JP3615538B2 - 偏光素子、偏光板およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、新規な偏光素子、偏光板およびその製造方法に関する。

液晶表示装置やサングラス、ゴーグルなどに使用されている偏光素子は、ポリビニルアルコールのような高分子物質に二色性分子を溶解または吸着し、その膜を１方向に引き伸ばして二色性分子を配列させる方法によって製造されている。又、１軸方向に引き伸ばした高分子膜に二色性分子を吸着させる方法によっても製造される。しかし、これらの方法によって得られる偏光素子の偏光軸は１方向に固定されており、又平板状のものしか製造できない。液晶表示を含む多様な表示素子を製造するためには、微細なパターン状に任意の方向の偏光性を示す偏光素子や曲面状の偏光素子が求められている。

従来この目的のために、ガラスあるいは高分子膜表面を布や紙等で１方向に擦るラビング処理を施した後に、二色性分子をその表面に吸着させる方法が非特許文献１に提案されている。この方法によれば、ラビング方向によって規定された方向に二色性分子が整列するので、あらかじめ基板表面を異なる方向でラビング処理を施しておけば、１枚の偏光板で種々の方向に偏光軸を持つ多軸の偏光素子が製造できることが非特許文献２に記載されている。しかし、このラビング処理による偏光素子の製造方法は、表面処理する基板のうえに偏光軸が異なるパターンを与えるマスクを置いて、マスクで被覆されていない部分のみを機械的にラビングするために、偏光軸の異なる微細なパターンを描くことは不可能である。又、写真等の階調表示パターンの場合やパターン形状が複雑な場合、このような方法が適用できない。さらに、高分子表面のラビング処理では擦ることにより発生する静電気が細かな塵あいを吸着させるために表面汚染が生じる。このように、偏光軸を任意の方向に精密、微細に制御する方法はこれまでに知られていなかった。

一方、サングラスやスキーのゴーグル等のような曲面状の偏光素子、偏光板を製造するためには、平板上の偏光素子に熱や力を加えて加工しなければならなかった。又高級なものでは樹脂中に封入したり、張り合わせる作業を必要とするため非常に高価であった。

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

本発明は、高分子膜の延伸操作を必要とせず、かつ極めて微細な偏光パターンを描くことの可能な偏光素子、偏光板ならびにその製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、基板上に直線偏光によって容易に分子軸変化を起こす光活性分子層を設け、これにその分子層が吸収する波長範囲を含む直線偏光を照射した後、その光活性分子層の上に二色性分子層を設けると、二色性分子が異方的に配列することを見いだした。

本発明はこの知見に基づいて完成されたものである。すなわち、本発明は、
（１）光活性分子を有する層および該層に接した二色性分子を含む層を有し、該ニ色性分子が親水性置換基を有する化合物であり、該ニ色性分子が固体状態にある偏光素子又は偏光板、
（２）光活性分子を有する層が基板上に設けられ、二色性分子を含む層の上に保護層が設けられている（１）の偏光素子又は偏光板、
（３）光活性分子が、非芳香族性のＣ＝Ｃ、非芳香族性のＣ＝Ｎ、非芳香族性のＮ＝Ｎから選ばれた少なくとも一つの二重結合を含む分子である（１）又は（２）の偏光素子又は偏光板、
（４）親水性置換基がスルホン酸基、アミノ基又は水酸基である（１）の偏光素子又は偏光板、
（５）基板が平面状又は曲面状である（２）の偏光素子又は偏光板、
（６）基板上の光活性分子を有する層に直線偏光を照射したのち、該光活性分子層の上に、親水性置換基を有する固体状態の二色性分子を含む層を設けることを特徴とする偏光素子又は偏光板の製造方法、
（７）基板上の光活性分子を有する層にコロナ放電処理又は紫外線照射処理を施すことを特徴とする（６）の偏光素子又は偏光板の製造方法、
（８）光活性分子を有する層および該層に接した二色性分子を含む層を有し、該ニ色性分子が親水性置換基を有する化合物であり、該ニ色性分子が固体状態にある階調表示偏光素子又は偏光板、
（９）基板上の光活性分子を有する層に直線偏光を、濃淡を有するマスクを介して照射したのち、該光活性分子層の上に、親水性置換基を有する固体状態の二色性分子を含む層を設けることを特徴とする偏光素子又は偏光板の製造方法、
（１０）光活性分子を有する層および該層に接した二色性分子を含む層を有し、該ニ色性分子が親水性置換基を有する化合物であり、該ニ色性分子が固体状態にある多軸偏光素子又は偏光板、
（１１）基板上の光活性分子を有する層に、異なる偏光軸を有する２以上の直線偏光を照射し、ついで該光活性分子層の上に、親水性置換基を有する固体状態の二色性分子を含む層を設けることを特徴とする多軸偏光素子又は偏光板の製造方法、
（１２）光活性分子を有する層および該層に接した二色性分子を含む層を有し、該ニ色性分子が親水性置換基を有する化合物であり、該ニ色性分子が固体状態にある立体表示偏光素子又は偏光板、、
に関する。

本発明に用いられる基板としては、光活性分子が結合もしくは塗布しうるものであればよく、例えばシリカ系ガラス、硬質ガラス等のガラス板、石英板等や、ＡＢＳ樹脂、アセタール樹脂、（メタ）アクリル樹脂、酢酸セルロース、塩素化ポリエーテル、エチレン−酢ビ共重合体、ふっ素樹脂、アイオノマー、メチルペンテンポリマー、ナイロン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリイミド、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリルスルホン、ポリアリレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリスルホン、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ＡＳ樹脂、塩化ビニル樹脂、アルキド樹脂、アリル樹脂、アミノ樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン等の各種素材のプラスチック板やシート（フィルム）、あるいはそれらの表面に、酸化珪素、酸化スズ、酸化インジウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化クロム、酸化亜鉛などの金属酸化物や、窒化珪素、炭化珪素などを被覆したものが用いられる。あるいはまた、反射能の高い金属薄膜で表面を被覆した基板（フィルム）も用いることができる。これらの基板は平面状のもののみならず、曲面状のものであってもよい。

本発明で使用する光活性分子は、直線偏光によって分子軸配向変化を起こす分子のことである。ここでいう分子軸配向変化とは、直線偏光の光エネルギーを吸収したのちに、その分子軸の方向が変わる現象である。このための光活性分子としては、Ｃ＝Ｃ、Ｃ＝Ｎ、Ｎ＝Ｎから選ばれた少なくとも一つの二重結合を含み、その二重結合が非芳香族性である分子が有効に使用される。この光活性分子の吸収する光の波長は可視光域のものにとどまらず、肉眼では観察されない紫外線や赤外線の領域のものも含まれる。この光活性分子の層に、該分子が吸収する波長範囲を含む直線偏光を照射すると容易に分子軸配向変化を起こす。

