JP6111193B2

JP6111193B2 - 染料系偏光素子及び偏光板

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Publication number: JP6111193B2
Application number: JP2013517984A
Authority: JP
Inventors: 典明望月; 貴大樋下田; 卓斗西口
Original assignee: Nippon Kayaku Co Ltd; Polatechno Co Ltd
Current assignee: Nippon Kayaku Co Ltd; Polatechno Co Ltd
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2012-05-22
Publication date: 2017-04-05
Anticipated expiration: 2032-05-22
Also published as: US20140126054A1; JPWO2012165224A1; TW201300851A; EP2717075A4; CN103562758A; CA2837280A1; EP2717075A1; KR20140031864A; WO2012165224A1

Description

本発明は、染料系偏光素子、これを用いた偏光板に関する。

偏光素子は、一般に二色性色素であるヨウ素又は二色性染料をポリビニルアルコール系樹脂フィルムに吸着配向させることにより製造されている。この偏光素子の少なくとも片面に接着剤層を介してトリアセチルセルロースなどからなる保護フィルムを貼合して偏光板とされ、液晶表示装置などに用いられる。二色性色素としてヨウ素を用いた偏光板はヨウ素系偏光板と呼ばれ、二色性色素として二色性染料を用いた偏光板は染料系偏光板と呼ばれている。これらのうち染料系偏光板は、ヨウ素系偏光板に比べ同じ偏光度を有する偏光板と比較すると透過率が低く、その結果としてコントラストが低いことが問題であった。一方、染料系偏光板は、高耐熱性、高湿熱耐久性及び高安定性等の特性を有しているのに加え、様々な色彩を有する色素が開発され、実用化されているので、配合による色の選択性が高いことが、ヨウ素系偏光板に比べ有利な特徴である。

しかしながら、近年の偏光素子の保護層の多様化から、様々な接着剤が用いられるようなり、染料系偏光板の変色が問題であることが指摘されている。その変色の原因としては、接着剤の溶液のｐＨ及びその乾燥時の熱の影響が主な原因であることが指摘されており、それによって変色しない偏光素子の開発が望まれている。ｐＨによる変色については、布を染色する染料の分野では以前より改善が、求められており、偏光素子の開発においても同様にｐＨによる変色に耐えうる偏光素子の開発が、求められていた。

そういったｐＨに起因した変色は、ジスアゾ系色素であって、紫色乃至青色を有する場合、特に、偏光素子を有する２枚の偏光板の吸収軸方向が直交するように重ねた場合の透過率において、最も透過率が低い波長（以下、λmaxと記載する）が５６５〜７００ｎｍである場合に、特にｐＨによる変色が指摘されており、変色に耐えうる偏光素子、または偏光板の開発が求められていた。また、さらに偏光素子の開発においては、高い偏光特性を有することが前提としてあるため、偏光機能と色と耐久性とを同時に兼ね備えることが非常に困難であった。また、近年では光学用途として光源の強度が上がってきており、その強い光への耐光性及びそれに伴って発生する熱によって偏光板が変色するといった問題があり、その改善の要求は高くなっていた。

特許文献１：特開２００４−１３７４５２
特許文献２：昭６３−１８９８０３
特許文献３：平１−１７２９０７

非特許文献１：染料化学；細田豊著

偏光素子用のジスアゾ色素は、特許文献１乃至３に開示されている。特許文献１では、開示されているジスアゾ色素のλmaxは、実施例１および２では５５０ｎｍであり、本発明の技術的特徴である５６５〜７００ｎｍのλmaxを有さない。また、特許文献２では、紫色乃至青色示す偏光板が開示されているが、本色素ではｐＨによって変色することが記載されており、改善が望まれている。また、特許文献３では、ジスアゾ色素を用いた塗工式偏光板の発明が開示されているが、ポリビニルアルコール系フィルムに色素が含有してなる偏光素子と比較すると、偏光特性も非常に低く、λmaxも異なるため、同じ色素を用いた偏光素子としても、同等な性能や色を有していない。
課題を解決するための手段

本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討の結果、ポリビニルアルコール樹脂又はその誘導体が、特定の色素を含有し、初期長から３倍以上延伸してなる偏光素子であって、該偏光素子を有する２枚の偏光板を、その吸収軸方向が直交するように重ねた場合の透過率において、最も透過率が低い波長が５６５〜７００ｎｍであることを特徴とする偏光素子が、高い偏光度を有し、かつ、処理時の水溶液や保護層を設ける際に用いる接着剤のｐＨによって変色しないことを新規に見出した。

