JP3138098B2

JP3138098B2 - 液晶基板の帯電防止方法

Info

Publication number: JP3138098B2
Application number: JP05004442A
Authority: JP
Inventors: 寿茂上原; 共久太田; 豊山口; 久雄川口
Original assignee: 日立化成工業株式会社; シャープ株式会社
Priority date: 1993-01-14
Filing date: 1993-01-14
Publication date: 2001-02-26
Anticipated expiration: 2016-02-26
Also published as: JPH06212101A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶基板、特に内部にア
クティブ素子を有するＴＦＴ型液晶基板などの帯電防止
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶基板に搭載されるアクティブ素子は
静電気破壊を起こしやすい。特に輸送時の静電気発生
は、アース回路部の面取り工程が終了しているためアー
スされておらず、アクティブ素子にとっては致命的であ
る。かかる基板の帯電防止方法として一般的には、自己
放電式または交流電源式による除電器が、また両面を除
電するためには、除電気で生成するイオンを風で送るブ
ロアー式除電器などを用いるのが有効である。しかし例
えば、自己放電式除電器の場合、帯電体が作り出す電荷
によって放電を起こし、電荷を中和する原理であるか
ら、帯電体の帯電レベルが低すぎると効果を発揮しな
い。また交流式は交流コロナ放電を利用するため、能力
は比較的高く、正負どちらの帯電極性にも対応できる
が、放電特性は、正負で同じではないから、半周期ごと
に生成される正負イオンの数が等しくなく、帯電してい
ないフィルムに作用させると、レベルは低いがどちらか
の極性に帯電してしまう。またブロアー式除電器の場
合、送風途中でイオンが減少するため除電能力に問題が
ある。その他にも環境湿度を高めることによって静電気
を空気中に放電する方法、静電気が発生する表面を薬品
処理によってイオン化または酸化する方法、帯電防止剤
の添加により導電化を図る方法などがあるが、コスト面
での優位性と効果の確実性から、帯電防止剤の添加が最
も一般的であった。このような帯電防止剤を使った導電
化の材料として、（１）金属、（２）金属酸化物、
（３）カーボン、（４）界面活性剤などが知られてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、金属やカー
ボンを使う場合は、帯電防止というより、電磁波シール
ドを目的とする場合が多い。また界面活性剤を添加する
方法では、帯電防止剤としての役割を果たすために、概
して多量に添加され、ベース樹脂の基本特性（機械的、
透明性）を損なう場合がある。かりに基本特性を損なわ
ないような構造物とした場合でも、帯電防止の役目を達
成した後に、架橋部分の帯電防止成分の除去が困難であ
った。

【０００４】本発明はかかる点に鑑みなされたものであ
って、帯電防止機能を有する樹脂組成物で、放射線照射
後は輸送中などに発生する静電気をアースさせることに
よって基板を一時保護し、アース回路部の端面切断や輸
送などの工程終了後は速やかに水、温水、酸性水溶液、
またはアルカリ性水溶液で剥離する液晶基板の一時的帯
電防止方法を提供せんとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る液晶基板の
帯電防止方法は、回路形成およびアース部の面取り工程
が終了した液晶基板の表面に、（ａ）分子内に不飽和２重結合を有し、重量平均分子量
が１００〜５０，０００の範囲で、アルキレン付加モル
数が５以上のポリオキシアルキレングリコール酸のグリ
シジル（メタ）アクリレート１００重量部及び（ｂ）分子内に不飽和２重結合を１分子あたり２個以上
有する多官能オキシアルキレン（メタ）アクリレートモ
ノマー１〜３００重量部を必須成分とする樹脂組成物の
硬化被膜を形成し、帯電防止の目的を達成した後は水、
温水、酸性水溶液、またはアルカリ性水溶液にて皮膜を
剥離することを特徴とする。

