JP2010163543A - 液晶性組成物、これを用いた光吸収異方性膜、偏光素子及び液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】液晶性を有し、高い二色性を有する色素組成物を提供する。
【解決手段】昇温過程におけるネマチック相の発現温度が１５０℃以上３００℃以下である、下記一般式（Ｉ）で表される液晶性二色性アゾ色素と、さらに少なくとも１種の液晶性二色性アゾ色素を含む液晶性組成物であって、該組成物の昇温過程におけるネマチック相の発現温度が１２０℃以上である液晶性組成物。
（式中、Ａｒ１およびＡｒ３はそれぞれ置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基もしくは芳香族複素環基を表し、Ａｒ２は置換基を有していてもよい２価の芳香族炭化水素基または２価の芳香族複素環基を表す。ｎは１以上の整数であり、ｎが２以上の場合は複数あるＡｒ２が同じでも異なっていてもよい。）
【選択図】なし
【解決手段】昇温過程におけるネマチック相の発現温度が１５０℃以上３００℃以下である、下記一般式（Ｉ）で表される液晶性二色性アゾ色素と、さらに少なくとも１種の液晶性二色性アゾ色素を含む液晶性組成物であって、該組成物の昇温過程におけるネマチック相の発現温度が１２０℃以上である液晶性組成物。
（式中、Ａｒ１およびＡｒ３はそれぞれ置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基もしくは芳香族複素環基を表し、Ａｒ２は置換基を有していてもよい２価の芳香族炭化水素基または２価の芳香族複素環基を表す。ｎは１以上の整数であり、ｎが２以上の場合は複数あるＡｒ２が同じでも異なっていてもよい。）
【選択図】なし
Description
本発明は、二色性アゾ色素を含む液晶性組成物に関する。また、本発明は、前記組成物を用いた光吸収異方性膜、偏光素子および液晶表示装置に関する。
レーザー光や自然光を含む照射光の減衰機能、偏光機能、散乱機能、遮光機能等が必要となった際には、従来は、それぞれの機能毎に異なった原理によって作動する装置を充当していた。それ故に、それら機能に対応する製品も、それぞれの機能別に異なった製造工程によって製造されていた。
例えば、ＬＣＤ（液晶素子）では表示における旋光性や複屈折性を制御するために直線偏光板や円偏光板が用いられている。ＯＬＥＤ（有機エレクトロルミネッセンス素子）においても外光の反射防止のために円偏光板が使用されている。従来、これらの偏光板（偏光素子）にはヨウ素が二色性物質として広く使用されてきた。しかしながら、ヨウ素は昇華性が大きいために偏光素子に使用した場合、その耐熱性や耐光性が十分ではなかった。また、その消光色が深い青になり、全可視スペクトル領域にわたって理想的な無彩色偏光素子とは言えなかった。
例えば、ＬＣＤ（液晶素子）では表示における旋光性や複屈折性を制御するために直線偏光板や円偏光板が用いられている。ＯＬＥＤ（有機エレクトロルミネッセンス素子）においても外光の反射防止のために円偏光板が使用されている。従来、これらの偏光板（偏光素子）にはヨウ素が二色性物質として広く使用されてきた。しかしながら、ヨウ素は昇華性が大きいために偏光素子に使用した場合、その耐熱性や耐光性が十分ではなかった。また、その消光色が深い青になり、全可視スペクトル領域にわたって理想的な無彩色偏光素子とは言えなかった。
そのため、有機系の色素を二色性物質に使用する偏光素子が検討されている。しかし、これら有機系の色素においてはヨウ素に比べると二色性がかなり劣る程度の偏光素子しか得られないなどの問題点があった。特に、光の旋光性や複屈折性を表示原理に用いているＬＣＤにおいて偏光素子は重要な構成要素であり、近年、表示性能などの向上を目的に新たな偏光素子の開発が進められている。
その一つの方法として、ヨウ素を含む偏光素子と同様に、二色性を有する有機色素（二色性色素）をポリビニルアルコールのような高分子材料に溶解または吸着させ、その膜を一方向にフィルム状に延伸して二色性色素を配向させる方法が挙げられている。しかしながら、該方法では延伸処理等のプロセスに手間がかかる等の問題点があった。
そこで、最近では他の方法が着目されるようになってきた。この方法として、非特許文献１では、ガラスや透明フィルムなどの基板上に有機色素分子の分子間相互作用などを利用して二色性色素を配向させ、偏光膜（異方性色素膜）を形成している。しかしながら、該文献に記載の方法では、耐熱性の問題があることが知られていた。
そこで、最近では他の方法が着目されるようになってきた。この方法として、非特許文献１では、ガラスや透明フィルムなどの基板上に有機色素分子の分子間相互作用などを利用して二色性色素を配向させ、偏光膜（異方性色素膜）を形成している。しかしながら、該文献に記載の方法では、耐熱性の問題があることが知られていた。
また、上記ガラスや透明フィルムなどの基板上に有機色素分子の分子間相互作用などを利用して二色性色素を配向させることは湿式成膜法により達成される。このような湿式成膜法で異方性色素膜が作製される場合、この色素膜に使用される色素には、色素分子の高い二色性の他に、湿式成膜法のプロセスに適した色素であることが要求される。湿式成膜法におけるプロセスとしては、色素を基板上に堆積、配向させる方法やその配向を制御する方法などが挙げられる。従って、従来の上記延伸処理を経る偏光素子に使用され得る色素であっても、湿式成膜法には適していないことが多くある。特許文献１〜３では、上記プロセスに適した材料が提案されているが、これらの材料では該プロセスに適してはいても、高い二色性を示すことができないという問題点があった。
また、該プロセスに適した材料として、特許文献４では、（クロモゲン）（ＳＯ３Ｍ）ｎで表される色素が提案されている。しかしながら、該文献では、数種類の二色性色素を組み合わせて無彩色を表しているが、この様に数種類の二色性色素を組み合わせて異方性色素膜を得た場合、異なる分子を混合するため分子配向が乱れてしまい、高い二色性を得ることは困難であるという問題点があった。
一方、光吸収異方性膜を高温条件の下に曝した場合、分子運動に起因する配向の乱れが生じ、二色性が大きく低下することがある。また、高温条件下において結晶化が起こり、マルチドメインとなることもある。有機分子からなる異方性薄膜における高温条件での配向度の低下を防ぐ手段として、例えば非線形光学材料においては、結晶−ネマチック相転移温度の高い主鎖型液晶性高分子を用いる方法（特許文献５）、ガラス転移温度の高い主鎖型高分子を用いうる方法（特許文献６）、水素結合性部位を導入した側鎖型高分子を用いる方法（特許文献７）およびアモルファス性を有する非線形光学活性な低分子と高いガラス転移温度を有する高分子バインダーとを組み合わせる方法（特許文献８）などが知られている。また光吸収異方性膜（偏光膜）においては、特許文献９に、特定の周期構造を有する水溶性アゾ染料薄膜が、従来のヨウ素型偏光膜に比べて高い耐熱性を有するとの記載があるが、その温度や配向度の低下の程度に関する具体的な記述はない。
本発明は、液晶性を有し、高い二色性を有する色素組成物を提供することを目的とする。また、本発明は、該組成物を用いた耐熱安定性に優れた光吸収異方性膜、偏光素子および液晶表示装置を提供することを目的とする。
本発明者らは上記課題に鑑み鋭意検討した結果、次の手段によって高温においても高い二色比を保つ光吸収異方性膜を形成しうる液晶性組成物が得られることを見出した。
＜１＞昇温過程におけるネマチック相の発現温度（以下、ネマチック相転移温度という）が１５０℃以上３００℃以下である、下記一般式（Ｉ）で表される液晶性二色性アゾ色素と、さらに少なくとも１種の液晶性二色性アゾ色素を含む液晶性組成物であって、該組成物のネマチック相転移温度が１２０℃以上であることを特徴とする液晶性組成物。
＜１＞昇温過程におけるネマチック相の発現温度（以下、ネマチック相転移温度という）が１５０℃以上３００℃以下である、下記一般式（Ｉ）で表される液晶性二色性アゾ色素と、さらに少なくとも１種の液晶性二色性アゾ色素を含む液晶性組成物であって、該組成物のネマチック相転移温度が１２０℃以上であることを特徴とする液晶性組成物。
（式中、Ａｒ１およびＡｒ３はそれぞれ置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基もしくは芳香族複素環基を表し、Ａｒ２は置換基を有していてもよい２価の芳香族炭化水素基または２価の芳香族複素環基を表す。ｎは１以上の整数であり、ｎが２以上の場合は複数あるＡｒ２が同じでも異なっていてもよい。）
＜２＞前記一般式（Ｉ）で表される二色性アゾ色素が、下記一般式（II）で表されることを特徴とする＜１＞に記載の液晶性組成物。
＜２＞前記一般式（Ｉ）で表される二色性アゾ色素が、下記一般式（II）で表されることを特徴とする＜１＞に記載の液晶性組成物。
（式中、Ｒ１は置換基を表し、Ａｒ２は置換基を有していてもよい２価の芳香族炭化水素基または２価の芳香族複素環基を表し、Ａｒ３はそれぞれ置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基もしくは芳香族複素環基を表す。ｎは１以上の整数であり、ｎが２以上の場合は複数あるＡｒ２が同じでも異なっていてもよい。ｍは０〜４の整数であり、ｍが２以上の場合は複数あるＲ１が同じでも異なっていてもよい。）
＜３＞前記一般式（Ｉ）または一般式（II）で表される二色性アゾ色素が、下記一般式（III）で表されることを特徴とする＜１＞または＜２＞に記載の液晶性組成物。
＜３＞前記一般式（Ｉ）または一般式（II）で表される二色性アゾ色素が、下記一般式（III）で表されることを特徴とする＜１＞または＜２＞に記載の液晶性組成物。
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ５およびＲ６はそれぞれ置換基を表す。ｎは１以上の整数であり、ｎが２以上の場合は複数あるＲ２が同じでも異なっていてもよい。ｍ、ｍ’およびｍ”は０〜４の整数であり、ｍ、ｍ’およびｍ”が２以上の場合は複数あるＲ１、Ｒ２およびＲ３が同じでも異なっていてもよい。Ｒ２およびＲ３が複数ある場合には、それぞれ互いに結合し、環を形成してもよい。Ｒ３、Ｒ５およびＲ６はお互いに結合し、環を形成してもよい。）
＜４＞前記二色性アゾ色素の少なくとも一種が下記一般式（IV）で表される化合物であることを特徴とする＜１＞〜＜３＞のいずれか１項に記載の液晶性組成物。
＜４＞前記二色性アゾ色素の少なくとも一種が下記一般式（IV）で表される化合物であることを特徴とする＜１＞〜＜３＞のいずれか１項に記載の液晶性組成物。
（式中、Ｒ11、Ｒ12およびＲ13はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、Ａｒ11は置換基を有していてもよい、フェニル基、ナフチル基またはピリジン環を除く芳香族複素環基を表し、Ａｒ12は置換基を有していてもよい、２価の芳香族炭化水素基または２価の芳香族複素環基を表す。ｓは０〜４の整数であり、ｓが２以上の場合は複数あるＲ11が同じでも異なっていてもよい。ｐは１〜５の整数を表す。ｐが２以上の場合は複数あるＡｒ12が同じでも異なっていてもよい。）
＜５＞前記一般式（IV）で表される二色性アゾ色素において、Ａｒ11が置換基を有していてもよいフェニル基を表し、Ａｒ12が置換基を有していてもよい２価のフェニレン基を表し、ｐが２〜４の整数を表すことを特徴とする、＜４＞に記載の液晶性組成物。
＜６＞前記一般式（IV）で表される二色性アゾ色素が、下記一般式（Ｖ）で表されることを特徴とする、＜４＞または＜５＞に記載の液晶性組成物。
＜５＞前記一般式（IV）で表される二色性アゾ色素において、Ａｒ11が置換基を有していてもよいフェニル基を表し、Ａｒ12が置換基を有していてもよい２価のフェニレン基を表し、ｐが２〜４の整数を表すことを特徴とする、＜４＞に記載の液晶性組成物。
＜６＞前記一般式（IV）で表される二色性アゾ色素が、下記一般式（Ｖ）で表されることを特徴とする、＜４＞または＜５＞に記載の液晶性組成物。
（式中、Ｒ12、Ｒ13およびＲ15はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、Ｒ14は置換基を有していてもよいアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、スルホニルアミノ基、スルファモイル基、カルバモイル基、アルキルチオ基、スルホニル基、またはウレイド基を表し、Ｒ16はアルキル基を表す。ｔは０〜４の整数であり、ｔが２以上の場合は複数あるＲ15が同じでも異なっていてもよい。ｑは１〜３の整数を表す。）
＜７＞昇温過程におけるネマチック相の発現温度が１５０℃以上３００℃以下である、前記一般式（Ｉ）で表される二色性アゾ色素と、前記一般式（IV）で表される二色性アゾ色素とを含有することを特徴とする、＜１＞〜＜６＞のいずれか１項に記載の液晶性組成物。
＜８＞＜1＞〜＜７＞のいずれか１項に記載の液晶性組成物から形成された光吸収異方性膜。
＜９＞支持体上に少なくとも配向膜と＜８＞に記載の光吸収異方性膜とを有する偏光素子。
＜１０＞＜８＞に記載の光吸収異方性膜または＜９＞に記載の偏光素子を有する液晶表示装置。
＜１１＞（１）支持体、または該支持体上に形成された配向膜をラビング処理する工程と、（２）ラビング処理した支持体または配向膜上に、有機溶媒に溶解した＜１＞〜＜７＞のいずれか１項に記載の組成物を塗布する工程と、（３）前記有機溶媒を蒸発させることにより前記組成物を配向させる工程を含む＜９＞に記載の偏光素子の製造方法。
＜１２＞昇温過程におけるネマチック相の発現温度が１５０℃以上３００℃以下であって下記一般式（Ｉ）で表される液晶性二色性アゾ色素と、さらに少なくとも１種の液晶性二色性アゾ色素とを混合することにより、昇温過程におけるネマチック相の発現温度が１２０℃以上である液晶組成物を得る工程を含む＜１＞に記載の液晶組成物の製造方法。
＜７＞昇温過程におけるネマチック相の発現温度が１５０℃以上３００℃以下である、前記一般式（Ｉ）で表される二色性アゾ色素と、前記一般式（IV）で表される二色性アゾ色素とを含有することを特徴とする、＜１＞〜＜６＞のいずれか１項に記載の液晶性組成物。
＜８＞＜1＞〜＜７＞のいずれか１項に記載の液晶性組成物から形成された光吸収異方性膜。
＜９＞支持体上に少なくとも配向膜と＜８＞に記載の光吸収異方性膜とを有する偏光素子。
＜１０＞＜８＞に記載の光吸収異方性膜または＜９＞に記載の偏光素子を有する液晶表示装置。
＜１１＞（１）支持体、または該支持体上に形成された配向膜をラビング処理する工程と、（２）ラビング処理した支持体または配向膜上に、有機溶媒に溶解した＜１＞〜＜７＞のいずれか１項に記載の組成物を塗布する工程と、（３）前記有機溶媒を蒸発させることにより前記組成物を配向させる工程を含む＜９＞に記載の偏光素子の製造方法。
＜１２＞昇温過程におけるネマチック相の発現温度が１５０℃以上３００℃以下であって下記一般式（Ｉ）で表される液晶性二色性アゾ色素と、さらに少なくとも１種の液晶性二色性アゾ色素とを混合することにより、昇温過程におけるネマチック相の発現温度が１２０℃以上である液晶組成物を得る工程を含む＜１＞に記載の液晶組成物の製造方法。
