(57)【要約】【課題】  本発明は、塵埃が付着しない液晶ディスプレイ用拡散板に関し、さらに詳しくは、液晶ディスプレイ機器の使用中に周辺から流入した塵埃が拡散板に付着して画質を低下させる欠点を補完するために、液晶ディスプレイの拡散板の表面に伝導性物質を、乾燥後の塗膜の厚さが２μｍ以下となるようにコートして製造された、塵埃の付着がない液晶ディスプレイ用拡散板の発明に関する。【解決手段】  液晶ディスプレイ拡散板の表面に、伝導性高分子、高分子バインダー、分散可能な溶媒を含む伝導性物質をコーティングして熱硬化させるか、或いは、伝導性高分子、紫外線硬化型バインダー、光開始剤、溶媒を含む伝導性物質をコーティングして紫外線硬化させ、拡散板の表面に、透明塵埃付着防止コーティング層を形成する。【選択図】  図１
2008501142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶ディスプレイ用拡散板において、前記拡散板が、表面に伝導性高分子を有効成分とする組成物を用いて形成された透明塵埃付着防止コーティング層を含むことを特徴とする、液晶ディスプレイ用塵埃付着防止拡散板。
【請求項２】
前記組成物が、伝導性高分子０．０５〜１０重量％、高分子バインダー５〜４０重量％、及び分散可能な溶媒５０〜９４．９５重量％を含み、熱硬化方法によって前記層を形成することを特徴とする、請求項１に記載の液晶ディスプレイ用塵埃付着防止拡散板。
【請求項３】
前記バインダーが、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系、アミド系、イミド系、エステル系、カルボキシル系、水酸基系、シラン系、チタネート系、シリケート系官能基を一つまたはそれ以上含むバインダーのうち、一つ以上の官能基を含有するバインダーを１種または２種以上組み合わせて使用することを特徴とする、請求項２に記載の液晶ディスプレイ用塵埃付着防止拡散板。
【請求項４】
前記組成物が、紫外線硬化方式を用いて硬化する方法によって前記層を形成することを特徴とする、請求項１に記載の液晶ディスプレイ用塵埃付着防止拡散板。
【請求項５】
前記組成物が、伝導性高分子０．０５〜２０重量％、紫外線硬化型バインダー１０〜５０重量％、光開始剤０．５〜５重量％、及び溶媒２５〜８９．４５重量％を含むことを特徴とする、請求項４に記載の液晶ディスプレイ用塵埃付着防止拡散板。
【請求項６】
前記バインダーは、２〜１２個の官能基が付いているアクリレート／メタクリレートを有する紫外線硬化型オリゴマー、及び１〜６個の官能基が付いているアクリレート／メタクリレートを有するモノマーを単独でまたは２種以上混合して使用することを特徴とする、請求項４または５に記載の液晶ディスプレイ用塵埃付着防止拡散板。
【請求項７】
前記組成物が、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン及びポリ３，４-エチレンジオキシチオフェンなどの変性伝導性高分子の少なくとも一つを含む伝導性高分子を有効成分とし、または少量の光拡散剤をさらに含んで拡散透過率を増加させることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の液晶ディスプレイ用塵埃付着防止拡散板。
【請求項８】
伝導性高分子含有の塵埃付着防止コーティング液を塗布した層が、１０Ｅ３〜１０Ｅ１１Ω／□の表面抵抗を持つことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の液晶ディスプレイ用塵埃付着防止拡散板。
【請求項９】
伝導性高分子含有の塵埃付着防止コーティング液を塗布した層が、摩擦電圧１００Ｖ未満の静電気防止性能を持つことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の液晶ディスプレイ用塵埃付着防止拡散板。
【請求項１０】
光透過度の低下が既存の無処理拡散板対比２％以内で調節されるように、前記コーティング層のコーティングが完了した後、前記コーティング層の厚さが０．００５〜２μｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の液晶ディスプレイ用塵埃付着防止拡散板。
【請求項１１】
液晶ディスプレイ用塵埃付着防止拡散板を製造する方法において、
拡散板を準備する段階と、
前記拡散板の表面に伝導性高分子を有効成分とする塵埃付着防止コーティング液をコートする段階とを含むことを特徴とする、液晶ディスプレイ用塵埃付着防止拡散板を製造する方法。
【請求項１２】
前記コーティング液をコートする段階では、
水のみを溶媒として用いたコーティング液で１次コートし、乾燥させた後、揮発性に優れた４価以下の低級アルコール混合溶媒類からなるコーティング液で再びコートすることを特徴とする、請求項１１に記載の液晶ディスプレイ用塵埃付着防止拡散板を製造する方法。
【請求項１３】
前記コーティング液が、ロールコーティング法、バーコーティング法、グラビア法、逆グラビア法、スプレー法、及び含浸法の中のいずれか一つの方法、または２つ以上の方法を組み合わせた複合コーティング法を用いてコートされることを特徴とする、請求項１１または１２に記載の液晶ディスプレイ用塵埃付着防止拡散板を製造する方法。
【請求項１４】
前記伝導性高分子が、気相重合法によって形成されることを特徴とする、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の液晶ディスプレイ用塵埃付着防止拡散板を製造する方法。
【請求項１５】
前記伝導性高分子が、アニリン、ピロール、チオフェン及び３，４−エチレンジオキシチオフェン、並びに変性モノマーの少なくとも一つを用いて重合された高分子であることを特徴とする、請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の液晶ディスプレイ用塵埃付着防止拡散板を製造する方法。
【請求項１６】
