特許 6095228 フルオロポリマーに基づいた光学補償フィルム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6095228

(24)【登録日】2017年2月24日

(45)【発行日】2017年3月15日

(54)【発明の名称】フルオロポリマーに基づいた光学補償フィルム

(51)【国際特許分類】

   G02B 5/30 20060101AFI20170306BHJP

   C08L 25/18 20060101ALI20170306BHJP

   C08F 14/18 20060101ALI20170306BHJP

   C08J 5/18 20060101ALI20170306BHJP

【ＦＩ】

   G02B5/30

   C08L25/18

   C08F14/18

   C08J5/18CEW

【請求項の数】15

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-530287(P2013-530287)

(86)(22)【出願日】2011年9月21日

(65)【公表番号】特表2013-539076(P2013-539076A)

(43)【公表日】2013年10月17日

(86)【国際出願番号】US2011052614

(87)【国際公開番号】WO2012040366

(87)【国際公開日】20120329

【審査請求日】2014年9月18日

(31)【優先権主張番号】12/890,011

(32)【優先日】2010年9月24日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】513071182

【氏名又は名称】アクロン ポリマー システムズ，インク．

(74)【代理人】

【識別番号】100082072

【弁理士】

【氏名又は名称】清原 義博

(72)【発明者】

【氏名】ツェン，シャオリャン

(72)【発明者】

【氏名】チャン，ドン

(72)【発明者】

【氏名】ジン，ジャオカイ

(72)【発明者】

【氏名】ハリス，フランク ダブリュー．

(72)【発明者】

【氏名】キング，ブライアン マイケル

(72)【発明者】

【氏名】ジャームロス，テッド

(72)【発明者】

【氏名】クオ，トーミング

【審査官】 小西 隆

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１０−５２２９００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−００２７２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１１３３６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／０５３５００（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 特表２０１２−５００９９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ５／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

正複屈折ポリマーフィルムおよび基板を含む光学補償フィルムであって、該ポリマーフィルムは、ポジティブＣプレートであり、４００ｎｍ＜λ＜８００ｎｍの波長範囲全体にわたって、０．００５を超える正複屈折を有し、該ポリマーフィルムをキャスティングするためのポリマー溶液は、溶媒および以下の部分を有するポリマーを含み、：

【化1】

式中、Ｒ^１、Ｒ^２、およびＲ^３は、各々独立して、水素原子、アルキル基、置換されたアルキル基、またはハロゲンであり、Ｒ^１、Ｒ^２、およびＲ^３の少なくとも１つは、フッ素原子であり、Ｒは、水素またはスチレン環上の置換基であることを特徴とする、光学補償フィルム。

【請求項2】

Ｒ^１、Ｒ^２、およびＲ^３の少なくとも２つは、フッ素原子であるか、またはＲ^１、Ｒ^２、およびＲ^３は、フッ素原子であ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。

【請求項3】

前記ポリマーは、α，β，β−トリフルオロスチレン、α，β−ジフルオロスチレン、β，β−ジフルオロスチレン、α−フルオロスチレン、およびβ−フルオロスチレンのホモポリマーを含む群から選択さ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。

【請求項4】

前記溶媒は、トルエン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、メチルアミルケトン、メチルエチルケトン、およびメチルイソアミルケトンを含む群から選択される溶媒の１つ以上であ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。

【請求項5】

前記ポリマーフィルムは、４００ｎｍ＜λ＜８００ｎｍの波長範囲全体にわたって、０．０１を超える正複屈折を有することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の光学補償フィルム。

【請求項6】

前記ポリマーフィルムは、基板上に形成されたコーティングであることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の光学補償フィルム。

【請求項7】

前記溶媒はシクロペンタノンであることを特徴とする、請求項４に記載の光学補償フィルム。

【請求項8】

前記基板は、屈折率特性ｎ_ｘ＞ｎ_ｙ＝ｎ_ｚおよび５０ｎｍから２００ｎｍまでの面内位相差（Ｒ_ｅ）を有するＡプレートであり、ここで、コーティングは、４５ｎｍから１５０ｎｍまでの面外位相差（Ｒ_ｔｈ）を有することを特徴とする、請求項６に記載の光学補償フィルム。

【請求項9】

前記ポリマーフィルムは、前記基板上にラミネートされたポリマーフィルムであ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。

