(57)【要約】【課題】透明電極のパターニング等での後加工によるバリア層へのダメージを軽減させ、バリア劣化の少ない透明電極付きバリアフィルムを提供する。【解決手段】透明性プラスチックフィルム（１）の少なくとも片側に、酸化珪素、酸化アルミニウムまたは、酸化マグネシウムあるいはそれらの２種以上の混合物であるバリア性を有する金属酸化物層（２）、金属酸化物層（２）の上に、金属酸化物を保護する保護層（３）または保護シート（４）を積層し、フィルムの反対面に透明電極層（５）を積層したことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明性プラスチックフィルム（１）の少なくとも片側に、バリア性を有する金属酸化物層（２）、その反対面に透明電極層（５）を積層したことを特徴とする透明電極付きバリアフィルム。
【請求項２】
バリア性を有する金属酸化物層が酸化珪素、酸化アルミニウムまたは、酸化マグネシウムあるいはそれらの２種以上の混合物であることを特徴とする請求項１に記載の透明電極付きバリアフィルム。
【請求項３】
バリア性を有する金属酸化物の上に、金属酸化物を保護する保護層（３）または保護シート（４）を積層したことを特徴とする請求項１または２に記載の透明電極付きバリアフィルム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶素子（ＬＣＤ）、エレクトロルミネッセンス素子（ＥＬ）、タッチパネル素子（ＴＰ）等に代表されるエレクトロニクス素子用のバリア性を付与したフィルム電極基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶素子（ＬＣＤ）、エレクトロルミネッセンス素子（ＥＬ）、タッチパネル素子（ＴＰ）等のエレクトロニクス素子においては、従来の電極付きガラス基板を用いた素子から、高分子有機材料からなる透明プラスチックフィルム上に透明電極を成膜した透明電極付きフィルムへの需要が高まりつつある。その利点は、軽量、屈曲性、耐衝撃性、大面積化が容易であることなどが挙げられる。しかし、その一方でフィルムは、ガラス基板と比較して水蒸気や酸素などのガスバリア性に劣り、表示性能に支障を及ぼす要因となる。
【０００３】
この様なガスバリアの劣性を補う方法として、透明プラスチックフィルム上にバリア層を設ける検討がなされている。このバリア層は、主にケイ素、アルミニウムなどの金属酸化物層があげられ、スパッタリング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法などにより形成される。
【０００４】
更に、金属酸化物層のバリア性を向上させ薬品から保護するために、金属酸化物層上にさらに耐薬品層を設ける検討もなされている。この薬品とは、透明電極付きバリアフィルムの透明電極をパターン化する際のエッチング工程で用いる、アルカリ性水溶液や酸性水溶液である。一般的に透明電極のエッチング工程は、レジスト被覆、レジスト露光、レジスト現像、透明電極エッチング、レジスト剥離の手順であり、レジスト現像工程とレジスト剥離工程でアルカリ性水溶液を、透明電極エッチング工程で酸性水溶液を用いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、この様な透明電極のパターニング等での後加工によるバリア層へのダメージを軽減させ、バリア劣化の少ない透明電極付きバリアフィルムを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を達成するためのもので、請求項１に記載される発明は、透明性プラスチックフィルム（１）の少なくとも片側に、バリア性を有する金属酸化物層（２）、その反対面に透明電極層（５）を積層したことを特徴とする透明電極付きバリアフィルムである。
【０００７】
請求項２記載の発明はバリア性を有する金属酸化物層が酸化珪素、酸化アルミニウムまたは、酸化マグネシウムあるいはそれらの２種以上の混合物であることを特徴とする請求項１に記載の透明電極付きバリアフィルムである。
【０００８】
請求項３記載の発明はバリア性を有する金属酸化物の上に、金属酸化物を保護する保護層（３）または保護シート（４）を積層したことを特徴とする請求項１または２に記載の透明電極付きバリアフィルムである。
【０００９】
【作用】
本発明によれば、透明プラスチック基材の上の少なくとも片面にバリア性を有する金属酸化物層、あるいはさらに保護層または、保護シートを順次積層した積層フィルムの反対面に透明電極層を積層することにより、優れたバリア性を有するとともに、積層フィルムの透明電極層の面のみ後加工ができるので、後加工によるバリア層へのダメージを軽減させ、バリア劣化の少ない透明電極付きバリアフィルムが得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明を詳細に説明する。図１に本発明の透明電極付きバリアフィルムの実施の形態例を側断面で示した説明図で、（ａ）は金属酸化物層に保護層を積層した図で、（ｂ）は金属酸化物層に保護シートを積層した図である。
