JP4624591B2 - 位相差フィルムの製造方法 - Google Patents
位相差フィルムの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4624591B2 JP4624591B2 JP2001125612A JP2001125612A JP4624591B2 JP 4624591 B2 JP4624591 B2 JP 4624591B2 JP 2001125612 A JP2001125612 A JP 2001125612A JP 2001125612 A JP2001125612 A JP 2001125612A JP 4624591 B2 JP4624591 B2 JP 4624591B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- retardation
- retardation film
- polymer
- polymers
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、位相差フィルムの製造方法に関する。さらに詳しくは、位相差が所望の波長分散特性(波長依存性)をもつような位相差フィルムを生産性よく製造する方法に関する。かかる位相差フィルムは、例えば液晶表示装置、記録装置に用いられる光ピックアップ、光記録媒体等の光学装置、発光素子、光演算素子、光通信素子、タッチパネルに好適に用いられる。
【0002】
【従来の技術】
一般に、位相差フィルムは、液晶表示装置等の表示装置に用いられ、色補償、視野角拡大、反射防止等の機能を有している。この位相差フィルムの材料としては、一般にビスフェノールAを重縮合したポリカーボネートや、ポリエーテルサルフォン、ポリサルフォン、ポリビニールアルコール、ノルボルネン樹脂の熱可塑性ポリマーが用いられている。
【0003】
位相差フィルムは、例えば、スーパーツイストネマチック(STN)モードの液晶表示装置においては、通常、色補償や視野角拡大を目的として用いられている。この位相差フィルムの製造方法に関しては、2つのポリマーを混合して製造する方法として、次のようなものが知られている。
【0004】
特開平4−194902号公報には、正の複屈折を生ずるポリマーと負の複屈折を生ずるポリマーとを混合して位相差フィルムを製造する方法が記載されている。具体的には、ポリ(2,6ジメチル、1,4フェニレンオキサイド)とポリスチレンとを混合したり、ポリ塩化ビニルとポリメチルメタクリレートとを混合して形成したフィルムを一軸延伸し、それぞれ視野角依存性が小さい位相差フィルムが得られたことがそれぞれ記載されている。
【0005】
特許第2780190号公報には、少なくとも二種類の高分子の混合体あるいは共重合フィルムを一軸延伸してなる位相差フィルムが記載されている。ここでは、光弾性定数の正負が異なる高分子を組み合わせるという方法が開示されている。具体的にはポリスチレンとポリプロピレンとを1:2.6の割合で混合したことが記載されている。
【0006】
特開平6−174922号公報には、光弾性定数が特定の関係を満たす2つのポリカーボネート樹脂を混合してできた組成物で形成された位相差フィルムが記載されている。具体的には、ビスフェノールA型ポリカーボネート樹脂と、ビスフェノールAの中央炭素の2つのメチル基をフェニル基で置換したビスフェノールA誘導体を主成分とし、少量のビスフェノールAを含む原料より得られたポリカーボネート樹脂とを混合したことが記載されている。
【0007】
反射型液晶表示装置、特に偏光板を一枚のみ用いた反射型液晶表示装置においては、位相差フィルムは偏光板と組み合わせて円偏光を発生させる機能を発現させるように光学設計されている場合がある。
【0008】
このような液晶表示装置においては、通常、該装置全体としての光学的な特性を最適化するために位相差フィルムの光学設計を行う。しかしながら、光学的な特性の一つである位相差の波長分散特性は位相差フィルムを構成する材料によりほぼ決定されてしまう。また、実用可能な材料が限られている。一般にポリマー同士は相溶性が悪いので、それらを混合した場合には相分離する。したがって得られた混合物を光学的に観察するとヘーズが高く位相差フィルムには不適当である。互いに相溶するポリマーの組み合わせは、前記した特開平4−194902号公報に記載のものなど非常に少ない。
【0009】
このため、位相差フィルムの位相差の波長分散を液晶セルの位相差の波長分散と合わせるという光学的設計を行なうのは、実用可能なポリマー材料の種類が限られるので難しいのが現状である。また、多くの液晶表示装置メーカーの要求する位相差の波長分散特性を有する種々の位相差フィルムを提供するには、位相差フィルムの製造業者としては、非常に多数の材料を保有し、フィルム化することを考えなくてはならないといった問題があった。さらに、上記したような相溶しうるポリマーの組み合わせは異種のポリマーの組み合わせであるが、種類に限りがあり、また、熱的耐久性や生産性の点で問題があった。
【0010】
また特開平6−230368号公報には、可視光のある波長で複屈折率がゼロである位相差フィルムが記載されている。かかる位相差フィルムは、リターデーションの波長依存性が異なったり、光弾性定数の正負が異なる2枚の位相差フィルムをある方向で積層したり、複数の高分子の混合体や共重合体を延伸する方法によって得られることが記載されている。
【0011】
しかしながら、複数の高分子の混合体や共重合体を延伸する方法に関しては、具体的にはどのような高分子や共重合体を用いることができるのかについて、全く記載されていない。
【0012】
位相差の波長分散が制御された位相差フィルムを製造する方法として、2枚のフィルムを積層するという下記の技術が知られている。
【0013】
特開平5−27119号公報には、特定のリターデーションを有する2枚の複屈折性フィルムを積層して製造することが記載されている。
【0014】
特許第2609139号公報には、位相差の波長依存性が異なる特定の2枚以上の複屈折性フィルムを特定の角度で積層して製造することが記載されている。
【0015】
