WO2015087978A1 - 異方性色素膜用組成物、異方性色素膜及び光学素子 - Google Patents

異方性色素膜用組成物、異方性色素膜及び光学素子 Download PDF

Info

Publication number
WO2015087978A1
WO2015087978A1 PCT/JP2014/082872 JP2014082872W WO2015087978A1 WO 2015087978 A1 WO2015087978 A1 WO 2015087978A1 JP 2014082872 W JP2014082872 W JP 2014082872W WO 2015087978 A1 WO2015087978 A1 WO 2015087978A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
dye
substituent
group
film
disazo
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/082872
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
靖 志賀
政昭 西村
竹内 佐千江
輝恒 大澤
佐野 秀雄
Original Assignee
三菱化学株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱化学株式会社 filed Critical 三菱化学株式会社
Priority to JP2015552516A priority Critical patent/JP6604203B2/ja
Priority to KR1020167014011A priority patent/KR102170099B1/ko
Publication of WO2015087978A1 publication Critical patent/WO2015087978A1/ja

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • G02B5/3083Birefringent or phase retarding elements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09BORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B31/00Disazo and polyazo dyes of the type A->B->C, A->B->C->D, or the like, prepared by diazotising and coupling
    • C09B31/02Disazo dyes
    • C09B31/06Disazo dyes from a coupling component "C" containing a directive hydroxyl group
    • C09B31/068Naphthols
    • C09B31/072Naphthols containing acid groups, e.g. —CO2H, —SO3H, —PO3H2, —OSO3H, —OPO2H2; Salts thereof
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/22Absorbing filters
    • G02B5/223Absorbing filters containing organic substances, e.g. dyes, inks or pigments

