KR20210057027A

KR20210057027A - 편광 소자 그리고 그것을 사용한 편광판 및 광학 부재 등

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Publication number: KR20210057027A
Application number: KR1020217006584A
Authority: KR
Inventors: 노리아키 모치즈키; 유 핫토리; 미츠노리 나카무라; 다카히로 히게타
Original assignee: 닛뽄 가야쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2018-09-05
Filing date: 2019-09-04
Publication date: 2021-05-20
Also published as: JPWO2020050333A1; WO2020050333A1; TWI822850B; CN112534316A; TW202014392A; JP7448477B2

Abstract

식 (1) 로 나타내는 아조 화합물 또는 그 염과, 식 (2) 로 나타내는 아조 화합물 또는 그 염과, 기재를 포함하는 편광 소자 :

(식 (1) 중, Ar₁ 은 치환기를 갖는 페닐기 또는 치환기를 갖는 나프틸기를 나타내고, Rr₁ ∼ Rr₄ 는 각각 독립적으로, 수소 원자, C1 ∼ 4 알킬기, C1 ∼ 4 알콕실기 또는 술포기를 갖는 C1 ∼ 4 알콕실기를 나타내고, Xr₁ 은 치환기를 가져도 되는 아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아조기, 치환기를 가져도 되는 벤조일기, 치환기를 가져도 되는 벤조일아미노기 또는 치환기를 가져도 되는 나프토트리아졸기를 나타내고, m 은 0 또는 1 을 나타낸다) ;

(식 (2) 중, Ab₁ 은 치환기를 갖는 페닐기 또는 치환기를 갖는 나프틸기를 나타내고, Rb₁ ∼ Rb₅ 는 각각 독립적으로, 수소 원자, C1 ∼ 4 알킬기, C1 ∼ 4 알콕실기 또는 술포기를 갖는 C1 ∼ 4 의 알콕실기를 나타내고, Xb₁ 은 치환기를 가져도 되는 아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아조기, 치환기를 가져도 되는 벤조일기, 치환기를 가져도 되는 벤조일아미노기 또는 치환기를 가져도 되는 나프토트리아졸기를 나타낸다).

Description

편광 소자 그리고 그것을 사용한 편광판 및 광학 부재 등

본 발명은, 염료계의 편광 소자 그리고 그것을 사용한 편광판 및 광학 부재 등에 관한 것이다.

편광 소자는, 일반적으로, 이색성 (二色性) 색소인 요오드 또는 이색성 염료를 폴리비닐알코올 수지 등의 기재 필름에 흡착 배향시킴으로써 제조되고 있다. 이 편광 소자의 적어도 편면에 접착제층을 개재하여 트리아세틸셀룰로오스 등으로 이루어지는 보호 필름을 첩합 (貼合) 하여 편광판이 제조된다. 편광판은, 액정 표시 장치 등에 사용된다. 이색성 색소로서 요오드를 사용한 편광판은, 요오드계 편광판으로 불리는 한편, 이색성 색소로서 이색성 염료를 사용한 편광판은, 염료계 편광판으로 불린다. 이것들 중, 염료계 편광판은, 고내열성, 고습열 내구성, 고안정성을 갖고, 또, 이색성 색소의 배합에 의한 색 선택성이 높다는 특징이 있다.

또, 특허문헌 1 ∼ 4, 비특허문헌 1 및 2 에는, 아조 화합물을 함유하는 염료계 편광 소자가 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 평11-218611호 일본 공개특허공보 2001-033627호 일본 공개특허공보 2004-251962호 일본 공개특허공보 2004-075719호 일본 공개특허공보 평08-291259호 일본 공개특허공보 2002-275381호

호소다 유타카 저, 「염료 화학」, 기호도 출판 주식회사, 1957년, 621 - 626 페이지 이리에 마사히로 감수, 「기능성 색소의 응용」(제 1 쇄 발행판), 주식회사 CMC 출판, 2002년 6월, p.98 - 104

본 발명의 목적은, 종래와 동등하거나 또는 그보다 우수한 광학 특성 (편광 성능, 콘트라스트 등) 을 갖는 편광 소자, 편광판, 및 광학 부재 등 (이후, 「편광 소자 등」이라고도 한다) 을 제공하는 것에 있다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 실시한 결과, 특정한 구조를 갖는 2 종류의 아조 화합물을 조합함으로써, 편광 소자의 광학 특성을 향상시킬 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은, 이하 발명 1 ∼ 7 에 관한 것이지만, 그것들로 한정되지 않는다.

[발명 1]

[화학식 1]

[화학식 2]

[발명 2]

식 (2) 로 나타내는 아조 화합물이, 식 (3)

[화학식 3]

(식 (3) 중, Ab₁, Rb₁ ∼ Rb₅ 및 Xb₁ 은, 상기 식 (2) 에 기재된 것과 동일하다)

으로 나타내는 아조 화합물인, 발명 1 에 기재된 편광 소자.

[발명 3]

Rb₅ 가 메톡시기인, 발명 1 또는 2 에 기재된 편광 소자.

[발명 4]

식 (4)

[화학식 4]

(식 (4) 중, Ay₁ 은 술포기, 카르복실기, 하이드록실기, C1 ∼ 4 알킬기 또는 C1 ∼ 4 알콕실기를 나타내고, Ry₁ ∼ Ry₄ 는 각각 독립적으로, 수소 원자, C1 ∼ 4 알킬기 또는 C1 ∼ 4 알콕실기를 나타내고, p 는 1, 2, 또는 3 을 나타낸다)

로 나타내는 아조 화합물을 추가로 함유하는 발명 1 ∼ 3 중 어느 한 항에 기재된 편광 소자.

[발명 5]

상기 기재가 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 필름인, 발명 1 ∼ 4 중 어느 한 항에 기재된 편광 소자.

[발명 6]

발명 1 ∼ 5 중 어느 한 항에 기재된 편광 소자와, 그 편광 소자의 편면 또는 양면에 형성된 투명 보호층을 구비하는 편광판.

[발명 7]

발명 1 ∼ 5 중 어느 한 항에 기재된 편광 소자 또는 발명 6 에 기재된 편광판을 구비하는 광학 부재, 기기, 또는 장치.

본 발명에 의하면, 광학 특성이 우수한 편광 소자 등을 제공할 수 있다. 일 양태에 있어서, 본 발명의 편광 소자 등은 내구성 (내습성, 내열성 등) 이 우수하다. 일 양태에 있어서, 본 발명의 편광 소자 등은, 편광 성능, 콘트라스트가 양호하고, 최근의 고정세 디스플레이의 요망에 대응할 수 있다. 일 양태에 있어서, 본 발명의 편광 소자 등은, 터치 패널이나 유기 EL 디스플레이 등에서 최근 요망되는, 높은 투과율 그리고 고온 및/또는 고습 환경하에서의 적은 편광도 변화를 갖는다.

본원 명세서에 있어서는, 아조 화합물의 프리체, 아조 화합물의 염, 프리체 (유리산 또는 유리염기) 와 염의 혼합물 등을 포함하여 「아조 화합물」이라고 기재하는 경우가 있다. 또, 본원 명세서에 있어서, 「치환기」에는, 편의상, 수소 원자가 포함된다.

＜편광 소자＞

본 발명의 편광 소자는, 기재와, 상기 식 (1) 로 나타내는 아조 화합물과, 상기 식 (2) 로 나타내는 아조 화합물을 함유하고 있다. 상기 식 (1) 로 나타내는 아조 화합물이, 상기 식 (3) 으로 나타내는 아조 화합물인 경우, 보다 높은 편광도를 갖는 편광 소자를 실현할 수 있다. 본 발명의 편광 소자는, 상기 식 (1) 및 식 (2) 로 각각 나타내는 아조 화합물에 더하여, 상기 식 (4) 로 나타내는 아조 화합물을 함유하는 것이 더욱 바람직하다. 이로써, 더욱 높은 편광도를 갖는 편광 소자를 실현할 수 있다. 즉, 상기 식 (1), 식 (2) 및 식 (4) 로 각각 나타내는 아조 화합물을 상기 기재에 함유하고 있는 것이 특히 바람직하다. 본 발명에 사용하는 아조 화합물이, 하이드록실기, 카르복실기, 술포기 등의 관능기를 갖는 경우, 유리산으로서 사용해도 되고, 염으로서 사용해도 되고, 혹은 유리산과 염의 혼합물로서 사용해도 된다.

상기 아조 화합물의 염으로는, 예를 들어, 리튬염, 나트륨염, 칼륨염 등의 알칼리 금속염 ; 칼슘염 등의 알칼리 토금속염 ; 암모늄염 ; 알킬아민염, 알칸올아민염 등의 유기염 등을 들 수 있고, 리튬염, 나트륨염, 칼륨염, 또는 암모늄염인 것이 바람직하고, 리튬염 또는 나트륨염인 것이 보다 바람직하며, 나트륨염인 것이 더욱 바람직하다.

상기 아조 화합물은, 일반적으로는, 당해 기술 분야에 있어서 공지된 아조 화합물의 합성 수단 (예를 들어, 비특허문헌 1 의 626 페이지) 에 따라, 공지된 디아조화, 커플링을 실시함으로써 합성할 수 있다. 아조 화합물을 용액에 용해시키고, 염색 공정에서 기재에 함침시켜 편광 소자를 제작할 수 있다.

상기 식 (1) 로 나타내는 아조 화합물에 대해 설명한다.

상기 식 (1) 중, Ar₁ 은 치환기를 갖는 페닐기 또는 치환기를 갖는 나프틸기를 나타낸다.

Ar₁ 이 치환기를 갖는 페닐기인 경우, 치환기로서 술포기, 카르복실기, C1 ∼ 4 알킬기, C1 ∼ 4 알콕시기, 술포기를 갖는 C1 ∼ 4 알콕시기, 니트로기, 벤조일기, 아미노기, 아세틸아미노기 및 C1 ∼ 4 알킬아미노기 치환 아미노기의 적어도 1 개를 갖는 것이 바람직하고, 술포기 또는 카르복실기를 적어도 1 개 갖는 것이 보다 바람직하다. 그 페닐기가 치환기를 2 개 이상 갖는 경우에는, 치환기의 적어도 1 개가 술포기 또는 카르복실기이고, 그 밖의 치환기로는, 술포기, 카르복실기, C1 ∼ 4 알킬기, C1 ∼ 4 알콕실기, 술포기를 갖는 C1 ∼ 4 알콕실기, 니트로기, 벤조일기, 아미노기, 아세틸아미노기 및 C1 ∼ 4 알킬아미노기 치환 아미노기가 바람직하고, 보다 바람직하게는 술포기, 메틸기, 에틸기, 메톡시기, 에톡시기, 카르복실기, 니트로기, 벤조일기 및 아미노기이고, 특히 바람직하게는 술포기, 메틸기, 메톡시기, 에톡시기, 벤조일기, 카르복실기이다. 상기 술포기를 갖는 C1 ∼ 4 알콕실기로는, 직사슬 알콕실기가 바람직하고, 술포기의 치환 위치는 알콕실기 말단이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3-술포프로폭시기 및 4-술포부톡시기이고, 특히 바람직하게는 3-술포프로폭시기이다. 상기 치환기를 갖는 페닐기가 갖는 술포기의 수는 1 또는 2 가 바람직하고, 치환 위치에 대해서는 특별히 한정은 없지만, 식 (1) 에 있어서의 CONH 부위와의 결합 위치를 1 위치로 한 경우, 4 위치만, 2 위치와 4 위치의 조합, 및 3 위치와 5 위치의 조합이 바람직하다.

