(57)【要約】ポリマー性材料フィルムを含む光学媒体であって、上記ポリマー性材料が、９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレン誘導体とテレフタル酸誘導体及びイソフタル酸誘導体の混合物とから得られるポリエステルであり、前記ポリマー性材料が３１５℃を超えるガラス転移温度および０．００６０未満の黄変係数Ｙｃを有する、光学媒体。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマー性材料フィルムを含む光学媒体であって、前記ポリマー性材料が、９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレン誘導体とテレフタル酸誘導体及びイソフタル酸誘導体の混合物とから得られるポリエステルであり、前記ポリマー性材料が３１５℃を超えるガラス転移温度および０．００６０未満の黄変係数Ｙｃを有することを特徴とする、光学媒体。
【請求項２】
前記ポリマー性材料が３２５℃を超えるガラス転移温度および０．００５５未満の黄変係数Ｙｃを有することを特徴とする、請求項１に記載の光学媒体。
【請求項３】
前記ポリエステルが、以下の一般構造：
2006524276.tif 000008
（式中、
Ａは、一般式（Ｉ）： 
2006524276.tif 000009
式（Ｉ）
で表される９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレン基の１または異なる２種以上を示し、
Ｂは、下式：
2006524276.tif 000010
式（ＩＩ）
で表されるジカルボキシ基の１または異なる２種以上を示し、
ｎは、ポリマーを構築する繰り返し単位の数であり、２０より大きい正の整数である）によって表されることを特徴とする、請求項１に記載の光学媒体。
【請求項４】
前記ポリエステルが以下の構造
2006524276.tif 000011
（式中、ｎは２０より大きい正の整数である）によって表されることを特徴とする、請求項１に記載の光学媒体。
【請求項５】
前記ポリエステルが９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレンとテレフタル酸及びイソフタル酸の混合物とから得られることを特徴とする、請求項１に記載の光学媒体。
【請求項６】
前記テレフタル酸及びイソフタル酸の混合物は、イソフタル基２０〜８０重量％及びテレフタル基８０〜２０重量％を含むことを特徴とする、請求項５に記載の光学媒体。
【請求項７】
前記テレフタル酸及びイソフタル酸の混合物は、イソフタル基３０〜７０重量％及びテレフタル基７０〜３０重量％を含むことを特徴とする、請求項５に記載の光学媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高品質のポリマー性材料フィルムを含む光学媒体に関する。特に、本発明は、高い熱、機械及び光学特性を有するポリマー性材料フィルムを含む光学媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）は、今日の商業的な電子デバイスにおいて急速に一般的になってきている。それらの適用のほとんどにおけるＦＰＤは、軽量で、持ち運び可能で、頑丈で、低電力及び高解像度であることが期待されている。これらのすべての属性を有するディスプレイは、将来において商業的に広範囲に適用可能である。
【０００３】
ほとんどの市販の製品は、ディスプレイ加工プロセスにおいて、出発材料としてガラスを使用する。ガラスは、その優れた特性、例えば、透明性、光学明瞭度、可視光範囲での高い透明性、高い温度耐性、及び標準的な半導体製造加工において用いられる化学物質との適合性に起因して、いくつかの光学適用において広範囲に使用されてきた。それにもかかわらず、その高い重量及び高い脆弱性に起因して、光学適用における支持体としてのガラスの使用は、最終生成物の実現に問題を生じる場合がある。それに加えて、ガラスは可とう性ではないので、連続的な加工に使用することはできず、これにより最終的な生産性が比較的低くなってしまう。
【０００４】
これらの理由から、ガラスの代わりに透明なプラスチックフィルムを用いることが望ましい。プラスチックがディスプレイ製造のための出発物質として使用される場合、軽量で頑丈なだけではなく、可とう性であるディスプレイを得ることができる。このような技術の実現は、現在のシートプロセスを連続的なロール・ツー・ロール製造プロセスに変換し、ディスプレイ産業において顕著な衝撃を与える。
【０００５】
ディスプレイ製造に関する実際のプロセスは、優れた熱機械特性及び光学特性を有し、その特性に顕著な変化を与えることなく、高い温度プロセス、溶媒処理及びＵＶ−可視光暴露に耐えられるガラス支持体を用いて行うように設計される。
【０００６】
