JP3717413B2 - 液晶ディスプレイ用粘着型光学フィルム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶パネルのガラス基板に貼着するための粘着剤層が、光学フィルムの片面に設けられている液晶ディスプレイ用粘着型光学フィルムに関する。また、偏光子の少なくとも片面に、前記粘着型光学フィルムが設置されている液晶ディスプレイ用粘着型偏光フィルムに関する。さらには前記粘着型偏光フィルムを用いた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤと表記する）は、その画像形成方式から液晶パネルの最表面を形成する液晶セル（ガラス基板）の両側に偏光素子を配置することが必要不可欠であり、一般的には偏光フィルムが液晶パネルの最表面に貼着されている。
【０００３】
前記偏光フィルムの液晶セルへの貼り合わせは、粘着剤を介して行われるが、液晶セルとの接着性が不良であると表示不良を起こすおそれがあるため、この粘着剤には良好な接着性が要求される。また、液晶セルへの貼り合わせ後には、加熱や加湿によって偏光フィルムが部分的に剥がれない接着の安定性（接着耐久性）が要求される。一方、前記粘着剤には偏光フィルムの貼合せ位置を誤ったり、貼合せ面に異物が噛み込んだような不具合が生じた場合にも偏光フィルムを液晶パネル最表面から剥離し、張り替えを可能とするような剥離の簡便性（リワーク性）が要求される。このように、ＬＣＤ用偏光フィルムに用いる粘着剤には、接着耐久性とリワーク性の２つの特性を持つことが要求される。このような粘着剤のリワーク性を改善するため、たとえば、特開平１０−２０１１８号公報には、偏光板（表面トリアセチルセルロースフィルム）上に、アンカーコート層（１級アミノ基を有するポリアクリルエステル層）、次いでアクリル系粘着剤が順に積層された粘着型偏光板が提案されている。
【０００４】
また、ＬＣＤは、液晶分子の幾何学的配置の転換によって、光の透過率を変化させて表示を行うため、ＬＣＤを視認する方向によって見かけの液晶分子の配置が変わって、ＬＣＤに必要な特性が得られないという問題点がある。このようなＬＣＤの高品質化による広視野角化が重要となり、かかる表示品位に係わる問題を向上させるために、液晶パネルの表面には偏光フィルムと液晶層の間に液晶ポリマー等により形成される光学補償層が設けられることが多くなっている。前記液晶ポリマー層は、一般的に、支持体としてのプラスティックフィルム（基材フィルム）に積層された光学フィルムとして提供されるが、当該光学フィルムは単独で液晶セルに貼り合せられる他、偏光フィルムと積層されたものを液晶セルと貼り合わせることもできる。
【０００５】
前記液晶ポリマー層を設けた粘着型光学フィルムにおいて、液晶ポリマー層の積層位置は特に制限されないが、基材フィルムと粘着剤層の間に設けるのが技術的設計が容易で生産性もよい。しかし、粘着型光学フィルムに液晶ポリマー層を設けると前記粘着特性、特にリワーク性が悪くなる傾向がある。すなわち、従来、粘着型光学フィルムに使用されていた粘着剤では、粘着剤層と液晶ポリマー層の接着性がよくないためリワーク性に欠け、リワーク時に光学フィルムの剥離を行うと、粘着剤層の一部が液晶パネル最表面に残るという問題点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、基材フィルムと粘着剤層の間に、液晶ポリマー層を有する液晶ディスプレイ用粘着型光学フィルムであって、粘着剤の接着性、接着耐久性がよく、しかもリワーク性に優れた液晶ディスプレイ用粘着型光学フィルムを提供することを目的とする。さらには、前記粘着型光学フィルムと偏光子を組み合わせた液晶ディスプレイ用粘着型偏光フィルムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下に示す液晶ディスプレイ用粘着型光学フィルムにより前記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち本発明は、基材フィルム上に、液晶ポリマー層、アンカーコート層およびアクリル系粘着剤層がこの順に積層されている液晶ディスプレイ用粘着型光学フィルムであって、前記アンカーコート層が、１級アミノ基を有するポリ（メタ）アクリル酸エステルにより形成されていることを特徴とする液晶ディスプレイ用粘着型光学フィルム、に関する。
【０００９】
本発明では液晶ポリマー層とアクリル系粘着剤層の間に、アンカーコート層が設けられており、アクリル系粘着剤層と液晶ポリマー層の接着性がよい。そのため、リワークの際の剥離が、液晶パネル最表面とアクリル系粘着剤層の間で行われ、リワーク性が良好である。また前記粘着型光学フィルムのアクリル系粘着剤層はＬＣＤ表面との、接着性、接着耐久性も良好である。
