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JPH02259726A - 透明導電性フィルム、分散型ｅｌパネルおよび液晶表示装置 - Google Patents

透明導電性フィルム、分散型ｅｌパネルおよび液晶表示装置

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Publication number
JPH02259726A
JPH02259726A JP1081954A JP8195489A JPH02259726A JP H02259726 A JPH02259726 A JP H02259726A JP 1081954 A JP1081954 A JP 1081954A JP 8195489 A JP8195489 A JP 8195489A JP H02259726 A JPH02259726 A JP H02259726A
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JP
Japan
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film
transparent conductive
conductive film
transparent
liquid crystal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1081954A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaru Nikaido
勝 二階堂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP1081954A priority Critical patent/JPH02259726A/ja
Priority to US07/501,788 priority patent/US5140450A/en
Priority to DE69005346T priority patent/DE69005346T2/de
Priority to EP90303391A priority patent/EP0390569B1/en
Priority to KR1019900004496A priority patent/KR950004551B1/ko
Priority to CN91109708A priority patent/CN1022141C/zh
Priority to CN90101896A priority patent/CN1019162B/zh
Publication of JPH02259726A publication Critical patent/JPH02259726A/ja
Priority to US07/895,132 priority patent/US5300858A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL 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
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    • G02F1/13—Devices 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
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    • G02F1/1343—Electrodes
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Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、ポリマーフィルムを基板とした液晶表示素子
や有機分散型エレクトロルミネッセント（以下、ＥＬと
称する）パネル等、耐湿性を要求される表示素子の電極
に好適な水蒸気バリヤー性および透明性に優れた透明導
電性フィルムと、該透明導電性フィルムを用いて構成さ
れ照明用光源、表示素子、液晶表示装置等のバックライ
トとしての補助光源等に使用される長寿命の分散型ＥＬ
パネルおよび液晶表示装置に関する。
（従来の技術） 従来より、透明導電性フィルムとして、可視光源に対し
て透明で、かつ導電性を有する薄膜、例えば酸化錫（以
下、ネサと称する）や酸化インジウム錫（以下、ＩＴＯ
