JP2000035512A - 偏光フィルム - Google Patents

偏光フィルム

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JP2000035512A JP10203365A JP20336598A JP2000035512A JP 2000035512 A JP2000035512 A JP 2000035512A JP 10203365 A JP10203365 A JP 10203365A JP 20336598 A JP20336598 A JP 20336598A JP 2000035512 A JP2000035512 A JP 2000035512A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温下においても十分な耐久性、すなわち透
過率変化の少ない偏光フィルムを提供する。 【解決手段】 ヨウ素染色されたポリビニルアルコール
系樹脂フィルムであって、亜鉛を0.04重量%〜0.
5重量%含有することを特徴とする偏光フィルム。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、偏光フィルムに関
し、詳しくはヨウ素染色されたヨウ素系偏光フィルムに
関する。
【0002】
【従来の技術】ヨウ素染色されたポリビニルアルコール
系樹脂フィルムからなる偏光フィルムは、染料系の偏光
板と比較して高い透過率と高い偏光度とを兼ね備えてい
ることから、その片面または両面にトリアセチルセルロ
ースフィルムなどの保護フィルムが貼合された偏光板と
して、液晶表示装置、円偏光板などに用いられている。
かかる偏光フィルムは、例えばポリビニルアルコール系
樹脂フィルムを一軸延伸し、ヨウ素を吸着配向させ、ほ
う酸含有水溶液中に浸漬することにより製造されてい
る。
【0003】最近の液晶表示装置は、利用分野の拡大に
合せて、高温下で長期間に亙り使用される場合も多く、
その場合に色相の変化の少ない液晶表示装置が求められ
ている。それに伴い偏光フィルムには、高温下において
も透過率変化が少なく耐久性に優れ、しかも透過率およ
び偏光度の高いものが要求されるようになってきた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、高温下においても十分な耐久性、すなわち透過率変
化の少ない偏光フィルムを開発するべく鋭意検討した結
果、偏光フィルムの亜鉛の含有量を所定の範囲に規定す
ることにより、高温下における耐久性に優れた偏光フィ
ルムを得ることができることを見出し、本発明に至っ
た。
【0005】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、ヨ
ウ素染色されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムで
あって、亜鉛を0.04重量%〜0.5重量%含有する
ことを特徴とする偏光フィルムを提供するものである。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明に適用されるヨウ素が染色
されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムは、通常の
偏光フィルムと同様に、ポリビニルアルコール系樹脂フ
ィルムを一軸延伸し、ヨウ素を吸着配向させ、ほう酸含
有水溶液中に浸漬することにより製造されるものであ
る。
【0007】ポリビニルアルコール系樹脂としては、通
常、ポリビニルアルコールが使用され、その重合度は1
000〜10000の範囲、好ましくは1500〜50
00の範囲である。ポリビニルアルコール系樹脂は通
常、ケン化されたものが使用され、そのケン化度は通常
85〜100モル%、好ましくは98〜100モル%の
範囲である。ポリビニルアルコール系樹脂フィルムは、
