KR20200010204A - 편광 소자, 그리고 이것을 사용한 편광판 및 액정 표시 장치 - Google Patents

편광 소자, 그리고 이것을 사용한 편광판 및 액정 표시 장치 Download PDF

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KR20200010204A
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노리아키 모치즈키
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닛뽄 가야쿠 가부시키가이샤
가부시키가이샤 폴라테크노
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Abstract

본 발명의 목적은, 높은 투과율과 높은 콘트라스트를 가지면서도, 고내구성을 갖는 편광 소자, 편광판 및 액정 표시 장치를 제공하는 것이다. 요오드, 하기 식 (1) 로 나타내는 아조 화합물 또는 그 염을 함유하는 기재로 이루어지는 편광 소자 : 식 (1) (식 중, Ag1 은 치환기를 갖는 페닐기 또는 치환기를 갖는 나프틸기를 나타내고, Bg 및 Cg 는, 각각 독립적으로, 하기 식 (2) 또는 식 (3) 으로 나타내고, 적어도 어느 일방이 식 (2) 를 나타내고, Xg1 은, 치환기를 가져도 되는 아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아미노기, 또는 치환기를 가져도 되는 벤조일아미노기를 나타낸다) 식 (2) (식 중, Rg1 은 수소 원자, 저급 알킬기, 저급 알콕시기, 또는 술포기를 갖는 저급 알콕시기를 나타내고, k 는 0 ∼ 2 의 정수를 나타낸다) 식 (3) (식 중, Rg2 및 Rg3 은 각각 독립적으로 수소 원자, 저급 알킬기, 저급 알콕시기, 또는 술포기를 갖는 저급 알콕시기를 나타낸다).
Figure pct00031

Figure pct00032

Description

편광 소자, 그리고 이것을 사용한 편광판 및 액정 표시 장치
본 발명은, 요오드와 아조 화합물을 함유하는 편광 소자, 편광판, 및 액정 표시 장치에 관한 것이다.
편광 소자는 일반적으로, 이색성 색소인 요오드 또는 이색성 염료를 폴리비닐알코올계 수지 필름에 흡착 배향시켜 제조되고 있다. 이 편광 소자의 적어도 일방의 면에, 접착제층을 통하여 트리아세틸셀룰로오스 등으로 이루어지는 보호 필름을 첩합 (貼合) 함으로써, 편광판이 제조된다. 편광판은, 액정 표시 장치 등에 사용된다. 이색성 색소로서 요오드를 사용한 편광 소자는 요오드계 편광 소자라고 불린다. 한편, 이색성 색소로서 이색성 염료를 사용한 편광 소자는 염료계 편광 소자라고 불린다. 이 편광 소자의 적어도 편면에 접착제층을 통하여 트리아세틸셀룰로오스 등으로 이루어지는 보호 필름을 첩합하여 편광판으로 하고, 액정 표시 장치 등에 사용된다.
이들 중 염료계 편광판은, 내열성, 습열 내구성, 안정성이 우수하고, 또, 배합에 의한 색의 선택성이 높다는 특징이 있다. 그러나, 한편으로, 동일한 편광도를 갖는 요오드계 편광판과 비교하면 투과율이 낮은, 즉, 콘트라스트가 낮다는 문제점이 있었다. 그 때문에, 높은 내구성을 갖고, 색의 선택성이 다양하고, 보다 높은 투과율과 높은 편광 특성을 갖는 편광 소자의 개발이 요망되고 있다.
요오드계 편광판은, 염료계 편광판에 비해, 고투과율로 고편광도, 즉 고콘트라스트를 나타내므로, 일반적인 액정 모니터, 액정 텔레비전, 휴대 전화, PDA 등에 널리 사용되고 있다. 그러나, 요오드계 편광판은 광학 특성의 면에서는 염료계 편광판에 이기고 있지만, 광학 내구성 면에서는 염료계 편광판에 떨어지며, 예를 들어, 요오드계 편광판을 고온 다습하에 방치하면, 탈색에 의해 투과율이 상승하고, 편광도가 저하되는 등의 문제가 발생하고 있었다.
투과율 및 편광도가 높고, 고콘트라스트이고, 또한 내열성 및 내습열성도 우수한 편광판이 요구되고 있다. 이 요망에 대한 발명으로서, 특허문헌 1, 특허문헌 2 에 기재되어 있는 바와 같이 보호 필름에 의한 개선 방법이나, 특허문헌 3, 특허문헌 4 에 기재되어 있는 바와 같이 트리아세틸셀룰로오스의 보호 필름을 접착하는 접착제를 개질하는 방법에 의해 습열 내구성을 향상시키는 것이 알려져 있다. 또, 보호 필름이나 접착제에 의한 내구성의 향상이 아니라, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 처리함으로써 요오드계 편광판으로서 내구성을 향상시키고 있는 예도 있다. 그 하나로서 산 처리나 pH 제어에 의한 내구성 향상이 특허문헌 5, 6 및 7 에 기재되어 있다. 예를 들어, 특허문헌 5 에서는, 붕소 화합물 함유 폴리비닐알코올계 수지 필름으로 제막 (製膜) 된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 산성 수용액에 침지시키고, 연신한 폴리비닐알코올계 수지 연신 필름을 사용하여 내구성을 향상시킨 편광 필름에 대해 개시되어 있다. 또, 특허문헌 6 에는, 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 필름을 알칼리 금속의 요오드화물을 함유시킨 과산화수소 등의 산화제를 포함하는 산화욕 중에서 산화 처리하는 내습열성이 우수한 편광 필름의 제조 방법이 개시되어 있다. 또, 특허문헌 7 에는, pH 가 4.5 이하인 붕산 수용액으로, 1 축 연신 및 요오드의 흡착 배향 처리가 실시된 폴리비닐알코올 필름을 처리하여 내습열성을 향상시킨 요오드계 편광 필름의 제조 방법이 개시되어 있다. 이러한 내구성을 향한 검토를 실시하고 있지만, 요오드계 편광판의 제조에 있어서 비용이 높고, 또, 충분한 내구성을 부여하는 데에는 이르지 않았다.
그러나, 색의 선택성이 다양한 염료계 편광판이어도, 종래의 편광판을 사용한 경우, 흡수축 방향이 서로 평행이 되도록 2 장 겹친 상태 (평행위 (平行位)) 에서, 백색을 나타내도록 구성해도, 실제로는 황색빛을 띠는 백색을 나타내는 경향이 있었다. 또, 흡수축 방향이 서로 직교하도록 2 장 겹친 상태 (직교위 (直交位)) 에서, 흑색을 나타내도록 구성해도, 실제로는 푸른빛을 띠는 흑색을 나타내는 경향이 있었다. 그래서, 평행위에서 무채색의 백색을 나타내고, 직교위에서 무채색의 흑색을 나타내는 편광 소자의 개발이 요구되고 있었다.
무채색을 나타내는 편광 소자를 얻기 위해서는, 평행위와 직교위 중 어느 것에 있어서도, 투과율의 파장 의존성이 없고, 투과율이 각 파장에서 일정한 것이 필요하다. 평행위에서 황색빛을 띠고, 직교위에서 푸른빛을 띠는 이유는, 평행위와 직교위에서 투과율의 파장 의존성이 상이하고, 또한 투과율이 각 파장에서 일정하지 않기 때문이다.
여기서, 요오드계 편광판에 있어서의 파장 의존성에 대해 설명한다. 폴리비닐알코올 (이하, 「PVA」 라고 한다) 을 기재로 하여, 이색성 색소로서 요오드를 사용한 경우에는, 일반적으로, 480 ㎚ 와 600 ㎚ 를 중심으로 한 흡수를 갖는다. 480 ㎚ 의 흡수는, 폴리요오드 I3 - 와 PVA 의 착물, 600 ㎚ 의 흡수는 폴리요오드 I5 - 와 PVA 의 착물에서 기인한다고 일컬어지고 있다. 또, 폴리요오드 I5 - 와 PVA 의 착물에 기초하는 600 ㎚ 에 있어서의 편광도보다, 폴리요오드 I3 - 와 PVA 의 착물에 기초하는 480 ㎚ 에 있어서의 편광도쪽이 높다. 이로써, 직교위에 있어서 각 파장의 투과율을 일정하게 하고자 하면, 평행위에 있어서 600 ㎚ 의 투과율이 480 ㎚ 의 투과율보다 높아져, 평행위에서 노랗게 착색되는 현상이 일어나고 있었다. 반대로, 평행위에 있어서 각 파장의 투과율을 일정하게 하고자 하면, 직교위에 있어서 600 ㎚ 의 투과율이 480 ㎚ 의 투과율보다 낮아져, 직교위에서 파랗게 착색되는 현상이 일어나고 있었다. 또한 인간의 시감도가 가장 높은 550 ㎚ 에 기초하는 흡수가 없기 때문에, 색의 제어가 어렵다는 문제가 있었다. 즉, 각 파장의 편광도 (이색비) 가 일정하지 않기 때문에, 파장 의존성이 발생해 버렸다. 또한, 이색성 색소로서 요오드를 사용한 경우뿐만 아니라, 이색성을 갖는 아조 화합물을 사용한 경우에도, 평행위와 직교위에서 파장 의존성이 발생한다. 일반적으로, 평행위와 직교위에서 동일한 색상을 나타내는 색소는 알려지지 않았다. 종래의 일반적으로 알려져 있는 이색성을 갖는 아조 화합물 중에는, 평행위에서 황색, 직교위에서 청색을 나타내는 등, 평행위와 직교위에서 파장 의존성이 완전히 상이한 아조 화합물도 존재한다. 또, 편광을 갖는 것으로부터도 알 수 있는 바와 같이, 직교위와 평행위에서는, 인간에게 부여하는 명암의 감도도 상이하므로, 만일 색보정을 한다고 해도, 인간의 감도에 적합한 색보정이 필요하였다.
상기와 같이, 평행위와 직교위에서 각 파장의 투과율이 일정하고, 파장 의존성이 없는 상태를 만들어 내는 것은 곤란하다. 또한 투과율이 높고, 또한 콘트라스트가 높은 편광 소자를 얻기 위해서는, 각 파장의 편광도 (이색비) 가 일정해야 한다. 이색성 색소를 1 종류 사용하여 편광 소자를 제조하는 경우에도, 평행위와 직교위에 있어서의 투과율을 제어하는 것은 어렵고, 복수의 이색성 색소를 배합하여 편광 소자를 제조하는 경우에, 각각의 이색성 색소의 평행위와 직교위에 있어서의 투과율과 이색성의 관계를 정밀하게 제어하는 것은 매우 곤란하다. 따라서, 무채색을 나타내는 편광 소자를 얻는 것이 매우 어렵고, 단순히 색의 3 원색을 적용하면 달성할 수 있는 것은 아니다. 평행위와 직교위에 있어서의 각 파장의 투과율을 일정하게 제어한다는 것은, 각 파장의 편광도도 동일해야 하여, 매우 곤란하다. 따라서, 종래 기술에서는, 단체 투과율이 35 ％ 이상이고, 평행위에서 무채색의 백색을 나타내고, 직교위에서 무채색의 흑색을 나타내는 편광 소자를 제조하는 데에는 이르지 않았다.
예를 들어, 특허문헌 8 및 특허문헌 9 에는, 편광판의 색상을 개선하는 방법이 개시되어 있다. 구체적으로, 특허문헌 8 에는, 평행 색상과 직교 색상으로 계산되는 뉴트럴 계수의 절대값이 0 이상 3 이하의 범위에 있는 편광판이 개시되어 있다. 또, 특허문헌 9 에는, 파장 410 ∼ 750 ㎚ 에 있어서의 분광 투과율이 그 평균값의 ±30 ％ 이내이고, 또한 2 장의 편광막을 겹쳐 편광축을 직교했을 때의 파장 410 ∼ 750 ㎚ 의 투과율이 2 ％ 이하인 방현성 안경용 편광막이 개시되어 있다. 또, 특허문헌 8 및 특허문헌 9 에 있어서의 기술 과제를 해결한 것으로서, 특허문헌 10 에는, JIS Z 8729 에 따라 구해지는 색상의 a* 값 및 b* 값에 있어서, 단체 투과율 측정시의 a* 값 및 b* 값의 절대값이 1 이내이며, 그 기재 2 장을 흡수축 방향에 대해 평행하게 하여 측정하여 얻어지는 a* 값 및 b* 값의 절대값이 2 이내이며, 그 기재 2 장을 흡수축 방향에 대해 직교로 하여 측정하여 얻어지는 a* 값 및 b* 값의 절대값이 2 이내이고, 단체 투과율이 35 ％ 이상인 편광 소자가 개시되어 있다.
그러나, 특허문헌 8 에 개시되어 있는 실시예에 의하면, 뉴트럴 계수가 낮아도, JIS Z 8729 로부터 구해지는 평행 색상의 a* 값이 -1.67 ∼ -1.32 이고, b* 값이 2.66 ∼ 3.51 이므로, 평행위에서 황녹색을 나타내고 있는 것을 알 수 있다. 또, 직교 색상의 a* 값은 0.49 ∼ 0.69 이지만, b* 값이 -3.40 ∼ -1.81 이므로, 직교위에서 청색을 나타내고 있는 것을 알 수 있다.
