(57)【要約】  本発明は以下の式（Ｉ）〜（IV）のいずれかで示される水に不溶の錯体又はその混合物      ｍ［Ｔ］n*-ｎ［Ｒ−Ｐ−Ｒ'］m*+                   （II）、又は      ｎ［Ｒ1−Ｑ−Ｒ1'］m*+ｍ［Ｔ］n*-                   （III）、又は      ｍ［Ｔ］n*-ｎ［Ｒ1−Ｑ−Ｒ1'］m*+                   （IV）（ここにおいて、［Ｒ−Ｐ−Ｒ'］と［Ｒ1−Ｑ−Ｒ1'］とは、それぞれ、感光性のある構造ユニットであり、該構造ユニットの感光性のある部分は、光異性化、光付加環化及び光誘導再配置から選択される光反応を受けてもよく、また、Ｐは光異性化可能な基であり、Ｑは、光付加環化若しくは光誘導再配置反応、又は光酸化反応に加わることのできる基であり、ＲとＲ'との少なくとも一方は、任意に置換され、又は官能基を導入された芳香族基、好ましくはアリール基を含む芳香族基から選択されると共にＲとＲ'との少なくとも一方は正又は負に帯電しており、Ｐが−Ｎ＝Ｎ−である場合は、Ｒ及びＲ'は、任意に置換され、又は官能基を導入された芳香族基、好ましくはアリール基を含む芳香族基から選択され、Ｐが前記以外である場合は、ＲとＲ'との他方が直鎖状又は分岐した脂肪族基、例えば、アルキル、シクロアルキル、又はアルケニルであるか、そのような基を含むかし、Ｒ1とＲ1'との少なくとも一方は、任意に置換され、若しくは官能基を導入された基であり、これらの両方又は少なくとも一方は、任意に置換され、若しくは官能基を導入された芳香族基、好ましくはアリール基を含む芳香族基から選択され、他方が直鎖状若しくは分岐した脂肪族基、例えば、アルキル、シクロアルキル、若しくはアルケニルであるか、そのような基を含み、又は、Ｒ1とＲ1'との少なくとも一方が正又は負に帯電しているか、そこに結合している環構造物及び／又は置換基が少なくとも１つの正又は負の電荷を有しているかの場合は、Ｑと共に芳香族化合物、好ましくはアリール環若しくはヘテロアリール環を形成する基、のいずれかであり、［Ｔ］は、少なくとも１つの正又は負に帯電した基と少なくとも１つの疎水性基とを有する有機構造単位であり、ｍの値とｍ*の値とが全く同じ、若しくは相互に10％を越えて相違せず、かつ、ｎの値とｎ*の値とが全く同じ、又はｎ・ｍ*の値とｎ*・ｍの値とが全く同じである、若しくは相互に10％を越えて相違しない場合は、ｍ、ｍ*、ｎ及びｎ*は自由に選択することができる。）を有する感光性材料の、自己支持性又は基板支持性のフィルム又は層。【選択図】          図４
2008541147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
次の一般式（Ｉ）〜（IV）のいずれかによって示される水に不溶な錯体、又は錯体の混合物
ｎ［Ｒ−Ｐ−Ｒ'］m*+ｍ［Ｔ］n*-                   （Ｉ）、又は
ｍ［Ｔ］n*-ｎ［Ｒ−Ｐ−Ｒ'］m*+                   （II）、又は
ｎ［Ｒ1−Ｑ−Ｒ1'］m*+ｍ［Ｔ］n*-                   （III）、又は
ｍ［Ｔ］n*-ｎ［Ｒ1−Ｑ−Ｒ1'］m*+                   （IV）
（ここにおいて、［Ｒ−Ｐ−Ｒ'］と［Ｒ1−Ｑ−Ｒ1'］とは、それぞれ、感光性のある構造ユニットであり、該構造ユニットの感光性のある部分は、光異性化、光付加環化及び光誘導再配置から選択される光反応を受けてもよく、また、
Ｐは光異性化可能な基であり、
Ｑは、光付加環化若しくは光誘導再配置反応、又は光酸化反応に加わることのできる基であり、
ＲとＲ'との少なくとも一方は、任意に置換され、又は官能基を導入された芳香族基、好ましくはアリール基を含む芳香族基から選択されると共にＲとＲ'との少なくとも一方は正又は負に帯電しており、Ｐが−Ｎ＝Ｎ−である場合は、Ｒ及びＲ'は、任意に置換され、又は官能基を導入された芳香族基、好ましくはアリール基を含む芳香族基から選択され、Ｐが前記以外である場合は、ＲとＲ'との他方が直鎖状又は分岐した脂肪族基、例えば、アルキル、シクロアルキル、又はアルケニルであるか、そのような基を含むかし、
Ｒ1とＲ1'との少なくとも一方は、任意に置換され、若しくは官能基を導入された基であり、これらの両方又は少なくとも一方は、任意に置換され、若しくは官能基を導入された芳香族基、好ましくはアリール基を含む芳香族基から選択され、他方が直鎖状若しくは分岐した脂肪族基、例えば、アルキル、シクロアルキル、若しくはアルケニルであるか、そのような基を含み、又は、Ｒ1とＲ1'との少なくとも一方が正又は負に帯電しているか、そこに結合している環構造物及び／又は置換基が少なくとも１つの正又は負の電荷を有しているかの場合は、Ｑと共に芳香族化合物、好ましくはアリール環若しくはヘテロアリール環を形成する基、のいずれかであり、
［Ｔ］は、少なくとも１つの正又は負に帯電した基と少なくとも１つの疎水性基とを有する有機構造単位であり、
ｍの値とｍ*の値とが全く同じ、若しくは相互に10％を越えて相違せず、かつ、ｎの値とｎ*の値とが全く同じ、又はｎ・ｍ*の値とｎ*・ｍの値とが全く同じである、若しくは相互に10％を越えて相違しない場合は、ｍ、ｍ*、ｎ及びｎ*は自由に選択することができる。）を有することを特徴とする感光性材料のフィルム又は層。
【請求項２】
(a) 前記式（Ｉ）〜（IV）におけるＰ基又はＱ基が、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＲ2＝ＣＲ2'−（但し、Ｒ2とＲ2'とは独立に選択されたＨ、ＣＮ又はＣ1〜Ｃ4アルキルである。）から選択され、
(b) ここにおいて、前記式（Ｉ）〜（IV）におけるＰ基又はＱ基は電子共役系において２以上の−Ｎ＝Ｎ−及び／又は−ＣＲ2＝ＣＲ2'−分子部分を有しており、又は
(c) Ｒ1とＲ1'とは、任意に置換され、若しくは官能基を導入された脂肪族基、及び／又は任意に置換され、若しくは官能基を導入されたアリール含有基を有する要素、並びに１以上のＱ基と共にアリール環若しくはヘテロアリール環を形成する基よりなる群から、独立に選択される
ことを特徴とする、請求項１に記載のフィルム又は層。
【請求項３】
ＲとＲ'との一方、又はＲ1とＲ1'との一方が、１以上の−Ｎ＝Ｎ−及び／又は−ＣＲ2＝ＣＲ2'−基を有する少なくとも１つの追加的な分子部分を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載のフィルム。
【請求項４】
前記［Ｔ］が１又は２以上の基を有し、前記疎水性基又は疎水性基の各々が少なくとも６、好ましくは少なくとも10の炭素原子を含み、及び／又はｍ、ｍ*、ｎ及びｎ*が１，２，３，４，５，６，７若しくは８、又はほぼ１，２，３，４，５，６，７若しくは８から選択されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のフィルム又は層。
【請求項５】
前記疎水性基が、任意に置換され、若しくは官能基を導入されたアルキル、アルケニル、アリール若しくはアリールアルキルから選択される直鎖状若しくは分岐状の炭素鎖、又はポリアルキレンオキシド鎖、好ましくはポリエチレンオキシド鎖若しくはポリプロピレンオキシド鎖であることを特徴とする、請求項４に記載のフィルム又は層。
【請求項６】
前記式（Ｉ）若しくは（II）において、ＲとＲ'とは共に、好ましくはＰ基に直接的に結合したアリール分子部分、並びに／又は式（III）若しくは（IV）において、Ｒ1とＲ1'とがＱに直接的に結合したアリール分子部分、及び-C(O)O-基及び-(CO)NR3基（但し、Ｒ3はＨ又は任意に置換されたアルキル若しくはアリール基である。）から選択されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のフィルム又は層。
【請求項７】
前記少なくとも１つの感光性化合物が、モノアゾ化合物、ビスアゾ化合物、トリアゾ化合物から選択され、好ましくは、アゾベンゼン、ビスアゾベンゼン、トリアゾベンゼンから選択され、さらに、スチルベン、シンナメート、イミン、アントラセン、クマリン、カルコン、p-フェニレンジアクリレート若しくはp-フェニレンジアクリルアミド、チミン誘導体、シトシン誘導体、メロシアニン／スピロピラン、マレイン酸無水物の誘導体、及びアントラセンから選択されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のフィルム又は層。
【請求項８】
