JPH05185568A - 液晶表示パネル用フィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 表示解像度、ガスバリアー性および耐久性
に優れた液晶表示時パネル用フィルムを提供する。 【構成】 非晶質プラスチックフィルムの少なくとも
片面に、ケイ素酸化物薄膜層およびオルガノポリシロキ
サン層を順次設けた積層フィルムであって、該積層フィ
ルムの厚みが５０〜３００μｍ、波長５５０ｎｍにおけ
る光線透過率が８０％以上、レターデーションが５０ｎ
ｍ以下であることを特徴とする液晶表示パネル用フィル
ム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示パネル用フィ
ルムに関する。さらに詳しくは、表示解像度に優れ、軽
量で耐久性に優れた液晶表示パネル用フィルムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】液晶
表示は、現在、電卓、時計、テレビ、パーソナルコンピ
ュータ、ワードプロセッサ、自動車の計器類等、広範囲
にわたって使用されている。特に最近は、液晶表示パネ
ルの軽量化、大画面化、あるいは表示の高解像度化、カ
ラー化が望まれるようになり、各用途に応じた改良が試
みられている。従来、液晶パネル用基材としてガラス板
が使用されていたが、近年、軽量化あるいは形状のフレ
キシビリティを持たせる等の目的でプラスチックフィル
ムの使用が提案されている。かかるプラスチックフィル
ムの例として、一軸配向ポリエステルフィルムを使用す
ることが、例えば特開昭５９−８８７１９号公報等で提
案されている。また、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリ
サルフォン（ＰＳ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥ
Ｓ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）等から形成されるフィ
ルムを用いることが、例えば特開昭６０−１７７３２０
号公報等で提案されている。

【０００３】しかしながら、これらのフィルムを用いた
場合、以下に示すような問題点が存在する。例えば一軸
配向ポリエステルフィルムを使用する場合は、光学的要
求特性として、フィルム面内の任意の基準方向に対する
主配向の方向（屈折率が最大となる方向）がフィルム全
体にわたって一定であることが必要であるが、主配向の
方向がばらついている場合はコントラストや明るさがば
らつき、その結果、均質な画像が得られなくなる。特に
液晶表示パネルの大型化が進行している現在において
は、かかるポリエステルフィルムも必然的に大面積が必
要とされるが、この場合、主配向の方向を一定に保つこ
とはフィルムの製造上難しく、歩留りの低下の原因とな
る。

【０００４】また、一軸配向フィルムは強度、収縮率
等、他の物性も異方性があり、取り扱い時に注意を要す
る。例えば配向方向と直角の方向は強度が弱く脆いた
め、しばしば保護フィルム等による補強が必要となっ
た。一方、ＰＣ、ＰＳ、ＰＥＳ、ＰＡＲ等の非晶性ポリ
マーから成るフィルムを用いる場合は、フィルム自身の
耐溶剤性、耐擦傷性等の物性が不十分なため、塗布層を
設けることにより、それらの物性を補う必要がある。し
かしながら、設けた塗布層が、液晶表示パネル製造工程
や使用中に剥離してしまったり、また、必要な特性すべ
て満足させるためには塗布層を両面に何層か重ねて設け
る必要があり、実用的でなかった。さらに、特に長期に
わたる信頼性が要求される場合や自動車用など過酷な条
件下で使用される場合には、フィルムに対し優れたガス
バリア性を有することが要求される。ガスバリア性が不
十分な場合は、液晶層へのガスの浸入により液晶物質が
劣化したり、表示欠陥が発生したりする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記実情に
鑑み鋭意検討を行った結果、ある特定の構成を有する非
晶質プラスチック積層フィルムが液晶表示パネル基材と
して好適であることを見いだし、発明を完成するに至っ
た。

