JPH0493903A

JPH0493903A - 超薄偏光膜およびその製法

Info

Publication number: JPH0493903A
Application number: JP2208845A
Authority: JP
Inventors: Takae Ishitani; 石谷　貴恵; Noboru Masutani; 増谷　昇; Isoji Sakai; 酒井　五十治
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1990-08-06
Filing date: 1990-08-06
Publication date: 1992-03-26

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、超薄偏光膜およびこれを連続的に作製する方
法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来から、偏光膜の形成方法としては、■ポリビニルア
ルコール（ＰＶＡ）等のプラスチックフィルムを沃素ま
たは染料で染色し、つぎに上記染色したプラスチックフ
ィルムを一定方向に延伸する方法（延伸法）、■ＳｉＯ
□、ＴｉＯ□等の金属酸化物膜を蒸着する方法（蒸着法
）、■偏光性を有する有機物を純水もしくは水溶液上に
展開して単分子膜を形成し、偏光膜が形成される基材上
にこの単分子膜を積層する方法（ＬＢ法）等があげられ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記■の延伸法は、厚み１μｍ以上のフ
ィルムに対して利用できる技術であり、サブミクロン以
下の膜厚の偏光膜を作製することは困難である。また、
上記■の蒸着法および■のＬＢ法は、非常に薄い膜厚の
偏光膜を得ることはできるが、連続生産性等を考慮した
場合、両者とも問題を有している。このように、従来の
偏光膜の形成方法である延伸法、蒸着法およびＬＢ法で
は、超薄偏光膜を連続的に作製することは極めて困難で
ある。

本発明は、このような事情に鑑みなされたちので、均質
な超薄偏光膜およびそれを連続的に作製する製法の提供
をその目的とする。

［課題を解決するための手段］上記の目的を達成するため、本発明は、二色性染料およ
び高分子物質を主成分とし、膜厚が０．０１〜１．０μ
ｍに設定されている超薄偏光膜を第１の要旨とし、二色
性染料を含有する高分子溶液を連続的に水面上に供給し
、得られる薄膜を支持基材と密着積層する水面展開連続
製膜において、上記高分子溶液の水面上での自発的展開
速度を上まわるかもしくは自発的展開速度を下まわる速
度で製膜する超薄偏光膜の製法を第２の要旨とする。

（作用〕すわなち、本発明者らは、均質な超薄偏光膜を連続的に
得るために一連の研究を重ねた。その結果、二色性染料
を含有する高分子溶液を用い水面展開法にて連続製膜す
ると、染料分子が製膜方向に対して平行方向もしくは垂
直方向に配向するようになり、超薄偏光膜が連続的に作
製できることを見出し本発明に到達した。

なお、本発明において、「主成分とする」とは、全体が
主成分のみからなる場合も含める趣旨である。

本発明の超薄偏光膜は、高分子物質と二色性染料を主成
分とし、これらを展開溶剤に溶解し、水面展開すること
により作製される。

上記高分子物質としては、水面展開法で超薄膜を形成す
ることのできる全てのものがあげられる。例えば、ポリ
ブテン、ポリペンテン、ポリメチルペンテン　ポリヘキ
セン等のポリオレフィン系ポリマー、酢酸セルロース、
ニトロセルロース等のセルロース誘導体、ポリフッ化ビ
ニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩
化ビニリデン等のハロゲン化ビニルポリマー、ポリメチ
ルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート等のアク
リル系ポリマー、芳香族および脂肪族ポリアミド、各種
ポリイミドおよびその前駆体であるポリアミド酸、ポリ
スチレン、ポリカーボネートポリオルガノシロキサンお
よびその誘導体、液晶ポリマー等があげられる。特に、
高い偏光度を有する超薄偏光膜を得るためには、各種ポ
リイミドおよびその前駆体であるポリアミド酸、液晶ポ
リマー等を用いるのが効果的である。

