KR101873216B1 - 편광소자 및 편광판 - Google Patents

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KR101873216B1 KR1020137029303A KR20137029303A KR101873216B1 KR 101873216 B1 KR101873216 B1 KR 101873216B1 KR 1020137029303 A KR1020137029303 A KR 1020137029303A KR 20137029303 A KR20137029303 A KR 20137029303A KR 101873216 B1 KR101873216 B1 KR 101873216B1
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니폰 가야꾸 가부시끼가이샤
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Abstract

<과제> 520nm 내지 545nm에 가장 높은 발광 강도를 갖는 광원에 대하여 높은 편광 성능을 갖는 편광소자 및 편광판을 제공하는 것을 과제로 한다.
<해결수단> 화합물(1)과 화합물(2)로 표시되는 이색성 색소를 함유하고, 연신하여 이루어지는 폴리비닐 알코올계 필름으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 편광소자.
Figure 112013100689495-pct00044

화학식(1) 중에서, n은 1 내지 4의 정수이다.
Figure 112013100689495-pct00045

화학식(2) 중에서, X는 술포기를 적어도 1개는 갖는 페닐기 또는 나프틸기를 나타내고, R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 4인 저급 알킬기, 탄소수 1 내지 4인 알콕시기, 또는 아세틸아미노기를 나타내고, Y는 수소원자 또는 아미노기를 나타내고, ｍ은 0 또는 1을 각각 나타낸다.

Description

편광소자 및 편광판{POLARZING ELEMENT AND POLARIZING PLATE}
본 발명은 편광소자, 이것을 사용한 편광판에 관한 것이다.
편광소자는 일반적으로 이색성 색소인 요오드 또는 이색성 염료를 폴리비닐 알코올계 수지 필름에 흡착배향시키는 것에 의해 제조되고 있다. 이 편광소자의 적어도 편면에 접착제층을 통하여 트리아세틸 셀룰로오스 등으로 이루어지는 보호 필름을 접합하여 편광판으로 되어, 액정표시장치 등에 사용된다. 이색성 색소로서 요오드를 사용한 편광판은 요오드계 편광판이라 불리고, 한편, 이색성 염료를 사용한 편광판은 염료계 편광판이라 불린다. 이중 염료계 편광판은, 요오드계 편광판에 비하여 동일 편광도를 갖는 편광판을 비교하면 투과율이 낮고, 즉, 콘트라스트가 낮은 문제점이 있었지만, 고내열성, 고습열내구성을 갖는 특징을 갖는 점에서 컬러 액정 프로젝터 등에서 사용되고 있다.
컬러 액정 프로젝터의 경우, 그의 액정 화상 형성부에 편광판을 사용하지만, 편광판에 의해 광이 대폭적으로 흡수되는 것, 및 투사되어 수십 인치로부터 수백 인치로 되는 화상을 0.5~6 인치의 소면적의 편광판에 집광시키기 위하여, 그의 광밀도의 크기로부터, 광에 의한 열화, 및 광을 조사했을 때의 열의 영향은 피할 수 없다.
특허문헌 1: 특허 제3769140호 특허문헌 2: 특허 제3585097호 특허문헌 3: 특허 제3591220호 특허문헌 4: 특개소 64-72007호 특허문헌 5: 특허 제4162334호 특허문헌 6: 특허 제4662853호 특허문헌 7: 국제공개번호 WO 2007/138980호 특허문헌 8: 특개 2004-075719호 공보
비특허문헌 1: 염료화학; 호소다 유카다 저서 (기호도출판)
지금까지의 광원은 CCFL이나 고압수은등을 사용하고 있고, 특허문헌 1에는 그의 광원을 고려한 청색에 대응하는 액정 셀의 사용되는 액정 프로젝터용 편광판이 기재되어 있고, 이와 같은 파장에 한정된 양호한 색소의 선정에 의해, 특정의 파장에서 양호한 편광 특성을 갖는 편광판의 기술이 개시되어 있다. 근년에는, 시장의 흐름과 함께 새로운 광원의 개발이 진행되고 있고, 근년 특허문헌 2나 특허문헌 3과 같은 발광 다이오드(이하, LED로 약칭)에 의한 광원 및 특허문헌 4와 같은 Laser 광원이 보고되어 있고, 그들의 신규 광원에 대응한 편광판이 요망되기 시작하고 있다. 백색을 발광하는 LED에 있어서는, 일반적인 요오드계 편광판이 이용되고 있지만, LED의 발광 강도의 진보는 눈부시고, 그의 발광 강도와 함께 내광성 및 내열성이 과제로 되어 있고, 고내광, 고내열의 편광판이 요망되고 있다. 그 중에서, 염료계 편광판의 내광성, 내열성은 요오드계 편광판보다도 높고, 각각의 광원에 대응한 염료계 편광판이 요망되고 있다. 그러나, 그의 편광 특성은 요오드계 편광판보다도 낮고, 더욱 높은 편광 특성을 갖는 염료계 편광판이 요망되고 있다.
그 중에서도, 새로운 광원으로서 주류로 되고 있는 LED, 및 레이저(Laser)를 광원으로 하는 발광 광에 있어서는, 종래의 고압수은등을 이용한 다이크로익 미러에 의해 분리된 발광색과는 상이하다. 종래의 고압수은등을 광원으로 한 녹색 광원의 발광은 발광 강도가 가장 높은 파장은 555nm 부근이었지만, LED나 Laser의 녹색 발광 광원은 520nm 내지 545nm에 가장 높은 발광 강도를 지닌다. 이와 같이 종래의 광원이라는 것은 최고 발광 강도의 파장이 상이한 새로운 광원에 대하여, 종래의 광원에 대응한 편광판으로는 그의 발광 광의 대역에 있어서의 편광도는 낮고, 실제의 표시 콘트라스트는 낮았다.
본 발명자는, 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 검토한 결과, 특정의 이색성 색소로서 특정의 화합물을 조합하여, 폴리비닐 알코올 필름에 흡착시킨 편광소자가 새로운 광원에 대하여 우수한 편광 특성을 나타내는 것을 발견하고, 본 발명 을 완성하였다. 즉, 본 발명은,
(1) 하기 화학식(1) 및 하기 화학식(2)로 표시되는 이색성 색소 또는 그의 염을 함유하고, 연신하여 이루어지는 폴리비닐 알코올 수지 또는 그의 유도체의 필름으로 이루어지는 편광소자,
Figure 112013100689495-pct00001
화학식(1) 중에서 n은 1 내지 4의 정수이다.
Figure 112013100689495-pct00002
화학식(2) 중에서, X는 술포기를 적어도 1개는 갖는 페닐기 또는 나프틸기를 나타내고, R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 3인 알킬기, 탄소수 1 내지 3인 알콕시기, 또는 아세틸아미노기를 나타내고, Y는 수소원자 또는 아미노기를 나타내고, ｍ은 0 또는 1을 각각 나타낸다.
(2) 화학식(2)의 Y가 아미노기인 상기 (1) 기재의 편광소자,
(3) 화학식(2)에 있어서 ｍ=0일 때, X가 적어도 1개의 술포기를 갖는 페닐기인 상기 (1)또는 (2) 기재의 편광소자,
(4) X가 하기 화학식(3)으로 표시되는 구조인 상기 (3) 기재의 편광소자,
Figure 112013100689495-pct00003
화학식(3) 중, Z1은 술포기, 메톡시기 또는 카르복실기를 나타내고, Z2는 술포기를 각각 나타낸다.
(5) 화학식(2)에 있어서 ｍ=1일 때, X가 적어도 2개의 치환기를 갖는 나프틸기이고, 그의 치환기의 적어도 1개가 술포기이며, 그외의 치환기가 히드록시기, 또는 술포기를 갖는 알콕시기인 상기 (1) 또는 (2) 기재의 편광소자,
(6) 화학식(2)에 있어서 ｍ=1일 때, X가 적어도 2개의 치환기를 갖는 페닐기이고, 그의 치환기의 적어도 1개가 술포기이며, 그외의 치환기가 수소원자, 술포기, 알킬기, 알콕시기, 술포기를 갖는 알콕시기, 카르복시기, 니트로기, 아미노기, 또는 아세틸아미노기인 상기 (1) 또는 (2) 기재의 편광소자,
(7) 화학식(1)의 이색성 색소에 있어서, n=1 내지 n=4의 합계한 흡착량에 대한 n=2의 흡착비율이 55% 이상인 상기 (1) 내지 (6)의 어느 한 항에 기재한 편광소자,
(8) 상기 (1) 내지 (6)의 어느 한 항에 기재한 편광소자의 적어도 편면에 지지체 필름을 제공하여 이루어지는 편광판,
(9) 무기 기판에 상기 (1) 내지 (7)의 어느 한 항에 기재한 편광소자 또는 상기 (8)에 기재한 편광판이 적층된 것을 특징으로 하는 무기 기판 부착 편광판,
(10) 상기 (1) 내지 (9)의 어느 한 항에 기재한 편광소자 또는 편광판이 탑재된 프로젝터에 관한 것이다.
본 발명의 편광소자 및 그의 편광판은 520nm 내지 545nm에 가장 높은 발광 강도를 갖는 광원에 대하여 높은 편광 성능을 갖는다.
도 1은 3파장 LED 광원을 지닌 Samsung사 제조 프로젝터(SP-F10Ｍ)의 녹색 광원의 파장마다의 발행 강도.
발명을 실시하기 위한 형태
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 편광소자의 특징은, 하기 화학식(1) 및 (2)로 표시되는 유리산 또는 그의 염인 이색성 색소를 함유하고, 연신하여 이루어지는 폴리비닐 알코올 수지 또는 그의 유도체의 필름으로 이루어지는 것이 특징이다. 이하, 특히 제한이 없는 한, 화학식(1)의 유리산, 그의 염 또는 그의 구리 화합물을 화합물(1)이라 하고, 또 화학식(2)의 유리산, 그의 염을 화합물(2)라 각각 간략화하여 나타낸다.
Figure 112013100689495-pct00004
화학식(1) 중에서 n은 1 내지 4의 정수이다.
Figure 112013100689495-pct00005
화학식(2) 중에서, X는 술포기를 적어도 1개는 갖는 페닐기 또는 나프틸기를 나타내고, R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 4인 저급 알킬기, 탄소수 1 내지 4인 알콕시기, 또는 아세틸아미노기를 나타내고, Y는 수소원자 또는 아미노기를 나타내고, ｍ은 0 또는 1을 각각 나타낸다.
