CN103620453A - 偏光元件和偏振片 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于提供针对在450nm～480nm具有最高发光强度的光源具有高偏光性能的偏光元件和偏振片。本发明的偏光元件为将含有二色性色素的聚乙烯醇树脂或其衍生物的膜拉伸而成的偏光元件，所述偏光元件的特征在于，该二色性色素中的至少一种为式(1)所表示的化合物或其盐，在该二色性色素中，相对于n=1～n=4的合计吸附量，n=2的吸附比例为55%以上。
Figure DDA0000440272030000011

Description

偏光元件和偏振片
技术领域
本发明涉及偏光元件和使用该偏光元件的偏振片。
背景技术
偏光元件通常是通过使作为二色性色素的碘或二色性染料吸附在聚乙烯醇系树脂膜上并进行取向来制造的。藉由接合剂层将由三乙酰纤维素等形成的保护膜贴合在该偏光元件的至少单面来制成偏振片，并用于液晶显示装置等中。作为二色性色素使用碘的偏振片被称为碘系偏振片，另外，作为二色性色素使用二色性染料的偏振片被称为染料系偏振片。它们之中，对于染料系偏振片来说，若对具有相同偏光度的偏振片进行比较，则染料系偏振片的透过率低于碘系偏振片，即该染料系偏振片存在对比度低的问题，但其具有高耐热性、高湿热耐久性的特征，因而被用于彩色液晶投影仪等中。在彩色液晶投影仪的情况下，该液晶成像部中使用偏振片，但由于偏振片会大幅吸收光并进行投射，使数十英寸至一百数十英寸的图像在0.5～6英寸的小面积偏振片上聚焦，因而由于该光密度的大小的原因，无法避免光所致的劣化和照射光时的热影响。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3769140号
专利文献2：日本专利第3585097号
专利文献3：日本专利第3591220号
专利文献4：日本特开昭64-72007号
专利文献5：国际公开号WO2007/138980号
非专利文献
非专利文献1：染料化学；细田丰著；技报堂
发明内容
发明所要解决的课题
迄今为止的光源中使用CCFL或高压汞灯，在专利文献1中记载了考虑到该光源的使用了与蓝色对应的液晶盒的液晶投影仪用偏振片，其中要求通过选择对波长进行限定的良好的色素而开发出在特定的波长具有良好的偏光特性的偏振片。近年来进行了新光源的开发，作为对偏振片的期望，对于专利文献2或专利文献3中的利用发光二极管(下文中省略为LED)的光源以及专利文献4中的LAZER(激光)光源等之类的新光源有许多报告，开始希望一种与这些新型光源对应的在特定波长具有良好的光学特性的偏振片。在发出白色光的LED中，使用通常的碘系偏振片，LED发光强度的进步异常显著，随着其发光变强，耐光性和耐热性成为课题，需要一种高耐光、高耐热的偏振片。其中，染料系偏振片的耐光性、耐热性高于碘系偏振片，因而要求一种与各光源对应的染料系偏振片。但是，其偏光特性低于碘系偏振片，希望一种具有更高偏光特性的染料系偏振片。
其中，在以LED和激光作为光源的发光中，其显色光与通过利用了现有高压汞灯的分色镜分离出的发光色不同。现有的以高压汞灯为光源的蓝色光源的发光中，发光强度最高的波长在440nm附近，而LED或激光的蓝色发光光源在450nm～480nm具有最高发光强度。对于这种波长不同的新光源，与现有光源对应的偏振片在其发光波段中的偏光度低，实际的显示对比度低。
解决课题的手段
对于这样的针对新光源的光学特性的降低进行了深入研究，结果创新发现下述内容：即，下述偏振片即使对于在450nm～480nm具有最高发光强度的光源也具有良好的偏光特性，该偏振片由将含有二色性色素的聚乙烯醇树脂或其衍生物的膜拉伸而成的偏光元件而构成，上述偏光元件的特征在于，该二色性色素中的至少一种为式(1)所表示的化合物或其盐，在该二色性色素中，相对于n=1～n=4的合计吸附量，n=2的吸附比例为55%以上。由式(1)形成的色素在专利文献5中已有报告，但仅根据该内容可知，相对于在450nm～480nm具有最高发光强度的光源，光学特性不充分。
[化1]
Figure BDA0000440272010000031
即，本发明涉及：
(1)一种偏光元件，其为将含有二色性色素的聚乙烯醇树脂或其衍生物的膜拉伸而成的偏光元件，该偏光元件的特征在于，该二色性色素中的至少一种为式(1)所表示的化合物或其盐，在该二色性色素中，相对于n=1～n=4的合计吸附量，n=2的吸附比例为55%以上；
