JP4043172B2 - 光学部材の表面を保護する保護フィルム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、表面保護フィルム、特に偏光板や波長板などの光学部材の表面を保護する保護フィルムに属する。
【０００２】
【従来の技術】
表面保護フィルムは、一般的に被保護体に対して傷、汚染等を防止するために、表面保護フィルム側に形成された粘着剤を介して被保護体に貼り合わせられる。例えば、液晶ディスプレイのパネルは液晶セルに粘着剤を介して偏光板や波長板などの光学部材を貼り合わされることにより形成されている。液晶セルに貼り合わせるこれらの光学部材は傷や汚れなどから保護するため表面保護フィルムが粘着剤を介して貼り合わされている。そして、この光学部材を液晶セルに貼り合わせるなどして表面保護が不要となった段階で表面保護フィルムは剥離して除去される。
【０００３】
このような表面保護フィルムに一般的に必要な特性としては、（１）温度・湿度などの環境変化や軽い衝撃を受けても被保護体から容易に剥離しないこと、（２）剥離した際に被保護面に表面保護フィルムの粘着剤が残らないこと、（３）機械もしくは手で容易に剥離できること、などが挙げられる。
【０００４】
更に液晶ディスプレイの構成要素となる光学部材の表面を保護するフィルムの場合は、帯電防止性を有することが必要とされる。これは次の理由による。表面保護フィルムで保護された光学部材を液晶パネルに貼り合わせた後、表面保護フィルムを光学部材から剥離する際に静電気が発生する。この静電気を除くことなく液晶に電圧を印加すると、液晶分子の配向が損失したり、パネルの欠損が生じたりする。そこで、このような不具合を防止するために、表面保護フィルムに帯電防止性を示す層（以下、「帯電防止層」ともいう。）を設けるなどして帯電防止性を持たせるのである。この帯電防止層は、粘着剤が表面保護フィルムの一方の面に形成されることから、他方の面、即ち液晶パネルへの光学部材の貼り付け後に最も外側に位置する面に形成されることが多い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、帯電防止層は一般的に耐水性が低いため、湿度の影響により帯電防止性が劣化したり、帯電防止層自体が表面保護フィルムから脱落して帯電防止性を発揮しなくなることがあった。例えば製品によっては、パネルの帯電量を少なくするために光学部材貼り付け後のパネルを加湿したり、水洗したりする工程があり、それらの工程で帯電防止層が部分的に脱落し、その部分の帯電防止効果が消失してしまうことがあった。
それ故、この発明の課題は、高湿下や水洗時でも帯電防止性能を保持できる表面保護フィルムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
その課題を達成するために、この発明の表面保護フィルムは、
光学部材の表面に貼り合わされてその表面を保護する、帯電防止性を示す層を有する保護フィルムにおいて、
帯電防止性を示す層の上に耐水性の層が設けられ、４〜６０℃の水に浸けた状態でその耐水性の層の表面をスチールウール＃００００で３．９２Ｎの荷重を加えながら速度１００ｍｍ／ｓｅｃ．で５往復擦った際、前記帯電防止性を示す層が表面保護フィルムから脱落しないことを特徴とする。
【０００７】
このように耐水性の層を帯電防止層の上に設けたので、帯電防止層が耐水性の低い材料からなっていても水分の帯電防止層への浸入が防止される。そのため、高湿下や水洗時でも帯電防止層が脱落することなく表面保護フィルムの帯電防止性が維持される。
帯電防止性を示す前記層、即ち帯電防止層が４級アンモニウム塩などの界面活性剤を主成分とする材料からなるとき、特に本発明の作用が顕著である。４級アンモニウム塩などの界面活性剤は帯電防止性に優れるが吸水性が高いからである。
【０００８】
前記耐水性の層は、ポリビニルブチラールとオクタデシルイソシアネートとを反応させた長鎖アルキルポリマーからなる。このポリマーは、耐水性が良好であるばかりでなく、しばしば帯電防止層の主成分を構成する界面活性剤との密着性が良いからである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１に断面図として示すように、本発明の実施形態の表面保護フィルム１は、保護基材１１と、その保護基材１１の一方の面に粘着剤を形成して設けられた粘着層１２と、他方の面に形成された帯電防止層１３と、その上に形成された耐水性の層１４とからなる。そして、表面保護フィルム１は、その粘着層１２を介して光学部材２に貼り合わされ、不要時には粘着層１２と共に保護基材１１を光学部材２より剥離できるようにされている。
光学部材２の反対側の面には液晶セルに貼り合わせるために別の粘着剤からなる粘着層２１が形成されており、この粘着層２１が液晶セルに装着するまでに予定外の箇所に接着することのないように離型フィルム（図示省略）で覆われている。