上記二色性染料とは、光の吸収に異方性を示す染料であ
って、透過光の色が染料の分子軸方向で異なる性質を有
する染料のことである。本発明に用いる二色性染料とし
ては、非水溶性で二色性を示す染料であれば特に限定す
るものではなく、例えば、メロシアニン系染料、スチリ
ル系染料、アブ系染料、アゾメチン系染料、アントラキ
ノン系染料、テトラジン系染料、クマリン系染料等があ
げられる。これら二色性染料は単独でもしくは併せて用
いることができる。

上記高分子物質（Ａ）と二色性染料（Ｂ）との混合割合
は、重量比でＢ／Ａ＝１／９９〜９０／１０の範囲内に
設定するのが好ましく、特に好ましいのはＢ／Ａ＝１０
／９０〜７０／３０である。すなわち、二色性染料の混
合比率が上記範囲を下回ると良好な超薄偏光膜が得られ
にくく、逆に上記範囲を上回ると膜強度が低下してしま
い良好な製膜ができないという傾向が見られるからであ
る。

上記展開溶剤としては、上記高分子物質を溶解する有機
溶剤であれば特に限定するものではない。ただし、一種
類の溶剤で充分な水面展開性が得られない場合には、展
開助剤として第二の有機溶剤を添加することも有効であ
る。このような展開助剤としては、脂肪族、脂環族また
は芳香族のケトン　エステル、アルコール、アミン、ア
ルデヒド、パーオキサイド等があげられ、単独でもしく
は併せて用いられる。

上記展開溶剤（展開助剤を含む）の配合量は、上記高分
子物質（Ａ）と展開助剤（Ｃ）の混合割合（重量比）で
、Ａ／Ｃ＝０．５／９９．５〜３０／７０の範囲内に設
定するのが好適である。

本発明の超薄偏光膜は、上記原料を用い例えばつぎのよ
うにして製造される。すなわち、上記二色性染料含有高
分子溶液を水面上に展開して超薄膜を生成させ、この生
成超薄膜の自発的展開速度を上まわるかもしくは自発的
展開速度を下まわる巻取速度で基材の表面に付着一体化
させるものである。上記超薄膜の生成ないし基材表面へ
の付着は、例えば、図面に示すように、ノズル１から二
色性染料含有高分子溶液を水槽２内の水面３上に放出し
、水面３上に生成された超薄膜４を第１゜第２および第
３のロール５．６．７により、連続的に移行する基材８
の表面に付着させるという方法により製造される。この
ような連続製膜方式としては、各種の方式（特開昭５６
−９２９２６号公報、同５７−１０７２０４号公報、同
５７−１９０６０６号公報、同５８−３８２９号公報、
同５８−３８３１号公報、同６０−１０２９０７号公報
、同６０−１５６５０８号公報）が知られている。本発
明においても、図面で示した方法以外に、上記各種の連
続製膜法のうち適宜の方法を利用することができる。

上記のような水面展開薄膜を付着一体化する基材として
は、プラスチック板、金属板、ガラス板セラミック板、
無機結晶板等があげられる。そして、このような基材へ
の超薄膜の付着（布設）は単層であってもよいし、複層
であってもよい。

複層の場合は、先に布設した超薄膜に付着している水分
を完全に乾燥させてから積層するのが好ましい。

本発明の超薄偏光膜は、上記のようにして得られるもの
であって、その膜厚が０．０１〜１．０μｍのものであ
り、偏光機能を要する全てのものに適用することができ
る。例えば、光メモリー周光学系、顕微鏡等の光学素子
等に適用することができ、特に超薄偏光膜を必要とする
液晶表示素子等に有効に適用することができる。

［発明の効果〕以上のように、本発明は、二色性染料を含有する高分子
溶液を水面上に展開して超薄膜を生成させ、これを、上
記高分子溶液の自発的展開速度を上まわるかもしくは自
発的展開速度を下まわる速度で基材表面に付着一体化さ
せることにより連続的に均一な超薄偏光膜を作製するも
のである。そして、得られる超薄偏光膜は、膜厚が０．
０１〜１゜０μｍであり、かつ優れた偏光性を有してい
る。

