異方性色素膜用組成物、異方性色素膜及び偏光素子
【課題】高い二色比を有する異方性色素膜を得る。
【解決手段】電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物及び電子リッチである（Electron-Rich）化合物を含有する異方性色素膜用組成物を用いる。
【解決手段】電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物及び電子リッチである（Electron-Rich）化合物を含有する異方性色素膜用組成物を用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調光素子や液晶素子（ＬＣＤ）、有機エレクトロルミネッセンス素子（ＯＬＥＤ）の表示素子に具備される偏光板等に有用な、高い二色比を有する異方性色素膜と、その異方性色素膜を得ることが可能な異方性色素膜用組成物、並びにその異方性色素膜を用いた偏光素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＣＤでは、表示における旋光性や複屈折性を制御するために、直線偏光板や円偏光板が用いられている。ＯＬＥＤにおいても、外光の反射防止のために、円偏光板が使用されている。従来、これらの偏光板（偏光素子）には、ヨウ素が二色性物質として広く使用されてきた。しかしながら、ヨウ素は昇華性が大きいために、偏光素子に使用した場合、その耐熱性と耐光性が十分ではなく、また偏光特性が経時劣化するという欠点があった。
【０００３】
そのため、例えば特許文献１や非特許文献１，２に記載されるように、有機系の色素を二色性物質（二色性色素）として使用した偏光素子が検討されている。
【０００４】
これら文献に記載された二色性色素は、水やアルコールなどの溶媒中でリオトロピック液晶相を形成し、配向基板や流動場、電場、磁場などの外場により容易に配向させることが可能である。例えば、Brilliant Yellow（ＣＩ−３６４）を用いると正の二色性色素膜、Methylene Blue（ＣＩ−９２２）やAmaranth（ＣＩ−１８４）を用いると負の二色性色素膜を得られることが知られている。しかし、得られる二色性色素膜の二色性が低いという欠点があった。文献にも記載されているような液晶特有のシュリーレン欠陥や乾燥時に生じる乾燥歪による欠陥のため二色性が低下するという課題もあるが、仮に液晶が完全に配向したとしても更に大きな課題が残されていた。
【０００５】
理想的には、正の二色性色素膜であれば液晶の配向軸と色素の吸収軸は完全に一致していること、一方、負の二色性色素膜であれば液晶の配向軸と色素の吸収軸は完全に垂直であることが望ましい。液晶の配向軸は溶媒中の会合体長軸の平均的な方向に一致するが、会合体長軸と色素の吸収軸を一致させる、もしくは、完全に垂直にするのは以下の理由で困難であった。
【０００６】
非特許文献３に記載されているように、溶媒中の色素が会合する主たる要因は、芳香環同士の相互作用によるものである。
【０００７】
非特許文献４，５に記載されているように、こうした芳香環同士は、π電子の静電斥力のため環が垂直に積み上がることはなく、ずれて積み重なる方が安定である。水溶液中であれば、溶媒である水と疎水的な芳香環との接触面積を減らすために垂直に積み上がった方がエネルギー的に安定となる可能性はあるが、溶媒を乾燥除去した異方性膜においてはこうした効果は期待できない。
【０００８】
そのため、会合体の長軸と色素分子面とは、垂直になるのでも平行になるのでもなく、その中間的な状態を取り易い。会合体の長軸と色素分子面の法線とのなす角をαとすると、４５°＜α≦９０°であれば正の二色性色素膜、０°≦α＜４５°であれば負の二色性色素膜となるが、αの値が０°又は９０°になるのは困難で、０°から９０°の間の値をとるのが通常であった。これにより、これまでの二色性色素膜の配向軸に平行な偏光を入射しても、垂直な偏光を入射しても有限の吸収を持つため、理想的な二色性色素膜にはならなかった。
【０００９】
この課題に対して、非特許文献６に記載されているように、ヨウ素を配合することで芳香環の会合のずれを是正する試みがなされたが、その効果が不十分であるとともに、従来からのヨウ素型偏光板と同じ欠点を持つという課題があった。
【００１０】
【特許文献１】米国特許第２４００８７７号明細書
【非特許文献１】"The Fixing of Molecular Orientation", J. F. Dreyer, Physical and Colloid Chemistry, 1948年, Vol.52, p.808
【非特許文献２】"Light Polarization from Films of Lyotropic Nematic Liquid Crystals", J. F. Dreyer, Journal de Physique, 1969年, Vol.4, p.114
【非特許文献３】"Chromonic Liquid Crystal Phases", J. Lydon, Current Opinion in Colloid & Interface Science, 1998年, Vol.3, p.458-466
【非特許文献４】"The Nature of π-π Interactions", C. A. Hunter, et al., Journal of the American Chemical Society, 1990年, Vol.112, p.5525
【非特許文献５】"Aromatic Interactions", C. A. Hunter, et al., Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 2, 2001年, p.651
【非特許文献６】"Tetra(tert-butyl)phthalocyanine Cooper-Iodine Complex Film with Large Dichroism Induced by Shear", H. Tanaka, et al., Journal of the Chemical Society, Chemical Communications, 1994年, p.1851
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものである。
即ち、本発明は、高い二色比を有する異方性色素膜と、その異方性色素膜を得ることが可能な異方性色素膜用組成物、並びにその異方性色素膜を用いた偏光素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は鋭意検討の結果、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物及び電子リッチである（Electron-Rich）化合物を含有する組成物を用いることにより、或いはこれらの化合物を異方性色素膜に含有させることにより、高い二色比の異方性色素膜が得られることを見出し、本発明に到達した。
【００１３】
即ち、本発明の第１の要旨は、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物及び電子リッチである（Electron-Rich）化合物を含有することを特徴とする、異方性色素膜用組成物に存する（請求項１）。
【００１４】
ここで、前記の電子リッチである（Electron-Rich）化合物が色素であることが好ましい（請求項２）。
【００１５】
この場合、該色素がアゾ系色素であることが好ましい（請求項３）。
【００１６】
また、前記の電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物が、芳香族系化合物又はアザ複素環式化合物であることが好ましい（請求項４）。
【００１７】
また、前記の電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物が、アントラキノン誘導体又はアントラキノン誘導体を部分構造として含むアゾ色素であることも好ましい（請求項５）。
【００１８】
また、更に溶剤を含有することが好ましい（請求項６）。
【００１９】
また、本発明の第２の要旨は、上述の第１の要旨に係る異方性色素膜用組成物を用いて形成されたことを特徴とする、異方性色素膜に存する（請求項７）。
【００２０】
また、本発明の第３の要旨は、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物及び電子リッチである（Electron-Rich）化合物を含有することを特徴とする、異方性色素膜に存する（請求項８）。
【００２１】
また、本発明の第４の要旨は、９７０ｃｍ-1近辺にあるＳＯ3伸縮振動に対する下記の（ｉ）及び（ii）の方向からの偏光吸収の比から求めたチルト角が１０°以下であることを特徴とする、異方性色素膜に存する（請求項９）。
（ｉ）可視光を最も吸収する方向
（ii）可視光を最も透過する方向
【００２２】
また、本発明の第５の要旨は、８００〜９００ｃｍ-1にあるＣＨ面外変角振動に対する下記の（ｉ）及び（ii）の方向からの偏光吸収の比ＹＹ／ＹＺの値が１．８以上であることを特徴とする、異方性色素膜に存する（請求項１０）。
（ｉ）可視光を最も吸収する方向
（ii）可視光を最も透過する方向
【００２３】
また、本発明の第６の要旨は、上述の第２〜５の要旨に係る異方性色素膜を用いたことを特徴とする、偏光素子に存する（請求項１１）。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物及び電子リッチである（Electron-Rich）化合物を含有する組成物を用いることにより、或いはこれらの化合物を異方性色素膜に含有させることにより、高い二色比の異方性色素膜を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、発明の実施の形態）について説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
【００２６】
なお、本明細書において「異方性色素膜」とは、色素膜の厚み方向及び任意の直交する面内２方向の立体座標系における合計３方向から選ばれる任意の２方向における電磁気学的性質に異方性を有する色素膜である。電磁気学的性質としては、吸収、屈折などの光学的性質、抵抗、容量などの電気的性質などが挙げられる。吸収、屈折などの光学的異方性を有する膜としては、例えば、直線偏光膜、円偏光膜、位相差膜、導電異方性膜などがある。すなわち、本発明は、偏光膜、位相差膜、導電異方性膜に用いられることが好ましく、偏光膜に用いられることがより好ましい。
【００２７】
［Ｉ．電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物］
まず、本発明の異方性色素膜用組成物及び異方性色素膜に用いられる、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物について説明する。なお、以下の記載では、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物を「本発明の異方性色素膜用材料」或いは「本発明の材料」という場合がある。
【００２８】
なお、本発明における「電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物」には、電子不足である（Electron-Deficient）盤状部分構造を有する色素も含まれる。なお、以下の記載では、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物を「本発明の異方性色素膜用色素」或いは「本発明の色素」という場合がある。
【００２９】
〔Ｉ−１．電子不足である盤状化合物（本発明の異方性色素膜用材料）〕
本明細書において「電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物」とは、例えば参考文献１（"An Electron-Deficient Discotic Liquid-Crystalline Material", K. Pieterse, et al., Chemistry of Materials, 2001年, Vol.13, p.2675）に記載されているような、比較的大きな電子親和力を有し、好ましくはベンゼンよりも大きい−２０×１０-40Ｃｍ2以上の四重極子モーメントＱzz、更に好ましくは正の四重極子モーメントＱzzを持つ盤状部分構造を有する化合物のことを言う。ここでｚは、盤状化合物の分子面に垂直な座標軸を表わす。
【００３０】
四重極子モーメント（Quadrupole Moment）は、分子重心からの相対位置ｒ＝（ｘ，ｙ，ｚ）の電荷密度ρから、以下の体積積分で表わされるテンソル量である。
【００３１】
【数１】
【００３２】
ベンゼンのように、分子がｚに対して軸対称な場合は、一軸性四重極子という。その強さは、以下の式で表されるスカラー量Ｑとなり、上記テンソル量のｚｚ成分Ｑzzと一致する。
【００３３】
【数２】
【００３４】
ｚ方向に積み重なった盤状分子間の静電相互作用は、ｚｚ成分の値Ｑzzの影響を強く受ける。下記表１に代表的な盤状分子のＱzzを示す。こうした四重極子モーメントの値は、例えば、下記参考文献２〜６等に記載されている量子力学的計算や、下記参考文献７等に記載されている方法により測定できる。
【００３５】
【表１】
【００３６】
参考文献２："The Molecular Electric Quadrupole Moment and Solid-State Architecture", J. H. Williams, Acc. Chem. Res., 1993年, Vol.26, p.593.
参考文献３："The electric structure of the azabenzenes an AB initio MO-SCF-LCAO study", J. Almlof et al., J. Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 1973年, Vol.2, p.51.
参考文献４："Multiple contributions to potentials of mean torque for solutes dissolved in liquid crystal solvents", J. W. Emsley et al., Liquid Crystals, 1991年, Vol.9, p.649.
参考文献５："The Molecular Zeeman Effect", D. H. Sutter, W. H. Flygare, Topics in Current Chemistry, 1976年, Vol.63, p.89.
参考文献６："Quadrupole Moment Calculations for Some Aromatic Hydrocarbons", A. Chablo et.al., Chemical Physics Letters, 1981年, Vol.78, p.424.
参考文献７：A. D. Buckingham, Advances in Chemical Physics, 1967年, Vol.12, p.107.
