CN114460678A - 用于红外线波长区域的染料系偏光板 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种对于红外线波长区域的光线发挥功能的高性能的偏光板、及具备该偏光板的液晶显示装置等。本发明提供一种红外线区域用偏光板，其为含有在红外线区域具有吸收的染料且经延伸的薄膜，其中，该薄膜具有二色性。
Description
本申请是申请日为2017年11月13日、申请号为201780066074.7、发明名称为“用于红外线波长区域的染料系偏光板”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及用于红外线波长区域的染料系偏光板。
背景技术
具有光的穿透/遮蔽功能的偏光板，可用于具有光的开关功能的液晶以及液晶显示器(Liquid Crystal Display：LCD)等显示装置。该LCD的应用领域也可举例从初期时的计算机及时钟等小型机器，笔记本电脑、文书处理机、液晶投影机、液晶电视、汽车导航机及室内外的信息显示装置、计测机器等。而且，也能够适用于具有偏光功能的透镜，而应用在辨识性提升的太阳眼镜、近年对应于3D电视等的偏光眼镜等。
一般的偏光板以碘或二色性染料将薄膜染色或使薄膜含有碘或二色性染料而制造，所述薄膜是经延伸定向的聚乙烯醇或其衍生物的薄膜，或者通过聚氯乙烯薄膜的去盐酸或聚乙烯醇系薄膜的脱水来生成聚烯并使其定向的聚烯系薄膜。此等之中，使用碘的碘系偏光板的偏光性能优异，另一方面，使用二色性染料的染料系偏光板相比于碘系偏光板，耐湿性及耐热性优异。如此，一般所使用的偏光板是适于全部可见波长区域的偏光板，而并非适用于红外线波长区域的偏光板。
近年来，在适用于触控面板的辨识光源或保全监视摄像机、传感器、防止伪造、通讯机器等用途中，不只要求适用于可见波长区域的偏光板，还要求可使用于红外线区域的偏光板。其用于应用红外线区域的光线的液晶功能的光的波导或开关、红外线区域的光线的抗反射等目的。对于如此期望，已有下述报告：如专利文献1的碘系偏光板经聚烯化后的红外线偏光板、如专利文献2或3的应用线栅(wire grid)的红外线偏光板、如专利文献4的含有微粒子的玻璃经延伸后的红外线偏光片、如专利文献5或6的使用胆固醇液晶的偏光片。通过专利文献1所述方法的话，耐久性差、耐热性和湿热耐久性以及耐光性弱，而未达实用性。如专利文献2或3的线栅型，虽可加工成薄膜型，同时因作为制品时稳定而正在普及化，然而，由于在表面若无纳米等级的凹凸便无法维持光学特性，故不能碰触表面，因此所能使用的用途受到限制，难以进一步进行抗反射、防眩(antiglare)加工。而且，因要求纳米等级的加工，故难以大面积制作，非常昂贵。如专利文献4的含有微粒子的玻璃延伸型的耐久性高且二色性高，故达到实用性，被称为今后会发展趋向的领域。然而，因为是含有微粒子并经延伸的玻璃，故虽可谓玻璃板，但元件本身容易破裂、脆化，且无如习知的偏光板的柔软性，故有难以做表面加工、难以与其它基板贴合的问题。专利文献5及专利文献6的技术虽使用从前公开的圆偏光的技术，但颜色会因辨识的角度而变化，或者，由于基本上为利用反射的偏光板，故会产生杂散光而难以形成绝对偏光的光。换言之，尚无下述的对应于红外线波长区域的偏光板：其属于如一般的碘系偏光板或染料系偏光板的吸收型偏光元件，为薄膜型且具有柔软性，并且具有高的耐久性。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]美国专利第2,494,686号说明书；
[专利文献2]日本特开2016-148871号公报；
