(57)【要約】【課題】  光学補償フィルムおよびその製造方法を提供する。【解決手段】  基板を所定の延伸倍率まで延伸するステップ２０１と、基板の第１表面上へ液晶材料を塗布して液晶膜を形成するステップ２０６と、第１保護膜を液晶膜上へ粘着するステップ２０９とを含む。基板は樹脂からなり、液晶膜は棒状液晶および円盤状液晶の中の何れかから選択する。補償効果は棒状液晶の方が優れている。保護膜は、樹脂からなる。液晶パネルの種類、規格および要求に合わせて、基板材質、延伸倍率および液晶膜材料を選択し、それらの組合わせにより必要な補償効果を達成して良好な光学効果を得る。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を所定の延伸倍率まで延伸するステップと、
前記基板の第１表面上へ液晶材料を塗布して液晶膜を形成するステップと、
前記液晶膜上へ第１保護膜を粘着するステップと、
を含むことを特徴とする光学補償フィルムの製造方法。
【請求項２】
前記基板を延伸した後に、前記基板の第２表面上に第２保護膜を粘着するステップと、
前記液晶膜を塗布した後に、ベーキングして紫外線により前記液晶膜を硬化するステップと、
を更に含むことを特徴とする請求項１記載の光学補償フィルムの製造方法。
【請求項３】
基板、液晶膜および第１保護膜を備える光学補償フィルムであって、
前記基板は、所定の延伸倍率を有し、材料がポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、環状オレフィン系共重合体（ＣＯＣ）、環状オレフィン系重合体（ＣＯＰ）および熱可塑性ポリエステル（ＰＥＴ）からなるグループから一つを選択され、
前記液晶膜は、前記基板の第１表面上に位置し、材料が棒状液晶または円盤状液晶の何れかから選択され、
前記第１保護膜は、前記液晶膜上に位置し、材料がトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、環状オレフィン系共重合体（ＣＯＣ）、環状オレフィン系重合体（ＣＯＰ）および熱可塑性ポリエステル（ＰＥＴ）からなるグループから選択される一つからなることを特徴とする光学補償フィルム。
【請求項４】
前記基板の第２表面に位置する前記第２保護膜を備え、
前記第２保護膜は、材料がトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、環状オレフィン系共重合体（ＣＯＣ）、環状オレフィン系重合体（ＣＯＰ）および熱可塑性ポリエステル（ＰＥＴ）からなるグループから選択される一つからなることを特徴とする請求項３記載の光学補償フィルム。
【請求項５】
前記基板の材料がポリビニルアルコールのとき、前記延伸倍率は５〜１２倍であることを特徴とする請求項３記載の光学補償フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルに関し、特に光学補償フィルムおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示器は高画質、小体積、軽量、低電圧駆動、低電力消耗そして広い応用範囲などの長所を有する。そのため、中小型の携帯式テレビ、携帯電話、ビデオカメラ、ノートブック型コンピュータ、デスクトップ型表示器およびプロジェクションテレビなどといった大衆消費電子製品あるいはコンピュータ製品に広く利用され、次第に陰極線管（cathode ray tube：ＣＲＴ）に取って代わり表示器の主流となった。近年、液晶表示器の市場は急激に拡大し、特にコンピュータおよびノートブック型コンピュータへの応用が広がっている。そして、いわゆる大面積、高輝度解析、広視野角および高速反応時間などといった要求も、液晶表示器が求められるポイントとなっている。
【０００３】
現在よく使用されている広視野角技術は、基板に平行な横電界を使用して液晶配列の方式または方向を変えたり、広視野角補償フィルムを使用したり、或いはそれらの技術を結合して達成していた。これら広視野角技術で最も簡単な方法としては、液晶表示パネルに広視野角補償フィルム（wide view optical compensation film）を加え、視野角を約１４０〜１６０度まで増大させる方法がある。この広視野角技術は様々なサイズの液晶表示器へ応用することができるため、液晶表示器の製造工程を変更せずに、広視野角補償フィルムを他に加えるだけで達成できる。
