TW201829638A - 紅外線波長區域用染料系偏光板 - Google Patents

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Abstract

本發明之目的在於提供一種對於紅外線波長區域之光線發揮功能之高性能的偏光板、及具備該偏光板之液晶顯示裝置等。
本發明係提供一種紅外線區域用偏光板，其為含有在紅外線區域具有吸收之染料且經延伸之薄膜，其中，該薄膜具有二色性。

Description

紅外線波長區域用染料系偏光板
本發明係關於紅外線波長區域用染料系偏光板。
具有光之穿透/遮蔽功能之偏光板，係可使用於具有光之開關功能的液晶以及液晶顯示器(Liquid Crystal Display：LCD)等顯示裝置。該LCD之應用領域亦可舉例從初期時的計算機及時鐘等小型機器，筆記型電腦、文書處理機、液晶投影機、液晶電視、汽車導航機及室內外之資訊顯示裝置、計測機器等。而且，亦能夠適用於具有偏光功能之透鏡，而應用在辨識性提升之太陽眼鏡、近年對應於3D電視等之偏光眼鏡等。
一般的偏光板係以碘或二色性染料將薄膜染色或使薄膜含有碘或二色性染料而製造，前述薄膜係經延伸定向之聚乙烯醇或其衍生物之薄膜，或者藉由聚氯乙烯薄膜之去鹽酸或聚乙烯醇系薄膜之脫水來生成聚烯並使其定向之聚烯系的薄膜。此等之中，使用碘之碘系偏光板，係偏光性能優異，另一方面，使用二色性染料之染料系偏 光板相較於碘系偏光板，係耐濕性及耐熱性優異。如此之一般所使用之偏光板係適於全部可見波長區域之偏光板，而且並非適用於紅外線波長區域之偏光板。
近年來，在適用於觸控面板之辨識光源或保全監視攝像機、感測器、防止偽造、通訊機器等用途中，不只要求適用於可見波長區域之偏光板，還要求可使用於紅外線區域之偏光板。其係使用於應用紅外線區域之光線之液晶功能的光之波導或開關、紅外線區域之光線的抗反射等目的。對於如此之期望，已有下述報告：如專利文獻1之碘系偏光板經聚烯化後之紅外線偏光板、如專利文獻2或3之應用線柵(wire grid)的紅外線偏光板、如專利文獻4之含有微粒子的玻璃經延伸後之紅外線偏光片、如專利文獻5或6之使用膽固醇液晶的偏光片。藉由專利文獻1之方法的話，係耐久性差、耐熱性和濕熱耐久性以及耐光性弱，而未達實用性。如專利文獻2或3之線柵型，雖可加工成薄膜型，同時因作為製品係屬安定而正在普及化，然而，由於在表面若無奈米等級之凹凸便無法維持光學特性，故不能碰觸表面，因此所能使用之用途受到限制，難以進一步進行抗反射、防眩(antiglare)加工。而且，因要求奈米等級之加工，故難以大面積製作，非常昂貴。如專利文獻4之含有微粒子之玻璃延伸型係具有高的耐久性，且具有高的二色性，故達到實用性，被稱為今後會發展趨向之領域。然而，因係含有微粒子並經延伸之玻璃，故雖可謂玻璃板，但元件本身容易破裂、脆化，且無如習知之偏 光板的柔軟性，故有難以做表面加工、難以與其他基板貼合的問題。專利文獻5及專利文獻6之技術雖係使用從前公開之圓偏光的技術，但顏色會因辨識之角度而變化，或者，由於基本上為利用反射之偏光板，故會產生雜散光而難以形成絕對偏光之光。換言之，尚無下述之對應於紅外線波長區域的偏光板：其屬於如一般的碘系偏光板或染料系偏光板的吸收型偏光元件，為薄膜型且具有柔軟性，並且具有高的耐久性。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]美國專利第2,494,686號說明書
[專利文獻2]日本特開2016-148871號公報
[專利文獻3]日本特開2013-24982號公報
