具有高透射率的无彩色的染料系偏振元件和偏振片的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及染料系偏振元件和偏振片。
【背景技术】
[0002] 偏振元件通常通过使作为二色性色素的碘或二色性染料吸附取向至聚乙烯醇树 脂膜上来制造。在该偏振元件的至少单面借助粘接剂层贴合由三乙酰纤维素等构成的保护 膜而制成偏振片，用于液晶显示装置等。使用碘作为二色性色素的偏振片被称为碘系偏振 片，另一方面，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。其中，染料 系偏振片具备如下特征：具有高耐热性、高湿热耐久性、高稳定性，并且通过配合带来的色 的选择性高；另一方面，与具有相同偏振度的碘系偏振片相比时，染料系偏振片存在透射率 低、即对比度低的问题。因此，期望染料系偏振片维持高耐久性，色的选择性多样，透射率更 高且具有高偏振特性。但是，即使是这种色的选择性多样的染料系偏振片，到目前为止的偏 振元件都是在与吸收轴平行地设置以显示白色时会呈现出黄色感的偏振元件。若为了改善 平行设置时的黄色感而在制作抑制了平行设置时的黄色感的偏振片，则在偏振元件沿与吸 收轴为正交的轴设置的情况下，存在黑色呈现出蓝色的问题。因此，作为偏振元件，要求在 白色显示时显示出无彩色的白色、在黑色显示时显示出无彩色的黑色的偏振片，但到目前 为止，还没有单片透射率为35%以上、在白色显示时显示出无彩色的白色、在黑色显示时显 示出无彩色的黑色的偏振元件或偏振片。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1 :日本专利第4281261号
[0006] 专利文献2 :日本专利第3357803号
[0007] 非专利文献
[0008] 非专利文献1 :功能性色素的应用，第1次印刷发行版，株式会社CMC出版，入江正 浩主编，P98-100
[0009] 非专利文献2 :染料化学，细田丰著，技报堂
【发明内容】
[0010] 发明所要解决的课题
[0011] 作为改善偏振片的色调的方法，公开了专利文献1或专利文献2那样的技术。在专 利文献1中，公开了计算出中性点且其绝对值为0~3的偏振片，但由实施例可知，即使中 性点（Np)低，但仅是由JIS-Z-8729求出的平行位的色调，a*值也为-2~-1且b*值也为 2. 5~4.0,因此可知，作为颜色，进行白色显示时呈现出黄绿色。另外，关于正交位的色调， a*值为0~1，但b*值为-1. 5~-4. 0,因此成为呈现蓝色的偏振片。在专利文献2中公开 了一种偏振元件，其在410nm~750nm的透射率为平均值的±30%以内，通过除碘以外还 添加直接染料、反应染料或酸性染料来制备而成，但该偏振元件为进行单片透射率测定时、 即、仅使用1片偏振元件进行测定时的颜色以UCS色空间中的a值、b值计绝对值为2以内 而得到的偏振元件，并不是在使用2片偏振片进行白色显示时（平行的情况下）和黑色显 示时（正交的情况下）的色调能够同时表现为无彩色的偏振元件。另外，由实施例可知，该 单片透射率的平均值在实施例1中为31. 95%、在实施例2中为31. 41%，透射率低，因此， 在要求高透射率且高对比度的领域、特别是液晶显示装置、有机电致发光等领域中，并不是 以更高透射率、高偏振度具有充分性能的偏振元件。特别是无法得到高透射率、具体而言单 片透射率为40%以上的偏振片，特别是，透射率越高，目前越无法得到无彩色的偏振片，要 求具有更高透射率、平行位的白色为无彩色、且正交位的黑色为无彩色的偏振片。此外，实 施例1和实施例2中，碘也作为主要的二色性色素来使用，因此，在耐久性试验后、特别是湿 热耐久性试验后，色变化大，不是耐久性良好的偏振元件或偏振片。
[0012] [用于解决课题的手段]
