JPS6025104A - 透明導電性膜を有する基体及びその製造方法 - 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】 〔発明の利用分野］ 本発明は、透明導電性膜を有する基体及びその製造方法
に係り、特に、透明導電性膜とプラスチックからなる基
体との密着性にすぐれ、耐薬品にすぐれ、かつ透湿性の
小さい、液晶素子基板材に適した透明導電性膜を有する
基体と、このような基体を、その耐熱性に係りなく製造
するのに適した透明導電性膜を有する基体及びその製造
方法に７関する。

〔発明の背景〕

透明導電膜の形成法としては、真空蒸着法、化学蒸着法
、スパッタリング法、スプレー法、浸漬法などがあるが
、いずれも比較的高温で処理されるため、耐熱性に乏し
いプラスチック部材に透明導電膜を直接形成する方法は
限定される。特に、透明性にすぐれた５ｎ０２．　Ｉｎ
２０ａ等の金属酸化物膜の場合は、熱処理が不可欠であ
る。比較的低温で成膜できる方法としては、スパッタリ
ング法、真空蒸着法があり、プラスチックフィルムある
いけシートでは、この方法が専ら用いられる。しか　゛
し、この方法を用いても、１０００以上の熱処理を行な
わなければ、ち密な構造の膜とならず、耐薬品性に乏し
く、実用し得ないものとなる。そのため、使用し得るプ
ラスチック部材としては、ポリエチレンテレフタレート
の様な比較的耐熱性の高い材料に限定される。しかしポ
リエチレンテレ７タレートフイルムは二軸延伸されてい
るため、光学的異方性が大きく、偏光素子を用いた液晶
表元素子では、視野が極端に狭くなる欠点がある。

また、直接プラスチック部材に透明導電膜を形成しても
、部材と膜の密着性が乏しく、容易にはく離してしまう
という問題がある。さらに、液晶表子などでは、透明導
電膜がパターン化されるためプラスチック部材からの透
湿を防ぐことが出来ず液晶素子の劣化ケ早める作用をも
たらす。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、透明導電性膜とプラスチックからなる
基体との密着性にすぐれ、耐薬品性にすぐれしかも込湿
性の小さいものとすることができる透明導電性膜を有す
る基体を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、透明導電性膜とプラスチック
からなる基体との密着性にすぐれ、耐薬品性にすぐれ、
しかも透湿性を小さくしたものとすることができる透明
導電性膜を有する基体をその基体の耐熱性に係わりたく
容易に製造することができる方法を提供することにある
。

〔発明の概要〕

本発明は、耐熱性の乏しいプラスチックからなる基体に
、直接金属酸化物を主成分とする透明導電膜を形成する
ことなく、有機接着剤層を介して設けたものである。さ
らに、透明導電膜がパターン化されても液晶内への透湿
が起らない様に、無機絶縁膜を透明導電膜と基体との間
に透湿バリア層として設けであるのが特徴である。

またこのような透明導電性膜を有する基体を製造するた
めに、比較的耐熱性の乏しいプラスチックからなる透明
性基体に有機接着剤層を形成し、この透明性基体とけ別
の非接着性表面を有する基体面に、金属酸化物を主成分
とする透明導電性膜を形成し、さらにこれに、絶縁性無
機膜を積層形成したのち、この積層膜を前記有機接着剤
層に転写固定するようにしたものである。

すなわち、金属酸化物を主成分とする透明導電性膜を形
成する場合、比較的高温で処理されるが、このような高
温処理においては耐熱性にすぐれた基体を用い、形成さ
れた透明導電性膜を耐熱性に係わりなく透明導電性膜が
最終的に設けられる基体として要求される特性を有する
プラスチック力島らなる基体に転写固定するものである
。

以下、本発明を更に詳細に説明する。

本発明において、金属酸化物を主成分とする透明導電性
膜を形成する基体は、比較的耐熱性が高い、かつ後工程
において他の基体に転写されるものであるので透明導電
層膜に対し密着性に乏しいものであることが必要である
。このような基体としては、例えばポリオレフィン、ポ
リエステル、弗素樹脂などのプラスチックのフィルムは
シート、あるいはこれらの樹脂を被覆したガラス板若し
くはポリイミドなどの高耐熱性プラスチックフィルムが
挙げられる。

