JP2004136659A - 透明導電性薄膜付き透明プラスチックフィルムの製造方法、および透明導電性薄膜付き透明プラスチックフィルムの作製用基材 - Google Patents

Abstract

　　【課題】　実質的に液晶表示装置の構成部材削減、重量軽減に寄与し、バックライトからのノイズを効果的に遮断しつつもバックライト光を効率よく液晶表示部に伝えることができ、生産性の良い透明導電性薄膜付き透明プラスチックフィルムの製造方法を提供する。
　　【解決手段】　実質的に透明なプラスチックフィルム１の一方の面に粘着剤層２及びセパレーター３を順次有する基材７を作製した後、前記基材７のプラスチックフィルム１の粘着剤層２を有する面とは反対側の面に、透明導電性薄膜４を積層する。好ましくは、前記プラスチックフィルム１の厚みを４〜３８μｍ、前記セパレーター３の厚みを２５〜１００μｍとする。
　【選択図】　図１

Description

　本発明は、透明導電性薄膜付き透明プラスチックフィルムの製造方法に関し、透明プラスチックフィルムの厚みが薄くても透明導電性薄膜の形成が可能な製造方法に関する。また、本発明は、前記製造方法に使用される透明導電性薄膜付き透明プラスチックフィルムの作製用基材に関する。

　従来、ワードプロセッサー等に使用されている液晶表示装置としては、例えば、図３に示すように液晶表示パネルＡの後側にバックライトＢを収納した構造のものが一般に採用されており、更に液晶表示パネルＡとバックライトＢの間に、バックライトから発生するノイズ等を遮断するために、透明基材上に酸化インジウムと酸化錫との混合物であるＩＴＯ等からなる透明導電性薄膜をスパッタリング法やイオンプレーティング法等により設けた電磁波シールド板Ｃ’を挟み込んだもの等がある。

　一方、パーソナルコンピューター、ワードプロセッサー等の小型軽量化とコストダウンの要請は、近年益々高まってきており、これらの要請に応えるためにも一部材でも部材点数を少なくし、また軽量化を図る必要がある。

　しかしながら、上記従来の電磁波シールド板Ｃ’は、スパッタリング装置等の導電性薄膜を形成するための装置の技術的な制限により、基材Ｃ₁の厚みが少なくとも５０μｍ以上は必要で、基材Ｃ₁上に透明導電性薄膜Ｃ₂が形成された電磁波シールド板Ｃ’自体の厚さは５０μｍ以上となっていた。

　また、透明導電性薄膜Ｃ₂が酸化インジウムと酸化錫との混合物であるＩＴＯ膜の場合、液晶パネルの誤動作を防止するためには少なくとも１５ｎｍのＩＴＯ膜を設ける必要があり、耐熱特性、取扱い特性等の点で基材Ｃ₁の厚さが少なくとも５０μｍ以上必要であった。

　従って、液晶表示装置の一部材として使用される従来の電磁波シールド板は全体の厚さが５０μｍ以上となり、液晶表示装置を備えた機器全体としての小型軽量化に直接寄与することができなかった。

　これらの事情から、従来の電磁波シールド板全体の厚さは少なくとも５０μｍ以上はあったため、バックライトからのノイズは遮断できてたが、相応の重量増となり、５０μｍを越える総厚みのため、少なからず透過率が低くなってしまい、効率よくバックライト光を液晶表示部に伝えることができなかった。

　更に、従来は拡散板やライティングカーテンにＩＴＯを設けるには、バッチ処理によっており、作業効率が悪く、生産性の向上が望まれていた。

　本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、実質的に液晶表示装置の構成部材削減、重量軽減に寄与し、バックライトからのノイズを効果的に遮断しつつもバックライト光を効率よく液晶表示部に伝えることができ、生産性の良い透明導電性薄膜付き透明プラスチックフィルムの製造方法、および前記製造方法に使用する透明導電性薄膜付き透明プラスチックフィルムの作製用基材を提供することを目的とする。