【請求項10】

前記基板には、フィルムの一軸延伸体または二軸延伸体が使用されることを特徴とする、請求項６に記載の光学補償フィルム。

【請求項11】

前記ポリマーは、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸イソブチル、メタクリル酸イソブチル、アクリル酸エチルヘキシル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸２−エチルヘキシル、イソプレン、アクリル酸オクチル、メタクリル酸オクチル、アクリル酸イソオクチル、メタクリル酸イソオクチル、トリメチルプロピルトリアクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、ニトロスチレン、ブロモスチレン、ヨードスチレン、シアノスチレン、クロロスチレン、４−ｔ−ブチルスチレン、４−メチルスチレン、ビニルビフェニル、ビニルトリフェニル、ビニルトルエン、クロロメチルスチレン、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、無水マレイン酸、テトラフルオロエチレン、フルオロエチレン、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸カルボジイミド、Ｃ_１−Ｃ_１８クロトン酸アルキル、マレイン酸ｎ−ジブチル、マレイン酸ジオクチル、メタクリル酸アリル、マレイン酸ジアリル、マロン酸ジアリル、メタクリル酸メトキシブテニル、メタクリル酸イソボルニル、メタクリル酸ヒドロキシブテニル、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、メタクリル酸アセトアセトキシエチル、アクリル酸アセトアセトキシエチル、アクリロニトリル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビニル、炭酸ビニルエチレン、エポキシブテン、３，４−ジヒドロキシブテン、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、メタクリルアミド、アクリルアミド、ブチルアクリルアミド、エチルアクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド、ブタジエン、ビニルエステルモノマー、ビニル（メタ）アクリレート、イソプロペニル（メタ）アクリレート、脂環式エポキシ化合物（メタ）アクリレート、エチルホルムアミド、４−ビニル−１，３−ジオキソラン−２−オン、２，２−ジメチル−４ビニル−１，３−ジオキソラン、３，４−ジ−アセトキシ−１−ブテン、およびアジピン酸モノビニル、ｔ−メタクリル酸ブチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、２−ｔ−メタクリル酸ブチルアミノエチル、Ｎ，Ｎ−アクリル酸ジメチルアミノエチル、Ｎ−（２−メタクリロイルオキシ−エチル）エチレン尿素、およびメタクリルアミド−エチルエチレン尿素、を含む群から選択されるエチレン系の不飽和モノマーの１つ以上を有するα，β，β−トリフルオロスチレンのコポリマーであ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。

【請求項12】

前記ポリマーは、スチレン、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸、メタクリル酸、α−メチルスチレン、４−メチルスチレン、ビニルビフェニル、アクリロニトリル、およびイソプレン、の群から選択されるエチレン系の不飽和モノマーの１つ以上を有する、α，β，β−トリフルオロスチレンのコポリマーであることを特徴とする、請求項１１に記載の光学補償フィルム。

【請求項13】

Ｒは、アルキル、置換されたアルキル、ハロゲン、ヒドロキシル、カルボキシル、ニトロ、アルコキシ、アミノ、スルホナート、リン酸塩、アシル、アシルオキシ、フェニル、アルコキシカルボニル、およびシアノ、を含む群から選択される置換基の１つ以上であ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。

【請求項14】

前記ポリマー溶液は、リン酸トリフェニル、トリ（エチレングリコール）ビス（２−エチルヘキサノエート）、トリ（エチレングリコール）ビス（ｎ−オクタノアート）、水素化したガムロジン、二塩基酸グリコールポリエステル、ペンタエリトリトールテトラベンゾアート、ポリエチレングリコールジ−２−カプロン酸エチル、および蔗糖安息香酸エステル、を含む群から選択される可塑剤をさらに含むことを特徴とする、請求項１乃至４、７乃至１３のいずれかに記載の光学補償フィルム。

【請求項15】

前記ポリマーフィルムは、熱処理、光照射、または延伸を受けないポリマーフィルムであ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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、２００８年８月２２日に出願の、米国特許出願第１２／２２９，４０１号の一部継続出願であり、２００７年３月２９日に出願の、米国特許出願第１１／７３１，３６７号の一部継続出願である。本発明は、制御された光の管理が望まれる、液晶表示（「ＬＣＤ」）デバイス、光スイッチ、および導波管などの、光学デバイスにおける使用のための、４００ｎｍ＜λ＜８００ｎｍの波長範囲全体にわたって０．００５を超える正複屈折を有する光学補償フィルムに関する。より具体的には、本発明の光学補償フィルムは、面内スイッチングＬＣＤ（「ＩＰＳ−ＬＣＤ」）において使用するためのものである。

【背景技術】

【0002】

米国特許出願第２００８／０２３９４９１号は、４００ｎｍ＜λ＜８００ｎｍの波長領域全体にわたって０．００２を超える正複屈折を有するポリマーフィルムを開示し、ここで、ポリマーの溶液から基板上にキャスティングされた（ｃａｓｔ）フィルムは、以下の部分を有し：

【0003】

【化1】

【0004】

式中、Ｒ_１、Ｒ_２およびＲ_３は、各々独立して、水素原子、アルキル基、置換されたアルキル基、またはハロゲンであり、ＯＡＳＵは、円板状の基またはメソゲンであり、単一の共有結合を介してポリマーバックボーンに付けられている。

【0005】

円板状のＯＡＳＵを有する最も一般的なポリマーは、ポリスチレンであり、その溶液キャストフィルムは、一般に０．００１−０．００２の複屈折を有する。ベンゼン環上にブロモ基またはニトロ基などの複屈折を高める置換基（ＢＥＳ）を組み込むことによって、ポリスチレンの複屈折が増加され得ることが、‘４９１出願において開示された。例えば、ポリ（ニトロスチレン）は、約０．０１６もの高い複屈折を有し、一方で、ポリ（ブロモスチレン）は、約０．００７もの高い複屈折を有していると報告された。

【0006】

対照的に、本発明者は、ポリスチレンフィルムの複屈折が、フッ素原子をポリスチレン分子のバックボーン上に組み込むことによって大幅に増加され得ることを予想外に発見した。このようなポリマーフィルムは、約０．０１５−０．０２もの高い複屈折を有する。
その上、ポリマーフィルムは、ポリスチレンフィルム上の著しく改善された機械的性質を示す。高い複屈折によって、基板上への薄膜フィルムのキャスティングは、望ましい位相差（ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ）を有する補償フィルムを生み出すことが可能であり、一方で、改善された機械的性質によって、延伸され、巻かれ、およびラミネートされ得る、高い強度を備えた自立フィルムの調製が可能となる。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0007】

