JPH03274508A - 偏光フィルム用基材フィルム - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は偏光性能および耐湿熱性に優れた液晶表示用偏
光フィルムに用いる新規な基材フィルムに関するもので
ある。

［従来の技術］ 近年、ワードプロセッサーでは液晶表示素子の白黒化が
進み、パーソナルコンピュータやボータプルテレビでは
カラー液晶表示素子が実用化されている。このような白
黒あるいはカラー表示においては透過率および偏光度が
高い偏光フィルムが必要とされる。また、これらの液晶
表示素子は今後車載用や野外用の高温多湿の条件下での
用途に展開されようとしており、信頼性を保つ上で耐湿
熱性に優れた偏光フィルムが強く要望されている。

従来の液晶表示用の偏光フィルム用基材フィルムはポリ
ビニルアルコール系基材フィルムに二色性色素（ヨウ素
および／または二色性染料）を吸着させた後ホウ酸を含
む水溶液中で延伸するか、あるいは延伸したポリビニル
アルコール系基材フィルムに二色性色素を吸着させた後
ホウ酸を含む水溶液で処理して作製されている。また、
いずれの方法においても最後にセルロースエステル系樹
脂からなる保護フィルムを貼り合わせて製品としたもの
が一般的である（偏光フィルムの応用、ｐ１３５．１９
８６、シーエムシー社）。特に、ポリビニルアルコール
系フィルムにヨウ素を吸着させた偏光フィルムが透過率
および偏光度の点で最も優れており、液晶表示素子のコ
ントラストを高くできる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記の偏光フィルムは基材であるポリビニルアルコール
フィルムを一軸延伸し、その分子配向に従って吸着した
二色性色素が一方向に配向する効果により偏光性能を得
ているため、従来のポリビニルアルコールフィルムでは
延伸による分子配向が十分進まないうちに破断し、偏光
性能を向上させることが困難であった。

また、ポリビニルアルコール系基材フィルムを用いた偏
光フィルムは一般に耐湿熱性が良好でなく、たとえば６
０℃、９０％相対湿度（Ｒ１（）の雰囲気下における耐
湿熱性試験を行なうと偏光度が著しく低下する。特に二
色性色素としてヨウ素を用いた場合偏光度の低下が顕著
である。そこで、耐湿熱性を向上させる手段として、ポ
リエステルやポリスルホン等の透湿率の低い保護フィル
ムを用いる方法があるが、透過率の低下、複屈折による
干渉縞の発生、ポリビニルアルコール系基材フィルムと
保護フィルムの吸湿膨潤率の差によるカール等の問題が
発生するので実用上問題である。

本発明者らは、かかる在来技術の現状に鑑み、偏光フィ
ルムの偏光性能と耐湿熱性の向上対策について鋭意検討
したところ、ポリビニルアルコール系基材フィルムのシ
ンジオタクト含量を特定量よりも高くした場合には前述
の特性がともに改善された良好な偏光フィルムが得られ
ることを知見し、本発明に到達したものである。

したがって、本発明の目的は、偏光特性および耐湿熱性
に優れた偏光フィルム用の基材フィルムを提供すること
にある。

［課題を解決するための手段］ かかる本発明の目的は、本発明はポリビニルアルコール
系基材フィルムに二色性色素を吸着配向させた偏光フィ
ルム用基材フィルムであって、該基材フィルムを構成す
るポリビニルアルコール系重合体の赤外吸収スペクトル
から求めたシンジオタクト含量が５０％以上であること
を特徴とする偏光フィルム用基材フィルムにより達成さ
れる。

本発明において使用されるポリビニルアルコール系基材
フィルムとしては、ポリビニルアルコールフィルム、ポ
リビニルホルマールフィルム、ポリビニルアセタールフ
ィルム、ポリビニルブチラールフィルム、エチレン−ビ
ニルアルコール共重合体フィルムのごとき公知のポリビ
ニルアルコール誘導体フィルムが挙げられるが、これら
に限定されない。

本発明でいう偏光フィルム用基材フィルムは、ポリビニ
ルアルコール系基材フィルムに特定の方向に配向した二
色性色素が吸着した構造を有するものであり、具体的に
は二色性色素としてポリヨウ素イオンや二色性染料をポ
リビニルアルコールフィルムに吸着させた後、延伸して
二色性色素を配向させたものが挙げられるが、これらに
限定されない。

