説明

光学フィルム、およびその製造方法

【課題】高い複屈折発現性および透明性を有し、かつ、複屈折の波長分散を制御し得る光学フィルムを提供する。
【解決手段】一般式(I)で表される繰り返し単位を有するポリマーと、一般式(II)で表される繰り返し単位を有するポリマーとを含有する光学フィルムにより、上記課題が解決される。上記複数のエステル系ポリマーは、相溶性を有するため、本発明の光学フィルムは透明性に優れ、ポリマーの含有比を変更することによって波長分散を調整することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液晶表示装置の光学補償等に用いられる光学フィルムおよびその製造方法に関する。また、本発明は該光学フィルムを用いた偏光板に関する。さらに、本発明は、これら光学フィルムおよび/または偏光板を用いた、液晶表示装置、有機EL表示装置、PDP等の画像表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、液晶表示装置の光学補償等を目的として、複屈折を有するポリマー材料が用いられている。このような光学補償材料としては、例えば、プラスチックフィルムを延伸する等して複屈折を付与したものが広く用いられている。また、近年、芳香族ポリイミドや、芳香族ポリエステルなどの、高複屈折発現性ポリマーを基材上に塗布した光学補償材料が開発されている(例えば特許文献1、2参照)。
【0003】
このような芳香族ポリマーは、耐熱性や機械的強度に優れるという特徴を有する一方、有機溶媒に対する溶解性に乏しい傾向がある。そのため、芳香族ポリマーを主成分とする光学フィルムは、一般には、ポリマーを極性の大きい、すなわち溶解性の高い溶媒に溶解させて溶液とした後、該溶液を金属ドラムや金属ベルト、あるいは基材フィルム等の上に塗工し、乾燥させて製膜される。しかしながら、このような製膜方法では、該ポリマーを溶解できる溶媒の選択肢が限られるため、乾燥条件が制限されたり、高価な設備が必要となったりする場合があった。また、塗工に用いられる基材は溶媒に溶解しないことを要するため、使用可能な基材が制限されていた。このような観点から、トルエンや酢酸エチル等の極性が低い溶媒に可溶であり、かつ、光学補償材料として機能しうる複屈折発現性を備えるポリマーの開発が求められている。
【0004】
また、液晶表示装置の光学補償等を目的とする光学フィルムにおいては、加工性、耐熱性、機械強度、高複屈折発現性等に加えて、複屈折の波長分散を適宜に調整し得ることが要求される場合がある。例えば、液晶セルの複屈折を補償する光学フィルムにおいては、該液晶セルの複屈折の波長分散と合致するような波長分散特性を有することが求められる場合がある。しかしながら、液晶セルの複屈折の波長分散特性は液晶セルごとに異なるため、これを適切に補償するためには、液晶セルの種類ごとに光学フィルムの複屈折の波長分散も調整する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】WO94/24191国際公開パンフレット
【特許文献2】特開2004−070329号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
光学フィルムの複屈折の波長分散は、光学フィルムを構成するポリマー固有の値であるため、波長分散を調整するためには、ポリマーの構造そのものを変更する必要がある。しかしながら、液晶セルの種類に合わせてそれぞれにポリマーを新たに設計することは非現実的であるといえる。一方、複屈折と厚みの積で表されるレターデーションには加成性が成立するため、波長分散特性の異なる複数のポリマーを組合せて波長分散を調整することが可能である。このように複数のポリマーを組合せる方法として、異なるポリマーからなる複数のフィルムを積層する方法が挙げられるが、複数のフィルムの製造およびそれらを積層するための接着剤等の積層手段が必要となるため、コスト増に繋がる傾向がある。
【0007】
かかる観点から、複数のポリマーを混合して1枚の光学フィルムとして波長分散を調整し得ることが望ましいといえる。しかしながら、複数のポリマーを混合する場合には、溶剤への溶解性に加えて、ポリマーの相溶性を考慮する必要がある。すなわち、相溶するポリマーの組合せは限定されているため、複数のポリマーを混合して光学フィルムを作製した場合は、フィルムの透明性や機械強度が劣る等の問題を生じ易い。
【0008】
これら従来技術に鑑み、本発明は、複数の相溶系ポリマーの組合せによって、波長分散の調整が可能であり、かつ、液晶表示装置等の光学補償に用い得る透明性を有する光学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】
【0009】
本願発明者らは、鋭意検討の結果、所定の構造のポリエステルが相溶性を有し、かつ、複屈折の波長分散の調整が可能であることを見出し、本発明に至った。すなわち本発明は、下記一般式(I)で表される繰り返し単位を有するポリマーと、下記一般式(II)で表される繰り返し単位を有するポリマーとを含有する光学フィルムに関する。
【0010】
【化1】

【0011】
一般式(I)において、A、B、DおよびEは、それぞれ置換基を表し、a、b、dおよびeは、それぞれ、対応するA、B、DおよびEの置換数(0〜4までの整数)を表す。A、B、DおよびEはそれぞれ独立して水素、ハロゲン、炭素数1〜6のアルキル基、または置換もしくは無置換アリール基を表す。
は、共有単結合、不飽和二重結合、不飽和三重結合、CH基、CHR基、CR基、C(CZ基、CO基、O原子、S原子、SO基、Si(CHCH基、およびN(CH)基からなる群から選択される少なくとも1種の原子または基を表し、Rはそれぞれ独立して炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基を表し、Zはハロゲンである。
およびqは、それぞれ1〜3までの整数を表す。
【0012】
【化2】

【0013】
一般式(II)において、A、DおよびEは、それぞれ置換基を表し、a、dおよびeは、それぞれ、対応するA、DおよびEの置換数(0〜4までの整数)を表す。A、DおよびEはそれぞれ独立して水素、ハロゲン、炭素数1〜6のアルキル基、または置換もしくは無置換アリール基を表す。
は、共有単結合、不飽和二重結合、不飽和三重結合、CH基、CHR基、CR基、C(CZ基、CO基、O原子、S原子、SO基、Si(CHCH基、およびN(CH)基からなる群から選択される少なくとも1種の原子または基を表し、Rはそれぞれ独立して炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基を表し、Zはハロゲンである。
およびqは、それぞれ1〜3までの整数を表し、rは1または2である。
【0014】
本発明の光学フィルムにおいては、前記一般式(I)が下記一般式(III)であり、かつ、前記一般式(II)が下記一般式(IV)であることが好ましい。
【0015】
【化3】

【0016】
一般式(III)において、AならびにB、およびaならびにbは、いずれも前記一般式(I)と同様である。
およびRは、それぞれ独立して、炭素数1〜10の直鎖もしくは分枝のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基を表す。
〜Rは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基を表す(ただし、R〜Rのうち、少なくともいずれか1つは水素原子でない)。
【0017】
【化4】