[化2]
Figure BDA0000440272010000032
(式(1)中，n表示1～4的整数。)
(2)如(1)所述的偏振片，其是在偏光元件的至少单面设置支持体膜而成的；
(3)一种带有无机基板的偏振片，其特征在于，其是在无机基板上层积(1)所述的偏光元件或(2)所述的偏振片而成的；
(4)如(1)所述的偏光元件，其是针对下述光源而设置的，该光源中，用于发光的光源在450nm～480nm处具有最大输出波长；
(5)如(1)所述的偏光元件，其与液晶投影仪的蓝色对应；
(6)如(2)或(3)所述的偏振片，其是针对下述光源而设置的，该光源中，用于发光的光源在450nm～480nm处具有最大输出波长；
(7)如(2)、(3)、(6)的任一项所述的偏振片，其与液晶投影仪的蓝色对应；
(6)一种液晶投影仪，其搭载有(1)、(4)、(5)的任一项所述的偏光元件或(2)、(3)、(6)、(7)的任一项所述的偏振片；
(7)上述(1)所述的偏光元件的制造方法，其特征在于，在温度为30℃～60℃、浸渍时间为2分钟～10分钟的条件下进行染色工序，在该染色工序中，将聚乙烯醇树脂或其衍生物的膜浸渍在含有上述二色性色素的溶液中。
发明的效果
本发明的偏光元件及其偏振片针对在450nm～480nm具有最高发光强度的光源具有高偏光性能。
附图说明
图1为各波长的分光测定值Ky(%)。
图2为各波长的分光测定值Kz(%)。
图3为具有3波长LED光源的投影仪在蓝色光源的每一波长下的发光强度。
具体实施方式
以下详细说明本发明。
本发明的偏光元件为将含有二色性色素的聚乙烯醇树脂或其衍生物的膜拉伸而成的偏光元件，该偏光元件的特征在于，该二色性色素中的至少一种为式(1)所表示的化合物或其盐，在该二色性色素中，相对于n=1～n=4的合计吸附量，n=2的吸附比例为55%以上。
[化3]
Figure BDA0000440272010000041
(式(1)以游离酸的形式表示。n为1～4的整数)
这种情况下的色素的吸附比例是利用根据高效液相色谱(下文中省略为HPLC)得到的面积比而测定出的纯度，为如下得到的比例：将由含有二色性色素的聚乙烯醇树脂或其衍生物形成的膜0.5g在50重量%的吡啶水中浸渍24小时，从聚乙烯醇系膜提取色素后，利用HPLC进行测定，该吸附比例为以HPLC测定表示的峰面积比进行测定而示出的比例。
作为式(1)所表示的n=2相对于n=1～n=4的合计吸附的吸附比例为55%以上的偏光元件的制作方法，可以举出：制造由n=2的吸附比例为55%以上的式(1)形成的色素、并且调整吸附至聚乙烯醇时的染色工序的温度或时间。
游离酸形式的式(1)所表示的偶氮化合物可按照非专利文献1所记载的通常的偶氮染料的制法通过进行公知的重氮化、偶联来容易地制造。作为具体的制造方法，将4-氨基苯甲酸重氮化，与式(2)所表示的苯胺偶联，得到作为单偶氮氨基化合物的式(3)。
[化4]
Figure BDA0000440272010000051
[化5]
Figure BDA0000440272010000052
接下来，在碱性条件下使该单偶氮氨基化合物与4,4’-二硝基二苯乙烯-2,2’-磺酸反应后，通过进行葡萄糖还原而得到式(1)所表示的偶氮化合物。
上述反应中，重氮化工序可通过在重氮成分的盐酸、硫酸等无机酸水溶液或悬浊液中混合亚硝酸钠等亚硝酸盐这样的顺式法(顺法)来进行。或者也可通过在重氮成分的中性或者弱碱性的水溶液中加入亚硝酸盐、将其与无机酸混合这样的逆式法(逆法)来进行。重氮化的温度为-10℃～40℃是适当的。此外，与式(1)的偶联工序中，可将盐酸、乙酸等酸性水溶液与上述各重氮液混合，在温度为-10℃～40℃、pH2～7的酸性条件下进行。
在由式(3)形成的单偶氮氨基化合物与4,4’-二硝基二苯乙烯-2,2’-磺酸的反应中，碱性条件下的缩合工序可在氢氧化钠、氢氧化锂等强碱性条件进行。该碱浓度为2%～10%是适当的，温度为70℃～100℃是适当的。上述式(1)的n的数目可通过变更式(3)的单偶氮氨基化合物与4,4’-二硝基二苯乙烯-2,2’-磺酸的摩尔比投料比例来进行调整，以及可通过调整4,4’-二硝基二苯乙烯-2,2’-磺酸与式(3)进行缩合反应的时间来进行调整。葡萄糖还原工序通常在碱性条件下使用0.5当量～1.2当量的葡萄糖浓度。
