JP4187315B2 - Method for producing transparent conductive laminate for liquid crystal display - Google Patents

Method for producing transparent conductive laminate for liquid crystal display Download PDF

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示用透明導電積層体の製造方法に関し、さらに詳しくは高分子フィルムの両面に硬化樹脂層が設けられ硬化樹脂層の少なくとも片面に金属酸化物層が設けられている高分子積層フィルムの金属酸化物層上に、主としてインジウム酸化物からなる透明導電薄膜を特定の条件で形成する液晶用導電性積層体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、ペイジャー、携帯電話、電子手帳、携帯情報端末等の携帯して移動できる情報機器が普及し始めている。これらの情報機器の携帯性を向上するため、より一層の薄型化、軽量化、耐破損性が求められている。従来、LCD、タッチパネルの透明電極用基板として、重く、厚く、割れやすいガラス基板が用いられてきたが、これに代わる材料として、透明樹脂基板が提案されている。しかし、透明樹脂基板は耐久性、耐溶剤性、ガスバリアー性等の基本特性がガラス基板よりも劣っている。例えば透明樹脂基板をLCD用電極基板として利用した場合、金属酸化物層を設けることにより、ガスバリアー性を付与することができる。また、液晶配向膜形成過程で、液晶配向膜の前駆材料をN-メチルピロリドン等の溶剤に溶解した塗工液をコーテイングする際に、上記溶剤により透明樹脂基板が、白化、膨潤等の損傷を受ける問題があった。この様な問題を解決するために、本発明者等は高分子フィルムの両面に硬化樹脂層を設け、その少なくとも片面に金属酸化物層が設けられている高分子積層フィルムの該金属酸化物層上に、主としてインジウム酸化物からなる透明導電薄膜を形成し、液晶表示用透明導電積層体を作製し検討してきた。
【0003】
透明導電薄膜は、一般にはITO(In-Sn-O)膜がその高導電性、高透明性の特性を活かし液晶ディスプレイ、タッチパネル等の電極材料として広く用いられている。このITO膜の成膜方法としては近年、成膜速度の制御性、形成された薄膜の均一性等の点からDC マグネトロンスパッタリング法が一般的となっている。特に最近の薄膜形成技術の進歩は目覚しく、耐熱性のあまりない高分子フィルム基板上に透明導電薄膜を形成できるようになった。中でもスパッタリング法は、長時間にわたって成膜が可能、長時間膜形成を行っても組成がずれない、広幅化が容易などの特徴を有し、最も利用されている技術の一つである。
【0004】
本発明者等は、このスパッタリング法を用いて上記高分子積層フィルム上にITO膜を形成しその実用性を評価した。液晶表示素子を製造する工程において液晶表示用透明導電積層体の必要な性質として、一般的に接着性、耐熱性、耐薬品性が要求されている。ところがITM(In-SnMetal)またはITOターゲットを使用してDCマグネトロンスパッタリング法により高分子積層フィルムの金属酸化物上に成膜した場合には、成膜条件によってはITO薄膜の耐アルカリ性が劣る場合があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、 ITM(In-SnMetal)またはITOターゲットを使用してマグネトロンスパッタリング法により高分子積層フィルムの金属酸化物層上に連続成膜した場合、耐アルカリ性が良好な液晶表示用透明導電積層体を与える製造方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、高分子フィルムの両面に硬化樹脂層が設けられており、該硬化樹脂層の少なくとも一方の面上に金属酸化物層が設けられている高分子積層フィルムの該金属酸化物層上に、スパッタリング法により透明導電薄膜を形成した液晶表示用透明導電積層体の製造方法において、成膜雰囲気中に存在する水の分圧が9.0x10 −6 Torrから2.0x10 −5 Torrの範囲内にあるように水を導入しながら透明導電薄膜を成膜することを特徴とする、耐アルカリ性が良好で液晶表示用基板として好適な透明導電積層体の製造方法である。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明における透明導電薄膜を形成する方法には、スパッタリング法が使用される。主としてインジウム酸化物を含む層を形成するスパッタリング法には、インジウムを主成分とする合金、または酸化インジウムを主成分とする焼結体をターゲットとして用いることができる。前者はアルゴンなどの不活性ガスおよび酸素ガスなどの反応性ガスを真空槽内に導入して、反応性スパッタリングを行う。後者においては、アルゴンなどの不活性ガス単独かあるいはアルゴンなどの不活性ガスに微意量の酸素ガスなどの反応性ガスを混合したものを用いてスパッタリングを行う。スパッタリングの方式は、直流または高周波二極スパッタリング、直流または高周波マグネトロンスパッタリング、イオンビームスパッタなど公知の方式が適用できる。中でもマグネトロン方式は基板へのプラズマ衝撃が少なく、高速成膜が可能で好ましい。
【0008】