（式中、Ａｒ１およびＡｒ３はそれぞれ置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基もしくは芳香族複素環基を表し、Ａｒ２は置換基を有していてもよい２価の芳香族炭化水素基または２価の芳香族複素環基を表す。ｎは１以上の整数であり、ｎが２以上の場合は複数あるＡｒ２が同じでも異なっていてもよい。）
なお、本発明において「二色性色素」とは、方向によって吸収波長が異なる色素を意味する。また、「二色性」は、二色性色素組成物を光吸収異方性膜としたときの、偏光軸方向の偏光の吸光度に対する、吸収軸方向の偏光の吸光度の比で計算される。
また、本発明における「耐熱性」とは、熱による分子自体の分解もしくは配向の乱れに対する耐性を意味するが、主に配向の乱れに起因する二色性（偏光度）の低下を防ぐことを目的とする。
また、本発明における「耐熱性」とは、熱による分子自体の分解もしくは配向の乱れに対する耐性を意味するが、主に配向の乱れに起因する二色性（偏光度）の低下を防ぐことを目的とする。
本発明によれば、液晶性と高い二色性を有し、熱に対し安定な液晶性組成物を提供することができる。さらに、この液晶性組成物を用いることにより、光吸収異方性に優れ、かつ耐熱性に優れた光吸収異方性膜、偏光素子および液晶表示装置を提供することができる。
本発明の液晶性組成物は、少なくとも２種類の二色性アゾ色素を含有し、さらにネマチック相転移温度が摂氏１２０℃以上の温度であることにより、系全体の結晶性を低下させ、熱刺激による結晶化を防ぐと共に、高温における配向度の低下を抑制できる。液晶性組成物のネマチック相転移温度は好ましくは摂氏１４０〜３００℃であり、さらに好ましくは摂氏１６０〜３００℃、もっとも好ましくは摂氏２００〜３００℃である。
このとき該二色性アゾ色素のうち一般式（Ｉ）で表わされる化合物は摂氏１５０℃以上、３００℃以下のネマチック相転移温度を有する。この二色性アゾ色素のネマチック相転移温度は好ましくは摂氏１８０〜３００℃であり、さらに好ましくは摂氏２００〜３００℃、もっとも好ましくは摂氏２３０〜３００℃である。
本発明の液晶性組成物には、下記一般式（Ｉ）で表されるアゾ色素のうち、上記の条件を満たすネマチック相転移温度を有する化合物を用いる。
このとき該二色性アゾ色素のうち一般式（Ｉ）で表わされる化合物は摂氏１５０℃以上、３００℃以下のネマチック相転移温度を有する。この二色性アゾ色素のネマチック相転移温度は好ましくは摂氏１８０〜３００℃であり、さらに好ましくは摂氏２００〜３００℃、もっとも好ましくは摂氏２３０〜３００℃である。
本発明の液晶性組成物には、下記一般式（Ｉ）で表されるアゾ色素のうち、上記の条件を満たすネマチック相転移温度を有する化合物を用いる。
式中、Ａｒ１およびＡｒ３はそれぞれ置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基もしくは芳香族複素環基を表し、Ａｒ２は置換基を有していてもよい２価の芳香族炭化水素基または２価の芳香族複素環基を表す。ｎは１以上の整数であり、ｎが２以上の場合は複数あるＡｒ２が同じでも異なっていてもよい。
上記一般式（Ｉ）において、Ａｒ１、Ａｒ２およびＡｒ３に置換してもよい置換基としては以下の基を挙げることができる。
アルキル基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１２、特に好ましくは炭素数１〜８のアルキル基であり、例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−デシル基、ｎ−ヘキサデシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる）、アルケニル基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１２、特に好ましくは炭素数２〜８のアルケニル基であり、例えば、ビニル基、アリル基、２−ブテニル基、３−ペンテニル基などが挙げられる）、アルキニル基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１２、特に好ましくは炭素数２〜８のアルキニル基であり、例えば、プロパルギル基、３−ペンチニル基などが挙げられる）、アリール基（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２のアリール基であり、例えば、フェニル基、２，６−ジエチルフェニル基、３，５−ジトリフルオロメチルフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基などが挙げられる）、置換もしくは無置換のアミノ基（好ましくは炭素数０〜２０、より好ましくは炭素数０〜１０、特に好ましくは炭素数０〜６のアミノ基であり、例えば、無置換アミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、アニリノ基などが挙げられる）、
アルキル基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１２、特に好ましくは炭素数１〜８のアルキル基であり、例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−デシル基、ｎ−ヘキサデシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる）、アルケニル基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１２、特に好ましくは炭素数２〜８のアルケニル基であり、例えば、ビニル基、アリル基、２−ブテニル基、３−ペンテニル基などが挙げられる）、アルキニル基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１２、特に好ましくは炭素数２〜８のアルキニル基であり、例えば、プロパルギル基、３−ペンチニル基などが挙げられる）、アリール基（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２のアリール基であり、例えば、フェニル基、２，６−ジエチルフェニル基、３，５−ジトリフルオロメチルフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基などが挙げられる）、置換もしくは無置換のアミノ基（好ましくは炭素数０〜２０、より好ましくは炭素数０〜１０、特に好ましくは炭素数０〜６のアミノ基であり、例えば、無置換アミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、アニリノ基などが挙げられる）、
アルコキシ基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１０、特に好ましくは炭素数１〜６であり、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基などが挙げられる）、アルコキシカルボニル基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１０、特に好ましくは２〜６であり、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基などが挙げられる）、アシルオキシ基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１０、特に好ましくは２〜６であり、例えば、アセトキシ基、ベンゾイルオキシ基などが挙げられる）、アシルアミノ基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１０、特に好ましくは炭素数２〜６であり、例えばアセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基などが挙げられる）、アルコキシカルボニルアミノ基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１０、特に好ましくは炭素数２〜６であり、例えば、メトキシカルボニルアミノ基などが挙げられる）、アリールオキシカルボニルアミノ基（好ましくは炭素数７〜２０、より好ましくは炭素数７〜１６、特に好ましくは炭素数７〜１２であり、例えば、フェニルオキシカルボニルアミノ基などが挙げられる）、スルホニルアミノ基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１０、特に好ましくは炭素数１〜６であり、例えば、メタンスルホニルアミノ基、ベンゼンスルホニルアミノ基などが挙げられる）、スルファモイル基（好ましくは炭素数０〜２０、より好ましくは炭素数０〜１０、特に好ましくは炭素数０〜６であり、例えば、スルファモイル基、メチルスルファモイル基、ジメチルスルファモイル基、フェニルスルファモイル基などが挙げられる）、カルバモイル基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１０、特に好ましくは炭素数１〜６であり、例えば、無置換のカルバモイル基、メチルカルバモイル基、ジエチルカルバモイル基、フェニルカルバモイル基などが挙げられる）、
アルキルチオ基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１０、特に好ましくは炭素数１〜６であり、例えば、メチルチオ基、エチルチオ基などが挙げられる）、アリールチオ基（好ましくは炭素数６〜２０、より好ましくは炭素数６〜１６、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えば、フェニルチオ基などが挙げられる）、スルホニル基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１０、特に好ましくは炭素数１〜６であり、例えば、メシル基、トシル基などが挙げられる）、スルフィニル基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１０、特に好ましくは炭素数１〜６であり、例えば、メタンスルフィニル基、ベンゼンスルフィニル基などが挙げられる）、ウレイド基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１０、特に好ましくは炭素数１〜６であり、例えば、無置換のウレイド基、メチルウレイド基、フェニルウレイド基などが挙げられる）、リン酸アミド基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１０、特に好ましくは炭素数１〜６であり、例えば、ジエチルリン酸アミド基、フェニルリン酸アミド基などが挙げられる）、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子（例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子）、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキサム酸基、スルフィノ基、ヒドラジノ基、イミノ基、ヘテロ環基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは１〜１２のヘテロ環基であり、例えば、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を有するヘテロ環基であり、例えば、イミダゾリル基、ピリジル基、キノリル基、フリル基、ピペリジル基、モルホリノ基、ベンゾオキサゾリル基、ベンズイミダゾリル基、ベンズチアゾリル基などが挙げられる）、シリル基（好ましくは、炭素数３〜４０、より好ましくは炭素数３〜３０、特に好ましくは、炭素数３〜２４のシリル基であり、例えば、トリメチルシリル基、トリフェニルシリル基などが挙げられる）が含まれる。
これらの置換基はさらにこれらの置換基によって置換されていてもよい。また、置換基を二つ以上有する場合は、同じでも異なってもよい。また、可能な場合には互いに結合して環を形成していてもよい。
これらの置換基はさらにこれらの置換基によって置換されていてもよい。また、置換基を二つ以上有する場合は、同じでも異なってもよい。また、可能な場合には互いに結合して環を形成していてもよい。
Ａｒ２は、置換基を有していてもよい２価の芳香族炭化水素基または２価の芳香族複素環基を表す。Ａｒ２で表される芳香族炭化水素基としては、フェニレン基、ナフチレン基が好ましい。該フェニレン基、ナフチレン基が有していてもよい置換基としては、アゾ化合物の溶解性を高めるために導入される基、色素としての色調を調節するために導入される電子供与性や電子吸引性を有する基、または配向を固定化するために導入される重合性基を有する基が好ましく、具体的には、前記の通りである。好ましくは、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアルコキシカルボニル基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいアシルアミノ基、置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよいアルコキシカルボニルアミノ基、置換基を有していてもよいスルホニルアミノ基、置換基を有していてもよいスルファモイル基、置換基を有していてもよいカルバモイル基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいスルホニル基、置換基を有していてもよいウレイド基、ニトロ基、ヒドロキシ基、シアノ基、ハロゲン原子等が挙げられる。
アルキル基は、好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２である。該アルキル基に置換していてもよい基としては、アルコキシ基、アシルオキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子などが挙げられる。
該アルキル基に置換していてもよい基としては、重合性基であることも好ましい。重合性基としては特に限定されないが、重合反応は、付加重合（開環重合を含む）または縮合重合であることが好ましい。換言すれば、重合性基は付加重合反応または縮合重合反応が可能な重合性基であることが好ましい。
以下に重合性基の具体例を示すが、本発明はこれに限定されない。
以下に重合性基の具体例を示すが、本発明はこれに限定されない。
重合性基としては、ラジカル重合またはカチオン重合する重合性基が好ましい。ラジカル重合性基としては、一般に知られているラジカル重合性基を用いることができ、（メタ）アクリレート基が好ましい。カチオン重合性基としては、一般に知られているカチオン重合性を用いることができ、具体的には、脂環式エーテル基、環状アセタール基、環状ラクトン基、環状チオエーテル基、スピロオルソエステル基、ビニルオキシ基などを挙げることができる。なかでも脂環式エーテル基、ビニルオキシ基が好適であり、エポキシ基、オキセタニル基、ビニルオキシ基が特に好ましい。
アルケニル基は、好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１２である。該アルケニル基に置換していてもよい基としては、前記アルキル基に置換していてもよい基としてあげた基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