ポリビニルアルコール系基材フィルムを構成する重合体
はそのシンジオタクト含量が５０％以上であることが必
要であり、より好ましくは５５％以上である。

ここで、本発明におけるシンジオタクト含量とは、波長
９１６ｃｍ”と８４９ｃｍ、−’における赤外吸収スペ
クトルの吸光度比（Ｄ　９１６　／　Ｄ　８４９　）か
ら求められる値であり、この吸光度比がポリビニルアル
コール系重合体の立体規則性を示すものであることは従
来から良く知られている（たとえば、Ｊ、Ｆ、Ｋｅｎｎ
ｙ　　ｅｔａｌ、Ｊ、Ｐｏｌｙｍ、Ｓｃｉ、、Ａ−１，
６７９，（１９６６））、さらにこの吸光度比とシンジ
オタフＩ・含量の関係は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）スペク
トルによる解析結果から式（１）の通り定量化されてお
り（柑橘ら、高分子化学、第２３巻、第２６５号、６０
５頁（１９６６））、本発明のシンジオタクト含量もこ
れと同一の測定、定量方法にしたがって求めた値である
。

シンジオタクト含量（％） ＝７２゜４　Ｘ　（Ｄ　９１６　／　Ｄ　８４９　）　
”　４３（１） 本発明において該基材フィルムを構成するポリビニルア
ルコール系重合体のシンジオタクト含量が５０％未満で
あれば、該基材フィルムを延伸した場合、十分な分子配
向が得られないうちに破断するので偏光性能が悪いため
、液晶表示装置に組み込んだとき偏光度が低く、十分な
コントラストが得られない。

基材フィルムはフィルムを構成するポリビニルアルコー
ル系重合体中のエステル基が少なくとも８５モル％以上
好ましくは９０〜１００モル％がケン化されてヒドロキ
シル基に変換されたものであることが望ましい。フィル
ムを構成する樹脂のケン化度が８５モル％未満の場合、
十分な偏光度が得られないことがあり好ましくない。こ
れは、二色性色素の吸着部位であるヒドロキシル基が少
ないために二色性色素の吸着が十分でないためと考えら
れる。

本発明の基材フィルムおよび該基材フィルムを用いた偏
光フィルムはたとえばポリビニルアルコールを例にとる
と次のような方法で製造することができるが、これに限
定されるものではない。

すなわち、まずトリフルオロ酢酸ビニル、２エチル酪酸
ビニル、酪酸ビニル、プロピオン酸ビニル、モノクロル
酢酸ビニルおよびギ酸ビニル等のビニルエステルモノマ
ーを過酸化ベンゾイル、Ｎ。

Ｎ′アゾイソビスブチロニトリル、Ｎ、Ｎ’　アゾイソ
ビスバレロニトリル等を開始剤として塊状重合を行ない
、シンジオタクト含量が５０％以上の重合体を得る。つ
いで、この重合体を少なくとも８５モル％以上ケン化し
、ポリビニルアルコールとする。次に、得られたポリビ
ニルアルコールを１０〜３０％のジメチルスルホオキサ
イド溶液として平坦な板の上に流延し、室温〜−３０℃
に冷却した後メタノールに浸漬してジメチルスルホオキ
サイドを抽出し、基材フィルムを得る。こうして得られ
た基材フィルムを水中に浸漬し、十分に膨潤させた後、
ヨウ素とヨウ化カリウムからなる水溶液あるいは二色性
染料水溶液に浸漬し、偏光素子を吸着させる。次に２〜
１５％のホウ酸を主成分とする水溶液中で１０〜６０℃
で縦−軸に４〜６倍の延伸を施す。また、このフィルム
を必要に応じて１００〜１５０℃で熱処理して耐湿熱性
をさらに向上させてもよい。最後に得られた基材フィル
ムの片面または両面に保護膜層を形成して偏光フィルム
を得る。

