JP2004004944A - Polarizing element, polarizing plate and their manufacturing method - Google Patents

Polarizing element, polarizing plate and their manufacturing method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new polarizing element, a polarizing plate and their manufacturing method. <P>SOLUTION: The polarizing element or the polarizing plate has a layer having optically activated molecules and a layer including dichroic molecules and coming into contact with the former layer, and the dichroic molecule is a compound having a hydrophilic substitutional group and is in a solid state. For example, a gradation display polarizing element (plate), a multi-axis polarizing element (plate) and a curved surface polarizing element (plate) are formed in a large amount by a simple manufacturing method, and various visible display devices, for example, a stereoscopic display polarizing element (plate) or the like can be manufactured by combining the polarizing elements (plates) each other or combining the polarizing element (plate) with a conventional linearly polarizing plate. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

 本発明は、新規な偏光素子、偏光板およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a novel polarizing element, a polarizing plate, and a method for manufacturing the same.

 液晶表示装置やサングラス、ゴーグルなどに使用されている偏光素子は、ポリビニルアルコールのような高分子物質に二色性分子を溶解または吸着し、その膜を1方向に引き伸ばして二色性分子を配列させる方法によって製造されている。又、1軸方向に引き伸ばした高分子膜に二色性分子を吸着させる方法によっても製造される。しかし、これらの方法によって得られる偏光素子の偏光軸は1方向に固定されており、又平板状のものしか製造できない。液晶表示を含む多様な表示素子を製造するためには、微細なパターン状に任意の方向の偏光性を示す偏光素子や曲面状の偏光素子が求められている。 Polarizing elements used in liquid crystal display devices, sunglasses, goggles, etc. dissolve or adsorb dichroic molecules in a polymer substance such as polyvinyl alcohol, and stretch the film in one direction to arrange dichroic molecules. It is manufactured by the method. It is also manufactured by a method in which dichroic molecules are adsorbed on a uniaxially stretched polymer film. However, the polarization axis of the polarizing element obtained by these methods is fixed in one direction, and only a flat plate can be manufactured. In order to manufacture various display elements including a liquid crystal display, a polarizing element or a polarizing element having a fine pattern and exhibiting polarization in an arbitrary direction is required.

 従来この目的のために、ガラスあるいは高分子膜表面を布や紙等で1方向に擦るラビング処理を施した後に、二色性分子をその表面に吸着させる方法が非特許文献1に提案されている。この方法によれば、ラビング方向によって規定された方向に二色性分子が整列するので、あらかじめ基板表面を異なる方向でラビング処理を施しておけば、1枚の偏光板で種々の方向に偏光軸を持つ多軸の偏光素子が製造できることが非特許文献2に記載されている。しかし、このラビング処理による偏光素子の製造方法は、表面処理する基板のうえに偏光軸が異なるパターンを与えるマスクを置いて、マスクで被覆されていない部分のみを機械的にラビングするために、偏光軸の異なる微細なパターンを描くことは不可能である。又、写真等の階調表示パターンの場合やパターン形状が複雑な場合、このような方法が適用できない。さらに、高分子表面のラビング処理では擦ることにより発生する静電気が細かな塵あいを吸着させるために表面汚染が生じる。このように、偏光軸を任意の方向に精密、微細に制御する方法はこれまでに知られていなかった。 Conventionally, for this purpose, Non-Patent Document 1 proposes a method of adsorbing dichroic molecules on the surface of glass or a polymer film after rubbing the surface of the film with a cloth or paper in one direction. I have. According to this method, the dichroic molecules are aligned in the direction defined by the rubbing direction. Therefore, if the rubbing treatment is performed on the substrate surface in different directions in advance, the polarization axes can be changed in various directions by one polarizing plate. Non-Patent Document 2 describes that a multiaxial polarizing element having the following can be manufactured. However, the method of manufacturing a polarizing element by this rubbing treatment involves placing a mask that gives a pattern having a different polarization axis on a substrate to be subjected to surface treatment, and mechanically rubbing only a portion not covered with the mask. It is impossible to draw fine patterns with different axes. In the case of a gradation display pattern such as a photograph or a complicated pattern, such a method cannot be applied. Furthermore, in the rubbing treatment on the polymer surface, static electricity generated by rubbing causes fine dust to be adsorbed, thereby causing surface contamination. Thus, a method of precisely and finely controlling the polarization axis in an arbitrary direction has not been known so far.

 一方、サングラスやスキーのゴーグル等のような曲面状の偏光素子、偏光板を製造するためには、平板上の偏光素子に熱や力を加えて加工しなければならなかった。又高級なものでは樹脂中に封入したり、張り合わせる作業を必要とするため非常に高価であった。 On the other hand, in order to manufacture a polarizing element or a polarizing plate having a curved surface such as sunglasses or ski goggles, the polarizing element on a flat plate had to be processed by applying heat or force. In addition, high-quality products are very expensive because they require the work of enclosing them in a resin or bonding them together.

特開平1−161202号JP-A-1-161202 特開平1−172906号JP-A-1-172906 特開平1−172907号JP-A-1-172907 特開平1−183602号JP-A-1-183602 特開平1−248105号JP-A-1-248105 特開平1−265205号JP-A-1-265205 ジェー.エフ.ドライヤー(J.F.Dreyer)、ジャーナル・オブ・フィジックス・アンド・コロイドケミストリー(J.Phys.Colloid Chem.)、52頁、808(1948)J. F. Dryer (JF Dreyer), Journal of Physics and Colloid Chemistry (J. Phys. Colloid @ Chem.), P. 52, 808 (1948). ジェー エフ ドライヤー(J.F.Dreyer)、シー ダブリュー アーテル(C.W.Ertel)、グラス インダストリー(Glass Industry)、29頁、197(1948)、能勢敏明、山口留美子、佐藤進、電子情報通信学会論文誌、J71−C、1188(1988)JF Dreyer, CW Ertel, Glass Industry, 29, 197 (1948), Toshiaki Nose, Rumiko Yamaguchi, Susumu Sato, IEICE Transactions, J71-C, 1188 (1988) ジェイ・コグナー(J.Cognard)著「モレキュラー・クリスタルズ・アンド・リキッド・クリスタルズ(Molecular Crystalsand Liquid Crystals)」サプルメント1(1982年)、1頁"Molecular Crystals and Liquid Crystals", Supplement 1 (1982), J. Cognard, p.

 本発明は、高分子膜の延伸操作を必要とせず、かつ極めて微細な偏光パターンを描くことの可能な偏光素子、偏光板ならびにその製造方法を提供することを目的とする。 The object of the present invention is to provide a polarizing element, a polarizing plate and a method for manufacturing the same, which do not require a stretching operation of a polymer film and can draw an extremely fine polarization pattern.

 本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、基板上に直線偏光によって容易に分子軸変化を起こす光活性分子層を設け、これにその分子層が吸収する波長範囲を含む直線偏光を照射した後、その光活性分子層の上に二色性分子層を設けると、二色性分子が異方的に配列することを見いだした。 The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, provided a photoactive molecular layer that easily changes the molecular axis by linearly polarized light on a substrate, and provided a wavelength range in which the molecular layer absorbs. When a dichroic molecule layer was provided on the photoactive molecular layer after irradiating linearly polarized light containing, the dichroic molecules were found to be arranged anisotropically.

 本発明はこの知見に基づいて完成されたものである。すなわち、本発明は、
(1)光活性分子を有する層および該層に接した二色性分子を含む層を有し、該ニ色性分子が親水性置換基を有する化合物であり、該ニ色性分子が固体状態にある偏光素子又は偏光板、
(2)光活性分子を有する層が基板上に設けられ、二色性分子を含む層の上に保護層が設けられている(1)の偏光素子又は偏光板、
(3)光活性分子が、非芳香族性のC=C、非芳香族性のC=N、非芳香族性のN=Nから選ばれた少なくとも一つの二重結合を含む分子である(1)又は(2)の偏光素子又は偏光板、
(4)親水性置換基がスルホン酸基、アミノ基又は水酸基である(1)の偏光素子又は偏光板、
(5)基板が平面状又は曲面状である(2)の偏光素子又は偏光板、
(6)基板上の光活性分子を有する層に直線偏光を照射したのち、該光活性分子層の上に、親水性置換基を有する固体状態の二色性分子を含む層を設けることを特徴とする偏光素子又は偏光板の製造方法、
(7)基板上の光活性分子を有する層にコロナ放電処理又は紫外線照射処理を施すことを特徴とする(6)の偏光素子又は偏光板の製造方法、
(8)光活性分子を有する層および該層に接した二色性分子を含む層を有し、該ニ色性分子が親水性置換基を有する化合物であり、該ニ色性分子が固体状態にある階調表示偏光素子又は偏光板、
(9)基板上の光活性分子を有する層に直線偏光を、濃淡を有するマスクを介して照射したのち、該光活性分子層の上に、親水性置換基を有する固体状態の二色性分子を含む層を設けることを特徴とする偏光素子又は偏光板の製造方法、
(10)光活性分子を有する層および該層に接した二色性分子を含む層を有し、該ニ色性分子が親水性置換基を有する化合物であり、該ニ色性分子が固体状態にある多軸偏光素子又は偏光板、
(11)基板上の光活性分子を有する層に、異なる偏光軸を有する2以上の直線偏光を照射し、ついで該光活性分子層の上に、親水性置換基を有する固体状態の二色性分子を含む層を設けることを特徴とする多軸偏光素子又は偏光板の製造方法、
(12)光活性分子を有する層および該層に接した二色性分子を含む層を有し、該ニ色性分子が親水性置換基を有する化合物であり、該ニ色性分子が固体状態にある立体表示偏光素子又は偏光板、、
に関する。
The present invention has been completed based on this finding. That is, the present invention
(1) A compound having a layer having a photoactive molecule and a layer containing a dichroic molecule in contact with the layer, wherein the dichroic molecule is a compound having a hydrophilic substituent, and the dichroic molecule is in a solid state. Polarizing element or polarizing plate,
(2) The polarizing element or polarizing plate according to (1), wherein a layer having photoactive molecules is provided on the substrate, and a protective layer is provided on the layer containing dichroic molecules.
(3) The photoactive molecule is a molecule containing at least one double bond selected from non-aromatic C = C, non-aromatic C = N, and non-aromatic N = N ( 1) or (2) the polarizing element or polarizing plate,
(4) the polarizing element or polarizing plate according to (1), wherein the hydrophilic substituent is a sulfonic acid group, an amino group, or a hydroxyl group;
(5) the polarizing element or the polarizing plate according to (2), wherein the substrate is flat or curved;
(6) After irradiating the layer having photoactive molecules on the substrate with linearly polarized light, a layer containing a solid-state dichroic molecule having a hydrophilic substituent is provided on the photoactive molecule layer. A method for manufacturing a polarizing element or a polarizing plate,
(7) The method for producing a polarizing element or polarizing plate according to (6), wherein the layer having photoactive molecules on the substrate is subjected to a corona discharge treatment or an ultraviolet irradiation treatment.
(8) a layer having a photoactive molecule and a layer containing a dichroic molecule in contact with the layer, wherein the dichroic molecule is a compound having a hydrophilic substituent, and the dichroic molecule is in a solid state A gradation display polarizing element or polarizing plate,
(9) After irradiating the layer having photoactive molecules on the substrate with linearly polarized light through a mask having shading, a dichroic molecule in a solid state having a hydrophilic substituent is formed on the photoactive molecule layer. A method for producing a polarizing element or a polarizing plate, comprising providing a layer containing
(10) a compound having a layer having a photoactive molecule and a layer containing a dichroic molecule in contact with the layer, wherein the dichroic molecule is a compound having a hydrophilic substituent, and the dichroic molecule is in a solid state; Multi-axial polarizing element or polarizing plate,
(11) irradiating the layer having photoactive molecules on the substrate with two or more linearly polarized lights having different polarization axes, and then dichroic solid state having a hydrophilic substituent on the photoactive molecule layer A method for producing a multiaxial polarizing element or a polarizing plate, comprising providing a layer containing molecules,
(12) a layer having a photoactive molecule and a layer containing a dichroic molecule in contact with the layer, wherein the dichroic molecule is a compound having a hydrophilic substituent, and the dichroic molecule is in a solid state Stereoscopic display polarizing element or polarizing plate,
About.

