JP4072872B2 - 電極基板 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチックフィルムを用いた電極基板に関する。より詳細には、プラスチックフィルム、薄膜層および樹脂硬化物層を含む積層シートを備えた液晶セルの製造に適した電極基板に関する。
【0002】
【従来の技術】
携帯型情報端末機およびパームトップコンピューター等の表示部には液晶表示パネル用基板が用いられる。液晶表示パネル用電極基板としては、現在、ガラス基板が使用されている。しかし、ガラス基板は、重い、破損しやすい、薄型にできない、曲がらない等の欠点を有しているので、軽量化、薄型化、ペン入力時に破損しにくい等の上記機器に要求される特性をすべて満足することは難しい。最近では、ガラス基板に代わり、プラスチックフィルム基板を用いた液晶表示パネルが実用化されつつある。
【0003】
プラスチックフィルム基板を液晶表示パネル用基板として用いる場合、以下の特性が必要である。
【0004】
1.可視光領域において透明であること。
【0005】
2.表面が平滑であり、かつ硬いこと。
【0006】
3.優れた光学的特性を有すること。
【0007】
4.ガスバリア性が十分であること。
【0008】
5.優れた防湿性を有すること。
【0009】
6.液晶により劣化されないこと、すなわち耐液晶性を有すること。
【0010】
上記の特性を有するプラスチックフィルム基板を得るために、従来技術のプラスチック基板は積層構造を備えている。特開昭61-86252号公報は、プラスチックフィルムの少なくとも片面にアンカーコート層を形成し、この層上にエチレン−ビニルアルコール共重合体もしくはポリビニルアルコールからなる層を積層し、さらに樹脂硬化物層を積層した電極基板を開示する。特開昭60-134215号公報は、プラスチックフィルムの少なくとも片面に塩化ビニリデン樹脂からなる層を形成し、さらに樹脂硬化物層を積層した電極基板を開示する。特開平6-175143は、プラスチックフィルムの少なくとも片面に蒸着法によりSiOx(ただし、1<x<2)薄膜層、さらにこの層上に樹脂硬化物層を積層した電極基板を開示する。
【0011】
これらの電極基板を用いて液晶表示パネルを製造する場合、以下の特性が必要である。
【0012】
1.液晶表示パネルの製造工程に耐え得る100℃以上の耐熱性を有すること。
【0013】
2.液晶表示パネルの製造工程に使用する薬品に耐えること。
【0014】
3.液晶表示パネルの製造工程中に加わるストレスに対して、層間剥離しないこと。
【0015】
しかし、上述の特開昭61-86252号公報および特開昭60-134215号公報に記載のような積層構造の電極基板においては、各層間の密着力が不十分であるため、液晶表示パネルの製造工程中に加わるストレスにより、層間剥離を生じ、液晶表示パネル製造の歩留まりが低いという問題があった。
【0016】
さらにエチレン−ビニルアルコール共重合体またはポリビニルアルコールからなる層を用いた電極基板のガスバリア性および防湿性は不十分で、酸素および水分による液晶の劣化を生じ、その結果液晶表示パネルの駆動に必要な電力が増加する、または長時間使用後、液晶表示部に黒色の泡が発生して使用不可能となるなどの問題があった。
【0017】
またSiOx(ただし、1<x<2)薄膜を有する電極基板は、SiOx薄膜が着色するために液晶表示パネルには適していない。さらに、蒸着法で作製したSiOx(ただし、1<x<2)薄膜は、下地のプラスチックフィルムとの密着力が十分でなく、このタイプの電極基板も層間剥離を生じ、液晶表示パネル製造の歩留まりが低いという欠点を有している。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の課題を解決し、特に層間密着力およびガスバリア性が顕著に改善されたプラスチックフィルム電極基板、特に液晶セルの製造に適した電極基板を提供することを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】
本発明を図1に基づいて説明すると、プラスチックフィルム(11)、該プラスチックフィルムの少なくとも片面に設けられた薄膜層(12)、および該薄膜層上に設けられた樹脂硬化物層(13)を有する積層シートを備えた電極基板であって、該薄膜層(12)が酸化硅素を主成分とし、該薄膜層(12)の比重が2.0〜2.2の電極基板である。
【0020】
好ましくは、上記プラスチックフィルム(11)として、一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムまたは高分子シート製の光等方性ベースシートを用いる。好適な実施態様において、上記一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムのレタデーション値は5000nm以上である。
【0021】
上記薄膜層(12)の厚さは、30〜8000Åであることが好ましい。
【0022】
好適な実施態様において、上記電極基板の層間密着力は300g/inch以上、そして酸素透過度は3cc/m2・atm・day以下である。
【0023】
上記樹脂硬化物層は、フェノキシエーテル型架橋性樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルシリコーン樹脂、シリコーン樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂、ウレタン系樹脂、ゴム系樹脂、ホスファゼン系樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の樹脂から構成され得る。
【0024】
また上記薄膜層は、スパッタリング法で製膜される。
【0025】
また上記薄膜層は、プラズマCVD法で製膜される。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下本発明を詳細に説明する。
【0027】
上記プラスチックフィルム(11)としては、機械的強度に優れた材料が用いられる。さらに、液晶表示パネルに用いられる場合には光学的特性に優れた材料が用いられる。このような材料として、一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、高分子製の光等方性ベースシートなどが用いられ得る。
【0028】
光等方性ベースシートとしては、硬質ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリエステルフィルム、ポリ-4-メチルペンテンフィルム、ポリフェニレンオキサイドフィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリアリレートフィルム、アモルファスポリオレフィン、ノルボルネン系ポリマー、ポリアミドイミドフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム、セルロースフィルム(セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、セルロースアセテートブチレート等)などが用いられ得る。この光等方性ベースシートは、単層のみならず、複層であってもよい。
