(57)【要約】      （修正有）【課題】複屈折の制御された光学材料の提供。【解決手段】１）ポリトリメチレンテレフタレート系樹脂よりなる光学材料。２）延伸したことを特徴とする１）の光学材料。３）ポリトリメチレン系樹脂を延伸した場合の複屈折（Δｎ（Ｓ））と延伸倍率（Ｓ）の関係において、その最小二乗近似より求めた傾きＫの値が以下の式をみたす樹脂であることを特徴。      Ｋ＝Δｎ（Ｓ）／Ｓ      ５．０×１０−５＜Ｋ４）押出成形で成形されたフイルムあるいはシート。５）複屈折が０．００２以上であることを特徴とする光学材料。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリトリメチレンテレフタレート系樹脂よりなる光学材料。
【請求項２】
延伸したことを特徴とする請求項１記載の光学材料。
【請求項３】
ポリトリメチレンテレフタレート系樹脂を延伸した場合の複屈折（Δｎ（Ｓ））と延伸倍率（Ｓ）の関係において、その最小二乗近似より求めた傾きＫの値が以下の式をみたす樹脂であることを特徴とする請求項１または２記載の光学材料。
Ｋ＝Δｎ（Ｓ）／Ｓ
５．０×１０−５＜Ｋ
【請求項４】
押し出し成形で成形されたフィルムまたはシートであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学材料。
【請求項５】
複屈折の絶対値が０．００２以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学特性に優れる光学材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、ディスプレイ市場の拡大に伴い、より画像を鮮明にみたいという要求が高まっており、単なる透明材料ではなく、より高度な光学特性が付与された光学材料が求められている。一般に高分子は分子主鎖方向とそれに垂直方向とで屈折率が異なるために複屈折を生じる。用途によっては、この複屈折を厳密にコントロールすることが求められており、偏光板により偏光された光を円偏光にかえる機能を持つ１／４波長板は、高分子材料成形体に意識的に複屈折を生じさせることで機能を付与している。
また、近年光通信システムが普及し広帯域・高速通信に使用する光デバイスの需要が高まっている。例えばプレナー光波回路（ＰＬＣ）であるアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）では、偏波依存性を解決するために波長板が光導波路の中に挿入される。この際、生じる放射損失を出来るだけ少なくするために波長板の厚みを薄くしギャップ幅を狭くすることが望ましく、厚みが薄くかつ面内複屈折が大きい材料が求められている。
【０００３】
以上のように複屈折が制御され、厚み均一性、透明性に優れる光学材料が求められていた。
一方、特許文献１では厚み均一性、透明性に優れるフィルムとして、ポリトリメチレンテレフタレート系樹脂よりなるフィルムが開示されている。しかしながら、ポリトリメチレンテレフタレート系樹脂が光学材料として好適に用いられることに関する記載も示唆も無かった。
【特許文献１】特開平１１−１５６９３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、複屈折が制御されたポリトリメチレンテレフタレート系樹脂の光学材料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】
【０００５】
本発明者らは、驚くべきことに複屈折が制御されたポリトリメチレンテレフタレート系樹脂からなる成形体が光学材料として好適に用いられることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
［１］  ポリトリメチレンテレフタレート系樹脂よりなる光学材料、
［２］  延伸したことを特徴とする［１］記載の光学材料、
［３］  ポリトリメチレンテレフタレート系樹脂を延伸した場合の複屈折（Δｎ（Ｓ））と延伸倍率（Ｓ）の関係において、その最小二乗近似より求めた傾きＫの値が以下の式をみたす樹脂であることを特徴とする［１］または［２］記載の光学材料、
Ｋ＝Δｎ（Ｓ）／Ｓ
５．０×１０−５＜Ｋ
［４］  押し出し成形で成形されたフィルムまたはシートであることを特徴とする［１］〜［３］のいずれかに記載の光学材料、
［５］  複屈折の絶対値が０．００２以上であることを特徴とする［１］〜［４］のいずれかに記載の光学材料、
