JP5580017B2 - 光弾性定数が低いポリカーボネート樹脂および光学フィルム - Google Patents

Description

本発明は、低い光弾性定数と成形に適した流動性とを高度に具備し、かつ負の複屈折性を実現できるポリカーボネート樹脂およびそれを用いてなる光学フィルムに関するものである。

従来、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（以下、ビスフェノールＡという）にカーボネート前駆物質を反応させて得られるポリカーボネート樹脂（以下、ＰＣ−Ａという）は透明性、耐熱性、機械的特性、寸法安定性が優れているがゆえにエンジニアリングプラスチックとして多くの分野に広く使用されてきた。さらに近年その透明性を生かして光ディスク、フィルム、レンズ等の分野への光学用材料としての利用が展開されている。

しかしながら、ＰＣ−Ａを用いた場合、正の複屈折が高く、光弾性定数が高いことから、光学用途として用いる時に、光学歪みが起こり、様々な問題が起きている。例えば、光学レンズに用いた場合、成形品の複屈折が大きくなるという欠点がある。また、位相差フィルムとして用いた場合、応力による複屈折の変化が大きく、光抜けが起こるという問題があった。

そこで、上記課題に関する対策として様々な手法が検討されている。その一つとして、樹脂自体の光弾性定数をモノマー構造を変えることにより低減させる手法が知られている。例えば、特定構造のビスフェノールモノマーを用いた芳香族ポリカーボネート樹脂が開示されている（例えば特許文献１〜３参照）。しかしながら、このポリカーボネート樹脂は、光弾性定数低減が十分でなく、応力による複屈折の変化が生じやすいという問題がある。

また、ビスフェノールＡと９，９−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）フルオレンにカーボネート前駆物質を反応させると光弾性定数が低いポリカーボネート樹脂が得られることが知られている（例えば特許文献４参照）。しかしながら、このポリカーボネート樹脂は、光弾性定数低減がまだ十分でなく、依然として応力による複屈折の変化が生じやすいという問題がある。また、ガラス転移温度（Ｔｇ）が高く流動性が低いため、フィルムの延伸に高い温度を必要として、従来と異なる特別な加工設備を必要とするという問題がある。

また、脂肪族ジオールであるトリシクロ（５．２．１．０^２．６）デカンジメタノールと芳香族ジオールである９，９−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）フルオレンにカーボネート前駆物質を反応させると、芳香族ジオール同士の反応よりもガラス転移温度が低下して、流動性が良好なポリカーボネート樹脂が得られることが知られているが（例えば特許文献５参照）、このポリカーボネート樹脂は、応力による複屈折の変化の低減が特に要求される光学フィルムなどの用途では、光弾性定数低減は十分ではなかった。

一方、ポリカーボネート樹脂を用いてなる光学フィルムは、位相差フィルム、偏光板の保護フィルム、として好適に用いられる。位相差フィルムは、液晶表示装置等に用いられ、色補償、視野角拡大、反射防止等の機能を有している。負の複屈折性を持つ位相差フィルムとして、フルオレン系ビスフェノール骨格を含有するポリカーボネート樹脂が提案されている（例えば特許文献６、特許文献７、特許文献８参照）。しかし、いずれにおいても、ガラス転移温度（Ｔｇ）が高く、フィルムの延伸加工に高い温度を必要とし、従来と異なる特別な加工設備を必要とする。また、光弾性定数が高く応力による複屈折が大きく、位相差フィルムとして使用する場合に光抜けが起こるという問題がある。

その為、低い光弾性定数と成形に適した流動性とを高度に具備し、かつ負の複屈折性を実現できるポリカーボネート樹脂およびそれを用いてなる光学フィルムは未だ提供されていなかった。

特開平０２−０９９５２１号公報 特開平０２−１２８３３６号公報 特開平０２−２０８８４０号公報 特開２００４−３３１６８８号公報 特開２０００−１６９５７３号公報 ＷＯ０１／００９６４９号公報 特開２００１−１９４５３０号公報 特開２００６−３２３２５４号公報

本発明の目的は、低い光弾性定数と成形に適した流動性とを高度に具備し、かつ負の複屈折性を実現できるポリカーボネート樹脂およびそれを用いてなる光学フィルムを提供することである。

本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、立体障害の大きいアルキル基を有する特定構造のジオールと脂肪族ジオールとを特定の割合でカーボネート前駆物質を反応させることによって、驚くべき低い光弾性定数と成形に適した流動性を高度に具備するポリカーボネート樹脂が得られることを究明した。更に、この樹脂を用いてなる光学フィルムが所望の負の複屈折性を発現できることを究明し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、以下の通りである。

１．繰り返し単位が下記式

で表される繰り返し単位（Ａ２）と下記式

[式（Ｂ）中、Ｒ_７は炭素原子数２〜１８のアルキル基、炭素原子数４〜２０のシクロアルキレン基、酸素原子、窒素原子、硫黄原子を含んでも良い。ｒは０または１の整数を示す。]
で表される繰り返し単位（Ｂ）からなり、それら繰り返し単位（Ａ２）成分と繰り返し単位（Ｂ）成分とのモル比（Ａ２／Ｂ）が６０／４０以上９０／１０未満の範囲で、２０℃の塩化メチレン溶液で測定された比粘度が０．２０〜１．５０であるポリカーボネート樹脂を用いてなるフィルムであって、該フィルムが
下記式（１）および（２）を満たす光学フィルム。
Ｒ（４５０）＜Ｒ（５５０）＜Ｒ（６５０） （１）
Ｒ（６５０）＜０ （２）
[但し、Ｒ（４５０）、Ｒ（５５０）およびＲ（６５０）は夫々、波長４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、６５０ｎｍにおけるフィルム面内の位相差値を示す。]

