DE10030175A1 - Cell substrate, liquid crystal cell, liquid crystal display and method for producing an electrode - Google Patents
Cell substrate, liquid crystal cell, liquid crystal display and method for producing an electrodeInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Zellsubstrat, das umfaßt ein Harzsubstrat, das einen auf 0,1 Gew.-% oder weniger verringerten Gehalt an flüchtiger Komponente aufweist, und einen Abscheidungsfilm, der ein transparentes Elektrodenmaterial umfaßt, beispielsweise einen ITO-Abscheidungsfilm, der auf mindestens eine Seite des Harzsubstrats aufgebracht ist. Die nachteiligen Einflüsse der flüchtigen Komponenten des während der Abscheidung verdampften Harzsubstrats werden ausgeschlossen, so daß das resultierende Zellsubstrat eine gute Haftung zwischen dem Harzsubstrat und dem Abscheidungsfilm und einen niedrigen spezifischen Oberflächenwiderstand bei einer geringen Streuung aufweist.The invention relates to a cell substrate comprising a resin substrate having a volatile component content reduced to 0.1% by weight or less, and a deposition film comprising a transparent electrode material, for example an ITO deposition film, applied to at least one Side of the resin substrate is applied. The adverse effects of the volatile components of the resin substrate evaporated during the deposition are excluded, so that the resulting cell substrate has good adhesion between the resin substrate and the deposition film and a low surface resistivity with little scatter.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Harz-Zellsubstrat mit einer transparenten Filmeleketrode mit einem niedrigen spezifischen Oberflächenwi derstand, beispielsweise einem ITO-Abscheidungsfilm, der an dem Substrat fest haftet. Das Harz-Zellsubstrat ist geeignet für die Herstellung einer Flüssig kristall-Zelle oder eines Flüssigkristall-Displays (einer Flüssigkristall- Sichtanzeige).The present invention relates to a resin cell substrate having a transparent film electrode with a low specific surface wi such as an ITO deposition film attached to the substrate firmly adheres. The resin cell substrate is suitable for the production of a liquid crystal cell or a liquid crystal display (a liquid crystal Visual display).
Um der zunehmenden Anzeigefläche von Flüssigkristall-Displays Rechnung zu tragen, wurde bereits vorgeschlagen, anstelle von schweren und voluminösen Glassubstraten ein Zellsubstrat auf Harzbasis, das ein Epoxyharz umfaßt, und dgl. zu verwenden, um dadurch die Zellendicke und das Zellengewicht zu ver ringern. Wenn eine transparente Filmelektrode, beispielsweise ein ITO- Abscheidungsfilm auf einem solchen Zellsubstrat auf Harzbasis gebildet wird, besteht jedoch die Gefahr, daß der spezifische Oberflächenwiderstand unter Streuung zunimmt und es tritt das Problem auf, daß sich der Elektrodenfilm ablöst als Folge einer geringen Haftung an dem Substrat.To account for the increasing display area of liquid crystal displays wear has been suggested instead of heavy and voluminous Glass substrates, a resin-based cell substrate comprising an epoxy resin, and The like. To use ver thereby the cell thickness and the cell weight wrestle. If a transparent film electrode, for example an ITO Deposition film is formed on such a resin-based cell substrate, however, there is a risk that the surface resistivity will drop below Scattering increases and there arises a problem that the electrode film peels off as a result of poor adhesion to the substrate.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Harz-Zellsubstrat zur Verfügung zu stellen, das eine transparente Filmelektrode mit einem niedrigen spezifischen Oberflächenwiderstand, beispielsweise einen ITO-Abscheidungs film, aufweist, der an dem Substrat gut haftet, wobei das Substrat eine dünne Flüssigkristall-Zelle mit einem geringen Gewicht bilden kann.An object of the present invention is therefore to provide a resin cell substrate To provide a transparent film electrode with a low specific surface resistance, for example an ITO deposition film, which adheres well to the substrate, the substrate being a thin Can form liquid crystal cell with a light weight.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Flüssigkristall- Zelle unter Verwendung des Harz-Zellsubstrats zur Verfügung zu stellen.Another object of the present invention is to provide a liquid crystal To provide the cell using the resin cell substrate.
Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, unter Ver wendung der Flüssigkristall-Zelle ein Flüssigkristall-Display (eine Flüssigkristall- Sichtanzeige) bereitzustellen. Außerdem ist es das Ziel der vorliegenden Erfin dung, ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode anzugeben.Yet another object of the present invention is to use Ver application of the liquid crystal cell, a liquid crystal display (a liquid crystal Visual display). It is also the aim of the present invention to specify a method for producing an electrode.
Das erfindungsgemäße Zellsubstrat umfaßt ein Harzsubstrat mit einem auf 0,1 Gew.-% oder weniger verminderten Gehalt an einer flüchtigen Komponente und einem Abscheidungsfilm, der ein transparentes Elektrodenmaterial um faßt, der auf mindestens eine Seite des Harzsubstrats aufgebracht ist.The cell substrate according to the invention comprises a resin substrate with a 0.1% by weight or less reduced volatile component content and a deposition film surrounding a transparent electrode material summarizes which is applied to at least one side of the resin substrate.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Elektrode umfaßt die Anordnung eines Harzsubstrats, das einen auf 0,1 Gew.-% oder weniger ver minderten Gehalt an flüchtiger Komponente aufweist, in einer Abscheidungs kammer unter vermindertem Druck und die Bildung eines Abscheidungsfilms (Überzugsfilms), der ein transparentes Elektrodenmaterial umfaßt, auf minde stens einer Seite des Harzsubstrats unter Anwendung eines Abscheidungsver fahrens. The inventive method for producing an electrode comprises Arrangement of a resin substrate which ver to 0.1 wt .-% or less has reduced volatile component content in a deposition chamber under reduced pressure and the formation of a deposition film (Coating film) comprising a transparent electrode material to minde least one side of the resin substrate using a deposition method driving.
