JP4709287B2 - 液晶表示装置用ネガティブcタイプの位相差補償材 - Google Patents
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Description
液晶はその分子が異方性を持っており、その分子からなる液晶セルやフィルムの異方性が、液晶分子の分布及び基板に対して傾いた角度の分布程度によって異なる性質を持っている。このため、液晶表示装置は見る角度により光の量や色特性が異なる。
1)透明基材層、及び
2)前記透明基材層上に積層される、高分子主鎖内にチオ基又は硫黄酸化物基を有するポリアリレートコーティング層
を含み、前記ポリアリレートコーティング層は下記数式1で定義される厚さ方向位相差値が負の値を持ち、絶対値が10nm以上であることを特徴とする液晶表示装置用ネガティブCタイプの位相差補償材を提供する。
nxはコーティングの面方向において、最も屈折率が大きい方向の屈折率であり;
nyはコーティングの面方向において、nx方向の直角方向の屈折率であり;
nzはnxy平面の直角方向の屈折率であり;
dはコーティング層の厚さを示す。
1)透明基材層を準備するステップ、及び
2)前記1)ステップの透明基材層上に高分子主鎖内にチオ基又は硫黄酸化物基を有するポリアリレート溶液をコーティングし、ポリアリレートコーティング層を形成するステップ
を含むことを特徴とする液晶表示装置用ネガティブCタイプの位相差補償材の製造方法を提供する。
本発明は、
1)透明基材層、及び
2)前記透明基材層上に積層される、高分子主鎖内にチオ基又は硫黄酸化物基を有するポリアリレートコーティング層
を含み、前記ポリアリレートコーティング層は前記数式1で定義される厚さ方向位相差値が負の値を持ち、絶対値が10nm以上であることを特徴とする液晶表示装置用ネガティブCタイプの位相差補償材を提供する。
a、b、c及びdは各々独立的に0又は1〜4の整数であり;
m及びnはモル分率であり、m+n=1、0≦m≦1、0≦n≦1であり;
R1、R2、R3及びR4は各々独立的にハロゲン、ニトリル、C1〜C12のアルキル、C1〜C12のアルコキシ、C6〜C12のアリールアルキル、C6〜C12のアリール又は C1〜C12のアシルであり;
W1は直接結合か、又はC1〜C30のアルキリデン(alkylidene)、C2〜C30のアルキレン(alkylene)、C3〜 C30のシクロアルキリデン(cycloalkylidene)、C3〜 C30のシクロアルキレン(cycloalkylene)、フェニル置換されたC2〜C30のアルキレン(phenyl−substituted alkylene)、カルボニル、NR、PO2、酸素、チオ基、スルホキシド又はスルホンであり、ここでRは水素、C1〜C12のアルキル、C6〜C12のアリールアルキル又はC6〜C12のアリールであり;
W2はチオ基又は硫黄酸化物基であり;
nが0の場合にW1はチオ基、スルホキシド又はスルホンである。
ポリアリレートの重合時の重合温度は、カルボン酸ハロゲン化物の加水分解が抑制されるという点で0〜40℃、好ましくは0〜30℃が有利である。前記方法による重合終了後、撹拌を停止して、水層を除去し、蒸留水で反復洗浄して塩類を除去した後、ポリアリレートが得られる。この時、ポリアリレートの重量平均分子量は10,000以上で、かつ500,000以下が好ましい。
1)透明基材層を準備するステップ、及び
2)前記1)ステップの透明基材層上に高分子主鎖内にチオ基又は硫黄酸化物基を有するポリアリレート溶液をコーティングし、ポリアリレートコーティング層を形成するステップ
を含むことを特徴とする液晶表示装置用ネガティブCタイプの位相差補償材の製造方法を提供する。
r及びsは0〜4の整数であり、r+s=4であり、
R7はアミン基、ヒドロキシ基及びチオール基からなる群から選択された一つ以上の基を有するC1〜C9のアルキル;アミン基、ヒドロキシ基及びチオール基からなる群から選択された一つ以上の基を有するC6〜C12のアリールアルキル;又はアミン基、ヒドロキシ基及びチオール基からなる群から選択された一つ以上の基を有するC6〜C12のアリールであり、
R8はC1〜C9のアルキル、C6〜C12のアリールアルキル、又はC6〜C12のアリールである。
p及びqは0〜4の整数であり、p+q=4であり、
R5及びR6は各々独立的にC1〜C9のアルキル、C6〜C12のアリールアルキル、又はC6〜C12のアリールである。