본 발명에서 사용하는 폴리비닐 알코올 수지 필름에 관하여 설명한다. 편광소자를 구성하는 폴리비닐 알코올계 수지의 제조 방법은, 특히 한정되는 것은 아니고, 공지의 방법이면 좋다. 폴리비닐 알코올계 수지의 제조 방법으로서는, 예컨대 폴리아세트산 비닐계 수지를 비누화하는 것에 의해 얻을 수 있다. 폴리아세트산 비닐계 수지로서는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐 이외에, 아세트산비닐 및 이것과 공중합가능한 다른 단량체의 공중합체 등을 들 수 있다. 아세트산비닐과 공중합하는 다른 단량체로서는, 예컨대, 불포화 카르복시산류, 올레핀류, 비닐에테르류 또는 불포화술폰산류 등을 들 수 있다. 폴리비닐 알코올계 수지의 검화도는 통상 85~100몰%가 바람직하고, 95몰% 이상이 더욱 바람직하다. 이 폴리비닐 알코올계 수지는 또한 변성되어 있어도 좋고, 예컨대, 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말이나 폴리비닐아세탈 등도 사용할 수 있다. 또한 폴리비닐 알코올계 수지의 중합도는 통상 1,000~10000이 바람직하고, 1,500~5,000이 더욱 바람직하다.
본 발명에서 사용할 수 있는 폴리비닐 알코올 수지의 유도체는 전기 변성 처리를 실시한 수지 등을 들 수 있다.
이러한 폴리비닐 알코올 수지 또는 그의 유도체(이하, 양자를 합쳐서 폴리비닐 알코올계 수지라 함)를 제막한 것이 원반 필름으로서 사용된다. 폴리비닐 알코올계 수지를 제막하는 방법은 특히 한정되지 않고, 공지의 방법으로 제막할 수 있다. 이 경우, 폴리비닐 알코올계 수지에 가소제로서 글리세린, 에틸렌 글리콜, 프로필렌글리콜 또는 저분자량 폴리에틸렌 글리콜 등을 함유시킬 수 있다. 가소제 양은 5~20 중량%가 바람직하고, 8~15 중량%가 더욱 바람직하다. 폴리비닐 알코올계 수지로 이루어지는 원반 필름의 막 두께는 특히 한정되지 않으나, 예컨대, 5~150㎛가 바람직하고, 10~100㎛가 더욱 바람직하다.
폴리비닐 알코올 필름에는 먼저 팽윤공정이 실시된다. 팽윤공정이라는 것은 20~50℃의 용액에 폴리비닐 알코올 필름을 30초~10분간 침지시키는 것에 의해 실시된다. 용액은 물이 바람직하다. 편광소자를 제조하는 시간을 단축하는 경우에는, 색소의 염색 처리시에도 팽윤되기 때문에 팽윤공정을 생략할 수 있다.
팽윤공정 후에, 염색공정이 실시된다. 본 발명에서는, 화합물(1) 및 화합물(2)의 색소를 염색공정으로 폴리비닐 알코올 필름에 흡착시킬 수 있다. 염색공정은 색소를 폴리비닐 알코올 필름에 흡착시키는 방법이라면 특히 한정되지 않으나, 예컨대 염색공정은 폴리비닐 알코올 필름을 이색성 염료를 함유한 용액에 침지시키는 것에 의해 실시된다. 이 공정에서의 용액 온도는, 5~60℃가 바람직하고, 20~50℃가 더욱 바람직하고, 35~50℃가 특히 바람직하다. 용액에 침지하는 시간은 적절하게 조절할 수 있지만, 30초~20분으로 조절하는 것이 바람직하고, 1~10분이 더욱 바람직하다. 염색 방법은 상기 용액에 침지하는 것이 바람직하지만, 폴리비닐 알코올 필름에 상기 용액을 도포하는 것에 의해 실시할 수 있다.
이색성 염료를 함유한 용액은 염색 조제로서, 염화나트륨, 황산나트륨, 무수 황산나트륨, 트리폴리인산나트륨 등을 함유할 수 있다. 그들의 함유량은 염료의 염색성에 따른 시간, 온도에 따라서 임의의 농도로 조정될 수 있지만, 각각의 함유량으로서는, 0~5 중량%가 바람직하고, 0.1~2 중량%가 더욱 바람직하다.
본 발명의 편광소자는 화합물(1) 및 화합물(2)을 폴리비닐 알코올 필름에 흡착시킨다. 화합물(2)은 전기 화학식(2)로 표시되며, 화학식(2)에 있어서 ｍ=0일 때, 양호한 편광 특성을 발휘시키기 위해서는, X는 적어도 1개의 술포기를 갖는 페닐기가 좋다. 술포기를 갖는 페닐기는, PVA로의 흡착이 양호하며, 또 편광소자에 있어서 높은 편광도를 갖기 때문에 편광 색소로 된다.
ｍ=0일 때, 더욱 바람직하게는, 화합물(2)의 X가 하기 화학식(3)으로 표시되는 구조이고, 화학식 중 Z1, Z2의 적어도 어느 것이 한쪽이 술포기인 것에 의해, 더욱 양호한 편광 특성을 갖는 편광소자를 얻을 수 있다. 더욱 양호한 편광소자를 얻기 위해서는, Z2가 술포기이고, Z1이 메톡시기, 카르복실기의 어느 것인 것이, 높은 편광도를 갖고, 또한 높은 내구성을 갖기 때문에, 더욱 바람직하다.
Figure 112013100689495-pct00006
화학식(2)에 있어서 ｍ=0의 화합물보다도, 더욱 양호한 편광 특성을 갖는 편광소자를 얻기 위해서는, ｍ=1인 테트라키스아조 색소가 좋다.
화학식(2)에 있어서 ｍ=1의 경우, 화학식(2) 중의 X가 화학식(3)으로 표시되는 구조이고, 화학식(3) 중, Z1, Z2의 적어도 어느 한쪽이 술포기인 것에 의해, 더욱 양호한 편광 특성을 갖는 편광소자를 얻을 수 있다. 더욱 양호한 편광소자를 얻기 위해서는, Z2가 술포기이고, Z1이 술포기, 메톡시기, 카르복실기의 어느 것인 것이 좋다.
보다 편광 특성을 양호하게 하기 위해서는, 화합물(2) 중의 Y가 아미노기인 것에 의해, 화합물(1)로 나타내는 색소와의 조합에 의해 양호한 편광 특성을 갖는 편광소자를 얻을 수 있음에 이른다.
화합물(2) 중의 X가 술포기를 적어도 1개는 갖는 페닐기의 경우, 방향족 아민염, 또는 페놀류를 특허문헌 8, pp 35에서 나타내는 제법에 의해 술포알킬화하여 얻을 수 있는 술포알콕시아닐린산류를 디아조화하고, 하기 화학식(A)의 아닐린류와 일차 커플링시켜, 하기 화학식(B)로 나타내는 모노아조아미노 화합물을 얻는다.
Figure 112013100689495-pct00007
화학식 중, R1 및 R2는 상기 화학식(1)에 있어서의 것과 동일한 의미를 나타낸다.
화합물(2) 중의 X는 술포기를 적어도 1개는 갖는 나프틸기의 경우, 나프틸아민술폰산류, 또는 아미노나프톨술폰산류를 특허문헌 8, pp 35에서 나타내는 제법에 의해 술포알킬화하여 얻을 수 있는 술포알콕시나프틸아민술폰산류를 디아조화하고, 화학식(A)의 아닐린류와 일차 커플링시켜, 하기 화학식(B)로 나타내는 모노아조아미노 화합물을 얻는다.
Figure 112013100689495-pct00008
화학식 중, X, R1 및 R2는 상기 화학식(2)에 있어서의 것과 동일한 의미를 나타낸다.
이어서, 이 모노아조아미노 화합물(B)을 디아조화하고, 하기 화학식(C)의 아닐린류와 이차 커플링시켜, 하기 화학식(D)로 나타내는 디스아조아미노 화합물을 얻는다.
Figure 112013100689495-pct00009
화학식(C) 중, R3 및 R4는 상기 화학식(2)에 있어서의 것과 동일한 의미를 나타낸다.
Figure 112013100689495-pct00010
화학식(D) 중, X, R1, R2, R3 및 R4는 상기 화학식(2)에 있어서의 것과 동일한 의미를 나타낸다.
화학식(2)에 있어서 ｍ=1인 화합물을 제조하는 경우, 화학식(D)로 표시되는 디스아조아미노 화합물을 디아조화하고, 하기 화학식(E)의 아닐린류와 삼차 커플링시켜, 하기 화학식(F)로 나타내는 트리스아조 아미노 화합물을 얻는다.
Figure 112013100689495-pct00011
화학식 중, R5 및 R6은 상기 화학식(2)에 있어서의 것과 동일한 의미를 나타낸다.
Figure 112013100689495-pct00012
화학식 중, X, R1, R2, R3, R4, R5 및 R6은 상기 화학식(2)에 있어서의 것과 동일한 의미를 나타낸다.
화학식(2)에 있어서 ｍ=0인 화합물의 경우에는 화학식(D)의 화합물을, 또 ｍ=1인 화합물의 경우에는 화학식(F)의 화합물을, 이 트리스아조아미노 화합물을 디아조화하고, 하기 화학식(G)로 표시되는 나프톨류와 커플링시키는 것에 의해 화학식(2)의 아조 화합물을 얻을 수 있다.
Figure 112013100689495-pct00013
화학식(G) 중, Y는 상기 화학식(2)에 있어서의 것과 동일한 의미를 나타낸다.
상기 반응에 있어서, 디아조화 공정은 디아조 성분의 염산, 황산 등의 광산 수용액 또는 현탁액에 아질산 나트륨 등의 아질산염을 혼합하는 순법(順法)에 의하든가, 또는 디아조 성분의 중성 또는 약 알칼리성의 수용액에 아질산염을 가하여 두고, 이것과 광산을 혼합하는 역법(逆法)에 의해 실시된다. 디아조화의 온도는, -10~40℃가 적당하다. 또, 아닐린류와의 커플링 공정은 염산, 아세트산 등의 산성 수용액과 상기 각 디아조액을 혼합하고, 온도가 -10~40℃에서 pH 2~7의 산성 조건에서 실시된다.
커플링하여 얻어진 모노아조 화합물, 디스아조 화합물, 및 트리스아조 화합물은 그대로 또는 산석(酸析)이나 염석에 의해 석출시켜 여과하여 취출하든가, 용액 또는 현탁액 그대로 다음 공정으로 진행할 수 있다. 디아조늄염이 난용성이고 현탁액으로 되어 있는 경우는 여과하고, 프레스 케익으로하여 다음의 커플링 공정에서 사용할 수 있다.
