JPH11167023A

JPH11167023A - ポリスルフォン位相差フィルム製造方法

Info

Publication number: JPH11167023A
Application number: JP9332532A
Authority: JP
Inventors: Masanori Koshioka; 雅則越岡; Haruhiko Maki; 春彦牧
Original assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1997-12-03
Filing date: 1997-12-03
Publication date: 1999-06-22

Abstract

(57)【要約】【課題】厚さや光学特性の均斉度に優れ、液晶表示素
子等の用途に適するポリスルフォン位相差フィルムの製
造方法を提供することである。【解決手段】ポリスルフォン系重合体の有機溶剤溶液
を用いて流延法によって製膜された原膜中の溶剤含有量
が、固形分換算で１〜５重量％に調整されてから延伸さ
れる位相差フィルムの製造方法において、有機溶剤の主
成分を塩化メチレンとし、これに固形分換算で１〜５重
量％のアニソールを添加することである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は位相差フィルムの製
造方法に関し、さらに詳しくは、厚さや光学特性の均斉
度に優れ、液晶表示素子等の用途に適する、ポリスルフ
ォン位相差フィルムの製造方法に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】従来、位相差フィルム
は、テレビのブラウン管に対する防眩材料として使用さ
れたり、液晶表示素子の着色防止、コントラスト向上の
ための材料として利用されてきた。近年、軽量・薄型の
特徴が評価されて、液晶表示装置の開発が積極的に進め
られるのに伴い、これに用いる光学特性の優れた位相差
フィルムに対する需要がますます高まっている。

【０００３】位相差フィルムは溶液流延方法によって製
膜されたフィルムを、一軸延伸して複屈折性を付与する
方法により製造されており、その光学特性のバラツキを
減少させるための幾つかの方法が提案されている。例え
ば、特開平４−２０４５０３号では、ポリカーボネート
等の高分子を延伸する工程において、溶剤含有量を２〜
１０％に調節して延伸することを提案している。溶媒を
存在させることによって分子の配向を緩和させることを
目的としており、それなりの効果が確認されたが、より
いっそうの改善が期待されている。

【０００４】また、特開平７−９２３２２号では、ポリ
スルフォンに限定した位相差フィルムの製造方法に関
し、特開平４−２０４５０３号と同じく溶剤含有量を２
〜１０％に調節することと、１５５℃以上１９５℃以下
で延伸することを提案している。ここに例示された溶媒
は塩化メチル、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムア
ルデヒド、テトラクロロエタン、クロロフォルム等であ
り、いくらかの改善は認められるものの実用的にはなお
不満足な結果となっている。

【０００５】これに対し本発明者らは、特開平８−１２
２５２６号において、さらに改善されたポリスルフォン
位相差フィルムの製造方法を提案した。すなわち、溶剤
含有量を０．５〜７％とし、溶剤として塩化メチレン、
キシレン、トルエン等を用いること、特に塩化メチレン
とキシレン、トルエン等の芳香炭化水素との混合溶媒を
用いることが有効であると提案した。

【０００６】上述したように、液晶表示装置等の光学表
示装置は時代の要請を受けて、ますますその性能改善が
求められている。本発明者らは、これら光学表示装置に
おいて重要な役割を担う位相差フィルムについて、厚さ
斑やレターデーション斑をさらに改善するべく、引き続
き鋭意努力してきた結果本発明に至ったのである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため次の手段を取るものである。すなわち、本発
明に係わるポリスルフォン位相差フィルムの製造方法の
要旨とするところは、ポリスルフォン系重合体の有機溶
剤溶液を用いて流延法によって製膜され、該製膜された
原膜中の溶剤含有量が固形分換算で１〜５重量％に調整
されてから延伸される、位相差フィルムの製造方法にお
いて、有機溶媒の主成分を塩化メチレンとし、これに固
形分換算で１〜５重量％のアニソールを添加することに
ある。

【０００８】また、本発明に係わるポリスルフォン位相
差フィルムの製造方法の別の要旨とするところは、ポリ
スルフォン系重合体の有機溶剤溶液を用いて流延法によ
って製膜され、該製膜された原膜中の溶剤含有量が固形
分換算で１〜５重量％に調整されてから延伸される、位
相差フィルムの製造方法において、前記溶剤含有量の中
に、固形分換算で１〜５重量％のアニソールを含むこと
にある。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係るポリスルフォ
ン位相差フィルムの製造方法の実施の形態について詳し
く説明する。

