JPH01223402A - 染料系偏光板 - 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、液晶表示体や各種光学用途に用いられる高耐
久で高性能な染料系偏光板に関する。

〔従来技術〕

偏光板は、液晶表示装置に用いられる他、光学フィルタ
ー、反射光の除去、装飾部材等の光　　′学用途に利用
されている。

現在、偏光板は、延伸配向したポリビニルアルコール又
はその誘導体あるいはポリ塩化ビニルフィルムの脱塩酸
又はポリビニルアルコール系フィルムの脱水によりポリ
エンを生成して配向せしめたポリエン系のフィルムに偏
光素子として、よう素や二色性染料等の二色性色素を吸
着せしめて偏光膜とし、その両側に少なくとも該偏光膜
の側に配置される面がケン化処理された三酢酸セルロー
ス等のセルロース系フィルムを親水性接着剤を用いて貼
合して製造するのが一般的である。

近年、液晶表示装置は自動車等の計器表示、屋外での表
示等耐久性を必要とする分野への応用がひろがりつつあ
る。これらの分野には二色性染料を用いた染料系偏光板
が主に用いられている。染料系偏光板は、よう素を用い
た偏光板と比較して耐久性はあるものの、従来のように
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
ムを用いた染料系偏光板は、屋外で使用する場合に必ず
しも充分に耐久性能を満足しない、特に耐湿熱性能にお
いては、８０〜ｂ件を満足することが出来ない。

耐久性を向上させるために、例えば特開昭５７−３０８
０８号公報に記載されているように、熱可塑性ポリカー
ボネートフィルムを保護膜として使用するということが
提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記の方法で製造した偏光板は、偏光膜
と熱可塑性ポリカーボネートフィルムの接着力が必ずし
も充分でなく、耐久性、特に耐湿熱性や耐水性が不充分
であるという問題　　′点がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らはかかる状況に鑑み、ポリビニルアルコール
系フィルムに二色性染料を吸着配向させた偏光膜と熱可
塑性ポリカーボネート系フィルムからなる保護膜の組み
合わせからなる染料系偏光板において、接着強度に優れ
寸法安定性や耐久性に優れた染料系偏光板を製造するた
めに鋭意検討した結果本発明に到達したものである。

すなわち本発明は、ポリビニルアルコール系フィルムに
二色性染料を吸着配向させた染料系偏光膜に、熱可塑性
ポリカーボネート系フィルムからなる保護膜を接着剤を
用いて貼合した染料系偏光板であって、該ポリカーボネ
ート系フィルムは、少なくとも偏光膜の側に配置される
面が放電処理されており、該ポリカーボネート系フィル
ムを直交ニコル下にその光学主軸が、４５度になるよう
に配置して測定したときの透過率が０．２以下である染
料系偏光板に関するものである。

本発明に用いる染料系偏光膜は、ポリビニルアルコール
又はその誘導体フィルムに、二色性染料を公知の方法に
より吸着・配向させて製造したものである。

染料系偏光膜は、特定波長域に吸収特性（偏光特性）を
存するカラー偏光膜でも、又２種類以上の染料を併用し
た中性色の偏光膜であってもいずれでもよい、又、特開
昭６２−２７６５０６号公報に記載されているように主
鎖に不飽和の環状構造を有する共役系高分子に二色性染
料を併用した偏光膜であってもよい。

本発明に用いる染料は、二色性の高いものであればどん
なものでもよいが、一般にはアゾ系の直接染料のなかか
ら選択される。なかでも特定波長域において、以下の式
により求めた染料配向度Ｆが０．８５以上、好ましくは
０．８７以上、さらに好ましくは０．８９以上となるよ
うな染料系偏光膜を本発明の染料系偏光板に用いれば、
これまでに見られなかった高い偏光性能を有する染料系
偏光板が得られるので本発明においては有用である。

Ｄ　＋　２　　　　　１　ｏ　ｇ　Ｔ　ｒＦ：染料配向
度 Ｔ、：直線偏光に対して、偏光膜の透過軸を同一方向に
して測定したときの透過率 Ｔ２　：直線偏光に対して、偏光膜の透過軸を直交させ
て測定したときの透過率 染料配向度Ｆが０゜８５以上になり得る染料の一例を示
せば以下の通りである。

ＳＯ，Ｎａ ５Ｏ，Ｎａ　　　　ＳＬｌｚＮａ 本発明に用いる保護膜は、ポリカーボネート系フィルム
であって、該ポリカーボネート系フィルムは少な（とも
染料系偏光膜の側に配置される面が放電処理されており
、該ポリカーボネート系フィルムを直交ニコル下に光学
主軸が、４５度となるように配置して測定したときの透
過率が０．２以下であることを必須条件とする。