【0018】
一般式(IV)において、A、およびaは、いずれも前記一般式(II)と同様である。
およびRは、それぞれ独立して、炭素数1〜10の直鎖もしくは分枝のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基を表す。
〜R12は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基を表す(ただし、R〜R12のうち、少なくともいずれか1つは水素原子でない)。
【0019】
本発明の一実施形態において、前記一般式(IV)におけるRがメチル基であり、かつ、Rが炭素数2〜4の直鎖もしくは分枝のアルキル基であることが好ましい。一般式(IV)におけるR〜R12は、それぞれ独立して炭素数1〜4の直鎖もしくは分枝のアルキル基であることが好ましい。
【0020】
また、前記一般式(III)におけるRがメチル基であり、かつ、Rが炭素数2〜4の直鎖もしくは分枝のアルキル基であることが好ましい。一般式(III)におけるR〜Rは、それぞれ独立して炭素数1〜4の直鎖もしくは分枝のアルキル基であることが好ましい。
【0021】
さらに、本発明の光学フィルムは、前記一般式(I)で表される繰り返し単位を有するポリマーと、前記一般式(II)で表されるポリマーの重量比が1:99〜99:1であることが好ましい。
【0022】
さらに、本発明の光学フィルムは、厚みが20μm以下であることが好ましい。
【0023】
また、本発明の光学フィルムは、波長550nmにおける厚み方向レターデーション(Rth(550))と波長450nmにおける厚み方向レターデーション(Rth(450)の比D=Rth(450)/Rth(550)が1.02〜2.00であることが好ましく、1.04〜1.18であることがより好ましく、1.06〜1.16であることがさらに好ましい。本発明の光学フィルムは、ヘイズが1.0%以下であることが好ましい。また、フィルム厚み方向の屈折率nzが、フィルム面内の屈折率の最大値nxよりも小さいことが好ましい。
【0024】
本発明の光学フィルムの製造方法の一態様においては、前記一般式(I)で表される繰り返し単位を有するポリマーと、前記一般式(II)で表される繰り返し単位を有するポリマーと、溶媒とを含む溶液を調製する工程、該溶液を、基材の表面に塗布する工程、塗布された溶液を乾燥する工程を有することが好ましい。
【0025】
また、本発明は前記光学フィルムと偏光子を含む偏光板に関し、さらには、前記光学フィルムおよび偏光板のいずれか1つを含む画像表示装置に関する。
【発明の効果】
【0026】
前記一般式(I)の繰り返し単位を有するポリマーと、前記一般式(II)の繰り返し単位を有するポリマーは、ともに溶剤に対する溶解性に優れ、かつ高い複屈折発現性を有し、さらに相溶性を有する。そのため、本発明の光学フィルムは、透明性に優れ、かつ、小さな厚みで所望のレターデーションを発現し得る。さらに、波長分散の異なるポリマーの組合せとすることで、ポリマーの含有比を変更するのみで、複屈折の波長分散を適宜に調整可能であるため、液晶セルの種類が異なる場合であっても、適切な光学補償を実現し得る。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】本発明の偏光板の構成断面の一例を示す概念図である。
【図2】本発明の偏光板の構成断面の一例を示す概念図である。
【図3】本発明の偏光板の構成断面の一例を示す概念図である。
【図4】本発明の偏光板の構成断面の一例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【0028】
本発明の光学フィルムは、下記一般式(I)で表される繰り返し単位を有するポリマーと、下記一般式(II)で表される繰り返し単位を有するポリマーとを含む。
【0029】
【化5】

【0030】
【化6】

【0031】
一般式(I)、(II)で表される繰り返し単位を有するポリマーのそれぞれについて順に説明する。
【0032】
まず、一般式(I)で表される繰り返し単位を有するポリマーについて説明する。上記一般式(I)において、A、B、DおよびEは、ベンゼン環を置換する置換基を表し、a、b、dおよびeは、それぞれ、対応するA、B、DおよびEの置換数(0〜4までの整数)を表す。A、B、DおよびEはそれぞれ独立して水素、ハロゲン、炭素数1〜6のアルキル基、または置換もしくは無置換アリール基を表す。Xは、共有単結合、不飽和二重結合、不飽和三重結合、CH基、CHR基、CR基、C(CZ基CO基、O原子、S原子、SO基、Si(CHCH基、およびN(CH)基からなる群から選択される少なくとも1種の原子または基を表し、Rはそれぞれ独立して炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝のアルキル基、または置換もしくは無知間のアリール基を表し、Zはハロゲンである。pおよびqは、それぞれ1〜3までの整数を表す。
【0033】
ポリマーの溶解性および複屈折の発現性の観点からは、上記一般式(I)の中でも、p=q=1であり、XがCR基、すなわち直鎖もしくは分枝のアルキレン基であるものが好適に用いられる。このようなモノマー単位として、下記一般式(III)で表されるものが好適に採用される。
【0034】
【化7】

【0035】
上記一般式(III)において、AならびにB、およびaならびにbは、いずれも前記一般式(I)と同様である。RおよびRは、それぞれ独立して、炭素数1〜10の直鎖もしくは分枝のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基を表す。R〜Rは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基を表す。ただし、R〜Rのうち、少なくともいずれか1つは水素原子でない。
【0036】
前記A,B,R〜Rが無置換アリール基である場合、その無置換アリール基としては、例えば、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、ビナフチル基、トリフェニルフェニル基等が挙げられる。また、前記A,B,R,Rが置換アリール基である場合、前記無置換アリール基の水素原子のうち1つ以上が、炭素数1〜10の直鎖もしくは分枝のアルキル基、炭素数1〜10の直鎖もしくは分枝のアルコキシ基、ニトロ基、アミノ基、シリル基、ハロゲン、ハロゲン化アルキル基、またはフェニル基に置換されたもの等が挙げられる。また、R〜Rがハロゲン原子である場合のハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。また、R〜Rが炭素数5〜10のシクロアルキル基である場合、環上には炭素数1〜5の直鎖または分枝のアルキル基を1または2個以上有していてもよい。具体的には、シクロアルキル基として、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、あるいは、これらの環上に、メチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基等の置換基を有する炭素数5〜10のシクロアルキル基が挙げられる。
【0037】
上記一般式(III)においては、RおよびRが、それぞれ独立に炭素数1〜4の直鎖もしくは分枝のアルキル基であることが好ましく、中でも、Rがメチル基であり、Rが炭素数2〜4の直鎖もしくは分枝のアルキル基であることが好ましく、Rがエチル基またはイソブチル基であることが特に好ましい。Rおよび/またはRのアルキル基の炭素数が多すぎると、光学フィルムの複屈折の発現性が低下したり、耐熱性(ガラス転移温度)が低下したりする場合がある。また、RおよびRの炭素数が少なすぎると、溶剤に対する溶解性に劣る場合がある。
【0038】
また、上記一般式(III)においては、RおよびRが炭素数1〜4の直鎖もしくは分枝のアルキル基であり、かつ、RおよびRが水素原子または炭素数1〜4の直鎖もしくは分枝のアルキル基であることが好ましく、R〜Rのすべてが素数1〜4の直鎖もしくは分枝のアルキル基であることがより好ましく、R〜Rのすべてがメチル基であることが特に好ましい。
【0039】
このように、R〜Rとして所定の置換基を有することによって、ポリマーは溶剤に対して高い溶解性を有する。このように、置換基の炭素数によって溶解性が異なる原因は定かではないが、フェニル基が置換基を有することによって立体障害が生じ、芳香族環同士のスタッキングが解消されるためであると推定される。
【0040】
次に、一般式(II)で表される繰り返し単位を有するポリマーについて説明する。上記一般式(II)において、A、DおよびEは、それぞれ置換基を表し、一般式(I)について前記したA、DおよびEとそれぞれ同様である。a、dおよびeは、それぞれ、対応するA、DおよびEの置換数(0〜4までの整数)を表す。Xは一般式(I)について前記したXと同様である。pおよびqは、それぞれ1〜3までの整数を表し、rは1または2である。
【0041】
ポリマーの溶解性および複屈折の発現性の観点からは、上記一般式(I)の中でも、p=q=1であり、XがCR基、すなわち直鎖もしくは分枝のアルキレン基であるものが好適に用いられる。このようなモノマー単位として、下記一般式(IV)や一般式(V)で表されるものが好適に用いられる。
【0042】
【化8】