アルキニル基は、好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１２である。該アルキニル基に置換していてもよい基としては、前記アルキル基に置換していてもよい基としてあげた基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
アリール基は、好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２である。該アリール基に置換していてもよい基としては、前記アルキル基に置換していてもよい基としてあげた基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
アルコキシ基は、好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２である。該アルコキシ基に置換していてもよい基としては、前記アルキル基に置換していてもよい基としてあげた基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
アルコキシカルボニル基は、好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１２である。該アルコキシカルボニル基に置換していてもよい基としては、前記アルキル基に置換していてもよい基としてあげた基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
アシルオキシ基は、好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１２である。該アシルオキシ基に置換していてもよい基としては、前記アルキル基に置換していてもよい基としてあげた基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
アミノ基は、好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは１〜１２である。該アミノ基に置換していてもよい基としては、前記アルキル基に置換していてもよい基としてあげた基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
アシルアミノ基は、好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは１〜１２である。該アシルアミノ基に置換していてもよい基としては、前記アルキル基に置換していてもよい基としてあげた基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
アルコキシカルボニルアミノ基は、好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１２である。該アルコキシカルボニルアミノ基に置換していてもよい基としては、前記アルキル基に置換していてもよい基としてあげた基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
スルホニルアミノ基は、好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２である。該スルホニルアミノ基に置換していてもよい基としては、前記アルキル基に置換していてもよい基としてあげた基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
スルファモイル基は、好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２である。該スルファモイル基に置換していてもよい基としては、前記アルキル基に置換していてもよい基としてあげた基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
カルバモイル基に置換していてもよい基としては、前記アルキル基に置換していてもよい基としてあげた基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
アルキルチオ基は、好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２である。該アルキルチオ基に置換していてもよい基としては、前記アルキル基に置換していてもよい基としてあげた基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
スルホニル基は、好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２である。該スルホニル基に置換していてもよい基としては、前記アルキル基に置換していてもよい基としてあげた基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
ウレイド基は、好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１２である。該ウレイド基に置換していてもよい基としては、前記アルキル基に置換していてもよい基としてあげた基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
該フェニレン基または該ナフチレン基は、これら置換基を１〜５個有していてもよく、１〜２個有していることが好ましい。
Ａｒ２で表される芳香族複素環基としては、単環または二環性の複素環由来の基が好ましい。芳香族複素環基を構成する炭素以外の原子としては、窒素原子、硫黄原子及び酸素原子が挙げられるが、窒素原子が特に好ましい。芳香族複素環基が炭素以外の環を構成する原子を複数有する場合、これらは同一であっても異なっていてもよい。芳香族複素環基として具体的には、ピリジンジイル基、キノリンジイル基、イソキノリンジイル基、ベンゾチアジアゾールジイル基、フタルイミドジイル基等が挙げられる。中でも、キノリンジイル基、イソキノリンジイル基が好ましい。
該芳香族複素環基が有していてもよい置換基としては、メチル基、エチル基等のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基、無置換あるいはメチルアミノ基等のアミノ基、アセチルアミノ基、アシルアミノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、シアノ基、ハロゲン原子等が挙げられる。
該芳香族複素環基が有していてもよい置換基としては、メチル基、エチル基等のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基、無置換あるいはメチルアミノ基等のアミノ基、アセチルアミノ基、アシルアミノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、シアノ基、ハロゲン原子等が挙げられる。
Ａｒ２は、特に好ましくは、置換基を有していてもよい２価のフェニレン基である。Ａｒ２の置換基としては、特に好ましくは、メチル基である。
ｎは、１以上の整数を表し、好ましくは１〜２の整数を表す。
ｎは、１以上の整数を表し、好ましくは１〜２の整数を表す。
Ａｒ１及びＡｒ３は、置換基を有していてもよいフェニル基、置換基を有していてもよいナフチル基、または置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表す。
Ａｒ１及びＡｒ３で表される芳香族炭化水素基としては、フェニル基またはナフチル基が好ましい。該芳香族炭化水素基が有していてもよい置換基としては、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、ヒドロキシ基、ニトロ基、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよいアシルアミノ基、およびシアノ基等が挙げられる。なお、該置換基を有していてもよいアルキル基、該置換基を有していてもよいアルコキシ基、該置換基を有していてもよいアミノ基、および該置換基を有していてもよいアシルアミノ基の好ましい炭素数、有していてもよい置換基の例は、前記Ａｒ２がフェニレン基、ナフチレン基の場合に記載したものと同義であり、その好ましい範囲も同一である。
Ａｒ１及びＡｒ３で表される芳香族炭化水素基としては、フェニル基またはナフチル基が好ましい。該芳香族炭化水素基が有していてもよい置換基としては、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、ヒドロキシ基、ニトロ基、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよいアシルアミノ基、およびシアノ基等が挙げられる。なお、該置換基を有していてもよいアルキル基、該置換基を有していてもよいアルコキシ基、該置換基を有していてもよいアミノ基、および該置換基を有していてもよいアシルアミノ基の好ましい炭素数、有していてもよい置換基の例は、前記Ａｒ２がフェニレン基、ナフチレン基の場合に記載したものと同義であり、その好ましい範囲も同一である。
芳香族複素環基としては、単環または二環性の複素環由来の基が好ましい。芳香族複素環基を構成する炭素以外の原子としては、窒素原子、硫黄原子及び酸素原子が挙げられる。芳香族複素環基が炭素以外の環を構成する原子を複数有する場合、これらは同一であっても異なっていてもよい。芳香族複素環基として具体的には、ピリジル基、チオフェニル基、ピリドニル基などが挙げられる。
Ａｒ１及びＡｒ３は、特に好ましくは、置換基を有していてもよいフェニル基である。
Ａｒ１及びＡｒ３は、特に好ましくは、置換基を有していてもよいフェニル基である。
本発明で用いる二色性色素は、後述する実施例に記載の方法で算出した二色比（Ｄ）を例えば１０以上に高めることができ、好ましくは（Ｄ）を２０〜１００とすることができる。
前記一般式（Ｉ）で表される、液晶性を有する、二色性色素のうち、特に好ましいものは、下記一般式（II）で表される二色性色素である。
以下、一般式（II）で表される二色性色素について説明する。
前記一般式（Ｉ）で表される、液晶性を有する、二色性色素のうち、特に好ましいものは、下記一般式（II）で表される二色性色素である。
以下、一般式（II）で表される二色性色素について説明する。
式中、Ｒ１は置換基を表し、Ａｒ２は置換基を有していてもよい２価の芳香族炭化水素基または２価の芳香族複素環基を表し、Ａｒ３はそれぞれ置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基もしくは芳香族複素環基を表す。ｎは１以上の整数であり、ｎが２以上の場合は複数あるＡｒ２が同じでも異なっていてもよい。ｍは０〜４の整数であり、ｍが２以上の場合は複数あるＲ１が同じでも異なっていてもよい。
Ｒ1で表される基としては、好ましくは水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子であり、特に好ましくは水素原子、アルキル基、ハロゲン原子（例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子など）であり、最も好ましくは水素原子である。
Ａｒ２、Ａｒ３、及びｎは前記一般式（Ｉ）におけると同義であり、その好ましい範囲も同一である。
また、前記一般式（Ｉ）で表される二色性色素のうち、下記一般式（III）で表される二色性色素が特に好ましい。以下、一般式（III）で表される二色性色素について説明する。
式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ５およびＲ６はそれぞれ置換基を表す。ｎは１以上の整数であり、ｎが２以上の場合は複数あるＲ２が同じでも異なっていてもよい。ｍ、ｍ’及びｍ”は０〜４の整数であり、ｍ、ｍ’及び／又はｍ”が２以上の場合は複数あるＲ１、Ｒ２及び／又はＲ３が同じでも異なっていてもよい。Ｒ２及び／又はＲ３が複数ある場合には、それぞれ互いに結合し、環を形成してもよい。また、Ｒ３、Ｒ５およびＲ６は互いに結合して環を形成してもよい。
式中、Ｒ１は前記一般式（II）におけるＲ１として説明した置換基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
Ｒ２は前記一般式（Ｉ）におけるＡｒ２の置換基として説明した置換基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。Ｒ２は、最も好ましくはメチル基である。
Ｒ３は前記一般式（Ｉ）におけるＡｒ３の置換基として説明した置換基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
Ｒ２は前記一般式（Ｉ）におけるＡｒ２の置換基として説明した置換基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。Ｒ２は、最も好ましくはメチル基である。
Ｒ３は前記一般式（Ｉ）におけるＡｒ３の置換基として説明した置換基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
Ｒ５、Ｒ６で表される基としては、好ましくは水素原子、アルキル基、アシル基、アルコキシカルボニル基、スルホニル基であり、特に好ましくは水素原子、アルキル基であり、最も好ましくはアルキル基である。
アルキル基は、好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは１〜１２、最も好ましくは１〜６である。
アシル基は、好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは１〜１２である。
アルキル基は、好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは１〜１２、最も好ましくは１〜６である。
アシル基は、好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは１〜１２である。
アルコキシカルボニル基は、好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１２である。
スルホニル基は、好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２である。
スルホニル基は、好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２である。
該置換基は、さらに置換基を有していてもよく、その置換基とは前記一般式（Ｉ）におけるＡｒ２のアルキル基に置換していてもよい基としてあげた基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
ｎは、１以上の整数を表し、好ましくは１〜１０の整数を表し、さらに好ましくは１〜３の整数を表す。
ｎは、１以上の整数を表し、好ましくは１〜１０の整数を表し、さらに好ましくは１〜３の整数を表す。
また、Ｒ５およびＲ６の一方もしくは両方がＲ３と結合し、環を形成している場合も好ましい。この場合、環は５〜７員環が好ましく、５〜６員環がさらに好ましい。
