JPH07104448B2

JPH07104448B2 - ペリレン系色素を用いた偏光フイルム

Info

Publication number: JPH07104448B2
Application number: JP61078452A
Authority: JP
Inventors: 勝次中村; 正勝中塚; 功西沢; 信細沼; 順一藤生
Original assignee: 三井東圧化学株式会社
Priority date: 1985-06-12
Filing date: 1986-04-04
Publication date: 1995-11-13
Anticipated expiration: 2010-11-13
Also published as: JPS62275163A; JPS62269901A; JPH0430987B2; JPS62270664A; JPH0436189B2

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は特定のペリレン系色素を用いた偏光フィルムに
関する。

［発明の背景］今日最も一般的に使用されている偏光フィルムは、フィ
ルム基材としてポリビニルアルコール系樹脂を用い、こ
れにヨード化合物および／または選択された構造を有す
る酸性染料もしくは直接染料等の二色性物質で偏光性を
付与したものである。この種の偏光フィルムは優れた偏
光能を示すが、耐久性が不十分であり、通常フィルムの
両面を、耐湿性がありかつ少なくとも片面が透明なフィ
ルム状物（保護膜）で覆うことにより耐久性が保持され
ている。すなわち、本質的に極めて耐久性に乏しい内部
偏光フィルム（層）の欠点を両面の保護膜（層）で保護
することにより実用的な耐久性を得る手段がとられてい
る。

近来、液晶表示素子の車載用、コンピュータ用、産業機
器用等への用途の拡大にもとない、一要素として使用さ
れる偏光フィルムの耐久性の向上、特に耐湿性、耐候
性、耐熱性の改良が強く要望されている。このための１
つの改良手段として疎水性樹脂を基材として用いた偏光
フィルムが提案されており、公知技術として特開昭57−
84409号および本発明者らによる同58−68008号、同60−
125804号等が例示される。しかし、かかる偏光フィルム
は十分に耐久性は満たしているが、偏光性の点で、必ず
しも満足できるものではないのが実状である。

［発明が解決しようとする問題点］この種の偏光フィルムは、製造直後には、従来のPVA系
偏光フィルム等にくらべて遜色のない偏光性能を有して
いる場合もあるが、長時間の使用、特に加熱状態で長時
間使用すると偏光度の低下が著しく実用上問題があっ
た。この主な原因は、偏光子として用いる色素が主に液
晶用に開発された二色性染料であり、一般に液晶物質に
できるだけ高濃度に溶解すべく構造的に選択されたもの
であるところにある。ところがこのような染料の分子
は、例えば、ポリエチレンテレフタレートのような疎水
性樹脂系フィルム基材中では、特に加熱時に熱運動等に
より容易に移動し、それ自身の配列を乱すための考えら
れる。また、この種の偏光フィルムは、製造工程におい
て、通常、延伸工程に続く加熱処理工程によって、フィ
ルムの収縮等を防止し、寸法安定性を得る手段が取られ
る。液晶用二色性染料等のように、疎水性の基材樹脂に
対し溶解性の著しく高い色素を用いた場合、延伸工程直
後では、偏光度は相当程度に高い場合もあるが、加熱処
理工程を経たあとでは、偏光度は、大幅に低下するとい
う不都合があった。したがって、この種の偏光フィルム
では、高い偏光度を有する偏光フィルムを得ようとすれ
ば、延伸処理後に、熱固定するために十分な程度の加熱
処理が行えないので、十分な寸法安定性および安定した
偏光度を有するものが得られず、逆に寸法安定性および
安定した偏光度を有するものを得ようとすれば、延伸処
理後、十分な加熱処理を行わねばならないので、高い偏
光度を有するものが得られなかった。

［発明の目的］本発明の目的は、芳香族ポリエステル系樹脂をフィルム
基材とし、これに赤色成分としてペリレン系色素を配合
して含有させた偏光フィルムを提供することである。

［問題点を解決するための手段］かかる問題を解決すべく種々検討した結果、芳香族ポリ
エステル系樹脂をフィルム基材とする偏光フィルムにお
いて、上記問題を解決するために用いられる色素に要求
される最も重要な特性は、高い二色性を有することであ
り、さらにある種の顔料適性を備えていなければならな
いことを見出し、本発明に到達した。

