CN104115042B - 染料系偏光元件和偏振片 - Google Patents

Abstract

本发明的课题为在不使用联茴香胺之类的属于特定化学物质的原料的情况下开发出具有良好的偏光特性的偏光元件，该偏光元件为具有优秀的蓝色染料的色素。本发明的偏光元件由含有聚乙烯醇树脂或其衍生物和二色性色素并拉伸了3倍以上的膜构成，其特征在于，该二色性色素的至少一者为式(1)所表示的偶氮化合物或其盐，且式(2)所表示的偶氮化合物或其盐在偏光元件中的含量为10％以下。(式(1)中，A表示具有取代基的萘基，R表示氢原子或甲氧基，X表示氢原子、羟基、羧基、甲基、甲氧基、磺基。)(式(2)中，A、R、X表示与式(1)所示的A、R、X相同的含义。)

Description

染料系偏光元件和偏振片

技术领域

本发明涉及染料系偏光元件和使用该偏光元件的偏振片。

背景技术

偏光元件通常是通过使作为二色性色素的碘或二色性染料吸附在聚乙烯醇系树脂膜上并进行取向来制造的。藉由粘结剂层将由三乙酰纤维素等形成的保护膜贴合在该偏光元件的至少单面来制成偏振片，从而用于液晶显示装置等中。使用碘作为二色性色素的偏振片被称为碘系偏振片，另外，使用二色性染料作为二色性色素的偏振片被称为染料系偏振片。它们之中，若与具有相同偏光度的碘系偏振片进行比较，则染料系偏振片具有透过率低、即对比度低的问题，但其具有下述特征：具有高耐热性、高湿热耐久性、高稳定性，并且，开发出了具有各种色彩的色素，通过进行配合可使其色彩选择性高。

但是，以往，作为将造纸材料和纤维素系纤维染成坚牢的蓝色的染料，已知有C.I.直接蓝15、200、202、203等，在造纸业界和染色业界中大量使用。但是，这些染料的共同缺点如下：作为以这些染料为原料使用时的共同问题，由于作为主原料使用的联茴香胺为属于特定化学物质第一类的毒性化学物质，且色素本身也为联茴香胺系色素，因而在使用联茴香胺时，必须严格遵守劳动安全卫生法，需要在非常严格的防护设备下进行作业，在安全卫生管理和生产效率的提高方面制约因素较大。

另一方面，作为联茴香胺以外的蓝色染料，例如有C.I.直接蓝67、78、106、108等，与联茴香胺系蓝色染料相比，均有明显的染色性(染着性)不良的缺点。即，不使用联茴香胺时，不容易得到坚牢、且染色性好的蓝色染料；因此，尽管联茴香胺为属于特定化学物质第一类的毒性化学物质，在用于避免其暴露于作业人员的防护设备上要花费大量经费，然而目前的情况仍是使用联茴香胺的蓝色染料被广泛制造、使用。从而，不仅在染料业界、造纸业界中，而且在偏振片的开发中也长期强烈要求在不使用联茴香胺之类的属于特定化学物质的原料的情况下得到坚牢、且染色性好的蓝色染料。特别是在偏光元件的开发中，以具有高偏光特性为前提、此外还兼具偏光功能与色彩及耐久性的技术是非常困难的。

此外，近年来，作为光学用途的光源强度增加，具有由于该强光和与之相伴产生的热导致偏振片发生变色的问题，对其改善的要求增高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公报昭64-5623

专利文献2：日本专利第2985408号

非专利文献

非专利文献1：染料化学；细田丰著；技报堂

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1中公开了一种优秀的蓝色染料，其不使用联茴香胺之类的属于特定化学物质的原料。此外，在专利文献2中公开了在聚乙烯醇膜中含有专利文献1中公开的色素并进行拉伸而得到的偏振片。

但是，对于专利文献1或2中使用的色素来说，由于其制造方法，存在色素的纯度低、大量含有杂质、偏光特性低的问题。特别是作为杂质，已知在制造式(1)所表示的色素时铜因其制造条件而脱离从而生成式(2)，由于式(2)的色素混入而发现得到的膜偏光度降低，即使色素的纯度为90％，对于近年来的高偏光度和高对比度的要求而言也不充分，要求进行改善。由于这样的原因，要求在不使用联茴香胺之类的属于特定化学物质的原料的情况下开发出具有优秀的蓝色染料的色素、具有良好的偏光特性的偏光元件。

(式中，A表示具有取代基的萘基，R表示氢原子或甲氧基，X表示氢原子、羟基、羧基、甲基、甲氧基、磺基。)

(式中，A、R、X表示与式(1)所示的A、R、X相同的含义。)

本发明人为了解决上述课题进行了深入研究，结果发现了一种偏光元件，该偏光元件由含有聚乙烯醇树脂或其衍生物和二色性色素并拉伸了3倍以上的膜构成，该二色性色素的至少一者为式(1)所表示的偶氮化合物或其盐，并且使式(2)所表示的偶氮化合物或其盐的含量为10％以下，由此得到了具有坚牢且染色性好的蓝色染料的色素、具有良好的偏光特性的偏光元件或偏振片。