【００１０】
前記液晶ディスプレイ用粘着型光学フィルムにおいて、アンカーコート層の形成材料である、１級アミノ基を有するポリ（メタ）アクリル酸エステルは、アクリル系粘着剤と相溶性がよく、またポリ（メタ）アクリル酸エステル中の１級アミノ基が粘着剤中の残存反応成分と反応し、投錨力が向上する点で好ましい。
【００１１】
前記液晶ディスプレイ用粘着型光学フィルムにおいて、液晶ポリマー層が、ディスコティック液晶モノマーを紫外線照射により硬化させて得られるディスコティック液晶層であることが好ましい。また前記液晶ディスプレイ用粘着型光学フィルムにおいて、液晶ポリマー層が、光学補償機能を有することが好ましい。
【００１２】
ディスコティック液晶層は、ＴＮ型液晶等で液晶分子の配向によって起こる光の異方性とは全く逆の作用を有し光学補償機能が良好であり、また液晶ポリマー層はディスコティック液晶モノマーを紫外線照射による硬化によれば容易に形成することができる。特に架橋硬化させるのが耐久性（たとえば、耐熱性、耐湿性、耐薬品性、機械強度等）が向上する点で好ましい。また、液晶ポリマー層が光学補償機能を有するものは光学補償フィルムとして機能し有効である。
【００１３】
前記液晶ディスプレイ用粘着型光学フィルムにおいて、アンカーコート層の塗布量が１平方メートル当たり０．１立方センチメートル以上、さらには０．２立方センチメートル以上、さらには０．４立方センチメートル以上とするのが好ましい。また前記塗布量は５立方センチメートル以下、さらには１立方センチメートル以下、さらには０．５方センチメートル以下とするのが好ましい。一般的に０．１〜５立方センチメートルであることが好ましい。
【００１４】
１級アミノ基を有するポリ（メタ）アクリル酸エステルの最適塗布量（固形分）を前記範囲とするのが好ましい。１平方メートル当たりの塗布量が、０．１立方センチメートル未満では、アンカーコート層とアクリル系粘着剤層の間に十分な接着性が生まれずリワーク性が十分でなくなる傾向がある。一方、５立方センチメートルを超えると、アンカーコート層の形成材料である前記ポリアクリル酸エステルが凝集破壊する傾向があり、リワーク性に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００１５】
また本発明は、偏光子の少なくとも片面に、前記液晶ディスプレイ用粘着型光学フィルムのアクリル系粘着剤層が設けられていない基材フィルム面が設置されていることを特徴とする液晶ディスプレイ用粘着型偏光フィルム、に関する。さらに本発明は前記粘着型偏光フィルムを用いた液晶表示装置、に関する。
【００１６】
前記液晶ディスプレイ用粘着光学フィルムは、偏光子の少なくとも片面に設置して粘着型偏光フィルムとして用いることができる。本発明の粘着型偏光フィルムは、液晶パネル最表面のガラス基板に貼り合わせて用いられる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の粘着型光学フィルムは、図１に示すように、基材フィルム１上に、液晶ポリマー層２、アンカーコート層３およびアクリル系粘着剤層４がこの順に積層されている。また、前記粘着剤層４には離型シート５を設けることができる。なお、図１では基材フィルム１の片面に液晶ポリマー層２等を積層しているが、液晶ポリマー層２等は基材フィルム１の両面に積層されていてもよい。
【００１８】
前記基材フィルム１には適宜な透明材料を用いうるが、透明性や機械的強度、熱安定性や水分遮断性などに優れる透明ポリマーが好ましく用いられる。基材フィルム１の厚さは特に制限されないが、２５〜５００μｍ程度が一般的である。前記基材フィルム１を形成する透明ポリマーとしては、例えばポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー、二酢酸セルロースや三酢酸セルロース等のセルロース系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）等のスチレン系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマーなどがあげられる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロ系ないしはノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体の如きポリオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマー、あるいは前記ポリマーのブレンド物なども前記基材フィルム１を形成するポリマーの例としてあげられる。これら基材フィルム１を形成する透明ポリマーのなかでも、三酢酸セルロースが好ましい。
