JPS615204A - 偏光フイルム - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は偏光フィルムに関するものである。

〔従来技術〕

偏光フィルムの素材としては、ポリビニルアルコールが
一般的で、これに沃素や２色性染料を含浸させて一方向
に延伸したものは優れた偏光能を有している。しかし、
上記のフィルム素材は、物性９％に耐湿性や耐熱性が不
十分であり、この改良のため９例えば特開昭５７−８４
４０９．５３案されている。

しかし、かかる偏光フィルムは、耐熱性や耐湿性は満足
しても基本特性である偏光能がまだまだ不十分であシ、
しかも光線透過率が低いため実用的にみた場合、ポリビ
ニルアルコールからなる偏光フィルムよシはるかに劣っ
たものしか得られていない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記欠点を解消せしめ、耐浸性、耐熱
性、偏光能が共に優れ、しかも、高い光・線透過率を有
する偏光フィルムを提供せんとするものである。

〔発明の構成〕

本発明は上記目的を達成するため１次の構成。

す女わち、２色性染料を実質的に含まない熱可塑性樹脂
層と、厚さが０．１〜５μで２色性染料を２〜２０重量
係含んだ熱可塑性樹脂とが積層されてなシ、かつ、非晶
配向係数が０．５〜１０．光線透過率が６０係以上であ
る偏光フィルムを特徴とするものである。

本発明にいう２色性染料を実質的に含まない熱可塑性樹
脂層（以下、樹脂層Ｂという）とは、公知の押出溶融成
形できる樹脂であればいずれであってもよく、特に限定
されないが、具体的には。

芳香族線状ポリエステル（例えばポリアルキレンテレフ
タレート、ポリアルキレン−２，６−ナフタレート及び
これらを主成分とする共重合ポリエステル）、ナイロン
−６、ナイロン−１２，ナイロン−６６、ポリ塩化ビニ
ル、ポリスチレン、ポリエーテル、ホリスルホン、ビニ
ルアルコールーエチレン共重合体等があげられ、特に芳
香族ポリエステルが、透明性、耐熱性、耐湿性及び得ら
れたフィルムの特性が良好であシ好ましい。

樹脂層Ｂは、透明性を有しているのが好ましく。

その透明度は特に限定されないが、５０μのフィルムに
換算した時のフィルム全ヘイズが６％以下であることが
好ましい。フィルムの全ヘイズが３乙 係よシ大きいダフイルムの透明性が損われ、偏光フィル
ムとした時に好ましくない。

また、樹脂層Ｂは、２色性染料を実質的に含まないこと
が必要である。１なお、実質的に含まないとは・０・０
１重量係以上、好ましくは０．００１重量％以上含まな
いことを指し７．よシ好ましくは全く含まれてないのが
望ましい１、 本発明にいう２色性染料を含んだ熱可塑性樹脂層（以下
、樹脂層Ａという）とは、樹脂の組成が樹脂層Ｂと同一
のもの、または、樹脂層Ｂの範囲内のものであればいず
れであってもよい。

また、樹脂層Ａは、偏光能という点からは２色性染料を
よシ配向させやすくするために、１軸配向性のよりすぐ
れたポリマを素材とする方がさらに好ましく、この点か
らは１例えばポリエステルを素材とする場合には、ポリ
エチレンテレフタレートよりは、ポリエチレンビスα、
β−（２−クロルフェノキシ）エタン、４，４／−ジカ
ルボキシレートの方が好ましい。

本発明における２色性染料とは、光吸収の異方性をもつ
染料を意味し、この性質をもつ染料であれば公知の染料
の何れを用いても良く、たとえば特開昭５８−６８００
８号で開示されている染料などを用いることができる。

しかし２本発明の偏光フィルムの製造工程での熱による
染料の分解を防ぐため、高い耐熱性を有する染料の方が
より好ましく、この目的のためにはアゾ系やアントラキ
ノン系の公知の分散染料から選択するのが好ましい。