前記［Ｔ］n-が、−Ｐ（ＯＨ）Ｏ3-、−ＰＯ42-、−ＰＯ4-、−ＳＯ4-、−ＳＯ3-、−ＣＯ2-から選択されるイオン性の基を有し、［Ｔ］n+が、−ＮＲ33+、−Ｃ＝ＮＲ32+、−Ｃ≡ＮＲ3+（但し、Ｒ3は水素又は炭素数１〜３のアルキルである。）、−Ｐ+Ｒ43（但し、Ｒ4はＲ3と同じものを意味するか、ＯＲ3、Ｎ+≡Ｎ、又はＮを含有する複素環化合物を意味する。）から選択されるイオン性の基であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のフィルム又は層。
【請求項９】
前記［Ｔ］n+又は［Ｔ］n-が、少なくとも６個の炭素原子を有する１、２又は３のアルキル基を有する脂肪酸、部分加水分解したトリグリセリド、テトラアルキルアンモニウム若しくは陽子を付加したトリアルキルアンモニウム化合物から選択される電荷を有する両親媒性基、疎水性染料から選択され、並びに／又は前記［Ｔ］n+又は［Ｔ］n-は、有機反応、好ましくは光化学反応を受けることのできる官能基を含み、より好ましくは、染料、フォトクロミック基、又は光重合性基から選択され、もっとも好ましくは、アクリレート基、メタクリレート基、エポキシド基から選択され、並びに／又は［Ｔ］n+又は［Ｔ］n-は、アゾベンゼン基を含む帯電した界面活性剤から選択されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のフィルム又は層。
【請求項１０】
材料の性質を変更する少なくとも一種の添加剤、好ましくは、有機ポリマー、フィルムを形成する能力を有する化合物、可塑剤、液晶、及び請求項１に記載されているものとは異なる感光性化合物から選択される添加剤を含み、該添加剤が有機ポリマーである場合は、好ましくは前記感光性材料の約95質量％の量まで含むことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のフィルム又は層。
【請求項１１】
前記式（Ｉ）〜（IV）の錯体から選択される少なくとも二種の錯体がフィルム中に存在することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のフィルム又は層。
【請求項１２】
パターン化又は構造化されていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のフィルム又は層。
【請求項１３】
その厚さが約10ｎｍ〜約40μｍ、好ましくは約10μｍであることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のフィルム又は層。
【請求項１４】
前記フィルム又は層が、請求項１に記載の感光性材料で作られる２種以上のフィルム又は層を含む、重ね合わせたフィルム又は層であり、該フィルム又は層が相互に直接的に面接触するか、感光性材料含有フィルム又は層の各々が保護層によって他のそのようなフィルム又は層から隔てられており、該保護層は、該保護層の下にあるフィルム又は層中で使用されている式（Ｉ）〜（IV）の錯体が溶解しない溶剤を用いて形成されたポリマーからなり、又はポリマーを含有し、該保護層の上にある請求項１に記載の感光性材料を含有するフィルム又は層は、前記保護層が溶解しない溶媒を用いて形成されていることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のフィルム又は層。
【請求項１５】
少なくとも一種の光学特性、好ましくは、複屈折性、二色性、屈折作用、又は蛍光異方性から選択させる光学的特性を、光照射によって変えることができることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のフィルム又は層。
【請求項１６】
その光学特性が
(a) 材料全体に亘って均一であるように、又は
(b) 材料全体に亘って変化するように、若しくはその限られた領域に亘って変化するように
照射されることを特徴とする、請求項１５に記載のフィルム又は層。
【請求項１７】
前記(b)において、フィルム面に垂直方向な変化を含み、フィルム面内のあらゆる方向に、又はフィルム面に対して傾斜した軸に沿って、１、２又は３次元的に光学特性が変化されることを特徴とする、請求項１６に記載のフィルム又は層。
【請求項１８】
偏光フィルム又は液晶用のフォトアライメント層の性質を有すると共に、好ましくは、ポリマーフィルム、ガラスプレート、又は透明電極から選択される透明基板の上に支持される、請求項１５〜１７のいずれか一項に記載のフィルム又は層。
【請求項１９】
前記偏光フィルムが、400〜800ｎｍ、ＮＩＲ、ＩＲ、若しくはＵＶ領域に吸収のピークを有する、及び／又は吸収のピークを示す波長における二色比が１０以上であることを特徴とする、請求項１８に記載のフィルム又は層。
【請求項２０】
フィルム面内に、最小幅が少なくとも0.4マイクロメートル、好ましくは１マイクロメートル〜500マイクロメートルのマイクロパターンを有し、このフィルムのピクセル化された複数の領域がその大きさとその相対的な位置において異なっていることを特徴とする、請求項１８又は１９に記載のフィルム又は層。
【請求項２１】
光学データ保存媒体の性質を有すると共に、好ましくは、任意に一種以上の反射層で被覆されている透明基板上に設けられ、その表面に光記録可能な情報層、任意に一種以上の反射層、任意に保護層又は追加的な基板又は最上層が設けられる、請求項１５〜１７のいずれか一項に記載のフィルム又は層。
【請求項２２】
前記記録媒体内のデータが光、好ましくはレーザー光を用いて記録及び読み出し可能であり、保存操作においては前記保存媒体が局所的に再配向されて分子秩序の局所的変更によって情報が保存されることを特徴とする、請求項２１に記載のフィルム又は層。
【請求項２３】
(a) 請求項１に記載の式（Ｉ）〜（IV）のいずれかを有する錯体、又はこのような錯体の混合物を有機溶剤に溶解し、該錯体又は混合物を溶液状体にするか、溶液が粘稠な状態になるまで加熱し、
(b) (a)で得られた前記溶液又は粘稠な材料から、好ましくはスピンコート法、印刷法、流延法、ドクターブレード法、又は浸漬法によって、均質なフィルムを作り、
(c) 得られたフィルムを乾燥又は冷却する
段階を有する、請求項１〜２２のいずれか一項に記載のフィルム又は層の製造方法。
【請求項２４】
(a) 請求項１に記載の式（Ｉ）〜（IV）のいずれかを有する錯体、又はこのような錯体の混合物を有機溶剤に溶解し、該錯体又は混合物を溶液状体にするか、溶液が粘稠な状態になるまで加熱し、
(b) (a)で得られた前記溶液又は粘稠な材料を前記添加剤と混合し、
(c) (b)で得られた混合物から、好ましくはスピンコート法、印刷法、流延法、ドクターブレード法、又は浸漬法によって、連続膜又は予め設計されたパターンを有する均質なフィルムを作り、
(d) 得られたフィルムを乾燥又は冷却する
段階を有する、請求項１０又は請求項１０に従属する請求項のいずれか一項に記載のフィルム又は層の製造方法。
【請求項２５】
前記(a) で使用される錯体が次の手順
(e) 式（Ｉ）〜（IV）で示される感光性構造ユニットのいずれかの少なくとも一種の塩と、式（Ｉ）〜（IV）で示される構造ユニット［Ｔ］のいずれかの少なくとも一種の塩とを別々に水に溶解し、
(f) 得られた２つの溶液を、製造しようとする式（Ｉ）〜（IV）の錯体に対応するモル比で混合し、
(g) 得られた溶液から式（Ｉ）〜（IV）のいずれかで表される錯体の固体状物又は式（Ｉ）〜（IV）のいずれかで表される複数の錯体の混合物を回収する
によって得ることを特徴とする、請求項２３又は２４に記載の方法。
【請求項２６】
請求項２３〜２５のいずれか一項に記載のフィルムを製造し、該フィルム又はその一部分を均一な光で照射することを特徴とする、請求項１６の(a)に記載のフィルム又は層を製造する方法。
【請求項２７】
請求項２３〜２５のいずれか一項に記載のフィルムを製造し、該フィルム又はその一部分をマスク、又は少なくとも２つの交差する干渉光線による干渉パターンによって被覆することによる不均一な光照射野で照射することを特徴とする、請求項１６の(b)及び請求項１７に記載のフィルム又は層を製造する方法。
【請求項２８】
波長、照射時間、照射光線の数及び／又は偏光状態、強度、少なくとも１つの照射光線の入射角のいずれかを変化させ、誘導される光学的異方性の方向、大きさ、及び／又は変調の型を制御することを特徴とする、請求項２６又は２７に記載の方法。
【請求項２９】