以下に一般式（Ｉ）で表されるアゾ色素の具体例を挙げるが、本発明はこれに制限されるものではない。式中（＊）はアゾ基との連結部位を示す。
本発明の液晶組成物は、上記の特定のネマチック相発現温度を有する一般式（Ｉ）で表わされる二色性アゾ色素とともに、これらの条件を満たさない他の液晶性二色性アゾ色素を少なくとも１種含有する。
本発明に用いるアゾ色素としては、下記一般式（IV）で表される色素も挙げられる。
本発明に用いるアゾ色素としては、下記一般式（IV）で表される色素も挙げられる。
式中、Ｒ11、Ｒ12およびＲ13はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、Ａｒ11は置換基を有していてもよい、フェニル基、ナフチル基またはピリジン環を除く芳香族複素環基を表し、Ａｒ12は置換基を有していてもよい、２価の芳香族炭化水素基または２価の芳香族複素環基を表す。ｓは０〜４の整数であり、ｓが２以上の場合は複数あるＲ11が同じでも異なっていてもよい。ｐは１〜５の整数を表す。ｐが２以上の場合は複数あるＡｒ12が同じでも異なっていてもよい。ただし、Ａｒ12の少なくとも１つはアルキル基を有するフェニレン基を表す。
Ｒ11、Ｒ12およびＲ13はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、置換基としては上記一般式（Ｉ）のＡｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３に置換してもよい置換基として挙げたものを挙げることができる。ｓは０〜４の整数であり、好ましくは０〜２である。
Ｒ11で表される基としては、好ましくは水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子であり、特に好ましくは水素原子、アルキル基、アルコキシ基であり、最も好ましくは水素原子である。Ｒ12およびＲ13で表される基としては、特に好ましくは水素原子、アルキル基であり、最も好ましくはアルキル基である。
Ａｒ１１は、置換基を有していてもよい、フェニル基、ナフチル基、またはピリジン環を除く芳香族複素環基を表す。
該フェニル基または該ナフチル基が有していてもよい置換基としては、アゾ化合物の溶解性を高めるために導入される基、色素としての色調を調節するために導入される電子供与性や電子吸引性を有する基、または配向を固定化するために導入される重合性基を有する基が好ましく、具体的には、前記Ｒ１１〜Ｒ１３で表される置換基が挙げられる。好ましくは、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアルコキシカルボニル基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいアシルアミノ基、置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよいアルコキシカルボニルアミノ基、置換基を有していてもよいスルホニルアミノ基、置換基を有していてもよいスルファモイル基、置換基を有していてもよいカルバモイル基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいスルホニル基、置換基を有していてもよいウレイド基、ニトロ基、ヒドロキシ基、シアノ基、ハロゲン原子等が挙げられる。
該フェニル基または該ナフチル基が有していてもよい置換基としては、アゾ化合物の溶解性を高めるために導入される基、色素としての色調を調節するために導入される電子供与性や電子吸引性を有する基、または配向を固定化するために導入される重合性基を有する基が好ましく、具体的には、前記Ｒ１１〜Ｒ１３で表される置換基が挙げられる。好ましくは、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアルコキシカルボニル基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいアシルアミノ基、置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよいアルコキシカルボニルアミノ基、置換基を有していてもよいスルホニルアミノ基、置換基を有していてもよいスルファモイル基、置換基を有していてもよいカルバモイル基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいスルホニル基、置換基を有していてもよいウレイド基、ニトロ基、ヒドロキシ基、シアノ基、ハロゲン原子等が挙げられる。
アルキル基は、好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２である。該アルキル基に置換していてもよい基としては、アルコキシ基、アシルオキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子などが挙げられる。
該アルキル基に置換していてもよい基としては、重合性基であることも好ましい。重合性基については一般式（Ｉ）のＡｒ２について説明したと同様であり、好ましいものも同じである。
アルケニル基は、好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１２である。該アルケニル基に置換していてもよい基としては、前記アルキル基に置換していてもよい基としてあげた基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
アルキニル基は、好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１２である。該アルキニル基に置換していてもよい基としては、前記アルキル基に置換していてもよい基としてあげた基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
アリール基は、好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２である。該アリール基に置換していてもよい基としては、前記アルキル基に置換していてもよい基としてあげた基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
アルコキシ基は、好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２である。該アルコキシ基に置換していてもよい基としては、前記アルキル基に置換していてもよい基としてあげた基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
アルコキシカルボニル基は、好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１２である。該アルコキシカルボニル基に置換していてもよい基としては、前記アルキル基に置換していてもよい基としてあげた基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
アシルオキシ基は、好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１２である。該アシルオキシ基に置換していてもよい基としては、前記アルキル基に置換していてもよい基としてあげた基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
アミノ基は、好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは１〜１２である。該アミノ基に置換していてもよい基としては、前記アルキル基に置換していてもよい基としてあげた基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
アシルアミノ基は、好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは１〜１２である。該アシルアミノ基に置換していてもよい基としては、前記アルキル基に置換していてもよい基としてあげた基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
アルコキシカルボニルアミノ基は、好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１２である。該アルコキシカルボニルアミノ基に置換していてもよい基としては、前記アルキル基に置換していてもよい基としてあげた基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
スルホニルアミノ基は、好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２である。該スルホニルアミノ基に置換していてもよい基としては、前記アルキル基に置換していてもよい基としてあげた基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
スルファモイル基は、好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２である。該スルファモイル基に置換していてもよい基としては、前記アルキル基に置換していてもよい基としてあげた基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
カルバモイル基に置換していてもよい基としては、前記アルキル基に置換していてもよい基としてあげた基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
アルキルチオ基は、好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２である。該アルキルチオ基に置換していてもよい基としては、前記アルキル基に置換していてもよい基としてあげた基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
スルホニル基は、好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２である。該スルホニル基に置換していてもよい基としては、前記アルキル基に置換していてもよい基としてあげた基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
ウレイド基は、好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１２である。該ウレイド基に置換していてもよい基としては、前記アルキル基に置換していてもよい基としてあげた基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
該フェニル基または該ナフチル基は、これら置換基を１〜５個有していてもよく、好ましくは１〜２個有していることである。
芳香族複素環基としては、単環または二環性の複素環由来の基が好ましい。芳香族複素環基を構成する炭素以外の原子としては、窒素原子、硫黄原子及び酸素原子が挙げられる。芳香族複素環基が炭素以外の環を構成する原子を複数有する場合、これらは同一であっても異なっていてもよい。芳香族複素環基として具体的には、キノリル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、キノロニル基、ナフタルイミドイル基、下式の複素環由来の基などが挙げられる。
式中、Ｒ３２〜Ｒ３６は、それぞれ独立に水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいフェニル基を表す。該置換基としては、前記アルキル基に置換していてもよい基としてあげた基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
芳香族複素環基としては、キノリル基、またはフタルイミドイル基が好ましい。
Ａｒ１１は、特に好ましくは、置換基を有していてもよいフェニル基である。
Ａｒ１１は、特に好ましくは、置換基を有していてもよいフェニル基である。
Ａｒ１２は、置換基を有していてもよい２価の芳香族炭化水素基または２価の芳香族複素環基を表す。
Ａｒ１２で表される芳香族炭化水素基としては、フェニレン基、ナフチレン基が好ましい。該芳香族炭化水素基が有していてもよい置換基としては、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、ヒドロキシ基、ニトロ基、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよいアシルアミノ基、およびシアノ基等が挙げられる。なお、該置換基を有していてもよいアルキル基、該置換基を有していてもよいアルコキシ基、該置換基を有していてもよいアミノ基、および該置換基を有していてもよいアシルアミノ基の好ましい炭素数、有していてもよい置換基の例は、前記Ａ１がフェニル基またはナフチル基の場合に記載したものと同義であり、その好ましい範囲も同一である。
Ａｒ１２で表される芳香族複素環基としては、単環または二環性の複素環由来の基が好ましい。芳香族複素環基を構成する炭素以外の原子としては、窒素原子、硫黄原子及び酸素原子が挙げられるが、窒素原子が特に好ましい。芳香族複素環基が炭素以外の環を構成する原子を複数有する場合、これらは同一であっても異なっていてもよい。芳香族複素環基として具体的には、ピリジンジイル基、キノリンジイル基、イソキノリンジイル基、ベンゾチアジアゾールジイル基、フタルイミドジイル基等が挙げられる。中でも、キノリンジイル基、イソキノリンジイル基が好ましい。
該芳香族複素環基が有していてもよい置換基としては、メチル基、エチル基等のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基、無置換あるいはメチルアミノ基等のアミノ基、アセチルアミノ基、アシルアミノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、シアノ基、ハロゲン原子等が挙げられる。
該芳香族複素環基が有していてもよい置換基としては、メチル基、エチル基等のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基、無置換あるいはメチルアミノ基等のアミノ基、アセチルアミノ基、アシルアミノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、シアノ基、ハロゲン原子等が挙げられる。
Ａｒ１２は、特に好ましくは、置換基を有していてもよい２価のフェニレン基である。
ｐは、１〜５の整数を表し、好ましくは２〜４の整数を表す。
以下に一般式（IV）で表されるアゾ色素の具体例を挙げるが、本発明はこれに限定されるものではない。
前記一般式（IV）で表されるアゾ色素のうち、特に好ましいものは、下記一般式（Ｖ）で表されるアゾ色素である。
以下、一般式（Ｖ）で表されるアゾ色素について説明する。
以下、一般式（Ｖ）で表されるアゾ色素について説明する。
