JP7005711B2 - 偏光素子並びにそれを用いた偏光板及び表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、染料系の偏光素子並びにそれを用いた偏光板及び表示装置に関するものである。
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る。偏光板は、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る一方、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る。これらのうち、染料系偏光板は、高耐熱性、高湿熱耐久性、高安定性を有し、また、二色性色素の配合による色の選択性が高いという特徴がある。
特許文献1~4及び非特許文献1,2には、アゾ化合物を含有する染料系偏光素子が開示されている。
特開平11-218611号公報 特許第4162334号公報 特許第4360100号公報 特開2004-075719号公報
細田豊著、「染料化学」、技報堂出版株式会社、1957年、p.621 入江正浩監修、「機能性色素の応用」(第1刷発行版)、株式会社シーエムシー出版、2002年6月、p.98-104
しかしながら、特許文献1~4及び非特許文献1,2に記載の従来のアゾ化合物を含有してなる偏光素子は、偏光性能、コントラストが悪く、近年の高精細ディスプレイ向けには十分に要望には応えられていなかった。
本発明の目的は、優れた光学特性(偏光性能、コントラストなど)及び耐久性(耐湿性、耐熱性など)を有する偏光素子及び偏光板を提供することにある。特に、近年はタッチパネルや有機ELディスプレイ等で高い透過率を有し、かつ、熱や高温高湿環境下でも偏光度変化のない偏光板が求められているため、本発明の目的は、その要望にも応える偏光板を開発することにある。
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討の結果、特定の構造を有するアゾ化合物を用いることによって、偏光素子の光学特性を向上させ、かつ熱及び湿度に対する耐久性を向上させることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
(1)基材と、遊離酸の形が下記一般式(1)
Figure 0007005711000001
(式中、Aは置換基を有するフェニル基、又は置換基を有するナフチル基を表し、R~Rはそれぞれ独立に、水素原子、ヒドロキシ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表し、Xは置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよいベンゾイル基、置換基を有していてもよいフェニルアゾ基、又は置換基を有していてもよいナフトトリアゾール基を表し、m及びnはそれぞれ独立に、0又は1を示す。)
で表されるアゾ化合物並びにその銅化物及び金属錯体(銅化物を除く)とを含み、Rが炭素数1~4のアルコキシ基である場合の前記アゾ化合物の前記銅化物は、そのアルコキシ基中のアルキル基が銅原子に置き換えられ、前記一般式(1)中のナフタレン環上のヒドロキシ基中の酸素原子に前記銅原子が結合したものであってもよく、
下記i)~vi)のいずれかの要件を満たすことを特徴とする偏光素子、
i)遊離酸の形が前記一般式(1)で表されるアゾ化合物であって、R~Rがそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基であり、Xが炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいアミノ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアミノ基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイルアミノ基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、ヒドロキシ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアゾ基、又は炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいナフトトリアゾール基であり、m及びnが1の場合には、R及びRがそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基であるアゾ化合物と、遊離酸の形が前記一般式(1)で表されるアゾ化合物であって、R~R及びRがそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基であり、Rがメトキシ基であるアゾ化合物とを含む、
ii)遊離酸の形が前記一般式(1)で表されるアゾ化合物であって、R~Rがそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基であり、Xが下記一般式(2)
Figure 0007005711000002
(式中、Xは水素原子又はアミノ基を表し、m及びnが0の場合にはXはアミノ基を表す。)
で表される置換基であるアゾ化合物と、遊離酸の形が前記一般式(1)で表されるアゾ化合物であって、少なくともnが1であり、R~Rがそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基であり、Xが炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアミノ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、ヒドロキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアゾ基、又は炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいナフトトリアゾール基であるアゾ化合物と、遊離酸の形が前記一般式(1)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体であって、Aが下記一般式(3)
Figure 0007005711000003
(式中、Aはニトロ基又はアミノ基を表す。)
で表される置換基であり、Xが炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイル基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイルアミノ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアミノ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、ヒドロキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアゾ基、又は炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいナフトトリアゾール基であり、m及びnが0であるアゾ化合物とを含む、
iii)遊離酸の形が前記一般式(1)で表されるアゾ化合物又はその銅化物であって、mが0であり、R~Rがメトキシ基であり、Xが下記一般式(4)
Figure 0007005711000004
(式中、X及びXはそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、アミノ基、又は置換アミノ基を表す。)
で表される置換基であるアゾ化合物を少なくとも一種含む、
iv)遊離酸の形が前記一般式(1)で表されるアゾ化合物であって、R~Rがそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基であり、Xが下記一般式(2)
Figure 0007005711000005
(式中、Xは水素原子又はアミノ基を表し、m及びnが0の場合にはXはアミノ基を表す。)
で表される置換基であるアゾ化合物と、遊離酸の形が前記一般式(1)で表されるアゾ化合物の銅化物であって、遊離酸の形が下記一般式(5)
Figure 0007005711000006
(式中、A、R~R、R、及びXは一般式(1)に記載のものと同じ意味を表す。)で表され、m及びnが0であり、Rが水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基であり、Xが置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよいベンゾイル基、又は置換基を有していてもよいフェニルアゾ基であるアゾ化合物とを含む、
v)遊離酸の形が前記一般式(1)で表されるアゾ化合物であって、R~Rがそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基であり、R及びRがそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基であり、Xが下記一般式(6)
Figure 0007005711000007
(式中、Xは水素原子又はアミノ基を表す。)
で表される置換基であるアゾ化合物と、遊離酸の形が前記一般式(1)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体であって、nが1であり、R、R、及びRがそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基であり、R、R、及びRがメトキシ基であり、Xが、ヒドロキシ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイル基、ヒドロキシ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイルアミノ基、又はヒドロキシ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアゾ基であるアゾ化合物とを含む、
vi)遊離酸の形が前記一般式(1)で表されるアゾ化合物であって、R~Rがそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表し、Xが下記一般式(7)
Figure 0007005711000008
(式中、Xは、水素原子、アミノ基、又は置換アミノ基を表す。)
で表される置換基であり、m及びnが1の場合には、R及びRがそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基であるアゾ化合物と、遊離酸の形が下記一般式(8)
Figure 0007005711000009
(式中、A、R~R、及びXは一般式(1)に記載のものと同じ意味を表す。)
で表されるアゾ化合物又はその金属錯体であって、mが0であり、R、R、及びRがそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基であり、Rがメトキシ基であり、Xが下記一般式(9)
Figure 0007005711000010
(式中、hは1~3の整数を示す。)
で表される置換基であるアゾ化合物とを含む、
(2)(1)項に記載の偏光素子であって、遊離酸の形が下記一般式(1-1)
Figure 0007005711000011
(式中、Ar11は置換基を有するフェニル基、又は置換基を有するナフチル基を表し、Rr11~Rr16はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表し、Xr11は炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいアミノ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアミノ基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイルアミノ基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、ヒドロキシ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアゾ基、又は炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいナフトトリアゾール基を表し、m1及びn1はそれぞれ独立に、0又は1を示し、m1及びn1が1の場合には、Rr15及びRr16はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表す。)
で表されるアゾ化合物と、遊離酸の形が下記一般式(1-2)
Figure 0007005711000012
(式中、Ab11は置換基を有するフェニル基、又は置換基を有するナフチル基を表し、Rb11~Rb15はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表し、Xb11は置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよいフェニルアゾ基、置換基を有していてもよいベンゾイル基、又は置換基を有していてもよいナフトトリアゾール基を表す。)
で表されるアゾ化合物とを含むことを特徴とする偏光素子、
(3)(2)項に記載の偏光素子であって、遊離酸の形が前記一般式(1-2)で表されるアゾ化合物が、遊離酸の形が下記一般式(1-3)
Figure 0007005711000013
(式中、Ab11、Rb11~Rb15、及びXb11は、前記一般式(1-2)に記載のものと同じ意味を表す。)
で表されるアゾ化合物であることを特徴とする偏光素子、
(4)(2)項又は(3)項に記載の偏光素子であって、前記一般式(1-2)又は(1-3)中のRb15が、メトキシ基であることを特徴とする偏光素子、
(5)(2)~(4)項のいずれか1項に記載の偏光素子であって、前記一般式(1-2)又は(1-3)中のXb11が、置換基を有していてもよいフェニルアミノ基であることを特徴とする偏光素子、
(6)(2)~(5)項のいずれか1項に記載の偏光素子であって、前記一般式(1-1)中のXr11が、アミノ基及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有してもよいベンゾイル基、又はアミノ基及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有してもよいベンゾイルアミノ基であることを特徴とする偏光素子、
(7)(1)項に記載の偏光素子であって、遊離酸の形が下記一般式(2-1)
Figure 0007005711000014
(式中、Ar21は置換基を有するフェニル基、又は置換基を有するナフチル基を表し、Rr21~Rr26はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表し、Xr21は水素原子又はアミノ基を表し、m2及びn2はそれぞれ独立に、0又は1を示し、m2及びn2が0の場合にはXr21はアミノ基を表す。)
で表されるアゾ化合物と、遊離酸の形が下記一般式(2-2)
Figure 0007005711000015
(式中、Ab21は置換基を有するフェニル基、又は置換基を有するナフチル基を表し、Rb21~Rb26はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表し、Xb21は炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアミノ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、ヒドロキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアゾ基、又は炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいナフトトリアゾール基を表し、t2は0又は1を示す。)
で表されるアゾ化合物と、遊離酸の形が下記一般式(2-3)
Figure 0007005711000016
(式中、Ag21はニトロ基又はアミノ基を表し、Rg21及びRg22はそれぞれ独立に、水素原子、ヒドロキシ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表し、Xg21は炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイル基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイルアミノ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアミノ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、ヒドロキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアゾ基、又は炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいナフトトリアゾール基を表す。)
で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含むことを特徴とする偏光素子、
(8)(7)項に記載の偏光素子であって、遊離酸の形が前記一般式(2-3)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体が、遊離酸の形が下記一般式(2-4)
Figure 0007005711000017
(式中、Ag21、Rg22、及びXg21は、前記一般式(2-3)に記載のものと同じ意味を表す。)
で表されるアゾ化合物又はその金属錯体であることを特徴とする偏光素子、
(9)(7)項又は(8)項に記載の偏光素子であって、遊離酸の形が前記一般式(2-2)で表されるアゾ化合物が、遊離酸の形が下記一般式(2-5)
Figure 0007005711000018
(式中、Ab21、Rb21~Rb26、及びt2は、前記一般式(2-2)に記載のものと同じ意味を表し、Xb22及びXb23はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、又は置換アミノ基を表す。)
で表されるアゾ化合物であることを特徴とする偏光素子、
(10)(7)~(9)項のいずれか1項に記載の偏光素子であって、前記一般式(2-3)又は(2-4)中のXg21が、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアミノ基であることを特徴とする偏光素子、
(11)(7)~(10)項のいずれか1項に記載の偏光素子であって、前記一般式(1)中のXr21が、アミノ基であることを特徴とする偏光素子、
(12)(1)項に記載の偏光素子であって、遊離酸の形が下記一般式(3-1)
Figure 0007005711000019
(式中、Ab31は置換基を有するフェニル基又は置換基を有するナフチル基を表し、Xb31及びXb32はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、アミノ基、又は置換アミノ基を表す。)
で表されるアゾ化合物又はその銅化物を少なくとも一種含むことを特徴とする偏光素子、
(13)(12)項に記載の偏光素子であって、遊離酸の形が一般式(3-1)で表されるアゾ化合物又はその銅化物が、遊離酸の形が下記一般式(3-2)
Figure 0007005711000020
(式中、Ab31、Xb31、及びXb32は、(12)項に記載のものと同じ意味を表す。)で表されるアゾ化合物又はその銅化物であることを特徴とする偏光素子、
(14)(12)項又は(13)項に記載の偏光素子であって、遊離酸の形が一般式(3-1)又は(3-2)で表されるアゾ化合物又はその銅化物として、遊離酸の形が一般式(3-1)又は(3-2)で表され銅原子を含まないアゾ化合物を含むことを特徴とする偏光素子、
(15)(12)~(14)項のいずれか1項に記載の偏光素子であって、遊離酸の形が下記一般式(3-3)
Figure 0007005711000021
(式中、Ar31は置換基を有するフェニル基又は置換基を有するナフチル基を表し、Rr31~Rr36はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、又は炭素数1~4のアルコキシ基を表し、Xr31は水素原子又はアミノ基を表し、m3及びn3はそれぞれ独立に、0又は1を示す。)
で表されるアゾ化合物をさらに含むことを特徴とする偏光素子、
(16)(15)項に記載の偏光素子であって、前記一般式(3-3)中のXr31が、アミノ基であることを特徴とする偏光素子、
(17)(1)項に記載の偏光素子であって、下記一般式(2-1)
Figure 0007005711000022
(式中、Ar21は置換基を有するフェニル基、又は置換基を有するナフチル基を表し、Rr21~Rr26はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表し、Xr21は水素原子又はアミノ基を表し、m2及びn2はそれぞれ独立に、0又は1を示し、m2及びn2が0の場合にはXr21はアミノ基を表す。)
で表されるアゾ化合物又はその塩と、下記一般式(4-2)
Figure 0007005711000023
(式中、Ab41は置換基を有するフェニル基、又は置換基を有するナフチル基を表し、Rb41は水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表し、Xb41は置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよいベンゾイル基、又は置換基を有していてもよいフェニルアゾ基を表す。)
で表されるアゾ化合物又はその塩とを含むことを特徴とする偏光素子、
(18)(17)項に記載の偏光素子であって、前記一般式(4-2)で表されるアゾ化合物又はその塩が、下記一般式(4-3)
Figure 0007005711000024
(式中、Ab41、Rb41、及びXb41は、(17)項に記載のものと同じ意味を表す。)で表されるアゾ化合物又はその塩であることを特徴とする偏光素子、
(19)(17)項又は(18)項に記載の偏光素子であって、前記一般式(4-2)又は(4-3)中のRb41が、メトキシ基であることを特徴とする偏光素子、
(20)(17)~(19)項のいずれか1項に記載の偏光素子であって、前記一般式(4-2)又は(4-3)中のXb41が、置換基を有していてもよいフェニルアミノ基であることを特徴とする偏光素子、
(21)(17)~(20)項のいずれか1項に記載の偏光素子であって、前記一般式(4-1)中のXr41が、アミノ基であることを特徴とする偏光素子、
(22)(1)項に記載の偏光素子であって、遊離酸の形が下記一般式(5-1)
Figure 0007005711000025
(式中、Ar51は置換基を有するフェニル基、又は置換基を有するナフチル基を表し、Rr51~Rr54はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表し、Rr55及びRr56はそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を表し、Xr51は水素原子又はアミノ基を表し、m5及びn5はそれぞれ独立に、0又は1を示す。)
で表されるアゾ化合物と、遊離酸の形が下記一般式(5-2)
Figure 0007005711000026
(式中、Ab51は置換基を有するフェニル基、又は置換基を有するナフチル基を表し、Rb51~Rb53はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表し、Xb51は、ヒドロキシ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイル基、ヒドロキシ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイルアミノ基、又はヒドロキシ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアゾ基を表し、t5は0又は1を示す。)
で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含むことを特徴とする偏光素子、
(23)(22)項に記載の偏光素子であって、遊離酸の形が一般式(5-2)で表されるアゾ化合物が、遊離酸の形が下記一般式(5-4)
Figure 0007005711000027
(式中、Ab51、Rb51~Rb53、Xb51は、及びt5は、一般式(5-2)に記載のものと同じ意味を表す。)
で表されるアゾ化合物であることを特徴とする偏光素子、
(24)(22)項又は(23)項に記載の偏光素子であって、前記一般式(5-1)中のXr51が、アミノ基であることを特徴とする偏光素子、
(25)(1)項に記載の偏光素子であって、遊離酸の形が下記一般式(6-1)
Figure 0007005711000028
(式中、Ar61は置換基を有するフェニル基、又は置換基を有するナフチル基を表し、Rr61~Rr66はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表し、Xr61は、水素原子、アミノ基、又は置換アミノ基を表し、m6及びn6はそれぞれ独立に、0又は1を示し、m6及びn6が1の場合には、Rr65及びRr66はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表す。)
で表されるアゾ化合物と、遊離酸の形が下記一般式(6-2)
Figure 0007005711000029
(式中、Ag61は置換基を有するフェニル基、又は置換基を有するナフチル基を表し、Rg61~Rg63はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表し、h6は1~3の整数を示す。)
で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含むことを特徴とする偏光素子、
(26)(25)項に記載の偏光素子であって遊離酸の形が前記一般式(6-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体が、下記一般式(6-4)
Figure 0007005711000030
(式中、Ag61、Rg61~Rg63、及びh6は、前記一般式(6-2)に記載のものと同じ意味を表す。)
で表されるアゾ化合物又はその金属錯体であることを特徴とする偏光素子、
(27)(25)項又は(26)項に記載の偏光素子であって、遊離酸の形が下記一般式(6-5)
Figure 0007005711000031
(式中、Ab61は置換基を有するフェニル基、又は置換基を有するナフチル基を表し、Rb61~Rb66はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表し、Xb61は、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアミノ基、又は炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、及びヒドロキシ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアゾ基を表し、t6は0又は1を示す。)
で表されるアゾ化合物をさらに含むことを特徴とする偏光素子、
(28)(27)項に記載の偏光素子であって、遊離酸の形が前記一般式(6-5)で表される化合物が、下記一般式(6-6)
Figure 0007005711000032
(式中、Ab61、Rb61~Rb66、及びt6は、前記一般式(6-5)に記載のものと同じ意味を表し、Xb62及びXb63はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、又は置換アミノ基を表す。)
で表されることを特徴とする偏光素子、
(29)(25)~(28)項のいずれか1項に記載の偏光素子であって、前記一般式(6-1)中のXr61が、アミノ基であることを特徴とする偏光素子、
(30)(2)~(29)項のいずれか1項に記載の偏光素子であって、遊離酸の形が下記一般式(10)
Figure 0007005711000033
(式中、Ayは、スルホ基、カルボキシ基、ヒドロキシ基、炭素数1~4のアルキル基、又は炭素数1~4のアルコキシ基を表し、Ry~Ryはそれぞれ独立に、水素原子、スルホ基、炭素数1~4のアルキル基、又は炭素数1~4のアルコキシ基を表し、p1は1~3の整数を示す。)
で表されるアゾ化合物をさらに含むことを特徴とする偏光素子、
(31)(30)項に記載の偏光素子であって、前記一般式(10)中のAyが、カルボキシ基又はスルホ基であることを特徴とする偏光素子、
(32)(1)~(31)項のいずれか1項に記載の偏光素子であって、ヨウ素をさらに含むことを特徴とする偏光素子、
(33)(1)~(32)項のいずれか1項に記載の偏光素子であって、前記基材がポリビニルアルコール系の樹脂からなるフィルムであることを特徴とする偏光素子、
(34)(1)~(33)項のいずれか1項に記載の偏光素子と、前記偏光素子の少なくとも片面に設けられた透明保護層とを備えることを特徴とする偏光板、
(35)(1)~(33)項のいずれか1項に記載の偏光素子、又は(34)項に記載の偏光板を備えることを特徴とする表示装置、
に関する。
本発明によれば、光学特性及び耐久性に優れた偏光素子、偏光板、及び表示装置を提供
できる。
以下、本発明について、詳細に説明する。
〔偏光素子〕
本発明の偏光素子は、基材と、遊離酸の形が前記一般式(1)で表されるアゾ化合物並びにその銅化物及び金属錯体(銅化物を除く)とを含み、Rが炭素数14のアルコキシ基である場合の前記アゾ化合物の前記銅化物は、そのアルコキシ基中のアルキル基が銅原子に置き換えられ、前記一般式(1)中のナフタレン環上のヒドロキシ基中の酸素原子に前記銅原子が結合したものであってもよく、下記i)~vi)のいずれかの要件を満たすものである。
i)遊離酸の形が前記一般式(1)で表されるアゾ化合物であって、R~Rがそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基であり、Xが炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいアミノ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアミノ基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイルアミノ基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、ヒドロキシ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアゾ基、又は炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいナフトトリアゾール基であり、m及びnが1の場合には、R及びRがそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基であるアゾ化合物と、
遊離酸の形が前記一般式(1)で表されるアゾ化合物であって、R~R及びRがそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基であり、Rがメトキシ基であるアゾ化合物とを含む。
ii)遊離酸の形が前記一般式(1)で表されるアゾ化合物であって、R~Rがそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基であり、Xが前記一般式(2)で表される置換基であるアゾ化合物と、
遊離酸の形が前記一般式(1)で表されるアゾ化合物であって、少なくともnが1であり、R~Rがそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基であり、Xが炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアミノ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、ヒドロキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアゾ基、又は炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいナフトトリアゾール基であるアゾ化合物と、
遊離酸の形が前記一般式(1)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体であって、Aが前記一般式(3)で表される置換基であり、Xが炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイル基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイルアミノ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアミノ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、ヒドロキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアゾ基、又は炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいナフトトリアゾール基であり、m及びnが0であるアゾ化合物とを含む。
iii)遊離酸の形が前記一般式(1)で表されるアゾ化合物又はその銅化物であって、mが0であり、R~Rがメトキシ基であり、Xが前記一般式(4)で表される置換基であるアゾ化合物を少なくとも一種含む。
iv)遊離酸の形が前記一般式(1)で表されるアゾ化合物であって、R~Rがそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基であり、Xが前記一般式(2)で表される置換基であるアゾ化合物と、
遊離酸の形が前記一般式(1)で表されるアゾ化合物の銅化物であって、遊離酸の形が前記一般式(5)で表され、m及びnが0であり、Rが水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基であり、Xが置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよいベンゾイル基、又は置換基を有していてもよいフェニルアゾ基であるアゾ化合物とを含む。
v)遊離酸の形が前記一般式(1)で表されるアゾ化合物であって、R~Rがそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基であり、R及びRがそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基であり、Xが前記一般式(6)で表される置換基であるアゾ化合物と、
遊離酸の形が前記一般式(1)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体であって、nが1であり、R、R、及びRがそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基であり、R、R、及びRがメトキシ基であり、Xが、ヒドロキシ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイル基、ヒドロキシ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイルアミノ基、又はヒドロキシ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアゾ基であるアゾ化合物とを含む。
vi)遊離酸の形が前記一般式(1)で表されるアゾ化合物であって、R~Rがそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表し、Xが前記一般式(7)で表される置換基であり、m及びnが1の場合には、R及びRがそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基であるアゾ化合物と、