【０００６】すなわち、本発明の要旨は、非晶質プラス
チックフィルムの少なくとも片面に、ケイ素酸化物薄膜
層およびオルガノポリシロキサン層を順次設けた積層フ
ィルムであって、該積層フィルムの厚みが５０〜３００
μｍ、波長５５０ｎｍにおける光線透過率が８０％以
上、レターデーションが５０ｎｍ以下であることを特徴
とする液晶表示パネル用フィルムに存する。以下、本発
明を詳細に説明する。本発明における非晶質プラスチッ
クフィルムとは、いわゆる非晶性ポリマーから得られる
フィルムを指すが、結晶性あるいは半結晶性ポリマーを
実質的に結晶化を促進させない条件下で成型したフィル
ムであっても構わない。

【０００７】かかるフィルムの素材として用いるポリマ
ーの例としては、ＰＣ、ＰＥＳ、ＰＳ、ＰＡＲ、ポリア
クリロニトリル、非晶ポリオレフィン、ポリエステル、
ナイロン等を挙げることができる。中でも物性と価格の
点から、ＰＣ、ＰＡＲ、ポリエステルが好ましく用いら
れる。ここでいうポリエステルとは、ポリエチレンテレ
フタレートはポリエチレン−２，６−ナフタレートのよ
うな結晶性ポリエステルを実質的に結晶化を促進させな
い条件で成型したものでも良いが、これらに１種以上の
異成分を共重合させて非晶性ポリエステルとしたものが
好ましい。かかる非晶性ポリエステルの中でも耐熱性を
高度に保つために、ポリエチレン−２，６−ナフタレー
トにテレフタル酸、イソフタル酸等のジカルボン酸成分
および／または１，４−シクロヘキサンジメタノール等
のグリコール成分を共重合したポリエステルが好ましく
用いられ、また、架橋成分を導入したものであってもよ
い。

【０００８】本発明で用いるフィルムは、液晶表示パネ
ルの製造工程あるいは使用中の変形、変質を防ぐため耐
熱性を有することが望ましい。このため、用いるフィル
ムのガラス転移温度は好ましくは１００℃以上、さらに
好ましくは１１０℃以上である。本発明においては、か
かるフィルムの片面または両面にガスバリア性を向上さ
せるためにケイ素酸化物薄膜層を形成させる。ケイ素酸
化物薄膜層の形成は、一酸化ケイ素、二酸化ケイ素、ま
たはそれらの混合物等を蒸着原料とし、真空蒸着法、ス
パッタリング法またはイオンプレーティング法等の方法
により行うことができる。その他には、蒸着原料として
ケイ素、一酸化ケイ素、二酸化ケイ素、またはそれらの
混合物等を用い、酸素ガスを供給しながら行う反応蒸着
方も採用酢ることができる。

【０００９】ケイ素酸化物薄膜層の厚さは１００〜３０
００Åの範囲が好ましい。厚さが１００Å未満である
と、ガスバリア性能が不十分であり、また３０００Åを
超えるとフィルムにカールが発生したり、薄膜層自体に
着色が目立ち、亀裂も生じやすくなる。また、フィルム
とケイ素酸化物薄膜層との密着性をより高めるため、あ
らかじめフィルムにコロナ処理等の表面活性化処理ある
いは塗布処理がされていてもよい。ケイ素酸化物薄膜層
の上面にはオルガノポリシロキサンからなる保護層が形
成される。本発明におけるオルガノポリシロキサンとし
て、例えば、アルコキシシランの加水分解によりシラノ
ールを経て自己縮合し多次元架橋構造を有するものが挙
げられる。アルコキシシランとしては、一般式

【００１０】

【化１】Ｒ₁ Ｓｉ（ＯＲ₃）₃ または

【化２】 （上記式中Ｒ₁、Ｒ₂は置換又は非置換の１価炭化水素
基、例えばアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル
基、アリール基、アラルキル基またはこれらの基の水素
原子が部分的に他の置換基（例えばメルカプト基、グリ
シドキシ基、メタアクリロキシ基、アミノ基など）で置
換されたものを示し、Ｒ₃はアルキル基を示す。）

