明 細 書
異方性色素膜用組成物、異方性色素膜及び偏光素子
技術分野
[0001] 本発明は、調光素子や液晶素子 (LCD)、有機エレクト口ルミネッセンス素子 (OLE D)の表示素子に具備される偏光板等に有用な、高い二色比を有する異方性色素膜 と、その異方性色素膜を得ることが可能な異方性色素膜用組成物、並びにその異方 性色素膜を用いた偏光素子に関するものである。
背景技術
[0002] LCDでは、表示における旋光性ゃ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。し力しながら、ヨウ素は昇華性が大きいために、偏光素子に使 用した場合、その耐熱性と耐光性が十分ではなぐまた偏光特性が経時劣化すると いう欠点があった。
[0003] 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 (二色性色素)として使用した偏光素子が検討されて 、る。
[0004] これら文献に記載された二色性色素は、水やアルコールなどの溶媒中でリオトロピ ック液晶相を形成し、配向基板や流動場、電場、磁場などの外場により容易に配向さ せることが可能である。例えば、 Brilliant Yellow(CI— 364)を用いると正の二色性色 素膜、 Methylene Blue (CI— 922)や Amaranth (CI— 184)を用いると負の二色性色 素膜を得られることが知られている。しかし、得られる二色性色素膜の二色性が低い という欠点があった。文献にも記載されているような液晶特有のシュリーレン欠陥や乾 燥時に生じる乾燥歪による欠陥のため二色性が低下するという課題もあるが、仮に液 晶が完全に配向したとしても更に大きな課題が残されていた。
[0005] 理想的には、正の二色性色素膜であれば液晶の配向軸と色素の吸収軸は完全に 一致していること、一方、負の二色性色素膜であれば液晶の配向軸と色素の吸収軸 は完全に垂直であることが望ましい。液晶の配向軸は溶媒中の会合体長軸の平均
的な方向に一致するが、会合体長軸と色素の吸収軸を一致させる、もしくは、完全に 垂直にするのは以下の理由で困難であった。
[0006] 非特許文献 3に記載されているように、溶媒中の色素が会合する主たる要因は、芳 香環同士の相互作用によるものである。
[0007] 非特許文献 4, 5に記載されているように、こうした芳香環同士は、 π電子の静電斥 力のため環が垂直に積み上がることはなぐずれて積み重なる方が安定である。水溶 液中であれば、溶媒である水と疎水的な芳香環との接触面積を減らすために垂直に 積み上がった方がエネルギー的に安定となる可能性はあるが、溶媒を乾燥除去した 異方性膜にぉ 、てはこうした効果は期待できな 、。
[0008] そのため、会合体の長軸と色素分子面とは、垂直になるのでも平行になるのでもな ぐその中間的な状態を取り易い。会合体の長軸と色素分子面の法線とのなす角を aとすると、 45° < α≤90° であれば正の二色性色素膜、 0° ≤ α < 45° であれ ば負の二色性色素膜となる力 αの値が 0° 又は 90° になるのは困難で、 0° 力も 9 0° の間の値をとるのが通常であった。これにより、これまでの二色性色素膜の配向 軸に平行な偏光を入射しても、垂直な偏光を入射しても有限の吸収を持っため、理 想的な二色性色素膜にはならなかった。
[0009] この課題に対して、非特許文献 6に記載されているように、ヨウ素を配合することで 芳香環の会合のずれを是正する試みがなされたが、その効果が不十分であるととも に、従来力ものヨウ素型偏光板と同じ欠点を持つという課題があった。
[0010] 特許文献 1:米国特許第 2400877号明細書
非特干文献 1: rhe Fixing of Molecular Orientation , J. F. Dreyer, Physical and Col loid Chemistry, 1948年, Vol.52, p.808
非特許文献 2: "Light Polarization from Films of LyotropicNematic Liquid Crystals", J. F. Dreyer, Journal de Physique, 1969年, Vol.4, p.114
非特許文献 3: "Chromonic Liquid Crystal Phases", J. Lydon, Current Opinion in Co lloid & Interface Science, 1998年, Vol.3, p.458— 466
特許文献 4 : "The Nature of π— π Interactions", C. A. Hunter, et al., Journal of t he American Chemical Society, 1990年, Vol.112, p.5525
非特言午文献 5 : "Aromatic Interactions", C. A. Hunter, et al" Journal of the Chemica 1 Society, Perkin Transactions 2, 2001年, p.651
非特言午文献 6 : "Tetra(tert- butyl)phthalocyanine Cooper-Iodine Complex Film with L arge Dichroismlnduced by hear", H. Tanaka, et al" Journal of the Chemical Societ y, Chemical Communications, 1994年, p.1851
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0011] 本発明は、このような課題を解決するためになされたものである。
即ち、本発明は、高い二色比を有する異方性色素膜と、その異方性色素膜を得る ことが可能な異方性色素膜用組成物、並びにその異方性色素膜を用いた偏光素子 を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0012] 本発明者は鋭意検討の結果、電子不足である(Electron-Deficient)盤状化合物及 び電子リッチである(Electron-Rich)ィ匕合物を含有する組成物を用いることにより、或 いはこれらの化合物を異方性色素膜に含有させることにより、高い二色比の異方性 色素膜が得られることを見出し、本発明に到達した。
[0013] 即ち、本発明の第 1の要旨は、電子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物及 び電子リッチである(Electron-Rich)化合物を含有することを特徴とする、異方性色素 膜用組成物に存する (請求項 1)。
[0014] ここで、前記の電子リッチである(Electron-Rich)化合物が色素であることが好まし い(請求項 2)。
[0015] この場合、該色素がァゾ系色素であることが好ま ヽ(請求項 3)。
[0016] また、前記の電子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物力 芳香族系化合物 又はァザ複素環式ィ匕合物であることが好まし 、 (請求項 4)。
[0017] また、前記の電子不足である(Electron-Deficient)盤状化合物力 アントラキノン誘 導体又はアントラキノン誘導体を部分構造として含むァゾ色素であることも好ま ヽ( 請求項 5)。
[0018] また、更に溶剤を含有することが好ましい (請求項 6)。
[0019] また、本発明の第 2の要旨は、上述の第 1の要旨に係る異方性色素膜用組成物を 用いて形成されたことを特徴とする、異方性色素膜に存する (請求項 7)。
[0020] また、本発明の第 3の要旨は、電子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物及 び電子リッチである(Electron-Rich)化合物を含有することを特徴とする、異方性色素 膜に存する (請求項 8)。
[0021] また、本発明の第 4の要旨は、 970cm_ 1近辺にある SO伸縮振動に対する下記の
3
(i)及び (ii)の方向力もの偏光吸収の比から求めたチルト角が 10° 以下であることを 特徴とする、異方性色素膜に存する (請求項 9)。
(i)可視光を最も吸収する方向
(ii)可視光を最も透過する方向
[0022] また、本発明の第 5の要旨は、 800〜900cm_ 1にある CH面外変角振動に対する 下記の(i)及び (ii)の方向からの偏光吸収の比 YYZYZの値が 1. 8以上であること を特徴とする、異方性色素膜に存する (請求項 10)。
(i)可視光を最も吸収する方向
(ii)可視光を最も透過する方向
[0023] また、本発明の第 6の要旨は、上述の第 2〜5の要旨に係る異方性色素膜を用いた ことを特徴とする、偏光素子に存する (請求項 11)。
発明の効果
[0024] 本発明によれば、電子不足である(Electron-Deficient)盤状化合物及び電子リッチ である(Electron-Rich)化合物を含有する組成物を用いることにより、或いはこれらの 化合物を異方性色素膜に含有させることにより、高い二色比の異方性色素膜を得る ことができる。
発明を実施するための最良の形態
[0025] 以下、本発明を実施するための最良の形態 (以下、発明の実施の形態)について 説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなぐその要旨の 範囲内で種々変形して実施することができる。
[0026] なお、本明細書において「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。すなわち、本発明は、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ぐ偏光膜に用いられることがより好ましい。
[0027] [I.電子不足である(Electron- Deficient)盤状化合物]
まず、本発明の異方性色素膜用組成物及び異方性色素膜に用いられる、電子不 足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物について説明する。なお、以下の記載で は、電子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物を「本発明の異方性色素膜用 材料」或いは「本発明の材料」 、う場合がある。