遊離酸の形が前記一般式(8)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体であって、mが0であり、R、R、及びRがそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基であり、Rがメトキシ基であり、Xが前記一般式(9)で表される置換基であるアゾ化合物とを含む。
本発明の偏光素子において前記i)~vi)の要件をそれぞれ満たす実施形態を、第1~6の実施形態として以下に説明する。
〔第1の実施形態に係る偏光素子〕
本発明の第1の実施形態に係る偏光素子は、基材と、遊離酸の形が前記一般式(1-1)で表されるアゾ化合物と、遊離酸の形が前記一般式(1-2)で表されるアゾ化合物とを含んでいる。遊離酸の形が前記一般式(1-1)で表されるアゾ化合物が、遊離酸の形が前記一般式(1-3)で表されるアゾ化合物である場合、より高い偏光度を有する偏光素子を実現できる。本実施形態の偏光素子は、遊離酸の形が前記一般式(1-1)及び(1-2)でそれぞれ表されるアゾ化合物に加えて、遊離酸の形が前記一般式(10)で表されるアゾ化合物をさらに含むことがより好ましい。これにより、さらに高い偏光度を有する偏光素子を実現できる。遊離酸の形が前記一般式(1-1)、(1-2)、及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物は、前記基材に吸着していることが好ましい。
遊離酸の形が前記一般式(1-1)、(1-2)、(10)で表されるアゾ化合物は、前記一般式(1-1)、(1-2)、(10)で表される遊離酸の形で偏光素子に含まれていてもよく、前記一般式(1-1)、(1-2)、(10)で表されるアゾ化合物の塩の形で偏光素子に含まれていてもよい。上記塩としては、例えば、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩;アルカリ土類金属塩;アンモニウム塩;アルキルアミン塩、アルカノールアミン塩などの有機塩等が挙げられる。上記塩は、リチウム塩
、ナトリウム塩、カリウム塩、又はアンモニウム塩であることが好ましく、リチウム塩又はナトリウム塩であることがより好ましく、ナトリウム塩であることがさらに好ましい。
本実施形態の偏光素子において色素として用いられるアゾ化合物は、一般的には、当該技術分野において公知のアゾ化合物の合成手段(例えば、非特許文献1の第626頁)に従い、公知のジアゾ化、カップリングを行うことにより合成することができる。アゾ化合物を溶液に溶解し、染色工程にて基材に含浸させて偏光素子を作製することができる。
まず、遊離酸の形が一般式(1-1)
Figure 0007005711000034
で表されるアゾ化合物について説明する。
前記一般式(1-1)において、Ar11は置換基を有するフェニル基、又は置換基を有するナフチル基を表し、Rr11~Rr16はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表し、Xr11は炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいアミノ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアミノ基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイルアミノ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、ヒドロキシ基、アミノ基又は置換アミノ基のいずれかの置換基を有していてもよいフェニルアゾ基、又は炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいナフトトリアゾール基を表し、m1及びn1はそれぞれ独立に、0又は1を示し、m1及びn1が1の場合には、Rr15及びRr16はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表す。
Ar11は置換基を有するフェニル基、又は置換基を有するナフチル基を表すが、Ar11が置換基を有するフェニル基である場合には、フェニル基が置換基としてスルホ基又はカルボキシ基を少なくとも1つ有することが好ましく、フェニル基が置換基を2つ以上有する場合には、それらの置換基の少なくとも1つがスルホ基又はカルボキシ基であり、他の置換基が、スルホ基、カルボキシ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、アミノ基、又は置換アミノ基(特に、アセチルアミノ基又は炭素数1~4のアルキルアミノ基)であることが好ましく、他の置換基は、スルホ基、カルボキシ基、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、又はアミノ基であることがより好ましく、スルホ基、カルボキシ基、メチル基、メトキシ基、又はエトキシ基であることが特に好ましい。また、スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、直鎖アルコキシ基が好ましく、スルホ基の置換位置は、アルコキシ基末端であることが好ましい。スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、3-スルホプロポキシ基又は4-スルホブトキシ基がより好ましく、3-スルホプロポキシ基が特に好ましい。フェニル基上の置換基数は、1又は2であることが好ましく、フェニル基上の置換基の位置は、特に限定されないが、4-位のみであるか、2-位と4-位との組み合わせ、又は3-位と5-位との組み合わせであることが好ましい。
Ar11が置換基を有するナフチル基である場合には、ナフチル基が置換基としてスルホ基を少なくとも1つ有することが好ましく、ナフチル基が置換基を2つ以上有する場合には、それらの置換基の少なくとも1つがスルホ基であり、他の置換基が、スルホ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基であることが好ましい。また、スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、直鎖アルコキシ基が好ましく、スルホ基の置換位置は、アルコキシ基末端であることが好ましい。スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、3-スルホプロポキシ基又は4-スルホブトキシ基がより好ましく、3-スルホプロポキシ基が特に好ましい。ナフチル基上のスルホ基数が2である場合、スルホ基の置換位置は、4-位と8-位との組み合わせ又は6-位と8-位との組み合わせであることが好ましく、6-位と8-位との組み合わせであることが特に好ましい。ナフチル基上のスルホ基数が3である場合、スルホ基の置換位置は、1-位と3-位と6-位との組み合わせであることが特に好ましい。
Xr11は炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいアミノ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアミノ基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイルアミノ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、ヒドロキシ基、アミノ基及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアゾ基、又は炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいナフトトリアゾール基を表す。Xr11は、メチル基、メトキシ基、スルホ基、アミノ基、及び炭素数1~4のアルキルアミノ基からなる群より選択される1つ若しくは2つの置換基を有していてもよいアミノ基、メチル基、メトキシ基、スルホ基、アミノ基、及び炭素数1~4のアルキルアミノ基からなる群より選択される1つ若しくは2つの置換基を有していてもよいフェニルアミノ基、アミノ基及びカルボキシエチルアミノ基からなる群より選択される1つの置換基を有していてもよいベンゾイル基、アミノ基及びカルボキシエチルアミノ基からなる群より選択される1つの置換基を有していてもよいベンゾイルアミノ基、又はヒドロキシ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、アミノ基、及びカルボキシエチルアミノ基からなる群より選択される1~3つの置換基を有していてもよいフェニルアゾ基であることが好ましい。
Xr11は、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアミノ基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイル基、又は炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイルアミノ基であることが好ましく、置換基を有してもよいフェニルアミノ基であることが特に好ましい。また、Xr11がアミノ基及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有してもよいベンゾイル基、又はアミノ基及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有してもよいベンゾイルアミノ基であることが、さらに好ましい。Xr11が炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有するベンゾイル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有するフェニルアミノ基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有するベンゾイルアミノ基、又は炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、ヒドロキシ基、アミノ基及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有するフェニルアゾ基であり、かつフェニル基上の置換基が1つである場合には、フェニル基上における置換基の位置は、特に限定されないが、アミノ基に対してフェニル基のp-位であることが特に好ましい。
Rr11~Rr16はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表すが、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、又は炭素数1~4のアルコキシ基であることが好ましく、水素原子、メチル基、又はメトキシ基であることがより好ましい。スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、直鎖アルコキシ基が好ましく、スルホ基の置換位置は、アルコキシ基末端であることが好ましい。スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、3-スルホプロポキシ基又は4-スルホブトキシ基がより好ましく、3-スルホプロポキシ基が特に好ましい。m1及びn1はそれぞれ独立に0又は1であればよいが、本実施形態の偏光素子において良い偏光性能を得るには、m1及びn1のいずれか一方が0の場合、他方が1であることが好ましい。なお、m1及びn1が1の場合には、本願発明の偏光素子が所望する性能を発揮するために、Rr15及びRr16がそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基であることが必要であり、水素原子又はメチル基であることが好ましい。
炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、及びスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアルコキシ基、及びスルホ基を有する炭素数3又は4のアルコキシ基が好ましい。また、置換アミノ基としては、特に限定されないが、例えば、炭素数1~4のアルキル基で置換されたアミノ基、アシル基で置換されたアミノ基等が挙げられる。
遊離酸の形が一般式(1-1)で表されるアゾ化合物の合成方法としては、例えば、特開平9-302250号公報、特許第2622748号公報、特許第4662853号公報、国際公開第2012/108169号、国際公開第2012/108173号などに記載されている方法が挙げられるが、これらに限定されるものではない。遊離酸の形が一般式(1-1)で表されるアゾ化合物としては、例えば、C.I.ダイレクト・レッド117、C.I.ダイレクト・レッド127、特許第2622748号公報に記載されているアゾ化合物、特許第4662853号公報に記載されているアゾ化合物、国際公開第2012/108169号に記載されているアゾ化合物等が挙げられる。
次に、遊離酸の形が一般式(1-1)で表されるアゾ化合物の具体例を以下にあげる。なお、以下の化合物例では、スルホ基及びヒドロキシ基を遊離酸の形で表しているが、スルホ基及びヒドロキシ基は塩の形であってもよい。
Figure 0007005711000035
Figure 0007005711000036
Figure 0007005711000037
Figure 0007005711000038
Figure 0007005711000039
Figure 0007005711000040
次に、遊離酸の形が一般式(1-2)
Figure 0007005711000041
で表されるアゾ化合物について説明する。
前記一般式(1-2)において、Ab11は置換基を有するフェニル基、又は置換基を有するナフチル基を表し、Rb11~Rb15はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表し、Xb11は置換基を有していてもよいアミノ基(フェニル基及びベンゾイル基以外の置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよいフェニルアミノ基、又は置換基を有していてもよいベンゾイルアミノ基)、置換基を有していてもよいフェニルアゾ基、置換基を有していてもよいベンゾイル基(アミノ基以外の置換基を有していてもよいベンゾイル基、又は置換基を有していてもよいアミノベンゾイル基)、又は置換基を有していてもよいナフトトリアゾール基を表す。
さらに、遊離酸の形が前記一般式(1-2)で表されるアゾ化合物が、遊離酸の形が下記一般式(1-3)
Figure 0007005711000042
で表されるアゾ化合物である場合、偏光素子の偏光性能がさらに向上する。前記一般式(1-3)中、Ab11、Rb11~Rb15、及びXb11は、前記一般式(1-2)に記載のものと同じ意味を表す。
前記一般式(1-2)又は(1-3)において、Ab11は置換基を有するフェニル基、又は置換基を有するナフチル基を表すが、Ab11が置換基を有するフェニル基である場合には、フェニル基が置換基としてスルホ基又はカルボキシ基を少なくとも1つ有することが好ましく、フェニル基が置換基を2つ以上有する場合には、それらの置換基の少なくとも1つがスルホ基又はカルボキシ基であり、他の置換基が、スルホ基、カルボキシ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、アミノ基、又は置換アミノ基(特に、アセチルアミノ基又は炭素数1~4のアルキルアミノ基)であることが好ましい。他の置換基は、スルホ基、カルボキシ基、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、又はアミノ基であることがより好ましく、スルホ基、カルボキシ基、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、ニトロ基、又はアミノ基であることがさらに好ましく、スルホ基、カルボキシ基、メチル基、メトキシ基、又はエトキシ基であることが特に好ましい。また、他の置換基は、スルホ基、炭素数1~4のアルキル基、又は炭素数1~4のアルコキシ基であることも好ましい。また、スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、直鎖アルコキシ基が好ましく、スルホ基の置換位置は、アルコキシ基末端であることが好ましい。スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、3-スルホプロポキシ基又は4-スルホブトキシ基がより好ましく、3-スルホプロポキシ基が特に好ましい。フェニル基上の置換基数は、1又は2であることが好ましく、2であることがより好ましい。フェニル基上の置換基の位置は、特に限定されないが、4-位のみであるか、2-位と4-位との組み合わせ、又は3-位と5-位との組み合わせであることが好ましく、2-位と4-位との組み合わせあることが特に好ましい。
前記一般式(1-2)又は(1-3)において、Ab11が置換基を有するナフチル基である場合には、ナフチル基が置換基としてスルホ基を少なくとも1つ有することが好ましく、ナフチル基が置換基を2つ以上有する場合には、それらの置換基の少なくとも1つがスルホ基であり、他の置換基が、スルホ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基であることが好ましい。また、スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、直鎖アルコキシ基が好ましく、スルホ基の置換位置は、アルコキシ基末端であることが好ましい。スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、3-スルホプロポキシ基又は4-スルホブトキシ基がより好ましく、3-スルホプロポキシ基が特に好ましい。ナフチル基上のスルホ基数が2である場合、スルホ基の置換位置は、4-位と8-位との組み合わせ又は6-位と8-位との組み合わせであることが好ましく、6-位と8-位との組み合わせであることが特に好ましい。ナフチル基上のスルホ基数が3である場合、スルホ基の置換位置は、1-位と3-位と6-位との組み合わせであることが特に好ましい。
前記一般式(1-2)又は(1-3)において、Xb11は、置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよいフェニルアゾ基、置換基を有していてもよいベンゾイル基、又は置換基を有していてもよいナフトトリアゾール基を表す。Xb11は、置換基を有していてもよいベンゾイルアミノ基、置換基を有していてもよいフェニルアミノ基、置換基を有していてもよいフェニルアゾ基、又は置換基を有していてもよいナフトトリアゾール基であることが好ましく、置換基を有していてもよいベンゾイルアミノ基、置換基を有していてもよいフェニルアミノ基、又は置換基を有していてもよいフェニルアゾ基であることがより好ましく、置換基を有していてもよいフェニルアミノ基であることが特に好ましい。Xb11は、メチル基、メトキシ基、スルホ基、アミノ基、及び炭素数1~4のアルキルアミノ基からなる群より選択される1つ若しくは2つの置換基を有していてもよいアミノ基、メチル基、メトキシ基、スルホ基、アミノ基、及び炭素数1~4のアルキルアミノ基からなる群より選択される1つ若しくは2つの置換基を有していてもよいフェニルアミノ基、アミノ基、及びカルボキシエチルアミノ基からなる群より選択される1つの置換基を有していてもよいベンゾイル基、アミノ基及びカルボキシエチルアミノ基からなる群より選択される1つの置換基を有していてもよいベンゾイルアミノ基、又はヒドロキシ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、アミノ基、及びカルボキシエチルアミノ基からなる群より選択される1~3つの置換基を有していてもよいフェニルアゾ基であることが好ましい。Xb11が置換基を有するベンゾイル基、置換基を有するベンゾイルアミノ基、置換基を有するフェニルアミノ基、置換基を有するフェニルアゾ基、又は置換基を有するベンゾイル基であり、かつフェニル基上の置換基が1つである場合には、フェニル基上における置換基の位置は、特に限定されないが、フェニル基上における窒素原子の置換位に対してp-位であることが特に好ましい。
Xb11が置換基を有するベンゾイル基、置換基を有するベンゾイルアミノ基、置換基を有するフェニルアミノ基、又は置換基を有するフェニルアゾ基である場合、その置換基は、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、アミノ基、又は置換アミノ基であることが好ましい。Xb11が置換基を有するベンゾイル基又は置換基を有するベンゾイルアミノ基である場合、その置換基は、アミノ基、置換アミノ基、又はヒドロキシ基が好ましく、アミノ基であることが特に好ましい。ベンゾイルアミノ基上の置換基の位置は、特に限定されないが、ベンゾイルアミノ基中のカルボニル基に対してp-位であることが特に好ましい。Xb11が置換基を有するフェニルアミノ基である場合、その置換基は、メチル基、メトキシ基、アミノ基、置換アミノ基、又はスルホ基であることが好ましく、メトキシ基又はアミノ基であることが特に好ましい。フェニルアミノ基上の置換位置は、特に限定されないが、窒素原子の置換位に対してp-位であることが特に好ましい。Xb11が置換基を有するフェニルアゾ基である場合、その置換基は、ヒドロキシ基、アミノ基、メチル基、メトキシ基、又はカルボキシ基であることが好ましく、ヒドロキシ基であることが特に好ましい。Xb11が置換基を有するナフトトリアゾール基である場合、その置換基は、スルホ基であることが好ましい。
前記一般式(1-2)又は(1-3)において、Rb11~Rb15はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表すが、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、又は炭素数1~4のアルコキシ基であることが好ましく、水素原子、メチル基、又はメトキシ基であることがより好ましい。また、スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、直鎖アルコキシ基が好ましく、スルホ基の置換位置は、アルコキシ基末端であることが好ましい。スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、3-スルホプロポキシ基又は4-スルホブトキシ基がより好ましく、3-スルホプロポキシ基が特に好ましい。Rb15がメトキシ基である場合、偏光素子の偏光性能が特に向上するため、特に好ましい。
本実施形態の偏光素子光学特性をさらに向上させるには、遊離酸の形が前記一般式(1-2)又は(1-3)で表されるアゾ化合物であってRb15がメトキシ基であるアゾ化合物の中でも、下記一般式(1-5)
Figure 0007005711000043
(式中、Ab11、Rb12、Rb14、及びXb11は、前記一般式(1-2)に記載のものと同じ意味を表す。)
で表されるアゾ化合物が好ましい。
前記一般式(1-5)において、Rb12及びRb14はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表すが、水素原子、メチル基、又はメトキシ基であることが好ましく、水素原子又はメチル基であることがより好ましい。遊離酸の形が前記一般式(1-2)又は(1-3)で表されるアゾ化合物が前記一般式(1-5)で表されるような構造を有する場合に、特に偏光特性の向上の観点から好ましい。
遊離酸の形が一般式(1-2)、(1-3)、又は(1-5)で表されるアゾ化合物は、例えば、非特許文献1に記載されるような合成方法や、国際公開第2012/108169号、国際公開第2012/108173号などに記載されているジアゾ化、カップリングを行うことにより容易に合成できる。遊離酸の形が一般式(1-2)、(1-3)、又は(1-5)で表されるアゾ化合物の合成方法は、上記文献に記載された方法に限定されるものではない。また、遊離酸の形が一般式(1-2)、(1-3)、又は(1-5)で表されるアゾ化合物は、硫酸銅等で処理して銅錯塩化合物とすることもできる。
次に、遊離酸の形が一般式(1-2)で表されるアゾ化合物の具体例を以下にあげる。なお、以下の化合物例では、スルホ基及びヒドロキシ基を遊離酸の形で表しているが、スルホ基及びヒドロキシ基は塩の形であってもよい。
Figure 0007005711000044
Figure 0007005711000045
Figure 0007005711000046
Figure 0007005711000047
Figure 0007005711000048
本実施形態の偏光素子において、遊離酸の形が一般式(1-2)で表されるアゾ化合物の含有量は、遊離酸の形が一般式(1-1)で表されるアゾ化合物の含有量100重量部に対して、10~5000重量部の範囲内であることが好ましく、20~3000重量部の範囲内であることがより好ましい。
次に、遊離酸の形が一般式(10)
Figure 0007005711000049
で表されるアゾ化合物について説明する。
前記一般式(10)において、Ayは、スルホ基、カルボキシ基、ヒドロキシ基、炭素数1~4のアルキル基、又は炭素数1~4のアルコキシ基を表し、Ry~Ryはそれぞれ独立に、水素原子、スルホ基、炭素数1~4のアルキル基、又は炭素数1~4のアルコキシ基を表し、p1は1~3の整数を示す。Ayが、カルボキシ基又はスルホ基であることが好ましい。
遊離酸の形が一般式(10)で表されるアゾ化合物の合成方法としては、例えば、非特許文献1に記載の合成方法や国際公開第2007/138980号に記載されている方法が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
遊離酸の形が一般式(10)で表されるアゾ化合物としては、例えば、C.I.ダイレクト・イエロー12、C.I.ダイレクト・イエロー72、C.I.ダイレクト・オレンジ39(CAS番号:1325-54-8)、国際公開第2007/138980号に記載されているアゾ化合物などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
次に、遊離酸の形が一般式(10)で表されるアゾ化合物の具体例を以下にあげる。なお、以下の化合物例では、スルホ基及びカルボキシ基を遊離酸の形で表しているが、スルホ基やカルボキシ基は塩の形であってもよい。
Figure 0007005711000050
本実施形態の偏光素子において、遊離酸の形が一般式(10)で表されるアゾ化合物の含有量は、遊離酸の形が一般式(1-1)で表されるアゾ化合物の含有量100重量部に対して、1~1000重量部の範囲内であることが好ましく、5~800重量部の範囲内であることがより好ましい。
以上のように、本実施形態の偏光素子は、基材とアゾ化合物とを含む偏光素子において、前記アゾ化合物として遊離酸の形が一般式(1-1)で表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(1-2)で表されるアゾ化合物とを使用していることで、光学特性及び耐久性が向上する。
〔第2の実施形態に係る偏光素子〕
本発明の第2の実施形態に係る偏光素子は、基材と、遊離酸の形が前記一般式(2-1)で表されるアゾ化合物と、遊離酸の形が前記一般式(2-2)で表されるアゾ化合物と、遊離酸の形が前記一般式(2-3)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含んでいる。遊離酸の形が前記一般式(2-3)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体が、遊離酸の形が前記一般式(2-4)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体である場合、より高い偏光度を有する偏光素子を実現できる。遊離酸の形が前記一般式(2-2)で表されるアゾ化合物が、遊離酸の形が前記一般式(2-5)で表されるアゾ化合物である場合、より高い偏光度を有する偏光素子を実現できる。本実施形態の偏光素子は、遊離酸の形が前記一般式(2-1)及び(2-2)でそれぞれ表されるアゾ化合物並びに遊離酸の形が前記一般式(2-3)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体に加えて、遊離酸の形が前記一般式(10)で表されるアゾ化合物を含む場合、さらに高い偏光度を有する偏光素子を実現できる。遊離酸の形が前記一般式(2-1)、(2-2)、及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物、並びに遊離酸の形が前記一般式(2-3)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体は、前記基材に吸着していることが好ましい。
遊離酸の形が前記一般式(2-1)、(2-2)、(10)で表されるアゾ化合物は、前記一般式(2-1)、(2-2)、(10)で表される遊離酸の形で偏光素子に含まれていてもよく、前記一般式(2-1)、(2-2)、(10)で表されるアゾ化合物の塩の形で偏光素子に含まれていてもよい。遊離酸の形が前記一般式(2-3)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体は、前記一般式(2-3)で表される遊離酸の形で偏光素子に含まれていてもよく、前記一般式(2-3)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体の塩の形で偏光素子に含まれていてもよい。上記塩としては、例えば、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩;アルカリ土類金属塩;アンモニウム塩;アルキルアミン塩、アルカノールアミン塩などの有機塩等が挙げられる。上記塩は、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、又はアンモニウム塩であることが好ましく、リチウム塩又はナトリウム塩であることがより好ましく、ナトリウム塩であることがさらに好ましい。
本実施形態の偏光素子において色素として用いられるアゾ化合物は、一般的には、当該技術分野において公知のアゾ化合物の合成手段(例えば、非特許文献1の第626頁)に従い、公知のジアゾ化、カップリングを行うことにより合成することができる。アゾ化合物を溶液に溶解し、染色工程にて基材に含浸させて偏光素子を作製することができる。
まず、遊離酸の形が一般式(2-1)
Figure 0007005711000051
で表されるアゾ化合物について説明する。
前記一般式(2-1)において、Rr21~Rr26はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表すが、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基であることが好ましく、水素原子又はメチル基であることがより好ましい。
前記一般式(2-1)において、Xr21は、水素原子又はアミノ基を表すが、m2及びn2が0である場合には、Xr21がアミノ基であり、m2及びn2の少なくとも一方が1である場合には、偏光素子の偏光特性の向上のためにXr21がアミノ基であることが好ましい。
前記一般式(2-1)において、Ar21は、置換基を有するフェニル基、又は置換基を有するナフチル基を表す。フェニル基上の置換基は、スルホ基、カルボキシ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、ヒドロキシ基、スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ置換されたナフトトリアゾール基、ニトロ基、アミノ基、又は置換アミノ基であることが好ましい。ナフチル基上の置換基は、スルホ基、ヒドロキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基であることが好ましい。Ar21は、スルホ基又はカルボキシ基を1つ以上有するフェニル基又はナフチル基であることが好ましく、偏光素子の耐久性を向上させるためには、スルホ基又はカルボキシ基を2つ以上有するフェニル基又はナフチル基であることがより好ましい。偏光素子の偏光特性をより向上させるため、及び中性色の偏光素子を作製するためには、Ar21は、スルホ基又はカルボキシ基を有するフェニル基であることがさらに好ましい。
前記一般式(2-1)において、m2及びn2はそれぞれ独立に0又は1を示すが、良い偏光性能を得るには、m2及びn2の少なくとも一方が1であることが好ましく、m2及びn2の両方が1であることがより好ましい。
本出願書類において、置換アミノ基は、特に限定されないが、例えば炭素数1~4のアルキル基又はアシル基で置換されたアミノ基が含まれる。
遊離酸の形が前記一般式(2-1)で表されるアゾ化合物の合成方法としては、例えば、特開平9-302250号公報、特許第4662853号公報、特許第4162334号公報、国際公開第2012/108169号、国際公開第2012/108173号などに記載されている方法が挙げられるが、これらに限定されるものではない。遊離酸の形が前記一般式(2-1)で表されるアゾ化合物としては、例えば、C.I.ダイレクト・レッド117、C.I.ダイレクト・レッド127、国際公開第2005/075572号(特許第4662853号公報)に記載されている染料、特許第4162334号公報に記載されている染料、特許第4452237号公報に記載されているアゾ化合物、国際公開第2012/108169号の具体例(14)、(21)、(47)等のアゾ化合物、国際公開第2013/008735号に記載されている染料が挙げられる。
次に、遊離酸の形が一般式(2-1)で表されるアゾ化合物の具体例としては、前記の化合物例2~34が挙げられる。
次に、遊離酸の形が一般式(2-2)
Figure 0007005711000052
で表されるアゾ化合物について説明する。
前記一般式(2-2)中、Ab21は置換基を有するフェニル基、又は置換基を有するナフチル基を表し、Rb21~Rb26はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表し、Xb21は炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアミノ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、ヒドロキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアゾ基、又は炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいナフトトリアゾール基を表し、t2は0又は1を示す。
さらに、遊離酸の形が前記一般式(2-2)で表されるアゾ化合物が、遊離酸の形が下記一般式(2-5)
Figure 0007005711000053
で表されるアゾ化合物である場合、偏光素子の偏光性能がさらに向上する。なお、一般式(2-5)中、Ab21、Rb21~Rb26、及びt2は、前記一般式(2-2)に記載のものと同じ意味を表し、Xb22及びXb23はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、又は置換アミノ基を表す。
前記一般式(2-2)又は(2-5)において、Ab21が置換基を有するフェニル基である場合には、そのフェニル基が置換基としてスルホ基又はカルボニル基を少なくとも1つ有することが好ましく、そのフェニル基が置換基を2つ以上有する場合には、それらの置換基の少なくとも1つがスルホ基であり、他の置換基が、水素原子、スルホ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基、カルボキシ基、ニトロ基、アミノ基、又は置換アミノ基であることが好ましく、メトキシ基、エトキシ基、カルボキシ基、ニトロ基、又はアミノ基であることがより好ましい。また、スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、直鎖アルコキシ基が好ましく、スルホ基の置換位置は、アルコキシ基末端であることが好ましい。スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、3-スルホプロポキシ基又は4-スルホブトキシ基がより好ましく、3-スルホプロポキシ基が特に好ましい。置換基を有するフェニル基の置換基数は2であることが好ましい。特に限定されないが、1つの置換基を有するフェニル基としては、4-位(p-位)に置換基を有するフェニル基が好ましく、2つの置換基を有するフェニル基としては、2-位(o-位)及び4-位(p-位)に置換基を有するフェニル基がより好ましい。これによって、偏光素子の光学特性をより向上させることができる。
