JPH0777608A

JPH0777608A - 偏光板

Info

Publication number: JPH0777608A
Application number: JP24745293A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Kitamura; 村秀一北; Kuniyasu Kato; 藤邦泰加
Original assignee: Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1993-09-07
Filing date: 1993-09-07
Publication date: 1995-03-20

Abstract

(57)【要約】【目的】高温下での耐湿熱性に優れ、車両用途、各種
工業計器類の表示等の過酷な条件で使用された場合でも
高偏光度、高単体透過率を保持した偏光板を提供するこ
と。【構成】ヨウ素又は二色性染料の吸着配向により偏光
性能が付与されたポリビニルアルコール系フィルムの少
なくとも片面に保護フィルムを貼り合わせてなり、８０
℃、９０％ＲＨ、５００時間放置後の偏光度が９５％以
上、単体透過率が３８％以上であることを特徴とする偏
光板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐湿熱性に優れた高偏
光度、高単体透過率を有する偏光板に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、卓上電子計算機、電子時計、ワー
プロ、自動車や機械類の計器類等に液晶表示装置が用い
られ、これに伴い高偏光性能を有する偏光板の需要も増
大している。特に、計器類においては過酷な条件で使用
される場合が多いので耐湿熱性を保持した高偏光度の偏
光板が要請されている。

【０００３】しかしながら、従来よりポリビニルアルコ
ール系フィルムにヨウ素又は二色性染料を吸着させたポ
リビニルアルコール系偏光フィルムが汎用されている
が、一般に耐湿熱性が悪く、特に高温多湿の環境下では
多ヨウ素イオンの解離、ヨウ素脱離等の変色が起こって
偏光性能が低下し、信頼性が欠けるものであった。

【０００４】かかる欠点を解決すべく特開昭５９−１５
９１０９号公報には、透湿度が１０ｇ／ｍ² ・日以下の
高分子化合物膜（高密度ポリエチレン又はポリプロピレ
ン）を吸水性の偏光膜の両面にコート、貼り合わせもし
くは密封袋上に形成せしめ保護膜とした偏光板が開示さ
れている。

【０００５】又、特開昭６０−１５９７０４号公報に
は、１００℃、３０分間加熱後の収縮率が１．０％以下
であるように耐熱性が付与された偏光ポリビニルアルコ
ール系フィルムの少なくとも一面に、８０℃、９５％Ｒ
Ｈでの透湿度が５５ｇ／ｍ²ｈｒ以下の保護フィルムと
して、例えばポリメチルメタクリレート、ポリエーテル
サルホン、ポリカーボネート等のフィルムを貼り合わせ
てなる偏光板が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
５９−１５９１０９号公報開示技術では、７０℃、９０
％ＲＨ程度の高温多湿下での耐久性能の改善効果は認め
られるものの、より高偏光度を必要とする偏光板用途に
対しては、高密度ポリエチレン等の樹脂では、光弾性係
数が大きい為僅かな応力により位相差が生じ易く、光学
斑の原因となり高偏光性能を満足することが困難であ
る。又、特開昭６０−１５９７０４号公報においては、
偏光性を有するポリビニルアルコール系フィルムの湿潤
による変色の軽減が図られているものの、保護フィルム
に使用されているポリメチルメタクリレート、ポリエー
テルサルホン、ポリカーボネート等のフィルムの透湿度
が高く、最近の高偏光性能を必要とする偏光板の耐久性
能に対してはまだまだ満足できるものではなく、より一
層の改善が望まれていた。

【０００７】

【課題を解決する為の手段】本発明者らは、かかる欠点
を改良すべく鋭意検討した結果、ヨウ素又は二色性染料
の吸着配向により偏光性能が付与されたポリビニルアル
コール系フィルムの少なくとも片面に、８０℃、９０％
ＲＨで透湿度が２００ｇ／ｍ²・２４ｈｒ・１００μ以
下で、かつ光弾性係数が１×１０^-11ｃｍ²／ｄｙｎｅ以
下の保護フィルムを貼り合わせることにより８０℃、９
０％ＲＨ、５００時間放置後の偏光度が９５％以上、単
体透過率が３８％以上という結果になる高偏光性能を有
する耐湿熱性に優れた偏光板が得られることを見いだし
本発明に至った。

