(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光子上の少なくとも一方の保護層上に粘着層を有する偏光フィルムにおいて、前記粘着層として、前記保護層との屈折率差を０．１以下に屈折率を整合させた屈折率調整粘着剤を用い、前記屈折率調整粘着剤が、粘着剤４０〜９０重量％及びタッキファイヤー樹脂１０〜６０重量％を含むことにより屈折率が整合されてなる粘着剤組成物からなることを特徴とする偏光フィルム。
【請求項２】
前記屈折率調整粘着剤を介して離型フィルムが粘着され、透過型偏光フィルムとして構成されていることを特徴とする請求項１記載の偏光フィルム。
【請求項３】
前記屈折率調整粘着剤を介して一方の保護層上に離型フィルムが粘着され、前記屈折率調整粘着剤を介して他方の保護層上に反射層が粘着され、反射型偏光フィルムとして構成されていることを特徴とする請求項１記載の偏光フィルム。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項記載の偏光フィルムを前記粘着層を介して液晶セルを構成する透明基板に粘着してなることを特徴とする液晶パネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏光フィルム及びその偏光フィルムを用いた液晶パネルに関し、特に、大きな入射角度でも使用できる偏光フィルムとその偏光フィルムを用いた液晶パネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
透過型偏光フィルムや反射型偏光フィルムは、２色性物質を担持するポリビニルアルコール等の高分子フィルムからなる偏光子とその両側に積層された保護層とからなるが、従来、透過型及び反射型偏光フィルムや、そのような偏光フィルムを用いた液晶パネルに用いられる粘着剤としては、接着力、貼着作業性、透過率、耐久性等の観点から、アクリル系粘着剤が一般に用いられている。一方、偏光子の保護層としては、アクリル樹脂フィルム、アセテートフィルム、及び、一軸延伸ＰＥＴフィルム等が用いられる（永田良著「偏光フィルムの応用」ｐｐ．６６〜７５（１９８６．２．１０，ＣＭＣ発行））。次の表−１に主な保護層と粘着剤の屈折率を示す。
【０００３】
0004471184.tif 000002
【０００４】
表−１に示したように、これら保護層の屈折率と粘着剤のそれは同じではないことが一般的である。そのため、保護層と粘着剤の間で界面反射が生じ、光の反射損失の原因の一つとなっている。特に、入射光の入射角度が５０°以上であるような揚合、反射光が急激に増大することが知られており、反射損失が非常に大きくなる欠点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、境界面に対して５０°以上の大きな入射角で入射する光に対しても使用できる偏光フィルムとそれを用いた液晶パネルを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の偏光フィルムは、偏光子上の少なくとも一方の保護層上に粘着層を有する偏光フィルムにおいて、前記粘着層として、前記保護層と屈折率を整合させた屈折率調整粘着剤を用いたことを特徴とするものである。
【０００７】
この場合、その屈折率調整粘着剤が、粘着剤４０〜９０重量％及びタッキファイヤー樹脂１０〜６０重量％を含むことにより屈折率が整合されてなる粘着剤組成物からなることが望ましい。
【０００８】
また、屈折率調整粘着剤を介して離型フィルムが粘着され、透過型偏光フィルムとして構成しても、屈折率調整粘着剤を介して一方の保護層上に離型フィルムが粘着され、屈折率調整粘着剤を介して他方の保護層上に反射層が粘着され、反射型偏光フィルムとして構成してもよい。
【０００９】
なお、以上の偏光フィルムを粘着層を介して液晶セルを構成する透明基板に粘着して液晶パネルを構成することもできる。
【００１０】
本発明において、偏光子上の少なくとも一方の保護層上に粘着層を有する偏光フィルムのその粘着層として保護層と屈折率を整合させた屈折率調整粘着剤を用いているので、保護層と粘着層の境界での界面反射光を低減することができ、光の利用効率を高めることができる。したがって、明るい透過型及び反射型偏光フィルムを構成することができ、そのような偏光フィルムを液晶パネルに用いることにより明るい表示等が可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の１形態による偏光フィルムの層構成を示す斜視図であり、図１（ａ）は透過型偏光フィルム１０、図１（ｂ）は反射型偏光フィルム２０を示している。