 本発明に用いられる基板としては、光活性分子が結合もしくは塗布しうるものであればよく、例えばシリカ系ガラス、硬質ガラス等のガラス板、石英板等や、ABS樹脂、アセタール樹脂、(メタ)アクリル樹脂、酢酸セルロース、塩素化ポリエーテル、エチレン−酢ビ共重合体、ふっ素樹脂、アイオノマー、メチルペンテンポリマー、ナイロン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリイミド、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリルスルホン、ポリアリレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリスルホン、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、AS樹脂、塩化ビニル樹脂、アルキド樹脂、アリル樹脂、アミノ樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン等の各種素材のプラスチック板やシート(フィルム)、あるいはそれらの表面に、酸化珪素、酸化スズ、酸化インジウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化クロム、酸化亜鉛などの金属酸化物や、窒化珪素、炭化珪素などを被覆したものが用いられる。あるいはまた、反射能の高い金属薄膜で表面を被覆した基板(フィルム)も用いることができる。これらの基板は平面状のもののみならず、曲面状のものであってもよい。 The substrate used in the present invention may be any substrate to which the photoactive molecules can be bound or applied. For example, a glass plate such as silica-based glass or hard glass, a quartz plate, an ABS resin, an acetal resin, (meta) Acrylic resin, cellulose acetate, chlorinated polyether, ethylene-vinyl acetate copolymer, fluorine resin, ionomer, methylpentene polymer, nylon, polyamide, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polyester such as polybutylene terephthalate, polyimide, polyphenylene oxide, polyphenylene Sulfide, polyallyl sulfone, polyarylate, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polysulfone, vinyl acetate resin, vinylidene chloride resin, AS resin, vinyl chloride resin, alkyd resin, allyl resin, amide Plastic plates and sheets (films) of various materials such as resin, urea resin, melamine resin, epoxy resin, phenol resin, unsaturated polyester resin, silicone resin, polyurethane, and the like, or silicon oxide, tin oxide, indium oxide on their surfaces And a metal oxide such as aluminum oxide, titanium oxide, chromium oxide, zinc oxide, silicon nitride, silicon carbide, or the like. Alternatively, a substrate (film) whose surface is coated with a highly reflective metal thin film can also be used. These substrates may be not only planar substrates but also curved substrates.

 本発明で使用する光活性分子は、直線偏光によって分子軸配向変化を起こす分子のことである。ここでいう分子軸配向変化とは、直線偏光の光エネルギーを吸収したのちに、その分子軸の方向が変わる現象である。このための光活性分子としては、C=C、C=N、N=Nから選ばれた少なくとも一つの二重結合を含み、その二重結合が非芳香族性である分子が有効に使用される。この光活性分子の吸収する光の波長は可視光域のものにとどまらず、肉眼では観察されない紫外線や赤外線の領域のものも含まれる。この光活性分子の層に、該分子が吸収する波長範囲を含む直線偏光を照射すると容易に分子軸配向変化を起こす。 光 The photoactive molecule used in the present invention is a molecule that undergoes a change in molecular axis alignment by linearly polarized light. Here, the change in molecular axis orientation is a phenomenon in which the direction of the molecular axis changes after absorbing the light energy of linearly polarized light. As the photoactive molecule for this purpose, a molecule containing at least one double bond selected from C = C, C = N, and N = N, and the double bond is non-aromatic, is effectively used. You. The wavelengths of light absorbed by the photoactive molecules are not limited to those in the visible light region, but include those in the ultraviolet and infrared regions that are not observed by the naked eye. When the layer of the photoactive molecule is irradiated with linearly polarized light including the wavelength range absorbed by the molecule, the molecular axis orientation easily changes.

 この直線偏光照射による分子軸配向変化現象は以下のように解釈される。即ち、非芳香族性の二重結合を持つ最も単純な分子であるエチレンの基底状態では、2つの炭素原子と4つの水素原子が同一平面にあるのに対して、光励起状態においては、2組のH−C−H原子団が形成する平面はお互いに直交したねじれ構造となることがよく知られている。本発明に用いられる光活性分子も同様に、光励起状態においては上記の二重結合がなす平面性が消失し、それに伴って生じるねじれ構造を経て基底状態に戻る過程で分子軸配向変化が起こるものと推定される。従って、光照射前後での幾何異性化に基づく分子構造変化を起こさなくても、分子軸配向変化は進行することになる。例えば、非芳香族性のN=N結合を有するアゾベンゼン系化合物の多くは紫外線によってトランス体からシス体への光幾何異性化反応を起こすが、より長い波長の光に対してはシス体からトランス体への変換が優先されるため、ほとんど光幾何異性化が起こらないことが良く知られている。 分子 The change in the molecular axis orientation caused by the irradiation of linearly polarized light is interpreted as follows. That is, in the ground state of ethylene, which is the simplest molecule having a non-aromatic double bond, two carbon atoms and four hydrogen atoms are in the same plane, whereas in the photoexcited state, two pairs are present. It is well known that the planes formed by the H—C—H atomic groups have a twisted structure orthogonal to each other. Similarly, the photoactive molecule used in the present invention is such that in the photoexcited state, the planarity formed by the double bond disappears, and the molecular axis orientation changes in the process of returning to the ground state through a torsion structure that accompanies it. It is estimated to be. Therefore, the change in molecular axis orientation proceeds without causing a change in molecular structure due to geometrical isomerization before and after light irradiation. For example, most azobenzene compounds having a non-aromatic N = N bond cause a photogeometric isomerization reaction from a trans form to a cis form by ultraviolet light, but the cis form to the trans form for longer wavelength light. It is well known that photogeometric isomerization hardly occurs because conversion to the body takes precedence.

 また、シス体からトランス体への変化が熱的に迅速に起こるために、実質的に光異性化反応が認められない場合のあることも知られている。非芳香族性のC=N結合を有する化合物は光照射により幾何異性体となりうるが、不安定なために熱力学的に安定な元の構造に速やかに戻るので、例えば室温下では実質的な光異性化は認められない。さらに、非芳香族性のC=C結合を有する化合物の多くは光幾何異性化反応を起こすが、アゾベンゼンの場合と同様に、シス体からトランス体への異性化に適した波長範囲の光では、実質的に幾何異性化が認められない。しかし、このような見かけ上光異性化反応を示さない場合でも、直線偏光照射により容易に分子軸配向変化が起こるので、このような性質を有する化合物も本発明の光活性分子として用いることができる。 It is also known that the photoisomerization reaction may not be substantially observed because the change from the cis form to the trans form occurs rapidly rapidly. A compound having a non-aromatic C = N bond can be a geometric isomer upon irradiation with light, but since it is unstable, it quickly returns to its thermodynamically stable original structure. No photoisomerization is observed. Furthermore, many compounds having a non-aromatic C = C bond cause a photogeometric isomerization reaction. However, as in the case of azobenzene, light having a wavelength in a wavelength range suitable for isomerization from cis to trans isomer is used. No substantial geometric isomerization is observed. However, even when such an apparent photoisomerization reaction does not occur, a change in molecular axis orientation easily occurs by irradiation with linearly polarized light, so that a compound having such properties can be used as the photoactive molecule of the present invention. .

 本発明に用いられる光活性分子の具体例を以下に示す。非芳香族性のN=N結合を有する化合物としては、アゾベンゼン、アゾナフタレン、ビスアゾ化合物、ホルマザンなどの芳香族アゾ化合物、さらには、アゾキシベンゼンを基本骨格とするものがあげられる。これらの例を以下に示すが、この限りではない。 具体 Specific examples of the photoactive molecule used in the present invention are shown below. Examples of the compound having a non-aromatic N = N bond include aromatic azo compounds such as azobenzene, azonaphthalene, bisazo compound, and formazan, and compounds having azoxybenzene as a basic skeleton. Examples of these are shown below, but not limited.

Figure 2004004944
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 非芳香族性のC=N結合を有する化合物としては、芳香族シッフ塩基、芳香族ヒドラゾン類などを挙げることができる。これらの例を以下に示すが、この限りではない。 化合物 Examples of the compound having a non-aromatic C = N bond include aromatic Schiff bases and aromatic hydrazones. Examples of these are shown below, but not limited.

Figure 2004004944
Figure 2004004944

 非芳香族性のC=C結合を有する化合物としては、ポリエン、スチルベン、スチルバゾール、スチルバゾリウム、桂皮酸、インジゴ、チオインジゴ、ヘミチオインジゴなどを挙げることができる。これらの例を以下に示すが、この限りではない。 化合物 Examples of the compound having a non-aromatic CCC bond include polyene, stilbene, stilbazole, stilbazolium, cinnamic acid, indigo, thioindigo, and hemithioindigo. Examples of these are shown below, but not limited.

Figure 2004004944
Figure 2004004944

 また、光幾何異性体が不安定なために直ちに元の構造に戻り、室温では光照射によって実質的な光異性化反応が認められない化合物、さらには、光幾何異性化反応を全く示さない化合物も本発明に用いることができ、例えば、以下に示されるシアニン類、メロシアニン類が挙げられるが、この限りではない。 Compounds that return to the original structure immediately due to unstable photogeometric isomers and that show no substantial photoisomerization reaction by light irradiation at room temperature, and compounds that do not show any photogeometric isomerization reaction Can also be used in the present invention, and include, for example, cyanines and merocyanines shown below, but are not limited thereto.

Figure 2004004944
Figure 2004004944

 さらには、スピロ環に非芳香族性のC=C結合やC=N結合を有する化合物であって、光照射によって可逆的に分子構造を変化させる他の光活性分子、例えば下記のスピロピラン、スピロオキサジン類も用いることができる。これらは上記した分子構造とは異なるが、分子内に含まれる非芳香族性のC=C結合やC=N結合によって可逆的なスピロ環の開・閉環反応が光の作用によって引き起こされ、分子軸配向変化が生じると考えられる。 Further, a compound having a non-aromatic C = C bond or C = N bond in the spiro ring, and other photoactive molecules that reversibly change the molecular structure by light irradiation, such as the following spiropyran, spiropyran Oxazines can also be used. Although these are different from the above-mentioned molecular structure, reversible spiro ring opening / closing reactions are caused by the action of light due to the non-aromatic C 結合 C bond or CNN bond contained in the molecule. It is considered that an axial orientation change occurs.

Figure 2004004944
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 これらの光活性分子は,上記の二重結合基を有する化合物の基本骨格の例として挙げたものであり、これらの骨格に、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基等のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基、アリル基、アリルオキシ基、シアノ基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、等のアルコキシカルボニル基、ヒドロキシ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基、ニトロ基などから選ばれた1つ以上の置換基が結合していても差し支えない。特に、液晶分子と類似な構造を与えるC1 〜C6 のアルキル基、C1 〜C6 のアルコキシ基、シアノ基、C1 〜C6 のアルコキシカルボニル基が好ましい置換基としてあげられる。 These photoactive molecules are listed as examples of the basic skeleton of the compound having a double bond group, and these skeletons have an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, and a hexyl group. Group, methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, alkoxy group, allyl group, allyloxy group, cyano group, methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, etc., alkoxycarbonyl group, hydroxy group, dimethylamino group, diethylamino group And at least one substituent selected from a dialkylamino group, a nitro group and the like. In particular, C1 to C6 alkyl groups, C1 to C6 alkoxy groups, cyano groups, and C1 to C6 alkoxycarbonyl groups which give structures similar to liquid crystal molecules are preferred.

 本発明において、このような可逆的な分子軸配向変化を起こす光活性分子層を基板上に設けるには、基板の表面特性に応じて物理的あるいは化学的に光活性分子を基板表面に結合させる方法と、光活性分子を結合させた高分子、又は該光活性分子を添加した高分子を調製し、これを基板上に薄膜として塗布する方法とがあり、いずれでも差し支えない。この光活性分子が基板表面上に固定されたもの、即ち、光活性分子を基板表面に結合させたもの及び光活性分子を結合させた高分子を基板上に薄膜として塗布したものは、その配向状態が安定であり、好ましい。 In the present invention, in order to provide a photoactive molecule layer that causes such a reversible molecular axis orientation change on a substrate, the photoactive molecule is physically or chemically bonded to the substrate surface according to the surface characteristics of the substrate. There are a method and a method of preparing a polymer to which a photoactive molecule is bound or a polymer to which the photoactive molecule is added, and applying this as a thin film on a substrate. The one in which the photoactive molecule is fixed on the substrate surface, that is, the one in which the photoactive molecule is bonded to the substrate surface and the one in which the polymer in which the photoactive molecule is bonded is coated as a thin film on the substrate, have the orientation. The state is stable and preferable.

 はじめに、基板表面に光活性分子を結合させる方法を述べる。この目的には、例えば基板がシリルガラスであれば、液晶配向に用いられている方法が採用できることが非特許文献3に記載されている。 (1) First, a method for bonding photoactive molecules to the substrate surface will be described. Non-Patent Document 3 describes that for this purpose, for example, if the substrate is silyl glass, a method used for liquid crystal alignment can be employed.

 基板表面に光活性分子を結合させる第1の方法として、溶媒に溶解した、上記の非芳香族性の二重結合基及び下記するような表面活性基を有する光活性分子溶液を基板表面に塗布して、光活性分子を吸着結合させる方法があげられる。表面活性基の例としては、カルボン酸残基、マロン酸残基、カルバモイル基、テトラアルキルアンモニウム基、アルキルピリジニウム残基、アルキルキノリニウム残基、カルボキシラトクロミウム残基、エステル残基、ニトリル残基、尿素残基、アミノ基、ヒドロキシル基、ベタイン残基などを挙げることができる。尚、光活性分子が液体の場合には基板表面に直接塗布してもよい。 As a first method for bonding a photoactive molecule to the substrate surface, a photoactive molecule solution having the above-mentioned non-aromatic double bond group and the following surface active group dissolved in a solvent is applied to the substrate surface. Then, a method of adsorbing and binding the photoactive molecule can be mentioned. Examples of surface active groups include carboxylic acid residues, malonic acid residues, carbamoyl groups, tetraalkylammonium groups, alkylpyridinium residues, alkylquinolinium residues, carboxylatochromium residues, ester residues, and nitrile residues. Groups, urea residues, amino groups, hydroxyl groups, betaine residues and the like. When the photoactive molecule is a liquid, it may be applied directly to the substrate surface.

