JP4462861B2 - Lcセル用多層補償板およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、特定の複屈折特性を示す第1および第2の層を含む液晶表示装置用の多層光学補償板に関する。本発明は同様に、LC表示装置およびかかる補償板の製造プロセスをも提供している。
【0002】
【従来の技術】
トリアセチルセルロース(TAC、三酢酸セルロースとも呼ばれる)は、その独特の物理的特性および難燃性のため、写真業界によって伝統的に用いられてきた。TACフィルムは又、液晶表示装置内に用いられる偏光子用カバーシートとして使用するための好適なポリマーフィルムでもある。この用途にとってそれが好適な材料である理由は、その低い面内複屈折にある。その面外複屈折も同様に小さく(ただしゼロではない)、LCDに対し幾分かの光学的補償を提供する上で有用である。
【0003】
固有複屈折とは、分子レベルでの材料の基本配向性を説明するものである。これは、材料の分子構造(結合角、回転自由度、芳香族基の存在など)に直接関係づけされる。固有複屈折は、巨視的物体を作るのに用いられるプロセス条件(温度、応力、圧力)によっては影響されない。
結晶質材料および液晶材料は、それが巨視的製品の形に組立てられた時点で、その固有複屈折がほぼ完全に現われるという便利な特性を有する。結晶および液晶分子層は、製品中の全ての分子が互いに位置合わせされた状態にあり、かくしてそれらの基本配向性を保つような形で製造可能であることが多い。同じことは、非晶質ポリマー材料層を作る場合にはあてはまらない。その固有複屈折は、製造プロセスによって著しく変わる可能性がある。かくして、実際の製品の測定上の複屈折は、その固有の複屈折および製造プロセスの結果として得られるものとなる。我々が扱っているのはこのような非晶質ポリマー材料であることから、以下の定義づけは、固有複屈折ではなくこの測定上の複屈折に関するものである。
【0004】
面内複屈折というのは、xおよびyが層の平面内に存在する、nxとnyの間の差を意味する。nxは、ポリマーの流延方向に対し平行であるものとして定義づけされることになり、nyはポリマーフィルムの流延方向に対し垂直である。使用される符号規約はnx−nyとなる。
【0005】
面外複屈折というのは、xおよびyが層の平面内にあり、zが層に対し垂直な平面内に存在する、nzとnxおよびnyの平均との間の差を意味する。使用される符号規約は、nz−〔(nx+ny)/2〕となる。TACは一般的に、そのnzがそのnxおよびnyよりも小さいことから、負の面外複屈折を有する。
面内リターデーション(Re)というのは、面内複屈折と層厚み(t)の積を意味する。かくしてRe=t(nx−ny)である。
【0006】
面外リターデーション(R th )というのは、面外複屈折と層厚み(t)の積を意味する。かくしてRth=t(nz−〔(nx+ny)/2〕である。
合成ポリマーフィルム(例えばポリカーボネートまたはポリスルフォン)は、TACが提供する最小最適補償を増強するために使用されることが多い。これらの合成ポリマーフィルムは、接着剤の積層により表示装置の残りの部分に取り付けられる。
【0007】
一般に光学材料の分野では、合成ポリマーフィルムは、高いリターデーション値をもつ光学異方性フィルムとして使用されており、一方TACフィルムは、(低いリターデーション値をもつ)光学等方性フィルムとして用いられる。
欧州特許公開公報第0911656号A2および特許公開第2000−275434号公報は共に、高いリターデーションをもつTACフィルムを開示している。TACは、TAC支持体およびディスコチック液晶分子を含有する光学的に異方性の層を含む光学補償板シートのための支持体として用いられる。TACフィルムは、1)特定の芳香族小分子(すなわちトリフェニリン)のTACフィルムへの添加、2)フィルムの流延の前のTAC溶液の冷却、および 3)TACフィルムの延伸という3つの方法(これら3つの方法の組合せを含む)により高いリターデーションを達成する。特定の芳香族分子の添加は、それがTACフィルムから外へ、これらの分子の「流出(bleeding)」を導く可能性があることから問題のあるものとして議論されている。同様に、本発明の例においては、かかるTACフィルムを乾燥させるために非常に長い時間(1時間以上)が必要とされる。かかる時間は、ロール・トゥー・ロールプロセスを使用可能にするものではない。
【0008】
TACフィルムに加えて、非常に異方性の高いディスコチック液晶層は、この分子層を架橋するために特殊な配向技法と紫外線を必要とする。
米国特許公開公報第2001−0026338号A1は、高異方性のディスコチック層無しで高いリターデーションをもつ単一のTACフィルムを開示している。このTACフィルムは、TACフィルム内に2つ以上の芳香族基を伴う分子を取込みその後TACフィルムを延伸させることによって、高いリターデーションを達成する。このような延伸を行なわない場合、このTACフィルムは、通常のTACに比べ増強したリターデーションを全く示すことがない。この延伸によって、面内および面外の両方のリターデーションが増大する。これら2つの直交するリターデーションは、この方法では独立して制御することができない。
【0009】
