JPH0652326B2

JPH0652326B2 - 偏光フィルム

Info

Publication number: JPH0652326B2
Application number: JP58233511A
Authority: JP
Inventors: 勝次中村; 正勝中塚; 功西沢; 順一藤生; 信細沼
Original assignee: 三井東圧化学株式会社
Priority date: 1983-12-13
Filing date: 1983-12-13
Publication date: 1994-07-06
Anticipated expiration: 2009-07-06
Also published as: JPS60125804A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は偏光フイルムに関し、さらに詳しくは耐湿性、
耐熱性にとくに優れた新規な偏光フイルムに関する。

従来、有機樹脂ポリマーをフイルム基材とした偏光フイ
ルムとして、ポリビニルアルコールまたはエチレン−酢
酸ビニル共重合体をヨードまたは水溶性染料である酸性
染料もしくは直接染料で染色もしくは着色したフイルム
を延伸加工して得た偏光フイルムをトリアセテート、ア
クリルまたはウレタン系の透明性樹脂層で保護した方式
の偏光フイルムが一般的に知られている。この種の偏光
フイルムは、概して優れた偏光性を有し、且つ色調もニ
ュートラルグレイ色のみならず赤色、青色、緑色など多
様なものが製造可能であるなどの特徴を有し、近年、液
晶ディスプレイ等の分野を中心に多方面で使用されるよ
うになって来た。しかしながら、この種の偏光フイルム
は、フイルム基材としてポリビニルアルコールもしくは
エチレン−酢酸ビニル共重合体などの本質的に耐湿性お
よび耐熱性に乏しいポリマーを用いたものであり、高温
もしくは高湿の雰囲気で長時間使用する場合、偏光度の
著しい低下、偏光フイルムと保護膜層との分離および透
明性の低下等の致命的現象を伴うため、用途面で種々の
制約を受けている。これらの欠点を改良すべく多くの提
案がなされている。例えば、従来タイプのポリビニルア
ルコール基材の偏光フイルムの上下両面に耐湿性良好な
フイルムを貼り付けたもの、ポリエチレン構造を有する
疎水性ポリマーを用いたもの、ポリエステルまたはポリ
アミド等の疎水性ポリマーに液晶用二色性染料もしくは
ヨード化合物で偏光性を付与したもの等々の例をあげる
ことが出来る。しかし、今だ実用に供し得る程度に偏光
能に優れ、耐熱性、耐光性等の耐久性および信頼性に優
れたものは見出されておらず、一方、需要面からは、ま
すます耐久性に優れた偏光フイルムを要望されているの
が実状である。

本発明者らは、このような現状を鑑み、基本特性として
優れた透明性、耐湿性、耐熱性、耐候性等を有する疎水
性ポリマーを中心とした有機樹脂ポリマーに着目し、該
ポリマーをフイルム基材にした新規偏光フイルムを開発
すべく鋭意検討した。

耐久性のある偏光フイルムについての公知技術として、
特開昭５７−８４４０９および本発明者らによる同５８
−６８００８等が例示される。いずれも液晶用に開発さ
れた２色性染料を偏光フイルムへ応用したものである。
これらのフイルムは、製造初期においては、従来のPVA
系偏光フイルム等にくらべて遜色のない偏光能を有して
いるが、長時間放置、特に加温状態に長時間放置する
と、偏光能の低下が著しく、実用上問題がある。その原
因は、液晶用２色性染料が、一般的に液晶物質にできる
だけ多量に溶解すべく構造的に選択されたものであり、
従って、染料分子が、例えば、ポリエチレンテレフタレ
ートのような疎水性樹脂系フイルム基材中で、特に加温
時に、容易に移動できるためと考えられる。

その結果、染料分子が偏光フイルムを製造した後、初期
においては、ほゞ一定の方向に配向していても、時間が
経過すると少なくとも部分的に無配向の状態に近づいて
偏光能が低下するものと考えられる。このような観点か
ら、液晶用２色性染料のような高い２色性を有し、かつ
フイルム基材樹脂にある程度の親和性を有しながらも、
フイルム基材樹脂中で染料分子の移動の少ない染料とし
て、建染染料および有機顔料中に極めて有用な染料を見
出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、有機樹脂ポリマーをフイルム基材
とし、２色性染料の少なくとも１種をアントラキノン系
建染染料またはアントラキノン系有機顔料から選ばれる
ものを用いることを特徴とする偏光フイルムであって、
この偏光フイルムは優れた偏光能を有する上に、耐湿性
および耐熱性等の耐久性に優れ、偏光フイルムを用いる
各種用途における近時の要求を満たすものである。