[专利文献3]日本特开2013-24982号公报；
[专利文献4]日本特开2004-86100号公报；
[专利文献5]国际公开第2015/087709号；
[专利文献6]日本特开2013-64798号公报；
[专利文献7]日本特开昭59-25293号公报。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对于红外线波长区域的光线发挥功能的高性能偏光板、及具备该偏光板的液晶显示装置等。
本发明人等为达成如此目的而进行专心研究的结果，新发现含有于红外线区域具有吸收的染料且经延伸的薄膜对于红外线波长的光线发挥作为偏光板的功能。
即，本发明涉及以下的(1)至(13)。
(1)一种偏光板，为含有在红外线区域具有吸收的染料且经延伸的薄膜，该薄膜在红外线区域具有二色性。
(2)如(1)记载的偏光板，其中，所述染料的最大吸收波长为700至1500nm。
(3)如(1)或(2)记载的偏光板，其中，所述染料选自由偶氮化合物、蒽醌化合物及花青化合物所构成的组。
(4)如(1)至(3)中任一项记载的偏光板，其中，所述染料为水溶性染料。
(5)如(1)至(4)中任一项记载的偏光板，其中，所述薄膜的基材为亲水性高分子。
(6)如(5)记载的偏光板，其中，所述亲水性高分子为聚乙烯醇系树脂。
(7)如(1)至(6)中任一项记载的偏光板，其中，在单面或两面具备透明保护层。
(8)一种液晶显示装置、传感器、透镜、开关元件、隔离器(isolator)、或摄像机，具备(1)至(7)中任一项记载的偏光板。
(9)一种于红外线区域具有吸收的染料的用于偏光板的使用方法，使薄膜含有该染料，并且将该薄膜进行延伸而显现二色性。
(10)如(9)记载的使用方法，其中，所述染料的最大吸收波长为700至1500nm。
(11)如(9)或(10)记载的使用方法，其中，所述染料选自由偶氮化合物、蒽醌化合物及花青化合物所构成的组。
(12)如(9)至(11)中任一项记载的使用方法，其中，所述染料为水溶性染料。
(13)如(9)至(12)中任一项记载的使用方法，其中，所述偏光板为液晶显示装置、传感器、透镜、开关元件、隔离器、或摄像机用。
本发明可提供一种对红外线波长区域的光线发挥功能的高性能偏光板、及具备该偏光板的液晶显示装置等。本发明的偏光板是可与习知的偏光板进行同样处理的适于红外线波长区域的光线的偏光板，且具有柔软性，物理性稳定，为吸收型偏光元件，故不产生杂散光，且具有高的耐候性(耐热性、耐湿热性、耐光性)。
具体实施方式
本发明通过将薄膜延伸，以使在红外线区域具有吸收的染料定向，而显现红外线区域(或者，也可记载为红外线波长区域)的吸收的异向性(所谓二色性)。所谓红外线区域、红外线波长区域是指700nm至30000nm，但本发明所得的通过在红外线区域吸收而构成的含有二色性染料的偏光板，发挥作为近红外线的偏光板的功能。近红外线的波长是指700nm至1500nm的波长，通过本发明可制作该波长的偏光板，但优选700nm至1100nm，更优选750nm至1000nm的偏光板可特别适宜使用。吸收的异向性的二色比只要为5以上，即可用于传感器等，但优选10以上，更优选20以上，再更优选30以上，特优选100以上。
所使用的薄膜的基材，是使用亲水性的高分子的薄膜及使用热塑性的高分子的薄膜，但在各基材之中，在薄膜中含有在红外线区域具有吸收的二色性染料并使其定向一事是相同的。然而，在各基材中，对偏光板加工的方法相异。
首先，说明使亲水性高分子含有于红外线区域具有吸收的二色性染料，并使该二色性染料定向，制作对红外线波长区域的光线的偏光板的方法。