【００３７】
上記表１に示されるように、ベンゼン等の電子リッチである（Electron-Rich）盤状化合物は、負の四重極子モーメントを持つのに対して、ヘキサフルオロベンゼンやアントラキノン等の電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物は、正の四重極子モーメントを持つことが知られている。
【００３８】
更に、参考文献８（"Computer Simulation Studies of Anisotropic Systems XXIX. Quadrupolar Gay-Berne Discs and Chemically Induced Liquid Crystal Phases", M. A. Bates, et al., Liquid Crystals, 1998年, Vol.24(2), p.229）に記載されているように、符号の異なる四重極子モーメントを持つ盤状化合物が近接すると、ずれ無く互いに平行に会合することが安定であることが知られている。
【００３９】
比較的分子量の高い縮合多環化合物のように、電荷分布の複雑な化合物では、こうした化合物全体の四重極子モーメント相互作用で考えるのは必ずしも正確ではないが、参考文献９（"Complementary Polytopic Interactions (CPI) as Revealed by Molecular Modelling using the XED Force Field", O. R. Lozman, et al., Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 2, 2001年, p.1446）に記載されているように、化合物の各部位の四重極子モーメント相互作用の総和で考えることができると考えられる。
【００４０】
上述のように、本発明では、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物を異方性色素膜用材料として用いることで、π電子の静電斥力を抑制し、ずれ無く垂直に積み重なった会合体を得ることが可能になる。これにより、会合体の長軸と色素分子面法線とのなす角度αを０°に近づけることができ、理想的な二色性色素膜を得ることができると考えられる。
【００４１】
本発明の材料として使用できる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物の例としては、電子親和性の高い置換基を有する芳香族系化合物又はアザ複素環式化合物などが挙げられる。
【００４２】
芳香族系化合物の例としては、ベンゼン類（パーフルオロベンゼン、ベンゾキノン、シアノベンゼン、ニトロベンゼン、フタルイミド、シアノキノメタン等）、ナフタレン類（パーフルオロナフタレン、ナフトキノン、シアノナフタレン、ニトロナフタレン、シアノナフトキノメタン等）、アントラセン類（アントラキノン等）、フルオレン類（ニトロフルオレノン等）、ペリレン類（ペリレンジイミド等）、等が挙げられる。
【００４３】
アザ複素環式化合物の例としては、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、１，３，５−トリアジン、インドール、イソインドール、キノリン、イソキノリン、キノキサリン等が挙げられる。
【００４４】
電子親和性の高い置換基の例としては、オキソ基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子等）、スルホ基、カルボキシ基、スルホ基又はカルボキシ基のアルカリ金属（ナトリウム等）塩或いはアルカリ土類金属塩等が挙げられる。
【００４５】
電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物の例としては、上に例示した電子親和性の高い置換基を一つ又は二つ以上有する芳香族系化合物やアザ複素環式化合物から誘導される環構造を一又は二以上有する化合物が挙げられる。
【００４６】
電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物は、一分子中に、電子親和性の高い置換基を一又は二以上有する芳香族系化合物やアザ複素環式化合物から誘導される環構造を部分構造として、好ましくは３３モル％以上、さらには５０モル％以上有する化合物であることが好ましい。
【００４７】
ここで、本発明において、一分子中における該環構造（部分構造）のモル％は、一分子中における該環構造の数から算出する。
例えば、以下の化合物の場合、一分子中に環構造が１つであり、この１つの環構造が電子親和性の高い置換基を有するため、一分子中における該環構造のモル％は、１００モル％である。
【００４８】
【化１】
【００４９】
また、以下の化合物の場合、一分子中に環構造が３つあり、２つの環（両端のキノリン環）がアザ複素環式化合物であることから、一分子中における該環構造のモル％は、６７モル％（２／３）である。
【００５０】
【化２】
【００５１】
尚、異なる構造を有する化合物であって、一分子中における該環構造のモル％が等しい化合物については、さらに、上記四重極子モーメントの値によってその電子不足の度合いが決められる。
【００５２】
なお、本発明の材料として用いられる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物は色素であってもよい。
【００５３】
なお、本発明の材料は、湿式成膜法により異方性色素膜を製造する際に溶剤を用いることから、後述する溶剤に対して０．１％以上の溶解性を持つことが好ましい。
【００５４】
本発明の材料として用いられる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物が色素である場合、その色素は、電子不足である（Electron-Deficient）盤状部分構造を有することを特徴とする。
【００５５】
本明細書において「電子不足である（Electron-Deficient）盤状部分構造」とは、上述の〔Ｉ−１．本発明の異方性色素膜用材料〕の欄で説明した「電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物」と同様に、比較的大きな電子親和力を有し、負の四重極子モーメントを持つ部分構造を意味する。即ち、本発明の色素はこのような部分構造を一分子内に有する色素である。
【００５６】
電子不足である（Electron-Deficient）盤状部分構造の例としては、上記に例示した芳香族系化合物又はアザ複素環式化合物に由来する部分構造や、同じく上記に例示した電子親和性の高い置換基等が挙げられる。
【００５７】
本発明の材料として使用できる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物（電子不足である（Electron-Deficient）盤状部分構造を有する色素を含む）の好ましい具体例としては、下記式によって表わされる化合物が挙げられる。但し、本発明の材料として使用できる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物は、これらの例に限定されるものではない。
【００５８】
尚、下記式によって表される電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物は、遊離酸型で例示する。電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物は、遊離酸型のまま使用してもよく、酸基の一部が塩型を取っているものであってもよい。塩型の例としては、Ｎａ、Ｌｉ、Ｋ等のアルカリ金属の塩、アルキル基若しくはヒドロキシアルキル基で置換されていてもよいアンモニウムの塩、有機アミンの塩などが挙げられる。有機アミンの例としては、炭素数１〜６の低級アルキルアミン、ヒドロキシ置換された炭素数１〜６の低級アルキルアミン、カルボキシ置換された炭素数１〜６の低級アルキルアミン等が挙げられる。これらの塩型の場合、その種類は１種類に限られず、複数種混在していてもよい。
【００５９】
【化３】
【００６０】
【化４】
【化５】
【００６１】
【化６】
【化７】
【化８】
【００６２】
【化９】
【化１０】
【化１１】
【００６３】
下記構造式で表わされる化合物であって、Ａ1、Ｂ1、Ｂ2、Ｄ1がそれぞれ以下の群から選ばれるもの。
【００６４】
【化１２】
【００６５】
【化１３】
【００６６】
【化１４】
【００６７】
【化１５】
【００６８】
【化１６】
【化１７】
【００６９】
上記例示の化合物のうち、光学異性等の立体異性を生じるものについては、何れの異性体もその例示に含まれるものとする。
【００７０】
なお、上記化合物は、後述の溶剤に対して１重量％以上の溶解性を持つことが好ましく、また、１〜５０重量％の何れかの濃度域でリオトロピック液晶相を形成する化合物であることが好ましい。
【００７１】
また、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物の中でも、アントラキノン誘導体又はアントラキノン誘導体を部分構造として含むアゾ色素が、得られる膜の二色性の点からも好ましい。
【００７２】
［II．異方性色素膜用組成物］
本発明の異方性色素膜用組成物は、異方性色素膜を形成するために用いられる組成物であって、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物及び電子リッチである（Electron-Rich）化合物を含有する。更に、通常は溶媒と、必要に応じてその他の成分を含有する。
【００７３】
（ｉ）溶剤：
溶剤としては、水、水混和性のある有機溶剤、水と水混和性のある有機溶剤との混合溶剤などが挙げられる。有機溶剤の具体例としては、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、エチレングリコール、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が挙げられる。これらの溶剤は何れか一種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で混合して用いてもよい。
【００７４】
（ii）電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物：
電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物としては、上述した電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物が用いられる。電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物は何れか一種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で混合して用いてもよい。
【００７５】
本発明の組成物における電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物の割合は、組成物全体を１００重量部とした場合に、通常０．１重量部以上、好ましくは０．２重量部以上、また、通常５０重量部以下、好ましくは４０重量部以下の範囲である。本発明の材料の割合がこの範囲の下限を下回ると、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物の使用による効果が得られないおそれがあり、この範囲の上限を上回ると、組成物の溶液としての粘度が高くなってしまい、扱いにくくなるおそれがあるので好ましくない。
【００７６】
（iii）電子リッチである（Electron-Rich）化合物（色素）：
本発明の組成物は、電子リッチである（Electron-Rich）化合物を含有するが、この電子リッチである（Electron-Rich）化合物は、通常は色素である（これを以下「電子リッチである（Electron-Rich）色素」という場合がある）。電子リッチである（Electron-Rich）色素とは、上述の参考文献１に記載の通り、比較的小さなイオン化ポテンシャルを有し、−２０×１０-40Ｃｍ2未満の四重極子モーメントＱzzを持つ盤状部分構造を５０モル％以上含む色素のことを言う。なお、四重極子モーメントＱzzにつては上述した通りである。
【００７７】
本発明の組成物に用いられる電子リッチである（Electron-Rich）色素の例としては、アゾ系色素、スチルベン系色素、シアニン系色素、フタロシアニン系色素、縮合多環系色素（ペリレン系、オキサジン系）等が挙げられる。中でも、アルキル基、アルコキシ基、スルホン基、アミノ基等で置換されたベンゼン、ナフタレン等の芳香族炭化水素からなるアゾ色素、ポルフィリン、フタロシアニンなどが好ましく、特にアゾ系色素が好ましい。
【００７８】
本発明の組成物に用いられる電子リッチである（Electron-Rich）色素の好ましい具体例としては、下記式で表わされる色素が挙げられる（なお、これらの式は全て遊離酸型で示している）。但し、本発明の組成物に使用できる電子リッチである（Electron-Rich）色素は、これらの例に限定されるものではない。
【００７９】
【化１８】
【化１９】
【化２０】
【化２１】
【００８０】
上記例示の電子リッチである（Electron-Rich）色素のうち、光学異性等の立体異性を生じるものについては、何れの異性体もその例示に含まれるものとする。
【００８１】
上記例示の電子リッチである（Electron-Rich）色素は何れか一種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で混合して用いてもよい。
【００８２】
なお、本発明の組成物に用いられる電子リッチである（Electron-Rich）色素は、上述の溶剤に対して通常０．１％以上、特に１％以上の溶解性を持つことが好ましく、また、０．１〜５０％のいずれかの濃度域でリオトロピック液晶相を形成する化合物であることが好ましい。
【００８３】
電子リッチである（Electron-Rich）色素の分子量は、色調及び製造面の観点から、塩型をとらない遊離の状態で、通常２００以上、中でも３５０以上、また、通常５０００以下、中でも３５００以下の範囲であることが好ましい。
【００８４】
電子リッチである（Electron-Rich）色素は遊離酸型のまま使用してもよく、酸基の一部が塩型を取っているものであってもよい。また、塩型の色素と遊離酸型の色素が混在していてもよい。更に、製造時に塩型で得られた場合はそのまま使用してもよいし、所望の塩型に変換してから使用してもよい。
【００８５】
前記の塩型の例としては、Ｎａ、Ｌｉ、Ｋ等のアルカリ金属の塩、アルキル基若しくはヒドロキシアルキル基で置換されていてもよいアンモニウムの塩、有機アミンの塩などが挙げられる。有機アミンの例としては、炭素数１〜６の低級アルキルアミン、ヒドロキシ置換された炭素数１〜６の低級アルキルアミン、カルボキシ置換された炭素数１〜６の低級アルキルアミン等が挙げられる。これらの塩型の場合、その種類は１種類に限られず、複数種混在していてもよい。
【００８６】
本発明の組成物における電子リッチである（Electron-Rich）色素の割合は、組成物全体を１００重量部とした場合に、通常５０重量部以下、好ましくは４０重量部以下の範囲である。色素の割合がこの範囲を上回ると、得られる組成物の溶液の粘度が高くなってしまい、扱いにくくなるおそれがあるので好ましくない。
【００８７】
また、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物と電子リッチである（Electron-Rich）色素との重量分率は、通常１０／９０〜９０／１０の範囲内であることが好ましい。この範囲を外れると、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物又は電子リッチである（Electron-Rich）色素の使用による効果が得られないおそれがあるため好ましくない。
【００８８】
（iv）その他の成分：
本発明の組成物は、上述した溶剤、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物、及び電子リッチである（Electron-Rich）色素の他に、その他の成分を含有していてもよい。
【００８９】
例えば、後述の湿式成膜法等において、本発明の組成物を色素膜形成用溶液として基材に塗布する場合には、基材への濡れ性、塗布性を向上させるため、必要に応じて、界面活性剤を加えてもよい。界面活性剤としては、アニオン系、カチオン系、ノニオン系の何れも使用可能である。本発明の組成物における界面活性剤の濃度は通常０．０５重量％以上、０．５重量％以下が好ましい。
【００９０】
また、色素の会合性を向上させたり、異方性色素膜の欠陥を低減する等の目的で、アミノ酸、ヒドロキシアミンなどを添加剤として使用してもよい。
【００９１】
更に、上記以外の添加剤としては、参考文献１０（"Additives for Coating", Edited by J. Bieleman, Willey-VCH, 2000年）記載の公知の添加剤を用いることができる。
【００９２】
なお、本発明の組成物の全成分における電子不足である（Electron-Deficient）部位と電子リッチである（Electron-Rich）部位との重量分率が、通常５／９５以上、好ましくは３５／６５以上、また、通常９５／５以下、好ましくは６５／３５以下の範囲内とするのが好ましい。この範囲を外れると、各成分の配合効果が現れにくいおそれがあり好ましくない。
【００９３】
［III．異方性色素膜］
以下の記載では、本発明の異方性色素膜について、組成に関する特徴、製造方法に関する特徴、及び物性に関する特徴に分けて、それぞれ説明を行なう。本発明の異方性色素膜は、これらの全ての特徴を満たしていることが好ましいが、これらの特徴のうち何れか一つの特徴でも満たす異方性色素膜は、他の特徴を満たさない、或いは他の特徴が不明である場合でも、本発明の異方性色素膜に該当するものとする。
【００９４】
〔III−１．異方性色素膜の組成〕
本発明の異方性色素膜は、その組成面に着目した場合、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物及び電子リッチである（Electron-Rich）化合物を含有することを特徴とする。電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物及び電子リッチである（Electron-Rich）化合物については、前述の通りである。また、その比率も特に制限されるものではない。
【００９５】
また、本発明の異方性色素膜は、更に他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては、上述した本発明の組成物中に含まれる成分として例示したものが挙げられる。
【００９６】
〔III−２．異方性色素膜の製造方法〕