特開平11−95208号公報は、高重合体フィルムの一軸延伸によって調製される(高いリターデーションを有する)光学補償板をもつ液晶表示装置について記述している。かかるポリマーとしては、ポリエステル、ポリカーボネートまたはポリスルフォンが含まれる。この延伸工程は、望ましい光学特性を得るために不可欠である。この延伸は、面内および面外リターデーションの両方に同時に影響を及ぼす。これら2つの直交するリターデーションは、この方法によっては独立して制御できない。同様に、この方法により均質な光学補償板を製造することは、困難なこととして記述されている。
【0010】
この出願は又、発明者がTAC支持体の上面にコーティングされたポリマー結合剤の中で、剥離性無機粘土材料を使用している補償板についても記述している。この層中の剥離性無機粘土材料は、光学的に活性な材料であって、ポリマー結合剤ではない。
特許公開第2001−194668号公報は、延伸されたポリカーボネートフィルムを積層することによって作られた補償板について記述している。この方法では、積層が必要とされる(それに付随した問題点が伴う)のみならず、これには2つの異なるタイプのポリカーボネートの2回の独立した延伸が必要である。積層工程は同様に、2つのフィルムが互いに位置合せされ、その光学軸が互いに直交していることをも必要とする。
【0011】
【特許文献1】
米国特許公開第2001-0026338号明細書
【特許文献2】
欧州特許公開公報第0911656号明細書
【特許文献3】
特開平11-095208号公報
【特許文献4】
特開2000-275434公報
【特許文献5】
特開平13-194668号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
製造が容易で、求められている程度の面内および面外補償を提供する多層光学補償板を提供することが解決すべき問題である。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明は−0.005よりもさらに負でない面外複屈折を有する単数または複数の第1層および−0.005よりもさらに負である面外複屈折を有する単数または複数の第2層を含んで成るLCセル用の多層補償板であって、前記層が非晶質であり、補償板の全体的面内リターデーション(Re)が+20〜−20nmであり、前記単数または複数の第2の層のうちの少なくとも1層の面外リターデーション(Rth)が−20nmよりさらに負となるような充分な厚みを有する選択されたポリマー材料を含んでいる、多層補償板を提供する。
本発明は同様に、本発明の補償板を調製するための液晶表示装置およびプロセスをも提供している。
【0014】
本発明の多層光学補償板は、製造が容易で、求められている程度の面内および面外補償を提供する。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明は、上記のように要約される。
本発明は、ほとんどまたは全く面外複屈折をもたない第1の複屈折材料を含有する第1層および高い負の複屈折をもつ第2の複屈折材料を含有する第2層(一般的に第1層に隣接している)を含む、液晶表示装置のための多層補償板を提供する。
【0016】
第1層は、層2について規定されているように、180℃未満のTgを有し主鎖内に発色団を含有するもの以外の非晶質ポリマーを含むことができる。発色団は、光吸着における1単位としてはたらく1つの原子または原子群として定義づけされる(「近代分子光化学」、Nicholas J. Turvo編、Benjamin/Cummings Publishing Co., Menlo Park, CA(1978)Pg77)。一般的な発色団としては、ビニル、カルボニル、アミド、イミド、エステル、カーボネート、芳香族(すなわちフェニル、ナフチル、ビフェニル、チオフェニン、ビスフェノールといったような複素環式芳香族または炭素環式芳香族)、スルフォンおよびアゾまたはこれらの発色団の組合せが含まれる。不可視発色団は、400〜700nmの範囲外に吸光最大を有する発色団である。
【0017】
この光学補償板のためには、非晶質ポリマー材料が用いられる。この場合、非晶質という語は、光学補償板が、X線回折分析にかけたときに鋭い回折ピークを全く生成しないことを意味する。結晶質ポリマー、液晶分子および結晶質無機材料は、X線回折分析に付した場合にそのような鋭いピークを生成するであろう。そのような非晶質材料は望ましくはTAC、ポリカーボネート、環状ポリオレフィン、ポリエステルおよびポリイミドといったように、溶液流延またはコーティングされるのに適したものである。
【0018】
一般的な積層には、厚みが4μmより厚い感圧式接着剤層が用いられる。本明細書で使用する「隣接する」という語は、介在するいかなる積層接着剤層も使用しないことを意味し、従って、非常に薄い(0.2μm以下)接着促進層またはコロナ放電、プラズマグロー放電または火炎処理といったような接着促進表面処理のみの使用の可能性を企図している。当業者にとって公知のような、その他の接着性増強方法も利用可能である。
【0019】
TACフィルムの製造は、周知であり、以下のプロセスを内含する。TAC溶液(ドープ)が以下の従来の方法に従って調製可能である。従来の方法では、該手順は、0℃以上の温度(室温以上の温度)で行なわれる。溶液は、通常の溶液流延方法において用いられる装置で、既知のドープ調製プロセスによって調製可能である。溶剤としては、ハロゲン化炭化水素(特に塩化メチレン)がこの方法において一般的に用いられる。TACの量は、調製された溶液中の酢酸セルロースの含有量が、10〜40質量%、一般的には10〜30質量%の範囲内にあるよう調整される。有機(主)溶剤には、添加物(以下に記述する通り)を添加することができる。
