JP2011508270A - 液晶ディスプレイ用の光学補償フィルム及びそれと関連する発明 - Google Patents
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Abstract
Description
Ro(=Re)=(nx−ny)×d (I)
Rth={[(nx+ny)/2]−nz}×d (II)
R1は、1〜12個のC原子を有する直鎖状のアルキル又はアルコキシを表わし、ここで、1個以上のCH2−基は、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−NR4−、−CO−NR4−、−NR4−CO−によって、O原子及び/又はS原子が互いに直結していないように代えられていてもよく、かつここで、1個以上のH原子はFによって代えられていてもよく、
R2は、CN、F、Cl又は1〜12個のC原子を有する直鎖状のアルキル又はアルコキシを表わし、ここで、1個以上のCH2−基は、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−(択一的に又は補足的に)、−NR4−(択一的に又は補足的に)、−CO−NR4−、−NR4−CO−によって、O原子及び/又はS原子が互いに直結していないように代えられていてもよく、かつここで、1個以上のH原子はFによって代えられていてもよく、
環:
Z2〜Z4は、各々互いに無関係で、−CO−O−、−O−CO−、−CONR4−、−NR4CO−、CH2O−、−OCH2−、−CH2S−、−SCH2−又は単結合、有利に単結合を表わし、
R4は、水素又はC1〜C7−アルキルを表わし、
基Lは、互いに無関係で、H、Fを表わし又は基Lの1個はClも表わし、
a、b、c及びdは、各々互いに無関係で、整数0、1又は2を表わし、かつ
eは、整数0又は1を表わす]の化合物であることを特徴とする。
本発明のもう1つの実施態様は、本発明による方法(既に前記した及び後記の又は請求の範囲に定義した)の光学補償シートの製法に関し、この際、少なくとも1種の式Iの化合物を、補償シートの製造の際に使用される混合物に、このようなシートの慣例製法の範囲で添加させる。
慣例のUV吸収物質として、例えば、Tinuvin 326(登録商標)(2−t−ブチル−6−(5−クロロ−ベンゾトリアゾル−2−イル)−4−メチル−フェノール=2−(5−クロル(2H)−ベンゾトリアゾル−2−イル)−4−(メチル)−6−(t−ブチル)フェノール="Bumetrizole"又はTinuvin 327(登録商標)(2,4−ジ−t−ブチル−6−(5−クロルベンゾトリアゾル−2−イル)−フェノール);2種とも、Ciba Specialty Chemicals AG, Basel, Schweiz製、Uvinul 3049(登録商標)(2,2−ジヒドロキシ−4,4−ジメトキシベンゾフェノン;BASF AG, Ludwigshafen, Deutschland)、Uvinul D-50(登録商標)(2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン;BASF AG)又はこれらのUV保護添加剤2種以上の混合物、又は殊にTinuvin 326(登録商標)単独が使用される。
A)透明シートの光学的(opt.)遅延の測定(Rth値及びRo値)
Firma Hinds Instruments, Inc., Hillsboro, OR, USAの複屈折測定器Exicor 150 ATを使用する。
1枚の帯状シートから(幅全般に)、3枚の標本左/中/右を切り取り、この際、キャスト方向(MD)は標本の1角に標識する。試料採取の間、その準備の間、しかし全測定過程にわたっても、殊に、シートを、不純物、例えば、汚れ、塵等、及び特に引掻き傷から保護することに注意すべきである。そのような欠損は測定結果に負の影響を有し得る。