需要说明的是，本发明中的式(1)所表示的偶氮化合物除了能够以游离酸形式使用外，还可使用偶氮化合物的盐。作为这样的盐，可以举出锂盐、钠盐、钾盐之类的碱金属盐；铵盐、胺盐等有机盐。通常使用钠盐。该有机盐盐析后，也可利用过滤时的温度调整n，过滤温度越低，n越有显示出较低值的倾向；过滤温度越高，n越有显示出较高值的倾向。作为用于得到n=2的含有比例相对于n=1与n=4的合计比例为55%以上的色素的过滤温度，可以为50℃～95℃、优选为60℃～95℃。通过得到n=2的含有比例相对于n=1与n=4的合计比例为55%以上的色素，能够容易地达成本发明。
构成偏光元件的聚乙烯醇系树脂的制造方法没有特别限定，可利用公知的方法制造。作为聚乙烯醇系树脂的制造方法，例如可通过将聚乙酸乙烯酯系树脂皂化来得到。作为聚乙酸乙烯酯系树脂，除作为乙酸乙烯酯的均聚物的聚乙酸乙烯酯以外，还可以举出乙酸乙烯酯和能够与其共聚的其它单体的共聚物等。作为与乙酸乙烯酯共聚的其它单体，可以举出例如不饱和羧酸类、烯烃类、乙烯基醚类或不饱和磺酸类等。聚乙烯醇系树脂的皂化度通常优选为85摩尔%～100摩尔%、更优选为95摩尔%以上。该聚乙烯醇系树脂可以进一步被改性，例如也可使用利用醛类进行了改性的聚乙烯醇缩甲醛或聚乙烯醇缩乙醛等。此外，聚乙烯醇系树脂的聚合度通常优选为1,000～10,000、更优选为1,500～5,000。
本发明中可以使用的聚乙烯醇树脂的衍生物可以举出实施了上述改性处理的树脂等。
将该聚乙烯醇树脂或其衍生物(下文中将两者合在一起称为聚乙烯醇系树脂)成膜而得到的膜被用作坯膜(原反フィルム)。聚乙烯醇系树脂的成膜方法没有特别限定，可利用公知的方法进行成膜。这种情况下，在聚乙烯醇系树脂中可以含有甘油、乙二醇、丙二醇或低分子量聚乙二醇等作为增塑剂。增塑剂量优选为5重量%～20重量%、更优选为8重量%～15重量%。由聚乙烯醇系树脂形成的坯膜的膜厚没有特别限定，例如优选为5μm～150μm、更优选为10μm～100μm。
首先对上述聚乙烯醇系树脂膜实施溶胀工序。溶胀工序通过将聚乙烯醇系树脂膜在20℃～50℃的溶液中浸渍30秒～10分钟来进行。溶液优选为水。在要缩短制造偏光元件的时间的情况下，由于在色素的染色处理时也会溶胀，因而也可省略溶胀工序。
在溶胀工序后实施染色工序。染色工序通过将聚乙烯醇系树脂膜浸渍在含有二色性染料的溶液中来进行。在本发明中，相对于n=1～n=4的合计吸附量，n=2的吸附比例为55%以上的情况下，染色温度越低，n较小的色素的吸附比例越增加；染色温度越高，n较大的色素的吸附比例越增加。其中，若染色温度过低，色素本身的吸附也会显著降低；若过高，则会产生染色不均或聚乙烯醇膜溶解在染色液中等问题。为了得到本申请中的相对于n=1与n=4的合计比例n=2的化合物在聚乙烯醇上的吸附比例为55%以上的偏光元件，染色温度以温度范围计为30℃～60℃、更优选为35℃～50℃。作为用于得到本申请的偏光元件的染色时间，浸渍时间越短，n较小的色素的吸附比例越会增加；染色温度越高，n较大的色素的吸附比例越会增加。染色时间通常在30秒～20分钟内进行调节，在本发明中可以为2分钟～10分钟、更优选为3分钟～9分钟。在染色温度为30℃以下、或染色时间为2分钟以下的情况下，n=2的吸附比例会减少，因而不适宜。染色方法优选为浸渍在该溶液中，也可通过将该溶液涂布至聚乙烯醇系树脂膜来使之接触、并控制在适宜的温度来进行。
含有二色性染料的溶液可以含有氯化钠、硫酸钠、无水硫酸钠、三聚磷酸钠等作为染色助剂。它们的含量可根据由染料的染色性确定的时间、温度调整为任意的浓度，以各自的含量计优选为0重量%～5重量%、更优选为0.1重量%～2重量%。
本发明的偏振片中，偏光元件是将含有该二色性色素的聚乙烯醇树脂或其衍生物的膜拉伸而成的，其具有下述特征：该二色性色素中的至少一种为式(1)所表示的化合物或其盐，相对于式(1)中的n=1～n=4的合计吸附量，n=2的吸附比例为55%以上；作为n=2的吸附比例，只要为55%以上即可，但更优选为65%以上、进一步优选为75%以上、再优选为85%以上。该色素中，n=1与n=3的合计吸附比例超过45%以上时，不能完成本发明，不能制成在450nm～480nm具有良好的偏光特性的偏振片。作为得到n=2的吸附比例为55%以上、更优选为65%以上、进一步优选为75%以上、再优选为85%以上的偏光元件的方法，如上所述，可以举出：使用与该比例相应的式(1)所表示的二色性色素来调整染色液的方法；适当调整染色工序中的染色温度和时间的方法。作为得到本申请的偏光元件或偏振片的制造方法，最优选如下制造：制造与n=2的吸附比例为55%以上、更优选为65%以上、进一步优选为75%以上、再优选为85%以上相应的式(1)所表示的二色性色素，使用该制造出的色素制作染色液，使聚乙烯醇膜浸渍在该染色液中或与该染色液接触，由此来制造偏光元件。
