JPH03132701A - 偏光フィルム - 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、疎水性樹脂と、配向した特定の二色性色素と
を含有し、偏光特性および耐久性が優れた偏光フィルム
に関する。

［従来の技術およびその発明が解決しようとする課題］ 従来より、液晶デイスプレィ、写真フィルタ等に使用さ
れているイ扁光フィルムとしては、ポリビニルアルコー
ル系樹脂等のフィルム基材にヨウ素や二色性染料を付着
させることにより偏光性能を付与したものが知られてい
る。

しかしながら、このような偏光フィルムは、耐熱性、耐
湿性が劣るため、通常、フィルムの両面を耐久性のある
保護膜で覆うことにより実用に供されているが、十分な
耐久性を有するものではなかった。

また、二色性染料とポリエステル系樹脂を用いた偏光フ
ィルム（特開昭５８−６８００８号公報）等も提案され
ているが、二色比を向上させた染料、すなわち二色性の
高い染料を用いても、まだ配向は不十分であり、偏光性
能が低いものしか得られなかった。

本発明の目的は、優れた偏光性能と高耐久性とを満足す
る偏光フィルムを提供することにある。

［課題を解決するための手段１ 本発明者は、特定のパラメータの値が特定の範囲にある
二色性色素が、樹脂中で容易に配向し、また該二色性色
素を含有する偏光フィルムが、優れた偏光性能と高耐久
性とを示すことを見い出して本発明に到達した。

すなわち、本発明の偏光フィルムは、分子力場計算法に
より計算した色素分子の主慣性モーメントの最大値と最
小値との比が、２５以上である二色性色素と疎水性樹脂
とを含有し、該二色性色素が該疎水性樹脂中で配向して
いることを特徴とする。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明に用いる二色性色素は、分子力場計算法により求
めた係る色素分子の主慣性モーメントの最大値と最小値
との比が、２５以上、好ましくは４０以上、さらに好ま
しくは６０以上である。

本発明にいう分子力場計算法とは、一般に分子の安定な
構造を計算する方法として公知の手法であり、分子力場
計算法を実施する計算プログラムの具体例としては、例
えば、ＭＭ２　（化学関連プログラム交換機構）、ＭＭ
Ｐ２（モレキュラーデザイン社製）、ＭＭＦＦ（モレキ
ュラーデザイン社製）等を挙げることができる。

色素分子の主慣性モーメントの最大値と最小値との比は
、このような計算プログラムを用いて、次のようにして
求める。

まず、色素分子の重心を原点とする任意の３次元座標系
において、ｉ番目の構成原子の位置を（Ｘ　＋、３’　
Ｉｔ　ｚ　＋）とし、その原子量をｍｌとして、次式で
示される慣性モーメントＩ　ｘｘ、Ｉ　ｙｙおよびエエ
２と、慣性乗積Ｉ　ｙｚ、Ｉ　ｚｘおよびＩ　ｘｙとを
計算する。

Ｉ　ＸＸ＝Σｍ　ｌ（３’、”　＋２１２）Ｉ　ＩＴ！
＝　Σ　ｍ　＋　　３’　　ＩＺ　ＩＩ　！Ｘ”　　Σ
　ｍ　　ｌ　Ｚ　　Ｉ　Ｘ　ＩＩ　ｘｙ＝Σ　ｍ　Ｉ　
　Ｘ　　＋３’　ｒ次に、この６組の数値からなる２階
のテンソル、すなわち以下に示す により、前記テンソルの上値、すなわち主慣性モーメン
トＩ３、Ｉ２および１．（１，≦Ｉ２≦１、）を計算す
ることができる。