【０００４】
従来の光学補償フィルムには機械式の単軸または二軸を延伸して基板上に液晶等を塗布する二種類の主な製造方法があった。図１Ａは、従来技術による基板上に液晶を塗布して光学補償フィルムを製造する方法を示す流れ図である。図１Ｂは、図１Ａの方法による装置を示す図である。以下の説明では図１Ａおよび図１Ｂを同時に参照すること。
【０００５】
先ず基板１１１を準備してから（ステップ１０１）、配向膜塗布装置１２２を使用して基板１１１上に配向膜１１２を塗布する（ステップ１０２）。この配向膜１１２を基板１１１上へ塗布した後には、ベーキング（ステップ１０３）、配向（ステップ１０４）および塵洗浄（ステップ１０５）などといった多くの工程が必ず必要であり、その後その上に塗布された液晶分子を配列して揃え、光学補償フィルムに位相差値をもたせて、表示器の視野角および色差を補償する。
【０００６】
図１Ｂに示すように、配向膜１１２が塗布されてから、先ず配向膜焼成装置１２３によりベーキングを行った後、機械式ローラで配向してから配向膜１１２が配向された後に発生する塵を塵除去装置１２４で洗浄する。上述の工程により、この配向膜１１２の表面には機械式ローラの摩擦により同一方向に配列された凹溝を多く作り液晶分子を配列させる。
【０００７】
その後、液晶膜塗布装置１２６を使用して液晶分子を有する液晶材料を配向膜１１２上へ塗布して液晶膜１１６を形成する（ステップ１０６）。液晶膜１１６中の液晶分子は、この時、凹溝により同一方向に延びて配列する。続いて、液晶膜焼成装置１２７によりこの液晶膜１１６をベーキングして溶剤を除去してから（ステップ１０７）、紫外線照射装置１２８の照射によりこの液晶膜１１６を硬化させる（ステップ１０８）。
【０００８】
最後に、配向膜１１２および液晶膜１１６を有する基板１１１の両側に、保護膜１１９を各々粘着して（ステップ１０９）、従来技術の光学補償フィルムの製造工程は完了する。図１Ｃは、図１Ａの方法により製造した光学補償フィルムを示す断面図である。図１Ｃに示すように、光学補償フィルム１３０は下から上に向かって順に、保護膜１１９、基板１１１、配向膜１１２、液晶膜１１６およびもう一つの保護膜１１９を有する。
【０００９】
しかし、この従来の光学補償フィルムの製造方法では、配向膜の塗布および機械式摩擦配向などといった多くの工程を行わないと液晶材料は塗布できないため、製造効率、収率およびコストなどを考慮した場合、理想的な製造方法とはいえなかった。また、機械式摩擦により配向された配向膜表面の凹溝は不規則に機械により破壊されるため、液晶分子全体の配列は均等性が低下し、光学補償膜の補償効果および光学機能を効果的に向上させることは困難であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、本発明の主な目的は、基板を延伸する方式により従来の配向膜技術を代替し、製造効率および収率を向上させて、製造コストを下げる光学補償フィルムの製造方法を提供することにある。
本発明のもう一つの目的は、液晶分子全体の配列の均等性を高めて、光学補償フィルムの補償効果およびその光学機能を効果的に向上する光学補償フィルムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の目的を達成するために、本発明は光学補償フィルムおよびその製造方法を提供する。先ず基板を所定の延伸倍率まで延伸する。続いて延伸した基板の第１表面上へ液晶材料を塗布して液晶膜を形成する。その後、第１保護膜を液晶膜上へ粘着する。
【００１２】
本発明の好適な一実施例によると、基板を延伸した後に第２保護膜を基板の第２表面上に粘着し、液晶膜を塗布した後にベーキングして紫外線により液晶膜を硬化する。続いて、この基板を延伸機による機械延伸方式により、所定の延伸倍率まで延伸する
【００１３】