１つの実施形態において、光学補償フィルム組成物は、ポリマーフィルムおよび基板を含み、ここで、ポリマーフィルムは、４００ｎｍ＜λ＜８００ｎｍの波長範囲全体にわたって０．００５を超える正複屈折を有し、溶媒およびポリマーを含むポリマー溶液からキャスティングされたポリマーフィルムは、以下の部分を有し：

【0008】

【化2】

【0009】

式中、Ｒ_１、Ｒ_２、およびＲ_３は、各々独立して、水素原子、アルキル基、置換されたアルキル基、またはハロゲンであり、Ｒ_１、Ｒ_２、およびＲ_３の少なくとも１つは、フッ素原子であり、Ｒは、水素またはスチレン環上の置換基である。

【0010】

他の恩恵および利点は、以下の詳述の見解および理解に関係する当該技術分野の当業者に明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

本発明の少なくとも１つの実施形態は、以下の記載で述べられ、図面で示され、具体的に且つ明確に指摘され、および添付の請求項で述べられる。

【0012】

【図1】図１は、ＰＴＦＳフィルムの複屈折対フィルムの厚さ（トルエン溶液からのブレードキャスティング（ｂｌａｄｅ ｃａｓｔｉｎｇ））を示す。

【図2】図２は、ＰＴＦＳフィルムの複屈折対溶媒を示す。

【図3】図３は、ＰＴＦＳフィルムの複屈折対キャスティング条件を示す。

【図4】図４は、ＰＴＦＳフィルムの複屈折に対する可塑剤の効果を示す。

【図5】図５は、延伸したＰＴＦＳフィルムの屈折率を示す。

【図6】図６は、延伸したＰＴＦＳフィルムの複屈折を示す。

【図7】図７は、基板上のＰＴＦＳコーティングの複屈折を示す。

【図8】図８は、ＣＯＰ上のＰＴＦＳフィルムおよびコーティングの位相差を示す。

【図9】図９は、ＰＴＦＳフィルムの標準化した位相差および理論的適合を示す。

【発明を実施するための形態】

【0013】

１つの実施形態において、ポリマーフィルムおよび基板を含む、光学補償フィルム組成物が提供され、ここで、ポリマーフィルムは、４００ｎｍ＜λ＜８００ｎｍの波長（λ）範囲全体にわたって０．００５を超える正複屈折を有し、溶媒およびポリマーを含むポリマー溶液からキャスティングされたポリマーフィルムは、以下の部分を有し：

【0014】

【化3】

【0015】

式中、Ｒ_１、Ｒ_２、およびＲ_３は、各々独立して、水素原子、アルキル基、置換されたアルキル基、またはハロゲンであり、Ｒ_１、Ｒ_２、およびＲ_３の少なくとも１つは、フッ素原子であり、Ｒは、水素またはスチレン環上の置換基である。１つの態様において、Ｒ_１、Ｒ_２およびＲ_３の少なくとも２つは、フッ素原子であり、別の態様において、Ｒ_１、Ｒ_２およびＲ_３はすべて、フッ素原子である。

【0016】

スチレン環上の置換基Ｒの例は、アルキル、置換されたアルキル、ハロゲン、ヒドロキシル、カルボキシル、ニトロ、アルコキシ、アミノ、スルホナート、リン酸塩、アシル、アシルオキシ、フェニル、アルコキシカルボニル、シアノなどの１つ以上を含む。

【0017】

１つの実施形態において、ポリマー溶液は、前記基板上にキャスティングされ、基板上にポリマーコーティングを形成する。溶液キャストポリマーフィルムは、熱処理、光照射、または延伸を受けることなく、溶剤蒸発後に面外異方性のアライメントを形成することができ、４００ｎｍ＜λ＜８００ｎｍの波長範囲全体にわたって、０．００５、０．０１、または０．０１５を超える正複屈折を有している。

【0018】

正複屈折（Δｎ）は、ｎ_ｚ＞（ｎ_ｘ＋ｎ_ｙ）／２として定義され、ここで、ｎ_ｘとｎ_ｙは、面内屈折率を表わし、ｎ_ｚは、フィルムの厚さ方向の屈折率を表わす（Δｎ＝ｎ_ｚ−（ｎ_ｘ＋ｎ_ｙ）／２）。これらのポリマーから作られた光学補償フィルムの各々は、熱処理、光照射、または延伸を受けることなく、４００ｎｍ＜λ＜８００ｎｍの波長範囲全体にわたって、０．００５を超える正複屈折を有している。しかしながら、特定の実施形態において、これらのプロセスは、正複屈折をさらに高めるために使用され得る。少なくとも１つの実施形態において、補償フィルムは、４００ｎｍ＜λ＜８００ｎｍの波長範囲全体にわたって、０．０１または０．０１５を超える複屈折を有し得る。

【0019】

複屈折（Δｎ）は、異なるインクリメントで約４００ｎｍから約８００ｎｍまでの波長範囲上のフィルムの複屈折を決定することによって測定され得る。あるいは、フィルムの複屈折は、当該技術分野で慣例であるように、６３３ｎｍで測定され得る。波長＜６３３ｎｍでの複屈折が、一般的に、正複屈折を有するフィルムに対する６３３ｎｍでの複屈折より高い上に、波長＞６３３ｎｍでの複屈折が、一般的に、６３３ｎｍでの複屈折と同じであるか又はそれよりわずかに低いため、６３３ｎｍでのΔｎへの言及は慣習的である。したがって、６３３ｎｍでの複屈折は、４００ｎｍ＜λ＜８００ｎｍの波長範囲全体にわたる複屈折が、６３３ｎｍでの複屈折より高いか又はそれと略同じであることを示すと当該技術分野において理解される。

