(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二色性色素を含有した水溶液を基材に塗布するに際し、記録液体を所定の方向に吐出するための吐出口と、該吐出口に連通し直状部分を有する液路と、該液路に連通し記録液体を供給するための流入口と、前記液路の直状部分にある水溶性のリオトロピック液晶性を有する二色性色素と水溶性界面活性剤を含有する液体に、液圧または熱による状態変化を生起させ、該状態変化に基づいて記録液体を前記吐出口より吐出させて飛翔的液滴を形成させて塗布し、その液滴の量が１ピコリットル乃至１マイクロリットルであり、該基材がポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、シクロオレフィン、セルロース、トリアセチルセルロース、アクリルより選択される樹脂よりなるフィルムまたはシートよりなり、基材表面に分子異方性が発現したフィルムまたはシートであることを特徴とする偏光素子の製造方法。
【請求項２】
１マイクロリットル以下の液滴を塗布する方式が、インクジェット方式であることを特徴とする請求項１に記載の偏光素子の製造方法。
【請求項３】
１マイクロリットル以下の液滴を塗布するに際し、その液滴の吐出口から基材のまでの距離が３ｍｍ以内であることを特徴とする請求項２に記載の偏光素子の製造方法。
【請求項４】
インクジェット方式が、ピエゾ方式であることを特徴とする請求項１乃至３の偏光素子の製造方法。
【請求項５】
基材がラビング処理されてなることを特徴とする請求項１乃至４に記載の偏光素子の製造方法。
【請求項６】
二色性色素を含有した水溶液の粘度が０．５乃至１０ｍＰａ・ｓであることを特徴とする請求項１乃至５に記載の偏光素子の製造方法。
【請求項７】
二色性染料の少なくとも一つが、式（１）で表されることを特徴とする請求項１乃至４に記載の偏光素子の製造方法。
【化１】
0006493972.tif 000009
（式（１）中、Ｘ１はスルホン酸基を１個又は２個有し、さらに水酸基又は１乃至３の炭素数を有するアルコキシ基を有するフェニル基またはナフチル基を、Ｘ２、Ｘ３はそれぞれ独立に１乃至３の炭素数を有するアルキル基、１乃至３の炭素数を有するアルコキシ基、水酸基、スルホン酸基から選ばれた１種又は２種の置換基を１個又は２個有するフェニレン基又はナフチレン基を、Ｒ１は水素原子、１乃至３の炭素数を有するアルキル基、アセチル基、ベンゾイル基又は置換もしくは無置換のフェニル基を、ｍは０又は１を、ｎは１又は２を表す。）
【請求項８】
二色性染料の少なくとも一つが、式（２）で表されることを特徴とする請求項１乃至４に記載の偏光素子の製造方法。
【化２】
0006493972.tif 000010
（式（２）において、Ｙ１は、スルホン酸基を１個又は２個有し、さらに水酸基又は１乃至３の炭素数を有するアルコキシ基を有していてもよいナフチル基を、Ｙ２またはＹ３はそれぞれ独立に置換基として１乃至３の炭素数を有するアルキル基、１乃至３の炭素数を有するアルコキシ基、水酸基、スルホン酸基から選ばれた１種又は２種の置換基を１個又は２個有するフェニレン基又はナフチレン基を、Ｒ２は水素原子、１乃至３の炭素数を有するアルキル基、アセチル基、ベンゾイル基又は置換もしくは無置換のフェニル基を、末端ナフチル基の５位、６位、７位又は８位のいずれかにフェニルアゾ基が置換されており、Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ独立に水素原子、水酸基、スルホン酸基、１乃至３の炭素数を有するアルキル基又は１乃至３の炭素数を有するアルコキシ基を、ｑは０又は１を、ｐは１又は２を表す。）
【請求項９】
二色性染料が、式（１）のＸ１、または／および、式（２）のＹ１が、式（３）で表される化合物であることを特徴とする請求項３または４に記載の偏光素子の製造方法。
【化３】
0006493972.tif 000011
（式（３）において、ｊは１または２を示す。）
【請求項１０】
二色性染料の層にポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、または、その誘導体を含有していることを特徴とする請求項１乃至９に記載の偏光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二色性色素を含有した水溶液を基材に塗布するに際し、その極微量の液滴によって偏光素子を製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置やサングラス、ゴーグルなどに使用されている偏光素子は、ポリビニルアルコールのような高分子物質にヨウ素や二色性染料などの二色性色素を吸着し、その膜を延伸し、二色性色素を配列させる方法によって製造されるか、または、延伸された高分子膜に二色性分子を吸着させる方法によって製造される。しかし、これらの方法によって得られる偏光素子の偏光軸は延伸された方向に偏光板の吸収軸を設けることしか出来ず、平板状のものしか製造できず、延伸加工を伴うため寸法変化が大きく、さらに、その製造工程には、ポリビニルアルコールフィルムの膨潤、染色、ホウ酸水溶液中で、延伸、水洗処理、乾燥処理、および、それに接着剤で保護フィルムを用いて貼合せるという多くの工程が必要であった。そのため、より簡易的に、求める部分に偏光子を設けることが求められていた。
【０００３】