Definitions

  • the present invention is useful for anisotropic dye films formed by a wet film forming method, in particular, polarizing films included in display elements of light control elements, liquid crystal elements (LCDs), and organic electroluminescence elements (OLEDs).
  • the present invention relates to an anisotropic dye film composition, an anisotropic dye film and an optical element that exhibit high dichroism.
  • a linearly polarizing film or a circularly polarizing film is used to control optical rotation and birefringence in display.
  • a circularly polarizing film is used for preventing reflection of external light.
  • iodine has been widely used as a dichroic material in these polarizing films (anisotropic dye films).
  • anisotropic dye films since iodine has a high sublimation property, when used as a polarizing element using a polarizing film, its heat resistance and light resistance are not sufficient. Further, since the extinction color is deep blue, it cannot be said that it is an ideal achromatic polarizing element over the entire visible spectrum region.
  • Polarizing films using organic dyes include polarizing films in which organic polymers are impregnated with organic dyes, and methods for obtaining films by applying organic dyes on substrates, etc. (wet film-forming methods) ) And the like.
  • an adhesive layer is provided on the polarizing film, a protective film for the adhesive layer is bonded, and the polarizing film with the protective film is applied to the display production line.
  • substrate etc. is taken. If this is replaced with a method of forming a polarizing film using a wet film formation method on a substrate such as glass or transparent film, it is compared with the method using a polarizing film in which an organic dye is impregnated in the conventional polymer. Thus, the manufacturing process can be simplified, which is considered to contribute to the improvement of productivity.
  • a polarizing film formed using a wet film formation method for example, in Patent Document 1, a film containing a dye is formed on a substrate such as glass or a transparent film using a wet film formation method, and intermolecular interaction is performed.
  • a method of obtaining a polarizing film by orienting a dye by using is mentioned.
  • a method of forming a film containing a dye by using a wet film forming method in order to obtain a high dichroic ratio of an anisotropic dye film, a different azo compound having an anthraquinone ring and a disazo dye having a naphthalene ring are used.
  • a composition for an isotropic dye film is shown (Patent Document 2).
  • Patent Document 3 it has been shown that a high dichroic ratio of an anisotropic dye film can be obtained by using a combination of a disazo dye and a monoazo compound.
  • an anisotropic dye film is obtained by combining two kinds of disazo dyes (Patent Document 4).
  • polarizing films are also required to have high performance such as high transmittance and high dichroism.
  • it is also required to improve low manufacturing costs and productivity.
  • the performance as a polarizing film of the anisotropic dye film produced by using the wet film-forming method using the dye used in Patent Documents 1 to 4 shows a high dichroic ratio at the maximum absorption wavelength, but 450 The inventor has found that the absorbance of the dye film is not sufficient in the wavelength range of ⁇ 550 nm and the dichroic ratio is low.
  • the decrease in the dichroic ratio in the specific wavelength region causes light leakage in the specific wavelength region when two anisotropic dye films are arranged in the orthogonal direction, and the entire visible light region.
  • the present inventor has found that no ideal achromatic color is exhibited.
  • the present invention shows a high dichroic ratio even in the visible light wavelength region, particularly in the region of 450 to 550 nm where the visibility is high, and when two anisotropic dye films are arranged in the orthogonal direction, the achromatic color is obtained in the entire visible light region.
  • An object of the present invention is to provide a composition for an anisotropic dye film that is used for forming an anisotropic dye film and exhibits a color tone close to.
  • the present invention has found that the above-mentioned problems can be solved by using an anisotropic dye film composition having a specific disazo dye. That is, the gist of the present invention is as follows.
  • An anisotropic dye film composition used in a wet film-forming method comprising at least two kinds of disazo dyes and a solvent
  • the free acid type is a disazo dye 1 represented by the general formula (I) and a disazo dye 2 represented by the general formula (II)
  • a 10 mass ppm aqueous solution of disazo dye 1 has a maximum absorption in the wavelength region of 550 nm to 640 nm
  • the 10 mass ppm aqueous solution of the disazo dye 2 has a maximum absorption in a wavelength region shorter by 10 nm to 100 nm than the maximum absorption wavelength of the 10 mass ppm aqueous solution of the disazo dye 1.
  • a composition for an anisotropic dye film wherein the concentration of the disazo dyes 1 and 2 in the composition for an anisotropic dye film is 3% by mass or more and 40% by mass or less.
  • Ar 11 and Ar 12 each independently represent an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent
  • R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group that may have a substituent, a phenyl group that may have a substituent, or an acyl group that may have a substituent.
  • n 1 represents an integer of 0 to 2
  • n 2 represents 0 or 1
  • n 3 represents an integer of 0 to 2.
  • Ar 21 represents an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent
  • Ar 23 represents the following general formula (III) or (IV)
  • R 20 represents a monovalent group
  • a 1 represents an integer of 0 to 4.
  • the disazo dye 1 represented by the general formula (I) and the disazo dye 2 represented by the general formula (II) are not the same.
  • R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, a phenyl group which may have a substituent, or an acyl group which may have a substituent.
  • R 10 represents a hydrogen atom or an alkyl group which may have a substituent
  • m 1 represents an integer of 0 to 2
  • m 2 represents 0 or 1
  • m 3 represents an integer of 0 to 2
  • m 4 represents 0 or 1.
  • R 5 and R 6 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, a phenyl group which may have a substituent, or an acyl which may have a substituent.
  • An anisotropic dye film comprising at least two kinds of disazo dyes and produced by a wet film-forming method
  • the free acid type is a disazo dye 1 represented by the general formula (I) and a disazo dye 2 represented by the general formula (II)
  • a 10 mass ppm aqueous solution of disazo dye 1 has a maximum absorption in the wavelength region of 550 nm to 640 nm
  • An anisotropic dye film characterized in that a 10 mass ppm aqueous solution of the disazo dye 2 has a maximum absorption in a wavelength region 10 nm to 100 nm shorter than the maximum absorption wavelength of the 10 mass ppm aqueous solution of the disazo dye 1.
  • [Ar 11 and Ar 12 each independently represent an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent
  • R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group that may have a substituent, a phenyl group that may have a substituent, or an acyl group that may have a substituent.
  • n 1 represents an integer of 0 to 2
  • n 2 represents 0 or 1
  • n 3 represents an integer of 0 to 2.
  • Ar 21 represents an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent
  • Ar 23 represents the following general formula (III) or (IV)
  • R 20 represents a monovalent group
  • a 1 represents an integer of 0 to 4.
  • the disazo dye 1 represented by the general formula (I) and the disazo dye 2 represented by the general formula (II) are not the same.
  • R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom, an alkyl optionally having substituent (s), a phenyl group optionally having substituent (s), or an acyl group optionally having substituent (s).
  • m 1 represents an integer of 0 to 2
  • m 2 represents 0 or 1
  • m 3 represents an integer of 0 to 2.
  • R 5 and R 6 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, a phenyl group which may have a substituent, or an acyl which may have a substituent.
  • k 1 represents an integer of 0 to 2
  • k 2 represents 0 or 1
  • k 3 represents an integer of 0 to 2.
  • An optical element comprising the anisotropic dye film according to [6].
  • an anisotropic dye film having no light leakage in a high dichroic ratio in the entire visible light wavelength region and in a 450 to 550 nm region having high visibility is obtained.
  • an anisotropic dye film showing a color tone close to an achromatic color in the entire visible light region can be obtained.
  • a polarizing element using an anisotropic dye film having such characteristics can be used in various fields such as a light control element, a liquid crystal element, and a display element of an organic electroluminescence element that are required to have color reproducibility.
  • the anisotropic dye film as used in the present invention refers to the electromagnetic direction in any two directions selected from a total of three directions in the three-dimensional coordinate system of the thickness direction of the anisotropic dye film and any two orthogonal in-plane directions. It is a dye film having anisotropy in properties. Examples of the electromagnetic property include optical properties such as absorption and refraction, and electrical properties such as resistance and capacitance. Examples of the film having optical anisotropy such as absorption and refraction include a polarizing film such as a linearly polarizing film and a circularly polarizing film, a retardation film, and a conductive anisotropic film.
  • the anisotropic dye film of the present invention is preferably used for a polarizing film, a retardation film and a conductive anisotropic film, and more preferably used for a polarizing film.
  • the present invention is an anisotropic dye film composition used in a wet film-forming method, comprising at least two kinds of disazo dyes and a solvent, wherein the free acid type is represented by the general formula (I) as the disazo dye.
  • a 10 mass ppm aqueous solution has a disazo dye 1 having an absorption maximum in the wavelength range of 550 to 640 nm, and the free acid type is represented by the general formula (II), and a 10 mass ppm aqueous solution has a disazo dye 1 of 550 to 640 nm.
  • a disazo dye 2 having a maximum absorption in a wavelength range shorter by 10 to 100 nm than a maximum absorption wavelength in the wavelength range of azo dyes, and the concentration of azo dyes 1 and 2 in the anisotropic dye film composition is 3% by mass As described above, the maximum characteristic is 40% by mass or less.
  • the required function differs depending on the usage form of the anisotropic dye film, for example, when used as a polarizing film for a display, a function of generating polarized light over the entire visible light region is required. Therefore, by using the disazo dye 1 in which the free acid form is represented by the general formula (I) and an aqueous solution having a concentration of 10 ppm by mass has an absorption maximum in the wavelength region of 550 to 640 nm, the dye forms a preferable association state.
  • the obtained anisotropic dye film exhibits high dichroism, and since the dye itself has a wide absorption region, it exhibits dichroism over the entire visible light region.
  • the absorbance of the anisotropic dye film tends to be lower in the wavelength range of 450 to 550 nm than in other wavelength ranges.
  • An anisotropic dye film is formed using a composition for an anisotropic dye film in which the disazo dye 2 having an absorption maximum in the wavelength region is combined with the disazo dye 1 and the concentrations of the azo dyes 1 and 2 are in a specific range. By doing so, it was found that a high dichroic ratio was exhibited in the entire visible light region.
  • Disazo dye 2 having a maximum absorption in a wavelength region shorter by 10 nm to 100 nm than a maximum absorption wavelength of a 10 mass ppm aqueous solution of disazo dye 1 in a wavelength range of 550 to 640 nm is associated with each other in the anisotropic dye film. Absorption shifts by short wavelength. Therefore, by using the disazo dye 2, the absorbance of the anisotropic dye film in the wavelength range of 450 to 550 nm can be complemented.
  • the reason for exhibiting a high dichroic ratio over the entire visible light wavelength range is to combine disazo dyes having similar molecular lengths and molecular structures and different maximum absorption wavelengths.
  • the dyes form a preferable association state and do not disturb each other's molecular assembly. Therefore, a high dichroic ratio can be obtained when an anisotropic dye film is formed.
  • each disazo dye in the anisotropic dye film composition is preferably associated with a lyotropic liquid crystal or the like.
  • the present invention combines the two types of disazo structures having high affinity to have the performance necessary for forming an anisotropic dye film by coating, and has a high dichroic ratio in the entire visible light wavelength range. It is possible to obtain an anisotropic dye film free from light leakage in the region of 450 to 550 nm having particularly high visibility.
  • the anisotropic dye film (A) there is a region where the transmittance is not sufficiently small, and in this region, the anisotropic dye film (B) has a smaller transmittance, and It can be confirmed that the dichroic ratio is high.
  • the region where the transmittance is not sufficiently small is a wavelength at which the transmittance (Tz) of the anisotropic dye film (A) is a maximum value at 450 to 550 nm, that is, a wavelength at which the absorbance is a minimum value ( ⁇ min). It is preferable to confirm.
  • the composition for anisotropic dye film of the present invention is suitable for a wet film forming method.
  • the wet film-forming method referred to in the present invention is a method in which a composition for anisotropic dye film is applied on a substrate by any method, and a dye is oriented and laminated on the substrate through a process of drying the solvent. .
  • the anisotropic dye film composition when the anisotropic dye film composition is applied on the substrate, the dye itself self-associates in the anisotropic dye film composition or in the process of drying the solvent, so that the minute amount is obtained. Orientation by area occurs.
  • an anisotropic dye film having desired performance can be obtained by orienting in a certain direction in a macro region.
  • the external field includes the influence of the alignment treatment layer previously applied on the substrate, shear force, magnetic field, and the like, and these may be used alone or in combination.
  • a composition containing a pigment used in a stretching method in which a polyvinyl alcohol (PVA) film or the like is dyed with a composition (solution) containing a pigment and stretched, and the pigment is oriented only by a stretching process.
  • the anisotropic dye film composition of the present invention are greatly different. This is because the method for producing the anisotropic film is different.
  • the dye used in the stretching method the dye molecules are oriented in the stretching direction during stretching. Therefore, a dye having a large aspect ratio of one molecule is preferable.
  • each pigment is required to have a high aspect ratio of one molecule, and the combination of pigments to be blended has the required tone. It depends on what you achieve. Furthermore, in order to achieve a high dichroic ratio, it is preferable that the dye molecules do not associate with each other. Therefore, the dye solution to be dyed is usually 1% by mass or less. As described above, the properties required for the dye and the composition for the anisotropic dye film are greatly different between the stretching method and the wet film forming method.
  • a 10 mass ppm aqueous solution has maximum absorption in the wavelength range of 550 to 640 nm
  • the disazo dye 2 has a 10 mass ppm aqueous solution in which the disazo dye 1 is in the wavelength range of 550 to 640 nm. It has a maximum absorption in a region 10 to 100 nm shorter than the maximum absorption wavelength.
  • the absorption maximum may vary depending on the counter cation and the pH of the aqueous solution, it is preferable to measure lithium salt or sodium salt in any region of pH 3 to 11, and in any region of pH 5 to 9. It is more preferable to measure.
  • a 10 mass ppm aqueous solution of the disazo dye 1 has two or more maximum absorptions in the wavelength region of 550 to 640 nm, the maximum absorption with the higher absorbance is regarded as the maximum absorption in the wavelength region.
  • a 10 mass ppm aqueous solution has a maximum absorption in a wavelength range of 580 to 600 nm.
  • the maximum absorption of a 10 mass ppm aqueous solution of the disazo dye 2 has a maximum absorption in a region shorter by 10 nm or more and a maximum absorption in a region shorter than 25 nm than the maximum absorption wavelength that the disazo dye 1 has in the wavelength region of 550 to 640 nm. It is preferable to have. Further, the maximum absorption of a 10 mass ppm aqueous solution of the disazo dye 2 has a maximum absorption in a region shorter than 100 nm and shorter than a maximum of 95 nm than the maximum absorption wavelength that the disazo dye 1 has in the wavelength range of 550 to 640 nm. It is preferable to have a maximum absorption.
  • the addition amount of the disazo dye 2 can be reduced, and a preferable association state of each dye tends to be obtained. is there.
  • the anisotropic dye film composition of the present invention includes at least the disazo dyes 1 and 2 and a solvent, and is particularly limited as long as the concentration of the disazo dyes 1 and 2 in the anisotropic dye film composition is in a specific range.
  • an anisotropic molecular aggregate is formed in the solution as the composition, and that the liquid crystal phase state is particularly high because the anisotropic dye film formed after the solvent evaporates is high. From the viewpoint of forming the orientation degree, it is preferable.
  • the anisotropic molecular aggregate refers to a substance in which disazo dyes are associated by non-covalent bonds and have an order of molecular arrangement in at least one axial direction.
  • the X-ray diffraction method can be used to observe molecular stacks and diffraction peaks corresponding to the stacks, and can be confirmed spectrally with an ultraviolet / visible / infrared absorbance measuring device, a Raman spectrophotometer, or the like.
  • AFM Atomic Force Microscope
  • SEM Scanning Electron Microscope
  • TEM Transmission Electron Microscope
  • STM Scanning Tunneling Microscope
  • optical microscope observation are used to observe the morphology and structure corresponding to the molecular stacking state. It can be confirmed by doing.
  • an external field such as an electric field, a magnetic field, a shearing force, and an alignment film is applied to the composition (dye solution), and a diffraction peak corresponding to a molecular stack or a stacked body is observed by an X-ray diffraction method.
  • an ultraviolet-visible absorbance measuring device e.g., a Raman spectrophotometer, an optical microscope observation or the like.
  • Specific examples of the anisotropic molecular assembly include a liquid crystal phase; a columnar assembly such as a nanorod, nanofiber, nanotube, nanowire, and nanowhisker; a bicell structure; a rod-like micelle.
  • the state of the liquid crystal phase is specifically described on pages 1 to 16 of “Basics and Applications of Liquid Crystals” (Masamoto Masakazu and Kakuda Ryo, 1991).
  • it is a liquid crystal state exhibiting both liquid and crystal properties, and means a nematic phase, a cholesteric phase, a smectic phase, or a discotic phase.
  • a nematic phase is particularly preferable.
  • curing agent, an additive, etc. may be mix
  • the anisotropic dye film composition may be in the form of a solution or gel.
  • the composition for anisotropic dye film may be in a state where a disazo dye or the like is dissolved or dispersed in a solvent.
  • the disazo dye 1 does not exhibit a liquid crystal phase in a solvent, but exhibits a liquid crystal phase when the disazo dye 1 and the disazo dye 2 are mixed.
  • the disazo dye 2 may or may not show a liquid crystal phase in the solvent.
  • the disazo dye 1 and the disazo dye 2 are electrostatically attracted to each other, for example, because they have electron-rich and electron-deficient properties to form a single laminate.
  • Disazo dye 1 exhibits a liquid crystal phase in a solvent.
  • the disazo dye 2 may or may not show a liquid crystal phase in the solvent.
  • the disazo dye 1 and the disazo dye 2 are electrostatically attracted to each other, for example, because they have electron-rich and electron-deficient properties to form a single laminate.
  • Disazo dye 1 and disazo dye 2 form a single laminate by intermolecular interaction such as ⁇ - ⁇ stacking, and the laminates and molecular aggregates of the respective dyes coexist without phase separation Examples include one that forms one liquid crystal phase.
  • the disazo dye 2 forms an anisotropic molecular aggregate in a solution, and among them, a liquid crystal phase, a columnar aggregate, a bicell structure, and a rod-like micelle are preferable. Further, it preferably exhibits liquid crystallinity. As a result, the anisotropic dye film tends to exhibit a high dichroic ratio even in the region of 450 to 550 nm.
  • the fact that the dye forms liquid crystalline or anisotropic molecular aggregates in the solvent is, for example, the observation of peaks corresponding to molecular stacks and stacks by X-ray diffraction, or AFM (atomic force) Confirmation is made by observing the morphology and structure corresponding to the molecular stacking state by observation with a microscope, SEM (scanning electron microscope), TEM (transmission electron microscope), STM (scanning tunneling microscope) or optical microscope. Can do.
  • anisotropic molecular aggregates are formed when the molecular aggregate is oriented in a uniaxial direction when a shearing force is applied to the composition for an anisotropic dye film (dye solution).
  • the fact that molecular assemblies are arranged in a uniaxial direction can be confirmed with a polarizing microscope, an X-ray diffractometer, an ultraviolet-visible absorbance measuring device, a Raman spectrophotometer, or the like.
  • the molecular laminate is collapsed by an external force such as when the composition for the anisotropic dye film flows in the process of forming the anisotropic dye film.
  • the disazo dye 1 exhibits a liquid crystal phase in a solvent because it is difficult to have a strong associative force, the disazo dye 1 exhibits a liquid crystal phase in the solvent, and the disazo dye 2 is anisotropic in the solvent. More preferably, it represents a molecular assembly.
  • the liquid crystal phases it is preferable to exhibit lyotropic liquid crystallinity in a solvent.
  • the disazo dyes 1 and / or 2 exhibit lyotropic liquid crystallinity, they preferably each form a lyotropic liquid crystal phase in any concentration range of 1 to 50% by mass, and any of 1 to 30% by mass More preferably, it is formed in a concentration range of. Having a compound having lyotropic liquid crystallinity in the composition for anisotropic dye film tends to exhibit a high dichroic ratio when the dye forms a preferable association state and an anisotropic dye film is formed. .
  • the concentration of the disazo dyes 1 and 2 in the composition for an anisotropic dye film is 3% by mass or more and 40% by mass or less.
  • the concentration represents the sum of the dye concentrations of the disazo dye 1 and the disazo dye 2 in the anisotropic dye film composition. More preferably, it is 5 mass% or more, More preferably, it is 7 mass% or more, On the other hand, More preferably, it is 35 mass% or less, More preferably, it is 30 mass% or less, Most preferably, it is 25 mass% or less.
  • the disazo dye 1 and / or the disazo dye 2 is easy to form a molecular aggregate and was produced using this composition.
  • the degree of molecular orientation is high.
  • the viscosity of the obtained anisotropic dye film composition does not become too high, and the anisotropic dye film thickness in the wet state before the solvent at the time of application is dried falls within an appropriate range. There is a tendency to obtain a uniform film.
  • the composition for anisotropic film of the present invention improves the associability of the disazo dye 1 and / or the disazo dye 2 as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • Different compounds other than disazo dyes 1 and 2 may be used in combination for the purpose of reducing defects. Examples include anthraquinone compounds, amino acids, compounds having a hydroxyl group and an amino group in one molecule (amino alcohols), and the like. Examples thereof include dyes exemplified as a dye for blending in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-126628, anthraquinone compounds described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-199333, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-101154, and the like. Furthermore, a method described in Japanese Patent Laid-Open No. 2006-3864 or a method described in Japanese Patent Laid-Open No. 2006-323377 may be used.
