的塑料膜的表面上。异物主要是在载体的形成期间形成的残余低聚物、 空气中带电 且具有粘附性的粒子等等。大多数异物具有大约几微米的尺寸。 说 明 书 CN 103796765 A 4 2/25 页 5 0011 为了形成具有平坦表面且完全覆盖 (。
14、 包埋 ) 具有所述尺寸的异物的有机层, 在大 多数情况下, 有必要形成具有用于载体表面的状态的足够厚度的有机层, 举例来说, 考虑到 粘附在载体表面上的异物。也就是说, 为了获得具有平坦表面以及覆盖大约几微米的异物 的有机层, 有必要形成厚度超过 10 微米的有机层。 0012 然而, 有机层越厚, 则有机层中越容易出现裂缝等等。另外, 当载体是较薄的物质 时, 有机层厚度增加会造成其卷曲等等。 0013 另外, 当有机层厚度增加时, 气体阻挡膜会失去柔韧性, 且无法实现膜的最初用 途。此外, 如上所述引起的裂缝和卷曲也会显著地使柔韧性恶化。 0014 此外, 考虑到原材料的产率或成本, 有。
15、机层厚度的增加是不利的。 0015 当在形成有机层之前清洗载体的表面时, 上述问题可以在很大程度上得到缓解。 另外, 考虑到将要获得的气体阻挡膜的质量, 毋庸置疑, 优选的是载体的表面是清洁的。 0016 因此, 如在专利文献 3 到专利文献 5 中所描述, 在传统的气体阻挡膜中, 载体表面 是在表面上形成预期的膜之前通过粘合辊 (adhesive roller) 等等来清洁的, 以便去除载 体表面上的异物, 且随后在载体表面上形成用于获得预期功能的膜。 0017 具 体 而 言, 在 如 专 利 文 献 2 中 所 描 述 的 湿 气 渗 透 率 (moisture vapor transm。
16、ission rate) 小于 1.010-3 克 /( 平方米天 ) 的具有较高程度的气体阻挡性 质的有机 / 无机积层型气体阻挡膜中, 认为非常重要的是上面形成有机层的载体表面应是 清洁的, 使得有机层能够确保较高程度的表面光滑度。由专利文献 2 揭示了优选的是在清 洁的房间中形成有机层 ( 膜 ) 的事实看来, 这一点是毫无疑问的。 0018 因此, 在有机 / 无机积层型气体阻挡膜中, 在载体表面上形成有机层之前, 通过使 用粘合辊等等去除载体表面上的异物来清洁载体表面, 且随后形成有机层等等, 由此形成 具有平坦表面的有机层。 0019 现有技术文献 0020 专利文献 0021 专。
17、利文献 1 : JP2002-264274A 0022 专利文献 2 : JP2009-172986A 0023 专利文献 3 : JP2007-277631A 0024 专利文献 4 : JP2003-13020A 0025 专利文献 5 : JP2007-21871A 发明内容 0026 发明所要解决的课题 0027 然而, 在气体阻挡膜的实际大规模生产中, 通过在制造位置进行清洁且形成具有 充分清洁的载体表面的有机层来获得具有优秀表面光滑度的薄有机层存在各种困难。 0028 如上文所描述, 大量异物粘附在用作气体阻挡膜的载体的常用塑料膜上。 0029 因此, 在需要具有较高生产效率的生产。
18、设施中, 需要高性能清洁设备 ( 异物去除 设备 ) 去除在连续生产中粘附在载体表面上的大量异物以便达到可以形成平坦有机层的 程度。另外, 如上文所描述, 这些异物的尺寸是大约若干微米。因此, 在连续生产中难以通 过使用常用于监控生产线的 CCD 照相机等等来检测异物, 且因此需要高性能设备。 说 明 书 CN 103796765 A 5 3/25 页 6 0030 另外, 有机层通常是通过在大气压力下实施的涂布方法形成。 因此, 即使在载体供 应至涂布设备且用涂料涂布期间, 设备安装环境中的异物粘附在载体上。 类似地, 异物在载 体的储存和传送期间粘附在载体上。 0031 为避免这些问题, 。
