JPH032660B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は透明導電性フイルムに関するものであ
り、更に詳しくは複屈折が極端に小さい上に熱安
定性、耐薬品性、力学特性が良好で、透明性及び
寸法安定性に優れた透明導電性フイルムに関する
ものである。 液晶表示等のデイスプレイの電極としては、ガ
ラスに酸化スズ又はインジウムスズ酸化物の透明
導電層を施した透明導電ガラスが一般に用いられ
ている。透明導電性ガラスは透明性が高く、耐薬
品性、寸法安定性に優れ、しかも複屈折がゼロで
あるので、液晶表示等の偏光現象を利用するデイ
スプレイには優秀な電極材料として用いられてい
る。しかし透明導電層の基板がガラスであるので
割れやすく、又このため厚みを１mm以下にするこ
とが困難で、同時に曲面化が難しいという欠点が
あつた。 近年、表示装置の薄型化、軽量化及び曲面化の
要望により透明導電性フイルムをデイスプレイの
透明電極として用いることが注目されている。透
明導電性フイルムとしては基板がポリエチレンテ
レフタレートの二軸延伸フイルムが先行して検討
されている。ポリエチレンテレフタレートの二軸
延伸フイルムは熱安定性、耐薬品性、耐液晶性が
良好で、強度、腰などの力学特性に優れ、透明性
が良く、デイスプレイ用の透明電極の基板として
は良好な材料である。しかし二軸延伸フイルムで
あるので複屈折が大きいため、液晶表示等の原理
的に偏光現象を利用するデイスプレイについては
好適な基板ではない。例えば、フイルムの光軸を
表示装置の偏光軸とあわせる必要があり、又斜め
から表示をみた場合好ましくない干渉を生じる欠
点がある。 この欠点を解消するため複屈折の小さいポリイ
ミド、ポリスルホン、トリアセテート等を基板と
する透明導電性フイルムが検討された。しかしポ
リイミドの場合フイルムの着色があるため好適で
なく、ポリスルホンは耐液晶性の面から、トリア
セテートは接着剤等に対する耐薬品性の面から良
好でない。又、ポリエチレンテレフタレートの未
延伸フイルムは透明で複屈折がなく耐薬品性も良
好であるが、100℃前後に加熱すると樹脂の結晶
化により白濁し、透明導電層の基板として用いら
れない。 本発明者らはこれらの欠点を改良し、二軸延伸
ポリエチレンテレフタレートのデイスプレイ表示
に好適な諸特性、熱安定性、耐薬品性、耐液晶
性、強度、腰、透明性を保持し、且つ複屈折が極
端に小さく、ほとんどガラス同様の等方的な基板
に透明導電層の施された透明導電性フイルムにつ
いて鋭意研究した結果、本発明に到達したもので
ある。 即ち、本発明はテレフタル酸と１，４−ブタン
ジオールより生成された繰返し単位を分子鎖中に
70モル％以上含有する熱可塑性ポリエステルを溶
融成膜する際に急冷することによつて得られる未
延伸透明フイルム、更に好ましくはそれを融点以
下、ガラス転移温度以上で熱処理した透明フイル
ム上に透明導電層を設けてなることを特徴とする
透明導電性フイルムに係るものであり、本発明に
より複屈折が極端に小さく、耐熱性、耐薬品性、
寸法安定性、透明性に優れた液晶表示等の偏光現
象を利用するデイスプレイの透明電極として、特
に好適な透明導電性フイルムを提供することがで
きる。 本発明においていうポリエステルはテレフタル
酸と１，４−ブタンジオールとから生成された繰
返し単位を分子鎖中に少なくとも70モル％以上含
有するものである。これらのポリエステルの例と
してはポリテトラメチレンテレフタレート、ポリ
エチレンテレフタレートとポリテトラメチレンテ
