WO2004107297A1 - ディスプレイ基板用透明フィルム、該フィルムを用いたディスプレイ基板およびその製造方法、液晶ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ、およびタッチパネル - Google Patents

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WO2004107297A1
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WO
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film
display substrate
cellulose ester
transparent film
display
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PCT/JP2004/006690
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Yasushi Okubo
Kazuto Kiyohara
Satomi Kawabe
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Konica Minolta Holdings, Inc.
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
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    • C09K2323/06Substrate layer characterised by chemical composition

Definitions

  • the present invention relates to a transparent film for a display substrate, which has a low coefficient of linear expansion and is useful as a display substrate, and a method for producing the same.
  • the present invention also relates to a liquid crystal display using the transparent film for a display substrate as a substrate, an organic electroluminescent display, Touch panel. Background art
  • plastic substrate satisfying such physical properties examples include polyether sulfone, polycarbonate, or a transparent film in which an acrylic substrate is bonded to a polyether sulfone described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-142525 and a plastic substrate.
  • a plastic substrate has a drawback that more or less a gas such as water vapor or oxygen, which adversely affects elements constituting a display, is transmitted. '
  • a plastic substrate is coated with an inorganic thin film having a high gas barrier property by a vacuum evaporation-sputtering method or the like.
  • silicon oxide formed by such a method is used. It has become clear that layers can reduce the moisture permeability of the plastic substrate.
  • the plastic substrate has a coefficient of thermal expansion one to two orders of magnitude higher than that of a glass substrate, it is clear that problems such as cracking of the functional thin film provided on the plastic substrate and displacement of pixels occur. Has become. Also in the gas barrier inorganic thin film, when cracks occur, the moisture permeability is significantly increased. In the case of a transparent conductive film, when cracks occur, the conductivity decreases.
  • the expansion rate of plastic film against heat and humidity can be reduced by stretching. Since the force-stretching operation, which is known to be possible, also increases birefringence, it was not possible to obtain a plastic substrate suitable for a display even if the aforementioned PES or the like was stretched.
  • a vacuum evaporation method, a sputtering method, a vacuum plasma CVD method, or the like is usually used as a method of providing a gas barrier layer for suppressing permeation of moisture and oxygen.
  • a vacuum evaporation method, a sputtering method, a vacuum plasma CVD method, or the like is usually used as a method of providing a gas barrier layer for suppressing permeation of moisture and oxygen.
  • these methods require a complicated and large-scale apparatus. Therefore, the productivity was low and the application of the inorganic thin film was expensive.
  • a first object of the present invention is to provide a transparent plastic film having high transparency, high heat resistance, low birefringence, and low coefficient of thermal expansion for a liquid crystal display, an organic EL display, or a touch panel.
  • a second object of the present invention is to provide means for providing a gas barrier film having low moisture permeability and high durability and durability by a simple process.
  • a third object of the present invention is to provide a liquid crystal display, a touch panel, and an organic EL display having high light emission luminance with little image distortion and color shift. Disclosure of the invention
  • cellulose aesthetics / Refinolem is a plastic with low birefringence and high transparency, and is commonly used as a film for protecting polarizers in liquid crystal displays by taking advantage of these features.
  • cellulose ester is a hygroscopic resin and has a large coefficient of hygroscopic expansion.
  • a plasticizer such as a phosphate ester has been added as much as 5 to 20% by mass.
  • the plasticizer has disadvantages such as lowering the glass transition temperature of the cellulose ester and increasing the coefficient of thermal expansion.
  • the inventors of the present invention conducted diligent studies and found that while achieving a high glass transition temperature by suppressing the plasticizer content to a certain level or less, the thermal expansion coefficient was obtained by biaxially stretching the cellulose ester film. Surprisingly, cellulose ester has a small birefringence even when stretched, has excellent control of birefringence, and the disadvantage of reducing the amount of added plasticizer is gas barrier. It was found that the formation was suppressed by forming a layer, and the present invention was completed. The above object of the present invention is achieved by the following means.
  • the transparent film for a display substrate contains a cellulose ester, has a plasticizer content of less than 1%, and is stretched 3 to 100% in each of a transport direction and a width direction.
  • Transparent film for display substrates are transparent films.
  • the transparent film for a display substrate as described in 1 above comprising the polycondensate of the cellulose ester and an alkoxysilane represented by the following general formula (1).
  • R and R ′ each represent a hydrogen atom or a monovalent substituent, and n is 3 or 4.
  • the decomposition polycondensate is represented by the following general formula (2), and the sum of the masses of the inorganic polymer compound represented by the general formula (2) is less than 40% by mass based on the transparent film.
  • Isoshiana one preparative group, Chioisoshiana one preparative group, or was more with an organic crosslinking agent 1-2 0 weight 0/0 contains an acid anhydride residue, characterized in that to crosslink the cellulose ester wherein 4.
  • Equation (A) 0 ⁇ Y ⁇ 1.5
  • Equation ( ⁇ ) 1.0 ⁇ ⁇ + ⁇ ⁇ 2.9
  • X represents the degree of substitution by an acetyl group
  • represents the degree of substitution by a substituent having an alkoxysilyl group.
  • the crosslinked polymer is 5 to 9.
  • R is the in-plane retardation value at a wavelength of 590 nm. (590), and the in-plane retardation value at a wavelength of 480 nm is R. (480) and the ratio
  • a moisture-proof film containing a metal oxide or a metal nitride is provided on at least one surface of the transparent film for a display substrate according to any one of the above items 1 to 11, and the moisture-proof film is further provided.
  • the reactive gas is brought into a plasma state by applying a high-frequency voltage between the opposing electrodes under the atmospheric pressure or at a pressure close to the atmospheric pressure so that the reactive gas is in a plasma state, 14.
  • a method for producing a transparent film for a display substrate by a casting film forming method wherein a dope containing a cellulose ester and having a plasticizer content of less than 1% is cast on a casting support. And forming the web, stretching the web in the transport direction and the width direction by 3 to 100%, respectively, and drying the web, wherein the web is dried.
  • the reactive film is discharged on the transparent film for display substrate manufactured by the manufacturing method described in 18 above by applying a high frequency voltage between the opposing electrodes under atmospheric pressure or near atmospheric pressure.
  • a method for manufacturing a display substrate wherein a gas is made into a plasma state, and a moisture-proof film and a transparent conductive film are formed by exposing the transparent film to the reactive gas in the plasma state.
  • a method for manufacturing a display substrate wherein the frequency of the high-frequency voltage is in the range of 100 kHz to 2.5 GHz and the supply power is in the range of lWZcm 2 to 5 OW / cm 2 .
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a plasma discharge processing apparatus under an atmospheric pressure or a pressure near the atmospheric pressure.
  • FIG. 2 is a sketch drawing showing an example showing the structure of a conductive base material such as a metal of a portal electrode and a dielectric material coated thereon.
  • FIG. 3 is a sketch showing an example showing the structure of a base material of a rectangular cylindrical fixed electrode from which one of a group of rectangular cylindrical fixed electrodes as application electrodes is taken out and a dielectric material coated thereon.
  • FIG. 4 is a perspective view of a liquid crystal display device.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram showing a configuration example of an organic EL device.
  • FIG. 6 is a sectional view showing an example of the touch panel. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • the transparent film for a display substrate in the present invention refers to a transparent film used as a support or substrate for an electronic device such as a liquid crystal display, an organic EL display, and a touch panel.
  • These transparent films for display substrates are required to firmly support various functional thin films constituting electronic devices such as the liquid crystal display, the organic EL display, and the touch panel, and to be flexible, to be hard to break, and to be lightweight. is necessary.
  • the display substrate it is necessary to use the display substrate in a state where the formed display element is shielded from the influence of the outside air such as moisture and oxygen. . Therefore, when a plastic film is used as a substrate, a thin film having a moisture-proof property such as an oxidized silicon film is usually formed on the film. Further, a conductive thin film is used as a common functional thin film constituting the display element, and for example, a film such as ITO is used as a transparent conductive film.
  • These thin films are basically metal oxide thin films, and do not pose a problem when formed on a substrate such as glass that does not easily expand or contract due to heat or humidity. Due to large expansion and contraction, thermal history in the manufacturing process (substrate temperature rises due to evaporation of various materials and substrate processing such as sputter link) Force Causes expansion and contraction of the substrate, for example, optical position between layers In addition to causing slippage, the metal oxide thin film formed on the substrate is particularly fragile, so it is easy to crack due to expansion and contraction due to heat and moisture, and the special properties change! / ,.
  • the plastic film used as a support or substrate for the electronic device has little expansion and contraction due to a rapid change in temperature and humidity in the production of the functional thin film constituting the electronic device, and the formed thin film is broken (cracked).
  • the functional thin film formed for example, a moisture-proof film or a transparent conductive film, must not be easily cracked by bending or the like.
  • the glass used as a substrate material has a low coefficient of linear expansion, and it is also preferable when the element is sealed as a substrate or as a protective sheet.
  • the glass transition temperature measured by TMA stress distortion measurement
  • the glass transition temperature measured by TMA is 180 ° C or more, and the linear tension ratio in the MD and TD directions is higher.
  • films in the range of 5 to 50 pp mZ ° C were found to be suitable.
  • the transparent film for a display substrate of the present invention has such performance, contains a cellulose ester, has a plasticizer content of less than 1%, and has a plasticizer content in each of the transport direction and the width direction. It is characterized by being stretched from 3 to 100%.
  • the transparent film for a display substrate of the present invention is preferably a cellulose ester film formed by a casting method (casting method).
  • the machine transport direction is hereinafter referred to as the MD direction
  • the direction perpendicular to the mechanical transport direction is referred to as the TD direction.
  • the linear expansion coefficient of the transparent film for a display substrate is within the above range, the functional thin film formed on the film, such as the moisture-proof film or the transparent conductive film, has a heat history at the time of manufacture or an element formed on the substrate. Even after being subjected to stress caused by expansion and contraction by heat or bending of the substrate, the characteristics of the functional thin film are not impaired.
  • the coefficient of linear expansion of the transparent film for a display substrate can be determined from a temperature-strain curve in thermal stress strain measurement (TMA).
  • TMA-SS610 manufactured by Seiko Instruments Inc. was used, and a sample with a thickness of 100 ⁇ m and a width of 4 mm was fixed at a distance of 20 mm between the chucks. After the temperature was raised from room temperature to 180 ° C and the residual strain was removed, the temperature was raised again from room temperature to 180 ° C at 5 ° C / min. Find the expansion coefficient. For example, if the temperature of the film material increases by one degree and the dimensions expand by 0.001 mm (1 wm) per meter, the thermal expansion coefficient of the support will be 1 ppm.
  • the transparent film for a display substrate according to the present invention is a film containing cellulose ester, and a functional thin film such as a moisture-proof film or a transparent conductive film is formed on the film and used as a substrate for the various electronic devices. I can do it.
  • the cellulose ester may be triacetyl cellulose, or a mixed fatty acid cellulose ester with an acetyl group, a portionyl group, a butyryl group, or the like.
  • the total substitution degree of the total acyl group (total substitution degree) is 1.5.
  • Exceeding cellulose esters are preferably used.
  • Glucose unit forming cellulose has three hydroxyl groups that can be bound.For example, in cellulose triacetate, when all three hydroxyl groups of glucose unit are bound to acetyl group, the acetyl group is used. The degree of substitution is 3.0.
  • triacetyl cellulose has a degree of acetyl substitution of 2.8 to 2.9.
  • the triacetyl cellulose (TAC) in the cellulose ester of the present invention also falls within this range.
  • diacetyl cellulose actually has an acetyl substitution degree of about 2.2 to 2.5
  • diacetyl cellulose (DAC) in the cellulose ester of the present invention also has Represents those in this range. Therefore, in the cellulose ester of the present invention, the preferred degree of acetyl substitution is 2.2 to 2.9.
  • the degree of substitution of these acyl groups can be measured according to ASTM-D 817-96.
  • acyl groups may be substituted at the 2-, 3-, and 6-positions of the glucose unit on average, or may be substituted at a high ratio at the 6-position, for example. Is also good.
  • the cellulose ester used in the present invention is an organic-inorganic hybrid or a cellulose ester satisfying the following formulas (A) and (B) in order to make more effective improvement measures such as crosslinking. May be.
  • Equation (A) 0 ⁇ Y ⁇ 1.5
  • Equation ( ⁇ ) 1.0 ⁇ X + Y ⁇ 2.9
  • X represents the degree of substitution of the hydroxyl group of the skeleton cellulose by an acetyl group
  • represents the degree of substitution by a substituent having an alkoxysilyl group.
  • the estenol group constituting the cellulose ester is an acetyl group, a cellulose ester having high heat resistance and a low coefficient of linear expansion can be obtained.
  • the remaining hydroxyl group may be substituted with a substituent having an alkoxysilyl group.
  • a part of the hydroxyl groups of cellulose is replaced by, for example, a silane coupling agent which reacts with the hydroxyl groups.
  • silane coupling agent examples include glycidic acid such as y-glycidoxypropyltrimethoxysilane, ⁇ -glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-triethoxysilylpropyl succinic anhydride, and ⁇ - isocyanatepropyltrimethoxysilane.
  • glycidic acid such as y-glycidoxypropyltrimethoxysilane, ⁇ -glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-triethoxysilylpropyl succinic anhydride, and ⁇ - isocyanatepropyltrimethoxysilane.
  • Systems and isocyanate systems are preferred, and isocyanate systems are particularly preferred.
  • silane coupling agents there can be mentioned y-isocyanate or pyrtrimethoxysilane.
  • the alkoxysilyl group substituted by the cellulose ester by the reaction with these is integrated with the alkoxysilane represented by the general formula (1) by polycondensation to form a monolithic organic-inorganic hybrid cellulose-silica hybrid polymer film. Is composed. However, alkoxy If the degree of substitution Y by the silyl group increases, the network structure of the transparent film becomes too dense and the film becomes brittle, so Y is preferably 1.5 or less.
  • those in which X + Y is in the range of 1.0 or more and 2.9 or less have high resin solubility and can produce a high-concentration dope, which is more advantageous during film formation and drying. Yes and preferred.
  • Cellulose esters have a positive wavelength dispersion characteristic of birefringence, and are preferable as a resin.
  • cellulose esters have hydroxyl groups, these hydroxyl groups are substituted with a substituent having an alkoxysilyl group as described above. It may be replaced.
  • a transparent film having low heat, low birefringence, positive birefringence wavelength dispersion and high heat resistance can be formed.
  • the wavelength dispersion of birefringence is referred to as positive dispersion, for example, by dissolving the polymer in a soluble solvent, casting it on a glass plate and drying it so that the thickness when dried becomes 100 ozm.
  • the in-plane retardation value R of the film made of the polymer at a wavelength of 480 nm. (480), in-plane retardation value R at wavelength 590 nm. (5 90) and measure the ratio [R Q (480) / R. (590)] is less than 1.
  • the in-plane retardation value R at the wavelength of 480 nm is used.
  • (480) is the in-plane retardation value R at a wavelength of 590 nm.
  • (480) / R. (590) is preferably 0.8 or more and less than 1.0.
  • the cellulose as a raw material of the cellulose ester used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include cotton linter, wood pulp, and kenaf.
  • the cellulose obtained from these can be used alone or in a mixture at an arbitrary ratio, but it is preferable to use 50% by mass or more of cotton linter.
  • the molecular weight of the cellulose ester used in the present invention is preferably 70,000 to 200,000 in number average molecular weight (Mn) S, the modulus of elasticity of the obtained film, the viscosity of the dope and the film forming speed are preferred from the viewpoint of, 100,000-200,000 are more preferred.
  • the cellulose ester used in the present invention has an MwZMn ratio of less than 3.0, but preferably 1.4 to 2.3.
  • the average molecular weight and molecular weight distribution of the cellulose ester can be measured using high performance liquid chromatography, the number average molecular weight ( ⁇ ) and weight average molecular weight (M w) can be calculated using these, and the ratio can be calculated. .
  • the measurement conditions are as follows.
  • the cellulose ester used in the present invention can be synthesized using an acid anhydride or an acid chloride as an acylating agent.
  • an organic acid eg, acetic acid
  • methylene chloride is used as a reaction solvent.
  • an acidic catalyst such as sulfuric acid is used.
  • the acylating agent is an acid chloride
  • a basic compound is used as a catalyst.
  • cellulose is esterified with an organic acid (acetic acid, propionic acid) corresponding to an acetinole group or a mixed organic acid component containing an anhydride thereof (acetic anhydride, propionic anhydride). Synthesize cellulose ester.
  • the amount of the propionylating agent corresponding to the propionyl group is adjusted so that the ester to be synthesized has a necessary substitution degree.
  • the amount of the reaction solvent to be used is preferably from 100 to 100 parts by mass, more preferably from 200 to 600 parts by mass, based on 100 parts by mass of the cellulose.
  • the amount of the acidic catalyst used is preferably from 0.1 to 20 parts by mass, more preferably from 0.4 to 10 parts by mass, based on 100 parts by mass of the cellulose.
  • the reaction temperature is preferably from 10 to 120 ° C, more preferably from 20 to 80 ° C.
  • the degree of substitution may be adjusted by hydrolysis (saponification) if necessary.
  • the reaction mixture is separated by a conventional means such as precipitation, washed and dried to obtain a cellulose ester.
  • Cellulose esters for example, methylene chloride, methyl acetate also methanol, 1 0-3 5 wt% concentration (more preferably, 1 5-2 5 mass 0/0) in an organic solvent such as Etanoru a solution in Power of dope Additives are added to the dope solution obtained by dissolving the cellulose ester, if necessary, and the dope solution is applied onto a support (belt-shaped or drum-shaped stainless steel mirror-finished support). Casting (cast Step), heating to remove a part of the solvent (drying step on the support), and then peeling off the support, and drying the peeled film (film drying step) to obtain a cellulose ester film. After drying, stretching is performed in the MD and TD directions as necessary, as will be described in detail later. By performing stretching of 3 to 100% in the MD direction and the TD direction by simultaneous stretching or sequential stretching, molecules are oriented and the coefficient of linear expansion of the film is reduced.
  • an organic solvent such as Etanoru a solution in Power of dope
  • the transparent substrate film for a display of the present invention preferably contains 50 to 1% by weight, more preferably 75 to 95% by weight of a cellulose ester.
  • the transparent substrate film for display of the present invention preferably contains, in addition to the cellulose ester, components such as an inorganic polymer, a cross-linking agent and a cross-linked polymer described below in an amount of preferably 0 to 50% by weight, more preferably 5 to 50% by weight. ⁇ 25% by weight.
  • a plasticizer is added in an amount of 1 to 20% by mass in order to lower the moisture permeability of the film and improve the film forming property.
  • the plasticizer content in the film is preferably less than 1% in order to reduce the linear expansion coefficient.
  • a plasticizer is a low molecular weight compound having a molecular weight of less than 1000 and is chemically inert (chemical reaction such as binding with a cellulose ester or polymerization itself) occurs. No).
  • cellulose ester films as supports for photographic negative films and cellulose ester films for protecting polarizers in liquid crystal displays have contained as much as 5 to 20% by mass of a plasticizer.
  • the plasticizer has the effect of reducing the moisture permeability of the cellulose ester film and reducing the coefficient of humidity expansion.
  • the inventors of the present invention have revealed that the addition of a plasticizer causes undesired changes in physical properties such as a significant decrease in glass transition temperature and an increase in thermal expansion coefficient.
  • the amount of the plasticizer added is set to less than 1% in the present invention.
  • the addition of less than 1% can minimize the adverse effect on the film. More preferably, it is less than 0.3%, and most preferably it is not contained (0%).
  • the amount of the plasticizer added is less than 1%, it is preferable to increase the moisture permeability and increase the coefficient of humidity expansion, as well as the ability to generate characteristics.These characteristics are applied to the cellulose ester film and the gas barrier layer described later. By forming, the absorption and transmission of water vapor can be suppressed, so that there is no problem when used as a substrate film for a display.
  • the coefficient of humidity expansion can also be reduced by a stretching operation described later, similarly to the coefficient of thermal expansion.
  • plasticizer for example, a polyvalent alcohol monoester plasticizer, a glycolate plasticizer, a phosphate ester plasticizer, a phthalate ester plasticizer, or the like can be used.
  • a low molecular compound having a specific function may be added to the transparent substrate film for a display of the present invention.
  • a functional low-molecular compound include an ultraviolet absorber used to prevent elements inside the display substrate from deteriorating due to ultraviolet rays, a retarder, a dye used to adjust the color tone of the display substrate, and the like. And antioxidants that prevent oxidation of the functional material.
  • These low molecular compounds also need to be less than 1% by mass in total in the cellulose ester film.
  • UV absorbers are excellent in the ability to absorb ultraviolet light with a wavelength of 370 nm or less, for example, from the viewpoint of preventing deterioration of the liquid crystal outdoors such as when the liquid crystal display device is exposed to sunlight, etc. From the viewpoint of displayability, those that absorb less visible light having a wavelength of 400 nm or more are preferably used.
  • the transmittance at a wavelength of 370 nm is particularly preferably at most 10%, more preferably at most 5%, further preferably at most 2%.
  • an ultraviolet absorber having two or more aromatic rings in the molecule is particularly preferably used.
  • the ultraviolet absorber used in the present invention is not particularly limited.
  • Preferably used UV absorbers are benzotriazole UV absorbers and benzophenone UV absorbers which have high transparency and are excellent in preventing deterioration of polarizing plates and liquid crystal elements, and benzotriazole which has less unnecessary coloring. Ultraviolet absorbers are particularly preferred.
  • ultraviolet absorber used in the present invention include, for example, 5-chloro-1,2- (3,5-di-sec-butynole-12-hydroxyxylolephenyl) -12H-benzotriazole, ( 2-2H-benzotriazole-1-yl) -6- (straight-chain and side-chain dodecyl) -1-methylphenol, 2-hydroxy-4-pentinoleoxybenzophenone, 2,4-pentinoleoxybenzophenone ⁇ All the tinuvins such as tinuvin 109, tinuvin 171, tinuvin 234, tinuvin 326, bin 327, tinuvin 328, etc. are all commercial products manufactured by Chipa Specialty Chemicals, and are preferably used. I can do it.
  • the UV absorber may be a mixture of two or more.
  • a polymer ultraviolet absorber can also be preferably used, and particularly, a polymer type ultraviolet absorber described in JP-A-6-148430 is preferably used.
  • the method of adding the ultraviolet absorber may be such that the ultraviolet absorber is dissolved in an organic solvent such as alcohol methylene chloride or dioxolane and then added to the dope, or may be directly added to the dope composition.
  • organic solvents such as alcohol methylene chloride or dioxolane
  • Those that do not dissolve in organic solvents, such as inorganic powders, are dispersed in an organic solvent and cellulose ester using a dissolver or sand mill and then added to the dopant.
  • the amount of UV absorber used is not uniform depending on the type of compound, usage conditions, etc., but if the dry film thickness of the cellulose ester film is 30 to 200, it acts as a plasticizer if it is too large. So that the linear expansion coefficient does not deteriorate, that is, with the plasticizer Similarly, it is preferably less than 1 mass ° / o.
  • an antioxidant an anthraquinone dye for adjusting the color tone, and the like can be added.
  • a matting agent such as silicon oxide or a matting agent such as silicon oxide surface-treated with an organic substance may be added.
  • the average diameter of the primary particles of the fine particles is preferably 5 to 50 nm, more preferably 7 to 20 nm, because the larger the average diameter of the fine particles, the greater the matt effect and the smaller the average diameter, the better the transparency. .
  • the fine particles of silicon dioxide are not particularly limited.
  • AEROS IL (Aerosil) 200, 200 V, R972, R972V, R974, R202, R805, R812 are preferred.
  • additives may be added to the dope in batches, or an additive solution may be separately prepared and added inline.
  • the additive solution When the additive solution is added in-line, it is preferable to dissolve a small amount of cellulose ester in order to improve the mixing with the dope.
  • the preferred amount of the cellulose ester is 1 to 10 parts by mass, more preferably 3 to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of the solvent.
  • an in-line mixer such as a static mixer (manufactured by Toray Engineering Co., Ltd.) or a SWJ (Toray static in-tube mixer Hi-Mixer) is preferably used.
  • the transparent film for a display substrate of the present invention containing a cell-opening esthenole has been modified by a technique called organic-inorganic hybrid.
  • the organic-inorganic hybrid is a technique for obtaining a material having both organic and inorganic properties by mixing an organic substance and an inorganic substance.
  • an organic polymer obtained by hydrolytic polycondensation of the above-mentioned cellulose ester as an organic substance and an alkoxysilane represented by the general formula (1) as an inorganic substance is preferably used.
  • the amount of the hydrolyzed polycondensate added may be the same as the amount of the inorganic polymer formed by hydrolytic polycondensation of the alkoxysilane compound represented by the general formula (1) as represented by the general formula (2). It is preferable that the inorganic polymer is contained in an amount of 1 to 20% by mass or less based on the whole film.
  • an inorganic polymer having a large number of hydrophilic groups By adding an inorganic polymer having a large number of hydrophilic groups, hydrogen bonds between cellulose ester molecules are strengthened, and the effect of increasing the glass transition temperature can be seen.
  • an addition amount of 20 mass% or less is preferable. More preferably, 3 to 15% by mass, and still more preferably, 5 to 10% by mass is added.
  • the transparent film for a display substrate using a cellulose ester film modified with an organic-inorganic hybrid has more preferable characteristics.
  • R ′ is an alkyl group
  • R represents a hydrogen atom or a monovalent substituent
  • n represents 3 or 4.
  • Examples of the alkyl group represented by R ′ include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, Methoxyl groups and the like, and may be substituted with a substituent (for example, a halogen atom, an alkoxy group, etc.).
  • a substituent for example, a halogen atom, an alkoxy group, etc.
  • a lower alkoxy group which is easy to volatilize during drying is preferable, and a methyl group and an ethyl group are particularly preferable.
  • the monovalent substituent represented by R may be any compound exhibiting the properties of an alkoxysilane, and specifically includes an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkyl group, an aryl group, and an aromatic group.
  • substituent of R examples include a halogen atom such as a fluorine atom and a chlorine atom, an amino group, an epoxy group, a mercapto group, a hydroxyl group, an acetyl group, and other various substituents which do not impair the properties particularly as an alkoxysilane.
  • alkoxysilane represented by the general formula (1) include, specifically, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane (TEOS), tetra-n-propoxysilane, tetraisopropoxysilane, and tetra-n-butoxy.
  • these compounds may be partially condensed and may be a quantitative silicon compound such as silicate 40, silicate 45, silicate 48, or silicate 51 manufactured by Tama-Danigaku. .
  • the alkoxysilane has a silicon alkoxide group capable of hydrolytic polycondensation
  • a network structure of an inorganic high molecular compound is formed by hydrolytic polycondensation of these alkoxysilanes.
  • a transparent film having organic polymer properties of the cellulose ester and inorganic polymer properties formed by the hydrolytic polycondensation of alkoxysilane is obtained.
  • a hydrophobic alkoxysilane and water, and if necessary, an organometallic compound and water are mixed together, as in the case where a hydrophilic organic solvent such as methanol, ethanol, and acetonitrile coexist, and if necessary,
  • the catalyst is added, the alkoxysilane is hydrolyzed and polycondensed, and the hydrolyzed polycondensate is added to a cellulose ester dope and mixed to be finely dispersed in the cellulose ester.
  • a good solvent for the cellulose ester is also contained so that the cellulose ester does not precipitate from the dope.
  • film productivity such as film haze, flatness, film formation speed, and solvent recycling Point force, et al., Water for hydrolysis of the alkoxysilane to the dope 0. 0 1 mass 0/0 than a two. 0 It is preferable that the mass% within the following range.
  • the transparent film as a transparent support, a heat-resistant film can be obtained without losing the optical properties of the cellulose ester, and a film that is hardly deformed even under high temperature conditions can be obtained.
  • the cellulose ester used in the transparent film whose main component is a hydrolyzed polycondensate of a cellulose ester and an alkoxysilane is the above-mentioned cellulose ester, and acetyl cellulose is particularly preferred.
  • a cellulose ester (Y> 0) modified with an alkoxysilyl group capable of undergoing a condensation reaction with a hydrolyzed polycondensate of an alkoxysilane is also preferably used.
  • the alkoxysilane represented by the general formula (1) may be added with a catalyst at the time of hydrolysis, if necessary.
  • the condensation reaction may be promoted.
  • the catalyst examples include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, 12 tandust (VI) phosphoric acid, 12 molybdo (VI) phosphoric acid, and silicotungstic acid, acetic acid, trifluoroacetic acid, levulinic acid, Organic acids such as citric acid, ⁇ -toluenesulfonic acid, and methanesulfonic acid are used.
  • a base may be neutralized by adding a base.
  • the content of Alkali metal before the drying step is less than 500 ppm (here, the alkali metal includes an ionic state).
  • Lewis acids for example, acetates of metals such as germanium, titanium, aluminum, antimony, and tin, and other organic acid salts, halides, and phosphates may be used in combination.
  • ammonia monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, ethynoleamine, and triethylamine
  • DBU diazabicycloundecene-1
  • DBN diazamine
  • Bicyclic mouth ring amines such as bicyclononene
  • ammonia phosphine
  • alkali metal alkoxides ammonium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide, and benzyltrimethylammonium hydroxide
  • ammonium hydroxide tetramethylammonium hydroxide
  • benzyltrimethylammonium hydroxide can be used.
  • the amount of the acid or alkali catalyst to be added is not particularly limited, but is preferably 0.01% to 20% by mass relative to the amount of water to be added. Further, the acid and base treatments may be used multiple times.
  • the catalyst may be neutralized, and the volatile catalyst may be removed under reduced pressure, or may be removed by washing with separated water.
  • a solid catalyst, such as an ion exchange resin, from which removal of the catalyst is easy may be used.
  • the reaction may be completed in a solution state before coating, or the reaction may be completed after casting into a film, but it is necessary to complete the reaction before coating. good. Depending on the application, the reaction does not need to be completely completed, but it is preferable that it be completed if possible.
  • the cellulose ester according to the present invention may be crosslinked by a crosslinking agent.
  • a cross-linking agent that cross-links the cellulose ester with a compound having a plurality of reactive groups in the molecule that react with and bond to the residual hydroxyl groups of the contained cellulose ester is used.
  • Such a crosslinking agent is preferably formed by containing 120% by mass with respect to the cellulose ester, and the reactive group reacts with the residual hydroxyl group of the cellulose ester to form a crosslink in the cellulose ester. This includes those that have introduced.
  • the content of the crosslinking agent is preferably from the viewpoint of the coloring and heat resistance of the transparent film. Is 1/20 mass of cellulose ester 0 /. , And the. More preferably 5-15 mass 0/0.
  • the reactive group that reacts with and binds to the residual hydroxyl group of the cellulose ester is preferably an addition-reactive group, specifically, an isocyanate group, a thioisocyanate group, an epoxy group, or an acid anhydride group. And so on.
  • an addition-reactive group specifically, an isocyanate group, a thioisocyanate group, an epoxy group, or an acid anhydride group.
  • a polyisocyanate compound having a plurality of isocyanate groups and having a crosslinkable group with respect to senolerose ester is preferred. Examples of these polyisocyanate compounds include compounds represented by the following general formula.
  • V is an integer of 1 or more
  • L represents a divalent or higher valent connecting group having an anoalkylene group, an alkenylene group, an arylene group or an aralkylene group as a partial structure.
  • These groups may further have a substituent, and preferred examples of the substituent include a halogen (eg, Br and C 1), a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, an alkyl group, an alkoxyl group and the like.
  • isocyanates having an aromatic ring such as 2,4-tolylene diisocyanate (TD I), 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MD I), and xylylene diisocyanate;
  • TD I 2,4-tolylene diisocyanate
  • MD I 4,4'-diphenylmethane diisocyanate
  • n _ Aliphatic isocyanates such as butinoresisocyanate and hexamethylene diisocyanate, hydrogenated TDI, hydrogenated MDI, and other isocyanates obtained by hydrogenating aromatic rings, etc.
  • Mobeine clay Desmodu (De smo du r) N100, Desmodu N 3300, Mondur TD-80, Mondeux M, Mondeux MRS, Movey, Polymer Isocyanate, Dow, Papi 27, Aldrich, Octadecinoleic isocyanate, furthermore, Colonet 230, Colonet 255, Colonet 251 , Coronate 2507, Coronate L, Coronate HL, Coronate HK, Coronate ⁇ , Coronate 341, Coronate ⁇ , Coronate 206, Above, Nippon Polyurethane, Takenate D103 ⁇ , Takenate D200 4 ⁇ ⁇ , Takenate D—17 2 ⁇ , Takenate D—17 ON, Takeda Pharmaceutical, Sumidur 320, Sumidur 44 V—20, Sumidur IL, Sumitomo Bayer Retin And the like.
  • the present invention is not limited to these.
  • Crosslinking agents other than isocyanate compounds include pyromellitic dianhydride,
  • the amount of these used is preferably 1 to 20%, more preferably 1 to 5% by mass ratio with respect to the cellulose ester.
  • Compounds having a plurality of reactive groups in the molecule that react with and bond to these hydroxyl groups can be added directly to the dope to dissolve or dissolved in an organic solvent so as to be mixed as uniformly as possible into the dope solution. It is preferable to add in the state of a dissolved solution.
  • these compounds may be separately prepared in a solution of these compounds, and then mixed with the dope solution immediately before casting on a belt or a drum.
