专利名称：液晶显示用广视场角偏光薄膜及该广视场角偏光粘接薄膜的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示用广视场角偏光薄膜及液晶显示用广视场角偏光粘接薄膜，还涉及在液晶面板的至少一侧粘接该液晶显示用广视场角偏光粘接薄膜的液晶显示装置。
并且，在液晶面板的最表面上除了偏光薄膜之外，为了提高显示装置的显示品位，可使用各种光学元件。例如，为了达到良好的目视性的广视场角，而且形成面内光亮度不均匀少的液晶显示装置，正在采用在偏光薄膜上层压光学补偿薄膜的光学补偿偏光薄膜。例如，光学补偿薄膜是在三醋酸纤维素薄膜等的支撑薄膜上涂敷呈液晶性材料而形成液晶层，该液晶层通过使盘形液晶倾斜取向、使向列型液晶倾斜等形成。这样的光学补偿偏光薄膜是通过胶粘剂将光学补偿薄膜与偏光薄膜层压而制造的。进而，为了提高良好的目视确认性等，使用在光学补偿偏光薄膜的偏光薄膜上层压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层压也是通过胶粘剂进行的。
然而，由于所述偏光薄膜耐热性不良而且其厚度通常为100μm以上，因此在通过胶粘剂层压偏光薄膜与光学补偿薄膜时，由于加热收缩所产生的应力作用而容易发生窗框形不均匀。尤其，还有在偏光层上进一步使相位差薄膜和提高光亮度薄膜等层压而层压数变多的场合下，光亮度不均匀变大的问题。
本发明者们为了解决上述问题进行了锐意研究，结果发现，通过以下所述的广视场角偏光薄膜可达到上述目的，从而完成本发明。
即，本发明的液晶显示用广视场角偏光薄膜，在光学补偿薄膜上层压有偏光层，还在该偏光层上层压有相位差薄膜和/或提高光亮度薄膜，其特征是，所述偏光层直接层压在光学补偿薄膜上。
所述本发明的液晶显示用广视场角偏光薄膜由于不使用胶粘剂而在向光学补偿薄膜上层压偏光薄膜时直接形成偏光层，所以可缓和在加热处理时光学补偿薄膜(尤其支撑薄膜)收缩而发生的应力，在偏光层上，尤其在相位差薄膜与提高光亮度薄膜相组合的场合下也难于产生窗框形不均匀，而且光亮度不均匀也少。
所述液晶显示用广视场角偏光薄膜，最好是，光学补偿薄膜具有由支撑薄膜与呈液晶性材料构成的光学各向异性层。
这样的光学补偿薄膜在形成达到良好目视确认的广视场角并且面内光亮度不均匀少的液晶显示装置方面是有效的，在支撑薄膜形成偏光层方面也是理想的。
所述液晶显示用广视场角偏光薄膜，最好是，偏光层由含有二色性染料的易溶性溶液制成。还有，所述液晶显示用广视场角偏光薄膜，最好是，偏光层由含有二色性染料的液晶聚合物溶液制成。
所述本发明的偏光层可通过涂敷这些偏光层形成材料形成，该偏光层可形成耐热性良好的薄膜的偏光层。并且，具有所述偏光层的本发明的液晶显示用广视场角偏光薄膜，有良好的目视性且视场角宽扩，且具有优异的耐湿性、耐久性及重量轻。
所述偏光层在使用含有二色性染料的易溶性溶液作为偏光层形成材料的场合下，即使不在光学补偿薄膜(特别是支撑薄膜)上设置取向膜，也可直接层压偏光层，而且可高效率地形成耐热性良好的偏光层。
所述液晶显示用广视场角偏光薄膜，最好是，偏光层的厚度为0.1-15μm。从偏光特性和耐久性方面来看，偏光层的厚度0.2-3μm更为理想。
所述液晶显示用广视场角偏光薄膜，最好是，在偏光层表面上具有保护层。按照液晶显示装置规格在偏光层上形成硬质表面，可防止阻碍目视确认擦伤的发生。
还有，本发明的液晶显示用广视场角偏光薄膜的制造方法，其特征是，在涂敷偏光层形成材料，层压偏光层之后，在该偏光层上层压相位差薄膜和/或提高光亮度薄膜。
通过这样的方法，可使所述薄膜重量轻、高效率地形成耐热性良好的偏光层，进而通过在偏光层上层压相位差薄膜和提高光亮度薄膜，可制造液晶显示用广视场角偏光薄膜。
还有，本发明的液晶显示装置，其特征是，在所述液晶显示用广视场角偏光薄膜的液晶面板的玻璃基板粘接面上设置粘接层。此外，本发明的液晶显示装置，其特征是，在液晶面板的至少一侧粘接所述液晶显示用广视场角偏光粘接薄膜。