또, 특허문헌 9 에 개시되어 있는 편광막은, 편광막 1 장으로 측정했을 때의 UCS 색 공간에 있어서의 색의 좌표값 a, b 의 절대값이 2 이하이라는 편광막이고, 편광막 2 장을 겹친 평행위와 직교위에서의 무채색을 달성한 것은 아니었다. 또한 특허문헌 9 에 개시되어 있는 실시예에 의하면, 편광막의 단체 투과율은 31.95 ％, 31.41 ％ 로 낮다. 그 때문에, 높은 투과율 또한 높은 콘트라스트가 요구되는 분야, 특히, 액정 표시 장치, 유기 일렉트로 루미네선스 등의 분야에 적용할 수 있는 것은 아니었다.
특허문헌 10 은, 특허문헌 8 및 특허문헌 9 에 있어서의 기술 과제를 해결한 것이지만, 평행위 및 직교위에서 무채색을 나타내는 편광 소자로서 추가적인 성능 향상이 요구되고 있다.
일본 공개특허공보 평8-5836호 일본 공개특허공보 2001-272534호 일본 공개특허공보 2004-12578호 일본 공개특허공보 평9-269413호 일본 공개특허공보 평6-254958호 일본 공개특허공보 평7-104126호 일본 공개특허공보 2001-83329호 일본 공개특허공보 2002-169024호 일본 공개특허공보 평10-133016호 국제 공개 제2014/162633호
기능성 색소의 응용 제 1 쇄 발행판, (주) CMC 출판, 이리에 마사히로 감수, p98 ∼ 100
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 요오드계 편광판의 높은 투과율과 높은 콘트라스트를 가지면서도, 높은 내구성을 갖는 편광 소자, 편광판, 및 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또, 본 발명의 목적의 하나는, 편광 소자 2 장을 흡수축 방향이 서로 평행이 되도록 겹쳤을 경우에 무채색의 백색을 표현할 수 있고, 또한 편광 소자 2 장을 흡수축 방향이 서로 직교하도록 겹쳤을 경우에 무채색의 흑색을 표현할 수 있는 편광 소자, 편광판 및 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 검토를 실시한 결과, 특정한 아조 화합물을 기재에 함유시킨 편광판을 제조함으로써, 높은 편광도 및 높은 투과율을 가지면서, 높은 내구성을 나타내는 편광 소자가 얻어지는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명의 요지 구성은 이하에 나타내는 바와 같다.
[1]
요오드 및 하기 식 (1) 로 나타내는 아조 화합물 또는 그 염을 함유하는 기재로 이루어지는 편광 소자 :
[화학식 1]
Figure pct00001
(식 중, Ag1 은 치환기를 갖는 페닐기 또는 치환기를 갖는 나프틸기를 나타내고, Bg 및 Cg 는, 각각 독립적으로, 하기 식 (2) 또는 식 (3) 으로 나타내고, 적어도 어느 일방이 식 (2) 를 나타내고, Xg1 은, 치환기를 가져도 되는 아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아미노기, 또는 치환기를 가져도 되는 벤조일아미노기를 나타낸다)
[화학식 2]
Figure pct00002
(식 중, Rg1 은 수소 원자, 저급 알킬기, 저급 알콕시기, 또는 술포기를 갖는 저급 알콕시기를 나타내고, k 는 0 ∼ 2 의 정수 (整數) 를 나타낸다)
[화학식 3]
Figure pct00003
(식 중, Rg2 및 Rg3 은 각각 독립적으로 수소 원자, 저급 알킬기, 저급 알콕시기, 또는 술포기를 갖는 저급 알콕시기를 나타낸다).
[2]
식 (1) 로 나타내는 아조 화합물이 하기 식 (4) 로 나타내는 [1] 에 기재된 편광 소자 :
[화학식 4]
Figure pct00004
(식 중, Ag1, Bg, Cg, 및 Xg1 은 [1] 에서 정의한 바와 같다).
[3]
식 (1) 에 있어서의 Xg1 이, 아미노기, 페닐아미노기, 및 벤조일아미노기로 이루어지는 군에서 선택되는 기인 [1] 또는 [2] 에 기재된 편광 소자.
[4]
식 (1) 로 나타내는 아조 화합물이, 하기 식 (5) 로 나타내는 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 편광 소자.
[화학식 5]
Figure pct00005
(식 중, Ag1 은 치환기를 갖는 페닐기 또는 치환기를 갖는 나프틸기를 나타내고, Rg4 및 Rg5 는 각각 독립적으로 수소 원자, 저급 알킬기, 저급 알콕시기, 또는 술포기를 갖는 저급 알콕시기를 나타내고, Xg1 은 치환기를 가져도 되는 아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아조기, 또는 치환기를 가져도 되는 벤조일아미노기를 나타내고, k1 및 k2 는 각각 독립적으로 0 ∼ 2 의 정수를 나타낸다.)
[5]
추가로, 하기 식 (6) 으로 나타내는 아조 화합물 또는 그 염을 함유하는 [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 편광 소자 :
[화학식 6]
Figure pct00006
(식 중, Ar1 은 치환기를 가져도 되는 페닐기 또는 치환기를 가져도 되는 나프틸기를 나타내고, Rr1 및 Rr2 는 각각 독립적으로, 수소 원자, 저급 알킬기, 저급 알콕시기, 또는 술포기를 갖는 저급 알콕시기를 나타내고, Xr1 은 치환기를 가져도 되는 아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아조기, 치환기를 가져도 되는 벤조일기, 또는 치환기를 가져도 되는 벤조일아미노기를 나타낸다).
[6]
L*a*b* 표색계에 있어서의 a* 값 및 b* 값의 절대값이,
상기 기재를 단체로 측정했을 때, 모두 1 이하이고,
상기 기재 2 장을 흡수축 방향이 서로 평행이 되도록 겹쳐 측정했을 때, 모두 2 이하인 것
을 특징으로 하는 [5] 에 기재된 편광 소자.
[7]
상기 기재 2 장을 흡수축 방향이 서로 직교하도록 겹쳐 측정했을 때, L*a*b* 표색계에 있어서의 a* 값의 절대값이 4 이하, b* 값의 절대값이 8 이하인 것을 특징으로 하는 [6] 에 기재된 편광 소자.
[8]
편광 소자의 흡수축 방향에 대해 광의 진동 방향이 직교하도록 절대 편광광을 조사하여 측정한 각 파장의 투과율 Ky 에 있어서,
550 ㎚ ∼ 600 ㎚ 에 있어서의 투과율의 평균값과 400 ㎚ ∼ 460 ㎚ 에 있어서의 투과율의 평균값의 차가 5 ％ 이하이고, 또한 600 ㎚ ∼ 670 ㎚ 에 있어서의 투과율의 평균값과 550 ㎚ ∼ 600 ㎚ 에 있어서의 투과율의 평균값의 차가 3 ％ 이하인 것을 특징으로 하는 [6] 또는 [7] 에 기재된 편광 소자.
[9]
편광 소자의 흡수축 방향에 대해 광의 진동 방향이 평행이 되도록 절대 편광광을 조사하여 측정한 각 파장의 투과율 Kz 에 있어서
550 ㎚ ∼ 600 ㎚ 에 있어서의 투과율의 평균값과 400 ㎚ ∼ 460 ㎚ 에 있어서의 투과율의 평균값의 차가 2 ％ 이하이고, 또한 600 ㎚ ∼ 670 ㎚ 에 있어서의 투과율의 평균값과 550 ㎚ ∼ 600 ㎚ 에 있어서의 투과율의 평균값의 차가 1 ％ 이하인 것을 특징으로 하는, [6] 내지 [8] 중 어느 하나에 기재된 편광 소자.
[10]
시감도 보정 단체 투과율이 35 ∼ 45 ％ 인, [1] 내지 [9] 중 어느 하나에 기재된 편광 소자.
[11]
기재가, 폴리비닐알코올계 수지 필름인 [1] 내지 [10] 중 어느 하나에 기재된 편광 소자.
[12]
[1] 내지 [11] 중 어느 하나에 기재된 편광 소자와, 그 편광 소자의 적어도 일방의 면에 형성한 투명 보호층을 구비하는 편광판.
[13]
[1] 내지 [11] 중 어느 하나에 기재된 편광 소자 또는 [12] 에 기재된 편광판을 갖는 액정 표시 장치.
본 발명의 편광 소자는, 요오드계 편광판과 같은 높은 투과율과 높은 콘트라스트를 가지면서도, 높은 내구성을 실현한다.
본 발명의 일 양태에 있어서, 편광 소자는, 편광 소자 2 장을 흡수축 방향이 서로 평행이 되도록 겹쳤을 경우에 무채색의 백색을 표현할 수 있고, 또한 편광 소자 2 장을 흡수축 방향이 서로 직교하도록 겹쳤을 경우에 무채색의 흑색을 표현할 수 있다.
또, 본 발명의 편광 소자는, 편광판 및 액정 표시 장치에 사용할 수 있다.
[편광 소자]
본 발명의 편광 소자는, 요오드 및 하기 식 (1) 로 나타내는 아조 화합물 또는 그 염을 함유하는 기재를 함유하는 것을 특징으로 한다. 이하, 본 발명의 편광 소자를 상세하게 설명한다.
(기재)
기재는, 요오드 및 식 (1) 로 나타내는 아조 화합물 또는 그 염을 함유시킬 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 친수성 고분자로 성형되는 성형체를 들 수 있다. 친수성 고분자로는, 예를 들어, 폴리비닐알코올계 수지, 아밀로오스계 수지, 전분계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리아크릴산염계 수지 등을 들 수 있다. 아조 화합물 또는 그들의 염을 기재에 함유시키는 경우, 가공성, 염색성 및 가교성 등의 관점에서, 기재로서 폴리비닐알코올계 수지가 바람직하다. 기재의 형상은 특별히 한정되지 않지만, 필름상인 것이 바람직하다.
(요오드)
기재에 요오드를 함유시킬 때, 요오드만으로는 용매에 잘 용해되지 않고, 기재에 함유시키기 어렵기 때문에, 요오드화칼륨, 요오드화암모늄, 요오드화구리, 요오드화나트륨, 요오드화칼슘, 요오드화코발트, 요오드화아연 등의 요오드화물, 염화나트륨, 염화리튬, 염화칼륨 등의 염화물을 요오드와 함께 함유시키는 방법이 일반적으로 사용된다.
(식 (1) 로 나타내는 아조 화합물)
본 발명의 편광 소자는 식 (1) 로 나타내는 아조 화합물 또는 그 염을 함유한다.
[화학식 7]
Figure pct00007
식 (1) 에 있어서, Ag1 은, 치환기를 갖는 페닐기 또는 치환기를 갖는 나프틸기를 나타낸다. Ag1 이 페닐기인 경우에는, 그 치환기로서 술포기 또는 카르복시기를 적어도 1 개 갖는 것이 바람직하다. 페닐기가 치환기를 2 개 이상 갖는 경우에는, 그 치환기 중 적어도 1 개가 술포기 또는 카르복시기이고, 그 밖의 치환기가, 술포기, 카르복시기, 저급 알킬기, 저급 알콕시기, 술포기를 갖는 저급 알콕시기, 니트로기, 아미노기, 아세틸아미노기, 또는 저급 알킬아미노기 치환 아미노기인 것이 바람직하다. 그 밖의 치환기는, 보다 바람직하게는, 술포기, 메틸기, 에틸기, 메톡시기, 에톡시기, 카르복시기, 니트로기, 또는 아미노기이고, 특히 바람직하게는 술포기, 메틸기, 메톡시기, 에톡시기, 또는 카르복시기이다. 술포기를 갖는 저급 알콕시기로는, 직사슬 알콕시가 바람직하고, 술포기의 치환 위치는 알콕시기 말단인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3-술포프로폭시기 및 4-술포부톡시기이고, 특히 바람직하게는 3-술포프로폭시기이다. 페닐기가 갖는 치환기의 수는 1 또는 2 가 바람직하고, 치환 위치는 특별히 한정되지 않지만, 4 위치만, 2 위치와 4 위치의 조합, 및 3 위치와 5 위치의 조합이 바람직하다.
Ag1 이 치환기를 갖는 나프틸기인 경우, 그 치환기로서 술포기를 적어도 1 개 갖는 것이 바람직하다. 나프틸기가 치환기를 2 개 이상 갖는 경우에는, 그 치환기 중 적어도 1 개가 술포기이고, 그 밖의 치환기로는, 술포기, 하이드록시기, 카르복시기, 또는 술포기를 갖는 저급 알콕시기가 바람직하다. 나프틸기는, 치환기로서 2 개 이상의 술포기를 갖는 것이 보다 바람직하다. 술포기를 갖는 저급 알콕시기로는, 직사슬 알콕시가 바람직하고, 술포기의 치환 위치는 알콕시기 말단인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3-술포프로폭시기 및 4-술포부톡시기이고, 특히 바람직하게는 3-술포프로폭시기이다. 나프틸기가 갖는 술포기의 수가 2 인 경우, 술포기의 치환 위치는 바람직하게는 4, 8 위치의 조합, 및 6, 8 위치의 조합이 바람직하고, 6, 8 위치의 조합이 보다 바람직하다. 나프틸기가 갖는 술포기의 수가 3 인 경우, 술포기의 치환 위치는 바람직하게는 1, 3, 6 위치의 조합이다.