Erfindungsgemäß kann ein Harz-Zellsubstrat, das einen transparenten Elek trodenfilm, beispielsweise einen ITO-Film, der an dem Harzsubstrat ausge zeichnet haftet und einen niedrigen spezifischen Oberflächenwiderstand mit einer geringen Streuung aufweist, erhalten werden, und unter Verwendung des Harz-Zellsubstrats können eine dünne und leichte Flüssigkristall-Zelle und Flüssigkristall-Sichtanzeige (Flüssigkristall-Display) hergestellt werden. Diese Effekte sind zurückzuführen auf den spezifischen Gehalt an flüchtiger Kompo nente in dem Harzsubstrat von 0,1 Gew.-% oder weniger bei der Abscheidung des transparenten Elektrodenfilms auf dem Substrat.According to the invention, a resin cell substrate which has a transparent elec electrode film, for example an ITO film, which is deposited on the resin substrate traces and has a low specific surface resistance has little scatter, can be obtained, and using the Resin cell substrates can be a thin and light liquid crystal cell and Liquid crystal display (liquid crystal display) are manufactured. This Effects are due to the specific content of volatile compo component in the resin substrate of 0.1% by weight or less in the deposition of the transparent electrode film on the substrate.
Als Ergebnis umfangreicher Forschungsarbeiten mit dem Ziel, das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, wurde gefunden, daß für den Fall, daß ein Harzsubstrat in einer Abscheidungskammer unter vermindertem Druck ange ordnet wird, um einen ITO-Abscheidungsfilm und dgl. zu bilden, die flüchtige Komponente in dem Substrat verdampft und in die Kammer diffundiert, wobei nachteilige Effekte entstehen und es treten eine Streuung des spezifischen Oberflächenwiderstandes und eine Abnahme der Haftung zwischen dem Substrat und dem Abscheidungsfilm auf. Es ist nunmehr gelungen, die nach teiligen Einflüsse des Gases zu vermeiden durch Vorbehandlung des Harz substrats, um dessen Gehalt an flüchtiger Komponente auf 0,1 Gew.-% oder weniger zu verringern.As a result of extensive research aimed at the above To solve the problem described, it was found that in the event that a Resin substrate in a deposition chamber under reduced pressure is arranged to form an ITO deposition film and the like, the volatile Component evaporates in the substrate and diffuses into the chamber, whereby adverse effects arise and there is a dispersion of the specific Surface resistance and a decrease in adhesion between the Substrate and the deposition film. It has now succeeded in following Avoid partial influences of the gas by pretreating the resin substrate, to its volatile component content to 0.1% by weight or decrease less.
Die Fig. 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht des erfindungsgemä ßen Zellsubstrats. Fig. 1 shows a schematic cross-sectional view of the inventive SEN cell substrate.
Das erfindungsgemäße Zellsubstrat umfaßt ein Harzsubstrat mit einem auf 0,1 Gew.-% oder weniger verminderten Gehalt an flüchtiger Komponente und ei nem Überzugsfilm, der ein transparentes Elektrodenmaterial umfaßt, der auf mindestens eine Seite des Harzsubstrats aufgebracht ist. Ein Beispiel für das erfindungsgemäße Zellsubstrat ist in der Fig. 1 dargestellt, in der die Ziffer 1 ein Harzsubstrat, die Ziffer 3 einen Abscheidungsfilm, der ein transparentes Elektrodenmaterial umfaßt, und die Ziffer 2 eine Haftschicht (Zwischenschicht) darstellt, die zwischen dem Harzsubstrat 1 und dem Abscheidungsfilm 3 erfor derlichenfalls und nötigenfalls vorgesehen ist.The cell substrate of the present invention comprises a resin substrate having a volatile component content reduced to 0.1% by weight or less and a coating film comprising a transparent electrode material applied to at least one side of the resin substrate. An example of the cell substrate according to the invention is shown in FIG. 1, in which the number 1 represents a resin substrate, the number 3 a deposition film which comprises a transparent electrode material, and the number 2 represents an adhesive layer (intermediate layer) which is between the resin substrate 1 and the deposition film 3 is provided if necessary and if necessary.
Das Zellsubstrat wird beispielsweise nach einem Verfahren hergestellt, bei dem das Harzsubstrat, dessen Gehalt an flüchtiger Komponente auf 0,1 Gew.- % oder weniger herabgesetzt worden ist, in einer Abscheidungskammer unter vermindertem Druck angeordnet wird und ein Abscheidungsfilm, der ein trans parentes Elektrodenmaterial umfaßt, auf mindestens einer Seite des Harz substrats unter Anwendung eines Abscheidungsverfahrens gebildet wird. Die flüchtige Komponente in dem Harzsubstrat kann durch Verdampfung auf ge eignete Weise entfernt werden, beispielsweise durch eine Wärmeentgasungs behandlung, gewünschtenfalls unter vermindertem Druck. Um die Bildung ei nes Abscheidungsfilms mit einer guten Qualität und einer guten Haftung zu gewährleisten, beträgt der Gehalt an flüchtiger Komponente in dem Harz substrat vorzugsweise 0,09 Gew.-% oder weniger, besonders bevorzugt 0,08 Gew.-% oder weniger und am meisten bevorzugt 0,07 Gew.-% oder weniger.The cell substrate is produced, for example, by a process in which the resin substrate, whose volatile component content is 0.1% by weight % or less has been reduced in a deposition chamber below is arranged under reduced pressure and a deposition film containing a trans parent electrode material comprises on at least one side of the resin substrate is formed using a deposition process. The volatile component in the resin substrate can be evaporated to ge be removed in a suitable manner, for example by heat degassing treatment, if desired under reduced pressure. To the formation separation film with good quality and good adhesion ensure the content of volatile component in the resin substrate preferably 0.09% by weight or less, particularly preferably 0.08% by weight or less, and most preferably 0.07% by weight or less.
