JPH04271302A - 偏光フイルム及びそれらの製造方法 - 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】

【０００１】本発明は、ポリビニルアルコールと、二色
性染料形成成分と、必要に応じてその他の染料形成成分
と、必要に応じて添加剤と、そして必要に応じて界面活
性剤とを含む偏光フィルムであって、二またはそれより
多い層を有して成りそして少なくとも二つの層の間の相
境界でそれらの組成において急な変化を有することを特
徴とする偏光フィルム、及びそれらの製造方法に関する
。

【０００２】偏光剤としてヨウ素または二色性染料を含
むポリビニルアルコール（ＰＶＡＬ）を基にしたフィル
ムは知られている。

【０００３】これまでのところ、ヨウ素含有偏光剤だけ
が、実際に、例えば情報を表示するための受動（ｐａｓ
ｓｉｖｅ）液晶ディスプレイにおいて使用されてきた。 水分の存在下では、これらの偏光剤は、可視スペクトル
の長波長領域においては優れた光安定性によってそして
優れた二色性性質によって特徴づけられる。これらのフ
ィルムの活性剤は、完全ではないが広い帯域にわたって
昼光を吸収するヨウ素／ＰＶＡＬ錯体（Ｍ．Ｍ．ツビッ
ク（Ｚｗｉｃｋ）、Ｊ．アプライ．ポリマ．サイ．（Ａ
ｐｐｌｙ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．）；９，２３９３〜２
４２４（１９６５））である。短波長（オレンジ−黄色
）領域においては、減少した吸光の領域があり、その結
果フィルムは色が青である。

【０００４】これは、例えばフィルムを通過した後で白
色光を発生することが望まれる時には不幸な結果を有す
る。通過させられた未偏光の光は、この領域中での二色
性、そしてそれ故偏光力を減少させる。それを再び増加
させるためには、ヨウ素錯体の濃度を増加させなければ
ならない。しかしながら、短波長領域におけるこの補正
は、結果として長波長領域における過剰の吸光をもたら
す。これは、今度は、結果として通過位置における通過
させられた光の明瞭な減少をもたらす。このフィルムを
具備する光学ディスプレイは、その明度が減少する。受
け入れられる明度を達成するために、妥協を図らねばな
らない。

【０００５】普遍的に使用することができる光学ディス
プレイの重要な臨界的パラメーターは、通常は“知覚さ
れた（ｐｅｒｃｅｉｖｅｄ）コントラスト比”（ＰＣＲ
）と呼ばれる異なる照明条件下でのその読み易さである
。このことから、一方では伝達が停止位置において可能
な限り低く為されなければならず（暗さにおける可読性
）そして、他方では、通過位置において可能な限り高く
為されなければならない（明るさにおける可読性）。 これは、スペクトルの全領域にわたってのフィルターの
部分に関する完全に均一な偏光力を要求し、これは、原
理的に、ヨウ素フィルムによっては達成することができ
ない。

【０００６】ヨウ素をその他の二色性発色団の混合物に
よって置き換えて均一な二色性を有するくすんだ灰色を
生成させる試みに不足はなかった。しかしながら、この
目的のためにはある範囲の非常に効果的な染料が必要と
される。良好な光及び天候堅ろう度値に加えて、それら
は、母体中の高い吸光及び高い二色性を有しなければな
らない。