マスクの間隔とマスキングを行う時間、干渉パターンの強度又は偏光を変化させて、光学的異方性の空間的な変調を制御することを特徴とする、請求項２７又は２８に記載の方法。
【請求項３０】
請求項２３〜２５のいずれか一項に記載のフィルムを製造し、好ましくはマスクを介して、焦点を合わせた光線、近接光、又は少なくとも２つの交差する干渉光線による干渉パターンで、該フィルムを不均一に照射することを特徴とする、請求項１６の(b)及び１７に記載の方法。
【請求項３１】
前記照射が巨視的及び／又は微視的に行われ、該照射が電気処理、磁気処理、界面活性場処理、若しくは熱処理と組み合わせて、又、組み合わせることなく行われ、さらに、照射が停止された後に、前記イオン性自己組立錯体の結晶状態又は液晶状態の温度範囲において、該錯体の特別な配列又は配向の選択的変化が発生して固定されることを特徴とする、請求項２６又は３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記フィルムが最低限２つの感光性層と、任意に１以上の保護層とを有し、積層後に各層について独立に配向を行うことを特徴とする、請求項２３〜２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３３】
前記フィルムが最低限２つの感光性層と、任意に１以上の保護層とを有し、それらの層を一緒に同時に照射することによって全層の配列を行うことを特徴とする、請求項２３〜２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３４】
感光性媒体、偏光要素、光リターダー要素、液晶用フォトアライメント層、光学要素、機能表面、回折要素、焦点要素、又はこれらの要素の組み合わせとしての、請求項１〜２２のいずれか一項に記載のフィルム又は層の使用。
【請求項３５】
光学的若しくは光学的／熱的切替用要素として、光によって誘導された性質が可逆的であり、又はリアルタイム可逆及び非可逆ホログラフィー用、デジタル光学データ保存用、若しくは光学情報加工用の媒体として光によって誘導された性質が可逆又は非可逆であることを特徴とする、請求項１６に記載の材料の使用。
【請求項３６】
前記感光性媒体が可逆的又は非可逆的光学データ保存用の媒体であることを特徴とする、請求項３３に記載の使用。
【請求項３７】
書き込まれた情報を照射又は加熱によって消去することができ、その後に別の書き込みを行うことが可能であることを特徴とする、請求項３５に記載の使用。
【請求項３８】
(a) 電気処理、磁気処理、界面活性場処理、若しくは熱処理と組み合わせて、又、組み合わせることなく、光源で前記フィルムを照射することによって情報を保存し、
(b) 保存された情報を、前記フィルムを別の光源で照射することによって前記装置から読み出され、
(c) 前記保存された情報を、熱及び／又は光によって消去すること
を特徴とする、請求項２１に記載の光学データ保存媒体への光学データ可逆保存方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自己支持フィルム又は支持層／塗膜を基板上に形成する感光性のユニットを含有するイオン性自己組立（ＩＳＡ）錯体に関する。有機溶媒に溶かした、水に不溶性の錯体の溶液から非散乱性のフィルムが形成される。このようなフィルム又は層は特定の方法で光照射することでき、光照射されたフィルム／層は偏光フィルム、光アライメントフィルム、及びこの錯体を使用した可逆光学データ保存用の装置に使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
様々な光学的特性を提供するために使用することができる様々なフィルムが知られている。
【０００３】
１．偏光フィルム
偏光フィルムは、偏光要素としてのヨウ素又は二色性染料を、延伸若しくは配向させたポリビニルアルコール若しくはその誘導体製のフィルムに混合することによって、又はポリビニルクロライドフィルムを脱塩化水素化、若しくはポリビニルアルコールフィルムを脱塩化水素化してフィルム内にポリエン構造を形成することによって作られる配向ポリエンフィルムに混合することによって、通常、製造されてきた。
【０００４】
これらの偏光フィルムの内、偏光要素としてヨウ素が使用されているものは、初期の偏光性能には優れているものの、水分及び熱への抵抗性に乏しい。結果として、このようなフィルムが高温多湿の状況下で長期に亘って使用されると、その耐久性が問題になる。耐久性を高めるために、様々な方法、例えば、これらのフィルムをホルマリン又は硼酸を含む水溶液で処理することによって強化する方法、保護フィルムとして透湿性の小さい高分子ポリマーフィルムを使用する方法などが、提案されている。しかしながら、高温多湿の環境下での耐久性はやはり不十分である。また、このようなフィルムは非常に厚い（数百マイクロメートル）。
【０００５】
偏光要素として二色性染料が使用されている、延伸された偏光フィルムは、偏光要素としてヨウ素が使用されているものに比べて、水分及び熱への抵抗性は優れている。しかしながら、ヨウ素が使用されているものに比べて、偏光性能には劣る。さらに、使用されている染料によっては、高温下で、色が大きく変わってしまう場合がある。このような延伸フィルムも非常に厚い。
【０００６】
二色性染料の離液相を水中で整列させることによって偏光フィルムを製造する方法も用いることができる。この次には、残りの水を除去して高度に配列した結晶フィルムを作るための乾燥段階がある。この方法によると高い二色比が達成され、材料は比較的高い熱安定性を有する。しかしながら、このような偏光フィルムは水分への抵抗性に乏しいので保護層を必要とする。さらに、このようなフィルムは青みを帯びており、乾燥プロセスの存在故にひび割れを生じ、フォトアライメントによるパターニングが困難である。
【０００７】
幅が約200マイクロメートル以下である偏光子のような、微細な偏光子を製造しようとすると、数多くの困難がある。染色されたアライメントフィルムを切断するのが、このような細い偏光子を作るのに目下のところ使用されている唯一の方法である。
【０００８】
染料を反応性の液晶材料と混合し、液晶セル中又は異方性層を有する基板上でこのゲスト−ホスト混合物を配向して、光重合によって配列を安定化させることも知られている。この方法では、配列する層がガラス板の表面に形成されるために使用されなければならない。染料の配列の程度は液晶材料の配列の程度に依存するので、液晶材料が低配列である故に偏光子は十分な偏光力を有さない。これらのフィルムにおける秩序は、ネマチック状態又はスメクチック状態の液晶秩序によって制限されている。これによって、分極フィルムは約１０という非常に低い二色比を有することになる。さらに、スメクチック相の配列に関して公知の問題がある。
【０００９】
フォト配列された薄い偏光子を製造するフォトアライメント技術が提案されている。複屈折性のマスクを用いて、この技術は複数領域構造体の製造をより効率的にする。この技術により、光化学的に安定な、光に関して配列した二色性分子のフィルムが製造された。厚さに関してこのように優れているフィルムではあるが、このような偏光子の二色比は約10であり、熱に対する安定性もない。
【００１０】
高度に配向された二色染料を含有するフィルム、特に、マイクロパターン化されると共に高度に配列された二色染料を含むフィルムと、該フィルムを容易に製造する方法が切に望まれている。
【００１１】
２．液晶用フォトアライメント層
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置は、可動端末、ノート型コンピュータ、事務機器、及びビデオ装置等のディスプレイとして広く使用されている。これは、ＬＣＤ装置は、小型、軽量及び低電力消費という利点があるからである。
【００１２】
ＬＣＤ及び他の液晶（ＬＣ）装置用の配列層は、通常、ポリイミドフィルムを基材としている。ＬＣの配列は、機械的に擦ることによって、又はブラシをかけることによって誘導することができる。しかしながら、この処理の過程で微細な粒子や正電荷が発生し、これらがディスプレイの欠陥の主要な原因であることが報告されている。
【００１３】
これに対して、フォトアライメント配列は清潔な非接触工程である。フォトアライメント法は、光分解、光重合、光架橋、及び光異性化反応を含む。これらの方法において、光学的異方性は、偏光を照射されたときに角度選択光反応を誘起することによって配列層内で起こる。
【００１４】
