JPH01133003A - 偏光板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、４波長板とコレステリック相から成る高分子
液晶を用いた偏光板に関するものである。

〔従来技術〕

現在偏光板は、−軸に延伸したポリビニルアルコール又
はその誘導体のフィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合
体フィルム等に、よう素及び／又は二色性染料等の二色
性色素を一軸に吸着配向させたもの、あるいはポリビニ
ルアルコールフィルムを延伸及び部分脱水処理したり、
ポリ塩化ビニルフィルムを延伸及び部分脱塩化水素処理
してポリエン構造を一軸に配向させたものに、保護膜と
して三酢酸セルロース等のセルロース系フィルム、ポリ
メタクリル酸メチル等のアクリル系フィルム、ポリエチ
レンテレフタレート等のポリエステル系フィルム等のよ
うに光学的に透明で非旋光性プラスチンクフィルムを貼
合して作られている。

〔従来技術の問題点〕

しかし、ポリビニルアルコール等のフィルムを均一に延
伸すると共に二色性色素を均一に分布させるのが難しく
、連続生産で得られる製品の巾は小さいものに限られて
君り、このため大画面の液晶表示体あるいは大画面の防
眩フィルター等への要求に応えられない。又、その上下
に高価なセルロース系の保護膜等を貼合するために製造
工程が７１ｍとなるだけでなく製品として高価なものと
なっている。

さらに、偏光素子としてよう素を用いた偏光板は、初期
偏光性能には優れるものの水及び熱に弱く、高温・高湿
の状態で長期間使用する場合にはその耐久性に問題があ
る。耐久性を向上させるために、ホルマリンあるいはホ
ウ酸を含む水溶液での処理を強固にしたり、保護膜とし
て透湿度の低い高分子フィルムを用いる方法等が考えら
れているが、高温・高湿の状態では耐久性不充分である
。偏光素子として二色性染料を用いた偏光板は、よう素
を用いた偏光板に比べて水及び熱に対する耐久性はある
ものの、偏光度が一定しておらず又よう素を用いた偏光
板に比べて偏光度がかなり劣るという問題点を有する。

［問題点を解決するための手段］ 本発明者らは、これらの状況に鑑み、鋭意検討した結果
、コレステリック相から成る高分子液晶を用いることに
より高性能・高耐久の偏光板が得られることを見出し本
発明に至ったものである。

即ち、１／４波長板の片面にコレステリック相から成る
高分子液晶をコレステリック構造の螺旋軸が１／４波長
板に対し垂直な方向に配向した状態で積層することを特
徴とする高性能偏光板に関するものである。

本発明でいうコレステリック相から成る高分子液晶とは
、ポリエステル系、ポリカーボネート系等の主鎖型高分
子液晶のメソゲンをつなぐ屈曲類に光学活性成分を導入
したもの、あるいはポリアクリル酸エステル、ポリメタ
クリル酸エステル、ポリシロキサン等の骨格主鎖にメチ
レン鎖のような屈曲類を介し側鎖としてコレステリック
構造及び／又は不斉炭素原子を含む光学活性なメソゲン
を結合した側鎖型高分子液晶等のうちサーモドロピンク
高分子液晶を指し、融解後コレステリック液晶相を示し
た後に等吉相に転移するものより、ガラス転移温度以上
でコレステリ、り液晶相を示した後に等吉相に転移する
ものの方がコレステリック相の固定化にとって好ましい
。

コレステリック相から成る高分子液晶は、その螺旋構造
の周期と屈折率によって決まる特定の波長の前後数＋ｎ
ｍの範囲において、右あるいは左のいずれか一方の円偏
光のみを透過するいわゆる選択透過の効果を有する。こ
の円偏光をＡ波長板に導くことにより特定波長の前後数
十ｎ　ｍの範囲で直線偏光を得ることができる。

本発明は、この効果を１／４波長板の片面にコレステリ
ック相から成る高分子液晶をコレステリック構造の螺旋
軸が１／４波長板に対し垂直な方向に配向した状態で積
層することにより実現したものである。

