JP2000081513A - 光学部材及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置組立時の加熱処理や、装置実用時の温度
上昇で光学特性が変化しにくく、コントラストの維持に
よる表示の均一性に優れて表示の信頼性に優れる液晶表
示装置を形成しうる光学部材の開発。 【解決手段】 少なくとも偏光フィルムを含む２層以上
の光学機能ポリマー素材を粘着層を介し密着一体化して
なり、３０〜７０℃の実用温度における光学歪の除去処
理を施してなる光学部材、及び少なくとも偏光フィルム
を含む２層以上の光学機能ポリマー素材と液晶パネルを
粘着層を介し密着一体化してなり、３０〜７０℃の実用
温度における光学歪の除去処理を施してなる液晶表示装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、組立時や実用時における
温度変化に基づく光学歪の発生を防止した、表示特性の
維持性に優れる液晶表示装置を形成しうる光学部材に関
する。

【０００２】

【発明の背景】液晶表示装置は、低電圧、低消費電力で
ＩＣ回路への直結が可能なこと、表示機能が多様なこ
と、軽量化が可能なことなどの多くの特長を有すること
から、ワードプロセッサやパーソナルコンピュータ、テ
レビジョンや車載用ナビゲーション、航空機コックピッ
ト等の各種の装置における表示装置として広く使用され
ており、表示の信頼性のより向上が求められている。

【０００３】一般に液晶表示装置では偏光板による偏光
を介して表示目的を達成する方式が採られているが、そ
の偏光板の適用に際しては視野角の拡大や輝度の向上、
着色の防止等を目的に各種の光学素材が併用され、かつ
軽量化や組立作業性の向上等を目的にその素材としてフ
ィルムからなるものを用いて、予めそれらのフィルム素
材を粘着層等を介し密着一体化した状態で液晶パネルに
接着されている。

【０００４】しかしながら、従来の偏光フィルムと他の
光学機能ポリマー素材を密着一体化した光学部材、ある
いはそれを接着した液晶表示装置にあっては、光学部材
をパネルのガラス基板に接着する装置組立時の加熱処理
や、装置実用時におけるバックライト等の熱による温度
上昇で光学特性が変化し、黒表示の乱れなどのコントラ
ストの低下等を発生して表示の信頼性を低下させる問題
点があった。

【０００５】

【発明の技術的課題】本発明は、装置組立時の加熱処理
や、装置実用時の温度上昇で光学特性が変化しにくく、
コントラストの維持による表示の均一性に優れて表示の
信頼性に優れる液晶表示装置を形成しうる光学部材の開
発を課題とする。

【０００６】

【課題の解決手段】本発明は、少なくとも偏光フィルム
を含む２層以上の光学機能ポリマー素材を粘着層を介し
密着一体化してなり、３０〜７０℃の実用温度における
光学歪の除去処理を施してなることを特徴とする光学部
材、及び少なくとも偏光フィルムを含む２層以上の光学
機能ポリマー素材と液晶パネルを粘着層を介し密着一体
化してなり、３０〜７０℃の実用温度における光学歪の
除去処理を施してなることを特徴とする液晶表示装置を
提供するものである。

【０００７】

【発明の効果】本発明によれば、装置組立時の加熱処理
や、装置実用時の温度上昇で光学特性が変化しにくく、
コントラストの維持による表示の均一性に優れて表示の
信頼性に優れる液晶表示装置を形成しうる光学部材を得
ることができ、これは上記の光学歪除去処理を施したこ
とによる。

【０００８】すなわち本発明者は、上記の温度変化によ
る光学特性の変化は、フィルム素材やガラス基板等の各
形成部品の熱膨張係数の相違で温度変化により内部応力
発生し、それによる光弾性効果でフィルム素材やガラス
基板等の複屈折特性が変化して偏光を撹乱し、コントラ
ストの低下等の不均一な表示が発生することを究明し、
その知見に基づいて本発明は、温度変化による光学歪を
除去したものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明による光学部材は、少なく
とも偏光フィルムを含む２層以上の光学機能ポリマー素
材を粘着層を介し密着一体化してなり、３０〜７０℃の
実用温度における光学歪の除去処理を施したものであ
る。その例を図１、図２に示した。１が偏光フィルム、
２，２１，２２が粘着層、３，５が位相差板等の他の光
学機能ポリマー素材である。なお６が光学部材であり、
４はセパレータである。