したがって、液晶表示素子の偏光膜等として優れた性能
を発揮する。

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。

〔実施例１］３．３’、４．４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物と４，４′−ジ（ｐ−アミノフェノキシ）ジフェニ
ルへキサフルオロプロパンとを等量用いてＮ、Ｎ−ジメ
チルアセトアミド（ＤＭＡＣ）中室温下で反応させてポ
リアミド酸を合成した。これに、２倍当量の無水酢酸、
ピリジンを加え一晩撹拌し上記ポリアミド酸をイミド化
した。

得られたポリイミドをメタノールで単離し、１５０°Ｃ
で２４時間乾燥した。このポリイミドにテトラクロロエ
タンを添加し、ポリマー濃度が１５重量％となるように
調整した。そして、このように作製したポリイミド溶液
に下記の構造式を有する二色性染料を二色性染料／ポリ
マー（重量比）で５０１５０となるように添加した。

（余　　白　　）二の溶液を図面に示す連続製膜装置のノズル１から２．
０雌／ｍｉｎの速度（自発的展開速度４ｍ／ｍ１ｎ）で
水面３上に放出し、形成された超薄膜４を支持基材８で
ある無延伸のポリプロピレン（ＰＰ）フィルムを１０ｍ
／ｍｉｎの速度で移動させながら接触させて付着一体化
し、連続的に超薄偏光膜積層体を得た。得られた超薄偏
光膜の膜厚は０．１５μｍであり、偏光度はλｍａｘ　
５００ｎｍにおいて９５．０％であった。

［実施例２〜４〕ポリイミド溶液中に添加する二色性染料を下記の表中に
示す構造式を有するものに代えた。それ以外は実施例１
と同様にして連続的に超薄偏光膜積層体を得た。得られ
た超薄偏光膜（厚み０．１５μｍ）の偏光度を下記の表
に併せて示した。

（以下余白）（実施例５〕ポリエチレンテレフタレートにＰ−ヒドロキシ安息香酸
を４０モル％共重合したサーモトロピック液晶ポリエス
テルをフェノール／テトラクロロエタン−１／１　（重
量比）の混合溶媒にポリマー濃度が１０重量％となるよ
うに溶解して高分子溶液を調整した。この高分子溶液に
実施例１で用いた二色性染料を二色性染料／ポリマー（
重量比）で６０／４０となるように添加した。この溶液
を実施例１と同様に連続製膜装置のノズル１から１゜Ｏ
Ｉｄ／ｍｉｎの速度（自発的展開速度５　ｍ　／ｍｉｎ
　）で水面３上に放出し、形成された製膜をＰＰフィル
ムを３ｍ／ｍｉｎの速度で移動させながら接触させて付
着一体化し、連続的に超薄偏光膜積層体を得た。得られ
た超薄偏光膜の膜厚は０．１μｍであり、偏光度はλｍ
ａｘ　５００ｎｍにおいて９８．０％であった。

［比較例〕実施例１と同様に二色性染料含有ポリイミド溶液を水面
３上に展開し、ＰＰフィルムを二色性染料含有ポリイミ
ド溶液の自発的展開速度と同じ５ｍ／ｍｉｎの速度で付
着一体化させた。得られた超薄偏光膜の膜厚は０．３μ
ｍであったが、全く偏光していないものであった。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示す説明図である。１・・・ノズル　２・・・水槽　３・・・水面　４・・
・超薄膜８・・・支持基材特許出願人　　日東電工株式会社代理人　弁理士　西　藤　征　彦

Claims

【特許請求の範囲】

（１）二色性染料および高分子物質を主成分とし、膜厚
が０．０１〜１．０μｍに設定されていることを特徴と
する超薄偏光膜。
（２）二色性染料を含有する高分子溶液を連続的に水面
上に供給し、得られる薄膜を支持基材と密着積層する水
面展開連続製膜において、上記高分子溶液の水面上での
自発的展開速度を上まわるかもしくは自発的展開速度を
下まわる速度で製膜することを特徴とする超薄偏光膜の
製法。