すなわち、本発明は、（１）式（１）で示されるジスアゾ色素を含有し、初期長から３倍以上延伸してなるポリビニルアルコール樹脂又はその誘導体のフィルムからなる偏光素子であって、該偏光素子を有する２枚の偏光板を吸収軸方向が直交するように重ねた場合の透過率において、最も透過率が低い波長が５６５〜７００ｎｍであることを特徴とする偏光素子

（式中、Ｒ_１、Ｒ_２は、それぞれ独立にスルホ基、アルキル基、アルコキシ基、スルホ基を有するアルコキシ基、カルボキシ基、ニトロ基、アミノ基、又は置換アミノ基を示し、Ｒ_３はアルキル基、アルコキシ基、スルホ基、又はスルホ基を有するアルコキシ基を示し、Ｘは、無置換の、または、メチル基、アルキル基、ヒドロキシル基、アミノ基、スルホ基及びアルコキシ基からなる群から選択される１種以上の置換基を１〜３個有するフェニル基又はベンゾイル基を示す。）
（２）（１）に記載の偏光素子の片面、もしくは両面に保護層が設けられている偏光板に関する。

本発明の偏光素子は、良好な偏光特性を有し、かつ、処理する溶液もしくは接着剤のｐＨにより変色しない特性を有する。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、式（１）で示されるジスアゾ色素を含有し、初期長から３倍以上延伸してなるポリビニルアルコール樹脂又はその誘導体のフィルムからなる偏光素子であって、該偏光素子を有する２枚の偏光板を、その吸収軸方向が直交するように重ねた場合の透過率において、最も透過率が低い波長（λmax）が５６５〜７００ｎｍであることを特徴とする偏光素子に関するものであり、良好な偏光特性を有し、かつ、処理する溶液もしくは接着剤のｐＨにより変色しない特性を達成する。

（式中、Ｒ_１、Ｒ_２は、それぞれ独立にスルホ基、アルキル基、アルコキシ基、スルホ基を有するアルコキシ基、カルボキシ基、ニトロ基、アミノ基、又は置換アミノ基を示し、Ｒ_３はアルキル基、アルコキシ基、スルホ基、又はスルホ基を有するアルコキシ基を示し、Ｘは、無置換の、または、メチル基、アルキル基、ヒドロキシル基、アミノ基、スルホ基及びアルコキシ基からなる群から選択される１種以上の置換基を１〜３個有するフェニル基又はベンゾイル基を示し、アルキル基、アルコキシ基、スルホ基を有するアルコキシ基は、低級基、好ましくは炭素数１〜３の基が好ましい。）
これらの有機染料は遊離酸の他、アルカリ金属塩（例えばＮａ塩、Ｋ塩、Ｌｉ塩）、アンモニウム塩、又はアミン類の塩として用いることができる

式（１）で示されたＲ_１乃至Ｒ_３は、本例示に限定される訳ではないが、式（１-１）乃至（１-５）を例とした化合物が例示される。Ｒ_１及びＲ_２は、特に、２−アミノナフタレンジスルホン酸で示される構造が好適であり、最も好適なのは２−アミノナフタレン-４, ８-ジスルホン酸（慣用名：Ｃ酸）、２−アミノナフタレン−６，８−ジスルホン酸（慣用名：アミノＧ酸）、２−アミノナフタレン−５，７−ジスルホン酸（慣用名：アミノＪ酸）で例示される化合物である。Ｒ_３は、特に、メチル基、メトキシ基で例示される化合物が好適である。

（式（１）中のＸは、無置換の、または、メチル基、アルキル基、ヒドロキシル基、アミノ基、スルホ基及びアルコキシ基からなる群から選択される１種以上の置換基を１〜３個有するフェニル基又はベンゾイル基を示す。）
本例示には限定されないが、化合物としては、式（２−１）乃至式（２−５）で例示される。

本発明の偏光素子及び該偏光素子を有する２枚の偏光板を、その吸収軸方向が直交するように重ねた場合の透過率において、最も透過率が低い波長（λmax）が５６５〜７００ｎｍであることを特徴とする色素として代表的な化合物としては、式（３）で示される化合物であり、式（３）で表される化合物をポリビニルアルコール樹脂又はその誘導体フィルムに含有させ、初期長から３倍以上延伸することによって、λmaxは５８０nmとなり、良好な偏光特性を有し、かつ、処理する溶液もしくは接着剤のｐＨにより変色しない特性を有する。