【０００７】かくして、ポリアゾ染料が主に提案されて
きた（日本火薬　　ＪＡ　　５９−１４５　　２５５、
６０−１５６　　７５９、６０−１６８　　７４３）。 しかしながら、二色性は染料の間に広く存在する性質で
あるけれども（Ｗ．ハンル（Ｈａｎｌｅ）、Ｈ．シェラ
ー（Ｓｃｈｅｒｅｒ）、ゼイトシュル．ナトールフォル
シュ．（Ｚｅｉｔｓｃｈｒ．Ｎａｔｕｒｆｏｒｓｃｈ．
）６ａ、４３７〜４３９（１９５１）参照）、これまで
のところヨウ素フィルムのスペクトルの性質を達成する
または凌駕することは不可能であることが証明されてき
た。これは、良好な青い色調が存在しないこと、染料／
母体システムの高い二色性に対する要求及び吸収状態に
おいて要求される極端な色密度に起因する。この理由は
、これらの染料と比較して、錯体中に結合されたヨウ素
分子は、４３，０００の程度の高い分子吸光を有するこ
とである（Ｒ．Ｒ．ボールドイン（Ｂａｌｄｗｉｎ）、
Ｒ．Ｓ．バエル（Ｂａｅｒ）、Ｒ．Ｅ．ランドル（Ｒｕ
ｎｄｌｅ）、Ｊ．アム．ケム．ソス．（Ａｍ．Ｃｈｅｍ
．Ｓｏｃ．）、６６　　１１１（１９４４））。発色団
が２原子性であるので、非常に高いモル濃度、そしてそ
れ故極端な吸光が得られる。比肩できるモル吸収を有す
る染料は、一般的に明瞭により高い　−　一般に４〜８
倍高い　−　分子量を有し、その結果一つの染料によっ
て要求される吸光を得ることは困難である。従って、非
常に高い濃度の染料を使用しなければならない；支持材
料中の溶解度限界にすぐに到達し、そして過飽和効果が
得られる。これらの効果は、例えば、望ましくない光の
散乱において反射され得る。

【０００８】加えて、少なくとも一つの染料三重項（ｔ
ｒｉｐｌｅ）が、均一な灰色を生成させるために必要で
ある。原則として、勿論、お互いに相溶性である発色団
だけを、このような三重項において使用することができ
、これは、確立されるべき性質の数に鑑みて、相互作用
と調和することが可能でない場合には可能性のもう一つ
のかなりの限定となる。これが完全に達成されることは
殆どないので、母体が染料によって過負荷を受ける問題
が常に存在し、結果としてフィルムの構造に対する撹乱
、及び沈殿、不安定性及び二色性における減少をもたら
す。

【０００９】もう一つの困難は、染料混合物において、
さらに特別にはアントラキノン及びアゾ染料混合物にお
いてかなり頻繁に観察されるエネルギーの移動中に存在
する（クラウセン、ブロックス、コプス、クレック、ネ
ーフ（Ｃｌａｕｓｓｅｎ，Ｂｒｏｃｋｅｓ，Ｋｏｐｓ，
Ｋｒｏｅｃｋ，Ｎｅｅｆｆ）、プロク．（Ｐｒｏｃ．）
ＳＩＤ、２６、１７〜２２（１９８５）。従って、光安
定性は二色性発色団の一般的な困難性でありそして、概
して、光安定剤の使用によって改良されねばならない。 これらの添加剤は母体と相溶性でなければならず、これ
は最適化のもう一つの問題を提起する。

【００１０】材料及び性質の多様性が、これまでのとこ
ろ、染料形成成分がヨウ素またはヨウ素錯体（これは、
広帯域偏光力に関してそして水分及び熱に対する耐性に
関しては明確な利点をもたらすであろうけれども）では
ない偏光フィルムを供給することを不可能にしてきた。

【００１１】極端に高い吸光値及び乱されない構造を有
する偏光フィルムを、２またはそれより多い層にフィル
ムを分離して作成することによって製造することができ
ることがここに見い出された。

【００１２】本発明は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ
Ｌ）と、二色性染料形成成分と、必要に応じてその他の
染料形成成分と、必要に応じて添加剤と、そして必要に
応じて補助剤とを含む偏光キャストフィルムであって、
二またはそれより多い層を有して成りそして少なくとも
二つの層の間の相境界でそれらの組成において急な変化
を有することを特徴とするキャストフィルムに関する。

【００１３】本発明はまた、少なくとも二つの層がそれ
らの染料形成成分の性質及び／または濃度において異な
ることを特徴とする、述べられた多層キャストフィルム
に関する。