前記コーティング段階でポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン及びポリ３，４−エチレンジオキシチオフェン、並びに変性伝導性高分子の少なくとも一つを含む伝導性高分子を有効成分とし、或いは少量の光拡散剤をさらに含むコーティング液をコートして拡散透過率を増加させることを特徴とする、請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の液晶ディスプレイ用塵埃付着防止拡散板を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塵埃が付着せず、均一な光拡散を誘導して鮮明な光画像を得ることが可能な液晶ディスプレイ用拡散板に関する。より詳しくは、液晶ディスプレイ機器の使用中に周辺から流入した塵埃が拡散板に付着し、この塵埃によって拡散板の表面の光透過及び拡散を低下させ、結果としてディスプレイ機器の画質を低下させる欠点を補完し、且つ、均一な光拡散を誘導して鮮明な光画像を得ることができるように、塵埃付着防止コーティング層が形成された、液晶ディスプレイ用拡散板及びこれを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶を用いたディスプレイ機器では、液晶の駆動のために細い蛍光灯からの光が主にポリカーボネートまたはアクリル板で作られた拡散板または導光板によって拡散する。中小型液晶ディスプレイ機器の場合には、光発生装置である細い蛍光灯を導光板と呼ばれるポリカーボネートまたはアクリルシートの側面に位置させ、光を導光板の側面から照射して導光板全体にわたって面光源として使用し、その上に拡散フィルムを載置して光を全面積に均一に照射されるようにする。ところが、３２インチまたは４０インチなどの大型液晶ディスプレイ機器の場合には、細い蛍光灯の製造及び取り扱いの難しさのため、導光板の側面から光を照射する方法ではなく、拡散板という高分子シートの後面に蛍光灯を位置させ、拡散板を介して光を拡散させて全面積に強さの均一な光を照射する方法を利用する。
【０００３】
このように液晶ディスプレイ機器の場合、拡散板が位置する部分を外部と完全に遮断することができないため、外部から微細な塵埃粒子が拡散板の在る部位に流入する。この際、内部に入ってきた塵埃粒子は、さらに外部に抜け出るのではなく、内部で対流によって浮遊した後、拡散板の表面に付着するが、この際、使用時間が長くなるにつれて、拡散板の表面に積もる塵埃の濃度が増加し、結果として拡散板の表面が塵埃で覆われる現象が発生する。このように拡散板の表面に積もった塵埃は、拡散板を介しての光透過度及び拡散性能を低下させる役割をする。これは、液晶ディスプレイ機器の画質を低下させる結果をもたらす。
【０００４】
このような現象を抑制するために、一般に、空気流入口に塵埃の流入を防ぐことが可能なフィルタを設置すると、大きい塵埃の流入はある程度防ぐことができるが、非常に微細な塵埃の流入までは完璧に防止することができない。もし微細な塵埃が内部に流入すると、これらの塵埃粒子は拡散板の表面に付着する。これは、結果として同様に、画質の低下をもたらす。
【０００５】
たとえ空気流入口に塵埃流入防止用フィルタを設置するとしても、塵埃の流入を根本的に防ぐことはできないので、内部に流入した塵埃が拡散板に付着するのを防止するためには、拡散板自体を塵埃が付着しないようにすることが最も効果的であるといえる。この際、塵埃付着防止処理を行うにあたって、拡散板自体の光透過度を著しく低下させてはならないため、塵埃付着処理の前と比較して光透過度を大幅低下させないようにしなければならない。従って、光透過度を低下させることなく、塵埃の付着を抑制することが可能な拡散板の発明が必要である。
【０００６】
また、拡散板が持つべき重要な特性として、高いヘイズや全光線透過率などの光学的特性を要するので、塵埃の付着を防止し且つ光学的特性も向上させる拡散板が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる問題点を解決するためのもので、その目的は、塵埃付着防止コーティング層を含む液晶ディスプレイ用拡散板を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、塵埃の付着を防止し且つ拡散透過率が増加した液晶ディスプレイ用拡散板を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の別の目的は、前記拡散板を製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、液晶ディスプレイ用拡散板において、前記拡散板の表面に透明塵埃付着防止コーティング層を含む、液晶ディスプレイ用拡散板を提供する。
【００１１】
また、本発明は、液晶ディスプレイ用塵埃付着防止拡散板を製造する方法において、拡散板を準備する段階と、前記拡散板に塵埃付着防止コーティング液をコートする段階とを含む、塵埃付着防止液晶ディスプレイ用拡散板を製造する方法を提供する。
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明は、拡散板の高分子の表面に塵埃が付着する主要原因が静電気にあることに着目し、高分子の表面に蓄積される表面電荷を適切な方法で蓄積しないようにし、或いは蓄積した電荷が適切な方法によって放電されるようにすることにより、塵埃の付着を防止することができるようにしたものである。よって、可視光線領域における光透過度を大幅低下させることなく塵埃の付着を防止することが可能な帯電防止液を絶縁性拡散板の表面にコートする方法を利用する。
【００１３】
本発明において、前記コーティング層を形成するための塵埃付着防止コーティング液は、これまで知られている静電気防止コーティング液であって、コーティング及び乾燥後の高分子表面の表面抵抗が１０３〜１０１１Ω／□程度となるように調節することが可能な液状のコーティング剤であれば、いずれでも使用可能である。本発明において、前記コーティング層を形成することが可能な代表的な主要コーティング液は、第１に、伝導性高分子単独、または適切なバインダーと混合した伝導性高分子を有効成分とするコーティング液であり、第２に、伝導性物質として使用できる金属酸化物粒子と適切なバインダーを有効成分とし、これらの成分が適切な溶媒に分散しているコーティング液または第４級アンモニウム塩などの界面活性剤タイプのコーティング液である。この他にも、透明電極材料として用いられるインジウム錫酸化物をスパッタリング法、蒸着法またはゾルゲル法によって拡散板の表面に形成しても同一の効果が得られる。