本発明の異方性色素膜は、その製造方法に着目した場合、上述した本発明の異方性色素膜用組成物（本発明の組成物）を用いて形成されることを特徴とする。具体的には、本発明の異方性色素膜は、上述した本発明の組成物を用いて成膜することにより、作製することができる。成膜法としては、乾式成膜法及び湿式成膜法の何れを用いてもよいが、成膜に使用する本発明の組成物（水溶液）が液晶性を示す可能性がある場合には、湿式成膜法を使用することが好ましい。
【００９７】
（ｉ）乾式成膜法：
乾式成膜法としては、例えば、本発明の組成物と高分子重合体を用いて未延伸フィルムを作製し、得られた未延伸フィルムを延伸する、という方法が挙げられる。未延伸フィルムを作製する手法としては、例えば、（ａ）高分子重合体を成膜してフィルムとした後に、本発明の組成物を用いて染色する手法、（ｂ）高分子重合体の溶液に本発明の組成物を加えて原液を染色した後に成膜する手法等が挙げられる。上述の染色、成膜、延伸は、以下に説明する一般的な方法で行なうことができる。
【００９８】
上述の（ａ）の手法の場合、本発明の組成物と、必要に応じて塩化ナトリウム、ボウ硝等の無機塩、界面活性剤等の染色助剤を加えた染浴中に、高分子フィルムを浸漬して染色し、次いで必要に応じてホウ酸処理し、乾燥する。浸漬時の染浴の温度は、通常２０℃以上、好ましくは３０℃以上、また、通常８０℃以下、好ましくは５０℃以下の範囲である。また、浸漬時の染浴の時間は、通常１分以上、好ましくは３分以上、また、通常６０分以下、好ましくは２０分以下の範囲である。
【００９９】
一方、上述の（ｂ）の方法の場合、高分子重合体を水及び／又はアルコール、グリセリン、ジメチルホルムアミド等の親水性有機溶媒に溶解し、本発明の組成物を加えて原液染色を行ない、この染色原液を流延法、溶液塗布法、押出法等により成膜して、染色フィルムを作製する。溶媒に溶解させる高分子重合体の濃度としては、高分子重合体の種類によっても異なるが、通常５重量％以上、好ましくは１０重量％以上程度で、通常３０重量％以下、好ましくは２０重量％以下程度である。また、溶媒に溶解する色素の濃度としては、高分子重合体に対して通常０．１重量％以上、好ましくは０．８重量％以上程度で、通常５重量％以下、好ましくは２．５重量％以下程度である。
【０１００】
得られた未延伸フィルムは、適当な方法によって一軸方向に延伸する。延伸処理することによって色素分子が配向し、二色性が発現する。一軸に延伸する方法としては、湿式法にて引っ張り延伸を行なう方法、乾式法にて引っ張り延伸を行なう方法、乾式法にてロール間圧縮延伸を行なう方法等があり、何れの方法を用いて行なってもよい。延伸倍率は２倍以上、９倍以下にて行なわれるが、高分子重合体としてポリビニルアルコール及びその誘導体を用いた場合は、通常２．５倍以上、６倍以下の範囲が好ましい。
【０１０１】
延伸配向処理した後、該延伸フィルムの耐水性向上と偏光度向上の目的で、ホウ酸処理を実施する。ホウ酸処理により、異方性色素膜の光線透過率と偏光度が向上する。ホウ酸処理の条件としては、用いる親水性高分子重合体及び色素の種類によって異なるが、一般的にはホウ酸濃度としては、通常１重量％以上、好ましくは５重量％以上程度で、通常１５重量％以下、好ましくは１０重量％以下程度である。また、処理温度としては通常３０℃以上、好ましくは５０℃以上で、通常８０℃以下の範囲にあることが望ましい。ホウ酸濃度が１重量％未満であるか、処理温度が３０℃未満の場合は、処理効果が小さく、また、ホウ酸濃度が１５重量％を超えるか、処理温度が８０℃以上を超える場合は異方性色素膜がもろくなり好ましくない。
【０１０２】
乾式成膜法により得られる異方性色素膜の膜厚は、通常１０μｍ以上、中でも３０μｍ以上、また、通常２００μｍ以下、中でも１００μｍ以下の範囲が好ましい。
【０１０３】
（ii）湿式成膜法：
一方、湿式成膜法としては、公知の各種の方法を用いることが可能であるが、例えば、本発明の組成物を塗布液として調製後、ガラス板などの各種基材に塗布、乾燥し、色素を配向、積層して得る方法などが挙げられる。
【０１０４】
基材としては、ガラスやトリアセテート、アクリル、ポリエステル、トリアセチルセルロース又はウレタン系のフィルム等が挙げられる。基材の表面には、二色性色素の配向方向を制御するために、「液晶便覧」（丸善株式会社、平成１２年１０月３０日発行）２２６頁〜２３９頁等に記載の公知の方法により、配向処理層を施しておいてもよい。
【０１０５】
湿式成膜法を用いる場合、本発明の組成物における色素の濃度は、通常０．１重量％以上、中でも１重量％以上、また、通常５０重量％以下、中でも３０重量％以下の範囲とすることが好ましい。色素濃度が低すぎると十分な二色性を得ることができず、高すぎると成膜が困難になるおそれがある。
【０１０６】
塗布法としては、原崎勇次著「コーティング工学」（株式会社朝倉書店、１９７１年３月２０日発行）２５３頁〜２７７頁や、市村國宏監修「分子協調材料の創製と応用」（株式会社シーエムシー出版、１９９８年３月３日発行）１１８頁〜１４９頁に記載の公知の方法や、予め配向処理を施した基材上に、スピンコート法、スプレーコート法、バーコート法、ロールコート法、ブレードコート法などで塗布する方法などが挙げられる。塗布時の温度は通常０℃以上、８０℃以下が好ましく、湿度は通常１０％ＲＨ以上、８０％ＲＨ以下が好ましい。
【０１０７】
塗膜の乾燥時の温度は好ましくは０℃以上、１２０℃以下、湿度は好ましくは１０％ＲＨ以上、８０％ＲＨ以下程度である。
【０１０８】
湿式成膜法で基材上に異方性色素膜を形成する場合、得られる異方性色素膜の乾燥後の膜厚は、通常５０ｎｍ以上、中でも１００ｎｍ以上、また、通常５０μｍ以下、中でも２０μｍ以下、更には１μｍ以下の範囲が好ましい。
【０１０９】
（iii）保護層：
上述の乾式成膜法又は湿式成膜法により得られた本発明の異方性色素膜は、必要に応じ、保護層を設けて使用する。この保護層は、例えば、トリアセテート、アクリル、ポリエステル、ポリイミド、トリアセチルセルロース又はウレタン系のフィルム等の透明な高分子膜により、本発明の異方性色素膜上にラミネーションして形成され、実用に供される。
【０１１０】
〔III−３．異方性色素膜の物性〕
本発明の異方性色素膜は、その物性に着目した場合、以下の（ａ），（ｂ）のうち少なくとも一方を満たすことを特徴としている。
【０１１１】
（ａ）９７０ｃｍ-1付近にあるＳＯ3伸縮振動に対する下記（ｉ）及び（ii）の２方向からの偏光吸収の比（以下、これらを単に「２方向からの偏光吸収の比」という場合がある。）から求めたチルト角が１０°以下である。
（ｂ）８００〜９００ｃｍ-1にあるＣＨ面外変角振動に対する下記（ｉ）及び（ii）の２方向からの偏光吸収の比ＹＹ／ＹＺの値が１．８以上である。
（ｉ）可視光を最も吸収する方向
（ii）可視光を最も透過する方向
【０１１２】
これら（ａ），（ｂ）の物性は、それぞれ以下のように測定することが可能である。
【０１１３】
（ａ）９７０ｃｍ-1付近にあるＳＯ3伸縮振動に対する２方向からの偏光吸収の比から求めたチルト角：
異方性色素膜の膜面に平行で、可視光を最も吸収する方向をＸ方向、可視光を最も透過する方向をＹ方向とする。
Ｘ方向に偏光した赤外光を膜面に垂直に入射して得られる赤外吸収スペクトルの９７０ｃｍ-1近辺のピーク強度をＡｘとし、Ｙ方向に偏光した赤外光を膜面に垂直に入射して得られる赤外吸収スペクトルの９７０ｃｍ-1近辺のピーク強度をＡｙとした時に、チルト角は下記式で計算される。
【数３】
【０１１４】
（ｂ）８００〜９００ｃｍ-1にあるＣＨ面外変角振動に対する２方向からの偏光吸収の比ＹＹ／ＹＺの値：
異方性色素膜の膜面に平行で、可視光を最も吸収する方向をＸ方向、可視光を最も透過する方向をＹ方向とする。
Ｙ方向に偏光した赤外光をＸ方向に６０°傾けて入射して得られる赤外吸収スペクトルにおいて、８００〜９００ｃｍ-1の領域に見られるＣ−Ｈ面外変角振動ピークをＬｏｒｅｎｔｚｉａｎ法によってｎ個のピークにピーク分離した時に、各ピーク強度をＹＹｉ（ｉ＝１〜ｎ）とする。
同様に、Ｙ方向に偏光した赤外光をＹ方向に６０°傾けて入射して得られる赤外吸収スペクトルにおいて、８００〜９００ｃｍ-1の領域に見られるＣ−Ｈ面外変角振動ピークをＬｏｒｅｎｔｚｉａｎ法によってｎ個のピークにピーク分離した時に、各ピーク強度をＹＺｉ（ｉ＝１〜ｎ）とする。
ここで、ＹＹｉとＹＺｉのピーク位置及びピーク反値幅は同じになるようにする。
得られたＹＹｉ（ｉ＝１〜ｎ）及びＹＺｉ（ｉ＝１〜ｎ）から、ＹＹ／ＹＺ比は次の式で計算される。
【数４】
【０１１５】
［IV．偏光素子］
本発明の偏光素子は、上述した本発明の異方性色素膜を用いたものである。具体的には、本発明の異方性色素膜は、ＬＣＤやＯＬＥＤ等の各種の表示素子の偏光フィルター等を形成する場合には、これらの表示素子を構成する電極基板などに直接、本発明の異方性色素膜を形成したり、本発明の異方性色素膜を形成した基材をこれら表示素子の構成部材として用いればよい。
【０１１６】
本発明の異方性色素膜は、光吸収の異方性を利用し、直線偏光、円偏光、楕円偏光等を得る偏光膜として機能する他、膜形成プロセスと基材や色素を含有する組成物の選択により、屈折異方性や伝導異方性などの各種異方性膜として機能化が可能となり、様々な種類の、多様な用途に使用可能な偏光素子とすることができる。
【０１１７】
本発明の偏光素子は、上述した本発明の異方性色素膜を用いたものであるが、本発明の異方性色素膜を基材上に形成して本発明の偏光素子とする場合、形成された異方性色素膜そのものを使用してもよく、また、上記の様な保護層のほか、粘着層或いは反射防止層、配向膜、位相差フィルムとしての機能、輝度向上フィルムとしての機能、反射フィルムとしての機能、半透過反射フィルムとしての機能、拡散フィルムとしての機能などの光学機能をもつ層など、様々な機能をもつ層を湿式成膜法などにより積層形成し、積層体として使用してもよい。
【０１１８】
これら光学機能を有する層は、例えば以下の様な方法により形成することが出来る。
位相差フィルムとしての機能を有する層は、例えば特許第２８４１３７７号公報、特許第３０９４１１３号公報などに記載の延伸処理を施したり、特許第３１６８８５０号公報などに記載された処理を施したりすることにより形成することができる。
【０１１９】
また、輝度向上フィルムとしての機能を有する層は、例えば特開２００２−１６９０２５号公報や特開２００３−２９０３０号公報に記載されるような方法で微細孔を形成すること、或いは、選択反射の中心波長が異なる２層以上のコレステリック液晶層を重畳することにより形成することができる。
【０１２０】
反射フィルム又は半透過反射フィルムとしての機能を有する層は、蒸着やスパッタリングなどで得られた金属薄膜を用いて形成することができる。
拡散フィルムとしての機能を有する層は、上記の保護層に微粒子を含む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。
【０１２１】
また、位相差フィルムや光学補償フィルムとしての機能を有する層は、ディスコティック液晶性化合物、ネマティック液晶性化合物などの液晶性化合物を塗布して配向させることにより形成することができる。
【実施例】
【０１２２】
次に、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えな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「重量部」を示す。
【０１２３】
また、以下の各実施例及び比較例において、異方性色素膜の二色比は、ヨウ素系偏光素子を入射光学系に配した分光光度計で異方性色素膜の透過率を測定した後、次式により計算した。
二色比（Ｄ）＝Ａｚ／Ａｙ
Ａｚ＝−ｌｏｇ（Ｔｚ）
Ａｙ＝−ｌｏｇ（Ｔｙ）
Ｔｚ：異方性色素膜の吸収軸方向の偏光に対する透過率
Ｔｙ：異方性色素膜の偏光軸方向の偏光に対する透過率
【０１２４】
また、９７０ｃｍ-1付近にあるＳＯ3伸縮振動に対する２方向からの偏光吸収の比から求めたチルト角、及び、８００〜９００ｃｍ-1にあるＣＨ面外変角振動に対する２方向からの偏光吸収の比ＹＹ／ＹＺの値は、上記〔III−３．異方性色素膜の物性〕に記載の方法で求めた。ここで、異方性色素膜の赤外吸収スペクトルは、Thermo Electron社製NEXUS670により測定した。
【０１２５】
［実施例１］
水７２部に、下記式（Ｉ−１）で表わされる色素のリチウム塩２５部と、下記式（II−１）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物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（本発明の組成物）を得た。スピンコート法により表面にポリイミドの配向膜が形成されたガラス製基板（７５ｍｍ×２５ｍｍ、厚さ１．１ｍｍ、膜厚約８０ｎｍのポリイミド配向膜に、予め布でラビング処理を施したもの）に、上記の異方性色素膜用組成物を、ギャップ５μｍのアプリケーター（井元製作所社製）で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０１２６】
【化２２】
【０１２７】
【化２３】
【０１２８】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表２に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０１２９】
［実施例２］
水６９部に、上記式（Ｉ−１）で表わされる色素のリチウム塩３０部と、下記式（II−２）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物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（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０１３０】
【化２４】
【０１３１】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表２に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０１３２】
［実施例３］
水６９部に、上記式（Ｉ−１）で表わされる色素のリチウム塩３０部と、下記式（II−３）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物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（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０１３３】
【化２５】
【０１３４】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表２に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０１３５】
［実施例４］
水６９部に、上記式（Ｉ−１）で表わされる色素のリチウム塩３０部と、下記式（II−４）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物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（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、ギャップ５μｍのアプリケーター（井元製作所社製）で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０１３６】
【化２６】
【０１３７】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表２に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０１３８】
［実施例５］
水６６部に、上記式（Ｉ−１）で表わされる色素のリチウム塩３３部と、下記式（II−５）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物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（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、実施例４と同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０１３９】
【化２７】
【０１４０】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表２に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０１４１】
［実施例６］
水７０．３部に、上記式（Ｉ−１）で表わされる色素のリチウム塩２７部と、下記式（II−６）で表わされる、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物２．７部を加え、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、実施例４と同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０１４２】
【化２８】
【０１４３】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表２に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０１４４】
［比較例１］
水６３部に、上記式（Ｉ−１）で表わされる色素のリチウム塩３７部を加えただけで、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物を加えず、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜を得た。
【０１４５】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表２に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例１〜６の異方性色素膜に比べて、低い二色比（光吸収異方性）しか得られなかった。
【０１４６】
［実施例７］
水８２部に、下記式（Ｉ−２）で表わされる色素のナトリウム塩１６部と、下記式（II−７）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物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（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、ギャップ１０μｍのアプリケーター（井元製作所社製）で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０１４７】
【化２９】
【０１４８】
