CN106967308B - 偏光元件,偏光板及液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种偏光元件、偏光板及液晶显示装置。本发明的目的在于提供一种无彩色的偏光元件、以及使用该偏光元件的无彩色偏光板及液晶显示装置,该无彩色偏光元件具有高透过率及高偏光度,同时在白色显示时及黑色显示时均无彩色,尤其在白色显示时呈现高品质的白色的高性能。本发明提供一种含有式(1)所示的偶氮化合物或其盐、式(2)所示的偶氮化合物或其盐的偏光元件。
Figure DDA0001144733710000011

Description

偏光元件,偏光板及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及无彩色的染料系偏光元件、以及使用该偏光元件的无彩色偏光板及液晶显示装置。
背景技术
偏光元件一般通过使二色性色素的碘或二色性染料吸附配向于聚乙烯醇系树脂膜来制造。于此偏光元件经由粘合剂层而贴合包含三乙酰基纤维素等的保护膜而得的偏光板,用于液晶显示装置等。使用碘作为二色性色素的偏光板被称为碘系偏光板,另一方面,使用二色性染料例如具有二色性的偶氮化合物作为二色性色素的偏光板被称为染料系偏光板。这些之中,染料系偏光板具有高耐热性、高湿热耐久性及高安定性,又,因色素调配而色的选择性高的特征,另一方面,与具有相同的偏光度的碘系偏光板比较,有所谓透过率及对比度低的问题。因此,除了维持高耐久性,色的选择性为多样化之外,希望为具有更高的透过率且高的偏光特性的偏光元件。
此外,即使为色的选择性为多样化的染料系偏光板,至今的偏光元件仍有以两片的偏光元件的吸收轴方向成为互相平行的位置关系(以下,也称为“平行位”)的方式重迭配置而显示白色时(以下,也称为“白色显示时”或“明显示时”),有白色呈现略带黄色的白色的问题。为改善此白色略带黄色的问题,即使为抑制黄色而制作的偏光元件,至今的偏光板以2片偏光元件使吸收轴方向互相正交的位置关系(以下,也称为“正交位”)的方式重迭配置而显示黑色时(以下,也称为“黑色显示时”或“暗显示时”),有黑色呈现蓝色的问题。因此,寻求白色显示时显现无彩色的白色,且黑色显示时显现无彩色的黑色的偏光板。特别,白色显示时,难以得到俗称纸白的具有高品质的白色的偏光板。
因偏光板为无彩色,故必须在平行位或正交位中,透过率不随波长而异,且为大约一定的值,但至今仍无法获得这样的偏光板。白色显示时与黑色显示时的色相相异的理由起因于在平行位及正交位的透过率的波长依存性不相同,特别是涵盖可见光区域的透过率不为一定。进而,二色性的涵盖可视光区域不为一定也为无彩色偏光板难以实现的原因之一。
若以碘系偏光板为例而说明,以聚乙烯醇(以下,也称为“PVA”。)作为基材,使用碘作为二色性色素的碘系偏光板,一般具有480nm及600nm为中心的吸收。480nm的吸收起因于多碘I3 -与PVA的络合物,600nm的吸收起因于多碘I5 -与PVA的络合物。各波长中的偏光度(二色性)依据多碘I5 -与PVA的络合物的偏光度(二色性)较依据多碘I3 -与PVA的络合物的偏光度(二色性)还高。即,若欲使正交位的透过率在各波长中为一定,平行位的透过率在600nm方面比480nm还高,白色显示时产生白色有黄色着色的现象。反之,若欲使平行位的透过率为一定,正交位的透过率因600nm的方面比480nm还低,故黑色显示时黑色有蓝色着色。白色显示时白色呈现黄色时,因一般给予劣化会进展的印象,故难谓较优选。又,黑色显示时呈现蓝色时,因不为清晰的黑色,给予无高级感的印象。此外,在碘系偏光板中主要为视感度高的550nm附近,无依据该波长的络合物,故色相难以调控。如此地,因各波长的偏光度(二色性)不为一定,故产生偏光度的波长依存性。又,仅碘与PVA的络合物所致吸收的480nm与600nm两个二色性色素,故包含碘与PVA的碘系偏光板无法调整色相。
改善碘系偏光板的色相的方法已记载于专利文献1或专利文献2。专利文献1中记载算出中间系数,绝对值为0至3的偏光板。专利文献2中记载使410nm至750nm中的透过率为其平均值的±30%以内,除碘之外,添加直接染料、反应染料、或酸性染料而进行着色调整而成的偏光膜。
又,也已开发出无彩色的染色系偏光板(例如专利文献3)。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本特许第4281261号公报
[专利文献2]日本特许第3357803号公报
[专利文献3]WO2014/162635。
发明内容
[发明欲解决的技术问题]
然而,专利文献1的偏光板从实施例可知,即使中间系数(Np)低,从JISZ 8729所求得的平行位色相的a*值为-2至-1、且、b*值为2.5至4.0,故白色显示时呈现黄绿色。又,正交位色相的a*值为0至1,但b*值为-1.5至-4.0,故成为黑色显示呈现蓝色的偏光板。
又,专利文献2的偏光膜只使用1片偏光膜所测定的UCS色空间中的a值及b值设为绝对值2以下而获得者,将2片偏光膜重迭时的白色显示时及黑色显示时的两种色相中,并非可同时显现无彩色者。再者,专利文献2的偏光膜的单体透过率的平均值,在实施例1为31.95%,在实施例2为31.41%,显示较低的值。如此,专利文献2的偏光膜透过率低,故在寻求高透过率及高对比的领域,特别是在液晶显示装置及有机电致发光等的领域并非是具有充分性能者。继而,专利文献2的偏光膜,由于使用碘为主要的二色性色素,故耐久性试验后,特别在湿热耐久性试验(例如85℃、相对湿度85%的环境)后,色变化大,耐久性差。
另一方面,染料系偏光板的耐久性优异,但波长依存性在平行位及正交位相异与碘系偏光板同样。几乎没有在平行位及正交位显示相同色相的显示二色性的偶氮化合物,即使存在,二色性(偏光特性)也低。依据具有二色性的偶氮化合物的种类,白色显示时的白色呈现黄色,黑色显示时的黑色呈现蓝色等,在正交位及平行位,波长依存性完全相异的偶氮化合物也存在。又,依照光的明暗,人对颜色的感受性相异,假如,进行染料系偏光板的色补正,必须适于从正交位涵盖平行位而调控偏光所产生的光的明暗的各别的色补正。无彩色偏光板为分别在平行位及正交位中,透过率在各波长大约为一定的值,且若为无波长依存性的状态,则无法达成。进一步,为获得具有高透过率及高对比的偏光元件,必须使一定的透过率在平行位及正交位同时满足,尚且,必须各波长的偏光度(二色比)高,且为一定。将偶氮化合物1种应用于偏光元件时,尽管在正交位及平行位方面透过率的波长依存性相异,但为调配2种以上的偶氮化合物而达成一定的透过率,考量每一种的平行位的透过率与正交位的透过率,必须精密地调控两种以上的二色比的关系。
另一方面,即使精密地调控平行位的透过率及正交位的透过率、以及二色比的关系,使透过率在各别中达到一定,也尚无法实现高透过率及高对比。即,愈成为高透过率或高偏光度,愈难为无彩色,无法实现高透过率或高偏光度的无彩色偏光板。要获得高透过率且/或高对比的无彩色偏光板非常困难,若仅适用色的三原色的二色性色素,并非可达成者。特别,要同时实现平行位中的一定的透过率及高的二色性极为困难。白色为即使色稍为混入,也无法表现高品质的白色。又,亮状态时的白色亮度高、感度也高,故特别重要。因而,就偏光元件而言,寻求白色显示时,显示如高品质的如纸的无彩色的白色,黑色显示时显示无彩色的黑色,同时具有单体透过率35%以上及高偏光度的偏光元件。即使在专利文献3中,记载白色显示时及黑色显示时无彩色的偏光板,但期望更加提升性能。
因此,本发明的目的为提供一种无彩色的偏光元件、以及使用该偏光元件的无彩色偏光板及液晶显示装置,该无彩色偏光元件具有高透过率及高偏光度,同时在白色显示时及黑色显示时的两者中为无彩色,尤其在白色显示时呈现高品质的白色的高性能。
[用以解决技术问题的技术手段]
本发明人为解决上述技术问题,经专心研究的结果,发现通过特定的偶氮化合物的调配,可制作在二色性无波长依存性,在平行位及正交位中均为无彩色,且具有至今更高的偏光度的偏光元件。本发明人最先发现即使为高的透过率也可达成可见光区域中的波长非依存性,开发出具有可实现高品质的如纸的品质的白色,通称纸白的更高偏光度的偏光元件。即,本发明涉及以下的[1]至[12]。
[1]一种偏光元件,为含有:(A)以式(1)所示的偶氮化合物或其盐、及以式(2)所示的偶氮化合物或其盐;或,
(B)以式(3)所示的偶氮化合物或其盐、以式(4)所示的偶氮化合物或其盐、及以式(5)所示的偶氮化合物或其盐;
Figure BDA0001144733700000041
(式中,Ar1表示具有取代基的苯基或萘基,Rr1及Rr2分别独立地表示氢原子、低级烷基、低级烷氧基、或具有磺基的低级烷氧基,Xr1表示可具有取代基的胺基或可具有取代基的苯基胺基。)
Figure BDA0001144733700000051
(式中,Ag1表示具有取代基的苯基或萘基,Rg1表示氢原子、低级烷基、低级烷氧基、或具有磺基的低级烷氧基,Xg1表示可具有取代基的胺基、或可具有取代基的苯基胺基。)
Figure BDA0001144733700000052
(式中、Ar1、Rr1及Rr2分别独立地,如式(1)所定义,Xr2表示可具有取代基的胺基、可具有取代基的苯基胺基、可具有取代基的苯基偶氮基、可具有取代基的苯甲酰基、或可具有取代基的苯甲酰基胺基。)
Figure BDA0001144733700000053
(式中、Ag1及Rg1分别独立地,如式(2)所定义,Xg2表示具有取代基的胺基、可具有取代基的苯基胺基、可具有取代基的苯基偶氮基、可具有取代基的苯甲酰基、或可具有取代基的苯甲酰基胺基。)
Figure BDA0001144733700000054
(式中,Ab1表示具有取代基的苯基或萘基,Rb1至Rb6分别独立地表示氢原子、低级烷基、低级烷氧基、或具有磺基的低级烷氧基,Xb1表示可具有取代基的胺基、可具有取代基的苯基胺基、可具有取代基的苯基偶氮基、可具有取代基的萘并三唑基、可具有取代基的苯甲酰基、或可具有取代基的苯甲酰基胺基。)
[2]如[1]所述的偏光元件,其使2片所述偏光元件以吸收轴方向成为互相平行的方式重迭而测定所求得的420nm至480nm的平均透过率与520nm至590nm的平均透过率的差的绝对值为2.5%以下,且520nm至590nm的平均透过率与600nm至640nm的平均透过率的差的绝对值为2.0%以下。
[3]如[1]或[2]所述的偏光元件,其中,
依据JIS Z 8781-4:2013测定自然光的透过率时所求得的a*值及b*值的绝对值,
所述偏光元件单体皆为1.0以下,
使2片所述偏光元件以其吸收轴方向成为互相平行的方式重迭而配置的状态皆为2.0以下。
[4]如[1]至[3]中任一项所述的偏光元件,其中
所述偏光元件的单体透过率为35%至45%,
使所述2片偏光元件以其吸收轴方向成为互相平行的方式重迭而配置的状态所求得的520nm至590nm的平均透过率为25%至35%。
[5]如[4]所述的偏光元件,其中,
所述式(5)所示的偶氮化合物为式(6)所示的偶氮化合物;
Figure BDA0001144733700000061
(式中,Ab1、Rb1至Rb4、及Xb1如式(5)所定义。)
[6]如[1]至[5]中任一项所述的偏光元件,还含有式(7)所示的偶氮化合物或其盐;
Figure BDA0001144733700000062
(式中,Ry1及Ry2分别独立地表示磺基、羧基、羟基、低级烷基、或低级烷氧基,n表示1至3的整数。)
[7]如[1]至[6]中任一项所述的偏光元件,式(3)中,Xr2表示可具有取代基的胺基或可具有取代基的苯基胺基,
式(4)中,Xg2表示可具有取代基的胺基或可具有取代基的苯基胺基。
[8]如[1]至[7]项中任一项所述的偏光元件,其中,使2片所述偏光元件以其吸收轴方向为互相正交的方式重迭而配置的状态所求得的透过率,