と称する）の薄膜を、透明な高分子フィルム、例えばポ
リエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと称する）、
ポリエーテルスルホン（以下、ＰＥＳと称する）等の高
分子フィルム上に形成したものがあり、このような透明
導電性フィルムは、薄くて軽量、割れない、可撓性を有
する、加工性が良い、大面積化が可能である等、透明な
ガラス基板上に導電性の薄膜を形成した透明導電性ガラ
スにはない種々の特徴を有しており、分散型ＥＬパネル
やポリマーフィルムを基板とした液晶表示素子（以下、
ＰＦ−ＬＣＤと称する）等の薄型、軽量、フレキシブル
な表示素子の電極として広く利用されるようになってき
ている。
このような透明導電性フィルムを用いた従来の分散型Ｅ
Ｌパネルを第６図に示す。
同図に示すように、表面にアルマイト層を形成したアル
ミニウム箔等からなる背面電極１上には、シアノエチル
プルラン、シアノエチルポバール等の有機誘電体２ａ中
にチタン酸バリウム等の白色の無機誘電物質の粉末２ｂ
を混合してなる反射絶縁層２、有機誘電体３ａ巾に硫化
亜鉛蛍光体粒子３ｂと有機蛍光顔料３Ｃを分散してなる
発光層３が積層形成されている。
一方、上記発光層３の反射絶縁膜２の反対面上には、上
記発光層３面との接触面側に透明電極を形成した高分子
フィルムからなる透明導電性フィルム４が積層されてい
る。そして該透明導電性フィルム４および上記背面電極
ｌの外表面上に夫々例えばナイロン６等からなる捕水フ
ィルム５、例えば三弗化塩化エチレンを主成分とする防
湿フィルム６が積層されている。
このような分散型ＥＬパネルでは、高分子フィルムとし
て各種高分子フィルム中でも透明性、耐溶剤性、透湿バ
リアー性、寸法安定性に優れたＰＥＴが使用されている
が、有機訪電体２ａおよび蛍光体３ｂは吸湿により著し
く劣化し、発光特性を著しく損う。そのため、上記防湿
フィルム６を、各種高分子フィルム中、最も水分を通し
にくい三弗化塩化エチレンを主成分とする高分子フィル
ムで構成し、また、その内側に上記捕水フィルム５を設
けることで、防湿フィルム６を通過してきた微量水分を
、高分子フィルム４を通して発光層３に到達する前に捕
える二重の防湿構造をとっている。
しかしながら、このような二重の防湿構造を採用するこ
とで、この二重防湿構造に係るコストは、ＥＬパネル全
体のコストの約半分を占め、低価格化の障害となり、よ
り広範な普及を妨げる原因となっていた。、このため、
上述のような高価格化を招くこと無く耐湿性を改善した
分散型ＥＬパネルが要望されていた。
第７図は従来のＰＰ−ＬＣＤを示す図で、表面に透明電
極１１、液晶を配向させるための配向膜１２を順次積層
した例えばポリエーテルスルホンフィルム等の高分子フ
ィルムからなる透明導電性フィルム１３が夫々透明電極
１１側を向けて対向配置されており、これら透明導電性
フィルム１３により例えばネマティック液晶からなる液
晶部材１４が挟持されている。
また、この透明導電性フィルム１３間には、対向配置し
た透明電極１１間距離を一定に保持するための例えば直
径ｌＯμ麿の球状のギャップ剤１５が介在されており、
さらに透明導電性フィルム１３間の縁端部には液晶部材
１４を封止するためのシール剤１６が充填されている。
そして、各透明導電性フィルム１３の外表面に夫々例え
ば厚さ　２００μ■の偏向板１７を設けて、液晶セルが
構成されている。
ところで、前述したように分散型ＥＬパネルの透明導電
性フィルム４として用いる高分子フィルムとしては、Ｐ
ＥＴが多用されているが、ＰＥＴは各種高分子フィルム
中でも透明性、耐溶剤性、透湿バリアー性、寸法安定性
に優れているという利点があるものの、延伸により結晶
化するため、光学的異方性が発生するという問題があり
、ＬＣＤ用の厄板として利用する際には、。光軸をコン
トロールする必要がある。そのため、従来よりＬＣＤ基
板の透明導電性フィルムとしては、耐熱性と光学的特性
に優れるＰＥＳが多用されている。
ところが、このＰＥＳは、第８図に示すようにＰＥＴに
比べ透湿バリアー性がかなり落ちるという欠点があった
。尚、第８図は、ＪＩＳＺＯ２０ｇに準じて測定された
８０℃、９０％の高温・高湿環境下に放置して求めらる
ＰＥＴ　（図中直線ｂ）およびＰＥ５（図中直線ａ）夫
々厚さ１００μ量のフィルムの透水量である。
このようにＰＦ−ＬＣＤにおいても、分散型ＥＬパネル
程ではないが、液晶部材１４が吸湿により劣化するため
、透明導電性フィルム１３の透湿性の改善が望まれてい
た。
（発明が解決しようとする課題） このように、従来の透明導電性フィルムは、基体のフィ
ルムを通過する水分の量が多く、これを利用した有機分