[專利文獻4]日本特開2004-86100號公報
[專利文獻5]國際公開第2015/087709號
[專利文獻6]日本特開2013-64798號公報
[專利文獻7]日本特開昭59-25293號公報
本發明之目的在於提供一種對於紅外線波長區域之光線發揮功能之高性能偏光板、及具備該偏光板之液晶顯示裝置等。
本發明人等係為達成如此目的而進行專心研究之結果，新發現含有於紅外線區域具有吸收之染料且經延伸之薄膜對於紅外線波長之光線係發揮作為偏光板的功能。
亦即，本發明係關於以下之(1)至(13)。
(1)一種偏光板，為含有在紅外線區域具有吸收之染料且經延伸之薄膜，該薄膜在紅外線區域具有二色性。
(2)如(1)記載之偏光板，其中，前述染料之最大吸收波長為700至1500nm。
(3)如(1)或(2)記載之偏光板，其中，前述染料選自由偶氮化合物、蒽醌化合物及花青化合物所構成之群。
(4)如(1)至(3)中任一項記載之偏光板，其中，前述染料為水溶性染料。
(5)如(1)至(4)中任一項記載之偏光板，其中，前述薄膜之基材為親水性高分子。
(6)如(5)記載之偏光板，其中，前述親水性高分子為聚乙烯醇系樹脂。
(7)如(1)至(6)中任一項記載之偏光板，其中，在單面或兩面具備透明保護層。
(8)一種液晶顯示裝置、感測器、透鏡、開關元件、隔離器(isolator)、或攝像機，係具備(1)至(7)中任一項記載之偏光板。
(9)一種於紅外線區域具有吸收之染料之用於偏光板之使用方法，係使薄膜含有該染料，並且將該薄膜進行 延伸而顯現二色性。
(10)如(9)記載之使用方法，其中，前述染料之最大吸收波長為700至1500nm。
(11)如(9)或(10)記載之使用方法，其中，前述染料係選自由偶氮化合物、蒽醌化合物及花青化合物所構成之群。
(12)如(9)至(11)中任一項記載之使用方法，其中，前述染料為水溶性染料。
(13)如(9)至(12)中任一項記載之使用方法，其中，前述偏光板為液晶顯示裝置、感測器、透鏡、開關元件、隔離器、或攝像機用。
本發明係可提供一種對紅外線波長區域之光線發揮功能之高性能偏光板、及具備該偏光板之液晶顯示裝置等。本發明之偏光板係可與習知之偏光板進行同樣處理之適於紅外線波長區域之光線的偏光板，且具有柔軟性，物理性安定，為吸收型偏光元件，故不產生雜散光，且具有高的耐候性(耐熱性、耐濕熱性、耐光性)。
本發明係藉由將薄膜延伸，以使在紅外線區域具有吸收之染料定向，而顯現紅外線區域(或者，亦可記載為紅外線波長區域)之吸收的異向性(所謂二色性)。所 謂紅外線區域、紅外線波長區域係指700nm至30000nm，但本發明所得之藉由在紅外線區域吸收而構成之含有二色性染料的偏光板，係發揮作為近紅外線之偏光板的功能。近紅外線之波長係指700nm至1500nm之波長，藉由本發明可製作該波長之偏光板，惟較佳係700nm至1100nm，更佳係750nm至1000nm之偏光板可特別適宜使用。吸收之異向性的二色比只要為5以上，即可用於感測器等，惟較佳係10以上，更佳係20以上，再更佳係30以上，特佳係100以上。
所使用之薄膜的基材，係有使用親水性之高分子的薄膜及使用熱塑性之高分子的薄膜，惟在各者之中，在薄膜中含有在紅外線區域具有吸收之二色性染料並使其定向一事係相同。然而，在各者中，對偏光板加工之方法相異。
首先，說明使親水性高分子含有於紅外線區域具有吸收之二色性染料，並使該二色性染料定向，製作對紅外線波長區域之光線的偏光板之方法。