本発明で使用されるポリカーボネート系樹脂は、主にビ
スフェノール骨格を有する直鎖状のポリカーボネート又
は共重合ポリカーボネート類等であって、４．４゛−ジ
ヒドロキシジフェニルアルカン又はこれらのハロゲン置
換体からホスゲン法又はエステル交換法によって得られ
るものである。４．４°−ジヒドロキシジフェニルアル
カン又はこれらの置換体を例示するならば、４．４“−
ジヒドロキシジフェニルメタン、４．４°　−ジヒドロ
キシジフェニルエタン、４．４゛−ジとドロキシジフェ
ニルブタン、４゜４°−ジヒドロキシジフェニル−２，
２−プロパン、３．３°−ジブロモー−４，４°−ジヒ
ドロキシジフェニル−２，２−プロパン、３゜３゛−ジ
クロル−４，４°−ジヒドロキシ　ジフェニル−２，２
−プロパン、３．３’　、５゜５°−テトラブロモ−４
８４゛−ジヒドロキシジフェニル−２，２−プロパン等
があげられる。

さらにこれらのポリカーボネート系樹脂にスチレン系樹
脂及びその変性物等をブレンドして成形したフィルムも
有用である。

本発明で用いられるポリカーボネート系フィルムの厚み
は２０〜５００μｍ１好ましくは、５０〜２００　ｕｍ
程度である。

該ポリカーボネート系フィルムは、接着強度を向上させ
、耐久性の向上及び寸法安定性の向上をはかるために、
少なくとも偏光膜の側に配置される面が放電処理されて
いることが必要である。又、偏光膜と反対側に配置され
る面に粘着剤を塗布するとき、或いは粘着剤層のある他
の基材と貼合するとき等の場合は該ポリカーボネート系
フィルムの両側に放電処理されていることが好ましい。

放電処理としては、コロナ処理、プラズマ処理等があり
、なかでもコロナ処理は、大気中で実施出来るので、特
に有用である。該ポリカーボネート系フィルムにコロナ
処理を実施する方法としては、現在プラスチックフィル
ム等の表面改質の手段として使用されている市販の各種
コロナ処理機の適用が可能である。なかでも５ＯＦＴＡ
Ｌ　（ソフタル）社のマルチナイフ電極を有するコロナ
処理機は多数本の電極で構成され、さらに電極の間に空
気を送る構造となっており、フィルムの加熱防止やフィ
ルム表面に出てくる低分子の除去等がおこなえるので、
エネルギー効率が非常に高（、高コロナ処理が可能とな
るので、本発明には特に有用なコロナ処理機である。

コロナ処理の条件としては、−回当たりの処理に際して
の・エネルギー密度としては、２０〜４００Ｗ−ｍｉｎ
／ｒｄ程度である。高エネルギーで処理するよりは出来
るだけ低エネルギーで処理する方が基材フィルムの劣化
、充填物の表面へのブリード等がおさえられ、接着力向
上には有効である。−画処理で不充分な場合は、二面以
上の多数回処理をおこなえばさらに接着力が向上する。

処理後の表面張力としては一般的には４０ｄｙｎｅ／ｃ
ｍ以上、好ましくは４５ｄ　ｙ　ｎ　ｅ　／　ｃ　ｍ以
上必要であるが、必ずしも表面張力をあげればよいとい
うものでもなく、使用する接着剤の種類に応じて表面張
力すなわち最適処理条件を選定する必要がある。

さらに本発明においては、該ポリカーボネート系フィル
ムを直交ニコル下４５度に配置して測定したときの透過
率が０．２以下、好ましくは０．１５以下であることが
必要である。透過率の測定は分光光度計を用いて４００
〜７００ｎｍの波長範囲において、ｌＯｎｍ毎の３１点
の透過率を測定し、平均化したものである。該透過率が
０．２以上であると、染料系偏光板に虹模様等が発生し
、充分な光学特性を得ることが出来ないので、本発明の
染料系偏光板の保護膜として用いることが出来ない。

本発明で、染料系偏光膜とポリカーボネート系フィルム
を貼合するための接着剤としては、ウレタン系接着剤、
エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤等であって、染料
系偏光膜とポリカーボネート系保護膜を充分に接着する
ことができて、光学的透視窓に優れ、経時的に黄変等の
変化のないものであればどんなものでもよい。