【0043】
【化9】

【0044】
上記一般式(IV)、(V)において、Aおよびaはいずれも前記一般式(II)と同様である。また、B2およびb2は、それぞれ、Aおよびaと同様である。R〜R12は、それぞれ前記一般式(III)のR〜Rと同様である。
【0045】
一般式(IV)の繰り返し単位を有するポリマーは、D=Rth(450)/Rth(550)で表される波長550nmの複屈折に対する波長450nmの複屈折の比が、前記一般式(I)で表される繰り返し単位を有するポリマーに比して小さい傾向がある。そのため、光学フィルムの複屈折の波長分散を広範囲に調整する観点からは、一般式(IV)の繰り返し単位を有するポリマーを用いることが好ましい。
【0046】
また、一般式(IV)の繰り返し単位を有するポリマーを用いる場合、下記一般式(VI)で表されるテレフタル由来の構造を有するものや、下記一般式(VII)で表されるテレフタル酸由来とイソフタル酸由来の構造を有する共重合体が好ましい。特に、汎用溶剤に対する溶解性を高める観点からは、下記一般式(VII)で表される構造を有する共重合体が好ましい。
【0047】
【化10】

【0048】
【化11】

【0049】
上記一般式(VI)、(VII)において、AならびにaおよびR〜R12は、前記一般式(IV)と同様であり、A’ならびにa’およびR’〜R’12は、それぞれ、AならびにaおよびR〜R12と同様である。l、mは、共重合体におけるモノマー比率(モル比)を表す。また、上記一般式(VII)においては、便宜上、ポリマーをブロック共重合体で表しているが、ポリマーのシーケンスは特に限定されず、ブロック共重合体、ランダム共重合のいずれでもよい。
【0050】
上記一般式(VII)で表されるポリエステルにおいて、酸成分のうちテレフタル酸由来構造の含有率、すなわち、l/(l+m)の値は、0.3以上であることが好ましく、0.5以上であることがより好ましく、0.6以上であることがさらに好ましい。l/(l+m)の値が過度に小さいと、ポリマーの溶剤に対する溶解性には優れるものの、光学フィルムとした場合に耐熱性が不十分になったり、複屈折発現性に劣ったりする場合がある。
【0051】
以上、一般式(I)、一般式(II)の繰り返し単位を有するポリマーについて説明したが、これらのエステル系ポリマーは、上記した以外の繰り返し単位を含有してもよい。各エステル系ポリマーにおける、上記一般式(I)、(II)の構造の含有量は、ポリマーの溶解性および、複屈折発現性を保持し得る範囲であれば特に制限されない。2つのポリマーを混合することで波長分散を調整する観点からは、一般式(I)の繰り返し単位を有するポリマーにおける一般式(I)の構造の含有量は30モル%以上であることが好ましく、50モル%以上であることがより好ましく、70モル%以上であることがさらに好ましい。また、一般式(II)の繰り返し単位を有するポリマーにおける一般式(II)の構造の含有量は50モル%以上であることが好ましく、70モル%以上であることがより好ましく、80モル%以上であることがさらに好ましい。このように、それぞれのポリマーが所定のモノマー比を有することによって、一般式(I)の繰り返し単位を有するポリマーと一般式(II)との有する複屈折の波長分散に差をもたせ、これら両者を含む光学フィルムの波長分散を適宜に調整することが可能となる。
【0052】
一般式(I)、一般式(II)の繰り返し単位を有するポリマーの重量平均分子量(Mw)は、3,000以上であることが好ましく、5,000〜1,000,000であることがより好ましく、10,000〜500,000であることがさらに好ましく、50,000〜350,000であることが最も好ましい。分子量が過度に小さいと、フィルム強度が不十分となったり、高温環境に曝された場合に光学特性が大きく変化する場合がある。また、分子量が過度に大きいと、溶剤に対する溶解性が低下する等、光学フィルムの生産性に劣る場合がある。
【0053】
また、一般式(I)、一般式(II)の繰り返し単位を有するポリマーのガラス転移温度は特に制限されないが、光学フィルムの耐熱性の観点からは、100℃以上であることが好ましく、120℃以上であることがより好ましく、150℃以上であることがさらに好ましい。また、成型性や、延伸等の加工性の観点からは、ガラス転移温度は300℃以下であることが好ましく、250℃以下であることがさらに好ましい。
【0054】
本発明の光学フィルムにおいて、前記一般式(I)で表される繰り返し単位を有するポリマーと、前記一般式(II)表される繰り返し単位を有するポリマーは相溶性を有することから、両者の含有比は任意に設定し得る。その重量比は例えば、1:99〜99:1、好ましくは5:95〜95:5、さらに好ましくは10:90〜90:10の範囲で、所望とする波長分散となるように調整すればよい。
【0055】
前記一般式(I)で表される繰り返し単位を有するポリマーは、前記一般式(II)で表される繰り返し単位を有するポリマーに比して、波長550nmにおける厚み方向レターデーションRth(550)と波長450nmにおける厚み方向レターデーションRth(450)の比D=Rth(450)/Rth(550)が大きい傾向がある。そのため、一般式(I)で表される繰り返し単位を有するポリマーの含有量を相対的に大きくすることで、Rth(450)/Rth(550)は大きくなる傾向があり、一般式(II)で表される繰り返し単位を有するポリマーの含有量を相対的に大きくすることで、Rth(450)/Rth(550)は小さくなる傾向がある。本発明の光学フィルムにおいては、Rth(450)/Rth(550)が1.02〜2.00であることが好ましく、1.04〜1.1.8であることがより好ましく、1.06〜1.16であることがさらに好ましい。
【0056】
なお、厚み方向のレターデーションRthは、測定波長において、光学フィルムの面内の屈折率が最大となる方向、すなわち遅相軸方向の屈折率をnx、厚み方向の屈折率をnzとしたとき、厚み方向の複屈折Δnxz=nx−nzと厚みdとの積Δnxz×dで表される。
【0057】
また、本発明の光学フィルムには、フィルム厚み方向の屈折率nzが、フィルム面内の屈折率の最大値nxよりも小さいことが好ましい。また、波長550nmにおける厚み方向の複屈折は、0.01以上であることが好ましく、0.012〜0.07であることがより好ましく、0.015〜0.055であることがさらに好ましい。このような光学特性を有することにより、該光学フィルムは、液晶表示装置の光学補償等に好適に用いることができる。
【0058】
また、本発明の光学フィルムの厚みは特に制限されず、自己支持性を有するフィルムであってもよく、厚みが小さいコーティング膜であってもよいが、前記エステル系ポリマーの複屈折の発現性が高いことから、厚みが20μm以下のコーティング膜でも、液晶表示装置の光学補償等の用途に十分なレターデーションを有する光学フルムとすることができる。
【0059】
また、光学フィルムを液晶表示装置の光学補償等の用途に用いる観点からは透明性が高いことが望ましく、ヘイズは1.0%以下であることが好ましい。本発明の光学フィルムは、前記複数のエステル系ポリマーが相溶性を有するため、ヘイズを低く保つことが可能である。
【0060】
次に、本発明の光学フィルムを構成するポリマーの製造方法の例を説明する。一般式(I)、(II)の繰り返し単位を有するエステル系ポリマーの製造方法は特に制限されず、公知の方法を用い得る。一般には、対応するビスフェノール化合物とジカルボン酸化合物、もしくはその誘導体から重縮合させて得られる。
【0061】
一般に重縮合方法としては、脱酢酸による溶融重縮合法、脱フェノールによる溶融重縮合法、ジカルボン酸化合物を酸ジクロライドとして有機塩基を用いポリマーが可溶となる有機溶媒系で行う脱塩酸均一重合法、ジカルボン酸クロライドとビスフェノールをアルカリ水溶液と水非混和性有機溶媒の2相系で重合する界面重縮合法、ビスフェノール化合物とジカルボン酸をそのまま用い、縮合剤を用いて反応系中で活性中間体を生成させる直接重縮合法など種々知られている。なかでも、透明性や耐熱性、高分子量化の観点から、界面重縮合法、または脱塩酸均一重合法により重合することが好ましい。
【0062】
界面重縮合法によってエステル系ポリマーを重合する場合は、モノマー(ビスフェノールおよびジカルボン酸クロライド)、有機溶媒、アルカリ、触媒等が用いられる。