[0028] なお、本発明における「電子不足である(Electron-Deficient)盤状化合物」には、電 子不足である(Electron-Deficient)盤状部分構造を有する色素も含まれる。なお、以 下の記載では、電子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物を「本発明の異方 性色素膜用色素」或いは「本発明の色素」 ヽぅ場合がある。
[0029] [1- 1.電子不足である盤状ィ匕合物 (本発明の異方性色素膜用材料)〕
本明細書において「電子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物」とは、例え ί 考文献 1、 An Electron-Deficient Discotic Liquid-Crystalline Material , K. Piet erse, et al., Chemistry of Materials, 2001年, Vol.13, p.2675)に記載されているような 、比較的大きな電子親和力を有し、好ましくはベンゼンよりも大きい— 20 X 10_4C)Cm 2以上の四重極子モーメント Q 、更に好ましくは正の四重極子モーメント Q を持つ盤 状部分構造を有する化合物のことを言う。ここで zは、盤状化合物の分子面に垂直な 座標軸を表わす。
[0030] 四重極子モーメント(Quadrupole Moment)は、分子重心からの相対位置 r= (x, y, z)の電荷密度 pから、以下の体積積分で表わされるテンソル量である。
[0031] [数 1]
Q =— f(3rr - r l \ράτ
[0032] ベンゼンのように、分子が zに対して軸対称な場合は、一軸性四重極子と!/、う。その 強さは、以下の式で表されるスカラー量 Qとなり、上記テンソル量の zz成分 Q と一致 する。
[0033] [数 2]
[0034] z方向に積み重なった盤状分子間の静電相互作用は、 zz成分の値 Q の影響を強 く受ける。下記表 1に代表的な盤状分子の Q を示す。こうした四重極子モーメントの 値は、例えば、下記参考文献 2〜6等に記載されている量子力学的計算や、下記参 考文献 7等に記載されている方法により測定できる。
[0035] [表 1]
表 1
Qzz / 10"40 Cm2 参考文献 pyrene -68.5 6 anthracene -61.1 6 phenanthrene -60.6 6 biphenyl (0=0° ) -53.6 6
naphthalene -44.4 6 biphenyl (0=45° ) -41.7 6 benzene -29.7 3 benzene -27.9 2 toluene -26.4 2
1 , -xy 1 ene -25.6 2 anthracene -23.0 4 pyridine -18.4 3
1, 2-di f luorobenzene -14.6 2
1, 3-d i f luorobenzene -10. ] 2 pyr i daz ine -8.0 3
1, 4 - di f luorobenzene -7.3 2 pyraz ine -6.6 3 pyr iraidine -6.4 3 benzoni t r i 1 e -5.2 2 vi ny 1 ene carbonate 0.7 5
1, 3, 5- tr i f luorobenzene 1.8 2
s-tr iazine 6.0 3 coumar in 153 6.3 2
1, I, 4, 5-tetraf luorobenzene 12.5 2
s-tetrazine 14.6 3 maleic anhydr i de 19.0 5
anthraquinone 20.0 4 hexaf luorobenzene 31.5 2
参考文献 2: "The Molecular Electric Quadrupole Moment and Solid- State Architect ure", J. H. Williams, Acc. Chem. Res., 1993年, Vol.26, p.593.
参考文献 3: "The electric structure of the azabenzenes an AB initioMO- SCF- LCA 〇 study〃, J. Almlof et al" J. Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 1973 年, Vol.2, p.51.
参考文献 4 : "Multiple contributions to potentials of mean torque for solutes dissolve d in liquid crystal solvents", J. W. Emsley et al" Liquid Crystals, 1991年, Vol.9, p.6
参考文献 5 : "The Molecular ZeemanEffect", D. H. Sutter, W. H. Flygare, Topics in Current Chemistry, 1976年, Vol.63, p.89.
参考文献 6: "QuadrupoleMoment Calculations for Some Aromatic Hydrocarbons , A
. Chablo et.al, Chemical Physics Letters, 1981年, Vol.78, p.424.
参考文献 7 : A. D. Buckingham, Advances in Chemical Physics, 1967年, Vol.12, p. l
07.
[0037] 上記表 1に示されるように、ベンゼン等の電子リッチである(Electron-Rich)盤状化 合物は、負の四重極子モーメントを持つのに対して、へキサフルォロベンゼンやアン トラキノン等の電子不足である(Electron- Deficient)盤状化合物は、正の四重極子モ 一メントを持つことが知られて 、る。
[0038] 更【こ、参考文献 8 ( Computer Simulation Studies of Anisotropic Systems XXIX. wu adrupolar Gay-Berne Discs and Chemically Induced Liquid Crystal Phases , M. A. Bates, et al., Liquid Crystals, 1998年, Vol.24(2), p.229)に記載されているように、符 号の異なる四重極子モーメントを持つ盤状ィヒ合物が近接すると、ずれ無く互いに平 行に会合することが安定であることが知られて 、る。
[0039] 比較的分子量の高!、縮合多環化合物のように、電荷分布の複雑な化合物では、こ うしたィ匕合物全体の四重極子モーメント相互作用で考えるのは必ずしも正確ではな ヽカ、参考文献 9、 し omplementary Polytopic Interactions (し PI) as Revealed by Mol ecular Modelling using the XED Force Field", O. R. Lozman, et al., Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 2, 2001年, p.1446)に記載されているように、 化合物の各部位の四重極子モーメント相互作用の総和で考えることができると考えら れる。
[0040] 上述のように、本発明では、電子不足である(Electron-Deficient)盤状化合物を異 方性色素膜用材料として用いることで、 π電子の静電斥力を抑制し、ずれ無く垂直 に積み重なった会合体を得ることが可能になる。これにより、会合体の長軸と色素分 子面法線とのなす角度 (Xを 0° に近づけることができ、理想的な二色性色素膜を得 ることができると考えられる。
[0041] 本発明の材料として使用できる電子不足である(Electron-Deficient)盤状化合物の 例としては、電子親和性の高い置換基を有する芳香族系化合物又はァザ複素環式 化合物などが挙げられる。
[0042] 芳香族系化合物の例としては、ベンゼン類(パーフルォロベンゼン、ベンゾキノン、 シァノベンゼン、ニトロベンゼン、フタルイミド、シァノキノメタン等)、ナフタレン類(パ 一フルォロナフタレン、ナフトキノン、シァノナフタレン、ニトロナフタレン、シァノナフト キノメタン等)、アントラセン類 (アントラキノン等)、フルオレン類 (ニトロフルォレノン等
)、ペリレン類 (ペリレンジイミド等)、等が挙げられる。
[0043] ァザ複素環式化合物の例としては、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、 1, 3, 5—トリア ジン、インドール、イソインドール、キノリン、イソキノリン、キノキサリン等が挙げられる。
[0044] 電子親和性の高!、置換基の例としては、ォキソ基、シァノ基、ニトロ基、ハロゲン原 子 (フッ素原子、塩素原子等)、スルホ基、カルボキシ基、スルホ基又はカルボキシ基 のアルカリ金属(ナトリウム等)塩或いはアルカリ土類金属塩等が挙げられる。
[0045] 電子不足である(Electron-Deficient)盤状化合物の例としては、上に例示した電子 親和性の高い置換基を一つ又は二つ以上有する芳香族系化合物やァザ複素環式 化合物から誘導される環構造を一又は二以上有する化合物が挙げられる。
[0046] 電子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物は、一分子中に、電子親和性の 高い置換基を一又は二以上有する芳香族系化合物やァザ複素環式化合物から誘 導される環構造を部分構造として、好ましくは 33モル%以上、さらには 50モル%以 上有する化合物であることが好まし 、。
[0047] ここで、本発明にお 、て、一分子中における該環構造 (部分構造)のモル%は、一 分子中における該環構造の数力 算出する。
例えば、以下の化合物の場合、一分子中に環構造が 1つであり、この 1つの環構造 が電子親和性の高 、置換基を有するため、一分子中における該環構造のモル%は
、 100モノレ0 /0である。
[0048] [化 1]
[0049] また、以下の化合物の場合、一分子中に環構造が 3つあり、 2つの環(両端のキノリ ン環)がァザ複素環式ィ匕合物であることから、一分子中における該環構造のモル% は、 67モル% (2/3)である。
[0050] [化 2]
[0051] 尚、異なる構造を有する化合物であって、一分子中における該環構造のモル%が 等しい化合物については、さらに、上記四重極子モーメントの値によってその電子不 足の度合いが決められる。