である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、複屈折の制御された光学材料の提供が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明について具体的に説明する。
本発明におけるポリトリメチレンテレフタレートとは、酸成分としてテレフタル酸を用い、グリコール成分としてトリメチレングリコール（１，３−プロパンジオールとも呼ぶ）を用いて重合したポリトリメチレンテレフタレート（以下、ＰＴＴと略称することがある。）を示している。
本発明のＰＴＴ系樹脂はＰＴＴのほかに、本発明の目的を損なわない範囲で、酸成分として、テレフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸、例えばフタル酸、イソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、ジフェニルメタンジカルボン酸、ジフェニルケトンジカルボン酸、ジフェニルスルフォンジカルボン酸等；コハク酸、アジピン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸；シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸；ε−オキシカプロン酸、ヒドロキシ安息香酸、ヒドロキシエトキシ安息香酸等のオキシジカルボン酸を用い、グリコール成分として、エチレングリコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、オクタメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、キシリレングリコール、ジエチレングリコール、ポリオキシアルキレングリコール、ハイドロキノン等を一部用いて共重合することができる。
【０００８】
共重合する場合の共重合の量は、本発明の目的を損なわない範囲であれば特に制限はないが、通常、全酸成分の２０モル％以下、あるいは全グリコール成分の２０モル％以下であることが好ましい。
また、上述のポリエステル成分に分岐成分、例えばトリカルバリル酸、トリメシン酸、トリメリット酸等の、三官能または四官能のエステル形成能を持つ酸、またはグリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリット等の三官能または四官能のエステル形成能を持つアルコールを共重合してもよく、その場合、これらの分岐成分の量は全酸成分、または全グリコール成分の１．０モル％以下、好ましくは、０．５モル％以下、さらに好ましくは、０．３モル％以下である。更に、ＰＴＴ系樹脂はこれら共重合成分を２種類以上組み合わせて使用しても構わない。
【０００９】
本発明に用いられるＰＴＴ系樹脂の製造方法は、特に限定されるものではないが、例えば、特開昭５１−１４０９９２号公報、特開平５−２６２８６２号公報、特開平８−３１１１７７号公報等に記載されている方法に従って得ることができる。
例えば、テレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体（例えばジメチルエステル、モノメチルエステル等の低級アルキルエステル）とトリメチレングリコールまたはそのエステル形成性誘導体とを、触媒の存在下、好適な温度・時間で加熱反応させ、更に得られるテレフタル酸のグリコールエステルを触媒の存在下、好適な温度・時間で所望の重合度まで重縮合反応させる方法が挙げられる。
重合方法についても、特に限定されず、溶融重合、界面重合、溶液重合、塊状重合、固相重合、及びこれらを組み合わせた方法を利用することができる。
【００１０】
本発明のポリトリメチレンテレフタレート系樹脂は、その極限粘度［η］が０．６０ｄｌ／ｇ以上であることが機械特性、特に靭性面から好ましく、［η］が０．６８ｄｌ／ｇ以上であることがより好ましく、さらに成形性から［η］が０．７５ｄｌ／ｇ以上であることが最も好ましい。
本発明の光学材料においては、複屈折が０．００２以上であることが好ましい。複屈折（Δｎ）に関しては種種の文献に記載がある（例えば化学総説、Ｎｏ．３９、１９９８（学会出版センター発行））。光学材料の複屈折の絶対値は０．００５以上であることがさらに好ましく、０．０１以上であることがとりわけ好ましい。
本発明の光学材料の製造においては、延伸した場合の複屈折（Δｎ（Ｓ））と延伸倍率（Ｓ）の関係において、その最小二乗近似より求めた傾きＫの値が以下の式をみたす樹脂を用いることが好ましい。
Ｋ＝Δｎ（Ｓ）／Ｓ
５．０×１０−５＜Ｋ
