JP5417940B2 - 異方性膜用化合物 - Google Patents

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）などの発光型の表示素子、タッチパネルなどの入出力素子に具備される偏光膜等に有用な異方性膜用化合物に関するものである。

近年、ＬＣＤなどの平面型ディスプレイはテレビ受像機に広く用いられるようになり、従来のＣＲＴを用いたテレビに置き換わろうとしている。また、現在のテレビシステムであるＮＴＳＣの色再現性は、ＣＲＴの蛍光体の特性を基準に決められたものであり、実在する物体の色の約半分しか表現できないという問題があった。一方、デジタルカメラやカムコーダーなどの撮像装置は、ＮＴＳＣで定義された範囲よりも広範囲な色表現（色再現）が近年可能となり、その情報をより正確に再現する拡張色空間に対応したディスプレイが望まれている。

このような背景において、ＬＣＤなどのＣＲＴに代わる平面型ディスプレイは、原理上ＣＲＴよりも高彩度色の表現が可能なデバイスであり、平面型ディスプレイが有する高機能性を生かした新動画用拡張色空間の規格化が進められてきた。その結果、国際規格ＩＥＣ６１９６６−２−４として「動画用拡張色域ＹＣＣ色空間（Extended-gamut YCC color space for video application-xyYCC)」が発行された。

ｘｙＹＣＣ色空間は、実在する物体色のほぼ全てが表現できる規格であり、これにより色鮮やかな物体の素材感や立体感までも表現できるようになった。
しかし、拡張された色空間情報を従来のＬＣＤで表示しようとした場合、ＬＣＤに使用される各種部材の特性が充分でないため、ｘｙＹＣＣ色空間に対応したディスプレイを構築するために幾つかの改良が進められている。

その例として、
(1)ＲＧＢ３原色の色純度が良好なバックライトの採用、
(2)ＲＧＢ３原色に補色を加えたマイクロカラーフィルターの採用
などが挙げられる。
(1)の代表的な手段としてはＬＥＤの採用や冷陰極管に用いられる蛍光体の発光波長の
最適化であり、(2)ではイエロー、シアンを追加したマイクロカラーフィルターの採用が
挙げられる（特許文献１、２参照）。

このように、ＬＣＤの色再現性を支配する因子は、発光に関係する部材や可視光波長域に吸収を有する部材であるが、マイクロカラーフィルターと同様に可視光波長域に吸収を有する偏光フィルム（偏光膜）については、まだ充分な検討が進められていない状況にある。
ｘｙＹＣＣ拡張色空間への対応には、バックライトやマイクロカラーフィルターの改良内容から推定されるように、可視光線の両端部に当たる短波長領域と長波長領域の特性を改善することが必要である。

しかしながら、従来の偏光フィルムは、可視光波長領域における吸光度や二色性などの光学特性が一定でないため、特定の波長や色におけるコントラスト比が低下する問題があった。特に、青色光の補色である短波長領域の二色性が低いために、青色光の色純度が低下し、色再現性が十分に得られないことがあった。

また、拡張色空間対応ディスプレイ以外においても、液晶プロジェクタや車載用液晶パネルの場合には、高温時の耐久性の問題からヨウ素ではなく、可視光波長領域全体で二色性を有する有機化合物が用いられている。しかし、短波長に吸収を有する化合物は、分子構造の一般的な特徴として、長波長に吸収を有する化合物よりもπ共役の広がりが小さい、つまり分子長が短い傾向がある。通常、二色性化合物において十分なアスペクト比を得るためには、分子長が長いことが必要とされるため、特に短波長に吸収を有する化合物を二色性化合物として用いようとすると、これらを両立することが難しい。これに起因して、これまでに使用されてきた偏光フィルムでは短波長領域の二色性が低く、こちらにおいても短波長領域で高い二色性を有する化合物の開発が望まれていた。また、これらの用途においては、額縁故障あるいは額縁むらと呼ばれる温湿度変化に伴うフィルムの収縮などに起因する欠陥が生じる問題があるために、高温時の耐久性が必要とされること、また、この問題を解決する変性ポリビニルアルコール（ポリビニルアルコール誘導体）などの高分子材料と二色性物質の組み合わせが重要となってきていることからも、新規の二色性化合物の開発が望まれている。