２．ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度が１００℃〜１８０℃である上記１に記載の光学フィルム。
３．ポリカーボネート樹脂の光弾性定数が３０×１０^−１２Ｐａ^−１以下である上記１〜２のいずれか１項に記載の光学フィルム。
４．上記１〜３のいずれか１項に記載の光学フィルムを具備した液晶表示装置。

本発明のポリカーボネート樹脂は、立体障害の大きいアルキル基を有する特定構造のジオールと脂肪族ジオールにカーボネート前駆物質を反応させることによって、驚くべき低い光弾性定数と成形に適した流動性を有することが可能となった。

さらに、本発明のポリカーボネート樹脂を用いることで、光弾性定数が低く、しかも負の複屈折性を示す光学フィルムを提供することが可能となった。本発明の光学フィルムは、特に、偏光板保護フィルムや位相差フィルムとして好適に用いることができ、熱ムラ試験後も継続してその性能を維持することが可能となった。そのため、その奏する工業的効果は格別である。

実施例の熱ムラ評価の説明図である。

以下、本発明を詳細に説明する。
＜ポリカーボネート樹脂＞
本発明のポリカーボネート樹脂は、（Ａ２）成分と（Ｂ）成分を組み合わせることにより得られる。

（繰り返し単位（Ａ２））
本発明で用いられる繰り返し単位（Ａ２）は、９，９−ビス（４−ヒドロキシ−３−sec−ブチルフェニル）フルオレンから誘導される。（Ａ２）で表される単位は立体障害の大きいアルキル基がフェニル基の回転を抑制することで光弾性が低くなることが推定され、更に、流動性が上がり、成形加工性にも優れる。

（繰り返し単位（Ｂ））
本発明で用いられる繰り返し単位（Ｂ）は、前記繰り返し単位（Ｂ）（以下（Ｂ）式）に示したように、脂肪族構造でカーボネート結合を有する。前記（Ｂ）式中、Ｒ_７は炭素原子数２〜１８のアルキレン基、炭素原子数４〜２０のシクロアルキレン基であり、酸素原子、窒素原子、硫黄原子を含んでも良い。（Ｂ）式は種々の脂肪族鎖ジオールや脂環式ジオールにカーボネート前駆物質を反応させて得られる。例えば、脂肪族鎖ジオールとしては、炭素原子数は２０以下２以上であり、好ましくは１０以下２以上、特に好ましくは６以下３以上である。この値が大きくなると、耐熱性が低くなったり、コストが高価だったりする。また、脂環式ジオールとしては、特に限定されないが、通常５員環構造又は６員環構造を含む化合物が用いられる。５員環構造、６員環構造を含むことにより耐熱性を高くすることができる。また、６員環構造は共有結合によって椅子形もしくは舟形に固定されていてもよい。脂環式ジオールに含まれる炭素原子数は２０以下４以上であり、好ましくは２０以下５以上である。この値が大きくなるほど、合成が困難になったり、精製が困難になったり、コストが高価だったりする。炭素原子数が小さくなるほど、精製しやすく、入手しやすくなる。

カーボネート前駆物質を反応させた際に（Ｂ）式となる脂肪族鎖ジオールとしては、エチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，２−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，７−ヘプタンジオール、１，８−オクタンジオール、１，１０−デカンジオール、ジエチレングリコールなどが挙げられる。

カーボネート前駆物質を反応させた際に、（Ｂ）式となる脂環式ジオールとしては、下記（Ｂ１）式（式中、Ｒ_９は炭素原子数１〜１２のアルキル基、水素原子を表す。）が挙げられ、種々の異性体を含有する。具体的には、ｒ＝０の場合、１，２−シクロヘキサンジオール、１，３−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジオール、ｒ＝１の場合、１，２−シクロヘキサンジメタノール、１，３−シクロヘキサンジメタノール、１，４−シクロヘキサンジメタノールなどが挙げられる。

また、カーボネート前駆物質を反応させた際に、（Ｂ）式となる脂環式ジオールとして下記（Ｂ２）式（式中、ｓは０または１で表す。）が挙げられ、種々の異性体を含有する。

カーボネート前駆物質を反応させた際に、（Ｂ）式となる脂環式ジオールとして下記（Ｂ３）式（式中、ｔは０または１で表す。）が挙げられ種々の異性体を含有する。具体的にはｒ＝０の場合、２，６−デカリンジオール、１，５−デカリンジオール、２，３−デカリンジオール、ｒ＝１の場合、２，６−デカリンジメタノール、１，５−デカリンジメタノール、２，３−デカリンジメタノールなどが挙げられる。

カーボネート前駆物質を反応させた際に、（Ｂ）式となる脂環式ジオールとして下記（Ｂ４）式が挙げられ、種々の異性体を含有する。具体的には、ｒ＝０の場合、２，３−ノルボルナンジオール、２，５−ノルボルナンジオール、ｒ＝１の場合、２，３−ノルボルナンジメタノール、２，５−ノルボルナンジメタノールなどが挙げられる。