19、必须具有经配置以便清洁载体管理或有机层形成环境中的空气 的构件, 例如将载体储存在清洁室中且如专利文献 2 中所描述, 在清洁室中形成有机层。 0032 如果能在环境高度受控的生产设备中制造载体, 所述生产设备储存在清洁环境 ( 例如清洁室 ) 中且因此其表面上具有极少量异物, 则可以无需清洁这一载体的表面。 0033 然而, 毋庸多言, 所述载体是极昂贵的, 且因此极大增加原材料成本。 另外, 即使在 这种情况下, 仍然需要管理有机层形成环境。 0034 也就是说, 在具有生产率要求的制造位置, 为了在具有不含异物等等的表面的载 体上形成有机层以便形成具有平坦表面的有机层, 需要极昂贵的高性。
20、能大规模设备或昂贵 的原材料。因此, 考虑到设备成本、 设备管理的运行成本等等, 存在许多困难。 0035 另外, 基板表面清洁和有机层形成环境控制可能引起生产效率降低, 例如生产线 速度降低。 0036 在有机 / 无机积层型功能膜 ( 例如气体阻挡膜, 其具有载体上作为基底层的有机 层和有机层上呈现气体阻挡性质的无机层 ) 中, 本发明旨在解决上述惯用技术的问题以及 提供一种功能膜和功能膜的制造方法, 所述功能膜能够通过使用表面粘附有大量异物的常 用载体以低成本和高生产率获得产物高度气体阻挡性质等等的高性能产物, 而无需进行载 体表面的预先清洁或进行有机层形成环境的清洁且无需增加有机层的厚。
21、度。 0037 用于解决课题的手段 0038 为了解决上述问题, 本发明提供功能膜制造方法, 以便制造具有载体上的有机层 和有机层上的无机层的功能膜, 其包括以下步骤 : 0039 制备含有有机化合物和有机溶剂的涂料, 所述有机化合物的玻璃态转化温度是 100以上且将形成有机层 ; 0040 载体表面用 5 立方厘米 / 平方米以上的涂布量的涂料涂布, 使得有机层的厚度变 成 0.05 微米到 3 微米 ; 0041 通过使涂布在载体表面上的涂料干燥使得涂料在干燥状态递减速率下的粘度是 20 厘泊以上且表面张力是 34 达因 / 厘米以下, 且接着使有机化合物固化来形成有机层 ; 以 及 00。
22、42 通过伴有等离子体产生的气相沉积方法在所形成的有机层表面上形成无机层。 0043 在本发明的功能膜制造方法中, 涂料优选含有 0.005 重量到 7 重量浓度 ( 不 包括有机溶剂 ) 的表面活性剂。 0044 优选通过模涂方法用涂料涂布载体。 0045 涂布在载体上的涂料粘度优选是 0.8 厘泊到 10 厘泊。 0046 优选在上面形成有有机层的载体沿预定方向传送的同时, 无机层是通过伴有等离 子体产生的气相沉积方法形成。 0047 优选的是, 载体是从载体卷拉出, 所述载体卷是通过将长度较长的载体卷起形成 卷形而获得, 在沿长度方向传送拉出的载体的同时, 有机层是通过用涂料涂布载体、 。
23、使涂料 干燥且使有机化合物固化而形成, 且将上面形成有机层的载体再次卷起以便形成卷形, 从 说 明 书 CN 103796765 A 6 4/25 页 7 而获得载体 / 有机层卷 ; 以及 0048 从载体 / 有机层卷将上面形成有有机层的载体拉出, 在沿长度方向传送载体的同 时形成无机层, 且将上面形成有无机层的载体再次卷起以便形成卷形。 0049 涂料中所含的有机化合物优选是通过光聚合反应交联的(甲基)丙烯酸酯系有机 化合物。 0050 无机层优选是由氮化硅、 氧化硅、 氮氧化硅以及氧化铝中的一种形成。 0051 本发明还提供功能膜, 其包括 : 0052 载体 ; 0053 形成在载体。