일차, 이차 및 삼차 커플링에서 사용되는 R1~R6의 치환기를 갖는 아닐린류에 있어서, 술포기를 갖는 알콕시기를 갖는 아닐린류의 구체적인 제조방법으로서는, 페놀류를 특허문헌 8, pp 35에서 나타내는 제법에 의해 술포알킬화 및 환원에 의해 술포알콕시아닐린류를 얻고, 커플링공정에 사용할 수 있다.
트리스아조아미노 화합물의 디아조화물과, 화학식(G)로 표시되는 나프톨류의 사차 커플링 반응은, 온도가 -10~40℃이고 pH 7~10의 중성에서부터 알칼리성 조건에서 실시된다. 반응 종료 후, 염석에 의해 석출시키고 여과하여 취출한다. 또한 정제가 필요한 경우에는, 염석을 반복하든가 또는 유기 용매를 사용하여 수중으로부터 석출시켜도 좋다. 정제에 사용하는 유기 용매로서는, 예컨대 메탄올, 에탄올 등의 알코올류, 아세톤 등의 케톤류 등의 수용성 유기 용매를 들 수 있다.
상기 화학식(2)로 표시되는 수용성 염료를 합성하기 위한 출발원료인 A로 나타내는 방향족 아민류의 치환기는 수소원자, 술포기, 저급 알킬기, 저급 알콕시기, 술포기를 갖는 저급 알콕시기, 카르복시기, 술포기 등으로 치환된 나프토트리아졸기, 니트로기, 아미노기, 또는 아세틸아미노기를 들 수 있지만, 바람직하게는 수소원자, 술포기, 저급 알킬기, 저급 알콕시기이며, 그의 치환기의 적어도 1개가 술포기인 것이 더욱 바람직하고, 치환기 수는 2인 것이 더욱 바람직하다.
술포기를 갖는 저급 알콕시기로서는, 직쇄 알콕시가 바람직하고, 술포기의 치환기는 알콕시기 말단에 있는 것이 바람직하다. 여기서, 저급 알콕시기라는 것은, 바람직하게는 탄소수 1~5의 알콕시기를 나타내고, 술포기를 갖는 저급 알콕시기에 있어서는, 3-술포프로폭시기, 4-술포부톡시기의 어느 것인 것이 바람직하다. A가 치환기를 갖는 페닐기인 경우, 예컨대 4-아미노벤젠술폰산, 3-아미노벤젠술폰산, 2-아미노벤젠술폰산, 4-아미노벤조산, 2-아미노-5-메틸벤젠술폰산, 2-아미노-5-메톡시벤젠술폰산, 4-아미노-2-메틸벤젠술폰산, 3-아미노-4-메톡시벤젠술폰산, 2-아미노-4-술포벤조산, 2-아미노-5-술포벤조산 등, 5-아미노이소프탈산, 2-아미노-5-니트로벤젠술폰산, 5-아세토아미드-2-아미노벤젠술폰산, 2-아미노-5-(3-술포프로폭시)벤젠술폰산, 4-아미노벤젠-1,3-디술폰산, 2-아미노벤젠-1,4-디술폰산 등을 들 수 있지만, 4-아미노벤젠술폰산, 2-아미노-5-메톡시벤젠술폰산, 4-아미노-2-메틸벤젠술폰산, 4-아미노벤젠-1,3-디술폰산이 특히 바람직하다. 또한, 페닐기의 치환기로서 나프토트리아졸기를 가져도 좋고, 6,8-디술포나프토트리아졸기, 7,9-디술포나프토트리아졸기, 7-술포나프토트리아졸기, 5-술포나프토트리아졸기 등을 들 수 있고, 이 경우 페닐아조 기의 ｐ-위치에 있는 것이 특히 바람직하다. 나프틸아민술 폰산류의 치환기는, 구체적으로는 수소원자, 술포기, 히드록시기, 토실레이트화된 히드록시기, 아미노기, 치환 아미노기, 니트로기, 치환 아미드기, 또는 술포기를 갖는 저급 알콕시기 등을 들 수 있지만, 바람직하게는 수소원자, 술포기, 술포기를 갖는 저급 알콕시기이다. 술포기를 갖는 저급 알콕시기로서는 직쇄 알콕시가 바람직하고, 술포기의 치환 위치는 알콕시기 말단에 있는 것이 바람직하다. 여기서, 저급 알콕시기라는 것은, 바람직하게는 탄소수 1~4의 알콕시기를 나타내고, 술포기를 갖는 저급 알콕시기에 있어서는, 3-술포프로폭시기, 4-술포부톡시기의 어느 것인 것이 바람직하다. 치환기인 술포기의 수는 1~3이 바람직하고, 술포기의 위치는 나프탈렌 고리의 어느 벤젠핵에 가지고 있어도 좋지만, 바람직하게는 술포기의 치환 위치는 1-，3-，6-위치의 어느 것, 또는 술포기가 복수 존재할 때는 1-，3-，6-，7-위치의 어느 것의 조합이다. A로 나타내는 화합물 군으로서는, 예컨대, 2-아미노나프탈렌-1-술폰산, 8-아미노나프탈렌-1-술폰산, 5-아미노나프탈렌-1-술폰산, 5-아미노나프탈렌-2-술폰산, 8-아미노나프탈렌-2-술폰산, 3-아미노나프탈렌-1-술폰산, 6-아미노나프탈렌-2-술폰산, 4-아미노나프탈렌-1-술폰산, 7-아미노나프탈렌-1,3-디술폰산, 6-아미노나프탈렌-1,3-디술폰산, 3-아미노-7-니트로나프탈렌-1,5-디술폰산, 4-아미노나프탈렌-1,6-디술폰산, 4-아미노나프탈렌-1,5-디술폰산, 5-아미노나프탈렌-1,3-디술폰산, 3-아미노나프탈렌-1,5-디술폰산, 2-아미노나프탈렌-1,5-디술폰산, 4-아미노나프탈렌-1,6-디술폰산, 7-아미노나프탈렌-1,3,6-트리술폰산, 7-아미노나프탈렌-1,3,5-트리술폰산, 8-아미노나프탈렌-1,3,6-트리술폰산, 5-아미노나프탈렌-1,3,6-트리술폰산, 7-아미노-3-(3-술포프로폭시)나프탈렌-1-술폰산, 7-아미노-3-(4-술포부톡시)나프탈렌-1-술폰산, 7-아미노-4-(3-술포프로폭시)나프탈렌-2-술폰산, 7-아미노-4-(4-술포부톡시)나프탈렌-2-술폰산, 6-아미노-4-(3-술포프로폭시)나프탈렌-2-술폰산, 6-아미노-4-(4-술포부톡시)나프탈렌-2-술폰산, 2-아미노-5-(3-술포프로폭시)나프탈렌-1,7-디술폰산, 6-아미노-4-(3-술포프로폭시)나프탈렌-2,7-디술폰산, 또는 7-아미노-3-(3-술포프로폭시)나프탈렌-1,5-디술폰산 등을 들 수 있지만, 바람직하게는 7-아미노나프탈렌-1,3-디술폰산, 6-아미노나프탈렌-1,3-디술폰산, 7-아미노나프탈렌-1,3,6-트리술폰산, 7-아미노-4-(3-술포프로폭시)나프탈렌-2-술폰산, 6-아미노-4-(3-술포프로폭시)나프탈렌-2-술폰산이며, 특히 바람직하게는 7-아미노나프탈렌-1,3-디술폰산, 7-아미노나프탈렌-1,3,6-트리술폰산, 7-아미노-4-(3-술포프로폭시)나프탈렌-2-술폰산이다.
일차, 이차, 및 삼차 커플링 성분인, 치환기(R1~R6)를 갖는 아닐린류에 있어서의 치환기로서는, 수소원자, 저급 알킬기, 저급 알콕시기, 또는 술포기를 갖는 저급 알콕시기를 나타내지만, 바람직하게는 수소원자, 메틸기, 메톡시기, 또는 3-술포프로폭시기, 4-술포부톡시기이며, 더욱 바람직하게는 수소원자, 메틸기, 메톡시기, 또는 3-술포프로폭시기이다. 이들 치환기는 1개 또는 2개 결합되어도 좋다. 그의 결합위치는 아미노기에 대하여, 2-위치, 3-위치, 및 2-위치와 5-위치, 3-위치와 5-위치 또는 2-위치와 6-위치이지만, 3-위치 및 2-위치와 5-위치가 바람직하다. 술포기를 갖는 저급 알콕시기를 갖는 아닐린류로서는, 3-(2-아미노-4-메틸페녹시)프로판-1-술폰산, 3-(2-아미노페녹시)프로판-1-술폰산, 3-(2-아미노-4-메틸페녹시)부탄-1-술폰산 등을 들 수 있다. 그외의 아닐린류로서는, 예컨대 아닐린, 2-메틸아닐린, 3-메틸아닐린, 2-에틸아닐린, 3-에틸아닐린, 2,5-디메틸아닐린, 2,5-디에틸아닐린, 2-메톡시아닐린, 3-메톡시아닐린, 2-메톡시-5-메틸아닐린, 2,5-디메톡시아닐린, 3,5-디메틸아닐린, 2,6-디메틸아닐린 또는 3,5-디메톡시아닐린 등을 들 수 있다. 이들 아닐린류는 아미노기가 보호되어 있어도 좋다. 보호기로서는, 예컨대 그의 ω-메탄술포기를 들 수 있다. 일차 커플링에 사용하는 아닐린류와 이차 커플링에 사용하는 아닐린류는 동일하여도 상이하여도 좋다.
화학식(2)에 있어서 ｍ=0인 화합물을 합성하는 경우의 3차 커플링 성분, ｍ=1인 화합물을 합성하는 경우의 4차 커플링 성분인 Y를 갖는 나프톨류에 있어서의 나프톨류로서는, 예컨대 6-벤조일아미노-3-술폰산-1-나프톨, 6-(4'-아미노벤조일)아미노-3-술폰산-1-나프톨 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서 사용하는 화학식(2)로 표시되는 화합물은 유리산 형태이며, 또는 그의 염의 형태로 존재할 수 있다. 염으로서는, 예컨대, 알칼리 금속염, 알칼리토류 금속염, 알킬아민염, 알칸올아민염 또는 암모늄염을 들 수 있다. 편광막용의 기재에 염색할 경우에는 나트륨, 칼륨 또는 암모늄의 염인 것이 바람직하다. 화학식(2)로 표시되는 화합물의 염은 커플링 반응 후, 광산의 첨가에 의해 유리산 형태로 단리할 수 있고, 이로부터 물 또는 산성화된 물에 의한 세정에 의해 무기염을 제거할 수 있다. 이어서, 이와 같이 하여 얻을 수 있는 낮은 염 함유율을 갖는 산형 색소는 수성 매체 중에서 소망하는 무기 또는 유기의 염기에 의해 중화하는 것으로 대응하는 염의 용액으로 할 수 있다. 또는, 커플링 반응 후의 염석시에, 예컨대 염화 나트륨 등을 사용하여 나트륨염으로 할 수도 있고, 예컨대 염화 칼륨을 사용하여 칼륨염으로 할 수도 있고, 이와 같이 하여 소망하는 염으로 할 수 있다.