また、金属鏡面板例えば７エロクローム板なども有用で
ある。

透明導電性膜は、８ｎ０２．　ＩｎａＯａ　ｆｒ、どの
金属酸化物を主成分とするものであって、その形成手段
には真空蒸着法、化学蒸着法、スパッタリング法、スプ
レー法、浸漬法などの公知の方法をいずれも採用するこ
とができる。

絶縁性無機膜としては、透明で電気絶縁性の高いものが
用いられる。一般には、酸化ケイ素膜を用いるのが良い
。酸化ケイ素膜は種々の方法で形成し得る。例えば、Ｃ
ＶＤ法、スパッタ法、浸漬法、スピンコード法などであ
る。いずれの方法も一次形成に用いる非接着性基体の耐
熱性を超えない処理温度ならば適用可能である。

一方、上記の基体とは別に用意したプラスチックからな
る透明性基体の表面に有機接着剤層が形成される。ここ
で透明性基体は最終的に透明導電性膜が形成される基体
であるので、その基体に要求される特性に応じて任意の
材質の基体を選定することができる。

有機接着剤層としては、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂彦
どが有効であるが、用途によっては粘着剤層としてもよ
い。このような接着剤としては、エポキシ樹脂、ウレタ
ン樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹
脂などを用いることができる。

このような有機接着剤層を有する基体の接着剤層面に前
記した透明導電性膜及び無機絶縁膜からなる積層膜を転
写固着する。転写前において、透明基体面上の接着剤層
は未硬化又は半硬化の状態にあり、前記積層膜を転写直
後、熱硬化性樹脂の場合加熱により硬化し、光硬化性樹
脂の場合、紫外線等を照射して硬化する。

尚、透明導電性膜は、あら小じめ非接着性基体上でエツ
チング処理などにより、所望の形状にパターン化された
ものであっても差支えない。この場合には、プラスチッ
ク基体上にパターン化された透明導電性膜が形成される
。

このようにして得られた透明導電性膜を有する基体は液
晶を用いたディスプレイ、光学シャッタ、電場発光体を
用いた光学装置などの電極基板、また、面状発熱体とし
て、航空機、電車、自動車等の窓用霜取装置、光選択透
過膜として太陽エネルギー用集熱器等の窓用フィルムに
利用できる。

液晶ディスプレイ用電極板の場合、偏光板をそのまま電
極板とすればプロセスが非常に簡略化すれるメリットが
あるが、偏光板は、その材料構成から考えて、１００Ｃ
以上の熱処理をすることは出来ないので、良質の透明導
電膜を付りるには、本発明の方法が極めて有効となる。

また、無機絶縁膜が全面に形成されているので基板とし
ては、必ずしも耐液晶性が不可欠の条件ではなくなるの
で、他の要件例えば、光学的等方性、透明性、材料コス
ト等を十分考慮した材料選定が可能となる。例えば、ポ
リカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン
、ポリアリーレンエステルなどの材料が利用できる様に
なる。

〔発明の実施例〕

（９） 第１図はポリオレフィン、ポリエステル、弗素樹脂のよ
うな合成樹脂のフィルムの一面に鼻明導電膜を形成する
装置の構成を示すもので、図中１は、１０−’Ｔｏｒｒ
程度の高真空度を得るための真空槽で、内部には、Ｉ　
ｎ２０３　’ｆ−主成分とする金属酸化物を入れるルツ
ボ２、このルツボ内の金属酸化物を加熱するタングステ
ンコイル３、が配設され、槽内の真空度、ルツボ内の金
属酸化物の加熱温度は、外部より個々に制御出来る様に
なっている。

蒸着膜の形成は、従来の真空蒸着と同様、図示していな
い油拡散ポンプと回転ポンプを接続して真空装置により
、真空槽１内の真空度を１Ｏ−６ＴＯｒｒ程度まで上げ
、かつこの状態を維持させ、ルツボ２内に入れた金属酸
化物をコイル３で加熱すると蒸発がはじまり、フィルム
４に蒸着膜が形成される。このあと、フィルム４は、１
５０ｔ：’〜２５０Ｃに加熱され、ち密な透明導電膜が
形成される。