 第2の方法として、上記の表面活性基を有する光活性分子を水面上に単分子層として展開し、少なくともその1層を基板上に移し取るラングミュア−ブロジェット法が採用できる。この目的には、表面活性基として、例えばカルボキシル基、カルバモイル基、アミノ基、アンモニウム基、テトラアルキルアンモニウム基、ヒドロキシル基が好ましい。 {Circle around (2)} As a second method, a Langmuir-Blodgett method in which the above-described photoactive molecules having surface active groups are developed as a monomolecular layer on the water surface and at least one layer is transferred onto a substrate can be adopted. For this purpose, as the surface active group, for example, a carboxyl group, a carbamoyl group, an amino group, an ammonium group, a tetraalkylammonium group, and a hydroxyl group are preferable.

 第3の方法として、シリル基を介して光活性分子を基板表面に結合させる方法があげられる。具体的には、例えば少なくとも1つのハロゲン原子又はアルコキシ基で置換されたシリル基を有する光活性分子を基板表面に結合させる方法や、アミノ基を有するシリル化剤で処理した基板表面にカルボキシル基やアクリル基を有する光活性分子を縮合反応あるいは付加反応させる方法等があげられる。前者の方法では、予め光活性分子に該シリル基を導入し、シリカ系ガラス表面を処理する。少なくとも1つのハロゲン原子又はアルコキシ基で置換されたシリル基としては、例えばトリクロロシリル基、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基等があげられる。後者の方法では、アミノ基を有するシリル化剤としては、例えばアミノプロピルトリクロロシラン、アミノブチルトリクロロシラン、アミノプロピルトリメトキシシらん、アミノプロピルトリエトキシシラン等があげられる。これらの光活性分子を基板表面に結合させる操作は、他のシリル化処理剤の共存下で行ってもよい。このためのシリル化処理剤の例として、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、トリメチルクロロシラン、エチルトリエトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ブチルメチルジエトキシシラン、ペンチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン等のアルキル(ポリ)アルコキシシランを挙げることができるがこの限りではない。 A third method is to bind a photoactive molecule to the substrate surface via a silyl group. Specifically, for example, a method of binding a photoactive molecule having a silyl group substituted with at least one halogen atom or an alkoxy group to a substrate surface, or a method in which a carboxyl group or a carboxyl group is added to a substrate surface treated with a silylating agent having an amino group. Examples include a method of subjecting a photoactive molecule having an acrylic group to a condensation reaction or an addition reaction. In the former method, the silyl group is introduced into the photoactive molecule in advance, and the surface of the silica glass is treated. Examples of the silyl group substituted with at least one halogen atom or alkoxy group include a trichlorosilyl group, a trimethoxysilyl group, and a triethoxysilyl group. In the latter method, examples of the silylating agent having an amino group include aminopropyltrichlorosilane, aminobutyltrichlorosilane, aminopropyltrimethoxysilane, and aminopropyltriethoxysilane. The operation of binding these photoactive molecules to the substrate surface may be performed in the presence of another silylation agent. Examples of the silylation treatment agent for this, methyltriethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, trimethylchlorosilane, ethyltriethoxysilane, diethyldiethoxysilane, propyltriethoxysilane, butyltriethoxysilane, butylmethyldiethoxysilane, Alkyl (poly) alkoxysilanes such as pentyltriethoxysilane and hexyltriethoxysilane can be exemplified, but not limited thereto.

 第4の方法として、高分子物質が基板そのものあるいは基板表面層を形成している場合には、上記の表面活性基を有する光活性化合物を基板表面に吸着結合させるか、あるいは、高分子表面に露出している活性基に共有結合により光活性分子を結合すればよい。後者の場合、例えば高分子物質がポリビニルアルコールであれば、光活性分子をアセタール結合やエステル結合あるいはウレタン結合によって、基板の表面層に結合する。このために、例えばホルミル基やクロロホルミル基あるいはイソシアナート基等の共有結合形成基を持つ光活性分子を調製し、これをポリビニルアルコールを溶解しない溶媒に溶かし、この溶液にポリビニルアルコール膜を持つ基板を浸漬して反応させればよい。処理反応速度を高めるには、アセタール化であればp−トルエンスルホン酸のような触媒酸を添加すればよいし、エステル化やウレタン化であれば反応で生成する酸を除去するためにトリエチルアミンやピリジンなどの塩基を添加すればよい。 As a fourth method, when the polymer substance forms the substrate itself or the substrate surface layer, the photoactive compound having the surface active group is adsorbed and bonded to the substrate surface, or The photoactive molecule may be bound to the exposed active group by a covalent bond. In the latter case, for example, when the polymer substance is polyvinyl alcohol, the photoactive molecule is bonded to the surface layer of the substrate by an acetal bond, an ester bond or a urethane bond. For this purpose, for example, a photoactive molecule having a covalent bond-forming group such as a formyl group, a chloroformyl group or an isocyanate group is prepared, and this is dissolved in a solvent that does not dissolve polyvinyl alcohol. May be immersed in the reaction. In order to increase the treatment reaction rate, a catalyst acid such as p-toluenesulfonic acid may be added for acetalization, and triethylamine or triethylamine for removing acid generated in the reaction for esterification or urethane formation. A base such as pyridine may be added.

 次に、光活性分子を結合させた高分子、又は光活性分子を添加した高分子を調製し、これを基板上に薄膜として塗布する方法を述べる。先ず、光活性分子を結合させた高分子を調製する方法を説明する。光活性分子を高分子の側鎖あるいは主鎖に結合するためには、光活性分子を有する単量体を重合させるか、あるいは、高分子物質にその化学構造に適した反応性残基を有する光活性分子を結合させる。 Next, a method of preparing a polymer to which a photoactive molecule is bound or a polymer to which a photoactive molecule is added, and applying the polymer as a thin film on a substrate will be described. First, a method for preparing a polymer having a photoactive molecule bound thereto will be described. In order to bind the photoactive molecule to the side chain or main chain of the polymer, a monomer having the photoactive molecule is polymerized, or the polymer substance has a reactive residue suitable for its chemical structure. Attach photoactive molecules.

 前者の重合法においては、とくに、ラジカル重合能を有する(メタ)アクリル基を有する光活性分子が単量体として好適であり、重合させることにより側鎖に光活性分子を結合した高分子が容易に得られる。ポリエステル、ポリアミド、ポリイミドなどの重縮合反応やポリウレタンなどの重付加反応による高分子の場合では、光活性分子を有する二官能性単量体を調製すればよい。二官能性単量体としては例えばケイヒ酸ビニルがあげられる。重合によって得られる光活性分子を結合した高分子化合物は光活性分子を有する単量体のみを重合させたホモポリマー、光活性分子を有する単量体と他の単量体とを重合させたコポリマーのいずれでもよい。他の単量体としては、例えばメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート等があげられる。光活性分子を有する単量体と他の単量体との使用割合を変化させることによって、高分子中の光活性分子の結合量を調節することができる。その使用割合は、単量体の構造にも依存するが、1:0から1:100、より好ましくは1:0から1:50の範囲である。 In the former polymerization method, in particular, a photoactive molecule having a (meth) acryl group having radical polymerization ability is suitable as a monomer, and a polymer having a photoactive molecule bonded to a side chain by polymerization is easily used. Is obtained. In the case of a polymer obtained by a polycondensation reaction of polyester, polyamide, polyimide or the like or a polyaddition reaction of polyurethane or the like, a bifunctional monomer having a photoactive molecule may be prepared. Examples of the bifunctional monomer include vinyl cinnamate. The polymer compound obtained by polymerizing photoactive molecules obtained by polymerization is a homopolymer obtained by polymerizing only a monomer having a photoactive molecule, or a copolymer obtained by polymerizing a monomer having a photoactive molecule and another monomer. May be any of Examples of the other monomer include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, and 2-ethylhexyl (meth) acrylate. By changing the ratio of the monomer having a photoactive molecule to another monomer, the amount of the photoactive molecule in the polymer can be adjusted. The proportion used depends on the structure of the monomer, but is in the range of 1: 0 to 1: 100, more preferably 1: 0 to 1:50.

 後者の、高分子物質にその化学構造に適した反応性残基を有する光活性分子を結合させる場合、上記第4の方法が利用できる。用いられる高分子の例として、ポリビニルアルコール、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリメタクリル酸グリシジルあるいはその共重合体などを挙げることができるが、この限りではない。 (4) In the latter case, in which a photoactive molecule having a reactive residue suitable for its chemical structure is bonded to a polymer substance, the above-described fourth method can be used. Examples of the polymer used include, but are not limited to, polyvinyl alcohol, styrene-maleic anhydride copolymer, polyglycidyl methacrylate or a copolymer thereof.

 このような光活性分子を主鎖もしくは側鎖に持つ高分子薄膜を基板表面に設ける方法としては、回転塗布法が好ましい。又、この種の高分子をラングミュア−ブロジェット法によって基板上に設けてもよい。さらには、これらの高分子溶液に基板を浸漬して吸着させてもよい。膜厚は1μm以下で十分である。 (4) As a method of providing such a polymer thin film having a photoactive molecule in the main chain or side chain on the substrate surface, a spin coating method is preferable. Further, such a polymer may be provided on a substrate by a Langmuir-Blodgett method. Further, the substrate may be immersed and adsorbed in these polymer solutions. A film thickness of 1 μm or less is sufficient.

 光活性分子を添加した高分子を用いる方法を説明する。この方法は、高分子中に予め光活性分子を溶解又は均一に分散させておき、これを基板表面に薄膜状に塗布する方法である。この場合の高分子ならびに光活性分子は、後述する二色性分子の溶液に用いる溶媒に溶解しないものでなければならない。高分子として、例えばポリイミド類はとくに水やアルコール類などの溶媒に不溶であるので好ましいが、この限りではない。 (4) A method using a polymer to which a photoactive molecule is added will be described. This method is a method in which a photoactive molecule is dissolved or uniformly dispersed in a polymer in advance, and this is applied in a thin film form on the substrate surface. In this case, the polymer and the photoactive molecule must be insoluble in the solvent used for the dichroic molecule solution described below. As the polymer, for example, polyimides are preferable since they are insoluble in solvents such as water and alcohols, but are not limited thereto.

 次に、基板上に設けられた光活性分子層に直線偏光を照射する操作を説明する。照射する偏光の波長は、光活性分子が吸収する波長であれば特に制限はなく、例えば可視光線のみならず紫外線や赤外線の領域の光線でもよい。光源としては、水銀灯、キセノン灯、蛍光灯、ケミカルランプ、ヘリウム−カドミウムレーザ、アルゴンレーザ、クリプトンレーザ、ヘリウム−ネオンレーザ、半導体レーザ、さらには、太陽光などのいずれでもよく、光活性分子の吸収波長領域や光照射時間、あるいは照射面積などによって選択すればよい。直線偏光とするには、これらの光源から発する光に直線偏光素子や直線偏光板を組み合わせればよい。このための偏光素子や偏光板としては、例えばグラントムソンプリズムなどのプリズム系素子、二色性分子を溶解または吸着して延伸した高分子膜からなる偏光素子や偏光板があげられる。さらには、本発明によって製造される偏光素子(板)も利用することができる。ここで使用する直線偏光の露光エネルギーは、波長、光活性分子の構造、結合状態、照射温度などにより異なるが、1mJ/cm2 から10J/cm2 の範囲が望ましい。尚、レーザを光源とする場合は、レーザビーム自体が直線偏光であれば偏光素子(板)を必要としない。 Next, the operation of irradiating the photoactive molecular layer provided on the substrate with linearly polarized light will be described. The wavelength of the polarized light to be applied is not particularly limited as long as the wavelength is absorbed by the photoactive molecule. For example, not only visible light but also light in the ultraviolet or infrared region may be used. The light source may be any of a mercury lamp, a xenon lamp, a fluorescent lamp, a chemical lamp, a helium-cadmium laser, an argon laser, a krypton laser, a helium-neon laser, a semiconductor laser, and even sunlight, and may absorb light-active molecules. The selection may be made according to the wavelength region, light irradiation time, irradiation area, or the like. In order to obtain linearly polarized light, light emitted from these light sources may be combined with a linearly polarizing element or a linearly polarizing plate. Examples of the polarizing element and the polarizing plate for this purpose include a prism element such as a Glan-Thompson prism and a polarizing element and a polarizing plate made of a polymer film stretched by dissolving or adsorbing dichroic molecules. Furthermore, a polarizing element (plate) manufactured by the present invention can also be used. The exposure energy of the linearly polarized light used here varies depending on the wavelength, the structure of the photoactive molecule, the bonding state, the irradiation temperature and the like, but is preferably in the range of 1 mJ / cm2 to 10 J / cm2. When a laser is used as a light source, a polarizing element (plate) is not required if the laser beam itself is linearly polarized.