カーボネート前駆物質を反応させた際に、（Ｂ）式となる脂環式ジオールとして下記（Ｂ５）式が挙げられ、種々の異性体を含有する。具体的には、ｒ＝０の場合、１，３−アダマンタンジオールなど、ｒ＝１の場合、１，３−アダマンタンジメタノールなどが挙げられる。

また、カーボネート前駆物質を反応させると（Ｂ）式となるヘテロ原子を含む脂環式ジオールは、４員環から１０員環までの複素環式化合物からなるジオール化合物であって、ヘテロ原子としては、酸素、窒素、硫黄原子を含むジオール化合物である。なかでも、好ましいヘテロ原子は酸素原子である。

カーボネート前駆物質を反応させると（Ｂ）式となる酸素含有複素環式ジオールとしては、例えばイソソルビド等の縮合多環式エーテルジオール、３,９−ビス(１,１−ジメチル−２−ヒドロキシエチル)−２,４,８,１０−テトラオキサスピロ[５.５]ウンデカン、１，４−アンヒドロエリスリトール等の環状エーテルジオール等のヘテロ環スピロ化合物、２−（５−エチル−５−ヒドロキシメチル−１，３−ジオキサンー２−イル）−２−メチルプロパン−１−オール等の環状アセタールジオールが挙げられる。

また、カーボネート前駆物質を反応させると（Ｂ）式となる窒素含有複素環式ジオールとしては、例えば３，４−ピロリジンジオール、３，４−ジメチルピペリジンジオール、Ｎ−エチル−３，４−ピペリジンジオール、Ｎ−エチル−３,５−ピペリジンジオール等のＮ−ヘテロ環状ジオールが挙げられる。
また、カーボネート前駆物質を反応させると（Ｂ）式となる硫黄含有複素環式ジオールとしては、デオキシチオフルクトース等のＳ−ヘテロ環状ジオールが挙げられる。

なお、上記脂環式ジオールは、本発明に使用し得る環状ジオールの一例であって、何らこれらに限定されるものではない。これらの脂肪族ジオールは、１種を単独で用いても良く、２種以上を混合して用いても良い。ただし、１種類を単独で用いると組成比率のコントロールが容易であるため波長分散が制御しやすい。これらの脂肪族ジオールのうち、耐熱性、光学特性及び機械的性質の点より、１，４−シクロヘキサンジメタノールをはじめとする前記（Ｂ１）式で表されるジオール、トリシクロデカンジメタノールをはじめとする前記（Ｂ２）、その他のジオールとして３,９−ビス(１,１−ジメチル−２−ヒドロキシエチル)−２,４,８,１０−テトラオキサスピロ[５.５]ウンデカン、２−（５−エチル−５−ヒドロキシメチル−１，３−ジオキサンー２−イル）−２−メチルプロパン−１−オール等の環状アセタールジオール、イソソルビド、１,３-プロパンジオール、１,４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオールが好ましい。

（組成比）
本発明のポリカーボネート樹脂の組成比は、（Ａ２）成分と（Ｂ）成分のモル比（Ａ２／Ｂ）が、６０／４０以上９０／１０未満である。より好ましくは６５／３５以上９０／１０未満、さらに好ましくは７０／３０以上８９／１１以下である。（（Ａ２）成分のホモポリマー、（Ｂ）成分のホモポリマー、前記（Ａ２）成分と（Ｂ）成分の共重合ポリマーをブレンドすることにより、所望の組成比率に調整しても良い）。（Ａ２）成分と（Ｂ）成分のモル比（Ａ２／Ｂ）が、６０／４０未満の場合は、負の複屈折性を実現することができないため好ましくない。また、（Ａ２）成分と（Ｂ）成分のモル比（Ａ２／Ｂ）が、９０／１０以上だとポリカーボネート樹脂の光弾性定数が高くなり好ましくない。本発明のポリカーボネート樹脂の組成は、（Ａ２）成分と（Ｂ）成分の他に効果を失わない程度に他ジオール成分に由来する繰り返し単位を含有しても良い。割合としては前繰り返し単位のモル数に対して１０％モル未満が好ましい。モル比は、日本電子社製ＪＮＭ−ＡＬ４００のプロトンＮＭＲにて測定して算出する。

（比粘度：η_ＳＰ）
本発明のポリカーボネート樹脂の比粘度（η_ＳＰ）としては、０．２０未満であると強度等が低下し１．５０を超えると成形加工特性が低下するようになるので、０．２０〜１．５０の範囲である必要であり、０．２３〜１．２０の範囲が好ましく、０．２５〜１．００の範囲がより好ましい。本発明の効果を損なわない範囲で他の樹脂と併用してよい。

本発明でいう比粘度は、２０℃で塩化メチレン１００ｍｌにポリカーボネート樹脂０．７ｇを溶解した溶液からオストワルド粘度計を用いて求めた。
比粘度（η_ＳＰ）＝（ｔ−ｔ_０）／ｔ_０
［ｔ_０は塩化メチレンの落下秒数、ｔは試料溶液の落下秒数］

なお、本発明のポリカーボネート樹脂の比粘度を測定する場合は、次の要領で行うことができる。すなわち、ポリカーボネート樹脂をその２０〜３０倍重量の塩化メチレンに溶解し、可溶分をセライト濾過により採取した後、溶液を除去して十分に乾燥し、塩化メチレン可溶分の固体を得る。かかる固体０．７ｇを塩化メチレン１００ｍｌに溶解した溶液から２０℃における比粘度をオストワルド粘度計を用いて求める。

