JP2012194365A

JP2012194365A - 偏光フィルム、コーティング液、及び画像表示装置

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Publication number: JP2012194365A
Application number: JP2011058154A
Authority: JP
Inventors: Sadahiro Nakanishi; 貞裕中西; Miyuki Kuroki; 美由紀黒木; Nagae Shimizu; 永恵清水; Satoshi Suzuki; 聡鈴木
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2011-03-16
Filing date: 2011-03-16
Publication date: 2012-10-11
Anticipated expiration: 2031-03-16
Also published as: JP5673254B2; US20120235091A1

Abstract

【課題】本発明は、高い二色比を有する偏光フィルムを提供する。
【解決手段】本発明の偏光フィルムは、下記一般式（１）で表されるアゾ化合物を含んでいる。
【化１】

一般式（１）において、ＯＨ基は、ナフタレン環に結合したアゾ基に対してオルト位に結合しており、Ｒ^１は、水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のアセチル基、置換若しくは無置換のベンゾイル基、又は、置換若しくは無置換のフェニル基を表し、Ｍは、対イオンを表し、ｍは、０〜２の整数を表し、ｎは、０〜６の整数を表し、ｍ及びｎの少なくとも何れか一方は０でなく、Ｑは、ＯＨ基を有するアントラキノン環を表す。
【選択図】なし

Description

本発明は、高い二色比を有する偏光フィルム、及びこの偏光フィルムを形成するためのコーティング液に関する。

偏光フィルムは、偏光又は自然光から特定の直線偏光を透過させる機能を有する光学部材である。
汎用的な偏光フィルムは、例えば、ヨウ素で染色したポリビニルアルコールフィルムを延伸することにより得られる。
また、リオトロピック液晶性化合物を含むコーティング液を展開面上に塗工する方法（溶液流延法）により得られる偏光フィルムも知られている。
例えば、特許文献１には、アントラキノン系化合物と溶媒を含む組成物を、基材上に塗工し、乾燥することにより得られた偏光フィルムが開示されている。

このアントラキノン系化合物として、アントラキノン環とＯＨ基などを有するナフタレン環とがアゾ基を介して結合した化合物が用いられている（特許文献１の式（１−１乃至１−８などを参照）。

ところで、市場では、高い二色比を有する偏光フィルムが求められているが、上記特許文献１のアントラキノン系化合物を用いた場合、二色比の高い偏光フィルムが得られない。

特開２００８−１０１１５４号公報

本発明の第１の目的は、アントラキノン環を有するアゾ化合物を含み、高い二色比を有する偏光フィルムを提供することである。
本発明の第２の目的は、高い二色比を有する偏光フィルムを形成するためのコーティング液を提供することである。

下記一般式（１）で表されるアゾ化合物を含む偏光フィルム。

一般式（１）において、ＯＨ基は、ナフタレン環に結合したアゾ基に対してオルト位に結合しており、Ｒ^１は、水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のアセチル基、置換若しくは無置換のベンゾイル基、又は、置換若しくは無置換のフェニル基を表し、Ｍは、対イオンを表し、ｍは、０〜２の整数を表し、ｎは、０〜６の整数を表し、ｍ及びｎの少なくとも何れか一方は０でなく、Ｑは、下記一般式（Ｘ）、（Ｙ）又は（Ｚ）で表されるアントラキノン環を表す。一般式（Ｘ）、（Ｙ）及び（Ｚ）のＡは、置換基を表し、ａは、Ａの置換数であって０〜４の整数を表す。

本発明の好ましい偏光フィルムは、前記アゾ化合物が、下記一般式（２）で表されるアゾ化合物である。

一般式（２）のＱ、Ｒ^１、Ｍ、ｍ及びｎは、一般式（１）のそれらと同様である。

本発明の他の好ましい偏光フィルムは、前記アゾ化合物が、下記一般式（６）、（７）又は（８）で表されるアゾ化合物である。

一般式（６）、（７）及び（８）のＲ^１、Ｍ、ｍ及びｎは、一般式（１）のそれらと同様である。

本発明の別の局面によれば、コーティング液が提供される。
このコーティング液は、上記一般式（１）で表されるアゾ化合物と、溶媒と、を含む。

本発明の別の局面によれば、画像表示装置が提供される。
この画像表示装置は、その構成部材として、前記いずれかの偏光フィルムを有する。

本発明の偏光フィルムは、一般式（１）で表されるアゾ化合物を含んでいるので、高い二色比を有する。
本発明のコーティング液は、一般式（１）で表されるアゾ化合物を含んでいる。このコーティング液を適当な展開面上に塗工することにより、比較的薄く、且つ高い二色比を有する偏光フィルムを容易に得ることができる。

