抗静电光学薄膜，其制备方法和图像显示器的制作方法

专利名称：抗静电光学薄膜，其制备方法和图像显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包含在光学薄膜至少一侧上层压的抗静电层的抗静电光学薄膜及其制备方法。此外，本发明还涉及使用上述抗静电光学薄膜的图像显示器，如液晶显示器(LCDs)，有机电致发光显示器和PDPs。对于所述的光学薄膜，可以提及偏板片，延迟片，光学补偿薄膜，亮度增强薄膜等，还有具有相互层压的薄膜的光学薄膜。
背景技术：
在液晶显示器等中，图像显示系统必须要求在液晶元件两侧安置的偏振元件，并且一般而言，在那里粘附了偏振片。而且，在液晶板中，为了提高显示器的显示质量，日益增加使用除偏振片之外的各种光学元件。例如，使用用于防止着色的延迟片，用于改善液晶显示器视角的视角补偿薄膜，并且此外，用于改善显示器等对比度的亮度增强薄膜等。这些薄膜被通称为光学薄膜。
在将光学薄膜粘附到液晶元件的情况下，通常使用压敏粘合剂。而且，在光学薄膜与液晶元件之间以及光学薄膜之间的粘附中，为了降低光的损失，通常使用压敏粘合剂粘附每个元件。
在这些光学薄膜中，为了防止在运输或加工过程直到将其送到消费者手中发生损坏和光学薄膜表面的污染，通常在其表面粘附表面保护膜。从光学薄膜处于单个基片状态的阶段粘附表面保护膜，并且在某种情况下，在LCD等上面粘附之后，将其剥离，而且在另外一些情况下，在剥离之后，又将其与相同的或另一种表面保护膜粘附。而且有这样的问题，即在剥离表面保护膜的情况下产生的静电可以损坏电路，如发生在LCD控制板中。
尽管在特别是LCD由IPS模式电驱动的情况下，液晶元件一侧的元件基片上通常进行ITO处理，但是对相对的一侧没有进行抗静电处理。为此，当从粘附在没有ITO处理的一侧上的光学薄膜除去表面保护膜时，产生分离起电，导致图像紊乱的发生。这在完成控制板终产品的阶段也出现该问题，即在观看侧(上侧)的光学薄膜，通过布等擦拭表面上的污染产生起电，或通过与入射侧(下侧)的光学薄膜中的漫射薄膜接触产生起电，导致图像紊乱。此外，在LCD由VA模式驱动的情况下，当在液晶元件的一侧上使用没有给予ITO处理的元件基片，发生同样的问题。
为了解决上面所述的问题，公开了一种具有抗静电薄膜的偏振片，具有当前在其表面上形成的抗静电薄膜(日本专利公开2-73307官方报告)，和一种具有在其一侧或两侧上制备的透明导电层的偏振片(日本专利公开4-124601官方报告)。

发明内容
发明概述对于在光学薄膜表面上形成抗静电层的常规方法，优选使用这样的方法，其中通过向光学薄膜的表面上涂布用于抗静电层的树脂溶液，然后干燥，来形成抗静电层。此外，日本专利公开2-73307官方报告的技术通过在偏振板的表面上涂布抗静电涂料或具有抗静电剂掺混其中的硬涂层剂来形成抗静电层。但是，当例如具有抗静电层层压其上的偏振片的表面物质是由例如可溶于有机溶剂并且对有机溶剂具有差的耐有机溶剂性能的聚碳酸酯和降冰片烯基树脂形成的时，包括上述专利文献中的有机溶剂的抗静电对偏振片的涂布由于有机溶剂导致偏振片等的质量改变和恶化，并且有时对光学特性具有不利的影响。
而且，尽管日本专利公开4-124601官方报告的技术由真空沉积方法，溅射方法或离子镀方法，使用诸如氧化锡，氧化铟，金或银形成透明导电层，但这些方法具有这样的问题，即与涂敷方法如涂布方法相比，生产成本更高，并且生产率差。
本发明旨在提供一种具有优异抗静电效果，光学特性和外观的抗静电光学薄膜，其包含在光学薄膜至少一侧上层压的抗静电层。而且，本发明旨在提供一种制备抗静电光学薄膜的方法，该方法可以在低成本和优异生产率下制备。此外，本发明旨在提供一种使用抗静电光学薄膜的图像显示器。
作为本发明人深入细致的研究以解决所述的问题的结果，发现，本发明的目的可以通过使用下面的抗静电光学薄膜实现，由此导致本发明的完成。
即，本发明涉及一种抗静电光学薄膜，其包含在光学薄膜至少一侧上层压的抗静电层，其中所述的抗静电层包含水溶性的或水分散性的导电聚合物。
本发明使用一种水溶性的或水分散性的导电聚合物作为抗静电层的形成材料，其在抗静电层的形成中可以利用包括水溶性的或水分散性的导电聚合物的水溶液或水分散体，并且不需要使用非水性的有机溶剂。这可以使抗静电层的形成更容易，即使在可溶于非水性的有机溶剂并且耐有机溶剂性差的光学薄膜如偏振片上形成抗静电层的情况下，也没有导致光学薄膜质量的改变和恶化。而且，水溶性的或水分散性的导电聚合物的使用能够采用涂敷方法如涂布法，浸渍法和喷涂法，并且与诸如真空沉积方法和溅射方法的方法相比，还能够降低制备成本，并且可以实现生产率的提高。
此处，水溶性导电聚合物的水溶性是指100g的水中的溶解度为5g或以上的情况。低于5g的溶解度可以妨碍工业涂层膜的形成。
水溶性导电聚合物对于100g的水的溶解度适宜地为20至30g。
在水分散性导电聚合物中，以微粒的形状分散导电聚合物。水分散体具有低的液体粘度，并且能够薄膜涂布，此外，它提供均匀的涂层。考虑到抗静电层的均匀性，优选微颗粒的大小为1μm或更小。
在本发明中，优选水溶性的或水分散性的导电聚合物为聚苯胺和/或聚噻吩。
