JP2010256895A - Method of manufacturing polarizing element, and polarizing element - Google Patents

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裕昭 柳田
Hidekazu Yajima
英一 矢嶋
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide: a polarizing element of a deep color with a transmittance of 20% or less without in-plane distribution of polarization degrees; and a method of manufacturing the polarizing element to efficiently manufacture the polarizing element with simple steps. <P>SOLUTION: The method of manufacturing the polarizing element includes: a process I to form an alignment film 4 by applying alignment coat liquid containing at least alkoxy silane and/or hexalkoxy disiloxane on a substrate 1 dyed to have a luminous transmittance above 75%; a process II to form an alignment layer 5 having monoaxial polishing traces by polishing the alignment film in a monoaxial direction; a process III to form a polarizing layer 6 by aligning and depositing dichromatic dye on the alignment layer; and a process IV to form a protection layer 7 for fixing dye on the polarizing layer. The polarizing element is obtained by the method. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、偏光素子の製造方法に関するものである。さらに詳しくは、偏光度の面内分布のない、濃色の偏光素子及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a polarizing element. More specifically, the present invention relates to a dark polarizing element having no in-plane distribution of the degree of polarization and a method for manufacturing the same.

偏光フィルム(ヨウ素化合物や二色性色素で染色したポリビニルアルコール(PVA)を1軸方向に延伸処理したフィルム)をレンズ基材中に導入固定化し、偏光レンズを作製する技術が知られている(例えば、特許文献1及び2参照)。
しかし、偏光フィルムには、熱膨張・収縮挙動に1軸延伸加工に起因して面内異方性が存在するために、偏光レンズ作製のための加熱工程を経ると、作製されたレンズ基材に異方性を有した内部歪みが発生する。この内部歪みは、いわゆる光弾性効果によって、本来等方的な屈折率を有するレンズ基材に屈折率異方性を発生させる。
この結果、偏光光がレンズに入射したときにこの異方的な内部歪みに応じて偏光光がわずかに回転してしまうため、面内で偏光度の低い部分が生じてしまう。
A technique for producing a polarizing lens by introducing and fixing a polarizing film (a film obtained by stretching polyvinyl alcohol (PVA) dyed with an iodine compound or a dichroic dye in a uniaxial direction) into a lens substrate is known ( For example, see Patent Documents 1 and 2).
However, since the polarizing film has in-plane anisotropy due to the uniaxial stretching process in the thermal expansion / contraction behavior, the lens substrate produced after the heating process for producing the polarizing lens An internal strain having anisotropy occurs. This internal strain causes refractive index anisotropy in the lens substrate having an isotropic refractive index by a so-called photoelastic effect.
As a result, when the polarized light is incident on the lens, the polarized light is slightly rotated according to the anisotropic internal distortion, so that a portion having a low degree of polarization is generated in the plane.

このような偏光度に不均一を有した状態で入射された偏光光を観察すると、レンズ面内に明暗が生じてしまい、偏光レンズとしての機能に障害が生じる。この明暗はしばしば偏光レンズの吸収軸方向に対して平行・直行する十字の形態で観察され、このような内部歪みおよびそれに起因する偏光度の面内分布の明暗の抑制は、レンズ基材製造条件の調整等で改良が進められてきたが、いまだ充分には解決されていない。
特に濃度の高いすなわち透過率の低いレンズの場合、この効果の影響は顕著に観察される。これは、濃度が高い(透過率が低い)方がわずかな透過光量変化を人間が検知しやすいと考えられるからである。
Observing polarized light incident in such a state where the degree of polarization is non-uniform causes light and darkness in the lens surface, which impedes the function of the polarizing lens. This light and darkness is often observed in the form of a cross that is parallel to and orthogonal to the absorption axis direction of the polarizing lens, and the suppression of the light and darkness of the in-plane distribution of the internal distortion and the resulting polarization degree is a condition for manufacturing the lens substrate. Improvements have been promoted through adjustment of the above, but it has not been solved sufficiently.
In particular, in the case of a lens having a high density, that is, a low transmittance, the influence of this effect is noticeable. This is because it is considered that human beings can easily detect a slight change in transmitted light amount when the density is high (transmittance is low).

また、二色性を有し、かつ水溶液状態で液晶相を呈する色素を用いた偏光素子の作製手法が知られている。例えば、透明基材の表面上に偏光層及び保護層を有し、透明基材と偏光層との間に、配列膜として無機中間層を有する偏光素子が提案されている(例えば、特許文献3参照)。無機中間層は酸化シリコン、金属酸化物、あるいはその混合物の組み合わせからなり、真空蒸着によりこれら金属酸化物の蒸着膜が基材表面の配列膜として形成され、二色性色素を配列堆積させて偏光層が形成される。
このような偏光素子は、偏光フィルムを用いた偏光素子と異なり、内部歪みおよびそれに起因する偏光度の面内分布の発生は抑制される。
しかしながら、偏光素子の透過色を調整する手法はいまだ開発されていない。例えば、透過色を調整する手法として、二色性色素の使用量により透過率を調整する手法が考えられるが、使用する色素を一定量以上厚く基材上に堆積固定化することが困難であり、透過率20%程度の濃色を実現するには至っていない。
In addition, a method for manufacturing a polarizing element using a dye having dichroism and exhibiting a liquid crystal phase in an aqueous solution state is known. For example, a polarizing element having a polarizing layer and a protective layer on the surface of a transparent substrate, and having an inorganic intermediate layer as an alignment film between the transparent substrate and the polarizing layer has been proposed (for example, Patent Document 3). reference). The inorganic intermediate layer is made of a combination of silicon oxide, metal oxide, or a mixture of these, and a vapor-deposited film of these metal oxides is formed as an array film on the surface of the substrate by vacuum vapor deposition. A layer is formed.
Such a polarizing element, unlike a polarizing element using a polarizing film, suppresses the occurrence of internal distortion and in-plane distribution of the degree of polarization resulting therefrom.
However, a method for adjusting the transmission color of the polarizing element has not been developed yet. For example, as a method for adjusting the transmission color, a method of adjusting the transmittance according to the amount of dichroic dye used can be considered, but it is difficult to deposit and fix the dye to be used on a substrate thicker than a certain amount. However, a dark color with a transmittance of about 20% has not been realized.

特開2005−99687号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-99687 特開2007−52210号公報JP 2007-52210 A 特表2008−527401号公報Special table 2008-527401

本発明は、このような状況下でなされたものであり、偏光度の面内分布のない、透過率20%以下の濃色の偏光素子、及び該偏光素子を簡略な工程で効率的に製造することができる偏光素子の製造方法を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made under such circumstances, and is a dark-colored polarizing element having a transmittance of 20% or less without in-plane distribution of the degree of polarization, and efficiently manufacturing the polarizing element by a simple process. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a polarizing element that can be used.

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、視感透過率が75%以下に染色された基材を用い、該基材上にアルコキシシラン及び/又はヘキサアルコキシジシロキサンを含有する配列膜コート液を用いて配列層を形成することにより上記課題を解決しうることを見出した。本発明はかかる知見に基づいて完成したものである。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have used a substrate dyed to have a luminous transmittance of 75% or less, and alkoxysilane and / or hexaalkoxy disilane on the substrate. It has been found that the above problem can be solved by forming an alignment layer using an alignment film coating solution containing siloxane. The present invention has been completed based on such findings.

すなわち、本発明は、下記工程I〜工程IVを有する偏光素子の製造方法及び該製造方法により得られてなる偏光素子に関する。
工程I:視感透過率が75%以下に染色された基材を用い、該基材上に、下記一般式(1)で表わされるアルコキシシラン及び/又は下記一般式(2)で表わされるヘキサアルコキシジシロキサン(A)を少なくとも含有する配列膜コート液を付着させて配列膜を製膜する工程
Si(OR1a(R24-a (1)
(R3O)3Si−O−Si(OR43 (2)
(式中、R1、R3及びR4は、それぞれ独立に炭素数1〜5のアルキル基であり、R2は、炭素数1〜10のアルキル基であり。aは3又は4である。)
工程II:工程Iで製膜した配列膜に一軸方向に研磨処理を行い、一軸方向の研磨痕を有する配列層を形成する工程
工程III:工程IIで形成した配列層上に、二色性色素を配列堆積させて偏光層を形成する工程
工程IV:工程IIIで形成した偏光層上に色素を固定するための保護層を形成する工程
That is, the present invention relates to a method for manufacturing a polarizing element having the following steps I to IV and a polarizing element obtained by the manufacturing method.
Step I: Using a base material dyed with a luminous transmittance of 75% or less, an alkoxysilane represented by the following general formula (1) and / or a hexagon represented by the following general formula (2) on the base material Step of depositing an alignment film containing at least an alkoxydisiloxane (A) to form an alignment film Si (OR 1 ) a (R 2 ) 4-a (1)
(R 3 O) 3 Si- O-Si (OR 4) 3 (2)
(Wherein R 1 , R 3 and R 4 are each independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, R 2 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a is 3 or 4. .)
Step II: A step of polishing the alignment film formed in Step I in a uniaxial direction to form an alignment layer having polishing marks in a uniaxial direction Step III: A dichroic dye on the alignment layer formed in Step II Forming a polarizing layer by arranging and depositing layers Step IV: forming a protective layer for fixing a dye on the polarizing layer formed in Step III

本発明によれば偏光度の面内分布のない、透過率20%以下の濃色の偏光素子、及び該偏光素子を簡略な工程で効率的に製造することができる偏光素子の製造方法を提供することができる。   According to the present invention, there are provided a dark-colored polarizing element having no in-plane distribution of polarization degree and a transmittance of 20% or less, and a polarizing element manufacturing method capable of efficiently manufacturing the polarizing element in a simple process. can do.

本発明の偏光素子の作製工程の一例を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows an example of the manufacturing process of the polarizing element of this invention.