本発明に用いる透明プラスチックフィルム（１）は、ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮ）、ポリカーボネートフィルム、ポリアリレートフィルム、ポリエーテルスルホンフィルム（ＰＥＳ）、ポリスルホンフィルム、アモルファスポリオレフィンフィルムなどがあげられる。基材フィルム層の厚みは任意であるが、一般的には数十μｍ　から数百μｍ　である。
【００１１】
金属酸化物層（２）は酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムあるいはそれら混合物などの金属酸化物の蒸着膜からなり、透明性を有しかつ酸素、水蒸気等のガスバリア性を有するものであればよい。その中では酸化アルミニウムまたは、酸化珪素あるいはその混合物が特に好ましい。
【００１２】
透明プラスチックフィルム（１）上に金属酸化物層（２）を積層する方法としては種々あり、スパッタリング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法、プラズマＣＶＤ法、フォトＣＶＤ法などにより形成される。またプラスチック基材の特徴を活かした巻き取り式による連続蒸着を行うことできる、巻き取り式の真空成膜装置を用いることが好ましい。
【００１３】
次に、この金属酸化物層を形成するための巻き取り式真空成膜機の例を示す。
図１はその概略図である。本透明ガスバリアフィルムを作成する真空成膜装置には、ウエブ状のプラスチック基材の巻出し・巻き取り室（６）に、トルクモータ等の一定の張力にて巻き取り可能な巻き取り手段をもつ巻き取り軸（８）、かつパウダークラッチ等のトルク制御手段により一定のバックテンションをかけつつウエブ状のプラスチックフィルム基材の巻出しを可能にする巻出し軸（９）、プラスチック基材の走行を規制する複数のアイドルローラ（１３，１４）、適宣にフィードバックを行うための張力検出器を具備したテンションロール（１５，１６）、フィルム表面の温度温度を監視するための温度センサー（１９，２０）を有しており、また成膜室（７）には、成膜時のフィルム表面の温度をコントロールし、表面に膜を形成するための温調入りドラム（２１）、プロセスガスまたは原料ガスを導入するシャワーヘッドをもつプラズマＣＶＤ用の電極（２２）でなる成膜部を配置することによりなる真空成膜装置である。
【００１４】
成膜部としては、プラズマＣＶＤ法のほかにも、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が考えられるが、成膜中の雰囲気温度を考えると、熱に弱いプラスチック基材を温度コントロールするには、最も低温で成膜が可能なプラズマＣＶＤが好ましいと考えられる。プラズマ発生法としては直流（ＤＣ）プラズマ、低周波プラズマ、高周波（ＲＦ）プラズマ、パルス波プラズマ、３極構造プラズマ、マイクロ波プラズマ、ダウンストリームプラズマ、カラムナープラズマ、プラズマアシステッドエピタキシー等の低温プラズマ発生装置が用いられる。
【００１５】
プラズマＣＶＤ法にて作成される酸化珪素膜は、有機珪素化合物と酸素ガスを加えたもの、場合によってはそれに不活性ガスを加えたものを原料として用いて成膜される。有機珪素化合物としては、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）、テトラメチルシラン（ＴＭＳ）、ヘキサメチルジシラン、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）、テトラメチルジシロキサン、メチルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシラザン等の比較的低分子量の有機珪素化合物を選択し、これらシラン化合物の一つまたは、複数を選択しても良い。これらの有機珪素化合物を気化させ、酸素ガスと混合し、上記、真空成膜装置の電極（２２）へと導入し、温調ドラム（２１）と電極（２２）間にプラズマを発生させ、プラズマＣＶＤ法にて酸化珪素膜をプラスチック基材上に成膜する。
【００１６】
バリア層である酸化珪素膜の膜厚は特に限定されるものではないが、あまり薄すぎるとバリア性の発現が難しいため、５ｎｍ以上は必要である。これ以上の膜厚は、透明性が損なわれない範囲において、必要なバリア性能に合わせて膜厚をコントロールすることが可能である。しかし、ある程度の膜厚となると十分なバリア性に達し、柔軟性、経済性の面で問題を生じるため１０〜５００ｎｍの範囲が好ましい。
【００１７】
また、本発明の透明電極付きバリアフィルムは、上記バリア層の反対面の最表面に透明電極層を設置することにより得ることができる。
【００１８】
透明電極層（５）は、操作性、コスト、エッチング性などを総合考慮すると、事実上スパッタリング法をもちいたＩＴＯ（インジウム−スズ複合酸化物）が好適である。
スッパッタリングによるＩＴＯの成膜はＤＣ（直流）スパッタリング法、高周波スパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法、デュアルマグネトロンスパッタリング法等があり、従来の公知の技術を用いることができる。スパッタリング法による成膜はターゲットにアルミニウムを用いチャンバー内にアルゴンガス等の不活性ガスを導入し、ターゲットのアルミニウムを表面に設置した電極にＤＣ、高周波または、パルス電圧を印可することにより成膜が可能である。またターゲットを設置する電極内部に永久磁石または、電磁石を設置し、磁界を利用したマグネトロンスパッタリングを用いて成膜しても良い。
