JPH08190014A

JPH08190014A - 偏光膜

Info

Publication number: JPH08190014A
Application number: JP232295A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Fukunishi; 義晴福西; Takanori Isozaki; 孝徳磯崎; Masahiro Nagao; 昌浩長尾; Toshiaki Sato; 寿昭佐藤
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 1995-01-11
Filing date: 1995-01-11
Publication date: 1996-07-23

Abstract

(57)【要約】【目的】偏光特性が優れた偏光膜を提供する。【構成】シンジオタクチシチーが５５％以上で、且つ
１，２−グリコール結合量が１．８モル％以上であるポ
リビニルアルコール系重合体を基材とする偏光膜。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は加工特性に優れ、高偏光
度且つ高透過度の偏光膜に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶表示装置は時計、電卓、ワー
プロおよび機械の計器類等の比較的小画面の表示装置と
して用いられ、表示品質に対する要求は特にきびしくな
かった。しかし、近年液晶表示装置がラップトップワー
プロ、ラップトップパソコン、ノートブックパソコン用
のディスプレイとしてや自動車、航空機のインパネ用デ
ィスプレイまた液晶プロジェクター等として幅広く利用
されるようになり、大型化、表示品質の高級化、耐久性
の向上が要求されている。したがって、液晶表示装置の
構成要素である偏光膜に関しても、上記課題を達成する
ために、大画面化、高偏光度且つ高透過度といった光学
特性の向上や耐水性、耐熱性、耐湿熱性などの耐久性の
向上が求められている。

【０００３】従来、偏光膜としては沃素や二色性色素を
吸着させたポリビニルアルコール系重合体の一軸延伸フ
ィルムがよく用いられているが、この偏光膜は偏光度は
優れているものの、耐水性、耐湿熱性および耐久性に乏
しい。これに対して、高重合度のポリビニルアルコール
系重合体の一軸延伸フィルムを基材として使用する提案
（例えば、特開平１−１０５２０４号等）や一軸延伸ポ
リエステルフィルムを基材とした偏光膜が提案（例えば
特開昭５８−６８００８号等）されている。しかし、前
者においては、重合度の効果は認められるものの必ずし
も充分ではなく、後者では、ポリビニルアルコール系重
合体基材の偏光膜の欠点はある程度改善されているが、
偏光度が不十分であり、上記要求に充分に答えられるも
のではない。

【０００４】そこで、高偏光特性で且つ高耐湿熱性のポ
リビニルアルコール系重合体からなる偏光膜を得るため
に、シンジオタクチシチーを高めたポリビニルアルコー
ル系重合体フィルムを用いて偏光膜を製造することが提
案されている（特開平３−２０６４０２号公報、特開平
３−２７４５０８号公報）。しかしながら、シンジオタ
クチシチーの高いポリビニルアルコール系重合体フィル
ムは高結晶性であるため、延伸配向が充分に達成され
ず、偏光特性を期待どおりに引き出せないという問題点
があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】かかる状況下、本発明
は優れた加工特性を有することから、高偏光度で高透過
率の偏光膜を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
解決に向けて鋭意検討した結果、シンジオタクチシチー
が５５％以上で、且つ１，２−グリコール結合量が１．
８モル％以上であるポリビニルアルコール系重合体から
なる偏光膜が上記目的を達成することを見いだし、本発
明を完成したものである。

【０００７】以下本発明を詳しく説明する。本発明の偏
光膜は、シンジオタクチシチーが５５％以上で、且つ
１，２−グリコール結合量が１．８モル％以上であるポ
リビニルアルコール系重合体の一軸延伸フィルムを基材
として使用することにより、二色性物質を安定に吸着
し、且つ高度に配向させることが可能となり、高偏光度
で且つ高透過率であることを特徴とするものである。

【０００８】本発明のＰＶＡ系重合体は、高シンジオタ
クチシチーであると同時に１，２−グリコール結合量の
多いことに特徴を有している。これらの条件を同時に満
足するポリビニルアルコール系重合体は、二色性物質お
よび近隣ポリビニルアルコール系重合体との強固な分子
間相互作用を形成し、膜基材そのものの耐熱性、耐水性
の向上および二色性物質の安定な吸着を期待できるのに
加え、延伸配向を充分に達成することが可能となり、偏
光特性にも優れる偏光膜を提供することが可能となっ
た。具体的に、シンジオタクチシチーの値は５５％以上
が好ましく、５７％以上がより好ましく、６０％以上が
さらにより好ましい。ここでいうシンジオタクチシチー
は、ポリビニルアルコール系重合体を重水素化ジメチル
スルホキシドに溶解し、プロトンＮＭＲ測定における水
酸基のピーク（Ｔ．Ｍｏｒｉｔａｎｉｅｔａｌ．，
Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，５，５７７，（１９７
２）．）より求めたダイアッド表示によるシンジオタク
チシチーである。また、この目的のためには１，２−グ
リコール結合量は１．８モル％以上であることが必要
で、好ましくは２．０モル％以上である。また、１，２
−グリコール結合量は多すぎるとポリビニルアルコール
系重合体の特徴である結晶性を必要以上に低下させるの
で通常１０．０モル％以下、好ましくは５．０モル％以
下である。