此外，也可以在不妨碍本发明色素的偏光特性的范围内合用其它色素。作为这样的色素，可以举出例如C.I.直接黄12、C.I.直接黄28、C.I.直接黄44、C.I.直接橙26、C.I.直接橙39、C.I.直接橙107、C.I.直接红81。除了这些示出的二色性染料以外，还可根据需要合用其它有机染料。根据目标偏光元件为液晶投影仪用彩色偏光元件、或者为其它彩色偏光元件，各自配合的有机染料的种类不同。其混合比例没有特别限定，可根据光源、色调等要求任意设定混合量。通过使用以上的色素来制作本发明的偏光元件。
在染色工序后，在进入接下来的工序之前可以进行清洗工序(下面称为清洗工序1)。清洗工序1为对于在染色工序中附着在聚乙烯醇系树脂膜表面的染料溶剂进行清洗的工序。通过进行清洗工序1，能够抑制染料转移到接下来进行处理的液体中。清洗工序1中通常使用水。清洗方法优选为浸渍在该溶液中，也可以通过将该溶液涂布至聚乙烯醇系树脂膜来进行清洗。清洗的时间没有特别限定，优选为1秒～300秒、更优选为1秒～60秒。清洗工序1中的溶剂的温度需要为亲水性高分子不发生溶解的温度。通常在5℃～40℃进行清洗处理。
在染色工序或清洗工序1之后，可以进行使之含有交联剂和/或耐水化剂的工序。作为交联剂，可以使用例如：硼酸、硼砂或硼酸铵等硼化合物；乙二醛或戊二醛等多元醛；缩二脲型、异氰脲酸酯型或封端型等多元异氰酸酯系化合物；硫酸氧钛等钛系化合物等，此外还可使用乙二醇缩水甘油醚、聚酰胺环氧氯丙烷等。作为耐水化剂，可以举出过氧化琥珀酸、过硫酸铵、高氯酸钙、苯偶姻乙醚、乙二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、氯化铵或氯化镁等，优选使用硼酸。使用以上示出的至少一种以上的交联剂和/或耐水化剂来进行使之含有交联剂和/或耐水化剂的工序。作为此时的溶剂优选为水，但并不限定于水。在使之含有交联剂和/或耐水化剂的工序中，对于溶剂中的交联剂和/或耐水化剂的含有浓度，若以硼酸为例来表示，则其相对于溶剂的浓度优选为0.1重量%～6.0重量%、更优选为1.0重量%～4.0重量%。该工序中的溶剂温度优选为5℃～70℃、更优选为5℃～50℃。对于使聚乙烯醇系树脂膜中含有交联剂和/或耐水化剂的方法，优选浸渍在该溶液中，也可将该溶液塗布或涂抹至聚乙烯醇系树脂膜。该工序的处理时间优选为30秒～6分钟、更优选为1分钟～5分钟。其中，使之含有交联剂和/或耐水化剂不是必需的，在想要缩短时间的情况下、在不必进行交联处理或耐水化处理的情况下，也可省略该处理工序。
在进行了染色工序、清洗工序1、或使之含有交联剂和/或耐水化剂的工序之后，进行拉伸工序。拉伸工序为对聚乙烯醇系膜进行单轴拉伸的工序。拉伸方法可以为湿式拉伸法或干式拉伸法的任意一种。
在干式拉伸法的情况下，在拉伸加热介质为空气介质的情况下，优选在空气介质的温度为常温～180℃下进行拉伸。此外，对于湿度，优选在20%RH～95%RH的气氛中进行处理。作为加热方法，可以举出例如辊间区域拉伸(ロール間ゾーン延伸)法、辊加热拉伸法、加压拉伸(圧延伸)法、红外线加热拉伸法等，但并不限定于这些拉伸方法。拉伸工序可以为1段拉伸，也可以通过2段以上的多段拉伸来进行。
在湿式拉伸法的情况下，在水、水溶性有机溶剂、或其混合溶液中进行拉伸。优选浸渍在含有交联剂和/或耐水化剂的溶液中同时进行拉伸处理。作为交联剂，可以使用例如：硼酸、硼砂或硼酸铵等硼化合物；乙二醛或戊二醛等多元醛；缩二脲型、异氰脲酸酯型或封端型等多元异氰酸酯系化合物；硫酸氧钛等钛系化合物等，此外还可使用乙二醇缩水甘油醚、聚酰胺环氧氯丙烷等。作为耐水化剂，可以举出过氧化琥珀酸、过硫酸铵、高氯酸钙、苯偶姻乙醚、乙二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、氯化铵或氯化镁等。可在含有以上示出的至少一种以上的交联剂和/或耐水化剂的溶液中进行拉伸。交联剂优选硼酸。拉伸工序中的交联剂和/或耐水化剂的浓度例如优选为0.5重量%～15重量%、更优选为2.0重量%～8.0重量%。拉伸倍率优选为2倍～8倍、更优选为5倍～7倍。对于拉伸温度，优选在40℃～60℃进行处理、更优选为45℃～58℃。拉伸时间通常为30秒～20分钟、更优选为2分钟～5分钟。湿式拉伸工序可以进行1段拉伸，也可利用2段以上的多段拉伸来进行。
