WO2013015134A1 - 偏光素子及び偏光板 - Google Patents

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WO2013015134A1
WO2013015134A1 PCT/JP2012/067892 JP2012067892W WO2013015134A1 WO 2013015134 A1 WO2013015134 A1 WO 2013015134A1 JP 2012067892 W JP2012067892 W JP 2012067892W WO 2013015134 A1 WO2013015134 A1 WO 2013015134A1
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WO
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polarizing
film
dichroic dye
wavelength region
polarizing plate
Prior art date
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PCT/JP2012/067892
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English (en)
French (fr)
Inventor
悦幸 矢作
田中 興一
弘 桜井
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日本化薬株式会社
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Publication date
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G02B5/30Polarising elements
    • G02B5/3025Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
    • G02B5/3033Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid
    • G02B5/3041Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid comprising multiple thin layers, e.g. multilayer stacks
    • G02B5/305Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid comprising multiple thin layers, e.g. multilayer stacks including organic materials, e.g. polymeric layers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
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    • G02B5/00Optical elements other than lenses
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    • GPHYSICS
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B2207/00Coding scheme for general features or characteristics of optical elements and systems of subclass G02B, but not including elements and systems which would be classified in G02B6/00 and subgroups
    • G02B2207/113Fluorescence

Definitions

  • the present invention relates to a polarizing element and a polarizing plate using the polarizing element.
  • a polarizing element is generally produced by adsorbing and orienting an iodine complex or a dichroic dye, which is a dichroic dye, on a polyvinyl alcohol resin film.
  • a protective film made of triacetyl cellulose or the like is bonded to at least one surface of the polarizing element via an adhesive layer to obtain a polarizing plate. Since the polarizing plate has a light transmission / shielding function, it becomes a basic component of a display device such as a liquid crystal display (LCD) together with a liquid crystal having a light switching function.
  • LCD liquid crystal display
  • LCDs are also wide-ranging from small devices such as calculators and watches in the early days to notebook computers, word processors, liquid crystal projectors, liquid crystal televisions, car navigation systems, mobile phones, and indoor and outdoor measuring devices. Used in a wide range of conditions: high temperature, low humidity to high humidity, low light to high light. Therefore, there is a demand for polarizing plates that have high polarization performance and excellent durability.
  • a polarizing plate using an iodine complex as a dichroic dye is called an iodine polarizing plate
  • a polarizing plate using a dichroic dye as a dichroic dye is called a dye polarizing plate.
  • iodine-based polarizing plates are often used because of their excellent optical properties.
  • the dye-based polarizing plate has a problem that the transmittance is low compared to a polarizing plate having the same degree of polarization as that of the iodine-based polarizing plate, that is, the contrast is low, but it has high heat resistance and high humidity heat durability. Because of its characteristics, it is used in color liquid crystal projectors (Patent Document 1).
  • LCDFLs and other LCDs use CCFLs and high-pressure mercury lamps as light sources.
  • LEDs light-emitting diodes
  • Patent Document 2 and Patent Document 3 have become widespread, and white LEDs are widely used.
  • a polarizing plate using these light sources a general neutral gray iodine polarizing plate which is already known is used.
  • the iodine polarizing plate has a feature of high contrast in a wide wavelength region, and is useful for CCFLs, high-pressure mercury lamps, white LEDs, and the like.
  • the role of the liquid crystal panel composed of the polarizing plate and the liquid crystal is not only the function of switching light that transmits and blocks light, but also has the function of displaying an image by having a color filter in the liquid crystal panel.
  • the viewing angle is narrow.
  • liquid crystal such as VA type (vertical alignment type), TN type (twisted nematic type), IPS (in-plane switching type), although there are differences in the degree of viewing angle. Both methods have the problem of narrow viewing angle.
  • optical compensation films such as PC (polycarbonate) film, COP (cycloolefin) film, and TAC (triacetyl cellulose) film coated with dicotic liquid crystal oriented in a specific direction are widely used. It is used.
  • a blue light emitting diode is used as a backlight, and instead of a color filter, a display provided with a phosphor that emits various colored lights when excited by blue light is known ( Hereinafter, it is referred to as a fluorescence excitation color conversion display).
  • a fluorescence excitation color conversion display For example, it is disclosed in Patent Document 4.
  • This type of phosphor-excited color conversion type liquid crystal display device converts the wavelength of light emitted from a backlight with a phosphor and performs desired color display using the obtained fluorescence.
  • this liquid crystal display device has a feature that light use efficiency is high because there is no light absorption loss by the color filter.
  • a blue light source is used in order to increase the luminous efficiency of the phosphor.
  • a blue LED or a blue fluorescent tube having a maximum light emission output of 440 nm to 470 nm is used.
  • the in-screen contrast needs to be 50 or more over all images and all viewing angles. More preferably, the in-screen contrast needs to be 100 or more.
  • “Intra-screen contrast” is the ratio of the brightness of the brightest pixel to the darkest pixel in a state where one image is displayed.
  • panel contrast that is generally used is the ratio between the luminance when displaying all white and the luminance when displaying all black.
  • contrast in the screen is recommended to be 50 or more, more preferably 100 or more (Non-Patent Document 1).
  • the required in-screen contrast changes depending on the ambient illuminance for viewing the flat panel display. That is, the brighter the peripheral illuminance, the smaller the required in-screen contrast, and the darker the peripheral illuminance, the greater the required in-screen contrast.
  • Table 1 shows the required in-screen contrast value when the ambient illuminance is changed from 0 to 500 lux.
  • the average signal level ASL (Average Signal Level) or average luminance level ALL (Average Luminance Level) of general television broadcasting is about ASL 40%, ALL 20%, the range is about ASL 20-60%, ALL 5 There are reports of about 40%.
  • the viewing distance is 3H (three times the distance when the TV screen height is H) under an ordinary living environment of illuminance 180lux.
  • the most preferable maximum luminance for a television is 240 cd / m 2 (Non-patent Document 2).
  • the ambient illuminance of a general living room is set to 180 lux, since the in-screen contrast is 50 or more in the living room, from Table 1, the in-screen contrast must be 200 or more in the dark room. Recognize.
  • the condition that the in-screen contrast is the smallest is when the entire screen displays a dark image.
  • the brightness of the brightest pixel in the screen is said to be about 5% of the maximum brightness (Non-Patent Document 3). If the maximum brightness of the display of 240cd / m 2, the luminance of the brightest pixel in the screen is about 12 cd / m 2. Under this condition, in order for the in-screen contrast to be 200 or more, it is necessary to suppress the luminance of the darkest pixel in the screen to about 0.06 cd / m 2 or less.
  • a panel contrast of 4,000 is required.
  • the panel contrast represents the ratio of the transmittance at the time of light transmission (parallel Nicol) and the transmittance at the time of light blocking (cross Nicol) when the liquid crystal panel is sandwiched between a pair of polarizing plates.
  • Table 2 shows the relationship among in-screen contrast, panel contrast, and polarizing plate contrast in the fluorescence excitation color conversion display.
  • the polarizing plate contrast in Table 2 is the light energy transmittance Ep in the light transmitting state (on state / polarizing plate parallel Nicol) and the light in the light blocking state (off state / polarizing plate crossed Nicol).
  • the ratio of energy transmittance Ec is represented.
  • the light energy transmittance Ep indicates the energy of the amount of light (blue light) incident on the phosphor layer unit area in a predetermined wavelength range in the light transmission state.
  • Light Energy Transmittance Ec in the Blocking State Ec The energy of the amount of light (blue light) incident on the phosphor layer unit area in a predetermined wavelength range in the light blocking state.
  • the luminance of the display device is the spectral emission of light after being emitted by the phosphor. It is known that the spectral radiance of the light emitted from the phosphor is proportional to the incident energy of the blue light that excites the phosphor, although it is determined by a value obtained by multiplying the luminance by the visibility. Further, the effect of depolarization due to transmission through the liquid crystal panel also occurs in blue light.
  • the polarizing plate contrast (Ep / Ec) due to the energy transmittance required for the pair of polarizing plates can be considered equivalent to the polarizing plate contrast (Tp / Tc) due to the spectral transmittance.
  • Tp is the spectral transmittance (transmission at the time of parallel Nicols) when two polarizing elements are stacked in parallel with each other
  • Tc is the two polarizing elements orthogonal to each absorption axis. Is the spectral transmittance (transmittance during crossed Nicols).
  • the emission wavelength of the phosphor depends on the energy band structure exhibited by the phosphor material, it is necessary to estimate the total energy of the light that excites the phosphor, rather than focusing on the intensity of the excitation light at a specific wavelength. It is.
  • the polarizing plate contrast (Ep / Ec) by light energy transmittance is set to 6,000, especially between arbitrary wavelengths in the maximum light emission output region of the backlight
  • the polarizing plate contrast by spectral transmittance ( Tp / Tc) needs to be higher than 6,000, and preferably the contrast (Tp / Tc) is 8,000.
  • the contrast (Ep / Ec) due to the light energy transmittance higher it is also necessary to make the polarizing plate contrast (Tp / Tc) due to the spectral transmittance higher.
  • the contrast within the screen is ⁇ 100 under 300 lux.
  • the in-screen contrast in the dark room ⁇ 350, the polarizing plate contrast by the energy transmittance ⁇ 15,000, and the polarizing plate contrast by the spectral transmittance is particularly in the maximum light emission output region of the backlight. Between arbitrary wavelengths, a contrast of 20,000 or more is required.
  • the conventional liquid crystal display device shows a luminance distribution that largely reflects the directivity of the backlight, but the fluorescence excitation color conversion display method uses isotropic light emission by a phosphor, and thus has a wide viewing angle. It is.
  • the surface brightness is reduced due to the low directivity. It is said that when the full width at half maximum is changed from 30 degrees to 45 degrees at full width at half maximum, the front luminance is reduced to approximately half.
  • General television and video image signals are usually expressed using 16 to 235 gradations out of 0 to 255 gradations that can be expressed in 8 bits.
  • the luminance expansion mode called the super white mode
  • up to 255 gradations can be used.
  • the luminance when displaying 255 gradations in the super white mode is about 1.2 times when gamma 2.2 is set. 487 cd / m 2 is obtained.
  • Table 3 shows a comparison between the total white luminance and the maximum display luminance in the super white mode.
  • the most preferable luminance is 240 cd / m 2 when the value of the light energy transmittance Ep in the light transmission state (parallel Nicol) of the polarizing plate is 30% or more. Recognize. In order to obtain Ep of 30% or more, the transmittance Tp at the time of parallel Nicol in the spectral transmittance must be 30% or more.
  • a well-known general neutral gray iodine polarizing plate has a high contrast in a wide wavelength range, but in a blue light source region having a maximum light emission output of 440 nm to 470 nm used for a fluorescence excitation color conversion display, light leakage is large. Sufficient contrast cannot be obtained and the brightness is insufficient.
  • an object of the present invention is to provide a polarizing element and a polarizing plate suitable for the display, which have high contrast, little light leakage, and high transmittance when transmitting light.
  • the present inventors have found that at least a dichroic dye is contained, and in the wavelength region of 440 nm ⁇ ⁇ ⁇ 470 nm, the polarization has a high contrast and a high transmittance during light transmission. It discovered that an element and a polarizing plate solved the said subject, and reached
  • the present invention is (1) in the wavelength region of 440 nm ⁇ ⁇ ⁇ 470 nm, Tp ⁇ 30%, and CR ⁇ 8,000 in the wavelength region between any continuous 20 nm in the wavelength region, and CR in the remaining wavelength region.
  • Tp is a spectral transmittance (transmittance at the time of parallel Nicols) when two polarizing elements are overlapped in parallel with each other
  • Tc is two polarizing elements.
  • Is a spectral transmittance (transmission at the time of crossed Nicols) when the absorption axes are overlapped at right angles
  • CR is an abbreviation of contrast and indicates a value consisting of Tp / Tc.
  • the dichroic dye contains at least one kind of dichroic dye (A) group and / or the dichroic dye (B) represented by the formula (1) (1) to (3) The polarizing element according to any one of the above.
  • Dichroic dye (A) group Eye. direct. Orange 26 Sea. Eye. direct. Orange 39 Sea. Eye. direct.
  • Tc ( ⁇ 460) is the spectral transmittance at 460 nm when two polarizing elements are stacked with their absorption axes orthogonal to each other (in crossed Nicols), and Tc ( ⁇ 600) absorbs the two polarizing elements respectively. It is the spectral transmittance at 600 nm when the axes are stacked orthogonally (cross Nicol).
  • a support film is provided on at least one surface of the polarizing element.
  • the polarizing plate according to (7), wherein at least one surface of the support film is a PET (polyester) film.
  • the polarizing element of the present invention and a polarizing plate using the polarizing element have high polarization performance in a wavelength region of 440 nm ⁇ ⁇ ⁇ 470 nm, and a fluorescence excitation color conversion display using a blue LED or a blue fluorescent tube having a wavelength of 440 nm to 470 nm as a light source
  • the polarizing plate suitable for can be provided.
  • the polarizing element of the present invention has Tp ⁇ 30% in the wavelength region of 440 nm ⁇ ⁇ ⁇ 470 nm, and CR ⁇ 8,000 in the wavelength region between any continuous 20 nm in the wavelength region, and CR in the remaining wavelength region. ⁇ 5,000.
  • CR ⁇ 8,000 in any continuous wavelength region between 20 nm and CR ⁇ 5,000 in the remaining wavelength region. It is necessary that CR ⁇ 8,000 in any wavelength region between 20 nm and CR ⁇ 5,000 in the remaining wavelength region.