  • crosslinking reaction proceeds rapidly, for example, a key to a belt or a drum is used. Immediately before the yastoe, it may be added inline sequentially. This allows the crosslinking reaction to proceed in the casting process to a belt or drum support and in the web after peeling.
  • the display substrate film containing the cellulose ester according to the present invention may be modified with a semi-IPN (semi-interpenetrating network structure) type polymer alloy.
  • IPN is an interpenetrating polymer network.
  • IPN (interpenetrating network structure) type polymer alloy is a polymer alloy of cross-linked polymers, while semi-IPN type polymer alloy is one of a cross-linked polymer, The other is a polymer alloy in the case of a non-crosslinked polymer.
  • Semi-IPN-type polymer alloys include, for example, a method of cross-linking and polymerizing a monomer and Z or an oligomer for a cross-linked polymer in a state where a non-cross-linked polymer is dissolved, and a method of cross-linking a cross-linked polymer in the presence or absence of a solvent. It can be formed by subjecting a monomer to non-crosslinking polymerization in a state of swelling with the polymer.
  • the crosslinked polymer and the non-crosslinked polymer do not need to be completely compatible with each other, but include those in which phase separation has occurred.
  • the crosslinked polymer rich phase and the noncrosslinked polymer rich phase each have a semi-IPN structure.
  • a crosslinked polymer formed into particles and a non-crosslinked polymer are not blended. This can be confirmed by the fact that most of the crosslinked polymer does not disperse into particles when the film of the present invention is immersed in a solvent that dissolves the non-crosslinked polymer.
  • the film made of the above semi-IPN polymer alloy is compatible with the properties of the crosslinked polymer such as high hardness and heat resistance, and the flexibility and optical properties of the non-crosslinked polymer. it can.
  • the non-crosslinked polymer is a cellulose ester having high transparency, low birefringence, and positive birefringence wavelength dispersion characteristics.
  • the crosslinked polymer used in the semi-IPN structure type polymer alloy of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include, for example, an epoxy resin, a phenol resin, a melamine resin, a crosslinked vinyl polymer, and a polyanurate.
  • a cross-linked bullet polymer having high heat resistance is used.
  • a crosslinked vinyl polymer can be obtained by polymerizing a low molecular compound having a polymerizable unsaturated double bond by heating or irradiating with energy rays.
  • a low molecular compound is a compound having a molecular weight of 100 or less and which cannot be formed into a film by itself.
  • Examples of the low molecular weight compound having a polymerizable unsaturated double bond used in the present invention include an alkyl group such as a butyl group and an acrylyl group, and an unsaturated fatty acid such as an acrylic acid residue and a methacrylic acid residue. Low molecular weight compounds having a residue and the like are included.
  • the low molecular weight compound having a polymerizable unsaturated double bond used in the present invention is not particularly limited, but it is compatible so as to generate haze, bleed out, or volatilize in the film at the mixing stage before polymerization. Further, it preferably has a functional group capable of interacting with a cellulose ester by hydrogen bonding or the like.
  • Examples of such a functional group include a hydroxyl group, an ether group, a carbonyl group, an ester group, a carboxylic acid residue, an amino group, an imino group, an amide group, an imido group, a cyano group, a nitro group, a sulfonyl group, a sulfonic acid residue, Examples thereof include a phosphor group, a phosphonic acid residue and the like, and preferred are a carboxyl group, an ester group and a phosphoryl group.
  • a low molecular weight compound having a residue of an unsaturated fatty acid such as acrylic acid, methacrylic acid / pentadecylenic acid, oleic acid, sorbic acid, linoleic acid, linolenic acid, and arachidonic acid is preferably used.
  • a polymer having a high polymerization rate is preferable, and a polymer which can be cured with an energy ray is preferable.
  • (meth) atalylic acid and a polyhydric alcohol may be used as a low molecular compound having a plurality of polymerizable unsaturated double bonds, which satisfies such conditions and can impart heat resistance to the crosslinked polymer and is preferably used in the present invention.
  • (meth) atalylic acid and a polyhydric alcohol may be used as a low molecular compound having a plurality of polymerizable unsaturated double bonds, which satisfies such conditions and can impart heat resistance to the crosslinked polymer and is preferably used in the present invention.
  • esters may be used as a low molecular compound having a plurality of polymerizable unsaturated double bonds, which satisfies such conditions and can impart heat resistance to the crosslinked polymer and is preferably used in the present invention.
  • (meth) acrylic acid and polyvalent alcohol are preferable. And esters with the same.
  • the polyhydric alcohol used in the present invention is represented by the following general formula (4).
  • R 1 represents an n-valent organic group
  • n represents a positive integer of 2 or more
  • an OH group represents an alcoholic and / or phenolic hydroxyl group.
  • Examples of preferred polyhydric alcohols include, for example, the following, but the present invention is not limited thereto.
  • the unsaturated carboxylic acid having a polymerizable unsaturated double bond used in the polyhydric alcohol ester may be one type or a mixture of two or more types. Further, all of the ⁇ H groups in the polyhydric alcohol may be esterified, or some of them may be left as OH groups.
  • the following compounds can also be preferably used.
  • low molecular compounds having a polymerizable unsaturated double bond can be used alone or in combination of two or more. Further, a low molecular compound having one unsaturated double bond group may be included in the structure of the crosslinked polymer. However, in order to maintain the heat resistance of the crosslinked polymer, 50% by mass or more of the crosslinked polymer must be contained in the present invention. It is preferably formed from a low molecular compound having a plurality of unsaturated double bond groups according to the above.
  • the content of the crosslinked polymer according to the present invention in the transparent film is preferably 5 to 50% by mass based on the total mass of the transparent film.
  • the addition amount of the crosslinked polymer was 5 mass.
  • the ratio By setting the ratio to / 0 or more, the effect of improving the heat resistance by adding the crosslinked polymer is recognized, and it is difficult to deform when heated at a high temperature.
  • the addition amount of the crosslinked polymer exceeds 50% by mass, the transparent film may become brittle, and is preferably 50% by mass or less.
  • the method of cross-linking and polymerizing the low-molecular compound having a plurality of polymerizable unsaturated double bonds of the present invention in the cellulose ester of the present invention is optional, for example, Crosslinking polymerization by irradiation with energy rays is preferred because the polymerization rate is high, and heat may be applied when dissolving the cellulose derivative in an organic solvent.
  • the energy ray for example, an electron beam, an X-ray, an X-ray, an ultraviolet ray, a visible ray, an infrared ray, etc. can be used. That's good ,.
  • the intensity of the irradiated ultraviolet light is preferably in the range of 0.1 to 500 OmW / cm 2 , and more preferably in the range of 10 to 100 mW / cm 2 .
  • the irradiation time is also arbitrary, but is generally preferably about 0.1 to 100 seconds.
  • ultraviolet rays or visible rays are used as energy rays, it is also preferable to include a photopolymerization initiator for the purpose of increasing the polymerization rate.
  • the polymerization rate can be increased and the degree of polymerization can be increased.
  • Such preferred photopolymerization initiators include benzoine derivatives, benzyl ketal derivatives such as irgacure 651, and ⁇ -hydroxyacetophenone derivatives such as 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone (irgacure 184). And ⁇ -aminoacetophenone derivatives such as Irgacure 907.
  • An electron beam is also a preferable energy beam that can be used in the present invention. When an electron beam is used, it is not affected by the absorption of infrared rays such as a solvent, a coagulating liquid, and other additives, so that the range of choices can be increased and the film forming speed can be improved.
  • the temperature of the casting process ( ⁇ 80 ° C) such as azobisisoptyronitrile (AI ⁇ ⁇ ) or benzoyl peroxide ( ⁇ ⁇ ⁇ ) is also important. It is also preferable to add the polymerization initiator at a temperature higher and lower than the temperature of the drying step ( ⁇ : 150 ° C).
  • the precursor of the cross-linked polymer acts as a plasticizer, so that the drawing operation is easy to perform, and the film is drawn at a higher magnification than a normal cellulose ester film. It becomes possible. Conversely, stretching cannot be performed after the cross-linking reaction, so it is preferable to perform the stretching operation before cross-linking! / ,.
  • the transparent film for a display of the present invention is obtained by dissolving cellulose ester or other additives alone or in a mixed organic solvent on a mirror-finished support, and casting the obtained dope liquid (casting step). It is preferable to form it.
  • the cellulose ester Prior to the casting step, the cellulose ester is dissolved in an organic solvent. Melting may be performed under normal pressure or under pressure, and the melting angle may be reduced while cooling (0 to 178 ° C) * heating (40 to 150 ° C).
  • a film obtained from such a casting film has high flatness and is preferable as a transparent film for a display.
  • an organic solvent having good solubility in cellulose ester is called a good solvent, and has a main effect on dissolution.
  • an organic solvent used in large amounts is a main (organic) solvent or a main (organic) solvent. ) It is called a solvent.
  • Examples of good solvents include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, tetrahydrofuran (THF), 1,4-dioxane, 1,3-dioxolan, and 1,2-dimethoxyethane.
  • ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, tetrahydrofuran (THF), 1,4-dioxane, 1,3-dioxolan, and 1,2-dimethoxyethane.
  • Ethers methyl formate ⁇ , ethyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, amyl acetate, esters such as 0 / -petit mouth ratatone, etc., methyl seguchi sorb, dimethyl imidazolinone, dimethyl formamide, dimethyl
  • Examples include acetoamide, acetonitrile, dimethyl sulfoxide, sulfolane, nitroethane, methylene chloride, dichloroethane, and the like, with preference given to 1,3-dioxolan, acetone, methinolacetate and methylene chloride.
  • the number of carbon atoms of 1 to 40% by mass It is preferable to contain from 4 to 4 alcohols.
  • the solvent starts to evaporate and the alcohol ratio increases, so that the web (the dope film after casting the cellulose derivative dope on the support) is called.
  • the gel is used to make the web strong and easy to peel off from the metal support. When these ratios are low, they also play a role in promoting the dissolution of cellulose derivatives in non-chlorine organic solvents, and also in suppressing the gelling, precipitation, and viscosity increase of reactive metal compounds. .
  • Examples of the alcohol having 1 to 4 carbon atoms include methanol, ethanol, .n-propanol, iso_prononor, n-butanonor, sec-ptananol, tert-butanol, and propylenedaricol monomethyl ether. I can do it. Of these, ethanol is preferred because of its excellent dope stability, relatively low boiling point, good drying properties, and no toxicity. These organic solvents alone are not soluble in cellulose derivatives and are called poor solvents.
  • the most preferable solvent which satisfies such conditions and dissolves the cellulose ester derivative which is a preferable polymer compound at a high concentration is a mixed solvent having a methylene chloride: ethyl alcohol ratio of 95: 5 to 80:20. It is.
  • various additives may be added to the dope by batch addition, or an additive solution may be separately prepared and then added to the in-line addition.
  • the additive solution When the additive solution is added inline, it is preferable to dissolve a small amount of cellulose ester in order to improve the mixing property with the dope.
  • the preferred amount of cellulose ester is 1 to 10 parts by mass, more preferably 3 to 5 parts by mass, based on 100 parts by mass of the solvent.
  • an in-line mixer such as a static mixer (manufactured by Toray Engineering), SWJ (Toray static in-pipe mixer Hi-Mixer) or the like is preferably used.
  • the dope is sent to a pressure die and transferred indefinitely.
  • This is a step of casting a dope from a pressure die onto a casting support of an endless metal belt or a rotating metal drum (hereinafter sometimes simply referred to as a support).
  • the surface of the casting support is a mirror surface.
  • a doctor blade method in which the thickness of the cast dope film is adjusted with a blade, and the like.
  • a coat hanger die or a T-die which can adjust the slip shape of the base portion and easily make the film thickness uniform. Pressure dies, etc.
  • To evaporate the solvent by heating the substrate on the casting support, a method of blowing air from the web side, a method of transferring heat with liquid from the back of the support, or a method of transferring heat from the front and back by radiant heat A method of backside liquid heat transfer has more preferable drying efficiency. A method of combining them is also preferable.
  • the peeled web is sent to the next step. If the residual solvent amount of the web at the time of peeling is too large, peeling is difficult, or conversely, if the web is sufficiently dried on the support and then peeled off, part of the gap may be peeled off in the middle.
  • a gel casting method (gel casting) that can remove even a large amount of residual solvent.
  • a poor solvent for the cellulose ester is added to the dope, gelling is performed after casting the dope, and a method in which the temperature of the support is lowered to gelate. If the web is peeled off when the amount of residual solvent is larger, if the web is too soft, the flatness at the time of peeling will be impaired, or vertical streaks will easily occur due to the peeling tension, and it will peel off in consideration of economic speed and quality.
  • the amount of residual solvent can be determined.
  • Drying is a process of drying the web using a drying device that transports the web alternately through rolls arranged in a staggered manner or a tenter device that transports the web by clipping both ends of the web with clips.
  • a drying device that transports the web alternately through rolls arranged in a staggered manner or a tenter device that transports the web by clipping both ends of the web with clips.
  • hot air is blown on both sides of the surface, but there is also a means of heating by applying microwaves instead of wind. Not so sharp Dry drying tends to impair the flatness of the film. Drying at high temperature should be performed when the residual solvent is less than 8% by mass.
  • the drying temperature is usually 40-250 ° C, preferably 70-180 ° C.
  • the drying temperature, the amount of drying air, and the drying time vary depending on the solvent used, and the drying conditions may be appropriately selected according to the type and combination of the solvents used.
  • the web tends to shrink in the width direction due to evaporation of the solvent.
  • the faster the drying at high temperature the greater the shrinkage. Drying while suppressing this shrinkage as much as possible is preferable for improving the flatness of the resulting film. From this viewpoint, for example, the entire drying process or a part of the drying process as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-46665 is carried out while holding both ends of the web with clips in the width direction. Is preferable (a tenter method).
  • the cellulose acetate film In order to obtain a low coefficient of linear expansion after drying the cellulose acetate film, which is preferable as a transparent film for a display substrate, the cellulose acetate film must be stretched as disclosed in JP-A-2003-55477. Is preferred.
  • the film is preferably stretched in at least one direction, and more preferably biaxially stretched in all in-plane directions in order to keep the coefficient of linear expansion low.
  • the biaxial stretching includes a simultaneous biaxial stretching method and a sequential biaxial stretching method, but a sequential biaxial stretching method is preferred from the viewpoint of continuous production.
  • Le Shi preferred to peeling at 1 0-1 2 0 mass 0/0.
  • the temperature at the peeling position on the support is preferably 10 to 40. C, more preferably 11 to 30 ° C.
  • the amount of residual solvent in the web is preferably 20 to 100% by mass, more preferably 30 to 90% by mass.
  • Residual solvent amount (% by mass) ⁇ (M-N) NO N ⁇ X 100
  • M is the mass of the web (solvent-containing film) at an arbitrary point in time
  • N is the mass of the M web dried at 120 ° C for 3 hours.
  • Stretching is preferably performed at least once each in the longitudinal (MD: longitudinal) direction and the width (TD: transverse) direction, and more preferably in the longitudinal direction after stretching in the width direction.
  • the film Before the transverse stretching of the preheated film, it is preferable to preheat the film at 50 ° C to 150 ° C, more preferably at 60 ° C to 140 ° C, further preferably at 70 ° C to 130 ° C.
  • the preheating time is 5 seconds or more and 3 minutes or less, more preferably 10 seconds or more and 2 minutes or less, and even more preferably 15 seconds or more and 90 seconds or less.
  • Preheating is preferably performed in a tenter while holding the film with a chuck.
  • the stretching speed is preferably from 5 to 300% / min, more preferably from 10 to 200%, even more preferably from 15 to 150% Z. In the present invention, stretching at such a low speed is preferred.
  • a typical polymer film eg, polyester
  • Such stretching is performed at a temperature of 80 ° C or more and 160 ° C or less, more preferably .90 ° C or less. It is preferably performed at a temperature of not less than 150 ° C and more preferably not less than 100 ° C and not more than 145 ° C.
  • the stretching is preferably performed by holding both ends of the film using a tenter.
  • the preferred stretching ratio is 3% or more and 100% or less, more preferably 5% or more and 40% or less, still more preferably 7% or more and 35% or less, T JP2004 / 006690
  • the following treatment is preferably performed on the film.
  • the film is stretched while increasing the temperature in the longitudinal direction at a temperature of 10 ° C or more and 30 ° C or less.
  • the temperature rise is preferably from 12 ° C to 28 ° C, more preferably from 15 ° C to 25 ° C.
  • the ability to reduce the coefficient of linear expansion in the stretching direction as the orientation is increased by stretching.
  • Films of brittle polymers such as cellulose ester films are easily broken during stretching. In particular, in horizontal stretching, since both ends are gripped by the clip and stretched, stress concentrates on the gripped portion and breaks easily occur. In order to highly orient the film without breaking the film, it is preferable to stretch the film while raising the temperature as described above.
  • the film is stretched at a low temperature in a state where the residual solvent is large and the film is plasticized.
  • the film is stretched in a well-balanced manner over the entire area within the film plane, and a film having a further improved linear expansion coefficient can be obtained.
  • the stretching temperature is not less than 50 ° C and not more than the stretching temperature, more preferably not less than 40 ° C and not more than the stretching temperature, and still more preferably not more than 30 ° C.
  • the relaxation is 1% or more and 20% or less, more preferably 2% or more and 15% or less, still more preferably 4% or more and 12% or less at a temperature of not less than ° C and not more than the stretching temperature.
  • the preferred relaxation time is 5 seconds or more and 300 seconds or less, more preferably 10 seconds or more and 200 seconds or less, and even more preferably 15 seconds or more and 100 seconds or less.
  • the temperature is 50 ° C or more and 150 ° C or less, more preferably 60 ° C or more and 140 ° C or less, further preferably 70 ° C or more and 130 ° C or less.
  • the preheating time is 5 seconds or more and 3 minutes or less, more preferably 10 seconds or more and 2 minutes or less, and even more preferably 15 seconds or more and 90 seconds or less.
  • Preheating is preferably performed by passing over a hot roll or through a heating tank.
  • the stretching speed in the stretching process of the stretched film is preferably 50% / min or more and 100% / min or less, more preferably 80% / min or more and 800% / min or less, further preferably 100% / min or less. Not less than% / min and not more than 700% Z minutes.
  • the preferred stretching temperature is from 115 ° C to 160 ° C, more preferably from 120 ° C to 150 ° C, even more preferably from 125 ° C to 150 ° C. .
  • the preferred stretching ratio is 3% or more and 100% or less, more preferably 5% or more and 40% or less, still more preferably 7% or more and 35% or less,
  • Stretching is performed using a heat roll or / and a radiant heat source (such as an IR heater), or while heating in a thermostat, at least two pairs of different peripheral speeds (the peripheral speed on the outlet side is made faster than the inlet side). It is preferable to carry out using.
  • a radiant heat source such as an IR heater
  • the temperature of the roll (nip roll on the inlet side) immediately before stretching is preferably from 70 ° C to 160 ° C, more preferably from 75 ° C to 140 ° C. C or lower, more preferably 80 ° C or higher and 120 ° C or lower.
  • this roll temperature is set above T g.
  • the cellulose ester film containing the residual solvent easily sticks to the nipple, and the wrinkles generated thereby cause uneven stretching. 'By setting the temperature of the roll immediately before stretching to Tg or less as described above, sticking to the roll can be prevented.
  • the interval between the stretching rolls is preferably 3 to 8 times the base width, more preferably 3.5 to 7.5 times, and further preferably 4
  • the film is stretched at an interval of at least 1 and at most 7 times.
  • stretching is performed at a short interval of 2 times or less, but during such a short time, the molecules cannot be sufficiently oriented, and the coefficient of linear expansion cannot be sufficiently reduced.
  • the temperature at the edge of the film is preferably 10 ° C or more and 30 ° C or less, more preferably 13 ° C or more and 27 ° C or less, and still more preferably 15 ° C or more from the center. Increase the temperature by 2 ° C or less. Thereby, it is possible to suppress stretching unevenness that occurs when the end portion is stretched strongly. Such a method is particularly liable to cause stretching unevenness in the width direction in the case of stretching over a long span as described above, and it is particularly effective to carry out this method in combination.
  • radiant heat sources IR heaters or halogen heaters
  • a split heater is built in the nip roll, This may give a temperature difference.
  • relaxation stretching may be performed while cooling. Cooling is performed sequentially from the stretching temperature using two or more stages of temperature control rolls. At this time, the temperature difference between the adjacent rolls is preferably set to 50 ° C. or less. If the film is rapidly cooled beyond this, wrinkles are generated in the film, which causes stretching unevenness and unevenness of the humidity expansion coefficient of the film. During this time, it is also preferable to reduce the peripheral speed of the temperature control roll on the outlet side to relax the temperature.
  • the relaxation amount is preferably 10% or less, more preferably 7% or less, and further preferably 5% or less.
  • the stretching operation is preferably performed before the polymerization of the (meth) acrylate monomer. After that, irradiation with active radiation to polymerize the (meth) acrylate monomer is performed.
  • a cellulose ester film containing less than 1% of a plasticizer is used.
  • the glass transition temperature is 180 ° C or higher and the coefficient of thermal expansion is in the range of 5 to 50 ppm / ° C by forming by the casting film forming method and stretching in both the transport direction and the width direction.
  • a transparent film for a display substrate can be obtained. Therefore, a crystalline, low-resistance transparent conductive film can be formed on the transparent film for a display substrate of the present invention, and the coefficient of thermal expansion is 50 ppmZ ° C or less. Deterioration of the conductive layer and the functional thin film before and after the manufacturing process can be suppressed.
  • the glass transition temperature is 200 ° C. or higher and the coefficient of thermal expansion is 5 to 30 ppm ⁇ C.
  • the transparent film for a display substrate of the present invention includes a film such as a metal oxide, a metal nitride, a metal oxynitride, or a metal carbide as at least one surface of the transparent film as a moisture-proof film. It is preferable to form it. These may be laminated or may be formed on the inner surface.
  • the transparent film for a display substrate of the present invention has a very low addition of a plasticizer that reduces the coefficient of humidity expansion to less than 1% by mass, and is therefore more preferably formed on both surfaces.
  • a plasticizer that reduces the coefficient of humidity expansion to less than 1% by mass, and is therefore more preferably formed on both surfaces.
  • the transparent film for display substrates does not substantially absorb moisture, so that it is possible to suppress the expansion due to moisture absorption, and to suppress the disadvantages of low plasticizer content.
  • One type selected from silicon, zirconium, titanium, tungsten, tantalum, aluminum, zinc, indium, chromium, vanadium, tin, and niobium as the metal oxide, metal nitride, and metal oxynitride used for such a film.
  • Examples include oxides, nitrides or carbides, and oxynitrides of the above elements, such as silicon oxide, aluminum oxide, and nitride. Silicon oxide and silicon carbide are preferable, and a metal oxide film containing silicon oxide as a main component is particularly preferable.
  • Main component means that the main component
  • the ratio in the components of the moisture-proof film is 80 mass. / 0 or more.
  • Metal oxides, metal nitrides, and metal oxynitrides can be formed by, for example, a vacuum evaporation method, a sputtering method, an ion plating method, or the like, and an atmospheric pressure plasma discharge treatment method described later is a preferable method.
  • an atmospheric pressure plasma CVD method since the reaction is performed under a very high pressure of the atmospheric pressure, the average free path of the fine particles forming the inorganic thin film is short, and a very flat film can be obtained. This is because gasparability can be obtained.
  • the transparent conductive film according to the present invention is generally well-known as an industrial material, and is a film that is transparent and hardly absorbs visible light (400 to 700 nm) and is a good conductor. . Since the free charged material that carries electricity has high transmission characteristics in the visible light range, is transparent, and has high electrical conductivity, it is used as a transparent electrode for displays such as organic EL display devices and liquid crystal display devices. When a transparent conductive film is used as a transparent electrode for a display, the thickness of the transparent conductive film should be adjusted based on the balance between film strength and sheet resistance.
  • the transparent conductive film SnO 2, I n 2 O 3, CdO, Z n O 2, Sn_ ⁇ 2: Sb, S N_ ⁇ 2: F, ZnO: AL, I n 2 ⁇ 3: metal such as S n
  • Examples include an oxide film and a composite oxide film made of a dopant. .
  • the complex oxide film according to the dopant for example, I TO film obtained by dough Bing tin oxide Injiumu, FTO film obtained by doping fluorine into tin oxide, I n 2 0 3 - from Z Itashita amorphous IZO film and the like.
  • Such a transparent conductive film may be formed by, for example, a wet film forming method represented by coating or a dry film forming method using a vacuum such as a nottering method, a vacuum evaporation method, or an ion plating method.
  • a preferred method for forming a transparent conductive film on the conductive film of the present invention is an atmospheric pressure plasma discharge treatment method in which the film forming process is simple.
  • Atmospheric-pressure plasma processing is a method in which an electric field is generated between opposing electrodes under atmospheric pressure or a pressure close to atmospheric pressure, so that the reactive gas between the electrodes is turned into a plasma state, and this plasma state is reached.
  • a film is formed on a substrate by exposing the substrate to a reactive gas.
  • near atmospheric pressure refers to a pressure of 20 kPa to 110 kPa, and more preferably 93 kPa to 104 kPa.
  • the atmospheric pressure plasma discharge treatment device is located at a position facing the roll electrode, which is the earth electrode.
  • a plurality of fixed electrodes, which are applied electrodes, are disposed between the electrodes, and a discharge is caused between these electrodes, and a reaction gas containing an inert gas and a reactive gas introduced between the electrodes is turned into a plasma state, and By exposing the substrate film transferred while being wound on the roll electrode to the reaction gas in the plasma state, a thin film such as a moisture-proof film or a conductive film is formed on the film.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a plasma discharge treatment apparatus under atmospheric pressure or a pressure near the atmospheric pressure according to the present invention.
  • FIG. 1 is composed of a plasma discharge processing apparatus 30, gas filling means 50, voltage applying means 40, and electrode temperature adjusting means 60.
  • the substrate film CF is subjected to plasma discharge treatment.
  • the base film CF is unwound from the original roll (not shown) and transported, or is transported from the previous process and passed along the guide rolls 64 and nips with the base film at the nip rolls 65.
  • Incoming air and the like are cut off, and are transported between the rectangular cylindrical fixed electrode group 36 while being wound while being in contact with the roll rotating electrode 35, and are passed through -pp roll 66 and guide roll 67.
  • the reaction gas is supplied to the discharge processing chamber 32 of the plasma discharge processing vessel 31 through the gas supply port 52 by controlling the flow rate of the reaction gas G generated by the gas generator 51 by the gas filling means 50.
  • the discharge processing chamber 32 is filled with the reaction gas G, and the processing exhaust gas G ′ is discharged from the exhaust port 53.
  • the voltage application means 40 applies a voltage to the rectangular cylindrical fixed electrode group 36 by the high frequency power supply 41, grounds the roll rotating electrode 35, and generates a discharge plasma between the electrodes.
  • Roll rotating electrode 3 5 and square cylindrical fixed electrode group 3 The medium 6 is heated or cooled by using an electrode temperature adjusting means 60 and then sent to the electrode.
  • Electrode The temperature of the medium whose temperature has been adjusted by the temperature adjusting means 60 is adjusted from the inside of the roll rotating electrode 35 and the rectangular cylindrical fixed electrode group 36 through the pipe 61 by the liquid sending pump P via the pipe 61.
  • the physical properties and composition of the obtained thin film may change depending on the temperature of the base film, and it is preferable to appropriately control this.
  • an insulating material such as distilled water or oil is preferably used.
  • Reference numerals 68 and 69 denote partition plates that partition the plasma discharge processing container 31 from the outside world.
  • the reaction gas used for the discharge plasma treatment is introduced into the plasma discharge treatment container 31 from the air supply port 52, and the gas after the treatment is exhausted from the exhaust port 53. ⁇
  • FIG. 2 is a sketch drawing showing an example showing the structure of a conductive base material such as a metal of a roll electrode and a dielectric material coated thereon.
  • a roll rotating electrode 35a which is a ground electrode, uses a sealing material of an inorganic compound after spraying ceramics as a dielectric coating layer on a conductive base material 35A such as a metal. It is composed of a combination coated with a dielectric material 35B that has been subjected to a ceramics coating process that has been subjected to a hole sealing process. The ceramic-coated dielectric is coated 1 mm with one side and grounded. Also, as the ceramic material used for thermal spraying, anoremina / silicon nitride or the like is preferably used. Of these, alumina is more preferably used because it is easy to process.
  • the dielectric layer may be a lining treated dielectric provided with an inorganic material by glass lining.
  • titanium metal or a titanium alloy As a conductive base material 35 A of a metal or the like, titanium metal or a titanium alloy, silver, platinum, Metals such as stainless steel, aluminum and iron, and composite materials of iron and ceramics or composite materials of aluminum and ceramics are preferred. Titanium metal or titanium alloy is preferable from the viewpoint of the stability of the force electrode.
  • Fig. 3 shows an example showing the structure of a base material 36A of a rectangular cylindrical fixed electrode from which one of the rectangular cylindrical fixed electrode groups as an applied electrode is taken out and a dielectric 36B coated thereon.
  • the prismatic electrode 36a has a dielectric coating layer similar to that of FIG. 2 on a conductive base material such as a metal. That is, a hollow metal pipe is coated with the same dielectric material as described above, so that cooling with cooling water can be performed during discharge.
  • the rectangular cylindrical electrode 36a shown in FIG. 3 has an effect of expanding the discharge range (discharge area) as compared with the cylindrical electrode, and is therefore preferably used in the thin film forming method of the present invention.
  • the power source for applying a voltage to the applied electrode is not particularly limited, but includes Shinko Electric High Frequency M (3 kHz), Shinko Electric High Frequency Power Supply (5 kHz), Shinko Electric High Frequency Power Supply (15 kHz), and Shinko Electric High frequency power supply (50 kHz), Heiden Laboratory high frequency power supply (continuous mode, 2.5 to 100 kHz), high frequency power supply from Pearl Industries (200 kHz), high frequency power supply from Pearl Industries (800 kHz), High frequency power supply (2MHz) manufactured by Pearl Industry, high frequency power supply (13.56MHz) manufactured by JEOL, high frequency power supply (27MHz) manufactured by Pearl Industry, high frequency power supply (150MHz) manufactured by Pearl Industry, etc. can be used.
  • a power supply that oscillates at 433 MHz, 800 MHz, 1.3 GHz, 1.5 GHz, 1.9 GHz, 2.45 GHz, 5.2 GHz, and 10 GHz may be used.
  • frequencies at which molecules in a mixed gas can be excited may be different, two or more kinds of frequencies may be superimposed and used.
  • the distance between the electrodes is determined in consideration of the thickness of the solid dielectric provided on the conductive base material of the electrodes, the magnitude of the applied voltage, the purpose of utilizing the plasma, and the like.
  • the shortest distance between the dielectric surface and the electrode when a dielectric is provided on one of the electrodes, and the distance between the dielectric surfaces when the dielectric is provided on both of the electrodes are uniform discharge in any case. From the viewpoint of performing the above, it is preferably 0.5 to 20 mm, particularly preferably 1 ⁇ 0.5 mm.
  • the value of the voltage applied to the prismatic fixed electrode group 36 from the power supply 41 is a force determined as appropriate.
  • the voltage is 10 V or more: L is about 0 kV, and the power supply frequency is 100 kHz. Over 2.5 GHz.
  • the power supply method either a continuous sine wave continuous oscillation mode called continuous mode or an intermittent oscillation mode called pulse mode that turns ON / OFF intermittently may be adopted. Can obtain a denser and higher quality film.
  • the plasma discharge processing container 31 may be made of metal as long as it is insulated from the force electrode, which is preferably a Pyrex (R) glass processing container.
  • a polyimide resin or the like may be adhered to the inner surface of an aluminum or stainless steel frame, and the metal frame may be sprayed with ceramics to obtain insulation.
  • the temperature of the base film during the discharge plasma treatment is set to room temperature (15 ° C to 25 ° C) to 300 ° C. It is preferable to adjust the temperature to C or lower. In order to adjust the temperature to the above-mentioned range, the electrodes and the base film are subjected to a discharge plasma treatment while being cooled or heated by a temperature adjusting means as necessary.
  • the reaction gas for forming a moisture-proof film on the transparent film for a display substrate of the present invention will be described.
  • the reaction gas used is basically a reaction gas containing an inert gas and a reactive gas for forming a thin film.
  • the reaction gas used is a mixed gas containing an inert gas and a reactive gas.
  • the inert gas is an element belonging to Group 18 of the periodic table, specifically, a rare gas such as helium, neon, argon, krypton, xenon, or radon, or nitrogen.
  • a rare gas such as helium, neon, argon, krypton, xenon, or radon
  • nitrogen nitrogen.
  • helium, argon, and nitrogen are preferably used.
  • argon In order to form a dense and high-precision thin film, it is most preferable to use argon as a rare gas.
  • the argon gas is preferably contained in an amount of 90.0 to 99.9% by volume based on 100% by volume of the reaction gas (mixed gas of a rare gas and a reactive gas).
  • the reaction gas used for forming the thin film of the moisture-proof film basically includes an inert gas and a reactive gas for forming the thin film.
  • the reactive gas is preferably contained in an amount of 0.01 to 10% by volume based on the reaction gas.
  • As the thickness of the thin film a thin film in the range of 0.1 to: 100 nm can be obtained.
