JP6160198B2

JP6160198B2 - 偏光子の製造方法

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Publication number: JP6160198B2
Application number: JP2013086691A
Authority: JP
Inventors: 雅博川島; 賢彰森; 輝恒大澤
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2013-04-17
Filing date: 2013-04-17
Publication date: 2017-07-12
Anticipated expiration: 2033-04-17
Also published as: JP2014211484A

Description

本発明は偏光子等に関し、より詳しくは、基板上に異方性偏光膜を備えた偏光子の製造方法に関する。

LCD（液晶表示ディスプレイ）では、表示における旋光性や複屈折性を制御するために
直線偏光板や円偏光板が用いられている。OLED（有機EL素子）においても、外光の反射防止のために円偏光板が使用されている。
従来、これらの偏光板（偏光子）には、ヨウ素や二色性を有する有機色素をポリビニルアルコール等の高分子材料に溶解または吸着させ、その膜を一方向にフィルム状に延伸して二色性色素を配向させることにより得られる偏光膜が広く使用されてきた。しかしながら、このようにして製造される従来の偏光膜では、用いる色素や高分子材料によっては耐熱性や耐光性が十分でない、液晶装置製造時における偏光膜の貼り合せの歩留まりが悪い等の問題があった。また、素子構造の簡略化により輝度向上をさせるためセル内に偏光膜を形成する試みがなされている。

一方、ガラスや透明フィルムなどの基材上に二色性色素を含む溶液を、剪断力を加えつつ塗布することにより、二色性色素を配向させて偏光膜を製造する方法が検討されている（特許文献１〜７参照）。
この塗布による偏光膜を、1枚の基板母材から複数個の液晶セル用の基板を切り出す製
造方法において、偏光部分を間欠塗布にて得る方法が示されている（特許文献８）。また、1枚の基板母材から複数個の液晶セル用の基板を切り出す製造方法において、水溶性且
つ偏光性を示す成分を含んで構成される水溶性領域と、該水溶性偏光成分を不溶化した不溶化偏光成分を含んで構成される非水溶性領域とが、所定のパターンで基板上に形成する方法が検討されている（特許文献９）。

特表平８−５１１１０９号公報特開２００２−２７７６３６号公報特開２００７−２７２２１１号公報特開２００７−１８６４２８号公報特開２００８−６９３００号公報特表２００１−５０４２３８号公報特開２００６−４８０７８号公報特開２０１０−１６７４０８号公報特開２００４−５４０３１号公報

1枚の基板母材から複数個の液晶セル用の基板を切り出す場合、偏光層は所定パターン
の形状のものを基板上に複数形成し、これを各々分割して基板として用いることが多い。また、基板の内面側に偏光層を備えたIn-Cell型の液晶表示装置として用いる場合は、偏
光層は、電極やカラーフィルター等の液晶セル内に設けられる各層が基板に積層された上、つまり基板と比較して凸となった（段差構造）がある部分に形成することになる。
しかしながら、特許文献１〜７等に記載の方法を用いて基板母材全体に、二色性色素を含む溶液を塗布する場合、上述した段差構造以外つまり、塗布不要の部分にまで塗布する
ため、塗布後、不要部分を削除する作業が必要であった。
一方、1枚の基板母材から複数個の液晶セル用の基板を切り出す方法において、特許文
献８に記載の間欠塗布方法を用いて上述した段差構造のみを選択して塗布する際には、基板母材上に複数設けられた段差構造の間隔が短いと、吐出制御が難しく塗布欠陥が生じ、光学的に均質な偏光膜ひいては光学的に均質な光学素子が得られないという問題がある。
一方、特許文献９の方法を用いた場合、塗布後水溶性領域を水洗等する必要があり、基板上に設けられた電極等に悪影響を及ぼす可能性が考えられる。

本発明は、上記のような技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、塗布欠陥がなく、均質であり、且つ、基板や基板上に積層された電極等に悪影響を与えない水洗等のプロセスを経ることなく容易に製造可能な偏光子の製造方法を提供することにある。