【0029】
5000nm以上(特に、8000nm以上)のレタデーション値および75%以上の可視光線透過率を有する一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムが好適に用いられる。一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムのレタデーション値が5000nmよりも小さい場合、干渉縞が液晶表示パネルに表れて、表示品位が良好でない。ここで、レタデーション値とは、フィルム上の直交する二軸の屈折率の異方性(△N=Nx−Ny)とフィルム厚dとの積(△N×d)である。
【0030】
あるいは、上記プラスチックフィルム(11)として30nm以下(特に、20nm以下)のレタデーション値および75%以上の可視光線透過率を有する光等方性ベースシートが好適に用いられる。光等方性ベースシートのレタデーション値が30nm以上であると液晶表示パネルの表示品位が良好でない。このような光等方性ベースシートは、通常、流延法により製膜することにより得られるが、レタデーション値および可視光線透過率が上記の条件を満足していれば、押出法など他の成形法を採用し得る。
【0031】
プラスチックフィルム(11)の厚さは、一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムでは50〜500μm、および光等方性ベースシートでは30〜500μmが適当である。厚さが一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムでは50μm、光等方性ベースシートでは30μmよりも薄い場合、機械的強度が充分ではなく、一方500μmを越える場合、薄いというプラスチックフィルムの利点がなくなる。
【0032】
上記プラスチックフィルムの少なくとも片面には酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)が設けられる。この薄膜層はプラスチックフィルムにガスバリア性を付与する。
【0033】
上記酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)中には、ガスバリア性が損なわれない範囲で微量(全成分に対して約5重量%まで)の他の成分を含有し得る。
【0034】
この薄膜層(12)の厚さは、特に限定されないが、ガスバリア性および可撓性の点から、好ましくは30〜8000Å、より好ましくは70〜5000Åである。この厚さが50Å未満の場合、本発明のフィルムのガスバリア性が不充分となり、逆に8000Åを超える場合、可撓性が不充分となって好ましくない。また酸化珪素は、その特性を損なわない限り、光学的等方性の点で非晶質状態であることが好ましい。
【0035】
酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)は、代表的にはSi、SiO、SiO2、またはSiとSiO2との混合体などをターゲット材料として用い、スパッタリング法、プラズマCVD法などを用いて製膜される。
【0036】
ターゲット材料がSiO、SiO2、またはSiとSiO2との混合体のような、絶縁材料または半絶縁材料である場合、好ましくは高周波電力を印加してプラズマを発生させて製膜し得る。ターゲット材料がSiである場合、プラズマを発生させるために直流、または交流の電力を供給して製膜し得る。
【0037】
スパッタリング時のガス組成は、代表的にはアルゴンまたはヘリウム等の不活性ガスを主成分とし、必要に応じて酸素、水素等の反応性ガスを添加し得る。スパッタリング時の圧力は、通常、5×10-4〜5×10-3Torrの範囲内で行われる。
【0038】
5×10-4〜5×10-3Torrの範囲の圧力でスパッタリングすると、ターゲット材料からエネルギーの高い粒子がスパッタリングされ、プラスチックフィルム(11)と薄膜層(12)との界面に酸化珪素とプラスチックの混合層が形成される。この混合層が存在するため、プラスチックフィルム(11)と薄膜層(12)との密着力が増強され、層間密着力が300g/inch以上の電極基板が得られる。
【0039】
圧力が5×10-4Torr未満である場合、放電が不安定になりその一方5×10-3Torrを越える場合、得られる薄膜層の比重が低下し、いずれも薄膜層(12)と下地のプラスチックフィルム(11)との密着力が十分でない。さらに、後述のような理由により薄膜層と樹脂硬化物層との密着力が不十分である。
【0040】
プラズマCVD法により薄膜層(12)を製膜する場合、代表的には原料ガスとして、SiH4、Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3等のシラン系ガス、またはテトラメチルジシロキサン、ヘキサメチルジジロキサン等のシロキサン化合物が用いられる。反応性ガスとして、O2、H2O、N2O、CO、CO2等を導入し、キャリアガスとして、Ar、He、Xr等の不活性ガスを導入する。プラズマ発生方式として、高周波放電、マイクロ波放電、または電子サイクロトロン共鳴放電などが用いられる。
【0041】
プラズマCVDを行う際の圧力は、通常、5×10-4〜3×10-1Torrの範囲内で行われる。5×10-4〜3×10-1Torrの範囲の圧力でプラズマを発生すると、真空チェンバー内で原料ガスおよび反応性ガスからエネルギーの高い解離した粒子が発生し、プラスチックフィルム(11)と薄膜層(12)との界面に酸化珪素とプラスチックの混合層が形成される。この混合層が存在するために、プラスチックフィルム(11)と薄膜層(12)との密着力が増強され、層間密着力が300g/inch以上の電極基板が得られる。
【0042】
圧力が5×10-4Torr未満の場合、放電が不安定になり、その一方3×10-1Torrを越える場合、得られる薄膜構造の比重が低下し、いずれも薄膜層(12)と下地のプラスチックフィルム(11)との密着力が十分でない。さらに、後述のような理由により薄膜層と樹脂硬化物層との密着力が不十分である。
【0043】
上記樹脂硬化物層(13)として、加熱硬化型樹脂硬化物質層(フェノキシエーテル型架橋性樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルシリコーン樹脂、シリコーン樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂、ウレタン系樹脂、またはゴム系樹脂等)、紫外線硬化型樹脂硬化物層(紫外線硬化型アクリル系樹脂、またはホスファゼン系樹脂等)、または電子線硬化型樹脂硬化物層などが使用され得る。樹脂硬化物層の厚さは、0.5〜50μmの範囲内であることが好ましい。厚さが0.5μm未満の場合、以下に記述するようなウェットプロセスでは層を製膜することが困難であり、一方50μmよりも厚い場合、電極基板全体の厚みが厚くなり過ぎ、プラスチックフィルムの特徴である薄さが無くなる。この樹脂硬化物層(13)もまた、光等方性を有することが必要である。
