JPH0929885A - 透明導電性フィルム - Google Patents

透明導電性フィルム

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JPH0929885A
JPH0929885A JP7183034A JP18303495A JPH0929885A JP H0929885 A JPH0929885 A JP H0929885A JP 7183034 A JP7183034 A JP 7183034A JP 18303495 A JP18303495 A JP 18303495A JP H0929885 A JPH0929885 A JP H0929885A
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JP
Japan
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film
plastic film
transparent conductive
silicon oxide
transparent
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JP7183034A
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English (en)
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Akifumi Katsumura
明文 勝村
Hideki Goto
英樹 後藤
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 プラスチックフィルム液晶表示素子に用いら
れる透明導電性フィルムに、ガスバリアー性の温度や湿
度依存性が実質的に無い無機質膜をプラスチックフィル
ムの可撓性を損なわず、実用上十分な密着力をもって付
与することで、長期信頼性の高いプラスチックフィルム
液晶表示素子を得ることを可能にする。 【解決手段】 透明なプラスチックフィルム基体(A)
の一方の面に、−OR1(R1は常圧における沸点が12
0℃以下となる化合物残基)で表される官能基を有する
物質を含む有機樹脂層(B)を形成し、その上にSi
(OR2)4 (R2は炭素数4以下のアルキル基)で表され
るシラノールの縮重合物を塗布し、120℃以上でガラ
ス転移温度以下の条件で加熱して得られる酸化珪素層
(C)を形成した積層体の一方の面に、透明導電性を有
する薄膜(D)を積層した透明導電性フィルム。

Description

【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素
子に用いられる透明導電性フィルムに関わる。
【0002】
【従来の技術】従来より、ポリエーテルスルホンフィル
ムなどの表面に、インジウムと錫の酸化物薄膜などを、
スパッタリングなどの方法により積層した透明導電性フ
ィルムが、フィルム液晶表示素子の透明電 極基板用材
料として使用されている。フィルム液晶表示素子は液晶
をプラスチックフィルム基板で密封して構成されるが、
基板の伸び縮みや曲げによって内容積が変化すると液晶
中にとけ込んでいた気体が泡になって表示機能を阻害す
るために、液晶に気体を溶け込まさない工夫が種々行わ
れてきた。プラスチックフィルム基板にガスバリアー性
を付与することも有効な手段として採用されている。ガ
スバリアー性付与は、ガスバリアー性の物質をプラスチ
ックフィルムに塗布や蒸着等の手段で形成する方法がと
られる。従来の技術では、ガスバリアー性の物質がポリ
ビニルアルコールやポリ塩化ビニリデン等の樹脂の場合
は、生産性が良く設備や技術の完成度の高い塗布方式が
採られるが、樹脂のガスバリアー性は温度・湿度により
影響を受けるため完全とは言えないとの指摘がある。
【0003】一方金属酸化物やガラスをガスバリアー性
物質として、蒸着等の技術により極めて薄くプラスチッ
クフィルムに積層することも検討されているが、生産性
や設備・技術の完成度においてまだ実用レベルに達して
いない。そこで、手段として優れている塗布方式によ
り、ガスバリアー性物質として優れている金属酸化物や
ガラスをプラスチックフィルム基板に形成することが望
まれている。金属アルコキシドの加水分解物を基材に塗
布して加熱することで、相当する金属酸化物層を形成す
ることはすでによく知られているが、プラスチックフィ
ルムに、可撓性を保持して密着力のある金属酸化物層を
形成することは容易では無い。特にガスバリアー性が求
められる場合は、加水分解物に有機基が極力残らないこ
とが求められ、可撓性や密着力を得るための手法と相反
すると考えられてきた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、プラ
