(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルム状絶縁性基材の片面もしくは両面にクラックによりお互いに分離した多数本の線状導電性薄膜を備えた導電性薄膜付きフィルムにおいて、前記線状導電性薄膜とフィルム状絶縁性基材との間に、前記クラックと略同じ位置に形成されたクラックによりお互いに分離した中間層を備えることを特徴とする線状導電性薄膜付きフィルム。
【請求項２】
前記中間層の破壊ひずみが前記フィルム状絶縁性基材の破壊ひずみよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の線状導電性薄膜付きフィルム。
【請求項３】
フィルム状絶縁性基材の片面もしくは両面に該基材よりも破壊ひずみが小さい導電性薄膜が形成された材料を、一方向に引っ張ることにより導電性薄膜に引っ張り方向と交差する方向に線状にクラックを多数生じさせ、お互いに分離した多数本の線状導電性薄膜を形成する線状導電性薄膜付きフィルムの製造方法において、該材料のフィルム状絶縁性基材と導電性薄膜との間に中間層を設け、該材料を一方向に引っ張ることにより、導電性薄膜と中間層とに略同じ位置に引っ張り方向と交差する方向に線状にクラックを生じさせて線状導電性薄膜を形成し、お互いに線状導電性薄膜間の絶縁性を高めることを特徴とする線状導電性薄膜付きフィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微細に分離された線状の導電性薄膜／基材系全般に関わる。導電性薄膜の膜厚や基材の厚さの範囲には幅があるが、本発明においては特に厚さによる適応制限は受けない。
【０００２】
【従来の技術】
近年、導電性薄膜材料は産業のいたるところで広く使われている。特に透明導電性薄膜材料は、液晶ディスプレイなどのマトリクス駆動のための電極として用いられ、需要が急激に高まってきている。一般的な液晶ディスプレイの断面を図８に示した。通常、透明導電性薄膜（以下、特にことわらない限り“導電膜”と呼ぶ）３０は、液晶ディスプレイに用いられる場合、液晶３２を挟み込んでいる２枚のガラス板３１それぞれの片面に形成される。また最近では、ディスプレイ自体の軽量化、フレキシブル化のためガラス板の代わりにプラスチック板（フィルム）が使われる場合がある。この場合も、導電膜はやはり、２枚のプラスチック板（フィルム）それぞれに片面に形成される。
【０００３】
しかしながら、ディスプレイのマトリクス駆動のための電極として用いるには、始め等方的な導電膜は、非常に面倒なパターンエッチングなどにより、図９（ａ）に示すように透明線状導電性薄膜３０は電気的に孤立した細長い短冊状要素の列に加工され、各要素は駆動回路に接続される。
加工を施された導電膜（付きガラス板）は、図９（ｂ）に示すように互いに９０度ずらして配置される。任意のディスプレイマトリクス要素（ｉ，ｊ）に電圧を付加する場合、片面のｉ番目の短冊状要素と他の片面のｊ番目の要素に電圧を付加させることにより行う。
【０００４】
つまり通常、導電膜は均一かつ電気的に等方的に作製されるため、これをディスプレイの電極として用いる場合、一方向に細分化するためのリソグラフィ、パターンエッチングなどの加工工程が必要となる。
実際、この加工にはパターンエッチング前に、パターン形成のためマスキングや光硬化性樹脂への露光など付随する工程も多く、かつそれぞれの工程に高い精度が要求せられるため、製造工程でしばしば問題となっている。
【０００５】
これらの問題を解決すべく、基材の破壊ひずみが薄膜のそれより大きいものについて一方向に引っ張りを行い、導電性薄膜のみに引っ張り方向に垂直なクラック（亀裂）を多数生じさせ、線状導電性薄膜を電気的に孤立（電気的に絶縁）した細長い短冊状要素の列に加工することにより、一方向線状導電性薄膜付きフィルム（板）を製造する方法が提案されている。
【０００６】