試料を、個々に傾斜台上に載せ、先ず、キャスト方向が支柱線に垂直であるように方向づける。試料を1枚のアルミニウム(Alu-)板(2個の凹部を有する)で覆う。この際、シートに丸い小孔が空いていてはならない。角("angle")は、キャストシート(Giessfolien)では0±1°、かつハンドレイアップ注型物(Handguessen)では0±3°であるべきであり、これを達成するために、更なる測定によって所望の角度を達成するまでシートを回転させる。角のより大きな拡散で(特にハンドレイアップ注型物で)、調整を経て:<Graph type normal, Retardation angle->Statistics->Angle->Mean>角平均値を制御することができる。平均値(Mean)がキャストシートでは0±1°又はハンドレイアップ注型物では0±3°となるまで測定すべきである。本来の測定の開始前に、試料のずれ落ち/ねじれを防ぐために、シートの縁を接着テープで支柱線に固定することができる。極めて確実に行なうために、択一的に本来の測定点を標識することができる。測定点は長方形の中心の凹部である。測定の前に、屈折率(Refractive-Index)を確認すべきである。屈折率は<Configuration(登録商標)System Parameters(登録商標)Sample-Refractive-Index>により変えられ得る。
測定範囲:0〜700nm;再現性:±0〜3nm(Ro<30nm)又は±1%(Ro>1nm);測定精度/分解能:0.1nm。
較正:1日に1回又は装置、PC及びソフトウエアの各新規起動後に、気量測定で(この際、シート又は他のものが傾斜台上にあってはならない)、<System Parameters(登録商標)Sample(登録商標)Update Offsets>を介して基礎調整する。位相遅延値は、気量測定で0.00xxであるべきである。1週間に1回、付加的に、Hinds-Standardで(黒色ホルダーでのシート帯状物)装置を検査する。そのために、標準を傾斜台上に載せ、測定を開始する。12.5±1nmの値が出現すべきである。
耐久性試験は、耐候試験箱中60℃/相対湿度95%で、又は乾燥箱中80℃で相対的に低い湿度で、500時間(h)又は1000時間(h)にわたり実施される。
(i)厚さ測定:各ハンドレイアップ注型物の厚さを、DIN 53379により、平らに研磨した球状の測定面を有する厚みテスターを用いる測定によって測定し、この際、測定の前に試料体を不純物(例えば、埃)について検査し、湾曲が測定誤差を引き起こさず、かつ上部測定面が衝撃なく設置されていることに注意する。各測定の前及びその後に、測定装置のゼロ点を調節する。測定点は2〜3cmの間隔を有する。試料体の厚さは、1試料あたり5回の単一測定の平均値として表示される。
測定のために、光像を試料上に当て、そして積分球に入れる。球壁の白濁した被覆から一様に拡散した光が検知器で測定される。全透過は、閉鎖された球口で調査され、ヘイズ(Haze)は開口された球口で調査される。出口でのリングセンサーは映像鮮明度を測定する。測定は、具体的に、Gardener BYK Haze-Guard plus 4725-装置(Byk-Gardner GmbH, Geretsried, Deutschland)を用いて行なわれる。試料を垂直に照らし、透過光を積分球中で光電測定する(=°/拡散性−幾何学)。スペクトル感度は、標準光C下で、CIE−三刺激値関数yに適合している。測定装置は、Normen ASTM D-1003(透明プラスチックのヘイズ及び光透過の標準試験法)及びASTM-D 1044(透明プラスチックの表面磨耗に対する耐性のための標準試験法)に相応する。
測定のために、各標本から2*5cm大きさの試料(10cm2)を切り取り、前記の条件下に測定する。試料を常に同じ方法で光度計に入れるべきであり、従って、測定点は耐久試験の期間にわたり常に同一である。
Firma Brueckner Maschinenbau GmbH, Siegsdorf, Deutschlandの実験室用延伸機KARO 4を使用する。
