專利名稱：染料型偏振膜及染料型偏振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚乙烯醇薄膜的染料型偏振膜，本發(fā)明還涉及一種染料型偏振器。
背景技術(shù)：
通過將保護(hù)膜疊設(shè)于偏振膜的一個表面或兩個表面獲得的偏振器，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于液晶顯示器(LCD)。最近，除了筆記本個人電腦、液晶監(jiān)視器和液晶電視外，已將液晶顯示器應(yīng)用于許多公用設(shè)施，例如從汽車的駕駛席上可觀察到的車輛導(dǎo)航系統(tǒng)和儀表、便攜式電話、便攜式信息終端設(shè)備、娛樂設(shè)備和固定物等。根據(jù)使用偏振器的不同目的，對光學(xué)性能有很多要求。
偏振膜包括在其膜中和膜上使碘吸附和定位的聚乙烯醇薄膜的碘型偏振膜和在其膜中和膜上使二色性染料吸附和定位的聚乙烯醇薄膜的染料型偏振膜。由聚乙烯醇薄膜的碘型偏振膜作為偏振層組成的碘型偏振器具有很高的偏振能力，且具有較低的持久性；而由聚乙烯醇薄膜的染料型偏振膜作為偏振層組成的染料型偏振器具有非常高的持久性。因此，通常將染料型偏振器應(yīng)用于液晶投影儀，特別是，使用時通過暴露于強(qiáng)光下使其溫度升高；以及應(yīng)用于較大地改變溫度的環(huán)境中且需要高持久性的汽車裝配設(shè)備，例如汽車的車輛導(dǎo)航系統(tǒng)和儀表。
有關(guān)這種染料型偏振器或染料型偏振膜，以前已做過很多提議。例如，JPNO.6-337312A公開了將《染料索引》(Color Index)中描述的至少一種特定的含金屬的重氮染料和至少兩種選自另外的含金屬的重氮染料、特定的三偶氮染料和特定的直接染料的染料混合，且將混合物施涂于偏振膜基質(zhì)，如聚乙烯醇膜；以及JPNO.7-159615A公開了將特定的三偶氮或氧化單偶氮基雙偶氮(disazomonoazoxy)染料，或特定的含金屬的三偶氮或氧化單偶氮基雙偶氮(disazomonoazoxy)染料施涂于偏振膜基質(zhì)，此外，這些染料可通過與其它染料的至少兩種混合使用。
JPNO.8-240715公開了將具有高聚合度的聚乙烯醇薄膜以干法進(jìn)行單軸拉伸，接著使染料在其膜中和其膜上吸附和定位，此后用硼酸水溶液在70～85℃的高溫下進(jìn)行處理，借此能夠獲得具有高透射率和高偏振度的偏振膜。在這篇參考資料中，描述了可使用作為染料的許多染料。
另外，JPNO.2000-329936A和JPNO.2000-329941A公開了具有在波長范圍為400-500nm內(nèi)具有透射率為0.3％或更低(當(dāng)用具有平行振動平面的線形偏振光輻照偏振膜的吸附軸向時)，以及在波長范圍為430～500nm內(nèi)具有透射率為77％或更高(當(dāng)用具有垂直振動平面的線形偏振光輻照吸附軸向時)的偏振膜在通過液晶投影儀或自然色顯示器顯示自然色方面是有效的。同時，這些參考資料也舉例說明了作為可用的染料的各種染料。且這些參考資料公開了C.I.直接橙39和C.I.直接紅81的混合物作為染料的優(yōu)選實施例。
進(jìn)一步地，JPNO.2002-82222A公開了通過使用吸附厚度為4μm或更大的二色性染料的染料型偏振膜，可以抑制持久性的劣化。特別是，當(dāng)從液晶投影儀的光源輻照出強(qiáng)光時。同時JPNO.2002-90528A公開了關(guān)于相同的染料型偏振膜，通過使用在波長為440μm時吸收率為3.0或更大的偏振膜，也可以抑制持久性的劣化，甚至是當(dāng)從光源輻照出強(qiáng)光時。這些參考資料也舉例說明了作為可用的染料的許多染料。
此外，通過規(guī)定偏振器的平行色和/或垂直色，已做過很多嘗試來顯示中性灰色。例如，JPNO.11-281817A建議通過規(guī)定在平行色a和b，或a*和b*之間的關(guān)系，抑制色彩中的偏差。另外，JPNO.2001-311827A建議組成偏振器的任何一層包含著色劑，以便垂直色a*和b*及平行色a*和b*滿足特定的關(guān)系，借此可以顯示中性灰色。
另一方面，在已經(jīng)進(jìn)行的嘗試中，施涂于偏振膜的至少一側(cè)上的透明的保護(hù)層由具有光學(xué)補(bǔ)償功能的薄膜構(gòu)成。例如，JPNO.8-94838A公開了使用至少一種光學(xué)各向異性成份作為保護(hù)膜用于偏振膜。另外，作為具有光學(xué)補(bǔ)償功能的薄膜，已知在膜中將液晶化合物定位于透明基質(zhì)上的薄膜。例如，JPNO.8-50206A公開了一種光學(xué)補(bǔ)償片，在片中將盤型液晶化合物定位。