【化３０】
【０１４９】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表２に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０１５０】
［比較例２］
水８５部に、上記式（Ｉ−２）で表わされる色素のナトリウム塩１５部を加えただけで、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物を加えず、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜を得た。
【０１５１】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表２に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例７の異方性色素膜に比べて、低い二色比（光吸収異方性）しか得られなかった。
【０１５２】
［実施例８］
水７５部に、下記式（Ｉ−３）で表わされる色素のリチウム塩２４部と、下記式（II−８）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物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（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０１５３】
【化３１】
【０１５４】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表２に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０１５５】
［比較例３］
水８０部に、上記式（Ｉ−３）で表わされる色素のリチウム塩２０部を加えただけで、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物を加えず、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜を得た。
【０１５６】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表２に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例８の異方性色素膜に比べて、低い二色比（光吸収異方性）しか得られなかった。
【０１５７】
［実施例９］
水７９部に、下記式（Ｉ−４）で表わされる色素のリチウム塩２０部と、下記式（II−９）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物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（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０１５８】
【化３２】
【０１５９】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表２に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０１６０】
また、９７０ｃｍ-1付近にあるＳＯ3伸縮振動に対する２方向からの偏光吸収の比から求めたチルト角は７．５４度であり、８００〜９００ｃｍ-1にあるＣＨ面外変角振動に対する２方向からの偏光吸収の比ＹＹ／ＹＺの値は１．８５であった。
【０１６１】
［比較例４］
水８０部に、上記式（Ｉ−４）で表わされる色素のリチウム塩２０部を加えただけで、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物を加えず、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜を得た。
【０１６２】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表２に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例９の異方性色素膜に比べて、低い二色比（光吸収異方性）しか得られなかった。
【０１６３】
また、９７０ｃｍ-1付近にあるＳＯ3伸縮振動に対する２方向からの偏光吸収の比から求めたチルト角は１１．６５度であり、８００〜９００ｃｍ-1にあるＣＨ面外変角振動に対する２方向からの偏光吸収の比ＹＹ／ＹＺの値は１．７７であった。
【０１６４】
［実施例１０］
水８４部に、下記式（Ｉ−５）で表わされる色素のリチウム塩１５部と、下記式（II−１０）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物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（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０１６５】
【化３３】
【０１６６】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表２に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０１６７】
［比較例５］
水８５部に、上記式（Ｉ−５）で表わされる色素のリチウム塩１５部を加えただけで、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物を加えず、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜を得た。
【０１６８】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表２に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例１０の異方性色素膜に比べて、低い二色比（光吸収異方性）しか得られなかった。
【０１６９】
［実施例１１］
水８１部に、下記式（Ｉ−６）で表わされる色素のリチウム塩１８部と、下記式（II−１１）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物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（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０１７０】
【化３４】
【０１７１】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０１７２】
また、９７０ｃｍ-1付近にあるＳＯ3伸縮振動に対する２方向からの偏光吸収の比から求めたチルト角は９．５６度であり、８００〜９００ｃｍ-1にあるＣＨ面外変角振動に対する２方向からの偏光吸収の比ＹＹ／ＹＺの値は１．９２であった。
【０１７３】
［比較例６］
水８４部に、上記式（Ｉ−６）で表わされる色素のリチウム塩１６部を加えただけで、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物（本発明の材料）を加えず、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜を得た。
【０１７４】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例１１の異方性色素膜に比べて、低い二色比（光吸収異方性）しか得られなかった。
【０１７５】
［実施例１２］
水８１部に、下記式（Ｉ−７）で表わされる色素のリチウム塩１８部と、下記式（II−１２）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物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（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０１７６】
【化３５】
【０１７７】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０１７８】
また、９７０ｃｍ-1付近にあるＳＯ3伸縮振動に対する２方向からの偏光吸収の比から求めたチルト角は９．７２度であり、８００〜９００ｃｍ-1にあるＣＨ面外変角振動に対する２方向からの偏光吸収の比ＹＹ／ＹＺの値は１．９４であった。
【０１７９】
［比較例７］
水８４部に、上記式（Ｉ−７）で表わされる色素のリチウム塩１６部を加えただけで、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物（本発明の材料）を加えず、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜を得た。
【０１８０】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例１２の異方性色素膜に比べて、低い二色比（光吸収異方性）しか得られなかった。
【０１８１】
［実施例１３］
水８４部に、下記式（Ｉ−８）で表わされる色素のリチウム塩１５部と、下記式（II−１３）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物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（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０１８２】
【化３６】
【０１８３】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０１８４】
［比較例８］
水８６部に、上記式（Ｉ−８）で表わされる色素のリチウム塩１４部を加えただけで、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物を加えず、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜を得た。
【０１８５】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例１３の異方性色素膜に比べて、低い二色比（光吸収異方性）しか得られなかった。
【０１８６】
［実施例１４］
水７０部に、下記式（Ｉ−９）で表わされる色素のリチウム塩２４部と、下記式（II−１４）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物６部を加え、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０１８７】
【化３７】
【０１８８】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０１８９】
［比較例９］
水６５部に、上記式（Ｉ−９）で表わされる色素のリチウム塩３５部を加えただけで、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物を加えず、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜を得た。
【０１９０】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例１４の異方性色素膜に比べて、低い二色比（光吸収異方性）しか得られなかった。
【０１９１】
［実施例１５］
水８０部に、下記式（Ｉ−１０）で表わされる色素のリチウム塩１２部と、下記式（II−１５）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物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（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０１９２】
【化３８】
【０１９３】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０１９４】
［比較例１０］
水６５部に、上記式（Ｉ−１０）で表わされる色素のリチウム塩３５部を加えただけで、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物を加えず、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜を得た。
【０１９５】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例１５の異方性色素膜に比べて、低い二色比（光吸収異方性）しか得られなかった。
【０１９６】
［実施例１６］
水８０部に、下記式（Ｉ−１１）で表わされる色素のリチウム塩１０．４部と、下記式（II−１６）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物９．６部を加え、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０１９７】
【化３９】
【０１９８】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０１９９】
［比較例１１］
水８０部に、上記式（Ｉ−１１）で表わされる色素のリチウム塩２０部を加えただけで、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物を加えず、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜を得た。
【０２００】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例１６の異方性色素膜に比べて、低い二色比（光吸収異方性）しか得られなかった。
【０２０１】
［実施例１７］
水７５部に、下記式（Ｉ−１２）で表わされる色素のリチウム塩１３部と、下記式（II−１７）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物（本発明の材料）１２部を加え、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０２０２】
【化４０】
【０２０３】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０２０４】
［比較例１２］
水６５部に、上記式（Ｉ−１２）で表わされる色素のリチウム塩３５部を加えただけで、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物を加えず、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜を得た。
【０２０５】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例１７の異方性色素膜に比べて、低い二色比（光吸収異方性）しか得られなかった。
【０２０６】
［実施例１８］
水８０部に、下記式（Ｉ−１３）で表わされる色素のリチウム塩１０部と、下記式（II−１８）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物１０部を加え、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０２０７】
【化４１】
【０２０８】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０２０９】
［比較例１３］
水８０部に、上記式（Ｉ−１３）で表わされる色素のリチウム塩２０部を加えただけで、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物を加えず、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜を得た。
【０２１０】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例１８の異方性色素膜に比べて、低い二色比（光吸収異方性）しか得られなかった。
【０２１１】
［実施例１９］
水８０部に、下記式（Ｉ−１４）で表わされる色素のリチウム塩１０．４部と、下記式（II−１９）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物９．６部を加え、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０２１２】
【化４２】
【０２１３】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０２１４】
［比較例１４］
水８０部に、上記式（Ｉ−１４）で表わされる色素のリチウム塩２０部を加えただけで、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物を加えず、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜を得た。
【０２１５】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例１９の異方性色素膜に比べて、低い二色比（光吸収異方性）しか得られなかった。
【０２１６】
【表２】
【０２１７】
【表３】
【産業上の利用可能性】
【０２１８】
本発明の異方性色素膜は、光吸収の異方性を利用することにより、直線偏光、円偏光、楕円偏光等を得る偏光膜として利用できる。また、色素膜の形成プロセスや、基材や色素を含有する組成物の選択により、屈折異方性や伝導異方性など各種の異方性膜としての機能化が可能となり、多種多様な用途に使用可能な偏光素子とすることができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調光素子や液晶素子（ＬＣＤ）、有機エレクトロルミネッセンス素子（ＯＬＥＤ）の表示素子に具備される偏光板等に有用な、高い二色比を有する異方性色素膜と、その異方性色素膜を得ることが可能な異方性色素膜用組成物、並びにその異方性色素膜を用いた偏光素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＣＤでは、表示における旋光性や複屈折性を制御するために、直線偏光板や円偏光板が用いられている。ＯＬＥＤにおいても、外光の反射防止のために、円偏光板が使用されている。従来、これらの偏光板（偏光素子）には、ヨウ素が二色性物質として広く使用されてきた。しかしながら、ヨウ素は昇華性が大きいために、偏光素子に使用した場合、その耐熱性と耐光性が十分ではなく、また偏光特性が経時劣化するという欠点があった。
【０００３】