Das verwendete Harzsubstrat kann aus irgendeinem der geeigneten Harze, beispielsweise aus thermoplastischen Harzen und wärmehärtbaren Harzen, hergestellt sein. Vom Standpunkt der Wärmebeständigkeit bei der Herstellung des transparenten elektrisch leitenden Films aus betrachtet werden vorzugs weise Harzsubstrate verwendet, die ein Harz mit einer Glasumwandlungstem peratur von 130°C oder höher, vorzugsweise von 150°C oder höher, beson ders bevorzugt von 160°C oder höher, umfassen. Vorzugsweise weist das Harzsubstrat eine ausgezeichnete Transparenz und eine hohe Schlagzähigkeit auf. Besonders bevorzugt ist es, ein Harzsubstrat zu verwenden, das eine Lichtdurchlässigkeit von 80% oder mehr, vorzugsweise von 85% oder mehr, aufweist. The resin substrate used can be any of the suitable resins, for example from thermoplastic resins and thermosetting resins, be made. From the standpoint of heat resistance in manufacturing of the transparent, electrically conductive film are preferred wise resin substrates used, a resin with a glass conversion temperature of 130 ° C or higher, preferably 150 ° C or higher, esp ders preferably of 160 ° C or higher. Preferably that Resin substrate excellent transparency and high impact resistance on. It is particularly preferred to use a resin substrate which has a Light transmission of 80% or more, preferably 85% or more, having.
Außerdem ist es vom Standpunkt der Verhinderung einer Denaturierung des Flüssigkristalls und der Haltbarkeit der resultierenden Flüssigkristallzelle aus betrachtet bevorzugt, daß das Harzsubstrat chemische Beständigkeits-, opti sche Isotropie-, geringe Wasserabsorptions-, geringe Feuchtigkeits-durchläs sigkeits- und Gassperr-Eigenschaften gegenüber Sauerstoff und dgl. aufweist. Außerdem wird ein Harzsubstrat mit einem Elastizitätsmodul von 300 kgf/mm2 oder mehr beim Anlegen einer Zugspannung von 0,2% bei 30°C, beispiels weise vom Standpunkt der Unterdrückung des Auftretens einer Verformung der optischen Elemente aufgrund der Beständigkeit gegen Dimensionsände rungen unter dem Einfluß von Temperatur oder Feuchtigkeit aus betrachtet, bei der Herstellung eines Flüssigkristall-Displays bevorzugt verwendet.In addition, from the standpoint of preventing denaturation of the liquid crystal and durability of the resulting liquid crystal cell, it is preferable that the resin substrate have chemical resistance, optical isotropy, low water absorption, low moisture permeability and gas barrier properties against oxygen and Like. Has. In addition, a resin substrate having a modulus of elasticity of 300 kgf / mm 2 or more when a tensile stress of 0.2% is applied at 30 ° C, for example, from the viewpoint of suppressing the occurrence of deformation of the optical elements due to the resistance to dimensional changes under the Influence of temperature or humidity considered, preferably used in the manufacture of a liquid crystal display.
Zu Beispielen für das Harz für die Herstellung des Harzsubstrats gehören thermoplastische Harze wie Polycarbonat, Polyarylat, Polyethersulfon, Poly ester, Polysulfon, Polymethylmethacrylat, Polyetherimid und Polyamid; und wärmehärtbare Harze wie Epoxyharze, ungesättigte Polyester, Polydiallylphtha lat und Polyisobornylmethacrylat. Diese Harze können entweder einzeln oder in Form einer Mischung von zwei oder mehr derselben verwendet werden. Die se Harze können auch in Kombination mit anderen Komponenten in Form ei nes Copolymers oder einer Mischung verwendet werden.Examples of the resin for producing the resin substrate include thermoplastic resins such as polycarbonate, polyarylate, polyether sulfone, poly ester, polysulfone, polymethyl methacrylate, polyetherimide and polyamide; and thermosetting resins such as epoxy resins, unsaturated polyesters, polydiallyl phtha lat and polyisobornyl methacrylate. These resins can be either individually or in the form of a mixture of two or more of them. The Resins can also form in combination with other components copolymer or a mixture.
Harzsubstrate, die unter Berücksichtigung der vorstehend beschriebenen Ei genschaften besonders bevorzugt verwendet werden, sind gehärtete Produkte von Epoxyharz-Zusammensetzungen, die ein Epoxyharz, insbesondere ein alicyclisches Epoxyharz, einen Säureanhydrid-Härter und einen Phosphor- Härtungskatalysator enthalten. Es können verschiedene Typen des alicy clischen Epoxyharzes verwendet werden und es unterliegt keinen speziellen Beschränkungen.Resin substrates, taking into account the egg described above Properties that are used with particular preference are hardened products of epoxy resin compositions containing an epoxy resin, in particular a alicyclic epoxy resin, an acid anhydride hardener and a phosphorus Hardening catalyst included. Different types of alicy Clical epoxy resin are used and it is not subject to any special Restrictions.
Zu Beispielen für den Säureanhydrid-Härter gehören Phthalsäureanhydrid, 3,6- Endomethylentetrahydrophthalsäureanhydrid, Bernsteinsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid, Hexahydrophthalsäureanhydrid, Tetrahydrophthalsäureanhy drid, Methylhexahydrophthalsäureanhydrid und Methyltetrahydrophthalsäu reanhydrid. Unter diesen werden vorzugsweise farblose bis schwach gelbe Säureanhydride wie Hexahydrophthalsäureanhydrid, Tetrahydrophthalsäu reanhydrid, Methylhexahydrophthalsäureanhydrid und Methyltetrahydrophthal säureanhydrid verwendet. Der Säureanhydridhärter wird vorzugsweise in einer Menge von 0,5 bis 1,3 Äquivalenten pro Epoxyäquivalent des Epoxyharzes verwendet.Examples of the acid anhydride hardener include phthalic anhydride, 3.6- Endomethylene tetrahydrophthalic anhydride, succinic anhydride, maleic anhydride, Hexahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride drid, methylhexahydrophthalic anhydride and methyltetrahydrophthalic acid reanhydride. Among these, colorless to pale yellow are preferred Acid anhydrides such as hexahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic acid reanhydride, methylhexahydrophthalic anhydride and methyltetrahydrophthal acid anhydride used. The acid anhydride hardener is preferably used in one Amount of 0.5 to 1.3 equivalents per epoxy equivalent of the epoxy resin used.