本発明にいう色素分子の主慣性モーメントの最大値と最
小値との比は、前記最小値１冒こ対する前記最大値■３
の比（１，／Ｉ、）として求めることができる。

なお、本発明の二色性色素としては、このＩ　、／Ｉ　
、比が、２５以上のものであれば特に制限はないが、液
晶性を有するものが好ましい。

主慣性モーメントの最大値と最小値との比が、２５以上
の二色性色素の具体例としては、例えば次式 （式中、Ｒ１，Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、それぞれ水素
原子、アルキル基またはハロゲン原子を表し、 を表し、ＹおよびＺは、それぞれ水素原子、アルキル基
、アルコキシ基、ハロゲン原子、ホルミル基、アルカノ
イルオキシ基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基またはジ
アルキルアミノ基を表す）で示されるトリスアゾ色素お
よび次式 （式中、Ｒ６は、水素原子、アルキル基またはハロゲン
原子を表し、Ｒ１，Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｙおよび２は、
前記と同じ）で示されるテトラキスアゾ色素を挙げるこ
とができる。

疎水性樹脂としては、透明または半透明のフィルムに成
形することができ、かつ延伸することができる疎水性の
樹脂であれば特に制限はなく、例えばポリエチレン、ポ
リプロピレン等のポリオレフィン類：ポリフッ化ビニリ
デン、ポリ塩化ビニノデン等のポリハロゲン化ビニリデ
ン類；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレ
フタレート等のポリエステル類；ポリカーボネート類：
ポリ（メタ）アクリレート：ボリエーテル：ボリスチレ
ン：ボリスルフォン；ポリアミド等の単独重合体もしく
は共重合体、またはこれを混合した樹脂等を挙げること
ができる。

なお、これらの疎水性樹脂の分子量は、公知の製膜、延
伸法で成形できるものであれば特に制限はない。

前記二色性色素は、このような疎水性樹脂に対し、０．
００１〜１５重量％、好ましくは０．００１〜５重量％
、さらに好ましくは０．０１〜２重量％が含有され、疎
水性樹脂中で高度に配向している。

本発明の偏光フィルムには、このような二色性色素およ
び疎水性樹脂のほか、紫外線吸収剤、酸化防止剤のよう
な添加剤、色素等が３重量％以下含有していてもよい。

このような組成からなる本発明の偏光フィルムの膜厚は
、１０〜１５０Ｐ、好ましくは３０〜１００Ｐである。

このような本発明の偏光フィルムの製造方法としては、
特に制限はなく、公知の方法を採用することができ、例
えば次のようにして製造することができる。

まず、前記二色性色素および疎水性樹脂を所定の割合で
混合し、二色性色素の融点以上の温度で溶融混練する。

混線は通常行われる手段により、行うことができ、例え
ば、ブラベンダー等を好適に用いることができる。

次に、この混練物を前記混練温度で、例えば、Ｔダイ法
またはインフレーション法を採用して製膜する。

この時の膜厚としては、１００〜７５０Ｐ、好ましくは
１５０〜５００戸である。

本発明の偏光フィルムは、このように製膜した混線物を
、例えば、ロール延伸機等によって一軸延伸することに
より二色性色素を高度に配向させて得ることができる。

一軸延伸の倍率は、２〜１２倍、好ましくは３〜１０倍
である。

［発明の効果］ かくして製造した偏光フィルムは、疎水性樹脂に５配向
性の二色性色素を含有し、高度に配向しているので、偏
光度９０％以上の優れた偏光特性を有し、かつ、耐熱性
、耐湿性にも優れ、高耐久性を有する。

したがって、偏光性能が熱や水分によってもほとんど変
化せず、優れた偏光特性を長期間維持することができる
。

本発明の偏光フィルムは、液晶デイスプレィ、車載用デ
イスプレィ、色相可変フィルタ、可変透過サングラス、
写真フィルタ、ブラウン管や測定器数値表示部等の反射
防止フィルタ等に使用することができるほか、使用目的
に応じて加工することができ、例えば、本発明の偏光フ
ィルムにポリマーをラミネートしたり、本発明の偏光フ
ィルムの表面に蒸着、スパッタリングまたは塗布法によ
り、インジウム−スズ系酸化物等の透明導電性膜を形成
したりして実用に供することもできる。

（実施例） 次に本発明を実施例よりさらに詳しく説明する６ なお、偏光フィルムの特性は、次の測定法、評価基準を
用いて調べた。

（１）主慣性モーメントの最大値／最小値の計合成した
色素について、分子力場計算法プログラムＭＭＦＦ（モ
ルキュラーデザイン社製）を使用して色素の安定な構造
を計算した。

