JPS6132749A - 積層導電フイルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高分子フィルム上にＳｉＯ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ
２、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２０５、Ｎｂ２Ｏ３、
ＳｎＯ２、ＣｅＯ２の群がら選ばれた少なくとも１種以
上の金属酸化物層を設け、該高分子フィルムのもう一方
の片面上に有機物層を設け、更に該有機物層上に導電層
として酸化インジウムを主成分とする被膜を形成した積
層導電フィルムに関するものである。

透明導電体としては、以前より酸化スズ、酸化インジウ
ム膜をガラス基板上に形成したものが知られており、今
日では各種ディスプレイの電極や透明な面発熱体等に広
く利用されている。

一方、透明導電フィルムは従来のガラス基板を高分子フ
ィルムに置き替えたものであり、薄くて軽量、割れなく
フレキシブルであり、加工性が良く、大面積が可能であ
るなどガラス基板にはない種々の特徴を持っており特に
液晶用の電極材料としては有望である。

透明導電体のフィルム化はポリエステルフィルムによっ
て始まったが、通常２軸延伸法により作製するため複屈
折を生じ、ＴＮ（ツイスト・ネマティック）型液晶表示
素子の透明電極として用いることができなかった。

そのため−軸延伸ポリエステルフィルムが液晶素子用透
明電極として検討されているが、これを用いる場合は光
学異方性の軸を液晶素子に用いられる偏向板の軸に一致
させなくてはならず、作業性が非常に悪い。

又、−軸延伸であるため、熱時の収縮率に異方性があり
、光学的にも外観的にも透明電極としての性能を損なう
。

その他セルロース系のフィルムなどが検討されているが
、耐熱性がなく液晶表示素子の加工工程でかなり変形す
るため使用することが困難である。

従って液晶表示素子用電極としては、特に限定するもの
ではないが透明性が良く、非晶質で、耐熱性のあるフィ
ルムを用いなくてはならない。

そこで鋭意研究を行った結果、複屈折率が位相差にして
４０度以内であり、かつ光弾性定数が２．０ｍｍ／ｋｇ
以下であり、更に２００℃に於ける熱収縮率が５％以下
である高分子フィルムが最も適していることを見出した
。

しかしながら従来のガラス基板では生じなかったフィル
ム化に伴なう水蒸気や空気の拡散により液晶の著しい劣
化及び障害が起こることが判明した。

更に一般的に高分子フィルムは傷がつき易く外観上透明
性の点から何らかの保護コートが必要となっている。

ソコテ鋭意検討シタ結果、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２
、Ｚ「ることによって、水蒸気や空気の透過を防止し液
晶の寿命を飛躍的に向上することが出来、更に高分子フ
ィルムの保護コートとしての特性をそなえた積層導電フ
ィルムを見出したので以下に於て詳細に説明する。

まず第１に液晶用としては積層導電フィルムを用いる際
のベースフィルムは、特に限定するものではないが厚さ
にか）わらず複屈折率は４０度以」二の位相差があって
はならない。

通常ＴＮ型液晶表示素子は明視野で用いるが、フィルム
の複屈折が大きな場合、地の部分が着色し、文字部分の
コントラストが小さくなるという欠点が生じる。

従ってベースフィルム並びに金属酸化物、有機物層の複
屈折は全くないことが好ましいが、生産工程に於けるバ
ラツキ等も考慮した場合は複屈折率の程度は、厚さにか
）わらず位相差にして４０度が限界であることを見出し
た。

尚この測定は位相差メータにて金属酸化物、有機物層を
設けたベースフィルムの主軸方向の光波の速度差から生
ずる位相差を測定することにより得られる。

第２の条件として光弾性定数であるが、これはフィルム
に力を加え変形した場合に於ける複屈折の生じ易さを表
わしている定数である。

一般にフィルム電極を用いた液晶セルに於いては、フィ
ルム電極をセットする場合とか、フィルム電極を接着す
る場合など、フィルム電極に張力や圧縮応力が加わるこ
とがあるが、この際に大きな複屈折を生じたのでは第１
の条件で記した如く、表示のコントラストが小さくなる
。