【００１４】本発明によるフィルムの製造のための適当
なキャスティング溶液は、添加剤をもまた含んでよい、
ポリビニルアルコール及び染料形成成分（本明細書中で
は以後染料と呼ぶ）の水溶液である。特に好ましい溶液
は４〜１２重量％の固体含量、及びそれを基にして０．
１〜７重量％の染料含量を有し、１００重量％の固体含
量を基にして蛍光染料の場合には０．１〜２重量％の染
料含量が好ましく、そしてその他の着色染料の場合には
４〜７重量％の染料含量が好ましい。

【００１５】本キャスティング溶液は、溶液の湿潤性質
を保証するために個別にまたは混合して使用してよい界
面活性化合物、さらに特別にはアニオン性または両性界
面活性剤を必要に応じて含んでよい。界面活性化合物の
パーセント含量は、１００重量％のキャスティング溶液
を基にして０．００１〜１重量％そして好ましくは０．
００５〜０．１重量％である。

【００１６】適当な界面活性化合物は、例えば、スルホ
ン酸、例えばアルカンスルホン酸、さらに特別にはスル
ホコハク酸オクチルエステル、ペルフルオロアルカンス
ルホン酸、さらに特別にはペルフルオロオクタンスルホ
ン酸及びそのテトラアルキルアンモニウム塩、例えばそ
のテトラエチルアンモニウム塩、硫酸塩、さらに特別に
は硫酸塩化されたアルキルフェノールポリグリコールエ
ーテル、またはアルキルスルホン酸塩、両性界面活性剤
、さらに特別にはアルカンアミドプロピルベタイン、例
えばラウラミドプロピルベタイン、または以下の登録番
号：７３７７２−４５−９、９６５６５−３７−６、４
２９２−１０−８、５９２７２−８４−３、２５７２９
−０５−９、６１７９−４４−８、２１２４４−９９−
５、５８７９３−７９−６、３２９５４−４３−１、９
２８３６−７６−５の下でケミカル　　アブストラクツ
中に表示された化合物、またはノニオン界面活性剤、例
えば４−オクチルフェノールポリグリコールエーテルで
ある。

【００１７】二色性に関して濃度比例効果を有しそして
それ故母体中の染料の二色性を増加させる添加剤を、必
要に応じてキャスティング溶液に添加してよい。本発明
の明細書において適当な添加剤は、例えば、低級一価ま
たは多価アルコール、例えばメタノール、エタノールま
たはグリコール、グリセリン、トリメチロールエタン、
トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール、ソル
ビトール、それらのエーテル類、例えばグリコールモノ
エチルエーテル、グリコールモノメチルエーテル、グリ
コールジメチルエーテル、ジグリコールジメチルエーテ
ル、低級ヒドロキシアミン、例えばプロパノールアミン
、またはアミド、例えばＤＭＦ、Ｎ−メチルピロリドン
、ピロリドンまたはε−カプロラクタムである。これら
の添加剤は、個別に使用してもよく、または、より大き
な利点を得るために、低級一価アルコール、例えばメタ
ノール、エタノール、ｉ−プロパノールを成分として含
んでもよい混合物の形で使用してもよい。

【００１８】二色性増加添加剤の濃度は、使用される二
色性染料の個別の性質に依存する。そのレベルは、キャ
スティング溶液及びフィルムの技術的性質によって限定
される。

【００１９】これらの添加剤は、好ましくは、キャステ
ィング溶液の５〜５０重量％を構成する量でキャスティ
ング溶液に添加される。

【００２０】本発明による好ましいポリビニルアルコー
ルは、ポリ酢酸ビニルの完全なまたは部分的な鹸化によ
って製造されたポリビニルアルコール、さらに特別には
２０℃で４％水溶液の形そして＞８０モル％そして好ま
しくは８５〜１００モル％の鹸化度で＞４ｍＰａｓｅｃ
そして好ましくは３５〜７０ｍＰａｓｅｃの粘度を有す
るタイプのものである。

