(57)【要約】【課題】本発明は、光学部品の製造方法に関わり、特に光電のフラットパネルディスプレイで用いられる光学補償フィルムの製造方法に関する。 【解決手段】  本発明は光学補償フィルムの製造方法を示し、その工程はまずＰＡＲ （ポリアリレート）を提供し、このポリマーを非プロトン性極性溶剤に溶かしてＰＡＲ溶液を形成させ、また、前記ＰＡＲ溶液を基材に塗布し、そこに含まれている非プロトン性極性溶剤を所定の温度で実質上除去し、厚さが１μm乃至２０μmの光学補償フィルムを形成させる。この光学補償フィルムは光学異方性を有し、光電のフラットパネルディスプレイに適用される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＡＲが提供される工程と、
前記ＰＡＲを非プロトン性極性溶剤に溶かしてＰＡＲ溶液を形成する工程と、
前記ＰＡＲ溶液を基材に塗布する工程と、
前記ポリマー溶液中の前記非プロトン性極性溶剤を所定の温度で除去し、厚さが１μm乃至２０μmの光学補償フィルムを形成する工程と、
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ＰＡＲ溶液には重量百分率でおよそ１０乃至２０％の前記ＰＡＲが含まれ、且つ前記ＰＡＲがビスフェノールＡ及びジカルボン酸からなる群から自由に選ばれることを含み、前記非プロトン性極性溶剤が、ジクロロメタン、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、クロロホルムのようなハロゲン化アルキル、トルエンのような芳香族化合物、シクロペンタノン、シクロヘキサノンのような鎖式ケトン類、テトラヒドロフランのようなエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、Ｎ-メチル-２-ピロリドン、ジメチルスルホキシド、１,４-ジオキソランから選ばれることを特徴とする請求項１に記載の光学補償フィルムの製造方法。
【請求項３】
４０℃乃至１８０℃の温度傾斜度で前記非プロトン性極性溶剤を除去し、且つ、前記ＰＡＲ溶液中の前記非プロトン性極性溶剤を重量百分率１％より少なくなるまで除去することを特徴とする請求項１に記載の光学補償フィルムの製造方法。
【請求項４】
前記フィルムの物理化学性質が向上するように前記光学補償フィルムを後処理し、前記フィルムの物理化学性質が接触角であり、前記後処理方法は、アルカリ洗浄、酸洗浄、プラズマ、アーク及びコロナのいずれかを含むことを特徴とする請求項１に記載の光学補償フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学部品の製造方法に関わり、特に光電のフラットパネルディスプレイで用いられる光学補償フィルムの製造方法に関わる。 
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイは伝統的なブラウン管に比べると多くの利点を有するので、ブラウン管に取って代わり現在ディスプレイの主流となっている。液晶ディスプレイには、最も主要な液晶槽のほかに、液晶ディスプレイの光学的性質を調整するための各種フィルムがある。
【０００３】
例を挙げると、液晶ディスプレイには一組の複屈折性のフィルムを組み合わせることが必要で、特殊なポリマー材料により、Ａ値とＣ値が調整される。Ａ値とＣ値のそれぞれの定義は以下に示すとおりである。
Ａ＝(nx-ny)d  ……………………………………  式１
Ｃ＝{[(nx+ny)/２]- nz }d  ……………………  式２
式中のnx、ny、nzはそれぞれx，y，z方向の屈折率、
dは厚みを示す。
【０００４】
負Ｃ板であるポリマー材料に関しては、すでにディスコティック液晶（アメリカ特許第５,５８３,６７９号）及び主にフラットパネルに関連するベンゼン基のポリイミド（アメリカ特許第５,３９５,９１８号、アメリカ特許第５,４８０,９６４号、アメリカ特許第５,５８０,９５０号）等で開示されている。従来の技術であるディスコティック液晶及び主にフラットパネルに関連するベンゼン基のポリイミドは、厚さ方向に向かって複屈折が大きすぎ、可視光を吸収するので、透明保護層上で精密に塗布することが必要である。
【０００５】
このほか、従来技術の別の欠点は、塗布工程のコストが非常に高い。ある従来の技術は、８乃至２０％ＰＡＲのジクロロメタン溶液で、溶剤鋳膜方式により厚さがほぼ８０乃至２００μmの光学フィルムを生成させ、その後、単軸で１５乃至３５％延伸することにより位相差フィルムとなる。例えば、アメリカ特許第５,１８９,５３８号、第５,１３８,４７４号、第５,２８５,３０３号などである。
【０００６】
従来の技術のＰＡＲフィルムの厚みは８０乃至２００μmであるので、単軸延伸後に得られる位相差フィルムのＡ値が非常に大きくなり（４００nm）、塗布工程のコストが引き上げられる以外に、複屈折が大きいので、塗布層の厚みに多少の差異を生じさせ、これが大きな位相差をもたらすことになる。
そこで厚みがさらに薄く、生産コストがさらに低い高額補償フィルムが必要となるが、このような特性を備えたまま理想的な位相差値を有さなければならない。  
【特許文献１】アメリカ特許第５,５８３,６７９号
【特許文献２】アメリカ特許第５,３９５,９１８号