このような課題を解決する二色性化合物として、例えば、スチルベン部位と、アルケニルアミドあるいはアルキニルアミド部位とを併せて有するアゾ化合物が提案されている（特許文献３参照）。これらの化合物は分子直線性や二色比に優れると考えられていたが、実用的に十分な二色比を得るためにはさらに改良の余地があった。

特開２００７−７３２９０号公報 特開２００７−２５２８５号公報 国際公開第２００９／８２９８号パンフレット

本発明は、広範囲な色表現が可能な偏光膜に有用な、主に短波長領域に吸収を有する異方性膜用化合物であって、高い二色比を有する化合物を提供することを課題とする。
また、本発明は耐久性に優れた異方性膜用化合物を提供することを課題とする。

本発明者らが鋭意検討した結果、遊離酸の形が下記式（１）で表される異方性膜用化合物が上記課題を解決できることがわかり、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、遊離酸の形が下記式（１）で表されることを特徴とする異方性膜用化合物（請求項１）、に存する。

（上記一般式（１）において、Ｒ^１〜Ｒ^６は、それぞれ独立に水素原子、水酸基、スルホ基を表す。
ｐおよびｑは、それぞれ独立に２〜５の整数を表し、
Ｘ^１およびＸ^２は、それぞれ独立に置換されていてもよいフェニル基を表し、
ｍおよびｎは、それぞれ独立に０または１を表すが、ｍおよびｎがともに０になることはない。）

本発明によれば、偏光膜などの異方性膜に有用な、主に短波長領域で二色性が高く、耐久性に優れた化合物を提供することができる。

以下に本発明の異方性膜用化合物の実施の形態を詳細に説明する。

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特定はされない。

本発明の異方性膜用化合物が適用される異方性膜とは、色素等の化合物を含有する膜の厚み方向およ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。

本明細書において単に異方性膜という場合には、本発明の異方性膜用化合物を含有する層を指し、通常、この層にはさらに低分子材料および／または高分子材料を含有するが、例えば本発明の異方性膜用化合物のみから構成される層であってもよい。

本発明の異方性膜用化合物は、いわゆる色素としての機能も有する化合物であって、本発明の異方性膜用化合物を含有する異方性膜は、色素膜としても機能し得るものである。なお、ここでいう色素とは、一般に、可視光波長領域において吸収を有する化合物を意味する。

本発明の異方性膜用化合物を用いて製造された異方性膜は、主たる効果として吸収異方性を有する機能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。

以下、本発明の異方性膜用化合物について詳述する。
なお、本発明において置換基を有していてもよいとは、置換基を１または２以上有していてもよいことを意味する。

また、本明細書において「置換基の総炭素数」という場合には、その置換基中に含まれる炭素原子の数を表し、その置換基がさらなる置換基を有している場合には、さらなる置換基に含まれる炭素数も含めたすべての炭素数である。

１．異方性膜用化合物
本発明の異方性膜用化合物は、遊離酸の形が、下記式（１）で表されることを特徴とする。

（上記一般式（１）において、Ｒ^１〜Ｒ^６は、それぞれ独立に水素原子、水酸基、スルホ基を表す。
ｐおよびｑは、それぞれ独立に２〜５の整数を表し、
Ｘ^１およびＸ^２は、それぞれ独立に置換されていてもよいフェニル基を表し、
ｍおよびｎは、それぞれ独立に０または１を表すが、ｍおよびｎがともに０になることはない。）