420nm至480nm的平均透过率与520nm至590nm的平均透过率的差的绝对值为0.3%以下,且520nm至590nm的平均透过率与600nm至640nm的平均透过率的差的绝对值为0.3%以下。
[9]如[1]至[8]中任一项所述的偏光元件,其中,
使所述偏光元件2片以其吸收轴方向为互相正交的方式重迭而配置的状态依据JIS Z 8781-4:2013测定自然光的透过率时所求得的a*值及b*值的绝对值为2.0以下。
[10]如[1]至[9]项中任一项所述的偏光元件,其中,所述偏光元件含有聚乙烯醇系树脂膜作为基材。
[11]一种偏光板,具备[1]至[10]中任一项所述的偏光元件、及设于所述偏光元件的单面或双面的透明保护层。
[12]一种液晶显示装置,具备[1]至[10]中任一项所述的偏光元件或[11]所述的偏光板。
[发明的效果]
本发明提供一种无彩色偏光元件、以及使用该偏光元件的无彩色偏光板及液晶显示装置,该无彩色偏光元件具有高透过率及高偏光度,同时在白色显示时及黑色显示时的两者中为无彩色,尤其在白色显示时呈现高品质的白色的高性能。
具体实施方式
<偏光元件>
本发明的偏光元件含有式(1)所示的偶氮化合物或其盐及式(2)所示的偶氮化合物或其盐,或含有式(3)所示的偶氮化合物或其盐、式(4)所示的偶氮化合物或其盐及式(5)所示的偶氮化合物或其盐。优选偏光元件包含这些偶氮化合物或其盐、及吸附上述偶氮化合物或其盐的基材。
基材优选使可吸附二色性色素、特别是偶氮化合物的亲水性高分子进行制膜而得的膜等。亲水性高分子无特别限定,但可为例如聚乙烯醇系树脂、直链淀粉系树脂、淀粉系树脂、纤维素系树脂、及聚丙烯酸盐系树脂等。从二色性色素的染色性、加工性及交联性等的观点而言,亲水性高分子最优选为聚乙烯醇系树脂及其衍生物。可通过于基材吸附偶氮化合物或其盐,施予延伸等的配向处理而制作偏光元件。
本发明的偏光元件可由式(1)所示的偶氮化合物或其盐及式(2)所示的偶氮化合物或其盐(A群的偶氮化合物群)而得,或由式(3)所示的偶氮化合物或其盐、式(4)所示的偶氮化合物或其盐及式(5)所示的偶氮化合物或其盐(B群的偶氮化合物群)而得。
说明有关式(1)所示的偶氮化合物。
Figure BDA0001144733700000081
式(1)中,Ar1表示具有取代基的苯基或具有取代基的萘基。
Ar1为苯基时,优选至少具有一个磺基或羧基作为其取代基。苯基为具有二个以上取代基时,其取代基的至少一个为磺基或羧基,其他的取代基优选磺基、羧基、低级烷基、低级烷氧基、具有磺基的低级烷氧基、硝基、苯甲酰基、胺基、乙酰基胺基及低级烷基胺基取代胺基,更优选磺基、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、羧基、硝基、苯甲酰基及胺基,特优选磺基、甲基、甲氧基、乙氧基、苯甲酰基、羧基。具有磺基的低级烷氧基以直链烷氧基为较优选,磺基的取代位置以烷氧基末端为较优选,更优选3-磺基丙氧基及4-磺基丁氧基,但特优选为3-磺基丙氧基。苯基具有的磺基数以1或2为较优选,取代位置无特别限定,但以仅4位、2位与4位的组合、及3位与5位的组合为较优选。Ar1为具有取代基的萘基时,优选至少具有一个磺基作为其取代基,具有二个以上取代基时,其取代基的至少一个为磺基,其他的取代基优选磺基、羟基、羧基、及具有磺基的低级烷氧基。具有磺基的低级烷氧基以直链烷氧基较优选,磺基的取代位置以烷氧基末端较优选,更优选3-磺基丙氧基及4-磺基丁氧基,但特优选为3-磺基丙氧基。磺基的取代基数为2的时,萘基上的磺基的位置以4、8位的组合、及6、8位的组合较优选,6、8位的组合更优选。萘基具有的磺基的数为3的时,磺基的取代位置以1、3、6位的组合特优选。
本发明说明书中,低级烷基、低级烷氧基、低级烷基胺基的“低级”表示碳数为1至4,优选1至3。又,本发明说明书中,“取代基”权宜上包含氢原子。
Rr1及Rr2分别独立地表示氢原子、低级烷基、低级烷氧基、或具有磺基的低级烷氧基。Rr1及Rr2分别独立地,优选氢原子、低级烷基、或低级烷氧基,更优选氢原子、甲基、或甲氧基。具有磺基的低级烷氧基以直链烷氧基为较优选,磺基的取代位置以烷氧基末端为较优选,更优选为3-磺基丙氧基及4-磺基丁氧基,但特优选为3-磺基丙氧基。取代位置以仅2位、仅5位、2位与5位的组合、3位与5位的组合为较优选。
Xr1表示可具有取代基的胺基、可具有取代基的苯基胺基,较优选表示可具有取代基的苯基胺基。可具有取代基的胺基较优选具有选自由氢原子、低级烷基、低级烷氧基、磺基、胺基、及低级烷基胺基所成组的一个或二个的取代基的胺基,更优选具有选自由氢原子、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、胺基、及低级烷基胺基所成组的一个或二个的取代基的胺基。可具有取代基的苯基胺基较优选具有选自由氢原子、低级烷基、低级烷氧基、磺基、胺基、及低级烷基胺基所成组的一个或二个的取代基的苯基胺基,更优选具有选自由氢原子、甲基、甲氧基、磺基、及胺基所成群组的一个或二个的取代基的苯基胺基。Xr1中,取代基的位置无特别限定,但较优选取代基一个以p-位为特优选,具体例,苯基胺基时,对于胺基在p-位具有取代基为优选。
获得式(1)所示的偶氮化合物的方法可举例如日本专利案特开2003-215338号公报、特开平9-302250号公报、及专利第3881175号公报等所记载的方法,但不限定于此等。
式(1)所示的偶氮化合物的具体例可举例如C.I.Direct Violet 9、以及日本专利案特开2003-215338号公报、特开平9-302250号公报及专利第3881175号公报等所记载的偶氮化合物。将式(1)所示的偶氮化合物的进一步具体例以游离酸的形式表示于以下。
[化合物例1-1]
Figure BDA0001144733700000101
[化合物例1-2]
Figure BDA0001144733700000102
[化合物例1-3]
Figure BDA0001144733700000103
[化合物例1-4]
Figure BDA0001144733700000104
[化合物例1-5]
Figure BDA0001144733700000105
[化合物例1-6]
Figure BDA0001144733700000111
[化合物例1-7]
Figure BDA0001144733700000112
[化合物例1-8]
Figure BDA0001144733700000113
[化合物例1-9]
Figure BDA0001144733700000114
[化合物例1-10]
Figure BDA0001144733700000115
[化合物例1-11]
Figure BDA0001144733700000116
[化合物例1-12]
Figure BDA0001144733700000121
其次,说明有关式(2)所示的偶氮化合物。
Figure BDA0001144733700000122
式(2)中,Ag1表示具有取代基的苯基或具有取代基的萘基。Ag1为苯基时,较优选为至少具有一个磺基或羧基作为其取代基。苯基为具有二个以上的取代基时,其取代基的至少一个为磺基或羧基,其他的取代基优选磺基、羧基、低级烷基、低级烷氧基、具有磺基的低级烷氧基、硝基、胺基、乙酰基胺基或低级烷基胺基取代胺基,其他的取代基更优选为磺基、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、羧基、硝基、或胺基,特优选为磺基、甲基、甲氧基、乙氧基、或羧基。具有磺基的低级烷氧基以直链烷氧基为较优选,磺基的取代位置以烷氧基末端为较优选,更优选为3-磺基丙氧基及4-磺基丁氧基,特优选为3-磺基丙氧基。苯基具有的取代基的数以1或2为较优选,取代位置无特别限定,但以仅4位,2位与4位的组合、3位与5位的组合为较优选。
Ag1为具有取代基的萘基的时,优选至少具有一个磺基作为其取代基。萘基为具有二个以上的取代基时,其取代基的至少一个为磺基,其他的取代基优选磺基、羟基、羧基、或具有磺基的低级烷氧基。萘基特优选为具有二个以上的磺基作为取代基。具有磺基的低级烷氧基以直链烷氧基较优选,磺基的取代位置以烷氧基末端为较优选,更优选为3-磺基丙氧基及4-磺基丁氧基,特优选为3-磺基丙氧基。萘基具有的磺基数为2时,磺基的取代位置以4、8位的组合、及6、8位的组合较优选,以6、8位的组合更优选。萘基具有的磺基数为3时,磺基的取代位置以1、3、6位的组合较优选。
Rg1表示氢原子、低级烷基、低级烷氧基、或具有磺基的低级烷氧基。较优选Rg1为氢原子、低级烷基、或低级烷氧基,更优选为氢原子、甲基、或甲氧基。特优选Rg1可为甲基或甲氧基。具有磺基的低级烷氧基以直链烷氧基为优选,磺基的取代位置以烷氧基末端为优选,更优选为3-磺基丙氧基及4-磺基丁氧基,特优选为3-磺基丙氧基。Rg1取代位置以仅5位、仅6位为优选,特优选可在5位被取代。
Xg1表示可具有取代基的胺基或可具有取代基的苯基胺基,更优选为苯基胺基。可具有取代基的胺基较优选具有选自由氢原子、甲基、甲氧基、磺基、胺基、及低级烷基胺基所成群组的1个或2个的胺基。可具有取代基的苯基胺基较优选为具有选自由氢原子、低级烷基、低级烷氧基、磺基、胺基、及低级烷基胺基所成组的1个或2个取代基的苯基胺基,更优选为具有选自由氢原子、甲基、甲氧基、磺基、及胺基所成组的1个或2个取代基的苯基胺基。取代位置并无特别限定,但取代基的1个相对于苯基胺基的胺基为p位特优选。
在本发明的偏光元件中,式(2)所示的偶氮化合物或其盐的含有量相对于式(1)的偶氮化合物的含有量100质量份,以0.01至5000质量份为较优选,更优选为0.1至3000质量份。
式(2)所示的偶氮化合物或其盐可通过例如日本专利案特公昭64-5623号公报及专利第3378296号公报等记载的方法来合成,但不限定于此等。
将式(2)所示的偶氮化合物的具体例以游离酸的形式表示于以下。
[化合物例2-1]
Figure BDA0001144733700000131
[化合物例2-2]
Figure BDA0001144733700000132
[化合物例2-3]
Figure BDA0001144733700000141
[化合物例2-4]
Figure BDA0001144733700000142
[化合物例2-5]
Figure BDA0001144733700000143
[化合物例2-6]
Figure BDA0001144733700000144
[化合物例2-7]
Figure BDA0001144733700000145
[化合物例2-8]
Figure BDA0001144733700000146
[化合物例2-9]
Figure BDA0001144733700000151
[化合物例2-10]
Figure BDA0001144733700000152
[化合物例2-11]
Figure BDA0001144733700000153
[化合物例2-12]
Figure BDA0001144733700000154
偏光元件为通过含有A群的式(1)及式(2)所示的偶氮化合物的组合,具有比以往的无彩色偏光板更高的透过率及高的偏光度,但白色显示时可实现高品质的如纸的白色、通称纸白,黑色显示时可实现无彩色的黑色、特别是具有高级感的清晰的黑色。
又,通过式(3)所示的偶氮化合物或其盐、式(4)所示的偶氮化合物或其盐、及式(5)所示的偶氮化合物或其盐(B群的偶氮化合物群)所得的偏光元件,偏光特性也会更提高,可获得具有高的可靠性的偏光元件、或偏光板,故较优选。
说明有关式(3)所示的偶氮化合物。
Figure BDA0001144733700000161
式(3)中,Ar1具有与式(1)所定义者相同的意义,具体而言,表示具有取代基的苯基或具有取代基的萘基。