此外，优选抗静电层的表面电阻值为1×1012Ω/□或更低，更优选为1×1010Ω/□或更低，并且再更优选为1×109Ω/□或更低。当表面电阻值超过1×1012Ω/□时，不能得到足够的抗静电效果，产生静电且使表面保护膜带静电剥离，此静电可以损坏电路如LCD控制板。
在本发明优选实施方案的抗静电光学薄膜中，在具有抗静电层的光学薄膜的表面的另一侧上层压压敏粘合剂层。当向液晶元件等粘附光学薄膜时，通常使用压敏粘合剂。在这种情况下，考虑到作为不需要固定光学薄膜的干燥阶段的益处，可以优选采用这样的结构，其中将具有压敏粘合剂的压敏粘合剂型光学薄预先在其一侧作为压敏粘合剂层制备。
在抗静电光学薄膜中，优选上述的压敏粘合剂层是由丙烯酸压敏粘合剂形成的。
在抗静电光学薄膜中，优选光学薄膜包含偏振片。
在抗静电光学薄膜中，对于具有抗静电层层压其上的光学薄膜表面的材料，可以合宜地使用聚碳酸酯或降冰片烯树脂。如上所述，对于抗静电层的形成材料，水溶性的或水分散性的导电聚合物的使用不需要在涂布方法中使用有机溶剂，但可以抑制聚碳酸酯或降冰片烯树脂性质的改变。
而且，优选对在抗静电光学薄膜中的光学薄膜进行活化处理。通过对光学薄膜进行活化处理，可以控制在光学薄膜中形成抗静电层的排斥性，使涂层薄膜容易形成，而且使对光学薄膜具有优异粘合力的抗静电层容易形成。
本发明涉及一种制备包含在光学薄膜至少一侧上的抗静电层的抗静电光学薄膜的方法，该方法包含下面的步骤通过在光学薄膜上涂布包括水溶性的或水分散性的导电聚合物的水溶液或水分散体而形成抗静电层的步骤，和干燥的步骤。
而且，本发明涉及一种包含至少一种抗静电光学薄膜的图像显示器。在本发明的抗静电光学薄膜中，根据图像显示器的各种使用实施方案，如液晶显示器，可以单独地使用一种薄膜，或者可以组合使用多种薄膜。
对于采用抗静电光学薄膜的图像显示器，具有IPS模式中或VA模式中的液晶元件的液晶显示器是适宜的。在液晶元件的一侧或两侧上制备抗静电光学薄膜。由于液晶元件通常在其一侧没有导电层如ITO并且没有进行抗静电处理，所以特别适宜将膜涂布至没有导电层的一侧。


图1所示为本发明一种抗静电光学薄膜的剖视图；图2所示为本发明另外的抗静电光学薄膜的剖视图；
图3所示为本发明另外的抗静电光学薄膜的剖视图；和图4所示为本发明另外的抗静电光学薄膜的剖视图。
优选实施方案描述对用于形成本发明抗静电光学薄膜的抗静电层的水溶性的或水分散性的导电聚合物没有特别限制，只要它们是满足上面所述的水溶性或水分散性的规定即可，但是可以使用众所周知的导电聚合物。具体提及的是聚苯胺基，聚噻吩基，聚乙烯亚胺基，烯丙胺基化合物等，并且优选使用聚苯胺和/或聚噻吩。
优选聚苯胺以聚苯乙烯表示的重均分子量为500000或更低，并且更优选为300000或更低。优选聚噻吩以聚苯乙烯表示的重均分子量为400000或更低，并且更优选为300000或更低。当重均分子量超过所述的值时，它们可以显示不再满足水溶性或水分散性的规定的倾向，并且使用这种聚合物制备的用于形成抗静电层的水溶液使在其中包括的聚合物保留在水溶液中或水分散体中，或者它增大了粘度，并且结果是，显示难以形成具有均匀厚度的抗静电层的倾向。
而且，优选聚苯胺，聚噻吩等在其分子中具有亲水官能团。对于亲水官能团，例如，可以提及磺基，氨基，酰胺基，亚胺基，季铵盐基团，羟基，巯基，肼基，羧基，硫酸酯基(-O-SO3H)和磷酸酯基(-O-PO(OH)2等)，或上述基团的盐。向分子引入亲水官能团提高了分子的水溶性，并且还使水溶性或水分散性的导电聚合物制备更容易。
对于可以商购的水溶性导电聚合物，可以提及的有聚苯胺磺酸(由Mitsubishi Rayon Co.，Ltd.制备，重量均分子以聚苯乙烯计为150000)等。对于可以商购的水分散性导电聚合物，可以提及的有聚噻吩基导电聚合物(由Nagase Chemtech Co.，Ltd.制备，商品名，Denatron系列)等。
可以将用于形成抗静电层的涂布液制备为水溶性导电聚合物或水分散性导电聚合物的水溶液或水分散体。涂布液不需要使用非水性有机溶剂，并且可以抑制由于有机溶剂导致的光学薄膜原料的性质改变。考虑到水溶液或水分散体的粘合性能，优选只使用水作为溶剂。此外，水溶液或水分散体可以包括水性溶剂如亲水溶剂。例如，可以提及醇类如甲醇，乙醇，正丙醇，异丙醇，正丁醇，异丁醇，仲丁醇，叔丁醇，正戊醇，异戊醇，仲戊醇，叔戊醇，1-乙基-1-丙醇，2-甲基-1-丁醇，正己醇和环己醇。
在本发明的抗静电光学薄膜中，如图1所示，在光学薄膜1上提供由水溶性或水分散性的导电聚合物形成的抗静电层2。而且，在本发明的抗静电光学薄膜上可以层压压敏粘合剂层3。图1至4中，在抗静电层2另一侧的表面上层压压敏粘合剂层3。还可以在压敏粘合剂层3上层压其它的光学薄膜。可以在压敏粘合剂层3上形成释放片(releasing sheet)4。
优选光学薄膜1包括偏振片5。而且，光学薄膜1可以包括一种或多种光学薄膜。图2至图4是其中光学薄膜1包括偏振片5情况下的实例。图2的光学薄膜1是其具有偏振片5和延迟片6的情况。偏振片5和延迟片6是通过压敏粘合剂层3粘附的，并且抗静电层2和压敏粘合剂层3是以此顺序在延迟片6侧上形成的。图3是其中光学薄膜1是偏振片5的情况，并且抗静电层2和压敏粘合剂层3是以此顺序层压在偏振片5上的，而且，延迟片6和压敏粘合剂层3是层压在所述的压敏粘合剂层3上的。图4的光学薄膜1是其具有偏振片5和反射片7的情况。偏振片5和反射片7是通过压敏粘合剂层3粘附的，并且抗静电层2和压敏粘合剂层3是以此顺序在偏振片5侧上形成的。
