JPH07168169A - 耐熱性光学用フィルム及びそれを用いた液晶表示パネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ガラス転移点が１９０℃以上である熱可塑性
樹脂フィルムであって、その線膨張率が上昇する温度か
らそのガラス転移点より低い温度範囲内で熱処理してな
るフィルムの製膜方向と幅方向がなす面内の複屈折率が
５×１０^-5以下であり、その光学的位相差が１５ｎｍ以
下でその振れ幅が１０％以下の耐熱性光学用フィルム、
及びこれを用いた液晶表示パネル。 【効果】 簡便な設備で、かつ容易に光学的等方性の高
い耐熱性光学用フィルムを作製することができ、また、
得られた耐熱性光学用フィルムは、フレキシブル液晶表
示素子用透明電極フィルムとして液晶表示素子パネルに
実装した場合に、表示ムラのない高精細な表示を示すこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は耐熱性光学用フィルムの
作製方法に関し、更に詳しくは耐熱性を要求されるフレ
キシブル液晶表示素子用透明電極基板として有用な光学
的位相差の小さい耐熱性光学用フィルムの作製に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来液晶表示素子用透明電極基板にはガ
ラス基板が使用されてきたが、ガラス基板を用いた液晶
表示素子においては、ガラス基板厚が厚いため液晶表示
素子体の薄型化が困難であると共に、軽量化しにくいと
いう欠点があり、更にガラスは物性的にフレキシブルな
素材ではないために、可撓性、耐衝撃性の点で問題があ
った。

【０００３】このガラス基板液晶表示素子の持つ欠点を
改善する方法として、プラスチックフィルムを用いて液
晶パネルを連続的に作製することにより、液晶パネル加
工費のコストダウン、液晶パネルの量産化、軽量化、耐
衝撃性の向上が検討されている。例えば、特開昭５３−
６８０９９号公報及び特開昭５４−１２６５５９号公報
には、ガラス基板の代わりに導電性酸化金属物質を蒸着
した長尺のポリエステルフィルムを用いて液晶表示素子
パネルを連続して製造することが示されているが、セル
加工工程での耐熱性、実装した場合の光学的特性におい
て優れているとは言いがたい。

【０００４】この問題を解決するため、耐熱性、光学等
方性に優れた熱可塑性樹脂フィルムをこれらの用途に応
用すべく研究を進めたところ、溶融押し出し製膜工程に
おいて発生する分子配向よりなるフィルムのレターデー
ションが重大な欠点となることがわかった。例えば、Ｔ
Ｎ型液晶表示素子では偏光板により直線偏光にされた入
射光が透明電極フィルムの複屈折性から生じるレターデ
ーションにより楕円偏光になるため、コントラストの低
下、表示ムラを生じさせる。更にＳＴＮ（Super Twiste
d Nematic） 型液晶表示素子では透明電極フィルムのレ
ターデーションからＴＮ型液晶表示素子以上に高精細な
表示が得られないばかりでなく、液晶分子より発生する
レターデーションもあることから、光学位相差を補償す
るための偏光板、位相差板及び透明電極フィルムによる
液晶セルの組み合わせの最適化が非常に煩雑なものにな
る。