상기 식 (1) 중, Ar₁ 이 치환기를 갖는 나프틸기인 경우, 나프틸기는 그 1 위치에서 CONH 부위와 결합해도 되고, 2 위치에서 결합해도 된다. 바람직하게는, 나프틸기는 그 2 위치에서 CONH 부위와 결합한다. 나프틸기는 치환기로서 술포기, 하이드록실기, 카르복실기, 및 술포기를 갖는 C1 ∼ 4 알콕시기의 적어도 1 개를 갖는 것이 바람직하고, 술포기 또는 카르복시기를 적어도 1 개 갖는 것이 보다 바람직하다. 치환기를 2 개 이상 갖는 경우, 바람직하게는 치환기의 적어도 1 개가 술포기이고 그 밖의 치환기가 술포기, 하이드록실기, 카르복실기, 및 술포기를 갖는 C1 ∼ 4 알콕실기에서 선택된다. 술포기를 갖는 C1 ∼ 4 알콕실기로는, 직사슬 알콕실기가 바람직하고, 술포기의 치환 위치는 알콕실기 말단이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3-술포프로폭시기 및 4-술포부톡시기이고, 특히 바람직하게는 3-술포프로폭시기이다. 상기 치환기를 갖는 나프틸기가 치환기로서 갖는 술포기의 수가 2 인 경우, 그 나프틸기 상의 술포기의 위치는, CONH 부위와의 결합 위치를 2 위치로 한 경우, 4, 8 위치의 조합, 및 6, 8 위치의 조합이 바람직하고, 6, 8 위치의 조합이 보다 바람직하다. 나프틸기가 갖는 술포기의 수가 3 인 경우, 식 (1) 에 있어서의 CONH 부위와의 결합 위치를 2 위치로 한 경우, 술포기의 치환 위치로서 바람직하게는 3 위치, 6 위치, 8 위치의 조합이 특히 바람직하다.

상기 식 (1) 중, Rr₁ ∼ Rr₄ 는 각각 독립적으로, 수소 원자, C1 ∼ 4 알킬기, C1 ∼ 4 알콕실기, 또는 술포기를 갖는 C1 ∼ 4 알콕실기를 나타낸다. Rr₁ ∼ Rr₄ 는 각각 독립적으로, 바람직하게는 수소 원자, C1 ∼ 4 알킬기, 또는 C1 ∼ 4 알콕실기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 메틸기, 또는 메톡시기이다. 상기 술포기를 갖는 C1 ∼ 4 알콕실기로는, 직사슬 알콕실기가 바람직하고, 술포기의 치환 위치는 알콕실기 말단이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3-술포프로폭시기 및 4-술포부톡시기이고, 특히 바람직하게는 3-술포프로폭시기이다.

상기 식 (1) 중, m 은 0 또는 1 을 나타낸다. m 이 0 인 경우에는, 파장 의존성이 적은 편광판, 즉 뉴트럴 그레이색을 갖는 편광 소자 또는 편광판의 제작이 용이해지고, m 이 1 인 경우에는, 높은 편광도를 나타내기 때문에, 각각 바람직한 형태의 하나이다.

상기 식 (1) 중, Xr₁ 은, 치환기를 가져도 되는 아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아조기, 치환기를 가져도 되는 벤조일기, 치환기를 가져도 되는 벤조일아미노기 또는 치환기를 가져도 되는 나프토트리아졸기를 나타내고, 바람직하게는 치환기를 가져도 되는 페닐아미노기이다.

Xr₁ 이 치환기를 가져도 되는 나프토트리아졸기인 경우, 나프토트리아졸은 1,2-나프토트리아졸 또는 2,3-나프토트리아졸이고, 바람직하게는 2,3-나프토트리아졸이다. Xr₁ 과 나프틸기의 결합 위치는 특별히 한정되지 않지만, 트리아졸 고리부의 2 위치 (중앙의 질소 원자) 가 바람직하다.

상기 치환기를 가져도 되는 아미노기는, 바람직하게는 수소 원자, 하이드록시기, 카르복시기, 술포기를 가져도 되는 C1 ∼ 4 알킬기, 및 술포기를 가져도 되는 C1 ∼ 4 알콕실기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 개 또는 2 개의 치환기를 가져도 되는 아미노기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 메틸기, 에틸기, 메톡시기, 에톡시기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 개 또는 2 개의 치환기를 가져도 되는 아미노기이다. 상기 치환기를 가져도 되는 페닐아미노기는, 바람직하게는 수소 원자, C1 ∼ 4 알킬기, C1 ∼ 4 알콕실기, 술포기, 아미노기, 하이드록실기 및 C1 ∼ 4 알킬아미노기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 개 또는 2 개의 치환기를 가져도 되는 페닐아미노기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 메틸기, 메톡시기, 술포기, 및 아미노기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 개 또는 2 개의 치환기를 가져도 되는 페닐아미노기이다. 상기 치환기를 가져도 되는 페닐아조기는, 바람직하게는 수소 원자, 하이드록시기, C1 ∼ 4 알킬기, C1 ∼ 4 알콕시기, 아미노기 및 카르복시에틸아미노기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 ∼ 3 개를 갖는 페닐아조기이다. 상기 치환기를 가져도 되는 벤조일기는, 바람직하게는 수소 원자, 하이드록실기, 술포기, 아미노기, 및 카르복시에틸아미노기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 개를 갖는 벤조일기다. 상기 치환기를 가져도 되는 벤조일아미노기는, 바람직하게는 수소 원자, 하이드록실기, 아미노기, 및 카르복시에틸아미노기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 개를 갖는 벤조일아미노기이다. 치환기를 가져도 되는 나프토트리아졸기는, 바람직하게는 수소 원자, 하이드록시기, 카르복시기, C1 ∼ 4 알킬기, C1 ∼ 4 알콕시기, 술포기, 아미노기, 및 카르복시에틸아미노기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 ∼ 3 개를 갖는 나프토트리아졸기이고, 보다 바람직하게는 술포기를 1 ∼ 3 개 갖는 나프토트리아졸기이다. Xr₁ 은, 바람직하게는 치환기를 가져도 되는 벤조일아미노기 또는 치환기를 가져도 되는 페닐아미노기이고, 보다 바람직하게는 치환기를 가져도 되는 페닐아미노기이다. 치환기를 가져도 되는 페닐아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아조기, 치환기를 가져도 되는 벤조일기, 또는 치환기를 가져도 되는 벤조일아미노기에 있어서의 치환기의 위치는 특별히 한정되지 않지만, 치환기가 1 개인 경우에는, 상기 식 (1) 에 있어서의 나프탈렌 고리에 결합하는 아미노기, 아조기, 카르보닐기, 또는 아미드기의 결합 위치에 대해 p 위치에 치환되는 것이 특히 바람직하다. 치환기를 가져도 되는 나프토트리아졸기에 있어서의 치환 위치는 특별히 한정되지 않지만, 치환기가 1 개인 경우에는, 트리아졸 고리와의 축환 위치가 「1 위치 및 2 위치」 또는 「2 위치 및 3 위치」로 번호 부여되는 경우에 있어서의 나프탈렌 고리부의 4 위치 또는 6 위치가 바람직하고, 치환기가 2 개인 경우에는, 5 위치와 7 위치의 조합, 또는, 6 위치와 8 위치의 조합이 바람직하다 (하기 도면 참조).

[화학식 5]

상기 식 (1) 로 나타내는 아조 화합물을 얻는 방법으로는, 특허문헌 5 나 특허문헌 6 등에 기재되어 있는 방법을 들 수 있지만, 이것들로 한정되는 것은 아니다.

상기 식 (1) 로 나타내는 아조 화합물의 추가적인 구체예를 이하에 나타낸다.

[화학식 1a]

[화학식 1b]

[화학식 1c]

[화학식 1d]

상기 식 (2) 로 나타내는 아조 화합물에 대해 설명한다.

상기 식 (2) 에 있어서, Ab₁ 은 치환기를 갖는 페닐기 또는 치환기를 갖는 나프틸기를 나타낸다.

Ab₁ 이 치환기를 갖는 페닐기인 경우, 그 페닐기가 치환기로서 술포기, 카르복실기, C1 ∼ 4 알킬기, C1 ∼ 4 알콕시기, 술포기를 갖는 C1 ∼ 4 알콕시기, 니트로기, 벤조일기, 아미노기, 아세틸아미노기 및 C1 ∼ 4 알킬아미노기 치환 아미노기의 적어도 1 개를 갖는 것이 바람직하고, 술포기 또는 카르복실기를 적어도 1 개 갖는 것이 보다 바람직하다. 그 페닐기가 치환기를 2 개 이상 갖는 경우, 그들 치환기의 적어도 1 개가 술포기 또는 카르복실기이고, 다른 치환기가 술포기, 카르복실기, C1 ∼ 4 알킬기, C1 ∼ 4 알콕실기, 술포기를 갖는 C1 ∼ 4 알콕실기, 니트로기, 하이드록실기, 아미노기 또는 치환 아미노기 (특히, 아세틸아미노기 또는 C1 ∼ 4 알킬아미노기) 인 것이 바람직하고, 술포기, 카르복실기, 메틸기, 에틸기, 메톡시기, 에톡시기, 니트로기, 하이드록실기 또는 아미노기인 것이 보다 바람직하며, 술포기, 카르복실기, 메틸기, 에틸기, 메톡시기, 에톡시기, 니트로기 또는 아미노기인 것이 더욱 바람직하고, 술포기, 카르복실기, 메틸기, 메톡시기 또는 에톡시기인 것이 특히 바람직하다. 또, 다른 치환기는, 술포기, C1 ∼ 4 알킬기 또는 C1 ∼ 4 알콕실기인 것도 바람직하다. 또, 술포기를 갖는 C1 ∼ 4 알콕실기로는, 직사슬 알콕실기가 바람직하고, 술포기의 치환 위치는, 알콕실기 말단인 것이 바람직하다. 술포기를 갖는 C1 ∼ 4 알콕실기로는, 3-술포프로폭시기 또는 4-술포부톡시기가 보다 바람직하고, 3-술포프로폭시기가 특히 바람직하다. 상기 치환기를 갖는 페닐기 상의 치환기수는, 1 또는 2 인 것이 바람직하고, 2 인 것이 보다 바람직하다. 그 페닐기 상의 치환기의 위치는, 특별히 한정되지 않지만, 상기 식 (2) 에 있어서의 아조 결합 위치에 대해 4 위치만이거나, 2 위치와 4 위치의 조합 또는 3 위치와 5 위치의 조합인 것이 바람직하고, 2 위치와 4 위치의 조합인 것이 특히 바람직하다.

상기 식 (2) 에 있어서, Ab₁ 이 치환기를 갖는 나프틸기인 경우, 그 나프틸기가 치환기로서 술포기를 적어도 1 개 갖는 것이 바람직하고, 그 나프틸기가 치환기를 2 개 이상 갖는 경우, 그들 치환기의 적어도 1 개가 술포기이고, 다른 치환기가, 술포기, 하이드록실기, 카르복실기 또는 술포기를 갖는 C1 ∼ 4 알콕실기인 것이 바람직하다. 또, 술포기를 갖는 C1 ∼ 4 알콕실기로는, 직사슬 알콕실기가 바람직하고, 술포기의 치환 위치는, 알콕실기 말단인 것이 바람직하다. 상기 술포기를 갖는 C1 ∼ 4 알콕실기로는, 3-술포프로폭시기 또는 4-술포부톡시기가 보다 바람직하고, 3-술포프로폭시기가 특히 바람직하다. 상기 치환기를 갖는 나프틸기 상의 술포기의 치환수가 2 인 경우, 술포기의 치환 위치는, 상기 식 (2) 에 있어서의 아조 결합 위치를 2 위치로 한 경우, 4 위치와 8 위치의 조합 또는 6 위치와 8 위치의 조합인 것이 바람직하고, 6 위치와 8 위치의 조합인 것이 특히 바람직하다. 나프틸기 상의 술포기수가 3 인 경우, 술포기의 치환 위치는, 1 위치와 3 위치와 6 위치의 조합인 것이 특히 바람직하다.