  • the reactive gas is in a plasma state in the discharge space and contains components that form a thin film.
  • the reactive gas includes an organometallic compound, an organic compound, an inorganic compound, and a compound that directly forms a thin film with hydrogen gas, oxygen gas, There is a gas used supplementarily such as carbon dioxide.
  • any compound that can obtain appropriate moisture-proof properties can be used without any limitation.
  • titanium compounds, tin compounds, silicon compounds, fluorine compounds, and fluorine compounds can be used.
  • a silicon compound having nitrogen or a mixture of these compounds can be preferably used, and a silicon compound is most preferable.
  • these may be in a gas, liquid or solid state at normal temperature and normal pressure.
  • the force s can be directly introduced into the discharge space, and in the case of a liquid or solid, it is vaporized and used by means such as heating, bubbling, decompression, and ultrasonic irradiation. It may be used after diluting with a solvent.
  • a solvent organic solvents such as methanol, ethanol, n-hexane and the like and a mixed solvent thereof can be used.
  • these diluting solvents are decomposed into molecules and atoms during the plasma discharge treatment, so that the influence can be almost ignored.
  • a compound having a vapor pressure in a temperature range of 0 ° C. to 250 ° C. under atmospheric pressure is preferable, and a compound exhibiting a liquid state in a temperature range of 0 to 250 ° C. is more preferable.
  • the pressure in the plasma deposition chamber is close to the atmospheric pressure, so if it cannot be vaporized at atmospheric pressure, it is difficult to feed gas into the plasma deposition chamber, and if the raw material compound is liquid, it will be in the 1S plasma deposition chamber. This is because the amount to be sent can be accurately controlled.
  • organometallic compounds include, as compounds containing silicon, silane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetra-t-butoxysilane , Dimethyldimethoxysilane, dimethylethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, methtriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, (3,3,3-triphenylenopropyl) trimethoxysilane, Hexamethyldisiloxane, hexamethylcyclotrisiloxane, tetramethylcyclotetrasiloxane, otamethylcyclotetrasiloxane, bis (dimethylamino
  • Examples of the compound containing titanium include titanium methoxide, titanium ethoxide, titanium isopropoxide, titanium n-butoxide, titanium diisopropoxide (bis-2,4-pentanedionate), and titanium diisopropoxide. (Bis-1,2-ethyl acetate acetate), titanium di-n-butoxide (bis-1,2-pentanedionate), titanium acetyl acetate, butyl titanate dimer, and the like.
  • zirconium n-propoxide zirconium n-ptoxide, dinoreconium t-butoxide, and dinoreconium trioxide.
  • n-butoxide 1- reacetonate dimethyl acetate n-butoxide bisacetylacetonate, zirconium acetyl acetate, zirconium acetate, dinolecoium hexafenoleone pentanedionate, and the like.
  • Aluminum-containing compounds include aluminum ethoxide, aluminum isopropoxide, aluminum n-butoxide, aluminum s-butoxide, aluminum t-butoxide, and aluminum acetyl acetate. , Triethylenoleno-remitol s-butoxide, trimethinoleamine-alan, and the like.
  • Compounds containing boron include diborane, tetraborane, boron fluoride, boron chloride, boron bromide, borane-ethyl ether complex, borane-THF complex, borane-dimethyl sulfide complex, and boron trifluoride gel.
  • Examples include tyl ether complex, triethyl porane, trimethoxy borane, triethoxy borane, tri (isopropoxy) borane, borazole, trimethyl borazole, triethyl borazole, and triisopropyl borazole.
  • the compounds containing tin include tetraethyltin, tetramethyltin, di-n-butyltin diacetate, tetrabutyltin, tetraoctyltin, tetraethoxytin, methyltriethoxytin, getyl ethoxytin, triisopropylethoxy, and getyl. ⁇ , dimethyl, ⁇ tin, diisopropinole tin, diptinole tin, ethoxy tin, dimethoxy tin, disopropoxy tin, dibutoxy tin, tin dibutyrate, tin diacetacetonate, ethyl tin acetate acetate, ethoxy tin Acetoacetonate, dimethinole tin diacetacetonate, etc .; tin hydride; etc.
  • Examples of halogen tin include
  • organic compound composed of other metals examples include, for example, antimony ethoxide, 2004/006690
  • silicon compounds can be preferably used as the reactive gas. This is because silicon compounds are safe, have no explosive properties, and are powerful and highly volatile, so they can be stably supplied to the plasma space and uniform films can be easily obtained.
  • a tin oxide layer and a zinc oxide layer formed from a tin compound or a zinc compound can be used as both a moisture-proof film and an antistatic layer because the surface specific resistance can be reduced to 1 OHQ / cm 2 or less. Tin compounds and zinc compounds are also preferred reactive gases.
  • the reactive gas for forming a transparent conductive film used for forming the transparent conductive film by the atmospheric pressure plasma treatment is in a plasma state in the discharge space and contains a component for forming the transparent conductive film, e Organic metal compounds such as diketone metal complexes, metal alkoxides, and alkyl metals are used.
  • the reactive gas includes a reactive gas that is a main component of the transparent conductive film and a reactive gas that is used in a small amount for the purpose of doping. Further, there is a reactive gas used to adjust the resistance value of the transparent conductive film.
  • the reactive gas used as the main component in forming the transparent conductive film is preferably an organometallic compound having an oxygen atom in the molecule.
  • organometallic compound having an oxygen atom in the molecule.
  • examples thereof include ptino resin diacetoxy tin, tetraisopropoxy tin, tetrabutoxy tin, and zinc acetyl acetate
  • indimacetyl acetatetonate tris (2,2,6,6-tetramethyl3,5-heptandionate) indium
  • zinc acetylacetonate and g-n-butyldiacetoxytin. is there.
  • Examples of the reactive gas used for doping include aluminum isopropoxide, nickel acetinol acetonate, manganese acetylenol acetonate, boron isopropoxide, n-butoxyantimony, tri-n-ptinoleantimony, and ze-n.
  • Examples of the reactive gas used to adjust the resistance value of the transparent conductive film include titanium triisopropoxide, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, hexamethyldisiloxane, and the like. '
  • the amount ratio of the reactive gas used as the main component of the transparent conductive film to the reactive gas used in a small amount for the purpose of doping depends on the type of the transparent conductive film to be formed.
  • the amount of the reactive gas is adjusted so that the atomic ratio of I 11 311 in the obtained ITO film is in the range of 100Z0.1 to lOOZl5.
  • it is adjusted to be in the range of 100 / 0.5 to 100/10.
  • the atomic ratio of In / Sn can be determined by XPS measurement.
  • the atomic ratio of SnZF in the obtained FTO film is 100 / 0.01 .: L 00/50
  • the ratio of the reactive gas is adjusted so as to fall within the range.
  • the atomic ratio of SnZF can be determined by XPS measurement.
  • the atomic ratio of I n / Z ⁇ can be determined by XPS measurement.
  • the doping amount of Sn is preferably 5% by mass or less.
  • the content of the reactive gas is preferably 0.01 to 10% by volume in the reactive gas, and more preferably. , is 0.01 to 1 volume 0/0. Further, by containing 0.01 to 5% by volume of a component selected from oxygen, ozone, hydrogen peroxide, carbon dioxide, carbon monoxide, hydrogen and nitrogen as a reactive gas, the reaction is promoted and the density is increased. Thus, a high-quality thin film can be formed.
  • a transparent conductive film in a range of 0.1 nm to 100 nm can be obtained.
  • both gases and liquids at normal temperature and pressure are used. Either state may be used.
  • a gas it can be introduced into the discharge space as it is, but in the case of a liquid or solid, it is used after being vaporized by heating, decompression, ultrasonic irradiation or the like.
  • the metal alkoxide may be used after being diluted with a solvent. In this case, the metal alkoxide may be vaporized into a rare gas by a vaporizer or the like and used as a reaction gas.
  • organic solvents such as methanol, ethanol, isopropanol, butanol, n-hexane and the like and a mixed solvent thereof can be used.
  • a high-frequency voltage exceeding 100 kHz and a power (output density) of 1 W / cm 2 or more is supplied between opposing electrodes, and a reactive gas is supplied.
  • a reactive gas is supplied.
  • the upper limit of the frequency of the high-frequency voltage applied between the electrodes is preferably 2.5 GHz, and more preferably 150 MHz or less. Further, the lower limit of the frequency of the high-frequency voltage is preferably 20.0 kHz or more, more preferably 800 kHz or more. When the high-frequency voltage is smaller than 100 kHz, the film forming speed is slow and productivity may be poor.
  • the lower limit of the power supplied between the electrodes is preferably l WZ cm 2 or more, the upper limit is preferably 5 OW / cm 2 or less, more preferably Der 2 OW / cm 2 or less You. If the electric power is smaller than 1 WZ cm 2 , the film forming speed is low and productivity may be poor.
  • Contact name discharge area (l Z cm 2) is to a finger to a area in the range where the discharge occurs in the electrode.
  • the discharge area corresponds to the total area of the discharge surface of one electrode.
  • the total power applied to a pair of opposed electrodes is preferably more than 15 kW, more preferably It is at least 30 kW, more preferably at least 50 kW. From the viewpoint of heat generation, it is preferably at most 300 kW.
  • the total power corresponds to the power (W) supplied from the power supply connected to the pair of electrodes. ⁇ If two or more power supplies are connected to the set of electrodes, the value is the sum of the power supplied by all of these power supplies. More specifically, in the atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus shown in FIG.
  • the roll rotating electrode 35 and the rectangular cylindrical fixed electrode group 36 are used as a pair of opposed electrodes, and the power supply 41 connected thereto is used. Power supplied from the In order to satisfy the range of total power, it is necessary that the discharge area be large to some extent.
  • the high-frequency voltage applied between the electrodes may be an intermittent pulse wave or a continuous sine wave, but in order to obtain a high effect of the present invention, a continuous sin wave is used. Preferably, there is.
  • the electrodes used in the atmospheric pressure plasma treatment are uniform even when such a high-power electric field is applied to a large-area electrode under the atmospheric pressure or a pressure near the atmospheric pressure. It is necessary to adopt a highly durable electrode capable of maintaining a discharge state in a plasma discharge treatment apparatus.
  • At least a discharge surface on a conductive base material such as a metal is coated with a dielectric.
  • At least one of the opposing applied electrode and the ground electrode is coated with a dielectric, and preferably, both the applied electrode and the ground electrode are coated with a dielectric.
  • a dielectric-coated electrode is a composite part of a conductive base material such as a metal and a dielectric material such as ceramics and glass. It is easily broken and it is difficult to maintain a stable plasma discharge. In particular, this is remarkable in a dielectric-coated electrode having a large discharge area.
  • at least one of the dielectric-coated electrodes can withstand it. Is required.
  • the dielectric used for the dielectric-coated electrode is specifically preferably an inorganic compound having a relative dielectric constant of 6 to 45, and such a dielectric is preferably
  • ceramic spray materials such as alumina and silicon nitride, and glass lining materials such as silicate glass and borate glass. Among them, those obtained by spraying ceramics described later and those provided by glass lining are preferable. In particular, a dielectric provided by spraying aluminum is preferable.
  • the heat resistance temperature is 100 ° C. or higher. It is more preferably at least 120 ° C, particularly preferably at least 150 ° C.
  • the heat-resistant temperature refers to the highest temperature that can withstand a normal discharge without dielectric breakdown.
  • Such a heat-resistant temperature can be attained by the above-described ceramic spraying or the layered glass lining provided with a different amount of bubbles. This can be achieved by applying an electric body or appropriately combining means for appropriately selecting a material within the range of a difference in thermal expansion coefficient between the following conductive base material and the dielectric.
  • the specification is intended combinations difference in thermal expansion coefficient between the dielectric and the conductive base material is less than 10X 10- 6 Z ° C.
  • the linear thermal expansion coefficient is a physical property value of a well-known material.
  • the combination of the conductive base material and the dielectric having a difference in linear thermal expansion coefficient in this range is as follows.
  • the conductive base material is a titanium metal or titanium alloy containing 70% by mass or more of titanium, and the dielectric is ceramic sprayed.
  • a film having a glass lining as a dielectric is preferably used.
  • the titanium metal or titanium alloy can be used without any problem as long as it contains 70% by mass or more of titanium, but preferably contains 80% by mass or more of titanium.
  • the titanium alloy or titanium metal useful in the present invention those commonly used as industrial pure titanium, corrosion-resistant titanium, high-strength titanium and the like can be used.
  • industrial pure titanium include TIA, TIB, TIC, and TID, all of which contain very little iron, carbon, nitrogen, oxygen, and hydrogen atoms. Is 99% by mass or more.
  • T 15 PB can be preferably used, which contains lead in addition to the above-mentioned contained atoms, and has a titanium content of 98% by mass or more.
  • titanium alloy in addition to the above atoms except for lead, T64, T325, T525, TA3, and the like containing aluminum and containing vanadium and tin can be preferably used.
  • the titanium content is 85% by mass or more.
  • These titanium alloys or titanium metals have a coefficient of thermal expansion smaller than that of stainless steel, for example, AISI 316 by about 1/2, and are applied on titanium alloy or titanium metal as a metal base material. The combination with the dielectric described later is good, and it can withstand use at high temperature for a long time.
  • the thickness of the dielectric is 0.5 to 2 rmn.
  • This variation in film thickness is desirably 5% or less, preferably 3% or less, and more preferably 1% or less.
  • the sprayed film of ceramic or the like is preferably a metal oxide, also is preferable to contain a particular oxidation Kei containing in this (S i O x) as the main component.
  • the inorganic compound for pore-sealing treatment is formed by curing by a sol-gel reaction.
  • the inorganic compound for the sealing treatment is mainly composed of a metal oxide, a metal alkoxide or the like is applied as a sealing liquid on the ceramic sprayed film and cured by a sol-gel reaction.
  • the inorganic compound is mainly composed of silica, it is preferable to use alkoxysilane as the sealing liquid.
  • the energy treatment includes thermal curing (preferably at 200 ° C. or less) and ultraviolet irradiation.
  • thermal curing preferably at 200 ° C. or less
  • ultraviolet irradiation preferably at 200 ° C. or less
  • the sealing liquid is diluted, and the coating and curing are repeated several times sequentially, the inorganic material can be more improved, and a dense electrode without deterioration can be obtained.
  • the cured gold The content of the group oxide is preferably at least 60 mol%.
  • the content of Si ⁇ ⁇ ( ⁇ is 2 or less) after curing is preferably 60 mol% or more.
  • S i O x content after curing is measured by analyzing a tomographic dielectric layer by XPS.
  • polishing of the dielectric surface is preferably performed at least on the dielectric in contact with the substrate film.
  • the transparent film for a display substrate of the present invention may be directly formed with a metal compound layer such as the above-described moisture-proof film and transparent conductive film, but may be formed on at least one other intermediate layer. I'm sorry.
  • a metal compound layer such as the above-described moisture-proof film and transparent conductive film
  • an antiglare layer ⁇ a clear hard coat layer or the like can be preferably used, and these layers are preferably actinic ray curing resin layers which are cured by actinic rays such as ultraviolet rays.
  • This intermediate layer has an effect of improving adhesion and reducing plasma damage when a metal oxide layer is formed by atmospheric pressure plasma treatment.
  • the characteristics of the metal compound layer can be improved as compared with the case where the metal compound layer is formed directly on the transparent film of the present invention.
  • the adhesiveness between the transparent film of the present invention and the metal compound layer can be improved by this intermediate layer.
  • the active ray-curable resin layers such as the antiglare layer and the clear hard coat layer are resin layers formed by polymerizing a component containing a polymerizable unsaturated monomer, and are active ray-curable resin layers.
  • the actinic radiation-curable resin layer refers to a layer mainly composed of a resin that cures through a crosslinking reaction or the like by irradiation with actinic rays such as ultraviolet rays or electron beams.
  • Typical examples of the actinic radiation curable resin include an ultraviolet curable resin and an electron beam curable resin.
  • the resin may be cured by irradiation with actinic radiation other than ultraviolet rays and electron beams.
  • Examples of the UV-curable resin include UV-curable acrylic urethane resin, UV-curable polyester acrylate resin, UV-curable epoxy acrylate resin, UV-curable polyacrylate resin, and UV-curable epoxy resin.
  • Examples of the resin include a resin and an ultraviolet-curable oxetane resin.
  • a thin film of a moisture-proof film or a transparent conductive film is formed on the transparent film for a display substrate
  • these layers may be laminated on each other,
  • the film may be formed on each side.
  • the moisture-proof film may be formed on both sides.
  • An antifouling layer may be provided on the back surface side of the transparent film for a display substrate on which the conductive film is not laminated. If there is also a moisture barrier on the back side, an antifouling layer or reflection You may laminate
  • the transparent film or the transparent conductive film of the present invention may be used by being bonded to another film-like, sheet-like or plate-like molded product.
  • the antifouling layer is a layer that does not easily adhere to dirt and fingerprints and that is easy to wipe off so that the transparent substrate surface is not stained and makes it difficult to see the transmitted image.
  • the antifouling layer for example by adding isopropyl alcohol to the thermally crosslinkable fluorine-containing polymer, 0.
  • the film has a total light transmittance of 50% or more.
  • films generally used for optical applications preferably have a total light transmittance of 80% or more, more preferably 90% or more.
  • the total light transmittance is the ratio of the total transmitted light flux to the parallel incident light flux of the test piece (refer to JIS K-7365-1-1).
  • the transparent filter for a display substrate on which the moisture-proof film or the transparent conductive film of the present invention is formed It is preferable that the film has a positive birefringence wavelength dispersion characteristic when viewed from the normal direction, and if a film having a positive birefringence wavelength dispersion characteristic is used as a display substrate, the total visible light Polarization can be compensated in the wavelength region, and color shift can be prevented in a liquid crystal panel using a display method that uses birefringence, and good contrast can be obtained in an organic EL display device. Obtainable.
  • These transparent conductive films are used as thin film transparent electrodes, and if necessary, after patterning, various functional thin films are further laminated on the transparent conductive film to form the above-described liquid crystal display, organic EL display, or touch panel. It is possible to configure an electronic device such as.
  • DAC diacetyl cellulose
  • THF dehydrated tetrahydrofuran
  • IPTES 3-isocyanatopropyltriethoxysilane
  • a mixing tank was charged with 60 parts by mass of ethanol, 685 parts by mass of methylene chloride, and 100 parts by mass of DAC, and dissolved by stirring at 80 ° C. while heating at 80 ° C.
  • the number average molecular weight of DAC was 120,000 and the number average molecular weight was 300,000.
  • the obtained dope was cast using a band casting machine. When the residual solvent amount became 50%, the dope was peeled off from the band, immediately conveyed to a tenter, and then 10% in the TD direction and then 10% in the MD direction. After stretching in%, the film was dried at 120 ° C. to obtain a film 101 of the present invention. The film thickness was finally adjusted to 100 ⁇ and cast.
  • the specific stretching conditions for MD (longitudinal) stretching and (TD) (horizontal) stretching are as follows. Lateral stretching
  • preheating the film at 80 for 10 seconds After preheating the film at 80 for 10 seconds, it was stretched with a temperature gradient of 130 ° C at the end of stretching. The stretching speed was 100% / min.
  • Preheating force ⁇ When moving to stretching, a tenter rail with a radius of curvature of 10 Omm Spread. After stretching, the film was relaxed by 5% at 130 ° C for 30 seconds. In this state, stretching was performed so as to obtain a predetermined stretching ratio.
  • Residual solvent amount (% by mass) (M-N) / NX 100
  • M represents the mass of the film immediately after peeling
  • N represents the mass of the film immediately after drying the peeled film at 120 ° C. for 30 minutes.
  • the dope A was cast using a pan casting machine, and when the residual solvent amount became 60%, the dope A was peeled off from the top of the pan, immediately transferred to a tenter, and then 20% in the TD direction and then in the MD direction. After stretching by 20%, the film was dried at 120 ° C. to obtain a film 102 of the present invention. The film thickness was finally adjusted to lO Oizm and cast.
  • ⁇ Preparation of the substrate film 103 of the present invention The dope A was cast using a band casting machine, and when the residual solvent amount became 70%, the dope A was peeled off from the band, immediately transferred to a tenter, and then 30% in the TD direction and then in the MD direction. After stretching by 30%, the film was dried at 120 ° C. to obtain a film 103 of the present invention. The film thickness was finally adjusted to 100 / zm and cast.
  • the dope A was made to contain 0.1% by mass of a plasticizer, EPEG (ethyl phthalylethyl dicholate), which was cast using a band casting machine to reduce the residual solvent amount to 70%.
  • EPEG ethyl phthalylethyl dicholate
  • the film was peeled off from the band, immediately conveyed to a tenter, stretched by 30% in the TD direction and then by 30% in the MD direction, and then dried at 120 ° C. to obtain a film 104 of the present invention.
  • the film thickness was finally adjusted to 100 m and cast.
  • the dope A was made to contain 0.5% by mass of EPEG (ethyl phthalylethyl glycolate) as a plasticizer, and was cast using a band casting machine. When the residual solvent amount became 70%, The film was peeled off from the band, immediately conveyed to a tenter, stretched 30% in the TD direction and then 30% in the MD direction, and then dried at 120 ° C. to obtain a film 105 of the present invention. The film thickness was finally adjusted to lOOim and the film was cast.
  • EPEG ethyl phthalylethyl glycolate
  • the dope A was made to contain 1.0% by mass of a plasticizer, EPEG (ethyl phthalyl ethyl dicholate), which was cast using a band casting machine, and when the residual solvent amount became 70%, Stripped from the band, immediately conveyed to a tenter, stretched 30% in the TD direction and then 30% in the MD direction, dried at 120 ° C and dried according to the present invention. Huinolem 106 was obtained. In addition, the film thickness was adjusted so as to finally become 100 wm, and the film was cast.
  • EPEG ethyl phthalyl ethyl dicholate
  • TAC triacetyl cellulose
  • the obtained dope was cast using a band casting machine. When the residual solvent amount became 50%, the dope was peeled off from the band, immediately transferred to a tenter, and then 10% in the TD direction and then 10% in the MD direction. After stretching in%, the film was dried at 120 ° C. to obtain a film 107 of the present invention. The film thickness was finally adjusted so as to be ⁇ ⁇ ⁇ and cast.
  • the dope was cast using a band casting machine, and when the residual solvent content reached 60%, the dope was stripped off from the band, immediately conveyed to a tenter, 20% in the TD direction, and then in the MD direction. After stretching by 20%, the film was dried at 120 ° C. to obtain a film 108 of the present invention. The film thickness was finally adjusted to 100 m and cast.
  • the dope A was cast using a band casting machine, and when the residual solvent amount became 70%, the dope A was peeled off from the band, immediately transferred to a tenter, and then 30% in the TD direction and then in the MD direction. After stretching by 30%, the film was dried at 120 ° C. to obtain a film 109 of the present invention. The film thickness was finally adjusted to 100 / zm and cast.
  • the obtained dope C and dope A were mixed and stirred for 1 hour to obtain dope D.
  • the obtained dope D was cast using a band casting machine, and when the residual solvent amount became 50%, it was peeled off from the band, immediately conveyed to a tenter, 10% in the TD direction, and then in the MD direction. After stretching by 10%, the film was dried at 120 ° C. to obtain a film 110 of the present invention. The film thickness was finally adjusted to 100 zm and cast.
  • the dope D was cast using a band casting machine, and when the amount of the residual solvent became 60%, the dope D was peeled off from the band, immediately conveyed to a tenter, and then 20% in the TD direction and then in the MD direction. After stretching by 20%, the film was dried at 120 ° C. to obtain a film 111 of the invention. The film thickness was finally adjusted to be ⁇ ⁇ and cast.
  • Dope C was prepared in another mixing tank in the same manner. The obtained dope E and dope C were mixed and stirred for 1 hour to obtain dope F.
  • the obtained dope F was cast using a band casting machine, peeled off from the band when the residual solvent content reached 50%, immediately conveyed to a tenter, and then 10% in the TD direction and then in the MD direction. After performing 10% stretching, dried at 120 ° C., the film of the present invention 2004/006690
  • the dope F was cast using a band casting machine, and when the residual solvent content reached 60%, the dope F was peeled off from the band, immediately conveyed to a tenter, and then 20% in the TD direction and then in the MD direction. After stretching by 20%, the film was dried at 120 ° C. to obtain a film 113 of the present invention. The film thickness was finally adjusted to be 100 ⁇ and cast.
  • the obtained dope was cast using a band casting machine, and when the residual solvent amount became 50%, the dope was peeled off from the band, immediately conveyed to a tenter, and then 10% in the TD direction and then in the MD direction. After stretching by 10%, the film was dried at 150 ° C. to obtain a film 114 of the present invention. The film thickness was finally adjusted to be 100 m and cast.
  • the dope G was cast using a band casting machine, and when the residual solvent amount reached 60%, the dope G was peeled off from the band, immediately conveyed to a tenter, and then 20% in the TD direction and then in the MD direction. 20% stretch? Thereafter, the film was dried at 150 ° C. to obtain a film 115 of the present invention. The film thickness was finally adjusted to lO O ⁇ m and cast.
  • the obtained dope was cast using a band casting machine.
  • the residual solvent amount became 50%
  • the dope was peeled off from the band, immediately conveyed to a tenter, and then 20% in the TD direction and then 20% in the MD direction.
  • the film is irradiated with ultraviolet rays of 20 OmWZ cm 2 from both sides of the film for 10 seconds using a metal halide lamp, and then dried at 120 ° C.
  • the film thickness was adjusted so as to finally become 100 OOim and then cast.
  • the dope H was cast using a band casting machine, and when the residual solvent amount became 50%, the dope H was peeled off from the band, immediately conveyed to a tenter, and then 30% in the TD direction and then in the MD direction. After 30% stretching, when the amount of residual solvent is 3% or less, irradiate ultraviolet rays of 20 OmWZ cm 2 from both sides of the film for 10 seconds using a metal halide lamp, and then 120 ° Drying with C yielded film 117 of the present invention. The film thickness was finally adjusted to 100 wm and then cast.
  • the dope H was cast using a band casting machine, and when the residual solvent amount became 70%, the dope H was peeled off from the band, immediately conveyed to a tenter, and then 50% in the TD direction and then in the MD direction. 50% stretch lines Tsutanochi, both sides of the film of 200 mW / cm 2 ultraviolet using main barrel Hara I de lamp where the residual solvent amount became less than 3% Karaso respectively 1 0 seconds after irradiation, 1 20 Drying at ° C yielded film 118 of the present invention. The film thickness was finally adjusted to be 100 // m and cast.
  • the same dope B as that used to produce the substrate film 107 was prepared and cast using a band casting machine. When the residual solvent content reached 50%, the dope B was peeled off from the band, and the film was directly stretched without stretching. Drying at ° C gave film 120 of the present invention. The film thickness was finally adjusted to lO O / ⁇ m and cast.
  • Film is a poly-nor Pol nen film of thickness 100 W m.
  • the glass transition temperature of the cellulose esters of the present invention is often unclear and not measured by a scanning differential calorimeter (DSC)
  • DSC scanning differential calorimeter
  • the inflection of the temperature-strain curve in the thermal stress strain measurement ( ⁇ ) is obtained.
  • the point was taken as the glass transition temperature.
  • Thermal stress strain measurement was performed using a TMA-SS 6100 made of silicon instruments, a sample with a film thickness of 100 111 and a width of 4 mm was fixed at a chuck distance of 2 Omm, and the temperature was raised from room temperature to 180 ° C. After removing the residual strain, the temperature is increased from room temperature to 250 at 5 ° C / min. The temperature was raised to C, and the linear expansion coefficient was determined from the increase in the distance between the chucks. Note that the linear expansion coefficient in the table is one, but the linear expansion coefficients in the MD and TD directions are almost the same.
  • the glass transition temperature was determined from the inflection point of the temperature-strain curve.
  • Retardation value R at (480) and 590 nm. (590) is similarly measured using KOBRA-21 ADH, and the ratio of the birefringence value at 480 nm to the birefringence value at 590 nm is calculated as shown below, and the chromatic dispersion of birefringence is calculated. evaluated.
  • the substrate films 122 and 123 of the comparative examples are not preferable because the glass transition temperature is low and the coefficient of linear expansion is large.
  • the substrate film 121 of the comparative example has a high glass transition temperature but a large linear expansion coefficient, which is not preferable.
  • the films 119 and 120 of the comparative examples have a high glass transition temperature but a large linear expansion coefficient, which is not preferable.
  • the stretched substrate film 101 of the present invention was a preferable film having a low coefficient of linear expansion while maintaining a high glass transition temperature.
  • the substrate films 110 and 111 having a large stretching ratio had a smaller linear expansion coefficient, and were preferred substrate films.
  • substrate films 110 and 111 in which silica was hybridized to DAC the linear expansion rate was not different from that in the case where silica was not hybridized, but Tg was greatly improved, and thus the substrate films were preferable.
  • the hybrid films 112 and 113 formed of cellulose ester having a silane coupling site a substrate film having a high Tg, a low level, and a linear expansion coefficient could be obtained.
  • films 114 and 115 obtained by crosslinking DAC with a crosslinking agent preferable substrate films having high T g and a low coefficient of linear expansion could be obtained.
  • substrate films 116 to 118 having a semi-IPN structure of DAC and a crosslinked acrylate polymer favorable substrate films having a high Tg and a low coefficient of linear expansion could be obtained.
  • transparent conductive films 201 to 123 each having a thin film formed on a clear hard coat layer (both sides), a moisture-proof film (both sides), and a transparent conductive film (one side) in this order. 223 were produced.
  • ⁇ Preparation of clear hard coat layer> The following coating composition for a hard coat layer was coated on the substrate film 101 by an extrusion coater so as to have a thickness of 3 am, then dried for 1 minute in a drying unit set at 80 ° C, and then dried at 120 mW / cm. The film was formed by irradiating ultraviolet light at 2 .
  • Dipentaerythritol hexaatalylate monomer 60 parts by mass Dipentaerythritol hexaatalylate dimer 20 parts by mass Dipentaerythritol hexaatalylate trimer or higher component 20 parts by mass Dimethoxybenzophenone 4 parts by mass Ethyl acetate 50 parts by mass Part Methinole ethyl ketone 50 parts by weight Isopropyl alcohol 50 parts by weight
  • a parallel plate type electrode was used, the substrate film was placed between the electrodes, and a mixed gas was introduced to form a thin film.
  • a 20 OmmX 20 OmmX 2 mm stainless steel plate is coated with a high-density, high-adhesion alumina sprayed film, then a solution of tetramethoxysilane diluted with ethyl acetate is applied and dried, then cured by UV irradiation and sealed.
  • the surface of the dielectric material coated in this manner was polished, smoothed, and processed to have an Rma X of 5 m.
  • An electrode was prepared in this way and grounded (grounded).
  • As the applied electrodes a plurality of hollow square pure titanium pipes coated with the same dielectric material as described above under the same conditions were produced to form an opposing electrode group.
  • the power source used for plasma generation was a high frequency power source J RF-10000 manufactured by JEOL Ltd., and a voltage of 13.56 MHz and a power of 5 WZ cm 2 was supplied. A mixed gas having the following composition was flowed between the electrodes.
  • Inert gas argon 99.3 volume 0 /.
  • Reactive gas 1 hydrogen 0.5% by volume
  • Reactive gas 2 tetraethoxysilane 0.3 volume 0/0 clear hard coat layer of the substrate film 101 to 123 provided Kuriaha Dokoto layer, the reactive gas, Atmospheric pressure plasma treatment was performed under the reaction conditions, and silicon oxide films having a thickness of 180 nm were formed as moisture-proof films.
  • the mixture gas was changed to the following composition under the same atmospheric pressure plasma conditions as in the formation of the moisture-proof film, and a transparent conductive film was produced.
  • ITO film tin-doped indium oxide film
  • the transparent conductive films thus obtained were evaluated for 201 to 223 as follows.
  • the moisture permeability was measured under the conditions described in JIS-Z-0208 (40 ° C, 90% RH). In addition, the measurement was performed after a series of 10 cooling cycles of heating at 180 ° C for 1 hour and then cooling at room temperature for 1 hour.
  • Table 2 shows the results of evaluating the specific resistance, transmittance, and moisture permeability of the transparent conductive films 201 to 223.
  • the substrate film of the present invention has a small coefficient of linear expansion, even after a cooling / heating cycle, the deterioration of moisture permeability is small, and a good transparent conductive film is provided.
  • the transparent Since the conductive film 2 19 to 2 21 has a large coefficient of linear expansion of the substrate film 1 19 to 121, which is a base material, a low moisture and moisture permeability can be achieved by forming a moisture-proof layer. After the cooling / heating cycle, the moisture-proof layer cracks due to expansion and contraction of the support, and the moisture permeability deteriorates, which is not preferable. Further, the transparent conductive films 222 and 223 are not preferable because they are deformed during the cooling and heating cycle due to the low heat resistance of the substrate films 122 and 123.
  • a transparent conductive film having high transmittance, low transmittance, and specific resistance could be provided on the substrate film of the present invention (the substrate film of the comparative example).
  • FIG. A TN liquid crystal display device as shown in the following was produced by the following method.
  • the above transparent conductive film is used as a transparent conductive substrate 401, on which a resin layer (omitted) for smoothing is coated, and a transparent conductive film is formed thereon directly or through a silicon dioxide film or the like.