  • the contrast value can be increased by decreasing the single plate transmittance of the polarizing element, but in this case, the Tp value is also decreased and sufficient brightness cannot be obtained.
  • Tp ⁇ 30% sufficient brightness tends not to be obtained, and when Tp ⁇ 30%, light utilization efficiency is excellent, and power consumption can be reduced.
  • Tp ⁇ 31% is preferable, and Tp ⁇ 32% is more preferable.
  • the polarizing element of the present invention preferably satisfies Tp ⁇ 30% and CR ⁇ 1,500 in the wavelength region of 420 nm ⁇ ⁇ ⁇ 440 nm. It is preferable to control the weak light emission of the blue LED or blue fluorescent tube having a maximum light emission output of 440 nm to 470 nm on the short wavelength side. In the display of the display, the contrast is lowered when CR ⁇ 1,500 in the wavelength region.
  • CR ⁇ 1,500 more preferably CR ⁇ 3,000, and still more preferably CR ⁇ 5,000.
  • Tp ⁇ 30% Similarly to the wavelength region of 440 nm ⁇ ⁇ ⁇ 470 nm, sufficient brightness tends not to be obtained when Tp ⁇ 30%, and light utilization efficiency is excellent when Tp ⁇ 30%. Can be reduced. Tp ⁇ 31% is preferable, and Tp ⁇ 32% is more preferable.
  • the polarizing element of the present invention preferably satisfies Tp ⁇ 30% and CR ⁇ 1,000 in the wavelength region of 470 nm ⁇ ⁇ 490 nm. It is preferable to control the weak light emission of the blue LED or blue fluorescent tube having a maximum light emission output of 440 nm to 470 nm on the longer wavelength side. In the display of the display, the contrast decreases when CR ⁇ 1,000 in the wavelength region.
  • Tp ⁇ 30% Similarly to the wavelength region of 440 nm ⁇ ⁇ ⁇ 470 nm, sufficient brightness tends not to be obtained when Tp ⁇ 30%, and light utilization efficiency is excellent when Tp ⁇ 30%. Can be reduced. Tp ⁇ 31% is preferable, and Tp ⁇ 32% is more preferable.
  • the polarizing element of the present invention contains at least a dichroic dye.
  • the dichroic dye include iodine complexes and dichroic dyes.
  • the dichroic dye (A) group is a dye exhibiting high dichroism, and is characterized in that the wavelength ( ⁇ max) showing the maximum contrast value is 420 nm ⁇ ⁇ max ⁇ 460 nm. Above all, sea. Ai. direct. More preferably, orange 39 is used.
  • the dichroic dye (B) represented by the formula (1) is a dye exhibiting high dichroism and is characterized in that the wavelength ( ⁇ max) showing the maximum contrast value is 450 nm ⁇ ⁇ max ⁇ 470 nm.
  • R 1 and R 2 are preferably hydrogen atoms.
  • the dichroic dye (B) represented by the formula (1) can be synthesized by the method described in WO2007 / 138980.
  • At least one kind of dichroic dye (A) group and dichroic dye (B) are used in combination.
  • polarizing elements obtained by using different dichroic dyes in combination tend to be lower than the optical characteristics of polarizing elements obtained by using each dichroic dye alone.
  • the combination of at least one of the dichroic dyes (A) and the dichroic dye (B) in FIG. 2 does not impair the respective characteristics, and as a result, the characteristics of ⁇ max are improved and high characteristics are obtained in a wide band. It can be expressed.
  • ⁇ max of the obtained polarizing element is 440 nm ⁇ ⁇ max ⁇ 470 nm, compared with the polarizing element obtained by using the dichroic dye (A) group or the dichroic dye (B),
  • a higher contrast value can be obtained, and in the case of an equivalent contrast value, a higher Tp value can be obtained. Further, a high contrast value can be obtained in a wider wavelength region.
  • the mixing ratio of the dichroic dye (A) group and the dichroic dye (B) when the dichroic dye (A) group is used in combination with at least one kind and the dichroic dye (B) is particularly limited.
  • the dichroic dye (B) is usually 25 to 400 parts by weight, preferably 100 parts by weight of the dichroic dye (A) group, based on 100 parts by weight of the dichroic dye (A) group.
  • the amount of the dichroic dye (B) is 50 to 200 parts by weight.
  • a film in which a polyvinyl alcohol film formed by adsorbing a dichroic dye is oriented is a dichroic dye.
  • a film or element in which a chromatic dye is mixed with a liquid crystalline resin, applied to a base film and oriented by sharing, a film in which a dichroic dye is dyed and oriented on a film stretched and oriented in at least one axial direction examples thereof include a film in which a chromatic dye is mixed with a resin such as plastic and stretched and oriented in at least one axial direction.
  • it is a film in which a polyvinyl alcohol film formed by adsorbing a dichroic dye is oriented, and the highest contrast value can be
  • the method for producing the polyvinyl alcohol resin constituting the polarizing element is not particularly limited, and can be produced by a known method.
  • the polyvinyl alcohol resin can be obtained by saponifying a polyvinyl acetate resin.
  • the polyvinyl acetate-based resin include polyvinyl acetate, which is a homopolymer of vinyl acetate, and copolymers of vinyl acetate and other monomers copolymerizable therewith.
  • Examples of other monomers copolymerized with vinyl acetate include unsaturated carboxylic acids, olefins, vinyl ethers, and unsaturated sulfonic acids.
  • the saponification degree of the polyvinyl alcohol-based resin is usually preferably from 85 to 100 mol%, more preferably 95 mol% or more.
  • This polyvinyl alcohol-based resin may be further modified, and for example, polyvinyl formal or polyvinyl acetal modified with aldehydes may be used.
  • the degree of polymerization of the polyvinyl alcohol resin is usually preferably from 1,000 to 10,000, and more preferably from 1,500 to 7,000.
  • a film made of such a polyvinyl alcohol resin is used as a raw film.
  • the method for forming a polyvinyl alcohol-based resin is not particularly limited, and can be formed by a known method.
  • the polyvinyl alcohol-based resin film can contain glycerin, ethylene glycol, propylene glycol, low molecular weight polyethylene glycol, or the like as a plasticizer.
  • the amount of plasticizer is preferably 5 to 20% by weight, more preferably 8 to 15% by weight.
  • the thickness of the raw film made of polyvinyl alcohol resin is not particularly limited, but is preferably 5 to 150 ⁇ m, and more preferably 10 to 100 ⁇ m.
  • the polyvinyl alcohol resin film is first subjected to a swelling process.
  • the swelling step is performed by immersing the polyvinyl alcohol resin film in a solution at 20 to 50 ° C. for 30 seconds to 10 minutes.
  • the solvent is preferably water.
  • the dyeing process is performed after the swelling process.
  • the dyeing step is performed by immersing the polyvinyl alcohol-based resin film in a solution containing a dichroic dye.
  • the solution temperature in this step is preferably 5 to 60 ° C, more preferably 20 to 50 ° C, and particularly preferably 35 to 50 ° C.
  • the time for dipping in the solution can be adjusted moderately, but is preferably adjusted from 30 seconds to 20 minutes, more preferably from 1 to 10 minutes.
  • the dyeing method is preferably immersed in the solution, but can also be performed by applying the solution to a polyvinyl alcohol-based resin film.
  • the solution containing the dichroic dye can contain sodium chloride, sodium sulfate, anhydrous sodium sulfate, sodium tripolyphosphate and the like as a dyeing assistant.
  • Their content can be adjusted at any concentration depending on the time and temperature depending on the dyeability of the dye, but the respective content is preferably 0 to 5% by weight, more preferably 0.1 to 2% by weight.
  • the washing step 1 is a step of washing the dye solvent adhering to the surface of the polyvinyl alcohol resin film in the dyeing step. By performing the washing step 1, it is possible to suppress the migration of the dye into the liquid to be processed next.
  • water is generally used.
  • the washing method is preferably immersed in the solution, but can be washed by applying the solution to a polyvinyl alcohol resin film.
  • the washing time is not particularly limited, but is preferably 1 to 300 seconds, more preferably 1 to 60 seconds.
  • the temperature of the solvent in the washing step 1 needs to be a temperature at which the hydrophilic polymer does not dissolve. Generally, it is washed at 5 to 40 ° C.
  • a step of adding a crosslinking agent and / or a water resistance agent can be performed.
  • the crosslinking agent include boron compounds such as boric acid, borax or ammonium borate, polyvalent aldehydes such as glyoxal or glutaraldehyde, polyisocyanate compounds such as biuret type, isocyanurate type or block type, titanium oxy Titanium compounds such as sulfate can be used, but ethylene glycol glycidyl ether, polyamide epichlorohydrin, and the like can also be used.
  • water-resistant agent examples include succinic peroxide, ammonium persulfate, calcium perchlorate, benzoin ethyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, ammonium chloride or magnesium chloride, preferably boric acid.
  • succinic peroxide ammonium persulfate
  • calcium perchlorate benzoin ethyl ether
  • ethylene glycol diglycidyl ether glycerin diglycidyl ether
  • ammonium chloride or magnesium chloride preferably boric acid.
  • the step of containing a crosslinking agent and / or a water-resistant agent is performed using at least one kind of crosslinking agent and / or a water-resistant agent shown above.
  • water is preferable, but it is not limited.
  • the concentration of the cross-linking agent and / or the water-proofing agent in the solvent in the step of adding the cross-linking agent and / or the water-proofing agent is 0.1 to 6.0 when boric acid is used as an example. % By weight is preferable, and 1.0 to 4.0% by weight is more preferable.
  • the solvent temperature in this step is preferably 5 to 70 ° C, more preferably 5 to 50 ° C. Although it is preferable to immerse the polyvinyl alcohol-based resin film in the solution with a crosslinking agent and / or a waterproofing agent, the solution may be applied to or applied to the polyvinyl alcohol-based resin film.
  • the treatment time in this step is preferably 30 seconds to 6 minutes, more preferably 1 to 5 minutes.
  • this processing step may be omitted if a cross-linking treatment or a water-resistant treatment is unnecessary. .
  • the stretching step is a step of stretching the polyvinyl alcohol film uniaxially.
  • the stretching method may be either a wet stretching method or a dry stretching method.
  • the stretching heating medium is an air medium
  • the temperature of the air medium is preferably stretched at a room temperature to 180 ° C.
  • the treatment is preferably performed in an atmosphere of 20 to 95% RH.
  • the heating method include an inter-roll zone stretching method, a roll heating stretching method, a pressure stretching method, an infrared heating stretching method, and the like, but the stretching method is not limited.
  • the stretching step can be performed in one step, but can also be performed by two or more multi-step stretching.
  • stretching is performed in water, a water-soluble organic solvent, or a mixed solution thereof. It is preferable to perform the stretching treatment while being immersed in a solution containing a crosslinking agent and / or a water resistance agent.
  • a crosslinking agent include boron compounds such as boric acid, borax or ammonium borate, polyvalent aldehydes such as glyoxal or glutaraldehyde, polyisocyanate compounds such as biuret type, isocyanurate type or block type, titanium oxy Titanium compounds such as sulfate can be used, but ethylene glycol glycidyl ether, polyamide epichlorohydrin, and the like can also be used.
  • water-proofing agents examples include succinic peroxide, ammonium persulfate, calcium perchlorate, benzoin ethyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, ammonium chloride, and magnesium chloride.
  • Stretching is performed in a solution containing at least one or more crosslinking agents and / or waterproofing agents as described above.
  • the crosslinking agent is preferably boric acid.
  • the concentration of the crosslinking agent and / or waterproofing agent in the stretching step is preferably, for example, 0.5 to 15% by weight, more preferably 2.0 to 8.0% by weight.
  • the draw ratio is preferably 2 to 8 times, more preferably 5 to 7 times.
  • the stretching temperature is preferably 40 to 60 ° C, more preferably 45 to 58 ° C.
  • the stretching time is usually from 30 seconds to 20 minutes, more preferably from 2 to 5 minutes.
  • the wet stretching step can be performed in one step, but can also be performed by two or more steps.
  • the film surface may be subjected to a cleaning step (hereinafter referred to as a cleaning step 2) because the cross-linking agent and / or waterproofing agent may precipitate or foreign matter may adhere to the film surface.
  • a cleaning step 2 a cleaning step
  • the washing time is preferably 1 second to 5 minutes.
  • the washing method is preferably immersed in a washing solution, but the solution can be washed on the polyvinyl alcohol resin film by coating or coating.
  • the cleaning process can be performed in one stage, and the multi-stage process of two or more stages can be performed.
  • the solution temperature in the washing step is not particularly limited, but is usually 5 to 50 ° C., preferably 10 to 40 ° C.
  • the solvent used in the treatment steps so far, for example, water, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol, glycerin, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol or triethylene glycol
  • the solvent include, but are not limited to, alcohols such as methylolpropane, and amines such as ethylenediamine or diethylenetriamine. A mixture of one or more of these solvents can also be used.
  • the most preferred solvent is water.
  • a film drying process is performed.
  • the drying process can be performed by natural drying, but in order to further improve the drying efficiency, the surface can be removed by compression with a roll, an air knife, a water absorption roll, etc., and / or blow drying is performed. You can also.
  • the drying treatment temperature is preferably 20 to 100 ° C., more preferably 60 to 100 ° C.
  • a drying treatment time of 30 seconds to 20 minutes can be applied, but 5 to 10 minutes is preferable.