【0020】

別の実施形態において、溶液キャストポリマーフィルムは、乾燥後に基板から取り除かれることで、自立フィルムをもたらし、これは一軸延伸または二軸延伸され得る。自立フィルムは、ラミネーションによって基板に付けられ得る。

【0021】

基板上へのポリマー溶液のキャスティングは、例えば、スピンコーティング、スプレーコーティング、ロールコーティング、カーテンコーティング、またはディップコーティングなどの、当該技術分野に既知の方法によって実行され得る。基板は、当該技術分野に公知であり、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ポリエステル、ポリビニルアルコール、セルロースエステル、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリオレフィン、ポリウレタン、ポリスチレン、ガラス、およびＬＣＤ装置において一般に使用される他の物質を含む。

【0022】

本発明の別の実施形態において、ポリマー組成物は、トルエン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、メチルアミルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソアミルケトン、およびそれらの混合物などの溶媒において可溶性である。

【0023】

本発明のポリマーフィルムは、ホモポリマーまたはコポリマーでもよい。ホモポリマーは、以下の構造を有するフッ素含有モノマーの重合によって調製され得：

【0024】

【化4】

【0025】

式中、Ｒ_１、Ｒ_２およびＲ_３は、各々独立して、水素原子、アルキル基、置換されたアルキル基、またはハロゲンであり、Ｒ_１、Ｒ_２およびＲ_３の少なくとも１つは、フッ素原子であり、Ｒは、水素またはスチレン環上の置換基である。

【0026】

このようなフッ素含有モノマーの例は、限定されないが、α，β，β−トリフルオロスチレン、α，β−ジフルオロスチレン、β，β−ジフルオロスチレン、α−フルオロスチレン、およびβ−フルオロスチレンを含む。１つの実施形態において、ホモポリマーは、ポリ（α，β，β−トリフルオロスチレン）である。

【0027】

コポリマーは、１つ以上のフッ素含有モノマーの、１つ以上のエチレン系の不飽和モノマーとの共重合によって調製され得る。エチレン系の不飽和モノマーの例は、限定されないが、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸イソブチル、メタクリル酸イソブチル、アクリル酸エチルヘキシル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸２−エチルヘキシル、イソプレン、アクリル酸オクチル、メタクリル酸オクチル、アクリル酸イソ−オクチル、メタクリル酸イソ−オクチル、トリメチルプロピルトリアクリレート（ｔｒｉｍｅｔｈｙｏｌｐｒｏｐｙｌ ｔｒｉａｃｒｙｌａｔｅ）、スチレン、α−メチルスチレン、ニトロスチレン、ブロモスチレン、ヨードスチレン、シアノスチレン、クロロスチレン、４−ｔ−ブチルスチレン、４−メチルスチレン、ビニルビフェニル、ビニルトリフェニル、ビニルトルエン、クロロメチルスチレン、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、無水マレイン酸、テトラフルオロエチレン（および他のフルオロエチレン）、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸カルボジイミド、Ｃ_１−Ｃ_１８クロトン酸アルキル、マレイン酸ｎ−ジブチル、ジオクチルマレイン酸、メタクリル酸アリル、マレイン酸ジアリル、ジアリルマロン酸、メタクリル酸メトキシブテニル、メタクリル酸イソボルニル、メタクリル酸ヒドロキシブテニル、ヒドロキシエチル（メタ（ｍｅｔｈ））アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、メタクリル酸アセトアセトキシエチル、アクリル酸アセトアセトキシエチル、アクリロニトリル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビニル、炭酸ビニルエチレン、エポキシブテン、３，４−ジヒドロキシブテン、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、メタクリルアミド、アクリルアミド、ブチルアクリルアミド、エチルアクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド、ブタジエン、ビニルエステルモノマー、ビニル（メタ）アクリレート、イソプロペニル（メタ）アクリレート、シクロアリファティックエポキシ（メタ）アクリレート、エチルホルムアミド、４−ビニル−１，３−ジオキソラン−２−オン、２，２−ジメチル−４ビニル−１，３−ジオキソラン、３，４−ジ−アセトキシ−１−ブテン、およびアジピン酸モノビニル ｔ−メタクリル酸ブチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、２−ｔ−メタクリル酸ブチルアミノエチル、Ｎ，Ｎ−アクリル酸ジメチルアミノエチル、Ｎ−（２−メタクリロイルオキシ−エチル）エチレン尿素、およびメタクリルアミド−エチルエチレン尿素を含む。さらなるモノマーは、Ｔｈｅ Ｂｒａｎｄｏｎ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ， ２ｎｄ ｅｄｉｔｉｏｎ， １９９２ Ｍｅｒｒｉｍａｃｋ， Ｎ．Ｈ．， ａｎｄ ｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ ａｎｄ Ｍｏｎｏｍｅｒｓ， ｔｈｅ １９６６−１９９７ Ｃａｔａｌｏｇ ｆｒｏｍ Ｐｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅ， Ｉｎｃ．， Ｗａｒｒｉｎｇｔｏｎ， Ｐａ．， Ｕ．Ｓ．Ａ．に記載されている。