コレステリック相から成る高分子液晶を用いる偏光板は
、選択透過の効果を利用するため透過する円偏光に対し
光の損失が無く、又１／４波長板においても光の損失が
無いため、従来の偏光板でみられる延伸フィルムの配向
不足や二色性色素の二色性の不足を補うために光の透過
率を犠牲にするということが無く、高性能な偏光板を得
ることができる。

又、相溶性の螺旋構造の周期が異なる２種類のコレステ
リック相からなる高分子液晶を適当な割合で混合するこ
とにより、選択透過の波長範囲を２種類の高分子液晶が
有する２種類の選択透過の波長範囲の間で任意に設定で
きる。主鎖型の高分子液晶においては主鎖屈曲成分に含
まれる光学活性成分の割合を変える、側鎖型の高分子液
晶の場合においては主鎖とメソゲンを結ぶ屈曲類の長さ
を変える、光学活性なメソゲンの割合を変える等、分子
構造を制御することとにより選択透過の波長を任意に設
定できる。

このため、コレステリック相から成る高分子液晶を用い
ることで、必要とする波長において偏光性能を示すカラ
ー偏光板を自由に作ることができる。

使用するコレステリック相から成る高分子液晶としては
、常温においてコレステリック相が固定可能なものであ
ればいかなるものでもよいが、ガラス転移温度以上でコ
レステリック相をとる高分子液晶の場合、ガラス転移温
度が５０°Ｃ〜２５０°Ｃ好ましくは６０°Ｃ〜１８０
°Ｃのものがよい。５０°Ｃ以下では常温においてコレ
ステリック相の配向が乱れる恐れがあり、２５０°Ｃ以
上では積層するＸ波長板の耐熱性に問題が起こってくる
ためである。又、融点以上でコレステリック相をとる高
分子液晶の場合、ガラス転移温度が５０°Ｃ以上好まし
くは６０°Ｃ以上でかつ融点が２５０°Ｃ以下好ましく
は１８０°Ｃ以下のものが良い。

本発明に用いる１／４波長板は、選択透過光の中心波長
を１波長としたス波長に相当するレターデーションをを
し光学的に透明なものであればいかなるものでもよいが
、二酢酸セルロース等のセルロース系フィルム、ポリカ
ーボネート系フィルム、ポリエチレンテレフタレート等
のポリエステル系フィルム、ポリメタクリル酸メチル等
のアクリル系フィルム等が挙げられるが、中でもその光
学的透明性、耐熱性、延伸性等からポリカーボネート系
フィルム及びセルロース系フィルムが特に好ましい。又
、特に耐熱性が必要な場合はポリサルホン、ポリエーテ
ルエーテルケトン等のエンジニアリングプラス千ンクか
ら成るフィルムを使用する事も可能である。

本発明において、コレステリック相から成る高分子液晶
を１／４波長板上へ積層する方法としては、高分子液晶
をＴダイ等を用いガラス・転移温度以上の温度で、高分
子液晶によっては融点以上の温度でＸ波長板上へラミネ
ー加工を行う等常法により容易に可能であり、又コレス
テリ・ンク構造の螺旋軸を１／４波長板に垂直な方向に
配向させる方法としては、ラミネート加工直後に高分子
液晶の温度がガラス転移温度以下、高分子イ・夜晶によ
っては融点以下に下がる前にドクターナイフ、バーコー
ター等を用い適当な剪断応力を加える、あるいは電場又
は／及び磁場を印加する等の方法を用いれば良く、従来
の偏光板の製造で必要であった高度な延伸、二色性色素
の吸着、保護膜の貼合工程等複雑な工程が無い為に容易
に連続生産、広巾での生産が行なえる。