１つの実施形態に係る偏光フィルムを示す部分断面図。１つの実施形態に係る偏光板を示す部分断面図。

［アゾ化合物を含む偏光フィルム］
本発明の偏光フィルムは、下記一般式（１）で表されるアゾ化合物を含む。
本発明の偏光フィルムは、下記一般式（１）で表されるアゾ化合物の１種又は２種以上含んでいてもよい。

一般式（１）において、ＯＨ基は、ナフタレン環に結合したアゾ基に対してオルト位に結合しており、Ｒ^１は、水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のアセチル基、置換若しくは無置換のベンゾイル基、又は、置換若しくは無置換のフェニル基を表し、Ｍは、対イオンを表し、ｍは、０〜２の整数を表し、ｎは、０〜６の整数を表し、ｍ及びｎの少なくとも何れか一方は０でなく、Ｑは、下記一般式（Ｘ）、（Ｙ）又は（Ｚ）で表されるアントラキノン環を表す。一般式（Ｘ）、（Ｙ）及び（Ｚ）のＡは、置換基を表し、ａは、Ａの置換数であって０〜４の整数を表す。前記ｍが２の場合、各Ｒ^１は同一でもよく又は異なっていてもよい。前記ｎが２以上の場合、各Ｍは同一でもよく又は異なっていてもよい。
一般式（１）において、ＮＨＲ^１及びＳＯ_３Ｍの各置換基は、それぞれナフタレン環の何れの位置に置換していてもよい。
なお、本明細書において、「置換若しくは無置換」という記載は、「置換基を有する、又は、置換基を有しない」ことを意味する。
また、本明細書において、「Ｙ〜Ｚ」という記載は、「Ｙ以上Ｚ以下」を意味する。

一般式（１）において、ＯＨ基とアゾ基（−Ｎ＝Ｎ−のＮ）は、ナフタレン環の隣接した２つの炭素原子にそれぞれ結合している。つまり、ＯＨ基とアゾ基がオルト位の関係で結合している。このようなアゾ化合物は、その平面構造が安定している。
例えば、一般式（１）のアゾ基がナフタレン環の１位に結合している場合、ＯＨ基はその２位に結合していればよく、又、アゾ基がナフタレン環の２位に結合している場合、ＯＨ基はその１位又は３位に結合していればよい。

下記一般式（２）で表されるアゾ化合物のように、アゾ基がナフタレン環の２位に結合し且つＯＨ基がその１位に結合しているアゾ化合物が好ましい。一般式（２）で表されるアゾ化合物を用いることにより、特に高い二色比を有する偏光フィルムを得ることができる。ただし、一般式（２）のＱ、Ｒ^１、Ｍ、ｍ及びｎは、一般式（１）のそれらと同様である。
一般式（２）において、ＮＨＲ^１及びＳＯ_３Ｍの各置換基は、それぞれナフタレン環の何れの位置に置換していてもよい。
なお、上記一般式（Ｘ）、（Ｙ）又は（Ｚ）を、一般式（２）のＱに当てはめたアゾ化合物は、下記一般式（３）、（４）又は（５）で表される。

前記一般式（１）のＲ^１のアルキル基、アセチル基、ベンゾイル基、又はフェニル基が置換基を有する場合、その置換基としては、一般式（Ｘ）、（Ｙ）及び（Ｚ）の置換基Ａと同様な置換基が挙げられる。前記置換基Ａの具体例は、下記に詳述する。
前記Ｒ^１は、好ましくは、水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のアセチル基であり、より好ましくは水素原子又は置換若しくは無置換のアセチル基である。
前記置換若しくは無置換のアルキル基としては、置換若しくは無置換の炭素数１〜６のアルキル基が挙げられる。

前記一般式（１）のＭ（対イオン）は、好ましくは、水素イオン；Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓなどのアルカリ金属イオン；Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのアルカリ土類金属イオン；その他の金属イオン；アルキル基若しくはヒドロキシアルキル基で置換されていてもよいアンモニウムイオン；有機アミンの塩などが挙げられる。前記他の金属イオンとしては、例えば、Ｎｉ^＋、Ｆｅ^３＋、Ｃｕ^２＋、Ａｇ^＋、Ｚｎ^２＋、Ａｌ^３＋、Ｐｄ^２＋、Ｃｄ^２＋、Ｓｎ^２＋、Ｃｏ^２＋、Ｍｎ^２＋、Ｃｅ^３＋などが挙げられる。有機アミンとしては、炭素数１〜６のアルキルアミン、ヒドロキシル基を有する炭素数１〜６のアルキルアミン、カルボキシル基を有する炭素数１〜６のアルキルアミンなどが挙げられる。上記一般式（１）において、ＳＯ_３Ｍを２つ以上有する場合、各Ｍは、同一又は異なっていてもよい。また、前記一般式（１）において、ＳＯ_３ＭのＭが２価以上の陽イオンである場合、そのＭは、他の陰イオンと静電的に結合して安定化しているか、或いは、そのＭは他の一般式（１）のアゾ化合物と共有されて安定化している。