典型的なディスプレイ製造プロセス、例えば、活性マトリックス（ＡＭ）又は受動マトリックス（ＰＭ）を有する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）及び有機発光素子（ＯＬＥＤ）を製造するプロセスにおいて、現在、支持体としてガラスを使用する。ガラスは、所望の種類のディスプレイによって変動し得る異なる機能層のコーティングを含む、製造プロセスの出発点である。例えば、シリコン又はインジウムスズオキシド（ＩＴＯ）のような金属又は金属酸化物は、スパッタリング又は真空蒸着によってガラス上にコーティングされ、例えば、熱、レーザー又は化学処理によって処理され、ディスプレイの駆動回路を形成する。高性能の駆動回路（例えば、ＴＦＴ）の場合では、これらのプロセスは、約６００℃の温度でガラス上で行われる。最近の開発は、レーザー技術によってこの温度を約２５０〜３５０℃まで下げた。
【０００７】
市場で入手可能なほとんどのプラスチックは、ディスプレイのための支持体としての適用の要求を満たす光学特性を有しているにもかかわらず、２４０℃未満のガラス転移温度を有し、上述のプロセスにおいて使用できない。米国特許５，８１７，５５０号及び米国特許５，８５６，８５８号は、低温プラスチック基板上に薄膜トランジスターを形成するための方法を記載する。この方法は、製造プロセスにおける最初の工程として、０．１〜５．０ミクロンのＳｉＯ２で両側をコーティングされた基板を含む。これにより、フィルムがＴＦＴアセンブリに必要とされる高温に耐えることが可能になる。Ｎ．Ｄ．Ｙｏｕｎｇ  ｅｔ  Ａｌ．，Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｐｏｌｙ−Ｓｉ  ｏｎ  Ｇｌａｓｓ  ａｎｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ，ＡＳＩＡ  ＤＩＳＰＬＡＹ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ，１９９８は、ポリマー支持体上でのポリ結晶性シリコンＴＦＴの加工を記載する。２５０〜３５０℃までの熱安定性は、良好な性質、例えば、構築プロセス中の良好な安定性及び自己保持性を補償するために高い機械特性及び低い熱収縮速度をもつＴＦＴ回路を得る目的で、ポリマー基材に必要とされる。さらに、保護層は、ディスプレイ製造工程中の化学物質及び溶媒に対する耐性を高めるために必要とされる。
【０００８】
高い機械特性は、デバイスアセンブリ及びその使用中に自己保持するフィルムを得るために必要とされる。結局、顕著な分解を生じないＵＶ−可視光暴露に対する良好な耐性（脆化及び色変化を防ぐ）は、ＵＶ源が使用されるプロセス工程に耐えるために、日光環境の適用における分解を防ぐために必要とされる。
【０００９】
他の問題は、ディスプレイ使用中の安定性に関連する。ディスプレイに使用される活性物質は、特に酸化されやすく、ディスプレイの内側の酸素及び水分の存在に非常に敏感である。酸素及び水分に対する高いバリヤー性。それ故に、この種の適用のためにガラスは、好適な不浸透性レベルを提供するが、一方、プラスチックは一般的に浸透性でありすぎる。この問題は、耐化学薬品性及び耐引っ掻き性とともに、プラスチックフィルムの表面に好適な機能層を添加することによって解決される。ほとんどの一般的な耐引っ掻き層及びバリヤー層は、ＵＶ−光硬化可能な物質に基づき、この層は、光学デバイスのための潜在的なプラスチック支持体に主に必要とされる性質の１つであるＵＶ耐性を基材に与える。米国特許６，３５８，５７０号、米国特許６，２６８，６９５号及び米国特許６，４１３，６４５号は、プラスチックフィルム上にコーティングされたバリヤー層を開示する。主な適用は、水分及び酸素に対する高いバリヤー性が必要とされるディスプレイについてのプラスチック支持体である。バリヤー構造は、硬化可能な樹脂及び無機化合物の複数層の組成物である。この樹脂は、ＵＶ照射によって硬化することができる。
【００１０】
いくつかの特許及び特許出願は、電気適用のためのフルオレンポリエステル材料を記載する。
【００１１】
米国特許第３，５４６，１６５号は、種々のｇｅｍ−ビスフェノール及びジカルボン酸の熱的に安定なポリエステルを記載する。９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレンと１００％イソフタル酸とのポリエステル及び９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレンと８０重量％イソフタル酸及び２０重量％テレフタル酸とのポリエステルが挙げられる。これら両方のポリマーについて、３６０℃の軟化温度が報告されている。ＵＶ安定性及び機械特性は評価されていない。
【００１２】
米国特許第４，３８７，２０９号は、９，９−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）−フルオレンと、イソフタル酸及びテレフタル酸からなる群の少なくとも１つの化合物とを反応させ、界面重合プロセスを用いることによって製造されるポリエステルを記載する。このポリエステルの固有粘度は、モノマー純度に強く依存し、ジフェノールモノマーの純度における比較的少量の変動は、固有粘度値に大きな変化をもたらす場合がある。ポリエステルフィルムは、電気絶縁場において使用されることが記載されているが、光学適用又は可能な適用についてのデータはいずれも報告されていない。