前記一般式(2-2)又は(2-5)において、Ab21が置換基を有するナフチル基である場合には、そのナフチル基が少なくとも1つのスルホ基を有することが好ましく、そのナフチル基が置換基を2つ以上有する場合には、それらの置換基の少なくとも1つがスルホ基であることが好ましい。少なくとも1つのスルホ基を有するナフチル基としては、2つ又は3つのスルホ基を有するナフチル基が好ましい。少なくとも1つのスルホ基を有するナフチル基が、スルホ基以外の置換基を有する場合、スルホ基以外の置換基は、ヒドロキシ基、カルボキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基であることが好ましい。
前記一般式(2-2)又は(2-5)において、Xb21は、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアミノ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、ヒドロキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアゾ基、又は炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいナフトトリアゾール基を表すが、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアミノ基であることが好ましい。
Xb21が炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有するフェニルアミノ基である場合、その置換基としては、メチル基、メトキシ基、アミノ基、置換アミノ基、又はスルホ基が好ましく、置換基の位置は、特に限定されないが、アミノ基に対してp-位であることが特に好ましい。Xb21が炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、ヒドロキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有するフェニルアゾ基である場合、その置換基としては、ヒドロキシ基、アミノ基、メチル基、又はメトキシ基が好ましく、ヒドロキシ基が特に好ましい。
前記一般式(2-5)において、Xb22及びXb23はそれぞれ独立に、水素原子、メチル基、メトキシ基、アミノ基、置換アミノ基、又はスルホ基であることが好ましい。Xb22及びXb23の位置は、特に限定されないが、両方が水素原子でない場合には、アミノ基に対して2-位(o-位)及び4-位(p-位)にあることが特に好ましく、一方が水素原子である場合には、もう一方が4-位(p-位)にあることが好ましい。
前記一般式(2-2)又は(2-5)において、Rb21~Rb26はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表すが、偏光素子の光学特性をさらに向上させるには、水素原子、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、3-スルホプロポキシ基又は4-スルホブトキシ基であることが好ましく、水素原子、メチル基、メトキシ基、又は3-スルホプロポキシ基であることが特に好ましい。また、スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、直鎖アルコキシ基が好ましく、スルホ基の置換位置は、アルコキシ基末端であることが好ましい。前記一般式(2-2)において、Rb21及びRb22の対、Rb23及びRb24の対、及びRb25及びRb26の対の各々について、少なくとも一方が水素原子でない場合、ベンゼン環上における水素原子でない少なくとも一方の位置は、2-位のみ、5-位のみ、2-位と6-位との組み合わせ、2-位と5-位との組み合わせ、又は3-位と5-位との組み合わせであることが好ましく、2-位のみ、5-位のみ、又は2-位と5-位との組み合わせであることが特に好ましい。
遊離酸の形が一般式(2-2)又は(2-5)で表されるアゾ化合物の合成方法としては、例えば、特開平3-12606号公報、特開平5-295281号公報、国際公開第2012/108169号、国際公開第2012/108173号などに記載されている方法が挙げられるが、これらに限定されるものではない。遊離酸の形が一般式(2-2)又は(2-5)で表されるアゾ化合物としては、例えば、特開平3-12606号公報(特許第2622748号公報)、特開平5-295281号公報、国際公開第2012/108169号、国際公開第2012/108173号、国際公開第2007/148757号等に記載されているアゾ化合物が例示される。
次に、遊離酸の形が一般式(2-2)又は(2-5)で表されるアゾ化合物の具体例を以下にあげる。なお、以下の化合物例では、スルホ基、カルボキシ基、及びヒドロキシ基を遊離酸の形で表しているが、スルホ基、カルボキシ基、及びヒドロキシ基は塩の形であってもよい。
Figure 0007005711000054
Figure 0007005711000055
Figure 0007005711000056
Figure 0007005711000057
Figure 0007005711000058
Figure 0007005711000059
Figure 0007005711000060
Figure 0007005711000061
Figure 0007005711000062
本実施形態の偏光素子において、遊離酸の形が一般式(2-2)で表されるアゾ化合物の含有量は、遊離酸の形が一般式(2-1)で表されるアゾ化合物の含有量100重量部に対して、10~5000重量部の範囲内であることが好ましく、30~3000重量部の範囲内であることがより好ましい。
次に、遊離酸の形が一般式(2-3)
Figure 0007005711000063
で表されるアゾ化合物又はその金属錯体について説明する。
前記一般式(2-3)中、Ag21はニトロ基又はアミノ基を表し、Rg21及びRg22はそれぞれ独立に、水素原子、ヒドロキシ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表し、Xg21は炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイル基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイルアミノ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアミノ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、ヒドロキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアゾ基、又は炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいナフトトリアゾール基を表す。
さらに、遊離酸の形が前記一般式(2-3)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体が、遊離酸の形が下記一般式(2-4)
Figure 0007005711000064
で表されるアゾ化合物又はその金属錯体である場合、偏光素子の偏光性能等の光学特性がさらに向上する。なお、一般式(2-4)中、Ag21、Rg22、及びXg21は、前記一般式(2-3)に記載のものと同じ意味を表す。
前記一般式(2-3)又は(2-4)において、Ag21はニトロ基又はアミノ基を表すが、Ag21がニトロ基である場合、さらに偏光素子の性能が向上するため好ましい。
前記一般式(2-3)又は(2-4)において、Xg21は炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイル基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイルアミノ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアミノ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、ヒドロキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアゾ基、又は炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいナフトトリアゾール基を表すが、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアミノ基であることが最も好ましい。
Xg21が炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有するナフトトリアゾール基である場合、その置換基は、スルホ基であることが好ましい。Xg21が炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアミノ基である場合、その置換基が、メチル基、メトキシ基、アミノ基、置換アミノ基、又はスルホ基を有するフェニルアミノ基であることが好ましく、その置換基の位置は、特に限定されないが、アミノ基に対してp-位であることが特に好ましい。Xg21がベンゾイル基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイル基、又は炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイルアミノ基である場合、その置換基が、アミノ基又は置換アミノ基であることが好ましく、アミノ基であることが特に好ましい。その置換基の位置は、特に限定されないが、ベンゾイル基又はベンゾイルアミノ基中のカルボニル基に対してp-位であることが特に好ましい。Xg21がヒドロキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアゾ基である場合、その置換基は、ヒドロキシ基、アミノ基、メチル基、又はメトキシ基であることが好ましい。
前記一般式(2-3)におけるRg21及び前記一般式(2-3)又は(2-4)におけるRg22はそれぞれ独立に、水素原子、ヒドロキシ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表すが、水素原子、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、3-スルホプロポキシ基、又は4-スルホブトキシ基であることが好ましく、水素原子、メチル基、メトキシ基、又は3-スルホプロポキシ基であることが特に好ましい。また、スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、直鎖アルコキシ基が好ましく、スルホ基の置換位置は、アルコキシ基末端であることが好ましい。
遊離酸の形が一般式(2-3)又は(2-4)で表されるアゾ化合物の金属錯体は、遊離酸の形が一般式(2-3)又は(2-4)で表されるアゾ化合物におけるナフタレン環に結合するヒドロキシ基とナフタレン環に最も近い側のベンゼン環に結合するメトキシ基等の酸素含有置換基Rg21とが一緒になって、-O-M-O-(Mは銅、ニッケル、亜鉛、及び鉄からなる群より選択される遷移金属を表す。)の結合を形成した化合物である。遊離酸の形が一般式(2-3)又は(2-4)で表されるアゾ化合物の金属錯体は、例えば、下記一般式
Figure 0007005711000065
(式中、Ag21、Rg22、及びXg21は、前記一般式(2-3)に記載のものと同じ意味を表し、Mは銅、ニッケル、亜鉛、及び鉄からなる群より選択される遷移金属を表す。)、及び
Figure 0007005711000066
(式中、Ag21、Rg22、及びXg21は、前記一般式(2-3)に記載のものと同じ意味を表し、Mは銅、ニッケル、亜鉛、及び鉄からなる群より選択される遷移金属を表す。)
でそれぞれ表される。Mは、銅であるのが好ましい。
遊離酸の形が一般式(2-3)又は(2-4)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体やその合成方法としては、例えば、特公平2-61988号公報、特開2013-57909号公報などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。遊離酸の形が一般式(2-3)又は(2-4)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体としては、例えば、特公平2-61988号公報に記載のアゾ化合物、特開2013-57909号公報に記載のアゾ化合物、国際公開第2012/108169号公報の具体例(8)、(9)、(10)などのアゾ化合物が例示される。
次に、遊離酸の形が一般式(2-3)又は(2-4)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体の具体例を以下にあげる。なお、以下の化合物例では、スルホ基及びヒドロキシ基を遊離酸の形で表しているが、スルホ基及びヒドロキシ基は塩の形であってもよい。
Figure 0007005711000067
Figure 0007005711000068
Figure 0007005711000069
Figure 0007005711000070
本実施形態の偏光素子において、遊離酸の形が一般式(2-3)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体の含有量は、遊離酸の形が一般式(2-1)で表されるアゾ化合物の含有量100重量部に対して、10~2500重量部の範囲内であることが好ましく、20~1500重量部の範囲内であることがより好ましい。
以上のような遊離酸の形が一般式(2-1)で表されるアゾ化合物と、遊離酸の形が一般式(2-2)又は(2-5)で表されるアゾ化合物と、遊離酸の形が一般式(2-3)又は(2-4)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む偏光素子は、偏光特性が良好であるが、遊離酸の形が前記一般式(10)で表されるアゾ化合物をさらに含むことがより好ましい。これにより、偏光素子の偏光特性がさらに向上する。
遊離酸の形が一般式(10)
Figure 0007005711000071
で表されるアゾ化合物は、先に説明した通りである。
本実施形態の偏光素子において、遊離酸の形が一般式(10)で表されるアゾ化合物の含有量は、遊離酸の形が一般式(2-1)で表されるアゾ化合物の含有量100重量部にして、1~1000重量部の範囲内であることが好ましく、5~800重量部の範囲内であることがより好ましい。
以上のように、本実施形態の偏光素子は、基材とアゾ化合物とを含む偏光素子において、前記アゾ化合物として、遊離酸の形が一般式(2-1)で表されるアゾ化合物と、遊離酸の形が一般式(2-2)で表されるアゾ化合物と、遊離酸の形が一般式(2-3)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを使用していることで、光学特性及び耐久性が向上する。
〔第3の実施形態に係る偏光素子〕
本発明の第3の実施形態に係る偏光素子は、基材と、遊離酸の形が前記一般式(3-1)で表されるアゾ化合物又はその銅化物とを含むことが特徴であり、そのアゾ化合物を用いることで特定の波長での性能、特に600nm以上の波長において二色比又は偏光度を向上させることができる。また、本実施形態の偏光素子は、さらに他の種類のアゾ化合物を含んでもよく、さらに他の種類のアゾ化合物を含む場合、特定の波長だけでなく視感度に換算しても偏光性能を向上させることができる。前記他の種類のアゾ化合物は、遊離酸の形が前記一般式(3-3)で表されるアゾ化合物を含むことが好ましい。これにより、さらに視感度として高い偏光度を有する偏光素子を実現できる。前記他の種類のアゾ化合物は、遊離酸の形が前記一般式(3-3)で表されるアゾ化合物に加えて、遊離酸の形が前記一般式(10)で表されるアゾ化合物を含むことが好ましい。これにより、さらに視感度として高い偏光度を有する偏光素子を実現できる。遊離酸の形が前記一般式(3-1)で表されるアゾ化合物又はその銅化物、並びに遊離酸の形が前記一般式(3-3)及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物は、前記基材に吸着していることが最も好ましい。
遊離酸の形が前記一般式(3-1)で表されるアゾ化合物又はその銅化物は、前記一般式(3-1)で表される遊離酸の形で偏光素子に含まれていてもよく、前記一般式(3-1)で表されるアゾ化合物又はその銅化物の塩の形で偏光素子に含まれていてもよい。遊離酸の形が前記一般式(3-3)、(10)で表されるアゾ化合物は、前記一般式(3-3)、(10)で表される遊離酸の形で偏光素子に含まれていてもよく、前記一般式(3-3)、(10)で表されるアゾ化合物の塩の形で偏光素子に含まれていてもよい。上記塩としては、例えば、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩;アルカリ土類金属塩;アンモニウム塩;アルキルアミン塩、アルカノールアミン塩などの有機塩等が挙げられる。上記塩は、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、又はアンモニウム塩であることが好ましく、リチウム塩又はナトリウム塩であることがより好ましく、ナトリウム塩であることがさらに好ましい。
本実施形態の偏光素子において色素として用いられるアゾ化合物は、一般的には、当該技術分野において公知のアゾ染料の合成手段(例えば、非特許文献1の第626頁)に従い、公知のジアゾ化、カップリングを行うことにより製造することができる。アゾ化合物を溶液に溶解し、染色工程にて基材に含浸させて偏光素子を作製することができる。
まず、遊離酸の形が一般式(3-1)
Figure 0007005711000072
で表されるアゾ化合物又はその銅化物について説明する。
前記一般式(3-1)中、Ab31は置換基を有するフェニル基又は置換基を有するナフチル基を表し、Xb31及びXb32はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、アミノ基、又は置換アミノ基を表す。
さらに、遊離酸の形が前記一般式(3-1)で表されるアゾ化合物又はその銅化物が、遊離酸の形が下記一般式(3-2)
Figure 0007005711000073
で表されるアゾ化合物又はその銅化物である場合、偏光素子の偏光性能はさらに向上する。一般式(3-2)中、Ab31、Xb31、及びXb32は、一般式(3-1)に記載のものと同じ意味を表す。本実施形態の偏光素子は、遊離酸の形が一般式(3-1)又は(3-2)で表されるアゾ化合物又はその銅化物として、遊離酸の形が一般式(3-1)又は(3-2)で表され銅原子を含まないアゾ化合物を含むことが、より好ましい。
前記一般式(3-1)又は(3-2)において、Ab31が置換基を有するフェニル基である場合、フェニル基が置換基としてスルホ基又はカルボキシ基を少なくとも1つ有することが好ましく、フェニル基が置換基を2つ以上有する場合は、それらの置換基の少なくとも1つがスルホ基又はカルボキシ基であり、他の置換基が、スルホ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基、カルボキシ基、ニトロ基、アミノ基、又は置換アミノ基であることが好ましく、フェニル基上の置換基は、スルホ基、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、カルボキシ基、ニトロ基、又はアミノ基であることがより好ましく、スルホ基、カルボキシ基、又はメトキシ基であることがさらに好ましい。また、スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、スルホ基を有する炭素数1~4の直鎖アルコキシ基が好ましく、スルホ基の置換位置は、アルコキシ基末端であることが好ましい。スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基は、3-スルホプロポキシ基又は4-スルホブトキシ基であることがより好ましく、3-スルホプロポキシ基であることが特に好ましい。フェニル基又はナフチル基上の置換基数は2が好ましい。フェニル基上の置換基数が2である場合、フェニル基上の置換位置は、特に限定されないが、2-位と4-位との組み合わせであることが好ましい。
前記一般式(3-1)又は(3-2)において、Ab31が置換基を有するナフチル基である場合、ナフチル基が置換基としてスルホ基を少なくとも1つ有することが好ましく、フェニル基が置換基を2つ以上有する場合は、それらの置換基の少なくとも1つがスルホ基であり、他の置換基が、スルホ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基であることが好ましい。また、スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、直鎖アルコキシ基が好ましく、スルホ基の置換位置は、アルコキシ基末端であることが好ましい。スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基は、3-スルホプロポキシ基又は4-スルホブトキシ基であることがより好ましく、3-スルホプロポキシ基であることが特に好ましい。ナフチル基上におけるスルホ基の置換基数が2である場合、スルホ基の置換位置は、4-位と8-位との組み合わせ、又は6-位と8-位との組み合わせであることが好ましく、6-位と8-位との組み合わせであることが特に好ましい。ナフチル基上におけるスルホ基の置換基数が3である場合、スルホ基の置換位置は、1-位と3-位と6-位との組み合わせであることが特に好ましい。
前記一般式(3-1)又は(3-2)において、Xb31及びXb32はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、アミノ基、又は置換アミノ基を表すが、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、又はアミノ基であることが好ましく、水素原子又はメトキシ基であることがより好ましい。Xb31及びXb32の置換位置は、特に限定されないが、Xb31及びXb32の一方が水素原子であり、他方が水素原子でない場合、水素原子でない他方の置換位置がアミノ基に対してp-位であることが特に好ましい。
遊離酸の形が一般式(3-1)又は(3-2)で表されるアゾ化合物又はその銅化物の製造方法を以下に説明する。前記一般式(3-1)又は(3-2)で表されるアゾ化合物又はその銅化物は、公知の製造方法と同様の製造方法で製造することができるため、前記一般式(3-1)又は(3-2)で表されるアゾ化合物又はその銅化物の製造方法は、ここに記述された方法に限定されるものではない。例えば、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、前記一般式(3-1)又は(3-2)で表されるアゾ化合物又はその銅化物を容易に製造できる。
遊離酸の形が一般式(3-1)又は(3-2)で表されるアゾ化合物又はその銅化物は、以下のようにして製造できる。まず、下記一般式(21)
Figure 0007005711000074
(式中、Ab31は、前記一般式(3-1)及び(3-2)に記載のものと同じ意味を表す。)
で表されるモノアゾアミノ化合物を得る。
前記一般式(21)で表されるモノアゾアミノ化合物は、Ab31がスルホ基又はカルボキシ基を少なくとも1つ有するフェニル基である場合、下記一般式(22)
Figure 0007005711000075
(式中、Rb31及びRb32は、一方が、スルホ基又はカルボキシ基を表し、他方が、スルホ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基、カルボキシ基、ニトロ基、アミノ基、又は置換アミノ基を表す。)
で表される芳香族アミン類を公知の方法によりスルホアルキル化して得られるスルホアルコキシアニリン酸類をジアゾ化し、下記一般式(23)
Figure 0007005711000076
で表されるアニリン類と1次カップリングさせることによって得られる。
前記一般式(22)で表されるモノアゾアミノ化合物は、Ab31がスルホ基を少なくとも1つ有するナフチル基である場合、下記一般式(24)
Figure 0007005711000077
(式中、Rb33は、水素原子、スルホ基、カルボキシ基、ヒドロキシ基、トシレート化されたヒドロキシ基、アミノ基、置換アミノ基、ニトロ基、置換アミド基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表し、pは1~3の整数を示す。)
で表されるナフチルアミンスルホン酸類、又はアミノナフトールスルホン酸類を公知の方法によりスルホアルキル化して得られるスルホアルコキシナフチルアミンスルホン酸類をジアゾ化し、前記一般式(23)で表されるアニリン類と一次カップリングさせることによって得られる。
次いで、前記一般式(21)で表されるモノアゾアミノ化合物をジアゾ化し、下記一般式(25)
Figure 0007005711000078
で表されるアニリン類と2次カップリングさせ、下記一般式(26)
Figure 0007005711000079
(式中、Ab31は、一般式(3-1)及び(3-2)に記載のものと同じ意味を表す。)で表されるジスアゾアミノ化合物を得る。
1次カップリング成分(1次カップラー)である一般式(23)で表されるアニリン類、及び2次カップリング成分(2次カップラー)である一般式(25)で表されるアニリン類における2つのメトキシ基の置換位置の組み合わせは、それぞれ独立に2-位と6-位との組み合わせ、2-位と5-位との組み合わせ、又は3-位と5-位との組み合わせであることが好ましく、一般式(3-2)のように2-位と5-位との組み合わせであることが特に好ましい。
次いで、この一般式(26)で表されるジスアゾアミノ化合物を公知の方法でジアゾ化し、下記一般式(27)
Figure 0007005711000080
(式中、Xb31及びXb32は、一般式(3-1)及び(3-2)に記載のものと同じ意味を表す。)
で表されるナフトール類と3次カップリングさせることにより、遊離酸の形が一般式(3-1)又は(3-2)で表されるアゾ化合物又はその銅化物が得られる。
上記製造方法において、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懸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、又はジアゾ成分の中性若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、ジアゾ化物と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(ジアゾ化物の水溶液又は懸濁液)とを混合し、温度が-10~40℃でpH2~7の酸性条件で行われる。
カップリングにより得られたモノアゾ化合物、ジスアゾ化合物、及びトリスアゾ化合物はそのままで、あるいは酸析や塩析により析出させた後で、濾過して取り出すか、溶液又はけん濁液のまま次の工程へ進むこともできる。ジアゾニウム塩が難溶性で懸濁液となっている場合は、濾過し、プレスケーキとして次のカップリング工程で使うこともできる。
一般式(26)で表されるジスアゾアミノ化合物のジアゾ化物と、一般式(27)で表されるナフトール類との3次カップリング反応は、温度が-10~40℃でpH7~10の中性からアルカリ性の条件で行われる。反応終了後、塩析により析出させ濾過して取り出す。また、精製が必要な場合には、塩析を繰り返すか、又は有機溶媒を使用して水中から析出させればよい。精製に使用する有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール等のアルコール類、アセトン等のケトン類等の水溶性有機溶媒があげられる。
Ab31が置換基を有するフェニル基である場合における遊離酸の形が一般式(3-1)で表されるアゾ化合物又はその銅化物を合成するための出発原料(原料化合物)である、一般式(22)で表される芳香族アミン類のRb31及びRb32としては、水素原子、スルホ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基、カルボキシ基、ニトロ基、アミノ基、アセチルアミノ基等が挙げられるが、水素原子、スルホ基、カルボキシ基、炭素数1~4のアルキル基、又は炭素数1~4のアルコキシ基であることが好ましく、Rb31及びRb32の少なくとも一方がスルホ基であることがより好ましく、置換基数が2であることがさらに好ましい。スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基は、スルホ基を有する炭素数1~4の直鎖アルコキシ基であることが好ましく、炭素数1~4のアルコキシ基上におけるスルホ基の置換位置は、アルコキシ基末端であることが好ましい。スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基は、3-スルホプロポキシ基又は4-スルホブトキシ基であることが特に好ましい。
前記一般式(22)で表される芳香族アミン類としては、例えば、4-アミノベンゼンスルホン酸、3-アミノベンゼンスルホン酸、2-アミノベンゼンスルホン酸、4-アミノ安息香酸、2-アミノ-5-メチルベンゼンスルホン酸、2-アミノ-5-メトキシベンゼンスルホン酸、4-アミノ-2-メチルベンゼンスルホン酸、3-アミノ-4-メトキシベンゼンスルホン酸、2-アミノ-4-スルホ安息香酸、2-アミノ-5-スルホ安息香酸等、5-アミノイソフタル酸、2-アミノ-5-ニトロベンゼンスルホン酸、5-アセトアミド-2-アミノベンゼンスルホン酸、2-アミノ-5-(3-スルホプロポキシ)ベンゼンスルホン酸、4-アミノベンゼン-1,3-ジスルホン酸、2-アミノベンゼン-1,4-ジスルホン酸等が挙げられるが、4-アミノベンゼンスルホン酸、2-アミノ-5-メトキシベンゼンスルホン酸、4-アミノ-2-メチルベンゼンスルホン酸、又は4-アミノベンゼン-1,3-ジスルホン酸が特に好ましい。また、前記一般式(23)で表される芳香族アミン類は、フェニル基上の置換基としてナフトトリアゾール基を有していてもよい。ナフトトリアゾール基としては、6,8-ジスルホナフトトリアゾール基、7,9-ジスルホナフトトリアゾール基、7-スルホナフトトリアゾール基、5-スルホナフトトリアゾール基等が挙げられる。この場合、ベンゼン環上におけるナフトトリアゾール基の置換位置は、アミノ基に対してp-位であることが特に好ましい。
Ab31が置換基を有するナフチル基である場合における遊離酸の形が一般式(3-1)で表されるアゾ化合物又はその銅化物を合成するための出発原料(原料化合物)である、前記一般式(24)で表されるナフチルアミンスルホン酸類のRb33は、水素原子、スルホ基、カルボキシ基、ヒドロキシ基、トシレート化されたヒドロキシ基、アミノ基、置換アミノ基、ニトロ基、置換アミド基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表すが、水素原子、スルホ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基であることが好ましい。スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基は、スルホ基を有する炭素数1~4の直鎖アルコキシ基であることが好ましい。炭素数1~4のアルコキシ基上におけるスルホ基の置換位置は、アルコキシ基末端であることが好ましい。スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基は、3-スルホプロポキシ基又は4-スルホブトキシ基であることが特に好ましい。前記一般式(24)で表されるナフチルアミンスルホン酸類におけるスルホ基の置換位置はナフタレン環のいずれのベンゼン核上であってもよいが、スルホ基の数pが1である場合には、スルホ基の置換位置が1-位、3-位、及び6-位のいずれかであることが好ましく、スルホ基の数pが2又は3である場合には、スルホ基の置換位置の組み合わせが1-位、3-位、6-位、及び7-位からなる群より選択される2つ又は3つの組み合わせであることが好ましい。
前記一般式(24)で表されるナフチルアミンスルホン酸類としては、例えば、2-アミノナフタレン-1-スルホン酸、8-アミノナフタレン-1-スルホン酸、5-アミノナフタレン-1-スルホン酸、5-アミノナフタレン-2-スルホン酸、8-アミノナフタレン-2-スルホン酸、3-アミノナフタレン-1-スルホン酸、6-アミノナフタレン-2-スルホン酸、4-アミノナフタレン-1-スルホン酸、7-アミノナフタレン-1,3-ジスルホン酸、6-アミノナフタレン-1,3-ジスルホン酸、3-アミノ-7-ニトロナフタレン-1,5-ジスルホン酸、4-アミノナフタレン-1,6-ジスルホン酸、4-アミノナフタレン-1,5-ジスルホン酸、5-アミノナフタレン-1,3-ジスルホン酸、3-アミノナフタレン-1,5-ジスルホン酸、2-アミノナフタレン-1,5-ジスルホン酸、4-アミノナフタレン-1,6-ジスルホン酸、7-アミノナフタレン-1,3,6-トリスルホン酸、7-アミノナフタレン-1,3,5-トリスルホン酸、8-アミノナフタレン-1,3,6-トリスルホン酸、5-アミノナフタレン-1,3,6-トリスルホン酸、7-アミノ-3-(3-スルホプロポキシ)ナフタレン-1-スルホン酸、7-アミノ-3-(4-スルホブトキシ)ナフタレン-1-スルホン酸、7-アミノ-4-(3-スルホプロポキシ)ナフタレン-2-スルホン酸、7-アミノ-4-(4-スルホブトキシ)ナフタレン-2-スルホン酸、6-アミノ-4-(3-スルホプロポキシ)ナフタレン-2-スルホン酸、6-アミノ-4-(4-スルホブトキシ)ナフタレン-2-スルホン酸、2-アミノ-5-(3-スルホプロポキシ)ナフタレン-,7-ジスルホン酸、6-アミノ-4-(3-スルホプロポキシ)ナフタレン-2,7-ジスルホン酸、又は7-アミノ-3-(3-スルホプロポキシ)ナフタレン-1,5-ジスルホン酸などが挙げられるが、7-アミノナフタレン-1,3-ジスルホン酸、6-アミノナフタレン-1,3-ジスルホン酸、7-アミノナフタレン-1,3,6-トリスルホン酸、7-アミノ-4-(3-スルホプロポキシ)ナフタレン-2-スルホン酸、6-アミノ-4-(3-スルホプロポキシ)ナフタレン-2-スルホン酸が好ましく、7-アミノナフタレン-1,3-ジスルホン酸、7-アミノナフタレン-1,3,6-トリスルホン酸、7-アミノ-4-(3-スルホプロポキシ)ナフタレン-2-スルホン酸が特に好ましい。
1次カップリング成分又は2次カップリング成分である前記一般式(23)又は一般式(25)で表されるメトキシ基を有するアニリン類としては、例えば、2,5-ジメトキシアニリン、3,5-ジメトキシアニリン、2,6-ジメトキシアニリンが挙げられるが、2,5-ジメトキシアニリンが好ましい。
3次カップリング成分である前記一般式(27)で表されるナフトール類のXb31及びXb32は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、アミノ基、又は置換アミノ基を表すが、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、又は炭素数1~4のアルコキシ基であることが好ましく、水素原子又はメトキシ基であることがより好ましい。Xb31及びXb32の置換位置は、特に限定されないが、Xb31及びXb32の一方が水素原子であり、他方が水素原子でない場合、水素原子でない他方の置換位置がアミノ基に対してp-位であることが特に好ましい。