光分解法においては、直線偏光紫外線をフォトアライメント材料で形成されるポリマー層に照射することによって、特定の方向に分子の部分結合を選択的に破壊する光分解反応を用いて、液晶が配列される。この方法において通常使用される材料はポリイミドである。液晶配列を誘導するためには、ポリイミドは比較的長時間に亘る紫外光の照射を必要とするが、光分解法によって形成されたポリイミド配列層は、他の方法によって製造された他のフォトアライメント層に比べて、比較的高い熱安定性を有する。
【００１５】
光重合法においては、重合反応を起こしたい配列層に直線偏光された光を照射して、特定の方向に分子を重合させることによって、液晶が作られる。
【００１６】
光異性化法においては、シス−トランス異性体が偏光によって形成される。このようにして、製造された二種の異性体の変換から生じた方向より、液晶が配列される。
【００１７】
フォトアライメント材料は、主として、主鎖又は側鎖中に感光性の基を有するポリマーである。フォトアライメント層に使用される低分子材料もある。これらの材料の主要な問題点は、液晶へのこれらの材料の溶解性である。分子と分子との間に分子間水素結合を作ってフィルムを安定化させることによって、この問題は解消することができる。低分子材料も、架橋して重合性材料とすることができる。
【００１８】
フォトアライメント技術は液晶の配列層を作るための非接触技術であり、加えて、ＬＣ配列を微細にパターン化することのできる場合もあるが、大規模生産においては、やはり、擦ったポリイミドによる配列に取って代わることができない。フォトアライメント層用の材料に求められる主要な条件は、アンカーエネルギーが大きいこと、予め傾斜させた所望の角度での配列、及びＬＣＤ製造において加工されるための高い温度安定性である。最後の条件は、配列された液晶を精密にパターン化する可能性をもたらす。
【００１９】
３．可逆光データ保存メディア
特別な吸光物質又はそれらの物質の混合物を用いた光データ記録保存媒体は、高密度光学データ保存媒体において使用するのに特に適している。ここで、先に記載したように、高記録密度のみならず情報の可逆保存の可能性をも有する光学保存媒体には大きな関心が寄せられている。デジタルデータ保存及びホログラフィデータ保存用の材料、特に偏光ホログラフィーを可能にする材料が求められている。
【００２０】
可逆光学データ保存への要求を満たす、最も見込みのある材料は、少なくとも一種のアゾ染料とポリマーとの重合体またはブレンド物である。しかしながら、現実的には、これら全ての材料は記録された情報の温度安定性を欠いている。重合性材料の更なるデメリットは、製造費用が高額であることである。
【００２１】
これらの材料の溶解性も困難な問題となることが多い。よりすぐれた溶解性と適切な溶媒とを有する系が求められており、このような系であればよりよいフィルム形成性を有すると共に加工がより容易である筈である。
【００２２】
低価格で高温度安定性を有すると共にスプリアス場の影響に対して安定である可逆光学データ保存材料へのニーズは非常に高い。
【００２３】
４．イオン性自己組立錯体及びその効果
イオン性自己組立体（ＩＳＡ）（Adv. Mater., 2003, 15, 673-683頁を参照されたい。）の技術は、近年、示されたものである。これは、複数の構造ユニットを自己組織化するためのクーロン相互作用の採用による、新しいナノ構造の材料と化学的な事物とを創造するための強力な手段である。ＩＳＡ戦略は、塩の単純なクーロン結合とは異なる。その理由は、ＩＳＡ戦略は協力的な結合機構であり、即ち、最初の結合が更なる結合を刺激し、最終的な自己組立体構造に向かって結合が伝播するからである。ＩＳＡ錯体内でのクーロン相互作用の存在によって構造的なパッキングが安定化し、材料の温度安定性が高くなる。出発生成物（帯電させた構造ユニット）の優れた入手性と、適量の添加とその結果として得られる化学量論的な高純度の析出とによる合成の単純性とによって、機能的な材料と多彩な興味深い機能を有するハイブリッドとの全範囲に亘る再結合による合成が可能になる。
【００２４】
【非特許文献１】Adv. Mater., 2003, 15, 673-683頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
本発明の課題は、先に記載したように光学的に様々に適用することができ、偏光フィルム又は偏光層として特に有用である、（自己支持又は基板上に支持される）フィルム、又は高い光学的異方性を有する基板若しくは高い光学的異方性を有する材料に転換し得る基板上に支持された層／塗膜を提供することである。
【００２６】
例えば、このようなフィルム又は層は、優れた偏光性能と高い耐水耐熱性とを有する偏光子として使用することができるような、光学的な性質を示すと好適である。さらに、適宜の温度で容易に利用することができると望ましい。このようなフィルムは、信頼できるものでなければならず、スプリアス場の影響を被りやすいものであってはならない。
【００２７】
このようなフィルムが、フィルム面において、0.4マイクロメートル以上、好ましくは１マイクロメータ以上であって500マイクロメートル以下の最小幅を有するマイクロパターンを含んでいると、好都合である。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本発明は、イオン性自己組立錯体に基づく低分子材料の一種を提供し、該材料は、
a)  その帯電比が１：１又は約１：１になるように調整された陰イオン性基と陽イオン性基とを有し、
b)  少なくとも１つの感光性ユニットを含み、
c)  少なくとも１つの疎水性基を含み、
d)  結晶及び／若しくは液晶状態、並びに／又は無定形状態で存在し、
e)  完全に又は実質的に水に不溶であり、
f)  有機溶剤に可溶である。
【００２９】
前記材料は、有機溶剤に溶かした後に、又は適切な粘度（液晶又は液体の）になるまで加熱することによって、基板に塗布すると、基板上、又は２枚の基板の間に非拡散性のフィルムを容易に形成する。さらに、ある場合においては、自己支持フィルムをそれから作ることができる。
【００３０】
このように、本発明は、先に限定した材料から作られる、自己支持フィルム、又は基板上若しくは２枚の基板の間に狭持されたフィルム若しくは層に関する。このフィルム又は層は、以下に詳細に記載するように、偏光性、フォトアライメント性、及び／又は光学データ保存性を有することができる。
【００３１】
本発明によるフィルム又は層は、次の一般式（Ｉ）〜（IV）のいずれかによって示される水に不溶な錯体、又は錯体の混合物を有する感光性材料から作られる。  
ｎ［Ｒ−Ｐ−Ｒ'］m*+ｍ［Ｔ］n*-                   （Ｉ）、又は
ｍ［Ｔ］n*-ｎ［Ｒ−Ｐ−Ｒ'］m*+                   （II）、又は
ｎ［Ｒ1−Ｑ−Ｒ1'］m*+ｍ［Ｔ］n*-                   （III）、又は
ｍ［Ｔ］n*-ｎ［Ｒ1−Ｑ−Ｒ1'］m*+                   （IV）
ここにおいて、［Ｒ−Ｐ−Ｒ'］と［Ｒ1−Ｑ−Ｒ1'］とは、それぞれ、感光性のある構造ユニットであり、該構造ユニットの感光性のある部分は、光異性化、光付加環化及び光誘導再配置から選択される光反応を受けてもよく、また、
Ｐは光異性化可能な基であり、
Ｑは、光付加環化若しくは光誘導再配置反応、又は光酸化反応に加わることのできる基であり、
ＲとＲ'との少なくとも一方は、任意に置換され、又は官能基を導入された芳香族基、好ましくはアリール基を含む芳香族基から選択されると共にＲとＲ'との少なくとも一方は正又は負に帯電しており、Ｐが−Ｎ＝Ｎ−である場合は、Ｒ及びＲ'は、任意に置換され、又は官能基を導入された芳香族基、好ましくはアリール基を含む芳香族基から選択され、Ｐが前記以外である場合は、ＲとＲ'との他方が直鎖状又は分岐した脂肪族基、例えば、アルキル、シクロアルキル、又はアルケニルであるか、そのような基を含むかし、
Ｒ1とＲ1'との少なくとも一方は、任意に置換され、若しくは官能基を導入された基であり、これらの両方又は少なくとも一方は、任意に置換され、若しくは官能基を導入された芳香族基、好ましくはアリール基を含む芳香族基から選択され、他方が直鎖状若しくは分岐した脂肪族基、例えば、アルキル、シクロアルキル、若しくはアルケニルであるか、そのような基を含み、又は、Ｒ1とＲ1'との少なくとも一方が正又は負に帯電しているか、そこに結合している環構造物及び／又は置換基が少なくとも１つの正又は負の電荷を有しているかの場合は、Ｑと共に芳香族化合物、好ましくはアリール環若しくはヘテロアリール環を形成する基、のいずれかであり、