본 발명의 화합물(2)로 표시되는 색소의 바람직한 구체예를 이하에 들 수 있다. 이하의 식의 술포기, 카르복실기, 및 수산기는 유리산의 형태로 표시된다.
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Figure 112013100689495-pct00015
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화합물(1)로 나타내는 색소는 특허문헌 7에 개시되어 있는 색소이다. 화합물(1)과 화합물(2)을 조합 배합하여, 폴리비닐 알코올 필름에 흡착시키는 것에 의해, 본 발명의 편광소자를 얻는다. 또한 양호한 편광 특성을 얻기 위해서는, 화합물(1)의 흡착비율이, 화학식(1)에 있어서 n=1~4인 화합물의 합계 흡착량에 대한 n=2의 흡착비율이 55% 이상이도록 하는 것이 바람직하다. 전기에 있어서 n=2인 화합물의 흡착비율로서는, 55% 이상이면 좋지만, 더욱 바람직하게는 65% 이상, 더욱 바람직하게는 75% 이상, 가장 바람직하게는 85% 이상이다. 또한, 화합물(1)에 있어서, n=1인 화합물과 n=3인 화합물의 합계 흡착 비율이 45% 이상으로 되면, 520nm 내지 545nm에서 충분히 양호한 편광 특성을 갖는 편광판을 얻을 수 없는 경우가 있다.
이 경우의 색소의 흡착 비율이라는 것은, 고속 액체 크로마토그래피(이하, HPLC로 약칭)에 의한 면적비로 측정되는 순도이고, 이색성 색소 또는 그의 유도체를 함유한 폴리비닐 알코올 수지 필름 0.5g을, 50 중량%의 피리딘수에 24시간 침지하고, 필름으로부터 색소를 피리딘수에 추출시킨 후, 그의 피리딘수를 HPLC에 의해 측정하며, 결과로서 표시되는 피크 면적비로 나타내는 비율이다.
화학식(1)에 있어서의, n=1 ~ n=4인 화합물의 합계 흡착량에 대한 n=2인 화합물의 흡착비율이 55% 이상인 편광소자를 제작하는 방법으로서는, n=2인 화합물의 함유 비율이 55% 이상인 화합물(1)을 사용하여 염색액을 제조하며, 그의 염색액을 사용하여 염색 공정을 행하여 편광소자를 제조하는 방법이나, 폴리비닐 알코올 필름으로 색소를 흡착할 때의 염색공정의 온도나 시간을 조정하는 방법을 들 수 있다.
유리산 형으로 화학식(1)로 표시되는 아조 화합물은, 비특허문헌 1에 기재된 바와 같은 통상의 아조 염료의 제법에 따라서, 공지의 디아조화, 커플링을 실시하는 것에 의해 용이하게 제조될 수 있다. 구체적인 제조방법으로서는, 4-아미노벤조산을 디아조화하고, 화합물(4)로 나타내는 아닐린과 커플링시켜, 모노아조아미노 화합물인 화합물(5)을 얻는다.
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이어서, 이 모노아조아미노 화합물과 4,4'-디니트로스틸벤-2,2'-술폰산을 알칼리 조건하에서 반응시킨 후, 글루코오스 환원하는 것에 의해 화합물(1)로 표시되는 아조 화합물을 얻을 수 있다.
전기 반응에 있어서, 디아조화 공정은 디아조 성분의 염산, 황산 등의 광산 수용액 또는 현탁액에 아질산 나트륨 등의 아질산 염을 혼합하는 순법(順法)에 의해 실시되어도 좋다. 또는 디아조 성분의 중성 또는 약 알칼리성의 수용액에 아질산염을 가하여 두고, 이것과 광산을 혼합하는 역법(逆法)에 의해 실시되어도 좋다. 디아조화의 온도는, -10~40℃가 적당하다. 또한, 화학식(1)의 화합물과의 커플링 공정은 염산, 아세트산 등의 산성 수용액과 전기 각 디아조액을 혼합하고, 온도가 -10~40℃이고 pH 2~7인 산성 조건에서 실시된다.
화학식(5)의 화합물과 4,4'-디니트로스틸벤-2,2'-술폰산의 반응에 있어서 알칼리 조건에서의 축합 공정은, 수산화나트륨, 수산화리튬 등의 강알칼리 조건에서 실시된다. 그 알칼리 농도는 2~10 중량%가 적당하고, 온도는 70~100℃가 적당하다. 전기 화학식(1)의 n은, 화학식(5)의 화합물과 4,4'-디니트로스틸벤-2,2'-술폰산의 몰비 투입 비율을 변경하는 것으로 조정될 수 있다. 또한, 4,4'-디니트로스틸벤-2,2'-술폰산과 화학식(5)의 화합물을 축합반응시키는 시간에 의해 조정될 수 있고, 축합 반응이 빠를수록, n은 크게 되는 경향으로 되고, 역으로 느릴수록 n은 작게되는 경향으로 된다. 글루코오스 환원 공정은, 알칼리 조건에서 글루코오스 농도가 0.5~1.2 당량 사용하는 것이 일반적이다.
또한, 본 발명에 있어서 화학식(1)로 표시되는 아조 화합물은 유리산으로서 사용되는 외에, 아조 화합물의 염을 사용할 수 있다. 그와 같은 염으로서는 리튬염, 나트륨염, 칼륨염과 같은 알칼리 금속염, 암모늄염, 아민염 등의 유기 염을 들 수 있다. 일반적으로는 나트륨염이 사용된다. 그의 유기 염의 염석 후, 여과할 때의 온도에서도 화학식(1)의 n은 조정될 수 있고, 여과 온도가 낮을수록 n은 작은 값을 나타내는 경향이고, 여과 온도가 높을수록 n은 큰 값을 나타내는 경향으로 된다. n=2의 함유 비율이 많은 색소를 얻기 위한 여과 온도로서는 50℃ 내지 95℃, 바람직하게는 60℃ 내지 95℃인 것이 좋다.
본 발명에 있어서, 화학식(1)의 화합물 중의, n이 1~4인 화합물의 함유 비율은 반드시 한정되는 것은 아니다. 즉, 편광소자의 제조 공정의 조건에 의해서도, n=2인 화합물의 흡착비율은 변하기 때문이다. 구체적으로 팽윤공정에 의한 팽윤도, 염색공정에서의 흡착 비율, 수세공정이나 연신 공정 등에서의 색소의 용출 등에 의해, 염색하는 색소의 조성과 필름에 흡착되는 색소 조성의 조성은 변한다. 단, 필름의 n=2인 화합물의 흡착비율을 55% 이상으로 하기 위해서는, 화학식(1)의 화합물 의 조성으로서는, n=2 화합물의 함유 비율이 55% 이상인 것을 사용하는 것이, 본 발명을 용이하게 달성할 수 있어 적합하다.
염색공정에 있어서, 화합물(1)에 있어서의 n=1~4인 화합물의 합계 흡착량에 대한 n=2인 화합물의 흡착비율이 55% 이상으로 할 경우, 염색 온도가 낮을수록 n이 작은 화합물이 흡착하는 비율이 증가하고, 염색 온도가 높을수록 n이 큰 화합물이 흡착하는 비율이 증가한다. 단, 염색 온도가 너무 낮아도, 색소 자체의 흡착은 현저하게 저하하며, 너무 높으면 염색 얼룩이나 폴리비닐 알코올 필름이 염색액에 용해하는 등의 문제가 생긴다. 염색 온도는, 폴리비닐 알코올 필름의 중합도나 함수율, 팽윤공정에서의 영향에도 기인하므로, 특히 한정되지 않지만, 본 발명에 있어서의 바람직한 온도 범위를 예시하면, 통상 30~60℃, 바람직하게는 35~50℃이다. 또한, 그때의 염색 용액에 침지하는 시간도 적절히 조절하여도 좋고, 한정되지 않지만, 침지하는 시간이 낮을수록 n이 작은 화합물의 흡착하는 비율은 증가하고, 염색 온도가 높을수록 n이 큰 화합물의 흡착비율이 증가한다. 일반적으로 염색 시간은 30초~20분으로 조절하지만, 본 발명에서는 2~10분, 더욱 바람직하게는 3~9분인 것이 더욱 바람직하다. 염색 방법은, 상기 용액에 침지하는 것이 바람직하지만, 폴리비닐 알코올계 수지 필름으로 상기 용액을 도포하고, 접촉시켜서 적절한 온도로 제어하는 것에 의해 실시할 수 있다.
또한, 본 발명의 색소의 편광 특성을 저해하지 않는 범위에서, 다른 색소를병용하여도 좋다. 이와 같은 색소로서는, 예컨대, 씨. 아이. 다이렉트．옐로우 12, 씨. 아이. 다이렉트．옐로우 28, 씨. 아이. 다이렉트．옐로우 44, 씨. 아이. 다이렉트．오렌지 26, 씨. 아이. 다이렉트．오렌지 39, 씨. 아이. 다이렉트．오렌지 107, 씨. 아이. 다이렉트．레드 81을 들 수 있다. 이들에 나타낸 이색성 염료 이외에도, 필요에 따라서, 다른 유기 염료를 병용시킬 수 있다. 그의 배합 비율은 특히 한정되지 않고, 광원, 색상 등의 요망에 따라서, 배합량을 임의로 설정할 수 있다. 이상의 색소를 사용하는 것에 의해, 본 발명의 편광소자는 제조된다.
염색공정 후, 다음 공정에 들어가기 전에 세정공정(이후 세정공정 1 라 함)을 실시할 수 있다. 염색 공정 1이라는 것은, 염색공정에서 폴리비닐 알코올 필름의 표면에 부착한 염료 용매를 세정하는 공정이다. 세정공정 1을 실시하는 것에 의해, 다음에 처리하는 액 중으로 염료가 이행하는 것을 억제할 수 있다. 세정공정 1 에서는, 일반적으로는 물이 사용된다. 세정방법은, 상기 용액에 침지하는 것이 바람직하지만, 상기 용액을 폴리비닐 알코올 필름에 도포하는 것에 의해 세정할 수도 있다. 세정 시간은, 특히 한정되지 않으나, 바람직하게는 1~300초, 더욱 바람직하게는 1~60초이다. 세정공정 1에서의 용매의 온도는, 친수성 고분자가 용해하지 않는 온도인 것이 필요하게 된다. 일반적으로는 5~40℃에서 세정 처리된다.