  • the cation is 0.9 equivalent or more and 0.99 equivalent or less and the strongly acidic anion is 0.02 equivalent or more and 0.0.
  • a buffer substance may be further added as necessary for the purpose of preventing corrosion of the production apparatus. Examples of buffer substances include weakly acid and base which are partially or completely neutralized as described in DD Perrin, B.
  • the disazo dyes 1 and 2 of the present invention are used in combination with other compounds as described above, the other combined compound is used in order to sufficiently exhibit the effects of the disazo dyes 1 and 2. It is preferable to set it as 50 mass% or less with respect to 1 and 2, and it is more preferable to set it as 10 mass% or less.
  • the composition for anisotropic dye film of the present invention may or may not exhibit a lyotropic liquid crystal phase, but only the amount of solvent in the composition for anisotropic dye film is changed when the lyotropic liquid crystal phase is not expressed. By doing so, it is preferable that a lyotropic liquid crystal phase is developed.
  • the dyes are associated with each other in the composition. Among them, the dye exhibits a high degree of orientation, and a high dichroic anisotropic dye film is obtained, which is preferable. It is more preferable that the anisotropic dye film composition expresses a lyotropic liquid crystal phase because higher orientation in the anisotropic dye film can be obtained.
  • the disazo dyes 1 and 2 used in the present invention are soluble in water or an organic solvent in order for the composition for anisotropic dye film to exhibit a liquid crystal phase and to be used in the wet film forming method described later. It is preferable that it is water-soluble. Further preferred are compounds having an inorganic value smaller than the organic value as defined in “Organic Conceptual Diagram-Fundamentals and Applications” (Yoshio Koda, Sankyo Publishing, 1984). In a free state that does not take a salt form, the molecular weight is preferably 200 or more, particularly preferably 300 or more, more preferably 1500 or less, and particularly preferably 1200 or less. .
  • water-soluble means that the compound is dissolved in water at room temperature, usually 0.1% by mass or more, preferably 1% by mass or more.
  • the solvent used in the composition for anisotropic dye film of the present invention is not particularly limited as long as it dissolves or disperses disazo dyes 1 and 2.
  • the disazo dyes 1 and 2 are likely to form an association state such as a lyotropic liquid crystal in a solvent, water, an organic solvent miscible with water, or a mixture thereof is preferable.
  • the organic solvent include alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, and glycerin; glycols such as ethylene glycol and diethylene glycol; cellosolves such as methyl cellosolve and ethyl cellosolve; A mixed organic solvent is mentioned.
  • water, methanol or ethanol is preferable, and water is particularly preferable because it promotes association between highly organic portions such as aromatic rings of the disazo dyes 1 and 2.
  • composition for anisotropic dye film of the present invention when used for coating on a substrate, a surfactant or the like is added as necessary in order to improve wettability and coating properties to the substrate.
  • An agent can be added.
  • the surfactant any of anionic, cationic and nonionic types can be used.
  • known additives described in, for example, “Additives for Coating” Edited by J. Bieleman, Willey-VCH, published in 2000
  • the addition concentration is sufficient to obtain the above-mentioned effect, and the disazo dye 1, the disazo dye 2 of the present invention and the orientation of different compounds other than the disazo dyes 1 and 2 to be used as necessary.
  • An amount that does not inhibit can be added. Specifically, 0.05 mass% or more and 0.5 mass% or less are preferable normally.
  • the method for producing the composition for an anisotropic dye film of the present invention is not particularly limited, and can be obtained by adding a disazo dye to a solvent and stirring and / or dissolving. Further, after stirring and / or dissolving, the insoluble matter may be removed by filtration.
  • the method of dissolution and stirring is not particularly limited, and examples thereof include ultrasonic dissolution, stirring with a stirring blade, stirring with a rotor, stirring with a bladeless stirring body, and the like. One or more of these stirring and dissolution methods may be used.
  • the temperature at which the stirring and / or dissolution method is performed is not particularly limited, but it is preferably performed at 0 to 120 ° C. When the solvent is water, it is particularly preferable to carry out at 10 to 80 ° C. By being in these ranges, the processability tends to be improved, the viscosity of the solution decreases, and the dissolution / stirring efficiency tends to increase.
  • disazo dye 1 and the disazo dye 2 contained in the anisotropic dye film composition of the present invention will be described in detail.
  • the disazo dye 1 and the disazo dye 2 do not have the same structure.
  • the disazo dye 1 contained in the composition for anisotropic dye film of the present invention has a free acid type represented by the general formula (I).
  • Ar 11 and Ar 12 each independently represent an aromatic hydrocarbon group that may have a substituent, or an aromatic heterocyclic group that may have a substituent
  • R 1 and R 2 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group that may have a substituent, a phenyl group that may have a substituent, or an acyl group that may have a substituent.
  • n 1 represents an integer of 0 to 2
  • n 2 represents 0 or 1
  • n 3 represents an integer of 0 to 2.
  • Ar 11 in the general formula (1) represents an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent.
  • Aromatic hydrocarbon group which may have a substituent examples include groups derived from a single ring and a plurality of rings.
  • a phenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, a phenanthryl group, etc. are mentioned.
  • a phenyl group or a naphthyl group is preferable because the disazo dye 1 forms a lyotropic liquid crystal phase.
  • the substituent that the aromatic hydrocarbon group may have is usually a hydrophilic group introduced to increase the solubility of the azo compound, or a substituent introduced to adjust the color tone as a dye.
  • a group having electron donating properties and electron withdrawing properties is preferred.
  • it may have an alkyl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, an acylamino group which may have a substituent, or a substituent. Examples thereof include an amino group, an optionally substituted carbamoyl group, a nitro group, a carboxy group, a sulfo group, a hydroxyl group, a cyano group, and a halogen atom.
  • an acylamino group which may have a substituent, a carbamoyl group which may have a substituent, a nitro group, a sulfo group or a cyano group is preferable.
  • the aromatic hydrocarbon group for Ar 11 may be unsubstituted or may have 1 to 5 substituents as described above, and is preferably unsubstituted or has 1 to 2 substituents. .
  • alkyl group which may have a substituent usually has 1 to 6 carbon atoms, preferably 4 or less.
  • substituent include an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxyl group, a halogen atom, a sulfo group, and a carboxy group.
  • Specific examples of the alkyl group include lower alkyl groups such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, a hydroxyethyl group, and a 1,2-dihydroxypropyl group.
  • the alkoxy group which may have a substituent usually has 1 to 6 carbon atoms, preferably 3 or less.
  • substituent include an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxyl group, a halogen atom, a sulfo group, and a carboxy group.
  • Specific examples of the alkoxy group include lower alkoxy groups such as a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an n-butoxy group, a hydroxyethoxy group, and a 1,2-dihydroxypropoxy group.
  • the acylamino group which may have a substituent is represented by —NH—C ( ⁇ O) R 51 .
  • R 51 represents an alkyl group which may have a substituent, an alkenyl group which may have a substituent, or a phenyl group which may have a substituent.
  • Specific examples of the acylamino group include an acetylamino group, an acrylamino group, a methacrylamino group, and a benzoylamino group.
  • the alkyl group for R 51 usually has 1 to 4 carbon atoms, preferably 2 or less carbon atoms.
  • the alkenyl group for R 51 usually has 2 or more and 4 or less, preferably 3 or less carbon atoms.
  • Examples of the substituent that the alkyl group, alkenyl group, and phenyl group of R 51 may have include an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxyl group, a sulfo group, a carboxy group, and a halogen atom.
  • the amino group which may have a substituent is usually represented by —NH 2 group, —NHR 42 group, —NR 43 R 44 group, and R 42 to R 44 each independently have a substituent. It represents an optionally substituted alkyl group or an optionally substituted phenyl group. Specific examples of the amino group include a methylamino group, an ethylamino group, a propylamino group, a dimethylamino group, and a phenylamino group.
  • the alkyl group which may have a substituent of R 42 to R 44 usually has 1 or more and 4 or less, preferably 2 or less carbon atoms.
  • substituents that the alkyl group and phenyl group of R 42 to R 44 may have include an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxyl group, a sulfo group, a carboxy group, and a halogen atom.
  • the carbamoyl group which may have a substituent represents an unsubstituted carbamoyl group, an optionally substituted alkylcarbamoyl group, a phenylcarbamoyl group and a naphthylcarbamoyl group.
  • Specific examples of the carbamoyl group include a carbamoyl group, a phenylcarbamoyl group, a naphthylcarbamoyl group, and the like.
  • alkylcarbamoyl group, phenylcarbamoyl group, and naphthylcarbamoyl group may have include an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxyl group, a sulfo group, a carboxy group, and a halogen atom.
  • Aromatic heterocyclic group which may have a substituent examples include monovalent groups derived from monocyclic or bicyclic heterocycles. Examples of atoms other than carbon constituting the aromatic heterocyclic group include a nitrogen atom, a sulfur atom and an oxygen atom, with a nitrogen atom being particularly preferred. When the aromatic heterocyclic group has a plurality of atoms constituting a ring other than carbon, these may be the same or different. Specific examples of the aromatic heterocyclic group include the following groups.
  • R 61 and R 62 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, or a phenyl group which may have a substituent.
  • the alkyl group which may have a substituent of R 61 and R 62 usually has 1 or more carbon atoms, usually 4 or less, and preferably 2 or less.
  • Examples of the substituent that the alkyl group and the phenyl group may have include an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxyl group, a sulfo group, a carboxy group, and a halogen atom.
  • a group of the following formula is preferable for the disazo dye 1 to form a lyotropic phase.
  • Examples of the substituent that the aromatic heterocyclic group may have include an alkyl group that may have a substituent, an alkoxy group that may have a substituent, and a substituent.
  • Examples thereof include an amino group, an acetylamino group optionally having a substituent, an acylamino group, a nitro group, a carboxy group, a sulfo group, a hydroxyl group, a cyano group, and a halogen atom.
  • the substituents that the alkyl group, alkoxy group, amino group, and acetylamino group may have are the same as those described for the substituent that the aromatic hydrocarbon group of Ar 11 may have.
  • the disazo dye 1 it is preferable for the disazo dye 1 to form a lyotropic liquid crystal phase having a hydroxyl group, a sulfo group, or a carboxy group as a substituent.
  • the aromatic heterocyclic group may be unsubstituted or may have 1 to 5 substituents as described above, and is preferably unsubstituted or has 1 to 2 substituents.
  • Ar 11 includes the following structures.
  • Ar 12 in the general formula (1) represents an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent.
  • Aromatic hydrocarbon group which may have a substituent examples include monocyclic and divalent groups derived from a plurality of rings. For example, a phenylene group, a naphthylene group, an anthrylene group, etc. are mentioned. Among these, in order for the disazo dye 1 to form a lyotropic liquid crystal phase, a 1,4-phenylene group or a 1,4-naphthylene group is preferable.
  • the substituent that the aromatic hydrocarbon group of Ar 12 may have is the same as the substituent that the aromatic hydrocarbon group of Ar 11 may have.
  • the disazo dye 1 forms a lyotropic liquid crystal phase and is a mutual group between dye molecules, and is a group having a small polarity such as an alkyl group, an alkoxy group, a hydroxyl group, a halogen atom, or a group having hydrogen bonding properties.
  • the associability can be improved, which is preferable.
  • a sulfo group is preferable.
  • the aromatic heterocyclic group which may have such a substituent is preferably a group in which one or more —CH groups of a benzene ring or a naphthalene ring are replaced with a nitrogen atom, and particularly quinoline-5,8-diyl. Group or isoquinoline-5,8-diyl group is preferred.
  • Ar 12 include the following structures.
  • R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group that may have a substituent, a phenyl group that may have a substituent, or an acyl group that may have a substituent. Represents.
  • alkyl group which may have a substituent for R 1 and R 2 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, a hydroxyethyl group, and a 1,2-dihydroxypropyl group.
  • the alkyl group usually has 1 or more carbon atoms, usually 10 or less, preferably 5 or less.
  • Examples of the group that may be substituted on the alkyl group include an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxyl group, a halogen atom, a sulfo group, and a carboxy group.
  • Examples of the substituent that the phenyl group of R 1 and R 2 may have include a hydroxyl group, a carboxy group, and a sulfo group.
  • acyl group which may have a substituent for R 1 and R 2 include an alkylcarbonyl group which may have a substituent, a phenylcarbonyl group which may have a substituent, and the like. Is mentioned.
  • substituent that the acyl group may have include a hydroxyl group, a carboxy group, and a sulfo group.
  • the alkyl moiety of the alkylcarbonyl group usually has 1 or more carbon atoms, usually 10 or less, preferably 5 or less.
  • At least one of R 1 and R 2 is preferably a hydrogen atom, and more preferably both are hydrogen atoms.
  • n 1 represents an integer of 0 to 2
  • n 2 represents 0 or 1
  • n 3 represents an integer of 0 to 2.
  • the sum of n 1 and n 3 is 1 to 3, and particularly preferably 1-2.
  • n 2 is preferably 1 because the absorption maximum wavelength of 580 to 600 nm of the disazo dye 1 tends to be obtained.
  • R 1, R 2, n 1, n 2 and n 3 are the same meanings as R 1, R 2, n 1 , n 2 and n 3 of the general formula (I). ]
  • the formula (V) has the following structure (VI) because the disazo dye 1 has a color tone close to an achromatic color.
  • the formula (V) has the following structure (VII) because the disazo dye 1 has a near-achromatic color tone and the dyes tend to form a preferable association state.
  • n 1 and n 3 are the same meaning as n 1 and n 3 of the general formula (I).
  • the disazo dye 2 contained in the composition for an anisotropic dye film of the present invention has a free acid type represented by the general formula (II).
  • Ar 21 represents an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent
  • Ar 23 represents the following general formula (III) or (IV)
  • R 20 represents a monovalent group
  • a 1 represents an integer of 0 to 4.
  • R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, a phenyl group which may have a substituent, or an acyl group which may have a substituent.
  • R 10 represents a hydrogen atom or an alkyl group which may have a substituent, m 1 represents an integer of 0 to 2, m 2 represents 0 or 1, m 3 represents an integer of 0 to 2, m 4 represents 0 or 1.
  • R 5 and R 6 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group that may have a substituent, a phenyl group that may have a substituent, or an acyl group that may have a substituent.
  • k 1 represents an integer of 0 to 2
  • k 2 represents 0 or 1
  • k 3 represents an integer of 0 to 2.
  • Ar 21 represents an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent. Specifically, it is synonymous with the aromatic hydrocarbon group which may have a substituent of Ar 11 in the general formula (I) and the aromatic heterocyclic group which may have a substituent, respectively.
  • the substituents and preferred ranges that may be used are also synonymous.
  • R 20 represents a monovalent group.
  • R 20 is not particularly limited, and examples thereof include those described above as the substituent that the aromatic hydrocarbon group of Ar 11 may have.
  • an alkyl group which may have a substituent is preferable, and in particular, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms tends not to inhibit association of dye molecules and has a high affinity for water. This is preferable.
  • a 1 represents an integer of 0 to 4.
  • it is an integer of 0, 1 or 2, and by being in these ranges, the twist of the dye molecules does not occur, the flatness of the entire dye molecules is high, and the association between the dye molecules tends to be promoted. is there. Therefore, when an anisotropic dye film is used, a high dichroic ratio tends to be obtained.
  • Ar 23 represents the general formula (III) or (IV).
  • R 3 to R 6 > R 3 and R 4 in the general formula (III) and R 5 and R 6 in the general formula (IV) have the same meanings as R 1 and R 2 in the general formula (I), respectively, and preferred ranges are also the same. .
  • R 10 in the general formula (III) represents a hydrogen atom or an alkyl group which may have a substituent.
  • the alkyl group which may have a substituent of R 10 is synonymous with the alkyl group which may have a substituent of R 1 and R 2 , and the preferred range is also synonymous.
  • m 1 represents an integer of 0 to 2
  • m 2 represents 0 or 1
  • m 3 represents an integer of 0 to 2
  • m 4 represents 0 or 1.
  • the sum of m 1 and m 3 is preferably 1 to 3, and more preferably 1 to 2.
  • the solubility of the disazo dye 2 in the solvent is improved, and raw material procurement is facilitated. Further, it is preferable from the viewpoint of raw material procurement sum of m 2 and m 4 is 0 or 1.
  • a 10 mass ppm aqueous solution of the disazo dye 2 has a maximum absorption in a wavelength range 10 to 100 nm shorter than the maximum absorption wavelength that the disazo dye 1 has in the wavelength range of 550 to 640 nm. It is preferable to have.
  • K 1 , k 2 and k 3 in the general formula (IV) have the same meanings as m 1 , m 2 and m 3 in the general formula (III), respectively, and preferred examples thereof have the same meaning.
  • Ar 23 includes the following structures.
  • the combination of the disazo dye 1 represented by the general formula (I) and the disazo dye 2 represented by the general formula (II) used in the composition for an anisotropic dye film of the present invention is not particularly limited.
  • Ar 11 of the general formula (I) and Ar 21 of the general formula (II) may have the same aromatic hydrocarbon group or substituent that may have a substituent. It is preferably a group heterocyclic group.
  • the disazo dye 1 represented by the general formula (I) and the disazo dye 2 represented by the general formula (II) formed a preferable association state to form an anisotropic dye film. In some cases tend to exhibit a high dichroic ratio.
  • Ar 11 and Ar 21 may be the same as the same aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group, and the substituents that may be present may be different.
  • Ratio of the mass (M1) of the disazo dye 1 represented by the general formula (I) and the mass (M2) of the disazo dye 2 represented by the general formula (II) in the anisotropic dye film composition of the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.003 or more, more preferably 0.01 or more, and particularly preferably 0.03 or more. Further, it is preferably less than 1, more preferably 0.75 or less, and particularly preferably 0.5 or less.
  • the mass ratio is in the above range, an anisotropic dye film showing a color tone close to an achromatic color tends to be easily obtained. Further, by being in this mass ratio range, the disazo dye 1 and the disazo dye 2 tend to form one aggregate. Furthermore, even when the disazo dye 1 and the disazo dye 2 cannot form one aggregate, it is preferable because the formation of each aggregate is not inhibited.
  • the disazo dye 1 represented by the general formula (I) and the disazo dye 2 represented by the general formula (II) can be produced according to a method known per se. For example, it can be produced by the method described in JP-A-2008-81700, JP-A-2007-126628, and the like.
  • the disazo dyes 1 and 2 of the present invention may be used in the free acid form, or a part of the acid group may form a salt form. Further, a salt-type dye and a free acid-type dye may be mixed. Furthermore, when it is obtained in a salt form at the time of production, it may be used as it is or may be converted into a desired salt form.
  • the salt exchange method a known method can be arbitrarily used, and examples thereof include the following methods.
  • a strong acid such as hydrochloric acid is added to an aqueous solution of a dye obtained in a salt form, the dye is acidified in a free acid form, and then an alkaline solution having a desired counter ion (for example, an aqueous lithium hydroxide solution) To neutralize the acidic group of the dye and exchange the salt.
  • an alkaline solution having a desired counter ion for example, an aqueous lithium hydroxide solution
  • An aqueous solution of a dye obtained in a salt form is treated with a strongly acidic cation exchange resin, and the dye is acidified in a free acid form, and then an alkaline solution having a desired counter ion (for example, lithium hydroxide)
  • an alkaline solution having a desired counter ion for example, lithium hydroxide
  • a method of neutralizing a dye acidic group with an aqueous solution and exchanging the salt is performed.
  • a method of performing salt exchange by causing an aqueous solution of a dye obtained in a salt form to act on a strongly acidic cation exchange resin previously treated with an alkaline solution having a desired counter ion (for example, an aqueous lithium hydroxide solution).
  • the type is not limited to one type, and a plurality of types may be mixed.
  • the anisotropic dye film of the present invention is preferably produced by the wet film forming method described above.
  • the process of applying the anisotropic dye film composition on the substrate to form a film, the process of aligning by applying an external field, and the process of drying the solvent may be performed sequentially or simultaneously. May be.
  • the method for applying the anisotropic dye film composition on the substrate in the wet film forming method include a coating method, a dip coating method, an LB film forming method, a known printing method, and the like. There is also a method of transferring the anisotropic dye film thus obtained to another substrate.
  • the orientation direction of the anisotropic dye film is usually coincident with the application direction, but may be different from the application direction.
  • the orientation direction of the anisotropic dye film is, for example, a transmission axis or absorption axis of polarized light in the case of an anisotropic dye film, and a fast axis or in the case of a retardation film. It is the slow axis.
  • the anisotropic dye film in the present embodiment functions as a polarizing film or retardation film that obtains linearly polarized light, circularly polarized light, elliptically polarized light, etc. by utilizing the anisotropy of light absorption, as well as a film forming process and a substrate or organic film.
  • a composition containing a compound pigment or transparent material
  • it can be functionalized as various anisotropic films such as refractive anisotropy and conduction anisotropy.
  • the method for applying the anisotropic dye film composition to obtain the anisotropic dye film is not particularly limited.
  • Yuji Harasaki's “Coating Engineering” (Asakura Shoten, published on March 20, 1971)
  • the method described on pages 253 to 277 the method described on pages 118 to 149 of “Creation and application of molecularly coordinated materials” supervised by Kunihiro Ichimura (CMC Publishing, published on March 3, 1998)
  • a substrate having a step structure A method of applying a slot die coating method, spin coating method, spray coating method, bar coating method, roll coating method, blade coating method, curtain coating method, fountain method, dip method, etc. Is mentioned.