【００１４】
伝導性高分子を用いる場合、まず、熱硬化型コーティング組成物の使用が可能である。前記コーティング液は、伝導性高分子及び高分子バインダーを混合することにより製造できるが、好ましくは、伝導性高分子０．０５〜１０重量％、高分子バインダー５〜４０重量％、及び希釈剤としての溶媒５０〜９４．９５重量％を含み、よりさらに好ましくは、前記溶液１００重量部に対して増粘剤１〜５重量部、高沸点溶媒１〜５重量部、分散剤１〜５重量部、及び接着・潤滑剤０．０１〜０．１重量部が一つ以上さらに含まれて混合製造される。
【００１５】
前記伝導性高分子は、水溶性または有機溶剤タイプの高分子を含み、例えばポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェン及びこれらの変性された伝導性高分子であって、３番の位置にそれぞれ炭素数５〜１２からなるアルキル基を含むポリチオフェン、３、４番の位置にエチレンジオキシ基が置換された３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン、２、３番の位置に炭素数１〜４からなるアルコキシ基を含むか或いはアミノ基、スルフォン基を含むポリアニリン、炭素数５〜１２からなるアルキル基を含むポリピロールから選択されたいずれか一つを含む。
【００１６】
前記伝導性高分子は、高分子の物性に応じて水溶性または溶剤タイプの溶液の形でコーティング組成物に提供することが好ましい。このような伝導性高分子溶液は、例えば水溶性タイプとしては、水溶液中にポリチオフェン系伝導性高分子を１％程度に分散させておいたＢａｙｔｒｏｎ ＰＨ（ドイツＨ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ製）溶液があり、溶剤タイプとしてはｗ１-ｇｒｅｅｎ（ドイツオメコン社製）、Ｐａｎｉｐｏｌ Ｔｏｌｕｅｎｅ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ（ドイツＰａｎｉｐｏｌ社製）なども商用化されている伝導性高分子コーティング液である。前記伝導性高分子の中でも、透明度に最も優れた３，４−ポリエチレンジオキシチオフェンを使用することが好ましい。
【００１７】
但し、前記組成範囲は絶対的な意味の臨界範囲を設定するのが趣旨ではなく、適切な範囲における偏差は当業者に自明な程度のものであって、本発明の権利範囲を逸脱しない。
【００１８】
前記伝導性高分子溶液をコーティング処理の際に単独で適用する場合には、コーティングの対象である基底高分子表面から分離されるか溶媒に溶解される問題が懸念されるので、これと共にバインダーを添加する必要がある。
【００１９】
本発明で使用可能なバインダーとしては、水溶性または溶剤タイプのバインダーを含み、アクリル、ウレタン、エポキシ、アミド、イミド、エステル、カルボキシル、水酸基、シラン系、チタネート、シリケートなどの各種官能基を一つ以上含有しているバインダーを単独でまたは一つ以上混合して使用することができる。
【００２０】
前記例示したバインダーは、使用する溶媒の物性に応じて選択して添加される。この場合、添加量は要求される抵抗によって異なる。本発明では、要求される表面抵抗の範囲が１０４〜１０１０Ω／□の場合、好ましくはバインダー添加の際に伝導性高分子とバインダーが一定の割合を保つようにすることがよい。
【００２１】
また、バインダーが硬化可能な有効成分を含んでいる場合、塵埃付着防止コーティング層の物性補強のために、メラミン硬化剤、エポキシ硬化剤、例えば、ｐ−トルエンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸などの弱有機酸系硬化剤、例えばトリレンイソシアネート、メチルビスイソシアネートなどのイソシアネート硬化剤、及びアミン系、有機弱酸などの硬化剤を使用することができるが、硬化反応の種類に応じて選択して使用することができる。硬化反応が２つ以上起こり得る場合、反応性が低下しない範囲或いは急激過ぎない範囲で一つ以上の硬化剤の使用が可能である。前述したようにバインダーが硬化可能な場合、硬化剤を混合して使用することができるが、追加硬化工程が導入されなくても、液晶表示装置が使用される間に常温及び内部からの熱によって徐々に硬化が進む可能性があるので、帯電防止及び塵埃付着防止硬化剤を使用する場合、時間経過に伴って、塗膜の物性は徐々に堅くなれるという利点がある。
【００２２】
伝導性高分子を含むコーティング液の製造の際に用いる、分散性を助けるための分散剤は、特に限定されるものではないが、好ましくは例えば１−メチル−２−ピロリジノン、１−メチル−ピロリドン、２−メチルピロリドン、１−メチル−３−ピロリジオールなどが使用可能である。前記化合物は、乾燥、硬化の際に硬化剤としても作用することができるが、それに先立ち、伝導性高分子鎖との相溶性に優れて伝導性高分子の有効伝導長さを増やして伝導度増進の役割も果たすことができる。
【００２３】
熱酸化による劣化を抑えるための酸化防止剤を使用することができるが、ペンタエリスリチル−テトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）−プロピオネート］、オクタデシル３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）−プロピオネート、トリエチレングリコール−ビス−３（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオネート、１，３，５−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジルＳ−トリアジン−２，４，６−（１Ｈ３Ｈ５Ｈ）トリオン、チオエチレンビス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］などのヒンダードフェノール及びトリス−（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスフェートなどがこれに該当する。前記例示に限定されるものではない。
