專利名稱：液晶顯示用廣視場角偏光薄膜及該廣視場角偏光粘接薄膜的制作方法
技術領域：
本發明涉及液晶顯示用廣視場角偏光薄膜及液晶顯示用廣視場角偏光粘接薄膜，還涉及在液晶面板的至少一側粘接該液晶顯示用廣視場角偏光粘接薄膜的液晶顯示裝置。
并且，在液晶面板的最表面上除了偏光薄膜之外，為了提高顯示裝置的顯示品位，可使用各種光學元件。例如，為了達到良好的目視性的廣視場角，而且形成面內光亮度不均勻少的液晶顯示裝置，正在采用在偏光薄膜上層壓光學補償薄膜的光學補償偏光薄膜。例如，光學補償薄膜是在三醋酸纖維素薄膜等的支撐薄膜上涂敷呈液晶性材料而形成液晶層，該液晶層通過使盤形液晶傾斜取向、使向列型液晶傾斜等形成。這樣的光學補償偏光薄膜是通過膠粘劑將光學補償薄膜與偏光薄膜層壓而制造的。進而，為了提高良好的目視確認性等，使用在光學補償偏光薄膜的偏光薄膜上層壓相位差薄膜和提高光亮度薄膜等。所述相位差薄膜和提高光亮度薄膜等的層壓也是通過膠粘劑進行的。
然而，由于所述偏光薄膜耐熱性不良而且其厚度通常為100μm以上，因此在通過膠粘劑層壓偏光薄膜與光學補償薄膜時，由于加熱收縮所產生的應力作用而容易發生窗框形不均勻。尤其，還有在偏光層上進一步使相位差薄膜和提高光亮度薄膜等層壓而層壓數變多的場合下，光亮度不均勻變大的問題。
本發明者們為了解決上述問題進行了銳意研究，結果發現，通過以下所述的廣視場角偏光薄膜可達到上述目的，從而完成本發明。
即，本發明的液晶顯示用廣視場角偏光薄膜，在光學補償薄膜上層壓有偏光層，還在該偏光層上層壓有相位差薄膜和/或提高光亮度薄膜，其特征是，所述偏光層直接層壓在光學補償薄膜上。
所述本發明的液晶顯示用廣視場角偏光薄膜由于不使用膠粘劑而在向光學補償薄膜上層壓偏光薄膜時直接形成偏光層，所以可緩和在加熱處理時光學補償薄膜(尤其支撐薄膜)收縮而發生的應力，在偏光層上，尤其在相位差薄膜與提高光亮度薄膜相組合的場合下也難于產生窗框形不均勻，而且光亮度不均勻也少。
所述液晶顯示用廣視場角偏光薄膜，最好是，光學補償薄膜具有由支撐薄膜與呈液晶性材料構成的光學各向異性層。
這樣的光學補償薄膜在形成達到良好目視確認的廣視場角并且面內光亮度不均勻少的液晶顯示裝置方面是有效的，在支撐薄膜形成偏光層方面也是理想的。
所述液晶顯示用廣視場角偏光薄膜，最好是，偏光層由含有二色性染料的易溶性溶液制成。還有，所述液晶顯示用廣視場角偏光薄膜，最好是，偏光層由含有二色性染料的液晶聚合物溶液制成。
所述本發明的偏光層可通過涂敷這些偏光層形成材料形成，該偏光層可形成耐熱性良好的薄膜的偏光層。并且，具有所述偏光層的本發明的液晶顯示用廣視場角偏光薄膜，有良好的目視性且視場角寬擴，且具有優異的耐濕性、耐久性及重量輕。
所述偏光層在使用含有二色性染料的易溶性溶液作為偏光層形成材料的場合下，即使不在光學補償薄膜(特別是支撐薄膜)上設置取向膜，也可直接層壓偏光層，而且可高效率地形成耐熱性良好的偏光層。
所述液晶顯示用廣視場角偏光薄膜，最好是，偏光層的厚度為0.1-15μm。從偏光特性和耐久性方面來看，偏光層的厚度0.2-3μm更為理想。
所述液晶顯示用廣視場角偏光薄膜，最好是，在偏光層表面上具有保護層。按照液晶顯示裝置規格在偏光層上形成硬質表面，可防止阻礙目視確認擦傷的發生。
