WO2022215752A1 - 光吸収異方性フィルム、光吸収異方性フィルムの製造方法、表示装置、カメラ、センサー、装置 - Google Patents
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Abstract
本発明は、近赤外線領域(特に、波長700~1600nm)の範囲に吸収を有し、折り曲げ性に優れる光吸収異方性フィルム、光吸収異方性の製造方法、表示装置、カメラ、センサー、および、装置を提供する。本発明の光吸収異方性フィルムは、親水性基を有する二色性物質を含む光吸収異方性フィルムであって、膜厚が10μm以下であり、波長700~1600nmの範囲において極大吸収波長を有する。
Description
本発明は、光吸収異方性フィルム、光吸収異方性フィルムの製造方法、表示装置、カメラ、センサー、および、装置に関する。
近年、表示装置、カメラ、および、センサーなどの種々の用途において、赤外線領域に吸収を有する光吸収異方性フィルムが求められている。
例えば、特許文献1においては、光吸収異方性フィルムである、赤外線領域に吸収を有する偏光板が開示されている。上記偏光板は、ポリビニルアルコールフィルム中に含浸処理により赤外線を吸収する二色性物質を含浸させ、得られたフィルムを延伸処理することにより得られている。
例えば、特許文献1においては、光吸収異方性フィルムである、赤外線領域に吸収を有する偏光板が開示されている。上記偏光板は、ポリビニルアルコールフィルム中に含浸処理により赤外線を吸収する二色性物質を含浸させ、得られたフィルムを延伸処理することにより得られている。
一方で、近年、可撓性のあるデバイスの開発に伴い、波長700~1600nmの近赤外線領域に吸収を有し、かつ、折り曲げ性に優れる光吸収異方性フィルムが求められていた。
本発明者らは、特許文献1に記載の偏光板の折り曲げ性について検討したところ、昨今の要求レベルを満たしておらず、更なる改良が必要であることを知見した。
本発明者らは、特許文献1に記載の偏光板の折り曲げ性について検討したところ、昨今の要求レベルを満たしておらず、更なる改良が必要であることを知見した。
本発明は、近赤外線領域(特に、波長700~1600nm)の範囲に吸収を有し、折り曲げ性に優れる光吸収異方性フィルムを提供することを課題とする。
また、本発明は、光吸収異方性の製造方法、表示装置、カメラ、センサー、および、装置を提供することを課題とする。
また、本発明は、光吸収異方性の製造方法、表示装置、カメラ、センサー、および、装置を提供することを課題とする。
本発明者らは、従来技術の問題点について鋭意検討した結果、以下の構成により上記課題を解決できることを見出した。
(1) 親水性基を有する二色性物質を含む光吸収異方性フィルムであって、
膜厚が10μm以下であり、
波長700~1600nmの範囲において極大吸収波長を有する、光吸収異方性フィルム。
(2) 光吸収異方性フィルムが、二色性物質から構成されるJ会合体を含む、(1)に記載の光吸収異方性フィルム。
(3) 二色性物質の配向度が0.60以上である、(1)または(2)に記載の光吸収異方性フィルム。
(4) 2種以上の二色性物質を含み、
波長700nm以上900nm未満の範囲において第1極大吸収波長を有し、波長900~1600nmの範囲において第2極大吸収波長を有する、(1)~(3)のいずれかに記載の光吸収異方性フィルム。
(5) さらに、非着色性のリオトロピック液晶化合物を含む、(1)~(4)のいずれかに記載の光吸収異方性フィルム。
(6) 親水性基を有する二色性物質と溶媒とを含む組成物に対して、粉砕処理を施す工程1と、
工程1で得られた組成物を塗布し、塗布された組成物中の二色性物質を配向させて、光吸収異方性フィルムを形成する工程2と、を有する、光吸収異方性フィルムの製造方法。
(7) 工程1で得られた組成物が、二色性物質から構成される粒子を含み、
粒子の平均粒径が10~1000nmである、(6)に記載の光学異方性フィルムの製造方法。
(8) 粉砕処理が、メカニカルミリング処理、および、超音波処理からなる群か選択される処理である、(6)または(7)に記載の光吸収異方性フィルムの製造方法。
(9) 組成物が、非着色性のリオトロピック液晶化合物を含み、
工程2において、組成物に対して剪断処理を施して、二色性物質を配向させる、(6)~(8)のいずれかに記載の光吸収異方性フィルムの製造方法。
(10) 工程2の後に、リオトロピック液晶化合物を固定化する工程3をさらに有する、(9)に記載の光吸収異方性フィルムの製造方法。
(11) (1)~(5)のいずれかに記載の光吸収異方性フィルムを含む表示装置。
(12) (1)~(5)のいずれかに記載の光吸収異方性フィルムを含むカメラ。
(13) (1)~(5)のいずれかに記載の光吸収異方性フィルムを含むセンサー。
(14) (1)~(5)のいずれかに記載の光吸収異方性フィルムと、赤外線光源とを含む、装置。
膜厚が10μm以下であり、
波長700~1600nmの範囲において極大吸収波長を有する、光吸収異方性フィルム。
(2) 光吸収異方性フィルムが、二色性物質から構成されるJ会合体を含む、(1)に記載の光吸収異方性フィルム。
(3) 二色性物質の配向度が0.60以上である、(1)または(2)に記載の光吸収異方性フィルム。
(4) 2種以上の二色性物質を含み、
波長700nm以上900nm未満の範囲において第1極大吸収波長を有し、波長900~1600nmの範囲において第2極大吸収波長を有する、(1)~(3)のいずれかに記載の光吸収異方性フィルム。
(5) さらに、非着色性のリオトロピック液晶化合物を含む、(1)~(4)のいずれかに記載の光吸収異方性フィルム。
(6) 親水性基を有する二色性物質と溶媒とを含む組成物に対して、粉砕処理を施す工程1と、
工程1で得られた組成物を塗布し、塗布された組成物中の二色性物質を配向させて、光吸収異方性フィルムを形成する工程2と、を有する、光吸収異方性フィルムの製造方法。
(7) 工程1で得られた組成物が、二色性物質から構成される粒子を含み、
粒子の平均粒径が10~1000nmである、(6)に記載の光学異方性フィルムの製造方法。
(8) 粉砕処理が、メカニカルミリング処理、および、超音波処理からなる群か選択される処理である、(6)または(7)に記載の光吸収異方性フィルムの製造方法。
(9) 組成物が、非着色性のリオトロピック液晶化合物を含み、
工程2において、組成物に対して剪断処理を施して、二色性物質を配向させる、(6)~(8)のいずれかに記載の光吸収異方性フィルムの製造方法。
(10) 工程2の後に、リオトロピック液晶化合物を固定化する工程3をさらに有する、(9)に記載の光吸収異方性フィルムの製造方法。
(11) (1)~(5)のいずれかに記載の光吸収異方性フィルムを含む表示装置。
(12) (1)~(5)のいずれかに記載の光吸収異方性フィルムを含むカメラ。
(13) (1)~(5)のいずれかに記載の光吸収異方性フィルムを含むセンサー。
(14) (1)~(5)のいずれかに記載の光吸収異方性フィルムと、赤外線光源とを含む、装置。
本発明によれば、近赤外線領域(特に、波長700~1600nm)の範囲に吸収を有し、折り曲げ性に優れる光吸収異方性フィルムを提供できる。
また、本発明によれば、光吸収異方性の製造方法、表示装置、カメラ、センサー、および、装置を提供できる。
また、本発明によれば、光吸収異方性の製造方法、表示装置、カメラ、センサー、および、装置を提供できる。
以下、本発明について詳細に説明する。
なお、本明細書において「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
なお、本明細書において「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
また、本明細書において、角度の関係(例えば、「直交」、「平行」等)については、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。例えば、厳密な角度±5°の範囲内であることなどを意味し、厳密な角度との誤差は、±3°の範囲内であることが好ましい。
本明細書において表記される2価の基(例えば、-COO-)の結合方向は特に制限されず、例えば、X-L-Y中のLが-COO-である場合、X側に結合している位置を*1、Y側に結合している位置を*2とすると、Lは*1-O-CO-*2であってもよく、*1-CO-O-*2であってもよい。
以下では、まず、光吸収異方性フィルムに含まれる材料について詳述し、その後、光吸収異方性フィルムの特性、製造方法、および、用途について詳述する。
<光吸収異方性フィルム>
本発明の光吸収異方性フィルムは、親水性基を有する二色性物質(以下、単に「特定二色性物質」ともいう。)を含む。
以下では、まず、上記特定二色性物質について詳述する。
本発明の光吸収異方性フィルムは、親水性基を有する二色性物質(以下、単に「特定二色性物質」ともいう。)を含む。
以下では、まず、上記特定二色性物質について詳述する。
(特定二色性物質)
二色性物質とは、方向によって吸光度が異なる物質を意味する。
特定二色性物質は、液晶性(例えば、リオトロピック液晶性)を示してもよいし、液晶性を示さなくてもよい。
特定二色性物質が液晶性を示す場合には、ネマチック性、スメクチック性およびカラムナー性のいずれを示してもよい。
二色性物質とは、方向によって吸光度が異なる物質を意味する。
特定二色性物質は、液晶性(例えば、リオトロピック液晶性)を示してもよいし、液晶性を示さなくてもよい。
特定二色性物質が液晶性を示す場合には、ネマチック性、スメクチック性およびカラムナー性のいずれを示してもよい。
特定二色性物質は、親水性基を有する。
親水性基としては、酸基またはその塩、オニウム塩基、ヒドロキシ基またはその塩、スルホンアミド基(H2N-SO2-)、および、ポリオキシアルキレン基が挙げられる。なかでも、酸基またはその塩が好ましい。
オニウム塩基とは、オニウム塩由来の基であり、例えば、アンモニウム塩基(*-N+(RZ)3A-)、ホスホニウム塩基(*-P+(RZ)3A-)、および、スルホニウム塩基(*-S+(RZ)2A-)が挙げられる。RZは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、および、ヘテロアリール基を表す。A-は、アニオン(例えば、ハロゲンイオン)を表す。*は、結合位置を表す。
ヒドロキシ基の塩は、*-O-M+で表され、M+はカチオンを、*は結合位置を表す。M+で表されるカチオンとしては、後述する酸基の塩中のカチオンが例示される。
ポリオキシアルキレン基としては、RZ-(O-LZ)n-*で表される基が挙げられる。RZは、上述した通りである。LZは、アルキレン基を表す。*は、結合位置を表す。
親水性基としては、酸基またはその塩、オニウム塩基、ヒドロキシ基またはその塩、スルホンアミド基(H2N-SO2-)、および、ポリオキシアルキレン基が挙げられる。なかでも、酸基またはその塩が好ましい。
オニウム塩基とは、オニウム塩由来の基であり、例えば、アンモニウム塩基(*-N+(RZ)3A-)、ホスホニウム塩基(*-P+(RZ)3A-)、および、スルホニウム塩基(*-S+(RZ)2A-)が挙げられる。RZは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、および、ヘテロアリール基を表す。A-は、アニオン(例えば、ハロゲンイオン)を表す。*は、結合位置を表す。
ヒドロキシ基の塩は、*-O-M+で表され、M+はカチオンを、*は結合位置を表す。M+で表されるカチオンとしては、後述する酸基の塩中のカチオンが例示される。
ポリオキシアルキレン基としては、RZ-(O-LZ)n-*で表される基が挙げられる。RZは、上述した通りである。LZは、アルキレン基を表す。*は、結合位置を表す。
酸基またはその塩としては、例えば、スルホ基(-SO3H)またはその塩(-SO3
-M+。M+は、カチオンを表す。)、および、カルボキシル基(-COOH)またはその塩(-COO-M+。M+は、カチオンを表す。)が挙げられ、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向がより優れる点で、スルホ基またはその塩が好ましい。
なお、上記塩とは、酸の水素イオンが金属イオンなどの他のカチオンに置き換わったものをいう。つまり、酸基の塩とは、-SO3H基などの酸基の水素イオンが他のカチオンに置き換わったものをいう。
酸基の塩中のカチオン(例えば、スルホ基の塩中およびカルボキシル基の塩中のカチオン)としては、例えば、Na+、K+、Li+、Rb+、Cs+、Ba2+、Ca2+、Mg2+、Sr2+、Pb2+、Zn2+、La3+、Ce3+、Y3+、Yb3+、Gd3+、または、Zr4+が挙げられる。なかでも、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向がより優れる点で、アルカリ金属イオンが好ましく、Na+、K+、または、Li+がより好ましく、Li+がさらに好ましい。
なお、上記塩とは、酸の水素イオンが金属イオンなどの他のカチオンに置き換わったものをいう。つまり、酸基の塩とは、-SO3H基などの酸基の水素イオンが他のカチオンに置き換わったものをいう。
酸基の塩中のカチオン(例えば、スルホ基の塩中およびカルボキシル基の塩中のカチオン)としては、例えば、Na+、K+、Li+、Rb+、Cs+、Ba2+、Ca2+、Mg2+、Sr2+、Pb2+、Zn2+、La3+、Ce3+、Y3+、Yb3+、Gd3+、または、Zr4+が挙げられる。なかでも、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向がより優れる点で、アルカリ金属イオンが好ましく、Na+、K+、または、Li+がより好ましく、Li+がさらに好ましい。
特定二色性物質は、波長700~1600nmの範囲において極大吸収波長を有することが好ましい。つまり、特定二色性物質は、近赤外線吸収二色性物質であることが好ましい。
特定二色性物質(特に、親水性基を有する近赤外線吸収二色性物質)の種類は特に制限されず、公知の材料が挙げられる。特定二色性物質としては、親水性基を有する二色性色素が挙げられ、例えば、親水性基を有するフタロシアニン系色素、親水性基を有するナフタロシアニン系色素、親水性基を有する金属錯体系色素、親水性基を有するホウ素錯体系色素、親水性基を有するシアニン系色素、親水性基を有するオキソノール系色素、親水性基を有するスクアリリウム系色素、親水性基を有するリレン系色素、親水性基を有するジイモニウム系色素、親水性基を有するジフェニルアミン類系色素、親水性基を有するトリフェニルアミン類系色素、親水性基を有するキノン系色素、および、親水性基を有するアゾ系色素が挙げられる。一般的にこれらの色素は既存のπ共役系を拡張することによって吸収波長を長波長化させており、その構造により多種多様な吸収波長を示す。
上記で例示される色素(親水性基を有するフタロシアニン系色素、親水性基を有するナフタロシアニン系色素、親水性基を有する金属錯体系色素、親水性基を有するホウ素錯体系色素、親水性基を有するシアニン系色素、親水性基を有するオキソノール系色素、親水性基を有するスクアリリウム系色素、親水性基を有するリレン系色素、親水性基を有するジイモニウム系色素、親水性基を有するジフェニルアミン類系色素、親水性基を有するトリフェニルアミン類系色素、親水性基を有するキノン系色素、および、親水性基を有するアゾ系色素)が有する親水性基の定義は、上述した通りである。
特定二色性物質(特に、親水性基を有する近赤外線吸収二色性物質)の種類は特に制限されず、公知の材料が挙げられる。特定二色性物質としては、親水性基を有する二色性色素が挙げられ、例えば、親水性基を有するフタロシアニン系色素、親水性基を有するナフタロシアニン系色素、親水性基を有する金属錯体系色素、親水性基を有するホウ素錯体系色素、親水性基を有するシアニン系色素、親水性基を有するオキソノール系色素、親水性基を有するスクアリリウム系色素、親水性基を有するリレン系色素、親水性基を有するジイモニウム系色素、親水性基を有するジフェニルアミン類系色素、親水性基を有するトリフェニルアミン類系色素、親水性基を有するキノン系色素、および、親水性基を有するアゾ系色素が挙げられる。一般的にこれらの色素は既存のπ共役系を拡張することによって吸収波長を長波長化させており、その構造により多種多様な吸収波長を示す。
上記で例示される色素(親水性基を有するフタロシアニン系色素、親水性基を有するナフタロシアニン系色素、親水性基を有する金属錯体系色素、親水性基を有するホウ素錯体系色素、親水性基を有するシアニン系色素、親水性基を有するオキソノール系色素、親水性基を有するスクアリリウム系色素、親水性基を有するリレン系色素、親水性基を有するジイモニウム系色素、親水性基を有するジフェニルアミン類系色素、親水性基を有するトリフェニルアミン類系色素、親水性基を有するキノン系色素、および、親水性基を有するアゾ系色素)が有する親水性基の定義は、上述した通りである。
親水性基を有するフタロシアニン系色素および親水性基を有するナフタロシアニン系色素は、平面性構造を有し、広いπ共役面を有する色素である。
親水性基を有するフタロシアニン系色素は、式(1A)で表される構造を有することが好ましく、親水性基を有するナフタロシアニン系色素は、式(1B)で表される構造を有することが好ましい。
親水性基を有するフタロシアニン系色素は、式(1A)で表される構造を有することが好ましく、親水性基を有するナフタロシアニン系色素は、式(1B)で表される構造を有することが好ましい。
式(1A)および式(1B)中、M1は、水素原子、金属原子、金属酸化物、金属水酸化物、または、金属ハロゲン化物を表す。
金属原子としては、Li、Na、K、Mg、Ti、Zr、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Hg、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、および、Biが挙げられる。
金属酸化物としては、VO、GeO、および、TiOが挙げられる。
金属水酸化物としては、Si(OH)2、Cr(OH)2、Sn(OH)2、および、AlOHが挙げられる。
金属ハロゲン化物としては、SiCl2、VCl、VCl2、VOCl、FeCl、GaCl、ZrCl、および、AlClが挙げられる。
中でも、Fe、Co、Cu、Ni、Zn、Al、および、Vなどの金属原子、VOなどの金属酸化物、または、AlOHなどの金属水酸化物が好ましく、VOなどの金属酸化物がより好ましい。
金属原子としては、Li、Na、K、Mg、Ti、Zr、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Hg、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、および、Biが挙げられる。
金属酸化物としては、VO、GeO、および、TiOが挙げられる。
金属水酸化物としては、Si(OH)2、Cr(OH)2、Sn(OH)2、および、AlOHが挙げられる。
金属ハロゲン化物としては、SiCl2、VCl、VCl2、VOCl、FeCl、GaCl、ZrCl、および、AlClが挙げられる。
中でも、Fe、Co、Cu、Ni、Zn、Al、および、Vなどの金属原子、VOなどの金属酸化物、または、AlOHなどの金属水酸化物が好ましく、VOなどの金属酸化物がより好ましい。
親水性基を有するフタロシアニン系色素としては、以下の式(1A-1)で表される化合物が好ましい。
式(1A-1)中、Ra1は、それぞれ独立に、親水性基を有する置換基(以下、単に「特定置換基」ともいう。)を表す。Ra2は、それぞれ独立に、親水性基を有さない置換基を表す。
特定置換基が有する親水性基は、上述した通りである。
特定置換基としては、式(Z)で表される基が好ましい。
式(Z) *-La1-(Ra1)q
式(Z)中、Ra1は、親水性基を表す。親水性基の定義は、上述した通りである。
式(Z)中、La1は、qが1の場合、単結合または2価の連結基を表し、qが2以上の場合、q+1価の連結基を表す。
2価の連結基としては、例えば、2価の炭化水素基(例えば、アルキレン基(好ましくは炭素数1~10、より好ましくは1~5)、アルケニレン基(好ましくは炭素数1~10、より好ましくは1~5)、および、アルキニレン基(好ましくは炭素数1~10、より好ましくは1~5)などの2価の脂肪族炭化水素基、アリーレン基などの2価の芳香族炭化水素環基)、2価の複素環基、-O-、-S-、-SO2-、-NH-、-N(Q)-、-CO-、または、これらを組み合わせた基(例えば、-O-2価の炭化水素基-、-(O-2価の炭化水素基)m-O-(mは、1以上の整数を表す)、および、-2価の炭化水素基-O-CO-など)が挙げられる。Qは、水素原子またはアルキル基を表す。
qが2以上の場合、La1で表されるq+1価の連結基としては、例えば、3価の連結基(q=2)、および、4価の連結基(q=3)が挙げられる。
3価の連結基としては、例えば、炭化水素から3個の水素原子を除いて形成される残基、複素環化合物から3個の水素原子を除いて形成される残基、および、上記残基と上記2価の連結基とを組み合わせた基などが挙げられる。
4価の連結基としては、例えば、炭化水素から4個の水素原子を除いて形成される残基、複素環化合物から4個の水素原子を除いて形成される残基、および、上記残基と上記2価の連結基とを組み合わせた基などが挙げられる。
qは、1以上の整数を表し、1~4の整数が好ましく、1または2がより好ましく、1がよりさらに好ましい。
特定置換基が有する親水性基は、上述した通りである。
特定置換基としては、式(Z)で表される基が好ましい。
式(Z) *-La1-(Ra1)q
式(Z)中、Ra1は、親水性基を表す。親水性基の定義は、上述した通りである。
式(Z)中、La1は、qが1の場合、単結合または2価の連結基を表し、qが2以上の場合、q+1価の連結基を表す。
2価の連結基としては、例えば、2価の炭化水素基(例えば、アルキレン基(好ましくは炭素数1~10、より好ましくは1~5)、アルケニレン基(好ましくは炭素数1~10、より好ましくは1~5)、および、アルキニレン基(好ましくは炭素数1~10、より好ましくは1~5)などの2価の脂肪族炭化水素基、アリーレン基などの2価の芳香族炭化水素環基)、2価の複素環基、-O-、-S-、-SO2-、-NH-、-N(Q)-、-CO-、または、これらを組み合わせた基(例えば、-O-2価の炭化水素基-、-(O-2価の炭化水素基)m-O-(mは、1以上の整数を表す)、および、-2価の炭化水素基-O-CO-など)が挙げられる。Qは、水素原子またはアルキル基を表す。
qが2以上の場合、La1で表されるq+1価の連結基としては、例えば、3価の連結基(q=2)、および、4価の連結基(q=3)が挙げられる。
3価の連結基としては、例えば、炭化水素から3個の水素原子を除いて形成される残基、複素環化合物から3個の水素原子を除いて形成される残基、および、上記残基と上記2価の連結基とを組み合わせた基などが挙げられる。
4価の連結基としては、例えば、炭化水素から4個の水素原子を除いて形成される残基、複素環化合物から4個の水素原子を除いて形成される残基、および、上記残基と上記2価の連結基とを組み合わせた基などが挙げられる。
qは、1以上の整数を表し、1~4の整数が好ましく、1または2がより好ましく、1がよりさらに好ましい。