この直線偏光照射による分子軸配向変化現象は以下のように解釈される。即ち、非芳香族性の二重結合を持つ最も単純な分子であるエチレンの基底状態では、２つの炭素原子と４つの水素原子が同一平面にあるのに対して、光励起状態においては、２組のＨ−Ｃ−Ｈ原子団が形成する平面はお互いに直交したねじれ構造となることがよく知られている。本発明に用いられる光活性分子も同様に、光励起状態においては上記の二重結合がなす平面性が消失し、それに伴って生じるねじれ構造を経て基底状態に戻る過程で分子軸配向変化が起こるものと推定される。従って、光照射前後での幾何異性化に基づく分子構造変化を起こさなくても、分子軸配向変化は進行することになる。例えば、非芳香族性のＮ＝Ｎ結合を有するアゾベンゼン系化合物の多くは紫外線によってトランス体からシス体への光幾何異性化反応を起こすが、より長い波長の光に対してはシス体からトランス体への変換が優先されるため、ほとんど光幾何異性化が起こらないことが良く知られている。

また、シス体からトランス体への変化が熱的に迅速に起こるために、実質的に光異性化反応が認められない場合のあることも知られている。非芳香族性のＣ＝Ｎ結合を有する化合物は光照射により幾何異性体となりうるが、不安定なために熱力学的に安定な元の構造に速やかに戻るので、例えば室温下では実質的な光異性化は認められない。さらに、非芳香族性のＣ＝Ｃ結合を有する化合物の多くは光幾何異性化反応を起こすが、アゾベンゼンの場合と同様に、シス体からトランス体への異性化に適した波長範囲の光では、実質的に幾何異性化が認められない。しかし、このような見かけ上光異性化反応を示さない場合でも、直線偏光照射により容易に分子軸配向変化が起こるので、このような性質を有する化合物も本発明の光活性分子として用いることができる。

本発明に用いられる光活性分子の具体例を以下に示す。非芳香族性のＮ＝Ｎ結合を有する化合物としては、アゾベンゼン、アゾナフタレン、ビスアゾ化合物、ホルマザンなどの芳香族アゾ化合物、さらには、アゾキシベンゼンを基本骨格とするものがあげられる。これらの例を以下に示すが、この限りではない。

非芳香族性のＣ＝Ｎ結合を有する化合物としては、芳香族シッフ塩基、芳香族ヒドラゾン類などを挙げることができる。これらの例を以下に示すが、この限りではない。

非芳香族性のＣ＝Ｃ結合を有する化合物としては、ポリエン、スチルベン、スチルバゾール、スチルバゾリウム、桂皮酸、インジゴ、チオインジゴ、ヘミチオインジゴなどを挙げることができる。これらの例を以下に示すが、この限りではない。

また、光幾何異性体が不安定なために直ちに元の構造に戻り、室温では光照射によって実質的な光異性化反応が認められない化合物、さらには、光幾何異性化反応を全く示さない化合物も本発明に用いることができ、例えば、以下に示されるシアニン類、メロシアニン類が挙げられるが、この限りではない。

さらには、スピロ環に非芳香族性のＣ＝Ｃ結合やＣ＝Ｎ結合を有する化合物であって、光照射によって可逆的に分子構造を変化させる他の光活性分子、例えば下記のスピロピラン、スピロオキサジン類も用いることができる。これらは上記した分子構造とは異なるが、分子内に含まれる非芳香族性のＣ＝Ｃ結合やＣ＝Ｎ結合によって可逆的なスピロ環の開・閉環反応が光の作用によって引き起こされ、分子軸配向変化が生じると考えられる。

これらの光活性分子は，上記の二重結合基を有する化合物の基本骨格の例として挙げたものであり、これらの骨格に、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基等のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基、アリル基、アリルオキシ基、シアノ基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、等のアルコキシカルボニル基、ヒドロキシ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基、ニトロ基などから選ばれた１つ以上の置換基が結合していても差し支えない。特に、液晶分子と類似な構造を与えるＣ1 〜Ｃ6 のアルキル基、Ｃ1 〜Ｃ6 のアルコキシ基、シアノ基、Ｃ1 〜Ｃ6 のアルコキシカルボニル基が好ましい置換基としてあげられる。

本発明において、このような可逆的な分子軸配向変化を起こす光活性分子層を基板上に設けるには、基板の表面特性に応じて物理的あるいは化学的に光活性分子を基板表面に結合させる方法と、光活性分子を結合させた高分子、又は該光活性分子を添加した高分子を調製し、これを基板上に薄膜として塗布する方法とがあり、いずれでも差し支えない。この光活性分子が基板表面上に固定されたもの、即ち、光活性分子を基板表面に結合させたもの及び光活性分子を結合させた高分子を基板上に薄膜として塗布したものは、その配向状態が安定であり、好ましい。

はじめに、基板表面に光活性分子を結合させる方法を述べる。この目的には、例えば基板がシリルガラスであれば、液晶配向に用いられている方法が採用できることが非特許文献３に記載されている。

基板表面に光活性分子を結合させる第１の方法として、溶媒に溶解した、上記の非芳香族性の二重結合基及び下記するような表面活性基を有する光活性分子溶液を基板表面に塗布して、光活性分子を吸着結合させる方法があげられる。表面活性基の例としては、カルボン酸残基、マロン酸残基、カルバモイル基、テトラアルキルアンモニウム基、アルキルピリジニウム残基、アルキルキノリニウム残基、カルボキシラトクロミウム残基、エステル残基、ニトリル残基、尿素残基、アミノ基、ヒドロキシル基、ベタイン残基などを挙げることができる。尚、光活性分子が液体の場合には基板表面に直接塗布してもよい。

第２の方法として、上記の表面活性基を有する光活性分子を水面上に単分子層として展開し、少なくともその１層を基板上に移し取るラングミュア−ブロジェット法が採用できる。この目的には、表面活性基として、例えばカルボキシル基、カルバモイル基、アミノ基、アンモニウム基、テトラアルキルアンモニウム基、ヒドロキシル基が好ましい。