期間，當(dāng)將常規(guī)的染料型偏振器排列于透射式薄膜晶體管(TFT)型液晶顯示板(經(jīng)常用于最近的汽車裝配設(shè)備中，尤其是，在車輛導(dǎo)航系統(tǒng)中)上時，有時伴隨著液晶晶格被破壞，和色彩重現(xiàn)性不足。這里所用到的色彩重現(xiàn)性指的是，原始圖象的色彩中顯示器的重現(xiàn)精度。就以前的染料型偏振器而言，有時顯示器是帶黃色的。特別是，當(dāng)具有光學(xué)補(bǔ)償功能的薄膜用作排列于偏振膜的至少一個側(cè)面上的透明保護(hù)層時，這種趨向是顯著的。
由此可見，上述現(xiàn)有的染料型偏振膜及染料型偏振器仍存在有缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決現(xiàn)有的染料型偏振膜及染料型偏振器的缺陷，相關(guān)廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計被發(fā)展完成，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。
有鑒于上述現(xiàn)有的染料型偏振膜及染料型偏振器存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計制造多年豐富的實務(wù)經(jīng)驗及專業(yè)知識，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的染料型偏振膜及染料型偏振器，能夠改進(jìn)現(xiàn)有的染料型偏振膜及染料型偏振器，使其更具有實用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計，并經(jīng)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實用價值的本發(fā)明。
為了提高在其上排列著染料型偏振器的液晶顯示器的色彩重現(xiàn)性，本發(fā)明已研究染料型偏振器。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在特定的范圍內(nèi)，將平行色表示在色度坐標(biāo)(a*，b*)上時，通過設(shè)置色彩角H，以及在上述情況下，將色度C*設(shè)定到特定的值，可提高透射式TFT液晶顯示器的色彩重現(xiàn)性。其中透明保護(hù)膜疊置于帶有二色性染料(在聚乙烯醇薄膜中和膜上吸附和取向)的染料型偏振膜的至少一個側(cè)面上，這樣完成了本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的染料型偏振膜及染料型偏振器存在的缺陷，而提供一種新型結(jié)構(gòu)的染料型偏振膜及染料型偏振器，所要解決的技術(shù)問題是使其可以利用染料型偏振器提高液晶顯示器的色彩重現(xiàn)性，從而更加適于實用，且具有產(chǎn)業(yè)上的利用價值。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種染料型偏振膜，其特征在于該偏振膜是在其膜中/膜上使二色性染料吸附和定位的聚乙烯醇薄膜的偏振膜，其中，如果將平行色表示于色度坐標(biāo)(a*，b*)上，色彩角H為105°～150°，且色度C*為7或更小。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實現(xiàn)。
前述的染料型偏振膜及染料型偏振器，其中所述的偏振膜，其中，如果將垂直色表示于色度坐標(biāo)(a*，b*)上，色度C*為3或更小。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種包括具有光學(xué)補(bǔ)償功能的薄膜和在其膜中/膜上使二色性染料吸附和定位的聚乙烯醇薄膜的偏振器，其中，如果將其平行色表示于色度坐標(biāo)(a*，b*)上，色彩角H為105°～150°，且色度C*為9或更小。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實現(xiàn)。
前述的染料型偏振膜及染料型偏振器，其中所述的偏振器，其中具有光學(xué)補(bǔ)償功能的薄膜疊置于聚乙烯醇薄膜的至少一個表面。
前述的偏振器，其中，如果將平行色表示于色度坐標(biāo)(a*，b*)上，聚乙烯醇薄膜的色彩角H為105°～150°，且聚乙烯醇薄膜的色度C*為7或更小。
前述的偏振器，其中，如果將垂直色表示于色度坐標(biāo)(a*，b*)上，色度C*為3或更小。
前述的偏振器，其中，如果將垂直色表示于色度坐標(biāo)(a*，b*)上，聚乙烯醇薄膜的色度C*為3或更小。
前述的偏振器，其中具有光學(xué)補(bǔ)償功能的薄膜包括液晶化合物和基質(zhì)。
前述的偏振器，其中液晶化合物為盤型液晶。
前述的偏振器，其中具有光學(xué)補(bǔ)償功能的薄膜為將液晶化合物涂覆于基質(zhì)上的薄膜。