Ra2は、それぞれ独立に、親水性基を有さない置換基を表す。上記親水性基を有さない置換基としては、例えば、アルキル基、アリール基、または、ヘテロアリール基が挙げられる。
ra1は、1以上の整数を表し、1~12の整数が好ましく、1~4の整数がより好ましい。
sa1は、0以上の整数を表し、0~4の整数が好ましく、0がより好ましい。
sa1は、0以上の整数を表し、0~4の整数が好ましく、0がより好ましい。
親水性基を有するナフタロシアニン系色素としては、以下の式(1B-1)で表される化合物が好ましい。
式(1B-1)中、Ra3は、それぞれ独立に、特定置換基を表す。Ra4は、それぞれ独立に、親水性基を有さない置換基を表す。
Ra3で表される特定置換基は、Ra1で表される特定置換基と同義である。
Ra4で表される親水性基を有さない置換基は、Ra2で表される親水性基を有さない置換基と同義である。
Ra3で表される特定置換基は、Ra1で表される特定置換基と同義である。
Ra4で表される親水性基を有さない置換基は、Ra2で表される親水性基を有さない置換基と同義である。
ra2は、1以上の整数を表し、1~12の整数が好ましく、1~4の整数がより好ましい。
sa2は、0以上の整数を表し、0~4の整数が好ましく、0がより好ましい。
sa2は、0以上の整数を表し、0~4の整数が好ましく、0がより好ましい。
親水性基を有するフタロシアニン系色素としては、以下の化合物例1が好ましい。
式中、pおよびkは、それぞれ独立に、0~12の整数を表し、pおよびkの和が1~12である。中でも、pが1~4、かつ、kが0であることが好ましい。
親水性基を有するキノン系色素は、幅広い吸収を有する色素である。
親水性基を有するキノン系色素は、式(2)で表される構造を有することが好ましい。
親水性基を有するキノン系色素は、式(2)で表される構造を有することが好ましい。
式(2)中、Xは、酸素原子または=NRbを表す。Rbは、水素原子または置換基を表す。Rbで表される置換基としては、後述する置換基Wで例示される基が挙げられる。
Ar1およびAr2は、それぞれ独立に、芳香環または複素環を表し、吸収波長の長波長化の点から、複素環がより好ましい。
キノン系色素が親水性基を有することにより、水への溶解が可能となる。親水性基を有するキノン系色素としては、例えば、特表2006-508034号公報に記載されるようなインダンスロン色素が挙げられる。
Ar1およびAr2は、それぞれ独立に、芳香環または複素環を表し、吸収波長の長波長化の点から、複素環がより好ましい。
キノン系色素が親水性基を有することにより、水への溶解が可能となる。親水性基を有するキノン系色素としては、例えば、特表2006-508034号公報に記載されるようなインダンスロン色素が挙げられる。
キノン系色素としては、以下の式(2-1)で表される化合物が好ましい。
Rb1は、それぞれ独立に、特定置換基を表す。特定置換基は、上述した通りである。特に、q=1の特定置換基が好ましい。
rb1は、1~12の整数を表し、1~4の整数が好ましい。
rb1は、1~12の整数を表し、1~4の整数が好ましい。
親水性基を有するキノン系色素としては、以下の化合物例2が好ましい。
式中、nは1~12の整数を表し、nが1以上の場合、それぞれのスルホン酸は遊離形態であっても、塩の形態であってもよく、あるいは遊離形態と塩の形態の両方を任意の割合で含んでいてもよい。
親水性基を有するシアニン系色素は、近赤外域に強い吸収を有する色素である。
親水性基を有するシアニン系色素としては、式(3)で表される化合物、または、式(4)で表される化合物が好ましい。
親水性基を有するシアニン系色素としては、式(3)で表される化合物、または、式(4)で表される化合物が好ましい。
式(3)中、Ar3~Ar4は、それぞれ独立に、特定置換基を有していてもよい複素環基を表し、Rは、水素原子または置換基を表す。ただし、Ar3およびAr4の少なくとも一方は、特定置換基を有する複素環基を表す。
Ar3~Ar4で表される複素環基が有する特定置換基は、上述した通りである。
複素環基を構成する複素環としては、例えば、インドレニン環、ベンゾインドレニン環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ナフトイミダゾール環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、ナフトチアゾール環、チアゾリン環、オキサゾール環、ベンゾオキサゾール環、ナフトオキサゾール環、オキサゾリン環、セレナゾール環、ベンゾセレナゾール環、ナフトセレナゾール環、および、キノリン環が挙げられ、インドレニン環、ベンゾインドレニン環、ベンゾチアゾール環、または、ナフトチアゾール環が好ましい。
特定置換基は、複素環中のヘテロ原子上に置換していてもよいし、炭素原子上に置換していてもよい。
複素環基は、特定置換基を1つだけ有していてもよいし、複数(例えば、2~3つ)有していてもよい。
Ar3~Ar4で表される複素環基が有する特定置換基は、上述した通りである。
複素環基を構成する複素環としては、例えば、インドレニン環、ベンゾインドレニン環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ナフトイミダゾール環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、ナフトチアゾール環、チアゾリン環、オキサゾール環、ベンゾオキサゾール環、ナフトオキサゾール環、オキサゾリン環、セレナゾール環、ベンゾセレナゾール環、ナフトセレナゾール環、および、キノリン環が挙げられ、インドレニン環、ベンゾインドレニン環、ベンゾチアゾール環、または、ナフトチアゾール環が好ましい。
特定置換基は、複素環中のヘテロ原子上に置換していてもよいし、炭素原子上に置換していてもよい。
複素環基は、特定置換基を1つだけ有していてもよいし、複数(例えば、2~3つ)有していてもよい。
rc1は、1~7の整数を表し、3~5の整数が好ましい。
Rc1は、水素原子または置換基を表す。置換基の種類は特に制限されず、公知の置換基が挙げられ、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リール基、または、置換基を有していてもよいヘテロアリール基が好ましい。
アルキル基、アリール基、および、ヘテロアリール基が有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、芳香族ヘテロ環オキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイル基、カルバモイル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、芳香族ヘテロ環チオ基、ウレイド基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヘテロ環基(例えば、ヘテロアリール基)、シリル基、および、これらを組み合わせた基(以下、これらの基を総称して「置換基W」ともいう。)などが挙げられる。なお、上記置換基は、さらに置換基Wで置換されていてもよい。
アルキル基、アリール基、および、ヘテロアリール基が有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、芳香族ヘテロ環オキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイル基、カルバモイル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、芳香族ヘテロ環チオ基、ウレイド基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヘテロ環基(例えば、ヘテロアリール基)、シリル基、および、これらを組み合わせた基(以下、これらの基を総称して「置換基W」ともいう。)などが挙げられる。なお、上記置換基は、さらに置換基Wで置換されていてもよい。
式(4)中、Ar5~Ar6は、それぞれ独立に、特定置換基を有していてもよい複素環基を表し、Ar7は、炭素数5~7の環状骨格を表し、Wは、水素原子、ハロゲン原子、メチル基、置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有してもよいベンジル基、ピリジル基、モルホリル基、ピペリジル基、ピロリジル基、置換基を有してもよいフェニルアミノ基、置換基を有してもよいフェノキシ基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、または、置換基を有してもよいフェニルチオ基を表す。ただし、Ar5およびAr6の少なくとも一方は、特定置換基を有する複素環基を表す。
Ar5~Ar6で表される複素環基が有する特定置換基は、上述した通りである。
複素環基を構成する複素環としては、例えば、インドレニン環、ベンゾインドレニン環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ナフトイミダゾール環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、ナフトチアゾール環、チアゾリン環、オキサゾール環、ベンゾオキサゾール環、ナフトオキサゾール環、オキサゾリン環、セレナゾール環、ベンゾセレナゾール環、ナフトセレナゾール環、および、キノリン環が挙げられ、インドレニン環、ベンゾインドレニン環、ベンゾチアゾール環、または、ナフトチアゾール環が好ましい。
Wで表されるフェニル基、ベンジル基、フェニルアミノ基、フェノキシ基、アルキルチオ基、および、フェニルチオ基が有していてもよい置換基としては、上述した置換基Wで例示される基、および、親水性基が挙げられる。
Wで表されるアルキルチオ基中の炭素数は特に制限されないが、1~5が好ましく、1~3がより好ましい。
Ar5~Ar6で表される複素環基が有する特定置換基は、上述した通りである。
複素環基を構成する複素環としては、例えば、インドレニン環、ベンゾインドレニン環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ナフトイミダゾール環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、ナフトチアゾール環、チアゾリン環、オキサゾール環、ベンゾオキサゾール環、ナフトオキサゾール環、オキサゾリン環、セレナゾール環、ベンゾセレナゾール環、ナフトセレナゾール環、および、キノリン環が挙げられ、インドレニン環、ベンゾインドレニン環、ベンゾチアゾール環、または、ナフトチアゾール環が好ましい。
Wで表されるフェニル基、ベンジル基、フェニルアミノ基、フェノキシ基、アルキルチオ基、および、フェニルチオ基が有していてもよい置換基としては、上述した置換基Wで例示される基、および、親水性基が挙げられる。
Wで表されるアルキルチオ基中の炭素数は特に制限されないが、1~5が好ましく、1~3がより好ましい。
式(4)で表される化合物は、一分子内にカチオンとアニオンとを有する分子内塩型、または、分子間塩型であり、分子間塩型の場合、ハロゲン化塩、過塩素酸塩、フッ化アンチモン塩、フッ化リン塩、フッ化ホウ素塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩、ビス(トリフルオロメタン)スルホン酸イミド塩、または、ナフタレンスルホン酸などの有機塩が挙げられる。
具体的には、インドシアニングリーンおよび特開昭63-033477号公報に記載の水溶性色素等が挙げられる。
具体的には、インドシアニングリーンおよび特開昭63-033477号公報に記載の水溶性色素等が挙げられる。
式(4)で表される化合物としては、式(4-1)で表される化合物が好ましい。
式(4-1)中、Rc2~Rc5は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表し、Rc2~Rc5のいずれか1つは、-SO3
-を有する置換基(例えば、-SO3
-を有するアルキル基。アルキル基の炭素数は1~10が好ましい。)、-COO-を有する置換基(例えば、-COO-を有するアルキル基。アルキル基の炭素数は1~10が好ましい。)、-SO3
-、または、-COO-を表し、Arc1およびArc2は、それぞれ独立に、芳香族炭化水素環(例えば、ベンゼン環またはナフタレン環)を表し、Ar7は、炭素数5~7の環状骨格を表し、Wは、水素原子、ハロゲン原子、メチル基、置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有してもよいベンジル基、ピリジル基、モルホリル基、ピペリジル基、ピロリジル基、置換基を有してもよいフェニルアミノ基、置換基を有してもよいフェノキシ基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、または、置換基を有してもよいフェニルチオ基を表し、rc2は、1~3の整数を表し、rc3は、1~3の整数を表す。
Rc2~Rc5で表される置換基としては、置換基Wで例示される基、および、特定置換基が挙げられる。
Wで表されるフェニル基、ベンジル基、フェニルアミノ基、フェノキシ基、アルキルチオ基、および、フェニルチオ基が有していてもよい置換基としては、置換基Wで例示される基、および、特定置換基が挙げられる。
Rc2~Rc5で表される置換基としては、置換基Wで例示される基、および、特定置換基が挙げられる。
Wで表されるフェニル基、ベンジル基、フェニルアミノ基、フェノキシ基、アルキルチオ基、および、フェニルチオ基が有していてもよい置換基としては、置換基Wで例示される基、および、特定置換基が挙げられる。
式(3)で表される化合物および式(4)で表される化合物としては、例えば、化合物例3~6が挙げられる。
親水性基を有するスクアリリウム系色素は、四角酸を中心骨格に持つ色素である。
親水性基を有するスクアリリウム系色素としては、式(5)で表される化合物が好ましい。
親水性基を有するスクアリリウム系色素としては、式(5)で表される化合物が好ましい。
式(5)中、Ar8およびAr9は、それぞれ独立に、特定置換基を有していてもよい複素環基を表す。Ar8およびAr9としては、上述したAr6で表される複素環が好ましい。
式(5)で表される化合物も分子内塩型、または、分子間塩型をとり、シアニン系色素と同様な塩の形をとる。
式(5)で表される化合物も分子内塩型、または、分子間塩型をとり、シアニン系色素と同様な塩の形をとる。
親水性基を有するスクアリリウム系色素としては、式(5-1)で表される化合物、または、式(5-2)で表される化合物が好ましい。
式(5-1)中、Are1は、特定置換基を有していてもよい複素環基を表す。Are2は、特定置換基を有していてもよい、N+を含む複素環基を表す。ただし、Are1で表される複素環基およびAre2で表される複素環基の少なくとも一方は、特定置換基を有する。
式(5-2)中、Are3は、特定置換基を有していてもよい複素環基を表す。Are4は、特定置換基を有していてもよい、N+を含む複素環基を表す。ただし、Are3で表される複素環基およびAre4で表される複素環基の少なくとも一方は、特定置換基を有する。
式(5-2)中、Are3は、特定置換基を有していてもよい複素環基を表す。Are4は、特定置換基を有していてもよい、N+を含む複素環基を表す。ただし、Are3で表される複素環基およびAre4で表される複素環基の少なくとも一方は、特定置換基を有する。
アゾ系色素は可視光域を吸収する色素であり、水溶性インクが主な用途であるが、吸収を広帯域化することにより、近赤外域まで吸収可能な色素が市販されている。
アゾ系色素としては、例えば、特許第5979728号公報に記載のC.I. Acid Black 2(オリヱント化学工業社製)、C.I. Direct Black 19(アルドリッチ工業社製)が挙げられる。
また、アゾ系色素は金属原子と錯形成させることもできる。アゾ系色素を含む錯体としては、式(6)で表される化合物が挙げられる。
アゾ系色素としては、例えば、特許第5979728号公報に記載のC.I. Acid Black 2(オリヱント化学工業社製)、C.I. Direct Black 19(アルドリッチ工業社製)が挙げられる。
また、アゾ系色素は金属原子と錯形成させることもできる。アゾ系色素を含む錯体としては、式(6)で表される化合物が挙げられる。
式(6)中、M2は、金属原子を表し、例えば、コバルト、および、ニッケルが挙げられる。
A1およびB1は、それぞれ独立に、特定置換基を有していてもよい芳香環を表す。ただし、A1およびB1のいずれか1つは、特定置換基を有する芳香環を表す。
芳香環としては、ベンゼン環およびナフタレン環が挙げられる。
X+は、カチオンを表す。カチオンとしては、H+、アルカリ金属カチオン、および、アンモニウムカチオンが挙げられる。
アゾ系色素を含む錯体としては、特開昭59-011385号公報に記載の色素が挙げられる。
A1およびB1は、それぞれ独立に、特定置換基を有していてもよい芳香環を表す。ただし、A1およびB1のいずれか1つは、特定置換基を有する芳香環を表す。
芳香環としては、ベンゼン環およびナフタレン環が挙げられる。
X+は、カチオンを表す。カチオンとしては、H+、アルカリ金属カチオン、および、アンモニウムカチオンが挙げられる。
アゾ系色素を含む錯体としては、特開昭59-011385号公報に記載の色素が挙げられる。
金属錯体系色素としては、式(7)で表される化合物、および、式(8)で表される化合物が挙げられる。
式(7)中、M3は、金属原子を表し、Rg1~Rg2は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表し、Rg1およびRg2の少なくとも一方は特定置換基を表し、X1~X2は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子、または、-NRg3-を表す。Rg3は、水素原子、アルキル基、または、アリール基を表す。
M3で表される金属原子としては、Pd、Ni、Co、および、Cuが挙げられ、Niが好ましい。
Rg1~Rg2で表される置換基の種類は特に制限されず、上述した置換基Wで例示した基、および、特定置換基が挙げられる。なお、Rg1およびRg2の少なくとも一方は特定置換基を表し、Rg1およびRg2の両方が特定置換基を表してもよい。
M3で表される金属原子としては、Pd、Ni、Co、および、Cuが挙げられ、Niが好ましい。
Rg1~Rg2で表される置換基の種類は特に制限されず、上述した置換基Wで例示した基、および、特定置換基が挙げられる。なお、Rg1およびRg2の少なくとも一方は特定置換基を表し、Rg1およびRg2の両方が特定置換基を表してもよい。
式(8)中、M4は、金属原子を表し、Rh1~Rh2は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表し、Rh1およびRh2の少なくとも一方は特定置換基を表し、X3~X4は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子、または、-NRh3-を表す。Rh3は、水素原子、アルキル基、または、アリール基を表す。
M4で表される金属原子としては、Pd、Ni、Co、および、Cuが挙げられ、Niが好ましい。
Rh1~Rh2で表される置換基の種類は特に制限されず、上述した置換基Wで例示した基、および、特定置換基が挙げられる。なお、Rh1およびRh2の少なくとも一方は特定置換基を表し、Rh1およびRh2の両方が特定置換基を表してもよい。
M4で表される金属原子としては、Pd、Ni、Co、および、Cuが挙げられ、Niが好ましい。
Rh1~Rh2で表される置換基の種類は特に制限されず、上述した置換基Wで例示した基、および、特定置換基が挙げられる。なお、Rh1およびRh2の少なくとも一方は特定置換基を表し、Rh1およびRh2の両方が特定置換基を表してもよい。
親水性基を有するホウ素錯体系色素としては、式(9)で表される化合物が挙げられる。
式(9)中、Ri1~Ri2は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、または、フェニル基を表し、Ri3は、それぞれ独立に、電子求引性基を表し、Ar10は、それぞれ独立に、特定置換基を有していてもよいアリール基を表し、2つのAr10の少なくとも一方は、特定置換基を有するアリール基を表し、Ar11は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい、芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表し、Yは、硫黄原子または酸素原子を表す。
Ri3で表される電子求引性基は特に制限されず、Hammettのσp値(シグマパラ値)が正の置換基を表し、例えば、シアノ基、アシル基、アルキルオキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルファモイル基、スルフィニル基、および、ヘテロ環基が挙げられる。
これら電子求引性基はさらに置換されていてもよい。
ハメットの置換基定数σ値について説明する。ハメット則は、ベンゼン誘導体の反応または平衡に及ぼす置換基の影響を定量的に論ずるために1935年L.P.Hammettにより提唱された経験則であるが、これは今日広く妥当性が認められている。ハメット則に求められた置換基定数にはσp値とσm値があり、これらの値は多くの一般的な成書に見出すことができる。例えば、Chem.Rev.,1991年,91巻,165~195ページなどに詳しい。本発明において電子求引性基としては、ハメットの置換基定数σp値が0.20以上の置換基が好ましい。σp値としては、0.25以上が好ましく、0.30以上がより好ましく、0.35以上がさらに好ましい。上限は特に制限はないが、0.80以下が好ましい。
具体例としては、シアノ基(0.66)、カルボキシル基(-COOH:0.45)、アルコキシカルボニル基(-COOMe:0.45)、アリールオキシカルボニル基(-COOPh:0.44)、カルバモイル基(-CONH2:0.36)、アルキルカルボニル基(-COMe:0.50)、アリールカルボニル基(-COPh:0.43)、アルキルスルホニル基(-SO2Me:0.72)、および、アリールスルホニル基(-SO2Ph:0.68)が挙げられる。
これら電子求引性基はさらに置換されていてもよい。
ハメットの置換基定数σ値について説明する。ハメット則は、ベンゼン誘導体の反応または平衡に及ぼす置換基の影響を定量的に論ずるために1935年L.P.Hammettにより提唱された経験則であるが、これは今日広く妥当性が認められている。ハメット則に求められた置換基定数にはσp値とσm値があり、これらの値は多くの一般的な成書に見出すことができる。例えば、Chem.Rev.,1991年,91巻,165~195ページなどに詳しい。本発明において電子求引性基としては、ハメットの置換基定数σp値が0.20以上の置換基が好ましい。σp値としては、0.25以上が好ましく、0.30以上がより好ましく、0.35以上がさらに好ましい。上限は特に制限はないが、0.80以下が好ましい。