次に説明するハンドレイアップ注型物を、85×85mm大きさの正方形に、又は各例で挙げられる大きさに切る。これらは正確に正方形の中心で後記の測定によって特徴付けられる。測定方法の説明は、後記されない限り、前記にある。
実験室用延伸機は、試料装填用のモジュールを含み、その中にシートを環境条件で入れ、各4個のクリップで全4つの側で固定し、引き続き、全装置を予備加熱用の炉モジュール中に移動させる。予備加熱後に、試料を試料装填室に戻し、延伸させる。装置の冷却後に、クリップを外し、試料を取り出す。
延伸過程の様々な調整を調べる:
延伸速度の交替
様々な延伸温度
二軸法での順次及び同時の延伸
得られる好適な調整パラメーターは次の通りである:
1分間160℃での予備加熱
160℃での延伸
クリップ温度130℃
ほぼ室温への冷却時間20秒間("凍結")
延伸速度1秒間あたり1%(非対称二軸1秒間あたり1%及び1秒間当たり4%で)
延伸方法:収縮を伴う一軸(=neck-in)、延伸方向に対して垂直に固定寸法を有する一軸、二軸対称(TDにおけるとは違ったファクターMD)、二軸非対称(ファクターMD=ファクターTD)
一軸延伸におけるキャスト方向(縦方向、機械方向;MD)又は横方向(TD)への延伸度1.0〜1.3
二軸延伸におけるTDへの延伸度1.0〜1.3及び様々な組合せへの延伸度1.0〜1.3。
e)結果の評価
先ず、試料の保全性を、冷却及びクリップからの解除後に可視的に評価する。標本の使用可能な平面は、小さい試料で約60×60mmであり(出発寸法70×70のように小さい"s"は、延伸後に、延伸条件に応じて、例えば、約85×85mmに拡大され得る)、大きな試料(出発寸法120mm×120mmのように大きい"l")では延伸条件に応じて使用可能な平面は110×110mmであり、縁範囲はクリップの影響によって失われる。その後に、試料を2枚の交差した偏光板の間に入れ、得られる偏光色を評価する。偏光色がシートの中心点の周囲で一様である場合には、正確な測定点が標識によって限定される。他方で、偏光色が一様でない場合には、試料は捨てられる。
次の測定が実施される:
測定点でのシートの厚さ(前記参照)
測定点でのヘイズ及び透過(前記参照)
測定点での遅延Ro及びRth(前記参照)。
メチレンクロリド/メタノール95/5(w/w)中のトリアセチルセルロース(TAC)(ACETATI S.A, Verbania, Italien, 公式商標ACEPLAST TLT-HV,アセチル化度60.8%)の16質量%溶液及び軟化剤としてトリフェニルホスフェート(TPP)(固体の90:10w/w)を調製する。これを回転箱中で1晩かけて溶解させる。その後、この塗料を少量づつ分け、各々添加剤を固体(TAC+TPP)に対して濃度2.5%又は5%の濃度で、及び更に溶剤(16%の塗料を再び得るために)を添加し、再度回転箱中で1晩かけて溶解させる。この塗料を水浴中で脱気させ、各々ハンドレイアップ注型物を製造し(詳細は例7を参照)かつ1晩かけて80℃で乾燥させる。
耐久性を、様々なシートについて、例1からの乾燥(80℃)で次のように調べる:
PGP−2−5(表2a))2.5%、PGP−3−3(表2b))5%又はPGP−2−4(表2c))5%を含んでいるTACシート(表2c))で、様々な、前記のようなかつ表から明らかに行なわれる延伸後に、Ro値及びRth値を調べる。
60℃及び相対空気湿度95%での耐久性(位相遅延値の不変性)を、次の表に挙げられた、例1で挙げた方法により製造されたシートについて調査する:
式Iの様々な添加剤を有するシートの耐久性(Durability)を、次の表に挙げた条件下に試験する。
次に各々挙げた式Iの添加剤の他に、更なる添加剤としてUV吸収剤を有する塗料を製造する。
PGP−2−5(2.5%)を有するTACシートの表面の鹸化を実施する。光学的特性の著しい変化は生じない。
標本:7.5×5cm、延伸1.3×1.3、74μm。