第２図は、このようにし形成された絶縁膜５′及び透明
導電性膜５が設けられたフィルム４から、（１０） この膜５′、５を最終的に付設すべき基板６に転写する
装置を示すもので、基板６にはあらかじめ、エポキシ樹
脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂などの未硬化又は
半硬化状態の接着剤層７が設けられている。８ａ、８ｂ
、９ａ、９ｂは、それぞれ加熱、加圧ローラである。フ
ィルム４と基板６は、それぞれ膜５と樹脂層７を向い合
せにして、ローラ８ａ、８ｂ間及び９ａ、９ｂ間全通す
。これらのローラは、樹脂層を融解し、硬化反応を進め
させる働きをし、フィルム４と基板６は一体となる。

次いで透明導電性膜５をフィルム４からけ〈離すると、
第３図に示すように基板６に樹脂層７を介して絶縁性膜
５′及び透明導電性膜５が転写される。なおこの状態で
必要ならば樹脂層７が完全に硬化するまで熱処理が施さ
れる。

尚、フィルム４、基板６はいずれも単片で示されている
が、これらはロールに巻取られた形の長尺フィルムでも
差支えないことは言うまでもない。

また、樹脂層は、紫外線硬化型でも良く、その（１１） 場合には加圧ローラ８ａ、８ｂと、９ａ、９ｂとの間に
、紫外線照射装置が設けられる。

第３図に示すような絶縁性膜及び透明導電性膜を有する
基体を用いた液話素子の製造方法の一例を第４図（Ａ）
〜第４図（Ｆ）を基に説明する。

絶縁性無機膜５′及び透明溝゛Ｉｆ、性膜（透明電極）
５を有する基体（偏光フィルム）６にレジスト膜１０が
形成される（Ｂ）。このレジスト膜１０のパターンに対
応した電極パターンが形成される（Ｃ）。次いでこの電
１極パターン面側に配向膜１１が形成される（Ｄ）。ま
た基体６の外周縁に設けられた透明導電、性膜５上にシ
ール剤１２が印刷される（Ｅ）。次いで第４図（Ｅ）に
示す対の部材のシール剤側を貼り合せることによって液
晶素子が作製される（Ｆ）。

実施例１ 板厚２關、１００關Ｘ１００＋ｍｎのテフロンシートを
洗浄乾燥し、第１図に示す装置にセットする。同時に、
ルツボ内に、Ｉｎ２０ａ　９５ｆｆｉｔ部、５ｎｕ２５
重量部よりなる混合物を入れる。しかる後、真空（１２
） 槽１内を−たん１０−’Ｔｏｒｒ程度まで真空にしたあ
と、コイル３に外部電源から通電し、加熱する。

加熱し一定時間ガス抜きしたのち、４Ｘ１０−Ｉ′Ｔｏ
ｒｒの一定真空度で約２０Ａ／ｍの析出速度で蒸着した
。蒸着膜厚Ｉ″１５００Ａであった。続いて、真空槽１
からテフロンシートを取り外し、空気中で２００ｔＺ’
、２時間熱処理する。

次にこれの透明導電性膜面上に、スピンナを用いてＳＯ
Ｇ液を塗布、２５０Ｃ／１時間乾燥し、酸化ケイ素絶縁
膜’１２０００人形成する。

別に、用意したトリアセテートフィルム（膜厚１００　
ｐｍ、　１００ｍ１Ｘ　１００ｗｎ）を、洗浄乾燥後、
片面に、ロールコータを用いてポリエステル系樹脂（東
洋紡製バイロン■３００）の層を、メチルセロソルブア
セテート溶液から形成しておく。

次に、テフロンシートの酸化ケイ素膜形成面と、トリア
セテートフィルムのポリエステル樹脂Ｍ（ｉｌｌを向い
合せにし、第３図に示すような装置に導入し、加熱加圧
する。加熱ローラの温度は、１００Ｃ＝５Ｃであり、実
質的な加熱時間は、約１５秒（１３） である。冷却後、端部からはくすしたところ、簡単に、
第３図に示す様な構成の透明導電膜付きトリアセテート
フィルムが得られた。得られたフィルムは、抵抗値が１
０にΩ／ｓ　ｑ、透過率８９％であつ意。