【０００８】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
偏光フィルムはポリビニルアルコール系フィルムの一軸
延伸フィルムである。ポリビニルアルコールは通常、酢
酸ビニルを重合したポリ酢酸ビニルをケン化して製造さ
れるが、本発明では必ずしもこれに限定されるものでは
なく、少量の不飽和カルボン酸（塩、エステル、アミ
ド、ニトリル等を含む）、オレフィン類、ビニルエーテ
ル類、不飽和スルホン酸塩等、酢酸ビニル等の共重合可
能な成分を含有していても良い。

【０００９】ポリビニルアルコールにおけるケン化度は
８５〜１００モル％、好ましくは９８〜１００モル％が
実用的である。又、本発明のポリビニルアルコールの平
均重合度としては、本発明の効果を得るためには１１０
０以上、好ましくは１５００以上、更に好ましくは２６
００〜５０００の高重合度ポリビニルアルコールが有利
である。

【００１０】平均重合度が１１００未満では、初期偏光
性能（偏光度、透過率）が低く、又高温多湿の条件下に
おいて光学性能の低下が大きく本発明の効果が得難い。

【００１１】ポリビニルアルコール系フィルムの製造法
としては、ポリビニルアルコールを水又は有機溶媒に溶
解した原液を流延製膜して、延伸してヨウ素染色又はア
ゾ系、アントラキノン系、テトラジン系等の二色性染色
で染色するか、延伸と染色を同時に行うか、染色して延
伸した後、ホウ素化合物処理する方法が挙げられる。原
液調製に際し使用される溶媒としては、水、ジメチルス
ルホキシド、Ｎ−メチルピロリドン、グリセリン、エチ
レングリコール、プロピレングリコール、ジエチレング
リコール、トリエチレングリコール、テトラエチレング
リコール、トリメチロールプロパン等の多価アルコー
ル、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン等のアミ
ン類及びこれらの混合物が用いられる。

【００１２】上記溶媒中には少量例えば５〜３０重量％
の水を含有させても差し支えない。原液中のポリビニル
アルコールの濃度は５〜２０重量％程度が実用的であ
る。該溶媒を用いて得られたポリビニルアルコール製膜
原液は、キャスト法、押出法等任意の方法で製膜され
る。製膜方式としては乾・湿式製膜法にて、即ち、該溶
液を口金スリットから一旦空気中、又は窒素、ヘリウ
ム、アルゴン等の不活性雰囲気中に吐出し次いで凝固浴
中に導いて未延伸フィルムを形成せしめる。又は、口金
から吐出された製膜溶液は一旦ローラー、或いはベルト
コンベアー等の上で溶剤を一部乾燥した後凝固浴中に導
入しても差し支えない。

【００１３】また、凝固浴に用いる溶媒には前記ポリビ
ニルアルコールの溶媒と混和性を有するもので例えばメ
タノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等の
アルコール類、アセトン、ベンゼン、トルエン等が挙げ
られる。ポリビニルアルコール系フィルムを得る方法と
しては、上記以外に所謂ゲル延伸法と呼ばれている方法
も採用可能である。

【００１４】即ち、ポリビニルアルコールを重合体濃度
が３０％以下になるよう溶媒に溶解してポリビニルアル
コール製膜原液を調製する。該溶液をスリット状口金を
通して空気又は不活性雰囲気中に吐出させ、次いで表面
が冷却されたローラーやベルトコンベアの上にあるいは
凝固液中に導入してゲル化フイルムを形成させる。該ゲ
ル化フィルムは脱溶媒後延伸させられる。該製膜法は前
記乾・湿式製膜法と殆ど同じであるが重合体濃度が原液
と変化しないようにゲル化フィルムを形成させる点で差
がある。

【００１５】この場合のポリビニルアルコール製膜原液
の溶媒としては、グリセリン、エチレングリコール、テ
トラエチレングリコール、トリメチロールプロパン等の
多価アルコール、ベンゼンスルホンアミド、カプロラク
タム等が例示できる。

【００１６】前記の如くして得られるポリビニルアルコ
ール系未延伸フィルムは、次いで延伸及び染色が施され
る。延伸と染色は別々に行っても同時に行っても良い。
別々に行う場合、延伸と染色の順序も任意である。延伸
は一軸方向に３．５倍以上、好ましくは４．５倍以上延
伸することが望ましい。この際、前記と直角方向にも若
干の延伸（幅方向の収縮を防止する程度或いはそれ以上
の延伸）を行っても差し支えない。延伸時の温度条件
は、５０〜１３０℃の範囲から選ぶのが適当である。