　本発明は、上記目的を達成するためになされたもので、実質的に透明なプラスチックフィルム上に粘着剤層を介してセパレーターを積層した基材を使用すると、上記実質的に透明なプラスチックフィルムが非常に薄い場合でも、シールド効果を得ることができる最低膜厚である１５ｎｍ以上の透明導電性薄膜を形成することができることを見い出し、本発明を完成した。

　即ち、本発明による透明導電性薄膜付き透明プラスチックフィルムは、実質的に透明なプラスチックフィルムの一方の面に粘着剤層及びセパレーターを順次有する基材を作製した後、前記基材のプラスチックフィルムの粘着剤層を有する面とは反対側の面に、透明導電性薄膜を積層することを特徴とするものである。

　好ましくは、前記プラスチックフィルムの厚みが４〜３８μｍであり、前記セパレーターの厚みが２５〜１００μｍであることを特徴とするものである。

　また、本発明の透明導電性薄膜付き透明プラスチックフィルムの作製用基材は、表面に透明導電性薄膜との接着性を向上させる処理がされてなる実質的に透明なプラスチックフィルムの、前記処理されてなる面とは反対側の面に、粘着剤層、セパレーターを順次有してなることを特徴とするものである。

　好ましくは、前記プラスチックフィルムの厚みが４〜３８μｍであり、前記セパレータの厚みが２５〜１００μｍであることを特徴とするものである。

　本発明の透明導電性薄膜付き透明プラスチックフィルムの製造方法は、特殊な基材を使用しているため、透明プラスチックフィルムが３８μｍ以下と非常に薄い場合でも、シールド効果を得ることができる最低膜厚である１５ｎｍ以上の透明導電性薄膜を形成することができる。しかも使用時には不要部分であるセパレーターを剥離し光拡散部材に貼り合わせて使用するので、実質的に液晶表示装置の構成部材削減に寄与し得る。また、粘着剤層に光拡散剤を混入することにより拡散部材をも削減することができる。

　まず、本発明の透明導電性薄膜付き透明プラスチックフィルムの作製用基材の実施の形態について、図面を用いて具体的に説明する。

　図１に示すように、本発明の透明導電性薄膜付き透明プラスチックフィルムの作製用基材７は、実質的に透明なプラスチックフィルム１（以下、「透明プラスチックフィルム」という場合もある。）の一方の面に、粘着剤層２及びセパレーター３を順次積層したものであり、このような多層構造の基材７を使用することにより、最終的に残る透明プラスチックフィルム１の厚みを薄くすることができる。

　透明プラスチックフィルム１としては、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエーテルサルホン、ポリアクリレート、ポリプロピレン、トリアセテート、ポリイミド、ノルボルネン樹脂等の合成樹脂からなる単層プラスチックフィルム、上記各プラスチックフィルムと同一又は別の２枚以上のフィルムをラミネート加工によって複合した多層プラスチックフィルムが使用できる。このような透明プラスチックフィルム１には、粘着剤層２や後述する透明導電性薄膜４との接着性を向上させるために表面処理或いは下引き処理を行うことが好ましい。

　透明プラスチックフィルム１の厚さは、良好な透明性、コストダウン、易入手性の点で５０μｍ以下、４〜３８μｍのものが好適で、更に薄さの点で１０μｍ以下のものが好ましい。本発明において「実質的に透明」とは、少なくともバックライトから出射した光を透過できる程度の透明性があればよく、このような透明性を有していれば着色されていてもよく、また、表面が粗面化されていてもよい。

　粘着剤層２としては、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、シリコン系樹脂、ゴム系樹脂等の粘着剤が使用され、厚さは１〜１０μｍの範囲、好ましくは２〜５μｍの範囲が採用される。

　また、粘着剤層２に、炭酸カルシウム、硫酸バリウム等の無機粒子、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、シリコーン樹脂等の有機粒子等を光拡散剤として添加してもよい。