（ガラス転移温度：Ｔｇ）
本発明のポリカーボネート樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）の下限は、好ましくは１００℃、より好ましくは１３０℃、更に好ましくは１４０℃である。Ｔｇを１００℃より高くすることで熱安定性が良好になりやすい。また位相差フィルムとして使用する場合、耐熱テスト時のフィルムの変形が小さくなるので位相差変化も小さくなりやすい。一方、ガラス転移温度（Ｔｇ）の上限は、好ましくは１８０℃、より好ましくは１７０℃、更に好ましくは１６０℃である。またガラス転移温度（Ｔｇ）が１８０℃より高いと粘度が高すぎて成形が困難となりやすい。ガラス転移温度（Ｔｇ）はティー・エイ・インスツルメント・ジャパン（株）製２９１０型ＤＳＣを使用し、昇温速度２０℃／ｍｉｎにて測定する。

（光弾性定数）
本発明のポリカーボネート樹脂の光弾性定数の絶対値は、３０×１０^−１２Ｐａ^−１以下、より好ましくは２５×１０^−１２Ｐａ^−１以下、さらに好ましくは２２×１０^−１２Ｐａ^−１以下、最も好ましくは２０×１０^−１２Ｐａ^−１以下である。絶対値が３０×１０^−１２Ｐａ^−１を超えると、応力による複屈折の変化が大きく、位相差フィルム等に使用する場合に光抜けが起こりやすく好ましくない。光弾性定数は未延伸フィルムを日本分光（株）製 Ｓｐｅｃｔｒｏｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｅｒ Ｍ−２２０を使用し測定する。

（ガラス転移温度と光弾性定数の関係）
本発明の樹脂組成によれば、前記式（Ａ２）で示されるジオール成分の割合が多いことから、Ｔｇを高くしていくことで同じ光弾性定数であればより後述の熱を加えた後の光抜けを非常に抑制できる。そのような観点からＴｇは１３０℃が好ましく、１４０℃が更に好ましい。

（ポリカーボネート樹脂の製造方法）
本発明のポリカーボネート樹脂は、通常の芳香族ポリカーボネート樹脂を製造するそれ自体公知の反応手段、例えば芳香族ジオール成分に炭酸ジエステルなどのカーボネート前駆物質を反応させる方法により製造される。次にこれらの製造方法について基本的な手段を簡単に説明する。

カーボネート前駆物質として炭酸ジエステルを用いるエステル交換反応は、不活性ガス雰囲気下所定割合の芳香族ジオール成分を炭酸ジエステルと加熱しながら撹拌して、生成するアルコールまたはフェノール類を留出させる方法により行われる。反応温度は生成するアルコールまたはフェノール類の沸点などにより異なるが、通常１２０〜３００℃の範囲である。反応はその初期から減圧にして生成するアルコールまたはフェノール類を留出させながら反応を完結させる。必要に応じて末端停止剤、酸化防止剤等を加えてもよい。

前記エステル交換反応に使用される炭酸ジエステルとしては、置換されてもよい炭素数６〜１２のアリール基、アラルキル基等のエステルが挙げられる。具体的には、ジフェニルカーボネート、ジトリールカーボネート、ビス（クロロフェニル）カーボネート等が挙げられる。これらの中でも特にジフェニルカーボネートが好ましい。ジフェニルカーボネートの使用量は、ジヒドロキシ化合物の合計１モルに対して、好ましくは０．９７〜１．１０モル、より好ましは１．００〜１．０６モルである。

また溶融重合法においては重合速度を速めるために、重合触媒を用いることができ、かかる重合触媒としては、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、含窒素化合物、金属化合物等が挙げられる。

このような化合物としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属の、有機酸塩、無機塩、酸化物、水酸化物、水素化物、アルコキシド、４級アンモニウムヒドロキシド等が好ましく用いられ、これらの化合物は単独もしくは組み合わせて用いることができる。

アルカリ金属化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム、水酸化リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸セシウム、酢酸リチウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸セシウム、ステアリン酸リチウム、水素化ホウ素ナトリウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、安息香酸セシウム、安息香酸リチウム、リン酸水素２ナトリウム、リン酸水素２カリウム、リン酸水素２リチウム、フェニルリン酸２ナトリウム、ビスフェノールＡの２ナトリウム塩、２カリウム塩、２セシウム塩、２リチウム塩、フェノールのナトリウム塩、カリウム塩、セシウム塩、リチウム塩等が挙げられる。

アルカリ土類金属化合物としては、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム、二酢酸マグネシウム、二酢酸カルシウム、二酢酸ストロンチウム、二酢酸バリウム等が挙げられる。

含窒素化合物としては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシド等のアルキル、アリール基等を有する４級アンモニウムヒドロキシド類が挙げられる。また、トリエチルアミン、ジメチルベンジルアミン、トリフェニルアミン等の３級アミン類、２−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、ベンゾイミダゾール等のイミダゾール類が挙げられる。さらに、アンモニア、テトラメチルアンモニウムボロハイドライド、テトラブチルアンモニウムボロハイドライド、テトラブチルアンモニウムテトラフェニルボレート、テトラフェニルアンモニウムテトラフェニルボレート等の塩基あるいは塩基性塩等が挙げられる。