【００１０】本発明でいうポリスルフォン系重合体と
は、パラフェニレン単位がスルフォン基、エーテル結
合、イソプロピリデン基によって、又は、パラフェニレ
ン単位がスルフォン基、エーテル結合によって連結され
た重合体をさし、例えば、ユーデルポリサルフォン樹脂
やポリエーテルサルフォン樹脂等を挙げることができ
る。これらのポリスルフォン系重合体は単独で用いられ
てもよいし、共重合されたり、ブレンドされたり、一部
変成されて用いられてもよい。また、その合成方法は特
に限定されず、ビスフェノールＡとジクロロジフェニル
スルフォンとを縮合する方法等、通常知られている方法
によって実施される。

【００１１】本発明においてフィルムの製膜は溶液流延
法による。一般に、製膜工程で変形応力を受ければ、配
向が進んでフィルムの複屈折値は増大する。複屈折値の
増大に伴いそのバラツキも増大するので、延伸前のフィ
ルムはできるだけ低い複屈折値を有することが好まし
い。溶液流延法は粘度の低い状態で比較的小さな応力の
もとに製膜する方法であるから、他の製膜方法に較べて
複屈折値の小さなフィルムを製膜することができる。溶
液流延法とは、例えば、樹脂溶液がダイコーター、ドク
ターブレードコーター、ロールコーター、コンマコータ
ー、リップコーター等によってベルトやドラム上に一定
厚さで流延され、加熱乾燥されてフィルムを得る製膜方
法をいうが、これらの例に限定されずに通常使用される
種々の方法が可能である。

【００１２】また、製膜されたポリスルフォンフィルム
の延伸は、テンターによる横一軸延伸法、カレンダーに
よる圧延延伸法、速度の異なるロール間で延伸する縦一
軸延伸法等々、公知の延伸方法によって実施される。中
でも、ロール間で延伸する縦一軸延伸法は簡単な設備で
生産性のよい延伸ができることから、本発明を実施する
のに好ましい方法である。延伸は、製膜に続けてオンラ
インで行ってもよいし、製膜後いったん巻き取ってから
オフラインで行ってもよい。位相差フィルムの光学特性
を向上させるためには、レターデーションのバラツキを
減少させなければならない。レターデーションはフィル
ムの厚さと複屈折値との積であるから、レターデーショ
ンのバラツキを抑えるためには、厚さ斑の発生や、複屈
折率のバラツキに影響する分子配向のバラツキを小さく
しなければならない。したがって、厚さ斑や分子配向の
バラツキに大きく影響する要因、すなわち、延伸工程に
おける温度や張力の均一性を向上させることが重要であ
る。

【００１３】本発明において、固形分換算で表示される
溶剤含有率は、樹脂の重量に対する溶剤重量の割合を意
味する。すなわち、１００ｇの樹脂と２５ｇの溶剤とで
構成された溶液であれば、その時の溶剤含有率は２５重
量％と算出される。溶剤が存在することによりフィルム
中の分子は動きやすくなり、製膜時に受けた応力や歪み
の緩和が促進される効果がある。また、延伸に適した適
度の粘弾性特性に調整される効果もある。本発明では、
延伸前フィルムの溶剤含有率は１〜５重量％に調整され
る。１重量％より少なければ実用上の効果が期待できな
い。また、５重量％より多ければ延伸時における粘弾性
が低くなって流動しやすく、延伸が不安定になると同時
に分子配向も不十分となり、実用上必要な高い複屈折値
と均斉度を得ることができない。

【００１４】本発明の一つの実施形態では、溶剤の主成
分を塩化メチレンとし、これに固形分換算で１〜５重量
％のアニソールが添加される。アニソールは主に均一な
延伸を行うために選択されたものであり、塩化メチレン
は主に製膜をスムーズに行うために選択されたものであ
る。一般に、共沸しない２種類の溶剤が共存して加熱さ
れる場合、沸点の低いほうの溶剤が先に蒸発して沸点の
高いほうの溶剤が残存する。したがって、塩化メチレン
とアニソールとの混合溶媒で調合されたポリスルフォン
溶液を乾燥して製膜する本発明では、沸点４０℃の塩化
メチレンが先に除去され沸点１５４℃のアニソールが主
にフィルム中に残存することになる。製膜前のアニソー
ルの添加量が少ないとしても、製膜後の、すなわち、延
伸前のフィルムにはアニソールが多く含まれることにな
り、延伸工程に影響する溶剤は主にアニソールとなる。