【特許文献３】アメリカ特許第５,４８０,９６４号
【特許文献４】アメリカ特許第５,５８０,９５０号
【特許文献５】アメリカ特許第５,１８９,５３８号
【特許文献６】アメリカ特許第５,１３８,４７４号
【特許文献７】アメリカ特許第５,２８５,３０３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記の目的を達成するために、本発明は光学補償負Ｃ板の製造方法を提供するもので、その工程はまずＰＡＲを提供し、このポリマーを非プロトン性極性溶剤に溶かしてＰＡＲ溶液を形成させる。次に、このＰＡＲ溶液を直接基材に塗布し、そこに含まれている非プロトン性極性溶剤を所定の温度で実質上除去し、厚さが１μm乃至２０μmの光学補償フィルムを形成させ、光電のフラットパネルディスプレイに適用される。
例えば、液晶ディスプレイ、有機ＬＣＤ、或いはポリマー液晶ディスプレイの視角補償フィルムである。    
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の最適な実施例において好適に適用されるＰＡＲはポリアクリレートであり、理想的な非プロトン性極性溶剤は、ジクロロメタン、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、クロロホルムのようなハロゲン化アルキル、トルエンのような芳香族化合物、シクロペンタノン、シクロヘキサノンのような鎖式ケトン類、テトラヒドロフランのようなエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、Ｎ-メチル-２-ピロリドン、ジメチルスルホキシド、１,４-ジオキソランのようなケトン類等、或いはその混合物であるが、ここで示す溶剤に限らない。また、いろいろな方式を用いることができるが、例えば、バー塗布法、リバースロール塗布法、エアーカーテン式塗布法、ロール塗布法、グラビール塗布法、ディップ式塗布法、回転塗布法、スロット-ダイ塗布法、押し出し式塗布法、カーテン塗布法、或いは前記の任意の組み合わせにより、ＰＡＲ溶液を基材に塗布する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の方法を用いて製造される光学補償フィルムの特徴の一つは、従来の方法で得られるフィルムの厚み８０乃至２００μmと比較して、本発明の方法を用いて製造される光学補償フィルムの厚みはさらに薄く、僅か１μm乃至２０μmぐらいである、ということにある。また、他方では、さらに簡単な生産工程を用いることにより、明らかに生産コストを低減させることができ、製品の競争力を高めることができる、ということである。その上、本発明の方法を用いて製造される光学補償フィルムは、そのまま理想的な位相差値を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は光学補償フィルムの製造方法に関わる。この光学補償フィルムは優れた光学異方性を有し、光電のフラットパネルディスプレイに適用され、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＬＣＤ、或いはポリマー液晶ディスプレイの視角補償フィルムとして用いられる。
本発明の利点と意義を、最適な実施例を用いて以下に詳しく述べる。
【実施例】
【００１１】
本発明方法は光学補償負Ｃ板を製造することであり、まずＰＡＲを提供することが必要で、芳香族ポリエステルの前任者を適当な条件下で重合することで得られる。理想的な芳香族ポリエステル前任者は、ビスフェノールＡ及びジカルボン酸のようなものである。理想的な前任者を選択した後、適当な重合条件下で、分子量が１００００乃至１０００００のＰＡＲを重合し、光学補償フィルムを形成することができる。
【００１２】
続いて、得られたＰＡＲを適当な非プロトン性極性溶剤に溶かしてＰＡＲ溶液を形成させ、そのうち、最適な実施方式は重量百分率がおよそ１０乃至２０％のアクリル酸化物を含有するポリマーを用いる。非プロトン性極性溶剤というのは、本領域に関して通常の知識がある者が理解できるものであり、理想的な非プロトン性極性溶剤はジクロロメタン、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、クロロホルムのようなハロゲン化アルキル、トルエンのような芳香族化合物、シクロペンタノン、シクロヘキサノンのような鎖式ケトン類、テトラヒドロフランのようなエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、Ｎ-メチル-２-ピロリドン、ジメチルスルホキシド、１,４-ジオキソランのようなケトン類等或いはその混合物であるが、ここで示す溶剤に限らない
【００１３】
この調合したＰＡＲ溶液を基材に塗布する。用いることのできる塗布方法は、バー塗布法、リバースロールロール塗布法、エアーカーテン式塗布法、スロット-ダイ塗布法、ロール塗布法、ディップ式塗布法、回転塗布法、グラビール塗布法、押し出し式塗布法、カーテン塗布法、或いは前記の任意の組み合わせを含む。