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、異方性偏光膜形成用組成物を、基板上に親液部分と撥液部分を形成する処理を行なった後、該異方性偏光膜形成用組成物を塗布することにより、基板が段差構造を有する場合であっても、塗布欠損がなく均質な偏光子を実現し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の要旨は、以下の[１]〜[３]のとおりである。
[１] 基材上に異方性偏光膜形成用組成物を塗布することで異方性偏光膜を形成する偏光子の製造方法であって、基板上に、異方性偏光膜形成用組成物との接触角が３０度以上、６０度以下である親液部分と撥液部分を形成する処理を行なった後、該異方性偏光膜形成用組成物を塗布し、該親液部分に異方性偏光膜を形成することを特徴とする偏光子の製造方法。
[２]基板上に親液部分と撥液部分を形成する処理が、コロナ処理、プラズマ処理又はUVオゾン処理を含むことを特徴とする前記[１]に記載の偏光子の製造方法。
[３]基板上に親液部分と撥液部分を形成する処理が、撥液部分にマスクを行い処理を行なうものであることを特徴とする前記[１]又は[２]に記載の偏光子の製造方法。

本発明の偏光膜の製造方法は、塗布欠陥がない均質な偏光膜を得る事ができるため、液晶ディスプレイ、有機発光ダイオード等の偏光子として有用であり、特に段差構造を有する基板への塗布が必要であるIn-Cell型偏光子に特に有用である。

（a）実施例において、親液部分と撥液部分を形成する処理の前の基板を示す図である。（ｂ）実施例において、金属マスクで覆った状態を示す図である。異方性偏光膜形成用組成物塗布後の基板の図である。

以下に本発明を実施するための代表的な態様を具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の態様に限定されるものではなく、種々変形して実施することができる。

本発明の、異方性偏光膜形成用組成物を塗布することで得られる膜とは、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、異方性を有する光学膜である。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。本実施の形態における異方性偏光膜は、偏光膜以外にも、位相差膜、導電異方性膜としても好適に用いることが可能である。
また、本実施の形態における偏光子は、電極やカラーフィルター等の液晶セル内に設け
られる各層が基板に積層された部分（段差構造）に異方性偏光膜形成用組成物を塗布して形成されたものである。以下、この実施形態につき、詳述する。

（基板）
本実施の形態における基板としては、特に限定されるものではないが、良好な表面性状、接触角特性と吸水特性を有する基板であることが好ましい。そのような基板を形成する基材としては、例えば、ガラス等の無機材料；トリアセテート系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、トリアセチルセルロース系樹脂、ノルボルネン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、及びウレタン系樹脂等の高分子材料；等を挙げることができる。これらは１種を単独で、または２種以上を併用してもよい。特に基板は高分子材料を含有する高分子基材を含む基板であることが好ましい。

基板の吸水率としては、通常、５％以下、好ましくは３％以下、より好ましくは１％以下である。吸水率が過度に大きいと、湿式成膜法にて異方性偏光材料の膜を形成する際に基板が吸湿して基板が反り、塗布欠陥が生じやすくなる場合がある。また、湿式成膜法にて異方性偏光膜が形成された後に基板が膨潤して光学欠陥が発生する場合がある。
なお、本実施の形態における「吸水率」とは、ＡＳＴＭＤ５７０の試験方法を用い、
２３℃の水に４時間浸漬させたときの重量変化率を測定した値である。

基板表面の、異方性偏光膜形成用組成物が塗布される面には、異方性偏光膜形成用組成物中に含まれる色素などの異方性偏光材料をよりよく一定方向に配向させる観点から、予め配向処理層を設けることができる。配向処理層の形成方法については「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ることができる。
また、基板の形状としては、一定寸法のフィルム状（枚葉状）であってもよいし、連続フィルム状（帯状）であってもよい。また、基板の膜厚としては、通常、０．０１ｍｍ〜３ｍｍ、好ましくは０．０２ｍｍ〜２ｍｍである。

基板の全光線透過率としては、通常、８０％以上、好ましくは８５％以上、より好ましくは９０％以上である。なお、本実施の形態における「全光線透過率」とは、積分球色
測定装置を使用して測定されるもので、拡散透過光と平行光線透過光とをあわせた値である。