式中、Ｒ12、Ｒ13およびＲ15はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、Ｒ14は置換基を有していてもよいアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、スルホニルアミノ基、スルファモイル基、カルバモイル基、アルキルチオ基、スルホニル基、またはウレイド基を表し、Ｒ16はアルキル基を表す。ｔは０〜４の整数であり、ｔが２以上の場合は複数あるＲ15が同じでも異なっていてもよい。ｑは１〜３の整数を表す。
Ｒ12、Ｒ13およびＲ15で表される置換基は、前記一般式（IV）におけるＲ１２及びＲ１３として説明した置換基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。Ｒ12、Ｒ13およびＲ15で表される置換基は、特に好ましくはメチル基、エチル基である。Ｒ1６で表されるアルキル基は、最も好ましくはメチル基である。
Ｒ1５で表される置換基は、前記一般式（IV）におけるＡｒ１２で表される基の置換基と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
Ｒ1４で表される置換基を有していてもよいアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、スルホニルアミノ基、スルファモイル基、カルバモイル基、アルキルチオ基、スルホニル基、またはウレイド基は、前記一般式（IV）におけるＡｒ１１で表される基の置換基であるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、スルホニルアミノ基、スルファモイル基、カルバモイル基、アルキルチオ基、スルホニル基、またはウレイド基に同義であり、その好ましい範囲も同一である。Ｒ１４は、好ましくは、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、スルホニルアミノ基、スルファモイル基、カルバモイル基、アルキルチオ基、またはスルホニル基であり、特に好ましくは、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、またはアルキルチオ基であり、最も好ましくは、アルキル基、アリール基、またはアルコキシ基である。
本発明の液晶性組成物は少なくとも２種類の二色性アゾ色素を含有する。各色素の含有比率は、これらを含有する組成物のネマチック相転移温度が摂氏１２０℃以上となるように定められる。該液晶性組成物における二色性アゾ色素の含有率は、それぞれ少なくとも５質量％以上が好ましく、より好ましくは１０質量％以上であり、もっとも好ましくは２０質量％以上である。複数種の二色性アゾ色素どうしの含有比率は、昇温過程におけるネマチック相の発現温度が１５０℃以上３００℃以下である、前記一般式（Ｉ）で表わされる化合物１００質量部に対し、他の化合物が１０〜９００質量部であることが好ましく、２０〜４００質量部であることがさらに好ましい。
このように２種類以上の二色性アゾ色素を含有させることにより、高いネマチック相転移温度を有し、かつ高温における結晶化を抑制した色素組成物を得ることができる。
なお、本発明における昇温過程におけるネマチック相の発現温度は、ＤＳＣ測定装置（セイコーインスツル社製）を用いた熱分析、及び偏光顕微鏡を用いた目視観察により測定することができる。
本発明において二色性色素成分は、前記一般式（Ｉ）〜（Ｖ）で表されるアゾ色素以外のアゾ色素、あるいはアゾ色素以外の色素化合物と併用しても良い。これらの例としては、上記以外のアゾ系色素、シアニン系色素、アゾ金属錯体、フタロシアニン系色素、ピリリウム系色素、チオピリリウム系色素、アズレニウム系色素、スクワリリウム系色素、ナフトキノン系色素、トリフェニルメタン系色素、及びトリアリルメタン系色素等を挙げることが出来る。
本発明の二色性色素組成物における二色性色素の含有量は、７０質量％以上が好ましく、８０〜１００質量％が特に好ましく、９０〜１００質量％が最も好ましい。
このように２種類以上の二色性アゾ色素を含有させることにより、高いネマチック相転移温度を有し、かつ高温における結晶化を抑制した色素組成物を得ることができる。
なお、本発明における昇温過程におけるネマチック相の発現温度は、ＤＳＣ測定装置（セイコーインスツル社製）を用いた熱分析、及び偏光顕微鏡を用いた目視観察により測定することができる。
本発明において二色性色素成分は、前記一般式（Ｉ）〜（Ｖ）で表されるアゾ色素以外のアゾ色素、あるいはアゾ色素以外の色素化合物と併用しても良い。これらの例としては、上記以外のアゾ系色素、シアニン系色素、アゾ金属錯体、フタロシアニン系色素、ピリリウム系色素、チオピリリウム系色素、アズレニウム系色素、スクワリリウム系色素、ナフトキノン系色素、トリフェニルメタン系色素、及びトリアリルメタン系色素等を挙げることが出来る。
本発明の二色性色素組成物における二色性色素の含有量は、７０質量％以上が好ましく、８０〜１００質量％が特に好ましく、９０〜１００質量％が最も好ましい。
本発明の液晶性組成物は、昇温過程におけるネマチック相の発現温度が１５０℃以上３００℃以下である、上記一般式（Ｉ）で表わされる少なくとも一種の化合物と、上記一般式（IV）で表わされる少なくとも一種の化合物とを含有することが好ましい。一般式（Ｉ）で表わされる化合物は、液晶性組成物のネマチック相転移温度を上昇させる働きをする。一方、一般式(IV)で表わされる化合物は、液晶性組成物の配向性を向上させる。配合比率としては、一般式（Ｉ）で表わされる化合物１００質量部に対し、一般式(IV)で表わされる化合物を１０〜９００質量部含有させることが好ましく、２０〜４００質量部がさらに好ましい。
（液晶性組成物の他の添加剤）
本発明の液晶性組成物には、有機溶媒や、任意の添加剤を配合・併用することができる。添加剤の例としては、風ムラ防止剤、ハジキ防止剤、配向膜のチルト角（光吸収異方性膜／配向膜界面での二色性色素の傾斜角）を制御するための添加剤、空気界面のチルト角（光吸収異方性膜／空気界面での二色性色素の傾斜角）を制御するための添加剤、重合開始剤、配向温度を低下させる添加剤（可塑剤）、糖類、防黴、抗菌及び殺菌の少なくともいずれかの機能を有する薬剤等である。以下、各添加剤について説明する。
本発明の液晶性組成物には、有機溶媒や、任意の添加剤を配合・併用することができる。添加剤の例としては、風ムラ防止剤、ハジキ防止剤、配向膜のチルト角（光吸収異方性膜／配向膜界面での二色性色素の傾斜角）を制御するための添加剤、空気界面のチルト角（光吸収異方性膜／空気界面での二色性色素の傾斜角）を制御するための添加剤、重合開始剤、配向温度を低下させる添加剤（可塑剤）、糖類、防黴、抗菌及び殺菌の少なくともいずれかの機能を有する薬剤等である。以下、各添加剤について説明する。
［風ムラ防止剤］
本発明の液晶性組成物からなる塗布液として塗布するときの塗布時の風ムラを防止するための材料としては、一般にフッ素系ポリマーを好適に用いることができる。使用するフッ素系ポリマーとしては、二色性色素のチルト角変化や配向を著しく阻害しない限り、特に制限はない。風ムラ防止剤として使用可能なフッ素ポリマーの例としては、特願２００２−３６４０３４号公報、特願２００３−１２９３５４号公報、特願２００３−３９４９９８号公報、特願２００４−１２１３９号公報に記載がある。二色性色素とフッ素系ポリマーとを併用することによって、ムラを生じることなく表示品位の高い画像を表示することができる。さらに、ハジキなどの塗布性も改善される。二色性色素の配向を阻害しないように、風ムラ防止目的で使用されるフッ素系ポリマーの添加量は、二色性色素に対して一般に０．１〜２質量％の範囲であるのが好ましく、０．１〜１質量％の範囲にあるのがより好ましく、０．４〜１質量％の範囲にあるのがさらに好ましい。
本発明の液晶性組成物からなる塗布液として塗布するときの塗布時の風ムラを防止するための材料としては、一般にフッ素系ポリマーを好適に用いることができる。使用するフッ素系ポリマーとしては、二色性色素のチルト角変化や配向を著しく阻害しない限り、特に制限はない。風ムラ防止剤として使用可能なフッ素ポリマーの例としては、特願２００２−３６４０３４号公報、特願２００３−１２９３５４号公報、特願２００３−３９４９９８号公報、特願２００４−１２１３９号公報に記載がある。二色性色素とフッ素系ポリマーとを併用することによって、ムラを生じることなく表示品位の高い画像を表示することができる。さらに、ハジキなどの塗布性も改善される。二色性色素の配向を阻害しないように、風ムラ防止目的で使用されるフッ素系ポリマーの添加量は、二色性色素に対して一般に０．１〜２質量％の範囲であるのが好ましく、０．１〜１質量％の範囲にあるのがより好ましく、０．４〜１質量％の範囲にあるのがさらに好ましい。
［ハジキ防止剤］
本発明の液晶性組成物の塗布時のハジキを防止するための材料としては、一般に高分子化合物を好適に用いることができる。使用するポリマーとしては、当該二色性色素と相溶性を有し、二色性色素のチルト角変化や配向を著しく阻害しない限り、特に制限はない。ハジキ防止剤として使用可能なポリマーの例としては、特開平８−９５０３０号公報に記載があり、特に好ましい具体的ポリマー例としてはセルロースエステル類を挙げることができる。セルロースエステルの例としては、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、ヒドロキシプロピルセルロースおよびセルロースアセテートブチレートを挙げることができる。二色性色素の配向を阻害しないように、ハジキ防止目的で使用されるポリマーの添加量は、液晶性化合物に対して一般に０．１〜１０質量％の範囲であるのが好ましく、０．１〜８質量％の範囲にあるのがより好ましく、０．１〜５質量％の範囲にあるのがさらに好ましい。
本発明の液晶性組成物の塗布時のハジキを防止するための材料としては、一般に高分子化合物を好適に用いることができる。使用するポリマーとしては、当該二色性色素と相溶性を有し、二色性色素のチルト角変化や配向を著しく阻害しない限り、特に制限はない。ハジキ防止剤として使用可能なポリマーの例としては、特開平８−９５０３０号公報に記載があり、特に好ましい具体的ポリマー例としてはセルロースエステル類を挙げることができる。セルロースエステルの例としては、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、ヒドロキシプロピルセルロースおよびセルロースアセテートブチレートを挙げることができる。二色性色素の配向を阻害しないように、ハジキ防止目的で使用されるポリマーの添加量は、液晶性化合物に対して一般に０．１〜１０質量％の範囲であるのが好ましく、０．１〜８質量％の範囲にあるのがより好ましく、０．１〜５質量％の範囲にあるのがさらに好ましい。
［配向膜チルト角制御剤］
本発明の液晶性組成物には、配向膜のチルト角を制御する添加剤として、分子内に極性基と非極性基の両方を有する化合物を添加することができる。分子内に極性基と非極性基の両方を有する化合物としては、ＰO−ＯＨ、ＰO−ＣＯＯＨ、ＰO−Ｏ−ＰO、ＰO−ＮＨ２、ＰO−ＮＨ−ＰO、ＰO−ＳＨ、ＰO−Ｓ−ＰO、ＰO−ＣＯ−ＰO、ＰO−ＣＯＯ−ＰO、ＰO−ＣＯＮＨ−ＰO、ＰO−ＣＯＮＨＣＯ−ＰO、ＰO−ＳＯ３Ｈ、ＰO−ＳＯ３−ＰO、ＰO−ＳＯ２ＮＨ−ＰO、ＰO−ＳＯ２ＮＨＳＯ２−ＰO、ＰO−Ｃ＝Ｎ−ＰO、ＨＯ−Ｐ（−ＯＰO）２、（ＨＯ−）２ＰＯ−ＯＰO、Ｐ（−ＯＰO）３、ＨＯ−ＰＯ（−ＯＰO）２、（ＨＯ−）２ＰＯ−ＯＰO、ＰＯ（−ＯＰO）３、ＰO−ＮＯ２およびＰO−ＣＮならびにこれらの有機塩が好ましい例として挙げられる。ここで、有機塩としては、上記化合物の有機塩（例えば、アンモニウム塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩等）の他、ピリジニウム塩等も好ましく採用することができる。前記分子内に極性基と非極性基の両方を有する化合物の中でも、ＰO−ＯＨ、ＰO−ＣＯＯＨ、ＰO−Ｏ−ＰO、ＰO−ＮＨ２、ＰO−ＳＯ３Ｈ、ＨＯ−ＰＯ（−ＯＰO）２、（ＨＯ−）２ＰＯ−ＯＰO、ＰＯ（−ＯＰO）３もしくはこれらの有機塩が好ましい。ここで、上記各ＰOは非極性基を表し、ＰOが複数ある場合は、それぞれのＲは同一でも異なっていてもよい。
本発明の液晶性組成物には、配向膜のチルト角を制御する添加剤として、分子内に極性基と非極性基の両方を有する化合物を添加することができる。分子内に極性基と非極性基の両方を有する化合物としては、ＰO−ＯＨ、ＰO−ＣＯＯＨ、ＰO−Ｏ−ＰO、ＰO−ＮＨ２、ＰO−ＮＨ−ＰO、ＰO−ＳＨ、ＰO−Ｓ−ＰO、ＰO−ＣＯ−ＰO、ＰO−ＣＯＯ−ＰO、ＰO−ＣＯＮＨ−ＰO、ＰO−ＣＯＮＨＣＯ−ＰO、ＰO−ＳＯ３Ｈ、ＰO−ＳＯ３−ＰO、ＰO−ＳＯ２ＮＨ−ＰO、ＰO−ＳＯ２ＮＨＳＯ２−ＰO、ＰO−Ｃ＝Ｎ−ＰO、ＨＯ−Ｐ（−ＯＰO）２、（ＨＯ−）２ＰＯ−ＯＰO、Ｐ（−ＯＰO）３、ＨＯ−ＰＯ（−ＯＰO）２、（ＨＯ−）２ＰＯ−ＯＰO、ＰＯ（−ＯＰO）３、ＰO−ＮＯ２およびＰO−ＣＮならびにこれらの有機塩が好ましい例として挙げられる。ここで、有機塩としては、上記化合物の有機塩（例えば、アンモニウム塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩等）の他、ピリジニウム塩等も好ましく採用することができる。前記分子内に極性基と非極性基の両方を有する化合物の中でも、ＰO−ＯＨ、ＰO−ＣＯＯＨ、ＰO−Ｏ−ＰO、ＰO−ＮＨ２、ＰO−ＳＯ３Ｈ、ＨＯ−ＰＯ（−ＯＰO）２、（ＨＯ−）２ＰＯ−ＯＰO、ＰＯ（−ＯＰO）３もしくはこれらの有機塩が好ましい。ここで、上記各ＰOは非極性基を表し、ＰOが複数ある場合は、それぞれのＲは同一でも異なっていてもよい。
ＰOとしては、例えば、アルキル基（好ましくは炭素数１〜３０の直鎖、分岐、環状の置換もしくは無置換のアルキル基）、アルケニル基（好ましくは炭素数１〜３０の直鎖、分岐、環状の置換もしくは無置換のアルケニル基）、アルキニル基（好ましくは炭素数１〜３０の直鎖、分岐、環状の置換もしくは無置換のアルケニル基）、アリール基（好ましくは、炭素数６〜３０の置換もしくは無置換のアリール基）、シリル基（好ましくは、炭素数３〜３０の置換もしくは無置換のシリル基）が例として挙げられる。これらの非極性基はさらに置換基を有していてもよく、置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基（シクロアルキル基、ビシクロアルキル基を含む）、アルケニル基（シクロアルケニル基、ビシクロアルケニル基を含む）、アルキニル基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アミノ基（アニリノ基を含む）、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキルスルホニルアミノ基、アリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、スルファモイル基、スルホ基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、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、カルバモイル基、アリールアゾ基、ヘテロ環アゾ基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、シリル基等が好ましい例として挙げられる。
