АЗОСОЕДИНЕНИЕ И ЕГО СОЛЬ И СОДЕРЖАЩАЯ КРАСИТЕЛЬ ПОЛЯРИЗАЦИОННАЯ ПЛЕНКА, ВКЛЮЧАЮЩАЯ ДАННОЕ СОЕДИНЕНИЕ ИЛИ ЕГО СОЛЬ Российский патент 2011 года по МПК C09B56/04 G03B21/00 G02B5/30 

Настоящее изобретение относится к новому азосоединению и его соли и содержащей краситель поляризационной пленке, содержащей это соединение или соль.

Предпосылки создания изобретения

Поляризационная пластина, обладающая способностью пропускать или экранировать свет, является фундаментальным составным элементом устройства дисплея, такого как жидкокристаллический дисплей (ЖКД), наряду с жидкими кристаллами, которые способны переключать свет. Область применения такого ЖКД сильно расширилась от небольших предметов, таких как электронный калькулятор, наручные часы и т.п., где его применяли в начальный период, до современных компьютеров-ноутбуков, текстовых процессоров, жидкокристаллических проекторов, жидкокристаллических дисплеев, автомобильных навигационных систем, измерительных инструментов для применения в помещениях и на открытом воздухе и т.п. Кроме того, ЖКД используют в разнообразных условиях - от низких до высоких температур, от низкой до высокой влажности и от низкой до высокой интенсивности света. Поэтому требуется поляризационная пластина с высокой поляризационной эффективностью и отличной долговечностью.

В настоящее время поляризационную пленку производят, окрашивая поляризационную пленочную подложку иодом или дихроматическим красителем или включая иод и этот краситель в нее в качестве поляризующего элемента, причем эта подложка является вытянутой и ориентированной пленкой поливинилового спирта или его производного или ориентированной пленкой полиена, полученного дегидрохлорированием поливинилхлоридной пленки или дегидратацией пленки поливинилового спирта. Среди этих материалов наивысшей начальной поляризационной эффективностью обладает поляризационная пленка с иодом, использующая иод в качестве поляризующего элемента. С другой стороны, эта поляризационная пленка неустойчива во влажной среде и при нагревании, и когда ее применяют в течение длительного времени в условиях высокой температуры и повышенной влажности, возникают проблемы с ее устойчивостью.

Для улучшения устойчивости возможно применение таких способов, как обработка поляризационной пленки формалином или водным раствором, содержащим борную кислоту, использование полимерной пленки с низкой влагопроницаемостью в качестве защитной пленки и т.п. Однако эффекты этих способов неудовлетворительны. С другой стороны, содержащая краситель поляризационная пленка, включающая дихроматический краситель в качестве поляризующего элемента, обладает лучшей влагоустойчивостью и термоустойчивостью, чем поляризационная пленка с иодом, но обычно начальная поляризационная эффективность поляризующего элемента с красителем недостаточна.

Если имеет место «просачивание света» («просачивание цвета») на определенной длине волны в диапазоне длин волн видимого света, то поляризационная пленка нейтрального цвета, полученная адсорбцией нескольких дихроматических красителей на полимерной пленке с последующей ориентацией, когда две поляризационные пленки наложены друг на друга так, что направление их ориентации перпендикулярно, может происходить изменение оттенков цвета этого жидкокристаллического дисплея в его темном состоянии. Поэтому для предотвращения изменения цвета жидкокристаллического дисплея вследствие просачивания света при определенной длине волны в темном состоянии, когда поляризационная пленка входит в устройство жидкокристаллического дисплея, необходимо равномерно уменьшить средний коэффициент пропускания света в перпендикулярном направлении (перпендикулярный средний коэффициент пропускания света) в диапазоне волн видимого света.

Кроме того, в случае цветного жидкокристаллического проекционного дисплея, а именно цветного жидкокристаллического проектора, поляризационную пластину используют для его части, формирующей жидкокристаллическое изображение. Для этой цели первоначально использовали поляризационную пластину с иодом, обладающую хорошей поляризационной эффективностью и нейтральным серым цветом. Однако, как указано выше, поляризационная пластина с иодом недостаточно светоустойчива, термоустойчива и влаготермоустойчива, поскольку поляризатором является иод. Чтобы решить эту проблему, стали применять нейтрально-серую поляризационную пластину с дихроматическим красителем в качестве поляризатора. В нейтрально-серой поляризационной пластине обычно комбинируют красители трех основных цветов для улучшения пропускания во всем диапазоне длин волн видимого света и усреднения поляризационной эффективности. Поэтому имеется проблема, заключающаяся в том, что на рынке имеется спрос на жидкокристаллический проектор с большей яркостью, для которой не хватает достигнутой степени пропускания; поэтому, чтобы достичь требуемой яркости, необходимо увеличивать интенсивность источника света. Чтобы решить эту проблему, стали применять три поляризационные пластины, соответствующие трем основным цветам, а именно пластины для синего канала, зеленого канала и красного канала.

Снижения яркости нельзя избежать, поскольку изображение размером всего 0,5-3 дюйма увеличивают до размеров от нескольких десятков до ста и более дюймов, а поляризационная пластина значительно поглощает свет. Поэтому применяют источник света с высокой яркостью. Кроме того, имеется большая потребность дальнейшего увеличения яркости жидкокристаллического проектора, в результате чего неизбежно увеличивается интенсивность применяемого источника света. Одновременно с этим увеличивается количество света и тепла, получаемого поляризационной пленкой.

Однако традиционные поляризационные пластины не удовлетворили потребности рынка в отношении поляризационных характеристик, диапазона поглощаемых длин волн, цвета и т.п. Кроме того, ни одна из поляризационных пластин, соответствующих трем основным цветам цветного жидкокристаллического проектора (пластины для синего канала, зеленого канала и красного канала), не обладает удовлетворительными качествами во всех аспектах яркости, поляризационной эффективности, устойчивости в условиях высокой температуры, высокой влажности и длительного облучения светом. Поэтому желательны дальнейшие усовершенствования.