nxはコーティングの面方向において、最も屈折率が大きい方向の屈折率であり;
nyはコーティングの面方向において、nx方向の直角方向の屈折率であり;
dはコーティング層の厚さを示す。
撹拌器を備えた反応器に蒸留水360g、NaOH14.2g、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(BPA)33.18g、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン(BPS)4.13g、ベンジルトリエチルアンモニウムクロライド1.8gを投入して反応器の温度を25℃に維持した。
これとは別にイソフタル酸クロライドとテレフタル酸クロライドを同一の量で混合した32.8gの芳香族ジカルボン酸クロライド混合物をメチレンクロライド440gに溶かした。この溶液をアルカリ水溶液が溶け合っている反応器に撹拌しながら添加した。1時間撹拌した後に塩酸を添加し、蒸留水で洗浄した。水層の伝導度が20μs/cm以下になるまで洗浄を繰り返した後、この溶液をメタノールに注ぎ、重合体を相分離させた後、高分子をろ過して真空オーブン120℃で12時間乾燥させた。
(1)重量平均分子量は重合完了後、重合溶液を分取して、クロマトグラフィー用テトラヒドロフランで0.1重量%に薄め、クロマトグラフィー用テトラヒドロフランを溶離液としてゲル透過クロマトグラフィーで測定して、標準ポリスチレン検量線で換算した値である。
(2)ガラス転移温度はDSC(differential scanning calorimeter)を使用して測定するが、窒素の雰囲気で分当り10℃の速度で300℃まで昇温して試料の熱履歴をなくし、室温まで冷却した後300℃まで再び昇温して測定した。
前記のような方法で分析したポリアリレートの重量平均分子量は115,000でガラス転移温度は216℃であった。
撹拌器を備えた反応器に蒸留水300g、NaOH13.3g、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(BPA)27.6g、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン(BPS)7.8gを投入して溶かした。反応器の温度が25℃に維持したら、ベンジルトリエチルアンモニウムクロライド1.8gを反応器に添加して撹拌した。
これとは別にイソフタル酸クロライドとテレフタル酸クロライドを同一の量混合した30.7gの芳香族ジカルボン酸クロライド混合物をメチレンクロライド440gに溶かした。この溶液をアルカリ水溶液が溶け合っている反応器に撹拌しながら添加した。1時間撹拌した後に塩酸を添加し、反応を終了させて、その後蒸留水で洗浄した。水層の伝導度が20μs/cm以下になるまで洗浄を繰り返した後、この溶液をメタノールに注ぎ、重合体を相分離させた後、高分子をろ過して真空オーブン120℃で12時間乾燥させた。
前記製造例1と同じ方法で分析したポリアリレートの重量平均分子量は105,000であり、ガラス転移温度は218℃であった。
撹拌器を備えた反応器に蒸留水290g、NaOH11.3g、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(BPA)29.3g、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン(BPS)7.8g、ベンジルトリエチルアンモニウムクロライド1.8gを投入して反応器の温度を25℃に維持しながら撹拌した。
これとは別にイソフタル酸クロライドとテレフタル酸クロライドを同一の量で混合した29.4gの芳香族ジカルボン酸クロライド混合物をメチレンクロライド440gに溶かした。この溶液をアルカリ水溶液が溶け合っている反応器に撹拌しながら添加した。1時間撹拌した後に塩酸を添加し、水層の伝導度が20μs/cm以下になるまで洗浄を繰り返した。洗浄が終わった溶液をメタノールに注ぎ、重合体を相分離させた後、高分子をろ過して真空オーブン120℃で12時間乾燥させた。
前記製造例1と同じ方法で分析したポリアリレートの重量平均分子量は84,000であり、ガラス転移温度は220℃であった。