本発明においては、液晶性組成物からなる塗布液等に配向膜チルト制御剤を添加し、配向膜チルト制御剤の存在下で二色性色素を配向させることで、配向膜側界面における二色性色素のチルト角を調整することができる。配向膜チルト角制御剤の添加量は、一般的には、二色性色素の質量に対して０．０００１質量％〜３０質量％であるのが好ましく、０．００１質量％〜２０質量％であるのがより好ましく、０．００５質量％〜１０質量％であるのがさらに好ましい。本発明では、特開２００６−５８８０１号公報に記載の配向膜チルト制御剤を使用することができる。
［重合開始剤］
二色性色素の配向状態を固定して光吸収異方性膜を形成するのが好ましく、重合反応を利用して二色性色素を固定するのが好ましい。重合反応には、熱重合開始剤を用いる熱重合反応と光重合開始剤を用いる光重合反応とが含まれるが、熱により支持体等が変形、変質するのを防ぐためにも、光重合反応が好ましい。光重合開始剤の例、光重合開始剤の使用量、および重合のための光照射エネルギーの値の各々は特開２００１−９１７４１号公報の段落［００５０］〜［００５１］の記載が本発明に適用できる。
二色性色素の配向状態を固定して光吸収異方性膜を形成するのが好ましく、重合反応を利用して二色性色素を固定するのが好ましい。重合反応には、熱重合開始剤を用いる熱重合反応と光重合開始剤を用いる光重合反応とが含まれるが、熱により支持体等が変形、変質するのを防ぐためにも、光重合反応が好ましい。光重合開始剤の例、光重合開始剤の使用量、および重合のための光照射エネルギーの値の各々は特開２００１−９１７４１号公報の段落［００５０］〜［００５１］の記載が本発明に適用できる。
［重合性モノマー］
二色性色素とともに重合性モノマーを使用してもよい。本発明に使用可能な重合性モノマーとしては、二色性色素と相溶性を有し、二色性色素のチルト角変化や配向阻害を著しく引き起こさない限り、特に限定はない。これらの中では重合活性なエチレン性不飽和基、例えばビニル基、ビニルオキシ基、アクリロイル基およびメタクリロイル基などを有する化合物が好ましく用いられる。上記重合性モノマーの添加量は、二色性色素に対して一般に１〜５０質量％の範囲にあり、５〜３０質量％の範囲にあることが好ましい。また反応性官能基数が２以上のモノマーを用いると、配向膜と光学異方性層間の密着性を高める効果が期待できるため、特に好ましい。
二色性色素とともに重合性モノマーを使用してもよい。本発明に使用可能な重合性モノマーとしては、二色性色素と相溶性を有し、二色性色素のチルト角変化や配向阻害を著しく引き起こさない限り、特に限定はない。これらの中では重合活性なエチレン性不飽和基、例えばビニル基、ビニルオキシ基、アクリロイル基およびメタクリロイル基などを有する化合物が好ましく用いられる。上記重合性モノマーの添加量は、二色性色素に対して一般に１〜５０質量％の範囲にあり、５〜３０質量％の範囲にあることが好ましい。また反応性官能基数が２以上のモノマーを用いると、配向膜と光学異方性層間の密着性を高める効果が期待できるため、特に好ましい。
（光吸収異方性膜）
本発明においては、上記した液晶性組成物からなる塗布液を配向膜表面へ塗布して湿式な状態にある光吸収異方性膜を形成した後、当該異方性膜を例えば減圧処理することにより有機溶媒を蒸発させて乾燥させることにより最終的な光吸収異方性膜を形成することができる。これにより、高い二色比を持つ光吸収異方性膜を構成することができる。
本発明においては、上記した液晶性組成物からなる塗布液を配向膜表面へ塗布して湿式な状態にある光吸収異方性膜を形成した後、当該異方性膜を例えば減圧処理することにより有機溶媒を蒸発させて乾燥させることにより最終的な光吸収異方性膜を形成することができる。これにより、高い二色比を持つ光吸収異方性膜を構成することができる。
当該光吸収異方性膜の用途の一つは、配向膜と当該光吸収異方性膜を有する偏光素子であるが、当該偏光素子は、（１）支持体、または当該支持体上に形成された配向膜をラビング処理する工程と、（２）ラビング処理した支持体または配向膜上に、有機溶媒に溶解した液晶性組成物を塗布する工程と、（３）前記有機溶媒を蒸発させることにより前記液晶性組成物を配向させる工程を含むプロセスにより製造される。
以下、各工程（１）〜（３）にしたがって、説明する。
（１）ラビング処理工程
（支持体、または当該支持体上に形成された配向膜をラビング処理する工程）
上記した支持体または支持体上に配向膜をラビング処理するが、ラビング処理とは、後記詳述するように、当該支持体等の表面を、綿布、脱脂綿等のバフにより一定方向に擦って、その方向に平行な微細な溝を形成する配向処理を行う操作であり、ここに二色性色素を塗布することにより、最終的にその表面に配向状態で当該色素を吸着させる操作である。
（１）ラビング処理工程
（支持体、または当該支持体上に形成された配向膜をラビング処理する工程）
上記した支持体または支持体上に配向膜をラビング処理するが、ラビング処理とは、後記詳述するように、当該支持体等の表面を、綿布、脱脂綿等のバフにより一定方向に擦って、その方向に平行な微細な溝を形成する配向処理を行う操作であり、ここに二色性色素を塗布することにより、最終的にその表面に配向状態で当該色素を吸着させる操作である。
［支持体］
本発明に使用する支持体は透明であっても、着色等により不透明化した支持体であってもよいが、透明な支持体（透明支持体）であるのが好ましく、光透過率が８０％以上であるのが好ましい。ガラスまたは、光学的等方性のポリマーフィルムを用いるのが好ましい。ポリマーの具体例および好ましい態様は、特開２００２−２２９４２号公報の段落番号［００１３］の記載を適用できる。また、従来知られているポリカーボネートやポリスルホンのような複屈折の発現しやすいポリマーであっても国際公開ＷＯ００／２６７０５号公報に記載の分子を修飾することで該発現性を低下させたものを用いることもできる。
本発明に使用する支持体は透明であっても、着色等により不透明化した支持体であってもよいが、透明な支持体（透明支持体）であるのが好ましく、光透過率が８０％以上であるのが好ましい。ガラスまたは、光学的等方性のポリマーフィルムを用いるのが好ましい。ポリマーの具体例および好ましい態様は、特開２００２−２２９４２号公報の段落番号［００１３］の記載を適用できる。また、従来知られているポリカーボネートやポリスルホンのような複屈折の発現しやすいポリマーであっても国際公開ＷＯ００／２６７０５号公報に記載の分子を修飾することで該発現性を低下させたものを用いることもできる。
ポリマーフィルムとしては、酢化度が５５．０〜６２．５％であるセルロースアセテートを使用することが好ましい。特に酢化度が５７．０〜６２．０％であることが好ましい。酢化度、およびその範囲、並びにセルロースアセテートの化学構造は、特開２００２−１９６１４６号公報の段落番号［００２１］の記載を適用できる。セルロースアシレートフィルムを、非塩素系溶媒を用いて製造することについて、発明協会公開技報２００１−１７４５号に詳しく記載されており、そこに記載されたセルロースアシレートフィルムも本発明に好ましく用いることができる。
透明支持体として用いるセルロースエステルフィルムの厚み方向のレターデーション値、および複屈折率の範囲は、特開２００２−１３９６２１号公報の段落番号［００１８］〜［００１９］の記載を適用できる。
透明支持体として用いるポリマーフィルム、特にセルロースアシレートフィルムのレターデーションを調整するために、少なくとも二つの芳香族環を有する芳香族化合物をレターデーション上昇剤として使用することもできる。芳香族化合物の好ましい範囲、および使用量は、特開２００２−１３９６２１号公報の段落番号［００２１］〜［００２３］の記載を適用できる。このようなレターデーション上昇剤については国際公開ＷＯ０１／８８５７４Ａ１号公報、国際公開ＷＯ００／２６１９Ａ１号公報、特開２０００−１１１９１４号公報、同２０００−２７５４３４号公報、特願２００２−７０００９号明細書等に記載されている。
セルロースアシレートフィルムは、調製されたセルロースアシレート溶液（ドープ）から、ソルベントキャスト法によりを製造することが好ましい。ドープには、前記のレターデーション上昇剤を添加することが好ましい。調製したセルロースアシレート溶液（ドープ）を用いて、ドープの２層以上流延によるフィルム化もできる。フィルムの形成は、特開２００２−１３９６２１号公報の段落番号［００３８］〜［００４０］の記載を適用できる。
セルロースアシレートフィルムは、さらに延伸処理によりレターデーションを調整することができる。延伸倍率は、３〜１００％の範囲にあることが好ましい。前記セルロースアシレートフィルムを延伸する場合には、テンター延伸が好ましく使用され、遅相軸を高精度に制御するために、左右のテンタークリップ速度、離脱タイミング等の差をできる限り小さくすることが好ましい。
セルロースエステルフィルムには、機械的物性を改良するため、または乾燥速度を向上するため、可塑剤を添加することができる。可塑剤としては、特開２００２−１３９６２１号公報の段落番号［００４３］の態様、および好ましい範囲が本発明に適用できる。
セルロースエステルフィルムには、劣化防止剤（例、酸化防止剤、過酸化物分解剤、ラジカル禁止剤、金属不活性化剤、酸捕獲剤、アミン）や紫外線防止剤を添加してもよい。劣化防止剤については、特開２００２−１３９６２１号公報の段落番号［００４４］の記載を適用できる。特に好ましい劣化防止剤の例としては、ブチル化ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）を挙げることができる。紫外線防止剤については、特開平７−１１０５６号公報に記載がある。
セルロースアシレートフィルムの表面処理、および固体の表面エネルギーについては、特開２００２−１９６１４６号公報の段落番号［００５１］〜［００５２］の記載を適用できる。
セルロースアシレートフィルムの厚さは、使用目的によって異なるが、通常５〜５００μｍの範囲であり、さらに２０〜２５０μｍの範囲が好ましく、特に３０〜１８０μｍの範囲が最も好ましい。なお、光学用途としては３０〜１１０μｍの範囲が特に好ましい。
［配向膜］
上記支持体上に形成する配向膜は、当該配向膜上に設けられる光吸収異方性膜の二色性色素に所望の配向を付与できるのであれば、どのような層でもよいが、有機化合物（好ましくはポリマー）のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成、あるいはラングミュア・ブロジェット法（ＬＢ膜）による有機化合物（例、ω−トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライド、ステアリル酸メチル）の累積のような手段で、設けることができる。さらに、電場の付与、磁場の付与あるいは光照射により、配向機能が生じる配向膜も知られている。なかでも本発明においては、配向膜のプレチルト角の制御し易さの点から、特にポリマーのラビング処理により形成する配向膜が特に好ましい。ラビング処理は、一般にはポリマー層の表面を、紙や布で一定方向に数回擦ることにより実施することができるが、特に本発明では「液晶便覧」（丸善社発行、平成１２年１０月３０日）に記載されている方法により行うことが好ましい。
配向膜の厚さは、０．０１〜１０μｍであることが好ましく、０．０５〜１μｍであることがさらに好ましい。
上記支持体上に形成する配向膜は、当該配向膜上に設けられる光吸収異方性膜の二色性色素に所望の配向を付与できるのであれば、どのような層でもよいが、有機化合物（好ましくはポリマー）のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成、あるいはラングミュア・ブロジェット法（ＬＢ膜）による有機化合物（例、ω−トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライド、ステアリル酸メチル）の累積のような手段で、設けることができる。さらに、電場の付与、磁場の付与あるいは光照射により、配向機能が生じる配向膜も知られている。なかでも本発明においては、配向膜のプレチルト角の制御し易さの点から、特にポリマーのラビング処理により形成する配向膜が特に好ましい。ラビング処理は、一般にはポリマー層の表面を、紙や布で一定方向に数回擦ることにより実施することができるが、特に本発明では「液晶便覧」（丸善社発行、平成１２年１０月３０日）に記載されている方法により行うことが好ましい。
配向膜の厚さは、０．０１〜１０μｍであることが好ましく、０．０５〜１μｍであることがさらに好ましい。
配向膜に用いられるポリマーとしては、多数の文献に記載があり、多数の市販品を入手することができる。本発明の光学補償フィルム用の配向膜ではポリビニルアルコール及びその誘導体が好ましく用いられる。特に好ましくは、疎水性基が結合している変性ポリビニルアルコールが特に好ましい。配向膜についてはＷＯ０１／８８５７４Ａ１号公報の４３頁２４行〜４９頁８行の記載を参照することができる。
［配向膜のラビング密度］
配向膜のラビング密度を変える方法としては、「液晶便覧」（丸善社発行、平成１２年１０月３０日）に記載されている方法を用いることができる。ラビング密度（Ｌ）は、下記式（Ａ）で定量化されている。
配向膜のラビング密度を変える方法としては、「液晶便覧」（丸善社発行、平成１２年１０月３０日）に記載されている方法を用いることができる。ラビング密度（Ｌ）は、下記式（Ａ）で定量化されている。
式（Ａ） Ｌ＝Ｎｌ（１＋２πｒｎ／６０ｖ）
式（Ａ）中、Ｎはラビング回数、ｌはラビングローラーの接触長、ｒはローラーの半径、ｎはローラーの回転数（ｒｐｍ）、ｖはステージ移動速度（秒速）である。
ラビング密度を高くするためには、ラビング回数を増やす、ラビングローラーの接触長を長く、ローラーの半径を大きく、ローラーの回転数を大きく、ステージ移動速度を遅くすればよく、一方、ラビング密度を低くするためには、この逆にすればよい。
ラビング密度と配向膜のプレチルト角との間には、ラビング密度を高くするとプレチルト角は小さくなり、ラビング密度を低くするとプレチルト角は大きくなる関係がある。
ラビング密度を高くするためには、ラビング回数を増やす、ラビングローラーの接触長を長く、ローラーの半径を大きく、ローラーの回転数を大きく、ステージ移動速度を遅くすればよく、一方、ラビング密度を低くするためには、この逆にすればよい。
ラビング密度と配向膜のプレチルト角との間には、ラビング密度を高くするとプレチルト角は小さくなり、ラビング密度を低くするとプレチルト角は大きくなる関係がある。
（２）塗布工程
（ラビング処理した支持体または配向膜上に、有機溶媒に溶解した液晶性組成物の塗布液を塗布する工程）
上記ラビング処理した支持体または配向膜上に、有機溶媒に溶解した液晶性組成物の塗布液を塗布する工程である。
（ラビング処理した支持体または配向膜上に、有機溶媒に溶解した液晶性組成物の塗布液を塗布する工程）
上記ラビング処理した支持体または配向膜上に、有機溶媒に溶解した液晶性組成物の塗布液を塗布する工程である。
［塗布溶剤］
