説明

フレキシブルディスプレイ用位相差フィルム

【課題】光弾性係数の絶対値が小さく、高いレターデーション値を有し、耐折れ性、透明性のバランスにも優れたフレキシブルディスプレイ用位相差フィルムを提供すること。
【解決手段】イソプロペニル芳香族単量体とビニル芳香族単量体とを共重合することによって得られたコポリマーを含み、少なくとも一軸方向に延伸することによって得られた得られた、高耐熱性、低光弾性係数、耐折れ性を有する位相差フィルム。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、位相差フィルム、即ち、3次元方向で屈折率が異なるフィルムであって、フレキシブルディスプレイに用いるのに特に適した位相差フィルムに関する。
詳しくは、本発明は、耐熱性に優れ、光弾性係数の絶対値が小さく、耐フィルム折れ性に優れたフレキシブルディスプレイ用位相差フィルムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
最近、例えばディスプレイ市場の拡大に伴い、ディスプレイの中でも、可撓性があり、曲面に配置することができるフレキシブルディスプレイが検討されている。そして、このようなフレキシブルディスプレイにおいても、より画像を鮮明にみたいという要求が高まっており、フレキシブルディスプレイに用いる光学材料としては、単なる透明材料ではなく、より高度な光学特性が付与されかつフレキシブルな材料が求められている。
このような高度な光学特性が付与された光学材料としては、位相差フィルムが挙げられる。位相差フィルムは、液晶表示装置の色補償、視野角拡大等の問題を解決するために用いられているが、高い複屈折性(高いレターデーション値)が要求される。
そして、位相差フィルムの材料としては、一般にポリカーボネートフィルムやポリスルホンフィルムのような高いレターデ−ション値を持つポリマーフィルムが用いられている。
【0003】
最近はディスプレイが大型化し、それに伴い位相差フィルムの大型化も必要であるが、位相差フィルムを大型化すると、外力の偏りが生じるため、位相差フィルムが外力による複屈折変化を生じやすい材料からなる場合、複屈折の分布が生じ、コントラストが不均一となるという問題がある。
外力による複屈折変化の生じやすさは、光弾性係数の絶対値によって表されるところ、現在、位相差フィルムとして一般的に用いられているポリカーボネートやポリスルフォンは光弾性係数の絶対値が大きく、これに代わる光弾性係数の小さい複屈折性光学材料が切望されている。
【0004】
光弾性係数の小さい材料としては、メタクリル酸メチルの単独重合体(PMMA)やアモルファスポリオレフィン(APO)が知られている(非特許文献1参照)。しかし、これらの材料でもまだ外力による複屈折変化が大きい。
【0005】
ところで、スチレンとα−メチルスチレンの共重合体は、ポリスチレンに比べて耐候性、耐熱性、熱安定性に優れていることが知られている。例えば、スチレンとα−メチルスチレンとの共重合体は、α−メチルスチレンの含有量に従って、ガラス転移温度が上昇することが知られている(非特許文献2参照)。
【0006】
スチレンとα−メチルスチレン共重合体より成る延伸シートについては、特許文献1にが記載されているが、特許文献1に開示されているのは、食品包装容器用のシートであり、位相差フィルムとして重要な特性であるレターデーション値や光弾性係数についての言及はなく、フレキシブルディスプレイ等の光学材料としての用途についての記載はない。
【0007】
また、特許文献2には、分子内に−O−O−結合を3個以上含有する有機過酸化物を開始剤としたスチレンとα−メチルスチレンとの共重合体を主成分とする耐熱性スチレン系樹脂延伸シートが記載されている。しかし、特許文献2にも、耐熱性、透明性、耐折強度等の包装容器用途に関する特性については記載されているが、レターデーション値や光弾性係数に関する記載はなく、フレキシブルディスプレイ等の光学材料としての用途についての記載はない。
【0008】
【非特許文献1】化学総説、No.39、1998(学会出版センター発行)
【非特許文献2】Journal of Applied Polymer Science,Vol.41,p383(1990)
【特許文献1】特開2005−281646号公報
【特許文献2】特開2005−248002号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は、光弾性係数の絶対値が小さく、高いレターデーション値を有し、耐折れ性、透明性のバランスにも優れたフレキシブルディスプレイ用位相差フィルムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明者らはフレキシブルディスプレイ用の位相差フィルムの材料について鋭意検討した結果、イソプロペニル芳香族単量体とビニル芳香族単量体の共重合体は、ガラス転移温度が高く耐熱性に優れ、さらに、この共重合体を含む原反フィルムを延伸することによって得られた延伸フィルムは、光弾性係数の絶対値が小さく、透明性や耐折れ性に優れ、しかも高い複屈折性を示すことを見出し、本発明を完成するに至った。
【0011】
即ち、本発明は、以下のとおりである。
[1]式(1)で表されるイソプロペニル芳香族単量体(a)と、式(2)で表されるビニル芳香族単量体(b)とを共重合することによって得られたガラス転移温度(Tg)が120℃以上であるコポリマー(A)を含み、少なくとも一軸方向に延伸したフィルムであって、光弾性係数の絶対値が5.0×10-12/Pa以下であり、ヘイズが1%以下であるフィルム耐折回数が10回以上であるフレキシブルディスプレイ用位相差フィルム、
式(1)
【化3】