【００２４】
また、粘度調節及び分散向上のために高沸点のグリコール及びグリセロールを使用することができるが、エチレングリコール、ジエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、グリセロール、グリセロールジグリシジルエーテルよりなる群かから選択された一つ以上を使用することができる。
【００２５】
コーティング時の濡れ性、広がり性、接着力の増進などを補完するために、潤滑剤、消泡剤、レベリング剤などが使用可能であるが、特に非イオン系及びイオン系界面活性剤及びシリコンまたはフッ素系界面活性剤化合物が好ましく、このような製品の製造会社にはデュポン、ダウコーニング、信越、ＷＩＴＣＯ、３Ｍなどがある。これらの会社で製造、販売する潤滑剤及び消泡剤などは、使用する全体溶液との相溶性があれば全て使用が可能であり、その製品が前記会社に限定されるのではなく、用途と実現しようとする物性に応じて選択的使用が可能である。
【００２６】
コーティングのための溶媒は、使用する伝導性高分子及びバインダーなどに応じて適切な溶媒を選択するようにし、水溶性または有機溶剤タイプなど使用する溶液の系に合わせて使用することができる。使用可能な溶媒の例としては、コーティング液に応じて、蒸留水；メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノールを含む炭素数１〜４のアルコール；トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、エチルアセテート及びエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルよりなる群から選択された少なくとも１種の溶媒がこれに含まれる。好ましくは、前記溶媒の中から全体組成に対して相溶性がある高比重または低比重のものを２種以上選択して混合使用するようにし、全体コーティング組成物に対して５０〜９４．９５重量％で含ませて使用することができる。
【００２７】
前記組成物中のバインダー成分は、チタネートまたはシリケートなどのバインダーを単独で、または上述したバインダー成分と（５：９５）〜（９５：５）の重量割合で混合して使用することができる。一般に、シリケート等の成分は、十分な硬化反応のためには摂氏１５０℃の温度で３０分程度硬化しなければならないものとして知られているが、拡散板の場合、耐熱性がこれより低い高分子シートなので、摂氏１５０℃程度の温度で硬化反応を誘導することができない。ところが、拡散板は、光源供給のためのランプ及び電源供給のためのインバータが作動する間に発生する熱により、使用時間が経過するにつれて徐々に硬化できる。よって、塵埃付着防止液の製造の際にこれらの無機バインダーを使用すると、液晶ディスプレイを使用する間に益々塵埃付着防止塗膜が堅くなるという利点がある。
【００２８】
また、複雑ではあるが、気相重合法、及び伝導性高分子モノマー、酸化剤及びドーパントを混合して直接重合する方法を用いて、拡散板の表面に数十ナノ〜数百ナノメートルの厚さに塵埃付着防止層を形成しても、同一の透明度維持、塵埃付着及び帯電防止効果を得ることができる。
【００２９】
また、塗膜は、使用中に耐久性を要する条件で使用されるのではないため、ハードな物性を持つ必要はないが、加工中に発生しうるスクラッチなどを防止するために、紫外線硬化法を用いたコーティングを施すことができる。
【００３０】
紫外線硬化型帯電防止組成物は、伝導性高分子１〜２０重量部、紫外線硬化型オリゴマー１〜３０重量部、紫外線硬化型モノマー１〜２０重量部、光開始剤０．０１〜５重量部、潤滑性付与剤０．０１〜５重量部、紫外線安定剤０．０１〜２重量部、反応抑制剤０．０１〜１重量部、酸化防止剤０．０１〜１重量部及び溶媒１６〜９６．９５重量部を混合して製造し、必要に応じて架橋助剤を１００重量部に対して１〜１０重量部の含量で選択的に添加することができる。
【００３１】
前記組成物中の伝導性高分子は、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェンまたはポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）などの変性伝導性高分子を使用することができる。射出物表面コーティング用帯電防止液を用いる場合、伝導性高分子がそれぞれ色を持つため、（例えばポリピロールは濃い茶色、ポリアニリンは濃い緑色、ポリエチレンジオキシチオフェンは薄い空色）薄い空色を有するポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）を使用することが最も効果的である。特にポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）の場合、水分散状態にすることが可能なので、環境汚染を防止することができるという側面からも有利である。
【００３２】
紫外線硬化型バインダー樹脂としては、モノマーとオリゴマーがあるが、モノマーの場合は分子量が小さいながら二重結合を持ち、紫外線によって二重結合が容易に開きながら硬化反応を起こして高分子量の高分子になる樹脂である。オリゴマーは、比較的に分子量の高いバインダー樹脂であって、主にウレタン、エポキシ、エステル、アクリル、ポリブタジエン、シリコン、メラミン及びデンドリマー型の官能基を含む２官能以上のアクリル系樹脂またはメタクリル系樹脂、すなわちアクリレート／メタクリレートであって、紫外線が照射されると、モノマーと同様に二重結合が開きながら高分子になる形のバインダー樹脂である。また、このような２官能以上のオリゴマーのうち最近開発されて使用される６官能以上のオリゴマー、特に１２〜１５官能基を有するオリゴマーを使用すると、速い硬化速度及び、ハードな物性などのコーティングの特性を得ることができる。また、アクリレート／メタクリレートモノマーのみでも硬化し、使用可能であるが、脆性があまりに強いため、物性を出す多官能のオリゴマーと混合して使用することが、物性の増進及び硬化速度の増加などに好ましい。