前記一般式（１）のｍは、好ましくは１である。また、一般式（１）のｎは、好ましくは１又は２である。このような一般式（１）のアゾ化合物は、ＳＯ_３Ｍ基及びＮＨＲ^１基を有するので、水系溶媒に対する溶解性に優れている。このようなアゾ化合物は、溶中において安定な超分子会合体を形成して液晶相を示すので好ましい。
アゾ基と結合する一般式（１）のナフタレン環の具体例としては、例えば、下記式（ａ）乃至式（ｌ）などが挙げられる。式（ａ）乃至式（ｌ）のＲ^１及びＭは、一般式（１）のそれらと同様である。
これらの中でも、式（ａ）又は式（ｂ）を有する一般式（１）のアゾ化合物は、市場において多量に流通している原料から合成できる。このため、かかるアゾ化合物は、比較的安価に得ることができるので好ましい。

一般式（Ｘ）、（Ｙ）及び（Ｚ）の置換基Ａとしては、例えば、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、炭素数１〜６のチオアルキル基、ジヒドロキシプロピル基等の炭素数１〜６のヒドロキシアルキル基、炭素数１〜６のアルキルアミノ基、炭素数６〜２０のフェニルアミノ基、炭素数１〜６のアシルアミノ基、ハロゲノ基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、アセトアミド基、水酸基、ＳＯ_３Ｍ基などのスルホン酸基、ＣＯＯＭ基などのカルボキシル基などが挙げられる。前記置換基Ａが複数の場合（ａが２以上の整数である場合）、各置換基は同一又は異なっていてもよい。このような置換基Ａをアントラキノン環に有する又は有さなくても、一般式（１）のアゾ化合物を含む偏光フィルムは、高い二色性を有する。
また、より水溶性に優れたアゾ化合物が得られることから、前記置換基Ａは、極性基を含むことが好ましい。極性基とは、極性を持つ官能基を意味する。極性基としては、ＯＨ基、ＣＯＯＨ基、ＮＨ_２基、ＮＯ_２基、ＣＮ基のような比較的電気陰性度の大きい酸素及び／又は窒素を含む官能基が挙げられる。

前記置換基の置換数ａは、好ましくは、０又は１である。置換数ａが０である場合には、一般式（ａ）のアントラキノン環は、置換基Ａを有しない。つまり、Ａが水素原子である。置換数ａが０であるアゾ化合物の中で、特に好ましいアゾ化合物は、下記一般式（６）、（７）又は（８）で表される。一般式（６）、（７）及び（８）のＲ^１、Ｍ、ｍ及びｎは、一般式（１）のそれらと同様である。

上記一般式（１）乃至（８）で表されるアゾ化合物は、例えば、細田豊著「理論製造染料化学（５版）」（昭和４３年７月１５日技報堂発行、１３５頁〜１５２頁）に従って合成できる。
例えば、アミノ基及びヒドロキシル基を有するアントラキノン化合物をジアゾニウム塩化し、これをヒドロキシナフタレンスルホン酸化合物とカップリング反応させることにより、上記一般式（１）乃至（８）で表されるアゾ化合物を得ることができる。

本発明の偏光フィルムは、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの間の少なくとも一部の波長において吸収二色性を有する。前記偏光フィルムの二色比は、好ましくは１０以上であり、より好ましくは１４以上であり、特に好ましくは２０以上である。ただし、二色比は、下記実施例に記載の方法によって求めることができる。本発明によれば、５０以上の二色比を有する偏光フィルムを提供することもできる。
本発明の偏光フィルムの偏光度は、好ましくは９７％以上であり、より好ましくは９８％以上であり、特に好ましくは９９％以上である。前記偏光度は、例えば、フィルムの厚みに応じて調整することもできる。前記偏光フィルムの透過率（波長５５０ｎｍ、２３℃で測定）は、好ましくは３５％以上、より好ましくは４０％以上である。ただし、前記偏光度及び透過率は、例えば、分光光度計（日本分光（株）製、製品名「Ｖ−７１００」）を用いて測定できる。