これにより、液晶ディスプレイを製造する際の工程が大幅に簡略化され、製造コストの大幅な低下が期待できるのであるが、一方向に引っ張りを行いクラックを発生させるだけでは、クラックの開口幅が狭いために、その導電膜の電気的な孤立（電気的絶縁）が十分ではないことが懸念される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の事情に鑑みて考えられたものであり、その課題とするところは、一方向に引っ張りを行い、導電性薄膜のみに引っ張り方向に垂直なクラック（亀裂）を多数生じさせ、電気的に孤立した一方向に細長い短冊状要素の列に加工してなる線状導電性薄膜付きフィルム及びその製造方法において、その電気的な孤立（電気的絶縁性）を十分に高めることである。
これにより、例えば、実際に液晶ディスプレイに用いた場合、より鮮明な解像度が得られることが期待できる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するものであり、請求項１の発明は、フィルム状絶縁性基材の片面もしくは両面にクラックによりお互いに分離した多数本の線状導電性薄膜を備えた導電性薄膜付きフィルムにおいて、前記線状導電性薄膜とフィルム状絶縁性基材との間に、前記クラックと略同じ位置に形成されたクラックによりお互いに分離した中間層を備えることを特徴とする線状導電性薄膜付きフィルム、としたものである。
【０００９】
本発明の請求項２の発明は、前記中間層の破壊ひずみが前記フィルム状絶縁性基材の破壊ひずみよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の線状導電性薄膜付きフィルム、としたものである。
【００１０】
本発明の請求項３の発明は、フィルム状絶縁性基材の片面もしくは両面に該基材よりも破壊ひずみが小さい導電性薄膜が形成された材料を、一方向に引っ張ることにより導電性薄膜に引っ張り方向と交差する方向に線状にクラックを多数生じさせ、お互いに分離した多数本の線状導電性薄膜を形成する線状導電性薄膜付きフィルムの製造方法において、該材料のフィルム状絶縁性基材と導電性薄膜との間に中間層を設け、該材料を一方向に引っ張ることにより、導電性薄膜と中間層とに略同じ位置に引っ張り方向と交差する方向に線状にクラックを生じさせて線状導電性薄膜を形成し、お互いに線状導電性薄膜間の絶縁性を高めることを特徴とする線状導電性薄膜付きフィルムの製造方法、としたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明において、まず一般的に薄膜／基材からなる２層構造の材料において基材の破壊ひずみが薄膜のそれよりも大きい場合、薄膜／基材系を一方向に引っ張った時に薄膜に生じるクラックについて述べる。
【００１２】
図１は、薄膜／基材系の材料を一方向に引っ張った時の説明図で、（ａ）は引っ張りが薄膜１の臨界ひずみ以下の場合、（ｂ）は引っ張りが臨界ひずみ以上の場合である。薄膜１の引っぱり臨界ひずみまでは薄膜１、基材２とも同程度に延びるが、ひずみが薄膜１の臨界値に達すると、薄膜１のみに引っぱり方向に直角なクラックが生じる。さらに引っぱり続けると、薄膜／基材間の付着が残っていれば、界面でのずり応力を通して薄膜１は引っ張られ、さらなるクラック３が薄膜表面にほぼ均等に生じ、薄膜１は一方向に細長い短冊状要素が連続して並んだ状態となる。
【００１３】
次に、薄膜／中間層／基材からなる３層構造の材料において、基材の破壊ひずみが薄膜と中間層のそれよりも大きい場合、薄膜／中間層／基材系を１方向に引っ張ったときに、薄膜に生じるクラックについて述べる。
図２は薄膜／中間層／基材からなる３層構造の材料の、一方向引っ張りにより薄膜クラックが生じる過程の説明図である。図２（ａ）は引っ張り前の説明図、図２（ｂ）は、薄膜４の破壊ひずみが中間層５の破壊ひずみよりも小さい場合の、薄膜４のみにクラック７が生じている説明図、図２（ｃ）は、薄膜４の破壊ひずみが中間層５の破壊ひずみよりも大きい場合の、中間層５のみにクラック９が生じている説明図、図２（ｄ）は、薄膜４及び中間層５にクラック１１が生じている説明図である。中間層５の破壊ひずみが薄膜４のそれより大きい場合（図（ｂ））、ひずみが薄膜４の臨界値に達し、まず始めに薄膜４のみに引っ張り方向に垂直なクラック７がはぼ等間隔に生じる。理由は薄膜／基材からなる２層構造の場合と同様である。さらに引っ張り続けると、ひずみが中間層の臨界値に達し、中間層５にもクラック１１が生じる。中間層５に生じるクラック１１は薄膜４に生じたクラック７と略同じ位置に生じる。理由はそこ（応力集中部分８）に応力集中が起きるためである。