【００１０】光学機能ポリマー素材としては、偏光フィ
ルムを含む少なくとも２枚が用いられ、その偏光フィル
ム以外の光学機能ポリマー素材としては、液晶表示装置
等の形成に用いられる適宜なものを用いうる。ちなみに
その例としては、位相差板や輝度向上板、光拡散板や集
光板などがあげられる。

【００１１】前記の偏光フィルムとしても適宜なものを
用いてよく、その種類について特に限定はない。ちなみ
にその例としては、ポリビニルアルコール系フィルムや
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如きポリエ
ン配向フィルムなどがあげられる。偏光フィルムの厚さ
は通例５〜８０μmであるが、これに限定されない。

【００１２】用いる偏光フィルムは、その片面又は両面
に透明保護層を付設したものであってもよい。その透明
保護層の形成には、透明性や機械的強度、熱安定性や水
分遮蔽性等に優れるプラスチックなどが好ましく用いら
れる。ちなみにその例としては、ポリエステル系樹脂や
アセテート系樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂やポリ
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やアクリル系樹脂、あるい
はアクリル系やウレタン系、アクリルウレタン系やエポ
キシ系やシリコーン系等の熱硬化型、ないし紫外線硬化
型の樹脂などがあげられる。

【００１３】透明保護層は、プラスチック液の塗布方式
やフィルムとしたものの接着積層方式などの適宜な方式
で形成することができる。その厚さは、適宜に決定で
き、一般には５００μm以下、就中１〜３００μm、特に
５〜２００μmとされる。

【００１４】また用いる偏光フィルムは、反射型や拡散
型、それらの両用型などとしたものであってもよい。反
射型の偏光フィルムは、視認側（表示側）からの入射光
を反射させて表示するタイプの液晶表示装置などを形成
するためのものであり、バックライト等の光源の内蔵を
省略できて液晶表示装置の薄型化をはかりやすいなどの
利点を有する。一方、拡散型の偏光フィルムは、表示光
を拡散して視野角の拡大などを目的とする。

【００１５】反射型偏光フィルムの形成は、例えば必要
に応じ透明樹脂層等を介して偏光フィルムの片面にアル
ミニウム等の反射性金属からなる箔や蒸着膜を付設して
反射層を形成する方式などの適宜な方式にて行うことが
できる。一方、拡散型偏光フィルムの形成は、例えば必
要に応じ透明樹脂層等を介して偏光フィルムにマット処
理を施す方式や微粒子含有の樹脂を塗布する方式、偏光
フィルムに微粒子含有の透明樹脂層を設ける方式などの
適宜な方式で表面に微細凹凸構造を付与することにより
行うことができる。

【００１６】さらに反射拡散両用型の偏光フィルムの形
成は、例えば前記拡散型偏光フィルムの微細凹凸構造面
にその凹凸構造が反映した反射層を設ける方式などによ
り行うことができる。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指向性やギラギラした見栄え
を防止し、明暗のムラを抑制しうる利点などを有する。
また微粒子含有の透明樹脂層は、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
うる利点なども有している。

【００１７】透明樹脂層等の表面微細凹凸構造を反映さ
せた反射層の形成は、例えば真空蒸着方式やイオンプレ
ーティング方式、スパッタリング方式等の蒸着方式やメ
ッキ方式などの適宜な方式で金属を透明樹脂層等の表面
に直接付設する方法などにより行うことができる。

【００１８】なお透明樹脂層等に含有させる前記の微粒
子としては、例えば平均粒径が０．５〜２０μmのシリ
カやアルミナ、チタニアやジルコニア、酸化錫や酸化イ
ンジウム、酸化カドミウムや酸化アンチモン等からな
る、導電性のこともある無機系微粒子、架橋又は未架橋
のポリマー等からなる有機系微粒子などの適宜な透明微
粒子を用いうる。

【００１９】また反射層は、その反射面が透明樹脂層や
偏光フィルム等で被覆された状態の使用形態が、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、保護層の別途付設の回避の点などより好まし
い。

