JP2776507B2 - 偏光性素子 - Google Patents

偏光性素子

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JP2776507B2 JP63010593A JP1059388A JP2776507B2 JP 2776507 B2 JP2776507 B2 JP 2776507B2 JP 63010593 A JP63010593 A JP 63010593A JP 1059388 A JP1059388 A JP 1059388A JP 2776507 B2 JP2776507 B2 JP 2776507B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は偏光性素子及びその製造方法に関する。
〔従来技術〕
従来、偏光性素子としては偏光フィルムがよく用いら
れているが、これらの偏光フィルムにはいくつかのタイ
プのものが知られている。例えば、偏光子によって分類
すると、(1)ヨウ素系偏光フィルム、(2)2色性染
料系偏光フィルム、(3)ポリエン(共役結合連鎖)系
偏光フィルムなどが挙げられる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
特に近年これらの偏光フィルムの機能化が進められ、
かなり性能の良いものが得られるようになってきたが、
性能や安定性の面ではまだ満足いくものが得られていな
い。例えばヨウ素系やポリエン系の偏光フィルムは安定
性に問題があり、2色性染料系偏光フィルムはその性能
がまだ充分とはいえない。
一方、導電性高分子化合物は共役系が高度に発達して
いる高分子化合物であり、ポリエン系偏光子として有用
であることはすでに本発明者らによって提案されている
(例えば特開昭62−239107、同62−239108)。しかしな
がら、導電性高分子化合物は通常、不溶、不融で成形加
工が困難であり、充分な偏光性を持つものを製造するこ
とができなかった。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討した結
果、特定の構造単位を有する複素5員環式化合物の重合
体または該重合体と高分子マトリックス化合物との複合
体またはこれらにドーパントを含む組成物から良好な偏
光性を有する偏光子が得られることを見出し、本発明を
完成した。
即ち、本発明は、共役結合を主鎖に有する高分子化合
物を主成分とする組成物を偏光子とする偏光性素子にお
いて、該共役結合を主鎖に有する高分子化合物を主体と
する組成物が一般式〔I〕 (式中、R1、R2は水素原子、アルカリ金属原子または1
価の炭化水素基、Z1、Z2は二重結合、三重結合、ヘテロ
原子またはヘテロ原子を含む原子団、または2価の炭化
水素基、Xは酸素原子、硫黄原子、セレン原子、テルル
原子、イミノ基、アルキルイミノ基またはアリールイミ
ノ基を示す。また、k、m、n、Lは0を含む正の整数
である。) で示される、側鎖を有する複素5員環式化合物の重合
体、該重合体と高分子マトリックス化合物との複合体、
またはこれらにドーパントを含む組成物を延伸または圧
延した重合体、複合体または組成物であることを特徴と
する偏光性素子である。
この偏光性素子は、一般式〔I〕 (式中、R1、R2は水素原子、アルカリ金属原子または1
価の炭化水素基、Z1、Z2は二重結合、三重結合、ヘテロ
原子またはヘテロ原子を含む原子団、または2価の炭化
水素基、Xは酸素原子、硫黄原子、セレン原子、テルル
原子、イミノ基、アルキルイミノ基またはアリールイミ
ノ基を示す。また、k、m、n、Lは0を含む正の整数
である。) で示される、側鎖を有する複素5員環式化合物の重合体
または該重合体と高分子マトリックス化合物との複合
体、またはこれらにドーパントを含ませた組成物とし、
更にこれらの重合体、複合体または組成物を延伸または
圧延した偏光子を用いて製造することができる。
本発明で使用される複素5員環式化合物は上記一般式
〔I〕で示したように複素5員環核上の3位、4位に置
換基を有しており、一般式〔I〕のR1、R2は水素原子、
アルカリ金属原子または1価の炭化水素基、Z1,Z2は二
重結合、三重結合、ヘテロ原子またはヘテロ原子を含む
原子団、または2価の炭化水素基、Xは酸素原子、硫黄
原子、セレン原子、テルル原子、イミノ基、アルキルイ
ミノ基又はアリールイミノ基を示す。また、k、m、
n、Lは0を含む正の整数であり、好ましくはR1に含ま
れる炭素数とk、mの和と、R2に含まれる炭素数と、
n、Lの和の少なくとも一方の値が3以上である。
このような置換基としてはプロピル、ブチル、ペンチ
ル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、
ドデシル、等の直鎖アルキル基のほかに、シクロヘキシ
ル、シクロオクチルなどの環状アルキル基、あるいは分
