TWI518139B

TWI518139B - 染料系偏光元件及偏光板

Info

Publication number: TWI518139B
Application number: TW101119187A
Authority: TW
Inventors: 望月典明; 樋下田貴大; 西口卓斗
Original assignee: 日本化藥公司; 寶來科技股份有限公司
Priority date: 2011-05-30
Filing date: 2012-05-29
Publication date: 2016-01-21
Also published as: CN103547949B; CA2837278A1; KR20140031862A; JPWO2012165223A1; US20140085721A1; CN103547949A; KR101855143B1; JP5918759B2; EP2717076B1; EP2717076A1; WO2012165223A1; EP2717076A4; TW201307487A

Description

染料系偏光元件及偏光板

本發明係關於一種染料系偏光元件及使用其之偏光板。

偏光元件通常係藉由使作為二色性色素之碘或二色性染料吸附配向於聚乙烯醇系樹脂膜上而製造。於該偏光元件之至少單面上經由接著劑層而貼合包含三乙酸纖維素等之保護膜而製成偏光板，並用於液晶顯示裝置等中。將使用碘作為二色性色素之偏光板稱作碘系偏光板，另一方面，將使用二色性染料作為二色性色素之偏光板稱作染料系偏光板。該等之中，染料系偏光板與碘系偏光板相比，若將具有相同偏光度之偏光板進行比較，則有穿透率較低即對比度較低之問題方面，但其特徵在於：具有高耐熱性、高濕熱耐久性、高穩定性，且開發出具有各種色彩之色素而由調配所得之顏色之選擇性較高。

先前，作為將製紙材料及纖維素系纖維染成不掉色之藍色之染料，已知有C.I.直接藍(Direct Blue)15、200、202、203等，較多用於製紙業界及染色業界中。然而，關於該等染料共同之缺點，作為將該等染料用作原料時之共同之問題方面，用作主原料之聯大茴香胺為相當於特定化學物質第一類之毒性化學物質，且色素本身亦為聯大茴香胺系色素，因此於使用聯大茴香胺時，必需嚴格遵守勞動安全衛生法，必需於極其嚴格之防護設備下進行作業，而成為與安全衛生管理及生產效率提高相關之較大之制約要素。

另一方面，作為聯大茴香胺以外之藍色染料，例如有C.I.直接藍67、78、106、108等，但與聯大茴香胺系藍色染料相比均明顯具有染色性不良之缺點。即，不使用聯大茴香胺則難以容易地獲得不掉色且染色性良好之藍色染料，因此有如下狀況：儘管聯大茴香胺為相當於特定化學物質第一類之毒性化學物質，用以避免曝露於作業者之防護設備花費大量經費，但仍廣泛製造並使用採用其之藍色染料。因此，不僅染料業界、製紙業界，對於偏光板之開發而言亦常年強烈期望不使用如聯大茴香胺之類的相當於特定化學物質之原料而獲得不掉色且染色性良好之藍色染料。尤其是，於偏光元件之開發中，以具有較高之偏光特性為前提此外兼具偏光功能、顏色及耐久性非常困難。

又，近年來光學用途中，光源之強度日益提高，而有偏光板會因該強光及伴隨該強光而產生之熱而變色之問題，從而其改善之要求較高。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特公昭64-5623號

[專利文獻2]日本專利特開平7-18192號

[專利文獻3]日本專利第2985408號

[專利文獻4]日本專利特開2004-075719號

[非專利文獻]

[非專利文獻1]染料化學，細田豐著

於專利文獻1或專利文獻2中揭示有不使用如聯大茴香胺之類的屬於特定化學物質之原料的優秀之藍色染料。又，於專利文獻3中揭示有關於使聚乙烯醇膜中含有專利文獻1中所揭示之專利並延伸所獲得的偏光板。

然而，可知專利文獻1至3之色素如專利文獻2之實施例25所記載般耐光性較低，且使其包含於聚乙烯醇系膜中並進行延伸所獲得之偏光元件亦同樣地耐光性較低。因此，要求開發一種不使用如聯大茴香胺之類的相當於特定化學物質之原料而具有良好之偏光特性且亦具有較高之耐久性的偏光元件。