본원에 있어서, 「치환기를 가져도 되는」 란, 치환기를 갖지 않는 경우도 포함되는 것을 의미한다. 예를 들어, 「치환기를 가져도 되는 페닐기」 는, 비치환의 단순한 페닐기와, 치환기를 갖는 페닐기를 포함한다. 또, 저급 알킬기 및 저급 알콕시기의 「저급」 이란, 탄소수가 1 ∼ 4 개 (C1 ∼ 4) 이고, 바람직하게는 탄소수가 1 ∼ 3 개 (C1 ∼ 3) 이다.
Bg 및 Cg 는, 각각 독립적으로, 식 (2) 또는 식 (3) 으로 나타내고, Bg 및 Cg 중 적어도 일방이 식 (2) 로 나타낸다.
[화학식 8]
Figure pct00008
[화학식 9]
Figure pct00009
식 (2) 및 식 (3) 에 있어서, Rg1 내지 Rg3 은, 각각 독립적으로 수소 원자, 저급 알킬기, 저급 알콕시기, 또는 술포기를 갖는 저급 알콕시기를 나타낸다. 바람직하게는, Rg1 은, 수소 원자, 저급 알킬기, 또는 저급 알콕시기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 메틸기, 또는 메톡시기이고, 특히 바람직하게는, 수소 원자 또는 메톡시기이다. 술포기를 갖는 저급 알콕시기로는, 직사슬 알콕시가 바람직하고, 술포기의 치환 위치는 알콕시기 말단인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3-술포프로폭시기 및 4-술포부톡시기이고, 특히 바람직하게는 3-술포프로폭시기이다. 식 (2) 에 있어서, 아조기의 치환 위치를 1 위치 및 4 위치로 했을 경우, Rg1 의 치환 위치는 2 위치 또는 3 위치가 바람직하고, Ag1 측의 아조기를 1 위치로 했을 경우, Rg1 의 치환 위치는 3 위치인 것이 보다 바람직하다. 식 (2) 에 있어서, k 는 0 내지 2 의 정수를 나타낸다. 술포기가 있는 경우 (k 가 1 또는 2 인 경우) 에는, 적어도 1 개의 술포기의 치환 위치는 6 위치 또는 7 위치가 바람직하고, 7 위치가 보다 바람직하다. 또, 바람직하게는, Rg2 및 Rg3 은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 메틸기, 메톡시기, 3-술포프로폭시기, 또는 4-술포프로폭시기이다.
Xg1 은, 치환기를 가져도 되는 아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아조기, 또는 치환기를 가져도 되는 벤조일아미노기를 나타낸다. Xg1 은, 바람직하게는, 치환기를 가져도 되는 아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아미노기, 또는 치환기를 가져도 되는 벤조일아미노기이고, 보다 바람직하게는, 아미노기, 페닐아미노기, 벤조일아미노기이고, 특히 바람직하게는 페닐아미노기이다. 치환기를 가져도 되는 아미노기는, 바람직하게는, 수소 원자, 메틸기, 메톡시기, 술포기, 아미노기, 및 저급 알킬아미노기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 개 또는 2 개의 치환기를 갖는 아미노기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 메틸기, 및 술포기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 개 또는 2 개의 치환기를 갖는 아미노기이다. 치환기를 가져도 되는 페닐아미노기는, 바람직하게는, 수소 원자, 저급 알킬기, 저급 알콕시기, 술포기, 아미노기, 및 저급 알킬아미노기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 개 또는 2 개의 치환기를 갖는 페닐아미노기이고, 보다 바람직하게는, 수소 원자, 메틸기, 메톡시기, 술포기, 및 아미노기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 개 또는 2 개의 치환기를 갖는 페닐아미노기이다. 치환 위치는 특별히 한정되지 않지만, 치환기의 하나는 페닐아미노기의 아미노기에 대해 p 위치인 것이 바람직하다. 페닐아조기는, 바람직하게는, 수소 원자, 하이드록시기, 저급 알킬기, 저급 알콕시기, 아미노기, 하이드록실기 및 카르복시에틸아미노기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 내지 3 개의 치환기를 갖는 페닐아조기이다. 치환기를 가져도 되는 벤조일아미노기는, 바람직하게는, 수소 원자, 하이드록시기, 아미노기, 및 카르복시에틸아미노기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 개의 치환기를 갖는 벤조일아미노기이다.
식 (1) 로 나타내는 아조 화합물이 식 (4) 로 나타내는 것이 성능이 향상되기 때문에 바람직하다.
[화학식 10]
Figure pct00010
식 (1) 로 나타내는 아조 화합물이 식 (5) 로 나타내는 것이, 성능이 향상되기 때문에 보다 바람직하다.
[화학식 11]
Figure pct00011
식 (5) 중, Ag1 은 치환기를 갖는 페닐기 또는 나프틸기를 나타내고, Rg4 및 Rg5 는 각각 독립적으로 수소 원자, 저급 알킬기, 저급 알콕시기, 또는 술포기를 갖는 저급 알콕시기를 나타낸다. Xg1 은, 치환기를 가져도 되는 아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아조기, 또는 치환기를 가져도 되는 벤조일아미노기를 나타낸다. k1 및 k2 는 각각 독립적으로 0 내지 2 의 정수를 나타낸다.
상기 편광 소자를 제조할 때, 기재를 침지시키는 염료 수용액 중의 식 (1), 또는 식 (1) 및 식 (6) 으로 나타내는 아조 화합물 또는 그 염의 함유량은, 수용액 100 중량부에 대하여, 0.0001 ∼ 5 중량부인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.001 ∼ 1 중량부이다. 또, 식 (1) 로 나타내는 아조 화합물과, 식 (6) 으로 나타내는 아조 화합물의 중량 비율은, 임의로 설정 가능하지만, 5 : 1 ∼ 1 : 5 인 것이 바람직하고, 5 : 1 ∼ 2 : 1 인 것이 더욱 바람직하고, 3 : 1 ∼ 2 : 1 인 것이 특히 바람직하다.
식 (1) 로 나타내는 아조 화합물 또는 그 염은, 예를 들어, 일본 공개특허공보 평1-161202호, 일본 공개특허공보 평01-172907호, 일본 공개특허공보 평01-248105호, 일본 공개특허공보 평01-265205호, 및 일본 공개특허공보 평01-172907호 등에 기재되는 방법에 의해 합성할 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.
식 (1) 로 나타내는 아조 화합물의 구체예로는, 예를 들어,
C. I. Direct Blue 34,
C. I. Direct Blue 69,
C. I. Direct Blue 70,
C. I. Direct Blue 71,
C. I. Direct Blue 72,
C. I. Direct Blue 75,
C. I. Direct Blue 78,
C. I. Direct Blue 81,
C. I. Direct Blue 82,
C. I. Direct Blue 83,
C. I. Direct Blue 186,
C. I. Direct Blue 258,
Benzo Fast Chrome Blue FG (C. I. 34225),
Benzo Fast Blue BN (C. I. 34120),
C. I. Direct Green 51,
등을 들 수 있다.
이하에, 식 (1) 로 나타내는 아조 화합물의 구체예를, 유리산으로서 나타낸다.
[화학식 12]
Figure pct00012
[화학식 13]
Figure pct00013
[화학식 14]
Figure pct00014
[화학식 15]
Figure pct00015
(식 (6) 으로 나타내는 아조 화합물)
일 양태에 있어서, 본 발명의 편광 소자는 식 (6) 으로 나타내는 아조 화합물 또는 그 염을 추가로 함유해도 된다.
[화학식 16]
Figure pct00016
식 (6) 중, Ar1 은 치환기를 가져도 되는 페닐기 또는 치환기를 가져도 되는 나프틸기를 나타내고, Rr1 및 Rr2 는 각각 독립적으로, 수소 원자, 저급 알킬기, 저급 알콕시기, 또는 술포기를 갖는 저급 알콕시기를 나타내고, Xr1 은 치환기를 가져도 되는 아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아조기, 치환기를 가져도 되는 벤조일기, 또는 치환기를 가져도 되는 벤조일아미노기를 나타낸다.
Ar1 은 치환기를 가져도 되는 페닐기 또는 나프틸기를 나타낸다. 치환기를 가져도 되는 페닐기는, 술포기 또는 카르복시기를 적어도 1 개 갖는 페닐기인 것이 바람직하다. 페닐기가 치환기를 2 개 이상 갖는 경우에는, 그 치환기의 적어도 1 개가 술포기 또는 카르복시기이고, 그 밖의 치환기가, 술포기, 카르복시기, 저급 알킬기, 저급 알콕시기, 술포기를 갖는 저급 알콕시기, 니트로기, 아미노기, 아세틸아미노기 또는 저급 알킬아미노기 치환 아미노기인 것이 바람직하다. 그 밖의 치환기는, 술포기, 메틸기, 에틸기, 메톡시기, 에톡시기, 카르복시기, 니트로기, 또는 아미노기가 보다 바람직하고, 특히 바람직하게는 술포기, 메틸기, 메톡시기, 에톡시기, 카르복시기이다. 술포기를 갖는 저급 알콕시기로는, 직사슬 알콕시기가 바람직하고, 술포기의 치환 위치는 알콕시기 말단이 바람직하다. 구체적으로, 3-술포프로폭시기, 4-술포부톡시기가 보다 바람직하고, 특히 바람직하게는 3-술포프로폭시기이다. 치환기를 가져도 되는 페닐기는, 치환기를 1 개 또는 2 개 갖는 것이 바람직하고, 치환 위치에 대해서는 특별히 한정되지 않지만, 4 위치만, 2- 위치와 4- 위치, 3- 위치와 5- 위치의 조합이 바람직하다.
치환기를 가져도 되는 나프틸기는, 술포기를 적어도 1 개 갖는 나프틸기인 것이 바람직하다. 나프틸기가 치환기를 2 개 이상 갖는 경우에는, 그 치환기의 적어도 1 개가 술포기이고, 그 밖의 치환기가, 술포기, 하이드록시기, 카르복시기, 술포기를 갖는 저급 알콕시기인 것이 바람직하다. 술포기를 갖는 저급 알콕시기로는, 직사슬 알콕시기가 바람직하고, 술포기의 치환 위치는 알콕시기 말단이 바람직하다. 구체적으로, 3-술포프로폭시기, 4-술포부톡시기가 보다 바람직하고, 특히 바람직하게는 3-술포프로폭시기이다. 나프틸기가 술포기를 2 개 갖는 경우, 술포기의 치환 위치로서 4- 위치와 8- 위치, 6- 위치와 8- 위치의 조합이 바람직하고, 6- 위치와 8- 위치의 조합이 보다 바람직하다. 나프틸기가 술포기를 3 개 갖는 경우, 술포기의 치환 위치로는 1- 위치, 3- 위치, 6- 위치의 조합이 바람직하다.
Xr1 은 치환기를 가져도 되는 아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아조기, 치환기를 가져도 되는 벤조일기 또는 치환기를 가져도 되는 벤조일아미노기를 나타낸다. 치환기를 가져도 되는 아미노기는, 저급 알킬기, 저급 알콕실기, 술포기, 아미노기, 및 저급 알킬아미노기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 개 또는 2 개의 치환기를 갖는 아미노기이고, 바람직하게는, 수소 원자, 메틸기, 메톡시기, 술포기, 아미노기, 및 저급 알킬아미노기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 개 또는 2 개의 치환기를 갖는 아미노기이다. 또, 치환기를 가져도 되는 페닐아미노기는, 비치환의 페닐아미노기, 혹은 메틸기, 메톡시기, 술포기, 아미노기, 및 저급 알킬아미노기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 개 또는 2 개의 치환기를 갖는 페닐아미노기인 것이 바람직하다. 또, 치환기를 가져도 되는 페닐아조기는, 비치환의 페닐아조기, 혹은 하이드록시기, 저급 알킬기, 저급 알콕시기, 아미노기, 및 카르복시에틸아미노기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 ∼ 3 개의 치환기를 갖는 페닐아조기인 것이 바람직하다. 치환기를 가져도 되는 벤조일기는, 비치환의 벤조일기, 혹은 하이드록실기, 아미노기, 카르복실기, 술포기, 및 카르복시에틸아미노기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 개의 치환기를 갖는 벤조일기인 것이 바람직하다. 치환기를 가져도 되는 벤조일아미노기는, 비치환의 벤조일아미노기, 혹은 하이드록시기, 아미노기, 및 카르복시에틸아미노기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 개의 치환기를 갖는 벤조일아미노기인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 치환기를 가져도 되는 페닐아미노기, 치환기를 가져도 되는 벤조일아미노기이다. 특히 바람직하게는, 치환기를 가져도 되는 페닐아미노기이다. 치환 위치는 특별히 한정되지 않지만, 치환기가 1 개인 경우에는 p- 위치인 것이 바람직하다.
Rr1 또는 Rr2 는 각각 독립적으로, 수소 원자, 저급 알킬기, 저급 알콕시기, 또는 술포기를 갖는 저급 알콕시기를 나타낸다. 바람직하게는 수소 원자, 저급 알킬기, 저급 알콕시기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 메틸기, 메톡시기이다. 술포기를 갖는 저급 알콕시기로는, 직사슬 알콕시기가 바람직하고, 술포기의 치환 위치는 알콕시기 말단이 바람직하다. 구체적으로, 3-술포프로폭시기, 4-술포부톡시기가 보다 바람직하고, 특히 바람직하게는 3-술포프로폭시기이다.