对于光学薄膜1，可以使用用于形成图像显示器如液晶显示器的薄膜，并且对其种类没有特别限制。例如，作为光学薄膜可以提及偏振片。对于偏振片，通常使用的是在偏振器一侧或双侧上有透明保护薄膜的偏振片。
对于偏振器没有特别限制，但是可以使用各种偏振器。对于偏振器，例如可以提及在将二色性的物质如碘和二色性染料吸收到亲水性的高分子量聚合物薄膜后单轴拉伸的薄膜，所述的亲水性的高分子量聚合物薄膜如聚乙烯醇型薄膜，部分缩甲醛化的聚乙烯醇型薄膜，以及乙烯-醋酸乙烯酯共聚物型部分皂化的薄膜；聚烯型取向薄膜，如脱水聚乙烯醇和脱氯化氢聚氯乙烯等。在这些当中，适合使用的是拉伸后在薄膜上吸附和定向的二色性物质(碘，染料)的聚乙烯醇型薄膜。尽管对偏振器的厚度没有特别限定，但是通常采用的厚度大约为5至80μm。
聚乙烯醇型薄膜用碘染色之后单轴拉伸的偏振器，是通过将聚乙烯醇薄膜在碘水溶液中浸渍并染色之后，将该薄膜拉伸到其原长度的3至7倍得到的。如果需要，也可以将薄膜浸渍于如硼酸和碘化钾的水溶液中，其可以包含硫酸锌，氯化锌。此外，如果需要，在染色前，可以将聚乙烯醇型薄膜浸渍于水中并漂洗。通过用水漂洗聚乙烯醇型薄膜，使聚乙烯醇型薄膜溶胀，除了可以冲掉聚乙烯醇型薄膜表面上的污物和粘合抑制剂外，有望达到预防不均匀性例如染色不均匀性的效果。拉伸可以在碘染色之后或同时进行，或相反地，可以在拉伸之后进行碘染色。可以在如硼酸和碘化钾的水溶液中以及水浴中进行拉伸。
对于在偏振器的一侧或双侧制备的保护薄膜，可以优选使用在下列方面是优异的材料透明性，机械强度，热稳定性，水屏蔽性，各向同性等。对于上面所述保护层的材料，可以提及例如聚酯型聚合物，如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯；纤维素型聚合物，如二乙酰纤维素和三乙酰纤维素；丙烯酸型聚合物，如聚甲基丙烯酸甲酯；苯乙烯型聚合物，如聚苯乙烯和丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)；聚碳酸酯型聚合物。此外，作为形成保护薄膜的聚合物的实例，可以提及聚烯烃型聚合物，如聚乙烯、聚丙烯、具有环状或降冰片烯结构的聚烯烃、乙烯-丙烯共聚物；氯乙烯型聚合物；酰胺型聚合物，如尼龙和芳香聚酰胺；二酰亚胺型聚合物；砜型聚合物；聚醚砜型聚合物；聚醚-醚酮型聚合物；聚苯硫型聚合物；乙烯基醇型聚合物，偏氯乙烯型聚合物；乙烯缩丁醛型聚合物；烯丙酯型聚合物；聚甲醛型聚合物；环氧型聚合物；或者上面所述聚合物的共混聚合物。可以提及由热固型或紫外线固化型树脂制成的薄膜，例如丙烯酸基，氨基甲酸乙酯基，丙烯酰基氨基甲酸乙酯基，环氧基和硅氧烷基薄膜等。
此外，如在日本专利公开出版2001-343529(WO 01/37007)中所述，可以提及例如包含下面两种热塑性树脂的树脂组合物的聚合物膜(A)在侧链中具有取代的和/或未取代的亚氨基的热塑性树脂，和(B)在侧链中具有取代的和/或未取代的苯基和腈基的热塑性树脂。作为解释性的实例，可以提及由含有包含异丁烯和N-甲基马来酰亚胺的交替共聚物及丙烯腈-苯乙烯共聚物的树脂组合物制成的薄膜。可以使用包含树脂组合物等的混合挤出制品的薄膜等。
一般而言，考虑到强度、工作处理和薄层，保护薄膜可以任意确定的厚度为500μm或更薄，优选为1至300μm，并且特别优选为5至300μm。
另外，优选具有尽可能少着色的保护薄膜。因此，可以优选使用在薄膜厚度方向由Rth＝[(nx+ny)/2-nz]×d表示的相差值为-90nm至+75nm的保护薄膜(其中，nx和ny表示薄膜平面内的主折射率，nz表示薄膜厚度方向的折射率，d表示薄膜厚度)。这样，使用在厚度方向相差值(Rth)为-90nm至+75nm的保护薄膜，可以大部分地消除由保护薄膜引起的偏振片的着色(光学着色)。优选厚度方向的相差值(Rth)为-80nm至+60nm，并且特别优选-70nm至+45nm。
对于保护薄膜，如果考虑偏振性能和耐久性，优选纤维素基聚合物如三乙酰纤维素，并且特别适宜的是三乙酰纤维素薄膜。此外，当在偏振器的两侧都提供保护薄膜时，可以在正面和背面上都使用包含相同聚合物材料的保护薄膜，并且可以使用包含不同聚合物材料等的保护薄膜。将粘合剂用于上面所述偏振器和保护薄膜的粘合处理。对于粘合剂，可以提及异氰酸酯衍生的粘合剂，聚乙烯醇衍生的粘合剂，明胶衍生的粘合剂，乙烯基聚合物衍生的胶乳型，水性聚氨酯基粘合剂，水性聚酯衍生的粘合剂等。
可以向还没有粘附有上面所述的保护薄膜的偏振膜的表面上制备硬涂层，或者进行抗反射处理，针对防粘附、散射或防眩的处理。
为了保护偏振片的表面不受损害，进行硬涂层处理，并且可以用下面的方法形成此硬涂层薄膜其中例如使用合适的紫外固化型树脂例如丙烯酸型和硅氧烷型树脂，将具有优异硬度、滑动性等的可固化涂敷薄膜添加到保护薄膜的表面上。为了在偏振片表面上抗户外光线的反射，进行抗反射处理，并且其可以通过根据常规方法等形成抗反射膜来制备。此外，为了防止与邻接层粘附，进行防粘附处理。