【００２０】一方、上記した位相差板は、液晶パネルに
よる位相差の補償等の種々の目的で用いられる。その例
としては、各種プラスチックの延伸フィルム等からなる
複屈折性フィルム、ディスコチック系やネマチック系の
如き液晶ポリマーの配向フィルム、その配向液晶層をフ
ィルム基材上に支持したものなどがあげられる。その場
合、配向液晶層を支持するフィルム基材としては、セル
ロース系フィルムの如く等方性に優れるものが好ましく
用いうる。

【００２１】他方、前記の複屈折性フィルムを形成する
プラスチックは、例えばポリカーボネートやポリビニル
アルコール、ポリスチレンやポリメチルメタクリレー
ト、ポリプロピレンやその他のポリオレフィン、ポリア
リレートやポリアミドなどの適宜なものを用いうる。延
伸フィルムは、一軸や二軸等の適宜な方式で処理したも
のであってよい。また熱収縮性フィルムとの接着下に収
縮力又は／及び延伸力を付与する方式などによりフィル
ムの厚さ方向の屈折率を制御した複屈折性フィルムなど
であってもよい。位相差板は、位相差等の光学特性の制
御を目的に２枚以上を用いることもできる。

【００２２】他方、上記した光学機能ポリマー素材とし
ての輝度向上板は、液晶表示装置等における輝度の向上
等を目的として用いられ、その例としてはプリズムアレ
イシートやレンズアレイシート、屈折率異方性が相違す
る薄膜フィルムの複数を積層して干渉により反射率の異
方性をもつようにした反射型偏光分離シート、コレステ
リック液晶ポリマーの配向フィルムやその配向液晶層を
フィルム基材上に支持した偏光分離シートなどがあげら
れる。

【００２３】また光拡散板は、表示光の拡散による視野
角の拡大などの目的で用いられ、集光板は表示光や照明
光等の光路を制御して輝度の向上や正面方向の光量の増
大等により視認性を向上させることなどを目的に用いら
れる。光拡散板は、上記した拡散型偏光フィルムやその
透明保護層などに準じて形成することができ、集光板は
前記の輝度向上板に準じたプリズムアレイシートやレン
ズアレイシート、あるいはドット付設シートなどとして
形成することができる。なお前記した輝度向上板や光拡
散板や集光板もそれぞれ２枚以上を用いることができ
る。

【００２４】光学部材は、偏光フィルムと、それ以外の
位相差板や輝度向上板、光拡散板や集光板等の適宜な光
学機能ポリマー素材の１枚又は２枚以上を使用目的に応
じた適宜な組合せで用いて２層又は３層以上の積層体と
して得ることができる。その場合、各光学機能ポリマー
素材の配置位置は、使用目的に応じて適宜に決定でき、
特に限定はない。

【００２５】本発明による光学部材は、図例の如くそれ
を形成する各光学機能ポリマー素材１，３，５等を粘着
層２，２１，２２等を介して密着一体化したものであ
り、かつ３０〜７０℃の実用温度において通例発生する
光学歪が発生しないように予めその除去処理を施したも
のである。

【００２６】前記の粘着層の形成には、例えばアクリル
系重合体やシリコーン系ポリマー、ポリエステルやポリ
ウレタン、ポリエーテルや合成ゴムなどの適宜なポリマ
ーをベースポリマーとする粘着性物質や粘着剤を用いる
ことができ、特に限定はない。就中、アクリル系粘着剤
の如く光学的透明性に優れ、適度な濡れ性と凝集性と接
着性等の粘着特性を示して、耐候性や耐熱性などに優
れ、加熱や加湿の条件下に浮きや剥がれ等の剥離問題を
生じないものが好ましく用いうる。

【００２７】ちなみに前記アクリル系粘着剤の例として
は、メチル基やエチル基やブチル基等の炭素数が２０以
下のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸のアルキル
エステルと、（メタ）アクリル酸や（メタ）アクリル酸
ヒドロキシエチル等の改良成分からなるアクリル系モノ
マーを、ガラス転移温度が０℃以下となる組合せにて共
重合してなる、重量平均分子量が１０万以上のアクリル
系重合体をベースポリマーとするものなどがあげられる
が、これに限定されない。