そのため、例えば特許文献１や非特許文献１，２に記載されるように、有機系の色素を二色性物質（二色性色素）として使用した偏光素子が検討されている。
【０００４】
これら文献に記載された二色性色素は、水やアルコールなどの溶媒中でリオトロピック液晶相を形成し、配向基板や流動場、電場、磁場などの外場により容易に配向させることが可能である。例えば、Brilliant Yellow（ＣＩ−３６４）を用いると正の二色性色素膜、Methylene Blue（ＣＩ−９２２）やAmaranth（ＣＩ−１８４）を用いると負の二色性色素膜を得られることが知られている。しかし、得られる二色性色素膜の二色性が低いという欠点があった。文献にも記載されているような液晶特有のシュリーレン欠陥や乾燥時に生じる乾燥歪による欠陥のため二色性が低下するという課題もあるが、仮に液晶が完全に配向したとしても更に大きな課題が残されていた。
【０００５】
理想的には、正の二色性色素膜であれば液晶の配向軸と色素の吸収軸は完全に一致していること、一方、負の二色性色素膜であれば液晶の配向軸と色素の吸収軸は完全に垂直であることが望ましい。液晶の配向軸は溶媒中の会合体長軸の平均的な方向に一致するが、会合体長軸と色素の吸収軸を一致させる、もしくは、完全に垂直にするのは以下の理由で困難であった。
【０００６】
非特許文献３に記載されているように、溶媒中の色素が会合する主たる要因は、芳香環同士の相互作用によるものである。
【０００７】
非特許文献４，５に記載されているように、こうした芳香環同士は、π電子の静電斥力のため環が垂直に積み上がることはなく、ずれて積み重なる方が安定である。水溶液中であれば、溶媒である水と疎水的な芳香環との接触面積を減らすために垂直に積み上がった方がエネルギー的に安定となる可能性はあるが、溶媒を乾燥除去した異方性膜においてはこうした効果は期待できない。
【０００８】
そのため、会合体の長軸と色素分子面とは、垂直になるのでも平行になるのでもなく、その中間的な状態を取り易い。会合体の長軸と色素分子面の法線とのなす角をαとすると、４５°＜α≦９０°であれば正の二色性色素膜、０°≦α＜４５°であれば負の二色性色素膜となるが、αの値が０°又は９０°になるのは困難で、０°から９０°の間の値をとるのが通常であった。これにより、これまでの二色性色素膜の配向軸に平行な偏光を入射しても、垂直な偏光を入射しても有限の吸収を持つため、理想的な二色性色素膜にはならなかった。
【０００９】
この課題に対して、非特許文献６に記載されているように、ヨウ素を配合することで芳香環の会合のずれを是正する試みがなされたが、その効果が不十分であるとともに、従来からのヨウ素型偏光板と同じ欠点を持つという課題があった。
【００１０】
【特許文献１】米国特許第２４００８７７号明細書
【非特許文献１】"The Fixing of Molecular Orientation", J. F. Dreyer, Physical and Colloid Chemistry, 1948年, Vol.52, p.808
【非特許文献２】"Light Polarization from Films of Lyotropic Nematic Liquid Crystals", J. F. Dreyer, Journal de Physique, 1969年, Vol.4, p.114
【非特許文献３】"Chromonic Liquid Crystal Phases", J. Lydon, Current Opinion in Colloid & Interface Science, 1998年, Vol.3, p.458-466
【非特許文献４】"The Nature of π-π Interactions", C. A. Hunter, et al., Journal of the American Chemical Society, 1990年, Vol.112, p.5525
【非特許文献５】"Aromatic Interactions", C. A. Hunter, et al., Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 2, 2001年, p.651
【非特許文献６】"Tetra(tert-butyl)phthalocyanine Cooper-Iodine Complex Film with Large Dichroism Induced by Shear", H. Tanaka, et al., Journal of the Chemical Society, Chemical Communications, 1994年, p.1851
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものである。
即ち、本発明は、高い二色比を有する異方性色素膜と、その異方性色素膜を得ることが可能な異方性色素膜用組成物、並びにその異方性色素膜を用いた偏光素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は鋭意検討の結果、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物及び電子リッチである（Electron-Rich）化合物を含有する組成物を用いることにより、或いはこれらの化合物を異方性色素膜に含有させることにより、高い二色比の異方性色素膜が得られることを見出し、本発明に到達した。
【００１３】
即ち、本発明の第１の要旨は、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物及び電子リッチである（Electron-Rich）化合物を含有することを特徴とする、異方性色素膜用組成物に存する（請求項１）。
【００１４】
ここで、前記の電子リッチである（Electron-Rich）化合物が色素であることが好ましい（請求項２）。
【００１５】
この場合、該色素がアゾ系色素であることが好ましい（請求項３）。
【００１６】
また、前記の電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物が、芳香族系化合物又はアザ複素環式化合物であることが好ましい（請求項４）。
【００１７】
また、前記の電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物が、アントラキノン誘導体又はアントラキノン誘導体を部分構造として含むアゾ色素であることも好ましい（請求項５）。
【００１８】
また、更に溶剤を含有することが好ましい（請求項６）。
【００１９】
また、本発明の第２の要旨は、上述の第１の要旨に係る異方性色素膜用組成物を用いて形成されたことを特徴とする、異方性色素膜に存する（請求項７）。
【００２０】
また、本発明の第３の要旨は、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物及び電子リッチである（Electron-Rich）化合物を含有することを特徴とする、異方性色素膜に存する（請求項８）。
【００２１】
また、本発明の第４の要旨は、９７０ｃｍ-1近辺にあるＳＯ3伸縮振動に対する下記の（ｉ）及び（ii）の方向からの偏光吸収の比から求めたチルト角が１０°以下であることを特徴とする、異方性色素膜に存する（請求項９）。
（ｉ）可視光を最も吸収する方向
（ii）可視光を最も透過する方向
【００２２】
また、本発明の第５の要旨は、８００〜９００ｃｍ-1にあるＣＨ面外変角振動に対する下記の（ｉ）及び（ii）の方向からの偏光吸収の比ＹＹ／ＹＺの値が１．８以上であることを特徴とする、異方性色素膜に存する（請求項１０）。
（ｉ）可視光を最も吸収する方向
（ii）可視光を最も透過する方向
【００２３】
また、本発明の第６の要旨は、上述の第２〜５の要旨に係る異方性色素膜を用いたことを特徴とする、偏光素子に存する（請求項１１）。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物及び電子リッチである（Electron-Rich）化合物を含有する組成物を用いることにより、或いはこれらの化合物を異方性色素膜に含有させることにより、高い二色比の異方性色素膜を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、発明の実施の形態）について説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
【００２６】
なお、本明細書において「異方性色素膜」とは、色素膜の厚み方向及び任意の直交する面内２方向の立体座標系における合計３方向から選ばれる任意の２方向における電磁気学的性質に異方性を有する色素膜である。電磁気学的性質としては、吸収、屈折などの光学的性質、抵抗、容量などの電気的性質などが挙げられる。吸収、屈折などの光学的異方性を有する膜としては、例えば、直線偏光膜、円偏光膜、位相差膜、導電異方性膜などがある。すなわち、本発明は、偏光膜、位相差膜、導電異方性膜に用いられることが好ましく、偏光膜に用いられることがより好ましい。
【００２７】
［Ｉ．電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物］
まず、本発明の異方性色素膜用組成物及び異方性色素膜に用いられる、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物について説明する。なお、以下の記載では、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物を「本発明の異方性色素膜用材料」或いは「本発明の材料」という場合がある。
【００２８】
なお、本発明における「電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物」には、電子不足である（Electron-Deficient）盤状部分構造を有する色素も含まれる。なお、以下の記載では、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物を「本発明の異方性色素膜用色素」或いは「本発明の色素」という場合がある。
【００２９】
〔Ｉ−１．電子不足である盤状化合物（本発明の異方性色素膜用材料）〕
本明細書において「電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物」とは、例えば参考文献１（"An Electron-Deficient Discotic Liquid-Crystalline Material", K. Pieterse, et al., Chemistry of Materials, 2001年, Vol.13, p.2675）に記載されているような、比較的大きな電子親和力を有し、好ましくはベンゼンよりも大きい−２０×１０-40Ｃｍ2以上の四重極子モーメントＱzz、更に好ましくは正の四重極子モーメントＱzzを持つ盤状部分構造を有する化合物のことを言う。ここでｚは、盤状化合物の分子面に垂直な座標軸を表わす。
【００３０】
四重極子モーメント（Quadrupole Moment）は、分子重心からの相対位置ｒ＝（ｘ，ｙ，ｚ）の電荷密度ρから、以下の体積積分で表わされるテンソル量である。
【００３１】
【数１】
【００３２】
ベンゼンのように、分子がｚに対して軸対称な場合は、一軸性四重極子という。その強さは、以下の式で表されるスカラー量Ｑとなり、上記テンソル量のｚｚ成分Ｑzzと一致する。
【００３３】
【数２】
【００３４】
ｚ方向に積み重なった盤状分子間の静電相互作用は、ｚｚ成分の値Ｑzzの影響を強く受ける。下記表１に代表的な盤状分子のＱzzを示す。こうした四重極子モーメントの値は、例えば、下記参考文献２〜６等に記載されている量子力学的計算や、下記参考文献７等に記載されている方法により測定できる。
【００３５】
【表１】
【００３６】
参考文献２："The Molecular Electric Quadrupole Moment and Solid-State Architecture", J. H. Williams, Acc. Chem. Res., 1993年, Vol.26, p.593.
参考文献３："The electric structure of the azabenzenes an AB initio MO-SCF-LCAO study", J. Almlof et al., J. Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 1973年, Vol.2, p.51.
参考文献４："Multiple contributions to potentials of mean torque for solutes dissolved in liquid crystal solvents", J. W. Emsley et al., Liquid Crystals, 1991年, Vol.9, p.649.
参考文献５："The Molecular Zeeman Effect", D. H. Sutter, W. H. Flygare, Topics in Current Chemistry, 1976年, Vol.63, p.89.
参考文献６："Quadrupole Moment Calculations for Some Aromatic Hydrocarbons", A. Chablo et.al., Chemical Physics Letters, 1981年, Vol.78, p.424.
参考文献７：A. D. Buckingham, Advances in Chemical Physics, 1967年, Vol.12, p.107.
【００３７】
上記表１に示されるように、ベンゼン等の電子リッチである（Electron-Rich）盤状化合物は、負の四重極子モーメントを持つのに対して、ヘキサフルオロベンゼンやアントラキノン等の電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物は、正の四重極子モーメントを持つことが知られている。
【００３８】
更に、参考文献８（"Computer Simulation Studies of Anisotropic Systems XXIX. Quadrupolar Gay-Berne Discs and Chemically Induced Liquid Crystal Phases", M. A. Bates, et al., Liquid Crystals, 1998年, Vol.24(2), p.229）に記載されているように、符号の異なる四重極子モーメントを持つ盤状化合物が近接すると、ずれ無く互いに平行に会合することが安定であることが知られている。
【００３９】
比較的分子量の高い縮合多環化合物のように、電荷分布の複雑な化合物では、こうした化合物全体の四重極子モーメント相互作用で考えるのは必ずしも正確ではないが、参考文献９（"Complementary Polytopic Interactions (CPI) as Revealed by Molecular Modelling using the XED Force Field", O. R. Lozman, et al., Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 2, 2001年, p.1446）に記載されているように、化合物の各部位の四重極子モーメント相互作用の総和で考えることができると考えられる。
【００４０】
上述のように、本発明では、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物を異方性色素膜用材料として用いることで、π電子の静電斥力を抑制し、ずれ無く垂直に積み重なった会合体を得ることが可能になる。これにより、会合体の長軸と色素分子面法線とのなす角度αを０°に近づけることができ、理想的な二色性色素膜を得ることができると考えられる。
【００４１】
本発明の材料として使用できる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物の例としては、電子親和性の高い置換基を有する芳香族系化合物又はアザ複素環式化合物などが挙げられる。
【００４２】
芳香族系化合物の例としては、ベンゼン類（パーフルオロベンゼン、ベンゾキノン、シアノベンゼン、ニトロベンゼン、フタルイミド、シアノキノメタン等）、ナフタレン類（パーフルオロナフタレン、ナフトキノン、シアノナフタレン、ニトロナフタレン、シアノナフトキノメタン等）、アントラセン類（アントラキノン等）、フルオレン類（ニトロフルオレノン等）、ペリレン類（ペリレンジイミド等）、等が挙げられる。
【００４３】
アザ複素環式化合物の例としては、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、１，３，５−トリアジン、インドール、イソインドール、キノリン、イソキノリン、キノキサリン等が挙げられる。
【００４４】
電子親和性の高い置換基の例としては、オキソ基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子等）、スルホ基、カルボキシ基、スルホ基又はカルボキシ基のアルカリ金属（ナトリウム等）塩或いはアルカリ土類金属塩等が挙げられる。
【００４５】
電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物の例としては、上に例示した電子親和性の高い置換基を一つ又は二つ以上有する芳香族系化合物やアザ複素環式化合物から誘導される環構造を一又は二以上有する化合物が挙げられる。
【００４６】
電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物は、一分子中に、電子親和性の高い置換基を一又は二以上有する芳香族系化合物やアザ複素環式化合物から誘導される環構造を部分構造として、好ましくは３３モル％以上、さらには５０モル％以上有する化合物であることが好ましい。
【００４７】
ここで、本発明において、一分子中における該環構造（部分構造）のモル％は、一分子中における該環構造の数から算出する。
例えば、以下の化合物の場合、一分子中に環構造が１つであり、この１つの環構造が電子親和性の高い置換基を有するため、一分子中における該環構造のモル％は、１００モル％である。
【００４８】
【化１】
【００４９】
また、以下の化合物の場合、一分子中に環構造が３つあり、２つの環（両端のキノリン環）がアザ複素環式化合物であることから、一分子中における該環構造のモル％は、６７モル％（２／３）である。
【００５０】
【化２】
【００５１】
尚、異なる構造を有する化合物であって、一分子中における該環構造のモル％が等しい化合物については、さらに、上記四重極子モーメントの値によってその電子不足の度合いが決められる。
【００５２】
なお、本発明の材料として用いられる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物は色素であってもよい。
【００５３】