式（１）のアゾ化合物又はその塩（以下、式（１）のジスアゾ色素という）は、非特許文献１に記載されるような通常のアゾ染料の製法に従い、公知のジアゾ化、カップリングを行うことにより容易に製造できる。

例えば、まず式（４）で表されるナフチル基を公知の方法でジアゾ化し、式（５）で表されるアミン化合物と１０℃〜２０℃で酸性カップリングさせた後、必要に応じて加水分解して、式（６）で表されるアミノアゾ化合物を得る。

（式中、Ｒ_１及びＲ_２は、式（１）におけるＲ_１、Ｒ_２と同じ意味を表す。）

（式中、Ｒ_３は、式（１）におけるＲ_３と同じ意味を表す。）

（式中、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３は、式（１）におけるＲ_１、Ｒ_２、Ｒ_３と同じ意味を表す。）

式（６）で表される化合物を公知の方法でジアゾ化し、式（７）で表されるナフトール類とカップリングさせることにより式（１）のアゾ化合物を含有した溶液が得られる。好ましくは、ジアゾ化工程はジアゾ成分の塩酸、硫酸などの鉱酸水溶液又はけん濁液に亜硝酸ナトリウムなどの亜硝酸塩を混合するという順法によるか、あるいはジアゾ成分の中性もしくは弱アルカリ性の水溶液に亜硝酸塩を加えておき、これと鉱酸を混合するという逆法によって行われる。ジアゾ化の温度は、−１０〜４０℃が適当である。また、アニリン類とのカップリング工程は塩酸、酢酸などの酸性水溶液と上記各ジアゾ液を混合し、温度が−１０〜４０℃でｐＨ２〜７の酸性条件で行われる。

（式中、Ｘは上記式（１）におけるのと同じ意味を表す。）

次いでこの溶液を、蒸発乾固、または、塩析ろ過乾燥し、粉砕して粉末化された本願の式（１）のジスアゾ色素を得る。このようにして得られる式（１）のジスアゾ色素は一般的にナトリウム塩として用いられるが、リチウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、アルキルアミン塩などとして用いることも出来る。

式（１）のジスアゾ色素は、他の有機色素と併用することによって、色相の補正及び偏光性能を向上させることが可能である。この場合に用いられる有機色素としては、本発明に用いるジスアゾ色素と吸収波長領域と異なる波長領域に吸収特性を有する色素であって、偏光特性が高いものであればいかなる染料でも良く、二色性染料とは特に限定されないが、親水性高分子を染色するものであればよく、アゾ系、アントラキノン系、キノフタロン系などの二色性染料が挙げられ、また、カラーインデックスに記載の色素も例示される。例えば、シー．アイ．ダイレクト．イエロー１２、シー．アイ．ダイレクト．イエロー２８、シー．アイ．ダイレクト．イエロー４４、シー．アイ．ダイレクト．オレンジ２６、シー．アイ．ダイレクト．オレンジ３９、シー．アイ．ダイレクト．オレンジ１０７、シー．アイ．ダイレクト．レッド２、シー．アイ．ダイレクト．レッド３１、シー．アイ．ダイレクト．レッド７９、シー．アイ．ダイレクト．レッド８１、シー．アイ．ダイレクト．レッド２４７、シー．アイ．ダイレクト．グリーン８０、シー．アイ．ダイレクト．グリーン５９、及び特開２００１−３３６２７、特開２００２−２９６４１７、特開２００３−２１５３３８、ＷＯ２００４／０９２２８２、特開２００１−０５６４１１２、特開２００１−０２７７０８、特開平１１−２１８６１１、特開平１１−２１８６１０及び特開昭６０−１５６７５９号公報に記載された有機染料等が挙げられる。これらの有機染料は遊離酸の他、アルカリ金属塩（例えばＮａ塩、Ｋ塩、Ｌｉ塩）、アンモニウム塩、又はアミン類の塩として用いることができる。ただし、二色性染料はこれらに限定されず公知の二色性化合物を用いることが出来るが、アゾ系の染料が好ましい。これらに示された二色性染料以外にも、必要に応じて他の有機染料を併用させることが出来る。

