JP4586532B2 - 異方性色素膜用色素組成物、異方性色素膜及び偏光素子 - Google Patents
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Description
本発明は、調光素子や液晶素子（ＬＣＤ）、有機エレクトロルミネッセンス素子（ＯＬＥＤ）の表示素子に具備される偏光板等に有用な、高い二色性を示す異方性色素膜を形成することができる異方性色素膜用色素組成物と、この異方性色素膜用色素組成物を用いて形成された異方性色素膜、及びこの異方性色素膜を用いた偏光素子に関するものである。
ＬＣＤ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、偏光膜に使用した場合、その耐熱性や耐光性が十分ではないという欠点があった。
そのため、例えば特許文献１や非特許文献１，２に記載されるように、有機系の色素を二色性物質として使用した偏光膜としての異方性色素膜が検討されている。しかし、従来の有機系色素色素膜は、ヨウ素を用いたものに比べると、二色性がかなり劣る色素膜、偏光素子しか得られないなどの問題点があった。
米国特許第２，４００，８７７号明細書
Dreyer,J.F., Phys. And Colloid Chem., 1948, 52, 808., "The Fixing of Molecular Orientation"
Dreyer,J.F., Journal de Physique, 1969, 4, 114., "Light Polarization From Films of Lyotropic Nematic Liquid Crystals"
従って、本発明は、耐熱性が良好で、欠陥の少ない、高い二色性を示す異方性色素膜を形成することができる異方性色素膜用色素組成物と、この異方性色素膜用色素組成物を用いて形成された異方性色素膜と、この異方性色素膜を用いた偏光素子を提供することにある。
即ち、本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討した結果、酸性基、塩基性基及び中性基よりなる群から選ばれる基を２つ以上有し、該２つ以上の基のうちの少なくとも１つは塩基性基である化合物（以下、「本発明の化合物」という）を含有する異方性色素膜用色素組成物を使用することにより、耐熱性が良好で、欠陥の少ない、高い二色性を示す異方性色素膜を提供できることを見出し、本発明に到達した。
即ち、本発明は以下を要旨とする。
（１）色素と、酸性基、塩基性基及び中性基よりなる群から選ばれる基を２つ以上有し、該２つ以上の基のうちの少なくとも１つは塩基性基である化合物とを含有し、該化合物の配合量が、前記色素に対する該化合物のモル濃度比が０．１以上、４以下となる量である異方性色素膜用色素組成物。
（２）該化合物が、環式化合物である（１）の異方性色素膜用色素組成物。
（３）該化合物が、ヒドロキシアミンである（１）の異方性色素膜用色素組成物。
（４）該化合物が、アミノ酸である（１）の異方性色素膜用色素組成物。
（５）更に、溶剤を含有する（１）〜（４）の異方性色素膜用色素組成物。
（６）該色素が、酸性色素である（１）〜（５）の異方性色素膜用色素組成物。
（７）該色素が、アゾ色素である（１）〜（６）の異方性色素膜用色素組成物。
（８）（１）〜（７）の異方性色素膜用色素組成物を用いて形成された異方性色素膜。
（９）該異方性色素膜用色素組成物を用いて、湿式製膜法により形成された（８）の異方性色素膜。
（１０）膜厚が３０μｍ以下である（８）又は（９）の異方性色素膜。
（１１）（８）〜（１０）の異方性色素膜を用いた偏光素子。
（１）色素と、酸性基、塩基性基及び中性基よりなる群から選ばれる基を２つ以上有し、該２つ以上の基のうちの少なくとも１つは塩基性基である化合物とを含有し、該化合物の配合量が、前記色素に対する該化合物のモル濃度比が０．１以上、４以下となる量である異方性色素膜用色素組成物。
（２）該化合物が、環式化合物である（１）の異方性色素膜用色素組成物。
（３）該化合物が、ヒドロキシアミンである（１）の異方性色素膜用色素組成物。
（４）該化合物が、アミノ酸である（１）の異方性色素膜用色素組成物。
（５）更に、溶剤を含有する（１）〜（４）の異方性色素膜用色素組成物。
（６）該色素が、酸性色素である（１）〜（５）の異方性色素膜用色素組成物。
（７）該色素が、アゾ色素である（１）〜（６）の異方性色素膜用色素組成物。
（８）（１）〜（７）の異方性色素膜用色素組成物を用いて形成された異方性色素膜。
（９）該異方性色素膜用色素組成物を用いて、湿式製膜法により形成された（８）の異方性色素膜。
（１０）膜厚が３０μｍ以下である（８）又は（９）の異方性色素膜。
（１１）（８）〜（１０）の異方性色素膜を用いた偏光素子。
本発明によれば、耐熱性が良好で、欠陥の少ない、高い二色性を示す異方性色素膜が提供され、この異方性色素膜により、耐熱性、耐光性に優れ、しかも偏光性能に優れた偏光素子が提供される。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例（代表例）であり、本発明はこれらの内容に限定はされない。
なお、本発明でいう異方性色素膜とは、色素膜の厚み方向及び任意の直交する面内２方向の立体座標系における合計３方向から選ばれる任意の２方向における電磁気学的性質に異方性を有する色素膜である。電磁気学的性質としては、吸収、屈折などの光学的性質、抵抗、容量などの電気的性質などが挙げられる。吸収、屈折などの光学的異方性を有する膜としては、例えば、直線偏光膜、円偏光膜、位相差膜、導電異方性膜などがある。
本発明の異方性色素膜は、偏光膜、位相差膜、導電異方性膜に用いられることが好ましく、偏光膜に用いられることがより好ましい。
［異方性色素膜用色素組成物］
まず、本発明の異方性色素膜用色素組成物について説明する。
本発明の異方性色素膜用色素組成物は、酸性基、塩基性基及び中性基よりなる群から選ばれる基を２つ以上有し、該２つ以上の基のうちの少なくとも１つは塩基性基である化合物（本発明の化合物）と、色素とを含有することを特徴とするものである。
まず、本発明の異方性色素膜用色素組成物について説明する。
本発明の異方性色素膜用色素組成物は、酸性基、塩基性基及び中性基よりなる群から選ばれる基を２つ以上有し、該２つ以上の基のうちの少なくとも１つは塩基性基である化合物（本発明の化合物）と、色素とを含有することを特徴とするものである。
〈本発明の化合物〉
本発明の化合物は、酸性基、塩基性基及び中性基よりなる群から選ばれる基を２つ以上有し、該２つ以上の基のうちの少なくとも１つは塩基性基である化合物、即ち、
(1) 塩基性基を２つ以上有する化合物
(2) 塩基性基と酸性基を各々１つ以上有する化合物
(3) 塩基性基と中性基を各々１つ以上有する化合物
又は
(4) 塩基性基と酸性基と中性基を各々１つ以上有する化合物
である。
本発明の化合物は、酸性基、塩基性基及び中性基よりなる群から選ばれる基を２つ以上有し、該２つ以上の基のうちの少なくとも１つは塩基性基である化合物、即ち、
(1) 塩基性基を２つ以上有する化合物
(2) 塩基性基と酸性基を各々１つ以上有する化合物
(3) 塩基性基と中性基を各々１つ以上有する化合物
又は
(4) 塩基性基と酸性基と中性基を各々１つ以上有する化合物
である。
本発明の化合物を含有することにより、異方性色素膜の二色性或いは耐熱性が向上する作用機構の詳細は明らかではないが、次のように推定される。
本発明の化合物は、塩基性基を少なくとも１つ有する。この少なくとも１つの塩基性基は、例えば色素分子が酸性基を有する場合には、異方性色素膜中で色素分子の酸性基と相互作用すると考えられる。よって、この相互作用により、色素は本発明の化合物を介して分子配向を高めると考えられる。そして、色素の分子配向を高めることにより、異方性色素膜はその欠陥を減らし、二色性を高めることができるものと考えられる。