散型ＥＬパネルやＰＦ−ＬＣＤ等の表示素子では水分に
よる劣化が生じ易いという問題があった。
本発明は、上述した従来の問題を解決するためになされ
たもので、透明導電性フィルムの基体となる高分子フィ
ルムの透湿性を著しく改善した透明導電性フィルムを用
い、低価格、長寿命の分散型ＥＬパネルおよび液晶表示
装置を提供することを目的とするものである。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の透明導電性フィルムは、平均粒径０゜５μ層〜
ｌＯμ−の範囲の球状の非溶融型シリコーン樹脂粉末を
１．０〜２０．０重量％の範囲で含有した透明な高分子
フィルムの少なくとも一方面に透明導電薄膜を形成して
構成したことを特徴とするものである。
また、本発明の分散型ＥＬパネルは、表面に反射絶縁層
を形成した背面電極と、少なくとも表面に透明導電薄膜
を形成した透明導電性フィルムからなる透明電極とを対
向配置し、これら背面電極および透明電極により発光層
を挟持して構成した分散型ＥＬパネルにおいて、前記透
明導電性フィルムを、上記第１の発明の透明導電性フィ
ルムにより構成したことを特徴とするものである。
さらに、本発明の液晶表示装置は、透明導電性フィルム
の表面に透明電極をパターン形成した一対の透明電極基
板を対向配置し、これら透明電極基板間に液晶部材を挟
持して構成された液晶表示装置において、前記透明導電
性フィルムを、上記第１の発明の透明導電性フィルムに
より構成したことを特徴とするものである。
本発明に用いられる透明な高分子フィルムとしては、Ｐ
ＥＴおよびＰＥＳの他にボリアリレート、ポリカーボネ
ート（以下、ＰＣと称する）、ポリメチルメタクリレー
ト（以下、ＰＭＭＡと称する）ポリスチレン、ポリスル
ホン、ポリエーテルエーテルケトン（以下、ＰＥＥＫと
称する）等が挙げられるが、透明で可撓性を有するフィ
ルムどあればよく、これらの例に限定されるものではな
い。
また、適宜、用途に適したフィルムを選んで用いればよ
い。例えば、分散型ＥＬパネル用には、ＰＥＴの他にＰ
ＥＳ等を、また、・ＰＦ−ＬＣＤ用には、光学異方性の
少ないＰＥＳやボリアリレート、−軸延伸により光軸を
コントロールしたＰＥＴ等を用いる。
また、本発明で用いる非溶融型シリコーン樹脂粉末は、
シロキサン結合により三次元的な網目構造を有するシリ
コーン樹脂粉末であり、けい素に結合する有機基として
は、メチル基、エチル基等に脂肪族炭化水素旦、フェニ
レン基等の芳香族炭化水素基、ビニル基を有する不飽和
炭化水素基等がある。中でもメチル基が望ましい。その
他、シリコーン樹脂粉末の疎水性を損なわない範囲であ
れば各種の変性シリコーン樹脂粉末を用いることもでき
る。
シリコーン樹脂は一般的には、初期縮合物を適当な溶剤
に溶かしたシリコーンワニスとして入手可能であるが、
本発明で使用するシリコーン樹脂は、溶剤を含まない平
均粒径０．５μｍ〜ｌＯμｍの範囲、望ましくは１〜５
μｍの範囲の粉末状であって、熱硬化を終えた実質的に
不溶、不融の物質である。
また、本発明で用いるシリコーン樹脂粉末の形状として
は、球状、特に下記式（１）で表わされる真球度ｆが０
．８以上のものが好ましい。
ｆ　−５７宜７ｎ／　Ｄ　ｗａｘ　　　　　−・＝　−
（１）上式中入は重合体粉末の断面積、Ｄ　１ｌａＸは
重合体粉末断面の最長径である。真球度は高分子フィル
ムの透水性の改善には直接寄与しないが、高分子フィル
ムを作る際の滑り性およびフィルムの表面性に特に影響
を与えるものである。
シリコーン樹脂粉末の平均粒径は０．５μ−〜ＩＯμ護
、特に１μ−〜５μ−が望ましい。平均粒径がｌＯμ霧
を超える場合は、表面平坦性が不充分になるとともに、
フィルムの透明性が悪化する。また、平均粒径が０．５
μｍ未満の場合、単分散の粒子を得ることが難しい。
本発明におけるシリコーン樹脂粉末の添加量は、高分子
フィルムに対して１．０〜２０．０ｆｆｌＥ１％とする
必要があり、好ましくは３〜１８ｆｆＩｆｆｉ％である
。添加量が１．０重量％未満では、高分子フィルムの透
水性の改善が期待できず、一方、２０重量％を超えると
表面平坦性が低下し、またフィルムの透明性が悪化し好
ましくない。
また、本発明に用いられる透明導電薄膜としては、Ａｕ
、Ｐｄ等の金属薄膜タイプ、ネサ、ＩＴＯ１酸化インジ
ウム等の金属酸化物薄膜タイプ、Ｉ　ＴＯ／Ｐｄ等の多
層薄膜タイプ等が挙げられるが、透明で導電性ををする
薄膜であればよく、これらに限定されるものではない。
（作　用） 本発明の透明導電性フィルムにおいては、基体フィルム
である高分子フィルムに平均粒径０，５μ■〜ｌＯμ厘