 偏光パターンを光活性分子層に焼き付けるためには、希望するマスクパターンを通して直線偏光を光活性分子層に照射すればよい。レンズ等を用いて直線偏光を発散させたり集光することにより、パターンを大きく拡大したり、逆にきわめて微細なパターンとすることができる。又、レーザを光源とする場合であって、レーザビーム自体が直線偏光であれば、ファラデー素子のような偏光面回転素子と組み合わせることによって、きわめて微細なパターンを自在に描画できる。さらに、光活性分子の直線偏光による分子軸配向変化は可逆的であるから、マスクパターンごとに異なる偏光軸の直線偏光を照射することによりパターンを自由に重ね書きすることができる。尚、複雑なパターンを有する偏光素子(板)を一枚製造すれば、その偏光素子(板)をマスクパターンとすることにより、従来困難であった複雑なパターンを有する偏光素子(板)を、直線偏光照射という簡便な方法で多数製造することができる。 焼 き In order to print the polarization pattern on the photoactive molecular layer, the photoactive molecular layer may be irradiated with linearly polarized light through a desired mask pattern. By diverging or condensing linearly polarized light using a lens or the like, the pattern can be greatly enlarged, or conversely, can be made into an extremely fine pattern. Also, when a laser is used as a light source and the laser beam itself is linearly polarized, an extremely fine pattern can be freely drawn by combining with a polarization plane rotating element such as a Faraday element. Further, since the change of the molecular axis orientation due to the linear polarization of the photoactive molecule is reversible, the pattern can be freely overwritten by irradiating linear polarization having a different polarization axis for each mask pattern. If one polarizing element (plate) having a complicated pattern is manufactured, the polarizing element (plate) having a complicated pattern, which has been conventionally difficult, can be formed by using the polarizing element (plate) as a mask pattern. A large number can be produced by a simple method called linearly polarized light irradiation.

 このようにして得られる一定方向に分子軸の配列した光活性分子層に二色性分子を吸着させるだけで、即ち、光活性分子層の上に二色性分子層を設けるだけで、二色性分子の分子軸が、光活性分子の分子軸の配列方向、即ち光活性分子層に照射した直線偏光の偏光軸で規定された方向に配列し、かつ偏光軸が固定されて偏光素子(板)としての性質が発揮されることは意外なことであった。従来の方法においては、ガラスや高分子膜表面をラビング処理すると、表面に発生した微細な溝に沿って色素分子が配列すると推察されている。しかしながら、本発明においては、このような溝の発生なしに、光活性分子の配列自体がその上に吸着する二色性分子の配列を規定することになる。 The dichroic molecules are simply adsorbed on the photoactive molecular layer having the molecular axes arranged in a certain direction obtained in this way, that is, only by providing the dichroic molecular layer on the photoactive molecular layer, the two-color The molecular axes of the polar molecules are arranged in the direction of arrangement of the molecular axes of the photoactive molecules, that is, in the direction defined by the polarization axis of the linearly polarized light applied to the photoactive molecule layer, and the polarization axis is fixed. It was surprising that the property as) was exhibited. In the conventional method, it is presumed that when rubbing is performed on the surface of glass or a polymer film, dye molecules are arranged along fine grooves generated on the surface. However, in the present invention, without the formation of such grooves, the arrangement of the photoactive molecules themselves defines the arrangement of the dichroic molecules adsorbed thereon.

 本発明で用いられる二色性分子は、それ自身または集合体で一定方向に配列することにより、偏光性を示す化合物であり、例えば芳香族系環構造を有する化合物が好ましい。芳香族系環構造としては、ベンゼン、ナフタリン、アントラセン、フェナントレンのほかに、チアゾール、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、キノリンなどの複素環あるいはこれらの4級塩、さらにはこれらとベンゼンやナフタリンなどとの縮合環が特に好ましい。又、これらの芳香族系環にスルホン酸基、アミノ基、水酸基などの親水性置換基が導入されていることが好ましい。 二 The dichroic molecule used in the present invention is a compound exhibiting a polarizing property when arranged in a certain direction by itself or in an aggregate, and for example, a compound having an aromatic ring structure is preferable. As the aromatic ring structure, in addition to benzene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene, thiazole, pyridine, pyrimidine, pyridazine, pyrazine, quinoline and other heterocycles or quaternary salts thereof, and furthermore, benzene, naphthalene, and the like Is particularly preferred. Further, it is preferable that a hydrophilic substituent such as a sulfonic acid group, an amino group, or a hydroxyl group is introduced into these aromatic rings.

 二色性分子としては、例えばアゾ系色素、スチルベン系色素、ピラゾロン系色素、トリフェニルメタン系色素、キノリン系色素、オキサジン系色素、チアジン系色素、アントラキノン系色素等の色素系化合物をあげることができる。水溶性のものが好ましいが、この限りではない。又、これらの二色性分子にスルホン酸基、アミノ基、水酸基などの親水性置換基が導入されていることが好ましい。二色性分子の具体例としては、例えばC.I.Direct Blue 67、C.I.Direct Blue 90、C.I.Direct Green 59、C.I.Direct Violet 48、C.I.Direct Red 39、C.I.Direct Red 79、C.I.Direct Red 81、C.I.Direct Red 83、C.I.Direct Red 89、C.I.Direct Orange 39、C.I.Direct Orange 72、C.I.Acid Red 37等が挙げられ、さらに特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4、特許文献5、特許文献6の各公報記載の色素等が挙げられる。これらの色素のうち代表的なものの構造を次に示す。 Examples of dichroic molecules include dye compounds such as azo dyes, stilbene dyes, pyrazolone dyes, triphenylmethane dyes, quinoline dyes, oxazine dyes, thiazine dyes, and anthraquinone dyes. it can. Water-soluble ones are preferred, but not limited thereto. Further, it is preferable that a hydrophilic substituent such as a sulfonic acid group, an amino group, or a hydroxyl group is introduced into these dichroic molecules. Specific examples of dichroic molecules include, for example, C.I. I. Direct \ Blue \ 67, C.I. I. Direct \ Blue \ 90, C.I. I. Direct @ Green @ 59, C.I. I. Direct Violet 48, C.I. I. Direct @ Red @ 39, C.I. I. Direct @ Red @ 79, C.I. I. Direct Red 81, C.I. I. Direct Red 83, C.I. I. Direct Red 89, C.I. I. Direct \ Orange \ 39, C.I. I. Direct @ Orange @ 72, C.I. I. Acid {Red} 37 and the like, and further, dyes and the like described in Patent Literature 1, Patent Literature 2, Patent Literature 3, Patent Literature 4, Patent Literature 5, and Patent Literature 6 are disclosed. The structures of typical dyes are shown below.

Figure 2004004944
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Figure 2004004944
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 直線偏光を照射した基板上の光活性分子層に、これらの二色性分子を異方性吸着させる方法を次に説明する。上記の二色性分子単独、または、二種以上の混合物を水、メタノール、エタノールなどの親水性溶媒もしくはその含水溶媒に溶解する。濃度は、好ましくは0.1〜10w/w%、より好ましくは0.5〜5w/w%程度である。又、この溶液に界面活性剤を加えることもできる。界面活性剤としては、カチオン系、ノニオン系、アニオン系のいずれでも使用できるが、ノニオン界面活性剤が好ましい。次に、この二色性分子の溶液を該基板表面に滴下してから、コーターにより、又は回転塗布法により均一の厚みを持つ二色性分子の層を設ける。あるいは、この二色性分子の溶液に、直線偏光を照射した光活性分子層を有する基板を浸漬した後、これを引き上げる。均一の二色性分子の濃度を得るために、引き上げる速度は一定に保つことが好ましい。二色性分子層の厚さは、偏光特性の向上という観点から、薄い方が好ましく、例えば10μ以下、特に0.1〜2μであることが好ましい。 Next, a method for anisotropically adsorbing these dichroic molecules to the photoactive molecular layer on the substrate irradiated with linearly polarized light will be described. The above dichroic molecule alone or a mixture of two or more is dissolved in a hydrophilic solvent such as water, methanol, ethanol or the like or a water-containing solvent thereof. The concentration is preferably about 0.1 to 10 w / w%, more preferably about 0.5 to 5 w / w%. Also, a surfactant can be added to this solution. As the surfactant, any of cationic, nonionic and anionic surfactants can be used, but nonionic surfactants are preferred. Next, after the dichroic molecule solution is dropped on the substrate surface, a dichroic molecule layer having a uniform thickness is provided by a coater or a spin coating method. Alternatively, a substrate having a photoactive molecular layer irradiated with linearly polarized light is immersed in the solution of dichroic molecules, and is then pulled up. In order to obtain a uniform concentration of dichroic molecules, it is preferable to keep the pulling speed constant. The thickness of the dichroic molecular layer is preferably thinner from the viewpoint of improving the polarization characteristics, and is preferably, for example, 10 μm or less, particularly preferably 0.1 to 2 μm.

 二色性分子の溶液を付着させた基板は乾燥され、固体状態の二色性分子層が形成されることにより、本発明の偏光素子(板)が得られる。溶媒の種類、二色性分子の種類、塗布した二色性分子の溶液の量、二色性分子の濃度などによって乾燥条件は異なるが、温度としては室温〜100℃、好ましくは室温〜50℃、湿度は20〜80%RH、好ましくは30〜70%RH程度がよい。 (4) The substrate to which the dichroic molecule solution is attached is dried to form a solid state dichroic molecular layer, thereby obtaining the polarizing element (plate) of the present invention. Drying conditions vary depending on the type of solvent, type of dichroic molecule, amount of solution of dichroic molecule applied, concentration of dichroic molecule, etc., but the temperature is from room temperature to 100 ° C, preferably from room temperature to 50 ° C. The humidity is preferably about 20 to 80% RH, more preferably about 30 to 70% RH.

 このようにして調製された異方性吸着二色性分子層は、例えばアモルフォスや結晶等の固体状態にあるが、その二色性分子層は通常機械的強度に劣るので、その表面に保護層が設けられる。この保護層は、通常二色性分子層を紫外線硬化性や熱硬化性の透明な高分子膜でコーティングしたり、あるいはポリエステルフィルムや酢酸セルロースフィルム等の透明な高分子膜でラミネートすること等の被覆法により設けられる。 The anisotropically adsorbed dichroic molecular layer prepared in this manner is in a solid state, for example, such as amorphos and crystals, but the dichroic molecular layer usually has poor mechanical strength, so a protective layer is formed on the surface. Is provided. This protective layer is usually formed by coating a dichroic molecular layer with a UV-curable or thermosetting transparent polymer film, or laminating with a transparent polymer film such as a polyester film or a cellulose acetate film. It is provided by a coating method.

 本発明の偏光素子(板)を製造する際に、光活性分子層にコロナ放電処理や紫外線照射を行うことによってさらに偏光特性を高めることが可能である。コロナ放電処理は光活性分子層上に行い、直線偏光照射の前に行うことが好ましいが特にこの限りではない。コロナ放電処理を行う装置としては市販の各種コロナ放電処理機が適用可能である。コロナ放電処理の条件は、光活性分子層を設けた基板の種類、光活性分子層の組成や厚さ、コロナ放電処理後に塗布する二色性分子層の組成や膜厚等の条件によって異なるが、1回当たりの処理に際しては、エネルギー密度として20〜400W・min・m-2、好ましくは50〜300W・min・m-2程度である。又1回の処理で不十分な場合は2回以上処理を行うことができる。又、紫外線照射は光活性分子層上に行い、直線偏光照射の前に行うことが好ましいが特にこの限りではない。使用する紫外線の波長は、特に制限はないが、例えば300nm以下の遠紫外線が好ましい。又、紫外線照射は酸素気流下に行なうことが好ましい。紫外線照射を行う装置としては市販の各種紫外線照射が適用可能である。紫外線照射の条件は、光活性分子層を設けた基板の種類、光活性分子層の組成や厚さ、紫外線照射後に塗布する二色性分子層の組成や膜厚等の条件によって異なるが、照射時間は長くても数分程度で十分である。 偏光 When manufacturing the polarizing element (plate) of the present invention, the polarization properties can be further enhanced by performing corona discharge treatment or ultraviolet irradiation on the photoactive molecular layer. The corona discharge treatment is preferably performed on the photoactive molecular layer and before the irradiation of linearly polarized light, but is not particularly limited. As the apparatus for performing the corona discharge treatment, various commercially available corona discharge treatment machines can be applied. The conditions of the corona discharge treatment vary depending on conditions such as the type of the substrate provided with the photoactive molecular layer, the composition and thickness of the photoactive molecular layer, and the composition and thickness of the dichroic molecular layer applied after the corona discharge treatment. In one treatment, the energy density is about 20 to 400 W · min · m−2, preferably about 50 to 300 W · min · m−2. If one process is insufficient, the process can be performed two or more times. The ultraviolet irradiation is preferably performed on the photoactive molecular layer and before the linearly polarized light irradiation, but not particularly limited thereto. The wavelength of the ultraviolet light to be used is not particularly limited, but for example, far ultraviolet light of 300 nm or less is preferable. The ultraviolet irradiation is preferably performed under an oxygen stream. Various types of commercially available ultraviolet irradiation can be applied as an apparatus for performing ultraviolet irradiation. The conditions for UV irradiation vary depending on the type of substrate on which the photoactive molecular layer is provided, the composition and thickness of the photoactive molecular layer, the composition and thickness of the dichroic molecular layer applied after UV irradiation, and the like. A few minutes at the longest is sufficient.