具体例としては、シアノ基(0.66)、カルボキシル基(-COOH:0.45)、アルコキシカルボニル基(-COOMe:0.45)、アリールオキシカルボニル基(-COOPh:0.44)、カルバモイル基(-CONH2:0.36)、アルキルカルボニル基(-COMe:0.50)、アリールカルボニル基(-COPh:0.43)、アルキルスルホニル基(-SO2Me:0.72)、および、アリールスルホニル基(-SO2Ph:0.68)が挙げられる。
Ar10で表される特定置換基を有していてもよいアリール基としては、特定置換基を有していてもよいフェニル基が好ましい。
特定置換基の定義は、上述した通りであり、q=1の態様が好ましい。
特定置換基の定義は、上述した通りであり、q=1の態様が好ましい。
Ar11で表される置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環中の芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環またはナフタレン環が好ましい。
Ar11で表される芳香族炭化水素環および芳香族複素環が有していてもよい置換基としては、上述した置換基Wで例示した基、および、特定置換基が挙げられる。
Ar11で表される芳香族炭化水素環および芳香族複素環が有していてもよい置換基としては、上述した置換基Wで例示した基、および、特定置換基が挙げられる。
親水性基を有するジイモニウム系色素は、近赤外域でも比較的長波長側(950~1100nm)に吸収を有する色素であり、式(10)で表される化合物が好ましい。
式(10)中、Rj1~Rj8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、または、置換基を有していてもよい芳香環基を表し、Rj1~Rj8の少なくとも1つは特定置換基を有するアルキル基または特定置換基を有する芳香環基を表す。
Q-は、アニオンを表し、ハロゲン化イオン、過塩素酸イオン、フッ化アンチモンイオン、フッ化りんイオン、フッ化ホウ素イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、ビス(トリフルオロメタン)スルホン酸イミドイオン、および、ナフタレンスルホン酸イオンが挙げられる。
Q-は、アニオンを表し、ハロゲン化イオン、過塩素酸イオン、フッ化アンチモンイオン、フッ化りんイオン、フッ化ホウ素イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、ビス(トリフルオロメタン)スルホン酸イミドイオン、および、ナフタレンスルホン酸イオンが挙げられる。
親水性基を有するオキソノール系色素としては、式(11)で表される化合物が好ましい。
式(11)中、Y1およびY2は、それぞれ独立に、脂肪族環、または、複素環を形成する非金属原子群を表し、M+は、プロトン、1価のアルカリ金属カチオン、または、有機カチオンを表し、L1は5個または7個のメチン基からなるメチン鎖を表し、メチン鎖の中央のメチン基は下記式Aにより表される置換基を有し、
*-SA-TA 式(A)
式(A)中、SAは、単結合、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、-O-、-S-、-NRL1-、-C(=O)-、-C(=O)O-、-C(=O)NRL1-、-S(=O)2-、-ORL2-、または、これらを組み合わせてなる基を表し、RL1は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、または、ヘテロアリール基を表し、RL2は、アルキレン基、アリーレン基、または、2価の複素環基を表し、TAは、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、シアノ基、ヒドロキシ基、ホルミル基、カルボキシ基、アミノ基、チオール基、スルホ基、ホスホリル基、ボリル基、ビニル基、エチニル基、トリアルキルシリル基、または、トリアルコキシシリル基を表し、SAが単結合またはアルキレン基を表し、かつ、TAがアルキル基を表す場合は、SAとTAに含まれる炭素数の総和が3以上であり、*はメチン鎖の中央のメチン基との結合部位を表す。
*-SA-TA 式(A)
式(A)中、SAは、単結合、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、-O-、-S-、-NRL1-、-C(=O)-、-C(=O)O-、-C(=O)NRL1-、-S(=O)2-、-ORL2-、または、これらを組み合わせてなる基を表し、RL1は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、または、ヘテロアリール基を表し、RL2は、アルキレン基、アリーレン基、または、2価の複素環基を表し、TAは、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、シアノ基、ヒドロキシ基、ホルミル基、カルボキシ基、アミノ基、チオール基、スルホ基、ホスホリル基、ボリル基、ビニル基、エチニル基、トリアルキルシリル基、または、トリアルコキシシリル基を表し、SAが単結合またはアルキレン基を表し、かつ、TAがアルキル基を表す場合は、SAとTAに含まれる炭素数の総和が3以上であり、*はメチン鎖の中央のメチン基との結合部位を表す。
親水性基を有するオキソノール系色素としては、式(12)で表される化合物がより好ましい。
式(12)中、M+およびL1は、式(11)中のM+およびL1と同じである。
Rm1、Rm2、Rm3およびRm4は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、または、ヘテロアリール基を表し、Xは、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子、または、セレン原子を表す。
Rm1、Rm2、Rm3およびRm4は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、または、ヘテロアリール基を表し、Xは、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子、または、セレン原子を表す。
親水性基を有するオキソノール系色素としては、式(13)で表される化合物がさらに好ましい。
式(13)中、M+、L1およびXは、式(11)中のM+、L1およびXと同じである。
Rn1、および、Rn3は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、または、ヘテロアリール基を表し、Rn2、および、Rn4は、それぞれ独立に、アルキル基、ハロゲン原子、アルケニル基、アリール基、ヘテロアリール基、ニトロ基、シアノ基、-ORL3、-C(=O)RL3、-C(=O)ORL3、-OC(=O)RL3、-N(RL3)2、-NHC(=O)RL3、-C(=O)N(RL3)2、-NHC(=O)ORL3、-OC(=O)N(RL3)2、-NHC(=O)N(RL3)2、-SRL3、-S(=O)2RL3、-S(=O)2ORL3、-NHS(=O)2RL3、または、-S(=O)2N(RL3)2を表し、RL3は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、または、ヘテロアリール基を表し、nは、それぞれ独立に、1~5の整数を表す。
Rn1、および、Rn3は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、または、ヘテロアリール基を表し、Rn2、および、Rn4は、それぞれ独立に、アルキル基、ハロゲン原子、アルケニル基、アリール基、ヘテロアリール基、ニトロ基、シアノ基、-ORL3、-C(=O)RL3、-C(=O)ORL3、-OC(=O)RL3、-N(RL3)2、-NHC(=O)RL3、-C(=O)N(RL3)2、-NHC(=O)ORL3、-OC(=O)N(RL3)2、-NHC(=O)N(RL3)2、-SRL3、-S(=O)2RL3、-S(=O)2ORL3、-NHS(=O)2RL3、または、-S(=O)2N(RL3)2を表し、RL3は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、または、ヘテロアリール基を表し、nは、それぞれ独立に、1~5の整数を表す。
本明細書において、用語"リレン"とは、ペリ位に結合されたナフタレン単位の分子構造を有する化合物を指す。ナフタレン単位の数に応じて、それらは、例えばペリレン(n=2)、テリレン(n=3)、クアテリレン(n=4)もしくは高級リレンであってよい。
リレン系式としては、式(14)で表される化合物、式(15)で表される化合物、または、式(16)で表される化合物が好ましい。
リレン系式としては、式(14)で表される化合物、式(15)で表される化合物、または、式(16)で表される化合物が好ましい。
式(14)中、Yo1およびYo2は、それぞれ独立に、酸素原子またはNRw1であり、Rw1は、水素原子または置換基を表し、Zo1~Zo4は、それぞれ独立に、酸素原子またはNRW2を表し、Rw2は、水素原子または置換基を表し、Ro1~Ro8は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表し、Ro1~Ro8の少なくとも1つは特定置換基を表すか、Yo1およびYo2の少なくとも1つがRw1が特定置換基であるNRW1であるか、Zo1~Zo4の少なくとも1つがRw2が特定置換基であるNRW2である。なお、RW1およびRW2は、互いに結合して、置換基を有していていてもよい環を形成してもよい。形成される環が2以上の置換基を有する場合、置換基同士は互いに結合して環(例えば、芳香環)を形成してもよい。
式(15)中、Yp1およびYp2は、それぞれ独立に、酸素原子またはNRw3であり、Rw3は、水素原子または置換基を表し、Zp1~Zp4は、それぞれ独立に、酸素原子またはNRW4を表し、Rw4は、水素原子または置換基を表し、Rp1~Rp12は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表し、Rp1~Rp12の少なくとも1つは特定置換基を表すか、Yp1およびYp2の少なくとも1つがRw3が特定置換基であるNRW3であるか、Zp1~Zp4の少なくとも1つがRw4が特定置換基であるNRW4である。なお、RW3およびRW4は、互いに結合して、置換基を有していていてもよい環を形成してもよい。形成される環が2以上の置換基を有する場合、置換基同士は互いに結合して環(例えば、芳香環)を形成してもよい。
式(16)中、Yq1およびYq2は、それぞれ独立に、酸素原子またはNRw5であり、Rw5は、水素原子または置換基を表し、Zq1~Zq4は、それぞれ独立に、酸素原子またはNRW6を表し、Rw6は、水素原子または置換基を表し、Rq1~Rq16は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表し、Rq1~Rq16およびRzの少なくとも1つは特定置換基を表すか、Yq1およびYq2の少なくとも1つがRw5が特定置換基であるNRW5であるか、Zq1~Zq4の少なくとも1つがRw6が特定置換基であるNRW6である。。なお、RW5およびRW6は、互いに結合して、置換基を有していていてもよい環を形成してもよい。形成される環が2以上の置換基を有する場合、置換基同士は互いに結合して環(例えば、芳香環)を形成してもよい。
式(15)中、Yp1およびYp2は、それぞれ独立に、酸素原子またはNRw3であり、Rw3は、水素原子または置換基を表し、Zp1~Zp4は、それぞれ独立に、酸素原子またはNRW4を表し、Rw4は、水素原子または置換基を表し、Rp1~Rp12は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表し、Rp1~Rp12の少なくとも1つは特定置換基を表すか、Yp1およびYp2の少なくとも1つがRw3が特定置換基であるNRW3であるか、Zp1~Zp4の少なくとも1つがRw4が特定置換基であるNRW4である。なお、RW3およびRW4は、互いに結合して、置換基を有していていてもよい環を形成してもよい。形成される環が2以上の置換基を有する場合、置換基同士は互いに結合して環(例えば、芳香環)を形成してもよい。
式(16)中、Yq1およびYq2は、それぞれ独立に、酸素原子またはNRw5であり、Rw5は、水素原子または置換基を表し、Zq1~Zq4は、それぞれ独立に、酸素原子またはNRW6を表し、Rw6は、水素原子または置換基を表し、Rq1~Rq16は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表し、Rq1~Rq16およびRzの少なくとも1つは特定置換基を表すか、Yq1およびYq2の少なくとも1つがRw5が特定置換基であるNRW5であるか、Zq1~Zq4の少なくとも1つがRw6が特定置換基であるNRW6である。。なお、RW5およびRW6は、互いに結合して、置換基を有していていてもよい環を形成してもよい。形成される環が2以上の置換基を有する場合、置換基同士は互いに結合して環(例えば、芳香環)を形成してもよい。
特定二色性物質は、J会合体を構成していることが好ましい。つまり、光吸収異方性フィルムは、特定二色性物質から構成されるJ化合物を含むことが好ましい。
J会合体とは、色素の集合体である。より具体的には、J会合体とは、色素分子同士が一定のずれ角(スリップアングル)をもって互いに会合した状態のことを指す。J会合体は、溶液状態の色素一分子の時と比較して、長波長側に、半値幅が狭く、吸光係数の高い吸収帯を有する。この先鋭化した吸収帯を、Jバンドという。Jバンドについては、文献(例えば、Photographic Science and Engineering Vol 18,No 323-335(1974))に詳細な記載がある。J会合体であるか否かは、その極大吸収波長を測定することで容易に判断できる。
J会合体とは、色素の集合体である。より具体的には、J会合体とは、色素分子同士が一定のずれ角(スリップアングル)をもって互いに会合した状態のことを指す。J会合体は、溶液状態の色素一分子の時と比較して、長波長側に、半値幅が狭く、吸光係数の高い吸収帯を有する。この先鋭化した吸収帯を、Jバンドという。Jバンドについては、文献(例えば、Photographic Science and Engineering Vol 18,No 323-335(1974))に詳細な記載がある。J会合体であるか否かは、その極大吸収波長を測定することで容易に判断できる。
Jバンドの吸収ピークは、色素一分子の吸収ピークに対して、長波長側にシフトしており、Jバンドの吸収ピークの波長と色素一分子の吸収ピークの波長との差は10~300nmが好ましく、30~250nmがより好ましい。
特定二色性物質の吸収特性は特に制限されないが、波長700~1600nmの範囲に極大吸収波長を有することが好ましい。特定二色性物質は、波長700~1600nmの範囲に複数の極大吸収波長を有していてもよい。
なお、特定二色性物質がJ会合体を形成している場合、J会合体の極大吸収波長が波長700~1600nmの範囲に位置することが好ましい。
特定二色性物質は、1種のみを用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。
光吸収異方性フィルム中に2種以上の特定二色性物質が含まれる場合、波長700nm以上900nm未満の範囲において極大吸収波長を有する第1特定二色性物質と、波長900~1600nmの範囲において極大吸収波長を有する第2特定二色性物質とを少なくとも用いることが好ましい。
上記極大吸収波長の測定方法としては、測定対象である特定二色性物質(5~50mg)を特定二色性物質が溶解する溶液(例えば、水、メタノール、ジメチルスルホキシド)(1000ml)に溶解させた溶液を用いて、分光光度計(MPC-3100(SHIMADZU製)を用いて吸収スペクトルを測定して、得られた吸収スペクトルから極大吸収波長を読み取る。
なお、特定二色性物質がJ会合体を形成している場合、J会合体の極大吸収波長が波長700~1600nmの範囲に位置することが好ましい。
特定二色性物質は、1種のみを用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。
光吸収異方性フィルム中に2種以上の特定二色性物質が含まれる場合、波長700nm以上900nm未満の範囲において極大吸収波長を有する第1特定二色性物質と、波長900~1600nmの範囲において極大吸収波長を有する第2特定二色性物質とを少なくとも用いることが好ましい。
上記極大吸収波長の測定方法としては、測定対象である特定二色性物質(5~50mg)を特定二色性物質が溶解する溶液(例えば、水、メタノール、ジメチルスルホキシド)(1000ml)に溶解させた溶液を用いて、分光光度計(MPC-3100(SHIMADZU製)を用いて吸収スペクトルを測定して、得られた吸収スペクトルから極大吸収波長を読み取る。
光吸収異方性フィルム中における特定二色性物質の含有量は特に制限されず、光吸収異方性フィルムの吸収特性がより優れる点で、光吸収異方性フィルム全質量に対して、1~30質量%が好ましく、3~15質量%がより好ましい。
(その他の成分)
本発明の光吸収異方性フィルムは、上述した特定二色性物質以外の他の成分を含んでいてもよい。
本発明の光吸収異方性フィルムは、上述した特定二色性物質以外の他の成分を含んでいてもよい。
(非着色性のリオトロピック液晶化合物)
光吸収異方性フィルムは、非着色性のリオトロピック液晶化合物を含んでいてもよい。後述するように、特定二色性物質および非着色性のリオトロピック液晶化合物を含む組成物を用いることにより、容易に光吸収異方性フィルムを製造できる。
非着色性とは、可視光線領域において吸収を示さないことを意味する。より具体的には、紫外線領域(230~400nm)における最大吸収波長の吸光度が1.0となるような濃度でリオトロピック液晶化合物を溶解させた溶液の紫外可視吸収スペクトルを測定した時に、可視光線領域(波長400~700nm)の範囲における吸光度が、0.1以下であることを意味する。
光吸収異方性フィルムは、非着色性のリオトロピック液晶化合物を含んでいてもよい。後述するように、特定二色性物質および非着色性のリオトロピック液晶化合物を含む組成物を用いることにより、容易に光吸収異方性フィルムを製造できる。
非着色性とは、可視光線領域において吸収を示さないことを意味する。より具体的には、紫外線領域(230~400nm)における最大吸収波長の吸光度が1.0となるような濃度でリオトロピック液晶化合物を溶解させた溶液の紫外可視吸収スペクトルを測定した時に、可視光線領域(波長400~700nm)の範囲における吸光度が、0.1以下であることを意味する。
リオトロピック液晶化合物とは、リオトロピック液晶性を示す化合物である。リオトロピック液晶性とは、溶媒に溶解させた溶液状態で、温度や濃度を変化させることにより、等方相-液晶相の相転移を起こす性質をいう。
リオトロピック液晶化合物は、液晶性発現の制御がしやすい点から、水溶性であることが好ましい。水溶性のリオトロピック液晶化合物とは、水に対して1質量%以上溶解するリオトロピック液晶化合物のことを表し、水に対して5質量%以上溶解するリオトロピック液晶化合物が好ましい。
リオトロピック液晶化合物の種類は、上述した光吸収異方性フィルムが形成できれば特に制限されない。なかでも、生産性よく光吸収異方性フィルムを形成できる点で、非着色性のリオトロピック液晶化合物としては、非着色性のリオトロピック液晶性棒状化合物(以下、単に「棒状化合物」ともいう。)、または、非着色性のリオトロピック液晶性板状化合物(以下、単に「板状化合物」ともいう。)が好ましい。非着色性のリオトロピック液晶化合物として、棒状化合物のみを用いてもよいし、板状化合物のみを用いてもよいし、棒状化合物および板状化合物を併用してもよい。
リオトロピック液晶化合物は、液晶性発現の制御がしやすい点から、水溶性であることが好ましい。水溶性のリオトロピック液晶化合物とは、水に対して1質量%以上溶解するリオトロピック液晶化合物のことを表し、水に対して5質量%以上溶解するリオトロピック液晶化合物が好ましい。
リオトロピック液晶化合物の種類は、上述した光吸収異方性フィルムが形成できれば特に制限されない。なかでも、生産性よく光吸収異方性フィルムを形成できる点で、非着色性のリオトロピック液晶化合物としては、非着色性のリオトロピック液晶性棒状化合物(以下、単に「棒状化合物」ともいう。)、または、非着色性のリオトロピック液晶性板状化合物(以下、単に「板状化合物」ともいう。)が好ましい。非着色性のリオトロピック液晶化合物として、棒状化合物のみを用いてもよいし、板状化合物のみを用いてもよいし、棒状化合物および板状化合物を併用してもよい。
以下、棒状化合物および板状化合物について詳述する。
(棒状化合物)
光吸収異方性フィルムは、棒状化合物を含んでいてもよい。棒状化合物は所定の方向に配向しやすい。
棒状化合物は、リオトロピック液晶性を示す。
棒状化合物は、液晶性発現の制御がしやすい点から水溶性であることが好ましい。水溶性の棒状化合物とは、水に対して1質量%以上溶解する棒状化合物のことを表し、水に対して5質量%以上溶解する棒状化合物が好ましい。
なお、棒状化合物とは、環構造(芳香族環および非芳香族環など)が、単結合または2価の連結基を介して、1次元的に繋がった構造を有する化合物のことを指し、溶媒中において、長軸が互いに平行に揃うように配向する性質を持った化合物群のことを示す。
光吸収異方性フィルムは、棒状化合物を含んでいてもよい。棒状化合物は所定の方向に配向しやすい。
棒状化合物は、リオトロピック液晶性を示す。
棒状化合物は、液晶性発現の制御がしやすい点から水溶性であることが好ましい。水溶性の棒状化合物とは、水に対して1質量%以上溶解する棒状化合物のことを表し、水に対して5質量%以上溶解する棒状化合物が好ましい。
なお、棒状化合物とは、環構造(芳香族環および非芳香族環など)が、単結合または2価の連結基を介して、1次元的に繋がった構造を有する化合物のことを指し、溶媒中において、長軸が互いに平行に揃うように配向する性質を持った化合物群のことを示す。
棒状化合物は、波長300nm以下の範囲に極大吸収波長を有することが好ましい。つまり、棒状化合物は、波長300nm以下の範囲の極大吸収ピークを有することが好ましい。
なお、上記棒状化合物の極大吸収波長とは、棒状化合物の吸収スペクトル(測定範囲:波長230~400nmの範囲)において、その吸光度が極大値を取るときの波長を意味する。棒状化合物の吸収スペクトルの吸光度において、複数の極大値がある場合、測定範囲中の最も長波長側の波長を選択する。
なお、上記棒状化合物の極大吸収波長とは、棒状化合物の吸収スペクトル(測定範囲:波長230~400nmの範囲)において、その吸光度が極大値を取るときの波長を意味する。棒状化合物の吸収スペクトルの吸光度において、複数の極大値がある場合、測定範囲中の最も長波長側の波長を選択する。
なかでも、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向性がより優れる点で、棒状化合物は230~300nmの範囲に極大吸収波長を有することが好ましく、250~290nmの範囲に極大吸収波長を有することがより好ましい。上記のように、棒状化合物の極大吸収波長は、250nm以上に位置することが好ましい。
上記極大吸収波長の測定方法は以下の通りである。