염색공정 또는 세정공정 1의 후, 가교제 및/또는 내수화제를 함유시키는 공정을 실시할 수 있다. 가교제로서는, 예컨대, 붕산, 붕사 또는 붕산암모늄 등의 붕소 화합물, 글리옥살 또는 글루타르 알데히드 등의 다가 알데히드, 뷰렛형, 이소시아누레이트형 또는 블록형 등의 다가 이소시아네이트계 화합물, 티타늄 옥시설페이트 등의 티타늄계 화합물 등을 사용할 수 있지만, 그 밖에도 에틸렌 글리콜 글리시딜 에테르, 폴리아미드 에피클로로히드린 등을 사용할 수 있다. 내수화제로서는, 과산화 숙신산, 과황산암모늄, 과염소산 칼슘, 벤조인 에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 글리세린 디글리시딜 에테르, 염화암모늄 또는 염화 마그네슘 등을 들 수 있지만, 바람직하게는 붕산이 사용된다. 이상에 나타낸 적어도 1종 이상인 가교제 및/또는 내수화제를 사용하여 가교제 및/또는 내수화제를 함유시키는 공정을 행한다. 그때의 용매로서는, 물이 바람직하지만, 한정되지 않는다. 가교제 및/또는 내수화제를 함유시키는 공정에서의 용매 중의 가교제 및/또는 내수화제의 함유 농도는, 붕산을 예로 하여 나타내면 용매에 대하여 농도 0.1~6.0 중량%가 바람직하고, 1.0~4.0 중량%가 더욱 바람직하다. 이 공정에서의 용매 온도는, 5~70℃가 바람직하고, 5~50℃가 더욱 바람직하다. 폴리비닐 알코올 필름에 가교제 및/또는 내수화제를 함유시키는 방법은, 상기 용액에 침지하는 것이 바람직하지만, 상기 용액을 폴리비닐 알코올 필름에 도포 또는 도공하여도 좋다. 이 공정에서의 처리 시간은 30초~6분이 바람직하고, 1~5분이 더욱 바람직하다. 단, 가교제 및/또는 내수화제를 함유시키는 것이 필수가 아니고, 시간을 단축하고 싶은 경우에는, 가교처리 또는 내수화 처리가 불필요한 경우에는, 이 처리공정을 생략하여도 좋다.
염색공정, 세정공정 1, 또는 가교제 및/또는 내수화제를 함유시키는 공정을 행한 후에, 연신 공정을 행한다. 연신 공정이라는 것은, 폴리비닐 알코올 필름을 1축으로 연신하는 공정이다. 연신 방법은 습식 연신법 또는 건식 연신법 중 어느 것이어도 좋다.
건식 연신법의 경우에는, 연신 가열 매체가 공기 매체인 경우에는, 공기 매체의 온도는 상온~180℃에서 연신하는 것이 바람직하다. 또한, 습도는 20~95% RH의 분위기 중에서 처리하는 것이 바람직하다. 가열방법으로서는, 예컨대, 롤간 존 연신법, 롤 가열 연신법, 압연신법, 적외선 가열 연신법 등을 들 수 있지만, 그 연신 방법은 한정되지 않는다. 연신 공정은 1단으로 연신할 수 있지만, 2단 이상의 다단 연신에 의해 실시할 수도 있다.
습식 연신법의 경우에는, 물, 수용성 유기 용제, 또는 그의 혼합 용액 중에서 연신한다. 가교제 및/또는 내수화제를 함유한 용액 중에 침지하면서 연신 처리를 행하는 것이 바람직하다. 가교제로서는, 예컨대, 붕산, 붕사 또는 붕산암모늄 등의 붕소 화합물, 글리옥살 또는 글루타르 알데히드 등의 다가 알데히드, 뷰렛형, 이소시아누레이트형 또는 블록형 등의 다가 이소시아네이트계 화합물, 티타늄 옥시설페이트 등의 티타늄계 화합물 등을 사용할 수 있지만, 그 밖에도 에틸렌 글리콜 글리시딜 에테르, 폴리아미드 에피클로로히드린 등을 사용할 수 있다. 내수화제로서는, 과산화 숙신산, 과황산암모늄, 과염소산 칼슘, 벤조인 에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 글리세린 디글리시딜 에테르, 염화암모늄 또는 염화 마그네슘 등을 들 수 있다. 이상에 나타낸 적어도 1종 이상인 가교제 및/또는 내수화제를 함유한 용액 중에서 연신을 행한다. 가교제는 붕산이 바람직하다. 연신 공정에서의 가교제 및/또는 내수화제의 농도는, 예컨대, 0.5~15 중량%가 바람직하고, 2.0~8.0 중량%가 더욱 바람직하다. 연신 배율은 2~8배가 바람직하고, 5~7배가 더욱 바람직하다. 연신 온도는 40~60℃에서 처리하는 것이 바람직하고, 45~58℃가 더욱 바람직하다. 연신 시간은 통상 30초~20분이지만, 2~5분이 더욱 바람직하다. 습식 연신 공정은 1단으로 연신할 수 있지만, 2단 이상의 다단 연신에 의해 행할 수도 있다.
연신 공정을 행한 후에는, 필름표면에 가교제 및/또는 내수화제의 석출, 또는 이물이 부착하는 일이 있기 때문에, 필름 표면을 세정하는 세정공정(이후 세정공정 2라 함)을 실시할 수 있다. 세정 시간은 1초~5분이 바람직하다. 세정방법은 세정용액에 침지하는 것이 바람직하지만, 용액을 폴리비닐 알코올계 수지 필름에 도포 또는 도공에 의해 세정할 수 있다. 1단으로 세정처리할 수도 있고, 2단 이상의 다단 처리를 할 수도 있다. 세정공정의 용액 온도는 특히 한정되지 않으나 통상 5~50℃, 바람직하게는 10~40℃이다.
지금까지의 처리공정에서 사용하는 용매로서 예컨대 물, 디메틸술폭사이드, N-메틸피롤리돈, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로필 알코올, 글리세린, 에틸렌 글리콜, 프로필렌글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 또는 트리메틸올 프로판 등의 알코올류, 에틸렌 디아민 또는 디에틸렌 트리아민등의 아민류 등의 용매를 들 수 있지만 이들에 한정되지 않는다. 또한, 1종 이상의 이들 용매의 혼합물을 사용할 수 있다. 가장 바람직한 용매는 물이다.
연신 공정 또는 세정 공정 2 후에는, 필름의 건조공정을 행한다. 건조처리는 자연 건조에 의해 실시할 수 있지만, 보다 건조 효율을 높이기 위해서는 롤에 의한압축이나 에어 나이프, 또는 흡수 롤 등에 의해 표면의 수분 제거를 행할 수 있고, 및/또는 송풍 건조를 행할 수도 있다. 건조처리 온도로서는 20~100℃에서 건조처리하는 것이 바람직하고, 60~100℃에서 건조 처리하는 것이 더욱 바람직하다. 건조 처리 시간은 30초~20분을 적용할 수 있지만, 5~10분인 것이 바람직하다.
이상의 방법에서, 화합물(1) 및 화합물(2)가 흡착되어 이루어지는 연신된 폴리비닐 알코올 수지 필름으로 이루어지는 편광소자를 제조할 수 있다.
얻어진 편광소자에는, 그의 편면 또는 양면에 투명 보호층을 제공하는 것에 의해 편광판으로 한다. 투명 보호층은 폴리머에 의한 도포층으로서, 또는 필름의 라미네이트 층으로서 제공할 수 있다. 투명 보호층을 형성하는 투명 폴리머 또는 필름으로서는, 기계적 강도가 높고, 열안정성이 양호한 투명 폴리머 또는 필름이 바람직하다. 투명 보호층으로서 사용하는 물질로서, 예컨대, 트리아세틸 셀룰로오스나 디아세틸셀룰로오스와 같은 셀룰로오스 아세테이트 수지 또는 그의 필름, 아크릴 수지 또는 그의 필름, 폴리염화비닐 수지 또는 그의 필름, 폴리에스테르 수지 또는 그의 필름, 폴리알릴레이트 수지 또는 그의 필름, 노르보르넨과 같은 환상 올레핀을 모노머로 하는 환상 폴리올레핀 수지 또는 그의 필름, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 내지 노르보르넨 골격을 갖는 폴리올레핀 또는 그의 공중합체, 주쇄 또는 측쇄가 이미드 및/또는 아미드의 수지 또는 폴리머 또는 그의 필름 등을 들 수 있다. 또한, 투명 보호층으로서, 액정성을 갖는 수지 또는 그의 필름을 제공할 수도 있다. 보호 필름의 두께는, 예컨대, 0.5~200㎛ 정도이다. 그 중의 동종 또는 이종의 수지 또는 필름을 편면 또는 양면에 1층 이상 제공하는 것에 의해 편광판을 제조한다.
상기, 투명 보호층을 편광소자와 접합시키기 위하여는 접착제가 필요하게 된다. 접착제로서는 특히 한정되지 않으나, 폴리비닐 알코올계 접착제가 바람직하다. 폴리비닐 알코올계 접착제로서, 예컨대 고세놀 NH-26(일본합성사 제조), 엑세발 RS-2117(쿠랄레사 제조) 등을 들 수 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 접착제에는, 가교제 및/또는 내수화제를 첨가할 수 있다. 폴리비닐 알코올계 접착제에는, 무수 말레인산-이소부틸렌 공중합체를 사용하지만, 필요에 따라 가교제를 혼합시킨 접착제를 사용할 수 있다. 무수 말레인산-이소부틸렌 공중합체로서, 예컨대 이소반＃18(쿠랄레사 제조), 이소반＃04(쿠랄레사 제조), 암모니아 변성 이소반＃104(쿠랄레사 제조), 암모니아 변성 이소반＃110(쿠랄레사 제조), 이미드화 이소반＃304(쿠랄레사 제조), 이미드화 이소반＃310(쿠랄레사 제조) 등을 들 수 있다. 그때의 가교제에는 수용성 다가 에폭시 화합물을 사용할 수 있다. 수용성 다가 에폭시 화합물이라는 것은, 예컨대, 데나콜 EX-521(나가세켐텍크사 제조), 테트랏트-C (미쓰이 가스화학사 제조) 등을 들 수 있다. 또한, 폴리비닐 알코올계 수지 이외의 접착제로서, 우레탄계, 아크릴계, 에폭시계라는 공지의 접착제를 사용할 수도 있다. 또한, 접착제의 접착력의 향상, 또는 내수성의 향상을 목적으로 하여, 아연 화합물, 염화물, 요오드화물 등의 첨가물을 동시에 0.1~10 중량% 정도의 농도로 함유시킬 수 있다. 첨가물에 관해서도 한정되지 않는다. 투명 보호층을 접착제로 접합시킨 후, 적합한 온도에서 건조 또는 열처리하는 것에 의해 편광판을 얻는다.
