JP3041961B2 - 液晶表示パネル用フィルム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示パネル用フィ
ルムに関する。さらに詳しくは、表示解像度に優れ、軽
量で耐久性に優れた液晶表示パネル用フィルムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】液晶
表示は、現在、電卓、時計、テレビ、パーソナルコンピ
ュータ、ワードプロセッサ、自動車の計器類等、広範囲
にわたって使用されている。特に最近は、液晶表示パネ
ルの軽量化、大画面化、あるいは表示の高解像度化、カ
ラー化が望まれるようになり、各用途に応じた改良が試
みられている。従来、液晶パネル用基材としてガラス板
が使用されていたが、近年、軽量化あるいは形状のフレ
キシビリティを持たせる等の目的でプラスチックフィル
ムの使用が提案されている。かかるプラスチックフィル
ムの例として、一軸配向ポリエステルフィルムを使用す
ることが、例えば特開昭５９−８８７１９号公報等で提
案されている。また、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリ
サルフォン（ＰＳ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥ
Ｓ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）等から形成されるフィ
ルムを用いることが、例えば特開昭６０−１７７３２０
号公報等で提案されている。

【０００３】しかしながら、これらのフィルムを用いた
場合、以下に示すような問題点が存在する。例えば一軸
配向ポリエステルフィルムを使用する場合は、光学的要
求特性として、フィルム面内の任意の基準方向に対する
主配向の方向（屈折率が最大となる方向）がフィルム全
体にわたって一定であることが必要であるが、主配向の
方向がばらついている場合はコントラストや明るさがば
らつき、その結果、均質な画像が得られなくなる。特に
液晶表示パネルの大型化が進行している現在において
は、かかるポリエステルフィルムも必然的に大面積が必
要とされるが、この場合、主配向の方向を一定に保つこ
とはフィルムの製造上難しく、歩留りの低下の原因とな
る。

【０００４】また、一軸配向フィルムは強度、収縮率
等、他の物性も異方性があり、取り扱い時に注意を要す
る。例えば配向方向と直角の方向は強度が弱く脆いた
め、しばしば保護フィルム等による補強が必要となっ
た。一方、ＰＣ、ＰＳ、ＰＥＳ、ＰＡＲ等の非晶性ポリ
マーから成るフィルムを用いる場合は、フィルム自身の
耐溶剤性、ガスバリア性、耐擦傷性等の物性が不十分な
ため、塗布層を設けることにより、それらの物性を補う
必要がある。しかしながら、設けた塗布層が、液晶表示
パネル製造工程や使用中に剥離してしまったり、また、
必要な特性をすべて満足させるためには塗布層を両面に
何層か重ねて設ける必要があり、実用的でなかった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記実情に
鑑み鋭意検討を行った結果、ある特定の保護層を設け
た、ある特定の特性を有する非晶質プラスチック積層フ
ィルムが液晶表示パネル基材として好適であることを見
いだし、発明を完成するに至った。すなわち本発明の要
旨は、ポリカーボネート、ポリアリレートおよびポリエ
ステルから選ばれる１種の非晶質プラスチックフィルム
の少なくとも片面に、活性エネルギー線により架橋させ
た保護層を有する積層フィルムであって、該積層フィル
ムの厚みが５０〜３００μｍ、波長５５０nmにおける光
線透過率が８０％以上、レターデーションが５０nm以下
であることを特徴とする液晶表示パネル用フィルムに存
する。

【０００６】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おける非晶質プラスチックフィルムとは、いわゆる非晶
性ポリマーから得られるフィルムを指すが、結晶性ある
いは半結晶性ポリマーを実質的に結晶化を促進させない
条件下で成型したフィルムであっても構わない。かかる
フィルムの素材として用いるポリマーとしては、ポリカ
ーボネート、ポリアリレートおよびポリエステルから選
ばれる１種が用いられる。ここでいうポリエステルと
は、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレン−２，
６−ナフタレートのような結晶性ポリエステルを実質的
に結晶化を促進させない条件で成型したものでも良い
が、これらに１種以上の異成分を共重合させて非晶性ポ
リエステルとしたものが好ましい。かかる非晶性ポリエ
ステルの中でも耐熱性を高度に保つために、ポリエチレ
ン−２，６−ナフタレートにテレフタル酸、イソフタル
酸等のジカルボン酸成分および／または１，４−シクロ
ヘキサンジメタノール等のグリコール成分を共重合した
ポリエステルが好ましく用いられ、また、架橋成分を導
入したものであってもよい。