상기 식 (2) 에 있어서, Xb₁ 은, 치환기를 가져도 되는 아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아조기, 치환기를 가져도 되는 벤조일기, 치환기를 가져도 되는 벤조일아미노기 또는 치환기를 가져도 되는 나프토트리아졸기를 나타내고, 치환기를 가져도 되는 벤조일아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아조기, 또는 치환기를 가져도 되는 나프토트리아졸기인 것이 바람직하고, 치환기를 가져도 되는 벤조일아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아미노기, 또는 치환기를 가져도 되는 페닐아조기인 것이 보다 바람직하며, 치환기를 가져도 되는 페닐아미노기인 것이 특히 바람직하다.

상기 아미노기는 1 ∼ 2 개의 치환기를 갖는 것이 바람직하다. 치환기로는, 수소 원자, 메틸기, 메톡시기, 술포기, 아미노기, 또는 C1 ∼ 4 알킬아미노기가 바람직하다.

상기 페닐아미노기는 1 ∼ 2 개의 치환기를 갖는 것이 바람직하다. 치환기로는, 수소 원자, C1 ∼ 4 알킬기, C1 ∼ 4 알콕실기, 하이드록실기, 카르복실기, 술포기, 아미노기, 또는 치환 아미노기가 바람직하고, 수소 원자, 메틸기, 메톡시기, 술포기, 아미노기, 또는 치환 아미노기가 보다 바람직하며, 수소 원자, 메틸기, 메톡시기, 술포기, 아미노기, 또는 C1 ∼ 4 알킬아미노기가 더욱 바람직하고, 수소 원자, 메톡시기, 또는 아미노기가 특히 바람직하다.

상기 페닐아조기는 1 ∼ 3 개의 치환기를 갖는 것이 바람직하다. 치환기로는, 수소 원자, C1 ∼ 4 알킬기, C1 ∼ 4 알콕실기, 하이드록실기, 카르복실기, 술포기, 아미노기, 또는 치환 아미노기가 바람직하고, 수소 원자, 하이드록시기, 카르복시기, C1 ∼ 4 알킬기, C1 ∼ 4 알콕실기, 아미노기, 또는 카르복시에틸아미노기가 보다 바람직하며, 수소 원자, 하이드록실기, 아미노기, 메틸기, 메톡시기, 또는 카르복실기인 것이 더욱 바람직하고, 하이드록실기가 특히 바람직하다.

상기 벤조일기는 치환기를 1 개 갖는 것이 바람직하다. 치환기로는, 수소 원자, C1 ∼ 4 알킬기, C1 ∼ 4 알콕실기, 하이드록실기, 카르복실기, 술포기, 아미노기, 또는 치환 아미노기가 바람직하고, 수소 원자, 아미노기, 치환 아미노기, 또는 하이드록실기가 보다 바람직하며, 수소 원자, 아미노기, 또는 카르복시에틸아미노기가 더욱 바람직하고, 아미노기가 특히 바람직하다.

상기 벤조일아미노기는 치환기를 1 개 갖는 것이 바람직하다. 치환기로는, 수소 원자, C1 ∼ 4 알킬기, C1 ∼ 4 알콕실기, 하이드록실기, 카르복실기, 술포기, 아미노기, 또는 치환 아미노기가 바람직하고, 수소 원자, 아미노기, 치환 아미노기, 또는 하이드록실기가 보다 바람직하며, 수소 원자, 아미노기, 또는 카르복시에틸아미노기가 더욱 바람직하고, 아미노기가 특히 바람직하다.

Xb₁ 이 치환기를 가져도 되는 나프토트리아졸기인 경우, 나프토트리아졸은 1,2-나프토트리아졸 또는 2,3-나프토트리아졸이고, 바람직하게는 2,3-나프토트리아졸이다. Xb₁ 과 나프틸기의 결합 위치는 특별히 한정되지 않지만, 트리아졸 고리부의 2 위치 (중앙의 질소 원자) 가 바람직하다. 나프토트리아졸기는 치환기를 1 ∼ 3 개 갖는 것이 바람직하고, 2 개의 치환기를 갖는 것이 보다 바람직하다. 치환기로는, 수소 원자, 하이드록시기, 카르복시기, C1 ∼ 4 알킬기, C1 ∼ 4 알콕시기, 술포기, 아미노기, 또는 카르복시에틸아미노기가 바람직하고, 술포기가 보다 바람직하다.

상기 Xb₁ 이 치환기를 갖는 페닐아미노기, 치환기를 갖는 페닐아조기, 치환기를 갖는 벤조일기, 또는 치환기를 갖는 벤조일아미노기이고, 또한, 치환기가 1 개인 경우, 치환기의 위치는 특별히 한정되지 않지만, 그 페닐아미노기, 그 페닐아조기, 그 벤조일기, 또는 그 벤조일아미노기의 아미노기, 아조기, 카르보닐기, 또는 아미드기에 대해 p 위치인 것이 바람직하다. 상기 Xb₁ 이 치환기를 갖는 나프토트리아졸기인 경우, 치환 위치는 특별히 한정되지 않지만, 치환기가 1 개인 경우에는, 트리아졸 고리와의 축환 위치가 「1 위치 및 2 위치」 또는 「2 위치 및 3 위치」로 번호 부여되는 경우에 있어서의 나프탈렌 고리부의 4 위치 또는 6 위치가 바람직하고, 치환기가 2 개인 경우에는, 5 위치와 7 위치의 조합, 또는, 6 위치와 8 위치의 조합이 바람직하다.

상기 식 (2) 에 있어서, Rb₁ ∼ Rb₅ 는 각각 독립적으로, 수소 원자, C1 ∼ 4 알킬기, C1 ∼ 4 알콕실기 또는 술포기를 갖는 C1 ∼ 4 알콕실기를 나타내고, 수소 원자, C1 ∼ 4 알킬기 또는 C1 ∼ 4 알콕실기인 것이 바람직하며, 수소 원자, 메틸기 또는 메톡시기인 것이 보다 바람직하다. 상기 술포기를 갖는 C1 ∼ 4 알콕실기로는, 직사슬 알콕실기가 바람직하고, 술포기의 치환 위치는, 알콕실기 말단인 것이 바람직하다. 술포기를 갖는 C1 ∼ 4 알콕시기의 바람직한 예로는, 3-술포프로폭시기 또는 4-술포부톡시기를 들 수 있고, 3-술포프로폭시기가 특히 바람직하다. 또, Rb₅ 가 메톡시기인 경우, 편광 소자의 편광 성능이 특히 향상되기 때문에, 특히 바람직하다.

상기 식 (2) 로 나타내는 아조 화합물이, 상기 식 (3) 으로 나타내는 아조 화합물인 경우, 편광 소자의 편광 성능이 더욱 향상된다. 상기 식 (3) 중, Ab₁, Rb₁ ∼ Rb₅ 및 Xb₁ 은, 상기 식 (2) 에 기재된 것과 동일하다.

상기 편광 소자의 광학 특성을 더욱 향상시키려면, 상기 식 (2) 가, 하기 식 (5) 로 나타내는 아조 화합물인 것이 바람직하다.

[화학식 6]

상기 식 (5) 중, Ab₁, Rb₂, Rb₄ 및 Xb₁ 은, 각각 상기 식 (2) 에 기재된 것과 동일하다.

상기 식 (5) 에 있어서, Rb₂ 및 Rb₄ 는 각각 독립적으로, 수소 원자, C1 ∼ 4 알킬기, C1 ∼ 4 알콕실기 또는 술포기를 갖는 C1 ∼ 4 알콕실기를 나타내지만, 수소 원자, 메틸기 또는 메톡시기인 것이 바람직하고, 수소 원자 또는 메틸기인 것이 보다 바람직하다. 상기 식 (2) 로 나타내는 아조 화합물이, 상기 식 (5) 로 나타내는 구조를 갖는 경우, 특히 편광 특성을 향상시키는 것이 가능한 점에서 바람직하다.

상기 식 (2), 식 (3) 및 식 (5) 로 나타내는 아조 화합물은, 예를 들어, 비특허문헌 1 에 기재되는 합성 방법이나, 국제 공개 제2012/108169호, 국제 공개 제2012/108173호 등에 기재되어 있는 디아조화, 커플링을 실시함으로써 합성할 수 있다. 상기 식 (2), 식 (3) 및 식 (5) 로 나타내는 아조 화합물의 합성 방법은, 상기 문헌에 기재된 방법으로 한정되는 것은 아니다. 또, 상기 식 (2), 식 (3) 및 식 (5) 로 나타내는 아조 화합물은, 황산구리 등으로 처리하여 구리 착염 화합물로 할 수도 있다.

상기 식 (2) 로 나타내는 아조 화합물의 구체예를 이하에 든다. 또한, 이하의 화합물예에서는, 술포기 및 하이드록실기를 유리산의 형태로 나타내고 있지만, 염의 형태여도 된다.

[화학식 2a]

[화학식 2b]

[화학식 2c]

[화학식 2d]

상기 편광 소자에 있어서, 상기 식 (2) 로 나타내는 아조 화합물의 함유량은, 상기 식 (1) 로 나타내는 아조 화합물 100 중량부에 대해, 10 ∼ 5000 중량부의 범위 내인 것이 바람직하고, 20 ∼ 3000 중량부의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.

상기 편광 소자는, 상기 식 (4) 로 나타내는 아조 화합물을 추가로 함유할 수 있다.

상기 식 (4) 로 나타내는 아조 화합물의 합성 방법으로는, 예를 들어, 비특허문헌 1 에 기재된 합성 방법이나, 국제 공개 제2007/138980호에 기재되어 있는 방법을 들 수 있지만, 이것들로 한정되는 것은 아니다.

상기 식 (4) 로 나타내는 아조 화합물로는, 예를 들어, C.I. 다이렉트·옐로 12, C.I. 다이렉트·옐로 72, C.I. 다이렉트·오렌지 39 (CAS 번호 : 1325-54-8), 국제 공개 제2007/138980호에 기재되어 있는 아조 화합물 등을 들 수 있고, 이것들로 한정되는 것은 아니다.

상기 식 (4) 로 나타내는 아조 화합물의 구체예를 이하에 든다. 또한, 이하의 화합물예에서는, 술포기 및 카르복실기를 유리산의 형태로 나타내고 있지만, 술포기나 카르복실기는 염의 형태여도 된다.

[화학식 4a]

상기 편광 소자에 있어서, 상기 식 (4) 로 나타내는 아조 화합물의 함유량은, 상기 식 (1) 로 나타내는 아조 화합물 100 중량부에 대해, 1 ∼ 1000 중량부의 범위 내인 것이 바람직하고, 5 ∼ 800 중량부의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.