親水性高分子係無特別限定，惟指與水之親和性高的薄膜。例如係指使其浸漬或接觸作為介質之水時，會含有水、或膨潤之薄膜。具體而言，可使用聚乙烯醇系樹脂、直鏈型澱粉(amylose)系樹脂、澱粉系樹脂、纖維素系樹脂、聚丙烯酸鹽系樹脂、及該等之衍生物等。使由該等樹脂所構成之薄膜含有在紅外線波長區域具有吸收之二色性染料，並藉由將薄膜延伸以使二色性染料定向， 而獲得偏光板。若考量含有二色性染料、使其具交聯性等，以由聚乙烯醇系樹脂所構成之薄膜為最佳。
上述偏光板係可藉由習知之偏光板方法來製造，惟例如為由含有染料之聚乙烯醇系薄膜所構成之偏光板時，係首先以溫水等使聚乙烯醇系薄膜膨潤之後，藉由製作相對於水1000重量份含有於紅外線區域具有吸收之染料0.01至10質量份之水溶液並使其浸漬，而使於親水性高分子含有染料。浸漬於溶解有二色性染料之染色槽，使該薄膜染色，隨後，在含有如硼酸、硼砂之交聯劑的槽中朝單軸方向延伸2至8倍，並使其乾燥，藉此可獲得該偏光元件。偏光板之性能係可以二色性染料所具有之二色性或以延伸時之延伸倍率等進行調整。
含有染料之方法，係有如前述之記載般將親水性高分子浸漬於含有二色性染料之水溶液而使其含有染料之方法，而另一方面，亦可採取使親水性高分子預先含有染料，並進行延伸之方法。該方法係在將於親水性高分子已含有染料之樹脂組成物形成薄膜之後，將形成薄膜者進行延伸而得。使親水性高分子含有染料之方法，係例如使在相對於水溶融有8至12%聚乙烯醇之水溶液中，含有相對於該水溶液之固體成分為0.01至10%之二色性染料，將該水溶液進行澆鑄製膜，使溶劑之水蒸發，藉此獲得含有染料之薄膜。將所得之薄膜進行延伸，藉此可獲得偏光板。
所得之薄膜之延伸，係可採取在溫水中進 行延伸、或一般的偏光板之製造方法的延伸加工方法之於含有硼酸的水溶液中進行延伸之方法，另一方面，亦可應用乾式延伸法。乾式延伸，係對薄膜施加熱，在薄膜藉由該熱而成為柔軟之狀態時應用延伸者。為乾式延伸法時，可在延伸加熱介質為大氣(空氣)、或氮等之氣體中延伸，溫度係以常溫至200℃進行延伸為較佳，但必須因應樹脂之成型溫度改變而進行延伸加工。又，濕度較佳係在10至95%RH之環境中進行處理。加熱方法係可舉例如輥間區延伸法、輥加熱延伸法、加壓延伸法、紅外線加熱延伸法等，但其延伸方法只要能將熱傳導至薄膜並進行延伸，其方法即無限定。延伸倍率係可為延伸2倍至8倍，亦可依各樹脂能夠延伸之倍率、以及可使染料定向之延伸倍率進行調整。延伸處理係可以1階段進行，可進行2階段處理以上之多階段處理。
其次，說明使熱塑性高分子含有在紅外線區域具有吸收之二色性染料，並使該二色性染料定向，製作對於紅外線波長區域之光線的偏光板之方法。
熱塑性高分子無特別限定，惟指經施加熱時成為可塑狀態(具有變柔軟的物性)之高分子。將其製成膜者即熱塑性高分子薄膜。熱塑性高分子較佳係透明性高者，具體而言，可舉例如聚對苯二甲酸乙二酯等聚酯系樹脂、尼龍、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、PMMA等丙烯酸樹脂等，但不限於此。使由該等樹脂所構成之薄膜含有染料，並延伸，獲得具有二色性之偏 光板。
熱塑性高分子係以預先含有染料之狀態製膜，並採取將該所得之薄膜延伸之方法。該方法係在熱塑性高分子混合染料並進行混練，使其熔融製膜而成為薄膜，將該所得之薄膜延伸，藉此獲得偏光元件。或者，使熱塑性樹脂組成物溶解在溶劑中，並使染料溶解在該溶解液中，將其澆鑄製膜，使溶劑蒸發而形成薄膜，使所得之薄膜進行延伸，藉此獲得偏光元件。使用熱塑性高分子之先染法之製作方法係無特別限定，例如使熱塑性樹脂含有之染料係相對於樹脂為0.01至5%，較佳係0.05%至2%，更佳係0.1%至1%，將該樹脂混合物熔融混練，熔融製膜而形成薄膜，將所得之薄膜進行延伸以獲得偏光板。或者，例如以溶劑使熱塑性樹脂溶解，使樹脂含有染料，並將樹脂組成物進行澆鑄製膜，使溶劑乾燥而獲得薄膜，將所得之薄膜進行延伸，而可獲得偏光板。
