JPH04333002A - 偏光フィルム及びその製造方法 - 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】

【産業上の利用分野】本発明は、疎水性樹脂と、配向さ
れた特定の二色性色素とを含有して、偏光特性および耐
久性の優れた偏光フィルムおよびその製造方法に関する
。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶ディスプレイ、写真フィルタ
等に使用される偏光フィルムとしては、一般にポリビニ
ルアルコール系樹脂等のフィルム基材に、ヨウ素や二色
性染料を付着させて偏光性能を付与したものが知られて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】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。しかし、該偏光フィルムは十分
な耐久性を有するものではないことから耐久性を有する
ものが望まれていた。一方、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、まだ配向が
不十分なものであり、偏光性能が低いものしか得られて
いなかった。更に、ヨーロッパ特許第３４８９６４号明
細書には、液晶性を有する二色性有機化合物を疎水性樹
脂中に分散させたフィルムが開示されているが、該液晶
性の二色性有機化合物は、温度によって、等方的液体状
態、液晶状態及び結晶状態へと状態が変化するため、混
練、成形、延伸等の成形処理温度を、二色性有機化合物
が所定の状態を保つように制御し、かつ、マトリックス
を形成する疎水性樹脂の加工に適した温度に設定する必
要があり、前記二色性化合物と疎水性樹脂との組合せ、
加工温度の選定が難しいなどの問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】〔発明の概要〕本発明者
らは上記課題に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、疎水性樹
脂中に特定の構造の二色性色素を特定の状態に形成する
ことにより、優れた偏光性能と高耐久性とを有する偏光
フィルムを提供することができるとの知見を得て本発明
を完成するに至った。すなわち、本発明の偏光フィルム
は、疎水性樹脂１００重量部に対して、一般式

【化３】 （式中、Ｑは−Ｎ＝Ｎ−または−ＣＨ＝ＣＨ−であり、
Ｒ１　，Ｒ２　は炭素数１〜１０の直鎖又は側鎖を有す
るアルキル基であり、Ｒ３　は水素又はメチル基である
。）で表わされる二色性色素を０．００１〜１５重量部
の割合で含有している樹脂フィルムであって、該二色性
色素が疎水性樹脂中で配向されていることを特徴とする
ものである。また、本発明のもう一つの発明である偏光
フィルムの製造方法は、疎水性樹脂１００重量部に対し
て、一般式

【化４】 （式中、Ｑは−Ｎ＝Ｎ−または−ＣＨ＝ＣＨ−であり、
Ｒ１　，Ｒ２　は炭素数１〜１０の直鎖又は側鎖を有す
るアルキル基であり、Ｒ３　は水素又はメチル基である
。）で表わされる二色性色素を０．００１〜１５重量部
加えて溶融混練した後、フィルム状に成形し、得られた
フィルムを２〜１２倍に一軸延伸させることを特徴とす
るものである。

【０００５】〔発明の具体的説明〕 〔１〕偏光フィルム （１）構成成分 （ａ）疎水性樹脂 本発明の偏光フィルムを構成する成分として使用される
疎水性樹脂としては、透明なフィルムに成型可能で、か
つ延伸可能な疎水性の熱可塑性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、ポリ塩化ビニリデ
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；ポリエーテル；ポリスチレン；ポリスルフォン；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。好ましくは、
ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹
脂、ポリシアン化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、
ポリ塩化ビニリデン等のポリハロゲン化ビニリデン系樹
脂、又はポリカーボネート系樹脂などを用いることがで
きる。なお、これらの疎水性樹脂の分子量は、公知の製
膜、延伸法でフィルム状に成形できるものであれば特に
制限はない。