即ち、上記目的を達成する本発明は、芳香族ポリエステ
ル系樹脂中に、一般式（Ｉ）［式（Ｉ）中、R¹およびR²は同じでも異なってもよく、
それぞれ水素原子、ハロゲン原子、メチル基またはメト
キシ基であり、R³およびR³′は同一でも異なってもよ
く、それぞれ式（ａ）〜（ｄ） −CONH・R⁴ （ａ） −CO₂・R⁴ （ｂ）（式（ａ）〜（ｂ）において、R⁴は水素原子、アルキル
基、シクロアルキル基またはアリール基であり、R⁵は水
素原子、アルキル基、アルコキシ基、シクロアルキル
基、アリール基またはハロゲン原子であり、Ｙは酸素原
子またはイオウ原子であり、ｍは１または２の整数であ
り、ｍが２の場合、それらが結合する炭素原子とともに
環を形成してもよい。）を表し、ｎおよびｎ′は２であ
る。］で表されるペリレン系色素を配向して含有させたことを
特徴とする偏光フィルムである。

前記一般式（Ｉ）で表されるペリレン系色素は、芳香族
ポリエステル系樹脂の着色に用いられて本発明の偏光フ
ィルムが得られ、該本発明の偏光フィルムは特に耐久性
及び偏光性能が良好である。

また一般式（Ｉ）で表される色素のうちｎおよびｎ′＝
２である色素が、偏光フィルム用色素として特に好適で
ある。

以下本発明について詳述する。

前記一般式（Ｉ）においてR⁴で表される置換基の具体例
としては、H;−CH₃,−C₂H₅,−（CH₂）₂CH₃,−CH（CH₃）
₂,−（CH₂）₃CH₃,−CH₂CH（CH₃）₂,−CH（CH₃）C₂H₅,−
Ｃ（CH₃）₃,−（CH₂）₄CH₃,−（CH₂）₅CH₃,−（CH₂）₆C
H₃,−（CH₂）₇CH₃,−（CH₂）₈CH₃等のアルキル基，−C₂
H₄OCH₃,−C₂H₄OC₂H₅,−C₂H₄O（CH₂）₂CH₃,−C₂H₄O（C
H₂）₃CH₃等のアルコキシアルキル基；等のアリール基を挙げることができる。

で表される置換基の具体例としては等を挙げることができる。

前記一般式（Ｉ）の色素は、式は（II）で表されるペリレンテトラカルボン酸無水物と一般式
（III）［式（III）中、R¹,R²,R³およびｎは先に定義したもの
と同じである。］で表される芳香族アミン類をニトロベ
ンゼンのような不活性溶媒中で煮沸する方法等、または
一般式（Ｉ）で表されるペリレンテトラカルボン酸無水
物と等モルの一般式（III）で表される芳香族アミン類
をニトロベンゼンのような不活性溶媒中で煮沸させた
後、更に一般式（III）′ ［式（III）′中、R¹,R²,R³よびｎ′は先に定義したも
のと同義である。］で表される芳香族アミン類を加え、
煮沸する方法等で容易に合成できる。

これら本発明のペリレン系色素は偏光フィルムに好適な
二色性を有すると同時に、実質的に水、有機溶剤および
液晶に不溶な物性を有している。ここで「実質的に不
溶」であるとは、室温、すなわち約25℃において、該二
色性色素が、水、有機溶剤および液晶それぞれに対し0.
05重量％以下、好ましくは0.01重量％以下の溶解性しか
有しないことである。また、ここで有機溶剤とはアセト
ン、メチルアルコール、エチルアルコール、クロロホル
ム、ベンゼン、トルエン、キシレン、ニトロベンゼン、
クロルベンゼン、０−ジクロルベンゼン、N,N−ジメチ
ルホルムアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、酢酸エ
チルなどの容易に入手可能な、沸点250℃以下の不活性
有機溶媒である。さらに、液晶とは、室温で流動性を持
つネマチック相またはスメクチック層を有する液晶、す
なわちシツフベース系液晶、ビフェニル系液晶、フェニ
ルシクロヘキサン系液晶、エステル系液晶、ピリミジン
系液晶およびこれらの混合物液晶などである。

以上、本発明に使用する二色性色素は前記のように有機
溶媒および液晶に対し、実質的に不溶であることが重要
な特性であり、このような特性は本発明に用いる色素が
一定の顔料適正を有していることを示すものである。か
かる色素は芳香族ポリエステル系樹脂を基材とする偏光
フィルム用として好適であり、このような偏光フィルム
用の色素を二色性から選択することが液晶に溶解して、
二色性が優れているか否か判定することによっては不可
能であることを意味している。すなわち、本発明の二色
性色素が偏光フィルム用として好適な程度に優れた二色
性を有するか否かを判定する手段は必ずしも明確ではな
かった。