【０００６】本発明におけるポリオキシアルキレングリ
コール酸のグリシジル（メタ）アクリレートは、分子量
が１００より小さいと、１分子当たりのオキシエチレン
基の濃度が低下するため、親水性が低下し、水などによ
る短時間剥離が困難になる。また、５０，０００より分
子量が大きいと、オキシアルキレンの繰り返し構造によ
る結晶性が発現し均一な塗工が困難になるため、重量平
均分子量としてはこの範囲のものが選択され、２００〜
５，０００の範囲にあるものがさらに好ましい。

【０００７】次に分子内に不飽和２重結合を１分子あた
り２個以上有する多官能オキシアルキレン（メタ）アク
リレートモノマーとしては１、６ーヘキサンジオールジ
アクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレー
ト、アリルアルコールジアクリレート、レゾルシノール
ジアクリレート、アジピン酸ジアクリレート、フタル酸
ジアクリレート、付加モル数が５以下のポリエチレング
リコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリ
アクリレート、グリセリントリアクリレート、ペンタエ
リスリトールテトラアクリレート、ソルビトールテトラ
アクリレート等の（メタ）アクリル酸付加物が挙げられ
る。分子内に導入する不飽和２重結合を有する基はオリ
ゴマーの場合と同様、ビニル基、ビニルオキシ基、アク
リロイル基、メタクリロイル基が有効でその内でも特に
アクリロイル基とメタクリロイル基の反応性が速く、良
好な結果が得られる。分子内にシリル基と不飽和２重結
合を１個以上合わせ持つ単官能または多官能シリコーン
（メタ）アクリレートとしては、ジメチロールシラン、
トリメチロールシラン及びテトラメチロールシランの２
ーヒドロキシエチル（メタ）アクリレート付加物などを
使うことができる。この場合もオリゴマーやモノマーの
場合と同様に、分子内に導入する不飽和２重結合を有す
る基として、ビニル基、ビニルオキシ基、アクリロイル
基、メタクリロイル基が有効で、アクリロイル基とメタ
クリロイル基は特に良好な結果が得られる。不飽和２重
結合は、硬化性を上げ、架橋度を高めるため１分子あた
あり２個以上必要である。

【０００８】上記した多官能オキシアルキレン（メタ）
アクリレートモノマーは必須成分として使用されるが、
単官能または多官能シリコーン（メタ）アクリレートは
必要に応じて使用される。なお、樹脂は比較的低分子量
のオリゴマーを主成分とする無溶剤樹脂であるが、塗工
作業性の点から、少量の溶剤を使用してもかまわない。

【０００９】前記のオリゴマー、すなわち、ポリオキシ
アルキレングリコール酸のグリシジル（メタ）アクリレ
ー１００重量部に対して、単官能又は多官能モノマーの
配合量は、それぞれ５〜３００重量部が好ましい。本発
明の樹脂組成物を紫外線によって硬化させる場合、光開
始剤又は増感剤の少なくとも一方が必須であるが、その
ほかに希釈剤、増粘剤、可塑剤、酸化防止剤、充填材、
着色剤、導電性付与材、膨潤剤などの添加剤を配合して
もよい。樹脂組成物の塗布厚さは、０．１μｍ〜１ｍｍ
の範囲で、好ましくは１μｍ〜１００μｍの範囲で選択
される。

【００１０】本発明でいう放射線の線量は吸収線量で
０.１〜３０Ｍｒａｄ、より好ましくは１〜１０Ｍｒａ
ｄ、紫外線の場合０.０１〜３０Ｊ／ｃｍ２の範囲で使
用されるが、０.０５〜３Ｊ／ｃｍ２がより好ましい。
照射の際注意を要するのは活性ラジカルの酸素による失
活である。これらの影響を最小限に防ぐためには、窒素
などの不活性ガスを用いて適当な酸素濃度にしたり、プ
ラスチックフィルムを樹脂上にラミネートして、酸素を
遮蔽する必要がある。この際の必須成分としてベンゾフ
ェノンやミヒラーケトンのごとき光開始剤、増感剤また
はそれらの誘導体をオリゴマー１００部に対して０.１
〜３０部、好ましくは０.５〜１０部添加することによ
って、効率よく開始反応を行なわせることができる。