亲水性高分子无特别限定，但指的是与水的亲和性高的薄膜。例如，使其浸渍或接触作为介质的水时，会含有水、或膨润的薄膜。具体而言，可使用聚乙烯醇系树脂、直链型淀粉(amylose)系树脂、淀粉系树脂、纤维素系树脂、聚丙烯酸盐系树脂、及其衍生物等。使由所述树脂所构成的薄膜含有在红外线波长区域具有吸收的二色性染料，并通过将薄膜延伸以使二色性染料定向，而获得偏光板。若考量含有二色性染料、使其交联等，以由聚乙烯醇系树脂所构成的薄膜为最优选。
所述偏光板可通过习知的偏光板方法来制造，但例如为由含有染料的聚乙烯醇系薄膜所构成的偏光板时，首先以温水等使聚乙烯醇系薄膜膨润后，通过制作相对于水1000重量份含有于红外线区域具有吸收的染料0.01至10质量份的水溶液并使其浸渍，而使于亲水性高分子含有染料。浸渍于溶解有二色性染料的染色槽，使该薄膜染色，随后，在含有如硼酸、硼砂的交联剂的槽中朝单轴方向延伸2至8倍，并使其干燥，借此可获得该偏光元件。偏光板的性能可以二色性染料所具有的二色性或以延伸时的延伸倍率等进行调整。
含有染料的方法，有如前述的记载般将亲水性高分子浸渍于含有二色性染料的水溶液而使其含有染料的方法，而另一方面，也可采取使亲水性高分子预先含有染料，并进行延伸的方法。该方法可在将于亲水性高分子已含有染料的树脂组合物形成薄膜后，将形成的薄膜进行延伸而得到偏光板。使亲水性高分子含有染料的方法，是例如使在相对于水溶融有8至12％聚乙烯醇的水溶液中，含有相对于该水溶液的固体成分为0.01至10％的二色性染料，将该水溶液进行浇铸制膜，使溶剂的水蒸发，借此获得含有染料的薄膜。将所得的薄膜进行延伸，借此可获得偏光板。
所得的薄膜的延伸，可采取在温水中进行延伸、或一般的偏光板的制造方法的延伸加工方法的于含有硼酸的水溶液中进行延伸的方法，另一方面，也可应用干式延伸法。干式延伸，是对薄膜施加热，在薄膜通过该热而成为柔软的状态时应用延伸。采用干式延伸法时，可在延伸加热介质为大气(空气)、或氮等的气体中延伸，温度以常温至200℃进行延伸为较优选，但必须因应树脂的成型温度改变而进行延伸加工。另外，湿度优选在10至95％RH的环境中进行处理。加热方法可举例如辊间区延伸法、辊加热延伸法、加压延伸法、红外线加热延伸法等，但其延伸方法只要能将热传导至薄膜并进行延伸，其方法即无限定。延伸倍率可为延伸2倍至8倍，也可依各树脂能够延伸的倍率、以及可使染料定向的延伸倍率进行调整。延伸处理可以1阶段进行，可进行2阶段处理以上的多阶段处理。
其次，说明使热塑性高分子含有在红外线区域具有吸收的二色性染料，并使该二色性染料定向，制作对于红外线波长区域的光线的偏光板的方法。
热塑性高分子无特别限定，但指的是经施加热时成为可塑状态(具有变柔软的物性)的高分子。其所制成的膜即为热塑性高分子薄膜。热塑性高分子优选具有高透明性，具体而言，可举例如聚对苯二甲酸乙二酯等聚酯系树脂、尼龙、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、PMMA等丙烯酸树脂等，但不限于此。使由所述树脂所构成的薄膜含有染料，并延伸，获得具有二色性的偏光板。
热塑性高分子以预先含有染料的状态制膜，并采取将该所得的薄膜延伸的方法。该方法是在热塑性高分子混合染料并进行混练，使其熔融制膜而成为薄膜，将该所得的薄膜延伸，借此获得偏光元件。或者，使热塑性树脂组合物溶解在溶剂中，并使染料溶解在该溶解液中，将其浇铸制膜，使溶剂蒸发而形成薄膜，使所得的薄膜进行延伸，借此获得偏光元件。使用热塑性高分子的先染法的制作方法无特别限定，例如使热塑性树脂含有的染料相对于树脂为0.01至5％，优选0.05％至2％，更优选0.1％至1％，将该树脂混合物熔融混练，熔融制膜而形成薄膜，将所得的薄膜进行延伸以获得偏光板。或者，例如以溶剂使热塑性树脂溶解，使树脂含有染料，并将树脂组合物进行浇铸制膜，使溶剂干燥而获得薄膜，将所得的薄膜进行延伸，而可获得偏光板。