【００２１】本発明はまた、述べられたキャスティング
溶液を、公知の方法で多段コーターによって二またはそ
れより多い層で基体に付与しそして乾燥し、乾燥したフ
ィルムを基体から除去しそして次に一軸延伸することを
特徴とする、本発明による偏光フィルムの製造方法に関
する。

【００２２】適当な染料は、キャスティング溶液中に可
溶性である任意の有機染料である。本方法の一つの利点
は、これらの成分の溶液を個別に最適化することができ
ることである。混合物中に非相溶性染料をフィルム内部
に合体させることさえ可能であり、例えば異なって着色
された層中への可能性のある拡散を防止するために層の
間に未着色材料の分離層をキャスティングすることによ
って為される。

【００２３】これらの層の湿り厚さは、必要に応じて１
０〜５００μｍに調節することができ、そしてフィルム
の構造を整えるために変動させることができる。層を製
造するためにカスケードコーターを使用する場合には、
２０〜２５０μｍの湿り層厚さが好ましい；カーテンコ
ーターを使用する場合には、２５〜６００μｍの湿り厚
さが好ましい。

【００２４】好ましい染料は、ＤＥ−Ａ　　３　　９２
１　　６６９、ＤＥ−Ａ　　３　　８４３　　４１４、
ＤＥ−Ａ　　３　　６１５　　７６５中で各々の場合に
おいて請求項１中で述べられている染料である。

【００２５】層の数は、２より大きいかまたは等しく、
２〜９層が好ましい。色密度を増加させるために、必要
に応じて同じ染料を数個の引き続く層として付与してよ
い。本発明によるホイルまたはフィルムの層は、カスケ
ードコーターまたはカーテンコーターを使用して逐次ま
たは同時に付与することができる。これらのよく知られ
ている方法は、“ウルマン（Ｕｌｌｍａｎｎｓ）、工業
化学百科事典”第４版、１８巻、４４２頁中に述べられ
ている。

【００２６】本偏光フィルムまたはホイルは、それ自体
は公知の方法によって他の非複屈折材料と一緒にコンパ
ウンドまたは積層することができる。適当な保護コーテ
ィングは、例えば、テトラフルオロエチレン／ヘキサフ
ルオロエチレンコポリマーまたは任意のその他のフッ化
炭素樹脂、ポリエステル、ポリオレフィンまたはポリア
ミド樹脂、ポリカーボネートまたはセルロースエステル
、好ましくは（三）酢酸エステル、プロピオン酸エステ
ルまたは酪酸エステルのフィルムである。

【００２７】光安定剤が外側の層中に存在する層構造が
好ましい。

【００２８】乾燥の後で、これらの層は容易に基体から
取り外されそして延伸され得る。延伸は、６０〜１８０
℃の温度でそして好ましくは１００〜１５０℃の温度で
３００〜１０００％の量だけ実施される。可視スペクト
ルがない光学的に等方性のフィルムに接合した後で、非
常に良好な二色性比と自由に選択できる色調とを組み合
わせた偏光フィルムが得られる。

【００２９】もし所望ならば、本染料含有フィルムに、
それらの耐水性またはそれらの光透過性を改良するため
に、例えば硼酸水溶液による後処理を施すことさえでき
る。この後処理を実施する条件は、フィルム材料及び染
料に無関係に変更することができる。後処理は、好まし
くは１〜１５重量％そして、さらに好ましくは５〜１０
重量％の硼酸溶液によって３０〜８０℃でそしてさらに
好ましくは５０〜８０℃で実施される。界面活性剤そし
て、必要に応じて、無機塩を好ましくは硼酸溶液に添加
する。界面活性剤は、ノニオン性、カチオン性またはア
ニオン性でよく、そして好ましくはノニオン性である。