また、本発明の化合物は、色素分子と相互作用する上記１つの塩基性基以外に更に１つ以上、酸性基、塩基性基或いは中性基を有する。この酸性基、塩基性基或いは中性基により、色素と本発明の化合物が造塩ないし凝集することにより異方性色素膜用色素組成物が不安定になることを防止する働きをすると考えられる。
特に、酸性基末端を有する色素分子に対して、塩基性基を有する本発明の化合物が存在すると、酸−塩基の結合を作ることによって、色素分子が規則的に配列し、偏光板としての機能を発現させることができるが、酸−塩基の結合頻度が高すぎると、かえって凝集が起こり、膜を作成することが困難となる。本発明においては、例えば、塩基性基が酸性基よりも多い化合物を用いることによって、色素分子の酸性基末端と塩基性基の結合が適度に妨げられ、酸−塩基の適度な結合頻度となり、色素分子を凝集させることなく、規則的に配列した膜を作成することができるものと推定される。
また、異方性色素膜の加熱による性能低下は、膜中で配向した色素が、加熱による熱ゆらぎを受けて、その分子配向に乱れが生じること、或いは好ましくない方向に分子配向が変化することが原因として考えられる。本発明の化合物は、上記の通り色素の官能基との間に静電引力、斥力や水素結合などの分子間相互作用を働かせる。これら引力と斥力の相互作用が同時に色素との間に働くことにより、色素と結合しすぎて凝集することも、反発しすぎて相分離を起こすことも防止されることが推定される。
よって、本発明の異方性色素膜中においても、このような分子間相互作用が本発明の化合物と色素との間にバランスよく働くことで、色素の分子配向を最適な方向で固定化する役割を果たしていると予想される。そして、この色素分子配向の固定化によって、加熱による色素分子の配向変化を抑えることができ、異方性色素膜の耐熱性が向上すると推測される。
このような本発明の化合物は、通常水溶性の化合物である。
本発明の化合物が有する塩基性基、酸性基及び中性基は、以下の通りである。
本発明の化合物が有する塩基性基、酸性基及び中性基は、以下の通りである。
酸性基及び塩基性基とは不活性支持電解質を０．１〜３ｍｏｌ／ｄｍ加えた水溶液中で、それぞれ７未満、７以上のｐｋａを有する官能基のことである。また、中性基とは解離乗数を持たないもののことである。なお、化学便覧基礎編II、ｐ．３３１（日本化学会編、丸善）に記載されているように、ｐｋａとは濃度酸解離定数ｋａの逆数の対数値、すなわち−ｌｏｇ ｋａである。
本発明の化合物が有する酸性基としては、例えば、スルホ基、カルボキシル基、リン酸基などが挙げられる。
塩基性基としては、アミノ基、スルホニウム基、ピロール基、３−ピロリン基、ピロリジン基、ピラゾール基、２−ピラゾリン基、ピラゾリジン基、イミダゾール基、１，２，３−トリアゾール基、１，２，４−トリアゾール基、ピリジン基、ピリダジン基、ピペリジン基、ピラジン基、ピペラジン基、ピリミジン基、トリアジン基などが挙げられる。
中性基としては、水酸基、アミンオキシド基、スルホキシド基、ホスフィンオキシド基などが挙げられる。
上記の基は、本発明の異方性色素膜用色素組成物の特性を大きく変化させない程度のものであれば、更に置換基を有していても良い。
本発明の化合物に含まれる酸性基と塩基性基は、その一部又は全部が塩型をとっていても良い。塩基性基の塩型としては、例えば、塩酸や硫酸等の無機酸の塩、酢酸やギ酸等の有機酸の塩が挙げられる。また、酸性基の塩型としては、例えば、Ｎａ、Ｌｉ、Ｋ等のアルカリ金属の塩、アルキル基もしくはヒドロキシアルキル基で置換されていても良いアンモニウムの塩、或いは有機アミンの塩が挙げられる。これらの塩型の場合、その種類は１種類に限られず複数種混在していても良い。
本発明の化合物の分子量としては、通常６０以上、７５以上が好ましく、１００以上が更に好ましく、１４０以上が特に好ましく、３００以下が好ましく、２５０以下が更に好ましく、２００以下が特に好ましい。
本発明の化合物は、炭素数１以上の化合物であることが好ましく、更に好ましくは３以上、特に好ましくは６以上、好ましくは１５以下、更に好ましくは１２以下、特に好ましくは１０以下である。
本発明の化合物は、炭素数１以上の化合物であることが好ましく、更に好ましくは３以上、特に好ましくは６以上、好ましくは１５以下、更に好ましくは１２以下、特に好ましくは１０以下である。
本発明の化合物による上記効果を有効に得るために、分子配向性、凝集性等の点から、本発明の化合物が有する塩基性基は１以上であれば良いが、好ましくは２以上で、５以下、更に好ましくは４以下である。尚、本発明の化合物が、中性基、酸性基を有さず、塩基性基のみを有する場合には、塩基性基の数が３以上が好ましく、５以下が好ましく、更に好ましくは４以下である。
本発明の化合物が酸性基を有する場合、酸性基は１以上であれば良いが、好ましくは４以下、更に好ましくは３以下である。なお、本発明の化合物中の塩基性基と酸性基の数の相対比は、１．３以上が好ましく、４以下が好ましい。
本発明の化合物が中性基を有する場合、中性基は１以上であれば良く、その数には特に制限はないが、通常８以下、好ましくは６以下である。
なお、本発明の化合物が塩基性基、酸性基、中性基を２以上有する場合、２以上の基は同一の基であっても異なる基であっても良い。
本発明の化合物としては、鎖状化合物或いは環式化合物のいずれでも良い。
本発明の化合物としては、アミン類が好ましく、特にアミノ酸類、ベタイン類、ヒドロキシアミン類、塩基性基を有する環式化合物が好ましい。
本発明の化合物としては、アミン類が好ましく、特にアミノ酸類、ベタイン類、ヒドロキシアミン類、塩基性基を有する環式化合物が好ましい。
アミノ酸類は、酸性基及び塩基性基の数と性質から、中性アミノ酸、酸性アミノ酸、塩基性アミノ酸に分類される。
中性アミノ酸の具体例として、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、セリン、トレオニン、プロリン、４−ヒドロキシプロリン、システイン、シスチン、メチオニン、アスパラギン、グルタミン、β−アラニン、シトルリン、クレアチン、キヌレニン等が挙げられ、これらのうち、特にフェニルアラニン、アスパラギン、４−ヒドロキシプロリン、β−アラニンが好ましい。
また、酸性アミノ酸の具体例として、アスパラギン酸、グルタミン酸等が挙げられ、これらのうち、特にアスパラギン酸、グルタミン酸が好ましい。
また、塩基性アミノ酸の具体例として、リジン、アルギニン、ヒスチジンなどが挙げられる。
アミノ酸の分子量としては通常６０以上、好ましくは７５以上で、通常３００以下、好ましくは２５０以下である。アミノ酸の分子量が大き過ぎると分子サイズが大きいために色素分子の配向を乱すことがあり、逆に小さ過ぎると色素分子の配向固定効果が十分発揮されないおそれがある。
ベタイン類としては、カルボキシアルキルトリアルキルアンモニウム水酸化物、カルボキシアルキルピリジニウム水酸化物、スルホアルキルトリアルキルアンモニウム水酸化物、スルホアルキルピリジニウム水酸化物、ホスホアルキルトリアルキルアンモニウム水酸化物、ホスホアルキルピリジニウム水酸化物等、及びこれら化合物の誘導体が挙げられ、これらのうちカルボキシメチルトリメチルアンモニウム水酸化物、スルホプロピルピリジニウム水酸化物が好ましい。
ベタイン類の分子量としては通常６０以上、好ましくは７５以上で、通常３００以下、好ましくは２５０以下である。ベタイン類の分子量が大き過ぎると分子サイズが大きいために色素分子の配向を乱すことがあり、逆に小さ過ぎると色素分子の配向固定効果が十分発揮されないおそれがある。