粘接所述广视场角偏光粘接薄膜的液晶显示装置具有良好的目视性广视场角，且光亮度不均匀少。
图2为测定了光亮度不均匀的样品的概念图。
图3为供测定光亮度用的样品透过率测定点的图。
在上述附图中，1—偏光层，2—光学补偿薄膜，3—提高光亮度薄膜和/或相位差薄膜，4—保护层，5—粘接层，A—广视场角偏光薄膜，B—光学补偿偏光层。
具体实施例方式
本发明的广视场角偏光粘接薄膜的一种方式为，如
图1所示，在光学补偿薄膜2上不通过粘接剂层层压偏光层1，进而在偏光层1上层压提高光亮度薄膜(和/或相位薄膜)3。此外，在偏光层1上可设置保护层4。还有，向偏光层1层压提高光亮度薄膜3通常可通过胶粘剂50进行。另一方面，在成为广视场角粘接薄膜的液晶面板的玻璃基板粘接面的光学补偿薄膜2上，设置粘接层5b。此外，在该粘接层5b上可设置脱膜薄薄膜6。
作为光学补偿薄膜2可举出例如液晶取向薄膜等，这种液晶取向是一种由对高分子膜经单轴或双轴拉伸处理的双折射性薄膜、和在支撑薄膜上呈双折射的液晶材料组成的具有光学各向异性层的液晶取向薄膜。光学补偿薄膜2的厚度无特别限制，但一般为5-100μm。在这些光学补偿薄膜2中，最好是在支撑薄膜2b上具有光学各向异性层2a的液晶取向薄膜。在图1中，在液晶取向薄膜(光学补偿薄膜2)的支撑薄膜2b的一侧层压有偏光层1，但是，偏光层1向液晶取向薄膜的层压也可以在光学各向异性层2a一侧进行。
作为所述双折射性薄膜的高分子材料，可举出，例如聚乙烯醇，聚乙烯醇缩丁醛、聚甲基乙烯醚、聚羟基丙烯酸乙酯、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、甲基纤维素、聚碳酸酯、多芳基化树脂、聚砜、聚对苯二甲酸乙二酯、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、聚酰亚胺、聚烯烃、聚氯乙烯、纤维素类聚合物、降冰薄膜烯类树脂或它们的二元系、三元系各种共聚物、接技共聚物、掺合物等。这些高分子经过拉伸等成为取向物(拉伸薄膜)。具体说来，可举出日东电工株式会社制的商品名NRF，NRZ等。
另一方面，所述支撑薄膜由透明聚合物制成，使用适宜的透明材料，而且最好是使用透明性和机械强度、热稳定性和截断水份性均优异的材料。支承薄膜厚度虽无特别限制，但一般为5-50μm。作为形成所述支撑薄膜的透明聚合物，可举出例如聚对苯二甲酸乙二酯和聚萘二甲酸乙二酯等聚酯类聚合物、二醋酸纤维素和三醋酸纤维素等纤维类聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸酯类聚合物、聚苯乙烯和聚丙烯腈·苯乙烯共聚物(AS树脂)等苯乙烯类聚合物、聚碳酸酯类聚合物。此外，作为形成所述透明保护层的聚合物，还可举出例如具有聚乙烯、聚丙烯、环系乃至降冰薄膜烯结构的聚烯烃、乙烯和丙烯共聚物的聚烯烃类聚合物、氯乙烯类聚合物、尼龙和芳香族聚酰胺等聚酰胺类聚合物、聚酰亚胺类聚合物、砜类聚合物、聚醚砜类聚合物、聚醚醚酮类聚合物、聚苯硫醚类聚合物、乙烯醇类聚合物、偏氯二乙烯类聚合物、乙烯丁醛类聚合物、芳基化树脂类聚合物、聚氧化乙烯类聚合物、环氧类聚合物或所述聚合物的掺合物等。上述聚合物中，以三醋酸纤维素为优选。
作为光学各异性层的液晶性材料，可举出将带有液晶取向性的共轭性直线形原子团导入聚合物的主链或侧链的主链型或侧链型的各种聚合物，可举出例如盘形液晶聚合物和向列型液晶聚合物等。这些液晶性聚合物的光学各向异性层的形成是通过下列处理方法来进行的，例如，在将聚酰亚胺或聚乙烯醇等薄膜的表面进行研磨处理和对氧化硅作倾斜蒸镀等的取向处理面上展开液晶性聚合物溶液进行热处理来进行的。光学的各向异性层的厚度以0.1-10μm左右为优选。
作为光学补偿薄膜最好是在由三醋酸纤维素薄膜构成的支承薄膜上使液晶聚合物取向的液晶取向薄膜。作为这样的液晶取向薄膜，可举出例如富士胶薄膜株式会社制的商品名为WVA02A等。