薄膜４の破壊ひずみが中間層５のそれより大きい場合（図２（ｃ））、ひずみが中間層５の臨界値に達し、まず始めに中間層５のみに引っ張り方向に垂直なクラック９がほぼ等間隔に生じる。さらに引っ張り続けると（図２（ｄ））、ひずみが薄膜４の臨界値に達し、薄膜４にもクラック１１が生じる。同様に応力集中（応力集中部分１０）のため薄膜４のクラック１１は中間層５のクラック９と略同位置である。
どちらの場合も、最終的には薄膜は一方向に細長い短冊状要素の列んだものなる。
【００１４】
次ぎに、中間層をハードコート層とした導電性薄膜／ハードコート層／フィルム状絶縁性基材の場合について述べる。
一般的に導電性薄膜とハードコート層の引っ張り臨界ひずみ（破壊ひずみ）の方がフィルム（板）基材のそれよりも小さいので、上述した場合と同様に、薄膜は一方向に細長い短冊状要素の列となる。このとき、短冊の長辺方向（引っ張り方向に垂直）の抵抗は薄膜が破壊する前とほとんど変わらず低いままであるが、各短冊状要素はクラックによって電気的に孤立しているので短辺方向（引っ張り方向）には抵抗値は大きくなる。しかも、その値は導電性薄膜／フィルム（板）からなる２層構造の材料を引っ張った場合よりも、はるかに大きい。
【００１５】
これにより、導電膜が形成された導電性薄膜付きフィルム（基板）は、短冊状要素に加工された多数本の電気的絶縁性の高められた導電性薄膜の配線を備える一方向透明線状導電性薄膜付きフィルム（基板）として作用するものであり、そのまま液晶ディスプレイなどをマトリックス駆動可能な電極となる。
【００１６】
【実施例】
以下には本発明に関わる、一方向透明線状導電性薄膜付きフィルム（板）とその製造方法の実施例を、図面を元にさらに詳細に説明する。
＜実施例１＞
具体的な材料として、以下の試料１、２を用いた。
図３は、本実施例の試料を表した断面斜視図、（ａ）は２層構造の断面斜視図、（ｂ）は３層構造の断面斜視図である。試料１）はフィルム状絶縁性基材（板）に厚さ２５μｍのＰＥＴフィルム１３を用い、導電性薄膜としてＩＴＯ薄膜１２を、巻取り成膜装置を用いて基材ＰＥＴフィルム１３の片面に全面一様に形成したものである。ＩＴＯ薄膜１２の厚さは３００ｎｍである。
試料２）はフィルム状絶縁性基材（板）に厚さ２５μｍのＰＥＴフィルム１６を用い、ハードコート層１５として活性エネルギー線硬化型樹脂をコーティングし（乾燥膜厚で５μｍ）、導電性薄膜としてＩＴ０薄膜１４を、巻取り成膜装置を用いてハードコート面に全面一様に形成したものである。ＩＴＯ薄膜１４の厚さは３００ｎｍである。
【００１７】
ＩＴＯ薄膜の表面電気抵抗測定にはロレスタＡＰ（三菱油化）を用いた。図５はロレスタＡＰによって表面抵抗を測定する方法を示した概念斜視図である。ＩＴＯ薄膜を成膜した試料について表面電気抵抗測定をした結果、試料１、２の両方とも、膜の面内方向でほぼ一定な抵抗値９Ωであった。ロレスタＡＰは四端子法による抵抗値測定を行っており、一直線上に列んだ４本のプローブ１７のうち、内側の２本のプローブ間の抵抗値を測定している。
【００１８】
次に、試料１、２を一方向引っ張り試験機にセットし、ひずみ３％まで引っ張った。この時のＩＴＯ薄膜の模式図を図４に示す。図からも分かるように、この時既にＩＴ０薄膜にはクラックが発生している。クラックによって、薄膜は一方向に細長い短冊状要素が並んだものとなっていることが分かる。しかしながら、この図から試料１と試料２の区別はつかない。続いて、この試料を試験機から外して除荷し上記の方法で、表面電気抵抗測定を行った。
【００１９】
結果を図６に示す。試料１、試料２共にクラック方向の抵抗値では初期抵抗値とあまり変わらないが、引っ張り方向の抵抗値では大きな増加がみられる。また試料１、２を比較すると、引っ張り方向において試料２の方がはるかに大きな抵抗値になった。この抵抗値の違いは明らかにハードコート層によるものである。
【００２０】
＜実施例２＞
次に、実施例１で作製した一方向線状導電薄膜付きフィルムを用いて液晶ディスプレイを作成した。図７はこのディスプレイを平面で表した概念図で、（ａ）は全体の平面概念図、（ｂ）は部分拡大した平面概念図である。本発明に係る一方向線状導電薄膜付きフイルム以外の部分については、図８や図９に示した従来の液晶ディスプレイと同じ構造で、又作成方法も同様である。