かかるポリビニルアルコール系樹脂を製膜することによ
り製造される。製膜は公知の方法により行うことができ
る。一軸延伸前のポリビニルアルコール系樹脂フィルム
の厚みは通常50μm〜150μm程度である。
【0008】かかるポリビニルアルコール系樹脂フィル
ムを一軸延伸し、ヨウ素を吸着配向させ、ほう酸含有水
溶液中に浸漬することにより偏光フィルムが得られる。
一軸延伸は、ヨウ素染色の前、ヨウ素染色中、ヨウ素染
色の後の何れで行ってもよい。また、ほう酸含有水溶液
中に浸漬する際に一軸延伸されてもよい。ヨウ素染色の
前に一軸延伸するには、熱ロールによる方法、周速の異
なる二のロールの間で一軸延伸する方法などの乾式延伸
が採用できる。
【0009】ヨウ素染色は、例えばヨウ素およびヨウ化
カリウムを含有する水溶液などのヨウ素溶液に浸漬する
ことにより行われる。水溶液を用いる場合、該水溶液に
おけるヨウ素、ヨウ化カリウムの使用量は、通常、水1
00重量部に対してヨウ素が0.01〜0.5重量部、
ヨウ化カリウムが0.5〜10重量部である。ヨウ素溶
液の温度は、通常20〜50℃程度である。浸漬時間は
通常10〜300秒程度の範囲である。かかるヨウ素染
色によって、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムにヨ
ウ素が染色される。
【0010】ヨウ素染色の後に、ほう酸水溶液への浸漬
処理が行われる。ほう酸水溶液としては通常、ヨウ化カ
リウムが含有するほう酸水溶液が使用される。ヨウ化カ
リウムを含有するほう酸水溶液を用いることにより、着
色の少ない偏光フィルム、即ち可視光のほぼ全波長域に
亘って吸光度がほぼ一定の、いわゆるニュートラルグレ
ーの偏光フィルムを得ることができる。ほう酸の使用量
は、水100重量部当り、通常2〜15重量部、好まし
くは5〜12重量部であり、ヨウ化カリウムの使用量は
水100重量部当り、通常2〜20重量部、好ましくは
5〜15重量部の範囲である。ほう酸水溶液の温度は例
えば50℃以上であり、好ましくは50〜85℃の範囲
である。浸漬時間は、例えば100〜1200秒、好ま
しくは150〜600秒、さらに好ましくは200〜5
00秒程度である。
【0011】本発明の偏光フィルムは、このようにして
得られるヨウ素染色されたポリビニルアルコール系樹脂
フィルムに亜鉛が特定量含有されているものである。亜
鉛を含有させるには、例えば上記ヨウ素染色の前に亜鉛
塩溶液に浸漬してもよいし、ヨウ素染色に使用するヨウ
素溶液に亜鉛イオンを共存させておいてもよいし、ヨウ
素染色後ほう酸水溶液への浸漬処理の前に亜鉛塩溶液に
浸漬してもよいし、ほう酸水溶液への浸漬処理の後に亜
鉛塩溶液に浸漬してもよいが、本願発明で規定する亜鉛
の含有量を満足する偏光フィルムが容易に製造し得る点
で、ほう酸水溶液への浸漬処理の際に用いるほう酸水溶
液に亜鉛イオンを含ませておくことにより行われること
が好ましい。亜鉛イオンを含ませるには、ほう酸水溶液
に亜鉛塩を溶解しておけばよい。ほう酸水溶液としてヨ
ウ化カリウムを含有するほう酸水溶液を用いる場合に
は、ヨウ化カリウムおよび亜鉛イオンを含有するほう酸
水溶液を用いればよい。
【0012】亜鉛塩としては、塩化亜鉛、ヨウ化亜鉛な
どのハロゲン化亜鉛、硫酸亜鉛、酢酸亜鉛などが挙げら
れる。亜鉛塩の使用量は、得られる偏光フィルムにおけ
る亜鉛含有量が本発明で規定する量となるように、ヨウ
素濃度、ヨウ化カリウム濃度、浸漬時間、浸漬温度など
を勘案して適宜選択すればよく、例えばほう酸の使用量
が水100重量部当り2〜15重量部であり、ヨウ化カ
リウムの使用量が水100重量部当り2〜20重量部で
あり、ほう酸水溶液の温度が50〜85℃の範囲であ
り、浸漬時間が100〜1200秒である場合には、亜
鉛塩の使用量は水100重量部当り1〜5重量部、好ま
しくは2〜3.5重量部の範囲とすることにより、偏光