【００１１】で示されるもの、具体的には、メチルトリ
メトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルト
リプロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、ビニ
ルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、
３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプ
トプロピルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシ
ラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等が
挙げられる。

【００１２】これらのアルコキシシランの加水分解は、
通常加水分解に用いられる無機酸、有機酸の存在下、好
ましくはエタノール、イソプロパノールのような低級ア
ルコール溶媒中で行われる。なお、加水分解物にはコロ
イダルシリカを共存させる場合もあり、その場合にはコ
ロイダルシリカの添加は、上記加水分解の前、途中、あ
るいは、後のいずれで行ってもよいが、一般的には、ア
ルコキシシランの加水分解前に行うのが好ましい。コロ
イダルシリカの添加割合は使用アルコキシシラン量を基
準として、アルコキシシラン１００〜２０重要部（好ま
しくは８０〜２０部）に対しコロイダルシリカ（シリカ
固形分として）０〜８０重量部（好ましくは２０〜８０
部）の範囲内から選ばれる。コロイダルシリカとしては
デュポン社製ルドックス（Ｌｕｄｏｘ）、モンサント社
製サイトン（Ｓｙｔｏｎ）、ナルコ社製ナルコアグ（Ｎ
ａｃｌｃｏａｇ）、日産化学社製のスノーテックスなど
が好適なものとして用いられる。

【００１３】かかるアルコキシシラン加水分解物を硬化
させる際に、各種の硬化触媒を使用することが好まし
い。硬化触媒としては、例えば酢酸、酢酸ナトリウム、
有機酸のアルカリ金属塩、第４級アンモニウム塩などが
挙げられる。オルガノポリシロキサンからなる保護層中
には、メラミン系樹脂、アルキド系樹脂、エポキシ樹
脂、レベリング剤等の他の成分を含有していてもよい。
かかる保護層をケイ素酸化物薄膜層上に設けることによ
って、ケイ素酸化物薄膜層の欠点である耐アルカリ性を
著しく改良できる。また、かかる保護層はケイ素酸化物
薄膜層との密着性が良く、液晶表示パネル製造工程や使
用中に剥離することがない。

【００１４】オルガノポリシロキサン層の厚みは０．１
μｍ〜１０μｍの範囲が好ましく、さらに好ましくは
０．５〜７μｍの範囲である。オルガノポリシロキサン
層の厚みが０．１μｍ未満では、ピンホールが生じやす
く、１０μｍを越えるえるとフィルムにカールが発生し
た、オルガノポリシロキサン層に亀裂が発生しやすくな
る。なお、ケイ素酸化物薄膜層およびオルガノポリシロ
キサンからなる保護層はフィルムの片面だけに設けても
よいし、両面に設けてもよい。片面にのみ設けた場合に
は、その反対面に必要に応じて各種層を設けることがで
きる。例えば、活性エネルギー線で硬化する保護層を設
けておくことが好ましい。

【００１５】以上のようにして得られる本発明のフィル
ムの波長５５０ｎｍにおける光線透過率は８０％以上で
ある。かかる光線透過率が８０％未満では実用上供する
ことができない。また、本発明のフィルムの１００℃で
３分間保持後の光線透過率の低下は、通常３％以下、好
ましくは１％以下である。本発明のフィルムの厚みは５
０〜３００μｍの範囲であり、好ましくは７５〜２００
μｍの範囲である。厚みが５０μｍ未満であると、フィ
ルムの強度が不足し、液晶表示パネルの強度を保つこと
ができなくなるため好ましくない。フィルム厚みが３０
０μｍを超えると、フィルムの腰が強過ぎて取扱い性が
悪くなったり、微小な複屈折率の影響で表示画像が不明
瞭になったり、光線透過率が低下したりするため好まし
くない。