【００１３】
米国特許４，９６７，３０６は、低分子量オリゴマーを非常に低レベルで含有し、当該技術分野で公知の低分子量オリゴマー種を含有するコポリマーよりも高い引っ張り強度、伸長、耐化学物質性、温度安定生、耐ＵＶ性及び真空安定性を有する９，９−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）−フルオレン／イソフタル酸及びテレフタル酸のポリエステルを開示する。少量のオリゴマーを含有するフィルムは、紫外線照射に対する限定された暴露によって黄変するか、分解することが開示されている。
【００１４】
Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｖｏｌ．２９，ｐ．３５〜４３（１９８４）に報告される９，９−ビス−（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）−フルオレン及びイソフタル酸で構成されるポリアリレートから得られる樹脂は、脆すぎ、腐食耐性が不十分であり、フィルム性能も低い。
【００１５】
日本特許出願第０９−０７１，６４０号は、（ａ）芳香族ジカルボン酸、（ｂ）特定量の置換９，９−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）−フルオレン及び（ｃ）脂肪族グリコールで構成される樹脂を開示し、この樹脂は、その良好な透明性及び耐熱性のために光学材料に使用される。
【００１６】
米国特許４，８１０，７７１は、モノ−オルト一置換ビスフェノールと、イソフタル酸及びテレフタル酸のブレンドとから製造されるポリエステルを開示する。
【００１７】
欧州特許出願第９４３，６４０号は、アルキル（Ｃ１〜Ｃ４）基でオルト位において一置換及び二置換されたビスフェノールフルオレンを用いて合成されたポリアリレートを用いて調製されるフィルムを記載する。このようなポリアリレートは、ＵＶ照射に対して良好な安定性を有する。
【００１８】
９，９−ビス（３，５−ジブロモ−４−ヒドロキシフェニル）−フルオレンビスフェノールモノマーから誘導されるポリアリレートは、ガス分離部材として、ＰＣＴ特許出願第ＷＯ００−３３，９４９号に開示されている。
【００１９】
米国特許５，００７，９４５号において、ジカルボン酸クロリド及びフェノール基の全てのオルト位にハロ置換基を有するｃａｒｄｏビスフェノールから得られる種類のポリアリレートが記載されており、このポリアリレートは、ガス混合物の１つ以上の成分を分離するために使用される。このような特許は、ガス分離部材を記載するが、このようなポリマーからなる光学フィルムについては述べていない。
【００２０】
本発明は、光学適用に好適なプラスチックフィルムを記載し、さらに好ましくは、ディスプレイ支持体として、本製造プロセスに耐えることができ、その使用中の環境条件に耐えることができるプラスチックフィルムを記載する。さらに、可とう性のプラスチック支持体の使用は、ディスプレイの製造におけるロール・ツー・ロール製造プロセスを導入可能にする。
【発明の開示】
【００２１】
ポリマー性材料フィルムを含む光学媒体であって、上記ポリマー性材料が、９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレン誘導体と、テレフタル酸誘導体及びイソフタル酸誘導体の混合物とから得られるポリエステルであり、前記ポリマー性材料が３１５℃を超えるガラス転移温度および０．００６０未満の黄変係数Ｙｃを有することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
ポリマー性材料フィルムを含む光学媒体であって、上記ポリマー性材料が、９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレン誘導体と、テレフタル酸誘導体及びイソフタル酸誘導体の混合物とから得られるポリエステルであり、前記ポリマー性材料が３１５℃を超えるガラス転移温度および０．００６０未満の黄変係数Ｙｃを有することを特徴とする。
【００２３】
本発明において有用なポリエステルは、以下の一般構造：
2006524276.tif 000002
（式中、
Ａは、一般式（Ｉ）：
：
2006524276.tif 000003
で表される９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレン基の１または異なる２種以上を示し、Ｂは、下式：
2006524276.tif 000004
式（ＩＩ）
で表されるジカルボキシ基の１または異なる２種以上を示し、
ｎは、上記ポリマーを構築する繰り返し単位の数であり、２０より大きい正の整数である）によって表すことができる。
【００２４】
好ましくは、本発明は、以下の構造：
2006524276.tif 000005