［Ｔ］は、少なくとも１つの正又は負に帯電した基と少なくとも１つの疎水性基とを有する有機構造単位であり、
ｍの値とｍ*の値とが全く同じ、若しくは相互に10％を越えて相違せず、かつ、ｎの値とｎ*の値とが全く同じ、又はｎ・ｍ*の値とｎ*・ｍの値とが全く同じである、若しくは相互に10％を越えて相違しない場合は、ｍ、ｍ*、ｎ及びｎ*は自由に選択することができ、ｍ、ｍ*、ｎ及びｎ*が好ましくは、１，２，３，４，５，６，７若しくは８、又はほぼ１，２，３，４，５，６，７若しくは８から選択される。
【００３２】
式（Ｉ）〜（IV）の下にこのように定義した錯体は、イオン性自己組立錯体（ＩＳＡ）と呼ばれる。驚くべきことに、このような錯体から作ったフィルムは、多くの場合、非拡散性である。フィルムにおいて、先に定義した感光性ユニットを含有するＩＳＡ錯体は、配向された状態でも、配向されていない状態でもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
１．偏光フィルム
本発明の第一の態様において、前記式（Ｉ）〜（IV）で定義したＩＳＡ錯体からなる、又は該ＩＳＡ錯体を含むフィルムは、偏光子として使用することのできる偏光フィルムとすることができる。この場合、フィルムは基板上に載置される。
【００３４】
このフィルムは、本発明による前記ＩＳＡ錯体からなる、または前記ＩＳＡ錯体を有する１以上の層から製造することができる。個々の場合において、前記ＩＳＡ錯体の複数の相又は前記錯体を含有する材料の複数の層は少なくとも１つの保護層によって隔てられてもよく、該保護層は、保護層の下側にあるＩＳＡ錯体が溶解しない溶媒を用いて形成されたポリマーであれば、どのようなものでもよい。次のＩＳＡ錯体層（保護層の上の層）は、通常、前記保護層が溶解しない溶媒を用いて形成される。２以上の本発明によるＩＳＡ含有層を有するフィルムにあっては、次の本発明によるＩＳＡ錯体層が、先の本発明のＩＳＡ錯体層が溶解しない溶媒を用いて形成されている場合は、前記保護層は省略することができる。
【００３５】
より広いスペクトル範囲をカバーする特別な必要性がある場合には、フィルム内に複数の層があることが必要になってくる。１つの錯体／１つのフィルム層において様々なスペクトル範囲を吸収する染料を用いて、広いスペクトル範囲をカバーすることも可能である。
【００３６】
本発明は、偏光フィルム内にＩＳＡ錯体を配向させる方法も包摂し、該方法は、電気処理、磁気処理、界面活性場処理、若しくは熱処理と組み合わせて、又、組み合わせることなく、光源で前記フィルムを巨視的照射又は微視的照射する段階を最低限有する。照射が停止された後に、前記ＩＳＡ錯体の結晶状態又は液晶状態の温度範囲において、該錯体の特別な配列又は配向の選択的変化が発生して固定される。
【００３７】
２．フォトアライメント層
本発明の別の態様によると、式（Ｉ）〜（IV）にて定義されたＩＳＡ錯体からなる、若しくはそのようなＩＳＡ錯体から作られるフィルム又は層は、フォトアライメント層であり、この層は、通常、光、熱及び水分に対して長期に亘って優れた安定性を有する。
【００３８】
配向方向のマイクロパターンを含んでいてもよいフォトアライメント層は、フィルム面において、１マイクロメータ以上であって500マイクロメートル以下の最小幅を有していると望ましい。
【００３９】
本発明は、第一の基板と、第二の基板と、該第一の基板と第二の基板との間に配された液晶層と、該第一の基板上及び／又は第二の基板上に配された前記フォトアライメント層とを含む液晶ディスプレイ装置も包含する。
【００４０】
本発明は、また、液晶ディスプレイ装置を製造する方法も包含し、該方法は、第一の基板と第二の基板とを製造し、前記フォトアライメント層を形成し、前記第一の基板と第二の基板との間に液晶層を形成することを含む。
【００４１】
本発明は、さらに、フォトアライメント層に前記ＩＳＡ錯体を配列する方法も含み、該方法は、電気処理、磁気処理、界面活性場処理、若しくは熱処理と組み合わせて、又、組み合わせることなく、光源で前記層を肉眼照射又は顕微鏡照射する段階を最低限有する。照射が停止された後に、前記ＩＳＡ錯体の結晶状態又は液晶状態の温度範囲において、該錯体の特別な配列又は配向の選択的変化が発生して固定される。
【００４２】
３．光学データ保存
本発明のまた別の態様によると、式（Ｉ）〜（IV）において定義したＩＳＡ錯体を有する自己支持層又は基板に堆積された層は、装置を破壊することなく情報を繰り返し保存したり消したりすることのできる可逆光学データ保存用の装置、又は非可逆光学データ保存用の装置として有用である。可逆光学データ保存用の装置は、通常、信頼性があり、スプリアス場の影響を受けない。情報を保存及び消去する方法は、適宜の（例えば、周囲環境の）温度で容易に使用することができると好ましい。この装置によると、高密度記録が可能である。
【００４３】
式（Ｉ）〜（IV）で定義したＩＳＡ錯体の感光性のユニットは、配向された、又は配向されていない状態にあり、そのような状態にあるフィルムを局所的に再配向することによって、フィルムに情報を保存することができる。このように、再配向がＩＳＡ錯体の秩序の局所的な変化を生じさせる。これは、例えば、式（Ｉ）〜（IV）で定義した［Ｒ−Ｐ−Ｒ'］構造ユニット及び／又は［Ｒ1−Ｑ−Ｒ1'］構造ユニットの角度選択的な光異性体化を用いて行うことができる。例としては、感光性基の光選択処理、又はアゾベンゼン誘導体などの光異性体化処理の安定した状態において繰り返し行われる光選択事象を介する光配向処理を挙げることができる。
【００４４】
本発明は、この装置を用いた可逆光学データ保存方法も含み、該方法は、
(a) 電気処理、磁気処理、界面活性場処理、若しくは熱処理と組み合わせて、又、組み合わせることなく、光源で前記フィルムを照射することによって情報を保存し、そして、照射が停止された後に、前記ＩＳＡ錯体の結晶状態又は液晶状態の温度範囲において、該錯体の特別な配列又は配向の選択的変化が発生して固定される段階を有する。所望であれば、
(b) 保存された情報は、前記フィルムを光源で照射することによって前記装置から読み出され、また、必要であれば、
(c) 前記保存された情報は、熱によって及び／又は光源の助けを借りて上書きすることによって、消去することができる。
【００４５】
この方法も、先に詳述した、構造ユニットの角度選択光異性化を用いて行うことができる。
【００４６】
可逆光学データ保存における装置の効率は、保存媒体として有用な材料に求められる性質を与える光学的異方性の光誘導に基づいている。この装置は、保存操作に際して保存媒体が局所的に再配向され、情報が分子配列の局所的な変化によって保存される。
【００４７】
非可逆光学データ保存は、式（Ｉ）〜（IV）において定義した構造的［Ｒ−Ｒ−Ｒ'］ユニット又は［Ｒ1−Ｑ−Ｒ1'］ユニットの角度選択的な光付加環化、光酸化、又は光フリース反応によって行うことができる。
【００４８】
イオン性自己組立（ＩＳＡ）錯体が
−比較的小さな分子量を有する材料であり、
−帯電比が１：１に調整された陰イオン性基と陽イオン性基とを有し、
−結晶及び／若しくは液晶状態、並びに／又は無定形状態にあり、
−水より極性の小さい有機溶剤に可溶である
と、好ましい。
【００４９】
好ましくは、感光性のある構造ユニット［Ｒ−Ｐ−Ｒ'］と［Ｒ1−Ｑ−Ｒ1'］とは、それぞれ、以下の条件を満たす感光性ユニットから選択することができる。条件とは、即ち、アスペクト比（分子の軸に垂直な方向の長さに対する分子の軸方向の長さ）が２以上、より好ましくは３以上であることと、分子の軸と基底状態から励起状態への遷移モーメントの方向との角度が20度以下、好ましくは０に近いこととである。
【００５０】
偏光に曝されたときに起こる光化学反応下において吸収の高い二色比を達成することのできる感光性ユニットが特に好ましい。最も高い吸収を示す波長において、10以上、好ましくは20以上である吸収の二色比を達成することのできる感光性ユニットが特に好ましい。
【００５１】
本発明による感光性ユニットを有するＩＳＡ錯体は、結晶状態及び／又は液晶状態を取ることができる。液晶（離液性であると共に屈熱性である）状態においてＩＳＡ錯体が存在することが好ましい。ＩＳＡ錯体の液体（等方性）状態へと遷移するのが特に好ましい。
【００５２】
フィルムの感光性構造ユニットが式［Ｒ−Ｐ−Ｒ'］の正又は負に帯電したユニットである本発明のこれらの態様においては、Ｐがアゾ基−Ｎ＝Ｎ−であるか。２つ以上のそのような基を有しているのが好ましい。しかしながら、本発明は１以上のアゾ基を有している［Ｒ−Ｐ−Ｒ'］ユニットに限定されない。例えば、Ｐは−Ｃ＝Ｎ−又は−Ｃ＝Ｃ−であってもよい。記載した場合のいずれにおいても、１以上又は唯一の芳香族分子部分、好ましくはアリール分子部分が、Ｐ基に直接結合しているのが好ましい。