棒状化合物(5~50mg)を純水(1000ml)に溶解させ、分光光度計(MPC-3100(SHIMADZU製))を用いて、得られた溶液の吸収スペクトルを測定する。
上記極大吸収波長の測定方法は以下の通りである。
棒状化合物(5~50mg)を純水(1000ml)に溶解させ、分光光度計(MPC-3100(SHIMADZU製))を用いて、得られた溶液の吸収スペクトルを測定する。
棒状化合物は、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向性がより優れる点で、親水性基を有することが好ましい。
棒状化合物は親水性基を1つだけ有していてもよいし、複数有していてもよい。
親水性基の定義は、上述した特定二色性物質が有する親水性基の定義と同じであり、好適態様も同じである。
棒状化合物は親水性基を1つだけ有していてもよいし、複数有していてもよい。
親水性基の定義は、上述した特定二色性物質が有する親水性基の定義と同じであり、好適態様も同じである。
棒状化合物としては、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向性がより優れる点で、式(X)で表される繰り返し単位を有する高分子が好ましい。
Rx1は、親水性基を含む置換基を有する2価の芳香族環基、親水性基を含む置換基を有する2価の非芳香族環基、または、式(X1)で表される基を表す。式(X1)中、*は結合位置を表す。
式(X1) *-Rx3-Lx3-Rx4-*
Rx3およびRx4は、それぞれ独立に、親水性基を含む置換基を有していてもよい2価の芳香族環基、または、親水性基を含む置換基を有していてもよい2価の非芳香族環基を表し、Rx3およびRx4の少なくとも一方が親水性基を含む置換基を有する2価の芳香族環基、または、親水性基を含む置換基を有する2価の非芳香族環基を表す。
Lx3は、単結合、-O-、-S-、アルキレン基、アルケニレン基、または、アルキニレン基を表す。
式(X1) *-Rx3-Lx3-Rx4-*
Rx3およびRx4は、それぞれ独立に、親水性基を含む置換基を有していてもよい2価の芳香族環基、または、親水性基を含む置換基を有していてもよい2価の非芳香族環基を表し、Rx3およびRx4の少なくとも一方が親水性基を含む置換基を有する2価の芳香族環基、または、親水性基を含む置換基を有する2価の非芳香族環基を表す。
Lx3は、単結合、-O-、-S-、アルキレン基、アルケニレン基、または、アルキニレン基を表す。
Rx1で表される2価の芳香族環基および2価の非芳香族環基は、親水性基を含む置換基を有する。
親水性基を含む置換基に含まれる親水性基としては、上述した特定二色性物質が有する親水性基で例示した基が挙げられ、酸基またはその塩が好ましい。
親水性基を含む置換基としては、式(H)で表される基が好ましい。式(H)中、*は結合位置を表す。
式(H) RH-LH-*
RHは、親水性基を表す。親水性基の定義は、上述した通りである。
LHは、単結合または2価の連結基を表す。2価の連結基は特に制限されず、例えば、2価の炭化水素基(例えば、炭素数1~10のアルキレン基、炭素数1~10のアルケニレン基、および、炭素数1~10のアルキニレン基などの2価の脂肪族炭化水素基、並びに、アリーレン基などの2価の芳香族炭化水素環基)、2価の複素環基、-O-、-S-、-SO2-、-NH-、-CO-、または、これらを組み合わせた基(例えば、-CO-O-、-O-2価の炭化水素基-、-(O-2価の炭化水素基)m-O-(mは、1以上の整数を表す)、および、-2価の炭化水素基-O-CO-など)が挙げられる。
2価の芳香族環基が有する親水性基を含む置換基の数は特に制限されないが、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向性がより優れる点で、1~3が好ましく、1がより好ましい。
2価の非芳香族環基が有する親水性基を含む置換基の数は特に制限されないが、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向性がより優れる点で、1~3が好ましく、1がより好ましい。
親水性基を含む置換基に含まれる親水性基としては、上述した特定二色性物質が有する親水性基で例示した基が挙げられ、酸基またはその塩が好ましい。
親水性基を含む置換基としては、式(H)で表される基が好ましい。式(H)中、*は結合位置を表す。
式(H) RH-LH-*
RHは、親水性基を表す。親水性基の定義は、上述した通りである。
LHは、単結合または2価の連結基を表す。2価の連結基は特に制限されず、例えば、2価の炭化水素基(例えば、炭素数1~10のアルキレン基、炭素数1~10のアルケニレン基、および、炭素数1~10のアルキニレン基などの2価の脂肪族炭化水素基、並びに、アリーレン基などの2価の芳香族炭化水素環基)、2価の複素環基、-O-、-S-、-SO2-、-NH-、-CO-、または、これらを組み合わせた基(例えば、-CO-O-、-O-2価の炭化水素基-、-(O-2価の炭化水素基)m-O-(mは、1以上の整数を表す)、および、-2価の炭化水素基-O-CO-など)が挙げられる。
2価の芳香族環基が有する親水性基を含む置換基の数は特に制限されないが、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向性がより優れる点で、1~3が好ましく、1がより好ましい。
2価の非芳香族環基が有する親水性基を含む置換基の数は特に制限されないが、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向性がより優れる点で、1~3が好ましく、1がより好ましい。
Rx1で表される親水性基を含む置換基を有する2価の芳香族環基を構成する芳香族環は、単環構造であっても、多環構造であってもよい。
上記2価の芳香族環基を構成する芳香族環としては、例えば、芳香族炭化水素環、または、芳香族複素環が挙げられる。つまり、Rx1としては、親水性基を含む置換基を有する2価の芳香族炭化水素環基、および、親水性基を含む置換基を有する2価の芳香族複素環基が挙げられる。
芳香族炭化水素環としては、例えば、ベンゼン環、および、ナフタレン環が挙げられる。
親水性基を含む置換基を有する2価の芳香族炭化水素環基の2価の芳香族炭化水素環基部分のみの構造としては、例えば、以下の基が挙げられる。*は、結合位置を表す。
上記2価の芳香族環基を構成する芳香族環としては、例えば、芳香族炭化水素環、または、芳香族複素環が挙げられる。つまり、Rx1としては、親水性基を含む置換基を有する2価の芳香族炭化水素環基、および、親水性基を含む置換基を有する2価の芳香族複素環基が挙げられる。
芳香族炭化水素環としては、例えば、ベンゼン環、および、ナフタレン環が挙げられる。
親水性基を含む置換基を有する2価の芳香族炭化水素環基の2価の芳香族炭化水素環基部分のみの構造としては、例えば、以下の基が挙げられる。*は、結合位置を表す。
芳香族複素環としては、例えば、ピリジン環、チオフェン環、ピリミジン環、チアゾール環、フラン環、ピロール環、イミダゾール環、および、インドール環が挙げられる。
親水性基を含む置換基を有する2価の芳香族複素環基の2価の芳香族複素環基部分のみの構造としては、例えば、以下の基が挙げられる。*は、結合位置を表す。
親水性基を含む置換基を有する2価の芳香族複素環基の2価の芳香族複素環基部分のみの構造としては、例えば、以下の基が挙げられる。*は、結合位置を表す。
Rx1で表される親水性基を含む置換基を有する2価の非芳香族環基を構成する非芳香族環は、単環構造であっても、多環構造であってもよい。
上記2価の非芳香族環基を構成する非芳香族環としては、例えば、脂肪族環、および、非芳香族複素環が挙げられ、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向性がより優れる点で、脂肪族環が好ましく、シクロアルカンがより好ましく、シクロヘキサンがさらに好ましい。つまり、Rx1としては、親水性基を含む置換基を有する2価の脂肪族環基、および、親水性基を含む置換基を有する2価の非芳香族複素環基が挙げられ、親水性基を含む置換基を有する2価のシクロアルキレン基が好ましい。
上記2価の非芳香族環基を構成する非芳香族環としては、例えば、脂肪族環、および、非芳香族複素環が挙げられ、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向性がより優れる点で、脂肪族環が好ましく、シクロアルカンがより好ましく、シクロヘキサンがさらに好ましい。つまり、Rx1としては、親水性基を含む置換基を有する2価の脂肪族環基、および、親水性基を含む置換基を有する2価の非芳香族複素環基が挙げられ、親水性基を含む置換基を有する2価のシクロアルキレン基が好ましい。
脂肪族環は、飽和脂肪族環であっても、不飽和脂肪族環であってもよい。
親水性基を含む置換基を有する2価の脂肪族環基の2価の脂肪族環基部分のみの構造としては、例えば、以下の基が挙げられる。*は、結合位置を表す。
親水性基を含む置換基を有する2価の脂肪族環基の2価の脂肪族環基部分のみの構造としては、例えば、以下の基が挙げられる。*は、結合位置を表す。
非芳香族複素環に含まれるヘテロ原子は特に制限されず、例えば、酸素原子、窒素原子、および、硫黄原子が挙げられる。
非芳香族複素環に含まれるヘテロ原子の数は特に制限されず、例えば、1~3が挙げられる。
親水性基を含む置換基を有する2価の非芳香族複素環基の2価の非芳香族複素環基部分のみの構造としては、例えば、以下の基が挙げられる。*は、結合位置を表す。
非芳香族複素環に含まれるヘテロ原子の数は特に制限されず、例えば、1~3が挙げられる。
親水性基を含む置換基を有する2価の非芳香族複素環基の2価の非芳香族複素環基部分のみの構造としては、例えば、以下の基が挙げられる。*は、結合位置を表す。
Rx1で表される親水性基を含む置換基を有する2価の芳香族環基、および、親水性基を含む置換基を有する2価の非芳香族環基は、親水性基を含む置換基以外の置換基を有していてもよい。
置換基は特に制限されず、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、芳香族ヘテロ環オキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、芳香族ヘテロ環チオ基、ウレイド基、ハロゲン原子、シアノ基、ヒドラジノ基、ヘテロ環基(例えば、ヘテロアリール基)、シリル基、および、これらを組み合わせた基などが挙げられる。なお、上記置換基は、さらに置換基で置換されていてもよい。
置換基は特に制限されず、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、芳香族ヘテロ環オキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、芳香族ヘテロ環チオ基、ウレイド基、ハロゲン原子、シアノ基、ヒドラジノ基、ヘテロ環基(例えば、ヘテロアリール基)、シリル基、および、これらを組み合わせた基などが挙げられる。なお、上記置換基は、さらに置換基で置換されていてもよい。
Rx3およびRx4は、それぞれ独立に、親水性基を含む置換基を有していてもよい2価の芳香族環基、または、親水性基を含む置換基を有していてもよい2価の非芳香族環基を表し、Rx3およびRx4の少なくとも一方が親水性基を含む置換基を有する2価の芳香族環基、または、親水性基を含む置換基を有する2価の非芳香族環基を表す。
Rx3およびRx4で表される2価の芳香族環基が有していてもよい親水性基を含む置換基の定義は、上述した通りである。
また、Rx3およびRx4で表される親水性基を含む置換基を有していてもよい2価の芳香族環基を構成する芳香族環の定義は、上述した、Rx1で表される親水性基を含む置換基を有する2価の芳香族環基を構成する芳香族環の定義と同じである。
Rx3およびRx4で表される2価の非芳香族環基が有していてもよい親水性基を含む置換基の定義は、上述した通りである。
また、Rx3およびRx4で表される親水性基を含む置換基を有していてもよい2価の非芳香族環基を構成する非芳香族環の定義は、上述した、Rx1で表される親水性基を含む置換基を有する2価の非芳香族環基を構成する非芳香族環の定義と同じである。
Rx3およびRx4で表される2価の芳香族環基が有していてもよい親水性基を含む置換基の定義は、上述した通りである。
また、Rx3およびRx4で表される親水性基を含む置換基を有していてもよい2価の芳香族環基を構成する芳香族環の定義は、上述した、Rx1で表される親水性基を含む置換基を有する2価の芳香族環基を構成する芳香族環の定義と同じである。
Rx3およびRx4で表される2価の非芳香族環基が有していてもよい親水性基を含む置換基の定義は、上述した通りである。
また、Rx3およびRx4で表される親水性基を含む置換基を有していてもよい2価の非芳香族環基を構成する非芳香族環の定義は、上述した、Rx1で表される親水性基を含む置換基を有する2価の非芳香族環基を構成する非芳香族環の定義と同じである。
Rx3およびRx4の少なくとも一方は、親水性基を含む置換基を有する2価の芳香族環基、または、親水性基を含む置換基を有する2価の非芳香族環基を表し、Rx3およびRx4の両方が、親水性基を含む置換基を有する2価の芳香族環基、または、親水性基を含む置換基を有する2価の非芳香族環基を表してもよい。
Rx3およびRx4で表される親水性基を含む置換基を有する2価の芳香族環基の定義は、上述したRx1で表される親水性基を含む置換基を有する2価の芳香族環基の定義と同義である。
また、Rx3およびRx4で表される親水性基を含む置換基を有する2価の非芳香族環基の定義は、上述したRx1で表される親水性基を含む置換基を有する2価の非芳香族環基の定義と同義である。
Rx3およびRx4で表される親水性基を含む置換基を有する2価の芳香族環基の定義は、上述したRx1で表される親水性基を含む置換基を有する2価の芳香族環基の定義と同義である。
また、Rx3およびRx4で表される親水性基を含む置換基を有する2価の非芳香族環基の定義は、上述したRx1で表される親水性基を含む置換基を有する2価の非芳香族環基の定義と同義である。
Lx3は、単結合、-O-、-S-、アルキレン基、アルケニレン基、または、アルキニレン基を表す。
アルキレン基の炭素数は特に制限されないが、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向性がより優れる点で、1~3が好ましく、1がより好ましい。
アルケニレン基、および、アルキニレン基の炭素数は特に制限されないが、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向がより優れる点で、2~5が好ましく、2~4がより好ましい。
アルキレン基の炭素数は特に制限されないが、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向性がより優れる点で、1~3が好ましく、1がより好ましい。
アルケニレン基、および、アルキニレン基の炭素数は特に制限されないが、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向がより優れる点で、2~5が好ましく、2~4がより好ましい。
Rx2は、2価の非芳香族環基、2価の芳香族環基、または、式(X2)で表される基を表す。式(X2)中、*は結合位置を表す。
式(X2) *-Zx1-Zx2-*
Zx1およびZx2は、それぞれ独立に、2価の非芳香族環基、または、2価の芳香族環基を表す。*は、結合位置を表す。
式(X2) *-Zx1-Zx2-*
Zx1およびZx2は、それぞれ独立に、2価の非芳香族環基、または、2価の芳香族環基を表す。*は、結合位置を表す。
Rx2で表される2価の非芳香族環基を構成する非芳香族環は、単環構造であっても、多環構造であってもよい。
上記2価の非芳香族環基を構成する非芳香族環としては、例えば、脂肪族環、および、非芳香族複素環が挙げられ、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向性がより優れる点で、脂肪族環が好ましく、シクロアルカンがより好ましく、シクロヘキサンがさらに好ましい。つまり、Rx2としては、2価の脂肪族環基、および、2価の非芳香族複素環基が挙げられ、2価のシクロアルキレン基が好ましい。
上記2価の非芳香族環基を構成する非芳香族環としては、例えば、脂肪族環、および、非芳香族複素環が挙げられ、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向性がより優れる点で、脂肪族環が好ましく、シクロアルカンがより好ましく、シクロヘキサンがさらに好ましい。つまり、Rx2としては、2価の脂肪族環基、および、2価の非芳香族複素環基が挙げられ、2価のシクロアルキレン基が好ましい。
脂肪族環は、飽和脂肪族環であっても、不飽和脂肪族環であってもよい。
2価の脂肪族環基としては、例えば、以下の基が挙げられる。*は、結合位置を表す。
2価の脂肪族環基としては、例えば、以下の基が挙げられる。*は、結合位置を表す。
非芳香族複素環に含まれるヘテロ原子は特に制限されず、例えば、酸素原子、窒素原子、および、硫黄原子が挙げられる。
非芳香族複素環に含まれるヘテロ原子の数は特に制限されず、例えば、1~3が挙げられる。
2価の非芳香族複素環基としては、例えば、以下の基が挙げられる。*は、結合位置を表す。
非芳香族複素環に含まれるヘテロ原子の数は特に制限されず、例えば、1~3が挙げられる。
2価の非芳香族複素環基としては、例えば、以下の基が挙げられる。*は、結合位置を表す。
2価の非芳香族環基は、置換基を有していてもよい。置換基の種類は特に制限されず、例えば、Rx1で表される親水性基を含む置換基を有する2価の芳香族環基、および、親水性基を含む置換基を有する2価の非芳香族環基が有していてもよい親水性基を含む置換基以外の置換基で例示した基が挙げられる。
Rx2で表される2価の芳香族環基を構成する芳香族環は、単環構造であっても、多環構造であってもよい。
芳香族環としては、例えば、芳香族炭化水素環、または、芳香族複素環が挙げられる。
芳香族炭化水素環としては、例えば、ベンゼン環、および、ナフタレン環が挙げられる。
芳香族複素環としては、例えば、ピリジン環、チオフェン環、ピリミジン環、チアゾール環、フラン環、ピロール環、イミダゾール環、および、インドール環が挙げられる。
2価の芳香族環基は、置換基を有していてもよい。置換基の種類は特に制限されず、例えば、Rx1で表される親水性基を含む置換基を有する2価の芳香族環基、および、親水性基を含む置換基を有する2価の非芳香族環基が有していてもよい親水性基を含む置換基以外の置換基で例示した基が挙げられる。
芳香族環としては、例えば、芳香族炭化水素環、または、芳香族複素環が挙げられる。
芳香族炭化水素環としては、例えば、ベンゼン環、および、ナフタレン環が挙げられる。
芳香族複素環としては、例えば、ピリジン環、チオフェン環、ピリミジン環、チアゾール環、フラン環、ピロール環、イミダゾール環、および、インドール環が挙げられる。
2価の芳香族環基は、置換基を有していてもよい。置換基の種類は特に制限されず、例えば、Rx1で表される親水性基を含む置換基を有する2価の芳香族環基、および、親水性基を含む置換基を有する2価の非芳香族環基が有していてもよい親水性基を含む置換基以外の置換基で例示した基が挙げられる。
Zx1およびZx2は、それぞれ独立に、2価の非芳香族環基、または、2価の芳香族環基を表す。
Zx1およびZx2で表される2価の非芳香族環基、および、2価の芳香族環基の定義は、上述したRx2で表される2価の非芳香族環基、および、2価の芳香族環基の定義と同義である。
Zx1およびZx2で表される2価の非芳香族環基、および、2価の芳香族環基の定義は、上述したRx2で表される2価の非芳香族環基、および、2価の芳香族環基の定義と同義である。
Lx1およびLx2は、それぞれ独立に、-CONH-、-COO-、-O-、または、-S-を表す。なかでも、特定二色性物質の配向性がより優れる点で、-CONH-が好ましい。
式(X)で表される繰り返し単位としては、式(X4)で表される繰り返し単位が好ましい。
式(X4)中の各基の定義は、上述した通りである。
式(X)で表される繰り返し単位を有する高分子に含まれる式(X)で表される繰り返し単位の含有量は特に制限されないが、高分子中の全繰り返し単位に対して、60モル%以上が好ましく、80モル%以上がより好ましい。上限としては100モル%が挙げられる。
式(X)で表される繰り返し単位を有する高分子の分子量は特に制限されないが、高分子中における式(X)で表される繰り返し単位の数は2以上が好ましく、10~100000がより好ましく、100~10000がさらに好ましい。
また、式(X)で表される繰り返し単位を有する高分子の数平均分子量は特に制限されないが、5,000~50,000が好ましく、10,000~30,000がより好ましい。
また、式(X)で表される繰り返し単位を有する高分子の分子量分布は特に制限されないが、1.0~12.0が好ましく、1.0~7.0がより好ましい。
ここで、本発明における数平均分子量および分子量分布は、ゲル浸透クロマトグラフ(GPC)法により測定された値である。
・溶媒(溶離液):20mMリン酸(pH7.0)/アセトニトリル=4/1
・装置名:TOSOH HLC-8220GPC
・カラム:東ソー製G6000PWxL、4500PWxL、G2500pWwLを3本接続して使用
・カラム温度:40℃
・試料濃度:2mg/mL
・流速:1mL/min
・校正曲線:ポリスチレンスルホン酸(PSS)Mp=891、4.2k、10.2k、29.5k、78.4k、152k、258k、462kまでの8サンプルによる校正曲線を使用
また、式(X)で表される繰り返し単位を有する高分子の数平均分子量は特に制限されないが、5,000~50,000が好ましく、10,000~30,000がより好ましい。
また、式(X)で表される繰り返し単位を有する高分子の分子量分布は特に制限されないが、1.0~12.0が好ましく、1.0~7.0がより好ましい。
ここで、本発明における数平均分子量および分子量分布は、ゲル浸透クロマトグラフ(GPC)法により測定された値である。
・溶媒(溶離液):20mMリン酸(pH7.0)/アセトニトリル=4/1
・装置名:TOSOH HLC-8220GPC
・カラム:東ソー製G6000PWxL、4500PWxL、G2500pWwLを3本接続して使用
・カラム温度:40℃
・試料濃度:2mg/mL
・流速:1mL/min
・校正曲線:ポリスチレンスルホン酸(PSS)Mp=891、4.2k、10.2k、29.5k、78.4k、152k、258k、462kまでの8サンプルによる校正曲線を使用
(板状化合物)
光吸収異方性フィルムは、板状化合物を含んでいてもよい。
なお、「板状化合物」とは、芳香族環(芳香族炭化水素環および芳香族複素環など)が、単結合または適切な連結基を介して、2次元的に広がった構造を有する化合物のことを指し、溶媒中において、化合物中の平面同士が会合することでカラム状の会合体を形成する性質を持った化合物群のことを示す。
板状化合物は、リオトロピック液晶性を示す。
板状化合物は、液晶性発現の制御がしやすい点から、水溶性であることが好ましい。水溶性の板状化合物とは、水に対して1質量%以上溶解する板状化合物のことを表し、水に対して5質量%以上溶解する板状化合物が好ましい。
光吸収異方性フィルムは、板状化合物を含んでいてもよい。