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明において得られる偏光素子の構成について、図1(E)を参照しつつ説明する。本発明における偏光素子は、基材1上に配列層5及び偏光層6を有する。偏光層6は、二色性色素を堆積配列して形成され、通常、その上に色素を固定するための保護層7を有する。さらに、本発明における偏光素子は、必要に応じて、図1(E)の例のように基材1上にハードコート層2や密着層3、あるいは保護層7上に撥水膜等の機能性膜8を有していてもよい。偏光素子の好適例としては、例えば、基材1としてレンズ基材を用いる偏光レンズが挙げられる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The structure of the polarizing element obtained in the present invention will be described with reference to FIG. The polarizing element in the present invention has an alignment layer 5 and a polarizing layer 6 on a substrate 1. The polarizing layer 6 is formed by depositing and arranging dichroic dyes, and usually has a protective layer 7 for fixing the dyes thereon. Furthermore, the polarizing element in the present invention has a function such as a water repellent film on the hard coat layer 2, the adhesion layer 3, or the protective layer 7 on the substrate 1 as in the example of FIG. May have a conductive film 8. As a suitable example of a polarizing element, the polarizing lens which uses a lens base material as the base material 1 is mentioned, for example.

本発明における偏光素子の製造方法は、下記工程I〜工程IVを有する。
工程I:視感透過率が75%以下に染色された基材を用い、該基材上に、下記一般式(1)で表わされるアルコキシシラン及び/又は下記一般式(2)で表わされるヘキサアルコキシジシロキサン(A)を少なくとも含有する配列膜コート液を付着させて配列膜を製膜する工程
Si(OR1a(R24-a (1)
(R3O)3Si−O−Si(OR43 (2)
(式中、R1、R3及びR4は、それぞれ独立に炭素数1〜5のアルキル基であり、R2は、炭素数1〜10のアルキル基であり。aは3又は4である。)
工程II:工程Iで製膜した配列膜に一軸方向に研磨処理を行い、一軸方向の研磨痕を有する配列層を形成する工程
工程III:工程IIで形成した配列層上に、二色性色素を配列堆積させて偏光層を形成する工程
工程IV:工程IIIで形成した偏光層上に色素を固定するための保護層を形成する工程
The manufacturing method of the polarizing element in this invention has the following process I-process IV.
Step I: Using a base material dyed with a luminous transmittance of 75% or less, an alkoxysilane represented by the following general formula (1) and / or a hexagon represented by the following general formula (2) on the base material Step of depositing an alignment film containing at least an alkoxydisiloxane (A) to form an alignment film Si (OR 1 ) a (R 2 ) 4-a (1)
(R 3 O) 3 Si- O-Si (OR 4) 3 (2)
(Wherein R 1 , R 3 and R 4 are each independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, R 2 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a is 3 or 4. .)
Step II: A step of polishing the alignment film formed in Step I in a uniaxial direction to form an alignment layer having polishing marks in a uniaxial direction Step III: A dichroic dye on the alignment layer formed in Step II Forming a polarizing layer by arranging and depositing layers Step IV: forming a protective layer for fixing a dye on the polarizing layer formed in Step III

工程Iにおいて、視感透過率が75%以下に染色された基材1を用い、該基材上に、配列膜4を製膜する(図1(A)参照)。   In step I, the substrate 1 dyed with a luminous transmittance of 75% or less is used to form an array film 4 on the substrate (see FIG. 1A).

(基材)
本発明で使用する基材としては、視感透過率が75%以下に染色された基材であり、視感透過率が75%を超える基材を使用する場合には、該基材をあらかじめ所定の色調に染色しておく。前記視感透過率は、本発明の効果を充分に発揮させる観点から、60%以下が好ましく、55%以下がより好ましく、50%以下がさらに好ましい。
基材の染色方法としては、染色するレンズ基材に適用可能な従来公知の方法を採用することができ、例えば、昇華染色法、色素溶液に加温浸漬する方法、レンズ基材に色素等の着色剤を混合しておく方法、着色フィルムをレンズに貼り付け加熱などによって着色をレンズ表面に転写する方法等が挙げられる。この基材にさらに二色性色素からなる偏光層を設けることにより、所望の色調および透過率を得ることができる。
偏光素子の最終的な色調および透過率は、この基材染色濃度、及び偏光層に使用する二色性色素の量で決定される。このため、あらかじめ基材染色時の色調および染色濃度は、偏光層の色調および透過率を勘案して決定することができる。
(Base material)
The base material used in the present invention is a base material dyed with a luminous transmittance of 75% or less. When using a base material with a luminous transmittance of more than 75%, Dye in a predetermined color. The luminous transmittance is preferably 60% or less, more preferably 55% or less, and even more preferably 50% or less, from the viewpoint of sufficiently exerting the effects of the present invention.
As the dyeing method of the base material, a conventionally known method applicable to the lens base material to be dyed can be employed. For example, a sublimation dyeing method, a method of warm immersion in a dye solution, a dye or the like on the lens base material Examples thereof include a method in which a colorant is mixed, a method in which a colored film is attached to a lens, and the color is transferred to the lens surface by heating or the like. A desired color tone and transmittance can be obtained by further providing a polarizing layer comprising a dichroic dye on the substrate.
The final color tone and transmittance of the polarizing element are determined by this substrate dyeing density and the amount of dichroic dye used in the polarizing layer. For this reason, the color tone and dyeing density at the time of substrate dyeing can be determined in consideration of the color tone and transmittance of the polarizing layer.

基材の材質としては、特に限定されないが、プラスチック基材、無機ガラス基材等が挙げられる。プラスチック基材の材質は、例えば、メチルメタクリレート単独重合体、メチルメタクリレートと1種以上の他のモノマーとの共重合体、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート単独重合体、ジエチレングリコールビスアリルカーボネートと1種以上の他のモノマーとの共重合体、イオウ含有共重合体、ハロゲン共重合体、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、不飽和ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリチオウレタン、エピチオ基を有する化合物を材料とする重合体などが挙げられる。
基材の表面形状は、特に限定されないが、平面状、凹面状、又は凸面状等の任意の形状とすることができる。
Although it does not specifically limit as a material of a base material, A plastic base material, an inorganic glass base material, etc. are mentioned. The material of the plastic substrate is, for example, methyl methacrylate homopolymer, copolymer of methyl methacrylate and one or more other monomers, diethylene glycol bisallyl carbonate homopolymer, diethylene glycol bisallyl carbonate and one or more other Copolymers with monomers, sulfur-containing copolymers, halogen copolymers, polycarbonate, polystyrene, polyvinyl chloride, unsaturated polyester, polyethylene terephthalate, polyurethane, polythiourethane, and polymers having epithio groups Etc.
Although the surface shape of a base material is not specifically limited, It can be set as arbitrary shapes, such as planar shape, concave shape, or convex shape.

本発明において、基材上に製膜される配列膜としては、大掛かりな設備を必要とせず、工程を簡略化できる観点から、ゾル−ゲル法により形成される配列膜が好ましい。   In the present invention, the alignment film formed on the substrate is preferably an alignment film formed by a sol-gel method from the viewpoint of not requiring a large facility and simplifying the process.

ゾル−ゲル法では、配列膜コート液を基材上に付着させて配列膜(ゾル−ゲル膜)が形成される。
配列膜コート液としては、下記一般式(1)で表わされるアルコキシシラン及び/又は下記一般式(2)で表わされるヘキサアルコキシジシロキサン(A)を少なくとも含むことが好ましい。前記(A)成分は、水の存在下、加水分解反応が進行し、膜中の連続する骨格構造を形成するとともに、膜硬化性を付与し、さらに偏光層の剥離を抑制するために使用される。
配列膜コート液としては、その他に無機酸化物ゾル、溶媒、硬化触媒等の成分を必要に応じて混合することにより調製することができる。
In the sol-gel method, an alignment film (sol-gel film) is formed by attaching an alignment film coating solution onto a substrate.
The alignment film coating solution preferably contains at least an alkoxysilane represented by the following general formula (1) and / or a hexaalkoxydisiloxane (A) represented by the following general formula (2). The component (A) is used for the hydrolysis reaction to proceed in the presence of water to form a continuous skeleton structure in the film, to impart film curability, and to further suppress the peeling of the polarizing layer. The
The alignment film coating solution can be prepared by mixing other components such as an inorganic oxide sol, a solvent, and a curing catalyst as necessary.

Si(OR1)a(R2)4-a (1)
(R3O)3Si−O−Si(OR4)3 (2)
Si (OR 1 ) a (R 2 ) 4-a (1)
(R 3 O) 3 Si—O—Si (OR 4 ) 3 (2)

ここで、上記一般式(1)におけるR1、及び上記一般式(2)におけるR3〜R4は、それぞれ独立に炭素数1〜5のアルキル基であり、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、シクロペンチル基等が挙げられる。この中で、メチル基、及びエチル基が好ましい。
上記一般式(1)におけるR2は、炭素数1〜10のアルキル基であり、上記で例示した炭素数1〜5のアルキル基、ヘキシル基、へプチル基、オクチル基、及び2−エチルヘキシル基等が挙げられる。この中では、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基が好ましい。上記一般式(1)におけるaは、3又は4である。
Here, R 1 in the general formula (1) and R 3 to R 4 in the general formula (2) are each independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and are linear, branched, or cyclic. For example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, cyclopentyl group and the like can be mentioned. It is done. Among these, a methyl group and an ethyl group are preferable.
R < 2 > in the said General formula (1) is a C1-C10 alkyl group, The C1-C5 alkyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, and 2-ethylhexyl group which were illustrated above. Etc. In this, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group are preferable. A in the general formula (1) is 3 or 4.

一般式(1)で表わされるテトラアルコキシシラン(式中、a=4)としては、例えば、テトラエトキシシラン(TEOS)、テトラメトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシランテトラ−sec−ブトキシシラン、テトラ−tert−ブトキシシラン等が挙げられる。   Examples of the tetraalkoxysilane represented by the general formula (1) (wherein a = 4) include tetraethoxysilane (TEOS), tetramethoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra-n-propoxysilane, and tetra-n. -Butoxysilane tetra-sec-butoxysilane, tetra-tert-butoxysilane and the like.

一般式(1)で表わされるトリアルコキシシラン(式中、a=3)としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリ−n−プロポキシシラン、メチルトリ−n−ブトキシシラン、メチルトリ−sec−ブトキシシラン、メチルトリ−tert−ブトキシシラン等が挙げられる。   Examples of trialkoxysilanes represented by the general formula (1) (wherein a = 3) include, for example, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltriisopropoxysilane, methyltri-n-propoxysilane, and methyltri-n. -Butoxysilane, methyltri-sec-butoxysilane, methyltri-tert-butoxysilane and the like.