【０００６】（ｂ）二色性色素 本発明の偏光フィルムを構成する成分として用いられる
二色性色素としては、一般式

【化５】 （式中、Ｑは−Ｎ＝Ｎ−または−ＣＨ＝ＣＨ−であり、
Ｒ１　，Ｒ２　は炭素数１〜１０の直鎖又は側鎖を有す
るアルキル基であり、Ｒ３　は水素又はメチル基である
。）で表わされるアゾ系色素が適しており、好適にはＲ
１　，Ｒ２　の炭素数が１〜６で、Ｒ３　が水素又はメ
チル基であるアゾ系色素である。このようなアゾ系色素
は公知の方法にて合成することができるが、例えば４，
４’−ジアミノスチルベンや４，４’ジアミノアゾベン
ゼンなどのジアミン化合物とジアルキルアミノベンゼン
２分子を同時にアゾカップリングすることなどによって
製造することができる。具体的な化合物としては、

【化６】

【化７】

【化８】

【化９】

【化１０】 などの化合物を挙げることができる。 （ｃ）その他の配合成分 前記必須の構成成分である二色性色素および疎水性樹脂
のほかに任意の成分として紫外線吸収剤、酸化防止剤の
ような添加剤や、色素等を含有させることができる。

【０００７】（２）量比 本発明の偏光フィルムにおいて含有される二色性色素の
量比は、前記疎水性樹脂１００重量部に対して、０．０
０１〜１５重量部、好ましくは０．００１〜５重量部、
さらに好ましくは０．０１〜２重量部の量で含有された
ものである。

【０００８】（３）配向 本発明の偏光フィルムにおいては二色性色素が疎水性樹
脂中で配向していることが重要である。このような偏光
フィルムにおいて二色性色素が疎水性樹脂中で配向して
いるか否かは色素配向係数ＦＤ値を測定することによっ
て判別することができる。ＦＤ値は、フィルムの延伸軸
に対し平行及び垂直に振動する偏光の、試料フィルムを
通過した最大吸収波長の光強度の変化から吸光度を測定
し、次式により求められる。

【数１】 但し、上記式中で

【数２】 であり、Ａ／／は延伸軸と平行な偏光の吸光度を、Ａ｜
は延伸軸と垂直な偏光の吸光度を表す。疎水性樹脂中の
二色性色素は一般に０．４５〜０．９５、好ましくは０
．７５〜０．９５の配向度にまで配向されている。 （４）物性 本発明の偏光フィルムは上記二色性色素が配向されるこ
とによって、偏光度が一般に、８０％以上となる。また
、耐熱性及び耐湿性は、１，０００時間後の偏光度の変
化率が５％以内、特に２％以内におさまるように向上さ
れる。

【０００９】〔ＩＩ〕偏光フィルムの製造方法（１）配
合 まず、前記二色性色素および疎水性樹脂を前記のような
所定の割合で混合し、二色性色素の融点以上の温度、例
えば融点〜融点＋２００℃、好ましくは融点＋５℃〜融
点＋１５０℃の温度で溶融混練する。混練は通常行われ
る押出機、ブラベンダープラストグラフなどの混合機を
用いる手段などにより行うことができる。これら混合機
の中でもブラベンダープラストグラフ等を用いて混練す
ることが好適である。

【００１０】（２）フィルムの製造 （ａ）フィルム成形 上記のようにして得られた樹脂組成物の混練物を前記混
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。この時のフィルムの膜厚としては
、１００〜７５０μｍ、好ましくは１５０〜５００μｍ
である。

【００１１】（ｂ）延伸 本発明の偏光フィルムは、このように成形されたフィル
ム内に二色性色素を高度に配向された状態で保持される
ことが重要である。このように二色性色素を高度に配向
するための手段としては、得られたフィルムを一軸延伸
する。該一軸延伸する方法においては、ロール延伸機、
カレンダーロール等を用いて行なうのが一般的である。 延伸における温度は、疎水性樹脂の融点をＴｍ、ガラス
転移点をＴｇとすると、Ｔｍ−１００℃〜Ｔｍ−５℃若
しくはＴｇ−５０℃〜Ｔｇ＋１００℃で行なうのが好ま
しい。この温度下にて、一軸方向に２〜１２倍、さらに
好ましくは３〜１０倍に延伸する。このようにして得ら
れた本発明の偏光フィルムの膜厚は、一般に１０〜１５
０μｍ、好ましくは３０〜１００μｍである。