【０００７】本発明で用いるフィルムは、液晶表示パネ
ルの製造工程あるいは使用中の変形、変質を防ぐため耐
熱性を有することが望ましい。このため、用いるフィル
ムのガラス転移温度は好ましくは１００℃以上、さらに
好ましくは１１０℃以上である。本発明においては、か
かるフィルムの片面または両面に耐溶剤性等を向上させ
るために保護層を形成させるが、保護層の材料は活性エ
ネルギー線の照射により架橋構造を形成し得る化合物で
あればいかなる化合物でもよい。中でも保護層の強度、
耐溶剤性等の特性を考慮した場合には、一分子中に２個
以上のアクリロイル基またはメタクリロイル基を有する
化合物を主体とする材料を用いることが好ましい。

【０００８】かかる化合物として、例えば、２価以上の
多価アルコールまたはその誘導体等と、これらの化合物
と反応し得る基、アクリロイル基またはメタクリロイル
基を有する化合物とを反応させることによって得られる
化合物類が挙げられる。その具体例としては、多価アル
コールと（メタ）アクリル酸、そのハロゲン化物または
その低級アルキルエステルとを反応させることによって
得られる化合物を挙げることができる。ここでいう多価
アルコールの例としては、エチレングリコール、プロピ
レングリコール、ブチレングリコール、ジエチレングリ
コール、テトラエチレングリコール、トリメチロールプ
ロパン、ペンタグリセロール、ペンタエリスリトール、
ジペンタエリスリトール、グリセリン、ジグリセリン等
を挙げることができる。これらのアルコールと（メタ）
アクリル酸とから得られる特に好ましい化合物として
は、各（メタ）アクリロイルオキシ基を結ぶ基が炭素数
２０個以下、好ましくは１０個以下で０または１個のエ
ーテル基を有する炭化水素基であるものであり、例えば
トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペ
ンタグリセロールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエ
リスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエ
リスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、エチレング
リコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコー
ルジ（メタ）アクリレート、ブチレングリコールジ（メ
タ）アクリレート等が挙げられる。

【０００９】また、これらの他に活性エネルギー線の照
射による硬化する化合物として、いわゆる光重合性オリ
ゴマーを用いることができる。かかる化合物の例として
は、エポキシアクリレート、エポキシ化油アクリレー
ト、ウレタンアクリレート、不飽和ポリエステル、ポリ
エステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、シ
リコーンアクリレート、ポリブタジエンアクリレート、
ポリスチリルエチルメタクリレート等が挙げられる。

【００１０】本発明で用いる保護層の材料は、上述した
ような多官能モノマー類あるいはオリゴマー類を主体と
するものであるが、その塗工作業性あるいは保護層の物
性を改良するために、他の共重合可能なモノマー類を併
用することができる。これらの具体例としては、アクリ
ル酸、メタクリル酸、クロトン酸またはこれらのカルボ
ン酸およびアルコール類、例えばメタノール、エタノー
ル、プロパノール、ブタノール、イソプロパノール、ヘ
キサノール、２−エチルヘキサノール、シクロヘキサノ
ール、ベンジルアルコール、ステアリルアルコール、エ
チレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレン
グリコール、グリセリン等とのエステル化合物、グリシ
ジル（メタ）アクリレート、アリルグリシジルエーテ
ル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニ
ル、スチレン、α−メチルスチレン、α−クロロスチレ
ン、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリル
アミド、Ｎ−ブトキシメチル（メタ）アクリルアミド、
不飽和ポリエステルジメタクリレート、ビニルトリエト
キシシラン、ビニルトリメトキシシラン、アクリロイル
オキシプロピルトリエトキシシラン、メタクリロイルオ
キシプロピルトリエトキシシラン、アクリロイルオキシ
プロピルトリメトキシシラン、メタクリロイルオキシト
リメトキシシランなどを挙げることができ、これらのモ
ノマー類は保護層形成材料中の５０重量％以下の範囲で
加えて用いるのが好ましい。