前記一般式（１）で表されるアゾ化合物を含む偏光フィルムが高い二色比を有する理由を、本発明者らは、次のように推定している。
一般式（１）のアゾ化合物は、その中のナフタレン環及びアントラキノン環のいずれにおいても、ＯＨ基がアゾ基の結合部に対してオルト位に結合している。ＯＨ基は反応性が高いため、例えば、一般式（３）乃至（５）のアゾ化合物は、それぞれ下記参考式（３−１）乃至（５−１）に示すように、ナフタレン環及びアントラキノン環の各ＯＨ基の水素原子とアゾ基の一方の窒素とがそれぞれ結合する。
このように各ＯＨ基が変化してその水素原子がアゾ基とそれぞれ結合することにより、ナフタレン環及びアントラキノン環の双方の平面構造が安定する。このため、アゾ化合物全体の平面構造が安定化される。この平面構造の安定化は、アゾ化合物の吸収二色性を高める作用があると推定される。従って、上記一般式（１）のアゾ化合物を含む偏光フィルムは高い二色比を有する。
なお、参考式（３−１）乃至（５−１）は、それぞれ一般式（３）乃至（５）のアゾ化合物に対応している。

また、本発明の偏光フィルムは、上記一般式（１）で表されるアゾ化合物に加えて、他のアゾ化合物、アゾ化合物以外の他の色素、及び／又は添加剤を含んでいてもよい。これらの配合量は特に限定されず、例えば、０質量％を超え５０質量％以下である。
前記他のアゾ化合物としては、例えば、下記一般式（９）で表されるジスアゾ化合物などが挙げられる。

一般式（９）において、Ｑ^１及びＱ^３は、置換若しくは無置換のアリール基を表し、Ｑ^２は、置換若しくは無置換のアリーレン基を表す。
前記アリール基及びアリーレン基が置換基を有する場合、その置換基は、上記置換基Ａに例示したものから適宜選択できる。
前記Ｑ^１及びＱ^３は、それぞれ独立して、フェニル基の他、ナフチル基などのようなベンゼン環が２以上縮合した縮合環基が挙げられる。
前記Ｑ^１は、好ましくは置換若しくは無置換のフェニル基であり、より好ましくは置換基として極性基を有するフェニル基である。前記Ｑ^３は、好ましくは置換若しくは無置換のナフチル基であり、より好ましくは置換基として極性基を有するフェニル基である。前記Ｑ^３の具体例としては、上記式（ａ）乃至式（ｌ）などが挙げられる。

上記アリーレン基としては、フェニレン基の他、ナフチレン基などのようなベンゼン環が縮合した縮合環基が挙げられる。
一般式（９）のＱ^２は、好ましくは置換若しくは無置換のナフチレン基であり、より好ましくは極性基を有するナフチレン基であり、特に好ましくは極性基を有する１，４−ナフチレン基である。

上記他の色素としては、アントラキノン系化合物、ペリレン系化合物、キノフタロン系化合物、ナフトキノン系化合物、メロシアニン系化合物などが挙げられる。
上記添加剤としては、相溶化剤、界面活性剤、熱安定剤、光安定剤、滑剤、抗酸化剤、難燃剤、帯電防止剤、ポリビニルアルコールやポリアクリルアミドなどのポリマーなどが挙げられる。

［本発明のコーティング液及びこれを用いた偏光フィルムの製造方法］
本発明の偏光フィルムは、上記一般式（１）で表されるアゾ化合物と溶媒とを含むコーティング液を適当な展開面上に薄膜状に塗工し、この塗膜を乾燥することによって得られる。

本発明の偏光フィルムは、好ましくは下記工程Ａ及び工程Ｂを経て製造でき、必要に応じて、工程Ｂの後、下記工程Ｃを行ってもよい。
工程Ａ：前記アゾ化合物と溶媒とを含むコーティング液を、展開面上に塗工し、塗膜を形成する工程。
工程Ｂ：前記塗膜を乾燥する工程。
工程Ｃ：工程Ｂで乾燥させた塗膜の表面に、耐水化処理を施す工程。
前記展開面には、配向規制力が付与されていてもよい。

本発明のコーティング液は、前記一般式（１）で表されるアゾ化合物と、そのアゾ化合物を溶解又は分散させる溶媒と、を含む。使用するアゾ化合物は、一般式（１）に含まれているものであれば特に限定されず、一般式（１）で表されるアゾ化合物を１種単独で又は２種以上を併用してもよい。
コーティング液は、水系溶媒などの溶媒に、前記アゾ化合物を溶解又は分散させることによって得られる。
なお、必要に応じて、前記アゾ化合物以外に、他のアゾ化合物、色素、ポリマー、及び／又は添加剤などを前記溶媒に添加してもよい。