次に計算した分子構造からそれぞれの色素の主慣性モー
メントの最大値工、と最小値■１との比（１，／Ｉ、）
を計算した。

（２）偏光性能 分光光度計（ＭＰＳ−２０００、■島津製作所製）を用
いて、２枚の偏光フィルムを、延伸方向が平行になるよ
うに重ねて、分光光度計の光路において測定した可視領
域最大吸収波長での光線透過率（Ｔ　、　）および２枚
の偏光フィルムを延伸方向が直交するように重ねて光路
に置き、測定した同波長での光線透過率（Ｔ２）を求め
、次式を用いて偏光度（Ｖ）を算出した。

（３）ｉｆｉ１熱性 偏光フィルムを１００℃の熱風中で１０００時間放置し
、その後の偏光性能を放置前のものと比較し、評価した
６ （４）耐湿性 偏光フィルムを８０℃、９５％ＲＨで１０００時間放置
し、その後の偏光性能を放置前のものと比較し、評価し
た。

実施例Ｉ １１表−１に示した色素Ａの合成 ■モノアゾ色素の合成 水１００　ｍ　１２に、Ｎ、Ｎ−ジメチル−ｐ−フェニ
レンジアミン６．８ｇおよび濃塩酸１０４ｍ℃を加えて
溶解し、５°Ｃ以下で水１０ｍ２に溶解した亜硝酸ナト
リウム３．４５ｇを滴下し、ジアゾ化を行った。

次に、ジメチルホルムアミドｌｏｍρに溶解したｍ−ト
ルイジン５．４ｇを１０℃以下でジアゾ溶液に加え、２
時間撹拌してカップリングさせたのちに濾過した。

その残渣を水洗してからさらにメタノールで洗浄したの
ちに、乾燥して次式で示されるモノアゾ色素８．１ｇを
得た。

■ジスアゾ色素の合成 得られたモノアゾ色素７．６ｇを酢酸１００ｍ℃に溶解
し、さらに濃塩酸６．３ｍ℃を加えた溶液に、５°Ｃ以
下で亜硝酸ナトリウム２．１ｇを水６ｍＩ２に溶解した
液を滴下し、ジアゾ化を行った。

次に、ジメチルホルムアミド１０ｍＩ２に溶解した８−
アミノキノリン４．３ｇを１０°Ｃ以下でジアゾ溶液に
加え、２時間撹拌したのちに濾過した。

その残渣を水洗してからさらにメタノールで洗浄したの
ちに、乾燥して次式で示されるジスアゾ色素８．３ｇを
得た。

■トリスアゾ色素の合成 得られたジスアゾ色素７．２ｇをジメチルアミド１００
ｍＪ２に溶解し、さらに濃塩酸４．５ｍｇ。

を加えた溶液に、５℃以下で亜硝酸ナトリウム１．３ｇ
を水４ｒｒ＋１２に溶解した液を滴下し、ジアゾ化を行
った。

次に、ジメチルホルムアミド１０ｍＩ２に溶解したＮ、
Ｎ−ジメチルアニリン２．７ｇを１０°Ｃ以下でジアゾ
溶液に加え、２時間撹拌したのちに濾過した。

その残渣を水洗してからさらにメタノールで洗浄したの
ちに、乾燥して粗製色素４．８ｇを得た。

得られた粗製色素をシリカゲルカラムクロマトグラフィ
ーを用いてトルエンで展開し、トリスアゾ色素として表
−１に示した色素Ａを得な６なお、得られた色素Ａの主
慣性モーメントの最大値／最小値（Ｉ３／Ｉ、）を表−
２に示す。

ＴＩ　、偏光フィルムの作製 得られた色素Ａ０．９ｇとポリエチレン樹脂（ＦＹ−４
、三菱油化用製）１２０ｇとを２００°Ｃでブラベンダ
ーを用いて均一にブレンドし、マスターバッチを作製し
た。

得られたマスターバッチ１１０ｇおよびポリエチレン樹
脂７８０ｇを、Ｔダイス（ダイス幅１２０ｍｍ）を備え
た１５ｍｍ押し出し機を用いて２１０℃で製膜した。

次いで、第１図に示すロール延伸機にて、１００℃で低
速ロールｅ　（０，８５ｍ／分）に通した後、高速冷却
ロール５　（５，５ｍ／分）により縦方向に６．５倍に
延伸し、約７５Ｐ厚の偏光フィルムを得た。