【００１７】フィルムへの染色つまり偏光素子の吸着は
フィルムに偏光素子を含有する液体を接触させることに
よって行われる。通常は、ヨウ素−ヨウ化カリウムの水
溶液、又はアゾ系、アントラキノン系、テトラジン系等
の二色性染料の水溶液が用いられる。ヨウ素の濃度は
０．１〜２．０ｇ／ｌ、ヨウ化カリウムの濃度は１０〜
５０ｇ／ｌ、ヨウ素／ヨウ化カリウムの重量比は２０〜
１００が適当であり、二色性染料の濃度は、０．１〜
３．０ｇ／ｌが適当である。染色時間は３０〜５００秒
程度が実用的である。水溶媒以外に水と相溶性のある有
機溶媒を少量含有させても差し支えない。

【００１８】接触手段としては浸漬、塗布、噴霧等の任
意の手段が適用出来る。延伸及び染色の終了したフィル
ムは次いでホウ素化合物によって処理される。ホウ素化
合物としてはホウ酸、ホウ砂が実用的である。ホウ素化
合物は水溶液又は水−有機溶媒混合液の形で濃度０．５
〜２．０モル／ｌ程度で用いられる。

【００１９】処理法は浸漬が望ましいが勿論塗布法、噴
霧法も実用可能である。処理時の温度は５０〜７０℃、
処理時間５〜２０分程度が好ましく、必要に応じて処理
中に、或いは処理後に延伸操作を行っても良い。

【００２０】本発明の偏光板は、上記により偏光性能が
付与されたポリビニルアルコール系フィルムの少なくと
も一面に、特定の保護フィルムを貼り合わせてなるもの
である。上記保護フィルムとしては、低透湿度で偏光板
としての性能を損なわない光学的特性を有するものが用
いられる。具体的には透湿度が８０℃、９０％ＲＨの測
定条件で２００ｇ／ｍ²・２４ｈｒ・１００μ以下で、
透湿度が２００ｇ／ｍ²・２４ｈｒ・１００μより大き
いと光学耐久性の点で効果が低下し、好ましくは１００
ｇ／ｍ²・２４ｈｒ・１００μ以下であり、光弾性係数は
１×１０^-11ｃｍ²／ｄｙｎｅ以下で光弾性係数が１×１
０^-11ｃｍ²／ｄｙｎｅより大きいと外部応力により光学
歪みが生じやすく光学斑の原因となり、好ましくは１×
１０^-12ｃｍ²／ｄｙｎｅ以下で、光学的特性として実質
的に透明であり１００μフィルムで光線透過率９０％以
上であることが必要である。尚、光弾性係数は外部応力
に対する光学歪みの程度を示す値であり、値が小さけれ
ば小さい程、偏光板の保護フィルムとして光学的に良好
であり、エリプソメータを用いて波長６３３ｎｍで測定
を行った。

【００２１】本発明に用いられる保護フィルムは、上記
の条件を満足するもであれば使用可能であり、非晶性ナ
イロン、環状オレフィン等のポリマーが使用でき、特に
環状オレフィン重合体である熱可塑性飽和ノルボルネン
系樹脂は耐酸性、耐薬品性に優れ、その光弾性係数が３
〜９×１０^-13ｃｍ²／ｄｙｎｅと小さく、透湿度も８０
℃、９０％ＲＨ下で４０〜７０ｇ／ｍ²・２４ｈｒ・１
００μと低い値を示し、保護フィルムとして好適な材料
である。

【００２２】熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂として
は、例えば（イ）ノルボルネン系モノマーの開環（共）
重合体を、必要に応じてマレイン酸付加、シクロペンタ
ジエン付加の如き変性を行った後に、水素添加した樹
脂、（ロ）ノルボルネン系モノマーを付加重合させた樹
脂、（ハ）ノルボルネン系モノマーとエチレンやα−オ
レフィンなどのオレフィン系モノマーと付加重合させた
樹脂、（ニ）ノルボルネン系モノマーとシクロペンテ
ン、シクロオクテン、５，６−ジヒドロジシクロペンタ
ジエンなどの環状オレフィン系モノマーと付加重合させ
た樹脂などが挙げられる。重合は、重合触媒としてＩ
ｒ、Ｏｓ、Ｒｕの三塩化物の含水塩、ＭｏＣｌ₅、ＷＣ
ｌ₆ 、ＲｅＣｌ₅ 、（Ｃ₂ Ｈ₅）_３Ａｌ、（Ｃ₂ Ｈ₅ ）₃
Ａｌ／ＴｉＣｌ₄、（π−Ｃ₄ Ｈ₇ ）₄ Ｍｏ／ＴｉＣｌ
₄ 、（π−Ｃ₄ Ｈ₇ ）₄ Ｗ／ＴｉＣｌ₄、（π−Ｃ₃ Ｈ₅
）₃ Ｃｒ／ＷＣｌ₆ 等を用いて常法により行うことが
出来、更に水素添加も常法により行うことが出来る。