実施例２ 実施例１と同様にして、テフロンシートに導電。

膜及び酸化ケイ素絶縁膜を形成し、２００ｔＴで２時間
熱処理する。

別に、実施例１と同じトリアセテートフィルムに、下記
組成のエポキシ樹脂層をアプリケータを用いて塗布し、
７０Ｃで５分仮乾燥しておく。

［エポキシ樹脂組成１］ 主剤：エピコー）８２８　（シェル油（ｔ［）１００重
匿重 工ロジルナ３８０（日本アエロジル族）２重量部 硬化剤：サンマイドナ１０３６　（三相化成製）５０重
量部 配合比　主剤１０２／硬化剤５０　（重層化）（１４） 次に、テフロンシートの導電膜面とトリアセテートフィ
ルムのエポキシ樹脂コート面ヲ向い合せにして、第２図
の装置で加熱加圧する。加熱条件は、実施例１と同様で
ある。その後、貼り合せた状態で、両面から、厚さ３ｍ
のアルミ板で、シート全面を抑え、０．２Ｋｇ／ｌ−で
加圧しながら、１００Ｕ、２時間硬化した。そのあと、
常温に戻し、テフロンシートをはく離し、第３図の様な
構成の透明導膜付きトリアセテートフィルムが完成する
。

実施例３ アクリル樹脂を保護厚とするＰＶＡ〜沃素偏光フィルム
（２５０μｍ厚、１００×１００）に、実施例２と同様
にして、［エポキシ樹脂組成１］の層を形成し、７０Ｃ
で５分乾燥する。これに、実施例１と同様にして形成し
た透明導電膜及び酸化ケイ素絶縁膜付きのテフロンシー
トをエポキシ樹脂層と絶縁膜層〜直接向い合う形で対面
させ、第２図に示す装置により加熱圧着する。更に、実
施例２と同様の方法で１００Ｃ，２ｈ硬化処理を行なう
。常温に戻したあと、テフロンシートをはく離（１５） した。この結果、第５図に示すようなアクリル樹脂層１
３ａ、ＰＶＡ〜沃素偏光フィルム１４、アクリル樹脂層
１３ｂ１接着層７及び絶縁膜５′透明導電性膜５が順次
形成された基体が得られた。

比較例１ 実施例１と同質のトリアセテートフィルム（１００μｍ
厚、１００Ｍ×１００Ｂ）を洗浄乾燥し、第１図に示す
装置にセットし、実施例１と全く同様の条件で、蒸着を
行なった。そのあと、真空槽からフィルムを取り出し７
、空気中で１００Ｃ，２時間熱処理して、トリアセテー
トフィルム６面上に透明導電性膜５が形成された基体を
得た。（第６図） 比較例２ 実施例３で用いたと同質の偏光フィルムを洗浄乾燥し、
第１図に示す装置にセントし、実施例１と全く同様の条
件で、蒸着を行なった。そのあと、真空槽からフィルム
を取り出し、空気中で、１００Ｃ，１時間熱処理した。

この結果、第７図に示すようにアクリル樹脂層１３Ｂ、
ＰＶＡ〜沃素フイ（］６） ルム１４、アクリル樹脂層１３ｂ及び透明導電性膜５が
順次形成された基体が得られた。

実施例１〜３、比較例１，２の透明導電膜付きフィルム
について、耐薬品性の目やすとなる耐アルカリ性及び密
着性評価法としてはぐり接着試験を実施した。

［試験方法コ 耐アルカリ性：６０Ｃの１容量％ＮａＯＨ水溶液にフィ
ルムを浸漬し、表面抵抗が初期値の２倍となるまでの時
間で評価。

密着性：フィルム’ｅ　１０ｒＭｎＸ　６０ｒｔａｎ　
の寸法に切わ出し、透明導電膜面を向い合せにして、実
施例２で用いたと同じ［エポキシ樹脂組成１コで、２枚
貼り合せ（貼り合せ長さけ端部から約３０　ｔａｓ　）
、１００Ｃ，２時間硬化後、ばくり接着強さを室温で測
定する。５ケのサンプルの平均値をめる。