상기 편광 소자에 있어서, 색 조정 등에 따라, 상기 식 (1), 식 (2) 및 식 (4) 로 각각 나타내는 아조 화합물 이외의 다른 유기 염료 (특히 아조 화합물), 예를 들어 비특허문헌 2 에 기재된 아조 화합물 등 1 종 이상을, 상기 식 (1) 및 식 (2) 로 각각 나타내는 아조 화합물과 병용, 혹은, 상기 식 (1), 식 (2), 식 (4) 로 각각 나타내는 아조 화합물과 병용해도 된다. 병용하는 상기 다른 유기 염료로는, 특별히 제한되지 않지만, 친수성 고분자를 염색 가능한 것이고, 상기 식 (1) 및 식 (2) 로 각각 나타내는 아조 화합물의 흡수 파장 영역과 상이한 파장 영역에 광 흡수를 갖는 염료이며, 또한 이색성이 높은 것이 바람직하다. 다른 유기 염료의 구체예로는, 예를 들어, 비특허문헌 2 에 기재된 아조 화합물 (예를 들어, C.I. 다이렉트·옐로 28) 이나, C.I. 다이렉트·레드 2, C.I. 다이렉트·레드 31, C.I. 다이렉트·레드 79, C.I. 다이렉트·레드 247, C.I. 다이렉트·그린 80, C.I. 다이렉트·그린 59, C.I. 다이렉트·블루 202, C.I. 다이렉트·바이올렛 9 등의 아조 화합물을 들 수 있다. 이들 아조 화합물은, 유리산의 형태, 혹은, 알칼리 금속염 (예를 들어, 나트륨염, 칼륨염, 리튬염), 암모늄염, 아민류의 염 등의 염의 형태로 사용된다. 필요에 따라, 다른 유기 염료를 병용하는 경우, 목적으로 하는 편광 소자가, 보다 중성색인 편광 소자, 특징있는 색을 갖는 편광 소자, 액정 프로젝터용 컬러 편광 소자 및 그 밖의 컬러 편광 소자의 어느 것인지에 따라, 각각 배합하는 다른 유기 염료의 종류를 변경할 수 있다. 상기 다른 유기 염료의 배합량 (2 종 이상인 경우에는 그것들의 합계 배합량) 은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 일반적으로는, 상기 식 (1), 식 (2) 및 식 (4) 로 각각 나타내는 아조 화합물의 합계량 100 중량부에 대해, 0.1 ∼ 1000 중량부의 범위인 것이 바람직하다.

상기 기재로는, 친수성 고분자가 바람직하다. 친수성 고분자로는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 폴리비닐알코올 또는 그 유도체, 아밀로스계 수지, 전분계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리아크릴산염계 수지 등을 들 수 있는데, 상기 아조 화합물을 함유시킨 기재로는, 염색성이나 수지 가교성 등으로부터, 폴리비닐알코올 또는 그 유도체 (이하, 「폴리비닐알코올계 수지」라고 칭한다) 가 가장 바람직하다. 상기 기재를 필름 형상으로 하고, 상기 아조 화합물 및 다른 배합물을 필름 형상의 기재에 흡착시켜, 연신 등의 배향 처리를 적용함으로써, 상기 편광 소자를 제작할 수 있다.

상기 폴리비닐알코올계 수지의 제조 방법으로는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 공지된 제조 방법을 채용할 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지의 제조 방법으로는, 예를 들어, 폴리아세트산비닐계 수지 (아세트산비닐의 단독 중합체 또는 공중합체) 를 비누화함으로써 얻을 수 있다. 상기 폴리아세트산비닐계 수지로는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐, 아세트산비닐과 공중합 가능한 다른 단량체의 공중합체 등을 들 수 있다. 아세트산비닐과 공중합 가능한 다른 단량체의 공중합체로는, 예를 들어, 불포화 카르복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류의 공중합체 등을 들 수 있다. 상기 폴리비닐알코올계 수지는 변성되어 있어도 되고, 예를 들어, 알데히드류에 의해 변성된 폴리비닐포르말이나 폴리비닐아세탈 등이어도 된다.

상기 폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는 한정되지 않지만, 폴리비닐알코올계 수지의 용출, 광학 특성의 면내 불균일, 염색 공정에서의 염색성의 저하, 또는 연신 공정에서의 절단의 유발에 의해 생산성이 현저하게 저하되는 것을 방지하는 관점에서, 통상적으로 85 ％ 이상이 바람직하고, 95 몰％ 이상이 보다 바람직하며, 99 몰％ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 99.5 몰％ 이상이 특히 바람직하다.

상기 폴리비닐알코올계 수지의 중합도는 한정되지 않지만, 폴리비닐알코올계 수지가 단단해지는 것 또는 성막성이나 연신성이 저하되는 것으로 인해 생산성이 저하되는 것을 방지하는 공업적 관점에서, 10000 이하인 것이 바람직하다. 상기 편광 소자의 광학 특성을 향상시키기 위해서는, 상기 폴리비닐알코올계 수지의 중합도가, 1000 ∼ 10000 인 것이 바람직하고, 2000 ∼ 10000 인 것이 보다 바람직하며, 3500 ∼ 10000 인 것이 더욱 바람직하고, 5000 ∼ 10000 인 것이 특히 바람직하다. 상기 폴리비닐알코올계 수지의 중합도는, 점도 평균 중합도를 나타내고, 당해 기술 분야에 있어서 주지된 수법에 의해 구할 수 있다.

이하, 기재가 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 필름인 경우를 예로 하여, 구체적인 편광 소자의 제조 방법을 설명한다.

먼저, 상기 폴리비닐알코올계 수지를 성막함으로써, 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 필름 원단을 얻는다. 폴리비닐알코올계 수지의 성막 방법으로는, 함수 폴리비닐알코올계 수지를 용융 압출하는 방법, 유연 성막법, 습식 성막법 (빈용매 중으로의 토출에 의해 성막하는 방법), 겔 성막법 (폴리비닐알코올계 수지의 수용액을 일단 냉각 겔화한 후, 용매를 추출 제거하는 방법), 캐스트 성막법 (폴리비닐알코올계 수지의 수용액을 기판 상에 흘려, 건조시키는 방법), 및 이것들의 조합에 의한 방법 등을 채용할 수 있지만, 이들 방법으로 한정되지 않는다.

상기 성막시에 용제를 사용하는 경우, 그 용제로는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들어, 디메틸술폭시드, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, 에틸렌글리콜, 글리세린, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 트리메틸올프로판, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 물 등을 들 수 있다. 그 용제는, 1 종으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다. 성막시에 사용하는 용제의 양은 한정되지 않지만, 성막 원액의 점도가 높아지고, 조제시의 여과나 탈포가 곤란해져, 이물질이나 결점이 없는 필름 원단을 얻는 것이 곤란해지는 것을 방지하는 관점에서, 성막 원액 (성막에 사용되는 폴리비닐알코올계 수지 및 용제를 함유하는 혼합액) 전체에 대해 70 중량％ 이상이 바람직하다. 또, 성막 원액의 점도가 지나치게 낮아져, 목적으로 하는 두께 제어가 어렵고, 건조시의 바람에 의한 표면 요동의 영향이 커지고, 건조 시간이 길어져 생산성이 저하되는 것을 방지하는 관점에서, 용제의 양은 95 중량％ 이하가 바람직하다.

상기 필름 원단을 제조할 때, 가소제를 사용해도 된다. 가소제로는, 글리세린, 디글리세린, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 저분자량 폴리에틸렌글리콜 등을 들 수 있지만, 이것들로 한정되는 것은 아니다. 그 가소제의 사용량도, 특별히 제한되지 않지만, 통상적으로는, 상기 폴리비닐알코올계 수지 100 중량부에 대해, 5 ∼ 15 중량부의 범위 내가 바람직하다.

상기 성막 후의 필름 원단의 건조 방법으로는, 예를 들어, 열풍에 의한 건조나, 열 롤을 사용한 접촉 건조나, 적외선 히터에 의한 건조 등을 들 수 있지만, 한정되지 않는다. 또, 이들 건조 방법 중 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 조합하여 사용해도 된다. 건조 온도에 대해서도, 특별히 제한은 없지만, 50 ∼ 70 ℃ 의 범위 내가 바람직하다.

상기 건조를 실시한 후의 필름 원단은, 그 팽윤도를 후술하는 소정의 범위로 제어하기 위해서, 열 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 열 처리 방법으로는, 예를 들어, 열풍에 의한 방법이나, 열 롤에 필름 원단을 접촉시키는 방법 등을 들 수 있고, 열에 의해 처리를 할 수 있는 방법이면 특별히 한정되지 않는다. 또, 이들 방법 중 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 조합하여 사용해도 된다. 열 처리 온도는, 특별히 제한은 없지만, 110 ∼ 140 ℃ 의 범위 내가 바람직하다. 열 처리의 시간은, 대개 1 ∼ 10 분간이 바람직하지만, 특별히 한정되지 않는다.

상기 공정에서 얻어진 필름 원단의 두께는 한정되지 않지만, 필름의 파단이 발생하기 쉬워지는 것을 방지하는 관점에서, 20 ㎛ 이상이 바람직하다. 또, 연신시에 필름에 가해지는 응력이 커지고, 연신 공정에서의 기계적 부하가 커져, 그 부하에 견딜 수 있기 위한 대규모 장치가 필요해지는 것을 방지하는 관점에서, 100 ㎛ 이하가 바람직하다. 20 ∼ 80 ㎛ 인 것이 보다 바람직하고, 20 ∼ 60 ㎛ 인 것이 더욱 바람직하다.

상기 공정에서 얻어진 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 원단 필름에 대해, 다음으로 팽윤 공정을 실시한다.

상기 팽윤 공정은, 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 원단 필름을 20 ∼ 50 ℃ 의 용액에 30 초 ∼ 10 분간 침지시킴으로써 실시된다. 그 용액은, 수용액인 것이 바람직하다. 필름의 팽윤은 아조 화합물의 염색 처리시에도 일어날 수 있으므로, 편광 소자의 제조에 필요로 하는 시간을 단축시키고자 하는 경우에는, 그 팽윤 공정을 생략할 수도 있다.

상기 필름 원단의 팽윤도 F 는 한정되지 않지만, 연신시의 신도가 현저하게 저하되고, 파단될 가능성이 높아져, 충분한 연신을 실시하는 것이 곤란해지는 것을 방지하는 관점에서, 180 ％ 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 200 ％ 이상이다. 또, 현저하게 주름이나 늘어짐, 연신시의 절단을 방지하는 관점에서, 260 ％ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 240 ％ 이하이다. 200 ∼ 240 ％ 인 것이 보다 바람직하고, 210 ∼ 230 ％ 인 것이 더욱 바람직하다. 팽윤도 F 를 제어하기 위해서는, 예를 들어, 성막 후의 필름 원단을 열 처리할 때의, 온도 및 시간으로 바람직한 팽윤도 F 를 선택할 수 있다.

상기 필름 원단의 팽윤도 F 는, 당해 기술 분야에 있어서 주지된 수법에 의해 측정할 수 있지만, 예를 들어, 다음의 방법에 의해 측정된다. 먼저, 필름 원단을 5 cm × 5 cm 로 컷하고, 30 ℃ 의 증류수 1 리터에 4 시간 침지한다. 이 침지한 필름을 증류수 중으로부터 꺼내어, 2 장의 여과지 사이에 끼워 필름 표면의 물방울을 여과지에 흡수시킨 후에, 물에 침지되어 있던 필름의 무게 [β (g)] 를 측정한다. 또한, 침지되어 물방울을 흡수한 필름을 105 ℃ 의 건조기에서 20 시간 건조시키고, 데시케이터로 30 분간 냉각시킨 후, 건조 후의 필름의 무게 [γ (g)] 를 측정한다. 그리고, 하기 수식 (v) 에 의해 필름 원단의 팽윤도 F 를 산출한다.

팽윤도 F ＝ 100 × β/γ (％) ··· (v)

상기 공정 후에, 염색 공정을 실시한다. 염색 공정에서는, 식 (1) 및 식 (2) 로 각각 나타내는 아조 화합물 및 필요에 따라 다른 아조 화합물 (상기 식 (4) 로 나타내는 아조 화합물이나, 상기 다른 유기 염료 등) (이후, 「식 (1) 등의 아조 화합물」이라고도 한다) 과 함께, 폴리비닐알코올계 수지 필름에 흡착시킬 수 있다.

상기 염색 공정은, 식 (1) 등의 아조 화합물을 폴리비닐알코올계 수지 필름에 흡착시킬 수 있는 방법이면, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 식 (1) 등의 아조 화합물을 함유한 용액에 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지시킴으로써 실시된다. 이 염색 공정에서의 용액 온도는, 5 ∼ 60 ℃ 가 바람직하고, 20 ∼ 50 ℃ 가 보다 바람직하며, 35 ∼ 50 ℃ 가 특히 바람직하다. 용액에 침지하는 시간은, 적당히 조절할 수 있지만, 30 초간 ∼ 20 분간으로 조절하는 것이 바람직하고, 1 ∼ 10 분간이 보다 바람직하다. 염색 방법으로는, 상기 용액에 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지하는 방법이 바람직하지만, 폴리비닐알코올계 수지 필름에 그 용액을 도포하는 방법이어도 된다.