【００１９】
液晶ポリマー層２は光学的異方性層となる液晶性材料により形成される。液晶性材料としては、液晶配向性を付与する共役性の直線状原子団（メソゲン）がポリマーの主鎖や側鎖に導入された主鎖型や側鎖型の各種のものなどがあげられる。たとえば、ディスコティック液晶ポリマーやネマチック液晶ポリマー等があげられる。特にディスコティック液晶ポリマーが好ましい。これら液晶性ポリマー層２の形成は、たとえば、前記基材フィルム１上の配向処理面に紫外線硬化型の液晶性モノマーを展開し、熱処理して配向させた後、紫外線照射により硬化せる方法、液晶ポリマーの溶液を展開し、熱処理して液晶ポリマーを配向させる方法により行われる。液晶ポリマー層２の厚さは、０．５〜３μｍ程度が好ましい。
【００２０】
アンカーコート層３の形成材料である、１級アミノ基を有するポリ（メタ）アクリル酸エステルは、たとえば、（メタ）アクリル酸エステル及びこれと共重合し得るモノマーを共重合させた後、アミン変性させて得られる。またポリ（メタ）アクリル酸エステルは、アンカーコート層の形成に有効な凝集力を得るためＴｇが１０〜１５０℃であるが好ましい。なお、（メタ）アクリル酸エステルとは、アクリル酸エステルおよび／またはメタクリル酸エステルをいう。
【００２１】
上記（メタ）アクリル酸エステルとしては、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸、メタ）アクリル酸ノニル等が挙げられる。また、これと共重合し得るモノマーとしては、例えば、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸グリシジル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチルメタクリレート等の官能基を有するモノマーが挙げられる。これらモノマーは、ポリ（メタ）アクリル酸エステルのＴｇが１０〜１５０℃になるように組み合わされる。
【００２２】
アミン変性の方法としては、例えば、ポリ（メタ）アクリル酸エステル中のカルボキシル基にエチレンイミンを付加させる方法、ポリアクリル酸エステル中のカルボキシル基又は水酸基を過剰のジイソシアネートと反応させ、さらに過剰のジアミンと反応させて末端に１級アミノ基を導入する方法等が挙げられる。
【００２３】
また、１級アミノ基を有するポリ（メタ）アクリル酸エステルは、前記（メタ）アクリル酸エステルと、末端に１級アミノ基を有するモノマーを共重合することにより得られる。末端に１級アミノ基を有するモノマーとしては、例えば、アミノエチル（メタ）アクリレート及びアミノプロピル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００２４】
前記１級アミノ基を有するポリ（メタ）アクリル酸エステルの市販品としては、例えば日本触媒工業（株）製の「ポリメントＮＫ３５０」「ポリメントＮＫ３８０」が挙げられる。
【００２５】
アンカーコート層３の形成は、前記アンカーコート層の形成材料をトルエン等の有機溶剤に溶解した溶液を、前記液晶ポリマー層２上に塗布、乾燥することにより得られる。アンカーコート層の塗布量は、前記の通りであるが、その塗布量により厚さが適宜に調整される。
【００２６】
粘着剤層４を構成する粘着剤としては、一般的なアクリル系粘着剤が用いられる。アクリル系粘着剤としては、そのベースポリマーの重量平均分子量が、３０万〜２５０万程度であるのが好ましい。
【００２７】
アクリル系粘着剤のベースポリマーであるアクリル系重合体に使用されるモノマーとしては、各種（メタ）アクリル酸アルキルを使用できる。かかる（メタ）アクリル酸アルキルの具体例としては、たとえば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル等を例示でき、これらを単独もしくは組合せて使用できる。これらのなかでもベースポリマーのモノマーユニットとして、アクリル酸ブチルを３０重量％以上用いたものが、ベースポリマーの緩和弾性率を調整してベースポリマーが粘着性を示すように設定することができ好ましい。
【００２８】
また、得られるアクリル系重合体に極性を付与するために前記（メタ）アクリル酸アルキルの一部に代えて（メタ）アクリル酸を少量使用することが好ましい。さらに、架橋性単量体として（メタ）アクリル酸グリシジル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド等も併用しうる。更に所望により、アクリル系重合体の粘着特性を損なわない程度において他の共重合可能な単量体、たとえば酢酸ビニル、スチレン等を併用しうる。