【0044】
本発明の電極基板(1)全体のレターデーション値、および可視光線透過率がそれぞれ30nm以下、および70%以上となるように樹脂硬化物層(13)を形成する。
【0045】
樹脂硬化物層(13)は、その表面粗度が、触診式表面粗さ計による測定において、Rmaxで0.5μm以下、およびRa.で0.01μm以下、好ましくはRmaxで0.2μm以下、およびRa.で0.007μm以下、さらに好ましくはRmaxで0.1μm以下、およびRa.で0.005μm以下となるように形成される。ここで、RmaxはJIS B0601に記載の最大高さを表し、そしてRa.はJIS B0601に記載の中心線平均粗さを表す。
【0046】
樹脂硬化物層(13)の表面粗度を、上記のように小さくする方法として、例えば、以下に述べる第1、第2または第3の方法が採用される。
【0047】
第1の方法では、まず、製膜されたプラスチックフィルム(11)と平滑化鋳型材(F)との間隙に加熱硬化型樹脂組成物、紫外線硬化型樹脂組成物または電子線硬化型樹脂組成物を供給して、該樹脂組成物が両者間に層状に狭持されるようにする。この場合、プラスチックフィルム(11)が一方の製膜用ロールに、そして平滑化鋳型材(F)が他方の製膜用ロールにそれぞれ供給されるようにしておき、そして両製膜ロール間の間隙を所定の値に調整しておく。次いで、加熱照射、紫外線照射または電子線照射により上記の狭持層を硬化させて樹脂硬化物層(13)/平滑化鋳型材(F)からなる積層シートを得、その後の適当な段階でその積層シートから平滑化鋳型材(F)を剥離除去する。
【0048】
上記における平滑化鋳型材(F)として、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートシートまたは二軸延伸ポリエチレンナフタレートシート等の二軸延伸ポリエステルフィルム、あるいは二軸延伸ポリプロピレンフィルムなどが用いられる。平滑化鋳型材(F)として、その表面粗度がRmaxで0.15μm以下、およびRaで0.01μm以下、好ましくはRmaxで0.05μm以下、およびRaで0.007μm以下、さらに好ましくはRmaxで0.01μm以下、およびRaで0.005μm以下である材が用いられ得る。
【0049】
第2の方法は、製膜されたプラスチックフィルム(11)または平滑化鋳型材(F)の一方に加熱硬化型樹脂組成物、紫外線硬化型樹脂組成物あるいは電子線硬化型樹脂組成物を流延しておき、次いで、該流延層に平滑化鋳型材(F)またはプラスチックフィルム(11)の他方を被覆させながら、製膜ロールの間隙により狭持層の厚さを制御しつつ、加熱照射、紫外線照射または電子線照射によりその狭持層を硬化させて樹脂硬化物層(13)とする方法である。
【0050】
第3の方法は、製膜されたプラスチックフィルム(11)上に加熱硬化型樹脂組成物、紫外線硬化型樹脂組成物または電子線硬化型樹脂組成物を流延しておき、そして該流延層に平滑化鋳型材(F)としての平滑加工したガラスを押し当てながら狭持層の厚さを制御しつつ、加熱照射、紫外線照射または電子線照射によりその狭持層を硬化させて樹脂硬化物層(13)とする方法である。この方法においては、使用したガラスが反復使用され得る。
【0051】
以上のような手法で製膜した樹脂硬化物層(13)と酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)とは、300g/inch以上の非常に強い層間密着力を有する。これは酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)の表面に、通常の溶融急冷法で作製した板ガラスと同様に、シラノール基が多数存在するためである。すなわち、この表面シラノール基と樹脂硬化物とが強固に化学結合するため、樹脂硬化物層(13)と酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)との密着力は、極めて強い。
【0052】
しかし、酸化硅素を主成分とする薄膜の比重が低下するに伴い、表面シラノール基の数が低下する。薄膜の比重が低下する物理的意味合いは、単位体積中に存在する硅素および酸素の原子数が少なくなることであり、表面においても硅素および酸素の原子数が少なくなる。従って、表面において、硅素および酸素による三次元網目構造を終端しているシラノール基の数が少なくなる。
【0053】
通常の溶融急冷法で成形したシリカガラスと同じ2.2の比重を有する酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)上に製膜した樹脂硬化物層(13)は、1000g/inch以上の非常に強い薄膜層との密着力を有するが、酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)の比重が低下するに伴い、樹脂硬化物層(13)の薄膜層との密着力は低下する。酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)の比重が2.0以上の場合、樹脂硬化物層は、液晶表示パネル製造プロセスに耐える300g/inch以上の薄膜層との密着力を有する。
【0054】
本発明における比重とは、ある温度で、ある体積を占める物質の質量と、それと同体積の標準物質の質量(4℃における水)との比を意味する。比重の測定においては、通常物体の質量および体積を測定し、そしてその質量と、同体積の4℃の水の質量との比を求めればよいが、本発明の薄膜の測定では、体積の測定が困難である。そこで、まずプラスチックフィルム(11)のみを溶解することにより、薄膜のみからなる単独膜の状態を形成した後、JIS K7112にあるような比重測定法を用いることが望ましい。例えば、浮沈法では、試料を比重既知の溶液中に浸漬させ、そしてその浮沈状態から薄膜の比重を測定し得る。この溶液として、四塩化炭素と、ブロモホルムまたはヨウ化メチレン等との混合液を用い得る。また、連続的に密度勾配を有する溶液中に単独膜を浸漬させる密度勾配法によって、比重を測定し得る。
【0055】
このようにして得られた本発明の電極基板(1)の樹脂硬化物層(13)上に、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手段により透明電極が形成され得る。透明電極の厚さは、100〜3000Åの範囲内であることが好ましい。透明電極の厚さが100Å未満の場合、導電性が十分ではなく、一方3000Åを越える場合、透明性が損なわれる。透明電極として、インジウムスズ複合酸化物、インジウム亜鉛複合酸化物、およびインジウムカドミウム複合酸化物が好適であるが、他の導電性金属酸化物もまた用いられ得る。
【0056】
形成した透明電極上に、さらに必要に応じて配向膜を形成させる。そしてこのようにして作製された透明電極を備えた電極基板2枚を、それぞれの透明電極側が対向する状態で所定の間隔をあけて配置し、次いでその間隙に液晶を封入することによって(周囲はシールしておく)、液晶セルが作製される。液晶として、ポリマー液晶が用いられ得る。
【0057】