В качестве красителя с характеристиками поглощения, специфичными для синего канала (400-500 нм), применяют C.I. Direct Yellow 12, C.I. Direct Yellow 28, C.I. Direct Yellow 44, C.I. Direct Orange 39, C.I. Direct Orange 72, C.I. Direct Orange 26 и красители, описанные в патентных документах 1-3, и т.п. Однако поляризационные характеристики поляризационной пленки, в которой применяют эти красители, неудовлетворительны, что приводит к проблемам, заключающимся в том, что при передаче белых изображений возникает желтый оттенок и не увеличиваются цветовые температуры.

Патентный документ 1: JP-A-2001-108828

Патентный документ 2: JP-A-2001-240762

Патентный документ 3: JP-A-2003-215338

Патентный документ 4: JP-A-60-168743

Патентный документ 5: JP-A-2003-35819

Патентный документ 6: JP-A-2001-33627

Патентный документ 7: Японский патент №2622748

Патентный документ 8: JP-A-60-156759

Непатентный документ 1: «Senryo Kagaku (Химия красителей)» by Yutaka Hosoda (Published by Gihodo Co., Ltd., Japan) p.626.

Раскрытие изобретения

Целью настоящего изобретения является создание поляризационной пластины высокой эффективности, обладающей отличной поляризационной эффективностью и устойчивостью к влаге, теплу и свету. Кроме того, другой целью настоящего изобретения является создание поляризационной пластины высокой эффективности, не вызывающей просачивания цвета в перпендикулярном направлении в диапазоне длин волн видимого света, с отличной поляризационной эффективностью и устойчивостью к влаге, теплу и свету, причем эта поляризационная пластина является поляризационной пластиной нейтрального цвета, получаемой адсорбцией двух или более дихроматических красителей в полимерной пленке с последующей ориентацией.

Следующей целью настоящего изобретения является создание цветных поляризационных пластин высокой эффективности, соответствующих трем основным цветам для цветного жидкокристаллического проектора, с хорошей яркостью, поляризационной эффективностью, долговечностью и светоустойчивостью.

Настоящие заявители провели тщательное исследование для достижения этих целей и в результате обнаружили, что отличную поляризационную эффективность и влаго-, термо- и светоустойчивость показывают поляризационная пленка и поляризационная пластина, содержащие новое азосоединение и/или его соль. Это открытие привело к настоящему изобретению, а именно настоящее изобретение включает следующие варианты осуществления:

(1) Азосоединение, представленное следующей формулой (1) и его соль:

где каждый R1 и R2 независимо представляет собой атом водорода, низшую алкильную группу и низшую алкоксильную группу; n равно 1 или 2.

(2) Азосоединение и его соль по п.(1), где каждый R1 и R2 является независимо одним из членов группы, состоящей из атома водорода, метильной группы и метоксигруппы.

(3) Азосоединение и его соль по п.(1), где R1 и R2 являются атомом водорода.

(4) Содержащая краситель поляризационная пленка, содержащая по меньшей мере одно азосоединение и/или его соль по любому из пп.(1)-(3), содержащееся в подложке поляризационной пленки.

(5) Содержащая краситель поляризационная пленка, содержащая по меньшей мере одно азосоединение и/или его соль по любому из пп.(1)-(3), и по меньшей мере один органический краситель, содержащийся в подложке поляризующей пленки.

(6) Содержащая краситель поляризующая пленка, включающая два или более азосоединений и/или их солей по любому из пп.(1)-(3) и по меньшей мере один органический краситель, содержащийся в подложке поляризационной пленки.

(7) Содержащая краситель поляризационная пленка по любому из пп.(4)-(6), в которой подложка поляризационной пленки является пленкой, содержащей смолу поливинилового спирта.

(8) Содержащая краситель поляризационная пластина, включающая прозрачный защитный слой, склеенный с по меньшей мере одной поверхностью содержащей краситель поляризационной пленки по любому из пп.(4)-(7).

(9) Цветная поляризационная пластина для жидкокристаллического проектора, где применяют содержащую краситель поляризационную пленку или содержащую краситель поляризационную пластину по любому из пп.(4)-(8).

Азосоединение и его соль по настоящему изобретению можно применять в качестве красителя для поляризационной пленки. Поляризационная пленка, содержащая эти соединения, имеет высокую поляризационную эффективность, сравнимую с поляризационной пленкой с иодом, а также отличную долговечность. Так, указанная выше поляризационная пленка пригодна для различных жидкокристаллических дисплеев и жидкокристаллических проекторов, для применения в транспортных средствах, которые требуют высокой поляризационной эффективности и долговечности, а также для применения в дисплеях промышленных инструментов, используемых в различном окружении.

Наилучший способ осуществления изобретения

Настоящее изобретение относится к азосоединению, представленному формулой (1) в форме свободной кислоты, и его соли. В формуле (1) каждый R1 и R2 является независимо атомом водорода, низшей алкильной группой и низшей алкоксильной группой; предпочтительно, R1 и R2 являются атомом водорода и низшей алкильной группой; особенно предпочтительно, R1 является атомом водорода или метильной группой, а R2 является атомом водорода; и n представляет собой 1 или 2. В настоящем изобретении низшая алкильная группа и низшая алкоксильная группа означают алкильную группу и алкоксильную группу, имеющие 1-4 атомов углерода. Кроме того, конкретные примеры азосоединений, представленных формулой (1), которые применяют в настоящем изобретении, показаны ниже (формулы (2)-(6)). В следующих формулах группа сульфоновой кислоты, карбоксильная группа и гидроксильная группа показаны в формах свободных кислот.

Азосоединение, представленное формулой (1) в форме свободной кислоты, можно легко получить, проведя общеизвестные реакции диазотирования и сочетания, обычным способом получения азокрасителей, как описано в непатентном документе 1. В конкретном способе получения 4-аминобензойную кислоту диазотируют и сочетают с анилином, представленным следующей формулой (А), с получением моноазоаминосоединения (следующей формулы (В)).