[0052] なお、本発明の材料として用いられる電子不足である(Electron-Deficient)盤状化 合物は色素であってもよい。
[0053] なお、本発明の材料は、湿式成膜法により異方性色素膜を製造する際に溶剤を用 いることから、後述する溶剤に対して 0. 1%以上の溶解性を持つことが好ましい。
[0054] 本発明の材料として用いられる電子不足である(Electron-Deficient)盤状化合物が 色素である場合、その色素は、電子不足である(Electron-Deficient)盤状部分構造を 有することを特徴とする。
[0055] 本明細書にぉ 、て「電子不足である(Electron-Deficient)盤状部分構造」とは、上 述の〔1— 1.本発明の異方性色素膜用材料〕の欄で説明した「電子不足である (Elect ron-Defident)盤状ィ匕合物」と同様に、比較的大きな電子親和力を有し、負の四重極 子モーメントを持つ部分構造を意味する。即ち、本発明の色素はこのような部分構造 を一分子内に有する色素である。
[0056] 電子不足である(Electron-Deficient)盤状部分構造の例としては、上記に例示した 芳香族系化合物又はァザ複素環式化合物に由来する部分構造や、同じく上記に例 示した電子親和性の高 、置換基等が挙げられる。
[0057] 本発明の材料として使用できる電子不足である(Electron-Deficient)盤状化合物( 電子不足である(Electron-Deficient)盤状部分構造を有する色素を含む)の好ま Uヽ 具体例としては、下記式によって表わされる化合物が挙げられる。但し、本発明の材 料として使用できる電子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物は、これらの例 に限定されるものではない。
[0058] 尚、下記式によって表される電子不足である(Electron- Deficient)盤状化合物は、 遊離酸型で例示する。電子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物は、遊離酸 型のまま使用してもよぐ酸基の一部が塩型を取っているものであってもよい。塩型の 例としては、 Na、 Li、 K等のアルカリ金属の塩、アルキル基若しくはヒドロキシアルキ ル基で置換されて!、てもよ 、アンモ-ゥムの塩、有機ァミンの塩などが挙げられる。 有機ァミンの例としては、炭素数 1〜6の低級アルキルァミン、ヒドロキシ置換された炭 素数 1〜6の低級アルキルァミン、カルボキシ置換された炭素数 1〜6の低級アルキ ルァ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。
[0059] [化 3]
[0060] [化 4]
[9^ [1900] II/900Z OAV
6ひ 80£/900Zdf/ェ:) d 91- 90ZS
[ ]
[0062] [ィ匕 9]
[Οΐ^ ]
6ひ 80£/900Zdf/ェ:) d 81· 90ZSll/900Z OAV
]
6ひ 80£/900Zdf/ェ:) d 61· 90ZSll/900Z OAV
[0063] 下記構造式で表わされる化合物であって、
B
2、 D
1がそれぞれ以下の群力 ら選ばれるもの。
[0064] [化 12]
Β
Α1 メ
[0065] [化 13]
(群 A
1)
14]
[0067] [化 15]
[0068] [化 16]
6ひ 80£/900Zdf/ェ:) d 90ZSll/900Z OAV
[化 17]
[0069] 上記例示の化合物のうち、光学異性等の立体異性を生じるものについては、何れ の異性体もその例示に含まれるものとする。
[0070] なお、上記化合物は、後述の溶剤に対して 1重量%以上の溶解性を持つことが好 ましぐまた、 1〜50重量%の何れかの濃度域でリオトロピック液晶相を形成する化合 物であることが好ましい。
[0071] また、電子不足である(Electron-Deficient)盤状化合物の中でも、アントラキノン誘 導体又はアントラキノン誘導体を部分構造として含むァゾ色素が、得られる膜の二色 性の点からも好ましい。
[0072] [II.異方性色素膜用組成物]
本発明の異方性色素膜用組成物は、異方性色素膜を形成するために用いられる 組成物であって、電子不足である(Electron- Deficient)盤状化合物及び電子リッチで ある(Electron-Rich)ィ匕合物を含有する。更に、通常は溶媒と、必要に応じてその他 の成分を含有する。
[0073] (i)溶剤:
溶剤としては、水、水混和性のある有機溶剤、水と水混和性のある有機溶剤との混
合溶剤などが挙げられる。有機溶剤の具体例としては、メチルアルコール、ェチルァ ノレコーノレ、イソプロピルアルコール等のアルコール類、エチレングリコーノレ、ジェチレ ングリコール等のグリコール類、メチルセ口ソルブ、ェチルセ口ソルブ等のセロソルブ 類等が挙げられる。これらの溶剤は何れか一種を単独で用いてもよぐ 2種以上を任 意の組み合わせ及び比率で混合して用いてもょ 、。
[0074] (ii)電子不足である(Electron- Deficient)盤状化合物:
電子不足である(Electron-Deficient)盤状化合物としては、上述した電子不足であ る(Electron- Deficient)盤状化合物が用いられる。電子不足である(Electron- Deficie nt)盤状ィ匕合物は何れか一種を単独で用いてもよぐ 2種以上を任意の組み合わせ 及び比率で混合して用いてもょ 、。
[0075] 本発明の組成物における電子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物の割合 は、組成物全体を 100重量部とした場合に、通常 0. 1重量部以上、好ましくは 0. 2 重量部以上、また、通常 50重量部以下、好ましくは 40重量部以下の範囲である。本 発明の材料の割合がこの範囲の下限を下回ると、電子不足である(Electron-Deficien t)盤状ィ匕合物の使用による効果が得られないおそれがあり、この範囲の上限を上回 ると、組成物の溶液としての粘度が高くなつてしまい、扱いにくくなるおそれがあるの で好ましくない。
[0076] (iii)電子リッチである(Electron-Rich)化合物(色素):
本発明の組成物は、電子リッチである(Electron-Rich)ィ匕合物を含有する力 この電 子リッチである(Electron-Rich)ィ匕合物は、通常は色素である(これを以下「電子リッチ である(Electron- Rich)色素」と!、う場合がある)。電子リッチである(Electron- Rich)色 素とは、上述の参考文献 1に記載の通り、比較的小さなイオンィヒポテンシャルを有し 、— 20 X 10_4GCm2未満の四重極子モーメント Q を持つ盤状部分構造を 50モル% 以上含む色素のことを言う。なお、四重極子モーメント Q にっては上述した通りであ る。
[0077] 本発明の組成物に用いられる電子リッチである(Electron-Rich)色素の例としては、 ァゾ系色素、スチルベン系色素、シァニン系色素、フタロシアニン系色素、縮合多環 系色素(ペリレン系、ォキサジン系)等が挙げられる。中でも、アルキル基、アルコキシ
基、スルホン基、アミノ基等で置換されたベンゼン、ナフタレン等の芳香族炭化水素 力 なるァゾ色素、ポルフィリン、フタロシアニンなどが好ましぐ特にァゾ系色素が好 ましい。
[0078] 本発明の組成物に用いられる電子リッチである(Electron-Rich)色素の好まし!/、具 体例としては、下記式で表わされる色素が挙げられる(なお、これらの式は全て遊離 酸型で示している)。但し、本発明の組成物に使用できる電子リッチである(Electron- Rich)色素は、これらの例に限定されるものではない。
[0079] [化 18]
6ひ 80e/900ZdfAi:)«i LZ 90∑:SII/900∑: OAV
It-80e/900IdT/13d 83 90ISTI/900Z OfA
[化 21]
[0080] 上記例示の電子リッチである(Electron-Rich)色素のうち、光学異性等の立体異性 を生じるものについては、何れの異性体もその例示に含まれるものとする。
[0081] 上記例示の電子リッチである(Electron-Rich)色素は何れか一種を単独で用いても よぐ 2種以上を任意の組み合わせ及び比率で混合して用いてもょ 、。
[0082] なお、本発明の組成物に用いられる電子リッチである(Electron-Rich)色素は、上 述の溶剤に対して通常 0. 1%以上、特に 1%以上の溶解性を持つことが好ましぐま た、 0. 1〜50%のいずれかの濃度域でリオトロピック液晶相を形成する化合物である ことが好ましい。
[0083] 電子リッチである(Electron-Rich)色素の分子量は、色調及び製造面の観点から、 塩型をとらない遊離の状態で、通常 200以上、中でも 350以上、また、通常 5000以 下、中でも 3500以下の範囲であることが好ましい。
[0084] 電子リッチである(Electron-Rich)色素は遊離酸型のまま使用してもよぐ酸基の一
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。更に、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力も使用してもよい。
[0085] 前記の塩型の例としては、 Na、 Li、 K等のアルカリ金属の塩、アルキル基若しくはヒ ドロキシアルキル基で置換されて 、てもよ 、アンモ-ゥムの塩、有機ァミンの塩などが 挙げられる。有機ァミンの例としては、炭素数 1〜6の低級アルキルァミン、ヒドロキシ 置換された炭素数 1〜6の低級アルキルァミン、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。
[0086] 本発明の組成物における電子リッチである(Electron-Rich)色素の割合は、組成物 全体を 100重量部とした場合に、通常 50重量部以下、好ましくは 40重量部以下の 範囲である。色素の割合力 Sこの範囲を上回ると、得られる組成物の溶液の粘度が高く なってしま!/、、扱いにくくなるおそれがあるので好ましくな!/、。
[0087] また、電子不足である(Electron-Deficient)盤状化合物と電子リッチである(Electro n-Rich)色素との重量分率は、通常 10Z90〜90Z10の範囲内であることが好まし い。この範囲を外れると、電子不足である(Electron-Deficient)盤状化合物又は電子 リッチである(Electron-Rich)色素の使用による効果が得られな 、おそれがあるため 好ましくない。