本発明の光吸収異方性膜は、本発明の液晶性組成物の塗布液を用いて形成する。塗布液の調製に使用する溶媒としては、有機溶媒が好ましい。有機溶媒の例には、アミド（例、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）、スルホキシド（例、ジメチルスルホキシド）、ヘテロ環化合物（例、ピリジン）、炭化水素（例、ベンゼン、ヘキサン）、アルキルハライド（例、クロロホルム、ジクロロメタン）、エステル（例、酢酸メチル、酢酸ブチル）、ケトン（例、アセトン、メチルエチルケトン）、エーテル（例、テトラヒドロフラン、１，２−ジメトキシエタン）が含まれる。アルキルハライドおよびケトンが好ましい。２種類以上の有機溶媒を併用してもよい。
本発明の光吸収異方性膜は、本発明の液晶性組成物の塗布液を用いて形成する。塗布液の調製に使用する溶媒としては、有機溶媒が好ましい。有機溶媒の例には、アミド（例、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）、スルホキシド（例、ジメチルスルホキシド）、ヘテロ環化合物（例、ピリジン）、炭化水素（例、ベンゼン、ヘキサン）、アルキルハライド（例、クロロホルム、ジクロロメタン）、エステル（例、酢酸メチル、酢酸ブチル）、ケトン（例、アセトン、メチルエチルケトン）、エーテル（例、テトラヒドロフラン、１，２−ジメトキシエタン）が含まれる。アルキルハライドおよびケトンが好ましい。２種類以上の有機溶媒を併用してもよい。
［塗布方式］
液晶性組成物塗布液の配向膜表面への塗布は、通常の方法（例えば、ワイヤバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法、インクジェット法）により実施できる。また、液晶性組成物塗布液における液晶性組成物の含有量は１〜２０質量％が好ましく、１〜１０質量％がより好ましく、１〜５質量％がさらに好ましい。
液晶性組成物塗布液の配向膜表面への塗布は、通常の方法（例えば、ワイヤバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法、インクジェット法）により実施できる。また、液晶性組成物塗布液における液晶性組成物の含有量は１〜２０質量％が好ましく、１〜１０質量％がより好ましく、１〜５質量％がさらに好ましい。
本発明の光吸収異方性膜は、湿式成膜法により形成することが好ましい。本発明における光吸収異方性膜の作製には、本発明の液晶性組成物からなる塗布液を調製後、ガラス板などの各種基材に塗布し、色素を配向、積層して得る方法など公知の方法が採用される。
具体的に、湿式成膜法としては、原崎勇次著「コーティング工学」株式会社朝倉書店、１９７１年３月２０日発行、２５３頁から２７７頁や市村國宏監修「分子協調材料の創製と応用」株式会社シーエムシー出版、１９９８年３月３日発行、１１８頁から１４９頁などに記載の公知の方法や、例えば、あらかじめ配向処理を施した基材上に、スピンコート法、スプレーコート法、バーコート法、ロールコート法、ブレードコート法、フリースパンコート法、ダイコート法、インクジェット法などで塗布することが挙げられる。
具体的に、湿式成膜法としては、原崎勇次著「コーティング工学」株式会社朝倉書店、１９７１年３月２０日発行、２５３頁から２７７頁や市村國宏監修「分子協調材料の創製と応用」株式会社シーエムシー出版、１９９８年３月３日発行、１１８頁から１４９頁などに記載の公知の方法や、例えば、あらかじめ配向処理を施した基材上に、スピンコート法、スプレーコート法、バーコート法、ロールコート法、ブレードコート法、フリースパンコート法、ダイコート法、インクジェット法などで塗布することが挙げられる。
塗布時の温度は、好ましくは０℃以上、８０℃以下、湿度は好ましくは１０％ＲＨ以上、８０％ＲＨ以下程度である。
また、湿式製膜法で色素膜を塗布するときには、支持体等の基材を加温してもよいし冷却してもよい。このときの基材の温度は、好ましくは１０℃以上６０℃以下である。上限を上回ると、以下詳述する減圧乾燥を行う前に配向が乱れて乾燥する恐れがあり、下限を下回ると基材表面に水滴が付き塗布の障害になる恐れがある。湿式製膜法により塗布した色素膜を減圧乾燥するときに基材の加温を行ってもよい。このときの基材の温度は、好ましくは６０℃以下である。上限を上回ると減圧乾燥を行う前に配向が乱れて乾燥する恐れがある。
なお、本発明の光吸収異方性膜をＬＣＤやＯＬＥＤなどの各種の表示素子に偏光フィルター等として用いる場合には、これらの表示素子を構成する電極基板などに直接色素膜を形成したり、色素膜を形成した基材をこれら表示素子の構成部材に用いることができる。
また本発明においては、一方向に配向処理された基材上に、前記基材上の配向処理方向に対して平行でない角度で本発明の二色性液晶性組成物を塗布して、光吸収性異方性膜を形成することができる。さらに、基材の縦または横方向と略一致する方向に本発明の液晶性組成物を塗布することがより好ましい。これにより、光学的な欠陥がなく高い二色比を持つ光吸収異方性膜を提供することもできる。また、液晶性組成物の塗布後、必要な偏光角度を持たせるために基材を切り出す必要がなく、生産性が高い。
前記の、本発明の液晶性組成物の好ましい塗布方法については、例えば、特開２００７−１２７８９７等に記載されている。
また本発明においては、一方向に配向処理された基材上に、前記基材上の配向処理方向に対して平行でない角度で本発明の二色性液晶性組成物を塗布して、光吸収性異方性膜を形成することができる。さらに、基材の縦または横方向と略一致する方向に本発明の液晶性組成物を塗布することがより好ましい。これにより、光学的な欠陥がなく高い二色比を持つ光吸収異方性膜を提供することもできる。また、液晶性組成物の塗布後、必要な偏光角度を持たせるために基材を切り出す必要がなく、生産性が高い。
前記の、本発明の液晶性組成物の好ましい塗布方法については、例えば、特開２００７−１２７８９７等に記載されている。
（３）乾燥、配向工程
（前記有機溶媒を蒸発させることにより前記液晶性組成物を配向させる工程）
塗布に引き続いて行われる、前記有機溶媒溶液の塗膜から、当該有機溶を蒸発させることにより前記液晶性組成物を配向させる工程である。この場合、乾燥温度としては、好ましくは室温において自然乾燥することであり、塗布により形成された当該色素の配向状態を乱さない（熱緩和等を避ける）ようにするが好ましい。なお、さらに好ましくは減圧処理において、溶媒を蒸発させ、より低温で乾燥することが好ましい。
（前記有機溶媒を蒸発させることにより前記液晶性組成物を配向させる工程）
塗布に引き続いて行われる、前記有機溶媒溶液の塗膜から、当該有機溶を蒸発させることにより前記液晶性組成物を配向させる工程である。この場合、乾燥温度としては、好ましくは室温において自然乾燥することであり、塗布により形成された当該色素の配向状態を乱さない（熱緩和等を避ける）ようにするが好ましい。なお、さらに好ましくは減圧処理において、溶媒を蒸発させ、より低温で乾燥することが好ましい。
ここでいう減圧処理とは、塗膜（光吸収異方性膜）を減圧条件下におき、溶媒を蒸発除去することを言う。このとき、光吸収異方性膜を有する基材は高部から底部に流れないよう、水平にしておくことが好ましい。
塗布後、光吸収異方性膜の減圧処理を始めるまでの時間は、短ければ短いほどよく、好ましくは１秒以上３０秒以内である。
減圧処理の方法としては、例えば以下の様な方法が挙げられる。塗布液を基材上に塗布し得られた光吸収異方性膜を、減圧処理装置に入れて減圧処理する。例えば特開２００６−２０１７５９の図９や図１０のような減圧処理装置を使用することができる。減圧処理装置の詳細については、特開２００４−１６９９７５号公報に記載されている。
塗布後、光吸収異方性膜の減圧処理を始めるまでの時間は、短ければ短いほどよく、好ましくは１秒以上３０秒以内である。
減圧処理の方法としては、例えば以下の様な方法が挙げられる。塗布液を基材上に塗布し得られた光吸収異方性膜を、減圧処理装置に入れて減圧処理する。例えば特開２００６−２０１７５９の図９や図１０のような減圧処理装置を使用することができる。減圧処理装置の詳細については、特開２００４−１６９９７５号公報に記載されている。
減圧処理の条件としては、色素膜の存在する系内の圧力が、好ましくは２×１０４Ｐａ以下、さらに好ましくは１×１０４Ｐａ以下、特に好ましくは１×１０３Ｐａ以下である。また、好ましくは１Ｐａ以上、更に好ましくは１×１０１Ｐａ以上である。通常、系内が最終的に到達する圧力が前記の通りであることが好ましい。上限を上回ると乾燥できず配向が乱れる恐れがあり、下限を下回ると乾燥が急速過ぎて欠陥が発生する恐れがある。
また、減圧処理時間は、好ましくは５秒以上１８０秒以内である。上限を上回ると配向緩和前に急速に色素膜を乾燥できず配向が乱れる恐れがあり、下限を下回ると乾燥できず配向が乱れる恐れがある。
また、減圧処理時間は、好ましくは５秒以上１８０秒以内である。上限を上回ると配向緩和前に急速に色素膜を乾燥できず配向が乱れる恐れがあり、下限を下回ると乾燥できず配向が乱れる恐れがある。
また、減圧処理する際の系内の温度は、好ましくは１０℃以上６０℃以下である。上限を上回ると乾燥時に対流が起こり塗布膜に不均一性の発生の恐れがあり、下限を下回ると乾燥できず配向が乱れる恐れがある。
乾燥後の光吸収異方性膜の厚さは、０．０１〜２μｍであることが好ましく、０．０５〜２μｍであることがさらに好ましく、０．１〜２μｍであることが最も好ましい。
以上のようにして得られる配向した二色性色素を含んでなる色素膜は、光吸収の異方性を有する異方性色素膜であって、偏光膜としての機能を有する素子（偏光素子）を形成することができる。
この場合、形成された異方性色素膜そのものを偏光素子としてもよく、さらに保護層、粘着層、反射防止層を形成してもよい。
また、上記異方性色素膜を使用して液晶素子を形成するには、上記した（１）〜（４）の工程において、支持体（基板）にＩＴＯ等の透明電極を形成しておき、当該電極上に異方性色素膜（偏光膜）を形成すればよい。なお、この場合、色素膜と接触する透明電極上にポリイミドやポリビニルアルコール等を塗布後、ラビング処理して平行配向した後、上記塗布等の工程を行えばよい。
この場合、形成された異方性色素膜そのものを偏光素子としてもよく、さらに保護層、粘着層、反射防止層を形成してもよい。
また、上記異方性色素膜を使用して液晶素子を形成するには、上記した（１）〜（４）の工程において、支持体（基板）にＩＴＯ等の透明電極を形成しておき、当該電極上に異方性色素膜（偏光膜）を形成すればよい。なお、この場合、色素膜と接触する透明電極上にポリイミドやポリビニルアルコール等を塗布後、ラビング処理して平行配向した後、上記塗布等の工程を行えばよい。
（光吸収異方性膜の特性）
また、本発明の液晶性組成物を含んでなる塗布液を配向膜上に適用すると、二色性色素は配向膜との界面では配向膜のチルト角で配向し、空気との界面では空気界面のチルト角で配向する。本発明の液晶性組成物塗布液を配向膜の表面に塗布後、二色性色素を均一配向（モノドメイン配向）させることで、水平配向を実現することができる。
二色性色素を水平配向させ、且つその配向状態に固定することによって形成された光吸収異方性膜は、偏光素子として利用することができる。
また、本発明の液晶性組成物を含んでなる塗布液を配向膜上に適用すると、二色性色素は配向膜との界面では配向膜のチルト角で配向し、空気との界面では空気界面のチルト角で配向する。本発明の液晶性組成物塗布液を配向膜の表面に塗布後、二色性色素を均一配向（モノドメイン配向）させることで、水平配向を実現することができる。
二色性色素を水平配向させ、且つその配向状態に固定することによって形成された光吸収異方性膜は、偏光素子として利用することができる。
［チルト角］
本発明において、チルト角とは、二色性色素の分子の長軸方向と界面（配向膜界面あるいは空気界面）のなす角度を指す。配向膜側のチルト角を有る程度小さくし水平配向させることにより偏光素子として好ましい光学性能がより効果的に得られる。したがって、偏光性能の観点から、好ましい配向膜側のチルト角は０°〜１０°、さらに好ましくは０°〜５°、特に好ましいのは０°〜２°、最も好ましくは０°〜１°である。また、好ましい空気界面側のチルト角は０°〜１０°、さらに好ましくは０〜５°、特に好ましいのは０〜２°である。
本発明において、チルト角とは、二色性色素の分子の長軸方向と界面（配向膜界面あるいは空気界面）のなす角度を指す。配向膜側のチルト角を有る程度小さくし水平配向させることにより偏光素子として好ましい光学性能がより効果的に得られる。したがって、偏光性能の観点から、好ましい配向膜側のチルト角は０°〜１０°、さらに好ましくは０°〜５°、特に好ましいのは０°〜２°、最も好ましくは０°〜１°である。また、好ましい空気界面側のチルト角は０°〜１０°、さらに好ましくは０〜５°、特に好ましいのは０〜２°である。
一般的に、空気界面側の二色性色素のチルト角は、所望により添加される他の化合物（例えば、特開２００５−９９２４８号公報、特開２００５−１３４８８４号公報、特開２００６−１２６７６８号公報、特開２００６−２６７１８３号公報記載の水平配向化剤など）を選択することにより調整することができ、本発明の光吸収異方性膜を適用する液晶表示装置の偏光素子として、好ましい水平配向状態を実現することができる。
また、配向膜側の二色性色素のチルト角は、前記した方法（配向膜チルト角制御剤等）により制御することができる。
また、配向膜側の二色性色素のチルト角は、前記した方法（配向膜チルト角制御剤等）により制御することができる。
（光吸収異方性膜の用途）
かくして形成された本発明の光吸収異方性膜は、光吸収の異方性を利用し直線偏光、円偏光、楕円偏光等を得る偏光膜として機能する他、膜形成プロセスと基材や色素を含有する組成物の選択により、屈折異方性や伝導異方性などの各種異方性膜として機能化が可能となり、様々な種類の、多様な用途に使用可能な偏光素子とすることができる。
かくして形成された本発明の光吸収異方性膜は、光吸収の異方性を利用し直線偏光、円偏光、楕円偏光等を得る偏光膜として機能する他、膜形成プロセスと基材や色素を含有する組成物の選択により、屈折異方性や伝導異方性などの各種異方性膜として機能化が可能となり、様々な種類の、多様な用途に使用可能な偏光素子とすることができる。
本発明の光吸収異方性膜を基材上に形成し偏光素子として使用する場合、形成された光吸収異方性膜そのものを使用してもよく、また上記の様な保護層のほか、粘着層或いは反射防止層、配向膜、位相差フィルムとしての機能、輝度向上フィルムとしての機能、反射フィルムとしての機能、半透過反射フィルムとしての機能、拡散フィルムとしての機能、光学補償フィルムとしての機能などの光学機能をもつ層など、様々な機能をもつ層を湿式成膜法などにより積層形成し、積層体として使用してもよい。
これら光学機能を有する層は、例えば以下の様な方法により形成することが出来る。
これら光学機能を有する層は、例えば以下の様な方法により形成することが出来る。
位相差フィルムとしての機能を有する層は、例えば、特許第２８４１３７７号公報、特許第３０９４１１３号公報などに記載の延伸処理を施したり、特許第３１６８８５０号公報などに記載された処理を施したりすることによって形成することができる。
また、輝度向上フィルムとしての機能を有する層は、例えば特開２００２−１６９０２５号公報や特開２００３−２９０３０号公報に記載されているような方法で微細孔を形成すること、或いは、選択反射の中心波長が異なる２層以上のコレステリック液晶層を重畳することにより形成することができる。
反射フィルム又は半透過反射フィルムとしての機能を有する層は、蒸着やスパッタリングなどで得られた金属薄膜を用いて形成することができる。
