(57)【要約】  本発明は、異方性色素膜形成用組成物を塗布する際に、膜厚のムラや塗布スジの発生を抑制して均一な塗布膜を得ることができる、特定形状のリップを有するダイを提供することを課題とする。基板上に、ダイコーターを用いて異方性色素膜形成用組成物を塗布する工程を含む、異方性色素膜を製造する方法であって、 前記ダイコーターは、ダイコーターの進行方向側に位置するフロントリップと、前記進行方向とは反対側に位置するリアリップを有し、両リップはそれぞれ基板と対向するリップ下端面を有し、前記フロントリップの下端面の前記進行方向に沿った長さをＡ、前記リアリップの下端面の前記進行方向に沿った長さをＢとすると、Ａ＞Ｂであり、異方性色素膜形成用組成物の粘度が１０ｃＰ以上であることを特徴とする異方性色素膜の製造方法により、上記課題を解決する。
2015045804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、ダイコーターを用いて異方性色素膜形成用組成物を塗布する工程を含む、異方性色素膜を製造する方法であって、 
前記ダイコーターは、ダイコーターの進行方向側に位置するフロントリップと、前記進行方向とは反対側に位置するリアリップを有し、両リップはそれぞれ基板と対向するリップ下端面を有し、前記フロントリップの下端面の前記進行方向に沿った長さをＡ、前記リアリップの下端面の前記進行方向に沿った長さをＢとすると、Ａ＞Ｂであり、異方性色素膜形成用組成物の粘度が１０ｃＰ以上であることを特徴とする異方性色素膜の製造方法。
【請求項２】
前記Ｂが、０．０３ｍｍ以上、２ｍｍ以下である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
異方性色素膜形成用組成物が、アゾ化合物及び溶媒を含むものである、請求項１又は２に記載の製造方法。 
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の製造方法により得られた異方性色素膜。
【請求項５】
請求項４に記載の異方性色素膜を含む、光学素子。
【請求項６】
請求項５に記載の光学素子を含む、液晶素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はダイを用いた異方性色素膜の製造方法、該製造方法により製造された異方性色素膜、該異方性色素膜を含む光学素子、および該光学素子を含む液晶素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）では、表示における旋光性や複屈折性を制御するために直線偏光膜や円偏光膜が用いられている。また、有機ＥＬディスプレイなどの発光型表示素子やタッチパネルなどの入出力素子においても、外光の反射防止のために円偏光膜が使用されている。
これらの偏光膜（以下、「異方性色素膜」と称する場合がある。）の形成技術には、ポリビニルアルコール等の高分子フィルムに二色性物質（ヨウ素や色素）を含浸して延伸する方法（以下、「延伸法」と称する場合がある。）と、液晶性色素を塗布して作製する方法（以下、「塗布法」と称する場合がある。）の二種類がある。延伸法では、偏光膜成形に上記のような複雑な工程が必要で、さらに偏光膜をＬＣＤの光学素子（偏光素子）として使用するためには偏光膜をガラス基板に接着する工程が必要である。また、偏光膜の製造だけでなく、接着剤や接着工程の技術も必要であるため、一般的には高コストである。一方、塗布法では、ガラス基板等に液晶性色素を直接塗布する工程のみであるため、簡便に偏光膜を薄くすることが可能で、一般的には低コストである。【０００３】
塗布法としては、例えば、膜厚のムラや塗布スジの発生抑制、塗布速度の向上を目的として、フリースパン法を用いて偏光膜を連続で製造する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、偏光膜の二色比及び膜の均一性を向上させることを目的として、塗布液の粘度を特定の値以下とすることが開示されている（特許文献２参照）。さらに、偏光膜の二色比を向上することを目的として、塗布速度を速めることが開示されている（特許文献３参照）。【０００４】
一方、ポリマーを含む高粘度の塗布液を基材フィルム上に塗布し、外観不良のない均一な膜厚の被覆を形成することを目的として、ダイコーターにおける塗布フロント側の雰囲気を減圧とする方法が開示されている（特許文献４参照）。
また、カラーフィルター用途として、ガラス等の硬い基板上に容易に吐出でき、均一な膜厚を得ることを目的として、特定の形状のダイコーターを用いることが開示されている（特許文献５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−６１７５５号公報
【特許文献２】特開２００７−９３９３８号公報
【特許文献３】国際公開２００９/０２２４９４号パンフレット
【特許文献４】特開２００８−７１４号公報
【特許文献５】特開平９−１３１５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１〜５では、異方性色素膜の偏光性能等を向上させることを目的として、異方性色素膜形成用組成物をダイコーターを用いて塗布する際に用いるダイの形状及び異方性色素膜形成用組成物の粘度等の製造方法に関して検討はなされていない。
偏光膜の偏光性能を向上させる方法として、特許文献２及び３の方法が挙げられているが、未だ偏光性能の向上は十分ではなかった。さらに、特許文献３のように塗布速度を速めた場合、液切れが起こり易くなり、塗布欠陥が発生しやすいことを本発明者は見出した。