液晶表示パネルは、この液晶セル片面に偏光板、そして他面に位相差板を介して偏光板を積層することにより作製される。位相差板を省略するか、または位相差板に代えて補償用液晶セルが用いられ得る。
【0058】
上記の電極基板はまた、偏光板または位相差板と一体となった一体型基板にし得る。
【0059】
【実施例】
次に、実施例を挙げて本説明をさらに説明する。以下「部」とあるのは重量部である。
【0060】
(実施例1)
図1は本発明の電極基板の一例を模式的に示した断面図であり、透明電極(2)を付した状態を示してある。図2はその電極基板を用いて作製した液晶セルの一例を模式的に示した断面図である。図3はその液晶セルを用いて作製した液晶表示パネルの一例を模式的に示した断面図である。
【0061】
プラスチックフィルム(11)として、厚さが100μm、レタデーション値が10200nm、および可視光線透過率が91%である一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた。
【0062】
この一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面に、酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)をスパッタリング法で製膜した。この時、ターゲット材としてSiO2を用い、13.56MHzの高周波電力を2kW供給した。また、ガスとして、アルゴンを80sccm、および酸素を10sccmを供給した。この時の圧力は2×10-3Torrである。さらに製膜速度を向上させるために、スパッタリング法としてマグネトロンスパッタリング法を用いた。以上のような製膜条件下で、一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを5m/minの速度で走行させ、そして200Å厚の酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)を形成した。
【0063】
この酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)の比重を測定するために、上記の積層シートの一部を切り出し、次いで一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを溶解して薄膜のみの単独膜を得、そして浮沈法により比重測定を行った。この結果、上記のような条件で製膜した酸化硅素を主成分とする薄膜の比重は2.14であった。
【0064】
わずかの間隔をあけて平行に配置した一対の製膜ロールの一方に上記の、一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム上に酸化硅素を主成分とする薄膜を積層したシートを供給しながら走行させ、他方の製膜ロールには平滑用鋳型剤(F)の一例として厚さ50μm、表面粗度Ra=0.004μm、Rmax=0.05μmのコロナ処理していない二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(東洋紡績(株)製:A4100)を平滑面が上面となるように供給しながら走行させ、そして両製膜用ロールの間隔に向けて、エポキシアクリル樹脂「V-254PA」100部にベンゾフェノン3部を加えた紫外線硬化型樹脂組成物を吐出した。
【0065】
吐出された紫外線硬化型樹脂組成物は、一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)形成側の面と平滑化鋳型材の(F)の平滑面との間に狭持されたので、この状態で走行させながら、高圧水銀灯により、150w/cm、1灯、7秒、距離25mmの条件で紫外線照射した。これにより狭持層は硬化し、厚さ15μmの樹脂硬化物層(13)となった。
【0066】
上記の操作を一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの他面に対しても実施し、厚さ200Åの酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)および厚さ15μmの樹脂硬化物層(13)を形成させた。
【0067】
これにより、平滑化鋳型材(F)/樹脂硬化物層(13)/酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)/一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(プラスチックフィルム(11))/酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)/樹脂硬化物層(13)/平滑化鋳型材(F)の層構成を有する積層シートが得られた。平滑化鋳型材(F)を剥離除去した後の樹脂硬化物層(13)の表面粗度は、触診式表面粗さ計による測定において、Ra=0.004μm以下、Rmax=0.1μm以下であった。
【0068】
上記で得た積層シートの層間密着力を測定するために、以下のような手法を用いた。まず積層シートの両面の平滑化鋳型材(F)を剥離除去し、そして露出した樹脂硬化物層(13)上に、ポリエステルポリウレタン系接着剤(武田薬品(株)製:A-310)100部にイソシアネート系硬化剤(武田薬品(株)製:A-3)10部を加えた熱硬化型接着剤を厚さ3μmで塗布した。この上にコロナ処理を施した厚さ100μmの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(東洋紡績(株)製:E5100)をラミネートし、45℃4日間の条件で硬化させた。このようにして作製した二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム/熱硬化型接着剤層/樹脂硬化物層(13)/酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)/一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(プラスチックフィルム(11))/酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)/樹脂硬化物層(13)からなる積層シートにおいて、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムとそれ以外の部分をつかみ、JIS K6854に準拠した90度T型剥離法によって剥離強度を測定した。この結果、870g/inchの剥離強度を示し、また剥離界面は樹脂硬化物層(13)/酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)であった。この結果より、本発明の電極基板である樹脂硬化物層(13)/酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)/一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(プラスチックフィルム(11))/酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)/樹脂硬化物層(13)は、最も弱い層間においても870g/inchの密着力を有していることが分かった。
