JPS61193127A - 偏光膜一体型透明導電性フイルム - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ＴＮ（ツイスト・ネマティック＞ｍ液晶表示
素子として使用する偏光膜一体型透明導電性フィルムに
関するものである。

〔従来技術〕

従来よりＴＮ型液晶表示素子の製造工程を簡略化し、コ
ストダウンをはかる目的で、偏光膜の支持層として有機
高分子フィルムを用い、その表面に透明導電性を有する
被膜を設け、偏光膜と透明導電性フィルムとを一体盤に
することが検討されてきた。偏光膜の支持層としては、
従来よりアセテート系、例えばトリアセテートセＡ／ロ
ースフィルム（ＴＡＣフィルム）が用いられてきたが、
一体型を考える場合、ＴＡＧフィルムは耐熱性が低いた
め高品質の透明導電性被膜を形成させるためのスパッタ
リングや真空蒸着条件や液晶示素子の組み立て条件に耐
えられないという欠点を有していた。また耐熱性が低い
ということは、偏光膜の支持層という面からも適当では
なかった。また従来より偏光素子として用いられている
ヨウ素は、８０〜１００℃で昇華が始まるため十分な耐
熱性を有していなかった。

また、従来透明導電性フィルムとして検討されているポ
リエステルなどのフィルムは、その高分子特性を引き出
すために延伸配向がなされており、そのため償二光学異
方性を有する。この光学異方性は、光の偏光を利用して
いるＴＮ型液晶表示素子Ｃ二は致命的欠陥となっていた
。

さら（＝、液晶表示素子を組み立てた場合の最外層（紫
外線に最初に当たる層）となる部分のフィルムおよび偏
光膜の偏光素子となる染料は耐候性が乏しいため、紫外
線により強度の低下、亀裂の発生、着色、褪色等の劣化
現象を起こすので、液晶表示素子の表示品位や寿命の低
下をまねくという欠点を有していた。

〔発明の目的〕

本発明者らは、従来達成することが困難であった偏光膜
と透明導電性フィルムとを一体型にすることにより、Ｔ
Ｎ製液晶表示素子の製造工程の簡略化をはかり、コスト
を下げることを目的として、耐熱性に優れ、かつ光学的
（二等方な高分子フィルムを偏光膜の支持層として用い
、その一方の表面に、透明性を有する絶縁層、および透
明導電層を順次積層することセより、ガスバリヤ−性、
水蒸気バリヤー性およびイオンバリヤー性が優れ、さら
にもう一方の表面に紫外線吸収効果を有する透明金属酸
化物を積層することにより耐候性の優れたＴＮ型液晶表
示素子材料として用い得る偏光膜一体型透明導電性フィ
ルムを提供すべく鋭意検討の結果、本発明に到達した。

〔発明の構成〕

本発明は偏光素子として耐熱性を有する染料を含むポリ
ビニールアルコール（以下ＰＶＡと略記する。）系偏光
膜の少なくとも片面に支持層としてポリサルフォン系フ
ィルムを積層し、該積層フィルムのいずれか一方の表面
に透明性を有する絶縁層および透明導電性を有する被膜
を順次積層し、もう一方の表面（−紫外線吸収効果を有
する透明金属酸化物層を積層してなることを特徴とする
偏光膜一体型透明導電性フィルムである。

本発明の偏光膜一体温透明導電性フィルムの構成を第１
図〜第４図に示し、図に従って構成の説明を行う。

図（；おいて（１）はＰＶＡ系偏光膜であり、例えば米
国特許第２３０６１０８号、第２４５４５１５号、又は
第２５４４６５９号明細書に記載された方法で得られた
ものであり、流延法や押出法等の一般的な方法で製膜さ
れたＰＶＡフィルムを一軸あるいは二軸方向に３〜４倍
程度延伸し、少なくとも１２０℃×２時間以上の耐熱性
を有する２色性染料を吸着させたもの、または製膜され
たＰＶＡフィルムを染色後延伸したもの、あるいはＰＶ
Ａの原液を染色後製展し延伸を行って得られたものであ
る。

＜２）は偏光膜の支持層であり、透明性が良く、光学的
に等方性であり、且耐熱性に優れた高分子フィルムで、
さらに詳しくは複屈折が位相差にして頻度以内であり、
且光弾性常数が２．０−勾以下であり、さらに２００℃
における熱収縮率が５％以下であるものが適しており、
具体的にはポリサル７オン、ポリエーテルサル７オン、
ポリアリルサルフォン等のポリサルフォン系フィルムが
適している。特に、その特性の優れたポリエーテルサル
７オン（以下ＰＥＳと略記する）フィルムを用いること
が望ましい。ポリサル７オン系フイルムはＴＮ型液晶表
示素子用透明電極として必要な透明性、機械的強度、耐
エツチング性、および耐有機溶剤性を備えている。また
ガラス転移温度Ｔｇ　：　１５０℃以上であるため、Ｐ
ＶＡ　（Ｔｇ　＝　１００℃以下）系偏光膜の少なくと
も片面に貼ることにより偏光特性の劣化防止となる。