【0020】
ドープは、ドラムまたはバンド上で流延され、溶剤はフィルムを形成するために蒸発させられる。ドープを流延させる前に、ドープの濃度は一般的に、ドープの固体含有量が18〜35質量%の範囲内になるように調整される。ドラムまたはバンドの表面は一般的に、鏡面を提供するべく研磨される。溶液流延方法の流延および乾燥工程については、米国特許第2,336,310号、同2,367,603号、同2,492,078号、同2,492,977号、同2,492,978号、同2,607,704号、同2,739,069号、同2,739,070号明細書、英国特許第640,731号、同736,892号、特開昭45−4554号公報、特開昭49−5614号公報、特開昭60−176834号公報、特開昭60−203430号公報および特開昭62−115035号公報の中に記述されている。
【0021】
フィルムの機械的強度を改善するべく、酢酸セルロースフィルムに対し、可塑化剤を添加することができる。可塑化剤は、乾燥プロセスのための時間を短縮するというもう1つの機能をもつ。可塑化剤としては、リン酸エステルおよびカルボン酸エステル(例えばフタル酸エステルおよびクエン酸エステル)が通常用いられる。リン酸エステルの例としては、リン酸トリフェニル(TPP)、およびリン酸トリクレシル(TCR)が含まれる。フタル酸エステルの例としては、フタル酸ジメチル(DMP)、フタル酸ジエチル(DEP)、フタル酸ジブチル(DBP)、フタル酸ジオクチル(DOP)、フタル酸ジフェニル(DPP)およびフタル酸ジエチルヘキシル(DEHP)が含まれる。クエン酸エステルの例としては、クエン酸O−アセチルトリエチル(OACTE)およびクエン酸O−アセチルトリブチル(OACTB)が含まれる。
【0022】
その他のカルボン酸エステルの例としては、オレイン酸ブチル、メチルアセチルリシンオレエート、セバシン酸ジブチルおよびさまざまなトリメリット酸エステルが含まれる。フタル酸エステル(DMP、DEP、DBP、DOP、DPP、DEHP)の可塑化剤が好ましく、DEPおよびDPPが特に好ましい。可塑化剤の量は、酢酸セルロースの量に基づいて一般的に0.1〜25質量%、好適には1〜20質量%、望ましくは3〜15質量%の範囲内にある。
【0023】
安定剤(例えば酸化抑制剤、過酸化物分解剤、ラジカル抑制剤、金属不活性化剤、酸素掃去剤、アミン)も、酢酸セルロースフィルム内に取込むことができる。安定化剤は、特開平3−199201号公報、特開平5−1907073号公報、特開平5−194789号公報、特開平5−271471号公報、および特開平6−107854号公報、の中で記述されている。劣化抑制剤の量は、溶液(ドープ)の量に基づいて0.01〜1質量%、一般的には0.01〜0.2質量%の範囲内にある。この量が0.01質量%未満である場合、劣化抑制剤は、ほとんど効果を示さない。一方、量が1質量%を超える場合、劣化抑制剤は往々にして、フィルム表面上にブリードアウトする。特に好ましい劣化抑制剤の例には、ブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)およびトリベンジルアミン(TBA)が含まれる。
【0024】
TACフィルムの厚みは、140nm未満、一般的には、70〜115μm、望ましくは70〜100μmの範囲内にある。
酢酸セルロースフィルムが、偏光板の透明保護フィルムとして使用される場合、フィルム表面は一般的に、表面処理を受ける。表面処理の例としては、コロナ放電処理、グロー放電処理、火炎処理、酸処理、アルカリ処理および紫外線照射処理が含まれる。酸処理またはアルカリ処理が好ましい。酸処理またはアルカリ処理は、酢酸セルロースフィルムに対するケン化処理として機能することができる。
【0025】
アルカリ処理が特に好ましい。アルカリ処理は、アルカリ水溶液を用いる。アルカリは一般的に、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムといったようなアルカリ金属の水酸化物である。アルカリ水溶液は、一般的に10を超えるpH値を有する。酢酸セルロースフィルムの少なくとも1つの表面が、一般的に1〜300秒、望ましくは5〜240秒間、アルカリ水溶液中に浸漬される。アルカリ処理は、一般的に25〜70℃、望ましくは35〜60℃で行なわれる。アルカリ処理の後、酢酸セルロースフィルムは、一般的に水で洗浄される。
【0026】
第2層は一般的に、第1層上に溶剤コーティングされることになる。この溶剤コーティングは、スピンコーティング、ホッパーコーティング、グラビアコーティング、ワイヤーバーコーティングまたは当業者にとって既知の他のコーティングによって達成できる。
【0027】
第2層は、溶剤コーティングすると高い負の複屈折を生み出すポリマーを含有する溶液からコーティングされる。負の面外複屈折(負のリターデーション)を生成するために、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルイミドおよびポリチオフェンといったような、ポリマー主鎖内にビニル、カルボニル、アミド、イミド、エステル、カーボネート、スルフォン、アゾおよび芳香族複素環および炭素環基(例えばフェニル、ナフチル、ビフェニル、ビスフェニルA、チオフェン)といったような不可視発色団を含有するポリマーが使用されることになる。