【0063】
ジカルボン酸クロライドとしては、前記一般式(I)の構造を有するポリエステルを得る場合においては、4,4’−スチルベンジカルボン酸クロライド、あるいは4,4’−スチルベンジカルボン酸クロライドの芳香族環に、前記一般式(I)、あるいは一般式(III)における、A、Bの例として示した置換基を有するもの等が挙げられる。また、前記一般式(II)の構造を有するポリエステルを得る場合においては、テレフタル酸クロライド、イソフタル酸クロライド、4,4’−ビフェニルジカルボン酸クロライド、あるいは、これらの化合物の芳香族環に、前記一般式(II)、あるいは一般式(IV)〜(VII)における、A、A、Bの例として示した置換基等を有するもの等を用いることができる。
【0064】
ビスフェノールとしては、2,2−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジメチル-4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)−4−メチルペンタン、2,2−ビス(3−sec−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−シクロへキシル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−メチルペンタン、3,3−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタンなどが挙げられる。さらに、上記以外であっても、対応するケトンとフェノール誘導体とを、酸触媒下で反応させる等の公知の方法によって、前記エステル系ポリマーを製造するためのモノマーとしてのビスフェノールを得ることができる。
【0065】
重合反応に用いる有機溶剤としては、特に制限はないが、水との混和性が低く、かつ、エステル系ポリマーを溶解するものが好ましく、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタンなどのハロゲン系溶剤、あるいは、アニソール等を好適に用いることができる。また、これらの溶剤を2種以上混合して用いることもできる。
【0066】
アルカリとしては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなどを用いることができる。アルカリ使用量としては、一般にビスフェノールモノマーの2〜5モル倍(1〜2.5モル当量)である。
【0067】
触媒としては、相間移動触媒を用いることが好ましく、例えばテトラブチルアンモニウムブロマイド、トリオクチルメチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリエチルアンモニウムクロライドなどの第4級アンモニウム塩、テトラフェニルホスホニウムクロライド、トリフェニルメチルホスホニウムクロライドなどの第4級ホスホニウム塩、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールジメチルエーテル、ジベンゾ−18−クラウン−6、ジシクロヘキシル−18−クラウン−6等の)ポリエチレンオキサイド化合物などを用いることができる。中でも、反応後の触媒の除去等の取り扱い易さの点でテトラアルキルアンモニウムハライド類が好適に用いられる。また、その他、必要に応じて、酸化防止剤や、分子量調整剤などを任意に使用できる。
【0068】
エステル系ポリマーの分子量を調整する方法としては、水酸基とカルボキシル基の官能基比を変えて重合する方法や、分子量調整剤として一官能の物質を重合時に添加する方法を挙げることができる。ここでいう分子量調整剤として用いられる一官能物質としては、フェノール、クレゾール、p−tert−ブチルフェノールなどの一価フェノール類、安息香酸クロライド、メタンスルホニルクロライド、フェニルクロロホルメートなどの一価酸クロライド類、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ドデシルアルコール、ステアリルアルコール、ベンジルアルコール、フェネチルアルコールなどの一価のアルコール類などが挙げられる。また、重合反応後に一価酸クロライドを反応させることで末端フェノールの封止を行うことができる。末端封止を行うことでフェノールの酸化着色を抑制することが可能であり、好ましく使用できる。また、重合中に酸化防止剤を併用することもできる。
【0069】
界面重縮合反応を用いる場合、重合反応後は水相および有機相の混合状態であり、ポリマー、有機溶媒、水以外に、触媒や残存モノマー等の不純物を含有する。一般にハロゲン溶剤を用いた界面重縮合を実施した場合、水溶性不純物を除去する方法として水相を分離、除去する分液操作を繰り返して水洗する方法が取られる。また、水洗後、必要に応じてアセトン、メタノールなどのポリマーの貧溶媒となる水混和性有機溶媒を用いて再沈殿を行う場合がある。水混和性有機溶媒を用いて再沈殿を行うことで脱水、脱溶媒ができ、粉体として取り出すことが可能となり、さらにビスフェノール化合物のような疎水性不純物も低減できる場合が多い。
【0070】
ここでいうポリマーの貧溶媒である水非混和性有機溶媒としては、水との相溶性が低く、かつ、前記エステル系ポリマーを0.5重量% 以上溶解しない溶媒を用いることが好ましい。また、加熱乾燥により容易に除去可能という観点において、沸点は120℃ 以下であることがより好ましい。このような溶媒の好ましい例としては、ポリマーの種類によって溶解性が異なるため一概には言えないが、シクロヘキサン、イソホロンなどの炭化水素類、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類等が挙げられる。
【0071】
界面重縮合反応時のモノマー仕込み濃度、および後処理時のポリマー濃度は高い方が生産性に優れており好ましい。界面重縮合反応濃度は、水相および有機相も含めた反応後の総液量に対するポリマー量が1重量%以上であることが好ましく、3重量%以上であることがより好ましく、5重量%以上であることがさらに好ましい。
【0072】
反応温度は特に制限はないが、好ましくは、−5℃〜50℃、より好ましくは5℃〜35℃、特に好ましくは、10〜30℃の室温付近である。反応温度が上記の範囲であれば、反応中の粘度、温度のコントロールがしやすく、加水分解や酸化着色などの副反応も少なくなる。
【0073】
また、副反応を抑制するために、重合反応に伴う発熱を考慮して、あらかじめ反応温度を低く設定しておくことも可能であり、反応進行を徐々に進めるためにアルカリ溶液やジカルボン酸クロライドを徐々に添加したり、溶液を滴下することもできる。また、酸化着色を抑制する目的で、窒素などの不活性ガス雰囲気下で反応を進行させることが好ましい。
【0074】
アルカリ溶液やジカルボン酸クロライドを添加した後の反応時間は、モノマーの種類やアルカリの使用量、あるいはアルカリの濃度にもよるため、一概には言えないが、一般に、反応時間は10分〜10時間であり、30分〜5時間であることが好ましく、1〜4時間であることがより好ましい。
【0075】
このようにして得られたエステル系ポリマーは、界面重縮合反応を終了した後、分液、水洗を行い、そのまま有機溶媒溶液として用いても良く、貧溶媒を用いて粉体化して用いてもよい。
【0076】
脱塩酸均一重合法によってエステル系ポリマーを重合する場合は、モノマー(ビスフェノールおよびジカルボン酸クロライド)、有機溶媒、アミン化合物等が用いられる。
【0077】
ジカルボン酸クロライド、および、ビスフェノールとしては、界面重縮合法において前述したのと同様のものを用いることができる。また、有機溶媒としては、エステル系ポリマーを溶解するものが好ましく、前述のジクロロメタン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタンなどのハロゲン系溶剤、あるいは、アニソール等を好適に用いることができる。さらに、均一重合法の場合、溶媒は水と混和するものであってもよく、前記以外に例えばメチルエチルケトン等のケトン系溶剤等を好適に用いることができる。
【0078】