식 (6) 으로 나타내는 아조 화합물의 구체예로는,
C. I. Direct Red 81,
C. I. Direct Red 117,
C. I. Direct Violet 9,
C. I. Direct Red 127,
일본 공개특허공보 2003-215338호, 일본 공개특허공보 평9-302250호, 국제 공개 제2000/037973호 등에 기재되어 있는 아조 화합물을 들 수 있다.
보다 구체적으로, 식 (6) 으로 나타내는 아조 화합물의 예를, 하기에 유리산의 형식으로 나타낸다.
[화학식 17]
Figure pct00017
[화학식 18]
Figure pct00018
식 (6) 으로 나타내는 아조 화합물을 얻는 방법으로는, 일본 공개특허공보 2003-215338호, 일본 공개특허공보 평9-302250호, 국제 공개 제2000/037973호 등에 기재되어 있는 방법을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
상기 편광 소자는, 본원 발명의 효과에 관련된 성능을 저해하지 않을 정도로, 색의 보정으로서 식 (1), 또는 식 (1) 및 식 (6) 으로 나타내는 아조 화합물 이외의 다른 아조 화합물을 함유해도 된다. 함유시키는 다른 아조 화합물로는, 특히, 이색성이 높은 것이 바람직하다. 예를 들어,
비특허문헌 1 에 나타내는 바와 같은 아조 화합물,
C. I. Direct. Yellow12,
C. I. DirectYellow28,
C. I. Direct. Yellow44,
C. I. Direct. Orange26,
C. I. Direct. Orange39,
C. I. Direct. Orange107,
C. I. Direct. Red2,
C. I. Direct. Red31,
C. I. Direct. Red79,
C. I. Direct. Red247,
C. I. Direct. Green80,
C. I. Direct. Green59,
일본 공개특허공보 소57-145155호, 일본 공개특허공보 평3-12606호, 일본 공개특허공보 2001-33627호, 일본 공개특허공보 2002-296417호, 및 일본 공개특허공보 소60-156759호에 기재된 아조 화합물
등을 들 수 있다. 트리스아조 구조에 페닐 J 산을 갖는 아조 화합물을 바람직하게 사용할 수 있고, 일본 공개특허공보 평3-12606호에 기재되는 아조 화합물을, 요오드, 유리산으로서 식 (1), 또는 식 (1) 및 식 (6) 으로 나타내는 아조 화합물 또는 그들의 염과 함께 편광 소자에 사용하는 것이 특히 바람직하다. 상기 다른 아조 화합물로는, 유리산 외에, 알칼리 금속염 (예를 들어 나트륨염, 칼륨염, 리튬염), 암모늄염, 또는 아민류의 염으로서 사용할 수 있다. 단, 다른 아조 화합물은 이들에 한정되지 않고, 공지된 이색성을 갖는 아조 화합물을 사용할 수 있다. 다른 아조 화합물을, 유리산, 그 염, 또는 그 구리 착염의 형식으로 함유시킴으로써, 특히, 광학 특성이 향상된다. 이 밖의 아조 화합물은, 1 종만으로 사용해도 되고, 복수를 혼합하여 사용해도 된다.
상기 편광 소자는, 식 (1) 로 나타내는 아조 화합물 또는 그 염과, 식 (6) 으로 나타내는 아조 화합물 또는 그 염을 함유하는 것이 바람직하다. 함유시킬 때 사용하는 염료 수용액 중의 식 (1) 로 나타내는 아조 화합물 또는 그 염과 식 (6) 으로 나타내는 아조 화합물 또는 그 염의 비율은, 임의로 설정할 수 있지만, 5 : 1 ∼ 1 : 5 인 것이 바람직하고, 5 : 1 ∼ 2 : 1 인 것이 보다 바람직하고, 3 : 1 ∼ 2 : 1 인 것이 특히 바람직하다.
(시감도 보정 단체 투과율)
상기 편광 소자는, 편광 소자의 시감도 보정 단체 투과율이 35 ％ 이면, 액정 표시 장치에 사용하여, 충분히 밝음을 표현할 수 있지만 그것에 한정되는 것은 아니다. 시감도 보정 단체 투과율은, 바람직하게는 38 ％ 이상, 보다 바람직하게는 39 ％ 이상, 특히 바람직하게는 40 ％ 이상이다. 시감도 보정 단체 투과율이 45 ％ 를 초과하면, 편광도가 저하나 콘트라스트가 저하되지만, 높은 투과율을 갖는 편광판으로서 기능할 수 있다. 단, 높은 편광도나 고콘트라스트를 요구하는 분야에서는 시감도 보정 투과율은 45 ％ 이하가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 44 ％ 이하, 특히 바람직하게는 43.5 ％ 이하이다.
시감도 보정 단체 투과율은, JIS Z 8781-4 : 2013 에 기재된 C 광원 2°시야를 사용하여 시감도 보정을 실시한 단체 투과율이다. 시감도 보정 단체 투과율은, 측정 시료 (예를 들어, 편광 소자 또는 편광판) 1 장에 대하여, 400 ∼ 700 ㎚ 의 각 파장에 대하여, 5 ㎚ 또는 10 ㎚ 마다 단체 투과율을 산출하고, 또한 2°시야 (C 광원) 에 의해, 시감도 보정을 실시함으로써 구할 수 있다.
(편광도)
상기 편광 소자는, 편광도가 99 ％ 이상인 것이 바람직하다. 편광 소자의 편광도가 99 ％ 이상이면, 액정 표시 장치에 사용해도, 편광 기능을 표현할 수 있다. 편광도는, 바람직하게는 99.9 ％ 이상, 보다 바람직하게는 99.95 ％ 이상이다.
(a* 값 및 b* 값)
L*a*b* 표색계는, 국제 조명 위원회 (약칭 CIE) 에서 규정하는 물체색의 표시 방법이다. 이 표시 방법은, JIS Z 8781-4 : 2013 에 있어서도 채용되고 있다. 본 발명에 있어서, L*a*b* 표색계에 있어서의 a* 값 및 b* 값은, JIS Z 8781-4 : 2013 에 따라 산출된다. 이하에서는, 편광 소자 1 장 (단체) 으로 측정했을 때 구해지는 a* 값 및 b* 값을, 「a*-s」 및 「b*-s」 라고 한다. 또, 편광 소자 2 장을 흡수축 방향이 서로 평행이 되도록 겹쳐 측정했을 때의 a* 값 및 b* 값을, 「a*-p」 및 「b*-p」 라고 한다. 또, 편광 소자 2 장을 흡수축 방향이 서로 직교하도록 겹쳐 측정했을 때의 a* 값 및 b* 값을 「a*-c」 및 「b*-c」 라고 한다.
(단체 및 평행위의 색상)
일 양태에 있어서, 바람직하게는 상기 편광 소자가 식 (6) 으로 나타내는 아조 화합물 또는 그 염을 함유하는 양태에 있어서, 편광 소자는, a*-s 및 b*-s 의 절대값이 1 이하이고, a*-p 및 b*-p 의 절대값이 2 이하이다. 바람직하게는, a*-p 및 b*-p 의 절대값이 1.5 이하이고, 또한 a*-c 및 b*-c 의 절대값이 1.5 이하이다. 더욱 바람직하게는, a*-p 및 b*-p 의 절대값이 1.0 이하이다. a* 및 b* 의 절대값이 0.5 상이할 뿐이어도, 인간은 색의 차이를 느낄 수 있기 때문에, a* 및 b* 를 제어하는 것은 매우 중요하다. 특히, a*-s, b*-s, a*-p, b*-p 의 절대값이 모두 1.0 이하이면, 평행위 및 직교위에서, 인간이 색미를 띠고 있다고 느낄 수 없어, 특히 양호한 편광 소자가 된다.
(직교위의 색상)
일 양태에 있어서, 바람직하게는 본 발명의 편광 소자가 식 (6) 으로 나타내는 아조 화합물 또는 그 염을 함유하는 양태에 있어서, 편광 소자는, a*-c 의 절대값이 4 이하, 및 b*-c 의 절대값이 8 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, a*-c 의 절대값이 2 이하, 및 b*-c 의 절대값이 4.0 이하이고, 더욱 바람직하게는, a*-c 의 절대값이 1 이하, 및 b*-c 의 절대값이 2.0 이하이다. 특히 바람직하게는 a*-c, b*-c 의 절대값이 모두 1.0 이하이고, 그 경우, 평행위 및 직교위에서 편광 소자가 색미를 띠고 있다고 인간이 느낄 수 없어, 양호한 편광 소자가 된다. 단, 편광도가 99 ％ 이상이면, 평행위와 직교위의 명암의 차가 크고, 또한 암상태에서의 투과율이 낮기 때문에, 인간의 감도로서 직교위에서의 색상은 거의 알 수 없게 된다. 그 때문에, 편광도 99 ％ 이면 반드시 직교위의 색상은 a*-c 의 절대값이 4 이하, 및 b*-c 의 절대값이 8 이하일 필요는 없지만, 단, 강한 강도를 갖는 백라이트 등을 사용한 경우에는 이것에 한정되지 않기 때문에, a*-c 및 b*-c 의 절대값이 작은 값인 것이 바람직하다.
(투과율의 설계)
시감도 보정 단체 투과율이 임의의 투과율인 편광 소자에 있어서, L*a*b* 표색계에 있어서의 a* 값 및 b* 값의 절대값이, 기재를 단체로 측정했을 때, 모두 1 이하이고, 기재 2 장을 흡수축 방향이 서로 평행이 되도록 겹쳐 측정했을 때, 모두 2 이하이고, 기재 2 장을 흡수축 방향이 서로 직교하도록 겹쳐 측정했을 때, 모두 2 이하인 편광 소자를 얻기 위해서는, 각 파장의 투과율을 제어하는 것이 바람직하다.
구체적으로, 편광 소자의 흡수축 방향에 대해 광의 진동 방향이 직교하도록 절대 편광광을 조사하여 측정한 각 파장의 투과율을 Ky, 즉 편광 소자의 투과축 (비흡수축) 방향에 대해 조사한 절대 편광광이 평행일 때의 투과율을 나타내고, 편광 소자의 흡수축 방향에 대해 광의 진동 방향이 평행이 되도록 절대 편광광을 조사하여 측정한 각 파장의 투과율을 Kz, 즉 편광 소자의 투과축 (비흡수축) 방향에 대해 조사한 절대 편광광이 직교일 때의 투과율을 나타내는 것으로 했을 때, 550 ㎚ ∼ 600 ㎚ 에 있어서의 Ky 의 평균값과 400 ㎚ ∼ 460 ㎚ 에 있어서의 Ky 의 평균값의 차가 5 ％ 이하이고, 또한, 600 ㎚ ∼ 670 ㎚ 에 있어서의 Ky 의 평균값과 550 ㎚ ∼ 600 ㎚ 에 있어서의 Ky 의 평균값의 차가 3 ％ 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 550 ㎚ ∼ 600 ㎚ 에 있어서의 Ky 의 평균값과 400 ㎚ ∼ 460 ㎚ 에 있어서의 Ky 의 평균값의 차가 3.5 ％ 이하이고, 또한 600 ㎚ ∼ 670 ㎚ 에 있어서의 Ky 의 평균값과 550 ㎚ ∼ 600 ㎚ 에 있어서의 Ky 의 평균값의 차가 2.5 ％ 이하이다. 특히 바람직하게는, 550 ㎚ ∼ 600 ㎚ 에 있어서의 Ky 의 평균값과 400 ㎚ ∼ 460 ㎚ 에 있어서의 Ky 의 평균값의 차가 3 ％ 이하이고, 또한 600 ㎚ ∼ 670 ㎚ 에 있어서의 Kz 의 평균값과 550 ㎚ ∼ 600 ㎚ 에 있어서의 Kz 의 평균값의 차가 2 ％ 이하이다. 또한, 절대 편광광이란, 편광도가 거의 100 ％ 인 편광판에, 표준 광원으로부터 광을 조사했을 때, 이 편광판을 통과해 온 편광광을 말하고, 거의 100 ％ 의 편광광을 의미한다.
550 ㎚ ∼ 600 ㎚ 에 있어서의 Kz 의 평균값과 400 ㎚ ∼ 460 ㎚ 에 있어서의 Kz 의 평균값의 차가 2 ％ 이하이고, 또한 600 ㎚ ∼ 670 ㎚ 에 있어서의 Kz 의 평균값과 550 ㎚ ∼ 600 ㎚ 에 있어서의 Kz 의 평균값의 차가 1 ％ 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 550 ㎚ ∼ 600 ㎚ 에 있어서의 Kz 의 평균값과 400 ㎚ ∼ 460 ㎚ 에 있어서의 Kz 의 평균값의 차가 1.5 ％ 이하이고, 또한 600 ㎚ ∼ 670 ㎚ 에 있어서의 Kz 의 평균값과 550 ㎚ ∼ 600 ㎚ 에 있어서의 Kz 의 평균값의 차가 0.5 ％ 이하이다. 특히 바람직하게는, 550 ㎚ ∼ 600 ㎚ 에 있어서의 Kz 의 평균값과 400 ㎚ ∼ 460 ㎚ 에 있어서의 Kz 의 평균값의 차가 1 ％ 이하이고, 또한 600 ㎚ ∼ 670 ㎚ 에 있어서의 Kz 의 평균값과 550 ㎚ ∼ 600 ㎚ 에 있어서의 Kz 의 평균값의 차가 0.1 ％ 이하이다.