 本発明の偏光素子(板)は外的応力を加えなくとも自由な曲面上で任意の軸を持つ偏光層を設けることができる。例えば、本発明で使用している光活性分子層をサングラスやゴーグル等の曲面上に設け、直線偏光を照射したのち二色性分子層を設けることで任意の偏光軸の偏光サングラスやゴーグル等の偏光素子(板)を作成することができる。 偏光 The polarizing element (plate) of the present invention can be provided with a polarizing layer having an arbitrary axis on a free curved surface without applying external stress. For example, the photoactive molecular layer used in the present invention is provided on a curved surface such as sunglasses or goggles, and after irradiating linearly polarized light, a dichroic molecular layer is provided to provide polarized sunglasses or goggles having an arbitrary polarization axis. A polarizing element (plate) can be produced.

 本発明の偏光素子(板)には、その製造過程でそれ自体が濃淡を有する階調を付与したり、多数の偏光軸を有するパターンを付与することができる。階調を付与した階調表示偏光素子(板)は、光活性分子層に偏光パターンを焼き付ける際、濃淡を有するマスクパターンや写真のネガフィルムを通した直線偏光を利用することにより製造できる。又、多数の偏光軸を有する多軸偏光素子(板)は、光活性分子層に偏光パターンを焼き付ける際、偏光軸の異なる直線偏光を異なる部分に照射することにより製造できる。 (4) The polarizing element (plate) of the present invention can be provided with a gradation having its own density or a pattern having a large number of polarization axes during the manufacturing process. A gradation display polarizing element (plate) to which gradation is imparted can be manufactured by using linearly polarized light through a mask pattern having shading or a photographic negative film when printing a polarization pattern on the photoactive molecular layer. In addition, a multiaxial polarizing element (plate) having a large number of polarization axes can be manufactured by irradiating different portions with linearly polarized light having different polarization axes when printing a polarization pattern on the photoactive molecular layer.

 本発明の偏光素子(板)を使用して、立体表示偏光素子(板)を製造することができる。立体表示とは二次元で描かれた写真や図、絵等を特殊な手法を用いて三次元的に表現することである。例えば、赤や青で描かれた印刷物を左右のレンズをそれぞれ赤や青に着色した眼鏡を通して見たりする方法や、目の焦点をずらすことで立体的にみせる方法がある。又、偏光投影装置を使用して得られた像を左右で偏光軸の違う偏光素子(板)を通すことにより、立体映像を得る方法もあるが、平面上の偏光素子(板)を他の偏光素子(板)を通して見ることにより立体像を得る方法はまだ存在しない。図形や模様を表示するためには、ある限られた範囲のみに偏光特性を持たせたり、1つの平面上に2つ以上の偏光軸を有することが必要である。本発明の偏光素子(板)は、偏光軸の同一もしくは異なる微細なパターンを描くことができるので、立体表示偏光素子(板)を製造するのに好適である。この立体表示偏光素子(板)を製造するには、左目用と右目用の偏光素子(板)が必要である。それぞれ希望するマスクパターンや写真のネガフィルムを通して直線偏光で露光して光活性分子層に偏光パターンを焼き付ければよい。このとき、左目用と右目用とで直線偏光の偏光軸をずらしておけば、それぞれ対応する偏光素子(板)を製造することができる。ずらす角度は例えば±45度、±90度、±135度が好ましい。これらの偏光素子(板)を一定の距離を置いた位置に並べるか、あるいは重ねることにより立体表示偏光素子(板)を製造することができる。又、微細なドットにより作成された左目用のマスクと右目用のマスクを用いると、偏光軸の異なる左目用の像と右目用の像を一枚の偏光素子(板)に焼き付けることができる。 立体 Using the polarizing element (plate) of the present invention, a stereoscopic display polarizing element (plate) can be manufactured. The three-dimensional display is to express a two-dimensionally drawn photograph, figure, picture, or the like three-dimensionally by using a special technique. For example, there is a method of viewing a printed matter drawn in red or blue through spectacles in which the left and right lenses are colored red or blue, respectively, or a method of shifting the focus of the eyes to make it appear three-dimensional. There is also a method of obtaining a stereoscopic image by passing an image obtained by using a polarization projection apparatus through polarizing elements (plates) having different polarization axes on the left and right. There is not yet a method for obtaining a stereoscopic image by viewing through a polarizing element (plate). In order to display a graphic or a pattern, it is necessary to provide a polarization characteristic only in a certain limited range or to have two or more polarization axes on one plane. The polarizing element (plate) of the present invention can draw fine patterns having the same or different polarization axes, and thus is suitable for producing a stereoscopic display polarizing element (plate). In order to manufacture this stereoscopic display polarizing element (plate), a polarizing element (plate) for the left eye and a right eye is required. Exposure to linear polarization through a desired mask pattern or photographic negative film may be performed to print the polarization pattern on the photoactive molecular layer. At this time, if the polarization axes of the linearly polarized light are shifted for the left eye and the right eye, corresponding polarizing elements (plates) can be manufactured. It is preferable that the offset angle is, for example, ± 45 degrees, ± 90 degrees, ± 135 degrees. By arranging or overlapping these polarizing elements (plates) at a predetermined distance, a stereoscopic display polarizing element (plate) can be manufactured. In addition, when a left-eye mask and a right-eye mask formed by fine dots are used, a left-eye image and a right-eye image having different polarization axes can be printed on a single polarizing element (plate).

以下実施例により、光活性分子を有する化合物の合成法を含めた本発明をさらに具体的に説明するが、本発明がこれらの実施例に限定されるものではない。実施例中、部は特に限定しない限り重量部を示す。また、偏光率は次の計算式により算出した。
 偏光率(%)={(Y2 −Y1 )/(Y2 +Y1 )}1/2 ×100
  (Y2 :平行透過率(%)、Y1 :直交透過率(%))
Hereinafter, the present invention including a method for synthesizing a compound having a photoactive molecule will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. In the examples, parts are by weight unless otherwise specified. The polarization ratio was calculated by the following formula.
Polarization ratio (%) = {(Y2−Y1) / (Y2 + Y1)} 1/2 × 100
(Y2: parallel transmittance (%), Y1: orthogonal transmittance (%))

実施例1
 4−メタクリロイルオキシアゾベンゼンをベンゼンに溶解して20重量%溶液とし、アゾビスイソブチロニトリルを開始剤として脱気下で60℃で12時間重合させる。得られたアゾベンゼンを有する高分子10部とトルエン90部よりなる溶液を硬質ガラス上に回転塗布する。この基板を105℃で10分加熱して乾燥させる。
Example 1
4-Methacryloyloxyazobenzene is dissolved in benzene to make a 20% by weight solution, and polymerization is carried out at 60 ° C. for 12 hours under degassing using azobisisobutyronitrile as an initiator. A solution comprising 10 parts of the obtained polymer having azobenzene and 90 parts of toluene is spin-coated on hard glass. This substrate is dried by heating at 105 ° C. for 10 minutes.

 光源は500W/hの超高圧水銀ランプを使用し、カットオフフィルターで可視光とし(>400nm)、さらに偏光板を通して直線偏光とする。この直線偏光を、偏光板の偏光軸に対し平行に置いた上記基板の塗布面上に室温で、50cmの距離から1分間照射する。 (4) A 500 W / h ultra-high pressure mercury lamp is used as a light source. This linearly polarized light is irradiated for 1 minute at a room temperature from a distance of 50 cm onto the coated surface of the substrate placed parallel to the polarization axis of the polarizing plate.

 C.I.Direct Blue 67 10部にエマルゲン108(ノニオン界面活性剤:(株)花王製)1部を加え89部の蒸留水で希釈して水溶液とする。この色素水溶液を上記基板の直線偏光照射面上に回転塗布後、25℃、50%RHの条件で乾燥して本発明の偏光素子(板)を得る。 C. I. 1 part of Emulgen 108 (nonionic surfactant: manufactured by Kao Corporation) is added to 10 parts of Direct Blue 67 parts and diluted with 89 parts of distilled water to obtain an aqueous solution. This dye aqueous solution is spin-coated on the linearly polarized light irradiation surface of the substrate, and then dried at 25 ° C. and 50% RH to obtain the polarizing element (plate) of the present invention.

 この基板を偏光板を通して観察すると明暗のコントラストが現れる。そして偏光板を回転させると90度毎に明暗が反転し、通常の偏光板と同じ挙動を示す。この偏光素子(板)の各波長における単板透過率、平均単板透過率(Ys :各波長における単板透過率の平均)、この偏光素子(板)2枚の偏光軸を平行(Y2)及び直交(Y1 )にした時のそれぞれの透過率、偏光率及び平均偏光率(ρ:各波長における偏光率の平均)は以下のようになる。 観 察 When this substrate is observed through a polarizing plate, a bright and dark contrast appears. Then, when the polarizing plate is rotated, the brightness is inverted every 90 degrees, and the same behavior as a normal polarizing plate is exhibited. Single-plate transmittance at each wavelength of this polarizing element (plate), average single-plate transmittance (Ys: average of single-plate transmittance at each wavelength), and the polarization axes of the two polarizing elements (plates) are parallel (Y2). The transmittance, the polarization and the average polarization (ρ: average of the polarization at each wavelength) when the light is orthogonal (Y1) are as follows.

Figure 2004004944
Figure 2004004944

実施例2
 4−メタクリロイルオキシアゾベンゼンとメタクリル酸メチルを1:9モル比でベンゼンに溶解させて20重量%溶液とし、実施例1と同様にして重合を行う。得られた高分子10部とトルエン90部よりなる溶液を硬質ガラス上に回転塗布し、105℃で10分加熱乾燥した後、実施例1と同様の方法で直線偏光を照射する。ついで、直線偏光を照射した面上に、C.I.Direct Blue 67 5部とC.I.Direct Orange 72 5部を混合し、エマルゲン108((株)花王製)1部を加え89部の蒸留水で希釈した色素水溶液を回転塗布後、25℃、50%RHの条件で乾燥して本発明の偏光素子(板)を得る。この偏光素子(板)の各波長における単板透過率、平均単板透過率、この偏光素子(板)2枚の偏光軸を平行及び直交にした時のそれぞれの透過率、偏光率及び平均偏光率は以下のようである。
Example 2
4-Methacryloyloxyazobenzene and methyl methacrylate are dissolved in benzene in a molar ratio of 1: 9 to form a 20% by weight solution, and polymerization is carried out in the same manner as in Example 1. A solution comprising 10 parts of the obtained polymer and 90 parts of toluene is spin-coated on hard glass, dried by heating at 105 ° C. for 10 minutes, and irradiated with linearly polarized light in the same manner as in Example 1. Then, on the surface irradiated with the linearly polarized light, C.I. I. Direct Blue 675 and C.I. I. Direct Orange 725 parts were mixed, 1 part of Emulgen 108 (manufactured by Kao Corporation) was added, and a dye aqueous solution diluted with 89 parts of distilled water was spin-coated, dried at 25 ° C. and 50% RH and dried. The polarizing element (plate) of the invention is obtained. Single-plate transmittance, average single-plate transmittance at each wavelength of the polarizing element (plate), transmittance, polarization rate and average polarization when the polarizing axes of the two polarizing elements (plates) are parallel and orthogonal. The rates are as follows:

Figure 2004004944
Figure 2004004944

実施例3
 実施例1と同様にして、ベンジリデンアニリンを側鎖に有するメタクリル酸エステルの高分子を合成し、この高分子10部とトルエン90部よりなる溶液を硬質ガラス上に回転塗布し、105℃で10分加熱乾燥する。この基板の塗布面上に、超高圧水銀灯からの光にカットオフフィルター(>340nm)および偏光子を組み合わせて得た直線偏光を照射する。ついで、実施例2と同様の方法で染料溶液を塗布乾燥して本発明の偏光素子(板)を得る。
Example 3
In the same manner as in Example 1, a polymer of methacrylic acid ester having benzylideneaniline in the side chain was synthesized, and a solution consisting of 10 parts of this polymer and 90 parts of toluene was spin-coated on hard glass. Heat and dry for a minute. On the coated surface of this substrate, light from an ultra-high pressure mercury lamp is irradiated with linearly polarized light obtained by combining a cutoff filter (> 340 nm) and a polarizer. Then, a dye solution is applied and dried in the same manner as in Example 2 to obtain a polarizing element (plate) of the present invention.