（段差）
本発明に用いられる基板は、表面に段差構造を有していてもよく、この段差構造については、特に限定されるものではないが、ITOなどの電極材料や透過率等を制御するための
光学材料または、素子の間隔を制御するために形成された透明樹脂等から形成される。また、これらの形成順序は特に限定されず、同じ層を２つ以上有していても良い。また、形成される段差の厚みや形状等も特に限定されない。

（異方性偏光膜形成用組成物）
本実施の形態における異方性偏光膜形成用組成物は、異方性偏光材料および溶剤を含む（以下、異方性偏光膜形成用組成物を「色素溶液」と略記することがある）。また、異方性偏光膜形成用組成物には必要に応じ、バインダー樹脂、モノマー、硬化剤及び添加剤等が配合されても良い。異方性偏光膜形成用組成物の態様としては、溶液状であっても良いし、ゲル状であっても良い。異方性偏光材料が溶剤中に分散している状態であっても良い。

ここで、異方性偏光膜形成用組成物は、組成物として液晶相の状態であることが、溶剤
が蒸発した後に形成される異方性偏光膜を高配向度に形成する観点から好ましい。なお、本実施の形態において、液晶相の状態であるとは、『液晶の基礎と応用』（松本正一・角田市良著、１９９１）の１〜１６ページに記載されている状態のことをいう。特に３ページに記載されているネマティック相が好ましい。
ここで、異方性偏光材料としては、異方性偏光膜を形成できるものであればよく、色素や透明材料が挙げられる。

（色素）
色素については、通常、二色性色素が用いられる。また、色素は、配向制御のため液晶相を有する色素であることが好ましい。ここで、液晶相を有する色素とは、溶剤中でリオトロピック液晶性を示す色素を意味する。又、本発明で用いられるリオトロピック液晶性化合物としては、後述の湿式成膜法に供するために、水や有機溶媒に可溶であることが好ましく、特に水溶性であることが好ましい。さらに好ましいものは、「有機概念図−基礎と応用」（甲田善生著、三共出版、１９８４年）で定義される無機性値が有機性値よりも小さな化合物である。又、塩型をとらない遊離の状態で、その分子量が２００以上であるのが好ましく、３００以上であるのが特に好ましく、又、１５００以下であるのが好ましく、１２００以下であるのが特に好ましい。尚、水溶性とは、室温で化合物が水に、通常０．１重量％以上、好ましくは１重量％以上溶解することをいう。

リオトロピック液晶性化合物としては、色素であっても、透明材料であってもよい。特に、リオトロピック液晶性二色性色素を用いることが好ましい。また、リオトロピック液晶性化合物は１種のみを用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

色素として、具体的には、アゾ系色素、スチルベン系色素、シアニン系色素、フタロシアニン系色素、縮合多環系色素（ペリレン系、オキサジン系）等が挙げられる。これら色素の中でも、異方性偏光膜中で高い分子配列を取り得るアゾ系色素が好ましい。アゾ系色素とは、アゾ基を少なくとも１個以上持つ色素をいう。その一分子中のアゾ基の数は、色調および製造面の観点から、２以上が好ましく、６以下が好ましく、更に好ましくは４以下である。
本発明に用いられる色素は特に限定されず、公知の色素を用いることができる。

色素としては、特開２００７−２７２２１１号公報に記載の下記式（１）〜（３）で表される色素が挙げられる。

上記式（１）おいて、Ａは、置換基を有していてもよいフェニレン基または置換基を有していてもよいナフチレン基を表す。Ｒ_１は、水素原子、水酸基または置換基を有していてもよいアルコキシ基を表す。Ｒ_２およびＲ_３は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基または置換基を有していてもよいフェニル基を表す。ｎは、０または１を表す。Ｘは、１または２を表す。なお、Ｘが２の場合、１分子中に含まれる複数のＡは、同一であっても異なっていてもよい。