[0013] 本发明人为了解决上述课题进行了深入研究，结果得到如下新发现：一种偏振元 件，其为由基材形成的偏振元件，该基材含有由偶氮化合物构成的二色性染料，该偏振元件 的单片透射率为35 %~60 %，其特征在于，关于按照JIS-Z-8729求得的a*值和b*值，单 片透射率测定时的a*值和b*值以绝对值计为1以内，使2片该基材的吸收轴方向平行地 对2片该基材进行测定而得到的a*值和b*值以绝对值计为2以内，使2片该基材的吸收 轴方向正交地对2片该基材进行测定而得到的a*值和b*值以绝对值计为2以内，该偏振 元件具有高透射率，同时在将偏振元件的吸收轴平行地设置时能够表现无彩色的白色、且 在将偏振元件的吸收轴正交地设置时能够表现无彩色的黑色，而且得到具有高偏振度、具 有尚耐久性的偏振兀件或偏振片。
[0014] SP，本发明涉及：
[0015] "（1) 一种偏振元件，其为由含有偶氮化合物的基材形成的偏振元件，其特征在于， 关于按照JIS-Z-8729求得的色调的a*值和b*值，单片透射率测定时的a*值和b*值以绝 对值计为1以内，使2片该基材的吸收轴方向平行地对2片该基材进行测定而得到的a*值 和b*值以绝对值计为2以内，使2片该基材的吸收轴方向正交地对2片该基材进行测定而 得到的a*值和b*值以绝对值计为2以内；并且单片透射率为35%~60%。
[0016] (2)如（1)所述的偏振元件，其特征在于，在照射绝对偏振光的振动方向为与基材 偏振元件的吸收轴方向正交的方向的偏振光时，关于各波长的透射率，550nm~600nm的平 均透射率与400nm~460nm的平均透射率之差以绝对值计为4 %以内，且600nm~670nm的 平均透射率与550nm~600nm的平均透射率之差以绝对值计为3%以内；并且在照射绝对 偏振光的振动方向为与基材偏振元件的吸收轴方向平行的方向的偏振光时，关于各波长的 透射率，550nm~600nm的平均透射率与400nm~460nm的平均透射率之差以绝对值计为 2 %以内，且600nm~670nm的平均透射率与550nm~600nm的平均透射率之差以绝对值计 为2%以内。
[0017] (3)如⑴或⑵所述的偏振元件，其特征在于，在含有偶氮化合物的基材中以游 离酸的形式含有式（1)所示的偶氮化合物或其盐、以及式（2)所示的偶氮化合物或其盐。
[0018] [化 1]
[0019] CN 105190378 A 说明书 3/27 页
[0020] (A1表示具有取代基的苯基或萘基，RJP 1?2各自独立地表示氢原子、低级烷基、低 级烷氧基、磺基或具有磺基的低级烷氧基，&表示具有或不具有取代基的苯基氨基）
[0021] [化 2]
[0023] (式中，R3~R 6各自独立地表示氢原子、低级烷基、低级烷氧基、磺基、具有磺基的 低级烷氧基、羰基或卤原子）
[0024] (4)如（1)或（2)所述的偏振元件，其特征在于，在含有偶氮化合物的基材中以游 离酸的形式含有式（1)所示的偶氮化合物或其盐、以及式（3)所示的偶氮化合物或其盐。
[0025] [化 3]
[0027] (式中，AjP A 3各自独立地表示其取代基中的至少1个为磺基、低级烷基、低级烷 氧基、具有磺基的低级烷氧基、羧基、硝基、氨基或取代氨基的萘基或苯基，馬和心各自独立 地表不氛原子、低级烷基、低级烷氧基、横基或具有横基的低级烷氧基）
[0028] (5)如⑴~⑷中任一项所述的偏振元件，其特征在于，以游离酸的形式含有选 自式（4)所示的偶氮化合物、其盐、或其过渡金属络合物中的偶氮化合物。
[0029] [化 4]
[0031] (式中，A4表示硝基或氨基，R9表示氢原子、羟基、低级烷基、低级烷氧基、磺基或具 有磺基的低级烷氧基，&表示具有或不具有取代基的苯基氨基）
[0032] (6)如⑴~（5)中任一项所述的偏振元件，其特征在于，以游离酸的形式含有选 自式（5)所示的偶氮化合物、其盐、及其过渡金属络合物中的偶氮化合物。
[0033][化 5]