【００２３】ノルボルネン系モノマーとしては、例え
ば、ノルボルネン及び５−メチル−２−ノルボルネン、
５−ジメチル−２−ノルボルネン、５−エチル−２−ノ
ルボルネン、５−ブチル−２−ノルボルネン、５−エチ
リデン−２−ノルボルネン等のアルキル及び／又はアル
キリデン置換体、これらのハロゲン等の極性基置換体；
６−メチル−１，４：５，８−ジメタノ−１，４，４
ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、
６−エチル−１，４：５，８−ジメタノ−１，４，４
ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、
６−エチリデン−１，４：５，８−ジメタノ−１，４，
４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレ
ン、６−クロロ−１，４：５，８−ジメタノ−１，４，
４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレ
ン、６−シアノ−１，４：５，８−ジメタノ−１，４，
４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレ
ン、６−ピリジル−１，４：５，８−ジメタノ−１，
４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタ
レン、６−メトキシカルボニル−１，４：５，８−ジメ
タノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒ
ドロナフタレン等のジメタノオクタヒドロナフタレン、
そのアルキル及び／又はアルキリデン置換体、及びハロ
ゲン等の極性置換体；ジシクロペンタジエン、２，３−
ジヒドロジシクロペンタジエン等；４，９：５，８−ジ
メタノ−３ａ，４，４ａ，５，８，８ａ，９，９ａ−オ
クタヒドロ−１Ｈ−ベンゾインデン、４，１１：５，１
０：６，９−トリメタノ−３ａ，４，４ａ，５，５ａ，
６，９，９ａ，１０，１０ａ，１１，１１ａ−ドデカヒ
ドロ−１Ｈ−シクロペンタアントラセン等のシクロペン
タジエンの３〜４量体等が挙げられる。

【００２４】上記の環状オレフィン重合体等を偏光板の
保護フィルムとするには、溶剤キャスト法、押出法等の
公知の製膜方法を用いることにより行うことが出来る。

【００２５】又、保護フィルムを偏光性能を付与したポ
リビニルアルコール系フィルムの少なくとも片面に貼り
合わせるには、通常接着剤が使用されるが該接着剤とし
ては、アクリル系接着剤、ポリエステル−イソシアネー
ト系接着剤等が用いられる。又、該保護膜を構成する高
分子化合物には、所望によりフェノール系やリン系の酸
化防止剤、帯電防止剤、紫外線安定剤などの各種添加剤
を添加しても良い。

【００２６】かくして得られた偏光板は、更に粘着剤層
及び剥離フィルムを付加することが出来る。

【００２７】

【作用】本発明の偏光板は、高温下での耐湿熱性に優れ
長時間放置しても高偏光度、高単体透過率を保持してお
り、車両用途、各種工業計器類の表示等の過酷な条件で
使用された場合にも、大変有用である。

【００２８】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明する。尚、本発明でいう偏光度とは数１で示され
る。

【００２９】

【数１】ここでＨ₁₁は２枚の偏光フィルムサンプルの重ね合わせ
時において、偏光フィルムの配向方向が同一方向になる
様に重ね合わせた状態で分光光度計を用いて測定した透
過率（％）、Ｈ₁ は２枚のサンプルの重ね合わせ時にお
いて、偏光フィルムの配向方向が互いに直交する方向に
なる様に重ね合わせた状態で測定した透過率（％）であ
る。

【００３０】実施例１平均重合度３８００、ケン化度９９．５モル％のポリビ
ニルアルコール１００部を水に溶解し、５．０重量％濃
度の溶液を得た。該液をポリエチレンテレフタレート上
に流延後乾燥し原反フィルムを得た。このフィルムをチ
ャックに装着しヨウ素０．２ｇ／ｌ、ヨウ化カリウム６
０ｇ／ｌよりなる水溶液中に３０℃にて２４０秒浸漬
し、次いでホウ酸７０ｇ／ｌ、ヨウ化カリウム３０ｇ／
ｌの組成の水溶液に浸漬すると共に、同時に６．０倍に
一軸延伸しつつ５分間に渡ってホウ酸処理を行った。最
後に室温で２４時間乾燥した。該フィルムの両面にアク
リル系接着剤を用いて、６−メチル−１、４、５、８−
ジメタノ−１、４、４ａ、５、６、７、８、８ａ−オク
タヒドロナフタレンの開環重合、水素添加反応により得
られた熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂（８０℃、９０
％ＲＨで透湿度５０ｇ／ｍ²・２４ｈｒ・１００μ、光
弾性係数６．３×１０^-13ｃｍ²／ｄｙｎｅ）の流延法に
より作製したフィルム（厚み１００μ）を貼り合わせ偏
光板とした。