［実施例］ 以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発
明はこれらに限定されない。

本発明における透過率（Ｙ）は日本電子機械工業界規格
ＬＤ−２０１に準じて、４００〜７００ｎｍの波長域で
１０ｎｍおきに求めた分光透過率τ□から、次式で算出
したものである。

００ ｆ　　Ｐ、　　・ｙ、・τ２　ｄｉ ００ Ｙ＝　　　　　　　　　　　　　　Ｘ１００００ ｆＰ　λ　　・　ｙ　ス　　ｄ　λ ００ （２） ここで、Ｐユは標準光（Ｄ６５光源）の分光分布、ｙ、
は２度視野ｘ、　ｙ、　　ｚ系に基づく等色間数である
。

１枚の偏光フィルムの透過率を単体透過率Ｙ１２枚の偏
光フィルムをその配向方向が同一となるように重ねた場
合を平行位透過率Ｙ１．２枚の偏光フィルムをその配向
方向が直交となるように重ねた場合を直交位透過率Ｙｃ
とそれぞれ称する。

偏光度■は、平行位透過率Ｙ、および直交位透過率Ｙｃ
から次式で算出した。

（３） なお、分光透過率τ、は分光光度計（日立製作新製、Ｕ
−３４００型）を用いて測定した。

シンジオタクト含量は１％水溶液から作成した５〜８μ
ｍの厚さの基材フィルムの赤外スペクトルから波長９１
６ａｎ−１と８４９ｃｍ−’における吸光度比（Ｄ　９
１６　／　Ｄ　８４９　）をベースライン法で求めて、
（１）式から算出した。赤外分光光度計は日立製作所製
、２６０−３０型を用いた。　耐湿熱性は偏光フィルム
を６０℃、９０％相対湿度（ＲＨ）の恒温恒湿槽内に３
００時間放置した後、透過率および偏光度を測定１５、
初期値からの低下度を透過率変化ΔＹおよび偏光度変化
ΔＶとして評価した。

実施例１ トリフルオロ酢酸ビニルを窒素雰囲気化で６０℃で過酸
化ベンゾイルを開始剤として塊状重合し、トリフルオロ
酢酸ビニル重合体を得た。次に該重合体を水酸化アンモ
ニウムの５０％メタノール溶液中でケン化度９９．５モ
ル％までケン化した。

得られた重合体のシンジオタクト含量は６３％であった
。次に、この重合体を２０重量％となるように９５℃の
ジメチルスルホオキサイドで溶解し、アルミ板の上にキ
ャストした後５℃に冷却した。

ついでメタノール中に浸漬して凝固させた後さらに水中
に浸漬して十分に膨潤させた。このようにして得た基材
フィルムをヨウ素０．２重量％、ヨウ化カリウム５％か
らなる３５℃の水溶液に浸漬した後、ホウ酸５％、ヨウ
化カリウム５％からなる５０℃の水溶液中で縦−軸に６
倍に延伸を行ない、偏光フィルム用基材フィルムを得た
。最後に、この偏光フィルム用基材フィルムの両面に、
市販の厚さ８０μｍの１＼リアセチルセルロースフイル
ム（富士写真フィルム製、“フジタック”）をポリビニ
ルアルコール樹脂系接着剤で貼り合わせた。

このようにして得られた偏光フィルムの性能を第１表に
示す。

実施例２ ギ酸ビニルをトリエチルホウ素を開始剤として一７８℃
で塊状重合し、ギ酸ビニル重合体を得た。

次に、実施例１と全く同一の方法および条件でケン化し
た。シンジオタクト含量は５３％であった。

次に、実施例１と全く同一の方法および条件で製膜、ヨ
ウ素吸着および延伸を行なって基材フィルムを得た。さ
らに市販の厚さ８０μｍのトリアセチルセルロースフィ
ルムをポリビニルアルコール樹脂系接着剤で貼り合わせ
た。作製した偏光フィルムの性能を第１表に示す。