これらの場合、位相差フィルムを複数枚用いるので、それらを貼り合わせたり、貼り合わせる角度を調整する工程が必要であり、生産性に問題がある。また、位相差フィルム全体の厚さが大きくなるために、光線透過率が低下して、表示装置に組み込んだときに厚くなったり暗くなるという問題もある。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の主たる目的は、位相差の波長分散特性を容易に、かつ高度に制御する位相差フィルムの製造方法を提供することにある。
【0017】
本発明の他の目的は、顧客からの多様な波長分散特性の要求にすみやかに対応することができる位相差フィルムの製造方法を提供することにある。
【0018】
本発明のさらなる目的は、同種のポリマーから形成された一枚の位相差フィルムを、容易にかつ生産性よく製造する方法を提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために鋭意検討したところ、少なくとも2種類の位相差波長分散の大きく異なる相溶性の高分子を混合し、その混合比率を制御することにより、位相差波長分散を制御し、生産性良く、所望の位相差波長分散特性を有する位相差フィルムを製造する方法を見出した。
【0020】
すなわち本発明は、次の通りのものである。
1.ポリマーA及びBは、芳香族ポリエステルであり、
ポリマーAは、ポリマーA単独で位相差フィルムを形成したとき、下記式(1)を満足するものであり、
R(450)/R(550)<1 (1)
ポリマーA単独で位相差フィルムとしたときのR(450)/R(550)と、ポリマーB単独で位相差フィルムとしたときのR(450)/R(550)との差が、0.05以上であるポリマーAとポリマーBを用いることを特徴とする位相差フィルムの製造方法。(ただし、R(450)及びR(550)は、それぞれ測定光波長450nm及び550nmで位相差フィルムを測定したときの該フィルム面内における位相差である)。
【0022】
2.ポリマーBは、該ポリマーB単独で位相差フィルムを成形したとき、下記式(2)を満足する上記1の位相差フィルムの製造方法。
R(450)/R(550)≧1 (2)
(ただし、R(450)及びR(550)の定義は上記に同じである。)
【0023】
3.位相差フィルムの位相差の波長分散特性が、下記式(3)を満たす上記1または2記載の位相差フィルムの製造方法。
R(450)/R(550)<1 (3)
(ただし、R(450)及びR(550)は、それぞれ測定光波長450nm及び550nmで位相差フィルムを測定したときの該フィルム面内における位相差である。)
【0024】
【発明の実施の形態】
本発明においては、互いに相溶するものであって、かつ位相差フィルムとしたときの位相差波長分散が異なる少なくとも2種類のポリマーA及びポリマーBを混合することを特徴とする位相差フィルムの製造方法に関し、ポリマーA及びBをそれぞれ位相差フィルムとしたときのR(450)/R(550)の差が0.05以上であるとする。つまり、ポリマーA単独で形成された位相差フィルム(位相差フィルムA)における位相差の波長分散と、ポリマーB単独で形成された位相差フィルム(位相差フィルムB)における位相差の波長分散特性は異なり、位相差フィルムAのR(450)/R(550)の値と位相差フィルムBのR(450)/R(550)の値との差が少なくとも0.05である。例えば、2種類のポリマーを混合する場合、一方のポリマーからなる位相差フィルムと他方のポリマーからなる位相差フィルムの位相差波長分散が異なっており、実施例でも詳細述べるが、例えば、両者の光学異方性が同じで前者のR(450)/R(550)が1.05で後者がR(450)/R(550)が0.25であった場合、それらを混ぜることによりその混合比に応じて0.25〜1.05まで任意の位相差波長分散を有する位相差フィルムを得ることが出来る。通常の位相差フィルムを製造する方法ではこのような方法は取られておらず、任意の位相差波長分散を得ようとした場合には、先述したように異なる位相差波長分散を有するポリマーを多数保有するという極めて生産性の悪い方法を取らざるを得ない。しかし、本発明の方法によれば、例えばわずか2種類のポリマーを保有し製造工程でそれらの量を制御して混合する工程を有するだけで多数の位相差波長分散を有する位相差フィルムを得ることが出来るのである。上記具体例は2種類のポリマーを混合させる例であったが、2種類以上であっても良い。
【0025】
ポリマーAとBの位相差波長分散R(450)/R(550)の差は好ましくは0.1以上、より好ましくは0.15以上、さらに好ましくは0.2以上である。この差が大きいほど多様な位相差波長分散を持つ位相差フィルムを作り出すことが可能となる。この差が小さくなるほど、ポリマーを2種類用意したところで、本発明の目的の1つである顧客からの多様な波長分散を持つ位相差フィルムを作ることが困難である。またそのような2つのポリマーを有する意味もあまりない。
【0026】
ただし、位相差フィルムは透明であることが必要であるので、それら混合されるポリマーは互いに相溶しうる(相溶性である)ことが重要である。ここで相溶性であるとは、混合されたポリマーからなる位相差フィルムのヘーズ値が2%以下であることを言う。ヘーズ値として好ましくは1%以下、さらに好ましくは0.5%以下である。
【0027】
位相差フィルムの位相差(レターデーション)とは、光が厚さdの位相差フィルムを透過したときに該フィルムの配向方向とそれに垂直な方向の光の進行速度(屈折率)の差にもとづく位相の差をいい、該配向方向とそれに垂直な方向の屈折率の差Δnとフィルムの厚さdとの積Δn・dで表わされる。配向方向については後述する。
【0028】
位相差(Δn・d)は位相差フィルムが同一であれば複屈折Δnに比例するので、位相差の波長分散(波長依存性)は複屈折Δnの波長分散(波長依存性)で表わすことができる。
【0029】
本発明においては、位相差フィルムの面内における配向方向の屈折率が、該配向方向と垂直な方向の屈折率より大きい場合を、光学異方性が正といい、小さい場合を光学異方性が負と定義する。ここで位相差フィルムの配向方向は、未延伸のフィルムを延伸することで決定される。該フィルムを形成するポリマーのガラス転移点温度をTgとするとき、Tgの近傍(Tg-5〜Tg+20℃の範囲)の温度条件で一方向に延伸した場合には、その延伸方向になる。
【0030】
なお、本発明において、位相差というときは位相差の絶対値をいう。光学異方性が負の場合には位相差は負であるが、本発明では特にことわらない限り正負の符号は無視する。
また、光学異方性の正負を判断する場合の波長は550nmとする。