【0028】

１つの実施形態において、ポリマーは、スチレン、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、 アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸、メタクリル酸、α−メチルスチレン、４−メチルスチレン、ビニルビフェニル、アクリロニトリル、およびイソプレンの群から選択されるエチレン系の不飽和モノマーの１つ以上を有する、α，β，β−トリフルオロスチレンのコポリマーである。

【0029】

重合は、バルク、溶液、エマルション、または懸濁の重合などの当該技術分野に既知の方法によって行われる。その反応は、フリーラジカル、カチオン、アニオン、両性イオン、Ｚｉｅｇｌｅｒ−Ｎａｔｔａ、または原子移動ラジカルのタイプの重合でもよい。エマルション重合は、特に高い分子量が望まれるときの重合の１つの方法である。高分子量ポリマーは、より好適なフィルム品質且つより高い正複屈折につながり得る。モノフルオロ、ジフルオロ、およびトリフルオロスチレンのホモポリマーおよびコポリマーの調製のための方法は、Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ｖｏｌｕｍｅ ２９ （２００４）， ｐａｇｅｓ ７５−１０６， Ｅｌｓｅｖｉｅｒ Ｌｔｄ．， ＭＯ， ＵＳＡに見られ得、その内容は、引用によって本明細書に組み込まれる。

【0030】

溶液フィルムキャスティングは、フルオロ−ホモポリマー溶液、フルオロ−ホモポリマー溶液と他のポリマーとの混合物を含む溶液、またはフルオロ−コポリマーとともに行われ、後者２つは、フィルム品質を改善し、コストを下げ得るため、利点がある。ポリマー溶液は、他のポリマーまたは添加剤などの他の成分をさらに含んでもよい。可塑剤は、フィルム特性を改善するためのフィルム形成に使用される一般的な添加剤である。

【0031】

本発明に適した可塑剤の例は、Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なもの： Ａｂｉｔｏｌ Ｅ（水素化したガムロジン）、Ｐｅｒｍａｌｙｎ ３１００（ペンタエリトリトールのタル油ロジンエステル）、Ｐｅｒｍａｌｙｎ ２０８５（グリセロールのタル油ロジンエステル）、Ｐｅｒｍａｌｙｎ ６１１０（ペンタエリトリトールのガムロジンエステル）、Ｆｏｒａｌｙｎ １１０（ペンタエリトリトールの水素化したガムロジンエステル）、Ａｄｍｅｘ ５２３（二塩基酸グリコールポリエステル）、およびＯｐｔｉｆｉｌｍ Ｅｎｈａｎｃｅｒ ４００（固有の低い（ｐｒｏｐｒｉｅｔａｒｙ ｌｏｗ）ＶＯＣ、低臭性凝集剤（ｌｏｗ ｏｄｏｒ ｃｏａｌｅｓｃｅｎｔ））；Ｕｎｉｔｅｘ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐ．から入手可能なもの：Ｕｎｉｐｌｅｘ ５５２（ペンタエリトリトールテトラベンゾアート）、Ｕｎｉｐｌｅｘ ２８０（蔗糖安息香酸エステル）、およびＵｎｉｐｌｅｘ ８０９（ＰＥＧ ジ−２−カプロン酸エチル）；リン酸トリフェニル、トリ（エチレングリコール）ビス（２−エチルヘキサノエート、トリ（エチレングリコール）ビス（ｎ−オクタノアート）、およびそれらの混合物を含む。

【0032】

別の実施形態において、ポリマー溶液は、リン酸トリフェニル、トリ（エチレングリコール）ビス（２−エチルヘキサノエート）、トリ（エチレングリコール）ビス（ｎ−オクタノアート）；Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な、Ｏｐｔｉｆｉｌｍ Ｅｎｈａｎｃｅｒ ４００、Ａｂｉｔｏｌ Ｅ、およびＡｄｍｅｘ ５２３；Ｕｎｉｔｅｘ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐ．から入手可能な、Ｕｎｉｐｌｅｘ ５５２、Ｕｎｉｐｌｅｘ ８０９、およびＵｎｉｐｌｅｘ ２８０、から成る群から選択される可塑剤の１つ以上をさらに含む。

【0033】

組成物によって、本発明のポリマーは、例えば、トルエン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、メチルアミルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソアミルケトン、またはそれらの混合物において可溶性であり得る。

【0034】

１つの実施形態において、ポリマーフィルムは、ポリ（α，β，β−トリフルオロスチレン）、およびシクロペンタノン、塩化メチレン、およびトルエンから選択される溶媒の１つ以上を含む溶液からキャスティングされる。このように得られたポリ（α，β，β−トリフルオロスチレン）フィルムは、４００ｎｍ＜λ＜８００ｎｍの波長範囲全体にわたって、０．０１５を超える正複屈折を有し得る。１つの態様において、シクロペンタノンにおけるポリ（α，β，β−トリフルオロスチレン）の溶液は、ＣＯＰフィルム上へとキャスティングされ、改善された付着を有するコーティングをもたらす。別の態様において、トルエンあるいは塩化メチレン及び／又はシクロペンタノンとのその混合物におけるポリ（α，β，β−トリフルオロスチレン）の溶液は、ＴＡＣフィルム上へとキャスティングされ、改善された付着を有するコーティングをもたらし、ここで、溶媒は、約８０−１００重量％（限定されないが、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、および１００重量％を含む）のトルエン含量を有する。