前述的偏振器，其中具有光學(xué)補(bǔ)償功能的薄膜是通過將液晶化合物涂覆于基質(zhì)上獲得的。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，為了達(dá)到前述發(fā)明目的，本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容如下根據(jù)本發(fā)明，提供了一種偏振器，其中具有光學(xué)補(bǔ)償功能的薄膜疊設(shè)置于聚乙烯醇薄膜(在其膜中和膜上吸附和定位二色性染料)的至少一側(cè)。其中，將偏振器的平行色表示在色度坐標(biāo)(a*，b*)上時，色彩角H為105°～150°，且色度C*為9或更低。
優(yōu)選的是將其垂直色表示在色度坐標(biāo)(a*，b*)上時，這種偏振器具有的色度C*為3或更低。具有光學(xué)補(bǔ)償功能的薄膜可以是，例如，其中液晶化合物涂覆于透明基質(zhì)上的薄膜，且在該情況下，液晶化合物可以是，例如盤型液晶。
另外，根據(jù)本發(fā)明，通過利用在其膜中和膜上吸附和定位二色性染料的聚乙烯醇薄膜的偏振膜提供上述偏振器，其中偏振膜的色彩角H為105°～150°，且色度C*為7或更低。
優(yōu)選的是將垂直色表示在色度坐標(biāo)(a*，b*)上時，這種偏振膜具有的角度C*為3或更低。
經(jīng)由上述可知，本發(fā)明提供了在其膜中/膜上使二色性染料吸附和定位的聚乙烯醇薄膜的偏振膜，其中，如果將平行色表示于色度坐標(biāo)(a*，b*)上，色彩角H為105°～150°，且色度C*為7或更小。也提供了包括具有光學(xué)補(bǔ)償功能的薄膜和在其膜中/膜上使二色性染料吸附和定位的聚乙烯醇薄膜的偏振器，其中，如果將其平行色表示于色度坐標(biāo)(a*，b*)上，色彩角H為105°～150°，且色度C*為9或更小。
借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明至少具有下列優(yōu)點本發(fā)明為了提高在其上排列著染料型偏振器的液晶顯示器的色彩重現(xiàn)性，本發(fā)明研發(fā)了染料型偏振器。其在特定的范圍內(nèi)，將平行色表示在色度坐標(biāo)(a*，b*)上時，通過設(shè)置色彩角H，以及在上述情況下，將色度C*設(shè)定到特定的值，而可提高透射式TFT液晶顯示器的色彩重現(xiàn)性。
綜上所述，本發(fā)明特殊結(jié)構(gòu)的染料型偏振膜及染料型偏振器，可以利用染料型偏振器提高液晶顯示器的色彩重現(xiàn)性。其在同類產(chǎn)品中未見有類似的結(jié)構(gòu)設(shè)計公開發(fā)表或使用而確屬創(chuàng)新，不論在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)或功能上皆有較大改進(jìn)，在技術(shù)上有較大進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實用的效果，且較現(xiàn)有的染料型偏振膜及染料型偏振器具有增進(jìn)的多項功效，從而更加適于實用，而具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價值，誠為一新穎、進(jìn)步、實用的新設(shè)計。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖
詳細(xì)說明如后。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的染料型偏振膜及染料型偏振器其具體結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
本發(fā)明的偏振膜，是在其膜中和膜上吸附和定位二色性染料的聚乙烯醇薄膜，其中，將偏振膜的平行色表示在色度坐標(biāo)(a*，b*)上時，色彩角H為105°～150°，且色度C*為7或更低。色彩的色度坐標(biāo)(a*，b*)是由a*和b*組成的直角坐標(biāo)體系，a*和b*根據(jù)JIS Z 8729進(jìn)行測量和計算。平行色的意思是當(dāng)使兩個偏振器或偏振膜重疊以至于各自的吸收軸成為平行時的色彩；而垂直色的意思是當(dāng)使兩個偏振器或偏振膜重疊以至于各自的吸收軸成為相互垂直時的色彩。
在本發(fā)明中，將偏振膜的平行色表示在色度坐標(biāo)(a*，b*)上時，色彩角H為105°～150°，且色度C*為7或更低。優(yōu)選色彩角為110°或更大，優(yōu)選140°或更小。另一方面，優(yōu)選色度C*為6或更小。當(dāng)色彩角小于105°或大于150°，伴隨著液晶晶格被破壞，且色彩重現(xiàn)性降低。此外，當(dāng)色度C*大于7時，也伴隨著液晶晶格被破壞，和色彩重現(xiàn)性降低。色彩角H和色度C*分別通過下述等式(1)和(2)進(jìn)行定義色彩角H＝tan-1(b*/a*) (1)色度C*＝[(a*)2+(b*)2]1/2(2)色彩角H與JIS Z 8729中“ab色彩角hab”的表示相同，且色度C*與JIS Z 8729中“ab色度C*ab”的表示相同。