この例の方法:本発明による補償シートの製造のために、トリアセチルセルロースの代わりに、CAP=Firma Eastmann Typ CAP 141-20のセルロースアセトプロピオネート(Eastman Chemical Co., Kingsport, TN, USA;Mw=1モルあたり約280000g、Mn=1モルあたり約80000g)を使用する。この際、アセテート対プロピオネートの関係は、75対25である。製造は、次の詳細で、例1と同様に行なわれる:
式Iの添加剤として、PGP−2−5を使用する。固体の質量(質量)に対して、軟化剤としてTPP6%及びPGP2−5 2.5%を有する標準セルロースアセトプロピオネート塗料中の各々単純濃縮溶液を使用する。
a)偏光板の製造:
延伸PVAフィルムを、偏光膜の製造のために、沃素で処理する。
垂直に配向された(VA)液晶分子を有する液晶セルを有する、市販で得られる液晶ディスプレイ(VL-1530S, Fujitsu, Ltd.)から、1対の偏光板及び1対の光学補償シートを除去する。
セルローストリアセテート(Eastman/CA-435-40S, DS)2.96)2381kg、ジクロルメタン:メタノール混合物(9:1容量)13483kg、トリフェニルホスフェート324及びUV吸収剤(Uvinul 3049(登録商標), BASF)35.7kgから、攪拌、冷却周期及び加熱周期下に、均一の溶液を製造し、これを脱ガスのために約40℃に加熱する。中間槽を経て、溶液を、高められた圧力及び温度で、金属繊維フリース製の数枚のフィルター(孔度15〜17μm又は5〜7μm)を通して濾過し、次いで、前記の物質の他に更になお、ジクロルメタン:メタノール混合物(9:1容量)、粘着防止剤及び帯電防止剤を含有する、同様に濾過した供給溶液と、インラインで(静的混合機を用いてポンプ導入で)混合させる。混合比率は、乾燥シート中に粘着防止剤0.2〜0.5(0.38)質量%が含有されているように調整される。
メチレンクロリド中のトリアセチルセルロース(TAC)14.7質量%、軟化剤としてのトリフェニルホスフェート(TPP)2%を含む溶液に、化合物(A)を2.5質量%(固体TAC及びTPPに対して)の濃度で添加し、1晩かけて溶かす。この溶液を用いて、例1に記載したようにガラス基板上で、65my厚のフィルムを製造する。非延伸フィルムのRth値は160nmである。
Claims (24)
- 添加剤として少なくとも2個の芳香族環を有する少なくとも1種の芳香族化合物を有する、液晶ディスプレイ用のセルロースアシレートをベースとする光学補償シートであって、前記芳香族化合物が、次の式I:
R1は、1〜12個のC原子を有する直鎖状のアルキル又はアルコキシを表わし、ここで、1個以上のCH2−基は、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−NR4−、−CO−NR4−、−NR4−CO−によって、O原子及び/又はS原子が互いに直結していないように代えられていてもよく、かつここで、1個以上のH原子はFによって代えられていてもよく、
R2は、CN、F、Cl又は1〜12個のC原子を有する直鎖状のアルキル又はアルコキシを表わし、ここで、1個以上のCH2−基は、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−NR4−、−CO−NR4−、−NR4−CO−によって、O原子及び/又はS原子が互いに直結していないように代えられていてもよく、かつここで、1個以上のH原子はFによって代えられていてもよく、
R4は、水素又はC1〜C7−アルキルを表わし、
環:
Z2〜Z4は、各々互いに無関係で、−CO−O−、−O−CO−、−CONR4−、−NR4CO−、CH2O−、−OCH2−、−CH2S−、−SCH2−又は単結合を表わし、
基Lは、互いに無関係で、H、Fを表わし又は基Lの1個はClも表わし、
かつa、b、c及びdは、各々互いに無関係で、整数0、1又は2を表わし、かつ
