JP2008275976A - 複合偏光板及びガラス - Google Patents
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Abstract
【課題】上下斜めの方向からの入射光を効果的に減光することができ、プラズマディスプレイ、液晶ディスプレイ、建材用ガラス等に好適に用いられる複合偏光板及びガラスの提供。
【解決手段】偏光子の吸収軸が膜面に対し略垂直に配向している垂直偏光膜と、偏光子の吸収軸が膜面に対し略水平に配向している水平偏光膜とを積層してなる複合偏光板である。該垂直偏光膜における偏光子の吸収軸が、膜面に対し80度〜90度の角度で配向している態様、該水平偏光膜における偏光子の吸収軸が、膜面に対し±30度未満の角度で配向している態様、などが好ましい。
【選択図】図1
【解決手段】偏光子の吸収軸が膜面に対し略垂直に配向している垂直偏光膜と、偏光子の吸収軸が膜面に対し略水平に配向している水平偏光膜とを積層してなる複合偏光板である。該垂直偏光膜における偏光子の吸収軸が、膜面に対し80度〜90度の角度で配向している態様、該水平偏光膜における偏光子の吸収軸が、膜面に対し±30度未満の角度で配向している態様、などが好ましい。
【選択図】図1
Description
本発明は、上下斜めの方向からの入射光を効果的に減光することができ、プラズマディスプレイ、液晶ディスプレイ、建材用ガラス等に好適に用いられる複合偏光板及びガラスに関する。
プラズマディスプレイ、液晶ディスプレイ(LCD)等の表示素子は、斜めからの自然光や照明光が強い環境下においては、表示素子自身の表面や内部の素材が光を散乱することによる黒表示の白ボケと呼ばれる現象を引き起こし、コントラストを下げる要因になっていた。
この点を改良するため、例えば、特許文献1には、透明なシリコーンゴム層と、着色されたシリコーンゴム層とをその接合面が互に平行になるように、交互にかつ多重に積層一体化してなる耐熱防眩シートが提案されている。しかし、この提案では、積層方向と直角な方向にスライスしており、その切削加工面において表示が歪んでしまうことがあり、また、耐光性についても充分満足できる性能を有するものではなかった。
この点を改良するため、例えば、特許文献1には、透明なシリコーンゴム層と、着色されたシリコーンゴム層とをその接合面が互に平行になるように、交互にかつ多重に積層一体化してなる耐熱防眩シートが提案されている。しかし、この提案では、積層方向と直角な方向にスライスしており、その切削加工面において表示が歪んでしまうことがあり、また、耐光性についても充分満足できる性能を有するものではなかった。
また、太陽光の放射熱を反射吸収することにより、室内温度等の環境を調整して冷暖房器具の負荷を軽減することができる熱線反射ガラスが種々提案されている(例えば、特許文献2〜4参照)。
このような熱線反射ガラスは、太陽光の放射熱の遮断効率が高く、省エネルギー効果を有すると共に、可視光線の透過率が高いため、室内は明るく保つことができる。また、可視光線の反射率も高く、鏡面効果を有し、建築物に新しい美観を付与することができるので、近代的ビルのデザインにおいて欠かせないものとなっている。
前記熱線反射ガラスは、例えばAu、Ag、Al、Cu、Ni、Cr、Fe、Ti、Zr等の金属を単体若しくは金属酸化物の薄膜としてガラス表面に形成することにより得ることができる。前記薄膜の製造方法としては、真空蒸着法又はスパッタリング法が主流であり、そのため、大規模な製造設備が必要となり、製造コストがアップしてしまうという課題がある。
このような熱線反射ガラスは、太陽光の放射熱の遮断効率が高く、省エネルギー効果を有すると共に、可視光線の透過率が高いため、室内は明るく保つことができる。また、可視光線の反射率も高く、鏡面効果を有し、建築物に新しい美観を付与することができるので、近代的ビルのデザインにおいて欠かせないものとなっている。
前記熱線反射ガラスは、例えばAu、Ag、Al、Cu、Ni、Cr、Fe、Ti、Zr等の金属を単体若しくは金属酸化物の薄膜としてガラス表面に形成することにより得ることができる。前記薄膜の製造方法としては、真空蒸着法又はスパッタリング法が主流であり、そのため、大規模な製造設備が必要となり、製造コストがアップしてしまうという課題がある。
また、非特許文献1には、作製方法及び2色性のデータから見て、垂直配向した偏光子を有すると思われる偏光膜が開示されている。しかし、前記非特許文献1の偏光膜だけでは、斜め方向からの遮光度が不十分である。
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、上下斜めの方向からの入射光を効果的に減光することができ、プラズマディスプレイ及び液晶ディスプレイの画像面上に配置すると、視野角の特定な斜め2方向付近が遮光エリアとなり、該2方向を正面から上下方向に設定すると明室における天井からの照明光入射を著しく減光することができ、外光散乱因子を低減できるので明室コントラストを改善することができる。また、窓ガラス等の建材用ガラスに用いると、略正面の景色は見えるが、太陽光などの斜め方向からの光を吸収して室内の温度が上昇することを防ぐことができる良好な庇効果を有する複合偏光板及びガラスを提供することを目的とする。
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
<1> 偏光子の吸収軸が膜面に対し略垂直に配向している垂直偏光膜と、偏光子の吸収軸が膜面に対し略水平に配向している水平偏光膜とを積層してなることを特徴とする複合偏光板である。
<2> 垂直偏光膜における偏光子の吸収軸が、膜面に対し80度〜90度の角度で配向している前記<1>に記載の複合偏光板である。
<3> 水平偏光膜における偏光子の吸収軸が、膜面に対し±30度未満の角度で配向している前記<1>から<2>のいずれかに記載の複合偏光板である。
<4> 偏光子が異方性吸収材料を含有する前記<1>から<3>のいずれかに記載の複合偏光板である。
<5> 異方性吸収材料が、2色性色素、異方性金属ナノ粒子、及びカーボンナノチューブのいずれかである前記<4>に記載の複合偏光板である。
<6> 異方性金属ナノ粒子が、金、銀、銅、及びアルミニウムから選択される少なくとも1種を含有する前記<5>に記載の複合偏光板である。
<7> プラズマディスプレイ及び液晶ディスプレイの画像面上に配置される前記<1>から<6>のいずれかに記載の複合偏光板である。
<8> 基材の一方の面側から太陽光が入射するようにガラスを配置した際に、前記基材の太陽光が入射しない側の面に前記<1>から<6>のいずれかに記載の複合偏光板を有することを特徴とするガラスである。
<9> 基材が2枚の板ガラス間に中間層を有する合わせガラスであり、かつ該中間層が複合偏光板である前記<8>に記載のガラスである。
<1> 偏光子の吸収軸が膜面に対し略垂直に配向している垂直偏光膜と、偏光子の吸収軸が膜面に対し略水平に配向している水平偏光膜とを積層してなることを特徴とする複合偏光板である。
<2> 垂直偏光膜における偏光子の吸収軸が、膜面に対し80度〜90度の角度で配向している前記<1>に記載の複合偏光板である。
<3> 水平偏光膜における偏光子の吸収軸が、膜面に対し±30度未満の角度で配向している前記<1>から<2>のいずれかに記載の複合偏光板である。
<4> 偏光子が異方性吸収材料を含有する前記<1>から<3>のいずれかに記載の複合偏光板である。
<5> 異方性吸収材料が、2色性色素、異方性金属ナノ粒子、及びカーボンナノチューブのいずれかである前記<4>に記載の複合偏光板である。
<6> 異方性金属ナノ粒子が、金、銀、銅、及びアルミニウムから選択される少なくとも1種を含有する前記<5>に記載の複合偏光板である。
<7> プラズマディスプレイ及び液晶ディスプレイの画像面上に配置される前記<1>から<6>のいずれかに記載の複合偏光板である。
<8> 基材の一方の面側から太陽光が入射するようにガラスを配置した際に、前記基材の太陽光が入射しない側の面に前記<1>から<6>のいずれかに記載の複合偏光板を有することを特徴とするガラスである。
<9> 基材が2枚の板ガラス間に中間層を有する合わせガラスであり、かつ該中間層が複合偏光板である前記<8>に記載のガラスである。
本発明によると、従来における問題を解決することができ、上下斜めの方向からの入射光を効果的に減光することができ、プラズマディスプレイ及び液晶ディスプレイの画像面上に配置すると、視野角の特定な斜め2方向付近が遮光エリアとなり、該2方向を正面から上下方向に設定すると明室における天井からの照明光入射を著しく減光することができ、外光散乱因子を低減できるので明室コントラストを改善することができる。また、窓ガラス等の建材用ガラスに用いると、略正面の景色は見えるが、太陽光などの斜め方向からの光を吸収して室内の温度が上昇することを防ぐことができる良好な庇効果を有する複合偏光板及びガラスを提供することができる。
(複合偏光板)
本発明の複合偏光板は、偏光子の吸収軸が膜面に対し略垂直に配向している垂直偏光膜と、偏光子の吸収軸が膜面に対し略水平に配向している水平偏光膜とを積層してなり、更に必要に応じてその他の構成を有してなる。
本発明の複合偏光板は、偏光子の吸収軸が膜面に対し略垂直に配向している垂直偏光膜と、偏光子の吸収軸が膜面に対し略水平に配向している水平偏光膜とを積層してなり、更に必要に応じてその他の構成を有してなる。
前記垂直偏光膜と前記水平偏光膜とは、図1に示すように、垂直偏光膜1の垂直偏光子PVと、水平偏光膜2の水平偏光子PHとが積層されていれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、垂直偏光膜1と水平偏光膜2とはどちらが光の入射側となっても構わない。
図3のように、入射光が水平偏光膜2の水平偏光子に平行な方位角から入ってくるときは、2枚の偏光膜に吸収される偏光軸は揃っているので、入射光を正面から斜め左方向又は右方向に傾けていっても、図6の(a)のように透過光強度は若干下がる程度で依然向こう側ははっきりと見えるレベルである。
これに対し、図2のように、入射光が水平偏光膜2の水平偏光子に垂直な方位角から入ってくるときは、2枚の偏光板がクロスニコルの関係になるので入射光を正面から斜め左方向又は右方向に傾けていくと、図6の(b)のように急速に減光し、偏光板の色濃度調整次第では殆ど遮光状態にまで持っていくことができる。
つまり、窓ガラスとしては、略正面の景色は見えるが、太陽光などの斜め方向からの光を吸収して室内の温度が上昇することを防ぐことができる。
これに対し、図2のように、入射光が水平偏光膜2の水平偏光子に垂直な方位角から入ってくるときは、2枚の偏光板がクロスニコルの関係になるので入射光を正面から斜め左方向又は右方向に傾けていくと、図6の(b)のように急速に減光し、偏光板の色濃度調整次第では殆ど遮光状態にまで持っていくことができる。
つまり、窓ガラスとしては、略正面の景色は見えるが、太陽光などの斜め方向からの光を吸収して室内の温度が上昇することを防ぐことができる。
また、パーティションとしては、見る角度によって向こうの見え方が変るものができる。例えば本発明の複合偏光板において水平偏光子の吸収軸を鉛直方向に調整したパーティションを置けば、パーティションの斜め方向から歩いてくる人には向こう側が暗くて見えないが、パーティションの真横に来れば向こう側が見える、ということになる。
また、液晶ディスプレイ(LCD)としては、最外層の偏光板を図1の水平偏光膜と見なし、その上に垂直偏光膜を積層すると、視野角の特定な斜め2方向付近が遮光エリアに設定できる。その2方向を正面から上下方向に設定すると明室における天井からの照明光入射を著しく減光することができ、外光散乱因子を低減できるので明室コントラストが格段に良好となる。また、前記2方向をLCD正面の左右方向に設定すると携帯電話画面における他者の覗き見防止に用いることができる。
また、液晶ディスプレイ(LCD)としては、最外層の偏光板を図1の水平偏光膜と見なし、その上に垂直偏光膜を積層すると、視野角の特定な斜め2方向付近が遮光エリアに設定できる。その2方向を正面から上下方向に設定すると明室における天井からの照明光入射を著しく減光することができ、外光散乱因子を低減できるので明室コントラストが格段に良好となる。また、前記2方向をLCD正面の左右方向に設定すると携帯電話画面における他者の覗き見防止に用いることができる。
<垂直偏光膜>
前記垂直偏光膜は、少なくとも偏光子の吸収軸が膜面に対し略垂直に配向している偏光子を含有し、更に必要に応じて、分散剤、溶媒、バインダー樹脂等のその他の成分を含有してなる。
前記垂直偏光膜は、少なくとも偏光子の吸収軸が膜面に対し略垂直に配向している偏光子を含有し、更に必要に応じて、分散剤、溶媒、バインダー樹脂等のその他の成分を含有してなる。
−偏光子−
前記偏光子の吸収軸が偏光膜面に対し略垂直に配向している。このように偏光子の吸収軸を偏光膜面(水平面)に対し略垂直に配向させることによって、正面からは透過率が高い膜であるが、斜めに視点を傾けるほど縦波光を吸収するようになるので透過率が低い膜となる。
ここで、前記偏光子の吸収軸とは、偏光子をあらゆる方向から観察して最も吸収率が小さくなる方向に平行な軸を意味する。
前記偏光子の吸収軸が偏光膜面に対し略垂直に配向している。このように偏光子の吸収軸を偏光膜面(水平面)に対し略垂直に配向させることによって、正面からは透過率が高い膜であるが、斜めに視点を傾けるほど縦波光を吸収するようになるので透過率が低い膜となる。
ここで、前記偏光子の吸収軸とは、偏光子をあらゆる方向から観察して最も吸収率が小さくなる方向に平行な軸を意味する。
前記「略垂直方向」とは、前記偏光子の吸収軸が、偏光膜面(水平面)に対し80度〜90度の角度に配向していることを意味し、85度〜90度に配向していることが好ましく、垂直(90度)に配向していることがより好ましい。前記偏光子の吸収軸の偏光膜面に対する角度が80度未満であると、正面からの透過率が低くなってしまうことがある。
ここで、前記偏光子の吸収軸が水平基準面に対し略垂直方向に配向していることは、例えば、偏光膜の断面を透過型電子顕微鏡(TEM)で観察することにより確認することができる。
前記偏光子が無機粒子の場合は、アスペクト比の平均値が1.5以上であり、1.6以上が好ましく、2.0以上がより好ましい。前記アスペクト比の平均値が1.5以上であると、異方性吸収効果を発揮することができる。
ここで、前記偏光子のアスペクト比の平均値は、偏光子の長軸長さ及び短軸長さを測定し、次式、(偏光子の長軸長さ)/(偏光子の短軸長さ)から求めることができる。
前記偏光子の短軸長さは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選定することができるが、1nm〜50nmが好ましく、5nm〜30nmがより好ましい。前記偏光子の長軸長さは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選定することができるが、10nm〜1,000nmが好ましく、10nm〜100nmがより好ましい。
ここで、前記偏光子のアスペクト比の平均値は、偏光子の長軸長さ及び短軸長さを測定し、次式、(偏光子の長軸長さ)/(偏光子の短軸長さ)から求めることができる。
前記偏光子の短軸長さは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選定することができるが、1nm〜50nmが好ましく、5nm〜30nmがより好ましい。前記偏光子の長軸長さは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選定することができるが、10nm〜1,000nmが好ましく、10nm〜100nmがより好ましい。
前記偏光子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、2色性色素、異方性金属ナノ粒子、カーボンナノチューブ、金属錯体などが挙げられる。これらの中でも、2色性色素、異方性金属ナノ粒子、カーボンナノチューブ、が特に好ましい。
−2色性色素−
前記2色性色素としては、例えば、アゾ系色素、アントラキノン系色素などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記2色性色素としては、例えば、アゾ系色素、アントラキノン系色素などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
本発明において、前記2色性色素とは、光を吸収する機能を有する化合物と定義される。前記2色性色素としては、吸収極大及び吸収帯については、いかなるものであってもよいが、イエロー域(Y)、マゼンタ域(M)、あるいはシアン域(C)に吸収極大を有する場合が好ましい。また、2色性色素は2種類以上を用いてもよく、Y、M、Cに吸収極大を有する2色性色素の混合物を用いるのが好ましく、可視域(400nm〜750nm)の範囲を全て吸収するように2色性色素を混合して用いるのがより好ましい。ここで、イエロー域とは430nm〜500nmの範囲、マゼンタ域とは500nm〜600nmの範囲、シアン域とは600nm〜750nmの範囲である。
ここで、前記2色性色素に用いられる発色団について説明する。前記2色性色素の発色団としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、アゾ色素、アントラキノン色素、ペリレン色素、メロシアニン色素、アゾメチン色素、フタロペリレン色素、インジゴ色素、アズレン色素、ジオキサジン色素、ポリチオフェン色素、フェノキサジン色素などが挙げられる。これらの中でも、アゾ色素、アントラキノン色素、フェノキサジン色素が好ましく、アントラキノン色素、フェノキサゾン色素(フェノキサジン−3−オン)が特に好ましい。
前記アゾ色素としては、例えばモノアゾ色素、ビスアゾ色素、トリスアゾ色素、テトラキスアゾ色素、ペンタキスアゾ色素などが挙げられるが、これらの中でも、モノアゾ色素、ビスアゾ色素、トリスアゾ色素が特に好ましい。
前記アゾ色素に含まれる環構造としては、芳香族基(ベンゼン環、ナフタレン環等)のほかにも複素環(キノリン環、ピリジン環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、オキサゾール環、ベンゾオキサゾール環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピリミジン環等)であってもよい。
前記アゾ色素に含まれる環構造としては、芳香族基(ベンゼン環、ナフタレン環等)のほかにも複素環(キノリン環、ピリジン環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、オキサゾール環、ベンゾオキサゾール環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピリミジン環等)であってもよい。
前記アントラキノン色素の置換基としては、酸素原子、硫黄原子、又は窒素原子を含むものが好ましく、例えば、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基などが挙げられる。該置換基の置換数はいかなる数であってもよいが、ジ置換、トリ置換、テトラキス置換が好ましく、特に好ましくはジ置換、トリ置換である。該置換基の置換位置はいかなる場所であってもよいが、好ましくは1,4位ジ置換、1,5位ジ置換、1,4,5位トリ置換、1,2,4位トリ置換、1,2,5位トリ置換、1,2,4,5位テトラ置換、1,2,5,6位テトラ置換構造である。
前記フェノキサゾン色素(フェノキサジン−3−オン)の置換基としては、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子を含むものが好ましく、例えば、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基である。
本発明で用いられる2色性色素としては、下記一般式(1)で表される置換基を有しているものが好ましい。
一般式(1):−(Het)j−{(B1)p−(Q1)q−(B2)r}n−C1
