JPH01187504A - 偏光性素子 - 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（
例えば特願昭６１−８２３４４．同６ｌ−８２３４５）
。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、上記問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ンクス化合物との複合体
及びこれらにドーパントを含み又は含まない組成物が良
好な偏光性を有することを見出し、本発明を完成した。

即ち、本発明は、（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組成
物において、該共役結合を主鎖に有する高分子化合物が
一般式Ｎ） （式中、Ｒ’、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、ｚ’　、ｚ２は二重結合、三重結
合、ヘテロ原子またはへテロ原子を含む原子団、または
２価の炭化水素基、χ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
及びこれらにドーパントを含み又は含まない組成物、ま
たは更にこれらを延伸または圧延した組成物であること
を特徴とする偏光性素子および、 （２）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組成物において、該共
役結合を主鎖に有する高分子化合物が一般式〔ｌ〕 （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、Ｚ’ｌ、Ｚ２は二重結合、三重結
合、ヘテロ原子またはへ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、１．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員環弐化合物の重合体
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
とし、又これらにドーパントを含ませ又は含ませない組
成物とし、更に延伸または圧延することを特徴とする偏
光性素子の製造方法、である。

＝６− 本発明で使用される複素５月環式化合物は上記−１ｍ式
Ｎ）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〔■〕−のＲ１、Ｒ２は水素原
子、アルカリ金属原子またば１価の炭化水素基、７１．
２２は二重結合、二重結合、ヘテロ原子またはへテロ原
子を含む原子団、または２価の炭化水素Ｗ、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Ｒ
１に含まれる炭素数とに、、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か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、Ｆ
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Ｚ’、Ｚ２で示しであるように二重結合、
三重結合、ヘテロ原子またはへ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５０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、−ｉ式〔■〕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
との複合体であり、必要に応してドーパントを含有させ
ることもできる。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、ポリビニールアルコール、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７トリツ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〜１００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ｌ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〜１０００
ｍ　、好ましくは５ｍ〜５００ｍである。

またローラー間の圧力は１　ｋｇ〜１０００ｋｇ、好ま
しくは５　ｋｇ〜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。

本発明の方法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沃素、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、五フフ化ヒ素、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（ＮＯ８
ｂＦ６）、ヘキサフルオロヒ酸ニトロシル（ＮＯＡＳＦ
６）　、ヘキサフルオロメタンスルホン酸ニトロイル（
Ｎ０ＣＦ＋５Ｏｓ）　、ヘキサフルオロアンチモン酸ニ
トロイル（ＮＯ□５ｂＦ６）、ヘキサフルオロメタンス
ルホン酸ニトロイル（Ｎ０ＣＦ＋５Ｏｓ）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（ＬｉＣ１
４）、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（Ｂｕ４Ｎ
ＢＦ４）、過塩素酸テトラブチルアンモニウム（Ｂｕ４
ＮＣＩ０４）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°Ｃで１：５の比で延伸したところ薄
黄色のフイルムが得られた。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】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−ブタンスルフオン酸ナト
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−ブタンスルフオン
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Ｉと同様にして延伸した。ご
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。

Ｅ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がら工業上その価
値は非常に高い。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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組成物において、該共
   役結合を主鎖に有する高分子化合物が一般式〔 I 〕 ▲数式、化学式、表等があります▼〔 I 〕 （式中、Ｒ＾１、Ｒ＾２は水素原子、アルカリ金属原子
   または１価の炭化水素基、Ｚ＾１、Ｚ＾２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
   及びこれらにドーパントを含み又は含まない組成物、ま
   たは更にこれらを延伸または圧延した組成物であること
   を特徴とする偏光性素子。
2. （２）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組成物において、該共
   役結合を主鎖に有する高分子化合物が一般式〔 I 〕 ▲数式、化学式、表等があります▼〔 I 〕 （式中、Ｒ＾１、Ｒ＾２は水素原子、アルカリ金属原子
   または１価の炭化水素基、Ｚ＾１、Ｚ＾２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とし、又これらにドーパントを含ま
   せ又は含ませない組成物とすること、または更に延伸ま
   たは圧延することを特徴とする偏光性素子の製造方法。