フィルム中の亜鉛含有量を0.1重量%〜0.4重量%
とすることができる。通常は、ほう酸水溶液中の亜鉛濃
度を大きくすると、得られる偏光フィルムにおける亜鉛
含有量も大きくなる傾向にあるが、かかる亜鉛含有量
は、ほう酸水溶液中のほう酸やヨウ化カリウムの使用
量、浸漬時間、浸漬温度によっても変化する。
【0013】また、ヨウ素染色されたポリビニルアルコ
ール系樹脂フィルムをほう酸水溶液へ浸漬処理するに際
しては、該ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの片面
に予め後述の保護フィルムを貼合した状態で浸漬処理す
ることもあるが、亜鉛イオンを含有するほう酸水溶液へ
ヨウ素染色されたポリビニルアルコール系樹脂フィルム
を浸漬処理することにより本発明の偏光フィルムを製造
するには、かかる保護フィルムを貼合することなく、ヨ
ウ素染色されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムの
両面が亜鉛イオンを含有するほう酸水溶液に接触するよ
うにして浸漬処理することが好ましい。
【0014】その後、通常と同様に水洗し、乾燥するこ
とにより、本発明の偏光フィルムを得ることができる。
かくして得られる偏光フィルムの厚みは通常10〜40
μmである。
【0015】かくして得られる偏光フィルムにおいて
は、亜鉛の含有量は0.04重量%〜0.5重量%の範
囲、好ましくは0.04重量%〜0.3重量%程度の範
囲であることが必要である。0.04重量%未満である
か、0.5重量%を越えると高温下での耐久性が低下
し、透過率変化が大きくなる傾向にある。また、透過率
の変化に加えて、クロスニコルとした際の色相の変化が
少なくなる点で0.1重量%〜0.4重量%、さらには
0.15重量%〜0.35重量%程度の範囲が好まし
い。0.1重量%未満であるか、0.4重量%を越える
と高温下色相の変化が大きくなる傾向にある。なお、偏
光フィルムにおける亜鉛含有量は、偏光フィルム100
重量部に含まれる亜鉛の重量を%で示した数値である。
【0016】かかる本発明の偏光フィルムは、通常の偏
光フィルムと同様に、その片面または両面に保護フィル
ムが貼合されて偏光板として使用される。保護フィルム
としては、例えばトリアセチルセルロースフィルムなど
のセルロースアセテート系フィルム、アクリル系樹脂フ
ィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルムなどのポ
リエステル系樹脂フィルム、ポリエチレンフィルム、ポ
リプロピレンフィルムなどのオレフィン系樹脂フィル
ム、ポリカーボネート系樹脂フィルム、ポリアリレート
系樹脂フィルム、ポリエーテルサルホン系樹脂フィルム
などが挙げられ、その厚みは通常10〜200μm、好
ましくは40〜100μm程度である。
【0017】かかる保護フィルムは接着剤層を介して本
発明の偏光フィルムに貼合される。接着剤としては通
常、光学的に等方性の接着剤が使用され、ポリビニルア
ルコール系接着剤などが好ましく使用される。
【0018】
【発明の効果】本発明の偏光フィルムは、高温かつ低湿
度下においても透過率の変化が少なく耐久性に優れ、し
かも偏光度が高い。そのため、これまでの偏光フィルム
と比較して、より厳しい条件下で使用される液晶表示装
置などに適用することができる。
【0019】
【実施例】以下、実施例により本発明をより詳細に説明
するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。
【0020】なお、実施例において得た偏光フィルム
は、以下の方法により高温、低湿度下における耐久性を
評価した。 (1)耐久性の評価方法 得られた偏光フィルムの分光透過率τ(λ)をλ=40
0nm〜700nmの波長領域で10nmごとに測定
し、計算式(1) 〔式中、P(λ)は標準光(C光源)の分光分布を示