本發明者等人為了解決上述課題進行努力研究，結果新發現一種使用具有特定結構之色素之偏光元件。

即，本發明係關於(1)一種偏光元件，其特徵在於：其係包含含有二色性色素並進行延伸而成之聚乙烯醇樹脂或其衍生物之膜者，且該二色性色素之至少一者為式(1)所表示之偶氮化合物或其鹽， (式中，A表示未經取代之或具有選自由磺基、烷基、烷氧基、具有磺基之烷氧基、羧基、硝基、胺基、及經取代之胺基所組成之群中之1種以上之取代基的萘基或苯環，R₁、R₂、R₃、R₄分別獨立表示氫原子、烷基、烷氧基、磺基、或具有磺基之烷氧基)。

(2)如(1)之偏光元件，其中二色性色素為式(2)所表示之化合物或其鹽， (式中，A表示未經取代之或具有選自由磺基、烷基、烷氧基、具有磺基之烷氧基、羧基、硝基、胺基、及經取代之胺基所組成之群中之1種以上之取代基的萘基或苯環，R₁、R₂分別獨立表示氫原子、烷基、烷氧基、磺基、或具有磺基之烷氧基)。

(3)一種偏光板，其係於如(1)至(2)中任一項之偏光元件之單面或雙面上設置有保護層。

本發明之偏光元件或偏光板使用不利用如聯大茴香胺之類的相當於特定化學物質之原料而不掉色且染色性良好的藍色染料，且具有良好之偏光特性。

以下，詳細說明本發明。

本發明係一種偏光元件，其特徵在於：其係包含含有二色性色素並進行延伸而成之聚乙烯醇樹脂或其衍生物之膜者，且該二色性色素之至少一者為式(1)所表示之偶氮化合物或其鹽。

(式中，A表示未經取代之或具有選自由磺基、烷基、烷氧基、具有磺基之烷氧基、羧基、硝基、胺基、及經取代之胺基所組成之群中之1種以上之取代基的萘基或苯環，R₁、R₂、R₃、R₄分別獨立表示氫原子、烷基、烷氧基、磺基、或具有磺基之烷氧基，此處，較佳為烷基、烷氧基、具有磺基之烷氧基為低級基且較佳為碳數1~3之基)。

又，藉由使二色性色素為式(2)所表示之化合物或其鹽，而進而具有良好之偏光特性且亦具有較高之耐久性。

(式中，A表示未經取代之或具有選自由磺基、烷基、烷氧基、具有磺基之烷氧基、羧基、硝基、胺基、及經取代之胺基所組成之群中之1種以上之取代基的萘基或苯環， R₁、R₂分別獨立表示氫原子、烷基、烷氧基、磺基、或具有磺基之烷氧基，此處，較佳為烷基、烷氧基、具有磺基之烷氧基為低級基，且較佳為碳數1~3之基)。

以下，將式(1)所表示之偶氮化合物或其鹽稱作「式(1)之色素」，將(2)所表示之化合物或其鹽稱作「式(2)之色素」。

作為式(2)之色素，較佳為化合物1或化合物2所表示之化合物或其鹽，最佳為化合物2。

式(1)所表示之偶氮化合物或其鹽可藉由依據如非專利文獻1中所記載之通常之偶氮染料之製法而進行公知之重氮化、偶合而容易地製造。作為具體之製造方法，於式(1)中之A為未經取代之或具有選自由磺基、烷基、烷氧基、具有磺基之烷氧基、羧基、硝基、胺基、及經取代之胺基所組成之群中之1種以上之取代基的萘基之情形時，使萘胺磺酸類或胺基萘酚磺酸類藉由專利文獻4、pp35中所示之製法進行磺烷基化而獲得磺烷氧基萘胺磺酸類，使該磺烷氧基萘胺磺酸類進行重氮化並與式(3)之苯胺類進行一次偶合，而獲得式(4)所表示之單偶氮胺基化合物。於式(1)中之A為未經取代之或具有選自由磺基、烷基、烷氧基、具有磺基之烷氧基、羧基、硝基、胺基、及經取代之胺基所組成之群中之1種以上之取代基的苯環之情形時，使式(3)苯胺類、或苯酚類藉由專利文獻4、pp35中所示之製法進行磺烷基化而獲得磺烷氧基苯胺酸類，使該磺烷氧基苯胺酸類進行重氮化並與式(3)之苯胺類進行一次偶合，而獲得式(4)所表示之單偶氮胺基化合物。此時，作為式(4)所表示之較佳之胺，例如為2-甲氧基-5-甲基苯胺、2,5-二甲氧基苯胺等。