なお、本発明の材料は、湿式成膜法により異方性色素膜を製造する際に溶剤を用いることから、後述する溶剤に対して０．１％以上の溶解性を持つことが好ましい。
【００５４】
本発明の材料として用いられる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物が色素である場合、その色素は、電子不足である（Electron-Deficient）盤状部分構造を有することを特徴とする。
【００５５】
本明細書において「電子不足である（Electron-Deficient）盤状部分構造」とは、上述の〔Ｉ−１．本発明の異方性色素膜用材料〕の欄で説明した「電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物」と同様に、比較的大きな電子親和力を有し、負の四重極子モーメントを持つ部分構造を意味する。即ち、本発明の色素はこのような部分構造を一分子内に有する色素である。
【００５６】
電子不足である（Electron-Deficient）盤状部分構造の例としては、上記に例示した芳香族系化合物又はアザ複素環式化合物に由来する部分構造や、同じく上記に例示した電子親和性の高い置換基等が挙げられる。
【００５７】
本発明の材料として使用できる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物（電子不足である（Electron-Deficient）盤状部分構造を有する色素を含む）の好ましい具体例としては、下記式によって表わされる化合物が挙げられる。但し、本発明の材料として使用できる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物は、これらの例に限定されるものではない。
【００５８】
尚、下記式によって表される電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物は、遊離酸型で例示する。電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物は、遊離酸型のまま使用してもよく、酸基の一部が塩型を取っているものであってもよい。塩型の例としては、Ｎａ、Ｌｉ、Ｋ等のアルカリ金属の塩、アルキル基若しくはヒドロキシアルキル基で置換されていてもよいアンモニウムの塩、有機アミンの塩などが挙げられる。有機アミンの例としては、炭素数１〜６の低級アルキルアミン、ヒドロキシ置換された炭素数１〜６の低級アルキルアミン、カルボキシ置換された炭素数１〜６の低級アルキルアミン等が挙げられる。これらの塩型の場合、その種類は１種類に限られず、複数種混在していてもよい。
【００５９】
【化３】
【００６０】
【化４】
【化５】
【００６１】
【化６】
【化７】
【化８】
【００６２】
【化９】
【化１０】
【化１１】
【００６３】
下記構造式で表わされる化合物であって、Ａ1、Ｂ1、Ｂ2、Ｄ1がそれぞれ以下の群から選ばれるもの。
【００６４】
【化１２】
【００６５】
【化１３】
【００６６】
【化１４】
【００６７】
【化１５】
【００６８】
【化１６】
【化１７】
【００６９】
上記例示の化合物のうち、光学異性等の立体異性を生じるものについては、何れの異性体もその例示に含まれるものとする。
【００７０】
なお、上記化合物は、後述の溶剤に対して１重量％以上の溶解性を持つことが好ましく、また、１〜５０重量％の何れかの濃度域でリオトロピック液晶相を形成する化合物であることが好ましい。
【００７１】
また、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物の中でも、アントラキノン誘導体又はアントラキノン誘導体を部分構造として含むアゾ色素が、得られる膜の二色性の点からも好ましい。
【００７２】
［II．異方性色素膜用組成物］
本発明の異方性色素膜用組成物は、異方性色素膜を形成するために用いられる組成物であって、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物及び電子リッチである（Electron-Rich）化合物を含有する。更に、通常は溶媒と、必要に応じてその他の成分を含有する。
【００７３】
（ｉ）溶剤：
溶剤としては、水、水混和性のある有機溶剤、水と水混和性のある有機溶剤との混合溶剤などが挙げられる。有機溶剤の具体例としては、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、エチレングリコール、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が挙げられる。これらの溶剤は何れか一種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で混合して用いてもよい。
【００７４】
（ii）電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物：
電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物としては、上述した電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物が用いられる。電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物は何れか一種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で混合して用いてもよい。
【００７５】
本発明の組成物における電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物の割合は、組成物全体を１００重量部とした場合に、通常０．１重量部以上、好ましくは０．２重量部以上、また、通常５０重量部以下、好ましくは４０重量部以下の範囲である。本発明の材料の割合がこの範囲の下限を下回ると、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物の使用による効果が得られないおそれがあり、この範囲の上限を上回ると、組成物の溶液としての粘度が高くなってしまい、扱いにくくなるおそれがあるので好ましくない。
【００７６】
（iii）電子リッチである（Electron-Rich）化合物（色素）：
本発明の組成物は、電子リッチである（Electron-Rich）化合物を含有するが、この電子リッチである（Electron-Rich）化合物は、通常は色素である（これを以下「電子リッチである（Electron-Rich）色素」という場合がある）。電子リッチである（Electron-Rich）色素とは、上述の参考文献１に記載の通り、比較的小さなイオン化ポテンシャルを有し、−２０×１０-40Ｃｍ2未満の四重極子モーメントＱzzを持つ盤状部分構造を５０モル％以上含む色素のことを言う。なお、四重極子モーメントＱzzにつては上述した通りである。
【００７７】
本発明の組成物に用いられる電子リッチである（Electron-Rich）色素の例としては、アゾ系色素、スチルベン系色素、シアニン系色素、フタロシアニン系色素、縮合多環系色素（ペリレン系、オキサジン系）等が挙げられる。中でも、アルキル基、アルコキシ基、スルホン基、アミノ基等で置換されたベンゼン、ナフタレン等の芳香族炭化水素からなるアゾ色素、ポルフィリン、フタロシアニンなどが好ましく、特にアゾ系色素が好ましい。
【００７８】
本発明の組成物に用いられる電子リッチである（Electron-Rich）色素の好ましい具体例としては、下記式で表わされる色素が挙げられる（なお、これらの式は全て遊離酸型で示している）。但し、本発明の組成物に使用できる電子リッチである（Electron-Rich）色素は、これらの例に限定されるものではない。
【００７９】
【化１８】
【化１９】
【化２０】
【化２１】
【００８０】
上記例示の電子リッチである（Electron-Rich）色素のうち、光学異性等の立体異性を生じるものについては、何れの異性体もその例示に含まれるものとする。
【００８１】
上記例示の電子リッチである（Electron-Rich）色素は何れか一種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で混合して用いてもよい。
【００８２】
なお、本発明の組成物に用いられる電子リッチである（Electron-Rich）色素は、上述の溶剤に対して通常０．１％以上、特に１％以上の溶解性を持つことが好ましく、また、０．１〜５０％のいずれかの濃度域でリオトロピック液晶相を形成する化合物であることが好ましい。
【００８３】
電子リッチである（Electron-Rich）色素の分子量は、色調及び製造面の観点から、塩型をとらない遊離の状態で、通常２００以上、中でも３５０以上、また、通常５０００以下、中でも３５００以下の範囲であることが好ましい。
【００８４】
電子リッチである（Electron-Rich）色素は遊離酸型のまま使用してもよく、酸基の一部が塩型を取っているものであってもよい。また、塩型の色素と遊離酸型の色素が混在していてもよい。更に、製造時に塩型で得られた場合はそのまま使用してもよいし、所望の塩型に変換してから使用してもよい。
【００８５】
前記の塩型の例としては、Ｎａ、Ｌｉ、Ｋ等のアルカリ金属の塩、アルキル基若しくはヒドロキシアルキル基で置換されていてもよいアンモニウムの塩、有機アミンの塩などが挙げられる。有機アミンの例としては、炭素数１〜６の低級アルキルアミン、ヒドロキシ置換された炭素数１〜６の低級アルキルアミン、カルボキシ置換された炭素数１〜６の低級アルキルアミン等が挙げられる。これらの塩型の場合、その種類は１種類に限られず、複数種混在していてもよい。
【００８６】
本発明の組成物における電子リッチである（Electron-Rich）色素の割合は、組成物全体を１００重量部とした場合に、通常５０重量部以下、好ましくは４０重量部以下の範囲である。色素の割合がこの範囲を上回ると、得られる組成物の溶液の粘度が高くなってしまい、扱いにくくなるおそれがあるので好ましくない。
【００８７】
また、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物と電子リッチである（Electron-Rich）色素との重量分率は、通常１０／９０〜９０／１０の範囲内であることが好ましい。この範囲を外れると、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物又は電子リッチである（Electron-Rich）色素の使用による効果が得られないおそれがあるため好ましくない。
【００８８】
（iv）その他の成分：
本発明の組成物は、上述した溶剤、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物、及び電子リッチである（Electron-Rich）色素の他に、その他の成分を含有していてもよい。
【００８９】
例えば、後述の湿式成膜法等において、本発明の組成物を色素膜形成用溶液として基材に塗布する場合には、基材への濡れ性、塗布性を向上させるため、必要に応じて、界面活性剤を加えてもよい。界面活性剤としては、アニオン系、カチオン系、ノニオン系の何れも使用可能である。本発明の組成物における界面活性剤の濃度は通常０．０５重量％以上、０．５重量％以下が好ましい。
【００９０】
また、色素の会合性を向上させたり、異方性色素膜の欠陥を低減する等の目的で、アミノ酸、ヒドロキシアミンなどを添加剤として使用してもよい。
【００９１】
更に、上記以外の添加剤としては、参考文献１０（"Additives for Coating", Edited by J. Bieleman, Willey-VCH, 2000年）記載の公知の添加剤を用いることができる。
【００９２】
なお、本発明の組成物の全成分における電子不足である（Electron-Deficient）部位と電子リッチである（Electron-Rich）部位との重量分率が、通常５／９５以上、好ましくは３５／６５以上、また、通常９５／５以下、好ましくは６５／３５以下の範囲内とするのが好ましい。この範囲を外れると、各成分の配合効果が現れにくいおそれがあり好ましくない。
【００９３】
［III．異方性色素膜］
以下の記載では、本発明の異方性色素膜について、組成に関する特徴、製造方法に関する特徴、及び物性に関する特徴に分けて、それぞれ説明を行なう。本発明の異方性色素膜は、これらの全ての特徴を満たしていることが好ましいが、これらの特徴のうち何れか一つの特徴でも満たす異方性色素膜は、他の特徴を満たさない、或いは他の特徴が不明である場合でも、本発明の異方性色素膜に該当するものとする。
【００９４】
〔III−１．異方性色素膜の組成〕
本発明の異方性色素膜は、その組成面に着目した場合、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物及び電子リッチである（Electron-Rich）化合物を含有することを特徴とする。電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物及び電子リッチである（Electron-Rich）化合物については、前述の通りである。また、その比率も特に制限されるものではない。
【００９５】
また、本発明の異方性色素膜は、更に他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては、上述した本発明の組成物中に含まれる成分として例示したものが挙げられる。
【００９６】
〔III−２．異方性色素膜の製造方法〕
本発明の異方性色素膜は、その製造方法に着目した場合、上述した本発明の異方性色素膜用組成物（本発明の組成物）を用いて形成されることを特徴とする。具体的には、本発明の異方性色素膜は、上述した本発明の組成物を用いて成膜することにより、作製することができる。成膜法としては、乾式成膜法及び湿式成膜法の何れを用いてもよいが、成膜に使用する本発明の組成物（水溶液）が液晶性を示す可能性がある場合には、湿式成膜法を使用することが好ましい。
【００９７】
（ｉ）乾式成膜法：
乾式成膜法としては、例えば、本発明の組成物と高分子重合体を用いて未延伸フィルムを作製し、得られた未延伸フィルムを延伸する、という方法が挙げられる。未延伸フィルムを作製する手法としては、例えば、（ａ）高分子重合体を成膜してフィルムとした後に、本発明の組成物を用いて染色する手法、（ｂ）高分子重合体の溶液に本発明の組成物を加えて原液を染色した後に成膜する手法等が挙げられる。上述の染色、成膜、延伸は、以下に説明する一般的な方法で行なうことができる。
【００９８】
上述の（ａ）の手法の場合、本発明の組成物と、必要に応じて塩化ナトリウム、ボウ硝等の無機塩、界面活性剤等の染色助剤を加えた染浴中に、高分子フィルムを浸漬して染色し、次いで必要に応じてホウ酸処理し、乾燥する。浸漬時の染浴の温度は、通常２０℃以上、好ましくは３０℃以上、また、通常８０℃以下、好ましくは５０℃以下の範囲である。また、浸漬時の染浴の時間は、通常１分以上、好ましくは３分以上、また、通常６０分以下、好ましくは２０分以下の範囲である。
【００９９】
一方、上述の（ｂ）の方法の場合、高分子重合体を水及び／又はアルコール、グリセリン、ジメチルホルムアミド等の親水性有機溶媒に溶解し、本発明の組成物を加えて原液染色を行ない、この染色原液を流延法、溶液塗布法、押出法等により成膜して、染色フィルムを作製する。溶媒に溶解させる高分子重合体の濃度としては、高分子重合体の種類によっても異なるが、通常５重量％以上、好ましくは１０重量％以上程度で、通常３０重量％以下、好ましくは２０重量％以下程度である。また、溶媒に溶解する色素の濃度としては、高分子重合体に対して通常０．１重量％以上、好ましくは０．８重量％以上程度で、通常５重量％以下、好ましくは２．５重量％以下程度である。
【０１００】
得られた未延伸フィルムは、適当な方法によって一軸方向に延伸する。延伸処理することによって色素分子が配向し、二色性が発現する。一軸に延伸する方法としては、湿式法にて引っ張り延伸を行なう方法、乾式法にて引っ張り延伸を行なう方法、乾式法にてロール間圧縮延伸を行なう方法等があり、何れの方法を用いて行なってもよい。延伸倍率は２倍以上、９倍以下にて行なわれるが、高分子重合体としてポリビニルアルコール及びその誘導体を用いた場合は、通常２．５倍以上、６倍以下の範囲が好ましい。
【０１０１】
延伸配向処理した後、該延伸フィルムの耐水性向上と偏光度向上の目的で、ホウ酸処理を実施する。ホウ酸処理により、異方性色素膜の光線透過率と偏光度が向上する。ホウ酸処理の条件としては、用いる親水性高分子重合体及び色素の種類によって異なるが、一般的にはホウ酸濃度としては、通常１重量％以上、好ましくは５重量％以上程度で、通常１５重量％以下、好ましくは１０重量％以下程度である。また、処理温度としては通常３０℃以上、好ましくは５０℃以上で、通常８０℃以下の範囲にあることが望ましい。ホウ酸濃度が１重量％未満であるか、処理温度が３０℃未満の場合は、処理効果が小さく、また、ホウ酸濃度が１５重量％を超えるか、処理温度が８０℃以上を超える場合は異方性色素膜がもろくなり好ましくない。
【０１０２】
乾式成膜法により得られる異方性色素膜の膜厚は、通常１０μｍ以上、中でも３０μｍ以上、また、通常２００μｍ以下、中でも１００μｍ以下の範囲が好ましい。
【０１０３】
（ii）湿式成膜法：
一方、湿式成膜法としては、公知の各種の方法を用いることが可能であるが、例えば、本発明の組成物を塗布液として調製後、ガラス板などの各種基材に塗布、乾燥し、色素を配向、積層して得る方法などが挙げられる。
【０１０４】
基材としては、ガラスやトリアセテート、アクリル、ポリエステル、トリアセチルセルロース又はウレタン系のフィルム等が挙げられる。基材の表面には、二色性色素の配向方向を制御するために、「液晶便覧」（丸善株式会社、平成１２年１０月３０日発行）２２６頁〜２３９頁等に記載の公知の方法により、配向処理層を施しておいてもよい。
【０１０５】
湿式成膜法を用いる場合、本発明の組成物における色素の濃度は、通常０．１重量％以上、中でも１重量％以上、また、通常５０重量％以下、中でも３０重量％以下の範囲とすることが好ましい。色素濃度が低すぎると十分な二色性を得ることができず、高すぎると成膜が困難になるおそれがある。
【０１０６】
塗布法としては、原崎勇次著「コーティング工学」（株式会社朝倉書店、１９７１年３月２０日発行）２５３頁〜２７７頁や、市村國宏監修「分子協調材料の創製と応用」（株式会社シーエムシー出版、１９９８年３月３日発行）１１８頁〜１４９頁に記載の公知の方法や、予め配向処理を施した基材上に、スピンコート法、スプレーコート法、バーコート法、ロールコート法、ブレードコート法などで塗布する方法などが挙げられる。塗布時の温度は通常０℃以上、８０℃以下が好ましく、湿度は通常１０％ＲＨ以上、８０％ＲＨ以下が好ましい。
【０１０７】
塗膜の乾燥時の温度は好ましくは０℃以上、１２０℃以下、湿度は好ましくは１０％ＲＨ以上、８０％ＲＨ以下程度である。
