JP3194855B2 - 積層フィルム - Google Patents

積層フィルム

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はフィルム液晶表示装
置に用いられる透明導電性フィルムに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】透明導電性フィルムとしては、ポリエス
テルフィルム等の透明高分子フィルム表面に酸化インジ
ウム、酸化錫、あるいは錫、インジウム合金の酸化膜等
の半導体膜や金、銀、パラジウムあるいはそれらの合金
等の金属膜、半導体膜と金属膜を組み合わせて形成され
たもの等が知られている。一方、ガスバリヤー層として
は、高分子フィルム上の少なくとも片面にSiO2等を
蒸着したもの、あるいは、高分子フィルム上に塩化ビニ
リデン系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマーなど相
対的にガスバリヤー性のあるポリマーのコーティング層
を設けたものが知られている。
【0003】例えば、特開平7−49483による液晶
表示素子では、高分子フィルム上にガスバリヤー層とし
てSiO2等の絶縁酸化物を成膜し、更に透明電極とし
てIn、Snの合金膜を付与した積層体を用いている
が、工業的設備で液晶表示素子組立を行った時にガスバ
リヤー層がロールにより機械的に、或いはエッチング液
等により化学的に損傷を受け、液晶表示素子とした時、
積層フィルム本来のガスバリヤー性が喪失し、経時的に
表示欠陥が発生する可能性が大きいことが分かった。よ
って高分子フィルム液晶表示装置には、ガスバリヤー
性、透明導電性の特性を合わせ持つ積層フィルムが必要
である。しかし、これらの機能を有する各層を組み合わ
せてガスバリアー性、透明導電性を付与し、液晶表示装
置材料として必要な耐久性のすべてが十分な透明導電性
フィルムは、いまだ工業的には生産されていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】工業的設備で液晶表示
素子組立を行っても、ガスバリヤー層がロールにより機
械的に、或いはエッチング液等により化学的に損傷を受
け、液晶表示素子とした時、積層フィルム本来のガスバ
リヤー性が喪失し、経時的に表示欠陥が発生しない、透
明性、ガスバリヤー性、耐久性の優れた透明で導電性を
有するフィルムを提供することにある。特に高分子フィ
ルムに無機酸化物によるガスバリヤー層を直接形成する
と良好なガスバリヤー性が得難いことに鑑み、高分子フ
ィルムに安定した無機酸化物によるガスバリヤー性を付
与することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】高分子フィルムの片側表
面にシランカップリング剤を含むエポキシアクリレート
紫外線硬化樹脂によるアンカーコーティング層、その上
にIn、Snの合金酸化物の無機薄膜によるガスバリヤ
ー層、その上にビスフェノールA型のエポキシ熱硬化樹
脂によるアンカー層、その上にシランカップリング剤を
含むエポキシアクリレート紫外線硬化樹脂による保護コ
ーティング層、どちらかの面の上に透明導電層を形成す
ることによってガスバリアー性に優れた積層フィルムを
得る。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明で用いる透明の高分子フィ
ルムとしてはポリエステルフィルム、ポリエーテルイミ
ドフィルム、ポリアリレートフィルム、ポリエーテルサ
ルフォンフィルム等があげられる。本発明で用いられる
透明な高分子フィルムの全光線透過率は少なくとも40
%以上、好ましくは80%以上が望ましい。高分子フィ
ルムは各層の形成に先立ち各層及び高分子フィルム相互
の密着力を高めるために脱ガス処理、コロナ放電処理、
火炎処理等の表面処理やアクリル系エポキシ系の公知の
アンカーコートが施されていてもよい。
【0007】本発明でいうガスバリヤー層は、In、S
nの合金酸化物であってこれら金属酸化物に遷移元素等
の添加物を含有しているものならなんら問題ない。これ
らガスバリヤー層は公知のEB蒸着、イオンプレーティ
ング、或いは、プレーナーマグネトロンスパッタリング
により形成することができる。ガスバリヤー層の厚みは
100Å〜5000Åが好ましい。ガスバリヤー層の厚