  • a display electrode 402 by patterning into a stripe shape or the like, and fabricating a counter substrate using the same transparent conductive substrate, that is, forming a display electrode also on the counter substrate side, Further, an alignment film 403 and a sealing material (not shown) are formed by a printing method or the like, and after applying a spacer, both substrates are pressed against each other to form an empty cell.
  • liquid crystal 404 is injected into the empty cell by a vacuum injection method, and a terminal portion is taken out so that a drive voltage is applied to the opposing display electrode, and a power retarder, a polarizing plate, a touch panel, A liquid crystal display element was formed by combining light sources.
  • the transparent conductive films 201 to 205 and 207 to 218 of the present invention are a transparent conductive film of a comparative example. In 2006, 219 to 223, image distortion and color tone shift were observed.
  • a simple matrix driven organic EL device was fabricated by the following method.
  • the transparent conductive film was used as the transparent conductive substrate 501, and a transparent conductive film (positive electrode) 502 was patterned thereon. After that, ultrasonic cleaning was performed using a medium-grade detergent, acetone, and ethanol, and then pulled out from boiling ethanol in the next step and dried. Next! /, In after UVZ0 3 washed transparent conductive film surface, New vacuum deposition apparatus, New Jifue two Lou m- tolyl one 4, 4 '- Jiamin one 1, 1' Bifueniru (TP D) a deposition rate 0. Vapor deposition was performed at a rate of 2 nxa / sec to a thickness of 55 nm to form a hole injection / transport layer 503.
  • a lq 3 tris (8-quinolinolato) was evaporated to a 5 0 nm aluminum at a deposition rate of 0. 2 nm / sec thick, forming an electron injecting and transporting 'luminescent layer 5 04.
  • a negative electrode 505 was formed to a thickness of 200 nm by a DC sputtering method using a sputtering apparatus with an A 1 ⁇ Sm alloy (Sm: 10 at%) as a target.
  • Ar was used as the sputter gas at this time, the gas pressure was 3.5 Pa, and the distance between the target and the substrate (T s) was 9.0 cm.
  • the input power was set to 1.2WZc ni 2 .
  • This organic EL light-emitting element has two parallel stripe-shaped negative electrodes and eight parallel stripe-shaped electrodes, which are orthogonal to each other. These elements (pixels) are arranged at an interval of 2 mm from each other, forming an element of 82 16 pixels.
  • the transparent conductive films 201 to 205 and 207 to 218 of the examples exhibited a luminance of 350 cdZm 2 or more.
  • the emission intensity was 50 cd / m 2 or less, and the light emission intensity required for an organic EL device could not be obtained.
  • a touch panel as shown in FIG. The yarn was made by the following method.
  • the lower electrode 606 in FIG. 6 is made of glass ITO (sputtered film product) for a touch panel, and the transparent conductive film 601 to 205 of the present invention is used as the transparent conductive substrate 601 of the upper electrode 605. 207 to 218, and the transparent conductive films 206 and 219 to 223 of Comparative Examples were used. Then, the touch panel was assembled by making the transparent conductive film surfaces 603 and 604 of the transparent conductive substrate face each other, and using a thermosetting dot spacer 607 to form a panel with an interval of 7 / m.
  • Reference numeral 602 denotes a glass substrate for a touch panel.
  • ADVANTAGE OF THE INVENTION is transparent for display substrates, such as for liquid crystal displays, organic EL displays, or touch panels which have a low birefringence, a positive wavelength dispersion characteristic, a high glass transition temperature, and a low coefficient of linear expansion.
  • Film could be provided. Further, by providing a moisture-proof film on the transparent film for a display substrate of the present invention, the moisture permeability of the film could be reduced to a level that would not adversely affect electronic devices and the like using the substrate film.
  • a transparent conductive film having high transparency and low specific resistance could be provided on the transparent film for a display substrate of the present invention provided with the moisture-proof film.
  • the moisture-proof film and the transparent conductive film provided on the transparent film for a display substrate of the present invention by the atmospheric pressure plasma treatment, it becomes possible to manufacture the transparent conductive film with high quality and productivity.

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Abstract

ディスプレイ基板用透明フィルムにおいて、セルロースエステルを含有し、且つ、可塑剤含有量が1%未満であって、搬送方向と巾手方向とそれぞれに3~100%延伸されていることを特徴とするディスプレイ基板用透明フィルムである。

Description

明細書 ディスプレイ基板用透明フィルム、該フィルムを用いたディスプレイ基板およびそ の製造方法、液晶ディスプレイ、有機エレク トロルミネッセンスディスプレイ、 お よびタツチパネル 技術分野
本発明は、線膨張率が低くディスプレイ基板に用いて有用なディスプレイ基板用 透明フィルムぉよぴその製造方法に関し、また該ディスプレイ基板用透明フィルム を基板として用いた液晶ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンスディスプレ ィ、 タツチパネルに関する。 背景技術
従来液晶表示素子、 有機エレクトロルミネッセンス (E L ) 表示素子、 プラズマ ディスプレイ素子、電子ペーパー等の電子ディスプレイ素子用基板、あるいは C C D、 C MO Sセンサー等の電子光学素子用基板、あるいは太陽電池用基板としては、 熱安定性、透明性の高さ、水蒸気透過性の低さからガラスが用いられてきた。 しか し、最近携帯電話あるいは携帯用の情報端末の普及に伴い、それらの基板用として 割れやすく比較的重いガラスに対し屈曲性に富み割れにくく軽量な基板が求めら れるようになった。
しかし液晶表示素子では複屈折を用いて表示のオンオフを行うため、複屈折が小 さいことが必要である。さらにプラスチック基材上に各種の機能性薄膜を形成する 際に高温下にさらされるため、高い耐熱性が必要である。中でもディスプレイ基板 として必須の機能性薄膜である透明導電膜を、低抵抗な結晶性の薄膜で形成するた めには 180°C以上の高温に耐えることが必要である。 そして当然無色透明である必 要がある。 こうした 3点の物性を全て有する必要があるため、多くのプラスチック 基材はこうしたディスプレイ向けの用途に向かないことがすぐに理解される。 このような物性を満たすプラスチック基材として、ポリエーテルスルホン、ポリ カーボネートあるいは特開平 5 _ 1 4 2 5 2 5号公報に記載のポリエーテルスル ホンとアクリル系基板を張り合わせた透明フィルム等をプラスチック基板として 使うことが提案され一部で採用されるようになった力 実際にプラスチック基板を 用いて液晶表示素子、有機 E L素子などを作成してみると、ガラス基板を用いた場 合には見られなかった各種の不具合が生じることが判明した。
まず、ガラス基板と違ってプラスチック基板は、水蒸気や酸素といったディスプ レイを構成する素子に悪影響を与える気体を多かれ少なかれ透過してしまうとい う欠点を有していた。 '
このような欠点を克服するために、ガスバリア性の高い無機薄膜を真空蒸着ゃス パッタ法などによってプラスチック基板を被覆することが行われており、実際この ような手法によって形成された、例えば酸化珪素層などによって、プラスチック基 材の透湿度を低減できることが明らかになつている。
ところがプラスチック基板には、ガラス基板より 1〜 2桁大きい熱膨張率を有し ているために、プラスチック基板上に設けた機能性薄膜が割れたり、画素がずれる といった問題が発生することが明らかとなっている。前記ガスバリア性無機薄膜に おいても、割れが発生すると透湿度は著しく増大してしまう。また透明導電膜にお いては、 割れが発生すると導電率が低下する。
一般にプラスチックフィルムの熱や湿度に対する膨張率は延伸によって低減が 可能であることが知られている力 延伸操作は複屈折も増大させるため、前述の P E S等を延伸してもディスプレイ用に適するプラスチック基板を得ることはでき なかった。
従って、 低複屈折、 高耐熱性、高透明性の 3点の物性だけでなく、低熱膨張率を 有する透明プラスチック基材はこれまで見出されていなかった。
また、水分'酸素の透過を抑制するガスバリア層を設ける手法としては通常、真 空蒸着法、 スパッタリング法、真空プラズマ C VD法等で形成されているが、 これ らの方法では装置が複雑かつ大掛かりのために生産性が低く、無機薄膜の付与は高 価なものとなっていた。
従って、本発明の第一の目的は、液晶ディスプレイ用、有機 E Lディスプレイ用、 またはタツチパネル用に、透明性、 耐熱性が高く、 複屈折が少なく、 かつ低熱膨張 率である透明プラスチックフィルムを提供することであり、
本発明の第二の目的は、透湿度が低く、耐久†生の高いガスバリア膜を簡便なプロ セスによって設ける手段を提供することであり、
本発明の第三の目的は、画像の歪み ·色ずれの少ない液晶ディスプレイ、 タツチ パネル、 また発光輝度の高い有機 E Lディスプレイを提供することである。 発明の開示
上記課題に対して、本発明者らはセルロースエステルフィルムに着目した。セル ロースエステ/レフイノレムは低複屈折で高透明であるプラスチックであり、このよう な特徴を生かして液晶ディスプレイにおいて偏光子を保護するフィルムとして一 般的に用いられているためである。
し力 しながら、セルロースエステルは吸湿性の樹脂であり、吸湿膨張係数が大き いという欠点があった。 従来、 セルロースエステノレ樹脂のこの欠点を捕うために、 リン酸エステルなどといった可塑剤が 5〜2 0質量%も添カ卩されている。しかし一 方で可塑剤はセルロースエステルのガラス転移温度を下げ、熱膨張率を増大させる といった欠点を有していることが判明した。
そこで本発明の発明者らが鋭意検討を行つたところ、可塑剤含有率を一定以下に 抑えることで高いガラス転移温度を達成しつつ、かつセルロースエステルフィルム を 2軸に延伸することで熱膨張係数の低減が達成することができること、 さらに、 驚くべきことに、セルロースエステルは延伸しても発生する複屈折が小さく、複屈 折の制御に優れること、また可塑剤添加量の低下によるデメリットはガスバリア層 を形成することによって押さえられることを見出し、本発明を完成させるに至った。 本発明の上記目的は以下の手段によって達成される。
1 . ディスプレイ基板用透明フィルムにおいて、セルロースエステルを含有 し、且つ、可塑剤含有量が 1 %未満であって、搬送方向と巾手方向とそれぞれに 3 〜 100%延伸されていることを特徴とするディスプレイ基板用透明フィルム。
2 . 前記セルロースエステルと下記一般式(1 ) で表されるアルコキシシラ ンの加水分角军重縮合物を含有することを特徴とする前記 1に記載のディスプレイ 基板用透明フィルム。
一般式 (1 ) R4n S i (O R' ) n
(式中、 R、 R' は水素原子または 1価の置換基を表し、 nは 3または 4である。) 3 . 前記セルロースエステルと前記一般式(1 ) で表されるアルコキシシラ ンの加水分解重縮合物が、 下記一般式 (2 ) で表され、 前記一般式(2 ) で表され る無機高分子化合物の質量の和が、前記透明フィルムに対して 4 0質量%未満であ ることを特徴とする前記 2に記載のディスプレイ基板用透明フィルム。 一般式 (2 ) R4_n S i On/2
(ここにおいて、 Rは前記一般式 (1 ) と同義である。)
4 . イソシアナ一ト基、 チォイソシアナ一ト基、酸無水物残基のいずれかを 複数有する有機架橋剤を 1〜2 0質量0 /0含有させ、セルロースエステルを架橋させ たことを特徴とする前記 1〜 3のいずれか 1項に記載のディスプレイ基板用透明 フィ /レム。
5 . 前記セルロースエステルの数平均分子量が、 1 0 0 0 0 0以上であるこ とを特徴とする前記 1〜 4のいずれか 1項に記載のディスプレイ基板用透明フィ ルム。
6 . 前記セルロースエステルの置換基が、 下記の式 (A) および (B ) を満 たすセルロースエステルであることを特徴とする前記 1〜5のいずれか 1項に記 載のディスプレイ基板用透明フィルム。
式 (A) 0≤Y≤ 1 . 5
式 (Β ) 1 . 0≤Χ + Υ≤ 2. 9
(ここで、 Xはァセチル基による置換度、 Υはアルコキシシリル基を有する置換基 による置換度を表す。)
7 . 前記セルロースエステルのァセチル基による置換度が 2 . 2以上 2 . 9 未満であることを特徴とする前記 1〜 6のレ、ずれか 1項に記載のディスプレイ基 板用透明フィルム。
8 . 架橋ポリマーを含有し、前記セルロースエステルと前記架橋ポリマーと がセミ Ι Ρ Ν (半相互貫入型網目構造)型ポリマーァロイを形成していることを特 徴とする前記 1〜 7のいずれか 1項に記載のディスプレイ基板用透明フィルム。
9 · 前記架橋ポリマーが前記ディスプレイ基板用透明フィルムに対し、 5〜 50質量%含有されていることを特徴とする前記 8に記載のデイスプレイ基板用 透明フィルム。
10. TMA (応力ひずみ測定) で測定したガラス転移温度が 180°C以上 で、力つ MD方向と TD方向の線膨張率がいずれも 5〜 50 p pm/^Cの範囲にあ るセルロースエステルフィルムからなることを特徴とする前記 1〜9のいずれか 1項に記載のディスプレイ基板用透明フィルム。
1 1. 波長 590 nmでの面内リタ一デーシヨン値を R。 (590) とし、 波長 480 nmでの面内リタ一デーシヨン値を R。 (480) としたとき、 その比
[R。 (480) ZR。 (590)] が◦. 8以上 1 · 0未満であることを特徴とする 前記 1〜10のいずれか 1項に記載のディスプレイ基板用透明フィルム。
12. 前記 1〜1 1のいずれか 1項に記載のディスプレイ基板用透明フィル ムの少なくとも一方の面に金属酸化物ま-たは金属窒化物を含有する防湿膜が設け られ、さらにこの防湿膜上または防湿膜が設けられた面と反対側の面に透明導電膜 が設けられていることを特徴とするディスプレイ基板。
13. 前記防湿膜が主として酸化珪素から構成されていることを特等とする 前記 12に記載のディスプレイ基板。
14. 前記防湿膜および前記透明導電膜が大気圧または大気圧近傍の圧力下 において、対向する電極間に高周波電圧をかけて放電させることにより、反応性ガ スをブラズマ状態とし、前記プラズマ状態の反応性ガスに前記透明フィルムを晒す ことによって形成されたことを特徴とする前記 12または 13に記載のディスプ レイ 板。
. 15. 前記 12~14のいずれか 1項に記載のディスプレイ基板を用いた液 晶ディスプレイ。 1 6. 前記 12〜14のいずれか 1項に記載のディスプレイ基板を用いた有 機エレク トロルミネッセンスディスプレイ。
1 7. 前記 1 2〜14のいずれか 1項に記載のディスプレイ基板を用いたタ ッチパネル。
18. 流延製膜法によりディスプレイ基板用透明フィルムを製造する方法で あって、 流延用支持体上に、 セルロースエステルを含有し、 且つ、 可塑剤含有量が 1%未満のドープを流延し、 ウェブを形成した後、前記ウェブを搬送方向と巾手方 向とそれぞれに 3〜100%延伸し、 前記ウェブを乾燥することを特徴とするディス プレイ基板用透明フィルムの製造方法。
1 9. 前記 18に記載の製造方法で製造したディスプレイ基板用透明フィル ム上に、大気圧または大気圧近傍の圧力下において、対向する電極間に高周波電圧 をかけて放電させることにより、反応性ガスをプラズマ状態とし、前記プラズマ状 態の反応性ガスに前記透明フィルムを晒すことによって、防湿膜および透明導電膜 を形成することを特徴とするディスプレイ基板の製造方法。
20. 前記高周波電圧の周波数が 100 kHz〜2.5 GHzの範囲であり、 かつ供給電力が lWZcm2〜5 OW/cm2の範囲であることを特徴とするディ スプレイ基板の製造方法。
21. 前記高周波電圧の周波数が 100 kHz〜15 OMH zの範囲である ことを特徴とする前記 20に記載のディスプレイ基板の製造方法。 図面の簡単な説明
第 1図は、大気圧もしくはその近傍の圧力下でのプラズマ放電処理装置の一例 を示す図である。 第 2図は、口ール電極の金属等の導電性母材とその上に被覆されている誘電体 の構造を示す一例を示す見取り図である。
第 3図は、印加電極としての角筒型固定電極群の 1個を取り出した角筒型固定 電極の母材とその上に被覆されている誘電体の構造を示す一例を示す見取り図で ある。
第 4図は、 液晶表示素子の斜視図である。
第 5図は、 有機 E L素子の構成例を示す概念図である。
第 6図は、 タツチパネルの一例を示す断面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明について詳細に説明する。
本発明におけるディスプレイ基板用透明フィルムとは、液晶ディスプレイ、有機 E Lディスプレイおよびタツチパネル等の電子デバィス用の支持体乃至基板とし て用いられる透明フィルムをさす。
これらの'ディスプレイ基板用透明フィルムとしては、前記液晶ディスプレイ、有 機 E Lディスプレイおよびタツチパネル等電子デバイスを構成する各種の機能性 薄膜をしつかりと支持すること、屈曲性に富み割れにくく軽量であることが必要で ある。
また、一方で前記ディスプレイ基板は、形成したディスプレイ素子を水分、酸素 等外気の影響から遮断して用いる必要があり、基板として用いるには、水分 '酸素 等の透過性が低いことが要求される。 従って、通常は、 プラスチックフィルムを基 板として用いる場合には、フィルム上に酸ィ匕珪素膜等の防湿性を有する薄膜を形成 している。 また、前記ディスプレイ素子を構成する共通の機能性薄膜としては導電性薄膜が 用いられ、 例えば透明導電膜として I T O等の膜が用いられる。
これらの薄膜は、基本的には金属酸ィヒ物薄膜であり、ガラス等の熱或いは湿度に よる伸縮の少ない基板上に形成したときには問題とならないが、プラスチックから 構成される基板は熱 '湿気による膨張 '収縮が大きいため、その製造工程における 熱履歴(各種の材料の蒸着や、スパッタリンク等の基板処理により基板温度が上昇 する) 力 基板の伸縮を引き起こし、各層間の例えば光学的な位置ズレを引き起こ すほか、 特に、 基板上に形成した前記金属酸化物薄膜は、 その脆さのため、 熱 ·湿 気による膨張 '収縮によりクラックが入りやすく、 特个生が変化しゃす!/、。
従って、前記電子デバイス用の支持体乃至基板として用いられるプラスチックフ ィルムは、電子デバイスを構成する機能性薄膜の製造における温度 ·湿度の急激な 変化による伸縮が少なく、形成された薄膜の破壊(ひび割れや剥離等) が少ないこ と、 また、 折り曲げ等によっても、 形成された前記機能性薄膜例えば、 防湿膜や透 明導電膜等に容易にひびが入ったりしないこと等が要求される。
更に、表示装置が使用される環境での温度 ·湿度の変化(例えば液晶表示装置の バックライトからの熱) による基板の伸縮力 同様に基板上に形成された防湿膜や 導電膜の特性の変化を起こさせないことも必要である。
これまで基板材料として使用されているガラスは線膨張率が低く、 基板として、 或いは保護シートとして用いて素子を封止する場合にも好ましいものであった。 本発明者らは、 基板材料として、 ガラスに代わるものとして、 TMA (応力ひず み測定)で測定したガラス転移温度が 1 8 0 °C以上で、 MD方向と T D方向の線彭 張率がいずれも 5〜5 0 p p mZ°Cの範囲にあるフィルムが適していることを見 いだした。 本発明のディスプレイ基板用透明フィルムは、 このような性能を有しており、セ ルロースエステルを含有し、且つ、可塑剤含有量が 1 %未満であって、搬送方向と 巾手方向とそれぞれに 3〜 100%延伸されていることを特徴とする。
本発明のディスプレイ基板用透明フィルムは、 キャスティング法(流延法) によ つて形成されるセルロースエステルフィルムであることが好ましい。 ここで、セル ロースエステルフィルムの製造において、セルロースエステルフィルムを幅手方向 に延伸する際に、機械搬送方向を以下、 MD方向と呼び、機械搬送方向と垂直な方 向を T D方向という。
ディスプレイ基板用透明フィルムの線膨張率が前記範囲内にあるとき、フィルム 上に形成された前記防湿膜或いは透明導電膜等の機能性薄膜は、 製造時の熱履歴、 或いは素子が基板上に形成された後、熱による伸縮、或いは、基板の折り曲げ等に よるストレスに曝された場合でも、前記機能性薄膜の特性が損なわれることがない。 本発明において、ディスプレイ基板用透明フィルムの線膨張率は熱応力歪み測定 (TMA) における温度一歪み曲線から求めることが出来る。
実際の測定装置としては、セィコーィンスツルメンッ社製 TMA— S S 6 1 0 0 を用い、 膜厚 1 0 0 ^ m、 幅 4 mmの試料を、 チャック間距離 2 0 mmで固定し、 ' 室温から 1 8 0 °Cまで一且昇温して残留ひずみをとつた後、再び室温から 5 °C/m i n .で 1 8 0 °C迄昇温し、チャック間距離の伸びから線膨張率を求める。例えば、 フィルム材料の温度が 1度上昇して、寸法が 1 m当たり、 0 . 0 0 1 mm ( 1 w m) 膨張する場合、 該支持体の熱膨張率は、 1 p p mということになる。
従って、本発明に係わるディスプレイ基板用透明フィルムは、セルロースエステ ルを含有するフィルムであり、防湿膜、透明導電膜等の機能性薄膜を該フィルム上 に形成して前記各種電子デバィスの基板として用いることが出来る。 セルロースエステルとしては、 トリァセチルセルロース、 また、 ァセチル基、 プ 口ピオニル基又はプチリル基等との混合脂肪酸セルロースエステルでもよく、総ァ シル基の置換度の合計(総置換度) が 1. 5を超えているセルロースエステルが好 ましく用いられる。
セルロースを形成するグルコースュニットは、結合できる 3つの水酸基を有して おり、例えば、セルローストリアセテートにおいて、 グルコースュニットの 3個の 水酸基全てがァセチル基が結合している場合には、 ァセチル基による置換度は 3. 0である。
ただし実際には全ての水酸基を置換することは、高分子反応による合成上困難で あり、かつ完全にァシル化されたセルロースエステルは溶剤への溶解性が低く、溶 液の粘度が高く、 生産性が低いために好ましくない。
実際、 トリァセチルセルロース (TAC) と一般的に呼ばれるものでも、 ァセチ ル置換度が 2. 8〜2. 9のものが使用されている。本発明のセルロースエステル におけるトリァセチルセルロース (TAC) も、 この範囲のものを表す。
またジァセチルセルロース (DAC) と一般的に呼ばれるものも、 実際にはァセチ ル置換度は 2. 2〜2. 5程度であり、本発明のセルロースエステルにおけるジァ セチルセルロース (DAC) も、 この範囲のものを表す。 従って、 本発明のセル口 ースエステルにおいて、 好ましいァセチル置換度は 2. 2〜2. 9である。
これらァシル基の置換度の測定方法は AS TM—D 817-96に準じて測定 することが出来る。
これらのァシル基は、 グルコース単位の 2位、 3位、 6位に平均的に置換してい ても良いし、例えば、 6位に高い比率で置換するなどの分布をもった置換がなされ ていても良い。 本発明において用いられるセルロースエステルは後述するような有機一無機ハ ィプリッド、 或いは、架橋といった改良手段を、 より有効なものとするために、 下 記式 (A) および (B ) を満たすセルロースエステルであってよい。
式 (A) 0≤Y≤ 1 . 5
式 (Β ) 1 . 0≤X + Y≤ 2 . 9
ここにおいて、 Xは、骨格となるセルロースの水酸基のァセチル基による置換度 を、 Υは、 アルコキシシリル基を有する置換基による置換度を表す。
セルロースにおけるグルコース単位中の水酸基は 3つあり、これら全てが置換さ れたとき Χ + Υ= 3 . 0である。
これらセルロースエステルを構成するエステノレ基がァセチル基であることで、高 い耐熱性と低い線膨張率のセルロースエステルが得られる。また、後述する有機一 無機ハイプリッドによる改質効果を高めるために、残留する水酸基がアルコキシシ リル基を有する置換基で置換されていてもよい。例えば、セルロースの水酸基のう ち一部が例えばこれと反応するシランカツプリング剤により置換されているもの が挙げられる。 シランカップリング剤としては、例えば、 y—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メ トキシシラン、 3— トリエトキシシリルプロピル無水コハク酸、 γ—イソシァネートプロピルトリメト キシシラン等、 グリシド系、イソシァネート系が好ましく、特にイソシァネート系 が好ましく、特に好ましいシランカップリング剤としては、 y—イソシァネートプ 口ピルトリメトキシシラン等が拳げられる。これらとの反応によりセルロースエス テルに置換されたアルコキシシリル基は、前記一般式(1 ) で表されるアルコキシ シランと重縮合することで一体となって有機一無機ハイプリッドによるセルロー スーシリカハイブリッドポリマーフィルムを構成する。 しかしながら、アルコキシ シリル基による置換度 Yが大きくなると透明フィルムの網目構造が密となりすぎ、 もろいフィルムとなってしまうので、 Yは 1. 5以下が好ましい。
また、 前記のセノレロースエステルにおいて、 X + Yは 1. 0以上 2. 9以下の範 囲のものが樹脂の溶解性が高く、高濃度のドープを作製でき、製膜 ·乾燥時により 有利であり好ましい。
セルロースエステルは複屈折の波長分散特性が正となる.樹脂として好ましく、ま た、セルロースエステルには、水酸基が存在しているため、 これらの水酸基を前記 のようにアルコキシシリル基を有する置換基により置換してもよい。このようなセ ルロースエステルを骨格として、安価で低複屈折であり、複屈折の波長分散が正分 散で耐熱性の高い透明フィルムを構成することができる。
複屈折の波長分散が正分散とは、例えば、該高分子を可溶な溶媒に溶解させてガ ラス板上にフィルム乾燥時の厚みが 1 O O zmになるように流延'乾燥させてフィ ルムを作製し、該高分子からなるフィルムの波長 480 nmにおける面内リターデ ーション値 R。 (480)、波長 590 nmにおける面内リターデーション値 R。(5 90) を測定し、 その比 [RQ (480) /R。 (590)] が 1より小さいものをい 5。
本発明の積層フィルムに用いられる透明支持体においては、前記波長 480 nm における面内リタ一デーシヨン値 R。 (480) を波長 590 nmにおける面内リ ターデーシヨン値 R。 (590) で除した値、 R。 (480) /R。 (590) が 0. 8以上、 1. 0未満であることが好ましい。
複屈折の波長分散が正の透明フィルムにおいては、可視光の全波長領域で偏光の 補償が可能であり、複屈折を利用した表示方法を採用している液晶パネルにおいて は色ずれがなく、 有機 EL表示素子においてはコントラストが良好である。 本発明に用いられるセルロースエステルの原料のセルロースとしては、特に限定 はないが、 綿花リンター、 木材パルプ、 ケナフなどを挙げることが出来る。 また、 これらから得られたセルロースは、それぞれを単独であるいは任意の割合で混合使 用することが出来るが、 綿花リンターを 50質量%以上使用することが好ましい。 本発明に用いられるセルロースエステルの分子量は数平均分子量 (M n )で 70, 000〜200, 000のもの力 S、得られるフィルムの弾性率と、 ドープの粘度や 製膜速度の観点から好ましく、 100, 000〜 200, 000のものが更に好ま しレ、。本発明で用いられるセルロースエステルは MwZMn比が 3. 0未満である が、 好ましくは 1. 4〜2. 3である。