還有，本發明的液晶顯示用廣視場角偏光薄膜的制造方法，其特征是，在涂敷偏光層形成材料，層壓偏光層之后，在該偏光層上層壓相位差薄膜和/或提高光亮度薄膜。
通過這樣的方法，可使所述薄膜重量輕、高效率地形成耐熱性良好的偏光層，進而通過在偏光層上層壓相位差薄膜和提高光亮度薄膜，可制造液晶顯示用廣視場角偏光薄膜。
還有，本發明的液晶顯示裝置，其特征是，在所述液晶顯示用廣視場角偏光薄膜的液晶面板的玻璃基板粘接面上設置粘接層。此外，本發明的液晶顯示裝置，其特征是，在液晶面板的至少一側粘接所述液晶顯示用廣視場角偏光粘接薄膜。
粘接所述廣視場角偏光粘接薄膜的液晶顯示裝置具有良好的目視性廣視場角，且光亮度不均勻少。
圖2為測定了光亮度不均勻的樣品的概念圖。
圖3為供測定光亮度用的樣品透過率測定點的圖。
在上述附圖中，1—偏光層，2—光學補償薄膜，3—提高光亮度薄膜和/或相位差薄膜，4—保護層，5—粘接層，A—廣視場角偏光薄膜，B—光學補償偏光層。
具體實施例方式
本發明的廣視場角偏光粘接薄膜的一種方式為，如

圖1所示，在光學補償薄膜2上不通過粘接劑層層壓偏光層1，進而在偏光層1上層壓提高光亮度薄膜(和/或相位薄膜)3。此外，在偏光層1上可設置保護層4。還有，向偏光層1層壓提高光亮度薄膜3通常可通過膠粘劑50進行。另一方面，在成為廣視場角粘接薄膜的液晶面板的玻璃基板粘接面的光學補償薄膜2上，設置粘接層5b。此外，在該粘接層5b上可設置脫膜薄薄膜6。
作為光學補償薄膜2可舉出例如液晶取向薄膜等，這種液晶取向是一種由對高分子膜經單軸或雙軸拉伸處理的雙折射性薄膜、和在支撐薄膜上呈雙折射的液晶材料組成的具有光學各向異性層的液晶取向薄膜。光學補償薄膜2的厚度無特別限制，但一般為5-100μm。在這些光學補償薄膜2中，最好是在支撐薄膜2b上具有光學各向異性層2a的液晶取向薄膜。在圖1中，在液晶取向薄膜(光學補償薄膜2)的支撐薄膜2b的一側層壓有偏光層1，但是，偏光層1向液晶取向薄膜的層壓也可以在光學各向異性層2a一側進行。
作為所述雙折射性薄膜的高分子材料，可舉出，例如聚乙烯醇，聚乙烯醇縮丁醛、聚甲基乙烯醚、聚羥基丙烯酸乙酯、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、甲基纖維素、聚碳酸酯、多芳基化樹脂、聚砜、聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚醚砜、聚苯硫醚、聚苯醚、聚芳砜、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺、聚酰亞胺、聚烯烴、聚氯乙烯、纖維素類聚合物、降冰薄膜烯類樹脂或它們的二元系、三元系各種共聚物、接技共聚物、摻合物等。這些高分子經過拉伸等成為取向物(拉伸薄膜)。具體說來，可舉出日東電工株式會社制的商品名NRF，NRZ等。
