JP3431256B2 - 位相差フィルム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は位相差フィルムに関す
る。更に詳しくは、液晶表示装置等の部品として有用な
位相差フィルム、それを用いた複合偏光板及び液晶表示
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】大型液晶表示パネルには、一般に STN又
は TFT方式の液晶表示装置が使われており、かかる表示
装置は、高分子の一軸延伸フィルムからなる位相差フィ
ルム又は光等方性フィルムを液晶セルの片面又は両面に
積層している。しかしながら、かかる表示装置は、積層
したフィルムによっては、 STNセルにより生じた位相差
を光の全ての波長にわたって補償することができず、着
色を生じたり、コントラスト比が低くなるという問題を
十分には解決できなかった。また、この問題は、表示装
置にカラーフィルターを被せてカラー表示を行う際の障
害になっている。この問題を解決するために、同等の液
晶セルを光学補償板として重ねたり、同複屈折率を有す
る光学フィルムで代替することが検討され、各種のレタ
ーデーション値を有する一軸延伸や二軸延伸フィルムが
検討されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は溶液キャスト
フィルムが容易に得られ、色相補償が十分で、色ずれ、
滲みといった不都合が生じない、従来のカラー表示の色
精度が悪い点を解消した芳香族ポリカーボネート樹脂製
位相差フィルムを提供することを目的とする。

【０００４】代表的な芳香族ポリカーボネート樹脂であ
る２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン
（通称ビスフェノールＡ）からの芳香族ポリカーボネー
ト樹脂は優れた透明性や適度な剛性を有することから、
この芳香族ポリカーボネート樹脂で位相差フィルムを製
造することを試みた。しかしながら、この芳香族ポリカ
ーボネート樹脂から溶液キャスト法でフィルムを作製す
る場合、非ハロゲン系の溶媒では溶解性が悪くて所望の
フィルムが得られず、またハロゲン系の溶媒でもゲル化
を起こしたり、得られるキャストフィルムは白化し易
く、更に得られるキャストフィルムから作製した位相差
フィルムはレターデーションの変動巾が大きく、カラー
表示した際に色相補償が不十分で、色ずれ、滲みといっ
た不都合が生じ易い等の問題が生じた。

【０００５】本発明者は、かかるビスフェノールＡから
の芳香族ポリカーボネート樹脂の問題点を解消し、上記
目的を達成せんとして鋭意研究を重ねた結果、ビスフェ
ノールＡの一部を特定の二価フェノールで置換えて得ら
れる特定の比粘度を有する芳香族ポリカーボネート樹脂
は、溶液キャスト法によって容易にフィルムにすること
ができ、得られるキャストフィルムを延伸した位相差フ
ィルムを用いれば、驚くべきことに上記問題が解決でき
ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成し
た。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ビスフェノー
ルＡ５０〜９９モル％及び１，１−ビス（４−ヒドロキ
シフェニル）−１−フェニルエタン、１，１−ビス（４
−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、１，１−ビス
（４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチル
シクロヘキサン、４，４′−ジヒドロキシテトラフェニ
ルメタン、１，３−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−
５，７−ジメチルアダマンタンの少くとも一種１モル％
以上〜５０モル％未満からなる二価フェノールにカーボ
ネート前駆物質を反応させて得られる比粘度が０．３６
４以上の芳香族ポリカーボネート樹脂からなるフイルム
を少なくとも一軸方向に配向させてなる位相差フィルム
に係るものである。

【０００７】本発明の位相差フィルムを構成する芳香族
ポリカーボネート樹脂の合成に用いる二価フェノ−ル
は、ビスフェノールＡを主とし、その１モル％以上〜５
０モル％未満を１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニ
ル）−１−フェニルエタン、１，１−ビス（４−ヒドロ
キシフェニル）シクロヘキサン、１，１−ビス（４−ヒ
ドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘ
キサン、４，４′−ジヒドロキシテトラフェニルメタ
ン、１，３−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−５，７
−ジメチルアダマンタンの少くとも一種で置換えた二種
又はそれ以上の二価フェノ−ルの混合物である。ビスフ
ェノールＡ以外の上記二価フェノ−ルの量が、１モル％
より少いと、得られる芳香族ポリカーボネート樹脂から
溶液キャスト法によって良好なフィルムが得られ難く、
また得られるキャストフィルムを延伸した位相差フィル
ムはレターデーションの変動巾が大きく、カラー表示し
た際に色相補償が不十分で、色ずれ、滲みといった不都
合が生じ易い。また、５０モル％より多くすると、得ら
れるポリマーはビスフェノールＡからの芳香族ポリカー
ボネート樹脂の他の優れた特性が損われるようになる。
なお、小量の三官能以上の化合物を同時に用いて分岐さ
せることもできる。