【００１１】本発明においては、これらの化合物に加
え、適当な開始剤（重合開始剤、光増感剤など）を含有
させる。かかる開始剤としては種々のものがあるが、例
えば２，２−エトキシアセトフェノン、１−ヒドロキシ
シクロヘキシルフェニルケトン、ジベンゾイル、ベンゾ
イン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエ
ーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ｐ−クロロ
ベンゾフェノン、ｐ−メトキシベンゾフェノン、ミヒラ
ーケトン、アセトフェノン、２−クロロチオキサント
ン、アントラキノン、フェニルジスルフィド等を挙げる
ことができ、これらを単独であるいは組合せて使用する
ことができる。この場合、この開始剤の使用量は、保護
層形成材料１００重量部に対し０．０５〜５．０重量部
の範囲で選定すれば良い。

【００１２】また、光増感剤の例としては、トリエチル
アミン、トリエタノールアミン、２−ジメチルアミノエ
タノール等の３級アミン系、トリフェニルホスフィン等
のアルキルホスフィン系、β−チオジグリコール等のチ
オエーテル系等が挙げられる。これら光増感剤は、１種
あるいは２種以上を混合して使用できる。その配合量は
保護層形成材料１００重量部に対し０．１〜１０重量部
の範囲が好ましい。本発明においては、上記したような
架橋性を有する化合物よりなる組成物を適当な手段によ
ってフィルムに塗布または積層し、活性エネルギー線を
照射して架橋硬化させ、保護層を形成する。かかる活性
エネルギー線としては紫外線、可視光線、電子線、Ｘ
線、α線、β線、γ線等を用いることができる。活性エ
ネルギー線は、通常、塗布層または積層面側から照射す
るが、フィルムとの密着性を高めるため、フィルム面側
に活性エネルギー線を反射しうる反射板を設けたり、フ
ィルム面側から活性エネルギー線を照射しても構わな
い。

【００１３】また、フィルムと保護層との密着性をより
高めるため、塗布あるいは積層の前にフィルムにコロナ
放電処理、紫外線照射処理等の表面活性化処理を行なう
ことが好ましい。本発明における保護層の厚みは０．１
μｍ〜１０μｍの範囲が好ましく、さらに好ましくは
０．５〜７μｍの範囲である。保護層の厚みが０．１μ
ｍ未満では、ピンホールが生じやすく、１０μｍを超え
ると、透明性が低下したり、フィルムと保護層との密着
性が悪化するようになり、液晶表示パネルの品質を悪化
させるため好ましくない。

【００１４】以上のようにして得られる本発明のフィル
ムの波長５５０nmにおける光線透過率は８０％以上であ
り、１００℃で３分間保持後の光線透過率の低下は、通
常、３％以下、好ましくは１％以下である。本発明のフ
ィルムの厚みは５０〜３００μｍの範囲であり、好まし
くは７５〜２００μｍの範囲である。厚みが５０μｍ未
満であると、フィルムの強度が不足し、液晶表示パネル
の強度を保つことができなくなるため好ましくない。フ
ィルム厚みが３００μｍを超えると、フィルムの腰が強
過ぎて取扱い性が悪くなったり、微小な複屈折率の影響
で表示画像が不明瞭になったり、光線透過率が低下した
りするため好ましくない。

【００１５】本発明のフィルムのレターデーションは５
０nm以下であり、この値を超えると、表示画像が不鮮明
となり実用に供することができない。本発明のフィルム
に、電極として酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）蒸着法等
によって透明導電膜を形成し、液晶表示パネル用基材と
するが、該透明導電膜は、保護層の上に設けてもよく、
また保護層をフィルムの片面に設けた場合は、それと反
対側の面に設けてもよい。

【００１６】また、これらの積層構造の基材において、
必要に応じ耐擦傷性、耐摩耗性を向上させたり、フィル
ム、保護層、透明導電層のそれぞれの層間の密着性を高
めたり、フィルムのガスバリア性を高めたりするため、
フィルム表面および／または保護層表面に塗布層や透明
なポリマー層や珪素酸化物蒸着層等を設けることもでき
る。

【００１７】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下
の実施例に限定されるものではない。なお、実施例にお
ける諸物性の測定法を以下に示す。 （１）フィルムの光線透過率 ダブルビーム型分光光度計（日立製作所（株）製２２８
型）により、タングステンランプ光源を用いて波長３５
０〜８００nm領域で連続的に光線透過率を測定し、記録
チャートより波長５５０nmでの光線透過率を読み取っ
た。