另一方面，所述支撐薄膜由透明聚合物制成，使用適宜的透明材料，而且最好是使用透明性和機械強度、熱穩定性和截斷水份性均優異的材料。支承薄膜厚度雖無特別限制，但一般為5-50μm。作為形成所述支撐薄膜的透明聚合物，可舉出例如聚對苯二甲酸乙二酯和聚萘二甲酸乙二酯等聚酯類聚合物、二醋酸纖維素和三醋酸纖維素等纖維類聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸酯類聚合物、聚苯乙烯和聚丙烯腈·苯乙烯共聚物(AS樹脂)等苯乙烯類聚合物、聚碳酸酯類聚合物。此外，作為形成所述透明保護層的聚合物，還可舉出例如具有聚乙烯、聚丙烯、環系乃至降冰薄膜烯結構的聚烯烴、乙烯和丙烯共聚物的聚烯烴類聚合物、氯乙烯類聚合物、尼龍和芳香族聚酰胺等聚酰胺類聚合物、聚酰亞胺類聚合物、砜類聚合物、聚醚砜類聚合物、聚醚醚酮類聚合物、聚苯硫醚類聚合物、乙烯醇類聚合物、偏氯二乙烯類聚合物、乙烯丁醛類聚合物、芳基化樹脂類聚合物、聚氧化乙烯類聚合物、環氧類聚合物或所述聚合物的摻合物等。上述聚合物中，以三醋酸纖維素為優選。
作為光學各異性層的液晶性材料，可舉出將帶有液晶取向性的共軛性直線形原子團導入聚合物的主鏈或側鏈的主鏈型或側鏈型的各種聚合物，可舉出例如盤形液晶聚合物和向列型液晶聚合物等。這些液晶性聚合物的光學各向異性層的形成是通過下列處理方法來進行的，例如，在將聚酰亞胺或聚乙烯醇等薄膜的表面進行研磨處理和對氧化硅作傾斜蒸鍍等的取向處理面上展開液晶性聚合物溶液進行熱處理來進行的。光學的各向異性層的厚度以0.1-10μm左右為優選。
作為光學補償薄膜最好是在由三醋酸纖維素薄膜構成的支承薄膜上使液晶聚合物取向的液晶取向薄膜。作為這樣的液晶取向薄膜，可舉出例如富士膠薄膜株式會社制的商品名為WVA02A等。
在形成偏光層1的材料中，最好使用含有二色性染料的易溶性液晶溶液和含有二色性染料的液晶性聚合物溶液等。易溶性液晶、液晶性聚合物無特別限定，可使用各種材料。二色性染料，相對于入射光呈分子長軸與短軸不同的吸收光，與液晶聚合物等的單軸取向一致，分子的長軸沿給定方向排列，并有選擇地吸收透過含有入射光的振動成分變為偏振光。二色性染料，可利用例如以入射光的可見光波長的全部區域具有二色性并經過調制的組合物，可舉出具有噻吩并噻唑環的二重氮類的二色性染料、具有苯并噻唑環的三重氮類的二色性染料、特定的重氮類二色性染料等。此外，所述二色性染料只相對于特定色有二色性，也可以將特定色的入射光轉換為偏振光。二色性染料在所述溶液中最好使用1-20wt％。
在形成偏光層1時，調制將所述二色性染料與易溶性液晶或液晶性聚合物溶解于溶劑中的溶液。例如，易溶性液晶作為水溶液使用，液晶性聚合物作為溶解于有機溶劑的溶液使用。
其次，在光學補償薄膜2上以澆注方式、旋轉涂布方式等的適宜的涂敷方式涂敷所述偏光層形成材料(溶液)，加熱形成薄膜。薄膜厚度最好為0.1-15μm。并且，在偏光層形成材料為易溶性液晶溶液時，對光學補償薄膜2的取向處理無特別需要，可在光學補償薄膜2上直接形成偏光層，但是，在作為偏光層形成材料使用液晶性聚合物溶液的場合下，對光學補償薄膜2預先進行取向處理。取向處理方法無特別限制，例如可通過形成聚酰亞胺和聚乙烯醇等薄膜并對其表面進行研磨處理等來進行。
再有，用于所述偏光層1的最佳的二色性染料和液晶聚合物的結構、組成及制作方法等在特開平8-511109號公報、WO97/39380號公報、日東技報VOL35，N01，P79(1997)、特開平11-101964號公報等中已詳細的說明。