Ar1为苯基时,具有至少1个的磺基或羧基作为其取代基为较优选。苯基具有2个以上取代基时,其取代基的至少1个为磺基或羧基,其他取代基优选磺基、羧基、低级烷基、低级烷氧基、具有磺基的低级烷氧基、硝基、苯甲酰基、胺基、乙酰基胺基及低级烷基胺基取代胺基,更优选为磺基、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、羧基、硝基、苯甲酰基及胺基,特优选为磺基、甲基、甲氧基、乙氧基、苯甲酰基、羧基。具有磺基的低级烷氧基以直链烷氧基为较优选,磺基的取代位置以烷氧基末端为较优选,更优选为3-磺基丙氧基及4-磺基丁氧基,特优选为3-磺基丙氧基。苯基具有的磺基的数以1或2为较优选,有关取代位置并无特别限定,但以仅4位、2位与4位的组合、及3位与5位的组合为较优选。
Ar1具有取代基的萘基时,其取代基以具有至少1个磺基为较优选,具有2个以上取代基时,其取代基的至少1个为磺基,其他的取代基优选磺基、羟基、羧基、及具有磺基的低级烷氧基。具有磺基的低级烷氧基以直链烷氧基为较优选,磺基的取代位置以烷氧基末端为较优选,更优选为3-磺基丙氧基及4-磺基丁氧基,特优选为3-磺基丙氧基。磺基的数为2时,萘基上的磺基的位置以4、8位的组合、及6、8位的组合为较优选,以6、8位的组合为更优选。萘基具有的磺基的数为3时,磺基的取代位置以1、3、6位的组合为特优选。
在本发明说明书中,低级烷基、低级烷氧基、低级烷基胺基的“低级”表示碳数为1至4,较优选表示1至3。又,本发明说明书中,“取代基”权宜上包含氢原子。
Rr1及Rr2具有与式(1)所定义者相同的意义,具体而言,分别独立地表示氢原子、低级烷基、低级烷氧基、或具有磺基的低级烷氧基。Rr1及Rr2分别独立地,较优选为氢原子、低级烷基、或低级烷氧基,更优选为氢原子、甲基、或甲氧基。具有磺基的低级烷氧基以直链烷氧基为较优选,磺基的取代位置以烷氧基末端为较优选,更优选为3-磺基丙氧基及4-磺基丁氧基,特优选为3-磺基丙氧基。
Xr2表示可具有取代基的胺基、可具有取代基的苯基胺基、可具有取代基的苯基偶氮基、可具有取代基的苯甲酰基、或可具有取代基的苯甲酰基胺基,较优选为可具有取代基的苯基胺基。可具有取代基的胺基较优选为具有选自由氢原子、低级烷基、低级烷氧基、磺基、胺基、及低级烷基胺基所成组的1个或2个取代基的胺基,更优选为具有选自由氢原子、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、胺基、及低级烷基胺基所成组的1个或2个取代基的胺基。可具有取代基的苯基胺基较优选为具有选自由氢原子、低级烷基、低级烷氧基、磺基、胺基、及低级烷基胺基所成组的1个或2个取代基的苯基胺基,更优选为具有选自由氢原子、甲基、甲氧基、磺基、及胺基所成组的1个或2个取代基的苯基胺基。可具有取代基的苯甲酰基较优选为具有选自由氢原子、羟基、磺基、胺基、及羧基乙基胺基所成组的1个的苯甲酰基。可具有取代基的苯甲酰基胺基较优选为具有选自由氢原子、羟基、胺基、及羧基乙基胺基所成组的1个的苯甲酰基胺基。可具有取代基的苯基偶氮基较优选为具有选自由氢原子、羟基、碳数1至4的烷基、碳数1至4的烷氧基、胺基及羧基乙基胺基所成组的1至3个的苯基偶氮基。Xr2较优选为可具有取代基的苯甲酰基胺基、及可具有取代基的苯基胺基,更优选为苯基胺基。取代基的位置无特别限定,但取代基为1个以p位为特优选,具体的例,苯基胺基时,相对于胺基在p位具有取代基为较优选。
获得式(3)所示的偶氮化合物的方法可举例如日本专利特开2003-215338号公报、特开平9-302250号公报、及专利第3881175号公报等记载的方法,但不限定于此等。
式(3)所示的偶氮化合物的具体例可举例如C.I.Direct Red 81、C.I.Direct Red117、C.I.Direct Violet 9及C.I.Direct Red 127、以及日本专利案特开2003-215338号公报、特开平9-302250号公报及专利第3881175号公报等所记载的偶氮化合物。将式(3)所示的偶氮化合物的进一步具体例以游离酸的形式表示于以下。
[化合物例3-1]
Figure BDA0001144733700000181
[化合物例3-2]
Figure BDA0001144733700000182
[化合物例3-3]
Figure BDA0001144733700000183
[化合物例3-4]
Figure BDA0001144733700000184
[化合物例3-5]
Figure BDA0001144733700000185
[化合物例3-6]
Figure BDA0001144733700000186
[化合物例3-7]
Figure BDA0001144733700000191
[化合物例3-8]
Figure BDA0001144733700000192
[化合物例3-9]
Figure BDA0001144733700000193
[化合物例3-10]
Figure BDA0001144733700000194
[化合物例3-11]
Figure BDA0001144733700000195
[化合物例3-12]
Figure BDA0001144733700000201
[化合物例3-13]
Figure BDA0001144733700000202
[化合物例3-14]
Figure BDA0001144733700000203
其次,说明有关式(4)的化合物。
Figure BDA0001144733700000204
式(4)中,Ag1具有与式(2)所定义者相同的意义,具体而言,表示具有取代基的苯基或具有取代基的萘基。Ag1为苯基时,具有至少1个的磺基或羧基作为其取代基为较优选。苯基具有2个以上取代基时,其取代基的至少1个为磺基或羧基,其他的取代基优选磺基、羧基、低级烷基、低级烷氧基、具有磺基的低级烷氧基、硝基、胺基、乙酰基胺基或低级烷基胺基取代胺基,其他的取代基更优选磺基、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、羧基、硝基、或胺基,特优选为磺基、甲基、甲氧基、乙氧基、或羧基。具有磺基的低级烷氧基以直链烷氧基为较优选,磺基的取代位置以烷氧基末端为较优选,更优选为3-磺基丙氧基及4-磺基丁氧基,特优选为3-磺基丙氧基。苯基具有的取代基的数以1或2为较优选,取代位置并无特别限定,但以仅4位、2位与4位的组合、及3位与5位的组合为较优选。
Ag1为具有取代基的萘基时,其取代基以具有至少1个磺基为较优选。萘基具有2个以上取代基时,其取代基的至少1个为磺基,其他的取代基较优选为磺基、羟基、羧基、或具有磺基的低级烷氧基。萘基以具有2个以上的磺基作为取代基为特优选。具有磺基的低级烷氧基以直链烷氧基为优选,磺基的取代位置以烷氧基末端为较优选,更优选为3-磺基丙氧基及4-磺基丁氧基,特优选为3-磺基丙氧基。萘基具有的磺基数为2时,磺基的取代位置以4、8位的组合、及6、8位的组合为较优选,以6、8位的组合为更优选。萘基具有的磺基数为3时,磺基的取代位置以1、3、6位的组合为优选。
Rg1具有与式(2)所定义者相同的意义,具体而言,表示氢原子、低级烷基、低级烷氧基、或具有磺基的低级烷氧基。Rg1较优选为氢原子、低级烷基、或低级烷氧基,更优选为氢原子、甲基、或甲氧基。特优选Rg1可为甲基或甲氧基。具有磺基的低级烷氧基以直链烷氧基为较优选,磺基的取代位置以烷氧基末端为较优选,更优选为3-磺基丙氧基及4-磺基丁氧基,特优选为3-磺基丙氧基。
Xg2表示可具有取代基的胺基、可具有取代基的苯基胺基、可具有取代基的苯基偶氮基、可具有取代基的苯甲酰基、可具有取代基的萘并三唑基、或可具有取代基的苯甲酰基胺基。Xg2优选可具有取代基的苯甲酰基或可具有取代基的苯基胺基,更优选可具有取代基的苯基胺基。可具有取代基的胺基优选具有选自由氢原子、甲基、甲氧基、磺基、胺基、及低级烷基胺基所成组的1个或2个的胺基。可具有取代基的苯基胺基优选具有选自由氢原子、低级烷基、低级烷氧基、磺基、胺基、及低级烷基胺基所成组的1个或2个取代基的苯基胺基,更优选为具有选自由氢原子、甲基、甲氧基、磺基、及胺基所成组的1个或2个取代基的苯基胺基。取代位置无特别限定,但取代基为1个相对于苯基胺基的胺基在p位具有取代基为特优选。苯基偶氮基较优选为具有选自由氢原子、羟基、碳数1至4的烷基、碳数1至4的烷氧基、胺基及羧基乙基胺基所成组的1至3个的苯基偶氮基。可具有取代基的苯甲酰基优选具有选自由氢原子、羟基、胺基、及羧基乙基胺基所成组的1个取代基的苯甲酰基。可具有取代基的萘并三唑基优选具有选自由氢原子、磺基、胺基、及羧基所成组的1或2个取代基的萘并三唑基,较优选的取代基为磺基。可具有取代基的苯甲酰基胺基优选具有选自由氢原子、羟基、胺基、及羧基乙基胺基所成组的1个取代基的苯甲酰基胺基。
在本发明的偏光元件中,式(4)所示的偶氮化合物或其盐的含有量相对于式(3)的偶氮化合物的含有量100质量份,以0.01至5000质量份为较优选,更优选为0.1至3000质量份。
式(4)所示的偶氮化合物或其盐可通过例如日本专利案特公昭64-5623号公报及专利第3378296号公报等记载的方法来合成,但不限定于此等。
将式(4)所示的偶氮化合物的具体例以游离酸的形式表示于以下。
[化合物例4-1]
Figure BDA0001144733700000221
[化合物例4-2]
Figure BDA0001144733700000222
[化合物例4-3]
Figure BDA0001144733700000223
[化合物例4-4]
Figure BDA0001144733700000224
[化合物例4-5]
Figure BDA0001144733700000231
[化合物例4-6]
Figure BDA0001144733700000232
[化合物例4-7]
Figure BDA0001144733700000233
[化合物例4-8]
Figure BDA0001144733700000234
[化合物例4-9]
Figure BDA0001144733700000235
[化合物例4-10]
Figure BDA0001144733700000236
[化合物例4-11]
Figure BDA0001144733700000241
[化合物例4-12]
Figure BDA0001144733700000242
[化合物例4-13]
Figure BDA0001144733700000243
[化合物例4-14]
Figure BDA0001144733700000244
[化合物例4-15]
Figure BDA0001144733700000245
[化合物例4-16]
Figure BDA0001144733700000251
[化合物例4-17]
Figure BDA0001144733700000252
其次,说明有关式(5)所示的偶氮化合物。
Figure BDA0001144733700000253
式(5)中,Ab1表示具有取代基的苯基或萘基。Ab1为苯基时,其取代基以具有至少1个的磺基或羧基为较优选。苯基具有2个以上取代基时,以其取代基的至少1个为磺基或羧基较优选,其他的取代基优选磺基、羧基、低级烷基、低级烷氧基、具有磺基的低级烷氧基、硝基、苯甲酰基、胺基、乙酰基胺基或低级烷基胺基取代胺基,更优选为磺基、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、羧基、硝基、胺基,特优选为磺基、甲基、甲氧基、苯甲酰基、羧基。具有磺基的低级烷氧基以直链烷氧基为较优选,磺基的取代位置以烷氧基末端为较优选,更优选为3-磺基丙氧基及4-磺基丁氧基,特优选为3-磺基丙氧基。苯基具有的取代基的数以1或2为较优选,取代位置无特别限定,但以仅4位、2位及4位的组合、3位及5位的组合为较优选。