従来、この目的のために、非特許文献１の技術が開示されている。しかしながら、ラビング処理によって色素を配向させて偏光子を作製する方法を開示しているものの、その偏光性能は悪く、また、塗工による欠点があり、また、面性が悪く、偏光板としての品位が低いものとしてみなされていた。特許文献１では、光配向膜を用いて、任意の方向に配向させることが出来、さらにより性能の高い偏光子を得る技術を開示しているが、偏光素子の塗工性や性能面において劣り、偏光性能や面状態が十分な要求に応えられるものではないことが記載されている。そういった均一性や偏光性能の改善のため、特許文献２では色素が殆ど存在せずしかも配向していない部分（クレーター）の発生を極力減らし二色性化合物の配向を全体的に高めて、表示素子用として実用水準にある偏光素子を製造する方法に関する技術を開示している。また、特許文献２では、液晶性高分子薄膜を配向膜とし、該薄膜に直線偏光を照射し、ついで別のマイクロパターン状のマスクを介して異なる偏光軸を有する直線偏光を照射した後、該薄膜上に基板に対して垂直方向に特定の範囲の圧力が懸かるように二色性分子溶液を塗布する製造方法を開示しているが、基材となる配向膜が特殊で非常に高価であり、かつ、工業的製造が困難であり、また、偏光子の作製においてはロール間に特定の圧力がかかるようにすることが必要であるため、塗工面が広幅になるほど面内が不均一になったり、ロールの接触がきっかけで欠点になったり、基盤に極微小な傷が発生してしまうなどの問題が生じていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２６１０２４号
【特許文献２】特許４１７５４５５号
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】能勢敏明、山口留美子、佐藤進、電子情報通信学会論文誌,  Ｊ７１−Ｃ,  １１８８（１９８８
【非特許文献２】機能性色素の応用，第１刷発行版，(株)ＣＭＣ出版，入江正浩監修，Ｐ１０２−１０４
【非特許文献３】Alexander,  L.E.Diffraction  Methods  InPolymer  Science,  Wiley-Interscience  :  NewYork,  1969,  Chapter  4,  pp241-252
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、これまで色素を塗布して偏光子を得る方法において、十分に要求される品位に至れなかった。面性が悪く、塗工における濃度の高低や塗布する場所を簡易には制御できず、ラビング処理によって生じていた擦ることにより発生する傷や、塵や静電気が原因で発生する電気的な傷が生じていたため品位の高い偏光素子を得ることが難しかった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、前記課題を解決すべく鋭意検討の結果、その塗工方法を改善することによって、飛躍的に面性を改善し、塗工における濃度の高低や塗布する場所を簡易に制御し、偏光特性を飛躍的に向上し、さらに、ロールによる接触コーティングによって生じていた擦ることにより発生する傷や、塵や静電気が原因で発生する電気的な傷生じさせることのない品位の高い偏光素子を得ることが出来る。また、さらに延伸されている基材に、よりラビング処理を適用することによって、延伸軸とラビング軸を同軸にすることによって二色比がより高い偏光素子が得られることを見出し、さらに、延伸軸と異なる角度にラビングすることによって、簡単に延伸軸と異なる任意の軸に偏光素子を作製できることを新規に見出した。さらには、二色性色素を含有した水溶液を基材に塗布するに際し、その液滴の量が１マイクロリットル以下であることを特徴とする偏光素子の製造方法を開発するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、
「（１）二色性色素を含有した水溶液を基材に塗布するに際し、記録液体を所定の方向に吐出するための吐出口と、該吐出口に連通し直状部分を有する液路と、該液路に連通し記録液体を供給するための流入口と、前記液路の直状部分にある２色性色素を含有する液体に、液圧または熱による状態変化を生起させ、該状態変化に基づいて記録液体を前記吐出口より吐出させて飛翔的液滴を形成、その液滴の量が１ピコリットル乃至１マイクロリットルであることを特徴とする偏光素子の製造方法。
（２）１マイクロリットル以下の液滴を塗布する方式が、インクジェット方式であることを特徴とする（１）に記載の偏光素子の製造方法。
（３）１マイクロリットル以下の液滴を塗布するに際し、その液滴の吐出口から基材のまでの距離が３ｍｍ以内であることを特徴とする（２）に記載の製造方法。
（４）インクジェット方式が、ピエゾ方式であることを特徴とする（１）乃至（３）の製造方法。
（５）基材がポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、シクロオレフィン、セルロース、トリアセチルセルロース、アクリル、ポリイミド、ポリアミドより選択される樹脂よりなるフィルムまたはシートであることを特徴とする（４）に記載製造方法。
（６）基材がラビング処理されてなることを特徴とする（１）乃至（４）に記載の製造方法。
（７）二色性色素を含有した水溶液の粘度が０．５乃至１０ｍＰａ・ｓであることを特徴とする（１）乃至（６）に記載の製造方法。
（８）二色性染料の少なくとも一つが、式（１）で表される化合物ことを特徴とする（１）乃至（５）に記載の偏光素子の製造方法。
【化１】