レフタレートの共重合体、ポリテトラメチレンテ
レフタレートとポリテトラメチレンイソフタレー
トの共重合体、ポリテトラメチレンテレフタレー
トとポリ２−メチル−１，３−プロパンジオール
テレフタレートの共重合体、ポリテトラメチレン
テレフタレートと２，６−ナフタレンジカルボキ
シレートの共重合体、ポリテトラメチレンセバケ
ートとポリテトラメチレンテレフタレートの共重
合体、ポリテトラメチレンテレフタレートと２，
６−ナフタレンジカルボキシレートの共重合体な
どが挙げられる。しかし、本質的にポリテトラメ
チレンテレフタレートを70モル％以上含み、急冷
により透明なフイルムが得られ、それを熱処理し
ても白濁せず、良好な透明性の得られるものであ
ればよく、これらの例に限定されるものではな
い。 フイルムの成形は通常のポリエステルフイルム
の成形法によつて行うことができ、例えばＴダイ
法、インフレーシヨン法がある。冷却は水などの
冷媒中に直接溶融物を導入しても良いが、デイス
プレイの表示電極への応用の面からは冷却ロール
を用いた方が表面平滑性にすぐれているので好ま
しい。 この冷却ロールは通常、内部を冷却水等により
温度調節した金属製ロールが使用され、ロール温
度は100℃以下が好ましい。 急冷することによつてほとんど結晶を含有しな
い透明フイルムが得られ、更に好ましくはそれを
熱処理することによつてこのフイルムは結晶化
し、耐熱性、耐薬品性が更に優れ、透明性も保持
されたフイルムが得られる。 熱処理は加熱ロールや熱風によつて行うことが
できるが、熱処理温度はガラス転移温度以上融点
以下に設定する必要がある。 更に、透明導電性フイルムがデイスプレイ用の
表示電極として用いられる場合、接着や電極取り
付けのため一般に130℃以上の温度条件下にさら
されるので熱処理温度は130℃以上であることが
好ましい。 又、熱処理の時間は数10秒間で、フイルムの結
晶化が充分に進行するが、通常１分以上が好まし
い。しかし長時間の熱処理はフイルムの劣化を促
進するので60分以下が好ましい。 透明導電層は透明性に優れデイスプレイ用電極
として必要な表面抵抗10KΩ／ロ以下を有するも
のであれば何でもよい。一般に酸化スズ、インジ
ウムスズ酸化物、金、銀、パラジウム等の薄膜層
を形成することによつて得られる。特にインジウ
ムスズ酸化物は表面抵抗及び透明性の面から好適
である。透明導電層の形成方法としては、蒸着法
やスプレー法等がある。蒸着法にはDC、又はRF
スパツタリング、イオンプレーテイング、真空蒸
着法がある。インジウムスズ酸化物の薄膜層はこ
れらの蒸着法によつて本発明のポリエステルの基
板上に施すことができる。しかし本発明のポリエ
ステルが融点以下に保たれる方法であれば何でも
よく、透明導電層の形成方法には限定されない。 本発明の特徴は溶融成膜の方法を用い急冷によ
つて得られた本発明のポリエステルフイルムが二
軸延伸加工を施さないため、複屈折が極端に小さ
く、更に加熱によつてポリエチレンテレフタレー
トの未延伸フイルムのように白濁しないで透明性
を保持したまま結晶化するのでかえつて耐薬品
性、力学特性が向上し、そのフイルムの上に透明
導電層を施した透明導電性フイルムは液晶表示等
の偏光現象を利用するデイスプレイの薄型化、軽
量化及び曲面化に対し好適な諸物性を有する透明
電極となることになる。しかし本発明の透明導電
性フイルムは基板の屈折率が等方的であり、耐熱
性、耐薬品性及び寸法安定性、透明性が要求され
る透明導電性フイルムの用途に好適な材料であつ
て、偏光現象を利用するデイスプレイの透明電極