對於所得之薄膜，亦可應用一般的偏光板的製造方法之濕式延伸方法(在高溫溶劑中延伸之方法)，但為熱塑性樹脂時，一般而言係應用乾式延伸法。乾式延伸係對薄膜施予熱，於藉由該熱而成為柔軟之狀態時應用延伸者。乾式延伸法時，可在延伸加熱介質之大氣(空氣)、或氮等氣體中進行延伸，溫度較佳係以常溫至180℃進行延伸。又，濕度較佳係在20至95% RH之環境中進行處理。加熱方法係可舉例如：輥間區延伸法、輥加熱延伸法、加壓延伸法、紅外線加熱延伸法等，惟就該延伸方法而言， 只要可傳導熱並進行延伸，即不限定於該方法。延伸倍率係可為延伸2倍至8倍，惟可依各樹脂可延伸之倍率、及可使染料定向之延伸倍率進行調整。延伸處理係可以1階段進行，亦可以2階段處理以上之多階段進行處理。
在本發明所使用之近紅外線吸收染料的種類，可列舉：酞青系、萘酞青系、金屬錯合物系、硼錯合物系、花青系、方酸菁系、亞胺鎓系、二苯基胺/三苯基胺類系、醌系、偶氮系等。一般而言，此等染料係藉由使現存之π共軛系擴張而使吸收波長長波長化，藉由該構造而顯示各式各樣之吸收波長。而且，雖然多係採取疏水性染料或顏料之形態，惟亦可藉由進行水溶性而作為親水性染料利用。
如此之染料可為游離形態，亦可為鹽之形態。鹽可為例如：鋰鹽、鈉鹽、及鉀鹽等鹼金屬鹽，或銨鹽和烷基胺鹽等有機鹽。鹽較佳係鈉鹽。
就本發明所使用之染料而言，關於各染料的具體例係表示於以下。
酞青/萘酞青系係具有平面性構造，且具有廣的π共軛面之染料。藉由通式1之M1所示的中心金屬而顯示多樣性的吸收，作為中心金屬，一般而言可舉例：Li、Na、K、Mg、Ti、Zr、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Hg、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi等。金屬氧化物可舉例VO、GeO、TiO等。金屬氫氧化物可舉 例如Si(OH)2、Cr(OH)2、Sn(OH)2、AlOH等。金屬鹵化物可舉例如SiCl2、VCl、VCl2、VOCl、FeCl、GaCl、ZrCl、AlCl等。此等之中，較佳係Fe、Co、Cu、Ni、Zn、Al、V等金屬原子、VO等金屬氧化物、AlOH等金屬氫氧化物等，更佳為VO等金屬氧化物。通常係可使用作為顏料，但亦可如日本特開平2-167791號公報所記載之通式1般藉由賦予水溶性基而使溶解於水。
下述通式1所示之染料，較佳係例如下述化合物例1所示之染料。通式1中之虛線的芳香環，係指可有可無。化合物例1中之p及k係各自獨立地表示0至12之整數，p及k之和為0至12，尤佳係p為1至4且k為0。
醌系為具有廣吸收幅度之染料，為如通式2所示之染料。Ar1、Ar2理想係由芳香環或雜環所構成之環狀構造，為了吸收波長之長波長化，更佳係雜環。可舉例如日本特開昭61-221264號公報記載之蒽醌系染料。而且，此等之環可具有取代基，可舉例如可具有取代基之胺基、硝基、磺基、烷基、烷氧基、具有磺基之烷基、具有羥基之烷基等。X較佳係氧原子或氮原子。較多之構造係採取疏水性構造，但亦有報告係藉由賦予水溶性基而可溶解於水者。可舉例如像日本特表2006-508034號公報記載之陰丹士林染料(indanthrene dye)。
下述通式2所示之染料較佳係例如下述化合物例2所示之染料。化合物例2中之n係表示1至12之整數，n為1以上時，各個磺酸可為游離形態，亦可為鹽之形態，或者可以任意之比例含有游離形態及鹽之形態兩者。