  • the polarizer of the present invention preferably has a transmittance of 2% or less in a wavelength region of 500 nm ⁇ ⁇ ⁇ 560 nm. More preferably, the transmittance is 1% or less in a wavelength region of 540 nm ⁇ ⁇ ⁇ 550 nm.
  • a blue LED or blue fluorescent tube having a maximum light emission output of 440 nm to 470 nm may be accompanied by slight light emission around 550 nm. In this case, since slight light leakage occurs at the time of light shielding, it is preferable to control the light emission.
  • the transmittance is preferably 2% or less, and more preferably 1% or less in the wavelength region of 540 nm ⁇ ⁇ ⁇ 550 nm.
  • Tc ⁇ 2% is preferable in the wavelength region of 500 nm ⁇ ⁇ ⁇ 560 nm, and more preferably Tc ⁇ 1% in the wavelength region of 540 nm ⁇ ⁇ ⁇ 550 nm.
  • a film obtained by orienting a polyvinyl alcohol film using a dichroic dye having a polarization characteristic in a wavelength region of 500 nm ⁇ ⁇ ⁇ 560 nm, and a dichroic dye A film or element oriented by applying to a base film subjected to rubbing treatment, and a film or element oriented by applying to a base film subjected to rubbing treatment by mixing a dichroic dye with a liquid crystalline resin, A film or element in which a dichroic dye is mixed with a liquid crystalline resin, applied to a substrate film and oriented by sharing, a film in which a dichroic dye is dyed and oriented in a film oriented at least in one axial direction, A dichroic dye is mixed with a resin such as plastic and is oriented at least in one axial direction, and a wave of 500 nm ⁇ ⁇ ⁇ 560 nm.
  • Examples include a method of bonding a film having a performance of a transmittance of 2% or less in a wavelength region of 500 nm ⁇ ⁇ ⁇ 560 nm to a polarizing plate having no polarization characteristics in the long region.
  • a film obtained by orienting a polyvinyl alcohol film formed by adsorbing a dichroic dye is preferable, and Tp in a wavelength region of 420 nm ⁇ ⁇ ⁇ 490 nm is not impaired.
  • the dichroic dye is not particularly limited.
  • Ai. direct. Red 79, Sea. Ai. direct. Red 81, Sea. Ai. direct. Violet 9, C. Ai. direct. Violet 35, C.I. Ai. direct. Violet 57, C.I. Ai. direct. Blue 67 etc. are mentioned. These are used in combination with the dichroic dye (A) group and / or the dichroic dye (B), but are not limited to one type of combination and may be used in combination.
  • the amount of these dichroic dyes is not particularly limited, but is usually 25 to 300 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the dichroic dyes (A) and / or dichroic dyes (B). It is.
  • the dichroic dye of the present invention may use other dichroic dyes as long as the polarization characteristics are not impaired.
  • a dichroic dye is not particularly limited. Ai. direct. Yellow 12, sea. Ai. direct. Yellow 28, Sea. Ai. direct. Yellow 44 etc. are mentioned.
  • Other than these dichroic dyes other organic dyes can be used in combination as required.
  • the blending ratio is not particularly limited.
  • the polarizing element using the dichroic dye thus obtained is suitable as a polarizing element used in the display.
  • Tc ( ⁇ 460) ⁇ Tc ( ⁇ 600) is preferable, and Tc ( ⁇ 460) ⁇ Tc ( ⁇ 600) is more preferable.
  • a polarizing plate using a known iodine complex usually has Tc ( ⁇ 460)> Tc ( ⁇ 600), and a high contrast value cannot be obtained in a wavelength range of 500 nm or less.
  • Tp ⁇ 30% although it is possible to obtain a high contrast value by increasing the density, Tp ⁇ 30%, and sufficient brightness cannot be obtained.
  • a polarizing plate using an iodine complex is not suitable as a polarizing plate used for the display. Therefore, when an iodine complex is used, it is preferable that Tc ( ⁇ 460) ⁇ Tc ( ⁇ 600).
  • the method for producing a polarizing element using an iodine complex and Tc ( ⁇ 460) ⁇ Tc ( ⁇ 600) is not limited.
  • a polyvinyl alcohol film on which an iodine complex is adsorbed is oriented. A film is mentioned.
  • the method for producing the polyvinyl alcohol resin constituting the polarizing element and the method for forming the polyvinyl alcohol resin are the same as those described in the case of using a dichroic dye.
  • the degree of polymerization of the polyvinyl alcohol resin is usually preferably from 1,000 to 10,000, and more preferably from 1,500 to 5,000.
  • the polyvinyl alcohol resin film is first subjected to a swelling process.
  • the swelling step is the same as the method described in the case of using a dichroic dye.
  • the dyeing process is performed after the swelling process.
  • the polyvinyl alcohol resin film is treated with a solution containing iodine and iodide.
  • the solvent of the solution is preferably water, but is not particularly limited.
  • the iodide include, but are not limited to, an alkali metal iodide compound such as potassium iodide, ammonium iodide, cobalt iodide, or zinc iodide. Is preferably used, and potassium iodide is more preferably used.
  • the iodine concentration is preferably 0.0001 to 0.5% by weight, and more preferably 0.001 to 0.4% by weight.
  • the concentration of iodide is preferably 0.001 to 8% by weight.
  • the solution temperature in this step is preferably 5 to 50 ° C., more preferably 10 to 40 ° C., and particularly preferably 20 to 30 ° C.
  • the time for dipping in the solution can be adjusted moderately, but is preferably adjusted from 30 seconds to 6 minutes, more preferably from 1 to 5 minutes.
  • the dyeing method is preferably immersed in the solution, but can also be performed by applying or coating the solution on a polyvinyl alcohol resin film.
  • a crosslinking agent and / or a water-resistant agent may be added to the solution.
  • a crosslinking agent is used.
  • boric acid is preferable.
  • the concentration of boric acid added is preferably 0.1 to 5.0% by weight, more preferably 2.0 to 4.0% by weight.
  • iodine, iodide, a crosslinking agent and / or a water resistance agent need not necessarily be included in the polyvinyl alcohol resin film. It is also included when it is contained in the film in a reacted form.
  • the crosslinking agent treatment step can be performed simultaneously with the dyeing step, but it is more preferable to perform the crosslinking agent treatment step after the dyeing step.
  • the treatment method at that time is performed by treating the film obtained in the dyeing step with a solution containing a crosslinking agent.
  • the treatment method with the crosslinking agent-containing solution is usually preferably a method of immersing a dyed film in the solution, but may be a method of applying or coating the solution on the film. The dipping can be performed before the stretching step or can be performed together with the stretching step.
  • the stretching method is a dry stretching method
  • it is preferable to perform a crosslinking agent treatment before stretching and when the stretching method is a wet stretching method, it is preferably performed together with the stretching treatment.
  • the crosslinking agent is the same as that described in the dichroic dye crosslinking agent treatment step. Moreover, you may make a water-resistant agent coexist in this crosslinking agent containing solution.
  • the water-proofing agent is the same as that described in the water-proofing agent treatment step for the dichroic dye.
  • the concentration of the crosslinking agent in the solvent is preferably 0.1 to 6.0% by weight, more preferably 1.0 to 4.0% by weight with respect to the solvent when boric acid is taken as an example.
  • the solvent temperature when performing before the stretching step in this step is preferably 5 to 60 ° C., more preferably 5 to 40 ° C. when performing before stretching, and more preferably 45 to 58 ° C. when performing together with stretching.
  • the treatment time in this step is preferably 30 seconds to 6 minutes, more preferably 1 to 5 minutes.
  • the stretching step includes a dry stretching method and a wet stretching method.
  • Examples of the stretching method are the same as those described in the stretching process of the dichroic dye.
  • the treatment method is preferably a method of immersing the dyed film in the solution, and may be a method of applying or coating the solution on the film.
  • the halide include alkali metal compounds such as potassium iodide and sodium iodide, iodides such as ammonium iodide, cobalt iodide and zinc iodide, alkali metal chloride compounds such as potassium chloride and sodium chloride, or It is preferably a chloride such as zinc chloride, and is preferably water-soluble.
  • iodide More preferred is iodide, more preferred is an alkali metal iodide compound, and particularly preferred is potassium iodide.
  • concentration of halide is an important factor such that Tc ( ⁇ 460) ⁇ Tc ( ⁇ 600), and the concentration varies depending on the type, but is usually preferably 6.0 to 15.0% by weight, and 7.0 to 12.2.
  • the content is more preferably 0% by weight, and even more preferably 8.0 to 10.0% by weight.
  • the treatment temperature varies depending on the halide concentration, but is preferably 5 to 55 ° C, more preferably 20 to 40 ° C, for example.
  • the treatment time varies depending on the halide concentration, but is preferably 1 second to 5 minutes, for example, and preferably 5 to 30 seconds in view of the stability of the in-plane characteristics of the polarizing film.
  • the stretching step is performed by a wet stretching method, it is possible to perform a halide treatment together with the stretching step, but it is preferable to perform the halide treatment after the stretching treatment in terms of quality stability.
  • Examples of the solvent of the treatment solution in the treatment steps so far include water, an alcohol solvent, a glycol solvent, and the like, but are not particularly limited. Further, a mixed solvent of water and a water-soluble solvent may be used, such as a mixed solution of water and alcohol, a mixed solvent of dimethyl sulfoxide and water, or the like. Most preferred is water.
  • the drying treatment method is the same as that described in the drying treatment method for the dichroic dye.
  • the polarizing element using the iodine complex thus obtained is suitable as a polarizing element used in the display.
  • the obtained polarizing element is made into a polarizing plate by providing a transparent protective layer as a support on one side or both sides.
  • a transparent protective layer used for a polarizing element of a film in which a polyvinyl alcohol film is oriented can be provided as a coating layer made of a polymer or as a laminate layer of a film.
  • the transparent protective layer used for the coating type polarizing element can be provided with the base material used for the coating substrate as it is as the transparent protective layer, or the protective layer can be provided by transferring the polarizing element to a film base material or the like. .
  • the transparent protective layer is preferably a transparent polymer or film having high mechanical strength and good thermal stability.
  • Substances used as the transparent protective layer include, for example, cellulose acetate resin such as triacetyl cellulose (TAC) and diacetyl cellulose or a film thereof, acrylic resin or a film thereof, polyvinyl chloride resin or a film thereof, polyester resin or a film thereof, poly Arylate resin or film thereof, cyclic polyolefin resin or film thereof using cyclic olefin such as norbornene as a monomer, polyethylene, polypropylene, polyolefin having cyclo or norbornene skeleton or copolymer thereof, main chain or side chain being imide and / or Alternatively, an amide resin or polymer or a film thereof may be used.
  • TAC triacetyl cellulose
  • diacetyl cellulose or a film thereof acrylic resin or a film thereof, polyvinyl chloride resin or a film thereof, polyester resin
  • a resin having liquid crystallinity or a film thereof can be provided as the transparent protective layer.
  • the thickness of the protective film is, for example, about 0.5 to 200 ⁇ m.
  • a polarizing plate is produced by providing one or more layers of the same or different types of resins or films on one side or both sides.
  • a PET film on at least one side as a material used as the transparent protective layer.
  • a TAC film having high transparency and low birefringence is mainly used for the transparent protective layer.
  • a retardation film which is a viewing angle compensation film, is directly used on one surface of the transparent protective layer.
  • the role of the polarizing plate in the fluorescence excitation color conversion display in which the polarizing plate of the present invention is used is a light switching function, and it is not necessary to use the polarizing plate of the present invention as an image display surface.
  • PET film that is inexpensive, has excellent mechanical properties, and has good workability.
  • the PET film has a large birefringence, when used as a double-sided support, the transmittance tends to decrease. Therefore, it is preferably used on a single-sided support or one side of a double-sided support.
  • positioning of PET film as a polarizing plate support body in a display apparatus it is preferable to arrange
  • a PET film having an easy-adhesion layer is more preferred for the purpose of improving transmittance and improving adhesiveness.
  • the easy-adhesion PET film is not particularly limited, and a commercially available product can be used. It is further preferable that the easy-adhesion layer is provided on both sides.
  • At least one layer of a material having a refractive index lower than that of the transparent protective layer may be provided on the transparent protective layer to form a reduced reflection transparent protective layer.
  • the material having a refractive index lower than that of the transparent protective layer is not particularly limited, and examples thereof include organic materials such as acrylic resin and fluorine resin, and inorganic materials such as colloidal silica. Is also possible. Further, it may be a reaction system or a non-reaction system. These processing methods are not particularly limited, and examples thereof include a vapor deposition method, a sputtering method, and various coating methods. Moreover, it is also possible to laminate
  • An adhesive is required to bond the transparent protective layer to the polarizing element.
  • a polyvinyl alcohol-type adhesive agent is preferable.
  • the polyvinyl alcohol-based adhesive include, but are not limited to, Gohsenol NH-26 (manufactured by Nihon Gosei Co., Ltd.), EXEVAL RS-2117 (manufactured by Kuraray Co., Ltd.), and the like.
  • a cross-linking agent and / or a waterproofing agent can be added to the adhesive.
  • a maleic anhydride-isobutylene copolymer is used, but if necessary, an adhesive mixed with a crosslinking agent can be used.
  • maleic anhydride-isobutylene copolymers for example, isoban # 18 (manufactured by Kuraray), isoban # 04 (manufactured by Kuraray), ammonia-modified isoban # 104 (manufactured by Kuraray), ammonia-modified isoban # 110 (manufactured by Kuraray) ), Imidized isoban # 304 (manufactured by Kuraray), imidized isoban # 310 (manufactured by Kuraray), and the like.