где R1 и R2 представляют собой то же, что и в формуле (1)

Затем это моноазоаминосоединение реагирует с 4,4'-динитростильбен-2,2'-сульфоновой кислотой в щелочных условиях и далее осуществляют реакцию с глюкозой с получением азосоединения, представленного формулой (1).

В вышеуказанной реакции стадию диазотирования можно проводить обычным способом, смешивая нитритную соль, такую как нитрит натрия, с раствором или суспензией диазокомпонента в водной минеральной кислоте, такой как водная соляная (хлористоводородная) кислота или водная серная кислота, или ее можно проводить обратным способом, где нитритную соль добавляют сначала к нейтральному или слабощелочному раствору диазокомпонента и этот раствор смешивают с минеральной кислотой. Температура диазотирования составляет от -10 до +40°С. Кроме того, стадию сочетания с анилином проводят, смешивая кислый водный раствор последнего в водной хлористоводородной (соляной) кислоте, водной уксусной кислоте и т.п. с соответствующими вышеуказанными растворами диазосоединений и проводя реакцию при температуре от -10 до +40°С в кислых условиях рН 2-7.

В реакции моноазоаминосоединения с 4,4'-динитростильбен-2,2'-сульфоновой кислотой стадию конденсации в щелочных условиях проводят в сильнощелочных условиях с применением гидроксида натрия, гидроксида лития и т.п. Концентрация щелочи составляет 2-10%, температура 70-100°С. Значение n в формуле (1) можно регулировать, изменяя загрузочное отношение моноазоаминосоединения и 4,4'-динитростильбен-2,2'-сульфоновой кислоты. На стадии восстановления глюкозы обычно применяют 0,5-1,2 эквивалентов глюкозы в щелочных условиях.

Кроме того, в настоящем изобретении азосоединение, представленное формулой (1), можно применять как в виде свободной кислоты, так и в виде соли. Термин «соль» включает в себя соли щелочных металлов, такие как соль лития, соль натрия, соль калия и т.п., соль аммония и органические соли, такие как соли аминов. Обычно применяют соль натрия.

В синтезе азосоединения, представленного формулой (1), заместитель первичного компонента сочетания, анилина, который может иметь заместители (R1, R2), включает метильную группу, этильную группу, метоксигруппу и этоксигруппу. Могут быть присоединены любые один или два из этих заместителей. Положением их присоединения, относительно аминогруппы, являются положение 2, положение 3, положения 2 и 5, положения 3 и 5 и положения 2 и 6. Среди них предпочтительным является присоединение в положении 3 и в положениях 2 и 5. Примеры анилинов включают, например, анилин, 2-метиланилин, 3-метиланилин, 2-этиланилин, 3-этиланилин, 2,5-диметиланилин, 2,5-диэтиланилин, 2-метоксианилин, 3-метоксианилин, 2-метокси-5-метиланилин, 2,5-диметоксианилин, 3,5-диметиланилин, 2,6-диметиланилин и 3,5-диметоксианилин. Аминогруппа этих анилинов может быть защищена. В качестве защитной группы можно указать группу ω-метансульфоновой кислоты.

Кроме того, в поляризационной пленке или поляризационной пластине по настоящему изобретению можно применять азосоединение, представленное формулой (1), или его соль, по отдельности или в сочетании нескольких видов. Также, при необходимости, можно совместно применять один или более других органических красителей. Нет никаких особых ограничений на совместное применение красителей, однако предпочтительны красители, имеющие характеристики поглощения в диапазоне длин волн, отличном от диапазонов азосоединений или их солей по настоящему изобретению, и имеющие высокий дихроизм. Примеры включают C.I. Direct Red 2, C.I. Direct Red 31, C.I. Direct Red 79, C.I. Direct Red 81, C.I. Direct Red 247, C.I. Direct Green 80, C.I. Direct Green 59 и красители, описанные в патентных документах №№5-8. Эти красители можно применять в виде свободных кислот, солей щелочных металлов (например, соль Na, соль К, соль Li), солей аммония или солей аминов.

Когда при необходимости применяют совместно другие органические красители, вид органического красителя зависит от того, является ли предназначенная поляризационная пленка нейтральной поляризационной пленкой, цветной поляризационной пленкой для жидкокристаллического проектора или другой поляризационной пленкой. Относительное содержание вышеуказанных совместно включенных органических красителей одного или более видов особо не ограничено, однако, предпочтительно, оно составляет от 0,1 до 10 частей по массе в расчете на массу азосоединения формулы (1) или его соли.

Поляризационные пленки, имеющие различные цвета и нейтральный цвет, применяемые для поляризационных пластин по настоящему изобретению или поляризационных пластин для жидкокристаллического проектора, можно получать, общеизвестным способом, вводя азосоединения, представленные формулой (1), или их соли совместно с другими органическими красителями, при необходимости, в полимерную пленку, материал для поляризационной пленки. Для получения поляризационной пластины к полученной поляризационной пленке приклеивают защитную пленку, а затем, при необходимости, защитный слой или противоотражающий слой, подложку и т.п. для применения в жидкокристаллическом проекторе, электронном калькуляторе, наручных часах, компьютере-ноутбуке, текстовом процессоре, жидкокристаллических дисплеях, автомобильной навигационной системе, измерительных инструментах, используемых в помещениях и на открытом воздухе, в дисплеях и т.п.

В качестве подложки (полимерной пленки), применяемой для поляризационной пленки по настоящему изобретению, предпочтительны подложки из поливинилового спирта. В качестве поливинилспиртовых подложек можно указать, например, поливиниловый спирт или его производные, а также подложки, полученные их модифицированием олефином, таким как этилен или пропилен, ненасыщенной карбоновой кислотой, такой как кротоновая кислота, акриловая кислота, метакриловая кислота или малеиновая кислота и т.п. Из них предпочтительно применяют пленку, содержащую поливиниловый спирт и ее производные, вследствие ее способности адсорбировать красители и ориентационных свойств. Толщина подложки обычно составляет 30-100 мкм, предпочтительно примерно 60-90 мкм.