【００３３】
紫外線硬化に用いられる代表的な光開始剤としては、ベンジルジメチルケタール、ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ヒドロキシジメチルアセトフェノン、ヒドロキシジフェニルエタノール、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィン、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾフェノン、２−クロロジオキサノン、及びイソプロピルジオキサノンなどがある。
【００３４】
架橋助剤は、光開始剤と共に使用すると、紫外線硬化反応の際に紫外線硬化反応を助ける成分であって、適当量使用すると、紫外線硬化反応による硬化度を高める役割をする。
【００３５】
潤滑剤は、フッ素、リンまたはシリコン系界面活性剤であり、各成分の溶媒への分散を助け、コーティングの濡れ性を向上させる成分であって、フッ素有機変性ポリシロキサン、低分子量及び高分子量のポリアクリレート、シリコンポリアクリレート、ポリエチル変性ポリシロキサン、フッ素変性ポリシロキサンなどを使用することができる。
【００３６】
紫外線安定剤は、伝導性高分子が紫外線に晒されると、共役二重結合が破れて伝導性が低下するおそれがあるので、これを抑制するために使用する成分であり、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン、エチル−２−シアノ−３−３−ジフェニルアクリレートなど様々な種類の紫外線安定剤を使用すればよい。
【００３７】
紫外線硬化反応がさらに行われるのを抑制することが可能な反応抑制剤は、様々な種類のチオールを含む化合物が使用できる。代表的なものとして、メチルメルカプタン、エチルメルカプタン、ｎ−プロピルメルカプタン、イソプロピルメルカプタン、ｎ−ブチルメルカプタン、イソブチルメルカプタン、ｓｅｃ−ブチルメルカプタン、ｔ−ブチルメルカプタン、ｎ−アミルメルカプタン、イソアミルメルカプタン、ｎ−ヘキシルメルカプタン、ドデシルメルカプタンなど様々な作用基が置換された種類を単独でまたは混合して使用することができる。反応抑制剤は、二重結合を持っており、以後時間が経過するにつれて追加反応が行われ、実現しようとする静電気防止性能が低下するのを防止する目的で使用される。すなわち、反応に参与し残った開始剤は、一般に大気環境中に露出されている間、二重結合を持った伝導性高分子自体を分解させることができるうえ、伝導性高分子とドーパントとのドーピング状態の不安定性を付加して、抵抗が変わる原因となるので、初期反応の際に酸素がない条件、すなわち窒素または不活性気体を硬化装置内に注入し硬化度を高めて十分に硬化させる方法も使用可能であり、さらに行われる硬化反応を抑制することは非常に重要である。
【００３８】
熱酸化による劣化を抑制するための酸化防止剤は、ペンタエリスリチル−テトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）−プロピオネート］、オクタデシル３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）−プロピオネート、トリエチレングリコール−ビス−３（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオネート、１，３，５−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジルＳ−トリアジン−２，４，６−（１Ｈ３Ｈ５Ｈ）トリオン、チオエチレンビス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］などのヒンダードフェノール及びトリス−（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスフェートなどがこれに該当する。前記例示に限定されるものではない。
【００３９】
粘度調節及び分散性向上のために高沸点のグリコール及びグリセロールを使用することができるが、エチレングリコール、ジエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、グリセロール、グリセロールジグリシジルエーテルよりなる群から選択された一つ以上を使用することができる。
【００４０】
コーティング時の濡れ性、広がり性、接着力の増進などを補完するための潤滑剤などの添加剤は、特に非イオン系及びイオン系界面活性剤及びシリコンまたはフッ素系界面活性剤化合物が好ましく、このような製品の製造会社にはデュポン、ダウコーニング、信越、ＷＩＴＣＯ、３Ｍなどがある。これらの会社で製造、販売する潤滑剤及び消泡剤などは、使用する全体溶液との相溶性があれば全て使用が可能であり、その製品が前記会社に限定されるのではなく、用途と実現しようとする物性に応じて選択的使用が可能である。
【００４１】
本組成物に使用できる溶媒としては、アルコール系溶媒、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、プロパノール、ブタノール、イソブタノールなどの炭素数１〜４のアルコールが使用可能であり、アミド系溶媒、例えばＮ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどが使用可能である。また、アセトン、エチルアセテート、ブチルアセテート、トルエン、クロロホルム、メチレンクロライド及び多価アルコールであるエチレン系溶媒は、エチレングリコール、グリセロール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルの中から選択された１種を使用しまたは２種以上を混合して使用することができ、２種を混合するときは５：９５〜９５：５の割合で混合して使用することができる。
【００４２】