一般式(2)で表わされるヘキサアルコキシジシロキサンとしては、特に限定されないが、例えば、ヘキサメトキシジシロキサン、ヘキサエトキシジシロキサン等が挙げられる。   The hexaalkoxydisiloxane represented by the general formula (2) is not particularly limited, and examples thereof include hexamethoxydisiloxane and hexaethoxydisiloxane.

これらの中で、好ましくはテトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、ヘキサエトキシジシロキサン、及びヘキサメトキシジシロキサンであり、より好ましくは、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、さらに好ましくはテトラエトキシシランである。これらは、1種単独でも2種以上を組み合わせても使用することができる。   Among these, tetraethoxysilane, tetramethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, tetraisopropoxysilane, methyltriisopropoxysilane, hexaethoxydisiloxane, and hexamethoxydisiloxane, and more Tetraethoxysilane, tetramethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, and more preferably tetraethoxysilane. These can be used singly or in combination of two or more.

なお、本発明において、(A)成分以外のアルコキシシラン化合物として、例えば、官能基含有アルコキシシランを本発明の効果を阻害しない範囲で(A)成分と併用して使用することもできるが、製造工程における偏光層の剥離を低減する観点から、含有しないことが好ましい。官能基含有アルコキシシランとしては、具体的に、後で保護層に用いられる材料として例示されるグリシドキシ基含有トリアルコキシシラン、エポキシアルキルアルコキシシラン及びアミノ基含有アルコキシシラン等が同様に挙げられる。
本発明において、シラン化合物の中で、一般式(1)で表わされるテトラアルコキシシラン(式中、a=4)を単独あるいは他のシラン化合物より多く用いることが好ましい。
In the present invention, as an alkoxysilane compound other than the component (A), for example, a functional group-containing alkoxysilane can be used in combination with the component (A) as long as the effects of the present invention are not impaired. From the viewpoint of reducing peeling of the polarizing layer in the process, it is preferably not contained. Specific examples of the functional group-containing alkoxysilane include glycidoxy group-containing trialkoxysilanes, epoxyalkylalkoxysilanes, amino group-containing alkoxysilanes, and the like exemplified later as materials used for the protective layer.
In the present invention, it is preferable to use a tetraalkoxysilane represented by the general formula (1) (wherein a = 4) alone or more than other silane compounds among the silane compounds.

本発明に用いる配列膜コート液としては、例えば、上記(A)成分と、無機酸化物ゾルとを含有する混合物等が挙げられるが、中でも、偏光層の剥離を抑える観点から、上記(A)成分と、水(B)及びアルコール類(C)を含有する混合物等が好ましく挙げられる。
配列膜コート液の調製方法は、特に制限されず、所定量の各成分を秤取り充分に攪拌混合することにより行うことができる。なお、各成分の添加順序は特に限定されない。
Examples of the alignment film coating liquid used in the present invention include a mixture containing the above component (A) and an inorganic oxide sol. Among them, from the viewpoint of suppressing the peeling of the polarizing layer, the above (A) Preferred examples include a component, a mixture containing water (B) and alcohols (C).
The method for preparing the alignment film coating solution is not particularly limited, and can be carried out by weighing out a predetermined amount of each component and sufficiently stirring and mixing them. In addition, the addition order of each component is not specifically limited.

無機酸化物ゾルを用いる場合には、無機酸化物としては、Mg、Ca、Sr、Ba、Al、In、Ge、Bi、Fe、Cu、Y、Zr、Ni、Ta、Si及びTi等から選ばれる1種以上の元素からなる酸化物が挙げられる。これらの中で、配列層の硬度を高め、更に偏光層の剥離を抑制し、かつ製造の容易さという観点から、SiO2、TiO2、ZrO2、CeO2、ZnO、SnO2及び酸化インジウムスズ(ITO)が好ましい。この中でも特に化学的安定性及び膜硬度増加効果の両立という観点から、シリカ(SiO2)を用いることが好ましい。無機酸化物は、1種単独でも2種以上を組み合わせても使用することができる。 When the inorganic oxide sol is used, the inorganic oxide is selected from Mg, Ca, Sr, Ba, Al, In, Ge, Bi, Fe, Cu, Y, Zr, Ni, Ta, Si, Ti, and the like. And oxides composed of one or more elements. Among these, from the viewpoint of increasing the hardness of the alignment layer, further suppressing peeling of the polarizing layer, and ease of production, SiO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , CeO 2 , ZnO, SnO 2 and indium tin oxide (ITO) is preferred. Of these, silica (SiO 2 ) is preferably used from the viewpoint of achieving both chemical stability and film hardness increasing effect. Inorganic oxides can be used singly or in combination of two or more.

無機酸化物ゾルは、アルコール等の溶媒に固形分量が好ましくは0.5〜70質量%となるように無機酸化物粒子を分散させたものである。また、膜硬度増加効果及び膜自身のヘイズ(曇り)を発生させないという観点から、無機酸化物粒子の粒径としては1〜100nmであることが好ましい。
(A)成分と無機酸化物ゾル中の固形分とのモル比〔(A)/無機酸化物ゾル(固形分)〕としては、配列層が過度に硬くなることがなく、配列層上に積層される偏光層との密着性が向上させる観点から、好ましくは99.9/0.1〜40/60であり、より好ましくは90/10〜45/55、さらに好ましくは80/20〜50/50、特に好ましくは75/25〜60/40である。
The inorganic oxide sol is obtained by dispersing inorganic oxide particles in a solvent such as alcohol so that the solid content is preferably 0.5 to 70% by mass. Further, from the viewpoint of increasing the film hardness and not causing haze (cloudiness) of the film itself, the particle diameter of the inorganic oxide particles is preferably 1 to 100 nm.
As the molar ratio of the component (A) to the solid content in the inorganic oxide sol [(A) / inorganic oxide sol (solid content)], the alignment layer does not become excessively hard and is laminated on the alignment layer. From the viewpoint of improving the adhesion to the polarizing layer, it is preferably 99.9 / 0.1 to 40/60, more preferably 90/10 to 45/55, still more preferably 80/20 to 50 /. 50, particularly preferably 75/25 to 60/40.

配列膜コート液を前記(A)〜(C)成分を含有する混合物として調製する場合、系に添加される水(B)の使用量は、(A)成分に対して、0.5〜3モル当量の範囲が好ましく、1〜2モル当量の範囲がより好ましい。水の添加量が(A)成分に対して0.5モル当量以上であれば、加水分解反応中にアルコキシ基が残留することなく、プラスチックレンズの使用に耐えうる硬度の膜を形成することができ、3モル当量以下であれば、必要以上に(A)成分同士の重合による膜硬化が起こり、硬化してできるポリシロキサンの一分子が大きくなってしまうことから、膜の構造が粗となり、結果的にプラスチックレンズ用途の膜としての硬さが充分に得られないといった心配がない。
水(B)の添加方法としては、特に制限はなく、加水分解反応を促進させるために、通常添加される酸またはアルカリ触媒の水溶液として添加してもよい。
When preparing the alignment film coating solution as a mixture containing the components (A) to (C), the amount of water (B) added to the system is 0.5 to 3 with respect to the component (A). The range of molar equivalent is preferable, and the range of 1-2 molar equivalent is more preferable. If the amount of water added is 0.5 molar equivalent or more with respect to component (A), a film having a hardness that can withstand the use of a plastic lens can be formed without any alkoxy groups remaining during the hydrolysis reaction. If it is 3 molar equivalents or less, film curing due to polymerization of (A) components occurs more than necessary, and one molecule of polysiloxane formed by curing becomes larger, resulting in a rough film structure. As a result, there is no concern that sufficient hardness as a film for plastic lenses cannot be obtained.
There is no restriction | limiting in particular as the addition method of water (B), In order to accelerate | stimulate a hydrolysis reaction, you may add as the aqueous solution of the acid or alkali catalyst normally added.

アルコール類(C)は、アルコキシシラン及び/又はヘキサアルコキシジシロキサン(A)及び、水(B)に可溶な溶媒として使用される。
アルコール類(C)としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、2−メトキシエタノール、ジアセトンアルコール及び1−メトキシ−2−プロパノール等が挙げられる。この中で、アルコール類に対するシラン類、シロキサン類の溶解度の観点から、メタノール、エタノール、イソプロパノールが好ましい。
アルコール類(C)の使用量は、(A)成分に対して、好ましくは20〜500質量%の範囲、より好ましくは50〜400質量%の範囲である。アルコール類(C)の使用量が、(A)成分に対して20質量%以上であれば、(A)成分を充分に溶解させる力が確保でき、500質量%以下であれば、(A)成分の反応性を保つことが可能である。
なお、本発明の効果が損なわれない範囲で、所望により、溶媒としてジメチルホルムアミドなどのアミド類、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのグリコールエーテル類等を使用することもできる。
The alcohol (C) is used as a solvent soluble in alkoxysilane and / or hexaalkoxydisiloxane (A) and water (B).
Examples of alcohols (C) include methanol, ethanol, isopropanol, butanol, 2-methoxyethanol, diacetone alcohol, and 1-methoxy-2-propanol. Among these, methanol, ethanol, and isopropanol are preferable from the viewpoint of the solubility of silanes and siloxanes in alcohols.
The usage-amount of alcohol (C) becomes like this. Preferably it is the range of 20-500 mass% with respect to (A) component, More preferably, it is the range of 50-400 mass%. If the amount of the alcohol (C) used is 20% by mass or more with respect to the component (A), sufficient force to dissolve the component (A) can be secured, and if it is 500% by mass or less, (A) It is possible to keep the reactivity of the components.
As long as the effect of the present invention is not impaired, amides such as dimethylformamide, glycol ethers such as propylene glycol monomethyl ether, and the like can be used as desired as the solvent.