在形成偏光层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、液晶性聚合物无特别限定，可使用各种材料。二色性染料，相对于入射光呈分子长轴与短轴不同的吸收光，与液晶聚合物等的单轴取向一致，分子的长轴沿给定方向排列，并有选择地吸收透过含有入射光的振动成分变为偏振光。二色性染料，可利用例如以入射光的可见光波长的全部区域具有二色性并经过调制的组合物，可举出具有噻吩并噻唑环的二重氮类的二色性染料、具有苯并噻唑环的三重氮类的二色性染料、特定的重氮类二色性染料等。此外，所述二色性染料只相对于特定色有二色性，也可以将特定色的入射光转换为偏振光。二色性染料在所述溶液中最好使用1-20wt％。
在形成偏光层1时，调制将所述二色性染料与易溶性液晶或液晶性聚合物溶解于溶剂中的溶液。例如，易溶性液晶作为水溶液使用，液晶性聚合物作为溶解于有机溶剂的溶液使用。
其次，在光学补偿薄膜2上以浇注方式、旋转涂布方式等的适宜的涂敷方式涂敷所述偏光层形成材料(溶液)，加热形成薄膜。薄膜厚度最好为0.1-15μm。并且，在偏光层形成材料为易溶性液晶溶液时，对光学补偿薄膜2的取向处理无特别需要，可在光学补偿薄膜2上直接形成偏光层，但是，在作为偏光层形成材料使用液晶性聚合物溶液的场合下，对光学补偿薄膜2预先进行取向处理。取向处理方法无特别限制，例如可通过形成聚酰亚胺和聚乙烯醇等薄膜并对其表面进行研磨处理等来进行。
再有，用于所述偏光层1的最佳的二色性染料和液晶聚合物的结构、组成及制作方法等在特开平8-511109号公报、WO97/39380号公报、日东技报VOL35，N01，P79(1997)、特开平11-101964号公报等中已详细的说明。
在所述偏光层1的表面上可设置保护层4。保护层4在偏光层上形成硬质表面以便防止阻碍目视性擦伤的发生。作为硬质材料只要是不妨碍光学补偿功能的物质，就无特别限制。例如，可设置透明薄膜的保护层4。作为形成透明薄膜的材料可使用与光学补偿薄膜所使用的支承薄膜相同的材料。作为透明薄膜最好是三醋酸纤维素。此外，保护层4可由形成透明硬质膜的适当交联树脂形成。例如可最好使用聚氨酯丙烯酸类、环氧类紫外线固化树脂等。还有，在通过透明薄膜层压保护层4的场合下，通常通过胶粘剂(未图示)进行，但是在使用所述交联树脂形成保护层的场合下，向偏光层层压保护层不需要胶粘剂。
作为提高光亮度薄膜，举出使用例如胆甾醇型液晶的圆偏光的薄膜。具体说来，举出日东电工株式会社制的商品名PCF350和Merck株式会社制的商品名Transmax等。此外，作为使用多层界面反射的直线偏光薄膜，举出3M株式会社制的商品名D-BEF等。
作为相位差薄膜，举出将高分子材料作单轴或双轴拉伸处理的双折射性薄膜和液晶聚合物薄膜等，可使用与光学补偿薄膜相同的薄膜。
此外，所述广视场角偏光薄膜进一步地在表面上适宜地层压防眩光薄膜、扩散薄膜、防反射膜和保护板等适宜的光学层。此外，可将保护层、相位差薄膜、提高光亮度薄膜等组合。
作为构成粘接层5a、b的胶粘剂，可示出橡胶类胶粘剂、丙烯酸类胶粘剂，有机硅类胶粘剂等各种胶粘剂，而且其中最好的是丙烯酸类胶粘剂，其基底聚合物的重均分子量最好是30万-250万。另外，在形成粘接层5a、b以外的粘接层时，也可使用同样的胶粘剂。
作为丙烯酸类胶粘剂的基底聚合物丙烯酸类聚合物所使用的单体，可使用各种烷基(甲基)丙烯酸酯[所谓(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯，以下所谓的(甲基)也是同样的意思]。作为这样的烷基(甲基)丙烯酸酯的具体例，可举出例如(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，这些单体既可以单独使用，也可以组合使用。其中，作为基底聚合物的单体单元，最好设定出，用丙烯酸丁酯30wt％以上，调整基底聚合物的松驰弹性模数，示出聚合物粘接性。