얻어진 편광판을 액정, 유기 엘렉트로루미네센스 등의 표시장치에 접합시키는 경우, 후에 비노출면으로 되는 보호층 또는 필름의 표면에 시야각 개선 및/또는 콘트라스트 개선을 위한 각종 기능성층, 휘도향상성을 갖는 층 또는 필름을 제공할 수도 있다. 이들 편광판을 필름이나 표시장치와 접합시키기 위해서는 점착제를 사용하는 것이 바람직하다.
이 편광판은, 다른 한쪽의 표면, 즉, 보호층 또는 필름의 노출면에, 반사방지층이나 방현층(防眩層), 하드코트층 등, 공지의 각종 기능성층을 갖고 있어도 좋다. 이 각종 기능성을 갖는 층을 제조하기 위해서는 도공방법이 바람직하지만, 그 기능을 갖는 필름을 접착제 또는 점착제를 통하여 접합시킬 수 있다. 또한, 각종 기능성층이라는 것은, 위상차를 제어하는 층 또는 필름으로 할 수 있다.
본 발명의 편광판의 이용의 1형태인 액정 프로젝터용 편광판은, 통상 지지체 부착 편광판으로서 사용된다. 지지체는 편광판을 부착하기 위하여, 평면부를 가지고 있는 것이 바람직하고, 또 광학용도이기 때문에, 글래스 성형품이 바람직하다. 글래스 성형품으로서는, 예컨대 글래스판, 렌즈, 프리즘(예컨대 삼각 프리즘, 큐빅 프리즘) 등을 들 수 있다. 렌즈에 편광판을 부착시킨 것은 액정 프로젝터에 있어서 편광판 부착 콘덴서 렌즈로서 이용할 수 있다. 또한, 프리즘에 편광판을 부착시킨 것은 액정 프로젝터에 있어서 편광판 부착 편광 빔 스플리터나 편광판 부착 다이크로익 프리즘으로서 이용할 수 있다. 또한, 액정 셀에 부착하여도 좋다. 글래스의 재질로서는, 예컨대 소다 글래스, 보로실리케이트(붕규산) 글래스, 수정으로 이루어지는 무기 기반, 사파이어로 이루어지는 무기 기반 등의 무기 계의 글래스나 아크릴, 폴리카보네이트 등의 유기 계의 플라스틱 판을 들 수 있지만 무기 계의 글래스가 바람직하다. 글래스판의 두께나 크기는 소망하는 사이즈이면 좋다. 또한, 글래스 부착 편광판에는, 단판 광투과율을 더욱 향상시키기 위하여, 그의 글래스면 또는 편광판 면의 한쪽 또는 쌍방의 면에 AR층을 제공하는 것이 바람직하다.
액정 프로젝터용 지지체 부착 편광판을 제조하기 위해서는, 그 자체 공지의 방법으로 실시되며, 예컨대 지지체 평면부에 투명한 접착(점착)제를 도포하고, 이어서 이 도포면에 본 발명의 편광판을 부착한다. 또한, 편광판에 투명한 접착(점착)제를 도포하고, 이어서 이 도포 면에 지지체를 부착하여도 좋다. 여기서 사용하는 접착(점착)제는, 예컨대 아크릴산 에스테르 계의 것이 바람직하다. 또한, 이 편광판을 타원 편광판으로서 사용하는 경우, 위상차판 측을 지지체 측에 부착하는 것이 통상이지만, 편광판 측을 글래스 성형품에 부착하여도 좋다.
이상의 방법에서, 화합물(1) 및 화합물(2)이, 흡착되어 이루어지는 연신된 폴리비닐 알코올 수지 필름으로 되는 편광판을 제조할 수 있다.
이렇게 하여 얻어진 편광판은, 520nm 내지 545nm에 가장 높은 발광 강도를 지닌 광원에 대한 편광판에는 적합하다. 특히, 녹색을 발광하는 LED 광원, 또는Laser 광원에 적합하고, 예컨대, 녹색 LED 광원은 538nm에 가장 높은 발광 강도를 지닌 것이 많고, 또 Laser 광원에 이르렀어도 525nm 내지 540nm에 가장 높은 발광 강도를 지닌 광원인 것이 알려져 있고, 이러한 녹색을 발광하는 LED 광원, 및 Laser 광원에 대하여 유효한 편광소자, 또는 편광판이다. 본 발명에 의하면, LED 광원, 또는 Laser 광원에 대응한 액정 셀을 사용한 영상 표시장치에 대하여, 콘트라스트가 높고, 광 및/또는 열에 대한 내구성이 높은 편광판을 제공할 수 있다. 본 발명의 편광소자 또는 편광판을 사용한 디스플레이는 신뢰성이 높고, 장기적으로 고 콘트라스트이며, 또 높은 색재현성을 갖는 디스플레이로 된다.
이와 같이 하여 얻어진 본 발명의 편광판을, 예컨대 액정 프로젝터의 LED 광원, 또는 Laser 광원에 대하여 사용한 경우, 휘도가 향상되고, 또 콘트라스트가 높고, 내구성도 높은 액정 프로젝터로 된다. 지금까지의 액정 프로젝터의 녹색 광원 에 요구되는 편광판의 파장은 500-600nm이고, 특히 530-590nm의 파장에 있어서, 높은 편광도를 갖고 있는 것이 필요하였지만, LED 광원, 또는 Laser 광원에 대하여 사용한 경우에는, 520-545nm의 범위를 중심으로 한 510-570nm 범위의 편광 특성이 요구된다. 지금까지의 광원으로 요구되는 파장이 상이한 이유로서는, 지금까지는 녹색을 발광시키기 위해서는, 백색 광원을 다이크로익 미러 등으로 조광(調光)된 광을 녹색으로 사용하고 있기 때문에 청색 또는 적색 광원으로 분리시키기 위해서는 500nm 이하가 청색이고, 600nm 이상이 적색이고, 500nm 내지 600nm가 녹색인 점에서 녹색 광원으로서 활용될 수 있는 분리된 파장인 점에서 대역은 500-600nm에서 요구되었다. 그에 대하여, LED 광원이나 Laser 광원은 그의 광원 자체가 녹색 발광 광이고, 그 결과, 발광 대역이 좁고 샤프(sharp)하며, 그의 발광 강도는 지금까지보다도 짧은 파장측(520nm 내지 545nm)인 점에서, 요망되는 중심 파장은 520-545nm를 중심으로 한 510-570nm와 파장 대역은 좁고, 지금까지와는 요구되고 있는 파장이 상이하다. 그 때문에, 요구되는 편광판도 변해버려온 점에서, 그의 요구되는 파장을 중심으로 색소를 선택하는 것이 중요하였다. 특히 LED 광원이나 Laser 광원으로는, 가장 강한 광원의 파장이 520nm 내지 545nm에 있는 점에서, 그 파장의 편광 특성을 양호하게 하기 위해서는, 본 발명은 매우 유효하다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들에 의해 한정되지 않는다. 이하에 있어서 「부」는「중량부」를 나타낸다. 또한, 실시예에 나타내는 투과율의 평가는 이하와 같이 하여 실시하였다.
분광광도계(히타치 제작소사 제조 "U-4100")를 사용하여, 투과율을 측정함에 있어서, 광의 출사측에, JIS-Z8701(C 광원 2°시야)을 기본하여 시감도 보정 후의 투과율 43%로 편광도 99.99%인 요오드계 편광판(폴라테크노사 제조　SKN-18043P)을 설치하고, 절대편광광을 측정시료에 입사할 수 있도록 하였다. 그때의 요오드계 편광판의 보호층은 자외선 흡수능이 없는 트리아세틸 셀룰로오스이다.
본 발명의 편광판에, 절대편광광을 입사하고, 그의 절대편광광의 진동방향과 본 발명의 편광판의 흡수축 방향이 직교(상기 절대 편광자의 흡수축과 본 발명의 편광판의 흡수축이 평행)로 되도록 하여 측정하여 얻어진 절대 평행 투과율을 Ky, 그의 절대 편광광의 진동방향과 본 발명의 편광판의 흡수축 방향이 평행(상기 절대 편광자의 흡수축과 본 발명의 편광판의 흡수축이 직교)로 되도록 하여 측정하여 얻어진 절대 직교 투과율을 Kz로 하였다.
각각의 투과율은, 분광광도계(히타치제작소사 제조"U-4100")를 사용하여 측정하였다.
실시예 1
<화합물(1)의 합성>
4-아미노벤조산 13.7부를 물 500부에 가하고, 수산화나트륨으로 용해시켰다. 냉각하여 10℃ 이하에서, 35 중량% 염산 32부를 가하고, 이어서 아질산 나트륨 6.9부를 가하고, 5~10℃에서 1시간 교반하였다. 거기에 아닐린-ω-메탄술폰산소다 20.9부를 가하고, 20~30℃에서 교반하면서, 탄산나트륨을 가하여 pH 3.5로 하였다. 또한 교반하여 커플링 반응을 완결시키고, 여과하여, 모노아조 화합물을 얻었다. 얻어진 모노아조 화합물을 수산화나트륨 존재하, 90℃에서 교반하여, 전기 화학식(5)의 모노아조 화합물 17부를 얻었다. 전기 화학식(5)의 모노아조 화합물 12부, 4,4'-디니트로스틸벤-2,2'-술폰산 21부를 물 300부에 용해시킨 후, 수산화나트륨 12부를 가하고, 90℃에서 축합반응시켰다. 이어서, 글루코오스 9부로 환원시키고, 염화나트륨으로 염석한 후, 90℃ 여과하여, 80℃에서 증발건조시켜, 화학식(1)로 표시되는 색소 A를 얻었다. 색소 A를 피리딘수 20 중량%에 용해시키고, HPLC로 측정해보니, 화학식(1)에 있어서의 n=1~4인 화합물의 비율이, n=1이 33%, n=2가 65%, n=3이 2%로 이루어지는 색소이었다.