【００２９】
前記アクリル系重合体の製造は、各種公知の方法により製造でき、たとえば、バルク重合法、溶液重合法、懸濁重合法等のラジカル重合法を適宜選択できる。ラジカル重合開始剤としては、アゾ系、過酸化物系の各種公知のものを使用できる。前記製造法のなかでも溶液重合法が好ましく、アクリル系重合体の溶媒としては一般に酢酸エチル、トルエン等の極性溶剤が用いられる。
【００３０】
また、前記粘着剤は、架橋剤を含有するのが好ましい。架橋剤としては、ポリイソシアネート化合物、ポリアミン化合物、メラミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂等があげられる。さらに、前記粘着剤には、必要に応じて、粘着付与剤、可塑剤、充填剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、シランカップリング剤を等を本発明の目的を逸脱しない範囲で各適宜に使用することもできる。
【００３１】
粘着剤層４の形成は、特に制限されず、前記アンカーコート層３に粘着剤（溶液）を塗布し乾燥する方法、粘着剤層４を設けた離型シート５により光学フィルのアンカーコート層３に転写する方法等があげられる。粘着剤層４（乾燥膜厚）は厚さ、特に限定されないが、１０〜４０μｍ程度とするのが好ましい。
【００３２】
なお、離型シート５の構成材料としては、紙、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂フィルム等があげられる。離型シート５の表面には、粘着剤層４からの剥離性を高めるため、必要に応じてシリコーン処理、長鎖アルキル処理、フッ素処理な剥離処理が施されていても良い。
【００３３】
前記液晶ディスプレイ用粘着型光学フィルムは、図２に示すように、基材フィルム１のアクリル系粘着剤層４が設けられていない面を、偏光子６の少なくとも片面に設置した粘着型偏光フィルムとすることができる。偏光子６と基材フィルム１とは通常、粘着剤等を介して密着している。
【００３４】
偏光子６としては、特に制限されず、各種のものを使用できる。偏光子としては、たとえば、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や二色性染料等の二色性物質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系配向フィルム等があげられる。偏光子の厚さも特に制限されないが、５〜８０μｍ程度が一般的である。これらのなかでもポリビニルアルコール系フィルムを延伸して二色性材料（沃素、染料）を吸着・配向したものが好適に用いられる。
【００３５】
液晶表示装置の形成は、従来の方法に準じて行うことができる。前記粘着型偏光フィルムをは晶パネルの片側又は両側に設置することができる。また、液晶表示装置には、照明システムにバックライトあるいは反射板を用いたものなどを適宜に形成することができる。
【００３６】
【実施例】
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。
【００３７】
実施例１
（１）アクリル系粘着剤のベースポリマーの作成
温度計、攬伴機、還流冷却管及び窒素ガス導入管を備えたセパラブルフラスコに、アクリル酸ブチル１００重量部、アクリル５重量部、過酸化ベンゾイル０．４重量部および酢酸エチルを有効成分が７０重量％になるように投入した。窒素ガスを流し、攪拌しながら約１時間窒素置換を行った。次いで、６０℃にセパラブルフラスコを加熱し、反応を開始した。６時間反応して、ベースポリマーを得た。ベースポリマーの分子量は１６０万であった。
【００３８】
（２）アクリル系粘着剤の作成
上記のベースポリマー１００重量部（固形分）に対し、架橋剤（多官能イソシアネート化合物、日本ポリウレタン社製）０．８重量部およびシランカップリング剤（信越化学製、ＫＢＭ４０３）０．０２部を添加してアクリル系粘着剤を調製した。このアクリル系粘着剤を剥離処理した厚み３８μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上に塗布し、１５０℃で３分間乾燥させ、厚み２５μｍの粘着剤シートを得た。
【００３９】
（３）アンカーコート層の形成
厚さ２０μｍの偏光子の片面に厚さ８０μｍのトリアセチルセルロースフィルムを貼り合わせ、偏光子の他方の面に、８０μｍのトリアセチルセルロースフィルムの片面にディスコティック液晶層を形成したフィルムのトリアセチルセルロースフィルム面を貼り合わせて光学補償層付偏光フィルムを作製した。この光学補償層付偏光フィルムのディスコティック液晶層面に、日本触媒化学工業製のポリメントＮＫ３８０を、トルエンにて固形分が０．５重量％になるように希釈してた作成した塗布溶液を、バーコーター（＃３）を用いて、塗布、乾燥させ、塗布量０．２立方センチメートル（１平方メートルあたり）のアンカーコート層を形成した。