【０１０８】
湿式成膜法で基材上に異方性色素膜を形成する場合、得られる異方性色素膜の乾燥後の膜厚は、通常５０ｎｍ以上、中でも１００ｎｍ以上、また、通常５０μｍ以下、中でも２０μｍ以下、更には１μｍ以下の範囲が好ましい。
【０１０９】
（iii）保護層：
上述の乾式成膜法又は湿式成膜法により得られた本発明の異方性色素膜は、必要に応じ、保護層を設けて使用する。この保護層は、例えば、トリアセテート、アクリル、ポリエステル、ポリイミド、トリアセチルセルロース又はウレタン系のフィルム等の透明な高分子膜により、本発明の異方性色素膜上にラミネーションして形成され、実用に供される。
【０１１０】
〔III−３．異方性色素膜の物性〕
本発明の異方性色素膜は、その物性に着目した場合、以下の（ａ），（ｂ）のうち少なくとも一方を満たすことを特徴としている。
【０１１１】
（ａ）９７０ｃｍ-1付近にあるＳＯ3伸縮振動に対する下記（ｉ）及び（ii）の２方向からの偏光吸収の比（以下、これらを単に「２方向からの偏光吸収の比」という場合がある。）から求めたチルト角が１０°以下である。
（ｂ）８００〜９００ｃｍ-1にあるＣＨ面外変角振動に対する下記（ｉ）及び（ii）の２方向からの偏光吸収の比ＹＹ／ＹＺの値が１．８以上である。
（ｉ）可視光を最も吸収する方向
（ii）可視光を最も透過する方向
【０１１２】
これら（ａ），（ｂ）の物性は、それぞれ以下のように測定することが可能である。
【０１１３】
（ａ）９７０ｃｍ-1付近にあるＳＯ3伸縮振動に対する２方向からの偏光吸収の比から求めたチルト角：
異方性色素膜の膜面に平行で、可視光を最も吸収する方向をＸ方向、可視光を最も透過する方向をＹ方向とする。
Ｘ方向に偏光した赤外光を膜面に垂直に入射して得られる赤外吸収スペクトルの９７０ｃｍ-1近辺のピーク強度をＡｘとし、Ｙ方向に偏光した赤外光を膜面に垂直に入射して得られる赤外吸収スペクトルの９７０ｃｍ-1近辺のピーク強度をＡｙとした時に、チルト角は下記式で計算される。
【数３】
【０１１４】
（ｂ）８００〜９００ｃｍ-1にあるＣＨ面外変角振動に対する２方向からの偏光吸収の比ＹＹ／ＹＺの値：
異方性色素膜の膜面に平行で、可視光を最も吸収する方向をＸ方向、可視光を最も透過する方向をＹ方向とする。
Ｙ方向に偏光した赤外光をＸ方向に６０°傾けて入射して得られる赤外吸収スペクトルにおいて、８００〜９００ｃｍ-1の領域に見られるＣ−Ｈ面外変角振動ピークをＬｏｒｅｎｔｚｉａｎ法によってｎ個のピークにピーク分離した時に、各ピーク強度をＹＹｉ（ｉ＝１〜ｎ）とする。
同様に、Ｙ方向に偏光した赤外光をＹ方向に６０°傾けて入射して得られる赤外吸収スペクトルにおいて、８００〜９００ｃｍ-1の領域に見られるＣ−Ｈ面外変角振動ピークをＬｏｒｅｎｔｚｉａｎ法によってｎ個のピークにピーク分離した時に、各ピーク強度をＹＺｉ（ｉ＝１〜ｎ）とする。
ここで、ＹＹｉとＹＺｉのピーク位置及びピーク反値幅は同じになるようにする。
得られたＹＹｉ（ｉ＝１〜ｎ）及びＹＺｉ（ｉ＝１〜ｎ）から、ＹＹ／ＹＺ比は次の式で計算される。
【数４】
【０１１５】
［IV．偏光素子］
本発明の偏光素子は、上述した本発明の異方性色素膜を用いたものである。具体的には、本発明の異方性色素膜は、ＬＣＤやＯＬＥＤ等の各種の表示素子の偏光フィルター等を形成する場合には、これらの表示素子を構成する電極基板などに直接、本発明の異方性色素膜を形成したり、本発明の異方性色素膜を形成した基材をこれら表示素子の構成部材として用いればよい。
【０１１６】
本発明の異方性色素膜は、光吸収の異方性を利用し、直線偏光、円偏光、楕円偏光等を得る偏光膜として機能する他、膜形成プロセスと基材や色素を含有する組成物の選択により、屈折異方性や伝導異方性などの各種異方性膜として機能化が可能となり、様々な種類の、多様な用途に使用可能な偏光素子とすることができる。
【０１１７】
本発明の偏光素子は、上述した本発明の異方性色素膜を用いたものであるが、本発明の異方性色素膜を基材上に形成して本発明の偏光素子とする場合、形成された異方性色素膜そのものを使用してもよく、また、上記の様な保護層のほか、粘着層或いは反射防止層、配向膜、位相差フィルムとしての機能、輝度向上フィルムとしての機能、反射フィルムとしての機能、半透過反射フィルムとしての機能、拡散フィルムとしての機能などの光学機能をもつ層など、様々な機能をもつ層を湿式成膜法などにより積層形成し、積層体として使用してもよい。
【０１１８】
これら光学機能を有する層は、例えば以下の様な方法により形成することが出来る。
位相差フィルムとしての機能を有する層は、例えば特許第２８４１３７７号公報、特許第３０９４１１３号公報などに記載の延伸処理を施したり、特許第３１６８８５０号公報などに記載された処理を施したりすることにより形成することができる。
【０１１９】
また、輝度向上フィルムとしての機能を有する層は、例えば特開２００２−１６９０２５号公報や特開２００３−２９０３０号公報に記載されるような方法で微細孔を形成すること、或いは、選択反射の中心波長が異なる２層以上のコレステリック液晶層を重畳することにより形成することができる。
【０１２０】
反射フィルム又は半透過反射フィルムとしての機能を有する層は、蒸着やスパッタリングなどで得られた金属薄膜を用いて形成することができる。
拡散フィルムとしての機能を有する層は、上記の保護層に微粒子を含む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。
【０１２１】
また、位相差フィルムや光学補償フィルムとしての機能を有する層は、ディスコティック液晶性化合物、ネマティック液晶性化合物などの液晶性化合物を塗布して配向させることにより形成することができる。
【実施例】
【０１２２】
次に、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えな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「重量部」を示す。
【０１２３】
また、以下の各実施例及び比較例において、異方性色素膜の二色比は、ヨウ素系偏光素子を入射光学系に配した分光光度計で異方性色素膜の透過率を測定した後、次式により計算した。
二色比（Ｄ）＝Ａｚ／Ａｙ
Ａｚ＝−ｌｏｇ（Ｔｚ）
Ａｙ＝−ｌｏｇ（Ｔｙ）
Ｔｚ：異方性色素膜の吸収軸方向の偏光に対する透過率
Ｔｙ：異方性色素膜の偏光軸方向の偏光に対する透過率
【０１２４】
また、９７０ｃｍ-1付近にあるＳＯ3伸縮振動に対する２方向からの偏光吸収の比から求めたチルト角、及び、８００〜９００ｃｍ-1にあるＣＨ面外変角振動に対する２方向からの偏光吸収の比ＹＹ／ＹＺの値は、上記〔III−３．異方性色素膜の物性〕に記載の方法で求めた。ここで、異方性色素膜の赤外吸収スペクトルは、Thermo Electron社製NEXUS670により測定した。
【０１２５】
［実施例１］
水７２部に、下記式（Ｉ−１）で表わされる色素のリチウム塩２５部と、下記式（II−１）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物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（本発明の組成物）を得た。スピンコート法により表面にポリイミドの配向膜が形成されたガラス製基板（７５ｍｍ×２５ｍｍ、厚さ１．１ｍｍ、膜厚約８０ｎｍのポリイミド配向膜に、予め布でラビング処理を施したもの）に、上記の異方性色素膜用組成物を、ギャップ５μｍのアプリケーター（井元製作所社製）で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０１２６】
【化２２】
【０１２７】
【化２３】
【０１２８】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表２に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０１２９】
［実施例２］
水６９部に、上記式（Ｉ−１）で表わされる色素のリチウム塩３０部と、下記式（II−２）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物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（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０１３０】
【化２４】
【０１３１】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表２に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０１３２】
［実施例３］
水６９部に、上記式（Ｉ−１）で表わされる色素のリチウム塩３０部と、下記式（II−３）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物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（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０１３３】
【化２５】
【０１３４】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表２に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０１３５】
［実施例４］
水６９部に、上記式（Ｉ−１）で表わされる色素のリチウム塩３０部と、下記式（II−４）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物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（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、ギャップ５μｍのアプリケーター（井元製作所社製）で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０１３６】
【化２６】
【０１３７】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表２に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０１３８】
［実施例５］
水６６部に、上記式（Ｉ−１）で表わされる色素のリチウム塩３３部と、下記式（II−５）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物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（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、実施例４と同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０１３９】
【化２７】
【０１４０】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表２に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０１４１】
［実施例６］
水７０．３部に、上記式（Ｉ−１）で表わされる色素のリチウム塩２７部と、下記式（II−６）で表わされる、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物２．７部を加え、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、実施例４と同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０１４２】
【化２８】
【０１４３】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表２に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０１４４】
［比較例１］
水６３部に、上記式（Ｉ−１）で表わされる色素のリチウム塩３７部を加えただけで、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物を加えず、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜を得た。
【０１４５】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表２に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例１〜６の異方性色素膜に比べて、低い二色比（光吸収異方性）しか得られなかった。
【０１４６】
［実施例７］
水８２部に、下記式（Ｉ−２）で表わされる色素のナトリウム塩１６部と、下記式（II−７）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物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（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、ギャップ１０μｍのアプリケーター（井元製作所社製）で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０１４７】
【化２９】
【０１４８】
【化３０】
【０１４９】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表２に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０１５０】
［比較例２］
水８５部に、上記式（Ｉ−２）で表わされる色素のナトリウム塩１５部を加えただけで、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物を加えず、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜を得た。
【０１５１】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表２に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例７の異方性色素膜に比べて、低い二色比（光吸収異方性）しか得られなかった。
【０１５２】
［実施例８］
水７５部に、下記式（Ｉ−３）で表わされる色素のリチウム塩２４部と、下記式（II−８）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物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（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０１５３】
【化３１】
【０１５４】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表２に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０１５５】
［比較例３］
水８０部に、上記式（Ｉ−３）で表わされる色素のリチウム塩２０部を加えただけで、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物を加えず、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜を得た。
【０１５６】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表２に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例８の異方性色素膜に比べて、低い二色比（光吸収異方性）しか得られなかった。
【０１５７】
［実施例９］
水７９部に、下記式（Ｉ−４）で表わされる色素のリチウム塩２０部と、下記式（II−９）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物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（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０１５８】
【化３２】
【０１５９】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表２に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０１６０】
また、９７０ｃｍ-1付近にあるＳＯ3伸縮振動に対する２方向からの偏光吸収の比から求めたチルト角は７．５４度であり、８００〜９００ｃｍ-1にあるＣＨ面外変角振動に対する２方向からの偏光吸収の比ＹＹ／ＹＺの値は１．８５であった。
【０１６１】
［比較例４］
水８０部に、上記式（Ｉ−４）で表わされる色素のリチウム塩２０部を加えただけで、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物を加えず、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜を得た。
【０１６２】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表２に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例９の異方性色素膜に比べて、低い二色比（光吸収異方性）しか得られなかった。
【０１６３】
また、９７０ｃｍ-1付近にあるＳＯ3伸縮振動に対する２方向からの偏光吸収の比から求めたチルト角は１１．６５度であり、８００〜９００ｃｍ-1にあるＣＨ面外変角振動に対する２方向からの偏光吸収の比ＹＹ／ＹＺの値は１．７７であった。
【０１６４】
［実施例１０］
水８４部に、下記式（Ｉ−５）で表わされる色素のリチウム塩１５部と、下記式（II−１０）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物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（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０１６５】
【化３３】
【０１６６】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表２に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０１６７】
［比較例５］