【００２８】光学機能ポリマー素材の密着一体化処理に
際しては、当該素材の片面又は両面に粘着層を設けて密
着処理に供することができる。設ける粘着層は、異なる
組成又は種類等のものの重畳層であってもよい。また両
面に粘着層を設ける場合、光学機能ポリマー素材の表裏
において異なる組成又は種類等の粘着層であってもよ
い。

【００２９】光学機能ポリマー素材への粘着層の付設
は、適宜な方式で行いうる。その例としては、例えばト
ルエンや酢酸エチル等の適宜な溶剤の単独物又は混合物
からなる溶媒に粘着性物質ないしその組成物を溶解又は
分散させて１０〜４０重量％程度の粘着剤液を調製し、
それを流延方式や塗工方式等の適宜な展開方式で光学機
能ポリマー素材上に直接付設する方式、あるいは前記に
準じセパレータ上に粘着層を形成してそれを光学機能ポ
リマー素材上に移着する方式などがあげられる。

【００３０】粘着層の厚さは、接着力等に応じて適宜に
決定でき、一般には１〜５００μmとされる。粘着層
は、図例の如く液晶パネル等の被着体への接着を目的と
して、必要に応じ光学部材の外表面に設けることもでき
る。かかる粘着層２１が表面に露出する場合には、実用
に供するまでの間その表面を図例の如くセパレータ４な
どで被覆保護しておくことが好ましい。

【００３１】なお粘着層は、必要に応じて例えば天然物
や合成物の樹脂類、就中、粘着性付与樹脂、ガラス繊維
やガラスビーズ、金属粉やその他の無機粉末等からなる
充填剤や顔料、着色剤や酸化防止剤などの適宜な添加剤
を含有していてもよい。また微粒子を含有して光拡散性
を示す粘着層であってもよい。

【００３２】また光学部材の形成に供する偏光フィルム
や位相差板等の光学機能ポリマー素材及び粘着層等の各
層は、必要に応じて例えばサリチル酸エステル系化合物
やベンゾフェノール系化合物、ベンゾトリアゾール系化
合物や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方式などの適宜な方式
により紫外線吸収能をもたせることもできる。

【００３３】上記した光学機能ポリマー素材の密着一体
化は、品質の安定性や積層作業性等に優れて液晶表示装
置の製造効率を向上させうる利点などがあるが、本発明
にては光学歪を除去した光学部材を得る点よりも必要な
処理である。その光学部材における光学歪の除去処理
は、例えば使用環境にて想定される最高温度、又は／及
び光学部材を液晶パネルに接着する際の組立温度等の実
用温度又はその近傍温度にて光学部材を熱処理する方法
などの適宜な方法にて行うことができる。

【００３４】前記した光学歪の除去処理により、組立時
や実用時の温度変化にて発生する寸法変化を低減でき、
それによる内部応力の低減で光弾性効果に基づく複屈折
特性の変化を抑制でき、表示が不均一化すること、特に
光学機能ポリマー素材の周辺部での応力集中による内部
応力にて発生する表示の不均一化を抑制することができ
る。

【００３５】光学歪の除去処理、特に前記の加熱処理に
よる除去処理は、例えば光学機能ポリマー素材を粘着層
を介して積層密着処理する際に、その密着処理を３０〜
７０℃の所定の加熱雰囲気下に行う方法などにより達成
することができる。なお３０〜７０℃の温度範囲におけ
る実用温度での光学歪の除去処理は、３０℃未満では光
学歪が発生しにくいこと、７０℃を超えると弾性限界を
超えて偏光フィルムの収縮等の永久歪を発生しやすくな
ることによる。

【００３６】前記した光学歪問題は、光学部材を液晶パ
ネルに接着して液晶表示装置とした場合にも発生する。
従って光学歪の除去処理は、液晶表示装置に対しても施
すことができ、その光学歪の除去処理は、前記に準じる
ことができる。