優(yōu)選偏振器的單個透射率和偏振度分別較高。那么，優(yōu)選單個透射率為35％和更大，進(jìn)一步為37％或更大，且優(yōu)選偏振度為99.3％或更大，進(jìn)一步為99.8％或更大。
該聚乙烯醇薄膜是主要具有乙烯醇單元或其改性單元的聚合物的薄膜，且特別的例子包括由皂化醋酸乙烯酯的聚合物——聚醋酸乙烯酯獲得的聚合物的薄膜、由皂化醋酸乙烯酯與其它與醋酸乙烯酯可共聚的單體，如不飽和羧酸、烯烴、乙烯基醚、不飽和磺酸、不飽和胺、丙烯酰胺和丙烯酸衍生物的共聚物獲得的聚合物的薄膜、進(jìn)一步地，聚乙烯醇縮甲醛和聚乙烯醇縮醛(共聚物的改性聚合物)的薄膜等等。在這些薄膜中，優(yōu)選由皂化聚醋酸乙烯酯獲得的薄膜。聚乙烯醇薄膜的造化度一般為80～100％，優(yōu)選98％或更大。聚乙烯醇薄膜的聚合度一般約為1,000或更大，優(yōu)選1,500或更大，更優(yōu)選2,000或更大。另外，聚合度一般約為10,000或更小，優(yōu)選5,000或更小。例如，聚乙烯醇薄膜的厚度約為10～150μm。
在聚乙烯醇薄膜的膜中和膜上吸附和定位的二色性染料的例子包括分類入A～E的相應(yīng)的化合物。
A、代表含金屬的重氮化合物，以游離酸的形式，通過以下通式(I)表示 (其中，M代表選自銅、鎳、鋅和鐵的過渡金屬；A1代表任選地取代苯基或任選地取代萘基；B1代表任選地取代1-或2-萘酚殘基，且萘酚的羥基在與偶氮基鄰接的位置，且與由M代表的過渡金屬形成配位鍵；R1和R2分別代表氫、低級烷基、低級烷氧基、羧基、磺酸基、氨磺酰基、N-烷基氨磺?；?、氨基、酰氨基、硝基或鹵素基團(tuán))。
B、代表三偶氮化合物，以游離酸的形式，通過以下通式(II)表示 (其中，A2和B2獨立地代表任選地取代苯基或任選地取代萘基；R3和R4獨立地代表氫、低級烷基、低級烷氧基、羧基、磺酸基、氨磺?；?、N-烷基氨磺?；?、氨基、酰氨基、硝基或鹵素基團(tuán)；M代表0或1)或其過渡金屬絡(luò)合物。
C、代表聯(lián)苯基重氮、三偶氮或氧化單偶氮基雙偶氮(disazomonoazoxy)化合物，以游離酸的形式，通過以下通式(III)表示A3-N＝N-Q1-X-Q2-N＝N-B3(III)(其中，A3和B3獨立地代表任選地取代苯基或任選地取代萘基；Q1和Q2獨立地代表任選的取代亞苯基；X代表直接鍵、偶氮基或氧化偶氮基)。
D、代表含金屬的聯(lián)苯基重氮、三偶氮或氧化單偶氮基雙偶氮(disazomonoazoxy)化合物，以游離酸的形式，通過以下通式(IV)表示 (其中，M代表選自銅、鎳、鋅和鐵的過渡金屬；A4和B4獨立地代表任選地取代1-或2-萘酚殘基，且萘酚的羥基在與偶氮基鄰接的位置，且與由M代表的過渡金屬形成配位鍵；Y代表直接鍵、偶氮基或氧化偶氮基；R5和R6獨立地代表氫、低級烷基、低級烷氧基或磺酸基)。
E在染料索引(C.I.)中描述的下述二色性染料C.I. 直接黃12、C.I. 直接黃28、C.I. 直接黃44、C.I. 直接黃142、C.I. 直接靛蘭1、C.I. 直接靛蘭71、C.I. 直接靛蘭78、C.I. 直接靛蘭168、C.I. 直接靛蘭202、C.I. 直接紅2、C.I. 直接紅31、C.I. 直接紅79、C.I. 直接紅81、C.I. 直接紅117、C.I. 直接紅247、C.I. 直接紫9、C.I. 直接紫51、C.I. 直接橙26、C.I. 直接橙39、C.I. 直接橙107、C.I. 直接棕106、
C.I. 直接棕223等等在通式(I)和通式(IV)中，優(yōu)選由M代表的過渡金屬為銅。另外，優(yōu)選在上述通式中的低級烷基、低級烷氧基和N-烷基氨磺?；械耐榛哂刑荚訑?shù)為1～4，且在下文中的低級烷基和低級烷氧基也具有相同的碳原子數(shù)。此外，在酰氨基中具有總碳原子數(shù)為2～4的的酰基如乙?；捅；莾?yōu)選的，且鹵素的例子包括氟、氯、溴等等。
在通式(I)中的A1、通式(II)中的A2和B2、以及通式(III)中的A3和B3為苯基或萘基，且這些苯基和萘基可以是未取代的或取代的?？梢允潜交娜〈睦影ɑ撬峄被酋；⒌图壨榛?、低級烷氧基、硝基、羥基、羧基、未取代或單-或二-取代的氨基、鹵素基團(tuán)等等。可以是這種氨基的取代基的例包括低級烷基、由羥基或氰基取代的低級烷基和具有總碳原子數(shù)為2～4的酰基?？梢允禽粱娜〈睦影ɑ撬峄⒘u基、氨基等等。
通式(I)中的B1以及通式(IV)中的A4和B4為1-或2-萘酚殘基，其羥基位于與偶氮基鄰接的位置，且與由M代表的過渡金屬形成配位鍵，并且這種萘酚殘基可以為未取代的或取代的。可以是這種萘酚殘基的取代基的例子包括磺酸基、羥基、羧基、未取代或單-或二-取代的氨基等第。可以是這種氨基的取代基的例子包括低級烷基、由羥基、氰基等取代的低級烷基、具有總碳原子數(shù)為2～4的?；被柞；被酋；?、未取代或取代的苯基、未取代或取代的苯甲?；鹊?。可以是苯基和苯甲?；娜〈睦影ɑ撬峄⒌图壨榛?、低級烷氧基等等。