ヒドロキシアミン類としては、アミノアルキルアルコール、ジアミノアルキルアルコール、アミノアルキルジオール、ジアミノアルキルジオール等が挙げられ、これらのうち、アミノプロパンジオールが好ましい。
ヒドロキシアミン類の分子量としては通常６０以上、好ましくは７５以上で、通常３００以下、好ましくは２５０以下である。ヒドロキシアミン類の分子量が大き過ぎると分子サイズが大きいために色素分子の配向を乱すことがあり、逆に小さ過ぎると色素分子の配向固定効果が十分発揮されないおそれがある。
塩基性を有する環式化合物としては、アミノピリジン、ジアミノピリジン、トリアミノピリジン、アミノピリダジン、ジアミノピリダジン、トリアミノピリダジン、アミノピリミジン、ジアミノピリミジン、トリアミノピリミジン、アミノピラジン、ジアミノピラジン、トリアミノピラジン、アミノトリアジン、ジアミノトリアジン、トリアミノトリアジン、等が挙げられ、これらのうち、トリアミノピリミジンが好ましい。
塩基性基を有する環式化合物の分子量としては通常６０以上、好ましくは７５以上で、通常３００以下、好ましくは２５０以下である。塩基性基を有する環式化合物の分子量が大き過ぎると分子サイズが大きいために色素分子の配向を乱すことがあり、逆に小さ過ぎると色素分子の配向固定効果が十分発揮されないおそれがある。
上述のような本発明の化合物は、１種を単独で用いても良く、同種の化合物或いは異種の化合物の各々の２種以上を組合わせて用いても良い。また、例えばアミノ酸に存在する光学異性体は、それぞれを単独で用いても良く、両方を含んでいても良い。また、塩型の化合物と遊離の化合物とを含んでいても良く、異なる塩型の化合物を含んでいても良い。
本発明の異方性色素膜用色素組成物における上述のような本発明の化合物の配合量は、耐熱性等の向上効果を十分に発現させ、かつ色素分子の配向を阻害しないために、色素とのモル濃度比（色素に対する本発明の化合物のモル濃度比）が０．０５以上、特に０．１以上で、４以下、特に３以下が好ましい。本発明の化合物の配合量が少な過ぎると本発明の化合物を配合したことによる耐熱性等の向上効果を十分に得ることができず、逆に多過ぎると異方性色素膜中で本発明の化合物が析出するおそれがある。
〈色素、その他の成分〉
本発明の本発明の異方性色素用組成物に用いられる色素は、通常４００〜７００ｎｍの吸収波長を有するものである。
本発明の本発明の異方性色素用組成物に用いられる色素は、通常４００〜７００ｎｍの吸収波長を有するものである。
本発明の異方性色素用組成物に用いられる色素は、上述のような本発明の化合物との分子間相互作用を有効に働かせる観点から、官能基として酸性基を有する色素が好ましい。かかる酸性基の例として、スルホ基、カルボキシル基、リン酸基などが挙げられ、これらは更に置換基を有していても良い。溶解性の高さ及び本発明の化合物との分子間相互作用の強さの観点から、酸性基としてはスルホ基、カルボキシル基が好ましい。
これら酸性基は遊離酸型であっても良く、一部もしくは全てが塩型のいずれの状態でも良い。また、塩型の色素と遊離酸型の色素が混在していても良い。塩型の例としては、Ｎａ、Ｌｉ、Ｋ等のアルカリ金属の塩、アルキル基もしくはヒドロキシアルキル基で置換されていても良いアンモニウムの塩、又は有機アミンの塩が挙げられる。有機アミンの例として、炭素数１〜６の低級アルキルアミン、ヒドロキシ置換された炭素数１〜６の低級アルキルアミン、カルボキシ置換された炭素数１〜６の低級アルキルアミン等が挙げられる。これらの塩型の場合、その種類は１種類に限られず複数種混在していても良い。
本発明で用いる色素は、本発明の化合物と組合わせた時に顕著な効果が得られる点からアゾ系色素であることが好ましい。アゾ系色素のアゾ基の数は、その色調と製造面の観点から、好ましくは２個以上、４個以下、更に好ましくは３個である。
また、本発明で用いる色素は、後述の湿式成膜法に供するため、水溶性であることが好ましい。
更に、本発明で用いる色素は、塩型をとらない遊離の状態で、分子量が通常２００以上、特に３００以上で、通常１５００以下、特に１２００以下であることが、色素の製造面及び偏光性能の観点から好ましい。
このような色素の具体例としては、前述の特許文献１、非特許文献１，２や非特許文献３（J.Lydon, “Chromonics” in “Handbook of Liquid Crystals Vol.2B: Low Molecular Weight Liquid Crystals II”, D.Demus, J.Goodby, G.W.Gray, H.W.Spiessm V.Vill ed., Willey-VCH, P.981-1007, (1998)）に記載の色素、或いは、以下の（Ｉ−１）〜（Ｉ−１４）や（II−１）〜（II−４）に示す構造の色素が挙げられるが、これに限定されるものではない。
これらの色素は、それ自体周知の方法に従って製造することができる。例えば（I−１）で示される色素は、下記（Ａ）〜（Ｃ）の工程で製造することができる。
（Ａ）３−アミノベンゼンスルホン酸（メタニル酸）と２−メトキシアニリン（ｏ−アニシジン）とから常法（例えば、細田豊著「新染料化学」（昭和４８年１２月２１日、技報堂発行）第３９６頁第４０９頁参照）に従って、ジアゾ化、カップリング工程を経てモノアゾ化合物を製造する。
（Ｂ）得られたジスアゾ化合物を同様に、常法によりジアゾ化し、３−メチルアニリン（ｍ−トルイジン）とカップリング反応を行って、ジスアゾ化合物を製造する。
（Ｃ）得られたジスアゾ化合物を同様に、常法によりジアゾ化し、７−アミノ−１−ナフトール−３，６−ジスルホン酸（ＲＲ酸）とカップリング反応をおこない、塩化ナトリウムで塩析することにより、目的の色素Ｎｏ．（I−１）が得られる。
（Ａ）３−アミノベンゼンスルホン酸（メタニル酸）と２−メトキシアニリン（ｏ−アニシジン）とから常法（例えば、細田豊著「新染料化学」（昭和４８年１２月２１日、技報堂発行）第３９６頁第４０９頁参照）に従って、ジアゾ化、カップリング工程を経てモノアゾ化合物を製造する。
（Ｂ）得られたジスアゾ化合物を同様に、常法によりジアゾ化し、３−メチルアニリン（ｍ−トルイジン）とカップリング反応を行って、ジスアゾ化合物を製造する。
（Ｃ）得られたジスアゾ化合物を同様に、常法によりジアゾ化し、７−アミノ−１−ナフトール−３，６−ジスルホン酸（ＲＲ酸）とカップリング反応をおこない、塩化ナトリウムで塩析することにより、目的の色素Ｎｏ．（I−１）が得られる。
本発明の異方性色素用色素組成物において、上述したような色素は単独で使用することができるが、これらの２種以上を併用しても良く、また、配向を低下させない程度に上記例示色素以外の色素を配合して用いることもでき、これにより各種の色相を有する異方性色素膜を製造することができる。