前記溶媒は、特に限定されず、従来公知の溶媒を用いることができるが、水系溶媒が好ましい。水系溶媒としては、水、親水性溶媒、水と親水性溶媒の混合溶媒などが挙げられる。前記親水性溶媒は、水に略均一に溶解する溶媒である。親水性溶媒としては、例えば、メタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類；エチレングリコールなどのグリコール類；メチルセロソルブ、エチルセロソルブなどのセロソルブ類；アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類；酢酸エチルなどのエステル類；などが挙げられる。上記水系溶媒は、好ましくは、水、又は、水と親水性溶媒の混合溶媒が用いられる。
前記一般式（１）で表されるアゾ化合物は、ＳＯ_３Ｍ基などの極性基を有するので、前記水系溶媒に対する溶解性に優れている。

上記コーティング液は、液温やアゾ化合物の濃度などを変化させることにより、液晶相を示す。
この液晶相は、アゾ化合物が液中で超分子会合体を形成することによって生じる。液晶相は、特に限定されず、ネマチック液晶相、スメクチック液晶相、コレステリック液晶相、又はヘキサゴナル液晶相等が挙げられる。液晶相は、偏光顕微鏡で観察される光学模様によって、確認、識別できる。

コーティング液中におけるアゾ化合物の濃度は、アゾ化合物が液晶相を示すように調製することが好ましい。前記コーティング液中におけるアゾ化合物の濃度は、０．０５質量％〜５０質量％であり、好ましくは０．５質量％〜４０質量％であり、より好ましくは２質量％〜３０質量％である。

また、コーティング液は、適切なｐＨに調整される。コーティング液のｐＨは、好ましくはｐＨ２〜１０程度、より好ましくはｐＨ６〜８程度である。
さらに、コーティング液の温度は、好ましくは１０℃〜４０℃、より好ましくは１５℃〜３０℃に調整される。

上記コーティング液を、適当な展開面に塗工し、塗膜を形成する。
展開面は、コーティング液を略均一に展開するためのものである。この目的に適していれば展開面の種類は特に限定されない。展開面としては、例えば、ポリマーフィルムの表面、ガラス板の表面、金属ドラムの表面などが挙げられる。また、前記ポリマーフィルムとして配向フィルムを用いてもよい。配向フィルムは、その表面において配向規制力を有するので、液中のアゾ化合物を確実に配向させることができる。配向フィルムは、例えば、フィルムに配向規制力を付与することにより得られ得る。配向規制力の付与方法としては、例えば、フィルムの表面をラビング処理すること；フィルムの表面にポリイミドなどの膜を形成し、その膜の表面をラビング処理すること；フィルムの表面に光反応性化合物からなる膜を形成し、その膜に光照射して配向膜を形成することなどが挙げられる。

好ましくは、展開面として、ポリマーフィルムが用いられ、透明性に優れているポリマーフィルム（例えば、ヘイズ値３％以下）が好ましい。
上記ポリマーフィルムの材質としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系；トリアセチルセルロース等のセルロース系；ポリカーボネート系；ポリメチルメタクリレート等のアクリル系；ポリスチレン等のスチレン系；ポリプロピレン、環状又はノルボルネン構造を有するポリオレフィン等のオレフィン系；などが挙げられる。前記アゾ化合物を良好に配向させるために、ノルボルネン系フィルムを用いることが好ましい。

コーティング液の塗工方法は特に限定されず、例えば、従来公知のコータを用いた塗工方法を採用できる。
液晶相状態のコーティング液を展開面に塗工すると、コーティング液の流動過程でアゾ化合物の超分子会合体に剪断応力が加わる。よって、前記超分子会合体の長軸方向がコーティング液の流動方向と平行となって、前記アゾ化合物の超分子会合体が配向した塗膜を展開面上に形成できる。
なお、アゾ化合物の配向を高めるため、必要に応じて、前記塗膜を形成した後、磁場又は電場などを印加してもよい。

上記コーティング液を塗工して塗膜を形成した後、これを乾燥する。
塗膜の乾燥は、自然乾燥、又は強制的な乾燥などで実施できる。強制的な乾燥としては、減圧乾燥、加熱乾燥、減圧加熱乾燥などが挙げられる。
前記塗膜は、乾燥する過程で濃度が上昇し、配向したアゾ化合物が固定される。塗膜中のアゾ化合物の配向が固定されることによって、偏光フィルムの特性である、吸収二色性を生じる。得られた乾燥塗膜は、偏光フィルムとして使用できる。
以上のように本発明の偏光フィルムは、コーティング液を用いた溶液流延法によって形成できる。従って、本発明によれば、非常に薄い偏光フィルムを作製することも可能である。本発明の偏光フィルムの厚みは、例えば、０．１μｍ〜１０μｍであり、好ましくは０．１μｍ〜５μｍである。