遊離酸の形が一般式(3-1)で表されるアゾ化合物又はその銅化物等のようなアゾ化合物をカップリング反応により得る場合、カップリング反応後、鉱酸の添加によりアゾ化合物を遊離酸の形で単離することができ、水又は酸性化した水による洗浄により単離物から無機塩を除去することができる。次に、このようにして得られる低い塩含有率を有する遊離酸の形のアゾ化合物(酸型アゾ化合物)等のような遊離酸の形のアゾ化合物は、水性媒体中で所望の無機又は有機の塩基により中和することで対応する塩の溶液とすることができる。あるいは、カップリング反応後の塩析時に、例えば塩化ナトリウムなどを用いてナトリウム塩とすることもでき、例えば塩化カリウムを用いてカリウム塩とすることもでき、このようにして所望の塩とすることができる。遊離酸の形が一般式(3-1)で表されるアゾ化合物の銅化物(銅錯塩化合物)は、遊離酸の形が一般式(3-1)で表されるアゾ化合物を硫酸銅等で処理することにより得ることができる。
遊離酸の形が一般式(3-1)又は(3-2)で表されるアゾ化合物又はその銅化物の具体例を以下にあげる。なお、以下の化合物例では、スルホ基及びカルボキシ基を遊離酸の形で表しているが、スルホ基やカルボキシ基は塩の形であってもよい。
Figure 0007005711000081
Figure 0007005711000082
Figure 0007005711000083
次に、遊離酸の形が一般式(3-3)
Figure 0007005711000084
で表されるアゾ化合物について説明する。
前記一般式(3-3)において、Rr31~Rr36はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、又は炭素数1~4のアルコキシ基を表すが、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基であることが好ましく、水素原子又はメチル基であることがより好ましい。Xr31は、水素原子又はアミノ基を表すが、偏光素子の偏光特性の向上のためにはアミノ基であることが好ましい。前記一般式(3-3)において、Ar31は、置換基を有するフェニル基又は置換基を有するナフチル基を表す。フェニル基上の置換基は、スルホ基、カルボキシ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、ヒドロキシ基、スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ置換されたナフトトリアゾール基、ニトロ基、アミノ基、又は置換アミノ基であることが好ましい。ナフチル基上の置換基は、スルホ基、ヒドロキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基であることが好ましい。Ar31は、スルホ基又はカルボキシ基を1つ以上有するフェニル基又はナフチル基であることが好ましく、偏光素子の耐久性を向上させるためには、スルホ基又はカルボキシ基を2つ以上有するフェニル基又はナフチル基であることがより好ましい。偏光素子の偏光特性をより向上させるため、及び中性色の偏光素子を作製するためには、Ar31は、スルホ基又はカルボキシ基を有するフェニル基であることがさらに好ましい。前記一般式(3-3)において、m3及びn3はそれぞれ独立に0又は1を示すが、良い偏光性能を得るには、m3及びn3の少なくとも一方が1であることが好ましく、m3及びn3の両方が1であることが好ましい。
本出願書類において、置換アミノ基は、特に限定されないが、例えば炭素数1~4のアルキル基又はアシル基で置換されたアミノ基が含まれる。
遊離酸の形が一般式(3-3)で表されるアゾ化合物の合成方法としては、例えば、特開平9-302250号公報、特許第4662853号公報、特許第4162334号公報、国際公開第2012/108169号、国際公開第2012/108173号などに記載されている方法が挙げられるが、これらに限定されるものではない。遊離酸の形が一般式(3-3)で表されるアゾ化合物としては、例えば、C.I.ダイレクト・レッド81、C.I.ダイレクト・レッド117、C.I.ダイレクト・レッド127、特許第4662853号公報に記載されている染料、特許第4162334号公報に記載されている染料、国際公開第2013/008735号に記載されている染料などを用いることができるが、これらに限定されるものではない。
次に、遊離酸の形が一般式(3-3)で表されるアゾ化合物の具体例としては、前記の化合物例1~34、及び以下の化合物例が挙げられる。なお、以下の化合物例では、スルホ基及びヒドロキシ基を遊離酸の形で表しているが、スルホ基及びヒドロキシ基は塩の形であってもよい。
Figure 0007005711000085
本実施形態の偏光素子において、遊離酸の形が一般式(3-3)で表されるアゾ化合物の含有量は、遊離酸の形が一般式(3-1)で表されるアゾ化合物又はその銅化物の含有量100重量部に対して、10~6000重量部の範囲内であることが好ましく、20~5000重量部の範囲内であることがより好ましい。
遊離酸の形が一般式(10)
Figure 0007005711000086
で表されるアゾ化合物は、先に説明した通りである。
本実施形態の偏光素子において、遊離酸の形が一般式(10)で表されるアゾ化合物の含有量は、遊離酸の形が一般式(3-1)で表されるアゾ化合物又はその銅化物の含有量100重量部に対して、10~1000重量部の範囲内であることが好ましく、20~500重量部の範囲内であることがより好ましい。
以上のように、本実施形態の偏光素子は、基材とアゾ化合物とを含む偏光素子において、前記アゾ化合物として遊離酸の形が一般式(3-1)で表されるアゾ化合物又はその銅化物を少なくとも一種使用していることで、光学特性及び耐久性が向上する。
〔第4の実施形態に係る偏光素子〕
本発明の第4の実施形態に係る偏光素子は、基材と、前記一般式(2-1)で表されるアゾ化合物又はその塩と、前記一般式(4-2)で表されるアゾ化合物又はその塩とを含んでいる。本実施形態の偏光素子は、前記一般式(2-1)及び(4-2)でそれぞれ表されるアゾ化合物又はその塩に加えて、前記一般式(10)で表されるアゾ化合物又はその塩を含むことが好ましい。これにより、さらに高い偏光度を有する偏光素子を実現できる。前記一般式(2-1)、(4-2)、(10)で表されるアゾ化合物又はその塩は、前記基材に吸着していることが好ましい。
一般式(2-1)、(4-2)、(10)で表されるアゾ化合物又はその塩は、一般式(2-1)、(4-2)、(10)で表される遊離酸の形で偏光素子に含まれていてもよく、一般式(2-1)、(4-2)、(10)で表されるアゾ化合物の塩の形で偏光素子に含まれていてもよい。上記塩は、リチウム塩、ナトリウム塩、及びカリウム塩などのアルカリ金属塩であってもよく、アンモニウム塩やアルキルアミン塩などの有機塩であってもよい。上記塩は、好ましくはリチウム塩又はナトリウム塩であり、より好ましくはナトリウム塩である。
本実施形態の偏光素子において色素として用いられるアゾ化合物は、一般的には、当該技術分野において公知のアゾ染料の合成手段(例えば、非特許文献1の第626頁)に従い、公知のジアゾ化、カップリングを行うことにより製造することができる。アゾ化合物を溶液に溶解し、染色工程にて基材に含浸させて偏光素子を作製することができる。
一般式(2-1)
Figure 0007005711000087
(式中、Ar21は置換基を有するフェニル基、又は置換基を有するナフチル基を表し、Rr21~Rr26はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表し、Xr21は水素原子又はアミノ基を表し、m2及びn2はそれぞれ独立に、0又は1を示し、m2及びn2が0の場合にはXr21はアミノ基を表す。)
で表されるアゾ化合物又はその塩は、遊離酸の形が一般式(2-1)で表されるアゾ化合物として先に説明した通りである。
次に、一般式(4-2)
Figure 0007005711000088
で表されるアゾ化合物又はその塩について説明する。
前記一般式(4-2)において、Ab41は置換基を有するフェニル基、又は置換基を有するナフチル基を表し、Rb41は水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表し、Xb41は置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよいベンゾイル基、又は置換基を有していてもよいフェニルアゾ基を表す。
さらに、前記一般式(4-2)で表されるアゾ化合物又はその塩が、下記一般式(4-3)
Figure 0007005711000089
で表されるアゾ化合物又はその塩である場合、偏光素子の偏光性能をさらに向上させることができる。なお、前記一般式(4-3)中、Ab41、Rb41、及びXb41は、前記一般式(4-2)に記載のものと同じ意味を表す。
前記一般式(4-2)又は一般式(4-3)において、Ab41が置換基を有するフェニル基である場合、フェニル基が置換基としてスルホ基又はカルボニル基を少なくとも1つ有することが好ましく、フェニル基が置換基を2つ以上有する場合は、それらの置換基の少なくとも1つがスルホ基又はカルボニル基であり、他の置換基が、スルホ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基、カルボキシ基、ニトロ基、アミノ基、又は置換アミノ基であることが好ましく、フェニル基上の置換基は、スルホ基、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、カルボキシ基、ニトロ基、又はアミノ基であることがより好ましく、スルホ基、炭素数1~4のアルキル基、又は炭素数1~4のアルコキシ基であることがさらに好ましい。また、スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、直鎖アルコキシ基が好ましく、スルホ基の置換位置は、アルコキシ基末端であることが好ましい。スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基は、3-スルホプロポキシ基又は4-スルホブトキシ基であることがより好ましく、3-スルホプロポキシ基であることが特に好ましい。フェニル基又はナフチル基上の置換基数は2が好ましく、フェニル基上の置換位置は、特に限定されないが、2-位と4-位との組み合わせであることが好ましい。
前記一般式(4-2)又は一般式(4-3)において、Xb41は、置換基を有していてもよいアミノ基(フェニル基及びベンゾイル基以外の置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよいフェニルアミノ基、又は置換基を有していてもよいベンゾイルアミノ基)、置換基を有していてもよいベンゾイル基、又は置換基を有していてもよいフェニルアゾ基を表すが、置換基を有していてもよいフェニルアミノ基であることがより好ましい。Xb41が、フェニル基及びベンゾイル基以外の置換基を有するアミノ基、置換基を有するフェニルアミノ基、置換基を有するベンゾイル基、置換基を有するベンゾイルアミノ基、又は置換基を有するフェニルアゾ基である場合、その置換基は、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、アミノ基、又は置換アミノ基であることが好ましい。Xb41がフェニル基及びベンゾイル基以外の置換基を有するアミノ基である場合、その置換基は、メチル基、メトキシ基、アミノ基、置換アミノ基、又はスルホ基であることが好ましい。Xb41は、置換基を有していてもよいフェニルアミノ基である場合、メチル基、メトキシ基、アミノ基、置換アミノ基、及びスルホ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアミノ基であることが好ましく、その置換基の位置は、特に限定されないが、アミノ基に対してp-位であることが特に好ましい。Xb41は、置換基を有していてもよいベンゾイル基又はベンゾイルアミノ基である場合、アミノ基、置換アミノ基、及びヒドロキシ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイル基、又はアミノ基、置換アミノ基、及びヒドロキシ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイルアミノ基であることが好ましく、アミノ基を有するベンゾイル基又はアミノ基を有するベンゾイルアミノ基であることが特に好ましく、その置換基の位置は、特に限定されないが、カルボニル基に対してp-位であることが特に好ましい。Xb41は、置換基を有していてもよいフェニルアゾ基である場合、ヒドロキシ基、アミノ基、メチル基、メトキシ基、及びカルボキシ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアゾ基であることが好ましく、ヒドロキシ基を有するフェニルアゾ基であることが特に好ましい。
本実施形態の偏光素子の光学特性をさらに向上させるには、一般式(4-2)又は一般式(4-3)で表されるアゾ化合物又はその塩において、Rb41がメトキシ基であることが好ましい。
前記一般式(4-2)又は(4-3)で表されるアゾ化合物又はその塩は、例えば、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や、特公昭64-5623号公報などに記載されている公知のジアゾ化、カップリング、及び硫酸銅を用いた銅錯塩化を行う製法により、容易に製造できる。前記一般式(4-2)で表されるアゾ化合物又はその塩の製法は、その他、多くの公知の方法で実現できるため、上述した方法に限定されるものではない。
次に、一般式(4-2)又は(4-3)で表されるアゾ化合物又はその塩の具体例を以下にあげる。なお、以下の化合物例では、スルホ基及びヒドロキシル基を遊離酸の形で表しているが、スルホ基及びヒドロキシル基は塩の形であってもよい。
Figure 0007005711000090
Figure 0007005711000091
Figure 0007005711000092
本実施形態の偏光素子において、前記一般式(4-2)で表されるアゾ化合物又はその塩の含有量は、一般式(2-1)で表されるアゾ化合物又はその塩の含有量100重量部に対して、1~3000重量部の範囲内であることが好ましく、10~2000重量部の範囲内であることがより好ましい。
遊離酸の形が一般式(10)
Figure 0007005711000093
で表されるアゾ化合物は、先に説明した通りである。
本実施形態の偏光素子において、前記一般式(10)で表されるアゾ化合物又はその塩の含有量は、一般式(2-1)で表されるアゾ化合物又はその塩の含有量100重量部に対して、1~1000重量部の範囲内であることが好ましく、10~500重量部の範囲内であることがより好ましい。
以上のように、本実施形態の偏光素子は、基材とアゾ化合物とを含む偏光素子において、前記アゾ化合物として前記一般式(2-1)で表されるアゾ化合物又はその塩と前記一般式(4-2)で表されるアゾ化合物又はその塩とを使用していることで、光学特性及び耐久性が向上する。
〔第5の実施形態に係る偏光素子〕
本発明の第5の実施形態に係る偏光素子は、基材と、遊離酸の形が前記一般式(5-1)で表されるアゾ化合物と、遊離酸の形が前記一般式(5-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含んでいる。本発明の偏光素子は、遊離酸の形が前記一般式(5-1)で表されるアゾ化合物及び遊離酸の形が前記一般式(5-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体に加えて、遊離酸の形が前記一般式(10)で表されるアゾ化合物を含むことが好ましい。これにより、さらに高い偏光度を有する偏光素子を実現できる。遊離酸の形が前記一般式(5-1)及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物、並びに遊離酸の形が前記一般式(5-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体は、前記基材に吸着していることが好ましい。
遊離酸の形が前記一般式(5-1)、(10)で表されるアゾ化合物は、前記一般式(5-1)、(10)で表される遊離酸の形で偏光素子に含まれていてもよく、前記一般式(5-1)、(10)で表されるアゾ化合物の塩の形で偏光素子に含まれていてもよい。遊離酸の形が前記一般式(5-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体は、前記一般式(5-2)で表される遊離酸の形で偏光素子に含まれていてもよく、前記一般式(5-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体の塩の形で偏光素子に含まれていてもよい。上記塩としては、例えば、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩;アルカリ土類金属塩;アンモニウム塩;アルキルアミン塩、アルカノールアミン塩などの有機塩等が挙げられる。上記塩は、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、又はアンモニウム塩であることが好ましく、リチウム塩又はナトリウム塩であることがより好ましく、ナトリウム塩であることがさらに好ましい。
本実施形態の偏光素子において色素として用いられるアゾ化合物は、一般的には、当該技術分野において公知のアゾ染料の合成手段(例えば、非特許文献1の第626頁)に従い、公知のジアゾ化、カップリングを行うことにより製造することができる。アゾ化合物を溶液に溶解し、染色工程にて基材に含浸させて偏光素子を作製することができる。
まず、遊離酸の形が一般式(5-1)
Figure 0007005711000094
で表されるアゾ化合物について説明する。
一般式(5-1)において、Rr51~Rr54はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表し、Rr55及びRr56はそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を表す。Rr51~Rr54はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、又はメトキシ基であることが好ましく、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基であることがより好ましく、水素原子又はメチル基であることが特に好ましい。Rr55及びRr56はそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基であることが好ましく、水素原子又はメチル基であることが特に好ましい。また、m5及びn5はそれぞれ独立に、0又は1を示す。Xr51は、水素原子又はアミノ基を表すが、m5及びn5が0である場合にはXr51がアミノ基であることが好ましく、m5及びn5の少なくとも一方が1である場合には偏光特性の向上のためにXr51がアミノ基であることが好ましい。一方で、中間色の色調整などにおいてはXr51が水素原子であることが好ましいこともある。
Ar51は置換基を有するフェニル基、又は置換基を有するナフチル基を表す。フェニル基上の置換基は、スルホ基、カルボキシ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、ヒドロキシ基、スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ置換されたナフトトリアゾール基、ニトロ基、アミノ基、又は置換アミノ基であることが好ましい。ナフチル基上の置換基は、スルホ基、ヒドロキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基であることが好ましい。Ar51は、スルホ基又はカルボキシ基を1つ以上有するフェニル基又はナフチル基であることが好ましく、耐久性を向上させるために、スルホ基又はカルボキシ基を2つ以上有するフェニル基又はナフチル基であることがより好ましい。Ar51は、より偏光特性を向上させると共に中性色の偏光素子を作製するために、スルホ基又はカルボキシ基を有するフェニル基であることがさらに好ましい。一般式(5-1)におけるm5及びn5はそれぞれ独立に、0又は1であればよいが、本実施形態の偏光素子において良い偏光性能を得るには、m5及びn5の少なくとも一方が1であることが好ましく、m5及びn5の両方が1であることがより好ましい。
本出願書類において、置換アミノ基は、特に限定されないが、例えば炭素数1~4のアルキル基又はアシル基で置換されたアミノ基が含まれる。
遊離酸の形が一般式(5-1)で表されるアゾ化合物の合成方法としては、例えば、特開平9-302250号公報、特許第4662853号公報、国際公開第2012/108169号、国際公開第2012/108173号などに記載されている方法が挙げられるが、これらに限定されるものではない。遊離酸の形が一般式(5-1)で表されるアゾ化合物としては、例えば、C.I.ダイレクト・レッド117、C.I.ダイレクト・レッド127、特許第4662853号公報の式(2)乃至(7)に記載されているアゾ化合物、特許第4452237号公報の式(2)及び式(4)乃至式(8)に記載のアゾ化合物、国際公開第2012/108169号の式(14)、式(21)、式(47)等に記載されているアゾ化合物が挙げられる。
次に、遊離酸の形が一般式(5-1)で表されるアゾ化合物の具体例としては、前記の化合物例3~6及び化合物例8~34と、以下の化合物例とが挙げられる。なお、以下の化合物例では、スルホ基、カルボキシ基、及びヒドロキシ基を遊離酸の形で表しているが、スルホ基、カルボキシ基、及びヒドロキシ基は塩の形であってもよい。
Figure 0007005711000095
次に、遊離酸の形が一般式(5-2)
Figure 0007005711000096
で表されるアゾ化合物又はその金属錯体について説明する。
前記一般式(5-2)において、Ab51は置換基を有するフェニル基、又は置換基を有するナフチル基を表し、Rb51~Rb53はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表し、Xb51は、ヒドロキシ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイル基、ヒドロキシ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイルアミノ基、又はヒドロキシ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアゾ基を表し、t5は0又は1を示す。
さらに、遊離酸の形が一般式(5-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体が、遊離酸の形が下記一般式(5-4)
Figure 0007005711000097
で表されるアゾ化合物又はその金属錯体である場合、偏光素子の偏光性能等の光学特性がさらに向上する。なお、遊離酸の形が一般式(5-4)中、Ab51、Rb51~Rb53、Xb51、及びt5は、一般式(5-2)に記載のものと同じ意味を表す。
前記一般式(5-4)において、Rb51~Rb53はそれぞれ独立に、前記一般式(5-2)中と同様に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表すが、水素原子、メチル基、エチル基、メトキシ基、又はエトキシ基であることが好ましい。また、スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、スルホ基を有する炭素数1~4の直鎖アルコキシ基が好ましい。アルコキシ基上におけるスルホ基の置換位置は、アルコキシ基末端であることが好ましい。スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、3-スルホプロポキシ基又は4-スルホブトキシ基がより好ましい。Rb51~Rb53はそれぞれ独立に、水素原子、メチル基、メトキシ基、又は3-スルホプロポキシ基であることが特に好ましい。
遊離酸の形が一般式(5-2)又は(5-4)で表されるアゾ化合物の金属錯体は、遊離酸の形が一般式(5-2)又は(5-4)で表されるアゾ化合物におけるナフタレン環に結合するヒドロキシ基とナフタレン環に最も近い側のベンゼン環に結合する1つのメトキシ基とが一緒になって、-O-M-O-(Mは銅、ニッケル、亜鉛、及び鉄からなる群より選択される遷移金属を表す。)の結合を形成した化合物である。すなわち、遊離酸の形が一般式(5-2)及び(5-4)で表されるアゾ化合物の金属錯体はそれぞれ、下記一般式
Figure 0007005711000098
(式中、Ab51、Rb51~Rb53、Xb51、及びt5は、前記一般式(5-2)に記載のものと同じ意味を表し、Mは銅、ニッケル、亜鉛、及び鉄からなる群より選択される遷移金属を表す。)
、及び
Figure 0007005711000099
(式中、Ab51、Rb51~Rb53、Xb51、及びt5は、前記一般式(5-2)に記載のものと同じ意味を表し、Mは銅、ニッケル、亜鉛、及び鉄からなる群より選択される遷移金属を表す。)
で表される。Mは、銅であるのが好ましい。
遊離酸の形が一般式(5-2)又は(5-4)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体やその合成方法としては、例えば、特開平10-259311号公報、特許3361238号公報、特開2007-314616号公報などに記載されている化合物や合成方法が挙げられるが、これらに記載された化合物や合成方法に限定されるものではない。
次に、遊離酸の形が一般式(5-2)又は(5-4)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体の具体例を以下にあげる。なお、以下の化合物例では、スルホ基、カルボキシ基、及びヒドロキシ基を遊離酸の形で表しているが、スルホ基、カルボキシ基、及びヒドロキシ基は塩の形であってもよい。
Figure 0007005711000100
Figure 0007005711000101
Figure 0007005711000102
Figure 0007005711000103
Figure 0007005711000104
本実施形態の偏光素子において、遊離酸の形が一般式(5-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体の含有量は、遊離酸の形が一般式(5-1)で表されるアゾ化合物の含有量100重量部に対して、10~5000重量部の範囲内であることが好ましく、30~4000重量部の範囲内であることがより好ましい。
遊離酸の形が一般式(10)
Figure 0007005711000105
で表されるアゾ化合物は、先に説明した通りである。
本実施形態の偏光素子において、遊離酸の形が一般式(10)で表されるアゾ化合物の含有量は、遊離酸の形が一般式(5-1)で表されるアゾ化合物の含有量100重量部に対して10~2000重量部の範囲内であることが好ましく、30~1000重量部の範囲内であることがより好ましい。
以上のように、本実施形態の偏光素子は、基材とアゾ化合物とを含む偏光素子において、前記アゾ化合物として遊離酸の形が一般式(5-1)で表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(5-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを使用していることで、光学特性及び耐久性が向上する。
〔第6の実施形態に係る偏光素子〕
本発明の第6の実施形態に係る偏光素子は、基材と、遊離酸の形が前記一般式(6-1)で表されるアゾ化合物と、遊離酸の形が前記一般式(6-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含んでいる。遊離酸の形が前記一般式(6-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体が、遊離酸の形が前記一般式(6-4)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体である場合、より高い偏光度を有する偏光素子を実現できる。本実施形態の偏光素子は、遊離酸の形が前記一般式(6-1)で表されるアゾ化合物及び遊離酸の形が前記一般式(6-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体に加えて、遊離酸の形が前記一般式(10)で表されるアゾ化合物を含む場合、さらに高い偏光度を有する偏光素子を実現できる。また、本実施形態の偏光素子は、遊離酸の形が前記一般式(6-1)で表されるアゾ化合物及び遊離酸の形が前記一般式(6-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体に加えて、遊離酸の形が前記一般式(10)で表されるアゾ化合物を含む場合、特に遊離酸の形が前記一般式(10)及び(6-5)でそれぞれ表されるアゾ化合物の両方を含む場合、さらに高い偏光度を有する偏光素子を実現できる。その場合において、遊離酸の形が前記一般式(6-5)で表されるアゾ化合物が、前記一般式(6-6)で表されるアゾ化合物であると、さらに高い偏光度を有する偏光素子を実現できる。
遊離酸の形が前記一般式(6-1)、(10)、(6-5)で表されるアゾ化合物は、前記一般式(6-1)、(10)、(6-5)で表される遊離酸の形で偏光素子に含まれていてもよく、前記一般式(6-1)、(10)、(6-5)で表されるアゾ化合物の塩の形で偏光素子に含まれていてもよい。遊離酸の形が前記一般式(6-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体は、前記一般式(6-2)で表される遊離酸の形で偏光素子に含まれていてもよく、前記一般式(6-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体の塩の形で偏光素子に含まれていてもよい。上記塩としては、例えば、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩;アルカリ土類金属塩;アンモニウム塩;アルキルアミン塩、アルカノールアミン塩などの有機塩等が挙げられる。上記塩は、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、又はアンモニウム塩であることが好ましく、リチウム塩又はナトリウム塩であることがより好ましく、ナトリウム塩であることがさらに好ましい。
本実施形態の偏光素子において色素として用いられるアゾ化合物は、一般的には、当該技術分野において公知のアゾ化合物の合成手段(例えば、非特許文献1の第626頁)に従い、公知のジアゾ化、カップリングを行うことにより合成することができる。アゾ化合物を溶液に溶解し、染色工程にて基材に含浸させて偏光素子を作製することができる。
まず、遊離酸の形が一般式(6-1)
Figure 0007005711000106
で表されるアゾ化合物について説明する。
前記一般式(6-1)において、Ar61は置換基を有するフェニル基、又は置換基を有するナフチル基を表し、Rr61~Rr66はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表し、Xr61は、水素原子、アミノ基、又は置換アミノ基を表し、m6及びn6はそれぞれ独立に、0又は1を示し、m6及びn6が1の場合には、Rr65及びRr66はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表す。
Ar61は置換基を有するフェニル基、又は置換基を有するナフチル基を表すが、Ar61が置換基を有するフェニル基である場合には、そのフェニル基が置換基としてスルホ基又はカルボキシ基を少なくとも1つ有することが好ましく、そのフェニル基が置換基を2つ以上有する場合には、それらの置換基の少なくとも1つがスルホ基又はカルボキシ基であり、他の置換基が、スルホ基、カルボキシ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基、ニトロ基、アミノ基、又は置換アミノ基(特に、アセチルアミノ基又は炭素数1~4のアルキルアミノ基)であることが好ましく、他の置換基は、スルホ基、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、カルボキシ基、ニトロ基、又はアミノ基であることがより好ましく、スルホ基、メチル基、メトキシ基、エトキシ基、又はカルボキシ基であることが特に好ましい。また、スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、直鎖アルコキシ基が好ましく、スルホ基の置換位置は、アルコキシ基末端であることが好ましい。スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、3-スルホプロポキシ基又は4-スルホブトキシ基がより好ましく、3-スルホプロポキシ基が特に好ましい。フェニル基上の置換基数は、1又は2であることが好ましく、フェニル基上の置換基の位置は、特に限定されないが、4-位のみであるか、2-位と4-位との組み合わせ、又は3-位と5-位との組み合わせであることが好ましい。
Ar61が置換基を有するナフチル基である場合には、ナフチル基が置換基としてスルホ基を少なくとも1つ有することが好ましく、ナフチル基が置換基を2つ以上有する場合には、それらの置換基の少なくとも1つがスルホ基であり、他の置換基が、スルホ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基であることが好ましい。また、スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、直鎖アルコキシ基が好ましく、スルホ基の置換位置は、アルコキシ基末端であることが好ましい。スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、3-スルホプロポキシ基又は4-スルホブトキシ基がより好ましく、3-スルホプロポキシ基が特に好ましい。ナフチル基上のスルホ基数が2である場合、それらのスルホ基の位置は、4-位と8-位との組み合わせ又は6-位と8-位との組み合わせであることが好ましく、6-位と8-位との組み合わせであることが特に好ましい。ナフチル基上のスルホ基数が3である場合、それらのスルホ基の位置は、1-位と3-位と6-位との組み合わせであることが特に好ましい。
Xr61は、水素原子、アミノ基、又は置換アミノ基を表すが、水素原子又はアミノ基であることが好ましく、偏光素子の偏光性能を向上させるためには、アミノ基であることが特に好ましい。
Rr61~Rr66はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表すが、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、又は炭素数1~4のアルコキシ基であることが好ましく、水素原子、メチル基、又はメトキシ基であることがより好ましい。また、スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、直鎖アルコキシ基が好ましく、スルホ基の置換位置は、アルコキシ基末端であることが好ましい。スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、3-スルホプロポキシ基又は4-スルホブトキシ基がより好ましく、3-スルホプロポキシ基が特に好ましい。m6及びn6はそれぞれ独立に0又は1であればよいが、本実施形態の偏光素子において良い偏光性能を得るには、m6及びn6のいずれか一方が0の場合、他方が1であることが好ましい。なお、m6及びn6が1の場合には、本願発明の偏光素子が所望する性能を発揮するために、Rr65及びRr66はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基であることが必要であり、水素原子又はメチル基であることが好ましい。
スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、スルホ基を有する炭素数3又は4のアルコキシ基が好ましく、スルホ基を有する炭素数3のアルコキシ基が特に好ましい。また、置換アミノ基としては、特に限定されないが、例えば、炭素数1~4のアルキル基で置換されたアミノ基、アシル基で置換されたアミノ基等が挙げられる。