撹拌器を備えた反応器に蒸留水92g、NaOH3.9g、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(BPA)9.93g、及びベンジルトリエチルアンモニウムクロライド0.48gを投入して反応器の温度を25℃で維持しながら撹拌した。
これとは別にイソフタル酸クロライドとテレフタル酸クロライドが同一のモル数で混ざり合った8.8gの芳香族ジカルボン酸クロライド混合物をメチレンクロライド100gに溶かした。この溶液をあらかじめ製造した2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンが溶け合っているアルカリ水溶液に添加した。1時間重合した後に塩酸を添加し、蒸留水で水層の伝導度が20μs/cm以下になるまで洗浄を繰り返した。洗浄が終わった溶液をメタノールに注ぎ、重合体を相分離させた後、高分子をろ過して真空オーブン120℃で12時間乾燥させた。
前記製造例1と同じ方法で分析したポリアリレートの重量平均分子量は98,000であり、ガラス転移温度は200℃であった。
前記製造例1で製造したポリアリレート1.00gを1,2−ジクロロエタン9.00gにゆっくり投じながら溶かし、追加で、30℃で24時間撹拌して均一な溶液を製造した。0.45μmフィルタでろ過して不溶物とホコリを除去し、10重量%のコーティング液を製造した。ガラスの上にコーティング液を注ぎ、30μmに調節したバーを使用して0.6m/minの速度でコーティングし、室温で10分間乾燥させた後オーブン130℃で60分間乾燥させて溶媒を除去した。バーの間隔を40μm、60μmに調節し、高分子コーティングの厚さが異なる試料を製造した。
厚さ方向位相差はOji Scientific Instrument社のKobra21−ADH(商品名)を使って、590nmで面方向で屈折率が最も大きい方向をx軸、x軸に面方向で直角の方向をy軸、xy平面に直角の方向をz軸と設定して590nmで各方向の屈折率のnx、ny、nzを測定して、コーティング層の厚さを測定し、各軸方向の屈折率のnx、ny、nzを測定した後、前記数式1及び数式2で各々コーティングの厚さ方向位相差及び面方向位相差を計算した。
その結果は下記表1に示した。
前記実施例1で製造例1のポリアリレートの代りに製造例2のポリアリレートを使用したことを除いては、実施例1と同一の方法で行い、コーティングの厚さ方向位相差及び面方向位相差を計算した。バーの間隔は各々40μm、50μm、70μmである。
その結果は下記表1に示した。
前記実施例1で製造例1のポリアリレートの代りに製造例3のポリアリレートを使用したことを除いては、実施例1と同一の方法で行い、コーティングの厚さ方向位相差及び面方向位相差を計算した。バーの間隔は各々30μm、50μm、60μmである。
その結果は下記表1に示した。
表面改質されたガラス基材及び接着力改善剤を使って、ポリアリレートフィルムを製造した。
室温で1−プロパノールで薄めた3−アミノプロピル(トリエトキシ)シラン[3−aminopropyl(triethoxy)silane;APES]溶液5重量%をガラス表面の上にコーティングした後、3分間常温で乾燥させた後、60℃で3分間熱硬化した。
前記製造例1で製造したポリアリレートを1,2−ジクロロエタンに溶かして10重量%のコーティング液を製造し、これに3−グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン[3−glycidoxypropyltrimethoxysilane;GPMS]をポリアリレート100g当り5gの割合で添加して、高分子コーティング液を製造した。
前記プライマー層で処理されたガラス上に前記高分子コーティング液を10μmに調節したバーを使用し、0.6m/minの速度でコーティングして室温で10分間乾燥させた後、オーブン130℃で60分間乾燥させ溶媒を除去した。バーの間隔を20μm、40μmに調節して、高分子コーティングの厚さが異なる試料を製造した。
前記高分子コーティングの厚さ方向位相差及び面方向位相差は前記実施例1に記載されている方法で測定して計算した。
その結果は下記表1に示した。
前記実施例4で表面改質されたガラス基材の代わりに表面改質されていないガラス基材を使ったことを除いては、実施例4と同一の方法で行い、コーティングの厚さ方向位相差及び面方向位相差を計算した。
その結果は下記表1に示した。