第３の方法として、シリル基を介して光活性分子を基板表面に結合させる方法があげられる。具体的には、例えば少なくとも１つのハロゲン原子又はアルコキシ基で置換されたシリル基を有する光活性分子を基板表面に結合させる方法や、アミノ基を有するシリル化剤で処理した基板表面にカルボキシル基やアクリル基を有する光活性分子を縮合反応あるいは付加反応させる方法等があげられる。前者の方法では、予め光活性分子に該シリル基を導入し、シリカ系ガラス表面を処理する。少なくとも１つのハロゲン原子又はアルコキシ基で置換されたシリル基としては、例えばトリクロロシリル基、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基等があげられる。後者の方法では、アミノ基を有するシリル化剤としては、例えばアミノプロピルトリクロロシラン、アミノブチルトリクロロシラン、アミノプロピルトリメトキシシらん、アミノプロピルトリエトキシシラン等があげられる。これらの光活性分子を基板表面に結合させる操作は、他のシリル化処理剤の共存下で行ってもよい。このためのシリル化処理剤の例として、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、トリメチルクロロシラン、エチルトリエトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ブチルメチルジエトキシシラン、ペンチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン等のアルキル（ポリ）アルコキシシランを挙げることができるがこの限りではない。

第４の方法として、高分子物質が基板そのものあるいは基板表面層を形成している場合には、上記の表面活性基を有する光活性化合物を基板表面に吸着結合させるか、あるいは、高分子表面に露出している活性基に共有結合により光活性分子を結合すればよい。後者の場合、例えば高分子物質がポリビニルアルコールであれば、光活性分子をアセタール結合やエステル結合あるいはウレタン結合によって、基板の表面層に結合する。このために、例えばホルミル基やクロロホルミル基あるいはイソシアナート基等の共有結合形成基を持つ光活性分子を調製し、これをポリビニルアルコールを溶解しない溶媒に溶かし、この溶液にポリビニルアルコール膜を持つ基板を浸漬して反応させればよい。処理反応速度を高めるには、アセタール化であればｐ−トルエンスルホン酸のような触媒酸を添加すればよいし、エステル化やウレタン化であれば反応で生成する酸を除去するためにトリエチルアミンやピリジンなどの塩基を添加すればよい。

次に、光活性分子を結合させた高分子、又は光活性分子を添加した高分子を調製し、これを基板上に薄膜として塗布する方法を述べる。先ず、光活性分子を結合させた高分子を調製する方法を説明する。光活性分子を高分子の側鎖あるいは主鎖に結合するためには、光活性分子を有する単量体を重合させるか、あるいは、高分子物質にその化学構造に適した反応性残基を有する光活性分子を結合させる。

前者の重合法においては、とくに、ラジカル重合能を有する（メタ）アクリル基を有する光活性分子が単量体として好適であり、重合させることにより側鎖に光活性分子を結合した高分子が容易に得られる。ポリエステル、ポリアミド、ポリイミドなどの重縮合反応やポリウレタンなどの重付加反応による高分子の場合では、光活性分子を有する二官能性単量体を調製すればよい。二官能性単量体としては例えばケイヒ酸ビニルがあげられる。重合によって得られる光活性分子を結合した高分子化合物は光活性分子を有する単量体のみを重合させたホモポリマー、光活性分子を有する単量体と他の単量体とを重合させたコポリマーのいずれでもよい。他の単量体としては、例えばメチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート等があげられる。光活性分子を有する単量体と他の単量体との使用割合を変化させることによって、高分子中の光活性分子の結合量を調節することができる。その使用割合は、単量体の構造にも依存するが、１：０から１：１００、より好ましくは１：０から１：５０の範囲である。

後者の、高分子物質にその化学構造に適した反応性残基を有する光活性分子を結合させる場合、上記第４の方法が利用できる。用いられる高分子の例として、ポリビニルアルコール、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリメタクリル酸グリシジルあるいはその共重合体などを挙げることができるが、この限りではない。

このような光活性分子を主鎖もしくは側鎖に持つ高分子薄膜を基板表面に設ける方法としては、回転塗布法が好ましい。又、この種の高分子をラングミュア−ブロジェット法によって基板上に設けてもよい。さらには、これらの高分子溶液に基板を浸漬して吸着させてもよい。膜厚は１μｍ以下で十分である。

光活性分子を添加した高分子を用いる方法を説明する。この方法は、高分子中に予め光活性分子を溶解又は均一に分散させておき、これを基板表面に薄膜状に塗布する方法である。この場合の高分子ならびに光活性分子は、後述する二色性分子の溶液に用いる溶媒に溶解しないものでなければならない。高分子として、例えばポリイミド類はとくに水やアルコール類などの溶媒に不溶であるので好ましいが、この限りではない。

次に、基板上に設けられた光活性分子層に直線偏光を照射する操作を説明する。照射する偏光の波長は、光活性分子が吸収する波長であれば特に制限はなく、例えば可視光線のみならず紫外線や赤外線の領域の光線でもよい。光源としては、水銀灯、キセノン灯、蛍光灯、ケミカルランプ、ヘリウム−カドミウムレーザ、アルゴンレーザ、クリプトンレーザ、ヘリウム−ネオンレーザ、半導体レーザ、さらには、太陽光などのいずれでもよく、光活性分子の吸収波長領域や光照射時間、あるいは照射面積などによって選択すればよい。直線偏光とするには、これらの光源から発する光に直線偏光素子や直線偏光板を組み合わせればよい。このための偏光素子や偏光板としては、例えばグラントムソンプリズムなどのプリズム系素子、二色性分子を溶解または吸着して延伸した高分子膜からなる偏光素子や偏光板があげられる。さらには、本発明によって製造される偏光素子（板）も利用することができる。ここで使用する直線偏光の露光エネルギーは、波長、光活性分子の構造、結合状態、照射温度などにより異なるが、１ｍＪ／ｃｍ2 から１０Ｊ／ｃｍ2 の範囲が望ましい。尚、レーザを光源とする場合は、レーザビーム自体が直線偏光であれば偏光素子（板）を必要としない。

偏光パターンを光活性分子層に焼き付けるためには、希望するマスクパターンを通して直線偏光を光活性分子層に照射すればよい。レンズ等を用いて直線偏光を発散させたり集光することにより、パターンを大きく拡大したり、逆にきわめて微細なパターンとすることができる。又、レーザを光源とする場合であって、レーザビーム自体が直線偏光であれば、ファラデー素子のような偏光面回転素子と組み合わせることによって、きわめて微細なパターンを自在に描画できる。さらに、光活性分子の直線偏光による分子軸配向変化は可逆的であるから、マスクパターンごとに異なる偏光軸の直線偏光を照射することによりパターンを自由に重ね書きすることができる。尚、複雑なパターンを有する偏光素子（板）を一枚製造すれば、その偏光素子（板）をマスクパターンとすることにより、従来困難であった複雑なパターンを有する偏光素子（板）を、直線偏光照射という簡便な方法で多数製造することができる。