eは、整数0又は1を表わす]の化合物であることを特徴とする、液晶ディスプレイ用の光学補償シート。 - 前記1種以上の式Iの化合物を、補償シートの全質量に対して、0.5〜10質量%、殊に2〜8質量%の質量割合で含んでいることを特徴とする、請求項1又は2に記載の光学補償シート。
- 前記1種以上の式Iの化合物を、補償シートの全質量に対して、2〜6質量%の質量割合で含んでいることを特徴とする、請求項1又は2に記載の光学補償シート。
- 厚さ20〜150μm、殊に30〜100μmを有することを特徴とする、請求項1から4までのいずれか1項に記載の光学補償シート。
- 位相遅延値Ro30〜70nm及び位相遅延値Rth100〜160nmを有し、この際、Roは、光学補償シートの平面の方向への位相遅延値を表わし、かつRthは、光学補償シートの厚さの方向への位相遅延値を表わすことを特徴とする、請求項1から5までのいずれか1項に記載の光学補償シート。
- 位相遅延値Ro40〜60nm及び位相遅延値Rth120〜140nmを有することを特徴とする、請求項6に記載の光学補償シート。
- 位相遅延値Ro30〜70nm及び位相遅延値Rth190〜250nmを有することを特徴とする、請求項1から5までのいずれか1項に記載の光学補償シート。
- 位相遅延値Ro40〜60nm及び位相遅延値Rth210〜230nmを有することを特徴とする、請求項8に記載の光学補償シート。
- ベースとして用いられるセルロースアシレートが、セルロースアセトプロピオネート(CAP)及び/又はセルロースアセテートであることを特徴とする、請求項1から10までのいずれか1項に記載の光学補償シート。
- 請求項1、2又は10のいずれか1項に記載した、少なくとも1種の式Iの化合物を、請求項1から11までのいずれか1項に記載の光学補償シートの製造のために用いる使用であって、前記少なくとも1種の式Iの化合物を、光学補償シートの製造中に、これに添加することを特徴とする使用。
- 請求項1から11までのいずれか1項に記載の1枚の光学補償シートを有する偏光板。
- 請求項1から11までのいずれか1項に記載の少なくとも1枚の光学補償シートを有する液晶ディスプレイ。
- 液晶ディスプレイは、請求項1から11までのいずれか1項、殊に、有利に請求項11と組み合わせた、請求項8又は9項に記載の1枚だけの光学補償シートを有することを特徴とする、請求項14に記載の液晶ディスプレイ。
- 請求項1から11までのいずれか1項、殊に請求項6又は7に記載の2枚の光学補償シートを有することを特徴とする、液晶ディスプレイ。
- VAディスプレイであることを特徴とする、請求項14から16までのいずれか1項に記載の液晶ディスプレイ。
- 請求項1から11までのいずれか1項に記載の光学補償シートを製造する方法において、少なくとも1種の式Iの化合物を、かかるシートの製法の範囲での補償シートの製造の際に使用される混合物に添加することを特徴とする、光学補償シートの製法。
- シートキャスト法が用いられる、請求項18に記載の方法。
- キャスト及び乾燥後に得られるシートの延伸を、殊に一軸で、延伸方向に対して垂直に固定なく又は有利に固定して、又は有利に二軸で実施する、請求項18又は19に記載の方法。
- 請求項1から11までのいずれか1項に記載の光学補償シートを、偏光板上に又は偏光膜の保護層上に載せる、殊に積層させる、偏光板の製法。
- 請求項1から11までのいずれか1項に記載の光学補償シートがその上に被覆されている、殊に積層されている、少なくとも1枚の偏光板を使用する、液晶ディスプレイの製法。
- 請求項1から11までのいずれか1項、殊に、有利に請求項11と組み合わせた、請求項8又は9項に記載の1枚だけの光学補償シートを、液晶ディスプレイの製造の際に使用することを特徴とする、請求項22に記載の方法。
- 請求項1から11までのいずれか1項、殊に、有利に請求項11と組み合わせた、請求項6又は7項に記載の2枚の光学補償シートを、液晶ディスプレイの製造のために使用することを特徴とする、請求項22に記載の方法。
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