在进行拉伸工序后，在膜表面会有交联剂和/或耐水化剂的析出、或有异物的附着，因而可进行对膜表面进行清洗的清洗工序(下面称为清洗工序2)。清洗时间优选为1秒～5分钟。清洗方法优选为浸渍在清洗溶液中，也可通过将溶液涂布或涂抹至聚乙烯醇系树脂膜来进行清洗。可以进行1段清洗处理，也可以进行2段以上的多段处理。清洗工序的溶液温度没有特别限定，通常为5℃～50℃、优选为10℃～40℃。
作为至此为止的处理工序中所用的溶剂，可以举出例如：水；二甲基亚砜；N-甲基吡咯烷酮；甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、甘油、乙二醇、丙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇或三羟甲基丙烷等醇类；乙二胺或二亚乙基三胺等胺类等溶剂，但并不限于这些。此外也可以使用1种以上的这些溶剂的混合物。最优选的溶剂为水。
在拉伸工序或清洗工序2之后进行膜的干燥工序。干燥处理可通过自然干燥进行，为了进一步提高干燥效率，可利用基于辊的压缩或者利用气刀或吸水辊等进行表面的水分除去、和/或也可进行送风干燥。作为干燥处理温度，优选在20℃～100℃进行干燥处理，更优选在60℃～100℃进行干燥处理。干燥处理时间可适用30秒～20分钟，优选为5分钟～10分钟。
利用以上的方法可制作下述偏光元件，其为本发明的将含有二色性色素的聚乙烯醇树脂或其衍生物的膜拉伸而成的偏光元件，该偏光元件满足下述条件：该二色性色素中的至少一种为式(1)所表示的化合物或其盐，该二色性色素中，相对于n=1～n=4的合计吸附量，n=2的吸附比例为55%以上。
对于所得到的偏光元件，通过在其单面或者双面设置透明保护层，制得偏振片。透明保护层可以作为由聚合物形成的涂布层、或作为膜的层叠层进行设置。作为形成透明保护层的透明聚合物或膜，优选机械强度高、热稳定性良好的透明聚合物或膜。作为透明保护层使用的物质，可以举出例如：三乙酰纤维素或二乙酰纤维素之类的乙酸纤维素树脂或其膜；丙烯酸类树脂或其膜；聚氯乙烯树脂或其膜；聚酯树脂或其膜；聚芳酯树脂或其膜；降冰片烯之类的以环状烯烃为单体的环状聚烯烃树脂或其膜；聚乙烯、聚丙烯、环系或具有降冰片烯骨架的聚烯烃或其共聚物；主链或侧链为酰亚胺和/或酰胺的树脂或聚合物或其膜等。此外，作为透明保护层，也可设置具有液晶性的树脂或其膜。保护膜的厚度例如为0.5μm～200μm左右。通过在单面或者双面设置1层以上的上述的同种或不同种的树脂或膜，来制作偏振片。
上文中，为了将透明保护层与偏光元件贴合，需要接合剂。作为接合剂没有特别限定，优选聚乙烯醇系接合剂。作为聚乙烯醇系接合剂，可以举出例如GohsenolNH-26(日本合成社制造)、Exceval RS-2117(KURARAY社制造)等，但并不限于此。在接合剂中可以添加交联剂和/或耐水化剂。在聚乙烯醇系接合剂中使用马来酸酐-异丁烯共聚物，根据需要也可以使用混合有交联剂的接合剂。作为马来酸酐-异丁烯共聚物，可以举出例如Isobam＃18(KURARAY社制造)、Isobam＃04(KURARAY社制造)、氨改性Isobam＃104(KURARAY社制造)、氨改性Isobam＃110(KURARAY社制造)、酰亚胺化Isobam＃304(KURARAY社制造)、酰亚胺化Isobam＃310(KURARAY社制造)等。此时的交联剂中可以使用水溶性多元环氧化合物。水溶性多元环氧化合物可以举出例如Denacol EX-521(Nagase ChemteX社制造)、Tetrad-C(三井瓦斯化学社制造)等。此外，作为聚乙烯醇系树脂以外的接合剂，也可以使用氨基甲酸酯系、丙烯酸系、环氧系之类的公知接合剂。此外，出于提高接合剂的粘接力、或提高耐水性的目的，也可以以0.1重量%～10重量%左右的浓度同时含有锌化合物、氯化物、碘化物等添加物。对于添加物也没有限定。利用接合剂贴合透明保护层后，通过在适宜的温度下进行干燥或者热处理，得到偏振片。
将所得到的偏振片贴合至液晶、有机电致发光等显示装置的情况下，之后也可以在作为非露出面的保护层或膜的表面设置用于改善可视角和/或改善对比度的各种功能性层、具有亮度提高性的层或膜。为了使这些偏振片与膜或显示装置贴合，优选使用粘着剂。