Для введения азосоединения формулы (1) или его соли в такую полимерную пленку обычно адаптируют какой-либо способ окрашивания полимерной пленки. Например, окрашивание проводят следующим образом. Сначала азосоединение и/или его соль по настоящему изобретению и, при необходимости, другие красители растворяют в воде для получения окрашивающей ванны. Концентрация красителей в окрашивающей ванне особо не ограничивают, но обычно ее выбирают в примерном диапазоне 0,001-10% по массе. Кроме того, при необходимости можно применять вспомогательное вещество окрашивания, - например, можно применять сульфат натрия в концентрации примерно 0,1-10% по массе. Окрашивание проводят погружением полимерной пленки в полученную таким образом окрашивающую ванну на 1-10 минут. Предпочтительная температура окрашивания составляет примерно 40-80°С.

Ориентирование водорастворимого красителя проводят, растягивая полимерную пленку, как описано выше. В качестве способа натяжения можно применять любой общеизвестный способ, такой как влажный способ, сухой способ и т.п. В некоторых случаях натяжение полимерной пленки можно проводить до окрашивания. В этом случае ориентирование водорастворимого красителя выполняют во время окрашивания. Полимерную пленку, в которую введен и в которой ориентирован водорастворимый краситель, при необходимости, можно общеизвестным способом подвергнуть последующей обработке, такой как обработка борной кислотой. Такую дополнительную обработку проводят для улучшения светопропускания и повышения степени поляризации поляризационной пленки. Условия обработки борной кислотой меняют в зависимости от вида применяемой полимерной пленки и вида применяемого красителя. Обычно концентрация борной кислоты в ее водном растворе находится в диапазоне 0,1-15% по массе, предпочтительно, 1-10% по массе, а обработку проводят погружением при температуре в диапазоне 30-80°С, предпочтительно, 40-75°С в течение 0,5-10 минут. Кроме того, полимерную пленку, при необходимости, можно в то же время подвергнуть фиксирующей обработке водным раствором, содержащим катионное полимерное соединение.

Для получения содержащей краситель поляризационной пластины к одной или обеим поверхностям полученной таким образом содержащей краситель поляризационной пленки по настоящему изобретению можно приклеить прозрачные защитные пленки с отличной оптической прозрачностью и механической прочностью. В качестве материала для образования защитной пленки можно применять, например, пленку ацетата целлюлозы, акриловую пленку, фторированную пленку, такую как пленку сополимера тетрафторэтилена и гексафторпропилена, и пленку, полученную из полиэфирной смолы, полиолефиновой смолы или полиамидной смолы. Предпочтительно применять пленку триацетилцеллюлозы (ТАЦ) и пленку циклоолефина. Толщина защитной пленки обычно составляет 40-200 мкм.

Клеящие средства, которые можно применять для склеивания поляризационной пленки и защитной пленки, включают клей на основе поливинилового спирта (ПВА), клей на основе уретановой эмульсии, акриловый клей, полиэфирно-изоцианатный клей и т.п. Из них предпочтительным клей на основе поливинилового спирта.

Кроме того, на поверхность содержащей краситель поляризационной пластины по настоящему изобретению можно нанести прозрачный защитный слой. В качестве защитного слоя можно указать, например, слой акрилового или полисилоксанового твердого покрытия и уретановый защитный слой. Кроме того, для дальнейшего улучшения светопропускания единичной пластины предпочтительно создать противоотражающий слой на этом защитном слое. Противоотражающий слой можно создать, например, вакуумным осаждением или напылением такого вещества, как диоксид кремния или диоксид титана. Противоотражающий слой можно также создать нанесением тонкого покрытия фторированным веществом. Кроме того, поляризационную пластину с красителем по настоящему изобретению можно также применять в качестве эллиптической поляризационной пластины, в которой имеется и пластина со сдвигом фазы.

Содержащая краситель поляризационная пластина по настоящему изобретению, сконструированная таким образом, имеет нейтральный цвет, предотвращает просачивание цвета в перпендикулярном направлении в диапазоне длин волн видимого света и показывает отличную поляризационную эффективность. Кроме того, ее характеристики даже в условиях высокой температуры и высокой влажности таковы, что она не демонстрирует выцветания, ухудшения поляризационной эффективности и дает лишь слабое просачивание света в перпендикулярном направлении в диапазоне видимого света.

В настоящем изобретении цветная поляризационная пластина для жидкокристаллического проектора включает в себя в качестве дихроматической молекулы азосоединение, представленное формулой (1), и/или его соль и, кроме того, при необходимости, другие органические красители, указанные выше. Кроме того, поляризационную пленку, применяемую для цветной поляризационной пластины для жидкокристаллического проектора, получают тем же способом, что и вышеуказанную содержащую краситель поляризационную пленку. К поляризационной пленке приклеивают защитную пленку для получения содержащей краситель поляризационной пластины, которую при необходимости снабжают защитным слоем, противоотражающим слоем, подложкой и т.п. и применяют в качестве цветной поляризационной пластины для жидкокристаллического проектора.

При применении в качестве цветной поляризационной пластины для жидкокристаллического проектора среднее светопропускание одной пластины, предпочтительно, составляет 39% или более, а среднее светопропускание в перпендикулярном направлении составляет 0,4% или менее в диапазоне длин волн, необходимом для поляризационной пластины (А. При применении ртутной лампы сверхвысокого давления: 420-500 нм для синего канала, 500-580 нм для зеленого канала и 600-680 нм для красного канала; В. Длины волн максимумов при применении ЖКД-ламп трех основных цветов: 430-450 нм для синего канала, 520-535 нм для зеленого канала, 620-635 нм для красного канала). Более предпочтительно, в диапазоне длин волн, необходимом для поляризационной пластины, среднее светопропускание одной пластины составляет 41% или более, а среднее светопропускание в перпендикулярном направлении составляет 0,3% или менее, более предпочтительно, 0,2% или менее. Еще более предпочтительно, в диапазоне длин волн, необходимом для поляризационной пластины, среднее светопропускание одной пластины составляет 42% или более, а среднее светопропускание в перпендикулярном направлении составляет 0,1% или менее. Как указано выше, цветная поляризационная пластина для жидкокристаллического проектора по настоящему изобретению обладает яркостью и отличной поляризационной эффективностью.