　光拡散剤の添加量は、必要とされる光拡散性、粒子の種類及び粒子の粒径により異なるが、通常、粘着剤に対して５〜３００％、好ましくは１０〜１００％である。５％以上としたのは、適度な光拡散性を得るためであり、３００％以下としたのは、粘着力を低下させないためである。これにより、粘着剤層２自体に光拡散機能が付加される。

　セパレーター３としては、離型性のあるフィルム、紙等が使用され、機械適性の点で、厚さは２５〜１００μｍの範囲が好ましく、更には２５〜５０μｍの範囲がより好ましい。

　次に、本発明の透明導電性薄膜付き透明プラスチックフィルムの製造方法について説明する。本発明の透明導電性薄膜付き透明プラスチックフィルムの製造方法は、実質的に透明なプラスチックフィルム１の一方の面に粘着剤層２及びセパレーター３を順次有する基材７を作製した後、前記基材７のプラスチックフィルム１の粘着剤層２を有する面とは反対側の面に、透明導電性薄膜４を積層することを特徴とするものである。

　基材７上の粘着剤層２とは反対の面に積層される透明導電性薄膜４は、種々の金属、例えば、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｃｄ、Ｓｂ、Ｚｎの１種以上の金属酸化物の薄膜を用いることができる。特に、光線透過率、表面電気特性及びその経時変化の少ないものとして、ＩＴＯ（酸化インジウム−酸化錫）からなるものが好ましい。

　ＩＴＯ膜は、酸化インジウムと酸化錫との重量比が１００：０〜５０：５０、好ましくは１００：０〜８０：２０のものが、蒸着の容易さ、材料の入手の容易さ、及び電磁波シールド特性の面で好ましい。このようなＩＴＯ膜は、酸化物材料の粉末混合体或いは粉末焼結体を材料として蒸着してもよく、また金属材料を原料としても良い。膜厚は１５〜５００ｎｍが採用され、更に、１５〜１００ｎｍのものが本発明の目的である電磁波シールド用として最適であり、表面電気抵抗は１０〜２０００Ω／□の範囲が、更には４０〜５００Ω／□の範囲が電磁波シールドの目的から好ましい。

　透明導電性薄膜４の形成方法としては、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可能であるが、特にイオンプレーティング法は低温で成膜可能なため基材の熱変形、寸法変化を少なくできることから、耐熱性に劣る基材や厚さの薄い基材を用いることができ好ましい。

　一般に、ＩＴＯ等の透明導電性薄膜４に使用される金属酸化物は屈折率が１．９〜２．０と高屈折率であるため、必然的に反射率も高くなり、上記透明導電性薄膜４を設けたシートは透明性が減少する。透明性を減少させないためには反射率を減少させる必要があり、屈折率が０．９〜１．５程度の低屈折率の樹脂を、高屈折率の透明導電性薄膜４の表面に塗布することで透明性を向上させることができる。

　透明導電性薄膜４上には透明化樹脂層５を形成してもよい。透明化樹脂層５は、透明導電性薄膜４を保護すると共に、電磁波シールド特性を阻害することなく、透明性を向上させる性質を持ち、透明導電性薄膜４を構成する金属酸化物の屈折率より低い屈折率の樹脂が用いられる。例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリイミド系樹脂、メラミン系樹脂、尿素系樹脂、フェノール系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂等の１又は２以上或いはこれらの共重合体等が使用され、５０〜１７０ｎｍの膜厚に成膜される。

　上述のように、透明化樹脂層５は、有機物樹脂が薄く成膜されているので軟らかく、その表面に導電性金属箔テープを貼付すると、容易に透明導電性薄膜４との導通がとれ、透明導電性薄膜４からアースすることにより優れた電磁波シールド機能を持たせることができる。一方、高屈折率のＩＴＯ膜表面に、透明で低屈折率の無機化合物（二酸化珪素、沸化カルシウム、沸化マグネシウム等）の薄膜を形成して反射率を減少させる従来法では、無機化合物薄膜が絶縁性で、硬いため、アースが困難であって十分な電磁波シールド特性は得られなかった。