このようにして得られる一定方向に分子軸の配列した光活性分子層に二色性分子を吸着させるだけで、即ち、光活性分子層の上に二色性分子層を設けるだけで、二色性分子の分子軸が、光活性分子の分子軸の配列方向、即ち光活性分子層に照射した直線偏光の偏光軸で規定された方向に配列し、かつ偏光軸が固定されて偏光素子（板）としての性質が発揮されることは意外なことであった。従来の方法においては、ガラスや高分子膜表面をラビング処理すると、表面に発生した微細な溝に沿って色素分子が配列すると推察されている。しかしながら、本発明においては、このような溝の発生なしに、光活性分子の配列自体がその上に吸着する二色性分子の配列を規定することになる。

本発明で用いられる二色性分子は、それ自身または集合体で一定方向に配列することにより、偏光性を示す化合物であり、例えば芳香族系環構造を有する化合物が好ましい。芳香族系環構造としては、ベンゼン、ナフタリン、アントラセン、フェナントレンのほかに、チアゾール、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、キノリンなどの複素環あるいはこれらの４級塩、さらにはこれらとベンゼンやナフタリンなどとの縮合環が特に好ましい。又、これらの芳香族系環にスルホン酸基、アミノ基、水酸基などの親水性置換基が導入されていることが好ましい。

二色性分子としては、例えばアゾ系色素、スチルベン系色素、ピラゾロン系色素、トリフェニルメタン系色素、キノリン系色素、オキサジン系色素、チアジン系色素、アントラキノン系色素等の色素系化合物をあげることができる。水溶性のものが好ましいが、この限りではない。又、これらの二色性分子にスルホン酸基、アミノ基、水酸基などの親水性置換基が導入されていることが好ましい。二色性分子の具体例としては、例えばＣ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｌｕｅ ６７、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｌｕｅ ９０、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｇｒｅｅｎ ５９、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｖｉｏｌｅｔ ４８、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｒｅｄ ３９、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｒｅｄ ７９、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｒｅｄ ８１、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｒｅｄ ８３、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｒｅｄ ８９、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｏｒａｎｇｅ ３９、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｏｒａｎｇｅ ７２、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｒｅｄ ３７等が挙げられ、さらに特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６の各公報記載の色素等が挙げられる。これらの色素のうち代表的なものの構造を次に示す。

直線偏光を照射した基板上の光活性分子層に、これらの二色性分子を異方性吸着させる方法を次に説明する。上記の二色性分子単独、または、二種以上の混合物を水、メタノール、エタノールなどの親水性溶媒もしくはその含水溶媒に溶解する。濃度は、好ましくは０．１〜１０ｗ／ｗ％、より好ましくは０．５〜５ｗ／ｗ％程度である。又、この溶液に界面活性剤を加えることもできる。界面活性剤としては、カチオン系、ノニオン系、アニオン系のいずれでも使用できるが、ノニオン界面活性剤が好ましい。次に、この二色性分子の溶液を該基板表面に滴下してから、コーターにより、又は回転塗布法により均一の厚みを持つ二色性分子の層を設ける。あるいは、この二色性分子の溶液に、直線偏光を照射した光活性分子層を有する基板を浸漬した後、これを引き上げる。均一の二色性分子の濃度を得るために、引き上げる速度は一定に保つことが好ましい。二色性分子層の厚さは、偏光特性の向上という観点から、薄い方が好ましく、例えば１０μ以下、特に０．１〜２μであることが好ましい。

二色性分子の溶液を付着させた基板は乾燥され、固体状態の二色性分子層が形成されることにより、本発明の偏光素子（板）が得られる。溶媒の種類、二色性分子の種類、塗布した二色性分子の溶液の量、二色性分子の濃度などによって乾燥条件は異なるが、温度としては室温〜１００℃、好ましくは室温〜５０℃、湿度は２０〜８０％ＲＨ、好ましくは３０〜７０％ＲＨ程度がよい。

このようにして調製された異方性吸着二色性分子層は、例えばアモルフォスや結晶等の固体状態にあるが、その二色性分子層は通常機械的強度に劣るので、その表面に保護層が設けられる。この保護層は、通常二色性分子層を紫外線硬化性や熱硬化性の透明な高分子膜でコーティングしたり、あるいはポリエステルフィルムや酢酸セルロースフィルム等の透明な高分子膜でラミネートすること等の被覆法により設けられる。

本発明の偏光素子（板）を製造する際に、光活性分子層にコロナ放電処理や紫外線照射を行うことによってさらに偏光特性を高めることが可能である。コロナ放電処理は光活性分子層上に行い、直線偏光照射の前に行うことが好ましいが特にこの限りではない。コロナ放電処理を行う装置としては市販の各種コロナ放電処理機が適用可能である。コロナ放電処理の条件は、光活性分子層を設けた基板の種類、光活性分子層の組成や厚さ、コロナ放電処理後に塗布する二色性分子層の組成や膜厚等の条件によって異なるが、１回当たりの処理に際しては、エネルギー密度として２０〜４００Ｗ・ｍｉｎ・ｍ-2、好ましくは５０〜３００Ｗ・ｍｉｎ・ｍ-2程度である。又１回の処理で不十分な場合は２回以上処理を行うことができる。又、紫外線照射は光活性分子層上に行い、直線偏光照射の前に行うことが好ましいが特にこの限りではない。使用する紫外線の波長は、特に制限はないが、例えば３００ｎｍ以下の遠紫外線が好ましい。又、紫外線照射は酸素気流下に行なうことが好ましい。紫外線照射を行う装置としては市販の各種紫外線照射が適用可能である。紫外線照射の条件は、光活性分子層を設けた基板の種類、光活性分子層の組成や厚さ、紫外線照射後に塗布する二色性分子層の組成や膜厚等の条件によって異なるが、照射時間は長くても数分程度で十分である。

本発明の偏光素子（板）は外的応力を加えなくとも自由な曲面上で任意の軸を持つ偏光層を設けることができる。例えば、本発明で使用している光活性分子層をサングラスやゴーグル等の曲面上に設け、直線偏光を照射したのち二色性分子層を設けることで任意の偏光軸の偏光サングラスやゴーグル等の偏光素子（板）を作成することができる。