前述した紫外線硬化組成物に加え、熱硬化方法を用いて伝導性高分子コーティング液を塗布した後、その上にさらに紫外線硬化組成物の単独成分をコートし硬化させると、アルコールなどの溶媒に対する耐性が増加し、摩擦によって容易に剥がれないコーティング製品を作ることができる。前述したように一般な伝導性高分子組成物は、溶媒によって容易に拭き取られるか、摩擦によって剥離されるおそれがあるが、これを解決する良い方法である。また、前記保護層を形成する方法は、紫外線硬化組成物だけでなく、熱によって硬化が可能な組成物を用いてもよい。
【００４３】
これは次のような原理による。静電気防止性能を出すために、伝導性高分子を混合すると、物性を出す熱硬化型高分子バインダー及び紫外線硬化剤自体の物性が減少するが、もし伝導性高分子を基本とするコーティングを施した後、その上層に紫外線硬化剤または耐久性の強い熱硬化剤をコートすると、それ自体の物性が実現可能なので、耐久性の強いコーティング層を得ることができる。ところが、工程的な面からみれば、２回コーティングを施さなければならないという欠点も存在する。
【００４４】
塵埃付着防止コーティング液が金属酸化物粒子を主な有効成分として使用する場合には、前記溶液はドープされた酸化インジウム、ドープされた酸化スズ、及びドープされた酸化チタンなどの金属酸化物粒子１０〜４０重量％、ウレタン系、アクリル系、アミド系、イミド系、エポキシ系、シラン系、カルボキシル系などの官能基を一つまたはそれ以上有する低分子量または高分子量のバインダーを一つまたはそれ以上混合したもの１０〜４０重量％、および、分散可能な溶媒２０〜８０重量％を含む。必要に応じて、前記溶液１００重量部を基準として増粘剤０．５〜２重量部、分散剤０．５〜２重量部、酸化防止剤０．１〜１重量部、または潤滑剤０．１〜１重量部などを一つ以上前記溶液に添加して使用することができる。金属酸化物粒子を使用すると、光の散乱によって光透過性をさらに減少させるおそれがあるので、できる限り最小の濃度で使用しなければならない。ここで適切な溶媒としては、水溶性バインダーの場合には水やアルコールなどの水溶性溶媒を使用することができ、有機溶剤性バインダーの場合にはトルエン、アルコール、メチルエーテルケトン、エチルアセテート、アセトン、クロロホルム、キシレン、トリヒドロフランなどの有機溶剤性溶媒を使用することができる。また、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルなどの化合物を使用すると、一定の濃度までは固形分の沈殿なしに水溶性及び有機溶剤性化合物を混合して使用することができる。
【００４５】
また、イオン伝導を示す第４級アンモニウムなどのイオン性非イオン性界面活型静電気及び塵埃付着防止剤は、水またはアルコールに希釈してコートすればよいが、水およびアルコールの中でも、静電気及び塵埃付着防止剤の性能が永久的に保たれるものを用いることが好ましい。
【００４６】
一方、前記帯電防止組成物として、チオフェン、アニリン、ピロール基などを有する伝導性高分子を使用すると、高いヘイズや全光線透過率などの光学的特性を示す。特に、ポリチオフェン系変性伝導性高分子であるポリ（３，４−ジオキシチオフェン）の水分散溶液とバインダー樹脂の混合層からなる組成物は、他の伝導性高分子を使用するものと比べてより優れた光学的特性を示す。前記コーティング層は、光学的特性を考慮してなるべく拡散板の一面または両面に形成されることが好ましく、光学的特性をさらに高めるために、少量の光拡散剤を混合して形成してもよい。光拡散剤は、透明粒子または白色粒子が使用されることが好ましい。透明粒子としては、アクリル粒子、スチレン粒子、シリコン粒子などの有機粒子と、合成シリカ、ガラスビード、ダイアモンドなどの無機粒子が使用できる。また、白色粒子としては、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、クレーなどが使用でき、これらの透明粒子または白色粒子の光拡散剤を単独でまたは２種以上混合して使用することができる。光拡散剤は、１〜５０μｍ程度の大きさが適当であり、単独でまたは大きさの異なる２種以上を混合して使用することができる。
【発明の効果】
【００４７】
本発明の技術を利用すると、塵埃の在る環境で長時間使用しても塵埃の付着がなく、静電気防止性能に優れた液晶ディスプレイ用拡散板及び関連プラスチック部品を製造することができる。
【００４８】
また、本発明の技術を利用すると、塵埃の付着を防止し且つ拡散透過率が増加した液晶ディスプレイ用拡散板及び関連プラスチック部品を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下、本発明に係る拡散板を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００５０】
図１は本発明に係る拡散板１の断面図である。基底板１０は、従来の拡散板と同一のものが使用できる。前記基底板は、単層または多層の構造で出来ており、多層構造としては、３層構造が多く採用できる。前記基底板の上部と下部にそれぞれ上部コーティング層１１及び下部コーティング層１２がコーティング液のコーティングによって形成されたものである。本図面では、上部と下部にコーティング層が形成されているが、基底板１０の必要な面にコートすることができる。基底板１０のいずれかの面の全面または一部をコーティングしてもよいが、全面にコーティングを施した方が塵埃付着防止のために好ましい。図１に示すように、上下部にコーティング層１１、１２を形成する場合には、上下部それぞれに接地が必要であり、全面に前記コーティング層を形成する場合には、拡散板１の特定の部位で接地が行われればよい。勿論、基底板１０の必要な特性部位にのみコートされた場合は、それに応じて接地が行われ得るようにすればよい。
【００５１】
図２は本発明に係る他の実施例としての拡散板の断面図である。基底板１０は、図１と同様であり、コーティング層１５が一面に形成されるため、拡散板が増加した拡散透過率を持つように、前記コーティング層はチオフェン、アニリン、ピロール基などを有する伝導性高分子を用いて形成され、光学的特性をさらに高めるために、少量の光拡散剤１９を混合して形成されている。前記コーティング層は、光学的特性を考慮して前記基底板１０の一面または両面に形成されることが好ましい。
【００５２】
図３は本発明に係る拡散板の光学的特性を説明するための図であって、拡散板に関連した光学的特性は下記の通りである。