目的とする偏光素子が、中性色の偏光素子、液晶プロジェクター用カラー偏光素子、あるいはその他のカラー偏光素子であるかによって、それぞれ配合する有機染料の種類は異なる。その配合割合は特に限定されず、光源、耐久性、求められる色相などの要望に応じて、配合量を任意に設定できる。

式（１）のジスアゾ色素は、ポリビニルアルコール樹脂またはその誘導体フィルムに含浸される。偏光素子を構成するポリビニルアルコール樹脂の製造方法は、特に限定されるものではなく、例えば、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化すればよい。
ポリ酢酸ビニル樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルのほか、酢酸ビニル及びこれと共重合可能な他の単量体の共重合体などが挙げられる。酢酸ビニルと共重合する他の単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸類、オレフィン類、ビニルエーテル類又は不飽和スルホン酸類などが挙げられる。ポリビニルアルコール樹脂のケン化度は、通常８５〜１００モル％が好ましく、９５モル％以上がより好ましい。このポリビニルアルコール樹脂は、さらに変性されていてもよく、例えば、アルデヒド類で変性したポリビニルホルマールやポリビニルアセタールなども使用できる。またポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、通常１，０００〜１０，０００が好ましく、１，５００〜６，０００がより好ましい。
本発明で使用できるポリビニルアルコール樹脂の誘導体は、前記変性処理を施した樹脂等が挙げられる。

ポリビニルアルコール樹脂またはその誘導体（以下、両者を併せてポリビニルアルコール系樹脂という）を製膜したものが、原反フィルムとして用いられる。ポリビニルアルコール系樹脂を製膜する方法は特に限定されるものでなく、公知の方法で製膜することができる。この場合、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムは可塑剤としてグリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール又は低分子量ポリエチレングリコールなどを含有することができる。可塑剤量は５〜２０重量％が好ましく、８〜１５重量％がより好ましい。ポリビニルアルコール系樹脂からなる原反フィルムの膜厚は特に限定されないが、例えば、５〜１５０μｍが好ましく、１０〜１００μｍがより好ましい。

前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムには、まず膨潤工程が施される。膨潤工程とは、２０〜５０℃の溶液にポリビニルアルコール系樹脂フィルムを３０秒〜１０分間浸漬させることによって行われ、溶液は水が好ましい。偏光素子を製造する時間を短縮する場合には、色素の染色処理時にも膨潤するので膨潤工程を省略することもできる。

膨潤工程の後に、染色工程が施される。染色工程では、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを二色性染料を含有した溶液に浸漬させることによって、染料を含浸させる工程である。この工程での溶液温度は、５〜６０℃が好ましく、２０〜５０℃がより好ましく、３５〜５０℃が特に好ましい。溶液に浸漬する時間は適度に調節できるが、３０秒〜２０分で調節するのが好ましく、１〜１０分がより好ましい。染色方法は、該溶液に浸漬することが好ましいが、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに該溶液を塗布することによって行うことも出来る。

二色性染料を含有した溶液は、染色助剤として、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、無水硫酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウムなどを含有することが出来る。それらの含有量は、染料の染色性による時間、温度によって任意の濃度で調整できるが、それぞれの含有量としては、０〜５重量％が好ましく、０．１〜２重量％がより好ましい。

色素を含浸させる方法としては、二色性染料を含有した溶液に浸漬させることによって行っても良いが、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの原反を成型加工する段階で、色素を含有させる方法でも良い。

染色工程後、次の工程に入る前に洗浄工程（以降洗浄工程１という）を行うことが出来る。洗浄工程１とは、染色工程でポリビニルアルコール系樹脂フィルムの表面に付着した染料溶媒を洗浄する工程である。洗浄工程１を行うことによって、次に処理する液中に染料が移行するのを抑制することができる。洗浄工程１では、一般的には水が用いられる。洗浄方法は、該溶液に浸漬することが好ましいが、該溶液をポリビニルアルコール系樹脂フィルムに塗布することによって洗浄することも出来る。洗浄の時間は、特に限定されないが、好ましくは１〜３００秒、より好ましくは１〜６０秒である。洗浄工程１での溶媒の温度は、親水性高分子が溶解しない温度であることが必要となる。一般的には５〜４０℃で洗浄処理される。