【００３１】該偏光板について耐湿熱性試験（８０℃、
９０％ＲＨ、５００時間放置）を行い、単体透過率及び
偏光度を、分光光度計（日本電色工業（株）製ＳＺＳ−
Σ８０）により測定し試験前後の各々の変化量を評価し
た。結果は表１に示す。

【００３２】実施例２平均重合度１７００の、ケン化度９９．７モル％のポリ
ビニルアルコールを用いた以外は、実施例１と同一の実
験を行った。結果は表１に示す。

【００３３】比較例１８０℃、９０％ＲＨで透湿度が３２０ｇ／ｍ²・２４ｈ
ｒ・１００μ、光弾性係数が６．０×１０^-13ｃｍ²／ｄ
ｙｎｅである流延法により作成したポリメチルメタクリ
レートフィルム（厚み１００μ）を保護フィルムとして
用いた以外は、実施例１と同一の実験を行った。結果は
表１に示す。

【００３４】比較例２８０℃、９０％ＲＨで透湿度が６２０ｇ／ｍ²・２４ｈ
ｒ・１００μ、光弾性係数が７．２×１０^-12ｃｍ²／ｄ
ｙｎｅであるポリカーボネートフィルム（厚み１００
μ）を保護フィルムとして用いた以外は、実施例１と同
一の実験を行った。結果は表１に示す。

【００３５】比較例３８０℃、９０％ＲＨで透湿度が２３ｇ／ｍ²・２４ｈｒ
・１００μ、光弾性係数が２．７×１０^-11ｃｍ²／ｄｙ
ｎｅである高密度ポリエチレンフィルム（厚み１００
μ）を保護フィルムとして用いた以外は、実施例１と同
一の実験を行った。結果は表１に示す。

【００３６】

【表１】偏光性能製造直後耐湿熱性試験後単体透過率偏光度単体透過率偏光度の（％）（％）の変化量変化量実施例１４０．０１００．０＋０．３ −１．７実施例２３９．８１００．０＋３．３ −２．１比較例１４０．１１００．０＋７．８ −１４．８比較例２３９．５１００．０＋９．１ −１５．１比較例３３９．９１００．０＋８．８ −１７．３

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、高温下での耐湿熱性に
優れ長時間放置しても高偏光度、高単体透過率を保持し
た偏光板が得られ、車両用途、各種工業計器類の表示等
の過酷な条件で使用された場合にも、大変有用である。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年１１月１１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】ポリビニルアルコールにおけるケン化度は
８５〜１００モル％、好ましくは９８〜１００モル％が
実用的である。又、本発明のポリビニルアルコールの平
均重合度としては、本発明の効果を得るためには１１０
０以上、好ましくは１５００以上、更に好ましくは２６
００〜５０００、特に好ましくは３５００〜５０００の
高重合度ポリビニルアルコールが有利である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ヨウ素又は二色性染料の吸着配向により
偏光性能が付与されたポリビニルアルコール系フィルム
の少なくとも片面に保護フィルムを貼り合わせてなり、
８０℃、９０％ＲＨ、５００時間放置後の偏光度が９５
％以上、単体透過率が３８％以上であることを特徴とす
る偏光板。
【請求項２】保護フィルムの透湿度が８０℃、９０％
ＲＨで２００ｇ／ｍ²・２４ｈｒ・１００μ以下で、か
つ光弾性係数が１×１０^-11ｃｍ²／ｄｙｎｅ以下である
ことを特徴とする請求項１記載の偏光板。
【請求項３】保護フィルムが熱可塑性飽和ノルボルネ
ン系樹脂であることを特徴とする請求項１あるいは２に
記載の偏光板。
【請求項４】ポリビニルアルコール系フィルムの平均
重合度が２６００以上であることを特徴とする請求項１
〜３のいずれかに記載の偏光板