置換基R1は、水素又は炭化水素系置換基を示す。

式(2)
【化4】

置換基R2は、水素又は炭化水素系置換基を示す。
置換基R3は、水素又はフェニル基を示す。

[2]前記イソプロペニル芳香族単量体(a)の共重合比率が30重量%を超え、60重量%以下である[1]記載のフレキシブルディスプレイ用位相差フィルム、
[3]前記イソプロペニル芳香族単量体(a)が、α−メチルスチレンである[1]又は[2]に記載のフレキシブルディスプレイ用位相差フィルム、
[4]厚みが20〜100μmである[1]〜[3]のいずれか1項に記載のフレキシブルディスプレイ用位相差フィルム、
[5]前記式(1)で表されるイソプロペニル芳香族単量体(a)と前記式(2)で表されるビニル芳香族単量体(b)とのコポリマー(A)を含む位相差フィルムの製造方法であって、コポリマー(A)を押出しして原反フィルムを成形する工程と、前記原反フィルムをコポリマー(A)のガラス転移温度(Tg)+5℃〜Tg+40℃において、少なくとも一軸方向に10%〜200%の延伸倍率で延伸する工程と、を含む位相差フィルムの製造方法。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、光弾性係数の絶対値が小さく、高いレターデーション値を有し、耐折れ性、透明性のバランスにも優れたフレキシブルディスプレイ用光学フィルムを提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
本発明の透明光学フィルムは、式(1)で表されるイソプロペニル芳香族単量体(a)と、式(2)で表されるビニル芳香族単量体(b)とを共重合することによって得られるコポリマー(A)を含む。
式(1)
【0014】
【化5】