0006493972.tif 000002
（式（１）中、Ｘ１はスルホン酸基を１個又は２個有し、さらに水酸基又は１乃至３の炭素数を有するアルコキシ基を有するフェニル基またはナフチル基を、Ｘ２、Ｘ３はそれぞれ独立に１乃至３の炭素数を有するアルキル基、１乃至３の炭素数を有するアルコキシ基、水酸基、スルホン酸基から選ばれた１種又は２種の置換基を１個又は２個有するフェニレン基又はナフチレン基を、Ｒ１は水素原子、１乃至３の炭素数を有するアルキル基、アセチル基、ベンゾイル基又は置換もしくは無置換のフェニル基を、ｍは０又は１を、ｎは１又は２を表す。）
（９）二色性染料の少なくとも一つが、式（２）で表される化合物ことを特徴とする（１）乃至（５）に記載の偏光素子の製造方法。
【化２】
0006493972.tif 000003
（式（２）において、Ｙ１は、スルホン酸基を１個又は２個有し、さらに水酸基又は１乃至３の炭素数を有するアルコキシ基を有していてもよいナフチル基を、Ｙ２またはＹ３はそれぞれ独立に置換基として１乃至３の炭素数を有するアルキル基、１乃至３の炭素数を有するアルコキシ基、水酸基、スルホン酸基から選ばれた１種又は２種の置換基を１個又は２個有する）フェニレン基又はナフチレン基を、Ｒ２は水素原子、１乃至３の炭素数を有するアルキル基、アセチル基、ベンゾイル基又は置換もしくは無置換のフェニル基を、末端ナフチル基の５位、６位、７位又は８位のいずれかにフェニルアゾ基が置換されており、Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ独立に水素原子、水酸基、スルホン酸基、１乃至３の炭素数を有するアルキル基又は１乃至３の炭素数を有するアルコキシ基を、ｑは０又は１を、ｐは１又は２を表す。）
（１０）二色性染料が、式（１）のＸ１、または／および、式（２）のＹ１が、式（３）で表される化合物であることを特徴とする（３）または（４）に記載の偏光素子の製造方法。
【化３】
0006493972.tif 000004
（式（３）において、ｊは１または２を示す。）
（１１）二色性染料の層にポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、または、その誘導体を含有していることを特徴とする（１）乃至（１０）に記載の偏光素子の製造方法。」、に関する。
【発明の効果】
【０００９】
二色性色素を含有した水溶液を基材に塗布するに際し、その液滴の量が１マイクロリットル以下であることを特徴とする偏光素子の製造方法によって、簡易的に、高性能な偏光素子を得るに至る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施例１によって得られた偏光素子を白紙の上に置き、その上に、ポラテクノ社製ヨウ素系偏光板ＳＫＮ−１８２４２Ｐを配置し、その得られた偏光素子の偏光を有することを示す図であり、ＯＨＰシートへ適用したラビング軸に対して、同軸にヨウ素系偏光板の延伸軸を配置した図である。
【図２】図２は、ＯＨＰシートへ適用したラビング軸に対して、直交軸にヨウ素系偏光板の延伸軸を配置した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
「本発明は、・・・前記液路の直状部分にある二色性色素を・・・」
【００１２】
本発明に用いられる基材としては、シリカ系ガラス、硬質ガラス等のガラス板、石英板等や、ポリシロキサン樹脂、ＡＢＳ樹脂、シクロオレフィン樹脂、アセタール樹脂、（メタ）アクリル樹脂、酢酸セルロース、セルロースアセテート、塩素化ポリエーテル、エチレン−酢ビ共重合体、ふっ素樹脂、アイオノマー、メチルペンテンポリマー、ナイロン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリルスルホン、ポリアリレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリスルホン、シクロオレフィン樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ＡＳ樹脂、塩化ビニル樹脂、アルキド樹脂、アリル樹脂、アミノ樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン等の各種素材のプラスチック板やシート（フィルム）、特許文献１、特許文献２に記載されているような光活性分子（通称、光配向膜）、あるいはそれら樹脂が積層もしくは塗工されたフィルムや板、または、表面に、酸化珪素、酸化スズ、酸化インジウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化クロム、酸化亜鉛などの金属酸化物や、窒化珪素、炭化珪素などを被覆したものが基材として例示される。あるいはまた、反射能の高い金属薄膜で表面を被覆した基板（フィルム）も基材として用いることができる。これらの基材は平面状のもののみならず、曲面状のものであってもよい。さらに例示されたフィルムまたは基材が延伸されていることによって、表面に分子異方性が発現し、二色性染料を配向させることが出来る。フィルムの延伸された状態とは、フィルムの分子の配向において異方性発現した状態になっていることを指す。この異方性の発現は、Ｘ線測定による回折測定、位相差測定、異方性ＩＲ吸光分析などで測定することが出来る。特に非特許文献３に記載のｆｃの算出方法によって得られる配向係数において、ｆｃが０．３以上であれば良く、０．５であれば好ましく、０．７がより好ましく、０．９以上が特に好ましい。フィルムの延伸方法は、異方性が発現すれば特に問題がないが、特に１軸延伸されたフィルムを用いることが、二色性染料を塗布したのちのフィルムの偏光度は高いフィルムが得られる。