上記式（２）において、Ｂは、置換基を有していてもよいフェニレン基または置換基を有していてもよいナフチレン基を表す。Ｒ_４は、水素原子、水酸基または置換基を有していてもよいアルコキシ基を表す。Ｒ_５およびＲ_６は、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基または置換基を有していてもよいフェニル基を表す。ｍは、０または１を表す。Ｙは、１または２を表す。なお、Ｙが２の場合、１分子中に含まれる複数のＢは、同一であっても異なっていてもよい。

上記式（３）において、Ｄ^１は、置換基を有していてもよいフェニル基、置換基を有していてもよいナフチル基または置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表す。Ａ^１は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基を表す。Ｒ_７およびＲ_８は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基または置換基を有していてもよいフェニル基を表す。ｐは、０または１を表す。

本実施の形態において、置換基を有していてもよいとは、置換基を１以上有していてもよいことを意味する。また、本実施の形態における上記式（１）〜（３）で表される色素は、分子中の親水性基の数にもよるが、通常、水溶性の色素であり、また、通常、二色性色素である。

前記式（３）において、Ｄ^１が、置換基を有していてもよい芳香族複素環基である場合、芳香族複素環基のヘテロ原子としては、窒素原子、硫黄原子等が挙げられる。特に、窒素原子を有する芳香族複素環基を有することが、液晶性発現濃度低下のため好ましい。芳香族複素環基として具体的には、例えば、ピリジル基、キノリル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基などが挙げられ、好ましくは、ピリジル基である。

前記式（３）において、Ａ^１は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基を表す。芳香族炭化水素基としては、具体的にはフェニレン基或いはナフチレン基が挙げられる。フェニレン基としては１，４−フェニレン基であることが好ましく、ナフチレン基としては１，４−ナフチレン基であることが、色素同士が相互作用を示すために好ましい。

また、前記式（１）〜（３）における、Ａ，Ｂ，Ｄ^１およびＡ^１のフェニレン基、ナフチレン基、芳香族炭化水素基或いは芳香族複素環基が有していてもよい置換基としては、
アルキル基、アルコキシ基、アミノ基、アシル基、カルバモイル基、カルボキシ基、スルホ基、水酸基およびシアノ基が挙げられる。特に、色素の溶解性を高めるために導入される親水性基や色調を調節するために導入される電子供与性基や電子吸引性を有する基が好ましい。これら置換基は更に置換基を有していてもよく、その例としては同様にアルキル基、アルコキシ基、アミノ基、アシル基、カルバモイル基、カルボキシ基、スルホ基、水酸基およびシアノ基が挙げられる。

具体的には、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ヒドロキシエチル基、１，２−ジヒドロキシプロピル基等の置換基を有していてもよいアルキル基（好ましくは、炭素数１〜４のアルキル基）；メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、ヒドロキシエトキシ基、１，２−ジヒドロキシプロポキシ基等の置換基を有していてもよいアルコキシ基（好ましくは、炭素数１〜４のアルコキシ基）；メチルアミノ基、エチルアミノ基、プロピルアミノ基、ジメチルアミノ基等のアルキルアミノ基（好ましくは炭素数１〜４のアルキル基で置換されたアミノ基）；フェニルアミノ基；アセチル基、ベンゾイル基等のアシルアミノ基（好ましくは炭素数２〜７のアシル基で置換されたアミノ基）等の置換基を有していてもよいアミノ基；フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基等の置換カルバモイル基；カルボキシ基；スルホ基；水酸基；およびシアノ基等が挙げられる。これらの置換基のうち、好ましくはスルホ基、水酸基、カルボキシ基である。

前記式（１）〜（３）における、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_５〜Ｒ_８がアルキル基である場合、該アルキル基としては、炭素数１〜４のアルキル基が好ましい。該アルキル基は置換基を有していてもよい。
また、前記式（１）〜（２）における、Ｒ_１およびＲ_４がアルコキシ基である場合、該アルコキシ基としては、炭素数１〜４のアルコキシ基が好ましい。該アルコキシ基は置換基を有していてもよい。
更に、前記式（１）〜（３）における、Ｒ_１〜Ｒ_８のアルキル基、アルコキシ基或いはフェニル基が有していてもよい置換基としては、水酸基、カルボキシ基およびスルホ基が挙げられる。