金属化合物としては亜鉛アルミニウム化合物、ゲルマニウム化合物、有機スズ化合物、アンチモン化合物、マンガン化合物、チタン化合物、ジルコニウム化合物等が挙げられる。これらの化合物は１種または２種以上併用してもよい。

これらの重合触媒の使用量は、ジオール成分１モルに対し好ましくは１×１０^−９〜１×１０^−２当量、好ましくは１×１０^−８〜１×１０^−２当量、より好ましくは１×１０^−７〜１×１０^−３当量の範囲で選ばれる。

また、反応後期に触媒失活剤を添加することもできる。使用する触媒失活剤としては、公知の触媒失活剤が有効に使用されるが、この中でもスルホン酸のアンモニウム塩、ホスホニウム塩が好ましい。更にドデシルベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩等のドデシルベンゼンスルホン酸の塩類、パラトルエンスルホン酸テトラブチルアンモニウム塩等のパラトルエンスルホン酸の塩類が好ましい。

またスルホン酸のエステルとして、ベンゼンスルホン酸メチル、ベンゼンスルホン酸エチル、ベンゼンスルホン酸ブチル、ベンゼンスルホン酸オクチル、ベンゼンスルホン酸フェニル、パラトルエンスルホン酸メチル、パラトルエンスルホン酸エチル、パラトルエンスルホン酸ブチル、パラトルエンスルホン酸オクチル、パラトルエンスルホン酸フェニル等も好ましく用いられる。

その中でも、ドデシルベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩が最も好ましく使用される。これらの触媒失活剤の使用量はアルカリ金属化合物および／またはアルカリ土類金属化合物より選ばれた少なくとも１種の重合触媒を用いた場合、その触媒１モル当たり好ましくは０．５〜５０モルの割合で、より好ましくは０．５〜１０モルの割合で、更に好ましくは０．８〜５モルの割合で使用することができる。

また、用途や必要に応じて熱安定剤、可塑剤、光安定剤、重合金属不活性化剤、難燃剤、滑剤、帯電防止剤、界面活性剤、抗菌剤、紫外線吸収剤、離型剤等の添加剤を配合することができる。

＜光学成形品＞
本発明のポリカーボネート樹脂を用いてなる光学成形品は、例えば射出成形法、圧縮成形法、押出成形法、溶液キャスティング法など任意の方法により成形される。本発明のポリカーボネート樹脂は、光弾性定数が低く、延伸により所望の負の複屈折を発現することができるため特に光学フィルムとして有利に使用することができる。もちろん本発明のポリカーボネート樹脂は、光弾性定数が低く、しかも成形性にも優れているので、光学ディスク、光学レンズ、液晶パネル、光カード、シート、フィルム、光ファイバー、コネクター、蒸着プラスチック反射鏡、ディスプレーなどの光学部品の構造材料または機能材料用途に適した光学用成形品として有利に使用することができる。

＜光学フィルム＞
（波長分散性）
本発明のポリカーボネートを用いてなる未延伸フィルムを延伸することで、波長４００〜８００ｎｍの可視光領域において、フィルム面内の位相差が短波長になるほど小さくなるという特徴を有する。即ち、下記式（１）
Ｒ（４５０）＜Ｒ（５５０）＜Ｒ（６５０） （１）
を満たす。但し、Ｒ（４５０）、Ｒ（５５０）およびＲ（６５０）は夫々、波長４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、６５０ｎｍにおけるフィルム面内の位相差値を示す。上記（１）式を満たすことは広帯域の波長において光学補償が可能となるといった点から好ましい。

ここで面内の位相差値Ｒとは下記式で定義されるものであり、フィルムに垂直方向に透過する光のＸ方向とそれと垂直のＹ方向との位相の遅れを現す特性である。
Ｒ＝（ｎ_ｘ−ｎ_ｙ）×ｄ
但し、ｎ_ｘはフィルム面内の主延伸方向の屈折率であり、ｎ_ｙはフィルム面内の主延伸方向と垂直方向の屈折率であり、ｄはフィルムの厚みである。ここで、主延伸方向とは一軸延伸の場合には延伸方向、二軸延伸の場合にはより配向度があがるように延伸した方向を意味しており、化学構造的には高分子主鎖の配向方向を指す。

本発明のポリカーボネート樹脂を用いてなる光学フィルムは、下記式（２）の条件を満たす。
Ｒ（６５０）＜０ （２）
この光学フィルムは特にインプレーンスイッチング(ＩＰＳ)モードの液晶表示装置の位相差フィルムに用いた時、極めて優れた特性を発現する。もちろんＩＰＳモードの液晶表示装置の位相差フィルムに限らず、プラセル基板フィルム、偏光板保護フィルム、反射防止フィルム、輝度上昇フィルム、光ディスクの保護フィルム、拡散フィルムなど他の用途に用いても良い。

波長分散性は、未延伸フィルムから長さ１００ｍｍ、幅７０ｍｍの試験片を切り出し、Ｔｇ＋１０℃の延伸温度で２．０倍縦延伸し、得られた光学フィルムを日本分光（株）製 Ｓｐｅｃｔｒｏｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｅｒ Ｍ−２２０を使用し測定する。

光学フィルムの製造方法としては、例えば、溶液キャスト法、溶融押出法、熱プレス法、カレンダー法等公知の方法を挙げることが出来る。なかでも、溶液キャスト法、溶融押出法が好ましく、特に生産性の点から溶融押出法が特に好ましい。