このように本発明は産業上極めて有用な偏光フイルムを
提供する。

本発明にいうアントラキノン系の建染染料および有機顔
料に属する染料としては、例えば有機合成化学協会編
「新版染料便覧」（昭和４５年７月２０日丸善発行）68
3〜７２１頁および９７７〜１１０９頁に記載のもの、
および細田豊著「染料化学」（第５版、昭和４３年７月
１５日、技報堂発行）２５０〜３３６頁および６９７〜
７５９頁記載の染顔料である。これらのアントラキノン
系の建染染料または有機顔料のように比較的分子量の大
きな色素が、有機樹脂ポリマーでなる基材フイルム中に
分散もしくは溶解し、延伸処理により大部分が一定方向
に配向して、そのフイルムに著しく高い偏光性を付与
し、通常の液晶用の２色性染料を用いた偏光フイルムに
くらべ極めて安定した偏光能を維持することができる。
これらの染顔料の効果は従来、予想し得ないものであっ
た。

すなわち、本発明の偏光フイルムで用いる２色性色素
は、前記文献記載のアントラキノン系の建染染料および
有機顔料から選ばれるもので、水溶性基を有しない比較
的大分子量の色素であるところに共通の特性を有する。
そして、これらのアントラキノン系の建染染料および有
機顔料に属する色素のうち、色素分子構造として、分子
長軸方向の長さが分子短軸方向の長さの２．５倍以上、
より好ましくは３倍以上でありまた剛直な分子構造を有
するものが特に高い偏光度を必要とする場合好ましく使
用される。ここで、分子長の算出基準としては、例えば
日本化学会編「化学便覧、基礎編改訂２版」（１９７５
年丸善発行）記載の原子間距離および原子間角度を参考
として求められる。

特に好ましいアントラキノン系の建染染料および有機顔
料の分子構造の代表例を表１に示す。

しかし、表１記載の色素に限定されるものではなく、と
くに、偏光フイルムの色調を調整するためにその他の２
色性染料と混合して使用しても何ら支障はない。

なお、これらの染顔料は、偏光フイルムの製造に用いる
には基本的に分散剤、染色助剤または無機塩類を含まな
いもの、さらに好ましくは偏光フイルム製造用として再
結晶その他の精製処理されたものであることは勿論であ
る。さらに本発明の新規偏光フイルムの構成基材である
有機樹脂ポリマーは、基本的には線状分子構造を有す有
機高分子化合物であれば、何ら制限なく使用できる。例
えば、ポリビニルアルコール系、エチレン−酢酸ビニル
共重合体もしくはこのケン化物系、セルローズ系、ポリ
ビニルブチラール系、ハロゲン化ビニル重合体系、ハロ
ゲン化ビニリデン重合体系、部分脱塩酸ハロゲン化ビニ
リデン重合体系、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリ
カーボネート系、およびポリエーテルスルホン系樹脂な
どがあげられる。特に耐久性が要求される使用分野で
は、ハロゲン化ビニル重合体系、ポリアミド系、ポリエ
ステル系およびポリエーテルスルホン系樹脂が好まし
く、なかでもとくに、耐熱性、耐湿性および透明性に優
れた芳香族ポリエステル系樹脂が好ましい。

本発明の偏光フイルムを製造するには、基材ポリマーと
前記のアントラキノン系の建染染料または有機顔料から
選ばれた少なくとも１種、必要により混合するその他の
色素とともに、溶融して着色した後、フイルムもしくは
シート状に成形し、次いで５０〜１５０℃でタテ方向も
しくはヨコ方向に３〜１０倍延伸後、100〜230℃で１秒
〜３０分間加熱処理することによって製造できる。な
お、前記延伸は一方向のみでも十分であるが、必要に応
じ、主延伸方向の直角方向に約１．１〜２倍延伸しフイ
ルムの機械的強度を向上させることもできる。

使用するアントラキノン系の建染染料または有機顔料の
基材ポリマーに対する量は、染料の着色能力および目的
とする偏光フイルムの厚さを考慮して決定されるが、好
ましくは得られる偏光フイルム１枚当りの可視光透過率
が３０〜６０％となるように調整する。標準的な染料の
場合、偏光フイルムの厚さが３０〜２００μであれば、
染料または顔料の基材樹脂に対する量は０．０１〜１０
重量％の範囲である。

このように製造された偏光フイルムは、用途によって種
々の型態のフイルムやシートに加工して実用に供するこ
とができる。すなわち、上記の方法で製造されたフイル
ムそのまゝ、片面もしくは両面に光学的透明性と機械的
強度に優れた保護膜、例えば、着色もしくは無着色のガ
ラス類または合成樹脂類によりなる保護膜を設けた形の
偏光シートまたはフイルム、一般的に利用される液晶デ
ィスプレイ、窓ガラスまたはメガネ等への適用時の簡便
さのために、片面もしくは両面に粘着剤を塗布した形の
もの、さらには、偏光フイルムの表面に蒸着、スパッタ
リングまたは塗工法等の周知の方法でインジウム−スズ
系酸化物等の透明導電性膜を付加した形のものなどが例
示される。これらは液晶表示素子用のセル形成材として
も利用することができる。