对于所得的薄膜，也可应用一般的偏光板的制造方法的湿式延伸方法(在高温溶剂中延伸的方法)，但为热塑性树脂时，一般应用干式延伸法。干式延伸是对薄膜施热，于通过该热而成为柔软的状态时应用延伸。干式延伸法时，可在延伸加热介质的大气(空气)、或氮等气体中进行延伸，温度优选以常温至180℃进行延伸。另外，湿度优选在20至95％RH的环境中进行处理。加热方法可举例如：辊间区延伸法、辊加热延伸法、加压延伸法、红外线加热延伸法等，但就该延伸方法而言，只要可传导热并进行延伸，即不限定于该方法。延伸倍率可为延伸2倍至8倍，但可依各树脂可延伸的倍率、及可使染料定向的延伸倍率进行调整。延伸处理可以1阶段进行，也可以2阶段处理以上的多阶段进行处理。
在本发明所使用的近红外线吸收染料的种类，可列举：酞青系、萘酞青系、金属络合物系、硼络合物系、花青系、方酸菁系、亚胺鎓系、二苯基胺/三苯基胺类系、醌系、偶氮系等。一般而言，此等染料通过使现存的π共轭体系扩张而使吸收波长长波长化，通过该构造而显示各式各样的吸收波长。而且，虽然多采取疏水性染料或颜料的形态，但也可通过进行水溶性而作为亲水性染料利用。
如此的染料可为游离形态，也可为盐的形态。盐可为例如：锂盐、钠盐、及钾盐等碱金属盐，或铵盐和烷基胺盐等有机盐。盐优选钠盐。
就本发明所使用的染料而言，涉及各染料的具体例表示于以下。
酞青/萘酞青系染料是具有平面性构造，且具有广的π共轭面的染料。通过通式1的M1所示的中心金属而显示多样性的吸收，作为中心金属，一般而言可举例：Li、Na、K、Mg、Ti、Zr、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Hg、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi等。金属氧化物可举例VO、GeO、TiO等。金属氢氧化物可举例如Si(OH)2、Cr(OH)2、Sn(OH)2、AlOH等。金属卤化物可举例如SiCl2、VCl、VCl2、VOCl、FeCl、GaCl、ZrCl、AlCl等。此等之中，优选Fe、Co、Cu、Ni、Zn、Al、V等金属原子、VO等金属氧化物、AlOH等金属氢氧化物等，更优选VO等金属氧化物。通常可用作颜料，但也可如日本特开平2-167791号公报所记载的通式1般通过赋予水溶性基而使溶解于水。
下述通式1所示的染料，优选例如下述化合物例1所示的染料。通式1中的虚线的芳香环，指可有可无。化合物例1中的p及k各自独立表示0至12的整数，p及k的和为0至12，尤其优选p为1至4且k为0。
(通式1)
醌系染料为具有广吸收幅度的染料，为如通式2所示的染料。理想的Ar1、Ar2是由芳香环或杂环所构成的环状构造，为了吸收波长的长波长化，更优选杂环。可举例如日本特开昭61-221264号公报记载的蒽醌系染料。而且，此等环可具有取代基，可举例如可具有取代基的胺基、硝基、磺基、烷基、烷氧基、具有磺基的烷基、具有羟基的烷基等。X优选氧原子或氮原子。多数构造采取疏水性构造，但也有报告通过赋予水溶性基而可溶解于水的构造。可举例如像日本特表2006-508034号公报记载的阴丹士林染料(indanthrene dye)。
下述通式2所示的染料优选例如下述化合物例2所示的染料。化合物例2中的n表示1至12的整数，n为1以上时，各磺酸可为游离形态，也可为盐的形态，或者可以任意的比例含有游离形态及盐两种形态。