染色工程又は洗浄工程１の後、架橋剤及び／又は耐水化剤を含有させる工程を行うことが出来る。架橋剤としては、例えば、ホウ酸、ホウ砂又はホウ酸アンモニウムなどのホウ素化合物、グリオキザール又はグルタルアルデヒドなどの多価アルデヒド、ビウレット型、イソシアヌレート型又はブロック型などの多価イソシアネート系化合物、チタニウムオキシサルフェイトなどのチタニウム系化合物などを用いることができるが、他にもエチレングリコールグリシジルエーテル、ポリアミドエピクロルヒドリンなどを用いることができる。耐水化剤としては、過酸化コハク酸、過硫酸アンモニウム、過塩素酸カルシウム、ベンゾインエチルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、塩化アンモニウム又は塩化マグネシウムなどが挙げられるが、好ましくはホウ酸が用いられる。以上に示された少なくとも１種以上の架橋剤及び／又は耐水化剤を用いて架橋剤及び／又は耐水化剤を含有させる工程を行う。その際の溶媒としては、水が好ましいが限定されるものではない。架橋剤及び／又は耐水化剤を含有させる工程での溶媒中の架橋剤及び／又は耐水化剤の含有濃度は、ホウ酸を例にして示すと溶媒に対して濃度０．１〜６．０重量％が好ましく、１．０〜４．０重量％がより好ましい。この工程での溶媒温度は、５〜７０℃が好ましく、５〜５０℃がより好ましい。ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに架橋剤及び／又は耐水化剤を含有させる方法は、該溶液に浸漬することが好ましいが、該溶液をポリビニルアルコール系樹脂フィルムに塗布又は塗工してもよい。この工程での処理時間は３０秒〜６分が好ましく、１〜５分がより好ましい。ただし、架橋剤及び／又は耐水化剤を含有させることが必需でなく、時間を短縮したい場合には、架橋処理又は耐水化処理が不必要な場合には、この処理工程を省略してもよい。

染色工程、洗浄工程１、または架橋剤及び／又は耐水化剤を含有させる工程を行った後に、延伸工程を行う。延伸工程とは、ポリビニルアルコール系フィルムを１軸に延伸する工程である。延伸方法は湿式延伸法又は乾式延伸法のどちらでも良いが、初期長から延伸倍率を３倍以上とする。

乾式延伸法の場合には、延伸加熱媒体が空気媒体の場合には、空気媒体の温度は常温〜１８０℃で延伸するのが好ましい。また、湿度は２０〜９５％ＲＨの雰囲気中で処理するのが好ましい。加熱方法としては、例えば、ロール間ゾーン延伸法、ロール加熱延伸法、圧延伸法、赤外線加熱延伸法などが挙げられるが、その延伸方法は限定されるものではない。延伸工程は１段で延伸することもできるが、２段以上の多段延伸により行うことも出来る。

湿式延伸法の場合には、水、水溶性有機溶剤、又はその混合溶液中で延伸する。架橋剤及び／又は耐水化剤を含有した溶液中に浸漬しながら延伸処理を行うことが好ましい。架橋剤としては、例えば、ホウ酸、ホウ砂又はホウ酸アンモニウムなどのホウ素化合物、グリオキザール又はグルタルアルデヒドなどの多価アルデヒド、ビウレット型、イソシアヌレート型又はブロック型などの多価イソシアネート系化合物、チタニウムオキシサルフェイトなどのチタニウム系化合物などを用いることができるが、他にもエチレングリコールグリシジルエーテル、ポリアミドエピクロルヒドリンなどを用いることができる。耐水化剤としては、過酸化コハク酸、過硫酸アンモニウム、過塩素酸カルシウム、ベンゾインエチルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、塩化アンモニウム又は塩化マグネシウムなどが挙げられる。以上に示された少なくとも１種以上の架橋剤及び／又は耐水化剤を含有した溶液中で延伸を行う。架橋剤はホウ酸が好ましい。延伸工程での架橋剤及び／又は耐水化剤の濃度は、例えば、０．５〜１５重量％が好ましく、２．０〜８．０重量％がより好ましい。延伸倍率は２〜８倍が好ましく、５〜７倍がより好ましい。延伸温度は４０〜６０℃で処理することが好ましく、４５〜５８℃がより好ましい。延伸時間は通常３０秒〜２０分であるが、２〜５分がより好ましい。湿式延伸工程は１段で延伸することができるが、２段以上の多段延伸により行うこともできる。