本発明の異方性膜用化合物は、スチルベン部位とアルケニルアミド部位とを有するアゾ化合物であって、両末端にポリエン構造とそれに続くフェニル基とを有するアゾ化合物である。ポリエン構造を有することにより平面性を保ち、さらにそれに続いてフェニル基を有することにより、良好な分子直線性を保ちながらさらに分子長を伸張する（長短軸比を高める）ことで二色比を向上することが可能であることが判明した。良好な分子直線性と高い長短軸比を有するため、本発明の異方性膜用化合物は、短波長領域に吸収を有しながらも大きいアスペクト比を得ることができ、高い二色性を示す。本発明の異方性膜用化合物は、短波長領域のみならず、それ以外の領域に吸収をもつ化合物としても高い二色性を示す。

＜Ｒ^１〜Ｒ^６＞
前記式（１）において、Ｒ^１〜Ｒ^６は、それぞれ独立に水素原子、水酸基、スルホ基を表す。

Ｒ^１およびＲ^４は、水素原子であることが好ましい。
Ｒ^２およびＲ^３は、いずれかがスルホ基であり、他方が水素原子または水酸基であることが水溶性の観点から好ましい。Ｒ^５およびＲ^６も同様である。
Ｒ^１およびＲ^４が水素原子であり、Ｒ^２およびＲ^３と、Ｒ^５およびＲ^６が、いずれもスルホ基と水素原子の組み合わせであることが特に好ましい。

＜ｐおよびｑ＞
前記式（１）において、ｐおよびｑは、それぞれ独立に２〜５の整数を表す。
好ましくは２〜４であり、水溶性の観点から、さらに好ましくは２〜３、特に好ましくは２である。
また、ｐとｑは、異なっていてもよい。

＜Ｘ^１およびＸ^２＞
前記式（１）において、Ｘ^１およびＸ^２は、それぞれ独立に置換されていてもよいフェニル基を表す。

Ｘ^１およびＸ^２のフェニル基の置換基としては、例えば、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、スルホ基、カルボキシル基、置換されていてもよい炭素数１〜８のアルキル基、置換されていてもよい炭素数１〜８のアルコキシ基、アミノ基、置換されていてもよい炭素数１〜８のアルキルアミノ基、置換されていても良い炭素数６〜１０のアリールアミノ基、置換されていても良い炭素数２〜１０のアシルアミノ基、等が挙げられる。
置換されていてもよいアルキル基は、置換基の総炭素数が通常１以上、通常８以下、好ましくは６以下である。該アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、（ｎ）−ブチル基、（ｎ）−ヘキシル基等が挙げられる。また、該アルキル基の置換基としては、水酸基、カルボキシル基等が挙げられる。
置換されていてもよいアルコキシ基は、置換基の総炭素数が通常１以上、通常８以下、好ましくは６以下である。該アルコキシ基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、（ｎ）−ブトキシ基、（ｎ）−ヘキシルオキシ基等が挙げられる。また、該アルコキシ基の置換基としては、水酸基、メトキシ基等が挙げられる。
置換されていてもよいアルキルアミノ基は、置換基の総炭素数が通常１以上、通常８以下、好ましくは６以下である。該アルキルアミノ基の具体例としては、メチルアミノ基、エチルアミノ基、（ｎ）−ブチルアミノ基、（ｎ）−ヘキシルアミノ基等が挙げられる。
置換されていてもよいアリールアミノ基は、置換基の総炭素数が通常６以上、通常１０以下、好ましくは６以上８以下である。該アリールアミノ基の具体例としては、フェニルアミノ基、パラトリルアミノ基、パラ（ｎ）−ブチルフェニルアミノ基等が挙げられる。
置換されていてもよいアシルアミノ基は、置換基の総炭素数が通常２以上、通常１０以下、好ましくは２以上８以下である。該アシルアミノ基の具体例としては、アセチルアミノ基、ベンゾイルルアミノ基、シンナモイルアミノ基等が挙げられる。
これらの中でも、Ｘ^１およびＸ^２のフェニル基の置換基としては、水素原子、置換されていてもよい炭素数１〜８のアルキル基、置換されていてもよい炭素数１〜８のアルコキシ基が好ましく、製造的な面から特に水素原子が好ましい。また、フェニル基が置換基を有する場合、置換基の置換位置としては、ビニル基に対してメタ位、パラ位が好ましく、特に好ましくは分子直線性の観点からビニル基に対してパラ位である。