【0031】
本発明によれば、少なくとも2種類のポリマーAとBの混合量を制御することにより位相差フィルムの位相差波長分散を容易に制御でき所望の位相差波長分散特性を有する位相差フィルムを提供できるものである。
【0032】
ポリマーAとBは光学異方性が異なっていても(つまり正と負の組み合わせ)よく、同じであってもよい。この場合は、例えば、両者が正、または両者負である場合を指す。
【0033】
なお、本発明において、『ポリマーが正または負である』とか、または『ポリマーの位相差波長分散』という表現は省略した表現であって、実際はそれぞれ『ポリマーからなる位相差フィルムの光学異方性が正または負』、『ポリマーからなる位相差フィルムの位相差波長分散』と同じ意味である。
【0034】
ここで、この光学異方性は、ポリマーAの場合、溶液キャスト法によりポリマーAからの未延伸フィルムを作成し、ついでこれをTgの近傍(Tg-5〜Tg+20℃の範囲)の温度条件で一方向に1.1〜3倍程度に延伸して得た位相差フィルムを用いて評価する。
【0035】
上述したように、本発明においては、ポリマーA及びBは、それぞれ単独で位相差フィルムを形成したとき、位相差の波長分散がすべて同じではない。すなわち、ポリマーA単独で形成された位相差フィルム(位相差フィルムA)における位相差の波長分散と、ポリマーB単独で形成された位相差フィルム(位相差フィルムB)における位相差の波長分散特性は異なる。好ましくは、位相差フィルムAと位相差フィルムBのいずれか一方は下記式(1)を満足する位相差の波長分散特性を持つ。
R(450)/R(550)<1 (1)
【0036】
ここで、R(450)及びR(550)はそれぞれ測定光波長450nm、550nmで測定した位相差フィルムの該フィルム面内における位相差である。
この特性を有するポリマーを用いることにより、より広い範囲で位相差波長分散を制御することが容易となる。なお、かかる特性を評価するときの、ポリマーA,Bそれぞれ単独で位相差フィルムを形成する条件は、前記した光学異方性を評価する場合と同じである。
【0037】
さらに、ポリマーA単独からなる位相差フィルムは上記式(1)を満足し、かつポリマーB単独からなる位相差フィルムが下記式(2)を満足するような、ポリマーAまたはBを選択するのがより好ましい。
R(450)/R(550)≧1 (2)
【0038】
このように上記特性を有するポリマーA,Bを用いることにより、位相差の波長分散を、具体的にはR(450)/R(550)が1未満のある値から1以上のある値の範囲において、ポリマーA,Bの混合割合を適宜変えるだけで容易に得ることが可能となる。
【0039】
特に、ポリマーA,Bの光学異方性が同じ場合には、両者の位相差波長分散R(450)/R(550)のそれぞれの差は0.1以上が好ましく0.15以上であることがより好ましく、0.2以上であることがさらにより好ましい。先に述べたように、これはこの差が大きいほど位相差フィルムの位相差波長分散を制御する範囲が広がることを意味しているからである。ポリマーAとBの光学異方性が正と負の場合には符号が異なるのでこの限りではない。正と負の場合には、両者の位相差波長分散の差を広く取らなくても、両者の混合比により広い範囲の波長分散を有する位相差フィルムを製造することが可能である。
【0040】
つぎに、本発明に用いられる好ましいポリマーAとBについて説明する。
【0041】
用いるポリマーはA,Bの他、A,Bと相溶するものであれば、さらに一種以上の第3のポリマーを用いてもよい。この場合、第3のポリマーは位相差フィルムの成形性の点で熱可塑性ポリマーであることが好ましい。第三のポリマーがポリマーAとBの相溶化剤の役割を果たしても良い。
【0042】
本発明に用いられる具体的なポリマーとしては、お互いに相溶するものであって、上記条件を満足していれば特に限定はないが、耐熱性に優れ、光学性能が良好で、フィルム形成能を有し、溶融押し出し法や溶液キャスト法により製膜ができる熱可塑性ポリマーから選択するのが好ましい。かかる熱可塑性ポリマーとしては、例えば芳香族ポリエステルポリマー、ポリオレフィン、ポリエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホンを挙げることができる。この中で、ポリアリレート、ポリエステル、ポリカーボネート等の芳香族ポリエステルポリマーが耐熱性、フィルム形成性、光学特性が良好である。中でもポリカーボネートは透明性、耐熱性、製膜性、生産性の点でより優れており好ましい。ポリマーA,Bは、上記熱可塑性ポリマーの中で同種のポリマーの組み合わせが、特に相溶性に優れるので好都合である。
【0043】
つぎに、本発明に用いられるポリマーAとBの好ましい例について説明する。
【0044】
ポリマーAは、少なくとも2種類の繰り返し単位aとbとを含んでなる共重合ポリマーであって、ポリマーBは、該繰り返し単位a及びbの少なくともいずれか一方を含んでなる(共)重合体であることが相溶性の点で好ましい。より好ましくは、ポリマーBは、該繰り返し単位a及びbとを含んでなる共重合体であって、ポリマーAとBは繰り返し単位aとbの含有量が異なる。つまりポリマーAとBは共重合組成が同一ではないものである。共重合組成としては、ポリマーAとBが相溶するのであれば、特に制限はない。また、ポリマー中のシーケンスについてもポリマーAとBが相溶するのであれば、特に制限はなく、ランダム共重合体でも、ブロック共重合体でもよい。また、ポリマーA,Bはその少なくともいずれか一方に、共重合成分として繰り返し単位a,b以外の他の繰り返し単位cを有していてもよい。
【0045】
ポリマーAとBを用いるに際し、A,Bと相溶するものであれば、さらに一種以上の第3のポリマーを併用してもよい。この場合、第3のポリマーは位相差フィルムの成形性の点で熱可塑性ポリマーであることが好ましい。
【0046】
本発明におけるポリマーA,Bとしては、フルオレン骨格を有する構造を含む共重合体が、耐熱性、フィルム形成性をもち、そして低い光弾性定数を有しており位相差フィルムとしてのバランスがよい。したがって、ポリマーA,Bは同一の繰り返し単位a,bを有し、かつその少なくとも一方がフルオレン骨格を有する構造を持つことが好適である。より好ましくは、繰り返し単位a及びbの少なくとも一方はフルオレン環を有するビスフェノールから誘導される成分である。さらに好ましくは、繰り返し単位a及びbはともにかかる成分であることが相溶性の点から有利である。