延伸倍率（Ｓ）は、延伸前のチャック間距離をＬ０、延伸後のチャック間距離をＬ１とすると、以下の式で表される値である。
【００１１】
【数１】
2006258940.tif 000002
【００１２】
傾きＫの値は、さらに好ましくは１．０×１０−４＜Ｋであり、とりわけ好ましくは２．０×１０−４＜Ｋである。たとえば、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）の波長板にフィルムを用いる場合、Ｋの値がこの範囲にある材料は延伸や配向による複屈折の変化が大きく、出来るだけフィルムの厚みを薄くして要求される充分な大きさの複屈折が得られるために好ましい。
また、本発明のＰＴＴ系樹脂においてはポリトリメチレンテレフタレート以外の重合体を、本発明の目的を損なわない範囲で混合することができる。ＰＴＴ以外の重合体としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリスチレン、スチレンアクリロニトリル共重合体等のスチレン系樹脂、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアセタール等の熱可塑性樹脂、およびフェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂などの少なくとも１種以上をさらに添加することができる。
【００１３】
さらに、本発明の効果を著しく損なわない範囲内で、各種目的に応じて任意の添加剤を配合することができる。添加剤の種類は，樹脂やゴム状重合体の配合に一般的に用いられるものであれば特に制限はない。無機充填剤，酸化鉄等の顔料，ステアリン酸，ベヘニン酸，ステアリン酸亜鉛，ステアリン酸カルシウム，ステアリン酸マグネシウム，エチレンビスステアロアミド等の滑剤，離型剤，パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイル、パラフィン、有機ポリシロキサン，ミネラルオイル等の軟化剤・可塑剤，ヒンダードフェノール系酸化防止剤、りん系熱安定剤等の酸化防止剤，ヒンダードアミン系光安定剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤，難燃剤，帯電防止剤，有機繊維，ガラス繊維，炭素繊維，金属ウィスカ等の補強剤，着色剤、その他添加剤或いはこれらの混合物等が挙げられる。
【００１４】
本発明における光学材料の製造方法は、特に制限されるものではなく、公知の方法が利用できる。例えば単軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ブラベンダー、各種ニーダー等の溶融混練機を用いて製造することができる。
また本発明における光学材料は、射出成形、シート成形、ブロー成形、インジェクションブロー成形、インフレーション成形、押し出し成形、発泡成形等、公知の方法で成形することが可能であり、圧空成形、真空成形等の二次加工成形法も用いることができる。
本発明の光学材料の形態がフィルムまたはシートの場合は好ましい製法として、押し出し成形等の手法が用いられる。例えば、Ｔダイ、円形ダイ等が装着された押出機等を用いて、未延伸フィルムを押し出し成形することができる。また、ポリトリメチレンテレフタレート系樹脂に可溶な溶媒、例えばクロロホルムと二塩化メチレンとの混合溶媒やヘキサフルオロイソプロパノール、ｏ−クロロフェノール等の溶媒を用いて、ポリトリメチレンテレフタレート系樹脂を溶解後、キャスト乾燥固化することにより光学材料をキャスト成形もすることができる。
【００１５】
上記の方法で得られたフィルムを更に、機械的流れ方向に縦一軸延伸、機械的流れ方向に直行する方向に横一軸延伸することができ、またロール延伸とテンター延伸の逐次２軸延伸法、テンター延伸による同時２軸延伸法、チューブラー延伸による２軸延伸法等によって延伸することにより２軸延伸フィルムを製造することができる。延伸を行うことによりフィルムの強度が向上させることができる。最終的な延伸倍率は得られた成形体の熱収縮率より判断することができる。延伸倍率は少なくともどちらか一方向に０．１％以上１０００％以下であることが好ましく、０．２％以上６００％以下であることがさらに好ましく、０．３％以上３００％以下であることがとりわけ好ましい。この範囲に設計することにより、複屈折、リターデーション、耐熱性、強度の観点で好ましい延伸光学材料が得られる。
【００１６】