ただし、前記一般式(1)中、Hetは酸素原子又は硫黄原子であり、B1及びB2は、各々独立に、アリーレン基、ヘテロアリーレン基又は2価の環状脂肪族炭化水素基を表し、Q1は2価の連結基を表し、C1はアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシル基又はアシルオキシ基を表す。jは0又は1を表す。p、q及びrは、各々独立に0〜5の整数を表す。nは1〜3の整数を表し、(p+r)×nは3〜10の整数であり、p、q及びrがそれぞれ2以上の時、2以上のB1、Q1及びB2はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、nが2以上の時、2以上の{(B1)p−(Q1)q−(B2)r}は、それぞれ、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。
一般式(1):−(Het)j−{(B1)p−(Q1)q−(B2)r}n−C1
ただし、前記一般式(1)中、Hetは酸素原子又は硫黄原子であり、B1及びB2は、各々独立に、アリーレン基、ヘテロアリーレン基又は2価の環状脂肪族炭化水素基を表し、Q1は2価の連結基を表し、C1はアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシル基又はアシルオキシ基を表す。jは0又は1を表す。p、q及びrは、各々独立に0〜5の整数を表す。nは1〜3の整数を表し、(p+r)×nは3〜10の整数であり、p、q及びrがそれぞれ2以上の時、2以上のB1、Q1及びB2はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、nが2以上の時、2以上の{(B1)p−(Q1)q−(B2)r}は、それぞれ、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。
Hetは、酸素原子又は硫黄原子であり、特に好ましくは硫黄原子である。
B1及びB2は、各々独立にアリーレン基、ヘテロアリーレン基又は2価の環状脂肪族炭化水素基を表し、いずれも置換基を有していてもいなくてもよい。
B1及びB2で表されるアリーレン基としては、好ましくは炭素数6〜20のアリーレン基であり、より好ましくは炭素数6〜10のアリーレン基である。好ましいアリーレン基としては、例えばベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環の基である。特に好ましくは、ベンゼン環、置換ベンゼン環の基であり、更に好ましくは1,4−フェニレン基である。
B1及びB2で表されるヘテロアリーレン基としては、好ましくは炭素数1〜20のヘテロアリーレン基であり、より好ましくは炭素数2〜9のヘテロアリーレン基である。好ましいヘテロアリーレン基としては、例えばピリジン環、キノリン環、イソキノリン環、ピリミジン環、ピラジン環、チオフェン環、フラン環、オキサゾール環、チアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、オキサジアゾール環、チアジアゾール環、トリアゾール環からなる基、又はこれらが縮環して形成される縮環ヘテロアリーレン基である。
B1及びB2で表される2価の環状脂肪族炭化水素基としては、好ましくは、炭素数3〜20、より好ましくは炭素数4〜10の2価の環状脂肪族炭化水素基である。好ましい2価の環状脂肪族炭化水素基としては、例えばシクロヘキサンジイル、シクロペンタンジイルであり、より好ましくはシクロヘキサン−1,2−ジイル基、シクロヘキサン−1,3−ジイル基、シクロヘキサン−1,4−ジイル基、シクロペンタン−1,3−ジイル基であり、特に好ましくは、シクロヘキサン−1,4−ジイル基である。
B1及びB2は、各々独立にアリーレン基、ヘテロアリーレン基又は2価の環状脂肪族炭化水素基を表し、いずれも置換基を有していてもいなくてもよい。
B1及びB2で表されるアリーレン基としては、好ましくは炭素数6〜20のアリーレン基であり、より好ましくは炭素数6〜10のアリーレン基である。好ましいアリーレン基としては、例えばベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環の基である。特に好ましくは、ベンゼン環、置換ベンゼン環の基であり、更に好ましくは1,4−フェニレン基である。
B1及びB2で表されるヘテロアリーレン基としては、好ましくは炭素数1〜20のヘテロアリーレン基であり、より好ましくは炭素数2〜9のヘテロアリーレン基である。好ましいヘテロアリーレン基としては、例えばピリジン環、キノリン環、イソキノリン環、ピリミジン環、ピラジン環、チオフェン環、フラン環、オキサゾール環、チアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、オキサジアゾール環、チアジアゾール環、トリアゾール環からなる基、又はこれらが縮環して形成される縮環ヘテロアリーレン基である。
B1及びB2で表される2価の環状脂肪族炭化水素基としては、好ましくは、炭素数3〜20、より好ましくは炭素数4〜10の2価の環状脂肪族炭化水素基である。好ましい2価の環状脂肪族炭化水素基としては、例えばシクロヘキサンジイル、シクロペンタンジイルであり、より好ましくはシクロヘキサン−1,2−ジイル基、シクロヘキサン−1,3−ジイル基、シクロヘキサン−1,4−ジイル基、シクロペンタン−1,3−ジイル基であり、特に好ましくは、シクロヘキサン−1,4−ジイル基である。
B1及びB2の表す2価のアリーレン基、ヘテロアリーレン基及び2価の環状脂肪族炭化水素基は、更に置換基を有していてもよく、置換基としては、下記の置換基群Vが挙げられる。
<置換基群V>
ハロゲン原子(例えば塩素原子、臭素原子、沃素原子、フッ素原子)、メルカプト基、シアノ基、カルボキシル基、リン酸基、スルホ基、ヒドロキシ基、炭素数1〜10、好ましくは炭素数2〜8、更に好ましくは炭素数2〜5のカルバモイル基(例えばメチルカルバモイル基、エチルカルバモイル基、モルホリノカルボニル基)、炭素数0〜10、好ましくは炭素数2〜8、更に好ましくは炭素数2〜5のスルファモイル基(例えばメチルスルファモイル基、エチルスルファモイル基、ピペリジノスルフォニル基)、ニトロ基、炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜10、更に好ましくは炭素数1〜8のアルコキシ基(例えばメトキシ基、エトキシ基、2−メトキシエトキシ基、2−フェニルエトキシ基)、炭素数6〜20、好ましくは炭素数6〜12、更に好ましくは炭素数6〜10のアリールオキシ基(例えばフェノキシ基、p−メチルフェノキシ基、p−クロロフェノキシ基、ナフトキシ基)、炭素数1〜20、好ましくは炭素数2〜12、更に好ましくは炭素数2〜8のアシル基(例えばアセチル基、ベンゾイル基、トリクロロアセチル基)、炭素数1〜20、好ましくは炭素数2〜12、更に好ましくは炭素数2〜8のアシルオキシ基(例えばアセチルオキシ基、ベンゾイルオキシ基)、炭素数1〜20、好ましくは炭素数2〜12、更に好ましくは炭素数2〜8のアシルアミノ基(例えばアセチルアミノ基)、炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜10、更に好ましくは炭素数1〜8のスルホニル基(例えばメタンスルホニル基、エタンスルホニル基、ベンゼンスルホニル基)、炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜10、更に好ましくは炭素数1〜8のスルフィニル基(例えばメタンスルフィニル基、エタンスルフィニル基、ベンゼンスルフィニル基)、炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜12、更に好ましくは炭素数1〜8の置換又は無置換のアミノ基(例えばアミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ベンジルアミノ基、アニリノ基、ジフェニルアミノ基、4−メチルフェニルアミノ基、4−エチルフェニルアミノ基、3−n−プロピルフェニルアミノ基、4−n−プロピルフェニルアミノ基、3−n−ブチルフェニルアミノ基、4−n−ブチルフェニルアミノ基、3−n−ペンチルフェニルアミノ基、4−n−ペンチルフェニルアミノ基、3−トリフルオロメチルフェニルアミノ基、4−トリフルオロメチルフェニルアミノ基、2−ピリジルアミノ基、3−ピリジルアミノ基、2−チアゾリルアミノ基、2−オキサゾリルアミノ基、N,N−メチルフェニルアミノ基、N,N−エチルフェニルアミノ基)、炭素数0〜15、好ましくは炭素数3〜10、更に好ましくは炭素数3〜6のアンモニウム基(例えばトリメチルアンモニウム基、トリエチルアンモニウム基)、炭素数0〜15、好ましくは炭素数1〜10、更に好ましくは炭素数1〜6のヒドラジノ基(例えばトリメチルヒドラジノ基)、炭素数1〜15、好ましくは炭素数1〜10、更に好ましくは炭素数1〜6のウレイド基(例えばウレイド基、N,N−ジメチルウレイド基)、炭素数1〜15、好ましくは炭素数1〜10、更に好ましくは炭素数1〜6のイミド基(例えばスクシンイミド基)、炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜12、更に好ましくは炭素数1〜8のアルキルチオ基(例えばメチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基)、炭素数6〜80、好ましくは炭素数6〜40、更に好ましくは炭素数6〜30のアリールチオ基(例えばフェニルチオ基、p−メチルフェニルチオ基、p−クロロフェニルチオ基、2−ピリジルチオ基、1−ナフチルチオ基、2−ナフチルチオ基、4−プロピルシクロヘキシル−4’−ビフェニルチオ基、4−ブチルシクロヘキシル−4’−ビフェニルチオ基、4−ペンチルシクロヘキシル−4’−ビフェニルチオ基、4−プロピルフェニル−2−エチニル−4’−ビフェニルチオ基)、炭素数1〜80、好ましくは炭素数1〜40、更に好ましくは炭素数1〜30のヘテロアリールチオ基(例えば2−ピリジルチオ基、3−ピリジルチオ基、4−ピリジルチオ基、2−キノリルチオ基、2−フリルチオ基、2−ピロリルチオ基)、炭素数2〜20、好ましくは炭素数2〜12、更に好ましくは炭素数2〜8のアルコキシカルボニル基(例えばメトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、2−ベンジルオキシカルボニル基)、炭素数6〜20、好ましくは炭素数6〜12、更に好ましくは炭素数6〜10のアリーロキシカルボニル基(例えばフェノキシカルボニル基)、炭素数1〜18、好ましくは炭素数1〜10、更に好ましくは炭素数1〜5の無置換アルキル基(例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基)、炭素数1〜18、好ましくは炭素数1〜10、更に好ましくは炭素数1〜5の置換アルキル基{例えばヒドロキシメチル基、トリフルオロメチル基、ベンジル基、カルボキシエチル基、エトキシカルボニルメチル基、アセチルアミノメチル基、またここでは炭素数2〜18、好ましくは炭素数3〜10、更に好ましくは炭素数3〜5の不飽和炭化水素基(例えばビニル基、エチニル基、1−シクロヘキセニル基、ベンジリジン基、ベンジリデン基)も置換アルキル基に含まれることにする}、炭素数6〜20、好ましくは炭素数6〜15、更に好ましくは炭素数6〜10の置換又は無置換のアリール基(例えばフェニル基、ナフチル基、p−カルボキシフェニル基、p−ニトロフェニル基、3,5−ジクロロフェニル基、p−シアノフェニル基、m−フルオロフェニル基、p−トリル基、4−プロピルシクロヘキシル−4’−ビフェニル基、4−ブチルシクロヘキシル−4’−ビフェニル基、4−ペンチルシクロヘキシル−4’−ビフェニル基、4−プロピルフェニル−2−エチニル−4’−ビフェニル器)、炭素数1〜20、好ましくは炭素数2〜10、更に好ましくは炭素数4〜6の置換又は無置換のヘテロアリール基(例えばピリジル基、5−メチルピリジル基、チエニル基、フリル基、モルホリノ基、テトラヒドロフルフリル基)。
ハロゲン原子(例えば塩素原子、臭素原子、沃素原子、フッ素原子)、メルカプト基、シアノ基、カルボキシル基、リン酸基、スルホ基、ヒドロキシ基、炭素数1〜10、好ましくは炭素数2〜8、更に好ましくは炭素数2〜5のカルバモイル基(例えばメチルカルバモイル基、エチルカルバモイル基、モルホリノカルボニル基)、炭素数0〜10、好ましくは炭素数2〜8、更に好ましくは炭素数2〜5のスルファモイル基(例えばメチルスルファモイル基、エチルスルファモイル基、ピペリジノスルフォニル基)、ニトロ基、炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜10、更に好ましくは炭素数1〜8のアルコキシ基(例えばメトキシ基、エトキシ基、2−メトキシエトキシ基、2−フェニルエトキシ基)、炭素数6〜20、好ましくは炭素数6〜12、更に好ましくは炭素数6〜10のアリールオキシ基(例えばフェノキシ基、p−メチルフェノキシ基、p−クロロフェノキシ基、ナフトキシ基)、炭素数1〜20、好ましくは炭素数2〜12、更に好ましくは炭素数2〜8のアシル基(例えばアセチル基、ベンゾイル基、トリクロロアセチル基)、炭素数1〜20、好ましくは炭素数2〜12、更に好ましくは炭素数2〜8のアシルオキシ基(例えばアセチルオキシ基、ベンゾイルオキシ基)、炭素数1〜20、好ましくは炭素数2〜12、更に好ましくは炭素数2〜8のアシルアミノ基(例えばアセチルアミノ基)、炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜10、更に好ましくは炭素数1〜8のスルホニル基(例えばメタンスルホニル基、エタンスルホニル基、ベンゼンスルホニル基)、炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜10、更に好ましくは炭素数1〜8のスルフィニル基(例えばメタンスルフィニル基、エタンスルフィニル基、ベンゼンスルフィニル基)、炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜12、更に好ましくは炭素数1〜8の置換又は無置換のアミノ基(例えばアミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ベンジルアミノ基、アニリノ基、ジフェニルアミノ基、4−メチルフェニルアミノ基、4−エチルフェニルアミノ基、3−n−プロピルフェニルアミノ基、4−n−プロピルフェニルアミノ基、3−n−ブチルフェニルアミノ基、4−n−ブチルフェニルアミノ基、3−n−ペンチルフェニルアミノ基、4−n−ペンチルフェニルアミノ基、3−トリフルオロメチルフェニルアミノ基、4−トリフルオロメチルフェニルアミノ基、2−ピリジルアミノ基、3−ピリジルアミノ基、2−チアゾリルアミノ基、2−オキサゾリルアミノ基、N,N−メチルフェニルアミノ基、N,N−エチルフェニルアミノ基)、炭素数0〜15、好ましくは炭素数3〜10、更に好ましくは炭素数3〜6のアンモニウム基(例えばトリメチルアンモニウム基、トリエチルアンモニウム基)、炭素数0〜15、好ましくは炭素数1〜10、更に好ましくは炭素数1〜6のヒドラジノ基(例えばトリメチルヒドラジノ基)、炭素数1〜15、好ましくは炭素数1〜10、更に好ましくは炭素数1〜6のウレイド基(例えばウレイド基、N,N−ジメチルウレイド基)、炭素数1〜15、好ましくは炭素数1〜10、更に好ましくは炭素数1〜6のイミド基(例えばスクシンイミド基)、炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜12、更に好ましくは炭素数1〜8のアルキルチオ基(例えばメチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基)、炭素数6〜80、好ましくは炭素数6〜40、更に好ましくは炭素数6〜30のアリールチオ基(例えばフェニルチオ基、p−メチルフェニルチオ基、p−クロロフェニルチオ基、2−ピリジルチオ基、1−ナフチルチオ基、2−ナフチルチオ基、4−プロピルシクロヘキシル−4’−ビフェニルチオ基、4−ブチルシクロヘキシル−4’−ビフェニルチオ基、4−ペンチルシクロヘキシル−4’−ビフェニルチオ基、4−プロピルフェニル−2−エチニル−4’−ビフェニルチオ基)、炭素数1〜80、好ましくは炭素数1〜40、更に好ましくは炭素数1〜30のヘテロアリールチオ基(例えば2−ピリジルチオ基、3−ピリジルチオ基、4−ピリジルチオ基、2−キノリルチオ基、2−フリルチオ基、2−ピロリルチオ基)、炭素数2〜20、好ましくは炭素数2〜12、更に好ましくは炭素数2〜8のアルコキシカルボニル基(例えばメトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、2−ベンジルオキシカルボニル基)、炭素数6〜20、好ましくは炭素数6〜12、更に好ましくは炭素数6〜10のアリーロキシカルボニル基(例えばフェノキシカルボニル基)、炭素数1〜18、好ましくは炭素数1〜10、更に好ましくは炭素数1〜5の無置換アルキル基(例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基)、炭素数1〜18、好ましくは炭素数1〜10、更に好ましくは炭素数1〜5の置換アルキル基{例えばヒドロキシメチル基、トリフルオロメチル基、ベンジル基、カルボキシエチル基、エトキシカルボニルメチル基、アセチルアミノメチル基、またここでは炭素数2〜18、好ましくは炭素数3〜10、更に好ましくは炭素数3〜5の不飽和炭化水素基(例えばビニル基、エチニル基、1−シクロヘキセニル基、ベンジリジン基、ベンジリデン基)も置換アルキル基に含まれることにする}、炭素数6〜20、好ましくは炭素数6〜15、更に好ましくは炭素数6〜10の置換又は無置換のアリール基(例えばフェニル基、ナフチル基、p−カルボキシフェニル基、p−ニトロフェニル基、3,5−ジクロロフェニル基、p−シアノフェニル基、m−フルオロフェニル基、p−トリル基、4−プロピルシクロヘキシル−4’−ビフェニル基、4−ブチルシクロヘキシル−4’−ビフェニル基、4−ペンチルシクロヘキシル−4’−ビフェニル基、4−プロピルフェニル−2−エチニル−4’−ビフェニル器)、炭素数1〜20、好ましくは炭素数2〜10、更に好ましくは炭素数4〜6の置換又は無置換のヘテロアリール基(例えばピリジル基、5−メチルピリジル基、チエニル基、フリル基、モルホリノ基、テトラヒドロフルフリル基)。
これら置換基群Vはベンゼン環やナフタレン環が縮合した構造もとることができる。更に、これらの置換基上に更に此処までに説明したVの説明で示した置換基が置換していてもよい。
前記置換基群Vとして好ましいものは、上述のアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、アミノ基、置換アミノ基、ヒドロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基であり、更に好ましくは、アルキル基、アリール基、ハロゲン原子である。
Q1は2価の連結基を表す。好ましくは、炭素原子、窒素原子、硫黄原子及び酸素原子から選ばれる少なくとも1種の原子から構成される原子団からなる連結基である。Q1が表す2価の連結基としては、好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜10のアルキレン基(例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、シクロヘキシル−1,4−ジイル基)、好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜10のアルケニレン基(例えば、エテニレン基)、好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜10のアルキニレン基(例えば、エチニレン基)、アミド基、エーテル基、エルテル基、スルホアミド基、スルホン酸エステル基、ウレイド基、スルホニル基、スルフィニル基、チオエーテル基、カルボニル基、−NR−基(ここで、Rは水素原子、アルキル基、又はアリール基を表し、Rで表されるアルキル基としては、好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは1〜10のアルキル基であり、Rで表されるアリール基としては、好ましくは炭素数6〜14、より好ましくは6〜10のアリール基である。)、アゾ基、アゾキシ基、複素環2価基(好ましくは、炭素数2〜20、より好ましくは炭素数4〜10の複素環2価基であり、例えば、ピペラジン−1,4−ジイル基である)を1つ又はそれ以上組み合わせて構成される炭素数0〜60の2価の連結基が挙げられる。