次に、上記で調製した混合物、好ましくは(A)〜(C)成分を含有する混合物を加熱処理し、ゾル−ゲル法によるアルコキシシラン材料中のアルコキシ基の加水分解、縮重合を経て、配列膜コート液を調製することができる。
加熱処理の温度としては、(A)成分の析出やゲル化が起こらない範囲で加水分解反応を十分に進行させるという観点から、40〜120℃の範囲が好ましく50〜110℃の範囲がより好ましく、70〜100℃の範囲がさらに好ましい。
また、十分な反応速度を得る観点から、できるだけ高い温度を保持して撹拌下加熱処理することが好ましく、このために、加熱処理において、(A)〜(C)成分を含有する混合物を加熱還流することが好ましい。
加熱処理の時間は、好ましくは0.5〜24時間の範囲である。また、上記の加熱温度の範囲内に連続して一定時間保持されるように制御されることが好ましい。長時間高温状態に保つと、(A)成分の析出やゲル化といった問題が起こる。これらの観点から、1〜15時間の範囲がより好ましい。
上記のように調製した配列膜コート液を用いることにより、後の工程において形成される配列層と偏光層との密着性を向上させることが可能となり、偏光層の剥離を効果的に低減することができる。
Next, the mixture prepared above, preferably a mixture containing the components (A) to (C), is subjected to heat treatment, subjected to hydrolysis and polycondensation of alkoxy groups in the alkoxysilane material by a sol-gel method. A film coating solution can be prepared.
The temperature for the heat treatment is preferably in the range of 40 to 120 ° C., more preferably in the range of 50 to 110 ° C., from the viewpoint of sufficiently allowing the hydrolysis reaction to proceed within the range in which precipitation or gelation of the component (A) does not occur. The range of 70-100 degreeC is further more preferable.
Further, from the viewpoint of obtaining a sufficient reaction rate, it is preferable to perform heat treatment with stirring while maintaining as high a temperature as possible. For this purpose, in the heat treatment, the mixture containing the components (A) to (C) is heated to reflux. It is preferable to do.
The heat treatment time is preferably in the range of 0.5 to 24 hours. Moreover, it is preferable that the temperature is controlled so as to be continuously maintained within a range of the heating temperature. If kept at a high temperature for a long time, problems such as precipitation and gelation of component (A) occur. From these viewpoints, the range of 1 to 15 hours is more preferable.
By using the alignment film coating solution prepared as described above, it becomes possible to improve the adhesion between the alignment layer and the polarizing layer formed in a later step, and effectively reduce the peeling of the polarizing layer. Can do.

さらに、偏光層の剥離や曇りを低減するために、上記で得られた混合物に、必要に応じて、アルミニウムキレート(D)を添加して、さらに加熱処理することが好ましい。アルミニウムキレート(D)としては、例えば、アルミニウムアセチルアセトナート、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、アルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムモノアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテート)、アルミニウムトリス(アセチルアセトナート)、及びアルミニウムモノイソプロポキシモノオレオキシエチルアセトアセテート等が挙げられる。これらは、1種単独でも2種以上を組み合わせても使用することができる。
アルミニウムキレート(D)の使用量は、(A)成分に対して、好ましくは0.05〜5質量%の範囲、より好ましくは0.1〜3質量%の範囲である。アルミニウムキレート(D)の使用量が、(A)成分に対して0.05質量%以上であれば、剥離や曇りを低減する効果を付与することができ、5質量%以下であれば、アルミニウム含量が高くなりすぎることによる密着性や透明性の低下といった問題がない。
(D)成分添加後の加熱処理の温度としては、好ましくは40〜120℃の範囲であり、より好ましくは50〜100℃の範囲である。(D)成分添加後の加熱処理の時間としては、好ましくは0.5〜24時間の範囲である。加熱処理は撹拌しながら行うことが好ましい。
配列膜コート液の固形成分量は、好ましくは0.2〜20質量%、より好ましくは1〜10質量%である。コート液の固形成分量は、所望の範囲となるように上記で例示したアルコール類等の溶媒を用いて調整することができる。なお、コート液の固形成分は、後述する実施例に記載の方法によって算出することができる。
Furthermore, in order to reduce peeling and fogging of the polarizing layer, it is preferable to add an aluminum chelate (D) to the mixture obtained above and further heat-treat as necessary. Examples of the aluminum chelate (D) include aluminum acetylacetonate, ethyl acetoacetate aluminum diisopropylate, aluminum tris (ethyl acetoacetate), alkyl acetoacetate aluminum diisopropylate, aluminum monoacetylacetonate bis (ethyl acetoacetate) , Aluminum tris (acetylacetonate), and aluminum monoisopropoxymonooleoxyethyl acetoacetate. These can be used singly or in combination of two or more.
The amount of the aluminum chelate (D) used is preferably in the range of 0.05 to 5% by mass, more preferably in the range of 0.1 to 3% by mass with respect to the component (A). If the amount of the aluminum chelate (D) used is 0.05% by mass or more with respect to the component (A), the effect of reducing peeling and fogging can be imparted, and if it is 5% by mass or less, aluminum is used. There is no problem of decrease in adhesion and transparency due to excessive content.
(D) As temperature of the heat processing after component addition, Preferably it is the range of 40-120 degreeC, More preferably, it is the range of 50-100 degreeC. (D) As time of heat processing after component addition, Preferably it is the range of 0.5 to 24 hours. The heat treatment is preferably performed with stirring.
The amount of the solid component of the array film coating solution is preferably 0.2 to 20% by mass, more preferably 1 to 10% by mass. The amount of the solid component of the coating liquid can be adjusted using a solvent such as the alcohols exemplified above so as to be in a desired range. In addition, the solid component of a coating liquid can be calculated by the method as described in the Example mentioned later.

工程Iにおいて、基材上に前記で調製した配列膜コート液を付着させて配列膜を製膜する(図1(A)参照)。このような製膜方法によれば、SiO2のような無機酸化物による層を形成するのに必要となる大掛かりな真空蒸着設備を利用する方法と比べて、煩雑さを解消し、製造工程を簡略化することができる。 In step I, the alignment film coating solution prepared above is adhered onto the substrate to form an alignment film (see FIG. 1A). According to such a film forming method, compared with a method using a large-scale vacuum vapor deposition equipment necessary for forming a layer made of an inorganic oxide such as SiO 2 , the complexity is eliminated, and the manufacturing process is reduced. It can be simplified.

本発明の偏光素子は、基材上に配列層が形成される。配列層は、基材上に直接積層されていてもよく、前記基材と配列層との間に、ハードコート層やプライマー層を有していてもよい。   In the polarizing element of the present invention, an alignment layer is formed on a substrate. The alignment layer may be directly laminated on the substrate, and may have a hard coat layer or a primer layer between the substrate and the alignment layer.

基材と配列層との間に必要に応じて形成されるハードコート層には、特に限定されず、公知の有機ケイ素化合物及び無機酸化物コロイド粒子よりなるコーティング組成物を使用することができる。有機ケイ素化合物及び無機酸化物コロイド粒子としては、例えば、特開2007−77327号公報明細書段落〔0071〕〜〔0074〕に記載のものが同様に挙げられる。ハードコート層用コ−ティング組成物は、従来知られている方法で調製することができる。
ハードコート層を基材上に形成する方法としては、上記コ−ティング組成物を基材に塗布する方法が挙げられる。塗布手段としてはディッピング法、スピンコーティング法、スプレー法等の通常行われる方法が適用できるが、面精度の観点からディッピング法、スピンコーティング法が特に好ましい。
また、プライマー層には、密着性を向上させる観点から、ポリウレタン等の公知の各種樹脂を用いることができる。
The hard coat layer formed as necessary between the substrate and the alignment layer is not particularly limited, and a coating composition comprising a known organosilicon compound and inorganic oxide colloidal particles can be used. Examples of the organosilicon compound and the inorganic oxide colloidal particles include those described in paragraphs [0071] to [0074] of JP-A-2007-77327. The coating composition for the hard coat layer can be prepared by a conventionally known method.
Examples of the method for forming the hard coat layer on the substrate include a method of applying the coating composition to the substrate. As a coating means, a commonly performed method such as a dipping method, a spin coating method, or a spray method can be applied, but a dipping method or a spin coating method is particularly preferable from the viewpoint of surface accuracy.
Moreover, well-known various resins, such as a polyurethane, can be used for a primer layer from a viewpoint of improving adhesiveness.

上記コート液を基材上に付着させる前に、基材に、酸、アルカリ、各種有機溶剤による化学的処理、プラズマ、紫外線などによる物理的処理、各種洗剤を用いる洗剤処理、サンドブラスト処理、さらには各種樹脂を用いたプライマー処理を施すことによって、基材と配列層との密着性等を向上させることができる。   Before depositing the coating liquid on the substrate, the substrate is subjected to chemical treatment with acid, alkali, various organic solvents, physical treatment with plasma, ultraviolet rays, detergent treatment using various detergents, sandblast treatment, By performing primer treatment using various resins, it is possible to improve the adhesion between the substrate and the alignment layer.

上記コート液を基材上に塗工し、続いて熱処理することにより、基材上に付着させ、好ましくはゾル−ゲル膜を製膜することができる。上記コート液の塗工方法としては、特に限定はないが、スピンコート、ディップコート、フローコート、スプレーコート等の公知の方法が適用でき、中でも面精度の観点から、スピンコートが好ましい。
ゾル−ゲル膜の厚みは、好ましくは0.02〜5μm、より好ましくは0.05〜0.5μmである。この厚みが0.02μm以上であると、研磨加工の際に膜全体の剥離が生じるがことなく、配列層として機能させることができ、5μm以下であるとクラックの発生を減らすことができる。
塗工及び熱処理の条件には、特に制限はないが、例えば、塗工条件としては、塗工時間0.5〜3分の範囲が好ましい。スピンコートの場合のスピンコーターの回転数は、200〜2000rpmの範囲が好ましい。また、熱処理は、50〜120℃、0.5〜3時間で行うことが好ましい。
The coating liquid is applied onto a substrate and subsequently heat-treated to adhere to the substrate, and preferably a sol-gel film can be formed. The coating method for the coating liquid is not particularly limited, and known methods such as spin coating, dip coating, flow coating, spray coating, and the like can be applied. Among these, spin coating is preferable from the viewpoint of surface accuracy.
The thickness of the sol-gel film is preferably 0.02 to 5 μm, more preferably 0.05 to 0.5 μm. When the thickness is 0.02 μm or more, the entire film can be made to function without being peeled off during polishing, and when it is 5 μm or less, the occurrence of cracks can be reduced.
The conditions for coating and heat treatment are not particularly limited, but for example, the coating conditions are preferably in the range of 0.5 to 3 minutes. The rotation speed of the spin coater in the case of spin coating is preferably in the range of 200 to 2000 rpm. Moreover, it is preferable to perform heat processing at 50-120 degreeC and 0.5 to 3 hours.