另外，为了防止户外光线在偏振片表面上的反射破坏透过偏振片的透射光的视觉识别的缺点，进行防眩处理，并且可以通过例如使用合适的方法，如采用喷砂或压花的粗糙表面处理以及结合透明微粒的方法，在保护薄膜的表面上给出精细凸-凹结构来进行处理。作为为了在上述表面上形成精细凸-凹结构所结合的微粒，可以使用平均粒径为0.5至50μm的透明微粒，例如可以具有传导性的无机型微粒，其包含二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化锆、锡氧化物、铟氧化物、镉氧化物、锑氧化物等；和包含交联或非交联聚合物的有机型微粒。当在表面上形成精细凸-凹结构时，相对于在表面上形成精细凸-凹结构的100重量份透明树脂而言，微粒的使用量通常为约2至50重量份，并优选为5至25重量份。防眩层可以作为散射层(视角扩大功能等)，以散射通过偏振片的透射光并扩大观测角等。
此外，可以在保护薄膜本身中构造上面所述的防反射层，防粘合层，散射层，防眩层等，并且也可以将它们作为不同于保护层的光学层来制备。
本发明的光学膜没有特别限于可以用于形成液晶显示器等的光学层，例如反射器、逆反射(transflective)片、延迟片(包括半波片和四分之一波片)，和视角补偿薄膜等。
特别优选的偏振片是向本发明的偏振片上还层压了反射器或逆反射型反射器的反射型偏振片或逆反射型偏振片；向偏振片上还层压了延迟片的椭圆偏振片或圆偏振片；向偏振片上还层压了视角补偿薄膜的宽视角偏振片；或者向偏振片上还层压了亮度增强薄膜的偏振片。
在偏振片上制备反射层以获得反射型偏振片，并且此类型的偏振片用于从观看侧(显示侧)的入射光被反射获得显示的液晶显示器。此类型的偏振片不需要内置的光源，如背光，但是具有液晶显示器容易做得更薄的优点。可以采用适当的方法形成反射型偏振片，例如，如果需要，将金属反射层等通过透明保护层等粘附在偏振片的一侧。
作为反射型偏振片的实例，可以提及一种偏振片，其中在其上如果需要，采用将反射金属如铝的箔片和气相沉积薄膜附着在消光处理的保护薄膜一面上的方法形成反射层。另外，可以提及不同类型的偏振片，其在通过将微粒混合到上述保护薄膜中得到的表面上具有精细的凹-凸结构，在其上制备了凹-凸结构的反射层。具有上述精细凹-凸结构的反射层通过任意反射入射光以防止定向和眩光出现，并且具有控制亮暗不均匀等优点。另外，含有微粒的保护薄膜具有可以更有效地控制亮暗不均匀的优点，结果是，入射光及其穿过薄膜透射的反射光被散射。在通过保护薄膜表面精细凹-凸结构影响的表面上具有精细凹-凸结构的反射层，可以通过采用适宜的方法，例如真空蒸发法如真空沉积法、离子电镀法及溅射法和电镀法等直接将金属附着到透明保护层表面的方法形成。
替代其中将反射片直接给予到上述偏振片的保护薄膜上的方法，还可以将反射片用作通过在用于透明薄膜的适当薄膜上制备反射层组成的反射片。除此之外，由于反射层通常由金属制成，从防止氧化降低反射率，长期保持初始反射率并且避免单独制备保护层等的观点来看，在使用时需要反射面用保护薄膜或偏振片等覆盖。
另外，通过将上述反射层制备为逆反射型反射层，如反射并透射光的半透明反射镜(half-mirror)等可以获得逆反射型偏振片。逆反射型偏振片通常在液晶元件的背面制备并且可以形成当在光照比较好的环境中通过从观看侧(显示侧)反射的入射光显示图像的液晶显示单元。并且该单元在比较暗的环境中，采用嵌入式光源如置于逆反射型偏振片背面的背光显示图像。即，逆反射型偏振片用于在光照良好的环境中得到节省光源如背光的能量的液晶显示器，并且如果需要，在比较暗的环境等中可以与内置光源一起使用。
上述偏振片可以用作其上层压了延迟片的椭圆偏振片或圆偏振片。在下一段对上述椭圆偏振片或圆偏振片进行描述。通过延迟片的作用，这些偏振片将线偏振光转换为椭圆偏振光或圆偏振光，将椭圆偏振光或圆偏振光转换为线偏振光或者改变线偏振光的偏振方向。对于将圆偏振光转换为线偏振光或者将线偏振光转换为圆偏振光的延迟片，使用的是所谓的四分之一波片(也称作1/4片)。通常，当改变线偏振光的偏振方向时，使用半波片(也称作1/2片)。
通过补偿(防止)由超扭曲向列(STN)型液晶显示器液晶层的双折射产生的着色(蓝色或黄色)，有效地将椭圆偏振片用来得到没有上述着色的单色显示器。另外，三维折射率被控制的偏振片也可以优选补偿(防止)在从倾斜方向观察液晶显示器的屏幕时产生的着色。例如当调整提供彩色图像的反射型液晶显示器的图像的色调时，有效地使用圆偏振片，并且圆偏振片也具有抗反射的作用。
对于延迟片，可以提及通过单轴或双轴拉伸聚合物材料得到的双折射薄膜，液晶聚合物的取向薄膜，和目前用薄膜支持的液晶聚合物的取向层。延迟片的厚度也没有特别限制，并且一般而言，它约为20至150μm。
对于聚合物材料，例如，可以提及聚乙烯醇、聚乙烯缩丁醛、聚甲基乙烯基醚、聚丙烯酸羟乙酯、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、甲基纤维素、聚碳酸酯、聚烯丙基化物(polyallylates)、聚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、聚苯硫、聚苯醚、聚烯丙基砜、聚酰胺、聚酰亚胺、聚烯烃、聚氯乙烯、纤维素型聚合物和降冰片烯基树脂、或其二元或三元共聚物、接枝共聚物及其掺混物。拉伸这些聚合物材料得到拉伸膜的拉伸物。