【0035】

本発明の特有の特徴は、フルオロポリマーの溶液キャストから結果として生じるフィルムの高い面外複屈折（Δｎ＝ｎ_ｚ−（ｎ_ｘ＋ｎ_ｙ）／２）である。これは、基板上への薄膜コーティングフィルムのキャスティングを可能にし、所望の面外位相差（Ｒ_ｔｈ）を有する補償フィルムをもたらす。当該技術分野で一般に知られるように、光学フィルムの位相差は、Ｒ＝Δｎ ｘ ｄとして定義され、ここで、ｄはフィルムの厚さである。１つの実施形態において、光学フィルムの適用のための基板上のコーティングの厚さは、約３−１５μｍ（限定されないが、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、および１５μｍを含む）であり、別の実施形態において、厚さは、約８−１２μｍである。

【0036】

複屈折ポリマーフィルムは、厚さ方向において面外位相差（Ｒ_ｔｈ＝（ｎ_ｚ−（ｎ_ｘ＋ｎ_ｙ）／２）ｘ ｄ）及び／又は面内位相差（Ｒ_ｅ＝（ｎ_ｘ−ｎ_ｙ）ｘ ｄ）を有し得、ここで、ｎ_ｘおよびｎ_ｙは、面内屈折率を表わし、ｎ_ｚは、フィルムの厚さ方向の屈折率を表わす。本発明のポリマーフィルムは、Ｒ_ｔｈ＞０および０に近いＲｅを有し、このようなフィルムは、しばしば、ポジティブCプレートであると言及される。ＩＰＳ−ＬＣＤのための光学補償フィルムの構成の１つは、ポジティブＡプレート（ｎ_ｘ＞ｎ_ｙ＝ｎ_ｚ）上でコーティングされたポジティブＣプレート（屈折率特性：ｎ_ｚ＞ｎ_ｘ＝ｎ_ｙ）を有することである。このような構成において、Ｃプレートに関するＲ_ｔｈは、約４５ｎｍから約１５０ｎｍまでであり、Ａプレートに関するＲｅは、約５０から約２００ｎｍまでである。

【0037】

したがって、別の実施形態において、本発明は、約４５ｎｍから約１５０ｎｍまでの面外位相差（Ｒ_ｔｈ）を有するポリマーフィルムを含む光学補償フィルム組成物を提供し、ポリマーフィルムは、反射率特性 ｎ_ｘ＞ｎ_ｙ＝ｎ_ｚおよび約５０ｎｍから約２００ｎｍまでの面内位相差（Ｒ_ｅ）を有する基板上へと溶液をキャスティングされ、ここで、コーティングは、約３−１０μｍ（限定されないが、３、４、５、６、７、８、９、および１０を含む）の厚さを有する。このような基板の例は、延伸したＣＯＰおよび延伸したポリカーボネートを含む。

【0038】

ＩＰＳ−ＬＣＤのための別の光学補償フィルムの構成は、二軸フィルム上にコーティングされたポジティブＣプレート（ｎ_ｘ＞ｎ_ｙ＞ｎ_ｚ）を有することである。このような構成において、Ｃプレートに関するＲ_ｔｈは、約１５０ｎｍから約２５０ｎｍまでであり、二軸フィルムに関する位相差は、Ｒ_ｅ＝約６０〜１００ｎｍおよびＲ_ｔｈ＝約−１００ｎｍ〜−２００ｎｍである。

【0039】

したがって、別の実施形態において、本発明は、約１５０ｎｍから約２５０ｎｍまでの面外位相差（Ｒ_ｔｈ）を有するポリマーフィルムを含む光学補償フィルム組成物を提供し、ポリマーフィルムは、反射率特性ｎ_ｘ＞ｎ_ｙ＞ｎ_ｚ、約６０ｎｍから約１００ｎｍまでの面内位相差（Ｒ_ｅ）、および約−１００ｎｍから約−２００ｎｍまでの面外位相差（Ｒ_ｔｈ）を有する基板上へと溶媒がキャスティングされ、ここで、コーティングは、約８−１２μｍの厚さを有する。このような基板の例は、ＣＡＰ（セルロースアセテートプロピオネート）およびＴＡＣのフィルムなどの延伸したセルロースエステルフィルム、および延伸したポリイミドフィルムを含む。

【0040】

上記の２つの構成において、本発明のポリマーフィルムは、Ｒ_ｔｈとＲ_ｅとの所望の組み合わせを得るために、例えばＣＯＰ、ポリカーボネート、ＴＡＣ、およびＣＡＰの延伸したフィルム上へと溶液がキャスティングされる。あるいは、ポリマーフィルムは、前記物質の未延伸フィルム上へとキャスティングされ得、その後、結果として生じるコーティングされた基板は、指定された全体的なＲ_ｔｈ値およびＲ_ｅ値にまで延伸され得る。

【0041】

別の実施形態において、本発明のポリマーフィルムは、ｎ_ｘ＜ｎ_ｙ＜ｎ_ｚの屈折率特性がある二軸フィルムまたはｎ_ｘ＜ｎ_ｙ＝ｎ_ｚを有するネガティブＡプレートをもたらすために延伸される。このようなフィルムの調製のための方法は、米国特許出願公開番号２００９／００６８３８０に開示され、その内容は、引用によって本明細書に組み込まれる。