【００１２】〔ＩＩＩ　〕用途 かくして製造された偏光フィルムは、フィルムまたはシ
ート状のまま使用する以外にも、種々の加工を施して各
種成形物として使用することもできる。例えば、用途に
よっては他のポリマーによりラミネーションを行なった
り、あるいは本発明の偏光フィルム表面に蒸着、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
物の透明導電性膜を形成して実用に供することができる
。

【００１３】

【実施例】以下に本発明を実施例によりさらに詳しく説
明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものでは
ない。なお、偏光フィルムの偏光性能は、次の測定法、
評価基準を用いて測定した。 （１）偏光性能 分光光度計（ＭＰＳ−２０００、（株）島津製作所製）
を用いて、２枚の偏光フィルムを、延伸方向が平行とな
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（Ｔ１　）および２
枚の偏光フィルムを延伸方向が直行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。

【数３】

【００１４】実施例１ ポリプロピレン樹脂（ＦＹ−４、三菱油化（株）製）１
２０ｇおよび構造式が

【化１１】 で表わされる二色性色素Ａ０．９ｇを２４０℃でブラベ
ンダープラストグラフを用いて均一にブレンドし、マス
ターバッチを作成した。得られたマスターバッチ１１０
ｇおよびポリプロピレン樹脂７８０ｇをＴダイス（ダイ
ス幅１２０ｍｍ）を備えた１５ｍｍ押出し機を用いて２
１０℃で製膜した。次いで、図１に示すロール延伸機を
用いて１２０℃の温度で低速ロール６（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７５μｍの厚みの偏光
フィルムを得た。得られた偏光フィルムの偏光特性は、
透過率（１枚の偏光フィルムの最大吸収波長における光
線透過率；Ｔ０）は３６．０％、偏光度（Ｖ）は９８．
５％であり、幅方向のバラツキは認められなかった。

【００１５】実施例２ 構造式が

【化１２】 で表わされる二色性色素Ａのかわりに、構造式が

【化１
３】 で表わされる二色性色素Ｂを用い、ブラベンダープラス
トグラフにより２１０℃の温度にてブレンドしてマスタ
ーバッチを作成した以外は、実施例１と同様に偏光フィ
ルムを製造した。得られた偏光フィルムの特性は、Ｔ０
　＝３６．８％、Ｖ＝９７．０％であり、幅方向のバラ
ツキは認められなかった。

【００１６】実施例３ ポリフッ化ビニリデン（Ｓｏｌｅｆ　　１００８ソルベ
イ社製）をバインダー樹脂として、構造式が

【化１４】 で表わされる二色性色素Ｂを用いて実施例２と同様の方
法にて偏光フィルムを製造した。得られた偏光フィルム
の特性は、Ｔ０　＝３８．０％、Ｖ＝９６．３％であり
、幅方向のバラツキは認められなかった。

【００１７】実施例４ シアン化ビニリデン・酢酸ビニルエステル共重合物（三
菱油化（株）合成品）と構造式が

【化１５】 で表わされる色素Ｄを用いて、実施例２と同様に２１０
℃にて製膜した。そして、これを図１に示すロール延伸
機で、１８０℃、２０ｍｍ／ｍｉｎの速度にて６．０倍
に縦方向に延伸し、約８０μｍの偏光フィルムを得た。 得られた偏光フィルムの特性は、Ｔ０　＝３９．０％、
Ｖ＝９６．５％であり、幅方向のバラツキは認められな
かった。

【００１８】実施例５ ポリカーボネート（Ｌ−１２５０帝人社製）１２０ｇお
よび構造式が

【化１６】 で表わされる二色性色素Ｄ０．９ｇを２５０℃にてブラ
ベンダープラストグラフを用いて均一にブレンドし、マ
スターバッチを作成した。得られたマスターバッチ１１
０ｇおよびポリカーボネート７８０ｇをＴダイス（ダイ
ス幅１２０ｍｍ）を備えた１５ｍｍ押出し機を用いて２
５０℃で製膜した。次いで、これを図１に示すロール延
伸機にて、１７５℃　　２０ｍｍ／ｍｉｎの速度で縦方
向に５．０倍に延伸し、約８０μｍの厚みの偏光フィル
ムを得た。得られた偏光フィルムの特性は、Ｔ０　＝３
５．０％、Ｖ＝９６．０％であり、幅方向のバラツキは
認められなかった。