即，本发明涉及下述内容。

(1)一种偏光元件，其是由含有聚乙烯醇树脂或其衍生物和二色性色素并拉伸了3倍以上的膜构成的偏光元件，其特征在于，该二色性色素的至少一者为式(1)所表示的偶氮化合物或其盐，且式(2)所表示的偶氮化合物或其盐在偏光元件中的含量为10％以下；

(式中，A表示具有取代基的萘基，R表示氢原子或甲氧基，X表示氢原子、羟基、羧基、甲基、甲氧基、磺基。)

(式中，A、R、X表示与式(1)所示的A、R、X相同的含义。)

(2)一种偏振片，其在(1)所述的偏光元件的单面或者双面设有保护层；

(3)一种液晶显示装置，其使用了(1)所述的偏光元件或(2)所述的偏振片；

(4)一种透镜，其使用了(1)所述的偏光元件或(2)所述的偏振片；

(5)一种偏光元件的制造方法，其特征在于，所述偏光元件由含有聚乙烯醇树脂或其衍生物和二色性色素并拉伸了3倍以上的膜构成，该二色性色素的至少一者为式(1)所表示的偶氮化合物或其盐，式(1)所表示的偶氮化合物或其盐与式(2)所表示的偶氮化合物或其盐在偏光元件中的含量之比为9:1～10:0。

发明的效果

本发明的含有聚乙烯醇树脂或其衍生物和二色性色素的偏光元件或偏振片并未使用联茴香胺之类的属于特定化学物质的原料而能够制成坚牢且染色性好的蓝色染料，具有良好的偏光特性。

具体实施方式

下面，详细说明本发明

本发明通过制成下述偏光元件，从而能够在不使用联茴香胺之类的属于特定化学物质的原料的情况下实现具有优秀的蓝色染料的色素并且具有良好的偏光特性的特征，所述偏光元件是由含有聚乙烯醇树脂或其衍生物和二色性色素并拉伸了3倍以上的膜构成的偏光元件，其特征在于，该二色性色素的至少一者为式(1)所表示的偶氮化合物或其盐，且式(2)所表示的偶氮化合物或其盐在偏光元件中的含量为10％以下。

(式中，A表示具有取代基的萘基，R表示氢原子或甲氧基，X表示氢原子、羟基、羧基、甲基、甲氧基、磺基。)

(式中，A、R、X表示与式(1)所示的A、R、X相同的含义。)

式(1)所表示的色素的偏光特性良好，可以在膜中含有，另一方面，通过在膜中含有式(2)所表示的色素，则偏光特性大大降低。因此，式(2)所表示的色素或其盐的纯度(含量)在膜中为10％以下、优选为5％以下、更优选为3％以下、进一步优选为1％以下。

该情况下的色素的纯度是指由基于高效液相色谱(下文中省略为HPLC)的面积比测定出的纯度，其为以下述峰面积比表示的比例，该峰面积比为将含有二色性色素的聚乙烯醇系树脂膜0.5g在50重量％的吡啶水溶液中浸渍24小时进行色素提取后利用HPLC测定时的峰面积比。

此外，将式(1)所表示的色素溶解在水中，利用HPLC对该溶液进行测定时，在该色素中，式(2)所表示的色素的纯度以面积比计为10％以下为宜。式(2)所表示的色素为式(1)的制造工序或偏光元件制作工序中生成的杂质，该杂质主要是结构式内具有的铜解离时所产生的。因此，优选式(2)所表示的色素的含量少。在进行偏光元件或偏振片的制造时，式(1)所表示的色素纯度以90％以上为宜，优选为95％以上、更优选为98％以上。从而，以式(1)与式(2)所表示的化合物之比计，优选为9:1～10:0。

接下来，在下面举出本发明中使用的式(1)所表示的色素的具体例。需要说明的是，式中的磺基、羧基和羟基以游离酸的形式表示。

式(1)所表示的偶氮化合物或其盐可按照非专利文献1中记载的通常的偶氮染料的制法，通过进行公知的重氮化、偶联来容易地制造。作为具体的制造方法，将具有氨基的萘环利用公知的方法重氮化，接着在10℃～20℃使式(12)所表示的化合物偶联，根据需要进行水解，得到式(13)所表示氨基偶氮化合物。

(式中，R表示与式(1)所示的R相同的含义。)

(式中，A、R表示与式(1)所示的A、R相同的含义。)

将式(13)所表示的氨基偶氮化合物利用公知的方法重氮化，在10℃～20℃碱偶联至具有氢原子、羟基、羧基、甲基、甲氧基、磺基中的任一种的6-苯基氨基1-萘酚-3-磺酸(惯例名：J酸)，得到式(14)所表示的二偶氮化合物。

(式中，A、R、X与式(1)所示的A、R、X相同的含义。)