遊離酸の形が一般式(6-1)で表されるアゾ化合物の合成方法としては、例えば、特開平09-302250号公報、特許第4452237号公報、特許第4662853号公報、国際公開第2012/108169号などに記載されている方法が挙げられるが、これらに限定されるものではない。遊離酸の形が一般式(6-1)で表されるアゾ化合物としては、例えば、C.I.ダイレクト・レッド117、C.I.ダイレクト・レッド127、特許第4662853号公報に記載されているアゾ化合物、特許第4452237号公報に記載されているアゾ化合物、国際公開第2012-108169号の化合物例(14)、(21)、(47)等に記載されているアゾ化合物が挙げられる。
次に、遊離酸の形が一般式(6-1)で表されるアゾ化合物の具体例としては、前記の化合物例2~34が挙げられる。
次に、遊離酸の形が一般式(6-2)
Figure 0007005711000107
で表されるアゾ化合物について説明する。
一般式(6-2)中、Ag61は置換基を有するフェニル基、又は置換基を有するナフチル基を表し、Rg61~Rg63はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表し、h6は1~3の整数を示す。なお、h6は、1~3の整数であればよいが、偏光性能向上のために2であることが好ましい。
Ag61は置換基を有するフェニル基、又は置換基を有するナフチル基を表すが、Ag61が置換基を有するフェニル基である場合には、そのフェニル基が置換基としてスルホ基又はカルボキシ基を少なくとも1つ有することが好ましく、そのフェニル基が置換基を2つ以上有する場合には、それらの置換基の少なくとも1つがスルホ基又はカルボキシ基であり、他の置換基が、スルホ基、カルボキシ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基、ニトロ基、アミノ基、又は置換アミノ基(特に、アセチルアミノ基又は炭素数1~4のアルキルアミノ基)であることが好ましく、他の置換基は、スルホ基、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、カルボキシ基、ニトロ基、又はアミノ基であることがより好ましく、スルホ基、メチル基、メトキシ基、エトキシ基、又はカルボキシ基であることが特に好ましい。また、スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、直鎖アルコキシ基が好ましく、スルホ基の置換位置は、アルコキシ基末端であることが好ましい。スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、3-スルホプロポキシ基又は4-スルホブトキシ基がより好ましく、3-スルホプロポキシ基が特に好ましい。フェニル基上の置換基数は、1又は2であることが好ましく、フェニル基上の置換基の位置は、特に限定されないが、4-位のみであるか、2-位と4-位との組み合わせ、又は3-位と5-位との組み合わせであることが好ましい。
Ag61が置換基を有するナフチル基である場合には、ナフチル基が置換基としてスルホ基を少なくとも1つ有することが好ましく、ナフチル基が置換基を2つ以上有する場合には、それらの置換基の少なくとも1つがスルホ基であり、他の置換基が、スルホ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基であることが好ましい。また、スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、直鎖アルコキシ基が好ましく、スルホ基の置換位置は、アルコキシ基末端であることが好ましい。スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、3-スルホプロポキシ基又は4-スルホブトキシ基がより好ましく、3-スルホプロポキシ基が特に好ましい。ナフチル基上のスルホ基数が2である場合、それらのスルホ基の位置は、4-位と8-位との組み合わせ又は6-位と8-位との組み合わせであることが好ましく、6-位と8-位との組み合わせであることが特に好ましい。ナフチル基上のスルホ基数が3である場合、それらのスルホ基の位置は、1-位と3-位と6-位との組み合わせであることが特に好ましい。
Rg61~Rg63はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表すが、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、又は炭素数1~4のアルコキシ基であることが好ましく、水素原子、メチル基、又はメトキシ基であることがより好ましい。また、スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、直鎖アルコキシ基が好ましく、スルホ基の置換位置は、アルコキシ基末端であることが好ましい。スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、3-スルホプロポキシ基又は4-スルホブトキシ基がより好ましく、3-スルホプロポキシ基が特に好ましい。
遊離酸の形が一般式(6-2)で表されるアゾ化合物の金属錯体は、遊離酸の形が一般式(6-2)で表されるアゾ化合物におけるナフタレン環に結合するヒドロキシ基とナフタレン環に最も近い側のベンゼン環に結合するメトキシ基とが一緒になって、-O-M-O-(Mは銅、コバルト、ニッケル、亜鉛、鉄等の遷移金属を表す。)の結合を形成した化合物である。すなわち、遊離酸の形が一般式(6-2)で表されるアゾ化合物の金属錯体は、下記一般式
Figure 0007005711000108
(式中、Ab61、Rb61~Rb63、Xb61、及びtは、前記一般式(6-2)に記載のものと同じ意味を表し、Mは銅、コバルト、ニッケル、亜鉛、鉄等の遷移金属を表す。)
で表される。遊離酸の形が一般式(6-2)で表されるアゾ化合物の金属錯体は、銅化された金属錯体であること、すなわちMが銅であることが好ましい。
さらに、遊離酸の形が前記一般式(6-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体が、下記一般式(6-4)
Figure 0007005711000109
で表されるアゾ化合物又はその金属錯体である場合、偏光素子の偏光性能がさらに向上する。なお、一般式(6-4)中、Ag61、Rg61~Rg63、及びh6は、前記一般式(6-2)に記載のものと同じ意味を表す。
遊離酸の形が一般式(6-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体の合成方法や例示される化合物としては、例えば、国際公開第2007/145210号などに記載されている合成方法や例示される化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
次に、本実施形態で使用する遊離酸の形が一般式(6-2)又は(6-4)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体の具体例を以下に挙げる。尚、化合物は遊離酸の形が表す。
次に、遊離酸の形が一般式(6-2)又は(6-4)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体の具体例を以下にあげる。なお、以下の化合物例では、スルホ基、カルボキシ基、及びヒドロキシ基を遊離酸の形で表しているが、スルホ基、カルボキシ基、及びヒドロキシ基は塩の形であってもよい。
Figure 0007005711000110
Figure 0007005711000111
Figure 0007005711000112
Figure 0007005711000113
本実施形態の偏光素子において、遊離酸の形が一般式(6-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体の含有量は、遊離酸の形が一般式(6-1)で表されるアゾ化合物の含有量100重量部に対して、10~3000重量部の範囲内であることが好ましく、20~2000重量部の範囲内であることがより好ましい。
以上のような遊離酸の形が一般式(6-1)で表されるアゾ化合物と、遊離酸の形が一般式(6-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む本実施形態の偏光素子は、偏光特性が良好であるが、遊離酸の形が一般式(10)で表される化合物をさらに含む場合、偏光特性が向上するので、好ましい。
遊離酸の形が一般式(10)
Figure 0007005711000114
で表されるアゾ化合物は、先に説明した通りである。
本実施形態の偏光素子において、遊離酸の形が一般式(10)で表されるアゾ化合物の含有量は、遊離酸の形が一般式(6-1)で表されるアゾ化合物の含有量100重量部に対して、1~1000重量部の範囲内であることが好ましく、10~700重量部の範囲内であることがより好ましい。
以上のような遊離酸の形が一般式(6-1)で表されるアゾ化合物と、遊離酸の形が一般式(6-2)又は(6-4)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む変更素子、特に、それらに加えて遊離酸の形が一般式(10)で表されるアゾ化合物をさらに含む偏光素子は、偏光特性が良好であるが、遊離酸の形が一般式(6-5)で表される化合物をさらに含む場合、偏光素子の偏光特性は向上するので、さらに好ましい。
次に、遊離酸の形が一般式(6-5)
Figure 0007005711000115
で表されるアゾ化合物について説明する。
一般式(6-5)中、Ab61は置換基を有するフェニル基、又は置換基を有するナフチル基を表し、Rb61~Rb66はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表し、Xb61は、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアミノ基、又は炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、及びヒドロキシ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアゾ基を表し、tは0又は1を示す。
Ab61は置換基を有するフェニル基、又は置換基を有するナフチル基を表すが、Ab61が置換基を有するフェニル基である場合には、そのフェニル基が置換基としてスルホ基又はカルボキシ基を少なくとも1つ有することが好ましく、そのフェニル基が置換基を2つ以上有する場合には、それらの置換基の少なくとも1つがスルホ基又はカルボキシ基であり、他の置換基が、スルホ基、カルボキシ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基、ニトロ基、アミノ基、又は置換アミノ基(特に、アセチルアミノ基又は炭素数1~4のアルキルアミノ基)であることが好ましく、他の置換基は、スルホ基、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、カルボキシ基、ニトロ基、又はアミノ基であることがより好ましく、スルホ基、メチル基、メトキシ基、エトキシ基、又はカルボキシ基であることが特に好ましい。また、スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、直鎖アルコキシ基が好ましく、スルホ基の置換位置は、アルコキシ基末端であることが好ましい。スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、3-スルホプロポキシ基又は4-スルホブトキシ基がより好ましく、3-スルホプロポキシ基が特に好ましい。フェニル基上の置換基数は、1又は2であることが好ましく、フェニル基上の置換基の位置は、特に限定されないが、4-位のみであるか、2-位と4-位との組み合わせ、又は3-位と5-位との組み合わせであることが好ましい。
Ab61が置換基を有するナフチル基である場合には、ナフチル基が置換基としてスルホ基を少なくとも1つ有することが好ましく、ナフチル基が置換基を2つ以上有する場合には、それらの置換基の少なくとも1つがスルホ基であり、他の置換基が、スルホ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基であることが好ましい。また、スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、直鎖アルコキシ基が好ましく、スルホ基の置換位置は、アルコキシ基末端であることが好ましい。スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、3-スルホプロポキシ基又は4-スルホブトキシ基がより好ましく、3-スルホプロポキシ基が特に好ましい。ナフチル基上のスルホ基数が2である場合、それらのスルホ基の位置は、4-位と8-位との組み合わせ又は6-位と8-位との組み合わせであることが好ましく、6-位と8-位との組み合わせであることが特に好ましい。ナフチル基上のスルホ基数が3である場合、それらのスルホ基の位置は、1-位と3-位と6-位との組み合わせであることが特に好ましい。
Xb61は、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアミノ基、又は炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、及びヒドロキシ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアゾ基を表す。前記置換基は、メチル基、メトキシ基、スルホ基、又はアミノ基であることが特に好ましい。前記置換基の位置は、特に限定されないが、その1つが、アミノ基又はアゾ基に対してp-位であることが特に好ましい。
Rb61~Rb66はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表すが、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、又は炭素数1~4のアルコキシ基であることが好ましく、水素原子、メチル基、又はメトキシ基であることがより好ましい。また、スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、直鎖アルコキシ基が好ましく、スルホ基の置換位置は、アルコキシ基末端であることが好ましい。スルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基としては、3-スルホプロポキシ基又は4-スルホブトキシ基がより好ましく、3-スルホプロポキシ基が特に好ましい。
さらに、遊離酸の形が一般式(6-5)で表されるアゾ化合物が、下記一般式(6-6)
Figure 0007005711000116
で表されるアゾ化合物である場合、偏光素子の偏光性能は向上する。なお、一般式(6-6)中、Ab61、Rb61~Rb66、及びtは、一般式(6-5)に記載のものと同じ意味を表し、Xb62及びXb63はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、又は置換アミノ基を表す。Xb62及びXb63はそれぞれ独立に、水素原子、メチル基、メトキシ基、アミノ基、又はスルホ基であることが好ましい。Xb62及びXb63の少なくとも一方が水素原子でない場合、その少なくとも一方の置換位置は、特に限定されないが、その少なくとも一つがアミノ基に対してp-位であることが特に好ましい。
遊離酸の形が一般式(6-5)で表されるアゾ化合物の合成方法としては、例えば、特開平3-12606号公報、特開平5-295281号公報、国際公開第2012/108169号、国際公開第2012/108173号などに記載されている方法で作製することができるが、これらに限定されるものではない。このようなアゾとしては、例えば、特開平3-12606号公報、特開平5-295281号公報、国際公開第2012/108169号、国際公開第2012/108173号等に記載されているアゾ化合物が例示される。
次に、遊離酸の形が一般式(6-5)又は(6-6)で表されるアゾ化合物の具体例としては、前記の化合物例67~73、75、77~92、94、96~108、110~113、115~120が挙げられる。
本実施形態の偏光素子において、遊離酸の形が一般式(6-5)で表されるアゾ化合物の含有量は、遊離酸の形が一般式(6-1)で表されるアゾ化合物の含有量100重量部に対して、1~3000重量部の範囲内であることが好ましく、5~2000重量部の範囲内であることがより好ましい。
以上のように、本実施形態の偏光素子は、基材とアゾ化合物とを含む偏光素子において、前記アゾ化合物として、遊離酸の形が一般式(6-1)で表されるアゾ化合物と、遊離酸の形が一般式(6-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを使用していることで、光学特性及び耐久性が向上する。
〔偏光素子に含まれうる他の有機染料〕
本発明の偏光素子において、色調整等に応じて、遊離酸の形が一般式(1)、(10)などで表されるアゾ化合物並びにその銅化物及び金属錯体以外の他の有機染料(特にアゾ化合物)、例えば非特許文献2に記載のアゾ化合物などを1種以上、遊離酸の形が一般式(1)で表されるアゾ化合物並びにその銅化物及び金属錯体と併用してもよい。併用する他の有機染料は、特に制限されないが、親水性高分子を染色するものであって、遊離酸の形が一般式(1)で表されるアゾ化合物並びにその銅化物及び金属錯体の吸収波長領域と異なる波長領域に吸収特性を有する染料であって、二色性の高いものが好ましい。他の有機染料としては、例えば、非特許文献2に記載のアゾ化合物(例えば、C.I.ダイレクト・イエロー28)や、C.I.ダイレクト・レッド2、C.I.ダイレクト・レッド31、C.I.ダイレクト・レッド79、C.I.ダイレクト・レッド247、C.I.ダイレクト・グリーン80、C.I.ダイレクト・グリーン59、C.I.ダイレクト・ブルー202、C.I.ダイレクト・バイオレット9などのアゾ化合物が挙げられる。これらのアゾ化合物は、遊離酸の形、あるいは、アルカリ金属塩(例えば、ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩)、アンモニウム塩、アミン類の塩等の塩の形で用いられる。必要に応じて、他の有機染料を併用する場合、目的とする偏光素子が、より中性色な偏光素子、特徴ある色を有する偏光素子、液晶プロジェクター用カラー偏光素子、及びその他のカラー偏光素子の何れであるかにより、それぞれ配合する他の有機染料の種類は異なる。他の有機染料の配合量(2種以上の場合にはそれらの合計配合量)は、特に限定されるものではないが、一般的には、遊離酸の形が一般式(1)、(10)で表されるアゾ化合物並びにその銅化物及び金属錯体の合計量100重量部に対して、0.01~1000重量部の範囲であるのが好ましく、0.1~1000重量部の範囲であるのがより好ましく、また、0.01~10重量部の範囲であるのがより好ましく、0.1~10重量部の範囲であるのがさらに好ましい。
〔偏光素子を構成する基材〕
本発明の偏光素子を構成する基材としては、親水性高分子が好ましい。前記親水性高分子としては、特に限定されないが、例えば、ポリビニルアルコール又はその誘導体、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が挙げられる。本発明のアゾ化合物を含有させる基材として、染色性及び架橋性などから、ポリビニルアルコール又はその誘導体(以下、「ポリビニルアルコール系樹脂」と称する)が最も好ましい。基材をフィルム形状として、本発明のアゾ化合物及び他の配合物をフィルム形状の基材に吸着させ、延伸等の配向処理を適用することによって、本発明の偏光素子を作製できる。
ポリビニルアルコール系樹脂の製造方法としては、特に限定されるものではなく、公知の製造方法を採用できる。ポリビニルアルコール系樹脂の製造方法としては、例えば、ポリ酢酸ビニル系樹脂(酢酸ビニルの単独重合体又は共重合体)をケン化することにより得ることができる。ポリ酢酸ビニル系樹脂としては、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可能な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、不飽和スルホン酸類などが挙げられる。このポリビニルアルコール又はその誘導体は、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であってもよい。
ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は、通常85%以上が好ましく、95モル%以上がより好ましく、99モル%以上であることがさらに好ましく、99.5モル%以上が特に好ましい。ケン化度が上記下限未満であると、ポリビニルアルコール系樹脂が溶出し易くなり、光学特性の面内ムラ、染色工程での染色性の低下、延伸工程での切断を誘発し、生産性を著しく低下させる恐れがあり、好ましくはない。
本発明の偏光素子の光学特性を向上するためには、ポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、1000~10000であることが好ましく、2000~10000であることがより好ましく、3500~10000であることがさらに好ましく、5000~10000であることが特に好ましい。重合度が10000を超えると、ポリビニルアルコール系樹脂が硬くなり、成膜性や延伸性が低下し、生産性が低下するので、工業的な観点から重合度が10000以下であることが好ましい。ポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、粘度平均重合度を意味し、当該技術分野において周知の手法によって求めることができる。
〔偏光素子の製造方法〕
以下、基材がポリビニルアルコール系樹脂からなるフィルムである場合を例にして、具体的な偏光素子の製造方法を説明する。
まず、ポリビニルアルコール系樹脂を成膜することにより、ポリビニルアルコール系樹脂からなるフィルム原反を得る。ポリビニルアルコール系樹脂の成膜方法としては、含水ポリビニルアルコール系樹脂を溶融押出する方法の他、流延成膜法、湿式成膜法(貧溶媒中への吐出により成膜する方法)、ゲル成膜法(ポリビニルアルコール系樹脂の水溶液を一旦冷却ゲル化した後、溶媒を抽出除去する方法)、キャスト成膜法(ポリビニルアルコール系樹脂の水溶液を基板上に流し、乾燥させる方法)、およびこれらの組み合わせによる方法などを採用できるが、これらの方法に限定されない。
成膜の際に溶剤を使用する場合、その溶剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン、エチレングリコール、グリセリン、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、トリメチロールプロパン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、水等が挙げられる。溶剤は、1種でもよいし、2種以上を混合して使用することもできる。成膜の際に用いる溶剤の量としては、成膜原液(成膜に使用されるポリビニルアルコール系樹脂及び溶剤を含む混合液)全体に対して70~95重量%が好ましいが、限定されない。ただし、溶剤の量が70重量%未満であると、成膜原液の粘度が高くなり、調製時の濾過や脱泡が困難となり、異物や欠点のないフィルム原反を得ることが困難となる。また、溶剤の量が95重量%を超えると、成膜原液の粘度が低くなり過ぎて、目的とする厚み制御が難しく、乾燥時の風による表面の揺らぎの影響が大きくなり、乾燥時間が長くなり生産性が低下する。
フィルム原反を製造するにあたり、可塑剤を使用してもよい。前記可塑剤としては、グリセリン、ジグリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、低分子量ポリエチレングリコール等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。前記可塑剤の使用量も、特に制限されないが、通常は、ポリビニルアルコール樹脂100重量部に対して、5~15重量部の範囲内が好適である。
成膜後のフィルム原反の乾燥方法としては、例えば、熱風による乾燥や、熱ロールを用いた接触乾燥や、赤外線ヒーターによる乾燥等が挙げられるが、限定されない。これら乾燥方法のうちの1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。乾燥温度についても、特に制限はないが、50~70℃の範囲内が好ましい。
乾燥後のフィルム原反は、その膨澗度を後述する所定の範囲に制御するために、熱処理を行うことが好ましい。成膜後のフィルム原反の熱処理方法としては、例えば、熱風による方法や、熱ロールにフィルム原反を接触させる方法などが挙げられ、熱により処理ができる方法であれば特に限定されない。これらの方法のうちの1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。熱処理温度は、特に制限はないが、110~140℃の範囲内が好ましい。熱処理の時間は、おおむね1~10分間が好適であるが、特に限定されない。
こうして得られるフィルム原反の厚みは、20~100μmであることが好ましく、20~80μmであることがより好ましく、20~60μmであることがさらに好ましい。厚みが20μm未満になると、フィルムの破断が発生し易くなる。厚みが100μmを超えると、延伸時にフィルムにかかる応力が大きくなり、延伸工程での機械的負荷が大きくなり、その負荷に耐えうるための大規模な装置が必要となる。
以上により得られたポリビニルアルコール系樹脂からなる原反フィルムに対して、次に膨潤工程を施す。
前記膨潤工程は、ポリビニルアルコール系樹脂からなる原反フィルムを20~50℃の溶液に30秒~10分間浸漬させることによって行われる。前記溶液は、水溶液であることが好ましい。フィルムの膨潤はアゾ化合物の染色処理時にも起こるので、偏光素子を製造する時間を短縮しようとする場合には、膨潤工程を省略することもできる。
フィルム原反の膨澗度Fは、180~260%であることが好ましく、200~240%であることがより好ましく、210~230%であることがさらに好ましい。膨澗度Fが200%未満であると、延伸時の伸度が少なく、低倍率で破断する可能性が高くなる。180%未満になると、延伸時の伸度が著しく低下し、破断する可能性が高くなり、充分な延伸を行うことが困難となる。また、膨澗度Fが240%を超えると、膨潤が過多となり、シワや弛みが発生し、延伸時の切断の原因となりつつある。膨澗度Fが260%を超えると、顕著にシワやたるみの原因となりうるため好ましくない。膨澗度Fを制御するためには、例えば、成膜後のフィルム原反を熱処理する際の、温度及び時間で好適な膨潤度Fに成すことができる。
フィルム原反の膨澗度Fは、当該技術分野において周知の手法によって測定することができるが、例えば、次の方法により測定される。まず、フィルム原反を5cm×5cmにカットし、30℃の蒸留水1リットルに4時間浸漬する。この浸漬したフィルムを蒸留水中から取り出し、2枚の濾紙で挟んでフィルム表面の水滴を濾紙に吸収させた後に、水に浸漬されていたフィルムの重さ[β(g)]を測定する。さらに、浸漬されて水滴を吸収されたフィルムを105℃の乾燥機で20時間乾燥し、デシケーターで30分間冷却した後、乾燥後のフィルムの重さ[γ(g)]を測定する。そして、下記数式(v)によりフィルム原反の膨潤度Fを算出する。
膨潤度F=100×β/γ(%)・・・(v)
膨潤工程の後に、染色工程を施す。染色工程では、遊離酸の形が一般式(1)で表されるアゾ化合物を、必要に応じて他のアゾ化合物(遊離酸の形が一般式(10)で表されるアゾ化合物など)と共に、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに吸着させることができる。
前記染色工程は、アゾ化合物をポリビニルアルコール系樹脂フィルムに吸着させる方法であれば、特に限定されないが、例えば、アゾ化合物を含有した溶液にポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬させることによって行われる。この染色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秒間~20分間で調節するのが好ましく、1~10分間がより好ましい。染色方法としては、前記溶液にポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬する方法が好ましいが、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方法であってもよい。
二色性染料であるアゾ化合物を含有した溶液は、染色助剤として、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、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できる。それら染色助剤の含有量は、アゾ化合物の染色性による染色の時間及び温度に応じて任意の濃度に調整できるが、0~5重量%が好ましく、0.1~2重量%がより好ましい。
染色工程の後、次の工程に入る前に、洗浄工程(以下、「洗浄工程1」という)を行うことができる。洗浄工程1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液で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、洗浄液として水が用いられる。洗浄方法としては、洗浄液に浸漬する方法が好ましいが、洗浄液をポリビニルアルコール系樹脂フィルムに塗布する方法も用いることができる。洗浄の時間は、特に限定されないが、好ましくは1~300秒間、より好ましくは1~60秒間である。洗浄工程1での洗浄液の温度は、親水性高分子が溶解しない温度であることが必要であり、一般的には5~40℃である。
染色工程の後、又は洗浄工程1の後に、架橋剤及び/又は耐水化剤をポリビニルアルコール系樹脂フィルムに含有させる工程を行うことができる。前記架橋剤としては、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、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が、ホウ酸が好ましい。前記耐水化剤としては、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/又は耐水化剤をポリビニルアルコール系樹脂フィルムに含有させる工程を行う。前記架橋剤及び/又は耐水化剤は、通常、溶媒に溶解させた溶液の状態で使用される。前記溶媒としては、水が好ましいが、限定されるものではない。前記架橋剤及び/又は耐水化剤を含有させる工程における、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。この工程での溶媒の温度は、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、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを架橋剤及び/又は耐水化剤の溶液に浸漬する方法が好ましいが、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する方法でもよい。この工程での処理時間は、30秒間~6分間が好ましく、1~5分間がより好ましい。ただし、架橋剤及び/又は耐水化剤をポリビニルアルコール系樹脂フィルムに含有させることは必須でなく、偏光素子の製造時間を短縮したい場合や、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。
染色工程の後、洗浄工程1の後、又は、架橋剤及び/又は耐水化剤を含有させる工程の後に、延伸工程を行う。延伸工程は、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを1軸に延伸する工程である。延伸方法は、湿式延伸法及び乾式延伸法のどちらでも良い。延伸倍率は3倍以上であれば本発明を達成しうるが、好ましくは5倍~7倍である。
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、延伸する際の空気媒体の温度は、常温~180℃が好ましい。また、湿度20~95%RHの雰囲気中で延伸処理するのが好ましい。延伸方法としては、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段の延伸により行うことができるが、2段以上の多段延伸により行うこともできる。
湿式延伸法の場合には、水、水溶性有機溶剤、又はそれらの混合溶液中でポリビニルアルコール系樹脂フィルムを延伸する。前記架橋剤及び/又は耐水化剤を含有した溶液中にポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬しながら延伸処理を行うことが好ましい。前記架橋剤としては、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。前記耐水化剤としては、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/又は耐水化剤をポリビニルアルコール系樹脂フィルムに含有させる工程を行う。前記架橋剤及び/又は耐水化剤は、通常、溶媒に溶解させた溶液の状態で使用される。前記溶媒としては、水が好ましいが、限定されるものではない。前記架橋剤及び/又は耐水化剤を含有
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ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの延伸を行う。前記架橋剤としては、ホウ酸が好ましい。前記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℃が好ましく、45~58℃がより好ましい。延伸時間は、通常30秒間~20分間であるが、2~5分間がより好ましい。湿式延伸工程は、1段の延伸により行うことができるが、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(以下、「洗浄工程2」という)を行うことができる。洗浄の時間は、1秒間~5分間が好ましい。洗浄方法としては、洗浄液に浸漬する方法が好ましいが、洗浄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する方法も用いることができる。洗浄処理は、1段の処理とすることもできるし、2段以上の多段処理とすることもできる。洗浄工程の洗浄液の温度は、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、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、ポリビニルアルコール系樹脂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、エアーナイフ、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、また、そのような水分除去と共に、あるいは、そのような水分除去に代えて、送風乾燥を行うこともできる。乾燥処理の温度としては、20~100℃であることが好ましく、60~100℃であることがより好ましい。乾燥処理の時間は、30秒間~20分間の範囲内とすることができるが、5~10分であることが好ましい。
本発明では、さらに偏光性能を向上させるために、所望の耐久性を維持できる範囲で、例えばヨウ素を含む染色液を用いてヨウ素を基材に含有させて吸着させることにより、二色性色素であるヨウ素を偏光素子に含ませても良い。前記染色液は、ヨウ素及びヨウ化物を含んでいる。前記ヨウ化物としては、例えば、ヨウ化カリウム、ヨウ化アンモニウム、ヨウ化コバルト、ヨウ化亜鉛などを用いることができるが、ここで示したヨウ化物に限定されるものではない。ヨウ素濃度は、0.0001~0.5重量%が好ましく、0.001~0.4重量%がより好ましい。ヨウ化物濃度は、0.0001~8重量%が好ましい。この場合の処理工程としては、例えば、染色工程、洗浄工程1、延伸工程、及び洗浄工程2のいずれか1つ、もしくは、それらの複数の工程を用いることができる。処理温度は、5~60℃が好ましく、5~50℃がより好ましく、10~40℃が特に好ましい。処理時間は、適度に調節できるが、30秒間~20分間で調節するのが好ましく、1~5分間がより好ましい。