  • a water-soluble polyvalent epoxy compound can be used as the crosslinking agent at that time.
  • water-soluble polyvalent epoxy compound examples include Denacol EX-521 (manufactured by Nagase Chemtech) and Tetrat-C (manufactured by Mitsui Gas Chemical Co., Ltd.).
  • adhesives other than polyvinyl alcohol-type resin well-known adhesives, such as urethane type, an acrylic type, and an epoxy type, can also be used.
  • additives such as zinc compounds, chlorides, iodides and the like can be simultaneously contained at a concentration of about 0.1 to 10% by weight. The additive is not limited. After laminating the transparent protective layer with an adhesive, the polarizing plate is obtained by drying or heat treatment at a suitable temperature.
  • an adhesive may be used for bonding the transparent protective layer and the polarizing element.
  • the pressure-sensitive adhesive is not particularly limited, and a preferable example is an acrylic pressure-sensitive adhesive.
  • the thickness can be arbitrarily selected from the viewpoints of characteristics such as adhesive strength and transmittance, and overall thickness, but is usually in the range of 5 to 50 ⁇ m, preferably in the range of 10 to 30 ⁇ m. .
  • the polarizing plate of the present invention may be a polarizing plate with a support.
  • the support preferably has a flat portion, and since it is used for optical purposes, a glass molded product is preferable.
  • the glass material include soda glass, borosilicate glass, inorganic substrate made of quartz, inorganic glass such as inorganic substrate made of sapphire, and organic plastic plates such as acrylic and polycarbonate. Glass is preferred.
  • the glass plate may have a desired thickness and size.
  • the polarizing plate with glass may be provided with a low reflection layer on the glass surface in order to further improve the single plate light transmittance.
  • an adhesive, a pressure-sensitive adhesive, or the like is used for bonding the support to the polarizing element or the polarizing plate, but it is not particularly limited, and a preferable example is an acrylic pressure-sensitive adhesive.
  • the thickness can be arbitrarily selected from the viewpoints of characteristics such as adhesive strength and transmittance, and overall thickness, but is usually in the range of 5 to 50 ⁇ m, preferably in the range of 10 to 30 ⁇ m. .
  • the polarizing element and polarizing plate of the present invention thus obtained have a wavelength range of 440 nm ⁇ ⁇ ⁇ 470 nm, Tp ⁇ 30%, and CR ⁇ 8,000 in the wavelength region between any continuous 20 nm, and the remaining wavelength region CR ⁇ 5,000, and is suitable as a polarizing element and a polarizing plate used in a fluorescence excitation color conversion display using a blue LED or a blue fluorescent tube having a maximum light emission output of 440 nm to 470 nm as a light source.
  • the parallel (parallel Nicol) spectral transmittance obtained by making the C light source light incident on the two polarizing plates of the present invention and making the absorption axis directions of the two polarizing plates parallel to each other is Tp, and the polarizing plate 2
  • the orthogonal (cross Nicol) spectral transmittance obtained by measuring so that the absorption axis directions of the sheets were orthogonal was defined as Tc.
  • Each transmittance was measured using a spectrophotometer [“V-7100” manufactured by JASCO Corporation].
  • Example 1 A 75- ⁇ m-thick polyvinyl alcohol resin film (VF series manufactured by Kuraray Co., Ltd.) having a saponification degree of 99% or more was immersed in warm water at 40 ° C. for 3 minutes for swelling treatment.
  • the film subjected to the swelling treatment was treated with a dichroic dye (A) group pigment, C.I. Eye. direct.
  • Orange 39 was immersed in an aqueous solution at 45 ° C. containing 0.04% by weight, sodium tripolyphosphate 0.1% by weight and sodium sulfate 0.1% by weight, dyed, and adsorbed onto a polyvinyl alcohol film. .
  • the film on which the dye was adsorbed was washed with water, and after washing, boric acid treatment was carried out for 1 minute with a 40 ° C. aqueous solution containing 2% by weight of boric acid.
  • the film obtained by the boric acid treatment was treated for 5 minutes in an aqueous solution at 55 ° C. containing 3% by weight of boric acid while stretching 5.0 times. While maintaining the tension of the film obtained by the boric acid treatment, the film was treated with water at room temperature for 15 seconds.
  • the film obtained by the treatment was immediately dried at 70 ° C. for 9 minutes to obtain a polarizing element having a thickness of 25 ⁇ m.
  • a PET film (Cosmo Shine A4300 manufactured by Toyobo Co., Ltd.) having a double-sided easy-adhesion layer, a polyvinyl alcohol-based adhesive, and an acrylic pressure-sensitive adhesive having a thickness of 20 ⁇ m. It laminated
  • Example 2 The dye to be adsorbed is a dye represented by the formula (1) which is a dichroic dye (B), wherein R 1 and R 2 are hydrogen atoms, and the ratio of n measured by HPLC is n
  • a polarizing plate was produced in the same manner as in Example 1 except that 0.02% by weight of red 81 was used, and used as a measurement sample.
  • Example 5 A 75- ⁇ m-thick polyvinyl alcohol resin film (VF series manufactured by Kuraray Co., Ltd.) having a saponification degree of 99% or more was immersed in warm water at 40 ° C. for 3 minutes for swelling treatment.
  • the swelling-treated film is immersed in an aqueous solution at 30 ° C. containing 2.8% by weight of boric acid, 0.044% by weight of iodine, and 3.13% by weight of potassium iodide, and is dyed and adsorbed onto a polyvinyl alcohol film. It was.
  • the film dyed with the dye was stretched 5.0 times and treated in an aqueous solution at 50 ° C. containing 3.0% by weight of boric acid for 5 minutes.
  • a complementary color treatment was performed for 20 seconds with a 30 ° C. aqueous solution containing 8.0% by weight of potassium iodide.
  • the film obtained by the treatment was immediately dried at 70 ° C. for 9 minutes to obtain a polarizing element having a thickness of 25 ⁇ m.
  • a PET film (Cosmo Shine A4300 manufactured by Toyobo Co., Ltd.) having a double-sided easy-adhesion layer, a polyvinyl alcohol-based adhesive, and an acrylic pressure-sensitive adhesive having a thickness of 20 ⁇ m. It laminated
  • Comparative Example 1 A glass substrate with a thickness of 1 mm using an acrylic pressure-sensitive adhesive having a thickness of 20 ⁇ m and an iodine-based polarizing plate, the transparent protective layer of which is a double-sided TAC film, taken from a commercially available liquid crystal television (AQUAOS / 32 type manufactured by Sharp Corporation). To obtain a measurement sample.
  • AQUAOS / 32 type manufactured by Sharp Corporation a commercially available liquid crystal television
  • Comparative Example 2 A polarizing plate was produced as a measurement sample in the same manner as in Example 4 except that the complementary color treatment was performed for 20 seconds with an aqueous solution containing 5.0% by weight of potassium iodide at 30 ° C.