他の色素を配合する場合の配合用色素の例としては、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｙｅｌｌｏｗ １２、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｙｅｌｌｏｗ ３４、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｙｅｌｌｏｗ ８６、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｙｅｌｌｏｗ １４２、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｙｅｌｌｏｗ １３２、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｗ ２５、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｏｒａｎｇｅ ３９、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｏｒａｎｇｅ ７２、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｏｒａｎｇｅ ７９，、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｏｒａｎｇｅ ２８、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．Ａｃｉｄ Ｒｅｄ ３７、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｖｉｏｌｅｔ ９、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｖｉｏｌｅｔ ３５、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｖｉｏｌｅｔ ４８、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｖｉｏｌｅｔ ５７、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｌｕｅ １、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｌｕｅ ６７、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｌｕｅ ８３、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｌｕｅ ９０、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｇｒｅｅｎ ４２、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｇｒｅｅｎ ５１、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｇｒｅｅｎ ５９等が挙げられる。
上記配合用色素が酸性基を有する場合、その酸性基は遊離酸型でも良く、酸性基の一部もしくは全てが塩型をとっているものであっても良い。また、塩型の色素と遊離酸型の色素が混在していても良い。
本発明で用いる酸性基を有する色素は、前述の如く、その遊離酸型のまま使用しても良く、酸性基の一部が塩型を取っているものであっても良い。また、塩型の色素と遊離酸型の色素が混在していても良い。従って、製造時に塩型で得られた場合はそのまま使用しても良いし、所望の塩型に変換しても良い。塩型の交換方法としては、公知の方法を任意に用いることができ、例えば以下の方法が挙げられる。
１）塩型で得られた色素の水溶液に塩酸等の強酸を添加し、色素を遊離酸の形で酸析せしめた後、所望の対イオンを有するアルカリ溶液（例えば水酸化リチウム水溶液）で色素酸性基を中和し塩交換する方法。
２）塩型で得られたの色素の水溶液に、所望の対イオンを有する大過剰の中性塩（例えば、塩化リチウム）を添加し、塩析ケーキの形で塩交換を行う方法。
３）塩型で得られた色素の水溶液を、強酸性イオン交換樹脂で処理し、色素を遊離酸の形で酸析せしめた後、所望の対イオンを有するアルカリ溶液（例えば水酸化リチウム水溶液）で色素酸性基を中和し塩交換する方法。
４）予め所望の対イオンを有するアルカリ溶液（例えば水酸化リチウム水溶液）で処理した強酸性イオン交換樹脂に、塩型で得られた色素の水溶液を作用させ、塩交換を行う方法。
１）塩型で得られた色素の水溶液に塩酸等の強酸を添加し、色素を遊離酸の形で酸析せしめた後、所望の対イオンを有するアルカリ溶液（例えば水酸化リチウム水溶液）で色素酸性基を中和し塩交換する方法。
２）塩型で得られたの色素の水溶液に、所望の対イオンを有する大過剰の中性塩（例えば、塩化リチウム）を添加し、塩析ケーキの形で塩交換を行う方法。
３）塩型で得られた色素の水溶液を、強酸性イオン交換樹脂で処理し、色素を遊離酸の形で酸析せしめた後、所望の対イオンを有するアルカリ溶液（例えば水酸化リチウム水溶液）で色素酸性基を中和し塩交換する方法。
４）予め所望の対イオンを有するアルカリ溶液（例えば水酸化リチウム水溶液）で処理した強酸性イオン交換樹脂に、塩型で得られた色素の水溶液を作用させ、塩交換を行う方法。
本発明の異方性色素膜用色素組成物は、前述の本発明の化合物と色素とを含むものであるが、更に必要に応じて溶剤、界面活性剤、ｐＨ調整剤等の添加剤が配合されていても良い。
本発明に使用される溶剤としては、水、水混和性のある有機溶剤、或いはこれらの混合物が適している。有機溶剤の具体例としては、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、エチレングリコール、ジエチレングリコール等のグリコール類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等のセロソルブ類などの単独又は２種以上の混合溶剤が挙げられる。
本発明の異方性色素膜用色素組成物がこのような溶剤を含む溶液である場合、異方性色素膜用色素組成物中の色素の濃度としては、後述の成膜法によるが、通常０．０１重量％以上、特に０．１重量％以上で、通常５０重量％以下、特に３０重量％以下であることが好ましい。色素濃度が低過ぎると異方性色素膜において十分な二色性を得ることができず、高すぎると色素が析出する恐れがある。
後述の湿式成膜法等において、本発明の異方性色素膜用色素組成物を色素溶液として基材に塗布する場合には、基材への濡れ性、塗布性を向上させるため、必要に応じて界面活性剤等の添加物を加えることができる。界面活性剤としては、アニオン性、カチオン性、ノニオン性いずれも使用可能である。その添加濃度は、目的の効果を得るために十分であって、かつ色素分子の配向を阻害しない量として、異方性色素膜用色素組成物中の濃度として通常０．０５重量％以上、０．５重量％以下が好ましい。
また、本発明の異方性色素膜用色素組成物中での本発明の化合物及び色素の造塩や凝集などの不安定性を抑制する等の目的のために、通常公知の酸、アルカリ等のｐＨ調整剤などを、構成成分の混合の前後いずれかで添加してｐＨ調整を行っても良い。
更に、上記以外の添加物として、”Additive for Coating”, Edited by J.Bieleman,Willey-VCH(2000)記載の公知の添加物を用いることもできる。
［異方性色素膜］
次に、このような本発明の異方性色素膜用色素組成物を用いて形成される本発明の異方性色素膜について説明する。
次に、このような本発明の異方性色素膜用色素組成物を用いて形成される本発明の異方性色素膜について説明する。
前述の本発明の化合物と色素とを含む本発明の異方性色素膜用色素組成物は、色素が高い分子配向性を示すことができ、従って、このような本発明の異方性色素膜用色素組成物を用いて形成された本発明の異方性色素膜は、高い二色性を示す有用な色素膜である。
本発明の異方性色素膜は高い二色比を示すが、その二色比は５以上のものが好ましく、より好ましくは１０以上、特に好ましくは１５以上である。
また、本発明の化合物と色素とを含む本発明の異方性色素膜用色素組成物中では、前述の如く、本発明の化合物と色素の間に分子間相互作用が働く。そして、かかる異方性色素膜用色素組成物を用いて形成された異方性色素膜中でも、このような分子間相互作用が働くことにより色素分子の配向が固定化され、加熱時の配向の乱れや方向変化が抑制されて、高い耐熱性を示す有用な異方性色素膜となる。