通式(III)中的Q1和Q2分別為亞苯基，且可以為未取代的或取代的；Q1和Q2可以相同或不同?？梢允沁@種亞苯基的取代基的例子包括羥基、低級烷基、低級烷氧基、磺酸基等等。優(yōu)選Q1和Q2為未取代的或單-或二-取代的亞苯基，更優(yōu)選為對-亞苯基。另外，通式(III)中的X和通式(IV)中的Y為直接鍵、偶氮基(-N＝N-)或氧化偶氮基(-N(→O)＝N-)。
通式(I)中的R1和R2，以及通式(II)中的R2和R4為氫、低級烷基、低級烷氧基、羧基、磺酸基、氨磺酰基、N-烷基氨磺?；?、氨基、酰氨基、硝基或鹵素基團(tuán)。另外，通式(IV)中的R5和R6為氫、低級烷基、低級烷氧基或磺酸基。
由通式(I)、通式(III)和通式(IV)代表的化合物通常在分子中具有至少一個磺酸基或羧基作為水溶性基團(tuán)。作為水溶性基團(tuán)，特別優(yōu)選磺酸基；更優(yōu)選化合物分子中具有兩個或多個磺酸基。另外，類似地優(yōu)選由通式(II)代表的化合物分子中具有兩個或多個磺酸基。
由通式(II)代表的三偶氮化合物的過渡金屬絡(luò)合物指的是，化合物中R4和-O-M-O-絡(luò)合形成的，其中-O-M-O-鍵(其中M代表選自銅、鎳、鋅和鐵的過渡金屬)是由結(jié)合到通式(II)中的萘環(huán)上的羥基(OH)形成的，通式(II)中的R4為氫、低級烷基、氨基或鹵素基團(tuán)。而且在這種情況下，優(yōu)選M為銅。
在上述的二色性染料中，當(dāng)以游離酸的形式表示時，具有磺酸基或羧基的化合物通常以堿金屬鹽的形式，如鈉鹽的形式進(jìn)行使用。該些化合物可以以其它堿金屬鹽，如鋰鹽和鉀鹽的形式，或以游離酸的形式進(jìn)行使用。此外，該些化合物可以以銨鹽或胺鹽，如乙醇胺鹽和烷基胺鹽的形式進(jìn)行使用。
這些二色性染料均可以根據(jù)已知方法進(jìn)行制備。更確切的說，例如，由通式(I)代表的含金屬的重氮化合物可以通過在西德專利公開號NO.3236238A、JPNO.64-5623B及相關(guān)文獻(xiàn)中公開的已知方法進(jìn)行制備。如通式(II)代表的三偶氮化合物可根據(jù)JPNO.2-75672A中公開的已知方法進(jìn)行制備；如通式(III)代表的化合物中的三偶氮或氧化單偶氮基雙偶氮(disazomonoazoxy)化合物，以及由通式(IV)代表的化合物中的含金屬的三偶氮或氧化單偶氮基雙偶氮(disazomonoazoxy)化合物可通過利用葡萄糖還原(在Ind.Eng.Chem.，27，1045(1935)，J.AM.Chem.Soc.，73，1323(1951)等文獻(xiàn)中已公開)進(jìn)行制備。
構(gòu)成上述A組的通式(I)的染料、構(gòu)成B組的通式(II)的染料和其銅絡(luò)合物染料、以及構(gòu)成C組的通式(III)的染料的例子包括，以游離酸的形式表示時，分別由下面的式(I-1)～(I-24)、(II-1)～(II-11)及(III-1)～(III-22)代表的染料。在下面的式(III-1)～(III-22)中，下式的基團(tuán) 指的是它可以是偶氮基(-N＝N-)、氧化偶氮基(-N(→O)＝N-)或兩者的混合。






在本發(fā)明中，上述的二色性染料在聚乙烯醇薄膜的膜中和膜上進(jìn)行吸附和定位，將平行色表示在色度坐標(biāo)(a*，b*)上時，得到的偏振膜的色彩角H為105°～150°，且色度C*為7或更小。通過利用兩者或多種二色性染料，通過將它們混合對聚乙烯醇薄膜進(jìn)行染色，可以滿足那些要求。
本發(fā)明研究了一些目前可商業(yè)購得的偏振器，但是未能發(fā)現(xiàn)具有滿足上述色彩角H為105°～150°，且色度C*為7或更小的偏振膜的偏振片。另外，上述的參考文獻(xiàn)1～9舉例說明通過混合染料而使用的一些染料的例子。但是，當(dāng)使用在這些文獻(xiàn)中公開的二色性染料的混合物時，得到的偏振膜并未顯示出上述的色彩角H為105°～150°，且色度C*為7或更小。
為了獲得如本發(fā)明所定義的偏振膜(其中當(dāng)將平行色表示于色度坐標(biāo)(a*，b*)上時，色彩角H為105°～150°，且色度C*為7或更小)，優(yōu)選使用至少一種在波長為600nm或更長時具有最大吸收波長的二色性染料，和通過與此混合使用的至少一種在波長范圍為500～600nm內(nèi)具有最大吸收波長的二色性染料。更優(yōu)選在波長為600nm或更長時具有最大吸收波長的二色性染料選自構(gòu)成上述A組的通式(I)二色性染料，和通過與屬于上述B～E組的二色性染料中的、在波長范圍為500～600nm內(nèi)具有最大吸收波長的一種或多種染料混和使用。任選地，有時為調(diào)勻顏色將在波長為500nm或更短時具有最大吸收波長的染料進(jìn)一步混合也是有效的。