【0028】
第2層の中で使用するための好適なポリマーの例としては、1)ポリ(4,4’−ヘキサフルオロイソプロピリデン−ビスフェノール)テレフタレート−コ−イソフタレート、2)ポリ(4,4’−ヘキサヒドロ−4,7−メタノインダン−5−イリデンビスフェノール)テレフタレート、3)ポリ(4,4’−イソプロピリデン−2,2’6,6’−テトラクロロビスフェノール)テレフタレート−コ−イソフタレート、4)ポリ(4,4’−ヘキサフルオロイソプロピリデン)−ビスフェノール−コ−(2−ノルボルニリデン)−ビスフェノールテレフタレート、5)ポリ(4,4’−ヘキサヒドロ−4,7−メタノインダン−5−イリデン)−ビスフェノール−コ−(4,4’−イソプロピリデン−2,2’,6,6’−テトラブロモ)−ビスフェノールテレフタレート、および6)ポリ(4,4’−イソプロピリデン−ビスフェノール−コ−4,4’−(2−ノルボルニリデン)ビスフェノール)テレフタレート−コ−イソフタレートまたは前述のもののいずれかのコポリマーがある。
【0029】
望ましくは、第2層中で使用するポリマーは、主鎖から外れて発色団をもつことはない。主鎖内および主鎖外に発色団を伴うこのような望ましくないポリマーの例としては、フルオレン基を有意な比率で有するポリアリーレートがある。
第2層で使用されるポリマーのガラス転移温度(Tg)は、重要である。好ましい結果を達成するためには180℃より高いTg値が望ましい。
【0030】
第2層の中で使用されるポリマーは、さまざまな技法によって合成することができる。すなわち、縮合、付加、アニオン、カチオンまたはその他の一般的合成方法を利用することができる。
この第2の望ましくは隣接する層の厚みは、一般的に30μm未満である。一般的には、それは0.1μm〜20μmである。好適にはそれは1.0μm〜10μm、より好ましくは2μm〜8μmである。
【0031】
補償板の組合わされた厚みは一般的に115μm未満である。一般的にこれは40μm〜105μmである。望ましくはそれは80μm〜100μmである。
第2層は、好適にはその面外リターデーションが−20mmよりもさらに負となるように充分な厚みをもつ。一般的には、それは−600〜−60nmである。好適にはそれは−500〜−100nmであり、望ましくは−400〜−150である。
【0032】
本発明を、以下のように、図面を参照して、より詳細に記述する。
図1は、本発明に従う多層補償板5の断面概略図である。該補償板は、低い複屈折をもつ第1のポリマー層10と高い複屈折をもつ第2の隣接するポリマー層20を含み、層10および20の組合せた面内リターデーション(Re)は+20〜−20nmであり層20の面外リターデーション(Rth)は−20nmよりもさらに負である。
【0033】
図2は、本発明に従うもう1つの多層補償板6の断面概略図を示す。補償板は、低い複屈折をもつ第1のポリマー層10、高い複屈折をもつ第2のポリマー層20および低い複屈折をもつ第3のポリマー層30を含み、ここで層20は層10および30に隣接しており、層10、20および30の組合せた面内リターデーション(Re)は+20〜−20nmであり、層20の面外リターデーション(Rth)は、20nmよりもさらに負である。層10および30の組成は同一であっても異なっていてもよい。
【0034】
図3は、本発明に従うもう1つの多層補償板7の断面概略図を示す。補償板は、低い複屈折をもつ第1のポリマー層10、高い複屈折をもつ第2のポリマー層20、および高い複屈折をもつ第3のポリマー層40を含み、ここで層10は層20および40に隣接し、層10、20および40の組合せた面内リターデーション(Re)は、+20〜−20nmであり、層20および40の組合せた面外リターデーション(Rth)は−20nmよりもさらに負である。層20および40の組成は同一であっても異なっていてもよい。好適には、カール制御をもつ対称な多層補償板を提供するべく、層20および40は同じ組成および厚みを有する。当業者であれば、より複雑な構造を考えつくことができるだろう。
【0035】
図4は、300が液晶セル600の1つの面上に置かれた単一の補償フィルムである概略的な液晶表示装置700を示している。500は偏向子であり550は第2の偏光子である。偏光子500および550のための透過軸は、互いに90°±10°の角度を成す。その透過軸の角度は、液晶セル600との関係において45°および135°として示されている。しかしながら、液晶表示装置700の種類に応じて、その他の角度も可能であり、これは、当業者にとって明白である。600が2つのガラス板の間に閉込められた液晶を伴う電気的に切替え可能な液晶セルであるという点に留意されたい。
【0036】
図5は、液晶セル(600)の両側に置かれた2つの補償フィルム300が存在するもう1つの概略的な液晶表示装置700を示している。500は偏光子であり550は第2の偏光子である。偏光子500および550のための透過軸は、互いに90°±10°の角度を成す。その透過軸の角度は、液晶セル600との関係において45°および135°として示されている。しかしながら、液晶表示装置700の種類に応じて、その他の角度も可能であり、これは、当業者にとって明白である。600が2つのガラス板の間に閉込められた液晶を伴う電気的に切替え可能な液晶セルであるという点に留意されたい。