在所述偏光層1的表面上可設置保護層4。保護層4在偏光層上形成硬質表面以便防止阻礙目視性擦傷的發生。作為硬質材料只要是不妨礙光學補償功能的物質，就無特別限制。例如，可設置透明薄膜的保護層4。作為形成透明薄膜的材料可使用與光學補償薄膜所使用的支承薄膜相同的材料。作為透明薄膜最好是三醋酸纖維素。此外，保護層4可由形成透明硬質膜的適當交聯樹脂形成。例如可最好使用聚氨酯丙烯酸類、環氧類紫外線固化樹脂等。還有，在通過透明薄膜層壓保護層4的場合下，通常通過膠粘劑(未圖示)進行，但是在使用所述交聯樹脂形成保護層的場合下，向偏光層層壓保護層不需要膠粘劑。
作為提高光亮度薄膜，舉出使用例如膽甾醇型液晶的圓偏光的薄膜。具體說來，舉出日東電工株式會社制的商品名PCF350和Merck株式會社制的商品名Transmax等。此外，作為使用多層界面反射的直線偏光薄膜，舉出3M株式會社制的商品名D-BEF等。
作為相位差薄膜，舉出將高分子材料作單軸或雙軸拉伸處理的雙折射性薄膜和液晶聚合物薄膜等，可使用與光學補償薄膜相同的薄膜。
此外，所述廣視場角偏光薄膜進一步地在表面上適宜地層壓防眩光薄膜、擴散薄膜、防反射膜和保護板等適宜的光學層。此外，可將保護層、相位差薄膜、提高光亮度薄膜等組合。
作為構成粘接層5a、b的膠粘劑，可示出橡膠類膠粘劑、丙烯酸類膠粘劑，有機硅類膠粘劑等各種膠粘劑，而且其中最好的是丙烯酸類膠粘劑，其基底聚合物的重均分子量最好是30萬-250萬。另外，在形成粘接層5a、b以外的粘接層時，也可使用同樣的膠粘劑。
作為丙烯酸類膠粘劑的基底聚合物丙烯酸類聚合物所使用的單體，可使用各種烷基(甲基)丙烯酸酯[所謂(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯，以下所謂的(甲基)也是同樣的意思]。作為這樣的烷基(甲基)丙烯酸酯的具體例，可舉出例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基乙酯等，這些單體既可以單獨使用，也可以組合使用。其中，作為基底聚合物的單體單元，最好設定出，用丙烯酸丁酯30wt％以上，調整基底聚合物的松馳彈性模數，示出聚合物粘接性。
還有，為了使所得到的丙烯酸類聚合物具有極性，最好是少量地使用(甲基)丙烯酸代替一部分所述烷基(甲基)丙烯酸酯。還有，作為交聯性單體也可以合并使用縮水甘油(甲基)丙烯酸酯酯、2-羥乙基(甲基)丙烯酸酯、N-羥甲基(甲基)丙烯酰胺等。另外，按照希望，可以無損于丙烯酸類聚合物的粘接特性程度合并使用其他可共聚的單體，如醋酸乙烯、苯乙烯等。
所述丙烯酸類聚合物的制造可通過各種已知的方法制造，可適宜地選擇如本體聚合法、溶液聚合法、懸浮聚合法等的自由基聚合。作為自由基聚合引發劑，可使用重氮類、過氧化物類各種已知的引發劑。即使在所述制造方法中，溶液聚合法也是理想的，作為丙烯酸類聚合物的溶劑一般用醋酸乙酯、甲苯等極性溶劑。
作為橡膠類膠粘劑的基底聚合物，可舉出如天然橡膠、聚異戊二烯類橡膠、苯乙烯-丁二烯類橡膠、再生橡膠、聚異丁烯橡膠，以及苯乙烯-異丁烯-苯乙烯類橡膠、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯橡膠等。作為有機硅類膠粘劑的基底聚合物，可舉出如聚二甲基硅氧烷、聚二苯基硅氧烷等。