さらに本発明においては、カラー偏光板のみでなく中性
色を示す偏光板を得ることも可能である。即ち、Ｘ波長
板の片面に螺旋の回転方向が同じで螺旋構造の周期が異
なるコレステリック相から成る３種類以上の高分子液晶
をコレステリック構造の螺旋軸がＸ波長板に垂直な方向
に配向した状態で積層することにより中性色を示す偏光
板を得ることができる。３種類のコレステリック相から
成る高分子液晶を使用する場合、一般に選択透過の中心
波長がそれぞれ４００〜５００　ｎｍ、５００〜６００
ｎｍ、６００〜７００ｎｍの範囲にあるものをＸ波長板
の片面にガラス転移温度の高い順序で積層すれば良い。

積層の方法は上記の積層工程を３種類の高分子液晶の積
層順序に合わせて３工程連続に配置すればよい。又、よ
り中性色に近くするためには、その選択透過の波長範囲
をつなぐと可視光領域で連続となるような螺旋の回転方
向が同しであり螺旋構造の周期が異なる４種類以上のコ
レステリック相からなる高分子液晶を１／４波長板の片
面にガラス転移温度の高い順序で積層すればよい。積層
の方法は上記の積層工程を高分子液晶の積層の順序に合
わせて必要な数だけ連続に配置すればよい。このような
積層構造を良好に形成するためには、隣合う高分子液晶
のガラス転移温度の差が５°Ｃ以上好ましくは１５゛Ｃ
以上あることが必要である。しかし、この温度差が取れ
ない高分子液晶を使用しなければならない場合において
も、その高分子液晶を非旋光性の光学的に透明なフィル
ム上に上記の方法によりコレステリック構造の螺旋軸が
フィルムに垂直な方向に配向した状態で積層し最後に他
の高分子液晶を積層したものの上に貼り合わせる等の方
法により積層構造を形成することができる。

中性色の偏光板を得る場合、１波長としては視感度が強
い５００〜６００ｎｍの範囲から選べばよく、１／４波
長板のとしてはレターデーションが１２５〜１５０　ｎ
ｍの範囲にあればよい。

又さらに、コレステリック相からなる高分子液晶の選択
透過の現象は可視光領域に留まらず紫外から赤外まで広
い範囲で見られることから、紫外から赤外まで任意の波
長で任意の波長中の偏光板を得ることができる。また、
使用環境により紫外線吸収剤を含む保護膜やハードコー
トを施した保護１（りをその表面に貼合して使用するこ
とも可能である。

〔発明の効果］ このようにして得られたコレステリック相から成る高分
子液晶を用いた偏光板は、従来の偏光板に比べ高い偏光
性能及び高い耐久性を有するのみでなく、これまで不可
能であった巾が広い偏光板の連続での生産にも容易に対
応できるため、耐久性が要求される車載用途のみならず
大画面の液晶表示体あるいは大画面の防眩フィルター等
の用途に特に有効である。

〔実施例］ 以下実施例により本考茎をさらに詳細に説明するが、こ
れらは例示的なものであり、本発明はこれらに限定され
るものではない。

なお、本発明における偏光度とは偏光板を２枚準備しこ
の２枚の偏光板を重ね合わせた状態で光線透過率を測定
しく測定器：日立製作所ＵＶ−３３０型）、以下の弐に
より求めた値である。

ここでＨＩ＋は２枚の偏光板の重ね合わせ時において偏
光板の偏光軸が同一方向になるように重ね合わせた状態
で測定した値（平行透過率と呼ばれている）であり、Ｈ
上は２枚の偏光板の重ね合わせ時において偏光板の偏光
軸が互いに直交するように重ねた状態で測定した値（直
交透過率と呼ばれている）である。

実施例１ 厚さ１９０μｍの二酢酸セルロースから成るレターデー
ションが１３５ｎｍであるＸ波長板の片面に、選択透過
の中心波長が５３０ｎｍである側鎖にコレステリン誘導
体から成るメソゲンを存するガラス転移温度６１°Ｃ以
上でコレステリック相を示すポリシロキサン系高分子液
晶を１２０°Ｃの温度で積層し、刃先が滑らかなドクタ
ーナイフにより剪断応力を加えた後に２０秒間１２０°
Ｃの温度でアニールすることによりコレステリック構造
の螺旋軸がＸ波長板に対し垂直に配向した単一相を形成
して偏光板を得た。