[편광 소자의 제조 방법]
이하, 기재로서, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 예로 하여, 구체적인 편광 소자의 제조 방법을 설명한다. 편광 소자는, 예를 들어, 폴리비닐알코올계 수지의 제조, 원단 필름의 제조, 팽윤 처리, 염색 처리, 제 1 세정 처리, 가교제 및/또는 내수화제를 함유시키는 처리, 연신 처리, 제 2 세정 처리, 건조 처리를 순서대로 실시함으로써 제조된다. 또한, 이들 일부의 처리는 생략하는 것이 가능하다.
(폴리비닐알코올계 수지의 제조)
폴리비닐알코올계 수지의 제조 방법은, 특별히 한정되는 것은 아니며, 공지된 방법을 채용할 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지는, 예를 들어, 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화함으로써 얻을 수 있다. 폴리아세트산비닐계 수지로는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐 외에, 아세트산비닐 및 이것과 공중합 가능한 다른 단량체의 공중합체 등이 예시된다. 아세트산비닐과 공중합 가능한 다른 단량체로는, 예를 들어, 불포화 카르복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류 등을 들 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는, 통상 85 ∼ 100 몰％ 정도이고, 바람직하게는 95 몰％ 이상이다. 이 폴리비닐알코올계 수지는, 추가로 변성되어 있어도 되고, 예를 들어, 알데히드류로 변성한 폴리비닐포르말이나 폴리비닐아세탈 등도 사용할 수 있다. 또 폴리비닐알코올계 수지의 중합도는, 점도 평균 중합도를 의미하고, 당해 기술 분야에 있어서 주지된 수법에 의해 구할 수 있다. 중합도는, 통상 1,000 ∼ 10,000 정도, 바람직하게는 1,500 ∼ 6,000 정도이다.
(원단 필름의 제조)
다음으로, 폴리비닐알코올계 수지를 제막하여, 원단 필름을 제조한다. 폴리비닐알코올계 수지를 제막하는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니며, 공지된 방법을 채용할 수 있다. 원단 필름은, 가소제로서 글리세린, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 저분자량 폴리에틸렌글리콜 등을 함유해도 된다. 가소제의 함유량은 원단 필름 중 5 ∼ 20 중량％ 이고, 바람직하게는 8 ∼ 15 중량％ 이다. 원단 필름의 막두께는 특별히 한정되지 않지만, 5 ㎛ ∼ 150 ㎛ 정도인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 ㎛ ∼ 100 ㎛ 정도이다.
(팽윤 처리)
상기에 의해 얻어진 원단 필름에는, 추가로 팽윤 처리가 실시된다. 팽윤 처리는 원단 필름을 20 ∼ 50 ℃ 의 용액에 30 초 ∼ 10 분간 침지시킴으로써 실시된다. 용액은 수용액이 바람직하다. 연신 배율은 1.00 ∼ 1.50 배로 조정하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.10 ∼ 1.35 배이다. 후술하는 염색 처리에 있어서도 팽윤되기 때문에, 편광 소자를 제조하는 시간을 단축하는 경우에는, 이 팽윤 처리를 생략해도 된다.
(염색 처리)
팽윤 처리 후의 원단 필름에 (또는 팽윤 처리가 생략된 원단 필름에), 염색 처리가 실시된다. 염색 처리는, 팽윤 처리 후의 필름을, 요오드, 그리고 식 (1), 또는 식 (1) 및 식 (6) 으로 나타내는 아조 화합물 또는 그들의 염을 사용하여 염색하는 처리이다. 요오드에 의한 염색은, 예를 들어, 팽윤 처리 후의 필름을 요오드 및 요오드화물을 함유한 염색용 용액에 침지시킴으로써 실시된다. 요오드화물로는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 요오드화칼륨, 요오드화암모늄, 요오드화코발트, 요오드화아연 등을 들 수 있고, 요오드화칼륨, 요오드화암모늄이 바람직하다. 또 이들 요오드화물은, 단독, 또는 복수를 조합하여 사용하는 것이 가능하다. 염색용 용액에 있어서의 요오드의 농도는, 바람직하게는 0.0001 중량％ ∼ 0.5 중량％ 이고, 보다 바람직하게는 0.001 중량％ ∼ 0.4 중량％ 이고, 특히 바람직하게는 0.0001 중량％ ∼ 0.3 중량％ 이다.
또, 식 (1), 또는 식 (1) 및 식 (6) 으로 나타내는 아조 화합물 또는 그들의 염에 의한 염색은, 예를 들어, 팽윤 처리 후의 필름을, 유리산의 형식으로 식 (1), 또는 식 (1) 및 식 (6) 으로 나타내는 아조 화합물 또는 그들의 염을 함유한 염색용 용액에 침지시킴으로써 실시된다.
염색 처리에서의 용액 온도는, 5 ∼ 60 ℃ 가 바람직하고, 20 ∼ 50 ℃ 가 보다 바람직하고, 35 ∼ 50 ℃ 가 특히 바람직하다. 용액에 침지시키는 시간은 적당히 조절할 수 있지만, 30 초 ∼ 20 분이 바람직하고, 1 ∼ 10 분이 보다 바람직하다. 염색용 용액은, 수용액인 것이 바람직하다.
염색 방법은, 염색용 용액에 침지시키는 방법이 바람직하지만, 팽윤 처리 후의 필름에 염색용 용액을 도포하는 방법을 채용할 수도 있다. 염색용 용액은, 염색 보조제로서, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 염화나트륨, 황산나트륨, 무수 황산나트륨, 트리폴리인산나트륨 등을 함유해도 된다. 염색 보조제의 함유량은, 이색성 염료의 염색성에 의한 시간, 온도에 따라 임의로 조정할 수 있지만, 0 ∼ 5 중량％ 가 바람직하고, 0.05 ∼ 2 중량％ 가 보다 바람직하다.
요오드에 의한 염색과, 아조 화합물에 의한 염색은, 동시에 실시해도 되지만, 요오드에 의한 염색 후에 아조 화합물에 의한 염색을 실시하거나, 또는 아조 화합물에 의한 염색 후에 요오드에 의한 염색을 실시하는 것이, 염색액의 관리나 생산성 등의 관점에서 바람직하다. 식 (1), 또는 식 (1) 및 식 (6) 으로 나타내는 아조 화합물은, 유리산으로서 사용해도 되고, 염으로서 사용해도 된다. 염으로는, 리튬염, 나트륨염, 및 칼륨염 등의 알칼리 금속염, 또는 암모늄염이나 알킬아민염 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 나트륨염이다.
(제 1 세정 처리)
염색 처리 후, 다음의 처리를 실시하기 전에 세정 처리 (이하, 「제 1 세정 처리」 라고 한다) 를 실시할 수 있다. 제 1 세정 처리란, 염색 처리로 필름 표면에 부착된 염색용 용액을 세정하는 처리이다. 제 1 세정 처리를 실시함으로써, 다음의 처리에서 사용하는 용액 중에 염료가 혼입되는 것을 억제할 수 있다. 제 1 세정 처리에서는, 일반적으로 세정액으로서 물이 사용된다. 세정 방법은, 염색 처리 후의 필름을 세정액에 침지시키는 방법이 바람직하지만, 염색 처리 후의 필름에 세정액을 도포하는 방법을 채용할 수도 있다. 세정 시간은, 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 1 ∼ 300 초, 보다 바람직하게는 1 ∼ 60 초이다. 제 1 세정 처리에서의 세정액의 온도는, 염색 처리 후의 필름이 용해되지 않는 온도인 것이 필요하다. 일반적으로는 5 ∼ 40 ℃ 에서 세정된다. 단, 제 1 세정 처리를 실시하지 않아도 성능에 문제는 생기지 않기 때문에, 이 제 1 세정 처리를 생략해도 된다.
(가교제 및/또는 내수화제를 함유시키는 처리)
제 1 세정 처리 후 (또는 염색 처리 후), 가교제 및/또는 내수화제를 함유시키는 처리를 실시할 수 있다. 가교제로는, 예를 들어, 붕산, 붕사 또는 붕산암모늄 등의 붕소 화합물, 글리옥살 또는 글루타르알데히드 등의 다가 알데히드, 뷰렛형, 이소시아누레이트형 또는 블록형 등의 다가 이소시아네이트계 화합물, 티타늄옥시술페이트 등의 티타늄계 화합물을 들 수 있고, 그 밖에도 에틸렌글리콜글리시딜에테르, 폴리아미드에피클로르하이드린 등을 들 수 있다. 내수화제로는, 예를 들어, 과산화숙신산, 과황산암모늄, 과염소산칼슘, 벤조인에틸에테르, 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 글리세린디글리시딜에테르, 염화암모늄 또는 염화마그네슘 등을 들 수 있다. 이들 중, 붕산이 가장 바람직하다. 가교제, 내수화제는 1 종만 사용해도 되고, 복수를 조합하여 사용해도 된다.
제 1 세정 처리 후의 (또는 염색 처리 후의) 필름을, 가교제 및/또는 내수화제를 함유한 용액에 침지시키는 방법이 바람직하지만, 제 1 세정 처리 후의 (또는 염색 처리 후의) 필름에, 가교제 및/또는 내수화제를 함유한 용액을 도포하는 방법을 채용할 수도 있다. 용액은 수용액인 것이 바람직하다. 용액 중의 가교제 및/또는 내수화제의 함유량은, 붕산을 예로 하여 나타내면, 0.1 ∼ 6.0 중량％ 가 바람직하고, 1.0 ∼ 4.0 중량％ 가 보다 바람직하다. 용액의 온도는, 5 ∼ 70 ℃ 가 바람직하고, 5 ∼ 50 ℃ 가 보다 바람직하다. 처리 시간은 30 초 ∼ 6 분이 바람직하고, 1 ∼ 5 분이 보다 바람직하다. 단, 가교제 및/또는 내수화제를 함유시키는 것은 필수는 아니며, 시간을 단축하고자 하는 경우, 가교 처리 또는 내수화 처리가 필요하지 않은 경우에는, 이 처리를 생략해도 된다.
(연신 처리)
가교제 및/또는 내수화제를 함유시키는 처리를 실시한 후에, 연신 처리를 실시한다. 연신 처리란, 필름을 1 축으로 연신하는 처리이다. 연신 방법은 습식 연신법 또는 건식 연신법 중 어느 것이어도 된다. 연신 배율은 3 배 이상, 바람직하게는 5 ∼ 7 배이다.
건식 연신법의 경우에는, 연신 가열 매체가 공기 매체일 때, 공기 매체의 온도는 상온 ∼ 180 ℃ 인 것이 바람직하다. 또, 습도 20 ∼ 95 ％RH (상대습도) 의 분위기 중에서 처리하는 것이 바람직하다. 가열 방법으로는, 예를 들어, 롤간 존 연신법, 롤 가열 연신법, 압연신법, 적외선 가열 연신법 등을 들 수 있지만, 그 연신 방법은 한정되는 것은 아니다.
필름을 1 단으로 연신할 수도 있지만, 2 단 이상의 다단 연신에 의해 실시할 수도 있다.
습식 연신법의 경우에는, 물, 수용성 유기 용제, 또는 그 혼합 용액 중에서 연신한다. 제 1 세정 처리 후의 필름을, 가교제 및/또는 내수화제를 함유한 용액 중에 침지시키면서 연신 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 가교제, 내수화제로는, 상기의 것을 들 수 있다. 용액 중의 가교제 및/또는 내수화제의 함유량은, 붕산을 예로 하여 나타내면, 0.5 ∼ 15 중량％ 가 바람직하고, 2.0 ∼ 8.0 중량％ 가 보다 바람직하다. 연신 배율은 2 ∼ 8 배가 바람직하고, 5 ∼ 7 배가 보다 바람직하다. 용액의 온도는 40 ∼ 60 ℃ 가 바람직하고, 45 ∼ 58 ℃ 가 보다 바람직하다. 연신 시간은 통상 30 초 ∼ 20 분이고, 2 ∼ 5 분이 바람직하다. 필름을 1 단으로 연신할 수도 있지만, 2 단 이상의 다단 연신에 의해 실시할 수도 있다.
(제 2 세정 처리)
연신 처리를 실시한 후에는, 필름 표면에 가교제 및/또는 내수화제가 석출되거나, 또는 이물질이 부착되는 경우가 있기 때문에, 필름 표면을 세정하는 세정 처리 (이하, 「제 2 세정 처리」 라고 한다) 를 실시할 수 있다. 세정 방법은, 연신 처리 후의 필름을 세정액에 침지시키는 방법이 바람직하지만, 연신 처리 후의 필름에 세정액을 도포하는 방법을 채용할 수도 있다. 1 단으로 세정 처리할 수도 있고, 2 단 이상의 다단 처리를 할 수도 있다. 세정 시간은 1 초 ∼ 5 분이 바람직하다. 세정액의 온도는 특별히 한정되지 않지만, 통상 5 ∼ 50 ℃, 바람직하게는 10 ∼ 40 ℃ 이다.
상기 제 1 및 제 2 세정 처리에서 사용하는 용매로서 예를 들어, 물, 디메틸술폭사이드, N-메틸피롤리돈, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로필알코올, 글리세린, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 및 트리메틸올프로판 등의 알코올류, 에틸렌디아민 및 디에틸렌트리아민 등의 아민류 등을 들 수 있지만 이들에 한정되는 것은 아니다. 또, 1 종 이상의 이들 용매의 혼합물을 사용할 수도 있다. 가장 바람직한 용매는 물이다. 제 2 세정 처리로는, 요오드화칼륨 수용액을 사용하는 것이 바람직하다.