図中（３）は透明性を有する絶縁層で、ポリサル７オン
系フイルムを用いた液晶表示素子の欠点である水蒸気お
よび酸素の透過、およびイオン性物質の移行を防止する
ための層である。具体的にはＳ　ｉｏｘ　（Ｘ＝１〜２
　）、Ｔ　ｉｏｎ　、　Ｚ　ｒｏｂ　、　Ａ１１０Ｂ　
、　Ｔａ２０５、Ｎｂ１０５　、　ＣｅＯ２、ＺｎＯの
透明金属酸化物群から少なくとも一種が選ばれる。これ
らの金属酸化物層の厚さはＩ！＃ζ：限定しないが１０
０〜５，０ＯＯＸの範囲が好ましい。１００　Ｘ以下で
は連続的な膜を形成しにくく、水蒸気および酸素透過の
防止、およびイオン性物質移行の防止の付与は行ない難
く、ｓ、ｏｏｏ又以上では金属酸化物層にクラックが入
ったりして好ましくない。

尚、特公昭５３−１２９５３号公報で珪素化合物の透明
薄膜層を設けた耐透気性と耐透湿性を有する透明フレキ
シブルプラスチックフィルムが報告されているが、本発
明の偏光膜一体型透明導電性フィルムとはその目的及び
構成が異なるものである上、珪素酸化物の取扱いについ
ても本発明では単なるガスバリヤ−性を与えるためだけ
でなく、支持体側から後述する導電層側へのイオン物質
の移行を防止し又、耐候性を付与するために設けている
のである。さらに、偏光膜として、高ガスバリヤ−性を
有するＰＶＡ系のものを用いることにより、ガスバリヤ
−性の優れた一体型フィルムが得られる。

絶縁層に積層される透明導電性物質層（４）は、金パラ
ジウム等の貴金属や酸化スズ、酸化インジウム等の金属
酸化物が選ばれる。一般（二はＩＴＯ（イ。

ンジクム・ナイン・オキサイド）と称される５〜１５重
量％の酸化スズを含む酸化インジウムを主体とする複合
酸化物が用いられる。

液晶表示素子を組み立てた場合に、外側に出る層（紫外
線に最初に当たる層）、すなわち透明導電性物質層（４
）と反対側にあたる高分子フィルム、および偏光膜の偏
光素子となる染料は耐候性が乏しく、紫外線により劣化
現象を起す。（５）はこれを防止するための層で、Ｓ　
ｉ　Ｏｘ　（ｘ＝１〜２　）、ｓ　ｂ、ｏ、、ＣｅＦ”
、　、Ｔｈｅ、　、　Ｃｅ０１等の透明金属酸化物群か
ら少なくとも一種が選ばれる。特に５ｉＯｘ（ｘ＝１〜
２）、Ｓｂ！０８、ＣｅＦ３はＰＥＳフィルムの黄変の
原因となる２００〜３００　ｎｍの光線を効果的にカッ
トするので望ましい。

絶縁層（３）、透明導電性物質層（４）、および紫外線
吸収層（５）を積層する方法としては、真空蒸着法、ス
パッタリング法、イオンブレーティング法、プラズマＣ
ＶＤ法等の一般的な薄膜形成技術が利用できるが、特に
ＲＦマグネトロンスパッタリング法が適している。

なおＰＶＡ系偏光膜（＝ボリサＡ／７オン系フィルムを
積層する場合、十分な密着強度を得るために、ウレタン
樹脂系、エポキシ樹脂系、シリコン樹脂系、あるいは合
成ゴム系の接着剤の中で、少なくとも１２０℃×２時間
以上の耐熱性を有する接着剤を用いることが望ましい（
図中（６））。またポリサル７オン系フイルム、あるい
はＰＶＡ系偏光膜に、絶縁層（３）および紫外線吸収層
（５）を積層する場合、エポキシアクリレート、ウレタ
ンアクリレート等をペースとした紫外線硬化可能な樹脂
組成物をアンダーコート剤として使用することでより安
定な品質が得られる（図中（７））。