Ab1为具有取代基的萘基时,其取代基以至少具有1个磺基为较优选。萘基为至少具有2个取代基时,其取代基的至少1个为磺基,其他的取代基以磺基、羟基、羧基、及具有磺基的低级烷氧基为较优选。具有磺基的低级烷氧基以直链烷氧基为较优选,磺基的取代位置以烷氧基末端为较优选,更优选为3-磺基丙氧基及4-磺基丁氧基,特优选为3-磺基丙氧基。磺基的取代基数为2时,萘基中的磺基的取代位置以4、8位的组合或6、8位的组合为较优选,以6、8位的组合为更优选。磺基的数为3时,萘基中的磺基的取代位置以1、3、6位的组合为较优选。
Rb1至Rb6分别独立地表示氢原子、低级烷基、低级烷氧基、或具有磺基的低级烷氧基。Rb1至Rb6优选分别独立为氢原子、甲基、或甲氧基。具有磺基的低级烷氧基以直链烷氧基为较优选,磺基的取代位置以烷氧基末端为较优选,更优选为3-磺基丙氧基及4-磺基丁氧基,特优选为3-磺基丙氧基。
Xb1表示可具有取代基的胺基、可具有取代基的苯基胺基、可具有取代基的苯基偶氮基、可具有取代基的萘并三唑基、可具有取代基的苯甲酰基、或可具有取代基的苯甲酰基胺基。Xb1优选表示可具有取代基的苯甲酰基胺基或可具有取代基的苯基胺基,更优选为苯基胺基。可具有取代基的胺基优选具有选自由氢原子、低级烷基、低级烷氧基、磺基、胺基、及低级烷基胺基所成组的任1个或2个取代基的胺基,优选具有选自由氢原子、甲基、甲氧基、磺基、胺基、及低级烷基胺基所成组的任1个或2个取代基的胺基。可具有取代基的苯基胺基优选具有选自由氢原子、低级烷基、低级烷氧基、磺基、胺基、及低级烷基胺基所成组的1个或2个取代基的苯基胺基,更优选为具有选自由氢原子、甲基、甲氧基、磺基、及胺基所成组的1个或2个取代基的苯基胺基。可具有取代基的苯基偶氮基优选具有选自由氢原子、羟基、碳数1至4的烷基、碳数1至4的烷氧基、胺基、及羧基乙基胺基所成组的1至3个取代基的苯基偶氮基。可具有取代基的萘并三唑基优选具有选自由氢原子、磺基、胺基、及羧基所成组的1个或2个取代基的萘并三唑基,较优选取代基为磺基。可具有取代基的苯甲酰基优选具有选自由氢原子、羟基、磺基及胺基所成组的1个取代基的苯甲酰基。可具有取代基的苯甲酰基胺基较优选具有选自由氢原子、羟基、胺基、及羧基乙基胺基所成群组的1个取代基的苯甲酰基胺基。取代基的位置无特别限定,但取代基为1个以p位为特优选,具体的例,苯基胺基时,相对于胺基在p位具有取代基为较优选。
式(5)所示的偶氮化合物为式(6)所示的偶氮化合物,因可更提升偏光元件的偏光性能,故较优选。
Figure BDA0001144733700000271
式(6)中,Ab1、Rb1至Rb4、及Xb1具有与式(5)所定义者相同的意义。
式(6)所示的偶氮化合物为式(8)所示的偶氮化合物,因可更提升偏光元件的偏光性能,故较优选。
Figure BDA0001144733700000272
式(8)中,Ab1、Rb2、Rb4、及Xb具有与式(5)所定义者相同的意义。
本发明的偏光元件中,式(5)所示的偶氮化合物或其盐的含有量,相对于式(3)的偶氮化合物的含有量100质量份,以0.01至8000质量份为优选,更优选为0.1至3000质量份。
式(5)所示的偶氮化合物的具体例可通过例如WO2012/108169及WO2012/108173等记载的方法来合成。
式(5)所示的偶氮化合物的具体例可举例如WO2012/108169及WO2012/108173等记载的偶氮化合物。式(5)所示的偶氮化合物的进一步具体例以游离酸的形式表示于以下。
[化合物例5-1]
Figure BDA0001144733700000273
[化合物例5-2]
Figure BDA0001144733700000274
[化合物例5-3]
Figure BDA0001144733700000281
[化合物例5-4]
Figure BDA0001144733700000282
[化合物例5-5]
Figure BDA0001144733700000283
[化合物例5-6]
Figure BDA0001144733700000284
[化合物例5-7]
Figure BDA0001144733700000285
[化合物例5-8]
Figure BDA0001144733700000286
[化合物例5-9]
Figure BDA0001144733700000287
[化合物例5-10]
Figure BDA0001144733700000291
[化合物例5-11]
Figure BDA0001144733700000292
[化合物例5-12]
Figure BDA0001144733700000293
[化合物例5-13]
Figure BDA0001144733700000294
[化合物例5-14]
Figure BDA0001144733700000295
[化合物例5-15]
Figure BDA0001144733700000296
[化合物例5-16]
Figure BDA0001144733700000297
[化合物例5-17]
Figure BDA0001144733700000301
[化合物例5-18]
Figure BDA0001144733700000302
[化合物例5-19]
Figure BDA0001144733700000303
[化合物例5-20]
Figure BDA0001144733700000304
[化合物例5-21]
Figure BDA0001144733700000305
[化合物例5-22]
Figure BDA0001144733700000306
[化合物例5-23]
Figure BDA0001144733700000307
[化合物例5-24]
Figure BDA0001144733700000311
[化合物例5-25]
Figure BDA0001144733700000312
[化合物例5-26]
Figure BDA0001144733700000313
[化合物例5-27]
Figure BDA0001144733700000314
[化合物例5-28]
Figure BDA0001144733700000315
[化合物例5-29]
Figure BDA0001144733700000316
[化合物例5-30]
Figure BDA0001144733700000321
偏光元件通过含有式(3)至式(5)所示的偶氮化合物的组合,具有比以往的无彩色偏光板更高的透过率及高的偏光度,而白色显示时可实现高品质的如纸的白色、通称纸白,黑色显示时可实现无彩色的黑色、特别是具有高级感的清晰的黑色。
含有式(1)所示的偶氮化合物或其盐及式(2)所示的偶氮化合物或其盐(A群的偶氮化合物群)的本发明偏光元件,通过再含有式(7)所示的偶氮化合物或其盐,可具有后述的较优选范围的色度a*值及b*值、单体透过率、及特定波长带域的平均透过率等性能。又,含有式(3)所示的偶氮化合物或其盐、式(4)所示的偶氮化合物或其盐、及式(5)所示的偶氮化合物或其盐(B群的偶氮化合物群)的偏光元件,也通过再含有式(7)所示的偶氮化合物或其盐,可具有后述的较优选范围的色度a*值及b*值、单体透过率、及特定波长带域的平均透过率等性能。
Figure BDA0001144733700000322
式中,Ry1及Ry2分别独立地为磺基、羧基、羟基、低级烷基、或低级烷氧基,较优选为磺基或羧基。n表示1至3的整数。
在本发明的偏光元件中,式(7)所示的偶氮化合物或其盐的含有量相对于式(1)的偶氮化合物(A群)或式(3)的偶氮化合物(B群)的含有量100质量份,以0.01至300质量份为较优选,更优选为0.1至200质量份。
式(7)所示的偶氮化合物对400至500nm的透过率有影响。偏光元件中,特别地,400至500nm的短波长侧的透过率与偏光度(二色性)对黑色显示时的蓝色呈色或白色显示时的白色的黄色化有影响。式(7)所示的偶氮化合物,抑制偏光元件的平行位的短波长侧的透过率的降低,且可提升400至500nm的偏光特性(二色性),更降低白色显示时的黄色化及黑色显示时的蓝色呈色。偏光元件通过再含有式(7)所示的偶氮化合物,在单体透过率为35%至45%的范围中,显示更中性的色相,白色显示时显现更高品质的如纸的白色,可更提升偏光度。
式(7)所示的偶氮化合物或其盐可通过例如WO2007/138980等记载的方法来合成,但也可取自市售者。
式(7)所示的偶氮化合物的具体例有例如C.I.Direct Yellow 4、C.I.DirectYellow 12、C.I.Direct Yellow 72、及C.I.Direct Orange 39、以及WO2007/138980等记载的具有二苯乙烯构造的偶氮化合物等,但不限定于此等。
式(7)所示的偶氮化合物的更具体例举出于下。又,化合物例以游离酸的形态表示。
[化合物例7-1]
Figure BDA0001144733700000331
[化合物例7-2]
Figure BDA0001144733700000332
(n表示1至3的整数)
[化合物例7-3]
Figure BDA0001144733700000333
[化合物例7-4]
Figure BDA0001144733700000334
式(1)至式(7)所示的偶氮化合物可为游离形态,也可为盐的形态。盐例如可为锂盐、钠盐、及钾盐等碱金属盐,或铵盐、烷基胺盐等有机盐。盐较优选为钠盐。
本发明的偏光元件含有式(1)所示的偶氮化合物或其盐及式(2)所示的偶氮化合物或其盐(A群的化合物群),或含有式(3)所示的偶氮化合物或其盐、式(4)所示的偶氮化合物或其盐及式(5)所示的偶氮化合物或其盐(B群的化合物群),再含有任意式(7)所示的偶氮化合物。如此的偏光元件,可具有后述的较优选范围的色度a*值及b*值、单体透过率、及特定波长带域的平均透过率等性能,可实现比以往的无彩色偏光板更高性能化。
偏光元件中的上述偶氮化合物的调配比为在上述的各偶氮化合物的含量中,以透过率及色度成为后述的较优选范围的方式来调整为适宜。偏光元件的性能不仅依偏光元件中的各偶氮化合物的调配比,也依吸附偶氮化合物的基材的膨润度、或延伸倍率、染色时间、染色温度、染色时的pH、盐的影响等各种因素而变化。因此,各偶氮化合物的调配比可依照基材的膨润度、染色时的温度、时间、pH、盐的种类、盐的浓度、进一步延伸倍率而决定。如此的调配比可依需要而任意调整。
(透过率)
透过率为依据JIS Z 8722:2009而求出的视感度校正后的透过率。透过率的测定为涉及测定试料(例如偏光元件或偏光板),对于400至700nm的各波长每5nm或10nm测定分光透过率,再通过2度视野(C光源)校正视感度而求出。
(I)2个波长带域的平均透过率的差
本发明的偏光元件优选特定的波长带域间的平均透过率的差为特定的值以下。平均透过率为特定的波长带域的透过率的平均值。
波长带域420nm至480nm、520nm至590nm、及600nm至640nm为在JIS Z 8781-4:2013中显示色的时依据以计算使用的色匹配函数的主要波长带域。具体而言是在成为JIS Z8781-4:2013的源的JIS Z 8701的XYZ色匹配函数中,以600nm为最大值的x(λ)、以550nm为最大值的y(λ)、以455nm为最大值的Z(λ)的各别最大值设为100时,表示20以上的值的各别的波长为420nm至480nm、520nm至590nm、及600nm至640nm的各波长带域。
本发明的偏光元件以吸收轴方向成为平行的方式重迭2片偏光元件而配置的状态(明显示时、或白色显示时)测定所得的透过率(以下,也称为“平行位透过率”。),420nm至480nm的平均透过率、与520nm至590nm的平均透过率的差的绝对值为2.5%以下较优选,更优选为1.8%以下,再较优选为1.5%以下,特优选为1.0%以下。进一步,对于平行位透过率,以520nm至590nm的平均透过率、与600nm至640nm的平均透过率的差的绝对值为2.0%以下较优选,更优选为1.5%以下,再更优选为1.0%以下。如此的偏光元件可以平行位显示高品质如纸的白色。