该偏振片可以在另一侧表面、即在保护层或膜的露出面具有抗反射层或防眩层、硬涂层等公知的各种功能性层。为了制作该具有各种功能性的层，优选涂抹方法，也可藉由接合剂或粘着剂贴合具有该功能的膜。此外，各种功能性层可以为用于控制相位差的层或膜。
作为本发明偏振片的利用形态之一的液晶投影仪用偏振片通常以带有支持体的偏振片的形式使用。对于支持体，由于粘贴偏振片，因而优选为具有平面部的支持体；此外由于为光学用途，因而优选玻璃成型品。作为玻璃成型品，可以举出例如玻璃板、透镜、光学棱镜(例如三角光学棱镜、立方光学棱镜)等。在透镜上粘贴偏振片而成的部件可作为液晶投影仪中的带偏振片的聚焦透镜进行利用。此外，在光学棱镜上粘贴偏振片而成的部件可作为液晶投影仪中的带偏振片的偏振光分束器或带偏振片的二向色棱镜进行利用。并且还可粘贴于液晶盒。作为玻璃的材质，例如优选为钠玻璃、硼硅酸盐玻璃、由水晶形成的无机基底(基盤)、由蓝宝石形成的无机基底等无机系玻璃；丙烯酸、聚碳酸酯等有机系塑料板，优选无机系玻璃。玻璃板的厚度或尺寸可以为所期望的尺寸。此外，为了进一步提高单片透光率(単板光透過率)，在带玻璃的偏振片中，可以在其玻璃面或偏振片面的一面或者两面上设置AR层。
为了制造液晶投影仪用的带支持体的偏振片，利用了其本身公知的方法进行实施，例如在支持体平面部涂布透明的粘接(粘着)剂，接着在该涂布面粘贴本发明的偏振片。此外可以在偏振片涂布透明的粘接(粘着)剂，接着在该涂布面粘贴支持体。此处使用的粘接(粘着)剂例如优选为丙烯酸酯系粘接(粘着)剂。需要说明的是，将该偏振片作为椭圆偏振片使用的情况下，通常将相位差板侧粘贴于支持体侧，但也可将偏振片侧粘贴至玻璃成型品。
利用以上的方法可制作一种偏振片，该偏振片中的偏光元件是本发明的将含有二色性色素的聚乙烯醇树脂或其衍生物的膜拉伸而成的，该偏光元件满足下述条件：该二色性色素中的至少一种为式(1)所表示的化合物或其盐，该二色性色素中，相对于n=1～n=4的合计吸附量，n=2的吸附比例为55%以上。
这样的满足上述n=2的吸附比例为55%以上的偏振片对于在440nm～480nm具有最高发光强度的光源具有高偏光性能，与此相伴，显示出高对比度。
此外，上述偏振片对于在450nm～480nm具有最高发光强度的光源是特别适宜的，特别是对发出蓝色光的LED光源或激光光源为适宜的，例如，蓝色LED光源多在460nm具有最高发光强度，并且已知激光光源为在455nm～475nm具有最高发光强度的光源，本发明涉及针对这些蓝色LED光源以及激光光源有效的偏振片。根据本发明，可针对使用了与LED光源或激光光源对应的液晶盒的屏幕图像显示装置提供对比度高、对于光和/或热的耐久性高的偏振片。使用了本发明的偏光元件或偏振片的显示屏的可靠性高，为长期具有高对比度、且具有高色彩再现性的显示屏。
如此得到的本发明的偏振片例如针对液晶投影仪的LED光源或激光光源进行使用的情况下，形成亮度得以提高、且对比度高、耐久性也高的液晶投影仪。迄今为止的液晶投影仪的蓝色光源中所要求的偏振片的波长为400nm～500nm，特别是430nm～500nm，在该波长中，需要具有高偏光度；在针对LED光源或激光光源使用的情况下，要求以460nm为中心的440nm～480nm。作为与迄今为止的光源所要求的波长不同的理由，迄今为止，为了发出蓝色光，将白色光源利用分色镜等进行调光，将调光后的光作为蓝色使用；从而，为了与绿色光源分离，由于500nm以下为蓝色、500nm～600nm为绿色，因而为了使分离出的波长可作为蓝色光源有效利用，从而要求波段宽。与此相对，LED光源或激光光源的光源本身为蓝色发光，其结果，发光波段被限制得狭窄，从而所要求的波长波段狭窄。因此，所要求的偏振片也并非为在迄今为止的500nm以下的全部可见光域具有良好偏光特性的偏振片，而可通过仅控制在某一特定波长来制成能够充分对应于LED光源或激光光源的偏振片。特别是在LED光源或激光光源中，由于最强光源的波长处于450nm～480nm，因而为了使该波长的偏光特性良好，本发明是非常有效的。
实施例
下面通过实施例更详细地说明本发明，但本发明并不限定于此。需要说明的是，实施例中示出的透过率的评价如下进行。
在使用分光光度计〔日立制作所社制造“U-4100”〕测定透过率时，在光的射出侧基于JIS-Z8701(C光源2°视野)设置视亮度校正后的透过率为43%、偏光度为99.99%的碘系偏振片(Polatechno社制造SKN-18043P)，使绝对偏振光能够入射到测定试样。此时，碘系偏振片的保护层为无紫外线吸收能力的三乙酰纤维素。