【００１２】
図１（ａ）の透過型偏光フィルム１０は、例えば、ヨウ素等の２色性物質をポリビニルアルコール等の高分子フィルムに担持させ、一方向に延伸して２色性物質を配列させてなる偏光子１と、その両側に積層された保護層２、２と、一方の保護層２上に設けられた表面保護フィルム３と、他方の保護層２上に粘着層４を介して粘着された離型フィルム５とからなるものであり、また、図１（ｂ）の反射型偏光フィルム２０は、上記のような偏光子１と、その両側に積層された保護層２、２と、一方の保護層２上に粘着層４を介して粘着された離型フィルム５と、他方の保護層２上に粘着層４を介して粘着された反射層６とからなるものである。
【００１３】
ここで、本発明において最も重要なのは粘着層４の構成である。
【００１４】
一般的な粘着剤の屈折率は約１．４〜１．４６であり、塗布した透明基板との屈折率差が大きいと、透明基板と粘着層との界面で反射が生じ反射損失が起こる。特に、入射角が５０°を越えると、反射光が急激に増大し、反射損失が非常に大きくなる。
【００１５】
本出願人は、特願平１１−６０２０９号において、透明基板との屈折率差をなくすために、粘着剤の屈折率を調整し、かつ、粘着剤の粘着力を調整することができる物質を粘着剤に対して添加してなる屈折率調整粘着剤を提案している。
【００１６】
この屈折率調整粘着剤は、粘着剤４０〜９０重量％及びタッキファイヤー樹脂１０〜６０重量％を含むこと、好ましくは、粘着剤４０〜８０重量％及びタッキファイヤー樹脂２０〜６０重量％を含むことにより屈折率が整合されてなる粘着剤である。
【００１７】
このような屈折率調整粘着剤を用い、透明基板と粘着層との屈折率差を減少させるように粘着層の屈折率を整合させることにより、透明基板と粘着層との界面での反射を防止し、その界面での反射損失、特に、入射角が５０°以上においての反射損失を減少させることができる。
【００１８】
本発明の偏光フィルム１０、２０においては、その偏光フィルム１０、２０を透明体あるいは反射体に接着するための粘着層４の粘着剤組成物として、粘着剤４０〜９０重量％及びタッキファイヤー樹脂１０〜６０重量％、好ましくは粘着剤４０〜９０重量％及びタッキファイヤー樹脂２０〜６０重量％含んで屈折率が整合されてなる粘着剤組成物を用いることを特徴とするものである。このような配合比は、通常、一般的な粘着剤に配合して使用されるタッキファイヤー樹脂の配合量よりも遥かに多い量である。タッキファイヤー樹脂が１０重量％未満であると、粘着層４の屈折率の整合機能がなく、また６０重量％を超えると粘着層４の粘着力が減少しすぎてしまうという不都合がある。
【００１９】
さらに、一般的な粘着剤の屈折率は約１．４〜１．４６であり、これに対して、偏光フィルム１０、２０の保護層４の屈折率は、前記の表−１に示したように、１．３５〜１．６５であることから、両者の屈折率差が大きいため、粘着層４と保護層２の界面において光反射が生じやすいという従来の問題点に関して、本発明では、タッキファイヤー樹脂が屈折率約１．５〜１．６５（約１．６０前後）であることから、粘着剤４０〜９０重量％に対してタッキファイヤー樹脂１０〜６０重量％、好ましくは、２０〜６０重量％という高含有量配合することにより、粘着層４と保護層２との間の屈折率差を解消させることができる。したがって、粘着層４と保護層２との界面での光反射を防止することができる。
【００２０】
しかしながら、保護層２の屈折率と粘着層４の屈折率を整合させ、かつ、粘着剤の粘着力を所望の範囲に調整する目的に対しては、このような性質を有する物質ならば必ずしもタッキファイヤー樹脂以外の如何なる物質でも添加することができる。また、保護層２の材料によって、種々の屈折率のものが採用されるので、保護層２の屈折率と粘着層４の屈折率を整合させる目的に対しては、屈折率を調整できる物質が、タッキファイヤー樹脂のように、粘着剤の屈折率よりも必ずしも高いものである必然性はない。また、粘着剤の屈折率よりも高い屈折率の物質と低い屈折率の物質を併用して粘着剤に添加してもよい。要は、保護層２の屈折率と粘着層４の屈折率を整合させて、界面反射を防止でき、かつ、粘着剤に添加したときに保護層２に対して粘着層４が適度な粘着性（すなわち、貼着時には貼着容易であり、貼着力を保持できる性質）となり、耐久性が良い物質であればよい。