再者,以吸收轴方向成为正交的方式重迭2片偏光元件而配置的状态(黑色显示时、或暗表示时)测定所得的透过率(以下,也称为“正交位透过率”),420nm至480nm的平均透过率、与520nm至590nm的平均透过率的差的绝对值为0.3%以下,且520nm至590nm的平均透过率、与600nm至640nm的平均透过率的差的绝对值为0.3%以下为较优选。如此的偏光元件可以正交位显示无彩色的黑色。再者,对于正交位透过率,420nm至480nm的平均透过率、与520nm至590nm的平均透过率的差的绝对值更优选为0.2%以下,再更优选为0.1%以下。对于正交位透过率,520nm至590nm的平均透过率、与600nm至640nm的平均透过率的差的绝对值更优选为0.2%以下,特优选为0.1%以下。
进一步,波长带域380nm至420nm、480nm至520nm、及640nm至780nm的各别中的单体透过率、平行透过率、及正交透过率的各别的平均透过率为上述波长带域420nm至480nm、520nm至590nm、600nm至640nm中的平均透过率调整为上述时,不易因色素受到大的影响,但调整为某程度较优选。波长带域380nm至420nm的平均透过率、与420nm至480nm的平均透过率的差为15%以下较优选,480nm至520nm的平均透过率、与420nm至480nm的平均透过率的差为15%以下,480nm至520nm的平均透过率、与520nm至590nm的平均透过率的差为15%以下,640nm至780nm的平均透过率、与600nm至640nm的平均透过率的差为20%以下较优选。
(II)单体透过率
本发明的偏光元件优选单体透过率为35%至45%。单体透过率对于测定试料(例如偏光元件或偏光板)1片,依据JIS Z 8722:2009而于视感度经校正的透过率。偏光板的性能求出透过率较高者,但单体透过率若为35%至45%,即使使用于显示装置,无不舒适感且显示明亮。透过率愈高,偏光度愈有降低的倾向,故从与偏光度的平衡的观点而言,单体透过率以36%至41%为更优选,再更优选为37%至40%。单体透过率超过45%时虽有偏光度降低的情况,在冀求偏光元件的明亮透过率或特定的偏光性能及对比的情况,单体透过率也可超过45%。
(III)特定波长带域的平均透过率
偏光元件以平行位所测定的520nm至590nm的波长带域的平均透过率为25%至35%较优选。如此的偏光元件设于显示装置时,可为明亮、且亮度高的清晰的显示装置。520nm至590nm的波长带域的透过率为在JIS Z8781-4:2013中显示色的时依据以计算使用的色匹配函数的主要波长带域的一个。特别地,520nm至590nm的各波长带域为依据色匹配函数的最高的视感度的波长带域,此范围中的透过率可以目视确认与透过率接近。因此,调整520nm至590nm的波长带域的透过率乃非常重要。以平行位所测定的520nm至590nm的波长带域的平均透过率更优选为26%至33%,再更优选为27%至31%。进一步此时的偏光元件的偏光度以80%至100%为较优选,更优选为95%至100%,再更优选为99%至100%。偏光度愈高愈优选,在偏光度与透过率的关系中,依据重视亮度,或重视偏光度(或对比),可调整为适宜的透过率及偏光度。
(色度a*值及b*值)
色度a*值及b*值为依据JIS Z 8781-4:2013而测定自然光的透过率时所求得的值。在JIS Z 8781-4:2013所决定的物体色的显示方法相当于国际照明委员会(略称:CIE)规定的物体色的显示方法。色度a*值及b*值的测定是对测定试料(例如偏光元件或偏光板)照射自然光而进行。又,在以下中,对于测定试料1片所求的的色度a*值及b*值表示为a*-s及b*-s,以其吸收轴方向成为互相平行的方式配置测定试料2片的状态(白色显示时)所求得的色度a*值及b*值表示为a*-p及b*-p,以其吸收轴方向成为互相正交的方式配置测定试料2片的状态(黑色显示时)所求得的色度a*值及b*值表示为a*-c及b*-c。
本发明的偏光元件优选a*-s及b*-s的绝对值分别为1.0以下,a*-p及b*-p的绝对值分别为2.0以下较优选。如此的偏光元件为在单体为中性色,白色显示时可显示高品质的白色。偏光元件的a*-p及b*-p的绝对值更优选为1.5以下,再更优选为1.0以下。进一步,偏光元件以a*-c及b*-c的绝对值分别为2.0以下较优选,1.0以下为更优选。如此的偏光元件在黑色显示时可显示无彩色的黑色。
色度a*值及b*值的绝对值只要为0.5的差,人类可察觉色的差异,有时因人而感觉色有很大差异。因此,在偏光元件中,调控这些值乃非常重要。特别是,a*-p、b*-p、a*-c、及b*-c的绝对值分别为1.0以下时,可获得于白色显示时的白色及黑色显示时的黑色大概无法确认其他色的良好的偏光板。具体而言,可以平行位实现无彩色性、即如高品质的纸的白色,且可以正交位实现具有无彩色的高级感的清晰黑色。
本发明的偏光元件具有高对比及高透过率,同时于单体具有无彩色性与高偏光度。进而,本发明的偏光元件白色显示时可显现如高品质的纸的白色(纸白),黑色显示时可显现无彩色的黑色,特别是具有高级感的清晰黑色。至今不存在兼备如此的高透过率与无彩色性的偏光元件。本发明的偏光元件还具有高耐久性,特别是对高温及高湿度的耐久性。
又,本发明的偏光元件对700nm以上波长的光的吸收相比于一般所使用的碘系偏光板或专利文献3更少,故具有即使照射太阳光等光,发热也少的优点。例如在屋外等使用液晶显示器时,太阳光照射液晶显示器,其结果,也照射偏光元件。太阳光也具有700nm以上的波长的光,包含具有发热效果的近红外线。例如使用日本专利案特公平02-061988号公报的实施例3记载的偶氮化合物的偏光元件,因吸收波长700nm附近的近红外光,故些许发热,但本发明的偏光元件对近红外线的吸收极少,故在屋外即使曝露于太阳光,发热也少。本发明的偏光元件因发热少,在劣化也少的点上优异。
以下,于聚乙烯醇系树脂制的基材吸附偶氮化合物而制作时为例,说明具体的偏光元件的制作方法。又,本发明的偏光元件的制造方法不限定于以下的制法者。
(胚膜的准备)
胚膜可通过时聚乙烯醇系树脂制膜来制作。聚乙烯醇系树脂无特别限定而可使用市贩者,也可使用以公知的方法合成者。聚乙烯醇系树脂例如可通过将聚乙酸乙烯酯系树脂皂化而得。聚乙酸乙烯酯系树脂除了乙酸乙烯酯均聚物的聚乙酸乙烯酯外,可例示乙酸乙烯酯及可与其共聚合的其他单体的共聚物等。与乙酸乙烯酯共聚合的其他单体可举例如不饱和羧酸类、烯烃类、乙烯醚类、及不饱和磺酸类等。聚乙烯醇系树脂的皂化度通常以85至100摩尔%左右为较优选,更优选为95摩尔%以上。聚乙烯醇系树脂也可使用再被改性,例如经以醛类改性的聚乙烯基甲醛或聚乙烯基缩乙醛等。又,聚乙烯醇系树脂的聚合度意指黏度平均聚合度,在该技术领域中可通过周知的手法而求得,通常以1000至10000左右为较优选,更优选为聚合度1500至6000左右。
将聚乙烯醇系树脂制膜的方法无特别限定,可以公知的方法制膜。此时,聚乙烯醇系树脂膜中也可含有作为可塑剂的甘油、乙二醇、丙二醇、低分子量聚乙二醇等。可塑剂的量于膜全量中优选5至20质量%,更优选为8至15质量%。胚膜的膜厚无特别限定,例如为5μm至150μm左右,优选10μm至100μm左右。
(膨润步骤)
对通过以上所得的胚膜施予膨润处理。膨润处理优选于20至50℃的溶液中浸渍胚膜30秒至10分钟。溶液以水为较优选。延伸倍率优选调整为1.00至1.50倍,以调整为1.10至1.35倍为更优选。缩短制造偏光元件的时间时,由于后述的染色处理时也膨润胚膜,也可省略膨润处理。
(染色步骤)
在染色步骤中使胚膜进行膨润处理而于所得的树脂膜吸附及含浸偶氮化合物。省略膨润步骤时,可在染色步骤中同时进行胚膜的膨润处理。吸附及含浸偶氮化合物的处理,由于为树脂膜着色的步骤,故为染色步骤。
偶氮化合物为使用来自由式(1)及式(2)的化合物所构成的A群的偶氮化合物或其盐的混合物、或、来自由式(3)、式(4)及式(5)的化合物所构成的B群的偶氮化合物或其盐的混合物,可更使用任意式(7)所示的偶氮化合物或其盐。又,也可使用“机能性色素的应用”((股)CMC出版、第1刷发行版、入江正浩监修、第98至100页)等所例示的二色性染料的偶氮化合物在无损本发明的偏光元件的性能的程度调整色。这些偶氮化合物除了以游离酸形态使用之外,也可使用该化合物的盐。如此的盐例如锂盐、钠盐、及钾盐等碱金属盐、或铵盐、烷基胺盐等有机盐,较优选为钠盐。
染色步骤只要为使色素吸附及含浸于树脂膜的方法即可,无特别限定,例如使树脂膜浸渍于染色溶液来进行为较优选,也可通过于树脂膜涂布染色溶液来进行。染色溶液中的各偶氮化合物例如可在0.001至10质量%的范围内调整。
在此步骤的溶液温度以5至60℃为较优选,以20至50℃为更优选,以35至50℃为特优选。浸渍于溶液的时间可适度地调节,但以30秒至20分钟进行调节为较优选,以1至10分为更优选。
染色溶液除了偶氮化合物,也可依需要而再含有染色助剂。染色助剂可举例如碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、硫酸钠、无水硫酸钠、及三聚磷酸钠等。染色助剂的含量可根据依染料的染色性的时间及温度而以任意的浓度调整,但各别的含量于染色溶液中以0.01至5质量%为较优选,以0.1至2质量%为更优选。
(洗净步骤1)
染色步骤后,进入其次的步骤的前可进行洗净步骤(以下,也称为“洗净步骤1”。)。洗净步骤1为将在染色步骤中附着于树脂膜的表面的染色溶液洗净的步骤。通过进行洗净步骤1,可抑制在其次处理的液中染料移行。洗净步骤1中,一般可使用水作为洗净液。洗净以浸渍于洗净液来进行为较优选,也可通过将洗净液涂布于树脂膜而进行洗净。洗净的时间无特别限定,但较优选为1至300秒,更优选为1至60秒。洗净步骤1的洗净液的温度必须为构成树脂膜的材料(例如亲水性高分子、在此为聚乙烯醇系树脂)不溶解的温度。一般以5至40℃洗净处理。但,即使无洗净步骤1的步骤,在性能上无问题,故洗净步骤也可省略。
(含有交联剂及/或耐水化剂的步骤)
染色步骤或洗净步骤1后,可进行含有交联剂及/或耐水化剂的步骤。于树脂膜含有交联剂及/或耐水化剂的方法以浸渍于处理溶液为较优选,也可将处理溶液涂布或涂覆于树脂膜。处理溶液包含交联剂及/或耐水化剂的至少1种、及溶剂。在该步骤中的处理溶液的温度以5至70℃为较优选,以5至50℃为更优选。在该步骤的处理时间以30秒至6分为较优选,以1至5分钟为更优选。
交联剂可使用例如硼酸、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、三聚异氰酸酯型或嵌段型等多元异氰酸酯系化合物,硫酸氧钛等钛系化合物等,但其他也可使用乙二醇缩水甘油基醚、聚酰胺表氯醇等。耐水化剂可举例如过氯化琥珀酸、过硫酸铵、过氯酸钙、苯偶姻乙基醚、乙二醇二缩水甘油基醚、甘油二缩水甘油基醚、氯化铵或氯化镁等,但较优选使用硼酸。交联剂及/或耐水化剂用的溶剂以水为较优选,但无限定。交联剂及/或耐水化剂的含有浓度可由业者依其种类而适当决定,但若以硼酸为例来表示,在处理溶液中以浓度0.1至6.0质量%为较优选,以1.0至4.0质量%为更优选。但,非为必须含有交联剂及/或耐水化剂,欲缩短时间时,当不需要交联处理或耐水化处理时,也可省略该处理步骤。
(延伸步骤)
进行染色步骤、洗净步骤1、或含有交联剂及/或耐水化剂的步骤后,进行延伸步骤。延伸步骤为将树脂膜进行单轴延伸。延伸方法可为湿式延伸法或干式延伸法的任一者。延伸倍率以3倍以上为较优选,更优选为4至8倍,特优选为5至7倍。