【００５３】
フィルムの感光性構造ユニットが式［Ｒ1−Ｑ−Ｒ1'］の正又は負に帯電したユニットである本発明のこれらの態様において、Ｑが光付加環化に加わることのできる基である場合は、これは(2+2)付加又は(4+4)付加であり、Ｑが光誘導再配置に加わることができる場合は、スピロピランがメロシアニンになる再配列、即ちいわゆる光フリース転位であり、Ｒ1とＲ1'との少なくとも一方が、少なくも１つのアリール分子部分又はＱと共にアリール環又はヘテロアリール環を形成するそのような基を有する、任意に置換された又は官能基を導入された基から選択されるのが好ましい。Ｒ1とＲ1'との少なくとも一方は正若しくは負に帯電しており、又は環構造体及び／若しくは環構造体の置換基が少なくとも１つの正又は負の電荷を有する。
【００５４】
光付加環化が(2+2)付加である場合は、Ｑが−Ｃ＝Ｃ−又は−Ｃ＝Ｎ−結合を有しているのが好ましく、−ＣＲ2＝ＣＲ2'−又は−ＣＲ2＝Ｎ−（但し、Ｒ2とＲ2'とは独立に選択されたＨ又はアルキルであり、好ましくはＣ1〜Ｃ4基である。）であるとより好ましい。好ましくは、Ｑは共役ｐπ−電子系の一部である。各化合物の例としては、シンナメート、イミン、スチルベン、カルコン、又はp-フェニレンジアクリルエステル若しくはアミドを挙げることができ、ここにおいて、Ｒ1とＲ1'との少なくとも一方は、任意に置換され若しくは官能基を導入されたフェニル環若しくは他のアリール環、又は複素アリール環であって、他方もまた、任意に置換され若しくは官能基を導入されたフェニル環若しくは他のアリール環又は複素アリール環、又はカルボン酸エステル、カルボアミノ基、若しくはフェニルカルボニル残基である。例としては、Ph-CRX=CRX-Ph、Ph-CRX=CRX-アルキル、Ph-CRX=CRX-C(O)O-(Ph又はアルキル)、(Ph又はアルキル)O(O)-C-CRX=CRX-C6H4-CRX=CRX-C(O)O-(Ph又はアルキル)、Ph-CRX=CRXC(O)-(Ph又はアルキル)を挙げることができる。ここで、CXは上記Ｒ2の意味であると好ましい。前記全ての基又は残基は置換されていても官能基が置換されていても良く、Ｒ1とＲ1'との少なくとも一方は少なくとも１つの正又は負の電荷を有していなければならない。あるいは、Ｑは、カルボ環又は複素環、好ましくは芳香族環の一部である−Ｃ＝Ｃ−基であり、例えば、クマリン、チミン若しくはシトシン誘導体、又はマレイン酸無水物誘導体における−Ｃ＝Ｃ−基であってもよい。上記定義によると、Ｒ1とＲ1'とはＱと共に縮合環を形成する場合もある。この環構造物、又は環構造物に付いている置換基の１以上の原子は、それぞれ少なくとも１つの正又は負電荷を有していてもよい。少なくとも１つの正又は負の電荷を有していれば、このような化合物は本発明の範囲内に入る。
【００５５】
ある特定の場合において、光付加環化が(2+2)付加環化ではない場合、Ｑはその主鎖により多くの原子を有していてもよく、また、例えば、芳香族化合物内で縮合することのできる芳香族Ｃ6環であってもよく、又は少なくとも１つがそれぞれの電荷を有する適切な残基を有していてもよい。一例として、アントラセンの誘導体を挙げることができる。アントラセンは、(4+4)付加環化を受けるものとして知られており、これによって炭素原子９と炭素原子10とが近接する原子への橋を形成し、サンドウィッチ状の二量構造体の形成に帰着する。
【００５６】
さらに、Ｑが光酸化反応に加わることができれば、［Ｒ1−Ｑ−Ｒ1'］はアントラセンかその誘導体になる場合がある。
【００５７】
光誘導再配置が光フリード反応である場合は、Ｑは-OC(O)-、-NRX-C(O)-、-OC(O)NH-、又は-HNC(O)NHであり、ここで、ＲXがアルキルであるのが好ましく、前記Ｒ2として定めたものであるとより好ましい。このような場合において、Ｒ1は芳香族化合物であっても、又芳香族化合物を有していてもよく、好ましくはアリールであり、もっとも好ましくはフェニルである。芳香族環は好ましくは直接的に酸素又は窒素に結合しているが、Ｒ1は炭素には直接的に接続されていない。
【００５８】
Ｒ1'としては脂肪族残基、例えば、１〜例えば24の炭素原子を有すると共に炭素又は窒素に結合している、直鎖状、分岐状、又は環状のアルキルを用いることができる。
【００５９】
勿論、錯体（Ｉ）〜（IV）は、２つ以上のＰ又はＱ基をそれぞれ有していてもよい。例えば、前記化合物は、ビスアゾベンゼン又はトリアゾベンゼンと共にジアクリルエステル化合物、例えば、p-フェニレン−ジアクリルエステル等を含むことを意図している。
【００６０】
Ｒ、Ｒ'、Ｒ1及び／又はＲ1'がアリール基である場合は、これは単一元素環又は複素環であるか、このような環を有していてもよい。任意に、この環は芳香族化合物、例えば、ナフタレンやアントラセン化合物へと縮合されていてもよい。さらに、この環は、１以上の置換基によって置換又は官能基導入がなされていてもよい。
【００６１】
先に示した定義において、「官能基導入」は、分子に追加的な官能性を与えることを意味する置換基、例えば、SO3H基のように電荷を有する置換基、又はＳ−Ｈ基や重合可能な−Ｃ＝Ｃ−基などのように重合若しくは付加重合の能力を与える置換基による置換を意味する。「置換された」という表現は、他の置換基による置換を意味する。
【００６２】
［Ｔ］n-は、好ましくは、−ＨＰＯ4-、−ＰＯ42-、−ＰＯ4-、−ＳＯ4-、−ＳＯ3-、及び−ＣＯ2-、から選択されるイオン性の基を有するユニットから選択される。［Ｔ］n+は、好ましくは、−ＮＲ33+、−Ｃ＝ＮＲ32+、−Ｃ≡ＮＲ3+（但し、Ｒ3は水素又はアルキル、好ましくは炭素数１〜３のアルキルから独立に選択される。）、−Ｐ+Ｒ43（但し、Ｒ4はＲ3と同じものを意味するか、それより好ましくはないが、ＯＲ3、−Ｎ≡Ｎ、又はＮを含有する複素環化合物を意味する。）から選択されるイオン性基を有するユニットから選択される。これとは独立に、有機反応、好ましくは光化学反応を受けることのできる官能基、例えば、染料、フォトクロミック基、又はアクリレート基、メタクリレート基、エポキシド基等のような光重合性基を含んでいてもよい。さらに（択一的に、又は追加的に）、［Ｔ］n+と［Ｔ］n-とは、アゾベンゼン基を含む帯電した界面活性剤から選択することもできる。
【００６３】
Ｒ、Ｒ'、Ｒ1及びＲ1'の荷電は、上で［Ｔ］n+と［Ｔ］n-とに対して定めたイオン性基のいずれかの存在によって同様に与えることができるのは、言うまでもない。
【００６４】
ユニット［Ｔ］のイオン性基と正又は負の電荷を［Ｒ−Ｐ−Ｒ'］及び［Ｒ1−Ｑ−Ｒ1'］に与える基とは、スペーサ基を介してそれぞれのユニットの残余のものに結合していてもよい。このようなスペーサ基は各イオン性基について異なっており、−ＣＲ82−、−ＣＲa2Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−（但し、Ｒaは、Ｈ、ＣＨ3、又は炭素原子数３〜８のアルキル鎖から選択され、メチル基又はそれより炭素数の多いアルキル基は任意に、ハロゲンなどの炭素以外の原子を含むことができる。）から相互に独立に選択されるのが好ましい。
【００６５】
ある場合において、感光性ユニットを含むＩＳＡ錯体は、先に記載した錯体の内の最低限の２つの錯体の混合物として示すことができる。唯一の制限事項は、得られた錯体の中のイオン性及び反イオン性部分は、大凡、又は正確に１：１帯電比を有していることである。このような混合物は、広い範囲のスペクトルをカバーすることが非常に重要である場合には、偏光フィルムにとって特に重要になる。
【００６６】
本発明の一態様において、先に記載したフィルムは、記載した一種または二種以上のＩＳＡ錯体のみからなる。他の態様においては、材料の性質を変更する少なくとも一種の添加剤を含むことができる。この添加剤は、有機ポリマー、フィルムを形成する能力を有する化合物、可塑剤、液晶、及び請求項１に記載されているものとは異なる感光性化合物から選択することができる。フィルム形成性、ガラス転位特性、可撓性、柔軟性等を変えるために、例えば、有機ポリマーを添加することができる。他の場合においては、式（Ｉ）〜（IV）のいずれかによるＩＳＡ錯体を、「通常の」ポリマーフィルム又はプラスチックフィルムに混和して、それらフィルムの光学特性を変更することができる。先に記載した場合においては、約20質量％まで、好ましくは約10質量％まで、より好ましくは約２〜５質量％のポリマーがフィルムに混和される。後に記載した場合においては、有機ポリマーの量が、例えば、80質量％まで、95質量％程度、更には98〜99質量％であってもよい。