【0047】
このようなフルオレン環を有するビスフェノール成分は、下記式で表されるものである。
【0048】
【化1】
【0049】
上記式におけるベンゼン環の水素原子は、アルキル基、アリール基等の炭素数1〜6の炭化水素基、ハロゲン原子で置換されていてもよい。
【0050】
前記したように、共重合ポリマーの場合、ポリマーA及びB中の繰り返し単位a,bの割合は、ポリマーA,Bが相溶すれば特に制限はない。この場合、位相差フィルムの光学特性等の特性は、ポリマーAとBとの混合物中に含まれる該繰り返し単位aとbの構造と含有量によって主として決まる。したがって、所望の特性を有する位相差フィルムとなるように、用いる2つのポリマーAとBそれぞれの繰り返し単位a,bの割合とポリマーAとBの混合量とを、適宜決定すればよい。例えば、ポリマーA中の繰り返し単位aとbの割合は、aが1〜99モル%、より好ましくは10〜90モル%、特に好ましくは50〜90モル%の範囲で、bが99〜1モル%の範囲、より好ましくは90〜10モル%、特に好ましくは90〜50モル%の範囲で、それぞれ決定することができる。
【0051】
具体的に一例を挙げると、後述の実施例では、フルオレン環を有するビスフェノールモノマー [A]と[B]をそれぞれ30モル%及び70モル%用いたポリカーボネート共重合体Xと、同じくそれぞれ70モル%及び30モル%共重合させたポリカーボネート共重合体Yが示されている。これらのコポリマーXとYはいかなる混合比率でも相溶性である。したがって、かかるコポリマーXとYの混合率を任意に変えるだけで様々な位相差の波長分散を有する位相差フィルムを作成できる。
【0052】
ポリマーA,Bとして好ましく用いることができるポリカーボネート共重合体としては、具体的に、下記式(I)
【0053】
【化2】
【0054】
(上記式(I)において、R1〜R8はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子及び炭素数1〜6の炭化水素基から選ばれる少なくとも一種であり、Xは下記式
【0055】
【化3】
【0056】
である。)
で示される繰り返し単位を5〜95モル%と、下記式(II)
【0057】
【化4】
【0058】
(上記式(II)において、R9〜R16はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子及び炭素数1〜22の炭化水素基から選ばれる少なくとも一種であり、Yは下記式群
【0059】
【化5】
【0060】
(ここで、Y中のR17〜R19、R21及びR22はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子及び炭素数1〜22の炭化水素基から選ばれる少なくとも一種の基であり、R20及びR23はそれぞれ独立に炭素数1〜20の炭化水素基から選ばれる少なくとも一種の基であり、Ar1〜Ar3はそれぞれ独立に、炭素数6〜10のアリール基である。)
から選ばれる少なくとも一種の基である)
で示される繰り返し単位が全体の95〜5モル%を占めるポリカーボネート共重合体が挙げられる。
【0061】
上記式(I)において、R1〜R8はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子及び炭素数1〜6の炭化水素基から選ばれる。かかる炭素数1〜6の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基、シクロヘキシル基等のアルキル基、フェニル基等のアリール基が挙げられる。この中で、水素原子、メチル基が好ましい。
【0062】
上記式(II)において、R9〜R16はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子及び炭素数1〜22の炭化水素基から選ばれる少なくとも一種の基である。かかる炭素数1〜22の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基、シクロヘキシル基等の炭素数1〜9のアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基等のアリール基が挙げられる。この中で、水素原子、メチル基が好ましい。
【0063】
上記式(II)のYにおいて、R17〜R19、R21及びR22はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子及び炭素数1〜22の炭化水素基から選ばれる少なくとも一種の基である。かかる炭化水素基については、上記したものと同じものを挙げることができる。R20及びR23はそれぞれ独立に炭素数1〜20の炭化水素基から選ばれる少なくとも一種の基であり、かかる炭化水素基については、上記したものと同じものを挙げることができる。Ar1〜Ar3はそれぞれ独立に、フェニル基、ナフチル基等の炭素数6〜10のアリール基である。
【0064】
上記したフルオレン骨格を有するポリカーボネート共重合体からなる位相差フィルムはフルオレン成分の組成比によって位相差の波長分散特性がR(450)/R(550)<1をもつものと、R(450)/R(550)≧1をもつものがある。この位相差波長分散の異なる2つの共重合体を適量混合することにより広い範囲で様々な位相差波長分散を有する位相差フィルムを簡便な方法で提供することが可能となる。
【0065】
ポリカーボネート共重合体中のフルオレン成分の共重合組成(モル比)、及びポリマーAとBの混合体中の繰り返し単位a,bは、例えば核磁気共鳴(NMR)装置により求めることができる。
【0066】
上記ポリカーボネートとしては、下記式(III)
【0067】
【化6】
【0068】
(上記式(III)において、R24、R25はそれぞれ独立に水素原子及びメチル基からなる群から選ばれる少なくとも一種の基である。)
で示される繰り返し単位を10〜90モル%と、下記式(IV)
【0069】
【化7】
【0070】
(上記式(IV)においてR26及びR27はそれぞれ独立に水素原子及びメチル基から選ばれる少なくとも一種の基であり、Zは下記式群
【0071】
【化8】
【0072】
で示される繰り返し単位が全体の90〜10モル%を占めるポリカーボネート共重合体が耐熱性、透明性等の点で特に好ましい。