对于液晶聚合物，例如，可以提及各种主链型和侧链型聚合物，其中将赋予液晶取向的共轭的线性芳基(mesogens)结构引入聚合物的主链和侧链中。对于主链型液晶聚合物的实例，可以提及具有由赋予挠性的间隔基部分连接mesogen基结构的聚合物，例如，具有向列取向性能的聚酯基液晶聚合物，蝶型(discotic)聚合物、胆甾型(cholesteric)聚合物等。对于侧链型液晶聚合物的实例，可以提及具有聚硅氧烷、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯或聚丙二酸酯作为主链骨架，并且具有包含赋予向列取向性能的对-取代的环状化合物单元的mesogen部分作为侧链和包含共轭的芳基的间隔基部分的聚合物。例如通过在取向处理的表面上显影液晶聚合物溶液，其中对形成在玻璃板上的薄膜如聚酰亚胺和聚乙烯醇的表面进行打磨处理，或其中通过倾斜蒸发的方法沉积氧化硅，然后加热处理，来将这些液晶聚合物排列。
可以使用根据使用的目的具有适宜相差的延迟片，该目的如旨在使用双折射，例如各种波片和液晶层进行颜色或视角补偿。此外，可以使用两种或多种延迟片层压在一起的延迟片，以控制光学性能如相差。
上述椭圆偏振片和上述反射型椭圆偏振片为适宜地组合偏振片或反射型偏振片与延迟片而得到的层压片。这类椭圆偏振片等可以通过组合偏振片(反射型)及延迟片和通过在液晶显示器的制造过程中一个接一个分别层压偏振片及延迟片来制造。另一方面，预先进行层压并且作为光学薄膜获得的偏振片，如椭圆偏振片，在稳定特性、层压的可使用性等方面很出色，并且具有提高液晶显示器生产效率的优点。
视角补偿薄膜是用于扩大视角的薄膜，以便即使在从倾斜方向而不是从垂直于屏幕方向观看时，也可以比较清晰地观看图像。此外，对于这种视角补偿延迟片，可以使用通过单轴拉伸或正交双向拉伸加工的具有双折射特性的薄膜，以及双向拉伸薄膜如倾斜取向薄膜等。对于倾斜取向薄膜，可以提及例如，采用将热收缩薄膜粘合到聚合物薄膜，然后结合成的薄膜被加热并且在被收缩力影响的情况下拉伸或收缩的方法获得的薄膜，或者在倾斜方向被取向的薄膜。适宜地组合视角补偿薄膜以防止由基于液晶槽等延迟的视角改变所产生的着色，并且扩大具有良好可视性的视角。
此外，考虑到获得具有良好可视性的宽视角，可以优选使用具有由三乙酰基纤维素薄膜支持的由液晶聚合物取向层，特别是由蝶形液晶聚合物的倾斜取向层组成的光学各向异性层的补偿片。
通常在液晶元件背面制备偏振片和亮度增强薄膜粘合在一起的偏振片。当液晶显示器背光或背面反射的自然光等入射时，亮度增强薄膜显示出反射具有预定偏振轴的线性偏振光，或反射具有预定方向的圆偏振光并透过其他光的特征。因此，通过将亮度增强薄膜层压到偏振片上获得的偏振片不透射非预定偏振态的光，并且反射非预定偏振态的光，同时通过接收来自光源如背光的光获得预定偏振态的透射光。这种偏振片使得由亮度增强膜反射的光再通过在背部制备的反射层反射回来，强迫光再次进入亮度增强膜，并通过透射部分或全部具有预定偏振状态的光的方式，增加通过亮度增强膜的透射光的数量。偏振片同时提供了难以在偏振器中吸收的偏振光，并增加了可用于液晶图像显示器等的光的数量，作为结果，改善了发光度。即，在光通过背光等从液晶槽的背后进入偏振器而不使用亮度增强膜的情况下，偏振方向不同于偏振器的偏振轴的大部分光被偏振器吸收而不通过偏振器透射。这意味着，尽管受所使用的偏振器的特征的影响，但是大约50百分比的光被偏振器吸收，可用于液晶图像显示器等的光的数量被极大地降低，得到的显示图像变暗了。亮度增强膜不输入被偏振器吸附到偏振器的偏振方向的光，但是光被亮度增强膜反射一次，进一步使得通过在背面制备的反射层等反转回来的光再次进入亮度增强膜。通过上述反复操作，只有当在二者之间反射和反转的光的偏振方向变为具有可以通过偏振器的偏振方向时，亮度增强膜透射光将其提供给偏振器。作为结果，可以将来自背光的光有效地用于显示液晶器的图像以获得一个明亮的屏幕。
也可以在亮度增强膜和上述反射层等之间制备散射片等。由亮度增强膜反射的偏振光来到上述反射层等中，并且所安置的散射片均匀地散射透过光，并同时将光的状态改变为消偏振。即，散射片使偏振光返回到自然光状态。重复进行这样的步骤使处于非偏振状态即自然光状态的光经过反射层等进行反射，并再次通过朝向反射层等的散射片进入亮度增强膜。以这种方式将使偏振光返回到自然光状态的散射片安置在亮度增强膜和上述反射层等之间，并且由此可以提供均匀并且明亮的屏幕，并且保持显示屏的亮度且同时控制显示屏亮度的不均匀性。通过制备这样的散射片，认为，第一次入射光反射的重复次数增加到足够程度，可以提供与散射片的散射功能相结合的均匀并且明亮的显示屏。
