高分子の光散乱異方性を利用した偏光素子の開発

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12555003
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 戸木田 雅利 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (30301170)
• 研究分担者: 夫 龍淳 富士ゼロックス(株), 総合研究所, 主任研究員 ; 荻野 賢司 東京農工大学, 大学院・生物システム応用科学研究科, 助教授 (10251589) ; 宮田 清蔵 東京農工大学, 大学院・生物システム応用科学研究科, 教授 (90015066) ; 古木 誠 富士ゼロックス(株), 総合研究所, 研究員
• キーワード: 高分子 / ポリマーブレンド / 偏光板 / 光散乱 / ポリカーボネート / 複屈折

研究概要

液晶表示素子に用いられる偏光板では、ポリマーの延伸フィルムに含有させたヨウ素や二色性色素の光の吸収により直線偏光が得られている。しかしながら、このような吸収を利用した偏光板では、原理的には入射光の50%の透過光しか得られない。そこで、透過光強度を損なわずに直線偏光を得る方法が求められている。我々は延伸しても複屈折が殆どゼロである変性ポリメタクリル酸メチル(OZ)とポリカーボネート(PC)あるいはポリエチレンナフタレート(PEN)との配向二相系ブレンドフィルムを用いると、簡単に偏光特性が得られることを見出した。
PCとOZをミニチュア混練機を用いて240℃で10min溶融混練した後、230℃でホットプレスすることでブレンドフィルム試料を作製した。得られたブレンドフィルムは全組成で粒径が数μm程度の海島の二相構造を有する。150℃のオイルバス中60mm/minで延伸して延伸フィルムを作製した。延伸フィルムの偏光UV-VISスペクトル測定を波長400〜800nmで行い、入射光の偏光方向とフィルムの延伸方向が垂直の際の透過率V(%)と、平行の場合の透過率P(%)を求めた。また、延伸フィルムのHv(偏光子と検光子の偏光方向が垂直)光散乱像を調べた。2.5倍延伸フィルムの偏光UV一VISスペクトルの波長633nmにおけるV/P値を求め、その組成φ_<PC>依存性を測定した。OZがマトリックス成分となる組成(φ_<PC><50%)ではV/P値は1に近く偏光特性がない。それに対して、PCがマトリックス成分として存在する場合(φ_<PC>>50%)には大きなV/P値が得られることがわかった。φ_<PC>=70%においてV/P値は最大となりその偏光特性が最も顕著になる。これは延伸方向でのPCとOZの屈折率差がこの延伸倍率において最大になるためである。波長750nmから800nmにおいては、最大透過率が62.9%と、既存の偏光板を上回る性能が得られた。
また、この偏光板上に有機電界発光素子を作製し、偏光特性が得られることを確認した。

研究成果

• [文献書誌] T.Kada: "Fabrication of Refractive Index Distributions in Polymer Using a Photochemical Reaction"J.Appl.Phys.. 87. 638-642 (2000)
• [文献書誌] H.Suzuki: "Luminescence of Dye Doped Polymer Films Induced by Corona Discharge"J.Appl.Phys.. 88. 5791-5795 (2000)
• [文献書誌] S.-H.Lee: "Orientation of Main-Chain Accordion Polymers Having Differenct Alkyl Chains"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. 349. 171-174 (2000)
• [文献書誌] M.Li: "New Red Electroluminescent Devices using Tris (2,2'-bipyridine) Ruthenium (II) Hexafluorophospahte as Emitter"Jpn.J.Appl.Phys. L1171-L1173 (2000)
• [文献書誌] T.Kada: "Rferactive Index Changes of Nitrone Derivatives by Use of Photochemical Reaction"Nonlinear.Opt.. 24. 111 (2000)
• [文献書誌] Xu-Tang.Tao: "Tetravalent Tin Complex with High Electron Affinity for Electroluminescent Applications"Appl.Phys.Lett.,. 76. 3522-3524 (2000)
• [文献書誌] Z.Chen: "The Full-Width at Half-Maximum of Emission Narrowing in Electroluminescent Device"J.Phys.D:Appl.Phys.. 33. 1-4 (2000)
• [文献書誌] S.Maruyama: "The Photoluminescent and Electroluminescent Properties of Cyclic Carbazole Oligomers"Phys.Chem.Chem.Phys. 2. 3565-3569 (2000)
• [文献書誌] Z.Chen: "The Full-width at Half-maximum of Emission Narrowing in Electroluminescent Device"J.Phys.D,Appl.Phys.. 33. 1643-1646 (2000)
• [文献書誌] T.Uno: "Characterization for Melt-Spun Fiber of Fluorocarbon Polymer l.Copolymer of Tetrafluyoroethylene and Hexafluoropropylene"J.Phys.D,Appl.Phys.. 33. 1643-1646 (2000)
• [文献書誌] S.Miyata: "Light Wave Manipulation using Organic Nonlinear Optical Materials"Gordon and Breach Science Publishers. 245 (2000)
• [文献書誌] T.Watanabe: "Preparation of hybrid Nano Composites of Liquid Crystalline Polymer/Chromophore Systems and Their Application to Active Optical Devices"Kodansha Scientific. 4(350) (2000)