一方、特許文献４にはダイコーターを用いた塗布方法が開示され、特許文献５にはダイの形状に関して開示されている。しかし、異方性色素膜用途以外に適した方法として開示されているものであり、異方性色素膜に特有の課題に関して検討されておらず、特許文献４及び５を異方性色素膜の製造方法に転用することは困難である。また、特許文献１及び４に開示される方法では、連続塗布法にしか用いることができず、枚葉法に適用することができなかった。【０００７】
本発明は、異方性色素膜形成用組成物を塗布する際に、偏光性能に優れ、さらに膜厚のムラや塗布スジの発生を抑制して均一な塗布膜を得ることができる、特定形状のリップを有するダイ及び特定の異方性色素膜形成用組成物を用いた異方性色素膜の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
後述する湿式成膜法により異方性色素膜を得るためには、異方性色素膜形成用組成物に含まれる色素が会合した色素カラムを配向させる必要がある。しかし、異方性色素膜形成用組成物特有の流動性、配向性等の特性があるため、単にダイコーターを用いただけでは、異方性色素の高い流動配向性を得ることができない。
通常、ダイコーターを用いて、薄い膜を塗布する場合、進行方向とは反対側に位置するリアリップ（以下、下流側リップと表す場合がある。）の下端面における進行方向に沿った長さを、進行方向側に位置するフロントリップ（以下、上流側リップと表す場合がある。）の下端面における進行方向に沿った長さよりも長くすることで、基板界面とのせん断力を強くすることが知られている。一方、塗布時のリアリップの液だまり（以下、リア又はフロントリップの液だまりを、塗布ビートと表すことがある。）には、循環流れによる渦が生じることが知られている。
本発明者の検討によれば、循環流れによる渦は、基板界面とのせん断力による異方性色素膜形成用組成物の配向を攪乱するため、リアリップの長さを長くしても、せん断力による配向は促進されず、むしろ阻害される傾向にあった。【０００９】
一方、ダイコーターを用いた塗布では、塗布開始時にダイスロット中に均一に塗布液が充填され、且つダイリップ部分と塗布面との間に適当な液量を有することが、膜厚のムラや塗布スジなどの塗布欠損を発生させないために重要である。特に枚葉法の場合は、塗布するすべての基板に塗布開始部があるため、塗布開始時のダイコーター及び塗布液の液量の調整が重要となる。【００１０】
本発明者らは、上記知見に基づき更に検討を進め、高い配向性を有し、偏光性能に優れ、膜厚のムラや塗布スジの発生を抑制して均一な異方性色素膜を得る方法を検討したところ、異方性色素膜形成用組成物の塗布に用いる特定の形状であるダイ及び特定の異方性色素膜形成用組成物を用いることにより、これを達成できることに想到し、本発明を完成させた。【００１１】
本発明の第一の実施態様は、基板上に、ダイコーターを用いて異方性色素膜形成用組成物を塗布する工程を含む、異方性色素膜を製造する方法であって、 前記ダイコーターは、ダイコーターの進行方向側に位置するフロントリップと、前記進行方向とは反対側に位置するリアリップを有し、両リップはそれぞれ基板と対向するリップ下端面を有し、前記フロントリップの下端面の前記進行方向に沿った長さをＡ、前記リアリップの下端面の前記進行方向に沿った長さをＢとすると、Ａ＞Ｂであり、異方性色素膜形成用組成物の粘度が１０ｃＰ以上であることを特徴とする異方性色素膜の製造方法である。
上記製造方法は、前記Ｂが、０．０３ｍｍ以上、２ｍｍ以下であることが好ましい。
また、上記製造方法は、異方性色素膜形成用組成物が、アゾ化合物及び溶媒を含むことが好ましい。【００１２】
本発明の第二の実施態様は、上記製造方法により得られた異方性色素膜である。【００１３】
本発明の第三の実施態様は、上記異方性色素膜を含む光学素子である。【００１４】
本発明の第四の実施態様は、上記光学素子を含む液晶素子である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の製造方法により、偏光性能に優れた異方性色素膜を得ることができる。また、異方性色素膜形成用組成物を塗布する際に、膜厚のムラや塗布スジの発生を抑制して均一な異方性色素膜を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ダイリップ部分の拡大図である。
【図２】ダイコーターの具体的実施態様を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明について、具体的な態様を示しながら詳細に説明するが、本発明は例示する具体的態様に限定されないことはいうまでもない。
【００１８】
本発明の第一の実施態様は、基板上にダイコーターを用いて異方性色素膜形成用組成物を塗布する工程を含む、異方性色素膜を製造する方法であって、 前記ダイコーターは、ダイコーターの進行方向側に位置するフロントリップと、前記進行方向とは反対側に位置するリアリップを有し、両リップはそれぞれ基板と対向するリップ下端面を有し、前記フロントリップの下端面の前記進行方向に沿った長さをＡ、前記リアリップの下端面の前記進行方向に沿った長さをＢとすると、Ａ＞Ｂであり、異方性色素膜形成用組成物の粘度が１０ｃＰ以上であることを特徴とする異方性色素膜の製造方法に関する。
【００１９】
本実施態様に係る製造方法により、高い配向性を有し、偏光性能に優れ、膜厚のムラや塗布スジの発生を抑制して均一な異方性色素膜を得ることができる理由は定かではないが、以下のように推測される。
リアリップの下端面における進行方向に沿った長さＢに対して、フロントリップの下端面における進行方向に沿った長さＡをＡ＞Ｂとした場合、リアリップの塗布ビートに発生する渦が低減される。一方で、ダイスロット部より流出する異方性色素膜形成用組成物は、スロット幅（例えば、５０μｍ以上）から、異方性色素膜形成用組成物の塗布膜厚（例えば、数μｍ）まで引き延ばされる際に、大きな伸長歪みを受ける。また、異方性色素膜形成用組成物の粘度が特定の値以上であることで、この伸長歪みによる応力が有効に作用する。つまり、基板界面とのせん断力を強くしなくても、良好な配向状態が得られる。
