JP2001208912A - 光学補償フィルム及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄型軽量性と耐熱性に優れる偏光機能を有す
る光学補償フィルムの開発。 【解決手段】 支持フィルム（１）に少なくとも位相差
層（２）とコーティング膜からなる偏光層（３）を密着
付設してなる光学フィルムの外側に、９０℃における１
０００％モジュラスが６ｇ／mm^２以下の粘着層（３）を
設けてなる光学補償フィルム及びその光学補償フィルム
を有する液晶表示装置。 【効果】 支持フィルムにコーティング方式にて薄さと
耐熱性に優れる偏光層を付与できて効率よく製造でき、
加熱による輝度ムラの発生が少なくて良視認の視野角に
優れる液晶セルを形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、耐熱性や薄型軽量性等に
優れて輝度ムラが少なく、良視認の視野角に優れる液晶
表示装置を形成しうる偏光特性を示す光学補償フィルム
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、偏光特性を示す光学補償フィルム
としては、透明フィルムにディスコティック系やネマチ
ック系の液晶ポリマーの傾斜配向層を設けた位相差層
（特開平６−２１４１６号公報）と偏光フィルム系の偏
光板とを接着積層したものが知られていた。しかしなが
ら、その偏光板が偏光フィルムの両面に接着層を介し透
明保護フィルムを付設した五層構造を有して通例１００
μm以上の総厚であるため軽量薄型性に乏しく、また偏
光フィルムの耐熱性不足で８０℃以上での使用が困難な
問題点があった。

【０００３】

【発明の技術的課題】本発明は、薄型軽量性と耐熱性に
優れる偏光機能を有する光学補償フィルムの開発を課題
とする。

【０００４】

【課題の解決手段】本発明は、支持フィルムに少なくと
も位相差層とコーティング膜からなる偏光層を密着付設
してなる光学フィルムの外側に、９０℃における１００
０％モジュラスが６ｇ／mm^２以下の粘着層を設けてなる
ことを特徴とする光学補償フィルム及びその光学補償フ
ィルムを有す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。

【０００５】

【発明の効果】本発明によれば、支持フィルムにコーテ
ィング方式にて薄さと耐熱性に優れる偏光層を付与でき
て効率よく製造でき、薄型軽量性と耐熱性に優れる光学
補償フィルムを得ることができる。またその粘着層を介
し液晶セル等に接着して加熱処理しても支持フィルム等
に加熱収縮応力による光学歪が生じにくくて位相差が発
生しにくく輝度ムラが少なくて良視認の視野角に優れる
液晶表示装置を形成することができる。加熱処理による
内部応力で支持フィルム等に位相差が発生すると通例、
窓枠状の輝度ムラが発生する。

【０００６】

【発明の実施形態】本発明による光学補償フィルムは、
支持フィルムに少なくとも位相差層とコーティング膜か
らなる偏光層を密着付設してなる光学フィルムの外側
に、９０℃における１０００％モジュラスが６ｇ／mm^２
以下の粘着層を設けたものよりなる。その例を図１、図
２に示した。１が支持フィルム、２が位相差層、３が偏
光層、４が粘着層であり、３１、４１はそれぞれ必要に
応じての透明保護層又はセパレータである。図例の如く
光学補償フィルムにおける光学フィルムは、支持フィル
ム１の片面に位相差層２、他面に偏光層３を有する形態
や、支持フィルム１の同じ側に位相差層２と偏光層３を
有する形態などの適宜な層形態にて形成することができ
る。

【０００７】支持フィルムについては、特に限定はなく
適宜な透明ポリマーからなるフィルムを用いる。就中、
透明性や機械的強度、熱安定性や水分遮蔽性等に優れる
と共に、厚さの均一性に優れて位相差の可及的に小さい
ものが好ましく用いうる。ちなみに前記ポリマーの例と
しては、三酢酸セルロースの如きセルロース系樹脂やポ
リエステル、ポリカーボネートやポリアミド、ポリイミ
ドやポリエーテルスルホン、ポリスルホンやポリスチレ
ン、アクリル系樹脂やポリオレフィン、ノルボルネン系
樹脂などがあげられる。支持フィルムの厚さは、強度等
に応じて適宜に決定しうるが、一般には軽量化等を目的
に５００μm以下、就中５〜３００μm、特に１０〜２０
０μmとされる。