本発明者らは、かかる色素の簡便、かつ有効な二色性評
価手段として、芳香族ポリエステル系樹脂の代表例であ
るポリエチレンテレフタレート中で色素の二色性を測定
することにより、本発明の偏光フィルムに適用する色素
の適否の判定法とした。その方法は、極限粘度0.6〜0.7
5を有するポリエチレンテレフタレートのペレットに適
当量の色素を均一に混合し、溶融製膜したのち、ガラス
転移温度近くもしくはそれ以上の温度で縦方向に少なく
とも３倍以上自由幅延伸して得られるフィルムを試料と
して、可視光領域範囲内最大吸収波長での色素の二色比
を測定する方法である。

本発明に用いるペリレン系色素は、上記方法で測定した
二色比が７以上のものであり、ポリエチレンテレフタレ
ートをはじめとする芳香族ポリエステル系樹脂をフィル
ム基材とする偏光フィルム用色素として適している。

以上のような方法および基準によって、従来、偏光フィ
ルム用として十分な程度に高い二色性を有しているか否
かの判定さえ困難であった色素を容易に選択することが
できる。

本発明の偏光フィルムの製造において、使用される色素
は、粗製のまま使用することもできるが、再結晶その他
の精製手段を用いて精製されたものであることが好まし
く、また数ミクロン以下に粉砕して使用することが好ま
しい。

本発明の偏光フィルムは、前記色素を少なくとも１種含
むものであり、好みの色相を得るため、また特にニュー
トラルグレイ色の偏光フィルムを得るため数種類を選
択、混合して使用することができる。さらに本発明以外
の二色性を有する色素、場合によっては、二色性を有し
ない色素もしくは紫外線吸収剤等の添加剤、その他の物
質を含んでもよい。

本発明の偏光フィルムにおいて用いられる芳香族ポリエ
ステル系樹脂は耐熱性、耐湿性および透明性に優れたポ
リエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレー
ト、ポリブチレンテレフタレート、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
ルボキシレートなどの芳香族ポリエステル系樹脂成分を
少なくとも80重量％以上含む樹脂組成物が好ましい。

使用する色素の上記のような芳香族ポリエステル系樹脂
である基材樹脂に対する量は、色素の着色能力および目
的とする偏光フィ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ィルム１枚当りの可視光透過
率が30〜60％となるように調整する。例えば、偏光フィ
ルムの厚さが30〜200μｍであれば、色素の基材樹脂に
対する量は0.01〜10重量％の範囲である。

本発明の偏光フィルムを製造するには、基材樹脂と前記
本発明の色素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
ィルムもしくはシート状に成形し、次いで50〜150℃の
温度で縦方向もしくは横方向に３〜10倍延伸後、100〜2
30℃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、
フィルムの機械的強度を向上させることもできる。

このように製造された偏光フィルムは、用途によって種
々の形態のフィ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、ａ）上記の方法で製造されたフ
ィルムそのまま、ｂ）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よりなる保護膜（層）
を設けた形の偏光シートまたはフィルム、ｃ）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、片側もしくは両面に粘着
剤を塗布した形のもの、さらには、ｄ）偏光フィルムの
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。

［実施例］以下、本発明の色素および該色素を用いた偏光フィルム
の代表例について具体的に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き測定した
可視領域最大吸収波長での光線透過率（Ｔ_‖）、および
２枚の偏光フィルムを延伸方向が直交すべく重ねて測定
した同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１〜７本発明の偏光フィルムに使用されるペリレン系色素の使
用例をポリエチレンテレフタレート中での極大吸収波長
における二色比および偏光フィルムの極大吸収波長にお
ける偏光度（単体透過率40％）および色相を下記表１に
示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭50−105721（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−223786（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−63377（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−74361（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−91285（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】芳香族ポリエステル系樹脂中に、一般式
（Ｉ）［式（Ｉ）中、R¹およびR²は同じでも異なってもよく、
それぞれ水素原子、ハロゲン原子、メチル基またはメト
キシ基であり、R³およびR³′は同一でも異なってもよ
く、それぞれ式（ａ）〜（ｄ） −CONH・R⁴ （ａ） −CO₂・R⁴ （ｂ）（式（ａ）〜（ｂ）において、R⁴は水素原子、アルキル
基、シクロアルキル基またはアリール基であり、R⁵は水
素原子、アルキル基、アルコキシ基、シクロアルキル
基、アリール基またはハロゲン原子であり、Ｙは酸素原
子またはイオウ原子であり、ｍは１または２の整数であ
り、ｍが２の場合、それらが結合する炭素原子とともに
環を形成してもよい。）を表し、ｎおよびｎ′はそれぞ
れ２である。］で表されるペリレン系色素を配向して含有させたことを
特徴とする偏光フィルム。