接下来，加入例如硫酸铜与氨水、氨基醇、六亚甲基四胺，在85℃～95℃进行铜化反应，得到含有本申请的式(1)所表示的铜络盐化合物的溶液。

接下来将溶液蒸干或盐析过滤干燥，进行粉碎，得到粉末化的本申请的式(1)所表示的色素。如此得到的式(1)所表示的化合物通常以钠盐的形式使用，也可以以锂盐、钾盐、铵盐、烷基胺盐等的形式使用。

其中，铜络盐化合物因制造工序或者偏光元件制作工序的条件而发生铜解离，生成式(2)所表示的二偶氮化合物。生成式(2)的化合物的主要因素有蒸干时的温度、盐析时的溶液、溶液浓度、其时间。在偏光元件制作时，根据后述的染色温度、染色时间、拉伸后的干燥温度、干燥时间等工序的不同，也会产生式(2)所表示的色素。通过在色素制造工序、偏光元件制造工序中不发生式(2)的化合物的生成，能够实现本发明。式(2)所表示的色素的偏光特性低，此外，对于将含有式(1)所表示的色素的偏光元件的2片偏振片按吸收轴方向正交的方式进行叠合的情况下的透过率、以及将含有式(1)和式(2)的色素的偏光元件的2片偏振片按照吸收轴方向正交的方式进行叠合的情况下的透过率，透过率最低的波长相互不同，在含有式(2)的色素的情况下，颜色不是蓝色而增加了红色感，因而呈紫色或与其接近的颜色。要得到偏光特性良好的偏光元件的情况下、以及需要蓝色偏振片的情况下，需要使偏光元件中的式(2)的色素的含量相对于式(1)的色素为10％以下。若式(2)的色素含有10％以上，则得不到良好的偏光特性以及优选的蓝色。因此，优选式(2)所表示的色素的含量少。

式(1)所表示的色素可通过与其它有机色素合用来进行色调的校正和偏光性能的提高。作为这种情况下使用的有机色素，只要是在与本发明中使用的色素的吸收波长区域不同的波长区域具有吸收特性的色素且偏光特性高即可，对二色性染料没有特别限定，只要能将亲水性高分子染色即可，可以举出偶氮系、蒽醌系、喹酞酮系等二色性染料，此外还可例示出以比色指数记载的色素。可以举出例如C.I.直接黄12、C.I.直接黄28、C.I.直接黄44、C.I.直接橙26、C.I.直接橙39、C.I.直接橙107、C.I.直接红2、C.I.直接红31、C.I.直接红79、C.I.直接红81、C.I.直接红247、C.I.直接绿80、C.I.直接绿59；以及日本特开2001-33627、日本特开2002-296417、日本特开2003-215338、WO2004/092282、日本特开2001-0564112、日本特开2001-027708、日本特开平11-218611、日本特开平11-218610和日本特开昭60-156759号公报中所记载的有机染料等。这些有机染料除了以游离酸的形式使用外，还可以以碱金属盐(例如Na盐、K盐、Li盐)、铵盐、或者胺类的盐的形式使用。其中，二色性染料并不限定于此，还可使用公知的二色性化合物，但优选偶氮系染料。除了所示出的这些二色性染料以外，还可根据需要合用其它有机染料。

对于目的偏光元件，根据其是中性色偏光元件、液晶投影仪用彩色偏光元件或者是其它彩色偏光元件的不同，各自配合的有机染料的种类也不同。对其混合比例没有特别限定，可以根据光源、耐久性、所要求的色调等的期望任意设定混合量。

式(1)所示的色素浸渗到聚乙烯醇系树脂膜中这一点为本发明的特征。对构成该偏光元件的聚乙烯醇系树脂的制造方法没有特别限定，可利用公知的方法制造。作为聚乙烯醇系树脂的制造方法，例如可通过将聚乙酸乙烯酯系树脂皂化而得到。作为聚乙酸乙烯酯系树脂，除了作为乙酸乙烯酯均聚物的聚乙酸乙烯酯以外，还可以举出乙酸乙烯酯和能够与其共聚的其它单体的共聚物等。作为与乙酸乙烯酯共聚的其它单体，可以举出例如不饱和羧酸类、烯烃类、乙烯基醚类或不饱和磺酸类等。聚乙烯醇系树脂的皂化度通常优选为85摩尔％～100摩尔％、更优选为95摩尔％以上。该聚乙烯醇系树脂可以进一步被改性，例如也可使用经醛类改性的聚乙烯醇缩甲醛或聚乙烯醇缩醛等。此外，聚乙烯醇系树脂的聚合度通常优选为1000～10000、更优选为1500～6000。

将该聚乙烯醇系树脂成膜而得到的膜作为坯膜(原反フィルム)使用。对聚乙烯醇系树脂的成膜方法没有特别限定，可利用公知的方法进行成膜。这种情况下，聚乙烯醇系树脂膜可以含有作为增塑剂的甘油、乙二醇、丙二醇或低分子量聚乙二醇等。增塑剂量优选为5重量％～20重量％、更优选为8重量％～15重量％。对由聚乙烯醇系树脂形成的坯膜的膜厚没有特别限定，例如优选为5μm～150μm、更优选为10μm～100μm。