【０００８】支持フィルムに密着付設する位相差層は、
液晶セルの複屈折による位相差を補償してその位相差に
基づく視角変化による着色等を防止したり良視認の視野
角を拡大したりすることなどを目的とするものであり、
その目的に応じた例えば延伸フィルム層や液晶ポリマー
の配向層等の適宜な複屈折性の位相差層にて形成するこ
とができる。ちなみに視野角の拡大にはディスコティッ
ク系やネマチック系の液晶ポリマーの傾斜配向層などが
有利に用いうる。

【０００９】支持フィルムによる位相差層の密着支持
は、例えば必要に応じ接着剤層を介したフィルムの接着
方式やポリマー液のコーティング方式などの適宜な方式
にて行うことができ、液晶ポリマーの配向処理に際して
は必要に応じてラビング処理層等の配向膜を介在させる
ことができる。位相差層の厚さは、目的とする位相差等
に応じて適宜に決定しうるが、一般には３００μm以
下、就中０．１〜１００μm、特に０．５〜５０μmとさ
れる。

【００１０】支持フィルムに密着付設する偏光層は、光
学補償フィルムに偏光機能を付与することを目的とし、
本発明にては可及的に層厚の薄い偏光層とするために例
えばキャスティング方式やスピンコート方式等の適宜な
塗工方式によるコーティング膜として形成される。光学
補償フィルムの薄型化の点より偏光層の好ましい厚さ
は、偏光特性や耐久性等も考慮して１５μm以下、就中
０．１〜５μm、特に０．２〜３μmである。

【００１１】従って偏光層の形成にはコーティング方式
にて形成しうる適宜な材料を用いることができ、特に限
定はない。就中、耐熱性等に優れる偏光層を得る点など
よりは、リオトロピック液晶性の二色性色素や二色性染
料含有の液晶ポリマー、二色性染料含有のリオトロピッ
ク性物質（例えばＯｐｔｉｖａ社製、ＬＣポラライザー
等）などが好ましく用いうる（ＷＯ９７／３９３８０号
公報）。

【００１２】ちなみに前記したリオトロピック液晶性の
二色性色素としては、例えば式：（クロモゲン）（ＳＯ
_３Ｍ）ｎで表される水溶性の有機色素などがあげられ、
これはクロモゲンがアゾや多環式化合物等からなって液
晶性を付与し、スルホン酸又はその塩が水溶性を付与し
て全体としてリオトロピック液晶性を示す（特表平８−
５１１１０９号公報）。

【００１３】なお前記した二色性色素の具体例として
は、下記の式（１）〜（７）で表される化合物などがあ
げられる。

【００１４】前記の式（１）において、Ｒ１は水素又は
塩素であり、Ｒは水素、アルキル基、ＡｒＮＨ又はＡｒ
ＣＯＮＨである。アルキル基としては炭素数が１〜４個
のもの、就中メチル基やエチル基が好ましく、アリール
基（Ａｒ）としては置換又は無置換のフェニル基、就中
４位を塩素で置換したフェニル基が好ましい。またＭは
カチオンであり、水素イオン、ＬｉやＮａ、ＫやＣｓの
如き第一族金属のイオン、アンモニウムイオンなどが好
ましい（以下同じ）。

【００１５】

【００１６】前記式（２）〜（４）において、Ａは式
（ａ）又は（ｂ）で表されるものあり、そのＲ２は水
素、アルキル基、ハロゲン又はアルコキシ基、Ａｒは置
換又は無置換のアリール基、ｎは２又は３である。前記
のアルキル基は炭素数が１〜４個のもの、就中メチル基
又はエチル基が好ましく、ハロゲンは臭素又は塩素が好
ましい。またアルコキシ基は炭素数が１又は２個のも
の、就中メトキシ基が好ましく、アリール基は置換又は
無置換のフェニル基、就中、無置換あるいは４位をメト
キシ基、エトキシ基、塩素若しくはブチル基で、又は３
位をメチル基で置換したフェニル基が好ましい。