置換基R1は、水素又は炭化水素系置換基を示す。


式(2)
【化6】

置換基R2は、水素又は炭化水素系置換基を示す。
置換基R3は、水素又はフェニル基を示す。
【0015】
式(1)で表されるイソプロペニル芳香族単量体(a)としては、例えば、イソプロペニルベンセン(α−メチルスチレン)、イソプロペニルトルエン、イソプロペニルエチルベンゼン、イソプロペニルプロピルベンゼン、イソプロペニルブチルベンゼン、イソプロペニルペンチルベンゼン、イソプロペニルヘキシルベンゼン、イソプロペニルオクチルベンゼン等のアルキル置換イソプロペニルベンゼン類等が挙げられる。耐熱性、耐候性の点で、好ましい単量体は、イソプロペニルベンゼン(α−メチルスチレン)である。
【0016】
式(2)で表されるビニル芳香族単量体(b)としては、例えば、スチレン、p−メチルスチレン、m−メチルスチレン、о−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、2,5−ジメチルスチレン、3,4−ジメチルスチレン、3,5−ジメチルスチレン、p−エチルスチレン、m−エチルスチレン、о−エチルスチレン等のアルキル置換スチレン類;1,1−ジフェニルエチレン等が挙げられる。
より高分子量のコポリマーを得るために、好ましい単量体は、スチレンである。
【0017】
これらのイソプロペニル芳香族単量体(a)とビニル芳香族単量体(b)は、各々1種類づつ用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。
重合のしやすさ、得られるコポリマー(A)の耐候性等の点から、最も好ましい組み合わせは、α−メチルスチレンとスチレンの組み合わせである。
【0018】
本発明におけるコポリマー(A)は、ラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合等のいずれにて製造しても構わない。高分子量の共重合体を得るため、またはイソプロペニル芳香族単量体(a)に由来する単位の高い含有率を有する高分子量体を得るためには、アニオン重合法によって製造することが好ましく、連続アニオン重合法によって製造することが更に好ましい。
得られるコポリマー(A)の溶融熱安定性を高くして、加工の温度領域を広げるためには、リビング重合法が好ましい。リビング重合は、アニオン重合、ラジカル重合、カチオン重合等のいずれでも構わないが、工業的に利用されている有機リチウム化合物を開始剤に用いたリビングアニオン重合による方法がより好ましい。
【0019】
重合時に、収率・性能向上を目的として、色々な条件で重合することはより好適である。例えば、重合時の熱履歴を抑え熱的処理時間を短くすること、重合時に重合系内に存在する酸素量を低減すること、低分子量物の脱揮時の真空度を高くすること、およびこれらの方法で得た樹脂に熱安定剤を加える等である。
【0020】
また、イソプロペニル芳香族単量体(a)とビニル芳香族単量体(b)とのコポリマー(A)は、ブロックポリマーであってもランダムポリマーであってもよいが、耐熱性や剛性やリサイクル性の点では、ランダムポリマーであることが好ましい。
【0021】
コポリマー(A)の分子量分布範囲は、これを含む樹脂組成物のフィルム加工性と機械物性のバランスの観点から、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)が、1.6〜4.0の範囲にあることが好ましい。より好ましくは、1.7〜3.7であり、更に好ましくは1.8〜3.5の範囲である。
【0022】
Mw/Mnの制御方法としては、例えば、連続重合法により重合し反応器内の撹拌羽根の回転数を制御することにより1.6〜2.3の範囲の共重合体を得ることができる。また、リビング重合体の成長末端に多官能基を有する化合物を添加することによってMw/Mnを2.0〜4.0の間に制御できる。また、高分子量体成分を溶液または溶融ブレンドすることによってMw/Mnを2.0〜4.0の間に制御できる。
ここで、本発明おいて重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて、ポリスチレン換算によって求めた値のことである。
【0023】
コポリマー(A)のGPCにより測定した重量平均分子量(Mw)は、好ましくは5万〜50万であり、より好ましくは10〜35万、更に好ましくは15〜30万である。重量平均分子量(Mw)が50万以下であると、押出し延伸加工に十分な流動性が得られ、溶融押出、延伸成膜が大きな支障がなく行える。また、重量平均分子量(Mw)が5万以上であると、延伸安定性とフィルムに十分な配向度を与えることができる。
【0024】