工程Iの後、かつ次の工程IIの前に、工程Iで製膜した配列膜を弱酸または弱アルカリの水溶液に浸漬処理することが好ましい。配列膜を弱酸または弱アルカリ溶液に浸漬処理することにより、配列膜と色素層との密着性が上がり剥がれ難くなり、更に耐擦傷性が向上し、磨き傷によるヘイズの発生を抑えることができる。なお、ここでいう弱酸とは解離指数pKaが3.5以上の酸を指し、弱アルカリとは解離指数pKbが3.5以上のアルカリを指す。
浸漬処理に使用する弱酸または弱アルカリとしては、酢酸、シュウ酸、ギ酸、安息香酸等の弱酸、アンモニア水、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の弱アルカリが挙げられる。浸漬条件は、特に制限はないが、好ましくは、処理時間1〜30分、更に好ましくは3〜20分である。
It is preferable that after the step I and before the next step II, the alignment film formed in the step I is dipped in an aqueous solution of weak acid or weak alkali. By immersing the array film in a weak acid or weak alkali solution, the adhesion between the array film and the dye layer is increased and the film is hardly peeled off, the scratch resistance is further improved, and the occurrence of haze due to polishing scratches can be suppressed. Herein, the term dissociation constant pK a from the weak acid points to 3.5 or more acid dissociation exponent pK b is a weak alkaline refers to a 3.5 or more alkaline.
Examples of the weak acid or weak alkali used for the dipping treatment include weak acids such as acetic acid, oxalic acid, formic acid, and benzoic acid, and weak alkalis such as aqueous ammonia, monoethanolamine, diethanolamine, and triethanolamine. The immersion conditions are not particularly limited, but are preferably 1 to 30 minutes, more preferably 3 to 20 minutes.

工程IIでは、二色性色素を配列層上に配列堆積させるために、工程Iで製膜した配列膜4に一軸方向に研磨処理を行い、一軸方向の研磨痕を有する配列層5を形成する(図1(B)参照)。研磨処理は研磨剤を用いて行うことが好ましい。
工程IIにおいて、基材上に形成される配列層は、二色性色素を配列堆積させるために設けられる。配列層は、配列膜コート液を付着させて製膜され、好ましくはゾル−ゲル膜からなる。
ここで、液晶の場合には、基板にある一方向の摩擦加工や研磨加工により、この方向と一定の方向関係で配列することが知られている。例えば、液晶ディスプレイ(LCD)製造において、液晶をセル内で配列するために、基板上に取り付けた配列膜(ポリイミドなど)を一方向に擦る、いわゆるラビング工程が行われることはよく知られている。二色性色素からなる溶液を一方向研磨した基材上にコートし、この色素を配列させその二色性を利用する技術は、例えば、米国特許2400877号明細書や米国特許4865668号明細書等に開示されている。
本発明においても、液晶ディスプレイ(LCD)製造における液晶の場合と同様に、基材上に形成したゾル−ゲル膜を研磨処理することにより、二色性色素を一軸方向に配列させることができる。
In Step II, in order to deposit the dichroic dyes on the alignment layer, the alignment film 4 formed in Step I is polished in a uniaxial direction to form an alignment layer 5 having polishing marks in the uniaxial direction. (See FIG. 1B). The polishing treatment is preferably performed using an abrasive.
In step II, the alignment layer formed on the substrate is provided for aligning and depositing the dichroic dye. The alignment layer is formed by attaching an alignment film coating solution, and is preferably a sol-gel film.
Here, in the case of liquid crystal, it is known that the liquid crystal is arranged in a certain directional relationship with this direction by unidirectional friction processing or polishing processing on the substrate. For example, in manufacturing a liquid crystal display (LCD), it is well known that a so-called rubbing process is performed in which an alignment film (such as polyimide) attached on a substrate is rubbed in one direction in order to align liquid crystals in a cell. . Techniques for coating a dichroic dye solution on a unidirectionally polished substrate, arranging the dye and utilizing the dichroism are disclosed in, for example, US Pat. No. 2,400,087 and US Pat. No. 4,865,668. Is disclosed.
Also in the present invention, the dichroic dyes can be aligned in the uniaxial direction by polishing the sol-gel film formed on the substrate, as in the case of liquid crystals in liquid crystal display (LCD) production.

研磨処理に使用される研磨剤としては、特に制限ないが、例えば、研磨剤粒子を含むスラリーをウレタンフォーム等の発泡材料に浸漬させたものを用いることができる。研磨剤粒子としては、Al23、ZrO2、TiO2、CeO2等が挙げられる。この中で、形成したゾル−ゲル膜に対する硬度(研磨の容易さ、仕上がり)、および化学的安定性の観点から、Al23が好ましい。これらは1種単独でも、又は2種以上組み合わせて用いてもよい。また、研磨剤粒子を含むスラリーには、粘度改質剤、pH調整剤等が含有していてもよい。 The abrasive used for the polishing treatment is not particularly limited, and for example, a slurry in which a slurry containing abrasive particles is immersed in a foam material such as urethane foam can be used. Examples of the abrasive particles include Al 2 O 3 , ZrO 2 , TiO 2 , and CeO 2 . Among these, Al 2 O 3 is preferable from the viewpoints of hardness (easiness of polishing, finishing) for the formed sol-gel film and chemical stability. These may be used alone or in combination of two or more. Moreover, the slurry containing abrasive particles may contain a viscosity modifier, a pH adjuster and the like.

研磨剤粒子の平均粒径としては、3μm以下であることが好ましい。さらに、ゾル−ゲル膜の場合、無機物質で出来た薄膜のような硬さが無いので、平均粒径が2μm未満の研磨剤を使用した研磨加工が可能であり、この観点から、0.5〜1.5μmがより好ましく、0.7〜1.4μmがさらに好ましい。また、従来よりも更に微細な粒子の研磨剤を使用できることで、よりきめ細かな研磨加工ができ、研磨圧が高くなったり、一箇所を集中的に研磨した場合でも、磨き傷によるヘイズの発生を抑えることができ、不良品の発生を減らすことができ、偏光素子を容易に製造することができる。
研磨条件は、特に限定されず、回転速度、研磨圧、及び研磨時間等を適宜調整することができる。
The average particle size of the abrasive particles is preferably 3 μm or less. Further, in the case of a sol-gel film, since there is no hardness like a thin film made of an inorganic substance, polishing using an abrasive having an average particle size of less than 2 μm is possible. -1.5 micrometers is more preferable, and 0.7-1.4 micrometers is still more preferable. In addition, the use of finer particle abrasive than conventional ones enables finer polishing, resulting in higher haze pressure and haze generation due to polishing scratches even when intensive polishing is performed at one location. It is possible to suppress the generation of defective products, and the polarizing element can be easily manufactured.
The polishing conditions are not particularly limited, and the rotation speed, polishing pressure, polishing time, and the like can be adjusted as appropriate.

工程IIIでは、工程IIで形成した一軸方向の研磨痕を有する配列層5上に、二色性色素を配列堆積させて偏光層6を形成する(図1(C)参照)。
本発明における偏光層は、1種以上の二色性色素を含んでなるものである。ここで、「二色性」とは、媒質が光に対して選択吸収の異方性を有するために、透過光の色が伝播方向によって異なる性質を意味し、二色性色素は、偏光光に対して色素分子のある特定の方向で光吸収が強くなり、これと直行する方向では光吸収が小さくなる性質を有する。また、二色性色素の中には、水を溶媒とした時、ある濃度・温度範囲で液晶状態を発現するものが知られている。このような液晶状態のことをリオトロピック液晶という。この二色性色素の液晶状態を利用して特定の一方向に色素分子を配列させることができれば、素子として光吸収の異方性が得られ偏光素子として機能させることができる。
本発明に使用される二色性色素としては、特に限定されず、偏光素子に通常使用されるものとして知られているものを用いることができる。例えば、アゾ系、アントラキノン系、メロシアニン系、スチリル系、アゾメチン系、キノン系、キノフタロン系、ペリレン系、インジゴ系、テトラジン系、スチルベン系、ベンジジン系等が挙げられる。また、米国特許2400877号明細書、特表2002−527786号公報明細書に記載されているもの等も挙げられる。
In step III, a dichroic dye is arranged and deposited on the alignment layer 5 having uniaxial polishing marks formed in step II to form the polarizing layer 6 (see FIG. 1C).
The polarizing layer in the present invention comprises one or more dichroic dyes. Here, “dichroism” means a property in which the color of transmitted light varies depending on the propagation direction because the medium has selective absorption anisotropy with respect to light, and the dichroic dye is polarized light. On the other hand, the light absorption is strong in a specific direction of the dye molecule, and the light absorption is small in the direction perpendicular to the dye molecule. Among dichroic dyes, those that exhibit a liquid crystal state in a certain concentration and temperature range when water is used as a solvent are known. Such a liquid crystal state is called lyotropic liquid crystal. If the dye molecules can be arranged in a specific direction using the liquid crystal state of the dichroic dye, the element can have anisotropy of light absorption and can function as a polarizing element.
As a dichroic dye used for this invention, it does not specifically limit, What is known as what is normally used for a polarizing element can be used. Examples include azo, anthraquinone, merocyanine, styryl, azomethine, quinone, quinophthalone, perylene, indigo, tetrazine, stilbene, benzidine and the like. Moreover, the thing etc. which are described in US Patent 24000877 specification and Japanese translations of PCT publication No. 2002-527786 are mentioned.