  • the slot die coating method is preferable because an anisotropic dye film with high uniformity can be obtained.
  • Examples of the substrate used for forming the anisotropic dye film of the present invention include glass, triacetate, acrylic, polyester, triacetyl cellulose, and urethane-based films.
  • the substrate surface is subjected to an alignment treatment by a known method described in “Liquid Crystal Handbook” (Maruzen, issued on October 30, 2000), pages 226 to 239, etc.
  • a layer alignment film
  • an orientation treatment layer it is considered that the dye is oriented by the influence of the orientation treatment of the orientation treatment layer and the shearing force applied to the anisotropic dye film composition during coating.
  • the method for supplying the composition for anisotropic dye film and the supply interval when applying the composition for anisotropic dye film continuously are not particularly limited. Especially when the film thickness of the anisotropic dye film is thin because the supply operation of the coating liquid becomes complicated and the coating film thickness may fluctuate when the coating liquid starts and stops. It is desirable to apply while supplying the composition for anisotropic dye film.
  • the speed at which the composition for anisotropic dye film is applied is usually 1 mm / second or more, preferably 5 mm / second or more. Moreover, it is 1000 mm / sec or less normally, Preferably it is 200 mm / sec or less. If the coating speed is too small, the anisotropy of the anisotropic dye film may be lowered. On the other hand, when too large, there exists a possibility that it cannot apply
  • coating temperature of the composition for anisotropic dye films it is 0 degreeC or more and 80 degrees C or less normally, Preferably it is 40 degrees C or less.
  • the film thickness of the anisotropic dye film is preferably 10 nm or more, more preferably 50 nm or more as a dry film thickness. On the other hand, it is preferably 30 ⁇ m or less, more preferably 1 ⁇ m or less. When the film thickness of the anisotropic dye film is within an appropriate range, uniform orientation and uniform film thickness of the dye tend to be obtained in the film.
  • the anisotropic dye film may be insolubilized.
  • Insolubilization means a treatment step that increases the stability of the film by controlling the elution of the compound from the anisotropic dye film by reducing the solubility of the compound in the anisotropic dye film.
  • a process of replacing an ion with a small valence with an ion with a higher valence for example, replacing a monovalent ion with a polyvalent ion), or an organic molecule or polymer having a plurality of ionic groups
  • a treatment method for example, known methods such as treatment steps described in Yutaka Hosoda, “Theoretical Manufacturing, Dyeing Chemistry” (Gihodo, 1957), pages 435 to 437 can be used.
  • the anisotropic dye film obtained is treated by the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-241267, etc. to form an anisotropic dye film that is insoluble in water. It is preferable from the viewpoints of ease and durability.
  • the orientation characteristics of the anisotropic dye film can be expressed using a dichroic ratio. If the dichroic ratio is 8 or more, it functions as a polarizing element, preferably 20 or more, and more preferably 30 or more. Moreover, the higher the dichroic ratio is, the better, and there is no upper limit. When the dichroic ratio is a specific value or more, it is useful as an optical element described below, particularly as a polarizing element.
  • the dichroic ratio (D) referred to in the present invention is represented by the following formula when anisotropic dyes are uniformly oriented.
  • D Az / Ay
  • Az is the absorbance observed when the polarization direction of the light incident on the anisotropic dye film is parallel to the orientation direction of the anisotropic dye, and Ay is observed when the polarization direction is perpendicular.
  • Absorbance Each absorbance is not particularly limited as long as the same wavelength is used, and any wavelength may be selected depending on the purpose. However, when the degree of orientation of the anisotropic dye film is expressed, the maximum absorption of the anisotropic dye film is used. It is preferable to use a value in wavelength.
  • the transmittance in the visible light wavelength region of the anisotropic dye film of the present invention is preferably 25% or more. 35% or more is more preferable, and 40% or more is particularly preferable.
  • permeability should just be an upper limit according to a use. For example, when increasing the degree of polarization, it is preferably 50% or less.
  • the transmittance is in a specific range, it is useful as the following optical element, and particularly useful as an optical element for a liquid crystal display used for color display.
  • the optical element has functions such as a polarizing element, a phase difference element, a refractive anisotropy, and a conductive anisotropy that obtain linearly polarized light, circularly polarized light, elliptically polarized light, etc. by utilizing the light absorption anisotropy.
  • a polarizing element a phase difference element
  • refractive anisotropy a refractive anisotropy
  • a conductive anisotropy that obtain linearly polarized light, circularly polarized light, elliptically polarized light, etc. by utilizing the light absorption anisotropy.
  • These functions can be appropriately adjusted according to the anisotropic dye film forming process and the selection of a composition containing a substrate or an organic compound (a dye or a transparent material). In the present invention, it is most preferably used as a polarizing element.
  • the polarizing element may have any other film (layer) as long as it has an anisotropic dye film.
  • it can be produced by providing an alignment film on a substrate and forming an anisotropic dye film on the surface of the alignment film.
  • the polarizing element in the present invention is an overcoat layer, an adhesive layer or an antireflection layer, an alignment film, a function as a retardation film, a function as a brightness enhancement film, and a reflection film.
  • Layers having various functions such as a layer having optical functions such as a transflective film, a function as a transflective film, and a function as a diffusion film may be laminated by coating or bonding, and used as a laminate. .
  • the layer having a function as a retardation film may be subjected to stretching treatment described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-59703, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-230704, or Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-230007. It can be formed by performing the described treatment.
  • the layer having a function as a brightness enhancement film may be formed by forming micropores by a method as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-169025 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-29030, or selected. It can be formed by overlapping two or more cholesteric liquid crystal layers having different reflection center wavelengths.
  • the layer having a function as a reflective film or a transflective film can be formed using a metal thin film obtained by vapor deposition or sputtering.
  • the layer having a function as a diffusion film can be formed by coating the protective layer with a resin solution containing fine particles.
  • the layer having a function as a retardation film or an optical compensation film can be formed by applying and aligning a liquid crystal compound such as a discotic liquid crystal compound or a nematic liquid crystal compound.
  • the anisotropic dye film in the present embodiment is used as an anisotropic dye film for various display elements such as LCDs and OLEDs, it is directly different on the surface of the electrode substrate or the like constituting these display elements.
  • a substrate on which an isotropic dye film is formed or an anisotropic dye film is formed can be used as a constituent member of these display elements.
  • the optical element of the present invention can be suitably used for applications such as a flexible display because a polarizing element can be obtained by forming an anisotropic dye film on a substrate by coating or the like.
  • the disazo dye represented by the formula (I-1) was synthesized by the method described in JP 2010-122670 A. Specifically, 4-aminobenzonitrile was diazotized and then subjected to a coupling reaction with 8-amino-2-naphthalenesulfonic acid to obtain a monoazo compound. The obtained monoazo compound was diazotized by a conventional method, subjected to a coupling reaction with 7-amino-1-naphthol-3,6-disulfonic acid, and salted out with sodium chloride.
  • the aqueous solution of the azo compound obtained in the salt form is treated with a strongly acidic ion exchange resin to form a free acid, neutralized with lithium hydroxide, concentrated and dried, and then represented by the formula (I-1).
  • Disazo dye was obtained.
  • the method was synthesized.
  • the disazo dye represented by the formula (II-4) was synthesized by a conventional method with reference to the method described in Yutaka Hosoda "Theoretical Manufacturing Dye Chemistry" (November 25, 1957, published by Gihodo). Specifically, 4-aminobenzonitrile was diazotized and then subjected to a coupling reaction with N-sulfomethylaniline, and the sulfomethyl group was further removed by alkali treatment to obtain a monoazo compound. The obtained monoazo compound was diazotized by a conventional method, then coupled with 1-naphthol-3,6-disulfonic acid, and salted out with sodium chloride.
  • the aqueous solution of the azo compound obtained in the salt form is treated with a strongly acidic ion exchange resin to form a free acid, neutralized with lithium hydroxide, concentrated and dried, and expressed by the formula (II-4).
  • the obtained disazo dye was obtained.
  • the disazo dye represented was synthesized in the same manner.
  • Monoazo dyes represented by the following formulas (II-10), (II-11) and (II-12) are subjected to a coupling reaction with a corresponding coupler after diazotization of the corresponding aromatic amine, followed by salting out
  • the monoazo compound aqueous solution obtained in (1) was treated with a strongly acidic ion exchange resin to form a free acid, neutralized with lithium hydroxide, and concentrated and dried.
  • means that lyotropic liquid crystallinity was exhibited in a 30% by mass aqueous solution because lyotropic liquid crystallinity was exhibited in a 20% by mass aqueous solution.
  • the dye (II-3) that did not exhibit lyotropic liquid crystallinity in a 20% by mass aqueous solution was confirmed to be an anisotropic molecular assembly by the following method.
  • a 10% by mass aqueous solution of the dye (II-3) was prepared, and the 10% by mass aqueous solution was filled between two glass slides. Shear stress was applied. Thereafter, when the sample was observed with a polarizing microscope with open Nicol, the light and darkness were reversed in the direction perpendicular to the direction in which the shear force was applied and the direction in which the shear force was applied. This indicates that the dye (II-3) takes anisotropic molecular aggregates in an aqueous solution, and these aggregates are oriented in a uniaxial direction by shearing force.
  • the transmittance and dichroic ratio for polarized light in the absorption axis direction of the anisotropic dye film are spectrophotometers equipped with Gram Thompson polarizers (product name “RETS-100” manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). It measured using.
  • Example 1 To 79 parts of water, add 18 parts of a lithium salt of a disazo dye represented by the following formula (I-1) and 3 parts of a lithium salt of a disazo dye represented by the following formula (II-1), and dissolve by stirring. Then, filtration was performed to remove insolubles, thereby obtaining an anisotropic dye film composition 1. About this composition 1 for anisotropic dye films
  • a glass substrate 150 mm x 150 mm, 1.1 mm thick, approximately 800 mm thick
  • a polyimide alignment film LX1400, manufactured by Hitachi Chemical DuPont Microsystems
  • the anisotropic dye film 1 was obtained by applying the above composition 1 for anisotropic dye film to an applicator with a gap of 2 ⁇ m (manufactured by Horita Seisakusho) and then naturally drying.
  • the obtained anisotropic dye film 1 was measured for transmittance (Tz) and dichroic ratio (D) with respect to polarized light in the absorption axis direction at 515 nm. The results are shown in Table 3.
  • Example 2 to 4 The lithium salt of the dye (II-1) of Example 1 was changed to the lithium salt of the dye (II-2), and the composition of the lithium salt of the dye (I-1), the lithium salt of the dye (II-2), and water Compositions 2 to 4 for anisotropic dye films were prepared in the same manner as in Example 1 with the ratio shown in Table 3.
  • the lyotropic liquid crystallinity was confirmed by the method described above, and the expression of the lyotropic liquid crystallinity was confirmed.
  • the anisotropic dye film compositions 2 to 4 were applied to the same substrate as in Example 1 by the same method, and then naturally dried to obtain anisotropic dye films 2 to 4, respectively.
  • the obtained anisotropic dye films 2 to 4 were measured for transmittance (Tz) and dichroic ratio (D) for polarized light in the absorption axis direction at 515 nm. The results are shown in Table 3.
  • An anisotropic dye film is obtained by adding 20 parts of a lithium salt of a disazo dye represented by the following formula (I-1) to 80 parts of water, stirring and dissolving, and then filtering to remove insoluble matters.
  • Composition 5 was obtained.
  • lyotropic liquid crystallinity was confirmed by the method mentioned above, and expression of lyotropic liquid crystallinity was confirmed.
  • This anisotropic dye film composition 5 was applied to the same substrate as in Example 1 by the same method, and then naturally dried to obtain the anisotropic dye film 5.
  • the anisotropic dye film using the dye (I-1) does not have a sufficiently low transmittance (Tz) for polarized light in the absorption axis direction at 515 nm. Therefore, light leakage at which light at this wavelength is transmitted occurs.
  • Tz transmittance
  • this anisotropic dye film is used as a polarizing element for display, light leakage occurs during black display, and no achromatic color is produced.
  • compositions 1 to 4 for anisotropic dye films in which the dye (I-1) and the dye (II-1) or the dye (II-2) were mixed were used.
  • the transmittance (Tz) for polarized light in the absorption axis direction at 515 nm is small, that is, no light leakage occurs.
  • the dichroic ratio (D) was sufficiently high, it was shown that it can function sufficiently as a polarizing film.
  • an anisotropic dye film composition 6 or 7 in which a dye (I-1) and a dye (II-14) having a difference in maximum absorption wavelength of 2 was mixed was used.
  • the transmittance (Tz) for polarized light in the absorption axis direction at 515 nm is not sufficiently small, and light leakage is not eliminated.
  • the dichroic ratio (D) is also equal to or lower than that of Comparative Example 1, and the function as a polarizing element cannot be improved.
  • Example 5 In 77 parts of water, 20 parts of a lithium salt of a disazo dye represented by the following formula (I-2), 2 parts of a lithium salt of a disazo dye represented by the following formula (II-2), and the following formula (VIII) 1 part of the compound represented by the formula (1) was added, dissolved by stirring, and then filtered to remove insolubles, thereby obtaining an anisotropic dye film composition 8. About this composition 8 for anisotropic dye films
  • the anisotropic dye film composition 8 was applied to the same substrate as in Example 1 by the same method, and then naturally dried to obtain the anisotropic dye film 8. With respect to the obtained anisotropic dye film 8, transmittance (Tz) and dichroic ratio (D) with respect to polarized light in the absorption axis direction at 520 nm were measured. The results are shown in Table 3.
  • Example 6 to 12 The lithium salt of the dye (II-2) in Example 5 was changed to the lithium salt of the dye shown in the column of the azo dye 2 in Table 3, and the lithium salt of the dye (I-2), the azo dye 2 in Table 3
  • the composition 9 to 15 for the anisotropic dye film was prepared by changing the composition ratio of the lithium salt of the dye shown in the column, the following formula (VIII) and water to the composition shown in Table 3. Produced.
  • lyotropic liquid crystallinity was confirmed by the method described above, and the expression of lyotropic liquid crystallinity was confirmed.
  • the anisotropic dye film compositions 9 to 15 were applied to the same substrate as in Example 1 by the same method, and then naturally dried to obtain anisotropic dye films 9 to 15, respectively.
  • the transmittance (Tz) and dichroic ratio (D) with respect to polarized light in the absorption axis direction at 520 nm were measured. The results are shown in Table 3.
  • the anisotropic dye film compositions 16 to 18 were applied to the same substrate as in Example 1 by the same method, and then naturally dried to obtain anisotropic dye films 16 to 18, respectively.
  • the transmittance (Tz) for polarized light in the absorption axis direction of the obtained anisotropic dye film 16 was measured, the wavelength at which the transmittance reached a maximum value at 450-550 nm, that is, the wavelength at which the absorbance became a minimum value ( ⁇ min) was 520 nm. Further, the dichroic ratio (D) at the wavelength was measured. The results are shown in Table 3. Further, the transmittance (Tz) and the dichroic ratio (D) of the obtained anisotropic dye films 17 and 18 with respect to polarized light in the absorption axis direction at 520 nm were measured. The results are shown in Table 3.
  • the anisotropic dye film using the dye (I-2) does not have a sufficiently low transmittance (Tz) for polarized light in the absorption axis direction at 520 nm. Therefore, light leakage at which light at this wavelength is transmitted occurs.
  • Tz transmittance
  • this anisotropic dye film is used as a polarizing element for display, light leakage occurs during black display, and no achromatic color is produced.
  • Example 13 To 78 parts of water, add 20 parts of a lithium salt of a disazo dye represented by the following formula (I-3) and 2 parts of a lithium salt of a disazo dye represented by the following formula (II-3), and dissolve by stirring. Then, filtration was performed to remove insolubles, thereby obtaining an anisotropic dye film composition 19. About this composition 19 for anisotropic dye films
  • a glass substrate 150 mm x 150 mm, 1.1 mm thick, approximately 800 mm thick
  • a polyimide alignment film LX1400, manufactured by Hitachi Chemical DuPont Microsystems
  • the anisotropic dye film 19 was obtained by applying the above-mentioned composition 19 for anisotropic dye film to an applicator (manufactured by Horita Seisakusho) with a gap of 4 ⁇ m and then naturally drying.
  • the transmittance (Tz) and dichroic ratio (D) with respect to polarized light in the absorption axis direction at 515 nm were measured. The results are shown in Table 3.
  • Example 14 and 15 The lithium salt of dye (II-3) in Example 13 was changed to the lithium salt of the dye shown in the column of azo dye 2 in Table 3, and the lithium salt of dye (I-3), azo dye 2 in Table 3 Compositions 20 and 21 for anisotropic dye films were produced in the same manner as in Example 13 with the composition ratio of the lithium salt and water of the dye shown in the column of Table 3 set to the compositions shown in Table 3. About these anisotropic dye film
  • the anisotropic dye film compositions 20 and 21 were applied to the same substrate as in Example 13 by the same method, and then naturally dried to obtain anisotropic dye films 20 and 21. With respect to the obtained anisotropic dye films 20 and 21, the transmittance (Tz) and dichroic ratio (D) with respect to polarized light in the absorption axis direction at 515 nm were measured. The results are shown in Table 3.
  • An anisotropic dye film is obtained by adding 20 parts of a lithium salt of a disazo dye represented by the following formula (I-3) to 80 parts of water, stirring and dissolving, and then filtering to remove insoluble matter.
  • Composition 22 was obtained.
  • the lyotropic liquid crystallinity was confirmed by the method described above, and the expression of the lyotropic liquid crystallinity was confirmed.
  • This anisotropic dye film composition 22 was applied to the same substrate as in Example 13 by the same method, and then naturally dried to obtain an anisotropic dye film 22.
  • the anisotropic dye film using the dye (I-3) does not have a sufficiently low transmittance (Tz) for polarized light in the absorption axis direction at 515 nm. Therefore, light leakage at which light at this wavelength is transmitted occurs.
  • Tz transmittance
  • this anisotropic dye film is used as a polarizing element for display, light leakage occurs during black display, and no achromatic color is produced.
  • Example 16 To 68 parts of water, 29.1 parts of a lithium salt of a disazo dye represented by the following formula (I-4) and 2.9 parts of a lithium salt of a disazo dye represented by the following formula (II-3) were added, After being dissolved by stirring, the composition for anisotropic dye film 24 was obtained by filtering to remove insoluble matters. About this anisotropic dye film
  • This anisotropic dye film composition 24 was applied to the same substrate as in Example 1 by the same method, and then naturally dried to obtain an anisotropic dye film 24. With respect to the obtained anisotropic dye film 24, the transmittance (Tz) and dichroic ratio (D) with respect to polarized light in the absorption axis direction at 535 nm were measured. The results are shown in Table 3.
  • a glass substrate 150 mm x 150 mm, 1.1 mm thick, approximately 800 mm thick
  • a polyimide alignment film LX1400, manufactured by Hitachi Chemical DuPont Microsystems
  • the anisotropic dye film 26 was obtained by applying the above-mentioned composition 26 for anisotropic dye film to an applicator (manufactured by Horita Seisakusho Co., Ltd.) having a gap of 10 ⁇ m and then naturally drying.
  • transmittance (Tz) and dichroic ratio (D) with respect to polarized light in the absorption axis direction at 535 nm were measured. The results are shown in Table 3.
  • Example 17 To 87.9 parts of water, 11 parts of a lithium salt of a disazo dye represented by the following formula (I-5) and 1.1 part of a lithium salt of a disazo dye represented by the following formula (II-3) were added and stirred. And dissolved, and then filtered to remove insoluble matter, thereby obtaining an anisotropic dye film composition 27. About this anisotropic dye film composition 27, the lyotropic liquid crystallinity was confirmed by the method described above, and the expression of the lyotropic liquid crystallinity was confirmed. This anisotropic dye film composition 27 was applied to the same substrate as in Example 1 by the same method, and then naturally dried to obtain the anisotropic dye film 27. With respect to the obtained anisotropic dye film 27, transmittance (Tz) and dichroic ratio (D) with respect to polarized light in the absorption axis direction at 525 nm were measured. The results are shown in Table 3.
  • Example 18 To 80.2 parts of water, 18 parts of a lithium salt of a disazo dye represented by the following formula (I-6) and 1.8 parts of a lithium salt of a disazo dye represented by the following formula (II-3) were added and stirred. And dissolved, and then filtered to remove insolubles, thereby obtaining an anisotropic dye film composition 29. About this anisotropic dye film
  • a glass substrate 150 mm x 150 mm, 1.1 mm thick, approximately 800 mm thick
  • a polyimide alignment film LX1400, manufactured by Hitachi Chemical DuPont Microsystems
  • the anisotropic dye film 29 was obtained by applying the above-mentioned composition 29 for anisotropic dye film to an applicator with a gap of 1 ⁇ m (manufactured by Horita Seisakusho) and then naturally drying.
  • transmittance (Tz) and dichroic ratio (D) with respect to polarized light in the absorption axis direction at 525 nm were measured. The results are shown in Table 3.
  • the anisotropic dye films of Examples 1 to 18 are capable of transmitting polarized light in the absorption axis direction even in a region having a higher visibility of 450 to 550 nm than the anisotropic dye films of Comparative Examples 1 to 12.
  • the rate was small and it was shown to have a high dichroic ratio (light absorption anisotropy).
  • the anisotropic dye film of the present invention has characteristics such as high transmittance and high dichroism and a color tone close to an ideal achromatic color over the entire visible light region.
  • the polarizing element used can be used as a display element such as a light control element, a liquid crystal element, an organic electroluminescence element or the like that requires color reproducibility.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)