【００４０】
（４）粘着型偏光フィルムの作成
前記（３）で形成した光学補償層付偏光フィルムのアンカーコート層に、前記（２）で得られた粘着剤シートを貼り合わせて粘着型偏光フィルムを作成した。
【００４１】
（５）リワーク試験
前記（４）で得られた粘着型偏光フィルムから、ポリエチレンテレフタレートフィルムを除いたサンプル（粘着型偏光フィルム）を、試験用ガラスセルにローラーにて貼り合わせた。試験用ガラスセルには、無アルカリガラス板（厚み０．７ｍｍ、サイズ３００ｍｍ×２２０ｍｍ）を２μｍのスペーサーを介して貼り合せたものを使用した。貼り合せ前に試験用ガラスセルの表面を、メチルアルコールなどを含ませたやわらかい布でよく拭き、その後、空拭きしてよく洗浄した。貼り合せ後、サンプルをオートクレーブに投入（５０℃、５ａｔｍ×１５分間）した。その後、リワーク試験を行った。リワ−クの際は、サンプルのコーナー部分にカッターにてきっかけを作り、ガラスセルを割らないように注意しながらゆっくりとガラスセルからサンプルを引き剥がした。その後、ガラスセル表面の粘着剤の付着具合を目視にて観察した。粘着剤の付着が全く認められない場合を「評価１０」、粘着剤の付着が全面に認められる場合を「評価０」とした。ガラスセル表面に粘着剤の付着は見られず、リワーク性は良好であり、「評価１０」と判断した。また、粘着型偏光フィルムは良好な接着性、接着耐久性を有していた。
【００４２】
比較例１
実施例１（３）において光学補償層付偏光フィルムをアンカーコート層を形成せず、未処理のまま用いた以外は実施例１と同様にして粘着型偏光フィルムを作成した。得られたサンプル（粘着型偏光フィルム）について、実施例１と同様に（５）リワーク試験を行ったところ、ガラスセル表面に粘着剤の付着があり、リワーク性は「評価３」と判断した。
【００４３】
参考例１
実施例１（３）において、塗布溶液の固形分を５重量％とし、アンカーコート層の塗布量を７立方センチメートル（１平方メートルあたり）とした以外は実施例１と同様にして粘着型偏光フィルムを作成した。得られたサンプル（粘着型偏光フィルム）について、実施例１と同様に（５）リワーク試験を行ったところ、アンカーコート層が凝集破壊を起こし、ガラスセル表面の全面にアンカーコート層と粘着剤の付着があり、リワーク性は「評価０」と判断した。
【００４４】
参考例２
実施例１（３）において、塗布溶液の固形分を０．１重量％とし、アンカーコート層の塗布量を０．０５立方センチメートル（１平方メートルあたり）とした以外は実施例１と同様にして粘着型偏光フィルムを作成した。得られたサンプル（粘着型偏光フィルム）について、実施例１と同様に（５）リワーク試験を行ったところ、ガラスセル表面に粘着剤の付着があり、リワーク性は「評価９」と判断した。
【図面の簡単な説明】
【図１】粘着型光学フィルムの断面図である。
【図２】粘着型偏光フィルムの断面図である。
【符号の説明】
１ 基材フィルム
２ 液晶ポリマー層
３ アンカーコート層
４ アクリル系粘着剤層
５ 離型シート
６ 偏光子

Claims (6)

1. 基材フィルム上に、液晶ポリマー層、アンカーコート層およびアクリル系粘着剤層がこの順に積層されている液晶ディスプレイ用粘着型光学フィルムであって、前記アンカーコート層が、１級アミノ基を有するポリ（メタ）アクリル酸エステルにより形成されていることを特徴とする液晶ディスプレイ用粘着型光学フィルム。
2. 液晶ポリマー層が、ディスコティック液晶モノマーを紫外線照射により硬化させて得られるディスコティック液晶層であることを特徴とする請求項１記載の液晶ディスプレイ用粘着型光学フィルム。
3. 液晶ポリマー層が、光学補償機能を有することを特徴とする請求項１または２記載の液晶ディスプレイ用粘着型光学フィルム。
4. アンカーコート層の塗布量が１平方メートル当たり０．１〜５立方センチメートルであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液晶ディスプレイ用粘着型光学フィルム。
5. 偏光子の少なくとも片面に、請求項１〜４のいずれかに記載の液晶ディスプレイ用粘着型光学フィルムのアクリル系粘着剤層が設けられていない基材フィルム面が設置されていることを特徴とする液晶ディスプレイ用粘着型偏光フィルム。
6. 請求項５記載の液晶ディスプレイ用粘着型偏光フィルムを用いた液晶表示装置。

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