なお、「板状化合物」とは、芳香族環(芳香族炭化水素環および芳香族複素環など)が、単結合または適切な連結基を介して、2次元的に広がった構造を有する化合物のことを指し、溶媒中において、化合物中の平面同士が会合することでカラム状の会合体を形成する性質を持った化合物群のことを示す。
板状化合物は、リオトロピック液晶性を示す。
板状化合物は、液晶性発現の制御がしやすい点から、水溶性であることが好ましい。水溶性の板状化合物とは、水に対して1質量%以上溶解する板状化合物のことを表し、水に対して5質量%以上溶解する板状化合物が好ましい。
板状化合物は、波長300nm超の範囲に極大吸収波長を有することが好ましい。つまり、板状化合物は、波長300nm超の範囲の極大吸収ピークを有することが好ましい。
なお、上記板状化合物の極大吸収波長とは、板状化合物の吸収スペクトル(測定範囲:波長230~400nmの範囲)において、その吸光度が極大値を取るときの波長を意味する。板状化合物の吸収スペクトルの吸光度において、複数の極大値がある場合、測定範囲中の最も長波長側の波長を選択する。
なお、上記板状化合物の極大吸収波長とは、板状化合物の吸収スペクトル(測定範囲:波長230~400nmの範囲)において、その吸光度が極大値を取るときの波長を意味する。板状化合物の吸収スペクトルの吸光度において、複数の極大値がある場合、測定範囲中の最も長波長側の波長を選択する。
なかでも、板状化合物は320~400nmの範囲に極大吸収波長を有することが好ましく、330~360nmの範囲に極大吸収波長を有することがより好ましい。
上記極大吸収波長の測定方法は以下の通りである。
特定化合物(0.01~0.05mmol)を純水(1000ml)に溶解させ、分光光度計(MPC-3100(SHIMADZU製))を用いて、得られた溶液の吸収スペクトルを測定する。
上記極大吸収波長の測定方法は以下の通りである。
特定化合物(0.01~0.05mmol)を純水(1000ml)に溶解させ、分光光度計(MPC-3100(SHIMADZU製))を用いて、得られた溶液の吸収スペクトルを測定する。
板状化合物は、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向性がより優れる点で、親水性基を有することが好ましい。
親水性基の定義は、棒状化合物が有していてもよい親水性基の定義と同じである。
板状化合物は親水性基を1つだけ有していてもよいし、複数有していてもよい。板状化合物が親水性基を複数有する場合、その数は、2~4が好ましく、2がより好ましい。
親水性基の定義は、棒状化合物が有していてもよい親水性基の定義と同じである。
板状化合物は親水性基を1つだけ有していてもよいし、複数有していてもよい。板状化合物が親水性基を複数有する場合、その数は、2~4が好ましく、2がより好ましい。
板状化合物としては、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向性がより優れる点で、式(Y)で表される化合物が好ましい。
式(Y) Ry2-Ly3-Ly1-Ry1-Ly2-Ly4-Ry3
Ry1は、2価の単環基、または、2価の縮合多環基を表す。
2価の単環基に含まれる環としては、例えば、単環式炭化水素環、および、単環式複素環が挙げられる。単環式炭化水素環は、単環式芳香族炭化水素環であっても、単環式非芳香族炭化水素環であってもよい。単環式複素環は、単環式芳香族複素環であっても、単環式非芳香族複素環であってもよい。
2価の単環基としては、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向性がより優れる点で、2価の単環式芳香族炭化水素環基、または、2価の単環式芳香族複素環基が好ましい。
式(Y) Ry2-Ly3-Ly1-Ry1-Ly2-Ly4-Ry3
Ry1は、2価の単環基、または、2価の縮合多環基を表す。
2価の単環基に含まれる環としては、例えば、単環式炭化水素環、および、単環式複素環が挙げられる。単環式炭化水素環は、単環式芳香族炭化水素環であっても、単環式非芳香族炭化水素環であってもよい。単環式複素環は、単環式芳香族複素環であっても、単環式非芳香族複素環であってもよい。
2価の単環基としては、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向性がより優れる点で、2価の単環式芳香族炭化水素環基、または、2価の単環式芳香族複素環基が好ましい。
2価の縮合多環基に含まれる環構造の数は特に制限されないが、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向性がより優れる点で、3~10が好ましく、3~6がより好ましく、3~4がさらに好ましい。
2価の縮合多環基に含まれる環としては、例えば、炭化水素環、および、複素環が挙げられる。炭化水素環は、芳香族炭化水素環であっても、非芳香族炭化水素環であってもよい。複素環は、芳香族複素環であっても、非芳香族複素環であってもよい。
2価の縮合多環基は、二色性物質の配向性がより優れる点で、芳香族炭化水素環と複素環とから構成されることが好ましい。2価の縮合多環基は、共役系の連結基であることが好ましい。つまり、共役系の2価の縮合多環基であることが好ましい。
2価の縮合多環基に含まれる環としては、例えば、炭化水素環、および、複素環が挙げられる。炭化水素環は、芳香族炭化水素環であっても、非芳香族炭化水素環であってもよい。複素環は、芳香族複素環であっても、非芳香族複素環であってもよい。
2価の縮合多環基は、二色性物質の配向性がより優れる点で、芳香族炭化水素環と複素環とから構成されることが好ましい。2価の縮合多環基は、共役系の連結基であることが好ましい。つまり、共役系の2価の縮合多環基であることが好ましい。
2価の縮合多環基を構成する環としては、例えば、ジベンゾチオフェン-S,S-ジオキシド(式(Y2)で表される環)、ジナフト[2,3-b:2’,3’-d]フラン(式(Y3)で表される環)、12H-ベンゾ「b」フェノキサジン(式(Y4)で表される環)、ジベンゾ[b,i]オキサントレン(式(Y5)で表される環)、ベンゾ[b]ナフト[2’,3’:5,6]ジオキシノ[2,3-i]オキサントレン(式(Y6)で表される環)、アセナフト[1,2-b]ベンゾ[g]キノキサリン(式(Y7)で表される環)、9H-アセナフト[1,2-b]イミダゾ[4,5-g]キノキサリン(式(Y8)で表される環)、ジベンゾ[b,def]クリセリン-7,14-ジオン(式(Y9)で表される環)、および、アセトナフトキノキサリン(式(Y10)で表される環)が挙げられる。
つまり、2価の縮合多環基としては、式(Y2)~(Y10)で表される環から2つの水素原子を除いて形成される2価の基が挙げられる。
つまり、2価の縮合多環基としては、式(Y2)~(Y10)で表される環から2つの水素原子を除いて形成される2価の基が挙げられる。
2価の単環基および2価の縮合多環基は、置換基を有していてもよい。置換基の種類は特に制限されず、例えば、Rx1で表される親水性基を含む置換基を有する2価の芳香族環基、および、親水性基を含む置換基を有する2価の非芳香族環基が有する親水性基を含む置換基以外の置換基で例示した基が挙げられる。
Ry2およびRy3は、それぞれ独立に、水素原子または親水性基を表し、Ry2およびRy3の少なくとも一方は親水性基を表す。Ry2およびRy3の両方が親水性基を表すことが好ましい。
Ry2およびRy3で表される親水性基の定義は、上述した通りである。
Ry2およびRy3で表される親水性基の定義は、上述した通りである。
Ly1およびLy2は、それぞれ独立に、単結合、2価の芳香族環基、または、式(Y1)で表される基を表す。ただし、Ry1が2価の単環基である場合、Ly1およびLy2は両方とも2価の芳香族環基、または、式(Y1)で表される基を表す。式(Y1)中、*は結合位置を表す。
式(Y1) *-Ry4-(Ry5)n-*
Ry4およびRy5は、それぞれ独立に、2価の芳香族環基を表す。
nは、1または2を表す。
式(Y1) *-Ry4-(Ry5)n-*
Ry4およびRy5は、それぞれ独立に、2価の芳香族環基を表す。
nは、1または2を表す。
Ly1およびLy2で表される2価の芳香族環基を構成する芳香族環は、単環構造であっても、多環構造であってもよい。
上記2価の芳香族環基を構成する芳香族環としては、例えば、芳香族炭化水素環、または、芳香族複素環が挙げられる。つまり、Ly1およびLy2で表される2価の芳香族環基としては、2価の芳香族炭化水素環基、および、2価の芳香族複素環基が挙げられる。
芳香族炭化水素環としては、例えば、ベンゼン環、および、ナフタレン環が挙げられる。
2価の芳香族炭化水素環基としては、例えば、以下の基が挙げられる。*は、結合位置を表す。
上記2価の芳香族環基を構成する芳香族環としては、例えば、芳香族炭化水素環、または、芳香族複素環が挙げられる。つまり、Ly1およびLy2で表される2価の芳香族環基としては、2価の芳香族炭化水素環基、および、2価の芳香族複素環基が挙げられる。
芳香族炭化水素環としては、例えば、ベンゼン環、および、ナフタレン環が挙げられる。
2価の芳香族炭化水素環基としては、例えば、以下の基が挙げられる。*は、結合位置を表す。
芳香族複素環としては、例えば、ピリジン環、チオフェン環、ピリミジン環、チアゾール環、フラン環、ピロール環、イミダゾール環、および、インドール環が挙げられる。
2価の芳香族複素環基としては、例えば、以下の基が挙げられる。*は、結合位置を表す。
2価の芳香族複素環基としては、例えば、以下の基が挙げられる。*は、結合位置を表す。
Ry4およびRy5で表される2価の芳香族環基の定義も、Ly1およびLy2で表される2価の芳香族環基と同じである。
Ly3およびLy4は、それぞれ独立に、単結合、-O-、-S-、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、または、これらを組み合わせた基を表す。
上記これらを組み合わせた基としては、例えば、-O-アルキレン基、および、-S-アルキレン基が挙げられる。
アルキレン基の炭素数は特に制限されないが、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向性がより優れる点で、1~3が好ましく、1がより好ましい。
アルケニレン基、および、アルキニレン基の炭素数は特に制限されないが、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向性がより優れる点で、2~5が好ましく、2~4がより好ましい。
上記これらを組み合わせた基としては、例えば、-O-アルキレン基、および、-S-アルキレン基が挙げられる。
アルキレン基の炭素数は特に制限されないが、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向性がより優れる点で、1~3が好ましく、1がより好ましい。
アルケニレン基、および、アルキニレン基の炭素数は特に制限されないが、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向性がより優れる点で、2~5が好ましく、2~4がより好ましい。
(塩)
光吸収異方性フィルムは、塩を含んでいてもよい。
板状化合物が酸基またはその塩を有する場合、光吸収異方性フィルム中に塩が含まれていると、板状化合物中の平面同士がより会合しやすくなり、カラム状の会合体が形成されやすい。
なお、上記塩には、上記棒状化合物および板状化合物は含まれない。つまり、上記塩は、上記棒状化合物および板状化合物とは異なる化合物である。
光吸収異方性フィルムは、塩を含んでいてもよい。
板状化合物が酸基またはその塩を有する場合、光吸収異方性フィルム中に塩が含まれていると、板状化合物中の平面同士がより会合しやすくなり、カラム状の会合体が形成されやすい。
なお、上記塩には、上記棒状化合物および板状化合物は含まれない。つまり、上記塩は、上記棒状化合物および板状化合物とは異なる化合物である。
塩は特に制限されず、無機塩でも、有機塩でもよく、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向性がより優れる点で、無機塩が好ましい。無機塩としては、例えば、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、および、遷移金属塩が挙げられ、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向性がより優れる点で、アルカリ金属塩が好ましい。
アルカリ金属塩とは、カチオンがアルカリ金属イオンである塩であり、アルカリ金属イオンとしては、リチウムイオン、または、ナトリウムイオンが好ましく、リチウムイオンがより好ましい。つまり、塩としては、リチウム塩、または、ナトリウム塩が好ましく、リチウム塩がより好ましい。
アルカリ金属塩としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および、水酸化カリウムなどのアルカリ金属の水酸化物;炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、および、炭酸カリウムなどのアルカリ金属の炭酸塩;炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、および、炭酸水素カリウムなどのアルカリ金属の炭酸水素塩;が挙げられる。
上記以外にも、アルカリ金属塩としては、例えば、リン酸塩、および、塩化物であってもよい。
アルカリ金属塩とは、カチオンがアルカリ金属イオンである塩であり、アルカリ金属イオンとしては、リチウムイオン、または、ナトリウムイオンが好ましく、リチウムイオンがより好ましい。つまり、塩としては、リチウム塩、または、ナトリウム塩が好ましく、リチウム塩がより好ましい。
アルカリ金属塩としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および、水酸化カリウムなどのアルカリ金属の水酸化物;炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、および、炭酸カリウムなどのアルカリ金属の炭酸塩;炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、および、炭酸水素カリウムなどのアルカリ金属の炭酸水素塩;が挙げられる。
上記以外にも、アルカリ金属塩としては、例えば、リン酸塩、および、塩化物であってもよい。
上記塩のアニオンとしては、例えば、水酸化物イオン、炭酸イオン、塩化物イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、リン酸イオン、ホウ酸イオン、テトラフルオロ硼酸イオン、ヘキサフルオロリン酸イオン、過塩素酸イオン、トルエンスルホン酸イオン、シュウ酸イオン、ギ酸イオン、トリフルオロ酢酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、ヘキサフルオロリン酸イオン、ビス(フルオロメタンスルホニル)イミドイオン、ビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミドイオン、および、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドイオンが挙げられる。
なお、板状化合物が酸基の塩を有する場合、酸基の塩中のカチオンと、上記使用される塩中のカチオンとは同じ種類であることが好ましい。
<光吸収異方性フィルムの特性>
光吸収異方性フィルムは、波長700~1600nmの範囲において極大吸収波長(以下、単に「特定極大吸収波長」ともいう。)を有する。光吸収異方性フィルムが上記範囲に極大吸収波長を有することにより、波長700~1600nmの範囲の近赤外線を吸収することができる。結果として、近赤外線領域に吸収を有する光吸収異方性フィルムとして使用できる。特に、本発明の光吸収異方性フィルムは、波長700~1600nmのいずれかの波長の光に対して、方向によって吸光度が異なるフィルムであることが好ましい。
光吸収異方性フィルムは、波長700nm以上900nm未満の範囲において第1極大吸収波長を有し、波長900~1600nmの範囲において第2極大吸収波長を有することが好ましい。
上記のような光吸収異方性フィルムの吸収特性は、上記波長範囲に極大吸収波長を有する特定二色性物質を用いることにより達成できる。
光吸収異方性フィルムは、波長700~1600nmの範囲において極大吸収波長(以下、単に「特定極大吸収波長」ともいう。)を有する。光吸収異方性フィルムが上記範囲に極大吸収波長を有することにより、波長700~1600nmの範囲の近赤外線を吸収することができる。結果として、近赤外線領域に吸収を有する光吸収異方性フィルムとして使用できる。特に、本発明の光吸収異方性フィルムは、波長700~1600nmのいずれかの波長の光に対して、方向によって吸光度が異なるフィルムであることが好ましい。
光吸収異方性フィルムは、波長700nm以上900nm未満の範囲において第1極大吸収波長を有し、波長900~1600nmの範囲において第2極大吸収波長を有することが好ましい。
上記のような光吸収異方性フィルムの吸収特性は、上記波長範囲に極大吸収波長を有する特定二色性物質を用いることにより達成できる。
光吸収異方性フィルム中において、特定二色性物質は種々の配向状態をとっていてもよい。
配向状態としては、例えば、ホモジニアス配向、および、ホメオトロピック配向が挙げられる。より具体的には、配向状態としては、例えば、ネマチック配向(ネマチック相を形成している状態)、スメクチック配向(スメクチック相を形成している状態)、捩れ配向、コレステリック配向(コレステリック相を形成している状態)、および、ハイブリッド配向が挙げられる。
上記のような特定二色性物質の配向状態を達成する方法としては、液晶化合物(例えば、上述した非着色性のリオトロピック液晶化合物)を用いる方法が挙げられる。つまり、光吸収異方性フィルムが液晶化合物を含む場合、液晶化合物を上述した所定の配向状態にすることにより、特定二色性物質もその配向状態に合わせて配向しえる。
例えば、図1に棒状化合物を用いた場合の模式図を示す。特に、図1では、光吸収異方性フィルムが棒状化合物10を含み、棒状化合物10の分子軸をx軸方向に沿うように配置された態様を例として示す。なお、後述するように、上記のような棒状化合物10の配置状態を達成する方法としては、棒状化合物10を含む組成物を塗布して、x軸方向に沿って剪断を与えることにより達成できる。上述したように、特定二色性物質はJ会合体を形成し得ることから、図1に示すように棒状化合物10が配置されている場合、板状構造の特定二色性物質12はその主面同士が対向するように会合して配置されてJ会合体を形成しつつ、特定二色性物質12の主面の方向がx軸方向に沿うように配置される。つまり、図1に示すように、棒状化合物を配向させることにより、特定二色性物質の配向方向を調整できる。
なお、図1においては特定二色性物質がJ会合体を形成する場合を一例として記載したが、本発明の光吸収異方性フィルムにおいては特定二色性物質がJ会合体を形成していなくてもよい。
配向状態としては、例えば、ホモジニアス配向、および、ホメオトロピック配向が挙げられる。より具体的には、配向状態としては、例えば、ネマチック配向(ネマチック相を形成している状態)、スメクチック配向(スメクチック相を形成している状態)、捩れ配向、コレステリック配向(コレステリック相を形成している状態)、および、ハイブリッド配向が挙げられる。
上記のような特定二色性物質の配向状態を達成する方法としては、液晶化合物(例えば、上述した非着色性のリオトロピック液晶化合物)を用いる方法が挙げられる。つまり、光吸収異方性フィルムが液晶化合物を含む場合、液晶化合物を上述した所定の配向状態にすることにより、特定二色性物質もその配向状態に合わせて配向しえる。
例えば、図1に棒状化合物を用いた場合の模式図を示す。特に、図1では、光吸収異方性フィルムが棒状化合物10を含み、棒状化合物10の分子軸をx軸方向に沿うように配置された態様を例として示す。なお、後述するように、上記のような棒状化合物10の配置状態を達成する方法としては、棒状化合物10を含む組成物を塗布して、x軸方向に沿って剪断を与えることにより達成できる。上述したように、特定二色性物質はJ会合体を形成し得ることから、図1に示すように棒状化合物10が配置されている場合、板状構造の特定二色性物質12はその主面同士が対向するように会合して配置されてJ会合体を形成しつつ、特定二色性物質12の主面の方向がx軸方向に沿うように配置される。つまり、図1に示すように、棒状化合物を配向させることにより、特定二色性物質の配向方向を調整できる。
なお、図1においては特定二色性物質がJ会合体を形成する場合を一例として記載したが、本発明の光吸収異方性フィルムにおいては特定二色性物質がJ会合体を形成していなくてもよい。
光吸収異方性フィルムは、面内方向に特定極大吸収波長における吸収軸を有することが好ましい。このような態様は、特定極大吸収波長に吸収を有する特定二色性物質を光吸収異方性フィルム中においてホモジニアス配向させること(特定二色性物質の長軸方向を光吸収異方性フィルム表面に対して水平に、かつ、同一方位に配列させる)により達成できる。
また、光吸収異方性フィルムは、厚み方向に沿った特定極大吸収波長における吸収軸を有することも好ましい。このような態様は、特定極大吸収波長に吸収を有する特定二色性物質を光吸収異方性フィルム中においてホメオトロピック配向させること(特定二色性物質の長軸方向を光吸収異方性フィルム表面に対して垂直に配列させる)により達成できる。
また、光吸収異方性フィルムは、厚み方向に沿った特定極大吸収波長における吸収軸を有することも好ましい。このような態様は、特定極大吸収波長に吸収を有する特定二色性物質を光吸収異方性フィルム中においてホメオトロピック配向させること(特定二色性物質の長軸方向を光吸収異方性フィルム表面に対して垂直に配列させる)により達成できる。
光吸収異方性フィルム中における特定二色性物質の配向度は特に制限されないが、光吸収異方性フィルムの吸収特性がより優れる点で、0.60以上が好ましく、0.80以上がより好ましく、0.90以上がさらに好ましい。上限は特に制限されないが、1.00が挙げられる。
上記配向度は、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の極大吸収波長によって測定される配向度である。
なお、光吸収異方性フィルム中において特定二色性物質がJ会合体を形成している場合、J会合体に由来する極大吸収波長を用いて配向度を測定する。
光吸収異方性フィルム中において特定二色性物質がホモジニアス配向している場合(言い換えれば、面内方向に吸収軸を有する場合)、上記配向度は以下の方法で算出される。
日本分光株式会社(JASCO)製 自動絶対反射率測定ユニットARMN-735を備えた紫外可視近赤外分光光度計V-660を用いて光吸収異方性フィルムの吸光度を測定し、以下の式により算出される値である。
配向度:S=[(Az0/Ay0)-1]/[(Az0/Ay0)+2]
Az0:光吸収異方性フィルムの吸収軸方向の特定二色性物質の極大吸収波長の偏光に対する吸光度
Ay0:光吸収異方性フィルムの透過軸方向の特定二色性物質の極大吸収波長の偏光に対する吸光度