首先对上述聚乙烯醇系树脂膜实施溶胀工序。溶胀工序通过将聚乙烯醇系树脂膜在20℃～50℃的溶液中浸渍30秒～10分钟来进行。溶液优选为水。在要缩短制造偏光元件的时间的情况下，由于在色素的染色处理时也会溶胀，因而也可省略溶胀工序。

在溶胀工序后实施染色工序。染色工序通过使聚乙烯醇系树脂膜浸渍在含有二色性染料的溶液中来进行浸渗。该工序中的溶液温度优选为5℃～60℃、更优选为20℃～50℃、特别优选为35℃～50℃。浸渍在溶液中的时间可适度调节，优选在30秒～20分钟的范围进行调节，更优选为1分钟～10分钟。对于染色方法，优选浸渍在该溶液中，但也可通过将该溶液涂布至聚乙烯醇系树脂膜来进行。

含有二色性染料的溶液可以含有氯化钠、硫酸钠、无水硫酸钠、三聚磷酸钠等作为染色助剂。它们的含量可根据取决于染料染色性的时间、温度调整为任意的浓度，以各自的含量计优选为0重量％～5重量％、更优选为0.1重量％～2重量％。

作为使色素浸渗的方法，可通过浸渍在含有二色性色素的溶液中来进行，也可以为在对聚乙烯醇系树脂膜的坯膜(原反)进行成型加工的阶段使其含有色素的方法。

在染色工序后，在进入接下来的工序之前可以进行清洗工序(下面称为清洗工序1)。清洗工序1为对于在染色工序中附着在聚乙烯醇系树脂膜表面的染料溶剂进行清洗的工序。通过进行清洗工序1，能够抑制染料转移到接下来进行处理的液体中。清洗工序1通常使用水。清洗方法优选为浸渍在该溶液中，也可以通过将该溶液涂布至聚乙烯醇系树脂膜来进行清洗。对清洗的时间没有特别限定，优选为1秒～300秒、更优选为1秒～60秒。清洗工序1中的溶剂的温度需要为亲水性高分子不发生溶解的温度。通常在5℃～40℃进行清洗处理。

在染色工序或清洗工序1之后，可以进行使之含有交联剂和/或耐水化剂的工序。作为交联剂，例如可以使用硼酸、硼砂或硼酸铵等硼化合物；乙二醛或戊二醛等多元醛；缩二脲型、异氰脲酸酯型或封端型等多元异氰酸酯系化合物；硫酸氧钛等钛系化合物等，此外还可使用乙二醇缩水甘油醚、聚酰胺环氧氯丙烷等。作为耐水化剂，可以举出过氧化琥珀酸、过硫酸铵、高氯酸钙、苯偶姻乙醚、乙二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、氯化铵或氯化镁等，优选使用硼酸。使用以上示出的至少一种以上的交联剂和/或耐水化剂进行使之含有交联剂和/或耐水化剂的工序。作为此时的溶剂优选为水，但并不限定于水。在使之含有交联剂和/或耐水化剂的工序中，对于溶剂中的交联剂和/或耐水化剂的含有浓度，以硼酸为例，相对于溶剂的浓度优选为0.1重量％～6.0重量％、更优选为1.0重量％～4.0重量％。该工序中的溶剂温度优选为5℃～70℃、更优选为5℃～50℃。对于使聚乙烯醇系树脂膜中含有交联剂和/或耐水化剂的方法，优选浸渍在该溶液中，也可将该溶液涂敷或涂布至聚乙烯醇系树脂膜。该工序的处理时间优选为30秒～6分钟、更优选为1分钟～5分钟。其中，使之含有交联剂和/或耐水化剂不是必需的，在想要缩短时间的情况下、在不必进行交联处理或耐水化处理的情况下，也可省略该处理工序。

在进行了染色工序、清洗工序1、或使之含有交联剂和/或耐水化剂的工序之后，进行拉伸工序。拉伸工序是指对聚乙烯醇系膜进行单轴拉伸的工序。拉伸方法可以为湿式拉伸法或干式拉伸法的任意一种，通过使拉伸倍率为3倍以上进行拉伸，可实现本发明。对于拉伸倍率，可以以3倍以上、优选以5倍～7倍进行拉伸。

在干式拉伸法的情况下，在拉伸加热介质为空气介质的情况下，优选在空气介质的温度为常温～180℃条件下进行拉伸。此外，对于湿度，优选在20％RH～95％RH的气氛中进行处理。作为加热方法，可以举出例如辊间区域拉伸(ロール間ゾーン延伸(roll zone-drawing))法、辊加热拉伸法、加压拉伸(圧延伸)法、红外线加热拉伸法等，但并不限于该拉伸方法。拉伸工序可以为1段拉伸，也可以通过2段以上的多段拉伸来进行。