＜ｍおよびｎ＞
前記式（１）において、ｍおよびｎは、それぞれ独立に０または１を表すが、ｍおよびｎがともに０になることはない。水溶性の観点から、ｍおよびｎは好ましくは１である。

＜分子量＞
遊離酸の形が前記式（１）で表される本発明の異方性膜用化合物の分子量としては、遊離酸の形で、５００以上が好ましく、また、１８００以下が好ましく、１５００以下がより好ましく、１３００以下が特に好ましい。

＜水溶性＞
本発明の異方性膜用化合物は、通常、水溶性の化合物である。

＜塩型について＞
本発明の異方性膜用化合物は、前記式（１）で示されるような遊離酸の形（遊離酸型）のまま使用してもよく、酸基の一部が塩型になっているものであってもよい。また、塩型の化合物と遊離酸型の化合物が混在していてもよい。また、製造時に塩型で得られた場合はそのまま使用してもよいし、所望の塩型に変換（塩交換）してもよい。塩交換の方法としては、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）塩型で得られた化合物の水溶液に塩酸等の強酸を添加し、化合物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、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化リチウム水溶液等）で化合物の酸性基を中和して塩交換する方法。
２）塩型で得られた化合物の水溶液に、所望の対イオンを有する大過剰の中性塩（例えば、塩化ナトリウム、塩化リチウム等）を添加し、塩析ケーキの形で塩交換する方法。
３）塩型で得られた化合物の水溶液を、強酸性陽イオン交換樹脂で処理し、化合物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、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化リチウム水溶液等）で化合物の酸性基を中和して塩交換する方法。
４）予め所望の対イオンを有するアルカリ溶液（例えば水酸化ナトリウム水溶液、水酸化リチウム水溶液）で処理した強酸性陽イオン交換樹脂に、塩型で得られた化合物の水溶液を作用させ、塩交換する方法。

本発明の異方性膜用化合物の酸性基が遊離酸型となるか、塩型となるかは、化合物のｐＫａと化合物溶液のｐＨに依存する。そのため、本発明の異方性膜用化合物の酸性基は、遊離酸型、いずれかの塩型、酸性基が２つ以上ある場合には遊離酸型と塩型の混合または２種類以上の塩型の混合など、さまざまな型となりうる。特に、異方性膜中での異方性膜用化合物の酸性基は、後述する異方性膜用組成物の好ましいｐＨや、異方性膜用化合物を含んだ基材への解離性の塩を含む溶液による処理の影響等を受けて、異方性膜を作製する工程で用いたものとは異なる塩型になっていることもありうる。

上記の塩型の例としては、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よいアンモニウムの塩、または有機アミンの塩等が挙げられる。
該アンモニウムの塩が有していてもよい置換基であるアルキル基もしくはヒドロキシアルキル基としては、炭素数１〜６の低級アルキル基およびヒドロキシ置換された炭素数１〜６の低級アルキル基が挙げられる。
有機アミンの例としては、炭素数１〜６の低級アルキルアミン（例えば、メチルアミン、エチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン等）、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（例えば、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）、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（例えばカルボキシメチルアミン、カルボキシエチルアミン、カルボキシプロピルアミン、ジカルボキシメチルアミン等）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よい。また、化合物の一分子内に複数種混在してもよいし、組成物中に複数種混在していてもよい。
本発明の異方性膜用化合物の酸性基の好ましい型としては、化合物の製造工程、後述する異方性膜用組成物の内容や好ましいｐＨなどによって異なるが、水に対して高溶解度が必要な場合（例えば、基材への化合物移行能を高めるため、異方性膜用組成物中において高い化合物濃度が必要な場合など）には、リチウム塩、アンモニウム塩、トリエチルアミン塩、水溶性基が置換した有機アミン塩またはこれらの塩を１以上有することが好ましい。一方、水に対して低溶解度が必要な場合（例えば、化合物製造工程において化合物溶液から該化合物を析出させたい場合など）には、遊離酸型であるか、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩等のアルカリ土類金属塩またはこれらの塩を１以上有することが好ましい。