透明電極層の厚みは、１０〜１５０ｎｍである。
【００１９】
しかし、バリア層として用いられる金属酸化物層（２）は非常に薄いため、後加工行程において、キズによるバリア性の低下を防ぐため、金属酸化物層（２）上に保護層（３）を設けるか、または、保護シート（４）を張り合わせることが好ましい。この保護層（３）、保護シート（４）は基材の透明性を妨げるものでなければ特に限定されるものではない。
【００２０】
【実施例】
次に実施例をあげて本発明をさらに説明する。
【００２１】
＜実施例１＞
透明プラスチックフィルム層として厚み１００μｍ　のポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮ）の片面に、透明電極層としてＤＣスパッタリング法によりＩＴＯ層１００ｎｍ成膜を行った。さらにＩＴＯ成膜を行った反対面に上記に示した巻き取り式のＣＶＤ装置により４０ｎｍの酸化珪素膜を成膜し、目的である透明電極付きバリアフィルムを得た。ここまでの構成でモコン法による水蒸気バリア、酸素バリアを測定した結果、それぞれ０．０１（ｇ／ｍ２・ｄａｙ）、０．０２（ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ）であった。
【００２２】
＜実施例２＞
実施例１と同様の透明プラスチックフィルム、金属酸化物層を用い、透明電極付きバリアフィルムを作製し、さらに酸化珪素膜の上に保護層（３）として下記の塗布液１で０．３μｍの膜厚にロールコーティング法で塗布した。ここまでの構成でモコン法による水蒸気バリア、酸素バリアを測定した結果、それぞれ０．０１（ｇ／ｍ２・ｄａｙ）、０．０１（ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ）であった。
【００２３】
塗布液１の組成
・感光性モノマー：ペンタエリスリトールトリアクリレート
・希釈溶媒：イソプロピルアルコール
・光重合開始剤：イルガキュア１８４
上記の重量組成比＝３０：７０：１（重量部）
塗布液１の硬化条件＝高圧水銀ランプ、出力１２０Ｗ／ｃｍ１灯、照射量５００ｍＪ／ｃｍ２
【００２４】
＜比較例１＞
透明プラスチックフィルム層として厚み１００μｍ　のポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮ）の片面に、上記に示した巻き取り式のＣＶＤ装置により４０ｎｍの酸化珪素膜を成膜した。さらにその上に、透明電極層としてＤＣスパッタリング法によりＩＴＯ層１００ｎｍの成膜し、目的である透明電極付きバリアフィルムを得た。ここまでの構成でモコン法による水蒸気バリア、酸素バリアを測定した結果、それぞれ０．０１（ｇ／ｍ２・ｄａｙ）、０．０２（ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ）であった。
【００２５】
実施例１、２および、比較例１により得られた電極付きバリアフィルムのＩＴＯ面を、透明電極のエッチング工程で用いる１ＮＨＣｌ水溶液（５０℃６０秒）、１ｗｔ％ＮａＯＨ水溶液（５０℃３０秒）に浸漬した。その結果、比較例１により得られた電極付きバリアフィルムでは水蒸気バリア、酸素バリアはそれぞれ２．２８（ｇ／ｍ２・ｄａｙ）、４．８２（ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ）であり、おおきくバリア性能の劣化していたのに対し、実施例１、２では得られた電極付きバリアフィルムはＩＴＯ面へのエッチングを行ってもバリア層への影響は無く、バリア性の劣化は認められなかった。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の透明電極付きバリアフィルムによれば、透明プラスチックを基板として透明度が高く且つ、ガスバリア性の高い特性が得られる。また透明電極層と反対面にバリア層を成膜することにより透明電極のパターニング等での後加工によるバリア層へのダメージを軽減させることが可能であり、バリア劣化の少ない透明電極付きバリアフィルムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の透明電極付きバリアフィルムの実施の形態例を側断面で表した説明図である。
【図２】本発明に関わる巻き取り式真空成膜装置の全体図を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１・・・・プラスチックフィルム
２・・・・金属酸化物層
３・・・・保護層
４・・・・保護シート
５・・・・透明電極層
６・・・・巻出し・巻き取り室
７・・・・成膜室
８・・・・巻き取り軸
９・・・・巻出し軸
１０・・・プラスチックフィルム
１１・・・ウエブ状のプラスチックフィルム原反
１２・・・ウエブ状の成膜済みフィルム
１３，１４・・・アイドルロール
１５，１６・・・テンションロール
１７，１８・・・ニップローラー
１９，２０・・・温度センサー
２１・・・・温調入りドラム
２２・・・・シャワーヘッドをもつプラズマＣＶＤ用の電極
【図１】
2004139928.tif 000003
【図２】
2004139928.tif 000004