みが100Å未満ではガスバリヤー層が完全な連続構造
となっておらず、温度変化による積層フィルムの伸び縮
みでガスバリヤー層が破壊されてしまう確率が大きくな
る。ガスバリヤー層の厚みが5000Åを越えると着色
による透明性の低下、ガスバリヤー層の内部応力に起因
するクラックの発生によるガスバリヤー性の低下が起こ
り好ましくない。
【0008】本発明に使用されるアンカーコーティング
層としては、エポキシアクリレートプレポリマーにシラ
ンカップリング剤を添加したものを紫外線硬化させたも
のが上げられる。積層フィルムに安定したガスバリヤー
性を付与するため、ガスバリヤー層を成膜する前にシラ
ンカップリング剤を含むエポキシアクリレート紫外線硬
化樹脂をアンカーコーティング層としてコーティングす
ると高分子フィルム表面が傷つきにくく鏡面となり、か
つガスバリヤー層と高分子フィルムの密着力が向上する
ため結果的に強固に密着しかつ緻密なガスバリヤー層を
形成することが可能となり、安定して1cc/m2・d
ay・atm以下の良好な酸素ガスバリヤー性を付与す
るに至った。シランカップリング剤の添加量は、0.5
〜1.0重量%が望ましい。シランカップリング剤とし
ては、例えば信越化学(株)のKBM−503、KBM
−803、日本ユニカー(株)のA−187が用いられ
るが、特にエポキシ基、アミノ基、メルカプトン基を有
するものが好ましい。エポキシアクリレートプレポリマ
ーは、融点が50℃以上のものが好ましく、例えば昭和
高分子(株)のVR−60があげられる。
【0009】本発明に使用されるガスバリヤー層を覆う
保護コーティング層としては、エポキシアクリレートプ
レポリマーにシランカップリング剤を添加したものを紫
外線硬化させたものが上げられる。該保護コーティング
層は、透明でかつガスバリヤー層に対して密着力があ
り、かつ透明導電層形成時に電極膜膜質を損なうような
ガスの発生がないことをみいだした。シランカップリン
グ剤の添加量は、0.5〜1.0重量%が望ましい。シ
ランカップリング剤としては、例えば信越化学(株)の
KBM−503、KBM−803,日本ユニカー(株)
のA−187が用いられるが、特にエポキシ基、アミノ
基、メルカプトン基を有するものが好ましい。エポキシ
アクリレートプレポリマーは、融点が、50℃以上のも
のが好ましく、例えば昭和高分子(株)のVR−60が
あげられる。
【0010】本発明に使用されるアンカー層としては例
えば旭電化(株)のEXP−49−10等ビスフェノー
ルA型のエポキシ熱硬化樹脂が上げられ、ガスバリヤー
層の上に塗布することによってガスバリヤー層と保護コ
ーティング層との密着力をより向上させることができ
る。従来の積層フィルムでは液晶表示装置を作製する
際、NaOH溶液浸せき処理、HCl溶液浸せき処理に
よりガスバリヤー層に欠陥が生じ、ガスバリヤー性が損
なわれる問題があったが、本発明によりガスバリヤー層
の上に該保護コーティングを施すことによりガスバリヤ
ー層に必要な耐久性を付与し解決することができた。透
明導電層の形成法としては、従来から公知の真空蒸着
法、イオンプレーティング法、スパッタ法等の物理的堆
積法が適用できる。
【0011】
【実施例】
《実施例1》 高分子フィルムに厚さ100μmのポリ
エーテルスルフォンフィルムを用い、その両面にアンカ
ーコーティング層を分子量約1040、融点55℃のエ
ポキシアクリレートプレポリマー(昭和高分子(株)製
VR−60)100重量部、ジエチレングリコール20
0重量部、酢酸エチル100重量部、ベンゼンエチルエ
ーテル2重量部、シランカップリング剤(信越化学
(株)製KBM−503)1重量部を50℃にて撹はん
溶解して均一な溶液をディップ法により塗布し、80℃
10分加熱した後紫外線を照射して形成した。ガスバリ
ヤー層としてアンカーコーティング層のどちらかの面上
に、バルクに対する相対重量密度95%以上のIn、S
n(SnO210wt%含有)の合金酸化物ターゲット
を用いたプレーナーマグネトロンスパッタリングによ
り、厚み200Å、比抵抗5×10-4Ω・cmのIn、
Snの合金酸化膜を形成した。
【0012】《実施例2》 高分子フィルムに厚さ10
0μmのポリエーテルスルフォンフィルムを用い、その
両面にアンカーコーティング層を分子量約1040、融
点55℃のエポキシアクリレートプレポリマー(昭和高
分子(株)製VR−60)100重量部、ジエチレング