Цветная поляризационная пластина для жидкокристаллического проектора по настоящему изобретению, предпочтительно, является поляризационной пластиной с противоотражающим слоем, которую получают, создавая вышеуказанный противоотражающий слой на поляризационной пластине, состоящей из поляризационной пленки и защитной пленки. Кроме того, более предпочтительной является поляризационная пластина с противоотражающим слоем и подложкой, которую получают, склеивая поляризационную пластину, снабженную противоотражающим слоем, с подложкой, такой как прозрачная стеклянная пластина.

Кроме того, среднее светопропускание одной пластины является средним значением светопропускания в специфическом диапазоне длин волн, когда естественный свет входит в одну поляризационную пластину без противоотражающего слоя и подложки, такой как дополнительная прозрачная стеклянная пластина (в дальнейшем просто называемая «поляризационной пластиной» в том же смысле). Среднее светопропускание в перпендикулярном направлении является средним значением светопропускания в специфическом диапазоне длин волн, когда естественный свет входит в две поляризационные пластины, расположенные так, что их направления ориентации перпендикулярны друг другу.

Цветную поляризационную пластину для жидкокристаллического проектора по настоящему изобретению обычно применяют как поляризационную пластину с подложкой. Предпочтительно, эта подложка имеет плоское сечение, поскольку с ней склеивают поляризационную пластину. Кроме того, подложка предпочтительно является отлитой из стекла, поскольку она предназначена для применения в оптике. В качестве изделий, отлитых из стекла, можно указать, например, стеклянную пластину, линзу, призму (например, треугольную призму или кубическую призму). Линзу, с которой склеивают поляризационную пластину, можно применять в качестве конденсорной линзы с поляризационной пластиной в жидкокристаллическом проекторе. Кроме того, призму, с которой склеивают поляризационную пластину, можно применять в качестве поляризационного светоделителя (расщепителя луча) с поляризационной пластиной или дихроматической призмы с поляризационной пластиной в жидкокристаллическом проекторе.

Кроме того, поляризационную пластину можно склеивать с жидкокристаллической ячейкой. В качестве стеклянного материала можно указать неорганическое стекло, такое как натриевое стекло, боросиликатное стекло и сапфировое стекло; органическое стекло, такое как акриловое и поликарбонатное и т.п. Предпочтительно неорганическое стекло. Толщину и размер стеклянной пластины можно выбирать по желанию. Кроме того, для дальнейшего улучшения светопропускания одной пластины поляризационной пластины со стеклом предпочтительно наносить противоотражающий слой на одну или обе стороны поверхности стекла или поверхности поляризационной пластины.

Для получения поляризационной пластины с подложкой для жидкокристаллического проектора, например, прозрачный клей (клей, склеивающий при надавливании) наносят на плоскую часть подложки, а затем эту поверхность с нанесенным покрытием склеивают с поляризационной пластиной по настоящему изобретению. Кроме того, прозрачный клей (клей, склеивающий при надавливании) можно нанести на поляризационную пластину, а затем с этой поверхностью с нанесенным покрытием склеивают подложку. Предпочтительным клеем (клеем, склеивающим при надавливании), применяемым согласно настоящему изобретению, например, является клей на основе акрилового сложного эфира. Кроме того, при применении этой поляризационной пластины в качестве эллиптической поляризационной пластины с подложкой обычно склеивают сторону пластины со сдвигом фазы, однако сторону поляризационной пластины можно склеивать с литым стеклянным материалом.

В цветном жидкокристаллическом проекторе, в котором применяют поляризационную пластину по настоящему изобретению, эту поляризационную пластину помещают либо на одной из сторон (входной и выходной) жидкокристаллической ячейки, либо на обеих этих сторонах. Поляризационная пластина может контактировать или не контактировать с жидкокристаллической ячейкой, но с точки зрения долговечности предпочтительно, чтобы эта пластина не была в контакте с жидкокристаллической ячейкой. Когда поляризационная пластина контактирует с выходной стороной жидкокристаллической ячейки, можно применять поляризационную пластину настоящего изобретения, имеющую в качестве подложки эту жидкокристаллическую ячейку. Когда поляризационная пластина не контактирует с жидкокристаллической ячейкой, можно, предпочтительно, применять поляризационную пластину настоящего изобретения, в которой применяют подложку, отличную от жидкокристаллической ячейки. Более того, с точки зрения долговечности предпочтительно помещать поляризационные пластины настоящего изобретения на обеих (входной и выходной) сторонах жидкокристаллической ячейки. Кроме того, предпочтительно помещать поляризационную пластину настоящего изобретения так, чтобы ее поверхность находилась на стороне жидкокристаллической ячейки, поверхность подложки которой была бы со стороны источника света. В дополнение следует указать, что термин «входная сторона» жидкокристаллической ячейки означает сторону, обращенную к источнику света, а противоположную сторону называют выходной стороной.