遊離酸の形が前記式（１）で表される異方性膜用化合物の具体例としては、例えば、以下のような異方性膜用化合物が挙げられる。

２．化合物の合成方法
遊離酸の形が前記式（１）で表される本発明の異方性膜用化合物は、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、遊離酸の形が前記式（１−１）で示される化合物は、下記〈１〉〜〈２〉の工程に従って製造することができる。

〈１〉４、４’−ジアミノスチルベン−２，２’−ジスルホン酸を常法｛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｝に従ってテトラゾ化し、１−アミノナフタレン−７−スルホン酸（１，７−クレーブ酸）にカップリングさせることによりスチルベンビスアゾ化合物を合成する。反応終了後、塩析により反応生成物を取り出す。
〈２〉得られたスチルベンビスアゾ化合物をＮ−メチル−２−ピロリドンに室温にて分散し、７０〜８０℃に昇温、５−フェニルー２，４−ペンタジエノイック酸クロリドと炭
酸ナトリウムを添加、７０〜８０℃にて１時間アシル化を行う。反応終了後、水に排出し、塩析によりアシル化物を取り出すことにより遊離酸の形が前記（１−１）で示される化合物をナトリウム塩として得る。

３．異方性膜用組成物
異方性膜を製造するにあたって、異方性膜用組成物を用いることができる。
異方性膜用組成物は、本発明の異方性膜用化合物と、通常さらに溶剤を含有し、本発明の化合物が溶剤に溶解もしくは分散されたものである。

なお、異方性膜用組成物中または以下に詳述する異方性膜において、本発明の異方性膜用化合物は１種を単独で使用することができるが、本発明の異方性膜用化合物を２種以上組み合わせて使用したり、ヨウ素や公知の二色性化合物等の他の二色性物質を組み合わせて使用することもできる。さらに、製造される異方性膜に所望の性能を与えたり、製造に好適な組成物とするために、種々の溶剤、添加剤等を適宜組み合わせて使用することができる。更には配向を低下させない程度に紫外線吸収化合物や近赤外線吸収化合物などの他の化合物と混合して用いることができる。これにより、異方性膜の耐久性の向上、色相の補正、偏光性能の向上を図ると共に、各種の色相を有する異方性膜を製造することができる。

異方性膜用組成物に用いる溶剤としては、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、２，２’−チオジエタノール、ジエチレングリコール、グリセリン等の多価アルコール類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等のセロソルブ類、２−ピロリドン、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、１，３−ジメチルイミダゾリジノン等のアミド系の溶剤、ジメチルスルホキシド、スルホラン等の等の非プロトン性溶剤等の単独または２種以上の混合溶剤が挙げられる。

これらの溶剤に本発明の異方性膜用化合物を溶解する場合の濃度としては、化合物の溶解性や会合状態の形成濃度にも依存するが、好ましくは０．００１重量％以上、より好ましくは０．０１重量％以上、好ましくは１０重量％以下、より好ましくは５重量％以下、特に好ましくは１重量％以下である。

また、異方性膜用組成物は、本発明の異方性膜用化合物の溶解性向上等のため、必要に応じて尿素、チオ尿素、カプロラクタム、ビウレット、セミカルバジド等の化合物を添加したり、界面活性剤等の添加剤を加えることができる。界面活性剤としては、アニオン系、カチオン系、ノニオン系のいずれも使用可能である。これらの添加濃度は通常０．０１重量％以上、１０重量％以下が好ましい。