塗布したばかりのポリマー溶液は溶剤を含んでいるので、ウエットフィルムと呼ばれる。ウエットフィルムの厚さは、アクリル酸化物のポリマーの種類、分子量の分布、ポリマー溶液の濃度と溶剤固有の粘度等の要因によって決まるのであるが、最適な状態はウエットフィルムの厚さができるだけ薄いことであり、ウエットフィルムの厚さはおおよそ３０乃至２００μmの間であれば、後工程である溶剤除去をするのに都合がよい。
【００１４】
適当な温度下、最適な実施例においては４０℃乃至１８０℃の昇温状態で、極力ＰＡＲ溶液中の非プロトン性極性溶剤を除去することができ、最適な溶剤残留率は１％を超えず、厚みがおおよそ１μm乃至２０μmの光学補償フィルムを形成する。溶剤を除去した後のフィルムは、ウエットフィルムに対し、ドライフィルムと呼ばれる。
溶剤を除去するプロセスにおいて、温度をだんだんと上げて昇温ステップを行ない、例えば、４０℃で２０分、６０℃で２０分、８０℃で２０分、１００℃で６０分の組み合わせにより、ＰＡＲ溶液中の非プロトン性極性溶剤を実質上除去する。
適切な温度は、ポリマーの種類、分子量の分布、ポリマー溶液の濃度と溶剤の沸点で決まる。例を挙げると、シクロヘキサノンを溶剤として用いる場合、４０℃乃至１８０℃でＰＡＲ溶液中の溶剤を除去することができる。
【００１５】
一般的に、本発明方法で用いている最適な基材は、ガラス或いは表面処理がされているポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンである。通常基材には一層のＴＡＣ（トリアセテートセルロース）を含んでいるが、直接ＴＡＣを基材として用いるものある。その他に、基材は一層のＡ位相差フィルムを含んでいる。ポリカーボネート、ＴＡＣ、ｍＣＯＣシクロアルケン等の材料から生成されるＡ位相差フィルムは、製造された光学補償フィルムのＡ値である光学異方性を調節あるいは補償することで、厚さ方向に沿った屈折率を平面方向のＶＡモデル或いはＴＮモデルの液晶ディスプレイよりも高くさせることができ、光学上の補償を行うことができる。
【００１６】
製造されたドライフィルムの厚さの理想化、あるいは水平方向の屈折率の改善のために、ＴＡＣ上に塗布された光学補償負Ｃ板は加熱延伸或いは機械方式により光学補償フィルムを引っ張ることができる。例えばＴＡＣのガラス転移温度、約１５０℃まで加熱し、延伸或いは引っ張り（instron）装置による前後左右の機械的な方法を用いて光学補償フィルムを引っ張ることで、２軸延伸効果が得られ、Ｃ＋Ａ位相差を有する位相差フィルムを得ることができる。
【００１７】
前記で得られたドライフィルムをさらに各種の後処理方法により、フィルムの物理化学性質を改善することができる。後処理方法は、アルカリ洗浄、酸洗浄、プラズマ、アーク及びコロナ（２５０ｋＷ乃至５００ｋＷ）或いは前記の任意の組み合わせを含む。異なる条件で異なる結果が得られるので、改善すべき目的にあわせ決定される。
【００１８】
他の方法を用いてフィルムの光学的性質を改善することもできる。例えば、フィルムと単軸方向の光学異性を有するＡ板を貼り合せる或いは塗布することで、その水平方向の屈折率を変化させ、２軸延伸効果により、Ｃ＋Ａ位相差を有する位相差フィルムが得ることができる。
【００１９】
本発明の前記方法を用いて製造される光学補償フィルムは、従来方法で得られるフィルムと比較して本発明で得られる光学補償フィルムの厚みが薄く、僅か１μm乃至２０μmぐらいである。また、さらに簡単な生産工程を用いることにより、明らかに生産コストを低減させることができ、製品の競争力を高めることができる。その上、そのまま理想的な位相差値を有する。
【００２０】
以下、本発明である光学補償フィルムの実施方法を説明する。
５０℃下で１３％ＰＡＲ−２０％Dioxolane溶液１３ｇを用意し、比率が２０％のＴＨＦ (tetrahydrofuran)と１,３-ジオキソラン（dioxolane）混合溶液である溶剤８７ｇと合わせる。このポリマーが溶剤中で充分溶解した後濾過し、スクレーパーを用いてガラス基材に塗布し、厚みが３０乃至２００μmのウエットフィルムを形成させる。
【００２１】
その後、４０℃乃至１８０℃の昇温ステップによりこのウエットフィルムを加熱し、大部分の溶剤を充分に除去する。
【００２２】
得られたフィルムを、NIPPON DENSHOKU Haze Meter NDH 2000 で霧度（haze）と総透過率を測定したもの、及びOji Scientific Instruments KOBRA-21ADHで測定した位相差から得られた光学的性質の結果を以下の表に示す。
【表１】
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【００２３】
以上の結果から分かるように、本発明の前記方法を用いることで光学補償フィルムを製造することができ、厚みを増加させることで、法線方向の位相差も、またその増加したVＡの視角の利点を用いることができる。
【００２４】
本発明では最適な実施例の説明を前記に示したが、本発明の主張する特許範囲はこれに限られるものではない。その特許保護範囲は前記に示す特許請求の範囲と同等の領域で定められる。この領域を熟知している技術者が、本特許の主旨と範囲内から外れることなく、改良を加え、本発明が示している主旨の下で変更或いは設計されているものも、前記の特許請求の範囲内に含まれるべきである。