更に重要な点は、フィルム電極を用いる場合は、液晶の
曲面表示が行なわれる場合があり、この時フィルムにか
なりの張力及び圧縮力がが）るため応力下に於いて大き
な複屈折を生じる材料では、同様の理由により表示コン
トラストを小さくするため好ましくない。

従ってフィルム電極に用いるベースフィルム並びに金属
酸化物、有機物層は応力下に於いて、出来る限り複屈折
を生じない材質が好ましい。

こ）で種々の透明プラスチックにつき検討した結果、光
弾性定数は２　、（’）　Ｉｏｒｎ／　ｋｇが限界であ
り、これ以下の値が好ましい。

一般に光弾性定数の小さな８料としては、ヤング率が大
きく、即ち歪みが生じ難く、組成的には大きな分極率を
有する分子を含まないことが好ましい。

尚、光弾性定数の測定は光弾性装置を用い、金属酸化物
、有機物層を設けたベースフィルムにかけた応力と生じ
た光弾性　の関係から求められる。

第三の条件としてベースフィルム並びに金属酸化物、有
機物層の熱的性質であるが、まず透明積層導電フィルム
の作製時、金属酸化物の安定化のため１００　’ｃがら
２旧）℃の範囲で熱処理を行うが、フィルムの収縮率が
大きい場合には、金属酸化物膜に応力集中が起り、シワ
やクラックが生じる。

また電極パターンに加工する工程に於いては、洗浄、乾
燥等の工程を数回経るが、酸化物層がついたベースフィ
ルムの熱収縮率が大きな場合は、パターン精度が損なわ
れ、その後の加工に支障を外だす。

その他液晶表示体を組み込んだ機器が比較的高温になる
場合があり、この様な環境では電極フィルムが収縮・変
形し、その槻能を損なう恐れがある。

この様な理由から、液晶用電極に用いるフィルム並びに
金属酸化物、有機物層は耐熱性が必要であり、最低限度
２００℃に於ける収縮率が５％以下であることが好まし
い。

第四には液晶等に用いる場合にはフィルムからの水蒸気
や空気の透過を防止しなければならない。

一般的に用いられるシッフベース系、アゾ系、アゾキシ
系、ビフェニル系、フェニルシクロヘキシル系の液晶い
ずれに於ても、加水分解を受は易いため水蒸気透過は寿
命に直接的な影響を与える。

特にシッフベース系では注意が必要である。

又空気が透過した場合は液晶内に気泡が生じ大きな障害
となる。

従ってガラス基板を商号７−　フィルｌ、化するために
は、どうしても水蒸気や空気の透過を防がねば液晶用途
には用いることが出来ない。

そこで防止法としては水蒸気や空気をトラップ出来るベ
ースフィルムを用いれば良いが、液晶等に用いる際の最
も好ましい条件である複屈折率が位相差にして４０度以
内で、かつ光弾性定数が２．０１１１１１１／ｋｇ以下
という光学定数を７８５足するためには無定形高分子で
なければ達成出来ない。

しかしながらこれら無定形高分子フィルムの水蒸気や空
気の透過率は一般的に大きく、液晶劣化を防止すること
は困難である。

そこで種々の金属酸化物膜につぎ鋭意検討した結果可視
領域に於いて、透過率が８５％以上で、かつ水蒸気透過
率が２　Ｘ　１０−４ｇ／ｃｍ２・２４１１ｒ以下で又
空気透過率が４×１０＠ｃｃ／ｃｍ２・２４Ｈｒ以下の
金属酸化物層を設けることによって液晶用の信頼性試験
である８０℃、９０％ＲＨの環境下に於いて、従来の基
準を大巾に上回る１３００時間の使用に耐えることを見
出したものである。

これらの金属酸化物層としては、Ｓｉｎ、ＳｉＯ２、Ｔ
ｉＯ３、Ｚ「０２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２０５、Ｎｂ２Ｏ
３、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２の群から選ばれた少なくとも一
種以上を用いることにより、その目的を達することが出
来る。