【００２１】
本発明の粘着層４の形成に使用される粘着剤としては、アクリル樹脂、アクリル酸エステル樹脂、またはこれらの共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、天然ゴム、カゼイン、ゼラチン、ロジンエステル、テルペン樹脂、フェノール系樹脂、スチレン系樹脂、クロマンインデン樹脂、ポリビニルエーテル、シリコーン樹脂等、また、アルファーシアノアクリレート系、シリコーン系、マレイミド系、スチロール系、ポリオレフィン系、レゾルシノール系、ポリビニルエーテル系、シリコーン系接着剤があげられる。また、粘着剤層が、使用時にイソシアネート系架橋剤、金属キレート系架橋剤等を添加して架橋する、所謂二液架橋型粘着剤を使用して形成することもできる。また、粘着剤層としてヒートシール剤を使用してもよく、例えば、エチレン―酢酸ビニル共重合樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、エチレン−イソブチルアクリレート共重合樹脂、ブチラール樹脂、ポリ酢酸ビニル及びその共重合体、セルロース誘導体、ポリメチルメクタリレート、ポリビニルエーテル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリプロピレン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ＳＢＳ、ＳＩＳ、ＳＥＢＳ、ＳＥＰＳ等の熱可塑性エラストマー、又は反応ホットメルト系樹脂等があげられる。粘着剤層の厚みとしては、４μｍ〜２５μｍとするとよい。
【００２２】
粘着層４に使用される粘着剤組成物に含まれるタッキファイヤー樹脂（粘着付与剤）としては、ロジン系タッキファイヤー樹脂、テルペン系タッキファイヤー樹脂、合成樹脂系タッキファイヤー、又はそれらの混合物を用いることができる。
【００２３】
ロジン系タッキファイヤー樹脂としては、例えば、ガムロジン、トール油ロジン、ウッドロジン、水素添加ロジン、エステル化ロジン、二量化ロジン、多量化ロジン、ライム化ロジン等のロジン系タッキファイヤー〔例えば、ペトロジン♯８０（商品名、三井化油化学社製）、屈折率１．５６（４８６ｎｍ）〕があげられる。また、テルペン系タッキファイヤー樹脂としては、α−ピネン、βーピネンカンフェル、ジペンテン等の環状テルペンを含むテルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、芳香族変性テルペン等のテルペン系タッキファイヤー、炭素数５の石油留分を重合して得られる炭素数５の合成樹脂系タッキファイヤーで、イソプレン、シクロペンタジエン、１，３―ペンタジエン、１ーペンテンの共重合体、２−ペンテン、ジシクロペンタジエンの共重合体、１，３―ペンタジエン主体の樹脂等の合成樹脂系タッキファイヤー、炭素数６〜１１の石油留分を重合して得られる炭素数９の合成樹脂系タッキファイヤーで、インデン、スチレン、メチルインデン、αーメチルスチレンの共重合体等の合成樹脂系タッキファイヤー、キシレン系タッキファイヤー〔例えば、パインクリスタル  ＫＥ−１００（商品名、荒川化学社製）、屈折率１．５９（４８６ｎｍ）〕があげられる。これらのタキファイヤー樹脂の屈折率は約１．５〜１．６５の範囲にある。タッキファイヤー樹脂の使用量は、屈折率の大きいものは添加量が少なくてすむので有利である。
【００２４】
しかしながら、粘着層４の粘着性と、粘着剤に対するタッキファイヤー樹脂の相溶性との兼ね合い、かつ、保護層２の屈折率と粘着層４の屈折率を整合させる総合的な観点で好ましいタッキファイヤーとその添加量が決定される。
【００２５】
保護層２の屈折率と粘着層４の屈折率を整合させ、屈折率を適宜な値に容易に調整する目的のために、前記タッキファイヤー樹脂以外の粘着剤の屈折率よりも高い屈折率を持つ物質を添加してもよい。このような物質には、例えば、芳香族化合物があげられ、さらに具体的には、３−フェニルピリジン、２−フェニルピリジン、ジフェニルスルフィド、１，１−ジフェニルエチレン、１′−ジアセトナフトン、１−ナフトアルデヒド等があげられるが、そのヨウ素化物、臭化物であってもよく、例えば、１−ブロモナフタレン、１，２−ジブロモベンゼン、３−ヨードアニリン等があげられる。