色素としては、特開２００７−１８６４２８号公報に記載の下記式（４）及び特開２００８−６９３００号公報等に記載の下記式（５）で表される色素が挙げられる。

式（４）において、Ａ^１１０〜Ａ^１１５は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基、又はスルフォン酸基を表す。Ｒ^１０１はメチル基またはエチル基を表す。

式（５）において、Ａ^１００〜Ａ^１０２、Ｂ^１００及びＢ^１０１は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基、又はスルフォン酸基を表す。Ｒ^１００はメチル基又はエチル基を表す。
Ｚ^１００は炭素数１〜４のアルキル基又は置換されていても良いフェニル基あるいはナフチル基を表す。）

色素としては、特表２００１−５０４２３８号公報及び特開２００６−４８０７８号公報等に記載の下記式（６）〜（１５）で表される色素が挙げられる。

式（６）中、Ｍは水素原子又はカチオンであり、ｎ＝２，３若しくは４を表す。

式（７）中、Ｍは水素原子又はカチオンであり、ｎ＝２を表す。

式（８）中、Ｍは水素原子又はカチオンであり、ｎ＝２又は３を表す。

式（９）中、Ｍは水素原子又はカチオンであり、Ｒは水素原子又は-ＣＦ₃であり、Ｘは水素原子、Ｂｒ原子又は-ＳＯ₃Ｍであり、ｎ＝１、２又は３を表し、Ｒ´は、

を表す。

式（１０）中、Ｍは水素原子又はカチオンであり、ｎ＝２，３若しくは４を表す。

式（１１）中、Ｍは水素原子又はカチオンであり、ｎ＝２を表す。

式（１２）中、Ｍは水素原子又はカチオンであり、ｎ＝２を表す。

式（１３）中、Ｍは水素原子又はカチオンであり、ｎ＝２又は３を表す。

式（１４）中、Ｍは水素原子又はカチオンであり、Ｒは水素原子、Ｃｌ原子、アルキル基又は−Ｏ−Ｒ^１１０（Ｒ^１１０はアルキル基を表す）であり、ｎ＝２を表す。

式（１５）中、Ｍは水素原子又はカチオンであり、Ｒは水素原子、−Ｏ−Ｒ^１１１（Ｒ^１１１はアルキル基を表す）、-ＮＨＲ´、Ｃｌ原子又はＢｒ原子であり、ＸはＯ原子，-ＮＨ-又は-ＣＨ₂-であり、ｎ＝２であり、
Ｒ´は、

を表す。

前記式（１）〜（１５）で表される色素の分子量としては、遊離酸の形で、好ましくは４５０以上、好ましくは１５００以下、更に好ましくは１１００以下である。
前記式（１）〜（１５）で表される色素は、湿式成膜法により形成される異方性色素膜用の色素として適しており、また波長分散性が低く、その二色比も高いので、該色素を用いて高い分子配向度を示す異方性色素膜を得ることができる。従って、該色素を用いた色素組成物を異方性色素膜に使用すれば、偏光特性の高い異方性色素膜を得ることが出来る。
なお、異方性偏光材料として色素を用いて製造された異方性偏光膜を異方性色素膜と言うものとする。

本実施の形態における色素は、遊離酸の形のまま使用してもよく、酸基の一部が塩型を取っているものであってもよい。また、塩型の色素と遊離酸型の色素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、所望の塩型に変換してもよい。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、強酸性陽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）で処理した強酸性陽イオン交換樹脂に、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。

また、本実施の形態における色素が有する酸性基が遊離酸型となるか、塩型となるかは、色素のｐＫａと色素水溶液のｐＨに依存する。
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よい。

本実施の形態における色素の遊離酸の形での好ましい例としては、例えば以下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。