24、上的有机层 ; 和 0054 形成在有机层上的无机层, 0055 其中每 1 平方厘米载体表面上具有 10 个以上异物 ; 以及 0056 有机层含有有机化合物作为主要组分且具有0.05微米到3微米的膜厚度, 所述有 机化合物的玻璃态转化温度是 100以上且所述膜厚度小于载体表面上至少一个异物在膜 厚度方向上的尺寸。 0057 在本发明的功能膜中, 有机层优选含有 0.005 重量到 7 重量表面活性剂。 0058 有机层优选是通过涂布含有将成为有机层的组分的涂料而形成。 0059 其优选包括保护有机层作为最上层。 0060 其优选包括无机层上的一个以上的作为下层的中间有机层与作为上层的中间无。
25、 机层的组合。 0061 有机层 ( 且任选地, 中间有机层 ) 优选是通过使 ( 甲基 ) 丙烯酸酯系有机化合物 通过聚合反应交联而获得。 0062 无机层优选是由氮化硅、 氧化硅、 氮氧化硅以及氧化铝中的一种形成。 0063 发明的效果 0064 根据本发明的具有上述配置的功能膜制造方法, 可以通过使用普通廉价载体、 通 过进行载体表面的预先清洁且在无需清洁有机层形成环境和无需增加有机层厚度的情况 下以低成本和高生产率制造高性能功能膜, 例如呈现高度气体阻挡性质的气体阻挡膜。 0065 通过本发明的功能膜制造方法制造的本发明的功能膜较薄、 具有足够柔韧性、 呈 现较高性能且廉价。 附图说明。
26、 0066 图1(A)到图1(C)分别是概念上显示通过本发明的制造方法制造的功能膜的实例 的视图。 0067 图2(A)和图2(B)分别是概念上显示进行本发明的功能膜制造方法的制造设备的 实例的视图。图 2(A) 是有机层形成设备且图 2(B) 是无机层形成设备。 具体实施方式 0068 下文中, 将基于附图中说明的优选实例详细描述本发明的功能膜制造方法和功能 膜。 0069 图 1(A) 概念上显示使用本发明的功能膜的气体阻挡膜的实例。 说 明 书 CN 103796765 A 7 5/25 页 8 0070 气体阻挡膜 10 具有载体 B( 的表面 ) 上的有机层 12, 以及有机层 12。
27、( 的表面 ) 上 的无机层14。 基本上, 气体阻挡膜10是通过下文中所描述的本发明的功能膜制造方法制造 的。 0071 应注意, 本发明的功能膜并不限于气体阻挡膜。 0072 具体地, 本发明可以按各种方式用于已知的功能膜中, 所述功能膜是例如包含光 学滤波器以及防光反射膜的各种光学膜。然而, 虽然稍后将描述其细节, 但是根据本发明, 能够形成空隙 ( 例如破裂部分或未成形部分 ) 数目显著降低的无机层 14。因此, 本发明最 佳地用于由于无机层 14 的空隙而性能显著恶化的气体阻挡膜中。 0073 本发明的功能膜并不限于图1(A)中所示的配置, 只要功能膜具有载体B上的下文 所描述的有机。
28、层 12 以及有机层 12 上的下文所描述的无机层 14 即可, 且可以使用各种层配 置。 0074 举例来说, 作为图 1(B) 中所示的功能膜 20, 可以采用这样一种配置, 其中主要用 于保护无机层 14 的保护有机层 24( 最上层 ) 被放置在无机层 14 上。 0075 另外, 作为可以实现较高性能的配置, 类似于图 1(C) 中所示的功能膜 26, 可以在 无机层 14 上提供一个以上的作为底层的中间有机层 12m 与作为覆盖层的中间无机层 14m 的组合(无机层与有机层的交互积层结构)。 或者, 功能膜可以更具有作为最上层的保护有 机层 24。 0076 在这些功能膜中, 中间。