【００１３】
基材に、コロナ放電処理や紫外線照射を行うことによって、後述するように、二色性染料の二色性が向上するため、さらに偏光特性を高めることが可能である。コロナ放電処理を行う装置としては、市販の各種コロナ放電処理機が適用可能である。特に、アルミヘッドを有するコロナ処理機が好ましい。コロナ放電処理の条件は、１回当たりの処理に際しては、エネルギー密度として２０乃至４００Ｗ・ｍｉｎ／ｍ２、好ましくは５０乃至Ｗ・ｍｉｎ／ｍ２程度である。又１回の処理で不十分な場合は２回以上処理を行っても良い。又、紫外線照射も同様に市販の各種紫外線照射装置が適用可能である。使用する紫外線の波長は、特に制限はないが、例えば３００ｎｍ以下の遠紫外線が好ましい。又、紫外線照射は酸素気流下に行なうことが好ましい。照射時間は長くても数分程度で十分である。
【００１４】
二色性染料としては、アゾ系色素、スチルベン系色素、ピラゾロン系色素、トリフェニルメタン系色素、キノリン系色素、オキサジン系色素、チアジン系色素、アントラキノン系色素等の色素系化合物をあげることができる。本発明で用いられる二色性色素は、一定の溶媒組成、色素濃度、温度条件下でリオトロピック液晶性を示す化合物であり、例えば、非特許文献２に記載の色素が挙げられる。水溶性のものが好ましいが、この限りではない。芳香族系環構造を有する化合物が好ましい。芳香族系環構造としては、ベンゼン、ナフタリン、アントラセン、フェナントレンの他にチアゾール、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、キノリン等の複素環或いはこれらの４級塩、更にはこれらとベンゼンやナフタリン等との縮合環が特に好ましい。又、これらの芳香族系環にスルホン酸基、カルボン酸基、アミノ基、水酸基等の親水性置換基が導入されていることが好ましい。そういった二色性染料の具体例として、例えば
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｏｒａｎｇｅ  ３９、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｏｒａｎｇｅ  ４１、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｏｒａｎｇｅ  ４９、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｏｒａｎｇｅ  ７２、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｒｅｄ  ２、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｒｅｄ  ２８、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｒｅｄ  ３９、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｒｅｄ  ７９、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｒｅｄ  ８１、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｒｅｄ  ８３、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｒｅｄ  ８９、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｖｉｏｌｅｔ  ９、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｖｉｏｌｅｔ  ３５、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｖｉｏｌｅｔ  ４８、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｖｉｏｌｅｔ  ５７、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂｌｕｅ  １、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂｌｕｅ  １５、 
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂｌｕｅ  ６７、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂｌｕｅ  ７８、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂｌｕｅ  ８３、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂｌｕｅ  ９０、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂｌｕｅ  ９８、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂｌｕｅ  １５１、 