【０００９】本発明で用いられるポリビニルアルコール
系重合体の分子量も、本発明の偏光膜の性能に影響す
る。分子量は、ポリビニルアルコール系重合体を完全に
けん化した後、酢化して得られたポリ酢酸ビニルのアセ
トン中３０℃で測定した極限粘度で表して０．３〜７．
０ｄｌ／ｇが好ましく、０．４〜６．０ｄｌ／ｇがより
好ましく、０．５〜５．０ｄｌ／ｇがさらにより好まし
い。極限粘度が０．３ｄｌ／ｇより小さいと光学特性、
耐水性、耐湿熱性、耐久性等の性能が低下する、極限粘
度が７．０ｄｌ／ｇより大の場合には製膜や延伸等の加
工特性が低下する。

【００１０】本発明のポリビニルアルコール系重合体の
けん化度も本発明の偏光膜の性能に影響する。光学特
性、機械的特性の向上のためには、けん化度は９５モル
％以上が好ましく、９９モル％以上がより好ましく、９
９．９モル％以上がさらにより好ましい。

【００１１】本発明のポリビニルアルコール系重合体
は、本発明の効果を損なわない範囲であれば、ビニルア
ルコール単位およびビニルエステル単位以外の単位を含
有していても良い。このような単位としては、エチレ
ン、プロピレン、１−ブテン、イソブテン等のオレフィ
ン類；アクリル酸およびその塩；アクリル酸メチル、ア
クリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸
ｉ−プロピル等のアクリル酸エステル類；メタクリル酸
およびその塩；メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチ
ル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸ｉ−プロ
ピル等のメタクリル酸エステル類；アクリルアミド；Ｎ
−メチルアクリルアミド、Ｎ−エチルアクリルアミド等
のアクリルアミド誘導体；メタクリルアミド；Ｎ−メチ
ルメタクリルアミド、Ｎ−エチルメタクリルアミド等の
メタクリルアミド誘導体；メチルビニルエーテル、エチ
ルビニルエーテル、ｎ−プロピルビニルエーテル、ｉ−
プロピルビニルエーテル等のビニルエーテル類；アクリ
ロニトリル、メタクリロニトリル等のニトリル類；塩化
ビニル、塩化ビニリデン、フツ化ビニル、フツ化ビニリ
デン等のハロゲン化ビニル類；酢酸アリル、塩化アリル
等のアリル化合物；マレイン酸、その塩またはそのエス
テル；イタコン酸、その塩またはそのエステル；ビニル
トリメトキシシラン等のビニルシリル化合物；酢酸イソ
プロペニル等が挙げられる。これらの単位の含有量とし
ては、１０モル％以下が好ましく、５モル％以下がさら
に好ましく、３モル％以下がさらにより好ましい。

【００１２】本発明のポリビニルアルコール系重合体の
製法は特に限定されないが、たとえば特開平３−６８６
０４号、および特開平３−１２１１０２号公報に記載さ
れた方法（ビニルエステルを重合した後、酸素不存在下
でアルカリ触媒下にけん化する方法）により製造され
る。

【００１３】本発明の偏光膜に使用される二色性物質
は、ヨウ素化合物のほか、いわゆる二色性染料が単独ま
たは混合して用いられる。代表的なものとしてたとえば
Directblack 17 ，19，154 、Direct brown 44 ，106
，195 ，210 ，223 、Direct red 2，23，28，31，3
7，39，79，81，240 ，242 ，247 、Direct blue 1 ，1
5，22，78，90，98，151 ，168 ，202 ，236 ，249 ，2
70 、Direct violet 9 ，12，51，98、Direct green
1，85、Direct yellow 8 ，12，44，86，87、Direct or
ange 26、39，106 ，107 等が挙げられる。