【００１６】本発明のフィルムのレターデーションは５
０ｎｍ以下であり、この値を超えると、表示画像が不鮮
明となり実用に供することができない。本発明のフィル
ムに、電極として酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）蒸着法
等によって透明導電膜を形成し、液晶表示パネル用基材
とするが、該透明導電膜は、保護層の上に設けてもよ
く、また保護層をフィルムの片面に設けた場合は、それ
と反対側の面に設けてもよい。

【００１７】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下
の実施例に限定されるものではない。なお、実施例にお
ける諸物性の測定法を以下に示す。 （１）フィルムの光線透過率 ダブルビーム型分光光度計（日立製作所（株）製２２８
型）により、タングステンランプ光源を用いて波長３５
０〜８００ｎｍ領域で連続的に光線透過率を測定し、記
録チャートより波長５５０ｎｍでの光線透過率を読み取
った。 （２）レターデーション ナトリウムＤ線を光源として、カールツァイス社製偏光
顕微鏡を用いて測定した。 （３）耐溶剤性 サンプルを約１０ｃｍ×１０ｃｍの正方形に切り出し、
中央部に溶剤を滴下して１０分後にその変化を目視で観
察して耐溶剤性を判定した。溶剤としてアセトン、エタ
ノールの２種類について行った。

【００１８】（４）耐アルカリ性 サンプルを約１０ｃｍ×１０ｃｍの正方形に切り出し、
中央部に５ｗｔ％ＮａＯＨ水溶液を滴下して１０分後に
その変化を目視で観察して耐アルカリ性を判定した。 （５）耐酸性 サンプルを約１０ｃｍ×１０ｃｍの正方形に切り出し、
中央部に６Ｎ塩酸を滴下して１０分後にその変化を目視
で観察して耐酸性を判定した。

【００１９】（６）ガスバリア性 （ａ）透湿度（ｇ／ｍ²・２４ｈｒｓ） 透湿度測定装置（モダンコントロールズ社製Ｗ−１）を
用いて４０℃、９０％ＲＨの条件にて測定した。 （ｂ）酸素透過度（ｃｃ／ｍ²・２４ｈｒｓ・ａｔｍ） 酸素透過率測定装置（モダンコントロールズ社製ＯＸ−
ＴＲＮ１００）を用いて３０℃、９０％ＲＨの条件にて
測定した。

【００２０】（７）オルガノポリシトキサン層の密着性 サンプルのオルガノポリシロキサン層面に、ニチバン
（株）製セロハンテープを貼り、１８０°方向に急速剥
離を行った。接着性の判定基準は、以下のとおりとし
た。 ○：全く剥離しない △：５０％未満の部分が剥離する ×：５０％以上の部分が剥離する

【００２１】実施例１ 非晶質プラスチックフィルムとして、厚さ９７μｍのポ
リカーボネートフィルムを用い、真空蒸着装置にて５×
１０^-5Ｔｏｒｒの真空下、電子ビーム加熱方式で純度９
９．９％の一酸化ケイ素を加熱蒸発させ、フィルムの両
面に４００Åのケイ素酸化物の透明な薄膜層を形成させ
た。得られたフィルムのケイ素酸化物薄膜の上にメチル
トリメトキシシラン７０重量部、コロイダルシリカ３０
重量部および酢酸１．５重量部を氷浴にて冷却、混合、
撹拌後、さらにイソプロピルアルコール１００重量部、
酢酸２．５重量部を混合撹拌し、室温下に７日間放置熟
成して加水分解して調整した液を塗布し、乾燥硬化さ
せ、フィルムの両面に各１μｍの厚さのオルガノポリシ
ロキサン層を形成させた。得られたフィルムの特性を下
記表１に示した。

【００２２】実施例２ 実施例１において、非晶質プラスチックフィルムにグリ
コール成分として１，４−シクロヘキサンジメタノール
を３５モル％含有するポリエチレン２，６−ナフタレー
ト共重合体からなる厚さ９７μｍのフィルムを用いる以
外は、実施例１と同様にして積層フィルムを得た。 実施例３ 実施例１において、保護層用材料のアルコキシシランを
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランに変えた
以外は実施例１と同様にして積層フィルムを得た。