【００３０】ノニオン性界面活性剤の例は、エチレンオ
キシドと高級アルコールまたはフェノール、例えばノニ
ルフェノールとの付加生成物である。界面活性剤は、水
を基にして好ましくは０．００５〜０．５重量％の量で
そしてさらに好ましくは０．０２〜０．２重量％の量で
使用される。好ましい無機塩は、硫酸ナトリウム及びま
た硫酸カリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硝酸
ナトリウム、硝酸カリウムである。無機塩は、好ましく
は０．１〜５重量％の量でそしてさらに好ましくは０．
３〜３重量％の量で使用される。もし所望ならば、高分
子量カチオン性化合物の水溶液を使用して固定処理もま
た実施することができる。

【００３１】本発明はまた、偏光（ｐｏｌａｒｉｚａｔ
ｉｏｎ）フィルムの製造のための本発明による偏光（ｐ
ｏｌａｒｉｚｉｎｇ）フィルムの使用に関する。

【００３２】本発明によるフィルムから得られる偏光フ
ィルムは、偏光フィルターとしてそして光学ディスプレ
イにおいて使用される。

【００３３】

【実施例】実施例１ ７ｇの４，４′−アゾ−［３−（２−スルホ−４−ヒド
ロキシ−６−Ｎ−ベンゾイルアミノ）−ナフタレン］−
スチルベン−２−スルホン酸を、２２４ｇのポリビニル
アルコール（Ｍｏｗｉｏｌ２８〜９９、ＤＩＮ　　５３
　　０１５による粘度：２８±２ｍＰａｓ、加水分解度
　　９９．４±０．４モル％、エステル価　　８±５ｍ
ｇＫＯＨ／ｇ、ヘキストＡＧの製品）、４５５２ｇの水
、４５ｇのグリセリン及び３７２ｇのメタノールの混合
物（溶液Ａ）に添加し、そして撹拌しながらその中に溶
解させる。９０℃の温度で１２時間撹拌した後で、ゼイ
ツ（Ｓｅｉｔｚ）フィルターを通してこの溶液を透明に
し、そしてアニオン界面活性剤の４重量％の水溶液５０
ｇを添加する。キャスティング溶液の粘度はここでは４
０℃で２７．３ｍＰａｓである。

【００３４】この溶液を７５ｍ／秒で動くプラスチック
ウェブの上に１３０μｍの厚さで湿式コートし、その上
を暖かい空気を向流で通過させる。滑らかな１１μｍ厚
さのフィルムが得られる。

【００３５】次にこのフィルムを、１９６ｇのポリビニ
ルアルコール（Ｍｏｗｉｏｌ　　２８−９９）、４０ｇ
のグリセリン、３９６９ｇの水及び６ｇの４，４′−ア
ゾ−（４−スルホアゾベンゼン）−フラボン酸（ｆｌａ
ｖｏｎｉｃ　　ａｃｉｄ）の溶液（溶液Ｂ）の１５０μ
ｍの厚さの層によって被覆する。透過光が深いルビー赤
である１４μｍ厚さのフィルムが得られそして、これは
、１：６の比での延伸の後で４００〜６００ｎｍ範囲に
おいて＞２０のコントラスト比ＣＲを有する。このコン
トラスト比は、ＩＥＥＥ、ＥＤ２４、１８２３頁（１９
７７）においてＡ．ブルーム（Ｂｌｏｏｍ）及びＥ．Ｂ
．プリーストリイ（Ｐｒｉｅｓｔｌｙ）によって定義さ
れている。

【００３６】実施例２ 溶液類は実施例１におけるのと同じ方法で製造するが、
溶液ＡのＰＶＡＬ含量を１０重量％に増加させる。カー
テンコーターを使用して、この溶液を、溶液Ｂに関して
実施例１中で示した組成を有する二枚の３０μｍ厚さの
層の間に２００μｍの湿り層厚さで付与する。乾燥後２
５μｍ厚さのフィルムが得られそして、これは、延伸後
、３の色密度及び４００〜６００ｎｍ範囲において２０
〜５０のコントラスト比ＣＲを有する。