【００１４】本発明の偏光膜は、たとえば以下の方法に
よって製造される。一つはポリビニルアルコール系共重
合体のフィルムを調製した後にヨウ素化合物や染料など
の二色性物質の吸着と一軸延伸を行う方法であり、二色
性物質の吸着と延伸処理の順序は任意である。もう一つ
はフィルムの製造時に二色性物質を添加し得られた二色
性物質を含有するフィルムを一軸延伸する方法であり、
本発明の偏光膜はどちらの方法でも製造可能である。

【００１５】該ポリビニルアルコール系共重合体のフィ
ルムの成膜方法は溶融成膜、溶液成膜いずれの方法も採
用することができるが、通常、溶液成膜によって得られ
る。ポリビニルアルコール系共重合体溶液からの成膜は
キャスト成膜や乾式成膜（空気中や窒素等不活性気体中
への押し出し）、湿式成膜（貧溶媒中への押し出し）、
乾湿式成膜、ゲル成膜（ポリビニルアルコール系重合体
溶液を一旦ゲル化させた後フィルムを得る方法）によっ
て行われるが、このときに使用される溶剤としてはジメ
チルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルア
セトアミド、エチレングリコール、グリセリン、メタノ
ール、ｎ−プロパノール、ｉ−プロパノール、フェノー
ルおよび水等が単独または混合して使用される。また塩
化リチウム、塩化カルシウム等の無機塩の水溶液も単独
または前記有機溶媒と混合して使用できる。この中で
水、ジメチルスルホキシドやジメチルスルホキシドと水
の混合溶媒またはｎ−プロパノールと水との混合溶媒が
好んで使用される。

【００１６】上記成膜法によって得られたポリビニルア
ルコール系共重合体のフィルムは二色性物質の吸着と一
軸延伸による配向処理が行われるか、もしくは成膜時に
二色性物質を添加したフィルムについては一軸延伸のみ
が行われる。吸着処理と配向処理は同時に行っても別々
に行っても問題なく、その順序は任意である。

【００１７】二色性物質の基材フィルムへの吸着は、通
常二色性物質を含有する液体中に浸漬させることにより
行われるがその処理条件や方法等に特に制限はなく、た
とえば通常ヨウ素化合物を用いる場合にはヨウ素−ヨウ
化カリウムの水溶液が用いられ、染料の場合には染料水
溶液が用いられる。また、これらの水溶液にホウ酸，ホ
ウ砂等のホウ素系化合物を添加しても良い。

【００１８】一般には、このような二色性物質の吸着処
理（または配向処理）の前に水などにより基材フィルム
を膨潤させる。この膨潤処理は本発明の特徴でもあり、
偏光特性、色調等の光学特性の点からきわめて重要であ
る。膨潤処理における水温はシンジオタクチシチーや
１，２−グリコール結合量および極限粘度によっても異
なるが、シンジオタクチシチーが５５％から６０％のポ
リビニルアルコール系共重合体を使用する場合は５℃か
ら５５℃の温度で膨潤するのがの好ましい。さらに耐湿
熱性を充分に発揮し、かつ光学特性の優れた偏光フィル
ムを得るためには、シンジオタクチシチーが６０％以上
のポリビニルアルコール系共重合体を使用し、かつ４０
℃から９８℃の温度で膨潤することがより好ましい。

【００１９】延伸は湿式延伸や乾熱式延伸で行われ、一
軸方向に３倍以上に行うことが好ましく、５倍以上の延
伸を行うことがより好ましい。延伸時の温度は延伸の条
件によっても異なるが、通常２０℃から２５０℃の間で
ある。また乾熱延伸時は不活性気体中で処理を実施する
のが好ましい。延伸後の膜厚は特に制限は無いが３から
１００μｍが好ましく、５から４０μｍが特に好まし
い。

【００２０】吸着と延伸が行われたフィルムは定長下空
気中または不活性気体中で乾燥される。乾燥されたフィ
ルムは耐水性、耐湿熱性などを付与するため、さらに８
０℃から２３０℃の温度で熱処理を行っても良い。ま
た、基材フィルムへの二色性物質の吸着を強固にするこ
とを目的にホウ酸やホウ砂のようなホウ素化合物を添加
することがあるが、これは吸着や延伸と同時に実施して
もこれらの処理の前後や間のどの時点で実施しても任意
である。

【００２１】このようにして得られた偏光膜は、その両
面あるいは片面に光学的に透明で、かつ機械的強度を有
した保護膜を貼り合わせて偏光板として使用される。保
護膜としては通常セルロースアセテート系フィルム、ア
クリル系フィルム、ポリエステル系フィルム等が使用さ
れる。