【0037】
本発明で有用な液晶セル配置としては、垂直配向(VA)および面内切替(IPS)セルがある。垂直配向配置においては、液晶表示装置は、セル平面に対し垂直または直角方向に電界が印加されるものであり、液晶光学軸の方向は、印加された電界の無い場合の液晶セル平面に対し実質的に垂直または直角である。従って、入射光は基本的に、液晶セルを通して複屈折を見ない。この状態は、「暗状態」と呼ばれる。面内切替配置では、電界は、液晶平面の方向に印加され、液晶光学軸の方向は、実質的にセルの平面内にとどまりながら電界の印加時点で変化する。
【0038】
従来の技法に比べ、本発明の実施形態は、フィルムを延伸する必要性を回避し、高価な液晶分子の使用を必要とせず、フィルム積層を必要とせず(かくして積層用接着剤に由来する望ましくない光学リターデーションまたは汚れの導入の可能性を低減する)、比較的薄い(<140μm)構造内で光学的補償を増強させ、かつ製造が容易である。さらなる属性として、実施形態は、主として第1層の責務であるReの制御を可能にする。Rthの制御は第2層の責務である。先行技術においては、ReおよびRthは対に成っていることが多く、独立して制御されない。
【0039】
【実施例】
本発明をさらに、以下の例によって具体的に説明するが、これらに制限するものではない。
ここで使用される芳香族ポリエステルは、任意の好適なまたは従来の手順を用いて調製可能である。本明細書で使用する手順は、P.W. Morganが「縮合ポリマー:界面および溶液方法による」、Interscience, New York City, N.Y.(1965)の中で概略的に示した手順に従っている。
【0040】
例1
ポリマーI(合成):
10℃で塩化メチレン(200mL)中の4,4’−ヘキサフルオロイソプロピリデンジフェノール(33.62g、0.1モル)とトリエチルアミン(22.3g、0.22モル)との撹拌混合物に、塩化メチレン(100mL)中の塩化テレフタロイル(10.15g、0.05モル)と塩化イソフタロイル(10.15g、0.05モル)との溶液を添加した。添加後に、温度を室温まで上昇させ、溶液を4時間窒素下で撹拌し、その間に塩酸トリエチルアミンがゼラチン形態で沈降し、溶液は粘性をもつようになった。その後、溶液をろ過し、希塩酸で洗浄し(2%の酸100mL)その後水(200mL)で3回洗浄した。その後この溶液を勢いよく撹拌してメタノール中に注ぎ込み、白色繊維上ポリマーが沈殿した。このポリマーのガラス転移温度を示差走査熱量測定法で測定すると199℃であった。
【0041】
【化1】
【0042】
ポリエステル溶液(ポリマーI、固体10%、メチルエチルケトン45%、トルエン45%)をTACウェブ上にコーティングした。これには、TACウェブを巻出す工程、ポリマー溶液をコーティングする工程(スロットホッパを用いて)、および充分な乾燥(85℃)を適用して大部分の溶剤を除去する工程が含まれていた。これらの工程は、ロール・トゥー・ロール連続プロセスで行なわれた。スピンコーティングおよびその他のコーティング方法も同様に使用することができた。以下の光学特性をもつTAC/ポリエステル構造の光学的に透明なフィルムが生成された。Re、Rthおよび第2層の厚みを、波長550nmの楕円偏光計(M2000V型、J.A. Woollam Co.)で測定した。
【0043】
【表1】
【0044】
例2:
ポリマーIIを、塩化テレフタロイルと4,4’−(ヘキサヒドロ−4,7−メタノインダン−5−イリデン)ビスフェノールとを用いて、同様の要領で調製した。このポリマーのガラス転移温度を示差走査熱量測定法で測定すると289℃であった。
【0045】
【化2】
【0046】
ポリマーIIを透明な基板(ジクロロエタン中10%の固体)上でスピンキャストし次にそれをこの基板から除去すると、それは以下のような光学リターデーションを示す。Re、RthおよびポリマーII層の厚みを、波長550nmの楕円偏光計(M2000V型、J.A. Woollam Co.)で測定した。
【0047】
【表2】
【0048】
例3:
ポリマーIIIを、塩化テレフタロイル、塩化イソフタロイルおよび4,4’−イソプロピリデン−2,2’,6,6’−テトラクロロビスフェノールを用いて、同様の要領で調製した。このポリマーのガラス転移温度を示差走査熱量測定法で測定すると250℃であった。
【0049】
【化3】
【0050】
ポリマーIIIをガラス(ジクロロエタン中10%の固体)上でスピンキャストし次にそれをこの基板から除去すると、それは以下のような光学リターデーションを示す。Re、RthおよびポリマーIII層の厚みを、波長550nmの楕円偏光計(M2000V型、J.A. Woollam Co.)で測定した。
【0051】
【表3】
【0052】
例4:
ポリマーI V (合成):