アミン化合物は酸受容体として反応を促進する目的で用いられる。アミン化合物としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリヘキシルアミン、トリドデシルアミン、N、N−ジメチルシクロヘキシルアミン、ピリジン、3−メチルピリジン等のピリジン誘導体、キノリン、ジメチルアニリン等の第三級アミンを好適に用いることができる。また、反応系には、その他、必要に応じて、酸化防止剤や、分子量調整剤などを任意に使用できる。
【0079】
脱塩酸均一重合法を用いる場合、重合反応後は溶媒にポリマーが溶解した状態であり、ポリマー、有機溶媒以外に、アミン化合物や残存モノマー等の不純物を含有する。このような不純物は、前述の界面重縮合反応の場合と同様に、分液操作を繰り返して水洗後に、必要に応じて貧溶媒で再沈殿を行うことにより粉体として取り出すことが可能となる。
【0080】
また、脱塩酸均一重合法のモノマー仕込み濃度、処理時のポリマー濃度、反応温度、反応時間等に関しても、前述の界面重縮合反応と同様の条件を好適に適用することができる。
【0081】
次に、前記エステル系ポリマーを用いて本発明の光学フィルムを製造する方法について説明する。本発明の光学フィルムは、一般式(I)で表される繰り返し単位を有するポリマーと、一般式(II)で表される繰り返し単位を有するポリマーとを用いて、溶液からの塗工法や溶融押出法等の公知の方法により得ることができる。光学フィルムの平滑性や、光学特性の均一性、あるいは複屈折発現性の観点からは、溶液からの塗工法により製膜することが好ましい。
【0082】
溶液からの塗工法によって製膜する場合、その工程は、前記各ポリマーと、溶媒とを含む溶液を調整する工程、該溶液を基材の表面に塗布する工程、および、塗布された溶液を乾燥する工程を含む。これらの工程を経ることによって、基材上に密着積層された光学フィルムが形成される。
【0083】
前記溶液の溶媒としては、前記の各エステル系ポリマーを溶解するものであれば特に制限されず、ポリマーの種類に応じて適宜決定できる。具体例としては、例えば、クロロホルム、ジクロロメタン、トルエン、キシレン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル等が挙げられる。これらの溶媒は、一種類でもよいし、二種類以上を併用してもよい。また、前記エステル系ポリマーが溶解する範囲において貧溶媒を添加することもできる。
【0084】
一般にポリエステルは溶媒への溶解性が低いために、塩化メチレンやクロロホルム等、環境負荷の大きいハロゲン系の溶媒や、ジメチルホルミアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド(DMAc)等の沸点の高い極性溶媒以外に対する溶解性が乏しい傾向がある。ハロゲン系溶媒やDMF、DMAc等は溶解性が高いため、エステル系ポリマーを溶解するだけでなく、光学フィルムの塗工に用いる基材も溶解する場合がある。そのため、光学フィルムの塗布に用いられる基材は耐溶剤性の高いものが用いられる。
【0085】
一般式(I)、(II)で表される繰り返し単位を有するポリマーは、トルエン、キシレン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル等に可溶であるため、これらを溶媒として用いることで、使用可能な基材の選択範囲が拡がるという利点を有する。また、溶剤にトルエンや酢酸エチルを用いることは、溶媒を蒸発させるために必要なエネルギーが小さい点においても好ましい。
【0086】
また、前記溶液は、光学フィルムの複屈折発現性や透明性が著しく低下しない範囲で、一般式(I)、(II)で表される繰り返し単位を有するポリマーとは異なる他の樹脂等を含有してもよい。前記他の樹脂としては、例えば、各種汎用樹脂、エンジニアリングプラスチック、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等が挙げられる。
【0087】
このように、一般式(I)、(II)で表される繰り返し単位を有するポリマー以外の樹脂等を前記溶液に配合する場合、その配合量は、一般式(I)、(II)で表される繰り返し単位を有するポリマーの合計100重量部に対して、0〜20重量部であることが好ましい。
【0088】
前記溶液には、各調製工程において用途に応じた種々の添加剤(例えば、劣化防止剤、紫外線防止剤、光学異方性調節剤、剥離促進剤、可塑剤、赤外吸収剤、フィラーなど)を加えることができ、それらは固体でもよく油状物でもよい。すなわち、その融点や沸点において特に限定されるものではない。添加剤の添加量は、好ましくは、一般式(I)、(II)で表される繰り返し単位を有するポリマーの合計100重量部に対し0〜20重量部である。
【0089】
前記溶液におけるポリマー濃度は、特に制限されないが、例えば、塗工に適した溶液粘度とするために、3〜40重量%であることが好ましく、5〜35重量%であることがより好ましく、10〜30重量%であることがさらに好ましい。
【0090】
前記溶液を基材上に塗工し、適宜乾燥することによって光学フィルムが得られる。基材は、特に限定されないが、例えば、エンドレスベルトやドラムロール等の無端基材や、ポリマーフィルム等の有限長の基材を用いることができる。本発明の光学フィルムが、自己支持性を有する場合は、無端基材、有限長の基材のいずれをも用い得る。自己支持性を有するとは、基材から剥離した状態でもハンドリング可能なことであり、一般に15〜500μm程度、より好ましくは20〜300μm程度の厚みを有する場合をさす。フィルム厚みが前記範囲より大きい場合も自己支持性を有しているが、過度に厚みが大きいと、溶剤の乾燥に多大な時間とエネルギーを要したり、厚みの均一性が得にくい等、量産上の問題を生じる場合がある。
【0091】
本発明の光学フィルムの厚みが前記範囲より小さい、すなわち、1〜20μm程度、あるいは、2〜15μmである場合には、基材として有限長の基材を用いることが好ましい。エンドレスベルトやドラムロール等の無端基材を用いる製法は、光学フィルムを基材から剥離して搬送することを要するため、一般には自己支持性のないフィルムの製造には適さない。このような場合は、基材としてガラス板や、ポリマーフィルム等の有限長の基材を用い、本発明の光学フィルムをコーティング膜として基材上に形成することができる。なお、本願明細書および特許請求の範囲において「光学フィルム」とは、自己支持性を有するフィルム、および、自己支持性を有さないコーティング膜のいずれをも包含する。
【0092】
前記有限長の基材の中でも、ハンドリング性等の観点から、ポリマー基材が好適に用いられる。ポリマー基材としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー、ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体等のスチレン系ポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状ないしノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体等のオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー、さらにイミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アクリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマー等の透明ポリマーやこれらポリマーのブレンド物からなるポリマーフィルムが挙げられる。
【0093】
上記ポリマー基材は、ポリマーフィルム単独であってもよいし、ポリマーフィルム上にアンカーコート層や帯電防止層等を設けたものであってもよい。さらには、コロナ処理やプラズマ処理、あるいはケン化処理等により、接着性を向上させたフィルムを用いることもできる。また、例えば特表平9−506837号公報等に記載されている反射型偏光板等の光学機能フィルムを基材として用いることもできる。
【0094】
本発明においては、前記エステル系ポリマーが溶解性に優れ、トルエン等の低極性溶媒の溶液とできることから、一般的に耐溶剤性が低いアクリル系やオレフィン系ポリマーを主成分とするフィルムも基材として使用することも可能である。
【0095】