(式中，Ry及Rz表示與式(1)中之R₁至R₄相同之意義)。

(式中，Ry及Rz表示與式(1)中之R₁至R₄相同之意義。A表示與式(1)中者相同之意義)。

利用公知之方法使式(4)所表示之胺基偶氮化合物進行重氮化，並使其與N,N-雙(1-羥基-3-磺基-6-萘基)胺(慣用名：二J酸)於10~20℃下進行鹼性偶合，而獲得式(1)之化合物。

於式(1)之化合物中，於R₁或R₂之至少一者、及R₃或R₄之至少一者為甲氧基之情形時，可獲得式(2)之化合物。於R₁或R₂之至少一者、及R₃或R₄之至少一者為甲氧基時，例如添加硫酸銅及氨水、胺基醇、六亞甲基四胺，於85~95℃下進行銅化反應，而獲得含有式(2)之化合物之溶液。

繼而，將該溶液進行蒸乾或鹽析過濾乾燥，並加以粉碎，而獲得經粉末化之本申請案之式(1)或式(2)之化合物。以此方式所獲得之式(1)或式(2)之化合物通常以鈉鹽之形式使用，但亦可以鋰鹽、鉀鹽、銨鹽、烷胺鹽等形式使用。

藉由將式(1)及式(2)之色素與其他有機色素併用，可修正色相及提高偏光性能。作為於該情形時所使用之有機色素，只要為於吸收波長區域與本發明中使用之色素不同之波長區域中具有吸收特性且偏光特性較高之色素，則可為任意染料，所謂二色性染料並無特別限定，只要為使親水性高分子染色者即可，可列舉：偶氮系、蒽醌系、喹酞酮系等之二色性染料，又，亦可例示染料索引中(Colour Index)中記載之色素。例如可列舉：C.I.直接黃12、C.I.直接黃28、C.I.直接黃44、C.I.直接橙26、C.I.直接橙39、C.I.直接橙107、C.I.直接紅2、C.I.直接紅31、C.I.直接紅79、C.I.直接紅81、C.I.直接紅247、C.I.直接綠80、C.I.直接綠59，及日本專利特開2001-33627、日本專利特開2002-296417、日本專利特開2003-215338、WO2004/092282、日本專利特開2001-0564112、日本專利特開2001-027708、日本專利特開平11-218611、日本專利特開平11-218610及日本專利特開昭60-156759號公報中所記載之有機染料等。該等有機染料除以游離酸之形式使用以外，亦可以鹼金屬鹽(例如Na鹽、K鹽、Li鹽)、銨鹽或胺類之鹽之形式使用。然而，二色性染料並不限定於該等，可使用公知之二色性化合物，較佳為偶氮系染料。除該等所示之二色性染料以外，亦可視需要而併用其他有機染料。

目標偏光元件根據是否為中性色之偏光元件、液晶投影儀用彩色偏光元件或其他彩色偏光元件，而使各自所調配之有機染料之種類有所不同。其調配比例並無特別限定，可根據光源、耐久性、所需求之色相等要求而任意設定調配量。

於聚乙烯醇樹脂或其衍生物中含浸有式(1)、式(2)之色素。構成偏光元件之聚乙烯醇樹脂之製造方法並無特別限定，例如只要使聚乙酸乙烯酯樹脂皂化即可。

作為聚乙酸乙烯酯樹脂，除作為乙酸乙烯酯之均聚物之聚乙酸乙烯酯以外，亦可列舉乙酸乙烯酯及可與其共聚合之其他單體之共聚物等。作為可與乙酸乙烯酯共聚合之其他單體，例如可列舉：不飽和羧酸類、烯烴類、乙烯醚類或不飽和磺酸類等。聚乙烯醇樹脂之皂化度通常較佳為85~100莫耳%，更佳為95莫耳%以上。該聚乙烯醇樹脂進而亦可經改性，例如亦可使用經醛類改性之聚乙烯甲醛或聚乙烯縮醛等。又，聚乙烯醇樹脂之聚合度通常較佳為1,000~10,000，更佳為1,500~6,000。