通常、偏光層形成の前に、研磨加工した配列層の表面を完全に洗浄、及び乾燥させる。次に、二色性色素を含有する水溶液あるいは懸濁液(好ましくは水溶液)を、研磨痕を有する配列層上に塗布、さらに二色性色素の非水溶化処理を行うことで偏光層を形成することができる。
二色性色素を含有する水溶液あるいは懸濁液に、さらに上記以外の色素などを、本発明の効果を損なわない限り配合することで、所望の色相を有する偏光素子を製造することができる。さらに塗布性等を向上させる観点から、必要に応じてレオロジー改質剤、接着性促進剤、可塑剤、レベリング剤等の添加剤を配合してもよい。
塗布方法としては、特に限定はないが、スピンコート、ディップコート、フローコート、スプレーコート等の公知の方法が挙げられる。
上記非水溶化処理としては、配列層上に塗布した二色性色素を金属塩水溶液に浸漬する方法が好ましい。使用できる金属塩としては、特に限定されてないが、AlCl3、BaCl2、CdCl2、ZnCl2、FeCl2及びSnCl2等が挙げられる。この中で、安全性の観点から、AlCl3及びZnCl2が好ましい。非水溶化処理後、二色性色素の表面をさらに乾燥させてもよい。
偏光層の厚さは、特に限定されないが0.05〜0.5μmの範囲であると好ましい。
Usually, before forming the polarizing layer, the polished surface of the array layer is completely washed and dried. Next, a polarizing layer is formed by applying an aqueous solution or suspension (preferably an aqueous solution) containing a dichroic dye on an array layer having polishing marks, and further performing a water-insoluble treatment of the dichroic dye. can do.
A polarizing element having a desired hue can be produced by blending a dye other than the above with an aqueous solution or suspension containing a dichroic dye as long as the effects of the present invention are not impaired. Furthermore, additives such as a rheology modifier, an adhesion promoter, a plasticizer, and a leveling agent may be blended as necessary from the viewpoint of improving applicability and the like.
The application method is not particularly limited, and examples thereof include known methods such as spin coating, dip coating, flow coating, and spray coating.
As the water insolubilization treatment, a method of immersing the dichroic dye applied on the alignment layer in an aqueous metal salt solution is preferable. The metal salt that can be used is not particularly limited, and examples include AlCl 3 , BaCl 2 , CdCl 2 , ZnCl 2 , FeCl 2, and SnCl 2 . Among these, AlCl 3 and ZnCl 2 are preferable from the viewpoint of safety. After the water-insoluble treatment, the surface of the dichroic dye may be further dried.
Although the thickness of a polarizing layer is not specifically limited, It is preferable in it being the range of 0.05-0.5 micrometer.

工程IVは、工程IIIで形成した偏光層6上に色素を固定するための保護層7を形成する工程(図1(D)参照)である。
上記保護層に用いられる材料としては、有機ケイ素化合物を用いることができ、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(γ−GPS)、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等のグリシドキシ基含有トリアルコキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリプロポキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリブトキシシラン、γ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピルトリメトキシシラン、γ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピルトリエトキシシラン、δ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)ブチルトリメトキシシラン、δ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)ブチルトリエトキシシラン等のエポキシアルキルアルコキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン等のアミノ基含有アルコキシシラン等が好ましく挙げられるが、特にこれらに限定されない。これら化合物は1種単独でも、又は2種以上組み合わせて用いてもよい。
色素保護層は、偏光層上に上記有機ケイ素化合物を含む液をディッピング法、スピンコーティング法、スプレー法等の公知の手段によって塗布、次いで熱硬化により製膜し形成することができる。この際に、上記有機ケイ素化合物は、偏光層に浸透し、実質的に色素保護層と偏光層とが一体化した層が形成される。色素保護層と偏光層が一体化した層の膜厚は、特に限定されないが0.05〜1μmの範囲であると好ましい。
Step IV is a step of forming a protective layer 7 for fixing a dye on the polarizing layer 6 formed in Step III (see FIG. 1D).
As a material used for the protective layer, an organic silicon compound can be used, for example, glycidoxy group such as γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (γ-GPS), γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, and the like. Containing trialkoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltripropoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltributoxysilane, γ- (3,4-epoxycyclohexyl) propyltrimethoxysilane, γ- (3,4-epoxycyclohexyl) propyltriethoxysilane, δ- (3 4-epoxycyclohexyl) butyltrimethoxy Silane, epoxyalkylalkoxysilanes such as δ- (3,4-epoxycyclohexyl) butyltriethoxysilane, N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N- (β-aminoethyl) -γ -Aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N- (β-aminoethyl) -γ -Amino group-containing alkoxysilanes such as aminopropylmethyldiethoxysilane are preferred, but not particularly limited thereto. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
The dye protective layer can be formed by applying a liquid containing the organosilicon compound on the polarizing layer by a known means such as a dipping method, a spin coating method, or a spray method, and then forming a film by heat curing. At this time, the organosilicon compound penetrates into the polarizing layer to form a layer in which the dye protective layer and the polarizing layer are substantially integrated. The thickness of the layer in which the dye protective layer and the polarizing layer are integrated is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.05 to 1 μm.

得られた偏光素子に対しては、耐擦傷性を向上させるハードコート膜、反射防止膜、撥水膜、UV吸収膜、赤外線吸収膜、フォトクロミック膜、静電防止膜等の機能性膜8を公知の方法で形成することもできる(図1(E)参照)。   For the obtained polarizing element, a functional film 8 such as a hard coat film, an antireflection film, a water repellent film, a UV absorbing film, an infrared absorbing film, a photochromic film, or an antistatic film that improves the scratch resistance is provided. It can also be formed by a known method (see FIG. 1E).

上記の方法によれば、簡略な工程によって透過率20%以下という高い濃度を有する高品質な偏光素子を製造することができる。本発明の偏光素子は、偏光度の面内分布のない、透過率20%以下の濃色の偏光素子であり、眼鏡レンズ、サングラス、ディスプレイ機器、光伝送機器、自動車や建物の窓ガラス等の光学用途に広く用いられ、特に眼鏡用プラスチックレンズとして好ましく用いられる。眼鏡用プラスチックレンズの場合には、屈折率は、通常1.50〜1.80であり、また、アッベ数は、通常30以上である。   According to the above method, a high-quality polarizing element having a high concentration of 20% or less transmittance can be manufactured by a simple process. The polarizing element of the present invention is a dark-colored polarizing element having no in-plane distribution of the degree of polarization and having a transmittance of 20% or less, such as a spectacle lens, sunglasses, a display device, an optical transmission device, an automobile or a building window glass. It is widely used for optical applications, and particularly preferably used as a plastic lens for spectacles. In the case of a plastic lens for spectacles, the refractive index is usually 1.50 to 1.80, and the Abbe number is usually 30 or more.

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、得られた偏光素子の物性評価は以下のようにして行った。
(1)視感透過率および色調
視感透過率および色調はJIS Z8701,JIS Z8729に記載の方法で評価した(2°視野,D65光源)。色調は、彩度・色相(CIE1976(L*a*b*)表色系表示による色度座標を求めることで評価した。可視分光光度計により透過率の波長依存性を測定し,JIS8701付表に与えられた光源光分光分布および等色関数を用いて算出した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples. In addition, the physical property evaluation of the obtained polarizing element was performed as follows.
(1) Luminous transmittance and color tone luminous transmittance and color tone was evaluated by the method described in JIS Z8701, JIS Z8729 (2 ° visual field, D 65 light source). The color tone was evaluated by determining the chromaticity coordinates based on the chroma / hue (CIE 1976 (L * a * b *) color system display. The wavelength dependence of the transmittance was measured with a visible spectrophotometer, and the JIS 8701 appendix shows Calculation was performed using a given light source light spectral distribution and color matching function.

(2)偏光度
偏光度(Peff)は、ISO8980−3にしたがって、直線偏光光に対して偏光素子の透過軸が平行方向のときの視感透過率(T//)及び偏光素子の透過軸が直行方向のときの視感透過率(T⊥)を求め、次式により算出することで評価した。平行透過率及び垂直透過率は、可視分光光度計と偏光子(グラントムソンプリズム)を用いて測定した。
eff(%)=〔(T//−T⊥)/(T//+T⊥)〕×100
(2) Polarization degree The degree of polarization (P eff ) is the luminous transmittance (T // ) when the transmission axis of the polarizing element is parallel to linearly polarized light and the transmission of the polarizing element in accordance with ISO 8980-3. The luminous transmittance (T⊥) when the axis is in the orthogonal direction was determined and evaluated by calculating the following equation. The parallel transmittance and the vertical transmittance were measured using a visible spectrophotometer and a polarizer (Gran Thompson prism).
P eff (%) = [(T // − T⊥) / (T // + T⊥)] × 100

(3)偏光度の面内分布
偏光度の面内分布は、ライトボックス(ハクバ社製、KLV−5700)上に、トリアセチルセルロース(TAC)シートでPVA製偏光フィルムを挟み固着して作製した偏光シート(偏光度99.8%以上)を置き、この偏光シート上に、実施例及び比較例で作製した偏光レンズを設置し、その透過光を肉眼で観察することで評価した。
(3) In-plane distribution of polarization degree In-plane distribution of polarization degree was prepared by sandwiching a PVA polarizing film with a triacetylcellulose (TAC) sheet on a light box (KLV-5700, manufactured by Hakuba Co., Ltd.). A polarizing sheet (polarization degree: 99.8% or more) was placed, the polarizing lenses prepared in Examples and Comparative Examples were placed on the polarizing sheet, and the transmitted light was evaluated by observing with the naked eye.