  • FIG. 1 shows Tp and FIG. 2 shows Tp of spectroscopic measurement values for each wavelength of 5 nm obtained by measuring the measurement samples obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2.
  • Table 4 shows Tp of each wavelength at 420 to 490 nm
  • Table 5 shows contrast values
  • Table 6 shows Tc of each wavelength at 500 to 560 nm.
  • Table 7 shows values of Tc (460) and Tc (600) of Example 4 and Comparative Examples 1 and 2 which are iodine-based polarizing plates.
  • the polarizing plates using the dichroic dyes of Examples 1 to 4 have high Tp and high contrast in the wavelength region of 420 to 490 nm, particularly 440 to 470 nm. It can be seen that this is excellent in the wavelength region. Further, it can be seen from Table 6 that Tc is low in the wavelength region of 500 to 560 nm in Example 4. Among them, the polarizing plate using the dichroic dye (A) and the dichroic dye (B) of Examples 3 and 4 has a wide range of high contrast and is excellent in a wavelength region of 440 to 470 nm. Recognize.
  • the iodine-based polarizing plate of Example 5 satisfies Tc (460) ⁇ Tc (600), which is inferior to the polarizing plate using the dichroic dyes of Examples 1 to 3, but 440 In the wavelength region of ⁇ 470 nm, Tp was high and contrast was high.
  • Tc (460)> Tc (600) for the known ordinary iodine-based polarizing plates of Comparative Examples 1 and 2 are shown in Tables 7 and 2 and Tables 4 to 5.
  • Tp was low and the contrast was not sufficient.

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Abstract

【課題】 最大発光出力が440nm乃至470nmである青色LEDまたは青色蛍光管を光源とする蛍光励起色変換ディスプレイに用いられる偏光板として適した、高コントラストであり光漏れが少なく、光透過時に高透過率であることを特徴とする。 【解決手段】 440nm≦λ≦470nmの波長領域において、Tp≧30%、かつ任意の連続する20nm間の波長領域でCR≧8,000、残る波長領域でCR≧5,000であり、少なくとも2色性色素を含有することを特徴とする偏光素子、および偏光板。 

Description

偏光素子及び偏光板
 本発明は、偏光素子、これを用いた偏光板に関する。
 偏光素子は一般に、2色性色素であるヨウ素錯体又は2色性染料をポリビニルアルコール系樹脂フィルムに吸着配向させることにより製造されている。この偏光素子の少なくとも片面に接着剤層を介してトリアセチルセルロースなどからなる保護フィルムを貼合して偏光板とする。偏光板は光の透過・遮蔽機能を有することから、光のスイッチング機能を有する液晶とともに、液晶ディスプレイ(LCD)等の表示装置の基本的な構成要素となる。LCDの適用分野も、初期の頃の電卓及び時計等の小型機器から、ノートパソコン、ワープロ、液晶プロジェクター、液晶テレビ、カーナビゲーション、携帯電話及び屋内外の計測機器等の広範囲に広がっており、低温~高温、低湿度~高湿度、低光量~高光量の幅広い条件で使用されている。従って、偏光性能が高く、かつ耐久性に優れた偏光板が求められている。また、2色性色素としてヨウ素錯体を用いた偏光板はヨウ素系偏光板と呼ばれ、一方、2色性色素として2色性染料を用いた偏光板は染料系偏光板と呼ばれる。これらのうち光学特性に優れる点からヨウ素系偏光板が多く使用されている。染料系偏光板は、ヨウ素系偏光板に比べ同じ偏光度を有する偏光板を比較すると透過率が低い、すなわち、コントラストが低い問題点があったが、高耐熱性、高湿熱耐久性を有するという特徴を有することからカラー液晶プロジェクター等で使用されている(特許文献1)。
 現在、液晶テレビをはじめとするLCDにおける光源にはCCFLや高圧水銀灯を用いる光源であり、更には近年特許文献2や特許文献3のような発光ダイオード(LED)が普及し、白色LEDが広く使用されている。これら光源を用いた偏光板は、すでに公知である一般的なニュートラルグレーのヨウ素偏光板が使用されている。ヨウ素偏光板は広い波長領域において高コントラストである特徴を持ち、CCFLや高圧水銀灯、および白色LEDなどに対し有用である。
 また、偏光板および液晶から成る液晶パネルの役割は、光を透過および遮蔽する光のスイッチング機能だけではなく、液晶パネル中にカラーフィルターも兼ね備え、画像を表示する役割まで担っている。この課題として、液晶の配向方向が原因で、画像を見る角度によって光漏れが発生し画像が見難い、すなわち視野角が狭いと言う課題がある。液晶の種類にはVA型(垂直配向型)、TN型(ねじれネマティック型)、IPS(インプレイン・スイッチング型)など多くの方式が取られているが、視野角性の程度の違いはあるものの、いずれの方式も視野角が狭い課題を持っている。この視野角の狭さを補うために、PC(ポリカーボネート)フィルム、COP(シクロオレフィン)フィルム、ディコティック液晶を特定の向きに配向させコーティングしたTAC(トリアセチルセルロース)フィルムなどの光学補償フィルムが広く用いられている。
 液晶技術を用いたディスプレイとして、バックライトに例えば青色発光ダイオードを用い、カラーフィルターに代えて、青色光により励起されて種々の色光を発光する蛍光体を備えたものが従来から知られている(以下、蛍光励起色変換ディスプレイと称す)。例えば特許文献4に開示されている。この種の蛍光体励起色変換方式の液晶表示装置は、バックライトから射出された光を蛍光体で波長変換し、得られた蛍光により所望のカラー表示を行う。この液晶表示装置は、カラーフィルター方式の液晶表示装置と異なり、カラーフィルターによる光の吸収損失がないため、光の利用効率が高い、という特徴を有している。また、従来のLCDで課題であった視野角が狭いと言う問題はなく、高画質な画像表示を得ることができることを特徴とする。この光源には、蛍光体の発光効率を上げるために青色領域の光源を使用している。青色領域の光源には、最大発光出力が440nm乃至470nmである青色LEDまたは青色蛍光管が用いられる。
 一般的に、フラットパネルディスプレイにおいては、全ての映像、全ての視野角にわたって、画面内コントラストが50以上である必要がある。より好ましくは、画面内コントラストが100以上である必要がある。「画面内コントラスト」とは、1つの映像を表示した状態で最も明るい画素と最も暗い画素との明るさの比、である。なお、一般的に用いられる「パネルコントラスト」は、全白表示時の輝度と全黒表示時の輝度との比、である。しかしながら、全白表示や全黒表示を行うような映像は現実的にはほとんど存在しない。また、コントラストが高くなりすぎると目の疲労感が強まる。したがって、人間工学に基づいたコントラストの要求仕様として、「画面内コントラスト」が50以上、より好ましくは100以上が推奨されている(非特許文献1)。
 フラットパネルディスプレイを視聴する周辺照度によって、必要となる画面内コントラストは変化する。すなわち、周辺照度が明るい程、必要となる画面内コントラストは小さく、周辺照度が暗い程、必要となる画面内コントラストは大きくなる。周辺照度を0~500ルクスに変化させたときに、必要となる画面内コントラストの値を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 一般的なテレビ放送の平均信号レベルASL(Average Signal Level)、あるいは平均輝度レベルALL(Average Luminance Level)の特徴として、平均としてASL40%、ALL20%程度であり、範囲はASL20~60%程度、ALL5~40%程度という報告がある。これらの映像を65型サイズのテレビで視聴する場合、一般的なリビング環境である照度180luxの下で、観視距離3H(テレビの画面高さをHとした場合の3倍の距離)で視聴する際に、テレビとして最も好ましい最大輝度は、240cd/mであるという報告がされている(非特許文献2)。 ここで、一般的なリビングルームの周辺照度を180luxとした場合、リビングルームにおいて画面内コントラストが50以上であるためには、表1から、暗室においては画面内コントラストが200以上必要であることがわかる。
 画面内コントラストが最も小さくなる条件は、画面全体が暗い映像を表示しているときである。最も暗い映像を表示しているとき、画面内で最も明るい画素の輝度は最大輝度の5%程度であると言われている(非特許文献3)。最大輝度が240cd/mのディスプレイの場合、画面内で最も明るい画素の輝度は12cd/m程度である。この条件下において、画面内コントラストが200以上であるためには、画面内で最も暗い画素の輝度を0.06cd/m程度以下に抑える必要がある。すなわち、画面内で最も明るい画素の輝度が240cd/m、画面内で最も暗い画素の輝度が0.06cd/mという上記の条件を満たすためには、パネルコントラスト4,000が必要となる。尚、パネルコントラストとは液晶パネルを一対の偏光板で挟んだときの光透過(パラレルニコル)時の透過率と光遮断(クロスニコル)時の透過率の比を表す。
 蛍光励起色変換ディスプレイにおける画面内コントラスト、パネルコントラスト、および偏光板コントラストの関係を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表2からわかるようにパネルコントラスト4,000の場合、偏光板コントラストは6,000が必要となる。尚、表2における偏光板コントラストとは、光透過状態(オン状態/偏光板パラレルニコル時)での光のエネルギー透過率Ep、光遮断状態(オフ状態/偏光板クロスニコル時)での光のエネルギー透過率Ecの比を表す。光のエネルギー透過率Epとは、光透過状態において所定の波長範囲における、蛍光体層単位面積あたりに入射する光の光量(青色光)のエネルギーを示す。遮断状態での光のエネルギー透過率Ec光遮断状態において所定の波長範囲における、蛍光体層単位面積あたりに入射する光の光量(青色光)のエネルギーを示す。
 蛍光励起色変換ディスプレイの方式では、青色光を蛍光体に入射させる事でR,G,Bの各色光を生成しており、表示装置の輝度は、蛍光体で発光した後の光の分光放射輝度に視感度を掛け合わせた値で決まるが、蛍光体から発光する光の分光放射輝度は、蛍光体を励起する青色光の入射エネルギーに比例することが知られている。また、液晶パネルを透過することによる偏光解消の影響等は青色光でも同様に起こる。上記の理由により、一対の偏光板に必要とされるエネルギー透過率による偏光板コントラスト(Ep/Ec)は、分光透過率による偏光板コントラスト(Tp/Tc)と等価と考える事ができる。尚、Tpとは偏光素子2枚をそれぞれの吸収軸を平行して重ねた時の分光透過率(パラレルニコル時透過率)であり、Tcとは偏光素子2枚をそれぞれの吸収軸を直交して重ねた時の分光透過率(クロスニコル時透過率)である。ただし、蛍光体の発光波長は、蛍光体材料が示すエネルギーバンド構造に依存するため、特定の波長の励起光強度に着目するのではなく、蛍光体を励起する光のエネルギー全体を見積もることが必要である。
 上記より、光のエネルギー透過率による偏光板コントラスト(Ep/Ec)を6,000とする場合、特にバックライトの最大発光出力領域内の任意の波長間においては、分光透過率による偏光板コントラスト(Tp/Tc)は6,000より高い数値が必要となり、好ましくはコントラスト(Tp/Tc)は8,000である。また、光のエネルギー透過率によるコントラスト(Ep/Ec)を更に高い数値にするためには、分光透過率による偏光板コントラスト(Tp/Tc)も更に高い数値にする必要がある。
 更に好ましくは300lux下で画面内コントラスト≧100と言われている。この場合、表1および表2より、暗室での画面内コントラスト≧350、エネルギー透過率による偏光板コントラスト≧15,000となり、分光透過率による偏光板コントラストは、特にバックライトの最大発光出力領域内の任意の波長間においては、コントラスト20,000以上が必要とされる。
 また、従来方式の液晶表示装置はバックライトの指向性を概ね反映した輝度分布を示すが、蛍光励起色変換ディスプレイの方式では蛍光体による等方発光を利用するため、視野角が広いことが特徴である。一方で、表面輝度に関しては指向性が低い分低下する。半値全幅30度から半値全幅45度へ変化させた場合に、正面輝度は概ね半分に低下すると言われている。
 一般的なテレビおよびビデオの映像信号は、通常8bitで表現できる0~255階調のうち、16~235階調を使って表現される。但し、スーパーホワイトモードと呼ばれる輝度伸長モードでは255階調まで使用可能である。全白表示の時、235階調で400cd/mの輝度が得られる場合、スーパーホワイトモードで255階調を表示した場合の輝度は、ガンマ2.2の設定時では約1.2倍の487cd/mが得られることになる。表3に、全白輝度とスーパーホワイトモードにおける最大表示輝度の比較を示す。蛍光励起色変換ディスプレイの方式において、偏光板の光透過状態(パラレルニコル時)での光のエネルギー透過率Epの値が30%以上の時に、最も好ましい輝度である240cd/mであることがわかる。Ep30%以上を得るためには、分光透過率でのパラレルニコル時透過率Tpは30%以上でなければならない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 公知である一般的なニュートラルグレーのヨウ素偏光板は広い波長領域で高コントラストであるが、蛍光励起色変換ディスプレイに用いられる、最大発光出力が440nm乃至470nmである青色光源領域では、光漏れが多く十分なコントラストは得られなく、かつ明るさが不十分である。蛍光励起色変換ディスプレイに対する偏光板として用いた場合、最大輝度240cd/mを得るためのEp≧30%、かつ最大輝度240cd/mであり暗室での画面コントラスト200以上を得るための偏光板コントラスト(Ep/Ec)6,000を達成できる偏光板はこれまではなかった。
特開2001-027708号 特許第3585097号 特許第4686644号 特開2009-134275号
SID’03 Digest p.779 電子情報通信学会論文誌,J91-A(6),pp.630-638(2008) JJAP vol.46,3B,2007,p.1358