得られた偏光フィルムの偏光特性の評価［１枚の偏光フ
ィルムの最大吸収波長での光線透過率：以下、単に透過
率（Ｔ、）という］および偏光度（Ｖ）を表−２に示す
。

なお偏光フィルムの巾方向のバラツキは、認められなか
った。

また、耐熱性の評価を表−３に、耐湿性の評価を表−４
に示す。

実施例２ １０表−１に示した色素Ｂの合成 ■モノアゾ色素の合成 ｍ−トルイジンに代えて８−アミノキノリン７．２ｇを
用いたほかは、実施例１の■と同様にカップリングを行
い、次式で示されるモノアゾ色素９．３ｇを得た。

■ジスアゾ色素の合成 得られたモノアゾ色素８・、７ｇを用いて実施例１の■
と同様にジアゾ化を行い、ついで８−アミノキノリン４
，３ｇを用いて実施例１の■と同様にカップリングを行
い、次式で示されるジスアゾ色素９．４ｇを得た。

■トリスアゾ色素の合成 得られたジスアゾ色素８．０ｇを用いて、実施例１の■
と同様にジアゾ化を行い、Ｎ、Ｎ−ジメチルアニリン２
．７ｇを用いて実施例１の■と同様にカップリングおよ
びその後の処理を行ってトリスアゾ色素として表−１に
示した色素Ｂを得た。

なお、得られた色素Ｂの主慣性モーメントの最大値／最
小値（Ｉ　、／Ｉ　、）を表−２に示す。

ＩＩ　、偏光フィルムの作製 色素Ａに代えて色素Ｂを用いたほかは、実施例１と同様
に偏光フィルムを作製した。

得られた偏光フィルムの透過率（ＴＯＩおよび偏光度（
Ｖ）を表−２に示す。

なお偏光フィルムの巾方向のバラツキは、認められなか
った。

また、耐熱性の評価を表−３に、耐湿性の評価を表−４
に示す。

実施例３ １９表−１に示した色素Ｃの合成 ■トリスアゾ色素の合成 実施例２の■と同様にジスアゾ色素を得たのちに、実施
例１の■と同様にジアゾ化し、Ｎ、Ｎ−ジメチルアニリ
ンに代えて８−アミノキノリン２．９ｇを用いたほかは
、実施例１の■と同様にカップリングを行い、次式で示
されるトリスアゾ色素４．９ｇを得た。

■テトラキスアゾ色素の合成 得られたトリスアゾ色素４．５ｇをジメチルアミド１０
０ｒｒ＋ｊ２に溶解し、さらに濃塩酸２．０ｍ℃を加え
た溶液に、５°Ｃ以下で亜硝酸ナトリウム０．６ｇを水
１ｍｊ２に溶解した液を滴下し、ジアゾ化を行った。

次に、ジメチルホルムアミド１０ｍｆ２に溶解したＮ、
Ｎ−ジメチルアニリン１．Ｏｇを１０℃以下でジアゾ溶
液に加え、２時間撹拌したのちに濾過した。

その残渣を水洗してからさらにメタノールで洗浄したの
ちに、乾燥して粗製色素２．８ｇを得た。

得られた粗製色素をシリカゲルカラムクロマトグラフィ
ーを用いてトルエンで展開し、テトラキスアゾ色素とし
て表−１に示した色素Ｃを得た。

なお、得られた色素Ｃの主慣性モーメントの最大値／最
小値（ｒ　３／Ｉ　＋）を表−２に示す。

ＴＩ　、偏光フィルムの作製 色素Ａに代えて色素Ｃを用いたほかは、実施例１と同様
に偏光フィルムを作製した。

得られた偏光フィルムの透過率（Ｔｏ）および偏光度（
Ｖ）を表−２に示す。

なお偏光フィルムの中方向のバラツキは、認められなか
った。

また、耐熱性の評価を表−３に、耐湿性の評価を表−４
に示す。

実施例４ １０表−１に示した色素りの合成 ■モノアゾ色素の合成 Ｎ、Ｎ−ジメチル−ｐ−フェニレンジアミンに代えてｐ
−ニトロアニリン６．９ｇを用いたほかは、実施例１の
■と同様にジアゾ化およびカップリングを行い、次式で
示されるモノアゾ色素８．３ｇを得た。