Q1の表す2価の連結基として、好ましくは、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、エーテル基、チオエーテル基、アミド基、エステル基、カルボニル基、及びそれらを組み合わせた基である。
Q1は更に置換基を有していてもよく、置換基としては上記置換基群Vが挙げられる。
Q1は更に置換基を有していてもよく、置換基としては上記置換基群Vが挙げられる。
C1はアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシル基又はアシルオキシ基を表す。C1が表すアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシル基又はアシルオキシ基には、置換基を有するそれぞれの基も含むものとする。
C1は好ましくは、炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜12、更に好ましくは炭素数1〜8のアルキル基及びシクロアルキル基(例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、t−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、ペンチル基、t−ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、シクロヘキシル基、4−メチルシクロヘキシル基、4−エチルシクロヘキシル基、4−プロピルシクロヘキシル基、4−ブチルシクロヘキシル基、4−ペンチルシクロヘキシル基、ヒドロキシメチル基、トリフルオロメチル基、ベンジル基)、炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜10、更に好ましくは炭素数1〜8のアルコキシ基(例えばメトキシ基、エトキシ基、2−メトキシエトキシ基、2−フェニルエトキシ基)、炭素数1〜20、より好ましくは炭素数2〜12、更に好ましくは炭素数2〜8のアシルオキシ基(例えばアセチルオキシ基、ベンゾイルオキシ基)、炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜12、更に好ましくは炭素数1〜8のアシル基(例えばアセチル基、ホルミル基、ピバロイル基、2−クロロアセチル基、ステアロイル基、ベンゾイル基、p−n−オクチルオキシフェニルカルボニル基)、又は炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜12、更に好ましくは炭素数2〜8のアルコキシカルボニル基(例えばメトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、2−ベンジルオキシカルボニル基)を表す。
C1は好ましくは、炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜12、更に好ましくは炭素数1〜8のアルキル基及びシクロアルキル基(例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、t−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、ペンチル基、t−ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、シクロヘキシル基、4−メチルシクロヘキシル基、4−エチルシクロヘキシル基、4−プロピルシクロヘキシル基、4−ブチルシクロヘキシル基、4−ペンチルシクロヘキシル基、ヒドロキシメチル基、トリフルオロメチル基、ベンジル基)、炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜10、更に好ましくは炭素数1〜8のアルコキシ基(例えばメトキシ基、エトキシ基、2−メトキシエトキシ基、2−フェニルエトキシ基)、炭素数1〜20、より好ましくは炭素数2〜12、更に好ましくは炭素数2〜8のアシルオキシ基(例えばアセチルオキシ基、ベンゾイルオキシ基)、炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜12、更に好ましくは炭素数1〜8のアシル基(例えばアセチル基、ホルミル基、ピバロイル基、2−クロロアセチル基、ステアロイル基、ベンゾイル基、p−n−オクチルオキシフェニルカルボニル基)、又は炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜12、更に好ましくは炭素数2〜8のアルコキシカルボニル基(例えばメトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、2−ベンジルオキシカルボニル基)を表す。
C1は好ましくは、アルキル基又はアルコキシ基であり、更に好ましくは、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基又はトリフルオロメトキシ基である。
C1は更に置換基を有していてもよく、置換基としては上記置換基群Vが挙げられる。
C1は更に置換基を有していてもよく、置換基としては上記置換基群Vが挙げられる。
C1で表されるアルキル基の置換基としては、置換基群Vのうち、例えばハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシ基、カルバモイル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロアリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリーロキシカルボニル基であることが好ましい。
C1で表されるシクロアルキル基の置換基は、置換基群Vのうち、例えばハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシ基、カルバモイル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロアリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリーロキシカルボニル基、アルキル基であることが好ましい。
C1で表されるアルコキシ基の置換基は、置換基群Vのうち、例えばハロゲン原子(特にフッ素原子)、シアノ基、ヒドロキシ基、カルバモイル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロアリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリーロキシカルボニル基であることが好ましい。
C1で表されるアルコキシカルボニル基の置換基は、置換基群Vのうち、例えばハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシ基、カルバモイル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロアリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリーロキシカルボニル基であることが好ましい。
C1で表されるアシル基の置換基は、置換基群Vのうち、例えばハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシ基、カルバモイル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロアリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリーロキシカルボニル基であることが好ましい。
C1で表されるアシルオキシ基の置換基は、置換基群Vのうち、例えばハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシ基、カルバモイル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロアリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリーロキシカルボニル基であることが好ましい。
jは、0又は1を表し、好ましくは0である。
p、q及びrは、各々0〜5の数を表し、nは1〜3の数を表し、B1及びB2で表される基の総数、即ち(p+r)×nは、3〜10の整数であり、より好ましくは3〜5の整数である。なお、p、q、又はrが2以上のとき、2以上のB1、Q1及びB2はそれぞれ同一であっても異なっていてもよく、nが2以上のとき、2以上の{(B1)p−(Q1)q−(B2)r}は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
p、q及びrは、各々0〜5の数を表し、nは1〜3の数を表し、B1及びB2で表される基の総数、即ち(p+r)×nは、3〜10の整数であり、より好ましくは3〜5の整数である。なお、p、q、又はrが2以上のとき、2以上のB1、Q1及びB2はそれぞれ同一であっても異なっていてもよく、nが2以上のとき、2以上の{(B1)p−(Q1)q−(B2)r}は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
好ましいp、q、r及びnの組合せについて以下に記載する。
(i)p=3、q=0、r=0、n=1
(ii)p=4、q=0、r=0、n=1
(iii)p=5、q=0、r=0、n=1
(iv)p=2、q=0、r=1、n=1
(v)p=2、q=1、r=1、n=1
(vi)p=1、q=1、r=2、n=1
(vii)p=3、q=1、r=1、n=1
(viii)p=2、q=0、r=2、n=1
(ix)p=1、q=1、r=1、n=2
(x)p=2、q=1、r=1、n=2
(i)p=3、q=0、r=0、n=1
(ii)p=4、q=0、r=0、n=1
(iii)p=5、q=0、r=0、n=1
(iv)p=2、q=0、r=1、n=1
(v)p=2、q=1、r=1、n=1
(vi)p=1、q=1、r=2、n=1
(vii)p=3、q=1、r=1、n=1
(viii)p=2、q=0、r=2、n=1
(ix)p=1、q=1、r=1、n=2
(x)p=2、q=1、r=1、n=2
これらの中でも、特に好ましくは、(i)p=3、q=0、r=0、n=1;(iv)p=2、q=0、r=1、n=1;及び(v)p=2、q=1、r=1、n=1;の組合せである。
なお、−{(B1)p−(Q1)q−(B2)r}n−C1としては、液晶性を示す部分構造を含むことが好ましい。ここでいう液晶とは、いかなるフェーズであってもよいが、好ましくはネマチック液晶、スメクチック液晶、ディスコティック液晶であり、特に好ましくは、ネマチック液晶である。
−{(B1)p−(Q1)q−(B2)r}n−C1の具体例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。なお、下記化学式中、波線は連結位置を表す。
本発明に用いられる2色性色素は、−{(B1)p−(Q1)q−(B2)r}n−C1で表される置換基を1個以上有しているのが好ましく、1〜8個がより好ましく、1〜4個が更に好ましく、1又は2個が特に好ましい。
前記一般式(1)で表される置換基の好ましい構造は、下記の組み合わせである。
〔1〕Hetが硫黄原子であり、B1がアリール基又はヘテロアリール基を表し、B2がシクロヘキサン−1,4−ジイル基を表し、C1がアルキル基を表し、j=1、p=2、q=0、r=1及びn=1を表す構造
〔2〕Hetが硫黄原子であり、B1がアリール基又はヘテロアリール基を表し、B2がシクロヘキサン−1,4−ジイル基を表し、C1がアルキル基を表し、j=1、p=1、q=0、r=2及びn=1を表す構造
〔1〕Hetが硫黄原子であり、B1がアリール基又はヘテロアリール基を表し、B2がシクロヘキサン−1,4−ジイル基を表し、C1がアルキル基を表し、j=1、p=2、q=0、r=1及びn=1を表す構造
〔2〕Hetが硫黄原子であり、B1がアリール基又はヘテロアリール基を表し、B2がシクロヘキサン−1,4−ジイル基を表し、C1がアルキル基を表し、j=1、p=1、q=0、r=2及びn=1を表す構造
特に好ましい構造としては、下記の組み合わせである。
〔I〕 Hetが硫黄原子を表し、B1が1,4−フェニレン基を表し、B2がトランス−シクロヘキシル基を表し、C1がアルキル基(好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基又はヘキシル基)を表し、j=1、p=2、q=0、r=1及びn=1である下記一般式(a−1)で表される構造
〔II〕 Hetが硫黄原子を表し、B1が1,4−フェニレン基を表し、B2がトランス−シクロヘキサン−1,4−ジイル基を表し、C1がアルキル基(好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基又はヘキシル基)を表し、j=1、p=1、q=0、r=2及びn=1である下記一般式(a−2)で表される構造
〔I〕 Hetが硫黄原子を表し、B1が1,4−フェニレン基を表し、B2がトランス−シクロヘキシル基を表し、C1がアルキル基(好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基又はヘキシル基)を表し、j=1、p=2、q=0、r=1及びn=1である下記一般式(a−1)で表される構造
〔II〕 Hetが硫黄原子を表し、B1が1,4−フェニレン基を表し、B2がトランス−シクロヘキサン−1,4−ジイル基を表し、C1がアルキル基(好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基又はヘキシル基)を表し、j=1、p=1、q=0、r=2及びn=1である下記一般式(a−2)で表される構造
前記一般式(a−1)及び(a−2)において、Ra1〜Ra12は各々独立に、水素原子又は置換基を表す。該置換基としては、前述の置換基群Vから選ばれる置換基が挙げられる。
Ra1〜Ra12は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子(特にフッ素原子)、アルキル基、アリール基、アルコキシ基であるのが好ましい。Ra1〜Ra12で表されるアルキル基、アリール基、及びアルコキシ基のうち、好ましいものは、前述の置換基群Vに記載のアルキル基、アリール基、及びアルコキシ基と同義である。
Ra1〜Ra12は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子(特にフッ素原子)、アルキル基、アリール基、アルコキシ基であるのが好ましい。Ra1〜Ra12で表されるアルキル基、アリール基、及びアルコキシ基のうち、好ましいものは、前述の置換基群Vに記載のアルキル基、アリール基、及びアルコキシ基と同義である。
前記一般式(a−1)及び(a−2)において、Ca1及びCa2は各々独立してアルキル基を表し、好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜10のアルキル基である。特に好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、又はノニル基を表す。
前記アゾ色素はモノアゾ色素、ビスアゾ色素、トリスアゾ色素、テトラキスアゾ色素、ペンタキスアゾ色素などいかなるものであってもよいが、好ましくはモノアゾ色素、ビスアゾ色素、トリスアゾ色素である。
アゾ色素に含まれる環構造としては芳香族環(ベンゼン環、ナフタレン環など)のほかヘテロ環(キノリン環、ピリジン環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、オキサゾール環、ベンゾオキサゾール環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピリミジン環など)であってもよい。
アゾ色素に含まれる環構造としては芳香族環(ベンゼン環、ナフタレン環など)のほかヘテロ環(キノリン環、ピリジン環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、オキサゾール環、ベンゾオキサゾール環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピリミジン環など)であってもよい。
前記アントラキノン色素の置換基としては、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子を含むものが好ましく、例えば、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基である。
該置換基の置換数はいかなる数であってもよいが、ジ置換、トリ置換、テトラキス置換が好ましく、特に好ましくはジ置換、トリ置換である。該置換基の置換位置はいかなる場所であってもよいが、好ましくは1,4位ジ置換、1,5位ジ置換、1,4,5位トリ置換、1,2,4位トリ置換、1,2,5位トリ置換、1,2,4,5位テトラ置換、又は1,2,5,6位テトラ置換構造である。
該置換基の置換数はいかなる数であってもよいが、ジ置換、トリ置換、テトラキス置換が好ましく、特に好ましくはジ置換、トリ置換である。該置換基の置換位置はいかなる場所であってもよいが、好ましくは1,4位ジ置換、1,5位ジ置換、1,4,5位トリ置換、1,2,4位トリ置換、1,2,5位トリ置換、1,2,4,5位テトラ置換、又は1,2,5,6位テトラ置換構造である。
前記アントラキノン系色素としては、より好ましくは、下記一般式(2)で表される化合物であり、フェノキサゾン色素としては、より好ましくは、下記一般式(3)で表される化合物である。
一般式(2)
前記一般式(2)中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及びR8の少なくとも一つは、−(Het)j−{(B1)p−(Q1)q−(B2)r}n−C1であり、他は各々独立に、水素原子又は置換基である。
一般式(3)
前記一般式(3)中、R11、R12、R13、R14、R15、R16及びR17の少なくとも一つ以上は、−(Het)j−{(B1)p−(Q1)q−(B2)r}n−C1であり、他はそれぞれ水素原子又は置換基である。
ここで、Het、B1、B2、Q1、p、q、r、n、及びC1は、一般式(1)におけるHet、B1、B2、Q1、p、q、r、n、及びC1と同定義である。
ここで、Het、B1、B2、Q1、p、q、r、n、及びC1は、一般式(1)におけるHet、B1、B2、Q1、p、q、r、n、及びC1と同定義である。