【００６７】
いかなる理論に拘束されることも望まないが、前記錯体／ポリマーフィルムの先に記載したものは、ＩＳＡ錯体がホストマトリックスを形成しているフィルムと定義することができ、後から記載したものは、ポリマーがホストマトリックスを形成しているフィルムと定義することができる。
【００６８】
本発明の具体的な態様において、２以上の前記フィルム又は層が、２、３、又はそれ以上の層の積み重ねとして存在している。これらの層は相互に直接的に面接触していてもよいし、先に記載したように、少なくとも１つの他の層をその間に挟んでいてもよい（例えば、最初のサブタイトル「偏光フィルム」以下に記載した説明と以下の説明とを参照されたい。）。適切な配列を与えるためのこれらの層への光照射は、全部の層について一緒に行うことができる。あるいは、各層について個別に光照射することもできる。この方法は、下方の層を構成する層が十分な光透過性を有さない場合に、有効である。さらに、そして具体的に、層を個別に照射する方法によると、様々な層に対して、例えば、光の入射角、光の強度、又は照射面積等に関して異なる条件で光照射する機会を得ることができる。
【００６９】
式（Ｉ）〜（IV）による構造を有する錯体は、塩を出発材料として容易に調製することができる。便利な方法としては、帯電した［Ｒ−Ｐ−Ｒ'］ユニット又は［Ｒ1−Ｑ−Ｒ1'］ユニットを有する塩と、反対の電荷に帯電した［Ｔ］ユニットを有する塩を別々に水に溶かす。次に、得られた２つの水溶液を組み合わせる。これは、調製される錯体のユニットのモル量が式（Ｉ）〜（IV）の化合物の合計量に対応する量となるように行われるのが望ましい。例えば、［Ｒ−Ｐ−Ｒ'］2+２［Ｔ］-という構造を有する錯体を調製するときには、［Ｒ−Ｐ−Ｒ'］2+塩と［Ｔ］-塩とのモル比を１：２とする。この比率から外れることも、ある程度まで、そしてある場合には可能であるが、例えば、疎水性ユニットのミセルの形成故に前記２つの溶液を合わせた後に錯体が溶解している状態にある可能性を回避するために、一般的に言って、前記比率から大きく外れるのは望ましくない。少なくともこの条件が満たされていれば、得られた水溶液から錯体が析出する。同様に、異なる錯体の最低限２つの溶液を有機溶剤中で混合することによっても、錯体混合物を得ることができる。結果として得られる溶液はそのまま使用することができ、また、形成される錯体は溶媒を蒸発させることによって得ることができる。
【００７０】
錯体、又は式（Ｉ）〜（IV）の１種以上を有する錯体の混合物は、通常、100％又はほぼ100％の収率で水性混合物から回収することができる。必要であれば、例えば、残っている塩及び／又は水分を（能動的又は受動的乾燥によって）除去することによる処理を経た後に、前記錯体又は錯体混合物を適切な有機溶媒に再溶解することができる。このような溶媒は当業者であれば困難無く選択することができ、例えば、アルコール、エーテル、クロロフォルム、又はＴＨＦ等を使用することができる。所望であれば、先に詳述した添加剤も加えることができ、（多少なりとも粘稠性のある）溶液を基板上に載せて、（自己支持性の、若しくは非自己支持性の）フィルム又は層を得ることができる。この段階は、一般的な技法、例えばスピンコート法、印刷法、流延法、ドクターブレード法、又は浸漬法を用いて行うことができる。あるいは、錯体を、単独で又は先に詳述した添加剤と共に加温又は加熱して粘稠状態にし、流延、又は他の方法でフィルム形状にすることができる。続いて、必要であれば、フィルム又は層を乾燥又は冷却する。
【００７１】
フィルムの性質に関して、以下に本発明を詳細に説明する。
【００７２】
１．偏光フィルム
本発明の偏光フィルムは、平面上の表面を有する透明な支持体上に、最低１層を有して形成される。支持体としては、ポリマーフィルム、ガラスプレート、又は透明電極を使用することができる。この層は、配向された、又は配向されていない状態にある感光性ユニットを含有するＩＳＡ錯体を有する。ＩＳＡ錯体の２つの層は、ＩＳＡ錯体が溶解しない溶剤を用いて形成されたあらゆるポリマーで形成される保護層によって隔てることができる。ある層の次のＩＳＡ錯体層が、先のＩＳＡ錯体層が溶解しない溶剤を用いて形成されている場合は、この保護層を省略することができる。広いスペクトル範囲をカバーする特別な必要性がある場合は、前記フィルム内に複数の層が存在していなければならない。異なるスペクトル範囲の光を吸収する染料を含有しているＩＳＡ錯体、又はＩＳＡ錯体の混合物を使用することにより、広いスペクトル範囲をカバーすることができる。
【００７３】
ＩＳＡ錯体の層は、例えば、印刷法、スピンコート法、又は流延法等の非常によく知られている形成技法を用いて、有機溶剤にＩＳＡ錯体を溶解させて得られる溶液から作られる。ＩＳＡ錯体の層は、適切な粘度状態にある（液晶又は液体状態にある）ＩＳＡ錯体を、２枚の基板の間に挟んで加圧することによっても得ることができる。
【００７４】
偏光フィルムにおいてＩＳＡ錯体を配列することは、電気処理、磁気処理、界面活性場処理、又は熱処理と組み合わせるか、これらと組み合わせることなく、前記フィルムを光源で巨視的又は微視的に照射するという段階を最低限有して行われる。ここにおいて、光照射が停止された後に、前記ＩＳＡ錯体が結晶又は液晶状態にある温度範囲において、前記ＩＳＡ錯体の特別な配列又は配向について選択的な変更が行われて固定される。ある場合において、偏光フィルムが最低限２つの層で形成されるのであれば、層の堆積の後に各層について独立に配向を行うことができる。
【００７５】
偏光フィルムの厚さは、通常、10ナノメートル〜10マイクロメートルの間である。この偏光フィルムは、典型的には、400ｎｍと800ｎｍとの間に吸収のピークを有する。あるいは、偏光フィルムは、近赤外又は赤外領域に吸収のピークを有していてもよい。吸収のピークを示す波長での二色比は10以上、好ましくは20以上である。
【００７６】
具体的な場合においては、吸収のピークがＵＶ領域にあってもよい。
【００７７】
ＵＶ領域と可視領域とにおいて光学的異方性を示す（複屈折）が、可視領域においては大きな吸収を示すことのないフィルムはリターダーとして使用することができる。
【００７８】
偏光フィルムが、フィルム平面内において１マイクロメートルから500マイクロメートルの最小幅を有するマイクロパターンを含む場合は、好ましい二色比は10以上、より好ましくは20以上である。このフィルムのピクセル化された複数の領域は大きさと、その相対的な位置において異なっていてもよい。
【００７９】
この発明のフィルムの第一の用途は、液晶ディスプレイ装置の部品としての用途である。それ自体本発明による偏光子又は本発明のマイクロパターンを設けられた偏光フィルムを含むマイクロ偏光子を含む偏光子を液晶ディスプレイ装置が有しているという点以外は、液晶ディスプレイ装置について特に制限はない。
【００８０】
ある特定の用途において、それ自体本発明による偏光子又は本発明のマイクロパターンを設けられた偏光フィルムを含むマイクロ偏光子を含む偏光子は、液晶層と液晶セルの基板との間に配置することができ、偏光性に加えて液晶の配列層としての機能を有することができる。
【００８１】
先に記載したように、本発明の偏光フィルムは、適切な厚さと高い二色比とを有するように、容易に製造することができる。偏光子又はマイクロ偏光子とそれらを使用する液晶ディスプレイ装置とは、望ましい対照性を有している。
【００８２】
本発明にあっては、ホログラフィー法を用いて偏光ホログラムを提供することが可能である。
【００８３】
２．フォトアライメント層
フォトアライメント材料として感光性ユニットを含有するＩＳＡ錯体を用いてフォトアライメント層を形成するためには、該ＩＳＡ錯体は、スピンコート法又は流延法によって、ＩＳＡ錯体を有機溶媒に溶かした溶液で基板を均一に被覆する。フォトアライメント層におけるＩＳＡ錯体の配列は、電気処理、磁気処理、界面活性場処理、若しくは熱処理と組み合わせて、又は組み合わせることなく、前記フィルムを光源で巨視的又は微視的に照射するというステップを最低限有する方法によって行うことができる。ここにおいて、光照射が停止された後に、前記ＩＳＡ錯体が結晶又は液晶状態にある温度範囲において、前記ＩＳＡ錯体の特別な配列又は配向について選択的な変更が行われて固定される。光源からの光は、処理される配列構造に応じて、偏光されていない光、直線偏光されている光、円形偏光されている光、その他特定の偏光がなされている光等であってもよい。フォトアライメント層が微細なパターンを含む場合は、この層のピクセル化された複数の領域は、大きさと、フィルム平面内において１マイクロメートルから500マイクロメートルの最小幅を有するその相対的な位置において異なっていてもよい。