【０００８】上記二価フェノールを用いて芳香族ポリカ
ーボネート樹脂を合成するカーボネート前駆物質との反
応としては、通常のビスフェノールＡからの芳香族ポリ
カーボネート樹脂を合成する際に用いる反応、例えば二
価フェノールとホスゲンとの反応、又は二価フェノール
とビスアリールカーボネートとのエステル交換反応が好
ましく用いられる。カーボネート前駆物質としては例え
ばホスゲン、上記二価フェノール類のビスクロロホーメ
ート、ジフェニルカーボネート、ジ−ｐ−トリルカーボ
ネート、フェニル−ｐ−トリルカーボネート、ジ−ｐ−
クロロフェニルカーボネート、ジナフチルカーボネート
等が挙げられ、なかでもホスゲンとジフェニルカーボネ
ートが好ましい。

【０００９】二価フェノールとホスゲンの反応では、通
常酸結合剤及び溶媒の存在下に反応を行う。酸結合剤と
しては例えば水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等のア
ルカリ金属水酸化物、ピリジン等が用いられる。溶媒と
しては例えば塩化メチレン、クロロベンゼン等のハロゲ
ン化炭化水素が用いられる。また反応促進のために例え
ば第三級アミン、第四級アンモニウム塩等の触媒を用い
ることができ、分子量調節剤として例えばフェノール、
p−tert−ブチルフェノール等の末端停止剤を用いるこ
とが望ましい。反応温度は通常０〜４０℃、反応時間は
数分〜５時間であり、反応中のpHは通常１０以上に保つ
のが好ましい。

【００１０】エステル交換反応では、不活性ガス存在下
に二価フェノールとビスアリールカーボネートを混合
し、通常減圧下１２０〜３５０℃で反応させる。減圧度
は段階的に変化させ、最終的には１mmHg以下にして生成
するフェノール類を系外に留去させる。反応時間は通常
１〜４時間程度である。また必要に応じて分子量調節剤
や酸化防止剤を加えてもよい。

【００１１】芳香族ポリカーボネート樹脂の分子量は、
ポリマー０．７g を塩化メチレン１００mlに溶解し、２
０℃で測定した比粘度が０．３６４以上であることが必
要である。比粘度が０．３６４に達しないものではフイ
ルムの強度が不十分になり、延伸処理し難くなるので適
当でない。特に比粘度が０．４１８〜４．８９芳香族ポ
リカーボネート樹脂が好ましい。また、かかる芳香族ポ
リカーボネート樹脂には、本発明の主旨を損なわない範
囲で各種添加剤例えば安定剤、滑剤、離型剤、難燃剤、
帯電防止剤、耐候剤等を添加してもよく、また他のポリ
マ−も添加して差支えない。これらの添加物は例えばタ
ンブラー、スーパーミキサー、ナウタミキサー等の任意
の方法で混合することができる。

【００１２】上記芳香族ポリカーボネート樹脂からフィ
ルムを製造する方法としては、例えば溶液キャスト法、
溶融押出法、カレンダー法等が挙げられるが、厚み均一
性に優れ、ゲル、ブツ、フィッシュアイ、スクラッチ等
の光学欠点の生じない方法が望ましい。

【００１３】かかる方法により製造されたフィルムは、
そのまま又は最適な複屈折特性を有するよう少くとも一
軸方向に延伸配向して位相差フィルムにする。一軸延伸
方法としてはテンター法による横一軸延伸、ロール間に
よる縦一軸延伸、ロール間圧延法等の任意の方法を用い
ることができる。延伸条件は特に限定されないが、延伸
温度は用いる樹脂のガラス転移温度より１０〜６０℃高
く、延伸倍率は１．１〜４倍程度が好ましい。延伸後に
更に寸法安定性の向上、レターデーションの均一性、安
定性の向上のために熱処理するのが好ましい。フィルム
の厚みは５〜３００μm の範囲が好ましい。

【００１４】かくして得られる位相差フィルムは、その
レターデーションの値があまりに低いと位相差フィルム
としての機能が不足するようになり、またあまりに高い
とフイルムを極端に厚くしなければならず、このように
厚くすると、光学的均一性が損われ易く、また色相補償
効果が減少するようになるので、６０〜１２００nmの範
囲が好ましく、２００〜１０００nmの範囲が特に好まし
い。更に、レターデーションの変動巾が大きくなりすぎ
ると色相補償の偏差が生じ、色斑になるので、この変動
率は１０％以下が好ましく、５％以下が特に好ましく、
２％以下が更に好ましい。