本発明の偏光素子（板）には、その製造過程でそれ自体が濃淡を有する階調を付与したり、多数の偏光軸を有するパターンを付与することができる。階調を付与した階調表示偏光素子（板）は、光活性分子層に偏光パターンを焼き付ける際、濃淡を有するマスクパターンや写真のネガフィルムを通した直線偏光を利用することにより製造できる。又、多数の偏光軸を有する多軸偏光素子（板）は、光活性分子層に偏光パターンを焼き付ける際、偏光軸の異なる直線偏光を異なる部分に照射することにより製造できる。

本発明の偏光素子（板）を使用して、立体表示偏光素子（板）を製造することができる。立体表示とは二次元で描かれた写真や図、絵等を特殊な手法を用いて三次元的に表現することである。例えば、赤や青で描かれた印刷物を左右のレンズをそれぞれ赤や青に着色した眼鏡を通して見たりする方法や、目の焦点をずらすことで立体的にみせる方法がある。又、偏光投影装置を使用して得られた像を左右で偏光軸の違う偏光素子（板）を通すことにより、立体映像を得る方法もあるが、平面上の偏光素子（板）を他の偏光素子（板）を通して見ることにより立体像を得る方法はまだ存在しない。図形や模様を表示するためには、ある限られた範囲のみに偏光特性を持たせたり、１つの平面上に２つ以上の偏光軸を有することが必要である。本発明の偏光素子（板）は、偏光軸の同一もしくは異なる微細なパターンを描くことができるので、立体表示偏光素子（板）を製造するのに好適である。この立体表示偏光素子（板）を製造するには、左目用と右目用の偏光素子（板）が必要である。それぞれ希望するマスクパターンや写真のネガフィルムを通して直線偏光で露光して光活性分子層に偏光パターンを焼き付ければよい。このとき、左目用と右目用とで直線偏光の偏光軸をずらしておけば、それぞれ対応する偏光素子（板）を製造することができる。ずらす角度は例えば±４５度、±９０度、±１３５度が好ましい。これらの偏光素子（板）を一定の距離を置いた位置に並べるか、あるいは重ねることにより立体表示偏光素子（板）を製造することができる。又、微細なドットにより作成された左目用のマスクと右目用のマスクを用いると、偏光軸の異なる左目用の像と右目用の像を一枚の偏光素子（板）に焼き付けることができる。

以下実施例により、光活性分子を有する化合物の合成法を含めた本発明をさらに具体的に説明するが、本発明がこれらの実施例に限定されるものではない。実施例中、部は特に限定しない限り重量部を示す。また、偏光率は次の計算式により算出した。
偏光率（％）＝｛（Ｙ2 −Ｙ1 ）／（Ｙ2 ＋Ｙ1 ）｝1/2 ×１００
（Ｙ2 ：平行透過率（％）、Ｙ1 ：直交透過率（％））

実施例１
４−メタクリロイルオキシアゾベンゼンをベンゼンに溶解して２０重量％溶液とし、アゾビスイソブチロニトリルを開始剤として脱気下で６０℃で１２時間重合させる。得られたアゾベンゼンを有する高分子１０部とトルエン９０部よりなる溶液を硬質ガラス上に回転塗布する。この基板を１０５℃で１０分加熱して乾燥させる。

光源は５００Ｗ／ｈの超高圧水銀ランプを使用し、カットオフフィルターで可視光とし（＞４００ｎｍ）、さらに偏光板を通して直線偏光とする。この直線偏光を、偏光板の偏光軸に対し平行に置いた上記基板の塗布面上に室温で、５０ｃｍの距離から１分間照射する。

Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｌｕｅ ６７ １０部にエマルゲン１０８（ノニオン界面活性剤：（株）花王製）１部を加え８９部の蒸留水で希釈して水溶液とする。この色素水溶液を上記基板の直線偏光照射面上に回転塗布後、２５℃、５０％ＲＨの条件で乾燥して本発明の偏光素子（板）を得る。

この基板を偏光板を通して観察すると明暗のコントラストが現れる。そして偏光板を回転させると９０度毎に明暗が反転し、通常の偏光板と同じ挙動を示す。この偏光素子（板）の各波長における単板透過率、平均単板透過率（Ｙs ：各波長における単板透過率の平均）、この偏光素子（板）２枚の偏光軸を平行（Ｙ2）及び直交（Ｙ1 ）にした時のそれぞれの透過率、偏光率及び平均偏光率（ρ：各波長における偏光率の平均）は以下のようになる。

実施例２
４−メタクリロイルオキシアゾベンゼンとメタクリル酸メチルを１：９モル比でベンゼンに溶解させて２０重量％溶液とし、実施例１と同様にして重合を行う。得られた高分子１０部とトルエン９０部よりなる溶液を硬質ガラス上に回転塗布し、１０５℃で１０分加熱乾燥した後、実施例１と同様の方法で直線偏光を照射する。ついで、直線偏光を照射した面上に、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｌｕｅ ６７ ５部とＣ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｏｒａｎｇｅ ７２ ５部を混合し、エマルゲン１０８（（株）花王製）１部を加え８９部の蒸留水で希釈した色素水溶液を回転塗布後、２５℃、５０％ＲＨの条件で乾燥して本発明の偏光素子（板）を得る。この偏光素子（板）の各波長における単板透過率、平均単板透過率、この偏光素子（板）２枚の偏光軸を平行及び直交にした時のそれぞれの透過率、偏光率及び平均偏光率は以下のようである。

実施例３
実施例１と同様にして、ベンジリデンアニリンを側鎖に有するメタクリル酸エステルの高分子を合成し、この高分子１０部とトルエン９０部よりなる溶液を硬質ガラス上に回転塗布し、１０５℃で１０分加熱乾燥する。この基板の塗布面上に、超高圧水銀灯からの光にカットオフフィルター（＞３４０ｎｍ）および偏光子を組み合わせて得た直線偏光を照射する。ついで、実施例２と同様の方法で染料溶液を塗布乾燥して本発明の偏光素子（板）を得る。

実施例４．スチルベンを有する高分子膜を用いた偏光素子（板）の製造
６−ヘキシロキシスチルベンを側鎖に有するメタクリル酸エステルの高分子を合成し、この高分子１０部とトルエン９０部よりなる溶液を硬質ガラス上に回転塗布し、１０５℃で１０分加熱乾燥する。実施例３と同様の方法で直線偏光を照射した後、実施例２と同様の方法で染料溶液を塗布乾燥して本発明の偏光素子（板）を得る。