し、y(λ)は2度視野等色関数を示す。〕により求め
た透過率(T)を求め、これを透過率の初期値(T0
とした。なお、分光透過率τ(λ)は分光光度計(島津
製作所製、UV−2200)を用いて測定した。また、
得られた偏光フィルムの分光透過率τ(λ)から、偏光
フィルムをクロスニコルにしたときの色相(L*、a*
*)を求め、これを色相の初期値(L* 0、a* 0
* 0)とした。
【0021】次いで、得られた偏光フィルムを乾燥下9
0℃オーブンに入れて96時間放置したのち、上記と同
様にして透過率(T)および色相(L*、a*、b*)を
測定し、試験後の透過率(T1)および試験後の色相
(L* 1、a* 1、b* 1)とした。これらの値(T1、T0
* 1、b* 0)を用いて、計算式(2) ΔT =T1 −T0 (2) および計算式(3) Δb* =b* 1−b* 0 (3) から透過率変化(ΔT)および色相変化(Δb*)を求
め、その大きさから耐久性を判断した。
【0022】実施例1 ポリビニルアルコールフィルム〔厚み75μm、重合度
2400、ケン化度99.9%以上〕を乾式で一軸延伸
(延伸倍率5倍)し、緊張状態を保ったままヨウ素およ
びヨウ化カリウムの水溶液〔水100重量部当りヨウ素
0.05重量部、ヨウ化カリウム5重量部〕に28℃で
60秒間浸漬した。次いでほう酸水溶液〔水100重量
部当りほう酸7.5重量部、ヨウ化カリウム6重量部お
よび塩化亜鉛2.5重量部を含有する水溶液〕に76℃
で300秒間浸漬した。その後、15℃の純水を用いて
10秒間水洗し、50℃で乾燥して偏光フィルム〔厚み
約20μm、ニュートラルグレー〕を得た。この偏光フ
ィルムにおける亜鉛の含有量は0.25重量%であっ
た。この偏光フィルムの評価結果を表1に示す。
【0023】この偏光フィルムの両面にポリビニルアル
コールを用いて保護板〔トリアセチルセルロースフィル
ム〕を貼合すれば、偏光板を得る。
【0024】実施例2 ほう酸水溶液における塩化亜鉛の含有量を水100重量
部当り1.25重量部とした以外は、実施例1と同様に
操作して偏光フィルム〔厚み約20μm、ニュートラル
グレー〕を得た。この偏光フィルムにおける亜鉛の含有
量は0.13重量%であった。この偏光フィルムの評価
結果を表1に示す。
【0025】この偏光フィルムの両面にポリビニルアル
コールを用いて保護板〔トリアセチルセルロースフィル
ム〕を貼合すれば、偏光板を得る。
【0026】比較例1 ほう酸水溶液に塩化亜鉛を含有させることなく操作した
以外は、実施例1と同様に操作して偏光フィルム〔厚み
約20μm、ニュートラルグレー〕を得た。この偏光フ
ィルムには亜鉛は含まれていない。この偏光フィルムの
評価結果を表1に示す。
【0027】比較例2 ほう酸水溶液における塩化亜鉛の含有量を水100重量
部当り0.5重量部とした以外は、実施例1と同様に操
作して偏光フィルム〔厚み約20μm、ニュートラルグ
レー〕を得た。この偏光フィルムにおける亜鉛の含有量
は0.05重量%であった。この偏光フィルムの評価結
果を表1に示す。
【0028】比較例3 ほう酸水溶液における塩化亜鉛の含有量を水100重量
部当り5重量部とした以外は、実施例1と同様に操作し
て偏光フィルム〔厚み約20μm、ニュートラルグレ
ー〕を得た。この偏光フィルムにおける亜鉛の含有量は
0.55重量%であった。この偏光フィルムの評価結果
を表1に示す。
【0029】比較例4 ほう酸水溶液として塩化亜鉛に代えて塩化マンガン(M
nCl2・4H2O)を用いた水溶液〔水100重量部当
りMnCl2・4H2Oを7.3重量部添加した。〕を用
いた以外は、実施例1と同様に操作して偏光フィルム
〔厚み約20μm、ニュートラルグレー〕を得た。この
偏光フィルムにおけるマンガンの含有量は0.25重量
%であった。この偏光フィルムの評価結果を表1に示
す。
【0030】比較例5 ほう酸水溶液として塩化亜鉛に代えて塩化ニッケル(N