上記配向度は、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の極大吸収波長によって測定される配向度である。
なお、光吸収異方性フィルム中において特定二色性物質がJ会合体を形成している場合、J会合体に由来する極大吸収波長を用いて配向度を測定する。
光吸収異方性フィルム中において特定二色性物質がホモジニアス配向している場合(言い換えれば、面内方向に吸収軸を有する場合)、上記配向度は以下の方法で算出される。
日本分光株式会社(JASCO)製 自動絶対反射率測定ユニットARMN-735を備えた紫外可視近赤外分光光度計V-660を用いて光吸収異方性フィルムの吸光度を測定し、以下の式により算出される値である。
配向度:S=[(Az0/Ay0)-1]/[(Az0/Ay0)+2]
Az0:光吸収異方性フィルムの吸収軸方向の特定二色性物質の極大吸収波長の偏光に対する吸光度
Ay0:光吸収異方性フィルムの透過軸方向の特定二色性物質の極大吸収波長の偏光に対する吸光度
また、光吸収異方性フィルム中において特定二色性物質がホメオトロピック配向している場合(言い換えれば、厚み方向に吸収軸を有する場合)、上記配向度は以下の方法で算出される。
AxoScan OPMF-1(オプトサイエンス社製)を用いて、特定二色性物質の極大吸収波長のP偏光における光吸収異方性フィルムの透過率を測定する。測定の際には、光吸収異方性フィルムの法線方向に対する角度である極角を0~60°まで5°毎に変更しつつ、各極角における全方位角度での特定二色性物質の極大吸収波長における透過率を測定する。次に、表面反射の影響を除去した後、最も透過率の高い方位角および極角での透過率をTm(0)、最も透過率の高い方位角方向において、最も透過率の高い極角からさらに極角を40°傾けた角度での透過率をTm(40)とする。得られたTm(0)およびTm(40)から下記式により吸光度を算出し、A(0)およびA(40)を算出する。
A=-log(Tm)
ここで、Tmは透過率、Aは吸光度を表す。
算出したA(0)およびA(40)より、下記式で定義された配向度Sを算出する。
S=(4.6×A(40)-A(0))/(4.6×A(40)+2×A(0))
AxoScan OPMF-1(オプトサイエンス社製)を用いて、特定二色性物質の極大吸収波長のP偏光における光吸収異方性フィルムの透過率を測定する。測定の際には、光吸収異方性フィルムの法線方向に対する角度である極角を0~60°まで5°毎に変更しつつ、各極角における全方位角度での特定二色性物質の極大吸収波長における透過率を測定する。次に、表面反射の影響を除去した後、最も透過率の高い方位角および極角での透過率をTm(0)、最も透過率の高い方位角方向において、最も透過率の高い極角からさらに極角を40°傾けた角度での透過率をTm(40)とする。得られたTm(0)およびTm(40)から下記式により吸光度を算出し、A(0)およびA(40)を算出する。
A=-log(Tm)
ここで、Tmは透過率、Aは吸光度を表す。
算出したA(0)およびA(40)より、下記式で定義された配向度Sを算出する。
S=(4.6×A(40)-A(0))/(4.6×A(40)+2×A(0))
光吸収異方性フィルムの膜厚は10μm以下であり、折り曲げ性がより優れる点で、8μm以下が好ましく、5μm以下がより好ましい。下限は特に制限されないが、取り扱い性の点から、0.1μm以上が好ましく、0.5μm以上がより好ましい。
光吸収異方性フィルムの膜厚は、光吸収異方性フィルムの任意の10点の膜を株式会社ニコン製超高分解能非接触参事兼表面形状計測システムBW-A501を用いて測定して、得られた値を算術平均した平均値である。
光吸収異方性フィルムの膜厚は、光吸収異方性フィルムの任意の10点の膜を株式会社ニコン製超高分解能非接触参事兼表面形状計測システムBW-A501を用いて測定して、得られた値を算術平均した平均値である。
<光吸収異方性フィルムの製造方法>
光吸収異方性フィルムの製造方法は特に制限されず、上述した特性の光吸収異方性フィルムが製造できれば特に制限されない。
なかでも、生産性がより優れる点で、以下の工程1および2を有する光吸収異方性フィルムの製造方法が好ましい。
工程1:親水性基を有する二色性物質と溶媒とを含む組成物に対して、粉砕処理を施す工程
工程2:工程1で得られた組成物を塗布し、塗布された組成物中の上記二色性物質を配向させて、光吸収異方性フィルムを形成する工程
以下、工程1および2の手順について詳述する。
光吸収異方性フィルムの製造方法は特に制限されず、上述した特性の光吸収異方性フィルムが製造できれば特に制限されない。
なかでも、生産性がより優れる点で、以下の工程1および2を有する光吸収異方性フィルムの製造方法が好ましい。
工程1:親水性基を有する二色性物質と溶媒とを含む組成物に対して、粉砕処理を施す工程
工程2:工程1で得られた組成物を塗布し、塗布された組成物中の上記二色性物質を配向させて、光吸収異方性フィルムを形成する工程
以下、工程1および2の手順について詳述する。
(工程1)
工程1は、親水性基を有する二色性物質(特定二色性物質)と溶媒とを含む組成物(以下、単に「特定組成物」ともいう。)に対して、粉砕処理を施す工程である。本工程を実施することにより、特定組成物中における特定二色性物質の分散性が向上し、結果として、特定二色性物質の配向性により優れた光吸収異方性フィルムが得られる。特に、特定組成物が特定二色性物質から構成される粒子を含む場合、その粒子の平均粒径がより小さくなり、特定二色性物質の配向性により優れた光吸収異方性フィルムが得られる。
以下では、まず、使用される特定組成物について詳述し、その後、工程の手順について詳述する。
工程1は、親水性基を有する二色性物質(特定二色性物質)と溶媒とを含む組成物(以下、単に「特定組成物」ともいう。)に対して、粉砕処理を施す工程である。本工程を実施することにより、特定組成物中における特定二色性物質の分散性が向上し、結果として、特定二色性物質の配向性により優れた光吸収異方性フィルムが得られる。特に、特定組成物が特定二色性物質から構成される粒子を含む場合、その粒子の平均粒径がより小さくなり、特定二色性物質の配向性により優れた光吸収異方性フィルムが得られる。
以下では、まず、使用される特定組成物について詳述し、その後、工程の手順について詳述する。
特定組成物は、特定二色性物質を含む。特定二色性物質は、上述した通りである。
特定組成物中において、特定二色性物質は粒子状に分散している場合が多い。つまり、特定組成物は、特定二色性物質から構成される粒子を含む場合が多い。
特定組成物は、特定二色性物質を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。
特定組成物中における特定二色性物質の含有量は特に制限されないが、組成物中の溶媒を除いた成分全質量(組成物中の全固形分に該当)に対して、1~30質量%が好ましく、3~15質量%がより好ましい。
特定組成物中において、特定二色性物質は粒子状に分散している場合が多い。つまり、特定組成物は、特定二色性物質から構成される粒子を含む場合が多い。
特定組成物は、特定二色性物質を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。
特定組成物中における特定二色性物質の含有量は特に制限されないが、組成物中の溶媒を除いた成分全質量(組成物中の全固形分に該当)に対して、1~30質量%が好ましく、3~15質量%がより好ましい。
特定組成物は、溶媒を含む。
溶媒の種類は特に制限されないが、水性媒体が好ましい。
水性媒体とは、水、または、水と水溶性有機溶媒との混合液である。
水溶性有機溶媒とは、20℃において水に対する溶解度が5質量%以上である溶媒である。水溶性有機溶媒としては、例えば、アルコール化合物、ケトン化合物、エーテル化合物、アミド化合物、二トリル化合物、および、スルホン化合物が挙げられる。
アルコール化合物としては、エタノール、イソプロパノール、n-ブタノール、t-ブタノール、イソブタノール、1-メトキシ-2-プロパノール、ジアセトンアルコール、ジエチレングリコール、エチレングリコール、ジプロピレングリコール、プロピレングリコール、および、グリセリンが挙げられる。
ケトン化合物としては、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、および、メチルイソブチルケトンが挙げられる。
エーテル化合物としては、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、および、ポリオキシプロピレングリセリルエーテルが挙げられる。
アミド化合物としては、ジメチルホルムアミド、および、ジエチルホルムアミドが挙げられる。
ニトリル化合物としては、アセトニトリルが挙げられる。
スルホン化合物としては、ジメチルスルホキシド、ジメチルスルホン、および、スルホランが挙げられる。
溶媒の種類は特に制限されないが、水性媒体が好ましい。
水性媒体とは、水、または、水と水溶性有機溶媒との混合液である。
水溶性有機溶媒とは、20℃において水に対する溶解度が5質量%以上である溶媒である。水溶性有機溶媒としては、例えば、アルコール化合物、ケトン化合物、エーテル化合物、アミド化合物、二トリル化合物、および、スルホン化合物が挙げられる。
アルコール化合物としては、エタノール、イソプロパノール、n-ブタノール、t-ブタノール、イソブタノール、1-メトキシ-2-プロパノール、ジアセトンアルコール、ジエチレングリコール、エチレングリコール、ジプロピレングリコール、プロピレングリコール、および、グリセリンが挙げられる。
ケトン化合物としては、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、および、メチルイソブチルケトンが挙げられる。
エーテル化合物としては、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、および、ポリオキシプロピレングリセリルエーテルが挙げられる。
アミド化合物としては、ジメチルホルムアミド、および、ジエチルホルムアミドが挙げられる。
ニトリル化合物としては、アセトニトリルが挙げられる。
スルホン化合物としては、ジメチルスルホキシド、ジメチルスルホン、および、スルホランが挙げられる。
特定組成物の固形分濃度は特に制限されないが、二色性物質の配向性がより優れる点で、組成物全質量に対して、1~50質量%が好ましく、3~30質量%がより好ましい。
特定組成物は、上述した特定二色性物質および溶媒以外の他の成分を含んでいてもよい。
他の成分としては、非着色性のリオトロピック液晶化合物、塩、重合性化合物、重合開始剤、波長分散制御剤、光学特性調整剤、界面活性剤、密着改良剤、滑り剤、配向制御剤、および、紫外線吸収剤が挙げられる。
他の成分としては、非着色性のリオトロピック液晶化合物、塩、重合性化合物、重合開始剤、波長分散制御剤、光学特性調整剤、界面活性剤、密着改良剤、滑り剤、配向制御剤、および、紫外線吸収剤が挙げられる。
特定組成物は、上述したように、非着色性のリオトロピック液晶化合物を含んでいてもよい。非着色性のリオトロピック液晶化合物の説明は、上述した通りである。
特定組成物が非着色性のリオトロピック液晶化合物を含む場合、特定組成物中における非着色性のリオトロピック液晶化合物の含有量は特に制限されないが、組成物中の全固形分に対して、60~99質量%が好ましく、80~97質量%がより好ましい。
全固形分とは、溶媒を除く、光吸収異方性フィルムを形成し得る成分を意味する。なお、上記成分の性状が液体状であっても、固形分として計算する。
特定組成物が非着色性のリオトロピック液晶化合物を含む場合、特定組成物中における非着色性のリオトロピック液晶化合物の含有量は特に制限されないが、組成物中の全固形分に対して、60~99質量%が好ましく、80~97質量%がより好ましい。
全固形分とは、溶媒を除く、光吸収異方性フィルムを形成し得る成分を意味する。なお、上記成分の性状が液体状であっても、固形分として計算する。
特定組成物が棒状化合物および板状化合物の両方を含む場合、棒状化合物および板状化合物の合計質量に対する、棒状化合物の含有量は特に制限されないが、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向がより優れる点で、50質量%超が好ましく、55質量%以上がより好ましい。上限は特に制限されないが、90質量%以下が好ましく、80質量%がより好ましい。
特定組成物は、1種の棒状化合物のみを含んでいてもよいし、2種以上の棒状化合物を含んでいてもよい。
特定組成物は、1種の板状化合物のみを含んでいてもよいし、2種以上の板状化合物を含んでいてもよい。
特定組成物は、1種の棒状化合物のみを含んでいてもよいし、2種以上の棒状化合物を含んでいてもよい。
特定組成物は、1種の板状化合物のみを含んでいてもよいし、2種以上の板状化合物を含んでいてもよい。
特定組成物は、上述したように、塩を含んでいてもよい。塩の説明は、上述した通りである。
特定組成物に棒状化合物、板状化合物、および、塩が含まれる場合、塩の含有量は特に制限されないが、式(W)で求められる比Wは、0.25~1.75が好ましく、0.50~1.50がより好ましく、0.75~1.15がさらに好ましい。
特定組成物に棒状化合物、板状化合物、および、塩が含まれる場合、塩の含有量は特に制限されないが、式(W)で求められる比Wは、0.25~1.75が好ましく、0.50~1.50がより好ましく、0.75~1.15がさらに好ましい。
式(W)中、C1は、棒状化合物が有する酸基の塩に含まれるカチオンのモル量を表す。なお、棒状化合物が酸基の塩を有さない場合、上記C1は0とする。
C2は、板状化合物が有する酸基の塩に含まれるカチオンのモル量を表す。なお、板状化合物が酸基の塩を有さない場合、上記C2は0とする。
C3は、塩に含まれるカチオンのモル量を表す。
A1は、棒状化合物が有する酸基またはその塩の合計モル量を表す。棒状化合物が酸基、および、酸基の塩の両方を含む場合、上記合計モル量は酸基のモル量および酸基の塩のモル量の合計を表す。棒状化合物が酸基および酸基の塩のいずれか一方のみを有する場合、含まれていない一方のモル量は0とする。
A2は、板状化合物が有する酸基またはその塩の合計モル量を表す。板状化合物が酸基、および、酸基の塩の両方を含む場合、上記合計モル量は酸基のモル量および酸基の塩のモル量の合計を表す。板状化合物が酸基および酸基の塩のいずれか一方のみを有する場合、含まれていない一方のモル量は0とする。
C2は、板状化合物が有する酸基の塩に含まれるカチオンのモル量を表す。なお、板状化合物が酸基の塩を有さない場合、上記C2は0とする。
C3は、塩に含まれるカチオンのモル量を表す。
A1は、棒状化合物が有する酸基またはその塩の合計モル量を表す。棒状化合物が酸基、および、酸基の塩の両方を含む場合、上記合計モル量は酸基のモル量および酸基の塩のモル量の合計を表す。棒状化合物が酸基および酸基の塩のいずれか一方のみを有する場合、含まれていない一方のモル量は0とする。
A2は、板状化合物が有する酸基またはその塩の合計モル量を表す。板状化合物が酸基、および、酸基の塩の両方を含む場合、上記合計モル量は酸基のモル量および酸基の塩のモル量の合計を表す。板状化合物が酸基および酸基の塩のいずれか一方のみを有する場合、含まれていない一方のモル量は0とする。
例えば、SO3Li基を有する棒状化合物と、SO3Li基を有する板状化合物と、LiOHとを含む組成物において、棒状化合物が有するSO3Li基のモル量が5mmolであり、板状化合物が有するSO3Li基のモル量が8mmolであり、LiOHのモル量が8mmolである場合、棒状化合物が有する酸基の塩に含まれるカチオンのモル量は5mmol、板状化合物が有する酸基の塩に含まれるカチオンのモル量は8mmol、LiOHに含まれるカチオンのモル量は8mmolと計算され、比Wは{(5+8+8)-(5+8)}/8=1と計算される。
仮に、上記棒状化合物が、SO3H基を有する棒状化合物であり、棒状化合物が有するSO3H基のモル量が5mmolである場合、比Wは{(8+8)-(5+8)}/8=0.375と計算される。
仮に、上記棒状化合物が、SO3H基を有する棒状化合物であり、棒状化合物が有するSO3H基のモル量が5mmolである場合、比Wは{(8+8)-(5+8)}/8=0.375と計算される。
上記比Wは、板状化合物が有する酸基またはその塩に対して、組成物中の過剰な塩由来のカチオンの量を表す。つまり、比Wは、板状化合物が有する酸基またはその塩に対する、組成物中の棒状化合物および板状化合物が有する酸基と塩を形成していない過剰のカチオン量の比を表す。板状化合物が有する酸基またはその塩に対して、特定組成物が所定量のカチオンを含む場合、板状化合物が光吸収異方性フィルム中において所定の構造をとりやすくなり、二色性物質の配向度がより優れる。
特定組成物に塩が含まれる場合、特定組成物中における板状化合物の含有量に対する塩の含有量の質量比は特に制限されないが、0.010~0.200が好ましく、0.025~0.150がより好ましい。
特定組成物は、リオトロピック液晶性組成物であることが好ましい。
ここで、リオトロピック液晶性組成物とは、溶液状態で、温度や濃度を変化させることにより、等方相-液晶相の相転移を起こす性質を有する組成物である。つまり、特定組成物は、特定二色性物質、および、溶媒などの各種成分を含む溶液状態において、各化合物の濃度などを調整することにより、リオトロピック液晶性を示すことができる組成物である。なお、特定組成物が過剰の溶媒を含み、その状態ではリオトロピック液晶性を示していなくとも、特定組成物の塗布後の乾燥工程でリオトロピック液晶性を示す場合など濃度が変化した際にリオトロピック液晶性を示す場合には、その特定組成物は上記リオトロピック液晶性組成物に該当する。
なお、後述するように、支持体上に配向膜を配置しておけば、特定組成物の塗布後の乾燥過程において、リオトロピック液晶性を発現することで、化合物の配向が誘起され、光吸収異方性フィルムを形成することが可能となる。
ここで、リオトロピック液晶性組成物とは、溶液状態で、温度や濃度を変化させることにより、等方相-液晶相の相転移を起こす性質を有する組成物である。つまり、特定組成物は、特定二色性物質、および、溶媒などの各種成分を含む溶液状態において、各化合物の濃度などを調整することにより、リオトロピック液晶性を示すことができる組成物である。なお、特定組成物が過剰の溶媒を含み、その状態ではリオトロピック液晶性を示していなくとも、特定組成物の塗布後の乾燥工程でリオトロピック液晶性を示す場合など濃度が変化した際にリオトロピック液晶性を示す場合には、その特定組成物は上記リオトロピック液晶性組成物に該当する。
なお、後述するように、支持体上に配向膜を配置しておけば、特定組成物の塗布後の乾燥過程において、リオトロピック液晶性を発現することで、化合物の配向が誘起され、光吸収異方性フィルムを形成することが可能となる。
(工程1の手順)
工程1では上記特定組成物に対して、粉砕処理を施す。
粉砕処理としては、公知の粉砕処理を用いることができる。粉砕処理の方法としては、圧縮、圧搾、衝撃、剪断、摩擦、および、キャビテーションなどの機械的エネルギーを付与する方法が挙げられる。
粉砕処理としては、湿式粉砕処理であっても、乾式粉砕処理であってもよい。粉砕処理としては、具体的には、ビーズミル、サンドミル、ロールミル、ボールミル、ペイントシェーカー、マイクロフルイダイザー、インペラーミル、サンドグラインダー、フロージェットミキサー、および、超音波処理などを用いる処理が挙げられる。
工程1では上記特定組成物に対して、粉砕処理を施す。
粉砕処理としては、公知の粉砕処理を用いることができる。粉砕処理の方法としては、圧縮、圧搾、衝撃、剪断、摩擦、および、キャビテーションなどの機械的エネルギーを付与する方法が挙げられる。
粉砕処理としては、湿式粉砕処理であっても、乾式粉砕処理であってもよい。粉砕処理としては、具体的には、ビーズミル、サンドミル、ロールミル、ボールミル、ペイントシェーカー、マイクロフルイダイザー、インペラーミル、サンドグラインダー、フロージェットミキサー、および、超音波処理などを用いる処理が挙げられる。
粉砕処理としては、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向性がより優れる点から、メカニカルミリング処理または超音波処理が好ましく、メカニカルミリング処理がより好ましい。
メカニカルミリング処理としては、機械的エネルギーを付与しながらミリングする方法であれば特に限定されず、例えば、ボールミル、振動ミル、ターボミル、メカノフュージョン、および、ディスクミルを用いた処理が挙げられる。
メカニカルミリング処理としては、機械的エネルギーを付与しながらミリングする方法であれば特に限定されず、例えば、ボールミル、振動ミル、ターボミル、メカノフュージョン、および、ディスクミルを用いた処理が挙げられる。
特定組成物に特定二色性物質から構成される粒子が含まれる場合、粉砕処理を実施することにより、上記粒子が粉砕され、より小さな粒子(微細化された粒子)が得られる。
粉砕処理の条件は特に制限されないが、使用される特定二色性物質および溶媒などの種類によって適宜最適な条件が選択される。
粉砕処理の条件は特に制限されないが、使用される特定二色性物質および溶媒などの種類によって適宜最適な条件が選択される。
例えば、粉砕処理として、メカニカルミリング処理(特に、ボールミル処理)を採用した際、ボールミルの際に使用される粉砕用ボール(メディア)の材質は特に制限されないが、例えば、メノウ、窒化珪素、ジルコニア、アルミナ、および、鉄系合金が挙げられ、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向性がより優れる点から、ジルコニアが好ましい。
粉砕用ボールの平均粒径は特に制限されないが、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向性がより優れる点から、0.1~10mmが好ましく、1~5mmがより好ましい。上記平均粒径は、任意の50個の粉砕用ボールの直径を測定して、それらを算出平均したものである。粉砕用ボールが真球状でない場合、長径を直径とする。
ボールミルを行う際の回転数は特に制限されないが、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向性がより優れる点から、100~700rpmが好ましく、250~550rpmがより好ましい。
ボールミルの処理時間は特に制限されないが、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向性がより優れる点から、10~240分間が好ましく、20~180分間がより好ましい。
ボールミルを行う際の雰囲気としては、大気下であってもよいし、不活性ガス(例えば、アルゴン、ヘリウム、および、窒素)雰囲気下であってもよい。
粉砕用ボールの平均粒径は特に制限されないが、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向性がより優れる点から、0.1~10mmが好ましく、1~5mmがより好ましい。上記平均粒径は、任意の50個の粉砕用ボールの直径を測定して、それらを算出平均したものである。粉砕用ボールが真球状でない場合、長径を直径とする。