実施例4.スチルベンを有する高分子膜を用いた偏光素子(板)の製造
 6−ヘキシロキシスチルベンを側鎖に有するメタクリル酸エステルの高分子を合成し、この高分子10部とトルエン90部よりなる溶液を硬質ガラス上に回転塗布し、105℃で10分加熱乾燥する。実施例3と同様の方法で直線偏光を照射した後、実施例2と同様の方法で染料溶液を塗布乾燥して本発明の偏光素子(板)を得る。
Embodiment 4. FIG. Production of Polarizing Element (Plate) Using Polymer Film Having Stilbene A polymer of methacrylic acid ester having 6-hexyloxystilbene in the side chain is synthesized, and a solution comprising 10 parts of this polymer and 90 parts of toluene is hardened. Spin-coat on glass and heat dry at 105 ° C for 10 minutes. After irradiating with linearly polarized light in the same manner as in Example 3, a dye solution is applied and dried in the same manner as in Example 2 to obtain a polarizing element (plate) of the present invention.

実施例5.スピロピランを有する高分子膜を用いた偏光素子の合成
 6−ニトロインドリノスピロベンゾピランを側鎖に有するメタクリル酸エステルの高分子を合成し、この高分子10部とトルエン90部よりなる溶液を硬質ガラス上に回転塗布し、105℃で10分加熱乾燥する。この基板の塗布面上に実施例3と同様の方法で直線偏光を照射した後、実施例2と同様の方法で染料溶液を塗布乾燥して本発明の偏光素子(板)を得る。
Embodiment 5 FIG. Synthesis of Polarizing Element Using Polymer Film Having Spiropyran A polymer of methacrylic acid ester having 6-nitroindolinospirobenzopyran in the side chain was synthesized, and a solution comprising 10 parts of this polymer and 90 parts of toluene was hardened. Spin-coat on glass and heat dry at 105 ° C for 10 minutes. After irradiating linearly polarized light on the coated surface of this substrate in the same manner as in Example 3, a dye solution is applied and dried in the same manner as in Example 2, to obtain a polarizing element (plate) of the present invention.

実施例6.ポリフッ化ビニリデンフィルムを用いた偏光素子(板)
 実施例1で用いたアゾベンゼンを含む高分子0.1部とトルエン99.9部よりなる溶液をポリフッ化ビニリデンフィルム上に回転塗布し、105℃で10分加熱乾燥する。実施例1と同様に、この基板に直線偏光を照射した後、染料溶液を塗布後、25℃、50%RHの条件で乾燥し、塗布面をポリエチレンテレフタレートフィルムでラミネートして本発明の偏光素子(板)を得る。
Embodiment 6 FIG. Polarizing element (plate) using polyvinylidene fluoride film
A solution comprising 0.1 part of the polymer containing azobenzene used in Example 1 and 99.9 parts of toluene is spin-coated on a polyvinylidene fluoride film, and dried by heating at 105 ° C. for 10 minutes. In the same manner as in Example 1, after irradiating the substrate with linearly polarized light, applying a dye solution, drying it under the conditions of 25 ° C. and 50% RH, and laminating the coated surface with a polyethylene terephthalate film, the polarizing element of the present invention (Plate).

実施例7.階調表示偏光素子(板)
 実施例1で得られるアゾベンゼン基を有する高分子10部とトルエン90部よりなる溶液を硬質ガラス上に回転塗布し、105℃で10分加熱乾燥する。この基板の塗布面上に、段階的にコントラストが変化しているマスクパターンを置き、その上より超高圧水銀灯からの光にカットオフフィルター(>340nm)および偏光子を組み合わせて得た直線偏光を、室温で50cmの距離から1分間照射する。実施例1と同様の方法で染料溶液を塗布乾燥して本発明の偏光素子(板)を得る。別途作成の偏光板を通してこの素子を観察すると、段階的にコントラストのあるマスクパターンの像が得られる。そして偏光板を回転させると90度毎に明暗が反転した像が得られる。
Embodiment 7 FIG. Gradation display polarizer (plate)
A solution comprising 10 parts of the azobenzene group-containing polymer obtained in Example 1 and 90 parts of toluene is spin-coated on hard glass, and dried by heating at 105 ° C. for 10 minutes. A mask pattern whose contrast is changed stepwise is placed on the coated surface of the substrate, and linearly polarized light obtained by combining a cut-off filter (> 340 nm) and a polarizer with light from an ultra-high pressure mercury lamp is placed on the mask pattern. Irradiate at room temperature for 1 minute from a distance of 50 cm. The dye solution is applied and dried in the same manner as in Example 1 to obtain the polarizing element (plate) of the present invention. When this element is observed through a separately prepared polarizing plate, an image of a mask pattern having a stepwise contrast is obtained. Then, when the polarizing plate is rotated, an image in which the brightness is inverted every 90 degrees is obtained.

実施例8.階調表示偏光素子(板)
 実施例1で得られるアゾベンゼン基を有する高分子10部とトルエン90部よりなる溶液を硬質ガラス上に回転塗布し、105℃で10分間加熱乾燥する。そして、写真のネガフィルムを上記基板上に置き、実施例1と同様の方法で得た可視線偏光を、室温で50cmの距離から1分間照射する。実施例1と同様の方法で染料溶液を塗布乾燥して本発明の偏光素子(板)を得る。別途作成の偏光板を通してこの基板を観察すると、写真のネガフィルムの像が得られる。また、偏光板を90度回転させると明暗が反転し、ポジの像が得られる。
Embodiment 8 FIG. Gradation display polarizer (plate)
A solution comprising 10 parts of the polymer having an azobenzene group obtained in Example 1 and 90 parts of toluene is spin-coated on hard glass and dried by heating at 105 ° C. for 10 minutes. Then, a negative film of the photograph is placed on the above-mentioned substrate, and a visible ray polarized light obtained in the same manner as in Example 1 is irradiated for 1 minute at a room temperature from a distance of 50 cm. The dye solution is applied and dried in the same manner as in Example 1 to obtain the polarizing element (plate) of the present invention. Observation of this substrate through a separately prepared polarizing plate yields a photographic negative film image. Further, when the polarizing plate is rotated by 90 degrees, light and dark are inverted, and a positive image is obtained.

実施例9.多軸偏光素子(板)
 実施例1で得られるアゾベンゼン基を有する高分子1部とトルエン99部よりなる溶液にトリアセチルセルロースフィルムを浸漬し、引き上げる。空気中で自然乾燥した後、実施例1と同様の方法で得た直線偏光を、偏光板の偏光軸に対し平行に置いた上記基板の上に、室温で50cmの距離から1分間照射する。次に偏光軸を90度回転させた後、マスクパターンを上記基板上に置き、室温で50cmの距離から可視線偏光を1分間照射する。実施例1と同じバイオレット染料の水溶液を上記基板に回転塗布後、25℃、50%RHの条件で乾燥して本発明の偏光素子(板)を得る。別途作成の偏光板を通してこの基板を観察すると、マスクパターンの像が明暗のコントラストで得られる。そして、偏光板を回転させると90度毎に明暗が反転した像が得られる。
Embodiment 9 FIG. Multi-axis polarizing element (plate)
A triacetylcellulose film is immersed in a solution comprising 1 part of the polymer having an azobenzene group obtained in Example 1 and 99 parts of toluene, and pulled up. After air drying in the air, the substrate is irradiated with linearly polarized light obtained in the same manner as in Example 1 for 1 minute at a room temperature from a distance of 50 cm onto the substrate placed parallel to the polarization axis of the polarizing plate. Next, after rotating the polarization axis by 90 degrees, the mask pattern is placed on the substrate and irradiated with visible-polarized light at a room temperature at a distance of 50 cm for 1 minute. The same aqueous solution of violet dye as in Example 1 was spin-coated on the substrate, and then dried under the conditions of 25 ° C. and 50% RH to obtain the polarizing element (plate) of the present invention. When this substrate is observed through a separately prepared polarizing plate, an image of the mask pattern can be obtained with a bright and dark contrast. Then, when the polarizing plate is rotated, an image in which the brightness is inverted every 90 degrees is obtained.

実施例10.多軸偏光素子(板)
 実施例1で得られるアゾベンゼン基を有する高分子1部とトルエン99部よりなる溶液にトリアセチルセルロースフィルムを浸漬し、引き上げる。空気中で自然乾燥した後、実施例1と同様の方法で得た直線偏光を、偏光板の偏光軸に対し平行に置いた上記基板の上に、室温で50cmの距離から1分間照射する。つぎに偏光軸を45度回転させた後、ストライプ状のマスクパターンを上記基板上の右側に置き、左側は露光しないように隠し、室温で50cmの距離から可視線偏光を1分間照射する。さらに偏光軸を45度回転させた後、上記基板上の左側に幾何模様状のマスクパターンを置き、右側を隠して直線偏光を1分間照射する。実施例1と同様のバイオレット染料の水溶液を上記基板に回転塗布後、25℃、50%RHの条件で乾燥して本発明の偏光素子(板)を得る。別途作成の偏光板を通してこの基板を観察すると、ストライプ状の像が右側に得られる。偏光板を45度回転すると、ストライプ状の像が消失し、かわりに左側に幾何模様状の像が得られる。偏光板を90度回転すると、左側の幾何模様状の像が消え、右側にストライプ状の像が反転像として得られる。偏光板を135度回転すると、右側のストライプ状の像が消え、左側に幾何模様状の像が反転像として得られる。そして、偏光板を180度回転すると、左側の幾何模様状の像が消え、右側にストライプ状の像が得られ、一番はじめと同じ像となる。
Embodiment 10 FIG. Multi-axis polarizing element (plate)
A triacetylcellulose film is immersed in a solution comprising 1 part of the polymer having an azobenzene group obtained in Example 1 and 99 parts of toluene, and pulled up. After air drying in the air, the substrate is irradiated with linearly polarized light obtained in the same manner as in Example 1 for 1 minute at a room temperature from a distance of 50 cm onto the substrate placed parallel to the polarization axis of the polarizing plate. Next, after rotating the polarization axis by 45 degrees, a stripe-shaped mask pattern is placed on the right side of the substrate, the left side is hidden so as not to be exposed, and visible ray polarized light is irradiated for 1 minute from a distance of 50 cm at room temperature. After the polarization axis is further rotated by 45 degrees, a geometric mask pattern is placed on the left side of the substrate, and the right side is hidden, and linearly polarized light is irradiated for one minute. The same aqueous solution of violet dye as in Example 1 is spin-coated on the substrate, and then dried under the conditions of 25 ° C. and 50% RH to obtain the polarizing element (plate) of the present invention. When this substrate is observed through a separately prepared polarizing plate, a striped image is obtained on the right side. When the polarizing plate is rotated by 45 degrees, the striped image disappears, and a geometric pattern image is obtained on the left instead. When the polarizing plate is rotated by 90 degrees, the geometric pattern image on the left disappears, and the stripe image on the right is obtained as an inverted image. When the polarizing plate is rotated by 135 degrees, the striped image on the right disappears and the geometric image on the left is obtained as an inverted image. Then, when the polarizing plate is rotated by 180 degrees, the geometric pattern image on the left disappears, and a stripe image on the right is obtained, which is the same as the first image.

実施例11.多軸偏光素子(板)
 図1−図3に示す装置を使用し、帯状の連続した多軸偏光素子(板)を作成する。図1は光活性分子層を設ける装置の略図である。トリアセチルセルロースフィルムを(a)のフィルムロールにセットし、(b)の皿中の高分子溶液(実施例1で得られる高分子1部とトルエン99部よりなる)に、(c)の浸漬ロールを回転させながら浸漬し、自然乾燥させ、(d)の巻取りロールで巻取る。
Embodiment 11 FIG. Multi-axis polarizing element (plate)
Using the apparatus shown in FIGS. 1 to 3, a continuous multi-axis polarizing element (plate) in the form of a strip is formed. FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus for providing a photoactive molecular layer. The triacetyl cellulose film is set on the film roll of (a), and (c) is immersed in the polymer solution (consisting of 1 part of the polymer obtained in Example 1 and 99 parts of toluene) in the dish of (b). The roll is immersed while rotating, air-dried, and wound by the winding roll (d).

 図2は可視線偏光の照射装置の略図である。(a)に光活性分子層を設けたフィルムをセットし、(b)の超高圧水銀ランプと(c)の偏光素子から得た可視線偏光を照射し、(d)の巻取りロールで巻取る。(c)の偏光素子は幅2cmの直線偏光を得ることができ、フィルムを2cm移動するごとに偏光軸をフィルムの辺に対し平行と垂直とに切り替えて使用する。 FIG. 2 is a schematic view of a visible polarized light irradiation device. A film provided with a photoactive molecular layer is set on (a), and is irradiated with visible light polarized light obtained from an ultra-high pressure mercury lamp in (b) and a polarizing element in (c), and wound with a winding roll in (d). take. The polarizing element of (c) can obtain linearly polarized light having a width of 2 cm, and the polarization axis is switched between parallel and perpendicular to the side of the film every time the film is moved by 2 cm.

 図3は二色性分子層を設ける装置の略図である。(a)に偏光を照射した光活性分子層を設けたフィルムをセットし、(b)の皿中の二色性分子の水溶液に浸漬した(c)のグラビアロールを用いてフィルム上に転写する。そのまま25℃で自然乾燥したのち、(d)の巻取りロールで巻き取る。(b)の皿中の二色性分子の水溶液は、バイオレット染料(C.I.Direct Blue 67)10部にエマルゲン108を1部を加え、89部の蒸留水で希釈したものを使用する。 FIG. 3 is a schematic view of an apparatus for providing a dichroic molecular layer. A film provided with a photoactive molecular layer irradiated with polarized light is set on (a), and is transferred onto the film using a gravure roll (c) immersed in an aqueous solution of dichroic molecules in a dish (b). . After being naturally dried at 25 ° C. as it is, it is wound up by a winding roll (d). As the aqueous solution of dichroic molecules in the dish of (b), one obtained by adding 1 part of Emulgen 108 to 10 parts of violet dye (CI Direct Blue 67) and diluting with 89 parts of distilled water is used.