花青系為在近紅外線區域具有強的吸收之染料，係以通式3、或通式4表示。Ar3至Ar6係表示雜環。該雜環可舉例如噻唑環、苯并噻唑環、萘并噻唑環、噻唑啉環、唑環、苯并唑環、萘并唑環、唑啉環、硒唑環、苯并硒唑環、萘并硒唑環、喹啉環等。較佳係苯并噻唑環、萘并噻唑環。各個雜環可分別具有任意之取代基，水溶性基可舉例如磺酸基、羥基、具有磺酸基之烷基、具有羥基之烷基等。此等係可取代成Ar3至Ar6之環狀，亦可鍵結於雜環中之氮原子上。次甲基鏈之數字b係1至7，以3至5為特佳。可具有該次甲基鏈上之取代基R，可舉例如可具有取代基之苯基等。通式4中之Ar7係表示碳數5至7之環狀骨架，取代基W係鹵素、可具有取代基之苯基胺基、可具有取代基之苯氧基、可具有取代基之苯基硫 基等。此時之取代基可具有水溶性基。而且，該染料係分子內鹽型或分子間鹽型，為分子間鹽型時，可舉鹵化鹽、過氯酸鹽、氟化銻鹽、氟化磷鹽、氟化硼鹽、三氟甲烷磺酸鹽、雙(三氟甲烷)磺酸醯亞銨鹽、或萘磺酸等有機鹽等。具體而言，可列舉如吲哚菁綠(indocyanine green)或日本特開昭63-33477號公報記載之水溶性染料等，可舉例如化合物例3至6。
與花青系構造類似的方酸菁系為於中心骨格具有方酸之染料。通式5中之Ar8、Ar9理想係具有與花青系相同之雜環。而且，該染料亦有分子內鹽型、分子間型，而採取與花青系相同的鹽之形式。該染料原本為疏水性構造，惟可藉由與花青系同樣地賦予水溶性基而成為可溶解於水。
偶氮系係吸收可見光區域之染料，主要的用途為水溶性印墨，但已市售有藉由使吸收廣域化而可吸收至近紅外線區域之染料。例如，一般而言，可列舉以製作日本專利第5979728號公報記載之黑色印墨為目的而使用C.I.Acid Black 2(Orient化學工業公司製)、C.I.Direct Black 19(Aldrich工業公司製)之例等。而且，此等偶氮系染料亦可與金屬形成錯合物。此時，如通式6記載之M2所示，中心金屬係可列舉鈷、鎳等，A1、B1係可例示苯環或萘環等芳香環，更具體而言，宜係日本特開昭59-11385號公報記載之染料構造。
金屬錯合物系如通式7、通式8所示。式中之M3、M4表示金屬，一般為Pd、Ni、Co、Cu，惟以Ni 為特佳。R1、R2、R1’、R2’表示任意之取代基，惟具體而言，可列舉鹵素原子、可具有磺基之烷基、可具有磺基之烷氧基、氰基、胺基、硝基、可具有取代基之苯基等。X1至X4分別獨立地表示氮原子、氧原子、硫原子。
又，X1至X4為氮原子時，該氮原子亦可係氫加成物之NH、或碳數1至4之烷基、可被可具有取代基之苯基等取代之氮原子。
硼錯合物系係如通式9所示，宜為日本特開2010-106248號公報記載之染料構造。
在通式9中，R3、R4較佳係氫原子、烷基、苯基，R5較佳係強的拉電子性基，例如硝基、氰基，Ar10較佳係可具有取代基之苯基，Ar11較佳係由芳香環或雜環所構成之環狀構造，為了吸收波長之長波長化，係以雜環為更佳。Y係以硫原子或氧原子為佳。
亞胺鎓系為即使在近紅外線區域亦於較長波長側(950至1100nm)具有吸收之染料，如通式10所示。
在通式10中，R6至R13係可列舉可具有取代基之烷基、可具有取代基之芳香環等。一般而言為疏水性染料，惟亦有揭示為經賦予水溶性基之日本特開2001-181184號公報所示之染料。該染料亦有分子內鹽、分子間鹽型，為分子間鹽型時，Q-係可列舉：鹵化離子、過氯酸離子、氟化銻離子、氟化磷離子、氟化硼離子、三氟甲烷磺酸離子、雙(三氟甲烷)磺醯亞胺離子、或萘磺酸離子等。
二苯基胺/三苯基胺類係如通式11、通式12 所示。
在通式11中之R14至R17、或通式12中之R18至R23係分別獨立地為氫原子、或至少包含1個碳原子之烷基，該烷基係任意地含有選自氮原子、氧原子、硫原子及鹵素原子之1個或複數個雜原子，1個以上之氮原子係陽離子自由基，前述1個以上之陽離子自由基係藉由1個以上之陰離子而電荷平衡化。
在本案中係可適宜使用蒽醌類。蒽醌類係可舉例如通式13所示，R24、R25係分別獨立地為氫原子、碳數1至4之烷基、可具有取代基之苯基等。R26係可隔著1至5個氧原子之直鏈或分枝而成之具有1至16個碳之烷基、環烷基、烯基、芳烷基、芳氧基烷基、具有碳數1 至12之烷基或烷氧基作為取代基之芳基，Z表示氮原子、氧原子、硫原子。代表性之構造可舉例如專利文獻7記載之染料。又，Z為氮原子時，該氮原子係表示氫加成物之NH、或碳數1至4之烷基、經可具有取代基之苯基等取代之氮原子。
本發明之偏光板係可依上述來製作。惟，另一方面，亦可在上述偏光板之單面、或兩面隔著接著劑或黏著劑設有保護之薄膜。使用如此之保護薄膜，可獲得物理性安定且柔軟性高之薄膜。保護薄膜可使用以往偏光板之保護薄膜的三乙醯基纖維素薄膜和丙烯酸薄膜、聚碳酸酯薄膜、環烯烴薄膜等，但以使用透明、且雙折射少、不易產生相位差之薄膜為宜。為由熱塑性樹脂構成薄膜時，因為已為表面硬度硬、且不易受到濕度的影響，故當使用一般的聚乙烯醇薄膜作為基材薄膜時，即使無TAC等保護薄膜，亦多能獲得良好的表面性。或者，亦可直接設置聚合性樹脂組成物，設置硬塗層和防眩性層、低反射層等。設有保護薄膜時，係可藉由至少在單面，通常是在兩面，將前述之保護薄膜經由前述之接著劑積層在兩薄膜之 間後，進行乾燥而獲得。乾燥之條件係依使用之接著劑濃度、保護薄膜之透濕度而異，惟可在25至100℃進行1至150分鐘左右。
再者，本發明之偏光板亦可貼合於稜鏡、玻璃等無機基板或塑膠板等而使用作為基板。藉由貼合為符合玻璃或塑膠板之曲面，亦可形成曲面等。
偏光板視情況而例如貼合於液晶等顯示裝置時，其後亦可在成為非露出面之保護層或薄膜之表面設置用以改善視角及/或改善對比之各種功能性層、具有亮度提升性之層或薄膜。各種功能性層係例如控制相位差之層或薄膜。偏光板較佳係藉由黏著劑而貼合在此等薄膜或顯示裝置。
偏光板亦可在保護層或薄膜之露出面具備抗反射層、防眩層及硬塗層等公知之各種功能性層。就製作該具有各種功能性之層而言，較佳係塗佈方法，而亦可係將具有該功能之薄膜經由接著劑或黏著劑貼合。
本發明之偏光元件或偏光板係依需要而設有保護層或功能層及玻璃、水晶、藍寶石等透明的支撐體等，能應用於液晶投影機、電子計算機、時鐘、筆記型電腦、文書處理機、液晶電視、偏光透鏡、偏光眼鏡、汽車導航器、感測器、透鏡、開關元件、隔離器、攝像機、及室內外之計測器或車等之顯示器等。設有本紅外線偏光板之裝置係對於紅外線區域之波長具有高耐久性且可靠性高，可長期提供高對比。
[實施例]
以下，藉由實施例更詳細說明本發明，但本發明係不受此等限定。
[實施例1]
將皂化度99%以上之平均聚合度2400之聚乙烯醇薄膜(kuraray公司製VF-PS)於40℃之溫水中浸漬3分鐘，應用膨潤處理，使延伸倍率為1.30倍。在含有水1500質量份、三聚磷酸鈉1.5質量份、無水芒硝1.5質量份、作為在紅外線區域具有吸收之花青染料之式(1)所示的FEW CHEMICAL公司製S2180 1.5質量份的45℃之染色液中，浸漬膨潤後之薄膜8分鐘00秒，使薄膜含有偶氮化合物。將所得之薄膜於含有硼酸(Societa Chimica Larderello s.p.a.公司製)20g/l的40℃之水溶液中浸漬1分鐘。將浸漬後之薄膜延伸成5.0倍，同時於含有硼酸30.0g/l之50℃的水溶液中進行5分鐘之延伸處理。將所得之薄膜於維持其為緊繃之狀態下於25℃之水中浸漬20秒鐘，以進行洗淨處理。使洗淨後之薄膜在70℃下乾燥9分鐘，獲得偏光板。對於該偏光板，使用於水溶解4%聚乙烯醇(日本VAM & POVAL公司製NH-26)而成者作為接著劑，積層經鹼處理之三乙醯基纖維素薄膜(Fuji Photo Film公司製TD-80U)而獲得設有保護薄膜之偏光板。所得之偏光板係具有與設置保護薄膜之前相同的光學特性，特別是維持了單體穿透率、色相、偏光度等。以此偏光板作為實施例1之測定試 料。
[實施例2]
除了將實施例1中使用之於紅外線區域具有吸收之染料用花青系染料之式(2)所示的FEW CHEMICAL公司製S0378(1.5質量份)取代以外，其餘係以同樣方式製作偏光板，作為測定試料。
[實施例3]
除了將在實施例1中使用之於紅外線區域具有吸收之染料用偶氮系染料之Orient化學工業公司製C.I.Acid Black 2(1.5質量份)取代以外，其餘係以同樣方式製作偏光板，作為測定試料。
[實施例4]
除了將在實施例1中使用之於紅外線區域具有吸收之染料用式(3)所示之偶氮系染料的SHAOXING BIYING TEXITILE TECHNOLOGY Co.,LTD公司製C.I.Direct Black 19(1.5質量份)取代以外，其餘係以同樣方式製作偏光板，作為測定試料。
[實施例5]
使東洋紡公司製之Vylon UR8200 100質量份中含有0.15質量份之作為在紅外線區域具有吸收之花青染料的式(4)所示之FEW CHEMICAL公司製S0391，將經充分混合後之組成物以250μm之厚度澆鑄在玻璃上。澆鑄後，使在Vylon UR8200中所含之溶劑乾燥後，得到75μm之薄膜。將所得之薄膜在80℃之環境下延伸成相對於原來長度為3倍，獲得偏光板。
[實施例6]
使東洋紡公司製之Vylon UR1400 100質量份中含有0.15質量份之作為在紅外線區域具有吸收之花青染料的式(5)所示之FEW CHEMICAL公司製S2437，將經充分混合後之組成物以250μm之厚度澆鑄在玻璃上。澆鑄後，使在Vylon UR1400中所含之溶劑乾燥後，得到75μm之薄膜。將所得之薄膜在80℃之環境下延伸成相對於原來長度為3倍，獲得偏光板。
[實施例7]
使東洋紡公司製之Vylon UR1400 100質量份中含有0.2質量份之作為在紅外線區域具有吸收之蒽醌染料的式(6)所示之日本特開昭59-26293化合物編號19，將經充分混合後之組成物以250μm之厚度澆鑄在玻璃上。澆鑄後，使在Vylon UR1400中所含之溶劑乾燥後，得到75μm之薄膜。將所得之薄膜在80℃之環境下延伸成相對於原來之長度為3倍，獲得偏光板。
[比較例1]
除了用日本化藥公司製Black S(1.5質量份)取代與實施例3同樣的Black染料以外，其餘係以同樣方式製作偏光板，作為測定試料。
[評估]
以如下之方式評估實施例1至7及比較例1所得之測定試料。
(a)偏光平行穿透率Ky、及偏光垂直穿透率Kz
使用分光光度計(日立製作所公司製“UH-4150”)測定各測定試料之偏光平行穿透率Ky及偏光正交穿透率Kz。在此，偏光平行穿透率Ky係經由對應於紫外線至紅外線之Glan Taylor偏光片對測定試料照射光時，以使Glan Taylor偏光片之光的吸收軸與測定試料之吸收軸成為平行之方式重疊而測定出之各波長的分光穿透率。偏光平行穿透率Kz係經由對應於紫外至紅外線之Glan Taylor偏光片對測定試料照射光時，以使Glan Taylor偏光片之光的吸收軸與測定試料之吸收軸成為正交之方式重疊而測定出之各波長的分光穿透率。
(b)對比
將偏光平行穿透率Ky及偏光垂直穿透率Kz代入以下之式而求出各測定試料之對比。
對比=Ky/Kz
在表1中，係將從所得之各波長的Ky、Kz得到之最高的對比之值、及可獲得該最高的對比之波長示於表1。
如表1所示，可知實施例1至7之測定試料係在紅外線區域(700nm至1000nm)具有最高的對比之波長，在該波長之對比係與比較例1所示之一般的染料大致相同、或具有於比較例1所示之一般的染料以上之對比。相對於此，可知比較例1之染料不僅具有最高的對比之波 長為603nm，且幾乎完全沒有700nm之對比，故使用具有紅外線區域之吸收的染料一事在本案中實屬重要。一般的報紙等黑白顯示的對比約為10，相對於此，本發明之偏光板係在紅外線區域(700nm至1000nm)具有最高的對比之波長，而且還具有與一般的具二色性之染料為同等以上之對比，故可知本發明係充分發揮紅外線區域之偏光板的功能。
[耐久性試驗]
將實施例1至7之測定試料應用於90℃之耐熱試驗及65℃、相對濕度95% RH之環境240小時。其結果係實施例1至7之測定試料看不出對比或波長之變化。由此可見，實施例1至7之偏光板係可靠性高，且使用實施例1至7的偏光板之裝置或透鏡係可獲得可靠性高的紅外線區域之對比。

Claims (13)

  1. 一種偏光板，為含有在紅外線區域具有吸收之染料且經延伸之薄膜，該薄膜在紅外線區域具有二色性。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之偏光板，其中，前述染料之最大吸收波長為700至1500nm。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之偏光板，其中，前述染料選自由偶氮化合物、蒽醌化合物及花青化合物所構成之群。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之偏光板，其中，前述染料為水溶性染料。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之偏光板，其中，前述薄膜之基材為親水性高分子。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之偏光板，其中，前述親水性高分子為聚乙烯醇系樹脂。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項所述之偏光板，其中，在單面或兩面具備透明保護層。
  8. 一種液晶顯示裝置、感測器、透鏡、開關元件、隔離器、或攝像機，係具備申請專利範圍第1至7項中任一項所述之偏光板。
  9. 一種於紅外線區域具有吸收之染料之用於偏光板之使用方法，係使薄膜含有該染料，並且將該薄膜進行延伸而顯現二色性。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之使用方法，其中，前述染料之最大吸收波長為700至1500nm。
  11. 如申請專利範圍第9或10項所述之使用方法，其中，前述染料係選自由偶氮化合物、蒽醌化合物及花青化合物所構成之群。
  12. 如申請專利範圍第9至11項中任一項所述之使用方法，其中，前述染料為水溶性染料。
  13. 如申請專利範圍第9至12項中任一項所述之使用方法，其中，前述偏光板為液晶顯示裝置、感測器、透鏡、開關元件、隔離器、或攝像機用者。
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