実施例３ 実施例１と全く同様にして調製した重合体を１５重量％
となるように９５℃の水で溶解し、アルミ板の上にキャ
ストして４０℃の乾燥機中で２４時間乾燥して厚さ５０
μｍのフィルムを得た。シンジオタクト含量は５８％で
あった。このフィルムを１３０℃で縦−軸に６倍の延伸
を施し、偏光フィルム基材とした。この延伸ポリビニル
アルコールフィルムを緊張状態に保ったままヨウ素０゜
２重量％、ヨウ化カリウム５重量％からなる４０℃の水
溶液に浸漬してヨウ素を吸着させた。次に、ヨウ化カリ
ウム５重量％、ホウ酸８重量％からなる６０℃の水溶液
に浸漬して基材フィルムを得た後１、実施例１と同様の
保護フィルムを貼り合わせて偏光フィルムを得た。性能
を同じく第１表に示す。

実施例４ 実施例１と全（同様にして製膜した基材フィルムを水中
に浸漬した後、カヤラススプラオレンジ２ＧＬ、カヤラ
ススプラブル−４Ｂ（いずれも日本化薬製）およびスミ
ライトレッド４Ｂ（住友化学製）をそれぞれ含む３５℃
の水溶液に浸漬して二色性染料を吸着させた。次に４０
℃の２重量％ホウ酸水溶液中で縦−軸に６倍延伸して基
材フィルムとなした後、実施例１と同様の保護フィルム
を貼り合わせて偏光フィルムを得た。性能を同じく第１
表に示す。

比較例１ 酢酸ビニルをメタノール溶液中でＮ、Ｎ−アゾイソビス
ブチロニトリルを開始剤として窒素雰囲気下で６０℃で
重合し、酢酸ビニル重合体を得た。

該重合体を実施例１と全（同様の方法でケン化度９９．
５モル％までケン化した。得られた重合体のシンジオタ
クト含量は４５％であった。さらに実施例１と同様の方
法で偏光フィルムの作製を試みたが、延伸倍率６倍では
破断して基材フィルムが得られなかったため延伸倍率を
５倍として作製した。性能を同じく第１表に示す。

比較例２ 市販の厚さ７５μのポリビニルアルコールフィルム（ク
ラレ■製ビニロンフィルム、シンジオタクト含量４０％
）を用いて実施例１と同様の方法ため延伸倍率を４．５
倍として作製した。性能を同じく第１表に示す。

比較例３ 安息香酸ビニルをＮ、Ｎ″アゾイソビスブチロニトリル
開始剤として窒素雰囲気下で６０℃で塊状重合し、安息
香酸ビニル重合体を得た。該重合体を実施例１と全く同
様の方法でケン化度９９゜２モル％までケン化した。得
られた重合体のシンジオタクト含量は３０％であった。

さらに実施例１と同様の方法で偏光フィルムの作製を試
みたが、延伸倍率５倍以上では破断して基材フィルムが
得られなかったため延伸倍率を４．５倍として行った。

性能を同じく第１表に示す。

比較例４ 市販の厚さ７５μのポリビニルアルコールフィルム（ク
ラレ■製ビニロンフィルム、シンジオタクト含量４０％
）を用いて実施例４と同様の方法で偏光フィルムの作製
を試みたが、延伸倍率５倍以上では破断して基材フィル
ムが得られなかったため延伸倍率を４．５倍として行っ
た。性能を同じく第１表に示す。

第１表の実施例と比較例から本発明により得られる偏光
フィルムは偏光性能と耐湿熱性がともに優れていること
がわかる。

［発明の７ｇＪ果］ 本発明により偏光性能と耐湿熱性に優れる液晶表示装置
に好適な偏光フィルムを得ることができる。従って、本
発明の偏光フィルムはワードプロセッサー、パーソナル
コンピュータ、ポータプルテレビ車載用デイスプレィ等
の信頼性を向上させるとともに、サングラス、調光装置
等の種々の用途にも使用することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ポリビニルアルコール系基材フィルムに二色性色素
   を吸着配向させた偏光フィルム用基材フィルムであって
   、該基材フィルムを構成するポリビニルアルコール系重
   合体の赤外吸収スペクトルから求めたシンジオタクト含
   量が５０％以上であることを特徴とする偏光フィルム用
   基材フィルム。 ２　ポリビニルアルコール系基材フィルムがケン化度８
   ５〜１００モル％のポリビニルアルコールフィルムであ
   る請求項１記載の偏光フィルム用基材フィルム。