セルロースエステルの平均分子量及び分子量分布は、高速液体クロマトグラフィ 一を用い測定できるので、 これを用いて数平均分子量(Μιι)、重量平均分子量(M w) を算出し、 その比を計算することができる。
測定条件は以下の通りである。
溶媒: メチレンクロライド
カラム: Sh o d e x K806, K805, K803G (昭和電工 (株) 製を 3本接続して使用した)
カラム温度: 25°C
試料濃度: 0. 1質量%
検出器: R I Mo d e l 504 (GLサイエンス社製)
ポンプ: L 6000 (日立製作所 (株) 製) 校正曲線: 標準ポリスチレン STK s t a n d a r d ポリスチレン (東ソ 一(株)製) Mw= 1000000〜 500迄の 13サンプルによる校正曲線を使 用した。 1 3サンプノレは、 ほぼ等間隔に用いることが好ましい。
本発明に用いられるセルロースエステルは、ァシル化剤として酸無水物や酸塩化 物を用いて合成できる。ァシル化剤が酸無水物である場合は、反応溶媒として有機 酸 (例えば、 酢酸) や塩ィ匕メチレンが使用される。 触媒としては、硫酸のような酸 性触媒が用いられる。 ァシル化剤が酸塩化物である場合は、触媒として塩基性化合 物が用いられる。工業的に最も一般的な合成方法では、セルロースをァセチノレ基に 対応する有機酸 (酢酸、 プロピオン酸) またはそれらの酸無水物 (無水酢酸、 無水 プロピオン酸)を含む混合有機酸成分でエステル化してセルロースエステルを合成 する。 また他のァシル化剤を併用して用いる場合、例えばプロピオニル基に対応す るプロピオニル化剤の使用量を、合成するエステルが必要な置換度の範囲となるよ うに調整する。反応溶媒の使用量は、セルロース 1 0 0質量部に対して、 1 0 0〜 1 0 0 0質量部であることが好ましく、 2 0 0〜6 0 0質量部であることが更に好 ましい。 酸性触媒の使用量は、 セルロース 1 0 0質量部に対して、 0. 1〜2 0質 量部であることが好ましく、 更に好ましくは、 0 . 4〜1 0質量部である。
反応温度は 1 0〜1 2 0 °Cであることが好ましく、 2 0〜8 0 °Cであることがさ らに好ましい。 また、 アシノレ化反応が終了してから、 必要に応じて加水分解 (ケン 化) して、 置換度を調整してもよレ、。 反応終了後、 反応混合物を沈澱のような慣用 の手段を用いて分離し、洗浄、乾燥することによりセルロースエステルが得られる。 セルロースエステルを、例えば、 メチレンクロライド、酢酸メチルまたメタノー ル、ェタノール等の有機溶媒に 1 0〜 3 5質量%の濃度 (更に好ましくは、 1 5〜 2 5質量0 /0)で溶解した溶液をドープという力 セルロースエステルを溶解して得 られるドープ液に、 更に、 必要に応じて添加剤を添加し、 支持体(ベルト状もしく はドラム状のステンレスを鏡面仕上げした支持体)上にドープ液を流延(キャスト 工程) した後、加熱して溶剤の一部を除去 (支持体上乾燥工程) した後、 支持体か ら剥離し、剥離したフィルムを乾燥(フィルム乾燥工程) してセルロースエステル フィルムを得る。 乾燥後に、 詳しくは後述するが、 必要に応じて MD方向、 T D方 向に延伸を行う。 MD方向、 T D方向にそれぞれ同時延伸または逐次延伸により 3 〜 1 0 0 %の延伸を行うことで分子の配向が起こりフィルムの線膨張率は低減さ れる。
本発明のディスプレイ用透明基板フィルムは、セルロースエステルを好ましくは、 5 0〜 1◦ 0重量%、 より好ましくは、 7 5〜 9 5重量%、含有する。 本発明のデ イスプレイ用透明基板フィルムは、 セルロースエステルに加えて、後述の無機高分 子、架橋剤、 架橋ポリマー等の構成成分を好ましくは、 0〜5 0重量%、 より好ま しくは、 5〜2 5重量%、 含有する。
通常の写真用セルロースエステルフィルム、偏光子保護用セルロースエステルフ イルムには、フィルムの透湿度を下げたり製膜性を良好にするために可塑剤が 1〜 2 0質量%添加されているが、本発明のディスプレイ用透明基板フィルムでは、前 記線膨張率を低!/、ものとするために、フィルム中の可塑剤の含有量が 1 %未満であ ることが好ましい。
本発明において、可塑剤とは分子量 1 0 0 0未満の低分子化合物であり、かつ化 学的に不活性(セルロースエステルと結合をしたり、それ自身が重合するといった、 化学的な反応が起きないもの) と定義する。
これまで、 写真用ネガフィルムの支持体としてのセルロースエステルフィルム、 液晶ディスプレイの偏光子保護用セルロースエステルフィルムには 5〜 2 0質 量%もの可塑剤が含まれていた。
これは、セルロースエステルの親水性が高いがために、セルロースエステルをフ ィルムに成形した際にフィルムの透湿度や湿度膨張係数が実用上大きすぎるとい う欠点を補うために添加されている。すなわち、可塑剤にはセルロースエステルフ イルムの透湿度を低下させ、 湿度膨張係数を低減させるとレ、う効果がある。
しかし本発明の発明者らによれば、可塑剤が添加されることによつて大幅なガラ ス転移温度の低下、熱膨張率の上昇といった好ましくない物性変化が起きることが 明らかとなった。
前述の通り、ディスプレイ基板用フィルムとしては耐熱性、低熱膨張率が必須の 条件であるため、本発明では可塑剤の添加量は 1 %未満とした。 1 %未満の添加で あれば、前記フィルムに対する上記悪影響は最小限にとどめることができる。 より 好ましくは 0 . 3 %未満であり、 最も好ましくは含有しないこと (0 %) である。 なお可塑剤を添加量が 1 %未満と少ないことにより、透湿度の増加、湿度膨張係 数の増加といった好ましくなレ、特性も発生する力 これらの特性はセルロースエス テノレフイルムに、 後述するガスバリア層を形成することによって、 水蒸気の吸収、 透過を抑えることができるため、ディスプレイ用基板フィルムとして使用する上で は問題となることはない。 また湿度膨張係数は、熱膨張率と同様に、後述する延伸 操作によって低減することもできる。
なお本発明に用いることのできる可塑剤としては、例えば多価アルコ一レエステ ル系可塑剤、 グリコレート系可塑剤、 リン酸エステル系可塑剤、 フタル酸エステル 系可塑剤等を用いることが出来る。
具体的には、 例えば、 ブチルフタリルブチルグリコレート、 ェチルフタリルェチ ルグリコレート、メチノレフタリルェチルグリコレート、 トリフヱニルホスフエ一ト、 トリクレジルホスフエート、 クレジルジフエニルホスフエ一ト、 ォクチルジフエ二 ルホスフエート、ジフエ二ルビフエニルホスフエ一ト、 トリォクチルホスフエ一ト、 トリプチルホスフェート、 ジェチルフタレート、 ジメ トキシェチルフタレート、 ジ メチノレフタレート、 ジォクチノレフタレート、 ジブチノレフタレート、 ジー 2—ェチノレ へキシルフタレート、 ジシクロへキシルフタレート、 ェチルフタリルェチルダリコ レート、 トリメチロールプロパントリべンゾエート、 ペンタエリスリ トールテトラ ベンゾエート、ジペンタエリスリ トールペンタベンゾエート等を用いることが出来 る。 これらの可塑剤は 2種以上混合して用いることも出来る。
また必要に応じて、特定の機能を有する低分子化合物を本発明のディスプレイ用 透明基板フィルムに添加してもよい。 このような機能性低分子化合物としては、デ イスプレイ基板内部の素子が紫外線により劣化しないために用いられる紫外線吸 収剤、 リタデーション調整剤、ディスプレイ基板の色調を調整するために用いられ る染料、 これらの機能性材料の酸化を防ぐ酸化防止剤、 などが挙げられる。
これらの低分子化合物についても、 セルロースエステルフィルム中に総和で 1質 量%未満である必要がある。
紫外線吸収剤は、例えば、液晶表示装置を太陽光線等に曝されるような室外での 液晶の劣化防止の観点から、波長 3 7 0 n m以下の紫外線の吸収能に優れ、かつ良 好な液晶表示性の観点から、波長 4 0 0 n m以上の可視光の吸収が少ないものが好 ましく用いられる。本発明においては、特に波長 3 7 0 n mでの透過率が 1 0 %以 下であることが好ましく、 より好ましくは 5 %以下、更に好ましくは 2 %以下であ る。
本発明においては、分子内に芳香族環を 2つ以上有する紫外線吸収剤が特に好ま しく用いられる。
本発明に用いられる紫外線吸収剤は特に限定されないが、例えばォキシベンゾフ ヱノン系化合物、ベンゾトリァゾール系化合物、 サリチル酸エステル系化合物、ベ ンゾフエノン系化合物、 シァノアクリレート系化合物、 トリアジン系ィ匕合物、 ニッ ケル錯塩系化合物、無機粉体等が挙げられる。好ましく用いられる紫外線吸収剤は、 透明性が高く、偏光板や液晶素子の劣化を防ぐ効果に優れたべンゾトリァゾール系 紫外線吸収剤やべンゾフエノン系紫外線吸収剤が好ましく、不要な着色がより少な いべンゾトリァゾール系紫外線吸収剤が特に好ましい。本発明に用いられる紫外線 吸収剤の具体例として、 例えば、 5—クロ口一 2— (3, 5—ジ一 s e c—ブチノレ 一 2—ヒ ドロキシノレフエニル) 一 2 H—ベンゾトリァゾール、 (2— 2 H—ベンゾ トリアゾール一 2—ィル) - 6 - (直鎖及ぴ側鎖ドデシル) 一 4ーメチルフエノ一 ノレ、 2—ヒ ドロキシー 4—ペンジノレオキシベンゾフエノン、 2 , 4—ペンジノレオキ シベンゾフエノンゃチヌビン 1 0 9、 チヌビン 1 7 1、 チヌビン 2 3 4、 チヌビン 3 2 6、 ビン 3 2 7、チヌビン 3 2 8等のチヌビンは何れもチパ 'スペシャルティ · ケミカルズ社製の市販品で、 好ましく使用出来る。
紫外線吸収剤は 2種以上の混合物であってもよい。また、紫外線吸収剤としては 高分子紫外線吸収剤も好ましく用いることが出来、特に特開平 6— 1 4 8 4 3 0号 記載のポリマータイプの紫外線吸収剤が好ましく用いられる。
紫外線吸収剤の添加方法は、アルコールゃメチレンクロライド、ジォキソラン等 の有機溶媒に紫外線吸収剤を溶解してからドープに添加するか、または直接ドープ 組成中に添加してもよい。無機粉体のように有機溶剤に溶解しないものは、有機溶 剤とセルロースエステル中にデゾルバ一やサンドミルを使用し、分散してからドー プに添加する。
紫外線吸収剤の使用量は、化合物の種類、使用条件等により一様ではないが、セ ルロースエステルフィルムの乾燥膜厚が 3 0〜2 0 0 の場合は、余り多い場合 は可塑剤としても作用するので、線膨張率の悪化しない範囲、即ち、前記可塑剤と 同様 1質量 °/o未満が好ましい。
その他、酸化防止剤、色味調整のためのアンスラキノン系染料等を添加すること も出来る。
酸化珪素等の微粒子マット剤、有機物によつて表面処理された酸化珪素等のマッ ト剤微粒子を加えてもよレ、。微粒子の平均径が大きい方がマツト効果は大きく、平 均径の小さい方は透明性に優れるため、微粒子の一次粒子の平均径は 5〜 50 n m が好ましく、 更に好ましくは 7〜20 nmである。
酸ィ匕珪素の微粒子としては特に限定されないが、例えば日本ァエロジル(株)製 の AERO S I L (ァエロジル) 200、 200 V、 300、 R972、 R 972 V、 R972CF、 R974、 R202、 R805、 R81 2、 OX50、 TT 6 00等が挙げられ、 AEROS I L (ァエロジル) 200、 200 V、 R972、 R972V、 R974、 R202、 R805、 R812が好ましレ、。
各種添加剤はドープにバッチ添加してもよいし、添加剤溶解液を別途用意してィ ンライン添加してもよい。特にマツト剤は濾過材への負荷を減らすために、一部ま たは全量をインライン添加することが好ましい。
添加剤溶解液をインライン添加する場合は、 ドープとの混合性をよくするため、 少量のセルロースエステルを溶解するのが好ましレ、。好ましいセルロースエステル の量は、溶剤 100質量部に対して 1〜10質量部で、 より好ましくは、 3〜5質 量部である。
本発明においてィンライン添加、混合を行うためには、例えば、 スタチックミキ サー (東レエンジニアリング製)、 SWJ (東レ静止型管内混合器 H i— Mi x e r) 等のインラインミキサー等が好ましく用いられる。
また、セル口ースエステノレを含有する本発明のディスプレイ基板用透明フィルム は、有機一無機ハイプリッドとよばれる手法によって改質されていてよレ、。有機一 無機ハイプリッドとは、有機物と無機物を混合することにより有機物、無機物双方 の性質を併せもつ材料を得る手法である。
本発明においては、有機物としては前述のセルロースエステル、無機物としては 前記一般式( 1 ) に示されるようなアルコキシシラン類を、加水分解重縮合した無 機高分子が好ましく用いられる。
一般式 (1 ) : R 4n S i (O R' ) n
この加水分解重縮合物の添加量としては、一般式(1 ) で表されるアルコキシシ ラン化合物が加水分解重縮合して形成される無機高分子を前記一般式(2 )で表し た際に、該無機高分子がフィルム全体に対し 1〜2 0質量%以下の量で含有するこ とが好ましレ、。
一般式 (2 ) R 4_n S i O n/2
親水性基を多く有する無機高分子が添加されることにより、セルロースエステル 分子間の水素結合が強固となり、ガラス転移温度が上昇するという効果が見られる。 しかし一定量以上の添加するとディスプレイ用基板フィルムが脆くなるといぅデ メリツトが発生するため、 2 0質量%以下の添力 0量が好ましい。 より好ましくは 3 〜 1 5質量%、 さらに好ましくは 5〜 1 0質量%の添加が好ましい。
上記の添加量の範囲であれば、有機一無機ハイプリッドによって改質されたセル ロースエステルフィルムによるディスプレイ基板用透明フィルムは、さらに好まし い特性を有する。
なお前記一般式 ( 1 ) 中、 R' はアルキル基であり、 Rは水素原子または 1価の 置換基を表し、 nは 3または 4を表す。
R' で表されるアルキル基としてはメチル基、ェチル基、プロピル基、プチル基、 メ トキシェチル基等の基があげられ、 置換基 (例えば、 ハロゲン原子、 アルコキシ 基等) により置換されていてもょレ、が、 アルコキシ基はアルコキシシランの加水分 解重縮合反応により脱離してアルコールを生成するため、乾燥時に揮発しやすい低 級アルコキシ基である方が好ましく、 特にメチル基、 ェチル基が好ましい。
Rで表される 1価の置換基としては、アルコキシシランとしての性質を示す化合 物であればよく、 具体的にはアルキル基、 シクロアルキル基、 ァルケ-ル基、 ァリ ール基、 芳香族複素環基、 シリル基等があげられる。 中でも好ましいのは、 アルキ ル基、 シクロアルキル基、 ァルケ-ル基である。 また、.これらはさらに置換されて いてもよい。 Rの置換基としては、 フッ素原子、 塩素原子等のハロゲン原子、 アミ ノ基、 エポキシ基、 メルカプト基、 ヒドロキシル基、 ァセトキシ基等特にアルコキ シシランとしての性質を損なわない種々の置換基があげられる。
—般式 (1 ) で表されるアルコキシシランの好ましい例として、 具体的には、 テ トラメ トキシシ 7ン、 テトラエトキシシラン (T E O S )、 テトラ n—プロポキシ シラン、 テトライソプロポキシシラン、 テトラ n—ブトキシシラン、 テトラ tーブ トキシシラン、 テトラキス (メ トキシエトキシ) シラン、 テトラキス (メ トキシプ 口ポキシ) シラン、 また、 メチ トリメ トキシシラン、 メチノレトリエトキシシラ ン、 ェチルトリメ トキシシラン、 ェチルトリエトキシシラン、 η—プロピノレトリメ トキシシラン、 η—プロピルトリエトキシシラン、 η _ブチルトリメ トキシシラン、 i一ブチノレトリメ トキシシラン、 n—^ ^キシノレトリメ トキシシラン、 3—グリシド キシプロピルトリメ トキシシラン、 3—ァミノプロピルトリエトキシシラン、 2— ( 3 , 4一エポキシシクロへキシル) ェチルトリメ トキシシラン、 3—クロ口プロ 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、ァセトキ シトリエトキシシラン、 (ヘプタデカフルオロー 1 , 1, 2 , 2—テトラヒドロデ シル) トリメ トキシシラン、 (3, 3 , 3—トリフルォロプロピル) トリメ トキシ シラン、 (3 , 3 , 3—トリフルォロプロピル) トリメ トキシシラン、 ペンタフル オロフェニノレプロビルトリメトキシシラン、 さらに、 ビニルトリメトキシシラン、 ビニ トリエトキシシラン、 フエニノレトリメ トキシシラン、 ビニノレトリ.メ トキシシ ラン、 ビュルトリエトキシシラン等が挙げられる。
また、 これらの化合物が部分的に縮合した、 多摩ィ匕学製シリケート 4 0、 シリケ ート 4 5、 シリケ一ト 4 8、 Μシリケ一ト 5 1のような数量体のケィ素化合物でも よい。
前記アルコキシシランは、加水分解重縮合が可能な珪素アルコキシド基を有して いるため、 これらのアルコキシシランを加水分解重縮合することによって、無機高 分子化合物のネットワーク構造が形成され、該アルコキシシランまたは加水分解重 縮合物をセルロースエステル中で微分散させることによって、セルロースエステル からなる有機高分子的性質とアルコキシシランの加水分解重縮合により形成され る無機高分子的な性質とを有する透明フィルムが得られる。
具体的には、疎水的なアルコキシシランと水、また必要に応じて有機金属化合物 と水が混和しゃすレ、ように、 メタノール、ェタノール、 ァセトニトリルのような親 水性の有機溶媒を共存させ、必要なら触媒を添カ卩して、アルコキシシランを加水分 解、 重縮合させ、 その加水分解重縮合物を、 セルロースエステルのドープに添加、 混合することでセルロースエステル中に微分散させる。
また、セルロースエステルのドープにアルコキシシランまたはその加水分解重縮 合物を添加する際に、 ドープからセルロースエステルが析出しないよう、該セル口 ースエステルの良溶媒も含まれていることが好ましい。
また、 フィルムのヘイズ、 平面性、製膜速度、溶剤リサイクルなどの生産性の観 点力 ら、アルコキシシランの加水分解のための水分はドープ中に 0 . 0 1質量0 /0以 上 2 . 0質量%以下の範囲内とすることが好ましい。
該透明フィルムを透明支持体として用いることで、セルロースエステルのもつ光 学特性を失うことなしに、耐熱性が向上し、高温条件下においても変形しにくいフ イルムが得られる。
また、主たる成分がセルロースエステルおよぴアルコキシシランの加水分解重縮 合物である透明フィルムにおいて用いられるセルロースエステルとしては、前記セ ルロースエステルであり、特にァセチルセルロースが好ましい。 また、前記のよう に、アルコキシシランの加水分解重縮合物と縮合反応が出来るアルコキシシリル基 で修飾したセルロースエステル (Y〉0である) も好ましく用いられる。
本発明に係わる有機一無機ハイプリッドによるセルロースエステル一シリカハ イブリツドポリマーからなる透明フィルムにおいて、 前記一般式(1 ) で表される アルコキシシランは、必要に応じて加水分解の際に触媒を添加して縮合反応を促進 してもよい。
ここで触媒としては、塩酸、硫酸、硝酸、 りん酸、 1 2タンダスト (VI) りん酸、 1 2モリブド (VI) りん酸、 けいタングステン酸等の無機酸、酢酸、 トリフロロ酢 酸、 レブリン酸、 クェン酸、 ρ—トルエンスルホン酸、 メタンスルホン酸等の有機 酸等が用いられる。酸を添加しゾル ·ゲル反応が進行した後に塩基を加え中和して も良い。塩基を加え中和する場合、乾燥工程前でのアル力リ金属の含有量が 5 0 0 O p p m未満である事が好ましい(ここでアルカリ金属とは、イオン状態のものを 含む)。 又、ルイス酸、例えばゲルマニウム、チタン、 アルミニウム、アンチモン、 錫などの金属の酢酸塩、その他の有機酸塩、ハロゲン化物、燐酸塩などを併用して もよい。 また触媒として、このような酸類の代りに、アンモニア、モノエタノールァミン、 ジエタノールァミン、 トリエタノールァミン、 ジェチノレアミン、 トリェチルァミン など、 D B U (ジァザビシクロウンデセン一 1 )、 D B N (ジァザビシクロノネン) などのビシク口環系ァミン、アンモニア、ホスフィン、アルカリ金属アルコキシド、 水酸化アンモニゥム、水酸化テトラメチルアンモニゥム、水酸化べンジルトリメチ ルアンモニゥム等の塩基を用いることができる。
このような、酸またはアルカリ触媒の添加量としては特に制限はされなレ、が、好 ましくは添加する水の量に対して質量で 0 . 0 1 %〜2 0 %が好ましい。 また、酸 及び塩基の処理を複数回併用しても良い。触媒を中和してもよいし揮発性の触媒は 減圧で除去してもよいし、分液水洗等により除去しても良い。触媒の除去が簡便で ある、 イオン交換樹脂のような固体触媒を使用しても良い。
なおアルコキシシランの加水分解重縮合は、塗布前の溶液状態で反応を完結させ ても良いし、フィルム状に流延してから反応を完結させても良いが塗布前に反応を 完結させるのが良い。用途によっては反応は完全に終了しなくても良いが、できれ ば完結していたほうがよい。
本発明に係わるセルロースエステルは、架橋剤によって架橋されていてよレ、。架 橋剤としては、含有されるセルロースエステルの残留ヒドロキシル基と反応して結 合する反応性基を分子内に複数有する化合物によってセルロースエステルを架橋 する架橋剤が用いられる。 このような架橋剤は、セルロースエステルに対し、 1一 2 0質量%含有させ形成することが好ましく、該反応性基が、前記セルロースエス テルの残留ヒドロキシル基と反応することによりセルロースエステル中に架橋を 導入したものを含むものである。
なお、 架橋剤の含有量は、 該透明フィルムの着色、 耐熱性の観点から、好ましく は、セルロースエステルの 1一 20質量0 /。であり、.より好ましくは 5— 15質量0 /0 である。
これにより線膨張率を更に向上させることができる。セルロースエステルの残留 ヒドロキシル基と反応し結合する反応性基としては、付加反応性基であることが好 ましく、 具体的にはィソシァネート基、 チオイソシァネート基、 エポキシ基、 酸無 水物基等である。 中でも好ましいのは、複数のイソシァネート基を有しており、 セ ノレロースエステノレにたいし、 架橋¾を有するポリイソシァネート化合物である。 これらのポリイソシァネート化合物として、例えば、以下の一般式で表される化 合物が挙げられる。
一般式
0 = C = N-L- (N=C = O) v
式中、 Vは 1以上の整数であり、 Lはァノレキレン基、 アルケニレン基、 ァリーレ ン基またはァラルキレン基を部分構造として有する 2価以上の連結基を表す。 これらの基は、 更に置換基を有していても良く、好ましい置換基の例は、 ハロゲ ン (例えば、 B rおよび C 1 )、水酸基、 アミノ基、 カルボキシル基、 アルキル基、 アルコキシル基等が挙げられる。
これらの例として、 2, 4—トリレンジイソシァネート (TD I)、 4, 4' - ジフエニルメタンジイソシァネート (MD I)、 キシリレンジイソシァネートなど の芳香環を有するイソシァネート、 n_ブチノレジイソシァネート、へキサメチレン ジイソシァネートなどの脂肪族系のィソシァネート、水素添加 T D I、水素添加 M D Iなどの芳香環に水素添カ卩したィソシァネートなど、 また、 モーべイネ土製、 デス モデュ (De smo du r) N100、 デスモデュ N 3300、 モンデュー (Mo n d r ) TD—80、 モンデュー M、 モンデュー MRS、 モーべィ社、 ポリマー イソシァネート、 ダウ社製、 パピ (P a p i ) 2 7、 アルドリツヒ社製、 ォクタデ シノレイソシァネート、 更に、 コロネ一ト 2 0 3 0、 コロネ一ト 2 2 5 5、 コロネ一 ト 2 5 1 3、 コロネート 2 5 0 7、 コロネート L、 コロネート H L、 コロネート H K、 コロネート ΗΧ、 コロネート 3 4 1、 コロネート ΜΧ、 コロネート 2 0 6 7、 以上日本ポリウレタン社製、 タケネート D 1 0 3 Η、 タケネート D 2 0 4 Ε Α、 タ ケネート D— 1 7 2 Ν、 タケネート D— 1 7 O N,以上武田薬品製、 スミジュール ん 3 2 0 0、 スミジュール 4 4 V— 2 0、 スミジュール I L、 以上住友バイエルゥ レタン社製等を挙げることができる。 しかしながら、本発明においては、 これらに 限定されない。
イソシアナ一ト化合物以外の架橋剤としては、 ピロメリット酸ニ無水物、 ビフェ
-ルテトラカルボン酸二無水物、ベンゾフエノンテトラカルボン酸二無水物、ジフ ェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、エチレンジァミン四酢酸に無水物、ナ フタレンテトラカルボン酸二無水物、 シク口へキサンテトラカルボン酸二無水物、 パラフエ二レンジイソチオシアナート等が挙げられる。 しかしながら、本発明にお いては、 これらに限定されない。
これらの使用量は、セルロースエステルに対し、質量比で好ましくは、 1〜2 0 %、 更に、 好ましくは、 1〜5 %の範囲である。
これらのヒドロキシル基と反応して結合する反応性基を分子内に複数有する化 合物は、直接、 ドープ中に添加して溶解するか、 ドープ液となるべく均一に混合す る様に有機溶媒に溶解した溶液の状態で添加するのが好ましレヽ。 また、 これらの化 合物は、別にこれらの化合物の溶液を調製しておいて、ベルトへまたはドラムへの 流延 (キャスト) の直前にドープ液と混合してもよい。
特に、架橋反応が迅速に進行する場合は、例えば、ベルトへまたはドラムへのキ ヤストェ程の直前に、順次インラインで添加してもよレ、。 これにより、流延工程に おいて、ベルトへまたはドラム支持体上で、また剥離後のウェブ中で架橋反応を進 行させる。
また、本発明に係わるセルロースエステルを含有するディスプレイ基板フィルム は、セミ I P N (半相互貫入型網目構造)型ポリマーァロイによって改質されてい て良い。
I P Nとは相互貫入網目 (Interpenetrating Polymer Network) で、 I P N (相 互貫入型網目構造)型ポリマーァロイとは、架橋ポリマー同士のポリマーァロイの ことであるが、セミ I P N型ポリマーァロイとは、一方が架橋ポリマー、他方が非 架橋ポリマーの場合のポリマーァロイのことである。
セミ I P N型のポリマーァロイは、 例えば、 非架橋ポリマーを溶解した状態で、 架橋ポリマー用のモノマーおよび Zまたはオリゴマーを架橋重合させる方法や、溶 剤の存在または不存在下で架橋ポリマーをモノマーおよび/またはォリゴマ一で 膨潤させた状態でモノマーを非架橋重合させることにより形成することができる。 ただし、本発明においては、架橋ポリマーと非架橋ポリマーが完全に相溶している 必要はなく、相分離しているものも含む。架橋ポリマーと非架橋ポリマ一が相分離 している場合であっても、 架橋ポリマーリツチ相と非架橋ポリマーリッチ相とは、 それぞれセミ I P N構造を取っている。 しかしながら、本発明においては、粒子状 に成形した架橋ポリマーと、非架橋ポリマーとをブレンドしたものではない。 この ことは、非架橋ポリマーを溶解する溶剤に本発明のフィルムを浸漬した時に、大部 分の架橋ポリマーが粒子状に分散しないことにより確認できる。
上記セミ I P N型ポリマーァロイからなるフィルムは、架橋ポリマーが有する高 硬度、耐熱性等の物性と、非架橋ポリマーの柔軟性や光学特性を両立させることが できる。
本発明において非架橋ポリマーは、 高い透明性、低複屈折、複屈折の波長分散特 性が正であるセルロースエステルである。
また、本発明のセミ I P N構造型ポリマーァロイに用いる架橋ポリマーとしては、 特に限定はないが、 例えば、 エポキシ樹脂、 フエノール樹脂、 メラミン樹脂、 架橋 ビニルポリマー、ポリシァヌレートなどが挙げられる力 好ましくは透過率が高く、 高耐熱性である架橋ビュルポリマーが用いられる。架橋ビニルポリマーは、重合性 不飽和二重結合を有する低分子化合物を、加熱あるいはエネルギ一線を照射して重 合させることによって得られる。
本発明において低分子化合物とは、分子量が 1 0 0 0以下で、それ単体ではフィ ルムとして成膜できない化合物である。
本発明に用いられる重合性不飽和二重結合を有する低分子化合物しては、例えば、 ビュル基、 了リル基等のァルケ-ル基、 ァクリル酸残基、 メタクリル酸残基等の不 飽和脂肪酸残基等を有する低分子化合物が挙げられる。
本発明に用いられる重合性不飽和二重結合を有する低分子化合物しては特に限 定はないが、重合前の混合段階でフィルムにヘイズを発生させたりブリードアウト、 揮発せず相溶するように、セルロースエステルと水素結合などによって相互作用可 能である官能基を有していることが好ましい。
このような官能基としては、 水酸基、 エーテル基、 カルボニル基、 エステル基、 カルボン酸残基、アミノ基、ィミノ基、アミド基、ィミド基、シァノ基、ニトロ基、 スルホニル基、スルホン酸残基、ホスホ -ル基、ホスホン酸残基等が挙げられるが、 好ましくはカルボ-ル基、 エステル基、 ホスホリル基である。
このような官能基を有し、かつ同時に重合性不飽和二重結合を有する官能基とし て、 アクリル酸、 メタクリ^/酸、 ゥンデシレン酸、 ォレイン酸、 ソルビン酸、 リノ ール酸、 リノレン酸、ァラキドン酸等の不飽和脂肪酸の残基を有する低分子化合物 が好ましく用いられる。
また、重合速度の速いものが好ましく、エネルギー線硬化可能なものが好ましい ため、 アクリル系および Zまたはメタクリル系 〔これを (メタ) アクリル系と記述 する。 (メタ) アクリル基、 (メタ) アタリレート、 (メタ) ァクリロイル等につい ても同様である〕 の低分子化合物、即ち (メタ) ァクリロイル基含有のものが好ま しい。
このような条件を満たし、また架橋ポリマーに耐熱性を付与できて本発明に好ま しく用いられる重合性不飽和二重結合を複数有する低分子化合物として、 (メタ) アタリル酸と多価のアルコールとのエステル類が挙げられる。
このような条件を満たし、また架橋ポリマーに耐熱性を付与できて本発明に好ま しく用いられる重合性不飽和二重結合を複数有する低分子化合物として、 (メタ) ァクリル酸と多価のアルコ一ルとのエステル類が挙げられる。
本発明に用いられる多価アルコールは次の一般式 (4 ) で表される。
一般式 (4 ) R1- (OH) n
ここにおいて、 R1は n価の有機基、 nは 2以上の正の整数、 OH基はアルコール 性、 及び/またはフェノ一ノレ性水酸基を表す。
好ましい多価アルコールの例としては、例えば以下のようなものを挙げることが できるが、 本発明はこれらに限定されるものではない。
ァドニトーノレ、 ァラビトーノレ、 エチレングリコーノレ、 ジエチレングリコール、 ト リエチレングリコーノレ、 テトラエチレングリコーノレ、 1 , 2—プロパンジォーノレ、 1 , 3—プロパンジオール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、 1 , 2 _ブタンジオール、 1, 3 _ブタンジオール、 1, 4一ブタンジォーノレ、 ジ ブチレングリコーノレ、 1 , 2 , 4 _ブタントリオ一ノレ、 1, 5—ペンタンジォーノレ、 1, 6—へキサンジォーノレ、へキサントリォーノレ、ガラクチトーノレ、マンニトーノレ、 3—メチルペンタン一 1, 3, 5—トリオール、 ピナコール、 ソルビトール、 トリ メチロールプロパン、 トリメチロールェタン、 キシリ トール等を挙げることができ る。 特に、 トリエチレングリコール、 テトラエチレングリコール、 ジプロピレンク、' リコール、 トリプロピレングリコール、 ソルビトール、 トリメチロールプロパン、 キシリ トールが好ましい。
多価アルコールェステルに用いられる重合性の不飽和二重結合を有する不飽和 カルボン酸は 1種類でもよいし、 2種以上の混合であってもよい。 また、 多価アル コール中の〇H基は、全てエステルイ匕してもよいし、一部を O H基のままで残して もよい。
以下に、本発明に好ましく用いられる重合性の不飽和二重結合を複数有する低分 子化合物である多価アルコール不飽和カルボン酸ェステルの具体的化合物を示す。
^-C-0~(CH2)2-0-{CH2)2~O-(CH2)2-O-C-^
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C-0-^CH2CH2CH2-0^-C— ^
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I
c=o