本発明において、フィルムとシートの違いは厚さのみであり、フィルムは３００μｍ以下の厚さのものを言い、シートは３００μｍを超える厚さのものである。フィルムの厚さは０．１〜３００μｍの範囲が好ましく、０．２〜２５０μｍの範囲がさらに好ましく、０．３〜２００μｍの範囲がとりわけ好ましい。シートは、望ましくは１０ｍｍ以下、より望ましくは５ｍｍ以下の厚さである。
本発明の光学材料は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ、リアプロジェクションテレビ等のディスプレイに用いられる偏光板保護フィルム、液晶光学補償フィルム、ディスプレイ前面板、ディスプレイ基盤、レンズ等、プレナー光波回路（ＰＬＣ）であるアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）、導波路に用いる波長板、波長可変フィルター、光スイッチ、フレキシブル光導波路等である。本発明の光学材料は、例えば反射防止処理、透明導電処理、電磁波遮蔽処理、ガスバリア処理等の表面機能化処理をすることもできる。
【実施例】
【００１７】
次に実施例によって本発明を説明する。
本願発明および実施例で用いた評価法をまず説明する。
（Ａ）評価。
（１）複屈折の測定
Polymer Engineering and Science 1999,39,2349-2357に詳細の記載のある複屈折測定装置を用いた。複屈折（Δｎ）の絶対値（｜Δｎ｜）は以下のように求めた。
｜Δｎ｜＝｜ｎｘ−ｎｙ｜
（２）極限粘度
極限粘度［η］については、オストワルド粘度計を用い、３５℃、ｏ−クロロフェノール中に該組成物を溶質（ＰＴＴ樹脂成分）／溶液＝１．００ｇ／ｄｌになるように溶解させ、不溶分（無機質強化材等）が沈殿した後、その上澄み液を用いて比粘度ηｓｐを測定し、下記式により求めた。
［η］＝０．７１３×ηｓｐ／Ｃ＋０．１０８６
Ｃ＝１．００ｇ／ｄｌ
【００１８】
（Ｂ）  用いた原材料など
（１）ポリトリメチレンテレフタレート樹脂（Ａ−１）
［η］＝１．２ｄｌ／ｇのポリトリメチレンテレフタレート樹脂を使用した。
（２）ポリカーボネート樹脂（Ｂ−１）
比較に用いたポリカーボネート樹脂には、メルトフローレート１０ｇ／１０分（ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８に準拠、３００℃、荷重１．２ｋｇ）のポリカーボネート樹脂を使用した。
【００１９】
［実施例１〜５および比較例１〜２］
テクノベル製Ｔダイ装着押し出し機（ＫＺＷ１５ＴＷ−２５ＭＧ−ＮＨ型／幅１５０ｍｍＴダイ装着／リップ厚０．５ｍｍ）のホッパーに（Ａ−１）または（Ｂ−１）のペレットを投入した。押し出し機のシリンダー内樹脂温度とＴダイの温度を調整し押し出し成形し、得られた未延伸フィルムの一軸延伸（延伸速度５％／分）を引っ張り試験機を用いて行うことにより実施例１〜５、比較例１〜２のフィルムを得た。｜Δｎ｜＝｜ｎｘ−ｎｙ｜を求めるのに必要なｎｘは一軸引っ張り方向の屈折率とし、ｎｙは一軸引っ張り方向に垂直な方向の屈折率とした。組成、押し出し条件、延伸条件、フィルムの厚み、複屈折の絶対値を表１および表２に示した。また、表１および表２の結果から求めた、複屈折（Δｎ（Ｓ））と延伸倍率（Ｓ）の関係をプロットし、最小二乗近似によりＫの値を求めた。その結果を表３に示した。複屈折（Δｎ（Ｓ））と延伸倍率（Ｓ）の関係を示すグラフ図を図１に示す。
【００２０】
【表１】
2006258940.tif 000003
【００２１】
【表２】
2006258940.tif 000004
【００２２】
【表３】
2006258940.tif 000005
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明の光学材料とは、透明でかつ複屈折が制御されている優れた光学特性を持ち、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ、リアプロジェクションテレビ等のディスプレイに用いられる偏光板保護フィルム、視野角制御フィルム等の液晶光学補償フィルム、ディスプレイ前面板、ディスプレイ基盤、レンズ等、プレナー光波回路（ＰＬＣ）であるアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）、導波路に用いる波長板、波長可変フィルター、光スイッチ、フレキシブル光導波路である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例および比較例の延伸した場合の複屈折（Δｎ（Ｓ））と延伸倍率（Ｓ）の関係を示すグラフ図である。
【図１】
2006258940.tif 000006