JP3936489B2 - ノルボルネン系位相差補償フィルム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は位相差補償フィルムに関する。さらに詳しくは、熱可塑性ノルボルネン樹脂からなり、延伸により破断しにくい位相差補償フィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピューター等の表示装置において、ブラウン管式のＣＲＴと共に液晶表示装置（ＬＣＤ）が多用されている。
【０００３】
代表的な液晶表示装置としては、液晶分子を封入した電極が組み込まれたガラスセルに透明な粘着剤を介して位相差補償フィルム、さらにその上に粘着剤を介して偏光板が張り合わされた構成となっている。
【０００４】
ノルボルネン系樹脂は、その耐熱性、低比重性、低複屈折性、低光弾性係数（応力による複屈折が発現しにくい）等の優れた特徴を有するため、位相差補償フィルムに利用されようとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ノルボルネン系樹脂は、位相差補償フィルムを生産する際の延伸処理により、その延伸方向へ裂けやすく、その脆さが指摘されている。
【０００６】
ノルボルネン系樹脂の脆さを改良する方法としては、繊維状充填剤による強化やポリマー架橋による強化等の方法が知られるが、位相差補償フィルムに要求される光学特性を損なうため好ましくない。
【０００７】
また、特開平９−１８３８３２号公報には、耐応力クラック性と耐衝撃性を改良したノルボルネン系樹脂として、ジシクロペンタジエン系単量体とテトラシクロドデセン系単量体の開環共重合体水素添加物が提案されているが、分子量分布を最適化しなければ、位相差補償フィルムに応用した場合に、その効果は必ずしも十分ではない。
【０００８】
本発明者は上述の観点に鑑み上記課題を解決するべく鋭意研究した結果、特定の分子量分布を有するノルボルネン系樹脂を使用すると、ノルボルネン系樹脂フィルムに柔軟性を与えることができ、延伸により破断しにくい位相差補償フィルムを製造できることを見出し本発明を完成するに至った。
【０００９】
本発明は延伸により破断しにくいノルボルネン系樹脂からなる位相差補償フィルムを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、熱可塑性ノルボルネン系樹脂からなる位相差補償フィルムであって、該熱可塑性ノルボルネン系樹脂が、▲１▼数平均分子量１万以下の樹脂成分を５重量％以上２５重量％以下含有し、▲２▼数平均分子量１０万以上の樹脂成分を５重量％以上２５重量％以下含有し、▲３▼数平均分子量１万を越えて１０万未満の樹脂成分を５０重量％以上９０重量％未満含有する樹脂であることを特徴とするノルボルネン系位相差補償フィルムを提供するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について詳述する。
【００１２】
本発明はノルボルネン系樹脂の分子量分布を最適化することにより、フィルム成形品に柔軟性を与え、延伸により位相差補償フィルムを製造する過程において、破断しにくいという効果を発揮するものである。
【００１３】
本発明に用いる熱可塑性ノルボルネン樹脂系樹脂は、▲１▼数平均分子量１万以下の樹脂成分を５重量％以上２５重量％以下含有し、且つ、▲２▼数平均分子量１０万以上の樹脂成分を５重量％以上２５重量％以下含有し、且つ、▲３▼数平均分子量１万を越えて１０万未満の樹脂成分を５０重量％以上９０重量％以下含有するように調整されなければならない。これは、▲３▼の樹脂により分子量分布をブロードにし、さらに▲１▼の低分子量成分と▲２▼の高分子量成分とを一定量加え、可塑剤的効果を与えることを特徴とするものである。
【００１４】
▲１▼の低分子量成分としては、ゲルパーミエーションクロマトグラフ法（ＧＰＣ）で測定した数平均分子量１万以下の成分が５重量％以上２５重量％以下、好ましくは８重量％以上２２重量％以下含有させなければならない。低分子量成分が５重量％未満であると、低分子量成分の効果が発現しにくくなり、フィルムに十分な柔軟性を与えることはできない。また２５重量％を越えると低分子量成分が支配的となり、延伸操作を行っても十分な位相差を発現しないといった問題が発生する。
【００１５】
また、▲２▼の高分子量成分としては、数平均分子量１０万以上の樹脂成分を５重量％以上２５重量％以下、好ましくは８重量％以上２２重量％以下含有させなければならない。高分子量成分が５重量％未満だと全体的な分子量が下がり、耐久性等に悪影響を及ぼす。また２５重量％を越えると、低分子量成分の効果が下がると同時に溶解操作や延伸操作が行いにくくなる。
【００１６】
▲３▼の分子量分布をブロードにする樹脂成分としては、数平均分子量１万を越えて１０万未満の樹脂成分を５０重量％以上９０重量％以下含有させることが必須である。
【００１７】