【００１５】本発明者等は、アニソール以外にも、ポリ
スルフォンに対する良溶媒であって比較的沸点が高い溶
媒についても検討した。例えば、テトラヒドロピラン、
ジオキサン、シメチルホルムアミド、トリメチルピロリ
ドン等々を塩化メチレンと混合して用いると、従来より
良好な位相差フィルムを得ることができた。しかしなが
ら、アニソールを用いた時のみ特に顕著な効果が確認さ
れたのである。

【００１６】本発明の別の実施形態では、延伸前フィル
ムに含有される溶剤の内に、固形分換算で１〜５重量％
のアニソールを含む。上述したように、製膜前の溶液調
合時に適当量のアニソールを添加する方法によって実施
されてもよいし、製膜後のフィルムに後添加する方法で
実施されてもよい。後添加する方法としては、フィルム
を液状又は気体状のアニソールにさらし、所定の溶剤含
有率に調整する方法等を採用することができる。

【００１７】先に特開平８−１２２５２６号において、
本発明者らは塩化メチレンのような低沸点溶剤とキシレ
ンのような高沸点溶剤を混合して用いることを提案しそ
の有効性を示した。低沸点溶剤単独使用では、原膜保存
中に蒸発して溶剤含有率が変化してしまったり、延伸初
期の加熱によってあまりに早く蒸発してしまい、延伸・
変形される時にはもはや残存せず、延伸に適した粘弾性
特性を維持できないという問題がある。また、高沸点溶
剤単独使用では、製膜工程における溶剤の乾燥が遅く生
産性の低下やコストの上昇を招くので好ましくない。共
沸性のない低沸点溶剤と高沸点溶剤とを混合して用い、
原膜中に多くの高沸点溶剤を残すことによってこれらの
問題を解決したのである。

【００１８】本発明は、この技術的思想の流れを受けて
引き続き検討を重ねて得られたものであり、低沸点溶剤
と高沸点溶剤とを組み合わせた数多くの実験の中から特
に顕著な効果を示す組み合わせとして、塩化メチレンと
アニソールとの組み合わせが発見されたのである。低沸
点溶剤に要求される特性は、ポリスルフォンに対する溶
解性、製膜工程における蒸発性、難燃性等の安全性等々
であり、高沸点溶剤に要求される特性は、延伸工程にお
いて特に重要な、ポリスルフォンの粘弾性調節機能、製
膜工程や延伸工程における蒸発性、低沸点溶剤との相溶
性等々である。蒸発性とは、沸点だけで決定されるので
はなくポリスルフォンとの親和性にも大きく影響される
ものである。

【００１９】製膜前のポリスルフォン溶液を調合する段
階で添加されるアニソールの量は、ポリスルフォンに対
して固形分換算で１〜５重量％である。１重量％より少
なければ効果が小さく実用できない。また、５重量％よ
り多ければ、製膜工程における溶剤の蒸発が遅くなり生
産性を低下させるので好ましくない。製膜工程では塩化
メチレンの殆どが蒸発し、製膜された原膜にはアニソー
ルが多く残存することになる。原膜中の溶剤含有率は１
〜５重量％に調整される。

【００２０】本発明の別の実施形態では、原膜中の溶剤
含有率を固形分換算で１〜５重量％とし、かつ、溶剤の
中には固形分換算で１〜５重量％のアニソールを含む。
アニソールが１重量％より少なければ効果が小さく実用
できない。また、５重量％より多ければ粘弾性が低下し
て延伸が不安定になり、分子配向が乱れ、レターデーシ
ョンのバラツキが増大するので好ましくない。