実施例５．スピロピランを有する高分子膜を用いた偏光素子の合成
６−ニトロインドリノスピロベンゾピランを側鎖に有するメタクリル酸エステルの高分子を合成し、この高分子１０部とトルエン９０部よりなる溶液を硬質ガラス上に回転塗布し、１０５℃で１０分加熱乾燥する。この基板の塗布面上に実施例３と同様の方法で直線偏光を照射した後、実施例２と同様の方法で染料溶液を塗布乾燥して本発明の偏光素子（板）を得る。

実施例６．ポリフッ化ビニリデンフィルムを用いた偏光素子（板）
実施例１で用いたアゾベンゼンを含む高分子０．１部とトルエン９９．９部よりなる溶液をポリフッ化ビニリデンフィルム上に回転塗布し、１０５℃で１０分加熱乾燥する。実施例１と同様に、この基板に直線偏光を照射した後、染料溶液を塗布後、２５℃、５０％ＲＨの条件で乾燥し、塗布面をポリエチレンテレフタレートフィルムでラミネートして本発明の偏光素子（板）を得る。

実施例７．階調表示偏光素子（板）
実施例１で得られるアゾベンゼン基を有する高分子１０部とトルエン９０部よりなる溶液を硬質ガラス上に回転塗布し、１０５℃で１０分加熱乾燥する。この基板の塗布面上に、段階的にコントラストが変化しているマスクパターンを置き、その上より超高圧水銀灯からの光にカットオフフィルター（＞３４０ｎｍ）および偏光子を組み合わせて得た直線偏光を、室温で５０ｃｍの距離から１分間照射する。実施例１と同様の方法で染料溶液を塗布乾燥して本発明の偏光素子（板）を得る。別途作成の偏光板を通してこの素子を観察すると、段階的にコントラストのあるマスクパターンの像が得られる。そして偏光板を回転させると９０度毎に明暗が反転した像が得られる。

実施例８．階調表示偏光素子（板）
実施例１で得られるアゾベンゼン基を有する高分子１０部とトルエン９０部よりなる溶液を硬質ガラス上に回転塗布し、１０５℃で１０分間加熱乾燥する。そして、写真のネガフィルムを上記基板上に置き、実施例１と同様の方法で得た可視線偏光を、室温で５０ｃｍの距離から１分間照射する。実施例１と同様の方法で染料溶液を塗布乾燥して本発明の偏光素子（板）を得る。別途作成の偏光板を通してこの基板を観察すると、写真のネガフィルムの像が得られる。また、偏光板を９０度回転させると明暗が反転し、ポジの像が得られる。

実施例９．多軸偏光素子（板）
実施例１で得られるアゾベンゼン基を有する高分子１部とトルエン９９部よりなる溶液にトリアセチルセルロースフィルムを浸漬し、引き上げる。空気中で自然乾燥した後、実施例１と同様の方法で得た直線偏光を、偏光板の偏光軸に対し平行に置いた上記基板の上に、室温で５０ｃｍの距離から１分間照射する。次に偏光軸を９０度回転させた後、マスクパターンを上記基板上に置き、室温で５０ｃｍの距離から可視線偏光を１分間照射する。実施例１と同じバイオレット染料の水溶液を上記基板に回転塗布後、２５℃、５０％ＲＨの条件で乾燥して本発明の偏光素子（板）を得る。別途作成の偏光板を通してこの基板を観察すると、マスクパターンの像が明暗のコントラストで得られる。そして、偏光板を回転させると９０度毎に明暗が反転した像が得られる。

実施例１０．多軸偏光素子（板）
実施例１で得られるアゾベンゼン基を有する高分子１部とトルエン９９部よりなる溶液にトリアセチルセルロースフィルムを浸漬し、引き上げる。空気中で自然乾燥した後、実施例１と同様の方法で得た直線偏光を、偏光板の偏光軸に対し平行に置いた上記基板の上に、室温で５０ｃｍの距離から１分間照射する。つぎに偏光軸を４５度回転させた後、ストライプ状のマスクパターンを上記基板上の右側に置き、左側は露光しないように隠し、室温で５０ｃｍの距離から可視線偏光を１分間照射する。さらに偏光軸を４５度回転させた後、上記基板上の左側に幾何模様状のマスクパターンを置き、右側を隠して直線偏光を１分間照射する。実施例１と同様のバイオレット染料の水溶液を上記基板に回転塗布後、２５℃、５０％ＲＨの条件で乾燥して本発明の偏光素子（板）を得る。別途作成の偏光板を通してこの基板を観察すると、ストライプ状の像が右側に得られる。偏光板を４５度回転すると、ストライプ状の像が消失し、かわりに左側に幾何模様状の像が得られる。偏光板を９０度回転すると、左側の幾何模様状の像が消え、右側にストライプ状の像が反転像として得られる。偏光板を１３５度回転すると、右側のストライプ状の像が消え、左側に幾何模様状の像が反転像として得られる。そして、偏光板を１８０度回転すると、左側の幾何模様状の像が消え、右側にストライプ状の像が得られ、一番はじめと同じ像となる。

実施例１１．多軸偏光素子（板）
図１−図３に示す装置を使用し、帯状の連続した多軸偏光素子（板）を作成する。図１は光活性分子層を設ける装置の略図である。トリアセチルセルロースフィルムを（ａ）のフィルムロールにセットし、（ｂ）の皿中の高分子溶液（実施例１で得られる高分子１部とトルエン９９部よりなる）に、（ｃ）の浸漬ロールを回転させながら浸漬し、自然乾燥させ、（ｄ）の巻取りロールで巻取る。

図２は可視線偏光の照射装置の略図である。（ａ）に光活性分子層を設けたフィルムをセットし、（ｂ）の超高圧水銀ランプと（ｃ）の偏光素子から得た可視線偏光を照射し、（ｄ）の巻取りロールで巻取る。（ｃ）の偏光素子は幅２ｃｍの直線偏光を得ることができ、フィルムを２ｃｍ移動するごとに偏光軸をフィルムの辺に対し平行と垂直とに切り替えて使用する。

図３は二色性分子層を設ける装置の略図である。（ａ）に偏光を照射した光活性分子層を設けたフィルムをセットし、（ｂ）の皿中の二色性分子の水溶液に浸漬した（ｃ）のグラビアロールを用いてフィルム上に転写する。そのまま２５℃で自然乾燥したのち、（ｄ）の巻取りロールで巻き取る。（ｂ）の皿中の二色性分子の水溶液は、バイオレット染料（Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｌｕｅ ６７）１０部にエマルゲン１０８を１部を加え、８９部の蒸留水で希釈したものを使用する。