スチックフィルム液晶表示素子に用いられる透明導電性
フィルムに、ガスバリアー性の温度や湿度依存性が実質
的に無い無機質膜を、プラスチックフィルムの可撓性を
損なわず、実用上十分な密着力をもって付与することで
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは従来から、
フィルム液晶表示素子用透明導電フィルムに求められる
特性として、ガラス転移温度が120℃以上で、実質的
に非晶性であり、フィルム厚みでのリターデーション値
が15nm以下である透明なプラスチックフィルムが基
体として構成されていることが重要であるとの発明を発
展させてきた。(特開昭59ー158015号公報、特
開昭60ー229009号公報、特開平7ー68690
号、特開平7ー68691号公報等)また、透明導電膜
とプラスチックフィルムの密着力を向上させる為に、ア
ンダーコート層を設け、そのアンダーコート層には、シ
ランカップリング剤を含ませることが極めて効果的であ
ることを見いだしている。(特開昭60ー203434
号公報、特開平6ー116425号公報、特開平7ー4
0498号公報等)今回、上記課題を達成するために、
アルコキシシラン化合物の加水分解物を塗布乾燥して無
機薄膜を形成する技術を検討したところ、本発明者らが
従来進めてきた構成との組み合わせにおいて、驚くべき
相乗効果が得られ本発明に至った。
【0006】すなわち、ガラス転移温度が120℃以上
で、実質的に非晶性であり、フィルム厚みでのリターデ
ーション値が15nm以下である透明なプラスチックフ
ィルム基体(A)の少なくとも一方の面に、−OR
1(R1はHもしくはH−OR1で表される化合物の常圧
における沸点が120℃以下となる化合物残基)で表さ
れる官能基を有する物質を含む有機樹脂層(B)を形成
し、そのB層上にSi(OR2)4 (R2 は炭素数4以下
のアルキル基)で表されるテトラアルコキシシランを加
水分解して得られたシラノールの縮重合物を塗布し、1
20℃以上でプラスチックフィルム基体のガラス転移温
度以下の条件で加熱して得られる酸化珪素層(C)を形
成した積層体の少なくとも一方の面に、透明導電性を有
する薄膜(D)を積層することで本課題を解決すること
ができた。
【0007】ガラス転移温度が120℃以上の、実質的
に非晶性であるプラスチック樹脂としては、ポリカーボ
ネート、ポリアリレート、ポリサルホン、ポリエーテル
サルホン、環状ポリオレフィン等があげられる。 この
中で上記有機樹脂層(B)との密着性において、ポリカ
ーボネート、ポリアリレート、ポリサルホン、ポリエー
テルサルホンが好ましく、ガラス転移温度が高いほど酸
化珪素層(C)を形成するのに高温で加熱できて有利で
あり、ポリエーテルサルホンが最も好ましい。これらの
樹脂のフィルムを得るには溶融押出成膜法や溶剤キャス
ト法等が可能であるが、溶剤キャスト法は異物を濾過し
たり、リターデーションを小さくするには有利だが、生
産性が低く、溶剤が残留する問題があり、特に肉厚のも
ので残留溶剤の問題が大きく、溶融押出成膜が好まし
い。溶融押出成膜法はリターデーションを小さくするこ
とが難しいと言われているが、成膜条件を精密に管理す
ることで可能である。なお、リターデーションとは、高
分子のように分極率が方向性を持つ物質中を進む光が直
交する二方向の偏波に分かれて進む場合にフィルムを通
り抜ける間に二偏波の伝達距離がずれる度合いを表して
おり、偏光を解消する作用がある。液晶表示素子の多く
は偏光を利用しており、素材としてはリターデーション
は全くないことが望ましいが、実用的には15nm以下
であれば表示品位の低下は感知されない。
【0008】次に、プラスチックフィルム基体(A)の
少なくとも一方の面に、−OR1(R1はHもしくはH−
OR1で表される化合物の常圧における沸点が120℃
以下となる化合物残基)で表される官能基を有する物質
を含む有機樹脂層(B)を形成する。−OHである物質
としては、コロイダルシリカ等の表面に水酸基を持つ無
機微粒子やセルロース、ポリビニルアルコール等の有機
物質があげられる。H−OR1 で表される化合物の常圧
における沸点が120℃以下となる化合物残基を有する
物質としては、−OCH3 、−OC25等のアルコール
残基、−ONO2 、−OCOCH3 等があげられる。常
圧で沸点が120℃以下であることは、酸化珪素層
(C)を形成するために120℃以上に加熱する工程に
おいて反応脱離物質が残留しない為に重要となる。特
に、入手が容易であり、有機樹脂やそれを塗布液とする
ための溶剤への溶解性にすぐれるシランカップリング剤
を用いることが好ましい。シランカップリング剤として
は、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシ
ラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ン、β−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリ
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、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルト
リメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシ
ラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランなど
があげられる。
【0009】次に、有機樹脂層(B)の上にSi(O
2)4 (R2 は炭素数4以下のアルキル基)で表される
テトラアルコキシシランを加水分解して得られたシラノ
ールの縮重合物を塗布し、120℃以上でプラスチック
フィルム基体のガラス転移温度以下の条件で加熱して得
られる酸化珪素層(C)を形成する。有機樹脂層(B)
を両面に形成した場合は、酸化珪素層(C)の形成はそ
の一方の面のみであっても、両面に行っても良い。Si
(OR2)4 (R2は炭素数4以下のアルキル基)で表され
るテトラアルコキシシランの加水分解方法は、すでに良
く知られており例えば作花済夫著『ゾルーゲル法の科
学』アグネ承風社等を参照することが出来る。加水分解
物やその縮重合物を塗布し無機膜を形成することも知ら
れている。しかし、プラスチックフィルム液晶表示素子
用透明導電フィルムに求められる特性を損なわず、目的
とするガスバリア−性と可撓性、密着性を兼ね備えた酸
化硅素層(C)は、本発明によって初めて達成される。
まず、第一に単なる加水分解物の塗布によっては、加熱
無機化での体積収縮によりフィルムがカールしたり、無
機膜にクラックが入る。よって、塗布液はあらかじめ縮
重合を進めたものでなくてはならない。次に、テトラア
ルコキシシランのR2 は炭素数4以下のアルキル基でな
くてはならない。これは、無機化の為の加熱条件である
120℃以上の温度で、脱離反応で発生してくるアルコ
ールが気体の状態であるために重要である。もし、液体
や固体であると、無機膜に求めるガスバリアー性や密着
性に重大な障害が発生する。
【0010】最後に、酸化硅素層(C)を形成した積層
体の少なくとも一方の面に、透明導電性を有する薄膜
(D)を積層する。通常は、透明導電性薄膜(D)を酸
化硅素層(C)上に形成する。透明導電性を有する薄膜
としては、インジウム、錫、アンチモン、亜鉛、カドミ
ウム等の酸化物や、それらの複合体、金、銀、パラジウ
ム等の金属が知られており特に限定されるものでは無い
が、液晶表示素子には、通常はインジウム錫酸化物(I
TO)が用いられる。透明導電性を有する薄膜の積層方
法は、蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、
プラズマCVD等があげられるが、通常は、ITOの薄
膜を積層する場合は、スパッタリングが採用される。透
明導電性を有する薄膜(D)を酸化珪素層(C)上に形
成する前に、酸化珪素層(C)に薄膜(D)との密着力
を向上させるために下地処理をおこなうことも有効であ
る。特に、シランカップリング剤を含むUV硬化型アク
リレート樹脂硬化層(E)を塗布することは、薄膜
(D)との密着性も酸化珪素層(C)との密着性も優れ
ており好ましい。
【0011】
【実施例】
(実施例1)ポリエーテルサルホンフィルム(住友ベー
クライト 製スミライトFS−5300、ガラス転移温
度223℃、厚み100μm、リターデーション10n
m)の両面に、エポキシアクリレート15部、ウレタン
アクリレート10部、ポリエステルアクリレート10
部、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン2
部、UV架橋開始剤1部、溶剤65部を混合した塗布液
を、グラビアコーターにより、乾燥厚み3μとなるよう
塗布し、硬化させた。その一方の面に、テトラエトキシ
シラン208g、イソプロピルアルコール200g、水
72gを混合し、40℃で12時間攪拌し、イソプロピ
ルアルコール1.8Kgとジメチルホルムアミド100
gを加えて塗布液とし、リバースコーターにより、計算
による乾燥塗布厚がO.1μmになるように塗布し、1
80℃の熱風乾燥炉によって加熱無機膜化した。この酸
化硅素膜を形成した段階で、オキシトラン法により、酸
素ガス透過係数を測定したところ、湿度0%において
0.5cc/m2・day・atm、湿度80%において0.4cc
/m2・day・atmと、塗布前のフィルムでは、湿度0%に
おいても、200cc/m2・day・atmであったのに比べ格
段に向上していた。さらに、この酸化珪素膜の表面に、
最初の工程でポリエーテルサルホンフィルムに塗布した
塗布液と同じものを、リバースコーターにより乾燥厚み
3μとなるように塗布し、硬化させた。次に、この酸化