（式中、ｎは２０より大きい正の整数である）で表される、１つ以上のポリエステルを含む光学フィルムである。さらに好ましくは、本発明は、一般式（Ｉ）の９，９−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）−フルオレン基の少なくとも２種の重合性単位と、イソフタル酸及びテレフタル酸の混合物とから得られるポリエステルを含む光学フィルムを指す。イソフタル酸及びテレフタル酸の混合物は、さらに好ましくは、イソフタル基２０〜８０重量％及びテレフタル基８０〜２０重量％を含み；最も好ましくは、イソフタル酸及びテレフタル酸の混合物は、イソフタル基３０〜７０重量％及びテレフタル基７０〜３０重量％を含む。
【００２５】
本発明における場合、用語「基」は、化学化合物又は置換基を記載するために使用され、記載された化学物質は、基、環及び残基、従来の置換基をもつ基、環及び残基を含む。対照的に、用語「単位」が使用される場合、置換されていない化学物質を意図される。例えば、用語「アルキル基」は、アルキル単位、例えば、メチル、エチル、ブチル、オクチル等だけでなく、置換基、例えば、ハロゲン、ニトリル、ヒドロキシ、ニトロ、アミノ、カルボキシ等を有するこれらの単位を含む。用語「アルキル単位」は、対照的に、メチル、エチル、シクロヘキシル等のみである。
【００２６】
本発明に有用なポリマー性材料は、優れた機械および熱特性、高いTgを有し、ＵＶ−可視光源に対する暴露の際に黄変をうけにくい。さらに特定的には、このポリマー性材料は、ガラス転移温度３１５℃より大きい、より好ましくは３２５℃より大きい、最も好ましくは３３５℃より大きく、黄変係数Yc０．００６０より小さく、より好ましくは０．００５５より小さく、最も好ましくは０．００５０より小さい。
【００２７】
上記特性は、本発明のポリマー材料を、当該技術分野で公知の多くの光学媒体、例えば、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネセンスディスプレイ、有機発光素子ディスプレイ等の製造においてガラス支持体の代わりとして使用することを許容する。このことは、ガラス支持体を用いて製造される従来のものよりもより可とう性で耐性の高いディスプレイを得ることを可能にする。さらに、本発明のポリマー性材料の使用は、ディスプレイ製造におけるロール・ツー・ロール技術の使用を可能にする。
【実施例】
【００２８】
化合物Ａを使用し、テレフタル酸（ＴＰＡ）及びイソフタル酸（ＩＰＡ）の混合物を利用して欧州特許３９６，４１８号に記載されるような界面重縮合技術を用いて重合させることによってサンプルフィルムを得て、以下の表１に報告される。
表１
2006524276.tif 000006
【００２９】
このようにして得られたポリマーを、このポリマーの１０重量％の塩化メチレン溶液を用いて溶媒コーティング技術を用いてコーティングした。１００μｍの厚みを有する得られたフィルムを２５℃の温度で３時間乾燥させ、徐々に温度を上げ最大温度１６０℃まで加熱した。次いで、サンプルフィルム１〜７をＨおよびＤ球、ＵＶ源とサンプルの間に挿入された２ｍｍ厚のガラスパイレックスを取り付けたＦｕｓｉｏｎ  Ｆ３００  Ｌａｍｐ  Ｓｙｓｔｅｍ（Ｆｕｓｉｏｎ  ＵＶ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｉｎｃ．によって製造）を用いることによってＵＶに対する試験を行った。
【００３０】
サンプルフィルムの黄変を、最も顕著であると同定された４００ｎｍ（青色吸収）の選択された波長で、暴露前と後でそれらの吸光度を比較することによって測定した。３２０〜５００ｎｍの範囲で作動するＰｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ  Ｌａｍｂｄａ  ２光学分光計によって、光学吸光度を測定した。黄変係数（Ｙｃ）は、ＵＶ照射源及び有効な暴露エネルギーに暴露されたポリマー性フィルムの吸光度の平均変動度の比として定義される。使用される最高暴露エネルギーは、５．０Ｊ／ｃｍ２までであった。これより低い値であるほど、よい結果が得られた。その結果を以下の表２にまとめた。
【００３１】
サンプルフィルム１〜７のガラス転移温度値（Ｔｇ）をパーキンエルマーＤＳＣ位相差カロリメーターを用いて５０℃の温度からスタートして４００℃まで連続窒素流下で１０℃／分の加熱ランプに従って決定した。結果を以下の表２に要約する。
表２
2006524276.tif 000007
【００３２】
表２のデータは、サンプルフィルム３〜５のみが本発明において良好な黄変係数値（０．００６０未満のＹｃ）および良好なガラス転移温度値（３１５℃より高いＴｇ）を同時に有する光学媒体を得るために有用であることを示す。逆に、比較サンプルフィルム１〜２は非常に低いガラス転移温度値を示し、比較サンプルフィルム６〜７は非常に高い黄変係数値を示した。
【００３３】
特定の実施形態が例示のため及び本発明の特徴を説明するために記載されたが、これらの実施形態は、限定を意図するものではない。改変及び変更は、当業者にとって明らかになり、本発明は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されることが意図される。
【国際調査報告】
2006524276.tif 000012
2006524276.tif 000013