基板の材料はポリビニルアルコール（polyvinyl alcohol：ＰＶＡ）、トリアセチルセルロース（triacetyl cellulose：ＴＡＣ）、耐熱性樹脂（ＡＲＴＯＮ（登録商標））、環状オレフィン系共重合体（cyclic olefin copolymer：ＣＯＣ）、環状オレフィン系重合体（cyclic olefin polymer：ＣＯＰ）および熱可塑性ポリエステル（ＰＥＴ）からなるグループから一つ選択する。液晶膜の材料は棒状液晶または円盤状液晶の何れかから選択する。基板の材料をポリビニルアルコールとしたとき、その延伸倍率は５〜１２倍である。また、第１保護膜および第２保護膜の材料はトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、環状オレフィン系共重合体（ＣＯＣ）、環状オレフィン系重合体（ＣＯＰ）および熱可塑性ポリエステル（ＰＥＴ）からなるグループから一つを選択する。
【発明の効果】
【００１４】
従来技術と異なり、本発明の製造方法は配向膜の塗布、配向膜のベーキング、配向膜の配向および塵洗浄などといった多くの工程が必要ないため、製造効率および収率を大幅に向上して製造コストを下げることができる。また、液晶材料の塗布装置を基板の延伸装置に合わせて使用し、基板を延伸すると直ちに液晶材料を塗布することができ、基板の延伸特性を保持することができる他に全体の工程を一連で完了することができる。
【００１５】
一方、基板は成熟された技術で均等性が良好な機械により延伸された後、その平行延伸軸の方向上に均等で連続した長い紋状の凹溝が形成される。この分布が十分に規則的な凹溝は、極性を有する液晶分子に対する配向配列を均一にするため非常に役立つ。従来技術で発生していた機械摩擦による不規則な凹溝を有する配向膜と異なり、本発明は液晶材料全体の配列の均等性を向上して、光学補償フィルムの補償効果およびその光学機能を効果的に向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図２は本発明の好適な一実施例の方法を示す流れ図である。図２に示すように、先ず基板を所定の延伸倍率まで延伸する（ステップ２０１）。続いて、液晶材料を基板の第１表面上に塗布して液晶膜を形成する（ステップ２０６）。続いて、第１保護膜を液晶膜上へ粘着する（ステップ２０９）。
【００１７】
基板の材料は、ポリビニルアルコール（polyvinyl alcohol：ＰＶＡ）、トリアセチルセルロース（triacetyl cellulose：ＴＡＣ）、耐熱性樹脂（ＡＲＴＯＮ（登録商標））、環状オレフィン系共重合体（cyclic olefin copolymer：ＣＯＣ）、環状オレフィン系重合体（cyclic olefin polymer：ＣＯＰ）および熱可塑性ポリエステル（ＰＥＴ）からなるグループから一つを選択する。
【００１８】
液晶膜の材料は棒状液晶および円盤状液晶の中の何れかから選択するが、補償効果は棒状液晶の方が優れている。保護膜の材料はトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、環状オレフィン系共重合体（ＣＯＣ）、環状オレフィン系重合体（ＣＯＰ）および熱可塑性ポリエステル（ＰＥＴ）からなるグループから一つを選択する。
【００１９】
この好適な一実施例において、様々な液晶パネルの種類、規格および要求に合わせて、基板材質、延伸倍率および液晶膜材料を選択し、それらの組合わせにより必要な補償効果を達成して良好な光学効果を得る。
【００２０】
図３Ａは、本発明のもう一つの好適な実施例の方法を示す流れ図である。図３Ｂは、図３Ａの方法による装置を示す図であり、以下の説明では図３Ａおよび図３Ｂを同時に参照すること。
【００２１】
先ず延伸装置３２２を使用して、例えば延伸機による機械延伸方式により、基板３１１を所定の延伸倍率まで延伸する（ステップ２０１）。基板３１１の材料がポリビニルアルコール（ＰＶＡ）のとき、その延伸倍率は５〜１２倍であり、好適には約１０倍である。その後、保護膜３１９を基板３１１の後面へ粘着し（ステップ３０２）、延伸された基板３１１を保護するとともに、適当に支持することにより基板が延伸された後に縮まないようにする。
【００２２】
続いて、ダイ法（die）、ワイヤーバー法（wire bar）またはグラビア法（gravure）などの液晶膜塗布装置３２６を使用して、この基板３１１の保護膜３１９を有さない他方の一表面に液晶材料を塗布して上に液晶膜を形成する（ステップ２０６）。この好適な一実施例において、液晶材料中には２５重量％のＢＡＳＦ液晶分子、旋光性光学ドーパント（chiral dopant）、光開始剤（photoinitiator）および溶剤に使用するｐ−キシレン（p-xylene）が含まれる。