【００１７】

【００１８】前記の式（５）において、ｎは３〜５が好
ましい。

【００１９】

【００２０】

【００２１】上記の式：（クロモゲン）（ＳＯ_３Ｍ）ｎ
で表される有機色素は、そのクロモゲンにて安定な液晶
相を示し、水やアセトン、アルコール、ジオキサンの如
き水溶性有機溶媒に溶解し、その色素の１種又は２種以
上を溶解させた例えば固形分濃度が１〜２０重量％の溶
液をドクターブレード方式等の剪断力が作用する適宜な
塗工方式で塗工することで配向処理でき、その配向固化
層が二色性の偏光機能を示す。

【００２２】一方、上記した二色性染料を含有して偏光
機能を示す液晶ポリマーとしては、一軸配向性を示す適
宜なものを用いうる。ちなみにその例としては、下記の
式（８）で表されるものなどがあげられる（特開平１１
−１０１９６４号公報）。

【００２３】また液晶ポリマーは、下記の式（イ）〜
（ニ）で表される液晶モノマーの１種又は２種以上を用
いて紫外線照射により重合処理したものであってもよい
（特開平１１−１０１９６４号公報）。

【００２４】他方、液晶ポリマー層に含有させる二色性
染料としても適宜なものを用いることができ、特に限定
はない。耐熱性等に優れる偏光層を得る点よりは下記の
式（９）〜（１１）で表されるものなどが好ましく用い
うる（特開平１１−１０１９６４号公報）。

【００２５】

【００２６】前記の式（９）、（１０）において、Ｒ４
は水素、ハロゲン、Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１、ＣＯＣ_ｎＨ
_２ｎ＋１、ＯＣＯＣ_ｎＨ_２ｎ＋１、ＣＯＯＣ_ｎＨ
_２ｎ＋１又はＣＨ _２ＣＯＯＣ_ｎＨ_２ｎ＋１である。また
Ｒ５、Ｒ６は、水素又はＣ_ｎＨ_２ｎ＋１であり、かつＲ
６は下記の式（ホ）又は（へ）で表されるものであって
もよい。さらにＲ５とＲ６はそれらで下記の式（ト）で
表されるものであってもよい。一方、Ｒ７は水素、ハロ
ゲン又はＣ_ｎＨ_２ｎ＋１である。なおｎは１〜８で、ｍ
は１〜５である。

【００２７】

【００２８】他方、式（１１）において、Ａ１はＣ_ｎＨ
_２ｎ＋１又は下記のものであり、そのｎは１〜８であ
る。

【００２９】また式（１１）におけるＢは、下記の式
（チ）〜（ル）で表されるものであり、Ｒ８はＣ_ｎＨ
_２ｎ＋１又はＣ_ｎＨ_２ｎＯＣＨ_３で、そのｎは１〜８で
ある。

【００３０】前記において偏光層の形成は、例えば１種
又は２種以上の液晶ポリマーを含有する溶液に二色性染
料を配合し、それを配向膜等の上に塗工して液晶ポリマ
ーを一軸配向させる方式などにより行うことができる。
液晶ポリマーの溶液化には通例、溶剤を用いて固形分濃
度１〜２０重量％程度のものとされるが、液晶モノマー
を紫外線で重合する場合には溶剤の使用を回避すること
もできる。また二色性染料は、偏光特性の波長域などに
応じて１種又は２種以上を用いることができ、その使用
量は液晶ポリマー又は液晶モノマーの１〜２０重量％が
一般的である。

【００３１】上記した二色性染料を含有して偏光機能を
示す液晶ポリマーの例としては、下記の式（１２）で表
されるものなどもあげられる（日東技報Ｖｏｌ３５，Ｎ
ｏ．１（１９９７），ｐ７９−８２）。 なお式中のｎは１〜１０、Ｒ９はシアノ基又はメトキシ
基等のアルコキシ基、ｍは１〜５である。

【００３２】図１の例の如く偏光層３の上に必要に応じ
て設ける透明保護層３１は、視認を阻害する擦り傷の発
生防止などを目的とする。従って透明保護層は、光学補
償機能を阻害しない上記の支持フィルムで例示したポリ
マーなどの適宜な物質にて形成することができる。就
中、例えば多官能性単量体を光触媒等を介して紫外線照
射により三次元架橋しうるようにした例えばウレタンア
クリル系やエポキシ系等の紫外線硬化樹脂などの透明な
硬質膜を形成する適宜な架橋性樹脂が好ましく用いう
る。