また、Ａ＞Ｂであることで、リアリップの塗布ビートが適量となり、かつ、リアリップの塗布ビートがフロントリップの塗布ビートに対して適量となることから、リアリップの塗布ビートが過剰に滞留せず、塗布面に適用する塗布液を適量に保つことができる。この性質により、基板に異方性色素膜形成用組成物を塗布する際に、膜厚のムラや塗布スジの発生を抑制して均一な塗布膜を得ることができる。
【００２０】
（異方性色素膜）
異方性色素膜は、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、異方性を有する光学膜である。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、直線偏光層、円偏光層、位相差膜、導電異方性膜などがある。本実施形態における異方性色素膜は、異方性色素膜以外にも、位相差膜、導電異方性膜としても好適に用いることが可能である。
【００２１】
本実施態様に得られる異方性色素膜の可視光波長領域における透過率は、好ましくは２５％以上である。３５％以上が更に好ましく、４０％以上が特に好ましい。また、上限は特になく、用途に応じた上限であればよいが、例えば偏光度を高くする場合には、５０％以下であることが好ましい。透過率が特定値以上であることで、下記の光学素子として有用であり、特にカラー表示に用いる液晶ディスプレイ用の光学素子として有用である。
【００２２】
本実施態様により得られる異方性色素膜を偏光素子として使う場合は、異方性色素膜の配向特性は二色比を用いて表すことができる。二色比は８以上あれば偏光素子として機能するが、好ましくは２５以上であり、３０以上がさらに好ましく、３５以上が特に好ましい。また、二色比は高いほど好ましく、上限はない。二色比が特定値以上であることで、下述する光学素子、特に偏光素子として有用である。
【００２３】
本実施態様で言う二色比（Ｄ）とは、異方性色素が一様に配向している場合、以下の式で表される。
Ｄ＝Ａｚ／Ａｙ
ここで、Ａｚは異方性色素膜に入射した光の偏光方向が異方性色素の配向方向に平行な場合に観測される吸光度であり、Ａｙはその偏光方向が垂直な場合に観測される吸光度である。それぞれの吸光度は同じ波長のものを用いれば特に制限なく、目的によっていずれの波長を選択してもよいが、異方性色素膜の配向の度合を表す場合は、異方性色素膜の極大吸収波長における値を用いることが好ましい。
【００２４】
本実施態様により得られる異方性色素膜を偏光素子として使う場合は、異方性色素膜の配向特性を偏光度で表すことができる。偏光度は、単体透過率が３６％以上で通常９５％以上であり、９８％以上が好ましく、９９％以上がさらに好ましい。また、偏光度は高いほど好ましく、最大値は１００％である。偏光度が前出の数値以上であることで、下記の光学素子、特に偏光素子として有用である。
それぞれの透過率は同じ波長のものを用いれば特に制限なく、目的によっていずれの波長を選択してもよいが、異方性色素膜の配向の度合を表す場合は、異方性色素膜の極大吸収波長における値を用いることが好ましい。
具体的には、ＪＩＳ Ｚ８７０１によりＴｚおよびＴｙのＤ６５光源２°視野における刺激値Ｙから異方性色素膜の吸収軸方向の偏光に対する視感度補正透過率および異方性色素膜の偏光軸方向の偏光に対する視感度補正透過率を算出し、下式により偏光度を算出することができる。
偏光度（Ｐ）（％）＝｛（Ｙｙ−Ｙｚ）／（Ｙｙ＋Ｙｚ）｝1/2×１００    
Ｙｚ：異方性色素膜の吸収軸方向の偏光に対する視感度補正透過率
Ｙｙ：異方性色素膜の偏光軸方向の偏光に対する視感度補正透過率
【００２５】
本実施態様により得られる異方性色素膜の膜厚は、乾燥膜厚として、好ましくは１０ｎｍ以上、さらに好ましくは５０ｎｍ以上である。一方、好ましくは３０μｍ以下、さらに好ましくは１μｍ以下である。異方性色素膜の膜厚が適当な範囲にあることで、膜内で分子の均一な配向及び均一な膜厚を得られる傾向にある。
【００２６】
本実施態様において、異方性色素膜には不溶化処理を行ってもよい。不溶化とは、異方性色素膜中の化合物の溶解性を低下させることにより、該化合物の異方性色素膜からの溶出を制御し、膜の安定性を高める処理工程を意味する。具体的には、例えば少ない価数のイオンを、それより大きい価数のイオンに置き換える（例えば、１価のイオンを多価のイオンに置き換える）処理や、イオン基を複数有する有機分子やポリマーに置き換える処理が挙げられる。このような処理方法としては、例えば、細田豊著「理論製造  染色化学」（技報堂、１９５７年）４３５〜４３７頁等に記載されている処理工程等の公知の方法を用いることができる。
好ましくは、得られた異方性色素膜を、特開２００７−２４１２６７号公報等に記載の方法で処理し、水に対して不溶性の異方性色素膜とすることが、後工程の容易さ及び耐久性等の点から好ましい。
【００２７】
（異方性色素膜形成用組成物）
異方性色素膜の形成に用いられる異方性色素膜形成用組成物は、膜を形成した際に上記異方性を発現し、後述する性質を有していれば特に限定されない。本実施態様では、塗布により基板上に異方性色素膜を成膜することから、このような異方性材料と溶剤を含む異方性色素膜形成用組成物を用いる。
【００２８】
（異方性色素膜形成用組成物の粘度）
本実施態様における異方性色素膜形成用組成物の粘度は、１０ｃＰ以上であれば特に限定されない。異方性色素膜形成用組成物の粘度は、含まれる色素、溶媒、添加物等の特性に合わせ、得られる異方性色素膜の偏光性能が所望の値となるように適宜調整することができる。