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂｌｕｅ  １６８、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂｌｕｅ  ２０２、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｇｒｅｅｎ  ４２、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｇｒｅｅｎ  ５１、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｇｒｅｅｎ  ５９、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｇｒｅｅｎ  ８５、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ４、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １２、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ２６、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ４４、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ５０、
モルダントイエロー  ２６、
Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．２７８６５、
Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．２７９１５、
Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．２７９２０、
Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．２９０５８、
Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．２９０６０
等が挙げられ、さらに特開平１−１６１２０２号、特開平１−１７２９０６号、特開平１−１７２９０７号、特開平１−１８３６０２号、特開平１−２４８１０５号、特開平１−２６５２０５号の各公報記載の色素等が挙げられる。特に、式（１）または（２）の構造を有している色素が好適に用いられる。さらに式（１）または式（２）のＸ１またはＹ１において、式（３）の構造を有する時、さらに性能を向上させることが出来る。そのような色素としては特許第３９６３９７９号に例示される二色性染料が例示される。
【００１５】
【化４】
0006493972.tif 000005
【００１６】
式（１）中、Ｘ１はスルホン酸基を１個又は２個有し、さらに水酸基又は１乃至３の炭素数を有するアルコキシ基を有するフェニル基またはナフチル基を、Ｘ２、Ｘ３はそれぞれ独立に１乃至３の炭素数を有するアルキル基、１乃至３の炭素数を有するアルコキシ基、水酸基、スルホン酸基から選ばれた１種又は２種の置換基を１個又は２個有するフェニレン基又はナフチレン基を、Ｒ１は水素原子、１乃至３の炭素数を有するアルキル基、アセチル基、ベンゾイル基又は置換もしくは無置換のフェニル基を、ｍは０又は１を、ｎは１又は２を表す。
【００１７】
【化５】
0006493972.tif 000006
【００１８】
式（２）において、Ｙ１は、スルホン酸基を１個又は２個有し、さらに水酸基又は１乃至３の炭素数を有するアルコキシ基を有していてもよいナフチル基を、Ｙ２またはＹ３はそれぞれ独立に置換基として１乃至３の炭素数を有するアルキル基、１乃至３の炭素数を有するアルコキシ基、水酸基、スルホン酸基から選ばれた１種又は２種の置換基を１個又は２個有する）フェニレン基又はナフチレン基を、Ｒ２は水素原子、１乃至３の炭素数を有するアルキル基、アセチル基、ベンゾイル基又は置換もしくは無置換のフェニル基を、末端ナフチル基の５位、６位、７位又は８位のいずれかにフェニルアゾ基が置換されており、Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ独立に水素原子、水酸基、スルホン酸基、１乃至３の炭素数を有するアルキル基又は１乃至３の炭素数を有するアルコキシ基を、ｑは０又は１を、ｐは１又は２を表す。
【００１９】
【化６】
0006493972.tif 000007
【００２０】
式（３）において、ｊは１または２を示す。
【００２１】
基材に、これらの二色性染料を配向させる。上記の二色性分子単独、または、二種以上の混合物を水、アルコール類、エーテル類、ピリジン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルフォキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ−メチルピロリジノン（ＮＭＰ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）・ジメチルイミダゾリン（ＤＭＩ）等の非プロトン性極性溶媒などの親水性溶媒もしくはその含水溶媒に溶解する。特に水を主体とする混合溶媒が好ましい。有機溶媒の水への混合量は任意であるが、水に対して０乃至５０重量％特に０乃至２０重量％が好ましい。二色性染料の濃度は、好ましくは０．１乃至２５重量％、より好ましくは０．３乃至１０重量％、さらに好ましくは０．５乃至５重量％である。
【００２２】