水８５部に、上記式（Ｉ−５）で表わされる色素のリチウム塩１５部を加えただけで、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物を加えず、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜を得た。
【０１６８】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表２に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例１０の異方性色素膜に比べて、低い二色比（光吸収異方性）しか得られなかった。
【０１６９】
［実施例１１］
水８１部に、下記式（Ｉ−６）で表わされる色素のリチウム塩１８部と、下記式（II−１１）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物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（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０１７０】
【化３４】
【０１７１】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０１７２】
また、９７０ｃｍ-1付近にあるＳＯ3伸縮振動に対する２方向からの偏光吸収の比から求めたチルト角は９．５６度であり、８００〜９００ｃｍ-1にあるＣＨ面外変角振動に対する２方向からの偏光吸収の比ＹＹ／ＹＺの値は１．９２であった。
【０１７３】
［比較例６］
水８４部に、上記式（Ｉ−６）で表わされる色素のリチウム塩１６部を加えただけで、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物（本発明の材料）を加えず、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜を得た。
【０１７４】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例１１の異方性色素膜に比べて、低い二色比（光吸収異方性）しか得られなかった。
【０１７５】
［実施例１２］
水８１部に、下記式（Ｉ−７）で表わされる色素のリチウム塩１８部と、下記式（II−１２）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物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（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０１７６】
【化３５】
【０１７７】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０１７８】
また、９７０ｃｍ-1付近にあるＳＯ3伸縮振動に対する２方向からの偏光吸収の比から求めたチルト角は９．７２度であり、８００〜９００ｃｍ-1にあるＣＨ面外変角振動に対する２方向からの偏光吸収の比ＹＹ／ＹＺの値は１．９４であった。
【０１７９】
［比較例７］
水８４部に、上記式（Ｉ−７）で表わされる色素のリチウム塩１６部を加えただけで、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物（本発明の材料）を加えず、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜を得た。
【０１８０】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例１２の異方性色素膜に比べて、低い二色比（光吸収異方性）しか得られなかった。
【０１８１】
［実施例１３］
水８４部に、下記式（Ｉ−８）で表わされる色素のリチウム塩１５部と、下記式（II−１３）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物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（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０１８２】
【化３６】
【０１８３】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０１８４】
［比較例８］
水８６部に、上記式（Ｉ−８）で表わされる色素のリチウム塩１４部を加えただけで、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物を加えず、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜を得た。
【０１８５】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例１３の異方性色素膜に比べて、低い二色比（光吸収異方性）しか得られなかった。
【０１８６】
［実施例１４］
水７０部に、下記式（Ｉ−９）で表わされる色素のリチウム塩２４部と、下記式（II−１４）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物６部を加え、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０１８７】
【化３７】
【０１８８】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０１８９】
［比較例９］
水６５部に、上記式（Ｉ−９）で表わされる色素のリチウム塩３５部を加えただけで、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物を加えず、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜を得た。
【０１９０】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例１４の異方性色素膜に比べて、低い二色比（光吸収異方性）しか得られなかった。
【０１９１】
［実施例１５］
水８０部に、下記式（Ｉ−１０）で表わされる色素のリチウム塩１２部と、下記式（II−１５）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物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（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０１９２】
【化３８】
【０１９３】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０１９４】
［比較例１０］
水６５部に、上記式（Ｉ−１０）で表わされる色素のリチウム塩３５部を加えただけで、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物を加えず、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜を得た。
【０１９５】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例１５の異方性色素膜に比べて、低い二色比（光吸収異方性）しか得られなかった。
【０１９６】
［実施例１６］
水８０部に、下記式（Ｉ−１１）で表わされる色素のリチウム塩１０．４部と、下記式（II−１６）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物９．６部を加え、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０１９７】
【化３９】
【０１９８】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０１９９】
［比較例１１］
水８０部に、上記式（Ｉ−１１）で表わされる色素のリチウム塩２０部を加えただけで、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物を加えず、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜を得た。
【０２００】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例１６の異方性色素膜に比べて、低い二色比（光吸収異方性）しか得られなかった。
【０２０１】
［実施例１７］
水７５部に、下記式（Ｉ−１２）で表わされる色素のリチウム塩１３部と、下記式（II−１７）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物（本発明の材料）１２部を加え、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０２０２】
【化４０】
【０２０３】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０２０４】
［比較例１２］
水６５部に、上記式（Ｉ−１２）で表わされる色素のリチウム塩３５部を加えただけで、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物を加えず、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜を得た。
【０２０５】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例１７の異方性色素膜に比べて、低い二色比（光吸収異方性）しか得られなかった。
【０２０６】
［実施例１８］
水８０部に、下記式（Ｉ−１３）で表わされる色素のリチウム塩１０部と、下記式（II−１８）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物１０部を加え、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０２０７】
【化４１】
【０２０８】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０２０９】
［比較例１３］
水８０部に、上記式（Ｉ−１３）で表わされる色素のリチウム塩２０部を加えただけで、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物を加えず、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜を得た。
【０２１０】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例１８の異方性色素膜に比べて、低い二色比（光吸収異方性）しか得られなかった。
【０２１１】
［実施例１９］
水８０部に、下記式（Ｉ−１４）で表わされる色素のリチウム塩１０．４部と、下記式（II−１９）で表わされる電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物９．６部を加え、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物（本発明の組成物）を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜（本発明の異方性色素膜）を得た。
【０２１２】
【化４２】
【０２１３】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本実施例の異方性色素膜は、偏光膜として充分機能し得る高い二色比（光吸収異方性）を有していた。
【０２１４】
［比較例１４］
水８０部に、上記式（Ｉ−１４）で表わされる色素のリチウム塩２０部を加えただけで、電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物を加えず、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより、異方性色素膜用組成物を得た。この異方性色素膜用組成物を、実施例１と同様の基板に、同様の方法で塗布した後、自然乾燥することにより、異方性色素膜を得た。
【０２１５】
得られた異方性色素膜について、最大吸収波長（λｍａｘ）と二色比（Ｄ）を測定した。その結果を下記表３に示す。本比較例の異方性色素膜は、実施例１９の異方性色素膜に比べて、低い二色比（光吸収異方性）しか得られなかった。
【０２１６】
【表２】
【０２１７】
【表３】
【産業上の利用可能性】
【０２１８】
本発明の異方性色素膜は、光吸収の異方性を利用することにより、直線偏光、円偏光、楕円偏光等を得る偏光膜として利用できる。また、色素膜の形成プロセスや、基材や色素を含有する組成物の選択により、屈折異方性や伝導異方性など各種の異方性膜としての機能化が可能となり、多種多様な用途に使用可能な偏光素子とすることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物及び電子リッチである（Electron-Rich）化合物を含有する
ことを特徴とする、異方性色素膜用組成物。
【請求項２】
前記の電子リッチである（Electron-Rich）化合物が色素である
ことを特徴とする、請求項１記載の異方性色素膜用組成物。
【請求項３】
該色素がアゾ系色素である
ことを特徴とする、請求項２記載の異方性色素膜用組成物。
【請求項４】
前記の電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物が、芳香族系化合物又はアザ複素環式化合物である
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載の異方性色素膜用組成物。
【請求項５】
前記の電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物が、アントラキノン誘導体又はアントラキノン誘導体を部分構造として含むアゾ色素である
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載の異方性色素膜用組成物。
【請求項６】
更に溶剤を含有する
ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか一項に記載の異方性色素膜用組成物。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載の異方性色素膜用組成物を用いて形成された
ことを特徴とする、異方性色素膜。
【請求項８】
電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物及び電子リッチである（Electron-Rich）化合物を含有する
ことを特徴とする、異方性色素膜。
【請求項９】
９７０ｃｍ-1近辺にあるＳＯ3伸縮振動に対する下記の（ｉ）及び（ii）の方向からの偏光吸収の比から求めたチルト角が１０°以下である
ことを特徴とする、異方性色素膜。
（ｉ）可視光を最も吸収する方向
（ii）可視光を最も透過する方向
【請求項１０】
８００〜９００ｃｍ-1にあるＣＨ面外変角振動に対する下記の（ｉ）及び（ii）の方向からの偏光吸収の比ＹＹ／ＹＺの値が１．８以上である
ことを特徴とする、異方性色素膜。
（ｉ）可視光を最も吸収する方向
（ii）可視光を最も透過する方向
【請求項１１】
請求項７〜１０の何れか一項に記載の異方性色素膜を用いた
ことを特徴とする、偏光素子。
【請求項１】
電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物及び電子リッチである（Electron-Rich）化合物を含有する
ことを特徴とする、異方性色素膜用組成物。
【請求項２】
前記の電子リッチである（Electron-Rich）化合物が色素である
ことを特徴とする、請求項１記載の異方性色素膜用組成物。
【請求項３】
該色素がアゾ系色素である
ことを特徴とする、請求項２記載の異方性色素膜用組成物。
【請求項４】
前記の電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物が、芳香族系化合物又はアザ複素環式化合物である
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載の異方性色素膜用組成物。
【請求項５】
前記の電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物が、アントラキノン誘導体又はアントラキノン誘導体を部分構造として含むアゾ色素である
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載の異方性色素膜用組成物。
【請求項６】
更に溶剤を含有する
ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか一項に記載の異方性色素膜用組成物。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載の異方性色素膜用組成物を用いて形成された
ことを特徴とする、異方性色素膜。
【請求項８】
電子不足である（Electron-Deficient）盤状化合物及び電子リッチである（Electron-Rich）化合物を含有する
ことを特徴とする、異方性色素膜。
【請求項９】
９７０ｃｍ-1近辺にあるＳＯ3伸縮振動に対する下記の（ｉ）及び（ii）の方向からの偏光吸収の比から求めたチルト角が１０°以下である
ことを特徴とする、異方性色素膜。
（ｉ）可視光を最も吸収する方向
（ii）可視光を最も透過する方向
【請求項１０】
８００〜９００ｃｍ-1にあるＣＨ面外変角振動に対する下記の（ｉ）及び（ii）の方向からの偏光吸収の比ＹＹ／ＹＺの値が１．８以上である
ことを特徴とする、異方性色素膜。
（ｉ）可視光を最も吸収する方向
（ii）可視光を最も透過する方向
【請求項１１】
請求項７〜１０の何れか一項に記載の異方性色素膜を用いた
ことを特徴とする、偏光素子。
【公開番号】特開２００６−３２３３７７（Ｐ２００６−３２３３７７Ａ）
【公開日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１１６７２４（Ｐ２００６−１１６７２４）
【出願日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【出願人】（０００００５９６８）三菱化学株式会社 (4,356)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【出願人】（０００００５９６８）三菱化学株式会社 (4,356)
【Ｆターム（参考）】
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