此外，所述膠粘劑最好是含有交聯劑，作為交聯劑有聚異氰酸酯化合物，多元胺化合物、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、環氧樹脂。還有，在不脫離本發明的范圍之內，按照需要可在所述膠粘劑中適宜地使用粘接賦予劑、增塑劑、填加劑、抗氧劑、紫外線吸收劑、硅烷偶聯劑等。
粘接層5b的形成在廣視場角偏光薄膜的液晶面板的玻璃基板粘接面上進行。圖1中光學補償薄膜2的偏光層1層壓面的對面成為玻璃基板粘接面。粘接層5b的形成法無特別限制，可舉出有在廣視場角偏光薄膜的所述玻璃基板粘接面上涂敷膠粘劑(溶液)干燥方法、和通過設有粘接層5b的脫膜薄膜6的廣視場角偏光薄膜上轉錄的方法等。其他粘接層5a的形成也可以采用與粘接層5b的形成相同的方法。粘接層5a、b的厚度(干燥膜的厚度)雖無特別限定，但以10-40μm為理想。
還有，作為脫膜薄膜6的構成材料，可舉出紙、聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯等的合成樹脂薄膜等。在脫模薄膜6的表面上為了從粘接劑層5的剝離性，根據需要也可以進行有機硅處理，長鏈烷基處理以及氟處理的剝離處理。
液晶顯示裝置的形成可按照已有的方法進行。廣視場角偏光粘接薄膜可設置在液晶面板的一側或兩側。此外，在液晶顯示裝置上可適宜地形成在照明系統中所使用背景光或反射板。
制造例1作為光學補償薄膜使用了將三醋酸纖維素薄膜作為支撐薄膜的液晶取向薄膜(富士膠薄膜株式會社制WV薄膜)。其次，在該光學補償薄膜的支撐薄膜一側通過邁耶捧材涂膜機(No.7)涂敷含有二色性染料的易溶性液晶水溶液(LCPolarizer；Optiva lnc.制，固形部分濃度；8.7wt％)之后，在80℃下干燥，形成厚度1.3μm的偏光層，得到具有偏光層的光學補償薄膜。測定了該光學補償偏光薄膜的厚度，該厚度為110μm，單體透過率為40％，偏光度為90％。而單體透明過率和偏光度是通過村上色彩研究所制的分光光度計DOT-3所測定的值。
制造例2作為光學補償薄膜使用了將三醋酸纖維素薄膜作成支撐薄膜的液晶取向薄膜(富士膠薄膜株式會社制WV薄膜)。在該光學補償薄膜的支撐薄膜一側設聚乙烯醇層，并進一步進行了研磨處理。
此外，將下列化學式(1) 所示出的側鏈型液晶聚合物26重量份、株式會社日本感光色素研究所制的G-202染料0.37重量份、該株式會社制的G-207染料0.73重量份、該株式會社制的G-429染料1.46重量份，以及四氯乙烷100重量份混合，制成了均勻的溶液。在通過旋轉涂布法將該溶液涂敷在所述光學補償薄膜研磨處理層上之后，在100℃下經過熱處理，使所述液晶聚合物取向而形成厚度1.5μm的偏光層，得到了具有偏光層的光學補償薄膜。
進而，在偏光層上涂敷以下列化學式(2) 所示的聚氨酯丙烯酸系樹脂之后，進行紫外線固化，制成了厚度5μm的由交聯樹脂構成的保護層。測定了該光學補償偏光薄膜的厚度，該厚度為115μm，單體透過率38％，偏光度為88％。
實施例1、2在由制造例1、2制作的光學補償偏光薄膜上通過25μm的粘接層(丙烯酸類膠粘劑)5b將提高光亮度薄膜(日本電工株式會社制的PCF 350)分別膠合而得到本發明的廣視場角偏光薄膜。