本発明に用いるウレタン系接着剤は、ポリオール成分を
含むプレポリマーとイソシアネート成分を含むプレポリ
マーの反応によりウレタン結合が生成し、接着力が生じ
る二液硬化型のものと、ポリイソシアネートを主成分と
して湿気（水分）等の活性な水酸基を有する物質との反
応によりウレタン結合が生成し接着力が生じる一液硬化
型のものがある０本発明においてはこれらの内一方を単
独に用いてもよいし、また両方を併用してもよい・ ポリオール成分は通常水酸基の含有量が８〜〜１２％程
度のポリエステル系ポリオールまたはポリエーテル系ポ
リオール等が用いられる。

ポリイソシアネート成分は通常ＮＧＯ基の含有率が８〜
１５％程度の芳香族系ポリイソシアネート、ポリエステ
ル系ポリイソシアネート等が用いられる。

実際の使用に当たってはこれらのものを単独であるいは
併用して使用することができる。−船釣には酢酸エチル
、トルエン、メチルエチルケトン等の有機溶剤を用いて
希釈して適切な粘度にしたのち使用する。さらに紫外線
吸収剤等を添加して使用してもよい。

発明の効果〕 本発明によ、り得られる染料系偏光板は、セルロース系
フィルムを用いた染料系偏光板と比較して、高耐久性、
特に高温・高温状態で使用する場合の耐久性、及び寸法
安定性に優れるものである。さらに染料配向度が０．８
５以上の染料系偏光膜を用いた染料系偏光板は、よう素
を用いた偏光板に匹敵するくらいの高偏光性を有するの
で、特に有用である。従って、本発明からなる染料系偏
光板は、各種光学フィルター、各種液晶表示装置、なか
でも高い耐久性能と偏光性能を必要とする車載用途、各
種環境で用いられる工業計器類の表示用途等に特に好適
である。

〔実施例〕

以下実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、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、本発明においてポリカーボネート系フィルムの透
過率の測定、及び染料系偏光膜の染料配向度の測定は、
大塚電子製ＭＣＰＤ−１００型分光光度計を用いて前述
の方法により実施した。又、本発明における染料系偏光
板の光線透過率とは、偏光板１枚の光線透過率を測定し
く測定器：日立製作所ＵＶ−３３０型）、ＪＩＳ２Ｂ７
０１　（ＸＹＺ表色系、及びＸ　＋　ｏ　Ｙ　ｌｏ　Ｚ
　＋。

表色系による色の表示方法）に従って求めたＹの値であ
り、偏光度とは、偏光板２枚を重ねた状態で、光線透過
率を測定し、上記の方法によりＹの値を求め、次の式に
より求めたものであここでＹ　１１は、２枚のサンプル
の重ね合わせ時において偏光板の配向方向が同一方向に
なるように重ね合わせた状態で測定した光線透過率（平
行透過率と呼ばれている）から求められたＹの値であり
、Ｙ工は２枚のサンプルの重ね合わせ時において、偏光
板の配向方向が、直交するように重ね合わせた状態で測
定した光線透過率（直交透過率と呼ばれている）から求
められたＹの値である。

実施例１〜５ 厚さ７５μｍのポリビニルアルコールフィルム（クラレ
ビニロン＠７５００）を縦−軸に４倍の延伸を実施し、
偏光膜基材とした。このポリビニルアルコールフィルム
を表１−Ａに示す染料を０．２５　ｗ　ｔ％、芒硝を２
．Ｑ　ｗ　ｔ％の濃度とした６０°Ｃの水溶液に１０分
間浸漬した。さらに硼酸を７．５　ｗ　ｔ％の濃度とし
た６５°Ｃの水溶液に１０分間浸漬後、約２０°Ｃの水
で３０秒間水洗を行い、染料系偏光膜（６５０ｎｍにお
ける染料配向度０．８６２　）を得た。

一方、１００μｍのポリカーボネートフィルム（平均分
子量２６，０００、直交ニコル下における透過率０．０
７　）の表面を表２に示す条件にてコロナ処理を実施し
た。

染料系偏光膜の両側に、ウレタン系接着剤を用いて、該
フィルムのコロナ処理面が内側になるようにして、本発
明の染料系偏光板（６５０ｎｍにおける光線透過率は４
１．８％、偏光度は９６．８％）を得た。いずれも接着
強度等問題なく、１００″Ｃでの耐熱性、及び８０°Ｃ
Ｘ９０％ＲＨでの耐湿熱性テストをそれぞれ１，０００
時間実施したが、偏光性能等の光学特性はいずれも初期
からの変化はほとんど無かった。