【００１５】本発明の位相差フィルムは、偏光板に積層
して複合偏光板として好ましく用いられる。この複合偏
光板は、通常の偏光板の光学軸と位相差フィルムの光学
軸を４０〜５０度の範囲で単層又は複層貼り合わせるこ
とにより形成できる。この複合偏光板は耐熱耐久性に優
れ、レターデーションの経時変化が少ない等の優れた特
長を有する。

【００１６】また、液晶セルの片面又は両面に偏光板を
配置してなる液晶表示パネルで、視面側の偏光板と液晶
セルの間に前記位相差フィルムを配することにより、液
晶の複屈折による着色を解消した白黒表示の液晶表示パ
ネルを形成することができ、更にこの白黒表示用液晶パ
ネルにカラーマスクを被せ、RGB の３色を白黒のグレー
濃度で発色させることによりフルカラーの液晶表示パネ
ルを形成することができる。

【００１７】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を更に説明す
る。なお、実施例中の部及び％は重量部及び重量％であ
る。

【００１８】［合成例１］撹拌機、温度計及び還流冷却
器を備えた反応槽に４８．５％水酸化ナトリウム水溶液
２７３８．４部及び水２３８００部を仕込み、窒素ガス
を３０分間バブリングして脱酸素した。これに１，１−
ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１−フェニルエタン
３５６．６部及び２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニ
ル）プロパン２５２３．２部を溶解し、ハイドロサルフ
ァイト７．１部を加え、更に同様に窒素ガスバブリング
で脱酸素した塩化メチレン１６７００部を加えて２０℃
でホスゲン１４００部を約６０分かけて吹込んだ。次い
で同様にして脱酸素した４８．５％水酸化ナトリウム水
溶液５０６．８部及び p−tert−ブチルフェノール３
６．９部を加えて乳化させた後トリエチルアミン１１部
を加えて３０℃で約２時間撹拌して反応を終了した。反
応終了後有機相を分取し、水洗した後塩酸酸性にし、水
洗を繰返して水相の導電率がイオン交換水のそれと等し
くなった時点で水洗を終了し、塩化メチレンを蒸発して
ポリマー３１０３．６部（収率９７％）を得た。このポ
リマーの比粘度は０．４６９であった。

【００１９】［合成例２］１，１−ビス（４−ヒドロキ
シフェニル）−１−フェニルエタン３５６．６部に代え
て４，４′−ジヒドロキシテトラフェニルメタン２１
６．４部を用い、更に２，２−ビス（４−ヒドロキシフ
ェニル）プロパンの使用量を２６６３．４部にする以外
は合成例１と同様にしてポリマー３０７１．６部（収率
９６％）を得た。このポリマーの比粘度は０．４７３で
あった。

【００２０】［合成例３］合成例１と同様の装置に４
８．５％水酸化ナトリウム水溶液５６９部及びイオン交
換水３３７４部を仕込み、これに１，１−ビス（４−ヒ
ドロキシフェニル）シクロヘキサン８２部及び２，２−
ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン２８０部を溶
解した後ハイドロサルファイト０．８部を加え、塩化メ
チレン１６９２部を加えて撹拌下約２３℃でホスゲン１
９５部を約６０分かけて吹込んだ。次いで p−tert−ブ
チルフェノール２．２部を加えて乳化させた後トリエチ
ルアミン０．５部を加えて約３０℃で２時間撹拌して反
応を終了した。反応終了後は合成例１と同様に処理して
ポリマー３９４．７部（収率９８％）を得た。このポリ
マーの比粘度は０．９１５であった。

【００２１】［合成例４］合成例１と同様の装置に４
８．５％水酸化ナトリウム水溶液４６４部及びイオン交
換水２２１３部を仕込み、１，１−ビス（４−ヒドロキ
シフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン
１９部及び２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プ
ロパン２７２部を溶解し、ハイドロサルファイト０．４
部を加えた後塩化メチレン１３８０部を加えて２０℃で
ホスケン１４９部を約６０分かけて吹込んだ。次いで p
−tert−ブチルフェノール５．７部を加えて乳化させた
後トリエチルアミン０．４部を加えて約３０℃で２時間
撹拌して反応を終了した。反応終了後は合成例１と同様
に処理してポリマー３１４部（収率９７％）を得た。こ
のポリマーの比粘度は０．４４３であった。

【００２２】［合成例５］合成例１と同様の装置に４
８．５％の水酸化ナトリウム水溶液２６４部及びイオン
交換水２３００部を仕込み、１，３−ビス（４−ヒドロ
キシフェニル）−５．７−ジメチルアダマンタン１９
部、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン
２３７部及びハイドロサルファイト０．７部を溶解し、
更に塩化メチレン１６２０部を加えて２０℃でホスゲン
１４１部を約６０分かけて吹込んだ。次いで４８．５％
水酸化ナトリウム水溶液２９部及び p−tert−ブチルフ
ェノール４．１部を加えて乳化させた後トリエチルアミ
ン０．８部を加えて約３０℃で２時間撹拌して反応を終
了した。反応終了後は合成例１と同様に処理してポリマ
ー２７５．４部（収率９７％）を得た。このポリマーの
比粘度は０．４５１であった。