식 (1) 등의 아조 화합물을 함유한 용액은, 염색 보조제로서, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 염화나트륨, 황산나트륨, 무수 황산나트륨, 트리폴리인산나트륨 등을 함유시킬 수 있다. 그 염색 보조제의 함유량은, 염색성에 의한 염색의 시간 및 온도에 따라 임의의 농도로 조정할 수 있지만, 0 ∼ 5 중량％ 가 바람직하고, 0.1 ∼ 2 중량％ 가 보다 바람직하다.

상기 염색 공정 후, 세정 공정 (이하, 「세정 공정 1」이라고 한다) 을 실시할 수 있다. 세정 공정 1 은, 염색 공정에서 폴리비닐알코올계 수지 필름의 표면에 부착된 염료 용매를 세정액으로 세정하는 공정이다. 그 세정 공정 1 을 실시함으로써, 다음에 처리하는 액 중으로 염료가 이행되는 것을 억제할 수 있다. 그 세정 공정 1 에서는, 일반적으로는, 세정액으로서 물이 사용된다. 세정 공정 1 의 구체적 공정으로는, 특별히 한정되지 않고, 세정액에 침지하는 방법이 바람직하지만, 세정액을 폴리비닐알코올계 수지 필름에 도포하는 방법도 사용할 수 있다. 세정 공정 1 에 필요로 하는 시간은, 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 1 ∼ 300 초간, 보다 바람직하게는 1 ∼ 60 초간이다. 세정 공정 1 에서의 세정액의 온도는, 친수성 고분자가 용해되지 않는 온도인 것이 필요하고, 일반적으로는 5 ∼ 40 ℃ 이다.

상기 염색 공정 후 혹은 세정 공정 1 후에, 적어도 1 종의 가교제 및/또는 내수화제를 폴리비닐알코올계 수지 필름에 함유시키는 공정을 실시할 수 있다. 그 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 화합물 등을 사용할 수 있고, 그 밖에도 에틸렌글리콜글리시딜에테르, 폴리아미드에피클로르히드린 등을 사용할 수 있지만, 붕산이 바람직하다. 그 내수화제로는, 과산화숙신산, 과황산암모늄, 과염소산칼슘, 벤조인에틸에테르, 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 글리세린디글리시딜에테르, 염화암모늄 또는 염화마그네슘 등을 들 수 있다.

상기 가교제 및/또는 내수화제를 폴리비닐알코올계 수지 필름에 함유시키는 공정에서 사용하는 상기 가교제 및/또는 내수화제는, 통상적으로, 용매에 용해시킨 용액의 상태로 사용된다. 그 용매로는, 물이 바람직하지만, 한정되는 것은 아니다. 그 공정에 있어서의, 상기 용액 중의 가교제 및/또는 내수화제의 함유 농도는, 붕산을 예로 하여 나타내면, 용매에 대해 0.1 ∼ 6.0 중량％ 가 바람직하고, 1.0 ∼ 4.0 중량％ 가 보다 바람직하다. 그 공정에 사용하는 상기 용액의 온도는, 5 ∼ 70 ℃ 가 바람직하고, 5 ∼ 50 ℃ 가 보다 바람직하다. 폴리비닐알코올계 수지 필름에 가교제 및/또는 내수화제를 함유시키는 방법은, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 가교제 및/또는 내수화제의 용액에 침지하는 방법이 바람직하지만, 그 용액을 폴리비닐알코올계 수지 필름에 도포 또는 도공하는 방법이어도 된다. 그 공정에 필요로 하는 시간은, 30 초간 ∼ 6 분간이 바람직하고, 1 ∼ 5 분간이 보다 바람직하다. 단, 가교제 및/또는 내수화제를 폴리비닐알코올계 수지 필름에 함유시키는 것은 필수가 아니고, 편광 소자의 제조 시간을 단축시키고자 하는 경우나, 가교 처리 혹은 내수화 처리가 불필요한 경우 등에 있어서는, 그 공정을 생략해도 된다.

상기 염색 공정 후, 또는 상기 세정 공정 1 후, 혹은 상기 가교제 및/또는 내수화제를 함유시키는 공정 후에, 연신 공정을 실시한다. 그 연신 공정은, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 1 축으로 연신하는 공정이다. 연신 방법은, 습식 연신법 및 건식 연신법의 어느 쪽이어도 된다. 연신 배율은 3 배 이상이면 본 발명을 달성할 수 있지만, 바람직하게는 5 배 ∼ 7 배이다. 연신 공정은, 1 단의 연신에 의해 실시할 수 있지만, 2 단 이상의 다단 연신에 의해 실시할 수도 있다.

상기 건식 연신법의 경우에 있어서, 연신 가열 매체가 공기 매체인 경우, 연신할 때의 공기 매체의 온도는, 상온 ∼ 180 ℃ 가 바람직하다. 또, 습도 20 ∼ 95 ％RH 의 분위기 중에서 연신 처리하는 것이 바람직하다. 구체적 연신 방법으로는, 예를 들어, 롤간 존 연신법, 롤 가열 연신법, 압연신법, 적외선 가열 연신법 등을 들 수 있고, 한정되는 것은 아니다.

상기 습식 연신법의 경우, 물, 수용성 유기 용제 또는 그것들의 혼합 용액 중에서 폴리비닐알코올계 수지 필름을 연신하고, 상기 가교제 및/또는 내수화제를 함유한 용액 중에, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지하면서 연신 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 가교제, 및/또는 내수화제로는 상기에 기재되어 있는 것을 사용할 수 있지만, 바람직하게는 붕산, 또는 붕사가 좋고, 특히 붕산이 바람직하다. 적어도 1 종 이상의 가교제 및/또는 내수화제를 함유한 용액 중에서 폴리비닐알코올계 수지 필름의 연신을 실시한다. 상기 연신 공정에서의 가교제 및/또는 내수화제의 농도는, 예를 들어, 0.5 ∼ 15 중량％ 가 바람직하고, 2.0 ∼ 8.0 중량％ 가 보다 바람직하다. 연신 배율은, 2 ∼ 9 배가 바람직하고, 5 ∼ 8 배가 보다 바람직하다. 연신 온도는, 40 ∼ 70 ℃ 가 바람직하고, 45 ∼ 60 ℃ 가 보다 바람직하다. 연신 시간은, 통상적으로 30 초간 ∼ 20 분간이지만, 1 ∼ 5 분간이 보다 바람직하다. 습식 연신 공정은, 1 단의 연신에 의해 실시할 수 있지만, 2 단 이상의 다단 연신에 의해 실시할 수도 있다.

상기 연신 공정을 실시한 후, 필름 표면에 가교제 및/또는 내수화제의 석출 혹은 이물질이 부착되는 경우가 있기 때문에, 필름 표면을 세정하는 세정 공정 (이하, 「세정 공정 2」라고 한다) 을 실시할 수 있다. 그 세정 공정 2 에 필요로 하는 시간은, 1 초간 ∼ 5 분간이 바람직하다. 그 세정 공정 2 에 있어서의 세정 방법으로는, 세정액에 침지하는 방법이 바람직하지만, 세정액을 폴리비닐알코올계 수지 필름에 도포 또는 도공하는 방법도 사용할 수 있다. 그 세정 공정 2 는, 1 단의 처리로 할 수도 있고, 2 단 이상의 다단 처리로 할 수도 있다. 그 세정 공정 2 에 사용하는 세정액의 온도는, 특별히 한정되지 않지만, 통상적으로 5 ∼ 50 ℃, 바람직하게는 10 ∼ 40 ℃ 이다.

상기 각 공정에서 사용할 수 있는 용매로는, 예를 들어, 물 ; 디메틸술폭시드 ; N-메틸피롤리돈 ; 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로필알코올, 글리세린, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 트리메틸올프로판 등의 알코올류 ; 에틸렌디아민 또는 디에틸렌트리아민 등의 아민류 등의 용매를 들 수 있지만, 이것들로 한정되는 것은 아니다. 또, 2 종 이상의 이들 용매의 혼합물을 사용할 수도 있다. 가장 바람직한 용매는, 물이다.

상기 연신 공정 또는 세정 공정 2 후, 폴리비닐알코올계 수지 필름의 건조 공정을 실시한다. 그 건조 공정은, 자연 건조를 채용할 수도 있지만, 보다 건조 효율을 높이기 위해서, 롤에 의한 압축, 에어 나이프, 흡수 롤 등에 의해, 표면의 수분 제거를 실시할 수 있고, 또, 수분 제거와 함께, 혹은, 그 수분 제거 대신에, 송풍 건조를 실시할 수도 있다. 그 건조 공정의 온도로는, 20 ∼ 100 ℃ 인 것이 바람직하고, 60 ∼ 100 ℃ 인 것이 보다 바람직하다. 그 건조 공정에 필요로 하는 시간은, 30 초간 ∼ 20 분간의 범위 내로 할 수 있지만, 5 ∼ 10 분인 것이 바람직하다.

본 발명의 편광 소자는, 기재와 함께, 식 (1) 로 나타내는 아조 화합물과 식 (2) 로 나타내는 아조 화합물을 사용함으로써, 광학 특성을 향상시킬 수 있다. 일 양태에 있어서, 본 발명의 편광 소자는 내구성도 우수하다.

＜편광판＞

본 발명의 편광판은, 상기 편광 소자와, 그 편광 소자의 편면 또는 양면에 형성된 투명 보호층을 구비하고 있다. 그 투명 보호층은, 투명 폴리머에 의한 도포층으로서 또는 투명 필름의 라미네이트층으로서 형성할 수 있다. 그 투명 보호층을 형성하는 투명 폴리머 또는 투명 필름으로는, 기계적 강도가 높고, 열 안정성이 양호한 투명 폴리머 또는 투명 필름이 바람직하다. 그 투명 보호층에 사용하는 투명 폴리머 또는 투명 필름으로는, 예를 들어, 트리아세틸셀룰로오스나 디아세틸셀룰로오스와 같은 셀룰로오스아세테이트 수지 또는 그 필름, 아크릴 수지 또는 그 필름, 폴리염화비닐 수지 또는 그 필름, 나일론 수지 또는 그 필름, 폴리에스테르 수지 또는 그 필름, 폴리아릴레이트 수지 또는 그 필름, 노르보르넨과 같은 고리형 올레핀을 모노머로 하는 고리형 폴리올레핀 수지 또는 그 필름, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 내지는 노르보르넨 골격을 갖는 폴리올레핀 또는 그 공중합체, 주사슬 또는 측사슬이 이미드 및/또는 아미드인 중합체 (또는 수지) 또는 그 필름 등을 들 수 있다. 또, 상기 투명 보호층으로서, 액정성을 갖는 수지 또는 그 필름을 형성할 수도 있다. 상기 보호 필름의 두께는, 예를 들어, 0.5 ∼ 200 ㎛ 정도이다. 편광 소자의 편면에 수지 또는 필름을 1 층 형성해도 되고, 편광 소자의 편면에 동종 또는 이종의 수지 또는 필름을 2 층 이상 형성해도 되며, 편광 소자의 양면에 동종 또는 이종의 수지 또는 필름을 1 층 이상 형성해도 된다.