29、有机层12m和保护有机层24可以按照与形成用于已知的有 机 / 无机积层型功能膜的有机层相同的方式来形成, 所述功能膜是揭示于 ( 例如 ) 前述专 利文献 1 和专利文献 2 中。中间无机层 14m 可以经过配置而等效于下文描述的无机层 14。 0077 另外, 当功能膜具有多个有机层和 / 或无机层时, 每个有机层和无机层可以由相 同的材料或不同的材料形成。 0078 在本发明的制造方法中, 载体(衬底/基底材料)B并不受到特定的限制。 具体地, 可以将用作功能膜 ( 例如气体阻挡膜 ) 的载体的各种已知片状物质用作载体 B。 0079 优选的是使用具有足够长度的片状载体 B( 网状载体 。
30、B), 使得有机层和无机层可 以通过下文中将描述的卷对卷式 (Roll-to-Roll) 方法来形成。 0080 载体 B 的特定优选实例包含由各种塑料 ( 聚合物材料 ) 形成的塑料膜, 所述塑料 是例如聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)、 聚萘二甲酸乙二醇酯 (PEN)、 聚乙烯、 聚丙烯、 聚苯乙 烯、 聚酰胺、 聚氯乙烯、 聚碳酸酯、 聚丙烯腈、 聚酰亚胺、 聚丙烯酸酯以及聚甲基丙烯酸酯。 0081 另外, 载体 B 可以具有形成在上述塑料膜的表面上的用于获得各种功能的层 ( 膜 ), 例如保护层、 粘合层、 光反射层、 抗反射层、 光屏蔽层、 平坦化层、 缓冲层以及压力缓 解层。 00。
31、82 此处, 在本发明的气体阻挡膜 10 中, 载体 B 的表面每 1 平方厘米具有 10 个以上异 物 16。 0083 如上文所述, 大量的异物 16 粘附在将被用作载体 B 的常用塑料膜上。大多数这些 异物 16 是在载体的形成期间形成的残余低聚物、 带电且具有粘附性的空气中粒子等等。大 多数异物 16 具有大约几微米的尺寸。为了形成具有平坦表面且完全覆盖这些异物的有机 层 12, 有机层 12 的膜厚度需要大于例如 10 微米。如上文所述, 如果有机层 12 的厚度增大, 那么将会出现各种问题, 例如气体阻挡膜的柔韧性恶化。 说 明 书 CN 103796765 A 8 6/25 页 。
32、9 0084 因此, 为了获得高性能膜, 例如呈现较高程度的气体阻挡性质的气体阻挡膜, 优选 的是载体 B 的表面具有少量的异物 16。 0085 然而, 如上文所述, 为了在没有异物的载体 B 上形成有机层 12, 由此在实际生产设 施中获得具有平坦表面的有机层 12, 用于清洁载体表面的高性能清洁设备或经过配置以便 清洁环境空气的构件 ( 有机层在其中储存或形成, 例如清洁室 ) 是必需的。因此, 生产设备 的成本以及运行成本会显著增加, 且因此极难实现。 0086 如果使用具有少量异物的高度管理型载体 B, 则可能不需要进行清洁。然而, 这种 载体 B 是非常昂贵的, 且即使是在这种情况。
33、下, 环境管理仍然是必需的。 0087 相比之下, 在本发明的气体阻挡膜 10 中, 载体 B 的表面每 1 平方厘米具有 10 个以 上异物 16。具体而言, 载体 B 的表面上优选地每 1 平方厘米具有 10 个以上异物 16, 所述异 物 16 在有机层 12 的膜厚度方向上具有 3 微米以上的尺寸 ( 高度 )。也就是说, 在本发明 中, 常规分布的普通塑料膜等等在未经受清洁 ( 清理 ) 等等的情况下用作载体 B, 并且在未 经受大气清理等等的正常环境中在载体 B 上形成有机层 12。 0088 因此, 根据本发明, 可以在低成本下以高生产率制造诸如气体阻挡膜 10 的高性能 功能膜。