また、本発明においては、単量体(a)と単量体(b)との共重合によって得られたコポリマー(A)以外の重合体を、本発明の目的を損なわない範囲で混合することができる。このような、コポリマー(A)以外の重合体としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリスチレン、スチレンアクリロニトリル共重合体等のスチレン系樹脂、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアセタール等の熱可塑性樹脂、およびフェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂などを挙げられ、これらの少なくとも1種以上をさらに添加することができる。
【0025】
さらに、本発明の効果を損なわない範囲内で、各種目的に応じて任意の添加剤を配合することができる。このような添加剤としては、樹脂やゴム状重合体の配合に一般的に用いられるものであれば特に制限はない。例えば、無機充填剤、酸化鉄等の顔料;ステアリン酸、ベヘニン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、エチレンビスステアロアミド等の滑剤;離型剤;パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイル、パラフィン、有機ポリシロキサン、ミネラルオイル等の軟化剤・可塑剤;ヒンダードフェノール系酸化防止剤、リン系熱安定剤等の酸化防止剤、ヒンダードアミン系光安定剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤;難燃剤;帯電防止剤;有機繊維;ガラス繊維、炭素繊維、金属ウィスカ等の補強剤;着色剤;その他添加剤或いはこれらの混合物等が挙げられる。
【0026】
本発明におけるイソプロペニル芳香族単量体(a)とビニル芳香族単量体(b)との共重合によって得られたコポリマー(A)のガラス転移温度(Tg)は、フレキシブルディスプレイの用途に必要とされる耐熱性を備えるために、120℃以上であることが必要であり、125℃以上であることが更に好ましく、130℃以上であることが最も好ましい。
なお、ガラス転移温度は、示差走査型熱量分析装置(DSC)によって求めることができる。
【0027】
本発明におけるコポリマー(A)中のイソプロペニル芳香族単量体(a)の共重合比率は、イソプロペニル芳香族単量体(a)とビニル芳香族単量体(b)との合計を100重量%としたときに、30重量%を超え、60重量%以下であることがフィルムの耐熱性、耐折れ性及び光学特性を発現させる点から好ましく、35〜55重量%であることが更に好ましい。
単量体(a)の共重合比率が30重量%を超えると、コポリマー(A)にフレキシブルディスプレイの用途に求められる耐熱性を十分に満足するガラス転移温度を持たせることが容易となる。
また、コポリマー(A)の溶融流動性の向上、光弾性係数の絶対値の低減、耐折れ性の向上の観点から、単量体(a)の共重合比率は60重量%以下であることが好ましい。特に、イソプロペニル芳香族単量体(a)の共重合比率と耐折れ性の間には、イソプロペニル芳香族単量体(a)の共重合比率が増加すると耐折れ性が低下するという関係にあり、フレキシブルディスプレイ用途に求められる耐折れ性を余裕をもって満足するためには、コポリマー(A)中のイソプロペニル芳香族単量体(a)の共重合比率が55重量%以下であることが好ましい。
【0028】
本発明の位相差フィルムの製造方法としては、溶融押し出し成形、キャスト成形、インフレーション成形等の手法を用いることができる。例えば、Tダイ、円形ダイ等が装着された押出機等を用いて、原反フィルムを溶融押し出し成形することができる。このようにして得られた原反フィルムを、機械的流れ方向(MD方向)に縦一軸延伸する方法、機械的流れ方向に直行する方向(TD方向)に横一軸延伸する方法等によって一軸延伸フィルムを製造することができ、また、原反フィルムをロール延伸とテンター延伸の逐次二軸延伸法、テンター延伸による同時二軸延伸法、チューブラー延伸による二軸延伸法等によって二軸延伸することにより二軸延伸フィルムを製造することができる。
【0029】
本発明の位相差フィルムは、少なくとも一軸方向に延伸したフィルムであることが必要である。延伸方向は、フィルムの機械的流れ方向、機械的流れ方向に直交する幅方向のどちらでもよい。フィルムの機械的強度を上げるためには、機械的流れ方向、機械的流れ方向に直交する幅方向の両方向に延伸した二軸延伸フィルムであることが好ましい。
延伸していないフィルムは、フィルムの機械的強度が十分ではなく、フィルムの割れや裂けが生じないよう取り扱い時に注意する必要があるため好ましくない。
延伸倍率は少なくともどちらか一方向に10%以上200%以下であることが好ましく、15%以上150%以下であることが更に好ましく、20%以上100%以下であることが最も好ましい。この延伸倍率範囲であれば、位相差フィルムの重要な特性であるレターデーションを均一に発現させやすく、機械的強度とのバランスが得られやすい。