(건조 처리)
상기 공정 후에, 필름을 건조시키는 건조 처리를 실시한다. 건조 처리는, 자연 건조에 의해 실시할 수 있다. 건조 효율을 보다 높이기 위해서, 롤을 사용하여 압축하거나, 에어 나이프 또는 흡수 롤 등에 의해 표면의 수분을 제거해도 되고, 송풍 건조를 실시해도 된다. 건조 온도는, 20 ∼ 100 ℃ 가 바람직하고, 60 ∼ 100 ℃ 가 보다 바람직하다. 건조 시간은 30 초 ∼ 20 분이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5 ∼ 10 분이다.
상기 방법에 의해, 요오드 및 식 (1), 또는 식 (1) 및 식 (6) 으로 나타내는 아조 화합물 또는 그들의 염을 함유하는 기재로 이루어지고, 높은 투과율과 콘트라스트와 높은 내구성을 갖는 편광 소자를 얻을 수 있다.
[편광판]
본 발명의 편광판은, 편광 소자와, 편광 소자의 적어도 일방의 면, 즉 편면 또는 양면에 형성한 투명 보호층을 구비한다. 편광 소자의 적어도 일방의 면에 폴리머를 도포한 후, 건조 또는 열처리를 실시함으로써, 편광 소자의 적어도 일방의 면에 투명 보호층을 형성할 수 있다. 또, 폴리머를 필름상으로 성형한 것을 투명 보호층으로 하고, 투명 보호층을 편광 소자의 적어도 일방의 면과 첩합한 후, 건조 또는 열처리를 실시함으로써, 편광 소자의 적어도 일방의 면에 투명 보호층을 형성할 수 있다.
투명 보호층을 형성하는 폴리머로서, 기계적 강도가 높고, 열안정성이 양호한 투명 폴리머가 바람직하다. 이와 같은 폴리머로서 예를 들어, 트리아세틸셀룰로오스나 디아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스아세테이트 수지, 아크릴 수지, 폴리염화비닐 수지, 나일론 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아릴레이트 수지, 노르보르넨 등의 고리형 올레핀을 모노머로 하는 고리형 폴리올레핀 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로올레핀 폴리머 수지, 노르보르넨 골격을 갖는 폴리올레핀 또는 그 공중합체, 주사슬 또는 측사슬에 이미드기 및/또는 아미드기를 갖는 수지를 들 수 있다. 또, 투명 보호층을 형성하는 폴리머는, 액정 폴리머이어도 된다. 투명 보호층의 두께는, 예를 들어, 0.5 ㎛ ∼ 200 ㎛ 정도이다.
투명 보호층을 편광 소자의 적어도 일방의 면과 첩합하기 위해서는 접착제가 필요하다. 접착제로는 특별히 한정되지 않지만, 폴리비닐알코올을 주성분으로 하는 접착제가 바람직하다. 폴리비닐알코올계 접착제로서 예를 들어, 고세놀 NH-26 (닛폰 합성 화학사 제조), 엑세발 RS-2117 (쿠라레사 제조) 등을 들 수 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 폴리비닐알코올계 접착제에는, 가교제 및/또는 내수화제를 혼합시킬 수 있다. 또, 폴리비닐알코올계 접착제는, 무수 말레산과 이소부틸렌의 공중합체, 또는 그 변성체를 함유해도 된다. 무수 말레산과 이소부틸렌의 공중합체로는, 예를 들어, 이소반 #18 (쿠라레사 제조), 이소반 #04 (쿠라레사 제조) 를 들 수 있고, 암모니아 변성한 무수 말레산-이소부틸렌 공중합체로는, 이소반 #104 (쿠라레사 제조), 이소반 #110 (쿠라레사 제조) 을 들 수 있고, 이미드화한 무수 말레산-이소부틸렌 공중합체로는, 이소반 #304 (쿠라레사 제조), 이소반 #310 (쿠라레사 제조) 을 들 수 있다. 가교제에는, 수용성다관능 에폭시 화합물을 사용할 수 있다. 수용성 다관능 에폭시 화합물로는, 예를 들어, 폴리글리세롤폴리글리시딜에테르 (데나콜 EX-521 (나가세 켐텍스사 제조)), 1,3-비스(N,N-디글리시딜아미노메틸)시클로헥산 (TETRAD-C (미츠비시 가스 화학사 제조)) 등을 들 수 있다. 또, 우레탄계 접착제, 아크릴계 접착제, 에폭시계 접착제와 같은 공지된 접착제를 사용할 수도 있다. 또, 접착제의 접착력의 향상, 또는 내수성의 향상을 목적으로 하여, 아연 화합물, 염화물, 요오드화물 등의 첨가물을 동시에 0.1 ∼ 10 중량％ 정도의 농도로 함유시킬 수도 있다.
상기 편광판을, 예를 들어 액정, 유기 일렉트로 루미네선스 등의 표시 장치와 첩합하는 경우, 이후에 비노출면이 되는 표면에 시야각 개선 및/또는 콘트라스트 개선을 위한 각종 기능성층, 휘도 향상성을 갖는 층을 형성할 수 있다. 편광판을, 이들 층이나 표시 장치와 첩합하기 위해서는 점착제를 사용하는 것이 바람직하다.
편광판을, 예를 들어 액정, 유기 일렉트로 루미네선스 등의 표시 장치와 첩합하는 경우, 첩합 후에 노출면이 되는 표면에 반사 방지층이나 방현층, 하드 코트층 등, 공지된 각종 기능성층을 형성할 수 있다. 이 각종 기능성을 갖는 층을 제조하기 위해서는 도포 방법이 바람직하지만, 그 기능을 갖는 필름을 접착제 또는 점착제를 통하여 첩합할 수도 있다. 또, 각종 기능성층으로서 예를 들어, 위상차를 제어하는 층을 들 수 있다.
상기 편광판은, 편광 소자와 동일한 광학 특성을 갖는다.
일 양태에 있어서, L*a*b* 표색계에 있어서의 a* 값 및 b* 값의 절대값은, 편광판을 단체로 측정했을 때, 모두 1 이하이고, 편광판 2 장을 흡수축 방향이 서로 평행이 되도록 겹쳐 측정했을 때, 모두 2 이하이고, 편광판 2 장을 흡수축 방향이 서로 직교하도록 겹쳐 측정했을 때, 모두 2 이하이다. 이로써, 평행위 및 직교위에 있어서 무채색이 나타난다.
[액정 표시 장치]
상기 편광 소자 또는 편광판은, 액정 표시 장치에 사용할 수 있다.
본 발명의 편광 소자 또는 편광판을 사용한 액정 표시 장치는, 신뢰성이 높고, 장기적으로 고콘트라스트를 유지하고, 또한 높은 색재현성을 갖는 액정 표시 장치이다.
본 발명의 편광 소자 또는 편광판은, 필요에 따라 보호층 또는 기능층, 및 지지체 등을 구비하고, 액정 프로젝터, 전자식 탁상 계산기, 시계, 노트 PC, 워드 프로세서, 액정 텔레비전, 편광 렌즈, 편광 안경, 카 내비게이션, 및 옥내외의 계측기나 표시기 등에 사용된다. 특히, 반사형 액정 표시 장치, 반투과 액정 표시 장치, 유기 일렉트로 루미네선스 등에 있어서 유효하게 이용된다.
본 발명의 편광판은, 적어도 일방의 면에 지지체를 구비하고 있어도 된다. 지지체는 편광판과 첩합하기 때문에, 평면부를 가지고 있는 것이 바람직하다. 지지체로는, 예를 들어, 유리, 수정, 사파이어 등의 무기 재료로 이루어지는 성형품, 아크릴, 폴리카보네이트 등의 유기 플라스틱판을 들 수 있다. 광학 용도이기 때문에, 지지체는 유리 성형품이 바람직하다. 유리 성형품으로는, 예를 들어 유리판, 렌즈, 프리즘 (예를 들어 삼각 프리즘, 큐빅 프리즘) 등을 들 수 있다. 유리의 재질로는, 예를 들어 소다 유리, 붕규산 유리를 들 수 있다. 렌즈에 편광판을 첩부 (貼付) 한 것은 액정 프로젝터에 있어서 편광판 부착 콘덴서 렌즈로서 이용할 수 있다. 또, 프리즘에 편광판을 첩부한 것은 액정 프로젝터에 있어서 편광판 부착 편광 빔 스플리터나 편광판 부착 다이크로익 프리즘으로서 사용할 수 있다. 또, 편광판을 액정 셀에 첩부해도 된다. 지지체의 두께 및 크기는 특별히 한정되지 않는다.
유리를 구비한 편광판의 경우, 단체 투과율을 보다 향상시키기 위해, 유리 또는 편광판의 적어도 일방의 면에 반사 방지층을 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 지지체의 평면부에 투명한 접착 (점착) 제를 도포한 후, 이 도포면에 본 발명의 편광판을 첩부한다. 또, 편광판에 투명한 접착 (점착) 제를 도포한 후, 이 도포면에 지지체를 첩부해도 된다. 여기서 사용하는 접착 (점착) 제는, 예를 들어 아크릴산에스테르계의 것이 바람직하다. 또한, 이 편광판을 타원 편광판으로서 사용하는 경우, 위상차층을 지지체에 첩부하는 것이 통상이지만, 편광판을 지지체에 첩부해도 된다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
[측정 시료의 제조]
(실시예 A1)
비누화도 99 ％ 이상의 평균 중합도 2400 의 폴리비닐알코올 필름 (쿠라레사 제조 VF-PS) 을 40 ℃ 의 온수에 2 분 침지시키고, 1.30 배가 되도록 팽윤 처리를 실시하였다. 다음으로, 팽윤 처리한 필름을, 물 1500 중량부, 트리폴리인산나트륨 1.5 중량부, 무수 황산나트륨 1.5 중량부, 및 C. I. Direct Blue 71 (본원 화합물예 1-9) 0.30 중량부가 용해된 45 ℃ 의 수용액에 3 분 30 초간 침지시켜, 필름에 아조 화합물을 함유시켰다 (아조 화합물 염색 공정). 다음으로, 얻어진 필름을, 붕산 (Societa chimica lardrello s. p. a 사 제조) 28.6 g/ℓ, 요오드 (쥰세이 화학사 제조) 0.25 g/ℓ, 및 요오드화칼륨 (쥰세이 화학사 제조) 17.7 g/ℓ 의 각 농도가 되도록 조제한 100 부의 수용액을 추가로 2000 부가 되도록 물로 희석시키고 30 ℃ 의 온도로 한 수용액에 2 분간 침지시켜, 필름에 요오드 화합물을 함유시켰다 (요오드 화합물 염색 공정). 다음으로, 얻어진 필름을, 붕산 수용액 (30.0 g/ℓ) 중에서 50 ℃ 에서 5 분간, 연신 배율이 5.0 배가 되도록 연신 처리를 실시하였다. 다음으로, 얻어진 필름의 긴장 상태를 유지하면서, 요오드화칼륨 수용액 (50 g/ℓ) 중 30 ℃ 에서 20 초간 침지 처리를 실시하였다 (세정 공정). 다음으로, 얻어진 필름에 대해 70 ℃ 에서 9 분간 건조 처리를 실시하여, 편광 소자를 얻었다.
얻어진 편광 소자에 대해, 폴리비닐알코올 접착제를 사용하여, 알칼리 처리한 트리아세틸셀룰로오스 필름 (후지 사진 필름사 제조 ZRD-60) 을 라미네이트하여 편광판을 얻었다. 얻어진 편광판은 편광 소자의 광학 특성을 유지하고 있었다.
편광판을 가로세로 40 ㎜ 로 커트하고, 점착층 (폴라테크노사 제조 AD-ROC) 을 통하여, 투명판 유리에 첩부함으로써, 본원의 편광판을 사용한 내구성 시험 샘플을 제조하고, 실시예 A1 의 측정 시료로 하였다.
(실시예 A2)
아조 화합물 염색 공정에 있어서 사용한 아조 화합물을 C. I. Direct Blue 75 (본원 화합물예 1-3) 0.30 중량부로 바꾼 것 이외에는, 실시예 A1 과 동일하게 측정 시료를 제조하였다.
(실시예 A3)
아조 화합물 염색 공정에 있어서 사용한 아조 화합물을 본원 화합물예 1-14 0.30 중량부로 바꾼 것 이외에는, 실시예 A1 과 동일하게 측정 시료를 제조하였다.
(실시예 A4)
아조 화합물 염색 공정에 있어서 사용한 아조 화합물을 본원 화합물예 1-18 0.30 중량부로 바꾼 것 이외에는, 실시예 A1 과 동일하게 측정 시료를 제조하였다.
(실시예 A5)
아조 화합물 염색 공정에 있어서 사용한 아조 화합물을 C. I. Direct Blue 75 (본원 화합물예 1-3) 0.30 중량부 및 C. I. Direct Red 81 (본원 화합물예 6-12) 0.12 중량부로 바꾼 것 이외에는, 실시예 A1 과 동일하게 측정 시료를 제조하였다.