【００２３】［合成例６］１，１−ビス（４−ヒドロキ
シフェニル）−１−フェニルエタン３５６６部に代えて
２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン２８
０３．６部を用いる以外は合成例１と同様にしてポリマ
ー３０６１部（９８％）を得た。このポリマーの比粘度
は０．５４０であった。

【００２４】［実施例１〜５］合成例１〜５で合成した
ポリマーの１０％１，３−ジオキソラン溶液を作製し、
ガラス板上にドクターブレードを用いてキャスティング
した後乾燥してガラスから剥離し、残留溶媒がなくなる
まで乾燥した。このフィルムをテンターを用いて表１に
示した条件で一軸延伸フィルムを作製した。得られたフ
ィルムのレターデーション及びその変動率（％）を表１
に示した。これらのフィルムを粘着剤を用いて偏光板の
片面に光学軸が４５度になるように接着して複合偏光板
を得た。次いでこのものを STN液晶表示装置の液晶セル
と上部偏光板の間に貼合わせて使用したところ背景色が
白、表示色が黒のコントラストのよい白黒表示が得られ
た。またこの白黒表示の液晶ディスプレーにバックライ
トを付け、上部にカラーフィルターを被せ、RGB のセル
を白黒のグレー濃度で発色表示させることにより、鮮明
なフルカラー表示装置を得ることができた。

【００２５】［比較例１］合成例６にて合成したビスフ
ェノールＡからのポリカーボネートを用いて実施例１と
同様にしてキャスティングフィルムを作製し、表１に示
す条件で一軸延伸フィルムを得た。このフィルムを実施
例１と同様に STN液晶セルと上部偏光板との間に貼合わ
せて使用したところ、ほぼ白黒表示が得られるが、色相
補償が不十分で色ズレが生じ、やや赤みがかった色調に
なった。またこの白黒表示の色相が不十分のままでバッ
クライト付液晶ディスプレーとし、これにカラーフィル
ターを被せ、RGB のセルを発光させカラー表示を試みた
が、色ズレや滲み等があり鮮明なフルカラー表示ができ
なかった。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【発明の効果】本発明の位相差フィルムは溶液キャステ
ィングが容易であり、これを用いた複合偏光板及び液晶
表示装置は光学的斑が少なく、鮮明な白黒表示及びカラ
ー表示等が可能になり、従来の液晶表示装置に比べ性
能、耐久性に優れたものであるので車載用や発熱部位等
更に広範囲の用途に展開でき、その奏する効果は格別な
ものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08G 64/00 - 64/42

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニ
   ル）プロパン５０〜９９モル％及び１，１−ビス（４−
   ヒドロキシフェニル）−１−フェニルエタン、１，１−
   ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、１，
   １−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−ト
   リメチルシクロヘキサン、４，４’−ジヒドロキシテト
   ラフェニルメタン、１，３−ビス（４−ヒドロキシフェ
   ニル）−５，７−ジメチルアダマンタンの少なくとも１
   種１モル％以上〜５０モル％未満からなる二価フェノー
   ルにカーボネート前駆物質を反応させて得られる比粘度
   が０．３６４以上の芳香族ポリカーボネート樹脂からな
   るフィルムを少なくとも一軸方向に配向させてなるレタ
   デーションの値が６０〜１２００ｎｍであり且つ該レタ
   デーションの変動率が１０％以下である位相差フィル
   ム。
2. 【請求項２】 カラー表示した際に色相補償が充分で、
   色ずれ、滲みが生じない請求項１記載の位相差フィル
   ム。
3. 【請求項３】 フィルムを一軸方法に配向させる方法が
   デンター法による横一軸延伸、ロール間による縦一軸延
   伸またはロール間圧延法である請求項１記載の位相差フ
   ィルム。
4. 【請求項４】 一軸延伸の延伸温度が使用樹脂のＴｇ＋
   １０℃〜Ｔｇ＋６０℃である請求項３記載の位相差フィ
   ルム。
5. 【請求項５】 一軸延伸の延伸倍率が１．１〜４倍であ
   る請求項３記載の位相差フィルム。
6. 【請求項６】 フィルムの厚みが５〜３００μｍである
   請求項１記載の位相差フィルム。
7. 【請求項７】 請求項１〜６記載のいずれかの位相差フ
   ィルムを偏光板に少なくとも一層積層してなる複合偏光
   板。
8. 【請求項８】 請求項７記載の複合偏光板を液晶セルに
   配置してなる液晶表示装置。