実際に必要とされる異方性色素膜の耐熱性能は、異方性色素膜の利用環境及び異方性色素膜が装備される表示素子等の製造工程などから決められる。本発明では、耐熱性能の比較基準として、分子配向度を示すオーダーパラメータの耐熱試験による低下率を用いる。具体的な耐熱試験として、１７０℃の環境で３０分間置くことが試験条件として例示される。異方性色素膜の十分な耐熱性能としては、この条件下でのオーダーパラメータ低下率が、７％以下であるのが好ましく、より好ましくは５％以下、特に好ましくは４．６％以下である。
本発明の異方性色素膜は、高い分子配向度を有することが実用の観点から好ましく、耐熱試験前のオーダーパラメータの値が０．５以上のものが好ましく、より好ましくは０．６以上、特に好ましくは０．７以上である。
このような本発明の異方性色素膜は、本発明の異方性色素膜用色素組成物を用いて乾式成膜法もしくは湿式成膜法により作製される。本発明においては、色素を含む溶液が液晶性を示す可能性がある場合は、湿式成膜法を使用することが好ましい。
乾式成膜法としては、高分子重合体を成膜してフィルムとした後に本発明の異方性色素膜用色素組成物で染色する方法、又は高分子重合体の溶液に本発明の異方性色素膜用色素組成物を添加し原液染色後成膜する方法等により得られた未延伸フィルムを延伸する方法などを挙げることができる。上記染色及び成膜並びに延伸は、一般的な下記の方法で行うことができる。
本発明の異方性色素膜用色素組成物及び必要に応じて塩化ナトリウム、ボウ硝等の無機塩、界面活性剤等の染色助剤を加えた染浴中に、通常２０℃以上、好ましくは３０℃以上、通常８０℃以下、好ましくは５０℃以下で、通常１分以上、好ましくは３分以上、通常６０分以下、好ましくは２０分以下、高分子フィルムを浸漬して染色し、次いで必要に応じてホウ酸処理し、乾燥する。あるいは、高分子重合体を水及び／又はアルコール，グリセリン、ジメチルホルムアミド等の親水性有機溶剤に溶解し、本発明の異方性色素膜用色素組成物を添加して原液染色を行い、この染色原液を流延法、溶液塗布法、押出法等により成膜して染色フィルムを作成する。溶剤に溶解させる高分子重合体の濃度としては、高分子重合体の種類によっても異なるが、通常５重量％以上、好ましくは１０重量％以上程度で、通常３０重量％以下、好ましくは２０重量％以下程度である。また、溶剤に溶解する色素の濃度としては、高分子重合体に対して通常０．１重量％以上、好ましくは０．８重量％以上程度で、通常５重量％以下、好ましくは２．５重量％以下程度である。
上記のようにして染色及び成膜して得られた未延伸フィルムは、適当な方法によって一軸方向に延伸する。延伸処理することによって色素分子が配向し、二色性が発現する。一軸に延伸する方法としては、湿式法にて引っ張り延伸を行う方法、乾式法にて引っ張り延伸を行う方法、乾式法にてロール間圧縮延伸を行う方法等があり、いずれの方法を用いて行っても良い。延伸倍率は２倍以上、９倍以下にて行われるが、高分子重合体としてポリビニルアルコール及びその誘導体を用いた場合は２．５倍以上、６倍以下の範囲が好ましい。延伸配向処理したあとで、該延伸フィルムの耐水性向上と偏光度向上の目的でホウ酸処理を実施する。ホウ酸処理により、異方性色素膜の光線透過率と偏光度が向上する。ホウ酸処理の条件としては、用いる親水性高分子重合体及び色素の種類によって異なるが、一般的にはホウ酸濃度としては、通常１重量％以上、好ましくは５重量％以上程度で、通常１５重量％以下、好ましくは１０重量％以下程度である。また、処理温度としては通常３０℃以上、好ましくは５０℃以上で、通常８０℃以下の範囲にあることが望ましい。ホウ酸濃度が１重量％未満であるか、処理温度が３０℃未満の場合は、処理効果が小さく、また、ホウ酸濃度が１５重量％を超えるか、処理温度が８０℃以上を超える場合は異方性色素膜がもろくなり好ましくない。
このような乾式成膜法により得られる異方性色素膜の膜厚は５０μｍ以上、特に８０μｍ以上で、２００μｍ以下、特に１００μｍ以下であることが好ましい。
一方、湿式成膜法としては、本発明の異方性色素膜用色素組成物を塗布液として調製後、ガラス板などの各種基材に塗布、乾燥し、色素を配向、積層して得る方法など公知の方法が挙げられる。塗布法としては、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〜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〜１４９頁などに記載の公知の方法や、例えば、予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、ブレードコート法などで塗布することが挙げられる。この場合、異方性色素膜用色素組成物中の色素濃度は、低すぎると十分な二色性を得ることができず、高すぎると成膜が困難になる。湿式成膜法における異方性色素膜用色素組成物中の色素濃度は、好ましくは０．１重量％以上、特に好ましくは１重量％以上で、好ましくは５０重量％以下、特に好ましくは３０重量％以下である。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、塗膜の乾燥時の温度は好ましくは０℃以上、１２０℃以下、湿度は好ましくは１０％ＲＨ以上、８０％ＲＨ以下程度である。
湿式成膜法で基材上に異方性色素膜を形成する場合、異方性色素膜は、通常乾燥後の膜厚で、好ましくは５０ｎｍ以上、更に好ましくは１００ｎｍ以上、好ましくは３０μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以下、更に好ましくは１μｍ以下である。
なお、湿式成膜法に使用される基材としては、ガラスやトリアセテート、アクリル、ポリエステル、トリアセチルセルロース又はウレタン系のフィルム等が挙げられる。また、この基材表面には、二色性色素の配向方向を制御するために、「液晶便覧」（丸善株式会社、平成１２年１０月３０日発行）２２６頁〜２３９頁などに記載の公知の方法により、配向処理層を施しておいても良い。
乾式成膜法もしくは湿式成膜法により得られた二色性色素の異方性色素膜は、必要に応じ、保護層を設けて使用する。この保護層は、例えば、トリアセテート、アクリル、ポリエステル、ポリイミド、トリアセチルセルロース又はウレタン系のフィルム等の透明な高分子膜によりラミネーションして形成され、実用に供される。
また、本発明の異方性色素膜用色素組成物を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本発明の異方性色素膜を形成したり、本発明の異方性色素膜を形成した基材をこれら表示素子の構成部材として用いれば良い。
また、本発明の異方性色素膜は、色素と、酸性基、塩基性基及び中性基よりなる群から選ばれる基を２つ以上有し、該２つ以上の基のうちの少なくとも１つは塩基性基である化合物とを含有するものである。この異方性色素膜において、酸性基、塩基性基及び中性基よりなる群から選ばれる基を２つ以上有し、該２つ以上の基のうちの少なくとも１つは塩基性基である化合物と、色素は、上記本発明の異方性色素膜用色素組成物に含まれる本発明の化合物及び色素と同様のものである。即ち、本発明の異方性色素膜用色素組成物を用いて上述のように異方性色素膜を製造しなくとも、色素、及び本発明の化合物を含有する膜は、本発明の効果を奏するものである。
本発明の異方性色素膜は、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。
［偏光素子］
本発明の偏光素子は、このような本発明の異方性色素膜を用いたものであるが、本発明の異方性色素膜を基材上に形成して本発明の偏光素子とする場合、形成された異方性色素膜そのものを使用しても良く、また上記の様な保護層のほか、粘着層、反射防止層など、様々な機能をもつ層を積層形成し、積層体として使用しても良い。