延伸工程を行った後には、フィルム表面に架橋剤及び／又は耐水化剤の析出、又は異物が付着することがあるため、フィルム表面を洗浄する洗浄工程（以降洗浄工程２という）を行うことができる。洗浄時間は１秒〜５分が好ましい。洗浄方法は洗浄溶液に浸漬することが好ましいが、溶液をポリビニルアルコール系樹脂フィルムに塗布又は塗工によって洗浄することができる。１段で洗浄処理することもできるし、２段以上の多段処理をすることもできる。洗浄工程の溶液温度は、特に限定されないが通常５〜５０℃、好ましくは１０〜４０℃である。

ここまでの処理工程で用いる溶媒として、例えば、水、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルピロリドン、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール又はトリメチロールプロパン等のアルコール類、エチレンジアミン又はジエチレントリアミン等のアミン類などの溶媒が挙げられるがこれらに限定されるものではない。また、１種以上のこれら溶媒の混合物を用いることもできる。最も好ましい溶媒は水である。

延伸工程又は洗浄工程２の後には、フィルムの乾燥工程を行う。乾燥処理は、自然乾燥により行うことができるが、より乾燥効率を高めるためにはロールによる圧縮やエアーナイフ、又は吸水ロール等によって表面の水分除去を行うことができ、及び／又は送風乾燥を行うこともできる。乾燥処理温度としては、２０〜１００℃で乾燥処理することが好ましく、６０〜１００℃で乾燥処理することがより好ましい。乾燥処理時間は３０秒〜２０分を適用できるが、５〜１０分であることが好ましい。

以上の方法で、本発明の耐久性を向上させたポリビニルアルコール系樹脂フィルム偏光素子を得ることが出来る。偏光素子における二色性染料を吸着させるフィルムがポリビニルアルコール系樹脂でなくても、アミロース系樹脂、デンプン系樹脂、セルロース系樹脂、ポリアクリル酸塩系樹脂などから得られるフィルムでも二色性染料を含有させ、延伸、シェア配向などで親水性樹脂を配向させることによって、同様な偏光素子を作製することができるが、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムよりなる偏光素子フィルムが最も好適である。

得られた偏光素子には、その片面、又は両面に透明保護層を設けることによって偏光板とする。透明保護層はポリマーによる塗布層として、又はフィルムのラミネート層として設けることができる。透明保護層を形成する透明ポリマー又はフィルムとしては、機械的強度が高く、熱安定性が良好な透明ポリマー又はフィルムが好ましい。透明保護層として用いる物質として、例えば、トリアセチルセルロースやジアセチルセルロースのようなセルロースアセテート樹脂又はそのフィルム、アクリル樹脂又はそのフィルム、ポリ塩化ビニル樹脂又はそのフィルム、ナイロン樹脂またはそのフィルム、ポリエステル樹脂又はそのフィルム、ポリアリレート樹脂又はそのフィルム、ノルボルネンのような環状オレフィンをモノマーとする環状ポリオレフィン樹脂又はそのフィルム、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロ系ないしはノルボルネン骨格を有するポリオレフィン又はその共重合体、主鎖又は側鎖がイミド及び／又はアミドの樹脂又はポリマー又はそのフィルムなどが挙げられる。また、透明保護層として、液晶性を有する樹脂又はそのフィルムを設けることもできる。保護フィルムの厚みは、例えば、０．５〜２００μｍ程度である。その中の同種又は異種の樹脂又はフィルムを片面、もしくは両面に１層以上設けることによって偏光板を作製する。

上記、透明保護層を偏光素子と貼り合わせるためには接着剤が必要となる。接着剤としては特に限定されないが、ポリビニルアルコール系接着剤が好ましい。ポリビニルアルコール系接着剤として、例えば、ゴーセノールＮＨ−２６（日本合成社製）、コーセファイマーＺ−２００（日本合成社製）、エクセバールＲＳ−２１１７（クラレ社製）などが挙げられるが、これに限定されるものではない。接着剤には、架橋剤及び／又は耐水化剤を添加することができる。ポリビニルアルコール系接着剤には、無水マレイン酸−イソブチレン共重合体を用いるが、必要により架橋剤を混合させた接着剤を用いることができる。無水マレイン酸−イソブチレン共重合体として、例えば、イソバン＃１８（クラレ社製）、イソバン＃０４（クラレ社製）、アンモニア変性イソバン＃１０４（クラレ社製）、アンモニア変性イソバン＃１１０（クラレ社製）、イミド化イソバン＃３０４（クラレ社製）、イミド化イソバン＃３１０（クラレ社製）などが挙げられる。その際の架橋剤には水溶性多価エポキシ化合物を用いることができる。水溶性多価エポキシ化合物とは、例えば、デナコールＥＸ−５２１（ナガセケムテック社製）、テトラット−Ｃ（三井ガス化学社製）などが挙げられる。また、ポリビニルアルコール系樹脂以外の接着剤として、ウレタン系、アクリル系、エポキシ系といった公知の接着剤を用いることも出来る。また、接着剤の接着力の向上、または耐水性の向上を目的として、亜鉛化合物、塩化物、ヨウ化物等の添加物を同時に０．１〜１０重量％程度の濃度で含有させることもできる。添加物についても限定されるものではない。透明保護層を接着剤で貼り合せた後、適した温度で乾燥もしくは熱処理することによって偏光板を得る。