引きはがし速度は２０ｍｍ／關である。その時のはぐり
状態を観察し、下記分類とした。

界面破壊：フィルムと透明導電膜の界面で破壊している
場合。フィルム面での表面抵抗測定でチ（１７） ニックする。

凝集破壊：接着剤層での破壊。

フィルム破断：フィルム自体が破断する破壊。

試験結果は下表の通りである。

表から明らかなように実施例はいずれも耐アルカリ性及
び密着性にすぐれている。

また、第４図（Ｆ）の構成かられかる様に、絶縁性無機
膜が液晶層全体を覆う形となるため液晶素子として本発
明基板ケ用いた場合、液晶層への水分の浸入が大幅に１
ｉｔ１．＋）−できることになり、信頼性の大幅向上が
図れる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、透明導電性膜を有機接着
剤層を介してプラスチック部材に転写面（１８） 着するので、透明導電性膜形成時の処理条件に係わりな
くプラスチック部材の材質を選定でき、また透明導電性
膜を有するプラスチック部材は有機接着剤層を介在させ
ているために密着性、耐薬品性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は非接着性表面を有する基体面に透明導電性膜を
形成する装置の概略的構成図、第２図は第１図の装置で
得られる透明導電性膜を転写する装置の概略的構成図、
第３図は本発明の透明導電性膜を有する基体の一実施例
を示す断面図、第４図（Ａ）〜第４図（Ｆ’）は透明導
電性膜を有する基体を用いて液晶素子を製造する工程を
順次示す説明図、第５図は本発明の透明導電性膜を有す
る基体の他の実施例を示す断面図、第６図及び第７図は
それぞれ比較例の透明導電性膜を有する基体を示す断面
図である。 １・・・Ｘ空Ｌ　２・・・ルツボ、３・・・タングステ
ンコイル、４・・・フィルム、５・・・透明導電性膜、
５′・・・絶縁性無機膜、６・・・基板、７・・・接着
剤層（樹脂層）、（１９） ｓａ、ｓｂ・・・加圧ローラ、９ａ、９ｂ・・・加熱ロ
ーラ、１０・・・レジスト膜、１１・・・配向膜、１２
・・・シール剤、１３ａ、１３ｂ・・・アクリル樹脂層
、１４・・・ＰＶＡ〜沃素偏光フィルム。 代理人　弁理士　高橋明夫 （２０） 弔１図 宿２図 佑３図 毛　ｌｌ−昏ａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、グラスチックからなる透明基体の表面に透明な有機
   接着層を介して、絶縁性透明無機膜層及び金属酸化物を
   主成分とする透明導電性膜を積層形成してなることを特
   徴とする透明導電性膜を有する基体。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記接着剤層が、
   熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂であることを特徴とする
   透明導電性膜を有する基体。 ３、特許請求の範囲第１項において、前記透明導電性膜
   を有する基体が、液晶表示素子基材であることを特徴と
   する透明導電性膜を有する基体。 ４、特許請求の範囲第１項において、前記プラスチック
   が、ポリカー・ボネート、ポリスルホン、ポリエーテル
   スルホン、ポリアリーレンエステル及びポリエーテルエ
   ーテルケトンの一種であることを特徴とする透明導電、
   性膜を有する基体。 ５、プラスチックからなる透明性基体の表面に、有機接
   着剤層を形成する工程ど、非接着性表面を有する基体面
   に金属酸化物を主成分とする透明導電性膜を形成する工
   程、透明絶縁性膜を形成する工程、前記透明導電性ｊ摸
   及び透明絶縁性膜を前記有機接着剤層に転写固定する工
   程とを含むことを特徴とする透明導電性膜を有する基体
   の製造方法。 ６、特許請求の範囲第５項において、前記有機接着剤層
   が熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂であることを特徴とす
   る透明導電性膜を有する基体の製造方法。 ７、特許請求の範囲第５項において、前記透明導電性膜
   を有する基体が液晶素子基材であることを特徴とする透
   明導電性膜を有する基体の製造方法。 ８、特許請求の範囲第５項において、前記プラスチック
   が、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルス
   ルホン、ポリアリーレンエステル及びポリニーテンエー
   テルケトンの一種であることを特徴とする透明導電性膜
   を有する基体の製造方法。