【０００５】この光学用材料の位相差を改善する方法と
して、特殊な２価フェノールを構造単位とする特殊ポリ
カーボネートを用いる方法（特開昭−１０８０２４号公
報）、固有複屈折が正の材料と負の材料をブレンドする
方法（T. Inoue et al.,Journal of Polymer Science,P
art B, 25, 1629(1987).）、固有複屈折が正のポリカー
ボネートと負のポリスチレンをグラフト共重合させる方
法（日経ニューマテリアル、１９８８年９月２６日号、
６０〜６２頁の記事参照）、極性基を有したノルボルネ
ン系樹脂を用いる方法（機能材料、１９９３年１月号、
４０〜５２頁の記事参照）などが提案されているが、い
ずれも耐熱性、光学特性が共に優れているとは言いがた
い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的とすると
ころはフィルム平滑性に優れた複屈折率が小さいフィル
ムであり、フィルムのレタデーション値が小さくかつそ
の均一性が非常に高い耐熱性光学用フィルム及びそれを
用いた液晶表示パネルを提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ガラス転移点
が１９０℃以上の熱可塑性樹脂よりなるフィルムを、そ
のガラス転移点より低い温度で熱処理し、フィルムの平
滑性を損なうことなしにそのフィルムの複屈折率を５×
１０^-5以下にすること、更にはフィルムの持つレターデ
ーション値を１５ｎｍ以下でその振れ幅が１０％以下で
あることを特徴とする耐熱性光学用フィルム、及びこれ
を用いた液晶表示パネルである。

【０００８】本発明は、フィルムとなる熱可塑性樹脂を
そのフィルムを構成する分子鎖がミクロブラウン運動を
開始しフィルムの線膨張率が上昇を開始する温度（以下
Ｔｇ^- と略す）からガラス転移点（Ｔｇ）より低い温
度、好ましくはガラス転移点よりも１０℃〜３０℃低い
温度で熱処理することで、熱処理時にフィルムを支持す
る冶具等を用いなくともその外観を損わず、フィルムの
レターデーション値を１５ｎｍ以下に低減化し、かつレ
ターデーション値の振れ幅を１０％以下にすることを特
徴とする。

【０００９】フィルムとなる熱可塑性樹脂をガラス転移
点以上の高温で処理した場合は、フィルムのレターデー
ション値を容易に低減化することができるものの、フィ
ルムを形成する高分子鎖は流動性に富むために急激な分
子鎖配向緩和を生じる。その結果フィルムの平滑性を保
持し、かつ均一な分子配向を促すことが非常に難しくな
り、フィルム収縮ジワやフィルム表面のうねりが発生し
外観不良を生じる。

【００１０】また、熱処理の温度がフィルムのＴｇより
低い温度〜Ｔｇ^- の温度範囲より低すぎても、分子鎖の
ミクロブラウン運動が凍結し、局所的な分子振動をする
のみであるため、熱処理による分子鎖配向緩和が起こり
難くなり、レターデーション値の低減化が確認されない
場合が生じる。

【００１１】レターデーション値の振れ幅は、レターデ
ーションのバラツキ（ΔＲ）を示し、１０％以下、好ま
しくは５％以下であるが、このレターデーションの振れ
幅が大きすぎると、直線偏光した光がフィルムを透過す
る際に、透過光の偏光状態に偏差が生じ、部分的な光の
漏れが発現する。その結果、ＴＮ及びＳＴＮ型の液晶表
示素子に重要な光シャター機能が電極基板フィルムによ
り損なわれるため好ましくない。

【００１２】本発明における熱処理の方法としては、枚
葉式熱処理方法、ロ−ル間に乾燥機を配置した装置を用
いる連続熱処理方法、巻芯に巻いた状態での熱処理方法
等が考えられる。

【００１３】枚葉式熱処理方法としては熱廻りの均一な
乾燥機中に基板を介して枚葉フィルムを放置する方法、
または乾燥機中を基板を介した枚葉フィルムを連続的に
流すことで熱処理する方法が考えられる。連続的に熱処
理する場合は、短時間で熱処理できることが好ましいた
め、熱処理温度はＴｇ〜Ｔｇ^- の範囲内で比較的高めに
温度設定をすることが好ましい。なお、熱処理に用いら
れる基板はガラス基板、ステンレス基板等が考えられる
が、処理温度において軟化、劣化を起こさず、基板表面
が平滑であり、熱伝導が均一かつ良好な材質であればな
んら制約はない。