得られた偏光板は場合によって、例えば液晶、有機エレクトロルミネッセンス等の表示装置に貼り合わせる場合、後に非露出面となる保護層またはフィルムの表面に視野角改善及び／又はコントラスト改善のための各種機能性層、輝度向上性を有する層またはフィルムを設けることもできる。これらの偏光板をフィルムや表示装置と貼り合せるには粘着剤を用いるのが好ましい。

この偏光板は、もう一方の表面、すなわち、保護層又はフィルムの露出面に、反射防止層や防眩層、ハードコート層など、公知の各種機能性層を有していてもよい。この各種機能性を有する層を作製するには塗工方法が好ましいが、その機能を有するフィルムを接着剤又は粘着剤を介して貼合せることもできる。また、各種機能性層とは、位相差を制御する層又はフィルムとすることができる。

以上の方法で、本発明の偏光素子、および偏光板を得ることができる、本発明の該偏光素子を使用した２枚の偏光板を、その吸収軸方向が直交するように重ねた場合の透過率において、最も透過率が低い波長が５６５〜７００ｎｍとなる。本発明によれば、良好な偏光特性を有し、かつ、処理する溶液、もしくは接着剤でｐＨが変色しない特性を有する偏光素子、または偏光板を得ることが出来る。

こうして得られた本発明の偏光素子は、保護膜を付け偏光板として、必要に応じて保護層又は機能層及び支持体等を設け、液晶プロジェクター、電卓、時計、ノートパソコン、ワープロ、液晶テレビ、偏光レンズ、偏光メガネ、カーナビゲーション及び屋内外の計測器や表示器等に使用される。

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、実施例に示す透過率、偏光度の評価は以下のようにして行った。また、以下において「部」は「重量部」を意味する。

透過率は、分光光度計〔日立社製“Ｕ−４１００”〕を用いて測定した。

測定によって得られた各波長の透過率において、偏光素子1枚の透過率を単体透過率Ｔｓ、偏光素膜の２枚の偏光板において、その吸収軸方向が同一となるように重ねた場合の透過率を平行位透過率Ｔp、２枚の偏光板をその吸収軸が直交するように重ねた場合の透過率を直交位透過率Ｔcとした。

偏光度は、平行位透過率Ｔp 及び直交位透過率Ｔc から、下記の計算式により求めた。

偏光度＝{(Ｔp−Ｔc)／(Ｔp＋Ｔc)}1/2×１００

実施例１
２−アミノナフタリン−４，８−ジスルホン酸（慣用名：Ｃ酸）３２．５部を水１４５部に溶かし３５％塩酸２６部を含む水１４０部中に加え１５〜２０℃で亜硝酸ソーダ６．９部を加えて１時間かけてジアゾ化する。次いでパラクレシジン１３．７部、３５％塩酸１７．５部とからなる水溶液を加え、酢酸ソーダでｐH３．０〜３．５を保ちながら、２０℃で４時間かけて斑点テストでパラクレシジンが認められなくなるまでカップリングする。次いでこのアミノアゾ化合物に３５％塩酸２１．４部を加え、１０℃で亜硝酸ソーダ６．９部を加えて１５〜２０℃で２〜３時間を要して２次ジアゾ化を行う。次いでこれをフェニルＪ酸３１．５部、水１２５部、ソーダ灰１１部とからなる水溶液中に加え、更にソーダ灰溶液を注加しながら、ｐＨ８．５〜９．５を保ち、２０℃で３時間かけて斑点テストでジアゾ化物が認められなくなるまで２次カップリングを行い式（３）で示されるジスアゾ化合物を含む溶液を得た。得られた溶液を６０℃にて蒸発乾固させて、式（３）の色素を得た。