 以上のように、最大発光出力が440nm乃至470nmである青色LEDまたは青色蛍光管を光源とする蛍光励起色変換ディスプレイに用いられる偏光板として、公知である従来のヨウ素系偏光板では、該波長領域に対してコントラストが低く光漏れや光透過時の透過率が低いなどといった問題から、十分な表示画像を得ることはできない。そこで本発明は、該ディスプレイに適した、高コントラストであり光漏れが少なく、光透過時に高透過率であることを特徴とする偏光素子および偏光板を提供することを課題とする。
 本発明者らは前記課題を解決するため、鋭意検討を行なった結果、少なくとも2色性色素を含有し、440nm≦λ≦470nmの波長領域において高コントラストかつ光透過時の高透過率である偏光素子、および偏光板が前記課題を解決することを見出し、本発明に到達した。
 即ち、本発明は
(1)440nm≦λ≦470nmの波長領域において、Tp≧30%、かつ当該波長領域内における任意の連続する20nm間の波長領域でCR≧8,000、残る波長領域でCR≧5,000であり、少なくとも2色性色素を含有することを特徴とする、最大発光出力が440nm乃至470nmである青色LEDまたは青色蛍光管を光源とする蛍光励起色変換ディスプレイに用いられる偏光素子。
ここで、λとは波長を表し、Tpとは偏光素子2枚をそれぞれの吸収軸を平行して重ねた時の分光透過率(パラレルニコル時透過率)であり、Tcとは偏光素子2枚をそれぞれの吸収軸を直交して重ねた時の分光透過率(クロスニコル時透過率)であり、CRとはコントラストの略でTp/Tcからなる値を示す。
(2)420nm≦λ<440nmの波長領域において、Tp≧30%かつCR≧1,500であることを特徴とする、(1)に記載の偏光素子。
(3)470nm<λ≦490nmの波長領域において、Tp≧30%かつCR≧1,000であることを特徴とする、(1)または(2)に記載の偏光素子。
(4)2色性色素が2色性染料(A)群のうち1種類、および/または式(1)で表される2色性染料(B)を少なくとも含有する(1)ないし(3)のいずれか1に記載の偏光素子。
2色性染料(A)群
 シー.アイ.ダイレクト.オレンジ26
 シー.アイ.ダイレクト.オレンジ39
 シー.アイ.ダイレクト.オレンジ107
2色性染料(B)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
(式中R、Rは各々独立に水素原子、低級アルキル基、低級アルコキシル基を示し、n=1~3を示す)
(5)500nm≦λ≦560nmの波長領域において、透過率が2%以下であることを特徴とする、(1)ないし(4)のいずれか1に記載の偏光素子。
(6)2色性色素がヨウ素錯体であって、かつTc(λ460)≦Tc(λ600)であることを特徴とする(1)ないし(3)に記載の偏光素子。
ここでTc(λ460)は偏光素子2枚をそれぞれの吸収軸を直交して重ねた時(クロスニコル時)の460nmにおける分光透過率であり、Tc(λ600)は偏光素子2枚をそれぞれの吸収軸を直交して重ねた時(クロスニコル時)の600nmにおける分光透過率である。
(7)偏光素子の少なくとも片面に支持体フィルムを設けてなる(1)ないし(6)のいずれか1に記載の偏光板。
(8)支持体フィルムの少なくとも片面がPET(ポリエステル)フィルムである(7)に記載の偏光板。
(9)無機基板に(1)ないし(6)のいずれか1に記載の偏光素子または(7)又は(8)に記載の偏光板が積層されたことを特徴とする無機基板付偏光板。
に関する
 本発明の偏光素子、およびそれを用いた偏光板は440nm≦λ≦470nmの波長領域において高い偏光性能を有し、440nm乃至470nmである青色LEDまたは青色蛍光管を光源とする蛍光励起色変換ディスプレイに適した偏光板を提供することができる。
5nm毎の各波長の分光測定値のTp 5nm毎の各波長の分光測定値のTc
発明を実施する形態
 本発明の偏光素子は、440nm≦λ≦470nmの波長領域にて、Tp≧30%、かつ当該波長領域内における任意の連続する20nm間の波長領域でCR≧8,000、残る波長領域でCR≧5,000である。このような本発明の偏光素子を用いることにより、最大発光出力が440nm乃至470nmである青色LEDまたは青色蛍光管を光源とする蛍光励起色変換ディスプレイにて、十分な明るさとコントラストを得ることが出来る。該ディスプレイの表示において、440nm≦λ≦470nmの波長領域にて、任意の連続する20nm間の波長領域でCR<8,000、残る波長領域でCR<5,000では十分なコントラストが得られない傾向にあり、任意の連続する20nm間の波長領域でCR≧8,000、残る波長領域でCR≧5,000であることが必要である。好ましくは、440nm≦λ≦470nmの波長領域内で少なくとも任意の連続する20nm間の波長領域にてCR≧10,000、より好ましくはCR≧15,000である。更に好ましくは、450nm≦λ≦460nmの波長領域に対して、CR≧20,000である。コントラスト値は偏光素子の単板透過率を低くすることよって、CR値を高くすることは可能であるが、この場合、Tp値も低くなり十分な明るさを得ることが出来ない。Tp<30%では十分な明るさが得られない傾向にあり、Tp≧30%にて光の利用効率に優れたものとなり、消費電力を低減することが出来る。好ましくはTp≧31%、より好ましくはTp≧32%である。
 更に本発明の偏光素子は、420nm≦λ<440nmの波長領域にて、Tp≧30%かつCR≧1,500であることが好ましい。最大発光出力が440nm乃至470nmである青色LEDまたは青色蛍光管が更に短波長側にもつ弱い発光を制御することが好ましく、該ディスプレイの表示において、前記波長領域でCR<1,500ではコントラストが低下する傾向にあり、好ましくはCR≧1,500、より好ましくはCR≧3,000、更に好ましくはCR≧5,000である。また、前記440nm≦λ≦470nmの波長領域と同様に、Tp<30%では十分な明るさが得られない傾向にあり、Tp≧30%にて光の利用効率に優れたものとなり、消費電力を低減することが出来る。好ましくはTp≧31%、より好ましくはTp≧32%である。
 更に本発明の偏光素子は、470nm<λ≦490nmの波長領域にて、Tp≧30%かつCR≧1,000であることが好ましい。最大発光出力が440nm乃至470nmである青色LEDまたは青色蛍光管が更に長波長側にもつ弱い発光を制御することが好ましく、該ディスプレイの表示において、前記波長領域でCR<1,000ではコントラストが低下する傾向にあり、好ましくはCR≧1,000、より好ましくはCR≧2,500、更に好ましくはCR≧4,000である。また、前記440nm≦λ≦470nmの波長領域と同様に、Tp<30%では十分な明るさが得られない傾向にあり、Tp≧30%にて光の利用効率に優れたものとなり、消費電力を低減することが出来る。好ましくはTp≧31%、より好ましくはTp≧32%である。
 本発明の偏光素子は少なくとも2色性色素を含有する。2色性色素として、例えば、ヨウ素錯体、2色性染料などが挙げられる。
 本発明の偏光素子に用いる2色性色素として2色性染料を用いる場合、2色性染料(A)群のうち少なくとも1種類、および/または式(1)で表される2色性染料(B)を使用することが好ましい。
2色性染料(A)群
 シー.アイ.ダイレクト.オレンジ26
 シー.アイ.ダイレクト.オレンジ39
 シー.アイ.ダイレクト.オレンジ107
2色性染料(B)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
(式中R、Rは各々独立に水素原子、低級アルキル基、低級アルコキシル基を示し、n=1~3を示す)
 2色性染料(A)群はいずれも高い2色性を示す染料であり、最大のコントラスト値を示す波長(λmax)が420nm≦λmax≦460nmであることを特徴とする。中でもシー.アイ.ダイレクト.オレンジ39を使用することがより好ましい。
 式(1)で表される2色性染料(B)は高い2色性を示す染料であり、最大のコントラスト値を示す波長(λmax)が450nm≦λmax≦470nmであることを特徴とする。
 式(1)中R、Rは水素原子であることが好ましい。また、n=1~3の化合物からなる混合物であることが好ましく、その割合は、n=1とn=3の化合物の合計重量に対するn=2の化合物の重量の割合が55%以上であることが好ましく、より好ましくは65%以上、さらに好ましくは75%以上、もっとも好ましくは85%以上であることが好ましい。
 また、式(1)で表される2色性染料(B)は、WO2007/138980に記載の方法により、合成することができる。
 2色性染料(A)群のうち少なくとも1種類および2色性染料(B)を併用することが更に好ましい。通常、異なる2色性染料を併用して得られた偏光素子は、それぞれの2色性染料を単独で得られた偏光素子の光学特性よりも低下してしまう傾向にあるのに対し、本発明における2色性染料(A)群のうち少なくとも1種類および2色性染料(B)の併用は、それぞれの特性を阻害することなく、結果としてλmaxの特性が向上し、広い帯域で高い特性を発現できる。得られた偏光素子のλmaxは440nm≦λmax≦470nmであることを特徴とし、2色性染料(A)群または2色性染料(B)それぞれを使用して得られた偏光素子と比較し、同等のTpの場合はより高いコントラスト値を得ることが可能であり、同等のコントラスト値の場合はより高いTp値を得ることが可能である。また、より広い波長領域で高コントラスト値を得ることが出来る。
 2色性染料(A)群のうち少なくとも1種類および2色性染料(B)を併用する場合の、2色性染料(A)群と2色性染料(B)の混合比は特に限定されるものではないが、通常2色性染料(A)群100重量部に対し、2色性染料(B)は25~400重量部であり、好ましくは2色性染料(A)群100重量部に対し、2色性染料(B)は50~200重量部である。
 これら2色性染料を使用する偏光素子の製造方法は、特に限定されるものではなく、例えば、2色性染料が吸着されてなるポリビニルアルコール系フィルムが配向されてなるフィルム、2色性染料をラビング処理された基材フィルムに塗工して配向されたフィルムまたは素子、2色性染料を液晶性樹脂と混合させラビング処理された基材フィルムに塗工して配向されたフィルムまたは素子、2色性染料を液晶性樹脂と混合させ基材フィルムに塗工してシェアリングにより配向されたフィルムまたは素子、少なくとも1軸方向に延伸配向したフィルムに2色性染料を染色配向させたフィルム、2色性染料をプラスチック等の樹脂と混合させ少なくとも1軸方向に延伸し配向させたフィルムなどが挙げられる。好ましくは、2色性染料が吸着されてなるポリビニルアルコール系フィルムが配向されてなるフィルムであり、最も高いコントラスト値を得ることが出来る。
 偏光素子を構成するポリビニルアルコール系樹脂の製造方法は、特に限定されるものではなく、公知の方法で製造することができる。ポリビニルアルコール系樹脂の製造方法としては、例えば、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化することにより得ることができる。ポリ酢酸ビニル系樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルのほか、酢酸ビニル及びこれと共重合可能な他の単量体の共重合体などが挙げられる。酢酸ビニルと共重合する他の単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸類、オレフィン類、ビニルエーテル類又は不飽和スルホン酸類などが挙げられる。ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は、通常85~100モル%が好ましく、95モル%以上がより好ましい。このポリビニルアルコール系樹脂は、さらに変性されていてもよく、例えば、アルデヒド類で変性したポリビニルホルマールやポリビニルアセタールなども使用できる。また、ポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、通常1,000~10,000が好ましく、1,500~7,000がより好ましい。
 かかるポリビニルアルコール系樹脂を製膜したものが、原反フィルムとして用いられる。ポリビニルアルコール系樹脂を製膜する方法は特に限定されるものでなく、公知の方法で製膜することができる。この場合、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムは可塑剤としてグリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール又は低分子量ポリエチレングリコールなどを含有することができる。可塑剤量は5~20重量%が好ましく、8~15重量%がより好ましい。ポリビニルアルコール系樹脂からなる原反フィルムの膜厚は特に限定されないが、例えば、5~150μmが好ましく、10~100μmがより好ましい。
 前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムには、まず膨潤工程が施される。膨潤工程とは20~50℃の溶液にポリビニルアルコール系樹脂フィルムを30秒~10分間浸漬させることによって行われる。溶媒は水が好ましい。偏光素子を製造する時間を短縮する場合には、色素の染色処理時にも膨潤するので膨潤工程を省略することもできる。
 膨潤工程の後に、染色工程が施される。染色工程とは、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを2色性染料を含有した溶液に浸漬させることによって行われる。この工程での溶液温度は、5~60℃が好ましく、20~50℃がより好ましく、35~50℃が特に好ましい。溶液に浸漬する時間は適度に調節できるが、30秒~20分で調節するのが好ましく、1~10分がより好ましい。染色方法は、該溶液に浸漬することが好ましいが、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに該溶液を塗布することによって行うことも出来る。
 2色性染料を含有した溶液は、染色助剤として、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、無水硫酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウムなどを含有することが出来る。それらの含有量は、染料の染色性による時間、温度によって任意の濃度で調整できるが、それぞれの含有量としては、0~5重量%が好ましく、0.1~2重量%がより好ましい。
 染色工程後、次の工程に入る前に洗浄工程(以降洗浄工程1という)を行うことが出来る。洗浄工程1とは、染色工程でポリビニルアルコール系樹脂フィルムの表面に付着した染料溶媒を洗浄する工程である。洗浄工程1を行うことによって、次に処理する液中に染料が移行するのを抑制することができる。洗浄工程1では、一般的には水が用いられる。洗浄方法は、該溶液に浸漬することが好ましいが、該溶液をポリビニルアルコール系樹脂フィルムに塗布することによって洗浄することも出来る。洗浄の時間は、特に限定されないが、好ましくは1~300秒、より好ましくは1~60秒である。洗浄工程1での溶媒の温度は、親水性高分子が溶解しない温度であることが必要となる。一般的には5~40℃で洗浄処理される。