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よく、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る。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．ＤｉｒｅｃｔＹｅｌｌｏｗ１２、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＹｅｌｌｏｗ３４、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＹｅｌｌｏｗ８６、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＹｅｌｌｏｗ１４２、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ
Ｙｅｌｌｏｗ１３２、Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＹｅｌｌｏｗ２５、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＯｒａｎｇｅ３９、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＯｒａｎｇｅ７２、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＯｒａｎｇｅ７９、Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＯｒａｎｇｅ２８、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＲｅｄ３９、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＲｅｄ７９、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＲｅｄ８１、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＲｅｄ８３、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＲｅｄ８９、Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＲｅｄ３７、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＶｉｏｌｅｔ９、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＶｉｏｌｅｔ３５、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＶｉｏｌｅｔ４８、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＶｉｏｌｅｔ５７、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ１、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ６７、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ８３、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ９０、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＧｒｅｅｎ４２、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＧｒｅｅｎ５１、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＧｒｅｅｎ５９等が挙げられる。

（異方性偏光膜形成用組成物の溶媒）
溶媒としては、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、グリセリン等のアルコール類、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。

（異方性偏光膜形成用組成物中の異方性偏光材料の濃度）
異方性偏光膜形成用組成物中の異方性偏光材料の濃度としては、成膜条件にもよるが、好ましくは０．０１重量％以上、更に好ましくは０．１重量％以上であり、好ましくは５０重量％以下、更に好ましくは３０重量％以下である。異方性偏光材料濃度が過度に低いと、得られる異方性偏光膜において十分な二色比などの異方性を得ることができず、過度に高いと、粘度が高くなり均一な薄膜塗布が難しくなったり、異方性偏光膜形成用組成物中で異方性偏光材料が析出したりする場合がある。

（異方性偏光膜形成用組成物の添加剤）
異方性偏光膜形成用組成物には、さらに必要に応じて、界面活性剤、レベリング剤、カップリング剤、ｐＨ調整剤等の添加剤を配合することができる。添加剤により、濡れ性、塗布性等を向上させ得る場合がある。
界面活性剤としては、アニオン性、カチオン性およびノニオン性のいずれも使用可能である。その添加濃度は、特に限定されるものではないが、添加した効果を得るために十分であって、かつ分子の配向を阻害しない量として、異方性偏光膜形成用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、異方性偏光膜形成用組成物中での異方性偏光材料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、公知の酸／アルカリ等のｐＨ調整剤等を、異方性偏光膜形成用組成物の構成成分の混合の前後或いは混合中のいずれかで添加してもよい。なお、上記以外の添加剤として“ＡｄｄｉｔｉｖｅｆｏｒＣｏａｔｉｎｇ”，ＥｄｉｔｅｄｂｙＪ．Ｂｉｅｌｅｍａｎ，Ｗｉｌｌｅｙ−ＶＣＨ（２０００）記載の公知の添加剤を用いることもできる。

（親液部分と撥液部分を形成する処理）
該異方性偏光膜形成用組成物を塗布する基板及び段差構造上は、表面の汚れや配向膜等が存在する場合、撥水性となり、該異方性偏光膜形成用組成物を塗布すると、異方性偏光
膜形成用組成物をはじいてしまう傾向にある。これを防ぐために、塗布後の湿式膜状態から乾燥膜にする際の乾燥速度を上げて乾燥膜を作製する方法がある。しかし、この方法では、異方性偏光膜のサイズが大きくなると、乾燥の不均一差を生じやすくなり、光学特性の不均一な膜しか作製することが出来ない。従って、乾燥速度を上げずに、均一な異方性偏光膜を得られる方法とすることが良く、異方性偏光膜組成物を塗布する前に、基板表面中の異方性偏光膜を設けたい箇所（例えば、段差構造）に塗る前に濡れ性を付与するのが好ましい。

濡れ性を付与し親液部分を形成する処理としては、特に限定されるものではないが、物理的又は化学的改質処理手段であるコロナ処理、プラズマ処理及び紫外線照射（ＵＶオゾン）処理等の表面処理を含むことが好ましい。この際、ガス組成や処理時間を調整するとこにより親液状態を調整しても良い。