さらに、本発明に係る異方性膜用組成物は、基材への染着性などの向上ため、必要に応じて添加剤を用いることができる。具体的には、浅原照三編「新染料加工講座 第７巻 染色ＩＩ」共立出版株式会社、１９７２年６月１５日発行、２３３頁から２５１頁や山下雄也、根本嘉郎共著「高分子活性剤と染色助剤の界面化学」株式会社誠文堂新光社、１９６３年９月５日発行、９４頁から１７３頁などに記載の繊維用染色に用いられる染色助剤、およびその手法や前述の界面活性剤、アルコール類、多価アルコール類、セロソルブ類、アミド系溶剤類、尿素、チオ尿素、等の化合物類、尿素、塩化ナトリウム、ボウ硝等の無機塩などである。その添加濃度は通常０．０１重量％以上、１５重量％以下が好ましい。

４．異方性膜
本発明の異方性膜用化合物を用いて異方性膜を製造することができる。
この異方性膜は、本発明の異方性膜用化合物の他に、必要に応じてその他の化合物、例えば、公知の青色二色性染料、ヨウ素等や上記のような界面活性剤等の添加剤を含有していてもよい。もちろん、本発明の異方性膜用化合物で表される化合物同士を組み合わせて含有していてもよい。
異方性膜の作製方法としては、次の（ａ）〜（ｄ）の方法などが挙げられる。

（ａ）延伸したポリビニルアルコールなどの高分子基材を、本発明の異方性膜用化合物を含有する溶液（異方性膜用組成物）等で染色する方法
（ｂ）ポリビニルアルコールなどの高分子基材を、本発明の異方性膜用化合物を含有する溶液（異方性膜用組成物）等で染色した後、延伸する方法
（ｃ）ポリビニルアルコールなどの高分子基材を、本発明の異方性膜用化合物を含有する溶液（異方性膜用組成物）等の溶液に溶解し、フィルム状に成膜した後に延伸する方法
（ｄ）本発明の異方性膜用化合物を適当な溶剤に溶解して、成膜用（異方性膜形成用）組成物を調製し、この成膜用組成物を用いてガラス板などの各種基材表面に湿式成膜法にて成膜し、組成物中に含まれる異方性膜用化合物を配向・積層させる方法

本発明においては上記（ａ）〜（ｄ）のいずれを用いてもよいが、（ａ）〜（ｃ）を用いるのが特に好ましい。

以下に、本発明の異方性膜用化合物を用いて異方性膜を製造する方法について説明するが、特に、本発明の異方性膜用化合物において好ましく用いられる上記（ａ）〜（ｃ）の方法により異方性膜を作製する場合の組成物について詳述する。

なお、上記（ｄ）の方法により異方性膜を作製する方法や、その場合に用いられる組成物については、公知の方法および組成物を適宜用いることができるが、例えば、国際公開第２００６／１０７０３５号パンフレット等に記載の方法および組成物等が挙げられる。

本発明の異方性膜用化合物を用いて、異方性膜を形成する場合、例えば前記（ａ）〜（ｃ）のいずれの方法においても、本発明の異方性膜用化合物を適当な溶剤に溶解して使用する。溶剤としては、前記異方性膜用組成物に含有する溶剤が挙げられる。

なお、前記（ａ）、（ｂ）の方法における本発明の異方性膜用化合物を含有する溶液で染色する基材や、前記（ｃ）の方法において本発明の異方性膜用化合物とともに延伸されてなる基材としては、ポリビニルアルコール系の樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、エチレン／酢酸ビニル（ＥＶＡ）樹脂、ナイロン樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。中でも、ポリビニルアルコールなど、本発明の異方性膜用化合物との親和性の高い高分子材料が好ましい。