【0073】
上記したポリカーボネート共重合体の製造方法としては、ビスフェノール類のようなジヒドロキシ化合物とホスゲンあるいは炭酸ジフェニルなどの炭酸エステル形成性化合物との重縮合による方法、溶融重縮合法等が好適に用いられる。
【0074】
上記ポリカーボネート共重合体の極限粘度は0.3〜2.0dl/gであることが好ましい。0.3未満では脆くなり機械的強度が保てないといった問題がある。またこれを超えると溶液粘度が上がりすぎるため溶液製膜においてダイラインの発生等の問題や、重合終了時の精製が困難になるといった問題が起こりうる。
【0075】
本発明においては、上記ポリマーA及びBの混合比を調整し該混合物をフィルムに成形することにより位相差が所望の波長分散特性を持つ位相差フィルムが提供される。
【0076】
ポリマーA及びBの混合比を調整してAとBとを混合する方法としては、溶融混合でもよいし、AとBとを溶解する溶媒中で行なってもよい。しかしながら、下記に示す理由により溶液キャスト法が好適である。したがってAとBとを溶解する溶媒中で混合を行ない、つづいて溶液キャスト法によりフィルムを形成するのが好ましい。
【0077】
ポリマーAとBの混合比は特に制限はないが、位相差フィルムの光学特性は、ポリマーAとBとの混合物中に含まれる繰り返し単位の構造と含有量の寄与が大きい。したがって、ポリマーAとBの混合量は、該ポリマーAとBを構成する繰り返し単位a,bの割合を勘案して適宜決定するのがよい。例えば、通常ポリマーAが1〜99重量%、好ましくは5〜95重量%、より好ましくは10〜90重量%の範囲であり、ポリマーBが99〜1重量%、好ましくは95〜5重量%、より好ましくは90〜10重量%の範囲で、ポリマーAとBとの混合物に含まれる繰り返し単位aとbの合計量に基づく該繰り返し単位aの割合が50〜99モル%、好ましくは50〜95モル%となるように決定する。もちろん、ポリマーA及びBの少なくともいずれか一方が他の繰り返し単位cをさらに含む場合は、cの量も考慮して決定されるべきである。
【0078】
得られた混合物は、ついで、例えば溶融押し出し法、溶液キャスト法によってフィルムに成形される。溶液キャスト法では、該混合物が溶液に溶解した溶液組成物をステンレスベルトやフィルムベルト上にダイから押し出すキャスティング法、ドクターナイフ法などにより流延することによってフィルム化し、ついて所望のリターデーションなどの光学特性となるように、必要に応じて延伸して位相差フィルムを得る。位相差フィルムは膜厚むらは位相差むらに反映すること、また、異物等の混入は許されないことから溶液キャスト法が好ましい。
【0079】
該溶液キャスト法は、ポリマーA及びBを有機溶媒に溶解し溶液組成物を生成する工程(溶解工程)、該溶液組成物を支持体上に流延する工程(流延工程)、及び該有機溶媒を含む流延された溶液組成物を乾燥する工程(乾燥工程)、をこの順に含むものである。
【0080】
以下、ポリマーA,Bとして、いずれもポリカーボネートを用いた場合について詳述する。
【0081】
溶解工程においては、通常、ポリカーボネートを溶解する溶媒を用いて溶液組成物を調製する。かかる溶媒としては、特に限定はないが、例えばメチレンクロライド、クロロホルム、1,2―ジクロロエタンなどのハロアルカン類;テトラヒドロフラン、1,3―ジオキソラン、1,4―ジオキサンなどの環状エーテル類;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、クロロベンゼンなどの芳香族炭化水素類が用いられる。この中でメチレンクロライド、ジオキソランが溶解性と溶液組成物の安定性の上から好適である。これらは一種でもよいし二種以上の混合溶媒でもよい。
【0082】
溶液組成物中のポリマー濃度としては、1〜50重量%のものが通常用いられる。メチレンクロライドを用いた場合、ポリマー濃度としては、用いるポリマーの分子量(粘度)にもよるが、5〜40重量%、好ましくは10〜30重量%である。
【0083】
また該溶解工程において、溶液組成物中には、フェニルサリチル酸、2−ヒドロキシベンゾフェノン、トリフェニルフォスフェート等の各種紫外線吸収剤や、色味を変えるためのブルーイング剤、酸化防止剤等を添加してもよい。また、可塑剤等の添加剤を入れてもよく、この場合にはポリマー固形分対比10重量%以下が好ましく、3重量%以下がより好ましい。
【0084】
流延工程においては、代表例として、ポリカーボネート及び溶媒としてはメチレンクロライドを含む溶液組成物を用いて、溶液キャスト法により未延伸フィルムを製造する場合の好ましい製造プロセスについて説明する。
【0085】
上記溶液組成物は、ステンレスベルトやフィルムベルト等の支持体上に流延される。ベルト上の流延物から溶媒が徐々に除去され、該流延物中の含有溶媒量が15〜20重量%程度になる時点で、支持体上から引き剥がす。そして該支持体より剥離した溶媒含有フィルムを、次の乾燥工程によって連続的に処理する。
乾燥工程においては、例えば次の第1〜第3の工程に分けて実施できる。
【0086】
第1工程においては、雰囲気温度を15〜40℃にして溶媒を含む上記フィルムを通常数分から1時間程度搬送しながら乾燥をすすめることにより、フィルム中での残留溶媒濃度を10〜15重量%にすることができる。
【0087】
次いで第2工程において、該フィルムを、ピンテンターに送り込み両端をピンシートで把持固定し加熱しつつ搬送する。この際に加熱温度並びにピンテンターレールの縮小率を所定の値とする。こうした第2工程において該フィルムを通常数分から数10分間搬送しつつ乾燥することにより、該フィルム中に残留する溶媒の濃度を3〜5重量%にすることができる。
【0088】
さらに第3工程においては、ロール懸垂型等の乾燥機に該フィルムを通して、所望の温度及び張力を与えて処理する。溶媒としてメチレンクロライドを用いた場合、乾燥して得られたフィルム中には、少量メチレンクロライドが残留する場合がある。そのときの残留量としては0.5重量%以下が好ましく、より好ましくは0.3重量%以下、さらに好ましくは0.1重量%以下である。しかしながら、該フィルムをさらに延伸する場合には、かかる残留量は目的の光学特性に応じて異なるが、0.3〜2重量%が好ましい。
【0089】
得られた位相差フィルムは未延伸フィルムであるが、必要に応じて所望の位相差を持つように、延伸される。用途によって選択すればよい。延伸条件としては、フィルム温度がTg±10℃の範囲で、通常1.05〜3倍に延伸する。