(通式2)
花青系染料为在近红外线区域具有强的吸收的染料，以通式3、或通式4表示。Ar3至Ar6表示杂环。该杂环可举例如噻唑环、苯并噻唑环、萘并噻唑环、噻唑啉环、噁唑环、苯并噁唑环、萘并噁唑环、噁唑啉环、硒唑环、苯并硒唑环、萘并硒唑环、喹啉环等。优选苯并噻唑环、萘并噻唑环。各个杂环可分别具有任意的取代基，水溶性基可举例如磺酸基、羟基、具有磺酸基的烷基、具有羟基的烷基等。此等可取代成Ar3至Ar6的环状，也可键结于杂环中的氮原子上。亚甲基链的数字b为1至7，以3至5为特优选。可具有该亚甲基链上的取代基R，可举例如可具有取代基的苯基等。通式4中的Ar7表示碳数5至7的环状骨架，取代基W为卤素、可具有取代基的苯基胺基、可具有取代基的苯氧基、可具有取代基的苯基硫基等。此时的取代基可具有水溶性基。而且，该染料为分子内盐型或分子间盐型，为分子间盐型时，可举卤化盐、过氯酸盐、氟化锑盐、氟化磷盐、氟化硼盐、三氟甲烷磺酸盐、双(三氟甲烷)磺酸酰亚铵盐、或萘磺酸等有机盐等。具体而言，可列举如吲哚菁绿(indocyanine green)或日本特开昭63-33477号公报记载的水溶性染料等，可举例如化合物例3至6。
(通式3)
(通式4)
与花青系染料构造类似的方酸菁系染料为于中心骨格具有方酸的染料。通式5中的Ar8、Ar9理想上为具有与花青系相同的杂环。而且，该染料也有分子内盐型、分子间盐型，而采取与花青系相同的盐的形式。该染料原本为疏水性构造，但可通过与花青系同样地赋予水溶性基而可溶解于水。
(通式5)
偶氮系染料是吸收可见光区域的染料，主要的用途为水溶性印墨，但已市售有通过使吸收广域化而可吸收至近红外线区域的染料。例如，一般而言，可列举以制作日本专利第5979728号公报记载的黑色印墨为目的而使用C.I.Acid Black 2(Orient化学工业公司制)、C.I.Direct Black 19(Aldrich工业公司制)的例等。而且，此等偶氮系染料也可与金属形成络合物。此时，如通式6记载的M2所示，中心金属可列举钴、镍等，A1、B1可例示苯环或萘环等芳香环，更具体而言，宜为日本特开昭59-11385号公报记载的染料构造。
(通式6)
金属络合物如通式7、通式8所示。式中的M3、M4表示金属，一般为Pd、Ni、Co、Cu，但以Ni为特优选。R1、R2、R1’、R2’表示任意的取代基，但具体而言，可列举卤素原子、可具有磺基的烷基、可具有磺基的烷氧基、氰基、胺基、硝基、可具有取代基的苯基等。X1至X4分别独立表示氮原子、氧原子、硫原子。
另外，X1至X4为氮原子时，该氮原子也可为氢加成物的NH、或碳数1至4的烷基、可被可具有取代基的苯基等取代的氮原子。
(通式7)
(通式8)
硼络合物系染料如通式9所示，宜为日本特开2010-106248号公报记载的染料构造。
(通式9)
在通式9中，R3、R4优选氢原子、烷基、苯基，R5优选强的拉电子基团，例如硝基、氰基，Ar10优选可具有取代基的苯基，Ar11优选由芳香环或杂环所构成的环状构造，为了吸收波长的长波长化，以杂环为更优选。Y以硫原子或氧原子为优选。
亚胺鎓系染料为即使在近红外线区域也于较长波长侧(950至1100nm)具有吸收的染料，如通式10所示。
(通式10)
在通式10中，R6至R13可列举可具有取代基的烷基、可具有取代基的芳香环等。一般而言为疏水性染料，但也有揭示为经赋予水溶性基的日本特开2001-181184号公报所示的染料。该染料也有分子内盐型、分子间盐型，为分子间盐型时，Q-可列举：卤化离子、过氯酸离子、氟化锑离子、氟化磷离子、氟化硼离子、三氟甲烷磺酸离子、双(三氟甲烷)磺酰亚胺离子、或萘磺酸离子等。
二苯基胺/三苯基胺类染料如通式11、通式12所示。
(通式11)
(通式12)
在通式11中的R14至R17、或通式12中的R18至R23分别独立为氢原子、或至少包含1个碳原子的烷基，该烷基任意地含有选自氮原子、氧原子、硫原子及卤素原子的1个或多个杂原子，1个以上的氮原子系阳离子自由基，所述1个以上的阳离子自由基通过1个以上的阴离子而电荷平衡化。
在本案中可适宜使用蒽醌类染料。蒽醌类染料可举例如通式13所示，R24、R25分别独立为氢原子、碳数1至4的烷基、可具有取代基的苯基等。R26可隔着1至5个氧原子的直链或支链而成的具有1至16个碳的烷基、环烷基、烯基、芳烷基、芳氧基烷基、具有碳数1至12的烷基或烷氧基作为取代基的芳基，Z表示氮原子、氧原子、硫原子。代表性的构造可举例如专利文献7记载的染料。另外，Z为氮原子时，该氮原子表示氢加成物的NH、或碳数1至4的烷基、经可具有取代基的苯基等取代的氮原子。
(通式13)
本发明的偏光板可依所述来制作。但另一方面，也可在所述偏光板的单面、或两面隔着粘合剂或黏着剂设有保护的薄膜。使用如此的保护薄膜，可获得物理性稳定且柔软性高的薄膜。保护薄膜可使用以往偏光板的保护薄膜的三乙酰基纤维素薄膜和丙烯酸薄膜、聚碳酸酯薄膜、环烯烃薄膜等，但以使用透明、且双折射少、不易产生相位差的薄膜为宜。为由热塑性树脂构成薄膜时，因为已为表面硬度硬、且不易受到湿度的影响，故当使用一般的聚乙烯醇薄膜作为基材薄膜时，即使无TAC等保护薄膜，也多能获得良好的表面性。或者，也可直接设置聚合性树脂组合物，设置硬涂层和防眩性层、低反射层等。设有保护薄膜时，可通过至少在单面，通常是在两面，将所述的保护薄膜经由所述的粘合剂层叠在两薄膜之间后，进行干燥而获得偏光板。干燥的条件依使用的粘合剂浓度、保护薄膜的透湿度而异，但可在25至100℃进行1至150分钟左右。
再者，本发明的偏光板也可贴合于棱镜、玻璃等无机基板或塑胶板等而使用作为基板。通过贴合为符合玻璃或塑胶板的曲面，也可形成曲面等。
偏光板视情况而例如贴合于液晶等显示装置时，其后也可在成为非露出面的保护层或薄膜的表面设置用以改善视角和/或改善对比的各种功能性层、具有亮度提升性的层或薄膜。各种功能性层是例如控制相位差的层或薄膜。偏光板优选通过黏着剂而贴合在此等薄膜或显示装置。
偏光板也可在保护层或薄膜的露出面具备抗反射层、防眩层及硬涂层等周知的各种功能性层。就制作该具有各种功能性的层而言，优选涂布方法，而也可将具有该功能的薄膜经由粘合剂或黏着剂贴合。
本发明的偏光元件或偏光板是依需要而设有保护层或功能层及玻璃、水晶、蓝宝石等透明的支撑体等，能应用于液晶投影机、电子计算机、时钟、笔记本电脑、文书处理机、液晶电视、偏光透镜、偏光眼镜、汽车导航器、传感器、透镜、开关元件、隔离器、摄像机、及室内外的计测器或车等的显示器等。设有本红外线偏光板的装置对于红外线区域的波长具有高耐久性且可靠性高，可长期提供高对比。
[实施例]
以下，通过实施例更详细说明本发明，但本发明不受此等限定。
[实施例1]
将皂化度99％以上的平均聚合度2400的聚乙烯醇薄膜(kuraray公司制VF-PS)于40℃的温水中浸渍3分钟，应用膨润处理，使延伸倍率为1.30倍。在含有水1500质量份、三聚磷酸钠1.5质量份、无水芒硝1.5质量份、作为在红外线区域具有吸收的花青染料的式(1)所示的FEW CHEMICAL公司制S2180 1.5质量份的45℃的染色液中，浸渍膨润后的薄膜8分钟00秒，使薄膜含有偶氮化合物。将所得的薄膜于含有硼酸(Societa Chimica Larderellos.p.a.公司制)20g/l的40℃的水溶液中浸渍1分钟。将浸渍后的薄膜延伸成5.0倍，同时于含有硼酸30.0g/l的50℃的水溶液中进行5分钟的延伸处理。将所得的薄膜于维持其为紧绷的状态下于25℃的水中浸渍20秒钟，以进行洗净处理。使洗净后的薄膜在70℃下干燥9分钟，获得偏光板。对于该偏光板，使用于水溶解4％聚乙烯醇(日本VAM&POVAL公司制NH-26)而成的水溶液作为粘合剂，层叠经碱处理的三乙酰基纤维素薄膜(Fuji Photo Film公司制TD-80U)而获得设有保护薄膜的偏光板。所得的偏光板具有与设置保护薄膜之前相同的光学特性，特别是维持了单体穿透率、色相、偏光度等。以此偏光板作为实施例1的测定试料。
[实施例2]
除了将实施例1中使用的于红外线区域具有吸收的染料用花青系染料的式(2)所示的FEW CHEMICAL公司制S0378(1.5质量份)取代以外，其余以同样方式制作偏光板，作为测定试料。
[实施例3]
除了将在实施例1中使用的于红外线区域具有吸收的染料用偶氮系染料的Orient化学工业公司制C.I.Acid Black 2(1.5质量份)取代以外，其余以同样方式制作偏光板，作为测定试料。
[实施例4]
除了将在实施例1中使用的于红外线区域具有吸收的染料用式(3)所示的偶氮系染料的SHAOXING BIYING TEXTILE TECHNOLOGY Co.,LTD公司制C.I.Direct Black 19(1.5质量份)取代以外，其余以同样方式制作偏光板，作为测定试料。
[实施例5]
使东洋纺公司制的Vylon UR8200 100质量份中含有0.15质量份的作为在红外线区域具有吸收的花青染料的式(4)所示的FEW CHEMICAL公司制S0391，将经充分混合后的组合物以250μm的厚度浇铸在玻璃上。浇铸后，使在Vylon UR8200中所含的溶剂干燥后，得到75μm的薄膜。将所得的薄膜在80℃的环境下延伸成相对于原来长度为3倍，获得偏光板。
[实施例6]
使东洋纺公司制的Vylon UR1400 100质量份中含有0.15质量份的作为在红外线区域具有吸收的花青染料的式(5)所示的FEW CHEMICAL公司制S2437，将经充分混合后的组合物以250μm的厚度浇铸在玻璃上。浇铸后，使在Vylon UR1400中所含的溶剂干燥后，得到75μm的薄膜。将所得的薄膜在80℃的环境下延伸成相对于原来长度为3倍，获得偏光板。
[实施例7]
使东洋纺公司制的Vylon UR1400 100质量份中含有0.2质量份的作为在红外线区域具有吸收的蒽醌染料的式(6)所示的日本特开昭59-26293化合物编号19，将经充分混合后的组合物以250μm的厚度浇铸在玻璃上。浇铸后，使在Vylon UR1400中所含的溶剂干燥后，得到75μm的薄膜。将所得的薄膜在80℃的环境下延伸成相对于原来的长度为3倍，获得偏光板。
[比较例1]
除了用日本化药公司制Black S(1.5质量份)取代与实施例3同样的Black染料以外，其余以同样方式制作偏光板，作为测定试料。
[评估]
以如下方式评估实施例1至7及比较例1所得的测定试料。
(a)偏光平行穿透率Ky、及偏光垂直穿透率Kz
使用分光光度计(日立制作所公司制“UH-4150”)测定各测定试料的偏光平行穿透率Ky及偏光垂直穿透率Kz。在此，偏光平行穿透率Ky是经由对应于紫外线至红外线的GlanTaylor偏光片对测定试料照射光时，以使Glan Taylor偏光片的光的吸收轴与测定试料的吸收轴成为平行的方式重叠而测定出的各波长的分光穿透率。偏光垂直穿透率Kz是经由对应于紫外至红外线的Glan Taylor偏光片对测定试料照射光时，以使Glan Taylor偏光片的光的吸收轴与测定试料的吸收轴成为正交的方式重叠而测定出的各波长的分光穿透率。