Abstract

 可視光領域全体で高い二色比及び透過率を示す異方性色素膜に用いられる、異方性色素膜用組成物を提供する。 少なくとも2種のジスアゾ色素及び溶媒を含む、湿式成膜法に用いられる異方性色素膜用組成物であって、該ジスアゾ色素は、遊離酸型が、一般式(I)で表されるジスアゾ色素1及び一般式(II)で表されるジスアゾ色素2であり、ジスアゾ色素1の10質量ppmの水溶液は、550nm~640nmの波長域に極大吸収を有し、ジスアゾ色素2の10質量ppmの水溶液は、ジスアゾ色素1の10質量ppmの水溶液が有する極大吸収波長より10nm~100nm短い波長域に極大吸収を有し、異方性色素膜用組成物中のジスアゾ色素1及び2の濃度が、3質量%以上、40質量%以下であることを特徴とする異方性色素膜用組成物。

Description

異方性色素膜用組成物、異方性色素膜及び光学素子
 本発明は、湿式成膜法により形成される異方性色素膜、特に、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膜等に有用な、高い二色性を示す異方性色素膜用組成物、異方性色素膜及び光学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、直線偏光膜や円偏光膜が用いられている。OLEDにおいても、外光の反射防止のために円偏光膜が使用されている。
 従来、これらの偏光膜(異方性色素膜)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、偏光膜を用いた偏光素子として使用した場合、その耐熱性や耐光性が十分ではなかった。また、その消光色が深い青色となるため、全可視スペクトル領域に亘って、理想的な無彩色の偏光素子とは言えなかった。
 理想的な無彩色の偏光素子を得るために、有機系の色素を二色性物質に使用する偏光膜(異方性色素膜)が検討されている。有機系の色素を使用する偏光膜としては、従来のポリマーに有機系の色素を含浸させた偏光膜、基板等の上に有機系の色素を塗布することで膜を得る方法(湿式成膜法)を用いて形成させた偏光膜等が挙げられる。
 従来のポリマーに有機系の色素を含浸させた偏光膜を用いる場合、該偏光膜に接着層を設け、接着層の保護フィルムを貼り合わせ、該保護フィルムを貼り合せた偏光膜をディスプレイ製造ラインに移送し、ディスプレイ製造ラインで保護フィルムを剥がし、偏光層を基板等に貼合するというプロセスが取られている。これをガラスや透明フィルム等の基板上に、湿式成膜法を用いて偏光膜を形成する方法に置き換えれば、前記の従来のポリマーに有機系の色素を含浸させた偏光膜を用いる方法と比較して製造プロセスを簡略化でき、生産性向上に寄与するものと考えられる。
 湿式成膜法を用いて形成する偏光膜としては、例えば特許文献1に、ガラスや透明フィルム等の基板上に湿式成膜法を用いて色素を含む膜を形成し、分子間相互作用等を利用して色素を配向させることにより偏光膜を得る方法が挙げられている。
 湿式成膜法を用いて色素を含む膜を形成する方法においては、異方性色素膜の高い二色比を得るために、アントラキノン環を有するアゾ化合物と、ナフタレン環を有するジスアゾ色素と含む異方性色素膜用組成物が示されている(特許文献2)。
 また、ジスアゾ色素とモノアゾ化合物とを組み合わせて用いることにより、異方性色素膜の高い二色比が得られることが示されている(特許文献3)。
 さらに、ジスアゾ色素を2種組み合わせて用いて異方性色素膜を得たことも示されている(特許文献4)。
日本特表平8-511109号公報 日本特開2008-101154号公報 日本特開2012-194357号公報 日本特開2007-126628号公報
 近年のディスプレイの高機能化、高性能化に伴い、偏光膜にも、高透過率で高い二色性を示す等の高い性能が求められている。また、ディスプレイの安価化に伴い、低い製造コストや生産性を向上することも求められている。
 しかしながら、特許文献1~4で用いられる色素を用いた湿式成膜法を用いて作製する異方性色素膜の偏光膜としての性能は、極大吸収波長においては高い二色比を示すものの、450~550nmの波長域で色素膜の吸光度が十分でなく、二色比が低いことを本発明者は見出した。
 さらに、上記の特定波長域での二色比の低下は、異方性色素膜2枚を直交方向に配置した時に、上記の特定波長域での光漏れを生じることになり、全可視光領域にわたって理想的な無彩色を示さないことを本発明者は見出した。
 本発明は、可視光波長域、特に視感度の高い450~550nmの領域においても高い二色比を示し、異方性色素膜2枚を直交方向に配置した時に、全可視光領域において無彩色に近い色調を示す、異方性色素膜形成に用いられる異方性色素膜用組成物を提供することを課題とする。
 本発明は、湿式成膜法にて異方性色素膜を製造するにあたり、特定のジスアゾ色素を有する異方性色素膜用組成物を用いることにより上記課題を解決することができることを見出した。
 すなわち、本発明は以下を要旨とする。
[1] 少なくとも2種のジスアゾ色素及び溶媒を含む、湿式成膜法に用いられる異方性色素膜用組成物であって、
該ジスアゾ色素は、遊離酸型が、一般式(I)で表されるジスアゾ色素1及び一般式(II)で表されるジスアゾ色素2であり、
ジスアゾ色素1の10質量ppmの水溶液は、550nm~640nmの波長域に極大吸収を有し、
ジスアゾ色素2の10質量ppmの水溶液は、ジスアゾ色素1の10質量ppmの水溶液が有する極大吸収波長より10nm~100nm短い波長域に極大吸収を有し、
異方性色素膜用組成物中のジスアゾ色素1及び2の濃度が、3質量%以上、40質量%以下であることを特徴とする異方性色素膜用組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
[Ar11及びAr12は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表し、
及びR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、置換基を有していてもよいフェニル基、又は置換基を有していてもよいアシル基を表し、
は、0~2の整数を表し、
は、0又は1を表し、
は、0~2の整数を表す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
[Ar21は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表し、
Ar23は、下記一般式(III)又は(IV)を表し、
20は、1価の基を表し、
は、0~4の整数を表す。
なお、一般式(I)で表されるジスアゾ色素1及び一般式(II)で表されるジスアゾ色素2は同一ではない。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
[R及びR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、置換基を有していてもよいフェニル基又は置換基を有していてもよいアシル基を表し、
10は、水素原子又は置換基を有していてもよいアルキル基を表し、
は、0~2の整数を表し、
は、0又は1を表し、
は、0~2の整数を表し、
は、0又は1を表す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
[R及びR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、置換基を有していてもよいフェニル基、又は置換基を有していてもよいアシル基を表し、
は、0~2の整数を表し、
は、0又は1を表し、
は、0~2の整数を表す。]
[2] 前記異方性色素膜用組成物が異方的な分子集合体を形成しているものである、上記[1]に記載の異方性色素膜用組成物。
[3] 前記異方性色素膜用組成物中のアゾ色素1に対するアゾ色素2の質量比が、0.03以上、0.5以下である、上記[1]又は[2]に記載の異方性色素膜用組成物。
[4] 上記[1]~[3]の何れか1項に記載の異方性色素膜用組成物を用いて作製された異方性色素膜。
[5] 上記[4]に記載の異方性色素膜を含む、光学素子。
[6] 少なくとも2種のジスアゾ色素を含み、湿式成膜法により作製される異方性色素膜であって、
該ジスアゾ色素は、遊離酸型が、一般式(I)で表されるジスアゾ色素1及び一般式(II)で表されるジスアゾ色素2であり、
ジスアゾ色素1の10質量ppmの水溶液は、550nm~640nmの波長域に極大吸収を有し、
ジスアゾ色素2の10質量ppmの水溶液は、ジスアゾ色素1の10質量ppmの水溶液が有する極大吸収波長より10nm~100nm短い波長域に極大吸収を有することを特徴とする、異方性色素膜。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
[Ar11及びAr12は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表し、
及びR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、置換基を有していてもよいフェニル基、又は置換基を有していてもよいアシル基を表し、
は、0~2の整数を表し、
は、0又は1を表し、
は、0~2の整数を表す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
[Ar21は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表し、
Ar23は、下記一般式(III)又は(IV)を表し、
20は、1価の基を表し、
は、0~4の整数を表す。
なお、一般式(I)で表されるジスアゾ色素1、及び一般式(II)で表されるジスアゾ色素2は同一ではない。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
[R及びR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、置換基を有していてもよいフェニル基、又は置換基を有していてもよいアシル基を表し、
は、0~2の整数を表し、
は、0又は1を表し、
は、0~2の整数を表す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
[R及びR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、置換基を有していてもよいフェニル基、又は置換基を有していてもよいアシル基を表し、
は、0~2の整数を表し、
は、0又は1を表し、
は、0~2の整数を表す。]
[7] 上記[6]に記載の異方性色素膜を含む光学素子。
 本発明の異方性色素膜用組成物を用いることにより、可視光波長域全体での高い二色比、及び視感度の高い450~550nmの領域において、光漏れのない異方性色素膜を提供することができる。また、異方性色素膜2枚を直交方向に配置した時に、全可視光領域において無彩色に近い色調を示す異方性色素膜を得ることができる。このような特性を有する異方性色素膜を用いた偏光素子は、色再現性等を求められる調光素子、液晶素子、有機エレクトロルミネッセンス素子の表示素子等、多方面に利用することができる。
 以下、本発明の実施の形態を具体的に説明するが、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更して実施することができる。
 本発明でいう異方性色素膜とは、異方性色素膜の厚み方向、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、屈折等の光学的性質、抵抗、容量等の電気的性質等が挙げられる。
 吸収、屈折等の光学的異方性を有する膜としては、例えば、直線偏光膜、円偏光膜等の偏光膜、位相差膜、導電異方性膜等がある。
 本発明の異方性色素膜は、偏光膜、位相差膜及び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。
 本発明は少なくとも2種のジスアゾ色素及び溶剤を含む、湿式成膜法に用いられる異方性色素膜用組成物であって、該ジスアゾ色素として、遊離酸型が一般式(I)で表され、10質量ppmの水溶液が550~640nmの波長域に吸収極大を有するジスアゾ色素1、及び遊離酸型が一般式(II)で表され、10質量ppmの水溶液が、ジスアゾ色素1が550~640nmの波長域に有する極大吸収波長よりも、10~100nm短い波長域に極大吸収を有するジスアゾ色素2を含み、前記異方性色素膜用組成物のアゾ色素1及び2の濃度が、3質量%以上、40質量%以下であることを最大の特徴とする。
 異方性色素膜の利用形態により、必要とされる機能は異なるが、例えば、ディスプレイ用の偏光膜として利用する際には、可視光領域全体に渡って偏光を生じる機能が求められる。そのため、遊離酸型が一般式(I)で表され、濃度10質量ppmの水溶液が550~640nmの波長域に吸収極大を有するジスアゾ色素1を用いることにより、色素が好ましい会合状態を形成して得られた異方性色素膜は高い二色性を示すとともに、色素自体が広い吸収域を有するため、可視光領域全体に渡って二色性を示す。しかし、本発明のジスアゾ色素1のみの場合、450~550nmの波長域で異方性色素膜の吸光度が、他の波長域と比較して低い傾向がある。
 この450~550nmの波長域に吸収極大を有する色素は多数存在するが、単に、前記波長域に吸収極大を有する色素をジスアゾ色素1に添加しただけでは、前記波長域の二色比を十分に上げることはできない。これは、前記波長域に吸収極大を有する色素を添加することによって、異方性色素膜の分子配列が乱れたことに起因すると推測される。そこで、本発明者らは、遊離酸型が一般式(II)で表され、10質量ppmの水溶液が、ジスアゾ色素1が550~640nmの波長域に有する極大吸収波長よりも、10~100nm短い波長域に吸収極大を有するジスアゾ色素2を、ジスアゾ色素1に組合せ、アゾ色素1及び2の濃度を特定の範囲とした異方性色素膜用組成物を用いて、異方性色素膜を形成することで、可視光領域全体で高い二色比を示すことを見出した。
 ジスアゾ色素1の10質量ppmの水溶液が550~640nmの波長域に有する極大吸収波長より10nm~100nm短い波長域に極大吸収を有するジスアゾ色素2は、異方性色素膜中では、会合することにより吸収が短波長シフトする。従って、ジスアゾ色素2を用いることにより、450~550nmの波長域での異方性色素膜の吸光度を補完することができる。
 本発明のジスアゾ色素1及び2を組み合わせることで、可視光波長領域全体にわたって高い二色比を示す理由は、分子の長さや分子構造が類似し、且つ、極大吸収波長の異なるジスアゾ色素同士を組み合わせることで、異方性色素膜用組成物中で、色素同士が好ましい会合状態を形成し、お互いの分子集合体を乱さないためと推測される。従って、異方性色素膜を形成した場合に、高い二色比が得られる。
 また、異方性色素膜用組成物中のジスアゾ色素1及び2の濃度を特定の範囲とすることで、異方性色素膜用組成物中で、各ジスアゾ色素がリオトロピック液晶等の好ましい会合体を形成できるため、異方性色素膜を形成した場合に高い二色比が得られる。
 本発明は、親和性の高い2種のジスアゾ構造を組み合わせることで、塗布により異方性色素膜を形成するために必要な性能を有し、且つ、可視光波長域全体において、高い二色比を有し、特に視感度の高い450~550nmの領域において光漏れのない異方性色素膜を得ることを可能としたものである。
 本発明の効果の確認方法として、本発明のジスアゾ色素1を含み、ジスアゾ色素2を含まない異方性色素膜用組成物を用いて作製した異方性色素膜(A)と、本発明のジスアゾ色素1及び2を含む異方性色素膜用組成物を用いて作製した異方性色素膜(B)に透過軸、吸収軸方向それぞれに偏光を入射して得られる吸収軸方向の偏光に対する透過率(Tz)及び二色比(D)を比較する方法が挙げられる。
 具体的には、上記異方性色素膜(A)では、透過率が十分に小さくない領域が存在し、この領域において、異方性色素膜(B)の方が、透過率が小さく、かつ二色比が高いことが確認できる。透過率が十分に小さくない領域とは、異方性色素膜(A)の上記透過率(Tz)が、450~550nmで極大値になる波長、すなわち吸光度が極小値になる波長(λmin)において確認することが好ましい。
 本発明の異方性色素膜用組成物は、湿式成膜法に適したものである。本発明でいう湿式成膜法とは、異方性色素膜用組成物を基板上に何らかの手法により付与し、溶剤が乾燥する過程を経て、色素等を基板上で配向・積層させる方法である。
 湿式成膜法では、異方性色素膜用組成物を基板上に付与すると、すでに異方性色素膜用組成物中で、又は溶剤が乾燥する過程で、色素自体が自己会合することにより微小面積での配向が起こる。この状態に外場を与えることにより、マクロな領域で一定方向に配向させ、所望の性能を有する異方性色素膜を得ることができる。なお、ここで外場とは、あらかじめ基板上に施された配向処理層の影響、せん断力、磁場等が挙げられ、これらを単独で用いてもよく、複数組み合わせて用いてもよい。
 一方、ポリビニルアルコール(PVA)フィルム等を、色素を含む組成物(溶液)で染色して延伸し、延伸工程だけで色素を配向させることを原理とする延伸方法に用いられる色素を含有させる組成物と本発明の異方性色素膜用組成物とは大きく異なるものである。これは、異方性膜を作製する方法が異なるためである。
 延伸方法に用いる色素は、延伸時に色素分子が延伸方向に配向する。そのため、一分子のアスペクト比が大きい色素が好ましい。また、色調を補正するために2つ以上の色素を配合する場合も、それぞれの色素には、それぞれ一分子のアスペクト比が高いことが求められ、配合する色素の組合せについては、求められる色調を達成するかによって選択される。さらに、高い二色比を達成するためには、色素分子同士は会合しない方が好ましいため、染色する色素溶液は通常1質量%以下のものが用いられる。
 以上のように、延伸方法及び湿式成膜法では、色素及び異方性色素膜用組成物に求められる特性は大きく異なる。
 本発明のジスアゾ色素1は、10質量ppmの水溶液が550~640nmの波長域に極大吸収を有し、ジスアゾ色素2は、10質量ppmの水溶液が、ジスアゾ色素1が550~640nmの波長域に有する極大吸収波長よりも、10~100nm短い領域に極大吸収を有する。吸収極大は、対カチオン及び水溶液のpHにより変化する可能性があるが、リチウム塩又はナトリウム塩を、pH3~11のいずれかの領域で測定することが好ましく、pH5~9のいずれかの領域で測定することが更に好ましい。
 ジスアゾ色素1の10質量ppmの水溶液が、550~640nmの波長域に二つ以上の極大吸収を有する場合、吸光度の大きい方の極大吸収をその波長域の極大吸収とみなす。本発明のジスアゾ色素1は、10質量ppmの水溶液が580~600nmの波長域に極大吸収を有することがさらに好ましい。
 ジスアゾ色素2の10質量ppmの水溶液の極大吸収は、ジスアゾ色素1が550~640nmの波長域に有する極大吸収波長よりも、10nm以上短い領域に極大吸収を有し、25nm以上短い領域に極大吸収を有することが好ましい。また、ジスアゾ色素2の10質量ppmの水溶液の極大吸収は、ジスアゾ色素1が550~640nmの波長域に有する極大吸収波長よりも、100nm以下短い領域に極大吸収を有し、95nm以下短い領域に極大吸収を有することが好ましい。
 ジスアゾ色素1及び2の10質量ppmの水溶液の極大吸収波長の差が特定の範囲であることで、ジスアゾ色素2の添加量を少なくすることができ、各色素の好ましい会合状態が得られる傾向にある。
 本発明の異方性色素膜用組成物は、少なくともジスアゾ色素1、2及び溶媒を含み、異方性色素膜用組成物中のジスアゾ色素1及び2の濃度が特定の範囲であれば特に限定されないが、組成物として溶液中で異方的な分子集合体を形成していることが好ましく、特に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色素膜を高配向度に形成する観点から好ましい。
 本実施の形態において、異方的な分子集合体とは、ジスアゾ色素が非共有結合により会合し、少なくとも一軸方向に分子配列の秩序性を持つものを指す。
 これらの異方的な分子集合体は下記の様な方法にて確認出来る。X線回折法により分子の積層や積層体に相当する回折ピークを観測したり、紫外・可視・赤外吸光度測定装置、ラマン分光光度計等でスペクトル的に確認したりすることができる。また、AFM(原子間力顕微鏡)、SEM(走査型電子顕微鏡)、TEM(透過型電子顕微鏡)、STM(走査型トンネル顕微鏡)や光学顕微鏡観察により、分子積層状態に相当する形態・構造観察したりすることにより確認することができる。
 具体的な確認方法としては、組成物(色素溶液)に電場や磁場、剪断力、配向膜等の外場を与え、X線回折法により分子の積層や積層体に相当する回折ピークを観測したり、紫外可視吸光度測定装置、ラマン分光光度計、光学顕微鏡観察などで吸収の異方性を確認したりする方法がある。
 異方的な分子集合体の具体例としては、液晶相;ナノロッド、ナノファイバー、ナノチューブ、ナノワイヤー、ナノウィスカー等のカラム状集合体;バイセル構造;ロッド状ミセル等が挙げられる。
 本実施の形態において、液晶相の状態であるとは、具体的には、『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ように、液体と結晶の双方の性質を示す液晶状態であり、ネマティック相、コレステリック相、スメクティック相、又はディスコティック相であることをいう。特にネマティック相が好ましい。
 また、異方性色素膜用組成物には、必要に応じ、バインダー樹脂、モノマー、硬化剤、添加剤等が配合されてもよい。
 異方性色素膜用組成物の態様としては、溶液状であってもよいし、ゲル状であってもよい。異方性色素膜用組成物は、溶剤中にジスアゾ色素等が溶解又は分散している状態であってもよい。
 上記の本発明の異方性色素膜用組成物が液晶相の状態を示すには、例えば、次の形態が考えられる。
1.ジスアゾ色素1は溶媒中で液晶相を示さないが、ジスアゾ色素1とジスアゾ色素2を混合することにより、液晶相を示す。この場合、ジスアゾ色素2は溶媒中で液晶相を示さなくても、示してもよい。このような形態を取るものとしては、例えば、ジスアゾ色素1とジスアゾ色素2が、それぞれ電子豊富と電子不足な性質を有している等して静電的に引き合って一つの積層体を形成するもの、水素結合等によりジスアゾ色素1とジスアゾ色素2から作られた構造がπ-πスタッキング(stacking)等の分子間相互作用により一つの積層体を形成するものが挙げられる。
2.ジスアゾ色素1は溶媒中で液晶相を示す。この場合、ジスアゾ色素2は溶媒中で液晶相を示さなくても、示してもよい。このような形態を取るものとしては、例えば、ジスアゾ色素1とジスアゾ色素2が、それぞれ電子豊富と電子不足な性質を有している等して静電的に引き合って一つの積層体を形成するもの、ジスアゾ色素1とジスアゾ色素2がπ-πスタッキング等の分子間相互作用により一つの積層体を形成するもの、それぞれの色素からなる積層体や分子集合体が共存して相分離することなく一つの液晶相を形成するもの等が挙げられる。
 ジスアゾ色素2は、溶液中で異方的な分子集合体を形成し、それらの中でも、液晶相、カラム状集合体、バイセル構造、ロッド状ミセルであることが好ましい。さらに、液晶性を示すことが好ましい。これらであることで、異方性色素膜が450~550nmの領域においても高い二色比を示す傾向にある。
 色素が溶媒中で液晶性や異方的な分子集合体を形成していることは、例えば、X線回折法により分子の積層や積層体に相当するピークを観測したり、AFM(原子間力顕微鏡)、SEM(走査型電子顕微鏡)、TEM(透過型電子顕微鏡)、STM(走査型トンネル顕微鏡)や光学顕微鏡観察により、分子積層状態に相当する形態・構造観察したりすることにより確認することができる。また、異方性色素膜用組成物(色素溶液)に剪断力を掛けると分子集合体が一軸方向に配向するもの等も、異方的な分子集合体形成しているといえる。分子集合体が一軸方向に並んだことは、偏光顕微鏡やX線回折装置、紫外可視吸光度測定装置、ラマン分光光度計等で確認することができる。
 本発明において、異方性色素膜が高い配向を示すためには、異方性色素膜を形成する過程で、異方性色素膜用組成物が流動する際等の外力によって分子積層体が崩れづらい、強い会合力を有する点で、ジスアゾ色素1が溶媒中で液晶相を示すことが好ましく、ジスアゾ色素1が溶媒中で液晶相を示し、かつ、ジスアゾ色素2が溶媒中で異方的な分子集合体を示すことがさらに好ましい。
 特に、液晶相のなかでも、溶剤中でリオトロピック液晶性を示すことが好ましい。
 ジスアゾ色素1及び/又は2がリオトロピック液晶性を示す場合、1~50質量%のいずれかの濃度域で、それぞれリオトロピック液晶相を形成するものであることが好ましく、1~30質量%のいずれかの濃度域で形成するものであることがさらに好ましい。リオトロピック液晶性を有する化合物を異方性色素膜用組成物中に有することで、色素同士が好ましい会合状態を形成し、異方性色素膜を形成した場合に高い二色比を示す傾向がある。
 本発明において、異方性色素膜用組成物中のジスアゾ色素1及び2の濃度は、3質量%以上、40質量%以下である。上記濃度は、異方性色素膜組成物中のジスアゾ色素1及びジスアゾ色素2の色素濃度の和を表す。さらに好ましくは5質量%以上、より好ましくは7質量%以上であり、一方、さらに好ましくは35質量%以下、より好ましくは30質量%以下、特に好ましくは25質量%以下である。これらの範囲であることで、本発明の異方性色素膜用組成物中で、ジスアゾ色素1及び/又はジスアゾ色素2は、分子会合体を形成しやすく、この組成物を用いて作製された異方性色素膜において、分子の配向度が高い。また、得られた異方性色素膜用組成物の粘度が高くなり過ぎず、また、塗布時の溶媒が乾燥する前のウエット状態の異方性色素膜厚が適当な範囲となることから、均一な膜が得られる傾向にある。
 本発明の異方性膜用組成物は、本発明の効果を損なわない範囲であれば、ジスアゾ色素1及び/又はジスアゾ色素2の会合性を向上する、異方性膜の耐久性の向上や欠陥を低減する等の目的で、ジスアゾ色素1及び2以外の異なる化合物を併用してもよい。例えば、アントラキノン化合物、アミノ酸、水酸基とアミノ基を1分子内に有する化合物(アミノアルコール類)等が挙げられる。
 例えば、日本特開2007-126628号公報に配合用の色素として例示の色素や、日本特開2007-199333号公報、日本特開2008-101154号公報等に記載のアントラキノン化合物等が挙げられる。さらに、日本特開2006-3864号公報に記載の方法や、日本特開2006-323377号公報に記載の方法を用いてもよい。
 また、日本特開2007-178993号公報に記載されているように、ジスアゾ色素の酸性基に対して、カチオン0.9当量以上0.99当量以下と、強酸性アニオン0.02当量以上0.1当量以下とを含有させるなどして、異方性膜用組成物における温度5℃、歪印加後0.01秒後の緩和弾性率Gが10分の1に低下するまでの時間が0.1秒以下となる組成物とすることで、異方性膜の欠陥を抑制することもできる。
 こうした配合ではpHが低くなり易いので、製造装置の腐食等を防ぐ目的で、必要に応じさらに緩衝物質を添加してもよい。緩衝物質としては、D.D.ペリン、B.デンプシー著「緩衝液の選択と応用」、講談社サイエンティフィク(1981)に記載されているような、一部もしくは全て中和された弱酸や弱塩基が挙げられる。具体的には、例えば、リン酸塩、炭酸塩、有機酸等が挙げられ、有機酸としては、リンゴ酸、クエン酸、シュウ酸、酒石酸、アミノ酸類等が挙げられる。中でもアミノ酸は、異方性膜用アゾ化合物の会合を促進し、配向性を向上させる働きもあるので、好ましく用いられる。また、アミノ酸が複数縮合したアミノ酸オリゴマーは、異方性膜用組成物のレオロジー特性調整剤としての働きも有するので好ましく、添加により流動配向性の向上が期待できる。これらの緩衝物質は、単独で用いて異方性膜上で結晶析出する場合等には、異なる緩衝物質を複数組み合わせて用いることが好ましい。
 さらには、紫外線吸収剤や近赤外線吸収剤などを組み合わせて用いることもできる。なお、本発明のジスアゾ色素1及び2と、上記のような他の化合物を併用する場合、ジスアゾ色素1及び2による効果を十分に発揮させるために、他の併用化合物は、本発明のジスアゾ色素1及び2に対して50質量%以下とすることが好ましく、10質量%以下とすることがさらに好ましい。
 本発明の異方性色素膜用組成物は、リオトロピック液晶相の発現有無は問わないが、リオトロピック液晶相を発現していない場合において、異方性色素膜用組成物中の溶媒量のみを変更することでリオトロピック液晶相が発現することが好ましい。リオトロピック液晶相が発現する異方性色素膜用組成物は組成物中で色素が会合しているため、塗布後の乾燥過程で色素、または色素分子集合体が自己組織化し、異方性色素膜中で色素が高い配向度を発現して、高い二色性の異方性色素膜が得られるため好ましい。
 異方性色素膜用組成物がリオトロピック液晶相を発現していれば、より異方性色素膜中での高い配向が得られるため、さらに好ましい。