在湿式拉伸法的情况下，在水、水溶性有机溶剂、或其混合溶液中进行拉伸。优选浸渍在含有交联剂和/或耐水化剂的溶液中的同时进行拉伸处理。作为交联剂，可以使用例如硼酸、硼砂或硼酸铵等硼化合物；乙二醛或戊二醛等多元醛；缩二脲型、异氰脲酸酯型或封端型等多元异氰酸酯系化合物；硫酸氧钛等钛系化合物等，此外还可使用乙二醇缩水甘油醚、聚酰胺环氧氯丙烷等。作为耐水化剂，可以举出过氧化琥珀酸、过硫酸铵、高氯酸钙、苯偶姻乙醚、乙二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、氯化铵或氯化镁等。可以在含有以上示出的至少一种以上的交联剂和/或耐水化剂的溶液中进行拉伸。交联剂优选硼酸。拉伸工序中的交联剂和/或耐水化剂的浓度例如优选为0.5重量％～15重量％、更优选为2.0重量％～8.0重量％。拉伸倍率优选为2～8倍、更优选为5～7倍。对于拉伸温度，优选在40℃～60℃进行处理、更优选为45℃～58℃。拉伸时间通常为30秒～20分钟，更优选为2分钟～5分钟。湿式拉伸工序可以进行1段拉伸，也可通过2段以上的多段拉伸进行。

在进行拉伸工序后，在膜表面会有交联剂和/或耐水化剂的析出、或有异物的附着，因而可进行对膜表面进行清洗的清洗工序(下面称为清洗工序2)。清洗时间优选为1秒～5分钟。清洗方法优选为浸渍在清洗溶液中，也可通过将溶液涂敷或涂布至聚乙烯醇系树脂膜来进行清洗。可以进行1段清洗处理，也可以进行2段以上的多段处理。对清洗工序的溶液温度没有特别限定，通常为5℃～50℃、优选为10℃～40℃。

作为至此为止的处理工序中所用的溶剂，可以举出例如水；二甲基亚砜；N-甲基吡咯烷酮；甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、甘油、乙二醇、丙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇或三羟甲基丙烷等醇类；乙二胺或二亚乙基三胺等胺类等溶剂，但并不限于这些。此外也可以使用1种以上的这些溶剂的混合物。最优选的溶剂为水。

在拉伸工序或清洗工序2之后进行膜的干燥工序。干燥处理可通过自然干燥进行，为了进一步提高干燥效率，可利用基于辊的压缩或利用气刀或者吸水辊等进行表面的水分除去、和/或进行送风干燥。作为干燥处理温度，优选在20℃～100℃进行干燥处理，更优选在60℃～100℃进行干燥处理。干燥处理时间可应用30秒～20分钟，优选为5分钟～10分钟。

利用以上的方法可以得到本发明的耐久性得到了提高的聚乙烯醇系树脂膜偏光元件。偏光元件中的吸附二色性染料的膜即使不是聚乙烯醇系树脂，而是由直链淀粉系树脂、淀粉系树脂、纤维素系树脂、聚丙烯酸盐系树脂等得到的膜，也可以通过浸渗二色性染料、进行拉伸、进行剪切取向等使亲水性树脂进行取向来制作出同样的偏光元件，但由聚乙烯醇系树脂膜形成的偏光元件膜最为适宜。

通过在所得到的偏光元件的单面或者双面设置透明保护层，制得偏振片。设置透明保护层时可利用聚合物制成涂布层、或制成膜的层压层。作为形成透明保护层的透明聚合物或膜，优选机械强度高、热稳定性良好的透明聚合物或膜。作为透明保护层使用的物质可以举出例如三乙酰纤维素或二乙酰纤维素之类的乙酸纤维素树脂或其膜；丙烯酸类树脂或其膜；聚氯乙烯树脂或其膜；尼龙树脂或其膜；聚酯树脂或其膜；聚芳酯树脂或其膜；降冰片烯之类的以环状烯烃为单体的环状聚烯烃树脂或其膜；聚乙烯、聚丙烯；环系或具有降冰片烯骨架的聚烯烃或其共聚物；主链或侧链为酰亚胺和/或酰胺的树脂或聚合物或其膜等。此外，作为透明保护层，也可设置具有液晶性的树脂或其膜。保护膜的厚度例如为0.5μm～200μm左右。通过在单面或者双面设置1层以上的其中的同种或不同种的树脂或膜，来制作偏振片。