【0090】
得られた位相差フィルムの膜厚としては、5μmから200μmであることが好ましく、より好ましくは10〜120μmである。
【0091】
ところで、光学異方性を持ったフィルムには一般に斜めからの入射光に対しては、正面入射光と比較して異なる位相差値を与えることが知られている。ここでポリマー材料の三次元屈折率とは、nx,ny,nzで表され、それぞれの定義は、
nx:フィルム面内における主配向方向の屈折率
ny:フィルム面内における主配向方向に直交する方位の屈折率
nz:フィルム表面の法線方向の屈折率
とする。ここで、主配向方向とは例えばフィルムの流れ方向を意味しており、化学構造的にはポリマー主鎖が配向した方向を指す。上述のように、本発明においては、nx>nzのときを光学異方性が正、nx<nzのときを光学異方性が負であるとする。この三次元屈折率は、フィルムに偏光を入射して得られる出射光の偏光状態を解析する手法である偏光解析法により測定されるが、本発明ではフィルムの光学異方性を屈折率楕円体と見なして公知の屈折率楕円体の式により求める方法によりこの三次元屈折率を求めている。この三次元屈折率は使用する光源の波長依存性があるので、使用する光源波長で定義することが好ましい。この三次元屈折率を用いて光学異方性を表記する方法として下記式(3)
Nz=(nx−nz)/(nx−ny) (3)
が知られているが、これを用いて三次元屈折率を定義するならば、Nzが0.3〜1.5の範囲にあるとき、非常に位相差値の入射角依存性が小さくなる。特にNz=0.5のときは位相差値の入射角依存性が実質的に無くなり、どの角度から光が入っても同じ位相差値を与える。
【0092】
なお、上記定義によれば、正の光学異方性を有するフィルムの遅相軸はnx,進相軸はnyとなる。
【0093】
【発明の効果】
本発明によれば、相溶する位相差波長分散が大きく異なるポリマーを2種類以上混合する少なくとも2つのポリマーを混合するという簡便な方法を用いることにより、様々な位相差波長分散特性を有する位相差フィルムを生産性良く提供できる。
【0094】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(評価法)
本明細書中に記載の材料特性値等は以下の評価法によって得られたものである。
(1)位相差値(R=Δn・d(nm))の測定
位相差フィルムの複屈折Δnと膜厚dの積である位相差R値及びK値は、分光エリプソメータである日本分光(株)製の『M150』により測定した。R値は入射光線と位相差フィルムの表面が直交する状態で測定した。
(2)全光線透過率およびヘーズ値の測定
位相差フィルムの全光線透過率およびヘーズ値については、日本工業規格JIS K 7105『プラスチックの光学的特性試験方法』に準じ積分球式光線透過率測定装置により測定した。評価装置としては、日本電色工業(株)製の色差・濁度測定器『COH-300A』を用いた。
(3)厚さの測定
位相差フィルムの厚さについては、アンリツ社製の電子マイクロで測定した。
(4)ポリマー共重合比の測定
日本電子社製の『JNM−alpha600』のプロトンNMRにより測定した。下記のモノマー[A]とモノマー[B]の共重合体の場合には、溶媒として重ベンゼンを用い、それぞれのメチル基のプロトン強度比から算出した。
【0095】
以下の実施例、比較例におけるポリカーボネートのモノマーの構造を以下に記す。
【0096】
【化9】
【0097】
[合成例1、2(ポリマーボネート共重合体の製造)]
攪拌機、温度計及び還流冷却器を備えた反応槽に、水酸化ナトリウム水溶液及びイオン交換水を仕込んだ。これに上記構造を有するモノマー[A]と[B]を表1に示す所定のモル比で溶解させ、少量のハイドロサルファイトを加え反応液とした。次にこれにメチレンクロライドを加えた。反応液の温度は20℃であった。この中にホスゲンを約60分かけて吹き込んだ。さらに、p-tert-ブチルフェノールを加えて乳化させた後、トリエチルアミンを加えて30℃で約3時間攪拌して反応を終了させた。得られた反応液から有機相を分取した。分取液より塩化メチレンを蒸発させることによりポリカーボネート共重合体を得た。得られた共重合体の組成比はモノマー仕込み量比とほぼ同様であった。
【0098】
得られた2つの共重合体(共重合体1、2)をそれぞれメチレンクロライドに溶解させ、固形分濃度20重量%の溶液組成物を調整した。この溶液組成物をステンレス上に流延し、ついで15℃から除々に昇温させながら加熱し、ステンレスから剥がしさらに乾燥させてキャストフィルムを作製した。このとき得られたフィルムは、R値が10nm以下であった。また該フィルムはメチレンクロライドを0.9重量%含んでいた。
【0099】
つづいて、このフィルムを、コポリマーのガラス転移点温度付近で1.3倍に一軸延伸して位相差フィルムを得た。これらの位相差フィルムの特性を表1にまとめた。
【0100】
【表1】
【0101】
[実施例1〜5(位相差フィルムの製造)]
上記合成例で製造したコポリマー1,2を、表2に記載の所定の混合比率(重量部)でメチレンクロライドに溶解させ、固形分濃度20重量%の溶液組成物を調製した。この溶液組成物をステンレス上に流延し、15℃から除々に昇温させながら加熱し、ステンレスから剥がしさらに乾燥させてキャストフィルムを作製した。このとき得られたフィルムは、R値が10nm以下であった。また該フィルムはメチレンクロライドを1重量%含んでいた。
【0102】
つづいて、このフィルムをコポリマーのガラス転移点温度付近で1.8倍に一軸延伸することにより位相差フィルム1〜5を得た。これらの位相差フィルムの特性を表2にまとめた。表2中のB含有比率は、コポリマー1と2の混合物全体に占めるモノマー単位Bの割合(モル%)である。
【0103】
【表2】
【0104】
このように、コポリマー1と2を種々の割合で混合し、得られた混合物から位相差フィルムを作成することにより様々な位相差波長分散特性を有する位相差フィルムを得ることができた。
【0105】
[合成例3,4(ポリマーボネート共重合体の製造)]