前記一般式(2)中、R2、R3、R4、R5、R6、R7及びR8で表される前記置換基としては、上記置換基群Vが挙げられるが、好ましくは、炭素数6〜80、より好ましくは炭素数6〜40、更に好ましくは炭素数6〜30のアリールチオ基(例えばフェニルチオ基、p−メチルフェニルチオ基、p−クロロフェニルチオ基、4−メチルフェニルチオ基、4−エチルフェニルチオ基、4−n−プロピルフェニルチオ基、2−n−ブチルフェニルチオ基、3−n−ブチルフェニルチオ基、4−n−ブチルフェニルチオ基、2−t−ブチルフェニルチオ基、3−t−ブチルフェニルチオ基、4−t−ブチルフェニルチオ基、3−n−ペンチルフェニルチオ基、4−n−ペンチルフェニルチオ基、4−アミルペンチルフェニルチオ基、4−ヘキシルフェニルチオ基、4−ヘプチルフェニルチオ基、4−オクチルフェニルチオ基、4−トリフルオロメチルフェニルチオ基、3−トリフルオロメチルフェニルチオ基、2−ピリジルチオ基、1−ナフチルチオ基、2−ナフチルチオ基、4−プロピルシクロヘキシル−4’−ビフェニルチオ、4−ブチルシクロヘキシル−4’−ビフェニルチオ基、4−ペンチルシクロヘキシル−4’−ビフェニルチオ基、4−プロピルフェニル−2−エチニル−4’−ビフェニルチオ基)、炭素数1〜80、より好ましくは炭素数1〜40、更に好ましくは炭素数1〜30のヘテロアリールチオ基(例えば2−ピリジルチオ基、3−ピリジルチオ基、4−ピリジルチオ基、2−キノリルチオ基、2−フリルチオ基、2−ピロリルチオ基)、置換若しくは無置換のアルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、ブチルチオ基、フェネチルチオ基)、置換若しくは無置換のアミノ基(例えば、アミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ベンジルアミノ基、アニリノ基、ジフェニルアミノ基、4−メチルフェニルアミノ基、4−エチルフェニルアミノ基、3−n−プロピルフェニルアミノ基、4−n−プロピルフェニルアミノ基、3−n−ブチルフェニルアミノ基、4−n−ブチルフェニルアミノ基、3−n−ペンチルフェニルアミノ基、4−n−ペンチルフェニルアミノ基、3−トリフルオロメチルフェニルアミノ基、4−トリフルオロメチルフェニルアミノ基、2−ピリジルアミノ基、3−ピリジルアミノ基、2−チアゾリルアミノ基、2−オキサゾリルアミノ基、N,N−メチルフェニルアミノ基、N,N−エチルフェニルアミノ基)、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子)、置換若しくは無置換のアルキル基(例えば、メチル基、トリフルオロメチル基)、置換若しくは無置換のアルコキシ基(例えば、メトキシ基、トリフルオロメトキシ基)、置換若しくは無置換のアリール基(例えば、フェニル基)、置換若しくは無置換のヘテロアリール基(例えば、2−ピリジル基)、置換若しくは無置換のアリールオキシ基(例えば、フェノキシ基)、置換若しくは無置換のヘテロアリールオキシ基(例えば、3−チエニルオキシ基)などである。
R2、R3、R4、R5、R6、R7及びR8として好ましくは、水素原子、フッ素原子、塩素原子、置換若しくは無置換の、アリールチオ基、アルキルチオ基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、アルキル基、アリール基、アルコキシ基又はアリーロキシ基であり、特に好ましくは水素原子、フッ素原子、置換若しくは無置換の、アリールチオ基、アルキルチオ基、アミノ基、アルキルアミノ基又はアリールアミノ基である。
また、更に好ましくは、前記一般式(2)において、R1、R4、R5、及びR8の少なくとも一つが、−(Het)j−{(B1)p−(Q1)q−(B2)r}n−C1の場合である。
前記一般式(3)中、R11、R12、R13、R14、R15、R16及びR17で表される置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、カルバモイル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アミド基であり、特に好ましくは水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリールチオ基、アミド基である。
R16として、好ましくはアミノ基(アルキルアミノ、アリールアミノ基を含む)、ヒドロキシル基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシ基又はアリールオキシ基であり、特に好ましくはアミノ基である。
以下に、本発明に使用可能な2色性色素の具体例を示すが、以下の具体例によってなんら限定されるものではない。
以下に、本発明に使用可能なアゾ系2色性色素の具体例を示すが、以下の具体例によってなんら限定されるものではない。
以下に、本発明に使用可能なジオキサジン系2色性色素及びメロシアニン系2色性色素の具体例を示すが、以下の具体例によってなんら限定されるものではない。
前記一般式(1)で表される置換基を有する2色性色素は、公知の方法を組み合わせて合成することができ、例えば、特開2003−192664号公報等に記載の方法に従って合成することができる。
−異方性金属ナノ粒子−
前記異方性金属ナノ粒子は、数nm〜100nmのナノサイズの棒状金属微粒子である。該棒状金属微粒子とは、アスペクト比(長軸長さ/短軸長さ)が1.5以上である粒子を意味する。
このような異方性金属ナノ粒子は、表面プラズモン共鳴を示し、紫外〜赤外領域に吸収を示す。例えば短軸長さが1nm〜50nm、長軸長さが10nm〜1,000nm、アスペクト比が1.5以上の異方性金属ナノ粒子は、短軸方向と、長軸方向とで吸収位置を変えることができるので、このような異方性金属ナノ粒子を膜の水平面に対し斜め方向に配向させた偏光膜は、異方性吸収膜となる。
ここで、図4に、短軸長さ12.4nm、長軸長さ45.5nmの異方性金属ナノ粒子の吸収スペクトルを示す。このような異方性金属ナノ粒子の短軸の吸収は530nm付近であり、赤色を示し、異方性金属ナノ粒子の長軸の吸収は780nm付近であり、青色を示す。
前記異方性金属ナノ粒子は、数nm〜100nmのナノサイズの棒状金属微粒子である。該棒状金属微粒子とは、アスペクト比(長軸長さ/短軸長さ)が1.5以上である粒子を意味する。
このような異方性金属ナノ粒子は、表面プラズモン共鳴を示し、紫外〜赤外領域に吸収を示す。例えば短軸長さが1nm〜50nm、長軸長さが10nm〜1,000nm、アスペクト比が1.5以上の異方性金属ナノ粒子は、短軸方向と、長軸方向とで吸収位置を変えることができるので、このような異方性金属ナノ粒子を膜の水平面に対し斜め方向に配向させた偏光膜は、異方性吸収膜となる。
ここで、図4に、短軸長さ12.4nm、長軸長さ45.5nmの異方性金属ナノ粒子の吸収スペクトルを示す。このような異方性金属ナノ粒子の短軸の吸収は530nm付近であり、赤色を示し、異方性金属ナノ粒子の長軸の吸収は780nm付近であり、青色を示す。
前記異方性金属ナノ粒子の金属種としては、例えば金、銀、銅、白金、パラジウム、ロジウム、オスミウム、ルテニウム、イリジウム、鉄、錫、亜鉛、コバルト、ニッケル、クロム、チタン、タンタル、タングステン、インジウム、アルミニウム、又はこれらの合金などが挙げられる。これらの中でも、金、銀、銅、アルミニウムが好ましく、金、銀が特に好ましい。
次に、異方性金属ナノ粒子の好適な一例としての金ナノロッドについて説明する。
次に、異方性金属ナノ粒子の好適な一例としての金ナノロッドについて説明する。
−−金ナノロッド−−
前記金ナノロッドの製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、(1)電解法、(2)化学還元法、(3)光還元法などが挙げられる。
前記金ナノロッドの製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、(1)電解法、(2)化学還元法、(3)光還元法などが挙げられる。
前記(1)電解法〔Y.−Y.Yu,S.−S.Chang,C.−L.Lee,C.R.C.Wang,J.Phys.Chem.B,101,6661(1997)〕は、カチオン性界面活性剤を含む水溶液を定電流電解し、陽極の金板から金クラスターを溶脱させて金ナノロッドを生成する。界面活性剤としては窒素原子に4つの疎水的な置換基が結合した構造を有する4級アンモニウム塩が用いられ、更に自律的な分子集合体を形成しない化合物、例えば、テトラドデシルアンモニウムブロミド(TDAB)などが添加されている。金ナノロッドを製造する場合には、金の供給源は陽極の金板から溶脱する金クラスターであり、塩化金酸等の金塩は用いられていない。電解中は超音波を照射し、溶液中に銀板を浸漬して金ナノロッドの成長を促す。
この電解法では、電極とは別に浸漬する銀板の面積を変えることによって生成する金ナノロッドの長さを制御できる。金ナノロッドの長さを調整することによって近赤外光域の吸収バンドの位置を700nm付近から1200nm付近の間に設定することが可能となる。反応条件を一定に保てばある程度一定形状の金ナノロッドを製造することができる。しかし、電解に用いる界面活性剤溶液は過剰の4級アンモニウム塩とシクロヘキサンとアセトンを含む複雑な系であり、超音波照射など不確定な要素を有するため、生成する金ナノロッドの形状と各種調製条件との因果関係を理論的に解析し、金ナノロッド調製条件の最適化を行うことは困難である。また、電解という性質上、本質的にスケールアップが容易ではなく、大量の金ナノロッドの調製には適さない。
この電解法では、電極とは別に浸漬する銀板の面積を変えることによって生成する金ナノロッドの長さを制御できる。金ナノロッドの長さを調整することによって近赤外光域の吸収バンドの位置を700nm付近から1200nm付近の間に設定することが可能となる。反応条件を一定に保てばある程度一定形状の金ナノロッドを製造することができる。しかし、電解に用いる界面活性剤溶液は過剰の4級アンモニウム塩とシクロヘキサンとアセトンを含む複雑な系であり、超音波照射など不確定な要素を有するため、生成する金ナノロッドの形状と各種調製条件との因果関係を理論的に解析し、金ナノロッド調製条件の最適化を行うことは困難である。また、電解という性質上、本質的にスケールアップが容易ではなく、大量の金ナノロッドの調製には適さない。
前記(2)化学還元法〔N.R.Jana,L.Gearheart,C.J.Murphy,J.Phys.Chem.B,105,4065(2001)〕は、NaBH4によって塩化金酸を還元して金ナノ粒子を生成させる。この金ナノ粒子を「種粒子」とし、溶液中で成長させることによって金ナノロッドを得る。この「種粒子」と成長溶液に添加する塩化金酸の量比により生成する金ナノロッドの長さが決定される。この化学還元法では前記(1)の電解法よりも長い金ナノロッドを作製することが可能であり、長さ1,200nmを超える近赤外光域に吸収ピークをもつ金ナノロッドが報告されている。
しかし、この化学還元法は「種粒子」の調製と、成長反応との2つの反応槽が必要である。また「種粒子」の生成は数分間で終了するが、生成する金ナノロッドの濃度を上げることが困難であり、金ナノロッドの生成濃度は、前記(1)の電解法の10分の1以下である。
しかし、この化学還元法は「種粒子」の調製と、成長反応との2つの反応槽が必要である。また「種粒子」の生成は数分間で終了するが、生成する金ナノロッドの濃度を上げることが困難であり、金ナノロッドの生成濃度は、前記(1)の電解法の10分の1以下である。
前記(3)光還元法〔F.kim,J.H.Song,P.Yang,J.Am.Chem.Soc.,124,14316(2002)〕は、前記(1)の電解法とほぼ同じ溶液に塩化金酸を添加し、紫外線照射により塩化金酸を還元する。紫外線照射には低圧水銀ランプを用いている。この光還元法では、種粒子を生成させずに金ナノロッドを生成することができる。金ナノロッドの長さの制御は照射時間によって可能である。生成する金ナノロッドの形状が均一に揃っていることが特徴的である。また、前記(1)の電解法では反応後に大量の球形粒子が共存するので遠心分離による分画が必要であるが、この光還元法では球状粒子の割合が少ないので分画処理が不要である。また、再現性が良好であり、一定操作でほぼ確実に同サイズの金ナノロッドを得ることができる。
−カーボンナノチューブ−
前記カーボンナノチューブは、繊維径が1nm〜1,000nm、長さが0.1μm〜1,000μm、アスペクト比が100〜10,000の細長いチューブ状の炭素である。前記カーボンナノチューブの作製方法としては、例えばアーク放電法、レーザー蒸発法、熱CVD法、プラズマCVD法などが知られている。前記アーク放電法及びレーザー蒸発法により得られるカーボンナノチューブには、グラフェンシートが一層のみの単層カーボンナノチューブ(SWNT:Single Wall Nanotube)と、複数のグラフェンシートからなる多層カーボンナノチューブ(MWNT:Maluti Wall Nanotube)とが存在する。
また、熱CVD法及びプラズマCVD法では、主としてMWNTが作製できる。前記SWNTは、炭素原子同士がSP2結合と呼ばれる最も強い結合により6角形状につながったグラフェンシート一枚が筒状に巻かれた構造を有する。
前記カーボンナノチューブは、繊維径が1nm〜1,000nm、長さが0.1μm〜1,000μm、アスペクト比が100〜10,000の細長いチューブ状の炭素である。前記カーボンナノチューブの作製方法としては、例えばアーク放電法、レーザー蒸発法、熱CVD法、プラズマCVD法などが知られている。前記アーク放電法及びレーザー蒸発法により得られるカーボンナノチューブには、グラフェンシートが一層のみの単層カーボンナノチューブ(SWNT:Single Wall Nanotube)と、複数のグラフェンシートからなる多層カーボンナノチューブ(MWNT:Maluti Wall Nanotube)とが存在する。
また、熱CVD法及びプラズマCVD法では、主としてMWNTが作製できる。前記SWNTは、炭素原子同士がSP2結合と呼ばれる最も強い結合により6角形状につながったグラフェンシート一枚が筒状に巻かれた構造を有する。
前記カーボンナノチューブ(SWNT、MWNT)は、グラフェンシート1枚〜数枚を筒状に丸めた構造を有する直径0.4nm〜10nm、長さ0.1μm〜数100μmのチューブ状物質である。グラフェンシートをどの方向に丸めるかによって、金属になったり半導体になったりするというユニークな性質を有する。このようなカーボンナノチューブは長さ方向に光吸収や発光が起こり易く、径方向は光吸収や発光が起こりにくいという性質を有し、異方性吸収材料、異方性散乱材料として用いることができる。
前記偏光子の前記垂直偏光膜における含有量は、0.1質量%〜90.0質量%が好ましく、1.0質量%〜30.0質量%がより好ましい。前記含有量が、0.1質量%以上であると、十分な偏光性を得ることができる。一方、90質量%以下であると、偏光膜の成膜を支障なく行うことができ、偏光膜の透過率を維持することができる。
前記垂直偏光膜は、前記偏光子以外にも偏光膜の形成方法(配向方法)に応じて、分散剤、溶媒、バインダー樹脂等のその他の成分を含有してなる。
<垂直偏光膜の製造方法>
前記垂直偏光膜の製造方法としては、基材面(水平面)に対し偏光子の吸収軸が略垂直方向となるように配向させることができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、(1)液晶配向場における金属ナノロッド析出法、(2)ゲスト−ホスト液晶法、(3)陽極酸化アルミナ法、などが挙げられる。これらの中でも、ゲスト−ホスト液晶法が特に好ましい。
前記垂直偏光膜の製造方法としては、基材面(水平面)に対し偏光子の吸収軸が略垂直方向となるように配向させることができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、(1)液晶配向場における金属ナノロッド析出法、(2)ゲスト−ホスト液晶法、(3)陽極酸化アルミナ法、などが挙げられる。これらの中でも、ゲスト−ホスト液晶法が特に好ましい。
前記(1)の液晶配向場における金属ナノロッド析出法としては、液晶フィルム形成工程と、含浸工程と、還元工程とを含み、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
前記液晶フィルム形成工程は、表面に配向膜を有する基材上に、少なくとも液晶化合物を含む液晶組成物を塗布し、硬化させて該液晶化合物の分子が略垂直配向状態で固定している液晶フィルムを形成する工程である。
前記液晶フィルム形成工程では、少なくとも液晶化合物、及び溶媒、必要に応じて配向剤を含む樹脂組成物を、基材上に塗布し、乾燥させて液晶塗膜を成膜する。
前記液晶フィルム形成工程では、少なくとも液晶化合物、及び溶媒、必要に応じて配向剤を含む樹脂組成物を、基材上に塗布し、乾燥させて液晶塗膜を成膜する。
−基材−
前記基材としては、その形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記形状としては、例えば平板状、シート状などが挙げられ、前記構造としては、単層構造であってもいし、積層構造であってもよく適宜選択することができる。
前記基材としては、その形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記形状としては、例えば平板状、シート状などが挙げられ、前記構造としては、単層構造であってもいし、積層構造であってもよく適宜選択することができる。
前記基材の材料としては、特に制限はなく、無機材料及び有機材料のいずれをも好適に用いることができる。
前記無機材料としては、例えば、ガラス、石英、シリコン、などが挙げられる。
前記有機材料としては、例えば、トリアセチルセルロース(TAC)等のアセテート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリノルボルネン系樹脂、セルロース系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記無機材料としては、例えば、ガラス、石英、シリコン、などが挙げられる。
前記有機材料としては、例えば、トリアセチルセルロース(TAC)等のアセテート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリノルボルネン系樹脂、セルロース系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記基材としては、適宜合成したものであってもよいし、市販品を使用してもよい。
前記基材の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、10μm〜500μmが好ましく、50μm〜300μmがより好ましい。
前記基材の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、10μm〜500μmが好ましく、50μm〜300μmがより好ましい。
−配向膜−
前記配向膜は、前記基材の表面に、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリビニルアルコール等の膜を積層したものである。
また、前記配向膜は、光配向処理したものであってもよい。この光配向は、アゾベンゼン系ポリマー、ポリビニルシンナメート等の光活性分子に光化学反応を起こす波長の直線偏光や斜め非偏光を照射して光配向膜の表面に異方性を生成させるものであり、入射光によって膜の最表面の分子長軸の配向が生成され、この最表面の分子に接触する液晶を配向させる駆動力が形成されている。
なお、前記光配向膜の材料としては、前記の他に、光活性分子が光化学反応を起こす波長の直線偏光照射による光異性化、光二量化、光環化、光架橋、光分解、光分解−結合のうち、いずれかの反応により膜表面に異方性を生成するものであればよく、例えば、「長谷川雅樹、日本液晶学会誌、Vol.3 No.1,p3(1999)」、「竹内安正、日本液晶学会誌、Vol.3 No.4,p262(1999)」などに記載されている種々の光配向膜材料を使用することができる。
上記のような配向膜に液晶を塗布すると、配向膜表面の微細な溝及び最表面の分子の配向の少なくともいずれかを駆動力として液晶が配向される。
前記配向膜は、前記基材の表面に、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリビニルアルコール等の膜を積層したものである。
また、前記配向膜は、光配向処理したものであってもよい。この光配向は、アゾベンゼン系ポリマー、ポリビニルシンナメート等の光活性分子に光化学反応を起こす波長の直線偏光や斜め非偏光を照射して光配向膜の表面に異方性を生成させるものであり、入射光によって膜の最表面の分子長軸の配向が生成され、この最表面の分子に接触する液晶を配向させる駆動力が形成されている。
なお、前記光配向膜の材料としては、前記の他に、光活性分子が光化学反応を起こす波長の直線偏光照射による光異性化、光二量化、光環化、光架橋、光分解、光分解−結合のうち、いずれかの反応により膜表面に異方性を生成するものであればよく、例えば、「長谷川雅樹、日本液晶学会誌、Vol.3 No.1,p3(1999)」、「竹内安正、日本液晶学会誌、Vol.3 No.4,p262(1999)」などに記載されている種々の光配向膜材料を使用することができる。
上記のような配向膜に液晶を塗布すると、配向膜表面の微細な溝及び最表面の分子の配向の少なくともいずれかを駆動力として液晶が配向される。
前記紫外線硬化性液晶化合物としては、重合性基を有し、紫外線の照射によって硬化するものであれば特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができるが、下記構造式で表される化合物が好適に挙げられる。