塗工方法としては、例えば、スピンコート法、ロールコート法、フローコート法、プリント法、ディップコート法、流延成膜法、バーコート法、グラビア印刷法等が挙げられる。また、塗工に際しては、必要に応じて、多層コーティングを採用することもできる。
【0096】
次いで、前記基材に塗工された前記溶液を乾燥させて、前記基材上に光学フィルムが形成される。乾燥方法としては、例えば、自然乾燥や加熱乾燥等が挙げられる。その条件は、溶剤の種類や、ポリマーの種類、ポリマー濃度等に応じて適宜決定できるが、例えば、温度は、通常、25℃〜300℃であり、50℃〜200℃であり、特に好ましくは60℃〜180℃である。なお、乾燥は、一定温度で行っても良いし、段階的に温度を上昇または下降させながら行っても良い。乾燥時間も特に制限されない。通常、固化時間は、10秒〜60分、好ましくは30秒〜30分である。また、光学フィルムが自己支持性を有する場合は、一旦支持体から剥離した後、さらに乾燥することもできる。
【0097】
本発明の光学フィルムは、前述の通り、相対的に厚みが大きく自己支持性を有するフィルムおよび、相対的に厚みが小さく、自己支持性を有さないコーティング膜のいずれでもよいが、光学フィルムを構成するポリマーの複屈折発現性が高いことから、コーティング膜として好適に用いることができる。このようなコーティング膜は、前述の通り、基材上にエステル系ポリマーの溶液を塗工、乾燥することによって、光学フィルムと基材が密着積層された光学積層体として、そのまま偏光板や画像表示装置等に用いることもできる。
【0098】
前記一般式(I),(II)で表される繰り返し単位を有するポリマーは、面内配向性を有していることから、コーティング膜とするのみでも、所定の厚み方向複屈折を有するため、溶液を塗工、乾燥するのみで、厚み方向の複屈折を発現するため、nx≒ny>nzの屈折率異方性を有する、いわゆるネガティブCプレートとすることができる。さらには、塗工条件や延伸条件を調整することによって、厚み方向の複屈折以外に、面内複屈折(Δnxy=nx−ny)を有し、nx>ny>nzの屈折率異方性を有する光学フィルムとすることもできる。ここで、nyとは、面内の屈折率が最小となる方向、すなわち進相軸方向の屈折率である。
【0099】
次に、本発明の偏光板について説明する。本発明の偏光板は、前記本発明の光学フィルムを含む光学補償機能付き偏光板である。このような偏光板は、前記光学フィルムと、偏光子とを有していれば、その構成は特に制限されない。例えば、図1に示すように、本発明の光学フィルムR、偏光子Pおよび二つの透明保護フィルムTを有し、偏光子Pの両面に透明保護フィルムTがそれぞれ積層されており、一方の透明保護フィルムTの表面にさらに光学フィルムRが積層された形態とすることができる。なお、光学フィルムRと基材Sとを密着積層させた光学積層体1を用いる場合、光学フィルムRと基材Sのいずれの表面が透明保護フィルムTに面してもよいが、図2に示すように、本発明の光学フィルムR側が透明保護フィルムTに面していることが好ましい。
【0100】
また、前記透明保護フィルムTは、偏光子Pの両側に積層してもよいし、いずれか一方の面のみに積層してもよい。また、また、両面に積層する場合には、例えば、同じ種類の透明保護フィルムを使用しても、異なる種類の透明保護フィルムを使用してもよい。
【0101】
また、本発明の偏光板の別の形態として、図3に示すように、本発明の光学フィルムR、偏光子Pおよび透明保護フィルムTを有し、偏光子Pの一方の表面に前記光学フィルムRが、前記偏光子の他方の表面に前記透明保護フィルムTが、それぞれ積層されたものとすることもできる。
【0102】
なお、光学フィルムRと基材Sとを密着積層させた光学積層体1を用いる場合、光学フィルムRと基材Sのいずれの表面が前記偏光子Pに面してもよいが、図4に示すように、基材S側が偏光子Pに面するように配置することが好ましい。このような構成とすることによって、前記基材Sを、光学補償層付き偏光板における透明保護フィルムとして兼用することができる。すなわち、前記偏光子Pの両面に透明保護フィルムTを積層する代わりに、偏光子Pの一方の面には透明保護フィルムTを積層し、他方の面には、基材Sが面するように光学積層体1を積層することによって、光学積層体1の基材Sが透明保護フィルムの役割も果たすのである。このため、より一層薄型化された偏光板を得ることが可能となる。
【0103】
偏光子Pとしては、特に制限されず、各種のものを使用できる。たとえば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等ポリエン系配向フィルム等が挙げられる。これらのなかでもポリビニルアルコール系フィルムとヨウ素等の二色性物質からなる偏光層が好適である。これら偏光子の厚みは特に制限されないが、一般的に、5〜80μm程度である。
【0104】
透明保護フィルムTの厚みは、適宜に決定しうるが、一般には強度や取扱性等の作業性、薄層性などの点より1〜500μm程度である。特に1〜300μmが好ましく、5〜200μmがより好ましい。透明保護フィルムは、5〜150μmの場合に特に好適である。
【0105】
本発明の光学フィルム、偏光板の用途は限定されないが、好ましくは、液晶表示装置、有機EL表示装置、プラズマディスプレイパネル等の画像表示装置に好適に用いられる。これらの画像表示装置は、例えば、パソコンモニター、ノートパソコン、コピー機等のOA機器、携帯電話、時計、デジタルカメラ、携帯情報端末(PDA)、携帯ゲーム機等の携帯機器、ビデオカメラ、テレビ、電子レンジ等の家庭用電気機器、バックモニター、カーナビゲーションシステム用モニター、カーオーディオ等の車載用機器、商業店舗用インフォメーション用モニター等の展示機器、監視用モニター等の警備機器、介護用モニター、医療用モニター等の介護・医療機器等に用いられる。
【0106】
特に、本発明の光学フィルムは、高い複屈折発現性、透明性を有しつつ、ポリマーの量を調整することによって波長分散を調整し得るため、液晶セルに起因する複屈折の補償等を目的とした光学補償フィルムとして、多様な液晶セルを適宜に光学補償することが可能である。
【実施例】
【0107】
以下に、本発明を、実施例を挙げて説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、実施例および比較例の評価は、下記の方法によりおこなったものである。
【0108】
(Δnxzおよび波長分散)
王子計測機器(株)製 商品名「KOBRA−WPR」を用いて、測定波長λ(ただし、λ=450nmおよび、550nmである)における正面レターデーションおよび、サンプルを40度の角度で傾けた際のレターデーションから、装置付属のプログラムにより、波長λにおける厚み方向複屈折Δnxz(λ)計算した。得られた値から波長λnmにおける厚み方向レターデーションRth(λ)を算出し(ただし、Rth(λ)=Δnxz(λ)×dである)、その値から波長分散(Rth(450)/Rth(550))を求めた。
なお、膜厚dは、Sloan製 製品名「Dektak」を用い、ポリマー塗布前後のガラスの厚み差から求めた値を用いた。
【0109】
(ヘイズ)
ヘイズメーター(村上色彩技術研究所製 型番「HM−150」)を用いて、測定を行った。
【0110】
[一般式(I)で表される繰り返し単位を有するポリマーの製造]
(製造例1)
攪拌装置を備えた反応容器中に、2,2−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−4−メチルペンタン3.27g、メチルトリn−オクチルアンモニウムクロライド0.20gを1M水酸化カリウム35mlに溶解させた。この溶液を攪拌下に、4,4’−スチルベンジカルボン酸クロライド1.53gおよびテレフタル酸クロライド1.02gにクロロホルム35mlを加えて溶解した溶液を一度に添加し、室温(20℃)で90分間攪拌して反応を進行させた。その後、重合溶液を静置分離して、ポリマーを含んだクロロホルム溶液を分離し、ついで酢酸水で洗浄し、イオン交換水で洗浄した後、メタノールに投入してポリマーを析出させた。析出したポリマーを濾過し、減圧下で乾燥することで、下記式(VIII)で表される白色のポリマー4.66gを得た。得られたポリマーを「ポリマーA」とする。
【0111】
【化12】