実施例６〜１０ 実施例１と同様の方法により、延伸ポリビニルアルコー
ルフィルムを表１−Ｂに示す染料を０、１６　ｗ　ｔ％
、芒硝を２．Ｏｗｔ％ノ濃度とシタ６０°Ｃの水溶液に
１０分間浸漬し、硼酸処理を行って、染料系偏光膜（６
２０ｎｍにおける染料配向度０．８１０）を得た。

一方、８０μｍのポリカーボネートフィルム（平均分子
量２３，０００、直交ニコル下における透過率０．０４
　）の表面を表２に示す条件にてコロナ処理を実施した
。

染料系偏光膜の両側に、ウレタン系接着剤を用いて、該
フィルムのコロナ処理面が内側になるようにして、本発
明の染料系偏光板（６２０ｎｍにおける光線透過率は４
０．９％、偏光度は９２．０％）を得た。いずれも接着
強度等問題なく、１００°Ｃでの耐熱性、及び８０°Ｃ
Ｘ９０％ＲＨでの耐湿熱性テストをそれぞれｉ、ｏｏｏ
時間実施したが、偏光性能等の光学特性はいずれも初期
からの変化はほとんど無かった。

実施例１１〜１５ 実施例１と同様の方法により、延伸ポリビニルアルコー
ルフィルムを表１−Ｃ及び−Ｄに示す染料をそれぞれ０
．１　ｗ　ｔ％、０．　Ｏ７５ｗ　ｔ％及び芒硝を２．
　Ｏｗ　ｔ％の濃度とした６０℃の水溶液に５分間浸漬
し硼酸処理を行い、染料系偏光膜（６００ｎｍにおける
染料配向度０．９１５　＞を得た。

一方、１２０μｍのポリカーボネート（平均分子量１８
．０００）と、スチレン／無水マレイン酸共重合体（ス
チレン／無水マレイン（重量比）＝９２／８）を重量比
で８０対２０に均一ブレンドした組成からなるフィルム
（直交ニコル下における透過率０．０３　）の表面を表
２に示す条件にてコロナ処理を実施した。

染料系偏光膜の両側に、ウレタン系接着剤を用いて、該
フィルムのコロナ処理面が内側になるようにして、本発
明の染料系偏光板（６００ｎｍにおける光線透過率は４
１．７％、偏光度は９９．２％）を得た。いずれも接着
強度等問題な（，１００℃での耐熱性、及び８０℃×９
０％ＲＨでの耐湿熱性テストをそれぞれ１．０００時間
実施したが、偏光性能等の光学特性はいずれも初期から
の変化はほとんど無かった。

比較例１ 保護膜として、８０μｍの三酢酸セルロースフィルムを
用いる以外は、実施例１と同様に実施し、染料系偏光板
を得た。

該偏光板を１００℃での耐熱性、及び８０℃×９０％Ｒ
Ｈでの耐湿熱性テストをそれぞれ、１．０００時間実施
した。耐熱性テストにおける偏光性能等の光学特性は初
期からの変化は少なかったが、耐湿熱性テストにおいて
は、性能低下が著しく生じた。

比較例２ ポリカーボネートフィルムの表面にコロナ処理を実施し
ない以外は、実施例１と全く同様に実施し、染料系偏光
板を得た。

該偏光板を１００°Ｃでの耐熱性、及び８０°Ｃ×９０
％ＲＨでの耐湿熱性テストをそれぞれ、１．０００時間
実施した。耐熱性テストにおける偏光性能等の光学特性
は、実施例１と同様に初期からの変化はほとんど無かっ
たが、耐湿熱性テストにおいては、実施例１と比較して
、性能低下が大きかった。

表　　１

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリビニルアルコール系フィルムに、二色性染料
   を吸着配向させた染料系偏光膜にポリカーボネート系フ
   ィルムからなる保護膜を貼合した染料系偏光板であって
   、該ポリカーボネート系フィルムは少なくとも偏光膜の
   側に配置される面が放電処理されており、該ポリカーボ
   ネート系フィルムを直交ニコル下に光学主軸が４５度に
   なるように配置して測定したときの透過率が、０．２以
   下であることを特徴とする染料系偏光板。
2. （２）前記染料系偏光膜が特定波長域において、以下の
   式により求めた染料配向度Ｆが０．８５以上であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の染料系偏光板
   。 Ｆ＝Ｄ−１／Ｄ＋２、Ｄ＝ｌｏｇＴ＿２／ｌｏｇＴ＿１
   Ｆ：染料配向度 Ｔ＿１：直線偏光に対して、偏光膜の透過軸を同一方向
   にして測定したときの透過率 Ｔ＿２：直線偏光に対して、偏光膜の透過軸を直交させ
   て測定したときの透過率
3. （３）前記放電処理としてコロナ処理を施すことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の染料系偏光板。