Zu Beispielen für den Phosphor-Härtungskatalysator gehören Alkylphosphine, Posphinoxide und Phosphoniumsalze. Die verwendete Menge des Phosphor- Härtungskatalysators beträgt 0,2 bis 10 Gew.-Teile, vorzugsweise 0,5 bis 4 Gew.-Teile, auf 100 Gew.-Teile des Säureanhydrid-Härters.Examples of the phosphorus curing catalyst include alkylphosphines, Phosphine oxides and phosphonium salts. The amount of phosphorus used Curing catalyst is 0.2 to 10 parts by weight, preferably 0.5 to 4 parts by weight, per 100 parts by weight of the acid anhydride hardener.
Das Harzsubstrat kann nach einem geeigneten Verfahren hergestellt werden, das beispielsweise ausgewählt wird aus einem Gießformverfahren, einem Strömungsgießverfahren, einem Spritzgießverfahren, einem Walzenbeschich tungs-Formverfahren, einem Extrusionsformverfahren, einem Transfer-Preß verfahren, einem Reaktionsspritzformverfahren (RIM-Verfahren) und dgl. Ge wünschtenfalls und erforderlichenfalls kann das Formmaterial geeignete Zu sätze wie Farbstoffe, Modifizierungsmittel, Verfärbungsinhibitoren, Antioxidati onsmittel, Ultraviolettabsorber, Trennmittel, reaktive Verdünnungsmittel und nicht-reaktive Verdünnungsmittel in einer solchen Menge enthalten, daß die Transparenz nicht beeinträchtigt wird.The resin substrate can be produced by a suitable method, which is selected, for example, from a casting mold process, a Flow casting process, an injection molding process, a roll coating tion molding process, an extrusion molding process, a transfer press process, a reaction injection molding process (RIM process) and the like. Ge if desired and if necessary, the molding material can be suitable additives kits such as dyes, modifiers, discoloration inhibitors, antioxidants onsmittel, Ultraviolettabsorber, release agents, reactive diluents and contain non-reactive diluents in such an amount that the Transparency is not affected.
Die Dicke des Harzsubstrats beträgt, vom Standpunkt einer geringen Dicke, eines geringen Gewichtes, einer hohen Festigkeit und Beständigkeit gegen Verformung aus betrachtet, vorzugsweise 1 mm oder weniger, besonders be vorzugt 0,8 mm oder weniger, am meisten bevorzugt 0,1 bis 0,5 mm. Das Harzsubstrat kann eine einzige Schicht oder ein Laminat mit zwei oder mehr Schichten der gleichen oder unterschiedlicher Arten sein. Im Falle eines Lami nats ist die Dicke des Harzsubstrats die Gesamtdicke des Laminats. The thickness of the resin substrate is, from the standpoint of a small thickness, low weight, high strength and resistance to Deformation considered, preferably 1 mm or less, especially be preferably 0.8 mm or less, most preferably 0.1 to 0.5 mm. The Resin substrate can be a single layer or a laminate with two or more Layers of the same or different types. In the case of a lami The thickness of the resin substrate is the total thickness of the laminate.
Die Bildung eines Abscheidungsfilms, der ein transparentes Elektrodenmaterial umfaßt, auf dem Harzsubstrat unterliegt keinen speziellen Beschränkungen, ausgenommen der, daß ein Harzsubstrat mit dem vorstehend angegebenen beschränkten Gehalt an flüchtiger Komponente verwendet wird. Das Harz substrat wird beispielsweise in einer Abscheidungskammer unter vermindertem Druck angeordnet und ein Elektrodenmaterial wird unter Anwendung eines konventionellen geeigneten Verfahrens, beispielsweise durch Sputtering oder Vakuumabscheidung, abgeschieden. Die Abscheidungs-Bedingungen wie der verminderte Druck und die Temperatur können den konventionellen Bedingun gen entsprechen. In diesem Fall ist es möglich, direkt einen transparenten elektrisch leitenden Film (Abscheidungsfilm) in einem vorgeschriebenen Elek trodenmuster-Zustand herzustellen.The formation of a deposition film, which is a transparent electrode material on the resin substrate is not particularly limited, except that a resin substrate having the above limited volatile component content is used. The resin Substrate is reduced, for example, in a deposition chamber Pressure is arranged and an electrode material is applied using a conventional suitable method, for example by sputtering or Vacuum separation, separated. The deposition conditions like that reduced pressure and temperature can be conventional conditions gen correspond. In this case it is possible to directly use a transparent one electrically conductive film (deposition film) in a prescribed elec tread pattern condition.
Das transparente Elektrodenmaterial, das erfindungsgemäß verwendet werden kann, unterliegt keinen speziellen Beschränkungen und es können konventio nelle Materialien, z. B. Indiumoxid, Zinnoxid, ITO (Indiumzinnoxid), Gold, Platin, Palladium und Mischungen davon verwendet werden. Bei der Bildung des Ab scheidungsfilms kann gewünschtenfalls und erforderlichenfalls eine Haftschicht (Zwischenschicht) 2 die eine oder mehr Schichten aus SiO2, einem Hydrolyse- und Polykondensationsprodukt eines Metallalkylats und dgl. aufweist, auf dem Harzsubstrat vorgesehen sein, um die Haftung und dgl. zu verbessern, wie in Fig. 1 dargestellt.The transparent electrode material that can be used in the present invention is not particularly limited, and conventional materials, e.g. As indium oxide, tin oxide, ITO (indium tin oxide), gold, platinum, palladium and mixtures thereof can be used. When forming the deposition film, an adhesive layer (intermediate layer) 2 having one or more layers of SiO 2 , a hydrolysis and polycondensation product of a metal alkylate and the like may be provided on the resin substrate, if desired and necessary, to improve the adhesion and the like improve, as shown in Fig. 1.