干式延伸法时,当延伸加热介质为空气介质的情形下,空气介质的温度以常温至180℃延伸树脂膜为较优选。又,湿度以在20至95%RH的氛围中较优选。加热方法可举例如辊间区域延伸法、辊加热延伸法、压延伸法、及红外线加热延伸法等,但其延伸方法无限定。延伸步骤也可进行1段延伸,但也可以2段以上的多段延伸来进行。
湿式延伸法时,以在水、水溶性有机溶剂、或其混合溶液中延伸树脂膜为较优选。一边浸渍于含有至少1种的交联剂及/或耐水化剂的溶液中,一边进行延伸处理为较优选。交联剂及耐水化剂可使用与有关含有交联剂及/或耐水化剂的步骤所述者为相同者。在延伸步骤的交联剂及/或耐水化剂的溶液中的浓度例如以0.5至15质量%为较优选,以2.0至8.0质量%为更优选。延伸温度以40至60℃处理为较优选,以45至58℃为更优选。延伸时间通常为30秒至20分钟,但以2至5分钟为更优选。湿式延伸步骤可进行1段的延伸,但也可通过2段以上的多段延伸来进行。
(洗净步骤2)
进行延伸步骤后,有时于树脂膜表面有交联剂及/或耐水化剂的析出、或异物附着,故可进行洗净树脂膜表面的洗净步骤(以下,也称为“洗净步骤2”)。洗净时间以1秒至5分钟较优选。洗净方法以将树脂膜浸渍于洗净液为较优选,也可将溶液涂布或涂覆于树脂膜而洗净。洗净液以水为较优选。也可以1段洗净处理,也可进行2段以上的多段处理。洗净步骤的溶液温度无特别限定,但通常为5至50℃,较优选为10至40℃。
在此处理步骤中使用的处理液或其溶剂除水之外,可举例如二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、甘油、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇或三羟甲基丙烷等醇类。乙二胺及二乙三胺等胺类等,但不限定于此。处理液或其溶剂最优选为水。又,这些处理液或其溶剂也可1种单独使用,但也可使用2种以上的混合物。
(干燥步骤)
延伸步骤或洗净步骤2之后,进行树脂膜的干燥步骤。干燥处理可通过自然干燥进行,但为提高干燥效率,可以辊进行压缩或气刀、或吸水辊等除去表面的水分等来进行、及/或通过送风干燥来进行。干燥处理温度以20至100℃干燥处理为较优选,以60至100℃干燥处理为更优选。干燥处理时间例如30秒至20分钟,但以5至10分钟较优选。
偏光元件的制作方法中,膨润步骤中基材的膨润度、染色步骤中各偶氮化合物的调配比、染色溶液的温度、pH、氯化钠或芒硝、三聚磷酸钠等盐的种类、其浓度、及染色时间、以及延伸步骤中的延伸倍率以偏光元件满足以下条件(i)至(v)的至少一者的方式进行调整为适宜,再以满足(vi)及(vii)的条件的方式进行为更适宜。
(i)平行位透过率,420nm至480nm的平均透过率与520nm至590nm的平均透过率的差的绝对值为2.5以下,520nm至590nm的平均透过率与600nm至640nm的平均透过率的差的绝对值为2.0以下。
(ii)正交位透过率,420nm至480nm的平均透过率与520nm至590nm的平均透过率的差的绝对值为0.3以下,520nm至590nm的平均透过率与600nm至640nm的平均透过率的差的绝对值为0.3以下。
(iii)单体透过率为35%至45%。
(iv)a*值及b*值的绝对值分别就偏光元件单体均成为1.0以下,在平行位均成为2.0以下。
(v)以正交位所测定的a*值及b*值的绝对值分别皆为2以下。
(vi)平行位透过率,520nm至590nm的平均透过率为25至35%。
(vii)380nm至420nm的平均透过率与420nm至480nm的平均透过率的差为15%以下,480nm至520nm的平均透过率与420nm至480nm的平均透过率的差为15%以下,480nm至520nm的平均透过率与520nm至590nm的平均透过率的差为15%以下,及/或640nm至780nm的平均透过率与600nm至640nm的平均透过率的差为20%以下。
通过以上方法,可制造至少含有式(1)至式(3)所示的偶氮化合物的组合的偏光元件。如此的偏光元件具有比以往更高的透过率及高偏光度,但以吸收轴方向成为平行的方式重迭2片偏光元件而配置时,可显现如高品质的纸的白色,且以单体具有中性色(中性灰)的色相。进而,偏光元件以吸收轴方向成为正交的方式重迭2片偏光元件而配置时,显示具有高级感的无彩色的黑。又,偏光元件对于高温及高湿度具有高的耐久性。
<偏光板>
本发明的偏光板具备偏光元件、设于该偏光元件的单面或两面的透明保护层。透明保护层以偏光元件的耐水性或处理性的提升等为目的而设置。
透明保护层为使用透明物质所形成的保护膜。保护膜具有可维持偏光元件的形状的层形状的膜,透明性或机械强度、热稳定性、水分遮蔽性等优异的塑胶等为较优选。以形成与此同等的层,也可设有同等的机能。构成保护膜的塑胶的一例可举例如聚酯系树脂、乙酸酯系树脂、聚醚砜系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚酰胺系树脂、聚酰亚胺系树脂、聚烯烃系树脂及丙烯酸系树脂等热塑性树脂,丙烯酸系、胺基甲酸酯系、丙烯酸基胺基甲酸酯系、环氧系及聚硅氧系等由热硬化性树脂或紫外线硬化性树脂等所得的膜,此等之中,聚烯烃系树脂可举例如非晶性聚烯烃系树脂且具有如降冰片烯系单体或多环状降冰片烯系单体的具有环状聚烯烃的聚合单位的树脂。一般而言,选择层叠保护膜的后不阻碍偏光元件的性能的保护膜为较优选,如此的保护膜,由纤维素乙酸酯系树脂所构成的三乙酰基纤维素(TAC)及降冰片烯为特优选。又,保护膜只要无损本发明的效果,也可为经实施硬涂处理、抗反射处理、防黏着、或扩散、抗眩等为目的处理。
偏光板为在透明保护层与偏光元件之间,再具备用以将透明保护层与偏光元件贴合的粘合剂层为较优选。构成粘合剂层的粘合剂无特别限定,以聚乙烯醇系粘合剂为较优选。聚乙烯醇系粘合剂可举例如Gohsenol NH-26(日本合成公司制)及Exceval RS-2117(Kuraray公司制)等,但不限定于此。于粘合剂可添加交联剂及/或耐水化剂。聚乙烯醇系粘合剂较优选使用马来酸酸酐-异丁烯共聚物,依需要可使用混合有交联剂的粘合剂。马来酸酸酐-异丁烯共聚物,例如,可列举Isobam#18(Kuraray公司制)、Isobam#04(Kuraray公司制)、氨改性Isobam#104(Kuraray公司制)、氨改性Isobam#110(Kuraray公司制)、酰亚胺化Isobam#304(Kuraray公司制)、及酰亚胺化Isobam#310(Kuraray公司制)等。此时交联剂中可使用水溶性多元环氧化合物。水溶性多元环氧化合物可举例如Dynacol EX-521(NagaseChemtech公司制)及Tetrad-C(三井瓦斯化学公司制)等。又,聚乙烯醇系树脂以外的粘合剂也可使用氨基甲酸酯系、丙烯酸系、环氧系的公知粘合剂。特别是使用经乙酰乙酰基改质的聚乙烯醇为较优选,进一步,该交联剂以使用多元醛为较优选。又,以提升粘合剂的接着力或提升耐水性为目的,也可单独或同时地以0.1至10质量%左右的浓度含有锌化合物、氯化物、及碘化物等添加物。对粘合剂的添加物无特别限定,该业者可适当选择。使透明保护层与偏光元件以粘合剂贴合之后,可以适当的温度进行干燥或热处理而获得偏光板。
偏光板视情况贴合于例如液晶、有机电致发光(通称OLED或OEL)等的显示装置时,其后,于成为非露出面的保护层或膜的表面,也可设置用以视野角改善及/或对比改善的各种机能性层、具有亮度提升性的层或膜。各种机能性层例如调控相位差的层或膜。偏光板较优选于此等的膜或显示装置通过黏着剂贴合。
偏光板也可于保护层或膜的露出面具备抗反射层、防眩层、及硬涂层等公知的各种机能性层。制作具有该各种机能性的层,以涂覆方法为较优选,但也可将具有该机能的膜经由粘合剂或黏着剂而贴合。
本发明的偏光板为高耐久性偏光板,虽具有高的透过率及高的偏光度,但可实现无彩色性,特别地,白色显示时可显现如高品质的纸的白色,且黑色显示时可显现中性的黑色。
本发明的偏光元件或偏光板依需要而设有保护层或机能层及玻璃、水晶、蓝宝石等透明的支撑体等,可适用于液晶投影机、计算机、时钟、笔记型电脑、文书处理机、液晶电视、偏光镜、偏光眼镜、车用导航器、及屋内外的计测器或显示器等。特别地,本发明的偏光元件或偏光板可适宜使用于液晶显示装置,例如反射型液晶显示装置、半穿透液晶显示装置,及有机电致发光等。使用本发明的偏光元件或偏光板的液晶显示装置可显现如高品质的纸的白色及中性的黑色。再者,该液晶显示装置成为具有高耐久性,可靠性高、长期性高对比、且具有高的色再现性的液晶显示装置。
[实施例]
以下,依实施例更详细说明本发明,但本发明不受此等限定者。
<实施例A>
下述实施例A中,使用A群的化合物制作测定试料。
[实施例A1]
将皂化度99%以上的平均聚合度2400的聚乙烯醇膜(Kuraray公司制VF-PS)于45℃的温水中浸渍2分钟,应用膨润处理,使延伸倍率为1.30倍。在含有水2000质量份、三聚磷酸钠2.0质量份、无水芒硝2.0质量份、依据日本专利第4033443号实施例1所得的化合物例1-1例示的偶氮化合物0.100质量份、具有依据日本专利案特公平01-005623号的实施例1所得的化合物例2-8的构造的偶氮化合物0.200质量份、具有式(7)的构造的日本化药公司制Kayarus Supra Orange 2GL 0.14质量份的45℃的染色液中,浸渍经膨润的膜6分钟00秒,使偶氮化合物含在膜中。所得的膜于含有硼酸(SocietaChimica Larderello s.p.a.公司制)20g/l的40℃的水溶液中浸渍1分钟。将浸渍后的膜延伸至5.0倍,同时在含有硼酸30.0g/l的50℃的水溶液中进行延伸处理5分钟。所得的膜保持其拉紧状态,同时以25℃的水浸渍20秒钟,进行洗净处理。将洗净后的膜以70℃干燥9分钟,制得偏光元件。对此偏光元件使用聚乙烯醇(日本VAM&POVAL公司制NH-26)以4%溶解于水中而成者作为粘合剂,层叠经碱处理的三乙酰基纤维素膜(富士写真膜公司制ZRD-60)而制得偏光板。所得的偏光板维持上述偏光元件具有的光学性能,尤其是单体透过率、色相、偏光度等。以此偏光板作为实施例A1的测定试料。
[实施例A2]
除了在实施例A1中,将化合物例1-1所示的偶氮化合物0.100质量份改变成化合物例1-4所示的偶氮化合物0.120质量份以外,其余为同样做法,制作偏光元件及偏光板,作为测定试料。
[实施例A3]
在实施例A2中,除将Kayarus Supra Orange 2GL 0.140质量份改变为以WO2007/138980实施例A1的配方所得的化合物例7-2所示的偶氮化合物0.095质量份以外,其余为同样做法,制作偏光元件及偏光板,作为测定试料。
[实施例A4]
在实施例A1中,除将替代0.140质量份的Kayarus Supra Orange 2GL,使0.110质量份的C.I.Direct Orange 72含有于染色液以外,其余与实施例A1同样做法,制作偏光元件及偏光板,作为测定试料。
[实施例A5]
在实施例A1中,除将具有化合物例2-8的构造的偶氮化合物0.200质量份替代为化合物例2-12记载的偶氮化合物0.240质量份以外,其余为同样做法,制作偏光元件及偏光板,作为测定试料。
[比较例A1]
在实施例A1中,除将化合物例1-1所示的偶氮化合物0.100质量份替代为不具有式(1)的构造的C.I.Direct Red 81以外,其余为同样做法,制作偏光元件及偏光板,作为测定试料。
[比较例A2]
在实施例A1中,除将化合物例1-1所示的偶氮化合物0.100质量份替代为不具有式(1)的构造的日本专利第3661238号化合物例III-6记载的偶氮化合物以外,其余为同样做法,制作偏光元件及偏光板,作为测定试料。
[比较例A3]
在实施例A1中,除将化合物例2-8所示的偶氮化合物0.100质量份替代为不具有式(2)的构造的日本专利案第2012/165223A1实施例1记载的其他偶氮化合物0.450质量份,以成为偏光度99.9以上的方式调整染色步骤的染料以外,其余为同样做法,制作偏光元件及偏光板,作为测定试料。