【0069】
この電極基板のガスバリア性を評価するため、酸素透過度を酸素透過度測定装置(モダンコントロールズ社製、OX-TRAN100)を用いて測定した。測定条件は25℃、80%RHとした。測定結果は、0.11cc/m2・atm・dayであり、極めて高いガスバリア性を示した。
【0070】
このようにして得られた電極基板(1)は、樹脂硬化物層(13)/酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)/一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(プラスチックフィルム(11))/酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)/樹脂硬化物層(13)の層構成を有し、全体のレターデーション値は10200nm、可視光線透過率は85%、厚さは130μmであった。
【0071】
次いで、片方の樹脂硬化物層(13)上に、スパッタリング法により厚さ300Åのインジウムスズ複合酸化物からなる透明電極(2)を形成した。この透明電極(2)の表面抵抗率は100Ω/□である。以上のような手法で透明電極(2)を備えた電極基板(1)を得た。
【0072】
液晶セル(5)は、上記の透明電極(2)を備えた電極基板(1)の透明電極(2)面に配向膜を形成した後、図2のようにその透明電極(2)を備えた電極基板(1)2枚をそれぞれの透明電極(2)が対向する状態で所定の間隔をあけて配置すると共に、その間隙に液晶(3)を封入することにより作製される。図2中の(4)はシールである。
【0073】
液晶表示パネルは、上記液晶セル(5)の片面に偏光板(6)、他面に位相差板(7)を介して偏光板(6)を積層することにより作製される。
【0074】
このようにして製作された液晶表示パネルにおいて、電極基板の層間密着力が充分強いため、製造プロセス中に電極基板が層間剥離しなかった。
【0075】
(実施例2)
プラスチックフィルム(11)として、厚さが120μm、レターデーション値が11000nm、および可視光線透過率が90%である一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた。
【0076】
この一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面に、酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)をプラズマCVD法により製膜した。この時、原料ガスとして、ヘキサメチルジシロキサンを200sccm、反応性ガスとして、酸素ガスを100sccmおよび一酸化炭素を20sccm、さらにキャリアガスとして、ヘリウムを200sccm供給した。この時の圧力は1×10-2である。放電形式は13.56MHzを用いた高周波放電を用い、5kWの電力を投入した。以上のような製膜条件下で、一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを50m/min.の速度で走行させ、そして300Å厚の酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)を積層した。
【0077】
この酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)の比重を、実施例1と同様の手法により測定した。この結果、上記のような条件で製膜した酸化硅素を主成分とする薄膜の比重は2.17であった。
【0078】
この酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)を備えた一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを走行させながら、その上部をフェノキシエーテル樹脂(東都化成株式会社製)45部、メチルエチルケトン45部、セロソルブアセテート10部、およびトリレンジイソシアネートとトリメチロールプロパンとのアダクト体の75%溶液(日本ポリウレタン工業株式会社製のコロネートL)40部からなる組成の硬化性樹脂組成物を用いて塗布し、そして100℃で3分間の乾燥後、その上に実施例1で用いたのと同じ平滑化鋳型材(F)を被覆し、ロール群間を通して圧着しながら140℃で5分間加熱した。これにより塗布層は硬化し、厚さ20μmの樹脂硬化物層(13)となった。
【0079】
同様にして酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)を備えた一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの他面にも、厚さ300Åの酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)および厚さ20μmの樹脂硬化物層(13)を積層した。
【0080】
これにより、平滑化鋳型材(F)/樹脂硬化物層(13)/酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)/一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(プラスチックフィルム(11))/酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)/樹脂硬化物層(13)/平滑化鋳型材(F)の層構成を有する積層シートが得られた。平滑化鋳型材(F)を剥離除去した後の樹脂硬化物層(13)の表面粗度は、触診式表面粗さ計による測定において、Ra=0.003μm以下、Rmax=0.1μm以下であった。両側の平滑化鋳型材(F)を剥離除去した後の全体のレターデーション値は11000nm、可視光線透過率は81%、厚さは160μmであった。
【0081】
この積層シートから両側の平滑化鋳型材(F)を剥離除去した電極基板(1)の層間密着力は、実施例1と同様の方法の測定において、950g/inchの剥離強度を示し、また剥離界面は樹脂硬化物層(13)/酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)であった。この結果より、本発明の電極基板である樹脂硬化物層(13)/酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)/一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(プラスチックフィルム(11))/酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)/樹脂硬化物層(13)は最も弱い層間においても950g/inchの密着力を有していることが分かった。
【0082】
この電極基板のガスバリア性を評価するため、酸素透過度を実施例1と同様の方法を用いて測定した。測定結果は0.10cc/m2・atm・dayであり、電極基板は極めて高いガスバリア性を示した。