枝構造を有するアルキル基などが挙げられる。これらの
アルキル基にはZ1,Z2で示してあるように二重結合、三
重結合、ヘテロ原子またはヘテロ原子を含む原子団であ
って、ハロゲン原子、ニトロ、シアノ、アルコキシ、ア
リール、アルケニルなどの基を有していてもよい。
本発明で使用される複素5員環式化合物の重合体は、
通常上記複素5員環式化合物を酸化的カップリング反応
することによって製造される。また、上記複素5員環式
化合物の2、5位をジハロゲン化し、次いで該置換複素
5員環式化合物をマグネシウムと反応させてジグリニャ
ール化した後、ニッケル触媒を用いてカップリング重合
する方法によっても製造することができる。
複素5員環式化合物の酸化的カップリング反応による
具体的な重合方法としては酸化剤触媒を用いて重合する
方法、電気化学的に酸化重合する方法等が挙げられる。
これらの方法はすでに公知であり、例えば、応用物理、
第56巻、第11号(1987年)第1433頁等に例が見られる。
中でも酸化剤触媒を用いて重合する方法では重合体を安
価に、容易に得ることができる。
これらの重合用触媒としては塩化アルミニウム、塩化
鉄、塩化モリブデン、塩化タングステン、塩化スズ、塩
化アンチモン、五フッ化ヒ素等のルイス酸として知られ
ている化合物が挙げられる。これらのうち、塩化アルミ
ニウムのように酸化力を持たないものや酸化力の弱いも
のは、塩化銅や二酸化マンガン、酸素などの酸化剤を併
用することも好ましい。
これらの酸化触媒を、一般式〔I〕で示される置換複
素5員環式化合物中に添加することにより室温下で容易
に複素5員環式化合物重合体が得られる。必要に応じ
て、この反応系中に不活性溶媒を加えることも反応の制
御などを容易にするために好ましい方法である。
本発明の偏光性素子は、側鎖を有する複素5員環式化
合物の重合体または該重合体と高分子マトリックス化合
物との複合体、必要に応じてドーパントを含有させた組
成物を偏光子とするものである。これらの偏光性素子は
延伸あるいは圧延することによって更に優れた素子が製
造される。ここで使用される高分子マトリックス化合物
としては特に制限はなく、例えばポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビ
ニリデン、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネー
ト、ポリフェニレンオキサイド、ポリエーテル、ポリエ
ステル、セルロース系樹脂、ポリアクリルアミド、ポリ
アミド、熱可塑性ポリイミド又はポリアミック酸、ポリ
スルホン酸など工業上入手可能で延伸又は圧延すること
ができる高分子化合物であれば、あらゆる種類の高分子
化合物を用いることができる。
本発明の偏光性素子は、側鎖を有する複素5員環式化
合物の重合体単体またはこの側鎖を有する複素5員環式
化合物の重合体と高分子マトリックス化合物との複合体
であるが、該複素5員環式化合物の重合体と高分子マト
リックス化合物との混合比は必要に応じて任意の量比を
取ることができる。
一般に複素5員環式化合物重合体と高分子マトリック
ス化合物(熱可塑性樹脂)の混合比は1:99〜99:1(重量
比)である。
また加工時の延伸性や成形体の機械的強度安定性など
の物性を改良する目的で延伸加工時に適当な可塑剤や充
填剤を添加してもよい。本発明の偏光性素子を延伸また
は圧延して製造する具体的な例としては、高分子マトリ
ックス化合物と上記で示した複素5員環式化合物の重合
体の混合物よりなるフィルムを用いる場合は、その両端
をチャックに挟んで適当な温度で引き伸ばす方法が挙げ
られる。偏光性は延伸倍率によって変えることができる
が、好ましい延伸倍率は1:1.5〜1:20位である。延伸速
度は1分間当たり1.1倍〜1000倍、好ましくは1.5倍〜10
0倍の延伸倍率になるようにする。必要に応じて、延伸
後はフィルムの温度が導電性樹脂組成物の軟化点温度を
越えない温度の範囲で一定時間、熱固定することも好ま
しい方法である。また、工業的に製造する場合は、既に
熱可塑性樹脂の一般的な加工方法として公知の1軸延伸
や2軸延伸などの加工方法を利用することができる。
別の例としては、ロール加工やカレンダー加工のよう
に回転するローラー間で圧延する方法でも製造される。
この場合、ローラー周速度は1分間当たり1m〜1000m、
好ましくは5m〜500mである。またローラー間の圧力は1k
g〜1000kg、好ましくは5kg〜500kgである。この場合、
延伸時のフィルムの温度は導電性樹脂組成物の軟化点温
度前後の温度であることが好ましいが、下限温度は室温
程度でも構わない。
本発明の偏光性素子の形態はフィルムに限らず、ファ
イバー、ロッド、ブロックなど延伸または圧延できるも
のであればあらゆる形態を含有する。
本発明では、さらにこのようにして得られた偏光性素
子に必要に応じてさらに適当なドーパントをドープする