[比较例A4]
在实施例A1中,除将仅含有偶氮化合物的水溶液(染色液)设为与专利文献3的实施例1相同的组成以外,其余与本案的实施例A1同样做法,以成为与实施例A1约同等的透过率的方式,含有偶氮化合物而制作偏光元件、及偏光板以外,其余为同样做法,作为测定试料。
<实施例B>
下述实施例B中使用B群的化合物而制作测定试料。
[实施例B1]
将皂化度99%以上的平均聚合度2400的聚乙烯醇膜(Kuraray公司制VF-PS)于45℃的温水中浸渍2分钟,应用膨润处理,使延伸倍率为1.30倍。在含有水2000质量份、三聚磷酸钠2.0质量份、无水芒硝2.0质量份、0.100质量份的化合物例3-1、0.130质量份的化合物例5-8、0.200质量份的化合物例4-1、及0.14质量份的具有式(7)的构造的C.I.DirectOrange 39的45℃的染色液中,浸渍经膨润的膜15分钟00秒,使偶氮化合物含在膜中。所得的膜于含有硼酸(Societa Chimica Larderello s.p.a.公司制)20g/l的40℃的水溶液中浸渍1分钟。将浸渍后的膜延伸至5.0倍,同时在含有硼酸30.0g/l的50℃的水溶液中进行延伸处理5分钟。所得的膜保持其拉紧状态,同时以25℃的水浸渍20秒钟,进行洗净处理。将洗净后的膜以70℃干燥9分钟,制得偏光元件。对此偏光元件使用聚乙烯醇(日本VAM&POVAL公司制NH-26)以4%溶解于水中而成者作为粘合剂,层压经碱处理的三乙酰基纤维素膜(富士写真膜公司制、ZRD-60)而制得偏光板。所得的偏光板维持上述偏光元件具有的光学性能,尤其是单体透过率、色相、偏光度等。以此偏光板作为实施例B1的测定试料。
[实施例B2]
除将经膨润的膜浸渍于45℃的染色液的时间15分钟00秒,替代为13分钟30秒以外,其余与实施例B1同样做法,制作偏光板。
[实施例B3]
除使用含有水2000质量份、三聚磷酸钠2.0质量份、无水芒硝2.0质量份、0.100质量份的化合物例3-1、0.115质量份的化合物例5-29、0.200质量份的化合物例4-1、0.135质量份的化合物例7-1的洗净液,替代在实施例B1所使用的染色液以外,其余与实施例B1同样做法而制作偏光板。
[实施例B4]
除使用含有水2000质量份、三聚磷酸钠2.0质量份、无水芒硝2.0质量份、0.100质量份的化合物例3-1、0.090质量份的化合物例5-6、0.200质量份的化合物例4-1、0.130质量份的化合物例7-1的洗净液,替代在实施例B1所使用的染色液以外,其余与实施例B1同样做法而制作偏光板。
[实施例B5]
除使用含有水2000质量份、三聚磷酸钠2.0质量份、无水芒硝2.0质量份、0.100质量份的化合物例3-1、0.120质量份的化合物例5-30、0.200质量份的化合物例4-1、0.145质量份的化合物例7-1的洗净液,替代在实施例B1所使用的染色液以外,其余与实施例B1同样做法而制作偏光板。
[实施例B6]
除使用含有水2000质量份、三聚磷酸钠2.0质量份、无水芒硝2.0质量份、0.100质量份的化合物例3-1、0.115质量份的化合物例5-15、0.200质量份的化合物例4-1、0.140质量份的化合物例7-1的洗净液,替代在实施例B1所使用的染色液以外,其余与实施例B1同样做法而制作偏光板。
[实施例B7]
使用含有水2000质量份、三聚磷酸钠2.0质量份、无水芒硝2.0质量份、0.100质量份的化合物例3-1、0.120质量份的化合物例5-21、0.200质量份的化合物例4-1、0.140质量份的化合物例7-1的洗净液,替代在实施例B1所使用的染色液以外,其余与实施例B1同样做法而制作偏光板。
[实施例B8]
除使用含有水2000质量份、三聚磷酸钠2.0质量份、无水芒硝2.0质量份、0.100质量份的化合物例3-1、0.115质量份的化合物例5-27、0.200质量份的化合物例4-1、0.140质量份的化合物例7-1的洗净液,替代在实施例B1所使用的染色液以外,其余与实施例B1同样做法而制作偏光板。
[实施例B9]
除于染色液中以含有0.208质量份的化合物例3-12(C.I.Direct Red 81)替代0.100质量份的化合物例3-1以外,其余与实施例B1同样做法而制作偏光板。
[实施例B10]
除于染色液中含有0.220质量份的化合物例3-11(C.I.Direct Red 117)以替代0.100质量份的化合物例3-1以外,其余与实施例B1同样做法而制作偏光板。
[实施例B11]
除于染色液中以含有0.141质量份的化合物例3-14替代0.100质量份的化合物例3-1以外,其余与实施例B1同样做法而制作偏光板。
[实施例B12]
除于染色液中以含有0.200质量份的化合物例4-16替代0.200质量份的化合物例4-1以外,其余与实施例B1同样做法而制作偏光板。
[实施例B13]
除于染色液中以含有0.180质量份的化合物例4-17替代0.200质量份的化合物例4-1以外,其余与实施例B1同样做法而制作偏光板。
[实施例B14]
除于染色液中以含有0.095质量份的化合物例7-2替代0.140质量份的化合物例7-1以外,其余与实施例B1同样做法而制作偏光板。
[实施例B15]
除于染色液中以含有0.135质量份的C.I.Direct Yellow 28替代0.140质量份的化合物例7-1以外,其余与实施例B1同样做法而制作偏光板。
[实施例B16]
除于染色液中以含有0.110质量份的C.I.Direct Orange 72替代0.140质量份的化合物例7-1以外,其余与实施例B1同样做法而制作偏光板。
[比较例B1]
在实施例B1中,除将仅含有偶氮化合物的水溶液(染色液)设为与专利文献3的实施例1相同的组成以外,其余与本案的实施例B1同样做法,以成为与实施例B1约同等的透过率的方式,含有偶氮化合物而制作偏光板。
[比较例B2]
取得具有中间灰色的POLATECHNO公司制的高透过率染料系偏光板SHC-115,作为测定试料。
[比较例B3]
取得具有中间灰色的高对比的POLATECHNO公司制的染料系偏光板SHC-128,作为测定试料。
[比较例B4至B9]
依据日本专利案特开2008-065222号公报的比较例B1的制法,含碘的时间在比较例B4中为5分钟30秒、在比较例B5中为4分钟45秒、在比较例B6中为4分钟15秒、在比较例B7中为3分钟30秒、在比较例B8中为4分钟00秒、以及、在比较例B9中为5分钟15秒,制作不含有偶氮化合物的碘系偏光板,作为测定试料。
[比较例B10]
取得在平行位中显示纸白色的POLATECHNO公司制的碘系偏光板SKW-18245P,作为测定试料。
[比较例B11]
如有关染料系偏光板的日本专利案特开平11-218611号公报的实施例1,制作偏光板。
[比较例B12]
如有关染料系偏光板的日本专利第4162334号公报的实施例3,制作偏光板。
[比较例B13]
如有关染料系偏光板的日本专利第4360100号公报的实施例1,制作偏光板。
[比较例B14]
使用同色且具有脲骨架的偶氮化合物1.95质量份的C.I.Direct Red 80,替代0.100质量份的化合物例3-1,以正交位的透过率约为一定,其色为黑色的方式进行调整以外,其余与实施例B1同样做法,制作偏光板。
[比较例B15]
使用具有同色的二色性的联茴香胺骨架的偶氮化合物0.133质量份的C.I.DirectRed 7,替代0.100质量份的化合物例3-1,以正交位的透过率约为一定,其色为黑色的方式进行设计以外,其余与实施例B1同样做法,制作偏光板。
[比较例B16]
使用具有同色的二色性的偶氮化合物0.152质量份的C.I.Direct Red 45,替代0.100质量份的化合物例3-1,以正交位的透过率约为一定,其色为黑色的方式进行设计以外,其余与实施例B1同样做法,制作偏光板。
[比较例B17]
使用具有同色的二色性的联茴香胺骨架的偶氮化合物0.075质量份的C.I.DirectBlue 6,替代0.130质量份的化合物例5-8,以正交位的透过率约为一定,其色为黑色的方式进行设计以外,其余与实施例B1同样做法,制作偏光板。
[比较例B18]
使用具有同色的二色性的偶氮化合物0.085质量份的C.I.Direct Blue15,替代0.130质量份的化合物例5-8,以正交位的透过率约为一定,其色为黑色的方式进行设计以外,其余与实施例B1同样做法,制作偏光板。
[比较例B19]
使用具有同色的二色性的偶氮化合物0.105质量份的C.I.Direct Blue71,替代0.130质量份的化合物例5-8,以正交位的透过率约为一定,其色为黑色的方式进行设计以外,其余与实施例B1同样做法,制作偏光板。
[比较例B20]
使用具有同色的二色性的直接染料0.5质量份的C.I.Direct Blue 199,替代0.200质量份的化合物例4-1,以正交位的透过率约为一定,其色为黑色的方式进行设计以外,其余与实施例B1同样做法,制作偏光板。
[比较例B21]
使用具有同色的二色性的直接染料且同样的铜化染料0.48质量份的C.I.DirectBlue 218,替代0.200质量份的化合物例4-1,以正交位的透过率约为一定,其色为黑色的方式进行设计以外,其余与实施例B1同样做法,制作偏光板。
[评价]
上述实施例A1至A6及比较例A1至A4、以及实施例B1至B16及比较例B1至B21所得的测定试料的评价如以下般进行。
(a)单体透过率Ts、平行位透过率Tp、及正交位透过率Tc
使用分光光度计(日立制作所公司制“U-4100”)测定各测定试料的单体透过率Ts、平行位透过率Tp、及正交位透过率Tc。在此,单体透过率Ts为测定1片测定试料时的各波长的透过率。平行位透过率Tp以其吸收轴方向成为平行的方式重迭2片的测定试料而测定的各波长的分光透过率。正交位透过率Tc以其吸收轴为正交的方式重迭2片测定试料而测定的分光透过率。测定涵盖400至700nm的波长而进行。
求出平行位透过率Tp及正交位透过率Tc各别的420至480nm中的平均值、520至590nm中的平均值、及600至640nm中的平均值,表示于表1。
(b)单体透过率Ys、平行位透过率Yp、及正交位透过率Yc
分别求出各测定试料的单体透过率Ys、平行位透过率Yp、及正交位透过率Yc。单体透过率Ys、平行位透过率Yp、及正交位透过率Yc为在400至700nm的波长区域每隔特定波长间隔dλ(在此为5nm)所求出的上述单体透过率Ts、平行位透过率Tp、及正交位透过率Tc,分别依据JIS Z 8722:2009而校正视感度的透过率。具体上,是将上述单体透过率Ts、平行位透过率Tp、及正交位透过率Tc代入下述式(I)至(III),分别算出。又,下述式(I)至(III)中,Pλ表示标准光(C光源)的分光分布,yλ表示2度视野色匹配函数。结果表示于表1。
Figure BDA0001144733700000511
Figure BDA0001144733700000512
Figure BDA0001144733700000513
(c)对比
算出使用2片相同的测定试料所测定的平行位透过率及正交位透过率的比(Yp/Yc),由此,求出对比。结果表示于表1A及表1B。
[表1A]
Figure BDA0001144733700000514
[表1B]
Figure BDA0001144733700000521
(d)2个波长带域的平均透过率的差的绝对值
在表2A及表2B中显示各测定试料的平行位透过率Tp及正交位透过率Tc,其各自的520至590nm中的平均值与420至480nm中的平均值的差的绝对值、及520至590nm中的平均值与600至640nm中的平均值的差的绝对值。
[表2A]
Figure BDA0001144733700000522
[表2B]