前記液晶化合物としては、市販品を用いることができ、該市販品としては、例えば、BASF社製の商品名:PALIOCOLOR LC242;Merck社製の商品名:E7;Wacker−Chem社製の商品名:LC−Sllicon−CC3767;高砂香料株式会社製の商品名:L35、L42、L55、L59、L63、L79、L83などが挙げられる。
前記液晶性化合物の含有量は、前記偏光膜塗布液の全固形分に対し10質量%〜90質量%が好ましく、20質量%〜80質量%がより好ましい。
−空気界面垂直配向剤−
前記垂直偏光膜では、偏光子の吸収軸を基材面に対し略垂直に配向させることが特徴であるが、そのためには媒質である液晶層が略垂直方向に配向していなければならない。基材の片面配向膜上に形成される液晶層は末端を疎水性に調整することにより、配向膜側から空気界面側まで略垂直配向になることもあるが、そのままでは空気界面で斜めに乱れることもある。そこで、空気界面垂直配向剤を添加しておいた方が安定的に垂直配向する。
このような空気界面垂直配向剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、特開2006−301605号公報の段落番号〔0110〕〜〔0194〕に記載されている化合物の中から適宜選択して用いることができる。
また、使用する液晶層との相互作用が強い高分子界面活性剤の中から選定して用いることができ、例えば、大日本インキ化学工業株式会社製のメガファックF780Fなどが好適に挙げられる。
前記空気界面垂直配向剤の含有量は、前記偏光膜塗布液の全固形分に対し0.01質量%〜5.0質量%が好ましく、0.05質量%〜3.0質量%がより好ましい。
前記垂直偏光膜では、偏光子の吸収軸を基材面に対し略垂直に配向させることが特徴であるが、そのためには媒質である液晶層が略垂直方向に配向していなければならない。基材の片面配向膜上に形成される液晶層は末端を疎水性に調整することにより、配向膜側から空気界面側まで略垂直配向になることもあるが、そのままでは空気界面で斜めに乱れることもある。そこで、空気界面垂直配向剤を添加しておいた方が安定的に垂直配向する。
このような空気界面垂直配向剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、特開2006−301605号公報の段落番号〔0110〕〜〔0194〕に記載されている化合物の中から適宜選択して用いることができる。
また、使用する液晶層との相互作用が強い高分子界面活性剤の中から選定して用いることができ、例えば、大日本インキ化学工業株式会社製のメガファックF780Fなどが好適に挙げられる。
前記空気界面垂直配向剤の含有量は、前記偏光膜塗布液の全固形分に対し0.01質量%〜5.0質量%が好ましく、0.05質量%〜3.0質量%がより好ましい。
−光重合開始剤−
前記偏光膜塗布液は光重合開始剤を含有することが好ましい。前記光重合開始剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、p−メトキシフェニル−2,4−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−ブトキシスチリル)−5−トリクロロメチル1,3,4−オキサジアゾール、9−フェニルアクリジン、9,10−ジメチルベンズフェナジン、ベンゾフェノン/ミヒラーズケトン、ヘキサアリールビイミダゾール/メルカプトベンズイミダゾール、ベンジルジメチルケタール、チオキサントン/アミン、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記光重合開始剤としては、市販品を用いることができ、該市販品としては、例えば、チバスペシャルティケミカルズ社製の商品名:イルガキュア907、イルガキュア369、イルガキュア784、イルガキュア814;BASF社製の商品名:ルシリンTPO、などが挙げられる。
前記偏光膜塗布液は光重合開始剤を含有することが好ましい。前記光重合開始剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、p−メトキシフェニル−2,4−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−ブトキシスチリル)−5−トリクロロメチル1,3,4−オキサジアゾール、9−フェニルアクリジン、9,10−ジメチルベンズフェナジン、ベンゾフェノン/ミヒラーズケトン、ヘキサアリールビイミダゾール/メルカプトベンズイミダゾール、ベンジルジメチルケタール、チオキサントン/アミン、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記光重合開始剤としては、市販品を用いることができ、該市販品としては、例えば、チバスペシャルティケミカルズ社製の商品名:イルガキュア907、イルガキュア369、イルガキュア784、イルガキュア814;BASF社製の商品名:ルシリンTPO、などが挙げられる。
前記光重合開始剤の添加量は、前記偏光膜塗布液の全固形分質量に対し0.1〜20質量%が好ましく、0.5〜5質量%がより好ましい。
前記溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、例えば、クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、塩化メチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼン、オルソジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類;フェノール、p−クロロフェノール、o−クロロフェノール、m−クレゾール、o−クレゾール、p−クレゾールなどのフェノール類;ベンゼン、トルエン、キシレン、メトキシベンゼン、1,2−ジメトキシベンゼン等の芳香族炭化水素類;アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン等のケトン系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒;t−ブチルアルコール、グリセリン、エチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール等のアルコール系溶媒;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒;アセトニトリル、ブチロニトリル等のニトリル系溶媒;ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒;二硫化炭素、エチルセルソルブ、ブチルセルソルブなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記塗布方法としては、例えば、スピンコート法、キャスト法、ロールコート法、フローコート法、プリント法、ディップコート法、流延成膜法、バーコート法、グラビア印刷法などが挙げられる。
前記硬化としては、熱硬化でも、光硬化でもよいが、光硬化が特に好ましい。
前記塗布方法としては、例えば、スピンコート法、キャスト法、ロールコート法、フローコート法、プリント法、ディップコート法、流延成膜法、バーコート法、グラビア印刷法などが挙げられる。
前記硬化としては、熱硬化でも、光硬化でもよいが、光硬化が特に好ましい。
前記含浸方法としては、例えば(1)少なくとも金属イオンを含む溶液中に液晶フィルムを浸漬する方法、(2)少なくとも金属イオンを含む溶液を液晶フィルム表面に塗布する方法などが挙げられる。なお、前記浸漬や前記塗布を行う際には、予め溶液中で液晶フィルムを膨潤させておくことが好ましい。
前記還元工程は、液晶フィルム中の金属イオンを還元して異方性金属ナノ粒子とする工程である。
前記金属イオンとしては、銀、金、銅、アルミニウム、パラジウム、ロジウム、白金、ルテニウム、セレン、テルル、コバルト、及びニッケルから選択される少なくとも1種のイオンが好ましい。これらの中でも、金、銀、銅、及びアルミニウムのイオンが特に好ましい。
前記金属イオンにおける金属イオン源としては、例えば金属化合物が好適である。
前記金属化合物としては、例えば、金属塩、金属錯体、有機金属化合物などが挙げられる。
前記金属イオンとしては、銀、金、銅、アルミニウム、パラジウム、ロジウム、白金、ルテニウム、セレン、テルル、コバルト、及びニッケルから選択される少なくとも1種のイオンが好ましい。これらの中でも、金、銀、銅、及びアルミニウムのイオンが特に好ましい。
前記金属イオンにおける金属イオン源としては、例えば金属化合物が好適である。
前記金属化合物としては、例えば、金属塩、金属錯体、有機金属化合物などが挙げられる。
前記金属塩を形成する酸としては、無機酸及び有機酸のいずれであってもよい。
前記無機酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば硝酸;塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸等のハロゲン化水素酸などが挙げられる。
前記有機酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばカルボン酸、スルホン酸などが挙げられる。
前記カルボン酸としては、例えば酢酸、酪酸、シュウ酸、ステアリン酸、ベヘン酸、ラウリン酸、安息香酸などが挙げられる。
前記スルホン酸としては、例えばメチルスルホン酸などが挙げられる。
前記無機酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば硝酸;塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸等のハロゲン化水素酸などが挙げられる。
前記有機酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばカルボン酸、スルホン酸などが挙げられる。
前記カルボン酸としては、例えば酢酸、酪酸、シュウ酸、ステアリン酸、ベヘン酸、ラウリン酸、安息香酸などが挙げられる。
前記スルホン酸としては、例えばメチルスルホン酸などが挙げられる。
前記金属錯体を形成するキレート剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばアセチルアセトナート、EDTAなどが挙げられる。また、上記の金属塩と配位子とで錯体を形成してもよく、該配位子としては、例えばイミダゾール、ピリジン、フェニルメチルスルフィドなどが挙げられる。
なお、前記金属化合物には、金属イオンのハロゲン化錯体の酸(例えば塩化金酸、塩化白金酸など)、アルカリ金属塩(例えば塩化金酸ナトリウム、テトラクロロパラジウム酸ナトリウムなど)も含まれる。
なお、前記金属化合物には、金属イオンのハロゲン化錯体の酸(例えば塩化金酸、塩化白金酸など)、アルカリ金属塩(例えば塩化金酸ナトリウム、テトラクロロパラジウム酸ナトリウムなど)も含まれる。
前記還元が、光還元、熱還元、及び化学還元の少なくともいずれかにより行われ、これらを組み合わせて行うこともできる。これらの中でも、光還元が特に好ましい。
前記光還元における光としては、例えば可視光、紫外光、近赤外光、X線、電子ビームなどが挙げられる。これらの中でも、紫外光が特に好ましい。
前記紫外光照射の条件としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、照射する紫外光は、160〜380nmが好ましく、250〜380nmがより好ましい。照射エネルギーは1〜10,000mW/cm2、照射時間は、1秒間〜600分間が好ましい。
前記紫外光の光源としては、例えば、低圧水銀ランプ(殺菌ランプ、蛍光ケミカルランプ、ブラックライト)、高圧放電ランプ(高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ)及びショートアーク放電ランプ(超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、水銀キセノンランプ)などを挙げることができる。
また、照射する光としては、偏光であってもよい。該偏光は直線偏光であることが好ましい。
前記偏光照射には、一般的な方法、例えば前記光源とヨウ素、二色性色素、ワイヤーグリッドなどの各種偏光板を用いる方法、ブリュースター角を利用した偏光透過フィルターを用いる方法、グラン−トムソンプリズムを用いる方法、又は偏光性を有するレーザー光を用いる方法などが挙げられる。
前記還元工程において金属イオンが還元されると、液晶マトリクスの液晶分子の略垂直配向方向に吸収軸が向いている異方性金属ナノ粒子が析出する。
前記光還元における光としては、例えば可視光、紫外光、近赤外光、X線、電子ビームなどが挙げられる。これらの中でも、紫外光が特に好ましい。
前記紫外光照射の条件としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、照射する紫外光は、160〜380nmが好ましく、250〜380nmがより好ましい。照射エネルギーは1〜10,000mW/cm2、照射時間は、1秒間〜600分間が好ましい。
前記紫外光の光源としては、例えば、低圧水銀ランプ(殺菌ランプ、蛍光ケミカルランプ、ブラックライト)、高圧放電ランプ(高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ)及びショートアーク放電ランプ(超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、水銀キセノンランプ)などを挙げることができる。
また、照射する光としては、偏光であってもよい。該偏光は直線偏光であることが好ましい。
前記偏光照射には、一般的な方法、例えば前記光源とヨウ素、二色性色素、ワイヤーグリッドなどの各種偏光板を用いる方法、ブリュースター角を利用した偏光透過フィルターを用いる方法、グラン−トムソンプリズムを用いる方法、又は偏光性を有するレーザー光を用いる方法などが挙げられる。
前記還元工程において金属イオンが還元されると、液晶マトリクスの液晶分子の略垂直配向方向に吸収軸が向いている異方性金属ナノ粒子が析出する。
前記(2)のゲスト−ホスト液晶法は、表面に配向膜を有する基材上に、紫外線硬化性液晶化合物、及び偏光子(2色性色素、異方性金属ナノ粒子など)を含有し、必要に応じて空気界面垂直配向剤を含有する偏光膜塗布液を塗布し、乾燥させて塗布層を形成し、該塗布層を液晶相が発現する温度にまで加熱した状態で紫外線照射して、前記偏光子の吸収軸が前記基材面に対し略垂直方向に配向している偏光膜を形成する方法である。
前記基材、配向膜、液晶化合物、及び配向剤としては、上記(1)の液晶配向場における金属ナノロッド析出法と同様のものを用いることができる。
前記基材、配向膜、液晶化合物、及び配向剤としては、上記(1)の液晶配向場における金属ナノロッド析出法と同様のものを用いることができる。
前記(3)の陽極酸化アルミナ法は、表面に導電性膜を有する基材上にアルミニウムを蒸着してアルミニウム蒸着層を形成し、該アルミニウム蒸着層を陽極酸化し、形成されたナノホール内に金属を電鋳してアスペクト比が1.5以上の金属ナノロッドを形成し、該金属ナノロッドの吸収軸が前記基材面に対し略垂直に配向している偏光膜を形成する方法である。
前記垂直偏光膜の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、0.1μm〜10μmが好ましく、0.3μm〜3μmがより好ましい。
<水平偏光膜>
前記水平偏光膜は、少なくとも偏光子の吸収軸が膜面に対し略水平に配向している偏光子を含有し、更に必要に応じて、分散剤、溶媒、バインダー樹脂等のその他の成分を含有してなる。
前記水平偏光膜は、少なくとも偏光子の吸収軸が膜面に対し略水平に配向している偏光子を含有し、更に必要に応じて、分散剤、溶媒、バインダー樹脂等のその他の成分を含有してなる。
−偏光子−
前記偏光子の吸収軸が偏光膜面に対し略水平に配向している。このように、偏光子の吸収軸を膜の水平面に対し略水平に配向させることによって、視野角依存性を低減させることができる。
ここで、前記偏光子の吸収軸とは、偏光子をあらゆる方向から観察して最も吸収率が小さくなる方向に平行な軸を意味する。
前記偏光子の吸収軸が偏光膜面に対し略水平に配向している。このように、偏光子の吸収軸を膜の水平面に対し略水平に配向させることによって、視野角依存性を低減させることができる。
ここで、前記偏光子の吸収軸とは、偏光子をあらゆる方向から観察して最も吸収率が小さくなる方向に平行な軸を意味する。
ここで、前記「略水平」とは、前記偏光子の吸収軸が、前記膜面に対し±30度未満に配向していることを意味し、±10度以内に配向していることが好ましく、±5度以内に配向していることがより好ましく、0度(水平)であることが特に好ましい。前記偏光子の吸収軸の膜面に対する角度が30度以上であると、2色性が薄れて単なる色付きガラスと変らなくなってしまうことがある。
本発明において、角度が±A度とは、−A度〜+A度の範囲であることを意味する。
本発明において、角度が±A度とは、−A度〜+A度の範囲であることを意味する。
前記偏光子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、異方性金属ナノ粒子、カーボンナノチューブ、金属錯体、二色性色素などが挙げられる。これらの中でも、耐久性の点から、異方性金属ナノ粒子、カーボンナノチューブが特に好ましい。
前記異方性金属ナノ粒子及びカーボンナノチューブとしては、上記垂直偏光膜と同様なものを用いることができる。
また、室内用途、特にパーティションやプラズマディスプレイや液晶ディスプレイなどに適用する場合は、ヨウ素・PVA系の偏光板、染料・PVA系の偏光板も勿論、水平偏光膜として使用できる。
しかし、窓用など太陽光を浴びる用途の場合は、直射日光、又は厚み数mmのガラス1枚を介して強度の高い太陽光に晒される時間が長いため、通常のヨウ素・PVA系偏光板を採用すると数ヶ月で退色及び変色してしまう。このような用途の場合には、異方性吸収子として耐久性の高い異方性金属ナノ粒子又はカーボンナノチューブを用いることが好ましい。
更に、自動車のフロントガラス及びサイドガラスに用いる場合には、法規上、透過率70%以上を遵守しなければならないという制約が課せられるため、異方性吸収子として耐久性の高い異方性金属ナノ粒子又はカーボンナノチューブを用いることに加えて、異方性吸収子の添加量を調整し、複合偏光板として透過率が70%を下回らない範囲とする必要がある。
前記異方性金属ナノ粒子及びカーボンナノチューブとしては、上記垂直偏光膜と同様なものを用いることができる。
また、室内用途、特にパーティションやプラズマディスプレイや液晶ディスプレイなどに適用する場合は、ヨウ素・PVA系の偏光板、染料・PVA系の偏光板も勿論、水平偏光膜として使用できる。
しかし、窓用など太陽光を浴びる用途の場合は、直射日光、又は厚み数mmのガラス1枚を介して強度の高い太陽光に晒される時間が長いため、通常のヨウ素・PVA系偏光板を採用すると数ヶ月で退色及び変色してしまう。このような用途の場合には、異方性吸収子として耐久性の高い異方性金属ナノ粒子又はカーボンナノチューブを用いることが好ましい。
更に、自動車のフロントガラス及びサイドガラスに用いる場合には、法規上、透過率70%以上を遵守しなければならないという制約が課せられるため、異方性吸収子として耐久性の高い異方性金属ナノ粒子又はカーボンナノチューブを用いることに加えて、異方性吸収子の添加量を調整し、複合偏光板として透過率が70%を下回らない範囲とする必要がある。
<水平偏光膜の製造方法>
前記水平偏光膜の製造方法としては、(1)延伸法、(2)ゲスト−ホスト液晶法、(3)高シェア塗布法、(4)ラングミュア・ブロジェット(LB)法、(5)鋳型法、(6)蒸着−延伸法、(7)ミクロ相分離法などが挙げられ、これらの中でも、(1)延伸法、(2)ゲスト−ホスト液晶法が特に好ましい。
前記水平偏光膜の製造方法としては、(1)延伸法、(2)ゲスト−ホスト液晶法、(3)高シェア塗布法、(4)ラングミュア・ブロジェット(LB)法、(5)鋳型法、(6)蒸着−延伸法、(7)ミクロ相分離法などが挙げられ、これらの中でも、(1)延伸法、(2)ゲスト−ホスト液晶法が特に好ましい。