将绝对偏振光入射至本发明的偏振片，将按照其绝对偏振光的振动方向与本发明偏振片的吸收轴向正交(该绝对偏光镜与本发明偏振片的吸收轴平行)的方式进行测定所得到的绝对平行透过率设为Ky，将按照其绝对偏振光的振动方向与本发明偏振片的吸收轴向平行(该绝对偏光镜与本发明偏振片的吸收轴正交)的方式进行测定所得到的绝对正交透过率设为Kz。
各透过率使用分光光度计〔日立制作所社制造“U-4100”〕进行测定。
实施例1
<色素的合成>
将4-氨基苯甲酸13.7份加入到水500份中，利用氢氧化钠溶解。进行冷却，在10℃以下加入35%盐酸32份，接着加入亚硝酸钠6.9份，在5℃～10℃搅拌1小时。向其中加入苯胺-ω-甲磺酸钠20.9份，在20℃～30℃搅拌下加入碳酸钠，使其为pH3.5。进一步进行搅拌，完成偶联反应，进行过滤，得到单偶氮化合物。在氢氧化钠存在下将所得到的单偶氮化合物在90℃进行搅拌，得到上述式(3)的单偶氮化合物17份。将上述式(3)的单偶氮化合物12份、4,4’-二硝基二苯乙烯-2,2’-磺酸21份溶解在水300份中，之后加入氢氧化钠12份，在90℃进行缩合反应。接着利用葡萄糖9份进行还原，利用氯化钠盐析后，在90℃过滤，以80℃进行蒸干，得到本发明的式(1)所表示的色素A。将色素A溶解在吡啶水20%中，利用HPLC进行测定，结果为下述构成的色素，在该构成中，对于n的比例，n=1为33%、n=2为65%、n=3为2%。
<偏光元件的制作>
将皂化度为99%以上、膜厚为75μm的聚乙烯醇系树脂膜(KURARAY社制造VF系列)在40℃的温水中浸渍3分钟，进行溶胀处理。将溶胀处理后的膜浸渍在含有色素为0.02重量%、三聚磷酸钠为0.1重量%、芒硝为0.1重量%的45℃水溶液中，进行色素的染色处理，使其吸附至聚乙烯醇系膜。将吸附了色素的膜利用水进行清洗，清洗后利用含有2重量%硼酸的40℃水溶液进行1分钟硼酸处理。将进行硼酸处理而得到的膜拉伸至5.0倍，同时在含有硼酸3.0重量%的55℃水溶液中进行5分钟处理。将该进行硼酸处理得到的膜保持在紧张状态，同时利用常温水进行15秒处理。将进行处理得到的膜立即在60℃进行5分钟干燥处理，得到膜厚为28μm的偏光元件。将所得到的偏光元件浸渍在吡啶为50重量%的水中，提取色素，结果，n的比例中，n=1为10%、n=2为80%、n=3为10%。使用聚乙烯醇系接合剂，将所得到的偏光元件与进行了碱处理的膜厚为80μm的三乙酰纤维素膜(富士胶片社制造TD-80U、下文简称为TAC)按照TAC/粘接层/偏光元件/粘接层/TAC的构成进行层叠，层压得到偏振片，制成测定试样。
实施例2
在实施例1的偏光元件的制作中，将进行染色处理的温度设为35℃；所得到的偏光元件的n的比例中，使n=1为34%、n=2为62%、n=3为4%；除此以外，同样地制作偏振片，制成测定试样。
实施例3
在实施例1的色素A的制作中，将4,4’-二硝基二苯乙烯-2,2’-磺酸21份溶解在水300份中之后，加入氢氧化钠12份，在90℃进行的缩合反应，其中，将式(3)的单偶氮化合物12份变为7份来制作染料，制作出由n的比例中的n=1为15%、n=2为84%、n=3为1%构成的色素A，除此以外，同样地制作偏光元件；除了使所得到的偏光元件的n的比例中的n=1为17%、n=2为92%、n=3为1%以外，同样地制作偏振片，制成测定试样。
比较例1
在实施例1中，将利用氯化钠盐析后的过滤温度设为45℃，式(1)所表示的色素使用如下构成的色素，该色素由HPLC测定出的n的比例中的n=1为58%、n=2为40%、n=3为2%(下文中称为色素B)。在制作偏光元件的染色工序中，将色素B的含量设为0.08重量%，使染色工序的温度为25℃来进行偏光元件的制作。将所得到的偏光元件浸渍在吡啶为50重量%的水中，提取色素，结果n的比例中的n=1为56%、n=2为43%、n=3为1%。除了偏光元件的制作方法以外同样地制作偏振片，制成测定试样。
比较例2
在实施例1中，使所吸附的色素与专利文献1的实施例1同样地为0.1重量%的C.I.直接橙39与0.05重量%的C.I.直接红81，除此以外同样地制作偏振片，制成测定试样。