ケン化度が９９％以上の膜厚７５μｍのポリビニルアルコール系樹脂フィルム（クラレ社製ＶＦシリーズ）を４０℃の温水に２分浸漬し膨潤処理をした。膨潤処理したフィルムを、式（３）の色素０．０５重量％、トリポリ燐酸ナトリウム０．１重量％を含有した４５℃の水溶液に浸漬し、染料の吸着を行った。染料が吸着されたフィルムを水にて洗浄し、洗浄後、２重量％のホウ酸を含有した４０℃の水溶液で１分間ホウ酸処理を行った。ホウ酸処理して得られたフィルムを、５．０倍に延伸しながらホウ酸３．０重量％を含有した５５℃の水溶液中で５分間処理を行った。そのホウ酸処理して得られたフィルムの緊張状態を保ちつつ、３０℃の水で１５秒間洗浄を行った。処理して得られたフィルムを直ちに７０℃で９分間乾燥処理を行い膜厚２８μｍの偏光素子を得た。得られた偏光素子のλmaxの単体透過率は４３．９５％、λmaxは５８０ｎｍであった。

比較例１
特許文献２の実施例１６の色素を用いて、ケン化度が９９％以上の膜厚７５μｍのポリビニルアルコール系樹脂フィルム（クラレ社製ＶＦシリーズ）に染料の吸着を行った以外は同様に処理を行い、膜厚２８μｍの偏光素子を得た。得られた偏光素子のλmaxの単体透過率は４４．０１％、λmaxは５９０ｎｍであった。

比較例２
特許文献３の実施例１の方法に従い式（３）の色素を用いて作製した以外は同様に偏光を作製した。得られた偏光素子のλmaxの単体透過率は４４．０３％、λmaxは５７４ｎｍであった。

実施例１、比較例１、および比較例２の得られた偏光素子の偏光度と、塩酸によって調整された２０℃でｐＨ２を示す水溶液に１０分間浸漬した場合、および、水酸化ナトリウムによって調整された２０℃でｐＨ１１を示す水溶液に１０分間浸漬した場合の目視による色変化と、および、該水溶液に１０分浸漬してから偏光素子を取り出した後に７０℃で９分間乾燥させた場合のλmaxの測定を行った。得られた結果を表１に示す。

表１には、実施例１、比較例１および２で得られた偏光素子の初期、ｐＨ＝２に浸漬された場合、ｐＨ＝１１に浸漬された場合のそれぞれの偏光度、色、および、λmaxを測定した結果を示した。表１から分かるように、本発明の偏光素子は、偏光度が高く、酸性、アルカリ性のそれぞれの液に浸漬しても色変化せずに、用いる接着剤のｐＨや、耐溶剤性試験にも影響されず色を保つことが出来る。本発明の偏光素子または偏光板を、液晶プロジェクター、電卓、時計、ノートパソコン、ワープロ、液晶テレビ、偏光レンズ、偏光メガネ、カーナビゲーション及び屋内外の計測器や表示器などにもちいることによって、高い色安定性を有する液晶表示機器、ならびに、レンズなどが得られる。

Claims

式（１）で示されるジスアゾ色素を含有し、ポリビニルアルコール樹脂又はその誘導体のフィルムからなる偏光素子であって、前記フィルムが延伸フィルムであり、該偏光素子を有する２枚の偏光板を吸収軸方向が直交するように重ねた場合の透過率において、最も透過率が低い波長が５６５〜７００ｎｍであることを特徴とする偏光素子。

（式中、Ｒ_１、Ｒ_２は、それぞれ独立にスルホ基、アルキル基、アルコキシ基、スルホ基を有するアルコキシ基、カルボキシ基、ニトロ基、アミノ基、又は置換アミノ基を示し、Ｒ _３はアルキル基、アルコキシ基、スルホ基、又はスルホ基を有するアルコキシ基を示し、Ｘは、無置換の、または、メチル基、アルキル基、アミノ基、スルホ基及びアルコキシ基からなる群から選択される１種以上の置換基を１〜３個有するフェニル基またはベンゾイル基を示す。）
請求項１に記載の偏光素子の片面、もしくは両面に保護層が設けられている偏光板。