还有，为了使所得到的丙烯酸类聚合物具有极性，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。还有，作为交联性单体也可以合并使用缩水甘油(甲基)丙烯酸酯酯、2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺等。另外，按照希望，可以无损于丙烯酸类聚合物的粘接特性程度合并使用其他可共聚的单体，如醋酸乙烯、苯乙烯等。
所述丙烯酸类聚合物的制造可通过各种已知的方法制造，可适宜地选择如本体聚合法、溶液聚合法、悬浮聚合法等的自由基聚合。作为自由基聚合引发剂，可使用重氮类、过氧化物类各种已知的引发剂。即使在所述制造方法中，溶液聚合法也是理想的，作为丙烯酸类聚合物的溶剂一般用醋酸乙酯、甲苯等极性溶剂。
作为橡胶类胶粘剂的基底聚合物，可举出如天然橡胶、聚异戊二烯类橡胶、苯乙烯-丁二烯类橡胶、再生橡胶、聚异丁烯橡胶，以及苯乙烯-异丁烯-苯乙烯类橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯橡胶等。作为有机硅类胶粘剂的基底聚合物，可举出如聚二甲基硅氧烷、聚二苯基硅氧烷等。
此外，所述胶粘剂最好是含有交联剂，作为交联剂有聚异氰酸酯化合物，多元胺化合物、三聚氰胺树脂、尿素树脂、环氧树脂。还有，在不脱离本发明的范围之内，按照需要可在所述胶粘剂中适宜地使用粘接赋予剂、增塑剂、填加剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、硅烷偶联剂等。
粘接层5b的形成在广视场角偏光薄膜的液晶面板的玻璃基板粘接面上进行。图1中光学补偿薄膜2的偏光层1层压面的对面成为玻璃基板粘接面。粘接层5b的形成法无特别限制，可举出有在广视场角偏光薄膜的所述玻璃基板粘接面上涂敷胶粘剂(溶液)干燥方法、和通过设有粘接层5b的脱膜薄膜6的广视场角偏光薄膜上转录的方法等。其他粘接层5a的形成也可以采用与粘接层5b的形成相同的方法。粘接层5a、b的厚度(干燥膜的厚度)虽无特别限定，但以10-40μm为理想。
还有，作为脱膜薄膜6的构成材料，可举出纸、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯等的合成树脂薄膜等。在脱模薄膜6的表面上为了从粘接剂层5的剥离性，根据需要也可以进行有机硅处理，长链烷基处理以及氟处理的剥离处理。
液晶显示装置的形成可按照已有的方法进行。广视场角偏光粘接薄膜可设置在液晶面板的一侧或两侧。此外，在液晶显示装置上可适宜地形成在照明系统中所使用背景光或反射板。
制造例1作为光学补偿薄膜使用了将三醋酸纤维素薄膜作为支撑薄膜的液晶取向薄膜(富士胶薄膜株式会社制WV薄膜)。其次，在该光学补偿薄膜的支撑薄膜一侧通过迈耶捧材涂膜机(No.7)涂敷含有二色性染料的易溶性液晶水溶液(LCPolarizer；Optiva lnc.制，固形部分浓度；8.7wt％)之后，在80℃下干燥，形成厚度1.3μm的偏光层，得到具有偏光层的光学补偿薄膜。测定了该光学补偿偏光薄膜的厚度，该厚度为110μm，单体透过率为40％，偏光度为90％。而单体透明过率和偏光度是通过村上色彩研究所制的分光光度计DOT-3所测定的值。
制造例2作为光学补偿薄膜使用了将三醋酸纤维素薄膜作成支撑薄膜的液晶取向薄膜(富士胶薄膜株式会社制WV薄膜)。在该光学补偿薄膜的支撑薄膜一侧设聚乙烯醇层，并进一步进行了研磨处理。
此外，将下列化学式(1) 所示出的侧链型液晶聚合物26重量份、株式会社日本感光色素研究所制的G-202染料0.37重量份、该株式会社制的G-207染料0.73重量份、该株式会社制的G-429染料1.46重量份，以及四氯乙烷100重量份混合，制成了均匀的溶液。在通过旋转涂布法将该溶液涂敷在所述光学补偿薄膜研磨处理层上之后，在100℃下经过热处理，使所述液晶聚合物取向而形成厚度1.5μm的偏光层，得到了具有偏光层的光学补偿薄膜。