【００１９】

【発明の効果】本発明の偏光フィルムは、疎水性樹脂に
易配向性の二色性色素が高度に配向しているので、優れ
た偏光性能を有し、かつ、耐熱性、耐湿性にも優れ、高
い耐久性を有する。したがって、熱や水分によってほと
んど変化せず、長期間偏光特性を維持することができる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１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。

【符号の説明】

１　　押出し機 ２　　Ｔ−ダイ ３　　チルロール ４　　ニップロール ４′　　ニップロール ５　　高速（冷却）ロール ６　　低速（予熱）ロール

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】疎水性樹脂１００重量部に対して、一般式
   〔Ｉ〕 【化１】 （式中、Ｑは−Ｎ＝Ｎ−または−ＣＨ＝ＣＨ−であり、
   Ｒ１　，Ｒ２　は炭素数１〜１０の直鎖又は側鎖を有す
   るアルキル基であり、Ｒ３　は水素又はメチル基である
   。）で表わされる二色性色素を０．００１〜１５重量部
   の割合で含有している樹脂フィルムであって、該二色性
   色素が疎水性樹脂中で配向されていることを特徴とする
   偏光フィルム。
2. 【請求項２】疎水性樹脂１００重量部に対して、請求項
   １に記載の一般式〔Ｉ〕 （ただしＱは−Ｎ＝Ｎ−または−ＣＨ＝ＣＨ−であり、
   Ｒ１　は炭素数１〜１０の直鎖又は側鎖を有するアルキ
   ル基、Ｒ２　は炭素数５〜１０の直鎖又は側鎖を有する
   アルキル基、Ｒ３　は水素又はメチル基である。）で表
   わされる二性色素を０．００１〜１５重量部の割合で含
   有している樹脂フィルムであって、該二色性色素が疎水
   性樹脂中で配向されていることを特徴とする偏光フィル
   ム。
3. 【請求項３】一般式の〔Ｉ〕中のＲ１　がメチル基、ｎ
   −ペンチル基又はヘキシル基であり、Ｒ２　がｎ−ペン
   チル基又はヘキシル基であり、Ｒ３　が水素又はメチル
   基である請求項１に記載の偏光フィルム。
4. 【請求項４】疎水性樹脂がポリオレフィン系樹脂、ポリ
   シアン化ビニリデン系樹脂、ポリフッ化ビニリデン系樹
   脂又はポリカーボネート樹脂である請求項１又は２に記
   載の偏光フィルム。
5. 【請求項５】疎水性樹脂１００重量部に対して、一般式
   〔Ｉ〕 【化２】 （式中、Ｑは−Ｎ＝Ｎ−または−ＣＨ＝ＣＨ−であり、
   Ｒ１　，Ｒ２　は炭素数１〜１０の直鎖又は側鎖を有す
   るアルキル基であり、Ｒ３　は水素又はメチル基である
   。）で表わされる二色性色素を０．００１〜１５重量部
   加えて溶融混練した後、フィルム状に成形し、得られた
   フィルムを２〜１２倍に一軸延伸させることを特徴とす
   る偏光フィルムの製造方法。
6. 【請求項６】疎水性樹脂がポリオレフィン系樹脂、ポリ
   シアン化ビニリデン系樹脂、ポリフッ化ビニリデン系樹
   脂又はポリカーボネート系樹脂である請求項５に記載の
   偏光フィルムの製造方法。
7. 【請求項７】一軸延伸を、前記疎水性樹脂の融点がＴｍ
   、ガラス転移点がＴｇとするとき、 Ｔｍ−１００℃〜Ｔｍ−５℃、又は、 Ｔｇ−５０℃〜Ｔｇ＋１００℃ の温度範囲内で、３〜１０倍の延伸倍率で行なう請求項
   ５に記載の偏光フィルムの製造方法。