拡散フィルムとしての機能を有する層は、上記の保護層に微粒子を含む樹脂溶液をコーティングすることにより、形成することができる。
また、位相差フィルムや光学補償フィルムとしての機能を有する層は、ディスコティック液晶性化合物などの液晶性化合物をコーティングして配向させることにより形成することができる。
本発明の液晶表示装置は、前記の液晶性組成物を用いて製造された光吸収異方性膜、偏光素子などを有し、その液晶性を利用しているものであれば特に限定されないが、具体的には例えば液晶プロジェクター、カーナビゲーションなどが挙げられる。
拡散フィルムとしての機能を有する層は、上記の保護層に微粒子を含む樹脂溶液をコーティングすることにより、形成することができる。
また、位相差フィルムや光学補償フィルムとしての機能を有する層は、ディスコティック液晶性化合物などの液晶性化合物をコーティングして配向させることにより形成することができる。
本発明の液晶表示装置は、前記の液晶性組成物を用いて製造された光吸収異方性膜、偏光素子などを有し、その液晶性を利用しているものであれば特に限定されないが、具体的には例えば液晶プロジェクター、カーナビゲーションなどが挙げられる。
以下、本発明を実施例に基づき更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
なお、以下の実施例中、光吸収異方性膜の光学特性、及び相転移温度に関する測定は下記の通り実施した。
＜二色比＞
二色比は、ヨウ素系偏光素子を入射光学系に配した分光光度計で光吸収異方性膜の吸光度を測定した後、次式により計算した。
二色比（Ｄ）＝Ａｚ／Ａｙ
Ａｚ：光吸収異方性膜の吸収軸方向の偏光に対する吸光度
Ａｙ：光吸収異方性膜の偏光軸方向の偏光に対する吸光度
＜相転移温度＞
昇温過程におけるネマチック相の発現温度は、液晶組成物の温度を結晶相温度(−５０℃程度)から徐々に上げていき、当該液晶組成物が結晶相からネマチック相へと転移する温度を熱分析によって計測することにより、測定した。この熱分析にはＤＳＣ測定装置（セイコーインスツル社製）を使用した。また、結晶相からネマチック相への相転移か否かは、当該相転移における吸熱量の大きさと、偏光顕微鏡を用いた目視観察により決定した。昇温過程におけるネマチック相からアイソトロピック相への発現温度についても同様にして測定した。
なお、以下の実施例中、光吸収異方性膜の光学特性、及び相転移温度に関する測定は下記の通り実施した。
＜二色比＞
二色比は、ヨウ素系偏光素子を入射光学系に配した分光光度計で光吸収異方性膜の吸光度を測定した後、次式により計算した。
二色比（Ｄ）＝Ａｚ／Ａｙ
Ａｚ：光吸収異方性膜の吸収軸方向の偏光に対する吸光度
Ａｙ：光吸収異方性膜の偏光軸方向の偏光に対する吸光度
＜相転移温度＞
昇温過程におけるネマチック相の発現温度は、液晶組成物の温度を結晶相温度(−５０℃程度)から徐々に上げていき、当該液晶組成物が結晶相からネマチック相へと転移する温度を熱分析によって計測することにより、測定した。この熱分析にはＤＳＣ測定装置（セイコーインスツル社製）を使用した。また、結晶相からネマチック相への相転移か否かは、当該相転移における吸熱量の大きさと、偏光顕微鏡を用いた目視観察により決定した。昇温過程におけるネマチック相からアイソトロピック相への発現温度についても同様にして測定した。
（実施例１）
クロロホルム９８質量部にアゾ色素Ｎｏ．（Ａ−５）（ネマチック相転移温度２３５℃）を１．６質量部、アゾ色素Ｎｏ．（Ｂ−16）（ネマチック相転移温度１３７℃）を０．４質量部加え、撹拌溶解後濾過して二色性色素組成物塗布液を得た。次に、ガラス基板上に形成しラビングした配向膜上に、前記塗布液を塗布し、この後、室温でクロロホルム自然乾燥した。配向膜としては、下記ポリビニルアルコールを使用した。
クロロホルム９８質量部にアゾ色素Ｎｏ．（Ａ−５）（ネマチック相転移温度２３５℃）を１．６質量部、アゾ色素Ｎｏ．（Ｂ−16）（ネマチック相転移温度１３７℃）を０．４質量部加え、撹拌溶解後濾過して二色性色素組成物塗布液を得た。次に、ガラス基板上に形成しラビングした配向膜上に、前記塗布液を塗布し、この後、室温でクロロホルム自然乾燥した。配向膜としては、下記ポリビニルアルコールを使用した。
得られた光吸収異方性膜における色素膜面内の吸収軸方向に振動面を有する偏光に対する吸光度（Ａｚ）、および色素膜面内の偏光軸方向に振動面を有する偏光に対する吸光度（Ａｙ）とから求めた二色比（Ｄ）および相転移温度を表１に示す。相転移温度はガラス基板に前記塗布液を塗布し、この後、室温でクロロホルム自然乾燥したものを用い、光学顕微鏡による相変化の様子により決定した。その後、該光吸収異方性膜を140℃に加熱し、２時間放置した後に再び二色比を測定した。その結果を表１に示す。
（実施例２）
実施例１に記載のＡ−５を１．２質量部、Ｂ−16を０．８質量部に変更した以外、実施例1と同様に光吸収異方性膜を作製した。
得られた光吸収異方性膜における色素膜面内の吸収軸方向に振動面を有する偏光に対する吸光度（Ａｚ）、および色素膜面内の偏光軸方向に振動面を有する偏光に対する吸光度（Ａｙ）とから求めた二色比（Ｄ）、相転移温度および140℃に加熱し２時間放置した後の二色比を表１に示す。
実施例１に記載のＡ−５を１．２質量部、Ｂ−16を０．８質量部に変更した以外、実施例1と同様に光吸収異方性膜を作製した。
得られた光吸収異方性膜における色素膜面内の吸収軸方向に振動面を有する偏光に対する吸光度（Ａｚ）、および色素膜面内の偏光軸方向に振動面を有する偏光に対する吸光度（Ａｙ）とから求めた二色比（Ｄ）、相転移温度および140℃に加熱し２時間放置した後の二色比を表１に示す。
（実施例３）
実施例１に記載のＡ−５を０．８質量部、Ｂ−16を１．２質量部に変更した以外、実施例1と同様に光吸収異方性膜を作製した。
得られた光吸収異方性膜における色素膜面内の吸収軸方向に振動面を有する偏光に対する吸光度（Ａｚ）、および色素膜面内の偏光軸方向に振動面を有する偏光に対する吸光度（Ａｙ）とから求めた二色比（Ｄ）、相転移温度および140℃に加熱し２時間放置した後の二色比を表１に示す。
実施例１に記載のＡ−５を０．８質量部、Ｂ−16を１．２質量部に変更した以外、実施例1と同様に光吸収異方性膜を作製した。
得られた光吸収異方性膜における色素膜面内の吸収軸方向に振動面を有する偏光に対する吸光度（Ａｚ）、および色素膜面内の偏光軸方向に振動面を有する偏光に対する吸光度（Ａｙ）とから求めた二色比（Ｄ）、相転移温度および140℃に加熱し２時間放置した後の二色比を表１に示す。
（実施例４）
実施例１に記載のＡ−５を０．４質量部、Ｂ−16を１．６質量部に変更した以外、実施例1と同様に光吸収異方性膜を作製した。
得られた光吸収異方性膜における色素膜面内の吸収軸方向に振動面を有する偏光に対する吸光度（Ａｚ）、および色素膜面内の偏光軸方向に振動面を有する偏光に対する吸光度（Ａｙ）とから求めた二色比（Ｄ）、相転移温度および140℃に加熱し２時間放置した後の二色比を表１に示す。
実施例１に記載のＡ−５を０．４質量部、Ｂ−16を１．６質量部に変更した以外、実施例1と同様に光吸収異方性膜を作製した。
得られた光吸収異方性膜における色素膜面内の吸収軸方向に振動面を有する偏光に対する吸光度（Ａｚ）、および色素膜面内の偏光軸方向に振動面を有する偏光に対する吸光度（Ａｙ）とから求めた二色比（Ｄ）、相転移温度および140℃に加熱し２時間放置した後の二色比を表１に示す。
（実施例５）
アゾ色素としてＡ−１を０．８質量部（ネマチック相転移温度２４０℃）、Ａ−５を１．２質量部に変更した以外、実施例1と同様に光吸収異方性膜を作製した。
得られた光吸収異方性膜における色素膜面内の吸収軸方向に振動面を有する偏光に対する吸光度（Ａｚ）、および色素膜面内の偏光軸方向に振動面を有する偏光に対する吸光度（Ａｙ）とから求めた二色比（Ｄ）、相転移温度および140℃に加熱し２時間放置した後の二色比を表１に示す。
アゾ色素としてＡ−１を０．８質量部（ネマチック相転移温度２４０℃）、Ａ−５を１．２質量部に変更した以外、実施例1と同様に光吸収異方性膜を作製した。
得られた光吸収異方性膜における色素膜面内の吸収軸方向に振動面を有する偏光に対する吸光度（Ａｚ）、および色素膜面内の偏光軸方向に振動面を有する偏光に対する吸光度（Ａｙ）とから求めた二色比（Ｄ）、相転移温度および140℃に加熱し２時間放置した後の二色比を表１に示す。
（参考例１）
アゾ色素としてＡ−５のみを２．０質量部用いること以外、実施例1と同様に光吸収異方性膜を作製した。
得られた光吸収異方性膜における色素膜面内の吸収軸方向に振動面を有する偏光に対する吸光度（Ａｚ）、および色素膜面内の偏光軸方向に振動面を有する偏光に対する吸光度（Ａｙ）とから求めた二色比（Ｄ）、相転移温度および140℃に加熱し２時間放置した後の二色比を表１に示す。
アゾ色素としてＡ−５のみを２．０質量部用いること以外、実施例1と同様に光吸収異方性膜を作製した。
得られた光吸収異方性膜における色素膜面内の吸収軸方向に振動面を有する偏光に対する吸光度（Ａｚ）、および色素膜面内の偏光軸方向に振動面を有する偏光に対する吸光度（Ａｙ）とから求めた二色比（Ｄ）、相転移温度および140℃に加熱し２時間放置した後の二色比を表１に示す。
（参考例２）
アゾ色素としてＢ−16のみを２．０質量部用いること以外、実施例1と同様に光吸収異方性膜を作製した。
得られた光吸収異方性膜における色素膜面内の吸収軸方向に振動面を有する偏光に対する吸光度（Ａｚ）、および色素膜面内の偏光軸方向に振動面を有する偏光に対する吸光度（Ａｙ）とから求めた二色比（Ｄ）および相転移温度を表１に示す。
その後、該光吸収異方性膜を140℃に加熱したところ、色素の結晶化が起こり配向が大きく乱れることがわかった。
アゾ色素としてＢ−16のみを２．０質量部用いること以外、実施例1と同様に光吸収異方性膜を作製した。
得られた光吸収異方性膜における色素膜面内の吸収軸方向に振動面を有する偏光に対する吸光度（Ａｚ）、および色素膜面内の偏光軸方向に振動面を有する偏光に対する吸光度（Ａｙ）とから求めた二色比（Ｄ）および相転移温度を表１に示す。
その後、該光吸収異方性膜を140℃に加熱したところ、色素の結晶化が起こり配向が大きく乱れることがわかった。
（参考例３）
アゾ色素としてＢ−46のみを２．０質量部用いること以外、実施例1と同様に光吸収異方性膜を作製した。
得られた光吸収異方性膜における色素膜面内の吸収軸方向に振動面を有する偏光に対する吸光度（Ａｚ）、および色素膜面内の偏光軸方向に振動面を有する偏光に対する吸光度（Ａｙ）とから求めた二色比（Ｄ）および相転移温度を表１に示す。
その後、該光吸収異方性膜を140℃に加熱したところ、色素の結晶化が起こり配向が大きく乱れることがわかった。
アゾ色素としてＢ−46のみを２．０質量部用いること以外、実施例1と同様に光吸収異方性膜を作製した。
得られた光吸収異方性膜における色素膜面内の吸収軸方向に振動面を有する偏光に対する吸光度（Ａｚ）、および色素膜面内の偏光軸方向に振動面を有する偏光に対する吸光度（Ａｙ）とから求めた二色比（Ｄ）および相転移温度を表１に示す。
その後、該光吸収異方性膜を140℃に加熱したところ、色素の結晶化が起こり配向が大きく乱れることがわかった。
（参考例４）
アゾ色素としてＢ−16を０．４質量部、Ｂ−46を１．６質量部に変更した以外、実施例1と同様に光吸収異方性膜を作製した。
得られた光吸収異方性膜における色素膜面内の吸収軸方向に振動面を有する偏光に対する吸光度（Ａｚ）、および色素膜面内の偏光軸方向に振動面を有する偏光に対する吸光度（Ａｙ）とから求めた二色比（Ｄ）および相転移温度を表１に示す。
その後、該光吸収異方性膜を140℃に加熱したところ、色素の結晶化が起こり配向が大きく乱れることがわかった。
アゾ色素としてＢ−16を０．４質量部、Ｂ−46を１．６質量部に変更した以外、実施例1と同様に光吸収異方性膜を作製した。
得られた光吸収異方性膜における色素膜面内の吸収軸方向に振動面を有する偏光に対する吸光度（Ａｚ）、および色素膜面内の偏光軸方向に振動面を有する偏光に対する吸光度（Ａｙ）とから求めた二色比（Ｄ）および相転移温度を表１に示す。
その後、該光吸収異方性膜を140℃に加熱したところ、色素の結晶化が起こり配向が大きく乱れることがわかった。
Dreyer,J.F.，Journalde Physique，1969，4，114.，"Light Polarization From Films of Lyotropic Nematic Liquid Crystals"
Claims (12)
- 昇温過程におけるネマチック相の発現温度が１５０℃以上３００℃以下である、下記一般式（Ｉ）で表される液晶性二色性アゾ色素と、さらに少なくとも１種の液晶性二色性アゾ色素を含む液晶性組成物であって、該組成物の昇温過程におけるネマチック相の発現温度が１２０℃以上であることを特徴とする液晶性組成物。
- 前記一般式（Ｉ）で表される二色性アゾ色素が、下記一般式（II）で表されることを特徴とする請求項１に記載の液晶性組成物。
- 前記一般式（Ｉ）または一般式（II）で表される二色性アゾ色素が、下記一般式（III）で表されることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶性組成物。
- 前記二色性アゾ色素の少なくとも一種が下記一般式（IV）で表される化合物であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶性組成物。
- 前記一般式（IV）で表される二色性アゾ色素において、Ａｒ11が置換基を有していてもよいフェニル基を表し、Ａｒ12が置換基を有していてもよい２価のフェニレン基を表し、ｐが２〜４の整数を表すことを特徴とする、請求項４に記載の液晶性組成物。
- 前記一般式（IV）で表される二色性アゾ色素が、下記一般式（Ｖ）で表されることを特徴とする、請求項４または５に記載の液晶性組成物。
- 昇温過程におけるネマチック相の発現温度が１５０℃以上３００℃以下である、前記一般式（Ｉ）で表される二色性アゾ色素と、前記一般式（IV）で表される二色性アゾ色素とを含有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の液晶性組成物。
- 請求項1〜７のいずれか１項に記載の液晶性組成物から形成された光吸収異方性膜。
- 支持体上に少なくとも配向膜と請求項８に記載の光吸収異方性膜とを有する偏光素子。
- 請求項８に記載の光吸収異方性膜または請求項９に記載の偏光素子を有する液晶表示装置。
- （１）支持体、または該支持体上に形成された配向膜をラビング処理する工程と、（２）ラビング処理した支持体または配向膜上に、有機溶媒に溶解した請求項１〜７のいずれか１項に記載の組成物を塗布する工程と、（３）前記有機溶媒を蒸発させることにより前記組成物を配向させる工程を含む請求項９に記載の偏光素子の製造方法。
- 昇温過程におけるネマチック相の発現温度が１５０℃以上３００℃以下であって下記一般式（Ｉ）で表される液晶性二色性アゾ色素と、さらに少なくとも１種の液晶性二色性アゾ色素とを混合することにより、昇温過程におけるネマチック相の発現温度が１２０℃以上である液晶組成物を得る工程を含む請求項１に記載の液晶組成物の製造方法。
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