将适当的薄膜用作上面所述的亮度增强膜。即，可以提及介电物质的多层薄膜；具有透射具有预定偏振轴的线性偏振光并能反射其它光的特性的层压膜，如具有不同折射指数各向异性的薄膜的多层层压膜(由3M有限公司制造的D-BEF等)；胆甾型液晶聚合物的排列膜；具有反射左旋或右旋圆偏振光的并能透射其它光特性的膜，例如承载排列的胆甾型液晶层的膜(由NITTO DENKO CORPORATION生产的PCF350，由Merck Co.，Ltd.生产的Transmax，等)等。
因此，在透射具有上面所述预定偏振轴的线性偏振光的这种类型的亮度增强膜中，通过排列透射光的偏振轴并使光原样进入偏振片，可以控制偏振片的吸收损失并可以有效地透射偏振光。另一方面，在作为胆甾型液晶层的透射圆偏振光的这种类型的亮度增强膜中，光可以原样地进入到偏振器中，但是理想的是考虑到控制吸收损失，把圆偏振光通过延迟片变成线性偏振光后，使光进入偏振器。此外，可以使用四分之一波片作为延迟片来将圆偏振光转化成线性偏振光。
在一个宽的波长范围，例如可见光区，作为四分之一波片工作的延迟片是用这种方法获得的对于波长为550nm的浅色光用作为四分之一波片的延迟层，与具有其它延迟特性的延迟层如用作为半波片的延迟层层压。因此，位于偏振片和亮度增强膜之间的延迟片可以由一个或多个延迟层组成。
此外，也是在胆甾型液晶层中，可以通过采用把具有不同反射波长的两层或多层层压在一起的构型结构，来获得在一个宽波长范围如可见光区域内反射圆偏振光的层。因此，使用这种类型的胆甾型液晶层可以在宽波长范围内获得透射的圆偏振光。
此外，偏振片可以由偏振片层压层的多层膜和两个或多个上述分离型偏振片的光学层组成。因此，偏振片可以是反射型椭圆偏振片或者半透射型椭圆偏振片等，其中上述反射型偏振片或逆反射型偏振片与上述延迟片分别地组合起来。
尽管可以通过下面的方法形成具有层压至偏振片的上述光学层的光学薄膜在制备液晶显示器等的方法中，顺序地单独进行层压，但是预先层压形式的光学薄膜具有下面的益处优异的质量稳定性，装配可操作性，因而可以提高液晶显示器等的加工处理性。可以将适宜的粘合方式如粘合剂层用于层压。在粘合上面所述的偏振片和其它光学薄膜中，可以将光轴根据目标延迟特性等设置为适宜的构造角。
对于由水溶性的或水分散性的导电聚合物在光学薄膜1上形成抗静电层2的方法，可以提及下面的方法其中使用涂敷方法，如涂布方法，浸渍方法和喷涂方法，在光学薄膜1涂敷包括水溶性的或水分散性的导电聚合物的涂布液(水溶液或水分散体)，然后干燥。尽管不特别限制水溶性的或水分散性的导电聚合物在涂布液中的含量，但优选其为约0.2至30重量％，并且更优选为约0.2至5重量％。低于0.2重量％的含量在干燥阶段需要过分长的时间除去水分，并且不利地降低了生产效率。另一方面，超过30重量％的含量过分地增大了水溶液的粘度，降低了涂层性能，并且显示难以在光学薄膜上均匀涂布的趋势。
优选抗静电层的厚度为5至1000nm。考虑到粘附性能的保留和隔离带电作用的抑制，优选抗静电层的厚度为5nm或更厚，并且更优选为10nm或更厚。另一方面，考虑到光学特性的降低，抗静电层的厚度通常为1000nm或更薄。当抗静电层的厚度变得更厚时，水溶性的或水分散性的导电聚合物强度的缺乏倾向于引起抗静电破裂，其使保留足够的粘附性能成为不可能的。抗静电层的厚度为1000nm或更薄，优选为500nm或更薄，并且更优选为200nm或更薄。尽管越厚的抗静电层对于隔离带电作用的抑制越有效，但是，即使超过200nm时，厚度增加的作用饱和。为此，其为5至1000nm，优选为10至500nm，并且更优选为10至200nm。
在抗静电层2的形成中，可以对光学薄膜1进行活化处理。对于活化处理，可以采用各种方法，如电晕处理，低压UV处理，等离子体处理等。在光学薄膜1是由聚烯烃基树脂和降冰片烯基树脂形成的情况下，活化处理特别有效，其可以在包含水溶性的或水分散性的导电聚合物的水溶液或分散体的情况，可以抑制排斥。
在具有抗静电层2的具有光学薄膜1的另一表面侧上层压压敏粘合剂层3。可以将压敏粘合剂层3粘附在另外的光学薄膜，液晶元件等上。
对于形成粘合层3的压敏粘合剂没有特别的限制，并且，可以适宜选择例如，丙烯酸型聚合物；硅氧烷型聚合物；聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚醚；氟型及橡胶型聚合物作为基础聚合物。特别地，可以优选使用压敏粘合剂如丙烯酸型压敏粘合剂，该粘合剂光学透明度出色，显示出具有适度的润湿性、粘聚性和粘结性的粘合特性，并且具有突出的耐候性、耐热性等。
另外，具有低吸湿性和出色耐热性的粘合层是适宜的。这是因为需要那些特性以防止由吸湿引起的发泡和剥离现象、以防止由热膨胀差异等引起的液晶元件的光学特性和曲率的降低，和以制造具有高质量耐久性的液晶显示器。
粘合层可以含有添加剂，例如，如天然或合成树脂、粘合剂树脂、玻璃纤维、玻璃珠、金属粉末、包含其它无机粉末的填料等、颜料、着色剂和抗氧化剂。另外，它可以是包含微粒并且显示出光学散射特性的粘合层。
通过向上面所述的抗静电层2上层压来进行压敏粘合剂层3的形成。对于形成方法没有特别限制，并且可以采用一种向抗静电层2上涂敷压敏粘合剂(液体)，然后干燥的方法；和一种使用在其上具有形成的压敏粘合剂层3等的释放片4的转移方法等。对于压敏粘合剂层3的厚度(干燥状态下的厚度)没有特别限制；其优选为约10至40μm。