親液部分を形成する処理時間としては、親液部分を形成する部分と上記異方性偏光膜形成組成物の接触角が０度以上、６０度以下の範囲になるまで実施するのが好ましく、更に好ましくは３０度以上、６０度以下である。接触角が大きすぎると、濡れ性を十分付与することができない場合があり、一方、接触角を小さくするために必要以上に親液化処理をすると、親液化処理部分に物理的あるいは化学的な損傷を生じる場合がある。
なお、特に限定されないが、本実施の形態における接触角の測定方法としては、協和界面科学株式会社製の接触角計（表面張力計）ＣＡ−ＤＴを用いることができる。直径約１．５ｍｍの液滴を作り、基板表面を液滴に接触させ、液滴が静かに基板表面へ移動した３０秒後に液滴のθ／２を測定する。これにより、接触角θを得る（θ／２法）ことができる。

撥液部分を形成する処理としては、上述した親液部分を形成するコロナ処理、プラズマ処理及び紫外線照射（ＵＶオゾン）処理等の表面処理を行なう際、撥液部分にマスクを行い処理し、濡れ性を付与しないようにすることが好ましい。用いられるマスクとしては、光やガス成分を透過しないものであれば金属、プラスチック材料及び無機材料等でも良い。

（異方性偏光膜）
本実施の形態における異方性偏光膜は、上記異方性偏光膜形成用組成物を上記基板上に塗布して形成される異方性偏光膜であって、異方性偏光膜の配向方向が、通常、塗布方向と一致する。なお、本実施の形態において異方性偏光膜の配向方向とは、例えば、偏光膜であれば、偏光の透過軸または吸収軸であり、位相差膜であれば、進相軸または遅相軸のことである。

そして、本実施の形態における異方性偏光膜は、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または位相差膜として機能する他、膜形成プロセスと基板や有機化合物（色素や透明材料）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である。

異方性偏光膜形成用組成物を塗布し、異方性偏光膜を得る方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、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頁に記載の方法、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頁に記載の方法、段差構造を有する基板（予め配向処理を施してもよい）上にスロットダイコート法、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、カーテンコート法、ファウンテン法、ディップ法等で塗布する方法が挙げられる。中でも、スロットダイコート法を採用すると、均一性の高い異方性偏光膜が得
られるため好適である。

本発明において、異方性偏光膜形成用組成物の塗布は、親液部分と撥液部分を形成する処理を行なった基板全体に連続的に塗布することが好ましい。段差構造がある基板上に連続塗布を行なう場合、段差構造によってせん断力の変化が生じるが、本発明においては段差構造を親液・撥液部分と分ける（例えば、凹を撥液部分、凸を親液部分とする）ことで、せん断力の変化が生じず、異方性色素の配向方向が膜厚方向に均一になり、塗布欠陥もなく、さらに配向性に優れた異方性偏光膜を得られる傾向にある。

異方性偏光膜形成用組成物を連続的に塗布する際の、異方性偏光膜形成用組成物の供給方法、供給間隔は特定されないが、塗布液の供給操作が繁雑になったり、塗布液の開始時と停止時に塗布膜厚の変動を生じてしまったりする場合があるため、異方性偏光膜の膜厚が薄い時には、特に連続的に該異方性偏光膜形成用組成物を供給しながら塗布することが望ましい。

異方性偏光膜形成用組成物を塗布する速度としては通常、１ｍｍ／秒〜１０００ｍｍ／秒、好ましくは１ｍｍ／秒〜1００ｍｍ／秒である。塗布速度が過度に小さいと、異方性
偏光膜の異方性が低くなるおそれがある。一方、過度に大きいと、均一に塗布できないおそれがある。
なお、異方性性偏光膜形成用組成物の塗布温度としては、通常、０℃以上８０℃以下、好ましくは４０℃以下である。また、異方性性偏光膜形成用組成物の塗布時の湿度は、好ましくは１０％ＲＨ以上、さらに好ましくは３０％ＲＨ以上であり、好ましくは８０ＲＨ％以下である。

異方性偏光膜の膜厚は、乾燥膜厚として、好ましくは１０ｎｍ以上、さらに好ましくは５０ｎｍ以上である。一方、好ましくは３０μｍ以下、さらに好ましくは１μｍ以下である。異方性偏光膜の膜厚が適当な範囲にあることで、膜内で分子の均一な配向及び均一な膜厚を得られる傾向にある。