本發明中可使用之聚乙烯醇樹脂之衍生物可列舉實施有上述改性處理之樹脂等。

將聚乙烯醇樹脂或其衍生物(以下將兩者合併稱作聚乙烯醇系樹脂)製膜而成者可用作原片膜。將聚乙烯醇系樹脂製膜之方法並無特別限定，可利用公知之方法製膜。於該情形時，聚乙烯醇系樹脂膜可含有甘油、乙二醇、丙二醇或低分子量聚乙二醇等作為塑化劑。塑化劑量較佳為5~20重量%，更佳為8~15重量%。包含聚乙烯醇系樹脂之原片膜之膜厚並無特別限定，例如較佳為5~150 μm，更佳為10~100 μm。

首先，對上述聚乙烯醇系樹脂膜實施膨潤步驟。所謂膨潤步驟係藉由使聚乙烯醇系樹脂膜於20~50℃之溶液中浸漬30秒~10分鐘而進行。溶液較佳為水。於縮短製造偏光元件之時間之情形時，由於在色素之染色處理時亦會膨潤，故而亦可省略膨潤步驟。

於膨潤步驟之後實施染色步驟。所謂染色步驟係藉由使聚乙烯醇系樹脂膜浸漬於含有二色性染料之溶液中而進行含浸染料的步驟。該步驟中之溶液溫度較佳為5~60℃，更佳為20~50℃，尤佳為35~50℃。浸漬於溶液中之時間可適當調節，較佳為於30秒~20分鐘之範圍內進行調節，更佳為1~10分鐘。染色方法較佳為浸漬於該溶液中，但亦可藉由於聚乙烯醇系樹脂膜上塗佈該溶液而進行。

含有二色性染料之溶液可含有氯化鈉、硫酸鈉、無水硫酸鈉、三聚磷酸鈉等作為染色助劑。該等之含量可根據由染料之染色性所決定之時間、溫度而於任意濃度範圍內進行調整，作為各自之含量，較佳為0~5重量%，更佳為0.1~2重量%。

作為含浸色素之方法，可藉由浸漬於含有二色性染料之溶液中而進行，亦可為於對聚乙烯醇系樹脂膜之原片進行成型加工之階段使其含有色素的方法。

可於染色步驟後並進入下一步驟之前進行清洗步驟(以下稱作清洗步驟1)。所謂清洗步驟1係清洗於染色步驟中附著於聚乙烯醇系樹脂膜之表面上之染料溶劑之步驟。藉由進行清洗步驟1，可抑制染料轉移至繼而進行處理之液體中。於清洗步驟1中，通常使用水。

清洗方法較佳為浸漬於該溶液中，亦可藉由將該溶液塗佈於聚乙烯醇系樹脂膜上而進行清洗。清洗之時間並無特別限定，較佳為1~300秒，更佳為1~60秒。清洗步驟1中之溶劑之溫度必需為親水性高分子不會溶解之溫度。通常於5~40℃下進行清洗處理。

可於染色步驟或清洗步驟1之後進行含有交聯劑及/或耐水化劑之步驟。作為交聯劑，例如可使用：硼酸、硼砂或硼酸銨等硼化合物，乙二醛或戊二醛等多元醛，縮二脲型、異氰尿酸酯型或嵌段型等之多元異氰酸酯系化合物，硫酸氧鈦等鈦系化合物等，除此以外，亦可使用乙二醇縮水甘油醚、聚醯胺表氯醇等。作為耐水化劑，可列舉：過氧琥珀酸、過硫酸銨、過氯酸鈣、安息香乙醚、乙二醇二縮水甘油醚、甘油二縮水甘油醚、氯化銨或氯化鎂等，較佳使用硼酸。使用以上所示之至少1種以上之交聯劑及/或耐水化劑，進行含有交聯劑及/或耐水化劑之步驟。作為此時之溶劑，較佳為水，但並未限定。含有交聯劑及/或耐水化劑之步驟中，溶劑中之交聯劑及/或耐水化劑之含有濃度，若以硼酸為例表示，則相對於溶劑濃度較佳為0.1~6.0重量%，更佳為1.0~4.0重量%。該步驟中之溶劑溫度較佳為5~70℃，更佳為5~50℃。使聚乙烯醇系樹脂膜中含有交聯劑及/或耐水化劑之方法較佳為浸漬於該溶液中，亦可將該溶液塗佈或塗敷於聚乙烯醇系樹脂膜上。該步驟中之處理時間較佳為30秒~6分鐘，更佳為1~5分鐘。其中，於無需含有交聯劑及/或耐水化劑而欲縮短時間之情形時，於無需交聯處理或耐水化處理之情形時，亦可省略該處理步驟。

於進行染色步驟、清洗步驟1、或含有交聯劑及/或耐水化劑之步驟之後，進行延伸步驟。所謂延伸步驟係對聚乙烯醇系膜進行單軸延伸之步驟。延伸方法可為濕式延伸法或乾式延伸法中之任一者。

於乾式延伸法之情形時，於延伸加熱介質為空氣介質之情形時，較佳為於空氣介質之溫度為常溫~180℃下進行延伸。又，較佳為於濕度20~95% RH之環境中進行處理。作為加熱方法，例如可列舉：輥間區域延伸法、輥加熱延伸法、軋製延伸法、紅外線加熱延伸法等，但並不限定於該等延伸方法。延伸步驟可以1階段進行延伸，亦可藉由2階段以上之多階段延伸而進行。

於濕式延伸法之情形時，可於水、水溶性有機溶劑、或其混合溶液中進行延伸。較佳為一面浸漬於含有交聯劑及/或耐水化劑之溶液中一面進行延伸處理。作為交聯劑，例如可使用：硼酸、硼砂或硼酸銨等硼化合物，乙二醛或戊二醛等多元醛，縮二脲型、異氰尿酸酯型或嵌段型等之多元異氰酸酯系化合物，硫酸氧鈦等鈦系化合物等，除此以外，亦可使用乙二醇縮水甘油醚、聚醯胺表氯醇等。作為耐水化劑，可列舉：過氧琥珀酸、過硫酸銨、過氯酸鈣、安息香乙醚、乙二醇二縮水甘油醚、甘油二縮水甘油醚、氯化銨或氯化鎂等。於含有以上所示之至少1種以上之交聯劑及/或耐水化劑之溶液中進行延伸。交聯劑較佳為硼酸。延伸步驟中之交聯劑及/或耐水化劑之濃度例如較佳為0.5~15重量%，更佳為2.0~8.0重量%。延伸倍率較佳為2~8倍，更佳為5~7倍。延伸溫度較佳為於40~60℃下進行處理，更佳為45~58℃。延伸時間通常為30秒~20分鐘，更佳為2~5分鐘。濕式延伸步驟可以1階段進行延伸，亦可藉由2階段以上之多階段延伸而進行。

於進行延伸步驟之後，有交聯劑及/或耐水化劑析出或異物附著於膜表面上之情況，因此可進行清洗膜表面之清洗步驟(以下稱作清洗步驟2)。清洗時間較佳為1秒~5分鐘。清洗方法較佳為浸漬於清洗溶液中，亦可藉由將溶液塗佈或塗敷於聚乙烯醇系樹脂膜上而進行清洗。可以1階段進行清洗處理，亦可進行2階段以上之多階段處理。清洗步驟之溶液溫度並無特別限定，通常為5~50℃，較佳為10~40℃。

作為至此為止之處理步驟中所使用之溶劑，例如可列舉：水，二甲基亞碸，N-甲基吡咯烷酮，甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、甘油、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇或三羥甲基丙烷等醇類，乙二胺或二伸乙基三胺等胺類等溶劑，但並不限定於該等。又，亦可使用1種以上之該等溶劑之混合物。最佳之溶劑為水。

於延伸步驟或清洗步驟2之後，進行膜之乾燥步驟。乾燥處理可藉由自然乾燥而進行，但為了更提高乾燥效率，可藉由以輥進行壓縮或氣刀或吸水輥等進行表面之水分去除，及/或亦可進行送風乾燥。作為乾燥處理溫度，較佳為於20~100℃下進行乾燥處理，更佳為於60~100℃下進行乾燥處理。乾燥處理時間可採用30秒~20分鐘，較佳為5~10分鐘。

可利用以上方法而獲得本發明之耐久性得以提高之聚乙烯醇系樹脂膜偏光元件。偏光元件中吸附有二色性染料之膜即便並非為聚乙烯醇系樹脂，亦可為由直鏈澱粉系樹脂、澱粉系樹脂、纖維素系樹脂、聚丙烯酸鹽系樹脂等所獲得之膜並含有二色性染料，並進行延伸，以剪切配向等使親水性樹脂配向，藉此而製作相同之偏光元件，最佳為包含聚乙烯醇系樹脂膜之偏光元件膜。

藉由於所獲得之偏光元件之單面或雙面上設置透明保護層而製成偏光板。透明保護層可設為聚合物之塗佈層或膜之層壓層。作為形成透明保護層之透明聚合物或膜，較佳為機械強度較高、熱穩定性較為良好之透明聚合物或膜。作為用作透明保護層之物質，例如可列舉：如三乙酸纖維素或二乙酸纖維素之類的乙酸纖維素樹脂或其膜，丙烯酸系樹脂或其膜，聚氯乙烯樹脂或其膜，尼龍樹脂或其膜，聚酯樹脂或其膜，聚芳酯樹脂或其膜，如降烯之類的以環狀烯烴為單體之環狀聚烯烴樹脂或其膜，聚乙烯、聚丙烯、具有環系或降烯骨架之聚烯烴或其共聚物，主鏈或側鏈為醯亞胺及/或醯胺之樹脂或聚合物或其膜等。又，亦可將具有液晶性之樹脂或其膜設為透明保護層。保護膜之厚度例如為0.5~200 μm左右。藉由於偏光元件之單面或雙面上設置1層以上之上文中同種或異種之樹脂或膜而製作偏光板。

為了於上文中將透明保護層與偏光元件進行貼合而必需有接著劑。作為接著劑並無特別限定，較佳為聚乙烯醇系接著劑。作為聚乙烯醇系接著劑，例如可列舉：Gosenol NH-26(日本合成公司製造)、EXCEVAL RS-2117(Kuraray公司製造)等，但並不限定於此。可於接著劑中添加交聯劑及/或耐水化劑。於聚乙烯醇系接著劑中使用順丁烯二酸酐-異丁烯共聚物，但可視需要而使用混合有交聯劑之接著劑。作為順丁烯二酸酐-異丁烯共聚物，例如可列舉：ISOBAM#18(Kuraray公司製造)、ISOBAM#04(Kuraray公司製造)、氨改性ISOBAM#104(Kuraray公司製造)、氨改性ISOBAM#110(Kuraray公司製造)、醯亞胺化ISOBAM#304(Kuraray公司製造)、醯亞胺化ISOBAM#310(Kuraray公司製造)等。可於此時之交聯劑中使用水溶性多元環氧化合物。所謂水溶性多元環氧化合物，例如可列舉：DENACOL EX-521(Nagase chemteX公司製造)、TETRAD-C(Mitsui Gas Chemicals公司製造)等。又，作為聚乙烯醇系樹脂以外之接著劑，亦可使用胺基甲酸酯系、丙烯酸系、環氧系等公知之接著劑。又，為了提高接著劑之接著力或提高耐水性，亦可同時以0.1~10重量%左右之濃度含有鋅化合物、氯化物、碘化物等添加物。關於添加物亦並無限定。於利用接著劑貼合透明保護層之後，於適當之溫度下進行乾燥或熱處理，藉此獲得偏光板。

所獲得之偏光板根據情況，例如於貼合於液晶、有機電致發光等顯示裝置上之情形時，亦可於其後成為非露出面之保護層或膜之表面上設置用以改善視角及/或改善對比度之各種功能性層、具有亮度提高性之層或膜。於將該等偏光板與膜或顯示裝置進行貼合時較佳使用黏著劑。

該偏光板亦可於另一側之表面上，即於保護層或膜之露出面上具有抗反射層或防眩層、硬塗層等公知之各種功能性層。於製作該具有各種功能性之層時較佳為塗敷方法，亦可經由接著劑或黏著劑貼合具有該功能之膜。又，所謂各種功能性層亦可設為控制相位差之層或膜。

利用以上方法，可獲得本發明之偏光元件及偏光板。使用本發明之偏光元件或偏光板之顯示器之可靠性較高，歷經長時間仍為高對比度，且具有較高之色再現性。

以此方式所獲得之本發明之偏光元件附上保護膜而製成偏光板，視需要設置保護層或功能層及支持體等，用於液晶投影儀、計算器、鐘錶、筆記型電腦、文字處理機、液晶電視、偏光透鏡、偏光眼鏡、汽車導航及室內外之計測器或顯示器等中。

[實施例]

以下，藉由實施例進一步詳細地說明本發明，但本發明並不限定於該等。再者，實施例中所示之穿透率、偏光度之評價係以下述方式進行。又，以下「份」意指「重量份」。

將2片於偏光色素膜之雙面上貼合保護膜所得之偏光板以其吸收軸方向一致之方式進行重疊之情形時的穿透率設為平行位穿透率Tp，將2片偏光板以其吸收軸正交之方式進行重疊之情形時的穿透率設為正交位穿透率Tc。

穿透率T係於400~700 nm之波長區域中每隔特定波長間隔dλ(此處為5 nm)求出分光穿透率τλ，並藉由下述計算式而算出。式中，Pλ表示標準光(C光源)之分光分佈，yλ表示2度視野等色函數。

分光穿透率τλ係使用分光光度計[日立製作所公司製造之「U-4100」]而測定。

偏光度Py係根據平行位穿透率Tp及正交位穿透率Tc並藉由下述計算式而求出。

Py={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100

進而，關於偏光板之色相，利用藉由JIS Z8729(顏色之顯示方法，L^＊、a^＊、b^＊表色系統及L^＊、u^＊、v^＊表色系統)所示之表色系統測定正交色相之a^＊及b^＊。所謂此處提到之正交色相意指於2片偏光板以各自之吸收軸正交之方式進行重疊的狀態下進行測定。於L^＊、a^＊、b^＊表色系統中，a^＊、b^＊分別越接近0表示色相越顯示中性色。

各自之穿透率係使用分光光度計[日立製作所公司製造之「U-4100」]而測定。

合成例1 <色素溶液之製作>

於水145份中溶解2-胺基萘-4,8-二磺酸(慣用名：C酸)32.5份，並將其添加於含有35%鹽酸26份之水140份中，於15~20℃下添加亞硝酸鈉6.9份，再經時1小時進行重氮化。繼而，添加包含2-甲氧基-5-甲基苯胺(p-cresidine)13.7份、35%鹽酸17.5份之水溶液，一面以乙酸鈉將pH值保持為3.0~3.5，一面於20℃下經時4小時進行偶合直至以斑點測試無法確認到2-甲氧基-5-甲基苯胺為止。繼而，於該胺基偶氮化合物中添加35%鹽酸21.4份，於10℃下添加亞硝酸鈉6.9份並於15~20℃下經時2~3小時進行二次重氮化。繼而，將其添加於包含N,N-雙(1-羥基-3-磺基-6-萘基)胺(慣用名：二J酸)31.5份、水125份、蘇打灰11份之水溶液中，進而一面加注蘇打灰溶液，一面將pH值保持為8.5~9.5，並於20℃下經時3小時進行二次偶合直至以斑點測試無法確認到雙偶氮化合物為止，而獲得四化合物。繼而，添加於硫酸銅25份之水溶液中添加單乙醇胺30.5份所製作之銅錯鹽，並於95℃下經時10小時進行銅化反應直至根據薄層層析無法確認到未反應物為止，再於所獲得之溶液中相對於剩餘量而添加25重量%之贊岐鹽(sanuki salt)進行鹽析並過濾，於60℃下蒸乾，而製作本申請案之化合物2所表示之色素。

實施例1 <偏光元件之製作>

將皂化度為99%以上之膜厚75 μm之聚乙烯醇系樹脂膜(Kuraray公司製造，VF系列)於40℃之溫水中浸漬2分鐘而進行膨潤處理。將經膨潤處理之膜浸漬於含有化合物2所表示之色素0.05重量%、三聚磷酸鈉0.1重量%之45℃之水溶液中，進行染料之吸附。利用水清洗吸附有染料之膜，清洗後，以含有2重量%之硼酸之40℃之水溶液進行1分鐘硼酸處理。一面將經硼酸處理所獲得之膜延伸至5.0倍一面於含有硼酸3.0重量%之55℃之水溶液中進行5分鐘處理。將該經硼酸處理所獲得之膜保持拉伸狀態，並且以30℃之水進行15秒鐘清洗。立即將處理所獲得之膜於70℃下進行9分鐘乾燥處理，獲得膜厚28 μm之偏光元件。使用聚乙烯醇系接著劑，將所獲得之偏光元件、經鹼處理之膜厚80 μm之三乙酸纖維素膜(Fuji Photo Film公司製造，TD-80U，以下簡稱作TAC)以偏光元件/接著層/TAC之構成進行積層並層壓而獲得偏光板。