 また、本発明で用いられるジスアゾ色素1及び2は、異方性色素膜用組成物が液晶相を発現するため、及び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、また、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。なお、水溶性とは、室温で化合物が水に、通常0.1質量%以上、好ましくは1質量%以上溶解することを言う。
 本発明の異方性色素膜用組成物に用いられる溶媒は、ジスアゾ色素1及び2を溶解、又は分散させるものであれば特に制限はない。特に、ジスアゾ色素1及び2が、溶媒中でリオトロピック液晶のような会合状態を形成し易いことから、溶媒としては、水、水と混和性のある有機溶剤又はこれらの混合物が好ましい。
 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;等の単独又は2種以上の混合有機溶剤が挙げられる。
 上記の中でも、ジスアゾ色素1及び2が有する芳香族環等の有機性の高い部分同士での会合を促進することから、水、メタノール又はエタノールが好ましく、水が特に好ましい。
 また、本発明の異方性色素膜用組成物を基板に塗布するために用いられる場合には、基板への濡れ性、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、カチオン系及びノニオン系のいずれも使用可能である。更に、上記以外にも、例えば、”Additivesfor Coating”(Editedby J.Bieleman、Willey-VCH、2000年刊)等に記載の公知の添加剤を用いることができる。
 その添加濃度は、上記の目的の効果を得るために十分であって、且つ、本発明のジスアゾ色素1、ジスアゾ色素2及び必要に応じて用いられるジスアゾ色素1及び2以外の異なる化合物の配向を阻害しない量を添加することができる。具体的には、通常0.05質量%以上、0.5質量%以下が好ましい。
<異方性色素膜用組成物の製造方法>
 本発明の異方性色素膜用組成物の製造方法は、特に限定されず、溶媒に、ジスアゾ色素を加え、撹拌及び/又は溶解を行うことにより得ることができる。また、撹拌及び/又は溶解させた後、濾過して不溶分を除去してもよい。
 溶解及び撹拌の方法は特に限定されないが、例えば、超音波による溶解、撹拌翼による撹拌、回転子による撹拌、羽無攪拌体による撹拌等が挙げられる。
 また、これらの撹拌及び溶解方法は、一つ又は複数用いてもよい。
 撹拌及び/又は溶解方法を行う際の温度は特に規定しないが、0~120℃で行うことが好ましい。溶媒が水の場合には、10~80℃で行う事が特に好ましい。これらの範囲であることで、プロセス性を向上させる傾向があり、溶液の粘度が低下し、溶解・撹拌効率を上げる傾向にある。
 以下、本発明の異方性色素膜用組成物に含まれるジスアゾ色素1及びジスアゾ色素2について詳細に説明する。なお、ジスアゾ色素1及びジスアゾ色素2は同一構造ではない。
<ジスアゾ色素1の遊離酸型の構造>
 本発明の異方性色素膜用組成物に含まれるジスアゾ色素1は、遊離酸型が一般式(I)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 Ar11及びAr12は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表し、
及びR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、置換基を有していてもよいフェニル基、又は置換基を有してもよいアシル基を表し、
は、0~2の整数を表し、
は、0又は1を表し、
は、0~2の整数を表す。
<Ar11
 一般式(1)のAr11は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表す。
(置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基)
 かかる芳香族炭化水素基としては、単環及び複数の環由来の基が挙げられる。例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基等が挙げられる。この中でも、ジスアゾ色素1がリオトロピック液晶相を形成するために、フェニル基又はナフチル基が好ましい。
 また、前記芳香族炭化水素基が有していてもよい置換基としては、通常、アゾ化合物の溶解性を高めるために導入される親水性基や、色素としての色調を調節するために導入される電子供与性や電子吸引性を有する基が好ましい。
 具体的には、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアシルアミノ基、置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよいカルバモイル基、ニトロ基、カルボキシ基、スルホ基、水酸基、シアノ基、ハロゲン原子等が挙げられる。
 これらの中でも、ジスアゾ色素1がリオトロピック液晶相を形成するために、置換基を有してもよいアシルアミノ基、置換基を有してもよいカルバモイル基、ニトロ基、スルホ基又はシアノ基が好ましい。
 Ar11の芳香族炭化水素基は、無置換、又は上述の置換基を1~5個有していてもよく、好ましくは無置換、又は置換基を1~2個有していることである。
(置換基を有していてもよいアルキル基)
 置換基を有していてもよいアルキル基は、通常、炭素数が1以上、6以下、好ましくは4以下である。置換基としては、炭素数1以上、6以下のアルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子、スルホ基、カルボキシ基等が挙げられる。
 前記アルキル基の具体例として、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低級アルキル基が挙げられる。
(置換基を有していてもよいアルコキシ基)
 置換基を有していてもよいアルコキシ基は、通常、炭素数が1以上、6以下、好ましくは3以下である。置換基としては、炭素数1以上、6以下のアルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子、スルホ基、カルボキシ基等が挙げられる。
 前記アルコキシ基の具体例として、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低級アルコキシ基が挙げられる。
(置換基を有していてもよいアシルアミノ基)
 置換基を有していてもよいアシルアミノ基は、-NH-C(=O)R51で表される。R51は、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルケニル基、又は置換基を有していてもよいフェニル基を表す。
 前記アシルアミノ基の具体例としては、アセチルアミノ基、アクリルアミノ基、メタクリルアミノ基、ベンゾイルアミノ基等が挙げられる。
 R51のアルキル基は、通常、炭素数が1以上、4以下、好ましくは2以下である。また、R51のアルケニル基は,通常、炭素数が2以上、4以下、好ましくは3以下である。
 R51のアルキル基、アルケニル基及びフェニル基が有していてもよい置換基としては、炭素数1以上、6以下のアルコキシ基、水酸基、スルホ基、カルボキシ基、ハロゲン原子等が挙げられる。
(置換基を有していてもよいアミノ基)
 置換基を有していてもよいアミノ基は、通常、-NH基、-NHR42基、-NR4344基で表され、R42~R44はそれぞれ独立に、置換基を有していてもよいアルキル基又は置換基を有していてもよいフェニル基を表す。
 前記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、プロピルアミノ基、ジメチルアミノ基、フェニルアミノ基等が挙げられる。
 R42~R44の置換基を有していてもよいアルキル基は、通常、炭素数が1以上、4以下、好ましくは2以下である。
 R42~R44のアルキル基及びフェニル基が有していてもよい置換基としては、炭素数1以上、6以下のアルコキシ基、水酸基、スルホ基、カルボキシ基、ハロゲン原子等が挙げられる。
(置換基を有していてもよいカルバモイル基)
 置換基を有していてもよいカルバモイル基は、無置換のカルバモイル基、置換されていてもよいアルキルカルバモイル基、フェニルカルバモイル基及びナフチルカルバモイル基を表す。カルバモイル基の具体例としては、カルバモイル基、フェニルカルバモイル基、ナフチルカルバモイル基等が挙げられる。
 アルキルカルバモイル基、フェニルカルバモイル基及びナフチルカルバモイル基が有していていもよい置換基としては、炭素数1以上、6以下のアルコキシ基、水酸基、スルホ基、カルボキシ基、ハロゲン原子等が挙げられる。
(置換基を有していてもよい芳香族複素環基)
 かかる置換基を有していてもよい芳香族複素環基としては、単環又は二環性の複素環由来の1価の基が挙げられる。芳香族複素環基を構成する炭素以外の原子としては、窒素原子、硫黄原子及び酸素原子が挙げられるが、窒素原子が特に好ましい。芳香族複素環基が炭素以外の環を構成する原子を複数有する場合、これらは同一であっても異なっていてもよい。
 芳香族複素環基として具体的には、下式の基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 上記式中、R61及びR62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、又は置換基を有していてもよいフェニル基を表す。
 R61及びR62の置換基を有していてもよいアルキル基は,炭素数が通常1以上、通常4以下、好ましくは2以下である。
 アルキル基及びフェニル基が有していてもよい置換基としては、炭素数1以上、6以下のアルコキシ基、水酸基、スルホ基、カルボキシ基、ハロゲン原子等が挙げられる。
 芳香族複素環基の中でも、下式の基であることが、ジスアゾ色素1がリオトロピック相を形成するためには好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 芳香族複素環基が有していてもよい置換基としては、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよいアセチルアミノ基、アシルアミノ基、ニトロ基、カルボキシ基、スルホ基、水酸基、シアノ基、ハロゲン原子等が挙げられる。該アルキル基、アルコキシ基、アミノ基及びアセチルアミノ基が有していてもよい置換基は、Ar11の芳香族炭化水素基が有していてもよい置換基で挙げたものと同様である。
 中でも、水酸基、スルホ基又はカルボキシ基を置換基として有することが、ジスアゾ色素1がリオトロピック液晶相を形成するためには好ましい。
 芳香族複素環基は、無置換又は、上述の置換基を1~5個有していてもよく、好ましくは無置換、又は置換基を1~2個有していることである。
 Ar11の具体例として以下の構造が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
<Ar12
 一般式(1)のAr12は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表す。
(置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基)
 かかる置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基としては、単環及び複数の環由来の2価の基が挙げられる。例えば、フェニレン基、ナフチレン基、アントリレン基等が挙げられる。
 中でも、ジスアゾ色素1がリオトロピック液晶相を形成するために、1,4-フェニレン基、又は1,4-ナフチレン基が好ましい。
 Ar12の芳香族炭化水素基が有していてもよい置換基としては、Ar11の芳香族炭化水素基が有していてもよい置換基と同様である。これら中でも、アルキル基、アルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子等の極性の小さい基、又は、水素結合性を有する基であることが、ジスアゾ色素1がリオトロピック液晶相を形成し、且つ色素分子同士の相互作用から、会合性を向上させることができるため好ましい。一方、ジスアゾ色素1の溶解性の観点からは、スルホ基であることが好ましい。
(置換基を有していてもよい芳香族複素環基)
 かかる置換基を有していてもよい芳香族複素環基としては、ベンゼン環又はナフタレン環の1個以上の-CH基を、窒素原子に置き換えたものが好ましく、特にキノリン-5,8-ジイル基又はイソキノリン-5,8-ジイル基が好ましい。
 Ar12の具体例として以下の構造が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
<R及びR
 R及びR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、置換基を有していてもよいフェニル基、又は置換基を有していてもよいアシル基を表す。
 R及びRの置換基を有していてもよいアルキル基は、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が挙げられる。該アルキル基は、炭素数が通常1以上であり、通常10以下、好ましくは5以下である。該アルキル基に置換していてもよい基としては、炭素数1以上、6以下のアルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子、スルホ基、カルボキシ基等が挙げられる。
 R及びRの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、スルホ基等が挙げられる。
 R及びRの置換基を有していてもよいアシル基は、具体的には、置換基を有していてもよいアルキルカルボニル基、置換基を有していてもよいフェニルカルボニル基等が挙げられる。また、アシ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、スルホ基等が挙げられる。
 アルキルカルボニル基のアルキル部分としては、炭素数が通常1以上であり、通常10以下、好ましくは5以下である。
 上記の中でも、R及びRは、少なくとも一方が水素原子であることが好ましく、両方が水素原子であることがさらに好ましい。
<n、n及びn
 nは、0~2の整数を表し、nは、0又は1を表し、nは、0~2の整数を表す。この中でも、nとnの和が1~3であることが好ましく、1~2であることが特に好ましい。nとnの和が上記範囲であることで、ジスアゾ色素1の溶媒に対する溶解性が向上し、且つ原料調達が容易となる。
 また、nは1であることが、ジスアゾ色素1の580~600nmの吸収極大波長が得られる傾向となるため好ましい。
 一般式(I)で表されるジスアゾ色素1おいて、下記式(V)で表される具体例としては、以下の構造が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
[R、R、n、n及びnは、一般式(I)のR、R、n、n及びnとそれぞれ同義である。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 上記の中でも、式(V)は下記(VI)の構造であることが、ジスアゾ色素1が無彩色に近い色調となるために好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
[R、R、n、n及びnは、一般式(I)のR、R、n、n及びnとそれぞれ同義であり、
-(NR)n2は、式(VI)のナフタレン環の3又は4位に連結する。式(VI)中の3及び4の文字は置換位置を表す。]
 さらに、式(V)は下記(VII)の構造であることが、ジスアゾ色素1が無彩色に近い色調となり、色素同士が好ましい会合状態を形成しやすい傾向となるため好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 式(VII)において、n及びnは、一般式(I)のn及びnとそれぞれ同義である。
 (VII)の具体例として以下の構造が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 式(I)で表されるジスアゾ色素1の遊離酸型の具体例としては、例えば、以下に記載の色素が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
<ジスアゾ色素2の遊離酸型の構造>
 本発明の異方性色素膜用組成物に含まれるジスアゾ色素2は、遊離酸型が一般式(II)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
 [Ar21は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表し、
Ar23は、下記一般式(III)又は(IV)を表し、
20は、1価の基を表し、
は、0~4の整数を表す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 R及びR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、置換基を有していてもよいフェニル基、又は置換基を有していてもよいアシル基を表し、R10は、水素原子、又は置換基を有していてもよいアルキル基を表し、
は、0~2の整数を表し、
は、0又は1を表し、
は、0~2の整数を表し、
は、0又は1を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
 R及びR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、置換基を有していてもよいフェニル基、又は置換基を有していてもよいアシル基を表し、
は、0~2の整数を表し、
は、0又は1を表し、
は、0~2の整数を表す。
<Ar21
 Ar21は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表す。
 具体的には、一般式(I)のAr11の置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい芳香族複素環基とそれぞれ同義であり、有していてもよい置換基及び好ましい範囲もそれぞれ同義である。
<R20及びa
 R20は、1価の基を表す。
 R20は、特に限定はないが、Ar11の芳香族炭化水素基が有していてもよい置換基として前述したものが挙げられる。これらの中でも、置換基を有していてもよいアルキル基が好ましく、特に、炭素数1~4のアルキル基であることが色素分子の会合を阻害せず、また水に対する親和性が高い傾向となることから好ましい。
 aは、0~4の整数を表す。好ましくは、0、1又は2の整数であり、これらの範囲であることで、色素分子のねじれが生じずに、色素分子全体の平面性が高く、色素分子間の会合が促進される傾向にある。従って、異方性色素膜とした際に、高い二色比が得られる傾向にある。
<Ar23
 Ar23は、上記一般式(III)又は(IV)を表す。
<R~R
 一般式(III)のR及びR、並びに一般式(IV)のR及びRは、それぞれ一般式(I)のR及びRと同義であり、好ましい範囲もそれぞれ同義である。
<R10
 一般式(III)のR10は、水素原子又は置換基を有していてもよいアルキル基を表す。R10の置換基を有していてもよいアルキル基は、R及びRの置換基を有していてもよいアルキル基と同義であり、好ましい範囲も同義である。
<m~m
 一般式(III)において、mは0~2の整数を表し、mは0又は1を表し、mは0~2の整数を表し、mは0又は1を表す。
 この中でも、mとmの和が1~3であることが好ましく、1~2であることが特に好ましい。mとmの和が上記範囲であることで、ジスアゾ色素2の溶媒に対する溶解性が向上し、且つ、原料調達が容易となる。
 また、mとmの和が0又は1であることが、原料調達の点から好ましい。さらに、mは0であることが、ジスアゾ色素2の10質量ppmの水溶液が、ジスアゾ色素1が550~640nmの波長域に有する極大吸収波長よりも、10~100nm短い波長域に極大吸収を有するために好ましい。
<k、k及びk
 一般式(IV)のk、k及びkは、一般式(III)のm、m及びmとそれぞれ同義であり、好ましい例もそれぞれ同義である。
 Ar23の具体例として以下の構造が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
 式(II)で表されるジスアゾ色素2の遊離酸型の具体例としては、例えば、以下に記載の色素が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
<ジスアゾ色素1及び2の組み合わせ>
 本発明の異方性色素膜用組成物に用いられる、一般式(I)で表されるジスアゾ色素1と一般式(II)で表されるジスアゾ色素2の組み合わせは、特に限定されない。
 これらの中でも、一般式(I)のAr11及び一般式(II)のAr21が、同一の置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基であることが好ましい。同一の基であることで、一般式(I)で表されるジスアゾ色素1と一般式(II)で表されるジスアゾ色素2同士が好ましい会合状態を形成し、異方性色素膜を形成した場合に高い二色比を示す傾向がある。なお、同一の芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基とは、Ar11及びAr21が、同一であればよく、有していてもよい置換基は異なっていてもよい。
<ジスアゾ色素1とジスアゾ色素2の質量分率>
 本発明の異方性色素膜用組成物中の一般式(I)で表されるジスアゾ色素1の質量(M1)と一般式(II)で表されるジスアゾ色素2の質量(M2)の比(M2/M1)は特に限定されないが、0.003以上であることが好ましく、0.01以上が更に好ましく、0.03以上が特に好ましい。また、1未満であることが好ましく、0.75以下であることが更に好ましく、0.5以下であることが特に好ましい。質量比が上記の範囲にあることで、無彩色に近い色調を示す異方性色素膜を得やすい傾向となる。また、この質量比の範囲にあることによって、ジスアゾ色素1とジスアゾ色素2が一つの会合体を形成しやすい傾向となる。さらに、ジスアゾ色素1とジスアゾ色素2が一つの会合体を形成できない場合にも、それぞれの会合体形成を阻害しないため好ましい。
<ジスアゾ色素1及び2の合成>
 一般式(I)で表されるジスアゾ色素1と一般式(II)で表されるジスアゾ色素2は、それ自体周知の方法に準じて製造することができる。例えば、日本特開2008-81700号公報、日本特開2007-126628号公報等に記載の方法等で製造できる。
 本発明のジスアゾ色素1及び2は、遊離酸型のまま使用してもよく、酸基の一部が塩型を形成しているものでもよい。また、塩型の色素と遊離酸型の色素は混在していてもよい。さらに、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もよい。塩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、色素を遊離酸型で酸析せしめた後、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、色素を遊離酸型で酸析せしめた後、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、本発明のジスアゾ色素1及び2において、酸性基が遊離酸型をとるか、塩型を取るかは、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、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種類に限らず、複数種混在していてもよい。
<異方性色素膜の形成方法>
 本発明の異方性色素膜は、前述した湿式成膜法により作製することが好ましい。
 湿式成膜法において、異方性色素膜用組成物を基板上に付与し成膜する過程、外場を与えて配向させる過程、溶剤を乾燥させる過程は、逐次行ってもよいし、同時に行ってもよい。
 湿式成膜法における異方性色素膜用組成物の基板上への付与する方法としては、例えば、塗布法、ディップコート法、LB膜形成法、公知の印刷法等が挙げられる。また、このようにして得た異方性色素膜を別の基板に転写する方法もある。これらの中でも、本発明は塗布法を用いることが好ましい。
 異方性色素膜の配向方向は、通常、塗布方向と一致するが、塗布方向と異なっていてもよい。なお、本実施の形態において異方性色素膜の配向方向とは、例えば、異方性色素膜であれば、偏光の透過軸又は吸収軸であり、位相差膜であれば、進相軸又は遅相軸のことである。
 本実施の形態における異方性色素膜は、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又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等の各種異方性膜として機能化が可能である。
 異方性色素膜用組成物を塗布し、異方性色素膜を得る方法としては、特に限定されないが、例えば、原崎勇次著「コーティング工学」(朝倉書店、1971年3月20日発行)の253~277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」(シーエムシー出版、1998年3月3日発行)の118~149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色素膜が得られるため好適である。
 本発明の異方性色素膜形成に使用される基板として、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、ウレタン系のフィルム等が挙げられる。
 また、この基板表面には、色素の配向方向を制御するために、「液晶便覧」(丸善、平成12年10月30日発行)の226~239頁等に記載の公知の方法により、配向処理層(配向膜)を施していてもよい。
 配向処理層を設けた場合、配向処理層の配向処理の影響と塗布時に異方性色素膜用組成物にかかるせん断力によって色素が配向すると考えられる。
 異方性色素膜用組成物を連続的に塗布する際の、異方性色素膜用組成物の供給方法、供給間隔は特に限定されない。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、異方性色素膜の膜厚が薄い時には、特に連続的に異方性色素膜用組成物を供給しながら塗布することが望ましい。
 異方性色素膜用組成物を塗布する速度としては、通常1mm/秒以上であり、好ましくは5mm/秒以上である。また、通常1000mm/秒以下であり、好ましくは200mm/秒以下である。塗布速度が過度に小さいと、異方性色素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、異方性色素膜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、異方性色素膜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。
 異方性色素膜の膜厚は、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。異方性色素膜の膜厚が適当な範囲にあることで、膜内で色素の均一な配向及び均一な膜厚を得られる傾向にある。
 異方性色素膜には、不溶化処理を行ってもよい。不溶化とは、異方性色素膜中の化合物の溶解性を低下させることにより、該化合物の異方性色素膜からの溶出を制御し、膜の安定性を高める処理工程を意味する。
 具体的には、例えば、少ない価数のイオンを、それより大きい価数のイオンに置き換える(例えば、1価のイオンを多価のイオンに置き換える)処理や、イオン基を複数有する有機分子やポリマーに置き換える処理が挙げられる。このような処理方法としては、例えば、細田豊著「理論製造 染色化学」(技報堂、1957年)435~437頁等に記載されている処理工程等の公知の方法を用いることができる。
 これらの中でも、得られた異方性色素膜を、日本特開2007-241267号公報等に記載の方法で処理し、水に対して不溶性の異方性色素膜とすることが、後工程の容易さ、及び耐久性等の点から好ましい。
 本発明の異方性色素膜を偏光素子として使う場合は、異方性色素膜の配向特性は二色比を用いて表すことができる。二色比は8以上あれば偏光素子として機能するが、好ましくは20以上であり、30以上がさらに好ましい。また、二色比は高いほど好ましく、上限はない。二色比が特定値以上であることで、下記する光学素子、特に偏光素子として有用である。
 本発明で言う二色比(D)とは、異方性色素が一様に配向している場合、以下の式で表される。
 D=Az/Ay