また、スパッタリング装置としてバッチ式、ロールツーロール方式の両者に適用できる。その生産性を考慮すると特にロールツーロール方式の方が好ましい。
【0009】
本発明者等は、先の高分子積層フィルムの金属酸化物層上にITO薄膜を形成してなる液晶表示用透明導電積層体の検討を重ねてきたが、要求される特性の中で特に耐アルカリ性を満足することが困難であった。本発明者等は鋭意検討の末、液晶表示用透明導電積層体の耐アルカリ性は、高分子積層フィルムの金属酸化物層上にITO薄膜を形成する際の成膜雰囲気中の水分圧によって決定されることを突き止めた。この水分は主に高分子フィルムや硬化樹脂層から放出されるものであった。そこで高分子積層フィルムを搬送し、主としてインジウム酸化物からなる透明導電薄膜を形成してなる液晶表示用透明導電積層体を連続的に製造するに当たり、従来用いられている導入ガスである不活性ガス(主にアルゴン)と酸素に加えて成膜雰囲気中の水分量を四重極型質量分析計でモニターし、水分圧が3.0x10 -6 2.0x10 -5 Torrの範囲に一定に保つように、水分を系外から追加しながらスパッタリングを行うことにより、アルカリ試験後のITO薄膜にクラックや剥離が見られず耐アルカリ性の良好な液晶表示用透明導電性積層体が得られることを見い出した。成膜雰囲気中に存在する水分(massnumber18)が3.0x10-6Torr未満の場合、アルカリ試験後のITO薄膜に目視で確認できるほどのクラックが発生し、液晶表示用透明導電積層体としたときの耐アルカリ性は不良となった。成膜雰囲気中に存在する水分(massnumber18)が2x10-5Torrを超えるとアルカリ試験後のITO薄膜に目視で確認できるほどのクラックが発生し、剥離してしまった部分も見られ、液晶表示用透明導電積層体としたときの耐アルカリ性が不良となった。成膜雰囲気中に存在する水分(massnumber18)が3.0x10-6Torrから2x10-5Torrの範囲の場合、アルカリ試験後のITO薄膜にクラックや剥離が見られず液晶表示用透明導電積層体としたときの耐アルカリ性が良好となった。この様に成膜中に存在する水分圧が液晶表示用透明導電積層体とした時の耐アルカリ性に大きな影響を与えることが分かった。適度な水を成膜雰囲気内に添加し、水の存在量を上記範囲内としてITOをSiOx等の金属酸化物層上に成膜すると、かかる水の導入はITOとSiOxの界面におけるストレスを緩和する効果があり、その結果SiOx上のITOの接着性が向上し、耐アルカリ性が良好となるものと考えられる。上記範囲以下の分圧になるとITO薄膜自体の膜応力が非常に高い膜質となるのでSiOxとの界面での接着性が悪くなるためクラックが発生すると考えられる。また上記範囲以上の分圧になるとITO薄膜自体がアルカリに弱い膜質となるためITO薄膜にクラックが発生し、剥離が生じると考えられる。
【0010】
本発明に用いられる透明導電薄膜は、主としてインジウム酸化物を含むものである。インジウム酸化物は本来透明な電気絶縁体であるが、(1)微量の不純物を含有する場合、(2)わずかに酸素不足になっている場合などに半導体になる。好ましい半導体金属酸化物としては、例えば不純物としてスズまたはフッ素を含む酸化インジウムを挙げることができる。特に好ましくは、酸化スズを2〜20重量%含むインジウム酸化物の薄膜である。本発明に用いられる主としてインジウム酸化物を含む透明導電薄膜の膜厚は充分な導電性を得るためには100Å以上であることが好ましい。上限は特に制限はないが、3000Å程度である。
【0011】
本発明における高分子フィルムとしては、耐熱性を有する透明な有機高分子化合物であれば特に限定しないが、通常耐熱性としては、100℃以上、好ましくは130℃以上であって、例えばポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリオレフィンなどが挙げられる。もちろんこれらはホモポリマー、コポリマーとして、また単独またはブレンドとしても使用できる。
【0012】
かかる高分子フィルムは、フィルム状のものも含まれる。かかる高分子フィルムの厚さは通常10〜1000μmである。
【0013】
本発明における金属酸化物層としては、珪素、アルミニウム、マグネシウム等の群から選ばれる1種または2種以上の金属を主成分とする金属酸化物が挙げられ、ガスバリア性に優れている材料として知られている。これら酸化物層はスパッタ法、イオンプレーテイング法、プラズマCVD法等により作製される。
【0014】
この中でも、ガスバリア性、透明性、表面平滑性、屈曲性等の点から珪素原子数に対する酸素原子数の割合が1.5〜2.0の珪素酸化物を主成分とするこ金属酸化物が良好である。珪素酸化物に対する酸素原子数の割合は、X線電子分光法、X線マイクロ分光法、オージェ電子分光法、ラザホード後方散乱法などにより分析、決定される。この割合が1.5よりも小さくなると透明性が悪くなることから、1.5〜2.0が好ましい。
【0015】
該金属酸化物層の厚さとしては、5nm〜200nmの範囲が好ましい。5nmよりも薄くなると均一に膜を形成することは困難であり、膜が形成されない部分が発生し、この部分からガスが浸透し、ガスバリアー性が悪くなる。また、200nmよりも厚くなると透明性を欠くだけでなく、屈曲性が悪く、クラックが発生してガスバリー性が損なわれる。
【0016】
更に高い透明性の要求に対してはフッ化マグネシウムを全体の重量に対して5〜30重量%含有されている、上記の珪素酸化物SiOx(xは1〜2)が好ましい。
【0017】