[0088] (iv)その他の成分:
本発明の組成物は、上述した溶剤、電子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合 物、及び電子リッチである(Electron- Rich)色素の他に、その他の成分を含有してい てもよい。
[0089] 例えば、後述の湿式成膜法等にお!ヽて、本発明の組成物を色素膜形成用溶液とし 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、界面活性剤を加えてもよい。界面活性剤としては、ァ-オン系、カチオン系、ノ 二オン系の何れも使用可能である。本発明の組成物における界面活性剤の濃度は 通常 0. 05重量%以上、 0. 5重量%以下が好ましい。
[0090] また、色素の会合性を向上させたり、異方性色素膜の欠陥を低減する等の目的で
、アミノ酸、ヒドロキシァミンなどを添加剤として使用してもよい。
[0091] 更に、上記以外の添加剤としては、参考文献 10 ("Additives for Coating", Edited b y j. Bieleman, Willey-VCH, 2000年)記載の公知の添加剤を用いることができる。
[0092] なお、本発明の組成物の全成分における電子不足である(Electron-Deficient)部 位と電子リッチである(Electron-Rich)部位との重量分率力 通常 5/95以上、好まし くは 35Z65以上、また、通常 95Z5以下、好ましくは 65/35以下の範囲内とするの が好ましい。この範囲を外れると、各成分の配合効果が現れにくいおそれがあり好ま しくない。
[0093] [III.異方性色素膜]
以下の記載では、本発明の異方性色素膜について、組成に関する特徴、製造方 法に関する特徴、及び物性に関する特徴に分けて、それぞれ説明を行なう。本発明 の異方性色素膜は、これらの全ての特徴を満たしていることが好ましいが、これらの 特徴のうち何れか一つの特徴でも満たす異方性色素膜は、他の特徴を満たさな 、、 或いは他の特徴が不明である場合でも、本発明の異方性色素膜に該当するものとす る。
[0094] 〔III 1.異方性色素膜の組成〕
本発明の異方性色素膜は、その組成面に着目した場合、電子不足である(Electro n-Deficient)盤状化合物及び電子リッチである(Electron-Rich)化合物を含有するこ とを特徴とする。電子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物及び電子リッチで ある(Electron-Rich)ィ匕合物については、前述の通りである。また、その比率も特に制 限されるものではない。
[0095] また、本発明の異方性色素膜は、更に他の成分を含んでいてもよい。他の成分とし ては、上述した本発明の組成物中に含まれる成分として例示したものが挙げられる。
[0096] 〔III 2.異方性色素膜の製造方法〕
本発明の異方性色素膜は、その製造方法に着目した場合、上述した本発明の異 方性色素膜用組成物 (本発明の組成物)を用いて形成されることを特徴とする。具体 的には、本発明の異方性色素膜は、上述した本発明の組成物を用いて成膜すること により、作製することができる。成膜法としては、乾式成膜法及び湿式成膜法の何れ
を用いてもよいが、成膜に使用する本発明の組成物 (水溶液)が液晶性を示す可能 性がある場合には、湿式成膜法を使用することが好ましい。
[0097] (i)乾式成膜法:
乾式成膜法としては、例えば、本発明の組成物と高分子重合体を用いて未延伸フ イルムを作製し、得られた未延伸フィルムを延伸する、という方法が挙げられる。未延 伸フィルムを作製する手法としては、例えば、(a)高分子重合体を成膜してフィルムと した後に、本発明の組成物を用いて染色する手法、(b)高分子重合体の溶液に本発 明の組成物を加えて原液を染色した後に成膜する手法等が挙げられる。上述の染 色、成膜、延伸は、以下に説明する一般的な方法で行なうことができる。
[0098] 上述の(a)の手法の場合、本発明の組成物と、必要に応じて塩ィ匕ナトリウム、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、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。浸漬時の染浴の温度は、 通常 20°C以上、好ましくは 30°C以上、また、通常 80°C以下、好ましくは 50°C以下の 範囲である。また、浸漬時の染浴の時間は、通常 1分以上、好ましくは 3分以上、また 、通常 60分以下、好ましくは 20分以下の範囲である。
[0099] 一方、上述の (b)の方法の場合、高分子重合体を水及び Z又はアルコール、ダリ 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、本発明の組成物を加え て原液染色を行ない、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、染色フィルムを作製する。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力 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。
[0100] 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なう方法、乾式法にて引っ張り延伸を行なう方法、 乾式法にてロール間圧縮延伸を行なう方法等があり、何れの方法を用いて行なって
もよい。延伸倍率は 2倍以上、 9倍以下にて行なわれるが、高分子重合体としてポリビ -ルアルコール及びその誘導体を用いた場合は、通常 2. 5倍以上、 6倍以下の範囲 が好ましい。
[0101] 延伸配向処理した後、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 つて異なるが、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°C以上、好ましくは 50°C以上で、通常 80°C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°C未満の場 合は、処理効果が小さぐまた、ホウ酸濃度が 15重量%を超える力 処理温度が 80 °C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。
[0102] 乾式成膜法により得られる異方性色素膜の膜厚は、通常 10 m以上、中でも 30 m以上、また、通常 200 μ m以下、中でも 100 μ m以下の範囲が好ましい。
[0103] (ii)湿式成膜法:
一方、湿式成膜法としては、公知の各種の方法を用いることが可能であるが、例え ば、本発明の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が挙げられる。
[0104] 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、トリァセチルセルロー ス又はウレタン系のフィルム等が挙げられる。基材の表面には、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) 22 6頁〜 239頁等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よい。
[0105] 湿式成膜法を用いる場合、本発明の組成物における色素の濃度は、通常 0. 1重 量%以上、中でも 1重量%以上、また、通常 50重量%以下、中でも 30重量%以下の 範囲とすることが好まし 、。色素濃度が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おそれがある。
[0106] 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、巿村國宏監修「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頁に記載の公知の 方法や、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方法などが挙げられる。塗 布時の温度は通常 0°C以上、 80°C以下が好ましぐ湿度は通常 10%RH以上、 80 %RH以下が好ましい。
[0107] 塗膜の乾燥時の温度は好ましくは 0°C以上、 120°C以下、湿度は好ましくは 10%R
H以上、 80%RH以下程度である。
[0108] 湿式成膜法で基材上に異方性色素膜を形成する場合、得られる異方性色素膜の 乾燥後の膜厚は、通常 50nm以上、中でも lOOnm以上、また、通常 以下、中 でも 20 μ m以下、更には 1 μ m以下の範囲が好ましい。
[0109] (iii)保護層:
上述の乾式成膜法又は湿式成膜法により得られた本発明の異方性色素膜は、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、トリァ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、本発明の異方性色素膜上にラミネーシヨンして形成され、実用に 供される。
[0110] 〔III 3.異方性色素膜の物性〕
本発明の異方性色素膜は、その物性に着目した場合、以下の(a) , (b)のうち少な くとも一方を満たすことを特徴としている。
[0111] (a) 970cm_1付近にある SO伸縮振動に対する下記 (i)及び (ii)の 2方向力もの偏
3
光吸収の比(以下、これらを単に「2方向からの偏光吸収の比」という場合がある。)か ら求めたチルト角が 10° 以下である。
(b) 800〜900cm_1にある CH面外変角振動に対する下記(i)及び (ii)の 2方向か らの偏光吸収の比 YYZYZの値が 1. 8以上である。
(i)可視光を最も吸収する方向
(ii)可視光を最も透過する方向
[0112] これら (a) , (b)の物性は、それぞれ以下のように測定することが可能である。
[0113] (a) 970cm_1付近にある SO伸縮振動に対する 2方向からの偏光吸収の比力も求
めたチノレト角:
異方性色素膜の膜面に平行で、可視光を最も吸収する方向を X方向、可視光を最 も透過する方向を Y方向とする。