の用途に限定されるものではない。 以下、本発明の方法を実施例によつて詳述す
る。尚、実施例中の測定値は次の方法によつて測
定した。 (1) 融点 DSC（パーキンエルマー社製DSC−1B型）を
用いて、４℃／minで昇温した場合の融解のピ
ーク温度を融点とした。 (2) ガラス転移温度 動的粘弾性測定器（東洋ボールドウイン製レ
オバイブロンDDV−−Ｃ型）を用い、110ヘ
ルツで虚数弾性率を測定し、そのピーク温度を
ガラス転移温度とした。 (3) 複屈折 偏光顕微鏡を用いペレツク型コンペンセータ
ーで試料による複屈折を補償し、求めたリター
デーシヨンＲをフイルムの厚みｄで割り、複屈
折Ｒ／ｄを求めた。 (4) 耐薬品性 強酸、強アルカリ等の無機薬品、アルコー
ル、ケトン、エステル等の有機薬品を浸漬し、
フイルムの溶解性及び外観変化を観察した。 (5) 耐液晶性 TN型液晶（チツソ製ES−31）及びＮ−４−
メトキシ−ベンジリデン−４−ブチルアニリン
をフイルム上に塗布し、液晶に対するフイルム
の溶解性、外観変化を観察した。 (6) 透明性 ヘイズメーター（スガ試験機社製HGM−2P
型）を用い、フイルムの全光線透過率を測定し
た。 (7) 外観 フイルムの平滑性、フイルム中の異物及び線
キズ等を注意深く観察した。 (8) 破断強度 ASTM−D882−64T法により20℃で測定し
た。 (9) 熱安定性 フイルムを150℃の温度条件下に１時間おい
た後の外観の変化を観察した。 (10) 寸法安定性（乾熱収縮率） 長さl₀の試片を150℃の温度条件下に１時間
おいた後の寸法ｌを測定し、乾熱収縮率（％）
を｛（l₀−ｌ）／l₀｝×100で求めた。 実施例 １ 市販のポリテトラメチレンテレフタレート（ジ
ユラネツクスポリプラスチツクス社製、融点230
℃、ガラス転移温度60℃）を270℃で溶融し、Ｔ
−ダイより40℃の冷却ロールに押出し、厚さ
100μの未延伸フイルムを得た。次にこのフイル
ムを100℃と160℃でそれぞれ60秒間熱処理した。 これらのフイルムについて液晶表示のように偏
光現象を利用するデイスプレイ用の電極として必
要な諸物性を測定し、第１表に示す良好な結果を
得た。

【表】 比較例 １ 市販のポリイミドフイルム、ポリスルホンフイ
ルム、トリアセテートフイルム、二軸延伸ポリエ
ステル（ポリエチレンテレフタレート）フイル
ム、未延伸ポリエステル（ポリエチレンテレフタ
レート）フイルムについて実施例１と同様の諸物
性を測定し、第２表に示した。 ポリイミドフイルムは外観から、ポリスルホン
フイルムは耐液晶性から、トリアセテートフイル
ムは耐薬品性の面で、二軸延伸ポリエステル（ポ
リエチレンテレフタレート）フイルム、未延伸ポ
リエステル（ポリエチレンテレフタレート）フイ
ルムは熱安定性の面で欠点があつた。

【表】 実施例 ２ 実施例１で得られた未延伸フイルム及びそれを
100℃と160℃で60秒間熱処理したフイルムを日電
アネルバ社製高周波スパツタリング装置を用い、
インジウムスズ酸化物（スズ酸化物含有率６重量
％）を電圧2KV、電流135ｍＡ、出力270W、ア
ルゴン圧力５×10^-4Torrの条件で２分間蒸着し
た。得られた透明導電性フイルムは未延伸フイル
ム及びそれを100℃、160℃で60秒間熱処理したフ
イルムともに、外観が良好で、透明度はそれぞれ
89％、88％、及び88％、表面抵抗はそれぞれ500
Ω／ロ、600Ω／ロ及び600Ω／ロであり、デイス
プレイ用の透明電極とした良好な透明導電性フイ
ルムが得られた。但し、熱処理を施さない未延伸