上記▲１▼、▲２▼、▲３▼の樹脂の分子量分布の範囲の調整は、ノルボルネン系樹脂重合時に、連鎖移動剤の量、反応時間等の調整により行うことが出来る。また、重合が終了した樹脂に、高分子量成分又は低分子量成分を添加して調整してもよい。分子量分布を調整した樹脂は本発明の要件を満足するように混合され、本発明に用いる熱可塑性ノルボルネン系樹脂が最終的に調整される。
【００１８】
本発明に用いる熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂は、例えば、特開平３−１４８８２号公報、特開平３−１２２１３７号公報などに開示されている公知の樹脂である。
【００１９】
熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂を構成するモノマーを例示すると、例えば、ノルボルネン、５−メチル−２−ノルボルネン、５−エチル−２−ノルボルネン、５−ブチル−２−ノルボルネン、５−エチリデン−２−ノルボルネン、５−メトキシカルボニル−２−ノルボルネン、５，５−ジメチル−２−ノルボルネン、５−シアノ−２−ノルボルネン、５−メチル−５−メトキシカルボニル−２−ノルボルネン、５−フェニル−２−ノルボルネン、５−フェニル−５−メチル−２−ノルボルネン、６−メチル−１，４：５，８−ジメタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、６−エチル−１，４：５，８−ジメタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、６−エチル−１，４：５，８−エチリデン−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、６−クロロ−１，４：５，８−ジメタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、６−シアノ−１，４：５，８−ジメタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、６−ピリジル−１，４：５，８−ジメタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、６−メトキシカルボニル−１，４：５，８−ジメタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、１，４−ジメタノ−１，４，４ａ，４ｂ，５，８，８ａ，９ａ−オクタヒドロフルオレン、５，８−メタノ−１，２，３，４，４ａ，５，８，８ａ−オクタヒドロ−２．３−シクロペンタジエノナフタレン、４，９：５，８−ジメタノ−３ａ，４，４ａ，５，８，８ａ，９，９ａ−オクタヒドロ−１Ｈ−ベンゾインデン、４，１１：５，１０：６，９−トリメタノ−３ａ，４，４ａ，５，５ａ，６，９，９ａ，１０，１０ａ，１１，１１ａ−ドデカヒドロ−１Ｈ−シクロペンタアントラセン等が挙げられる。
【００２０】
熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂は、例えば、（イ）ノルボルネン系モノマーの開環重合体若しくは開環共重合体を、必要に応じてマレイン酸付加、シクロペンタジエン付加の如き変性を行った後に、水素添加した樹脂、（ロ）ノルボルネン系モノマーを付加重合させた樹脂、（ハ）ノルボルネン系モノマーとエチレンやα−オレフィンなどのオレフィン系モノマーと付加重合させた樹脂、（ニ）ノルボルネン系モノマーとシクロペンテン、シクロオクテン、５，６−ジヒドロジシクロペンタジエンなどの環状オレフィン系モノマーと付加重合させた樹脂、これらの樹脂の変性物等が挙げられる。
【００２１】
上記重合は、例えば、重合媒体としてＩｒ、Ｏｓ、Ｒｕの三塩化物の含水塩、ＭｏＣ_l5、ＷＣ_l6、ＲｅＣｌ₅、（Ｃ₂Ｈ₅）₃Ａｌ、（Ｃ₂Ｈ₅）₃Ａｌ／ＴｉＣｌ₄、（π−Ｃ₄Ｈ₇）₄Ｍｏ／ＴｉＣｌ₄、（π−Ｃ₄Ｈ₇）₄Ｗ／ＴｉＣｌ₄、（π−Ｃ₃Ｈ₅）₃Ｃｒ／ＷＣｌ₆等を用いて、常法により行うことができる。
【００２２】
本発明の位相差補償フィルムは、上記の熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂を用いて公知の任意の方法により製造できる。例えば、溶液流延法、溶融成形法等が挙げられ、溶液流延法が好ましい。
【００２３】
溶液流延法で製膜するには、まず、例えば、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クロロベンゼン、トリエチルベンゼン、ジエチルベンゼン、イソプロピルベンゼン等の高沸点溶媒又はこれら高沸点溶媒とシクロヘキサン、ベンゼン、テトラヒドロフラン、ヘキサン、オクタン等の低沸点溶媒の混合溶媒に、上記熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂を好ましくは５〜６０重量％溶解して樹脂溶液を得る。
【００２４】