【００１０】
保護基材１１としては、従来と同様に薄いシート乃至フィルム材料を用いることができ、特に限定されない。一般には透視による光学部材の検査性や管理性などの点より例えば、ポリエステル系樹脂、セルロース系樹脂、アセテート系樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂やポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂のように透明なポリマーからなるフィルムやゴムシート、それらのラミネート体などが挙げられる。保護基材の厚さも限定されないが、強度等の観点から、一般には５００μm以下、就中５〜３００μm、特に１０〜２００μmとされる。
粘着層１２、２１には、透視性、耐候性、耐熱性などの観点より一般的にアクリル系ポリマーをベースとするアクリル系粘着剤が用いられる。
【００１１】
上記のアクリル系ポリマーは、例えば成分モノマーの混合物に溶液重合、乳化重合、塊状重合、懸濁重合等の適宜な重合方式を適用して調整することができる。本発明において好ましく用いうるアクリル系ポリマーは、耐熱性や粘着特性等の点より重量平均分子量が１０万以上、就中２０万以上、特に３０万〜２００万のものである。
【００１２】
表面保護フィルムは、保護基材に粘着層を形成することにより製造することができる。例えばトルエンや酢酸エチル等の溶剤に主成分となるベースポリマー等を溶解又は分散させて１０〜４０重量％程度のアクリル系粘着剤液を調製し、それを流延や塗工等の適宜な展開手段で保護基材上に直接形成する方式、あるいは一旦離型フィルム上に粘着層を形成してそれを保護基材上に転写する方式などがあげられる。なお粘着層を設ける保護基材面には、粘着層との密着力の向上等を目的にコロナ処理等の適宜な表面処理を施すことができる。
【００１３】
粘着層には必要に応じて、前記特性や接着力等を制御するために例えば天然物や合成物の樹脂類、酸化防止剤などの添加剤を配合してもよい。また粘着層は、異なる組成又は種類等のものを重畳して保護基材に設けてもよい。粘着層の厚さは、粘着力や光学部材の表面粗さなどに応じて決定でき、一般には１〜５００μm、就中５〜２００μm、特に１０〜１００μmとされる。
【００１４】
本発明において粘着層として好ましいのは、光学部材に対する粘着力を、常温での２０m／分の剥離速度による１８０度ピールに基づいて４００gf／５０mm以下、就中５０〜３５０gf／５０mm、特に１０〜３００gf／５０mmに調節した層である。
【００１５】
表面保護フィルムによる保護対象となる光学部材としては、例えば偏光板、波長板、それらを積層した楕円偏光板、反射型偏光板、半透過型偏光板、反射型楕円偏光板、半透過型楕円偏光板等の液晶パネルの形成などに用いられるものが挙げられ、その種類について特に限定されない。
従って、波長板としても１／２波長や１／４波長等の位相差や視角補償などの適宜な目的を有するものが挙げられる。なお光学部材が楕円偏光板のような積層体の場合、その積層を粘着層を介して行ってもよい。
【００１６】
前記偏光板の具体例としては、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルムの如き親水性高分子フィルムにヨウ素及び／又は二色性染料を吸着させて延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物のようなポリエン配向フィルムなどがあげられる。また偏光板は、偏光フィルムの片面又は両面に透明保護層を有するものでもよい。
【００１７】
一方、反射型偏光板は、偏光板に反射層を設けたもので、視認側（表示側）からの入射光を反射させて表示する反射型液晶パネルなどを形成するためのものであり、バックライト等の光源を内蔵する必要が無いので液晶パネルを薄型化しやすいなどの利点を有する。反射型偏光板は、例えば透明保護層等を介して偏光板の片面に金属等からなる反射層を設けることによって形成することができる。
【００１８】
この反射型偏光板の具体例としては、例えばマット処理した透明保護層の片面に、アルミニウム等の反射性金属からなる箔や蒸着膜を反射層としたものがあげられる。また前記の透明保護層に微粒子を含有させて表面を微細な凹凸構造とし、その上に微細凹凸構造の反射層を有するものなどもあげられる。なお反射層は、その反射面が透明保護層や偏光板等で被覆された状態で使用されることが、酸化による反射率の低下防止、ひいては初期反射率の長期持続の点や、保護層を別に設ける必要がないなどの点で好ましい。
【００１９】
前記した微細凹凸構造の反射層は、入射光を乱反射により拡散させて無指向性や防眩性を付与し、明暗のムラを抑制しうる利点を有する。また微粒子含有の透明保護層は、入射光及びその反射光がそれを透過する際に拡散されて明暗ムラをより抑制しうる。