フイルムに直接蒸着した場合にはフイルムが膨張
してたるみを生じ易く、フイルムを注意深く冷却
して蒸着する必要があつた。 比較例 ２ 市販の厚み200μの未延伸ポリエチレンテレフ
タレートフイルム及び厚み125μの二軸延伸ポリ
エチレンテレフタレートフイルムについて実施例
２と全く同じ条件でインジウムスズ酸化物を蒸着
した。未延伸ポリエチレンテレフタレートは表面
抵抗500Ω／ロの表面導電性フイルムとなつたが
白濁し、デイスプレイ用の透明電極には使用でき
ない。一方、二軸延伸ポリエチレンテレフタレー
トは外観が良好で透明度88％、表面抵抗500Ω／
ロの透明導電性フイルムとなつた。 実施例 ３ 実施例２において得られた透明導電性フイルム
を透明電極としたTN型液晶表示を検討した。第
１図にこのTN型液晶表示の構成を示した。１と
８は互いに偏光軸方向の直行する偏光板、２と７
は内側の導電層がガーゼによりラビング（ラビン
グ方向は直交）された本発明の透明導電性フイル
ム、４は10μの間隔をつくるため用いられた10μ
厚みのポリエステル（ポリエチレンテレフタレー
ト）フイルム、３は接着剤、５と６は直流電圧印
加用のリード線、９はTN型液晶（チツソ化学製
ES−31）である。 未延伸フイルムを160℃、60秒間熱処理したフ
イルム上にインジウムスズ酸化物を蒸着した透明
導電性フイルムを使用したものについて、直流電
圧を印加した場合の可視光線過率の変化を第２図
に示した。良好なTN型液晶表示を示し、その透
明電極に使用できることがわかつた。 次に未延伸フイルム及びそれを100℃、60秒間
熱処理したフイルム上にインジウムスズ酸化物を
蒸着した透明導電性フイルムを使用した場合を検
討した。直流電圧を印加した場合の可視光線透過
率の変化は160℃、60秒間熱処理したものと同等
であつた。しかし、液晶セルを作成する過程で
130℃の条件下にさらされるため、未延伸フイル
ム及びそれを100℃、60秒間熱処理したものにつ
いてはフイルムの寸法変化の関係で画像が不均一
となりやすく、画像の均一性の面から160℃、60
秒間熱処理したものが最も優秀であつた。 比較例 ３ 比較例２で得られた二軸延伸ポリエチレンテレ
フタレートにインジウムスズ酸化物を蒸着した透
明導電性フイルムを用い、実施例３に示したTN
型液晶表示を検討した。第２図に示したと同等の
特性を示す液晶表示を作成できたが、二軸延伸ポ
リエステルフイルムの光軸を偏光軸とあわせてフ
イルムを切り出す必要があつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の透明導電性フイルムを使用し
て試作したTN型液晶表示装置の断面図、第２図
は本発明における未延伸ポリエステルフイルムを
160℃、60秒間熱処理したものにインジウムスズ
酸化物を蒸着して得られた透明導電性フイルムを
使用して第１図の液晶表示装置を作成し、直流電
圧を印加していつた場合の可視光線透過率の変化
を表わすグラフである。 １，８……偏光板、２，７……透明導電性フイ
ルム、４……ポリエステルフイルム、５，６……
リード線、９……TN型液晶。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ テレフタル酸と１，４−ブダンジオールより
   生成された繰返し単位を分子鎖中に70モル％以上
   含有する熱可塑性ポリエステルを溶融成膜する際
   に急冷することよつて得られる未延伸透明フイル
   ム上に透明導電層を設けてなることを特徴とする
   透明導電性フイルム。