本発明では、一般的な水溶性界面活性剤を用いることが出来る。具体的には特許文献２に記載されている添加剤を用いることが出来る。より好ましくは、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、または、その誘導体となる添加剤を加えることが良い。この添加剤を加える事によって、特許文献２に記載されていた塗布時の基板に平行なズリ応力を軽減する必要があり、特定の界面活性剤、殊にアニオン界面活性剤を用いる必要があったが、そのように塗工時に特殊な加工方法は、本発明によって特殊な方法は必要がなくなる。ラビングされた基板、光配向膜、摩擦によって傷をつけた基材、または、延伸された基材に、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、または、その誘導体である添加剤と二色性色素が含有している溶液を塗布したり、または滴下するだけで、本発明の色素膜を作製することが出来る。その界面活性剤となりうる添加剤の濃度は、二色性色素が含有している溶液に対して、０．００１重量％乃至５重量％が好ましく、より好ましくは０．０１重量％乃至２重量％、さらに好ましくは０．０５重量％乃至１．０重量％である。
【００２３】
以上で、二色性色素を含有した水溶液を得ることが出来る。得られる塗工する液の粘度は、Ｅ型粘度計測などの測定器で測定することが出来るが、粘度測定はＥ型に限定されるものではない。その得られる粘度として好ましくはの粘度が０．５乃至１０．０ｍＰａ・ｓ、好ましくは０．５乃至６．０ｍＰａ・ｓ、より好ましくは０．９乃至５．０ｍＰａ・ｓ、さらに好ましくは１．０乃至４．０ｍＰａ・ｓであることが好ましい。その粘度測定においては、２０℃乃至３０℃、特に好ましくは２５℃で測定された値を用いるのが良いが、塗工時に好ましい粘度に温度を調整しても良い。
【００２４】
「次に、・・・前記液路の直状部分にある二色性色素を・・・」
【００２５】
二色性染料層の厚さは、偏光特性の向上という観点から、薄い方が好ましく、例えば０．００１乃至１０μｍ以下、好ましくは０．０３μｍ乃至２μｍ、より好ましくは０．０５μｍ乃至１μｍであることが好ましい。二色性染料の色素膜形成のために二色性染料の含有した溶液を塗布する塗液膜厚としては１乃至１０μｍで形成させることが好ましく、より好ましくは２μｍ乃至５μｍにて塗工することが好ましい。
【００２６】
二色性染料の溶液を付着させた基板は乾燥され、固体状態の二色性染料層が形成されることにより、本発明の偏光素子が得られる。溶媒の種類、二色性染料の種類、塗布した二色性染料の溶液の量、二色性染料の濃度などによって乾燥条件は異なるが、温度としては２５℃〜１００℃、好ましくは２５℃〜５０℃、湿度は２０％ＲＨ〜９５％ＲＨ、好ましくは３０％ＲＨ〜９０％ＲＨ程度がよい。
【００２７】
さらに、二色性染料の溶液を付着させた基板は、さらに加熱または加湿処理をしても良い。加熱または加湿処理することによって、二色性染料の密着性、偏光性能、二色性や耐久性が向上するため好ましい。温度としては２５℃乃至９５℃、好ましくは６０℃乃至９０℃が良く、湿度は４０％ＲＨ乃至９５％ＲＨ、好ましくは５０％ＲＨ乃至９０％ＲＨ程度がよい。
【００２８】
こうして得られる偏光素子の二色比（Ｒｄ）は、式（４）にて算出される。その二色性としては、５以上あれば、偏光機能を発揮するが、好ましくは１０以上、さらに好ましくは１５以上、より好ましくは２０以上あることが好ましい。この際のＫｙとは偏光光を入射したした際に、最も光を透過する軸の透過率であり、Ｋｚとは偏光光を入射した際に、最も光を吸収する軸の透過率である。
【００２９】
0006493972.tif 000008
【００３０】
また、より二色性を向上させる方法としては、延伸されたフィルムを用いるのが良く、さらに好ましくは延伸されたフィルムの表面に対して、フィルムの延伸軸と同一方向に、延伸フィルムの表面とは異なり、より大きい分子異方性を示すことによって二色性をより向上させることが出来る。その延伸されたフィルムよりも大きな分子二色性を発現させる方法としては、延伸フィルムをラビングする方法が例示される。ラビングとは特開平０６−１００５９号、特開２００２−９０７４３号などの方法が例示される。その延伸フィルムの表面の分子異方性の測定は、液晶用配向膜のアンカリング測定に用いられる測定方法によって計測され、その方法は限定されない。表面の分子異方性を測定する装置としては、例えば、ＭＡＲＩＴＥＸ  ＳＣＯＴＴ社製  Ｌａｙ  Ｓｃａｎなどが例示されるが、それに限定されるものではない。
【００３１】
フィルムの長軸方向とは異なる角度に位相差を有する軸を有するフィルムの表面に、任意方向に分子異方性を示すことを特徴とする偏光素子を、本願の方法で作製出来る。本願の技術では、その吸収軸を有する偏光素子を、任意の角度に位相差軸、つまりは遅相軸または進相軸（以下、位相差軸とも記載する）を有する延伸フィルムに対しても、表面にラビング等によって、分子異方性を付与させることによって、偏光板の軸角度を任意に制御することが出来る。フィルムの長軸方向に対して、その角度とは異なる角度に位相差軸を有するフィルムの表面に、長軸方向の表面に分子異方性を示す延伸フィルムを用いることによって、基材となる延伸フィルムの位相差を有する軸と、偏光素子の吸収軸または平行軸とが異なる偏光素子を作製することが可能となる。その結果、フィルムの長軸方向に対して１０°乃至１００°の角度に位相差の遅相軸または進相軸を有するフィルムの表面に、長軸方向に分子異方性を示すことを特徴とする偏光素子を作製できる。