X方向に偏光した赤外光を膜面に垂直に入射して得られる赤外吸収スペクトルの 9 70cm_1近辺のピーク強度を Axとし、 Y方向に偏光した赤外光を膜面に垂直に入射 して得られる赤外吸収スペクトルの 970cm_1近辺のピーク強度を Ayとした時に、チ ルト角は下記式で計算される。
[数 3]
(b) 800〜900cm にある CH面外変角振動に対する 2方向からの偏光吸収の比 YYZYZの値:
異方性色素膜の膜面に平行で、可視光を最も吸収する方向を X方向、可視光を最 も透過する方向を Y方向とする。
Y方向に偏光した赤外光を X方向に 60° 傾けて入射して得られる赤外吸収スぺク トルにおいて、 800〜900cm_1の領域に見られる C—H面外変角振動ピークを Lore ntzian法によって n個のピークにピーク分離した時に、各ピーク強度を YYi (i= l〜n )とする。
同様に、 Y方向に偏光した赤外光を Y方向に 60° 傾けて入射して得られる赤外吸 収スペクトルにおいて、 800〜900cm_1の領域に見られる C H面外変角振動ピー クを Lorentzian法によって n個のピークにピーク分離した時に、各ピーク強度を YZi ( i= l〜n)とする。
ここで、 YYiと YZiのピーク位置及びピーク反値幅は同じになるようにする。
得られた YYi (i= l〜n)及び YZi (i= l〜n)から、 YYZYZ比は次の式で計算され る。
[0115] [IV.偏光素子]
本発明の偏光素子は、上述した本発明の異方性色素膜を用いたものである。具体 的には、本発明の異方性色素膜は、 LCDや OLED等の各種の表示素子の偏光フィ ルター等を形成する場合には、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ょ 、。
[0116] 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ゃ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。
[0117] 本発明の偏光素子は、上述した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よぐまた、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。
[0118] 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出来る 位相差フィルムとしての機能を有する層は、例えば特許第 2841377号公報、特許 第 3094113号公報などに記載の延伸処理を施したり、特許第 3168850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。
[0119] 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 号公報ゃ特開 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〖こより形成することができる。
[0120] 反射フィルム又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榭脂溶液 をコーティングすることにより、形成することができる。
[0121] 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、ディスコテイツ 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〖こより形成することができる。
実施例
[0122] 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 、限り以下の実施例に限定されるものではな 、。
なお、以下の記載において、「部」は「重量部」を示す。
[0123] また、以下の各実施例及び比較例において、異方性色素膜の二色比は、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。
Az= -log (Tz)
Ay= -log (Ty)
Tz:異方性色素膜の吸収軸方向の偏光に対する透過率
Ty:異方性色素膜の偏光軸方向の偏光に対する透過率
[0124] また、 970cm_1付近にある SO伸縮振動に対する 2方向からの偏光吸収の比から
3
求めたチルト角、及び、 800〜900cm_1にある CH面外変角振動に対する 2方向か らの偏光吸収の比 YYZYZの値は、上記〔111— 3.異方性色素膜の物性〕に記載の 方法で求めた。ここで、異方性色素膜の赤外吸収スペクトルは、 Thermo Electron社 製 NEXUS670により測定した。
[0125] [実施例 1]
水 72部に、下記式 (1—1)で表わされる色素のリチウム塩 25部と、下記式 (II— 1)で
表わされる電子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物 3部をカ卩え、撹拌して溶 解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物 (本発明 の組成物)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 X 25mm、厚さ 1. lmm、膜厚約 80nmのポリイミド配向膜に、予め 布でラビング処理を施したもの)に、上記の異方性色素膜用組成物を、ギャップ 5 m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、異方 性色素膜 (本発明の異方性色素膜)を得た。
[0126] [化 22]
[0128] 得られた異方性色素膜にっ 、て、最大吸収波長( λ max)と二色比 (D)を測定した 。その結果を下記表 2に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能 し得る高 1ヽ二色比(光吸収異方性)を有して ヽた。
[0129] [実施例 2]
水 69部に、上記式 (I 1)で表わされる色素のリチウム塩 30部と、下記式 (II 2)で 表わされる電子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物 1部をカ卩え、撹拌して溶 解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物 (本発明
の組成物)を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例 1と同様の基板に、同様の 方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜 (本発明の異方性色素 膜)を得た。
[0130] [化 24]
[0131] 得られた異方性色素膜にっ 、て、最大吸収波長( λ max)と二色比 (D)を測定した 。その結果を下記表 2に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能 し得る高 1ヽ二色比(光吸収異方性)を有して ヽた。
[0132] [実施例 3]
水 69部に、上記式 (I 1)で表わされる色素のリチウム塩 30部と、下記式 (II 3)で 表わされる電子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物 1部をカ卩え、撹拌して溶 解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物 (本発明 の組成物)を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例 1と同様の基板に、同様の 方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜 (本発明の異方性色素 膜)を得た。
[0133] [化 25]
[0134] 得られた異方性色素膜にっ 、て、最大吸収波長( λ max)と二色比 (D)を測定した 。その結果を下記表 2に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能 し得る高 1ヽ二色比(光吸収異方性)を有して ヽた。
[0135] [実施例 4]
水 69部に、上記式 (I 1)で表わされる色素のリチウム塩 30部と、下記式 (II 4)で 表わされる電子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物 1部をカ卩え、撹拌して溶 解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物 (本発明 の組成物)を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例 1と同様の基板に、ギヤッ プ 5 μ m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 、異方性色素膜 (本発明の異方性色素膜)を得た。
[0136] [化 26]
[0137] 得られた異方性色素膜にっ 、て、最大吸収波長( λ max)と二色比 (D)を測定した 。その結果を下記表 2に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能 し得る高 1ヽ二色比(光吸収異方性)を有して ヽた。
[0138] [実施例 5]
水 66部に、上記式 (1—1)で表わされる色素のリチウム塩 33部と、下記式 (II 5)で 表わされる電子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物 1部をカ卩え、撹拌して溶 解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物 (本発明 の組成物)を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例 1と同様の基板に、実施 例 4と同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜 (本発明の 異方性色素膜)を得た。
[0139] [化 27]
[0140] 得られた異方性色素膜にっ 、て、最大吸収波長( λ max)と二色比 (D)を測定した 。その結果を下記表 2に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能 し得る高 1ヽ二色比(光吸収異方性)を有して ヽた。