【0042】

別の実施形態において、補償フィルムは、面内スイッチングの液晶表示装置を含む、液晶表示装置において使用される。液晶表示装置は、テレビまたはコンピューター用のスクリーンとして使用されてもよい。

【実施例】

【0043】

実施例１：ポリマーフィルム調製および複屈折測定
ポリ（α，β，β−トリフルオロスチレン）（ＰＴＦＳ）ポリマーのサンプルを、５％の重量／容積の濃度で塩化メチレン中に溶解した。溶液を、２０ミルの隙間を有するブレードキャスティングの方法を使用して、平板ガラス基板に適用した。フィルムを、一晩空気中で乾燥させ、続いて、室温で８時間真空オーブンに置いた。乾燥後、フィルムを慎重にはがした。自立ＰＴＦＳフィルムの複屈折を、６３３ｎｍの波長で片面フィルムのモードを使用して、Ｍｅｔｒｉｃｏｎ Ｍｏｄｅｌ ２０１０／Ｍ Ｐｒｉｓｍ Ｃｏｕｐｌｅｒによって０．０１９０であると測定した。

【0044】

実施例２：ＰＴＦＳフィルムの複屈折対フィルムの厚さ
本実施例は、溶液キャストＰＴＦＳフィルムの複屈折に対するフィルムの厚さの効果を示す。実施例１において提供される方法を使用して、様々な厚さを有するＰＴＦＳフィルムを、キャスティングブレードの隙間の設定を変えることによって、溶媒としてのトルエン中でＰＴＦＳの溶液からキャスティングし、それらの複屈折を測定した。複屈折対厚さを図１に図示する。図で示されるように、厚さが２μｍ未満であるとき、フィルムの複屈折は、厚さが減少するにつれて急速に増加するが、厚さが２μｍを超えるとき、フィルムの複屈折は、厚さが増加するにつれて一定値までゆっくり減少する。

【0045】

実施例３：ＰＴＦＳフィルムの複屈折対溶媒
本実施例は、溶液キャストＰＴＦＳフィルムの複屈折に対する溶媒の効果を示す。実施例１において提供される方法を使用して、様々な厚さを有するＰＴＦＳフィルムを、塩化メチレン、シクロペンタノン、およびトルエンの溶液からそれぞれキャスティングし、それらの複屈折を測定した。複屈折データを図２に図示する。トルエンからのフィルムと比較して、シクロペンタノン溶液からキャスティングされたフィルムは、より高い複屈折を有し、塩化メチレンからのフィルムは、最も高い複屈折を有する。

【0046】

実施例４：ＰＴＦＳフィルムの複屈折対キャスティング条件
本実施例は、溶液キャストＰＴＦＳフィルムの複屈折に対するキャスティング条件の効果を示す。実施例１において提供される方法を使用して、様々な厚さを有するＰＴＦＳフィルムを、シクロペンタノンにおけるＰＴＦＳの溶液からキャスティングし、続いて、様々な条件下で乾燥させた。フィルム１をまず、空気中で一晩乾燥し、真空オーブンで８時間さらに乾燥した。フィルム２をまず、カバー皿（ｃｏｖｅｒ−ｄｉｓｈ）下で一晩乾燥し、真空オーブンで８時間さらに乾燥した。フィルム３をまず、皿の下に置かれたシクロペンタノンのカップから生じたシクロペンタノンの蒸気（ｖａｐｏｒｓ）によって同じ皿の下で一晩乾燥し、真空オーブンで８時間さらに乾燥した。複屈折データを図３に図示する。覆われていないフィルムは、最も高い複屈折値を有し、覆われたフィルムは、より低い値を有し、および蒸気が充填されたフィルムは、最低値を有する。

【0047】

実施例５：ＰＴＦＳフィルムに対する可塑剤の効果
本実施例は、溶液キャストＰＴＦＳフィルムの複屈折に対する可塑剤の効果を示す。様々な厚さを有するＰＴＦＳフィルムを、５％または１０％の割合で可塑剤として、ＴＰＰ（リン酸トリフェニル）またはＯＥ−４００（Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＯｐｔｉｆｉｌｍ Ｅｎｈａｎｃｅｒ ４００）のいずれかを含む塩化メチレン中のＰＴＦＳの溶液から実施例１に従ってキャスティングした。図４に示されるように、ＴＰＰとＯＥ４００の両方は、可塑剤の割合が増加するにつれＰＴＦＳフィルムの複屈折を減少させる。

【0048】

実施例６：ＰＴＦＳフィルムの延伸
本実施例は、面外位相差（Ｒ_ｔｈ）および面内位相差（Ｒ_ｅ）に対するフィルム延伸の効果を示し、本実施例はまた、どの延伸比率で望ましいＲ_ｔｈ値およびＲ_ｅ値が達成され得るかを実証する。ＰＴＦＳフィルムを、溶媒として塩化メチレンを使用することによって実施例１に従って調製し、結果として生じるフィルムを延伸用に使用した。延伸を、２２０℃、２０ｍｍ／分の速度で一軸で行った。３つの垂直方向に沿った延伸したフィルムの屈折率を、測定し、図５に図示した。下付き文字ｘは延伸方向を示し、ｙは面内の垂直方向を示し、およびｚはフィルムの正常方向を示す。延伸後に、ｎ_ｘは減少し、ｎ_ｙとｎ_ｚの両方は増加した。面内および面外の複屈折の絶対値の両方は、図６に図示されるように、延伸の割合が増加するつれ増加した。