本発明における硬化樹脂層は高分子フィルム、金属酸化物層と接着性が良好なもので、耐薬品性、耐屈曲性を有するものが良い。硬化樹脂層は本発明に使用する高分子積層フィルムのカール変形を少なくするために、高分子フィルムの両面に、同じ樹脂層を、膜厚をほぼ等しく塗布することが好ましい。
【0018】
この様な硬化樹脂層の具体的な例としては熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂、アクリル樹脂、アクリルエポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂またはウレタン樹脂などがある。光重合性ポリマーとしてはポリエステルアクリレート、ポリエステルウレタンアクリレート、ポリオールアクリレートなどがある。これらは2種類以上混合して用いてもよい。
【0019】
なお、本発明における高分子積層フィルムの層構成としては、例えば、硬化樹脂層/高分子フィルム/硬化樹脂層/金属酸化物層/ITO層を挙げることができる。硬化樹脂層と高分子フィルムとの間、あるいは硬化樹脂層と金属酸化物層との間には、密着性等を高めるために、アンカーコート層を介在させることができる。
【0020】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。
【0021】
(1)四重極型質量分析計
本発明において使用した四重極型質量分析計は主に真空槽内に存在する元素の種類およびその存在量を評価する装置である。本発明では特にこの四重極型質量分析計を分圧計として使用した。今回使用した装置はエムシーエレクトロニクス社製のMicropoleAnalyzer超小型分圧真空計システムMPAである。MPAセンサとして今回は最大動作圧力が5mTorr、分析質量範囲が2〜100AMUである型式番号MPA-CF-215を使用した。
【0022】
(2)耐アルカリ性評価
耐アルカリ性は、3.5wt%NaOH水溶液にサンプルを30℃で10分間浸漬し、その後流水にて充分に洗浄を行った後に乾燥させ、外観を目視にて観察することによって行い、変化が確認されない場合に耐アルカリ性を有すると評価した。
【0023】
(3)ITOの成膜方法
図1は、本発明の成膜方法を実施するための装置の構成図である。各種の高分子積層フィルムのロールを基板フィルムとして巻き出し軸4にセットし、フィルムを巻き出して図示の成膜経路を沿って巻き取り軸7にセットされた巻き芯に巻き取りできるようにセットする。
【0024】
[実施例1]
高分子フィルムとしては、厚みが100μmで、DSCで測定したTgが150℃であるポリカーボネートフィルムを用いた。このポリカーボネートフィルムの両面に膜厚5μmの放射線硬化樹脂層を設けた。放射線硬化樹脂層としては東亜合成化学社製のアロニックスM400とM8030を1:1の割合で、光硬化剤としてチバガイギー社製のイガルキュア184を7phr、レベリング剤としてSH28PAを0.1phrを混合した溶液をロールバーRDS10を使用してコーテイングし、160W/cmの高圧水銀灯を用いて約700mJ/cm2の積算光量にて紫外線硬化した。こうして得られた硬化樹脂層を積層した高分子フィルムを巻き取り式マグネトロンスパッタリング装置内に設置して2x10-5Torrまで排気した。その後、O2/Ar混合ガス(O2/Ar=30%)を槽内に100sccm導入し、圧力を2.0x10-3mTorrに保った後、ターゲットにはSi(Bドープ)ターゲットを用い、メインロールの温度を室温、フィルム速度をVf=1.0m/min、投入電力密度を1W/cm2に設定して連続成膜することにより硬化樹脂層の上に、ケイ素酸化物からなる金属酸化物層を形成した高分子積層フィルムを得た。
【0025】
その後、SiターゲットをITOターゲットに交換し排気した。成膜前の到達真空度は3x10-6Torrであった。その後、O2/Ar混合ガス(O2/Ar=1.2%)を槽内に150sccm導入し、圧力を3.0x10-3Torrに保った後、メインロールの温度を室温、フィルム速度をVf=0.1m/min、投入電力密度を1W/cm2に設定した。その時の成膜雰囲気中に存在する水分(massnumber18)を四重極型質量分析計(MPA)で観察し、水分圧が9x10-6Torrとなるように水分を導入しながら、ケイ素酸化物からなる金属酸化物層上にITO層を連続成膜することにより透明導電性積層体を得た。得られた透明導電性積層体の評価結果を表1に示す。耐アルカリ性の優れた透明導電性積層体であった。
【0026】
[実施例2]
実施例1に示した硬化樹脂層及び金属酸化物層を設けた高分子積層フィルムを巻き取り式マグネトロンスパッタリング装置内に設置して3x10-6Torrまで排気した。その後、O2/Ar混合ガス(O2/Ar=1.2%)を槽内に150sccm導入し、圧力を3.0x10-3Torrに保った後、メインロールの温度を室温、フィルム速度をVf=0.1m/min、投入電力密度を1W/cm2に設定して連続成膜した。その時の成膜雰囲気中に存在する水分(massnumber18)の四重極型質量分析計(MPA)による分圧が1.2x10-5Torrとなるように水分を導入しながら連続成膜することにより透明導電性積層体を得た。得られた透明導電性積層体の評価結果を表1に示す。耐アルカリ性の優れた透明導電性積層体であった。
【0027】
[実施例3]