Figure BDA0001144733700000531
如表1A及表2A所示,实施例A1至A6的测定试料的平行位透过率Tp在520至590nm中的平均值为25%以上。进一步,平行位透过率Tp在420至480nm中的平均值与520至590nm中的平均值的差的绝对值为1.0%以下,且,520至590nm中的平均值与590至640nm中的平均值的差的绝对值为1.0%以下,两者皆为非常低的值。又,正交位透过率Tc在420至480nm中的平均值与520至590nm中的平均值的差的绝对值为0.05%以下,且,520至590nm中的平均透过率与600至640nm中的平均值的差的绝对值为0.05%以下,两者皆为非常低的值。因而,实施例A1至A4所得的测定试料显示各波长的平均透过率约为一定。
另一方面,对于比较例A1至A3的测定试料,表2所示的平行位透过率Tp的上述波长带域间的平均值的差的绝对值、及正交位透过率Tc的上述波长带域间的平均值的差的绝对值中的至少任一者显示高的值。
又,若比较单体透过率为约38.5%的实施例A1至A6、及同样的无彩色的偏光板的比较例A4,光学特性为实施例A2的平行透过率与正交透过率的比(平行透过率与正交透过率的对比)为2734,相对于此,比较例A4的对比为317。又,实施例A1具有比较例A1的约8.6倍的对比。如此,实施例A1的测定试料与特许文献3的无彩色的染料系偏光板比较,对比大幅提升。
又,如表1B及表2B所示,实施例B1至B16的测定试料的平行位透过率Tp在520至590nm中的平均值为25%以上。进一步,平行位透过率Tp在420至480nm中的平均值与520至590nm中的平均值的差的绝对值为1.0%以下,且,520至590nm中的平均值与590至640nm中的平均值的差的绝对值为1.0%以下,两者皆为非常低的值。又,正交位透过率Tc在420至480nm中的平均值与520至590nm中的平均值的差的绝对值为0.05%以下,且,520至590nm中的平均透过率与600至640nm中的平均值的差的绝对值为0.05%以下,两者皆为非常低的值。因而,实施例B1至B16所得的测定试料显示各波长的平均透过率约为一定。
另一方面,对于比较例B2至B21的测定试料,表2所示的平行位透过率Tp的上述波长带域间的平均值的差的绝对值、及正交位透过率Tc的上述波长带域间的平均值的差的绝对值中的至少任一者显示高的值。
又,若比较单体透过率为约37%的实施例B1与比较例B1,实施例B1的对比为11105、比较例B1的对比为2219,实施例B1具有比较例B1的约5倍的对比。如此,实施例B1的测定试料与特许文献3的无彩色的染料系偏光板比较,对比大幅提升。又,若比较单体透过率为约39%的实施例B6与比较例B3,实施例B6的对比为6226,比较例B3的对比为1413,实施例B3具有约4.4倍的对比。
(e)偏光度ρy
于以下的式中代入平行透过率Yp及正交透过率Yc而求出各测定试料的偏光度ρy。其结果表示于3A及表3B中。
ρy={(Yp-Yc)/(Yp+Yc)}1/2×100
(f)色度a*值及b*值
对于各测定试料,依据JIS Z 8781-4:2013,测定单体透过率Ts时,测定平行位透过率Tp测定时及正交位透过率Tc测定时的各别中的色度a*值及b*值。测定使用上述分光光度计,从透过色、反射色以及室外侧射入而测定。光源使用C光源。结果表示于表3。在此,a*-s及b*-s、a*-p及b*-p以及a*-c及b*-c分别对应于单体透过率Ts、平行位透过率Tp及正交位透过率Tc的测定时的色度a*值及b*值。
(g)色的观察
对于各测定试料,于白色的光源上以平行位与正交位的各状态重迭2片相同的测定试料,调查其时所观察到的色。观察为10名观察者以目视进行,最多观察到的色表示于表3中。又,表3中,平行位的色意指以其吸收轴方向成为互相平行的方式重迭相同2片试料的状态(白色显示时)的色,正交位的色意指以其吸收轴方向互相正交的方式重迭相同2片试料的状态(黑色显示时)的色。基本上,偏光色为平行位的色为“白色”,正交位的色为“黑色”,但在各例中,例如,带黄色感的白色表示“黄”,带蓝紫色的黑色表示“蓝紫”。
[表3A]
Figure BDA0001144733700000561
[表3B]
Figure BDA0001144733700000562
如表3A所示,可知实施例A1至A4的测定试料具有35%以上的单体透过率,且具有高透过率,但显示99%以上的高偏光度,可充分显现在平行位的白与正交位的黑。进一步,对于实施例A1至A4的测定试料,a*-s、b*-s、a*-p、a*-c及b*-c的各绝对值为1.0以下,b*-p的绝对值为2.0以下,显示非常低的值。实施例B1至B16的测定试料以目视观察时,在平行位显示如高品质的纸的白色,在正交位显现具有高级感的清晰黑色。另一方面,比较例B2至B21的a*-s、b*-s、a*-p、b*-p、a*-c及b*-c的至少任一者显示高的值,以目视观察时,在平行位或正交位不为无彩色。
如表3B所示,可知实施例B1至B16的测定试料具有35%以上的单体透过率。实施例B1至B16的测定试料具有高透过率,但显示99%以上的高偏光度,可充分显现在平行位的白与正交位的黑。进一步,对于实施例B1至B16的测定试料,a*-s、b*-s、a*-p、a*-c及b*-c的各绝对值为1.0以下,b*-p的绝对值为2.0以下,显示非常低的值。实施例B1至B16的测定试料以目视观察时,在平行位显示如高品质的纸的白色,在正交位显现具有高级感的清晰黑色。另一方面,比较例B2至B21的a*-s、b*-s、a*-p、b*-p、a*-c及b*-c的至少任一者显示高的值,以目视观察时,在平行位或正交位不为无彩色。
从以上,本发明的偏光元件虽然具有高的透过率及维持平行位透过率,可在平行位显现如高品质的纸的白色,且以单体具有中性色(中性灰)的色相。更且,本发明的偏光元件维持高的透过率,在平行位显现无彩色性,尚且,可知也兼备高的偏光度。进一步,可知本发明的偏光元件为在正交位可获得显示具有高级感的无彩色的黑的偏光元件。
(h)耐久性试验
在85℃、相对湿度85%RH的环境下应用实施例B1至B16及比较例B4至B10的测定试料240小时。其结果,实施例B1至B16的测定试料未观察到透过率或色相的变化。相对于此,比较例B4至B10的测定试料的偏光度降低10%以上,b*-c比-10更低,眼睛看到的色变化成蓝色,特别是将2片测定试料正交位配置时,黑色呈现非常蓝色。
由此,可知,使用本发明的偏光元件或偏光板的液晶显示装置成为具有可靠性高,长期高对比、且高的色再现性的液晶显示装置。

Claims (11)

1.一种偏光元件,为含有式(3)所示的偶氮化合物或其盐、式(4)所示的偶氮化合物或其盐、式(5)所示的偶氮化合物或其盐、及式(7)所示的偶氮化合物或其盐;
Figure FDA0002381967050000011
式中,Ar1表示具有至少1个的磺基或羧基作为取代基的苯基、或具有至少1个的磺基作为取代基的萘基,
Rr1及Rr2分别独立地表示氢原子、碳数为1至4的烷基、碳数为1至4的烷氧基、或具有磺基的碳数为1至4的烷氧基,
Xr2表示具有选自由碳数为1至4的烷基、碳数为1至4的烷氧基、磺基、胺基、及碳数为1至4的烷基胺基所成组的1个或2个取代基的苯基胺基或是不具有取代基的苯基胺基、具有选自由羟基、碳数1至4的烷基、碳数1至4的烷氧基、胺基及羧基乙基胺基所成组的1至3个取代基的苯基偶氮基或是不具有取代基的苯基偶氮基,或具有选自由羟基、胺基及羧基乙基胺基所成组的1个取代基的苯甲酰基胺基或是不具有取代基的苯甲酰基胺基;
Figure FDA0002381967050000012
式中,Ag1表示具有至少1个的磺基或羧基作为取代基的苯基、或具有至少1个的磺基作为取代基的萘基,
Rg1表示氢原子、碳数为1至4的烷基、碳数为1至4的烷氧基、或具有磺基的碳数为1至4的烷氧基,
Xg2表示具有选自由碳数为1至4的烷基、碳数为1至4的烷氧基、磺基、胺基、及碳数为1至4的烷基胺基所成组的1个或2个取代基的苯基胺基或是不具有取代基的苯基胺基,或具有选自由羟基、胺基及羧基乙基胺基所成组的1个取代基的苯甲酰基胺基或是不具有取代基的苯甲酰基胺基;
Figure FDA0002381967050000021
式中,Ab1表示具有至少1个的磺基或羧基作为取代基的苯基、或具有至少1个的磺基作为取代基的萘基,
Rb1至Rb6分别独立地表示氢原子、碳数为1至4的烷基、碳数为1至4的烷氧基、或具有磺基的碳数为1至4的烷氧基,
Xb1表示可具有选自由碳数为1至4的烷基、碳数为1至4的烷氧基、磺基、胺基、及碳数为1至4的烷基胺基所成组的1个或2个取代基的苯基胺基或是不具有取代基的苯基胺基,或具有选自由羟基、碳数1至4的烷基、碳数1至4的烷氧基、胺基及羧基乙基胺基所成组的1至3个取代基的苯基偶氮基或是不具有取代基的苯基偶氮基,或具有选自由羟基、胺基及羧基乙基胺基所成组的1个取代基的苯甲酰基胺基或是不具有取代基的苯甲酰基胺基;
Figure FDA0002381967050000022
式中,Ry1及Ry2分别独立地表示磺基、羧基、羟基、碳数为1至4的烷基、或碳数为1至4的烷氧基,n表示1至3的整数。
2.如权利要求1所述的偏光元件,将2片所述偏光元件以吸收轴方向互相平行的方式重迭而测定所求得的420nm至480nm的平均透过率、与520nm至590nm的平均透过率的差的绝对值为2.5%以下,且520nm至590nm的平均透过率与600nm至640nm的平均透过率的差的绝对值为2.0%以下。
3.如权利要求1或2所述的偏光元件,其中,
依据JIS Z 8781-4:2013而测定自然光的透过率时所求得的a*值及b*值的绝对值,
所述偏光元件单体皆为1.0以下,
将2片所述偏光元件以其吸收轴方向互相平行的方式重迭而配置的状态,皆为2.0以下。
4.如权利要求1或2所述的偏光元件,其中,
所述偏光元件的单体透过率为35%至45%,
将2片所述偏光元件以其吸收轴方向互相平行的方式重迭而配置的状态所求得的520nm至590nm的平均透过率为25%至35%。
5.如权利要求1或2所述的偏光元件,其中,所述式(5)所示的偶氮化合物为式(6)所示的偶氮化合物;
Figure FDA0002381967050000031
式中,Ab1、Rb1至Rb4、及Xb1如式(5)所定义。
6.如权利要求1或2所述的偏光元件,其中,式(3)中,Xr2表示具有选自由碳数为1至4的烷基、碳数为1至4的烷氧基、磺基、胺基、及碳数为1至4的烷基胺基所成组的1个或2个取代基的苯基胺基或是不具有取代基的苯基胺基,
式(4)中,Xg2表示具有选自由碳数为1至4的烷基、碳数为1至4的烷氧基、磺基、胺基、及碳数为1至4的烷基胺基所成组的1个或2个取代基的苯基胺基,或是不具有取代基的苯基胺基。
7.如权利要求1或2所述的偏光元件,其中,将2片所述偏光元件以其吸收轴方向互相正交的方式重迭而配置的状态所求得的透过率,
420nm至480nm的平均透过率与520nm至590nm的平均透过率的差的绝对值为0.3%以下,且,520nm至590nm的平均透过率与600nm至640nm的平均透过率的差的绝对值为0.3%以下。
8.如权利要求1或2所述的偏光元件,其中,将2片所述偏光元件以其吸收轴方向互相正交的方式重迭而配置的状态,依据JIS Z 8781-4:2013而测定自然光的透过率时所求得的a*值及b*值的绝对值为2.0以下。
9.如权利要求1或2所述的偏光元件,其中,所述偏光元件含有聚乙烯醇系树脂膜作为基材。
10.一种偏光板,其具备如权利要求1至9任一项所述的偏光元件、及设于所述偏光元件的单面或双面的透明保护层。
11.一种液晶显示装置,其具备如权利要求1至9任一项所述的偏光元件或如权利要求10所述的偏光板。
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