在由通式(I)代表的二色性染料中，特別優(yōu)選由下式(Ia)代表的化合物 (其中，A1和B1與式(I)中相同；R7代表氫、低級烷基或酰氨基)。式(Ia)與上述通式(I)中的化合物對應(yīng)，其中R2為氫、R1在相對于-O-M-基團(tuán)的對位，且為氫、低級烷基或酰氨基。其例子包括在上述式(I-16)～(I-24)中列出的那些。其中R7為甲基的化合物是有效的。
為獲得如本發(fā)明所定義的、滿足平行色的色彩角H和色度的偏振膜，適合的染料的混合物的例子包括與上述式(I-16)對應(yīng)的染料、與上述式(II-5)對應(yīng)的染料和C.I.直接橙39的混合物。
為了使上述二色性染料在聚乙烯醇薄膜的膜中和膜上吸附和定位，例如，可以采用將聚乙烯醇進(jìn)行拉伸，通過浸入二色性染料水溶液中將拉伸的聚乙烯醇著色的方法。優(yōu)選將聚乙烯醇薄膜在著色前浸入到熱水中進(jìn)行處理。在著色中用到的水溶液通常是將二色性染料約0.0001～1重量份溶解于100重量份水中得到的。當(dāng)使用多種染料的混合物時，所用多種染料的總濃度通常在上述范圍內(nèi)?？梢詫⒅鷦┘尤氲剿芤褐小＠?，當(dāng)使用芒硝作為著色助劑時，其用量約為0.1～10重量份(相對于100重量份水)。優(yōu)選高溫水溶液，例如，優(yōu)選約68～80℃，更優(yōu)選約70～80℃。由于薄膜在非常高的溫度下溶解于水溶液中，因而存在溫度上限，在該溫度時可能進(jìn)行連續(xù)處理。
在浸入到二色性染料水溶液的處理之前進(jìn)行聚乙烯醇薄膜的拉伸，或也可以在進(jìn)行浸入的同時進(jìn)行拉伸，或可以在浸入處理之后進(jìn)行拉伸。通常通過單軸拉伸進(jìn)行拉伸。單軸拉伸的方法并不特別限定，且可以使用任何一種濕拉伸和干拉伸。拉伸比通常為4倍或更大，優(yōu)選8倍或更大。照常，為了以干法單軸拉伸聚乙烯醇薄膜，例如，使用對薄膜施加反向張力使薄膜與傳動加熱輥接觸，縱向單軸拉伸薄膜的方法、使薄膜在一對加熱輥之間通過以拉伸薄膜的方法等等。加熱輥的溫度不低于聚乙烯醇的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，通常為160℃或更低，優(yōu)選約80～130℃。
在其膜中和膜上吸附和定位二色性染料的聚乙烯醇薄膜，其后通常經(jīng)硼酸處理。通過將薄膜浸入含硼酸的水溶液中進(jìn)行硼酸處理。在這種水溶液中硼酸的濃度不特別限定，但通常使用將約2～15重量份，優(yōu)選5～12重量份的硼酸溶于100重量份水中得到的水溶液。含硼酸水溶液的溫度通常約為60～85℃，優(yōu)選約為65～75℃。處理時間并不特別限定，但是通常是為100～1,200秒，優(yōu)選大約為150～600秒。在硼酸處理后，照常，水洗和干燥，提供在其膜中和膜上吸附和定位二色性染料的偏振膜。
本發(fā)明的偏振器是通過將具有光學(xué)補(bǔ)償功能的薄膜疊置于聚乙烯醇薄膜(在其膜中和膜上吸附和定位二色性染料)的至少一側(cè)獲得的，其中將其平行色表示于色度坐標(biāo)(a*，b*)上時，色彩角H為105°～150°，且色度C*為9或更低。
該色彩角H優(yōu)選110°或更大，優(yōu)選140°或更小。色度C*優(yōu)選為8或更小。當(dāng)色彩角H小于105°或大于150°時，伴隨著液晶晶格被破壞，且色彩重現(xiàn)性降低。
當(dāng)將其垂直色表示于色度坐標(biāo)(a*，b*)上時，優(yōu)選本發(fā)明的偏振器具有的色度C*為3或更小。更優(yōu)選這種垂直色色度C*為2或更小，進(jìn)一步優(yōu)選為1或更小。
優(yōu)選偏振器的單個透射率和偏振度分別較高。那么，優(yōu)選單個透射率為35％或更大，進(jìn)一步為37％或更大，且優(yōu)選偏振度為99.3％或更大，進(jìn)一步為99.8％或更大。
優(yōu)選用作本發(fā)明的偏振器的聚乙烯醇薄膜為具有如上述的色彩角為105°～150°且色度C*為9或更低的聚乙烯醇薄膜的偏振膜。更優(yōu)選聚乙烯醇的色度為3或更小，更優(yōu)選為2或更小，最優(yōu)選為1或更小。
在本發(fā)明中的光學(xué)補(bǔ)償功能是補(bǔ)償液晶晶格的雙折射性能。例如，使用單軸或雙軸拉伸透明薄膜得到的薄膜、在透明基質(zhì)上涂覆液晶化合物得到的薄膜等等。液晶化合物的例子包括盤型液晶、向列型液晶等等，或者可以使用其中盤型液晶或向列型液晶與高分子化合物的主鏈或側(cè)鏈結(jié)合的液晶化合物。將這些液晶化合物涂覆于基質(zhì)上，然后干燥、固化以將化合物固著于基質(zhì)薄膜上。其中涂覆和定位盤型液晶的光學(xué)補(bǔ)償薄膜是優(yōu)選的薄膜之一。這種其中涂覆和定位液晶化合物的光學(xué)補(bǔ)償薄膜是可商購的，如可從Fuji Photo Film CO.，Ltd.購得的“Wide View Film WVA03B”和“Wide ViewFilm WVA12B”，可從Nippon Oil Corp.購得的“Nisseki NH Film”和“Nisseki NR Film”。