 染色工程又は洗浄工程1の後、架橋剤及び/又は耐水化剤を含有させる工程を行うことが出来る。架橋剤としては、例えば、ホウ酸、ホウ砂又はホウ酸アンモニウムなどのホウ素化合物、グリオキザール又はグルタルアルデヒドなどの多価アルデヒド、ビウレット型、イソシアヌレート型又はブロック型などの多価イソシアネート系化合物、チタニウムオキシサルフェイトなどのチタニウム系化合物などを用いることができるが、他にもエチレングリコールグリシジルエーテル、ポリアミドエピクロルヒドリンなどを用いることができる。耐水化剤としては、過酸化コハク酸、過硫酸アンモニウム、過塩素酸カルシウム、ベンゾインエチルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、塩化アンモニウム又は塩化マグネシウムなどが挙げられるが、好ましくはホウ酸が用いられる。以上に示された少なくとも1種以上の架橋剤及び/又は耐水化剤を用いて架橋剤及び/又は耐水化剤を含有させる工程を行う。その際の溶媒としては、水が好ましいが限定されるものではない。架橋剤及び/又は耐水化剤を含有させる工程での溶媒中の架橋剤及び/又は耐水化剤の含有濃度は、ホウ酸を例にして示すと溶媒に対して濃度0.1~6.0重量%が好ましく、1.0~4.0重量%がより好ましい。この工程での溶媒温度は、5~70℃が好ましく、5~50℃がより好ましい。ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに架橋剤及び/又は耐水化剤を含有させる方法は、該溶液に浸漬することが好ましいが、該溶液をポリビニルアルコール系樹脂フィルムに塗布又は塗工してもよい。この工程での処理時間は30秒~6分が好ましく、1~5分がより好ましい。ただし、架橋剤及び/又は耐水化剤を含有させることが必須でなく、時間を短縮したい場合には、架橋処理又は耐水化処理が不必要な場合には、この処理工程を省略してもよい。
 染色工程、洗浄工程1、または架橋剤及び/又は耐水化剤を含有させる工程を行った後に、延伸工程を行う。延伸工程とは、ポリビニルアルコール系フィルムを1軸に延伸する工程である。延伸方法は湿式延伸法又は乾式延伸法のどちらでもよい。
 乾式延伸法の場合には、延伸加熱媒体が空気媒体の場合には、空気媒体の温度は常温~180℃で延伸するのが好ましい。また、湿度は20~95%RHの雰囲気中で処理するのが好ましい。加熱方法としては、例えば、ロール間ゾーン延伸法、ロール加熱延伸法、圧延伸法、赤外線加熱延伸法などが挙げられるが、その延伸方法は限定されるものではない。延伸工程は1段で延伸することもできるが、2段以上の多段延伸により行うことも出来る。
 湿式延伸法の場合には、水、水溶性有機溶剤、又はその混合溶液中で延伸する。架橋剤及び/又は耐水化剤を含有した溶液中に浸漬しながら延伸処理を行うことが好ましい。架橋剤としては、例えば、ホウ酸、ホウ砂又はホウ酸アンモニウムなどのホウ素化合物、グリオキザール又はグルタルアルデヒドなどの多価アルデヒド、ビウレット型、イソシアヌレート型又はブロック型などの多価イソシアネート系化合物、チタニウムオキシサルフェイトなどのチタニウム系化合物などを用いることができるが、他にもエチレングリコールグリシジルエーテル、ポリアミドエピクロルヒドリンなどを用いることができる。耐水化剤としては、過酸化コハク酸、過硫酸アンモニウム、過塩素酸カルシウム、ベンゾインエチルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、塩化アンモニウム又は塩化マグネシウムなどが挙げられる。以上に示された少なくとも1種以上の架橋剤及び/又は耐水化剤を含有した溶液中で延伸を行う。架橋剤はホウ酸が好ましい。延伸工程での架橋剤及び/又は耐水化剤の濃度は、例えば、0.5~15重量%が好ましく、2.0~8.0重量%がより好ましい。延伸倍率は2~8倍が好ましく、5~7倍がより好ましい。延伸温度は40~60℃で処理することが好ましく、45~58℃がより好ましい。延伸時間は通常30秒~20分であるが、2~5分がより好ましい。湿式延伸工程は1段で延伸することができるが、2段以上の多段延伸により行うこともできる。
 延伸工程を行った後には、フィルム表面に架橋剤及び/又は耐水化剤の析出、又は異物が付着することがあるため、フィルム表面を洗浄する洗浄工程(以降洗浄工程2という)を行うことができる。洗浄時間は1秒~5分が好ましい。洗浄方法は洗浄溶液に浸漬することが好ましいが、溶液をポリビニルアルコール系樹脂フィルムに塗布又は塗工によって洗浄することができる。1段で洗浄処理することもできるし、2段以上の多段処理をすることもできる。洗浄工程の溶液温度は、特に限定されないが通常5~50℃、好ましくは10~40℃である。
 ここまでの処理工程で用いる溶媒として、例えば、水、ジメチルスルホキシド、N-メチルピロリドン、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール又はトリメチロールプロパン等のアルコール類、エチレンジアミン又はジエチレントリアミン等のアミン類などの溶媒が挙げられるがこれらに限定されるものではない。また、1種以上のこれら溶媒の混合物を用いることもできる。最も好ましい溶媒は水である。
 延伸工程又は洗浄工程2の後には、フィルムの乾燥工程を行う。乾燥処理は、自然乾燥により行うことができるが、より乾燥効率を高めるためにはロールによる圧縮やエアーナイフ、又は吸水ロール等によって表面の水分除去を行うことができ、及び/又は送風乾燥を行うこともできる。乾燥処理温度としては、20~100℃で乾燥処理することが好ましく、60~100℃で乾燥処理することがより好ましい。乾燥処理時間は30秒~20分を適用できるが、5~10分であることが好ましい。
 更に本発明の偏光子は500nm≦λ≦560nmの波長領域にて、透過率が2%以下であることが好ましい。より好ましくは540nm≦λ≦550nmの波長領域にて、透過率が1%以下である。最大発光出力が440nm乃至470nmである青色LEDまたは青色蛍光管は550nm付近にわずかな発光を伴う場合がある。この場合、遮光時にわずかな光漏れが発生するため、該発光を制御することが好ましく、該ディスプレイの表示において、前記波長領域で透過率2%以上では十分なコントラストが得られない傾向にあり、透過率2%以下であることが好ましく、より好ましくは540nm≦λ≦550nmの波長領域にて、透過率1%以下である。
 また、上記波長領域において偏光特性を有しても良い。この場合、500nm≦λ≦560nmの波長領域にて、Tc≦2%であることが好ましく、より好ましくは540nm≦λ≦550nmの波長領域にて、Tc≦1%である。
 これらの製造方法は特に限定されるものではないが、500nm≦λ≦560nmの波長領域にて偏光特性を有する2色性染料を使用したポリビニルアルコール系フィルムが配向されてなるフィルム、2色性染料をラビング処理された基材フィルムに塗工して配向されたフィルムまたは素子、2色性染料を液晶性樹脂と混合させラビング処理された基材フィルムに塗工して配向されたフィルムまたは素子、2色性染料を液晶性樹脂と混合させ基材フィルムに塗工してシェアリングにより配向されたフィルムまたは素子、少なくとも1軸方向に延伸配向したフィルムに2色性染料を染色配向させたフィルム、2色性染料をプラスチック等の樹脂と混合させ少なくとも1軸方向に延伸し配向されたフィルムの他、500nm≦λ≦560nmの波長領域にて偏光特性を有さない偏光板に、500nm≦λ≦560nmの波長領域にて透過率が2%以下の性能を有するフィルム等を貼り合せる方法などが挙げられる。好ましくは2色性染料が吸着されてなるポリビニルアルコール系フィルムが配向されてなるフィルムであり、420nm≦λ≦490nmの波長領域におけるTpを損なうことが無い。
 これらに用いる2色性色素として2色性染料を用いる場合、その2色性染料は特に限定されるものではないが、例えば、シー.アイ.ダイレクト.レッド79、シー.アイ.ダイレクト.レッド81、シー.アイ.ダイレクト.バイオレット9、シー.アイ.ダイレクト.バイオレット35、シー.アイ.ダイレクト.バイオレット57、シー.アイ.ダイレクト.ブルー67などが挙げられる。これらは2色性染料(A)群および/または2色性染料(B)と併用して用いられるが、1種類の併用に限らず複数併用することも可能である。
 これら2色性染料の配合量は特に限定されるものではないが、通常2色性染料(A)群および/または2色性染料(B)の総量100重量部に対し、25~300重量部である。
 また、本発明の2色性染料は偏光特性を阻害しない範囲で、他の2色性染料を使用しても良い。そういった2色性染料としては特に限定されるものではないが、例えば、シー.アイ.ダイレクト.イエロー12、シー.アイ.ダイレクト.イエロー28、シー.アイ.ダイレクト.イエロー44などが挙げられる。これらに示された2色性染料以外にも、必要に応じて、他の有機染料を併用させることが出来る。その配合割合は特に限定されるものではない。
 こうして得られた2色性染料を用いた偏光素子は、該ディスプレイに使用される偏光素子として適したものである。
 本発明の変更素子に用いる2色性色素でヨウ素錯体を用いる場合、Tc(λ460)≦Tc(λ600)であることが好ましく、Tc(λ460)<Tc(λ600)であることがより好ましい。公知のヨウ素錯体を用いた偏光板は通常Tc(λ460)>Tc(λ600)であり、波長500nm以下の範囲では高コントラスト値が得られない。また、濃度を上げ濃くすることにより高コントラスト値を得ることは可能であるが、Tp<30%となり、十分な明るさを得ることが出来ない。これらの理由により、ヨウ素錯体を用いた偏光板は、該ディスプレイに用いる偏光板としては適さない。よって、ヨウ素錯体を用いる場合、Tc(λ460)≦Tc(λ600)であることが好ましい。
 ヨウ素錯体を用い、かつTc(λ460)≦Tc(λ600)である偏光素子の製造方法は、限定されるものではないが、例えば、ヨウ素錯体が吸着されてなるポリビニルアルコール系フィルムが配向されてなるフィルムが挙げられる。
 偏光素子を構成するポリビニルアルコール系樹脂の製造方法、およびポリビニルアルコール系樹脂の製膜方法は、2色性染料を使用する場合に記載の方法と同様である。また、ポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、通常1,000~10,000が好ましく、1,500~5,000がより好ましい。
 前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムには、まず膨潤工程が施される。膨潤工程とは、2色性染料を使用する場合に記載の方法と同様である。
 膨潤工程の後に、染色工程が施される。染色工程とは、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムをヨウ素およびヨウ化物を含有した溶液で処理される。溶液の溶媒としては、水が好ましいが特に限定されるものではない。ヨウ化物としては、例えば、ヨウ化カリウム等のヨウ化アルカリ金属化合物、ヨウ化アンモニウム、ヨウ化コバルト、またはヨウ化亜鉛などを挙げることができ、限定されるものではないが、ヨウ化アルカリ金属化合物を用いることが好ましく、ヨウ化カリウムを用いることがより好ましい。ヨウ素濃度は0.0001~0.5重量%が好ましく、0.001~0.4重量%がより好ましい。ヨウ化物の濃度は0.001~8重量%が好ましい。この工程での溶液温度は、5~50℃が好ましく、10~40℃がより好ましく、20~30℃が特に好ましい。溶液に浸漬する時間は適度に調節できるが、30秒~6分で調節するのが好ましく、1~5分がより好ましい。染色方法は、該溶液に浸漬することが好ましいが、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに該溶液を塗布または塗工することによって行うことも出来る。
 ヨウ素およびヨウ化物処理の際、溶液に架橋剤および/または耐水化剤を添加しても良い。通常は架橋剤が用いられる。架橋剤としては、特に限定されるものではないが、通常ホウ酸が好ましい。例えば、ホウ酸を添加する濃度は0.1~5.0重量%が好ましく、2.0~4.0重量%がより好ましい。また、ヨウ素、ヨウ化物、架橋剤および/または耐水化剤を含むポリビニルアルコール樹脂フィルムの場合、必ずしもヨウ素、ヨウ化物、架橋剤および/または耐水化剤がそのままポリビニルアルコール樹脂フィルムに含まれている必要はなく、反応した形においてフィルムに含有される場合も含むものである。
 また、前記のように染色工程と同時に架橋剤処理工程を行なうことも可能であるが、染色工程の後、架橋剤処理工程を行なうことがより好ましい。その際の処理方法は、染色工程で得られたフィルムを架橋剤が含有した溶液で処理することにより行なわれる。該架橋剤含有溶液での処理方法は、通常該溶液に染色されたフィルムを浸漬する方法が好ましいが、該溶液をフィルム上へ塗布または塗工する方法でも良い。該浸漬は延伸工程前に行なうこともでき、また、延伸工程と共に行なうこともできる。延伸法が乾式延伸法の場合、延伸前に架橋剤処理を行なうことが好ましく、湿式延伸法の場合、延伸処理と共に行なうことが好ましい。架橋剤としては、2色性染料の架橋剤処理工程に記載したものと同様である。また、該架橋剤含有溶液中に耐水化剤を共存させても良い。耐水化剤としては、2色性染料の耐水化剤処理工程に記載したものと同様である。溶媒中の架橋剤の含有濃度は、ホウ酸を例にして示すと溶媒に対して濃度0.1~6.0重量%が好ましく、1.0~4.0重量%がより好ましい。この工程での延伸工程前に行う場合の溶媒温度は、5~60℃が好ましく、延伸前に行なう場合は5~40℃がより好ましく、延伸と共に行う場合は45~58℃がより好ましい。この工程での処理時間は30秒~6分が好ましく、1~5分がより好ましい。
 延伸工程は、乾式延伸法、および湿式延伸法があり、その方法の例としては、それぞれ2色性染料の延伸工程に記載したものと同様である。
 延伸処理後に、ハロゲン化物を含有した溶液での処理が施される。この処理は、色相の調整および偏光特性の向上を目的とした工程である。処理方法は、該溶液に染色されたフィルムを浸漬する方法が好ましく、該溶液をフィルム上へ塗布または塗工する方法でも良い。ハロゲン化物としては、例えば、ヨウ化カリウムおよびヨウ化ナトリウム等のヨウ化アルカリ金属化合物、ヨウ化アンモニウム、ヨウ化コバルトまたはヨウ化亜鉛等のヨウ化物、塩化カリウムおよび塩化ナトリウム等の塩化アルカリ金属化合物または塩化亜鉛等の塩化物であることが好ましく、水溶性であることが好ましい。ヨウ化物であることがより好ましく、ヨウ化アルカリ金属化合物であることが更に好ましく、ヨウ化カリウムであることが特に好ましい。ハロゲン化物の濃度は、Tc(λ460)≦Tc(λ600)とする重要な要素であり、その濃度は種類によって異なるが、通常6.0~15.0重量%が好ましく、7.0~12.0重量%であることがより好ましく、8.0~10.0重量%であることが更に好ましい。処理温度はハロゲン化物の濃度によっても異なるが、例えば、5~55℃が好ましく、20~40℃がより好ましい。処理時間はハロゲン化物の濃度によっても異なるが、例えば、1秒~5分が好ましく、偏光フィルムの面内特性の安定を考慮すると5~30秒が好ましい。また、延伸工程を湿式延伸法で行なう場合は、延伸工程と共にハロゲン化物処理を行なうことも可能であるが、延伸処理後にハロゲン化物処理を行なうことが、品質の安定として好ましい。
 ここまでの処理工程においての処理溶液の溶媒としては、例えば、水、アルコール系溶媒、またはグリコール系溶媒などが挙げられるが、特に限定されるものではない。また、水とアルコール類を混合した溶液、ジメチルスルホキシドと水の混合溶媒などのように、水と水溶性溶剤との混合溶剤を使用しても良い。最も好ましくは水である。
 ハロゲン化物処理後、フィルムの乾燥工程を行う。乾燥処理方法は、2色性染料の乾燥処理方法に記載したものと同様である。
 こうして得られたヨウ素錯体を用いた偏光素子は、該ディスプレイに使用される偏光素子として適したものである。
 得られた偏光素子には、その片面、又は両面に支持体として透明保護層を設けることによって偏光板とする。ポリビニルアルコール系フィルムが配向されてなるフィルムの偏光素子に用いる透明保護層はポリマーによる塗布層として、又はフィルムのラミネート層として設けることができる。また、塗布型の偏光素子に用いる透明保護層は塗布基板に用いた基材をそのまま透明保護層として設けることができ、または偏光素子をフィルム基材などに転写して保護層を設けることができる。