(b)对比
将偏光平行穿透率Ky及偏光垂直穿透率Kz代入下式而求出各测定试料的对比。
对比＝Ky/Kz
在表1中，将从所得的各波长的Ky、Kz得到的最高的对比的值、及可获得该最高的对比的波长示于表1。
[表1]
| 对比 | 波长(nm) | |
| 实施例1 | 54.3 | 833 |
| 实施例2 | 30.8 | 788 |
| 实施例3 | 30.1 | 710 |
| 实施例4 | 131.1 | 720 |
| 实施例5 | 21.1 | 845 |
| 实施例6 | 43.2 | 942 |
| 实施例7 | 221.0 | 778 |
| 比较例1 | 30.0 | 603 |
如表1所示，可知实施例1至7的测定试料在红外线区域(700nm至1000nm)具有最高的对比的波长，在该波长的对比与比较例1所示的一般的染料大致相同、或具有于比较例1所示的一般的染料以上的对比。相对于此，可知比较例1的染料不仅具有最高的对比的波长为603nm，且几乎完全没有700nm的对比，故使用具有红外线区域的吸收的染料一事在本案中实属重要。一般的报纸等黑白显示的对比约为10，相对于此，本发明的偏光板在红外线区域(700nm至1000nm)具有最高的对比的波长，而且还具有与一般的具二色性的染料为同等以上的对比，故可知本发明充分发挥红外线区域的偏光板的功能。
[耐久性试验]
将实施例1至7的测定试料应用于90℃的耐热试验及65℃、相对湿度95％RH的环境240小时。其结果为，实施例1至7的测定试料看不出对比或波长的变化。由此可见，实施例1至7的偏光板可靠性高，且使用实施例1至7的偏光板的装置或透镜可获得可靠性高的红外线区域的对比。
Claims (9)
1.一种偏光板，为含有在红外线区域具有吸收的染料且经延伸的薄膜，该薄膜在红外线区域具有二色性，其中，二色比为5以上，
所述染料的最大吸收波长为700至1500nm，
所述染料选自由从C.I.Acid Black 2及其与金属形成的络合物所构成的组选出的偶氮化合物、通式13所示的蒽醌化合物、及通式3或通式4所示的花青化合物所构成的组，
通式13
通式3
通式4
2.根据权利要求1所述的偏光板，其中，所述染料为水溶性染料。
3.根据权利要求1或2所述的偏光板，其中，所述薄膜的基材为亲水性高分子。
4.根据权利要求3所述的偏光板，其中，所述亲水性高分子为聚乙烯醇系树脂。
5.根据权利要求1或2所述的偏光板，其中，在单面或两面具备透明保护层。
6.一种液晶显示装置、传感器、透镜、开关元件、隔离器、或摄像机，其中，具备权利要求1或2所述的偏光板。
7.一种于红外线区域具有吸收的染料的用于偏光板的使用方法，使薄膜含有该染料，并且将该薄膜进行延伸而显现二色性，其中，二色比为5以上，
所述染料的最大吸收波长为700至1500nm，
所述染料选自由从C.I.Acid Black 2及其与金属形成的络合物所构成的组选出的偶氮化合物、通式13所示的蒽醌化合物、及通式3或通式4所示的花青化合物所构成的组，
通式13
通式3
通式4
8.根据权利要求7所述的使用方法，其中，所述染料为水溶性染料。
9.根据权利要求7或8所述的使用方法，其中，所述偏光板为用于液晶显示装置、传感器、透镜、开关元件、隔离器、或摄像机的偏光板。
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