前記(1)延伸法は、少なくとも異方性吸収子を含有する膜を形成し、該膜を一軸延伸して前記異方性吸収子の長軸が前記膜の水平面に対し略水平に配向している偏光膜を形成する。
前記の延伸法では、基材上にポリマー溶液中に異方性吸収子を分散させた塗布液を塗布し、乾燥させて塗布膜を形成した後、該塗布膜中のポリマーのガラス転移温度程度まで加熱し、一軸延伸する。また、上記方法以外にも、(1)基材上に異方性吸収子と、紫外線(UV)硬化性モノマー又は熱硬化性モノマーとを含有する塗布液を塗布し、乾燥させた後、UV照射又は加熱して得られた硬化膜を該硬化膜のガラス転移温度程度まで加熱し、一軸延伸する方法、(2)ポリマー膜表面に異方性吸収子の膜を転写後、ポリマーのガラス転移温度程度まで加熱し、一軸延伸する方法などが挙げられる。
前記(2)のゲスト−ホスト液晶法は、表面に配向膜を有する基材上に、少なくとも紫外線硬化性液晶化合物、及び異方性吸収子を含有する偏光膜塗布液を塗布し、乾燥させて塗布層を形成し、該塗布層を液晶相が発現する温度にまで加熱した状態で紫外線照射して、前記異方性吸収子の長軸が前記基材面に対し略水平に配向している偏光膜を形成する。
前記ゲスト−ホスト液晶法については、配向膜にラビング処理を行うことと空気界面に水平配向剤を使うこと以外は、上記垂直偏光膜におけるゲスト−ホスト液晶法と同様である。
前記ゲスト−ホスト液晶法については、配向膜にラビング処理を行うことと空気界面に水平配向剤を使うこと以外は、上記垂直偏光膜におけるゲスト−ホスト液晶法と同様である。
−水平配向剤−
前記水平配向剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば下記一般式(1)〜(3)で表される化合物の少なくとも1種を含有させることで、液晶化合物の分子を実質的に水平配向させることができる。なお、本発明で「水平配向」とは、棒状液晶の場合、分子長軸と透明支持体の水平面が平行であることをいい、円盤状液晶の場合、円盤状液晶化合物のコアの円盤面と透明支持体の水平面が平行であることをいうが、厳密に平行であることを要求するものではなく、本明細書では、水平面とのなす傾斜角が10度未満の配向を意味するものとする。傾斜角は0〜5度が好ましく、0〜3度がより好ましく、0〜2度が更に好ましく、0〜1度が特に好ましい。
前記水平配向剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば下記一般式(1)〜(3)で表される化合物の少なくとも1種を含有させることで、液晶化合物の分子を実質的に水平配向させることができる。なお、本発明で「水平配向」とは、棒状液晶の場合、分子長軸と透明支持体の水平面が平行であることをいい、円盤状液晶の場合、円盤状液晶化合物のコアの円盤面と透明支持体の水平面が平行であることをいうが、厳密に平行であることを要求するものではなく、本明細書では、水平面とのなす傾斜角が10度未満の配向を意味するものとする。傾斜角は0〜5度が好ましく、0〜3度がより好ましく、0〜2度が更に好ましく、0〜1度が特に好ましい。
R1〜R3で各々表される置換基としては、は置換もしくは無置換のアルキル基(中でも、無置換のアルキル基又はフッ素置換アルキル基がより好ましい)、置換もしくは無置換のアリール基(中でも、フッ素置換アルキル基を有するアリール基が好ましい)、置換もしくは無置換のアミノ基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ハロゲン原子などが挙げられる。
X1、X2及びX3で各々表される二価の連結基としては、例えばアルキレン基、アルケニレン基、二価の芳香族基、二価のヘテロ環残基、−CO−、−NR3(ただし、R3は炭素原子数が1〜5のアルキル基又は水素原子)、−O−、−S−、−SO−、−SO2−及びそれらの組み合わせから選択される二価の連結基であることが好ましい。
ただし、前記一般式(2)中、Rは置換基を表し、mは0〜5の整数を表す。mが2以上の整数を表す場合、複数個のRは同一であってもよいし、異なっていてもよい。
Rで表される置換基の好ましい範囲は、一般式(1)におけるR1、R2、及びR3で表される置換基と同じである。mは、好ましくは1〜3の整数を表し、より好ましくは2又は3である。
Rで表される置換基の好ましい範囲は、一般式(1)におけるR1、R2、及びR3で表される置換基と同じである。mは、好ましくは1〜3の整数を表し、より好ましくは2又は3である。
ただし、前記一般式(3)中、R4、R5、R6、R7、R8及びR9は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよく、水素原子又は置換基を表す。R4〜R9で各々表される置換基としては、好ましくは置換もしくは無置換のアルキル基(中でも、無置換のアルキル基又はフッ素置換アルキル基がより好ましい)、又はアリール基(中でも、フッ素置換アルキル基を有するアリール基が好ましい)が挙げられる。
以下に、前記水平配向剤として好ましく用いることができる化合物の具体例を示す。
前記一般式(1)〜(3)で表される化合物の添加量としては、前記液晶性化合物の質量に対し0.01〜20質量%が好ましく、0.01〜10質量%がより好ましく、0.02〜1質量%が更に好ましい。なお、前記一般式(1)〜(3)で表される化合物は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記水平偏光膜の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、0.3μm〜100μmが好ましく、0.5μm〜30μmがより好ましい。
−積層方法−
前記垂直偏光膜と前記水平偏光膜との積層方法については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、(1)垂直偏光膜と水平偏光膜とを別々に作製し、粘着シート等で貼り合せる方法、(2)垂直偏光膜上に、水平偏光膜用塗布液を塗布し、乾燥させて水平偏光膜を形成することにより、複合偏光板を作製する方法、(3)水平偏光膜上に、垂直偏光膜用塗布液を塗布し、乾燥させて垂直偏光膜を形成することにより、複合偏光板を作製する方法、などが挙げられる。
前記垂直偏光膜と前記水平偏光膜との積層方法については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、(1)垂直偏光膜と水平偏光膜とを別々に作製し、粘着シート等で貼り合せる方法、(2)垂直偏光膜上に、水平偏光膜用塗布液を塗布し、乾燥させて水平偏光膜を形成することにより、複合偏光板を作製する方法、(3)水平偏光膜上に、垂直偏光膜用塗布液を塗布し、乾燥させて垂直偏光膜を形成することにより、複合偏光板を作製する方法、などが挙げられる。
本発明の複合偏光板は、上下斜めの方向からの入射光を効果的に遮光することができ、プラズマディスプレイ及び液晶ディスプレイの画像面上に配置すると、視野角の特定な斜め2方向付近が遮光エリアとなり、該2方向を正面から上下方向に設定すると明室における天井からの照明光入射を著しく減光することができ、外光散乱因子を低減できるので明室コントラストを改善することができる。また、窓ガラス等の建材用ガラスに用いると、略正面の景色は見えるが、太陽光などの斜め方向からの光を吸収して室内の温度が上昇することを防ぐことができる良好な庇効果を発揮することができる。
(ガラス)
本発明のガラスは、基材と、本発明の前記複合偏光板とを有してなり、更に必要に応じてその他の層を有してなる。
本発明のガラスは、基材と、本発明の前記複合偏光板とを有してなり、更に必要に応じてその他の層を有してなる。
<基材>
前記基材としてはガラス(即ち、基材ガラス)が最も適している。これは、ガラスは風雨に晒される環境において乗り物の概略寿命である12年の耐久性を持ち、偏光を乱さない、と言う点において最も実績があるからである。しかし、最近では、ポリマーの板状成形物においてもノルボルネン系高分子等のように高耐久性であって等方性が高く偏光を乱しにくいプラスチックが提供されており、基材としてガラス以外を用いることも可能である。
前記基材としてはガラス(即ち、基材ガラス)が最も適している。これは、ガラスは風雨に晒される環境において乗り物の概略寿命である12年の耐久性を持ち、偏光を乱さない、と言う点において最も実績があるからである。しかし、最近では、ポリマーの板状成形物においてもノルボルネン系高分子等のように高耐久性であって等方性が高く偏光を乱しにくいプラスチックが提供されており、基材としてガラス以外を用いることも可能である。
−基材ガラス−
前記基材ガラスとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、単層ガラス、合わせガラス、強化合わせガラス、複層ガラス、強化複層ガラス、合わせ複層ガラスなどが挙げられる。
このような基材ガラスを構成する板ガラスの種類としては、例えば透明板ガラス、型板ガラス、網入り板ガラス、線入り板ガラス、強化板ガラス、熱線反射板ガラス、熱線吸収板ガラス、Low−E板ガラス、その他各種板ガラスなどが挙げられる。
なお、前記基材ガラスは、透明ガラスであれば無色透明ガラス及び有色透明ガラスのどちらであってもよい。
前記基材ガラスの厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、2mm〜20mmが好ましく、4mm〜10mmがより好ましい。
前記基材ガラスとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、単層ガラス、合わせガラス、強化合わせガラス、複層ガラス、強化複層ガラス、合わせ複層ガラスなどが挙げられる。
このような基材ガラスを構成する板ガラスの種類としては、例えば透明板ガラス、型板ガラス、網入り板ガラス、線入り板ガラス、強化板ガラス、熱線反射板ガラス、熱線吸収板ガラス、Low−E板ガラス、その他各種板ガラスなどが挙げられる。
なお、前記基材ガラスは、透明ガラスであれば無色透明ガラス及び有色透明ガラスのどちらであってもよい。
前記基材ガラスの厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、2mm〜20mmが好ましく、4mm〜10mmがより好ましい。
−合わせガラス−
前記合わせガラスは、2枚の板ガラスの間に中間層を介在させて一体化したものである。このような合わせガラスは、外部衝撃を受けて破損してもガラスの破片が飛散することがなく安全であるため、自動車等の乗り物のフロントガラス、建築物等の窓ガラスとして広く用いられている。自動車用合わせガラスの場合には、最近では軽量化を図るため相当薄いものが用いられており、1枚のガラスは厚みが1mm〜3mmであり、該ガラス2枚を厚みが0.3mm〜1mmの粘着層で貼り合わせて、合計厚み約3mm〜6mmの合わせガラスとしている。
前記合わせガラスは、2枚の板ガラスの間に中間層を介在させて一体化したものである。このような合わせガラスは、外部衝撃を受けて破損してもガラスの破片が飛散することがなく安全であるため、自動車等の乗り物のフロントガラス、建築物等の窓ガラスとして広く用いられている。自動車用合わせガラスの場合には、最近では軽量化を図るため相当薄いものが用いられており、1枚のガラスは厚みが1mm〜3mmであり、該ガラス2枚を厚みが0.3mm〜1mmの粘着層で貼り合わせて、合計厚み約3mm〜6mmの合わせガラスとしている。
前記2枚の板ガラスとしては、上述した各種板ガラスを目的に応じて適宜使用することができる。
前記中間層に用いられる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、飽和ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体などが挙げられる。これらの中でも、透明性、耐候性、強度、接着力等の諸性能のバランスに優れた中間層が得られることから、ポリビニルアセタール系樹脂が好ましい。更にその中でもポリビニルブチラールが特に好ましい。
前記中間層に用いられる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、飽和ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体などが挙げられる。これらの中でも、透明性、耐候性、強度、接着力等の諸性能のバランスに優れた中間層が得られることから、ポリビニルアセタール系樹脂が好ましい。更にその中でもポリビニルブチラールが特に好ましい。
前記ポリビニルアセタール系樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ポリビニルアルコール(以下、PVAと略記することがある)とホルムアルデヒドとを反応させて得られるポリビニルホルマール樹脂、PVAとアセトアルデヒドとを反応させて得られる狭義のポリビニルアセタール樹脂、PVAとn−ブチルアルデヒドとを反応させて得られるポリビニルブチラール樹脂(以下、PVBと略記することがある)などが挙げられる。
前記ポリビニルアセタール系樹脂の合成に用いられるPVAとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、平均重合度が200〜5,000のものが好ましく、500〜3,000のものがより好ましい。前記平均重合度が200未満であると、得られるポリビニルアセタール系樹脂を用いた中間層の強度が弱くなりすぎることがあり、5,000を超えると、得られるポリビニルアセタール系樹脂を成形する際に不具合が生じることがある。
前記ポリビニルアセタール系樹脂は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、アセタール化度が40モル%〜85モル%であるものが好ましく、50モル%〜75モル%のものがより好ましい。前記アセタール化度が40モル%未満又は85モル%を超えるポリビニルアセタール系樹脂は反応機構上、合成が困難となることがある。前記アセタール化度は、JIS K6728に準拠して測定することができる。
前記ポリビニルアセタール系樹脂の合成に用いられるPVAとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、平均重合度が200〜5,000のものが好ましく、500〜3,000のものがより好ましい。前記平均重合度が200未満であると、得られるポリビニルアセタール系樹脂を用いた中間層の強度が弱くなりすぎることがあり、5,000を超えると、得られるポリビニルアセタール系樹脂を成形する際に不具合が生じることがある。
前記ポリビニルアセタール系樹脂は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、アセタール化度が40モル%〜85モル%であるものが好ましく、50モル%〜75モル%のものがより好ましい。前記アセタール化度が40モル%未満又は85モル%を超えるポリビニルアセタール系樹脂は反応機構上、合成が困難となることがある。前記アセタール化度は、JIS K6728に準拠して測定することができる。
前記中間層には、前記熱可塑性樹脂以外にも、必要に応じて例えば可塑剤、顔料、接着性調整剤、カップリング剤、界面活性剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、赤外吸収剤などを添加することができる。
前記中間層の成形方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、熱可塑性樹脂及びその他の成分を含有する組成物を均一に混練りした後、押出し法、カレンダー法、プレス法、キャスティング法、インフレーション法等の従来公知の方法によりシート状に作製する方法などが挙げられる。
前記中間層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.3mm〜1.6mmが好ましい。
本発明においては、前記中間層が、本発明の前記複合偏光層であることが生産性、耐久性などの点から好ましい。なお、前記複合偏光板を合わせガラスの片方の面に設けることもできる。
前記中間層の成形方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、熱可塑性樹脂及びその他の成分を含有する組成物を均一に混練りした後、押出し法、カレンダー法、プレス法、キャスティング法、インフレーション法等の従来公知の方法によりシート状に作製する方法などが挙げられる。
前記中間層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.3mm〜1.6mmが好ましい。
本発明においては、前記中間層が、本発明の前記複合偏光層であることが生産性、耐久性などの点から好ましい。なお、前記複合偏光板を合わせガラスの片方の面に設けることもできる。
前記合わせガラスの作製方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、2枚の透明なガラス板の間に中間膜を挟み、この合わせガラス構成体を例えばゴムバッグのような真空バッグの中に入れ、この真空バッグを排気系に接続して、真空バッグ内の圧力が約−65kPa〜−100kPaの減圧度となるように減圧吸引(脱気)しながら温度が70℃〜110℃の予備接着を行った後、この予備接着された合わせガラス構成体をオートクレーブの中に入れ、温度120℃〜150℃、圧力0.98MPa〜1.47MPaの条件で加熱加圧して本接着を行うことにより、所望の合わせガラスを得ることができる。
前記ガラスにおけるその他の層としては、必要に応じて反射防止層、ハードコート層、前方散乱層、プライマー層、帯電防止層、下塗り層、保護層等を設けてもよい。
<反射防止膜>
本発明のガラスは、前記基材の一方の面側から太陽光が入射するようにガラスを配置した際に、前記基材の少なくとも太陽光が入射しない側の最表面に反射防止膜を有することが好ましく、建材用ガラスや乗り物のフロントガラスに用いる場合には、基材の太陽光入射側でない面(乗り物内側表面)に光学フィルムと、該光学フィルム上に反射防止膜とを有することがより好ましい。
本発明のガラスは、前記基材の一方の面側から太陽光が入射するようにガラスを配置した際に、前記基材の少なくとも太陽光が入射しない側の最表面に反射防止膜を有することが好ましく、建材用ガラスや乗り物のフロントガラスに用いる場合には、基材の太陽光入射側でない面(乗り物内側表面)に光学フィルムと、該光学フィルム上に反射防止膜とを有することがより好ましい。
前記反射防止膜は、実使用上充分な耐久性、耐熱性を有し、例えば60度入射での反射率を5%以下に抑えることができるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、(1)微細な表面凹凸を形成した膜、(2)高屈折率膜と低屈折率膜を組み合わせた2層膜の構成、(3)中屈折率膜、高屈折率膜、及び低屈折率膜を順次積層した3層膜構成などが挙げられる。これらの中でも、(2)及び(3)が特に好ましい。
これら反射防止膜は、基材表面に直接ゾルゲル法、スパッタリング法、蒸着法、CVD法などで形成してもよい。また、透明支持体上にディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート、マイクログラビア法やエクストルージョンコート法による塗布により反射防止膜を形成し、基材表面に反射防止膜を粘着又は接着してもよい。
これら反射防止膜は、基材表面に直接ゾルゲル法、スパッタリング法、蒸着法、CVD法などで形成してもよい。また、透明支持体上にディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート、マイクログラビア法やエクストルージョンコート法による塗布により反射防止膜を形成し、基材表面に反射防止膜を粘着又は接着してもよい。
前記反射防止膜は、透明支持体上に低屈折率層より高い屈折率を有する少なくとも1層の層(高屈折率層)、及び低屈折率層(最外層)の順序の層構成からなることが好ましい。低屈折率層より高い屈折率を有する少なくとも1層を2層とする場合には、透明支持体上に中屈折率層、高屈折率層、及び低屈折率層(最外層)の順序の層構成からなることが好ましい。このような構成の反射防止膜は、「高屈折率層の屈折率>中屈折率層の屈折率>透明支持体の屈折率>低屈折率層の屈折率」の関係を満足する屈折率を有するように設計される。なお、各屈折率層の屈折率は相対的なものである。
−透明支持体−