透明保護層の表面微細凹凸構造を反映させた微細凹凸構造の反射層は、例えば真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング等の蒸着方式やメッキ方式などの手段で金属を透明保護層の表面に直接設けることにより得られる。
【００２０】
上記した偏光板における透明保護層の材質としては、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性等に優れるポリマーが好ましい。その例としては、セルロース系樹脂、ポリエステル系樹脂、アセテート系樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、あるいはアクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型もしくは紫外線硬化型の樹脂があげられる。
【００２１】
透明保護層は、ポリマーを塗布したり、フィルムを積層したりするなどの適宜な方式で形成することができる。その厚さは、一般には５００μm以下、就中１〜３００μm、特に５〜２００μmとされる。なお表面微細凹凸構造の透明保護層に含有させる微粒子としては、例えば平均粒径が０．５〜５０μmのシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン等からなる無機系微粒子、又は架橋又は未架橋のポリマー等からなる有機系微粒子が用いられる。この表面微細凹凸構造は、アンチグレア層としても機能しうる。
【００２２】
一方、上記した波長板の具体例としては、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリプロピレンその他のポリオレフィン、ポリアレート、ポリアミドなどのポリマーからなるフィルムを延伸してなる複屈折性フィルム、液晶ポリマーの配向フィルム、液晶ポリマーの配向層をフィルムにて支持したものなどがあげあれる。
波長板は、液晶層の複屈折による着色の補償や視野角拡大等の視角の補償などの使用目的に応じた位相差を有するものがよく、また厚さ方向の屈折率を制御した傾斜配向フィルムであってもよい。また２種以上の波長板を積層して位相差等の光学特性を制御したものなどであってもよい。
【００２３】
前記の傾斜配向フィルムは、例えばポリマーフィルムに熱収縮性フィルムを接着して加熱によるその収縮力の作用下にポリマーフィルムを延伸又は／及び収縮する方式や、液晶ポリマーを斜め配向させる方式などにより得ることができる。光学部材は、上記した楕円偏光板や反射型偏光板や波長板などの積層体の如く、２層又は３層以上の層を積層したものからなっていてもよい。従って反射型偏光板や半透過型偏光板と波長板を組合せた反射型楕円偏光板や半透過型楕円偏光板などであってもよい。
【００２４】
２層又は３層以上の層を積層する場合、液晶パネル等の製造過程で順次別個に積層してもよいが、予め積層して光学素材としたものは、品質の安定性や組立作業性等に優れているので液晶パネルなどの製造効率を向上させうる。
前記の粘着層２１は、通常の粘着剤にて形成することができる。就中、吸湿による発泡現象や剥がれ現象、並びに熱膨張差等による光学特性の低下や液晶セルの反りを防止し、高品質で耐久性に優れる液晶パネルを得るために、吸湿率が低くて耐熱性に優れる粘着層が好ましい。
【００２５】
光学部材に設けた粘着層が表面に露出する場合には、その粘着層を使用するまでの間、汚染防止等を目的に前述の如く離型フィルムにて仮着カバーすることが好ましい。離型フィルムは、上記の保護基材等と同様のシート材料もしくはフィルム材料に、シリコーン系、長鎖アルキル系、フッ素系、硫化モリブデン等の適宜な剥離剤による剥離層を設けることにより形成することができる。
なお上記の光学部材や粘着層などにおける各層には、例えばサリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノール系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等の紫外線吸収剤で処理することにより紫外線吸収能をもたせることもできる。
【００２６】
帯電防止層１３は、界面活性剤、導電性カーボン、金属粉末などの帯電防止剤をプラスチックに配合して保護基材１１上に成形する方法、保護基材１１に界面活性剤や導電性樹脂を塗布する方法、保護基材１１に金属、導電性金属酸化物などの導電性物質を塗布、蒸着あるいはメッキする方法などにより形成することができる。帯電防止層１３は、その表面抵抗が低いものほど好ましく、通常１０¹⁴Ω／□以下で、特に１０¹⁰□以下のものが好ましい。
【００２７】
前記界面活性剤としては、カルボン酸系化合物、スルホン酸系化合物及びホスフェート系塩のようなアニオン系ないし両性系の化合物、アミン系化合物や第四級アンモニウム塩のようなカチオン系の化合物、脂肪酸多価アルコールエステル系化合物やポリオキシエチレン付加物のような非イオン系化合物、ポリアクリル酸誘導体のような高分子系化合物が挙げられる。