【００３７】実施例３ 実施例１において述べられたようにして二層フィルムを
製造する。このフィルムの乾燥の後で、溶液Ａと同様に
して製造されそして染料としてダイレクト　　ブルー（
Ｄｉｒｅｃｔ　　Ｂｌｕｅ）１５（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．２４
４００）を含む溶液を１３０μｍの湿り層厚さで付与す
る。 乾燥後、反射光が黒である２１μｍ厚さのフィルムが得
られそしてこれは、延伸後、＞２．５の色密度に関して
４００〜６５０ｎｍの可視スペクトルにわたって＞２０
のコントラスト比を有する。

【００３８】本発明の主なる特徴及び態様は以下の通り
である。

【００３９】１）ポリビニルアルコール（ＰＶＡＬ）と
、二色性染料形成成分と、必要に応じてその他の染料形
成成分と、必要に応じて添加剤と、そして必要に応じて
界面活性化合物とを含む偏光キャストフィルムであって
、二またはそれより多い層を有して成りそして少なくと
も二つの層の間の相境界でそれらの組成において急な変
化を有することを特徴とするキャストフィルム。

【００４０】２）少なくとも二つの層がそれらの染料形
成成分の性質及び／または濃度において異なることを特
徴とする、上記１に記載のキャストフィルム。

【００４１】３）１００重量％のキャスティング溶液を
基にして４〜１２重量％の全固体含量、及び１００重量
％全固体含量を基にして０．１〜７重量％の染料形成成
分の含量を有するキャスティング溶液の、上記１及び２
に記載のキャストフィルム。 ４）ポリ酢酸ビニルの完全または部分的鹸化によって製
造されたポリビニルアルコールを含む、上記１及び２に
記載のキャストフィルム。

【００４２】５）２０℃で４％水溶液の形そして＞８０
モル％の鹸化度で＞４ｍＰａｓｅｃの粘度を有するポリ
ビニルアルコールを含む、上記１に記載のキャストフィ
ルム。

【００４３】６）２０℃で４％水溶液の形で３５〜７０
ｍＰａｓｅｃの粘度を有するポリビニルアルコールを含
む、上記５に記載のキャストフィルム。

【００４４】７）８５〜１００モル％の鹸化度を有する
ポリビニルアルコールを含む、上記５に記載のキャスト
フィルム。

【００４５】８）少なくとも２０μｍの延伸後全層厚さ
を有する、上記１から４に記載のキャストフィルム。

【００４６】９）ポリビニルアルコールと、二色性染料
形成成分と、必要に応じてその他の染料形成成分と、必
要に応じて添加剤と、必要に応じて補助剤との水溶液を
、公知の方法で多段コーターによって二またはそれより
多い層で基体に付与しそして乾燥し、乾燥したフィルム
を基体から除去しそして次に一軸延伸することを特徴と
する、上記１に記載のキャストフィルムの製造方法。

【００４７】１０）これらの層を１０〜５００μｍの湿
り厚さで付与する、上記９に記載の方法。

【００４８】１１）基体から除去されたフィルムを６０
〜１８０℃の温度で３００〜１０００％だけ延伸する、
上記９に記載の方法。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリビニルアルコール（ＰＶＡＬ）と二色
   性染料形成成分と、必要に応じてその他の染料形成成分
   と、必要に応じて添加剤と、そして必要に応じて界面活
   性化合物とを含む偏光キャストフィルムであって、二ま
   たはそれより多い層を有して成りそして少なくとも二つ
   の層の間の相境界でそれらの組成において急な変化を有
   することを特徴とするキャストフィルム。
2. 【請求項２】ポリビニルアルコールと、二色性染料形成
   成分と、必要に応じてその他の染料形成成分と、必要に
   応じて添加剤と、必要に応じて補助剤との水溶液を、公
   知の方法で多段コーターによって二またはそれより多い
   層で基体に付与しそして乾燥し、乾燥したフィルムを基
   体から除去しそして次に一軸延伸することを特徴とする
   、請求項１に記載のキャストフィルムの製造方法。