【００３３】透明保護層の形成は、フィルムの接着方式
などにても形成しうるが、薄層化等の点よりは例えばキ
ャスティング方式やスピンコート方式やディッピング方
式等の適宜な塗工方式でポリマー液ないし樹脂液を所定
面上に展開して必要に応じ架橋処理する方法などにより
行うことができる。就中、紫外線等にて架橋処理できる
硬化型樹脂による透明保護層が耐擦傷性などの点より好
ましい。

【００３４】透明保護層の厚さは、適宜に決定でき一般
には２００μm以下、就中１００μm以下、特に１〜５０
μmとされる。なお図２に例示の如く位相差層２の上に
偏光層３を設ける場合にも位相差層の変質を防止する点
などより前記に準じた透明保護層３１を介する方式にて
行うことが好ましい。偏光層の上に位相差層を設ける場
合も同様である。

【００３５】図例の如く光学フィルムの外側に設ける粘
着層４は、液晶セル等に接着することを目的とし、本発
明にては９０℃における１０００％モジュラスが６ｇ／
mm^２以下の粘着層として形成される。これにより光学補
償フィルムをその粘着層を介し液晶セル等に接着して加
熱処理した場合に、支持フィルム等の収縮で発生する応
力を緩和できて窓枠状等の輝度ムラが生じることを抑制
できて偏光層等の耐熱性を活かすことができる。

【００３６】粘着層については、前記のモジュラスを示
す透明層であることの点を除き特に限定はない。従って
粘着層の形成には例えばアクリル系やシリコーン系、ポ
リエステル系やポリウレタン系、ポリエーテル系やゴム
系等の適宜な透明粘着剤などを用いうる。就中、透明性
や耐候性や耐熱性などの点よりアクリル系粘着剤が好ま
しく用いうる。

【００３７】ちなみに前記アクリル系粘着剤の具体例と
しては、メチル基やエチル基やブチル基等の炭素数が２
０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。

【００３８】光学フィルムへの粘着層の付設は、例えば
適宜な溶媒に粘着剤成分を溶解又は分散させて粘着剤液
を調製し、それを流延方式や塗工方式等の適宜な展開方
式で光学フィルム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フィ
ルム上に移着する方式などの適宜な方式で行うことがで
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。

【００３９】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、就中５〜１００μm
とされる。粘着層には、必要に応じて例えば天然物や合
成物の樹脂類、ガラス繊維やガラスビーズ等からなる充
填剤や酸化防止剤などの適宜な添加剤を配合することも
できる。また微粒子を含有させて光拡散性を示す粘着層
とすることもできる。粘着層の露出面に対しては、図例
の如くセパレータ４１を接着して実用に供するまでの
間、汚染等より保護することが好ましい。

【００４０】本発明による光学補償フィルムは、液晶表
示装置の形成などに好ましく用いうる。その場合、位相
差層と偏光層とが予め積層一体化されていることより光
軸のズレ等による品質のバラツキが生じにくく、液晶表
示装置の組立効率に優れるなどの利点を有している。

【００４１】液晶表示装置の形成に際しては液晶セルの
片側又は両側に光学補償フィルムを配置しうる。その場
合、位相差層又は偏光層のいずれを液晶セル側としても
よいが、補償効果等の点よりは偏光層と液晶セルの間に
位相差層が位置する配置構造が通例の場合、好ましい。
なお適用する液晶セルは、例えばＴＮ型やＳＴＮ型、Ｔ
ＦＴ型や強誘電性液晶型など任意である。

【００４２】

【実施例】実施例１ 三酢酸セルロースフィルムの片面に傾斜配向の液晶ポリ
マー層を設けてなる位相差板（富士フイルム社製、ＷＶ
フィルム）の前記フィルムの露出面に、二色性染料含有
のリオトロピック液晶水溶液（Ｏｐｔｉｖａ社製、ＬＣ
ポラライザー、固形分濃度８．７重量％）をワイヤバー
（Ｎｏ．７）にてコーティング後、８０℃で乾燥させて
厚さ１．３μmの偏光層を形成して、総厚１１０μm、波
長４００〜７００nmの波長域における光透過率４０％、
その偏光度９０％の光学フィルムを得、その位相差層側
に９０℃における１０００％モジュラスが５．２ｇ／mm
^２で厚さが２５μmのアクリル系粘着層を設けて光学補
償フィルムを得た。