【００２３】
この旋光性光学ドーパントは、主に液晶分子と合せて螺旋状構造を形成し、その割合は液晶分子に対して約１０重量％である。その他、この好適な実施例のその他の実験値から分かるように、液晶分子およびそれにより達成される補償効果の違いにより、液晶材料全体に占める割合は約１０〜５０重量％である。
【００２４】
基板３１１が機械により延伸された後、その延伸軸に平行な方向には均等で連続した長い形状の凹溝が形成されるが、その分布が十分に規則的な凹溝は、例えば好適な一実施例中で使用されるＢＡＳＦ液晶分子などの極性を有する液晶分子に対し、その配向配列を均一にする上で非常に役立つ。
【００２５】
従って、液晶膜３１６中の液晶分子は凹溝のため同一方向に伸ばされて配列される。続いて、焼成炉などの液晶膜焼成装置３２７により、この液晶膜３１６をベーキングしてｐ−キシレン溶剤を除去してから（ステップ３０７）、紫外線照射装置３２８で照射して液晶膜３１６を硬化する（ステップ３０８）。最後に、この液晶膜３１６の上に保護膜３１９を粘着することにより（ステップ２０９）、この光学補償フィルムの製造工程を完了する。図３Ｃは、図３Ａの方法により製造した光学補償フィルムを示す断面図である。図３Ｃに示すように、この光学補償フィルム３３０は下から上に向かって順に、保護膜３１９、基板３１１、液晶膜３１６およびもう一つの保護膜３１９を有する。
【００２６】
また、延伸倍率が１０倍のポリビニルアルコールと、その上にＢＡＳＦ液晶膜が塗布されて延伸されたポリビニルアルコールとの屈折率および位相差値（Retardation）を比較して整理したものを表１に示す。この好適な一実施例では、硬化された後の液晶膜３１６の厚さは約１．３ｍｍであり、その表面の粗さは約５〜６ｎｍである。表１において、Ｎxはｘ軸方向の屈折率であり、Ｎyはｙ軸方向の屈折率であり、Ｎzはｚ軸方向の屈折率であり、Ｒoは面内（in-plane）の位相差値であり、Ｒthは面外（out-of-plane）の位相差値である。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
表１から分かるように、ＢＡＳＦ液晶膜へ塗布される前後では、ポリビニルアルコール基板の屈折率には大きな変化はない。一方、ＢＡＳＦ液晶膜を塗布した後のポリビニルアルコール基板は、その面内の位相差値の変化量には大きな変化はないが、その面外の位相差値の変化量は、ＢＡＳＦ液晶膜を塗布しなかったポリビニルアルコール基板よりも大きい。この面外の位相差値の変化量は元の８０から２１０へ大幅に増大するため、効果的に光学補償フィルムの補償効果および光学機能を向上させることができる。
【００２９】
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動や潤色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。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１Ａ】従来技術において基板上に液晶を塗布して光学補償フィルムを製造する方法の流れを示す概略図である。
【図１Ｂ】図１Ａの方法を利用した装置を示す概略図である。
【図１Ｃ】図１Ａの方法により製造した光学補償フィルムを示す断面図である。
【図２】本発明の好適な一実施例による方法の流れを示す概略図である。
【図３Ａ】本発明のもう一つの好適な一実施例による方法の流れを示す概略図である。
【図３Ｂ】図３Ａの方法を利用した装置を示す概略図である。
【図３Ｃ】図３Ａの方法により製造した光学補償フィルムを示す断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
２０１、２０６、２０９、３０２、３０７、３０８  ステップ、３１１  基板、３１６  液晶膜、３１９  保護膜、３２２  延伸装置、３２６  液晶膜塗布装置、３２７  液晶膜焼成装置、３２８  紫外線照射装置、３３０  光学補償フィルム
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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