В жидкокристаллическом проекторе, в котором применяют поляризационную пластину по настоящему изобретению, предпочтительно, помещают фильтр, отсекающий ультрафиолетовый свет, между источником света и поляризационной пластиной с подложкой на входной стороне. Кроме того, применяемая жидкокристаллическая ячейка относится, предпочтительно, например, к типу активной матрицы, которую создают, заключая жидкие кристаллы между одной прозрачной подложкой, на которой формируют электрод и тонкопленочный транзистор (TFT), и другой прозрачной подложкой, на которой формируют противоэлектрод. Свет, испускаемый источником света, таким как ртутная лампа сверхвысокого давления, металлогалогенная (металл-галидная) лампа, белый светодиод и т.п., пропускают через фильтр, отсекающий ультрафиолетовый свет, и разделяют на три основных цвета, которые затем пропускают через поляризационные пластины соответствующего цвета, поддерживающие синий, зеленый и красный каналы. Этот свет затем объединяют, увеличивают проекционным объективом и проецируют на экран. Альтернативно, когда применяют светодиоды, соответствующие синему, зеленому и красному цветам, свет, испускаемый светодиодами каждого цвета, пропускают через поляризационные пластины соответствующего цвета, поддерживающие синий, зеленый и красный каналы, затем объединяют, увеличивают проекционным объективом и проецируют на экран.

Поляризационная пластина для цветного жидкокристаллического проектора, составленная таким образом, имеет такие характеристики, которые обеспечивают отличную поляризационную эффективность, и, кроме того, даже в условиях высокой температуры и высокой влажности она не выцветает и не ухудшается ее поляризационная эффективность.

ПРИМЕРЫ

Далее в настоящем документе настоящее изобретение будет более подробно описано с привлечением примеров. Однако примеры приведены только в иллюстративных целях и не предназначены для какого бы то ни было ограничения объема настоящего изобретения. В примерах % и части даны в расчете на массу, если не указано иначе.

[Пример 1]

13,7 частей 4-аминобензойной кислоты добавляли к 500 частям воды и растворяли с гидроксидом натрия. После охлаждения добавляли 32 части 35%-ной водной соляной (хлористоводородной) кислоты, затем добавляли 6,9 частей нитрита натрия при температуре 10°С или ниже и реакционную смесь перемешивали при 5-10°С в течение 1 часа. К этой смеси добавляли 20,9 частей анилин-ω-метансульфоната натрия и, продолжая перемешивать реакционную смесь при 20-30°С, к ней добавляли карбонат натрия, доводя рН до 3,5. Перемешивание продолжали до завершения реакции сочетания и фильтрованием получали моноазосоединение. Полученное моноазосоединение перемешивали при 90°С в присутствии гидроксида натрия и получали 17 частей моноазосоединения, представленного следующей формулой (7)

После растворения 12 частей моноазосоединения, представленного формулой (7), и 21 части 4,4'-динитростильбен-2,2'-сульфоновой кислоты в 300 частях воды добавляли 12 частей гидроксида натрия, и реакционную смесь подвергали реакции конденсации при 90°С. Затем реакционную смесь восстанавливали 9 частями глюкозы, высаливали хлоридом натрия, фильтровали и получали 16 частей азосоединения, представленного формулой (2). Это соединение имело оранжевый цвет, а его раствор в 20% водном пиридине показывал максимум поглощения при длине волны 444 нм.

[Пример 2]

После растворения 12 частей моноазосоединения, представленного формулой (7), и 10 частей 4,4'-динитростильбен-2,2'-сульфоновой кислоты в 300 частях воды добавляли 24 части гидроксида натрия, и реакционную смесь подвергали реакции конденсации при 90°С. Затем реакционную смесь восстанавливали 18 частями глюкозы, высаливали хлоридом натрия, фильтровали и получали 20 частей азосоединения, представленного формулой (3). Это соединение имело оранжевый цвет, а его раствор в 20% водном пиридине показывал максимум поглощения при длине волны 428 нм.

[Пример 3]

К 500 частям воды добавляли 13,7 частей 4-аминобензойной кислоты и растворяли с гидроксидом натрия. После охлаждения добавляли 32 части 35%-ной водной соляной (хлористоводородной) кислоты, затем добавляли 6,9 частей нитрита натрия при температуре 10°С или ниже, и реакционную смесь перемешивали при 5-10°С в течение 1 часа. К этой смеси добавляли 13,7 частей 2-метокси-5-метиланилина и, продолжая перемешивать реакционную смесь при 20-30°С, к ней добавляли карбонат натрия, доводя рН до 3,5. Перемешивание продолжали до завершения реакции сочетания и фильтрованием получали моноазосоединение. Полученное моноазосоединение перемешивали при 90°С в присутствии гидроксида натрия и получали 26 частей моноазосоединения, представленного следующей формулой (8)

В 300 частях воды растворяли 14 частей моноазосоединения, представленного формулой (8), и 21 часть 4,4'-динитростильбен-2,2'-сульфоновой кислоты и после добавления 12 частей гидроксида натрия проводили реакцию конденсации при 90°С. Затем реакционную смесь восстанавливали 9 частями глюкозы, высаливали хлоридом натрия, фильтровали и получали 16 частей азосоединения, представленного формулой (6). Это соединение имело красный цвет, а его раствор в 20% водном пиридине показывал максимум поглощения при длине волны 471 нм.

[Пример 4]

В водный раствор, содержавшийся при 45°С и содержавший краситель соединения (2), полученного в примере 1, в концентрации 0,01% и сульфат натрия в концентрации 0,1%, на 4 минуты погружали пленку поливинилового спирта толщиной 75 мкм. Эту пленку растягивали в 5 раз при 50°С в 3% водном растворе борной кислоты, промывали водой в растянутом состоянии и сушили для получения поляризационной пленки.

В таблице 1 показаны (а) длина волны максимума поглощения, (b) светопропускание одной пластины, (с) коэффициент поляризации и (d) коэффициент контрастности, причем величины (b)-(d) измеряли при длине волны максимума поглощения полученной поляризационной пленки.

Пропускание (пропускание полностью поляризованного света (параллельного: Ку, перпендикулярного: Kz)) поляризованного света, распространявшегося в направлениях, параллельном и перпендикулярном направлению ориентации полученной ранее поляризационной пленки, измеряли на спектрофотометре (U-4100, произведенном Hitachi, Ltd.).

Коэффициент поляризации, пропускание естественного света одной пластины в перпендикулярном направлении, когда две поляризационные пластины расположены с взаимно перпендикулярными направлениями ориентации, и коэффициент контрастности рассчитывали по следующим уравнениям (1)-(4) по значениям Ky и Kz, полученным при вышеуказанных измерениях.