【００１８】 （２）レターデーション ナトリウムＤ線を光源として、カールツァイス社製偏光
顕微鏡を用いて測定した。 （３）耐溶剤性 サンプルを約１０cm×１０cmの正方形に切り出し、中央
部に溶剤を滴下して１０分後にその変化を目視で観察し
て耐溶剤性を判定した。溶剤としてアセトン、エタノー
ル、ジメチルホルムアミドの３種類について行った。

【００１９】実施例１〜３ プラスチックフィルムとして、ポリカーボネート（実施
例１）、ポリアリレート（実施例２）、グリコール成分
として１，４−シクロヘキサンジメタノールを３５モル
％含有するポリエチレン２，６−ナフタレート共重合体
（実施例３）からなるフィルムを用い、それぞれの片面
にジペンタエリスリトールヘキサアクリレート２０重量
部、６官能ウレタンアクリレート８０重量部および２−
ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−
オン（商品名ダロキュアー１１７３）３重量部よりなる
塗布剤を厚さ２μｍになるように塗布した。次いで８０
０Ｗの高圧水銀灯の直下１５cmの所にフィルムを置き、
塗布層側から１分間光を照射することにより塗布層を硬
化させ保護層を形成した。同様にして反対側の面にも保
護層を形成した。それぞれの両面に保護層を設けたフィ
ルムの物性は下記表１に示すとおりであった。

【００２０】実施例４〜７ 実施例１〜３で用いたフィルムを、それぞれ２０ W・mi
n/m²の処理量でコロナ処理した。コロナ処理面にビスフ
ェノールＡタイプエポキシアクリレート（商品名リポキ
シＳＰ−１５０９）４０重量部、トリメチロールプロパ
ントリアクリレート４５重量部、カルビトールアクリレ
ート１５重量部およびベンゾインエチルエーテル３重量
部よりなる塗布剤を厚さ３μｍになるように塗布した。
次いで実施例１〜３と同様にして塗布層を硬化させ、保
護層を形成した。同様にして反対側の面にも保護層を形
成した。両面に保護層を設けたフィルムの物性は下記表
１に示すとおりであった。

【００２１】得られた実施例１〜７のフィルムの片側に
ＩＴＯ蒸着層を形成し、これを用いて公知の方法に従い
液晶表示パネルを作成した。工程内では酸、アルカリお
よび数種の溶剤処理を施したが、フィルムの変質、変形
は無かった。また、得られた液晶表示パネルを点灯させ
たところ、明るさ、解像度共に優れた画像が得られた。 比較例１ 実施例で使用したポリカーボネートフィルムに保護層を
設けずに液晶表示パネルの作成を試みたが、溶剤処理を
行う工程で変質し、使用は不可能であった。 比較例２ 厚み３８μｍのポリカーボネートフィルムを用いて実施
例１と同様に液晶表示パネルを作成したが、フィルムが
薄く、腰が弱いため得られたパネルの強度が不足し、液
晶層の厚みの不均一さが原因と思われる画像のムラが見
られた。

【００２２】 比較例３ 厚み４００μｍのポリカーボネートフィルムを用いて実
施例１と同様に液晶表示パネルを作成したが厚みが大き
いためフィルムの取扱い性が悪く、該フィルムはレター
デーションが大きいため表示画像が不鮮明であった。 比較例４ 実施例で用いたポリエチレン２，６−ナフタレート共重
合体に炭酸カルシウム粒子０．１重量％含有させた原料
を用いて厚み１００μｍのフィルムを作成し、実施例４
と同様に保護層を形成し、液晶表示パネルを作成した
が、光線透過率が低いため、得られた画像は不鮮明であ
った。

【００２３】以上、得られた結果をまとめて下記表１に
示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【発明の効果】本発明のフィルムは解像度に優れ、かつ
軽量で大面積にも適用でき、液晶表示パネル用として好
適であり、その工業的価値は高い。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/13 - 1/141 G09F 9/30 - 9/35 B32B 1/00 - 35/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリカーボネート、ポリアリレートおよ
   びポリエステルから選ばれる１種の非晶質プラスチック
   フィルムの少なくとも片面に、活性エネルギー線により
   架橋させた保護層を有する積層フィルムであって、該積
   層フィルムの厚みが５０〜３００μｍ、波長５５０nmに
   おける光線透過率が８０％以上、レターデーションが５
   ０nm以下であることを特徴とする液晶表示パネル用フィ
   ルム。