これらの金属酸化物層の厚さは特に限定しないが、１０
０〜５０００Ａの範囲が好ましい。

厚さが１（）０λ未満では連続的な膜を形成しないため
目的とする水蒸気や空気の透過の防止を達成することは
困難である。

又５００　Ｔ’、ｌ　Ａを越えた厚さでは、酸化物層に
クラックか入ったりして好ましくない。

ここで高分子フィルム上に直接導電性膜である酸化イン
ジウムを主成分とする被膜を形成した場合、基板からの
放出ガス等の理由により密着力が不足して性能上、耐擦
傷性や耐折性に欠けることが判明した。

そこで、導電性膜である酸化インジウムを主成分とする
被膜を形成する場合、〃ス放出が少ない有機物を薄く設
は密着力を向上させることが必要である。

以上記した様に従来のガラス基板に替えて高分子フィル
ムベースによる透明導電性フィルムを用いることにより
、薄く、フレキシブルである新しいタイプの液晶素子の
作製が可能になると共に、生産面に於いては取扱いが容
易で、打抜き加工もｉＴｆ能であり、生産性を飛ＲＪｊ
的に向上することが出来る。

更に性能面ではフィルム側からの水蒸気や空気透過を防
止したため、寿命の大巾な向上が計られ又、高分子フィ
ルムの欠点である容易に傷が入る点をも改善したもので
ある。

以上主として液晶用の電極材料について述べたが、高分
子フィルム」二に特定の金属酸化物層を設け、更にもう
一方の片面」二に有機物層、その上に酸化インジウムを
主体とする被膜を有した積層導電フィルムは、他の用途
においてもフィルム面からの水蒸気や空気の拡散を防ぎ
、例えば種々の電気特性、信頼性等の低下を防止するこ
とが出来、液晶用の電極材料同様きわめて有用なもので
ある。

以下、実施例により更に詳細に説明する。

実施例 ベースフィルムとしては、１００μ箱厚のポリエーテル
スル７オンフイルムを用い、金属酸化物としてＳｉｎ。

をスパッタ法で５ｏｏＡ厚に形成した。

又、もう一方の片面上に有機物層としてアクリル系樹脂
を５μ鴇厚でコートした。

更に酸化インジウムを該アクリル系樹脂層の上に同様に
スパッタ法により２５０Ａ厚に設は積層導電フィルムを
作成した。

この際の金属酸化物、有機物層を設けたベースフィルム
の複屈折率は２０度であり、光弾性定数は１．７５ｍｍ
／ｋｇであり、２００℃に於ける収縮率は１．０％であ
った。

又、金属酸化物、有機物層の水蒸気透過率は２Ｘ１０”
ｇ／ｃｍ２・２４Ｈｒであり、空気透過率は４　Ｘ　１
０−’ｃｃ／ｃ釦２！２４Ｈｒであり、可視光領域に於
ける透過率は８７％であった。

又比較例として同一のベースフィルムに同様な方法で直
接酸化インジウムを２５ＯＡ厚につけた積層導電膜を作
成した。

尚、この際のベースフィルムの水蒸気透過率は１×１（
１−２ｇ／ｃｍ’　・２４Ｈｒ、又空気透過率は２　Ｘ
　１０−２ｃｃ／Ｃｍ２・２４Ｈｒであった。

以上の２種類の積層導電フィルムを用いて液晶表示用の
セルを作製し、８０℃、９０％ＲＨの環境下で信頼性試
験を行った。

この結果金属酸化物である５ｉｎ２を設けたセルでは、
従来の基準を大巾に」二面る１３００時間の使用が可能
であった。

一フへベースフィルムに直接酸化インジウム薄膜を付し
た比較例より作製したセルでは、約５００時間で使用か
不可能となった。

以」二実施例で示した様に水蒸気や空気の透過を防止す
る金属酸化物層を設けることによって、液晶の寿命を飛
躍的に向上出来る積層導電フィルムであることがわかる
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高分子フィルムの片面に、ＳｉＯ、ＳｉＯ＿２、ＴｉＯ
   ＿２、ＺｒＯ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３、Ｔａ＿２Ｏ＿５、
   Ｎｂ＿２Ｏ＿３、ＳｎＯ＿２、ＣｅＯ＿２の群から選ば
   れた少なくとも１種以上の金属酸化物層を設け、更に該
   高分子フィルムのもう一方の片面上に有機物層を設け、
   更に該有機物層上に導電層として酸化インジウムを主成
   分とする被膜を形成した積層導電フィルム。