なお、上記乾燥後の塗膜の表面に耐水性を付与するために、次の処理を行ってもよい。
具体的には、上記乾燥塗膜の表面に、アルミニウム塩、バリウム塩、鉛塩、クロム塩、ストロンチウム塩、セリウム塩、ランタン塩、サマリウム塩、イットリウム塩、銅塩、鉄塩、及び分子内に２個以上のアミノ基を有する化合物塩からなる群から選択される少なくとも１種の化合物塩を含む溶液を接触させる。

この処理を行うことにより、前記化合物塩を含む層が前記乾燥塗膜の表面に形成される。かかる層を形成することにより、乾燥塗膜の表面を水に対して不溶化又は難溶化させることができる。よって、乾燥塗膜（偏光フィルム）に、耐水性を付与できる。
なお、必要に応じて、得られた偏光フィルムの表面を水又は洗浄液で洗浄してもよい。

（本発明の偏光フィルムの用途等）
上記コーティング液をポリマーフィルム上に塗工することによって得られた偏光フィルム１は、図１に示すように、ポリマーフィルム２に積層されている。
本発明の偏光フィルム１は、通常、ポリマーフィルム２に積層された状態で使用される。もっとも、前記偏光フィルム１は、上記ポリマーフィルム２から剥離して使用することもできる。
本発明の偏光フィルム１には、さらに、他の光学フィルムを積層してもよい。他の光学フィルムとしては、保護フィルム、位相差フィルムなどが挙げられる。本発明の偏光フィルムに、保護フィルム及び／又は位相差フィルムを積層することにより、偏光板を構成できる。

図２に、本発明の偏光フィルム１に保護フィルム３が積層された偏光板５を示す。この偏光板５は、ポリマーフィルム２と、前記ポリマーフィルム２に積層された偏光フィルム１と、前記偏光フィルム１に積層された保護フィルム３と、を有する。ポリマーフィルム２は、偏光フィルム１を保護する機能を有する。このため、前記偏光板５は、偏光フィルム１の一方の面にのみ保護フィルム３が積層されている。
また、特に図示しないが、この偏光板５には、位相差フィルムなどの他の光学フィルムが積層されていてもよい。

偏光フィルムに他の光学フィルムを積層する場合、実用的には、これらの間には任意の適切な接着層が設けられる。接着層を形成する材料としては、例えば、接着剤、粘着剤、アンカーコート剤等が挙げられる。

本発明の偏光フィルムの用途は、特に限定されない。本発明の偏光フィルムは、例えば、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置などの画像表示装置の構成部材として使用される。
前記画像表示装置が液晶表示装置の場合、その好ましい用途は、テレビ、携帯機器、ビデオカメラなどである。

以下、実施例及び比較例を示して本発明をさらに説明する。ただし、本発明は、下記実施例のみに限定されるものではない。なお、実施例及び比較例で用いた各分析方法は、以下の通りである。

［偏光フィルムの二色比の測定方法］
グラムトムソン偏光子を備える分光光度計（日本分光（株）製、製品名「Ｖ−７１００」）を用いて、測定対象の偏光フィルムに、直線偏光の測定光を入射して、視感度補正したＹ値のｋ１及びｋ２を求めた。そのｋ１及びｋ２を下記式に代入して、二色比を求めた。ただし、前記ｋ１は、偏光フィルムの最大透過率方向における直線偏光の透過率を表し、前記ｋ２は、前記最大透過率方向に直交する方向における直線偏光の透過率を表す。
式：二色比＝ｌｏｇ（１／ｋ２）／ｌｏｇ（１／ｋ１）

［液晶相の観察方法］
２枚のスライドガラスの間にコーティング液を少量挟み込み、顕微鏡用大型試料加熱冷却ステージ（ジャパンハイテック（株）製、製品名「１００１３Ｌ」）を備える、偏光顕微鏡（オリンパス（株）製、製品名「ＯＰＴＩＰＨＯＴ−ＰＯＬ」）を用いて、液晶相を観察した。

［偏光フィルムの厚みの測定方法］
偏光フィルムの厚みは、ノルボルネン系ポリマーフィルム上に形成された偏光フィルムの一部を剥離し、３次元非接触表面形状計測システム（（株）菱化システム製、製品名「ＭｉｃｒｏｍａｐＭＭ５２００」）を用い、前記ポリマーフィルムと偏光フィルムの段差を測定した。