(Коэффициент поляризации)=(Ky-Kz)/(Ky+Kz) (1)

(Пропускание одной пластины)=(Ky+Kz)/2 (2)

(Пропускание в перпендикулярном направлении)=Ky×Kz/100 (3)

(Коэффициент контрастности)=Ky/Kz (4)

[Пример 5]

Используя водный раствор, содержавшийся при 45°С и содержавший краситель соединения (3), полученного в примере 2, в концентрации 0,03% и сульфат натрия в концентрации 0,01%, получали поляризационную пленку таким же образом, что и в примере 4. В таблице 1 показаны (а) длина волны максимума поглощения, (b) светопропускание одной пластины, (с) коэффициент поляризации и (d) коэффициент контрастности, причем величины (b)-(d) измеряли при длине волны максимума поглощения.

[Сравнительный пример 1]

За исключением того, что 0,01% водный раствор C.I. Direct Orange 39 (красителя, содержащего в качестве главного компонента соединение, представленное следующей структурной формулой (9)) использовали вместо соединения (2), полученного в примере 1, поляризационную пленку получали таким же образом, что и в примере 4. Ее (а) длина волны максимума поглощения, (b) пропускание одной пластины, (с) коэффициент поляризации и (d) коэффициент контрастности, измеренные при длине волны максимума поглощения, показаны в таблице 1, которая показывает, что коэффициент поляризации и коэффициент контрастности при том же пропускании были значительно хуже, чем в примерах 4 и 5.

Таблица 1   Соединение Длина волны максимума поглощения Пропускание одной пластины Коэффициент поляризации Коэффициент контрастности Пример 4 (2) 462 нм 43,79% 99,55% 443 Пример 5 (3) 445 нм 43,82% 99,43% 350 Сравнительный пример 1 (9) 447 нм 43,79% 99,24% 262

[Пример 6]

В водный раствор, содержавшийся при 45°С и содержавший краситель соединения (2), полученного в примере 1, в концентрации 0,01%, C.I. Direct Red 81 в концентрации 0,01%, краситель, представленный следующей структурной формулой (10), описанный в примере 1 патентного документа 7, в концентрации 0,03%, краситель, представленный следующей структурной формулой (11), раскрытый в примере 23 патентного документа 8, в концентрации 0,03%, и сульфат натрия в концентрации 0,1%, на 4 минуты погружали пленку поливинилового спирта толщиной 75 мкм. Эту пленку растягивали в 5 раз при 50°С в 3% водном растворе борной кислоты, промывали водой в растянутом состоянии и сушили для получения поляризационной пленки нейтрального цвета, серого в параллельном положении, черного в перпендикулярном направлении. Среднее светопропускание одной пластины, коэффициент поляризации и коэффициент контрастности поляризационной пластины, полученные во всем диапазоне видимого света, показаны в таблице 2; коэффициент поляризации был высоким.

Далее на обе поверхности этой поляризационной пленки наклеивали пленки ТАС (толщиной пленки 80 мкм, торговое название TD-80U, производства корпорации Fujifilm), применяя клей PVA, для получения поляризующей пластины настоящего изобретения. На одну сторону этой поляризационной пластины наносили акриловый клей, склеивающий при надавливании, для получения поляризационной пластины, скрепленной клеем. Эту пластину разрезали размером 30 мм × 40 мм и наклеивали на стеклянную пластину того же размера. Когда эти поляризационные пластины хранили в условиях высокой температуры (105°С) в течение 1200 часов и в условиях высокой температуры (85°С) и высокой влажности (относительная влажность 85%) в течение 1200 часов, изменения коэффициента поляризации были менее 0,1%, показывая длительную долговечность поляризационных пластин даже в условиях высокой температуры и высокой влажности.

[Сравнительный пример 2]

За исключением того, что 0,01 водный раствор C.I. Direct Orange 39 применяли вместо соединения (2), полученного в примере 1, поляризационную пластину нейтрального цвета получали таким же образом, как в примере 6. Среднее светопропускание одной пластины, коэффициент поляризации и коэффициент контрастности во всем диапазоне видимого света показаны в таблице 2. По сравнению с поляризационной пленкой примера 6, не только среднее светопропускание одной пластины было низким, но и поляризационные характеристики и коэффициент контрастности были значительно худшими.

Таблица 2   Среднее светопропускание одной пластины Коэффициент поляризации Коэффициент контрастности Пример 6 43,99% 99,61% 511 Сравнительный пример 2 43,82% 99,28% 277

[Пример 7]

В водный раствор, содержавшийся при 45°С и содержавший краситель соединения (2), полученного в примере 1, в концентрации 0,05%, C.I. Direct Yellow 28 в концентрации 0,01%, краситель, представленный следующей структурной формулой (12), описанный как соединение №1 в патентном документе 3, в концентрации 0,01%, и сульфат натрия в концентрации 0,1%, на 4 минуты погружали пленку поливинилового спирта толщиной 75 мкм. Эту пленку растягивали в 5 раз при 50°С в 3% водном растворе борной кислоты, промывали водой в растянутом состоянии и сушили для получения поляризационной пленки.