【００２１】
まず、実施例１で得られた一方向線状導電薄膜付きフィルムを上部電極用と下部電極用の２枚を用意した。その後駆動用上部電極２０、下部電極１９を設けた。電極１９、２０は、金属材料をフィルムに蒸着し、通常のフォトリソ技術によるパターニング、エッチング等により設けた。この時各電極間は１本以上のクラック（上部電極用２２）、（下部電極用２１）で電極間が電気的に絶縁されるように作成した。つぎに、液晶パネルを構成する２枚のガラス板（導電性なし）にこれらのフィルムをそれぞれ貼り付け、さらにこの２枚のガラス板を上部電極用を上側にし、それぞれ９０度回転して貼り付けた。なお、このとき上下の各電極に接続されている短冊状の薄膜配線の交差部分が、表示マトリックス要素１８となる。また、ガラスを張り付けるに際して、事前に通常の液晶パネルの作成方法と同様にして２ガラス間の内側に当たる側に配向膜形成、配向処理しておいた。つぎに、液晶封入等を実行し液晶パネルとした。これを実験用の簡易マトリクス駆動回路（６４ｐｉｘｅｌ＊６４ｐｉｘｅｌ、３６ｄｐｉ）に接続しディスプレー表示を行った。その結果、液晶ディスプレーとして精度良く、良好なマトリクス駆動が見られ、本発明の有用性が確認された。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は以上のような作用をもつから、一方向に引っ張りを行い、導電性薄膜のみに引っ張り方向に垂直なクラック（亀裂）を多数生じさせ、電気的に孤立した一方向に細長い短冊状要素の列に加工してなる線状導電性薄膜付きフィルム及びその製造方法において、その電気的な孤立（電気的絶縁性）が十分である線状導電性薄膜付きフィルム及びその製造方法とすることが出来る。
これにより、例えば、実際に液晶ディスプレイに用いた場合、より鮮明な解像度が得られることが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】薄膜／基材系の材料を一方向引っ張りにより生じる薄膜クラックの説明図であり、（ａ）は引っ張りが薄膜の臨界ひずみ以下の場合の説明図、（ｂ）は引っ張りが臨界ひずみ以上の場合の説明図。
【図２】３層構造の材料の、薄膜クラックが生じる過程の説明図で、（ａ）は引っ張り前の説明図、（ｂ）は、薄膜のみにクラックが生じている説明図、（ｃ）は、中間層のみにクラックが生じている説明図、（ｄ）は、薄膜及び中間層にクラックが生じている説明図。
【図３】本発明に係る実施例の試料を表した断面斜視図で、（ａ）は２層構造の断面斜視図、（ｂ）は３層構造の断面斜視図。
【図４】約３％ひずみ引っ張り試験後のＩＴＯ薄膜の模式図。
【図５】ロレスタＡＰによって表面抵抗を測定する方法を示した概念斜視図。
【図６】実施例の表面抵抗の測定結果を表した説明図。
【図７】一方向透明線状導電性薄膜付きフィルムによる液晶ディスプレイのマトリックス駆動例を示す概念図で、（ａ）は全体図、（ｂ）はその部分拡大図。
【図８】一般的な液晶ディスプレイの概念を断面で表す説明図。
【図９】一般的な液晶ディスプレイ電極とそのマトリックス駆動を表す説明図で、（ａ）は透明線状導電性薄膜と基板と液晶との相互関係を示す説明図、（ｂ）はディスプレイマトリックス要素の相互関係を表す説明図。
【符号の説明】
１・・・薄膜
２・・・基材
３・・・クラック
４・・・薄膜
５・・・中間層
６・・・基材
７・・・クラック
８・・・応力集中部分
９・・・クラック
１０・・・応力集中部分
１１・・・クラック
１３・・・ＰＥＴフィルム
１４・・・ＩＴＯ薄膜
１５・・・ハードコート層
１６・・・ＰＥＴフィルム
１７・・・四端子プローブ
１８・・・表示マトリックス要素
１９・・・駆動用下部電極
２０・・・駆動用上部電極
２１・・・下部電極用クラック
２２・・・上部電極用クラック
３０・・・透明線状導電性薄膜
３１・・・ガラス板（プラスチックフィルム板）
３２・・・液晶
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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