ポリビニルアルコールの種類としては、一般的に高分子量かつ高ケン化度のものが、偏光度や二色性などの光学特性の観点から好ましいが、温湿度による収縮による欠陥を抑止することや光学特性と耐環境性能の両立を図るなどの目的から、二色性物質の種類とポリビニルアルコールのケン化度や変性度（疎水性共重合成分比）を適宜調整したポリビニルアルコール誘導体を選択することができる。

高分子材料と本発明の異方性膜用化合物の相互作用を制御する具体的手法としては、高分子材料と本発明の異方性膜用化合物の各々にプロトン供与性の−ＯＨ、−ＮＨ_２、−ＮＨＲ、−ＮＨＣＯ−、−ＮＨＣＯＮＨ−などに対し、プロトン受容性の−Ｎ＝Ｎ−、−ＯＨ、−ＮＨ_２、−ＮＲＲ’、−ＯＲ、−ＣＮ、−Ｃ≡Ｃ−およびフェニル基やナフチル基などの芳香環を官能基として組み合わせることにより、有効なものにすることができる（
ＲおよびＲ’は任意の置換基である）。さらに官能基の密度を調整することで、二色性や染着性の向上に効果が得られる。

前記（ａ）〜（ｃ）の方法における、染色およ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。

上記の異方性膜用組成物およ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３５℃以上、通常８０℃以下で、通常１０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、高分子重合体を水および／またはアルコール、グリセリン、ジメチルホルムアミド等の親水性有機溶媒に溶解し、本発明に係る異方性膜用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。溶媒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、溶媒に溶解する本発明の異方性膜用化合物の濃度としては、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およ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本発明の異方性膜用化合物分子が配向し、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よい。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およびその誘導体を用いた場合は３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久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および本発明の異方性膜用化合物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膜がもろくなることがある。

（ａ）〜（ｃ）の方法により得られる異方性膜の膜厚は通常５μｍ以上、特に１０μｍ以上で、２００μｍ以下が好ましく、特に１００μｍ以下であることが好ましい。膜厚が厚すぎると、ディスプレイに用いる際に薄型化が困難となることがある。一方、膜厚が薄すぎると、製造が困難となり、コストの問題を生じることがある。
（ａ）〜（ｃ）の方法により得られる異方性膜に含まれる異方性膜用化合物の濃度は、通常０．００１％以上、特に０．０１％以上で、１％以下が好ましく、特に０．５％以下であることが好ましい。濃度が低すぎると、偏光性能が不十分となることがある。逆に高すぎると、光線透過率が下がるため、ディスプレイとして十分な輝度を得ることができなかったり、消費電力が大きくなったりする問題を生じることがある。

本発明の異方性膜用化合物は、短波長領域における二色性の改良に特に優れた効果を示し、さらに、短波長領域のみならず吸収のある領域全体において高い二色性を示すものである。ここで、短波長領域とは、通常３８０ｎｍ〜５００ｎｍ付近の領域を指し、本発明の異方性膜用化合物はこの領域において吸収を有し、高い二色性を発現することを一つの
特徴としている。ただし、該化合物はより長波長側にも吸収を有していてもよく、また、吸収の極大値は短波長領域にあってもよいし、短波長領域になくてもよい。上記領域に吸収を有し、高い二色性を発現するものであれば、好ましく用いることができる。

本発明の異方性膜用化合物を含有する異方性膜は、光吸収の異方性を利用し、直線偏光、円偏光、楕円偏光等を得る偏光膜として機能するほか、膜形成プロセスと基材や本発明の異方性膜用化合物を含有する組成物の選択により、屈折率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、多様な用途に適用可能な偏光素子とすることができる。

該異方性膜を偏光素子として使用する場合、前記（ａ）〜（ｃ）に代表される方法で作成された異方性膜そのものを使用してもよく、また該異方性膜上に保護層、粘着層、反射防止層、位相差層など、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よい。