【００１１】本発明で使用する放射線照射した保護樹脂
の剥離液としては水温が０℃以上１００℃以下の水、温
水（熱水）が使えるが、使いやすさ、安全性の点から、
水温は２０℃〜６０℃が望ましい。また水以外の剥離液
としては、酸・アルカリの水溶液を使うことができる。
それらの濃度は、０.１％〜９０％で可能であるが、１
０％以下の水溶液が安全作業性の点からより好ましい。

【００１２】このようにして得られた保護用樹脂組成物
は表面硬度を有し、優れた帯電防止機能のため、ＴＦＴ
型液晶基板などの一時的な帯電防止用途に適用され、加
工・運搬などの目的を達成した後は速やかに剥離可能な
皮膜を提供する。

【００１３】

【作用】本発明の効果が発現する理由は必ずしも明確で
はないが、以下のように推察される。即ち、オリゴマー
と１官能または多官能モノマーの不飽和２重結合が放射
線照射によりラジカル重合を開始し、さらに１官能また
は多官能モノマーの反応点が非常に多いことから高度に
架橋された網目構造体が形成され、これが強固な皮膜と
なる。一方、この皮膜を形成している樹脂組成物は非常
に親水性が強いため、体積固有抵抗率が小さく、通常の
帯電防止剤の添加の場合と違って、膜全体が帯電防止能
を有することになる。次に、剥離の発現機構は次のよう
に考えられる。すなわち、１官能または多官能モノマー
による反応点過多のため、重合収縮が生じるが、この時
点では樹脂は液晶基板上に拘束されており見かけ上の収
縮は起こらず、残留応力を持つことになる。ここに、
水、酸性またはアルカリ性水溶液が浸入してくると親水
性の樹脂が膨潤し、クラック発生の核が発生し、膨潤し
た帯電防止用皮膜は容易に剥離を起こすものと考えられ
る。

【００１４】

【実施例】次に実施例に於いて本発明を詳述するが、本
発明はこれに限定されるものではない。（オリゴマー１の製造法）２ーヒドロキシエチルメタク
リレート１５部、メチルアクリレート９.５部、アクリ
ル酸０.５部、ポリオキシエチレンジグリコール酸（エ
チレン付加モル数９）７０部、βーメルカプトプロピオ
ン酸２.５部、４、４′ーアゾビス−4−シアノバレリン
酸３部をN₂下７０℃で５時間反応させグリシジルメタク
リレート１０部、ハイドロキノン０.０１部、N、N′ー
ジメチルドデシルアミン０.０５部を加え、昇温８５℃
で５時間反応させ、末端又は側鎖に不飽和２重結合を有
する重合ポリエチレングリコール酸のグリシジルメタク
リレート付加物を得た。この時ポリエチレングリコール
酸のグリシジルメタクリレート付加物とアクリルマクロ
マーの比率はほぼ７：３であった。

【００１５】（オリゴマー２の製造法）２ーヒドロキシ
エチルアクリレート１５部、アクリルアマイド５部、エ
チルアクリレート１３部、アクリル酸０.５部、ポリオ
キシジエチレンジグリコール酸（エチレン付加モル数１
３）６０部、チオグリコール酸４部、４、４′ーアゾビ
スー４ーシアノバレリン酸３部をN２下７０℃で５時間
反応させた後、グリシジルメタクリレート１０部、ハイ
ドロキノン０.０１部、N、N′ージメチルドデシルアミ
ン０.０５部を加え、昇温９０℃で５時間反応を行な
い、末端又は側鎖に不飽和２重結合を有する重合体を得
た。この時ポリエチレングリコール酸のグリシジルメタ
クリレート付加物とアクリルマクロマーの比率はほぼ
６：４であった。