Ein vom Standpunkt der Verhinderung einer Verformung (Verwerfung) aus be trachtet bevorzugtes Zellsubstrat ist ein solches, bei dem der transparente elektrisch leitende Film, der einen ITO-Abscheidungsfilm umfaßt, auf dem Harzsubstrat auf einer Haftschicht (Zwischenschicht), die eine SiO2-Schicht umfaßt, aufgebracht wird. Die SiO2-Schicht kann auf die gleiche Weise herge stellt werden, wie für das Verfahren zur Bildung des Abscheidungsfilms be schrieben. A preferred cell substrate from the viewpoint of preventing deformation (warpage) is one in which the transparent electroconductive film comprising an ITO deposition film is on the resin substrate on an adhesive layer (intermediate layer) which is an SiO 2 layer includes, is applied. The SiO 2 layer can be manufactured in the same manner as described for the method of forming the deposition film.
Zur weiteren Verbesserung der Haftung des transparenten elektrisch leitenden Films beispielsweise als Folge eines Verankerungseffekts, der auf einer un ebenen Oberflächenstruktur basiert, kann die Zwischenschicht (Haftschicht), die ein Hydrolyse- und Polykondensationsprodukt eines Metallalkylats umfaßt, darin dispergierte anorganische Oxidteilchen enthalten. Die anorganischen Oxidteilchen, die verwendet werden können, sind geeignete Teilchen, die in der anorganischen Oxidschicht transparent sind, und zu Beispielen dafür gehö ren Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Titanoxid, Antimonoxid und Zirkoniumoxid. Unter diesen werden Aluminiumoxid-Teilchen bevorzugt verwendet. Das erfin dungsgemäße Zellsubstrat kann vorzugsweise verwendet werden für die Her stellung von Flüssigkristall-Displays, insbesondere Flüssigkristallzellen. Flüs sigkristallzellen werden nach einem konventionellen Verfahren hergestellt, bei spielsweise so, daß ein Paar von Zellsubstraten, die einen transparenten Elek trodenfilm in Form eines darauf aufgebrachten Elektrodenmusters aufweisen, so angeordnet werden, daß die Oberflächen des transparenten elektrisch lei tenden Films einander gegenüberliegen, und in den Zwischenraum wird eine Flüssigkristallschicht eingesetzt. Gewünschtenfalls kann auch ein Orientie rungsfilm für die Flüssigkristall-Anordnung, die auf dem transparenten elek trisch leitenden Film gebildet worden ist, falls erforderlich, nach einem konven tionellen Verfahren hergestellt werden. Der Typ der Flüssigkristallzellen, die hergestellt werden sollen, ist beliebig und er umfaßt einen TN-Typ, einen STN- Typ, einen TFT-Typ und einen ferroelektrischen Flüssigkristall-Typ.To further improve the adhesion of the transparent electrically conductive Films, for example, as a result of an anchoring effect based on an un flat surface structure, the intermediate layer (adhesive layer), which comprises a hydrolysis and polycondensation product of a metal alkylate, contain inorganic oxide particles dispersed therein. The inorganic Oxide particles that can be used are suitable particles that are found in the inorganic oxide layer are transparent, and are examples of this Ren silicon dioxide, aluminum oxide, titanium oxide, antimony oxide and zirconium oxide. Among them, alumina particles are preferably used. That invented Cell substrate according to the invention can preferably be used for the manufacture position of liquid crystal displays, in particular liquid crystal cells. Rivers sig crystal cells are produced by a conventional process, at for example, so that a pair of cell substrates that have a transparent elec have electrode film in the form of an electrode pattern applied thereon, be arranged so that the surfaces of the transparent electrically lei tend to face each other, and in the space there is a Liquid crystal layer used. If desired, an Orientie Rungsfilm for the liquid crystal arrangement, which on the transparent elek trically conductive film has been formed, if necessary, after a con tional process. The type of liquid crystal cells that is to be produced is arbitrary and it includes a TN type, an STN Type, a TFT type and a ferroelectric liquid crystal type.
Bei der Herstellung einer Flüssigkristall-Zelle ist es bevorzugt, für ein Zell substrat ein Harzsubstrat zu verwenden, dessen Lichtdurchlässigkeit 60% oder mehr, insbesondere 80% oder mehr, bei einer Wellenlänge von 600 nm, bestimmt mit einem Spektrophotometer, wenn das Harzsubstrat eine Dicke von 0,4 mm hat, beträgt. Ein Flüssigkristall-Display kann hergestellt werden durch Zusammenfügen der vorstehend beschriebenen Flüssigkristallzelle und der vorstehend beschriebenen optischen Elemente, die auf einer oder auf beiden Seiten der Zelle angeordnet sind, zu einer konventionellen Struktur. When manufacturing a liquid crystal cell, it is preferred for one cell to use a resin substrate whose light transmission is 60% or more, in particular 80% or more, at a wavelength of 600 nm, determined with a spectrophotometer when the resin substrate has a thickness of Has 0.4 mm. A liquid crystal display can be manufactured by Merging the liquid crystal cell described above and the optical elements described above, on one or both Sides of the cell are arranged to form a conventional structure.
Bei der Herstellung einer Flüssigkristallzelle oder eines Flüssigkristall-Displays kann gewünschtenfalls auf dem Zellsubstrat oder dem Harzsubstrat eine Gas sperrschicht vorgesehen sein, um zu verhindern, daß Feuchtigkeit oder Sau erstoff eine Verformung (ein Verwerfen) des Substrats oder eine Denaturierung des Flüssigkristalls hervorruft. Die Gassperrschicht wird in der Regel herge stellt aus einem Polymerfilm, der dazu dient, die Haltbarkeit und die Bestän digkeit gegen Verformung zu verbessern.When manufacturing a liquid crystal cell or a liquid crystal display can, if desired, be a gas on the cell substrate or the resin substrate barrier layer may be provided to prevent moisture or sow material deforms (warps) the substrate or denatures of the liquid crystal. The gas barrier layer is usually produced represents from a polymer film, which serves the durability and the durability improve resistance to deformation.