溶融押出法においては、Ｔダイを用いて樹脂を押出冷却ロールに送る方法が好ましく用いられる。このときの溶融押出温度はポリカーボネート樹脂の分子量、Ｔｇ、溶融流動特性等から決められるが、１８０〜３５０℃の範囲であり、２００℃〜３２０℃の範囲がより好ましい。１８０℃より低いと粘度が高くなりポリマーの配向、応力歪みが残りやすく好ましくない。また、３５０℃より高いと熱劣化、着色、Ｔダイからのダイライン（筋）等の問題が起きやすい。

また、本発明のポリカーボネート樹脂は、有機溶媒に対する溶解性が良好なので、溶液キャスト法も適用することが出来る。溶液キャスト法の場合は、溶媒としては塩化メチレン、１，２-ジクロロエタン、１，１，２，２−テトラクロロエタン、ジオキソラン、ジオキサン等が好適に用いられる。溶液キャスト法で得られるフィルム中の残留溶媒量は２重量％以下であることが好ましく、より好ましくは１重量％以下である。２重量％を超えるとフィルムのガラス転移温度の低下が著しくなり耐熱性の点で好ましくない。

本発明のポリカーボネートを用いてなる未延伸フィルムの厚みとしては、３０〜４００μｍの範囲が好ましく、より好ましくは４０〜３００μｍの範囲である。かかる未延伸フィルムをさらに延伸して例えば位相差フィルムとする場合には、光学フィルムの所望の位相差値、厚みを勘案して上記範囲内で適宜決めればよい。

本発明のポリカーボネートを用いてなる未延伸フィルムは延伸配向され位相差フィルムとなる。なお、フィルムの製膜する機械軸方向を製膜方向または縦方向と称し、製膜方向とフィルムの厚み方向に直交する方向を横方向または幅方向と称する。延伸方法は、縦一軸延伸、テンター等を用いる横一軸延伸、あるいはそれらを組み合わせた同時二軸延伸、逐次二軸延伸等公知の方法を用いることが出来る。また連続で行うことが生産性の点で好ましいが、バッチ式で行っても良い。延伸温度は、ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度(Ｔｇ)に対して、好ましくは（Ｔｇ−２０℃）〜(Ｔｇ＋５０℃)の範囲、より好ましくは（Ｔｇ−１０℃）〜(Ｔｇ＋３０℃)の範囲である。この温度範囲であれば、ポリマーの分子運動が適度であり、延伸による緩和が起こり難く、配向抑制容易になり所望する面内位相差が得られ易いため好ましい。延伸温度が低いと位相差が発現しやすくなる傾向がある。

延伸倍率は目的とする位相差値により決められるが、縦、横、それぞれ、１．０５〜５倍、より好ましくは１．１〜４倍である。この延伸は一段で行ってもよく、多段で行ってもよい。なお、溶液キャスト法により得た未延伸フィルムを延伸する場合の上記Ｔｇとは、該未延伸フィルム中の微量の溶媒を含むガラス転移温度を言う。

（全光線透過率）
本発明の光学フィルムの全光線透過率は、厚さ１００μｍの光学フィルムの全光線透過率は、好ましくは８５％以上、より好ましくは８８％以上である。ヘーズメーター（日本電色工業製、ＮＤＨ５０００）を用いて全光線透過率の測定を行った。

（ＨＡＺＥ）
本発明の光学フィルムのＨＡＺＥは、好ましくは５％以下、より好ましくは３％以下である。ヘーズメーター（日本電色工業製、ＮＤＨ５０００）を用いてヘーズの測定を行った。

以下実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、実施例中「部」とは「重量部」を意味する。実施例において使用した使用樹脂及び評価方法は以下のとおりである。

１．ポリマー組成比（ＮＭＲ）
日本電子社製ＪＮＭ−ＡＬ４００のプロトンＮＭＲにて測定し、ポリマー組成比を算出した。なお、組成比は繰り返し単位のモル比で示した。

２．比粘度測定
２０℃で塩化メチレン１００ｍｌにポリカーボネート樹脂０．７ｇを溶解した溶液からオストワルド粘度計を用いて求めた。
比粘度（η_ＳＰ）＝（ｔ−ｔ_０）／ｔ_０
［ｔ_０は塩化メチレンの落下秒数、ｔは試料溶液の落下秒数］

３．ガラス転移温度測定
ポリカーボネート樹脂を用いてティー・エイ・インスツルメント（株）製の熱分析システム ＤＳＣ−２９１０を使用して、ＪＩＳ Ｋ７１２１に準拠して窒素雰囲気下（窒素流量：４０ｍｌ／ｍｉｎ）、昇温速度：２０℃／ｍｉｎの条件下で測定した。

４．光弾性定数測定
未延伸フィルムを日本分光（株）製 Ｓｐｅｃｔｒｏｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｅｒ Ｍ−２２０を使用して測定した。

５．位相差、波長分散性測定
延伸フィルムを日本分光（株）製 Ｓｐｅｃｔｒｏｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｅｒ Ｍ−２２０を使用して測定した。