 完成したフィルム状の多軸偏光素子(板)を別途作成の偏光板を通して観察すると、2cmの明暗のストライプの像が得られ、また偏光板を90度回転させると、明暗のストライプが反転した像が得られる。これは2cm幅のそれぞれ直交した軸を持つ二軸の偏光素子(板)であることがわかる。 Observation of the completed film-shaped multi-axis polarizing element (plate) through a separately prepared polarizing plate yields an image of 2 cm bright and dark stripes. When the polarizing plate is rotated 90 degrees, the bright and dark stripes are inverted. Is obtained. It can be seen that this is a biaxial polarizing element (plate) having a width of 2 cm and orthogonal axes.

実施例12.立体表示偏光素子(板)
 実施例1で得られるアゾベンゼン基を有する高分子1部とトルエン99部よりなる溶液を2枚のトリアセチルセルロース(TAC)フィルム上に回転塗布し、105℃で10分加熱乾燥する。光源は500W/hの超高圧水銀ランプを使用し、カットオフフィルターで可視光とし(>400nm)、さらに偏光軸を−45度にした偏光板を通して直線偏光とする。この直線偏光を、偏光板の偏光軸に対し平行に置いた上記基板のうちの1枚の塗布面上に、室温で50cmの距離から1分間照射する。そして、偏光軸を45度にして左目用のマスクを置き、1分間照射する。実施例1と同様の方法で染料溶液を塗布乾燥して本発明の左目用の偏光素子(板)を得る。
Embodiment 12 FIG. Stereoscopic display polarizing element (plate)
A solution comprising 1 part of the polymer having an azobenzene group obtained in Example 1 and 99 parts of toluene is spin-coated on two triacetyl cellulose (TAC) films, and dried by heating at 105 ° C. for 10 minutes. A 500 W / h ultra-high pressure mercury lamp is used as a light source, and visible light is emitted by a cut-off filter (> 400 nm), and linearly polarized light is passed through a polarizing plate having a polarization axis of -45 degrees. The linearly polarized light is irradiated at room temperature for 1 minute from a distance of 50 cm onto a coating surface of one of the substrates placed parallel to the polarization axis of the polarizing plate. Then, a mask for the left eye is set with the polarization axis at 45 degrees, and irradiation is performed for one minute. The dye solution is applied and dried in the same manner as in Example 1 to obtain the left-eye polarizing element (plate) of the present invention.

 次に偏光板の偏光軸を0度にし、もう1枚の基板に可視線偏光を50cmの距離から1分間照射する。つぎに、偏光軸を90度にして右目用のマスクを置き、可視線偏光を1分間照射する。実施例1と同様の方法で染料溶液を塗布乾燥して本発明の右目用の偏光素子(板)を得る。 Next, the polarization axis of the polarizing plate is set to 0 °, and another substrate is irradiated with visible-ray polarized light from a distance of 50 cm for 1 minute. Next, the polarization axis is set to 90 degrees, a mask for the right eye is placed, and visible light polarized light is irradiated for 1 minute. The dye solution is applied and dried in the same manner as in Example 1 to obtain the right-eye polarizing element (plate) of the present invention.

 これらの2枚の基板を重ね合わせて立体表示偏光素子とし、眼鏡のレンズの部分に左が−45度、右が0度の偏光板を張り付けたものを通したところ、像が浮かび上がり立体的な像が得られる。 When these two substrates are superimposed on each other to form a three-dimensional display polarizing element, and a polarizing plate having -45 degrees on the left and 0 degrees on the right is pasted on the lens part of the glasses, an image emerges and becomes three-dimensional. Image is obtained.

実施例13.曲面偏光素子(板)
 実施例1で得られるアゾベンゼン基を有する高分子10部とトルエン90部よりなる溶液中に硬質ガラス製の時計皿を浸漬し、105℃で10分間加熱して乾燥させ、実施例1と同様の方法で直線偏光を照射する。次いで、C.I.Direct Orange 72、C.I.Direct Blue 67、C.I.Direct Green 51よりなる黒色染料(Black1)10部にエマルゲン108を1部を加え89部の蒸留水で希釈して水溶液としたものを回転塗布し、25℃、50%RHの条件で乾燥して本発明の偏光素子(板)を得る。この基板を偏光板を通して観察すると明暗のコントラストが現れる。そして偏光板を回転させると90度毎に明暗が反転し、通常の偏光板と同じ挙動を示す。この偏光素子(板)の平均単板透過率Ys は30%、平均偏光率ρは78.8%である。
Embodiment 13 FIG. Curved polarizing element (plate)
A watch glass made of hard glass was immersed in a solution consisting of 10 parts of the polymer having an azobenzene group obtained in Example 1 and 90 parts of toluene, heated at 105 ° C. for 10 minutes, and dried. Irradiate linearly polarized light by the method. Then, C.I. I. Direct Orange 72, C.I. I. Direct Blue 67, C.I. I. To 10 parts of a black dye (Black 1) made of Direct Green 51, 1 part of Emulgen 108 was added, diluted with 89 parts of distilled water to form an aqueous solution, and spin-coated, dried at 25 ° C. and 50% RH. The polarizing element (plate) of the present invention is obtained. When this substrate is observed through a polarizing plate, a light and dark contrast appears. Then, when the polarizing plate is rotated, the brightness is inverted every 90 degrees, and the same behavior as a normal polarizing plate is exhibited. The average single-plate transmittance Ys of this polarizing element (plate) is 30%, and the average polarization ratio ρ is 78.8%.

実施例14.曲面偏光素子(板)
 実施例1で得られるアゾベンゼンを含む高分子10部とトルエン90部よりなる溶液を市販の眼鏡レンズ上に回転塗布し、105℃で10分間加熱乾燥する。40W/hのブラックランプ(BL)を偏光板を通して直線偏光とし、偏光板の偏光軸に対し平行に置いた上記眼鏡レンズの塗布面上に室温で10分間照射する。照射した面上に実施例13の色素水溶液を回転塗布後、25℃、50%RHの条件で乾燥して本発明の偏光素子(板)を得る。この偏光素子(板)の平均単板透過率Ys は32%、平均偏光率ρは77.1%である。
Embodiment 14 FIG. Curved polarizing element (plate)
A solution comprising 10 parts of the azobenzene-containing polymer obtained in Example 1 and 90 parts of toluene is spin-coated on a commercially available spectacle lens, and dried by heating at 105 ° C. for 10 minutes. A 40 W / h black lamp (BL) is linearly polarized through a polarizing plate, and irradiated at room temperature for 10 minutes on the coated surface of the spectacle lens placed parallel to the polarizing axis of the polarizing plate. The dye aqueous solution of Example 13 is spin-coated on the irradiated surface, and dried under the conditions of 25 ° C. and 50% RH to obtain the polarizing element (plate) of the present invention. The average single-plate transmittance Ys of this polarizing element (plate) is 32%, and the average polarization ratio ρ is 77.1%.

実施例15.曲面偏光素子(板)
 実施例2で得られる高分子10部とトルエン90部よりなる溶液を市販の眼鏡レンズ上に回転塗布し、105℃で10分間加熱して乾燥させる。次いで実施例13と同様に直線偏光を照射し、色素溶液を塗布乾燥して、本発明の偏光素子(板)を得る。この偏光素子(板)の平均単板透過率YS は42.1%、平均偏光率ρは75.6%である。
Embodiment 15 FIG. Curved polarizing element (plate)
A solution comprising 10 parts of the polymer obtained in Example 2 and 90 parts of toluene is spin-coated on a commercially available spectacle lens, and dried by heating at 105 ° C. for 10 minutes. Next, in the same manner as in Example 13, irradiation with linearly polarized light was performed, and a dye solution was applied and dried to obtain a polarizing element (plate) of the present invention. The average single-plate transmittance YS of this polarizing element (plate) is 42.1%, and the average polarization ratio ρ is 75.6%.

実施例16.曲面偏光素子(板)
 2−メタクリロイルオキシアゾベンゼンをベンゼンに溶解して20重量%溶液とし、アゾビスイソブチロニトリルを開始剤として脱気下で60℃で12時間重合させる。得られたアゾベンゼンを有する高分子10部とトルエン90部よりなる溶液を市販の眼鏡レンズ上に回転塗布し、105℃で10分間加熱して乾燥させる。次いで実施例13と同様に眼鏡レンズ上の塗布面に直線偏光を照射し、色素水溶液を塗布乾燥して、本発明の偏光素子(板)を得る。この偏光素子(板)の平均単板透過率Ys は29.5%、平均偏光率ρは70.2%である。
Embodiment 16 FIG. Curved polarizing element (plate)
2-Methacryloyloxyazobenzene is dissolved in benzene to form a 20% by weight solution, and polymerization is carried out at 60 ° C. for 12 hours under degassing using azobisisobutyronitrile as an initiator. A solution consisting of 10 parts of the polymer having azobenzene and 90 parts of toluene is spin-coated on a commercially available spectacle lens, and dried by heating at 105 ° C. for 10 minutes. Next, in the same manner as in Example 13, the coating surface on the spectacle lens is irradiated with linearly polarized light, and a dye aqueous solution is applied and dried to obtain a polarizing element (plate) of the present invention. The average single-plate transmittance Ys of the polarizing element (plate) is 29.5%, and the average polarizing rate ρ is 70.2%.

実施例17.曲面偏光素子(板)
 (4’−メタクリロイルオキシ)−4−シアノアゾベンゼンをベンゼンに溶解して20重量%溶液とし、アゾビスイソブチロニトリルを開始剤として脱気下で60℃で12時間重合させる。得られたシアノアゾベンゼンを有する高分子10部とTHF90部よりなる溶液を市販の眼鏡レンズ上に回転塗布し、105℃で10分間加熱して乾燥させる。次いで実施例13と同様に眼鏡レンズ上の塗布面に直線偏光を照射し、色素水溶液を塗布乾燥して、本発明の偏光素子(板)を得る。この偏光素子(板)の平均単板透過率Ys は28.1%、平均偏光率ρは68.9%である。
Embodiment 17 FIG. Curved polarizing element (plate)
(4′-methacryloyloxy) -4-cyanoazobenzene is dissolved in benzene to form a 20% by weight solution, and polymerization is carried out at 60 ° C. for 12 hours under degassing using azobisisobutyronitrile as an initiator. A solution comprising 10 parts of the obtained polymer having cyanoazobenzene and 90 parts of THF is spin-coated on a commercially available spectacle lens, and dried by heating at 105 ° C. for 10 minutes. Next, in the same manner as in Example 13, the coating surface on the spectacle lens is irradiated with linearly polarized light, and a dye aqueous solution is applied and dried to obtain a polarizing element (plate) of the present invention. The average single-plate transmittance Ys of this polarizing element (plate) is 28.1%, and the average polarization ratio ρ is 68.9%.

実施例18.曲面偏光素子(板)
 4−メタクリロイルオキシスチルベンをベンゼンに溶解して20重量%溶液とし、アゾビスイソブチロニトリルを開始剤として脱気下で60℃で12時間重合させる。得られるアゾベンゼンを有する高分子10部とトルエン90部よりなる溶液を市販の眼鏡レンズ上に回転塗布し、105℃で10分間加熱して乾燥させる。次いで実施例13と同様に眼鏡レンズ上の塗布面に直線偏光を照射し、色素水溶液を塗布乾燥して、本発明の偏光素子(板)を得る。この偏光素子(板)の平均単板透過率Ys は32.4%、平均偏光率ρは76.3%である。
Embodiment 18 FIG. Curved polarizing element (plate)
4-Methacryloyloxystilbene is dissolved in benzene to form a 20% by weight solution, and polymerized at 60 ° C. for 12 hours under degassing using azobisisobutyronitrile as an initiator. A solution comprising 10 parts of the obtained polymer having azobenzene and 90 parts of toluene is spin-coated on a commercially available spectacle lens, and dried by heating at 105 ° C. for 10 minutes. Next, in the same manner as in Example 13, the coating surface on the spectacle lens is irradiated with linearly polarized light, and a dye aqueous solution is applied and dried to obtain a polarizing element (plate) of the present invention. The average single-plate transmittance Ys of this polarizing element (plate) is 32.4%, and the average polarization ratio ρ is 76.3%.