完成したフィルム状の多軸偏光素子（板）を別途作成の偏光板を通して観察すると、２ｃｍの明暗のストライプの像が得られ、また偏光板を９０度回転させると、明暗のストライプが反転した像が得られる。これは２ｃｍ幅のそれぞれ直交した軸を持つ二軸の偏光素子（板）であることがわかる。

実施例１２．立体表示偏光素子（板）
実施例１で得られるアゾベンゼン基を有する高分子１部とトルエン９９部よりなる溶液を２枚のトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム上に回転塗布し、１０５℃で１０分加熱乾燥する。光源は５００Ｗ／ｈの超高圧水銀ランプを使用し、カットオフフィルターで可視光とし（＞４００ｎｍ）、さらに偏光軸を−４５度にした偏光板を通して直線偏光とする。この直線偏光を、偏光板の偏光軸に対し平行に置いた上記基板のうちの１枚の塗布面上に、室温で５０ｃｍの距離から１分間照射する。そして、偏光軸を４５度にして左目用のマスクを置き、１分間照射する。実施例１と同様の方法で染料溶液を塗布乾燥して本発明の左目用の偏光素子（板）を得る。

次に偏光板の偏光軸を０度にし、もう１枚の基板に可視線偏光を５０ｃｍの距離から１分間照射する。つぎに、偏光軸を９０度にして右目用のマスクを置き、可視線偏光を１分間照射する。実施例１と同様の方法で染料溶液を塗布乾燥して本発明の右目用の偏光素子（板）を得る。

これらの２枚の基板を重ね合わせて立体表示偏光素子とし、眼鏡のレンズの部分に左が−４５度、右が０度の偏光板を張り付けたものを通したところ、像が浮かび上がり立体的な像が得られる。

実施例１３．曲面偏光素子（板）
実施例１で得られるアゾベンゼン基を有する高分子１０部とトルエン９０部よりなる溶液中に硬質ガラス製の時計皿を浸漬し、１０５℃で１０分間加熱して乾燥させ、実施例１と同様の方法で直線偏光を照射する。次いで、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｏｒａｎｇｅ ７２、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｌｕｅ ６７、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｇｒｅｅｎ ５１よりなる黒色染料（Ｂｌａｃｋ１）１０部にエマルゲン１０８を１部を加え８９部の蒸留水で希釈して水溶液としたものを回転塗布し、２５℃、５０％ＲＨの条件で乾燥して本発明の偏光素子（板）を得る。この基板を偏光板を通して観察すると明暗のコントラストが現れる。そして偏光板を回転させると９０度毎に明暗が反転し、通常の偏光板と同じ挙動を示す。この偏光素子（板）の平均単板透過率Ｙs は３０％、平均偏光率ρは７８．８％である。

実施例１４．曲面偏光素子（板）
実施例１で得られるアゾベンゼンを含む高分子１０部とトルエン９０部よりなる溶液を市販の眼鏡レンズ上に回転塗布し、１０５℃で１０分間加熱乾燥する。４０Ｗ／ｈのブラックランプ（ＢＬ）を偏光板を通して直線偏光とし、偏光板の偏光軸に対し平行に置いた上記眼鏡レンズの塗布面上に室温で１０分間照射する。照射した面上に実施例１３の色素水溶液を回転塗布後、２５℃、５０％ＲＨの条件で乾燥して本発明の偏光素子（板）を得る。この偏光素子（板）の平均単板透過率Ｙs は３２％、平均偏光率ρは７７．１％である。

実施例１５．曲面偏光素子（板）
実施例２で得られる高分子１０部とトルエン９０部よりなる溶液を市販の眼鏡レンズ上に回転塗布し、１０５℃で１０分間加熱して乾燥させる。次いで実施例１３と同様に直線偏光を照射し、色素溶液を塗布乾燥して、本発明の偏光素子（板）を得る。この偏光素子（板）の平均単板透過率ＹS は４２．１％、平均偏光率ρは７５．６％である。

実施例１６．曲面偏光素子（板）
２−メタクリロイルオキシアゾベンゼンをベンゼンに溶解して２０重量％溶液とし、アゾビスイソブチロニトリルを開始剤として脱気下で６０℃で１２時間重合させる。得られたアゾベンゼンを有する高分子１０部とトルエン９０部よりなる溶液を市販の眼鏡レンズ上に回転塗布し、１０５℃で１０分間加熱して乾燥させる。次いで実施例１３と同様に眼鏡レンズ上の塗布面に直線偏光を照射し、色素水溶液を塗布乾燥して、本発明の偏光素子（板）を得る。この偏光素子（板）の平均単板透過率Ｙs は２９．５％、平均偏光率ρは７０．２％である。

実施例１７．曲面偏光素子（板）
（４’−メタクリロイルオキシ）−４−シアノアゾベンゼンをベンゼンに溶解して２０重量％溶液とし、アゾビスイソブチロニトリルを開始剤として脱気下で６０℃で１２時間重合させる。得られたシアノアゾベンゼンを有する高分子１０部とＴＨＦ９０部よりなる溶液を市販の眼鏡レンズ上に回転塗布し、１０５℃で１０分間加熱して乾燥させる。次いで実施例１３と同様に眼鏡レンズ上の塗布面に直線偏光を照射し、色素水溶液を塗布乾燥して、本発明の偏光素子（板）を得る。この偏光素子（板）の平均単板透過率Ｙs は２８．１％、平均偏光率ρは６８．９％である。

実施例１８．曲面偏光素子（板）
４−メタクリロイルオキシスチルベンをベンゼンに溶解して２０重量％溶液とし、アゾビスイソブチロニトリルを開始剤として脱気下で６０℃で１２時間重合させる。得られるアゾベンゼンを有する高分子１０部とトルエン９０部よりなる溶液を市販の眼鏡レンズ上に回転塗布し、１０５℃で１０分間加熱して乾燥させる。次いで実施例１３と同様に眼鏡レンズ上の塗布面に直線偏光を照射し、色素水溶液を塗布乾燥して、本発明の偏光素子（板）を得る。この偏光素子（板）の平均単板透過率Ｙs は３２．４％、平均偏光率ρは７６．３％である。

実施例１９．コロナ放電処理
実施例１で得られるアゾベンゼンを含む高分子１０部とトルエン９０部よりなる溶液をＴＡＣフィルム上に回転塗布し、１０５℃で１０分加熱して乾燥する。このフィルム上に移動速度１２ｍ／ｓｅｃ、設定エネルギー１５０Ｗ・ｍｉｎ・ｍ-2でコロナ放電処理を実施する。次いで実施例１３と同様に直線偏光を照射し、色素水溶液を塗布乾燥して、本発明の偏光素子（板）を得る。この偏光素子（板）の平均単板透過率Ｙs は３５％、平均偏光率ρは９３％である。