Zu Beispielen für geeignete Polymere für die Herstellung der Gassperrschicht gehören diejenigen, die einen kleinen Sauerstoffdurchlässigkeitskoeffizienten aufweisen, wie Polyvinylalkohol oder ein partielles Verseifungsprodukt davon, ein Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer, Polyacrylnitril und Polyvinylidenchlorid. Polymere auf Vinylalkoholbasis sind wegen ihrer Gasabsperr-Eigenschaften und ihrer Feuchtigkeitdiffusions- oder Absorptions-Ausgleichseigenschaften bevorzugt.Examples of suitable polymers for the production of the gas barrier layer belong to those who have a small oxygen permeability coefficient have, such as polyvinyl alcohol or a partial saponification product thereof, an ethylene / vinyl alcohol copolymer, polyacrylonitrile and polyvinylidene chloride. Vinyl alcohol-based polymers are because of their gas barrier properties and their moisture diffusion or absorption balancing properties prefers.
Die Gassperrschicht kann hergestellt werden durch Ausbreiten einer Lösung des Polymers unter Anwendung eines geeigneten Beschichtungsverfahrens, beispielsweise eines Gießverfahrens oder eines Schleuderbeschichtungsver fahrens. Die Gassperrschicht hat vom Standpunkt der Transparenz, der Ver hinderung einer Verfärbung und der Gasabsperr-Eigenschaften gegenüber Sauerstoff, Wasserdampf und dgl. aus betrachtet vorzugsweise eine Dicke von 15 µm oder weniger, besonders bevorzugt von 1 bis 10 µm.The gas barrier layer can be made by spreading a solution the polymer using a suitable coating process, for example a casting process or a spin coating process driving. The gas barrier layer has from the standpoint of transparency, ver prevents discoloration and gas shut-off properties Oxygen, water vapor and the like are preferably considered to have a thickness of 15 µm or less, particularly preferably from 1 to 10 µm.
Erforderlichenfalls kann ein Schutzüberzug auf dem Harzsubstrat und dgl. vor gesehen sein, um die Oberflächenkratzfestigkeit zu verbessern. Wenn das Harzsubstrat und dgl. die vorstehend beschriebene Gassperrschicht aufweist, kann ein Schutzüberzug auf der Gassperrschicht vorgesehen sein. Der Schutzüberzug kann hergestellt werden aus einem geeigneten vernetzbaren Harz, das einen transparenten harten Film bilden kann, vorzugsweise aus ei nem unter der Einwirkung von ultraviolettem Licht aushärtenden Harz, das ein polyfunktionelles Monomer umfaßt, das vernetzt wird unter der Einwirkung von ultravioletter Strahlung in Gegenwart eines Photokatalysators und dgl. unter Ausbildung eines dreidimensionalen Netzwerks, beispielsweise ein Uretha nacrylatharz oder ein Epoxyharz.If necessary, a protective coating can be provided on the resin substrate and the like be seen to improve surface scratch resistance. If that Resin substrate and the like. Has the gas barrier layer described above, a protective coating can be provided on the gas barrier layer. The Protective cover can be made from a suitable cross-linkable Resin that can form a transparent hard film, preferably of egg nem under the action of ultraviolet light curing resin, the comprises polyfunctional monomer which is crosslinked under the action of ultraviolet radiation in the presence of a photocatalyst and the like under Formation of a three-dimensional network, for example a uretha acrylic resin or an epoxy resin.
Der Schutzüberzug wird hergestellt durch Verteilen einer Harzlösung auf dem Harzsubstrat, der Gassperrschicht und dgl. unter Anwendung eines geeigneten Beschichtungsverfahrens, beispielsweise eines Gießverfahrens, eines Schleu derbeschichtungsverfahrens oder eines Tauchbeschichtungsverfahrens, woran sich das Vernetzen des Harzes anschließt. Die Dicke des Schutzüberzugs kann in geeigneter Weise festgelegt werden und sie beträgt in der Regel 200 µm oder weniger, vorzugsweise 100 µm oder weniger, besonders bevorzugt 1 bis 50 µm.The protective coating is made by spreading a resin solution on the Resin substrate, the gas barrier layer and the like using an appropriate one Coating process, for example a casting process, a sluice the coating process or a dip coating process, what crosslinking of the resin follows. The thickness of the protective cover can be determined in a suitable manner and is usually 200 microns or less, preferably 100 μm or less, particularly preferably 1 up to 50 µm.
Zu den optischen Elementen, die bei der Herstellung von Flüssigkristall- Displays verwendet werden, gehören eine polarisierende Platte, ein Retardati onsfilm, eine reflektierende Platte, eine elliptisch polarisierende Platte, beste hend aus einem Laminat aus einer polarisierenden Platte und einem Retarda tionsfilm, eine reflektierende polarisierende Platte, eine elliptisch polarisierende Platte unter Verwendung der reflektierenden polarisierenden Platte und dgl. Die verwendeten optischen Elemente unterliegen keinen speziellen Beschrän kungen und es können solche verwendet werden, wie sie in konventionellen Flüssigkristall-Displays eingesetzt werden.The optical elements used in the manufacture of liquid crystal Displays used include a polarizing plate, a retardati onsfilm, a reflective plate, an elliptically polarizing plate, best consisting of a laminate of a polarizing plate and a retarda tion film, a reflective polarizing plate, an elliptically polarizing Plate using the reflective polarizing plate and the like The optical elements used are not subject to any particular restrictions and such can be used as in conventional Liquid crystal displays are used.
Es kann ein optisches Element oder mehr als ein optisches Element verwendet werden. Zwei oder mehr optische Elemente können vorher mittels einer Kleb stoffschicht und dgl. miteinander verbunden und als Laminat verwendet wer den. Die Klebstoffschicht kann aus einem geeigneten selbstklebenden (druckempfindlichen) Klebstoff bestehen. Um die Ablösung (Abtrennung) des optischen Elements oder eine Verformung des Zellsubstrats zu verhindern, ist es bevorzugt, daß die selbstklebende (druckempfindliche) Klebstoffschicht ei nen 1000%-Elastizitätsmodul bei 90°C von 3 bis 10 g/mm2, vorzugsweise von 4 bis 8 g/mm2, aufweist. An optical element or more than one optical element can be used. Two or more optical elements can be previously connected to each other by means of an adhesive layer and the like and used as a laminate. The adhesive layer can consist of a suitable self-adhesive (pressure-sensitive) adhesive. In order to prevent the detachment (separation) of the optical element or a deformation of the cell substrate, it is preferred that the self-adhesive (pressure-sensitive) adhesive layer has a 1000% modulus of elasticity at 90 ° C. of 3 to 10 g / mm 2 , preferably of 4 up to 8 g / mm 2 .