前記実施例4で表面改質されたガラス基材の代わりに表面改質されていないガラス基材を使って、3−グリシドオキシプロピルトリメトキシシランを5gの代わりに10gの割合で使ったことを除いては、実施例4と同一の方法で行い、コーティングの厚さ方向位相差及び面方向位相差を計算した。
その結果は下記表1に示した。
前記実施例1で製造例1のポリアリレートの代りに比較製造例1のポリアリレートを使ったことを除いては、実施例1と同一の方法で行い、コーティングの厚さ方向位相差及び面方向位相差を計算した。バーの間隔は各々20μm、40μm、60μmである。
その結果は下記表1に示した。
本発明に係る高分子主鎖内にチオ基又は硫黄酸化物基を有するポリアリレートを使用した位相差補償材の剥離力を調べるために、下記のような実験を行った。
前記実施例4〜6で製造したポリアリレートフィルムを縦横1mm間隔の100個の格子を有するニチバンテープで剥離テストをした。
その結果は下記表2に示した。
Claims (23)
- 前記高分子主鎖内にチオ基又は硫黄酸化物基を有するポリアリレートが下記化学式1で示されることを特徴とする、請求項1に記載の液晶表示装置用ネガティブCタイプの位相差補償材:
a、b、c及びdは各々独立的に0又は1〜4の整数であり;
m及びnはモル分率であり、m+n=1、0≦m≦1、0≦n≦1であり;
R1、R2、R3及びR4は各々独立的にハロゲン、ニトリル、C1〜C12のアルキル、C1〜C12のアルコキシ、C6〜C12のアリールアルキル、C6〜C12のアリール又はC1〜C12のアシルであり;
W1は直接結合か、又はC1〜C30のアルキリデン(alkylidene)、C2〜C30のアルキレン(alkylene)、C3〜C30のシクロアルキリデン(cycloalkylidene)、C3〜C30のシクロアルキレン(cycloalkylene)、フェニル置換されたC2〜C30のアルキレン(phenyl−substituted alkylene)、カルボニル、NR、PO2、酸素、チオ基、スルホキシド又はスルホンであり、ここでRは水素、C1〜C12のアルキル、C6〜C12のアリールアルキル又はC6〜C12のアリールであり;
W2はチオ基又は硫黄酸化物基であり;
nが0の場合には、W1はチオ基、スルホキシド又はスルホンである。 - 前記化学式1のW2がチオ基、スルホキシド基又はスルホン基であることを特徴とする、請求項2に記載の液晶表示装置用ネガティブCタイプの位相差補償材。
- 前記化学式1のnが0.001〜0.4であることを特徴とする、請求項2に記載の液晶表示装置用ネガティブCタイプの位相差補償材。
- 前記高分子主鎖内にチオ基又は硫黄酸化物基を有するポリアリレートは、芳香族ジオールと芳香族ジカルボン酸、又は芳香族ジオールと芳香族ジカルボン酸ハロゲン化物を縮重合して製造されることを特徴とする、請求項1に記載の液晶表示装置用ネガティブCタイプの位相差補償材。
- 前記芳香族ジカルボン酸又は芳香族ジカルボン酸ハロゲン化物は、テレフタル酸、イソフタル酸、ジベンゾ酸、ナフタレンジカルボン酸、4,4’−メチレン−ビス(安息香酸)(4,4’−methylenebisbenzoic acid)、1,2−ビス(4−ヒドロキシカルボニルフェニル)エタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシカルボニルフェニル)プロパン、4,4’− オキソ−ビス(安息香酸)、ビス(4−ヒドロキシカルボニルフェニル)スルフィド、ビス(4−ヒドロキシカルボニルフェニル)スルホン、及びこれらの芳香族基にC1〜C2のアルキル又はハロゲン基が置換した芳香族ジカルボン酸単独又はこれらの混合物の中から選択されることを特徴とする、請求項5に記載の液晶表示装置用ネガティブCタイプの位相差補償材。
- 前記芳香族ジカルボン酸又は芳香族ジカルボン酸ハロゲン化物が、テレフタル酸ハロゲン化物10〜90モル%とイソフタル酸ハロゲン化物90〜10モル%の混合物であることを特徴とする、請求項5に記載の液晶表示装置用ネガティブCタイプの位相差補償材。