　なお、透明導電性薄膜付き透明プラスチックフィルムの透明性を減少させないためには、低屈折率の樹脂と金属酸化物の屈折率の差は、少なくとも０．２以上は必要である。また、これらの樹脂に触媒を添加して重合又は架橋させれば、耐薬品性、耐溶剤性が向上するので好ましい。

　更に、透明化樹脂層５には上記性能に支障を来さない限り、必要に応じて公知の染料、顔料、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤等を添加してもよい。透明な無機或いは有機の粉末を添加すれば、透過する光線を散乱透過させることもできる。

　透明化樹脂層５を透明導電性薄膜４上に塗布する方法としては、熔融押出しコート法、エマルジョン分散体コート法、溶剤溶解体コート法がある。また、エマルジョン分散体コート法と溶剤溶解体コート法にはそれぞれ、リップダイコート法とロールコート法があり、更に凸版印刷法、平版印刷法、オフセット印刷法、スプレー印刷法、シルクスクリーン印刷法も使用可能である。いずれにしても使用する透明化樹脂原材料の持っている性質に合わせた塗布方法を採択することが必要である。

　また、上述した製造方法によって得られた透明導電性薄膜付き透明プラスチックフィルムを用いて光拡散材を製造することも可能である。具体的には、透明導電性薄膜付き透明プラスチックフィルムの基材７のセパレーター３を剥離しながら、露出した粘着剤層２を、ラミネーターを用いて、光拡散部材６上に貼り合わせて光拡散材Ｃを製造する（図２）。このように非常に薄い電磁波シールド材料を貼り合わせた光拡散材Ｃは、実質光拡散部材６のみの厚さのスペースしか必要としないため、バックライトに必要な構成部材の重量及び厚さを削減することになる。

　本発明を実施例により、更に詳しく説明する。

［実施例１］
　厚さ１２μｍのポリエステルフィルム（ルミラー：東レ社製）上に、アクリル系粘着剤（アロンタックＳＣＬ−２００：東亜合成化学社製）１０重量部、トルエン１０重量部、酢酸エチル１０重量部からなる粘着剤層用塗布液をバーコーティング法により塗布、乾燥して膜厚２μｍの粘着剤層を得た。

　次に、上記粘着剤層上に厚さ３８μｍのセパレーター（セラピール：東洋メタライジング社製）を貼り合わせ、本発明の透明導電性薄膜付き透明プラスチックフィルムの作製用基材を得た。

　次に、上記基材のプラスチックフィルムの粘着剤層とは反対の面に、イオンプレーティング法にて厚さ３０ｎｍのＩＴＯ膜を形成し、透明導電性薄膜付き透明プラスチックフィルムを得た。

　その結果、基材の熱変形、シワの発生もなく、正常にＩＴＯ膜を形成することができた。また、この時の透明導電性薄膜の表面電気抵抗値は３５０Ω／□で、全体の透過率は全光線透過率で８５％であった。

　更に、塩ビ−酢ビ共重合体樹脂（ＭＰＲ−ＴＭ：日信化学製）をアセトンに混合して固形分濃度４重量％の透明化樹脂層用塗布液を調整し、グラビアロールコーティング法によりＩＴＯ膜上に塗布、乾燥して膜厚１００ｎｍの透明化樹脂層を形成した。この時の全体の透過率は全光線透過率で９４％であった。

　次に、この透明導電性薄膜付き透明プラスチックフィルムのセパレーターを剥離し、露出した粘着剤層を厚さ１００μｍの光拡散部材である光拡散フィルム（ライトアップＳＨ：きもと社製）にラミネーターを用いて貼り合わせて、透明導電性薄膜付き透明プラスチックフィルムを有する光拡散材を得た。

［比較例１］
　実施例１と同様にして、厚さ３８μｍのポリエステルフィルム（ルミラー：東レ社製）の単体表面に、実施例１と同一条件で、イオンプレーティング法で厚さ３０ｎｍのＩＴＯ膜を形成したところ、フィルムにシワが発生し、ＩＴＯ膜を設けられなかった。