iCl2)を用いた水溶液〔水100重量部当りNiC
2を8.7重量部添加した。〕を用いた以外は、実施
例1と同様に操作して偏光フィルム〔厚み約20μm、
ニュートラルグレー〕を得た。この偏光フィルムにおけ
るニッケルの含有量は0.18重量%であった。この偏
光フィルムの評価結果を表1に示す。
【0031】比較例6 ほう酸水溶液として塩化亜鉛に代えて塩化鉄(FeCl
2・4H2O)を用いた水溶液〔水100重量部当りFe
Cl2・4H2Oを7.3重量部添加した。〕を用いた以
外は、実施例1と同様に操作して偏光フィルム〔厚み約
20μm、ニュートラルグレー〕を得た。この偏光フィ
ルムにおけるニッケルの含有量は0.21重量%であっ
た。この偏光フィルムの評価結果を表1に示す。
【0032】比較例7 ほう酸水溶液として塩化亜鉛に代えて塩化コバルト(C
oCl2・4H2O)を用いた水溶液〔水100重量部当
りCoCl2・4H2Oを8.7重量部添加した。〕を用
いた以外は、実施例1と同様に操作して偏光フィルム
〔厚み約20μm、ニュートラルグレー〕を得た。この
偏光フィルムにおけるコバルトの含有量は0.19重量
%であった。この偏光フィルムの評価結果を表1に示
す。
【0033】比較例8 ほう酸水溶液として塩化亜鉛に代えて塩化アルミニウム
(AlCl3・6H2O)を用いた水溶液〔水100重量
部当りAlCl3・6H2Oを8.8重量部添加した。〕
を用いた以外は、実施例1と同様に操作して偏光フィル
ム〔厚み約20μm、ニュートラルグレー〕を得た。こ
の偏光フィルムにおけるアルミニウムの含有量は0.0
7重量%であった。この偏光フィルムの評価結果を表1
に示す。
【0034】
【表1】 1)亜鉛含有量は、偏光フィルムにおける亜鉛の重量%を
示す。
【0035】上記実施例1〜2および比較例1〜3で得
た各偏光フィルムについて亜鉛含有量(重量%)と色相
変化(Δb*)の絶対値との関係を図1に、亜鉛含有量
(重量%)と透過率変化(ΔT)の絶対値との関係を図
2にそれぞれ示した。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1〜2および比較例1〜3で得た偏光フ
ィルムにおける亜鉛含有量と色相変化(Δb*)の絶対
値との関係を示す図である。
【図2】実施例1〜2および比較例1〜3で得た偏光フ
ィルムにおける亜鉛含有量と透過率変化(ΔT)の絶対
値との関係を示す図である。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ヨウ素染色されたポリビニルアルコール系
    樹脂フィルムであって、亜鉛を0.04重量%〜0.5
    重量%含有することを特徴とする偏光フィルム。
  2. 【請求項2】ポリビニルアルコール系樹脂の重合度が1
    000〜10000である請求項1に記載の偏光フィル
    ム。
  3. 【請求項3】ポリビニルアルコールのケン化度が85〜
    100モル%である請求項1に記載の偏光フィルム。
  4. 【請求項4】請求項1に記載の偏光フィルムの片面また
    は両面に保護フィルムが貼合されてなる偏光板。
  5. 【請求項5】ヨウ素染色されたポリビニルアルコール系
    樹脂フィルムを、亜鉛イオンおよびヨウ化カリウムを含
    有するほう酸水溶液に、得られる偏光フィルムにおける
    亜鉛含有量が0.04重量%〜0.5重量%となるよう
    に浸漬処理することを特徴とする請求項1に記載の偏光
    フィルムの製造方法。
  6. 【請求項6】ヨウ素染色されたポリビニルアルコール系
    樹脂フィルムの両面に亜鉛イオンおよびヨウ化カリウム
    を含有するほう酸水溶液が接触するように浸漬処理する
    請求項5に記載の製造方法。
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