本実施態様における異方性色素膜形成用組成物の粘度は、通常１０ｃＰ以上であり、好ましくは１５ｃＰ以上、更に好ましくは２０ｃＰ以上、特に好ましくは２５ｃＰ以上である。また、好ましくは１００ｃＰ以下、更に好ましくは８０ｃＰ以下、特に好ましくは６０ｃＰ以下である。上記の範囲であることで、特定のダイコーターを用いた際の異方性色素膜形成用組成物が受ける伸長歪みによる応力が有効に作用し、高い配向性を有し、偏光性能に優れた異方性色素膜を得ることができる傾向にある。
測定粘度は、レオメーターＶＡＲ−５０（ＲＥＯＬＯＧＩＣＡ社製）、パラレルプレート（直径４０ｍｍ、ギャップ０．８ｍｍ）を使用し、測定温度を２５℃とし、せん断速度１０００ｓ−１で５秒間プレシェアを行った後、せん断速度を１０００ｓ−１から１００ｓ−１まで１８０秒間で変化させて、せん断速度掃引測定における値を指す。
本実施態様における異方性色素膜形成用組成物の粘度を調整する方法は特に限定されず、色素、溶媒、添加物等の添加量及び組合せ等によって調整することができる。
【００２９】
本実施態様における異方性色素膜形成用組成物のｐＨは７未満であることが基板表面の濡れ性改善の観点から好ましい。塗布ステップは、枚葉方式で行ってもよく、ロール・ツー・ロール方式で行ってもよいが、前述したとおり、枚葉方式で行う場合に本実施態様は好ましく適用される。
【００３０】
異方性色素膜形成用組成物は、組成物として液晶相の状態であることが、溶剤が蒸発した後に形成される異方性色素膜を高配向度に形成する観点から好ましい。なお、本実施態様において、液晶相の状態であるとは、『液晶の基礎と応用』（松本正一・角田市良著、１９９１）の１〜１６ページに記載されている状態のことをいう。特に３ページに記載されているネマティック相が好ましい。
材料としては、異方性色素膜を形成できるものであればよく、色素や透明材料が挙げられる。
また、異方性色素膜形成用組成物には、必要に応じ、バインダー樹脂、モノマー、硬化剤及び添加剤等が配合されてもよい。異方性色素膜形成用組成物の態様としては、溶液状であってもよいし、ゲル状であってもよい。異方性色素膜形成用組成物は、溶剤中に色素等が溶解又は分散している状態であってもよい。
【００３１】
（色素）
色素については、通常、二色性色素が用いられる。二色性色素としては、液晶を発現する色素及びサーモトロピック液晶を発現する色素等が挙げられ、どれを用いてもよい。
本実施態様において、色素は、配向制御のため液晶相を有する色素であることが好ましい。ここで、液晶相を有する色素とは、溶剤中でリオトロピック液晶性を示す色素を意味し、異方性色素膜形成用組成物にした際に、液晶相を発現していても、いなくてもよいが、前述のように液晶相の状態であることが好ましい。
【００３２】
また、色素は、異方性色素膜形成用組成物が液晶相を発現するため、及び後述の湿式成膜法に供するために、水や有機溶媒に可溶であることが好ましく、特に水溶性であることが好ましい。さらに好ましいものは、「有機概念図−基礎と応用」（甲田善生著、三共出版、１９８４年）で定義される無機性値が有機性値よりも小さな化合物である。又、塩型をとらない遊離の状態で、その分子量が２００以上であるのが好ましく、３００以上であるのが特に好ましく、又、１５００以下であるのが好ましく、１２００以下であるのが特に好ましい。尚、水溶性とは、室温で化合物が水に、通常０．１質量％以上、好ましくは１質量％以上溶解することをいう。
【００３３】
本実施態様では、色素は１種のみを用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。２種類以上組み合わせる場合、異方性色素膜形成用組成物が液晶相を発現するためには、少なくとも１種が液晶相を発現する色素であればよい。
【００３４】
色素として、具体的には、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。
例えば、特開２００６−０７９０３０号公報、特開２０１０−１６８５７０号公報、特開２００７−３０２８０７号公報、特開２００８−０８１７００号公報、特開平０９−２３０１２号公報、特開２００７−２７２２１１号公報、特開２００７−１８６４２８号公報、特開２００８−６９３００号公報、特開２００９−１６９３４１号公報、特開２００９−１６１７２２号公報、特開２００９−１７３８４９号公報、特開２０１０−０３９１５４号公報、特開２０１０−１８０３１４号公報、特開２０１０−２６６７６９号公報、特開２０１１−０１２１５２号公報、特開２０１１−０１６９２２号公報、特開２０１０−１０００５９号公報、特開２０１１−１４１３３１号公報、並びに、特表平０８−５１１１０９号公報、特表２００１−５０４２３８号公報及び特開２００６−４８０７８号公報等に記載の色素が挙げられる。
【００３５】
さらに、これらの色素の中でも、異方性色素膜形成用組成物の粘度を本実施態様の範囲としやすく、また異方性色素膜中で高い分子配列を取りうるため、アゾ系色素が好ましい。アゾ系色素とは、アゾ基を少なくとも１つ以上有する色素を言う。その一分子中のアゾ基の数は、２以上が好ましく、６以下が好ましい。また、４以下が更に好ましい。アゾ基が適当な数であることで、波長分散性が低く、可視領域に広域に吸収を有する色調が得られ、また、製造が容易になる傾向にある。
【００３６】
アゾ系色素のなかでも、遊離酸の形で以下式（Ａ）の構造を有する、ジスアゾ、トリスアゾ及びテトラキスアゾの各色素が、波長分散性が低く、可視領域に広域に吸収を有する色調が得られることから好ましい。
【００３７】
【化１】
2015045804.tif 000003
【００３８】
上記式（Ａ）において、Ｅ1は任意の有機基を表し、Ｒ20及びＲ21は、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基または置換基を有していてもよいフェニル基を表し、ｐ及びｑは、それぞれ独立して１以上、５以下の整数であり、且つｐ＋ｑが２以上、６以下を表す。