[0141] [実施例 6]
水 70. 3部に、上記式 (I 1)で表わされる色素のリチウム塩 27部と、下記式 (II 6 )で表わされる、電子不足である(Electron- Deficient)盤状ィ匕合物 2. 7部をカ卩え、撹 拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物 (本発明の組成物)を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例 1と同様の基板に 、実施例 4と同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜 (本 発明の異方性色素膜)を得た。
[0142] [化 28]
[0143] 得られた異方性色素膜にっ 、て、最大吸収波長( λ max)と二色比 (D)を測定した 。その結果を下記表 2に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能 し得る高 1ヽ二色比(光吸収異方性)を有して ヽた。
[0144] [比較例 1]
水 63部に、上記式 (I 1)で表わされる色素のリチウム塩 37部をカ卩えただけで、電 子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物を加えず、撹拌して溶解させた後、濾 過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色素 膜用組成物を、実施例 1と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥する ことにより、異方性色素膜を得た。
[0145] 得られた異方性色素膜にっ 、て、最大吸収波長( λ max)と二色比 (D)を測定した 。その結果を下記表 2に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例 1〜6の異方性 色素膜に比べて、低 、二色比 (光吸収異方性)し力、得られな力つた。
[0146] [実施例 7]
水 82部に、下記式 (I 2)で表わされる色素のナトリウム塩 16部と、下記式 (II 7) で表わされる電子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物 2部をカ卩え、撹拌して 溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物 (本発 明の組成物)を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例 1と同様の基板に、ギヤ ップ 10 μ m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、異方性色素膜 (本発明の異方性色素膜)を得た。
[0147] [化 29]
[0148] [化 30]
[0149] 得られた異方性色素膜にっ 、て、最大吸収波長( λ max)と二色比 (D)を測定した 。その結果を下記表 2に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能 し得る高 1ヽ二色比(光吸収異方性)を有して ヽた。
[0150] [比較例 2]
水 85部に、上記式 (1— 2)で表わされる色素のナトリウム塩 15部をカ卩えただけで、 電子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物を加えず、撹拌して溶解させた後、 濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色
素膜用組成物を、実施例 1と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥す ることにより、異方性色素膜を得た。
[0151] 得られた異方性色素膜にっ 、て、最大吸収波長( λ max)と二色比 (D)を測定した 。その結果を下記表 2に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例 7の異方性色素 膜に比べて、低 、二色比 (光吸収異方性)し力、得られな力つた。
[0152] [実施例 8]
水 75部に、下記式 (1— 3)で表わされる色素のリチウム塩 24部と、下記式 (II 8)で 表わされる電子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物 1部をカ卩え、撹拌して溶 解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物 (本発明 の組成物)を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例 1と同様の基板に、同様の 方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜 (本発明の異方性色素 膜)を得た。
[0153] [化 31]
[0154] 得られた異方性色素膜にっ 、て、最大吸収波長( λ max)と二色比 (D)を測定した 。その結果を下記表 2に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能 し得る高 1ヽ二色比(光吸収異方性)を有して ヽた。
[0155] [比較例 3]
水 80部に、上記式 (1— 3)で表わされる色素のリチウム塩 20部をカ卩えただけで、電 子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物を加えず、撹拌して溶解させた後、濾 過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色素 膜用組成物を、実施例 1と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥する ことにより、異方性色素膜を得た。
[0156] 得られた異方性色素膜にっ 、て、最大吸収波長( λ max)と二色比 (D)を測定した 。その結果を下記表 2に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例 8の異方性色素 膜に比べて、低 、二色比 (光吸収異方性)し力、得られな力つた。
[0157] [実施例 9]
水 79部に、下記式 (1—4)で表わされる色素のリチウム塩 20部と、下記式 (II— 9)で 表わされる電子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物 1部をカ卩え、撹拌して溶 解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物 (本発明 の組成物)を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例 1と同様の基板に、同様の 方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜 (本発明の異方性色素 膜)を得た。
[0158] [化 32]
[0159] 得られた異方性色素膜にっ 、て、最大吸収波長( λ max)と二色比 (D)を測定した
。その結果を下記表 2に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能 し得る高 1ヽ二色比(光吸収異方性)を有して ヽた。
[0160] また、 970cm_1付近にある SO伸縮振動に対する 2方向からの偏光吸収の比から
3
求めたチルト角は 7. 54度であり、 800〜900cm_1にある CH面外変角振動に対す る 2方向からの偏光吸収の比 YYZYZの値は 1. 85であった。
[0161] [比較例 4]
水 80部に、上記式 (1—4)で表わされる色素のリチウム塩 20部をカ卩えただけで、電 子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物を加えず、撹拌して溶解させた後、濾 過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色素 膜用組成物を、実施例 1と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥する ことにより、異方性色素膜を得た。
[0162] 得られた異方性色素膜にっ 、て、最大吸収波長( λ max)と二色比 (D)を測定した 。その結果を下記表 2に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例 9の異方性色素 膜に比べて、低 、二色比 (光吸収異方性)し力、得られな力つた。
[0163] また、 970cm_1付近にある SO伸縮振動に対する 2方向からの偏光吸収の比から
3
求めたチルト角は 11. 65度であり、 800〜900cm_1にある CH面外変角振動に対す る 2方向からの偏光吸収の比 YYZYZの値は 1. 77であった。
[0164] [実施例 10]
水 84部に、下記式 (I 5)で表わされる色素のリチウム塩 15部と、下記式 (II 10) で表わされる電子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物 1部をカ卩え、撹拌して 溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物 (本発 明の組成物)を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例 1と同様の基板に、同 様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜 (本発明の異方性 色素膜)を得た。
[0165] [化 33]
( I 一 5 )
[0166] 得られた異方性色素膜にっ 、て、最大吸収波長( λ max)と二色比 (D)を測定した 。その結果を下記表 2に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能 し得る高 1ヽ二色比(光吸収異方性)を有して ヽた。
[0167] [比較例 5]