前記透明支持体としてプラスチックフィルムを用いることが好ましい。このプラスチックフィルムの材料の例としては、セルロースアシレート、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステル(例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等)、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテルケトンなどが挙げられる。
前記透明支持体としてプラスチックフィルムを用いることが好ましい。このプラスチックフィルムの材料の例としては、セルロースアシレート、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステル(例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等)、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテルケトンなどが挙げられる。
−高屈折率層及び中屈折率層−
反射防止膜の高い屈折率を有する層は、平均粒径100nm以下の高屈折率の無機化合物超微粒子及びマトリックスバインダーを含有する硬化性膜からなることが好ましい。
高屈折率の無機化合物微粒子としては、屈折率1.65以上の無機化合物が挙げられ、好ましくは屈折率1.9以上のものが挙げられる。例えば、Ti、Zn、Sb、Sn、Zr、Ce、Ta、La、In等の酸化物、又はこれらの金属原子を含む複合酸化物等が挙げられる。これらの中でも、Co、Zr、ALから選ばれる少なくとも1つの元素を含有する二酸化チタンを主成分とする無機微粒子(以下、「特定の酸化物」と称することもある)が好ましく、特に好ましい元素はCoである。
Tiに対するCo、Al、Zrの総含有量は、Tiに対して0.05〜30質量%であることが好ましく、0.1〜10質量%がより好ましく、0.2〜7質量%が更に好ましく、0.3〜5質量%が特に好ましく、0.5〜3質量%が最も好ましい。
Co、Al、Zrは、二酸化チタンを主成分とする無機微粒子の内部や表面に存在する。Co、Al、Zrが二酸化チタンを主成分とする無機微粒子の内部に存在することがより好ましく、内部と表面の両方に存在することが最も好ましい。これらの特定の金属元素は、酸化物として存在してもよい。
また、他の好ましい無機粒子として、チタン元素と酸化物が屈折率1.95以上となる金属元素から選ばれる少なくとも1種の金属元素(以下、「Met」とも略称することもある)との複合酸化物の粒子で、かつ該複合酸化物は、Coイオン、Zrイオン、及びAlイオンから選ばれる金属イオンの少なくとも1種がドープされてなる無機微粒子(「特定の複酸化物」と称することもある)が挙げられる。
ここで、該酸化物の屈折率が1.95以上となる金属酸化物の金属元素としては、例えばTa、Zr、In、Nd、Sb,Sn、Biなど挙げられ、これらの中でも、Ta、Zr、Sn、Biが特に好ましい。
複合酸化物にドープされる金属イオンの含有量は、複合酸化物を構成する全金属[Ti+Met]量に対して、25質量%を超えない範囲で含有することが屈折率維持の観点から好ましく、0.05〜10質量%がより好ましく、0.1〜5質量%が更に好ましく、0.3〜3質量%が特に好ましい。
ドープした金属イオンは、金属イオン、金属原子の何れで存在してもよく、複合酸化物の表面から内部まで適宜に存在することが好ましい。表面と内部との両方に存在することがより好ましい。
反射防止膜の高い屈折率を有する層は、平均粒径100nm以下の高屈折率の無機化合物超微粒子及びマトリックスバインダーを含有する硬化性膜からなることが好ましい。
高屈折率の無機化合物微粒子としては、屈折率1.65以上の無機化合物が挙げられ、好ましくは屈折率1.9以上のものが挙げられる。例えば、Ti、Zn、Sb、Sn、Zr、Ce、Ta、La、In等の酸化物、又はこれらの金属原子を含む複合酸化物等が挙げられる。これらの中でも、Co、Zr、ALから選ばれる少なくとも1つの元素を含有する二酸化チタンを主成分とする無機微粒子(以下、「特定の酸化物」と称することもある)が好ましく、特に好ましい元素はCoである。
Tiに対するCo、Al、Zrの総含有量は、Tiに対して0.05〜30質量%であることが好ましく、0.1〜10質量%がより好ましく、0.2〜7質量%が更に好ましく、0.3〜5質量%が特に好ましく、0.5〜3質量%が最も好ましい。
Co、Al、Zrは、二酸化チタンを主成分とする無機微粒子の内部や表面に存在する。Co、Al、Zrが二酸化チタンを主成分とする無機微粒子の内部に存在することがより好ましく、内部と表面の両方に存在することが最も好ましい。これらの特定の金属元素は、酸化物として存在してもよい。
また、他の好ましい無機粒子として、チタン元素と酸化物が屈折率1.95以上となる金属元素から選ばれる少なくとも1種の金属元素(以下、「Met」とも略称することもある)との複合酸化物の粒子で、かつ該複合酸化物は、Coイオン、Zrイオン、及びAlイオンから選ばれる金属イオンの少なくとも1種がドープされてなる無機微粒子(「特定の複酸化物」と称することもある)が挙げられる。
ここで、該酸化物の屈折率が1.95以上となる金属酸化物の金属元素としては、例えばTa、Zr、In、Nd、Sb,Sn、Biなど挙げられ、これらの中でも、Ta、Zr、Sn、Biが特に好ましい。
複合酸化物にドープされる金属イオンの含有量は、複合酸化物を構成する全金属[Ti+Met]量に対して、25質量%を超えない範囲で含有することが屈折率維持の観点から好ましく、0.05〜10質量%がより好ましく、0.1〜5質量%が更に好ましく、0.3〜3質量%が特に好ましい。
ドープした金属イオンは、金属イオン、金属原子の何れで存在してもよく、複合酸化物の表面から内部まで適宜に存在することが好ましい。表面と内部との両方に存在することがより好ましい。
上記のような超微粒子とするには、粒子表面を表面処理剤で処理する方法、高屈折率粒子をコアとしたコアシェル構造とする方法、特定の分散剤を併用する方法などが挙げられる。
粒子表面を表面処理剤で処理する方法に用いられる表面処理剤としては、例えば特開平11−295503号公報、特開平11−153703号公報、特開2000−9908号公報に記載されたシランカップリング剤;特開2001−310432号公報等に記載されたアニオン性化合物又は有機金属カップリング剤などが挙げられる。
また、高屈折率粒子をコアとしたコアシェル構造とする方法としては、例えば特開2001−166104号公報、及び米国特許公開2003/0202137号公報等に記載の技術を用いることができる。
更に、特定の分散剤を併用する方法は、例えば特開平11−153703号公報、米国特許第6210858号明細書、及び特開2002−2776069号公報等に記載の技術が挙げられる。
粒子表面を表面処理剤で処理する方法に用いられる表面処理剤としては、例えば特開平11−295503号公報、特開平11−153703号公報、特開2000−9908号公報に記載されたシランカップリング剤;特開2001−310432号公報等に記載されたアニオン性化合物又は有機金属カップリング剤などが挙げられる。
また、高屈折率粒子をコアとしたコアシェル構造とする方法としては、例えば特開2001−166104号公報、及び米国特許公開2003/0202137号公報等に記載の技術を用いることができる。
更に、特定の分散剤を併用する方法は、例えば特開平11−153703号公報、米国特許第6210858号明細書、及び特開2002−2776069号公報等に記載の技術が挙げられる。
マトリックスを形成する材料としては、従来公知の熱可塑性樹脂、硬化性樹脂皮膜等が挙げられる。
更に、ラジカル重合性及び/又はカチオン重合性の重合性基を2個以上含有の多官能性化合物含有組成物、加水分解性基を含有の有機金属化合物及びその部分縮合体組成物から選ばれる少なくとも1種の組成物が好ましい。例えば、特開2000−47004号公報、特開2001−315242号公報、特開2001−31871号公報、特開2001−296401号公報等に記載の化合物が挙げられる。
また、金属アルコキシドの加水分解縮合物から得られるコロイド状金属酸化物と金属アルコキシド組成物から得られる硬化性膜も好ましい。例えば、特開2001−293818号公報等に記載されているものが挙げられる。
前記高屈折率層の屈折率は、1.70〜2.20が好ましい。前記高屈折率層の厚みは、5nm〜10μmが好ましく、10nm〜1μmがより好ましい。
前記中屈折率層の屈折率は、低屈折率層の屈折率と高屈折率層の屈折率との間の値となるように調整する。前記中屈折率層の屈折率は、1.50〜1.70が好ましい。前記中屈折率層の厚みは、5nm〜10μmが好ましく、10nm〜1μmがより好ましい。
更に、ラジカル重合性及び/又はカチオン重合性の重合性基を2個以上含有の多官能性化合物含有組成物、加水分解性基を含有の有機金属化合物及びその部分縮合体組成物から選ばれる少なくとも1種の組成物が好ましい。例えば、特開2000−47004号公報、特開2001−315242号公報、特開2001−31871号公報、特開2001−296401号公報等に記載の化合物が挙げられる。
また、金属アルコキシドの加水分解縮合物から得られるコロイド状金属酸化物と金属アルコキシド組成物から得られる硬化性膜も好ましい。例えば、特開2001−293818号公報等に記載されているものが挙げられる。
前記高屈折率層の屈折率は、1.70〜2.20が好ましい。前記高屈折率層の厚みは、5nm〜10μmが好ましく、10nm〜1μmがより好ましい。
前記中屈折率層の屈折率は、低屈折率層の屈折率と高屈折率層の屈折率との間の値となるように調整する。前記中屈折率層の屈折率は、1.50〜1.70が好ましい。前記中屈折率層の厚みは、5nm〜10μmが好ましく、10nm〜1μmがより好ましい。
−低屈折率層−
前記低屈折率層は、高屈折率層の上に順次積層してなることが好ましい。前記低屈折率層の屈折率は、1.20〜1.55であることが好ましく、1.30〜1.50がより好ましい。
耐擦傷性、防汚性を有する最外層として構築することが好ましい。耐擦傷性を大きく向上させる手段として表面への滑り性付与が有効であり、シリコーン化合物、又はフッ素含有化合物を導入してなる薄膜層が好適である。
前記低屈折率層は、高屈折率層の上に順次積層してなることが好ましい。前記低屈折率層の屈折率は、1.20〜1.55であることが好ましく、1.30〜1.50がより好ましい。
耐擦傷性、防汚性を有する最外層として構築することが好ましい。耐擦傷性を大きく向上させる手段として表面への滑り性付与が有効であり、シリコーン化合物、又はフッ素含有化合物を導入してなる薄膜層が好適である。
前記フッ素含有化合物の屈折率は1.35〜1.50が好ましく、1.36〜1.47がより好ましい。また、フッ素含有化合物はフッ素原子を35〜80質量%の範囲で含む架橋性、若しくは重合性の官能基を含む化合物が好ましい。
例えば、特開平9−222503号公報の段落番号[0018]〜[0026]、特開平11−38202号公報の段落番号[0019]〜[0030]、特開2001−40284号公報の段落番号[0027]〜[0028]、特開2000−284102号公報、及び特開2004−45462号公報等に記載の化合物が挙げられる。
前記シリコーン化合物としては、ポリシロキサン構造を有する化合物であり、高分子鎖中に硬化性官能基又は重合性官能基を含有して、膜中で橋かけ構造を有するものが好ましい。例えば、反応性シリコーン〔例えばサイラプレーン(チッソ株式会社製)、両末端にシラノール基含有のポリシロキサン(特開平11−258403号公報等)〕などが挙げられる。
例えば、特開平9−222503号公報の段落番号[0018]〜[0026]、特開平11−38202号公報の段落番号[0019]〜[0030]、特開2001−40284号公報の段落番号[0027]〜[0028]、特開2000−284102号公報、及び特開2004−45462号公報等に記載の化合物が挙げられる。
前記シリコーン化合物としては、ポリシロキサン構造を有する化合物であり、高分子鎖中に硬化性官能基又は重合性官能基を含有して、膜中で橋かけ構造を有するものが好ましい。例えば、反応性シリコーン〔例えばサイラプレーン(チッソ株式会社製)、両末端にシラノール基含有のポリシロキサン(特開平11−258403号公報等)〕などが挙げられる。
また、架橋又は重合性基を有する含フッ素及び/又はシロキサンのポリマーの架橋又は重合反応は、重合開始剤、増感剤等を含有する最外層を形成するための塗布組成物を塗布と同時又は塗布後に光照射や加熱することにより実施することが好ましい。前記重合開始剤、及び前記増感剤としては、従来公知のものを用いることができる。
また、シランカップリング剤等の有機金属化合物と特定のフッ素含有炭化水素基含有のシランカップリング剤とを触媒共存下に縮合反応で硬化するゾルゲル硬化膜も好ましい。例えば、ポリフルオロアルキル基含有シラン化合物又はその部分加水分解縮合物(特開昭58−142958号公報、特開昭58−147483号公報、特開昭58−147484号公報、特開平9−157582号公報、特開平11−106704号公報等に記載の化合物);フッ素含有長鎖基であるポリ「パーフルオロアルキルエーテル」基を含有するシリル化合物(特開2000−117902号公報、特開2001−48590号公報、特開2002−53804号公報に記載の化合物等)などが挙げられる。
前記低屈折率層は、上記以外の添加剤として充填剤(例えば、二酸化珪素(シリカ)、含フッ素粒子(フッ化マグネシウム,フッ化カルシウム,フッ化バリウム))等の一次粒子平均径が1nm〜150nmの低屈折率無機化合物を含有することが好ましい。
特に、前記低屈折率層はその屈折率上昇をより一層少なくするために、中空の無機微粒子を用いることが好ましい。中空の無機微粒子の屈折率は1.17〜1.40が好ましい。ここでの屈折率は粒子全体としての屈折率を表し、中空の無機微粒子を形成している外殻のみの屈折率を表すものではない。
前記低屈折率層中の中空の無機微粒子の平均粒径は、該低屈折率層の厚みの30%以上、100%以下であることが好ましく、35%〜80%がより好ましく、40%〜60%が更に好ましい。
即ち、低屈折率層の厚みが100nmであれば、無機微粒子の粒径は30mm〜100nmが好ましく、35mm〜80nmがより好ましく、40mm〜60nmが更に好ましい。
なお、これら中空の無機微粒子の屈折率は適当なマトリクスポリマーに混合した膜にしてプリズムカプラ(メトリコン社製、MODEL2010)にて測定し、混合比から算出することができる。
前記低屈折率層は、上記以外の添加剤として充填剤(例えば、二酸化珪素(シリカ)、含フッ素粒子(フッ化マグネシウム,フッ化カルシウム,フッ化バリウム))等の一次粒子平均径が1nm〜150nmの低屈折率無機化合物を含有することが好ましい。
特に、前記低屈折率層はその屈折率上昇をより一層少なくするために、中空の無機微粒子を用いることが好ましい。中空の無機微粒子の屈折率は1.17〜1.40が好ましい。ここでの屈折率は粒子全体としての屈折率を表し、中空の無機微粒子を形成している外殻のみの屈折率を表すものではない。
前記低屈折率層中の中空の無機微粒子の平均粒径は、該低屈折率層の厚みの30%以上、100%以下であることが好ましく、35%〜80%がより好ましく、40%〜60%が更に好ましい。
即ち、低屈折率層の厚みが100nmであれば、無機微粒子の粒径は30mm〜100nmが好ましく、35mm〜80nmがより好ましく、40mm〜60nmが更に好ましい。
なお、これら中空の無機微粒子の屈折率は適当なマトリクスポリマーに混合した膜にしてプリズムカプラ(メトリコン社製、MODEL2010)にて測定し、混合比から算出することができる。
他の添加剤としては、特開平11−3820号公報の段落番号[0020]〜[0038]に記載の有機微粒子;シランカップリング剤、滑り剤、界面活性剤等を含有することができる。
前記低屈折率層が最外層の下層に位置する場合、低屈折率層は気相法(例えば真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、プラズマCVD法等)により形成されてもよいが、安価に製造できる点で、塗布法が好ましい。
前記低屈折率層の厚みは、30nm〜200nmが好ましく、50nm〜150nmがより好ましく、60nm〜120nmが更に好ましい。
前記低屈折率層の厚みは、30nm〜200nmが好ましく、50nm〜150nmがより好ましく、60nm〜120nmが更に好ましい。
本発明のガラスを窓ガラスに用いる場合には、複合偏光板10は、図9に示すように、前記窓ガラスを構成する基材ガラス3の太陽光入射側でない面(うら面)に形成することが好ましい。また、フロントガラスが2枚の板ガラス3a,3bの間に中間層を有する合わせガラスの場合には、図10に示すように複合偏光板10を中間層とすることが好ましい。
本発明のガラスは、正面からは見えるが、上下斜めの方向からは暗くなり見えなくなる優れた庇効果を有し、太陽光の侵入を抑えることができ、室内の温度上昇を防止できるので、一般の戸建住宅、集合住宅、オフィスビス、店舗、公共施設、工場施設等の建物の開口部、間仕切りなどに好適に使用されるが、更に自動車用窓、車輌用窓、船舶用窓、航空機用窓等にも用いることができる。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。
(実施例1)
トリアセチルセルロースフィルム上にAuナノロッド垂直偏光子を作製して垂直偏光膜を作製し、市販の水平偏光板に粘着剤シートを介して貼合せた。以下、その作製手順を示す。
まず、光重合性基を有する液晶化合物(BASF社製、商品名:PALIOCOLOR LC242)3.04g、高分子界面活性剤(メガファックF780F、大日本インキ化学工業株式会社製)0.1gをメチルエチルケトン(MEK)5.07gに溶解した液晶溶液に、開始剤溶液〔イルガキュア907(チバスペシャルティケミカルズ社製)0.90g、及びカヤキュアDETX(日本化薬株式会社製)0.30gをメチルエチルケトン(MEK)8.80gに溶解した溶液〕1.11gを添加し、5分間攪拌することにより完全に溶解させて、塗布液を調製した。
トリアセチルセルロースフィルム上にAuナノロッド垂直偏光子を作製して垂直偏光膜を作製し、市販の水平偏光板に粘着剤シートを介して貼合せた。以下、その作製手順を示す。
まず、光重合性基を有する液晶化合物(BASF社製、商品名:PALIOCOLOR LC242)3.04g、高分子界面活性剤(メガファックF780F、大日本インキ化学工業株式会社製)0.1gをメチルエチルケトン(MEK)5.07gに溶解した液晶溶液に、開始剤溶液〔イルガキュア907(チバスペシャルティケミカルズ社製)0.90g、及びカヤキュアDETX(日本化薬株式会社製)0.30gをメチルエチルケトン(MEK)8.80gに溶解した溶液〕1.11gを添加し、5分間攪拌することにより完全に溶解させて、塗布液を調製した。
次に、100mm×100mmのトリアセチルセルロースフィルム(商品名:TD80U、富士フイルム株式会社製)のPVA配向膜を設ける側を上にして、回転数500rpm、15秒間の条件で10質量%のポリビニルアルコール(商品名:MP203、株式会社クラレ製)水溶液をスピンコートし、乾燥させて、PVA垂直配向膜とした。
次に、そのPVA垂直配向膜上に、上記塗布液を回転数1,000rpm、20秒間の条件でスピンコートし、90℃に設定された恒温槽の中で2分間加熱した後、加熱した状態で紫外線(UV)照射(水銀キセノンランプ、200W、73mJ/cm2)することにより、液晶分子が垂直配向した液晶硬化膜が得られた。
得られた液晶硬化膜表面に、5質量%のHAuCl4・3H2O(関東化学株式会社製)メチルエチルケトン溶液を、回転数1,000rpm、30秒間の条件でスピンコートし、塗布面の反対側が接するようにホットプレートに載せ、90℃で加熱した状態で紫外線(UV)照射(水銀キセノンランプ、200W、876mJ/cm2)して、垂直偏光膜を得た。
得られた垂直偏光膜の切片を透過型電子顕微鏡(TEM)(日本電子株式会社製、JEM−2010)で観察したところ、Auナノロッドが基材面に対し略垂直に配向していた。また、Auナノロッドのアスペクト比(長軸長さ/短軸長さ)の平均値は2.6であった。