実施例1に示した硬化樹脂層及び金属酸化物層を設けた高分子積層フィルムを巻き取り式マグネトロンスパッタリング装置内に設置して3x10-6Torrまで排気した。その後、O2/Ar混合ガス(O2/Ar=1.2%)を槽内に150sccm導入し、圧力を3.0x10-3Torrに保った後、メインロールの温度を室温、フィルム速度をVf=0.1m/min、投入電力密度を1W/cm2に設定して連続成膜した。その時の成膜雰囲気中に存在する水分(massnumber18)の四重極型質量分析計(MPA)による分圧が2.0x10-5Torrとなるように水分を導入しながら連続成膜することにより透明導電性積層体を得た。得られた透明導電性積層体の評価結果を表1に示す。耐アルカリ性の優れた透明導電性積層体であった。
【0028】
[比較例1]
実施例1に示した硬化樹脂層及び金属酸化物層を設けた高分子積層フィルムを巻き取り式マグネトロンスパッタリング装置内に設置して3x10-6Torrまで排気した。その後、O2/Ar混合ガス(O2/Ar=1.2%)を槽内に150sccm導入し、圧力を3.0x10-3Torrに保った後、メインロールの温度を室温、フィルム速度をVf=0.1m/min、投入電力密度を1W/cm2に設定して連続成膜した。その時の成膜雰囲気中に存在する水分(massnumber18)の四重極型質量分析計(MPA)による分圧が2.9x10-5Torrとなるように水分を導入しながら連続成膜することにより積層体を得た。得られた積層体の評価結果を表1に併記した。アルカリ試験後のITO薄膜に目視で確認できるほどのクラックが発生し、剥離してしまった部分も見られ耐アルカリ性が悪かった。
【0029】
[比較例2]
実施例1に示した硬化樹脂層及び金属酸化物層を設けた高分子積層フィルムを巻き取り式マグネトロンスパッタリング装置内に設置して1x10-6Torrまで排気した。その後、O2/Ar混合ガス(O2/Ar=1.2%)を槽内に150sccm導入し、圧力を3.0x10-3Torrに保った後、メインロールの温度を室温、フィルム速度をVf=0.1m/min、投入電力密度を1W/cm2に設定して連続成膜した。その時の成膜雰囲気中に存在する水分(massnumber18)の四重極型質量分析計(MPA)による分圧が2x10-6Torrとなるように水分を導入しながら連続成膜することにより透明導電性積層体を得た。得られた積層体の評価結果を表1に併記した。アルカリ試験後のITO薄膜に目視で確認できるほどのクラックが発生し耐アルカリ性が悪かった。
【0030】
[比較例3]
実施例1に示した硬化樹脂層及び金属酸化物層を設けた高分子積層フィルムを巻き取り式マグネトロンスパッタリング装置内に設置して1x10-6Torrまで排気した。その後、O2/Ar混合ガス(O2/Ar=1.2%)を槽内に150sccm導入し、圧力を3.0x10-3Torrに保った後、メインロールの温度を室温、フィルム速度をVf=0.1m/min、投入電力密度を1W/cm2に設定して連続成膜した。その時の成膜雰囲気中に存在する水分(massnumber18)の四重極型質量分析計(MPA)による分圧が1x10-6Torrとなるように水分を導入しながら連続成膜することにより積層体を得た。得られた積層体の評価結果を表1に併記した。アルカリ試験後のITO薄膜に目視で確認できるほどのクラックが発生し耐アルカリ性が悪かった。
【0031】
【表1】

Figure 0004187315
【0032】
【発明の効果】
本発明により、バッチ式、ロールツーロール方式を問わず、スパッタリング法を用いて高分子フィルムの両面に硬化樹脂層が設けられており、該硬化樹脂層の少なくとも一方の面上に金属酸化物層が設けられている高分子積層フィルムの該金属酸化物層上にスパッタリング法によって透明導電薄膜を形成するにあたり、成膜雰囲気中に存在する水分が常に9.0x10 -6 Torrから2.0x10 -5 Torrであるように水分を導入しながら成膜することによって耐アルカリ性の良好な液晶表示用透明導電積層体を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の成膜方法を実施するための装置の構成図である。
【符号の説明】
1. 真空チャンバー
2. 長尺ロール状ポリマーフィルム
3. ターゲット
4. 巻きだし軸
5. メインロール
6. サブロール
7. 巻き取り軸[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a transparent conductive laminate for liquid crystal display, and more specifically, a polymer laminate in which a cured resin layer is provided on both sides of a polymer film and a metal oxide layer is provided on at least one side of the cured resin layer. The present invention relates to a method for producing a conductive laminate for liquid crystal, in which a transparent conductive thin film mainly composed of indium oxide is formed on a metal oxide layer of a film under specific conditions.