- 前記芳香族ジオールが、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン[bis(4−hydroxyphenyl)methane]、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン[2,2−bis(4−hydroxyphenyl)propane,BPA]、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン[2,2−bis(4−hydroxyphenyl)ethane]、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン[2,2−bis(4−hydroxy−3−methylphenyl)propane]、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘプタン[2,2−bis(4−hydroxyphenyl)heptane]、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジクロロフェニル)プロパン[2,2−bis(4−hydroxy−3,5−dichlorophenyl)propane]、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジブロモフェニル)プロパン[2,2−bis(4−hydroxy−3,5−dibromophenyl)propane]、ビス(4−ヒドロキシフェニル)フェニルメタン[bis(4−hydroxyphenyl)phenylmethane]、4,4−ジヒドロキシフェニル−1,1−m−ジイソプロピルベンゼン[4,4−dihydroxyphenyl−1,1−m−diisopropylbenzene]、4,4−ジヒドロキシフェニル−9,9−フルオレン[4,4−dihydroxyphenyl−9,9−fluorene]、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン[2,2−bis(4−hydroxyphenyl)fluorene,BHPF]、9,9−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)フルオレン[9,9−bis(3,5−dimethyl−4−hydroxyphenyl)fluorene]、BDMPF)、9,9−ビス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)フルオレン[9,9−bis(3,5−dibromo−4−hydroxyphenyl)fluorene,BFBPF]、1,1−ビス(4,4’−ヒドロキシフェニル)シクロペンタン[1,1−bis(4,4’−hydroxyphenyl)cyclopentane]、1,1−ビス(4,4’−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン[1,1−bis(4,4’−hydroxyphenyl)cyclohexane]、1−メチル−1−(4−ヒドロキシフェニル)−4−(ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン[1−methyl−1−(4−hydroxyphenyl)−4−(dimethyl−4−hydroxyphenyl)cyclohexane]、4−{1−[3−(4−ヒドロキシフェニル)−4−メチルシクロヘキシル]−1−メチルエチル}フェノール[4−{1−[3−(4−hydroxyphenyl)−4−methylcyclohexyl]−1−methylethyl}phenol]、4,4−[1−メチル−4−(1−メチルエチル)−1,3−シクロヘキシルリジル]ビスフェノール[4,4−[1−methyl−4−(1−methylethyl)−1,3−cyclohexylidyl]bisphenol]、及び2,2,2,2−テトラヒドロ−3,3,3,3−テトラメチル−1,1−スピロビス−[1H]−インデン−6,6−ジオール[2,2,2,2−tetrahydro−3,3,3,3−tetramethyl−1,1−spirobis−[1H]−indene−6,6−diol]からなる群から1種以上選択されることを特徴とする、請求項5に記載の液晶表示装置用ネガティブCタイプの位相差補償材。
- 前記透明基材層はガラス基材層であることを特徴とする、請求項1に記載の液晶表示装置用ネガティブCタイプの位相差補償材。
- 前記2)のポリアリレートコーティング層は無延伸フィルムであることを特徴とする、請求項1に記載の液晶表示装置用ネガティブCタイプの位相差補償材。