【００３９】
さらに上記式（Ａ）の構造の中でも、遊離酸の形で以下式（Ｂ）の構造を有する、ジスアゾ、トリスアゾ及びテトラキスアゾの各色素が、波長分散性が低く、可視領域に広域に吸収を有する色調が得られ、かつ異方性色素膜にした場合に高い二色性が得られることから特に好ましい。
【００４０】
【化２】
2015045804.tif 000004
【００４１】
上記式（Ｂ）において、Ｅ2は任意の有機基を表し、Ｒ22及びＲ23は、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、または置換基を有していてもよいフェニル基を表す。
【００４２】
本実施態様における色素は、遊離酸の形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。また、製造時に塩型で得られた場合はそのまま使用してもよいし、所望の塩型に変換してもよい。塩型の交換方法としては、公知の方法を任意に用いることができ、例えば以下の方法が挙げられる。
【００４３】
１）塩型で得られた色素の水溶液に塩酸等の強酸を添加し、色素を遊離酸の形で酸析せしめた後、所望の対イオンを有するアルカリ溶液（例えば水酸化リチウム水溶液）で色素酸性基を中和し塩交換する方法。
２）塩型で得られた色素の水溶液に、所望の対イオンを有する大過剰の中性塩（例えば、塩化リチウム）を添加し、塩析ケーキの形で塩交換を行う方法。
３）塩型で得られた色素の水溶液を、強酸性陽イオン交換樹脂で処理し、色素を遊離酸の形で酸析せしめた後、所望の対イオンを有するアルカリ溶液（例えば水酸化リチウム水溶液）で色素酸性基を中和し塩交換する方法。
４）予め所望の対イオンを有するアルカリ溶液（例えば水酸化リチウム水溶液）で処理した強酸性陽イオン交換樹脂に、塩型で得られた色素の水溶液を作用させ、塩交換を行う方法。
【００４４】
また、本実施態様における色素が有する酸性基が遊離酸型となるか、塩型となるかは、色素のｐＫａと色素水溶液のｐＨに依存する。
上記の塩型の例としては、Ｎａ、Ｌｉ、Ｋ等のアルカリ金属の塩、アルキル基もしくはヒドロキシアルキル基で置換されていてもよいアンモニウムの塩、または有機アミンの塩が挙げられる。有機アミンの例として、炭素数１〜６の低級アルキルアミン、ヒドロキシ置換された炭素数１〜６の低級アルキルアミン、カルボキシ置換された炭素数１〜６の低級アルキルアミン等が挙げられる。これらの塩型の場合、その種類は１種類に限られず複数種混在していてもよい。
また、色素は単独で使用することができるが、これらの２種以上を併用してもよく、また、配向を低下させない程度に上記例示色素以外の色素を配合して用いることもできる。これにより各種の色相を有する異方性色素膜を製造することができる。
【００４５】
他の色素を配合する場合の配合用色素の例としては、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １２、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ３４、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ８６、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １４２、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １３２、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ  Ｙｅｌｌｏｗ  ２５、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｏｒａｎｇｅ  ３９、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｏｒａｎｇｅ  ７２、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｏｒａｎｇｅ  ７９、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ  Ｏｒａｎｇｅ  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．Ａｃｉｄ  Ｒｅｄ  ３７、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  ６７、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂｌｕｅ  ８３、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂｌｕｅ  ９０、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｇｒｅｅｎ  ４２、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｇｒｅｅｎ  ５１、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｇｒｅｅｎ  ５９等が挙げられる。
【００４６】
（溶媒）
溶媒としては、上記の化合物を溶解、または分散させるものであれば特に制限はない。特に、色素が溶媒中でリオトロピック液晶のような会合状態を形成しやすいことから、水、水混和性のある有機溶剤、或いはこれらの混合物が適している。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、グリセリン等のアルコール類、エチレングリコール、ジエチレングリコール等のグリコール類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等のセロソルブ類等の単独又は２種以上の混合溶剤が挙げられる。