次に、得られた樹脂溶液を、バーコーター、ドクターナイフ、メイアバー、ロール、Ｔダイ等を用いて、ポリエチレンテレフタレートなどの耐熱性フィルム、スチールベルト、金属箔等上に流延し、加熱乾燥する。
【００２５】
上記位相差補償フィルムは、フィルムの耐熱性、耐紫外線性、平滑性等を向上させるために、フェノール系、リン系などの老化防止剤、フェノール系などの熱劣化防止剤、アミン系などの帯電防止剤、脂肪族アルコールのエステル、多価アルコールの部分エステルなどの滑剤、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系などの紫外線吸収剤等が添加されても良い。
【００２６】
本発明の位相差補償フィルムは、熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂等を溶液流延法又は押し出し法等の既知の製膜法によって製膜された後、均一に延伸されることによって位相差を発現する。延伸方法は液晶分子の位相差を補償できるようであれば特に限定されない。一般的には５５０ｎｍ入光時のレタデーションが１００〜７００ｎｍとなる範囲で使用される場合が多い。
【００２７】
本発明の位相差補償フィルムは、ノルボルネン系樹脂の本来の持つ低光弾性係数、低波長分散性といった特徴を持つほか、従来延伸軸方向に裂けやすい性質が大幅に改善され、優れた耐破断性を有するものである。
【００２８】
【実施例】
次に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
【００２９】
（１）ノルボルネン系樹脂の重合
６−メチル−１，４，５，８−ジメタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレンの開環重合、水素添加反応を行い熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂を製造した。重合時間を調整することにより、▲１▼重量平均分子量１００００、▲２▼重量平均分子量５００００、▲３▼重量平均分子量１２００００の３種類の熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂を製造した。
【００３０】
（２）位相差補償フィルム用ノルボルネン系樹脂の調製及びキャスティング溶液の作成
（１）で得られた３種類の平均分子量を有するノルボルネン系樹脂▲１▼、▲２▼、▲３▼を下記の「表１」に示す割合で混合し、キシレン溶液４０ｗ％となるように希釈し混合した。混合後の数平均分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフ（ＧＰＣ）で測定し、実施例及び比較例に用いる位相差補償フィルム用ノルボルネン系樹脂を確認した。
【００３１】
（３）位相差補償フィルムの作成（キャスト・延伸）
（２）で得られた溶液を金属ベルト上に乾燥後の厚みが８０μｍとなるようにキャスティングを行い、十分乾燥させた後（残留溶剤成分量０．５ｗ％以下）、１４０℃の雰囲気下で長さ方向に比率で２００％の延伸を行い、位相差補償フィルムとした。発現したレタデーション値（５５０ｎｍ入光時）を測定した。その際の張力も測定した。
【００３２】
４）耐破断性（引張強さ）の測定
各位相差補償フィルムを、低速伸長型引張試験機を使用し、切断時の最大荷重を求めることにより、引張強さを測定した。サンプルは２５ｍｍ幅×１００ｍｍの長さにカットした。その際の延伸軸方向は短辺方向となるようにした。引張速度は１００ｍｍ／ｍｉｎとした。
【００３３】
５）判定
レタデーション値（５５０ｎｍ入光時）、レタデーション発現時の張力、耐破断性（引張強さ）について、以下の基準で判定した。
＜レタデーション値（５５０ｎｍ入光時）＞
○：良好
×：不良（低い）
＜レタデーション発現時の張力＞
○：良好
×：不良（高い）
＜耐破断性（引張強さ）＞
○：良好
×：不良（脆い）
【００３４】
【表１】

【００３５】
上記結果から、本発明の位相差補償フィルムは、延伸が行いやすく（レタデーションが発現し易く、かつその際に掛かる張力も小さいので、機械に掛かる負荷が小さい）、柔軟性があり、耐破断性に優れていることが分かる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、延伸が行いやすく、延伸により破断しにくいノルボルネン系樹脂からなる位相差補償フィルムを提供することが出来る。

Claims (1)

1. 熱可塑性ノルボルネン系樹脂からなる位相差補償フィルムであって、該熱可塑性ノルボルネン系樹脂が、▲１▼数平均分子量１万以下の樹脂成分を５重量％以上２５重量％以下含有し、▲２▼数平均分子量１０万以上の樹脂成分を５重量％以上２５重量％以下含有し、▲３▼数平均分子量１万を越えて１０万未満の樹脂成分を５０重量％以上９０重量％未満含有する樹脂であることを特徴とするノルボルネン系位相差補償フィルム。