本発明により得られる異方性偏光膜は、ガラスなどの高耐熱性基板上の段差部分に直接形成することが可能であり、高耐熱性の偏光膜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な光学素子となり得る。

（偏光子）
本実施の偏光子は、上述した異方性偏光膜及びその他その用途に応じて、配向膜やオーバーコート層などの種々の構成を採用することができる。
本実施の形態における異方性偏光膜をＬＣＤやＯＬＥＤなどの各種の表示素子に偏光膜や位相差膜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の表面に直接異方性偏光膜を形成したり、異方性偏光膜を形成した基板をこれら表示素子の構成部材として用いたりすることができる。

次に、実施例により本実施の形態をさらに具体的に説明するが、本実施の形態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。

（製造例１）
水７８部に下記色素（Ｉ）のＬｉ塩２１部と、下記色素（II）１部を撹拌溶解させて異方性偏光膜形成用組成物を得た。

（実施例１〜３）
１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｔのガラス基板上に９つのITO電極構造を設け、さら
にガラス基板上に熱硬化型ポリイミド膜を成膜し、レーヨン布でラビング処理を実施したものを基板として用いた。該基板の概略図を図１（a）に示す。
該基板上のITO電極が設けられていない部分を金属マスクで覆い（概略図図１（b））、表１に示す種々処理時間でUVオゾン処理（装置：テクノビジョン株式会社 VUM-3070F）を行なった。その後、金属マスクを取り、基板全体に製造例１で得られた異方性偏光膜形成用組成物を、Gap２μｍのアプリケーターを用い、塗布速度３０ｍｍ／秒塗で塗布を行
なった。得られた異方性偏光膜の膜厚は約０．５μｍであった。
得られた異方性偏光膜の全光線透過率、塗布性及び二色比の測定を行なった。結果を表１に示す。

（比較例１）
実施例１のUVオゾン処理を行なわなかったこと以外は同様にして、基板上に異方性偏光膜形成用組成物の塗布を行なった。異方性偏光膜形成用組成物は基板にはじかれ、膜を得る事ができなかった。

［接触角（度）］
基板表面に対する、異方性偏光膜形成用組成物の接触角を、協和界面科学株式会社製表面張力計ＣＡ−ＤＴを用いて測定した。

［塗布性］
基板上に異方性偏光膜形成用組成物を塗布した状態を目視にて観察し、以下の基準に従って評価した。
◎：均一で無欠陥。
○：均一だが、直径１ｍｍ以下の欠陥を有する。
△：ほぼ均一だが、直径１ｍｍ以上の欠陥を有する。
×：不均一で、欠陥を有する。

［全光線透過率（％）］
大塚電子株式会社ＲＥＴＳ−１００Sを用いて、基板の全光線透過率を測定した。

［二色比］
異方性偏光膜の二色比を大塚電子株式会社ＲＥＴＳ−１００Sにて、特定波長（５５０ｎｍ）での平行及び直交透過率の対数（吸光度）の比の値として測定した。

表１に示すように、段差構造を親液・撥液部分と分けた（ITO電極が設けられた部分を
親液部分とする）ことで、基板全体を連続塗布しても、高い全光線透過率及び二色比が得られる事が示された。

Claims

基材上に異方性偏光膜形成用組成物を塗布することで異方性偏光膜を形成する偏光子の製造方法であって、基板上に、異方性偏光膜形成用組成物との接触角が３０度以上、６０度以下である親液部分と撥液部分を形成する処理を行なった後、該異方性偏光膜形成用組成物を塗布し、該親液部分に異方性偏光膜を形成することを特徴とする偏光子の製造方法。
基板上に親液部分と撥液部分を形成する処理が、コロナ処理、プラズマ処理又はUVオゾン処理を含むことを特徴とする請求項１に記載の偏光子の製造方法。
基板上に親液部分と撥液部分を形成する処理が、撥液部分にマスクを行い処理を行なうものであることを特徴とする請求項1又は２に記載の偏光子の製造方法。