对于释放片4的组分，可以提及的适宜的片状材料纸；合成树脂薄膜，如聚乙烯，聚丙烯，和聚对苯二甲酸乙二醇酯；橡胶片；纸；布；无纺织物、网状物、泡沫片；金属箔片；和上述材料的层压材料等。为了提高与压敏粘合剂层3的释放性，如果需要，可以对释放片4的表面进行给予低粘附性的释放处理，如硅化，长链烷基处理和氟处理。
此外，在本发明中，可以使用下面的方法赋予上面所述的每一层如抗静电光学薄膜，光学薄膜等和粘合剂层吸紫外光性能加入UV吸收剂的方法，如水杨酸酯型化合物，苯甲酸苯酯型化合物，苯并三唑型化合物，氰基丙烯酸型化合物和镍复合物盐型化合物。
优选将本发明的抗静电光学薄膜用于制备各种装置，如液晶显示器等。可以根据常规方法进行液晶显示器的组装。即，通常通过适宜地装配几种部件，如液晶元件，光学薄膜和如果需要，发光系统，并且通过组合驱动电路来制备液晶显示器。本发明中，除了使用本发明的光学薄膜外，对使用任何常规方法没有特别限制。也可以使用任意类型的任何液晶元件，如TN型，和STN型，p型。并且可以使用上述的IPS型，VA型。
可以制造适宜的液晶显示器，如在液晶元件一侧或双侧安装有上述光学薄膜的液晶显示器和具有用于照明系统的背光或反射镜的液晶显示器。在此情况下，可以将本发明的光学薄膜安装于液晶槽的一侧或双侧。当在两侧都安装光学薄膜时，它们可以为相同的类型或不同的类型。另外，在装配液晶显示器中，在一层或两层或更多层中的合适位置，可以安装适宜的部件，如散射片、抗眩光层、抗反射薄膜、保护片、棱镜阵列、透镜阵列片、光学散射片和背光。
接着，将解释有机电致发光装置(有机EL显示器)。通常，在有机EL显示器中，透明电极、有机发光层和金属电极依次层压在透明基质上以配置成光源(有机电致发光光源)。此处，有机发光层是各种有机薄膜的层压材料，并且已知很多各种组合的组合物，例如包含三苯胺衍生物等的空穴注入层的层压材料、包含荧光有机固体如蒽的发光层；包含这样的发光层和苝衍生物等的电子注入层的层压材料；这些空穴注入层、发光层和电子注入层等的层压材料。
有机EL显示器基于这样的原理发射光通过在透明电极和金属电极之间施加电压将正的空穴和电子注入有机发光层中，由这些正的空穴和电子重组产生的能量激发荧光物质，随后，光在被激发的荧光物质返回基态时发光。发生在中间过程的称为重组的机理与普通二极管中的机理相同，并且如期望的那样，通过对所施加的电压整流，在电流与发光强度之间存在强非线性关系。
在有机EL显示器中，为了去掉有机发光层中的荧光，至少一个电极必须是透明的。通常将用透明导电体如氧化铟锡(ITO)形成的透明电极用作阳极。另一方面，为了使电子注入更容易并且提高发光效率，重要的是将具有小功函(work function)的物质用于阴极，通常使用金属电极，如Mg-Ag和Al-Li。
在这种结构的有机EL显示器中，用约10nm厚的非常薄的薄膜形成有机发光层。因此，正如通过透明电极一样，光几乎完全透射通过有机发光层。从而，当光不发射时，由于光从一个透明基底的表面作为入射光进入并透射通过透明电极和有机发光层，然后被金属电极反射，再在透明基底的前表面一端出现，有机EL显示器的显示一端从外面看像是镜子。
在含有有机电致发光光源的有机EL显示器中，其在有机发光层的表面装备了通过电压的作用发射光的透明电极，并且与此同时，在有机发光层的背面装备了金属电极，可以在透明电极与偏振片之间设置延迟片，而在透明电极的表面侧上制备偏振片。
由于延迟片和偏振片具有将从外部作为入射光进入的并且已被金属电极反射的光进行偏振的作用，它们通过偏振作用具有使金属电极的镜面从外部不可见的效果。如果延迟片与四分之一波片配置，并且偏振片与延迟片的两个偏振方向之间的角度调整为π/4，可以完全覆盖金属电极的镜面。
这意味着，只有作为入射光到达该有机EL显示器的外部光的线偏振光分量由偏振片的作用被透射。通常该线偏振光经延迟片产生椭圆偏振光，特别是延迟片为四分之一波片时，另外，当偏振片和延迟片的两个偏振方向之间的角度调整为p/4时，产生圆偏振光。
该圆偏振光透射穿过透明基底、透明电极和有机薄膜，并且被金属电极反射，然后再次透射穿过有机薄膜、透明电极和透明基底，并用延迟片又恢复为线偏振光。由于该线偏振光与偏振片的偏振方向成直角，因此不能透射穿过偏振片。作为结果，可以完全覆盖金属电极的镜面。
具体实施例方式
实施例尽管以下通过使用实施例将给出对本发明的详细描述，但本发明并不限于这些它们。
(表面电阻值)使用表面电阻值测量仪器(由Mitsubishi Chemical Corporation制备，HirestaMCP-HT450)测量抗静电层的表面电阻值。
(隔离带电的量)将得到的光学薄膜切割成尺寸为70mm×100mm的条状，剥离释放片A并且向玻璃片上粘附压敏粘合剂层。在23℃/50％R.H.下，在使其180℃的方向上，以5m/分钟的不变速度剥离表面保护膜。在剥离后，立即用数字静电电势测量仪器(由Kasuga Electric Works，Ltd.制备，KSD-0103)测量光学薄膜表面的带电量(kV)。此外，给予表面保护膜不超过1N/25mm的剥离力。
(外观)在10000cd亮度的背光上安置得到的光学薄膜，并且由视觉检查进行外观的观察。此时，为了进行观察，以交叉-Nicole排列的方式安置一种光学薄膜或两种光学薄膜。