Среднее светопропускание одной пластины, коэффициент поляризации и коэффициент контрастности поляризационной пластины, полученные во всем диапазоне видимого света, показаны в таблице 2; коэффициент поляризации был высоким. Длина волны максимума поглощения (λmax) полученной поляризационной пленки была 450 нм, а среднее светопропускание одной пластины, среднее светопропускание в перпендикулярном направлении, коэффициент контрастности в диапазоне 430-500 нм показаны в таблице 3; коэффициент поляризации был высоким. Далее, на одну сторону этой поляризационной пленки наклеивали пленку ТАС (толщиной пленки 80 мкм, торговое название TD-80U, производства корпорации Fujifilm), а на другую сторону поляризационной пленки наклеивали пленку ТАС, на одной стороне которой был образован отверждаемый УФ (ультрафиолетовым светом) твердый покровный слой толщиной примерно 10 мкм, применяя клей PVA и получая поляризационную пластину настоящего изобретения. На одну сторону этой поляризационной пластины наносили клей, склеивающий при надавливании, на основе акрилового сложного эфира, для получения поляризационной пластины с чувствительным к давлению клеящим слоем. Далее, на внешней поверхности твердого покровного слоя проводили обработку вакуумным напылением, нанося многослойное противоотражающее покрытие. Эту пластину нарезали размером 30 мм × 40 мм и наклеивали на прозрачную стеклянную пластину такого же размера с противоотражающим слоем на одной стороне, получая цветную поляризационную пластину с противоотражающей подложкой для жидкокристаллического проектора (для синего канала) по настоящему изобретению. Цветная поляризующая пластина для жидкокристаллического проектора настоящего примера имела высокий коэффициент поляризации и, более того, показывала длительную долговечность даже в условиях высокой температуры и высокой влажности. Также и устойчивость к продолжительному облучению светом была отличной.

[Пример 8]

За исключением того, что применяли водный раствор, содержавшийся при 45°С и содержавший краситель соединения (3), полученного в примере 2, в концентрации 0,05%, C.I. Direct Yellow 28 в концентрации 0,01%, краситель, представленный структурной формулой (12), описанный как соединение №1 в патентном документе 3, в концентрации 0,01% и сульфат натрия в концентрации 0,1%, поляризационную пластину получали таким же образом, что и в примере 7. Среднее светопропускание одной пластины, среднее светопропускание в перпендикулярном направлении, коэффициент контрастности поляризационной пластины в диапазоне 430-500 нм показаны в таблице 3, которая имеет высокий коэффициент поляризации.

[Сравнительный пример 3]

За исключением того, что применяли водный раствор, содержавшийся при 45°С и содержавший C.I. Direct Orange 39 в концентрации 0,05%, C.I. Direct Yellow 28 в концентрации 0,01%, краситель, представленный вышеуказанной структурной формулой (12), описанный как соединение №1 в патентном документе 3, в концентрации 0,02% и сульфат натрия в концентрации 0,1%, поляризационную пластину получали таким же образом, что и в примере 7. Эта поляризационная пластина показала среднее светопропускание одной пластины, среднее светопропускание в перпендикулярном направлении, коэффициент контрастности в диапазоне 430-500 нм, перечисленные в таблице 3. Когда среднее светопропускание в перпендикулярном направлении приводили к тому же уровню, что и в примерах 7 и 8, среднее светопропускание одной пластины было ниже примерно на 1%, худшим был и коэффициент контрастности. Кроме того, когда среднее светопропускание одной пластины приводили к тому же уровню, что и в примерах 7 и 8, эффективность коэффициента контрастности была значительно худшей, составляя 1/3 или менее.

Таблица 3   Среднее светопропускание одной пластины Среднее светопропускание в перпендикулярном направлении Коэффициент контрастности Пример 7 41,71% 0,01% 3854 Пример 8 41,68% 0,01% 3577 Сравнительный пример 3 (когда среднее светопропускание в перпендикулярном направлении было скорректировано) 40,89% 0,01% 3041 Сравнительный пример 3 (когда среднее светопропускание одной пластины было скорректировано) 41,67% 0,04% 1037

Промышленная применимость

Азосоединение и его соль по настоящему изобретению применимы в качестве красителей поляризационных пленок. Соответственно соединение и соль применимы для различных устройств жидкокристаллических дисплеев и жидкокристаллических проекторов. Более конкретно, они пригодны для применения в транспортных средствах и для применения в дисплеях для промышленных инструментов.

Изобретение относится к новым азосоединениям и поляризационным пленкам на их основе. Предлагается азосоединение формулы (1) или его соль

где R1 и R2 независимо означают атом водорода, низшую алкильную группу или низшую алкоксильную группу; n представляет собой 1 или 2. Описываются также содержащая краситель поляризационная пленка и содержащая краситель поляризационная пластина, каждая из которых содержит материал основы и азосоединение (1), содержащееся в материале основы. Изобретение обеспечивает создание поляризационной пластины высокой эффективности, устойчивой к влаге, теплу и свету, не вызывающей просачивания цвета в перпендикулярном направлении в диапазоне длин волн видимого света. 6 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 табл.

1. Азосоединение, представленное следующей формулой (1) и его соль:

где каждый R1 и R2 независимо представляет собой атом водорода, низшую алкильную группу и низшую алкоксильную группу; п равно 1 или 2.

2. Азосоединение и его соль по п.1, где каждый R1 и R2 независимо представляет собой один из компонентов группы, состоящей из атома водорода, метильной группы и метоксигруппы.

3. Азосоединение и его соль по п.1, где R1 и R2 являются атомом водорода.

4. Содержащая краситель поляризационная пленка, включающая по меньшей мере одно азосоединение и/или его соль, по любому из пп.1-3, содержащееся в подложке поляризационной пленки.

5. Содержащая краситель поляризационная пленка, включающая по меньшей мере одно азосоединение и/или его соль, по любому из пп.1-3 и по меньшей мере один другой органический краситель, содержащиеся в подложке поляризационной пленки.

6. Содержащая краситель поляризационная пленка, включающая два или более азосоединений и/или их солей по любому из пп.1-3 и по меньшей мере один другой органический краситель, содержащиеся в подложке поляризационной пленки.

7. Содержащая краситель поляризационная пленка по любому из пп.4-6, в которой подложка поляризационной пленки является пленкой, включающей поливинилспиртовую смолу.

8. Содержащая краситель поляризационная пластина, включающая прозрачный защитный слой, приклеенный по меньшей мере на одной поверхности содержащей краситель поляризационной пленки по любому из пп.4-7.

9. Цветная поляризационная пластина для жидкокристаллического проектора, в которой применяют содержащую краситель поляризационную пленку или содержащую краситель поляризационную пластину по любому из пп.4-8.