本発明の偏光素子は、このような本発明の異方性色素膜を用いたものであるが、本発明の異方性色素膜を基材上に形成して本発明の偏光素子とする場合、形成された異方性色素膜そのものを使用しても良く、また上記の様な保護層のほか、粘着層、反射防止層など、様々な機能をもつ層を積層形成し、積層体として使用しても良い。
次に、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
なお、以下において、形成した色素膜の各種評価は次のようにして行った。
なお、以下において、形成した色素膜の各種評価は次のようにして行った。
(1) 二色比
ヨウ素系偏光素子を入射光学系に配した分光光度計で異方性色素膜の透過率を測定した後、次式により計算した。
二色比（Ｄ）＝Ａｚ／Ａｙ
Ａｚ＝−ｌｏｇ（Ｔｚ）
Ａｙ＝−ｌｏｇ（Ｔｙ）
Ｔｚ：色素膜の吸収軸方向の偏光に対する透過率
Ｔｙ：色素膜の偏光軸方向の偏光に対する透過率
ヨウ素系偏光素子を入射光学系に配した分光光度計で異方性色素膜の透過率を測定した後、次式により計算した。
二色比（Ｄ）＝Ａｚ／Ａｙ
Ａｚ＝−ｌｏｇ（Ｔｚ）
Ａｙ＝−ｌｏｇ（Ｔｙ）
Ｔｚ：色素膜の吸収軸方向の偏光に対する透過率
Ｔｙ：色素膜の偏光軸方向の偏光に対する透過率
(2) 欠陥
偏光顕微鏡Ｎｉｋｏｎ Ｏｐｔｉｐｈｏｔ−ＰＯＬを用い、１００倍の対物レンズ及び１０倍の接眼レンズを用いて消光位にて観察し、Ｎｉｋｏｎ Ｃｏｏｌｐｉｘ９５０にて撮影した。この際、写真横方向が塗布の方向になるよう試料を設置した。
偏光顕微鏡Ｎｉｋｏｎ Ｏｐｔｉｐｈｏｔ−ＰＯＬを用い、１００倍の対物レンズ及び１０倍の接眼レンズを用いて消光位にて観察し、Ｎｉｋｏｎ Ｃｏｏｌｐｉｘ９５０にて撮影した。この際、写真横方向が塗布の方向になるよう試料を設置した。
(3) オーダーパラメータ（Ｓ）
ヨウ素系偏光素子を入射光学系に配した分光光度計（大塚電子社製「瞬間マルチ測光システムＭＣＰＤ２０００」）で異方性色素膜の透過率を測定した後、次式により計算した。
オーダーパラメータ（Ｓ）＝（Ａｚ−Ａｙ）／（Ａｚ＋２×Ａｙ）
Ａｚ＝−ｌｏｇ（Ｔｚ）
Ａｙ＝−ｌｏｇ（Ｔｙ）
Ｔｚ：色素膜の吸収軸方向の偏光に対する透過率
Ｔｙ：色素膜の偏光軸方向の偏光に対する透過率
ヨウ素系偏光素子を入射光学系に配した分光光度計（大塚電子社製「瞬間マルチ測光システムＭＣＰＤ２０００」）で異方性色素膜の透過率を測定した後、次式により計算した。
オーダーパラメータ（Ｓ）＝（Ａｚ−Ａｙ）／（Ａｚ＋２×Ａｙ）
Ａｚ＝−ｌｏｇ（Ｔｚ）
Ａｙ＝−ｌｏｇ（Ｔｙ）
Ｔｚ：色素膜の吸収軸方向の偏光に対する透過率
Ｔｙ：色素膜の偏光軸方向の偏光に対する透過率
(4) 加熱後のオーダーパラメータの低下率（単位：％）
次式により計算した。
オーダーパラメータの低下率＝（Ｓ１−Ｓ２）／Ｓ１ ×１００
Ｓ１：加熱前のオーダーパラメータ
Ｓ２：加熱後のオーダーパラメータ
次式により計算した。
オーダーパラメータの低下率＝（Ｓ１−Ｓ２）／Ｓ１ ×１００
Ｓ１：加熱前のオーダーパラメータ
Ｓ２：加熱後のオーダーパラメータ
以下において「部」は「重量部」を示す。
［本発明の化合物として塩基性アミノ酸を用いた例］
（実施例１−１）
水９２．５部に色素Ｎｏ．（II−１）５部とＬ−（＋）リジン一塩酸塩（塩基性基の数２，酸性基の数１）（東京化成工業社製）２．５部を加え（色素とＬ−（＋）リジン一塩酸塩とのモル比＝１：１）、撹拌溶解後濾過してｐＨ７の本発明の異方性色素膜用色素組成物を得た。スピンコート法により表面にポリイミドの配向膜が形成されたガラス製基板（７５ｍｍ×２５ｍｍ、厚さ１．１ｍｍ、ポリイミド膜厚約８００Åのポリイミド配向膜を予め布でラビング処理を施したもの）に、上記異方性色素膜用色素組成物をギャップ１０μｍのアプリケーター（井元製作所社製）で塗布した後、自然乾燥することにより膜厚約０．４μｍの異方性色素膜を得た。
（実施例１−１）
水９２．５部に色素Ｎｏ．（II−１）５部とＬ−（＋）リジン一塩酸塩（塩基性基の数２，酸性基の数１）（東京化成工業社製）２．５部を加え（色素とＬ−（＋）リジン一塩酸塩とのモル比＝１：１）、撹拌溶解後濾過してｐＨ７の本発明の異方性色素膜用色素組成物を得た。スピンコート法により表面にポリイミドの配向膜が形成されたガラス製基板（７５ｍｍ×２５ｍｍ、厚さ１．１ｍｍ、ポリイミド膜厚約８００Åのポリイミド配向膜を予め布でラビング処理を施したもの）に、上記異方性色素膜用色素組成物をギャップ１０μｍのアプリケーター（井元製作所社製）で塗布した後、自然乾燥することにより膜厚約０．４μｍの異方性色素膜を得た。
得られた異方性色素膜の欠陥の写真を図１に示した。また、得られた異方性色素膜の最大吸収波長（λｍａｘ）とその二色比（Ｄ）を表１に示した。
本実施例で得られた異方性色素膜の欠陥は十分少なく、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
（実施例１−２）
水８２．９部に前記例示色素Ｎｏ．（II−２）１４部とＬ−（＋）リジン一塩酸塩（塩基性基の数２，酸性基の数１）（東京化成工業社製）３．１部を加え（色素とＬ−（＋）リジン一塩酸塩とのモル比＝１：１）、撹拌溶解後濾過してｐＨ７の本発明の異方性色素膜用色素組成物を得た。この異方性色素膜用色素組成物を実施例１−１と同様の基板に同様の条件で塗布することにより膜厚約０．９μｍの異方性色素膜を得た。
水８２．９部に前記例示色素Ｎｏ．（II−２）１４部とＬ−（＋）リジン一塩酸塩（塩基性基の数２，酸性基の数１）（東京化成工業社製）３．１部を加え（色素とＬ−（＋）リジン一塩酸塩とのモル比＝１：１）、撹拌溶解後濾過してｐＨ７の本発明の異方性色素膜用色素組成物を得た。この異方性色素膜用色素組成物を実施例１−１と同様の基板に同様の条件で塗布することにより膜厚約０．９μｍの異方性色素膜を得た。
得られた異方性色素膜の欠陥の写真を図１に示した。また、得られた異方性色素膜の最大吸収波長（λｍａｘ）とその二色比（Ｄ）を表１に示した。
本実施例で得られた異方性色素膜の欠陥は十分少なく、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
（実施例１−３）
水８１．７部に前記例示色素Ｎｏ．（II−３）１５部とＬ−（＋）リジン一塩酸塩（塩基性基の数２，酸性基の数１）（東京化成工業社製）３．３部を加え（色素とＬ−（＋）リジン一塩酸塩とのモル比＝１：１）、撹拌溶解後濾過してｐＨ７の本発明の異方性色素膜用色素組成物を得た。この異方性色素膜用色素組成物を実施例１−１と同様の基板に同様の条件で塗布することにより膜厚約０．９μｍの異方性色素膜を得た。
水８１．７部に前記例示色素Ｎｏ．（II−３）１５部とＬ−（＋）リジン一塩酸塩（塩基性基の数２，酸性基の数１）（東京化成工業社製）３．３部を加え（色素とＬ−（＋）リジン一塩酸塩とのモル比＝１：１）、撹拌溶解後濾過してｐＨ７の本発明の異方性色素膜用色素組成物を得た。この異方性色素膜用色素組成物を実施例１−１と同様の基板に同様の条件で塗布することにより膜厚約０．９μｍの異方性色素膜を得た。
得られた異方性色素膜の欠陥の写真を図１に示した。また、得られた異方性色素膜の最大吸収波長（λｍａｘ）とその二色比（Ｄ）を表１に示した。
本実施例で得られた異方性色素膜の欠陥は十分少なく、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
（実施例１−４）
水８２．５部に前記例示色素Ｎｏ．（II−２）１４部とＬ−（＋）−アルギニン塩酸塩（塩基性基の数４，酸性基の数１）（東京化成工業社製）３．５部を加え（色素とＬ−（＋）−アルギニン塩酸塩とのモル比＝１：１）、撹拌溶解後濾過してｐＨ７の本発明の異方性色素膜用色素組成物を得た。この異方性色素膜用色素組成物を実施例１−１と同様の基板に同様の条件で塗布することにより膜厚約０．９μｍの異方性色素膜を得た。