对实施例1、实施例2、实施例3、比较例1、比较例2进行测定，所得到的偏振片在每5nm下的各波长的分光测定值的Ky示于图1、Kz示于图2。表1中示出了对实施例、比较例1、比较例2进行测定而得到的偏振片在各波长下的分光测定值。λmax表示偏光度最高的波长，Ky440-480表示在440nm～480nm下的Ky的平均值，Kz440-480表示在440nm～480nm下的Kz的平均值，CR440-480表示Ky440-480除以Kz440-480而计算出的表示在440nm～480nm下的明暗的对比度。
[表1]
λmax Ky440-480 Kz440-480 CR440-480
实施例1 460 84.74 0.014 5899
实施例2 457 84.75 0.015 5664
实施例3 461 84.73 0.015 5649
比较例1 452 84.79 0.027 3190
比较例2 440 83.51 0.124 674
由实施例1、实施例2、实施例3、比较例1、比较例2的比较结果可知，本发明的偏振片以460nm为中心具有Ky较高且Kz较低的值。由此，在具有同等的平行透过率时，其正交透过率显示出较低值，由此示出，在为具有同等亮度的偏振片时，暗室状态的漏光少，结果对比度增高。若将实施例1与比较例1比较，则偏振片的对比度提高到约2倍；若将实施例1与比较例2比较，则偏振片的对比度提高到约10倍。
实施例4
将具有3波长LED光源的Samsung社制造投影仪(产品名：SP-F10M)中与蓝色光源对应设置的偏振片替换为实施例1中得到的偏振片进行搭载，在暗室中以50英寸尺寸进行照射，利用Yokogawa社制造色彩照度计520/06对于照射20分钟后的中心部分测定白色投影时与黑色投影时的对比度。
比较例3
在实施例4中，偏振片使用比较例1中得到的偏振片，除此以外同样地测定对比度。
比较例4
在实施例4中，偏振片使用比较例2中得到的偏振片，除此以外同样地测定对比度。
对于具有3波长LED光源的Samsung社制造投影仪(产品名：SP-F10M)中的蓝色光源的发光强度，使用ND过滤器利用USHIO社制造SPECTRORADIOMETER(产品名：USR-40)进行测定，结果具有如图3所示的发光强度。发光强度最高的波长具有458nm。其为将LED光源作为蓝色光源的投影仪在约460nm附近具有最发光强度的一例。
表2示出了通过实施例4、比较例3、比较例4的测定得到的对比度。
[表2]
对比度
实施例4 905
比较例3 812
比较例4 636
由上述实施例4、比较例3、比较例4可知，通过将本发明的偏振片实际搭载于具有LED光源的投影仪中，可得到具有高对比度的投影仪。由上述内容还可知，得到了在450nm～480nm具有最高发光强度的光源的液晶投影装置中的可提高对比度的偏振片。
工业实用性
本发明的偏光元件可在液晶投影仪等的偏振片中使用。

Claims (9)

1.一种偏光元件，其为将含有二色性色素的聚乙烯醇树脂或其衍生物的膜拉伸而成的偏光元件，所述偏光元件的特征在于，该二色性色素中的至少一种为式(1)所表示的化合物或其盐，在该二色性色素中，相对于n=1～n=4的合计吸附量，n=2的吸附比例为55%以上，
[化1]
Figure FDA0000440272000000011
式(1)中，n表示1～4的整数。
2.如权利要求1或2所述的偏振片，其是在偏光元件的至少单面设置支持体膜而成的。
3.一种带有无机基板的偏振片，其特征在于，其是在无机基板上层积权利要求1所述的偏光元件或权利要求2所述的偏振片而成的。
4.如权利要求1所述的偏光元件，其是针对下述光源而设置的，该光源中，用于发光的光源在450nm～480nm处具有最大输出波长。
5.如权利要求1所述的偏光元件，其与液晶投影仪的蓝色对应。
6.如权利要求2或3所述的偏振片，其是针对下述光源而设置的，该光源中，用于发光的光源在450nm～480nm处具有最大输出波长。
7.如权利要求2、3、6的任一项所述的偏振片，其与液晶投影仪的蓝色对应。
8.一种液晶投影仪，其搭载有权利要求1、4、5的任一项所述的偏光元件或权利要求2、3、6、7的任一项所述的偏振片。
9.权利要求1所述的偏光元件的制造方法，其特征在于，在温度为30℃～60℃、浸渍时间为2分钟～10分钟的条件下进行染色工序，在该染色工序中，将聚乙烯醇树脂或其衍生物的膜浸渍在含有所述二色性色素的溶液中。
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