人 またこれら以外にも、 重合性不飽和二重結合を複数有する低分子化合物として、 以下に挙げるような化合物も好ましく用いることができる。 例えば、 ジビニノレスノレホン、 ジビエノレベンゼン、 1 , 4ープタンジォーノレジビニ ルエーテル、 ジァリルァミン、 ジァリルスルフィド、 ジァリルジスルフィド、 ジァ リルフタレート、 トリアリールトリアジンー 2 , 4 , 6 ( 1 H, 3 H, 5 H) —ト リオン、 N, N' — 1, 3—フエ二レンジマレイミ ド、 N, N' —1 , 4 _フエ二 レンジマレイミ ド、 ( 3—アタリロキシプロピル) トリメ トキシシラン、 ァリルト リエトキシシラン、 ァリルトリフエニルシラン、 (5—ビシクロへプテニル) トリ ェトキシシラン、ポロンビニルジメチノレシロキシド、ブテュルトリエトキシシラン、 ジビュルジメチルシラン、 ジビニルテトラメチルジシラン、 1, 3 _ジァリルテト ラメチ_ /レジシロキサン、 1 , 3—ジビニ ^— 1 , 3—ジフエ二 — 1 , 3—ジメチ ノレジシロキサン、へキサビュルジシロキサン、 メタクリロキシェトキシトリメチル シラン、メタタリロキシプロピルヘプタシク口ペンチノレ一Τ 8—シルセスキォキサ ン、ォクタビ-ノレ一 Τ 8—シノレセスキォキサン、 メタクリロキシプロヒ レメチノレジ エトキシシラン、 メタクリロキシプロピノレトリメ トキシシラン、 メタクリ口キシプ 口ピルトリス (ビニルジメチノレシ口キシ) シラン、ペンタビュルペンタメチルシク 口ペンタシロキサン、 スチリルェチルトリメ トキシシラン、 テトラァリルシラン、 テトラァリロキシシラン、 テトラキス (2—メタクリロキシエトキシ) シラン、 テ トラキス (ビュルジメチ/レシ口キシ) シラン、 1 , 1 , 3 , 3—テトラビニルジメ チルジシロキサン、テトラビュルシラン、 1 , 3 , 5 , 7—テトラビ-ルー 1, 3 , 5 , 7—テトラメチルシクロテトラシロキサン、 トリビュルエトキシシラン、 ビ- ノレメチノレジメ トキシシラン、 1一フエニノレー 1—トリメチノレシロキシエチレン、 2 —トリメチルシロキシ一 4ーァリロキシジフエ二ルケトン、 トリス (ビュルジメチ ノレシロキシ)メチルシラン、トリビエルェトキシシラン、トリビニルメチルシラン、 トリビニルシラン、 1 , 3, 5—トリビニルー 1 , 3 ; 5—トリメチルシクロトリ シラザン、 1, 3 , 5—トリビエノレー 1 , 1 , 3 , 3 , 5 , 5—ペンタメチノレトリ シロキサン、 ビュルトリァセトキシシラン、 ビュルトリイソプロぺノキシシラン、 ビエルトリメ トキシシラン、ァクリル酸アルミニウム、 メタクリルォキシトリー η 一プチルすず、 テトラァリルすず、 ホウ素ビュルジメチルシロキサイド、 チタンァ リノレアセトァセテート トリイソプロポキサイド、チタンメタクリレートイソプロボ キサイド、 ジ コ-ゥムジメタクリレートジプトキサイド、 ジノレコユウムメタタリ ルォキシェチルァセトァセテートトリー η—プロポキサイド、銅(II) メタクリル ォキシェチルァセトアセテート、 エポキシ樹脂の (メタ) アクリル酸エステル、 ポ リエステル樹脂の (メタ) アクリル酸エステル、 ポリエーテル樹脂の (メタ) ァク リル酸エステル、 ポリブタジエン樹脂の (メタ) アクリル酸エステル、 分子末端に (メタ) ァクリロイル基を有するポリウレタン樹脂等のオリゴマー、等を挙げるこ とができる。
これらの重合性不飽和二重結合を有する低分子化合物は、単独あるいは 2種以上 混合して用いることができる。 また、不飽和二重結合基を 1つ有する低分子化合物 を架橋ポリマーの構造中に含んでも良いが、架橋ポリマーの耐熱性を保っためには、 架橋ポリマーの 5 0質量%以上は、本発明に係る不飽和二重結合基を複数有する低 分子化合物から形成されることが好ましい。
また透明フィルム中の本発明に係る架橋ポリマーの含有量としては、透明フィル ムの全質量に対して、 5〜5 0質量%が好ましい。該架橋ポリマーの添カ卩量は、 5 質量。 /0以上とすることで、架橋ポリマーの添加による耐熱性向上の効果が認められ、 高温加熱時に変形しにくくなるため好ましくなレ、。一方、該架橋ポリマーの添加量 は、 5 0質量%を越えると、透明フィルムがもろくなることがあり、 5 0質量%以 下であることが好ましい。
本発明のセミ I P N型ポリマーァロイフイルムにおいて、本発明に係るセルロー スエステル中の本発明に係る重合性不飽和二重結合を複数有する低分子化合物を 架橋重合させる方法は、任意であり、 例えば、加熱、 エネルギー線照射等により架 橋重合させることができる力 重合速度が速いことや、セルロース誘導体を有機溶 剤に溶解する時に熱をかけることがあるため、エネルギー線照射による架橋重合が 好ましい。
エネルギー線としては、 例えば、 電子線、 ッ 線、 X線、 紫外線、 可視光線、 赤 外線等を用いることができ、中でも装置および取扱いの簡便さから紫外線を用いる ことが好ましレ、。 照射する紫外線の強度は、 0 . 1〜5 0 0 O mW/ c m2の範囲 が好ましく、 1 0〜 1 0 0 0 mW/ c m2の範囲が更に好ましい。 その照射時間も 任意であるが、 一般に 0. 1〜1 0 0秒程度が好ましい。 また、 エネルギー線とし て紫外線や可視光線を用いる場合には、重合速度を速める目的で、光重合開始剤を 含有させることも好ましい。更に、紫外線の照射を不活性ガス雰囲気下で行うこと によって、 重合速度を速め、 かつ重合度を上げることが可能である。
このような好ましい光重合開始剤としては、ベンゾィン誘導体、ィルガキュア 6 5 1のようなべンジルケタール誘導体、 1—ヒドロキシシクロへキシルフェニルケ トン (ィルガキュア 1 8 4 ) のような α—ヒ ドロキシァセトフエノン誘導体、 ィ ルガキュア 9 0 7のような α—アミノアセトフ工ノン誘導体などが挙げられる。 また、電子線も本発明に用いることのできる好ましいエネルギー線である。電子 線を用いると、溶剤、凝固液、 その他の添加剤などの柴外線吸収の影響を受けない ため、 これらの選択の幅が広がると共に、製膜速度も向上する。 なお、加熱により 架橋重合させる場合においても、 ァゾビスィソプチロニトリル(A I Β Ν) や過酸 化ベンゾィル (Β Ρ Ο) のような、 流延工程の温度 (〜8 0 °C) よりも高く、 乾燥 工程の温度(〜: 1 5 0 °C)よりも低い温度で重合開始剤を添加することが好ましレ、。 なおセミ I P N型ポリマーァロイにおいて、架橋重合を行う前の状態では架橋ポ リマーの前駆体は可塑剤として働くため、延伸操作が行いやすくなり、通常のセル 口ースエステルフイルムよりも高倍率に延伸することが可能となる。逆に架橋反応 後は延伸ができなくなるため、 延伸操作は架橋前に行うことが好まし!/、。
次に、セルロースエステルフィルム、セルロースエステルを含む有機—無機ハイ プリッドフイノレム、或いは、セミ I P N型ポリマーァロイフイルムの製造方法につ いて説明する。 本発明のディスプレイ用透明フィルムは、鏡面仕上げした支持体上に、セルロー スエステルやその他の添加剤を、単独あるいは混合有機溶媒で溶解し、得られたド ープ液を流延 (キャスト工程) して形成されることが好ましい。
流延工程の前に、セルロースエステルは有機溶媒に溶解される。溶解は常圧でも加 圧でも良く、 また冷却 (0〜一 7 8 °C) *加熱 (4 0〜1 5 0 °C) しながら溶角军さ せても良い。
このような流延製膜から得られるフィルムは平面性が高くディスプレイ用透明 フィルムとして好ましい。 ここで、セルロースエステルに対して良好な溶解性を有 する有機溶媒を良溶媒といい、また溶解に主たる効果を示し、その中で大量に使用 する有機溶媒を主 (有機) 溶媒または主たる (有機) 溶媒という。
良溶媒の例としてはアセトン、 メチルェチルケトン、 シクロペンタノン、 シクロ へキサノンなどのケトン類、テトラヒドロフラン(T H F )、 1 , 4—ジォキサン、 1, 3—ジォキソラン、 1, 2—ジメトキシェタンなどのエーテル類、ぎ酸メチ ^、 ぎ酸ェチル、 酢酸メチル、 酢酸ェチル、酢酸アミル、 0/—プチ口ラタトン等のエス テル類の他、メチルセ口ソルブ、ジメチルイミダゾリノン、ジメチルホルムァミド、 ジメチルァセトアミ ド、 ァセトニトリル、 ジメチルスルフォキシド、 スルホラン、 ニトロェタン、塩化メチレン、 ジクロロェタンなどが挙げられるが、 1 , 3—ジォ キソラン、 アセトン、 酢酸メチノレおよび塩化メチレンが好ましい。
ドープには、上記有機溶媒の他に、 1〜 4 0質量%の炭素原子数:!〜 4のアルコ ールを含有させることが好ましい。 これらは、 ドープを金属支持体に流延した後、 溶媒が蒸発し始めてアルコールの比率が多くなることでウェブ(支持体上にセル口 ース誘導体のドープを流延した以降のドープ膜の呼び方をウェブとする)をゲル化 させ、ウェブを丈夫にし金属支持体から剥離することを容易にする'ゲルィヒ溶媒とし て用いられたり、これらの割合が少ない時は非塩素系有機溶媒のセルロース誘導体 の溶解を促進したりする役割もあるし、反応性金属化合物のゲル化、析出、粘度上 昇を抑える役割もある。
炭素原子数 1〜4のアルコールとしては、 メタノール、エタノール、. n—プロパ ノーノレ、 i s o _プロノ ノ一ノレ、 n—ブタノ一ノレ、 s e c—プタノーノレ、 t e r t ーブタノール、 プロピレンダリコールモノメチルエーテルを挙げることが出来る。 これらのうち、 ドープの安定性に優れ、沸点も比較的低く、 乾燥性も良く、 且つ毒 性がないこと等からエタノールが好ましい。 これらの有機溶媒は、単独ではセル口 ース誘導体に対して溶解性を有しておらず、 貧溶媒という。
このような条件を満たし好ましい高分子化合物であるセルロースエステル誘導 体を高濃度に溶解する溶剤として最も好ましい溶剤は塩化メチレン:ェチルアルコ ールの比が 9 5 : 5〜8 0 : 2 0の混合溶剤である。
なおこれまでに挙げた各種の添加剤は、 ドープにバッチ添カ卩してもよいし、添加 剤溶解液を別途用意してィンライン添カ卩してもよレ、。特にマツト剤は濾過材への負 荷を減らすために、 一部または全量をインライン添加することが好ましい。
添加剤溶解液をィンライン添加する場合は、 ドープとの混合性をよくするため、 少量のセルロースエステルを溶解するのが好ましレ、。好ましいセルロースエステル の量は、溶剤 1 0 0質量部に対して 1〜1 0質量部で、 より好ましくは、 3〜5質 量部である。
本発明においてィンライン添加、混合を行うためには、例えば、 スタチックミキ サー (東レエンジニアリング製)、 S W J (東レ静止型管内混合器 H i— M i x e r ) 等のインラインミキサー等が好ましく用いられる。
前記流延(キャスティング工程) はドープを加圧ダイに送液し、無限に移送する 無端の金属ベルト或いは回転する金属ドラムの流延用支持体(以降、単に支持体と いうこともある)上に加圧ダイからドープを流延する工程である。流延用支持体表 面は鏡面となっている。その他の流延方法としては流延されたドープ膜をブレード で膜厚を調節するドクタープレード法等もあるが、口金部分のスリッド形状を調整 でき、 膜厚を均一にし易いコートハンガーダイや Tダイ等の加圧ダイが好ましレ、。 ゥ工プを流延用支持体上で加熱し溶媒を蒸発させるには、ゥェブ側から風を吹か せる方法または支持体の裏面から液体により伝熱させる方法、輻射熱により表裏か ら伝熱する方法等がある力 裏面液体伝熱の方法が乾燥効率がより好ましい。また それらを組み合わせる方法も好ましい。
支持体上で溶媒が蒸発したウェブを、剥離位置で剥離した後、剥離されたウェブ は次工程に送られる。剥離する時点でのウェブの残留溶媒量があまり大きすぎると 剥離し難かったり、逆に支持体上で十分に乾燥させてから剥離すると、途中でゥェ プの一部が剥がれたりする。
製膜速度を上げる方法として、残留溶媒が多くとも剥離できるゲル流延法(ゲル キャスティング)がある。ドープ中にセルロースエステルに対する貧溶媒を加えて、 ドープ流延後、 ゲル化する方法、 支持体の温度を低めてゲル化する方法等がある。 残留溶媒量がより多い時点で剥離する場合、ウェブが柔らカすぎると剥離時平面性 を損なったり、剥離張力によるッレゃ縦スジが発生し易く、経済速度と品質との兼 ね合いで剥離残留溶媒量を決められる。
乾燥はウェブを千鳥状に配置したロールに交互に通して搬送する乾燥装置また はクリップでウェブの両端をクリップして搬送するテンター装置を用いてウェブ を乾燥する工程であり、乾燥の手段はウェブの両面に熱風を吹力せるのが一般的で あるが、風の代わりにマイクロウエーブを当てて加熱する手段もある。 あまり急激 な乾燥はフィルムの平面性を損ね易い。高温による乾燥は残留溶媒が 8質量%以下 くらいから行うのがよレ、。 全体を通して、通常乾燥温度は 4 0〜2 5 0 °Cで、 7 0 〜1 8 0 °Cが好ましい。使用する溶媒によって、 乾燥温度、乾燥風量及び乾燥時間 が異なり、 使用溶媒の種類、 組み合わせに応じて乾燥条件を適宜選べばよい。 流延用支持体面から剥離した後の乾燥工程では、溶媒の蒸発によってウェブは巾 方向に収縮しょうとする。高温度で急激に乾燥するほど収縮が大きくなる。 この収 縮を可能な限り抑制しながら乾燥することが、でき上がったフィルムの平面性を良 好にする上で好ましい。 この観点から、例えば、特開昭 6 2 - 4 6 6 2 5号に示さ れているような乾燥全工程或いは一部の工程を巾方向にクリップでウェブの巾両 端を巾保持しつつ乾燥させる方法 (テンター方式) が好ましい。
セルロースアセテートフィルムは、乾燥後、ディスプレイ基板用透明フィルムと して好ましい低い線膨張率をうるためには、特開 2 0 0 3— 5 5 4 7 7において開 示されているように延伸することが好ましい。
延伸工程においては、少なくとも一方向に延伸することが好ましく、面内すベて の方向で線膨張率を低く抑えるために二軸延伸することがより好ましい。二軸延伸 には、同時二軸延伸法と逐次二軸延伸法があるが、連続製造の観点から逐次ニ軸延 伸法が好ましい。 ドープを流延してフィルム化した後に、パンドもしくはドラムか らフイノレムを剥ぎ取り、次いで延伸をする。剥離する時点でのウェブの下記式で表 される残留溶媒量が余り多すぎると剥離しにくかったり、逆に支持体上で充分に乾 燥させてから剥離すると、 途中でウェブの一部が剥がれたりするた
め、 1 0〜 1 2 0質量0 /0で剥離することが好ましレ、。
支持体上の剥離位置における温度は、好ましくは 1 0〜 4 0。Cであり、 さらに好 ましくは 1 1〜3 0 °Cである。 また、剥離を容易にする観点から、該剝離位置にお けるウェブの残留溶媒量は 20〜 100質量%が好ましく、さらに好ましくは 30 〜90質量%である。
残留溶媒量 (質量%) = {(M-N) ノ N} X 100
ここで、 Mはウェブ (溶媒を含有したフィルム) の任意時点における質量、 Nは Mのゥヱブを 120°Cで 3時間乾燥させた時の質量である。
延伸は、 長手 (MD:縦) 方向、 幅 (TD:横) 方向に各々少なくとも一回以上 実施することが好ましく、幅方向に延伸した後、長手方向に延伸することがより好 ましい。
(1) 横延伸 ,
予熱フィルムを横延伸する前に、 50°C以上 150°C以下、 より好ましくは 6 0 °C以上 140 °C以下、さらに好ましくは 70 °C以上 130 °C以下で予熱すること が好ましい。 予熱する時間は、 5秒以上 3分以下、 より好ましくは 10秒以上 2分 以下、 さらに好ましくは 15秒以上 90秒以下である。 予熱は、 フィルムをチヤッ クで把持したままテンター内で実施することが好ましい。
延伸予熱に引き続き、 TD (幅) 方向に延伸する。 延伸速度は、 5〜300%/ 分であることが好ましく、 より好ましくは 10〜200% 分、 さらに好ましくは 15〜 150 %Z分である。本発明においては、 このような低速で延伸することが 好ましい。 (通常のポリマーフィルム (例えばポリエステル) は、 500%Z分以 上の高速で延伸することが一般的である。)このような延伸は、 80°C以上 160°C 以下、 より好ましくは.90°C以上 150°C以下、 さらに好ましくは 100°C以上 1 45°C以下の温度で行なうことが好ましレ、。延伸は、テンターを用いてフィルムの 両端を把持して行なうことが好ましい。好ましい延伸倍率は、 3 %以上 100 %以 下、 より好ましくは 5 %以上 40 %以下、 さらに好ましくは 7 %以上 35 %以下、 T JP2004/006690
44 最も好ましいのは 1 0 %以上 3 0 %以下である。 さらに本発明では、 フィルムに以 下の処理を実施することが好ましい。
ィ) フィルムの温度を、長手方向に 1 0 °C以上 3 0 °C以下で温度を上昇させなが ら延伸することが好ましい。温度の上昇は、 1 2 °C以上 2 8 °C以下であることが好 ましく、 1 5 °C以上 2 5 °C以下であることがさらに好ましレ、。延伸により高度に配 向させるほど延伸方向の線膨張率を小さくできる力 セルロースエステルフィルム のような脆性ポリマーのフィルムは、延伸中に破断し易レ、。特に横延伸は両端をク リップで把持して延伸するために、 応力が把持部分に集中して破断が生じやすい。 フィルムを破断せずに高配向させるために、前記のように昇温させながら延伸する ことが好ましい。 さらに本発明においては、残留溶剤が多くフィルムが可塑化され ている状態においては低温で延伸し、フィルムを昇温して溶剤が揮発した状態にお いて高温で延伸することにより、破断の発生も無く、 フィルム面内の全領域におい てバランスよく延伸され、より線膨張率の改善されたフィルムを得ることができる。 口) 線膨張率のムラ低下策として、横延伸後に、延伸温度一 5 0 °C以上延伸温度 以下、 より好ましくは延伸温度一 4 0 °C以上延伸温度以下、 さらに好ましくは延伸 温度一 3 0 °C以上延伸温度以下において、 1 %以上 2 0 %以下、 より好ましくは 2 %以上 1 5 %以下、さらに好ましくは 4 %以上 1 2 %以下緩和することが好まし い。 これにより延伸中に幅方向で発生した延伸ムラ (ポーイング) を低減させるこ とができる。好ましい緩和時間は 5秒以上 3 0 0秒以下であり、 より好ましくは 1 0秒以上 2 0 0秒以下、 さらに好ましくは 1 5秒以上 1 0 0秒以下である。
( 2 ) 縦延伸
予熱フィルムを縦延伸する前に、 5 0 °C以上 1 5 0 °C以下、 より好ましくは 6 0 °C以上 1 4 0 °C以下、さらに好ましくは 7 0 °C以上 1 3 0 °C以下で予熱すること が好ましい。 予熱する時間は、 5秒以上 3分以下、 より好ましくは 1 0秒以上 2分 以下、 さらに好ましくは 1 5秒以上 9 0秒以下である。予熱は熱ロール上あるいは ノおよぴ加熱槽中を通過させて予熱することが好ましレ、。
延伸フィルムの延伸処理における延伸速度は、好ましくは 5 0 %/分以上 1 0 0 0 %Z分以下、 より好ましくは 8 0 %Z分以上 8 0 0 % /分以下、 さらに好ましく は 1 0 0 % /分以上 7 0 0 %Z分以下である。好ましい延伸温度は 1 1 5 °C以上 1 6 0 °C以下、 より好ましくは 1 2 0 °C以上 1 5 5 °C以下、 さらに好ましくは 1 2 5 °C以上 1 5 0 °C以下である。好ましい延伸倍率は 3 %以上 1 0 0 %以下、 より好 ましくは 5 %以上 4 0 %以下、 さらに好ましくは 7 %以上 3 5 %以下、
最も好ましいのは 1 0 %以上 3 0 %以下である。
延伸は、 ヒートロールあるいは/および放射熱源 (I Rヒーター等) を用いて、 あるいは恒温槽中で加熱しながら、少なくとも二対の周速の異なる (出口側の周速 を入口側より速くする) ニップロールを用いて実施することが好ましい。
さらに本発明では、 フィルムに以下の処理を実施することが好ましい。
ィ)線膨張率ムラの低下策として延伸直前のロール(入口側ニップロール) の温 度を、好ましくは 7 0 °C以上 1 6 0 °C以下、 より好ましくは 7 5 °C以上 1 4 0 °C以 下、 さらに好ましくは 8 0 °C以上 1 2 0 °C以下にする。 一般には、 このロール温度 は T g以上に設定される。残留溶剤を含むセルロースエステルフィルムはニップロ ールに粘着し易く、 これにより発生した皺が延伸ムラを引き起こす。 '延伸直前の口 ールの温度を上記のように T g以下とすることで、ロールにまとわりついて粘着す ることを防止できる。
口)線膨張率ムラの低下策として、延伸ロール間隔を、好ましくはベース幅の 3 倍以上 8倍以下、 より好ましくは 3 . 5倍以上 7 . 5倍以下、 さらに好ましくは 4 倍以上 7倍以下の間隔で延伸する。通常の延伸は 2倍以下の短い間隔で延伸するが、 このような短い間では十分に分子を配向させることができず、線膨張率を充分小さ くすることができなレ、。本発明においては、十分に分子配向を強くし、線膨張率を 低減するため、 上記のような長いスパンのロール間で延伸することが好ましい。
ノ、) フィルムの端部の温度を、好ましくは中央部より 1 0 °C以上 3 0 °C以下、 よ り好ましくは 1 3 °C以上 2 7 °C以下、さらに好ましくは 1 5 °C以上 2 °C以下高くす る。 これにより、端部が強く延伸され発生する延伸ムラを抑制できる。 このような 方法は、上述のような長いスパン間での延伸の場合、特に幅方向の延伸ムラが発生 し易く、 これと組み合わせて実施することが特に有効である。 フィルムにこのよう な温度分布を設けるには、 両端部に放射熱源 (I Rヒーターやハロゲンヒーター) を用い、端部だけを局部的に加熱してもよく、ニップロールのなかに分割ヒーター を内蔵し、 これにより温度差を与えても良い。
緩和延伸後、冷却しながら緩和しても良い。冷却は延伸温度から 2段以上の温調 ロールを用いて順次冷却する。このとき隣接したロールの温度差を 5 0 °C以下にす ることが好ましい。 これを越え急冷するとフィルムに皺が発生し、 これが延伸ムラ を引き起こし、フィルムの湿度膨張係数のムラとなる。 この間に温調ロールの周速 を出口側を遅くすることで緩和処理することも好ましい。緩和量は 1 0 %以下が好 ましく、 より好ましくは 7 %以下、 さらに好ましくは 5 %以下である。
ここで製膜するディスプレイ用透明フィルムがセルロースエステルと架橋 (メ タ) アタリレート等のセミ I P N型ポリマーァロイの場合、延伸操作は (メタ) ァ クリレートモノマーの重合前に行うことが好ましいため、延伸後に(メタ) アタリ レートモノマーを重合させる活' [■生輻射線の照射を行う。
上記のように、可塑剤添加量が 1 %未満であるセルロースエステルフィルムを、 流延製膜法により形成し、 かつ搬送方向、 巾手方向ともに延伸を加えることによ つて、 ガラス転移温度が 1 8 0 °C以上で熱膨張率が 5〜 5 0 p p m/°Cの範囲に あるディスプレイ基板用透明フィルムを得ることができる。 従って、 結晶性で低 抵抗な透明導電膜を本発明のディスプレイ基板用透明フィルムの上に形成するこ とができ、 かつ熱膨張率が 5 0 p p mZ°C以下であるためにガスバリア層や透明 導電層といつた機能性薄膜の製造プロセス前後における劣化を抑えることができ る。
なお、 より好ましくはガラス転移温度は 2 0 0 °C以上、 熱膨張率は 5〜 3 0 p p m ^Cである。
〈防湿膜〉
本発明のデイスプレイ基板用透明フィルムには、水蒸気透過性を低減させるため、 金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物、 金属炭化物等の皮膜を、 防湿膜として透 明フィルムの少なくとも一方の面に形成することが好ましい。これらは積層されて いても良いし、 两面に形成されていても良い。
本発明のディスプレイ基板用透明フィルムは、湿度膨張係数を低減してくれる可 塑剤添加量を 1質量%未満と非常に低く抑えているため、両面に形成することがよ り好ましい。ディスプレイ基板用透明フィルムの両面にガスバリァ層を形成するこ とによつて実質的にディスプレイ基板用透明フィルムが吸湿しなくなるため、吸湿 膨張を抑えることができ、可塑剤が少ないことのデメリツトを抑えることができる。 こうした膜に使用される金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物としてはケィ素、 ジルコニウム、 チタン、 タングステン、 タンタル、 アルミニウム、 亜鉛、 インジゥ ム、 クロム、 バナジウム、 スズ、 ニオブから選ばれる 1種類以上の元素の酸ィ匕物、 窒化物あるいは炭化物、 酸窒化物が挙げられ、 酸化ケィ素、 酸化アルミニウム、 窒 化ケィ素、炭化珪素が好ましいが、特に好ましくは酸化ケィ素が主たる成分である 金属酸化物膜である。 主たる成分であるとは、 主たる成分について
防湿膜の成分内の比率が 80質量。 /0以上であることをいう。
金属酸化物、 金属窒化物、金属酸窒化物は例えば、真空蒸着法、 スパッタリング 法、イオンプレーティング法等によって製膜することができるが、後述する大気圧 プラズマ放電処理方法が好ましい方法である。大気圧プラズマ CVD方法によれば、 大気圧下という非常な高圧力下の反応であるため、無機薄膜を形成する微粒子の平 均自由行程が短く非常に平坦な膜を得ることができるため、高いガスパリァ性を得 ることができるためである。
また、 J. S o l— Ge l S c i . Te c h., p l 41〜 146 (1998) に開示されているように、金属酸化物や金属窒化物、金属酸窒化物、金属炭化物の 薄膜はひび割れやすく、割れたクラックから水蒸気がもれてしまうため、金属酸ィ匕 物や金属窒化物、金属酸窒化物の防湿膜の上にさらに各種コーティング材を塗布す ることで前記クラックを封止し、 一層の透湿度の低減をはかることもできる。
〈透明導電膜〉
次に透明導電膜について説明する。
本発明に係る透明導電膜とは、一般に工業材料としてよく知られているものであ り、 可視光 (400〜 700n m) をほとんど吸収せず透明で、 しかも良導電体の 膜のことである。電気を運ぶ自由荷電体の透過特性が可視光域で高く、透明であり、 しかも電気伝導性が高いため、有機 EL表示装置、液晶表示装置等のディスプレイ 用透明電極として用いられる。透明導電膜をディスプレイ用透明電極として使用す る場合には、 膜強度と面抵抗のバランスより、 透明導電膜の膜厚を
約 100〜140 nmとすることが好ましい。 透明導電膜としては、 SnO2、 I n2O3、 CdO、 Z n O2、 Sn〇2 : Sb、 S n〇2: F、 ZnO : AL、 I n23 : S nなどの金属酸ィ匕物膜及びドーパントによ る複合酸化物膜が挙げられる。.
ドーパントによる複合酸化物膜としては、例えば、酸化ィンジゥムにスズをドー ビングして得られる I TO膜、酸化錫にフッ素をドーピングして得られる FTO膜、 I n203— Z ηθ系アモルファスからなる I ZO膜等が挙げられる。
このような透明導電膜は、 例えば、 塗布に代表される湿式成膜法や、 あるいは、 スノ ッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等の真空を用いた乾式成 膜法で形成されても良いが、本発明の導電性フィルム上に透明導電膜を形成する手 段としては、製膜プロセスが簡便な大気圧プラズマ放電処理方法が好ましい方法で ある。
〈大気圧プラズマ処理方法〉
大気圧プラズマ処理方法とは、大気圧または大気圧近傍の圧力下において、対向 する電極間に電界を発生させることで、電極間にある反応性ガスをプラズマ状態と し、このプラズマ状態となった反応性ガスに基材を晒すことによって基材上に膜を 形成する方法である。
本発明において、 大気圧近傍とは、 20 kP a〜110kP aの圧力を表すが、 93 kPa〜: 104 kPaがより好ましい。
本発明に係わるセルロースエステルフィルム (以下、基材フィルムともいう) に 本発明に係る透明導電膜を形成する大気圧プラズマ処理方法による装置及び方法 についてその一例を説明する。
〈大気圧プラズマ放電処理装置〉 - 大気圧プラズマ放電処理装置は、アース電極であるロール電極と、対向する位置 に配置された印加電極である複数の固定電極を有し、これらの電極の間で放電させ、 当該電極間に導入した不活性ガスと反応性ガスを含有する反応ガスをプラズマ状 態とし、該ロール電極に卷回されながら移送する基材フィルムを該プラズマ状態の 反応ガスに晒すことによって、該フィルムの上に防湿膜や導電膜等の薄膜を形成す る。
他の方式と.しては、基材フィルムを電極間ではない電極近傍に置きあるいは移送 させ、発生したプラズマを基材フィルム上に吹き付けて薄膜形成を行うジエツト方 式等がある。
第 1図は、本発明に係る大気圧もしくはその近傍の圧力下でのプラズマ放電処理 装置の一例を示す図である。第 1図はプラズマ放電処理装置 3 0、 ガス充填手段 5 0、電圧印加手段 4 0、及び電極温度調節手段 6 0から構成されている。 ロール回 転電極 3 5と角筒型固定電極群 3 6として、基材フィルム C Fをプラズマ放電処理 するものである。基材フィルム C Fは図示されていない元巻きから卷きほぐされて 搬送して来る力、または前工程から搬送されて来てガイドロール 6 4を経てニップ ローノレ 6 5で基材フィルムに同伴して来る空気等を遮断し、ロール回転電極 3 5に 接触したまま巻き回されながら角筒型固定電極群 3 6との間を移送され、 -ップロ ール 6 6、 ガイドロール 6 7を経て、 図示してない卷き取り機で卷き取られる力、 次工程に移送する。反応ガスはガス充填手段 5 0で、ガス発生装置 5 1で発生させ た反応ガス Gを、流量制御して給気口 5 2よりプラズマ放電処理容器 3 1内の放電 処理室 3 2に入れ、放電処理室 3 2内を反応ガス Gで充填し処理排ガス G' を排気 口 5 3より排出するようにする。次に電圧印加手段 4 0で、高周波電源 4 1により 角筒型固定電極群 3 6に電圧を印加し、 ロール回転電極 3 5にはアースを接地し、 電極間で放電プラズマを発生させる。ロール回転電極 3 5及び角筒型固定電極群 3 6を電極温度調節手段 6 0を用いて媒体を加熱または冷却し電極に送液する。電極 温度調節手段 6 0で温度を調節した媒体を送液ポンプ Pで配管 6 1を経てロール 回転電極 3 5及び角筒型固定電極群 3 6内側から温度を調節する。
プラズマ放電処理の際、基材フィルムの温度によって得られる薄膜の物性や組成 は変化することがあり、これに対して適宜制御することが好ましレ、。媒体としては、 蒸留水、 油等の絶縁性材料が好ましく用いられる。 プラズマ放電処理の際、幅手方 向あるいは長手方向での基材フィルムの温度ムラが出来るだけ生じないように口 ールを用いた回転電極の内部の温度を制御することが望まれる。なお、 6 8及び 6 9はプラズマ放電処理容器 3 1と外界を仕切る仕切板である。
なお、放電プラズマ処理に用いられる反応ガスは、給気口 5 2からプラズマ放電 処理容器 3 1に導入され、 処理後のガスは排気口 5 3力らお気される。 ·
第 2図は、ロール電極の金属等の導電性母材とその上に被覆されている誘電体の 構造を示す一例を示す見取り図である。
第 2図において、アース電極であるロール回転電極 3 5 aは、金属等の導電性の 母材 3 5 Aに対し、誘電体被覆層として、セラミックスを溶射後、無機化合物の封 孔材料を用いて封孔処理したセラミックス被覆処理した誘電体 3 5 Bを被覆した 組み合わせで構成されているものである。セラミックス被覆処理誘電体を片肉で 1 mm被覆し、アースに接地してある。また、溶射に用いるセラミックス材としては、 ァノレミナ ·窒化珪素等が好ましく用いられるが、 この中でもアルミナが加工し易い ので、 更に好ましく用いられる。
または、誘電体層として、ガラスライニングにより無機材料を設けたライニング 処理誘電体であってもよい。
金属等の導電性の母材 3 5 Aとしては、チタン金属またはチタン合金、銀、白金、 ステンレススティール、 アルミニウム、鉄等の金属等や、 鉄とセラミックスとの複 合材料またはアルミニゥムとセラミックスとの複合材料を挙げることが出来る力 電極の安定性という観点からはチタン金属またはチタン合金が好ましい。
導電性の母材及び誘電体についての詳細については後述する。
第 3図は、印加電極としての角筒型固定電極群の 1個を取り出した角筒型固定電 極の母材 36 Aとその上に被覆されている誘電体 36 Bの構造を示す一例を示す 見取り図である。
第 3図において、角筒型電極 36 aは、金属等の導電性の母材に対し、第 2図同 様の誘電体被覆層を有している。すなわち、 中空の金属パイプに対し、上記同様の 誘電体を被覆し、 放電中は冷却水による冷却が行えるようになつている。
第 3図に示した角筒型電極 36 aは、円筒型電極に比べて、放電範囲(放電面積) を広げる効果があるので、 本発明の薄膜形成方法に好ましく用いられる。
印加電極に電圧を印加する電源としては、特に限定はないが、神鋼電機製高周波 M (3 kHz),神鋼電機製高周波電源 (5 kHz),神鋼電機製高周波電源 ( 1 5 kHz), 神鋼電機製高周波電源 (50 kHz), ハイデン研究所製種波数可変 高周波電源 (連続モード使用、 .2. 5〜100kHz)、 パール工業製高周波電源 (200 kHz), パール工業製高周波電源 (800 kHz), パール工業製高周 波電源 (2MHz)、 日本電子製高周波電源 (13. 56 MHz), パール工業製 高周波電源 (27MHz), パール工業製高周波電源 (150MHz) 等を使用で きる。 また、 433MHz、 800MHz、 1. 3 GHz, 1. 5GHz、 1. 9GHz、 2. 45GHz, 5. 2GHz, 10 GH zを発振する電源を用いて もよい。 また混合ガス中の分子を励起できる周波数が異なる場合があるため、 2 種以上の周波数を重畳して用いても良い。その際の好ましい組み合わせとしては、 1 k H z〜l MH zの電源と、 1 ΜΗ ζ〜2 . 5 G H zの間の電源を重畳するこ とが好ましい。
上記電極間の距離は、電極の導電性母材に設けた固体誘電体の厚さ、印加電圧の 大きさ、プラズマを利用する目的等を考慮して決定される。上記電極の一方に誘電 体を設けた場合の誘電体表面と電極の最短鉅離、上記電極の双方に誘電体を設けた 場合の誘電体表面同士の距離としては、いずれの場合も均一な放電を行う観点から 0 . 5〜2 O mmが好ましく、 特に好ましくは 1 ± 0 . 5 mmである。