水８２．５部に前記例示色素Ｎｏ．（II−２）１４部とＬ−（＋）−アルギニン塩酸塩（塩基性基の数４，酸性基の数１）（東京化成工業社製）３．５部を加え（色素とＬ−（＋）−アルギニン塩酸塩とのモル比＝１：１）、撹拌溶解後濾過してｐＨ７の本発明の異方性色素膜用色素組成物を得た。この異方性色素膜用色素組成物を実施例１−１と同様の基板に同様の条件で塗布することにより膜厚約０．９μｍの異方性色素膜を得た。
得られた異方性色素膜の欠陥の写真を図１に示した。また、得られた異方性の最大吸収波長（λｍａｘ）とその二色比（Ｄ）を表１に示した。
本実施例で得られた異方性色素膜の欠陥は十分少なく、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
（比較例１−１）
実施例１−１においてＬ−（＋）リジン一塩酸塩を添加しない以外は同様にして色素膜用色素組成物を作成し、同様の基板に同様の条件で塗布を行い色素膜を得た。
実施例１−１においてＬ−（＋）リジン一塩酸塩を添加しない以外は同様にして色素膜用色素組成物を作成し、同様の基板に同様の条件で塗布を行い色素膜を得た。
得られた色素膜について、実施例１−１と同様にして各種試験を行い、欠陥観察結果を図１に示し、二色性の評価結果を表１に示した。
本比較例で得られた色素膜は、実施例１−１の異方性色素膜に比べ縞状の欠陥が目立ち、二色比は実施例１−１のものより低かった。
（比較例１−２）
実施例１−２においてＬ−（＋）リジン一塩酸塩を添加しない以外は同様にして色素膜用色素組成物を作成し、同様の基板に同様の条件で塗布を行い色素膜を得た。
実施例１−２においてＬ−（＋）リジン一塩酸塩を添加しない以外は同様にして色素膜用色素組成物を作成し、同様の基板に同様の条件で塗布を行い色素膜を得た。
得られた色素膜について、実施例１−１と同様にして各種試験を行い、欠陥観察結果を図１に示し、二色性の評価結果を表１に示した。
本比較例で得られた色素膜は実施例１−２，４の異方性色素膜に比べ縞状の欠陥がよりはっきりしており、二色比は実施例１−２，４のものより低かった。
（比較例１−３）
実施例１−３においてＬ−（＋）リジン一塩酸塩を添加しない以外は同様にして色素膜用色素組成物を作成し、同様の基板に同様の条件で塗布を行い色素膜を得た。
実施例１−３においてＬ−（＋）リジン一塩酸塩を添加しない以外は同様にして色素膜用色素組成物を作成し、同様の基板に同様の条件で塗布を行い色素膜を得た。
得られた色素膜について、実施例１−１と同様にして各種試験を行い、欠陥観察結果を図１に示し、二色性の評価結果を表１に示した。
本比較例で得られた色素膜は実施例１−３の異方性色素膜に比べ縞状の欠陥が目立ち、二色比は実施例１−３のものより低かった。
［本発明の化合物として酸性アミノ基又は中性アミノ酸を用いた例］
（実施例２−１）
水８３．５部に前記例示色素Ｎｏ．（Ｉ−３）１５部と中性アミノ酸のＬ−フェニルアラニン（関東化学社製）１．５部を加え（色素とアミノ酸のモル比＝１：０．５）、撹拌溶解後濾過して、本発明の異方性色素膜用色素組成物を得た。スピンコート法により表面にポリイミドの配向膜が形成されたガラス製基板（７５ｍｍ×２５ｍｍ、厚さ１．１ｍｍ、ポリイミド膜厚約８００Åのポリイミド配向膜を予め布でラビング処理を施したもの）に、上記異方性色素膜用色素組成物をＮｏ．２バーコータ（テスター産業社製）で塗布した後、自然乾燥することにより膜厚約０．４μｍの異方性色素膜を得た。
（実施例２−１）
水８３．５部に前記例示色素Ｎｏ．（Ｉ−３）１５部と中性アミノ酸のＬ−フェニルアラニン（関東化学社製）１．５部を加え（色素とアミノ酸のモル比＝１：０．５）、撹拌溶解後濾過して、本発明の異方性色素膜用色素組成物を得た。スピンコート法により表面にポリイミドの配向膜が形成されたガラス製基板（７５ｍｍ×２５ｍｍ、厚さ１．１ｍｍ、ポリイミド膜厚約８００Åのポリイミド配向膜を予め布でラビング処理を施したもの）に、上記異方性色素膜用色素組成物をＮｏ．２バーコータ（テスター産業社製）で塗布した後、自然乾燥することにより膜厚約０．４μｍの異方性色素膜を得た。
耐熱試験として、この異方性色素膜を１７０℃に加熱した恒温器（ヤマト科学社製「ファインオーブンＤＦ−４２」）に３０分置き、その加熱前後のオーダーパラメータの変化を調べた。
得られた異方性色素膜の耐熱試験前後に測定したオーダーパラメータとその低下率を表２に示した。
表２より明らかなように、本実施例で得られた異方性色素膜は、高いオーダーパラメータを有し、更に加熱によるオーダーパラメータの低下率が低い、耐熱性の良好な異方性色素膜であった。
（実施例２−２）
水８４．６８部に前記例示色素Ｎｏ．（Ｉ−３）１５部と中性アミノ酸のβ−アラニン（東京化成工業社製）０．３２部を加え（色素とアミノ酸のモル比＝１：０．２）、撹拌溶解後濾過して、本発明の異方性色素膜用色素組成物を得た。実施例２−１と同様にして、この異方性色素膜用色素組成物を基板に塗布して得られた異方性色素膜の耐熱試験を実施した。
水８４．６８部に前記例示色素Ｎｏ．（Ｉ−３）１５部と中性アミノ酸のβ−アラニン（東京化成工業社製）０．３２部を加え（色素とアミノ酸のモル比＝１：０．２）、撹拌溶解後濾過して、本発明の異方性色素膜用色素組成物を得た。実施例２−１と同様にして、この異方性色素膜用色素組成物を基板に塗布して得られた異方性色素膜の耐熱試験を実施した。
得られた異方性色素膜の耐熱試験前後に測定したオーダーパラメータとその低下率を表２に示した。
表２より明らかなように、本実施例で得られた異方性色素膜は、高いオーダーパラメータを有し、更に加熱によるオーダーパラメータの低下率が低い、耐熱性の良好な異方性色素膜であった。
（実施例２−３）
水８３．８部に前記例示色素Ｎｏ．（Ｉ−３）１５部と中性アミノ酸の４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリン（東京化成工業社製）１．２部を加え（色素とアミノ酸のモル比＝１：０．５）、撹拌溶解後濾過して、本発明の異方性色素膜用色素組成物を得た。実施例２−１と同様にして、この異方性色素膜用色素組成物を基板に塗布して得られた異方性色素膜の耐熱試験を実施した。
水８３．８部に前記例示色素Ｎｏ．（Ｉ−３）１５部と中性アミノ酸の４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリン（東京化成工業社製）１．２部を加え（色素とアミノ酸のモル比＝１：０．５）、撹拌溶解後濾過して、本発明の異方性色素膜用色素組成物を得た。実施例２−１と同様にして、この異方性色素膜用色素組成物を基板に塗布して得られた異方性色素膜の耐熱試験を実施した。
得られた異方性色素膜の耐熱試験前後に測定したオーダーパラメータとその低下率を表２に示した。
表２より明らかなように、本実施例で得られた異方性色素膜は、高いオーダーパラメータを有し、更に加熱によるオーダーパラメータの低下率が低い、耐熱性の良好な異方性色素膜であった。
（実施例２−４）
水８２．３部に前記例示色素Ｎｏ．（Ｉ−３）１５部と中性アミノ酸のＬ−アスパラギン一水和物（和光純薬工業社製）２．７部を加え（色素とアミノ酸のモル比＝１：１）、撹拌溶解後濾過して、本発明の異方性色素膜用色素組成物を得た。実施例２−１と同様にして、この異方性色素膜用色素組成物を基板に塗布して得られた異方性色素膜の耐熱試験を実施した。
水８２．３部に前記例示色素Ｎｏ．（Ｉ−３）１５部と中性アミノ酸のＬ−アスパラギン一水和物（和光純薬工業社製）２．７部を加え（色素とアミノ酸のモル比＝１：１）、撹拌溶解後濾過して、本発明の異方性色素膜用色素組成物を得た。実施例２−１と同様にして、この異方性色素膜用色素組成物を基板に塗布して得られた異方性色素膜の耐熱試験を実施した。