10℃でメチルエチルケトン(100mL)中の4,4’−ヘキサフルオロイソプロピリデンジフェノール(23.53g、0.07モル)と、4,4’−(2−ノルボルニリデン)ビスフェノール(8.4g、0.03モル)と、トリエチルアミン(22.3g、0.22モル)との撹拌混合物に、メチルエチルケトン(60mL)中の塩化テレフタロイル(19.29g、0.095モル)と塩化イソフタロイル(1.02g、0.005モル)との溶液を添加した。添加後に、温度を室温まで上昇させ、溶液を4時間窒素下で撹拌し、その間に塩酸トリエチルアミンがゼラチン形態で沈降し、溶液は粘性をもつようになった。その後、溶液をトルエン(160mL)で希釈し、希塩酸で洗浄し(2%の酸200mL)その後水(200mL)で3回洗浄した。その後溶液を勢いよく撹拌してエタノール中に注ぎ込み、ビーズ様のポリマーを沈殿させ、これを収集して50℃で乾燥した。このポリマーのガラス転移温度を示差走査熱量測定法で測定すると270℃であった。
【0053】
【化4】
【0054】
ポリマーIVをガラス(50%のプロピルアセテート、50%のトルエン中、10%の固体)上でスピンキャストし、次にそれをこの基板から除去すると、それは以下のような光学リターデーションを示す。Re、RthおよびポリマーIII層の厚みを、波長550nmの楕円偏光計(M2000V型、J.A. Woollam Co.)で測定した。
【0055】
【表4】
【0056】
使用可能なその他の特定的ポリマーとしては、以下のものが含まれる:
【0057】
【化5】
【0058】
そのガラス転移温度および面外複屈折値について一連のポリマーを分析した。本発明のためのさらに望ましいポリマーは180℃を超えるガラス転移温度を有することがわかった。さらに低いガラス転移温度をもつものは、一般に−0.005よりもさらに負でない複屈折値をもつことがわかった。
【0059】
本発明の好ましい態様を次に記載する。
[態様1] −0.005よりもさらに負でない面外複屈折を有する単数または複数の第1層および−0.005よりもさらに負である面外複屈折を有する単数または複数の第2層を含んで成るLCセル用の多層補償板であって、前記層が非晶質であり、補償板の全体的面内リターデーション(Re)が+20〜−20nmとなり、前記単数または複数の第2の層のうちの少なくとも1層の面外リターデーション(Rth)が−20nmよりさらに負となるような充分な厚みを有する選択されたポリマー材料を含んでいる、多層補償板。
【0060】
[態様2] 前記単数または複数の第1層の各々が0〜−0.005の面外複屈折を有する、態様1に記載の補償板。
[態様3] 前記単数または複数の第2層の各々が−0.005よりもさらに負である面外複屈折を有する、態様1に記載の補償板。
[態様4] 前記層のうちの少なくとも2つが隣接している、態様1に記載の補償板。
【0061】
[態様5] 前記第1および第2層の全てが隣接している態様1に記載の補償板。
[態様6] 組合せた第2層が30μm未満の厚みを有する、態様1に記載の補償板。
[態様7] 組合せた第2層が0.1〜20μmの厚みを有する、態様1に記載の補償板。
【0062】
[態様8] 組合せた第2層が1.0〜10μmの厚みを有する、態様1に記載の補償板。
[態様9] 組合せた第2層が2〜8μmの厚みを有する、態様1に記載の補償板。
[態様10] 組合せた第1および第2層の厚みが140μm未満である、態様1に記載の補償板。
【0063】
[態様11] 組合せた第1および第2層の厚みが40〜115μmである、態様1に記載の補償板。
[態様12] 組合せた第1および第2層の厚みが70〜100μmである、態様1に記載の補償板。
[態様13] 少なくとも1つの第2層のRthが−60nmまたはそれよりさらに負である、態様1に記載の補償板。
【0064】
[態様14] 少なくとも1つの第2層のRthが−60〜−600nmである態様1に記載の補償板。
[態様15] 少なくとも1つの第2層のRthが−150〜−500nmである、態様1に記載の補償板。
[態様16] 前記第2層が、不可視発色団を主鎖内に含有するポリマーを含み、180℃を上回るTgを有する、態様1に記載補償板。
【0065】
[態様17] 前記ポリマーのTgが180℃を上回る、態様2に記載の補償板。
[態様18] 前記第2層が、ビニル基、カルボニル基、アミド基、イミド基、エステル基、カーボネート基、芳香族基、スルフォン基またはアゾ基を主鎖内に含有するポリマーを含んで成る、態様16に記載の補償板。
【0066】
[態様19] 前記不可視発色団基が、カルボニル基、アミド基、イミド基、エステル基、カーボネート基、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ビスフェノール基またはチオフェン基を含む、態様16に記載の補償板。
[態様20] 前記不可視発色団基が、複素環式または炭素環式芳香族基を含む、態様16に記載の補償板。
【0067】
[態様21] 前記第2層が、1)ポリ(4,4’−ヘキサフルオロイソプロピリデン−ビスフェノール)テレフタレート−コ−イソフタレート、2)ポリ(4,4’−ヘキサヒドロ−4,7−メタノインダン−5−イリデンビスフェノール)テレフタレート、3)ポリ(4,4’−イソプロピリデン−2,2’6,6’−テトラクロロビスフェノール)テレフタレート−コ−イソフタレート、4)ポリ(4,4’−ヘキサフルオロイソプロピリデン)−ビスフェノール−コ−(2−ノルボルニリデン)−ビスフェノールテレフタレート、5)ポリ(4,4’−ヘキサヒドロ−4,7−メタノインダン−5−イリデン)−ビスフェノール−コ−(4,4’−イソプロピリデン−2,2’,6,6’−テトラブロモ)−ビスフェノールテレフタレート、または6)ポリ(4,4’−イソプロピリデン−ビスフェノール−コ−4,4’−(2−ノルボルニリデン)ビスフェノール)テレフタレート−コ−イソフタレートまたは前述のもののいずれかのコポリマーを含んで成る、態様1に記載の補償板。