【００４３】なお前記のモジュラスは、厚さ１mmの粘着
層を形成して５mm×１０mmのサイズに切り出し、引張り
試験機にて速度３００mm／分、チャック間隔１０mmの条
件で９０℃における応力・歪み曲線を調べ、１０００％
歪み時の応力を求めることにより評価した（以下同
じ）。

【００４４】実施例２ ＷＶフィルムの三酢酸セルロースフィルム露出面にポリ
ビニルアルコールをスピンコートしてその表面をレーヨ
ン布でラビング処理した後、その上に二色性染料含有の
液晶ポリマー溶液をスピンコートし、１００℃で加熱配
向処理して厚さ１．５μmの偏光層を形成し、ついでそ
の上にウレタンアクリル系樹脂からなる厚さ５μmの透
明保護層を形成して光学フィルムとしたほかは、実施例
１に準じて光学補償フィルムを得た。前記の光学フィル
ムは、総厚が１１０μmであり、波長４００〜７００nm
の波長域における光透過率は３８％で、その偏光度は８
８％であった。

【００４５】なお前記の液晶ポリマー溶液は、下式で表
される側鎖型液晶ポリマー２６部、Ｇ−２０２染料０．
３７部（日本感光色素社製、以下同じ）、Ｇ−２０７染
料０．７３部及びＧ−４２９染料１．４６部をテトラク
ロロエタン１００部にて均一に混合したものである。

【００４６】また前記の透明保護層は、下式で表される
ウレタンアクリル系樹脂を塗布し、紫外線を照射して厚
さ５μmの架橋層を形成したものである。

【００４７】比較例１ ９０℃における１０００％モジュラスが３０ｇ／mm^２の
アクリル系粘着層としたほかは実施例１に準じて光学補
償フィルムを得た。

【００４８】比較例２ ９０℃における１０００％モジュラスが３０ｇ／mm^２の
アクリル系粘着層としたほかは実施例２に準じて光学補
償フィルムを得た。

【００４９】実施例、比較例で得た光学補償フィルムを
ガラス板の表裏面にその粘着層を介し偏光層がクロスニ
コルとなるように接着して８０℃で２４時間保管後、４
角と各辺の中点及び中央の９点における面内透過率を調
べ、その最大値と最小値の差を調べた。

【００５０】前記の結果を次表に示した。 実施例１ 実施例２ 比較例１ 比較例２ 透過率差（％） 0.0003 0.0003 0.0009 0.0009

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の断面図

【図２】他の実施例の断面図

【符号の説明】

１：支持フィルム ２：位相差層 ３：偏光層（３１：透明保護層） ４：粘着層（４１：セパレータ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐竹 正之 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電 工株式会社内 (72)発明者 済木 雄二 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電 工株式会社内 Ｆターム(参考） 2H042 AA04 AA26 2H049 BA02 BA06 BA26 BA42 BB03 BB24 BB25 BB44 BB45 BB46 BB47 BB48 BB49 BB51 BC22 2H091 FA11X FA11Z FB02 LA19 LA20 4F100 AJ04 AK01B AK01C AK21 AK25 AK25G AR00B AR00D AS00B AS00C AT00A BA04 BA05 BA07 BA10A BA10B BA10D CA13C CC00C EH46 GB41 JJ03 JK20D JL03 JL13D JN10 JN10C JN30B YY00D

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持フィルムに少なくとも位相差層とコ
   ーティング膜からなる偏光層を密着付設してなる光学フ
   ィルムの外側に、９０℃における１０００％モジュラス
   が６ｇ／mm^２以下の粘着層を設けてなることを特徴とす
   る光学補償フィルム。
2. 【請求項２】 請求項１において、位相差層が液晶ポリ
   マー層からなる光学補償フィルム。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、偏光層がリオ
   トロピック液晶性の二色性色素、二色性染料含有の液晶
   ポリマー層又は二色性染料含有のリオトロピック性物質
   からなる光学補償フィルム。
4. 【請求項４】 請求項１〜３において、支持フィルムの
   少なくとも片面に偏光層がコーティングされてなる光学
   補償フィルム。
5. 【請求項５】 請求項１〜４において、偏光層の表面に
   透明保護層を有する光学補償フィルム。
6. 【請求項６】 請求項１〜５に記載の光学補償フィルム
   を有することを特徴とする液晶表示装置。