こともできる。また、ドーパントは成形する前に組成物
に予め混合することも勿論可能である。
ここで使用されるドーパントとしては特に制限はな
く、導電性の複素5員環式化合物重合体を製造するため
に通常使用されている公知のドーパント化合物が使用さ
れる。そのようなドーパントとしては、臭素、塩素、三
塩化沃素などのハロゲン化合物、硫酸、硝酸、過塩素
酸、ホウフッ化水素酸等のプロトン酸、三塩化アルミニ
ウム、三塩化鉄、塩化モリブデン、塩化タングステン、
塩化アンチモン、五フッ化ヒ素、三酸化イオウなどのル
イス酸、ヘキサフルオロアンチモン酸ニトロシル(NOSb
F6)、ヘキサフルオロヒ酸ニトロシル(NOAsF6)、トリ
フルオロメタンスルホン酸ニトロシル(NOCF3SO3)、ヘ
キサフルオロアンチモン酸ニトロイル(NO2SbF6)、ト
リフルオロメタンスルホン酸ニトロイル(NO2CF3SO3
などの酸化剤、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、カ
リウム(K)、ルビジウム(Rb)、セシウム(Cs)など
のアルカリ金属、テトラアルキルアンモニウム塩等が挙
げられる。
これらのドーパントを成形体にドープする方法につい
ては特に制限はなく、一般的には成形体とドーパント物
質とを接触させればよく、気相、あるいは液相中で行わ
れることが多い。あるいは、過塩素酸リチウム(LiC
l4)、テトラフルオロホウ酸リチウム(LiBF4)、ヘキ
サフルオロヒ酸リチウム(LiAsF6)、テトラフルオロホ
ウ酸テトラブチルアンモニウム(Bu4NBF4)、過塩素酸
テトラブチルアンモニウム(Bu4NClO4)などの電解質塩
を含む電解溶液中で電気化学的にドープする方法も採用
できる。
〔実施例〕
以下に本発明を実施例を挙げて具体的に説明する。
実施例1 複素5員環式化合物重合体として、3−ヘキサデシル
チオフェンをクロロフォルム中で三塩化鉄を触媒として
重合したポリ(3−ヘキサデシルチオフェン)を用い
て、高分子マトリックス化合物としてポリエチレンテレ
フタレートを用い、ポリ(3−ヘキサデシルチオフェ
ン)が重量比で1%含まれる厚さ1000μのフィルムとし
て、これを100℃で1:5の比で延伸したところ薄黄色のフ
ィルムが得られた。このフィルムの偏光特性を測定した
ところ、76%の良好な性能を示した。
実施例2 ポリ(3−オクチルチオフェン)をテトラヒドロフラ
ンに溶解した溶液をポリエチレンテレフタレートのフィ
ルムに厚さが100μになるように塗布して、溶媒を除い
て得られたフィルムを実施例1と同様にして延伸した。
このフィルムの偏光特性を測定したところ実施例1のフ
ィルムと同様良好な性能を示した。
実施例3 ポリ(3−チオフェン−β−ブタンスルフォン酸ナト
リウム)の水溶液とポリビニルアルコールの水溶液を混
合した後、キャスト法で製膜した厚さ0.5mmのフィルム
(ポリ(3−チオフェン−β−ブタンスルフォン酸ナト
リウム)がポリビニルアルコールに対して重量比で1%
含まれる)を実施例1と同様にして延伸した。このフィ
ルムの偏光特性を測定したところ81%の良好な性能を示
した。
〔発明の効果〕
本発明の偏光性素子は安定性が優れており、作成も容
易で、安価に提供することができることから工業上その
価値は非常に高い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02B 5/30

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】共役結合を主鎖に有する高分子化合物を主
    成分とする組成物を偏光子とする偏光性素子において、
    該共役結合を主鎖に有する高分子化合物を主体とする組
    成物が一般式〔I〕 (式中、R1、R2は水素原子、アルカリ金属原子または1
    価の炭化水素基、Z1、Z2は二重結合、三重結合、ヘテロ
    原子またはヘテロ原子を含む原子団、または2価の炭化
    水素基、Xは酸素原子、硫黄原子、セレン原子、テルル
    原子、イミノ基、アルキルイミノ基またはアリールイミ
    ノ基を示す。また、k、m、n、Lは0を含む正の整数
    である。)で示される、側鎖を有する複素5員環式化合
    物の重合体、該重合体と高分子マトリックス化合物との
    複合体、またはこれらにドーパントを含む組成物を延伸
    または圧延した重合体、複合体または組成物であること
    を特徴とする偏光性素子。
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応用物理、Vol.56[11] (1987)、P.1433−1446
永田良監修、「偏光フイルムの応用」 第1刷 (1986−2−10)、(株)シーエムシー、P.83

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