【0083】
次いで、片方の樹脂硬化物層(13)上に、スパッタリング法により厚さ200Åのインジウムスズ複合酸化物からなる透明電極(2)を形成した。この透明電極(2)の表面抵抗率は70Ω/□である。以上のような手法で透明電極(2)を備えた電極基板(1)を得た。
【0084】
この透明電極(2)を備えた電極基板(1)を用いて、実施例1と同じ方法により液晶表示パネルを作製したが、プロセス中に電極基板(1)が層間剥離することはなかった。
【0085】
(実施例3)
プラスチックフィルム(11)として、光等方性ベースシートであるポリアリレートフィルムを用いた。このフィルムは、塩化メチレンを溶媒とする20重量%濃度の溶液から流延法により製膜されたフィルムである。フィルムの厚さは75μm、レタデーション値は5nm、および可視光線透過率は91%である。
【0086】
このポリアリレートフィルムの片面に、200Å厚の酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)を、実施例1と同様の手法により製膜した。
【0087】
この酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)の比重を、実施例1と同様の手法により測定した。この結果、上記のような条件で製膜した酸化硅素を主成分とする薄膜の比重は2.15であった。
【0088】
次いで、紫外線照射の条件を200w/cm、1灯、5秒、距離200mmとした以外は、実施例1と同様の手法に従い、酸化硅素を主成分とする薄膜上に厚さ15μmの樹脂硬化物層(13)を形成した。
【0089】
上記の操作をポリアリレートフィルムの他面に対しても実施し、厚さ200Åの酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)および厚さ15μmの樹脂硬化物層(13)を積層した。
【0090】
これにより、平滑化鋳型材(F)/樹脂硬化物層(13)/酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)/ポリアリレートフィルム(プラスチックフィルム(11))/酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)/樹脂硬化物層(13)/平滑化鋳型材(F)の層構成を有する積層シートが得られた。平滑化鋳型材(F)を剥離除去した後の樹脂硬化物層(13)の表面粗度は、触診式表面粗さ計による測定において、Ra=0.004μm以下、Rmax=0.1μm以下であった。
【0091】
上記で得た積層シートの層間密着力を、実施例1と同様の手法を用いて測定した。この結果、900g/inchの剥離強度を示し、また剥離界面は樹脂硬化物層(13)/酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)であった。この結果より、本発明の電極基板である樹脂硬化物層(13)/酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)/ポリアリレートフィルム(プラスチックフィルム(11))/酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)/樹脂硬化物層(13)は、最も弱い層間においても900g/inchの密着力を有していることが分かった。
【0092】
この電極基板のガスバリア性を評価するため、酸素透過度を実施例1と同様の方法により測定した。測定結果は0.15cc/m2・atm・dayであり、極めて高いガスバリア性を示した。
【0093】
このようにして得られた電極基板(1)は、樹脂硬化物層(13)/酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)/ポリアリレートフィルム(プラスチックフィルム(11))/酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)/樹脂硬化物層(13)の層構成を有し、全体のレターデーション値は5nm、可視光線透過率は84%、厚さは105μmであった。
【0094】
次いで、片方の樹脂硬化物層(13)上に、スパッタリング法により厚さ500Åのインジウムスズ複合酸化物からなる透明電極(2)を形成した。この透明電極(2)の表面抵抗率は100Ω/□である。以上のような手法で透明電極(2)を備えた電極基板(1)を得た。
【0095】
この透明電極(2)を備えた電極基板(1)を用いて、実施例1と同じ方法により液晶表示パネルを作製したが、プロセス中に電極基板(1)が層間剥離することはなかった。
【0096】
(実施例4)
プラスチックフィルム(11)として、光等方性ベースシートであるポリアミドイミドフィルムを用いた。フィルムの厚さは100μm、レターデーション値は5nm、および可視光線透過率は90%である。
【0097】
このポリアミドイミドフィルムの片面に、300Å厚の酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)を、実施例2と同様の手法により製膜した。
【0098】
この酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)の比重を、実施例1と同様の手法により測定した。この結果、上記のような条件で製膜した酸化硅素を主成分とする薄膜の比重は2.13であった。
【0099】
次いで、フェノキシエーテル樹脂(東都化成株式会社製)35部、メチルエチルケトン35部、セロソルブアセテート10部、およびトリレンジイソシアネートとトリメチロールプロパンとのアダクト体の75%溶液(日本ポリウレタン工業株式会社製のコロネートL)50部からなる組成の硬化性樹脂組成物を用い、そして加熱時間を10分間とした以外は、実施例2と同様の手法により、酸化硅素を主成分とする薄膜上に厚さ10μmの樹脂硬化物層(13)を形成した。
【0100】
同様にして、酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)を備えたポリアミドイミドフィルムの他面にも、厚さ300Åの酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)および厚さ10μmの樹脂硬化物層(13)を形成させた。
【0101】
これにより、平滑化鋳型材(F)/樹脂硬化物層(13)/酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)/ポリアミドイミドフィルム(プラスチックフィルム(11))/酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)/樹脂硬化物層(13)/平滑化鋳型材(F)の層構成を有する積層シートが得られた。平滑化鋳型材(F)を剥離除去した後の樹脂硬化物層(13)の表面粗度は、触診式表面粗さ計による測定において、Ra=0.004μm以下、Rmax=0.1μm以下であった。両側の平滑化鋳型材(F)を剥離除去した後の全体のレターデーション値は5nm、可視光線透過率は82%、厚さは120μmであった。