【0112】
[一般式(II)で表される繰り返し単位を有するポリマーの製造]
(製造例2)
攪拌装置を備えた反応容器中に、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−メチルペンタン2.70g、ベンジルトリエチルアンモニウムクロライド0.06gを1M水酸化ナトリウム溶液25mlに溶解させた。この溶液を攪拌下に、テレフタル酸クロライド1.52gおよびイソフタルさんクロライド0.51gにクロロホルム25mlを加えて溶解した溶液を一度に添加し、室温(20℃)で90分間攪拌して反応を進行させた。その後、重合溶液を静置分離して、ポリマーを含んだクロロホルム溶液を分離し、ついで酢酸水で洗浄し、イオン交換水で洗浄した後、メタノールに投入してポリマーを析出させた。析出したポリマーを濾過し、減圧下で乾燥することで、下記式(IX)で表される白色のポリマー3.41gを得た。得られたポリマーを「ポリマーB」とする。
【0113】
【化13】

【0114】
[可溶性ポリイミドの製造]
(製造例3)
攪拌装置、ディーンスターク装置、窒素導入管、温度計および冷却管を取り付けた反応容器(500mL)内に2,2’−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン酸二無水物[クラリアントジャパン(株)製]17.77g(40mmol)、および2,2−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル[和歌山精化工業(株)製]12.81g(40mmol)を加えた。続いて、イソキノリン2.58g(20mmol)をm−クレゾール275.21gに溶解させた溶液を加え、23℃で1時間攪拌して(600rpm)均一な溶液を得た。次に、反応容器を、オイルバスを用いて反応容器内の温度が180℃となるように加温し、温度を保ちながら5時時間攪拌して黄色溶液を得た。更に3時間攪拌を行ったのち、加熱および攪拌を停止し、放冷して室温に戻すと、ポリマーがゲル状となって析出した。
【0115】
上記反応容器内の黄色溶液にアセトンを加えて上記ゲルを完全に溶解させ、希釈溶液(7重量%)を作製した。この希釈溶液を、2Lのイソプロピルアルコール中に攪拌を続けながら少しずつ加えると、白色粉末が析出した。この粉末を濾取し、1.5Lのイソプロピルアルコール中に投入して洗浄した。さらにもう一度同様の操作を繰り返して洗浄した後、前記粉末を再び濾取した。これを60℃の空気循環式恒温オーブンで48時間乾燥した後、150℃で7時間乾燥して、下記式(X)で表される構造式のポリイミド粉末を得た(収率85%)。得られたポリイミドの重合平均分子量(Mw)は135000、イミド化率は99.9%であった。得られたポリマーを「ポリマーC」とする。
【化14】

【0116】
[光学フィルムの作製]
(実施例1)
製造例で得られたポリマーAとポリマーBを重量比5:95でトルエンに溶解させ、スピンコート法によってガラス上に塗布し、70℃で5分乾燥させ、更に110℃で4分乾燥させて、厚み5.95μmの光学フィルムを作製した。
【0117】
(実施例2)
前記実施例1において、ポリマーAとポリマーBの重量比を25:75としたこと以外は実施例1と同様にして、厚み4.58μmの光学フィルムを作製した。
【0118】
(実施例3)
前記実施例1において、ポリマーAとポリマーBの重量比を50:50としたこと以外は実施例1と同様にして、厚み4.65μmの光学フィルムを作製した。
【0119】
(実施例4)
前記実施例1において、ポリマーAとポリマーBの重量比を75:25としたこと以外は実施例1と同様にして、厚み5.97μmの光学フィルムを作製した。
【0120】
(実施例5)
前記実施例1において、ポリマーAとポリマーBの重量比を95:5としたこと以外は実施例1と同様にして、厚み5.87μmの光学フィルムを作製した。
【0121】
(比較例1)
製造例で得られたポリマーAとポリマーCを重量比5:95でシクロペンタノンに溶解させ、スピンコート法によって挙がらす上に塗布し、70℃で5分乾燥させ、更に110℃で4分乾燥させて、厚み5.23μmの光学フィルムを作製した。
【0122】
(比較例2)
前記比較例1において、ポリマーAとポリマーCの重量比を25:75としたこと以外は比較例1と同様にして、厚み4.76μmの光学フィルムを作製した。
【0123】
(比較例3)
前記比較例1において、ポリマーAとポリマーCの重量比を50:50としたこと以外は比較例1と同様にして、厚み5.54μmの光学フィルムを作製した。
【0124】
(比較例4)
前記比較例1において、ポリマーAとポリマーCの重量比を75:25としたこと以外は比較例1と同様にして、厚み5.70μmの光学フィルムを作製した。
【0125】
(比較例5)
前記比較例1において、ポリマーAとポリマーCの重量比を5:25としたこと以外は比較例1と同様にして、厚み5.34μmの光学フィルムを作製した。
【0126】
実施例および比較例で得られた光学フィルムの波長分散D(=Rth(450)/Rth(550))、複屈折およびヘイズの測定値を表1に示す。
【表1】