実施例1
(配列膜コート液の製造)
テトラエトキシシラン(TEOS)(分子量208.3、商品名「KBE−04」、信越化学工業株式会社製)85gに、エタノール40gを添加して撹拌した。次いで、0.01mol/L塩酸14.75g(TEOSの2倍モル量の水を含む)を撹拌しながら添加した。この混合液が透明になるまで5分間撹拌した。
次に、冷却管を取り付けた丸底フラスコに上記混合液を充填し、マントルヒータでフラスコを加熱し、冷却管に室温の水を通水することで1時間加熱還流処理した。この間、液は攪拌され、液温が75〜80℃に保持されていた。その後自然放冷により1時間かけてこの液体を室温まで冷却して、配列膜コート原液を得た。得られた配列膜コート原液5gに、エタノール30gを加え希釈、攪拌して、配列膜コート液1(固形成分:コート液全量の2.5質量%)を得た。
ここで、固形成分とは、アルコキシシラン材料中のアルコキシ基(OR基、R:アルキル基)がすべて加水分解されシロキサン結合(Si−O−Si結合)が形成されたときの化学量論量を「固形成分」量とする。
Example 1
(Manufacture of array film coating solution)
Ethanol 40 g was added to 85 g of tetraethoxysilane (TEOS) (molecular weight 208.3, trade name “KBE-04”, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and stirred. Next, 14.75 g of 0.01 mol / L hydrochloric acid (containing 2 times the molar amount of water of TEOS) was added with stirring. The mixture was stirred for 5 minutes until it became clear.
Next, the above-mentioned mixed solution was filled in a round bottom flask equipped with a cooling pipe, the flask was heated with a mantle heater, and water at room temperature was passed through the cooling pipe to heat and reflux for 1 hour. During this time, the liquid was stirred and the liquid temperature was maintained at 75-80 ° C. Thereafter, this liquid was cooled to room temperature over 1 hour by natural cooling to obtain an array film coating stock solution. 30 g of ethanol was added to 5 g of the obtained alignment film coating stock solution, diluted and stirred to obtain alignment film coating liquid 1 (solid component: 2.5% by mass of the total coating liquid).
Here, the solid component is the stoichiometric amount when all alkoxy groups (OR group, R: alkyl group) in the alkoxysilane material are hydrolyzed to form siloxane bonds (Si—O—Si bonds). “Solid component” amount.

(配列膜の製膜)
レンズ基材として、昇華染色法によって染色されたポリウレタン樹脂からなるレンズ(屈折率1.53,度数0.00,ハードコート付き,視感透過率46%)を用いて、レンズ凹面に配列膜コート液をスピンコート(800rpmで約2mlを供給、60秒保持)、続いて85℃、1時間の熱処理を施し硬化させ、厚さ約100nmの配列膜(ゾル−ゲル膜)を製膜した。
(Array film formation)
Using a lens made of polyurethane resin dyed by the sublimation dyeing method (refractive index 1.53, power 0.00, with hard coat, luminous transmittance 46%) as the lens substrate, the lens concave surface is coated with an array film The solution was spin-coated (approx. 2 ml was supplied at 800 rpm, held for 60 seconds), followed by heat treatment at 85 ° C. for 1 hour to cure to form an array film (sol-gel film) having a thickness of about 100 nm.

(研磨処理)
得られた配列膜に、研磨剤含有ウレタンフォーム(研磨剤:「POLIPLA103H」、フジミインコーポレーテッド社製、平均粒径0.85μmAl23粒子、ウレタンフォーム:球面レンズの凹面の曲率とほぼ同形状)を用いて、一軸研磨加工処理を回転数350rpm、研磨圧50g/cm2の条件で10秒間施した。研磨処理を施したレンズは純水により洗浄、乾燥させた。
(Polishing process)
Abrasive-containing urethane foam (polishing agent: “POLIPLA103H”, manufactured by Fujimi Incorporated, average particle size 0.85 μm Al 2 O 3 particles, urethane foam: substantially the same shape as the curvature of the concave surface of the spherical lens ) Was applied for 10 seconds under the conditions of a rotational speed of 350 rpm and a polishing pressure of 50 g / cm 2 . The lens subjected to the polishing treatment was washed with pure water and dried.

(偏光層の形成)
レンズを乾燥後、研磨処理面上に、二色性色素〔商品名「Varilight solution 2S」、スターリング オプティクス インク(Sterling Optics Inc)社製〕の約5質量%水溶液2〜3gを用いてスピンコートを施し、偏光層を形成した。スピンコートは、色素水溶液を回転数300rpmで供給し、8秒間保持、次に回転数400rpmで供給し45秒間保持、さらに1000rpmで供給し12秒間保持することで行った。
次いで、塩化鉄濃度が0.15M、水酸化カルシウム濃度が0.2MであるpH3.5の水溶液を調製し、この水溶液に上記で得られたレンズをおよそ30秒間浸漬し、その後引き上げ、純水にて充分に洗浄を施した。この工程により、水溶性であった色素は難溶性に変換される。形成された偏光層の厚さは、0.5μmであった。
(Formation of polarizing layer)
After the lens is dried, spin coating is performed on the polished surface using 2 to 3 g of an about 5 mass% aqueous solution of a dichroic dye [trade name “Varilight solution 2S”, manufactured by Sterling Optics Inc.]. To form a polarizing layer. Spin coating was performed by supplying an aqueous dye solution at a rotation speed of 300 rpm and holding it for 8 seconds, then supplying it at a rotation speed of 400 rpm and holding it for 45 seconds, and further supplying it at 1000 rpm and holding it for 12 seconds.
Next, an aqueous solution of pH 3.5 having an iron chloride concentration of 0.15 M and a calcium hydroxide concentration of 0.2 M was prepared, and the lens obtained above was immersed in this aqueous solution for about 30 seconds, and then pulled up to obtain pure water. Wash thoroughly. By this step, the water-soluble dye is converted into hardly soluble. The thickness of the formed polarizing layer was 0.5 μm.

(色素保護膜の形成)
その後、レンズをγ−アミノプロピルトリエトキシシラン10質量%水溶液に15分間浸漬し、その後純水で3回洗浄し、85℃で30分間熱硬化した。さらに、冷却後、レンズを空気中にてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン2質量%水溶液に30分浸漬した後、100℃の炉で30分間熱硬化、硬化後冷却して色素保護膜を形成した。
(Formation of dye protective film)
Thereafter, the lens was immersed in a 10% by mass aqueous solution of γ-aminopropyltriethoxysilane for 15 minutes, then washed three times with pure water, and thermally cured at 85 ° C. for 30 minutes. Further, after cooling, the lens was immersed in a 2% by mass aqueous solution of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane for 30 minutes in the air, and then cured in a furnace at 100 ° C. for 30 minutes and cooled after curing to form a dye protective film. Formed.

(機能性膜の形成)
色素保護膜を形成したレンズに、研磨剤(商品名「POLIPLA103H」、株式会社フジミインコーポレーテッド製、粒径0.8μm)で研磨処理を施し充分洗浄した。
次に紫外線硬化性樹脂(商品名「3075」、株式会社スリーボンド製)をスピンコート(500rpmで供給、45秒保持)により塗布した。塗布後、紫外線照射装置によりUV照射光量600mJ/cm2で硬化し、ハードコートをレンズに施した。
レンズ基材と偏光レンズにおける視感透過率、彩度・色相(CIE1976(L*a*b*)表色系表示)、及び偏光効率を測定した結果を表1に示す。その結果、視感透過率の透過率の低い、やや緑がかった偏光レンズが得られた。
(Formation of functional film)
The lens on which the dye protective film was formed was polished with an abrasive (trade name “POLIPLA103H”, manufactured by Fujimi Incorporated, particle size 0.8 μm) and sufficiently washed.
Next, an ultraviolet curable resin (trade name “3075”, manufactured by ThreeBond Co., Ltd.) was applied by spin coating (supplied at 500 rpm, held for 45 seconds). After coating, the film was cured with an ultraviolet irradiation device at a UV irradiation light amount of 600 mJ / cm 2 and a hard coat was applied to the lens.
Table 1 shows the measurement results of luminous transmittance, saturation / hue (CIE 1976 (L * a * b *) color system display), and polarization efficiency in the lens substrate and the polarizing lens. As a result, a slightly greenish polarizing lens having a low luminous transmittance was obtained.

実施例2
レンズ基材として、昇華染色法により染色されたポリチオウレタン樹脂レンズ(屈折率1.67,度数0.00,ハードコート付き,視感透過率43%)を用いた以外は、実施例1と同様に偏光レンズを作製した。透過率の低いやや赤みのあるグレー色の偏光レンズが得られた。レンズ面内の偏光度の不均一は観察されなかった。結果を表1に示す。
Example 2
Example 1 except that a polythiourethane resin lens (refractive index 1.67, power 0.00, with hard coat, luminous transmittance 43%) dyed by the sublimation dyeing method was used as the lens substrate. Similarly, a polarizing lens was produced. A slightly reddish gray polarized lens with low transmittance was obtained. Inhomogeneity of the polarization degree in the lens surface was not observed. The results are shown in Table 1.

実施例3
レンズ基材として、昇華染色法により染色されたポリスルフィド樹脂レンズ(屈折率1.70,度数0.00,ハードコート付き,視感透過率47%)を用いた以外は、実施例1と同様に偏光レンズを作製した。透過率の低いやや紫がかったグレー色の偏光レンズが得られた。レンズ面内の偏光度の不均一は観察されなかった。結果を表1に示す。
Example 3
As in Example 1, except that a polysulfide resin lens (refractive index: 1.70, power: 0.00, hard coat, luminous transmittance: 47%) dyed by the sublimation dyeing method was used as the lens substrate. A polarizing lens was produced. A slightly purpleish gray polarized lens with low transmittance was obtained. Inhomogeneity of the polarization degree in the lens surface was not observed. The results are shown in Table 1.

実施例4
レンズ基材として、浸漬法により染色されたポリカーボネート製レンズ基材(屈折率1.59,度数0.00,ハードコート付き,視感透過率45%)を用い、レンズ凸面側に配列膜を以下の方法で取り付けた以外は実施例1と同様に偏光レンズを作製した。
レンズ凸面のハードコート表面に研磨剤(「POLIPLA103H」、フジミインコーポレーテッド社製、平均粒径0.8μmAl23粒子、ウレタンフォーム:球面レンズの凸面の曲率とほぼ同形状)を用いて研磨処理を施し表面改質を行なった。表面を充分に洗浄した後、実施例1と同様に配列膜を形成した。
その結果、実施例1と同様、透過率の低いわずかに緑がかった偏光レンズが得られた。レンズ面内の偏光度の不均一は観察されなかった。結果を表1に示す。
Example 4
As a lens base material, a polycarbonate lens base material (refractive index 1.59, power 0.00, with hard coat, luminous transmittance 45%) dyed by an immersion method is used. A polarizing lens was produced in the same manner as in Example 1 except that the above method was used.
Polishing using a polishing agent ("POLIPLA103H", manufactured by Fujimi Incorporated, average particle size 0.8 μm Al 2 O 3 particles, urethane foam: approximately the same shape as the curvature of the convex surface of the spherical lens) on the hard coat surface of the lens convex surface To improve the surface. After thoroughly cleaning the surface, an alignment film was formed in the same manner as in Example 1.
As a result, as in Example 1, a slightly greenish polarizing lens with low transmittance was obtained. Inhomogeneity of the polarization degree in the lens surface was not observed. The results are shown in Table 1.