【００２１】上述したように、塩化メチレンとアニソー
ルとを組み合わせることによって顕著な効果が得られる
ことが確認されたが、その理由は次のように推定され
る。すなわち、アニソールはエーテル結合を含む化合物
であり、同じくエーテル結合を含むポリスルフォンとは
強い親和性がある。このため分子間には比較的強い相互
引力が作用し、均一延伸に適した粘弾性特性に改善され
ると考えられる。また、アニソールの沸点は１５４℃で
あるが、アニソールとの強い親和性のため比較的蒸発し
にくく、ポリスルフォンの延伸に適した温度、１５５〜
２２０℃では徐々に蒸発するので、延伸によって変形が
進行されている間、良好な粘弾性特性が維持されるもの
と考えられる。

【００２２】製膜工程においても次のように作用してい
ると考えられる。アニソールはポリスルフォンの良溶剤
であり塩化メチレンとの相溶性も良好である。したがっ
て、均一な溶液に調合することができて、フィシュアイ
等の欠点が発生しにくくなる。またその相溶性によって
塩化メチレンの蒸発が若干抑制されることになるので、
フィルム表層部と内部とが不均一になるというような、
蒸発速度が速すぎることに原因する問題が減少するので
あろう。

【００２３】その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範
囲内で、ポリスルフォン系重合体の種類、製膜方法、ア
ニソール添加方法、延伸方法等々につき、当業者の知識
に基づき種々なる改良、修正、変形を加えた態様で実施
し得るものである。

【００２４】本発明の実施例を、以下に詳しく説明す
る。

【００２５】実施例１〜５、比較例１〜４市販のポリスルフォン樹脂（テイジンアモコ社製、品番
Ｐ−３５００）１５重量部を、塩化メチレン８５重量部
とアニソールとの混合溶媒で溶解しポリスルフォン樹脂
溶液を調合した。この溶液をダイを用いてドラム上に流
延し乾燥することにより幅１３００ｍｍ、厚さ６０μｍ
の原膜を製膜し、次いで縦一軸延伸した。作成した位相
差フィルムは、アニソールの添加量、製膜条件、延伸条
件を組み合わせて９種類であり、その光学特性と共に表
１にまとめて示す。レターデーションは偏光顕微鏡や分
光光度計等を用いて定法に基づいて測定され、その幅方
向分布は、全幅にわたって１０ｃｍピッチで測定された
レターデーションの最大値と最小値の差である。また、
色ムラの評価は、得られたフィルムをクロスニコル下に
おいて目視によって行った。

【００２６】

【表１】

【００２７】表１において明らかなように、実施例１〜
５ではいずれもレターデーションの幅方向分布が小さく
色ムラが発生していない。これに対し、比較例１〜４で
は、幅方向分布が大きく色ムラが発生しているため実用
できなかった。アニソールの添加量が多い比較例２で
は、製膜工程における乾燥が遅いため製膜速度を落とし
て作成された。

【００２８】比較例５塩化メチレンとアニソールとの混合溶媒を用いずに、塩
化メチレンを単独で用いることにした他は、実施例１〜
５、比較例１〜４と同様の条件で位相差フィルムを作成
した。その光学特性等を表２に示す。塩化メチレンの単
独使用では色むら、リターデーションのバラツキが大き
くなり、十分な実用特性を満たすことができなかった。
また、延伸工程で皺が発生する問題が観察された。

【００２９】

【表２】

【００３０】

【発明の効果】

【００３１】本発明に係わる位相差フィルムの製造方法
によれば、レターデーションのバラツキが小さな位相差
フィルムを製造することができる。その結果、液晶表示
素子等の光学素子に広く用いられることが可能となり、
特に、ＳＴＮ方式の液晶表示素子に使用されると、色ム
ラが顕著に改善される効果がある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ２９Ｌ 11:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリスルフォン系重合体の有機溶剤溶液
を用いて流延法によって製膜され、該製膜された原膜中
の溶剤含有量が固形分換算で１〜５重量％に調整されて
から延伸される、位相差フィルムの製造方法において、
前記有機溶媒の主成分が塩化メチレンであり、これに固
形分換算で１〜５重量％のアニソールが添加されること
を特徴とする位相差フィルムの製造方法。
【請求項２】ポリスルフォン系重合体の有機溶剤溶液
を用いて流延法によって製膜され、該製膜された原膜中
の溶剤含有量が固形分換算で１〜５重量％に調整されて
から延伸される、位相差フィルムの製造方法において、
前記溶剤含有量の中に、固形分換算で１〜５重量％のア
ニソールが含まれることを特徴とする位相差フィルムの
製造方法。