【００１６】オリゴマー３：ポリオキシエチレンジアク
リレート（分子量約３００）オリゴマー４：ポリオキシエチレンジアクリレート（分
子量約５００）オリゴマー５：ポリオキシエチレンジアクリレート（分
子量約７００）オリゴマー６：ポリオキシプロピレンジアクリレート
（分子量約３００）オリゴマー７：ポリオキシプロピレンジアクリレート
（分子量約５００）オリゴマー８：ポリオキシプロピレンジアクリレート
（分子量約８００）モノマー１：１、６ーヘキサンジオールジアクリレートモノマー２：トリメチロールプロパントリアクリレートモノマー３：トリエチレングリコールジメタクリレート

【００１７】以上のようにして得たオリゴマーとモノマ
ーを所定量混合、攪拌した樹脂を蒸着法とスパッタ法で
ＩＴＯ膜を作製した液晶基板上に、厚さが１０μｍにな
るように塗布した。これらの樹脂を塗工した液晶基板上
に、窒素パージしながら酸素濃度が１００ｐｐｍ以下の
雰囲気になるようにして、紫外線照射装置で紫外線を１
Ｊ／ｃｍ２照射した。このようにして作製した帯電防止
皮膜付き液晶基板の回路形成した表面に強制的に静電気
を発生させ、その静電気発生量を測定した。その後表面
を肉眼観察し、その時の状態を最初のものと比較した。
また上記帯電防止皮膜付き液晶基板を水中に浸漬し、皮
膜の剥離時間の測定及び剥離後の液晶基板の表面状態を
電子顕微鏡で観察し、最初のものと比較した。皮膜の鉛
筆硬度と体積抵抗率の測定も同時に行なった。結果を表
１に示す。

【００１８】（静電気量の測定）発生条件は、綿ガーゼ
を用い、保護皮膜付きガラス基板の４ｃｍ×５ｃｍの面
積に２００ｇの荷重をかけ、８.５ｃｍの距離を３０秒
間で２０往復する速度で摩擦し、直後の帯電圧を静電圧
測定器で測定した。測定したときの条件は、温度２４
℃、湿度６０％ＲＨであった。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【発明の効果】本発明によるＴＦＴ型液晶基板などの帯
電防止方法は、表中の実施例からも明らかなように、発
生静電圧が１００Ｖ以下、体積固有抵抗率が１０⁸Ω・
ｃｍのオーダーと小さいため、帯電防止性に特に優れた
強靭な透明皮膜となり、使用後は水により数１０秒以内
で完全剥離し、ＩＴＯ表面を汚染しないため、液晶基板
の帯電防止方法に適していることは明らかである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＧ０２Ｆ 1/1368 Ｇ０２Ｆ 1/136 ５００ (72)発明者山口豊茨城県下館市大字小川1500番地日立化成工業株式会社下館研究所内 (72)発明者川口久雄大阪府大阪市阿部野町22番22号シャープ株式会社内 (56)参考文献特開昭62−18478（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−217642（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−204044（ＪＰ，Ａ) 特開平１−234477（ＪＰ，Ａ) 特開平１−200695（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09D 5/20

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】回路形成およびアース部の面取り工程が
終了した液晶基板の表面に、（ａ）分子内に不飽和２重結合を有し、重量平均分子量
が１００〜５０，０００の範囲で、アルキレン付加モル
数が５以上のポリオキシアルキレングリコール酸のグリ
シジル（メタ）アクリレート１００重量部及び（ｂ）分子内に不飽和２重結合を１分子あたり２個以上
有する多官能オキシアルキレン（メタ）アクリレートモ
ノマー１〜３００重量部を必須成分とする樹脂組成物の
硬化被膜を形成し、帯電防止の目的を達成した後は水、
温水、酸性水溶液、またはアルカリ性水溶液にて皮膜を
剥離することを特徴とする液晶基板の帯電防止方法。