■テトラキスアゾ色素の合成 得られたモノアゾ色素７．７ｇを用いて実施例１の■と
同様にジアゾ化を行い、ついで１−５ジアミノナフタレ
ン２．４ｇを用いて実施例１の■と同様にカップリング
およびその後の処理を行い、テトラキスアゾ色素として
表−１に示した色素Ｄ９．４ｇを得た。

なお、得られた色素りの主慣性モーメントの最大値／最
小値（Ｉ　、／Ｉ　、）を表−２に示す。

ＩＩ　、偏光フィルムの作製 色素Ａに代えて色素りを用いたほかは、実施例１と同様
に偏光フィルムを作製した。

得られた偏光フィルムの透過率（Ｔ、）および偏光度（
Ｖ）を表−２に示す。

なお偏光フィルムの巾方向のバラツキは、認められなか
った。

また、耐熱性の評価を表−３に、耐湿性の評価を表−４
に示す。

実施例５ １１表−１に示した色素Ｅの合成 ■モノアゾ色素の合成 Ｎ、Ｎ−ジメチル−ｐ−フェニレンジアミンに代えてＮ
−ｐ−メトキシフェニル−１，４−フェニレンジアミン
ｌｏ、７ｇを用いたほかは、実施例１の■と同様にジア
ゾ化およびカップリングを行い１次式で示されるモノア
ゾ色素１１．１ｇを得た。

■ジスアゾ色素の合成 得られたモノアゾ色素１０．０ｇを用いて実施例１の■
と同様にジアゾ化を行い、ついでｍ−トルイジン３．２
ｇを用いたほかは実施例１の■と同様にカップリングを
行い、次式で示されるジスアゾ色素９．５ｇを得た。

■トリスアゾ色素の合成 得られたジスアゾ色素８．７ｇを用いて、実施例１の■
と同様にジアゾ化を行い、Ｎ、Ｎ−ジメチルアニリン２
，４ｇを用いて実施例１の■と同様にカップリングおよ
びその後の処理を行ってトリスアゾ色素として表−１に
示した色素Ｅを得た。

なお、得られた色素Ｅの主慣性モーメントの最大値／最
小値（Ｉ　３／Ｉ　、）を表−２に示す。

ＩＩ　、偏光フィルムの作製 色素Ａに代えて色素Ｅを用いたほかは、実施例１と同様
に偏光フィルムを作製した。

得られた偏光フィルムの透過率（Ｔｏ）および偏光度（
Ｖ）を表−２に示す。

なお偏光フィルムの巾方向のバラツキは、認められなか
った。

また、耐熱性の評価を表−３に、耐湿性の評価を表−４
に示す。

実施例６ 実施例１で得られた色素Ａ１．Ｏｇとポリフッ化ビニリ
デン樹脂（Ｓｏｌｅｆ　１００８、ソルベー社製）　１
４０ｇとを用いてたほかは、実施例１と同様に偏光フィ
ルムを作製した。