６．透過型構成での熱ムラ評価
ポリビニルアルコールにヨウ素が吸着配向している偏光子フィルムを２枚のトリアセチルセルロースフィルムにより挟んだ構造で、その片面にアクリル系感圧接着剤層が設けられている直線偏光板を用意した。実施例で作成した延伸フィルムを積算照射量１５００Jの条件でコロナ放電処理を施し、そのコロナ放電処理面を、前記直線偏光板へアクリル系感圧接着剤層側に４５°の角度で張り合わせた。上記偏光板を２枚作成し、無アルカリガラス（コーニングジャパン社製、商品名：ＥＡＧＬＥ２０００）に粘着剤を介し図１に示したように張り合わせた。構成した円偏光板を８５℃２００時間経過後にバックライトを当てた時の透過光の光抜けを目視で評価し、光抜けのない場合は○、エッジから少量光抜けがある場合は△、全体的に光抜けが見られる場合を×とした。

[実施例１]
＜ポリカーボネート樹脂の製造＞
９,９−ビス（４−ヒドロキシ−３−sec−ブチルフェニル）フルオレン（以下“ＢＳＢＦ”と略称することがある）１２６８．２部、３，９−ビス（２−ヒドロキシ−１，１−ジメチルエチル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ[５．５]ウンデカン（以下ＳＰＧと略称することがある）２０８．６部、ジフェニルカーボネート７４９．７部、および触媒として水酸化ナトリウム１．６×１０^−４部を窒素雰囲気下１８０℃に加熱し溶融させた。その後、３０分かけて減圧度を１３．４ｋＰａに調整した。その後、６０℃／ｈｒの速度で２６０℃まで昇温を行い、１０分間その温度で保持した後、１時間かけて減圧度を１３３Ｐａ以下とした。合計６時間撹拌下で反応を行い、反応終了後、触媒量の２倍モルのドデシルベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩を添加し、触媒を失活した後、反応槽の底より窒素加圧下吐出し、水槽で冷却しながら、ペレタイザーでカットしてペレットを得た。該ペレットの比粘度、ガラス転移温度を測定し、表１に記載した。

＜光学フィルムの製造＞
次に、（株）テクノベル製１５φ二軸押出混練機に幅１５０ｍｍ、リップ幅５００μｍのＴダイとフィルム引取り装置を取り付け、得られたポリカーボネート樹脂を２９０℃でフィルム成形することにより透明な押出未延伸フィルムを得た。得られた未延伸フィルムより５０ｍｍ×１０ｍｍサイズのサンプルを切り出し、そのサンプルを用いて光弾性定数を測定した。また、同様にして切り出した長さ１００ｍｍ×幅７０ｍｍサイズの未延伸フィルムを１５８℃（Ｔｇ＋１０℃）にて長さ方向に２．０倍で一軸延伸し、光学フィルムを得た。この光学フィルムの位相差測定、波長分散性を測定した。さらに、この光学フィルムを用いて既知の方法で図１のように貼り合わせて、熱ムラ評価を実施した。結果を表１に示す。

[実施例２]
＜ポリカーボネート樹脂の製造＞
ＢＳＢＦ１３６３．４部、トリシクロ［５．２．１．０^２，６］デカンジメタノール（以下ＴＣＤＤＭと略称することがある）９４．２部、ジフェニルカーボネート７４９．７部を用いた他は、実施例１と全く同様の操作を行い、ポリカーボネート樹脂を得た。該ペレットの比粘度、ガラス転移温度を測定し、表１に記載した。

＜光学フィルムの製造＞
次に実施例１と同様にして未延伸フィルムを作成した。得られた未延伸フィルムの光弾性定数を実施例１と同様に評価した。実施例１と同様に未延伸フィルムをＴｇ＋１０℃にて２．０倍で一軸延伸し、位相差測定、波長分散性を測定した。結果を表１に示す。

[実施例３]
＜ポリカーボネート樹脂の製造＞
ＢＳＢＦ１３９５．１部、ＴＣＤＤＭ８０．７部、ジフェニルカーボネート７４９．７部を用いた他は、実施例１と全く同様の操作を行い、ポリカーボネート樹脂を得た。該ペレットの比粘度、ガラス転移温度を測定し、表１に記載した。

＜光学フィルムの製造＞
次に実施例１と同様にして未延伸フィルムを作成した。得られた未延伸フィルムの光弾性定数を実施例１と同様に評価した。実施例１と同様に未延伸フィルムをＴｇ＋１０℃にて２．０倍で一軸延伸し、位相差測定、波長分散性を測定した。さらに、この光学フィルムを用いて既知の方法で図１のように貼り合わせて、熱ムラ評価を実施した。結果を表１に示す。

[比較例１]
＜ポリカーボネート樹脂の製造＞
温度計、攪拌機、還流冷却器を備えた反応器にイオン交換水９８０９部、４８％水酸化ナトリウム水溶液２２７１部を加え、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（以下ＢＰＡと略称することがある）１７７５部及びナトリウムハイドロサルファイト３．５部を溶解し、塩化メチレン７９２５部を加えた後、攪拌しながら１６〜２０℃にてホスゲン１０００部を６０分を要して吹き込んだ。ホスゲン吹き込み終了後、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール５２．６部と４８％水酸化ナトリウム水溶液３２７部を加え、さらにトリエチルアミン１．５７部を添加して２０〜２７℃で４０分間攪拌して反応を終了した。生成物を含む塩化メチレン層を希塩酸、純水にて洗浄後、塩化メチレンを蒸発させポリカーボネート樹脂を得た。該パウダーの比粘度、ガラス転移温度を測定し、表１に記載した。