の範囲の球状の非溶融型シリコーン樹脂を１．０〜２０
．０重量％の範囲で含有させているので、透明導電性フ
ィルムの特徴を害することなく、透水性を改善すること
ができる。
また、本発明の分散型ＥＬパネルおよび液晶表示装置に
おいては、基体フィルムである高分子フィルムに平均粒
径０．５μ謬〜１０．０μｍの範囲の球状の非溶融シリ
コーン樹脂粉末を１．０〜２０．０ｆｆｌＩ量％の範囲
で含有させた透水性の改善された透明導電性フィルムを
用いているので、コストの高い外皮フィルムの使用量を
減らすことができ、低価格、長寿命の分散型ＥＬパネル
および液晶表示装置を得ることができる。
（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。
まず、実施例の透明導電性フィルムの製造方法について
説明する。
ジメチルテレフタレートとエチレングリコール、エステ
ル交換触媒として酢酸マンガンを、重合触媒として二酸
化アンチモンを、安定剤として亜燐酸を用い、これに平
均粒径１．２μｓ−１，３μｍ、真球度０．８７〜０．
９３の非溶融シリコーン樹脂粉末（例えばトスバール１
２０：東芝シリコーン（株）製）を１０重量２６添加す
る以外は常法にて重合し、固有粘度０．６０〜０．８’
ｒ＠　Ｐ　Ｅ　Ｔのペレットを得る。
次に、このＰＥＴのベレットをｉ７Ｇ℃で、３時間乾燥
後、押出機ホッパーに供給し、溶融温度２８０℃〜３０
０℃で溶融Ｌ２、この溶融ポリマーを１ｍｌのスリット
を通して、表面粗さ約０．３Ｓ％表面温度２０℃の回転
冷却ドラム上に押出し、厚さ２００μｌ厚の未延伸フィ
ルムを得る。
このようにして得られた未延伸フィルムを、７５℃で予
熱後、低速、高速のロール間で加熱、急冷し、次いでス
テンターに供給し、１００〜１１０℃の温度で横方向に
３．０倍に延伸した。得られた二輪延伸フィルムを２０
０〜２１０℃の温度で５〜１０秒熱固定し、厚さ７５μ
鳳の熱固定二輪延伸フィルムを得る。
一方、比較例として、非溶融型シリコーン樹脂粉末を用
いる以外は、上記実施例と同様にして、厚さ７５μ喝の
熱固定二軸延伸フィルムを得る。
そして、これら熱固定二軸延伸フィルムの一方の表面に
、ＲＦイオンプレーディング法を用いてＩＴＯ薄膜を５
００人の膜厚に形成した。このときのＩＴＯ薄膜の表面
抵抗は８００Ω／口であった。
この後、これらのフィルムをＪ　ｌ５２０２０ｇに第じ
、８０℃、９０％の高温・高湿環境下に放置し、透水量
の測定を行った。この測定結果を第１図に示す。
同図中、直線Ｃが実施例の透明導電性フィルムの透水量
を示し、直線ｄが従来の透明導電性フィルムの透水量を
示している。この測定結果から、非溶融シリコーン樹脂
粉末の添加により透水性が抑制されていることがわかる
。
上記方法により作成した透明導電性フィルムを用いて、
第２図に示す分散型ＥＬパネルを作製した。以下にこの
作成方法について説明する。
まず、表面にアルマイト層を形成したアルミニウム箔よ
りなる背面電極２１上に、シアノエチルプルランとシア
ノエチルポバールをジメチルホルムアミド（以下、ＤＭ
Ｆと称する）に溶解したものをバインダー溶液とし、こ
のバインダー溶液に平均粒径ｌμ−のチタン酸バリウム
粉末を分散させた反射絶縁層ペーストをスクリーン印刷
により印刷した後、Ｎ２雰囲気中、約１２０℃、２時間
の乾燥を行いＤＭＦを除去し、約３０μｍの反射絶縁層
２２を得た。
次いで、この反射絶縁層２２上に、同様のバインダー溶
液中に硫化亜鉛蛍光体粉末と有機蛍光顔料を分散させた
発光層ペーストをスクリーン印刷により印刷し、Ｎ２雰
囲気中、約１２０℃、２時間の乾燥を行いＤＭＦを除去
し、約３０μ鱈の発光層２３を得た。
一方、透明導電性フィルム２４の透明電極には、Ａｇペ
ーストをスクリーン印刷により印刷後、熱硬化された集
電体電極２５を形成し、この集電体電極２５および背面
電極２１の所定の位置にリン青銅等からなる引出し電極
２６をＰＥＴテープ等で仮止め固定する。
この後、熱ラミネーターを用い、ロール表面温度１５０
℃〜１７０℃、線圧５〜１０ｋｇ／ｃｍ、送り速度ｌＯ
〜８０ｃｍ＋／分の条件で、透明電極と発光層２３の貼
り合せを行う。
そして、以下第１表に示す組合せのナイロンＢよりなる
捕水フィルム２７および三弗化塩化エチレンよりなる防
湿フィルム２８を、ラミネートにより貼り合せた。
（以下、余白） 第１表 こうして得られた分散型ＥＬパネルを、４０℃、９５％
の高温ψ高湿下でｌｌ０Ｖ、　５００１１ｚを印加して
寿命試験を行った。この結果を第３図に示す。尚、同図
における横軸は対数で示されている。
同図に示されるように、本発明の分散型ＥＬパネルは、