得られた偏光フィルムの透過率（Ｔｏ）および偏光度（
Ｖ）を表−２に示す。

なお偏光フィルムの巾方向のバラツキは、認められなか
った。

実施例７ 色素Ａに代えて色素Ｂ１．Ｏｇを用いたほかは、実施例
６と同様に偏光フィルムを作製した。

得られた偏光フィルムの透過率（Ｔｏ）および偏光度（
Ｖ）を表−２に示す。

なお偏光フィルムの巾方向のバラツキは、認められなか
った。

実施例８ 色素Ａに代えて色素Ｃ１，Ｏｇを用いたほかは、実施例
６と同様に偏光フィルムを作製した。

得られた偏光フィルムの透過率（Ｔｏ）および偏光度（
Ｖ）を表−２に示す。

なお偏光フィルムの巾方向のバラツキは、認められなか
った。

実施例９ 色素Ａに代えて色素Ｄｉ、Ｏｇを用いたほかは、実施例
６と同様に偏光フィルムを作製した。

得られた偏光フィルムの透過率（”ｒｏ）および偏光度
（Ｖ）を表−２に示す。

なお偏光フィルムの巾方向のバラツキは、認められなか
った。

実施例１Ｏ 色素Ａに代えて色素Ｅ１．Ｏｇを用いたほかは、実施例
６と同様に偏光フィルムを作製した。

得られた偏光フィルムの透過率（Ｔ、）および偏光度（
Ｖ）を表−２に示す。

なお偏光フィルムの巾方向のバラツキは、認められなか
った。

比較例１ 実施例１と同様に表−１に示す色素Ｆを合成した。

なお、得られた色素Ｆの主慣性モーメントの最大値／最
小値（Ｉ　、／Ｉ　、）を表−２に示す。

色素Ａにポえて色素Ｆ１．Ｏｇを用いたほかは、実施例
１と同様に偏光フィルムを作製した。

得られた偏光フィルムの透過率（Ｔｏ）および偏光度（
Ｖ）を表−２に示す。

比較例２ 実施例１と同様に表−１に示す色素Ｇを合成した。

なお、得られた色素Ｇの主慣性モーメントの最大値／最
小値（Ｉ　、／Ｉ　、）を表−２に示す。

色素Ａに代えて色素Ｇ１．Ｏｇを用いたほかは、実施例
１と同様に偏光フィルムを作製した。

得られた偏光フィルムの透過率（Ｔｏｌおよび偏光度（
Ｖ）を表−２に示す。

比較例３ 実施例１と同様に表−１に示す色素Ｈを合成した。

なお、得られた色素Ｈの主慣性モーメントの最大値／最
小値（Ｉ　、／Ｉ　、）を表−２に示す。

色素Ａに代えて色素Ｈ１，Ｏｇを用いたほかは、実施例
１と同様に偏光フィルムを作製した。

得られた偏光フィルムの透過率（Ｔｏ）および偏光度（
Ｖ）を表−２に示す。

表−２ 偏光特性 表−３ 耐熱性試験 試験前 偏光度（％） 試験後 偏光度（％）　変形 変色 ポリフッ化 ビニリデン ピレン ４０．０％ ４１．３％ ４０．５％ ４２．１％ ３６．２％ ９５．７％ ９６．８％ ９９．５％ ９９．３％ ９６．２％ ３７．６％ ３９．０％ ３８．３％ ３８．５％ ９６．０％ ９６．５％ ９９．０％ ９９．５％ ３８．５％ ７２．０％ ３７．９％ ７９．８％ 実施例１ 〃　２ 〃　３ 〃　４ 〃　５ 実施例１ 〃　２ 〃　３ 〃　４ 〃　５ ９７．６ ９５．７ ９６．８ ９９．５ ９９．３ 表−４ 試験前 偏光度（％） ９７．６ ９５．７ ９６．８ ９４５ ９９．３ ９７．０ ９４．９ ９６．６ ９９．３ ９８．７ 耐湿性試験 試験後 偏光度（％）　変形 ９７．１ ９５．３ ９６．６ ９９．０ ９８．６ 変色 評価 表−１、表−２、表−３および表−４から明らかなよう
に、実施例の偏光フィルムは各処理前後で、外観および
偏光特性はほとんど変化せず、耐久性が優れていること
がわかる。

また、比較例の偏光フィルムは、実施例の偏光フィルム
に比べ偏光特性が劣っていた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の偏光フィルムを製造する際に使用し
たロール延伸機である。 １・・・押出し機 ２・・・Ｔ−ダイス ３・・・チルロール ４４′・・・ニップロール ５・・・高速（冷却）ロール ６・・・低速（予熱）ロール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）分子力場計算法により計算した色素分子の主慣性
   モーメントの最大値と最小値との比が、２５以上である
   二色性色素と疎水性樹脂とを含有し、該二色性色素が該
   疎水性樹脂中で配向していることを特徴とする偏光フィ
   ルム。