＜光学フィルムの製造＞
得られたポリカーボネート樹脂を１５φ二軸押し出し混練機によりペレット化した。次に実施例１と同様にして未延伸フィルムを作成した。得られた未延伸フィルムの光弾性定数を実施例１と同様に評価した。実施例１と同様に未延伸フィルムをＴｇ＋１０℃にて２．０倍で一軸延伸し、位相差測定、波長分散性を測定した。さらに、この光学フィルムを用いて既知の方法で図１のように貼り合わせて、熱ムラ評価を実施した。結果を表１に示す。熱ムラ評価の結果、光抜けが生じたため位相差フィルムとして好ましくない。

[比較例２]
＜ポリカーボネート樹脂の製造＞
温度計、攪拌機、還流冷却器を備えた反応器にイオン交換水９８０９部、４８％水酸化ナトリウム水溶液２２７１部を加え、ＢＰＡ５８５部、９，９−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）フルオレン（以下ＢＣＦと略称することがある）１９６９部及びナトリウムハイドロサルファイト４．５部を溶解し、塩化メチレン６６０４部を加えた後、攪拌しながら１６〜２０℃にてホスゲン１０００部を６０分を要して吹き込んだ。ホスゲン吹き込み終了後、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール７０部と４８％水酸化ナトリウム水溶液３２７部を加え、さらにトリエチルアミン１．５７部を添加して２０〜２７℃で４０分間攪拌して反応を終了した。生成物を含む塩化メチレン層を希塩酸、純水にて洗浄後、塩化メチレンを蒸発させ、ポリカーボネート樹脂を得た。該パウダーの比粘度、ガラス転移温度を測定し、表１に記載した。

＜光学フィルムの製造＞
次に得られたポリカーボネート樹脂をメチレンクロライドに溶解させ、固形分濃度１９重量％のドープを作製した。このドープ溶液から公知の方法によりキャストフィルムを作製した。得られた未延伸フィルムの光弾性定数を実施例１と同様に評価した。実施例１と同様に未延伸フィルムをＴｇ＋１０℃にて２．０倍で一軸延伸し、位相差測定、波長分散性を測定した。さらに、この光学フィルムを用いて既知の方法で図１のように貼り合わせて、熱ムラ評価を実施した。耐熱評価の結果光抜けが起こったため光学フィルムとして好ましくない。

[比較例３]
＜ポリカーボネート樹脂の製造＞
ＢＣＦ１１０２．５部、ＴＣＤＤＭ１００．９部、ジフェニルカーボネート７４９．７部を用いた他は、実施例１と全く同様の操作を行い、ポリカーボネート樹脂を得た。該ペレットの比粘度、ガラス転移温度を測定し、表１に記載した。

＜光学フィルムの製造＞
次に実施例１と同様にして未延伸フィルムを作成した。得られた未延伸フィルムの光弾性定数を実施例１と同様に評価した。実施例１と同様に未延伸フィルムをＴｇ＋１０℃にて２．０倍で一軸延伸を試みたが、フィルムが脆く、延伸できなかった。結果を表１に示す。

[比較例４]
ＢＳＢＦ７１３．４部、ＳＰＧ５７３．３部、ジフェニルカーボネート７４９．７部を用いた他は、実施例１と全く同様の操作を行い、ポリカーボネート樹脂を得た。該ペレットの比粘度、ガラス転移温度を測定し、表１に記載した。

＜光学フィルムの製造＞
次に実施例１と同様にして未延伸フィルムを作成した。得られた未延伸フィルムの光弾性定数を実施例１と同様に評価した。実施例１と同様にＴｇ＋１０℃にて２．０倍で一軸延伸し、位相差測定、波長分散性を測定した。さらに、この光学フィルムを用いて既知の方法で図１のように貼り合わせて、熱ムラ評価を実施した。

本発明のポリカーボネート樹脂は、光学成形品や液晶表示装置用、有機ＥＬディスプレイ用などの光学フィルムとして有用である。

１．偏光板
２．延伸フィルム
３．無機ガラス
４．延伸フィルム
５．偏光板

Claims (4)

1. 繰り返し単位が下記式
   

   

   で表される繰り返し単位（Ａ２）と下記式
   

   

   [式（Ｂ）中、Ｒ_７は炭素原子数２〜１８のアルキル基、炭素原子数４〜２０のシクロアルキレン基、酸素原子、窒素原子、硫黄原子を含んでも良い。ｒは０または１の整数を示す。]
   で表される繰り返し単位（Ｂ）からなり、それら繰り返し単位（Ａ２）成分と繰り返し単位（Ｂ）成分とのモル比（Ａ２／Ｂ）が６０／４０以上９０／１０未満の範囲で、２０℃の塩化メチレン溶液で測定された比粘度が０．２０〜１．５０であるポリカーボネート樹脂を用いてなるフィルムであって、該フィルムが
   下記式（１）および（２）を満たす光学フィルム。
   Ｒ（４５０）＜Ｒ（５５０）＜Ｒ（６５０） （１）
   Ｒ（６５０）＜０ （２）
   [但し、Ｒ（４５０）、Ｒ（５５０）およびＲ（６５０）は夫々、波長４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、６５０ｎｍにおけるフィルム面内の位相差値を示す。]
2. ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度が１００℃〜１８０℃である請求項１に記載の光学フィルム。
3. ポリカーボネート樹脂の光弾性定数が３０×１０^−１２Ｐａ^−１以下である請求項１〜２のいずれか１項に記載の光学フィルム。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学フィルムを具備した液晶表示装置。

Images