[0002]
[Prior art]
In recent years, portable information devices such as pagers, mobile phones, electronic notebooks, and portable information terminals have begun to spread. In order to improve the portability of these information devices, further reduction in thickness, weight, and damage resistance are required. Conventionally, glass substrates that are heavy, thick, and easy to break have been used as transparent electrode substrates for LCDs and touch panels, but transparent resin substrates have been proposed as alternative materials. However, the transparent resin substrate is inferior to the glass substrate in basic characteristics such as durability, solvent resistance, and gas barrier properties. For example, when a transparent resin substrate is used as an electrode substrate for an LCD, gas barrier properties can be imparted by providing a metal oxide layer. Also, when coating a coating solution in which the precursor material of the liquid crystal alignment film is dissolved in a solvent such as N-methylpyrrolidone during the liquid crystal alignment film formation process, the transparent resin substrate may be damaged by whitening, swelling, etc. There was a problem to receive. In order to solve such problems, the present inventors have provided a cured resin layer on both sides of a polymer film, and the metal oxide layer of a polymer laminated film in which a metal oxide layer is provided on at least one side thereof. A transparent conductive thin film mainly made of indium oxide has been formed thereon, and a transparent conductive laminate for liquid crystal display has been produced and studied.
[0003]
In general, an ITO (In-Sn-O) film is widely used as an electrode material for liquid crystal displays, touch panels, etc., taking advantage of its high conductivity and high transparency properties. In recent years, a DC magnetron sputtering method has become common as a method for forming this ITO film in terms of controllability of the film formation rate and uniformity of the formed thin film. In particular, recent progress in thin film formation technology has been remarkable, and it has become possible to form a transparent conductive thin film on a polymer film substrate having little heat resistance. Among these, the sputtering method is one of the most utilized techniques, having features such that film formation can be performed for a long time, composition does not shift even when film formation is performed for a long time, and widening is easy.
[0004]
The present inventors formed an ITO film on the polymer laminated film by using this sputtering method, and evaluated its practicality. In the process of manufacturing a liquid crystal display element, adhesive properties, heat resistance, and chemical resistance are generally required as necessary properties of a transparent conductive laminate for liquid crystal display. However, when an ITO (In-SnMetal) or ITO target is used to deposit a film on a metal oxide of a polymer laminated film by DC magnetron sputtering, the ITO thin film may have poor alkali resistance depending on the deposition conditions. there were.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is to provide a transparent conductive material for liquid crystal displays having good alkali resistance when continuously formed on a metal oxide layer of a polymer laminated film by magnetron sputtering using an ITM (In-SnMetal) or ITO target. It is in providing the manufacturing method which gives a laminated body.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, a cured resin layer is provided on both surfaces of a polymer film, and a metal oxide layer is provided on at least one surface of the cured resin layer. In addition, in the method for producing a transparent conductive laminate for liquid crystal display in which a transparent conductive thin film is formed by sputtering, the partial pressure of water existing in the film forming atmosphere is in the range of 9.0 × 10 −6 Torr to 2.0 × 10 −5 Torr. A transparent conductive thin film having a good alkali resistance and suitable as a substrate for a liquid crystal display is characterized by forming a transparent conductive thin film while introducing water so as to be inside.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
A sputtering method is used as the method for forming the transparent conductive thin film in the present invention. In a sputtering method for forming a layer mainly containing indium oxide, an alloy containing indium as a main component or a sintered body containing indium oxide as a main component can be used as a target. The former performs reactive sputtering by introducing an inert gas such as argon and a reactive gas such as oxygen gas into the vacuum chamber. In the latter, sputtering is performed using an inert gas such as argon alone or a mixture of an inert gas such as argon and a reactive gas such as a minute amount of oxygen gas. As a sputtering method, a known method such as direct current or high frequency bipolar sputtering, direct current or high frequency magnetron sputtering, or ion beam sputtering can be applied. Among these, the magnetron method is preferable because it has less plasma impact on the substrate and enables high-speed film formation.
[0008]
Moreover, it can apply to both a batch type and a roll-to-roll system as a sputtering device. Considering the productivity, the roll-to-roll method is particularly preferable.
[0009]
The inventors of the present invention have repeatedly studied a transparent conductive laminate for liquid crystal display in which an ITO thin film is formed on the metal oxide layer of the polymer laminate film, but particularly in the required properties. It was difficult to satisfy the alkalinity. As a result of intensive studies, the present inventors have determined that the alkali resistance of the transparent conductive laminate for liquid crystal display is determined by the moisture pressure in the deposition atmosphere when forming the ITO thin film on the metal oxide layer of the polymer laminate film. I found out. This moisture was mainly released from the polymer film and the cured resin layer. Therefore, an inert gas, which is a conventionally introduced gas, is used to continuously manufacture a transparent conductive laminate for liquid crystal displays, which is formed by transporting a polymer laminated film and forming a transparent conductive thin film mainly composed of indium oxide. In addition to oxygen (mainly argon) and oxygen, the moisture content in the deposition atmosphere is monitored with a quadrupole mass spectrometer so that the moisture pressure is kept constant in the range of 3.0x10 -6 to 2.0x10 -5 Torr. It was found that by performing sputtering while adding moisture from outside the system, a transparent conductive laminate for liquid crystal display with good alkali resistance can be obtained without cracking or peeling in the ITO thin film after the alkali test. When the moisture (massnumber18) present in the film-forming atmosphere is less than 3.0x10 -6 Torr, cracks that can be visually confirmed occur in the ITO thin film after the alkali test, and the transparent conductive laminate for liquid crystal displays is used. Alkali resistance was poor. When water present in the deposition atmosphere (massnumber18) exceeds 2x10 -5 Torr and cracks occur enough to visually check the ITO film after the alkali test, also seen portion and which has been peeled off, for liquid crystal display Alkali resistance when used as a transparent conductive laminate was poor. When the moisture (massnumber18) in the film-forming atmosphere is in the range of 3.0x10 -6 Torr to 2x10 -5 Torr, the ITO thin film after the alkali test has no cracks or peeling, and the transparent conductive laminate for liquid crystal display is obtained. When the alkali resistance was good. Thus, it was found that the moisture pressure existing during the film formation has a great influence on the alkali resistance when the transparent conductive laminate for liquid crystal display is formed. When moderate water is added to the film formation atmosphere and ITO is deposited on a metal oxide layer such as SiOx with the water content within the above range, the introduction of such water alleviates stress at the interface between ITO and SiOx. As a result, it is considered that the adhesion of ITO on SiOx is improved and the alkali resistance is improved. If the partial pressure is less than the above range, the ITO thin film itself has a very high film stress, and the adhesiveness at the interface with SiOx is deteriorated, so that it is considered that cracks occur. Further, if the partial pressure exceeds the above range, the ITO thin film itself becomes a film that is weak against alkali, so it is considered that the ITO thin film cracks and peels off.