进而，在偏光层上涂敷以下列化学式(2) 所示的聚氨酯丙烯酸系树脂之后，进行紫外线固化，制成了厚度5μm的由交联树脂构成的保护层。测定了该光学补偿偏光薄膜的厚度，该厚度为115μm，单体透过率38％，偏光度为88％。
实施例1、2在由制造例1、2制作的光学补偿偏光薄膜上通过25μm的粘接层(丙烯酸类胶粘剂)5b将提高光亮度薄膜(日本电工株式会社制的PCF 350)分别胶合而得到本发明的广视场角偏光薄膜。
光亮度不均如图2所示，在玻璃板(1.1mm)C的一面上，通过25μm的粘接层(丙烯酸类胶粘剂)5b胶合由实施例所得到的广视场角偏光薄膜A的光学补偿偏光薄膜A的一侧；另一方面，在玻璃板C的另一面上，通过25μm的粘接层(丙烯酸类胶粘剂)胶合由制造例所得到的光学补偿薄膜B的光子补偿薄膜的一侧，以形成正交尼科耳(Nicol)偏光镜。
将其在80℃下保持24小时之后，测定了如图3所示的面内(纵230×横310mm)9点的透过率(Topukon株式会社制的亮度计BM-5)，求出了该透过率(％)的最大值与最小值差，其结果如表1所示。
比较例1首先准备偏光板(日本电工株式会社制，厚度215μm)，在其两面上通过25μm的粘接层(丙烯酸类胶粘剂)分别将光学补偿薄膜(富士胶薄膜株式会社制WV薄膜)与提高光亮度薄膜(日东电工株式会社制PCF350)胶合而得到了广视场角偏光薄膜。利用所得到的广视场角偏光薄膜求出所述光亮度不均。其结要示于下列表1。此外，作为光学补偿偏光薄膜B使用了在所述偏光板的一面上贴有所述光学补偿薄膜的偏光薄膜。
表1
权利要求
1.一种液晶显示用广视场角偏光薄膜，在光学补偿薄膜上层压有偏光层，进而在该偏光层上层压有相位差薄膜和/或提高光亮度薄膜，其特征是，所述偏光层直接层压在光学补偿薄膜上。
2.根据权利要求1所述的液晶显示用广视场角偏光薄膜，其特征是，所述光学补偿薄膜具有由支撑薄膜与呈液晶性材料构成的光学各向异性层。
3.根据权利要求1或2所述的液晶显示用广视场角偏光薄膜，其特征是，所述偏光层由含有二色性染料的易溶性溶液制成。
4.根据权利要求1或2所述的液晶显示用广视场角偏光薄膜，其特征是，所述偏光层由含有二色性染料的液晶聚合物溶液制成。
5.根据权利要求1-4任一项所述的液晶显示用广视场角偏光薄膜，其特征是，所述偏光层的厚度为0.1-15μm。
6.根据权利要求1-5任一项所述的液晶显示用广视场角偏光薄膜，其特征是，所述偏光层表面上具有保护层。
7.一种权利要求1-6任一项所述的液晶显示用广视场角偏光薄膜的制造方法，其特征是，在所述光学补偿薄膜上通过涂敷形成偏光层材料层压偏光层之后，在该偏光层上层压相位差薄膜和/或提高光亮度薄膜。
8.一种液晶显示用广视场角偏光粘接薄膜，其特征是，在 1-6任一项所述的液晶显示用广视场角偏光薄膜的液晶面板的玻璃基板粘接面上设置粘接层。
9.一种液晶显示装置，其特征是，在液晶面板的至少一侧粘接权利要求8所述的液晶显示用广视场角偏光粘接薄膜。
全文摘要
一种液晶显示用广视场角偏光薄膜及液晶显示用广视场角偏光粘接薄膜,其特征是,在光学补偿薄膜层压有偏光层,然后在该偏光层上再层压有相位差薄膜和/或提高光亮度薄膜,在这样的广视场角偏光薄膜中,所述偏光层在光学补偿薄膜上不经过胶粘剂进行层压。这是一种相位差薄膜和提高光亮度薄膜相组合的液晶显示用广视场角偏光薄膜,提供了光亮度不均匀少的上述偏光薄膜、和液晶显示用广视场角偏光粘接薄膜,以及在液晶面板的至少一侧贴有该广视场角偏光粘接薄膜的液晶显示装置。
文档编号G02B5/30GK1367401SQ0210247
公开日2002年9月4日 申请日期2002年1月22日 优先权日2001年1月23日
发明者北川笃, 大谷彰, 三原尚史 申请人:日东电工株式会社