珪素膜上の硬化層の上に、スパッタリングにより、IT
Oを表面抵抗が100Ω/□、光線透過率が80%とな
るように形成した。このようにして得られた透明導電フ
ィルムを用いて、プラスチックフィルム液晶表示素子を
作成し、80℃高温保存、60℃・95%RH高温高湿
保存試験を行ったが、1000時間経過後も、液晶表示
素子に気泡の発生は見られなかった。このことは、酸化
珪素膜のガスバリアー性が、プラスチックフィルム液晶
表示素子作成工程における、熱、薬品、曲げ、ラビング
等の処理によっても損なわれなかったことを示してい
る。また、ITOをエッチング除去した面どうしを、エ
ポキシ樹脂で接着しピールテストを行ったが、500g
/cmの剥離強度を示し、かつ剥離面はエポキシ樹脂接
着面であった。
【0012】(比較例1)実施例1の酸化珪素層とその
上の硬化層を形成しないで、比較実験を行ったところ、
プラスチックフィルム液晶表示素子の高温保存、高温高
湿保存試験ともに、240時間で気泡の発生が確認され
た。 (比較例2)実施例1のポリエーテルサルホンフィルム
へのUV硬化樹脂組成からシランカップリング剤を除い
て比較試験を行ったところ、プラスチックフィルム液晶
表示素子の高温高湿保存試験において、480時間で気
泡の発生が確認された。この表示素子を調べると、シー
ル樹脂部分で剥がれが生じていることが確認された。I
TOをエッチング除去した面同士を、エポキシ樹脂で接
着しピールテストを行ったところ、50g/cm程度の
剥離強度しか無く、剥離面を調べたところ、酸化珪素層
とポリエーテルスルホンフィルム上のUV硬化樹脂層の
間で剥がれていた。 (比較例3)実施例1のテトラエトキシシランからの塗
布液を、加水分解段階ですぐに塗布し、同様に加熱無機
膜化したが、乾燥炉を出た状態で無機膜に激しいクラッ
クが生じており、ガスバリアー性の向上も認められなか
った。
【0013】
【発明の効果】この発明により、プラスチックフィルム
液晶表示素子用に好適な、ガスバリアー性の温湿度依存
性の無い透明導電フィルムが得られた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例断面図である。
【図2】本発明の実施例断面図である。
【図3】本発明の実施例断面図である。
【符号の説明】
1 透明導電性薄膜 2 酸化珪素層 3 有機樹脂層 4 プラスチックフィルム 5 UV硬化型アクリレート樹脂硬化層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G02F 1/1343 G02F 1/1343 H01B 5/14 H01B 5/14 A

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラス転移温度が120℃以上で、実質
    的に非晶性であり、フィルム厚みでのリターデーション
    値が15nm以下である透明なプラスチックフィルム基
    体(A)の少なくとも一方の面に、−OR1(R1はHも
    しくはH−OR1で表される化合物の常圧における沸点
    が120℃以下となる化合物残基)で表される官能基を
    有する物質を含む有機樹脂層(B)を形成し、そのB層
    上にSi(OR2)4(R2は炭素数4以下のアルキル基)
    で表されるテトラアルコキシシランを加水分解して得ら
    れたシラノールの縮重合物を塗布し、120℃以上でプ
    ラスチックフィルム基体のガラス転移温度以下の条件で
    加熱して得られる酸化珪素層(C)を形成した積層体の
    少なくとも一方の面に、透明導電性を有する薄膜(D)
    を積層したことを特徴とする透明導電性フィルム。
  2. 【請求項2】 透明なプラスチックフィルム基体(A)
    が、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリサルホ
    ン、ポリエーテルサルホン樹脂の溶融押出成膜フィルム
    である請求項1記載の透明導電性フィルム。
  3. 【請求項3】 −OR1(R1はHもしくはH−OR1
    表される化合物の常圧における沸点が120℃以下とな
    る化合物残基)で表される官能基を有する物質が、シラ
    ンカップリング剤である請求項1又は2記載の透明導電
    性フィルム。
  4. 【請求項4】 酸化珪素層(C)を形成した積層体の酸
    化硅素層(C)上にシランカップリング剤を含むUV硬
    化型アクリレート樹脂硬化層(E)を介し透明導電性を
    有する薄膜(D)を積層してなる請求項1、2又は3記
    載の透明導電性フィルム。
JP7183034A 1995-07-19 1995-07-19 透明導電性フィルム Pending JPH0929885A (ja)

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