又、導電性樹脂としては、錫アンチモン系フィラー、酸化インジウム系フィラーのような導電性フィラーを樹脂中に分散させたものが挙げられる。
【００２８】
塗布、蒸着もしくはメッキする導電性物質としては、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化チタン、金属インジウム、金属錫、金、銀、白金、パラジウム、銅、アルミニウム、ニッケル、クロム、チタン、鉄、コバルト、ヨウ化銅、及びそれらの合金又は混合物などが挙げられる。そして、前記蒸着もしくはメッキの種類としては、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、化学蒸着、スプレー熱分解、化学メッキ、電気メッキなどがある。
【００３０】
【実施例】
−実施例−
アクリル酸イソノニル１００部（重量部、以下同じ）及びアクリル酸ヒドロキシエチル１部をベンゾイルパーオキサイド０．３部を開始剤としてトルエン中、約６０℃で８時間重合反応させることによって、ポリマーの溶液を得た。このアクリル系ポリマー溶液にその固形分１００部あたりイソシアネート系架橋剤（日本ポリウレタン工業株式会社社製コロネートＬ）３部を加えて粘着剤シロップとした。
【００３１】
別途、片側の面に４級アンモニウム塩を主成分とする帯電防止層を有する厚さ３８μｍのポリエステルフィルム（三菱ガス化学株式会社製Ｔ−１００Ｇフィルム）からなる保護基材を準備し、その帯電防止層の表面上にポリビニルブチラールとオクタデシルイソシアネートとを反応させた長鎖アルキルポリマーの５％トルエン溶液を乾燥後の厚みが０．５μｍとなるように塗布した。
その後、保護基材の長鎖アルキルポリマー層とは反対の面に上記粘着剤シロップを乾燥後の厚みが３５μｍとなるように塗布して乾燥させ、表面保護フィルムを製造した。
【００３３】
−比較例−
長鎖アルキルポリマー層を帯電防止層の表面上に形成しなかったこと以外は、実施例と同様にして表面保護フィルムを製造した。
【００３４】
［表面保護フィルムの耐水性評価］
各々作製した表面保護フィルムを偏光板に貼り合わせた。その後、５０℃の温水に浸し、その状態で保護フィルムの表面を、スチールウール＃００００を用いて荷重３．９２Ｎ、速度１００ｍ／ｓｅｃ．で５往復擦った。そして擦った部分の表面抵抗率を２３℃／５８％ＲＨの雰囲気下で測定した。測定結果を表１に示す。表面抵抗率が低いほど帯電防止性能が製造時の程度近くに維持されていることになる。
【００３５】
【表１】

【００３６】
表１に見られるように、帯電防止層の上に耐水性の層を形成した実施例の表面保護フィルムは、耐水性の層を形成しなかった比較例に比べて、帯電防止性能が高く維持されていた。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、表面保護フィルムの帯電防止性能が高湿下又は水洗後でも高く維持されるので、剥離後に被保護体に静電気が発生しにくい。従って、被保護体の表面を使用直前まで良好に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態の表面保護フィルムを光学部材に貼り合わせた状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 表面保護フィルム
１１ 保護基材
１２ 粘着層
１３ 帯電防止層
１４ 耐水性の層
２ 光学部材
２１ 粘着層

Claims (5)

1. 光学部材の表面に貼り合わされてその表面を保護する、帯電防止性を示す層を有する保護フィルムにおいて、
   帯電防止性を示す層の上に、ポリビニルブチラールとオクタデシルイソシアネートとを反応させた長鎖アルキルポリマーからなる耐水性の層が設けられ、４〜６０℃の水に浸けた状態でその耐水性の層の表面をスチールウール＃００００で３．９２Ｎの荷重を加えながら速度１００ｍｍ／ｓｅｃ．で５往復擦った際、前記帯電防止性を示す層が表面保護フィルムから脱落しないことを特徴とする表面保護フィルム。
2. 帯電防止性を示す前記層が４級アンモニウム塩などの界面活性剤を主成分とする材料からなる請求項１に記載の表面保護フィルム。
3. 前記光学部材が、反射型偏光板、半透過型偏光板、偏光分離偏光板などの各種偏光板、防眩シート、輝度向上フィルム、波長板及びそれらの積層体のいずれかである請求項１又は２に記載の表面保護フィルム。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の表面保護フィルムと前記光学部材との積層体。
5. 請求項４に記載の積層体を液晶セルの片面に配置したことを特徴とする液晶ディスプレイ。

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