光亮度不均如圖2所示，在玻璃板(1.1mm)C的一面上，通過25μm的粘接層(丙烯酸類膠粘劑)5b膠合由實施例所得到的廣視場角偏光薄膜A的光學補償偏光薄膜A的一側；另一方面，在玻璃板C的另一面上，通過25μm的粘接層(丙烯酸類膠粘劑)膠合由制造例所得到的光學補償薄膜B的光子補償薄膜的一側，以形成正交尼科耳(Nicol)偏光鏡。
將其在80℃下保持24小時之后，測定了如圖3所示的面內(縱230×橫310mm)9點的透過率(Topukon株式會社制的亮度計BM-5)，求出了該透過率(％)的最大值與最小值差，其結果如表1所示。
比較例1首先準備偏光板(日本電工株式會社制，厚度215μm)，在其兩面上通過25μm的粘接層(丙烯酸類膠粘劑)分別將光學補償薄膜(富士膠薄膜株式會社制WV薄膜)與提高光亮度薄膜(日東電工株式會社制PCF350)膠合而得到了廣視場角偏光薄膜。利用所得到的廣視場角偏光薄膜求出所述光亮度不均。其結要示于下列表1。此外，作為光學補償偏光薄膜B使用了在所述偏光板的一面上貼有所述光學補償薄膜的偏光薄膜。
表1

權利要求
1.一種液晶顯示用廣視場角偏光薄膜，在光學補償薄膜上層壓有偏光層，進而在該偏光層上層壓有相位差薄膜和/或提高光亮度薄膜，其特征是，所述偏光層直接層壓在光學補償薄膜上。
2.根據權利要求1所述的液晶顯示用廣視場角偏光薄膜，其特征是，所述光學補償薄膜具有由支撐薄膜與呈液晶性材料構成的光學各向異性層。
3.根據權利要求1或2所述的液晶顯示用廣視場角偏光薄膜，其特征是，所述偏光層由含有二色性染料的易溶性溶液制成。
4.根據權利要求1或2所述的液晶顯示用廣視場角偏光薄膜，其特征是，所述偏光層由含有二色性染料的液晶聚合物溶液制成。
5.根據權利要求1-4任一項所述的液晶顯示用廣視場角偏光薄膜，其特征是，所述偏光層的厚度為0.1-15μm。
6.根據權利要求1-5任一項所述的液晶顯示用廣視場角偏光薄膜，其特征是，所述偏光層表面上具有保護層。
7.一種權利要求1-6任一項所述的液晶顯示用廣視場角偏光薄膜的制造方法，其特征是，在所述光學補償薄膜上通過涂敷形成偏光層材料層壓偏光層之后，在該偏光層上層壓相位差薄膜和/或提高光亮度薄膜。
8.一種液晶顯示用廣視場角偏光粘接薄膜，其特征是，在 1-6任一項所述的液晶顯示用廣視場角偏光薄膜的液晶面板的玻璃基板粘接面上設置粘接層。
9.一種液晶顯示裝置，其特征是，在液晶面板的至少一側粘接權利要求8所述的液晶顯示用廣視場角偏光粘接薄膜。
全文摘要
一種液晶顯示用廣視場角偏光薄膜及液晶顯示用廣視場角偏光粘接薄膜,其特征是,在光學補償薄膜層壓有偏光層,然后在該偏光層上再層壓有相位差薄膜和/或提高光亮度薄膜,在這樣的廣視場角偏光薄膜中,所述偏光層在光學補償薄膜上不經過膠粘劑進行層壓。這是一種相位差薄膜和提高光亮度薄膜相組合的液晶顯示用廣視場角偏光薄膜,提供了光亮度不均勻少的上述偏光薄膜、和液晶顯示用廣視場角偏光粘接薄膜,以及在液晶面板的至少一側貼有該廣視場角偏光粘接薄膜的液晶顯示裝置。
文檔編號G02B5/30GK1367401SQ0210247
公開日2002年9月4日 申請日期2002年1月22日 優先權日2001年1月23日
發明者北川篤, 大谷彰, 三原尚史 申請人:日東電工株式會社