Die selbstklebende Klebstoffschicht weist, ohne darauf beschränkt zu sein, vorzugsweise eine Haftfestigkeit von 400 bis 1000 g/25 mm, ausgedrückt als 90°-Abziehfestigkeit (Raumtemperatur bis 70°C; Abziehgeschwindigkeit 300 mm/min) an dem Zellsubstrat auf, wobei die Wiederverwendbarkeit der Flüs sigkristallzelle im Falle einer fehlerhaften Verklebung berücksichtigt wird.The self-adhesive layer of adhesive has, but is not limited to, preferably an adhesive strength of 400 to 1000 g / 25 mm, expressed as 90 ° peel strength (room temperature up to 70 ° C; peeling speed 300 mm / min) on the cell substrate, with the reusability of the rivers sig crystal cell is taken into account in the event of incorrect bonding.
Die Klebstoffschicht unterliegt in bezug auf das Material keinen speziellen Be schränkungen und kann hergestellt werden aus klebrigen Substanzen oder selbstklebenden (druckempfindlichen) Klebstoffen, die als Basispolymer ein geeignetes Polymer wie Acrylharze, Siliconharze, Polyester, Polyurethan, Po lyether oder synthetischen Kautschuk, umfassen. Bevorzugt verwendet werden solche, die eine ausgezeichnete optische Transparenz, mittlere Haft- bzw. Klebrigkeitseigenschaften (d. h. Benetzbarkeit, Cohäsivkraft und Adhäsivkraft) und eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Verwittern und Wärme aufwei sen, wie selbstklebende Acryl-Klebstoffe. Für die selbstklebende Klebstoff schicht ist es bevorzugt, daß sie eine geringe Feuchtigkeitsabsorption und eine hohe Wärmebeständigkeit aufweist, was erwünscht ist, um ein Schaumbil dungsphänomen oder ein Abtrennungsphänomen als Folge der Absorption von Feuchtigkeit zu verhindern, um die Verschlechterung der optischen Eigen schaften als Folge einer Differenz in bezug auf den Wärmeausdehnungskoef fizienten und dgl. zu verhindern und um qualitativ hochwertige und haltbare Flüssigkristall-Displays zu erhalten.The adhesive layer is not subject to any special conditions with regard to the material restrictions and can be made from sticky substances or self-adhesive (pressure-sensitive) adhesives that act as a base polymer suitable polymer such as acrylic resins, silicone resins, polyester, polyurethane, Po lyether or synthetic rubber. Preferably used those that have excellent optical transparency, medium adhesion or Tackiness properties (i.e. wettability, cohesive strength and adhesive strength) and excellent resistance to weathering and heat such as self-adhesive acrylic adhesives. For the self-adhesive glue layer, it is preferred that they have low moisture absorption and has high heat resistance, which is desirable to foam phenomenon or a separation phenomenon as a result of the absorption of Prevent moisture to deteriorate the optical properties as a result of a difference in the coefficient of thermal expansion prevent efficient and the like. And to high quality and durable Get liquid crystal displays.
Diese selbstklebende Klebstoffschicht kann geeignete Zusätze enthalten, wie sie üblicherweise in selbstklebenden (druckempfindlichen) Klebstoffschichten verwendet werden, z. B. natürliche oder synthetische Harze, insbesondere klebrig machende Harze, Füllstoffe wie Glasfasern, Glasperlen, Metallpulver und andere anorganische Pulver, Pigmente, Färbemittel und Antioxidationsmit tel. Es können auch Feinteilchen eingearbeitet werden, um der selbstkleben den Klebstoffschicht Lichtstreuungs-Eigenschaften zu verleihen. This self-adhesive layer of adhesive can contain suitable additives, such as usually in self-adhesive (pressure-sensitive) adhesive layers are used, e.g. B. natural or synthetic resins, in particular tackifying resins, fillers such as glass fibers, glass beads, metal powder and other inorganic powders, pigments, colorants and antioxidants tel. Fine particles can also be incorporated to make them self-adhesive to give the adhesive layer light scattering properties.
Die selbstklebende Klebstoffschicht kann hergestellt werden unter Anwendung eines geeigneten Verfahrens zum Verteilen einer selbstklebenden Klebstofflö sung oder -dispersion unter Anwendung eines Gießverfahrens oder eines Be schichtungsverfahrens oder unter Anwendung eines Verfahrens zur Bildung eines selbstklebenden Klebstofffilms auf einem Separator auf die vorstehend beschriebene Weise und zur Übertragung des Films. Die selbstklebende Klebstoffschicht kann in Form eines Laminats aus zwei oder mehr Schichten mit unterschiedlicher Zusammensetzung oder unterschiedlicher Art aufge bracht werden. Die Dicke der selbstklebenden Klebstoffschicht kann in geeig neter Weise festgelegt werden in Abhängigkeit beispielsweise von der Art des Substrats, sie beträgt jedoch in der Regel 1 bis 500 µm.The self-adhesive layer of adhesive can be made using a suitable method for distributing a self-adhesive adhesive solution or dispersion using a casting process or a Be stratification process or using an educational process a self-adhesive adhesive film on a separator to the above way described and for the transmission of the film. The self-adhesive Adhesive layer can be in the form of a laminate of two or more layers with different compositions or different types be brought. The thickness of the self-adhesive layer can be appropriate Neter be determined depending on, for example, the type of Substrate, however, it is usually 1 to 500 microns.