<화합물예 10의 합성>
2-아미노-5-메톡시벤젠술폰산 20.3부를 물 500부에 가하고, 수산화나트륨으로 용해시키고, 냉각하여 10℃ 이하에서, 35% 염산 32부를 가하고, 이어서 아질산 나트륨 6.9부를 가하고, 5~10℃에서 1시간 교반하였다. 거기에 희석 염산수에 용해시킨 3-메틸아닐린 10.7부를 가하고, 30~40℃에서 교반하면서, 탄산나트륨을 가하여 pH 3으로 하고, 또한 교반하여 커플링 반응을 완결시키고, 여과하여, 모노아조 화합물을 얻었다. 얻어진 모노아조 화합물에 35% 염산 32부를, 이어서 아질산 나트륨 6.9부를 가하고, 25~30℃에서 2시간 교반하였다. 거기에 희석 염산수에 용해시킨 2,5-디메틸아닐린 12.1부를 가하고, 20~30℃에서 교반하면서, 탄산나트륨을 가하여 pH 3으로 하고, 또한 교반하여 커플링 반응을 완결시키고, 여과하여, 디스아조 화합물을 얻었다. 얻어진 디스아조 화합물 15부를 물 600부에 분산시킨 후, 35% 염산 32부를, 이어서 아질산 나트륨 6.9부를 가하고, 25~30℃에서 2시간 교반하여 디아조화한다. 한편, 6-(4"-벤조일)아미노-3-술폰산-1-나프톨 35.8부를 물 250부에 가하고, 탄산나트륨에 의해 약알칼리성으로 하여 용해시키고, 이 액에 미리 얻어진 디스아조 화합물의 디아조화물을 pH 7~10를 유지하여 주입하고, 교반하여, 커플링 반응을 완결시킨다. 염화나트륨으로 염석하고, 여과하여 본 발명의 화합물 10으로 나타내는 트리스아조 화합물을 나트륨염으로서 얻었다.
<편광소자의 제조>
검화도가 99% 이상인 막 두께 75㎛의 폴리비닐 알코올계 수지 필름(쿠랄레사 제조　VF 시리즈)을 40℃의 온수에 3분 침지하여 팽윤처리를 하였다. 팽윤 처리한 필름을, 화합물(1)로 표시되는 색소 A가 0.02 중량%, 화합물예 10의 색소를 0.1 중량%, 트리폴리인산나트륨 0.1 중량%, 황산나트륨 0.1 중량%를 함유한 45℃의 수용액에 침지하여, 색소의 흡착을 행하였다. 색소가 흡착된 필름을 물에 의해 세정하고, 세정한 후, 2 중량%의 붕산을 함유한 40℃의 수용액으로 1분간 붕산 처리를 실시하였다. 붕산처리하여 얻어진 필름을, 5.0배로 연신하면서 붕산 3.0 중량%를 함유한 55℃의 수용액 중에서 5분간 처리를 행하였다. 그의 붕산 처리하여 얻어진 필름의 긴장상태를 유지하면서, 상온의 물에 의해 15초간 처리를 행하였다. 처리하여 얻어진 필름을 즉시로 60℃에서 5분간 건조처리를 행하여 막 두께 28㎛의 편광소자를 얻었다. 얻어진 편광소자를 피리딘 50 중량%인 물에 침지하여 색소를 추출해보니, 화학식(1)의 n=1~4인 화합물의 비율은, n=1이 13%, n=2가 82%, n=3이 5%이었다. 얻어진 편광소자를 알칼리 처리한 막 두께 80㎛의 트리아세틸 셀룰로오스 필름(후지사진필름사 제조　 TD-80U, 이하 TAC로 약칭)을, 폴리비닐 알코올계 접착제를 사용하여, TAC/접착층/편광소자/접착층/TAC라 하는 구성으로 적층하고, 라미네이트하여 편광판을 얻어 측정시료로 하였다.
실시예 2
4-아미노아조벤젠-4-술폰산나트륨 29.9부를 물 600부에 가하고 70℃로 하여 용해한다. 냉각하여 30℃ 이하에서, 35% 염산 32부를 가하고, 이어서 아질산 나트륨 6.9부를 가하고, 25~28℃에서 2시간 교반한다. 거기에 2,5-디메틸아닐린 12.1부를 가하고, 25~30℃에서 2시간 교반한 후, 탄산나트륨을 가하여 pH 3으로 하고, 또한 교반하여 커플링 반응을 완결시키고, 여과하여, 디스아조 화합물을 얻는다. 얻어진 디스아조 화합물을 물 600부에 분산시킨 후, 35% 염산 32부를, 이어서 아질산 나트륨 6.9부를 가하고, 25~30℃에서 2시간 교반하여 디아조화한다. 한편, 4"-아미노벤조일Ｊ산 35.8부를 물 250부에 가하고, 탄산나트륨으로 약알칼리성으로 하여 용해시키고, 이 액에 앞서 얻어진 디스아조 화합물의 디아조화물을 중성~약알칼리성을 유지하여 주입하고, 교반하여, 커플링 반응을 완결시킨다. 염화나트륨에 의해 염석하고, 여과하여 증발 건조시켜 얻어진 화합물예 1을, 실시예 1에서 사용한 화합물예 10으로 변경하여 편광소자를 제조한 이외는 유사하게 샘플 제조를 행하여 측정시료로 하였다.
실시예 3
실시예 1에 있어서의 3-메틸아닐린 10.7부로부터 2-메톡시-5-메틸아닐린 13.7부로 변경하고, 또 6-(4'-벤조일)아미노-3-술폰산-1-나프톨을, 6-(4'-아미노벤조일)아미노-3-술폰산-1-나프톨로 하여 얻어진 화합물예 12를, 실시예 1에서 사용한 화합물예 10으로 변경하여 편광소자를 제조한 이외는 실시예 1과 유사하게 샘플 제조를 행하여 측정시료로 하였다.
실시예 4
실시예 3에 있어서, 염화나트륨으로 염석한 후 여과 온도를 45℃로 하고, 화학식(1)에 있어서 n의 비율로, n=1이 58%, n=2가 40%, n=3이 2%로 이루어지는 색소(이하, 색소 B라 함)를 사용한다. 편광소자를 제조하는 염색공정에 있어서, 색소B의 함유량을 0.08 중량%로 하고, 염색공정의 온도를 30℃로 하여 편광소자의 제조를 행한 이외는 실시예 3과 유사하게 샘플 제조를 행하여 측정시료로 하였다. 얻어진 편광소자를 피리딘 50 중량%인 물에 침지하여 색소를 추출해보니, 화학식(1)에 있어서의 n=1~4인 화합물의 흡착비율은, n=1이 56%, n=2가 43%, n=3이 1%이었다.
실시예 5
7-아미노나프탈렌-1,3,6-트리술폰산 38.3부를 물 500부에 가하고, 냉각하여 10℃ 이하에서, 35% 염산 31.3부를 가하고, 이어서 아질산 나트륨 6.9부를 가하고, 5~10℃에서 1시간 교반하여, 디아조화하였다. 거기에, 희석 염산수에 용해시킨 3-메틸아닐린 10.7부를 가하고, 10~30℃에서 교반하면서, 탄산나트륨을 가하여 pH 3로 하고, 또한 교반하여 커플링 반응을 완결시키고, 여과하며, 모노아조아미노 화합물 40.1부를 얻었다. 얻어진 모노아조아미노 화합물을 물 400부에 가하고, 수산화나트륨으로 용해시키고, 10~30℃에서 35% 염산 25.0부를, 이어서 아질산 나트륨5.5부를 가하고, 20~30℃에서 1시간 교반하여, 디아조화하였다. 거기에, 희석 염산 수에 용해시킨 3-메틸아닐린 8.6부를 가하고, 20~30℃에서 교반하면서, 탄산나트륨을 가하여 pH 3으로 하고, 또한 교반하여 커플링 반응을 완결시키고, 여과하여, 디스아조 아미노 화합물 39.7부를 얻었다. 얻어진 디스아조 아미노 화합물을 물 250부에 가하고, 수산화나트륨으로 용해시키고, 20~30℃에서 35% 염산 20.0부를, 이어서 아질산 나트륨 4.4부 부가하고, 20~30℃에서 1시간 교반하고, 디아조화하였다. 거기에 희석 염산수에 용해시킨 2,5-디메틸아닐린 7.7부를 가하고, 20~30℃에서 교반하면서, 탄산나트륨을 가하여 pH 3.5로 하고, 또한 교반하여 커플링 반응을 완결시키고, 여과하여, 트리스아조 아미노 화합물 38.5부를 얻었다. 얻어진 트리스아조 아미노 화합물을 물 200부에 가하고, 수산화나트륨으로 용해시키고, 20~30℃에서 35% 염산 16.0부를, 이어서 아질산 나트륨 3.5부 가하고, 20~30℃에서 1시간 교반하여, 디아조화하였다. 한편 6-(4'-아미노벤조일)아미노-3-술폰산-1-나프톨　16.1부를 물 50부에 가하고, 탄산나트륨으로 약알칼리성으로 하여 용해시키고, 이 액에 먼저 얻어진 트리스아조 아미노 화합물의 디아조화물을 pH 8-10으로 유지하여 주입하고, 교반하여, 커플링 반응을 완결시킨다. 염화나트륨에 의해 염석하고, 여과하여 화합물예 17로 나타내는 테트라키스아조 화합물을 얻었다. 얻어진 화합물예 17로 이루어지는 색소를, 실시예 1에서 사용한 화합물예 10으로 변경하여 편광소자의 제조를 행한 이외는 유사하게 샘플 제조를 행하여 측정시료로 하였다.