攪拌機、温度計及び還流冷却器を備えた反応槽に、水酸化ナトリウム水溶液及びイオン交換水を仕込んだ。これに上記構造を有するモノマー[C]と[B]を表3に示す所定のモル比で溶解させ、少量のハイドロサルファイトを加え反応液とした。次にこれに塩化メチレンを加えた。反応液は20℃であった。この中にホスゲンを約60分かけて吹き込んだ。さらに、p-tert-ブチルフェノールを加えて乳化させた後、トリエチルアミンを加えて30℃で約3時間攪拌して反応を終了させた。得られた反応液から有機相を分取した。分取液より塩化メチレンを蒸発させることによりポリカーボネート共重合体を得た。得られた共重合体の組成比はモノマー仕込み量比とほぼ同様であった。
【0106】
得られた2つの共重合体(共重合体3,4)をそれぞれメチレンクロライドに溶解させ、固形分濃度20重量%の溶液組成物を調整した。この溶液組成物をステンレス上に流延し、ついで15℃から除々に昇温させながら加熱し、ステンレスから剥がしさらに乾燥させてキャストフィルムを作製した。このとき得られたフィルムは、R値が10nm以下であった。また該フィルムはメチレンクロライドを1重量%含んでいた。
【0107】
つづいて、このフィルムを、コポリマーのガラス転移点温度付近で1.2倍に一軸延伸して位相差フィルムを得た。これらの位相差フィルムの特性を表3にまとめた。
【0108】
【表3】
【0109】
[実施例6〜7(位相差フィルムの製造)]
上記合成例3,4で製造したコポリマー3,4を、表3に記載の所定の混合比率(重量部)でメチレンクロライドに溶解させ、固形分濃度20重量%の溶液組成物を調製した。この溶液組成物を、ステンレス上に流延し、15℃から除々に昇温させながら加熱し、ステンレスから剥がしさらに乾燥させてキャストフィルムを作製した。このとき得られたフィルムは、R値が10nm以下であった。また該フィルムはメチレンクロライドを1重量%含んでいた。
【0110】
つづいて、このフィルムをコポリマーのガラス転移点温度付近で1.8倍に一軸延伸することにより位相差フィルム6〜7を得た。これらの位相差フィルムの特性を表4にまとめた。表4中のB含有比率は、コポリマー3と4の混合物全体に占めるモノマー単位Bの割合(モル%)である。
【0111】
【表4】
【0112】
このように、コポリマー3と4を種々の割合で混合し、該混合物から位相差フィルムを作成することにより様々な位相差波長分散特性を有する位相差フィルムを得ることができた。
【0113】
以上より、本発明は、互いに相溶しうる位相差波長分散が大きく異なる少なくとも2種類のポリマーA及びBの混合比を調整して該混合物をフィルム化して位相差フィルムを製造するものである。本発明によれば、かかるポリマーAの位相差フィルムの位相差波長分散と、ポリマーBの位相差フィルムの位相差波長分散との広い範囲内で、所望の波長分散をもつ位相差フィルムを効率的に、かつ工業的に簡便な方法で製造することができる。また、本発明によれば位相差の波長分散を高度に制御することができ、品質の高い位相差フィルムを提供することができる。液晶を用いた表示装置、タッチパネル等の表示入力装置に適用する位相差フィルムを提供する方法として非常に価値があるものである。
Claims (3)
- 互いに相溶しうる少なくとも2種類のポリマーA及びポリマーBの混合比を調整し、該混合物をフィルムに成形する位相差フィルムの製造方法であって、
ポリマーA及びBは、芳香族ポリエステルであり、
ポリマーAは、ポリマーA単独で位相差フィルムを形成したとき、下記式(1)を満足するものであり、
R(450)/R(550)<1 (1)
ポリマーA単独で位相差フィルムとしたときのR(450)/R(550)と、ポリマーB単独で位相差フィルムとしたときのR(450)/R(550)との差が、0.05以上であるポリマーAとポリマーBを用いることを特徴とする位相差フィルムの製造方法。(ただし、R(450)及びR(550)は、それぞれ測定光波長450nm及び550nmで位相差フィルムを測定したときの該フィルム面内における位相差である)。 - ポリマーBは、該ポリマーB単独で位相差フィルムを成形したとき、下記式(2)を満足する請求項1記載の位相差フィルムの製造方法。
R(450)/R(550)≧1 (2)
(ただし、R(450)及びR(550)は、それぞれ測定光波長450nm及び550nmで位相差フィルムを測定したときの該フィルム面内における位相差である。) - 位相差フィルムの位相差の波長分散特性が、下記式(3)を満たす請求項1または2記載の位相差フィルムの製造方法。
R(450)/R(550)<1 (3)
(ただし、R(450)及びR(550)は、それぞれ測定光波長450nm及び550nmで位相差フィルムを測定したときの該フィルム面内における位相差である。)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001125612A JP4624591B2 (ja) | 2000-04-24 | 2001-04-24 | 位相差フィルムの製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000122489 | 2000-04-24 | ||
| JP2000-122489 | 2000-04-24 | ||
| JP2001125612A JP4624591B2 (ja) | 2000-04-24 | 2001-04-24 | 位相差フィルムの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002014234A JP2002014234A (ja) | 2002-01-18 |
| JP4624591B2 true JP4624591B2 (ja) | 2011-02-02 |
Family
ID=26590654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001125612A Expired - Lifetime JP4624591B2 (ja) | 2000-04-24 | 2001-04-24 | 位相差フィルムの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4624591B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100981901B1 (ko) * | 2002-12-20 | 2010-09-13 | 데이진 가부시키가이샤 | 투명 도전성 적층체, 터치패널 및 터치패널 부착액정표시장치 |