【００５３】
ＨＺ（％）＝ヘイズ＝ＤＦ／ＴＴ×１００
ＴＴ（％）＝全光線透過率＝全センサで測定された光量／基準光量×１００
ＤＦ（％）＝拡散透過率＝第１、第３センサで測定された光量／全センサで測定された光量×１００
ＰＴ（％）＝平行透過率＝第２センサで測定された光量／全センサで測定された光量×１００
ヘイズは、透過される全光量のうち拡散された光量を測定して示す値であって、拡散板の性能を評価する項目の中で最も重要な項目であり、全光線透過率は拡散透過率と平行透過率とを合わせた値であって、試料を通過した全光量を示し、拡散板では一般に９５〜１００％示すのが普通である。また、拡散透過率は、散乱する光の光量を測定して全光線透過量で割った値を百分率で表示する。平行透過率は、逆に、拡散していない光の光量を測定して全光線透過量で割った値を百分率で表示する。従って、前記光学的特性のうちヘイズ、全光線透過率、拡散透過率は高ければ高いほど優れた拡散板といえ、平行透過率は低ければ低いほど優れた拡散板といえる。
【００５４】
塵埃付着防止用コーティング液を拡散板に形成する方法としては、含浸法、スプレー法、ロールコーティング法、バーコーティング法、グラビア法、逆グラビア法、ディープ（浸漬）コーティング法などの全てのコーティング法が使用できるが、これらのコーティング法のいずれか一つを使用し、または２種以上を混用して使用することができる。例えば、スプレー法によってまず拡散板の表面にコーティング液を塗布した後、直ぐ後にバーコータまたはロールでコーティング塗膜の厚さを均一にする方法などが使用できる。また、含浸法を用いて両面を同時にコートすることもできる。
【００５５】
拡散板を一定のサイズに切った後、ディープ（浸漬）コーティングを行う場合、全面が全て塵埃付着防止性能を持つことになり、このような場合、放電が可能な作業台または使用環境で上板と接地間の抵抗値が材料に塵埃付着防止及び静電気防止剤を混合したものと同じ値を示す。よって、摩擦電圧及び消滅電圧などの静電気防止性能が非常に優れるという効果を示すことができるという利点がある。
【００５６】
上述した含浸法の場合、一般に、含浸法によるコーティング塗膜の厚さが厚いため、コーティング溶液の固形分の含量を、他の方法によるコーティング法よりは少なくすることが効果的である。また、同一の含浸法により、拡散板の他に反射板及び各種プラスチック部品の塵埃付着防止コーティングが可能である。
【００５７】
乾燥後の塗膜の厚さが重要である。乾燥後の塗膜が厚い場合、塵埃付着防止性能には効果的であるが、反対に光透過度が低下するため、できる限り薄くなければならない。乾燥後の塗膜の厚さを０．０１〜２μｍ程度にすると、コーティング後の光透過度の損失を基底高分子透明度対比２％以内に調節することができる。
【００５８】
一般に、拡散板は、押出法によって製造するが、押出直後に高分子シートの表面に有機溶媒を接触させると、高分子シートの表面に微細クラックが発生する。この微細クラックの発生を防止するためには、塵埃防止コーティング液の製造の際に、アルコールを混合していない水を使用するか、或いは押し出されたシートを１日以上常温に放置した後にコートすればよい。
【００５９】
場合によっては、水からなるコーティング液は、高分子表面の表面張力があまりに低いために、濡れ性が悪くなるが、この場合、濡れ性及び接着性を向上させるために、高分子表面をコロナー処理するか、或いは水およびアクリル系、ウレタン系、エポキシ系などのプライマーを含むコーティング液で１次処理した後、その上にさらにコートしてもよい。ところが、このような場合にも、水のみを使用すれば、溶媒蒸発速度が遅いため処理速度が遅いか、処理機の長さが長くなりなければならないなどの欠点は常在する。
【００６０】
上述したように押出物を１日以上常温に放置すると、微細クラックの発生を抑制することができるが、この場合、押出とコーティングをオンライン上で一括処理することができないという欠点がさらに発生する。
【００６１】
従って、最も良い方法は、押出とコーティングをオンラインで同時に行うことであるが、この場合、押出器の直ぐ後で水のみを溶媒としたコーティング液で１次コートした後に乾燥させ、直ぐ後でさらに揮発性のよい４価以下の低級アルコール類からなるコーティング液でさらにコートする方法を利用すると、押出とコーティングを同時に行うことができる。
【００６２】
以下、本発明の内容を実施例によって具体的に説明する。ただし、これらの実施例は、本発明を説明するための例示に過ぎず、本発明の権利範囲を限定するものではない。
【００６３】
<比較例１>
既存の液晶ディスプレイ用として用いられる帯電防止処理されていない（日本Ａ社製）拡散板を１０ｃｍの正方形に切った後、これを平均粒度１．０μｍの塵埃が浮遊しているチャンバーに入れ、１０分間塵埃を浮遊させた後、取り出して拡散板の両表面を超純水１００ｍｌで１０分間超音波処理により洗浄して表面の塵埃を捕集し、その後液体粒子分析器(liquid particle counter)で塵埃の個数を測定した。
【００６４】
このような実験によって測定された塵埃の個数は１０５，５００個であった。
【００６５】
<比較例２>
既存の液晶ディスプレイ用として用いられる帯電防止処理された（日本Ａ社製、表面抵抗１０１２Ω／□以上）拡散板を使用した以外は、実験方法は比較例１の方法と同一の方法を使用した。
【００６６】
このような実験によって測定された塵埃の個数は８７，０００個であった。
【００６７】
<比較例３>
比較例２に使用された日本産の静電気防止処理拡散板にＥＳＤ ＡＤＶ １１．２方法によって３Ｍ社の７１８ ＳＴＡＴＩＣ ＳＥＮＳＯＲを用いて摩擦静電気を測定したところ、７００Ｖと測定された。また、ＦＴＭＳ １０１Ｃの方法に基づいて、拡散板に貼られている保護フィルムの除去の際に発生する静電気を測定したところ、１１００Ｖと観察された。
【００６８】
<実施例１>
ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）分散液（Ｂａｙｔｒｏｎ ＰＨ、ドイツＨ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ社製）１０ｇ、ウレタン系バインダー２０ｇ（ドイツＡＬＢＥＲＤＩＮＧＫ社製のＵ７１０）、メラミン硬化剤０．０１ｇ、エチレングリコール１ｇ、Ｎ−メチル２−ピロリジノン１ｇ、フッ素系潤滑剤０．０１ｇを水：イソプロピルアルコール（１５：８５）の混合溶媒６７．９９ｇに混合して塵埃付着防止液を製造した後、１０ｃｍ角の正方形に切った拡散板の両面にコートして乾燥させ、厚さ０．２μｍの厚さに塵埃付着防止層を形成した。コーティング後の表面抵抗は１０Ｅ５Ω／□であった。このように処理された拡散板に対して、比較例１の実験方法によって、表面に付着している塵埃の個数を測定した。
【００６９】
実施例１の方法で処理された拡散板の場合、測定された塵埃の個数は１５個であって、ほぼ塵埃が付着しないことが観察された。
【００７０】
<実施例２>
ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）５ｇ、６官能ウレタンアクリレートオリゴマー５ｇ、１２官能エポキシアクリレートオリゴマー５ｇ、２官能モノマーアクリレート５ｇ、開始剤であるヒドロキシジメチルアセトフェノン０．１ｇ、ポリエチル変性ポリシロキサン添加剤０．０１ｇ及びイソプロピルアルコール４０ｇ、並びにエチレングリコールモノメチルエーテル３９．８９ｇを混合した後、この混合液を１０ｃｍ角の正方形に切った拡散板の両面に０．５μｍの厚さにコートし、６０℃で１分間乾燥させ、その後ＵＶコーティング器で４００ｍＪを印加して硬化させた。硬化後の表面抵抗は１０６オーム／面積（Ω／□）であった。このように処理された拡散板は、比較例１の実験方法によって、処理された拡散板の表面から除去された塵埃の個数を測定した。
【００７１】
実施例２の方法で処理された拡散板の場合、測定された塵埃の個数は１７個であって、ほぼ塵埃が付着しないことが観察された。
【００７２】
<実施例３>
実施例２で製造された、伝導性高分子がコートされた拡散板をＥＳＤ ＡＤＶ １１．２の方法によって３Ｍ社製の７１８ ＳＴＡＴＩＣ ＳＥＮＳＯＲを用いて摩擦静電気を測定したところ、２１Ｖと測定された。また、ＦＴＭＳ １０１Ｃの方法に基づいて、拡散板に貼られている保護フィルムの除去の際に発生する静電気を測定したところ、９０Ｖと観察された。
【００７３】
<実施例４>
実施例２で製造された伝導性高分子組成物を１００μｍのＰＥＴフィルムに０．５μｍの厚さにコートした後、ＵＶ−Ｖｉｓｉｂｌｅ ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒによって可視光領域（５５０ｎｍ）で透明度を測定した。
【００７４】
コーティングの前と比較して、コーティング後の透明度の減少は１．２％と観察された。
【００７５】
（前記実験では、可視光線透過率の低い拡散板ではなく組成物自体の可視光透過率を確認するために、透明な基材であるＰＥＴフィルム上にコートして確認した。）
【００７６】
<実施例５>
拡散板の一面に、実施例１で製造された伝導性高分子組成物をコーティング及び乾燥させて静電気防止及び塵埃付着防止層を形成させた後、ＡＳＴＭ Ｄ−１００３の方法によって全光線透過率を測定した。測定機器は、日本電色工業社のＮＤＨ−２０００である。
【００７７】
前記方法による全光線透過率は伝導性高分子をコートしていない拡散板と同一の１００％を示し、拡散透過率（ヘイズ）はコートしていない拡散板と比較して２％増加して９２．１％を示すのが観察された。
【００７８】
<実施例６>
拡散板の一面に、実施例１でポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）分散溶液１０ｇ、ウレタン系バインダー２０ｇ（ドイツＡＬＶＥＲＤＩＮＧＫ社製のＵ７１０）、メラミン硬化剤０．０１ｇ、エチレングリコール１ｇ、Ｎ−メチル２−ピロリジノン１ｇ、フッ素系潤滑剤０．０１ｇ、光拡散剤（Ｓｏｋｅｎ社製、ＭＸ５０）３ｇ、及び水：イソプロピルアルコール（１５：８５）の混合溶媒６４．９８ｇで製造された伝導性高分子組成物をコーティング及び乾燥させて静電気防止及び塵埃付着防止層を形成させた後、ＡＳＴＭ Ｄ−１００３の方法によって全光線透過率を測定した。測定機器は、日本電色工業社のＮＤＨ−２０００である。
【００７９】
前記方法による全光線透過率は伝導性高分子をコートしていない拡散板と同一の１００％を示し、拡散透過率（ヘイズ）はコートしていない拡散板と比較して２．３％増加して９２．４％を示すのが観察された。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
前記比較例及び実施例の結果を比較すれば、現在市販されている静電気防止処理または未処理拡散板は、その性能において塵埃の付着を防ぐことができず、静電気発生量が多くて塵埃の付着が非常に多く発生している。ところが、本発明の実施例１及び２で製造された、伝導性高分子を用いて塵埃付着防止及び静電気防止処理された拡散板は、優れた塵埃付着防止効果により、加工中に塵埃の付着を防止し且つ完製品への組立の後の使用中に塵埃の付着を防止して大型ディスプレイ機器の寿命短縮を防止することが可能な機能を付与することができる。また、伝導性高分子の薄膜コーティングは、静電気防止性能による塵埃付着防止の効果だけでなく、光学的特性のうち重要な物性である拡散透過率を増加させる効果を有することが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明に係る拡散板の一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明に係る拡散透過率が増加した拡散板の実施例を示す断面図である。
【図３】本発明に係る拡散板の光学的特性を説明するための図である。
【符号の説明】
【００８２】
１  拡散板
１０  基底板
１１  上部コーティング層
１２  下部コーティング層
１５  コーティング層
１９  光拡散剤
【図１】
2008501142.tif 000003
【図２】
2008501142.tif 000004
【図３】
2008501142.tif 000005
【国際調査報告】
2008501142.tif 000006
2008501142.tif 000007