〔偏光板〕
本発明の偏光板は、本発明の偏光素子と、前記偏光素子の少なくとも片面に設けられた透明保護層とを備えている。前記透明保護層は、透明ポリマーによる塗布層として、又は透明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透明フィルムとしては、機械的強度が高く、熱安定性が良好な透明ポリマー又は透明フィルムが好ましい。透明保護層に用いる透明ポリマー又は透明フィルムとして、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、ナイロン樹脂又はそのフィルム、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/又はアミドの重合体(又は樹脂)又はそのフィルムなどが挙げられる。また、前記透明保護層として、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。前記保護フィルムの厚みは、例えば、0.5~200μm程度である。偏光素子の片面に樹脂又はフィルムを1層設けてもよく、偏光素子の片面に同種又は異種の樹脂又はフィルムを2層以上設けてもよく、偏光素子の両面に同種又は異種の樹脂又はフィルムを1層以上設けてもよい。
前記透明保護層を偏光素子と貼り合わせるために、接着剤を用いることができる。前記接着剤としては、特に限定されないが、ポリビニルアルコール接着剤が好ましい。前記ポリビニルアルコール接着剤として、例えば、ゴーセノール(登録商標)NH-26(日本合成化学工業株式会社製)、エクセバール(登録商標)RS-2117(株式会社クラレ製)などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。前記接着剤には、架橋剤及び/又は耐水化剤を添加することができる。前記ポリビニルアルコール接着剤には、無水マレイン酸-イソブチレン共重合体を混合することができ、その場合、さらに必要により架橋剤を混合させることができる。前記無水マレイン酸-イソブチレン共重合体として、例えば、イソバン(登録商標)#18(株式会社クラレ製)、イソバン(登録商標)#04(株式会社クラレ製)、アンモニア変性イソバン(登録商標)#104(株式会社クラレ製)、アンモニア変性イソバン(登録商標)#110(株式会社クラレ製)、イミド化イソバン(登録商標)#304(株式会社クラレ製)、イミド化イソバン(登録商標)#310(株式会社クラレ製)などが挙げられる。必要により無水マレイン酸-イソブチレン共重合体に混合される架橋剤としては、水溶性多価エポキシ化合物を用いることができる。前記水溶性多価エポキシ化合物とは、例えば、デナコールEX-521(ナガセケムテックス株式会社製)、テトラード(TETRAD)(登録商標)-C(三菱ガス化学株式会社製)などが挙げられる。また、前記接着剤としては、ウレタン系接着剤、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤といった、ポリビニルアルコール接着剤以外の公知の接着剤を用いることもできる。また、接着剤の接着力の向上、又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接着剤に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。偏光素子の少なくとも片面に透明保護層を接着剤で貼り合せた後、適した温度で乾燥又は熱処理することによって、偏光板が得られる。
前記偏光板は、場合によって、例えば、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置等の表示装置に貼り合わせる場合、貼り合わせた後に非露出面となる透明保護層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又はフィルムを設けることもできる。偏光板を、これらの層又はフィルムや、表示装置に貼り合せるには粘着剤を用いるのが好ましい。
前記偏光板は、前記透明保護層におけるもう一方の表面、すなわち露出面上に、反射防止層や防眩層、ハードコート層など、各種の公知の機能性層を設けたものであってもよい。この各種機能性層を作製するには、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り合わせる方法を用いることもできる。また、前記機能性層は、位相差を制御する層又はフィルムとすることができる。
本発明の第1の実施形態に係る偏光素子を備える本発明の偏光板は、基材及びアゾ化合物を含む偏光素子と、前記偏光素子の少なくとも片面に設けられた透明保護層とを備える偏光板において、前記アゾ化合物として、遊離酸の形が一般式(1-1)で表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(1-2)で表されるアゾ化合物とを使用していることで、光学特性が向上し、及び、光や熱、湿度に対する耐久性が向上する。
本発明の第2の実施形態に係る偏光素子を備える本発明の偏光板は、基材及びアゾ化合物を含む偏光素子と、前記偏光素子の少なくとも片面に設けられた透明保護層とを備える偏光板において、前記アゾ化合物として、遊離酸の形が一般式(2-1)で表されるアゾ化合物と、遊離酸の形が一般式(2-2)で表されるアゾ化合物と、遊離酸の形が一般式(2-3)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを使用していることで、光学特性が向上し、及び、光や熱、湿度に対する耐久性が向上する。
本発明の第3の実施形態に係る偏光素子を備える本発明の偏光板は、基材及びアゾ化合物を含む偏光素子と、前記偏光素子の少なくとも片面に設けられた透明保護層とを備える偏光板において、前記アゾ化合物として、遊離酸の形が一般式(3-1)で表されるアゾ化合物又はその銅化物を少なくとも一種使用していることで、光学特性が向上し、及び、光や熱、湿度に対する耐久性が向上する。
本発明の第4の実施形態に係る偏光素子を備える本発明の偏光板は、基材及びアゾ化合物を含む偏光素子と、前記偏光素子の少なくとも片面に設けられた透明保護層とを備える偏光板において、前記アゾ化合物として前記一般式(4-1)で表されるアゾ化合物又はその塩と前記一般式(4-2)で表されるアゾ化合物又はその塩とを使用していることで、光学特性が向上し、及び、光や熱、湿度に対する耐久性が向上する。
本発明の第5の実施形態に係る偏光素子を備える本発明の偏光板は、基材及びアゾ化合物を含む偏光素子と、前記偏光素子の少なくとも片面に設けられた透明保護層とを備える偏光板において、前記アゾ化合物として、遊離酸の形が一般式(5-1)で表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(5-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを使用していることで、光学特性が向上し、及び、光や熱、湿度に対する耐久性が向上する。
本発明の第5の実施形態に係る偏光素子を備える本発明の偏光板は、基材及びアゾ化合物を含む偏光素子と、前記偏光素子の少なくとも片面に設けられた透明保護層とを備える偏光板において、前記アゾ化合物として、遊離酸の形が一般式(6-1)で表されるアゾ化合物と、遊離酸の形が一般式(2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを使用していることで、光学特性が向上し、及び、光や熱、湿度に対する耐久性が向上する。
本発明の偏光素子及び偏光板は、液晶表示装置などの表示装置に用いることができる。本発明の偏光素子又は偏光板を用いた表示装置は、耐久性が高く、長期的に高コントラストを有する表示装置になる。
また、本発明の偏光素子及び偏光板はそれぞれ、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、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ及び屋内外の計測器や表示器等に使用される。
本発明の偏光板の適用方法として、本発明の偏光板を支持体に貼付して支持体付き偏光板として使用しても良い。前記支持体としては、偏光板が貼付されるため、平面部を有しているものが好ましい。また、前記支持体としては、光学用途であるため、ガラス成形品が好ましい。前記ガラス成形品としては、例えば、ガラス板、レンズ、プリズム(例えば、三角プリズム、キュービックプリズムなど)等が挙げられる。レンズに偏光板を貼付したものは液晶プロジェクターにおいて偏光板付のコンデンサレンズとして利用し得る。また、プリズムに偏光板を貼付したものは液晶プロジェクターにおいて偏光板付きの偏光ビームスプリッタや偏光板付ダイクロイックプリズムとして使用し得る。また、偏光板を液晶セルに貼付してもよい。前記ガラス成形品の材質としては、例えば、ソーダガラス、ホウ珪酸ガラス、水晶、サファイヤ等の無機系のガラスや、アクリル樹脂、ポリカーボネート等の有機系のプラスチックが挙げられるが、無機系のガラスが好ましい。前記ガラス板の厚さや大きさは、所望のサイズでよい。また、ガラスからなる支持体を備える支持体付き偏光板には、単板光透過率をより向上させるために、そのガラス面及び偏光板面の一方又は両方に反射防止層(AR層)を設けることが好ましい。こういった支持体の表面に、例えば支持体の平面部の表面に、透明な接着(粘着)剤を塗布し、ついでこの塗布面に本発明の偏光板を貼付する。また、偏光板に透明な接着(粘着)剤を塗布し、ついでこの塗布面に支持体を貼付してもよい。ここで使用する接着(粘着)剤は、例えば、アクリル酸エステル系のものが好ましい。なお、この偏光板を位相差板と組み合わせて楕円偏光板として使用する場合、楕円偏光板の位相差板側を支持体に貼付するのが通常であるが、楕円偏光板の偏光板側を支持体に貼付してもよい。
〔表示装置〕
本発明の表示装置は、本発明の偏光素子、又は本発明の偏光板を備えるものである。また、本発明の表示装置は、例えば、液晶セルと、液晶セルの片側又は両側に配置されている本発明の偏光素子又は本発明の偏光板を備える反射型、透過型、又は透過・反射両用型等の液晶表示装置とすることができる。上記液晶セルは、任意であり、例えば、薄膜トランジスタ型に代表されるアクティブマトリクス駆動型の液晶セル、ツイストネマチック型やスーパーツイストネマチック型に代表される単純マトリクス駆動型の液晶セルなどの適宜なタイプの液晶セルを用いたものであって良い。
さらに、本発明の表示装置において、例えばプリズムアレイシートやレンズアレイシート、光拡散板やバックライトなどの適宜な他の光学部材を適宜な位置に1つ又は2つ以上配置することもできる。本発明の偏光素子又は本発明の偏光板や、他の光学部材を設ける場合、それらは、両側で同じものであってもよいし、両側で異なるものであってもよい。
本発明の表示装置は、本発明の偏光素子又は本発明の偏光板の片側又は両側に液晶セル等の他の部材と粘着させるための粘着層を有するものとすることもできる。その粘着層の形成には、適宜な粘着性物質や粘着剤を用いることができ、特に限定はない。粘着層の構成材料の例としては、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエーテル、フッ素樹脂、ゴムなどの適宜な重合体をベース重合体とするものなどが挙げられる。
本発明の表示装置は、ツイストネマチック方式(TN)、スーパーツイストネマチック方式(STN)、薄膜トランジスタ方式(TFT)、バーチカルアライメント方式(VA)、インプレーンスイッチング方式(IPS)等の液晶表示装置全般、及び有機エレクトロルミネッセンス(通称「OLED」)ディスプレイ、プロジェクションディスプレイ、反射型ディスプレイ、3Dディスプレイ等の他の表示装置、並びに偏光レンズに使用することができる。
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、実施例及び比較例で得られた偏光板の透過率、偏光度、及びコントラスト値の評価は以下のようにして行った。
〔偏光板の透過率及び偏光度の測定方法〕
1枚の偏光板の各波長における透過率を単体透過率Ts、2枚の偏光板をそれらの吸収軸方向が同一となるように重ねた場合の各波長における透過率を平行位透過率Tp、2枚の偏光板をそれらの吸収軸が直交するように重ねた場合の各波長における透過率を直交位透過率Tc、C光源2°視野、色度関数により視感度補正された単体透過率をYs、C光源2°視野、色度関数により視感度補正された平行透過率をYp、C光源2°視野、色度関数により視感度補正された直交透過率をYcとした。視感度補正は、JISZ8722:2009に基づいて行った。それぞれの透過率Ts、Tp、Tc、Ys、Yp、及びYcは、分光光度計(株式会社日立ハイテクノロジーズ製の「U-4100」)を用いて、5nm間隔の各波長で測定した。
偏光板の偏光度ρy(%)は、視感度補正された平行位透過率Yp、及び視感度補正された直交位透過率Ycから、下記式(13)により求めた。
ρy={(Yp-Yc)/(Yp+Yc)}1/2×100…(13)
コントラスト値CRは、視感度補正された平行位透過率Yp、及び視感度補正された直交位透過率Ycから、下記式(14)により算出した。
CR=Yp/Yc…(14)
〔第1の実施形態に係る偏光素子及びそれを用いた偏光板の実施例及び比較例〕
〔実施例1〕
[化合物例38のアゾ化合物の合成]
4-アミノベンゼン-1,3-ジスルホン酸25.3重量部を水500重量部に加え、冷却し10℃以下で、35重量%塩酸水溶液31.3重量部を加え、次に亜硝酸ナトリウム6.9重量部を加え、5~10℃で1時間攪拌し、ジアゾ化した。そこへ、1次カップラーとして、希塩酸水溶液に溶解した3-メチルアニリン10.7重量部を加え、10~30℃で攪拌しながら、炭酸ナトリウムを加えてpH3とし、さらに攪拌してカップリング反応を完結させ、濾過し、下記構造式(15)
Figure 0007005711000117
で表されるモノアゾアミノ化合物29.7重量部を得た。
得られた構造式(15)のモノアゾアミノ化合物を水400重量部に加え、水酸化ナトリウムで溶解し、10~30℃で35重量%塩酸水溶液25.0重量部を、次に亜硝酸ナトリウム5.5重量部を加え、20~30℃で1時間攪拌し、ジアゾ化した。そこへ、2次カップラーとして、希塩酸水溶液に溶解した3-メチルアニリン8.6重量部を加え、20~30℃で攪拌しながら、炭酸ナトリウムを加えてpH3とし、さらに攪拌してカップリング反応を完結させ、濾過し、下記構造式(16)
Figure 0007005711000118
で表されるジスアゾアミノ化合物31.3重量部を得た。
得られた構造式(16)のジスアゾアミノ化合物を水250重量部に加え、水酸化ナトリウムで溶解し、20~30℃で35重量%塩酸水溶液20.0重量部を、次に亜硝酸ナトリウム4.4重量部を加え、20~30℃で1時間攪拌し、ジアゾ化した。そこへ、3次カップラーとして、希塩酸水溶液に溶解した2-メトキシ-5-メチルアニリン8.8重量部を加え、20~30℃で攪拌しながら、炭酸ナトリウムを加えてpH3.5とし、さらに攪拌してカップリング反応を完結させ、濾過し、下記構造式(17)
Figure 0007005711000119
で表されるトリスアゾアミノ化合物32.6重量部を得た。
得られた構造式(17)のトリスアゾアミノ化合物を水200重量部に加え、水酸化ナトリウムで溶解し、20~30℃で35重量%塩酸水溶液16.0重量部を、次に亜硝酸ナトリウム3.5重量部を加え、20~30℃で1時間攪拌し、ジアゾ化し、トリスアゾアミノ化合物のジアゾ化物を得た。一方、4次カップラーとして、6-フェニルアミノ-1-ナフトール-3-スルホン酸16.1重量部を水50重量部に加え、炭酸ナトリウムで弱アルカリ性として溶解し、溶液を得た。
この溶液に、先に得られたトリスアゾアミノ化合物のジアゾ化物をpH8~10に保って注入し、攪拌して、カップリング反応を完結させた。塩化ナトリウムで塩析し、濾過して、遊離酸の形が一般式(1-2)で表されるアゾ化合物として、化合物例38のテトラキスアゾ化合物24.7重量部を得た。
[偏光素子の作製]
基材としてのケン化度が99%以上で膜厚が40μmのポリビニルアルコールフィルム(株式会社クラレ製の「VF-PE♯4000」;以下、単に「フィルム」と称する)を35℃の温水に3分間浸漬し膨潤処理をした。遊離酸の形が一般式(1-1)で表されるアゾ化合物としての化合物例2のアゾ化合物であるC.I.ダイレクト・レッド117を0.2重量部と、遊離酸の形が一般式(1-2)で表されるアゾ化合物としての化合物例38のアゾ化合物1.5重量部と、遊離酸の形が一般式(10)で表されるアゾ化合物としての化合物例65(n=2)のアゾ化合物(国際公開第2007/138980号の実施例1に記載の式(2)のアゾ化合物)0.3重量部と、トリポリ燐酸ナトリウム1.0重量部と、水2000重量部とを混合して、40℃の水溶液を調製した。この40℃の水溶液に膨潤処理したフィルムを浸漬し、アゾ化合物をフィルムに吸着させた。
アゾ化合物が吸着されたフィルムを水にて洗浄した後、2重量%のホウ酸を含有した30℃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58℃の水溶液中で5分間ホウ酸処理を行った。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、常温の水で20秒間洗浄処理を行った。洗浄処理して得られたフィルムを直ちに60℃で5分間乾燥処理を行い、単体透過率が約41%、膜厚15μmの偏光素子を得た。以上の方法で、遊離酸の形が一般式(1-1)、(1-2)、及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物を含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子を作製した。
[偏光板の作製]
得られた偏光素子の両面に対して、アルカリ処理した膜厚80μmのトリアセチルセルロースフィルム(富士写真フイルム株式会社製の「TD-80U」;以下、「TAC」と略記する)を、ポリビニルアルコール接着剤を用いて接着することにより、TAC/接着層/偏光素子/接着層/TACという構成で積層(ラミネート)した。これにより、偏光板を得た。得られた偏光板を測定試料とした。
〔実施例2〕
[化合物例56のアゾ化合物の合成]
4次カップラーとして、6-フェニルアミノ-1-ナフトール-3-スルホン酸16.1重量部に代えて、下記構造式(18)
Figure 0007005711000120
で表されるナフトール類28.2重量部を使用したこと以外は、実施例1における化合物例38のアゾ化合物の合成と同様にして、遊離酸の形が一般式(1-2)で表されるアゾ化合物として、化合物例56のアゾ化合物を合成した。
[偏光素子及び偏光板の作製]
遊離酸の形が一般式(1-2)で表されるアゾ化合物として、化合物例38のアゾ化合物に代えて化合物例56のアゾ化合物を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、遊離酸の形が一般式(1-1)、(1-2)、及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物を含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた単体透過率が約41%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例3〕
[化合物例41のアゾ化合物の合成]
3次カップラーとして2-メトキシ-5-メチルアニリンに代えて2,5-ジメトキシアニリンを使用したこと以外は、実施例1における化合物例38のアゾ化合物の合成と同様にして、遊離酸の形が一般式(1-2)で表されるアゾ化合物として、化合物例41のアゾ化合物を合成した。
[偏光素子及び偏光板の作製]
遊離酸の形が一般式(1-2)で表されるアゾ化合物として、化合物例38のアゾ化合物に代えて化合物例41のアゾ化合物を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、遊離酸の形が一般式(1-1)、(1-2)、及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物を含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた単体透過率が約41%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例4〕
遊離酸の形が一般式(10)で表されるアゾ化合物として、化合物例65(n=2)のアゾ化合物に代えてC.I.ダイレクト・オレンジ39(CAS番号:1325-54-8)を使用したこと以外は、実施例3と同様にして、遊離酸の形が一般式(1-1)、(1-2)、及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物を含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた単体透過率が約41%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例5〕
遊離酸の形が一般式(1-1)で表されるアゾ化合物として、C.I.ダイレクト・レッド117に代えて化合物例22のアゾ化合物のナトリウム塩(特許第4662853号公報の実施例2で合成されている式(10)のアゾ化合物)を使用したこと以外は、実施例3と同様にして、遊離酸の形が一般式(1-1)、(1-2)、及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物を含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた単体透過率が約41%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例6〕
[化合物例34のアゾ化合物の合成]
まず、実施例1における化合物例38のアゾ化合物の合成と同様にして、前記構造式(16)で表されるジスアゾアミノ化合物31.3重量部を得た。
得られた前記構造式(16)で表されるジスアゾアミノ化合物を水250重量部に加え、水酸化ナトリウムで溶解し、20~30℃で35重量%塩酸水溶液20.0重量部を、次に亜硝酸ナトリウム4.4重量部を加え、20~30℃で1時間攪拌し、ジアゾ化した。そこへ、希塩酸水溶液に溶解した2,5-ジメチルアニリン7.7重量部を加え、20~30℃で攪拌しながら、炭酸ナトリウムを加えてpH3.5とし、さらに攪拌してカップリング反応を完結させ、濾過し、下記構造式(19)
Figure 0007005711000121
で表されるトリスアゾアミノ化合物31.8重量部を得た。
得られた構造式(19)のトリスアゾアミノ化合物を水200重量部に加え、水酸化ナトリウムで溶解し、20~30℃で35重量%塩酸水溶液16.0重量部を、次に亜硝酸ナトリウム3.5重量部を加え、20~30℃で1時間攪拌し、ジアゾ化し、トリスアゾアミノ化合物のジアゾ化物を得た。一方、6-(4’-アミノベンゾイルアミノ)-1-ナフトール-3-スルホン酸18.3重量部を水50重量部に加え、炭酸ナトリウムで弱アルカリ性として溶解し、溶液を得た。
この溶液に、先に得られたトリスアゾアミノ化合物のジアゾ化物をpH8~10に保って注入し、攪拌して、カップリング反応を完結させた。塩化ナトリウムで塩析し、濾過して、遊離酸の形が一般式(1-1)で表されるアゾ化合物として、化合物例34のテトラキスアゾ化合物25.4重量部を得た。
[偏光素子の作製]
遊離酸の形が一般式(1-1)で表されるアゾ化合物としての化合物例34のアゾ化合物1.5重量部と、遊離酸の形が一般式(1-2)で表されるアゾ化合物としての実施例3で合成した化合物例41のアゾ化合物1.5重量部と、遊離酸の形が一般式(10)で表されるアゾ化合物としての化合物例65(n=2)のアゾ化合物(国際公開第2007/138980号の実施例1に記載の式(2)のアゾ化合物)0.3重量部と、トリポリ燐酸ナトリウム0.1重量部と、無水スルホン酸ナトリウム0.1重量部と、水2000重量部とを混合して、40℃の水溶液を調製した。この40℃の水溶液を、実施例1で使用した40℃の水溶液に代えて使用したこと以外は、実施例1と同様にして、遊離酸の形が一般式(1-1)、(1-2)、及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物を含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた単体透過率が約41%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例7〕
[化合物例61のアゾ化合物の合成]
出発原料として、4-アミノベンゼン-1,3-ジスルホン酸25.3重量部に代えて7-アミノナフタレン-1,3,6-トリスルホン酸38.3重量部を使用したこと以外は、実施例3における化合物例41のアゾ化合物の合成と同様にして、遊離酸の形が一般式(1-2)で表されるアゾ化合物として、化合物例61のアゾ化合物を合成した。
[偏光素子及び偏光板の作製]
遊離酸の形が一般式(1-2)で表されるアゾ化合物として、化合物例38のアゾ化合物に代えて化合物例61のアゾ化合物を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、遊離酸の形が一般式(1-1)、(1-2)、及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物を含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた単体透過率が約41%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例8〕
[化合物例62のアゾ化合物の合成]
4次カップラーとして6-フェニルアミノ-1-ナフトール-3-スルホン酸16.1重量部に代えて6-(4’-メトキシフェニルアミノ)-1-ナフトール-3-スルホン酸17.7重量部を使用したこと以外は、実施例3における化合物例41のアゾ化合物の合成と同様にして、遊離酸の形が一般式(1-2)で表されるアゾ化合物として、化合物例62のアゾ化合物を合成した。
[偏光素子及び偏光板の作製]
遊離酸の形が一般式(1-2)で表されるアゾ化合物として、化合物例38のアゾ化合物に代えて化合物例62のアゾ化合物を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、遊離酸の形が一般式(1-1)、(1-2)、及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物を含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた単体透過率が約41%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例9〕
実施例7の染色工程(アゾ化合物をフィルムに吸着させる工程)の後に、以下のヨウ素、ヨウ化物処理、延伸処理、及びヨウ化物処理を行って偏光素子を作製したこと以外は実施例7と同様にして、遊離酸の形が一般式(1-1)、(1-2)、及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物を含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた単体透過率が約41%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
染色工程後のヨウ素、ヨウ化物処理、延伸処理、及びヨウ化物処理は、以下のようにして行った。すなわち、まず、アゾ化合物が吸着されたフィルムを、ホウ酸(ソシエタ・ケミカ・ラルデレロ株式会社(SocietaChimicaLarderellos.p.a.)製)28.6g/l、ヨウ素(純正化学株式会社製)0.25g/l、ヨウ化カリウム(純正化学株式会社製)17.7g/lを含有した30℃の水溶液に浸漬して、ヨウ素、ヨウ化物処理を行い、延伸処理を行った。さらに、延伸処理後に、ヨウ化カリウム(和光純薬工業株式会社製)30g/lを含有した常温の水溶液で20秒間ヨウ化物処理を行った。
〔実施例10〕
遊離酸の形が一般式(10)で表されるアゾ化合物としての化合物例65(n=2)のアゾ化合物に代えて、非特許文献2に記載されているC.I.ダイレクト・イエロー28を使用したこと以外は、実施例3と同様にして、遊離酸の形が一般式(1-1)及び(1-2)でそれぞれ表されるアゾ化合物を含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた単体透過率が約41%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例11〕
遊離酸の形が一般式(1-1)で表されるアゾ化合物として、C.I.ダイレクト・レッド117に代えて、化合物例35のアゾ化合物(特開2003-215338号公報の合成例1で合成されている化合物No.1のジスアゾ化合物)を使用したこと以外は、実施例3と同様にして、遊離酸の形が一般式(1-1)、(1-2)、及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物を含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた単体透過率が約41%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例12〕
遊離酸の形が一般式(1-1)で表されるアゾ化合物として、C.I.ダイレクト・レッド117に代えて、特許第2622748号公報の実施例1で合成されている下記構造式(20)(特許第2622748号公報の式(2))
Figure 0007005711000122
で表されるトリスアゾ染料を使用したこと以外は、実施例3と同様にして、遊離酸の形が一般式(1-1)、(1-2)、及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物を含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた単体透過率が約41%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔比較例1〕
実施例1におけるアゾ化合物の組成を特開平11-218611号公報の実施例2に記載のアゾ化合物の組成に変更したこと以外は、実施例1と同様にして偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、作製した偏光板を測定試料とした。
〔比較例2〕
実施例1におけるアゾ化合物の組成を特許第4162334号公報の実施例3に記載のアゾ化合物の組成に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、作製した偏光板を測定試料とした。
〔比較例3〕
遊離酸の形が一般式(1-1)で表されるアゾ化合物としてのC.I.ダイレクト・レッド117に代えて、偏光素子において同じ青色を示すアゾ化合物である特公昭64-5623号公報の実施例1に記載の染料(アゾ化合物)を使用したこと以外、実施例3と同様にして、遊離酸の形が一般式(1-2)及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物を含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた単体透過率が約41%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔比較例4〕
遊離酸の形が一般式(1-2)で表されるアゾ化合物としての化合物例30のアゾ化合物に代えて、遊離酸の形が一般式(1-1)で表されるアゾ化合物である、特許第2622748号公報の実施例1で合成されている前記構造式(20)のトリスアゾ染料を使用したこと以外は、実施例3と同様にして、遊離酸の形が一般式(1-1)及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物を含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた単体透過率が約41%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔比較例5〕
遊離酸の形が一般式(1-2)で表されるアゾ化合物である化合物例38のアゾ化合物を、遊離酸の形が一般式(1-1)で表されるアゾ化合物である、国際公開第2012/108169号の実施例1に記載の式(17)で表されるテトラキスアゾ化合物を使用したこと以外は、実施例3と同様にして、遊離酸の形が一般式(1-1)及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物を含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた単体透過率が約41%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔比較例6〕
単体透過率が約40.5%の偏光素子が得られるように染色工程の時間を調整したこと以外は、特開2006-276236号公報の比較例3と同様にして、偏光素子を作製した。実施例1で得られた偏光素子に代えて本比較例で得られた偏光素子を用いたこと以外は、実施例1と同様にして偏光板を作製し、測定試料とした。
表1に、実施例1~12及び比較例1~5の偏光板における単体透過率Ys、平行透過率Yp、直交透過率Yc、偏光度ρy、及びコントラスト値CRの測定結果を示す。
Figure 0007005711000123
表1から分かるように、本発明の第1の実施形態に係る実施例1~12の偏光板は、従来のアゾ化合物を用いた偏光板よりも偏光性能及びコントラストが向上した偏光板であった。
表2に、実施例3、比較例1、及び比較例2の偏光板を、温度85℃及び湿度85%の環境で1000時間保持したときの、初期の単体透過率Ysと、1000時間後の単体透過率Ysとを示す。
Figure 0007005711000124
表2から分かるように、本発明の第1の実施形態に係る実施例3の偏光板は、比較例1及び比較例2の偏光板と比べて、高温・高湿(温度85℃及び湿度85%)環境下における透過率の変化が少ない耐久性の高い偏光板であった。
表3に、実施例8、実施例9、及び比較例6の偏光板を、温度65℃及び湿度95%の環境で1000時間保持したときの、初期の単体透過率Ys及び偏光度と、1000時間後の単体透過率Ysとを示す。
Figure 0007005711000125
表3から分かるように、本発明の第1の実施形態に係る実施例8及び実施例9の偏光板は、比較例6の偏光板と比べて、高温・高湿(温度65℃及び湿度95%)環境下における透過率及び偏光度の変化が少ない耐久性の高い偏光板であった。
以上の実施例1~12及び比較例1~6の結果から明らかなように、本発明の第1の実施形態に係る偏光素子及び偏光板は、光学特性及び耐久性が向上していることが分かる。したがって、この偏光素子や偏光板を用いることによって、偏光特性に優れ、耐久性の高い表示装置及び偏光レンズを得ることができる。
〔第2の実施形態に係る偏光素子及びそれを用いた偏光板の実施例及び比較例〕
〔実施例13〕
遊離酸の形が一般式(2-1)で表されるアゾ化合物として化合物例2のアゾ化合物であるC.I.ダイレクト・レッド117を0.85重量部と、遊離酸の形が一般式(2-2)で表されるアゾ化合物としての化合物例120のアゾ化合物(特許第2622748号公報の実施例1に記載の式(2)で表されるトリスアゾ染料)0.55重量部と、遊離酸の形が一般式(2-3)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体としての化合物例138のアゾ化合物(特公平2-61988号公報の実施例3に記載の銅錯塩化合物)2.0重量部と、遊離酸の形が一般式(10)で表されるアゾ化合物としての化合物例65(n=2)のアゾ化合物(国際公開第2007/138980号の実施例1に記載の式(2)で示されるアゾ化合物)0.45重量部と、トリポリ燐酸ナトリウム1.0重量部と、無水硫酸ナトリウム1.0重量部と、水2000重量部とを混合して、40℃の水溶液を調製した。