水 85部に、上記式 (I 5)で表わされる色素のリチウム塩 15部をカ卩えただけで、電 子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物を加えず、撹拌して溶解させた後、濾 過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色素 膜用組成物を、実施例 1と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥する ことにより、異方性色素膜を得た。
[0168] 得られた異方性色素膜にっ 、て、最大吸収波長( λ max)と二色比 (D)を測定した 。その結果を下記表 2に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例 10の異方性色 素膜に比べて、低 、二色比 (光吸収異方性)し力、得られな力つた。
[0169] [実施例 11]
水 81部に、下記式 (I 6)で表わされる色素のリチウム塩 18部と、下記式 (II 11) で表わされる電子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物 1部をカ卩え、撹拌して 溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物 (本発 明の組成物)を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例 1と同様の基板に、同 様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜 (本発明の異方性
色素膜)を得た
[0170] [化 34]
[0171] 得られた異方性色素膜にっ 、て、最大吸収波長( λ max)と二色比 (D)を測定した 。その結果を下記表 3に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能 し得る高 1ヽ二色比(光吸収異方性)を有して ヽた。
[0172] また、 970cm_1付近にある SO伸縮振動に対する 2方向からの偏光吸収の比から
3
求めたチルト角は 9. 56度であり、 800〜900cm_1にある CH面外変角振動に対す る 2方向からの偏光吸収の比 YYZYZの値は 1. 92であった。
[0173] [比較例 6]
水 84部に、上記式 (I 6)で表わされる色素のリチウム塩 16部をカ卩えただけで、電 子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物 (本発明の材料)を加えず、撹拌して 溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た 。この異方性色素膜用組成物を、実施例 1と同様の基板に、同様の方法で塗布した 後、自然乾燥することにより、異方性色素膜を得た。
[0174] 得られた異方性色素膜にっ 、て、最大吸収波長( λ max)と二色比 (D)を測定した 。その結果を下記表 3に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例 11の異方性色 素膜に比べて、低 、二色比 (光吸収異方性)し力、得られな力つた。
[0175] [実施例 12]
水 81部に、下記式 (I 7)で表わされる色素のリチウム塩 18部と、下記式 (II 12)
で表わされる電子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物 1部をカ卩え、撹拌して 溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物 (本発 明の組成物)を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例 1と同様の基板に、同 様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜 (本発明の異方性 色素膜)を得た。
[0176] [化 35]
[0177] 得られた異方性色素膜にっ 、て、最大吸収波長( λ max)と二色比 (D)を測定した 。その結果を下記表 3に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能 し得る高 1ヽ二色比(光吸収異方性)を有して ヽた。
[0178] また、 970cm_1付近にある SO伸縮振動に対する 2方向からの偏光吸収の比から
3
求めたチルト角は 9. 72度であり、 800〜900cm_1にある CH面外変角振動に対す る 2方向からの偏光吸収の比 YYZYZの値は 1. 94であった。
[0179] [比較例 7]
水 84部に、上記式 (I 7)で表わされる色素のリチウム塩 16部をカ卩えただけで、電 子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物 (本発明の材料)を加えず、撹拌して 溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た 。この異方性色素膜用組成物を、実施例 1と同様の基板に、同様の方法で塗布した 後、自然乾燥することにより、異方性色素膜を得た。
[0180] 得られた異方性色素膜にっ 、て、最大吸収波長( λ max)と二色比 (D)を測定した
。その結果を下記表 3に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例 12の異方性色 素膜に比べて、低 、二色比 (光吸収異方性)し力、得られな力つた。
[0181] [実施例 13]
水 84部に、下記式 (I 8)で表わされる色素のリチウム塩 15部と、下記式 (II 13) で表わされる電子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物 1部をカ卩え、撹拌して 溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物 (本発 明の組成物)を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例 1と同様の基板に、同 様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜 (本発明の異方性 色素膜)を得た。
[0182] [化 36]
[0183] 得られた異方性色素膜にっ 、て、最大吸収波長( λ max)と二色比 (D)を測定した 。その結果を下記表 3に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能 し得る高 1ヽ二色比(光吸収異方性)を有して ヽた。
[0184] [比較例 8]
水 86部に、上記式 (1— 8)で表わされる色素のリチウム塩 14部をカ卩えただけで、電 子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物を加えず、撹拌して溶解させた後、濾
過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色素 膜用組成物を、実施例 1と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥する ことにより、異方性色素膜を得た。
[0185] 得られた異方性色素膜にっ 、て、最大吸収波長( λ max)と二色比 (D)を測定した 。その結果を下記表 3に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例 13の異方性色 素膜に比べて、低 、二色比 (光吸収異方性)し力、得られな力つた。
[0186] [実施例 14]
水 70部に、下記式 (1— 9)で表わされる色素のリチウム塩 24部と、下記式 (II 14) で表わされる電子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物 6部をカ卩え、撹拌して 溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物 (本発 明の組成物)を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例 1と同様の基板に、同 様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜 (本発明の異方性 色素膜)を得た。
[0187] [化 37]
H ( I I一 1 4 )
[0188] 得られた異方性色素膜にっ 、て、最大吸収波長( λ max)と二色比 (D)を測定した 。その結果を下記表 3に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能 し得る高 1ヽ二色比(光吸収異方性)を有して ヽた。
[0189] [比較例 9]
水 65部に、上記式 (I 9)で表わされる色素のリチウム塩 35部をカ卩えただけで、電 子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物を加えず、撹拌して溶解させた後、濾 過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色素 膜用組成物を、実施例 1と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥する ことにより、異方性色素膜を得た。
[0190] 得られた異方性色素膜にっ 、て、最大吸収波長( λ max)と二色比 (D)を測定した 。その結果を下記表 3に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例 14の異方性色 素膜に比べて、低 、二色比 (光吸収異方性)し力、得られな力つた。
[0191] [実施例 15]
水 80部に、下記式 (I 10)で表わされる色素のリチウム塩 12部と、下記式 (II 15 )で表わされる電子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物 8部をカ卩え、撹拌して 溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物 (本発 明の組成物)を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例 1と同様の基板に、同 様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜 (本発明の異方性 色素膜)を得た。
[0192] [化 38]