【0127】
一般式(I)で表される繰り返し単位を有するポリマーAと、一般式(II)で表される繰り返し単位を有するポリマーBは、いずれも溶剤に対する溶解性が高く、トルエンのように比較的極性の小さい溶媒中でも相溶性を有していた。また、これらのポリマーを有する実施例の光学フィルムは、複数のポリマーを混合しているにも関わらず、ヘイズが1.0%未満であり透明性を有していた。それに対して、ポリマーCはトルエンに対する溶解性がないため、比較例においては光学フィルムを作製するための溶剤としてシクロペンタノンを用いた。また、比較例の光学フィルムは、ポリマーが相溶系でないために、ヘイズが高く、光学フィルムとしての透明性に欠けていた。
【符号の説明】
【0128】
P 偏光子
R 光学フィルム
T 透明保護フィルム
S 基材
1 光学積層体
10 偏光板

【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記一般式(I)で表される繰り返し単位を有するポリマーと、下記一般式(II)で表される繰り返し単位を有するポリマーとを含有する光学フィルム。
【化1】

(一般式(I)において、A、B、DおよびEは、それぞれ置換基を表し、a、b、dおよびeは、それぞれ、対応するA、B、DおよびEの置換数(0〜4までの整数)を表す。A、B、DおよびEはそれぞれ独立して水素、ハロゲン、炭素数1〜6のアルキル基、または置換もしくは無置換アリール基を表す。
は、共有単結合、不飽和二重結合、不飽和三重結合、CH基、CHR基、CR基、C(CZ基、CO基、O原子、S原子、SO基、Si(CHCH基、およびN(CH)基からなる群から選択される少なくとも1種の原子または基を表し、Rはそれぞれ独立して炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基を表し、Zはハロゲンである。
およびqは、それぞれ1〜3までの整数を表す。)
【化2】

(一般式(II)において、A、DおよびEは、それぞれ置換基を表し、a、dおよびeは、それぞれ、対応するA、DおよびEの置換数(0〜4までの整数)を表す。A、DおよびEはそれぞれ独立して水素、ハロゲン、炭素数1〜6のアルキル基、または置換もしくは無置換アリール基を表す。
は、共有単結合、不飽和二重結合、不飽和三重結合、CH基、CHR基、CR基、C(CZ基、CO基、O原子、S原子、SO基、Si(CHCH基、およびN(CH)基からなる群から選択される少なくとも1種の原子または基を表し、Rはそれぞれ独立して炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基を表し、Zはハロゲンである。
およびqは、それぞれ1〜3までの整数を表し、rは1または2である。)
【請求項2】
前記請求項1における一般式(I)が下記一般式(III)であり、かつ、前記一般式(II)が下記一般式(IV)である、請求項1記載の光学フィルム。
【化3】

(一般式(III)において、AならびにB、およびaならびにbは、いずれも前記一般式(I)と同様である。
およびRは、それぞれ独立して、炭素数1〜10の直鎖もしくは分枝のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基を表す。
〜Rは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基を表す(ただし、R〜Rのうち、少なくともいずれか1つは水素原子でない)。)
【化4】

(一般式(IV)において、A、およびaは、いずれも前記一般式(II)と同様である。
およびRは、それぞれ独立して、炭素数1〜10の直鎖もしくは分枝のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基を表す。
〜R12は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基を表す(ただし、R〜R12のうち、少なくともいずれか1つは水素原子でない)。)
【請求項3】
前記一般式(IV)におけるRがメチル基であり、かつ、Rが炭素数2〜4の直鎖もしくは分枝のアルキル基である、請求項2記載の光学フィルム。
【請求項4】
前記一般式(IV)におけるR〜R12が、それぞれ独立して炭素数1〜4の直鎖もしくは分枝のアルキル基である、請求項2または3記載の光学フィルム。
【請求項5】
前記一般式(III)におけるRがメチル基であり、かつ、Rが炭素数2〜4の直鎖もしくは分枝のアルキル基である、請求項2〜4のいずれか1項記載の光学フィルム。
【請求項6】
前記一般式(III)におけるR〜Rが、それぞれ独立して炭素数1〜4の直鎖もしくは分枝のアルキル基である、請求項2〜5のいずれか1項記載の光学フィルム。
【請求項7】
前記一般式(I)で表される繰り返し単位を有するポリマーと、前記一般式(II)で表されるポリマーの重量比が1:99〜99:1である、請求項1〜6のいずれか1項記載の光学フィルム。
【請求項8】
厚みが20μm以下である、請求項1〜7のいずれか1項記載の光学フィルム。
【請求項9】
波長550nmにおける厚み方向レターデーション(Rth(550))と波長450nmにおける厚み方向レターデーション(Rth(450)の比(Rth(450)/Rth(550))が1.02〜2.00である、請求項1〜8のいずれか1項記載の光学フィルム。
【請求項10】
ヘイズ値が1.0%以下である、請求項1〜9のいずれか1項記載の光学フィルム。
【請求項11】
フィルム厚み方向の屈折率(nz)が、フィルム面内の屈折率の最大値(nx)よりも小さい、請求項1〜10のいずれか1項記載の光学フィルム。
【請求項12】
請求項1〜11のいずれか1項記載の光学フィルムと偏光子とを含む偏光板。
【請求項13】
請求項1〜11のいずれか1項記載の光学フィルム、請求項12に記載の偏光板の少なくともいずれか1つを含む画像表示装置。
【請求項14】
請求項1〜11のいずれか1項記載の光学フィルムを製造する方法であって、
前記一般式(I)で表される繰り返し単位を有するポリマーと、前記一般式(II)で表される繰り返し単位を有するポリマーと、溶媒とを含む溶液を調製する工程、
該溶液を、基材の表面に塗布する工程、
塗布された溶液を乾燥する工程、を有する光学フィルムの製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2010−250113(P2010−250113A)
【公開日】平成22年11月4日(2010.11.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−100128(P2009−100128)
【出願日】平成21年4月16日(2009.4.16)
【出願人】(000003964)日東電工株式会社 (5,557)
【Fターム(参考)】