実施例２０−２４．コロナ放電処理
ヒドロキシ基を有する光活性分子をメタクリロイルクロライドでエステル化して単量体とし、実施例１と同様にラジカル重合させて高分子を得る。この高分子溶液を実施例１と同様にしてフィルム基材表面に塗布し、乾燥して薄膜とした後、表３記載の条件でコロナ放電処理を実施する。次いで実施例１３と同様にして直線偏光照射し、色素水溶液を塗布乾燥して、本発明の偏光素子（板）を得る。この偏光素子（板）の平均単板透過率ＹS と平均偏光率ρとを表３に示す。なお、表中ＰＥＴはポリエチレンテレフタレートを、ＴＡＣはトリアセチルセルロースを、ＰＰはポリプロピレンを、ｐ−ＨＡＢはｐ−ヒドロキシアゾベンゼンを、ｏ−ＨＡＢはｏ−ヒドロキシアゾベンゼンを、ＨＣＡはヒドロキシシアノアゾベンゼンを、ＨＳはｐ−ヒドロキシスチルベンを意味する。

実施例２５．紫外線処理
実施例１で得られるアゾベンゼンを含む高分子１０部とトルエン９０部よりなる溶液をガラス板上に回転塗布し、１０５℃で１０分加熱して乾燥する。このガラス板を日本レーザ電子（株）製ＵＶオゾンクリーナーＮＬ−ＵＶ２５３（ランプ出力０．７Ｗ、主なピーク波長１８５ｎｍ及び２５４ｎｍ、照射距離１０ｃｍ）のチャンバーに入れ、酸素気流下５分間処理を施す。次いで実施例１３と同様に直線偏光を照射し、色素水溶液を塗布乾燥して、本発明の偏光素子（板）を得る。この偏光素子（板）の平均単板透過率Ｙs は３２％、平均偏光率ρは８９％である。

本発明の偏光素子（板）は、予め基板表面層に光活性分子を結合もしくは分散し、ついでこの光活性分子が吸収する波長を含む直線偏光を照射したのち、この光活性分子層に１種または２種以上の二色性分子を吸着させることにより得られる。このような光化学的な方法により偏光素子（板）が得られる理由は、直線偏光照射により一定方向に分子軸の配列された光活性分子がその上に吸着された固体状態の二色性分子の分子軸の配列方向を規定するためと考えられる。又光活性分子層をコロナ放電処理やＵＶ照射することで、透過率、偏光率をより高めることができる。
本発明によれば、直線偏光を照射した光活性分子に二色性分子を吸着させるだけで偏光素子が得られるので、延伸操作を必要としないで容易に大面積の偏光素子が作成できる。平面状のものだけでなく曲面状のものでも製造できる。また、使用される二色性分子の構造は多様であり、二色性分子の単独あるいはそれらの混合物の選択によって任意の色調を持つ偏光素子が製造できる。さらには、その製法は光化学的な方法なので、従来法では不可能であったきわめて微細、かつ、複雑なパターンを持つ偏光素子が容易に製造できる。とくに、二色性分子を吸着させる前では、光活性分子の配向は可逆的で、直線偏光軸の回転によって光活性分子の分子軸の配列方向を任意に変化させることができるので、偏光軸の異なる複数の直線偏光を照射する重ね書きによって、所望のパタ−ンを焼き付けることができるし、修正も容易である。この光活性分子の分子配列は、その上に固体状の二色性分子の層が設けられると、偏光軸の異なる直線偏光を照射しても、もはや変化することなく、長期にわたって安定化する。したがって、本発明により、例えば階調表示偏光素子（板）、多軸偏光素子（板）や曲面偏光素子（板）が簡便な製造方法で大量に作成でき、又これらの偏光素子（板）同士、あるいは、従来の直線偏光板と組み合わせることによって、例えば立体表示偏光素子（板）等の多様な可視表示装置を製造することができる。

図１は光活性分層を設ける装置の略図である。 図２は可視線偏光の照射装置の略図である。 図３はニ色性分子層を設ける装置の略図である。

Claims (12)

1. 光活性分子を有する層および該層に接した二色性分子を含む層を有し、該ニ色性分子が親水性置換基を有する化合物であり、該ニ色性分子が固体状態にある偏光素子又は偏光板。
2. 光活性分子を有する層が基板上に設けられ、二色性分子を含む層の上に保護層が設けられている請求項１の偏光素子又は偏光板。
3. 光活性分子が、非芳香族性のＣ＝Ｃ、非芳香族性のＣ＝Ｎ、非芳香族性のＮ＝Ｎから選ばれた少なくとも一つの二重結合を含む分子である請求項１又は２の偏光素子又は偏光板。
4. 親水性置換基がスルホン酸基、アミノ基又は水酸基である請求項１の偏光素子又は偏光板。
5. 基板が平面状又は曲面状である請求項２の偏光素子又は偏光板。
6. 基板上の光活性分子を有する層に直線偏光を照射したのち、該光活性分子層の上に、親水性置換基を有する固体状態の二色性分子を含む層を設けることを特徴とする偏光素子又は偏光板の製造方法。
7. 基板上の光活性分子を有する層にコロナ放電処理又は紫外線照射処理を施すことを特徴とする請求項６の偏光素子又は偏光板の製造方法。
8. 光活性分子を有する層および該層に接した二色性分子を含む層を有し、該ニ色性分子が親水性置換基を有する化合物であり、該ニ色性分子が固体状態にある階調表示偏光素子又は偏光板。
9. 基板上の光活性分子を有する層に直線偏光を、濃淡を有するマスクを介して照射したのち、該光活性分子層の上に、親水性置換基を有する固体状態の二色性分子を含む層を設けることを特徴とする偏光素子又は偏光板の製造方法。
10. 光活性分子を有する層および該層に接した二色性分子を含む層を有し、該ニ色性分子が親水性置換基を有する化合物であり、該ニ色性分子が固体状態にある多軸偏光素子又は偏光板。
11. 基板上の光活性分子を有する層に、異なる偏光軸を有する２以上の直線偏光を照射し、ついで該光活性分子層の上に、親水性置換基を有する固体状態の二色性分子を含む層を設けることを特徴とする多軸偏光素子又は偏光板の製造方法。
12. 光活性分子を有する層および該層に接した二色性分子を含む層を有し、該ニ色性分子が親水性置換基を有する化合物であり、該ニ色性分子が固体状態にある立体表示偏光素子又は偏光板。

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