【００２６】
保護層２の屈折率と粘着層４の屈折率を整合させ、屈折率を適宜な値に容易に調整する目的のために、粘着剤の屈折率よりも低い屈折率を持つ物質を添加してもよい。このような物質には、例えば、屈折率が１．４以下のシリコーン系化合物、フッ素系化合物等があげられる。
【００２７】
該シリコーン系化合物としては、例えば、アミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、カルボキシ変性シリコーンオイル、メタクリル変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル等のシリコーンオイルがあげられ、このような化合物の商品としては、例えば、信越化学工業（株）製「ＫＦ−８５８、屈折率１．３９４」、同「ＫＦ９６−１０、屈折率１．３９９」、同「ＫＦ９６Ｌ−１、屈折率１．３８２」等があげられる。また、トリメチルクロロシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン等のシラン化合物、又は混合物があげられる。
【００２８】
また、フッ素系化合物としては、テトラフルオロ酢酸、クロロトリフルオロエチレン、トリフルオロメチルベンズアルデヒド、１，４−ビストリフルオロメチルベンゼン、トリフルオロメチルベンジルアルコール、また、これら誘導体、又は混合物があげられる。
【００２９】
上記のような屈折率調整粘着剤の選定基準は、まず第１に、保護層２との間の屈折率差が少ないことであり、それに加えて、接着力、貼着作業性、透過率、耐久性が良いこと等である。
【００３０】
なお、偏光フィルム１０、２０の離型フィルム５としては、保護層２との剥離強度の関係が、
〔保護層／粘着層〕＞〔粘着層／離型フィルム〕
の関係にあるものを選ぶ必要がある。
【００３１】
本発明に基づいて粘着層４の屈折率が保護層２の屈折率と差がないように調整することにより、保護層２と粘着層４の境界での界面反射光を低減することができ、光の利用効率を高めることができる。例えば、保謹層２がアクリル樹脂フィルムの場合、保護層２と粘着層４の屈折率差とその界面での反射率の関係は、図２に示すようになる。特に屈折率差が０．１以下の場合に、反射率低減の効果が著しく大きいことが分かる。
【００３２】
ところで、図１（ａ）に示したような透過型偏光フィルム１０と、図１（ｂ）に示したような反射型偏光フィルム２０とを用いて、図３に示すような構成の反射型液晶パネルを構成することができる。すなわち、偏光フィルム１０、２０の保護層２と同様のプラスチック材料からなる透明基板３１と３２の対向する表面にそれぞれ透明電極３４、３５を設け、その上に配向膜を設けて、その間のギャップにツイストネマチック液晶のような液晶層３３を挟持させ、周囲を封止して構成されているプラスチック液晶パネル３０の前面側の透明基板３１表面に、図１（ａ）の透過型偏光フィルム１０の離型フィルム５を剥離して露出した粘着層４を介してその透過型偏光フィルム１０を粘着すると共に、プラスチック液晶パネル３０の背面側の透明基板３２表面に、図１（ｂ）の反射型偏光フィルム２０の離型フィルム５を剥離して露出した粘着層４を介してその反射型偏光フィルム２０を粘着することによって、図示のような構成の反射型の液晶パネルを構成することができる。このような反射型液晶パネルにおいては、保護層２及び液晶パネル３０の透明基板３１、３２と粘着層４との屈折率差が殆どないように調整されているので、偏光フィルム１０、２０と液晶パネル３０の界面での反射が入射角が大きい場合でも小さくなるので、明るい表示等が可能になる。
【００３３】
次に、本発明の偏光フィルムの実施例について説明する。
【００３４】
〔実施例１〕
図１（ａ）の構成の透過型偏光フィルム１０を作製する。粘着層４以外の構成素材は、以下に示すような一般的に用いられる材料及び方法によって作製される。
【００３５】
偏光子１：２色性物質を吸着したＰＶＡフィルムをホウ酸等の溶液中で一方向に延伸する。
【００３６】
保護層２：アクリル樹脂フィルム  屈折率１．５１
表面保護フィルム３：ＰＥＴ
離型フィルム５：ＰＥＴ
粘着層４：アクリル系粘着剤ＳＫダイン１６０４Ｎ（商品名：綜研化学社製）とキシレン系タッキファイヤー樹脂であるパインクリスタルＫＥ−１００（商品名：荒川化学社製、屈折率１．５９）を６５対３５の重量比率で混合し、さらに、エポキシ系硬化剤であるＥ−ＡＸ（商品名：綜研化学社製）を３．０重量％添加して、屈折率１．５１の屈折率整合粘着剤を得る。
【００３７】
上記タッキファイヤー樹脂を添加せず、上記粘着剤と硬化剤のみの揚合は、屈折率１．４６である。
【００３８】
偏光子１と保護層２を貼り合わせ、さらにその保護層２側に上記屈折率整合粘着剤を約２０μｍ塗布して粘着層４とし、その上に離型フィルム５を貼り合わせ、透過型偏光フィルム１０を作製した。
【００３９】
このようにして作製した透過型偏光フィルム１０の離型フィルム５を剥がし、ガラス板（材質：１７３７無アルカリガラス：コーニング社製）に貼り付ける。得られた偏光フィルム板の表面保護フィルム３側から、波長５８９ｎｍのレーザー光を入射させ、入射角０°〜７０°の範囲での透過率を測定した。ただし、入射光は偏光子１の偏光方向と平行な直線偏光を有する。
【００４０】
上記のタッキファイヤー樹脂を添加しないで粘着剤と硬化剤のみからなる粘着層を用いた同様の構成の透過型偏光フィルムについても、同様の測定をし、両者を比較した。それらの結果を表−２に示す。
【００４１】
0004471184.tif 000003
【００４２】
上記表−２によれば、通常の粘着剤と硬化剤のみを用いた場合と比べて、特に入射角度が大きい程透過率が相対的に大きくなることが分かる。
【００４３】
〔実施例２〕
図１（ｂ）の構成の反射型偏光フィルム２０を作製する。実施例１と同様の材料を用いて反射型フィルム２０を作製した。ただし、反射層６は、アルミニウム蒸着ポリエステルフィルム、アルミニウム箔複合ポリエステルフィルム、真珠顔料コーティングポリエステルフィルム等を用いる。この実施例では、アルミニウム蒸着ポリエステルフィルムを用いる。
【００４４】
入射角２０°〜７０°の範囲での正反射光の反射率を測定した。この場合も、タッキファイヤー樹脂を添加しないで粘着剤と硬化剤のみからなる粘着層を用いた同様の構成の反射型偏光フィルムについても、同様の測定をし、両者を比較した。それらの結果を表−３に示す。
【００４５】
0004471184.tif 000004
【００４６】
表−３によれば、通常の粘着剤と硬化剤のみを用いた場合と比べて、反射率がより大きいことが分かる。
【００４７】
反射型の場合は、透過型に比べて粘着層４と保護層２の界面が１つ多く、また、それぞれの界面を光線が２回ずつ透過するため、反射損失の影響が大さい。そのため、本発明の効果がより大きくなる。
【００４８】
以上、本発明の偏光フィルム及びその偏光フィルムを用いた液晶パネルを実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
【００４９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の偏光フィルム及びその偏光フィルムを用いた液晶パネルによると、偏光子上の少なくとも一方の保護層上に粘着層を有する偏光フィルムのその粘着層として保護層と屈折率を整合させた屈折率調整粘着剤を用いているので、保護層と粘着層の境界での界面反射光を低減することができ、光の利用効率を高めることができる。したがって、明るい透過型及び反射型偏光フィルムを構成することができ、そのような偏光フィルムを液晶パネルに用いることにより明るい表示等が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１形態による偏光フィルムの層構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の１具体例における保護層と粘着層の屈折率差とその界面での反射率の関係を示す図である。
【図３】図１の透過型偏光フィルムと反射型偏光フィルムとを用いた反射型液晶パネルの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１…偏光子
２…保護層
３…表面保護フィルム
４…粘着層
５…離型フィルム
６…反射層
１０…透過型偏光フィルム
２０…反射型偏光フィルム
３０…プラスチック液晶パネル
３１、３２…透明基板
３３…液晶層
３４、３５…透明電極
【図１】
0004471184.tif 000005
【図２】
0004471184.tif 000006
【図３】
0004471184.tif 000007