ボールミルを行う際の回転数は特に制限されないが、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向性がより優れる点から、100~700rpmが好ましく、250~550rpmがより好ましい。
ボールミルの処理時間は特に制限されないが、光吸収異方性フィルム中の特定二色性物質の配向性がより優れる点から、10~240分間が好ましく、20~180分間がより好ましい。
ボールミルを行う際の雰囲気としては、大気下であってもよいし、不活性ガス(例えば、アルゴン、ヘリウム、および、窒素)雰囲気下であってもよい。
粉砕処理によって、特定組成物中に含まれる特定二色性物質から構成される粒子の平均粒径が1/30~1/2倍に微細化されることが好ましい。
つまり、粉砕処理後の特定組成物中には特定二色性物質から構成される粒子が含まれていてもよく、粒子の平均粒径は特に制限されないが、二色性物質の配向度がより優れる点で、10~1000nmが好ましく、10~500nmがより好ましく、10~200nmがさらに好ましい。
粒子の平均粒径は、MicrotracBEL社製ナノトラックUPA-EXを用いて、動的光散乱法により求められる体積平均粒子径(MV)である。
つまり、粉砕処理後の特定組成物中には特定二色性物質から構成される粒子が含まれていてもよく、粒子の平均粒径は特に制限されないが、二色性物質の配向度がより優れる点で、10~1000nmが好ましく、10~500nmがより好ましく、10~200nmがさらに好ましい。
粒子の平均粒径は、MicrotracBEL社製ナノトラックUPA-EXを用いて、動的光散乱法により求められる体積平均粒子径(MV)である。
上述したように、粉砕処理に供される特定組成物は、特定二色性物質および溶媒以外の非着色性のリオトロピック液晶化合物などの他の成分を含んでいてもよいが、含んでいなくてもよい。
粉砕処理に供される特定組成物に上記他の成分(例えば、非着色性のリオトロピック液晶化合物)が含まれない場合、粉砕処理を実施した後に得られた特定組成物に上記他の成分(例えば、非着色性のリオトロピック液晶化合物)をさらに混合して、後述する工程2を実施してもよい。
粉砕処理に供される特定組成物に上記他の成分(例えば、非着色性のリオトロピック液晶化合物)が含まれない場合、粉砕処理を実施した後に得られた特定組成物に上記他の成分(例えば、非着色性のリオトロピック液晶化合物)をさらに混合して、後述する工程2を実施してもよい。
(工程2)
工程2は、工程1で得られた組成物(特定組成物)を塗布し、塗布された組成物中の上記二色性物質(特定二色性物質)を配向させて、光吸収異方性フィルムを形成する工程である。本工程を実施することにより、光の吸収異方性を有する本発明の光吸収異方性フィルムが製造される。
工程2は、工程1で得られた組成物(特定組成物)を塗布し、塗布された組成物中の上記二色性物質(特定二色性物質)を配向させて、光吸収異方性フィルムを形成する工程である。本工程を実施することにより、光の吸収異方性を有する本発明の光吸収異方性フィルムが製造される。
工程1で得られた特定組成物を塗布する方法は特に制限されず、通常、特定組成物は支持体上に塗布される場合が多い。
使用される支持体は、組成物を塗布するための基材として機能を有する部材である。支持体は、いわゆる仮支持体であってもよい。
支持体(仮支持体)としては、プラスチック基板またはガラス基板が挙げられる。プラスチック基板を構成する材料としては、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、(メタ)アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、セルロース樹脂、シリコーン樹脂、および、ポリビニルアルコールが挙げられる。
支持体の厚みは、5~1000μm程度であればよく、10~250μmが好ましく、15~90μmがより好ましい。
使用される支持体は、組成物を塗布するための基材として機能を有する部材である。支持体は、いわゆる仮支持体であってもよい。
支持体(仮支持体)としては、プラスチック基板またはガラス基板が挙げられる。プラスチック基板を構成する材料としては、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、(メタ)アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、セルロース樹脂、シリコーン樹脂、および、ポリビニルアルコールが挙げられる。
支持体の厚みは、5~1000μm程度であればよく、10~250μmが好ましく、15~90μmがより好ましい。
なお、必要に応じて、支持体上には、配向膜を配置してもよい。
配向膜は、一般的には、ポリマーを主成分とする。配向膜用ポリマーとしては、多数の文献に記載があり、多数の市販品を入手できる。配向膜用ポリマーとしては、ポリビニルアルコール、ポリイミド、または、その誘導体、アゾ誘導体、シンナモイル誘導体が好ましい。
なお、配向膜には、公知のラビング処理が施されることが好ましい。
また、配向膜としては、光配向膜を用いてもよい。
配向膜の厚みは、0.01~10μmが好ましく、0.01~1μmがより好ましい。
配向膜は、一般的には、ポリマーを主成分とする。配向膜用ポリマーとしては、多数の文献に記載があり、多数の市販品を入手できる。配向膜用ポリマーとしては、ポリビニルアルコール、ポリイミド、または、その誘導体、アゾ誘導体、シンナモイル誘導体が好ましい。
なお、配向膜には、公知のラビング処理が施されることが好ましい。
また、配向膜としては、光配向膜を用いてもよい。
配向膜の厚みは、0.01~10μmが好ましく、0.01~1μmがより好ましい。
塗布方法としては公知の方法が挙げられ、例えば、カーテンコーティング法、押出コーティング法、ロールコーティング法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、印刷コーティング法、スプレーコーティング法、および、スライドコーティング法が挙げられる。
また、特定組成物がリオトロピック液晶性組成物である場合、ワイヤーバー塗布のように組成物に剪断を与える塗布方法を採用すると、化合物の塗布と配向との2つの処理を同時に行うことができる。つまり、組成物に剪断処理を施すことにより、特定二色性物質を配向させることができる。
また、特定組成物が非着色性のリオトロピック液晶化合物を含む場合、連続塗布によって、塗布と同時に、非着色性のリオトロピック液晶化合物を連続配向させてもよい。連続塗布としては、カーテンコーティング法、押出コーティング法、ロールコーティング法、および、スライドコーティング法が挙げられる。
また、特定組成物がリオトロピック液晶性組成物である場合、ワイヤーバー塗布のように組成物に剪断を与える塗布方法を採用すると、化合物の塗布と配向との2つの処理を同時に行うことができる。つまり、組成物に剪断処理を施すことにより、特定二色性物質を配向させることができる。
また、特定組成物が非着色性のリオトロピック液晶化合物を含む場合、連続塗布によって、塗布と同時に、非着色性のリオトロピック液晶化合物を連続配向させてもよい。連続塗布としては、カーテンコーティング法、押出コーティング法、ロールコーティング法、および、スライドコーティング法が挙げられる。
塗布された組成物中の特定二色性物質を配向させる方法は特に制限されず、公知の方法が採用される。
例えば、特定組成物が非着色性のリオトロピック液晶化合物を含む場合、上述したように、剪断を与える方法が挙げられる。
例えば、特定組成物が非着色性のリオトロピック液晶化合物を含む場合、上述したように、剪断を与える方法が挙げられる。
塗布された組成物における特定二色性物質を配向させる別の手段としては、上述したように、配向膜を用いる方法が挙げられる。
配向膜に予め所定の方向への配向処理を行うことで、配向方向の制御が可能となる。特に、ロール状支持体を用いて連続塗布する際に、搬送方向に対して斜め方向に配向させる場合には、配向膜を用いる方法が好ましい。
配向膜を用いる方法において、使用される特定組成物中の溶媒の濃度は特に制限されず、組成物がリオトロピック液晶性を示すような溶媒の濃度であってもよいし、それ以下の濃度であってもよい。上述したように、特定組成物がリオトロピック液晶性組成物である場合、特定組成物中の溶媒の濃度が高い場合(特定組成物自体が等方相を示している場合)であっても、特定組成物を塗布後の乾燥過程において、リオトロピック液晶性を発現することで、配向膜上で二色性物質の配向が誘起され、光吸収異方性フィルムを形成することが可能となる。
配向膜に予め所定の方向への配向処理を行うことで、配向方向の制御が可能となる。特に、ロール状支持体を用いて連続塗布する際に、搬送方向に対して斜め方向に配向させる場合には、配向膜を用いる方法が好ましい。
配向膜を用いる方法において、使用される特定組成物中の溶媒の濃度は特に制限されず、組成物がリオトロピック液晶性を示すような溶媒の濃度であってもよいし、それ以下の濃度であってもよい。上述したように、特定組成物がリオトロピック液晶性組成物である場合、特定組成物中の溶媒の濃度が高い場合(特定組成物自体が等方相を示している場合)であっても、特定組成物を塗布後の乾燥過程において、リオトロピック液晶性を発現することで、配向膜上で二色性物質の配向が誘起され、光吸収異方性フィルムを形成することが可能となる。
(他の工程)
本発明の光吸収異方性フィルムの製造方法は、上記工程1および工程2以外の他の工程を含んでいてもよい。
他の工程としては、特定組成物が非着色性のリオトロピック液晶化合物を含む場合、工程2の後に、非着色性のリオトロピック液晶化合物を固定化する工程3をさらに有することが好ましい。
本発明の光吸収異方性フィルムの製造方法は、上記工程1および工程2以外の他の工程を含んでいてもよい。
他の工程としては、特定組成物が非着色性のリオトロピック液晶化合物を含む場合、工程2の後に、非着色性のリオトロピック液晶化合物を固定化する工程3をさらに有することが好ましい。
非着色性のリオトロピック液晶化合物の配向状態を固定する方法は特に制限されず、上記のように塗膜を加熱した後、冷却する方法が挙げられる。
また、棒状化合物、板状化合物、および、特定二色性物質の少なくとも一つが酸基またはその塩を有する場合、リオトロピック液晶化合物の配向状態を固定する方法としては、多価金属イオンを含む溶液と形成された光吸収異方性フィルムとを接触させる方法が挙げられる。多価金属イオンを含む溶液と形成された光吸収異方性フィルムとを接触させると、光吸収異方性フィルム中に多価金属イオンが供給される。光吸収異方性フィルム中に供給された多価金属イオンは、棒状化合物、板状化合物、および/または、特定二色性物質が有する酸基またはその塩同士の架橋点となり、光吸収異方性フィルム中に架橋構造が形成され、リオトロピック液晶化合物の配向状態が固定化される。
使用される多価金属イオンの種類は特に制限されず、非着色性のリオトロピック液晶化合物および/または特定二色性物質の配向状態が固定されやすい点で、アルカリ土類金属イオンが好ましく、カルシウムイオンがより好ましい。
また、棒状化合物、板状化合物、および、特定二色性物質の少なくとも一つが酸基またはその塩を有する場合、リオトロピック液晶化合物の配向状態を固定する方法としては、多価金属イオンを含む溶液と形成された光吸収異方性フィルムとを接触させる方法が挙げられる。多価金属イオンを含む溶液と形成された光吸収異方性フィルムとを接触させると、光吸収異方性フィルム中に多価金属イオンが供給される。光吸収異方性フィルム中に供給された多価金属イオンは、棒状化合物、板状化合物、および/または、特定二色性物質が有する酸基またはその塩同士の架橋点となり、光吸収異方性フィルム中に架橋構造が形成され、リオトロピック液晶化合物の配向状態が固定化される。
使用される多価金属イオンの種類は特に制限されず、非着色性のリオトロピック液晶化合物および/または特定二色性物質の配向状態が固定されやすい点で、アルカリ土類金属イオンが好ましく、カルシウムイオンがより好ましい。
<用途>
本発明の光吸収異方性フィルムは、種々の用途に適用可能である。
例えば、本発明の光吸収異方性フィルムは、偏光子として利用可能である。特に、波長700~1600nmのいずれか光を吸収可能な近赤外線用の偏光子として利用可能である。
本発明の光吸収異方性フィルムは、種々の用途に適用可能である。
例えば、本発明の光吸収異方性フィルムは、偏光子として利用可能である。特に、波長700~1600nmのいずれか光を吸収可能な近赤外線用の偏光子として利用可能である。
また、本発明の光吸収異方性フィルムは、他の部材と組み合わせて用いてもよい。
例えば、本発明の光吸収異方性フィルムの片面または両面に、保護フィルムを配置してもよい。保護フィルムを配置する際には、接着剤または粘着剤を介して配置してもよい。
保護フィルムとしては、トリアセチルセルロースフィルム、アクリルフィルム、ポリカーボネートフィルム、および、シクロオレフィンフィルムが挙げられる。保護フィルムとしては、透明、かつ、複屈折が少なく位相差が発生しにくいフィルムが好ましい。
また、本発明の光吸収異方性フィルムは、ハードコート層、防眩層、および、反射防止層などの他の層と組み合わせてもよい。これらの他の層は、接着剤または粘着剤を介して配置してもよい。
例えば、本発明の光吸収異方性フィルムの片面または両面に、保護フィルムを配置してもよい。保護フィルムを配置する際には、接着剤または粘着剤を介して配置してもよい。
保護フィルムとしては、トリアセチルセルロースフィルム、アクリルフィルム、ポリカーボネートフィルム、および、シクロオレフィンフィルムが挙げられる。保護フィルムとしては、透明、かつ、複屈折が少なく位相差が発生しにくいフィルムが好ましい。
また、本発明の光吸収異方性フィルムは、ハードコート層、防眩層、および、反射防止層などの他の層と組み合わせてもよい。これらの他の層は、接着剤または粘着剤を介して配置してもよい。
本発明の光吸収異方性フィルムは、プリズム若しくはガラスなどの無機基板、または、プラスチック板などに貼合して用いることも可能である。無機基板およびプラスチック基板が曲面を有する場合、曲面に合わせて本発明の光吸収異方性フィルムを貼合することで、曲面形成も可能となる。
本発明の光吸収異方性フィルムは、視野角改善のための各種機能性層、コントラスト改善のための各種機能性層、および、輝度向上性を有する層などと組み合わせてもよい。
上記各種機能性層としては、例えば、位相差を制御する層が挙げられる。
このような各種機能性層と組み合わせた本発明の光吸収異方性フィルムは、液晶表示装置などの各種表示装置に適用可能である。
上記各種機能性層としては、例えば、位相差を制御する層が挙げられる。
このような各種機能性層と組み合わせた本発明の光吸収異方性フィルムは、液晶表示装置などの各種表示装置に適用可能である。
上記以外にも、本発明の光吸収異方性フィルムは、液晶プロジェクター、電卓、時計、ノートパソコン、ワープロ、液晶テレビ、偏光レンズ、偏光メガネ、カーナビゲーション、センサー、レンズ、スイッチング素子、アイソレータ、カメラ、および、屋内外の計測器や車などの表示器に適用可能である。
中でも、本発明の光吸収異方性フィルムは、表示装置、カメラ(特に、偏光マルチスペクトルカメラ)、および、センサーに好適に適用される。つまり、本発明は、本発明の光吸収異方性フィルムを含む表示装置、本発明の光吸収異方性フィルムを含むカメラ、および、本発明の光吸収異方性フィルムを含むセンサーにも関する。
また、本発明の光吸収異方性フィルムは、赤外線光源と組み合わせてもよい。つまり、本発明は、本発明の光吸収異方性フィルムと、赤外線光源とを含む装置にも関する。このような装置としては、LIDAR(Light Detection and Ranging)などの測距装置が挙げられる。
中でも、本発明の光吸収異方性フィルムは、表示装置、カメラ(特に、偏光マルチスペクトルカメラ)、および、センサーに好適に適用される。つまり、本発明は、本発明の光吸収異方性フィルムを含む表示装置、本発明の光吸収異方性フィルムを含むカメラ、および、本発明の光吸収異方性フィルムを含むセンサーにも関する。
また、本発明の光吸収異方性フィルムは、赤外線光源と組み合わせてもよい。つまり、本発明は、本発明の光吸収異方性フィルムと、赤外線光源とを含む装置にも関する。このような装置としては、LIDAR(Light Detection and Ranging)などの測距装置が挙げられる。
以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、および、処理手順などは、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更できる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例により制限的に解釈されるべきものではない。
<合成>
公知の方法により、以下の板状化合物I-1、棒状化合物II-1、II-2、および、二色性物質III-1~III-6を合成した。
棒状化合物II-1、II-2はそれぞれ高分子(nは2以上)であり、棒状化合物II-1の数平均分子量は24,000で、分子量分布は6.8であり、棒状化合物II-2の数平均分子量は25,000で、分子量分布は5.1であった。
また、板状化合物I-1、および、棒状化合物II-1、II-2は、いずれもリオトロピック液晶性を示した。
また、板状化合物I-1、および、棒状化合物II-1~II-2は、いずれも上述した非着色性の要件を満たしていた。より具体的には、紫外線領域(波長230~400nm)における最大吸収波長の吸光度が1.0となるような濃度で上記化合物をそれぞれ溶解させた溶液の紫外可視吸収スペクトルを測定した時に、可視光線領域(波長400~700nm)の範囲における吸光度が、0.1以下であった。
公知の方法により、以下の板状化合物I-1、棒状化合物II-1、II-2、および、二色性物質III-1~III-6を合成した。
棒状化合物II-1、II-2はそれぞれ高分子(nは2以上)であり、棒状化合物II-1の数平均分子量は24,000で、分子量分布は6.8であり、棒状化合物II-2の数平均分子量は25,000で、分子量分布は5.1であった。
また、板状化合物I-1、および、棒状化合物II-1、II-2は、いずれもリオトロピック液晶性を示した。
また、板状化合物I-1、および、棒状化合物II-1~II-2は、いずれも上述した非着色性の要件を満たしていた。より具体的には、紫外線領域(波長230~400nm)における最大吸収波長の吸光度が1.0となるような濃度で上記化合物をそれぞれ溶解させた溶液の紫外可視吸収スペクトルを測定した時に、可視光線領域(波長400~700nm)の範囲における吸光度が、0.1以下であった。
板状化合物I-1(以下構造式参照)
棒状化合物II-1(以下構造式参照)
棒状化合物II-2(以下構造式参照)
二色性物質III-1(以下構造式参照)
二色性物質III-2(以下構造式参照)
二色性物質III-3(以下構造式参照)
二色性物質III-4(以下構造式参照)
二色性物質III-5(以下構造式参照)
二色性物質III-6(以下構造式参照)
板状化合物I-1は、345nmに極大吸収波長を有していた。
棒状化合物II-1は、260nmに極大吸収波長を有していた。
棒状化合物II-2は、290nmに極大吸収波長を有していた。
二色性色素III-1は、ジメチルスルホキシド中において、625nmに極大吸収波長を有していた。
二色性色素III-2は、水中において、840nmに極大吸収波長を有していた。
二色性色素III-3は、水中において、816nmに極大吸収波長を有していた。
二色性色素III-4は、水中において、824nmに極大吸収波長を有していた。
二色性色素III-5は、メタノール中において、768nmに極大吸収波長を有していた。
二色性色素III-6は、メタノール中において、783nmに極大吸収波長を有していた。
棒状化合物II-1は、260nmに極大吸収波長を有していた。
棒状化合物II-2は、290nmに極大吸収波長を有していた。
二色性色素III-1は、ジメチルスルホキシド中において、625nmに極大吸収波長を有していた。
二色性色素III-2は、水中において、840nmに極大吸収波長を有していた。
二色性色素III-3は、水中において、816nmに極大吸収波長を有していた。
二色性色素III-4は、水中において、824nmに極大吸収波長を有していた。
二色性色素III-5は、メタノール中において、768nmに極大吸収波長を有していた。
二色性色素III-6は、メタノール中において、783nmに極大吸収波長を有していた。
<実施例1>
下記組成の組成物1を調製した。組成物1は、リオトロピック液晶性を示す組成物であった。
─────────────────────────────────
組成物1
─────────────────────────────────
二色性色素III-2 5質量部
水 95質量部
─────────────────────────────────
下記組成の組成物1を調製した。組成物1は、リオトロピック液晶性を示す組成物であった。
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組成物1
─────────────────────────────────
二色性色素III-2 5質量部
水 95質量部
─────────────────────────────────
上記調製した組成物1(5g)と平均粒径2mmのジルコニア製ビーズ(20g)とをジルコニア製45mL容器に充填し、FRISCH社製遊星型ボールミル P-7 クラシックラインを用いて回転数300rpmで50分間ミリング処理を行った。
基材としてガラス基板上に、上記でミリング処理を施した組成物1を、ワイヤーバー(移動速度:100cm/s)で塗布し、自然乾燥した。
次に、得られた組成物層を1mol/Lの塩化カルシウム水溶液に5秒間浸漬した後、イオン交換水で洗浄し、送風乾燥して配向状態を固定化することにより、膜厚200nmの光吸収異方性フィルム1を作製した。
なお、膜厚測定は、株式会社ニコン製超高分解能非接触参事兼表面形状計測システムBW-A501を用いて、上述した方法にて行った。
基材としてガラス基板上に、上記でミリング処理を施した組成物1を、ワイヤーバー(移動速度:100cm/s)で塗布し、自然乾燥した。
次に、得られた組成物層を1mol/Lの塩化カルシウム水溶液に5秒間浸漬した後、イオン交換水で洗浄し、送風乾燥して配向状態を固定化することにより、膜厚200nmの光吸収異方性フィルム1を作製した。
なお、膜厚測定は、株式会社ニコン製超高分解能非接触参事兼表面形状計測システムBW-A501を用いて、上述した方法にて行った。
<実施例2>
下記組成の組成物2を調製した。組成物2は、リオトロピック液晶性を示す組成物であった。
─────────────────────────────────
組成物2
─────────────────────────────────
板状化合物I-1 10質量部
二色性色素III-2 0.5質量部
水 89.5質量部
─────────────────────────────────
下記組成の組成物2を調製した。組成物2は、リオトロピック液晶性を示す組成物であった。
─────────────────────────────────
組成物2
─────────────────────────────────