このようにして得られた偏光板は赤紫の色をしており、
５０５〜５５５ｎｍで高い偏光性能を示した。選択透過
の中心波長である５３０ｎｍでの光線透過率及び偏光度
の値を表１に示す。

実施例２ 厚さ１９０μｍの二酢酸セルロースから成るレターデー
ションが１３５ｎｒｎである１／４波長板の片面に、選
択透過の中心波長が５５０ｎｍである側鎖にコレステリ
ン誘導体から成るメソゲンを有するガラス転移温度７５
°Ｃ以上でコレステリック相を示すポリシロキサン系高
分子液晶を１００°Ｃの温度で積層し、刃先が滑らかな
ドクターナイフにより剪断応力を加えた後に３０秒間１
００°Ｃの温度でアニールすることによりコレステリッ
ク構造の螺旋軸が１／４波長板に対し垂直に配向した単
一相を形成して偏光板を得た。

このようにして得られた偏光板は紫の色をしており、５
２０〜５８０ｎｍで高い偏光性能を示した。選択透過の
中心波長である５　５０　ｎｍでの光線透過率及び偏光
度の値を表１に示す。

比較例 ■有天製作所、染料系カラー偏光板■−１８２４５Ｔは
紫色を示しているが、偏光性能は本発明の偏光板に比べ
て劣る。極大吸収波長である５７０ｎｍでの光線透過率
及び偏光度の値を表１に示す。

実施例３ 厚さ１９０μｍの二酢酸セルロースから成るレターデー
ションが１６０ｎｍである１／４波長板の片面に、選択
透過の中心波長が６４０　ｎｍである側鎖に光学活性成
分を含むメソゲンを有する、ガラス転移温度１０５°Ｃ
以上でコレステリック相を示すポリシロキサン系高分子
液晶を１２０°Ｃの温度で積層し、刃先が滑らかなドク
ターナイフにより剪断応力を加えた後に２０秒間１２０
°Ｃの温度でアニールすることによりコレステリック構
造の螺旋軸が１／４波長板に対し垂直に配向した単一相
を形成して偏光板を得た。

このようにして得られた偏光板は青色をしており、６１
０〜６７０ｎｍで高い偏光性能を示した。選択透過の中
心波長である６４０ｎｍでの光線透過率及び偏光度の値
を表１に示す。

実施例４ 厚さ１９０μｍのポリカーボネートから成るレターデー
ションが１４０　ｎｍである１／４波長板の片面に、実
施例３で用いた高分子液晶を実施例３の条件で積層し、
次にその上に実施例２で用いた高分子液晶を実施例２の
条件で積層し、さらにその上に選択透過の中心波長が４
３５ｎｍである側鎖にコレステリン誘導体から成るメソ
ゲンを有するガラス転移温度５５°Ｃ以上でコレステリ
ック相を示すポリシロキサン系高分子液晶を７０　’Ｃ
の温度で積層し、刃先が滑らかなドクターナイフにより
剪断応力を加えた後に４０秒間７０°Ｃの温度でアニー
ルすることにより４１５〜４５５ｎｍで高い偏光度を示
すコレステリック相から成る高分子液晶層を形成した。

このようにして得られた偏光板は中性色を示し４１５〜
６７０ｎｍで高い偏光性能を示した。

４１５〜６７０ｎｍでの光線透過率及び偏光度の平均値
を表１に示す。

表　　１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）１／４波長板の片面に、コレステリック相から成
   る高分子液晶をコレステリック構造の螺旋軸が１／４波
   長板に対し垂直な方向に配向した状態で積層することに
   より得られる高性能偏光板。
2. （２）１／４波長板の片面に、螺旋の回転方向が同じで
   螺旋構造の周期が異なるコレステリック相から成る３種
   類以上の高分子液晶をコレステリック構造の螺旋軸が１
   ／４波長板に対し垂直な方向に配向した状態で積層する
   ことにより得られる中性色を示す特許請求の範囲第１項
   記載の高性能偏光板。