○光学薄膜(抗静电层)表面没有不均匀性而具有均匀性。
×光学薄膜(抗静电层)表面具有不均匀性，不利地影响显示性能。
(显示紊乱)使用的是这样的液晶元件，在IPS模式中，其中对玻璃基片的正面进行了ITO处理并且对玻璃基片的背面没有进行表面处理。从光学薄膜中剥离释放片A，并且在所述的液晶元件的背面粘附压敏粘合剂层。在背光上安置粘附此液晶控制板的表面，以使其朝上。接着，在使其180℃的方向上，以5m/分钟的不变速度剥离在光学薄膜表面上的表面保护膜，并且观察到液晶层的紊乱。评估中，测量直到液晶层返回至原始状态所经历的时间。
实施例1在对其表面给予过电晕处理的、由单轴拉伸降冰片烯基树脂(由JSR制备，Arton)制成的延迟片(80μm)的一侧上，涂布1.0重量％的包括聚苯胺磺酸(以聚苯乙烯表示的重均分子量为150000，Mitsubishi Rayon Co.，Ltd.，PAS)的水溶液。用80℃的暖风干燥器将得到的延迟片干燥2分钟，并且形成抗静电层(0.5μm厚)。并且在抗静电层上粘附压敏粘合剂片的压敏粘合剂层，所述的压敏粘合剂片具有目前在释放片A上(对其一侧给予过硅氧烷释放处理的PET片)形成的压敏粘合剂层(25μm厚，丙烯酸基压敏粘合剂)。
另一方面，在40℃的碘水溶液中将厚度为80μm的聚乙烯醇薄膜拉伸5倍后，将其于50℃干燥4分钟，得到偏振器。使用聚乙烯醇基粘合剂，在此偏振器的两侧粘附三乙酰基纤维素，得到偏振片。并且在偏振片的一侧上形成由丙烯酸基压敏粘合剂形成的压敏粘合剂层(25μm厚)，以制备压敏粘合剂型偏振片。在延迟片的另一表面侧上粘附压敏粘合剂型偏振片的压敏粘合剂层，而且，在偏振片的另一表面侧上粘附表面保护薄膜(释放片BPET，38μm厚；压敏粘合剂层丙烯酸基压敏粘合剂，20μm厚)，并且制备了抗静电光学薄膜(抗静电型椭圆偏振片)。
实施例2用水/异丙醇(50/50重量比)的混合溶剂稀释聚噻吩基导电聚合物(由Nagase Chemtech Co.，Ltd.制备，商品名，Denatron P502RG)，以制备可控浓度为1.0重量％的涂布液。向实施例1制备的偏振片的一侧涂布所述的涂布液，用80℃的暖风干燥器干燥2分钟，以形成抗静电层(0.1μm厚)。此外，重复与实施例1中相同的方法，并且在所述的抗静电层上形成压敏粘合剂层，以制备抗静电光学薄膜(抗静电型偏振片)。
比较例1除了在实施例1中不制备抗静电层外，重复与实施例1相同的方法，以制备光学薄膜(椭圆偏振片)。
比较例2除了在实施例1向延迟片的一侧上涂布包括ATO微粒和可UV固化的丙烯酸氨基甲酸乙酯树脂(0.5重量％)的甲苯溶液，用80℃的暖风干燥器干燥2分钟，然后用UV照射形成抗静电层(厚度0.3μm)外，重复与实施例1相同的方法，以制备抗静电光学薄膜(抗静电型椭圆偏振片)。
表1

如表1清楚地看出，本发明的光学抗静电薄膜具有低的隔离带电量和优异的外观。
权利要求
1.一种抗静电光学薄膜，其包含在光学薄膜至少一侧上层压的抗静电层，其中所述的抗静电层包含水溶性的或水分散性的导电聚合物。
2.根据权利要求1所述的抗静电光学薄膜，其中所述的水溶性的或水分散性的导电聚合物是聚苯胺和/或聚噻吩。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的抗静电光学薄膜，其中所述的抗静电层的表面电阻值为1×1012Ω/□或更低。
4.根据权利要求1至3任何一项所述的抗静电光学薄膜，其中在所述具有抗静电层的光学薄膜的表面另一侧上层压压敏粘合剂层。
5.根据权利要求4所述的抗静电光学薄膜，其中所述的压敏粘合剂层是由丙烯酸压敏粘合剂形成的。
6.根据权利要求1至5任何一项所述的抗静电光学薄膜，其中所述的光学薄膜包含偏振片。
7.根据权利要求1至6任何一项所述的抗静电光学薄膜，其中在其上层压了抗静电层的光学薄膜的表面材料为聚碳酸酯或降冰片烯树脂。
8.根据权利要求1至7任何一项所述的抗静电光学薄膜，其中给予所述的光学薄膜活化处理。
9.一种制备根据权利要求1至8任何一项所述的抗静电光学薄膜的方法，所述的抗静电光学薄膜包含在光学薄膜至少一侧的抗静电层，该方法包括以下步骤在所述的光学薄膜上涂布包含水溶性的或水分散性的导电聚合物的水溶液或水分散体，和干燥以形成所述的抗静电层。
10.一种包含至少一种根据权利要求1至8任何一项所述的抗静电光学薄膜的图像显示器。
11.一种液晶显示器，其中根据权利要求10的图像显示器包含IPS模式或VA模式的液晶元件，其中在所述的液晶元件的一侧或双侧上提供根据权利要求1至8任何一项所述的抗静电光学薄膜。
全文摘要
一种抗静电光学薄膜，其包含在光学薄膜至少一侧上层压的抗静电层，其中所述的抗静电层包含水溶性的或水分散性的导电聚合物，所述抗静电光学薄膜具有优异的抗静电作用，光学特性和外观。
文档编号H01L51/50GK1540372SQ20041003690
公开日2004年10月27日 申请日期2004年4月21日 优先权日2003年4月21日
发明者佐竹正之, 小笠原晶子, 白藤文明, 细川敏嗣, 井上真一, 一, 嗣, 明, 晶子 申请人:日东电工株式会社