２色性染料の熱可塑性樹脂への添加量は２重量多以上２
０重量係以下であり、好ましくは２重量係以上１０重量
係以下である。

２色性染料の添加量が２重量係より少ないと。

偏光能が不十分となる。又添加量が２０重量係よシ多く
なると、染料含有樹脂層そのもののフィルム形成能が悪
くなったシ、染料が表層にブリードアウトしたシ、染料
が十分に樹脂中に分散しきらず偏光フィルムとしての特
性が劣る。

使用する染料の種類数は特に限定されず、添力Ｕ量の和
が上記範囲内であればかまわないが、特定の吸収域のめ
の偏光フィルム、すなわち、カラー偏光フィルムにおい
ては、所望の吸収域をもつ２色性染料を１種選択するだ
けで良いし、可視域全域をカバーする中性色偏光フィル
ムとしたい時には、黒色系染料か、もしくは赤、黄、青
の色の２色性染料を組み合せることで製造することがで
きる。

２色性染料は該熱可塑性樹脂に成形直前に添加混合して
も良いし、あらかじめ、２色性染料を含むマスターポリ
マをつくシ、成形前に所定含有量になるように希釈使用
してもよい。

樹脂層Ａの一層当りの厚みは０．１μ以上、５μ以下で
なければならない。積層厚みが５μより大きいと染料を
高濃度に含有しているために光線透過率そのものが大き
く低下し偏光フィルムとして使用できない。それゆえ、
染料含有量を大きくとることができれば、積層厚みを薄
くできることになる。今、一層当シの染料濃度を　ｃｉ
重量係、厚みを　ｄ、ミクロンとした時に両者の積（以
下、　ｃｄ値という）が次式の範囲内にあることが好ま
しい。

２≦Σ（ｃｉｘｄ、）≦４０ １＝１ ｃｄ　　値が４０よシ大きいと既にのべたような光線透
過率の低下をきたし、２よシも小さいと偏光能が十分で
ない。

樹脂層ＡとＢの積層方法は従来公知の方法を用いること
ができ１口金内で積層しても良いし、それぞれのフィル
ムが口金から出たあとで重ね合せても良い。

又、樹脂層ＡとＢの債層順は−特に限定されず。

例えばＡ／Ｂ、Ａ／Ｂ／Ａ、Ｂ／Ａ／Ｂ、Ａ／Ｂ／Ａ／
’Ｂ／Ａなどが考えられるが、延伸、熱処理後に染料が
浸み出してくる（・ブリードアウト）場合に対処しうる
ために、Ａ層がＢ層でザンドイッチされた構成のものが
特に好ましい。積層は２通常延伸前になされるが、延伸
後、延伸方向をそろえて重ね合せることもできる。

本発明による偏光フィルムは、実質的に１軸延伸された
ものであシ、非晶部の配向係数が０．５以上１０以下、
好ましくは０，６以上１０以下であシ。

さらに好ましくは０．７以上１０以下でなければならな
い。非晶配向係数が０．５より小さいと十分な偏光能を
有したものとならない。

また１本発明における偏光フィルムは、含有せしめた２
色性染料の最大吸収波長での光線透過率が１枚で６０係
以上、好ましくは４０％以上でなければならない。光線
透過率が６０係を下まわる場合には９通常１表示用とし
て用いられるように２枚を平行に重ねた状態での光線透
過率が更に低下してしまうことから、明るさが不足し１
文字の視認等がしにくくなシ好ましくない。

次に本発明フィルムの製造方法を、熱可塑性樹脂として
ポリエチレンテレフタレートを用いた場合について説明
する。

主押出機からポリエチレンテレフタレートヲ供給し、副
押出機からポリエチレンテレフタレートと２色性染料を
供給し、２７０’Ｏ〜３１０　’０で口金内で積層状態
にしたのち、スリット状のダイがら溶融押出し、２０〜
９０　’ａで冷却固化せしめ。

着色層の積層された未延伸シートをつくる。

この場合、フィルムを均一に急冷するために。

静電印加キャストが有効である。次にこの未延伸シート
を８０°Ｃ〜１１０°Ｃ１好ましくは８５°ｃ〜９５°
Ｃの温度範囲で長手方向あるいは巾方向に３倍以上、好
ましくは４倍以上に延伸する。延伸速度は、１ｘ１０″
〜７×１０′％／分の範囲が適当である。

本発明の目的とする偏光フィルムは実質的にはこの段階
で製造されているが９第１段延伸に続きそれと直交する
方向に微延伸することは、直交方向のフィルムの機械特
性を向上させる点で好ましい。この場合の延伸倍率とし
てけ１，０５倍〜２倍が好ましい。

次に必要に応じてこの延伸フィルムを熱処理することも
できる。この場合の熱処理条件としては温度２００°Ｃ
〜２４０　’Ｏで時間０．５秒〜１２０秒間、好ましく
は１秒〜６０秒間が適当である。

又９本発明に用いる熱可塑性樹脂に２本発明の目的を阻
害しない範囲内で他種ポリマをブレンドしても良いし、
酸化防止剤、熱安定剤、滑剤、紫外線吸収剤、核生成剤
９表面突起形成剤などの無機、又は有機添加剤が通常添
加される程度に添加されていても良い。

又１本発明のフィルムに公知のコロナ放電処理（空気中
、窒素中、炭酸ガス中など）を施しても良い。

本発明の特性値は次の測定法、評価基準によるものであ
る。

（１１光線透過率 日立自記分光光度計（３２６型）で１枚の偏光フィルム
の分光透過曲線を求め、用いた２色性染料の可視域にお
ける最大吸収波長での透過率を求めた。

（２）偏光能 日立自記分光光度計（６２６型）で２枚の偏光フィルム
を、その主配向軸方向を平行に重ね合せた時、ならびに
主配向軸方向が直交するように重ね合せた時の分光曲線
を求め、用いた２色性染料の最大吸収波長におけるそれ
ぞれの光線透過率を〒Ｐ、ＴＶとし１次式から偏光能（
Ｐ）を求めた。

（３）　　非晶配向係数（Ｆ） 本発明のフィルムに螢光剤（ポリエステルフィルムの場
合にはＭｉｋｅｐｈｏｒ　Ｅ　Ｔ　Ｎ、ナイロンフィル
ムの場合には、　Ｗｈｉｔｅｘ　ＲＰ等）を含浸せしめ
、偏光螢光強度の角度分布からの読み取シ値を用いて次
式で計算した。

ここに　Ｉｘｘ（０″）はフィルム配向軸方向の偏光螢
光強度。

Ｉ（９０°）はフィルム配向軸方向と直交方向の偏光螢
光強度。

（４）　　耐熱性 偏光フィルムを１００°（、、６５ｑｔｙａＨで１００
０時間熱処理し、その後の偏光能を処理前のものと比較
し２次の基準で評価した。

偏光能が８０％以上保持されていたもの：Ｏ偏光能が６
０チ〜８０％保持されているもの　　　　　　　　　　
　　　　　　：Δ偏光能が６０％未満に低下するもの　
　：×（５）　耐湿性 偏光フィルムを９０″Ｃ，１００ｑ６ＲＨで１０００時
間湿熱処理し、その後の偏光能を処理前のものと比較し
９次の基準で評価した。

偏光能が８０％以上保持されていたもの：○偏光能が６
０〜８０％保持されているもの：Δ偏光能が６０％未満
に低下するもの　　：×〔効果〕 本発明による偏光フィルムは、２色性染料を高濃度に含
有せしめた樹脂層を；染料を含まない同じ樹脂層上に薄
く積層し、且つ、非晶配向係数と光線透過率を特定値と
したことによ９９次のような優れた効果を得ることがで
きたものである。

すなわち。

（１）　　高い偏光能を有するとともに高い光線透過率
を示し。

（２）　　耐熱性、耐湿性にも優れた 偏光フィルムとすることができたものである。

本発明による偏光フィルムは、上述−した特性を生かし
て、偏光フィルムとしてのすべての用途に用いることが
できるが、従来のポリビニルアルコール−ヨウ素系に比
べその耐熱、耐湿性が優れている点で屋外等に用いられ
るディスプレー用等に特に有用である。

〔実施例〕

次に実施例に基づいて本発明の実施態様を説明する。

実施例１ ポリエチレンテレフタレートのベレットを十分乾燥させ
たのち、アントラキノン系の分散染料。

（１，５ビス（４′−ジメチルアミノアニリノ）−２１
０アントラキノン、最大吸収波長５８０　ｎ　ｍ青色）
をポリマに対し５重量係添加混合し、樹脂層Ａ用として
副押出機に供給し、主押出機には、樹脂層Ｂ用として染
料をまったく含まないポリエチレンテレフタレートを供
給した。それぞれを２８０　’０で溶融混練し９口金内
でＢ／Ａ／Ｂの６層構成として６０”０に保持されたキ
ャスティングドラム上にキャストし、厚さ１６０μの未
延伸シートとした。

該未延伸シートを９０°Ｃで５倍に１軸延伸し厚み構成
としてＢ／Ａ／Ｂが１６μ／４μ／　１５　／Ｊの青色
偏光フィルムを得た。

該偏光フィルムの特性は表１に示すとおりであシ、高い
偏光能を示すと同時にフィルム１枚の光線透過率も４５
％という高い値を有し、且つ、耐熱性、耐湿性にも優れ
たものであった。

実施例２〜５ 実施例１において、染料濃度（Ｃ）と染料含有樹脂層厚
み（ｄ）を表１に示した量とした以外は、実施例１に従
い偏光フィルムを得た。得られた偏光フィルムの特性は
表１に示すとおりであり、いずれも優れた偏光能を有す
るととがわかった。

実施例６ 実施例１において使用するポリマをポリエチレンビスα
、β−（２−クロルフェノキシ）エタン。

４．４１ジカルボキシレートとした以外は実施例１と同
様にし、厚さ１５０μの未延伸シートをつくった。

該未延伸シートを１２０℃で４倍に１軸延伸し。

厚み構成としてＢ　／　Ａ　／　Ｂが１５μ１５μ／１
５μの青色偏光フィルムを得た。

該偏光フィルムも表１に示す通シ、優れた特性を有して
いた。

比較例１ 実施例１において主押出機のみに染料の添加濃度を０．
５重量係としたポリエチレンテレフタレートのペレット
を供給し、単層の厚さ１８０μの未延伸シートをつくっ
た。

該未延伸シートを実施例１と同条件で延伸し。

厚さ３７μの１軸延伸フイルムを得た。

該フィルムは、同表に示す通シ耐熱性、耐湿性は満足し
ているが、偏光能がやや劣ること、そして光線透過率が
低いことが明らかである。

比較例２ 市販のポリビニルアルコール−沃素からなる偏光フィル
ムの特性値を調べたところ、同表に示す通り偏光能及び
光線透過率は優れた特性を有しているが、耐熱性、耐湿
性が全く不十分である。

実施例７ ポリマとしてナイロン−６（東し■１アミラン＃）を用
いた以外は実施例１と同様にして偏光フィルムを得た。

得られた偏光フィルムの特性は表１のとおシであシ、優
れた偏光能を有することがわかった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）２色性染料を実質的に含まない熱可塑性樹脂層と
   、厚さが０．１〜５μで２色性染料を２〜２０重量％含
   んだ熱可塑性樹脂とが積層されてなり、かつ、非晶配向
   係数が０．５〜１．０、光線透過率が６０％以上である
   偏光フィルム。