34、, 所述气体阻挡膜呈现较高程度的气体阻挡性质且湿气渗透率小于110-3克/(平 方米天 )。 0089 换言之, 在本发明中, 载体B的表面每1平方厘米具有10个以上异物16, 且由此表 明气体阻挡膜10(功能膜)是实现设备成本和原材料成本降低的低成本气体阻挡膜。 另外, 在本发明中, 尽管气体阻挡膜 10 是以低成本制造的, 但是仍能够以高生产率获得高性能气 体阻挡膜 10。 0090 稍后将对这一点进行详细描述。 0091 有机层 12 是形成在载体 B 的表面上。 0092 有机层12是由有机化合物形成的层(含有有机化合物作为主要组分的层(膜), 且是基本上通过使单体和 / 或低聚物经受。
35、交联 ( 聚合 ) 和固化 ( 膜固化 ) 而获得。有机 层 12 充当底涂层, 用于适当地形成无机层 14, 所述无机层呈现例如气体阻挡性质的预期功 能。 0093 在本发明中, 有机层12是由具有100以上的玻璃态转化温度(Tg)的有机化合物 形成的层。另外, 有机层 12 具有 0.05 微米到 3 微米的厚度, 且厚度小于至少一个粘附在载 体 B 表面上的异物 16 的高度。 0094 如图 1 所示, 形成有机层 12 以便覆盖包含异物 16 的表面的载体 B 的表面而不留 下空隙 ( 使得覆盖载体 B 的表面的有机层 12 具有极少数空隙 ( 未成形部分 )。 0095 也就是说,。
36、 在本发明的气体阻挡膜 10 中, 有机层 12 不是所形成用于覆盖 ( 包埋 ) 存在于载体表面上的不规则分布以便对上面形成无机层 14 的表面 ( 膜形成表面 ) 进行平 坦化的层。 0096 换句话说, 在本发明中, 有机层 12 是这样一种层, 其是形成以便覆盖包含异物 16 的载体 B 的整个表面且其表面上具有不规则部分。另外, 有机层 12 是这样一种层, 其不具 有大于如在有机 / 无机积层型气体阻挡膜 ( 功能膜 ) 中形成的有机层所必需的厚度。 0097 稍后将对这一点进行详细描述。 0098 如上文所述, 有机层 12 是由 Tg 是 100以上的有机化合物形成 ( 有机层。
37、 12 含有 说 明 书 CN 103796765 A 9 7/25 页 10 Tg 是 100以上的有机化合物作为主要组分 )。 0099 在本发明中, 有机层 12 是作为用于适当地形成无机层 14 的底涂层而形成的。如 稍后详细描述, 形成有机层 12 是主要用于保护载体 B 以及异物 16, 所述异物是来自在无机 层 14 的形成期间产生的等离子体。 0100 当形成有机层 12 的有机化合物的 Tg( 下文中, 也简称作 “有机层 12 的 Tg” ) 低于 100时, 有机层 12 是在无机层 14 的形成期间由等离子体的热量蚀刻, 由此无机层 14 的形 成受到阻碍。当有机层 1。
38、2 被蚀刻时, 受蚀刻的有机层 12 的有机化合物变为异物且粘附到 有机层 12 或无机层 14 的表面。 0101 考虑到上述内容, 有机层 12 的 Tg 优选是 120以上, 且尤其优选是 150以上。 0102 有机层 12 的厚度 ( 膜厚度 ) 是 0.05 微米到 3 微米, 且厚度小于至少一个粘附在 载体 B 的表面的异物 16 的高度。 0103 在本发明中, 异物 16 的高度是粘附到载体表面的异物 16 在有机层 12 的膜厚度方 向上的尺寸。另外, 在本发明中, 有机层 12 的厚度是有机层 12 中没有异物 16 的区域的厚 度。 0104 当有机层 12 的厚度小于。
39、 0.05 微米时, 难以用有机层 12 覆盖异物 16, 且有机层 12 可能无法在无机层 14 的形成期间有效地充当载体 B 等等的保护层。 0105 相反, 当满足以下条件中的至少一个时, 则有机层 12 过厚, 由此气体阻挡膜 10 无 法获得充分的柔韧性 : 有机层 12 的厚度超过 3 微米和有机层 12 的膜厚度大于所有的异物 16 的高度。另外, 由于有机层 12 过厚, 出现例如有机层 12 破裂和气体阻挡膜 10 卷曲等问 题。 0106 考虑到上述几点, 有机层12的厚度优选是0.1微米到2.5微米, 且尤其优选是0.5 微米到 2 微米。 0107 如上文所述, 在本发。