【００３７】よって例えば、液晶パネルのガラス基板等
に上記した光学部材に相当する光学機能ポリマー素材を
３０〜７０℃の所定の加熱雰囲気下に粘着層を介して順
次積層密着処理する方法や、予め室温や３０〜７０℃等
の適宜な温度で積層密着処理した光学部材を３０〜７０
℃の所定の加熱雰囲気下に粘着層を介して接着する方法
などにより光学歪の除去処理を施すことができる。

【００３８】図３や図４に例示した如く光学部材６，６
１は、液晶パネル７の片側又は両側に設けることがで
き、その全部が光学歪の除去処理の対象とされる。用い
る液晶パネルは任意であり、例えば薄膜トランジスタ型
に代表されるアクティブマトリクス駆動型のもの、ツイ
ストネマチック型やスーパーツイストネマチック型に代
表される単純マトリクス駆動型のものなどの適宜なタイ
プの液晶パネルを使用して種々の液晶表示装置を形成す
ることができる。

【００３９】液晶パネル７の両側に設ける光学部材６，
６１は、同じものであってもよいし、異なるものであっ
てもよい。なお図３は透過型、図４は反射型の液晶表示
装置を例示しており、図４の符号８が反射層である。

【００４０】

【実施例】実施例１ 両面に透明保護層を設けた偏光フィルム（日東電工社
製、ＨＥＧ１４２５ＤＵ、以下同じ）、及びワイドビュ
ーフィルム（富士写真フィルム社製、以下同じ）のそれ
ぞれに厚さ２５μmのアクリル系粘着層を設けた後、４
０℃に加温し、かつ４０℃の雰囲気下にその偏光フィル
ム側の粘着層を介しそれらを積層密着処理して光学部材
を得た後、そのワイドビューフィルム側の粘着層を介し
液晶パネルに２５℃の雰囲気下に接着して液晶表示装置
を得た。

【００４１】実施例２ 液晶パネルへの接着温度を４０℃としたほかは実施例１
に準じて液晶表示装置を得た。

【００４２】実施例３ 積層密着温度を２５℃としたほかは実施例１に準じて光
学部材を得、そのワイドビューフィルム側の粘着層を介
し液晶パネルに４０℃の雰囲気下で接着して液晶表示装
置を得た。

【００４３】比較例 液晶パネルへの接着温度を２５℃としたほかは実施例３
に準じて液晶表示装置を得た。

【００４４】評価試験 実施例、比較例で得た液晶表示装置を表面温度が４０℃
の面光源上に配置して表示状態を調べた。

【００４５】前記の結果を次表に示した。

【図面の簡単な説明】

【図１】光学部材例の断面図

【図２】他の光学部材例の断面図

【図３】液晶表示装置例の断面図

【図４】他の液晶表示装置例の断面図

【符号の説明】 ６：光学部材 １：偏光フィルム ３，５：他の光学機能ポリマー素材 ２，２１，２２：粘着層 ７：液晶パネル

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H042 AA02 AA04 AA26 BA02 DA01 DC02 2H049 BA02 BA06 BB03 BB51 BB63 BC22 2H091 FA08X FA08Z FA11X FA11Z FA14Z FA31X FA31Z FB02 FB13 FC01 FC02 FC22 FD15 GA16 GA17 LA02 LA04 4F100 AB10 AJ06 AK01A AK01B AK21 AK23 AK25G AK41 AK45 AK69 BA02 BA03 BA04 BA05 BA07 BA10A BA10B CB05 EH66 EJ41 GB41 JN10A JN30 JN30B

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも偏光フィルムを含む２層以上
   の光学機能ポリマー素材を粘着層を介し密着一体化して
   なり、３０〜７０℃の実用温度における光学歪の除去処
   理を施してなることを特徴とする光学部材。
2. 【請求項２】 請求項１において、偏光フィルム以外の
   光学機能ポリマー素材が位相差板、輝度向上板、光拡散
   板又は集光板の１種又は２種以上からなり、３０〜７０
   ℃の温度にて粘着層を介し密着一体化したものである光
   学部材。
3. 【請求項３】 少なくとも偏光フィルムを含む２層以上
   の光学機能ポリマー素材と液晶パネルを粘着層を介し密
   着一体化してなり、３０〜７０℃の実用温度における光
   学歪の除去処理を施してなることを特徴とする液晶表示
   装置。