상기 투명 보호층을 편광 소자와 첩합하기 위해, 접착제를 사용할 수 있다. 그 접착제로는, 특별히 한정되지 않지만, 폴리비닐알코올 접착제가 바람직하다. 그 폴리비닐알코올 접착제로는, 예를 들어, 고세놀 (등록 상표) NH-26 (닛폰 합성 화학 공업 주식회사 제조), 엑세발 (등록 상표) RS-2117 (주식회사 쿠라레 제조) 등을 들 수 있고, 이것들로 한정되는 것은 아니다. 그 접착제에는, 가교제 및/또는 내수화제를 첨가할 수 있다. 그 폴리비닐알코올 접착제에는, 무수 말레산-이소부틸렌 공중합체를 혼합할 수 있고, 그 경우, 추가로 필요에 따라 가교제를 혼합시킬 수 있다. 그 무수 말레산-이소부틸렌 공중합체로서, 예를 들어, 이소밤 (등록 상표) ＃18 (주식회사 쿠라레 제조), 이소밤 (등록 상표) ＃04 (주식회사 쿠라레 제조), 암모니아 변성 이소밤 (등록 상표) ＃104 (주식회사 쿠라레 제조), 암모니아 변성 이소밤 (등록 상표) ＃110 (주식회사 쿠라레 제조), 이미드화 이소밤 (등록 상표) ＃304 (주식회사 쿠라레 제조), 이미드화 이소밤 (등록 상표) ＃310 (주식회사 쿠라레 제조) 등을 들 수 있다. 필요에 따라 무수 말레산-이소부틸렌 공중합체에 혼합되는 가교제로는, 수용성 다가 에폭시 화합물을 사용할 수 있다. 그 수용성 다가 에폭시 화합물이란, 예를 들어, 데나콜 EX-521 (나가세 켐텍스 주식회사 제조), 테트라드 (TETRAD) (등록 상표)-C (미츠비시 가스 화학 주식회사 제조) 등을 들 수 있다. 또, 상기 접착제로는, 우레탄계 접착제, 아크릴계 접착제, 에폭시계 접착제와 같은, 폴리비닐알코올 접착제 이외의 공지된 접착제를 사용할 수도 있다. 또, 접착제의 접착력의 향상 또는 내수성의 향상을 목적으로 하여, 아연 화합물, 염화물, 요오드화물 등의 첨가물을 접착제에 0.1 ∼ 10 중량％ 정도의 농도로 함유시킬 수도 있다. 그 첨가물에 대해서도, 한정되는 것은 아니다. 상기 편광 소자의 편면 또는 양면에 투명 보호층을 접착제로 첩합한 후, 적절한 온도에서 건조 또는 열 처리함으로써, 상기 편광판이 얻어진다.

상기 편광판은, 필요에 따라, 예를 들어, 액정 표시 장치, 유기 일렉트로루미네선스 (유기 발광 다이오드) 표시 장치 등의 표시 장치에 첩합하는 경우, 첩합한 후에 비노출면이 되는 투명 보호층의 표면에 시야각 개선 및/또는 콘트라스트 개선을 위한 각종 기능성층, 휘도 향상성을 갖는 층 또는 필름을 형성할 수도 있다. 편광판을, 이들 층 또는 필름이나, 표시 장치에 첩합하려면 점착제를 사용하는 것이 바람직하다. 그 점착층의 구성 재료의 예로는, 아크릴 수지, 실리콘 수지, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리에테르, 불소 수지, 고무 등의 적절한 중합체를 베이스 중합체로 하는 것 등을 들 수 있고, 바람직하게는 아크릴 수지를 사용한 아크릴 (공)중합 수지 조성물을 들 수 있고, 아크릴 (공)중합 수지 조성물을 사용한 기술로는, 일본 공개특허공보 소59-111114호, 일본 공개특허공보 평4-254803호에 기재되어 있는 기술이 예시되지만, 특별히 한정되는 것은 아니다.

상기 편광판은, 상기 투명 보호층에 있어서의 다른 일방의 표면, 즉 노출면 상에, 반사 방지층이나 방현층, 하드 코트층 등, 각종의 공지된 기능성층을 구비한 것이어도 된다. 이 각종 기능성층을 제작하려면, 도공 방법이 바람직하지만, 그 기능을 갖는 필름을 상기 접착제 또는 상기 점착제를 개재하여 첩합하는 방법을 사용할 수도 있다. 또, 그 기능성층은, 위상차를 제어하는 층 또는 필름으로 할 수 있다.

기재와 함께 식 (1) 로 나타내는 아조 화합물 및 식 (2) 로 나타내는 아조 화합물을 함유하는 편광 소자와, 그 편광 소자의 편면 또는 양면에 형성된 투명 보호층을 구비하는 본 발명의 편광판에 있어서, 식 (1) 로 나타내는 아조 화합물과 식 (2) 로 나타내는 아조 화합물을 사용하고 있음으로써, 광학 특성이 향상된다. 일 양태에 있어서, 본 발명의 편광 소자는 광이나 열, 습도에 대한 내구성도 우수하다.

＜광학 부재 등＞

본 발명의 편광 소자 및 편광판은, 광학 부재, 기기, 또는 장치 (광학 부재 등) 에 사용할 수 있다. 본 발명의 편광 소자 혹은 편광판을 사용한 광학 부재 등은, 고콘트라스트를 갖는다. 일 양태에 있어서, 본 발명의 광학 부재 등은 내구성이 높고, 당해 고콘트라스트를 장기적으로 갖는다.

또, 본 발명의 편광 소자 및 편광판은 각각, 필요에 따라 보호층 혹은 기능층 및 지지체 등을 형성하여, 액정 프로젝터, 전자식 탁상 계산기, 시계, 노트북 컴퓨터, 워드프로세서, 액정 텔레비전, 편광 렌즈, 편광 안경, 헤드업 디스플레이, 카 내비게이션, 유기 일렉트로루미네선스 디스플레이 및 옥내외의 계측기나 표시기 등에 사용되는 표시 장치, 또는 그와 유사한 광학 장치에 사용할 수 있다.

본 발명의 편광판의 적용 방법으로서, 본 발명의 편광판을 지지체에 첩부하여 지지체가 부착된 편광판으로서 사용해도 된다. 그 지지체는, 편광판이 첩부되기 때문에, 평면부를 가지고 있는 것이 바람직하다. 또, 그 지지체는, 광학 용도이기 때문에, 유리 성형품이 바람직하다. 그 유리 성형품으로는, 예를 들어, 유리판, 렌즈, 프리즘 (예를 들어, 삼각 프리즘, 큐빅 프리즘 등) 등을 들 수 있다. 예를 들어, 렌즈에 편광판을 첩부한 것은 액정 프로젝터에 있어서 편광판이 부착된 콘덴서 렌즈로서 이용할 수 있다. 또, 프리즘에 편광판을 첩부한 것은 액정 프로젝터에 있어서 편광판이 부착된 편광 빔 스플리터나 편광판이 부착된 다이크로익 프리즘으로서 사용할 수 있다. 또, 편광판을 액정 셀에 첩부해도 된다. 그 유리 성형품의 재질로는, 예를 들어, 소다 유리, 붕규산 유리, 수정, 사파이어 등의 무기계의 유리나, 아크릴 수지, 폴리카보네이트 등의 유기계의 폴리머를 들 수 있지만, 무기계의 유리가 바람직하다. 상기 유리판의 두께나 크기는, 목적에 따른 원하는 사이즈를 사용해도 된다. 또, 유리로 이루어지는 지지체를 구비하는 지지체가 형성된 편광판에는, 단판 광 투과율을 보다 향상시키기 위해서, 그 유리면 및 편광판면의 일방 또는 양방에 반사 방지층 (AR 층) 을 형성하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 지지체의 표면에, 예를 들어 지지체의 평면부의 표면에, 투명한 접착 (점착) 제를 도포하고, 이어서 이 도포면에 본 발명의 편광판을 첩부한다. 또, 편광판에 투명한 접착 (점착) 제를 도포하고, 이어서 이 도포면에 지지체를 첩부해도 된다. 여기서 사용하는 접착 (점착) 제는, 예를 들어, 아크릴산에스테르계의 것이 바람직하다. 또한, 이 편광판을 위상차판과 조합하여 타원 편광판으로서 사용하는 경우, 타원 편광판의 위상차판측을 지지체에 첩부하는 것이 통상적이지만, 타원 편광판의 편광판측을 지지체에 첩부해도 된다.

본 발명의 편광 소자 또는 본 발명의 편광판을 구비하는 표시 장치도 본 발명의 형태의 하나이다. 또, 특히 바람직한 본 발명의 편광판의 용도의 하나로서 액정 표시 장치를 들 수 있다. 액정 표시 장치는, 예를 들어, 액정 셀과, 액정 셀의 편측 또는 양측에 배치되어 있는 본 발명의 편광 소자 또는 본 발명의 편광판을 구비하는 반사형, 투과형 또는 투과·반사 양용형 등의 액정 표시 장치로할 수 있다. 상기 액정 셀을 사용하는 것은 임의이며, 예를 들어, 박막 트랜지스터형으로 대표되는 액티브 매트릭스 구동형의 액정 셀, 트위스트 네마틱형이나 슈퍼 트위스트 네마틱형으로 대표되는 단순 매트릭스 구동형의 액정 셀 등의 적절한 타입의 액정 셀을 사용한 것이어도 된다. 본 발명의 편광 소자, 또는 편광판을 구비한 표시 장치는 높은 편광도, 즉 콘트라스트를 제공할 뿐만 아니라, 높은 내구성을 제공할 수도 있다. 그 내구성이란 115 ℃, 또는 상대 습도 85 ％ 의 85 ℃ 의 환경에 있어서도 변색, 및 콘트라스트의 저하가 없는 표시 장치를 제공하게 한다. 콘트라스트값이 100 이상, 또한, 편광도가 98 ％ 이상이면, 표시 장치로서 바람직하고, 콘트라스트값이 1000 이상, 또한, 편광도가 99 ％ 이상인 것이 더욱 바람직하며, 콘트라스트값이 1100 이상, 또한, 편광도가 99.9 ％ 이상인 것이 매우 바람직하다.

또한, 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서, 예를 들어 프리즘 어레이 시트나 렌즈 어레이 시트, 광 확산판이나 백라이트 등의 적절한 다른 광학 부재를 적절한 위치에 1 개 또는 2 개 이상 배치할 수도 있다. 본 발명의 편광 소자 또는 본 발명의 편광판이나, 다른 광학 부재를 형성하는 경우, 그것들은, 양측에서 동일한 것이어도 되고, 양측에서 상이한 것이어도 된다.

본 발명의 액정 표시 장치는, 본 발명의 편광 소자 또는 본 발명의 편광판의 편측 또는 양측에 액정 셀 등의 다른 부재와 점착시키기 위한 점착층을 갖는 것으로 할 수도 있다. 그 점착층의 형성에는, 임의의 점착성 물질이나 점착제를 사용할 수 있고, 특별히 한정은 없다. 그 점착층의 구성 재료의 예로는, 아크릴 수지, 실리콘 수지, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리에테르, 불소 수지, 고무 등의 적절한 중합체를 베이스 중합체로 하는 것 등을 들 수 있다.

본 발명의 액정 표시 장치는, 트위스트 네마틱 방식 (TN), 슈퍼 트위스트 네마틱 방식 (STN), 박막 트랜지스터 방식 (TFT), 버티컬 얼라인먼트 방식 (VA), 인플레인 스위칭 방식 (IPS) 등의 액정 표시 장치 전반에 사용할 수 있다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이것들에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 실시예 및 비교예에서 얻어진 편광판의 투과율, 편광도 및 콘트라스트값의 평가는 이하와 같이 하여 실시하였다.