電源 4 1より角筒型固定電極群 3 6に印加される電圧の値は適宜決定される力 例えば、 電圧が 1 0 V〜: L 0 k V程度で、 電源周波数は 1 0 0 k H zを越えて 2 . 5 GH z以下に調整される。 ここで電源の印加法に関しては、連続モードと呼ばれ る連続サイン波状の連続発振モードとパルスモードと呼ばれる O N/O F Fを断 続的に行う断続発振モードのどちらを採用しても良いが連続モードの方がより緻 密で良質な膜が得られる。
プラズマ放電処理容器 3 1はパイレックス (R) ガラス製の処理容器等が好まし く用いられる力 電極との絶縁がとれれば金属製を用いることも可能である。例え. ば、アルミニウムまたは、ステンレススティールのフレームの内面にポリイミド樹 脂等を張り付けても良く、該金属フレームにセラミックス溶射を行い絶縁性をとつ ても良い。
また、 放電プラズマ処理時の基材フィルムへの影響を最小限に抑制するために、 放電プラズマ処理時の基材フィルムの温度を常温(1 5 °C〜2 5 °C) 〜3 0 0 °C以 下の温度に調整することが好ましい。上記の温度範囲に調整するため、必要に応じ て電極、基材フィルムは温度調節手段で冷却や加熱をしながら放電プラズマ処理さ れる。 〈反応ガス〉
本発明のディスプレイ基板用透明フィルム上に防湿膜を形成する反応ガスにつ いて説明する。 使用する反応ガスは、 基本的に、 不活性ガスと、 薄膜を形成するた めの反応性ガスを含んでなる反応ガスである。
使用する反応ガスは不活性ガスと反応性ガスを含有する混合ガスである。 不活 性ガスとは、 周期表の第 1 8属元素、 具体的には、 ヘリウム、 ネオン、 アルゴン、 クリプトン、 キセノン、 ラドン等の希ガス、 もしくは窒素等を挙げることが出来る 1 本発明に記載の効果を得るためには、 ヘリウム、 アルゴン、 窒素が好ましく用 レヽられる。 ,徽密で、高精度の薄膜を形成するためには、希ガスとしてアルゴンを用 いることが最も好ましい。 アルゴンを用いると、 高密度プラズマ
を発生しやすいのではないかと推定される。 アルゴンガスは、反応ガス (希ガスと 反応性ガスの混合ガス) 1 0 0体積%に対し、 9 0 . 0〜9 9 . 9体積%含有され ることが好ましい。
防湿膜の薄膜を形成を実施するにあたり、使用する反応ガスは、基本的に、不活 性ガスと、薄膜を形成するための反応性ガスを含んでなる。反応性ガスは、反応ガ スに対し 0 . 0 1〜 1 0体積%含有させることが好ましい。 薄膜の膜厚としては、 0 . 1〜: 1 0 0 0 n mの範囲の薄膜が得られる。
反応性ガスは、放電空間でプラズマ状態となり、薄膜を形成する成分を含有する ものであり、 有機金属化合物、 有機化合物、 無機化合物、 またこれら直接薄膜を形 成する化合物と水素ガス、 酸素ガス、 炭酸ガス等補助的に使用するガスとがある。
〈防湿膜形成用反応' I·生ガス〉
防湿膜形成用反応性ガスには、適切な防湿性を得ることの出来る化合物であれば 制限なく使用出来るが、 チタン化合物、 錫化合物、珪素化合物、 フッ素化合物、 フ 06690
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ッ素を有する珪素化合物あるいはこれらの化合物の混合物を好ましく用いること が出来るが、 最も好ましくはケィ素化合物である。
これらは常温常圧下で気体、液体、 固体いずれの状態であっても構わない。気体 の場合にはそのまま放電空間に導入できる力 s、液体、 固体の場合は、加熱、バプリ ング、減圧、超音波照射等の手段により気化'させて使用する。 又、溶媒によって希 釈して使用してもよく、 溶媒は、 メタノール, エタノール, n -へキサンなどの有 機溶媒及びこれらの混合溶媒が使用出来る。 尚、 これらの希釈溶媒は、 プラズマ放 電処理中において、分子状、原子状に分解されるため、影響は殆ど無視することが できる。
しかし好ましくは大気圧下 0 °C〜 2 5 0 °Cの温度域で蒸気圧を有する化合物で あり、 さらに好ましくは 0〜2 5 0 °Cの温度域に液体状態を呈する化合物である。 これはブラズマ製膜室内が大気圧近傍の圧力であるために、大気圧下で気化できな いとブラズマ製膜室内にガスを送り込むことが難しく、また原料化合物が液体の方 1S プラズマ製膜室内に送りこむ量を精度良く管理できるためである。
このような有機金属化合物としては、 例えば、 ケィ素を含有する化合物として、 シラン、 テトラメ トキシシラン、 テトラエトキシシラン、 テトラ n—プロポキシシ ラン、 テトライソプロポキシシラン、 テトラ n -ブトキシシラン、 テトラ t -ブト キシシラン、 ジメチルジメ トキシシラン、 ジメチルジェトキシシラン、 ジェチルジ メ トキシシラン、 ジフエ二ルジメ トキシシラン、 メチ トリエトキシシラン、 ェチ ルトリメトキシシラン、 フエ二 トリエトキシシラン、 (3 , 3 , 3 -トリフノレオ口 プロピル) トリメトキシシラン、へキサメチルジシロキサン、 へキサメチルシクロ トリシロキサン、 テトラメチルシクロテトラシロキサン、オタタメチルシクロテト ラシロキサン、 ビス (ジメチルァミノ) ジメチルシラン、 ビス (ジメチルァミノ) メチルビ-ルシラン、 ビス (ェチルァミノ) ジメチルシラン、 N, O—ビス (トリ メチルシリル) ァセトアミ ド、 ビス (トリメチルシリル) カルボジイミド、 ジェチ ルァミノトリメチルシラン、 ジメチルァミノジメチルシラン、へキサメチルジシラ ザン、 へキサメチルシク口トリシラザン、 ヘプタメチルジシラザン、 ノナメチルト リシラザン、 ォクタメチルシクロテトラシラザン、テトラキスジメチルアミノシラ ン、 テトライソシアナ一トシラン、 テトラメチルジシラザン、 トリス (ジメチノレア ミノ) シラン、 トリエトキシフノレォロシラン、 ァリノレジメチノレシラン、 ァリノレトリ メチルシラン、ベンジルトリメチルシラン、ビス(トリメチルシリル)アセチレン、 1 , 4ービス トリメチルシリル一 1 , 3ープタジィン、ジ- t一プチルシラン、 1 , 3—ジシラブタン、 ビス (ト リメチルシリノレ) メタン、 シクロペンタジェ二 _ /レト リ メチルシラン、 フヱニルジメチルシラン、 フエニルトリメチルシラン、 プロパルギ ノレトリメチノレシラン、テトラメチノレシラン、 トリメチノレシリノレアセチレン、 1一(ト リメチルシリノレ) 一 1一プロピン、 トリス (トリメチルシリノレ) メタン、 トリス (ト リメチルシリル) シラン、 ビュルトリメチルシラン、 へキサメチルジシラン、 など が挙げられる。
またチタンを含有する化合物としては、 例えば、 チタンメ トキシド、 チタンエト キシド、 チタンイソプロポキシド、 チタン n -ブトキシド、 チタンジイソプロポキ シド (ビス— 2, 4 -ペンタンジォネート)、 チタンジイソプロボキシド (ビス一 2, 4一ェチルァセトアセテート)、 チタンジ - n—ブトキシド (ビス一 2 , 4—ペンタンジ ォネート)、 チタンァセチルァセトネート、 プチルチタネートダイマー等が挙げら れる。
またジルコニウムを含有する化合物としては、 ジルコニウム n—プロポキシド、 ジルコニウム n—プトキシド、 ジノレコニゥム t—ブトキシド、 ジノレコニゥムトリ一 n—ブトキシドアセ1?^レアセトネート、ジ コニゥムジー n—ブトキシドビスァセ チルァセトネート、ジルコユウムァセチルァセトネート、ジルコニウムァセテ一ト、 ジノレコユウムへキサフノレオ口ペンタンジォネ一ト等が挙げられる。
またアルミ-ゥムを含有する化合物としては、アルミニウムエトキシド、アルミ ニゥムイソプロポキシド、 アルミニウム n -プ'トキシド、 アルミニウム s -ブトキシ ド、 アルミニウム t—ブトキシド、 アルミニウムァセチルァセト^^ ^一ト、 トリェチ ノレジァノレミ-ゥムトリー s -プトキシド、 トリメチノレアミンーァラン等が挙げられ る。
また、 硼素を含有する化合物としては、 ジボラン、 テトラボラン、 フッ化硼素、 塩化硼素、 臭化硼素、 ボランージェチルエーテル錯体、 ボラン—T H F錯体、 ボラ ンージメチルスルフィ ド錯体、三フッ化硼素ジェチルエーテル錯体、 トリェチルポ ラン、 トリメ トキシポラン、 トリエトキシボラン、 トリ (イソプロポキシ)ボラン、 ボラゾール、 トリメチルボラゾール、 トリェチルボラゾール、 トリイソプロピルボ ラゾール、 等が挙げられる。
錫を含有する化合物としては、 テトラェチル錫、 テトラメチル錫、 二酢酸ジー n 一プチル錫、 テトラブチル錫、 テトラォクチル錫、 テトラエトキシ錫、 メチルトリ ェトキシ錫、 ジェチルジェトキシ錫、 トリイソプロピルェトキシ鍚、 ジェチル鍚、 ジメチ <レ錫、 ジイソプロピノレ錫、 ジプチノレ錫、 ジェトキシ錫、 ジメ トキシ錫、 ジィ ソプロポキシ錫、 ジブトキシ錫、 錫ジブチラート、 錫ジァセトァセトナート、 ェチ ル錫ァセトァセトナート、エトキシ錫ァセトァセトナート、 ジメチノレ錫ジァセトァ セトナート等、 錫水素化合物等、 ハロゲンィヒ錫としては、 二塩化鍚、 四塩化錫等が 挙げられる。
またその他の金属からなる有機化合物としては、例えば、アンチモンエトキシド、 2004/006690
58 ヒ素トリエトキシド、バリゥム 2 , 2, 6, 6—テトラメチノレヘプタンジォネート、 ベリリゥムァセチノレアセトナート、 ビスマスへキサブノレォロペンタンジォネート、 ジメチルカドミウム、 カルシウム 2, 2, 6 , 6—テトラメチルヘプタンジォネー ト、 クロムトリフルォロペンタンジォネート、 コバルトァセチルァセトナ一ト、銅 へキサフノレ才ロペンタンジォネート、マグネシウムへキサフノレオ口ペンタンジォネ 一ト -ジメチノレエーテノレ錯体、 ガリウムエトキシド、 テトラエトキシゲノレマン、 テ トラメ トキシゲルマン、ハフニウム t一ブドキシド、 ハフニウムェトキシド、イン ジゥムァセチルァセト "一ト、インジウム 2 , 6—ジメチルアミノヘプタンジォネ ート、 フエ口セン、 ランタンイソプロポキシド、 酢酸鉛、 テトラェチル鉛、 ネオジ ゥムァセチルァセトナート、 白金へキサフルォロペンタンジォネート、 トリメチノレ シクロペンタジェニル白金、 ロジウムジカルボニルァセチルァセトナート、スト口 ンチウム 2 , 2 , 6 , 6—テトラメチルヘプタンジォネート、タンタルメ トキシド、 タンタルトリフルォロェトキシド、 テルルエトキシド、 タングステンェトキシド、 バナジウムトリイソプロポキシドォキシド、亜鉛ァセチルァセトナート、 ジェチル 亜鉛、 などが挙げられる。
これらの金属化合物の中でも、珪素化合物を反応性ガスとして好ましく用いるこ とが出来る。珪素化合物は爆発性などがなく安全で、力つ揮発性の高い化合物であ るため、プラズマ空間に安定して供給することができ、均質な膜が得られやすいた めである。
なお、 錫化合物、 亜鉛化合物から形成される酸化錫層、 酸化亜鉛層は、表面比抵 抗値を 1 O H Q / c m 2以下に下げることが出来るため、 防湿膜兼帯電防止層とす ることができ、 錫化合物、 亜鉛化合物も好ましい反応性ガスである。
〈透明導電膜形成用反応性ガス〉 次に、大気圧プラズマ処理により透明導電膜を形成するために用いられる透明導 電膜形成用反応性ガスは、放電空間でプラズマ状態となり、透明導電膜を形成する 成分を含有するものであり、 e ジケトン金属錯体、 金属アルコキシド、 アルキル 金属等の有機金属化合物が用レ、られる。反応性ガスには透明導電膜主成分となる反 応性ガスとドーピングを目的に少量用いられる反応性ガスがある。更に、透明導電 膜の抵抗値を調整する為に用いる反応性ガスがある。
透明導電膜の形成にぉレ、て主成分として用いられる反応性ガスは、分子内に酸素 原子を有する有機金属化合物が好ましい。例えば、インジウムへキサフルォロペン タンジォネート、 インジウムメチノレ (トリメチノレ) ァセチルアセテート、 インジゥ ムァセチルァセトナート、インジウムィソポロポキシド、ィンジゥムトリフルォロ ペンタンジォネート、 トリス ( 2 , 2 , 6 , 6—テトラメチル 3 , 5—ヘプタンジ オネート) インジウム、 ペンタジェニルインジウム、 ジ一 n—ブチルビス ( 2 , 4 —ペンタンジォネート) スズ、 ジー n—ブチ^^ジアセトキシスズ、 ジ _ t一プチノレ ジァセトキシスズ、 テトライソプロポキシスズ、 テトラブトキシスズ、 ジンクァセ チルァセトナート等を挙げることができる。 この中で特に、好ましいのはインジゥ ムァセチルァセトナート、 トリス (2 , 2, 6 , 6—テト メチル 3, 5—へプタ ンジォネート) インジウム、 ジンクァセチルァセトナート、 ジー n—プチルジァセ トキシスズである。
ドーピングに用いられる反応性ガスとしては、例えば、 アルミニウムイソプロボ キシド、 ニッケノレァセチノレアセトナート、 マンガンァセチノレアセトナート、 ボロン イソプロポキシド、 n—ブトキシアンチモン、 トリー n—プチノレアンチモン、 ジー n—ブチノレビス (2, 4一ペンタンジォネート) スズ、 ジー n—ブチノレジァセトキ シスズ、 ジー tープチ^^ジアセトキシスズ、 テトライソプロポキシスズ、 テトラブ トキシスズ、 テトラプチルスズ、 ジンクァセチルァセトナート、 6フッ化プロピレ ン、 8フッ化シクロブタン、 4フッ化メタン等を挙げることができる。
透明導電膜の抵抗値を調整する為に用いる反応性ガスとしては、例えば、チタン トリイソプロポキシド、テトラメトキシシラン、 テトラエトキシシラン、へキサメ チルジシロキサン等を挙げることができる。 '
透明導電膜主成分として用いられる反応性ガスとドーピングを目的に少量用い られる反応性ガスの量比は、成膜する透明導電膜の種類により異なる。 例えば、酸 化インジウムにスズをドーピングして得られる I TO膜においては得られる I T O膜の I 11 311の原子数比が100Z0. 1〜: l O OZl 5の範囲になるように 反応性ガス量を調整する。好ましくは、 100/0. 5〜100/10の範囲にな るよう調整する。 I n/Snの原子数比は XPS測定により求めることができる。 酸化錫にフッ素をドーピングして得られる透明導電膜(FT〇膜とレ、う) におい ては、得られた FTO膜の S nZFの原子数比が 100/0. 01〜: L 00/50 の範囲になるよう反応性ガスの量比を調整する。 S nZFの原子数比は XP S測定 により求めることができる。
I n203— Z ηθ系アモルファス透明導電膜 ( I ZO膜) においては、 I n/Z nの原子数比が 100/50〜100Z5の範囲になるよう反応性ガスの釐比を 調整する。 I n/Z ηの原子数比は XP S測定で求めることができる。
また、 上述した I TO膜、 FTO膜、 I ZO膜において、 例えば、 Snのドープ 量としては 5質量%以下であることが好ましい。
これらの反応性ガスは、放電ブラズマ処理により基材フィルム上に均一な薄膜を 形成する観点から、反応ガス中の含有率は、 0. 01〜10体積%で有することが 好ましいが、 更に好ましくは、 0. 01〜1体積0 /0である。 更に、 反応性ガスとして酸素、 オゾン、 過酸化水素、 二酸化炭素、 一酸化炭素、 水素、窒素から選択される成分を 0 . 0 1〜5体積%含有させることにより、反応 促進され、 且つ、 緻密で良質な薄膜を形成することが出来る。
透明導電膜の膜厚としては、 0. 1 n m〜: 1 0 0 0 n mの範囲の透明.導電膜が得 られる。
また、 上記の有機錫化合物、 有機チタン化合物、有機珪素化合物、 有機亜鉛化合 物、または有機インジウム化合物を放電空間である電極間に導入するには、両者は 常温常圧で、 気体、液体、 固体何れの状態であっても構わない。 気体の場合は、 そ のまま放電空間に導入出来るが、 液体、 固体の場合は、加熱、 減圧、 超音波照射等 の手段により気化させて使用される。また上記金属アルコキシドは、溶媒によって 希釈して使用されても良く、 この場合、希ガス中へ気化器等により気化して反応ガ スに使用すればよい。溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、 プタノール、 n—へキサンなどの有機溶媒及びこれらの混合溶媒が使用出来る。
〈印加電圧〉
大気圧ブラズマ処理による薄膜形成方法では、対向する電極間に、 1 0 0 k H z を越えた高周波電圧で、 且つ、 1 W/ c m2以上の電力 (出力密度) を供給し、 反 応性ガスを励起してプラズマを発生させることが好ましい。
電極間に印加する高周波電圧の周波数の上限値は、好ましくは 2. 5 GH z、 さ らに好ましくは 1 5 0 MH z以下である。また、高周波電圧の周波数の下限値とし ては、好ましくは 2 0.0 k H z以上、更に好ましくは 8 0 0 k H z以上である。 高 周波電圧が、 1 0 0 k H zより小さいと、製膜速度が遅く生産性が劣ることがある。 電極間に供給する電力の下限値は、 好ましくは l WZ c m2以上であり、 上限値 としては、好ましくは 5 OW/ c m2以下、更に好ましくは 2 O W/ c m2以下であ る。 電力が l WZ c m2より小さいと、 製膜速度が遅く生産性が劣ることがある。 また、 5 OW/ c m2より大きいと透明フィルム表面が傷害されることがある。 な お、 放電面積 (l Z c m2) は、 電極において放電が起こる範囲の面積のことを指 す。 本発明におけるように、 高い周波数で、 且つ、 高い出力密度でハイパワーの電 圧を印加する場合には、放電面積は片側の電極の放電面の総面積に相当する。 この 総面積で、前記電極に接続した電源から供給されるトータル電力 (W) を割り算す ると、 出力密度を算出することが出来る。
また、 この大気圧プラズマ放電処理方法は、特に大面積において均一な膜厚を得 るには、一組の対向する電極に印加するトータル電力は、 1 5 kWを越えることが 好ましく、 より好ましくは 3 0 kW以上、 更に好ましくは 5 0 kW以上である。 発 熱の観点からは、 3 0 0 k W以下であることが好ましい。 尚、 トータル電力は、 前 記一組の電極に接続された電源から供給される電力 (W) に相当する。 · 前記一組の電極に対し、電源が 2以上接続されている場合には、 これら電源全ての 供給電力を足し算した値である。具体的には、前述の第 1図の大気圧プラズマ放電 処理装置において、ロール回転電極 3 5と角筒型固定電極群 3 6を一組の対向する 電極とし、それに接続された電源 4 1力 ら供給される電力のことになる。 トータル 電力の範囲を満たすには、 放電面積がある程度大きいことが必要となってくる。 また、電極間に印加する高周波電圧は、断続的なパルス波であっても、連続した サイン波であっても構わないが、本発明の効果を高く得るためには、連続したサイ ン波であることが好ましい。
〈電極〉
大気圧プラズマ処理に用いられる電極としては、大気圧または大気圧近傍の圧力 下において、 このようなハイパワーの電界を、大面積の電極に印加しても、均一な 放電状態を保つことが出来る高耐久電極をブラズマ放電処理装置に採用する必要 がある。
このような電極としては、金属等の導電性母材上の少なくとも放電面に誘電体を 被覆したものであることが好ましレ、。少なくとも対向する印加電極とアース電極の どちらカゝ片側に誘電体を被覆すること、好ましくは、印加電極とアース電極の両方 に誘電体を被覆することである。
誘電体被覆電極は、金属等の導電性母材と、セラミックスやガラス等の誘電体素 材の複合部品であり、供給する電力、特にトータル電力が大きい場合には、誘電体 の脆弱な部分から破壊されやすく、安定したプラズマ放電を維持することが難しい。 特に、大きい放電面積を有する誘電体被覆電極においては、 それが顕著であり、本 発明におけるハイパワーを用いる薄膜形成方法を実施するためには、少なくとも一 方の電極がそれに耐え得る誘電体被覆電極であることが必要となる。
本発明において、誘電体被覆電極に用いられる誘電体としては、具体的には、比 誘電率が 6〜 4 5の無機化合物であることが好ましく、また、 このような誘電体と しては、 アルミナ、 窒化珪素等のセラミックス溶射材、 あるいは、 ケィ酸塩系ガラ ス、 ホウ酸塩系ガラス等のガラスライニング材等がある。 この中では、後述のセラ ミックスを溶射したものやガラスライニングにより設けたものが好ましい。特にァ ルミナを溶射して設けた誘電体が好ましい。
また、誘電体被覆電極において、大電力に耐える他の好ましい態様としては、耐 熱温度が 1 0 0 °C以上であることである。更に好ましくは 1 2 0 °C以上、特に好ま しくは 1 5 0 °C以上である。 尚、耐熱温度とは、絶縁破壊が発生せず、正常に放電 出来る状態において耐えられる最も高い温度のことを指す。このような耐熱温度は、 上記のセラミックス溶射や、泡混入量の異なる層状のガラスライニングで設けた誘 電体を適用したり、下記導電性母材と誘電体の熱膨張係数の差の範囲内の材料を適 宜選択する手段を適宜組み合わせることによって達成可能である。
また、本発明に用いられる誘電体被覆電極において、別の好まし!/、仕様としては、 誘電体と導電性母材との熱膨張係数の差が 10X 10— 6Z°C以下となる組み合わせ のものである。 好ましくは 8 X 10— 6Z°C以下、 更に好ましくは 5 X 10— 6Z。C以 下、 更に好ましくは 2 X 1 (T6Z°C以下である。 尚、 線熱膨張係数とは、 周知の材 料特有の物性値である。
線熱膨張係数の差が、この範囲にある導電性母材と誘電体との組み合わせとして は、導電性母材がチタンを 70質量%以上含有するチタン金属またはチタン合金で、 誘電体がセラミックス溶射被膜である力 \また誘電体がガラスライニングのものが 好ましく用いられる。
上記チタン金属またはチタン合金は、 チタンを 70質量%以上含有していれば、 問題なく使用出来るが、好ましくは 80質量%以上のチタンを含有しているものが 好ましい。本発明に有用なチタン合金またはチタン金属は、 工業用純チタン、耐食 性チタン、 高力チタン等として一般に使用されているものを用いることが出来る。 工業用純チタンとしては、 T IA、 T I B、 T I C、 T I D等を挙げることが出来、 何れも鉄原子、 炭素原子、 窒素原子、 酸素原子、水素原子等を極僅か含有している もので、 チタンの含有量としては、 99質量%以上を有している。 耐食性チタン合 金としては、 T 15 PBを好ましく用いることが出来、上記含有原子の他に鉛を含 有しており、 チタン含有量としては、 98質量%以上である。 また、 チタン合金と しては、鉛を除く上記の原子の他に、 アルミニウムを含有し、 その他バナジウムや 錫を含有している T 64、 T325、 T525、 T A 3等を好ましく用いることが 出来、これらのチタン含有量としては、 85質量%以上を含有しているものである。 これらのチタン合金またはチタン金属は熱膨張係数がステンレススティール、例え ば A I S I 3 1 6に比べて、熱膨張係数が 1 / 2程度小さく、金属母材としてチタ ン合金またはチタン金属の上に施された後述の誘電体との組み合わせがよく、高温、 長時間での使用に耐えることが出来る。
また、本発明における誘電体被覆電極において、大電力に耐える別の好ましい態 様としては、 誘電体の厚みが 0 . 5〜2 rmnであることである。 この膜厚変動は、 5 %以下であることが望ましく、好ましくは 3 %以下、更に好ましくは 1 %以下で ある。
誘電体の空隙率をより低減させるためには、 セラミックス等の溶射膜に、 更に、 無機化合物で封孔処理を行うことが好まし ヽ。前記無機化合物としては、金属酸化 物が好ましく、 この中では特に酸化ケィ素 (S i Ox) を主成分として含有するも のが好ましい。
封孔処理の無機化合物は、ゾルゲル反応により硬化して形成したものであること が好ましい。封孔処理の無機化合物が金属酸ィ匕物を主成分とするものである場合に は、金属アルコキシド等を封孔液として前記セラミック溶射膜上に塗布し、 ゾルゲ ル反応により硬化する。無機化合物がシリカを主成分とするものの場合には、アル コキシシランを封孔液として用いることが好ましい。
ここでゾルゲル反応の促進には、エネルギー処理を用いることが好ましレ、。エネ ルギー処理としては、 熱硬化 (好ましくは 2 0 0 °C以下) や、 紫外線照射などがあ る。 更に封孔処理の仕方として、封孔液を希釈し、 コーティングと硬化を逐次で数 回繰り返すと、 よりいつそう無機質ィ匕が向上し、 劣化の無い緻密な電極が出来る。 誘電体被覆電極の金属アルコキシド等を封孔液として、セラミックス溶射膜にコ 一ティングした後、 ゾルゲル反応で硬化する封孔処理を行う場合、硬化した後の金 属酸化物の含有量は 6 0モル%以上であることが好ましい。封孔液の金属アルコキ シドとしてア^^コキシシランを用いた場合には、 硬化後の S i Οχ ( χは 2以下) 含有量が 6 0モル%以上であることが好ましい。 硬化後の S i Ox含有量は、 X P Sにより誘電体層の断層を分析することにより測定する。
また、誘電体被覆電極の誘電体表面を研磨仕上げする等の方法により、電極の表 面粗さ Rm a x ( J I S B 0 6 0 1 ) を 1 0 m以下にすることで、誘電体の 厚み及び電極間のギヤップを一定に保つことが出来、放電状態を安定化出来ること、 更に熱収縮差や残留応力による歪やひび割れを無くし、 かつ、 高精度で、耐久性を 大きく向上させることが出来る。誘電体表面の研磨仕上げは、少なくとも基材フィ ルムと接する側の誘電体において行われることが好ましレ、。
〈活性線硬化榭脂層〉
本発明のこれらディスプレイ基板用透明フィルムには、上記の防湿膜 .透明導電 膜のような金属化合物層を直接形成させてもよいが、他の中間層を少なくとも 1層 設けた上に形成させてもよレ、。他の層として、防眩層ゃクリアハードコート層等を 好ましく用いることが出来、これらの層が紫外線等活性線により硬化する活性線硬 化樹脂層であることが好ましく、このような紫外線で硬化された樹脂層の上に本発 明に係る防湿膜 ·透明導電膜を形成させることによつて耐擦り傷性に優れた透明導 電性フィルムを得ることが出来る。
この中間層は、大気圧プラズマ処理により金属酸化物層を形成する場合、接着性 向上及ぴプラズマダメージ軽減の作用を有する。 このように、中間層を設けること によって、本発明の透明フィルム上に直接、金属化合物層を形成する場合に比して 金属化合物層の特性を上げることができる。 また、 この中間層によって本発明の透' 明フィルムと金属化合物層との間の密着性を向上させることができる。 防眩層及びクリァハードコート層等の活性線硬化樹脂層は、重合性不飽和モノマ 一を含む成分を重合させて形成した樹脂層で、 活性線硬化樹脂層である。 ここで、 活性線硬化樹脂層とは、紫外線や電子線のような活性線照射により架橋反応などを 経て硬化する樹脂を主たる成分とする層をいう。活性線硬化樹脂としては紫外線硬 化性樹脂や電子線硬化性樹脂などが代表的なものとして挙げられる力 紫外線ゃ電 子線以外の活性線照射によつて硬化する樹月旨でもよレ、。紫外線硬化性樹脂としては、 例えば、紫外線硬化型アクリルウレタン系樹脂、紫外線硬化型ポリエステルァクリ レート系樹脂、紫外線硬化型エポキシァクリレート系樹脂、紫外線硬化型ポリオ一 ルァクリレート系樹脂、紫外線硬化型エポキシ榭脂、または紫外線硬化型ォキセタ ン樹脂等を挙げることが出来る。
〈層構成〉
本発明に係わる前記ディスプレイ基板用透明フィルム上に防湿膜または透明導 電膜のそれぞれの薄膜が製膜されたディスプレイ基板において、 これらの層は、互 いに積層されていても良いし、基板の片面ずつに成膜されていても良い。また防湿 膜は両面に成膜されてもよい。
防湿膜と導電膜を積層する場合は、例えば、第 1図のような大気圧もしくはその 近傍の圧力下で反応ガス雰囲気内でブラズマ放電処理装置を直列に 2基を防湿 膜 ·導電膜の順に 2層積層するように並べて連続的に処理することが出来、 この連 続的積層処理は品質の安定ゃコスト削減、生産性の向上等から本発明の導電性フィ ルムの作製に適しており好ましい。無論同時に積層せずに、 1層処理ごと、処理後 卷き取り、 逐次処理して積層してもよい。
導電膜が積層されていないディスプレイ基板用透明フィルムの裏面側には防汚 層を設けても良い。また裏面にも防湿膜がある場合は、防湿膜の上に防汚層や反射 防止層を積層しても良い。 また、本発明の透明フィルムまたは透明導電性フィルム を他のフィルム状、シート状あるいは板状の成型物と貼り合わせて使用してもよい。 防汚層とは、透明基材表面に汚れがついて透過像を見にくくすることがないよう、 ゴミ ·指紋等を付着しにくく、 またふき取りやすく層である。 防汚層は、例えば熱 架橋性含フッ素ポリマーにイソプロピルアルコールを加えて、 0 . 2質量0 /0の粗分 散液を調製し、 最表面層の表面にバーコータで塗布することによって形成される。 本発明に係わるディスプレイ基板の好ましレ、構成例は以下に示す通りである。 (A) 本発明のディスプレイ基板用透明フィルム (基材) Z中間層 Z防湿膜 Z透 明導電膜
(B ) 防汚層/本発明のディスプレイ基板用透明フィルム (基材) /中間層 Z防 湿膜/透明導電膜
(C) 防湿膜/中間層 Z本発明のディスプレイ基板用透明フィルム (基材) Z中 間層/透明導電膜
(D) 防汚層/防湿膜 Z中間層/本発明のディスプレイ基板用透明フィルム (基 材) Z中間層 Z防湿膜 透明導電膜
〈透明、 複屈折の波長分散特性〉
本発明の防湿膜または透明導電膜を形成したディスプレイ基板用透明フィルム においては、 フィルムの全光線透過率が 5 0 %以上であるものが好ましい。 しかし 一般に光学用途に用いられるフィルムとしては、全光線透過率が 8 0 %以上のもの が好ましく、より好ましくは 9 0 %以上のフィルムである。尚、全光線透過率とは、 試験片の平行入射光束に対する全透過光束の割合である( J I S K— 7 3 6 1— 1 参照)。
また、本発明の防湿膜または透明導電膜を形成したディスプレイ基板用透明フィ ルムにおいて、法線方向から見たときの複屈折の波長分散特性が正であることが好 ましく、ディスプレイ基板として複屈折の波長分散特性が正であるフィルムを用い ると、可視光の全波長領域で偏光の捕償が可能であり、複屈折を利用した表示方法 を採用している液晶パネルにおいては色ずれを防ぐことができ、また、.有機 EL表 示素子においては良好なコントラストを得ることができる。
これら透明導電膜を薄膜透明電極として、また必要ならこれをパターユングした のち、 該透明導電膜上に、 更に各種の機能性薄膜を積層して、 前記の、液晶ディス プレイ、有機 E Lディスプレイまたタッチパネル等の電子デバィスを構成すること ができる。
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれにより限定され るものではない。
実施例 1
〈合成例 1〉
J . Ap 1. Po l ym. S c i., v o l . 58, 1263-1274 ( 1 995) に記載の合成法を参考に合成を行った。
ジァセチルセルロース (以下 DAC) 100質量部を、脱水テトラヒドロフラン (以下 THFと略) 700質量部に溶解後、 3—イソシアナートプロピルトリエト キシシラン(以下 I PTESと略) 10質量部を滴下し、 さらに触媒として二ラウ リン酸ジプチルすずを 0. 8質量部滴下し、そのまま 5時間過熱還流しながら攪拌 した。
5時間後に溶液の赤外吸収スぺクトルを測定すると、 I PTE Sのィソシアナ一 ト基に由来する、 2271 cm— 1の吸収が消失していることが確認できたため、 加 熱を止めて放冷し、 3 Lのメタノール中に注いで再沈殿させ、収率 99. 6%で白 色個体を得た。 得られた白色固体の S i29— NMRスぺクトルを測定したところ、 — 45. 25 p pmに単一の吸収が見られた。 また、 C13— NMRスペク トルを測 定したところ、 163. 07 p pmにアミドカルボニルの吸収が見られ、 目的のセ ルロースエステル 1が得られていることを確認した。
得られたセルロースエステル 1の置換度を AS TM D 8 1 7 - 96に基づい て測定したところ、 ァセチル基 = 2. 33、 トリエトキシシリルプロピルァミドカ ルポニル基 = 0. 10だつた。
〈本発明の基板フィルム 101の作製〉
ミキシングタンクに、 エタノーノレ 60質量部、塩化メチレン 685質量部、 DA C 100質量部とを投入し、 80°Cで加熱しながら攪拌して溶解し、 ドープ Aを得 た。
なお前述の条件に従って分子量を測定したところ、 D ACの数平均分子量は 12 0000、 数平均分子量は 300000であった。
得られたドープを、バンド流延機を用いて流延し、残留溶媒量が 50%となった ところでバンド上から剥ぎ取り、 ただちにテンターに搬送し、 TD方向に 10%、 ついで MD方向に 10%延伸を行ったのち、 120°Cで乾燥して本発明のフィルム 101を得た。なお膜厚は最終的に 100 μπとなるように調整して流延した。上 記 MD (縦)延伸、 (TD) (横)延伸の具体的な延伸条件については下記の通りである。 横延伸
フィ ムを 80 で 10秒予熱した後、延伸終了時に 130 °Cになるように温度 勾配をつけながら延伸した。 なお、延伸速度は 100%/分で実施した。 また予熱 力 ^延伸に移る際、延伸開始部に 10 Ommの曲率半径を持たせてテンターレール を広げた。 延伸の後、 130°Cで 30秒間、 フィルムを 5%の緩和させた。 なおこ の状態で所定の延伸倍率となるように延伸を行った。
この後、 チャックで把持していたフィルムの両端をスリットした。