當(dāng)將保護(hù)膜施涂設(shè)于偏振膜的兩面時，保護(hù)膜中的一個是具有光學(xué)補(bǔ)償功能的上述薄膜，作為另一個保護(hù)膜，可以使用具有光學(xué)補(bǔ)償功能的薄膜，或可以使用與普通偏振器中用到的那些相同的薄膜，如醋酸纖維素薄膜、丙烯薄膜、聚酯薄膜、具有降冰片烯結(jié)構(gòu)的環(huán)狀聚烯烴薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚丙烯酸酯薄膜和聚醚砜薄膜。醋酸纖維素薄膜的例子包括三乙?；w維素薄膜、二乙?；w維素薄膜等等。
保護(hù)膜的厚度不特別限定，但通常約為40～200μm。保護(hù)膜中可以包含紫外線吸收劑等。作為這種保護(hù)膜，可以使用商購薄膜。商購保護(hù)膜的例子包括“Konica Kc80UVSF”和“Konica Kc80UVN”[均由Konica Corp.制造]，其為三乙?；w維素薄膜等。
通過不同的表面處理可處理偏振器的表面。例如，進(jìn)行抗強(qiáng)光處理、牢固涂覆處理、抗反射處理、抗靜電處理等。例如，在其與樹脂粘合劑混合的狀態(tài)下通過涂覆有機(jī)顆?；驘o機(jī)填料，隨之進(jìn)行紫外線固化或熱固化的方法，可以進(jìn)行抗強(qiáng)光處理。例如，通過涂覆丙烯醛基系列的樹脂，隨之進(jìn)行紫外線固化或熱固化的方法，進(jìn)行牢固涂覆處理。例如通過將由選自無機(jī)材料，如金屬和金屬氧化物；和有機(jī)材料的材料組成的兩層或多層疊置于表面上，形成抗反射層，進(jìn)行抗反射處理。所用金屬的例子包括銀等，且金屬氧化物的例子包括氧化鈦、氧化硅、氧化銦、氧化鋁氧化銫、氧化錫、氧化鋯、氧化釔、氧化鉭等。除了這些金屬和金屬氧化物外的無機(jī)材料的例子包括氟化鎂等。有機(jī)材料的例子包括氟樹脂等。將這些材料疊置的方法包括物理方法，如沉積、噴鍍和離子電鍍；和涂覆法，如輥涂法、照相凹版式涂覆法、噴涂法等等。為了提高抗反射層與保護(hù)膜之間的粘著性，優(yōu)選將保護(hù)膜的表面進(jìn)行牢固涂覆處理、電暈處理、化學(xué)清洗等?？梢栽谄衿鞯囊粋?cè)或兩側(cè)進(jìn)行表面處理，這些表面處理可以重復(fù)多次。
實施例以下以實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，但并不通過它們對本發(fā)明進(jìn)行限制。用光譜儀(photospectrometer)[由Shimadzu Corporation制造的“UV-2200”]測量在任意波長λ下的透射率T(λ)。如果不另外指出，實施例中的術(shù)語“份”指的是“重量份”。
實施例1將0.020份C.I.直接橙39、0.028份與上述式(I-16)對應(yīng)的染料的鈉鹽、0.013份與上述式(II-5)對應(yīng)的染料的鈉鹽和2.0份芒硝溶于100份水中制備染浴。所用的染料的最大吸收波長(λmax水中)如下C.I.直接橙39約440nm，通式(I-16)的染料約610nm，通式(II-5)的染料約550nm。
在大約120℃下，通過對薄膜施加反向張力使薄膜與傳動加熱輥接觸的方法，單軸拉伸由聚合度為2,400聚乙烯醇組成的、厚度為75μm的薄膜5次，以獲得縱向單軸拉伸薄膜。將拉伸后的薄膜浸入60℃熱水中，接著浸入72℃上述制備的染浴中105秒，對薄膜進(jìn)行著色。然后，將著色后的薄膜浸入72℃含有100份水和7.5份硼酸的水溶液中5分鐘，進(jìn)一步水洗和干燥，得到偏振膜。
在得到的偏振膜中，單個透射率為38.9％，偏振度為99.9％，平行色的色彩角為132°，平行色的色度C*為4.8，且垂直色的色度C*為0.4。將三乙酰基纖維素膜疊置于偏振膜的兩個表面上，以獲得偏振器。將偏振器置于透射型TFT液晶顯示器的上側(cè)和下側(cè)，屏幕上的色彩重現(xiàn)型很好。
實施例2將0.017份的C.I.直接橙39、0.022份與上述式(I-16)對應(yīng)的染料的鈉鹽、0.012份與上述式(II-5)對應(yīng)的染料的鈉鹽和0.5份芒硝溶于100份水中制備染浴。
在約120℃下，通過對薄膜施加反向張力使薄膜與傳動加熱輥接觸的方法，單軸拉伸聚合度為2,400的聚乙烯醇的薄膜(厚度為75μm)5次，以獲得縱向單軸拉伸薄膜。將拉伸后的薄膜浸入63℃熱水中，接著浸入73℃上述制備的染浴中使薄膜著色。然后，將著色后的薄膜浸入72℃含有100份水和7.8份硼酸的水溶液中，進(jìn)一步水洗和干燥，得到偏振膜。在偏振膜的一側(cè)施涂三乙?；w維素薄膜[由Fuji Photo Film Co.，Ltd.制造]，且在另一側(cè)施涂光學(xué)補(bǔ)償薄膜“Wide View Film WVA 03B”(由Fuji Photo Film Co.，Ltd.制造)，其中將液晶化合物在基質(zhì)薄膜上涂覆和定位，然后獲得偏振器。