リコール200重量部、酢酸エチル100重量部、ベン
ゼンエチルエーテル2重量部、シランカップリング剤
(信越化学(株)製KBM−503)1重量部を50℃
にて撹はん溶解して均一な溶液をディップ法により塗布
し、80℃10分加熱した後紫外線を照射して形成し
た。ガスバリヤー層としてアンカーコーティング層のど
ちらかの面上に、バルクに対する相対重量密度95%以
上のIn、Sn(SnO210wt%含有)の合金酸化
物ターゲットを用いたプレーナーマグネトロンスパッタ
リングにより、厚み200Å、比抵抗5×10-4Ω・c
mのIn、Snの合金酸化膜を形成した。このようにし
て作った積層フィルムにおいて酸素ガスバリヤー性を測
定したところ0.3cc/m2・day・atmであっ
た。ガスバリヤー層の上にアンカー層をエポキシビスフ
ェノールA型熱硬化樹脂(旭電化(株)製EPX−49
−10)を同量の酢酸メチルで希釈してバーコーターに
てコーティングした後80℃で2時間硬化させることに
より形成した。その上に保護コートティング層を分子量
約1040、融点55℃のエポキシアクリレートプレポ
リマー(昭和高分子(株)製VR−60)100重量
部、ジエチレングリコール200重量部、酢酸エチル1
00重量部、ベンゼンエチルエーテル2重量部、シラン
カップリング剤(信越化学(株)製KBM−503)1
重量部を50℃にて撹はん溶解して均一な溶液をバーコ
ーターにより塗布し、80℃10分加熱した後紫外線を
照射して形成した。ガスバリアー層を形成した面とは反
対のポリエーテルスルフォンフィルム面にリアクティブ
マグネトロンスパッタ装置により厚さ300ÅのIn,
Snの合金酸化物膜を形成し透明導電層とした。このよ
うにして作った積層フィルムにおいて透明導電層を形成
する前の状態で濃度1規定、液温30℃のHClに5分
間浸せきする前後で酸素ガスバリヤー性を測定したとこ
ろ処理前後ともに0.3cc/m2・day・atmで
あった。
【0013】《比較例1》 アンカーコーィング層を省
いた以外は、実施例1と同様に作った積層フィルムにお
いて、電極形成前に酸素ガスバリヤー性を測定したとこ
ろ7cc/m2・day・atmであり、ガスバリヤー
性は不十分であった。 《比較例2》 アンカーコーィング層を省いた以外は、
実施例2と同様に作った積層フィルムにおいて、電極形
成前に酸素ガスバリヤー性を測定したところ12cc/
2・day・atmであり、ガスバリヤー性は不十分
であった。 《比較例3》保護コーティング層、保護コーティング層
のためのアンカー層を省略した以外は実施例2と同様に
して作った積層フィルムにおいて、電極形成前の状態で
の酸素ガスバリヤー性は0.5cc/m2・day・a
tmであったが濃度1規定、液温30℃のHClに5分
間浸せきした後測定したところ100cc/m2・da
y・atmと劣化しており不十分であった。 《比較例4》保護コーティング層のためのアンカー層を
省略した以外は実施例2と同様にして作った積層フィル
ムにおいて、電極形成前の状態での酸素ガスバリヤー性
は0.5cc/m2・day・atm、濃度1規定、液
温30℃のHClに5分間浸せきした後測定したところ
0.5cc/m2・day・atmと良好なバリヤー性
が得られたが、保護コーチィングとガスバリヤー層間で
充分な密着力が得られずクロスカットセロテープ剥離試
験で3/100と耐久性が実用レベルにないことがわか
った。
【0014】
【発明の効果】本発明により、工業的設備での液晶表示
装置組み立て時に機械的、化学的な損傷を受けない、透
明性、ガスバリヤー性、耐久性に優れた積層フィルムを
提供することが可能となった。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高分子フィルムの片側表面にシランカッ
    プリング剤を含むエポキシアクリレート紫外線硬化樹脂
    によるアンカーコーティング層、その上にIn、Snの
    合金酸化物の無機薄膜によるガスバリヤー層、その上に
    ビスフェノールA型のエポキシ熱硬化樹脂によるアンカ
    ー層、その上にシランカップリング剤を含むエポキシア
    クリレート紫外線硬化樹脂による保護コーティング層、
    更にどちらかの面の上に透明導電層を形成することを特
    徴とする積層フィルム。
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