得られた異方性色素膜にっ 、て、最大吸収波長( λ max)と二色比 (D)を測定した 。その結果を下記表 3に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能
し得る高 1ヽ二色比(光吸収異方性)を有して ヽた。
[0194] [比較例 10]
水 65部に、上記式 (I 10)で表わされる色素のリチウム塩 35部をカ卩えただけで、 電子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物を加えず、撹拌して溶解させた後、 濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色 素膜用組成物を、実施例 1と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥す ることにより、異方性色素膜を得た。
[0195] 得られた異方性色素膜にっ 、て、最大吸収波長( λ max)と二色比 (D)を測定した 。その結果を下記表 3に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例 15の異方性色 素膜に比べて、低 、二色比 (光吸収異方性)し力、得られな力つた。
[0196] [実施例 16]
水 80部に、下記式 (1—11)で表わされる色素のリチウム塩 10. 4部と、下記式 (II— 16)で表わされる電子不足である(Electron-Deficient)盤状化合物 9. 6部を加え、撹 拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物 (本発明の組成物)を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例 1と同様の基板に 、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜 (本発明の異方 性色素膜)を得た。
[0197] [化 39]
( I I一 1 6 )
[0198] 得られた異方性色素膜にっ 、て、最大吸収波長( λ max)と二色比 (D)を測定した 。その結果を下記表 3に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能 し得る高 1ヽ二色比(光吸収異方性)を有して ヽた。
[0199] [比較例 11]
水 80部に、上記式 (1—11)で表わされる色素のリチウム塩 20部をカ卩えただけで、 電子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物を加えず、撹拌して溶解させた後、 濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色 素膜用組成物を、実施例 1と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥す ることにより、異方性色素膜を得た。
[0200] 得られた異方性色素膜にっ 、て、最大吸収波長( λ max)と二色比 (D)を測定した 。その結果を下記表 3に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例 16の異方性色 素膜に比べて、低 、二色比 (光吸収異方性)し力、得られな力つた。
[0201] [実施例 17]
水 75部に、下記式 (1—12)で表わされる色素のリチウム塩 13部と、下記式 (II— 17 )で表わされる電子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物(本発明の材料) 12 部を加え、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色 素膜用組成物 (本発明の組成物)を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例 1と 同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜( 本発明の異方性色素膜)を得た。
[0202] [化 40]
[0203] 得られた異方性色素膜にっ 、て、最大吸収波長( λ max)と二色比 (D)を測定した 。その結果を下記表 3に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能 し得る高 1ヽ二色比(光吸収異方性)を有して ヽた。
[0204] [比較例 12]
水 65部に、上記式 (1—12)で表わされる色素のリチウム塩 35部をカ卩えただけで、 電子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物を加えず、撹拌して溶解させた後、 濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色 素膜用組成物を、実施例 1と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥す ることにより、異方性色素膜を得た。
[0205] 得られた異方性色素膜にっ 、て、最大吸収波長( λ max)と二色比 (D)を測定した 。その結果を下記表 3に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例 17の異方性色 素膜に比べて、低 、二色比 (光吸収異方性)し力、得られな力つた。
[0206] [実施例 18]
水 80部に、下記式 (I 13)で表わされる色素のリチウム塩 10部と、下記式 (II 18 )で表わされる電子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物 10部をカ卩え、撹拌し
て溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物 (本 発明の組成物)を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例 1と同様の基板に、 同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜 (本発明の異方 性色素膜)を得た。
[0207] [化 41]
)
[0208] 得られた異方性色素膜にっ 、て、最大吸収波長( λ max)と二色比 (D)を測定した 。その結果を下記表 3に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能 し得る高 1ヽ二色比(光吸収異方性)を有して ヽた。
[0209] [比較例 13]
水 80部に、上記式 (1—13)で表わされる色素のリチウム塩 20部をカ卩えただけで、 電子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物を加えず、撹拌して溶解させた後、 濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色 素膜用組成物を、実施例 1と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥す ることにより、異方性色素膜を得た。
[0210] 得られた異方性色素膜にっ 、て、最大吸収波長( λ max)と二色比 (D)を測定した
。その結果を下記表 3に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例 18の異方性色 素膜に比べて、低 、二色比 (光吸収異方性)し力、得られな力つた。
[0211] [実施例 19]
水 80部に、下記式 (1—14)で表わされる色素のリチウム塩 10. 4部と、下記式 (II— 19)で表わされる電子不足である(Electron-Deficient)盤状化合物 9. 6部を加え、撹 拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物 (本発明の組成物)を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例 1と同様の基板に 、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜 (本発明の異方 性色素膜)を得た。
[0212] [化 42]
H ( I I 1 9 )
[0213] 得られた異方性色素膜にっ 、て、最大吸収波長( λ max)と二色比 (D)を測定した 。その結果を下記表 3に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能 し得る高 1ヽ二色比(光吸収異方性)を有して ヽた。
[0214] [比較例 14]
水 80部に、上記式 (1—14)で表わされる色素のリチウム塩 20部をカ卩えただけで、 電子不足である(Electron-Deficient)盤状ィ匕合物を加えず、撹拌して溶解させた後、 濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色
素膜用組成物を、実施例 1と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、 自然乾燥す ることにより、異方性色素膜を得た。
[0215] 得られた異方性色素膜にっ 、て、最大吸収波長( λ max)と二色比 (D)を測定した 。その結果を下記表 3に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例 19の異方性色 素膜に比べて、低 、二色比 (光吸収異方性)し力、得られな力つた。
[0216] [表 2] 表 2
[0217] [表 3]
表 3
[0218] 以上、本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本発明の意図と範囲を離 れることなく様々な変更が可能であることは当業者に明らかである。
なお、本出願は、 2005年 4月 21日付で出願された特願 2005— 123764号明細 書、及び、 2006年 4月 20日付で出願された特願 2006— 116724号明細書に基づ いており、その全体が引用により援用される。
産業上の利用可能性
[0219] 本発明の異方性色素膜は、光吸収の異方性を利用することにより、直線偏光、円 偏光、楕円偏光等を得る偏光膜として利用できる。また、色素膜の形成プロセスや、
基材ゃ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各種の 異方性膜としての機能化が可能となり、多種多様な用途に使用可能な偏光素子とす ることがでさる。