 ここで、Azは異方性色素膜に入射した光の偏光方向が異方性色素の配向方向に平行な場合に観測される吸光度であり、Ayはその偏光方向が垂直な場合に観測される吸光度である。それぞれの吸光度は同じ波長のものを用いれば特に制限なく、目的によっていずれの波長を選択してもよいが、異方性色素膜の配向の度合を表す場合は、異方性色素膜の極大吸収波長における値を用いることが好ましい。
 また、本発明の異方性色素膜の可視光波長域における透過率は、好ましくは25%以上である。35%以上が更に好ましく、40%以上が特に好ましい。また、透過率の上限は用途に応じた上限であればよい。例えば、偏光度を高くする場合には、50%以下であることが好ましい。透過率が特定範囲であることで、下記の光学素子として有用であり、特にカラー表示に用いる液晶ディスプレイ用の光学素子として有用である。
<光学素子>
 本発明において、光学素子は、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素子、位相差素子、屈折異方性や伝導異方性等の機能を有する素子を表す。これらの機能は、異方性色素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、適宜調整することができる。本発明では、偏光素子として用いることが最も好ましい。
<偏光素子>
 本発明において、偏光素子は、異方性色素膜を有するものであれば、他の如何なる膜(層)を有するものであってもよい。例えば、基板上に配向膜を設け、該配向膜の表面に、異方性色素膜を形成することにより製造することができる。
 本発明における偏光素子は、異方性色素膜以外に必要に応じて、オーバーコート層、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等の光学機能をもつ層等、様々な機能をもつ層を塗布や貼合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、日本特開平2-59703号公報、日本特開平4-230704号公報等に記載の延伸処理を施したり、日本特開平7-230007号公報等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、日本特開2002-169025号公報や日本特開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等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等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。
 本実施の形態における異方性色素膜を、LCDやOLED等の各種の表示素子に異方性色素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等の表面に、直接異方性色素膜を形成したり、異方性色素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。
 本発明の光学素子は、基板上に塗布等により異方性色素膜を形成することで、偏光素子を得ることができるという点から、フレキシブルディスプレイ等の用途にも好適に使用することができる。
 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、以下の記載において、「部」は「質量部」を示す。
[色素の合成方法]
 式(I-1)で表されるジスアゾ色素は、特開2010-122670号公報に記載の方法で合成した。具体的には、4-アミノベンゾニトリルをジアゾ化した後、8-アミノ-2-ナフタレンスルホン酸とカップリング反応を行い、モノアゾ化合物を得た。得られたモノアゾ化合物を定法によりジアゾ化し、7-アミノ-1-ナフトール-3,6-ジスルホン酸とカップリング反応を行い、塩化ナトリウムで塩析した。塩型で得られたアゾ化合物の水溶液を、強酸性イオン交換樹脂で処理して遊離酸の形とした後、水酸化リチウムで中和、濃縮乾燥することで式(I-1)で表されるジスアゾ色素を得た。
 式(I-2)、(I-3)、(I-4)、(I-5)、(I-6)、(II-13)及び(II-14)で表されるジスアゾ色素も同様の方法で合成した。
 式(II-4)で表されるジスアゾ色素は、細田豊著「理論製造 染料化学」(昭和32年11月25日、技報堂発行)に記載の方法を参考にして定法で合成した。具体的には、4-アミノベンゾニトリルをジアゾ化した後、N-スルホメチルアニリンとカップリング反応を行い、さらにスルホメチル基をアルカリ処理で除去せしめ、モノアゾ化合物を得た。得られたモノアゾ化合物を定法によりジアゾ化した後、1-ナフトール-3,6-ジスルホン酸とカップリング反応を行い、塩化ナトリウムで塩析した。塩型で得られたアゾ化合物の水溶液を、強酸性イオン交換樹脂で処理して遊離酸の形とした後、水酸化リチウムで中和、濃縮乾燥することで、式(II-4)で表されるジスアゾ色素を得た。
 下記式(II-1)、(II-2)、(II-3)、(II-5)、(II-6)、(II-7)、(II-8)及び(II-9)で表されるジスアゾ色素も同様の方法で合成した。
 下記式(II-10)、(II-11)及び(II-12)で表されるモノアゾ色素は、対応する芳香族アミンをジアゾ化した後、対応するカップラーとカップリング反応を行い、塩析で得られたモノアゾ化合物の水溶液を強酸性イオン交換樹脂で処理して遊離酸の形とした後、水酸化リチウムで中和、濃縮乾燥することで得た。
[色素の極大吸収波長の測定方法]
 実施例で用いた色素の10質量ppm水溶液を調製し、10mm角石英セルを用いて分光光度計 (HITACHI U-4100) により10質量ppm水溶液の吸光度を測定した。 得られた吸光度スペクトルについて、400~780nmの領域における最大値を極大吸収波長(λmax)  とした。
 実施例で用いた色素(I-1)~(I~6)、及び(II~1)~(II~14)の極大吸収波長を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000034
[色素のリオトロピック液晶性の確認方法]
 実施例で用いた色素がリオトロピック液晶性を発現するかは、色素の20質量%水溶液を作製し、スライドガラス上にこの水溶液を一滴垂らし、カバーガラスで覆った試料を偏光顕微鏡にて観察して、液晶相が発現しているか確認することで行った。20質量%水溶液でリオトロピック液晶性が発現しなかった色素については、同様の方法で30質量%水溶液でのリオトロピック液晶性の発現を確認した。リオトロピック液晶性を発現したものを○、しなかったものを×とした。結果を表2に示す。
 なお、表2中、「-」は 20質量%水溶液でリオトロピック液晶性を発現したため、30質量%水溶液でのリオトロピック液晶性の発現は確認していないことを表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000035
 [異方的な分子集合体の確認方法]
 20質量%水溶液でリオトロピック液晶性が発現しなかった色素(II-3)については、下記の方法で異方的な分子集合体であるか確認した。 
 色素(II-3)の10質量%水溶液を作製し、スライドガラス二枚の間に前記10質量%水溶液を充填後、上下のスライドガラスを左右逆方向にスライドさせることで、10質量%水溶液にせん断応力を与えた。その後、上記試料を偏光顕微鏡にてオープンニコルで観察すると、剪断力を加えた方向と剪断力を加えた方向に対して垂直方向で明暗が反転した。このことから、色素(II-3)は水溶液中で異方的な分子集合体をとっており、それら集合体が剪断力により一軸方向に配向することが示された。
 [異方性色素膜の吸収軸方向の偏光に対する透過率及び二色比の測定方法]
 実施例及び比較例において、異方性色素膜の吸収軸方向の偏光に対する透過率及び二色比は、グラムトムソン偏光子を備える分光光度計(大塚電子社製、製品名「RETS-100」)を用いて測定した。
 まず、異方性色素膜に直線偏光の測定光を入射し、異方性色素膜の吸収軸方向の偏光に対する透過率、及び偏光軸方向の偏光に対する透過率を測定した後、次式により二色比を計算した。
    二色比( D ) = A z / A y
    A z = - l o g ( T z )
    A y = - l o g ( T y )
  T z : 異方性色素膜の吸収軸方向の偏光に対する透過率
  T y : 異方性色素膜の偏光軸方向の偏光に対する透過率
[実施例1]
 水79部に、下記式(I-1)で表されるジスアゾ色素のリチウム塩18部と、下記式(II-1)で表されるジスアゾ色素のリチウム塩3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1を得た。この異方性色素膜用組成物1について、前述した方法で、リオトロピック液晶性の確認を行い、リオトロピック液晶性の発現を確認した。
 一方、基板としてポリイミドの配向膜 (LX1400、日立化成デュポンマイクロシステムズ社製)が形成されたガラス基板(150mm×150mm、厚さ1.1mm、膜厚約800Åのポリイミドに、あらかじ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1をギャップ2μmのアプリケーター (堀田製作所社製) で塗布した後、自然乾燥することにより異方性色素膜1を得た。
 得られた異方性色素膜1について、515nmにおける吸収軸方向の偏光に対する透過率(Tz)と二色比(D)を測定した。その結果を表3に示す。
[実施例2~4]
 実施例1の色素(II-1)のリチウム塩を色素(II-2)のリチウム塩に変更し、色素(I-1)のリチウム塩、色素(II-2)のリチウム塩及び水の組成比を表3に示す組成にして、実施例1と同様の方法で異方性色素膜用組成物2~4をそれぞれ作製した。これらの異方性色素膜用組成物2~4について、前述した方法で、リオトロピック液晶性の確認を行い、リオトロピック液晶性の発現を確認した。この異方性色素膜用組成物2~4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2~4をそれぞれ得た。
 得られた異方性色素膜2~4について、515nmにおける吸収軸方向の偏光に対する透過率(Tz)と二色比(D)を測定した。その結果を表3に示す。
[比較例1]
 水80部に、下記式(I-1)で表されるジスアゾ色素のリチウム塩20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5を得た。この異方性色素膜用組成物5について、前述した方法で、リオトロピック液晶性の確認を行い、リオトロピック液晶性の発現を確認した。この異方性色素膜用組成物5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5を得た。
 得られた異方性色素膜について、吸収軸方向の偏光に対する透過率(Tz)を測定したところ、その透過率が450-550nmで極大値になる波長、すなわち吸光度が極小値になる波長(λmin)は、515nmであった。また、その波長における二色比(D)を測定した。その結果を表3に示す。
[比較例2]
 水78部に、下記式(I-1)で表されるジスアゾ色素のリチウム塩20部と、下記式(II-14)で表されるジスアゾ色素のリチウム塩2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6を得た。この異方性色素膜用組成物6について、前述した方法で、リオトロピック液晶性の確認を行い、リオトロピック液晶性の発現を確認した。この異方性色素膜用組成物6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6を得た。
 得られた異方性色素膜6について、515nmにおける吸収軸方向の偏光に対する透過率(Tz)と二色比(D)を測定した。その結果を表3に示す。
[比較例3]
 水78部に、下記式(I-1)で表されるジスアゾ色素のリチウム塩13.2部と、下記式(II-14)で表されるジスアゾ色素のリチウム塩8.8部を加えたこと以外は、比較例2と同様の方法で異方性色素膜用組成物7を作製した。これらの異方性色素膜用組成物7について、前述した方法で、リオトロピック液晶性の確認を行い、リオトロピック液晶性の発現を確認した。この異方性色素膜用組成物7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7を得た。
 得られた異方性色素膜7について、515nmにおける吸収軸方向の偏光に対する透過率(Tz)と二色比(D)を測定した。その結果を表3に示す。
 色素(I-1)を用いた異方性色素膜は、比較例1で示したように515nmにおいて、吸収軸方向の偏光に対する透過率(Tz)が十分に小さくない。従って、この波長における光が透過する、いわゆる光漏れを生じる。例えば、この異方性色素膜をディスプレイ用の偏光素子として用いた場合、黒表示時に光漏れが生じ、無彩色にならない。一方、実施例1~4に示したように、色素(I-1)と色素(II-1)又は色素(II-2)を混合した異方性色素膜用組成物1~4を用いた場合には、515nmにおける吸収軸方向の偏光に対する透過率(Tz)が小さい、すなわち光漏れを生じない。また、二色比(D)は十分高いため、偏光膜として充分機能しうることが示された。
 また、比較例2及び3に示したように、極大吸収波長の差が2である色素(I-1)と色素(II-14)を混合した異方性色素膜用組成物6又は7を用いた場合は、515nmにおける吸収軸方向の偏光に対する透過率(Tz)は十分に小さくならず、光漏れは解消しない。また、二色比(D)も比較例1以下であり、偏光素子としての機能の改善もできない。
[実施例5]
 水77 部に、下記式(I-2)で表されるジスアゾ色素のリチウム塩20部と、下記式(II-2)で表されるジスアゾ色素のリチウム塩2部と、下記式(VIII)で表される化合物1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8を得た。この異方性色素膜用組成物8について、前述した方法で、リオトロピック液晶性の確認を行い、リオトロピック液晶性の発現を確認した。この異方性色素膜用組成物8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8を得た。
 得られた異方性色素膜8について、520nmにおける吸収軸方向の偏光に対する透過率(Tz)と二色比(D)を測定した。その結果を表3に示す。
[実施例6~12]
 実施例5の色素(II-2)のリチウム塩を表3のアゾ色素2の欄に示した色素のリチウム塩に変更し、色素(I-2)のリチウム塩、表3のアゾ色素2の欄に示した色素のリチウム塩、下記式(VIII)及び水の組成比を表3に示す組成にして、実施例5と同様の方法で、異方性色素膜用組成物9~15をそれぞれ作製した。これらの異方性色素膜用組成物8~15について、前述した方法で、リオトロピック液晶性の確認を行い、リオトロピック液晶性の発現を確認した。この異方性色素膜用組成物9~15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9~15をそれぞれ得た。
 得られた異方性色素膜9~15について、520nmにおける吸収軸方向の偏光に対する透過率(Tz)と二色比(D)を測定した。その結果を表3に示す。
[比較例4~6]
 実施例5の色素(II-2)のリチウム塩を加えない、又は、表3のアゾ色素2の欄に示した色素のリチウム塩に変更し、色素(I-2)のリチウム塩、表3のアゾ色素2の欄に示した色素のリチウム塩、下記式(VIII)及び水の組成比を表3に示す組成にして、実施例5と同様の方法で、異方性色素膜用組成物16~18をそれぞれ作製した。これらの異方性色素膜用組成物16~18について、前述した方法で、リオトロピック液晶性の確認を行い、リオトロピック液晶性の発現を確認した。この異方性色素膜用組成物16~18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16~18をそれぞれ得た。 
 得られた異方性色素膜16について、吸収軸方向の偏光に対する透過率(Tz)を測定したところ、その透過率が450-550nmで極大値になる波長、すなわち吸光度が極小値になる波長(λmin)は、520nmであった。また、その波長における二色比(D)を測定した。その結果を表3に示す。
 また、得られた異方性色素膜17及び18について、520nmにおける吸収軸方向の偏光に対する透過率(Tz)と二色比(D)を測定した。その結果を表3に示す。
 色素(I-2)を用いた異方性色素膜は、比較例4で示したように520nmにおいて、吸収軸方向の偏光に対する透過率(Tz)が十分に小さくない。従って、この波長における光が透過する、いわゆる光漏れを生じる。例えば、この異方性色素膜をディスプレイ用の偏光素子として用いた場合、黒表示時に光漏れが生じ、無彩色にならない。
 一方、実施例5~12に示したように、色素(I-2)と表3のアゾ色素2の欄に示した色素を混合した異方性色素膜用組成物8~15を用いた場合には、520nmにおける吸収軸方向の偏光に対する透過率(Tz)が小さい、すなわち光漏れを生じない。また、二色比(D)は十分高いため、偏光膜として充分機能しうる。
 さらに、比較例5又は6に示したようにモノアゾ色素である色素(II-10)又は(II-11)を用いた場合には、520nmにおける吸収軸方向の偏光に対する透過率(Tz)は十分に小さくならず、光漏れは解消しない。また、二色比(D)も比較例4と同等かそれ以下で、偏光素子としての機能の改善もできない。
[実施例13]
 水78部に、下記式(I-3)で表されるジスアゾ色素のリチウム塩20部と、下記式(II-3)で表されるジスアゾ色素のリチウム塩2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19を得た。この異方性色素膜用組成物19について、前述した方法で、リオトロピック液晶性の確認を行い、リオトロピック液晶性の発現を確認した。
 一方、基板としてポリイミドの配向膜 (LX1400、日立化成デュポンマイクロシステムズ社製)が形成されたガラス基板(150mm×150mm、厚さ1.1mm、膜厚約800Å のポリイミドに、あらかじ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19をギャップ4μmのアプリケーター (堀田製作所社製) で塗布した後、自然乾燥することにより異方性色素膜19を得た。得られた異方性色素膜19について、515nmにおける吸収軸方向の偏光に対する透過率(Tz)と二色比(D)を測定した。その結果を表3に示す。
[実施例14及び15]
 実施例13の色素(II-3)のリチウム塩を、表3のアゾ色素2の欄に示した色素のリチウム塩に変更し、色素(I-3)のリチウム塩、表3のアゾ色素2の欄に示した色素のリチウム塩及び水の組成比を表3に示す組成にして、実施例13と同様の方法で、異方性色素膜用組成物20及び21をそれぞれ作製した。これらの異方性色素膜用組成物20及び21について、前述した方法で、リオトロピック液晶性の確認を行い、リオトロピック液晶性の発現を確認した。この異方性色素膜用組成物20及び21を、実施例13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20及び21を得た。
 得られた異方性色素膜20及び21について、515nmにおける吸収軸方向の偏光に対する透過率(Tz)と二色比(D)を測定した。その結果を表3に示す。
[比較例7]
 水80部に、下記式(I-3)で表されるジスアゾ色素のリチウム塩20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22を得た。この異方性色素膜用組成物22について、前述した方法で、リオトロピック液晶性の確認を行い、リオトロピック液晶性の発現を確認した。この異方性色素膜用組成物22を、実施例13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22を得た。
 得られた異方性色素膜について、吸収軸方向の偏光に対する透過率(Tz)を測定したところ、その透過率が450-550nmで極大値になる波長、すなわち吸光度が極小値になる波長(λmin)は、515nmであった。また、その波長における二色比(D)を測定した。その結果を表3に示す。
[比較例8]
 水80部に、下記式(I-3)で表されるジスアゾ色素のリチウム塩18部と、下記式(II-12)で表されるモノアゾ色素のリチウム塩2部を加え、撹拌して溶解させた水溶液23について、前述した方法で、リオトロピック液晶性の確認を行ったところ、リオトロピック液晶性の発現はなかった。この水溶液23を水65部まで濃縮し、リオトロピック液晶性の確認を行ったところ、リオトロピック液晶性とリオトロピック液晶性でない等方相が混在した。さらに、この水溶液を水54部まで濃縮し、リオトロピック液晶性の確認を行ったところ、リオトロピック液晶性の発現はあったが、水溶液はゲル化し、塗布することができなかった。
 色素(I-3)を用いた異方性色素膜は、比較例7で示したように515nmにおいて、吸収軸方向の偏光に対する透過率(Tz)が十分に小さくない。従って、この波長における光が透過する、いわゆる光漏れを生じる。例えば、この異方性色素膜をディスプレイ用の偏光素子として用いた場合、黒表示時に光漏れが生じ、無彩色にならない。一方、実施例13~15に示したように、色素(I-3)と表3のアゾ色素2の欄に示した色素を混合した異方性色素膜用組成物19~21を用いた場合には、515nmにおける吸収軸方向の偏光に対する透過率(Tz)が小さい、すなわち光漏れを生じない。また、二色比(D)は十分高いため、偏光膜として充分機能しうる。
[実施例16]
 水68部に、下記式(I-4)で表されるジスアゾ色素のリチウム塩29.1部と、下記式(II-3)で表されるジスアゾ色素のリチウム塩2.9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24を得た。この異方性色素膜用組成物24について、前述した方法で、リオトロピック液晶性の確認を行い、リオトロピック液晶性の発現を確認した。
 この異方性色素膜用組成物24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24を得た。
 得られた異方性色素膜24について、535nmにおける吸収軸方向の偏光に対する透過率(Tz)と二色比(D)を測定した。その結果を表3に示す。
[比較例9]
 水82部に、下記式(I-4)で表わされるジスアゾ色素のリチウム塩18.0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25を得た。この異方性色素膜用組成物25について、前述した方法で、リオトロピック液晶性の確認を行い、リオトロピック液晶性の発現を確認した。この異方性色素膜用組成物25を、実施例13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25を得た。
 得られた異方性色素膜について、吸収軸方向の偏光に対する透過率(Tz)を測定したところ、その透過率が450-550nmで極大値になる波長、すなわち吸光度が極小値になる波長(λmin)は、535nmであった。また、その波長における二色比(D)を測定した。その結果を表3に示す。
[比較例10]
 水82部に、下記式(I-4)で表わされるジスアゾ色素のリチウム塩9.0部と、下記式(II-13)で表わされるジスアゾ色素のリチウム塩9.0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26を得た。前述した方法で、リオトロピック液晶性の確認を行い、リオトロピック液晶性の発現を確認した。
 一方、基板としてポリイミドの配向膜 (LX1400、日立化成デュポンマイクロシステムズ社製)が形成されたガラス基板(150mm×150mm、厚さ1.1mm、膜厚約800Åのポリイミドに、あらかじ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26をギャップ10μmのアプリケーター (堀田製作所社製) で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜26を得た。
 得られた異方性色素膜26について、535nmにおける吸収軸方向の偏光に対する透過率(Tz)と二色比(D)を測定した。その結果を表3に示す。
[実施例17]
 水87.9部に、下記式(I-5)で表わされるジスアゾ色素のリチウム塩11部と、下記式(II-3)で表わされるジスアゾ色素のリチウム塩1.1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27を得た。この異方性色素膜用組成物27について、前述した方法で、リオトロピック液晶性の確認を行い、リオトロピック液晶性の発現を確認した。
 この異方性色素膜用組成物27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27を得た。
 得られた異方性色素膜27について、525nmにおける吸収軸方向の偏光に対する透過率(Tz)と二色比(D)を測定した。その結果を表3に示す。
[比較例11]
 水89.0部に、下記式(I-5)で表わされるジスアゾ色素のリチウム塩11.0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28を得た。この異方性色素膜用組成物28について、前述した方法で、リオトロピック液晶性の確認を行い、リオトロピック液晶性の発現を確認した。この異方性色素膜用組成物28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28を得た。
 得られた異方性色素膜について、吸収軸方向の偏光に対する透過率(Tz)を測定したところ、その透過率が450-550nmで極大値になる波長、すなわち吸光度が極小値になる波長(λmin)は、525nmであった。また、その波長における二色比(D)を測定した。その結果を表3に示す。
[実施例18]
 水80.2部に、下記式(I-6)で表わされるジスアゾ色素のリチウム塩18部と、下記式(II-3)で表わされるジスアゾ色素のリチウム塩1.8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29を得た。この異方性色素膜用組成物29について、前述した方法で、リオトロピック液晶性の確認を行い、リオトロピック液晶性の発現を確認した。
 一方、基板としてポリイミドの配向膜 (LX1400、日立化成デュポンマイクロシステムズ社製)が形成されたガラス基板(150mm×150mm、厚さ1.1mm、膜厚約800Åのポリイミドに、あらかじ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29をギャップ1μmのアプリケーター (堀田製作所社製) で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜29を得た。
 得られた異方性色素膜29について、525nmにおける吸収軸方向の偏光に対する透過率(Tz)と二色比(D)を測定した。その結果を表3に示す。
[比較例12]
 水82.0部に、下記式(I-6)で表わされるジスアゾ色素のリチウム塩18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30を得た。この異方性色素膜用組成物30について、前述した方法で、リオトロピック液晶性の確認を行い、リオトロピック液晶性の発現を確認した。この異方性色素膜用組成物30を、実施例18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28を得た。
 得られた異方性色素膜について、吸収軸方向の偏光に対する透過率(Tz)を測定したところ、その透過率が450-550nmで極大値になる波長、すなわち吸光度が極小値になる波長(λmin)は、525nmであった。また、その波長における二色比(D)を測定した。その結果を表3に示す。
 以上のように、実施例1~ 18の異方性色素膜は、比較例1~12の異方性色素膜に比べて、450~550nmの視感度が高い領域でも吸収軸方向の偏光に対する透過率が小さく、高い二色比(光吸収異方性)を有することが示された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000039
 本発明の異方性色素膜は、高透過率で高い二色性を示し、全可視光領域にわたって理想的な無彩色に近い色調であるなどの特性を有し、この異方性色素膜を用いた偏光素子は、色再現性などが求められる調光素子、液晶素子、有機エレクトロルミネッセンス素子等の表示素子として利用可能である。
 なお、2013年12月13日に出願された日本特許出願2013-258369号の明細書、特許請求の範囲、及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。