本発明の位相差フィルムの延伸温度は、延伸光学フィルムの複屈折(レターデーション値)の制御及びムラの観点から、原反フィルムのガラス転移温度(Tg)のTg+5℃〜Tg+40℃であることが好ましく、Tg+5℃〜Tg+30℃であることがさらに好ましく、Tg+5℃〜Tg+25℃であることが最も好ましい。
なお、延伸倍率は、得られた延伸フィルムをガラス転移温度よりも20℃以上高い温度で収縮させ、以下の関係式に従って求めることができる。
延伸倍率(%)=[(収縮前の長さ/収縮後の長さ)−1]*100
【0030】
本発明における位相差フィルムの厚みは、フィルム製造工程における取り扱い易さ時及び効果的な面内レターデーションを得るために20〜100μmであることが好ましく、より薄膜化の要求に対し、20〜60μmであることが更に好ましい。
本発明の位相差フィルムのヘイズは1%以下であり、好ましくは0.5%以下である。ヘイズが1%以上であると、位相差フィルムにとって必要な透明性が不十分である。
【0031】
本発明の位相差フィルムの光弾性係数は、絶対値として5.0×10-12/Pa以下である。光弾性係数に関しては種々の文献に記載があり、下記式(5)により定義されるものである。
R=|Δn|/σR, Δn=nx−ny ・・・(5)
(CR:光弾性係数、σR:伸張応力[Pa]、Δn:応力付加時の複屈折、nx:伸張方向と平行な方向の屈折率、ny:伸張方向と垂直方向の屈折率)
光弾性係数の値がゼロに近いほど外力による複屈折の変化が小さいことを示している。光弾性係数の絶対値は3.0×10-12/Pa以下であることが更に好ましく、1.0×10-12/Pa以下であることが最も好ましい。
【0032】
本発明において、位相差フィルムの光弾性係数の絶対値は、樹脂組成を調整することにより制御でき、例えば、単量体(a)に由来する単位を、30重量%を超え、60重量%以下にすることで、5.0×10-12/Pa以下を達成できる。
【0033】
本発明における延伸光学フィルムの下記式(3)で定義される厚み方向のレターデーション値(Rth)の絶対値は0〜550nmであり、下記式(4)で定義される面内レターデーション値(Re)の絶対値は0〜1000nmである。
ReとRthがこの範囲にあれば、ディスプレイに必要とされる光学補償を行うことができる。
特に、1/4波長板として用いるためには、Reが測定波長λ=400〜780nmにおいて、λ/4(nm)であることが理想である。また、1/2波長板として用いるためには、Reがλ/2(nm)であることが理想である。
したがって、Reの絶対値が100nm〜400nmの範囲であることが好ましい。また、この場合、Rthの絶対値は50〜400nmであることが好ましい。
Rth=|{(nx+ny)/2−nz}|×d ・・・(3)
Re=|nx−ny|×d ・・・(4)
(式中、nx:フィルム面内の遅相軸方向の主屈折率、ny:フィルム面内でnxに垂直な方向の主屈折率、nz:フィルムの厚み方向の主屈折率、d:フィルムの厚み(nm)である。)
【0034】
上記面内レターデーション値(Re)、厚み方向のレターデーション値(Rth)は、フィルムの樹脂組成を調整することにより制御が容易になる。例えば、単量体(a)に由来する単位を、30重量%を超え、60重量%以下にすることで、制御しやすくなり、低倍率延伸下で高位相差をつけることが可能となる。
本発明において、面内レターデーション値(Re)は、例えば、大塚電子製RETs−100を用いて、23℃、50%RH条件下で測定することができる。
【0035】
本発明の位相差フィルムの耐折回数は、10回以上である。ここで、フィルム耐折回数とは、JIS P8115に準拠したMIT試験機を用いた折り曲げ試験において、フィルムが折れるまでの折り曲げ回数をいう。
フレキシブルディスプレイの場合、繰返し折り曲げて使用されることも想定されるため、耐折れ性に優れていることが好ましい。耐折回数が10回以上であると、フィルムを筐体に組み込んだり、取り扱い時にぶつけるなどの衝撃でも割れてしまうことがない。
【0036】
本発明の位相差フィルムは、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ、リアプロジェクションテレビ等のフレキシブルディスプレイに用いられる偏光板保護フィルム、1/4波長板、1/2波長板等の位相差板、視野角制御フィルム等の液晶光学補償フィルム、ディスプレイ前面板、ディスプレイ基盤、ソフトレンズ等に好適に用いることができる。
【0037】
本発明の位相差フィルムには、例えば反射防止処理、透明導電処理、電磁波遮蔽処理、ガスバリア処理等の表面機能化処理をすることもできる。