［実施例２］
　厚さ１２μｍのポリエステルフィルム（ルミラー：東レ社製）上に、アクリル系粘着剤（リキダインＡＲ−２１２０ 固形分４０％：リキダイン社製）１０重量部、炭酸カルシウム（サンライトＳＬ−７００：竹原化学工業社製）４重量部、トルオール１０重量部、酢酸エチル１０重量部からなる粘着剤層用塗布液をバーコーティング法により塗布、乾燥して膜厚５μｍの粘着剤層を得た。

　次に、上記粘着剤層上に厚さ３８μｍのセパレーター（セラピール：東洋メタライジング社製）を貼り合わせ、本発明の透明導電性薄膜付き透明プラスチックフィルムの作製用基材を得た。

　次に、上記基材のプラスチックフィルムの粘着剤層とは反対の面に、イオンプレーティング法にて厚さ３０ｎｍのＩＴＯ膜を形成し、透明導電性薄膜付き透明プラスチックフィルムを得た。この時の透明導電性薄膜の表面電気抵抗値は３３０Ω／□で、全体の透過率は全光線透過率で８０％であった。

　更に、塩ビ−酢ビ共重合体樹脂（ＭＰＲ−ＴＭ：日信化学製）をアセトンに混合して固形分濃度４重量％の透明化樹脂層用塗布液を、グラビアロールコーティング法によりＩＴＯ膜上に塗布、乾燥して膜厚１００ｎｍの透明化樹脂層を形成した。この時の全体の透過率は全光線透過率で９２％であった。

　次に、この透明導電性薄膜付き透明プラスチックフィルムのセパレーターを剥離し、露出した粘着剤層を厚さ１００μｍのアクリルシートにラミネーターを用いて貼り合わせて、光拡散機能と電磁波シールド特性を合わせ持つ光拡散材を得た。

本発明の製造方法により製造された透明導電性薄膜付き透明プラスチックフィルムの部分拡大断面図。 本発明の製造方法により製造された透明導電性薄膜付き透明プラスチックフィルムを採用した液晶表示装置の断面図。 従来の液晶表示装置の断面図。

符号の説明

１…透明プラスチックフィルム
２…粘着剤層
３…セパレーター
４…透明導電性薄膜
５…透明化樹脂層
６…光拡散部材
７…透明導電性薄膜付き透明プラスチックフィルムの作製用基材
Ａ…液晶表示パネル
Ｂ…バックライト
Ｃ…光拡散材
Ｃ₁…基材
Ｃ₂…透明導電性薄膜
Ｃ’…電磁波シールド板

Claims (4)

1. 　実質的に透明なプラスチックフィルムの一方の面に粘着剤層及びセパレーターを順次有する基材を作製した後、前記基材のプラスチックフィルムの粘着剤層を有する面とは反対側の面に、透明導電性薄膜を積層することを特徴とする透明導電性薄膜付き透明プラスチックフィルムの製造方法。
2. 　請求項１記載の透明導電性薄膜付き透明プラスチックフィルムの製造方法であって、前記プラスチックフィルムの厚みが４〜３８μｍであり、前記セパレーターの厚みが２５〜１００μｍであることを特徴とする透明導電性薄膜付き透明プラスチックフィルムの製造方法。
3. 　表面に透明導電性薄膜との接着性を向上させる処理がされてなる実質的に透明なプラスチックフィルムの、前記処理されてなる面とは反対側の面に、粘着剤層、セパレーターを順次有してなることを特徴とする透明導電性薄膜付き透明プラスチックフィルムの作製用基材。
4. 　請求項３記載の透明導電性薄膜付き透明プラスチックフィルムの作製用基材であって、前記プラスチックフィルムの厚みが４〜３８μｍであり、前記セパレーターの厚みが２５〜１００μｍであることを特徴とする透明導電性薄膜付き透明プラスチックフィルムの作製用基材。

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