[0035] (式中，R1。和R n各自独立地表示磺基、羧基、羟基、低级烷基或低级烷氧基，η表示 1~3的整数）
[0036] (7)如⑶~（6)中任一项所述的偏振元件，其特征在于，式⑴的A1为具有取代 基的苯基。
[0037] (8)如⑶~（7)中任一项所述的偏振元件，其特征在于，式⑷所示的偶氮化合 物为铜络合物。
[0038] (9)如⑶~⑶中任一项所述的偏振元件，其特征在于，式（4)的A4取代基为硝 基。
[0039] (10)如⑶~（9)中任一项所述的偏振元件，其特征在于，式（3)的AjP A3为具 有磺基的萘基。
[0040] (11)如⑶~（10)中任一项所述的偏振元件，其特征在于，式（1)、式⑵和式 (3)所示的偶氮化合物全部包含。
[0041] (12)如⑴~（11)中任一项所述的偏振元件，其特征在于，基材由聚乙烯醇系树 脂膜形成。
[0042] (13)如⑴~（12)中任一项所述的偏振元件，其特征在于，单片透射率为35%~ 60%，且具有利用式（I)得到的值以上的偏振度。
[0043] [数 1]
[0044] P y = -0· 0906 X Ys2+5. 97 X Ys …式（I)
[0045] (Ys表示单片透射率，P y表示偏振度）
[0046] (14)如⑴~（13)中任一项所述的偏振片，其中，该偏振片通过在偏振元件的至 少单面设置支撑体膜而形成。
[0047] (15) -种液晶显示装置，其使用了（1)~（14)中任一项所述的偏振元件或偏振 片"。
[0048] 发明的效果
[0049] 本发明的偏振元件具有高透射率，同时在将偏振元件的吸收轴平行地设置时能够 表现无彩色的白色、且在将偏振元件的吸收轴正交地设置时表现无彩色的黑色，而且得到 尚偏振度且具有尚耐久性的偏振兀件或偏振片。
【附图说明】
[0050] 图1是反射型液晶的电极中的各波长的反射光的强度的例子。
【具体实施方式】
[0051] 本发明的偏振元件在一个方式中为由基材形成的偏振元件，该基材含有由偶氮化 合物构成的二色性染料，该偏振元件的特征在于，关于按照JIS-Z-8729求得的a*值和b* 值，单片透射率测定时的a*值和b*值以绝对值计为1以内，使2片该基材的吸收轴方向平 行地对2片该基材进行测定而得到的a*值和b*值以绝对值计为2以内，使2片该基材的 吸收轴方向正交地对2片该基材进行测定而得到的a*值和b*值以绝对值计为2以内；并 且单片透射率为35%~60%。JIS-Z-8729中规定的物体颜色的表示方法相当于国际照明 委员会（简称CIE)规定的物体颜色的表示方法。单片透射率表示对偏振元件照射自然光 时测定1片（单片）偏振元件的透射率时的透射率，关于测定该单片透射率时的色调，需要 a*值（以下表示为a*_s)和b*值（以下表示为b*_s)以绝对值计为1以内。另外，在入射 自然光时，使2片基材的吸收轴方向平行地对2片基材进行测定而得到的a*值（以下表示 为a*_p)和b*值（以下表示为b*_p)以绝对值计为2以内，并且，在入射自然光时，使2片 基材的吸收轴方向正交地对2片基材进行测定而得到的a*值（以下表示为a*_c)和b*值 (以下表示为b*_c)以绝对值计为2以内，从而可实现能够表现无彩色的偏振片。更优选 a*_p和b*_p的绝对值为L 5以内、且a*_c和b*_c的绝对值为L 5以内，进一步优选a*_p 和b*_p的绝对值为L 0以内、且a*_c和b*_c的绝对值为L 0以内。作为a*_p和b*_p的 绝对值，即使仅具有〇. 5的差异，作为人的感受度，也能够感觉出颜色的差异，因此，对数字 进行控制是非常重要的。特别是作为a*_p和b*_p的绝对值，若为1以内，则可形成在颜色 大致为白色时以及大致为黑色时基本确认不到呈现出颜色的程度的良好的偏振片。
[0052] 作为偏振片的性能，要求透射率更高，单片透射率若为35%~60%，则即使用于 显示装置，也能无不适感地表现出明亮度，优选透射率为38 %~55 %、更优选为40 %~ 5