【実施例】
【0038】
以下に実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
本願発明および実施例で用いた評価法を説明する。
(A)評価
(1)ガラス転移温度(Tg)測定
DSC−7型(パーキン・エルマー社製)を用い、室温から200℃までの昇温測定において、昇温速度20℃/分で原反フィルムサンプル重量8.0〜10mgのTgを測定した。
(2)フィルム膜厚の測定
マイクロメーター(ミツトヨ製)を用いて各延伸フィルムの中央部を測定した。
(3)フィルムヘイズの測定
フィルムのヘイズをJIS K7136に準じて測定した。
(4)レターデーション(Re、Rth)の測定
RETs−100(大塚電子製)を用いて、23℃、50%RH下で延伸フィルム中央部(5×5cm)の平面レターデーション値(Re)を測定した。続いて、入射角θ=40°時のレターデーション(Re40)を測定後、nx、ny、nz(三次元屈折率)と厚み方向のレターデーション値(Rth)を算出した。
【0039】
(5)光弾性係数(CR)の測定
測定光の経路に引張装置(井元製作所製)を配置し、23℃、50%RHの条件下で試験片に伸張応力をかけながらその複屈折をRets−RFI(大塚電子製)を用いて測定した。伸張時の歪速度は0.3%/分(チャック間:30mm、チャック移動速度0.1mm/分)、試験片幅は10mmとした。試験片の0〜0.5%の歪範囲における複屈折の絶対値(|Δn|)をy軸、伸張応力(σR)をx軸としてプロットし、最小二乗近似により線形領域の直線の傾きを求め、光弾性係数(|CR|)を計算した。
(6)耐折回数の測定
MIT試験機(東洋精機製)を用いて、各延伸フィルムの折り曲げ試験をJIS P8115に準じて行い、MD方向に対し垂直方向の耐折回数を測定した。
【0040】
(B)用いた原材料など
(i)α−メチルスチレン/スチレンコポリマー
[製造例1]
<原料>
単量体(b)としてスチレン(St:住友化学社製)と単量体(a)としてα−メチルスチレン(αMeSt:三井化学社製)を用い、これらとシクロヘキサン(CH:出光石油化学社製)をSt/αMeSt/CH=19/26/55(重量%)の比率で混合した溶液を貯蔵タンクに溜め窒素バブリングした後に、溶液を活性アルミナ(住友化学社製KHD−24)を充填した5L容積の精製塔内を通過させて重合禁止剤であるt−ブチルカテコールを除去した。
<開始剤>
n−ブチルリチウム(15重量%のn−ヘキサン溶液、和光純薬社製)を1/50倍にシクロヘキサンで希釈した。
<停止剤>
メタノール(特級、和光純薬社製)を3重量%の濃度になる様にシクロヘキサンで希釈した。
<製造方法>
重合反応器は、攪拌翼(住友重機製マックスブレンド翼)とコンデンサーが取り付けられ、更に原料導入ノズル、開始剤導入ノズルと重合溶液排出ノズルが付いたジャケット付3.5Lの反応器を用いた。コンデンサーの出口は、窒素ガスでシールし、外部から空気が混入しないようにした。重合反応器内の重合溶液の容量は、常に2.0Lとなるように制御した。重合溶液からは常に溶液の一部が沸騰している状態にし、内温を80℃〜85℃の間に制御した。攪拌翼の回転数は175rpmとした。重合反応器の原料入口と出口にはそれぞれギアポンプが取り付けられており原料及び重合溶液が2.0L/Hrの一定流量の液を流せるように制御した。また、開始剤溶液は、0.25L/Hrで重合反応器内へ導入した。
重合反応器から排出されたリビングポリマーの溶液は、更にギアポンプで10mm径の配管を通じて重合停止剤溶液の導入口まで導いた。反応器から停止剤混合点までの配管の長さは約2m、配管は65〜70℃で保温した。停止剤溶液は、0.1kg/Hrでの流速で重合反応液内に導入し、その後は、1.2L容量の静的ミキサー(Sulzer社製、SMX型)を経て完全に重合反応を停止させた。更に、ポリマー溶液は予熱器で260℃まで加熱し、その後60torrの減圧下、設定260℃に加温された約50Lの容器内へフラッシングし、溶媒と未反応モノマーをポリマーから分離、回収した。フラッシング容器内のポリマー温度は、約240〜250℃、ポリマーのタンク内の滞留時間は、約20〜30分であった。充分に揮発成分が除去されたポリマーは、その後、ロープ状に排出され水中下で冷却後カッターでペレタイズ化し、スチレン系共重合体を回収した。得られたスチレン系共重合体の組成、分子量等を表1に示す。
【0041】
[製造例2〜5]
スチレンとα−メチルスチレンとシクロヘキサン(CH)の原料の組成、原料溶液の重
合反応器内への流量、開始剤溶液の重合反応器内への流量を制御して、製造例1に示したのと同様の方法で、表1に示した重合組成、分子量のスチレン系共重合体(製造例2〜5)を製造した。ただし、製造例4は120℃以上のガラス転移温度を有さず、製造例5は、重合体として十分な分子量が得られなかった。