【００２３】実施例４ 実施例１においてケイ素酸化物薄膜層および保護層をフ
ィルムの片面に設け、反対面にはジペンタエリスリトー
ルヘキサアクリレート２０重量部、６官能ウレタンクリ
レート２０重量部、ビスフェノールＡタイプエポキシア
クリレート２０重量部および２−ヒドロキシ−２−メチ
ル−１−フエニルプロパン−１−オン３重量部よりなる
塗布剤を厚さ２μｍになるように塗布し、１２０Ｗ／ｃ
ｍのエネルギーの高圧水銀灯を用いて照射距離１５０ｍ
ｍにて約１５秒間照射し、硬化層を設けた。

【００２４】得られた実施例１〜４の積層フィルムの片
側にＩＴＯ蒸着層を形成し、これを用いて公知の方法に
従い液晶表示パネルを作成した。作成工程内では、アル
カリ、酸および数種の溶剤処理を施したが、フィルムの
変質、変形は無かった。また、得られた液晶表示パネル
を使用したところ、明るさ、解像度共に優れた画像が得
られ、かつ耐久性にも優れていた。

【００２５】比較例１ 実施例１で使用したポリカーボネートフィルムにケイ素
酸化物薄膜層および保護層を設けずに液晶表示パネルの
作成を試みたが、溶剤処理を行う工程でフィルムが変質
し、使用は不可能であった。 比較例２ 実施例１においてオルガノポリシロキサン層を設けない
以外は実施例１と同様に積層フィルムを得て、液晶表示
パネルの作成を試みたが、アルカリ処理を行う工程でケ
イ素酸化物薄膜層が脱落し、さらに溶剤処理を行う工程
でフィルムが変質し、使用は不可能であった。

【００２６】比較例３ 実施例１においてケイ素酸化物薄膜層を設けない以外
は、実施例１と同様に積層フィルムを得て、液晶表示パ
ネルを作成したが、作成工程でオルガノポリシロキサン
層の剥離があり、溶剤処理を行う工程ではオルガノポリ
シロキサン層が剥離した部分にフィルムの変質があっ
た。得られた液晶表示パネルを使用したところ、明る
さ、解像度、耐久性に劣っていた。

【００２７】比較例４ 実施例１において、オルガノポリシロキサン層の代わり
に保護層を下記のように設けた以外は実施例１と同様に
積層フィルムを得て、液晶表示パネルの作成を試みた
が、作成工程で、保護層の大部分が剥離し、使用は不可
能であった。 （保護層の形成）ケイ素酸化物薄膜層の上に、ジペンタ
エリスリトールヘキサアクリレート２０重量部、６官能
ウレタンアクリレート２０重力部、ビスフェノールＡタ
イプエポキシアクリレート２０重量部および２−ヒドロ
キシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン３
重量部よりなる塗布剤を厚さ２μｍになるように塗布し
１２０Ｗ／ｃｍのエネルギーの高圧水銀灯を用い照射距
離１５０ｍｍにて約１５秒間照射し硬化させフィルムの
両面に保護層を設けた。以上、得られた結果をまとめて
下記表１に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【発明の効果】本発明のフィルムは解像度、耐久性に優
れ、かつ軽量で大面積にも適用でき、液晶表示パネル用
として好適であり、その工業的価値は高い。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非晶質プラスチックフィルムの少なく
   とも片面に、ケイ素酸化物薄膜層およびオルガノポリシ
   ロキサン層を順次設けた積層フィルムであって、該積層
   フィルムの厚みが５０〜３００μｍ、波長５５０ｎｍに
   おける光線透過率が８０％以上、レターデーションが５
   ０ｎｍ以下であることを特徴とする液晶表示パネル用フ
   ィルム。