〔편광판의 투과율 및 편광도의 측정 방법〕

1 장의 편광판의 각 파장에 있어서의 투과율을 단체 투과율 Ts, 2 장의 편광판을 그것들의 흡수축 방향이 동일해지도록 겹친 경우의 각 파장에 있어서의 투과율을 평행위 투과율 Tp, 2 장의 편광판을 그것들의 흡수축이 직교하도록 겹친 경우의 각 파장에 있어서의 투과율을 직교위 투과율 Tc, 색도 함수 (C 광원 2°시야) 에 의해 시감도 보정된 단체 투과율을 Ys, 색도 함수 (C 광원 2°시야) 에 의해 시감도 보정된 평행위 투과율을 Yp, 색도 함수 (C 광원 2°시야) 에 의해 시감도 보정된 직교위 투과율을 Yc 로 하였다. 각각의 투과율 Ts, Tp, Tc, Ys, Yp 및 Yc 를, 분광 광도계 (주식회사 히타치 하이테크놀로지즈 제조의 「U-4100」) 를 사용하여, 5 nm 간격의 각 파장으로 측정하였다.

편광판의 편광도 ρy (％) 를, 시감도 보정된 평행위 투과율 Yp 및 시감도 보정된 직교위 투과율 Yc 로부터, 하기 식 (6) 에 의해 구하였다.

ρy (％) ＝ {(Yp － Yc)/(Yp ＋ Yc)}^1/2 × 100 … (6)

콘트라스트값 CR 을, 시감도 보정된 평행위 투과율 Yp 및 시감도 보정된 직교위 투과율 Yc 로부터, 하기 식 (7) 에 의해 산출하였다.

CR ＝ Yp/Yc … (7)

〔실시예 1〕

＜편광 소자의 제작＞

비누화도가 99 ％ 이상이고 막 두께가 60 ㎛ 인 폴리비닐알코올 필름 (주식회사 쿠라레 제조의 「VF-PE＃6000」 ; 이하, 간단히 「필름」이라고 칭한다) 을 기재로서 사용하였다. 그것을 35 ℃ 의 온수에 3 분간 침지하여 팽윤 처리를 하였다. 상기 식 (1) 로 나타내는 아조 화합물로서 본원 화합물예 1-3 (일본 공개특허공보 평8-291259 실시예 1 에 있어서, 1-아미노-2-메톡시-5-메틸벤젠 6.9 부를 1-아미노-5-메틸벤젠 5.4 부로 변경하여 합성해서 얻어진) 0.25 중량부와, 상기 식 (2) 로 나타내는 아조 화합물로서 본원 화합물예 2-4 의 아조 화합물 (국제 공개 제2012/108169호의 화합물예 45 에 기재된 식 (2) 의 아조 화합물) 1.5 중량부와, 상기 식 (4) 로 나타내는 아조 화합물로서 본원 화합물예 4-2 의 아조 화합물 (국제 공개 제2007/138980호의 실시예 1 에 기재된 식 (2) 의 아조 화합물) 0.14 중량부와, 트리폴리인산나트륨 2.0 중량부와, 물 2000 중량부를 혼합하여, 45 ℃ 의 수용액을 조제하였다. 이 45 ℃ 의 수용액에, 상기 팽윤 처리한 필름을 침지하여, 상기 각 아조 화합물을 필름에 흡착시켰다. 상기 각 아조 화합물이 흡착된 필름을 물로 세정한 후, 2 중량％ 의 붕산을 함유한 40 ℃ 의 수용액에 1 분간 침지하였다 (붕산 처리). 붕산 처리하여 얻어진 필름을, 6.0 배로 연신하면서 붕산 3.0 중량％ 를 함유한 58 ℃ 의 수용액 중에 5 분간 침지하였다 (붕산 처리). 붕산 처리하여 얻어진 필름의 긴장 상태를 유지하면서, 상온의 물에 20 초간 침지하였다 (세정 처리). 세정 처리하여 얻어진 필름을 즉시 60 ℃ 에서 5 분간 건조 처리를 실시하여, 단체 투과율이 약 41 ％, 막 두께 23 ㎛ 인 편광 소자를 얻었다. 이상의 방법으로, 식 (1), 식 (2) 및 식 (4) 로 각각 나타내는 아조 화합물을 함유하는, 폴리비닐알코올 필름을 사용한 편광 소자를 제작하였다.

＜편광판의 제작＞

상기에서 얻어진 편광 소자의 양면에 대해, 알칼리 처리한 막 두께 80 ㎛ 의 트리아세틸셀룰로오스 필름 (후지 필름 주식회사 제조의 「TD-80U」 ; 이하, 「TAC」라고 약기한다) 을, 폴리비닐알코올 접착제를 사용하여 접착함으로써, TAC/접착층/편광 소자/접착층/TAC 라는 구성으로 적층 (라미네이트) 하였다. 이로써, 편광판을 얻었다. 얻어진 편광판을 측정 시료로 하였다.

〔실시예 2〕

상기 식 (2) 로 나타내는 아조 화합물로서, 실시예 1 의 본원 화합물예 2-4 의 아조 화합물 대신에, 본원 화합물예 2-19 (국제 공개 제2012/108169호 실시예 4 에 있어서, 식 (70) 으로부터 식 (71) 을 얻는 공정에서 사용하고 있는 2,5-디메틸아닐린 7.7 부를, 2,5-디메톡시아닐린 9.7 부로 변경하여 합성해서 얻어진) 2.2 중량부의 아조 화합물을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 상기 식 (1), 식 (2) 및 식 (4) 로 각각 나타내는 아조 화합물을 함유하는, 폴리비닐알코올 필름을 사용한, 단체 투과율이 약 41 ％, 막 두께 23 ㎛ 인 편광 소자를 제작함과 함께 편광판을 제작하고, 측정 시료로 하였다.

〔실시예 3〕

상기 식 (2) 로 나타내는 아조 화합물로서, 실시예 1 의 본원 화합물예 2-4 의 아조 화합물 대신에, 본원 화합물예 2-13 (국제 공개 제2012/108169호 실시예 3 에 있어서, 식 (70) 으로부터 식 (71) 을 얻는 공정에서 사용하고 있는 2,5-디메틸아닐린 7.7 부를, 2,5-디메톡시아닐린 9.7 부로 변경하여 합성해서 얻어진) 2.1 중량부의 아조 화합물을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 상기 식 (1), 식 (2) 및 식 (4) 로 각각 나타내는 아조 화합물을 함유하는, 폴리비닐알코올 필름을 사용한, 단체 투과율이 약 41 ％, 막 두께 23 ㎛ 인 편광 소자를 제작함과 함께 편광판을 제작하고, 측정 시료로 하였다.

〔실시예 4〕

상기 식 (2) 로 나타내는 아조 화합물로서, 실시예 1 의 본원 화합물예 2-4 의 아조 화합물 대신에, 본원 화합물예 2-17 (국제 공개 제2012/108169호 실시예 1 에 있어서, 식 (70) 으로부터 식 (71) 을 얻는 공정에서 사용하고 있는 2,5-디메틸아닐린 7.7 부를, 2,5-디메톡시아닐린 9.7 부로 변경하고, 또한 4 차 커플러의 6-페닐아미노-1-나프톨-3-술폰산 16.1 부를 6-[(4-하이드록시페닐)아조]-1-나프톨-3-술폰산 17.6 부로 변경하여 합성해서 얻어진) 1.45 중량부의 아조 화합물을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 상기 식 (1), 식 (2) 및 식 (4) 로 각각 나타내는 아조 화합물을 함유하는, 폴리비닐알코올 필름을 사용한, 단체 투과율이 약 41 ％, 막 두께 23 ㎛ 인 편광 소자를 제작함과 함께 편광판을 제작하고, 측정 시료로 하였다.

〔실시예 5〕

상기 식 (2) 로 나타내는 아조 화합물로서, 실시예 1 의 본원 화합물예 2-4 의 아조 화합물 대신에, 본원 화합물예 2-25 (국제 공개 제2012/108173호 실시예 2에 있어서, 식 (68) 로부터 식 (69) 를 얻는 공정에서 사용하고 있는 2,5-디메틸아닐린 7.7 부를, 2,5-디메톡시아닐린 9.7 부로 변경하여 합성해서 얻어진) 1.9 중량부의 아조 화합물을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 상기 식 (1), 식 (2) 및 식 (4) 로 각각 나타내는 아조 화합물을 함유하는, 폴리비닐알코올 필름을 사용한, 단체 투과율이 약 41 ％, 막 두께 23 ㎛ 인 편광 소자를 제작함과 함께 편광판을 제작하고, 측정 시료로 하였다.

〔실시예 6〕

상기 식 (1) 로 나타내는 아조 화합물로서, 실시예 1 의 본원 화합물예 1-3 의 아조 화합물 대신에, 본원 화합물예 1-9 (일본 공개특허공보 평8-291259 실시예 1 에 있어서, 술파닐산 34.6 부를 5-아미노이소프탈산 36.2 부로 변경하고, 또한 1-아미노-2-메톡시-5-메틸벤젠 6.9 부를 1-아미노-5-메틸벤젠 5.4 부로 변경하여 합성해서 얻어진) 0.18 중량부의 아조 화합물을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 상기 식 (1), 식 (2) 및 식 (4) 로 각각 나타내는 아조 화합물을 함유하는, 폴리비닐알코올 필름을 사용한, 단체 투과율이 약 42 ％, 막 두께 23 ㎛ 인 편광 소자를 제작함과 함께 편광판을 제작하고, 측정 시료로 하였다.

〔실시예 7〕

상기 식 (1) 로 나타내는 아조 화합물로서, 실시예 1 의 본원 화합물예 1-3 의 아조 화합물 대신에, 본원 화합물예 1-8 (일본 공개특허공보 평8-291259 실시예 1 에 있어서, 술파닐산 34.6 부를 2,4-디술포아닐린 51.0 부로 변경하고, 또한 1-아미노-2-메톡시-5-메틸벤젠 6.9 부를 아닐린 4.7 부로 변경하고, 또한 1-하이드록시나프탈렌-6-페닐아미노-3-술폰산 15.8 부를 1-하이드록시나프탈렌-6-메틸아미노-3-술폰산 12.7 부로 변경하여 합성해서 얻어진) 0.25 부의 아조 화합물을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 상기 식 (1), 식 (2) 및 식 (4) 로 각각 나타내는 아조 화합물을 함유하는, 폴리비닐알코올 필름을 사용한, 단체 투과율이 약 41 ％, 막 두께 23 ㎛ 인 편광 소자를 제작함과 함께 편광판을 제작하고, 측정 시료로 하였다.

〔실시예 8〕

상기 식 (1) 로 나타내는 아조 화합물로서, 실시예 1 의 본원 화합물예 1-3 의 아조 화합물 대신에, 본원 화합물예 1-17 (국제 공개 제2015/152026호 실시예 1 에 있어서의 식 (80) 의 합성에 있어서 사용한 6-(4-아미노벤조일아미노)-4-하이드록시나프탈렌-2-술폰산 39.8 부를, 6-(4-아미노벤조일아미노)-4-하이드록시나프탈렌-2-술폰산 48.7 부로 변경하고, 또한 식 (81) 의 합성에 있어서 사용한 3-메틸아닐린 12.1 부를 아닐린 10.5 부로 변경하여 합성해서 얻어진) 0.21 부의 아조 화합물을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 상기 식 (1), 식 (2) 및 식 (4) 로 각각 나타내는 아조 화합물을 함유하는, 폴리비닐알코올 필름을 사용한, 단체 투과율이 약 41 ％, 막 두께 23 ㎛ 인 편광 소자를 제작함과 함께 편광판을 제작하고, 측정 시료로 하였다.