【００１４】乾燥機を配置したロ−ル間を連続的に熱処
理する方法は、乾燥機内においてフィルムが延伸されな
いようにフィルム張力を制御する必要があり、インフィ
ードロールの回転速度（Ｖ１）とアウトフィードロール
の回転速度（Ｖ２）をＶ１≧Ｖ２に制御することが好ま
しく、更には乾燥機内でフィルムにシワが発生しないよ
うにロール速度比がＶ２／Ｖ１＝０.９９〜１.０にする
ことが好ましい。連続的に熱処理する場合は、短時間で
熱処理できることが好ましいため、熱処理温度はＴｇ〜
Ｔｇ^- の範囲内で比較的高めに温度設定をすることが好
ましい。

【００１５】巻芯に巻いた状態での熱処理方法は、フィ
ルム同士が密着した状態で熱処理されることによるフィ
ルム同士の部分的な接着をなくすために、熱処理温度を
Ｔｇ〜Ｔｇ^- の範囲内で比較的低温で処理することが好
ましい。なお、熱処理に用いられる巻芯はステンレス製
の巻芯等が考えられるが、処理温度において軟化、劣化
を起こさず、基板表面が平滑であり、熱伝導が均一かつ
良好な材質であればなんら制約はない。

【００１６】本発明におけるガラス転移点が１９０℃以
上の熱可塑性樹脂としてはポリサルホン、ポリエーテル
サルホン、ポリエーテルイミド、ポリアリレート及びこ
れらをブレンドした樹脂をあげることができる。なお、
本発明における樹脂は、添加剤として少量の安定剤、滑
剤、染料等が含まれていてもさしつかえない。

【００１７】本発明における耐熱性光学用フィルムの厚
さは１０μｍ〜５００μｍ更には５０μｍ〜４００μｍ
であることが加工性、可撓性の面から好ましい。また、
本発明におけるフィルムの表面粗さは０.５μｍ以下で
あることが好ましく、更には０.１μｍ以下であること
が好ましい。表面粗さが０.５μｍより大きいとＳＴＮ
型液晶表示素子では透明電極フィルムのレターデーショ
ンにより生じる表示ムラよりも、電極フィルム表面の凹
凸による液晶セルギャップの変化から生じる表示ムラが
顕著に確認される。

【００１８】

【作用】本発明によれば、従来法により作製した耐熱性
フィルムをガラス転移点よりも低い温度で熱処理するこ
とにより、特殊な設備、冶具等を利用せずにフィルムの
平滑性を失わずに光学的等方性の高いフレキシブル液晶
表示素子用透明電極基板として有用な耐熱性光学用フィ
ルムを作製することが可能である。

【００１９】

【実施例】

（実施例１）住友化学工業（株）のポリエーテルサルホ
ン樹脂：ビクトレックスＰＥＳ４１００Ｇ（Ｔｇ＝２２
６℃）を溶融押し出しでフィルム化した。得られたフィ
ルムのＴｇ^- は１８０℃であり、フィルム面内の複屈折
率が２×１０^-4、厚みが１００μｍ、レターデーション
値が２０ｎｍでありレターデーション値の振れ幅は２０
％であった。このフィルムをＡ４サイズに切り出しステ
ンレス製の基板上、２０６℃の雰囲気中に３０分間熱処
理した。熱処理後のポリエーテルサルホンフィルムは複
屈折率が３×１０^-5、レターデーション値が３ｎｍでレ
ターデーション値の振れ幅は１０％以下であり外観も良
好であった。

【００２０】（実施例２）実施例１と同様な方法により
複屈折率が２×１０^-4、厚みが１００μｍ、レターデー
ション値が２０ｎｍ、レターデーション値の振れ幅が２
０％のポリエーテルサルホンフィルムを作製した。この
フィルムをＡ４サイズに切り出しステンレス製の基板
上、２０６℃の雰囲気中に１２０分間熱処理した。熱処
理後のポリエーテルサルホンフィルムは複屈折率が１.
５×１０^-5、レターデーション値が１.５ｎｍでレター
デーション値の振れ幅は８％以下であり外観も良好であ
った。