上文中，为了将透明保护层与偏光元件贴合，需要粘结剂(接着剤)。作为粘结剂没有特别限定，优选聚乙烯醇系粘结剂。作为聚乙烯醇系粘结剂，可以举出例如Gohsenol NH-26(日本合成社制造)、Exceval RS-2117(KURARAY社制造)等，但并不限于此。在粘结剂中可以添加交联剂和/或耐水化剂。在聚乙烯醇系粘结剂中使用马来酸酐-异丁烯共聚物，根据需要可以使用混合有交联剂的粘结剂。作为马来酸酐-异丁烯共聚物，可以举出例如Isobam#18(KURARAY社制造)、Isobam#04(KURARAY社制造)、氨改性Isobam#104(KURARAY社制造)、氨改性Isobam#110(KURARAY社制造)、酰亚胺化Isobam#304(KURARAY社制造)、酰亚胺化Isobam#310(KURARAY社制造)等。此时的交联剂中可以使用水溶性多元环氧化合物。作为水溶性多元环氧化合物，可以举出例如Denacol EX-521(Nagase ChemteX社制造)、Tetrad-C(テトラット-C，三井瓦斯化学社制造)等。此外，作为聚乙烯醇系树脂以外的粘结剂，也可以使用氨基甲酸酯系、丙烯酸系、环氧系之类的公知粘结剂。此外，出于提高粘结剂的粘结力、或提高耐水性的目的，也可以以0.1重量％～10重量％左右的浓度同时含有锌化合物、氯化物、碘化物等添加物。对于添加物也没有限定。利用粘结剂贴合透明保护层后，通过在适宜的温度下进行干燥或者热处理，得到偏振片。

所得到的偏振片根据情况例如贴合至液晶、有机电致发光等显示装置的情况下，之后也可以在作为非露出面的保护层或膜的表面设置用于改善可视角和/或改善对比度的各种功能性层、具有亮度提高性的层或膜。为了使这些偏振片与膜或显示装置贴合，优选使用粘合剂(粘着剤)。

该偏振片可以在另一侧表面、即在保护层或膜的露出面具有抗反射层或防眩层、硬涂层等公知的各种功能性层。为了制作该具有各种功能性的层，优选涂布方法，也可藉由粘结剂或粘合剂贴合该具有功能的膜。此外，各种功能性层可以为用于控制相位差的层或膜。

利用上述方法，能够在不使用联茴香胺之类的属于特定化学物质的原料的情况下得到本发明的具有优秀的蓝色染料的色素、具有良好的偏光特性且具有高耐久性的偏光元件以及偏振片。使用了本发明的偏光元件或偏振片的显示屏为可靠性高、长期具有高对比度、且具有高色彩再现性的显示屏。

如此得到的本发明的偏光元件或偏振片以带有保护膜的偏振片的形式根据需要设置保护层或功能层和支持体等，在液晶投影仪、计算器、钟表、笔记本电脑、文字处理机、液晶电视机、偏光透镜、偏光眼镜、卫星导航以及室内外计测器或显示器等中进行使用。

实施例

下面通过实施例更详细地说明本发明，但本发明并不限定于此。需要说明的是，实施例中示出的透过率、偏光度的评价如下进行。

在偏光原膜(素膜)的两面贴合保护膜，将所得到的2片偏振片按照其吸收轴同向进行叠合的情况下的透过率设为平行透过率Tp、将2片偏振片按照其吸收轴正交的方式进行叠合的情况下的透过率设为正交透过率Tc。

偏光度Py由平行位透过率Tp和正交位透过率Tc通过下式(i)求得。

Py＝{(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}^1/2×100 式(i)

各透过率使用分光光度计〔日立制作所社制造“U-4100”〕进行测定。

<色素溶液的制作>

将2-氨基萘-4,8-二磺酸(惯用名：C酸)32.5份溶解在水145份中，加入到含有35％盐酸26份的水140份中，在15℃～20℃加入亚硝酸钠6.9份进行1小时重氮化。接下来加入由2-甲氧基-4-甲基苯胺13.7份、35％盐酸17.5份构成的水溶液，在利用乙酸钠保持pH3.0～3.5的情况下，在20℃利用4小时进行偶联。接下来向该氨基偶氮化合物中加入35％盐酸21.4份，在10℃加入亚硝酸钠6.9份，在15℃～20℃需要2小时～3小时进行2次重氮化。接下来将其加入到由苯基J酸31.5份、水125份、碳酸钠11份构成的水溶液中，进一步加入碳酸钠溶液，同时保持pH8.5～9.5，在20℃利用3小时进行2次偶联，直至在斑点试验中确认不到重氮化物为止，得到二偶氮化合物。接着加入通过在硫酸铜25份的水溶液中加入单乙醇胺30.5份而得到的铜络盐，在95℃利用10小时进行铜化反应，直至在薄层色谱上确认不到未反应物为止，制作本申请的含有20重量％式(3)所表示的色素的溶液。

实施例1

<偏光元件的制作>

将皂化度为99％以上、膜厚为75μm的聚乙烯醇系树脂膜(KURARAY社制造VF系列)在40℃的温水中浸渍2分钟，进行溶胀处理。将溶胀处理后的膜在含有式(3)所表示的色素的20重量％水溶液中利用25重量％的讃岐盐(サヌキ塩(Sanuki salt))进行盐析，在60℃进行干燥，将干燥后的色素粉体(HPLC纯度98.2％)以0.05重量％浸渍在含有三聚磷酸钠0.1重量％的45℃水溶液中，进行染料的吸附。将吸附了染料的膜用水清洗，清洗后，利用含有2重量％的硼酸的40℃水溶液进行1分钟硼酸处理。将进行硼酸处理而得到的膜以5.0倍进行拉伸，同时在含有硼酸3.0重量％的55℃水溶液中进行5分钟处理。该进行硼酸处理而得到的膜在保持紧张状态的情况下利用30℃的水进行15秒清洗。将处理得到的膜立即在70℃进行9分钟干燥处理，得到膜厚为28μm的偏光元件。