上記の中でも、色素の芳香族環等の有機性の高い部分同士での会合を促進することから、水、メタノール及びエタノールが好ましく、水が特に好ましい。
【００４７】
異方性色素膜形成用組成物中の色素の濃度としては、成膜条件にもよるが、好ましくは０．０１質量％以上、更に好ましくは０．１質量％以上であり、好ましくは５０質量％以下、更に好ましくは３０質量％以下である。色素濃度が過度に低いと、組成物中での色素の会合が不十分となり、得られる異方性色素膜において十分な二色比等の異方性を得ることができず、過度に高いと、粘度が高くなり均一な薄膜塗布が難しくなったり、異方性色素膜形成用組成物中で異方性材料が析出したりする場合がある。
異方性色素膜形成用組成物には、さらに必要に応じて、界面活性剤、レベリング剤、カップリング剤、ｐＨ調整剤等の添加剤を配合することができる。添加剤により、濡れ性、塗布性等を向上させ得る場合がある。
界面活性剤としては、アニオン性、カチオン性およびノニオン性のいずれも使用可能である。その添加濃度は、特に限定されるものではないが、添加した効果を得るために十分であって、かつ分子の配向を阻害しない量として、異方性色素膜形成用組成物中の濃度として通常、０．０１質量％以上が好ましく、０．１質量％以上がさらに好ましい。また、５質量％以下が好ましく、１質量％以下がさらに好ましく、０．５質量％以下が特に好ましい。
【００４８】
また、異方性色素膜形成用組成物中での異方性材料の造塩や凝集などの不安定性を抑制する等の目的のために、公知の酸／アルカリ等のｐＨ調整剤等を、異方性色素膜形成用組成物の構成成分の混合の前後或いは混合中のいずれかで添加してもよい。なお、上記以外の添加剤として"Ａｄｄｉｔｉｖｅ  ｆｏｒ  Ｃｏａｔｉｎｇ"，  Ｅｄｉｔｅｄ  ｂｙ  Ｊ．Ｂｉｅｌｅｍａｎ，Ｗｉｌｌｅｙ−ＶＣＨ（２０００）記載の公知の添加剤を用いることもできる。
【００４９】
（基板）
本実施形態における基板としては、特に限定されるものではないが、良好な表面性状、接触角特性と吸水特性を有する基板であることが好ましい。そのような基板を形成する基材としては、例えば、ガラス等の無機材料；トリアセテート系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、トリアセチルセルロース系樹脂、ノルボルネン系樹脂、環状ポレオレフィン系樹脂、又はウレタン系樹脂等の高分子材料；等を挙げることができる。これらは１種を単独で、または２種以上を併用してもよい。特に基板は高分子材料を含有する高分子基材を含む基板であることが好ましい。
【００５０】
基板の吸水率としては、通常、５％以下、好ましくは３％以下、より好ましくは１％以下である。吸水率が過度に大きいと、塗布法にて色素等の異方性材料の膜を形成する際に基板が吸湿して基板が反り、塗布欠陥が生じやすくなる場合がある。また、塗布法にて異方性色素膜が形成された後に基板が膨潤して光学欠陥が発生する場合がある。
なお、本実施形態における「吸水率」とは、ＡＳＴＭ Ｄ５７０の試験方法を用い、２３℃の水に４時間浸漬させたときの重量変化率を測定した値である。
【００５１】
基板の、異方性色素膜が形成される面には、異方性色素膜に含まれる色素などの異方性材料をよりよく一定方向に配向させる観点から、予め配向処理層等を設けることができる。配向処理層の形成方法については「液晶便覧」（丸善株式会社、平成１２年１０月３０日発行）２２６頁〜２３９頁などに記載の公知の方法によることができる。
また、基板の形状としては、一定寸法のフィルム状（枚葉状）であってもよいし、連続フィルム状（ロール状）であってもよい。また、基板の膜厚としては、通常０．０１ｍｍ以上、好ましくは０．０２ｍｍ以上であり、通常３ｍｍ以下、好ましくは２ｍｍ以下である。
【００５２】
基板の全光線透過率としては、通常、８０％以上、好ましくは８５％以上、より好ましくは９０％以上である。 なお、本実施形態における「全光線透過率」とは、積分球色測定装置を使用して測定されるもので、拡散透過光と平行光線透過光とをあわせた値である。
【００５３】
（ダイ）
図１は、ダイ１０１の先端部分であるダイリップの拡大図であり、図２に示すダイ１０１のａ−ａ’方向の切断面を示す図である。図１においては、ダイ１０１によって、矢印Ｄの方向に向かって塗布を行い、進行方向側がフロント（上流）である。本実施態様におけるダイ１０１は、フロント側ダイ１０１ａとリア側ダイ１０１ｂとを備える。これらフロント側ダイ１０１ａとリア側ダイ１０１ｂの内面は、所定間隔を空けて対向して配置され、異方性色素膜形成用組成物１０３を吐出するスロット１０６を形成している。
【００５４】
上記した通り、本実施態様におけるダイ１０１はその先端部分において、ダイコーターの進行方向側に位置するフロントリップ１０２ａと、前記進行方向とは反対側に位置するリアリップ１０２ｂを有し、両リップはそれぞれ基板と対向するリップ下端面を有し、前記フロントリップ１０２ａの下端面の前記進行方向に沿った長さをＡ、前記リアリップ１０２ｂの下端面の前記進行方向に沿った長さをＢとすると、Ａ＞Ｂとなるように設計される。
【００５５】
（Ａ）
Ａの長さは、通常０．５ｍｍ以上であり、好ましくは０．７ｍｍ以上であり、より好ましくは１ｍｍ以上である。一方、通常２．５ｍｍ以下であり、好ましくは２．０ｍｍ以下であり、より好ましくは１．５ｍｍ以下であり、さらに好ましくは１．２ｍｍ以下である。
これらの範囲であることで、リップ部と塗布面との液量を適当に保ち、リップ部の塗布開始時及び塗布中の液拡散（液つながり）を良好にし、塗布液不足による塗布中の塗布スジの発生を防ぐ傾向にある。
【００５６】
（Ｂ）