| JP4900636B2 (ja) * | 2003-03-06 | 2012-03-21 | Jsr株式会社 | ノルボルネン誘導体 |
| KR101205743B1 (ko) | 2004-11-11 | 2012-11-28 | 스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤 | 광학 필름 |
| JP2007052079A (ja) * | 2005-08-15 | 2007-03-01 | Kaneka Corp | 位相差フィルムの波長分散調整方法およびそれを用いたフィルムの製造方法 |
| JP5227741B2 (ja) * | 2008-10-28 | 2013-07-03 | 株式会社カネカ | 光学補償フィルムの製造方法および光学補償フィルム |
| KR20150142681A (ko) * | 2013-04-10 | 2015-12-22 | 오사카 가스 케미칼 가부시키가이샤 | 파장 분산 조정제, 수지 조성물 및 수지의 파장 분산 조정 방법 |
| JP6131709B2 (ja) * | 2013-05-16 | 2017-05-24 | 東ソー株式会社 | ポリマー組成物を用いた光学フィルム |
| KR102511647B1 (ko) | 2015-06-19 | 2023-03-17 | 닛샤 가부시키가이샤 | 원편광판이 형성된 터치 센서 및 화상 표시 장치 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04194902A (ja) * | 1990-11-27 | 1992-07-14 | Toray Ind Inc | 位相差フィルム |
| CA2316828C (en) * | 1998-10-30 | 2010-02-23 | Teijin Limited | Retardation film and optical device employing it |
-
2001
- 2001-04-24 JP JP2001125612A patent/JP4624591B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002014234A (ja) | 2002-01-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4739636B2 (ja) | 位相差フィルムの製造方法 | |
| JP3648240B2 (ja) | 液晶表示素子およびそれに用いる位相差フィルムの使用 | |
| JP4618675B2 (ja) | 位相差フィルム、偏光素子、液晶パネルおよび液晶表示装置 | |
| EP1045261B1 (en) | Phase difference film and optical device using it | |
| JP5830949B2 (ja) | 位相差フィルム用フマル酸ジエステル系樹脂及びそれよりなる位相差フィルム | |
| JPWO2001081959A1 (ja) | 位相差フィルムの製造方法 | |
| JP4566275B2 (ja) | 位相差フィルム、積層偏光フィルム、および液晶表示装置 | |
| JP3995387B2 (ja) | 偏光板保護用透明フィルム及びそれを用いてなる偏光板 | |
| JP2002156528A (ja) | 熱可塑性高分子フィルム | |
| JP2002048919A (ja) | 位相差フィルム | |
| CN101351730A (zh) | 具有受控双折射色散的光学补偿器膜 | |
| CN101395502A (zh) | 层叠偏光膜、相位差膜和液晶显示装置 | |
| JP4624591B2 (ja) | 位相差フィルムの製造方法 | |
| JP2004037837A (ja) | 液晶表示素子および位相差フィルム | |
| JP2002221622A (ja) | 広視野角偏光フィルムおよびその製造方法 | |
| JP4792777B2 (ja) | 広視野角補償フィルム及びそれを用いてなる透過型液晶表示装置 | |
| JP3836283B2 (ja) | ポリカーボネート積層位相差フィルム | |
| JP5158322B2 (ja) | 光学補償フィルム及びその製造方法 | |
| KR20130140804A (ko) | 수지 조성물, 위상차 필름, 위상차 필름의 제조 방법 및 장척의 원 편광판 | |
| JP4313542B2 (ja) | 位相差フィルム及びその製造方法 | |
| JP4381650B2 (ja) | 位相差フィルム及びその製造方法 | |
| JP2002071956A (ja) | 積層位相差フィルム及びそれを用いた積層偏光フィルム | |
| JP2003329840A (ja) | 熱安定性に優れた位相差フィルム、及び偏光変換素子 | |
| JP2003090914A (ja) | 位相差フィルム及びその製造方法 | |
| JP4681334B2 (ja) | 積層位相差フィルム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071127 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100402 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100511 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100707 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20101012 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20101104 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4624591 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131112 Year of fee payment: 3 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |