TWI621883B - 設有具有偏光機能基材之顯示裝置 - Google Patents

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TWI621883B
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Abstract

本發明提供一種顯示裝置，其可表現白色，可表現黑色，且即便為幾乎無外部光之較暗之房間內，亦可進行鮮明之顯示。
本發明係將如下基材(A)設置於顯示裝置，即，於以2片基材之吸收軸平行之方式進行測定而獲得之各波長透過率中，520nm至590nm之平均透過率為25%以上，420nm至480nm之平均透過率與520nm至590nm之平均透過率之差的絕對值為2.5%以內，且520nm至590nm之平均透過率與590nm至660nm之平均透過率之差的絕對值為2.0%以內，進而，於以2片該基材之吸收軸正交之方式進行測定而獲得之各波長透過率中，420nm至480nm之平均透過率與520nm至590nm之平均透過率之差的絕對值為0.3%以內，且520nm至590nm之平均透過率與600nm至660nm之平均透過率之差的絕對值為0.3%以內。

Description

設有具有偏光機能基材之顯示裝置
本發明係關於一種設有具有偏光機能基材之顯示裝置，該基材之特徵在於：即便相對於吸收偏光光之軸而平行配置，亦於吸收配置中，各波長透過率均固定。
一般而言，偏光元件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樹脂膜而製造。於該偏光元件之至少單面經由接著劑層貼合包含三乙醯纖維素等之保護膜而製成偏光板，用於液晶顯示裝置等。使用碘作為二色性色素之偏光板被稱為碘系偏光板，另一方面，使用二色性染料作為二色性色素之偏光板被稱為染料系偏光板。該等之中，染料系偏光板具有如下特徵：具有高耐熱性、高濕熱耐久性、高穩定性，且利用調配之顏色之選擇性較高，另一方面存在如下問題方面：與具有相同偏光度之碘系偏光板相比，透過率較低，即對比度較低。因此，期望維持較高之耐久性，顏色之選擇性多樣，且具有更高之透過率及較高之偏光特性。
然而，即便為此種顏色之選擇性多樣之染料系偏光板，當將吸收軸平行設置時，迄今為止之偏光元件仍為呈現黃色感之偏光元件。
又，一碘系偏光板係如下偏光元件，關於該偏光板之顏色，當將吸收軸平行設置時顯黃綠色，當將吸收軸正交設置時顯藍色，於將 此種偏光板用於顯示裝置(以下，或亦表述為顯示器)之情形時，其顏色會對顯示特性造成較大影響。尤其，於使用液晶之顯示裝置中，必須至少介隔液晶單元而於觀察者側設置一片偏光元件，因此明顯可自觀察者側確認該偏光板之顏色，但利用此種偏光元件之波長特性之顯色係對顯示器之顯示特性造成較大影響之要素之一，於使用背光源之先前之透過型液晶設備中，必須藉由背光源之光譜分佈或彩色濾光片之調整而使顯示色最佳化。
另一方面，利用周圍光之顯示裝置、尤其反射型液晶設備無法如透過型顯示器般調整光源之光譜，因此偏光板之波長特性直接成為顯示色，因此改善偏光板之波長特性成為重要問題。迄今為止之反射型液晶設備成為白顯示略帶黃色感、黑顯示帶有藍色者。因此，與其他反射型設備(電子紙顯示器等)相比，被視為顯示品質較差者。
又，作為改善顯示器之顯示性能之偏光板，提出有使用彩色濾光片之光譜調整或於黏著劑等中混入色素而調整顯示色之方法的偏光板，但結果均使偏光板之透過率降低，亦耗費成本，因此謀求較大程度之改善。
雖然亦進行了偏光板之波長特性之改善，但於一般使用之碘系偏光板中，若使透射光譜(吸收軸平行時)於各波長下均勻，則正交時於短波長產生光之洩漏，無法進行充分之顯示。
作為改善偏光板之色相之方法，揭示有如專利文獻1或專利文獻2之技術。
專利文獻1揭示有算出中性係數，絕對值為0至3之偏光板，但由實施例可知，即便中性係數(Np)較低，僅根據JIS Z 8729求出之平行位之色相中，a*值為-2至-1且b*值為2.5至4.0，因此作為顏色，亦於進行白表現時呈黃綠色。又，正交位之色相係a*值為0至1，但b*值為-1.5至-4.0，因此成為呈藍色之偏光板。
專利文獻2揭示有如下偏光元件，該偏光元件係於410nm至750nm之透過率中為平均值之±30%以內，除碘以外，亦添加直接染料、反應染料、或酸性染料進行調整而成。該文獻所揭示之偏光元件係單體透過率，即將僅使用1片偏光元件而測定時之顏色以UCS色空間之a值、b值計為絕對值2以內而獲得之偏光元件，但並非能夠使得使用2片偏光板進行白顯示時(設為平行之情形)及黑顯示時(設為正交之情形)之色相同時表現無彩色者。又，由實施例可知，其單體透過率之平均值於實施例1中為31.95%，於實施例2中為31.41%，透過率較低，因此於要求高透過率且高對比度之領域尤其液晶顯示裝置、有機電致發光等領域中，就更高透過率、高偏光度而言並非具有充分之性能者。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第4281261號公報
[專利文獻2]日本專利第3357803號公報
[非專利文獻]
[非專利文獻1]機能性色素之應用，第1次印刷發行版，CMC股份有限公司出版，入江正浩監修，P98-100
[非專利文獻2]染料化學，細田豐著，技報堂
[非專利文獻3]瞭解液晶之書，工業調査會出版，苗村省平著，Q58-Q59
[非專利文獻4]插圖‧圖解瞭解液晶之結構之書，技術評論社，竹添秀男‧高西陽一‧宮地弘一著，P182
因此，本發明之課題在於改善偏光板之波長特性與對比度比(正交與平行偏光時之亮度比)，實現具有如紙般之優異之顯示性能之反 射型液晶設備。
進而，對顯示裝置要求高對比度之提高，為了高亮度化而必須提高偏光元件之透過率。然而，若提高偏光元件之透過率，則與平行透過率同時獲得之對比度比降低，因此難以同時實現高亮度化與高對比度化，因此為了實現高亮度且高對比度，而必須使如偏光板具有較高之透過率但可提供較高之對比度之液晶設備之構造最佳化，實現上述內容亦為本發明之重要課題。
本發明者等人為了解決上述問題而進行努力研究，結果發現，可提供一種顯示裝置，該顯示裝置雖具有較高之亮度，但可表現如高品質紙般之白色，且黑色可表現漆黑之黑色，進而實現較高之對比度，從而完成本發明，且上述顯示裝置之特徵在於設有基材(A)，該基材(A)之特徵在於：其係含有偶氮化合物而成之具有偏光機能之基材，且於以2片該基材之吸收軸平行之方式進行測定而獲得之各波長透過率中，520nm至590nm之平均透過率為25%以上，420nm至480nm之平均透過率與520nm至590nm之平均透過率之差的絕對值為2.5%以內，且520nm至590nm之平均透過率與590nm至660nm之平均透過率之差的絕對值為2.0%以內，進而，於以2片該基材之吸收軸正交之方式進行測定而獲得之各波長透過率中，420nm至480nm之平均透過率與520nm至590nm之平均透過率之差的絕對值為0.3%以內，且520nm至590nm之平均透過率與600nm至660nm之平均透過率之差的絕對值為0.3%以內。
即，本發明係關於如下者：「(1)一種顯示裝置，其特徵在於設有具有偏光機能之基材(A)，該基材(A)之特徵在於：含有偶氮化合物， 於以2片基材之吸收軸平行之方式進行測定而獲得之透過率中，520nm至590nm之平均透過率為25%以上，420nm至480nm之平均透過率與520nm至590nm之平均透過率之差的絕對值為2.5%以內，且520nm至590nm之平均透過率與590nm至660nm之平均透過率之差的絕對值為2.0%以內，進而，於以2片該基材之吸收軸正交之方式進行測定而獲得之各波長透過率中，420nm至480nm之平均透過率與520nm至590nm之平均透過率之差的絕對值為0.3%以內，且520nm至590nm之平均透過率與600nm至660nm之平均透過率之差的絕對值為0.3%以內；(2)如(1)之顯示裝置，其特徵在於：顯示裝置為液晶顯示裝置；(3)如(2)之顯示裝置，其特徵在於：液晶顯示裝置為反射型液晶顯示裝置；(4)如(3)之顯示裝置，其特徵在於：以自背面側依序為漫反射板、上述基材(A)、液晶單元、上述基材(A)之順序或者以自背面側依序為反射板、擴散板、上述基材(A)、液晶單元、上述基材(A)之順序構成；(5)如(3)之顯示裝置，其特徵在於：由上述基材(A)隔著液晶單元包括反射型偏光板所構成，且具備具有光擴散機能之基材，上述基材(A)相對於液晶單元而設置於觀察者側；(6)如(3)之顯示裝置，其特徵在於：具有光擴散機能之基材設置於上述基材(A)與液晶單元之間，且液晶單元之電極為鏡面反射型電極；(7)如(3)之顯示裝置，其特徵在於：液晶單元之電極為漫反射型 電極；(8)如(1)至(6)中任一項之顯示裝置，其特徵在於：其積層有具有120至160nm之相位差值之基材及上述基材(A)」。
本發明之設有基材(A)之顯示裝置雖然為高亮度，但白色可表現如高品質紙般之白色，且黑色可表現漆黑之黑色。
圖1之右側表示將具有實施例6之偏光板之基材(A)設置於數位時鐘(DAISO公司製造)，並設置於80cd之亮度之房間時之顯示，左側表示設有比較例8之偏光板之情形。
本發明係關於一種顯示裝置，其特徵在於設有基材(A)，該基材(A)之特徵在於：其係含有偶氮化合物而成之具有偏光機能之基材，且於以2片該基材之吸收軸平行之方式進行測定而獲得之各波長透過率中，520nm至590nm之平均透過率為25%以上，420nm至480nm之平均透過率與520nm至590nm之平均透過率之差的絕對值為2.5%以內，且520nm至590nm之平均透過率與590nm至660nm之平均透過率之差的絕對值為2.0%以內，進而，於以2片該基材之吸收軸正交之方式進行測定而獲得之各波長透過率中，420nm至480nm之平均透過率與520nm至590nm之平均透過率之差的絕對值為0.3%以內，且520nm至590nm之平均透過率與600nm至660nm之平均透過率之差的絕對值為0.3%以內。
關於將本發明之基材(A)設置於顯示裝置時之透過率，藉由使以2 片該基材之吸收軸平行之方式進行測定而獲得之520nm至590nm之各波長之平均透過率為25%以上，可獲得明亮且亮度較高之顯示裝置。尤其，520nm至590nm之各波長之平均透過率係於JIS Z 8701中顯示顏色時基於計算中使用之配色函數之可見度最高之波長，該範圍內之透過率接近於能夠以目視確認之透過率，因此重要的是將520nm至590nm之各波長之透過率控制為25%以上。例如，以2片基材之吸收軸平行之方式進行測定而獲得之520nm至590nm之平均透過率與以2片基材之吸收軸平行之方式獲得之可見度經修正之平行透過率表示大致同等之值。根據該情況亦可知調整520nm至590nm之透過率非常重要。作為所需之透過率，以2片該基材之吸收軸平行之方式進行測定而獲得之520nm至590nm之各波長之平均透過率為25%至45%，較佳之範圍為27%至43%，進而較佳之範圍為29%至41%。此時之偏光度只要為50%至100%即可，較佳為60%以上且100%以下，更佳為70%以上且100%以內。偏光度較佳為較高，但由於有若提高偏光度則亦降低透過率之傾向，因此必須選定於偏光度與透過率之關係上適於顯示裝置之偏光元件。
本發明中，於以2片基材之吸收軸平行之方式進行測定而獲得之各波長透過率中，不僅520nm至590nm之透過率必須滿足上述範圍，而且420nm至480nm之平均透過率與520nm至590nm之平均透過率之差的絕對值亦必須為2.5%以內，且520nm至590nm之平均透過率與590nm至660nm之平均透過率之差的絕對值必須為2.0%以內。420nm至480nm、520nm至590nm、及590nm至660nm之各波長之透過率係於JIS Z 8729中顯示顏色時基於計算中使用之配色函數之主要波長頻帶。具體而言，於作為JIS Z 8729之基礎之JIS Z 8701之XYZ配色函數中，將以600nm作為最大值之x(λ)、以550nm作為最大值之y(λ)、以455nm作為最大值之z(λ)之各者之最大值設為100時，表示成 為20以上之值之各波長係420nm至480nm、520nm至590nm、及590nm至660nm之各波長。
使用將該等各波長之透過率調整為特定透過率之偏光元件或偏光板，製成具有偏光機能之基材(A)，藉由使用該基材(A)，可達成本案發明之顯示裝置。關於該調整之範圍，於以2片基材之吸收軸平行之方式進行測定而獲得之各波長透過率中，420nm至480nm之平均透過率與520nm至590nm之平均透過率之差的絕對值必須為2.5%以內，較佳為1.8%以內，更佳為1.5%以內，進而較佳為1.0%以內。關於以2片基材之吸收軸平行之方式進行測定而獲得之各波長透過率，520nm至590nm之平均透過率與590nm至660nm之平均透過率之差的絕對值必須為2.0%以內，較佳為1.5%以內，更佳為1.0%以內。
進而，於以2片該基材之吸收軸正交之方式進行測定而獲得之各波長透過率中，亦必須調整特定之透過率。420nm至480nm之平均透過率與520nm至590nm之平均透過率之差的絕對值必須為0.3%以內，且520nm至590nm之平均透過率與600nm至660nm之平均透過率之差的絕對值必須為0.3%以內。
進而，於以2片該基材之吸收軸正交之方式進行測定而獲得之各波長透過率中，較佳為，420nm至480nm之平均透過率與520nm至590nm之平均透過率之差的絕對值必須為0.3%以內，較佳為0.2%以內，更佳為0.1%以內，進而，520nm至590nm之平均透過率與590nm至660nm之平均透過率之差的絕對值必須為0.3%以內，較佳為0.2%以內，更佳為0.1%以內。
另一方面，關於380nm至420nm、480nm至520nm、660nm至780nm之平均透過率亦必須進行調整，藉由對420nm至480nm、520nm至590nm、及600nm至660nm進行調整，而不易受到色素較大之影響。然而，必須進行某種程度之調整，宜以如下方式進行調整， 即，380nm至420nm之透過率之平均值與420nm至480nm之透過率之平均值的差為15%以內，480nm至520nm之平均透過率與420nm至480nm之平均透過率和520nm至590nm之平均透過率之平均值的差為15%以內，660nm至780nm與600nm至660nm之平均透過率之差為20%以內。
於將設有該基材(A)之偏光元件或偏光板設置於顯示裝置時，可控制其顏色之表現。此種偏光元件或偏光板尤其與一般用法同樣地設置於液晶顯示裝置，對於其顏色之控制，可控制基於偏光板之色相，其顏色可於白顯示時表現如優質紙之白色，又，可於顯示黑色之情形時表現漆黑之黑色。一般之偏光板中，於以可表現黑色之方式進行控制之情形時，關於平行位之透過率，白色純度降低，顯色為黃色或黃綠色。反之，於以可表現白之方式控制使偏光元件平行之情形時之透過率之情形時，關於正交位之透過率，黑色純度降低，顯色為藍色。藉由將具有此種色相之偏光元件設置於顯示裝置，顯然會顯色該偏光元件之色相。
關於該顏色之顯色，於使用背光源之先前之透過型液晶設備中，可藉由背光源之光譜分佈或彩色濾光片之調整而使顯示色最佳化，但反言之，必須藉由背光源或彩色濾光片而調整偏光板之顏色。然而，由於利用外部光進行顯示之反射型顯示裝置、尤其反射型液晶設備中不具有背光源，故而無法同時利用彩色濾光片改善白顯示時之黃色之顯色與黑顯示時之藍色之顯色。進而，於欲防止外部光之反射之情形時使用偏光板進行抗反射之顯示裝置例如有機電致發光顯示裝置(以下省略為OLED)或電漿顯示器等中使用之情形時，偏光板亦與相位差板一併設置於較發光顯示裝置更靠人進行觀察之側。迄今為止之普通偏光板使OLED之顯色之色純度降低，因此改善偏光板之色相非常重要。本發明之處理方法亦對此種欲控制反射光之OLED等顯示 裝置等有效。即，本發明提供一種顯示裝置，該顯示裝置改善因先前之偏光板所具有之白顯示時之黃色之顯色及黑顯示時之藍色之顯色之問題而產生的顯色，於白顯示時顯示如高品質紙般之白色，於黑顯示時顯示漆黑之黑色，且尤其於反射型顯示器中，達成可使其顯示時之亮度提高且亦使對比度提高。
作為此時人關於顏色顯色之眼睛之感度，可列舉依據JIS Z 8729求出之a*值及b*值作為指標。所謂JIS Z 8729所規定之物體色之顯示方法，相當於國際照明委員會(簡稱CIE)規定之物體色之顯示方法。藉由控制該a*值及b*值所表示之色相，可顯示白顯示之如高品質紙般之白色、黑顯示之漆黑之黑色。該色相於不使用背光源之液晶顯示裝置中，偏光元件之色相作為顯示裝置之色相受到較大影響，因此重要的是控制偏光元件之色相。作為調節該偏光元件之色相之指標，於該偏光元件中，藉由分別控制測定單體透過率時之a*值及b*值、將2片該基材以相對於吸收軸方向平行之方式進行測定而獲得之a*值及b*值、將2片該基材以相對於吸收軸方向正交之方式進行測定而獲得之a*值及b*值，於白顯示及黑顯示時，可於白顯示時表現如優質紙般之白色，且可於黑顯示時表現漆黑之黑色。所謂單體透過率，表示對偏光元件照射自然光時測定該1片(單體)之透過率時之透過率，測定該單體透過率時之色相為a*值(以下表示為a*-s)及b*值(以下表示為b*-s)之各者之絕對值必須為1以內。又，於入射自然光時，將2片基材以相對於吸收軸方向平行之方式進行測定而獲得之a*值(以下表示為a*-p)、及b*值(以下表示為b*-p)之絕對值為2以內，且於入射自然光時，將2片基材以相對於吸收軸方向正交之方式進行測定而獲得之a*值(以下表示為a*-c)、及b*值(以下表示為b*-c)之絕對值為2以內，藉此可實現能夠表現無彩色之偏光板，於白顯示及黑顯示時，可於白顯示時表現如優質紙般之白色，且可於黑顯示時表現漆黑之黑。更佳為a*-p 及b*-p之絕對值為1.5以內且a*-c及b*-c之絕對值為1.5以內，進而較佳為a*-p及b*-p之絕對值為1.0以內且a*-c及b*-c之絕對值為1.0以內。作為a*-p及b*-p之絕對值，即便僅有0.5之差，作為人之感度亦可感覺到顏色之不同，因此控制數字非常重要。尤其，作為a*-p及b*-p之絕對值，只要為1以內，則成為於白色時及黑色時幾乎無法確認顏色顯色之程度般良好之偏光板。即，成為於白顯示時及黑顯示時均可表現無彩色之白色及黑色之偏光板及使用其之顯示裝置。
如下偏光元件可藉由使基材中含有包含偶氮化合物之二色性染料而實現，該偏光元件之特徵在於：於依據JIS Z 8729求出之a*值及b*值中，測定單體透過率時之a*值及b*值之絕對值為1以內，將2片該基材以相對於吸收軸方向平行之方式進行測定而獲得之a*值及b*值之絕對值為2以內，將2片該基材以相對於吸收軸方向正交之方式進行測定而獲得之a*值及b*值之絕對值為2以內。
作為可含有偶氮化合物、尤其一般二色性染料之元件，例如使用將包含親水性高分子者進行製膜而成者。親水性高分子並無特別限定，例如有聚乙烯醇系樹脂、支鏈澱粉系樹脂、澱粉系樹脂、纖維素系樹脂、聚丙烯酸鹽系樹脂等。於含有二色性染料之情形時，就加工性、染色性及交聯性等而言，最佳為聚乙烯醇系樹脂及包含其衍生物之樹脂。藉由將該等樹脂製成膜形狀，使之含有本發明之染料及其調配物，並應用延伸等配向處理，可製作偏光元件或偏光板。
所謂包含偶氮化合物之二色性染料，例如可使用如非專利文獻1所示之有機化合物。尤其，較佳為二色性較高者。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號公報、日本專利特開2002-296417號公 報及日本專利特開昭60-156759號公報所記載之有機染料等。
該等有機染料除游離酸以外，亦可以鹼金屬鹽(例如Na鹽、K鹽、Li鹽)、銨鹽、或胺類之鹽利用。然而，二色性染料並不限定於該等，可使用公知之2色性染料。藉由使偶氮化合物為游離酸、其鹽、或其銅錯合鹽染料，尤其可提高光學特性。該偶氮系染料可僅使用一種，亦可與其他偶氮化合物進行調配而使用，調配並無限定。藉由使用此種偶氮化合物將偏光元件之透過率調整為如下範圍，而製作用以實現本案發明之偏光元件，即，於以2片該基材之吸收軸平行之方式進行測定而獲得之各波長透過率中，520nm至590nm之平均透過率為25%以上，420nm至480nm之平均透過率與520nm至590nm之平均透過率之差的絕對值為2.5%以內，且520nm至590nm之平均透過率與590nm至660nm之平均透過率之差的絕對值為2.0%以內，進而，於以2片該基材之吸收軸正交之方式進行測定而獲得之各波長透過率中，420nm至480nm之平均透過率與520nm至590nm之平均透過率之差的絕對值為0.3%以內，且520nm至590nm之平均透過率與600nm至660nm之平均透過率之差的絕對值為0.3%以內。
作為用以實現本案發明之偏光元件之較佳的製作方法，例如，作為偶氮化合物，以游離酸之形式使式(1)所表示之偶氮化合物或其鹽、及式(2)所表示之偶氮化合物或其鹽含有於基材中而控制顏色，藉此可更易於顯示平行位之無彩色之白色及正交位之無彩色的黑色，或者，作為偶氮化合物，以游離酸之形式使式(1)所表示之偶氮化合物或其鹽、及除此以外之式(3)所表示之偶氮化合物或其鹽含有於基材中而進行調色，藉此亦可進一步顯示平行位之如高品質紙般之白色及正交位之漆黑之黑色。進而，藉由含有選自式(4)所表示之偶氮化合物、其鹽或其金屬錯合物中之偶氮染料，不僅可進一步實現平行位之如高品質紙般之白色、及正交位之漆黑之黑色，而且可更易於實現 高透過率且高偏光度之偏光板。尤其，金屬錯合物並無限定，特佳為銅錯合物。進而，為了具有更高透過率及高偏光度，且使平行位、正交位之色相變得更無彩色，宜含有式(5)所表示之偶氮化合物或其鹽。藉由使用式(4)或式(5)之色素，進而獲得於耐久性試驗後亦無顏色變化之高耐久之無彩色偏光板。又，進而，為了製作進一步顯示平行位之如高品質紙般之白色、及正交位之漆黑之黑色之偏光元件，藉由為同時含有式(1)、式(2)、式(3)所表示之色素之偏光元件，可獲得更高透過率並且顯示平行位之如高品質紙般之白色、及正交位之漆黑之黑色，且具有高偏光度之偏光元件。
(式中，A1表示具有取代基之苯基或萘基，R1或R2分別獨立地表示氫原子、低級烷基、低級烷氧基、磺基、或具有磺基之低級烷氧基，X1表示可具有取代基之苯基胺基)
(式中，R3至R6分別獨立地表示氫原子、低級烷基、低級烷氧基、磺基、具有磺基之低級烷氧基、羰基、或鹵素原子)
(式中，A2、A3分別獨立地表示其取代基之至少一個為磺基、低級烷基、低級烷氧基、具有磺基之低級烷氧基、羧基、硝基、胺基、或者作為取代胺基的萘基或苯基，R7、R8分別獨立地表示氫原子、低級烷基、低級烷氧基、磺基、或具有磺基之低級烷氧基)
(式中，A4表示硝基或胺基，R9表示氫原子、羥基、低級烷基、低級烷氧基、磺基、或具有磺基之低級烷氧基，X2表示可具有取代基之苯基胺基)
(式中，R10、R11分別獨立地表示磺基、羧基、羥基、低級烷基、低級烷氧基，n表示1至3之整數)
作為獲得式(1)所表示之色素之方法，可藉由日本專利特開2003-215338號、日本專利特開平9-302250號、日本專利第3881175號、日本專利第4452237號、日本專利第4662853號等所記載之方法而製作，但並不限定於該等。
式(2)所表示之偶氮化合物或其鹽可藉由依據如非專利文獻2所記載之通常之偶氮染料之製法，進行偶合而容易地製造。作為具體之製造方法，例如藉由公知方法將式(6)所表示之胺基化合物進行重氮化，於N,N-雙(1-羥基-3-磺基-6-萘基)胺(慣用名：二J酸)中於10~20℃下進行鹼偶合而獲得雙偶氮化合物。對所獲得之雙偶氮化合物添加例如硫酸銅、及氨水、胺基醇、六亞甲基四胺，於85~95℃下進行銅化反應，獲得含有式(2)之化合物之溶液。繼而，藉由將該溶液進行蒸乾或進行鹽析過濾乾燥，並進行粉碎而粉末化，可獲得式(2)之化合物。
(式中，Rx、Ry表示與式(2)中之R3至R6相同之含義)
作為獲得式(3)所表示之色素之方法，例如可藉由WO2012/165223A1所記載之方法獲得，但並不限定於該等。作為獲得式(4)所表示之色素之方法，例如可藉由日本專利特願2011-197600所記載之方法獲得，但並不限定於該等。作為獲得式(5)所表示之色素之方法，例如可藉由WO2007/138980所記載之方法獲得，但並不限定於該等。再者，本發明之低級烷基及低級烷氧基之低級表示碳數為1 至3。
又，為了獲得具有更高透過率及高偏光度，且平行位、正交位之色相更無彩色之偏光元件，式(1)之A1為具有取代基之苯基即可。作為此情形時之較佳之取代基，宜為磺基、羰基、羥基、低級烷基、低級烷氧基、具有磺基之低級烷基、具有磺基之烷氧基，進而較佳為磺基、羰基。此種取代基可為1個，但亦可具有2個以上之複數個取代基。
進而，為了獲得具有更高透過率及高偏光度，且平行位、正交位之色相更無彩色之偏光元件，藉由使式(4)之A4之取代基為硝基，偏光性能提高，故而較佳。進而，為了獲得具有更高透過率及高偏光度，且平行位、正交位之色相更無彩色之偏光元件，較佳為R9之取代基為甲氧基。
進而，為了獲得具有更高透過率及高偏光度，且平行位、正交位之色相更無彩色之偏光元件，宜為式(3)之A2及A3為磺基、或具有羰基之萘基。尤其，當為磺基時，可獲得高對比度之偏光板，故而較佳。
進而，為了獲得具有更高透過率及高偏光度，且平行位、正交位之色相更無彩色之偏光元件，藉由使式(5)之R10及R11為磺基或羰基，進而獲得進行黑顯示、白顯示時無彩色之偏光元件，故而較佳。藉由改變式(5)之R10、R11，偏光元件之短波長側之偏光度、尤其400nm至480nm之偏光度提高，因此偏光板之b*-p、或b*-c更接近於零，即更接近於無彩色，故而較佳。
進而，為了獲得具有更高透過率及高偏光度，且平行位、正交位之色相更無彩色之偏光元件，宜為含有式(1)、式(2)、式(3)所表示之全部偶氮化合物之偏光元件，進而，藉由含有式(1)、式(2)、式(3)、式(4)、式(5)所表示之全部偶氮化合物，而成為進而較佳之偏光 元件。
若列舉式(1)所表示之色素作為例，則例如可列舉日本專利第3881175號、日本專利第4033443號等所記載之染料。更具體而言，將式(1)所表示之偶氮化合物之具體例於下述中以游離酸之形式表示。
[化合物例1]
[化合物例2]
[化合物例3]
[化合物例4]
[化10]
[化合物例5]
[化合物例6]
[化合物例7]
[化合物例8]
[化14]
[化合物例9]
[化合物例10]
其次，將式(2)所表示之偶氮化合物之具體例於下述中以游離酸之形式表示。
[化合物例11]
[化合物例12]
[化合物例13]
[化合物例14]
[化合物例15]
[化合物例16]
[化合物例17]
其次，將式(3)所表示之偶氮化合物之具體例於下述中以游離酸之形式表示。
[化合物例18]
[化合物例19]
[化25]
[化合物例20]
[化合物例21]
[化合物例22]
其次，將式(4)所表示之偶氮化合物之具體例於下述中以游離酸之形式表示。
[化合物例23]
[化29]
[化合物例24]
[化合物例25]
[化合物例26]
[化合物例27]
[化33]
[化合物例28]
[化合物例29]
[化合物例30]
[化合物例31]
[化37]
[化合物例32]
[化合物例33]
[化合物例34]
[化合物例35]
[化41]
其次，作為式(5)所表示之偶氮化合物，例如較佳為C.I.Direct Yellow 4、C.I.Direct Yellow 12、C.I.Direct Yellow 72、C.I.Direct Orange 39、WO2007/138980號所記載之染料等具有茋結構之偶氮化合物，但並不限定於該等。其次，以下列舉本發明中使用之式(5)所表示之偶氮化合物之具體例。再者，化合物例係以游離酸之形式表示。
[化合物例36]
[化合物例37]
[化合物例38]
[化44]
[化合物例39]
以下，作為可含浸偶氮化合物之元件，以聚乙烯醇系樹脂膜為例說明具體之偏光元件之製作方法。聚乙烯醇系樹脂之製造方法並無特別限定，可藉由公知方法而製作。作為製造方法，例如可藉由將聚乙酸乙烯酯系樹脂進行皂化而獲得。作為聚乙酸乙烯酯系樹脂，除作為乙酸乙烯酯之均聚物之聚乙酸乙烯酯以外，例示乙酸乙烯酯及可與其進行共聚之其他單體之共聚物等。作為與乙酸乙烯酯進行共聚之其他單體，例如可列舉不飽和羧酸類、烯烴類、乙烯醚類、不飽和磺酸類等。聚乙烯醇系樹脂之皂化度通常為85~100莫耳%左右，較佳為95莫耳%以上。該聚乙烯醇系樹脂亦可進而經改性，例如亦可使用經醛類改性之聚乙烯醇縮甲醛或聚乙烯醇縮乙醛等。又，聚乙烯醇系樹脂之聚合度係指黏度平均聚合度，可藉由該技術領域中周知之方法而求出。黏度平均聚合度通常為1000~10000左右，較佳為1500~6000左右。
將該聚乙烯醇系樹脂進行製膜而成者可以捲狀膜使用。將聚乙烯醇系樹脂製膜之方法並無特別限定，可藉由公知之方法進行製膜。 於此情形時，於聚乙烯醇系樹脂膜中亦可含有甘油、乙二醇、丙二醇、低分子量聚乙二醇等作為塑化劑。塑化劑量宜為5~20重量%，較佳為8~15重量%。包含聚乙烯醇系樹脂之捲狀膜之膜厚並無特別限定，例如為5μm~150μm左右，較佳為10μm~100μm左右。
其次，對藉由以上獲得之捲狀膜實施膨潤步驟。膨潤處理係藉由於20℃~50℃之溶液中浸漬30秒~10分鐘而應用處理。溶液較佳為水。延伸倍率宜以1.00~1.50倍進行調整，較佳為1.10~1.35倍。於縮短製作偏光元件之時間之情形時，於偶氮化合物之染色處理時亦發生膨潤，因此亦可省略膨潤處理。
所謂膨潤步驟係藉由將聚乙烯醇樹脂膜浸漬於20℃~50℃之溶液中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，於色素之染色處理時亦發生膨潤，因此亦可省略膨潤步驟。
於膨潤步驟後，實施染色步驟。於染色步驟中，可使用非專利文獻1等所示之偶氮化合物(通稱二色性染料)進行含浸。使該偶氮化合物含浸係將顏色著色之步驟，因此設為染色步驟。此處，作為偶氮化合物，可將非專利文獻1所記載之染料，或式(1)、式(2)、式(3)、式(4)、式(5)等所表示之偶氮化合物於染色步驟中使色素吸附及含浸於聚乙烯醇膜。或者，亦可浸漬於含浸有碘及碘化鉀之水溶液中使碘吸附之後，使式(1)及式(3)所表示之偶氮化合物之各者吸附及含浸，藉此製成本案之具有偏光機能之基材(A)。與碘一併吸附之偶氮化合物除式(1)及式(3)所表示之偶氮化合物以外，亦可使用日本專利公報昭64-5623之實施例1至實施例5所表示之偶氮化合物或日本專利特開平03-12606號之實施例1至實施例4所表示之偶氮化合物。染色步驟只要為使色素吸附及含浸於聚乙烯醇膜之方法，則無特別限定，例如染色步驟藉由使聚乙烯醇樹脂膜浸漬於含有二色性染料之溶液中而進 行。該步驟中之溶液溫度較佳為5~60℃，更佳為20~50℃，特佳為35~50℃。浸漬於溶液中之時間可適度調節，較佳為以30秒~20分鐘進行調節，更佳為1~10分鐘。染色方法較佳為浸漬於該溶液中，但亦可藉由將該溶液塗佈於聚乙烯醇樹脂膜而進行。
含有二色性染料之溶液可含有碳酸鈉、碳酸氫鈉、氯化鈉、硫酸鈉、無水硫酸鈉、三聚磷酸鈉等作為染色助劑。該等之含量可根據基於染料之染色性之時間、溫度而以任意濃度進行調整，作為各者之含量，較佳為0~5重量%，更佳為0.1~2重量%。非專利文獻1所記載之二色性染料即偶氮化合物，或式(1)、式(2)、式(3)、式(4)、式(5)等所表示之偶氮化合物等除以游離酸之形式使用以外，亦可為該化合物之鹽。此種鹽亦可以鋰鹽、鈉鹽、及鉀鹽等鹼金屬鹽，或銨鹽或烷胺鹽等有機鹽之形式使用。較佳為鈉鹽。
於染色步驟後，可於進入下一步驟之前進行洗淨步驟(以下稱為洗淨步驟1)。所謂洗浄步驟1係將於染色步驟中附著於聚乙烯醇樹脂膜表面之染料溶劑洗淨之步驟。藉由進行洗淨步驟1，可抑制染料轉移至接下來進行處理之液體中。於洗淨步驟1中，一般使用水。洗淨方法較佳為浸漬於該溶液中，但亦可藉由將該溶液塗佈於聚乙烯醇樹脂膜而進行洗淨。洗淨時間並無特別限定，較佳為1~300秒，更佳為1~60秒。洗淨步驟1中之溶劑之溫度必須為親水性高分子不會溶解之溫度。一般而言，於5~40℃下進行洗淨處理。然而，即便無洗淨步驟1之步驟，性能方面亦不會出現問題，因此本步驟亦可省略。
於染色步驟或洗淨步驟1之後，可進行使之含有交聯劑及/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多元異氰酸酯系化合物、鹼式硫酸鈦等鈦系化合物等，但除此以外，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 舉過氧化琥珀酸、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，較佳為使用硼酸。使用以上所示之至少一種以上之交聯劑及/或耐水化劑進行使之含有交聯劑及/或耐水化劑之步驟。作為此時之溶劑，較佳為水，但並無限定。關於使之含有交聯劑及/或耐水化劑之步驟中之溶劑中之交聯劑及/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，但亦可將該溶液塗佈或塗敷於聚乙烯醇樹脂膜。該步驟中之處理時間較佳為30秒~6分鐘，更佳為1~5分鐘。然而，並非必須含有交聯劑及/或耐水化劑，於欲縮短時間之情形時，於無須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、洗淨步驟1、或使之含有交聯劑及/或耐水化劑之步驟之後，進行延伸步驟。所謂延伸步驟係將聚乙烯醇膜沿單軸延伸之步驟。延伸方法可為濕式延伸法或乾式延伸法之任一者，藉由延伸倍率為延伸3倍以上，可達成本發明。延伸倍率宜為延伸至3倍以上，較佳為5倍至7倍。
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，關於空氣介質之溫度，較佳為於常溫~180℃下延伸。又，關於濕度，較佳為於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、軋壓延伸法、紅外線加熱延伸法等，但該延伸方法並無限定。延伸步驟可以1段進行延伸，亦可藉由2段以上之多段延伸而進行。
於濕式延伸法之情形時，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多元異氰酸酯系化合物，鹼式硫酸鈦等鈦系化合物等，但除此以外，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，可列舉過氧化琥珀酸、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一種以上之交聯劑及/或耐水化劑之溶液中進行延伸。交聯劑較佳為硼酸。關於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。關於延伸溫度，較佳為於40~60℃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段進行延伸，亦可藉由2段以上之多段延伸而進行。
於進行延伸步驟之後，有於膜表面析出交聯劑及/或耐水化劑、或附著異物之情況，因此可進行洗淨膜表面之洗淨步驟(以下稱為洗淨步驟2)。洗淨時間較佳為1秒~5分鐘。洗淨方法較佳為浸漬於洗淨溶液中，可藉由將溶液塗佈或塗敷於聚乙烯醇樹脂膜而進行洗淨。可以1段進行洗淨處理，亦可進行2段以上之多段處理。洗淨步驟之溶液溫度並無特別限定，通常為5~50℃，較佳為10~40℃。
作為迄今為止之處理步驟中使用之溶劑，例如可列舉：水、二甲基亞碸、N-甲基吡咯啶酮、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，亦可使用一種以上之該等溶劑之混合物。最佳之溶劑為水。
於延伸步驟或洗淨步驟2之後，進行膜之乾燥步驟。乾燥處理可藉由自然乾燥進行，但為了進一步提高乾燥效率，可藉由利用輥之壓 縮或氣刀、或吸水輥等進行表面水分去除，及/或亦可進行送風乾燥。作為乾燥處理溫度，較佳為於20~100℃進行乾燥處理，更佳為於60~100℃進行乾燥處理。乾燥處理時間可應用30秒~20分鐘，較佳為5~10分鐘。
藉由以上方法，可獲得具有偏光機能之基材(A)之偏光元件，即如下偏光元件：含有偶氮化合物，且於以2片該基材之吸收軸平行之方式進行測定而獲得之透過率中，520nm至590nm之平均透過率為25%以上，420nm至480nm之平均透過率與520nm至590nm之平均透過率之差的絕對值為2.5%以內，且520nm至590nm之平均透過率與590nm至660nm之平均透過率之差的絕對值為2.0%以內，進而，於以2片該基材之吸收軸正交之方式進行測定而獲得之各波長透過率中，420nm至480nm之平均透過率與520nm至590nm之平均透過率之差的絕對值為0.3%以內，且520nm至590nm之平均透過率與600nm至660nm之平均透過率之差的絕對值為0.3%以內。
如此獲得之偏光元件之偏光度(以下亦記載為ρy)宜為，於重疊2片時之520nm至590nm之透過率為25%至45%時，具有由式(7)所獲得之值以上之偏光度。藉由具有式(7)以上之偏光度，可維持較高之透過率，且相對於該透過率維持較高之偏光度。更佳為式(8)所表示之偏光度以上之偏光元件。
ρy=-0.0906×Ys2+5.97×Ys‧‧‧式(7)
(Ys表示單體透過率，ρy表示偏光度)
ρy=-0.0906×Ys2+5.97×Ys+1.0‧‧‧式(8)
(Ys表示單體透過率，ρy表示偏光度)
所獲得之偏光元件係藉由於其單面或雙面設置透明保護層而製成偏光板。透明保護層可設置為由聚合物形成之塗佈層、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且 熱穩定性良好之透明聚合物或膜。作為用作透明保護層之物質，例如可列舉如三乙醯纖維素或二乙醯纖維素之纖維素乙酸酯樹脂或其膜、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、以如降烯之環狀烯烴作為單體之環狀聚烯烴樹脂或其膜、聚乙烯、聚丙烯、環系或具有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，作為透明保護層，亦可設置具有液晶性之樹脂或其膜。保護膜之厚度例如為0.5~200μm左右。藉由將其中之同種或異種之樹脂或膜於單面或雙面設置1層以上而製作偏光板。
為了將上述透明保護層與偏光元件貼合，需要接著劑。作為接著劑，並無特別限定，較佳為聚乙烯醇接著劑。作為聚乙烯醇接著劑，例如可列舉GOHSENOL 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。於接著劑中可添加交聯劑及/或耐水化劑。聚乙烯醇接著劑係使用順丁烯二酸酐-異丁烯共聚物，但可視需要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。此時之交聯劑可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 Chem-Tech公司製造)、Tetoratto-C(MITSUI GAS化學公司製造)等。又，作為除聚乙烯醇樹脂以外之接著劑，亦可使用胺基甲酸酯系、丙烯酸系、環氧系之類之公知接著劑。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。關於添加物亦無 限定。於利用接著劑貼合透明保護層後，藉由於適宜之溫度下進行乾燥或熱處理而獲得偏光板。
關於所獲得之偏光板，視情形，例如貼合於液晶、有機電致發光(通稱OLED或OEL)等顯示裝置之情形時，亦可其後於成為非露出面之保護層或膜之表面設置用於改善視角及/或改善對比度之各種機能性層、具有亮度提高性之層或膜。於將偏光板貼合於該等膜或顯示裝置時，較佳為使用黏著劑。又，所謂各種機能性層表示控制相位差之層或膜。尤其，為了賦予抗反射，一般將相對於可見度較高之550nm經調整為1/4之相位差之相位差板(以下，1/4λ)相對於偏光元件或偏光板之吸收軸呈45°貼合而設置於偏光元件或偏光板。該1/4λ之相位差值係指經調整為120nm至160nm之相位差板，較佳為130nm至145nm。然而，存在僅利用1/4λ而抗反射機能並不充分之情況，因此為了進一步提高抗反射機能，亦有使用2片相位差板來提高抗反射之方法，即，將經調整為240nm至300nm之相位差值之相位差板(以下省略為1/2λ)相對於偏光板之吸收軸呈15°、及將1/4λ呈75°而貼合之相位差板。
進而，該偏光板亦可於另一表面即保護層或膜之露出面具有抗反射層或防眩層、硬塗層等公知之各種機能性層。製作該具有各種機能性之層時，較佳為塗敷方法，但亦可經由接著劑或黏著劑而貼合具有該機能之膜。
藉由以上方法，可獲得如下偏光元件及偏光板，該偏光元件含有偶氮化合物，且於以2片該基材之吸收軸平行之方式進行測定而獲得之各波長透過率中，520nm至590nm之平均透過率為25%以上，420nm至480nm之平均透過率與520nm至590nm之平均透過率之差的絕對值為2.5%以內，且520nm至590nm之平均透過率與590nm至660nm之平均透過率之差的絕對值為2.0%以內，進而，於以2片該基材之 吸收軸正交之方式進行測定而獲得之各波長透過率中，420nm至480nm之平均透過率與520nm至590nm之平均透過率之差的絕對值為0.3%以內，且520nm至590nm之平均透過率與600nm至660nm之平均透過率之差的絕對值為0.3%以內。使用本發明之偏光元件或偏光板之液晶顯示裝置成為可靠性較高、長時間為高對比度、且具有較高之色再現性之液晶顯示裝置。
如此獲得之本發明之偏光板視需要設置保護層或機能層及板玻璃等支持體等，且作為具有偏光機能之基材(A)而被利用，用於液晶投影器、計算器、時鐘、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。尤其適於反射型液晶顯示裝置、半透過液晶顯示裝置、有機電致發光等。
一般之反射型液晶顯示裝置具有自背面側起依序為反射板、偏光板、液晶單元、偏光板之構成，為了改善其顯示品質，一般之構成係使用光擴散板或相位差板(例如1/4λ)。相對於該一般之構成，使用本案之具有偏光機能之基材(A)，設為自背面側依序為漫反射板、具有偏光機能之基材(A)、液晶單元、具有偏光機能之基材(A)之構成，或者以自背面側依序為反射板、擴散板、具有偏光機能之基材(A)、液晶單元、具有偏光機能之基材(A)所例示之構成，藉此可提供於白顯示時顯示如高品質紙般之白色、於黑顯示時顯示漆黑之黑色的顯示裝置，因此顯示品質飛躍性地提高。光擴散板一般設置於反射板與背面側之偏光板之間，尤其，若獲得該光擴散作用，則該積層構成並不受限定。或者，揭示有如非專利文獻3所示般一片偏光板方式(SPD)模式)等方式、或如非專利文獻4所示之構成。於此種構成中，當為一般之偏光板時，若欲顯示漆黑之黑色，則於白色顯示時成為顯黃色之白色顯示，反之，若欲顯示如高品質紙般之白色，則於顯示黑色時顯藍色。因此種問題，而於反射型液晶、尤其彩色反射型液晶顯示裝置 中，迄今為止必須利用彩色濾光片或液晶元件改善白顯示時之白色、黑顯示時之黑色，其結果為，認為反射率較低，顯示較暗，且認為顯示品質較低。藉由於此種反射型液晶之顯示裝置中使用具有偏光機能之基材(A)，而改善因偏光板所具有之白顯示時之黃色之顯色及黑顯示時之藍色之顯色之問題而產生的色相，無論平行位抑或正交位均無各波長之透過率依存性，因此可提供於白顯示時顯示如高品質紙般之白色、於黑顯示時顯示漆黑之黑色的顯示裝置。尤其，由於透過率固定，且無各波長下之透過率之波長依存性，因此對無法利用彩色濾光片進行顏色修正之白黑色反射顯示器尤其有效。又，關於具有本偏光機能之基材(A)，作為所需之透過率之範圍，可將以2片該基材之吸收軸平行之方式進行測定而獲得之520nm至590nm之各波長之平均透過率調整為25%至45%之任意透過率，因此可達成能夠提高其顯示時之亮度且亦提高對比度。
進而，為了使其顯示品質提高，由具有偏光機能之基材(A)隔著液晶單元包括反射型偏光板而構成，且具備具有光擴散機能之基材，具有偏光機能之基材(A)相對於液晶單元設置於觀察者側，藉此其顯示品質提高。所謂反射型偏光板，可使用如日本專利第4162645號、日本專利第4442760號所例示之設有規則凹凸之偏光元件、或日本專利特開2006-215175號、日本專利特開2007-298634號等之熱塑性樹脂之交替積層類型、或3M公司製造之BEF系列、尤其DBEF系列或BEFRP等具有特殊形狀之樹脂成型類型。又，如日本專利特開2012-37611號所記載之各向異性光擴散板亦藉由各向異性光擴散而具有偏光機能，因此可用作反射型偏光板。關於該各向異性光擴散板，於自背面側依序為反射板、液晶單元、相位差板(例如1/4λ)、具有偏光機能之基材(A)之例示之構成中，宜為將各向異性光擴散板設置於反射板與液晶單元之間、液晶單元與相位差板之間、相位差板與偏光板之 間之任一種。
進而，亦可應用於主動矩陣型之反射型顯示器。可藉由製成如下反射型液晶顯示裝置而達成，即，具有光擴散機能之基材設置於具有偏光機能之基材(A)與液晶單元之間，且液晶單元之電極為鏡面反射型電極。作為具體之構成例係自背面側依序為反射型電極、液晶單元、光擴散板、具有偏光機能之基材(A)之構成。此時，為了改善視認性，亦可於任一層之間設置相位差板。尤其，主動矩陣型之反射顯示器適宜用於反射型彩色液晶顯示裝置，因此謀求容易受到偏光元件或偏光板之顏色之影響，關於平行位及正交位之各波長透過率無波長依存性，且具有大致固定之透過率，無色偏且高偏光度之基材。對於此種反射型彩色液晶顯示用途，具有偏光機能之基材(A)較為有效，設有其之顯示裝置成為具有非常高之演色性之顯示裝置。
又，作為對主動矩陣型之反射型顯示器之應用，如非專利文獻4所記載般，藉由為液晶單元之電極由樹脂等形成凹凸，且不使用透明之ITO電極而使用鋁電極進行反射之漫反射型電極，可進一步提高顯示品質。作為具體之構成例係自背面側依序為擴散型反射電極、液晶單元、具有偏光機能之基材(A)之構成。此時，為了改善視認性，亦可於任一層之間設置相位差板。又，亦可於任一層之間設置具有光擴散機能之基材，進而具有光擴散性而使視認性提高。
藉由以上方法，可提供如下顯示裝置，即便為迄今為止視為顯示品質較差之反射型液晶設備，亦使顯示品質飛躍性地提高，改善因偏光板具有之白顯示時之黃色之顯色、黑顯示時之藍色之顯色之問題而產生之顯示裝置之色調，於白顯示時顯示白色，於黑顯示時顯示黑色，且於反射型彩色液晶顯示裝置中顯示較高之演色性。又進而，關於具有偏光機能之基材(A)，作為透過率之範圍，以2片該基材之吸收軸平行之方式進行測定而獲得之520nm至590nm之各波長之平均透過 率可調整為25%至45%之任意透過率，因此可達成能夠使其顯示時之亮度提高且亦提高對比度。
又，藉由反射型液晶之構成，可顯著提高其顯示品質。
[實施例]
以下，藉由實施例進而詳細地說明本發明，但本發明並不受該等限定。再者，實施例所示之透過率之評價以如下方式進行。
將以1片偏光元件或偏光板測定時之各波長之透過率設為透過率Ts，將2片偏光元件或偏光板以其吸收軸方向相同之方式重疊之情形時之透過率設為平行位透過率Tp，將2片偏光板以其吸收軸正交之方式重疊之情形時之透過率設為正交位透過率Tc。
於400~700nm之波長區域，隔開特定波長間隔dλ(此處為5nm)求出分光透過率τλ，藉由下式(9)算出。式中，Pλ表示標準光(C光源)之分光分佈，yλ表示2度視野之y(λ)配色函數。可見度經修正之單體透過率Ys係對τλ使用Ts而算出，可見度經修正之平行位透過率Yp係對τλ使用Tp而算出，可見度經修正之正交位透過率Yc係對τλ使用Tc而算出。
分光透過率τλ係使用分光光度計(日立製作所公司製造之“U-4100”)進行測定。
偏光度ρy係根據平行透過率Yp及正交透過率Yc並藉由式(10)而求出。
ρy={(Yp-Yc)/(Yp+Yc)}1/2×100 式(10)
[偶氮化合物之合成例1]
將2-硝基-4-磺基苯胺17.9份溶於水145份中，並添加至包含35%鹽酸26份之水140份中，於15~20℃下添加亞硝酸鈉6.9份，花費1小時進行重氮化。繼而，將其添加至包含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，進而一面注入添加蘇打灰溶液，一面將pH值保持8.5~9.5，於20℃下花費3小時進行偶合直至於斑點測試中未發現雙偶氮化合物，獲得雙偶氮化合物。繼而，添加於硫酸銅25份之水溶液中添加單乙醇胺30.5份而製成之銅錯合鹽，於95℃下花費10小時進行銅化反應直至於薄層層析儀上未發現未反應物，於所獲得之溶液中添加相對於剩餘量為25重量%之贊岐鹽並進行鹽析過濾，於60℃下蒸乾而獲得具有本案之式(2)之結構之化合物例12的色素。
[偶氮化合物之合成例2]
將2-胺基萘-4,8-二磺酸(慣用名：C酸)32.5份溶於水145份中，並添加至包含35%鹽酸26份之水140份中，於15~20℃下添加亞硝酸鈉6.9份並花費1小時進行重氮化。繼而，添加包含2-甲氧基-5-甲基苯胺13.7份及35%鹽酸17.5份之水溶液，一面利用乙酸鈉將pH值保持3.0~3.5，一面於20℃下花費4小時進行偶合直至於斑點測試中未發現2-甲氧基-5-甲基苯胺。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，於15~20℃下花費2~3小時進行2次重氮化。繼而，將其添加至包含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、及蘇打灰11份之水溶液中，進而一面注入添加蘇打灰溶液，一面將pH值保持8.5~9.5，於20℃下花費3小時進行2次偶合直至於斑點測試中未發現雙偶氮化合物，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份而製成之銅錯合鹽，於95℃下花費10小時進行銅化反應直至於薄層層析儀上未發現未反應物，於所獲得之溶液中添加相對於剩餘量為25重量%之 贊岐鹽並進行鹽析過濾，於60℃下蒸乾而獲得具有本案之式(3)之結構之化合物例18的色素。
[實施例1]
將皂化度99%以上之平均聚合度2400之聚乙烯醇膜(KURARAY公司製造之VF-PS)浸漬於45℃之溫水中2分鐘，應用膨潤處理，將延伸倍率設為1.30倍。將經膨潤處理之膜浸漬於含有無水芒硝1.5重量份、日本專利第4033443號之實施例1所記載之具有式(1)之結構之偶氮化合物0.038重量份、具有式(2)之結構之合成例1中所獲得之偶氮化合物0.17重量份、具有式(3)之結構之合成例2所示之偶氮化合物0.16重量份、具有式(4)之結構之日本專利特願2011-197600之實施例3中使用之染料0.105重量份、具有式(5)之結構之C.I.Direct Orange 39 0.13重量份且調整為45℃之水溶液中7分鐘30秒鐘，進行染色步驟，使其含有偶氮化合物，將所獲得之膜藉由含有硼酸(Societa Chimica Larderello s.p.a.公司製造)20g/l之水溶液於40℃下浸漬1分鐘，一面將所獲得之膜延伸至5.0倍一面於含有硼酸30.0g/l之50℃之水溶液中進行5分鐘之延伸處理。保持進行該硼酸處理所獲得之膜之張緊狀態，並且於25℃之水中進行20秒鐘處理。將處理所獲得之膜於70℃下進行9分鐘乾燥處理，獲得本發明之偏光元件。於將乾燥所獲得之偏光元件進行鹼處理後之三乙醯纖維素膜(FUJI PHOTO FILM公司製造之ZRD-60)使用聚乙烯醇系接著劑進行層壓而獲得偏光板，製成本案之具有偏光機能之基材(A)。
[實施例2至實施例7]
於染色步驟中，變更多種染色時間，與實施例1同樣地獲得偏光元件，製作本案之具有偏光機能之基材(A)。
[實施例8]
將皂化度99%以上之平均聚合度2400之聚乙烯醇膜(KURARAY公 司製造之VF-XS)浸漬於45℃之溫水中2分鐘，應用膨潤處理，將延伸倍率設為1.30倍。將經膨潤處理之膜浸漬於含有水1500重量份、三聚磷酸鈉1.5重量份、具有式(1)之結構之專利第4033443號之實施例1所記載之具有式(1)之結構之偶氮化合物0.1重量份、具有式(3)之結構之合成例2中所獲得之偶氮化合物0.15重量份且調整為45℃之水溶液中3分30秒，將所獲得之膜藉由含有硼酸(Societa Chimica Larderello s.p.a.公司製造)28.6g/l、碘(純正化學公司製造)0.25g/l、碘化鉀(純正化學公司製造)17.7g/l、碘化銨(純正化學公司製造)1.0g/l之水溶液於30℃下浸漬2分鐘，進行碘、碘化物處理。一面將該染色而獲得之膜延伸至5.0倍，一面於含有硼酸30.0g/l之50℃之水溶液中進行5分鐘之延伸處理。保持進行該硼酸處理而獲得之膜之張緊狀態，並且於調整為碘化鉀20g/l之水溶液中保持為30℃並且進行20秒鐘處理。將進行處理而獲得之膜於70℃下進行9分鐘乾燥處理，獲得本發明之偏光元件。於將乾燥而獲得之偏光元件進行鹼處理後之三乙醯纖維素膜(FUJI PHOTO FILM公司製造之ZRD-60)使用聚乙烯醇系接著劑進行層壓而獲得偏光板，製成本案之具有偏光機能之基材(A)。
[實施例9]
於實施例8之染色步驟中，將具有式(3)之結構之合成例2中獲得之偶氮化合物之量變更為0.20重量份，除此以外，以同樣之方式獲得本案之具有偏光機能之基材(A)。
[比較例1]
將POLATECHNO公司製造之高透過率染料系偏光板SHC-115作為測定試樣。
[比較例2]
將POLATECHNO公司製造之作為具有中性色之高對比度之染料系偏光板周知之SHC-128作為測定試樣。
[比較例3至比較例6]
依照日本專利特開2008-065222號之比較例1之處理方法，任意地變更含有碘之時間，製作不含二色性染料之碘系偏光板，除此以外，以與實施例1同樣之方式製成測定試樣。
[比較例7]
將POLATECHNO公司製造之超高對比度碘系偏光板SKN-18242P作為測定試樣。
[比較例8]
將POLATECHNO公司製造之超高對比度碘系偏光板SKN-18241P作為測定試樣。
[比較例9]
將POLATECHNO公司製造之於平行位中顯示紙白色之碘系偏光板SKW-18245P作為測定試樣。
表1中表示實施例1至9、比較例1至9中之Ys、Yp、Yc、使2片基材之吸收軸平行時之透過率(Tp)之420nm至480nm之平均值(Ave 420-480)、520nm至590nm之平均值(Ave 520-590)、600nm至660nm之平均值(Ave 600-660)、及使2片基材之吸收軸正交時之透過率(Tc)之420nm至480nm之平均值(Ave 420-480)、520nm至590nm之平均值(Ave 520-590)、600nm至660nm之平均值(Ave 600-660)。
表2中表示實施例1至9、比較例1至9中之使2片基材之吸收軸平行時之透過率(Tp)之520nm至590nm之平均值(Ave 520-590)與420nm至480nm之平均值(Ave 420-480)之差的絕對值、520nm至590nm之平均值(Ave 520-590)與600nm至660nm之平均值(Ave 600-660)之差的絕對值、及使2片基材之吸收軸正交時之透過率(Tc)之520nm至590nm之平均值(Ave 520-590)與420nm至480nm之平均值(Ave 420-480)之差的絕對值、520nm至590nm之平均值(Ave 520-590)與600nm至660nm之平均值(Ave 600-660)之差的絕對值。
由表2可知，實施例1至9中獲得之含有偶氮化合物而成之具有偏光機能之基材於以2片該基材之吸收軸平行之方式進行測定而獲得之各波長透過率中，520nm至590nm之平均透過率為25%以上，420nm至480nm之平均透過率與520nm至590nm之平均透過率之差的絕對值為2.5%以內，且520nm至590nm之平均透過率與590nm至660nm之平均透過率之差的絕對值為2.0%以內，進而，於以2片該基材之吸收軸正交之方式進行測定而獲得之各波長透過率中，420nm至480nm之平均透過率與520nm至590nm之平均透過率之差的絕對值為0.3%以內，且520nm至590nm之平均透過率與600nm至660nm之平均透過率之差的絕對值為0.3%以內。
表3中表示實施例1至9、比較例1至9中獲得之偏光板(具有偏光機能之基材(A))之Ys、ρy、由JIS Z8729 C光源2度視野表示之偏光板單體之a*值(a*-s)、b*值(b*-s)、以2片基材之吸收軸平行之方式進行測定而獲得之a*值(a*-p)、b*值(b*-p)、以2片該基材之吸收軸正交之方式進行測定而獲得之a*值(a*-c)、b*值(b*-c)。進而，將實施例1至9、比較例1至9中獲得之偏光板變更為搭載於作為反射型液晶之數位時鐘(DAISO公司製造之TABLE CLOCK DO11時鐘A No.7)之偏光板，使用AD-ROC(轉移黏著劑：POLATECHNO公司製造)，成為反射板/AD-ROC/具有偏光機能之基材(A)/AD-ROC/液晶單元/AD-ROC/具有偏光機能之基材(A)之構成，製作本案發明之反射型顯示裝置。針對該獲得之數位時鐘之顏色，關於白顯示時之顏色及黑顯示時之顏色，聽取10個觀察者之意見，將關於由目視獲得之顏色最多之意見示於表3。
[表3]
根據表3之結果，可知偏光板之色相對顯示器顯示時之白顯示及黑顯示時造成影響，且可知將本案所記載之具有偏光機能之基材(A)設置於作為液晶顯示裝置之數位時鐘時，於白顯示時顯示白色，於黑顯示時顯示黑色。
將實施例2、實施例3、實施例6、實施例9中獲得之具有偏光機能之基材(A)設置於作為反射型液晶之數位時鐘(DAISO公司製造之TABLE CLOCK DO11時鐘A No.7)之觀察者側，進而，使用反射型偏光板(3M公司製造之DBEF)作為反射板側之偏光板，且使用日本專利特開2012-37611所記載之LCD用各向異性擴散板，藉由AD-ROC(轉移黏著劑：POLATECHNO公司製造)進行積層，以反射型偏光板/AD-ROC/LCD用各向異性擴散板/AD-ROC/液晶單元/AD-ROC/具有偏光機能之基材(A)之構成設置。另一方面，作為比較例，以反射板/AD- ROC/偏光板/AD-ROC/液晶單元/AD-ROC/偏光板之構成設置比較例7與比較例8之兩偏光板。表4中表示將該獲得之數位時鐘配置於80cd之亮度之房間，關於由10個觀察者觀察之外觀之亮度、白顯示時之顏色、黑顯示時之顏色、視認性最多之意見。
又，圖1中，將設有藉由實施例6獲得之具有偏光機能之基材(A)之情形示於右側，將設有比較例8之偏光板之情形時之照片示於左側。
由表4及圖1之結果可知，由本案之構成獲得之顯示裝置即便為反射型液晶顯示裝置，亦於較暗之房間內清晰地進行顯示，且清楚地進行白顯示、黑顯示。
由以上結果可知，以設有如下基材(A)作為特徵之顯示裝置即便於幾乎無外部光之較暗之房間，亦可於白顯示時表現如高品質紙般之白色，且可於黑顯示時表現漆黑之黑色，且該顯示鮮明，該基材(A)之特徵在於：其係以本案之含有偶氮化合物而成之具有偏光機能之偏光板為代表之基材，且於以2片該基材之吸收軸平行之方式進行測定而獲得之各波長透過率中，520nm至590nm之平均透過率為25%以上，420nm至480nm之平均透過率與520nm至590nm之平均透過率之差的絕對值為2.5%以內，且520nm至590nm之平均透過率與590nm至660nm之平均透過率之差的絕對值為2.0%以內，進而，於以2片該 基材之吸收軸正交之方式進行測定而獲得之各波長透過率中，420nm至480nm之平均透過率與520nm至590nm之平均透過率之差的絕對值為0.3%以內，且520nm至590nm之平均透過率與600nm至660nm之平均透過率之差的絕對值為0.3%以內。成為如下顯示裝置：不僅為高亮度、高對比度，且於不使用反射型之背光源之情形時亦具有優異之視認性，且具有較高之色再現性。

Claims (8)

  1. 一種顯示裝置，其特徵在於設有具有偏光機能之基材(A)，該基材(A)之特徵在於：含有偶氮化合物，且於以2片基材之吸收軸平行之方式進行測定而獲得之透過率中，520nm至590nm之平均透過率為25%以上，420nm至480nm之平均透過率與520nm至590nm之平均透過率之差的絕對值為2.5%以內，且520nm至590nm之平均透過率與590nm至660nm之平均透過率之差的絕對值為2.0%以內，進而，於以2片該基材之吸收軸正交之方式進行測定而獲得之各波長透過率中，420nm至480nm之平均透過率與520nm至590nm之平均透過率之差的絕對值為0.3%以內，且520nm至590nm之平均透過率與600nm至660nm之平均透過率之差的絕對值為0.3%以內。
  2. 如請求項1之顯示裝置，其中顯示裝置為液晶顯示裝置。
  3. 如請求項2之顯示裝置，其中液晶顯示裝置為反射型液晶顯示裝置。
  4. 如請求項3之顯示裝置，其以自背面側依序為漫反射板、上述基材(A)、液晶單元、上述基材(A)之順序、或者以自背面側依序為反射板、擴散板、上述基材(A)、液晶單元、上述基材(A)之順序構成。
  5. 如請求項3之顯示裝置，其係由上述基材(A)隔著液晶單元包括反射型偏光板所構成，且具備具有光擴散機能之基材，上述基材(A)相對於液晶單元設置於觀察者側。
  6. 如請求項3之顯示裝置，其中具有光擴散機能之基材設置於上述基材(A)與液晶單元之間，且液晶單元之電極為鏡面反射型電極。
  7. 如請求項3之顯示裝置，其中液晶單元之電極為漫反射型電極。
  8. 如請求項1至6中任一項之顯示裝置，其中積層有具有120至160nm之相位差值之基材與上述基材(A)。
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