Ｂの長さは、通常０．０３ｍｍ以上であり、好ましくは０．０５ｍｍ以上であり、より好ましくは０．１ｍｍ以上である。下限がこれらの範囲であることにより、リップ部の損傷を防ぎ、損傷した際の傷や、その傷に付着したごみ、塗布液泡等によりスジが発生することを防ぐ傾向にある。
一方、通常２ｍｍ以下であり、好ましくは１ｍｍ以下であり、より好ましくは０．５ｍｍ、さらに好ましくは０．３ｍｍ以下である。上限がこれらの範囲であることで、リアリップの塗布ビートに発生する渦の低減、ダイスロット部より流出する異方性色素膜形成用組成物が伸長歪みを得ることができ、リップ部への異方性色素膜形成用組成物の濡れ広がりが向上する傾向にある。
【００５７】
（Ａ及びＢの関係）
Ａ及びＢの長さは、Ａ＞Ｂであれば特に限定されず、その長さの比及び差も特に限定されない。
Ａ及びＢの長さの差は、好ましくは０．１ｍｍ以上であり、より好ましくは０．３ｍｍ以上である。一方、好ましくは２．０ｍｍ以下であり、より好ましくは１．５ｍｍ以下である。
また、Ａ及びＢの長さの比（Ａ/Ｂ）は、好ましくは２以上であり、より好ましくは５以上、更に好ましくは１０以上である。一方、好ましくは３０以下であり、より好ましくは２５以下である。
これらの範囲であることで、リアリップ及びフロントリップの塗布ビートの液量が適当に保たれ、リアリップの塗布ビートに発生する渦の低減、ダイスロット部より流出する異方性色素膜形成用組成物が伸長歪みを得ることができ、リップ部の塗布開始時及び塗布中の液拡散（液つながり）の向上及びリップ部への異方性色素膜形成用組成物の濡れ広がりの向上を得られる傾向にある。
【００５８】
また、スロット幅は、通常１０μｍ以上であり、好ましくは３０μｍ以上であり、より好ましくは５０μｍ以上である。一方、通常０．５ｍｍ以下であり、好ましくは０．３ｍｍ以下であり、より好ましくは０．１ｍｍ以下である。
これらの範囲であることで、異方性色素膜形成用組成物が受ける伸長歪みによる応力が有効に作用し、高い配向性を有し、偏光性能に優れた異方性色素膜を得ることができる傾向にある。また、異方性色素膜の膜厚分布が良好となり、かつ異物による閉塞や塗布スジを抑制することができる傾向にある。
【００５９】
本実施態様におけるダイは、異方性色素膜形成用組成物との濡れ性を改善するために、異方性色素膜形成用組成物と接する面（スロットを構成する面、リップ面等）に対して、プラズマや、酸性水溶液等で処理する方法、異方性色素膜形成用組成物と接する面に濡れ性を改善する膜を設ける方法、異方性色素膜形成用組成物と接する面が塗布面の進行方向に平行となるように異方性色素膜形成用組成物と接する面を研磨する方法等を組み合わせてもよい。
【００６０】
基板面と平行とは、全くの平行のみならず、多少の角度のズレを有する略平行を含む。許容される角度のズレは、通常５°以下、好ましくは３°以下、より好ましくは１°以下、さらに好ましくは０．５°である。
【００６１】
フロントリップとリアリップは基板面からの距離が等しいことが好ましいが、異なっていてもよい。その場合、均一な塗布膜を得るためのダイコーターの速度をより大きくすることができるため、フロントリップと基板面との距離は、リアリップと基板面との距離よりも短くてもよい。フロントリップと基板面との距離が、リアリップと基板面との距離に対して短い場合、その差は、通常０．１ｍｍ以下であり、好ましくは０．０５ｍｍ以下であり、より好ましくは０．０１ｍｍ以下である。ここで距離とは、リップの基板側の面と、基板面との間の最短部分の長さをいう。
【００６２】
また、フロントリップ及びリアリップと基板面との距離は、上記のように異なっていてもよいが、ダイリップ及び基板の表面凹凸による両者の衝突や、該表面凹凸による塗布液の乱れ等を防止して均一な塗布膜を得るために、それぞれ独立に、好ましくは０．０１ｍｍ以上、より好ましくは０．０３ｍｍ以上、さらに好ましくは０．０５ｍｍ以上である。
一方、フロントリップ及びリアリップと基板面との距離はできるだけ小さい方が塗布速度を大きくできるため、それぞれ独立に、好ましくは０．３ｍｍ以下、より好ましくは０．２ｍｍ以下、さらに好ましくは０．１ｍｍ以下である。ここで距離とは、リップと基板面との間の最短部分の長さをいう。
【００６３】
（ダイコーター）
本実施態様におけるダイコーターは、前記ダイを含むダイコーターである。本実施態様におけるダイコーターは、枚葉方式のものであってもよく、ロール・ツー・ロール方式のものであってもよい。以下、枚葉方式に用いるダイコーターの構成について、図２を用いて説明する。
【００６４】
図２は、ダイコーターの一態様を示す斜視図である。ダイコーター１００は、基板Ｓに塗布液としての異方性色素膜形成用組成物を塗布するための装置であり、液晶素子を構成する光学素子が含む異方性色素膜の形成に利用される。ダイコーター１００は、基板Ｓを積載するための塗布テーブル１０５と、塗布テーブル１０５上の基板Ｓに異方性色素膜形成用組成物を塗布するダイ１０１と、ダイ１０１を移動させるダイ駆動機構１０８ａおよび１０８ｂとを備えている。塗布テーブル１０５の所定の位置に基板Ｓは積載される。ダイ１０１は、対向する２つのダイブロック間にシム（図示しない。）が挟持されてなる。２つのダイブロック及びシムによりスロットが形成され、スロットを経由してダイの先端の吐出口１０４から異方性色素膜形成用組成物を吐出する。
【００６５】
ダイ駆動機構には、ダイ１０１を保持する保持部１０８ａと、保持部１０８ａを図面奥方向に往復駆動可能な駆動部１０８ｂとが設けられている。保持部１０８ａは、異方性色素膜形成用組成物を吐出する吐出口が基板Ｓと一定の間隔を保つようにダイ１０１を保持する。加えて、図示しないが、吐出口と基板Ｓとの間隔を適宜変更できる、位置決め機構を有する。
駆動部１０８ｂは、各種モータ、エンコーダ等により構成され、保持部１０８ａを駆動することにより、ダイ１０１を図面奥方向に移動させる。このようにして、ダイ１０１は、基板Ｓ上に異方性色素膜形成用組成物を塗布する。