(실시예 A6)
아조 화합물 염색 공정에 있어서 사용한 아조 화합물을 본원 화합물예 1-7 0.30 중량부 및 일본 공개특허공보 2003-215338호에 기재된 화합물예 No.1 (본원 화합물예 6-1) 0.12 중량부로 바꾼 것 이외에는, 실시예 A1 과 동일하게 측정 시료를 제조하였다.
(실시예 A7)
아조 화합물 염색 공정에 있어서 사용한 아조 화합물을 본원 화합물예 1-17 0.30 중량부 및 일본 공개특허공보 2003-215338호에 기재된 화합물예 No.1 (본원 화합물예 6-1) 0.12 중량부로 바꾼 것 이외에는, 실시예 A1 과 동일하게 측정 시료를 제조하였다.
(비교예 A1)
일본 공개특허공보 2008-065222호에 기재된 비교예 1 의 처방에 따라 이색성 염료를 포함하지 않는 요오드계 편광 소자를 제조한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 측정 시료를 제조하였다.
(비교예 A2)
시판되어 일반적으로 사용되고 있는 요오드계 편광판으로서, 폴라테크노사 제조 요오드계 편광판 SKN-18243P 를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 측정 시료를 제조하였다.
(실시예 B1)
실시예 A1 의 아조 화합물 염색 공정에 있어서 사용한 아조 화합물을 본원 화합물예 1-20 0.30 중량부 및 일본 공개특허공보 2003-215338호에 기재된 화합물예 No.1 (본원 화합물예 6-1) 0.12 중량부로 바꾼 것, 요오드 화합물 염색 공정에 있어서 염색 시간을 2 분간에서 2 분 45 초간으로 바꾼 것, 그리고 세정 공정에 있어서 요오드화칼륨 수용액의 농도를 50 g/ℓ 로부터 25 g/ℓ 로 바꾼 것 이외에는, 실시예 A1 과 동일하게 측정 시료를 제조하였다.
(실시예 B2)
제 1 요오드 화합물 염색 공정에 있어서 염색 시간을 2 분간에서 2 분 20 초간으로 바꾼 것 이외에는, 실시예 B1 과 동일하게 측정 시료를 제조하였다.
(실시예 B3)
제 1 요오드 화합물 염색 공정에 있어서 염색 시간을 2 분간에서 2 분 10 초간으로 바꾼 것 이외에는, 실시예 B1 과 동일하게 측정 시료를 제조하였다.
(실시예 B4)
아조 화합물 염색 공정에 있어서 본원 화합물예 6-1 0.12 중량부를 C. I. Direct Red 81 (본원 화합물예 6-12) 0.15 중량부로 바꾼 것 이외에는, 실시예 B1 과 동일하게 측정 시료를 제조하였다.
(실시예 B5)
아조 화합물 염색 공정에 있어서 본원 화합물예 6-1 0.12 중량부를 본원 화합물예 6-9 0.12 중량부로 바꾼 것 이외에는, 실시예 B1 과 동일하게 측정 시료를 제조하였다.
(실시예 B6)
아조 화합물 염색 공정에 있어서 본원 화합물예 1-20 0.30 중량부를 본원 화합물예 1-6 0.28 중량부로 바꾼 것 이외에는, 실시예 B1 과 동일하게 측정 시료를 제조하였다.
(실시예 B7)
아조 화합물 염색 공정에 있어서 본원 화합물예 1-20 0.30 중량부를 본원 화합물예 1-15 0.30 중량부로 바꾼 것 이외에는, 실시예 B1 과 동일하게 측정 시료를 제조하였다.
(실시예 B8)
아조 화합물 염색 공정에 있어서 본원 화합물예 1-20 0.30 중량부를 본원 화합물예 1-7 0.30 중량부로 바꾼 것 이외에는, 실시예 B1 과 동일하게 측정 시료를 제조하였다.
(실시예 B9)
아조 화합물 염색 공정에 있어서 본원 화합물예 1-20 0.30 중량부를 본원 화합물예 1-17 0.30 중량부로 바꾼 것 이외에는, 실시예 B1 과 동일하게 측정 시료를 제조하였다.
(실시예 B10)
제 1 요오드 화합물 염색 공정에 있어서, 염색 시간을 2 분간에서 1 분 30 초간으로 바꾼 것 이외에는, 실시예 B1 과 동일하게 측정 시료를 제조하였다.
(비교예 B1)
일본 공개특허공보 2008-065222호에 기재된 비교예 1 의 처방에 따라 이색성 염료를 포함하지 않는 요오드계 편광 소자를 제조한 것 이외에는, 실시예 B1 과 동일하게 측정 시료를 제조하였다.
(비교예 B2)
일본 공개특허공보 평11-218611호에 기재된 실시예 1 의 방법을 참고로 하여, C. I. Direct Orange 39 0.04 중량％, C. I. Direct Red 81 0.02 중량％, 하기 식 (7) 의 아조 화합물 0.06 중량％, 및 하기 식 (8) 의 아조 화합물 0.04 중량％ 를 함유하는 염색액에 의해 얻어진 이색성 염료만을 사용하여 편광 소자를 제조한 것 이외에는, 실시예 B1 과 동일하게 측정 시료를 제조하였다.
[화학식 19]
Figure pct00019
(비교예 B3)
일본 공개특허공보 2001-033627호에 기재된 실시예 3 의 방법을 참고로 하여, 하기 식 (9) 의 아조 화합물 0.04 중량％, C. I. Direct Orange 39 0.03 중량％, 상기 식 (7) 의 아조 화합물 0.04 중량％, 및 상기 식 (8) 의 아조 화합물 0.03 중량％ 를 함유하는 염색액에 의해 얻어진 이색성 염료만을 사용하여 편광 소자를 제조한 것 이외에는, 실시예 B1 과 동일하게 측정 시료를 제조하였다.
[화학식 20]
Figure pct00020
(비교예 B4)
일본 공개특허공보 2004-251962호에 기재된 실시예 1 의 방법을 참고로 하여, C. I. Direct Orange 39 0.020 중량％, 하기 식 (10) 의 아조 화합물의 나트륨염 0.028 중량％, 및 하기 식 (11) 의 아조 화합물의 나트륨염 0.013 중량％ 를 함유하는 염색액에 의해 얻어진 이색성 염료만을 사용하여 편광 소자를 제조한 것 이외에는, 실시예 B1 과 동일하게 측정 시료를 제조하였다.
[화학식 21]
Figure pct00021
[평가 방법]
(1) 시감도 보정 단체 투과율
상기에서 제조한 측정 시료의 단체에서의 각 파장의 투과율을 단체 투과율 Ts 로 하였다. 또, 측정 시료를 2 장 사용하여, 흡수축 방향이 서로 평행이 되도록 겹쳐 측정했을 때의 각 파장의 투과율을 평행 투과율 Tp 로 하고, 2 장의 측정 시료를 흡수축 방향이 서로 직교하도록 겹쳐 측정했을 때의 각 파장의 투과율을 직교 투과율 Tc 로 하였다.
단체 투과율 Ts, 평행 투과율 Tp, 및 직교 투과율 Tc 를, 분광 광도계 [히타치 제작소사 제조 "U-4100"] 를 사용하여 측정하였다. 5 ㎚ 간격으로 각 투과율을 측정하였다. JIS Z 8781-4 : 2013 (C 광원 2°시야) 에 기초하여 각 광학 특성 (투과율, 편광도, 색상 등) 을 산출하였다.
C 광원 2°시야 등색도 함수에 기초하여 시감도 보정을 실시함으로써, 시감도 보정 단체 투과율 Ys, 시감도 보정 평행 투과율 Yp, 및 시감도 보정 직교 투과율 Yc 를 산출하였다.
(2) 편광도
편광도 ρy 는, 시감도 보정 평행 투과율 Yp 및 시감도 보정 직교 투과율 Yc 로부터, 하기 계산식에 의해 구하였다.
ρy = {(Yp - Yc)/(Yp + Yc)}1/2 × 100
(3) 콘트라스트
콘트라스트 (CR) 는, 시감도 보정 평행 투과율 Yp 및 시감도 보정 직교 투과율 Yc 로부터, 하기 계산식에 의해 구하였다.
CR = Yp/Yc
(4) a* 값, b* 값
L*a*b* 표색계에 있어서의 a* 값 및 b* 값을 분광 광도계 [히타치 제작소사 제조 "U-4100"] 를 사용하여 측정하였다. a*-s 및 b*-s 는, 각각 측정 시료 1 장으로 측정했을 때의 a* 값 및 b* 값이다. a*-p 및 b*-p 는, 각각 측정 시료 2 장을 흡수축 방향이 서로 평행이 되도록 겹쳐 측정했을 때의 a* 값 및 b* 값이다. a*-c 및 b*-c 는, 측정 시료 2 장을 흡수축 방향이 서로 직교하도록 겹쳐 측정했을 때의 a* 값 및 b* 값이다.
(5) 410 ∼ 750 ㎚ 의 평균 투과율
각 측정 시료에 대해, 파장 410 ∼ 750 ㎚ 의 평균 투과율을 구하였다. 평균 투과율은, 410 ∼ 750 ㎚ 의 파장 영역에 있어서의 상기 단체 투과율 Ts 를, 평균을 내어 산출하였다.
(6) 색의 관찰
색의 관찰로서, 평행위의 색 및 직교위의 색을 각각 관찰하였다. 평행위의 색이란, 측정 시료 2 장을 흡수축 방향이 서로 평행이 되도록 겹친 상태로 관찰한 색을 의미한다. 또, 직교위의 색이란, 측정 시료 2 장을 흡수축 방향이 서로 직교하도록 겹친 상태에서 관찰한 색을 의미한다. 또한, 상기 L*a*b* 표색계에서는, a* 값, b* 값의 각각이 제로에 가까울수록 색상이 뉴트럴색을 나타내는 것을 나타내고 있다. 일반적으로 a* 값이 플러스가 되면 붉은빛을 나타내고, 마이너스가 되면 녹색을 나타내고, b* 값이 플러스가 되면 노란빛을 나타내고, 마이너스가 되면 푸른빛을 나타낸다.
(7) Ky, Kz
절대 편광광 조사시의 투과율을, 분광 광도계 [히타치 제작소사 제조 "U-4100"] 를 사용하여 측정하여, JIS Z 8781-4 : 2013 (C 광원 2°시야) 에 기초하여 각 광학 특성 (투과율, 편광도, 색상 등) 을 산출하였다. 투과율을 측정함에 있어서, 광원과 측정 시료 사이에, 시감도 보정 투과율 43 ％ 이고 편광도 99.99 ％ 의 요오드계 편광판 (폴라테크노사 제조 SKN-18043P) 을 절대 편광판으로서 설치하고, 절대 편광광을 측정 시료에 입사할 수 있도록 하였다. 또한, SKN-18043P 의 보호층은 자외선 흡수능이 없는 트리아세틸셀룰로오스이다.
측정 시료의 흡수축 방향과 절대 편광판의 흡수축 방향이 서로 평행이 되도록 겹치고, 절대 편광광을 조사하여 측정한 각 파장의 투과율 Ky 를 측정하고, 및 측정 시료의 흡수축 방향과 절대 편광판의 흡수축 방향이 서로 직교하도록 겹치고, 절대 편광광을 조사하여 측정한 각 파장의 투과율 Kz 를 측정하였다. 400 ㎚ ∼ 460 ㎚ 에 있어서의 Ky 의 평균값 및 Kz 의 평균값, 550 ㎚ ∼ 600 ㎚ 에 있어서의 Ky 의 평균값 및 Kz 의 평균값, 600 ㎚ ∼ 670 ㎚ 에 있어서의 Ky 의 평균값 및 Kz 의 평균값을 산출하였다.
또, 400 ㎚ ∼ 460 ㎚ 에 있어서의 Ky 의 평균값과 550 ㎚ ∼ 600 ㎚ 에 있어서의 Ky 의 평균값의 차의 절대값, 400 ㎚ ∼ 460 ㎚ 에 있어서의 Kz 의 평균값과 550 ㎚ ∼ 600 ㎚ 에 있어서의 Kz 의 평균값의 차의 절대값, 550 ㎚ ∼ 600 ㎚ 에 있어서의 Ky 의 평균값과 600 ㎚ ∼ 670 ㎚ 에 있어서의 Ky 의 평균값의 차의 절대값, 및 550 ㎚ ∼ 600 ㎚ 에 있어서의 Kz 의 평균값과 600 ㎚ ∼ 670 ㎚ 에 있어서의 Kz 의 평균값의 차의 절대값을 산출하였다.
하기 표 1 에는, 실시예 A1 ∼ A7 그리고 비교예 A1 및 A2 에서 얻어진 측정 시료의, 초기의 시감도 보정 단체 투과율 (Ys-s), 초기의 시감도 보정 직교 투과율 (Yc-s), 및 초기의 편광도 (ρ-s) 와, 내구성 시험으로서, 상대습도 93 ％ 및 65 ℃ 조건하에서 1000 시간 경과한 후의, 시감도 보정 단체 투과율 (Ys-e), 시감도 보정 직교 투과율 (Yc-e), 및 편광도 (ρ-e) 를 나타낸다. 또한 표 1 에는, 초기부터 내구성 시험 후의 단체 투과율과 편광도의 각각의 변화량을 나타낸다.