この40℃の水溶液を、実施例1で使用した40℃の水溶液に代えて使用したこと以外は、実施例1と同様にして、単体透過率が約40%、膜厚15μmの偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。以上の方法で、遊離酸の形が一般式(2-1)、(2-2)、及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(2-3)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子及び偏光板を作製した。
〔実施例14〕
遊離酸の形が一般式(2-1)で表されるアゾ化合物として、C.I.ダイレクト・レッド117に代えて化合物例21のアゾ化合物(国際公開第2005/075572号の実施例1に記載の式(2)で示されるトリスアゾ化合物)を使用したこと以外は、実施例13と同様にして、遊離酸の形が一般式(2-1)、(2-2)、及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(2-3)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例15〕
[化合物例34の合成]
実施例6における化合物例34のアゾ化合物の合成と同様にして、遊離酸の形が一般式(2-1)で表されるアゾ化合物として、化合物例34のテトラキスアゾ化合物25.4重量部を得た。
[偏光素子及び偏光板の作製]
遊離酸の形が一般式(2-1)で表されるアゾ化合物として、C.I.ダイレクト・レッド117に代えて化合物例34のテトラキスアゾ化合物を使用したこと以外は、実施例13と同様にして、遊離酸の形が一般式(2-1)、(2-2)、及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(2-3)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例16〕
遊離酸の形が一般式(2-2)で表されるアゾ化合物として、化合物例120のアゾ化合物に代えて、化合物例70のアゾ化合物(国際公開第2007/148757号の実施例17で使用されている式(11)のアゾ化合物の塩)を使用したこと以外は、実施例15と同様にして、遊離酸の形が一般式(2-1)、(2-2)、及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(2-3)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例17〕
遊離酸の形が一般式(2-2)で表されるアゾ化合物として、化合物例120のアゾ化合物に代えて、化合物例111のアゾ化合物(国際公開第2012/108169号の実施例19で使用されている式(17)の化合物)を使用したこと以外は、実施例13と同様にして、遊離酸の形が一般式(2-1)、(2-2)、及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(2-3)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例18〕
遊離酸の形が一般式(2-1)で表されるアゾ化合物として、C.I.ダイレクト・レッド117に代えて、化合物例21のアゾ化合物(国際公開第2005/075572号の実施例1に記載の式(2)で示されるトリスアゾ化合物)を使用したこと以外は、実施例17と同様にして、遊離酸の形が一般式(2-1)、(2-2)、及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(2-3)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例19〕
遊離酸の形が一般式(2-1)で表されるアゾ化合物として、C.I.ダイレクト・レッド117に代えて、実施例15で合成した化合物例34のアゾ化合物を使用したこと以外は、実施例17と同様にして、遊離酸の形が一般式(2-1)、(2-2)、及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(2-3)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例20〕
遊離酸の形が一般式(2-2)で表されるアゾ化合物として、化合物例120のアゾ化合物に代えて、化合物例94のアゾ化合物(国際公開第2012/108173号の実施例40で使用されている式(27)のアゾ化合物)を使用したこと以外は、実施例15と同様にして、遊離酸の形が一般式(2-1)、(2-2)、及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(2-3)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例21〕
一般式(10)で表されるアゾ化合物である化合物例65(n=2)のアゾ化合物に代えて、同様に一般式(10)で表されるアゾ化合物であるC.I.ダイレクト・オレンジ39(CAS番号:1325-54-8)を使用したこと以外は、実施例19と同様にして、遊離酸の形が一般式(2-1)、(2-2)、及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(2-3)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例22〕
一般式(10)で表されるアゾ化合物としての化合物例65(n=2)のアゾ化合物に代えて、他の有機染料としての非特許文献2に記載されているC.I.ダイレクト・イエロー28を使用したこと以外は、実施例19と同様にして、遊離酸の形が一般式(2-1)及び(2-2)でそれぞれ表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(2-3)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例23〕
実施例13の染色工程(アゾ化合物をフィルムに吸着させる工程)の後に、以下のヨウ素、ヨウ化物処理、延伸処理、及びヨウ化物処理を行って偏光素子を作製したこと以外は実施例13と同様にして、遊離酸の形が一般式(2-1)、(2-2)、及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(2-3)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
染色工程後のヨウ素、ヨウ化物処理、延伸処理、及びヨウ化物処理は、以下のようにして行った。すなわち、まず、アゾ化合物が吸着されたフィルムを、ホウ酸(ソシエタ・ケミカ・ラルデレロ株式会社(SocietaChimicaLarderellos.p.a.)製)28.6g/l、ヨウ素(純正化学株式会社製)0.25g/l、ヨウ化カリウム(純正化学株式会社製)17.7g/lを含有した30℃の水溶液に浸漬して、ヨウ素、ヨウ化物処理を行い、延伸処理を行った。さらに、延伸処理後に、ヨウ化カリウム(和光純薬工業株式会社製)30g/lを含有した常温の水溶液で20秒間ヨウ化物処理を行った。
〔比較例7〕
実施例13におけるアゾ化合物の組成を特開平11-218611号公報の実施例2に記載のアゾ化合物の組成に変更したこと以外は、実施例13と同様にして偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、作製した偏光板を測定試料とした。
〔比較例8〕
実施例13におけるアゾ化合物の組成を特許第4162334号公報の実施例3に記載のアゾ化合物の組成に変更したこと以外は、実施例13と同様にして、偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、作製した偏光板を測定試料とした。
〔比較例9〕
遊離酸の形が一般式(2-1)で表されるアゾ化合物としてのC.I.ダイレクト・レッド117に代えて、特開2003-215338号公報に記載の代表例No.1の水溶性染料(アゾ化合物)を使用したこと以外は、実施例13と同様にして、偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、作製した偏光板を測定試料とした。
〔比較例10〕
遊離酸の形が一般式(2-1)で表されるアゾ化合物としてのC.I.ダイレクト・レッド117に代えて、特開平1-172907号公報の実施例1に記載の染料(アゾ化合物)を使用したこと以外は、実施例13と同様にして、偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、作製した偏光板を測定試料とした。
〔比較例11〕
遊離酸の形が一般式(2-2)で表されるアゾ化合物としての化合物例120のアゾ化合物に代えて、偏光度が最も高い波長が同等である特公昭64-5623号公報の実施例1に記載の銅化染料(トリスアゾ化合物)を使用したこと以外は、実施例13と同様にして、単体透過率が約40%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、作製した偏光板を測定試料とした。
〔比較例12〕
実施例13におけるアゾ化合物の組成を特許第4360100号公報の実施例1に記載のアゾ化合物の組成に変更したこと以外は実施例13と同様にして偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、作製した偏光板を測定試料とした。
〔比較例13〕
単体透過率が約41%の偏光素子が得られるように染色工程の時間を調整したこと以外は、特開2006-276236号公報の比較例3と同様にして、偏光素子を作製した。実施例13で得られた偏光素子に代えて本比較例で得られた偏光素子を用いたこと以外は、実施例13と同様にして偏光板を作製し、測定試料とした。
表4に、実施例13~23及び比較例7~12の偏光板における単体透過率Ys、単体透過率Yp、及び単体透過率Yc、偏光度ρy、及びコントラスト値CRの測定結果を示す。
Figure 0007005711000126
表4から分かるように、本発明の第2の実施形態に係る実施例13~23の偏光板は、従来のアゾ化合物を用いた偏光板よりも偏光性能及びコントラストが向上した偏光板であった。
表5に、実施例13、実施例23、及び比較例13の偏光板を、温度65℃及び湿度95%の環境で1000時間保持したときの、初期の単体透過率Ys及び偏光度ρyと、1000時間後の単体透過率Ys及び偏光度ρyとを示す。
Figure 0007005711000127
表5から分かるように、本発明の第2の実施形態に係る実施例13及び実施例23の偏光板は、比較例13の偏光板と比べて、高温・高湿(温度65℃及び湿度95%)環境下における透過率及び偏光度の変化が少ない耐久性の高い偏光板であった。
以上の実施例13~23及び比較例7~13の結果から明らかなように、本発明の第2の実施形態に係る偏光素子及び偏光板は、光学特性及び耐久性が向上していることが分かる。したがって、この偏光素子や偏光板を用いることによって、偏光特性に優れ、耐久性の高い表示装置及び偏光レンズを得ることができる。
〔第3の実施形態に係る偏光素子及びそれを用いた偏光板の実施例及び比較例〕
〔実施例24〕
[化合物例143のアゾ化合物の合成]
4-アミノベンゼン-1-スルホン酸25.3重量部を水500重量部に加え、冷却し10℃以下で、35重量%塩酸水溶液31.3重量部を加え、次に亜硝酸ナトリウム6.9重量部を加え、5~10℃で1時間攪拌し、ジアゾ化した。そこへ、1次カップラーとして希塩酸水溶液に溶解した2,5-ジメトキシアニリン10.7重量部を加え、10~30℃で攪拌しながら、炭酸ナトリウムを加えてpH3とし、さらに攪拌してカップリング反応を完結させ、濾過し、下記構造式(28)
Figure 0007005711000128
で表されるモノアゾアミノ化合物29.7重量部を得た。
得られた構造式(28)のモノアゾアミノ化合物を水400重量部に加え、水酸化ナトリウムで溶解し、10~30℃で35重量%塩酸水溶液25.0重量部を、次に亜硝酸ナトリウム5.5重量部を加え、20~30℃で1時間攪拌し、ジアゾ化した。そこへ、2次カップラーとして希塩酸水溶液に溶解した2,5-ジメトキシアニリン8.6重量部を加え、20~30℃で攪拌しながら、炭酸ナトリウムを加えてpH3とし、さらに攪拌してカップリング反応を完結させ、濾過し、下記構造式(29)
Figure 0007005711000129
で表されるジスアゾアミノ化合物31.3重量部を得た。
得られた構造式(29)のジスアゾアミノ化合物を水200重量部に加え、水酸化ナトリウムで溶解し、20~30℃で35重量%塩酸水溶液16.0重量部を、次に亜硝酸ナトリウム3.5重量部を加え、20~30℃で1時間攪拌し、ジアゾ化し、トリスアゾアミノ化合物のジアゾ化物を得た。3次カップラーとして、6-(4’-フェニルアミノ)-1-ナフトール-3-スルホン酸16.1重量部を水50重量部に加え、炭酸ナトリウムで弱アルカリ性として溶解し、溶液を得た。
この溶液に、先に得られたトリスアゾアミノ化合物のジアゾ化物をpH8~10に保って注入し、攪拌して、カップリング反応を完結させた。塩化ナトリウムで塩析し、濾過して、遊離酸の形が一般式(3-1)で表されるアゾ化合物又はその銅化物として、化合物例143のアゾ化合物24.7重量部を得た。
[偏光素子及び偏光板の作製]
遊離酸の形が一般式(3-1)で表されるアゾ化合物又はその銅化物としての化合物例143のアゾ化合物1.3重量部と、遊離酸の形が一般式(3-3)で表されるアゾ化合物としてのC.I.ダイレクト・レッド81(化合物例1のアゾ化合物)0.64重量部と、遊離酸の形が一般式(10)で表されるアゾ化合物としての化合物例65(n=2)のアゾ化合物(国際公開第2007/138980号の実施例1に記載されているアゾ化合物)0.42重量部と、トリポリ燐酸ナトリウム2.0重量部と、無水硫酸ナトリウム2.0重量部と、水2000重量部とを混合して、40℃の水溶液を調製した。
この40℃の水溶液を、実施例1で使用した40℃の水溶液に代えて使用したこと以外は、実施例1と同様にして、単体透過率が約40%、膜厚15μmの偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。以上の方法で、遊離酸の形が一般式(3-1)で表されるアゾ化合物又はその銅化物を含み、さらに一般式(3-3)及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物を含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子及び偏光板を作製した。
〔実施例25〕
遊離酸の形が一般式(3-3)で表されるアゾ化合物として、実施例24で用いたC.I.ダイレクト・レッド81(化合物例1のアゾ化合物)0.64重量部に代えて、C.I.ダイレクト・レッド117(化合物例2のアゾ化合物)0.50重量部を使用したこと以外は、実施例24と同様にして、偏光素子を作製し、本発明の第3の実施形態に係る偏光板とした。
〔実施例26〕
遊離酸の形が一般式(3-3)で表されるアゾ化合物として、実施例24で用いたC.I.ダイレクト・レッド81(化合物例1のアゾ化合物)0.64重量部に代えて、化合物例22のアゾ化合物(特許第4662853号公報の実施例2に記載されているアゾ化合物)0.88重量部を使用したこと以外は、実施例24と同様にして、偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、作製した偏光板を測定試料とした。
〔実施例27〕
[化合物例34のアゾ化合物の合成]
6-(4’-アミノベンゾイルアミノ)-1-ナフトール-3-スルホン酸の使用量を18.3重量部から16.1重量部に変更したこと以外は、実施例6における化合物例34の合成と同様にして、遊離酸の形が一般式(3-3)で表されるアゾ化合物としての、化合物例34のテトラキスアゾ化合物24.7重量部を得た。
[偏光素子及び偏光板の作製]
遊離酸の形が一般式(3-3)で表されるアゾ化合物として、実施例24で用いたC.I.ダイレクト・レッド81(化合物例1のアゾ化合物)0.64重量部に代えて、合成によって得られた化合物例34のアゾ化合物1.3重量部を使用したこと以外は、実施例24と同様にして、偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、作製した偏光板を測定試料とした。
〔実施例28〕
遊離酸の形が一般式(10)で表されるアゾ化合物として、化合物例65(n=2)のアゾ化合物に代えてC.I.ダイレクト・オレンジ39(CAS番号:1325-54-8)を使用したこと以外は、実施例27と同様にして、遊離酸の形が一般式(3-1)で表されるアゾ化合物又はその銅化物と遊離酸の形が一般式(3-3)及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた単体透過率が約40%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例29〕
遊離酸の形が一般式(10)で表されるアゾ化合物としての化合物例65(n=2)のアゾ化合物に代えて、他の有機染料としての次の構造式
Figure 0007005711000130
で表されるC.I.ダイレクト・イエロー28を使用したこと以外は、実施例27と同様にして、遊離酸の形が一般式(3-1)で表されるアゾ化合物又はその銅化物と遊離酸の形が一般式(3-3)で表されるアゾ化合物とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた単体透過率が約40%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例30〕
実施例27の染色工程(アゾ化合物をフィルムに吸着させる工程)の後に、以下のヨウ素、ヨウ化物処理、延伸処理、及びヨウ化物処理を行って偏光素子を作製したこと以外は実施例27と同様にして、遊離酸の形が一般式(3-1)で表されるアゾ化合物又はその銅化物と遊離酸の形が一般式(3-3)及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた単体透過率が約40%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
染色工程後のヨウ素、ヨウ化物処理、延伸処理、及びヨウ化物処理は、以下のようにして行った。すなわち、まず、アゾ化合物が吸着されたフィルムを、ホウ酸(ソシエタ・ケミカ・ラルデレロ株式会社(SocietaChimicaLarderellos.p.a.)製)28.6g/l、ヨウ素(純正化学株式会社製)0.25g/l、ヨウ化カリウム(純正化学株式会社製)17.7g/lを含有した30℃の水溶液に浸漬して、ヨウ素、ヨウ化物処理を行い、延伸処理を行った。さらに、延伸処理後に、ヨウ化カリウム(和光純薬工業株式会社製)30g/lを含有した常温の水溶液で20秒間ヨウ化物処理を行った。
〔実施例31〕
遊離酸の形が一般式(3-1)で表されるアゾ化合物又はその銅化物として、実施例26で用いた化合物例143のアゾ化合物1.3重量部に代えて、化合物例151のアゾ化合物1.43重量部を使用したこと以外は、実施例26と同様にして、偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、作製した偏光板を測定試料とした。
〔実施例32〕
遊離酸の形が一般式(3-3)で表されるアゾ化合物として用いたC.I.ダイレクト・レッド81(化合物例1のアゾ化合物)0.64重量部に代えて、下記構造式
Figure 0007005711000131
で表されるアゾ化合物(特開2003-215338号公報の合成例1に記載されている化合物No.1のジスアゾ化合物)を使用したこと以外は、実施例24と同様にして、遊離酸の形が一般式(3-1)で表されるアゾ化合物又はその銅化物を含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた単体透過率が約40%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例33〕
遊離酸の形が一般式(3-3)で表されるアゾ化合物として用いたC.I.ダイレクト・レッド81(化合物例1のアゾ化合物)0.64重量部に代えて、下記構造式
Figure 0007005711000132
で表されるアゾ化合物(国際公開第2007/145210号に記載されている式(24)のジスアゾ化合物)1.35重量部を使用したこと以外は、実施例24と同様にして、遊離酸の形が一般式(3-1)で表されるアゾ化合物又はその銅化物を含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた単体透過率が約40%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔比較例14〕
実施例24におけるアゾ化合物の組成を特開平11-218611号公報の実施例2に記載のアゾ化合物の組成に変更したこと以外は、実施例24と同様にして偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、作製した偏光板を測定試料とした。
〔比較例15〕
実施例24におけるアゾ化合物の組成を特許第4162334号公報の実施例3に記載のアゾ化合物の組成に変更したこと以外は、実施例24と同様にして、偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、作製した偏光板を測定試料とした。
〔比較例16〕
遊離酸の形が一般式(3-3)で表されるアゾ化合物としてのC.I.ダイレクト・レッド81に代えて、特開2003-215338号公報の合成例1に記載されている化合物No.1のジスアゾ化合物を使用し、かつ、遊離酸の形が一般式(3-1)で表されるアゾ化合物又はその銅化物としての化合物例143のアゾ化合物1.3重量部に代えて、下記構造式(30)
Figure 0007005711000133
で表されるアゾ化合物1.0重量部を使用したこと以外は、実施例24と同様にして、ポリビニルアルコールフィルムを用いた単体透過率が約40%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、作製した偏光板を測定試料とした。
〔比較例17〕
遊離酸の形が一般式(3-3)で表されるアゾ化合物としてのC.I.ダイレクト・レッド81に代えて、特開平1-172907号公報の実施例1に記載されているアゾ化合物を使用し、かつ、遊離酸の形が一般式(3-1)で表されるアゾ化合物又はその銅化物としての化合物例143のアゾ化合物1.3重量部に代えて前記構造式(30)で表されるアゾ化合物0.95重量部を使用したこと以外は、実施例24と同様にして、単体透過率が約40%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、作製した偏光板を測定試料とした。
〔比較例18〕
遊離酸の形が一般式(3-3)で表されるアゾ化合物としてのC.I.ダイレクト・レッド81に代えて、特許第2622748号公報の実施例1に記載されている式(2)のトリスアゾ染料を使用し、かつ、遊離酸の形が一般式(3-1)で表されるアゾ化合物又はその銅化物としての化合物例143のアゾ化合物1.3重量部に代えて前記構造式(30)で表されるアゾ化合物0.88重量部を使用したこと以外は、実施例24と同様にして、単体透過率が約40%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、作製した偏光板を測定試料とした。
〔比較例19〕
遊離酸の形が一般式(3-1)で表されるアゾ化合物又はその銅化物としての化合物例143のアゾ化合物に代えて、特許第2622748号公報の実施例1に記載されている式(2)のトリスアゾ染料を使用したこと以外は、実施例24と同様にして、単体透過率が約40%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、作製した偏光板を測定試料とした。
〔比較例20〕
実施例24におけるアゾ化合物の組成を特許第4360100号公報の実施例1に記載のアゾ化合物の組成に変更したこと以外は、実施例24と同様にして偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、作製した偏光板を測定試料とした。
〔比較例21〕
単体透過率が約40.5%の偏光素子が得られるように染色工程の時間を調整したこと以外は、特開2006-276236公報の比較例3と同様にして、偏光素子を作製した。実施例24で得られた偏光素子に代えて本比較例で得られた偏光素子を用いたこと以外は、実施例24と同様にして偏光板を作製し、測定試料とした。
表6に、実施例24~33及び比較例14~20の偏光板における視感度補正単体透過率Ys、視感度補正平行透過率Yp、視感度補正直交透過率Yc、偏光度ρy(%)、及びコントラスト値CRの測定結果を示す。
Figure 0007005711000134
表6から分かるように、本発明の第3の実施形態に係る実施例24~33の偏光板は、偏光性能及びコントラストが向上した偏光板であった。
表7に、実施例24、比較例14、及び比較例15の偏光板を、温度85℃及び湿度85%の環境で1000時間保持したときの、初期の単体透過率Ysと、1000時間後の単体透過率Ysとを示す。
Figure 0007005711000135
表7から分かるように、本発明の第3の実施形態に係る実施例24の偏光板は、比較例14及び比較例15の偏光板と比べて、高温・高湿(温度85℃及び湿度85%)環境下における透過率変化が少ない耐久性の高い偏光板であった。
表8に、実施例28、実施例30、及び比較例21の偏光板を、温度65℃及び湿度95%の環境で1000時間保持したときの、初期の単体透過率Ys及び偏光度ρyと、1000時間後の単体透過率Ys及び偏光度ρyとを示す。
Figure 0007005711000136
表8から分かるように、本発明の第3の実施形態に係る実施例28及び実施例30の偏光板は、比較例21の偏光板と比べて、高温・高湿(温度65℃及び湿度95%)環境下における透過率及び偏光度の変化が少ない耐久性の高い偏光板であった。
以上の実施例24~33及び比較例14~21の結果から明らかなように、本発明の第3の実施形態に係る偏光素子及び偏光板は、光学特性及び耐久性が向上していることが分かる。したがって、この偏光素子や偏光板を用いた表示装置や偏光レンズは、良好な偏光特性及び耐久性を有することができる。
〔第4の実施形態に係る偏光素子及びそれを用いた偏光板の実施例及び比較例〕
〔実施例34〕
[化合物例34のアゾ化合物の合成]
実施例6における化合物例34のアゾ化合物の合成と同様にして、一般式(2-1)で表されるアゾ化合物又はその塩として、化合物例34のアゾ化合物(テトラキスアゾ化合物)25.4重量部を得た。
[化合物例156のアゾ化合物の合成]
4-アミノベンゼン-1-スルホン酸25.3重量部を水500重量部に加え、冷却し10℃以下で、35重量%塩酸水溶液31.3重量部を加え、次に亜硝酸ナトリウム6.9重量部を加え、5~10℃で1時間攪拌し、ジアゾ化した。そこへ、希塩酸水溶液に溶解した2-メトキシアニリン10.7重量部を加え、10~30℃で攪拌しながら、炭酸ナトリウムを加えてpH3とし、さらに攪拌してカップリング反応を完結させ、濾過し、下記構造式(31)
Figure 0007005711000137
で表されるモノアゾアミノ化合物29.7重量部を得た。
得られた構造式(31)のアゾ化合物を水200重量部に加え、水酸化ナトリウムで溶解し、20~30℃で35重量%塩酸水溶液16.0重量部を、次に亜硝酸ナトリウムを加え、20~30℃で1時間攪拌し、ジアゾ化し、モノアゾアミノ化合物のジアゾ化物を得た。一方、6-(4’-アミノベンゾイルアミノ)-1-ナフトール-3-スルホン酸を構造式(31)のアゾ化合物と等モル量になるように水50重量部に加え、炭酸ナトリウムで弱アルカリ性として溶解し、溶液を得た。
この溶液に、先に得られたモノアゾアミノ化合物のジアゾ化物をpH8~10に保って注入し、攪拌して、カップリング反応を完結させた。カップリング反応後、特公昭64-5623号公報に記載の公知の方法で硫酸銅等を用いて銅化させ、銅錯塩化合物となったアゾ化合物を得た。得られたアゾ化合物を塩化ナトリウムで塩析し、濾過して、一般式(4-2)で表されるアゾ化合物又はその塩として、化合物例156のアゾ化合物を得た。
[偏光素子及び偏光板の作製]
一般式(2-1)で表されるアゾ化合物又はその塩としての化合物例34のアゾ化合物1.5重量部と、一般式(4-2)で表されるアゾ化合物又はその塩としての化合物例156のアゾ化合物0.65重量部と、一般式(10)で表されるアゾ化合物又はその塩としての化合物例65(n=2)のアゾ化合物(国際公開第2007/138980号の実施例1に記載されているアゾ化合物)0.2重量部と、トリポリ燐酸ナトリウム1.0重量部と、無水硫酸ナトリウム1.0重量部と、水2000重量部とを混合して、40℃の水溶液を調製した。
この40℃の水溶液を、実施例1で使用した40℃の水溶液に代えて使用したこと以外は、実施例1と同様にして、単体透過率が約40%、膜厚15μmの偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。以上の方法で、一般式(2-1)、一般式(4-2)、一般式(10)のそれぞれで表されるアゾ化合物又はその塩を含有する、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子及び偏光板を作製した。
〔実施例35〕
[化合物例159のアゾ化合物の合成]
6-(4’-アミノベンゾイルアミノ)-1-ナフトール-3-スルホン酸に代えて6-フェニルアミノ-1-ナフトール-3-スルホン酸を用いたこと以外は、実施例34における化合物例156のアゾ化合物の合成と同様にして、一般式(4-2)で表されるアゾ化合物又はその塩として、化合物例159のアゾ化合物を合成した。
[偏光素子及び偏光板の作製]
一般式(4-2)で表されるアゾ化合物又はその塩として、化合物例156のアゾ化合物に代えて化合物例159のアゾ化合物を用いたこと以外は実施例34と同様にして、一般式(2-1)、一般式(4-2)、及び一般式(10)のそれぞれで表されるアゾ化合物又はその塩を含有する、ポリビニルアルコールフィルムを用いた単体透過率が約40%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例36〕
[化合物例158のアゾ化合物の合成]
6-(4’-アミノベンゾイルアミノ)-1-ナフトール-3-スルホン酸に代えて6-(4’-ヒドロキシフェニルアゾ)-1-ナフトール-3-スルホン酸を用いたこと以外は、実施例34における化合物例156のアゾ化合物の合成と同様にして、一般式(4-2)で表されるアゾ化合物又はその塩として、化合物例158のアゾ化合物を合成した。
[偏光素子及び偏光板の作製]
一般式(4-2)で表されるアゾ化合物又はその塩として、化合物例156のアゾ化合物に代えて化合物例158のアゾ化合物を用い、一般式(10)で表されるアゾ化合物又はその塩として、化合物例65(n=2)のアゾ化合物に代えて化合物例64のアゾ化合物を用いたこと以外は実施例34と同様にして、一般式(2-1)、一般式(4-2)、及び一般式(10)のそれぞれで表されるアゾ化合物又はその塩を含有する、ポリビニルアルコールフィルムを用いた単体透過率が約40%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例37〕
[化合物例161のアゾ化合物の合成]
2-メトキシアニリンに代えて2,5-ジメトキシアニリンを用いたこと以外は、実施例35における化合物例159のアゾ化合物の合成と同様にして、一般式(4-2)で表されるアゾ化合物又はその塩として、化合物例161のアゾ化合物を合成した。
[偏光素子及び偏光板の作製]
一般式(4-2)で表されるアゾ化合物又はその塩として、化合物例156のアゾ化合物に代えて化合物例161のアゾ化合物を用いたこと以外は実施例34と同様にして、一般式(2-1)、一般式(4-2)、及び一般式(10)のそれぞれで表されるアゾ化合物又はその塩を含有する、ポリビニルアルコールフィルムを用いた単体透過率が約40%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例38〕
[化合物例166のアゾ化合物の合成]
4-アミノベンゼン-1-スルホン酸に代えて7-アミノナフタレン-1,3-ジスルホン酸を用いたこと以外は、実施例37における化合物例161のアゾ化合物の合成と同様にして、一般式(4-2)で表されるアゾ化合物又はその塩として、化合物例166のアゾ化合物を合成した。
[偏光素子及び偏光板の作製]
一般式(4-2)で表されるアゾ化合物又はその塩として、化合物例156のアゾ化合物に代えて化合物例166のアゾ化合物を用いたこと以外は実施例34と同様にして、一般式(2-1)、一般式(4-2)、及び一般式(10)のそれぞれで表されるアゾ化合物又はその塩を含有する、ポリビニルアルコールフィルムを用いた単体透過率が約40%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例39〕
一般式(2-1)で表されるアゾ化合物又はその塩として、化合物例34のアゾ化合物に代えて、化合物例22のアゾ化合物のナトリウム塩(特許第4662853号公報の実施例2に記載のアゾ化合物)を用いたこと以外は、実施例37と同様にして、一般式(2-1)、一般式(4-2)、及び一般式(10)のそれぞれで表されるアゾ化合物又はその塩を含有する、ポリビニルアルコールフィルムを用いた単体透過率が約40%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例40〕
一般式(2-1)で表されるアゾ化合物又はその塩として、化合物例34のアゾ化合物に代えて、下記構造式
Figure 0007005711000138
で表されるC.I.ダイレクト・レッド117を用いたこと以外は、実施例37と同様にして、一般式(2-1)、一般式(4-2)、及び一般式(10)のそれぞれで表されるアゾ化合物又はその塩を含有する、ポリビニルアルコールフィルムを用いた単体透過率が約40%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例41〕
一般式(2-1)で表されるアゾ化合物又はその塩として、化合物例34のアゾ化合物に代えて、下記構造式
Figure 0007005711000139
で表されるアゾ化合物(特許第4162334号公報の合成例2に記載の化合物No.2のトリスアゾ化合物の水溶性染料)を用いたこと以外は、実施例37と同様にして、一般式(2-1)、一般式(4-2)、及び一般式(10)のそれぞれで表されるアゾ化合物又はその塩を含有する、ポリビニルアルコールフィルムを用いた単体透過率が約40%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例42〕
一般式(10)で表されるアゾ化合物又はその塩としての化合物例65(n=2)のアゾ化合物に代えて、他の有機染料としての下記構造式
Figure 0007005711000140
で表されるC.I.ダイレクト・イエロー28(非特許文献2に記載)を用いたこと以外は、実施例37と同様にして、一般式(2-1)及び一般式(4-2)のそれぞれで表されるアゾ化合物又はその塩と他の有機染料とを含有する、ポリビニルアルコールフィルムを用いた単体透過率が約40%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料と
した。
〔比較例22〕
実施例34におけるアゾ化合物の組成を特開平11-218611号公報の実施例2に記載のアゾ化合物の組成に変更したこと以外は実施例34と同様にして、偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔比較例23〕
実施例34におけるアゾ化合物の組成を特許第4162334号公報の実施例3に記載のアゾ化合物の組成に変更したこと以外は実施例34と同様にして、偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔比較例24〕
一般式(2-1)で表されるアゾ化合物又はその塩としての化合物例34のアゾ化合物に代えて、特開2003-215338号公報の合成例1に記載されている化合物No.1のジスアゾ化合物を用いたこと以外は、実施例34と同様にして、一般式(4-2)及び一般式(10)のそれぞれで表されるアゾ化合物又はその塩と他の有機染料とを含有する、ポリビニルアルコールフィルムを用いた単体透過率が約40%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔比較例25〕