【0068】
[態様22] 前記第2層が、ポリ(4,4’−ヘキサフルオロイソプロピリデン−ビスフェノール−コ−4,4’−(2−ノルボルニリデン)ビスフェノール)テレフタレート−コ−イソフタレートまたはそのポリマーを含んで成る、態様1に記載の補償板。
[態様23] 前記第1層が、180℃より高いTgをもつ不可視発色団を主鎖内に有するポリマー以外のポリマーを含んで成る、態様1に記載の補償板。
【0069】
[態様24] 前記第2層が、主鎖から外れて発色団を有しない不可視発色団を主鎖内に有するポリマーを含んで成る、態様16に記載の補償板。
[態様25] 前記第1のポリマーが、フルオレン基を含有するトリアセチルセルロース(TAC)、ポリカーボネート、環状ポリオレフィンまたはポリアリーレートを含んで成る、態様1に記載の補償板。
【0070】
[態様26] 第1のポリマーがトリアセチルセルロース(TAC)である、態様1に記載の補償板。
[態様27] 単数または複数の第1層および単数または複数の第2層を含んで成るLCセル用の多層補償板であって、前記層が非晶質でかつ選択されたポリマー材料を含み、前記各第2層が、不可視発色団を主鎖内に有するポリマーを含み180℃を上回るTgを有し、そして前記各第1層がそのようなポリマーを含まず、前記層が、補償板の全体的面内リターデーション(Re)が+20〜−20nmとなり、前記単数または複数の第2の層のうちの少なくとも1層の面外リターデーション(Rth)が−20nmよりさらに負となるような充分な厚みを有する、多層補償板。
【0071】
[態様28] 液晶セル、前記セルの各面に1つずつ位置設定された一対の交差偏光子および少なくとも1つの態様1に記載の補償板を含んで成る液晶(LC)表示装置。
[態様29] 液晶セル、前記セルの各面に1つずつ位置設定された一対の交差偏光子および少なくとも1つの態様4に記載の補償板を含んで成る液晶(LC)表示装置。
【0072】
[態様30] 液晶セル、前記セルの各面に1つずつ位置設定された一対の交差偏光子および少なくとも1つの態様16に記載の補償板を含んで成る液晶(LC)表示装置。
[態様31] 前記液晶セルが、垂直配向セルまたはツイストネマチックセルである、態様29に記載の表示装置。
【0073】
[態様32] 前記液晶セルが面内切替型で配置されている、態様28に記載の表示装置。
[態様33] 溶剤中の第2の層を第1層にコーティングする工程を含んで成る、LC表示装置用の補償板を形成するための方法であって、単数または複数の第1層が−0.005よりもさらに負でない面外複屈折を有し、単数または複数の第2層が0.005よりもさらに負である面外複屈折を有し、前記層が非晶質であり、補償板の全体的面内リターデーション(Re)が+20〜−20となり前記単数または複数の第2の層のうちの少なくとも1層の面外リターデーション(Rth)が−20nmよりさらに負となるように充分な厚みを有する選択されたポリマー材料を含んでいる、補償板形成方法。
【0074】
本発明を、その一定の好ましい実施形態を特に参照して詳述したが、本発明の範囲内で変更および修正を加えることが可能であるということも理解されよう。本明細書で言及した特許およびその他の刊行物の内容は、引用することにより本明細書の内容とする。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の2層実施形態の断面図である。
【図2】図2は、本発明の3層実施形態の断面図である。
【図3】図3は、本発明のもう1つの3層実施形態の断面図である。
【図4】図4は、本発明の1実施形態としての1つの補償用フィルムを伴う液晶表示装置の分解組み立て図である。
【図5】図5は、本発明の1実施形態としての2つの補償用フィルムを伴う液晶表示装置の分解組み立て図である。
【符号の説明】
5…本発明に従う補償板
6…本発明に従う補償板
7…本発明に従う補償板
10…低い複屈折をもつ第1のポリマー層
20…高い複屈折をもつ第2のポリマー層
30…低い複屈折をもつ第3のポリマー層
40…高い複屈折をもつ第3のポリマー層
300…本発明に従う補償板
500…偏光子
550…偏光子
600…液晶セル
700…液晶表示装置
Claims (11)
- −0.005よりもさらに負でない面外複屈折を有する単数または複数の第1層、および−0.005よりもさらに負である面外複屈折を有する単数または複数の第2層を含んで成るLCセル用の多層補償板であって、
前記層が非晶質であり、
補償板の全体的面内リターデーション(Re)が+20〜−20nmであり、
前記単数または複数の第2の層のうちの少なくとも1層の面外リターデーション(Rth)が−20nmよりさらに負となるような充分な厚みを有する選択されたポリマー材料を含んでおり、
前記第1層と前記第2層が接着剤層を介することなく隣接しており、