得られた異方性色素膜の耐熱試験前後に測定したオーダーパラメータとその低下率を表２に示した。
表２より明らかなように、本実施例で得られた異方性色素膜は、高いオーダーパラメータを有し、更に加熱によるオーダーパラメータの低下率が低い、耐熱性の良好な異方性色素膜であった。
（実施例２−５）
水８２．７部に前記例示色素Ｎｏ．（Ｉ−３）１５部と酸性アミノ酸のＬ−アスパラギン酸（東京化成工業社製）２．３部を加え（色素とアミノ酸のモル比＝１：１）、撹拌溶解後濾過して、本発明の異方性色素膜用色素組成物を得た。実施例２−１と同様にして、この異方性色素膜用色素組成物を基板に塗布して得られた異方性色素膜の耐熱試験を実施した。
水８２．７部に前記例示色素Ｎｏ．（Ｉ−３）１５部と酸性アミノ酸のＬ−アスパラギン酸（東京化成工業社製）２．３部を加え（色素とアミノ酸のモル比＝１：１）、撹拌溶解後濾過して、本発明の異方性色素膜用色素組成物を得た。実施例２−１と同様にして、この異方性色素膜用色素組成物を基板に塗布して得られた異方性色素膜の耐熱試験を実施した。
得られた異方性色素膜の耐熱試験前後に測定したオーダーパラメータとその低下率を表２に示した。
表２より明らかなように、本実施例で得られた異方性色素膜は、高いオーダーパラメータを有し、更に加熱によるオーダーパラメータの低下率が低い、耐熱性の良好な異方性色素膜であった。
（実施例２−６）
水８２．３部に前記例示色素Ｎｏ．（Ｉ−３）１５部と酸性アミノ酸のＬ−グルタミン酸（和光純薬工業社製）２．７部を加え（色素とアミノ酸のモル比＝１：１）、撹拌溶解後濾過して、本発明の異方性色素膜用色素組成物を得た。実施例２−１と同様にして、この異方性色素膜用色素組成物を基板に塗布して得られた異方性色素膜の耐熱試験を実施した。
水８２．３部に前記例示色素Ｎｏ．（Ｉ−３）１５部と酸性アミノ酸のＬ−グルタミン酸（和光純薬工業社製）２．７部を加え（色素とアミノ酸のモル比＝１：１）、撹拌溶解後濾過して、本発明の異方性色素膜用色素組成物を得た。実施例２−１と同様にして、この異方性色素膜用色素組成物を基板に塗布して得られた異方性色素膜の耐熱試験を実施した。
得られた異方性色素膜の耐熱試験前後に測定したオーダーパラメータとその低下率を表２に示した。
表２より明らかなように、本実施例で得られた異方性色素膜は、高いオーダーパラメータを有し、更に加熱によるオーダーパラメータの低下率が低い、耐熱性の良好な異方性色素膜であった。
（実施例２−７）
水８０部に前記例示色素Ｎｏ．（Ｉ−１５）１５部と中性アミノ酸のＬ−プロリン（東京化成社製）５部を加え（色素とアミノ酸のモル比＝１：２．５）、撹拌溶解後濾過して、本発明の異方性色素膜用色素組成物を得た。実施例２−１と同様にして、この異方性色素膜用色素組成物を基板に塗布して得られた異方性色素膜の耐熱試験を実施した。
水８０部に前記例示色素Ｎｏ．（Ｉ−１５）１５部と中性アミノ酸のＬ−プロリン（東京化成社製）５部を加え（色素とアミノ酸のモル比＝１：２．５）、撹拌溶解後濾過して、本発明の異方性色素膜用色素組成物を得た。実施例２−１と同様にして、この異方性色素膜用色素組成物を基板に塗布して得られた異方性色素膜の耐熱試験を実施した。
得られた異方性色素膜の耐熱試験前後に測定したオーダーパラメータとその低下率を表２に示した。
表２より明らかなように、本実施例で得られた異方性色素膜は、高いオーダーパラメータを有し、更に加熱によるオーダーパラメータの低下率が低い、耐熱性の良好な異方性色素膜であった。
（比較例２−１）
水８５部に前記例示色素Ｎｏ．（Ｉ−３）１５部を加え、撹拌溶解後濾過して、異方性色素膜用色素組成物を得た。実施例２−１と同様にして、この異方性色素膜用色素組成物を基板に塗布して得られた異方性色素膜の耐熱試験を実施した。
水８５部に前記例示色素Ｎｏ．（Ｉ−３）１５部を加え、撹拌溶解後濾過して、異方性色素膜用色素組成物を得た。実施例２−１と同様にして、この異方性色素膜用色素組成物を基板に塗布して得られた異方性色素膜の耐熱試験を実施した。
得られた異方性色素膜の耐熱試験前後に測定したオーダーパラメータとその低下率を表２に示した。
表２より明らかなように、得られた異方性色素膜は、加熱によるオーダーパラメータの低下率が実施例２−１〜６に比較して大きく、耐熱性の劣る異方性色素膜であった。
（比較例２−２）
水８５部に前記例示色素Ｎｏ．（Ｉ−１５）１５部を加え、撹拌溶解後濾過して、異方性色素膜用色素組成物を得た。実施例２−１と同様にして、この異方性色素膜用色素組成物を基板に塗布して得られた異方性色素膜の耐熱試験を実施した。
水８５部に前記例示色素Ｎｏ．（Ｉ−１５）１５部を加え、撹拌溶解後濾過して、異方性色素膜用色素組成物を得た。実施例２−１と同様にして、この異方性色素膜用色素組成物を基板に塗布して得られた異方性色素膜の耐熱試験を実施した。
得られた異方性色素膜の耐熱試験前後に測定したオーダーパラメータとその低下率を表２に示した。
表２より明らかなように、得られた異方性色素膜は、加熱によるオーダーパラメータの低下率が実施例２−７に比較して大きく、耐熱性の劣る異方性色素膜であった。
（比較例２−３）
水７９部に前記例示色素Ｎｏ．（Ｉ−１５）１６部とグリセリン５部を加え、撹拌溶解後濾過して、異方性色素膜用色素組成物を得た。実施例２−１と同様にして、この異方性色素膜用色素組成物を基板に塗布して得られた異方性色素膜の耐熱試験を実施した。
水７９部に前記例示色素Ｎｏ．（Ｉ−１５）１６部とグリセリン５部を加え、撹拌溶解後濾過して、異方性色素膜用色素組成物を得た。実施例２−１と同様にして、この異方性色素膜用色素組成物を基板に塗布して得られた異方性色素膜の耐熱試験を実施した。
得られた異方性色素膜の耐熱試験前後に測定したオーダーパラメータとその低下率を表２に示した。
表２より明らかなように、得られた異方性色素膜は、実施例２−７に比較して耐熱性試験前のオーダーパラメータも低く、加熱によるオーダーパラメータの低下率も大きく、耐熱性の劣る異方性色素膜であった。
本発明の異方性色素膜は、調光素子や液晶素子（ＬＣＤ）、有機エレクトロルミネッセンス素子（ＯＬＥＤ）の表示素子に具備される偏光板等、各種の偏光素子に有用である。
Claims (11)
- 色素と、
酸性基、塩基性基及び中性基よりなる群から選ばれる基を２つ以上有し、該２つ以上の基のうちの少なくとも１つは塩基性基である化合物と
を含有し、該化合物の配合量が、前記色素に対する該化合物のモル濃度比が０．１以上、４以下となる量である、異方性色素膜用色素組成物。 - 該化合物が、環式化合物である請求項１に記載の、異方性色素膜用色素組成物。
- 該化合物が、ヒドロキシアミンである請求項１に記載の、異方性色素膜用色素組成物。
- 該化合物が、アミノ酸である請求項１に記載の、異方性色素膜用色素組成物。
- 更に、溶剤を含有する請求項１ないし４のいずれか一項に記載の、異方性色素膜用色素組成物。
- 該色素が、酸性色素である、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の、異方性色素膜用色素組成物。
- 該色素が、アゾ色素である、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の、異方性色素膜用色素組成物。
- 請求項１ないし７のいずれか一項に記載の異方性色素膜用色素組成物を用いて形成された、異方性色素膜。
- 該異方性色素膜用色素組成物を用いて、湿式製膜法により形成された、請求項８に記載の異方性色素膜。
- 膜厚が３０μｍ以下である、請求項８又は９に記載の、異方性色素膜。
- 請求項８ないし１０のいずれか一項に記載の異方性色素膜を用いた、偏光素子。
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