板状化合物I-1 10質量部
二色性色素III-2 0.5質量部
水 89.5質量部
─────────────────────────────────
上記調製した組成物2(5g)と平均粒径2mmのジルコニア製ビーズ(20g)をジルコニア製45mL容器に充填し、FRISCH社製遊星型ボールミル P-7 クラシックラインを用いて回転数300rpmで50分間ミリング処理を行った。
基材としてガラス基板上に、上記でミリング処理を施した組成物2を、ワイヤーバー(移動速度:100cm/s)で塗布し、自然乾燥した。
次に、得られた組成物層を1mol/Lの塩化カルシウム水溶液に5秒間浸漬した後、イオン交換水で洗浄し、送風乾燥して配向状態を固定化することにより、膜厚1.2μmの光吸収異方性フィルム2を作製した。
基材としてガラス基板上に、上記でミリング処理を施した組成物2を、ワイヤーバー(移動速度:100cm/s)で塗布し、自然乾燥した。
次に、得られた組成物層を1mol/Lの塩化カルシウム水溶液に5秒間浸漬した後、イオン交換水で洗浄し、送風乾燥して配向状態を固定化することにより、膜厚1.2μmの光吸収異方性フィルム2を作製した。
<実施例3~9>
板状化合物または二色性色素を下記表1に示す化合物に変更した以外は、実施例2と同様の方法で、膜厚1.2μmの光吸収異方性フィルム3~9を作製した。実施例3~9で調製した組成物3~9はいずれもリオトロピック液晶性を示す組成物であった。
板状化合物または二色性色素を下記表1に示す化合物に変更した以外は、実施例2と同様の方法で、膜厚1.2μmの光吸収異方性フィルム3~9を作製した。実施例3~9で調製した組成物3~9はいずれもリオトロピック液晶性を示す組成物であった。
<実施例10>
下記組成の組成物10を調製した。組成物10は、リオトロピック液晶性を示す組成物であった。
─────────────────────────────────
組成物10
─────────────────────────────────
棒状化合物II-1 10質量部
二色性色素III-1 0.5質量部
二色性色素III-2 0.5質量部
水 89質量部
─────────────────────────────────
下記組成の組成物10を調製した。組成物10は、リオトロピック液晶性を示す組成物であった。
─────────────────────────────────
組成物10
─────────────────────────────────
棒状化合物II-1 10質量部
二色性色素III-1 0.5質量部
二色性色素III-2 0.5質量部
水 89質量部
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上記調製した組成物10(5g)と平均粒径2mmのジルコニア製ビーズ(20g)をジルコニア製45mL容器に充填し、FRISCH社製遊星型ボールミル P-7 クラシックラインを用いて回転数300rpmで50分間ミリング処理を行った。
基材としてガラス基板上に、上記でミリング処理を施した組成物10を、ワイヤーバー(移動速度:100cm/s)で塗布し、自然乾燥した。
次に、得られた組成物層を1mol/Lの塩化カルシウム水溶液に5秒間浸漬した後、イオン交換水で洗浄し、送風乾燥して配向状態を固定化することにより、膜厚1.2μmの光吸収異方性フィルム10を作製した。
基材としてガラス基板上に、上記でミリング処理を施した組成物10を、ワイヤーバー(移動速度:100cm/s)で塗布し、自然乾燥した。
次に、得られた組成物層を1mol/Lの塩化カルシウム水溶液に5秒間浸漬した後、イオン交換水で洗浄し、送風乾燥して配向状態を固定化することにより、膜厚1.2μmの光吸収異方性フィルム10を作製した。
なお、粒径測定はMicrotracBEL社製ナノトラックUPA-EXを用いて行い、
上記実施例1~10で、ボールミリング分散処理した後の組成物中の二色性色素の粒子の平均粒径はいずれも10~200nmであった。
なお、ボールミリング分散処理によって、二色性物質の粒子の平均粒径は0.1倍程度まで微細化されていた。
上記実施例1~10で、ボールミリング分散処理した後の組成物中の二色性色素の粒子の平均粒径はいずれも10~200nmであった。
なお、ボールミリング分散処理によって、二色性物質の粒子の平均粒径は0.1倍程度まで微細化されていた。
<実施例11~13>
ボールミリング分散処理をしなかった以外は、実施例4~6と同様の手順に従って、膜厚1.2μmの光吸収異方性フィルム11~13を作製した。
ボールミリング分散処理をしなかった以外は、実施例4~6と同様の手順に従って、膜厚1.2μmの光吸収異方性フィルム11~13を作製した。
なお、上記実施例11~13の光吸収異方性フィルムの形成に用いられる組成物中の二色性色素の粒子の平均粒径は、いずれも500nm超であった。
<実施例14>
塩化カルシウムを用いた固定化処理を実施しなかった以外は、実施例4と同様の手順に従って、膜厚1.2μmの光吸収異方性フィルム14を作製した。
塩化カルシウムを用いた固定化処理を実施しなかった以外は、実施例4と同様の手順に従って、膜厚1.2μmの光吸収異方性フィルム14を作製した。
<比較例1>
下記組成の組成物C1を調製した。
─────────────────────────────────
組成物C1
─────────────────────────────────
シアニン色素C1 0.15質量部
バイロンUR8200(東洋紡社製) 100質量部
─────────────────────────────────
下記組成の組成物C1を調製した。
─────────────────────────────────
組成物C1
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シアニン色素C1 0.15質量部
バイロンUR8200(東洋紡社製) 100質量部
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C1(WO2018/088558号公報の実施例5記載のシアニン色素。以下構造式参照)
基材としてガラス基板上に、膜厚250μmで組成物C1を塗布した後、乾燥して、膜厚75μmの有機膜を得た。次に、得られた有機膜を80℃で3倍に延伸し、膜厚25μmの光吸収異方性フィルムC1を作製した。
<評価>
(光学特性)
得られた光吸収異方性フィルム1~14、および、C1に関して、配向度および偏光度・透過率を測定した。
光吸収異方性フィルム1~14においては、使用された二色性物質の極大吸収波長よりも長波長側に極大吸収波長が観測され、いずれの光吸収異方性フィルムにおいても、二色性物質から構成されるJ化合体が含まれていることが確認された。光吸収異方性フィルム中の波長700~1600nmの範囲における極大吸収波長の結果は、後述する表1にまとめて示す。
光吸収異方性フィルム1~14は、それぞれ、面内方向において、各フィルムの極大吸収波長における吸収軸を有していた。
なお、配向度および偏光度・透過率は、日本分光株式会社(JASCO)製 自動絶対反射率測定ユニットARMN-735を備えた紫外可視近赤外分光光度計V-660を用いて、光吸収異方性フィルムの吸光度および透過率を測定し、以下の式により配向度、偏光度および透過率を算出した。結果を表1にまとめて示す。
なお、以下の測定で使用した偏光は、各フィルムの波長700~1600nmの範囲における極大吸収波長の偏光を用いた。この極大吸収波長は、各光吸収異方性フィルム中の二色性物質から構成されるJ会合体の極大吸収波長にも対応する。
(光学特性)
得られた光吸収異方性フィルム1~14、および、C1に関して、配向度および偏光度・透過率を測定した。
光吸収異方性フィルム1~14においては、使用された二色性物質の極大吸収波長よりも長波長側に極大吸収波長が観測され、いずれの光吸収異方性フィルムにおいても、二色性物質から構成されるJ化合体が含まれていることが確認された。光吸収異方性フィルム中の波長700~1600nmの範囲における極大吸収波長の結果は、後述する表1にまとめて示す。
光吸収異方性フィルム1~14は、それぞれ、面内方向において、各フィルムの極大吸収波長における吸収軸を有していた。
なお、配向度および偏光度・透過率は、日本分光株式会社(JASCO)製 自動絶対反射率測定ユニットARMN-735を備えた紫外可視近赤外分光光度計V-660を用いて、光吸収異方性フィルムの吸光度および透過率を測定し、以下の式により配向度、偏光度および透過率を算出した。結果を表1にまとめて示す。
なお、以下の測定で使用した偏光は、各フィルムの波長700~1600nmの範囲における極大吸収波長の偏光を用いた。この極大吸収波長は、各光吸収異方性フィルム中の二色性物質から構成されるJ会合体の極大吸収波長にも対応する。
配向度=[(Az0/Ay0)-1]/[(Az0/Ay0)+2]
Az0:光吸収異方性フィルムの吸収軸方向の偏光に対する吸光度
Ay0:光吸収異方性フィルムの透過軸方向の偏光に対する吸光度
Az0:光吸収異方性フィルムの吸収軸方向の偏光に対する吸光度
Ay0:光吸収異方性フィルムの透過軸方向の偏光に対する吸光度
偏光度=[Ty0-Tz0]/[Ty0+Tz0]
Tz0:光吸収異方性フィルムの吸収軸方向の偏光に対する透過率
Ty0:光吸収異方性フィルムの透過軸方向の偏光に対する透過率
Tz0:光吸収異方性フィルムの吸収軸方向の偏光に対する透過率
Ty0:光吸収異方性フィルムの透過軸方向の偏光に対する透過率
透過率=[Ty0+Tz0]/2
Tz0:光吸収異方性フィルムの吸収軸方向の偏光に対する透過率
Ty0:光吸収異方性フィルムの透過軸方向の偏光に対する透過率
Tz0:光吸収異方性フィルムの吸収軸方向の偏光に対する透過率
Ty0:光吸収異方性フィルムの透過軸方向の偏光に対する透過率
(折り曲げ性)
基材としてガラス基板の代わりに後述する[セルロースアシレートフィルムの作製]によって作製されるセルロースアシレートフィルム(以下、単に「TACフィルム」ともいう。)を用いて、実施例1と同様の手順に従って、TACフィルムと光吸収異方性フィルムとを含む積層体L1を製造した。
次に、積層体L1の光吸収異方性フィルム側の表面と、別途用意したTACフィルムとを、市販の粘着剤(綜研化学製SK-2057)を用いて貼合し、光吸収異方性フィルムの粘着剤側とは反対側の表面と接触しているTACフィルムを剥離し、光吸収異方性フィルム1、粘着剤層、および、TACフィルムとをこの順に有する測定試料1(幅15mm、長さ150mm)を作製した。
実施例2~14に関しても、上記と同様の手順に従って、光吸収異方性フィルム1の代わりに光吸収異方性フィルム2~14がそれぞれ配置された、測定試料2~14を作製した。
また、光吸収異方性フィルムC1と、TACフィルムとを市販の粘着剤(綜研化学製SK-2057)を用いて貼合し、光吸収異方性フィルムC1と、粘着剤層、および、TACフィルムとをこの順に有する測定試料C1を得た。
基材としてガラス基板の代わりに後述する[セルロースアシレートフィルムの作製]によって作製されるセルロースアシレートフィルム(以下、単に「TACフィルム」ともいう。)を用いて、実施例1と同様の手順に従って、TACフィルムと光吸収異方性フィルムとを含む積層体L1を製造した。
次に、積層体L1の光吸収異方性フィルム側の表面と、別途用意したTACフィルムとを、市販の粘着剤(綜研化学製SK-2057)を用いて貼合し、光吸収異方性フィルムの粘着剤側とは反対側の表面と接触しているTACフィルムを剥離し、光吸収異方性フィルム1、粘着剤層、および、TACフィルムとをこの順に有する測定試料1(幅15mm、長さ150mm)を作製した。
実施例2~14に関しても、上記と同様の手順に従って、光吸収異方性フィルム1の代わりに光吸収異方性フィルム2~14がそれぞれ配置された、測定試料2~14を作製した。
また、光吸収異方性フィルムC1と、TACフィルムとを市販の粘着剤(綜研化学製SK-2057)を用いて貼合し、光吸収異方性フィルムC1と、粘着剤層、および、TACフィルムとをこの順に有する測定試料C1を得た。
次に、測定試料を温度25℃、相対湿度60%の状態に1時間以上静置させた。その後、180°耐折度試験機((株)井元製作所製、IMC-0755型)を用いて、TACフィルムを外側にして繰り返し折り曲げ耐性の試験を行った。使用した試験機は、測定試料を直径2mmの棒(円柱)の曲面に沿わせて曲げ角度180°で長手方向の中央部分で折り曲げた後、元に戻す(試料フィルムを広げる)という動作を1回の試験とし、この試験を繰り返し行うものである。上記180°折り曲げ試験を200回/分で繰り返し行った場合に、光吸収異方性フィルムにクラックが発生しない最大回数が40万回を超えた場合をA、10万回を超え40万回以下の場合をB、1回を超え10万回以下の場合をCと表記した。なお、クラックの発生の有無は光学顕微鏡で評価した。
結果を表1に示す。実用上、AまたはBであることが好ましく、Aであることがより好ましい。
結果を表1に示す。実用上、AまたはBであることが好ましく、Aであることがより好ましい。
(セルロースアシレートフィルムの作製)
以下のとおり、セルロースアシレートフィルムを作製した。
以下のとおり、セルロースアシレートフィルムを作製した。
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、撹拌して、コア層セルロースアシレートドープとして用いるセルロースアセテート溶液を調製した。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
コア層セルロースアシレートドープ
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・アセチル置換度2.88のセルロースアセテート 100質量部
・特開2015-227955号公報の実施例に
記載されたポリエステル化合物B 12質量部
・下記化合物F 2質量部
・メチレンクロライド(第1溶媒) 430質量部
・メタノール(第2溶媒) 64質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
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コア層セルロースアシレートドープ
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・アセチル置換度2.88のセルロースアセテート 100質量部
・特開2015-227955号公報の実施例に
記載されたポリエステル化合物B 12質量部
・下記化合物F 2質量部
・メチレンクロライド(第1溶媒) 430質量部
・メタノール(第2溶媒) 64質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
化合物F
上記のコア層セルロースアシレートドープ90質量部に下記のマット剤溶液を10質量部加え、外層セルロースアシレートドープとして用いるセルロースアセテート溶液を調製した。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
マット剤溶液
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・平均粒径20nmのシリカ粒子
(AEROSIL R972、日本アエロジル(株)製) 2質量部
・メチレンクロライド(第1溶媒) 76質量部
・メタノール(第2溶媒) 11質量部
・上記のコア層セルロースアシレートドープ 1質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
マット剤溶液
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・平均粒径20nmのシリカ粒子
(AEROSIL R972、日本アエロジル(株)製) 2質量部
・メチレンクロライド(第1溶媒) 76質量部
・メタノール(第2溶媒) 11質量部
・上記のコア層セルロースアシレートドープ 1質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
上記コア層セルロースアシレートドープと上記外層セルロースアシレートドープを平均孔径34μmのろ紙および平均孔径10μmの焼結金属フィルターでろ過した後、上記コア層セルロースアシレートドープとその両側に外層セルロースアシレートドープとを3層同時に流延口から20℃のドラム上に流延した(バンド流延機)。
次いで、フィルム中の溶剤含有率が略20質量%の状態でフィルムを剥ぎ取り、フィルムの幅方向の両端をテンタークリップで固定し、横方向に延伸倍率1.1倍で延伸しつつ乾燥した。
その後、熱処理装置のロール間を搬送することにより、さらに乾燥し、厚み40μmの光学フィルムを作製し、これをセルロースアシレートフィルムとした。得られたセルロースアシレートフィルムの面内レターデーションは0nmであった。
次いで、フィルム中の溶剤含有率が略20質量%の状態でフィルムを剥ぎ取り、フィルムの幅方向の両端をテンタークリップで固定し、横方向に延伸倍率1.1倍で延伸しつつ乾燥した。
その後、熱処理装置のロール間を搬送することにより、さらに乾燥し、厚み40μmの光学フィルムを作製し、これをセルロースアシレートフィルムとした。得られたセルロースアシレートフィルムの面内レターデーションは0nmであった。
(湿熱耐久性)
湿熱耐久性の試験条件は、85℃相対湿度85%の環境下で500時間放置する試験を行った。
試験前の光吸収異方性フィルムの偏光度と、試験後の光吸収異方性フィルムの偏光度を測定し、以下の基準で湿熱耐久性を評価した。結果を下記表1に示す。
A:試験前の偏光度に対する試験後の偏光度の変化量が20%未満
B:試験前の偏光度に対する試験後の偏光度の変化量が20%以上60%未満
C:試験前の偏光度に対する試験後の偏光度の変化量が60%以上
湿熱耐久性の試験条件は、85℃相対湿度85%の環境下で500時間放置する試験を行った。
試験前の光吸収異方性フィルムの偏光度と、試験後の光吸収異方性フィルムの偏光度を測定し、以下の基準で湿熱耐久性を評価した。結果を下記表1に示す。
A:試験前の偏光度に対する試験後の偏光度の変化量が20%未満
B:試験前の偏光度に対する試験後の偏光度の変化量が20%以上60%未満
C:試験前の偏光度に対する試験後の偏光度の変化量が60%以上
表1中、「二色性物質」欄の「極大吸収波長(nm)」は二色性物質の極大吸収波長(nm)を表し、「光吸収異方性フィルム」欄の「極大吸収波長(nm)」は光吸収異方性フィルムの波長700~1600nmの範囲における極大吸収波長(nm)を表す。
表1中、「粉砕処理」欄は、粉砕処理の実施の有無を表し、「あり」は粉砕処理を実施した場合を表し、「なし」は粉砕処理を実施しなかった場合を表す。
表1中、「固定化処理」欄は、固定化処理の実施の有無を表し、「あり」は固定化処理を実施した場合を表し、「なし」は固定化処理を実施しなかった場合を表す。
表1中、「配向度」欄は、二色性物質の配向度を表し、上述した方法で測定した。
表1中、「粉砕処理」欄は、粉砕処理の実施の有無を表し、「あり」は粉砕処理を実施した場合を表し、「なし」は粉砕処理を実施しなかった場合を表す。
表1中、「固定化処理」欄は、固定化処理の実施の有無を表し、「あり」は固定化処理を実施した場合を表し、「なし」は固定化処理を実施しなかった場合を表す。
表1中、「配向度」欄は、二色性物質の配向度を表し、上述した方法で測定した。
表1の結果から、本発明の光吸収異方性フィルム中は、所望の効果を奏することが確認された。
なお、実施例14と他の実施例との比較より、固定化処理を実施した場合、湿熱耐久性がより優れることが確認された。
また、実施例3~8の比較より、親水性基を有するオキソノール系色素または親水性基を有するシアニン系色素の場合、配向度がより高くなることが確認された。
また、実施例3および10と他の実施例との比較より、親水性基を有するオキソノール系色素の場合、湿熱耐久性がやや劣ることが確認され、親水性基を有するシアニン系色素および親水性基を有するホウ素錯体系色素の場合、より効果が優れることが確認された。
なお、実施例14と他の実施例との比較より、固定化処理を実施した場合、湿熱耐久性がより優れることが確認された。
また、実施例3~8の比較より、親水性基を有するオキソノール系色素または親水性基を有するシアニン系色素の場合、配向度がより高くなることが確認された。
また、実施例3および10と他の実施例との比較より、親水性基を有するオキソノール系色素の場合、湿熱耐久性がやや劣ることが確認され、親水性基を有するシアニン系色素および親水性基を有するホウ素錯体系色素の場合、より効果が優れることが確認された。
10 棒状化合物
12 特定二色性物質
12 特定二色性物質
Claims (14)
- 親水性基を有する二色性物質を含む光吸収異方性フィルムであって、
膜厚が10μm以下であり、
波長700~1600nmの範囲において極大吸収波長を有する、光吸収異方性フィルム。 - 前記光吸収異方性フィルムが、前記二色性物質から構成されるJ会合体を含む、請求項1に記載の光吸収異方性フィルム。
- 前記二色性物質の配向度が0.60以上である、請求項1または2に記載の光吸収異方性フィルム。
- 2種以上の前記二色性物質を含み、
波長700nm以上900nm未満の範囲において第1極大吸収波長を有し、波長900~1600nmの範囲において第2極大吸収波長を有する、請求項1~3のいずれか1項に記載の光吸収異方性フィルム。 - さらに、非着色性のリオトロピック液晶化合物を含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の光吸収異方性フィルム。
- 親水性基を有する二色性物質と溶媒とを含む組成物に対して、粉砕処理を施す工程1と、
前記工程1で得られた組成物を塗布し、塗布された前記組成物中の前記二色性物質を配向させて、光吸収異方性フィルムを形成する工程2と、を有する、光吸収異方性フィルムの製造方法。 - 前記工程1で得られた組成物が、二色性物質から構成される粒子を含み、
前記粒子の平均粒径が10~1000nmである、請求項6に記載の光学異方性フィルムの製造方法。 - 前記粉砕処理が、メカニカルミリング処理、および、超音波処理からなる群か選択される処理である、請求項6または7に記載の光吸収異方性フィルムの製造方法。
- 前記組成物が、非着色性のリオトロピック液晶化合物を含み、
前記工程2において、前記組成物に対して剪断処理を施して、前記二色性物質を配向させる、請求項6~8のいずれか1項に記載の光吸収異方性フィルムの製造方法。 - 前記工程2の後に、前記リオトロピック液晶化合物を固定化する工程3をさらに有する、請求項9に記載の光吸収異方性フィルムの製造方法。
- 請求項1~5のいずれか1項に記載の光吸収異方性フィルムを含む表示装置。
- 請求項1~5のいずれか1項に記載の光吸収異方性フィルムを含むカメラ。
- 請求項1~5のいずれか1項に記載の光吸収異方性フィルムを含むセンサー。
- 請求項1~5のいずれか1項に記載の光吸収異方性フィルムと、赤外線光源とを含む、装置。
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---|---|---|---|
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