JP2007121995A

JP2007121995A - 光学補償フィルムの製造方法

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Publication number: JP2007121995A
Application number: JP2006107699A
Authority: JP
Inventors: Kuang-Rong Lee; リークァンロン; Tan-Ching Wan; ワンタンチン; Ming-Jian Shao; シァオミンジェン; Yu-Hwey Chuang; チュアンユウホェイ
Original assignee: Optimax Technology Corp
Current assignee: Optimax Technology Corp
Priority date: 2005-10-27
Filing date: 2006-04-10
Publication date: 2007-05-17
Also published as: TW200717015A; US20070098919A1; TWI259287B

Abstract

【課題】低コスト、簡単な工程および塗布方式により、フッ素を含有しないビフェニル構造ポリイミドのＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムおよびＴＦＴ−ＬＣＤ視野角補償フィルムに用いる光学異方性フィルムにするＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムを提供する。
【解決手段】性質に応じて任意の比率で、フッ素を含有しないビフェニル構造ポリイミドを溶剤中へ均一に溶解してから、この溶液を一軸延伸Ａプレートの基板の少なくとも一つの表面上へ塗布方式により塗布するか、基板の少なくとも一つの表面上へ塗布してから再延伸することによりＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムを形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、Ｃ＋Ａプレート型光学補償フィルムに関し、特にＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムの製造方法に関する。

液晶表示装置（ＬＣＤ）は、液晶分子により偏光方向の回転と複屈折の特性を利用して明暗を表示する効果を得るため、見る角度により表示品質に差が発生した。液晶表示装置の大型化に伴い、視野角の向上は非常に重要になってきている。近年、視野角技術の改良に関する多くの技術が提供されているが、その大部分には、より優れた視野角を得るための光学補償フィルムが加えられている。そのため、光学補償フィルムは、ＬＣＤの視野角問題を改善するため常に広く使用され、現在の広視野角液晶表示装置の製作においては、主に光学補償フィルムが用いられている。

一般に、従来の光学補償フィルムは、光軸の分布状況により（ａ）Ｃプレート（C-plate）、（ｂ）スピン構造を有する光学補償フィルム、（ｃ）二軸光学性質を有する光学補償フィルム、および（ｄ）ディスコティック液晶光学補償フィルムなどの数種類に分けられる。光学補償フィルムは、一般にポジ型およびネガ型の二種類に分けられる。従来、これら二種類の光学補償フィルムは、それぞれ液晶パネル上へ貼って使用されていた。ポジ型光学補償フィルムには棒状分子が利用され、ネガ型光学補償フィルムは、主にポリイミド（ＰＩ）またはディスコティック液晶からなり、これにより液晶表示装置の視野角を改善していた。

典型的なネガ型のＣプレート型光学補償フィルムは、例えば、非特許文献１において開示されているように、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚの光学特性を有する。このＣプレート型光学補償フィルムは、ｎｘ＝ｎｙであるため、液晶表示装置における垂直方向の表示品質には影響を与えなかった。また、棒状液晶分子のポジ型複屈折とちょうど反対のネガ型複屈折特性（?ｎ＝ｎｚ−ｎｘ＜０）を有するため、液晶デバイスにおいて基板へ垂直に配列された液晶分子が発生させる光漏れを補償し、ＴＮおよび垂直表示モードの視野角を増大させることができる。Ａプレート（A-plate）型光学補償フィルムはｎｙ＝ｎｚを有し、ポジ型Ａプレートはｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚであり、ネガ型Ａプレートはｎｘ＜ｎｙ＝ｎｚである。

例えば、特許文献１〜１２に開示されているように、従来の位相差フィルムには、ＴＡＣ、ＰＣおよびＣＯＰなどの高分子フィルムを延伸したものが用いられている。

ネガ型Ｃプレートフィルムを製作するポリマー材料には、例えば、特許文献１３〜２０に開示されているように、主鎖中にビフェニルがあるポリイミドが開示されている。また、特許文献２１〜２９では、積層方式によりビフェニル基を有するポリイミドのネガ型Ｃプレートのポリマー材料を形成し、一軸延伸された基板上に塗布したり基板上に塗布してから延伸したりする技術が開示されている。また、特許文献３０では、ポリイミドを基板へ塗布してからＰＶＡに接着して偏光板を形成し、もう一つの偏光板がＡ板（一軸延伸された基板）を使用してＰＶＡへ貼り合わせて形成する方法が開示されている。

上述の材料において、アセチルセルロースフィルムは吸水率が高いため、形状の安定性および接着性に問題が発生し、低分子位相差遅延剤化合物の含有量が高いため、環状オレフィン重合体よりも耐久性において劣っていた。また、可視光線の吸収により、芳香族位相差化合物の樹脂は大きな波長分散特性を有する。

さらに、ディスコティック液晶は単独で使用することができず、透明基板上へ数μｍの厚みで精密に塗布しなければならない。塗布工程にコストがかかる他、円盤型の液晶は、塗布厚みの小さな違いにより複屈折が大きくなり、位相差も大きくした。また、塗布フィルム表面上の残留物や円盤型液晶の溶液中にある塵などの汚染物により光学欠陥が発生することがあった。

また、従来技術において高分子フィルムを延伸する時は、延伸の倍率および方向などを精密に制御しなければならない上、従来の無機基板上にあるポリイミド（ＰＩ）を直接使用することができず、転写技術をさらに利用しなければならなかった。そのため、従来技術の工程は煩雑で、無機基板のコストが高すぎるなどの問題もあった。また、フッ素含有ビフェニル構造のポリイミドを一軸延伸の基板上に塗布したり、基板上へ塗布してから延伸したりして形成する従来技術のＡ＋Ｃプレート型補償フィルムは、単面補償の補償フィルムである。ただし、フッ素含有ビフェニル構造のポリイミドにより主に形成されたＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムには、色のばらつき（color dispersion）が大きすぎるという問題が発生することがあった。

そのため、上述の問題に鑑み、従来技術の欠点を有さずに、低コストで簡単な工程、そして塗布方式によりＴＦＴ−ＬＣＤの視野角補償フィルムにすることのできるフッ素を含まないビフェニル構造ポリイミドであるＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムを提供し、ＴＦＴ−ＬＣＤ視野角補償フィルムにするＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムの提供が望まれていた。

特開平３−３３７１９号公報特開平３−２４５０２号公報特開平４−１９４８２０号公報米国特許第２００４−４６２７２号明細書特開平１５−２５５１０２号公報特開平１３−２１５３３２号公報特開平１０−４５９１７号公報特開平１−１３２６２５号公報特開平１−１３２６２６号公報特開平２−１３３４１３号公報特開昭６３−２１８７２６号公報特開昭６１−１１５９１２号公報米国特許第５０７１９９７号明細書米国特許第５３４４９１６号明細書米国特許第５３９５９１８号明細書米国特許第５４８０９６４号明細書米国特許第５５８０９５０号明細書米国特許第６０７４７０９号明細書米国特許第６３０３７４３号明細書特表平８−５１１８１２号公報国際公開第２００３／７１３１９号パンフレット国際公開第２００４／１１９７０号パンフレット特開２００３−９５６８号公報特開２００３−３４４６５７号公報特開２００４−４４７４号公報特開２００４−４７５５号公報特開２００４−２２６９４５号公報特開２００５−９１６２５号公報特開２００５−１１４８３６号公報特開２００４−４４７４号公報ハリス、"ポリマー"第３７巻、第５３２１頁〜、１９９６年

本発明の目的は、低コスト、簡単な工程および塗布方式により、フッ素を含有しないビフェニル構造ポリイミドのＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムおよびＴＦＴ−ＬＣＤ視野角補償フィルムに用いる光学異方性フィルム（Optical Anisotropy）にするＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムを提供することにある。

請求項１の発明は、Ｃ＋Ａプレート型光学補償フィルムの製造方法であって、性質に応じて任意の比率で、フッ素を含有しないビフェニル構造ポリイミドを溶剤中へ均一に溶解してから、この溶液を一軸延伸Ａプレートの基板の少なくとも一つの表面上へ塗布方式により塗布するか、基板の少なくとも一つの表面上へ塗布して再延伸することによりＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムを形成することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載のＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムの製造方法であって、溶剤が、アルキルハライド化合物、芳香族化合物、環状ケトン化合物、エーテル化合物およびケトン化合物からなる群から選ばれる一種以上を含むことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載のＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムの製造方法であって、アルキルハライド化合物が、ジクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタンおよびテトラクロロエタンからなる群から選ばれる一種以上を含むことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載のＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムの製造方法であって、芳香族化合物がトルエンであることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載のＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムの製造方法であって、環状ケトン化合物が、シクロペンタノンまたはシクロヘキサノンであることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載のＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムの製造方法であって、エーテル化合物がテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）であることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載のＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムの製造方法であって、ケトン化合物が、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、メチルイソプロピルケトン（ＭＩＰＫ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）およびジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）からなる群から選ばれる一種以上を含むことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１のＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムの製造方法により製造されるＣ＋Ａプレート型光学異方性フィルムである。

上述したことから分かるように、本発明のＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムの製造方法は、従来技術で必要だった繁雑な延伸ステップ、精密制御延伸倍率および方向などの製造方法を改良して、低いコスト、簡単な工程、塗布方式によりフッ素を含有しないビフェニル構造のポリイミドのＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムを提供し、ＴＦＴ−ＬＣＤ視野角補償フィルムにすることのできる負の複屈折のＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムを備えるポリイミドフィルムにすることができる。

以下、本発明の負の複屈折を有するＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムおよびＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムの製造方法の実施形態を図面に基づいて説明する。

本発明のＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムの製造方法は、その性質に応じて任意の比率で、フッ素を含有しないビフェニル構造ポリイミドを溶剤中へ均一に溶解してから、この溶液を一軸延伸Ａプレートの基板の少なくとも一つの表面上へ塗布方式により塗布したり、基板の少なくとも一つの表面上へ塗布してから再延伸するか、基板の少なくとも一つの表面上へ塗布してからＰＶＡへ再び張り合わせて単面または両面補償のＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムを形成する。

本実施形態の溶剤は特に限定されるわけではなく、例えばアルキルハライド化合物、芳香族化合物、環状ケトン化合物、エーテル化合物、ケトン化合物またはそれらの混合物でもよい。それらは単独で使用してもよいし、二種類以上を組合わせて使用してもよい。

本実施形態のアルキルハライド化合物溶剤は特に限定されるわけではなく、例えばジクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラクロロエタンまたはそれらの混合物でもよい。それらは単独で使用してもよいし、二種類以上を組合わせて使用してもよい。

本実施形態の芳香族化合物溶剤は特に限定されるわけではなく、例えばトルエンなどでもよい。本実施形態の環状ケトン化合物溶剤は特に限定されるわけではなく、例えばシクロペンタノン、シクロヘキサノンまたはそれらの混合物でもよい。それらは単独で使用してもよいし、二種類以上を組合わせて使用してもよい。

本実施形態のエーテル化合物溶剤は特に限定されるわけではなく、例えばテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）等である。本実施形態のケトン化合物溶剤は特に限定されるわけではなく、例えばアセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、メチルイソプロピルケトン（ＭＩＰＫ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）またはそれらの混合物でもよい。それらは単独で使用してもよいし、二種類以上を組合わせて使用してもよい。

本実施形態のＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムの製造方法は、その性質に応じて任意の比率で、フッ素を含有しないビフェニル構造ポリイミドを溶剤へ均一に溶解してから、この溶液を一軸延伸Ａプレートの基板の少なくとも一つの表面上へ塗布方式により塗布したり、基板の少なくとも一つの表面上へ塗布してから再延伸したり、基板の少なくとも一つの表面上へ塗布してからＰＶＡへ再び張り合わせることにより、光電子平面型表示装置に適用する単面または両面補償のＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムを形成する。特にＳＴＮ、ＴＮ、ＩＰＳ、ＶＡ、ＯＣＢ、ＡＳＭ型のＬＣＤ中に適用して負の複屈折率を有するＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムの視野角を高める。

本実施形態の塗布方式は特に限定されるわけではなく、例えばローラコーティング法、スピンコーティング法、ブレードコーティング法など、本発明の効果を損じない範囲内で光学フィルムを均一に形成することができれば、如何なる方式でもよい。

（実施例）
シクロペンタノンを溶剤にして常温でポリイミドを撹拌して濃度が１０％のポリイミド塗料にする。そして、この１０％のポリイミド塗料を２５℃で粘度を測定する。続いて、室温で様々なサイズのバーにより、上述の１０％ポリイミドをガラス上へ塗布して適当なＲｔｈ値を得て、その塗布面積を約２０×２０ｃｍ２にする。続いて、ポリイミド／ガラスをオーブンへ１０分間静置し、８０℃で３０分間乾燥させ、乾燥のＭＲＬシリーズのポリイミド（ＢＩＢＢ−１）を成膜してから、無機質材料によりポリイミドフィルムをガラスからＴＡＣ基板上へ貼りかえ、ポリイミド／ＴＡＣの簡易接着フィルムをＫｏｂｒａ（王子計測機器の商標）により測定してＲｔｈ値を得る。その後、無機質材料により、ポリイミド／ＴＡＣとＰＶＡ／ＴＡＣとを貼り合わせて下偏光板（７×７ｃｍ２）を形成し、上偏光板と合わせてＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムを得てから、ＡＵ１９「ＥＮ０３」パネルにより光学的コントラスト測定（Optical Contrast Measure）を行う。

上述のＲｔｈ値の測定は、ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ型の光学複屈折分析装置により行う。先ず、サイズが４×４ｃｍ２のポリイミドフィルムを測定位置へ置いてから、ポリイミドフィルムの厚みを入力する。入力するポリイミドフィルムの厚みは、−５０°〜５０°の角度の範囲内で１０°毎にポリイミドフィルムに対して測定を行う。そして、その測定が終わった後に、ポリイミドフィルムの屈折率を再入力してＲ０、Ｒｔｈ、配向角、Ｎｘ、Ｎｙ、Ｎｚを得る。また、ＥＺＣｏｎｔｒａｓｔ１６０Ｒ（ELDIM社の商標）を使用してコントラスト、視野角およびカラーシフトなどの光学性質を測定する。先ず、パネル（panel）を測定箇所に設置し、レンズの焦点を偏光板に合わせ、ホワイトモード、ブラックモード、カラーモード（赤、緑および青）の三種類の光学性質を測定する。

その結果は、表１および図１〜図３に示す。

ＳＴ：延伸されたＴＡＣ
ＣＲ：コントラスト

表１および図１〜図３に示す結果から分かるように、本実施形態の光学補償フィルムのコントラスト、視野角およびカラーシフトなどの光学性質は、従来の光学補償フィルムよりもはるかに優れている。

本発明の実施形態によると、低コスト、簡便な工程により、塗布方式を利用してフッ素を含有しないビフェニル構造のポリイミドのＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムおよびＴＦＴ−ＬＣＤ視野角補償フィルムに用いるＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムにすることができる。

また、本発明の他の実施形態によると、上述のＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムの製造方法によりＣ＋Ａ型光学異方性フィルムを得ることができる。

本発明では好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではなく、当該技術を熟知するものなら誰でも、本発明の主旨と領域を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って本発明の保護の範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

本発明の一実施形態によるＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムの様々なＲｔｈおよびＲ０のホワイトモードにおけるカラーシフトを示すグラフである。本発明の一実施形態によるＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムの様々なＲｔｈおよびＲ０のブラックモードにおけるカラーシフトを示すグラフである。本発明の一実施形態によるＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムの様々なＲｔｈおよびＲ０のカラーモード（赤、緑および青）におけるカラーシフトを示すグラフである。

Claims

性質に応じて任意の比率で、フッ素を含有しないビフェニル構造のポリイミドを溶剤中へ均一に溶解してから、この溶液を一軸延伸Ａプレートの基板の少なくとも一つの表面上へ塗布方式により塗布するか、前記基板の少なくとも一つの前記表面上へ塗布してから再延伸したりすることによりＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムを形成することを特徴とするＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムの製造方法。
前記溶剤は、アルキルハライド化合物、芳香族化合物、環状ケトン化合物、エーテル化合物およびケトン化合物からなる群から選ばれる一種以上を含み、
前記アルキルハライド化合物溶剤は、ジクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタンおよびテトラクロロエタンからなる群から選ばれる一種以上を含み、
前記芳香族化合物はトルエンであり、
前記環状ケトン化合物は、シクロペンタノンまたはシクロヘキサノンであり、
前記エーテル化合物は、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）であり、
前記ケトン化合物は、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、メチルイソプロピルケトン（ＭＩＰＫ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）およびジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）からなる群から選ばれる一種以上を含むことを特徴とする請求項１に記載のＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムの製造方法。
請求項１のＣ＋Ａプレート型光学補償フィルムの製造方法により製造されるＣ＋Ａプレート型光学異方性フィルム。