【0042】
(ii)ポリスチレン(PS)
比較例に用いたポリスチレンには、PSジャパン(株)製GPPSを用いた。
(iii)ポリメタクリル酸メチル(PMMA)
比較例に用いたポリメタクリル酸メチルには、旭化成ケミカルズ(株)製80N、メルトフローレート値(ASTM−D1238準拠):2.0g/分、屈折率:1.49のポリマーペレットを用いた。
(iv)ポリカーボネート(PC)
比較例に用いたポリカーボネートには、旭美化成(株)WONDERLITE PC−110を使用した。
(v)トリアセチルセルロース(TAC)フィルム
比較例に用いたトリアセチルセルロースフィルムには、富士写真フィルム株式会社製のトリアセチルセルロース(80μm)を用いた。
【0043】
[実施例1〜6及び比較例1〜3]
テクノベル製Tダイ装着押出機(KZW15TW−25MG−NH型,幅150mmTダイ装着,リップ厚0.5mm)のホッパーに(i)〜(iv)の各樹脂ペレットを投入した。押出機のシリンダー内樹脂温度とTダイの温度を調整し、押出成形をすることにより原反フィルムを得た。これらを更に以下に示す延伸条件にて延伸し、延伸フィルムを得た。得られたフィルムの成形条件及び上記項目の評価結果を表2及び表3に示す。
【0044】
(実施例1) 製造例2のα−メチルスチレンモノマー/スチレンモノマー=35/65共重合体を用いて製造したフィルムにおいて、延伸温度144℃下、延伸倍率(MD方向/TD方向)=100/0%の一軸延伸を行った。
(実施例2)
製造例1のα−メチルスチレンモノマー/スチレンモノマー=45/55共重合体を用いて製造したフィルムにおいて、延伸温度150℃下、延伸倍率(MD方向/TD方向)=50/0%の一軸延伸を行った。
(実施例3)
実施例2と同じ共重合体フィルムにおいて、延伸温度150℃下、延伸倍率(MD/TD)=100/0%の一軸延伸を行った。
(実施例4)
実施例2と同じ共重合体フィルムにおいて、延伸温度150℃下、延伸倍率(MD/TD)=200/0%の一軸延伸を行った。
(実施例5)
実施例2と同じ共重合体フィルムにおいて、延伸温度150℃下、延伸倍率(MD/TD)=100/100%の等倍二軸延伸を行った。
(実施例6)
製造例3のα−メチルスチレンモノマー/スチレンモノマー=60/40共重合体を用いて製造したフィルムにおいて、延伸温度160℃下、延伸倍率(MD方向/TD方向)=100/0%の一軸延伸を行った。
(比較例1)
(ii)のポリスチレンを用いて製造したポリスチレン単独フィルムにおいて、延伸温度125℃下、延伸倍率(MD方向/TD方向)=50/0%の一軸延伸を行った。
(比較例2)
(iii)のポリメタクリル酸メチルを用いて製造したポリメタクリル酸メチル単独フィルムにおいて、延伸温度130℃下、延伸倍率(MD方向/TD方向)=200/0%の一軸延伸を行った。
(比較例3)
(iv)のポリカーボネートを用いて製造したポリカーボネート単独フィルムにおいて、延伸温度168℃下、延伸倍率(MD方向/TD方向)=50/0%の一軸延伸を行った。
【0045】
[比較例4]
(v)のTAC(トリアセチルセルロース)フィルムを用いた。
[比較例5]
α−メチルスチレンモノマー/スチレンモノマー=45/55共重合体ペレットをクロロホルムに溶解し、キャスト法によりフィルムを作成した。
【0046】
本発明に該当する実施例1〜6の延伸フィルムは、光弾性係数の絶対値が小さく、ガラス転移温度(Tg)が120℃以上の高耐熱性、耐折れ性を発現しつつ、しかも|Re|が1/2及び1/4波長板に適していた。
また、延伸条件を調整することにより、|Re|に比べ|Rth|値をより大きな値に制御することができた。
【0047】
これに対して、比較例1のスチレン単独重合体のフィルムは、ガラス転移温度(Tg)が低く耐熱性に劣り、光弾性係数の絶対値も大きく、フレキシブルディスプレイ用位相差フィルムには適していると言い難かった。
また、一般的な光学材料である比較例2のメタクリル酸メチル重合体のフィルムは、光弾性係数の絶対値は小さいものの、ガラス転移温度(Tg)が低く耐熱性に劣り、Reも小さくフレキシブルディスプレイ用位相差フィルムには適さないものであった。
さらに、別の一般的な光学材料である比較例3のポリカーボネートフィルムや比較例4のトリアセチルセルロースフィルムは、光弾性係数の絶対値が大きかった。
【0048】
また、単量体(a)と単量体(b)とを共重合することによって得られたコポリマー(A)を含むフィルムであっても、キャスト法により製造した比較例5の未延伸フィルムは、表面平滑性に劣り、Reがばらつき、Re測定や光弾性係数測定が困難となる他、耐折回数測定時にフィルムの割れが生じるほど耐折れ性に劣り、フレキシブルディスプレイ用位相差フィルムには適していなかった。
【0049】
【表1】