將所獲得之偏光板切割成40 mm×40 mm，並經由黏著劑PTR-3000(日本化藥公司製造)以偏光元件/接著層/TAC/黏著層/透明玻璃板之構成貼合於1 mm之透明玻璃板上，而製成評價試樣。

使用所製作之評價試樣，確認初始偏光性、具有最大偏光度之波長、及評價試樣之顏色。進而，利用氙弧試驗機(Suga精機公司製造，SX-75)於100 W、70℃下自偏光元件側進行170小時之光照射試驗，確認光照射前後之穿透率之變化及目測之顏色變化。

比較例1

除將實施例1中所使用之化合物2所表示之色素變更為日本專利特公昭64-5623實施例1中所示之色素(比較化合物1)以外，同樣地製作評價試樣，確認初始偏光性、具有最大偏光度之波長、顏色、及耐光性試驗前後之穿透率變化以及目測之顏色變化。

比較例2

除將實施例1中所使用之化合物2所表示之色素替換為聯大茴香胺系色素即比較化合物2(日本化藥公司製造，Kayarus Supra Blue BWL143)以外，與實施例1同樣地製作評價試樣，並確認初始偏光性、具有最大偏光度之波長、顏色、及耐光性試驗前後之穿透率變化以及目測之顏色變化。

[化10]比較化合物2

將實施例1、比較例1、2中所獲得之評價試樣的初始偏光性、具有最大偏光度之波長、顏色、及耐光性試驗前後之穿透率變化以及目測之顏色變化的結果示於表1。關於偏光性，於所獲得之評價試樣之偏光度目測較高之情形時設為Good，於目測較低之情形時設為NG，耐光性試驗後之顏色變化亦藉由目測而確認，於未確認到較大之顏色變化之情形時設為Good，於觀察到較大變化之情形時設為NG。

根據表1可知，本發明之色素之初始偏光性、顏色方面非常良好，可獲得具有與先前使用之聯大茴香胺系色素相同之藍色的偏光元件。就耐光性試驗而言，於實施例中幾乎未觀察到穿透率之變化，相對於此，於比較例中穿透率大幅度降低，顏色之變化亦較大。因此，本實施例之偏光板亦具有較高之偏光率，且於高溫且長期暴露下之耐光性亦優異。藉由將本發明之偏光元件或偏光板用於液晶投影儀、計算器、鐘錶、筆記型電腦、文字處理機、液晶電視、偏光透鏡、偏光眼鏡、汽車導航及室內外之計測器或顯示器等中，可獲得即便不使用如聯大茴香胺之類的相當於特定化學物質之色素亦具有較高之穩定性之液晶顯示機器及透鏡等。

Claims

一種偏光元件，其特徵在於：其係包含含有二色性色素並進行延伸而成之聚乙烯醇樹脂或其衍生物之膜者，且該二色性色素之至少一者為式(1)所表示之偶氮化合物或其鹽， (式中，A表示未經取代之或具有選自由磺基、烷基、烷氧基、具有磺基之烷氧基、羧基、硝基、胺基、及經取代之胺基所組成之群中之1種以上之取代基的萘基或苯環，R₁、R₂、R₃、R₄分別獨立表示氫原子、烷基、烷氧基、磺基、或具有磺基之烷氧基)。
如請求項1之偏光元件，其中二色性色素為式(2)所表示之化合物或其鹽， (式中，A表示未經取代之或具有選自由磺基、烷基、烷氧基、具有磺基之烷氧基、羧基、硝基、胺基、及經取代之胺基所組成之群中之1種以上之取代基的萘基或苯環，R₁、R₂分別獨立表示氫原子、烷基、烷氧基、磺基、或具有磺基之烷氧基)。
一種偏光板，其係於如請求項1至2中任一項之偏光元件之單面或雙面上設置有保護層。