[0010]
The transparent conductive thin film used in the present invention mainly contains indium oxide. Indium oxide is essentially a transparent electrical insulator, but becomes a semiconductor when (1) it contains a small amount of impurities, or (2) it is slightly oxygen deficient. As a preferable semiconductor metal oxide, for example, indium oxide containing tin or fluorine as an impurity can be given. An indium oxide thin film containing 2 to 20% by weight of tin oxide is particularly preferable. The thickness of the transparent conductive thin film mainly containing indium oxide used in the present invention is preferably 100 mm or more in order to obtain sufficient conductivity. The upper limit is not particularly limited, but is about 3000cm.
[0011]
The polymer film in the present invention is not particularly limited as long as it is a transparent organic polymer compound having heat resistance. Usually, the heat resistance is 100 ° C. or higher, preferably 130 ° C. or higher. , Polycarbonate, polysulfone, polyarylate, polyester, polyamide, polyimide, polyolefin and the like. Of course, they can also be used as homopolymers, copolymers, alone or as a blend.
[0012]
Such a polymer film includes a film. The thickness of such a polymer film is usually 10 to 1000 μm.
[0013]
Examples of the metal oxide layer in the present invention include metal oxides mainly composed of one or more metals selected from the group of silicon, aluminum, magnesium and the like, and are known as materials having excellent gas barrier properties. It has been. These oxide layers are formed by sputtering, ion plating, plasma CVD, or the like.
[0014]
Among these, metal oxides mainly composed of silicon oxide having a ratio of the number of oxygen atoms to the number of silicon atoms of 1.5 to 2.0 from the viewpoint of gas barrier properties, transparency, surface smoothness, flexibility and the like are good. The ratio of the number of oxygen atoms to silicon oxide is analyzed and determined by X-ray electron spectroscopy, X-ray microspectroscopy, Auger electron spectroscopy, Rutherford backscattering method, and the like. When this ratio is less than 1.5, the transparency is deteriorated, so 1.5 to 2.0 is preferable.
[0015]
The thickness of the metal oxide layer is preferably in the range of 5 nm to 200 nm. When the thickness is less than 5 nm, it is difficult to form a film uniformly, and a portion where the film is not formed is generated. Gas permeates from this portion, resulting in poor gas barrier properties. On the other hand, when it is thicker than 200 nm, not only the transparency is lost, but also the flexibility is poor, and cracks are generated to deteriorate the gas barrier property.
[0016]
For higher transparency requirements, the above silicon oxide SiOx (x is 1 to 2) containing 5 to 30% by weight of magnesium fluoride with respect to the total weight is preferable.
[0017]
The cured resin layer in the present invention has good adhesion to the polymer film and the metal oxide layer, and preferably has chemical resistance and flex resistance. In order for the cured resin layer to reduce curl deformation of the polymer laminated film used in the present invention, it is preferable to apply the same resin layer to both sides of the polymer film so that the film thickness is substantially equal.
[0018]
Specific examples of such a cured resin layer include an epoxy resin, an acrylic resin, an acrylic epoxy resin, a melamine resin, a phenol resin, or a urethane resin as a thermosetting resin. Examples of the photopolymerizable polymer include polyester acrylate, polyester urethane acrylate, and polyol acrylate. You may use these in mixture of 2 or more types.
[0019]
In addition, as a layer structure of the polymer laminated film in this invention, a cured resin layer / polymer film / cured resin layer / metal oxide layer / ITO layer can be mentioned, for example. An anchor coat layer can be interposed between the cured resin layer and the polymer film or between the cured resin layer and the metal oxide layer in order to improve adhesion and the like.
[0020]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
[0021]
(1) Quadrupole mass spectrometer The quadrupole mass spectrometer used in the present invention is an apparatus that mainly evaluates the types and abundances of elements present in a vacuum chamber. In the present invention, this quadrupole mass spectrometer is used as a partial pressure gauge. The equipment used this time is the MicropoleAnalyzer ultra-compact partial pressure vacuum gauge system MPA manufactured by MC Electronics. As the MPA sensor, model number MPA-CF-215 with a maximum operating pressure of 5 mTorr and an analytical mass range of 2 to 100 AMU was used this time.