〔실시예 9〕

상기 식 (1) 로 나타내는 아조 화합물로서, 실시예 1 의 본원 화합물예 1-3 의 아조 화합물 대신에, 본원 화합물예 1-21 (국제 공개 제2015/152026호 실시예 2 에 있어서의 식 (82) 의 합성에 있어서 사용한 7-(4-아미노벤조일아미노)-4-하이드록시나프탈렌-2-술폰산 39.8 부를, 6-(4-아미노벤조일아미노)-4-하이드록시나프탈렌-2-술폰산 48.7 부로 변경하고, 식 (83) 의 합성에 있어서 사용한 2,5-디메틸아닐린 12.1 부를 아닐린 10.5 부로 변경하고, 식 (84) 의 합성에 있어서 사용한 2,5-디메틸아닐린 9.7 부를 아닐린 8.4 부로 변경하고, 또한 7-페닐아미노-4-하이드록시나프탈렌-2-술폰산 17.7 부를 7-(4-아미노벤조일아미노)-4-하이드록시나프탈렌-2-술폰산 20.1 부로 변경하여 합성해서 얻어진) 0.29 부의 아조 화합물을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 상기 식 (1), 식 (2) 및 식 (4) 로 각각 나타내는 아조 화합물을 함유하는, 폴리비닐알코올 필름을 사용한, 단체 투과율이 약 42 ％, 막 두께 23 ㎛ 인 편광 소자를 제작함과 함께 편광판을 제작하고, 측정 시료로 하였다.

〔실시예 10〕

상기 식 (4) 로 나타내는 아조 화합물로서, 실시예 1 의 본원 화합물예 4-2 의 아조 화합물 대신에, 본원 화합물예 4-1 에 기재된 아조 화합물 0.20 중량부를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 상기 식 (1), 식 (2) 및 식 (4) 로 각각 나타내는 아조 화합물을 함유하는, 폴리비닐알코올 필름을 사용한, 단체 투과율이 약 41 ％, 막 두께 23 ㎛ 인 편광 소자를 제작함과 함께 편광판을 제작하고, 측정 시료로 하였다. 또한, 본원 화합물예 4-1 은 하기의 합성법에 의해 얻어진 것을 사용하였다. 먼저, 술파닐산 10.8 부를 물 500 부에 첨가하고, 수산화나트륨으로 용해하였다. 냉각시켜 10 ℃ 이하에서, 35 ％ 염산 32 부를 첨가하고, 다음으로 아질산나트륨 6.9 부를 첨가하고, 5 ∼ 10 ℃ 에서 1 시간 교반하였다. 그곳에 아닐린-ω-메탄술폰산소다 20.9 부를 첨가하고, 20 ∼ 30 ℃ 에서 교반하면서, 탄산나트륨을 첨가하여 pH 3.5 로 하였다. 더욱 교반하여 커플링 반응을 완결시키고, 여과하여, 모노아조 화합물 17 부를 얻었다. 얻어진 모노아조 화합물 12 부, 4,4'-디니트로스틸벤-2,2'-술폰산 21 부를 물 300 부에 용해시킨 후, 수산화나트륨 12 부를 첨가하고, 90 ℃ 에서 축합 반응시켰다. 계속해서, 글루코오스 9 부로 환원하고, 염화나트륨으로 염석한 후, 여과하여 본원 화합물예 4-1 에 나타내는 아조 화합물 16 부를 얻었다.

〔실시예 11〕

실시예 1 의 본원 화합물예 4-2 의 아조 화합물 대신에, 비특허문헌 2 에 기재되어 있는 C.I. 다이렉트·옐로 28 을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 상기 식 (1) 및 식 (2) 로 각각 나타내는 아조 화합물을 함유하는, 폴리비닐알코올 필름을 사용한, 단체 투과율이 약 41 ％, 막 두께 23 ㎛ 인 편광 소자를 제작함과 함께 편광판을 제작하고, 측정 시료로 하였다.

〔실시예 12〕

실시예 1 의 본원 화합물예 4-2 의 아조 화합물 대신에, C.I. 다이렉트·오렌지 72 를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 상기 식 (1) 및 식 (2) 로 각각 나타내는 아조 화합물을 함유하는, 폴리비닐알코올 필름을 사용한, 단체 투과율이 약 41 ％, 막 두께 23 ㎛ 인 편광 소자를 제작함과 함께 편광판을 제작하고, 측정 시료로 하였다.

〔비교예 1〕

일본 공개특허공보 평11-218611호의 실시예 2 에 기재된 아조 화합물을 사용하여, 단체 투과율이 약 40 ％, 막 두께 23 ㎛ 인 편광 소자를 제작함과 함께 편광판을 제작하고, 제작한 편광판을 측정 시료로 하였다.

〔비교예 2〕

일본 공개특허공보 2001-033627호의 실시예 3 에 기재된 아조 화합물을 사용하여, 단체 투과율이 약 41 ％, 막 두께 23 ㎛ 인 편광 소자를 제작함과 함께 편광판을 제작하고, 제작한 편광판을 측정 시료로 하였다.

〔비교예 3〕

일본 공개특허공보 2004-251962호의 실시예 1 에 기재된 아조 화합물을 사용하여, 단체 투과율이 약 41 ％, 막 두께 23 ㎛ 인 편광 소자를 제작함과 함께 편광판을 제작하고, 제작한 편광판을 측정 시료로 하였다.

〔비교예 4〕

실시예 1 의 화합물예 1-3 의 아조 화합물 대신에, 실시예 1 의 염색 시간 동안 단체 투과율을 41 ％ 로 조정할 수 있도록, 동색의 디스아조 색소인 C.I. 다이렉트·레드 81 을 0.2 중량부 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 아조 화합물을 함유하는 폴리비닐알코올 필름을 사용한, 단체 투과율이 약 41 ％, 막 두께 23 ㎛ 인 편광 소자를 제작함과 함께 편광판을 제작하고, 측정 시료로 하였다.

〔비교예 5〕

실시예 1 의 화합물예 2-4 의 아조 화합물 대신에, 실시예 1 의 염색 시간 동안 단체 투과율을 41 ％ 로 조정할 수 있도록, 동색의 청색을 나타내는 아조 화합물인 일본 특허공보 소64-5623호의 실시예 1 에 기재된 염료 (아조 화합물) 0.2 중량부를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 아조 화합물을 함유하는 폴리비닐알코올 필름을 사용한, 단체 투과율이 약 41 ％, 막 두께 23 ㎛ 인 편광 소자를 제작함과 함께 편광판을 제작하고, 측정 시료로 하였다.

＜광학 성능 평가＞

표 1 에, 실시예 1 ∼ 12 및 비교예 1 ∼ 5 의 편광판에 있어서의 단체 투과율 Ys (％), 평행위 투과율 Yp (％), 직교위 투과율 Yc (％), 편광도 ρy (％) 및 콘트라스트값 CR 의 측정 결과를 나타낸다.

표 1 로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 ∼ 12 의 본 발명의 편광판은, 종래의 아조 화합물을 사용한 편광판보다 편광 성능 및 콘트라스트가 향상된 편광판인 것을 알 수 있다.

＜내구성 평가＞

다음으로, 실시예 1 ∼ 12, 비교예 1 ∼ 5 의 편광판을, 115 ℃ 에서 1000 시간과, 온도 85 ℃ 및 습도 85 ％ 의 환경에서 1000 시간 유지하였을 때의, 광학 특성의 변화를 확인하였다. 그 결과, 본원의 편광판은 115 ℃, 그리고 85 ℃, 85 ％RH 의 환경하에서 콘트라스트, 그리고 편광도의 저하는 관찰되지 않았다.

이상의 실시예 1 ∼ 12 및 비교예 1 ∼ 5 의 결과로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 편광 소자 및 편광판은, 광학 특성 및 내구성이 향상되어 있음을 알 수 있다. 따라서, 이 편광 소자나 편광판을 사용함으로써, 편광 특성이 우수하고, 내구성이 높은 액정 표시 장치 및 편광 렌즈를 얻을 수 있다.

산업상 이용가능성

본 발명은, 종래와 동등하거나 또는 그보다 우수한 광학 특성을 갖는 편광 소자, 편광판 및 광학 부재 등을 제공할 수 있다. 본 발명의 편광 소자, 또는 편광판은, 액정 프로젝터, 전자식 탁상 계산기, 시계, 노트북 컴퓨터, 워드프로세서, 액정 텔레비전, 편광 렌즈, 편광 안경, 헤드업 디스플레이, 카 내비게이션, 유기 일렉트로루미네선스 디스플레이 (통칭 OLED) 및 옥내외의 계측기나 표시기 등에 사용되는 표시 장치, 또는 그와 유사한 광학 장치에 사용할 수 있다. 본 발명의 편광 소자 또는 본 발명의 편광판을 구비하는 액정 표시 장치가 본 발명의 형태의 하나이다. 또, 특히 바람직한 본 발명의 편광판의 용도의 하나로서 본 발명의 편광 소자 또는 편광판을 구비한 표시 장치는 높은 편광도, 즉 콘트라스트를 제공할 뿐만 아니라, 높은 내구성을 제공할 수도 있다. 그 내구성이란 115 ℃, 또는 상대 습도 85 ％ 의 85 ℃ 의 환경에 있어서도 변색, 및 콘트라스트의 저하가 없는 표시 장치를 제공하게 한다. 특히 바람직한 용도로는 차재 디스플레이, 액정 프로젝터, 헤드업 디스플레이, 옥외 디스플레이등, 높은 콘트라스트뿐만 아니라, 내열성, 내습열성, 내광성이 요구되는 분야에서 바람직하게 사용될 수 있다.

Claims

식 (1) 로 나타내는 아조 화합물 또는 그 염과, 식 (2) 로 나타내는 아조 화합물 또는 그 염과, 기재를 포함하는 편광 소자 :

(식 (1) 중, Ar₁ 은 치환기를 갖는 페닐기 또는 치환기를 갖는 나프틸기를 나타내고, Rr₁ ∼ Rr₄ 는 각각 독립적으로, 수소 원자, C1 ∼ 4 알킬기, C1 ∼ 4 알콕실기 또는 술포기를 갖는 C1 ∼ 4 알콕실기를 나타내고, Xr₁ 은 치환기를 가져도 되는 아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아조기, 치환기를 가져도 되는 벤조일기, 치환기를 가져도 되는 벤조일아미노기 또는 치환기를 가져도 되는 나프토트리아졸기를 나타내고, m 은 0 또는 1 을 나타낸다) ;

(식 (2) 중, Ab₁ 은 치환기를 갖는 페닐기 또는 치환기를 갖는 나프틸기를 나타내고, Rb₁ ∼ Rb₅ 는 각각 독립적으로, 수소 원자, C1 ∼ 4 알킬기, C1 ∼ 4 알콕실기 또는 술포기를 갖는 C1 ∼ 4 의 알콕실기를 나타내고, Xb₁ 은 치환기를 가져도 되는 아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아미노기, 치환기를 가져도 되는 페닐아조기, 치환기를 가져도 되는 벤조일기, 치환기를 가져도 되는 벤조일아미노기 또는 치환기를 가져도 되는 나프토트리아졸기를 나타낸다).
제 1 항에 있어서,
식 (2) 로 나타내는 아조 화합물이, 식 (3)

(식 (3) 중, Ab₁, Rb₁ ∼ Rb₅ 및 Xb₁ 은, 상기 식 (2) 에 기재된 것과 동일하다)
으로 나타내는 아조 화합물인, 편광 소자.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
Rb₅ 가 메톡시기인, 편광 소자.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
식 (4)

(식 (4) 중, Ay₁ 은 술포기, 카르복실기, 하이드록실기, C1 ∼ 4 알킬기 또는 C1 ∼ 4 알콕실기를 나타내고, Ry₁ ∼ Ry₄ 는 각각 독립적으로, 수소 원자, C1 ∼ 4 알킬기 또는 C1 ∼ 4 알콕실기를 나타내고, p 는 1, 2, 또는 3 을 나타낸다)
로 나타내는 아조 화합물을 추가로 함유하는 편광 소자.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기재가 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 필름인, 편광 소자.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 편광 소자와, 그 편광 소자의 편면 또는 양면에 형성된 투명 보호층을 구비하는 편광판.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 편광 소자 또는 제 6 항에 기재된 편광판을 구비하는 광학 부재, 기기, 또는 장치.