【0050】
【表2】

【0051】
【表3】

【産業上の利用可能性】
【0052】
本発明の位相差フィルムは、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ、リアプロジェクションテレビ等のフレキシブルディスプレイに用いられる偏光板保護フィルム、1/4波長板、1/2波長板等の位相差板、視野角制御フィルム等の液晶光学補償フィルム、ディスプレイ前面板、ディスプレイ基板、ソフトレンズ等に好適に用いることができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
式(1)で表されるイソプロペニル芳香族単量体(a)と、式(2)で表されるビニル芳香族単量体(b)とを共重合することによって得られたガラス転移温度(Tg)が120℃以上であるコポリマー(A)を含み、
少なくとも一軸方向に延伸したフィルムであって、
光弾性係数の絶対値が5.0×10-12/Pa以下であり、
ヘイズが1%以下であり、
フィルム耐折回数が10回以上である、フレキシブルディスプレイ用位相差フィルム。
式(1)
【化1】

置換基R1は、水素又は炭化水素系置換基を示す。


式(2)
【化2】

置換基R2は、水素又は炭化水素系置換基を示す。
置換基R3は、水素又はフェニル基を示す。
【請求項2】
前記イソプロペニル芳香族単量体(a)の共重合比率が、30重量%を超え、60重量%以下である請求項1記載のフレキシブルディスプレイ用位相差フィルム。
【請求項3】
前記イソプロペニル芳香族単量体(a)が、α−メチルスチレンである請求項1又は2に記載のフレキシブルディスプレイ用位相差フィルム。
【請求項4】
厚みが20〜100μmである請求項1〜3のいずれか1項に記載のフレキシブルディスプレイ用位相差フィルム。
【請求項5】
前記式(1)で表されるイソプロペニル芳香族単量体(a)と前記式(2)で表されるビニル芳香族単量体(b)とのコポリマー(A)を含む位相差フィルムの製造方法であって、
コポリマー(A)を押出しして原反フィルムを成形する工程と、
前記原反フィルムをコポリマー(A)のガラス転移温度(Tg)+5℃〜Tg+40℃において、少なくとも一軸方向に10%〜200%の延伸倍率で延伸する工程と、
を含む位相差フィルムの製造方法。

【公開番号】特開2008−151995(P2008−151995A)
【公開日】平成20年7月3日(2008.7.3)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−339586(P2006−339586)
【出願日】平成18年12月18日(2006.12.18)
【出願人】(303046314)旭化成ケミカルズ株式会社 (2,513)
【Fターム(参考)】