[0022]
(2) Evaluation of alkali resistance Alkaline resistance is determined by immersing the sample in a 3.5 wt% NaOH aqueous solution at 30 ° C for 10 minutes, washing it thoroughly with running water, drying it, and visually observing the appearance. When no change was confirmed, it was evaluated as having alkali resistance.
[0023]
(3) ITO Film Formation Method FIG. 1 is a block diagram of an apparatus for carrying out the film formation method of the present invention. Set various polymer laminated film rolls as a substrate film on the unwinding shaft 4 and unwind the film so that it can be wound on the winding core set on the winding shaft 7 along the film formation path shown in the figure. To do.
[0024]
[Example 1]
As the polymer film, a polycarbonate film having a thickness of 100 μm and a Tg of 150 ° C. measured by DSC was used. A radiation curable resin layer having a thickness of 5 μm was provided on both surfaces of the polycarbonate film. As a radiation curable resin layer, roll a solution of Aronix M400 and M8030 manufactured by Toa Synthetic Chemical Co., Ltd. in a ratio of 1: 1, 7 phr of Igalcure 184 manufactured by Ciba Geigy Co., Ltd. as photocuring agent, and 0.1 phr of SH28PA as leveling agent. Coating was performed using a bar RDS10, and UV curing was performed using a 160 W / cm high-pressure mercury lamp with an integrated light amount of about 700 mJ / cm 2 . The polymer film laminated with the cured resin layer thus obtained was placed in a take-up magnetron sputtering apparatus and evacuated to 2 × 10 −5 Torr. Then, after introducing O 2 / Ar mixed gas (O 2 / Ar = 30%) into the tank at 100 sccm and maintaining the pressure at 2.0x10 -3 mTorr, the target was Si (B-doped) target. A metal oxide layer made of silicon oxide is formed on the cured resin layer by continuously forming a roll at room temperature, a film speed of Vf = 1.0 m / min, and an input power density of 1 W / cm 2. As a result, a polymer laminated film having a film formed thereon was obtained.
[0025]
After that, the Si target was replaced with an ITO target and exhausted. The ultimate vacuum before film formation was 3 × 10 −6 Torr. After that, 150 sccm of O 2 / Ar mixed gas (O 2 /Ar=1.2%) was introduced into the tank, the pressure was maintained at 3.0x10 -3 Torr, the main roll temperature was room temperature, and the film speed was Vf = 0.1 m / min and input power density were set to 1 W / cm 2 . Moisture (massnumber18) present in the film-forming atmosphere at that time is observed with a quadrupole mass spectrometer (MPA), and water is introduced so that the water pressure is 9x10 -6 Torr. A transparent conductive laminate was obtained by continuously forming an ITO layer on the metal oxide layer. Table 1 shows the evaluation results of the obtained transparent conductive laminate. It was a transparent conductive laminate having excellent alkali resistance.
[0026]
[Example 2]
The polymer laminated film provided with the cured resin layer and the metal oxide layer shown in Example 1 was placed in a take-up magnetron sputtering apparatus and evacuated to 3 × 10 −6 Torr. Then, O 2 / Ar mixed gas (O 2 /Ar=1.2%) was introduced 150sccm in the tank, after the pressure was kept 3.0x10 -3 Torr, room temperature of the main roll, the film speed Vf = 0.1 Continuous film formation was performed by setting m / min and input power density to 1 W / cm 2 . Transparent conductivity by continuously forming the film while introducing moisture so that the partial pressure by the quadrupole mass spectrometer (MPA) of the moisture (massnumber18) present in the deposition atmosphere at that time is 1.2x10 -5 Torr A conductive laminate was obtained. Table 1 shows the evaluation results of the obtained transparent conductive laminate. It was a transparent conductive laminate having excellent alkali resistance.
[0027]
[Example 3]
The polymer laminated film provided with the cured resin layer and the metal oxide layer shown in Example 1 was placed in a take-up magnetron sputtering apparatus and evacuated to 3 × 10 −6 Torr. After that, 150sccm of O 2 / Ar mixed gas (O 2 /Ar=1.2%) was introduced into the tank and the pressure was maintained at 3.0x10-3Torr, then the temperature of the main roll was room temperature and the film speed was Vf = 0.1m / min and the input power density were set to 1 W / cm 2 for continuous film formation. Transparent conductivity by continuously forming the film while introducing moisture so that the partial pressure by the quadrupole mass spectrometer (MPA) of the moisture (massnumber18) present in the film-forming atmosphere is 2.0x10 -5 Torr A conductive laminate was obtained. Table 1 shows the evaluation results of the obtained transparent conductive laminate. It was a transparent conductive laminate having excellent alkali resistance.
[0028]
[Comparative Example 1]
The polymer laminated film provided with the cured resin layer and the metal oxide layer shown in Example 1 was placed in a take-up magnetron sputtering apparatus and evacuated to 3 × 10 −6 Torr. After that, 150 sccm of O 2 / Ar mixed gas (O 2 /Ar=1.2%) was introduced into the tank, the pressure was maintained at 3.0x10 -3 Torr, the main roll temperature was room temperature, and the film speed was Vf = 0.1 Continuous film formation was performed by setting m / min and input power density to 1 W / cm 2 . Laminate by successively formed while introducing water so that the partial pressure due to the quadrupole mass spectrometer (MPA) water (massnumber18) present in the deposition atmosphere at that time is 2.9x10 -5 Torr Got. The evaluation results of the obtained laminate are also shown in Table 1. Cracks that could be visually confirmed occurred on the ITO thin film after the alkali test, and the peeled part was also observed, resulting in poor alkali resistance.