Claims (7)

  1.  少なくとも2種のジスアゾ色素及び溶媒を含む、湿式成膜法に用いられる異方性色素膜用組成物であって、
    該ジスアゾ色素は、遊離酸型が、一般式(I)で表されるジスアゾ色素1及び一般式(II)で表されるジスアゾ色素2であり、
    ジスアゾ色素1の10質量ppmの水溶液は、550nm~640nmの波長域に極大吸収を有し、
    ジスアゾ色素2の10質量ppmの水溶液は、ジスアゾ色素1の10質量ppmの水溶液が有する極大吸収波長より10nm~100nm短い波長域に極大吸収を有し、
    異方性色素膜用組成物中のジスアゾ色素1及び2の濃度が、3質量%以上、40質量%以下であることを特徴とする異方性色素膜用組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    [Ar11及びAr12は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表し、
    及びR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、置換基を有していてもよいフェニル基、又は置換基を有していてもよいアシル基を表し、
    は、0~2の整数を表し、
    は、0又は1を表し、
    は、0~2の整数を表す。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    [Ar21は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表し、
    Ar23は、下記一般式(III)又は(IV)を表し、
    20は、1価の基を表し、
    は、0~4の整数を表す。
    なお、一般式(I)で表されるジスアゾ色素1及び一般式(II)で表されるジスアゾ色素2は同一ではない。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    [R及びR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、置換基を有していてもよいフェニル基又は置換基を有していてもよいアシル基を表し、
    10は、水素原子又は置換基を有していてもよいアルキル基を表し、
    は、0~2の整数を表し、
    は、0又は1を表し、
    は、0~2の整数を表し、
    は、0又は1を表す。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    [R及びR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、置換基を有していてもよいフェニル基、又は置換基を有していてもよいアシル基を表し、
    は、0~2の整数を表し、
    は、0又は1を表し、
    は、0~2の整数を表す。]
  2.  前記異方性色素膜用組成物が異方的な分子集合体を形成しているものである、請求項1に記載の異方性色素膜用組成物。
  3.  前記異方性色素膜用組成物中のアゾ色素1に対するアゾ色素2の質量比が、0.03以上、0.5以下である、請求項1又は2に記載の異方性色素膜用組成物。
  4.  請求項1~3の何れか1項に記載の異方性色素膜用組成物を用いて作製された異方性色素膜。
  5.  請求項4に記載の異方性色素膜を含む、光学素子。
  6.  少なくとも2種のジスアゾ色素を含み、湿式成膜法により作製される異方性色素膜であって、
    該ジスアゾ色素は、遊離酸型が、一般式(I)で表されるジスアゾ色素1及び一般式(II)で表されるジスアゾ色素2であり、
    ジスアゾ色素1の10質量ppmの水溶液は、550nm~640nmの波長域に極大吸収を有し、
    ジスアゾ色素2の10質量ppmの水溶液は、ジスアゾ色素1の10質量ppmの水溶液が有する極大吸収波長より10nm~100nm短い波長域に極大吸収を有することを特徴とする、異方性色素膜。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    [Ar11及びAr12は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表し、
    及びR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、置換基を有していてもよいフェニル基、又は置換基を有していてもよいアシル基を表し、
    は、0~2の整数を表し、
    は、0又は1を表し、
    は、0~2の整数を表す。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
    [Ar21は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表し、
    Ar23は、下記一般式(III)又は(IV)を表し、
    20は、1価の基を表し、
    は、0~4の整数を表す。
    なお、一般式(I)で表されるジスアゾ色素1、及び一般式(II)で表されるジスアゾ色素2は同一ではない。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
    [R及びR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、置換基を有していてもよいフェニル基、又は置換基を有していてもよいアシル基を表し、
    は、0~2の整数を表し、
    は、0又は1を表し、
    は、0~2の整数を表す。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
    [R及びR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、置換基を有していてもよいフェニル基、又は置換基を有していてもよいアシル基を表し、
    は、0~2の整数を表し、
    は、0又は1を表し、
    は、0~2の整数を表す。]
  7.  請求項6に記載の異方性色素膜を含む光学素子。
PCT/JP2014/082872 2013-12-13 2014-12-11 異方性色素膜用組成物、異方性色素膜及び光学素子 WO2015087978A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015552516A JP6604203B2 (ja) 2013-12-13 2014-12-11 異方性色素膜用組成物、異方性色素膜及び光学素子
KR1020167014011A KR102170099B1 (ko) 2013-12-13 2014-12-11 이방성 색소막용 조성물, 이방성 색소막 및 광학 소자

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013258369 2013-12-13
JP2013-258369 2013-12-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015087978A1 true WO2015087978A1 (ja) 2015-06-18

Family

ID=53371277

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/082872 WO2015087978A1 (ja) 2013-12-13 2014-12-11 異方性色素膜用組成物、異方性色素膜及び光学素子

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6604203B2 (ja)
KR (1) KR102170099B1 (ja)
TW (1) TWI640580B (ja)
WO (1) WO2015087978A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018184573A (ja) * 2017-04-27 2018-11-22 三菱ケミカル株式会社 異方性膜用アゾ化合物、該化合物を含む異方性膜用組成物及び異方性膜
WO2023276668A1 (ja) * 2021-06-30 2023-01-05 住友化学株式会社 化合物、組成物、膜、積層体および表示装置
WO2023276667A1 (ja) * 2021-06-30 2023-01-05 住友化学株式会社 化合物、組成物、膜、積層体および表示装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01313568A (ja) * 1988-06-14 1989-12-19 Nippon Kayaku Co Ltd 水溶性アゾ染料及びこれを含有する偏光膜
JP2003215338A (ja) * 2002-01-22 2003-07-30 Nippon Kayaku Co Ltd 染料系偏光膜及び偏光板
JP2010026024A (ja) * 2008-07-16 2010-02-04 Mitsubishi Chemicals Corp 異方性膜用組成物、異方性膜、偏光素子及びアゾ化合物
JP2012177122A (ja) * 2005-04-04 2012-09-13 Mitsubishi Chemicals Corp アゾ色素

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2047643C1 (ru) 1993-05-21 1995-11-10 Хан Ир Гвон Материал для поляризующих покрытий
US20050286128A1 (en) * 2004-06-24 2005-12-29 Optiva, Inc. Biaxial crystal filter for viewing devices
JP5200325B2 (ja) 2005-04-04 2013-06-05 三菱化学株式会社 湿式成膜法により形成された異方性色素膜及び偏光素子
JP5168878B2 (ja) 2006-10-20 2013-03-27 三菱化学株式会社 異方性色素膜用組成物、異方性色素膜および偏光素子
US9442220B2 (en) * 2010-08-30 2016-09-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Composition for polarizing film, polarizing film, method of manufacturing the same, and liquid crystal display provided with the polarizing film
JP2012194357A (ja) 2011-03-16 2012-10-11 Nitto Denko Corp 偏光フィルム、コーティング液、及び画像表示装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01313568A (ja) * 1988-06-14 1989-12-19 Nippon Kayaku Co Ltd 水溶性アゾ染料及びこれを含有する偏光膜
JP2003215338A (ja) * 2002-01-22 2003-07-30 Nippon Kayaku Co Ltd 染料系偏光膜及び偏光板
JP2012177122A (ja) * 2005-04-04 2012-09-13 Mitsubishi Chemicals Corp アゾ色素
JP2010026024A (ja) * 2008-07-16 2010-02-04 Mitsubishi Chemicals Corp 異方性膜用組成物、異方性膜、偏光素子及びアゾ化合物

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018184573A (ja) * 2017-04-27 2018-11-22 三菱ケミカル株式会社 異方性膜用アゾ化合物、該化合物を含む異方性膜用組成物及び異方性膜
WO2023276668A1 (ja) * 2021-06-30 2023-01-05 住友化学株式会社 化合物、組成物、膜、積層体および表示装置
WO2023276667A1 (ja) * 2021-06-30 2023-01-05 住友化学株式会社 化合物、組成物、膜、積層体および表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
TW201529752A (zh) 2015-08-01
KR20160099544A (ko) 2016-08-22
JP6604203B2 (ja) 2019-11-13
JPWO2015087978A1 (ja) 2017-03-16
TWI640580B (zh) 2018-11-11
KR102170099B1 (ko) 2020-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6036787B2 (ja) 異方性膜用アゾ化合物、該化合物を含有する組成物、異方性膜及び偏光素子
JP5422864B2 (ja) トリスアゾ色素、該色素を含む異方性色素膜用組成物、異方性色素膜及び偏光素子
JP4876549B2 (ja) アゾ色素、これを用いた異方性色素膜用組成物、異方性色素膜および偏光素子
JP2010026024A (ja) 異方性膜用組成物、異方性膜、偏光素子及びアゾ化合物
JP5168878B2 (ja) 異方性色素膜用組成物、異方性色素膜および偏光素子
JP4784417B2 (ja) 異方性色素膜用組成物、異方性色素膜及び偏光素子
JP4736823B2 (ja) 異方性色素膜用組成物、異方性色素膜、偏光素子及び異方性色素膜用色素
JP6604203B2 (ja) 異方性色素膜用組成物、異方性色素膜及び光学素子
JP2006079030A (ja) 異方性色素膜用色素、異方性色素膜用色素組成物、異方性色素膜および偏光素子
JP2007291246A (ja) アゾ色素、該色素を含有する異方性色素膜用組成物、異方性色素膜及び偏光素子
JP2006047966A (ja) 異方性色素膜用色素、異方性色素膜用色素組成物、異方性色素膜及び偏光素子
JP2007302807A (ja) 異方性色素膜用アゾ色素、該アゾ色素を含有する組成物及び異方性色素膜並びに偏光素子
JP6922381B2 (ja) 異方性膜用アゾ化合物、該化合物を含む異方性膜用組成物及び異方性膜
JP5092345B2 (ja) 異方性色素膜、および偏光素子
JP7024379B2 (ja) 異方性色素膜形成用組成物、異方性色素膜及び偏光素子
JP4973100B2 (ja) 湿式成膜法により形成された異方性色素膜及び偏光素子
JP2007093938A (ja) 異方性色素膜用液晶性塗布液材料、並びに異方性色素膜および光学素子の製造方法
JP2008020908A (ja) 異方性色素膜用色素
JP5499791B2 (ja) 異方性膜用アゾ化合物、異方性膜用組成物、異方性膜及び偏光素子
JP6064759B2 (ja) 異方性色素膜用色素、該色素を含む組成物、異方性色素膜及び偏光素子
JP5076308B2 (ja) 水溶性色素並びにそれを用いた色素組成物、異方性色素膜及び偏光素子
WO2017047300A1 (ja) 異方性色素膜用組成物及び異方性色素膜
JP5521408B2 (ja) 化合物、該化合物を含有する組成物、異方性膜、および偏光素子
JP6107352B2 (ja) 異方性色素膜用色素、該色素を含む組成物、異方性色素膜及び偏光素子
JP2007121458A (ja) 異方性色素膜用基板、異方性色素膜及びその製造方法、並びに偏光素子

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14870352

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2015552516

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20167014011

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14870352

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1