【0049】

実施例７：ポリマーコーティング調製および複屈折測定
＜ＴＡＣ基板上のＰＴＦＳコーティング＞
ＰＴＦＳポリマーを、５％の重量／容積の濃度でトルエン中に溶解した。溶液を、８ミルの隙間を有するブレードキャスティングの方法を使用して、平らなＴＡＣ基板に適用した。コーティングを、まず空気中で一晩、その後、真空オーブンで８時間乾燥させた。ＰＴＦＳ／ＴＡＣコーティングの複屈折を、６３３ｎｍの波長で片面フィルムのモードを使用して、Ｍｅｔｒｉｃｏｎ Ｍｏｄｅｌ ２０１０／Ｍ Ｐｒｉｓｍ Ｃｏｕｐｌｅｒによって０．０１８９であると測定した。ＰＴＦＳの屈折率がＴＡＣの屈折率より高いため、片面フィルムのモードを使用する上部（ｔｏｐ）のＰＴＦＳコーティングの測定は、ＴＡＣ基板による影響を受けなかった。

【0050】

＜ＣＯＰ基板上のＰＴＦＳコーティング＞
ＰＴＦＳポリマーを、５％の重量／容積の濃度でシクロペンタノン（Ｃｐ）中に溶解した。溶液を、８ミルの隙間を有するブレードキャスティングの方法を使用して、平らなＣＯＰ基板に適用した。コーティングを、まず空気中で一晩、その後、真空オーブンで８時間乾燥させた。ＰＴＦＳ／ＣＯＰコーティングの複屈折を、６３３ｎｍの波長で片面フィルムのモードを使用して、Ｍｅｔｒｉｃｏｎ Ｍｏｄｅｌ ２０１０／Ｍ Ｐｒｉｓｍ Ｃｏｕｐｌｅｒによって０．０１９０であると測定した。

【0051】

実施例８：様々なＰＴＦＳコーティングの複屈折
本実施例は、異なる基板及び／又は異なる溶媒を使用して得られた様々なＰＴＦＳコーティングの複屈折値を比較する。実施例７に記載される方法を使用して、ＴＡＣ上のＰＴＦＳの３つのコーティングを、溶媒として、それぞれ、トルエン、トルエン／ＣＨ_２Ｃｌ_２（９／１の重量）、およびトルエン／Ｃｐ（９／１の重量）を使用することによって調製し、それらの複屈折を様々な厚さで測定した。結果を、ＣＯＰ（溶媒：Ｃｐ）上のＰＴＦＳコーティングおよびトルエン溶液からキャスティングされた自立フィルムの結果と比較した。図７に示されるように、トルエンおよびトルエン／ＣＨ_２Ｃｌ_２の混合物からのＴＡＣ上のＰＴＦＳコーティングの複屈折値は類似し、両方とも自立フィルムの複屈折値よりわずかに高く、一方で、トルエン／Ｃｐの混合物からのＴＡＣ上のコーティングの複屈折値は、自立フィルムの複屈折値より低い。ＣＯＰ上のＰＴＦＳコーティングは、トルエンまたはトルエン／ＣＨ_２Ｃｌ_２のいずれかからのＴＡＣ上のコーティングと比較可能である。

【0052】

実施例９：ＰＴＦＳのフィルムおよびコーティングの位相差および波長分散
塩化メチレンからのＰＴＦＳ自立フィルムおよび異なる厚さを有するＣＯＰ（溶媒：Ｃｐ）上の２つのＰＴＦＳコーティングの位相差を、（Ｊ． Ａ． Ｗｏｏｌｌａｍ Ｃｏ．， Ｉｎｃ．から入手可能な）ＶＡＳＥ（登録商標）Ｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｅｒによって測定した。サンプルの面外位相差を図８に図示した。図８におけるＰＴＦＳフィルムの位相差曲線を、その波長分散をより好適に示すために、５５０ｎｍでその位相差値に対して標準化した。図９に示されるように、ＰＴＦＳフィルムのＲｔｈ／Ｒｔｈ_５５０値は、４００ｎｍ−８００ｎｍの波長で１．０９から０．９５までの小幅で変化する。理論的適合も図９に図示し、これは実験曲線に完全に重なった。理論的適合は、以下の方程式に基づき：

【0053】

【化5】

【0054】

式中、Ｇは、物質および手順に関連する定数であり、λ_ｒは、物質の基礎的な光学ユニットの共振波長である。１６０ｎｍは、ＰＴＦＳに対するλ_ｒの最も適合する値であった。

【0055】

実施形態を以上に記載した。上記の方法および装置が、本発明の一般的な範囲から逸脱することなく、変更および修正を組み込み得ることは当業者に明らとなる。添付の請求項またはその同等物の範囲内にある限り、このような修正および変更をすべて含むことが意図される。上の記載は、多くの特異性を含んでいるが、これは、本発明の範囲の限定するものとして解釈されるべきではなく、本発明の実施形態のうちのいくつかの実例を単に提供するもとして解釈されるべきである。様々な他の実施形態および波及効果はその範囲内にあることが可能である。

【0056】

さらに、本発明の広い範囲を明示する数値の範囲およびパラメーターは概略ではあるが、具体的な例において言及された数値は、できるだけ正確に報告される。しかしながら、任意の数値は、それぞれの試験測定に見られる標準偏差から必然的に結果として生じる特定の誤差を元来含んでいる。このように本発明が記載されるように、ここで請求される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】