- 1)透明基材層を準備するステップ、及び
2)前記1)ステップの透明基材層上に高分子主鎖内にチオ基又は硫黄酸化物基を有するポリアリレート溶液をコーティングし、ポリアリレートコーティング層を形成するステップ
を含むことを特徴とする、液晶表示装置用ネガティブCタイプの位相差補償材の製造方法。 - 前記1)ステップの透明基材層は、プライマー(primer)、コロナ、常圧プラズマ、酸/塩基処理、紫外線処理、又は反応性ガス処理の方法で改質されたことを特徴とする、請求項11に記載の液晶表示装置用ネガティブCタイプの位相差補償材の製造方法。
- 前記プライマーは、下記化学式2で示される有機シラン化合物を溶媒に溶かして使用するものであることを特徴とする、請求項12に記載の液晶表示装置用ネガティブCタイプの位相差補償材の製造方法:
r及びsは0〜4の整数であり、r+s=4であり、
R7は、アミン基、ヒドロキシ基及びチオール基からなる群から選択された一つ以上の基を有するC1〜C9のアルキル;アミン基、ヒドロキシ基及びチオール基からなる群から選択された一つ以上の基を有するC6〜C12のアリールアルキル;又はアミン基、ヒドロキシ基及びチオール基からなる群から選択された一つ以上の基を有するC6〜C12のアリールであり、
R8はC1〜C9のアルキル、C6〜C12のアリールアルキル、又はC6〜C12のアリールである。 - 前記化学式2で示される有機シラン化合物は、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−チオプロピルトリメトキシシラン、3−チオプロピルトリエトキシシラン、3−ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン及び3−ヒドロキシプロピルトリエトキシシランからなる群から1種以上選択されるものであることを特徴とする、請求項13に記載の液晶表示装置用ネガティブCタイプの位相差補償材の製造方法。
- 前記2)ステップの高分子主鎖内にチオ基又は硫黄酸化物基を有するポリアリレートが前記化学式1で示されることを特徴とする、請求項11に記載の液晶表示装置用ネガティブCタイプの位相差補償材の製造方法。
- 前記2)ステップのコーティング方法が、スピンコーティング法、ロールコーティング法、フローコーティング法、プリント法、ディップコート法、グラビアコーティング法、又はバーコーティング法の中から選択されることを特徴とする、請求項11に記載の液晶表示装置用ネガティブCタイプの位相差補償材の製造方法。
- 前記2)ステップのポリアリレート溶液が、UV安定剤、熱安定剤、可塑剤、接着力改善剤、又は充填剤のうち1以上の添加剤をさらに含むことを特徴とする、請求項11に記載の液晶表示装置用ネガティブCタイプの位相差補償材の製造方法。
- 前記化学式3で示される有機シラン化合物が、メチルプロピルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、3−グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン、3−ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン及び3−ヒドロキシプロピルトリエトキシシランからなる群から1種以上選択されるものであることを特徴とする、請求項18に記載の液晶表示装置用ネガティブCタイプの位相差補償材の製造方法。
- 前記2)ステップのポリアリレートコーティング層は、さらにハードコート処理、反射防止処理、スティッキング防止や拡散、又はアンチグレアのうち1以上の目的のための処理がされたものであることを特徴とする、請求項11に記載の液晶表示装置用ネガティブCタイプの位相差補償材の製造方法。
- 前記2)ステップのポリアリレートコーティング層の厚さは0.1〜100μmであることを特徴とする、請求項11に記載の液晶表示装置用ネガティブCタイプの位相差補償材の製造方法。
- 請求項11による製造方法によって製造されることを特徴とする厚さ方向位相差値が負の値を持ち、絶対値が10nm以上であることを特徴とする、液晶表示装置用ネガティブCタイプの位相差補償材。
- 請求項1による液晶表示装置用ネガティブCタイプの位相差補償材を含むことを特徴とする、液晶表示装置。
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