フィルムの長軸方向に対して１０°乃至２０°、４０°乃至５０°、７０°乃至８０°、８０°乃至１００°のいずれかの角度に遅相軸または進相軸を有するフィルムの表面に、長軸方向に分子異方性を付与し、偏光素子の吸収軸を設けることが好ましいが、その延伸フィルムの位相差軸と、偏光素子の吸収軸または平行軸とのなす角度は、１５°、４５°、７５°、９０°のいずれかであることが最も好ましい。その各軸が好ましい理由としては、一般的に、直線偏光を円偏光に制御したい場合、制御したい波長の長さに対して、１／４の位相差をもつフィルムを、偏光素子の吸収軸に対して４５°に設置することが知られている。一方で、直線偏光を、その軸を逆にする方法として、制御したい波長の長さに対して、１／２の位相差をもつフィルムを９０°に設置することが知られており、１５°または７５°に設置理由としては、広範囲の波長に対して１／４の位相差を示す処方（一般的には広帯域アクロマティック位相差板とも呼ばれる）で用いられる軸角度である。本願では、その吸収軸を有する偏光素子を、任意の角度に位相差を有する延伸フィルムに対しても、表面にラビング等によって、分子異方性を付与させることによって、偏光板の軸を任意に制御することが出来るため、延伸フィルムとの組み合わせは非常に有用である。
【００３２】
このようにして形成された色素層は、アモルフォスや結晶等の固体状態にあるが、その二色性染料の層は通常機械的強度に劣るので、その表面にＬａｋｅ処理、シランカップリング剤による架橋処理や、保護層が設けられる。Ｌａｋｅとは、水溶性を有す染料に金属イオンなどと電気的に結合させたものである。染料をＬａｋｅにすることをＬａｋｅ化、もしくは不溶化などと呼ぶこともある。Ｌａｋｅに適した化合物としては、塩化アルミニウム、塩化鉄、塩化カルシウム、塩化バリウム、塩化ニッケル、塩化マグネシウム、塩化銅、酢酸バリウム、酢酸ニッケルなどが例示されるが、染料に金属イオンなどと電気的に結合し、二色性染料が水に不溶化できるのであれば限定されない。シランカップリング剤による架橋処理も特に限定されず、特開２０１１−５３２３４号に記載されているようなシランカップリング剤を処理して、加熱処理などをすることによって架橋させ、色素膜を固定化することが出来る。保護層は、通常二色性分子層を紫外線硬化性や熱硬化性の透明な高分子膜でコーティングしたり、あるいはポリエステルフィルムや酢酸セルロースフィルム等の透明な高分子膜でラミネートすること等の被覆法により設けられる。保護層はポリマーによる塗布層として、又はフィルムのラミネート層として設けることができる。透明保護層を形成する透明ポリマー又はフィルムとしては、機械的強度が高く、熱安定性が良好な透明ポリマー又はフィルムが好ましい。透明保護層として用いる物質として、例えば、トリアセチルセルロースやジアセチルセルロースのようなセルロースアセテート樹脂又はそのフィルム、アクリル樹脂又はそのフィルム、ポリ塩化ビニル樹脂又はそのフィルム、ナイロン樹脂またはそのフィルム、ポリエステル樹脂又はそのフィルム、ポリアリレート樹脂又はそのフィルム、ノルボルネンのような環状オレフィンをモノマーとする環状ポリオレフィン樹脂又はそのフィルム、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロ系ないしはノルボルネン骨格を有するポリオレフィン又はその共重合体、主鎖又は側鎖がイミド及び／又はアミドの樹脂又はポリマー又はそのフィルムなどが挙げられる。また、透明保護層として、液晶性を有する樹脂又はそのフィルムを設けることもできる。保護フィルムの厚みは、例えば、０．５〜２００μｍ程度である。その中の同種又は異種の樹脂又はフィルムを片面、もしくは両面に１層以上設けることによって偏光板を作製する。
【００３３】
本発明によれば、偏光サングラスやゴーグル等の偏光子を作成することができる。通常のポリビニルアルコール系フィルムを用いた場合と比較して、色素を塗布するだけで出来るため寸法変化がないため、収縮がない偏光板が得られる。寸法変化が無い事は、特に、フレキシブルディスプレイや有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ（通称、ＯＬＥＤ）などの片面に偏光素子を設けることが必要なディスプレイには有効である。また、これまでの偏光板と異なり、色素の塗工には難しい条件が不要であり、延伸されたフィルムに二色性色素を塗布するだけで容易に偏光素子になることから製造も非常に簡易になる。
【００３４】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、実施例に示す透過率の評価は以下のようにして行った。
【００３５】
得られた測定試料の最大偏光度を示す波長（以下、λmaxと記載）の単体透過率、偏光度、二色比（Ｒｄ）は日本分光社製  Ｖ−７１００を用いて測定し、得られた値を測定結果とした。
【００３６】
実施例１
二色性色素としてＣ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂｌｕｅ  ６７  ３重量部、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル（花王社製  エマルゲン  ＭＳ−１１０）  １．０重量部、水  １００重量部の組成物を作製した。インクの粘度をＥ型粘度計  ＶＩＳＣＯＭＥＴＥＲ  ＴＶＥ−２２Ｈ（東機産業社製）を用いて測定したところ、粘度は１．２５ｍＰａ・ｓであった。その得られたインクを、インクジェットプリンターとして、キャノン社製  ＤＣＰ−Ｊ５４０Ｎに充填した。ＥＰＳＯＮ社製  カラーレーザープリンター用ＯＨＰシート（製品名：ＬＰＣＯＨＰＳ１）をベルベット布にてラビングし、充填したインクを塗布し、パターン模様を描きながら、偏光素子を作製した。得られた偏光素子は図１のように塗工できた。白い紙の上に得られた偏光素子を設置し、その上でヨウ素系偏光板を回転させながら確認したところ、ヨウ素系偏光板を９０°回転させることで、明暗がハッキリと確認できるほど、十分に配向している偏光素子が得られていた。