【0102】
この積層シートから両側の平滑化鋳型材(F)を剥離除去した電極基板(1)の層間密着力は、実施例1と同様の方法の測定において、850g/inchの剥離強度を示し、また剥離界面は樹脂硬化物層(13)/酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)であった。この結果より、本発明の電極基板である樹脂硬化物層(13)/酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)/ポリアミドイミドフィルム(プラスチックフィルム(11))/酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)/樹脂硬化物層(13)は最も弱い層間においても850g/inchの密着力を有していることが分かった。
【0103】
この電極基板のガスバリア性を評価するため、酸素透過度を実施例1と同様の方法により測定した。測定結果は0.12cc/m2・atm・dayであり、電極基板は極めて高いガスバリア性を示した。
【0104】
次いで、片方の樹脂硬化物層(13)上に、スパッタリング法により厚さ500Åのインジウムスズ複合酸化物からなる透明電極(2)を形成した。この透明電極(2)の表面抵抗率は80Ω/□である。以上のような手法で透明電極(2)を備えた電極基板(1)を得た。
【0105】
この透明電極(2)を備えた電極基板(1)を用いて、実施例1と同じ方法により液晶表示パネルを作製したが、プロセス中に電極基板(1)が層間剥離することはなかった。
【0106】
(比較例1)
実施例1と同様、一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムをプラスチックフィルム(11)として用い、この片面に酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)を電子ビーム蒸着法によって作製した。ここで、蒸着材料としてSiO2 60部とSi 40部との混合物の焼成体を用いた。酸素ガスを15sccm流し、圧力は5×10-4Torrとし、そして電子ビーム投入電力は7kWとした。また一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを30m/min.の速度で走行させ、厚さ200Åの酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)を形成した。
【0107】
この酸化硅素を主成分とする薄膜の比重は、実施例1と同様の方法で測定すると、1.90であった。
【0108】
この一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム/酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)を積層したシートに、実施例1と同様の樹脂硬化物層(13)を形成した。
【0109】
一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの他面にも上記と同様の手法で、酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)と樹脂硬化物層(13)を積層した。
【0110】
以上のようにして作製した電極基板(1)の層間密着力は、実施例1と同様の手法により測定したところ、220g/inchの剥離強度を示し、剥離界面は樹脂硬化物層(13)/酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)であった。
【0111】
この電極基板の酸素透過度は、6.8cc/m2・atm・dayであり、液晶表示パネルの使用に対して不十分であった。
【0112】
上記のようにして作製した電極基板上に実施例1と同様の透明電極(2)を製膜した後、実施例1と同様に液晶表示パネルを作製したが、電極基板(1)の層間密着力が不十分であるため、製造プロセス中に電極基板が層間剥離することがあった。
【0113】
(比較例2)
実施例2と同様、一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムをプラスチックフィルム(11)として用いた。真空装置の排気速度を下げ、圧力を7×10-1Torrにした以外は、実施例2と同様の手法に従い、フィルムの片面に300Å厚の酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)を積層した。この薄膜の比重は、実施例1と同様の方法の測定において、1.87であった。
【0114】
この一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム/酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)からなる積層シート上に、実施例2と同様の樹脂硬化物層(13)を形成した。さらに、一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの他面にも上記と同様の方法で酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)および樹脂硬化物層(13)を積層した。
【0115】
以上のようにして作製した電極基板(1)の層間密着力は、実施例1と同様の手法により測定したところ、120g/inchの剥離強度を示し、剥離界面は樹脂硬化物層(13)/酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)であった。
【0116】
この電極基板の酸素透過度は、4.8cc/m2・atm・dayであり、液晶表示パネルの使用に対して不十分であった。
【0117】
上記のようにして作製した電極基板上に実施例1と同様の透明電極(2)を製膜した後、実施例1と同様に液晶表示パネルを作製したが、電極基板(1)の層間密着力が不十分であるため、製造プロセス中に電極基板が層間剥離することがあった。
【0118】
(比較例3)
実施例3と同様、光等方性ベースシートであるポリアリレートフィルムをプラスチックフィルム(11)として用いた。この片面に、酸素ガスを10sccm流し、そして電子ビーム投入電力を10kWとした以外は、比較例1と同様の手法に従い、厚さ200Åの酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)を作製した。
【0119】
この酸化硅素を主成分とする薄膜の比重は、実施例1と同様の方法で測定すると、1.93であった。
【0120】
このポリアリレートフィルム/酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)を積層したシートに、実施例3と同様の樹脂硬化物層(13)を形成した。
【0121】