【００２２】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明は実施例によりなんら制限されるも
のではない。透過度、偏光度の測定は日本電子機械工業
会規格（ＥＩＡＪ）ＬＤ−２０１−１９８３に準拠し、
分光光度計を用いて、Ｃ光源，二度視野にて計算した。

【００２３】実施例１ピバリン酸ビニルより得たシンジオタクチシチー６０．
８％、１，２−グリコール結合量２．２９モル％、けん
化度９９．９モル％、極限粘度（アセチル化して得たポ
リ酢酸ビニルのアセトン中３０℃での値）０．７８ｄｌ
／ｇのポリビニルアルコール系重合体の水溶液の液膜を
７０℃で乾燥し該ポリビニルアルコール系重合体のフィ
ルムを得た。得られたフィルムを５０℃の水に１０分間
浸漬し膨潤させた膨潤フィルムをヨウ素とヨウ化カリウ
ムをそれぞれ０．０６３重量％、０．０４２重量％含む
水溶液に浸漬した後、４重量％のホウ酸水溶液中で１０
０％／ｍｉｎの速度で５．０倍まで延伸し、５０℃で乾
燥し偏光膜を得た。得られた偏光フィルムの透過度と偏
光度はそれぞれ透過度４４．７％、偏光度９９．３％で
あった。

【００２４】実施例２実施例１で用いたポリビニルアルコール系重合体のジメ
チルスルホキシド溶液の液膜を７０℃で乾燥し該ＰＶＡ
のフィルムを得た。得られたフィルムから実施例１と同
様な処理により偏光膜を得た。得られた偏光フィルムの
透過度と偏光度はそれぞれ透過度４４．３％、偏光度９
９．７％であった。

【００２５】比較例１酢酸ビニルより得たシンジオタクチシチー５３．６％、
１，２−グリコール結合量２．３０モル％、けん化度９
９．６モル％、極限粘度（アセチル化して得たポリ酢酸
ビニルのアセトン中３０℃での値）０．８１ｄｌ／ｇで
あるポリビニルアルコール系重合体の水溶液の液膜を７
０℃で乾燥し該重合体のフィルムを得た。得られたフィ
ルムを３０℃の水に１０分間浸漬し膨潤させた膨潤フィ
ルムをヨウ素とヨウ化カリウムをそれぞれ０．０６３重
量％、０．０４２重量％含む水溶液に浸漬した後、４重
量％のホウ酸水溶液中で１００％／ｍｉｎの速度で４．
５倍まで延伸し、５０℃で乾燥し偏光膜を得た。得られ
た偏光フィルムの透過度と偏光度はそれぞれ透過度４
４．６％、偏光度９８．６％であった。

【００２６】比較例２ピバリン酸ビニルより得たシンジオタクチシチー６１．
２％、１，２−グリコール結合量１．６７モル％、けん
化度９９．８モル％、極限粘度（アセチル化して得たポ
リ酢酸ビニルのアセトン中３０℃での値）０．７９ｄｌ
／ｇであるポリビニルアルコール系重合体の水溶液の液
膜を７０℃で乾燥し該重合体のフィルムを得た。得られ
たフィルムから実施例１と同様にして偏光膜を得た。得
られた偏光フィルムの透過度と偏光度はそれぞれ透過度
４４．３％、偏光度９８．６％であった。

【００２７】

【発明の効果】上記実施例で明らかなように、本発明の
偏光膜は、これまでの偏光膜に比べ偏光特性に優れたも
のである。これは偏光膜の基材として、シンジオタクチ
シチーが５５％以上で、且つ１，２−グリコール結合量
が１．８モル％以上であるポリビニルアルコール系重合
体の一軸延伸フィルムを使用することによってはじめて
達成されたものである。本発明で得られた偏光膜は上記
特徴を生かして高性能、高耐久性の液晶ディスプレイ、
たとえば液晶テレビ、液晶プロジェクター、ワープロ用
ディスプレイ、パソコン用ディスプレイ、ＯＡ機器端末
ディスプレイ、航空機や自動車のインパネ用ディスプレ
イとか、その他フィルター、サングラス、窓ガラス、各
種ライトの防眩用、各種センサー等に用いられる。

フロントページの続き (72)発明者佐藤寿昭岡山県倉敷市酒津1621番地株式会社クラレ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シンジオタクチシチーが５５％以上であ
り、且つ１，２−グリコール結合量が１．８モル％以上
であるポリビニルアルコール系重合体を用いた偏光膜。