将所得到的偏光元件溶解、进行HPLC测定，结果膜中的式(3)所示色素的纯度为98.1％。

使用聚乙烯醇系粘结剂，将所得到的偏光元件与进行了碱处理的膜厚为80μm的三乙酰纤维素膜(富士胶片社制造TD-80U、以下简称为TAC)按照偏光元件/粘结层/TAC的构成进行层叠，层压得到偏振片。将所得到的偏振片切成40mm×40mm，藉由粘合剂PTR-3000(日本化药社制造)按照TAC/粘结层/偏光元件/粘结层/TAC/粘合层/透明玻璃板的构成贴合于1mm的透明玻璃板，制成评价试样。

实施例2

实施例1中，将2-甲氧基苯胺替换为2,5-二甲氧基苯胺，制作具有式(4)所示的化合物的色素溶液，利用色素粉体(HPLC纯度98.6％)得到偏光元件，除此以外同样地制作偏振片以及评价试样。将实施例2中得到的偏光元件溶解、进行HPLC测定，结果膜中的式(4)所示的色素的纯度为98.8％。

实施例3

将实施例1中使用的苯基J酸替换为甲基苯基J酸，制作具有式(5)所示的化合物的色素溶液，利用色素粉体(HPLC纯度97.8％)得到偏光元件，除此以外同样地制作偏振片以及评价试样。将实施例3中得到的偏光元件溶解、进行HPLC测定，结果膜中的式(4)所示的色素的纯度为97.2％。

比较例1

将含有实施例1中所用的式(3)所表示的色素的20重量％水溶液利用25重量％的讃岐盐进行盐析；使干燥时的温度为90℃，使用干燥后的色素粉体(HPLC纯度88.9％)；除此以外同样地进行偏光元件的制作。在干燥后的色素粉体中含有7.7％的式(15)所表示的色素。此外，将所得到的偏光元件溶解、进行HPLC测定，结果：通过HPLC测定可知膜中的式(3)所示的色素含有86.2％，式(15)所示的色素含有12.1％。

比较例2

将实施例2中所用的式(4)所表示的20重量％水溶液利用25重量％的讃岐盐进行盐析；使干燥时的温度为90℃，使用干燥后的色素粉体(HPLC纯度85.1％)；除此以外同样地进行偏光元件的制作。在干燥后的色素粉体中含有8.3％的式(16)所表示的色素。此外，将所得到的偏光元件溶解、进行HPLC测定，结果：通过HPLC测定可知膜中的式(4)所示的色素含有84.5％，式(16)所示的色素含有13.9％。

比较例3

将实施例3中所用的式(5)所表示的20重量％水溶液利用25重量％的讃岐盐进行盐析；使干燥时的温度为90℃，使用干燥后的色素粉体(HPLC纯度87.9％)；除此以外同样地进行偏光元件的制作。在干燥后的色素粉体中含有9.1％的式(17)所表示的色素。此外，将所得到的偏光元件溶解、进行HPLC测定，结果：通过HPLC测定可知膜中的式(5)所示的色素含有88.1％，式(17)所示的色素含有10.3％。

表1中示出了实施例1～3、比较例1～3中得到的评价试样具有最大偏光度的波长以及该波长下的平行透过率、正交透过率、偏光度以及平行透过率除以正交透过率而计算出的表示明暗的对比度。

表1

由表1可知，本发明的偏振片显示出高偏光度和高对比度，与此相对，比较例中的偏光度低，降低约0.3％～0.8％，且对比度降低至3成左右。由此，本申请的偏振片具有高偏光率，通过在液晶投影仪、计算器、钟表、笔记本电脑、文字处理机、液晶电视机、偏光透镜、偏光眼镜、卫星导航以及室内外计测器或显示器等中进行使用，即使不使用联茴香胺之类的属于特定化学物质的色素，也可得到具有高对比度的液晶显示仪器以及透镜等。

实施例4

将利用与实施例2同样的方法得到的偏振片在105℃的环境中投入401小时，确认了偏振片的正交透过率和色调的变化。对于偏振片的色调，利用由JIS Z8729(色的表示方法L*、a*、b*表色系统(表示系)和L*、u*、v*色度系统(表色系))所表示的色度系统测定正交色调的a*和b*。此处所说的正交色调是指在2片偏振片按照吸收轴分别正交的方式进行重叠的状态下进行的测定。在L*、a*、b*色度系统中，a*、b*各自越接近于零，则表示色调越为中性色。

比较例4

将利用与比较例2同样的方法得到的评价试样具有最大偏光度的波长的正交透过率为0.052％的偏振片在105℃的环境中投入401小时，确认了偏振片的正交透过率和色调的变化。对于偏振片的色调，利用由JIS Z8729(色的表示方法L*、a*、b*表色系统和L*、u*、v*色度系统)所表示的色度系统测定正交色调的a*和b*。