【００８４】
本発明によるフォトアライメント層によると、液晶配列の光学的及び熱的安定性、並びに電気的ストレスに対する予め傾斜された角度の安定性を向上させ、耐ショック性を改善することができる。さらに、本発明の原理によると、ディスプレイの品質を向上させ、ＬＣＤディスプレイの製造方法を改善することができる。本発明によるフォトアライメント層は、ＬＣセル、又は前記のように配向され若しくはパターン化されたＬＣの薄いフィルム内で、液晶を配列させることができる。
【００８５】
３．光データ保存
可逆光データ保存装置は、保存媒体として感光性のあるユニットを含有するＩＳＡ錯体、好ましくは、１枚又は２枚のガラスシートなどの透明基板で支持されたＩＳＡ錯体で作られたフィルムを有している。この装置は、該ＩＳＡ錯体が結晶又は液晶状態にある温度範囲でＩＳＡ錯体の秩序を局所的に変化させることによって情報を保存するように構築されている。情報又は画像は、電気処理、磁気処理、界面活性場処理、若しくは熱処理と組み合わせて、又、組み合わせることなく、フィルム中の感光性ユニットによって吸収される光を放つ光源によってフィルムを巨視的又は微視的に照射することによって書き込まれる。ＩＳＡ錯体の秩序は長期間に亘って安定であるように思われ、局所的異方性の結果を、フィルムの光学特性、特に、二色性と複屈折において観察することができる。保存された情報は、該保存された情報を攪乱することなく、他の光源を用いて読み出すことができる。
【００８６】
感光性ユニットを含有するＩＳＡ錯体のフィルムは、スピンコート法又は流延法によって、ＩＳＡ錯体を有機溶媒に溶かした溶液を基板に塗布することによって形成することができる。フィルムの厚さは、通常、約10ナノメートルから10マイクロメートルである。
【００８７】
約0.5ミクロンの線間隔で、フィルム上に格子を書くことも可能である。これは、記録の解像限界は、記録媒体よりも光学によって確立されることを意味している。
【００８８】
光学情報は、フィルムから、熱的又は光学的に消去することができる。ＩＳＡ錯体の分子は、フィルムを加熱することによって、ＩＳＡ錯体の異方性相よりもランダムな配向を採るようにすることができる。適切な幾何学的位置に光を照射することによって上書きして分子配向をランダム化すれば、低温で情報を消去することもできる。新しい情報は、消去段階を経ることなく、前記方法によって先に保存された情報の上に直接的に書き込むことができる。先に書き込まれた情報は、次の書き込み手続によって完全に消去される。
【００８９】
本発明を、本発明を制限しない例を用いて更に説明する。
【実施例１】
【００９０】
エチルオレンジのナトリウム塩の水溶液と臭化ジドデシルジメチルアンモニウムの水溶液（１ｍｇ／ｍｌ）とを１：１帯電比で混合することによって、ＩＳＡ錯体ＥＯ＋Ｃ12Ｄを調製した。析出沈殿した錯体を、次いで、水によって数回洗浄して、残っている塩を除去した。錯体の構造は次のようである。
【００９１】
【化１】
2008541147.tif 000003
【００９２】
錯体の非拡散性フィルムは、前記錯体のクロロフォルム溶液（５〜100 g／Ｌ）から、スピンコート法によって調製された。このフィルムにはアルゴンレーザー（λ＝365 nmとλ＝488 nm）の直線偏光された光が照射された。曝射線量が１kJ cm-2になった後に、フィルム中に誘導された異方性はその最高レベルに達した。吸収の最高値における二色比は、30と50との間で変化した。測定値のこの不一致は、このような高い異方性の吸収を測定することの困難性に帰し、不一致が更に大きくなることすらあり得る。照射前後の前記ＩＳＡ錯体のフィルムのスペクトルの変化と、二色比のスペクトル分散が図１に示されている。フィルムを日光に曝した後、及び／又は150℃で24時間焼きなました後には、二色比の衰えは観察されなかった。異方性にはわずかな増加すら見られた。
【実施例２】
【００９３】
ダイレクトイエロー50の水溶液と臭化ジドデシルジメチルアンモニウムの水溶液（１ｍｇ／ｍｌ）とを１：１帯電比（即ち、１：４のモル比）で混合することによって、ＩＳＡ錯体ＤＹ50＋Ｃ12Ｄを調製した。析出沈殿した錯体を、次いで、水によって数回洗浄して、残っている塩を除去した。錯体の構造は次のようである。
【００９４】
【化２】
2008541147.tif 000004
【００９５】
錯体の非拡散性フィルムは、前記錯体のクロロフォルム溶液（５〜100 g／Ｌ）から、スピンコート法によって調製された。このフィルムにはアルゴンレーザー（λ＝365 nmとλ＝488 nm）の直線偏光された光が照射された。曝射線量が１kJ cm-2になった後に、フィルム中に誘導された異方性はその最高レベルに達した。吸収の最高値における二色比は約20であった。照射前後の前記ＩＳＡ錯体のフィルムのスペクトルの変化と、二色比のスペクトル分散が図２に示されている。フィルムを日光に曝した後、及び／又は200℃で24時間焼きなました後には、二色比の衰えは観察されなかった。異方性にはわずかな増加すら見られた。
【実施例３】
【００９６】
エチルオレンジのナトリウム塩の水溶液と臭化ジヘキサデシルジメチルアンモニウムの水溶液（１ｍｇ／ｍｌ）とを１：１帯電比で混合することによって、ＩＳＡ錯体ＥＯ＋Ｃ16Ｄを調製した。析出沈殿した錯体を、次いで、水によって数回洗浄して、残っている塩を除去した。錯体の構造は次のようである。
【００９７】
【化３】
2008541147.tif 000005
【００９８】
錯体の非拡散性フィルムは、前記錯体のクロロフォルム溶液（５〜100 g／Ｌ）から、スピンコート法によって調製された。このフィルムにはアルゴンレーザー（λ＝488 nm）の直線偏光された光が照射された。曝射線量が３kJ cm-2になった後に、フィルム中に誘導された異方性はその最高レベルに達した。吸収の最高値における二色比は15と20との間で変化した。照射前後の前記ＩＳＡ錯体のフィルムのスペクトルの変化と、二色比のスペクトル分散が図３に示されている。フィルムを日光に曝した後、及び／又は140℃で24時間焼きなました後には、二色比の衰えは観察されなかった。異方性にはわずかな増加すら見られた。
【実施例４】
【００９９】
実施例３で得られたフィルムをアルゴンレーザー（λ＝488 nm）の偏光で、最初の照射に対して45度の角度からマスクを介して照射した。交差した偏光子を有する偏光顕微鏡を用いて撮影した、光を照射された領域の写真が図４に示されている。
【実施例５】
【０１００】
実施例１で得られたフィルムを用いて、結合型の液晶セルを調製した。第二の基板は擦ったポリイミド層であった。セルを組み立てて90度の捻れを有する液晶を得た。セルの厚さは10μｍであった。このセルは、室温で、ZLI-4801-000（メルク）液晶によって満たされていた。液晶の捻れは90度で、照射した領域全体に亘って、均一なモノドメインアライメントを有していることが観察された。
【実施例６】
【０１０１】
実施例３の材料を用いたフィルムが、前記錯体のクロロフォルム溶液（25 g／Ｌ）から、スピンコート法によって調製された。フィルムの厚さは、100〜200 nmであった。得られたフィルムは、アルゴンレーザー（λ＝488 nm）の円形偏光した干渉光線で照射した。曝射線量は１kJ cm-2であった。偏光顕微鏡で観察した、得られたパターンの図が、図５に示されている（バーの長さ：25μｍ）。フィルムを日光に曝した後、及び／又は140℃で24時間焼きなました後には、回折効率の衰えは観察されなかった。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】照射前後の実施例１で得られたＩＳＡ錯体のフィルムのスペクトルの変化と、二色比のスペクトル分散とを示している。
【図１】
2008541147.tif 000006
【図２】
2008541147.tif 000007
【図３】
2008541147.tif 000008
【図４】
2008541147.tif 000009
【図５】
2008541147.tif 000010
【国際調査報告】
2008541147.tif 000011
2008541147.tif 000012