［アゾ化合物の合成例１］
容器に入れた２−アミノ−３−ヒドロキシアントラキノン（１ｇ、３．５８ｍｍｏｌ）に、ジメチルスルホキシド（３０ｍＬ）、塩酸（０．７５ｇ、８．９６ｍｍｏｌ）を加えて溶解させた。氷浴にて、この溶液に、水に溶解させた亜硝酸リチウム（０．２５ｇ、３．５８ｍｍｏｌ）を加えた。その後、この溶液を１時間攪拌した後、さらに、スルファミン酸水溶液を適量加えた。このようにしてジアゾニウム塩懸濁液を得た。

別の容器に、１−アミノ−８−ヒドロキシ−２，４−ナフタレンジスルホン酸ナトリウム水和物（１．１６ｇ、３．４０ｍｍｏｌ）と水（１００ｍＬ）を入れ、これに水酸化リチウム水溶液を加えてｐＨを１０に調整した。この溶液を氷浴にて５℃以下に保ち、その溶液に前記ジアゾニウム塩懸濁液を加えてカップリング反応を行った。その反応の間、水酸化リチウム水溶液を用いてｐＨを９．５〜１０となるように調整した。前記ジアゾニウム塩懸濁液の全量を加えた後、前記氷浴を外し、室温でさらに１時間攪拌した。ＴＬＣで反応の完了を確認した後、この反応溶液のｐＨを塩酸を用いて中性にした。さらに、この反応溶液から水を留去し、得られたものをアセトンで洗浄し、ろ別し、カラム精製し、乾燥することによって、下記式（１１）のアゾ化合物を得た（０．３１ｇ、０．５５ｍｍｏｌ、１５％）。

［アゾ化合物の合成例２］
１−アミノ−８−ヒドロキシ−２，４−ナフタレンジスルホン酸ナトリウム水和物に代えて、１−アミノ−８−ヒドロキシ−３，６−ナフタレンジスルホン酸ナトリウム水和物を用いたこと以外は、上記合成例１と同様にして、下記式（１２）のアゾ化合物を得た。

［アゾ化合物の合成例３］
１−アミノ−８−ヒドロキシ−２，４−ナフタレンジスルホン酸ナトリウム水和物に代えて、１−アセチルアミノ−８−ヒドロキシ−２，４−ナフタレンジスルホン酸ナトリウム水和物を用いたこと以外は、上記合成例１と同様にして、下記式（１３）のアゾ化合物を得た。

［アゾ化合物の合成例４］
２−アミノ−３−ヒドロキシアントラキノンに代えて、２−アミノアントラキノンを用いたこと以外は、上記合成例１と同様にして、下記式（１４）のアゾ化合物を得た。

［アゾ化合物の合成例５］
２−アミノ−３−ヒドロキシアントラキノンに代えて、２−アミノアントラキノンを用いたこと、及び、１−アミノ−８−ヒドロキシ−２，４−ナフタレンジスルホン酸ナトリウム水和物に代えて、１−アミノ−８−ヒドロキシ−３，６−ナフタレンジスルホン酸ナトリウム水和物を用いたこと以外は、上記合成例１と同様にして、下記式（１５）のアゾ化合物を得た。

［アゾ化合物の合成例６］
２−アミノ−３−ヒドロキシアントラキノンに代えて、２−アミノアントラキノンを用いたこと、及び、１−アミノ−８−ヒドロキシ−２，４−ナフタレンジスルホン酸ナトリウム水和物に代えて、１−アセチルアミノ−８−ヒドロキシ−２，４−ナフタレンジスルホン酸ナトリウム水和物を用いたこと以外は、上記合成例１と同様にして、下記式（１６）のアゾ化合物を得た。

［実施例１］
上記式（１１）のアゾ化合物をイオン交換水に溶解させることにより、濃度５質量％のコーティング液を調製した。
このコーティング液を、ラビング処理及びコロナ処理が施されたノルボルネン系ポリマーフィルム（日本ゼオン（株）製、商品名「ゼオノア」）の前記処理面上に、バーコータ（ＢＵＳＨＭＡＮ社製、製品名「ＭａｙｅｒｒｏｔＨＳ４」）を用いて塗工し、自然乾燥した。乾燥後の塗膜が、偏光フィルムである。
得られた偏光フィルムの厚みは、約０．２μｍであった。その偏光フィルムの二色比の測定結果を表１に示す。
なお、別途、式（１１）のアゾ化合物をイオン交換水に溶解させることにより、濃度２０質量％の液を調製し、その液を、上記液晶相の観察方法に従って、２３℃で観察したところ、ネマチック液晶相を示していた。