比较例5

将实施例4中所用的色素变更为日本专利公报昭64-5623的实施例1中所示的色素，得到评价试样具有最大偏光度的波长的正交透过率为0.050％的偏振片，除此以外同样地在105℃的环境中投入401小时，确认了偏振片的正交透过率和色调的变化。对于色调，利用由JIS Z8729(色的表示方法L*、a*、b*表色系统和L*、u*、v*色度系统)所表示的色度系统测定正交色调的a*和b*。

表2示出实施例4、比较例4和比较例5中得到的评价试样具有最大偏光度的波长的正交透过率的初期值和耐热试验后的值、及正交色调的a*和b*的初期值和耐热试验后的值、以及相对于a*和b*的变化的几何平均值(以下省略为GM值)。

表2

由表2可知，本发明的偏振片的正交透过率的变化以及色变化均比比较例优异，因而耐热性优异。此外，与式(1)的R为甲基的比较例5相比也具有更高的耐热性。

实施例5

将利用与实施例2同样的方法得到的偏振片在85℃、湿度85％的环境中投入401小时，确认了偏振片的正交透过率和色调的变化。对于偏振片的色调，利用由JISZ8729(色的表示方法L*、a*、b*表色系统和L*、u*、v*色度系统)所表示的色度系统测定正交色调的a*和b*。此处所说的正交色调是指在2片偏振片按照吸收轴分别正交的方式进行重叠的状态下进行的测定。在L*、a*、b*色度系统中，a*、b*各自越接近于零，则表示色调越为中性色。

比较例6

将利用与比较例2同样的方法得到的评价试样具有最大偏光度的波长的正交透过率为0.059％的偏振片在85℃、湿度85％的环境中投入401小时，确认了偏振片的正交透过率和色调的变化。对于偏振片的色调，利用由JIS Z8729(色的表示方法L*、a*、b*表色系统和L*、u*、v*色度系统)所表示的色度系统测定正交色调的a*和b*。

比较例7

将实施例4中所用的色素变更为日本专利公报昭64-5623的实施例1中所示的色素，得到评价试样具有最大偏光度的波长的正交透过率为0.053％的偏振片，除此以外同样地在85℃、湿度85％的环境中投入401小时，确认了偏振片的正交透过率和色调的变化。对于色调，利用由JIS Z8729(色的表示方法L*、a*、b*表色系统和L*、u*、v*色度系统)所表示的色度系统测定正交色调的a*和b*。

表3示出实施例5、比较例6和比较例7中得到的评价试样具有最大偏光度的波长的正交透过率的初期值和耐湿热试验后的值、及正交色调的a*和b*的初期值和耐湿热试验后的值、以及相对于a*和b*的变化的几何平均值(以下省略为GM值)。

表3

由表3可知，本发明的偏振片的正交透过率的变化以及色变化均比比较例优异，因而耐热性优异。此外，与式(1)的R为甲基的比较例7相比，透过率变化少，具有高耐湿热性。由此，本申请的偏振片具有高偏光率，通过在液晶投影仪、计算器、钟表、笔记本电脑、文字处理机、液晶电视机、偏光透镜、偏光眼镜、卫星导航以及室内外计测器或显示器等中进行使用，即使不使用联茴香胺之类的属于特定化学物质的色素，也可得到高对比度且具有高耐久性的液晶显示仪器以及透镜等。

Claims (5)

1.一种偏光元件，其是由含有聚乙烯醇树脂或其衍生物和二色性色素并拉伸了3倍以上的膜构成的偏光元件，其特征在于，该二色性色素的至少一者为式(1)所表示的偶氮化合物或其盐，且式(2)所表示的偶氮化合物或其盐在偏光元件中的含量为10％以下，

式(1)中，A表示具有取代基的萘基，R表示氢原子或甲氧基，X表示氢原子、羟基、羧基、甲基、甲氧基、磺基，

式(2)中，A、R、X表示与式(1)所示的A、R、X相同的含义。

2.一种偏振片，其在权利要求1所述的偏光元件的单面或者双面设有保护层。

3.一种液晶显示装置，其使用了权利要求1所述的偏光元件或权利要求2所述的偏振片。

4.一种透镜，其使用了权利要求1所述的偏光元件或权利要求2所述的偏振片。

5.一种偏光元件的制造方法，其特征在于，所述偏光元件由含有聚乙烯醇树脂或其衍生物和二色性色素并拉伸了3倍以上的膜构成，该二色性色素的至少一者为式(1)所表示的偶氮化合物或其盐，式(1)所表示的偶氮化合物或其盐与式(2)所表示的偶氮化合物或其盐在偏光元件中的含量之比为9:1～10:0；

式(1)中，A表示具有取代基的萘基，R表示氢原子或甲氧基，X表示氢原子、羟基、羧基、甲基、甲氧基、磺基，

式(2)中，A、R、X表示与式(1)所示的A、R、X相同的含义。