ポリアリレートフィルムの他面にも上記と同様の手法で、酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)および樹脂硬化物層(13)を積層した。
【0122】
以上のようにして作製した電極基板(1)の層間密着力は、実施例1と同様の手法の測定において、220g/inchの剥離強度を示し、剥離界面は樹脂硬化物層(13)/酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)であった。
【0123】
この電極基板の酸素透過度は、5.8cc/m2・atm・dayであり、液晶表示パネルの使用に対して不十分であった。
【0124】
上記のようにして作製した電極基板上に実施例1と同様の透明電極(2)を製膜した後、実施例1と同様に液晶表示パネルを作製したが、電極基板(1)の層間密着力が不十分であるため、製造プロセス中に電極基板が層間剥離することがあった。
【0125】
(比較例4)
実施例4と同様、光等方性ベースシートであるポリアミドイミドフィルムをプラスチックフィルム(11)として用いた。この片面に、比較例2と同様の手法により、300Å厚の酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)を形成した。この薄膜比重は、実施例1と同様の方法の測定において、1.90であった。
【0126】
このポリアミドイミドフィルム/酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)からなる積層シート上に、実施例4と同様の樹脂硬化物層(13)を形成した。さらに、ポリアミドイミドフィルムの他面にも上記と同様の方法で酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)および樹脂硬化物層(13)を積層した。
【0127】
以上のようにして作製した電極基板(1)の層間密着力は、実施例1と同様の手法により測定したところ、150g/inchの剥離強度を示し、剥離界面は樹脂硬化物層(13)/酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)であった。
【0128】
この電極基板の酸素透過度は、3.5cc/m2・atm・dayであり、液晶表示パネルの使用に対して不十分であった。
【0129】
上記のようにして作製した電極基板上に実施例1と同様の透明電極(2)を製膜した後、実施例1と同様に液晶表示パネルを作製したが、電極基板(1)の層間密着力が不十分であるため、製造プロセス中に電極基板が層間剥離することがあった。
【0130】
【発明の効果】
本発明の電極基板は、プラスチック基板であるという利点を有するほか、プラスチックフィルム上に、スパッタリング法またはプラズマCVD法により製膜された、比重が2.0〜2.2の範囲内である酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)、および該薄膜層上に樹脂硬化物層(13)を積層することにより、極めて強い積層シートの層間密着力を有し、従って液晶表示パネル製造プロセス中に層間剥離しない。あるいは金属酸化物である酸化硅素を主成分とする薄膜層(12)をガスバリア層として用いているため、本発明の電極基板はまた、極めて優れたガスバリア性を有する電極基板である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の電極基板の一例を模式的に示した断面図であり、透明電極(2)を付した状態を示してある。
【図2】 図1の電極基板を用いて作製した液晶セルの一例を模式的に示した断面図である。
【図3】 図2の液晶セルを用いて作製した液晶表示パネルの一例を模式的に示した断面図である。
【符号の説明】
(1)電極基板
(11)プラスチックフィルム
(12)酸化硅素を主成分とする薄膜層
(13)樹脂硬化物層
(2)透明電極
(3)液晶
(4)シール
(5)液晶セル
(6)偏光板
(7)位相差板
Claims (12)
- プラスチックフィルム、該プラスチックフィルムの少なくとも片面に設けられた薄膜層、および該薄膜層上に設けられた樹脂硬化物層を有する積層シートを備えた電極基板であって、該薄膜層はスパッタリング法により5×10−4〜5×10−3Torrの圧力で成膜された、酸化硅素を主成分とする、比重が2.0〜2.2の薄膜層であることを特徴とする、電極基板。
- プラスチックフィルム、該プラスチックフィルムの少なくとも片面に設けられた薄膜層、および該薄膜層上に設けられた樹脂硬化物層を有する積層シートを備えた電極基板であって、該薄膜層はプラズマCVD法により5×10−4〜3×10−1Torrの圧力で成膜された、酸化硅素を主成分とする、比重が2.0〜2.2の薄膜層であることを特徴とする、電極基板。
- 前記プラスチックフィルムが一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムである、請求項1または2に記載の電極基板。
- 前記プラスチックフィルムが高分子シート製の光等方性ベースシートである、請求項1または2に記載の電極基板。
- 前記一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムのレタデーション値が5000nm以上である、請求項3に記載の電極基板。
- 前記薄膜層と前記樹脂硬化物層との層間密着力が300g/inch以上である、請求項1または2に記載の電極基板。
- 前記薄膜層の厚さが30〜8000Åである、請求項1または2に記載の電極基板。
- 酸素透過度が3cc/m2・atm・day以下である、請求項1または2に記載の電極基板。
- 透明電極を備えた液晶表示パネル用電極基板に用いられる、請求項1または2に記載の電極基板。
- 透明電極を備えた液晶表示パネル用電極基板であって、該基板はプラスチックフィルム、該プラスチックフィルムの少なくとも片面に設けられた薄膜層、および該薄膜層上に設けられた樹脂硬化物層を有する積層シートを備え、そして該樹脂硬化物層上に透明電極が形成されており、該薄膜層はスパッタリング法により5×10−4〜5×10−3Torrの圧力で成膜された、酸化硅素を主成分とする、比重が2.0〜2.2の薄膜層であることを特徴とする、液晶表示パネル用電極基板。
- 透明電極を備えた液晶表示パネル用電極基板であって、該基板はプラスチックフィルム、該プラスチックフィルムの少なくとも片面に設けられた薄膜層、および該薄膜層上に設けられた樹脂硬化物層を有する積層シートを備え、そして該樹脂硬化物層上に透明電極が形成されており、該薄膜層はプラズマCVD法により5×10−4〜3×10−1Torrの圧力で成膜された、酸化硅素を主成分とする、比重が2.0〜2.2の薄膜層であることを特徴とする、液晶表示パネル用電極基板。
- 液晶表示パネルであって、該パネルは請求項10または11の液晶表示パネル用電極基板の透明電極側を対向させて配置し、その間隔に液晶が封入されている液晶セルの片面に偏光板、他面に位相差板を介して偏光板を積層することにより作製される、液晶表示パネル。
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