一般式(2-1)で表されるアゾ化合物又はその塩としての化合物例34のアゾ化合物に代えて、特開平1-172907号公報の実施例1に記載されているアゾ化合物を用いたこと以外は、実施例34と同様にして、一般式(4-2)及び一般式(10)のそれぞれで表されるアゾ化合物又はその塩と他の有機染料とを含有する、ポリビニルアルコールフィルムを用いた単体透過率が約40%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔比較例26〕
一般式(2-1)で表されるアゾ化合物又はその塩としての化合物例34のアゾ化合物に代えて、特許第2622748号公報の実施例1に記載されている式(2)のトリスアゾ染料を用いたこと以外は、実施例34と同様にして、一般式(4-2)及び一般式(10)のそれぞれで表されるアゾ化合物又はその塩と他の有機染料とを含有する、ポリビニルアルコールフィルムを用いた単体透過率が約40%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔比較例27〕
一般式(4-2)で表されるアゾ化合物又はその塩としての化合物例156のアゾ化合物に代えて、特許第2622748号公報の実施例1に記載されている式(2)のトリスアゾ染料を用いたこと以外は、実施例36と同様にして、一般式(2-1)及び一般式(10)のそれぞれで表されるアゾ化合物又はその塩と他の有機染料とを含有する、ポリビニルアルコールフィルムを用いた単体透過率が約40%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔比較例28〕
実施例34におけるアゾ化合物の組成を特許第4360100号公報の実施例1に記載のアゾ化合物の組成に変更したこと以外は実施例34と同様にして、偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔比較例29〕
単体透過率が約40.5%の偏光素子が得られるように染色工程の時間を調整したこと以外は、特開2006-276236公報の比較例3と同様にして、偏光素子を作製した。実施例34で得られた偏光素子に代えて本比較例で得られた偏光素子を用いたこと以外は、実施例34と同様にして偏光板を作製し、測定試料とした。
表9に、実施例34~42及び比較例22~28の偏光板における単体透過率Ys、平行透過率Yp、直交透過率Yc、偏光度ρy、及びコントラスト値CRの測定結果を示す。
Figure 0007005711000141
表9から分かるように、本発明の第4の実施形態に係る実施例34~42の偏光板は、偏光性能が向上した偏光板であった。
表10に、実施例37及び比較例29の偏光板を、温度65℃及び湿度95%の環境で1000時間保持したときの、初期の光学特性と1000時間後の光学特性とを示す。
Figure 0007005711000142
表10から分かるように、本発明の第4の実施形態に係る実施例37の偏光板は、高温・高湿(温度65℃及び湿度95%)環境下における透過率及び偏光度の変化が少ない耐久性の高い偏光板であった。
以上の実施例34~42及び比較例22~29の結果から明らかなように、本発明の第4の実施形態に係る偏光素子及び偏光板は、光学特性及び耐久性が向上していることが分かる。したがって、この偏光素子や偏光板を用いた表示装置や偏光レンズは、良好な偏光特性及び耐久性を有することができる。
〔第5の実施形態に係る偏光素子及びそれを用いた偏光板の実施例及び比較例〕
〔実施例43〕
[偏光素子及び偏光板の作製]
遊離酸の形が一般式(5-1)で表されるアゾ化合物としての化合物例22のアゾ化合物のナトリウム塩(特許第4662853号公報の実施例2で合成されている式(4)のアゾ化合物)1.85重量部と、遊離酸の形が一般式(5-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体としての化合物例174のアゾ化合物のナトリウム塩(特開平10-259311号公報の実施例5に記載の式(9)のアゾ化合物)1.0重量部と、遊離酸の形が一般式(10)で表されるアゾ化合物としての化合物例65(n=2)のアゾ化合物(国際公開第2007/138980号の実施例1に記載の式(2)のアゾ化合物)0.70重量部と、トリポリ燐酸ナトリウム1.0重量部と、無水硫酸ナトリウム1.0重量部と、水2000重量部とを混合して、40℃の水溶液を調製した。
この40℃の水溶液を、実施例1で使用した40℃の水溶液に代えて使用したこと以外は、実施例1と同様にして、単体透過率が約40%、膜厚15μmの偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。以上の方法で、遊離酸の形が一般式(5-1)及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(5-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子及び偏光板を作製した。
〔実施例44〕
遊離酸の形が一般式(5-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体として、化合物例174のアゾ化合物のナトリウム塩に代えて化合物例194のアゾ化合物のナトリウム塩(特開平10-259311公報の実施例6に記載の式(10)のアゾ化合物)を使用したこと以外は、実施例43と同様にして、遊離酸の形が一般式(5-1)及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(5-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例45〕
遊離酸の形が一般式(5-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体として、化合物例174のアゾ化合物のナトリウム塩に代えて化合物例182のアゾ化合物のナトリウム塩(特許第3661238号公報の実施例3に記載のテトラキスアゾ化合物)を使用したこと以外は、実施例43と同様にして、遊離酸の形が一般式(5-1)及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(5-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例46〕
遊離酸の形が一般式(5-1)で表されるアゾ化合物として、化合物例22のアゾ化合物のナトリウム塩に代えて、下記構造式
Figure 0007005711000143
で表されるC.I.ダイレクト・レッド117を使用したこと以外は、実施例44と同様にして、遊離酸の形が一般式(5-1)及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(5-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例47〕
遊離酸の形が一般式(5-1)で表されるアゾ化合物として、化合物例22のアゾ化合物のナトリウム塩に代えて化合物例20のアゾ化合物(特許第4662853号公報に記載の式(3)で表されるアゾ化合物)を使用したこと以外は、実施例45と同様にして、遊離酸の形が一般式(5-1)及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(5-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例48〕
実施例46において調製された3種類のアゾ化合物を含む40℃の水溶液に、さらに国際公開第2012/108169号の実施例1に記載の式(17)で表されるテトラキスアゾ化合物0.4重量部を加えた以外は、実施例46と同様にして、遊離酸の形が一般式(5-1)及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(5-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例49〕
[化合物例34のアゾ化合物の合成]
実施例6における化合物例34のアゾ化合物の合成と同様にして、遊離酸の形が一般式(5-1)で表されるアゾ化合物として、化合物例34のテトラキスアゾ化合物25.4重量部を得た。
[偏光素子及び偏光板の作製]
遊離酸の形が一般式(5-1)で表されるアゾ化合物として、化合物例22のアゾ化合物のナトリウム塩に代えて化合物例34のテトラキスアゾ化合物を使用し、かつ、遊離酸の形が一般式(5-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体として、化合物例174のアゾ化合物のナトリウム塩に代えて化合物例195のアゾ化合物(特許第3661238号の表1に記載の番号4のテトラキスアゾ化合物4)を使用したこと以外は、実施例43と同様にして、遊離酸の形が一般式(5-1)及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(5-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例50〕
遊離酸の形が一般式(5-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体として、化合物例195のアゾ化合物に代えて、化合物例194のアゾ化合物のナトリウム塩(特開平10-259311公報の実施例6に記載の式(10)のアゾ化合物)を使用したこと以外は、実施例49と同様にして、遊離酸の形が一般式(5-1)及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(5-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例51〕
遊離酸の形が一般式(10)で表されるアゾ化合物として、化合物例65(n=2)のアゾ化合物に代えてC.I.ダイレクト・オレンジ39(CAS番号:1325-54-8)を使用したこと以外は、実施例50と同様にして、遊離酸の形が一般式(5-1)及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(5-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例52〕
遊離酸の形が一般式(5-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体として、化合物例194のアゾ化合物のナトリウム塩に代えて化合物例196のアゾ化合物(国際公開第2012/108169号に記載の式(50)のアゾ化合物)を使用したこと以外は、実施例51と同様にして、遊離酸の形が一般式(5-1)及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(5-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例53〕
遊離酸の形が一般式(10)で表されるアゾ化合物としての化合物例65(n=2)のアゾ化合物に代えて、非特許文献2に記載のC.I.ダイレクト・イエロー28を使用したこと以外は、実施例50と同様にして、遊離酸の形が一般式(5-1)で表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(5-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例54〕
実施例46の染色工程(アゾ化合物をフィルムに吸着させる工程)の後に、以下のヨウ素、ヨウ化物処理、延伸処理、及びヨウ化物処理を行って偏光素子を作製したこと以外は実施例46と同様にして、遊離酸の形が一般式(5-1)及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(5-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた単体透過率が約40%の偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
染色工程後のヨウ素、ヨウ化物処理、延伸処理、及びヨウ化物処理は、以下のようにして行った。すなわち、まず、アゾ化合物が吸着されたフィルムを、ホウ酸(ソシエタ・ケミカ・ラルデレロ株式会社(SocietaChimicaLarderellos.p.a.)製)28.6g/l、ヨウ素(純正化学株式会社製)0.25g/l、ヨウ化カリウム(純正化学株式会社製)17.7g/lを含有した30℃の水溶液に浸漬して、ヨウ素、ヨウ化物処理を行い、延伸処理を行った。さらに、延伸処理後に、ヨウ化カリウム(和光純薬工業株式会社製)30g/lを含有した常温の水溶液で20秒間ヨウ化物処理を行った。
〔比較例30〕
実施例43におけるアゾ化合物の組成を特開平11-218611号公報の実施例2に記載のアゾ化合物の組成に変更したこと以外は、実施例43と同様にして偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、作製した偏光板を測定試料とした。
〔比較例31〕
実施例43におけるアゾ化合物の組成を特許第4162334号公報の実施例3に記載のアゾ化合物の組成に変更したこと以外は、実施例43と同様にして、偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、作製した偏光板を測定試料とした。
〔比較例32〕
遊離酸の形が一般式(5-1)で表されるアゾ化合物としての化合物例22のアゾ化合物のナトリウム塩に代えて、特開2003-215338号公報の合成例1で合成されている化合物No.1のジスアゾ化合物を使用したこと以外は、実施例43と同様にして、偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、作製した偏光板を測定試料とした。
〔比較例33〕
遊離酸の形が一般式(5-1)で表されるアゾ化合物としてのC.I.ダイレクト・レッド117に代えて、特開平1-172907号の実施例1に記載されているアゾ化合物を使用したこと以外は、実施例46と同様にして、偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、作製した偏光板を測定試料とした。
〔比較例34〕
遊離酸の形が一般式(5-2)で表されるアゾ化合物としての化合物例174のアゾ化合物のナトリウム塩に代えて、偏光素子において同じ青色を示すアゾ化合物である特公昭64-5623号公報の実施例1に記載の染料(アゾ化合物)を使用したこと以外は、実施例43と同様にして、偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、作製した偏光板を測定試料とした。
〔比較例35〕
実施例43におけるアゾ化合物の組成を特許第4360100号公報の実施例1に記載のアゾ化合物の組成に変更したこと以外は、実施例43と同様にして、偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、作製した偏光板を測定試料とした。
〔比較例36〕
遊離酸の形が一般式(5-2)で表されるアゾ化合物としての化合物例174のアゾ化合物に代えて、偏光素子において同じ青色を示すアゾ化合物である国際公開第2009/154055号にアゾ化合物の具体例(13)として記載の染料(アゾ化合物)を使用したこと以外は、実施例43と同様にして、偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、作製した偏光板を測定試料とした。
〔比較例37〕
単体透過率が約41%の偏光素子が得られるように染色工程の時間を調整したこと以外は、特開2006-276236号公報の比較例3と同様にして、偏光素子を作製した。実施例43で得られた偏光素子に代えて本比較例で得られた偏光素子を用いたこと以外は、実施例43と同様にして偏光板を作製し、測定試料とした。
表11に、実施例43~54及び比較例30~36の偏光板における単体透過率Ys、平行透過率Yp、直交透過率Yc、偏光度ρy、及びコントラスト値CRの測定結果を示す。
Figure 0007005711000144
表11から分かるように、本発明の第5の実施形態に係る実施例43~54の偏光板は、偏光性能が向上した偏光板であった。
表12に、実施例44、実施例54、及び比較例37の偏光板を、温度65℃及び湿度95%の環境で1000時間保持したときの、初期の単体透過率Ys及び偏光度ρyと、1000時間後の単体透過率Ys及び偏光度ρyとを示す。
Figure 0007005711000145
表12から分かるように、本発明の第5の実施形態に係る実施例44及び実施例54の偏光板は、比較例37の偏光板と比べて、高温・高湿(温度65℃及び湿度95%)環境下における透過率及び偏光度の変化が少ない耐久性の高い偏光板であった。
以上の実施例43~54及び比較例30~37の結果から明らかなように、本発明の第5の実施形態に係る偏光素子及び偏光板は、光学特性及び耐久性が向上していることが分かる。したがって、この偏光素子や偏光板を用いた表示装置や偏光レンズは、良好な偏光特性及び耐久性を有することができる。
〔第6の実施形態に係る偏光素子及びそれを用いた偏光板の実施例及び比較例〕
〔実施例55〕
遊離酸の形が一般式(6-1)で表されるアゾ化合物としての化合物例2のアゾ化合物であるC.I.ダイレクト・レッド117を0.90重量部と、遊離酸の形が一般式(6-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体としての化合物例217のアゾ化合物(国際公開第2007/145210号の実施例7に記載の式(10)で表されるアゾ化合物)1.5重量部と、遊離酸の形が一般式(10)で表されるアゾ化合物としての化合物例65(n=2)のアゾ化合物(国際公開第2007/138980号の実施例1に記載の式(2)で示されるアゾ化合物)0.98重量部と、遊離酸の形が一般式(6-5)で表されるアゾ化合物としての化合物例111のアゾ化合物(国際公開第2012/108169号の実施例1で合成されている式(17)の化合物)1.2重量部と、トリポリ燐酸ナトリウム1.0重量部と、無水硫酸ナトリウム1.0重量部と、水2000重量部とを混合して、40℃の水溶液を調製した。
この40℃の水溶液を、実施例1で使用した40℃の水溶液に代えて使用したこと以外は、実施例1と同様にして、単体透過率が約40%、膜厚15μmの偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。以上の方法で、遊離酸の形が一般式(6-1)、(10)、及び(6-5)でそれぞれ表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(6-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子及び偏光板を作製した。
〔実施例56〕
遊離酸の形が一般式(6-1)で表されるアゾ化合物として、C.I.ダイレクト・レッド117に代えて、化合物例21のアゾ化合物(国際公開第2005/075572号の実施例1に記載の式(2)で示されるトリスアゾ化合物)を使用したこと以外は、実施例55と同様にして、遊離酸の形が一般式(6-1)、(10)、及び(6-5)でそれぞれ表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(6-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例57〕
[化合物例34の合成]
実施例6における化合物例34のアゾ化合物の合成と同様にして、化合物例34のテトラキスアゾ化合物25.4重量部を得た。
[偏光素子及び偏光板の作製]
遊離酸の形が一般式(6-5)で表されるアゾ化合物としての化合物例111のアゾ化合物を使用せず、かつ、遊離酸の形が一般式(6-1)で表されるアゾ化合物として、C.I.ダイレクト・レッド117に代えてテトラキスアゾ化合物である化合物例34のアゾ化合物を使用したこと以外は、実施例55と同様にして、遊離酸の形が一般式(6-1)及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(6-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例58〕
遊離酸の形が一般式(6-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体として化合物例217のアゾ化合物1.5重量部に代えて化合物例218のアゾ化合物(国際公開第2007/145210号の実施例9に記載の式(12)で表されるアゾ化合物)1.5重量部を使用し、遊離酸の形が一般式(6-5)で表されるアゾ化合物として化合物例111のアゾ化合物1.2重量部に代えて化合物例120のアゾ化合物(特開平3-12606号公報の実施例1に記載の式(2)で表されるトリスアゾ染料)1.2重量部を使用し、遊離酸の形が一般式(6-1)で表されるアゾ化合物としてのC.I.ダイレクト・レッド117の使用量を0.90重量部から1.1重量部に変更し、遊離酸の形が一般式(10)で表されるアゾ化合物としての化合物例65(n=2)のアゾ化合物の使用量を0.98重量部から1.1重量部に変更したこと以外は、実施例55と同様にして、遊離酸の形が一般式(6-1)及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(6-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例59〕
遊離酸の形が一般式(6-1)で表されるアゾ化合物として、C.I.ダイレクト・レッド117に代えて、化合物例21のアゾ化合物(国際公開第2005/075572号の実施例1に記載の式(2)で示されるトリスアゾ化合物)を使用したこと以外は、実施例57と同様にして、遊離酸の形が一般式(6-1)及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(6-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例60〕
遊離酸の形が一般式(6-5)で表されるアゾ化合物として、化合物例120のアゾ化合物に代えて、化合物例111のアゾ化合物(国際公開第2012/108169号の実施例1で合成されている式(17)の化合物)を使用したこと以外は、実施例58と同様にして、遊離酸の形が一般式(6-1)、(10)、及び(6-5)でそれぞれ表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(6-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例61〕
遊離酸の形が一般式(6-1)で表されるアゾ化合物として、C.I.ダイレクト・レッド117に代えて、化合物例21のアゾ化合物(国際公開第2005/075572号の実施例1に記載の式(2)で示されるトリスアゾ化合物)を使用したこと以外は、実施例60と同様にして、遊離酸の形が一般式(6-1)、(10)、及び(6-5)でそれぞれ表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(6-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例62〕
遊離酸の形が一般式(6-5)で表されるアゾ化合物としての化合物例111のアゾ化合物を使用せず、かつ、遊離酸の形が一般式(6-1)で表されるアゾ化合物としてC.I.ダイレクト・レッド117に代えてテトラキスアゾ化合物である化合物例34のアゾ化合物を使用したこと以外は、実施例60と同様にして、遊離酸の形が一般式(6-1)及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(6-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例63〕
遊離酸の形が一般式(10)で表されるアゾ化合物として、化合物例65(n=2)のアゾ化合物に代えてC.I.ダイレクト・オレンジ39(CAS番号:1325-54-8)を使用したこと以外は、実施例62と同様にして、遊離酸の形が一般式(6-1)及び(10)でそれぞれ表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(6-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例64〕
遊離酸の形が一般式(10)で表されるアゾ化合物としての化合物例65(n=2)のアゾ化合物に代えて、非特許文献2に記載されているC.I.ダイレクト・イエロー28を使用したこと以外は、実施例62と同様にして、遊離酸の形が一般式(6-1)で表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(6-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
〔実施例65〕
実施例58の染色工程(アゾ化合物をフィルムに吸着させる工程)の後に、以下のヨウ素、ヨウ化物処理、延伸処理、及びヨウ化物処理を行って偏光素子を作製したこと以外は実施例58と同様にして、遊離酸の形が一般式(6-1)、(10)、及び(6-5)でそれぞれ表されるアゾ化合物と遊離酸の形が一般式(6-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含む、ポリビニルアルコールフィルムを用いた偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、測定試料とした。
染色工程後のヨウ素、ヨウ化物処理、延伸処理、及びヨウ化物処理は、以下のようにして行った。すなわち、まず、アゾ化合物が吸着されたフィルムを、ホウ酸(ソシエタ・ケミカ・ラルデレロ株式会社(SocietaChimicaLarderellos.p.a.)製)28.6g/l、ヨウ素(純正化学株式会社製)0.25g/l、ヨウ化カリウム(純正化学株式会社製)17.7g/lを含有した30℃の水溶液に浸漬して、ヨウ素、ヨウ化物処理を行い、延伸処理を行った。さらに、延伸処理後に、ヨウ化カリウム(和光純薬工業株式会社製)30g/lを含有した常温の水溶液で20秒間ヨウ化物処理を行った。
〔比較例38〕
実施例55におけるアゾ化合物の組成を特開平11-218611号公報の実施例2に記載のアゾ化合物の組成に変更したこと以外は、実施例55と同様にして偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、作製した偏光板を測定試料とした。
〔比較例39〕
実施例55におけるアゾ化合物の組成を特許第4162334号公報の実施例3に記載のアゾ化合物の組成に変更したこと以外は、実施例55と同様にして、偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、作製した偏光板を測定試料とした。
〔比較例40〕
遊離酸の形が一般式(6-1)で表されるアゾ化合物としてのC.I.ダイレクト・レッド117に代えて、特開2003-215338号公報に記載の代表例No.1の水溶性染料(アゾ化合物)を使用し、かつ、遊離酸の形が一般式(6-5)で表されるアゾ化合物として化合物例111のアゾ化合物に代えて化合物例120のアゾ化合物(特開平3-12606号公報の実施例1に記載の式(2)で表されるトリスアゾ染料)を使用したこと以外は、実施例55と同様にして、偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、作製した偏光板を測定試料とした。
〔比較例41〕
遊離酸の形が一般式(6-1)で表されるアゾ化合物としてのC.I.ダイレクト・レッド117に代えて、特開平1-172907号公報の実施例1に記載の染料(アゾ化合物)を使用したこと以外は、実施例58と同様にして、偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、作製した偏光板を測定試料とした。
〔比較例42〕
実施例55において、遊離酸の形が一般式(6-2)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体としての化合物例120のアゾ化合物に代えて、偏光度が最も高い波長が同等である特公昭64-5623号公報の実施例1に記載の染料(トリスアゾ化合物)を使用したこと以外は、実施例55と同様にして、偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、作製した偏光板を測定試料とした。
〔比較例43〕
実施例55におけるアゾ化合物の組成を特許第4360100号公報の実施例1に記載のアゾ化合物の組成に変更したこと以外は、実施例55と同様にして偏光素子を作製すると共に偏光板を作製し、作製した偏光板を測定試料とした。
〔比較例44〕
単体透過率が約41%の偏光素子が得られるように染色工程の時間を調整したこと以外は、特開2006-276236号公報の比較例3と同様にして、偏光素子を作製した。実施例55で得られた偏光素子に代えて本比較例で得られた偏光素子を用いたこと以外は、実施例55と同様にして偏光板を作製し、測定試料とした。
表13に、実施例55~65及び比較例38~43の偏光板における単体透過率Ys、単体透過率Yp、及び単体透過率Yc、偏光度ρy、及びコントラスト値CRの測定結果を示す。
Figure 0007005711000146
表13から分かるように、本発明の第6の実施の形態に係る実施例55~65の偏光板は、従来のアゾ化合物を用いた偏光板よりも偏光性能及びコントラストが向上した偏光板であった。
表14に、実施例55、実施例65、及び比較例44の偏光板を、温度65℃及び湿度95%の環境で1000時間保持したときの、初期の単体透過率Ys及び偏光度ρyと、1000時間後の単体透過率Ys及び偏光度ρyとを示す。
Figure 0007005711000147
表14から分かるように、本発明の第6の実施の形態に係る実施例55及び実施例65の偏光板は、比較例44の偏光板と比べて、高温・高湿(温度65℃及び湿度95%)環境下における透過率及び偏光度の変化が少ない耐久性の高い偏光板であった。
以上の実施例55~65及び比較例38~44の結果から明らかなように、本発明の第6の実施の形態に係る偏光素子及び偏光板は、光学特性及び耐久性が向上していることが分かる。したがって、この偏光素子や偏光板を用いることによって、偏光特性に優れ、耐久性の高い表示装置及び偏光レンズを得ることができる。










Claims (10)

  1. 基材と、遊離酸の形が下記一般式(2-1)
    Figure 0007005711000148
    (式中、Ar21は置換基を有するフェニル基、又は置換基を有するナフチル基を表し、Rr21~Rr26はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表し、Xr21は水素原子又はアミノ基を表し、m2及びn2の両方が0又は1であり、m2及びn2が0の場合にはXr21はアミノ基を表す。)
    で表されるアゾ化合物と、遊離酸の形が下記一般式(2-2)
    Figure 0007005711000149
    (式中、Ab21は置換基を有するフェニル基、又は置換基を有するナフチル基を表し、Rb21~Rb26はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表し、Xb21は炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアミノ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、ヒドロキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアゾ基、又は炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいナフトトリアゾール基を表し、t2は0又は1を示す。)
    で表されるアゾ化合物と、遊離酸の形が下記一般式(2-3)
    Figure 0007005711000150
    (式中、Ag21はニトロ基又はアミノ基を表し、Rg21及びRg22はそれぞれ独立に、水素原子、ヒドロキシ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、又はスルホ基を有する炭素数1~4のアルコキシ基を表し、Xg21は炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイル基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいベンゾイルアミノ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアミノ基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、ヒドロキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアゾ基、又は炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいナフトトリアゾール基を表す。)
    で表されるアゾ化合物又はその金属錯体とを含むことを特徴とする偏光素子。
  2. 請求項1に記載の偏光素子であって、
    遊離酸の形が前記一般式(2-3)で表されるアゾ化合物又はその金属錯体が、遊離酸の形が下記一般式(2-4)
    Figure 0007005711000151
    (式中、Ag21、Rg22、及びXg21は、前記一般式(2-3)に記載のものと同じ意味を表す。)
    で表されるアゾ化合物又はその金属錯体であることを特徴とする偏光素子。
  3. 請求項1又は2に記載の偏光素子であって、
    遊離酸の形が前記一般式(2-2)で表されるアゾ化合物が、遊離酸の形が下記一般式(2-5)
    Figure 0007005711000152
    (式中、Ab21、Rb21~Rb26、及びt2は、前記一般式(2-2)に記載のものと同じ意味を表し、Xb22及びXb23はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、又は置換アミノ基を表す。)で表されるアゾ化合物であることを特徴とする偏光素子。
  4. 請求項1~3のいずれか1項に記載の偏光素子であって、
    前記一般式(2-3)又は(2-4)中のXg21が、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、スルホ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選択される置換基を有していてもよいフェニルアミノ基であることを特徴とする偏光素子。
  5. 請求項1~のいずれか1項に記載の偏光素子であって、
    遊離酸の形が下記一般式(10)
    Figure 0007005711000153
    (式中、Ayは、スルホ基、カルボキシ基、ヒドロキシ基、炭素数1~4のアルキル基、又は炭素数1~4のアルコキシ基を表し、Ry~Ryはそれぞれ独立に、水素原子、スルホ基、炭素数1~4のアルキル基、又は炭素数1~4のアルコキシ基を表し、p1は1~3の整数を示す。)
    で表されるアゾ化合物をさらに含むことを特徴とする偏光素子。
  6. 請求項に記載の偏光素子であって、
    前記一般式(10)中のAyが、カルボキシ基又はスルホ基であることを特徴とする偏光素子。
  7. 請求項1~のいずれか1項に記載の偏光素子であって、
    ヨウ素をさらに含むことを特徴とする偏光素子。
  8. 請求項1~のいずれか1項に記載の偏光素子であって、
    前記基材がポリビニルアルコール系の樹脂からなるフィルムであることを特徴とする偏光素子。
  9. 請求項1~のいずれか1項に記載の偏光素子と、
    前記偏光素子の少なくとも片面に設けられた透明保護層とを備えることを特徴とする偏光板。
  10. 請求項1~のいずれか1項に記載の偏光素子、又は請求項に記載の偏光板を備えることを特徴とする表示装置。



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