【００３７】
実施例２
二色性色素としてＣ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂｌｕｅ  ６７  ３重量部、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル（花王社製  エマルゲン  ＭＳ−１１０）  １．０重量部、水  １００重量部の組成物を作製した。インクの粘度をＥ型粘度計  ＶＩＳＣＯＭＥＴＥＲ  ＴＶＥ−２２Ｈ（東機産業社製）を用いて測定したところ、２５℃での粘度は１．２５ｍＰａ・ｓであった。その得られたインクを、インクジェットプリンターとしてキャノン社製  ＤＣＰ−Ｊ５４０Ｎに充填した。ＥＰＳＯＮ社製  カラーレーザープリンター用ＯＨＰシート（製品名：ＬＰＣＯＨＰＳ１）をベルベット布にてラビングし、充填したインクを塗布し、パターンを描かずに均一な偏光素子を作製した。得られた偏光素子の偏光性能を確認したところ、Ｙｓが４５．４３％、ρが７７．５３％、Ｒｄが１０．６の偏光素子が得られていた。
【００３８】
実施例３
二色性色素としてＣ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂｌｕｅ  ６７  ６重量部、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル（花王社製  エマルゲン  ＭＳ−１１０）  １．０重量部、水  １００重量部の組成物を作製した。インクの粘度をＥ型粘度計  ＶＩＳＣＯＭＥＴＥＲ  ＴＶＥ−２２Ｈ（東機産業社製）を用いて測定したところ、２５℃での粘度は５．７９ｍＰａ・ｓであった。その得られたインクを、インクジェットプリンターとして、キャノン社製  ＤＣＰ−Ｊ５４０Ｎに充填した。ＥＰＳＯＮ社製  カラーレーザープリンター用ＯＨＰシート（製品名：ＬＰＣＯＨＰＳ１）をベルベット布にてラビングし、充填したインクを塗布し、パターンを描かずに均一な偏光素子を作製した。得られた偏光素子の偏光性能を確認したところ、Ｙｓが４２．５３％、ρが８３．６４％、Ｒｄが１０．８の偏光素子が得られていた。
【００３９】
実施例４
二色性色素としてＣ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂｌｕｅ  ６７  ４重量部、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル（花王社製  エマルゲン  ＭＳ−１１０）  １．０重量部、水  １００重量部の組成物を作製した。インクの粘度をＥ型粘度計  ＶＩＳＣＯＭＥＴＥＲ  ＴＶＥ−２２Ｈ（東機産業社製）を用いて測定したところ、２５℃での粘度は１．２７５ｍＰａ・ｓであった。その得られたインクを、インクジェットプリンターとしてＥＰＳＯＮ社製  ＰＭ−２０５に充填した。ＥＰＳＯＮ社製  カラーレーザープリンター用ＯＨＰシート（製品名：ＬＰＣＯＨＰＳ１）をベルベット布にてラビングし、充填したインクを塗布し、パターンを描かずに均一な偏光素子を作製した。得られた偏光素子の偏光性能を確認したところ、Ｙｓが４４．８４％、ρが９１．０１％、Ｒｄが２０．７の偏光素子が得られていた。
【００４０】
実施例５
実施例４で用いたＰＥＴ基材としてＥＰＳＯＮ社製  カラーレーザープリンター用ＯＨＰシート（製品名：ＬＰＣＯＨＰＳ１）を替えて、東洋紡社製  Ａ−４１００の非易面（ＰＥＴ面）に塗布した以外は同様にして、偏光素子を作製した。パターンを描かずに均一な偏光素子を作製した。得られた偏光素子の偏光性能を確認したところ、Ｙ４４．７５％、ρが９４．０５％、Ｒｄが２５．７の偏光素子が得られていた。
【００４１】
比較例１
実施例１において、インクジェットプリンターとして、キャノン社製  ＤＣＰ−Ｊ５４０Ｎを用いずに、液滴が１０マイクロリットル以上であるスプレー（タミヤ社製  エアーブラシシリーズ Ｎｏ．３１ スプレーワークベーシック）にて塗工したところ、液滴が出来てしまい均一な面が得られなかった。
【００４２】
以上の実施例１乃至５、および、比較例１の結果から明らかなように、二色性色素を含有した水溶液を基材に塗布するに際し、その液滴の量が１マイクロリットル以下であることを特徴とする偏光素子の製造方法は、偏光素子のパターニングの製造が容易にでき、かつ、また、その得られた偏光素子の性能は、二色比が２０以上である偏光素子が得られており、その偏光性能は非常に高いことが分かる。また、その製造方法は、家庭用のインクジェットでも可能なことから、簡易に偏光素子が製造できることが分かる。以上の結果から、本発明の偏光素子の製造方法により、簡易的に製造でき、かつ、偏光度が高く、品位の高い偏光素子が得られるに至った。
【図１】
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【図２】
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