縦延伸
フィルムを 90°Cで 10秒予熱した後、 90°Cに加熱した延伸直前のロールを通 過させた後、 フィルム中央部が 130°C、 両端部が 145 °Cとなるよう、 幅方向に 3分割した赤外線ヒーターで加熱しながら延伸した。 なお、延伸ロール間隔をべ一 ス幅で割った値が 5倍となるように設定した。また延伸速度はいずれも 300 %/ 分で実施した。 この後、 ロールの温度差を延伸温度から順に 30 ずつ低く設定し た 4本の冷却ロールを通過させフィルムを徐冷した。 この間フィルムを縦方向に 3 %緩和させた。 なおこの状態で所定の延伸倍率となるように延伸を行つた。 なお残留溶媒量は下記の式に従って算出した。
残留溶媒量 (質量%) = (M-N) /NX 100
Mは剥ぎ取り直後のフィルム質量、 Nは剥ぎ取ったフィルムを 120°Cで 30分 乾燥した直後のフィルム質量を表す。
以下の基板フィルムは、特に断りのない限り、上記と同様な延伸条件下で、延伸 倍率を変化させて作成にした。
〈本発明の基板フィルム 102の作製〉
前記ドープ Aをパンド流延機を用いて流延し、残留溶媒量が 60 %となったとこ ろでパンド上から剥ぎ取り、 ただちにテンターに搬送し、 TD方向に 20%、つい で MD方向に 20%延伸を行ったのち、 120°Cで乾燥して本発明のフィルム 10 2を得た。 なお膜厚は最終的に l O O izmとなるように調整して流延した。
〈本発明の基板フィルム 103の作製〉 前記ドープ Aをバンド流延機を用いて流延し、残留溶媒量が 70 %となったとこ ろでバンド上から剥ぎ取り、 ただちにテンターに搬送し、 TD方向に 30%、つい で MD方向に 30%延伸を行ったのち、 120°Cで乾燥して本発明のフィルム 10 3を得た。 なお膜厚は最終的に 100/zmとなるように調整して流延した。
〈本発明の基板フイノレム 104の作製〉
前記ドープ Aに可塑剤である E PEG (ェチルフタリルェチルダリコレート) を 0. 1質量%含有させ、 これをバンド流延機を用いて流延し、残留溶媒量が 70% となったところでバンド上から剥ぎ取り、ただちにテンターに搬送し、 TD方向に 30%、ついで MD方向に 30%延伸を行ったのち、 120°Cで乾燥して本発明の フィルム 104を得た。なお膜厚は最終的に 100 mとなるように調整して流延 した。
〈本発明の基板フィルム 105の作製〉
前記ドープ Aに可塑剤である E P E G (ェチルフタリルェチルグリコレート) を 0. 5質量%含有させ、 これをバンド流延機を用いて流延し、残留溶媒量が 70% となったところでバンド上から剥ぎ取り、ただちにテンターに搬送し、 TD方向に 30%、ついで MD方向に 30%延伸を行ったのち、 120°Cで乾燥して本発明の フィルム 105を得た。なお膜厚は最終的に l O O i mとなるように調整して流延 した。
〈比較の基板フィルム 106の作製〉
前記ドープ Aに可塑剤である E P E G (ェチルフタリルェチルダリコレート) を 1. 0質量%含有させ、 これをバンド流延機を用いて流延し、残留溶媒量が 70% となったところでバンド上から剥ぎ取り、ただちにテンターに搬送し、 TD方向に 30%、ついで MD方向に 30%延伸を行ったのち、 120°Cで乾燥して本発明の フイノレム 106を得た。なお膜厚は最終的に l OOwmとなるように調整して流延 した。
〈本発明の基板フィルム 107の作製〉
ミキシングタンクに、エタノール 60質量部、塩化メチレン 685質量部、 トリ ァセチルセルロース (以下 TAC) 100質量部を投入し、 80°Cで加熱しながら 攪拌して溶解し、 ドープ Bを得た。
得られたドープを、バンド流延機を用いて流延し、残留溶媒量が 50 %となった ところでバンド上から剥ぎ取り、 ただちにテンターに搬送し、 TD方向に 10%、 ついで MD方向に 10%延伸を行ったのち、 120°Cで乾燥して本発明のフィルム 107を得た。 なお膜厚は最終的に Ι Ο Ομπιとなるように調整して流延した。
〈本発明の基板フィルム 108の作製〉
前記ドープ Βをパンド流延機を用いて流延し、残留溶媒量が 60 %となったとこ ろでバンド上から剥ぎ取り、 ただちにテンターに搬送し、 TD方向に 20%、つい で MD方向に 20%延伸を行ったのち、 120°Cで乾燥して本発明のフィルム 10 8を得た。 なお膜厚は最終的に 100 mとなるように調整して流延した。
〈本発明の基板フィルム 109の作製〉
前記ドープ Aを'パンド流延機を用いて流延し、残留溶媒量が 70 %となったとこ ろでバンド上から剥ぎ取り、 ただちにテンターに搬送し、 TD方向に 30%、つい で MD方向に 30%延伸を行ったのち、 120°Cで乾燥して本発明のフィルム 10 9を得た。 なお膜厚は最終的に 100/zmとなるように調整して流延した。
〈本発明の基板フィルム 110の作製〉
ミキシングタンクにドープ Aを作製しておく。
別のミキシングタンクに、 テトラメトキシシラン 25. 2質量部、エタノー/レ 1 2. 6質量部、 塩化メチレン 12. 6質量部、 0. 5 %硝酸水溶液 12質量部、 を 順に投入し、 120 で 1時間攪拌してドープ Cを得た。
得られたドープ Cとドープ Aを混合し、 1時間攪拌してドープ Dを得た。 添加 したテトラメトキシシランが S i 02に全て変化したと仮定したときに ί記ドープ Α中の D ACと S i O2の質量比が 91 : 9となる量混合した。 得られたドープ D を、バンド流延機を用いて流延し、残留溶媒量が 50%となったところでバンド上 から剥ぎ取り、 ただちにテンターに搬送し、 TD方向に 10%、ついで MD方向に 10%延伸を行ったのち、 120°Cで乾燥して本発明のフィルム 110を得た。 な お膜厚は最終的に 100 zmとなるように調整して流延した。
〈本発明の基板フイルム 111の作製〉
前記ドープ Dをバンド流延機を用いて流延し、残留溶媒量が 60 %となったとこ ろでバンド上から剥ぎ取り、 ただちにテンターに搬送し、 TD方向に 20%、つい で MD方向に 20%延伸を行ったのち、 120°Cで乾燥して本発明のフィルム 11 1を得た。 なお膜厚は最終的に Ι Ο Ο πιとなるように調整して流延した。
〈本発明の基板フィルム 112の作製〉
ミキシングタンクに、エタノール 6ひ質量部、塩ィヒメチレン 685質量部、前記 合成例 1で合成したセルロースエステル 1を 100質量部投入し、 120°Cで加熱 しながら攪拌して溶解し、 ドープ Eを得た。
別のミキシングタンクに、同様にドープ Cを作製しておいた。 得られたドープ Eとドープ Cを混合し、 1時間攪拌してドープ Fを得た。
得られたドープ Fを、バンド流延機を用いて流延し、残留溶媒量が 50%となつ たところでバンド上から剥ぎ取り、ただちにテンターに搬送し、 TD方向に 10 %、 ついで MD方向に 10%延伸を行ったのち、 120°Cで乾燥して本発明のフィルム 2004/006690
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1 1 2を得た。 なお膜厚は最終的に 1 00 mとなるように調整して流延した。
〈本発明の基板フィルム 1 1 3作製〉
前記ドープ Fをバンド流延機を用いて流延し、残留溶媒量が 6 0 %となったとこ ろでバンド上から剥ぎ取り、 ただちにテンターに搬送し、 TD方向に 20%、つい で MD方向に 20 %延伸を行ったのち、 1 20 °Cで乾燥して本発明のフィルム 1 1 3を得た。 なお膜厚は最終的に 1 00 μπιとなるように調整して流延した。
〈本発明の基板フィルム 1 14.の作製〉
ミキシングタンクに、 エタノール 60質量部、塩化メチレン 68 5質量部、 コロ ネート L (日本ポリウレタン社製) 1 0質量部、 DAC 1 00質量部と、を投入し、 40°Cで加熱しながら攪拌して溶解し、 ドープ Gを得た。
得られたドープを、バンド流延機を用いて流延し、残留溶媒量が 50%となった ところでバンド上から剥ぎ取り、 ただちにテンターに搬送し、 TD方向に 1 0%、 ついで MD方向に 1 0%延伸を行ったのち、 1 50°Cで乾燥して本発明のフィルム 1 1 4を得た。 なお膜厚は最終的に 1 00 mとなるように調整して流延した。
〈本発明の基板フィルム 1 1 5の製〉
前記ドープ Gをバンド流延機を用いて流延し、残留溶媒量が 60 %となったとこ ろでバンド上から剥ぎ取り、 ただちにテンターに搬送し、 TD方向に 20%、つい で MD方向に 20%延伸を行?たのち、 1 50°Cで乾燥して本発明のフィルム 1 1 5を得た。 なお膜厚は最終的に l O O ^mとなるように調整して流延した。
〈本発明の基板フイノレム 1 1 6の作製〉
ミキシングタンクに、エタノール 60質量部、塩化メチレン 68 5質量部、 ジぺ ンタエリスリ トールペンタアタリレート (化合物例 35) 30質量部、 1ーヒドロ キシシクロへキシルフェニルケトン 3質量部、 DAC 1 00質量部と、 を投入し、 80°Cで加熱しながら攪拌して溶解し、 ドープ Hを得た。
得られたドープを、バンド流延機を用いて流延し、残留溶媒量が 50%となった ところでバンド上から剥ぎ取り、 ただちにテンターに搬送し、 TD方向に 20%、 ついで MD方向に 20%延伸を行ったのち、残留溶媒量が 3%以下となったところ でメタルハライドランプを用いて 20 OmWZ cm2の紫外線をフィルムの両面か らそれぞれ 1 0秒間照射後、 1 20 °Cで乾燥して本発明のフィルム 1 1 6を得た。 なお膜厚は最終的に l O O iimとなるように調整して流延した。
〈本発明の基板フィルム 1 1 7の作製〉
前記ドープ Hをバンド流延機を用いて流延し、残留溶媒量が 50 %となったとこ ろでバンド上から剥ぎ取り、 ただちにテンターに搬送し、 TD方向に 30%、つい で MD方向に 30 %延伸を行ったのち、残留溶媒量が 3 %以下となったところでメ タルハラィドランプを用いて 20 OmWZ cm2の紫外線をフィルムの両面からそ れぞれ 1 0秒間照射後、 1 20°Cで乾燥して本発明のフィルム 1 1 7を得た。 なお 膜厚は最終的に l O O wmとなるように調整して流延した。
〈本発明の基板フィルム 1 1 8の作製〉
前記ドープ Hをバンド流延機を用いて流延し、残留溶媒量が 70 %となったとこ ろでバンド上から剥ぎ取り、 ただちにテンターに搬送し、 TD方向に 50%、つい で MD方向に 50 %延伸を行つたのち、残留溶媒量が 3 %以下となったところでメ タルハラィドランプを用いて 200 mW/ c m2の紫外線をフィルムの両面からそ れぞれ 1 0秒間照射後、 1 20°Cで乾燥して本発明のフィルム 1 1 8を得た。 なお 膜厚は最終的に 1 00 //mとなるように調整して流延した。
〈比較例の基板フイルム 1 1 9の作製〉
基板フィルム 1 0 1を作製したのと同じドープ Aを調製し、バンド流延機を用い て流延し、残留溶媒量が 50%となったところでバンド上から剥ぎ取り、延伸操作 はせずにそのまま 120°Cで乾燥し、本 §明のフィルム 119を得た。 なお膜厚は 最終的に l O O mとなるように調整して流延した。
〈比較例の基板フイルム 120の作製〉
基板フィルム 107を作製したのと同じドープ Bを調製し、バンド流延機を用い て流延し、残留溶媒量が 50%となったところでバンド上から剥ぎ取り、延伸操作 はせずにそのまま 120°Cで乾燥し、本発明のフィルム 120を得た。なお膜厚は 最終的に l O O /^mとなるように調整して流延した。
〈比較例の基板フイルム 121〉
フィルム厚 100 imのポリエーテルスルホンフィルムである住友べ一クライ ト (株) 製 「スミライト FS— 1300」 を比較の基板フィルム 121とした。
〈比較例の基板フィルム 122〉
フィルム厚 100 μπιのポリカーボネートフィルムである帝人(株)製「ピュア エース」 を比較の基板フィルム 122とした。
, 〈比較例の基板フィルム 123〉
フィルム厚 100 Wmのポリノルポルネンフィルムである. J SR (株)製「ァー トン」 を比較の基板フイルム 123とした。
以上、作製した本発明の基板フィルム 101〜: ί 18および比較例の基板フィノレ ム 119〜 123について下記の評価を実施した。 評価結果を下記表 1に示す。
《ガラス転移温度、 線膨張率の測定》
本発明のセルロースエステル類のガラス転移温度は、走査型示差熱量計(D S C) の測定では、 不明確で測定されないことが多いため、 熱応力歪み測定(ΤΜΑ) に おける温度一歪み曲線の変曲点をガラス転移温度とした。 熱応力歪み測定は、セィコ一^ ンスツルメンツネ土製 TMA— S S 6100を用レヽ、 膜厚 100 111、 巾 4 mmの試料を、 チャック間距離 2 Ommで固定し、室温から 180°Cまで一且昇温して残留ひずみを取ったあと、室温から 5°C/m i n. で 2 50。Cまで昇温し、 チャック間距離の伸びから線膨張率を求めた。 尚、表中の線膨 張率は 1つしカ 直がなレ、が、 MD方向および TD方向の線膨張率ともにほぼ同値で あつ 7こ。
また上述の通り温度一歪み曲線の変曲点からガラス転移温度を求めた。
《複屈折、 波長分散特性の測定》
王子計測機器(株)製自動複屈折計 KOBRA— 21 ADHで測定し、各基板フ イルムの面内の X方向、 Y方向の屈折率の差に、厚みを 50 μΐηと仮定して乗じた 値を複屈折 (nm) として表した。
また、 480 nmにおけるリタデーシヨン値 R。 (480) 及び 590 nmにお けるリタデーシヨン値 R。 (590) を、 同様に KOBRA— 21 ADHを用いて 測定し、下式にように 480 nmでの複屈折値と 590 n mでの複屈折値の比を計 算し、 複屈折の波長分散を評価した。
P = R。 (480) ZR。 (590)
《全光透過率の測定》
東京電色製 TURB I D I TY METER T一 2600 DAで測定した。 フ 9
表 1
Figure imgf000080_0001
化合物例 35;ジペンタエリスリ ト一ルペンタァクリレート EPEG;ェチルフタリ ルェチルダリコレート(可塑剤) 比較例の基板フィルム 122、 123はガラス転移温度が低く、線膨張率が大き く好ましくない。 また比較例の基板フィルム 121は、 ガラス転移温度は高いが、 線膨張率が大きく好ましくなレ、。 比較例のフィルム 119、 120は、 ガラス転移 温度は高いが、 線膨張率が大きく好ましくない。
これに対し、組成は比較例のフィルム 119と同じであるものの、延伸操作を行 つた本発明の基板フィルム 101は、高いガラス転移温度を保ちつつ、線膨張率が 小さくなった好ましいフィルムとなった。また延伸倍率を大きくした基板フィルム 1 10、 1 11は、 より線膨張率が小さくなり、 好ましい基板フィルムであった。
D ACに対しシリカをハイプリッドした基板フィルム 110、 111では、線膨 張率はシリカをハイプリッドしなかった場合と変わらないものの、 Tgが大きく向 上し、好ましい基板フィルムであった。 またセルロースエステルにシランカツプリ ング部位をもたせたセルロースエステルとのハイプリッドフィルム 112、 1 13 でも、高い T gと低レ、線膨張率を有する好ましレ、基板フィルムを得ることができた。 また、 DACを架橋剤によって架橋したフィルム 114、 115においても、高 い T gと低い線膨張率を有する好ましい基板フィルムを得ることができた。
また、 D ACと架橋アタリレートポリマーとのセミ I PN構造を有する基板フィ ルム 1 16〜118においても、高い Tgと低い線膨張率を有する好ましい基板フ イルムを得ることができた。
実施例 2
実施例 1で得られた基板フィルム 101〜 123に、クリァハードコート層 (両 面)、 防湿膜 (両面)、 透明導電膜 (片面) の順にそれぞれの薄膜を形成した透明導 電性フイルム 201〜 223を作製した。
〈クリァハードコート層の作製〉 基板フィルム 101上に下記ハードコート層塗布組成物が 3 a mの膜厚となる ように押出しコーターでコーティングし、ついで 80°Cに設定された乾燥部で 1分 間乾燥した後、 120 mW/ c m2で紫外線照射することにより形成した。
(クリアハードコート層塗布組成物)
ジペンタエリスリ トールへキサアタリレート単量体 60質量部 ジペンタエリスリ トールへキサアタリレート 2量体 20質量部 ジペンタエリスリ トールへキサアタリレート 3量体以上の成分 20質量部 ジメトキシベンゾフエノン 4質量部 酢酸ェチル 50質量部 メチノレエチルケトン 50質量部 イソプロピルアルコール 50質量部
〈防湿膜の作製〉
プラズマ放電装置としては、電極が平行平板型のものを用い、 この電極間に上記 基板フィルムを載置し、 且つ、 混合ガスを導入して薄膜形成を行った。
尚、電極は、以下の物を用いた。 20 OmmX 20 OmmX 2mmのステンレス 板に高密度、高密着性のアルミナ溶射膜を被覆し、その後、テトラメトキシシラン を酢酸ェチルで希釈した溶液を塗布乾燥後、紫外線照射により硬化させ封孔処理を 行い、 更にこのようにして被覆した誘電体表面を研磨し、平滑にして、 Rma X 5 mとなるように加工した。 このように電極を作製し、 アース (接地) した。 —方、 印加電極としては、 中空の角型の純チタンパイプに対し、上記同様の誘電 体を同条件にて被覆したものを複数作製し、 対向する電極群とした。
また、 プラズマ発生に用いる使用電源は日本電子(株)製高周波電源 J RF— 1 0000にて周波数 13. 56 MHzの電圧で且つ 5 WZ cm2の電力を供給し、 電極間に以下の組成の混合ガスを流した。
不活性ガス:アルゴン 99. 3体積0 /。 反応性ガス 1 :水素 0. 5体積% 反応性ガス 2 :テトラエトキシシラン 0. 3体積0 /0 クリアハードコート層が設けられた基板フィルム 101〜 123のクリアハー ドコート層上に、上記反応ガス、反応条件により大気圧プラズマ処理を行い、 防湿 膜としてそれぞれ 180 nmの膜厚の酸ィ匕ケィ素膜を作製した。
〈透明導電膜の作製〉
供給電力を 12 WZ cm2に変更した以外は、 防湿膜の形成と同様の大気圧ブラ ズマ条件で、 混合ガスは下記の組成に変更したものを流し透明導電膜を作製した。 不活性ガス:ヘリウム 98. 69体積0 /0 反応性ガス 1 :水素 0. 05体積0 /0 反応性ガス 2 :ィンジゥムァセチルァセトナト 1. 2体積0 /0 反応性ガス 3 :ジブチル錫ジァセテート 0. 05体積% 反応性ガス 4 :テトラエトキシシラン 0. 01体積0 /0 クリアハードコート層、酸ィヒケィ素層が設けられた基板フィルム 101〜123 の酸化ケィ素層上に、 上記反応ガス、 反応条件により大気圧プラズマ処理を行い、 透明導電膜として錫ドープ酸ィ匕インジウム膜(I TO膜) を作製し (厚み 110 n m)、 透明導電性フィルム 201〜 223とした。
このようにして得ら lた透明導電性フィルムを 201〜 223に対し、下記の評 価を行った。
《透過率》
東京電色製 TURB I D I TY METER T_ 2600 D Aで測定した n 《透湿度評価》
透湿度は J I S-Z-0208に記載の条件( 40 °C、 90 %RH)で測定した。 また、 1時間 180 °Cで加熱後、 1時間室温で放冷するという一連の冷熟サイクル を 10回行った後での測定も行った。
《比抵抗》
J I S— R— 1637に従い、 四端子法により求めた。 なお、測定には三菱化学 製ロレスター GP、 MCP— T600を用いた。
透明導電性フィルム 201〜 223について、比抵抗、透過率と透湿度を評価し た結果を表 2に示す。
表 2
Figure imgf000085_0001
*206、 222、 223は、 冷熱サイクル中に軟ィ匕'変形して透湿度測定できず 表 2で示されたように、大気圧プラズマ処理によって設けられた酸ィ匕ケィ素膜に より、本発明の基板フィルムや比較例の基板フィルムの透湿度が低く抑えられてい ることがわ力る。
また本発明の基板フィルムは線膨張率が小さいため、冷熱サイクルを経た後でも 透湿度の劣化が小さく、良好な透明導電性フィルムを与える。一方比較例の透明導 電性フィルム 2 1 9〜 2 2 1は、基材である基板フィルム 1 1 9〜 1 2 1の線膨張 率が大きいため、 防湿層を形成することによって低レ、透湿度を達成できるものの、 冷熱サイクルを経た後では支持体の膨張と収縮により防湿層がひび割れ透湿度が 悪化してしまレ、、 好ましくない。 また、 透明導電性フィルム 2 2 2、 2 2 3は、基 板フィルム 1 2 2、 1 2 3の耐熱性が低いために冷熱サイクル中に変形してしまレ、、 好ましくない。
大気圧プラズマ処理によって、本発明の基板フィルムゃ比較例の基板フィルム上 に高レヽ透過率と低レ、比抵抗の透明導電膜を設けることができた。
実施例 3
上述した本発明の透明導電性フイルム 2 0 1〜 2 0 5、 2 0 7〜 2 1 8、比較例 の透明導電性フィルム 2 0 6、 2 1 9〜 2 2 3を用いて、第 4図に示すような T N 液晶表示素子を以下の方法で作製した。
〈T Ν液晶表示素子の作製方法〉
上記透明導電性フィルムを透明導電性基材 4 0 1としてその上に、平滑化のため の樹脂層 (省略) をコートし、 さらにその上に直接あるいは二酸化ケイ素膜等を介 して透明導電膜を形成し、ストライプ形状等にパターニング加工して表示用電極 4 0 2を形成させ、 同じ透明導電性基材を用いて対向基板を作製、即ち、対向基板側 にも表示用電極を形成し、 さらに、配向膜 4 0 3、 シール材 (図示していない) を それぞれ印刷法等で形成し、スぺーサー散布を行った後、両基板を対向させて圧着 し空セルを構成する。そしてこの空セルに真空注入法で液晶 4 0 4を注入し、対向 する表示用電極に駆動電圧が印加されるように端子部を取り出し、図示していない 力 位相差板、偏光板、 タツチパネル、光源を組み合わせることによって液晶表示 素子を形成した。 このようにして作製した液晶表示素子において、本発明の透明導電性フィルム 2 0 1〜 20 5、 2 0 7〜 2 1 8は良好な画像が得られた力 比較例の透明導電性フ ィ ム 2 06、 2 1 9〜 2 2 3においては画像の歪み ·色調のずれが認められた。 実施例 4
また、本発明の透明導電性フィルム 2 0 1〜 20 5、 20 7〜 2 1 8、比較例の 透明導電性フィルム 20 6、 2 1 9〜2 2 3を用いて、第 5図に示すような単純マ トリックス駆動有機 EL素子を以下の方法で作製した。
〈有機 E L素子の作製方法〉
透明導電性基材 5 0 1として前記透明導電性フィルムを用い、この上に透明導電 膜 (陽電極) 5 0 2をパターユングした。 その後、 中†生洗剤、 アセトン、 エタノー ルを用レ、て超音波洗浄し、次レ、で煮沸エタノール中から引き上げ乾燥した。次!/、で、 透明導電膜表面を UVZ03洗浄した後、 真空蒸着装置で Ν, Ν ージフエ二ルー m—トリル一 4, 4' —ジァミン一 1, 1' ービフエニル(TP D)を蒸着速度 0. 2 n xa/ s e cで 5 5 n mの厚さに蒸着し、 正孔注入輸送層 50 3とした。
さらに、 A l q3: トリス (8—キノリノラト) アルミニウムを蒸着速度 0. 2 nm/ s e cで 5 0 n mの厚さに蒸着して、 電子注入輸送'発光層 5 04とした。 次いで、スパッタ装置で DCスパッタ法にて A 1 · Sm合金(Sm : 1 0 a t %) をターゲットとして陰電極 5 0 5を 2 00 nmの厚さに製膜した。この時のスパッ タガスには A rを用い、 ガス圧 3. 5 P a、 ターゲットと基板間距離 (T s ) 9. 0 c mとした。 また、 投入電力は 1. 2WZc ni2とした。
最後に、 S i O2を 2 00 nmの厚さにスパックして保護層 5 0 6として、 有機 E L発光素子を得た。 この有機 E L発光素子は、それぞれ 2本ずつの平行ストライ プ状陰電極と、 8本の平行ストライプ状用電極を互いに直交させ、 2 X 2 mm縦横 の素子単体(画素) を互いに 2 mmの間隔で配置し、 8 2の1 6画素の素子とし たものである。
このようにして得られた有機 E L素子を 9 Vで駆動させたところ、実施例の透明 導電性フィルム 20 1〜205、 20 7〜2 1 8では 350 c dZm2.以上の輝度 が得られたが、比較例の透明導電性フイルム 206、 2 1 9〜 223では 50 c d /m2以下であり、 有機 EL素子としての必要な発光強度が得られなかった。
実施例 5
さらに、上述した本発明の透明導電性フィルム 20 1〜 205、 20 7〜 2 1 8、 比較例の透明導電性フィルム 206、 2 1 9〜 223を用いて、第 6図に示すよう なタツチパネ を以下の方法で糸且み立てた。
〈タツチパネルの組み立て方法〉
第 6図における下部電極 606にはタツチパネル用ガラス I TO (スパッタリン グ製膜品) を用い、上部電極 605の透明導電性基材 60 1として、本発明の透明 導電性フィルム 20 1〜 205、 20 7〜 2 1 8、比較例の透明導電性フィルム 2 06、 2 1 9〜 223を用いた。 そして、 透明導電性基材の透明導電膜面 603、 604を向かい合わせにし、熱硬化タイプドットスぺーサ 607を用い、間隔を 7 / m空けてパネル化してタツチパネルを組み立てた。符号 602は、 タツチパネル 用ガラス基材である。
このようにして組み立てたタツチパネルの下に適当な画像を置き、ななめ 45°C から視認して、透過して見える画像が歪まずに見える力視認性試験を行ったところ、 実施例の透明導電性フイルム 20 1〜 205、 20 7〜 2 1 8では歪みなく画像を 視認できたが、比較例透明導電性フィルム 20 6、 2 1 9〜 223では歪みが確認 された。 産業上の利用可能性
本発明によれば複屈折が小さく波長分散特性が正分散であって、ガラス転移温度 が高く、 また線膨張率の低い液晶ディスプレイ用、有機 E Lディスプレイ用、 また はタツチパネル用等、 ディスプレイ基板用透明フィルムを提供することができた。 また、本発明のディスプレイ基板用透明フィルム上に防湿膜を設けることで、 フ イルムの透湿度を、基板フィルムが用いられる電子機器等に悪影響を与えない程度 にまで下げることができた。
また、防湿膜を付与した本発明のディスプレイ基板用透明フィルム上には、透明 度が高く比抵抗の低い透明導電膜を設けることができた。
さらに、本発明のディスプレイ基板用透明フィルム上に設ける防湿膜、透明導電 膜を大気圧ブラズマ処理により成膜することで、高い品質 ·生産性で透明導電性フ イルムを製造することが可能となつた。
その結果、 良質な液晶ディスプレイ、有機 E Lディスプレイ、 タツチパネル等を 作製することができた。

Claims

請求の範囲
1. ディスプレイ基板用透明フィルムにおいて、 セルロースエステルを含有 し、 且つ、 可塑剤含有量が 1%未満であって、搬送方向と巾手方向とそれぞれに 3 〜; L00%延伸されていることを特徴とするディスプレイ基板用透明フィルム。
2. 前記セルロースエステルと下記一般式(1) で表されるアルコキシシラ ンの加水分解重縮合物を含有することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のデ イスプレイ基板用透明フィルム。
一般式 (1) R4nS i (OR' ) n
(式中、 R、 R' は水素原子または 1価の置換基を表し、 nは 3または 4である。)
3. 前記セルロースエステルと前記一般式(1) で表されるアルコキシシラ ンの加水分角?重縮合物が、 下記一般式 (2) で表され、 前記一般式 (2) で表され る無機高分子化合物の質量の和が、前記透明フィルムに対して 40質量%未満であ ることを特徴とする請求の範囲第 2項に記載のディスプレイ基板用透明フィルム。 一般式 (2) R4_nS i On/2
(ここにおいて、 Rは前記一般式 (1) と同義である。) 4. イソシアナ一ト基、チオイソシアナ一ト基、酸無水物残基のいずれかを 複数有する有機架橋剤を 1〜20質量%含有させ、セルロースエステルを架橋させ たことを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 3項のいずれか 1項に記載のディスプ レイ基板用透明フィルム。
5 . 前記セルロースエステルの数平均分子量が、 1 0 0 0 0 0以上であるこ とを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 4項のいずれか 1項に記載のディスプレイ 基板用透明フィルム。
6 . 前記セルロースエステルの置換基が、 下記の式 (A) および (B ) を満 たすセルロースエステルであることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 5項のい ずれか 1項に記載のディスプレイ基板用透明フィルム。
式 (A) 0≤Y≤ 1 . 5
式 (Β ) 1 . 0≤Χ + Υ≤ 2 . 9
(ここで、 Xはァセチル基による置換度、 Υはアルコキシシリル基を有する置換基 による置換度を表す。)
7 . 前記セルロースエステルのァセチル基による置換度が 2 . 2以上 2 . 9 未満であることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 6項のいずれか 1項に記載の ディスプレイ基板用透明フィルム。
8 . 架橋ポリマーを含有し、前記セルロースエステルと前記架橋ポリマーと がセミ I Ρ Ν (半相互貫入型網目構造)型ポリマーァロイを形成していることを特 徴とする請求の範囲第 1項〜第 7項のいずれか 1項に記載のディスプレイ基板用 透明フィルム。
9 . 前記架橋ポリマーが前記ディスプレイ基板用透明フィルムに対し、 5〜 50質量%含有されていることを特徴とする請求の範囲第 8項に記載のディスプ レイ基板用透明フィルム。 .
10. TMA (応力ひずみ測定) で測定したガラス転移温度が 1.80°C以上 で、かつ MD方向と TD方向の線膨張率がいずれも 5〜50 p pmZ°Cの範囲にあ るセルロースエステルフィルムからなることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第
9項のいずれか 1項に記載のディスプレイ基板用透明フィルム。
1 1. 波長 590 nmでの面内リタ一デーシヨン値を R。 (590) とし、 波長 480 nmでの面内リタ一デーシヨン値を R。 (480) としたとき、 その比
[R。 (480) ZR。 (590)] が 0. 8以上 1 · 0未満であることを特徴とする 請求の範囲第 1項〜第 10項のいずれか 1項に記載のディスプレイ基板用透明フ イソレム。 12. 請求の範囲第 1項〜第 1 1項のいずれか 1項に記載のディスプレイ基 板用透明フィルムの少なくとも一方の面に金属酸化物または金属窒化物を含有す る防湿膜が設けられ、さらにこの防湿膜上または防湿膜が設けられた面と反対側の 面に透明導電膜が設けられていることを特徴とするディスプレイ基板。 13. 前記防湿膜が主として酸化珪素から構成されていることを特等とする 請求の範囲第 12項に記載のディスプレイ基板。
14. 前記防湿膜および前記透明導電膜が大気圧または大気圧近傍の圧力下 において、対向する電極間に高周波電圧をかけて放電させることにより、反応性ガ スをプラズマ状態とし、前記プラズマ状態の反応性ガスに前記透明フィルムを晒す ことによって形成されたことを特徴とする請求の範囲第 1 2項または第 1 3項に 記載のディスプレイ基板。
1 5 . 請求の範囲第 1 2項〜第 1 4項のいずれか 1項に記載のディスプレイ 基板を用いた液晶ディスプレイ。
1 6 . 請求の範囲第 1 2項〜第 1 4項のいずれか 1項に記載のディスプレイ 基板を用いた有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ。
1 7 . 請求の範囲第 1 2項〜第 1 4項のいずれか 1項に記載のディスプレイ 基板を用レヽたタツチパネル。 1 8 . 流延製膜法によりディスプレイ基板用透明フィルムを製造する方法で あって、 流延用支持体上に、 セルロースエステルを含有し、 且つ、 可塑剤含有量が 1 %未満のドープを流延し、 ウェブを形成した後、前記ウェブを搬送方向と巾手方 向とそれぞれに 3〜100%延伸し、 前記ウェブを乾燥することを特徴とするディス プレイ基板用透明フィルムの製造方法。
1 9 . 請求の範囲第 1 8項に記載の製造方法で製造したディスプレイ基板用 透明フィルム上に、大気圧または大気圧近傍の圧力下において、対向する電極間に 高周波電圧をかけて放電させることにより、反応性ガスをプラズマ状態とし、前記 プラズマ状態の反応性ガスに前記透明フィルムを晒すことによって、防湿膜およぴ 透明導電膜を形成することを特徴とするディスプレイ基板の製造方法。
20. 前記高周波電圧の周波数が 100 kHz〜2.5 GHzの範囲であり、 かつ供給電力が 1 WZcm2〜5 OW/ cm2の範囲であることを特徴とするディ スプレイ基板の製造方法。
21. 前記高周波電圧の周波数が 100 kHz〜15 OMH zの範囲である ことを特徴とする請求の範囲第 20項に記載のディスプレイ基板の製造方法。
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