Das Flüssigkristall-Display kann unter Anwendung eines geeigneten Verfah rens hergestellt werden, beispielsweise eines Verfahrens zur Herstellung einer Flüssigkristallzelle unter Verwendung des Zellsubstrats, das die vorher daran befestigten erforderlichen optischen Elemente aufweist, oder eines Verfahrens, bei dem die erforderlichen optischen Elemente an dem Zellsubstrat einer her gestellten Flüssigkristallzelle befestigt werden. Bei der Herstellung des Flüssig kristall-Displays werden eine polarisierende Platte, ein Retardationsfilm und dgl. in vorgegebenen Positionen angeordnet und die behandelten Positionen können solche konventioneller Art sein.The liquid crystal display can be made using a suitable method be produced, for example a method for producing a Liquid crystal cell using the cell substrate that was previously attached to it attached required optical elements, or a method in which the required optical elements on the cell substrate provided liquid crystal cell can be attached. When making the liquid crystal displays become a polarizing plate, a retardation film and Arranged in predetermined positions and the treated positions can be of a conventional type.
Das erfindungsgemäße Zellsubstrat auf Harzbasis weist eine Flexibilität auf, so daß des leicht auf eine gekrümmte Oberfläche oder eine ausgedehnte Fläche aufgebracht werden kann. Beispielsweise kann das Zellsubstrat in verschiede nen Typen von Flüssigkristallzellen, beispielsweise aktiven Matrix-Typen, bei spielsweise mit einem TFT-Modus, und einfachen Matrix-Typen, beispielswei se mit einem TN-Modus und einem STN-Modus, zur Herstellung verschiedener Flüssigkristall-Displays verwendet werden.The resin-based cell substrate according to the invention has flexibility, so that of easily on a curved surface or an extensive area can be applied. For example, the cell substrate can be of various types NEN types of liquid crystal cells, for example active matrix types for example with a TFT mode, and simple matrix types, for example se with a TN mode and an STN mode, for producing different Liquid crystal displays are used.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die fol genden Beispiele näher erläutert, es ist jedoch klar, daß die Erfindung keineswegs darauf beschränkt ist. Alle darin angegebenen Teile und Prozentsätze sind, wenn nichts anderes angegeben ist, auf das Gewicht bezogen.The present invention will hereinafter be described with reference to the fol ing examples explained, but it is clear that the invention is by no means is limited to this. All parts and percentages specified therein are by weight unless otherwise stated.
Eine Mischung aus 100 Teilen eines alicyclischen Epoxyharzes der folgenden
Formel:
A mixture of 100 parts of an alicyclic epoxy resin of the following formula:
125 Teilen Methylhexahydrophthalsäureanhydrid und 1 Teil Tri-n- butyloctylphosphoniumbromid wurde in eine Form gegossen und 2 h lang bei 120°C gehärtet, wobei man ein 0,4 mm dickes Harzsubstrat erhielt.125 parts of methylhexahydrophthalic anhydride and 1 part of tri-n- Butyloctylphosphonium bromide was poured into a mold and stirred for 2 hours Cured 120 ° C to obtain a 0.4 mm thick resin substrate.
Das Harzsubstrat wurde 1 h lang einer Wärmeentgasungs-Behandlung bei 150°C unterworfen, um den Gehalt an flüchtiger Komponente auf 0,06% zu verringern. Das resultierende Harzsubstrat wurde in einer Abscheidungskam mer angeordnet. Zuerst wurde unter Anwendung eines Sputtering-Verfahrens unter den Bedingungen RF: 500 W; Ar-Gas: 30 cm3; und Druck: 3 mTorr eine SiO2-Schicht mit einer Dicke von 200 Å gebildet. Zur Herstellung eines Zell substrats wurde ITO mit einer Dicke von 2000 Å unter Anwendung eines Sputtering-Verfahrens unter den Bedingungen DC: 0,3 A; Ar-Gas: 40 cm3; O2- Gas: 0,5 cm3; und Druck: 4 mTorr gebildet. Die Hauptkomponente, die aus dem Harzsubstrat während des Sputtering-Verfahrens verdampfte, war Was ser.The resin substrate was subjected to a heat degassing treatment at 150 ° C for 1 hour to reduce the volatile component to 0.06%. The resulting resin substrate was placed in a deposition chamber. First, using a sputtering process under the conditions RF: 500 W; Ar gas: 30 cm 3 ; and pressure: 3 mTorr an SiO 2 layer with a thickness of 200 Å was formed. To produce a cell substrate, ITO with a thickness of 2000 Å was used using a sputtering process under the conditions DC: 0.3 A; Ar gas: 40 cm 3 ; O 2 gas: 0.5 cm 3 ; and pressure: 4 mTorr formed. The main component that evaporated from the resin substrate during the sputtering process was water.
Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 wurde ein Zellsubstrat erhalten, wobei diesmal jedoch das Harzsubstrat keiner Wärmeentgasungs-Behandlung unterworfen wurde. Der Gehalt an flüchtiger Komponente in dem Harzsubstrat betrug 1,49%.A cell substrate was obtained in the same manner as in Example 1, wherein however, this time the resin substrate is not subjected to a heat degassing treatment has been. The volatile component content in the resin substrate was 1.49%.
Der spezifische Oberflächenwiderstand des transparenten elektrisch leitenden ITO-Films in den in dem obigen Beispiel und in dem obigen Vergleichsbeispiel erhaltenen Zellsubstraten wurde bestimmt. Außerdem wurde jedes Zellsubstrat 150 s lang in eine 2,5%ige wäßrige Natriumhydroxid-Lösung von 40°C einge taucht und die Oberfläche wurde unter einem Miokroskop betrachtet, um die Haftung des transparenten elektrisch leitenden ITO-Films zu prüfen. Die erhal tenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle angegeben.The surface resistivity of the ITO transparent electroconductive film in the cell substrates obtained in the above example and the comparative example was determined. In addition, each cell substrate was 150 s long immersed in a 2.5% strength aqueous sodium hydroxide solution of 40 ° C turned and the surface was observed under a Miokroskop to the adhesion of the transparent electroconductive ITO film to be tested. The results obtained are shown in the table below.
Die Erfindung wurde zwar vorstehend anhand spezifischer Beispiele derselben im Detail beschrieben, es ist jedoch für den Fachmann klar, daß verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne daß da durch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.While the invention has been described above by specific examples thereof described in detail, however, it will be apparent to those skilled in the art that various Changes and modifications can be made without there is left by the scope of the present invention.
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