比較例1及び2
PVA偏光フィルム(ポラテクノ社製、GREY−15B、視感透過率15%)にカーブ加工を施したものを内部に挿入固定したキャビティーにモノマーを注入し、加熱硬化処理を施して、表1に記載のアリル樹脂基材(屈折率1.50,視感透過率92%(フィルムを挿入しない場合))又はポリチオウレタン樹脂基材(屈折率1.67,視感透過率88%(フィルムを挿入しない場合))に偏光フィルムを挿入固定化した偏光レンズを作製した。得られた偏光レンズの視感透過率はいずれも15%であった。レンズ面内の偏光度の不均一を観察したところ、いずれのレンズにも、明瞭な明暗が偏光レンズの吸収軸方向に対して平行・直行する十字の形態で観察され、面内の偏光度が不均一であることがわかった。
Comparative Examples 1 and 2
A monomer is injected into a cavity in which a PVA polarizing film (Polatechno Co., Ltd., GREY-15B, luminous transmittance of 15%) subjected to curve processing is inserted and fixed, and subjected to heat curing treatment. Allyl resin substrate (refractive index 1.50, luminous transmittance 92% (when no film is inserted)) or polythiourethane resin substrate (refractive index 1.67, luminous transmittance 88% (film A polarizing lens in which a polarizing film was inserted and fixed in the case of not inserting) was prepared. The luminous transmittances of the obtained polarizing lenses were all 15%. When the non-uniformity of the polarization degree in the lens plane was observed, clear brightness and darkness were observed in each lens in the form of a cross parallel to and orthogonal to the absorption axis direction of the polarization lens. It was found to be non-uniform.

比較例3
レンズ基材として、染色されていないポリウレタン樹脂からなるレンズ(視感透過率91%)を用いた以外は実施例1と同様にして偏光レンズを作製した。偏光レンズの視感透過率は29%であった。
形成された偏光層の厚さは、0.5μmであった。
Comparative Example 3
A polarizing lens was produced in the same manner as in Example 1 except that a lens made of an unstained polyurethane resin (luminous transmittance 91%) was used as the lens substrate. The luminous transmittance of the polarizing lens was 29%.
The thickness of the formed polarizing layer was 0.5 μm.

比較例4
レンズ表面上にスピンコートされる色素量をさらに多くするべく、以下のスピンコート条件で偏光層を形成した以外は比較例3と同様に偏光レンズを作製した。
スピンコートは、色素水溶液5gを回転数200rpmで供給し、8秒間保持、次に回転数300rpmで45秒間保持、さらに800rpmで12秒間保持することで行った。形成された偏光層の厚みは、0.65μmであった。
得られた偏光レンズの視感透過率は25%であった。また、その色相は比較例3とほとんど変わらず、目視では区別しにくいものであった。
Comparative Example 4
In order to further increase the amount of dye spin-coated on the lens surface, a polarizing lens was produced in the same manner as in Comparative Example 3 except that a polarizing layer was formed under the following spin coating conditions.
The spin coating was performed by supplying 5 g of an aqueous dye solution at a rotation speed of 200 rpm, holding for 8 seconds, then holding at a rotation speed of 300 rpm for 45 seconds, and further holding at 800 rpm for 12 seconds. The thickness of the formed polarizing layer was 0.65 μm.
The luminous transmittance of the obtained polarizing lens was 25%. Moreover, the hue was hardly different from that of Comparative Example 3, and it was difficult to distinguish visually.

比較例5
レンズ表面上にスピンコートされる色素量をさらに多くするべく、以下のスピンコート条件で偏光層を形成した以外は比較例3と同様に偏光レンズを作製した。
スピンコートは、色素水溶液8gを回転数150rpmで供給し、8秒間保持、次に回転数200rpmで45秒間保持、さらに650rpmで12秒間保持することで行った。形成された偏光層の厚みは、0.7μmであった。
得られた偏光レンズには濃度のムラが見られた。この平均値として視感透過率は23%であった。また、その偏光度は90%と低いものであった。視認できる曇りも発生しており、偏光レンズとしての性能はまったく不充分であった。
Comparative Example 5
In order to further increase the amount of dye spin-coated on the lens surface, a polarizing lens was produced in the same manner as in Comparative Example 3 except that a polarizing layer was formed under the following spin coating conditions.
Spin coating was performed by supplying 8 g of an aqueous dye solution at a rotation speed of 150 rpm, holding for 8 seconds, holding at a rotation speed of 200 rpm for 45 seconds, and further holding at 650 rpm for 12 seconds. The thickness of the formed polarizing layer was 0.7 μm.
In the obtained polarizing lens, uneven density was observed. As an average value, the luminous transmittance was 23%. The degree of polarization was as low as 90%. The cloudiness which can be visually recognized also generate | occur | produced and the performance as a polarizing lens was completely inadequate.

Figure 2010256895
Figure 2010256895

本発明によれば、簡略な工程で製造可能であり、透過率20%以下という高い濃度を有する偏光素子の製造方法を提供することができる。また、該製造方法により偏光素子を効率的に作製でき、偏光度の面内分布のない、透過率20%以下の濃色の偏光素子を提供することができる。該偏光素子は、偏光特性を保持したまま自在に透過色を調整することが可能であり、眼鏡レンズ、サングラス、ディスプレイ機器、光伝送機器、自動車や建物の窓ガラス等の光学用途に広く適用することができ、特に眼鏡用プラスチックレンズとして好適に利用できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the polarizing element which can be manufactured with a simple process and has a high density | concentration of 20% or less of the transmittance | permeability can be provided. In addition, a polarizing element can be efficiently produced by the production method, and a dark polarizing element having a transmittance of 20% or less and having no in-plane distribution of the degree of polarization can be provided. The polarizing element can freely adjust the transmission color while maintaining the polarization characteristics, and is widely applied to optical applications such as eyeglass lenses, sunglasses, display devices, light transmission devices, window windows of automobiles and buildings, etc. In particular, it can be suitably used as a plastic lens for spectacles.

1;基材
2;ハードコート層
3;密着層
4;配列膜
5;配列層
6;偏光層(配列した色素層)
7;色素保護膜(保護層)
8;機能性膜(撥水膜等)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1; Base material 2; Hard-coat layer 3; Adhesion layer 4; Arrangement film 5; Arrangement layer 6; Polarizing layer (arranged dye layer)
7; Dye protective film (protective layer)
8; Functional film (water repellent film, etc.)

Claims (6)

下記工程I〜工程IVを有する偏光素子の製造方法。
工程I:視感透過率が75%以下に染色された基材を用い、該基材上に、下記一般式(1)で表わされるアルコキシシラン及び/又は下記一般式(2)で表わされるヘキサアルコキシジシロキサン(A)を少なくとも含有する配列膜コート液を付着させて配列膜を製膜する工程
Si(OR1a(R24-a (1)
(R3O)3Si−O−Si(OR43 (2)
(式中、R1、R3及びR4は、それぞれ独立に炭素数1〜5のアルキル基であり、R2は、炭素数1〜10のアルキル基であり。aは3又は4である。)
工程II:工程Iで製膜した配列膜に一軸方向に研磨処理を行い、一軸方向の研磨痕を有する配列層を形成する工程
工程III:工程IIで形成した配列層上に、二色性色素を配列堆積させて偏光層を形成する工程
工程IV:工程IIIで形成した偏光層上に色素を固定するための保護層を形成する工程
The manufacturing method of the polarizing element which has the following process I-process IV.
Step I: Using a base material dyed with a luminous transmittance of 75% or less, an alkoxysilane represented by the following general formula (1) and / or a hexagon represented by the following general formula (2) on the base material Step of depositing an alignment film containing at least an alkoxydisiloxane (A) to form an alignment film Si (OR 1 ) a (R 2 ) 4-a (1)
(R 3 O) 3 Si- O-Si (OR 4) 3 (2)
(Wherein R 1 , R 3 and R 4 are each independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, R 2 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a is 3 or 4. .)
Step II: A step of polishing the alignment film formed in Step I in a uniaxial direction to form an alignment layer having polishing marks in a uniaxial direction Step III: A dichroic dye on the alignment layer formed in Step II Forming a polarizing layer by arranging and depositing layers Step IV: forming a protective layer for fixing a dye on the polarizing layer formed in Step III
工程Iで製膜される配列膜がゾル−ゲル膜である、請求項1に記載の偏光素子の製造方法。   The method for producing a polarizing element according to claim 1, wherein the alignment film formed in Step I is a sol-gel film. 前記配列膜コート液が、前記アルコキシシラン及び/又はヘキサアルコキシジシロキサン(A)、水(B)及びアルコール類(C)を含有する混合物を40〜120℃で0.5〜24時間の条件で加熱処理を行い調製されてなるものである、請求項1又は2に記載の偏光素子の製造方法。   The alignment film coating solution is a mixture containing the alkoxysilane and / or hexaalkoxydisiloxane (A), water (B) and alcohols (C) at 40 to 120 ° C. for 0.5 to 24 hours. The method for producing a polarizing element according to claim 1, wherein the polarizing element is prepared by heat treatment. 工程Iの加熱処理において、(A)〜(C)成分を含有する混合物を加熱還流する、請求項3に記載の偏光素子の製造方法。   The manufacturing method of the polarizing element of Claim 3 which heat-refluxes the mixture containing (A)-(C) component in the heat processing of the process I. (A)成分が、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、ヘキサエトキシジシロキサン、及びヘキサメトキシジシロキサンからなる群から選ばれる1種以上である、請求項1〜4のいずれかに記載の偏光素子の製造方法。   The component (A) is selected from the group consisting of tetraethoxysilane, tetramethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, tetraisopropoxysilane, methyltriisopropoxysilane, hexaethoxydisiloxane, and hexamethoxydisiloxane. The manufacturing method of the polarizing element in any one of Claims 1-4 which is 1 or more types. 請求項1〜5のいずれかに記載の製造方法により得られてなる偏光素子。   The polarizing element obtained by the manufacturing method in any one of Claims 1-5.
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