透明導電性フィルム１４の透水性が抑制された結果、吸
湿による劣化が抑えられ、長寿命であること、並びにコ
ストに占める割合が最も大きい三弗化塩化エチレンフィ
ルムの厚さを半分にしても従来品と同等の寿命が得られ
、低価格化が可能となることが確認された。
ところで、上述実施例では、本発明の透明導電性フィル
ムを分散型ＥＬパネルに適用した例について説明したが
、液晶表示装置に適用することも可能である。
第４図は、本発明の透明導電性フィルムを適用したＰＦ
−ＬＣＤ基板を示す図である。尚、第７図と同一部分に
は同一符号を付して重複する部分の説明を省略する。
表面に、透明電極１１、液晶を配向させるための配向膜
１２を積層した例えばポリエステルフィルム等の高分子
フィルムからなる透明導電性フィルム３１が夫々透明電
極１１側を向けて対向配置されており、これら透明導電
性フィルム３１により例えばネマティック液晶からなる
液晶部材１５が挟持されている。
上記透明導電性フィルム３１は、上述は実施例の透明導
電性フィルムにより構成されており、基体となる高分子
フィルムには、光学異方性の少ないＰＥＳやボリアリレ
ート、−軸延伸により光軸をコントロールしたＰＥＴ等
を用いる。
こうして得られた液晶表示装置を、５０”Ｃ１９０％の
高温・高湿下で経時的な外観不良発生の試験を行った。
この結果を第５図に示す。尚、同図における横軸は対数
で示されている。
同図に示されるように、本発明の液晶表示装置は、透明
導電性フィルム３１の透水性が抑制された結果、吸湿に
よる液晶部材１５の劣化が抑えられ、長時間例えば１０
００時間経過後でも不良品発生率は１０％以下であるの
に対し、従来装置では２０％程度の不良品が発生するこ
とが判明し、本実施例では、液晶表示装置の長寿命化、
耐久性の向上が可能であることが確認された。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、透明導電性フィ
ルムの基体フィルムである高分子フィルムに、非溶融型
シリコーン樹脂粉末を添加しであるので、透水性が抑え
られ、この高分子フィルムを用いた分散型ＥＬパネルや
液晶表示装置は寿命の延命化、低コスト化が図れる。
【図面の簡単な説明】
第１図は実施例による透明導電性フィルムの透水量を示
す図、第２図は実施例の分散型ＥＬパネルの構造を説明
する模式図、第３図は本発明に係る透明導電性フィルム
を使った分散型ＥＬパネルの寿命特性を示す図、第４図
は実施例のＰＦ−ＬＣＤの構造を説明する模式図、第５
図は本発明に係る透明導電性フィルムを使った液晶表示
装置の高温高湿試験よる不良品発生率を示す図、第６図
は従来の分散型ＥＬパネルの構造を説明する模式図、第
７図はＰＦ−ＬＣＤの構造を説明する模式図、第８図は
従来の高分子フィルムの透水量を示す図ある。 ２１・・・・・・・・・背面電極 ２２・・・・・・・・・反射絶縁層 ２３・・・・・・・・・発光層 ２４・・・・・・・・・透明導電性フィルム２５・・・
・・・・・・集電体電極 ２６・・・・・・・・・引き出し電極 ２７・・・・・・・・・捕水フィルム ２８・・・・・・・・・防湿フィルム 出願人　　　　　　株式会社　東芝 代理人　弁理士　　須　山　佐　− 第１図 （ａン （ｂ） 第２図 ５０’Ｃ ９０％の高温高シチストによる

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）平均粒径０．５μｍ〜１０μｍの範囲の球状の非
    溶融型シリコーン樹脂粉末を１．０〜２０．０重量％の
    範囲で含有した透明な高分子フィルムの少なくとも一方
    面に透明導電薄膜を形成して構成したことを特徴とする
    透明導電性フィルム。
  2. （２）表面に反射絶縁層を形成した背面電極と、少なく
    とも表面に透明導電薄膜を形成した透明導電性フィルム
    からなる透明電極とを対向配置し、これら背面電極およ
    び透明電極により発光層を挟持して構成した分散型ＥＬ
    パネルにおいて、前記透明導電性フィルムを、上記請求
    項１記載の透明導電性フィルムにより構成したことを特
    徴とする分散型ＥＬパネル。
  3. （３）透明導電性フィルムの表面に透明電極をパターン
    形成した一対の透明電極基板を対向配置し、これら透明
    電極基板間に液晶部材を挟持して構成された液晶表示装
    置において、 前記透明導電性フィルムを、上記請求項１記載の透明導
    電性フィルムにより構成したことを特徴とする液晶表示
    装置。
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