〔発明の効果〕

本発明による偏光膜一体型透明導電性フィルムを用いる
ことにより、従来、ガラス基材の透明導電膜では不可能
であった長尺物によるリール・ツー・リールの連続加工
が可能となり、且、液晶表示素子組立て工程に於ける偏
光膜組み込みの手間が完全に省かれるため、ＴＮ型液晶
表示素子の製造工程並びに製造工数を飛躍的に簡略化、
低減でき、大巾なコストダウンが可能となる。更に、透
明導電層積層時、および液晶表示素子組み立て時に必要
な高耐熱性、ＴＮ型液晶素子として必要な光学等方性を
有し、従来ポリサル７オン系フィルム液晶表示素子では
不充分であったガスバリアー性、水蒸気バリアー性、イ
オンバリアー性も改善できるのでＴＮ型液晶表示素子用
として好適である。

また、紫外線吸収層を設けることにより耐候性がよくな
るので、紫外線により強度の低下、亀裂の発生、着色、
褪色等の劣化を起さず、長時間の使用によっても表示品
位の低下を起すことはない。

したがって液晶表示素子の信頼性と寿命を従来のものと
比べ、大巾に向上させることができる。

〔実施例〕

ポリビニルアルコール水溶液から溶液流延法により、Ｐ
ＶＡフィルムを製膜し、縦方向延伸装置で一軸方向に３
〜４倍；二延伸した。次；ニニ色性を有する耐熱染料を
含有する染浴中１＝浸漬し、染料分子を吸着させ、耐熱
偏光膜の素膜を作成した。

一方、ＰＥＳフィルムをＴ−ダイ押出機で押出し、５０
μ風厚みのフィルムを得た。このＰＥＳフィルムを支持
層として、ＰＶＡ系偏光膜の両面に、ウレタン系接着剤
を介してラミネートし、４０℃の条件で７２時間放置し
貼り合せた。

上記の偏光フィルムの一方のＰＥＳ面にアンダーコート
剤を塗布し、高周波マグネトロンスパッタリング装置の
基板ホルダーに固定し、透明絶縁層として５ｉｎ２を５
００λ厚に形成した。次いで酸化スズな７．５重量％含
有する酸化インジウムから成るターゲットを用いて５　
Ｘ　１Ｏ−３Ｔｏｒｒ　　のアルゴンプラズマ中で３０
０λ厚の透明導電性被膜を積層した。

また、もう一方のＰＥＳ面にもアンダーコート処理を行
ない、紫外線吸収層として、Ｓｉｎ、の被膜をスパッタ
リングにより２，０００人の厚みに形成した。

得られた偏光膜一体歴透明導電性フィルムの光学特性を
フォトスペクトロメーターを用いて測定したところ、波
長３８０〜７８０　ｎｍにおける単体透過率は４５％、
偏光度は９０％であった。

この偏光膜一体型透明導電性フイルムの促進耐候試験を
紫外線カーボンフェザメータを用いて行なったところ、
試験時間４００時間経過後も、単体透過率および偏光度
等等の特性の変化および、フィルムの強度の低下、着色
などの劣化現象はみられなかった。

また得られた偏光膜一体型透明導電フィルムを用いて次
に示す方法でＴＮ型液晶表示素子を作成した。フィルム
の透明導電裏面にポジ盤フォトレジストをホイラーで塗
布、８０℃２０分間プリベークを行なった後ｕ、　ｖ、
　ｇ光を行なった。次に現象を行ない（資）’Ｃ２０分
間ポストベークし、６　ＮＨＣＪ水溶液に浸漬しエツチ
ング後、レジストをはく離したＯ電極のバターニングを
終えたフィルムの一方の電極側にホットメルト接着剤を
シールノくターンの形に切り載せ、もう一方の電極側に
柱径約１０μｍのガラスファイバーの細片をスペーサー
として散布し、両フィルムを重ね１４０℃：：加熱し、
接着剤を溶解させ、セルを組み立てた。

次に真空注入法により、あらかじめ設けておいた開口部
よりネマチック屋液晶を注入し、開口部を接着剤で封止
した。

偏光膜一体型でない場合はこの後偏光方向の軸合せを行
ない偏光板を貼り合せなければならないが一体型の場合
、この工程を省略できるので、工程の簡略化となり、コ
ストを下げることができる。

得られた液晶表示素子について、上記と同様な方法で促
進耐候試験を行なったところ、液晶材料の劣化、セルの
劣化などによる液晶表示素子としての機能の低下はみら
れなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の偏光膜一体歴透明導電性フィ
ルムの構成を示す模式的な断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 偏光素子として耐熱性を有する染料を含むポリビニルア
   ルコール系偏光膜の素膜の少なくとも片面に支持層とし
   てポリサルフォン系フィルムを積層し、該積層フィルム
   のいずれか一方の表面に透明性を有する絶縁層、および
   透明導電性を有する被膜を順次積層し、もう一方の表面
   に紫外線吸収効果を有する透明金属酸化物層を積層して
   なることを特徴とする偏光膜一体型透明導電性フィルム
   。