本発明の異方性膜を基板上に形成して偏光素子として使用する場合、形成された異方性膜そのものを使用してもよく、また上記の様な保護層のほか、粘着層或いは反射防止層、配向膜、位相差フィルムとしての機能、輝度向上フィルムとしての機能、反射フィルムとしての機能、半透過反射フィルムとしての機能、拡散フィルムとしての機能などの光学機能をもつ層など、様々な機能をもつ層を湿式成膜法などにより積層形成し、積層体として使用してもよい。

これら光学機能を有する層は、例えば以下の様な方法により形成することができる。

位相差フィルムとしての機能を有する層は、例えば特開平２−５９７０３号公報、特開平４−２３０７０４号公報などに記載の延伸処理を施したり、特開平７−２３０００７号公報などに記載された処理を施したりすることにより形成することができる。

また、輝度向上フィルムとしての機能を有する層は、例えば特開２００２−１６９０２５号公報や特開２００３−２９０３０号公報に記載されるような方法で微細孔を形成すること、或いは、選択反射の中心波長が異なる２層以上のコレステリック液晶層を重畳することにより形成することができる。

反射フィルムまたは半透過反射フィルムとしての機能を有する層は、蒸着やスパッタリングなどで得られた金属薄膜を用いて形成することができる。

拡散フィルムとしての機能を有する層は、上記の保護層に微粒子を含む樹脂溶液をコーティングすることにより、形成することができる。

また、位相差フィルムや光学補償フィルムとしての機能を有する層は、ディスコティック液晶性化合物、ネマティック液晶性化合物などの液晶性化合物を塗布して配向させることにより形成することができる。

本発明の異方性膜用化合物を用いた異方性膜は、広範囲な色表現が可能で、高耐熱性の偏光素子を得ることができるという点から、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイだけでなく液晶プロジェクタや車載用表示パネル等、高耐熱性が求められる用途に好適にも使用することができる。

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、以下の実施例中、二色比は、プリズム偏光子を入射光学系に配した分光光度計で異方性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：異方性膜の吸収軸方向の偏光に対する透過率
Ｔｙ：異方性膜の偏光軸方向の偏光に対する透過率

［実施例１］
蒸留水１００重量部に、下記化合物Ｎｏ．（１−１）のナトリウム塩０．０５重量部と無水硫酸ナトリウム０．０２重量部を加えて攪拌溶解し、染色液とした。日本合成化学工業社製のポリビニルアルコールフィルム（ＯＰＬフィルム、膜厚７５μｍ）を、５０℃のこの染色液に表１に記載した時間浸漬して染色し、５０℃の水浴で余剰の染料を洗浄した後、５０℃の４重量％ホウ酸水溶液中で６倍に延伸した。延伸後、室温の水浴中で余剰のホウ酸を洗浄し、送風乾燥することで膜厚３０μｍの異方性膜を得た。
この異方性膜の３８０〜７８０ｎｍにおける最大吸収波長とその波長での単体透過率および二色比を表１に記載した。該異方性膜は、高い二色性を有していることが分かった。

［比較例１］
上記実施例１において、前記化合物Ｎｏ．（１−１）のナトリウム塩を下記式（Ａ−１）で表される化合物のナトリウム塩に変更したこと以外は同様の方法を用いて、異方性膜を得た。
この異方性膜の３８０〜７８０ｎｍにおける最大吸収波長とその波長での単体透過率および二色比を表１に記載した。該異方性膜は、二色性が不十分であることが分かった。

Claims (1)

1. 遊離酸の形が、下記一般式（１）で表されることを特徴とする、異方性膜用化合物。
   

   

   （上記一般式（１）において、Ｒ^１〜Ｒ^６は、それぞれ独立に水素原子、水酸基、スルホ基を表す。
   ｐおよびｑは、それぞれ独立に２〜５の整数を表し、
   Ｘ^１およびＸ^２は、それぞれ独立に置換されていてもよいフェニル基を表し、
   ｍおよびｎは、それぞれ独立に０または１を表すが、ｍおよびｎがともに０になることはない。）