以下、本発明のアントラキノン系の建染染料または有機
顔料を用いた偏光フイルムについて具体的実施例をあげ
て説明する。なお、実施例中の偏光度は次の方法によっ
て測定した値である。すなわち、２枚の偏光フイルムを
延伸方向が平行となるべく重ねて分光光度計の光路にお
き測定した可視最大吸収波長での光線透過率
（Ｔ_１１）、および２枚の偏光フイルムを延伸方向が直
交すべく重ねて測定した周波長での光線透過率（Ｔ⊥）
より次式を用いて偏光度（Ｖ）を算出した。

実施例１ポリエチレンテレフタレート樹脂ペレット１kgに表１．
No.１の染料２ｇを加え均一に混合した後、溶融押出し
約１００μのフイルムに成形した。このフイルムをテン
ター延伸機を用いて８０℃でヨコ方向に５倍延伸し、１
５０℃１分間熱処理した。鮮明な黄色偏光フイルムが得
られ、極大吸収波長415nmにおける偏光度は89％と優れ
ていた。この偏光フイルムを80℃、相対湿度90％の条件
下で、５００時間放置したが、色相の変化および偏光度
の低下は、実質的に認められなかった。また、フイルム
の収縮率はタテ方向およびヨコ方向とも１％以下であり
良好な寸安定性を有していた。

実施例２実施例１における表１．No.１の染料のかわりに表１．N
o.３の染料を使用する以外は同様にして青色偏光フイル
ムを得た。極大吸収波長615nmにおける偏光度は85％で
あり、80℃、相対湿度90％、５００時間の耐湿試験で、
色相の変化および偏光度の低下は認められなかった。

実施例３実施例１における表１．No.１の染料のかわりに、表
１．No.１１の染料を使用する以外は同様にして緑色偏
光フイルムを得た。極大吸収波長710nmにおける偏光度
は75％であった。

実施例４実施例１における表１．No.１の染料のかわりに表１．N
o.１５の染料を使用する以外は同様にして赤色偏光フイ
ルムを得た。極大吸収波長520nmにおける偏光度は70％
であった。

実施例５実施例１における表１．No.１の染料のかわりに表１．N
o.５２の染料を使用する以外は同様にして赤色偏光フイ
ルムを得た。極大吸収波長515nmにおける偏光度は87％
であった。

比較例１実施例１における表１．No.１の染料のかわりに液晶用
二色性染料（構造式Ａ）を使用する以外は同様にして青色偏光フイルムを得た。極大吸収波長640nmにお
ける偏光度は52％と低かった。ただしこのフイルムの製
造工程において、延伸後の熱処理工程を省略したもの
は、同波長において78％の偏光度を示し、熱処理工程で
の偏光度の著しい低下が明白であった。また、熱処理後
のフイルムの収縮率はタテ方向およびヨコ方向とも１％
以下であるのに対し、熱処理省略フイルムはタテ方向８
％およびヨコ方向１５％と大きな収縮率を示し、寸法安
定性に欠けていた。

比較例２実施例１における表１．No.１の染料のかわりに液晶用
二色性染料（構造式Ｂ）を使用する以外は同様にして赤
橙色偏光フイルムを得た。

極大吸収波長495nmにおける偏光度は47％と低かった。
ただし未熱処理フイルムの偏光度は８０％と高いが、収
縮率はタテ方向６％、ヨコ方向１２％であり寸法安定性
に欠けていた。

フロントページの続き審判の合議体審判長鐘尾宏紀審判官富田徹男審判官津田俊明 (56)参考文献特開昭57−84409（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−132782（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−103579（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機樹脂ポリマーをフィルム基材とし、水
溶性基を有しない二色性染料を用いて、偏光性を付与す
る偏光フィルムにおいて、二色性染料の少なくとも１種
が、色素分子構造として、分子長軸方向の長さが分子短
軸方向の長さの２．５倍以上である液晶に不溶もしくは
難溶であるアントラキノン系建染染料またはアントラキ
ノン系有機顔料から選ばれるものであることを特徴とす
る偏光フィルム。
【請求項２】フィルム基材ポリマーが疎水性樹脂ポリマ
ーである特許請求の範囲第１項記載の偏光フィルム。
【請求項３】疎水性樹脂ポリマーが芳香族系ポリエステ
ルである特許請求の範囲第２項記載の偏光フィルム。