実施例19.コロナ放電処理
 実施例1で得られるアゾベンゼンを含む高分子10部とトルエン90部よりなる溶液をTACフィルム上に回転塗布し、105℃で10分加熱して乾燥する。このフィルム上に移動速度12m/sec、設定エネルギー150W・min・m-2でコロナ放電処理を実施する。次いで実施例13と同様に直線偏光を照射し、色素水溶液を塗布乾燥して、本発明の偏光素子(板)を得る。この偏光素子(板)の平均単板透過率Ys は35%、平均偏光率ρは93%である。
Embodiment 19 FIG. Corona discharge treatment A solution composed of 10 parts of the azobenzene-containing polymer obtained in Example 1 and 90 parts of toluene is spin-coated on a TAC film, heated at 105 ° C. for 10 minutes, and dried. Corona discharge treatment is performed on the film at a moving speed of 12 m / sec and a set energy of 150 W · min · m −2. Next, in the same manner as in Example 13, linearly polarized light is applied, and a dye aqueous solution is applied and dried to obtain a polarizing element (plate) of the present invention. The average single-plate transmittance Ys of this polarizing element (plate) is 35%, and the average polarization ratio ρ is 93%.

実施例20−24.コロナ放電処理
 ヒドロキシ基を有する光活性分子をメタクリロイルクロライドでエステル化して単量体とし、実施例1と同様にラジカル重合させて高分子を得る。この高分子溶液を実施例1と同様にしてフィルム基材表面に塗布し、乾燥して薄膜とした後、表3記載の条件でコロナ放電処理を実施する。次いで実施例13と同様にして直線偏光照射し、色素水溶液を塗布乾燥して、本発明の偏光素子(板)を得る。この偏光素子(板)の平均単板透過率YS と平均偏光率ρとを表3に示す。なお、表中PETはポリエチレンテレフタレートを、TACはトリアセチルセルロースを、PPはポリプロピレンを、p−HABはp−ヒドロキシアゾベンゼンを、o−HABはo−ヒドロキシアゾベンゼンを、HCAはヒドロキシシアノアゾベンゼンを、HSはp−ヒドロキシスチルベンを意味する。
Embodiment 20-24. Corona discharge treatment A photoactive molecule having a hydroxy group is esterified with methacryloyl chloride to obtain a monomer, and radical polymerization is performed in the same manner as in Example 1 to obtain a polymer. This polymer solution is applied to the surface of the film substrate in the same manner as in Example 1, dried and thinned, and then subjected to corona discharge treatment under the conditions shown in Table 3. Next, in the same manner as in Example 13, irradiation with linearly polarized light was performed, and an aqueous dye solution was applied and dried to obtain a polarizing element (plate) of the present invention. Table 3 shows the average single-plate transmittance YS and the average polarization ρ of this polarizing element (plate). In the table, PET is polyethylene terephthalate, TAC is triacetyl cellulose, PP is polypropylene, p-HAB is p-hydroxyazobenzene, o-HAB is o-hydroxyazobenzene, HCA is hydroxycyanoazobenzene, HS Means p-hydroxystilbene.

Figure 2004004944
Figure 2004004944

実施例25.紫外線処理
 実施例1で得られるアゾベンゼンを含む高分子10部とトルエン90部よりなる溶液をガラス板上に回転塗布し、105℃で10分加熱して乾燥する。このガラス板を日本レーザ電子(株)製UVオゾンクリーナーNL−UV253(ランプ出力0.7W、主なピーク波長185nm及び254nm、照射距離10cm)のチャンバーに入れ、酸素気流下5分間処理を施す。次いで実施例13と同様に直線偏光を照射し、色素水溶液を塗布乾燥して、本発明の偏光素子(板)を得る。この偏光素子(板)の平均単板透過率Ys は32%、平均偏光率ρは89%である。
Embodiment 25 FIG. Ultraviolet treatment A solution comprising 10 parts of the azobenzene-containing polymer obtained in Example 1 and 90 parts of toluene is spin-coated on a glass plate, and heated at 105 ° C. for 10 minutes and dried. This glass plate is placed in a chamber of UV Ozone Cleaner NL-UV253 (Lamp output 0.7 W, main peak wavelengths 185 nm and 254 nm, irradiation distance 10 cm) manufactured by Nippon Laser Electronics Co., Ltd., and is treated for 5 minutes under an oxygen stream. Next, in the same manner as in Example 13, linearly polarized light is applied, and a dye aqueous solution is applied and dried to obtain a polarizing element (plate) of the present invention. The average single-plate transmittance Ys of this polarizing element (plate) is 32%, and the average polarization ratio ρ is 89%.

 本発明の偏光素子(板)は、予め基板表面層に光活性分子を結合もしくは分散し、ついでこの光活性分子が吸収する波長を含む直線偏光を照射したのち、この光活性分子層に1種または2種以上の二色性分子を吸着させることにより得られる。このような光化学的な方法により偏光素子(板)が得られる理由は、直線偏光照射により一定方向に分子軸の配列された光活性分子がその上に吸着された固体状態の二色性分子の分子軸の配列方向を規定するためと考えられる。又光活性分子層をコロナ放電処理やUV照射することで、透過率、偏光率をより高めることができる。
 本発明によれば、直線偏光を照射した光活性分子に二色性分子を吸着させるだけで偏光素子が得られるので、延伸操作を必要としないで容易に大面積の偏光素子が作成できる。平面状のものだけでなく曲面状のものでも製造できる。また、使用される二色性分子の構造は多様であり、二色性分子の単独あるいはそれらの混合物の選択によって任意の色調を持つ偏光素子が製造できる。さらには、その製法は光化学的な方法なので、従来法では不可能であったきわめて微細、かつ、複雑なパターンを持つ偏光素子が容易に製造できる。とくに、二色性分子を吸着させる前では、光活性分子の配向は可逆的で、直線偏光軸の回転によって光活性分子の分子軸の配列方向を任意に変化させることができるので、偏光軸の異なる複数の直線偏光を照射する重ね書きによって、所望のパタ−ンを焼き付けることができるし、修正も容易である。この光活性分子の分子配列は、その上に固体状の二色性分子の層が設けられると、偏光軸の異なる直線偏光を照射しても、もはや変化することなく、長期にわたって安定化する。したがって、本発明により、例えば階調表示偏光素子(板)、多軸偏光素子(板)や曲面偏光素子(板)が簡便な製造方法で大量に作成でき、又これらの偏光素子(板)同士、あるいは、従来の直線偏光板と組み合わせることによって、例えば立体表示偏光素子(板)等の多様な可視表示装置を製造することができる。
In the polarizing element (plate) of the present invention, a photoactive molecule is previously bound or dispersed on a substrate surface layer, and then linearly polarized light including a wavelength absorbed by the photoactive molecule is irradiated. Alternatively, it is obtained by adsorbing two or more dichroic molecules. The reason that a polarizing element (plate) can be obtained by such a photochemical method is that solid-state dichroic molecules in which photoactive molecules having a molecular axis arranged in a certain direction are adsorbed thereon by linearly polarized light irradiation. This is considered to define the arrangement direction of the molecular axis. The transmittance and the polarization can be further increased by corona discharge treatment or UV irradiation of the photoactive molecular layer.
According to the present invention, a polarizing element can be obtained only by adsorbing a dichroic molecule to a photoactive molecule irradiated with linearly polarized light, so that a polarizing element having a large area can be easily produced without requiring a stretching operation. Not only flat ones but also curved ones can be manufactured. Further, the structures of dichroic molecules used are various, and a polarizing element having an arbitrary color tone can be manufactured by selecting dichroic molecules alone or a mixture thereof. Furthermore, since the manufacturing method is a photochemical method, a polarizing element having an extremely fine and complicated pattern, which has been impossible with the conventional method, can be easily manufactured. In particular, before the dichroic molecules are adsorbed, the orientation of the photoactive molecules is reversible, and the orientation direction of the molecular axes of the photoactive molecules can be arbitrarily changed by rotating the linear polarization axis. A desired pattern can be printed by overwriting by irradiating a plurality of different linearly polarized lights, and correction is easy. When the layer of solid dichroic molecules is provided thereon, the molecular arrangement of the photoactive molecules is stabilized for a long time without change even when irradiated with linearly polarized light having a different polarization axis. Therefore, according to the present invention, for example, a large number of gradation display polarizing elements (plates), multi-axis polarizing elements (plates), and curved surface polarizing elements (plates) can be produced by a simple manufacturing method. Alternatively, various visible display devices such as a three-dimensional display polarizing element (plate) can be manufactured by combining with a conventional linear polarizing plate.

図1は光活性分層を設ける装置の略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus for providing a photoactive separation layer. 図2は可視線偏光の照射装置の略図である。FIG. 2 is a schematic view of an irradiation device for visible polarized light. 図3はニ色性分子層を設ける装置の略図である。FIG. 3 is a schematic view of an apparatus for providing a dichroic molecular layer.

Claims (12)

光活性分子を有する層および該層に接した二色性分子を含む層を有し、該ニ色性分子が親水性置換基を有する化合物であり、該ニ色性分子が固体状態にある偏光素子又は偏光板。 A polarized light having a layer having a photoactive molecule and a layer containing a dichroic molecule in contact with the layer, wherein the dichroic molecule is a compound having a hydrophilic substituent, and the dichroic molecule is in a solid state. Element or polarizing plate. 光活性分子を有する層が基板上に設けられ、二色性分子を含む層の上に保護層が設けられている請求項1の偏光素子又は偏光板。 The polarizing element or the polarizing plate according to claim 1, wherein a layer having photoactive molecules is provided on the substrate, and a protective layer is provided on the layer containing dichroic molecules. 光活性分子が、非芳香族性のC=C、非芳香族性のC=N、非芳香族性のN=Nから選ばれた少なくとも一つの二重結合を含む分子である請求項1又は2の偏光素子又は偏光板。 The photoactive molecule is a molecule containing at least one double bond selected from non-aromatic C = C, non-aromatic C = N, and non-aromatic N = N. 2. The polarizing element or polarizing plate of item 2. 親水性置換基がスルホン酸基、アミノ基又は水酸基である請求項1の偏光素子又は偏光板。 The polarizing element or the polarizing plate according to claim 1, wherein the hydrophilic substituent is a sulfonic acid group, an amino group, or a hydroxyl group. 基板が平面状又は曲面状である請求項2の偏光素子又は偏光板。 3. The polarizing element or polarizing plate according to claim 2, wherein the substrate is flat or curved. 基板上の光活性分子を有する層に直線偏光を照射したのち、該光活性分子層の上に、親水性置換基を有する固体状態の二色性分子を含む層を設けることを特徴とする偏光素子又は偏光板の製造方法。 After irradiating the layer having photoactive molecules on the substrate with linearly polarized light, a layer containing a solid-state dichroic molecule having a hydrophilic substituent is provided on the photoactive molecule layer. A method for producing an element or a polarizing plate. 基板上の光活性分子を有する層にコロナ放電処理又は紫外線照射処理を施すことを特徴とする請求項6の偏光素子又は偏光板の製造方法。 7. The method for producing a polarizing element or a polarizing plate according to claim 6, wherein the layer having photoactive molecules on the substrate is subjected to a corona discharge treatment or an ultraviolet irradiation treatment. 光活性分子を有する層および該層に接した二色性分子を含む層を有し、該ニ色性分子が親水性置換基を有する化合物であり、該ニ色性分子が固体状態にある階調表示偏光素子又は偏光板。 A layer containing a photoactive molecule and a layer containing a dichroic molecule in contact with the layer, wherein the dichroic molecule is a compound having a hydrophilic substituent and the dichroic molecule is in a solid state. Toning display polarizing element or polarizing plate. 基板上の光活性分子を有する層に直線偏光を、濃淡を有するマスクを介して照射したのち、該光活性分子層の上に、親水性置換基を有する固体状態の二色性分子を含む層を設けることを特徴とする偏光素子又は偏光板の製造方法。 After irradiating the layer having photoactive molecules on the substrate with linearly polarized light through a mask having shading, a layer containing dichroic molecules in a solid state having a hydrophilic substituent is formed on the photoactive molecule layer. A method for producing a polarizing element or a polarizing plate. 光活性分子を有する層および該層に接した二色性分子を含む層を有し、該ニ色性分子が親水性置換基を有する化合物であり、該ニ色性分子が固体状態にある多軸偏光素子又は偏光板。 A compound having a layer having a photoactive molecule and a layer containing a dichroic molecule in contact with the layer, wherein the dichroic molecule is a compound having a hydrophilic substituent, and the dichroic molecule is in a solid state. Axial polarizing element or polarizing plate. 基板上の光活性分子を有する層に、異なる偏光軸を有する2以上の直線偏光を照射し、ついで該光活性分子層の上に、親水性置換基を有する固体状態の二色性分子を含む層を設けることを特徴とする多軸偏光素子又は偏光板の製造方法。 The layer having photoactive molecules on the substrate is irradiated with two or more linearly polarized lights having different polarization axes, and then, the dichroic molecules in the solid state having a hydrophilic substituent are included on the photoactive molecule layer. A method for producing a multiaxial polarizing element or a polarizing plate, comprising providing a layer. 光活性分子を有する層および該層に接した二色性分子を含む層を有し、該ニ色性分子が親水性置換基を有する化合物であり、該ニ色性分子が固体状態にある立体表示偏光素子又は偏光板。 A solid having a layer having a photoactive molecule and a layer containing a dichroic molecule in contact with the layer, wherein the dichroic molecule is a compound having a hydrophilic substituent, and the dichroic molecule is in a solid state; Display polarizing element or polarizing plate.
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