Figure pct00022
표 1 에 나타내는 바와 같이, 실시예 A1 ∼ A7 은, 비교예 A1 및 A2 와 비교하여, 동일한 정도의 투과율과 높은 편광도를 가지고 있는 것을 알 수 있다. 그러나, 상대습도 93 ％ 및 65 ℃ 조건하에서 1000 시간 경과한 후에 있어서, 종래의 요오드계 편광판에 비해 매우 높은 내구성을 가지고 있는 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 편광 소자를 사용하여 얻어지는 편광판은, 요오드계 편광판과 동일한 정도의 투과율과 높은 편광도 및 콘트라스트를 실현하면서도, 높은 온도 및 습도를 적용한 환경하에서도 높은 내구성을 유지하고 있는 것을 알 수 있다. 본 결과로부터, 본 발명의 편광 소자 또는 편광판을 사용한 액정 표시 장치는, 고휘도, 고콘트라스트에 더하여, 신뢰성이 높고, 장기적으로 고콘트라스트를 유지할 수 있는 액정 표시 장치가 되는 것을 알 수 있다.
하기 표 2 에는, 실시예 B1 ∼ B10 그리고 비교예 B1 ∼ B4 에서 얻어진 측정 시료의 Ys, Yp, 및 Yc, ρy, CR, a*-s, b*-s, a*-p, b*-p, a*-c, 및 b*-c, 410 ∼ 750 ㎚ 의 평균 투과율, 그리고 평행위의 색과 직교위의 색의 육안 평가 결과를 나타낸다.
Figure pct00023
표 2 에 나타내는 바와 같이, 실시예 B1 ∼ B10 에서는, 시감도 보정 단체 투과율 Ys 가 35 ∼ 45 ％ 인 경우를 나타내고 있지만, a*-s 및 b*-s 의 절대값이 1 이하이고, a*-p 및 b*-p 의 절대값이 2 이하임으로써, 편광판은 평행위에 있어서 무채색의 백색을 나타내는 것을 알 수 있다.
또한, 본 발명의 편광판은 거의 동등한 평균 투과율을 갖는 비교예와 비교하여 양호한 콘트라스트 (CR) 를 나타내는 것을 알 수 있다.
또한 편광도가 99 ％ 이상을 가짐으로써, 직교위에 있어서 무채색의 흑색을 나타내는 것을 알 수 있다.
또, 편광 소자에, 폴리비닐알코올계 접착제를 사용하여, 투명 보호층으로서, 알칼리 처리한 트리아세틸셀룰로오스 필름 (후지 사진 필름사 제조 ZRD-60) 을 라미네이트한 편광판에 있어서도, 편광 소자의 광학 특성을 유지하고 있는 것을 알 수 있었다. 즉, 본 발명의 편광 소자를 사용하여 얻어지는 편광판은, 본 발명의 편광 소자와 동일한 성능을 갖는다.
또, 표 2 에 나타내는 바와 같이, 실시예 B1 ∼ B10 에서는, 410 ㎚ ∼ 750 ㎚ 의 평균 투과율은 40.5 ％ 를 초과하고 있고, 일본 특허 제3357803호의 실시예 1 및 2 에 기재되어 있는 31 ∼ 32 ％ 의 편광판보다 높은 투과율을 가지고 있는 것을 알 수 있었다. 또, 평균 투과율이 40 ％ 를 초과하면, L 값도 70 을 초과하므로, 양호한 편광 소자이다.
이에 대해, 비교예 B1 에서는, 유리산으로서 식 (1) 및 식 (6) 으로 나타내는 아조 화합물 또는 그들의 염을 함유하고 있지 않기 때문에, a*-p 및 b*-p 의 절대값이 2 를 초과하고 있고, 평행위에서 황녹색으로 나타나는 것을 알 수 있었다. 또, 비교예 B2 ∼ B4 에서는 염료계 편광판임에도 불구하고 b*-p 의 절대값이 2 를 크게 초과하고 있고, 평행위에서 황색 또는 황녹색으로 나타나는 것을 알 수 있었다. 이런 점에서 염료계 편광판이어도, 특정한 구조를 갖는 편광판이 아니면 본원의 편광판의 효과는 발휘할 수 없는 것을 나타내고 있다.
이러한 점에서, 본원의 편광판은, 평행위에서 무채색의 백색, 직교위에서 무채색의 흑색을 나타내고, 지금까지의 무채색 편광판보다 성능이 향상되어 있는 것을 알 수 있다.
하기 표 3 에는, 실시예 B1 ∼ B10 그리고 비교예 B1 ∼ B4 에서 얻어진 측정 시료의 400 ㎚ ∼ 460 ㎚ 에 있어서의 Ky 의 평균값 및 Kz 의 평균값, 550 ㎚ ∼ 600 ㎚ 에 있어서의 Ky 의 평균값 및 Kz 의 평균값, 그리고 600 ㎚ ∼ 670 ㎚ 에 있어서의 Ky 의 평균값 및 Kz 의 평균값을 나타낸다.
또한 표 3 에는, 400 ㎚ ∼ 460 ㎚ 에 있어서의 Ky 의 평균값과 550 ㎚ ∼ 600 ㎚ 에 있어서의 Ky 의 평균값의 차의 절대값, 400 ㎚ ∼ 460 ㎚ 에 있어서의 Kz 의 평균값과 550 ㎚ ∼ 600 ㎚ 에 있어서의 Kz 의 평균값의 차의 절대값, 550 ㎚ ∼ 600 ㎚ 에 있어서의 Ky 의 평균값과 600 ㎚ ∼ 670 ㎚ 에 있어서의 Ky 의 평균값의 차의 절대값, 및 550 ㎚ ∼ 600 ㎚ 에 있어서의 Kz 의 평균값과 600 ㎚ ∼ 670 ㎚ 에 있어서의 Kz 의 평균값의 차의 절대값을 나타낸다.
Figure pct00024
표 3 에 나타내는 바와 같이, 실시예 B1 ∼ B10 에서는, 550 ㎚ ∼ 600 ㎚ 에 있어서의 Ky 의 평균값과 400 ㎚ ∼ 460 ㎚ 에 있어서의 Ky 의 평균값의 차가 5 ％ 이하이고, 또한 600 ㎚ ∼ 670 ㎚ 에 있어서의 Ky 의 평균값과 550 ㎚ ∼ 600 ㎚ 에 있어서의 Ky 의 평균값의 차가 3 ％ 이하이고, 550 ㎚ ∼ 600 ㎚ 에 있어서의 Kz 의 평균값과 400 ㎚ ∼ 460 ㎚ 에 있어서의 Kz 의 평균값의 차가 2 ％ 이하이고, 또한 600 ㎚ ∼ 670 ㎚ 에 있어서의 Kz 의 평균값과 550 ㎚ ∼ 600 ㎚ 에 있어서의 Kz 의 평균값의 차가 1 ％ 이하이다.
이러한 점에서, 본원의 편광판은, 높은 투과율을 가지면서도, 평행위에서 무채색의 백색을 표현할 수 있고, 또한 직교위에서 무채색의 흑색을 표현할 수 있다. 또, 본 발명의 편광 소자 또는 편광판을 사용한 액정 표시 장치는, 고휘도, 고콘트라스트뿐만 아니라, 신뢰성이 높고, 장기적으로 고콘트라스트이고, 또한 높은 색재현성을 갖는 액정 표시 장치가 된다.
산업상 이용가능성
특정한 아조 화합물을 기재에 함유시킨 요오드계 편광판을 제조함으로써, 높은 편광도 및 높은 투과율을 가지면서도, 높은 내구성을 나타내는 편광 소자가 얻어지는 것을 알아내었다.
일 양태에 있어서, 특정한 2 종류의 아조 화합물을 조합하여 기재에 함유시킨 요오드계 편광판을 제조함으로써, 높은 투과율을 가지면서도, 평행위에서 무채색의 백색을 표현할 수 있고, 또한 직교위에서 무채색의 흑색을 표현할 수 있는 것을 알아내었다.
본 편광 소자를 사용함으로써 실용성이 우수한 액정 표시 장치를 얻는 것이 가능해져 매우 유용하다.

Claims (13)

  1. 요오드 및 하기 식 (1) 로 나타내는 아조 화합물 또는 그 염을 함유하는 기재로 이루어지는 편광 소자 :
    Figure pct00025

    (식 중, Ag1 은 치환기를 갖는 페닐기 또는 치환기를 갖는 나프틸기를 나타내고, Bg 및 Cg 는, 각각 독립적으로, 하기 식 (2) 또는 식 (3) 으로 나타내고, 적어도 어느 일방이 식 (2) 를 나타내고, Xg1 은, 치환기를 가져도 되는 아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아미노기, 또는 치환기를 가져도 되는 벤조일아미노기를 나타낸다)
    Figure pct00026

    (식 중, Rg1 은 수소 원자, 저급 알킬기, 저급 알콕시기, 또는 술포기를 갖는 저급 알콕시기를 나타내고, k 는 0 ∼ 2 의 정수를 나타낸다)
    Figure pct00027

    (식 중, Rg2 및 Rg3 은 각각 독립적으로 수소 원자, 저급 알킬기, 저급 알콕시기, 또는 술포기를 갖는 저급 알콕시기를 나타낸다).
  2. 제 1 항에 있어서,
    식 (1) 로 나타내는 아조 화합물이 하기 식 (4) 로 나타내는 편광 소자 :
    Figure pct00028

    (식 중, Ag1, Bg, Cg, 및 Xg1 은 청구항 1 에서 정의한 바와 같다).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    식 (1) 에 있어서의 Xg1 이, 아미노기, 페닐아미노기, 및 벤조일아미노기로 이루어지는 군에서 선택되는 기인 편광 소자.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    식 (1) 로 나타내는 아조 화합물이, 하기 식 (5) 로 나타내는 편광 소자.
    Figure pct00029

    (식 중, Ag1 은 치환기를 갖는 페닐기 또는 치환기를 갖는 나프틸기를 나타내고, Rg4 및 Rg5 는 각각 독립적으로 수소 원자, 저급 알킬기, 저급 알콕시기, 또는 술포기를 갖는 저급 알콕시기를 나타내고, Xg1 은 치환기를 가져도 되는 아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아조기, 또는 치환기를 가져도 되는 벤조일아미노기를 나타내고, k1 및 k2 는 각각 독립적으로 0 ∼ 2 의 정수를 나타낸다)
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    추가로, 하기 식 (6) 으로 나타내는 아조 화합물 또는 그 염을 함유하는 편광 소자 :
    Figure pct00030

    (식 중, Ar1 은 치환기를 가져도 되는 페닐기 또는 치환기를 가져도 되는 나프틸기를 나타내고, Rr1 및 Rr2 는 각각 독립적으로, 수소 원자, 저급 알킬기, 저급 알콕시기, 또는 술포기를 갖는 저급 알콕시기를 나타내고, Xr1 은 치환기를 가져도 되는 아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아조기, 치환기를 가져도 되는 벤조일기, 또는 치환기를 가져도 되는 벤조일아미노기를 나타낸다).
  6. 제 5 항에 있어서,
    L*a*b* 표색계에 있어서의 a* 값 및 b* 값의 절대값이,
    상기 기재를 단체로 측정했을 때, 모두 1 이하이고,
    상기 기재 2 장을 흡수축 방향이 서로 평행이 되도록 겹쳐 측정했을 때, 모두 2 이하인 것을 특징으로 하는 편광 소자.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 기재 2 장을 흡수축 방향이 서로 직교하도록 겹쳐 측정했을 때, L*a*b* 표색계에 있어서의 a* 값의 절대값이 4 이하, b* 값의 절대값이 8 이하인 것을 특징으로 하는 편광 소자.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    편광 소자의 흡수축 방향에 대해 광의 진동 방향이 직교하도록 절대 편광광을 조사하여 측정한 각 파장의 투과율 Ky 에 있어서,
    550 ㎚ ∼ 600 ㎚ 에 있어서의 투과율의 평균값과 400 ㎚ ∼ 460 ㎚ 에 있어서의 투과율의 평균값의 차가 5 ％ 이하이고, 또한 600 ㎚ ∼ 670 ㎚ 에 있어서의 투과율의 평균값과 550 ㎚ ∼ 600 ㎚ 에 있어서의 투과율의 평균값의 차가 3 ％ 이하인 것을 특징으로 하는 편광 소자.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    편광 소자의 흡수축 방향에 대해 광의 진동 방향이 평행이 되도록 절대 편광광을 조사하여 측정한 각 파장의 투과율 Kz 에 있어서
    550 ㎚ ∼ 600 ㎚ 에 있어서의 투과율의 평균값과 400 ㎚ ∼ 460 ㎚ 에 있어서의 투과율의 평균값의 차가 2 ％ 이하이고, 또한 600 ㎚ ∼ 670 ㎚ 에 있어서의 투과율의 평균값과 550 ㎚ ∼ 600 ㎚ 에 있어서의 투과율의 평균값의 차가 1 ％ 이하인 것을 특징으로 하는, 편광 소자.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    시감도 보정 단체 투과율이 35 ∼ 45 ％ 인, 편광 소자.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    기재가 폴리비닐알코올계 수지 필름인 편광 소자.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 편광 소자와, 그 편광 소자의 적어도 일방의 면에 형성한 투명 보호층을 구비하는 편광판.
  13. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 편광 소자 또는 제 12 항에 기재된 편광판을 갖는 액정 표시 장치.
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