40、明的气体阻挡膜 10 中, 载体 B 的表面每 1 平方厘米具有 10 个 以上异物 16。在本发明的气体阻挡膜 10 中, 有机层 12 的表面不是覆盖异物 16 的平坦表 面, 而是具有由异物 16 引起的不规则部分的表面。因此, 在本发明的气体阻挡膜 10 中, 每 1 平方厘米有机层 12 表面的高度差优选是 300 纳米以上, 且尤其优选是 500 纳米以上。 0108 在本发明中, 有机层 12 的表面具有如上文所述的高度差, 且与前述载体表面上异 物 16 的情况类似, 这表明气体阻挡膜 10 是实现设备成本和原材料成本降低的低成本气体 阻挡膜。在本发明中, 成本降低是如上文所述。
41、实现的, 且此外, 高性能气体阻挡膜是以高生 产率制造的。 0109 每1平方厘米有机层12表面的高度差意味对应于1平方厘米面积(投影到载体B 的 1 平方厘米有机层 12) 的载体表面的有机层 12 的表面处最接近载体 B 的位置 ( 通常是 没有异物 16 的位置 ) 与距离载体 B 最远的位置 ( 通常是异物 16 的顶部 ) 之间的距载体 B 的距离的差异。 0110 因此, 每 1 平方厘米有机层 12 的表面的高度差是 300 纳米以上意味着, 举例来说, 当有机层 12( 气体阻挡膜 10) 的表面被划分成 1 平方厘米的正方形时, 有机层 12 的表面的 高度差 ( 从载体 B。
42、 到有机层表面的距离最短的位置与从载体 B 到有机层表面的距离最长的 位置之间的距离差异 ) 在所有正方形中是 300 纳米以上。 0111 在本发明的气体阻挡膜10中, 用于形成有机层12的材料并不受特定的限制, 并且 说 明 书 CN 103796765 A 10 8/25 页 11 可以使用各种已知的有机化合物 ( 树脂和聚合物化合物 ), 只要其 Tg 是 100以上即可。 0112 特定的优选实例包含热塑性树脂, 例如聚酯、 丙烯酸类树脂、 甲基丙烯酸树脂、 甲 基丙烯酸 - 顺丁烯二酸共聚物、 聚苯乙烯、 透明氟树脂、 聚酰亚胺、 氟化聚酰亚胺、 聚酰胺、 聚酰胺酰亚胺、 聚醚酰亚。
43、胺、 酰化纤维素、 聚氨酯、 聚醚醚酮、 聚碳酸酯、 脂环族聚烯烃、 聚芳 酯、 聚醚砜、 聚砜、 芴环修饰的聚碳酸酯、 脂环族环修饰的聚碳酸酯、 芴环修饰的聚酯以及丙 烯酰基化合物 ; 以及由聚硅氧烷和其它有机硅化合物制成的膜。 0113 其中, 考虑到优秀的 Tg 和强度, 优选由将醚基作为官能团的自由基可聚合化合物 和 / 或阳离子可聚合化合物的聚合物组成的有机层 12。 0114 具体而言, 除了上述 Tg 和强度之外, 考虑到低折射率和优秀的光学性质, 含有丙 烯酸酯和 / 或甲基丙烯酸酯的单体或低聚物的聚合物作为主要组分的丙烯酸树脂或甲基 丙烯酸树脂优选作为有机层 12。 0115。
44、 其中, 尤其优选是含有具有两个以上官能团的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯 ( 例如二 丙烯二醇二 ( 甲基 ) 丙烯酸酯 (dipropylene glycol di(meth)acrylate, DPGDA)、 三羟甲 基丙烷三 ( 甲基 ) 丙烯酸酯 (trimethylolpropane tri(meth)acrylate, TMPTA) 以及二季 戊四醇六 ( 甲基 ) 丙烯酸酯 (dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, DPHA) 的单体或 低聚物的聚合物作为主要组分的丙烯酸树脂或甲基丙烯酸树脂。 0116 在本发明的气体阻挡膜 10 中, 有机层 12。