실시예 6
4-아미노벤젠-1,3-디술폰산 25.3부를 물 500부에 가하고, 냉각하여 10℃ 이하에서, 35% 염산 31.3부를 가하고, 이어서 아질산 나트륨 6.9부를 가하고, 5~10℃에서 1시간 교반하여, 디아조화하였다. 거기에, 희석 염산 수에 용해시킨 3-메틸아닐린 10.7부를 가하고, 10~30℃에서 교반하면서, 탄산나트륨을 가하여 pH 3으로 하고, 또한 교반하여 커플링 반응을 완결시키고, 여과하여, 모노아조아미노 화합물 29.7부를 얻었다. 얻어진 모노아조아미노 화합물을 물 400부에 가하고, 수산화나트륨으로 용해시키고, 10~30℃에서 35% 염산 25.0부를, 이어서 아질산 나트륨 5.5부를 가하고, 20~30℃에서 1시간 교반하여, 디아조화하였다. 거기에, 희석 염산수에 용해시킨 3-메틸아닐린 8.6부를 가하고, 20~30℃에서 교반하면서, 탄산나트륨을 가하여 pH 3으로 하고, 또한 교반하여 커플링 반응을 완결시키고, 여과하여, 디스아조 아미노 화합물 31.3부를 얻었다. 얻어진 디스아조 아미노 화합물을 물 250부에 가하고, 수산화나트륨으로 용해시키며, 20~30℃에서 35% 염산 20.0부를, 이어서 아질산 나트륨 4.4부를 가하고, 20~30℃에서 1시간 교반하여, 디아조화하였다. 거기에 희석 염산수에 용해시킨 2,5-디메틸아닐린 7.7부를 가하고, 20~30℃에서 교반하면서, 탄산나트륨을 가하여 pH 3.5로 하고, 또한 교반하여 커플링 반응을 완결시키고, 여과하여, 트리스아조아미노 화합물 31.8부를 얻었다. 얻어진 트리스아조아미노 화합물을 물 200부에 가하고, 수산화나트륨으로 용해시키고, 20~30℃에서 35% 염산 16.0부를, 이어서 아질산 나트륨 3.5부 가하고, 20~30℃에서 1시간 교반하여, 디아조화하였다. 한편 6-(4'-벤조일)아미노-3-술폰산-1-나프톨　16.1부를 물 50부에 가하고, 탄산나트륨으로 약알칼리성으로 하여 용해시키고, 이 액에 앞서 얻어진 트리스아조아미노 화합물의 디아조화물을 pH 8-10으로 유지하여 주입하고, 교반하여, 커플링 반응을 완결시킨다. 염화나트륨으로 염석하고, 화합물예 19로 나타내는 테트라키스아조 화합물을 얻었다. 실시예 1에서 사용한 화합물예 10을, 화합물예 19로 행한 이외는 유사하게 샘플 제조를 행하여 측정시료로 하였다.
실시예 7
실시예 6에 있어서의 6-(4'-벤조일)아미노-3-술폰산-1-나프톨을, 6-(4'-아미노벤조일)아미노-3-술폰산-1-나프톨로 하여 얻어진 화합물예 24를, 실시예 1에서 사용한 화합물예 10으로 변경하여 편광소자를 제조한 이외는 실시예 1과 유사하게 샘플 제조를 행하여 측정시료로 하였다.
비교예 1
실시예 1에서 사용한 화합물예 10을, 씨. 아이. 다이렉트. 레드 81　0.05 중량%로 행한 이외는 유사하게 샘플 제조를 행하여 측정시료로 하였다.
비교예 2
4-아미노아조벤젠-4'-술폰산나트륨 29.9부를 물 600부에 가하고, 70℃로 하여 용해시킨다. 냉각하여 30℃ 이하에서, 35% 염산 32부를 가하고, 이어서 아질산 나트륨 6.9부를 가하고, 25~28℃에서 2시간 교반하여 디아조화한다.
한편, 6-(4'-아미노벤조일)아미노-3-술폰산-1-나프톨　31.5부를 물 250부에 가하고, 탄산나트륨으로 약알칼리성으로 하여 용해시키고, 이 액에 앞서 얻어진 디스아조 화합물의 디아조화물을 pH 7~9를 유지하여 주입하고, 교반하여, 커플링 반응을 완결시킨다. 염화나트륨으로 염석하고, 여과하여 얻어진 케이크를 다시 용해 염석하고, 증발건조시켜 화학식(6)의 디스아조 화합물의 수용성 염료를 얻었다. 실시예 1에 있어서, 흡착되는 색소를, 화학식(6)으로 나타내는 색소를 0.04 중량%로 한 이외는 유사하게 편광판 제조하여, 측정시료로 하였다.
Figure 112013100689495-pct00038
비교예 3
주식회사　폴라테크노사로부터 판매되고 있는 프로젝터 녹색 광원용 편광판 SHC-PGＷ-306을, 비교용 샘플로 하였다. 실시예 1과 동일 구성의 TAC/접착층/편광소자/접착층/TAC에서의 측정시료로 하였다.
비교예 4
주식회사　폴라테크노사로부터 판매되고 있는 프로젝터 녹색 광원용 편광판 SHC-PGＷ-307을, 비교용 샘플로 하였다. 실시예 1과 동일 구성의 TAC/접착층/편광소자/접착층/TAC에서의 측정시료로 하였다.
표 1에는 실시예 1 내지 7, 비교예 1 내지 4를 측정하여 얻어진 편광판의 520nm 내지 545nm의 분광 측정치, 표 2에는, 더욱 광범위인 510nm 내지 570nm의 분광 측정치를 나타내고 있다. Ky520-545는 520nm 내지 545nm에 있어서의 Kz의 520nm-545nm의 평균치가 0.01%인 때의 520nm 내지 545nm에 있어서의 Ky의 평균치이며, 또 그때의 비교예 4와의 차를 나타내고 있다. Ky510-570은, 510nm 내지 570nm에 있어서의 Kz의 510-570의 평균치가 0.01%인 때의 510nm 내지 570nm에 있어서의 Ky의 평균치이며, 또 표 2에는 그때의 비교예 4와의 차를 나타내고 있다.
Figure 112013100689495-pct00039
Figure 112013100689495-pct00040
실시예 1 내지 7, 비교예 1 내지 4의 비교 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 편광판은, 520 내지 545nm를 중심으로 하여 동등의 직교투과율을 가질 때 Ky가 높고, 또 510nm 내지 570nm에서도 유사하게 직교투과율을 가질 때 Ky가 높다. 이 점으로부터, 동등의 직교투과율을 가질 때에, 투과율이 높은 편광판을 얻을 수 있는 것을 나타내고 있다. 이것은, 본 발명을 사용하는 것에 의해, 동등의 흑을 나타내는 설계인 표시기기에 있어서 더욱 백휘도가 높은 표시가 가능한 것을 알 수 있다. 특히, 비교예 4와 실시예 1 내지 7을 비교하면 편광판의 밝기는 2% 내지 5% 향상되어 있어, 양호한 결과를 얻고 있음을 알 수 있다.
실시예 8
3파장 LED 광원을 지닌 Samsung사 제조 프로젝터(제품명: SP-F10Ｍ)의 녹색 광원에 대응하는 설치되어 있던 편광판 대신, 실시예 3에서 얻어진 편광판을 탑재하고, 암실에서 50 인치 사이즈로 조사하고, 조사 20분 후의 중심 부분을 Yokogawa사 제조 색채조도계 520/06에 의해 백색투영시와 흑투영시의 콘트라스트를 측정하였다.
실시예 9
실시예 8에 있어서, 편광판을 실시예 7에서 얻어진 편광판을 사용하는 이외는 유사하게 콘트라스트를 측정하였다.
비교예 5
실시예 8에 있어서, 편광판을 비교예 3에서 얻어진 편광판을 사용하는 이외는 유사하게 콘트라스트를 측정하였다.
비교예 6
실시예 8에 있어서, 편광판을 비교예 4에서 얻어진 편광판을 사용하는 이외는 유사하게 콘트라스트를 측정하였다.
3파장 LED 광원을 지닌 Samsung사 제조 프로젝터(제품명: SP-F10Ｍ)의 녹색 광원의 발광 강도를, ND 필터를 이용하여, USHIO사 제조 SPECTRORADIOMETER(제품명: USR-40)에 의해 측정해보니, 도 3에 도시한 바와 같은 발광 강도를 지니고 있었다. 발광 강도가 가장 높은 파장은, 538nm를 갖고 있었다. 이것은, LED 광원은 520m 내지 545nm에 가장 높은 발광 강도를 지닌 것을 알 수 있는 일례이다.
표 3에, 실시예 8, 실시예 9, 비교예 5, 비교예 6의 측정에 의해 얻어진 콘트라스트를 나타낸다.
콘트라스트
실시예 3 921
실시예 7 1108
비교예 3 658
비교예 4 567
이상의 실시예 8, 실시예 9, 비교예 5, 비교예 6으로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 편광판은, 실제로 LED 광원을 지닌 프로젝터에 탑재하는 것에 의해, 높은 콘트라스트를 갖는 프로젝터를 얻을 수 있음을 안다. 이 점에서도, 520 내지 545nm에 가장 높은 발광 강도를 지닌 광원을 갖는 액정 투영장치에 있어서 높은 콘트라스트를 얻을 수 있는 편광판인 것을 알 수 있다.

Claims (10)

  1. 하기 화학식(1) 및 하기 화학식(2)로 표시되는 이색성 색소 또는 그의 염을 함유하고, 연신하여 이루어지는 폴리비닐 알코올 수지 또는 그의 유도체의 필름으로 이루어지고, 520nm 내지 545nm의 파장에서 높은 편광 특성을 갖는 편광소자.
    Figure 112018003318479-pct00041

    화학식(1) 중에서 n은 1 내지 4의 정수이다.
    Figure 112018003318479-pct00042

    화학식(2) 중에서, X는 술포기를 적어도 1개는 갖는 페닐기 또는 나프틸기를 나타내고, R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 3인 알킬기, 탄소수 1 내지 3인 알콕시기, 또는 아세틸아미노기를 나타내고, Y는 수소원자 또는 아미노기를 나타내고, ｍ은 0 또는 1을 각각 나타낸다.
  2. 제1항에 있어서, 화학식(2)의 Y가 아미노기인 편광소자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 화학식(2)에 있어서 ｍ=0일 때, X가 적어도 1개의 술포기를 갖는 페닐기인 편광소자.
  4. 제3항에 있어서, X가 하기 화학식(3)로 표시되는 구조인 편광소자.
    Figure 112013100689495-pct00043

    화학식(3) 중, Z1은 술포기, 메톡시기 또는 카르복실기를 나타내고, Z2는 술포기를 각각 나타낸다.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 화학식(2)에 있어서 ｍ=1일 때, X가 적어도 2개의 치환기를 갖는 나프틸기이고, 그의 치환기의 적어도 1개가 술포기이며, 그외의 치환기가 히드록시기, 또는 술포기를 갖는 알콕시기인 편광소자.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 화학식(2)에 있어서 ｍ=1일 때, X가 적어도 2개의 치환기를 갖는 페닐기이고, 그의 치환기의 적어도 1개가 술포기이며, 그외의 치환기가 수소원자, 술포기, 알킬기, 알콕시기, 술포기를 갖는 알콕시기, 카르복시기, 니트로기, 아미노기, 또는 아세틸아미노기인 편광소자.
  7. 제1항에 있어서, 화학식(1)의 이색성 색소에 있어서, n=1 내지 n=4의 합계한 흡착량에 대한 n=2의 흡착비율이 55% 이상인 편광소자.
  8. 제1항에 기재된 편광소자의 적어도 편면에 지지체 필름을 제공하여 이루어지는 편광판.
  9. 무기 기판에 제1항에 기재된 편광소자 또는 제8항에 기재된 편광판이 적층된 것을 특징으로 하는 무기 기판 부착 편광판.
  10. 제1항에 기재된 편광소자 또는 제8항에 기재된 편광판이 탑재된 프로젝터.
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