【００２１】（実施例３）実施例１と同様な方法により
複屈折率が２×１０^-4、厚みが１００μｍ、レターデー
ション値が２０ｎｍ、レターデーション値の振れ幅が２
０％のポリエーテルサルホンフィルムを作製した。この
フィルムをＡ４サイズに切り出しステンレス製の基板
上、２１６℃の雰囲気中に１０分間熱処理した。熱処理
後のポリエーテルサルホンフィルムは複屈折率が３×１
０^-5、レターデーション値が３ｎｍでレターデーション
値の振れ幅は８％以下であり外観も良好であった。

【００２２】（実施例４）実施例１と同様な方法により
複屈折率が２×１０^-4、厚みが１００μｍ、レターデー
ション値が２０ｎｍ、レターデーション値の振れ幅が２
０％のポリエーテルサルホンフィルムを作製した。この
フィルムをＡ４サイズに切り出しステンレス製の基板
上、２１６℃の雰囲気中に３０分間熱処理した。熱処理
後のポリエーテルサルホンフィルムは複屈折率が２×１
０^-5、レターデーション値が２ｎｍでレターデーション
値の振れ幅は５％以下であり外観も良好であった。

【００２３】（実施例５）実施例１と同様な方法により
複屈折率が２×１０^-4、厚みが１００μｍ、レターデー
ション値が２０ｎｍ、レターデーション値の振れ幅が２
０％のポリエーテルサルホンフィルムを作製した。この
フィルムをＡ４サイズに切り出しステンレス製の基板
上、１９６℃の雰囲気中に１２０分間熱処理した。熱処
理後のポリエーテルサルホンフィルムは複屈折率が５×
１０^-5、レターデーション値が５ｎｍでレターデーショ
ン値の振れ幅は１０％以下であり外観も良好であった。

【００２４】（実施例６）実施例１と同様な方法により
複屈折率が１.３×１０^-4、厚みが３００μｍ、レター
デーション値が４０ｎｍ、レターデーション値の振れ幅
が１５％のポリエーテルサルホンフィルムを作製した。
このフィルムをＡ４サイズに切り出しステンレス製の基
板上、２１６℃の雰囲気中に１０分間熱処理した。熱処
理後のポリエーテルサルホンフィルムは複屈折率が４.
３×１０^-5、レターデーション値が１３ｎｍでレターデ
ーション値の振れ幅は５％以下で外観も良好であった。

【００２５】（実施例７）実施例１と同様な方法により
複屈折率が１.３×１０^-4、厚みが３００μｍ、レター
デーション値が４０ｎｍ、レターデーション値の振れ幅
が１５％のポリエーテルサルホンフィルムを作製した。
このフィルムをＡ４サイズに切り出しステンレス製の基
板上、２２１℃の雰囲気中に１２０分間熱処理した。熱
処理後のポリエーテルサルホンフィルムは複屈折率が
３.３×１０^-5、レターデーション値が１０ｎｍでレタ
ーデーション値の振れ幅は４％以下で外観も良好であっ
た。

【００２６】（実施例８）実施例１と同様な方法により
複屈折率が１.３×１０^-4、厚みが３００μｍ、レター
デーション値が４０ｎｍ、レターデーション値の振れ幅
が１５％のポリエーテルサルホンを６８０ｍｍ幅にフィ
ルム化し、３インチのステンレス管に５０ｍのポリエー
テルサルホンを巻き取った。このフィルムを２０６℃の
雰囲気中に１０時間熱処理した。熱処理後のポリエーテ
ルサルホンフィルムは複屈折率が５×１０^-5、レターデ
ーション値が１５ｎｍでレターデーション値のフィルム
幅方向の振れ幅は８％、フィルムの長手方向の振れ幅は
１０％以下であり、外観も良好であった。