45、 优选含有 0.005 重量到 7 重量表面 活性剂。也就是说, 在稍后将描述的本发明的制造方法中, 优选使用含有 0.005 重量到 7 重量浓度 ( 不包括有机溶剂 ) 的表面活性剂的涂料形成有机层 12。 0117 稍后将对这一点进行详细描述。 0118 无机层14是由无机化合物形成的层(含有无机化合物作为主要组分的层(膜)。 在气体阻挡膜 10 中, 无机层 14 是主要呈现预期阻挡性质的层。也就是说, 在本发明的功能 膜中, 无机层是主要呈现预期功能(例如气体阻挡性质、 滤光性质(如预定波长带的光的透 射和遮蔽 ) 等等 ) 的层。 0119 如上文所描述, 根据本发明, 有可能适当。
46、地通过覆盖有机层 12 的顶部而不留下空 隙 ( 通过覆盖有机层 12 的顶部使得留下极少数空隙 ( 未成形部分 ) 来形成无机层 14。因 此, 作为无机层 14, 优选由无机化合物 ( 例如氮化硅 ) 形成层, 所述无机化合物呈现气体阻 挡性质且其性能由于空隙等等而显著恶化。 0120 在气体阻挡膜 10 中, 可以使用各种呈现气体阻挡性质的无机化合物作为无机层 14。 0121 其特定优选实例包含由无机化合物形成的膜, 所述无机化合物包含金属氧化物, 例如氧化铝、 氧化镁、 氧化钽、 氧化锆、 氧化钛以及氧化铟锡 (ITO) ; , 金属氮化物, 例如氮化 铝 ; 金属碳化物, 例如碳化。
47、铝 ; 硅氧化物, 例如氧化硅、 氮氧化硅、 碳氧化硅以及碳化氧化氮 化硅(silicon nitride oxide carbide) ; 硅氮化物, 例如氮化硅和碳氮化硅 ; 硅碳化物, 例 如碳化硅 ; 这些物质的氢化物 ; 两种以上这些物质的混合物 ; 以及上述含有氢的化合物。 0122 具体地说, 优选将氮化硅、 氧化硅、 氮氧化硅以及氧化铝用于气体阻挡膜, 因为这 些化合物可以呈现优秀的气体阻挡性质。 0123 应注意, 当本发明用于除气体阻挡膜以外的功能膜时, 可适当地选择呈现预期功 能(例如预定波长带的透射光的过滤性质和遮蔽其它波长带的光以及预定折射率)的无机 说 明 书 CN。
48、 103796765 A 11 9/25 页 12 化合物以便形成无机层 14。 0124 另外, 本发明的功能膜不限于其中无机层 14 主要呈现预期功能的功能膜。也就是 说, 本发明的功能膜可以通过有机层 12 与无机层 14 的组合来呈现预期功能。 0125 在本发明中, 无机层 14 的厚度不受特定限制。也就是说, 可以根据用于形成层的 材料将无机层 14 的厚度适当地设定成可以呈现预期气体阻挡性质 ( 功能 ) 的厚度。根据 发明人的论述, 无机层 14 的厚度优选是 10 纳米到 200 纳米。 0126 通过将无机层 14 的厚度设定成 10 纳米以上, 可以形成稳定呈现足够气体阻。
49、挡性 能的无机层14。 通常, 无机层14较脆弱, 且当无机层14过厚时, 所述层可能破裂、 破碎或脱 落。因此, 通过将无机层 14 的厚度设定成 200 纳米以下, 可以防止层破裂。 0127 考虑到这一点, 无机层 14 的厚度优选是 15 纳米到 100 纳米且尤其优选是 20 纳米 到 75 纳米。 0128 图 2 示意性显示用于通过本发明的功能膜制造方法来制造本发明的功能膜的制 造设备的实例。 0129 制造设备包含用于形成有机层 ( 膜 )12 的有机膜形成设备 30 和用于形成无机层 的无机膜形成设备 32。在图 2 中, 图 2(A) 表示有机膜形成设备 30 且图 2(B) 表示无。