[0029]
[Comparative Example 2]
The polymer laminated film provided with the cured resin layer and the metal oxide layer shown in Example 1 was placed in a take-up magnetron sputtering apparatus and evacuated to 1 × 10 −6 Torr. After that, 150 sccm of O 2 / Ar mixed gas (O 2 /Ar=1.2%) was introduced into the tank, the pressure was maintained at 3.0x10 -3 Torr, the main roll temperature was room temperature, and the film speed was Vf = 0.1 Continuous film formation was performed by setting m / min and input power density to 1 W / cm 2 . Transparent conductivity by continuously depositing moisture while introducing moisture so that the partial pressure of the moisture (massnumber18) in the deposition atmosphere at that time by the quadrupole mass spectrometer (MPA) is 2x10 -6 Torr A laminate was obtained. The evaluation results of the obtained laminate are also shown in Table 1. The ITO thin film after the alkali test had cracks that could be visually confirmed, and the alkali resistance was poor.
[0030]
[Comparative Example 3]
The polymer laminated film provided with the cured resin layer and the metal oxide layer shown in Example 1 was placed in a take-up magnetron sputtering apparatus and evacuated to 1 × 10 −6 Torr. After that, 150 sccm of O 2 / Ar mixed gas (O 2 /Ar=1.2%) was introduced into the tank, the pressure was maintained at 3.0x10 -3 Torr, the main roll temperature was room temperature, and the film speed was Vf = 0.1 Continuous film formation was performed by setting m / min and input power density to 1 W / cm 2 . The laminated body is formed by continuous film formation while introducing moisture so that the partial pressure of the water (massnumber18) in the film formation atmosphere at that time is 1x10 -6 Torr by the quadrupole mass spectrometer (MPA). Obtained. The evaluation results of the obtained laminate are also shown in Table 1. The ITO thin film after the alkali test had cracks that could be visually confirmed, and the alkali resistance was poor.
[0031]
[Table 1]
Figure 0004187315
[0032]
【The invention's effect】
According to the present invention, a cured resin layer is provided on both surfaces of a polymer film using a sputtering method regardless of batch type or roll-to-roll method, and a metal oxide layer is formed on at least one surface of the cured resin layer. When the transparent conductive thin film is formed on the metal oxide layer of the polymer laminated film provided with a sputtering method, the moisture present in the film formation atmosphere is always 9.0 × 10 −6 Torr to 2.0 × 10 −5 Torr. A transparent conductive laminate for liquid crystal display having good alkali resistance could be obtained by forming a film while introducing moisture.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an apparatus for carrying out a film forming method of the present invention.
[Explanation of symbols]
1. Vacuum chamber
2. Long roll polymer film
3. Target
4. Unwinding shaft
5. Main role
6. Sub-roll
7. Winding shaft

Claims (3)

高分子フィルムの両面に硬化樹脂層が設けられており、該硬化樹脂層の少なくとも一方の面上に金属酸化物層が設けられている高分子積層フィルムの該金属酸化物層上に、スパッタリング法により透明導電薄膜を形成した液晶表示用透明導電積層体の製造方法において、成膜雰囲気中の水の分圧が9.0x10 −6 Torrから2.0x10 −5 Torrの範囲内となるように水を導入しながら透明導電薄膜を成膜することを特徴とする耐アルカリ性の良好な液晶表示用透明導電積層体の製造方法。A cured resin layer is provided on both surfaces of the polymer film, and a metal oxide layer is provided on at least one surface of the cured resin layer. In the method for producing a transparent conductive laminate for a liquid crystal display in which a transparent conductive thin film is formed by water, water is adjusted so that the partial pressure of water in the film forming atmosphere is in the range of 9.0 × 10 −6 Torr to 2.0 × 10 −5 Torr. A method for producing a transparent conductive laminate for liquid crystal display having good alkali resistance, characterized in that a transparent conductive thin film is formed while introducing. 透明導電薄膜が、インジウム酸化物を主成分とし、錫、亜鉛およびガリウムから選ばれた1種類以上の酸化物を含むことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示用透明導電積層体の製造方法。  The transparent conductive thin film for liquid crystal display according to claim 1, wherein the transparent conductive thin film contains indium oxide as a main component and contains at least one oxide selected from tin, zinc and gallium. Method. 金属酸化物層は、膜厚が5〜200nmであり、かつ珪素原子数に対する酸素原子数の割合が1.5〜2.0の珪素酸化物を主成分とすることを特徴とする請求項1または2に記載の液晶表示用透明導電積層体の製造方法。  The metal oxide layer is mainly composed of silicon oxide having a thickness of 5 to 200 nm and a ratio of the number of oxygen atoms to the number of silicon atoms of 1.5 to 2.0. Or the manufacturing method of the transparent conductive laminated body for liquid crystal displays of 2.
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