在得到的偏振器中，單個透射率為38.1％，偏振度為99.9％，平行色的色彩角為120.8°，平行色的色度C*為7.2，且垂直色的色度C*為0.6。將偏振器置于透射型TFT液晶顯示器的上側(cè)和下側(cè)，屏幕上的色彩重現(xiàn)型很好。
比較例1從SumitonoChemicalCO.，Ltd.商購的染料型偏振器“SumikalanST1822A”具有平行色的色彩角為98°和色度C*為9.7。當(dāng)將這種偏振器置于透射型TFT液晶顯示器的上側(cè)和下側(cè)時，屏幕帶黃色，且色彩重現(xiàn)性不足。
其中平行色的色彩角和色度在本發(fā)明的特定范圍內(nèi)的偏振膜和偏振器使顯示器的具有極好的色彩重現(xiàn)性，特別是當(dāng)用在透射型TFT液晶顯示器中。這種偏振膜特別適合用于汽車裝配設(shè)備，如車輛導(dǎo)航系統(tǒng)。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種染料型偏振膜，其特征在于該偏振膜是在其膜中/膜上使二色性染料吸附和定位的聚乙烯醇薄膜的偏振膜，其中，如果將平行色表示于色度坐標(biāo)(a*，b*)上，色彩角H為105°～150°，且色度C*為7或更小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振膜，其特征在于其中，如果將垂直色表示于色度坐標(biāo)(a*，b*)上，色度C*為3或更小。
3.一種包括具有光學(xué)補(bǔ)償功能的薄膜和在其膜中/膜上使二色性染料吸附和定位的聚乙烯醇薄膜的偏振器，其特征在于其中，如果將其平行色表示于色度坐標(biāo)(a*，b*)上，色彩角H為105°～150°，且色度C*為9或更小。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的偏振器，其特征在于其中具有光學(xué)補(bǔ)償功能的薄膜疊置于聚乙烯醇薄膜的至少一個表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的偏振器，其特征在于其中，如果將平行色表示于色度坐標(biāo)(a*，b*)上，聚乙烯醇薄膜的色彩角H為105°～150°，且聚乙烯醇薄膜的色度C*為7或更小。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的偏振器，其特征在于其中，如果將垂直色表示于色度坐標(biāo)(a*，b*)上，色度C*為3或更小。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的偏振器，其特征在于其中，如果將垂直色表示于色度坐標(biāo)(a*，b*)上，聚乙烯醇薄膜的色度C*為3或更小。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的偏振器，其特征在于其中具有光學(xué)補(bǔ)償功能的薄膜包括液晶化合物和基質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的偏振器，其特征在于其中液晶化合物為盤型液晶。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的偏振器，其特征在于其中具有光學(xué)補(bǔ)償功能的薄膜為將液晶化合物涂覆于基質(zhì)上的薄膜。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的偏振器，其特征在于其中具有光學(xué)補(bǔ)償功能的薄膜是通過將液晶化合物涂覆于基質(zhì)上獲得的。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種染料型偏振膜及染料型偏振器。本發(fā)明提供了在其膜中/膜上使二色性染料吸附和定位的聚乙烯醇薄膜的偏振膜，其中，如果將平行色表示于色度坐標(biāo)(a*，b*)上，色彩角H為105°～150°，且色度C*為7或更小。也提供了包括具有光學(xué)補(bǔ)償功能的薄膜和在其膜中/膜上使二色性染料吸附和定位的聚乙烯醇薄膜的偏振器，其中，如果將其平行色表示于色度坐標(biāo)(a*，b*)上，色彩角H為105°～150°，且色度C*為9或更小。
文檔編號G02F1/13363GK1523375SQ200410004280
公開日2004年8月25日 申請日期2004年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月18日
發(fā)明者林成年 申請人:住友化學(xué)工業(yè)株式會社