この垂直偏光板にパナック株式会社製粘着シートPD−S1を用いて、市販のヨウ素・PVA系水平偏光板(サンリッツ社製)を貼り付けた。以上により、実施例1の複合偏光板を作製した。
次に、そのPVA垂直配向膜上に、上記塗布液を回転数1,000rpm、20秒間の条件でスピンコートし、90℃に設定された恒温槽の中で2分間加熱した後、加熱した状態で紫外線(UV)照射(水銀キセノンランプ、200W、73mJ/cm2)することにより、液晶分子が垂直配向した液晶硬化膜が得られた。
得られた液晶硬化膜表面に、5質量%のHAuCl4・3H2O(関東化学株式会社製)メチルエチルケトン溶液を、回転数1,000rpm、30秒間の条件でスピンコートし、塗布面の反対側が接するようにホットプレートに載せ、90℃で加熱した状態で紫外線(UV)照射(水銀キセノンランプ、200W、876mJ/cm2)して、垂直偏光膜を得た。
得られた垂直偏光膜の切片を透過型電子顕微鏡(TEM)(日本電子株式会社製、JEM−2010)で観察したところ、Auナノロッドが基材面に対し略垂直に配向していた。また、Auナノロッドのアスペクト比(長軸長さ/短軸長さ)の平均値は2.6であった。
この垂直偏光板にパナック株式会社製粘着シートPD−S1を用いて、市販のヨウ素・PVA系水平偏光板(サンリッツ社製)を貼り付けた。以上により、実施例1の複合偏光板を作製した。
(実施例2)
トリアセチルセルロースフィルム上にAgナノロッド垂直偏光子を作製して垂直偏光膜を作製し、市販の水平偏光板に粘着剤シートを介して貼合せた。以下、その作製手順を示す。
実施例1において、5質量%のHAuCl4・3H2O・メチルエチルケトン溶液の代わりに、5質量%のAgNO3(関東化学株式会社製)ジメチルアセトアミド溶液にした以外は、実施例1と同様にして、実施例2の複合偏光板を作製した。
得られた実施例2の複合偏光板の一部である垂直偏光板部分の切片を透過型電子顕微鏡(TEM)(日本電子株式会社製、JEM−2010)で観察したところ、Agナノロッドが基材面に対し略垂直に配向していた。また、Agナノロッドのアスペクト比(長軸長さ/短軸長さ)の平均値は2.8であった。
トリアセチルセルロースフィルム上にAgナノロッド垂直偏光子を作製して垂直偏光膜を作製し、市販の水平偏光板に粘着剤シートを介して貼合せた。以下、その作製手順を示す。
実施例1において、5質量%のHAuCl4・3H2O・メチルエチルケトン溶液の代わりに、5質量%のAgNO3(関東化学株式会社製)ジメチルアセトアミド溶液にした以外は、実施例1と同様にして、実施例2の複合偏光板を作製した。
得られた実施例2の複合偏光板の一部である垂直偏光板部分の切片を透過型電子顕微鏡(TEM)(日本電子株式会社製、JEM−2010)で観察したところ、Agナノロッドが基材面に対し略垂直に配向していた。また、Agナノロッドのアスペクト比(長軸長さ/短軸長さ)の平均値は2.8であった。
(実施例3)
実施例1において、液晶化合物をLC242からRM257(Merk社製)に変えた以外は、実施例1と同様にして、実施例3の複合偏光板を作製した。
得られた実施例3の複合偏光板の一部である垂直偏光板部分の切片を透過型電子顕微鏡(TEM)(日本電子株式会社製、JEM−2010)で観察したところ、Auナノロッドが基材面に対し略垂直に配向していた。また、Auナノロッドのアスペクト比(長軸長さ/短軸長さ)の平均値は2.7であった。
実施例1において、液晶化合物をLC242からRM257(Merk社製)に変えた以外は、実施例1と同様にして、実施例3の複合偏光板を作製した。
得られた実施例3の複合偏光板の一部である垂直偏光板部分の切片を透過型電子顕微鏡(TEM)(日本電子株式会社製、JEM−2010)で観察したところ、Auナノロッドが基材面に対し略垂直に配向していた。また、Auナノロッドのアスペクト比(長軸長さ/短軸長さ)の平均値は2.7であった。
(実施例4)
市販のヨウ素・PVA系水平偏光板(サンリッツ社製)上に直接硬化性液晶塗布層を形成してその中にAuナノロッド垂直偏光子を析出させて複合偏光板を作製した。以下、その作製手順を示す。
光重合性基を有する液晶化合物(BASF社製、商品名:PALIOCOLOR LC242)3.04g、高分子界面活性剤(メガファックF780F、大日本インキ化学工業株式会社製)0.1gをメチルエチルケトン(MEK)5.07gに溶解した液晶溶液に、開始剤溶液〔イルガキュア907(チバスペシャルティケミカルズ社製)0.90g、及びカヤキュアDETX(日本化薬株式会社製)0.30gをメチルエチルケトン(MEK)8.80gに溶解した溶液〕1.11gを添加し、5分間攪拌することにより完全に溶解させて、塗布液を調製した。
市販のヨウ素・PVA系水平偏光板(サンリッツ社製)上に直接硬化性液晶塗布層を形成してその中にAuナノロッド垂直偏光子を析出させて複合偏光板を作製した。以下、その作製手順を示す。
光重合性基を有する液晶化合物(BASF社製、商品名:PALIOCOLOR LC242)3.04g、高分子界面活性剤(メガファックF780F、大日本インキ化学工業株式会社製)0.1gをメチルエチルケトン(MEK)5.07gに溶解した液晶溶液に、開始剤溶液〔イルガキュア907(チバスペシャルティケミカルズ社製)0.90g、及びカヤキュアDETX(日本化薬株式会社製)0.30gをメチルエチルケトン(MEK)8.80gに溶解した溶液〕1.11gを添加し、5分間攪拌することにより完全に溶解させて、塗布液を調製した。
次に、市販のヨウ素・PVA系水平偏光板(サンリッツ社製)上に、回転数500rpm、15秒間の条件で10質量%のポリビニルアルコール(商品名:MP203、株式会社クラレ製)水溶液をスピンコートして乾燥させ、PVA垂直配向膜を形成した。
次に、そのPVA垂直配向膜上に、上記塗布液を回転数1,000rpm、20秒間の条件でスピンコートし、90℃に設定された恒温槽の中で2分間加熱した後、加熱した状態で紫外線(UV)照射(水銀キセノンランプ、200W、73mJ/cm2)することにより、液晶分子が該ヨウ素・PVA系偏光板表面で垂直配向したフィルムが得られた。
得られたフィルムの液晶垂直配向膜表面に、5質量%のHAuCl4・3H2O(関東化学株式会社製)メチルエチルケトン溶液を、回転数1,000rpm、30秒間の条件でスピンコートし、90℃に設定された恒温槽の中で2分間加熱した状態で紫外線(UV)照射(水銀キセノンランプ、200W、876mJ/cm2)して、実施例4の複合偏光板を作製した。
得られた実施例4の複合偏光板の一部である垂直偏光板部分の切片を透過型電子顕微鏡(TEM)(日本電子株式会社製、JEM−2010)で観察したところ、Auナノロッドが基材面に対し略垂直に配向していた。また、Auナノロッドのアスペクト比(長軸長さ/短軸長さ)の平均値は2.6であった。
次に、そのPVA垂直配向膜上に、上記塗布液を回転数1,000rpm、20秒間の条件でスピンコートし、90℃に設定された恒温槽の中で2分間加熱した後、加熱した状態で紫外線(UV)照射(水銀キセノンランプ、200W、73mJ/cm2)することにより、液晶分子が該ヨウ素・PVA系偏光板表面で垂直配向したフィルムが得られた。
得られたフィルムの液晶垂直配向膜表面に、5質量%のHAuCl4・3H2O(関東化学株式会社製)メチルエチルケトン溶液を、回転数1,000rpm、30秒間の条件でスピンコートし、90℃に設定された恒温槽の中で2分間加熱した状態で紫外線(UV)照射(水銀キセノンランプ、200W、876mJ/cm2)して、実施例4の複合偏光板を作製した。
得られた実施例4の複合偏光板の一部である垂直偏光板部分の切片を透過型電子顕微鏡(TEM)(日本電子株式会社製、JEM−2010)で観察したところ、Auナノロッドが基材面に対し略垂直に配向していた。また、Auナノロッドのアスペクト比(長軸長さ/短軸長さ)の平均値は2.6であった。
(実施例5)
実施例4において、垂直偏光子を金属ナノロッドから2色性色素に変えた以外は、同様にして複合偏光板を作製した。以下その作製手順を示す。
光重合性基を有する液晶化合物(BASF社製、商品名:PALIOCOLOR LC242)3.04g、高分子界面活性剤(メガファックF780F、大日本インキ化学工業株式会社製)0.1gをメチルエチルケトン(MEK)5.07gに溶解した液晶溶液に、開始剤溶液〔イルガキュア907(チバスペシャルティケミカルズ社製)0.90g、及びカヤキュアDETX(日本化薬株式会社製)0.30gをメチルエチルケトン(MEK)8.80gに溶解した溶液〕1.11gを添加し、5分間攪拌することにより完全に溶解させた。
次に、得られた溶液に、株式会社林原生物化学研究所製2色性アゾ色素G241を0.023g、株式会社林原生物化学研究所製2色性アゾ色素G472を0.005g加えて5分間超音波分散することにより、偏光膜塗布液を調製した。
実施例4において、垂直偏光子を金属ナノロッドから2色性色素に変えた以外は、同様にして複合偏光板を作製した。以下その作製手順を示す。
光重合性基を有する液晶化合物(BASF社製、商品名:PALIOCOLOR LC242)3.04g、高分子界面活性剤(メガファックF780F、大日本インキ化学工業株式会社製)0.1gをメチルエチルケトン(MEK)5.07gに溶解した液晶溶液に、開始剤溶液〔イルガキュア907(チバスペシャルティケミカルズ社製)0.90g、及びカヤキュアDETX(日本化薬株式会社製)0.30gをメチルエチルケトン(MEK)8.80gに溶解した溶液〕1.11gを添加し、5分間攪拌することにより完全に溶解させた。
次に、得られた溶液に、株式会社林原生物化学研究所製2色性アゾ色素G241を0.023g、株式会社林原生物化学研究所製2色性アゾ色素G472を0.005g加えて5分間超音波分散することにより、偏光膜塗布液を調製した。
次に、ヨウ素・PVA系偏光板(サンリッツ社製)の上に、回転数500rpm、15秒間の条件で10質量%のポリビニルアルコール(商品名:MP203、株式会社クラレ製)水溶液をスピンコートして乾燥させ、PVA垂直配向膜を形成した。
次に、そのPVA垂直配向膜上に、上記偏光膜塗布液を回転数1,000rpm、20秒間の条件でスピンコートし、90℃に設定された恒温槽の中で2分間加熱した後、加熱した状態で紫外線(UV)照射(水銀キセノンランプ、200W、73mJ/cm2)することにより、該ヨウ素・PVA系偏光板表面で、硬化性液晶分子とともに2色性色素が垂直配向した実施例5の複合偏光板を作製した。
次に、そのPVA垂直配向膜上に、上記偏光膜塗布液を回転数1,000rpm、20秒間の条件でスピンコートし、90℃に設定された恒温槽の中で2分間加熱した後、加熱した状態で紫外線(UV)照射(水銀キセノンランプ、200W、73mJ/cm2)することにより、該ヨウ素・PVA系偏光板表面で、硬化性液晶分子とともに2色性色素が垂直配向した実施例5の複合偏光板を作製した。
(実施例6)
実施例1において、水平偏光膜として、以下のようにして作製した金ナノロッドを水平配向させた高耐久性水平偏光膜を用いた。
まず、清浄な30cm角、厚み6.0mmの白板ガラスに、ポリビニルアルコール(PVA)10質量%溶液(メタノール溶液)溶液に5.0質量%の金ナノロッドのトルエン溶液(商品名:Au−3、三菱マテリアル株式会社製、長軸長さ=27nm、短軸長さ=13nm、アスペクト比=2.1)2.5gを添加し、5分間攪拌することにより、偏光膜塗布液を調製した。
実施例1において、水平偏光膜として、以下のようにして作製した金ナノロッドを水平配向させた高耐久性水平偏光膜を用いた。
まず、清浄な30cm角、厚み6.0mmの白板ガラスに、ポリビニルアルコール(PVA)10質量%溶液(メタノール溶液)溶液に5.0質量%の金ナノロッドのトルエン溶液(商品名:Au−3、三菱マテリアル株式会社製、長軸長さ=27nm、短軸長さ=13nm、アスペクト比=2.1)2.5gを添加し、5分間攪拌することにより、偏光膜塗布液を調製した。
得られた偏光膜塗布液を、水平に保たれたガラス板上にキャストして、ナノロッド含有のPVAフィルム(厚さ100μm)を調整した。そのPVAフィルムを120℃に加熱して9倍に一軸延伸し、金ナノロッドが配向した厚み2.5μmの偏光膜を形成した。
得られた偏光膜の切片を透過型電子顕微鏡(TEM)(日本電子株式会社製、JEM−2010)で観察したところ、500個の金ナノロッドのうち80個数%以上がガラス面(水平面)に対し±20度以内に配向していた。
得られた偏光膜の切片を透過型電子顕微鏡(TEM)(日本電子株式会社製、JEM−2010)で観察したところ、500個の金ナノロッドのうち80個数%以上がガラス面(水平面)に対し±20度以内に配向していた。
次に、実施例1の垂直偏光膜上に、パナック株式会社製粘着シートPD−S1を用いて、上記Auナノロッドが水平配向した高耐久性の水平偏光板を貼り付けた。以上により、実施例6の複合偏光板を作製した。
(比較例1)
市販のヨウ素・PVA系水平偏光板(サンリッツ社製)を用意して、比較例1とした。
市販のヨウ素・PVA系水平偏光板(サンリッツ社製)を用意して、比較例1とした。
(比較例2)
実施例1において、パナック株式会社製粘着シートPD−S1を用いてヨウ素・PVA系偏光板(サンリッツ社製)を貼り付ける工程を省き、実施例1の垂直偏光板のみからなる偏光板とした。これを比較例2の偏光板とした。
実施例1において、パナック株式会社製粘着シートPD−S1を用いてヨウ素・PVA系偏光板(サンリッツ社製)を貼り付ける工程を省き、実施例1の垂直偏光板のみからなる偏光板とした。これを比較例2の偏光板とした。
<遮光性の視野角依存性の評価>
図5に示す遮光性の視野角依存性の評価装置を用い、サンプルとしての実施例1〜6及び比較例1〜2の複合偏光板を回転とチルトができるサンプル台に載せて、白色光源から発した光をサンプルに通した後に受光部で光量を測定する。その状態で、前記サンプルを面方向に回転させて偏光軸をチルト軸に合わせ、チルト角±180度の範囲で動かしながら、透過率を測定した。なお、サンプルが入っていないときの透過率を100%とした。
なお、図5中の白色光源としては高圧水銀灯を用い、受光部としては、フォトダイオードを用いた。
その結果、実施例1〜6は、すべて図6のように上下左右の遮光視野角依存性を示し、図7のように全方位の遮光視野角依存性を示した。
これに対し、比較例1及び2は、図8のように上下左右に関わらず、全方位に視野角依存性を示した。
図5に示す遮光性の視野角依存性の評価装置を用い、サンプルとしての実施例1〜6及び比較例1〜2の複合偏光板を回転とチルトができるサンプル台に載せて、白色光源から発した光をサンプルに通した後に受光部で光量を測定する。その状態で、前記サンプルを面方向に回転させて偏光軸をチルト軸に合わせ、チルト角±180度の範囲で動かしながら、透過率を測定した。なお、サンプルが入っていないときの透過率を100%とした。
なお、図5中の白色光源としては高圧水銀灯を用い、受光部としては、フォトダイオードを用いた。
その結果、実施例1〜6は、すべて図6のように上下左右の遮光視野角依存性を示し、図7のように全方位の遮光視野角依存性を示した。
これに対し、比較例1及び2は、図8のように上下左右に関わらず、全方位に視野角依存性を示した。
(実施例7)
−合わせガラスの作製−
実施例1の複合偏光板を透明な2枚のPVBフィルムで挟んで、更にその両側をフロートガラスで挟み込み、これをゴムバック内に入れ、2,660Paの真空度で20分間脱気した後、脱気したままオーブンに移し、更に90℃で30分間保持しつつ真空プレスした。このようにして予備圧着された合わせガラスをオートクレーブ中で135℃、圧力118N/cm2の条件で20分間圧着を行い、合わせガラスを作製した。
−合わせガラスの作製−
実施例1の複合偏光板を透明な2枚のPVBフィルムで挟んで、更にその両側をフロートガラスで挟み込み、これをゴムバック内に入れ、2,660Paの真空度で20分間脱気した後、脱気したままオーブンに移し、更に90℃で30分間保持しつつ真空プレスした。このようにして予備圧着された合わせガラスをオートクレーブ中で135℃、圧力118N/cm2の条件で20分間圧着を行い、合わせガラスを作製した。
(実施例8)
−合わせガラスの作製−
実施例7において、実施例1の複合偏光板を実施例6の複合偏光板に変えた以外は、実施例7と同様にして、実施例8の合わせガラスを作製した。
−合わせガラスの作製−
実施例7において、実施例1の複合偏光板を実施例6の複合偏光板に変えた以外は、実施例7と同様にして、実施例8の合わせガラスを作製した。
(比較例3)
−合わせガラスの作製−
実施例7において、実施例1の複合偏光板を比較例1の市販のヨウ素・PVA系水平偏光板(サンリッツ社製)に変えた以外は、実施例7と同様にして、比較例3の合わせガラスを作製した。
−合わせガラスの作製−
実施例7において、実施例1の複合偏光板を比較例1の市販のヨウ素・PVA系水平偏光板(サンリッツ社製)に変えた以外は、実施例7と同様にして、比較例3の合わせガラスを作製した。
次に、作製した各合わせガラスについて、以下のようにして、庇効果及び耐光性を評価した。結果を表1に示す。
<庇効果の評価>
各合わせガラスについて、上記遮光性の視野角依存性の評価を行い、図6を描いたときに図6中(b)に示したような遮光カーブが得られた際において、横軸の入射角0度のときの透過率をT0とし、入射角45度のときの透過率をT45とすると、T0/T45を庇効果の係数と定義し、その値を求めた。
各合わせガラスについて、上記遮光性の視野角依存性の評価を行い、図6を描いたときに図6中(b)に示したような遮光カーブが得られた際において、横軸の入射角0度のときの透過率をT0とし、入射角45度のときの透過率をT45とすると、T0/T45を庇効果の係数と定義し、その値を求めた。
<耐光性の評価>
超高圧水銀灯を使用して、爆光試験を行い、1,000時間爆光後の上記庇効果の値の変化により、耐光性を評価した。
超高圧水銀灯を使用して、爆光試験を行い、1,000時間爆光後の上記庇効果の値の変化により、耐光性を評価した。
これに対し、比較例3の合わせガラスの耐候性は1.1から1.0への変化であり、変化率が少ないように見えるが、庇効果が1.0というのは吸収性が殆ど無くなって透明フィルムに近い状態であり、殆ど光学フィルムとしての意味をなさないものである。
本発明の複合偏光板は、上下斜めの方向からの入射光を効果的に遮光することができ、プラズマディスプレイ及び液晶ディスプレイの画像面上に配置して、外光の侵入を大幅に低減して明室コントラストを改善することができる。また、窓ガラス等の建材用ガラスに用いると、正面からは見えるが、上下斜めの方向からは暗くなり見えなくなる庇効果を有し、太陽光の侵入を抑えることができ、室内の温度上昇を防止できるので、例えば一般の戸建住宅、集合住宅、オフィスビス、店舗、公共施設、工場施設等の建物の開口部、間仕切りなどに幅広く用いることができる。
1 垂直偏光膜
2 水平偏光膜
3 基材
10 複合偏光板
20 ガラス
PV 垂直偏光子
PH 水平偏光子
2 水平偏光膜
3 基材
10 複合偏光板
20 ガラス
PV 垂直偏光子
PH 水平偏光子
Claims (9)
- 偏光子の吸収軸が膜面に対し略垂直に配向している垂直偏光膜と、偏光子の吸収軸が膜面に対し略水平に配向している水平偏光膜とを積層してなることを特徴とする複合偏光板。
- 垂直偏光膜における偏光子の吸収軸が、膜面に対し80度〜90度の角度で配向している請求項1に記載の複合偏光板。
- 水平偏光膜における偏光子の吸収軸が、膜面に対し±30度未満の角度で配向している請求項1から2のいずれかに記載の複合偏光板。
- 偏光子が異方性吸収材料を含有する請求項1から3のいずれかに記載の複合偏光板。
- 異方性吸収材料が、2色性色素、異方性金属ナノ粒子、及びカーボンナノチューブのいずれかである請求項4に記載の複合偏光板。
- 異方性金属ナノ粒子が、金、銀、銅、及びアルミニウムから選択される少なくとも1種を含有する請求項5に記載の複合偏光板。
- プラズマディスプレイ及び液晶ディスプレイの画像面上に配置される請求項1から6のいずれかに記載の複合偏光板。
- 基材の一方の面側から太陽光が入射するようにガラスを配置した際に、前記基材の太陽光が入射しない側の面に請求項1から6のいずれかに記載の複合偏光板を有することを特徴とするガラス。
- 基材が2枚の板ガラス間に中間層を有する合わせガラスであり、かつ該中間層が複合偏光板である請求項8に記載のガラス。
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