 透明保護層としては、機械的強度が高く、熱安定性が良好な透明ポリマー又はフィルムが好ましい。透明保護層として用いる物質として、例えば、トリアセチルセルロース(TAC)やジアセチルセルロースのようなセルロースアセテート樹脂又はそのフィルム、アクリル樹脂又はそのフィルム、ポリ塩化ビニル樹脂又はそのフィルム、ポリエステル樹脂又はそのフィルム、ポリアリレート樹脂又はそのフィルム、ノルボルネンのような環状オレフィンをモノマーとする環状ポリオレフィン樹脂又はそのフィルム、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロ系ないしはノルボルネン骨格を有するポリオレフィン又はその共重合体、主鎖又は側鎖がイミドおよび/またはアミドの樹脂又はポリマー又はそのフィルムなどが挙げられる。また、透明保護層として、液晶性を有する樹脂又はそのフィルムを設けることもできる。保護フィルムの厚みは、例えば、0.5~200μm程度である。その中の同種又は異種の樹脂又はフィルムを片面、もしくは両面に1層以上設けることによって偏光板を作製する。
 透明保護層として用いる物質として、少なくとも片面にPETフィルムを用いることがより好ましい。従来のLCDディスプレイでは、LCDの特性および偏光板自体に画像表示されることから、透明保護層には高透明で複屈折の少ないTACフィルムが用いられることが主である。また、透明保護層の片面に視野角補償フィルムである位相差フィルムなどが直接使用される場合もある。一方、本発明の偏光板が使用される蛍光励起色変換ディスプレイにおける偏光板の役割は光のスイッチング機能であり、本発明の偏光板を画像表示面として用いる必要は無い。このことより、低複屈折のTACフィルムや視野角補償フィルムの位相差フィルムなど高価なフィルムを使用する必要はなく、安価であり機械特性に優れ加工性の良いPETフィルムを使用することがより好ましい。PETフィルムは複屈折が大きいため、両面支持体として用いた場合、透過率が低下する傾向にあるため、片面支持体、または両面支持体の片面に用いることが好ましい。表示装置内における、偏光板支持体としてのPETフィルムの配置については、上下の偏光板共に、偏光素子に対し液晶層と反対側に配置することが好ましい。また、透過率向上、および接着性向上を目的として、易接着層を有するPETフィルムがより好ましい。易接着PETフィルムは特に限定されるものではなく、市販品を用いることが可能であり、易接着層は両面に設けてあることが更に好ましい。
 また必要に応じ、透明保護層上に少なくとも透明保護層よりも低い屈折率をもつ材料の層を1層設け、減反射透明保護層としても良い。減反射保護層とすることにより、光の透過効率が上がり、より高いコントラスト値、およびTp値を得ることが可能である。透明保護層よりも低い屈折率をもつ材料は特に限定されるものではなく、例えばアクリル樹脂、フッ素系樹脂などの有機系材料、コロイダルシリカなどの無機系材料などが挙げられ、これらを併用することも可能である。また、反応系であっても、非反応系であっても良い。これらの加工方法は特に限定されるものではなく、蒸着法、スッパッタリング法、各種コーティング法などが挙げられる。また、必要に応じて透明保護層上にハードコート層、高屈折率層など多層積層することも可能である。
 上記、透明保護層を偏光素子と貼り合わせるためには接着剤が必要となる。接着剤としては特に限定されないが、ポリビニルアルコール系接着剤が好ましい。ポリビニルアルコール系接着剤として、例えば、ゴーセノールNH-26(日本合成社製)、エクセバールRS-2117(クラレ社製)などが挙げられるが、これに限定されるものではない。接着剤には、架橋剤およびまたは耐水化剤を添加することができる。ポリビニルアルコール系接着剤には、無水マレイン酸-イソブチレン共重合体を用いるが、必要により架橋剤を混合させた接着剤を用いることができる。無水マレイン酸-イソブチレン共重合体として、例えば、イソバン#18(クラレ社製)、イソバン#04(クラレ社製)、アンモニア変性イソバン#104(クラレ社製)、アンモニア変性イソバン#110(クラレ社製)、イミド化イソバン#304(クラレ社製)、イミド化イソバン#310(クラレ社製)などが挙げられる。その際の架橋剤には水溶性多価エポキシ化合物を用いることができる。水溶性多価エポキシ化合物とは、例えば、デナコールEX-521(ナガセケムテック社製)、テトラット-C(三井ガス化学社製)などが挙げられる。また、ポリビニルアルコール系樹脂以外の接着剤として、ウレタン系、アクリル系、エポキシ系といった公知の接着剤を用いることも出来る。また、接着剤の接着力の向上、または耐水性の向上を目的として、亜鉛化合物、塩化物、ヨウ化物等の添加物を同時に0.1~10重量%程度の濃度で含有させることもできる。添加物についても限定されるものではない。透明保護層を接着剤で貼り合せた後、適した温度で乾燥もしくは熱処理することによって偏光板を得る。
 また、透明保護層と偏光素子の貼り合わせには粘着剤を用いても良い。粘着剤としては、特に限定されるものではなく、好ましい例としてはアクリル系粘着剤が挙げられる。その厚みは、粘着強度、透過率などの特性や、全体厚みなどの点から、任意に選択することが可能であるが、通常5~50μmの範囲であり、好ましくは10~30μmの範囲である。
 本発明の偏光板は、支持体付偏光板としても良い。支持体は偏光板を貼付するため、平面部を有しているものが好ましく、また光学用途であるため、ガラス成形品が好ましい。ガラスの材質としては、例えばソーダガラス、ホウ珪酸ガラス、水晶よりなる無機基盤、サファイヤよりなる無機基板等の無機系のガラスやアクリル、ポリカーボネート等の有機系のプラスチック板等があげられるが無機系のガラスが好ましい。ガラス板の厚さや大きさは所望のサイズでよい。また、ガラス付き偏光板には、単板光透過率をより向上させるために、そのガラス面に減反射層を設けても良い。
 また、前記支持体と偏光素子または偏光板の貼り合せには、接着剤、粘着剤などを用いるが特に限定されるものではなく、好ましい例としてはアクリル系粘着剤が挙げられる。その厚みは、粘着強度、透過率などの特性や、全体厚みなどの点から、任意に選択することが可能であるが、通常5~50μmの範囲であり、好ましくは10~30μmの範囲である。
 こうして得られた本発明の偏光素子、および偏光板は、440nm≦λ≦470nmの波長領域において、Tp≧30%、かつ任意の連続する20nm間の波長領域でCR≧8,000、残る波長領域でCR≧5,000であり、最大発光出力が440nm乃至470nmである青色LEDまたは青色蛍光管を光源とする蛍光励起色変換ディスプレイに用いる偏光素子、および偏光板として好適である。
 以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、実施例に示す透過率の評価は以下のようにして行った。
 分光光度計〔日本分光(株)製“V-7100”〕を用いて、透過率を測定するにあたり、光の出射側に、JIS-Z8701(C光源2°視野)に基づき視感度補正後の透過率100%のC光源光を測定試料に入射出来るようにした。
 本発明の偏光板2枚にC光源光を入射し、偏光板2枚の吸収軸方向が平行となるようにして測定して得られた平行(パラレルニコル)分光透過率をTp、偏光板2枚の吸収軸方向が直交となるようにして測定して得られた直交(クロスニコル)分光透過率をTcとした。また、コントラストは分光透過率によるコントラストであり、CR=Tp/Tcからなる値を表す。
 それぞれの透過率は、分光光度計〔日本分光(株)製“V-7100”〕を用いて測定した。
実施例1
 ケン化度が99%以上の膜厚75μmのポリビニルアルコール系樹脂フィルム(クラレ社製 VFシリーズ)を40℃の温水に3分浸漬し膨潤処理をした。膨潤処理したフィルムを、2色性染料(A)群の色素である、シー.アイ.ダイレクト.オレンジ39が0.04重量%、トリポリ燐酸ナトリウム0.1重量%、芒硝0.1重量%を含有した45℃の水溶液に浸漬し、色素の染色処理を行い、ポリビニルアルコール系フィルムへ吸着させた。色素が吸着されたフィルムを水にて洗浄し、洗浄の後、2重量%のホウ酸を含有した40℃の水溶液で1分間ホウ酸処理を行った。ホウ酸処理して得られたフィルムを、5.0倍に延伸しながらホウ酸3重量%を含有した55℃の水溶液中で5分間処理を行った。そのホウ酸処理して得られたフィルムの緊張状態を保ちつつ、常温の水にて15秒間処理を行った。処理して得られたフィルムを直ちに70℃で9分間乾燥処理を行い膜厚25μmの偏光素子を得た。得られた偏光素子を両面易接着層を設けた厚み100μmのPETフィルム(東洋紡績(株)製 コスモシャインA4300)、およびポリビニルアルコール系接着剤、および厚み20μmのアクリル系粘着剤を用いて、厚み1mmのガラス基板にPET/接着層/偏光素子/粘着層/ガラスという構成で積層し、ラミネートして偏光板を得て、測定試料とした。
実施例2
 吸着される色素として、2色性染料(B)である式(1)で表される色素であって、R、Rが水素原子であり、HPLCから測定されるnの割合が、n=1が33%、n=2が65%、n=3が2%よりなる色素を0.02重量%用いた以外は、実施例1と同様に偏光板を作製し、測定試料とした。
実施例3
 吸着される色素として、2色性染料(A)群の色素である、シー.アイ.ダイレクト.オレンジ39を0.018重量%、および2色性染料(B)である式(1)で表される色素であって、R、Rが水素原子であり、HPLCから測定されるnの割合が、n=1が33%、n=2が65%、n=3が2%よりなる色素を0.015重量%用いた以外は、実施例1と同様に偏光板を作製し、測定試料とした。
実施例4
 吸着される色素として、2色性染料(A)群の色素である、シー.アイ.ダイレクト.オレンジ39が0.01重量%、2色性染料(B)である式(1)で表される色素であって、R、Rが水素原子であり、HPLCから測定されるnの割合が、n=1が33%、n=2が65%、n=3が2%よりなる色素を0.01重量%、およびシー.アイ.ダイレクト.レッド81を0.02重量%用いた以外は、実施例1と同様に偏光板を作製し、測定試料とした。
実施例5
 ケン化度が99%以上の膜厚75μmのポリビニルアルコール系樹脂フィルム(クラレ社製 VFシリーズ)を40℃の温水に3分浸漬し膨潤処理をした。膨潤処理したフィルムを、ホウ酸2.8重量%、ヨウ素0.044重量%、ヨウ化カリウム3.13重量%含有した30℃の水溶液に浸漬し染色処理を行い、ポリビニルアルコール系フィルムへ吸着させた。色素が染色されたフィルムを5.0倍に延伸しながらホウ酸3.0重量%を含有した50℃の水溶液中で5分間処理を行った。そのホウ酸処理して得られたフィルムの緊張状態を保ちつつ、ヨウ化カリウム8.0重量%を含有した30℃の水溶液にて20秒間補色処理を行った。処理して得られたフィルムを直ちに70℃で9分間乾燥処理を行い膜厚25μmの偏光素子を得た。得られた偏光素子を両面易接着層を設けた厚み100μmのPETフィルム(東洋紡績(株)製 コスモシャインA4300)、およびポリビニルアルコール系接着剤、および厚み20μmのアクリル系粘着剤を用いて、厚み1mmのガラス基板にPET/接着層/偏光素子/粘着層/ガラスという構成で積層し、ラミネートして偏光板を得て、測定試料とした。
比較例1
 市販の液晶テレビ(シャープ(株)製AQUOS/32型)より取り出した、透明保護層が両面TACフィルムであるヨウ素系偏光板を、厚み20μmのアクリル系粘着剤を用いて、厚み1mmのガラス基板に貼り合せて、測定試料とした。
比較例2
 ヨウ化カリウム5.0重量%を含有した30℃の水溶液にて20秒間補色処理を行なった以外は、実施例4と同様に偏光板を作製し、測定試料とした。
 実施例1~5および比較例1~2で得られた測定試料を測定して得られた5nm毎の各波長の分光測定値のTpを図1、Tcを図2に示す。420~490nmおける各波長のTpを表4、コントラスト値を表5、500~560nmおける各波長のTcを表6に示す。また、表7にヨウ素系偏光板である実施例4および比較例1~2のTc(460)およびTc(600)の値を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
 図1~2および表4~5の結果から、実施例1~4の2色性染料を用いた偏光板は、420~490nmの波長領域において、Tpが高く、コントラストが高い、特に440~470nmの波長領域において優れていることがわかる。更に、表6から実施例4の500~560nmの波長領域において、Tcが低いことがわかる。中でも実施例3および4の2色性染料(A)および2色性染料(B)を併用した偏光板が高コントラストの帯域も広く、440~470nmの波長領域において、非常に優れていることがわかる。また、実施例5のヨウ素系偏光板は表7よりTc(460)≦Tc(600)であることがわかり、実施例1~3の2色性染料を用いた偏光板には劣るものの、440~470nmの波長領域において、Tpが高く、コントラストが高い結果を得た。
 一方、比較例1~2の公知である通常のヨウ素系偏光板は、表7よりTc(460)>Tc(600)であることがわかり、図1~2、および表4~5の結果からわかるように、420~490nmの波長領域、特に460nm以下の波長領域において、Tpが低く、コントラストも十分ではない結果であった。
産業上の利用の可能性
 440nm≦λ≦470nmの波長領域の偏光特性が優れ、最大発光出力が440nm乃至470nmである青色LEDまたは青色蛍光管を光源とする蛍光励起色変換ディスプレイに用いる偏光素子、および偏光板として用いることができる。

Claims (9)

  1. 440nm≦λ≦470nmの波長領域において、Tp≧30%、かつ当該波長領域内における任意の連続する20nm間の波長領域でCR≧8,000、残る波長領域でCR≧5,000であり、少なくとも2色性色素を含有することを特徴とする、最大発光出力が440nm乃至470nmである青色LEDまたは青色蛍光管を光源とする蛍光励起色変換ディスプレイに用いられる偏光素子。
    ここで、λとは波長を表し、Tpとは偏光素子2枚をそれぞれの吸収軸を平行して重ねた時の分光透過率(パラレルニコル時透過率)であり、Tcとは偏光素子2枚をそれぞれの吸収軸を直交して重ねた時の分光透過率(クロスニコル時透過率)であり、CRとはコントラストの略でTp/Tcからなる値を示す。
  2. 420nm≦λ<440nmの波長領域において、Tp≧30%かつCR≧1,500であることを特徴とする、請求項1に記載の偏光素子。
  3. 470nm<λ≦490nmの波長領域において、Tp≧30%かつCR≧1,000であることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の偏光素子。
  4. 2色性色素が2色性染料(A)群のうち1種類、および/または式(1)で表される2色性染料(B)を少なくとも含有する請求項1乃至3のいずれか1項に記載の偏光素子。
    2色性染料(A)群
     シー.アイ.ダイレクト.オレンジ26
     シー.アイ.ダイレクト.オレンジ39
     シー.アイ.ダイレクト.オレンジ107
    2色性染料(B)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (式中R、Rは各々独立に水素原子、低級アルキル基、低級アルコキシル基を示し、n=1~3を示す)
  5. 500nm≦λ≦560nmの波長領域において、透過率が2%以下であることを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の偏光素子。
  6. 2色性色素がヨウ素錯体であって、かつTc(λ460)≦Tc(λ600)であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の偏光素子。
    ここでTc(λ460)は偏光素子2枚をそれぞれの吸収軸を直交して重ねた時(クロスニコル時)の460nmにおける分光透過率であり、Tc(λ600)は偏光素子2枚をそれぞれの吸収軸を直交して重ねた時(クロスニコル時)の600nmにおける分光透過率である。
  7. 偏光素子の少なくとも片面に支持体フィルムを設けてなる請求項1乃至6のいずれか1項に記載の偏光板。
  8. 支持体フィルムの少なくとも片面がPET(ポリエステル)フィルムである請求項7に記載の偏光板。
  9. 無機基板に請求項1乃至6のいずれか1項に記載の偏光素子または請求項7又は8に記載の偏光板が積層されたことを特徴とする無機基板付偏光板。
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