［実施例２］
式（１１）のアゾ化合物に代えて、式（１２）のアゾ化合物を用いたこと以外は、上記実施例１と同様にして、厚み約０．２μｍの偏光フィルムを作製した。その偏光フィルムの二色比の測定結果を表１に示す。

［実施例３］
式（１１）のアゾ化合物に代えて、式（１３）のアゾ化合物を用いたこと以外は、上記実施例１と同様にして、厚み約０．２μｍの偏光フィルムを作製した。その偏光フィルムの二色比の測定結果を表１に示す。

［比較例１］
式（１１）のアゾ化合物に代えて、式（１４）のアゾ化合物を用いたこと以外は、上記実施例１と同様にして、厚み約０．２μｍの偏光フィルムを作製した。その偏光フィルムの二色比の測定結果を表１に示す。

［比較例２］
式（１１）のアゾ化合物に代えて、式（１５）のアゾ化合物を用いたこと以外は、上記実施例１と同様にして、厚み約０．２μｍの偏光フィルムを作製した。その偏光フィルムの二色比の測定結果を表１に示す。

［比較例３］
式（１１）のアゾ化合物に代えて、式（１６）のアゾ化合物を用いたこと以外は、上記実施例１と同様にして、厚み約０．２μｍの偏光フィルムを作製した。その偏光フィルムの二色比の測定結果を表１に示す。

［評価］
式（１１）乃至（１３）のアゾ化合物は、アントラキノン環において、アゾ基とＯＨ基がオルト位に結合したアゾ化合物である。一方、式（１４）乃至（１６）のアゾ化合物は、アントラキノン環にＯＨ基を有しない。
ナフタレン環及びアントラキノン環においてアゾ基とＯＨ基が隣接して結合したアゾ化合物を用いた実施例１乃至３の偏光フィルムは、比較例１乃至３の偏光フィルムに比して、格段に高い二色比を有していた。
この結果からも、アントラキノン環においてアゾ基とＯＨ基がオルト位に結合したアゾ化合物の使用は、高い二色比を有する偏光フィルムの形成を可能とする。

本発明の偏光フィルムは、例えば、液晶表示装置の構成部材、偏光サングラスなどに利用できる。
本発明のコーティング液は、偏光フィルムの形成材料として利用できる。

１…偏光フィルム、２…基材、３…保護フィルム、５…偏光板

Claims

下記一般式（１）で表されるアゾ化合物を含む偏光フィルム。

ＯＨ基は、ナフタレン環に結合したアゾ基に対してオルト位に結合しており、Ｒ^１は、水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のアセチル基、置換若しくは無置換のベンゾイル基、又は、置換若しくは無置換のフェニル基を表し、Ｍは、対イオンを表し、ｍは、０〜２の整数を表し、ｎは、０〜６の整数を表し、ｍ及びｎの少なくとも何れか一方は０でなく、Ｑは、下記一般式（Ｘ）、（Ｙ）又は（Ｚ）で表されるアントラキノン環を表し、Ａは、置換基を表し、ａは、Ａの置換数であって０〜４の整数を表す。
前記アゾ化合物が、下記一般式（２）で表されるアゾ化合物である、請求項１に記載の偏光フィルム。

一般式（２）のＱ、Ｒ^１、Ｍ、ｍ及びｎは、一般式（１）のそれらと同様である。
前記アゾ化合物が、下記一般式（６）、（７）又は（８）で表されるアゾ化合物である、請求項１に記載の偏光フィルム。

一般式（６）、（７）及び（８）のＲ^１、Ｍ、ｍ及びｎは、一般式（１）のそれらと同様である。
下記一般式（１）で表されるアゾ化合物と、溶媒と、を含むコーティング液。

ＯＨ基は、ナフタレン環に結合したアゾ基に対してオルト位に結合しており、Ｒ^１は、水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のアセチル基、置換若しくは無置換のベンゾイル基、又は、置換若しくは無置換のフェニル基を表し、Ｍは、対イオンを表し、ｍは、０〜２の整数を表し、ｎは、０〜６の整数を表し、ｍ及びｎの少なくとも何れか一方は０でなく、Ｑは、下記一般式（Ｘ）、（Ｙ）又は（Ｚ）で表されるアントラキノン環を表し、Ａは、置換基を表し、ａは、Ａの置換数であって０〜４の整数を表す。
請求項１乃至３のいずれかに記載の偏光フィルムを有する画像表示装置。