前記第2層が、(1)ポリ(4,4’−ヘキサフルオロイソプロピリデン−ビスフェノール)テレフタレート−コ−イソフタレート、(2)ポリ(4,4’−ヘキサヒドロ−4,7−メタノインダン−5−イリデンビスフェノール)テレフタレート、(3) ポリ(4,4’−イソプロピリデン−2,2’,6,6’−テトラクロロビスフェノール) テレフタレート−コ−イソフタレート、(4)ポリ(4,4’−ヘキサフルオロイソプロピリデン)−ビスフェノール−コ−(2−ノルボルニリデン)−ビスフェノールテレフタレート、(5)ポリ(4,4’−ヘキサヒドロ−4,7−メタノインダン−5−イリデン)−ビスフェノール−コ−(4,4’−イソプロピリデン−2,2’,6,6’−テトラブロモ)−ビスフェノールテレフタレート、もしくは(6)ポリ(4,4’−イソプロピリデン−ビスフェノール−コ−4,4’−(2−ノルボルニリデン)ビスフェノール)テレフタレート−コ−イソフタレート又はこれらのコポリマーを含むことを特徴とする多層補償板。 - −0.005よりもさらに負でない面外複屈折を有する単数または複数の第1層、および−0.005よりもさらに負である面外複屈折を有する単数または複数の第2層を含んで成るLCセル用の多層補償板であって、
前記層が非晶質であり、
補償板の全体的面内リターデーション(Re)が+20〜−20nmであり、
前記単数または複数の第2の層のうちの少なくとも1層の面外リターデーション(Rth)が−20nmよりさらに負となるような充分な厚みを有する選択されたポリマー材料を含んでおり、
前記第1層と前記第2層が接着剤層を介することなく隣接しており、
前記第2層が、ポリ(4,4’−ヘキサフルオロイソプロピリデン−ビスフェノール−コ−4,4’−(2−ノルボルニリデン)ビスフェノール)テレフタレート−コ−イソフタレート又はそのコポリマーを含むことを特徴とする多層補償板。 - 前記第2層が溶剤コーティングにより前記第1層上に形成されたものであることを特徴とする、請求項1または2に記載の補償板。
- 前記単数または複数の第1層の各々が0〜−0.005の面外複屈折を有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の補償板。
- 前記単数または複数の第2層の各々が−0.005よりさらに負である面外複屈折を有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の補償板。
- 組合せた第2層が30μm未満の厚みを有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の補償板。
- 組合せた前記第1および第2層の厚みが140μm未満である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の補償板。
- 少なくとも1つの第2層のRthが−60nmまたはそれよりさらに負である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の補償板。
- 単数または複数の第1層および単数または複数の第2層を含んで成るLCセル用の多層補償板であって、
前記層が非晶質でかつ選択されたポリマー材料を含み、
前記各第2層が、(1)ポリ(4,4’−ヘキサフルオロイソプロピリデン−ビスフェノール)テレフタレート−コ−イソフタレート、(2)ポリ(4,4’−ヘキサヒドロ−4,7−メタノインダン−5−イリデンビスフェノール)テレフタレート、(3) ポリ(4,4’−イソプロピリデン−2,2’,6,6’−テトラクロロビスフェノール) テレフタレート−コ−イソフタレート、(4)ポリ(4,4’−ヘキサフルオロイソプロピリデン)−ビスフェノール−コ−(2−ノルボルニリデン)−ビスフェノールテレフタレート、(5)ポリ(4,4’−ヘキサヒドロ−4,7−メタノインダン−5−イリデン)−ビスフェノール−コ−(4,4’−イソプロピリデン−2,2’,6,6’−テトラブロモ)−ビスフェノールテレフタレート、もしくは(6)ポリ(4,4’−イソプロピリデン−ビスフェノール−コ−4,4’−(2−ノルボルニリデン)ビスフェノール)テレフタレート−コ−イソフタレート又はこれらのコポリマーを含み、
そして前記各第1層がそのようなポリマーを含まず、
前記層が、補償板の全体的面内リターデーション(Re)が+20〜−20nmとなり、
前記単数または複数の第2の層のうちの少なくとも1層の面外リターデーション(Rth)が−20nmよりさらに負となるような充分な厚みを有し、
前記第1層と前記第2層が接着剤層を介することなく隣接していることを特徴とする、多層補償板。 - 単数または複数の第1層および単数または複数の第2層を含んで成るLCセル用の多層補償板であって、
前記層が非晶質でかつ選択されたポリマー材料を含み、
前記各第2層が、ポリ(4,4’−ヘキサフルオロイソプロピリデン−ビスフェノール−コ−4,4’−(2−ノルボルニリデン)ビスフェノール)テレフタレート−コ−イソフタレート又はそのコポリマーを含み、
そして前記各第1層がそのようなポリマーを含まず、
前記層が、補償板の全体的面内リターデーション(Re)が+20〜−20nmとなり、
前記単数または複数の第2の層のうちの少なくとも1層の面外リターデーション(Rth)が−20nmよりさらに負となるような充分な厚みを有し、
前記第1層と前記第2層が接着剤層を介することなく隣接していることを特徴とする、多層補償板。 - 請求項1〜10のいずれか1項に記載の補償板の製造方法であって、前記第2層を形成するポリマー材料を含有する溶液を前記第1層にコーティングする工程を含んでなる、多層補償板の製造方法。
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