【００２７】（実施例９）実施例１と同様な方法により
複屈折率が１.３×１０^-4、厚みが３００μｍ、レター
デーション値が４０ｎｍ、レターデーション値の振れ幅
が１５％のポリエーテルサルホンを６８０ｍｍ幅にフィ
ルム化し、３インチのステンレス管に５０ｍのポリエー
テルサルホンを巻き取った。このフィルムを２０６℃の
雰囲気中に２４時間熱処理した。熱処理後のポリエーテ
ルサルホンフィルムは複屈折率が４.３×１０^-5、レタ
ーデーション値が１３ｎｍでレターデーション値のフィ
ルム幅方向の振れ幅は８％、フィルムの長手方向の振れ
幅は９％以下であり、外観も良好であった。

【００２８】（比較例１）実施例１と同様な方法により
複屈折率が２×１０^-4、厚みが１００μｍ、レターデー
ション値が２０ｎｍ、レターデーション値の振れ幅が２
０％のポリエーテルサルホンフィルムを作製した。この
フィルムをＡ４サイズに切り出しステンレス製の基板
上、２３６℃の雰囲気中に１０分間熱処理した。熱処理
後のポリエーテルサルホンフィルムはレターデーション
値が０ｎｍであったが、フィルム表面に収縮ジワやうね
りが発生し、透明電極基板として用いることができるも
のではなかった。

【００２９】（比較例２）実施例１と同様な方法により
複屈折率が１.３×１０^-4、厚みが３００μｍ、レター
デーション値が４０ｎｍ、レターデーション値の振れ幅
が１５％のポリエーテルサルホンフィルムを作製した。
このフィルムをＡ４サイズに切り出しステンレス製の基
板上、２２６℃の雰囲気中に６０分間熱処理した。熱処
理後のポリエーテルサルホンフィルムはレターデーショ
ン値が０ｎｍであったが、フィルム表面に収縮ジワやう
ねりが発生し、透明電極基板として用いることができる
ものではなかった。

【００３０】（比較例３）実施例１と同様な方法により
複屈折率が１.３×１０^-4、厚みが３００μｍ、レター
デーション値が４０ｎｍ、レターデーション値の振れ幅
が１５％のポリエーテルサルホンフィルムを作製した。
このフィルムをＡ４サイズに切り出しステンレス製の基
板上、１７０℃の雰囲気中に２４時間熱処理した。熱処
理後のポリエーテルサルホンフィルムは平滑性を維持し
た外観良好なフィルムであったが、複屈折率が１.３×
１０^-4、レターデーション値が３９ｎｍであり、得られ
たフィルムを透明電極として実装した液晶表示パネルは
コントラストが低く、視認性の良いものではなかった。

【００３１】

【発明の効果】本発明により簡便な設備で、かつ容易に
光学的位相差の小さい耐熱性光学用フィルムを作製する
ことができる。また、本発明により得られた耐熱性光学
用フィルムはフレキシブル液晶表示素子用透明電極フィ
ルムとして液晶表示パネルに実装した場合に表示ムラの
ない高精細な表示を示した。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス転移点が１９０℃以上である熱可
   塑性樹脂フィルムであって、その線膨張率が上昇する温
   度からそのガラス転移点より低い温度範囲内で熱処理し
   てなるフィルムの製膜方向と幅方向がなす面内の複屈折
   率が５×１０^-5以下であり、その光学的位相差が１５ｎ
   ｍ以下でその振れ幅が１０％以下の耐熱性光学用フィル
   ム。
2. 【請求項２】 熱可塑性樹脂がポリサルホン、ポリエー
   テルサルホン、ポリエーテルイミド及びポリアリレート
   の群から選ばれる少なくとも一種である請求項１記載の
   耐熱性光学用フィルム。
3. 【請求項３】 液晶表示パネルにおける液晶駆動のため
   の透明電極基板に請求項１記載の耐熱性光学用フィルム
   を用いることを特徴とする液晶表示パネル。