【００６６】
（異方性色素膜の製造方法）
本実施態様の製造方法は、後述する塗布ステップを有するものであるが、その他のステップを有していてもよい。その他ステップとしては、例えば、洗浄ステップ、供給ステップが挙げられる。また、液晶素子を製造する際には、基板上に配向膜や保護膜等の他の膜を形成するステップ、形成した膜を乾燥させる乾燥ステップなどがあげられる。
【００６７】
（塗布ステップ）
塗布ステップでは、異方性色素膜形成用組成物を基板上に塗布し、異方性色素膜を形成するステップである。下記の光学素子の具体的態様の一つが偏光素子であり、偏光素子は異方性色素膜を含むものである。偏光素子は、異方性色素膜のみからなる場合もあり得る一方で、偏光性能を向上させる、機械的強度を向上させる等の目的で他の膜等を有していてもよい。
【００６８】
本実施態様における塗布ステップは、湿式成膜法により、異方性色素膜を成膜するステップである。湿式成膜法とは、異方性色素膜形成用組成物を基板上に何らかの手法により適用し、溶剤が乾燥する過程を経て色素等を基板上で配向・積層させる方法である。本実施態様では、適用手段としてダイコーターを用いる。湿式成膜法では異方性色素膜形成用組成物が基板上に形成されると、すでに異方性色素膜形成用組成物中で、または溶剤が乾燥する過程で、色素自体が自己会合することにより微小面積での配向が起こる。この状態に外場を与えることにより、マクロな領域で一定方向に配向させ、所望の性能を有する異方性色素膜を得ることができる。この点で、いわゆるポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルム等を、色素を含む溶液で染色して延伸し、延伸工程だけで色素を配向させることを原理とする方法とは異なる。なお、ここで外場とは、あらかじめ基板上に施された配向処理層の影響、せん断力、伸長歪み、磁場などが挙げられ、これらを単独で用いてもよく、複数組み合わせて用いてもよい。
【００６９】
また、異方性色素膜形成用組成物を基板上に塗布する過程、外場を与えて配向させる過程、溶剤を乾燥させる過程は、逐次行ってもよいし、同時に行ってもよい。
異方性色素膜の配向方向は、通常、塗布方向と一致するが、塗布方向と異なっていてもよい。なお、本実施態様において異方性色素膜の配向方向とは、例えば、異方性色素膜であれば、偏光の透過軸又は吸収軸であり、位相差膜であれば、進相軸又は遅相軸のことである。
【００７０】
異方性色素膜形成用組成物を連続的に塗布する際の、異方性色素膜形成用組成物のダイコーターへの供給方法、供給間隔は特に限定されないが、塗布液の供給操作が繁雑になったり、塗布液の開始時と停止時に塗布膜厚の変動を生じてしまったりする場合があるため、異方性色素膜の膜厚が薄い時には、特に連続的に異方性色素膜形成用組成物をダイコーターに供給しながら塗布することが望ましい。
また、本実施態様において、異方性色素膜形成用組成物の塗布は、親液部分及び/又は撥液部分を形成する処理を行なった基板全体に、連続的に塗布してもよく、部分的に塗布してもよい。
【００７１】
本実施態様で用いるダイコーターは、上述したとおり、ダイの先端が、所定のＡおよびＢで規定されることで、塗布リア側に塗布液が過剰に滞留せず、塗布面に適用する塗布液を適量に保つことができる。そしてこの適量状態は塗布中も安定しているため、基板に欠陥を生じることなく塗布速度を向上することができる。したがって、塗布する異方性色素膜形成用組成物へのせん断力を上げることができるため、配向性が向上し、塗布後の異方性色素膜の偏光性能が向上する。
【００７２】
このとき、ダイコーターの速度は、量産等の生産性および偏光性発現の観点から、好ましくは５ｍｍ／ｓ以上であり、より好ましくは７ｍｍ／ｓ以上であり、更に好ましくは１０ｍｍ／ｓ以上であり、特に好ましくは１５ｍｍ／ｓ以上である。
一方、異方性膜形成用組成物を基板上に均一に塗布する観点から、好ましくは２００ｍｍ／ｓ以下であり、より好ましくは１５０ｍｍ／ｓ以下であり、さらに好ましくは１００ｍｍ／ｓ以下である。
【００７３】
なお、異方性色素膜形成用組成物の塗布温度としては、通常０℃以上８０℃以下、好ましくは４０℃以下である。また、異方性色素膜形成用組成物の塗布時の湿度は、好ましくは１０％ＲＨ以上、さらに好ましくは３０％ＲＨ以上であり、好ましくは８０ＲＨ％以下である。
【００７４】
本発明の第二の実施態様は、前記製造方法により得られた異方性色素膜である。本実施態様に係る異方性色素膜の説明は、前記第一の実施態様に記載した異方性色素膜についての説明が援用される。
【００７５】
本発明の第三の実施態様は、前記異方性色素膜を含む光学素子である。
【００７６】
（光学素子）
本実施態様における光学素子は、光吸収の異方性を利用し直線偏光、円偏光、楕円偏光等を得る偏光素子、位相差素子、屈折異方性や伝導異方性等の機能を有する素子である。これらの機能は、膜形成プロセスと基板や有機化合物（色素や透明材料）を含有する組成物の選択により、適宜調整することができる。本実施態様では、偏光素子として用いることが好ましい。
【００７７】
（偏光素子）
光学素子のうち偏光素子は、基板上に異方性色素膜形成用組成物を積層して得られるものである。そのほかにも、如何なる膜（層）を有するものであってもよい。例えば、配向膜の表面に、異方性色素膜形成用組成物を形成することにより製造することができる。本実施態様における偏光素子においては、配向膜、異方性色素膜以外に必要に応じて、オーバーコート層、粘着層或いは反射防止層、配向膜、位相差フィルムとしての機能、輝度向上フィルムとしての機能、反射フィルムとしての機能、半透過反射フィルムとしての機能、拡散フィルムとしての機能などの光学機能をもつ層など、様々な機能をもつ層を塗布や貼合などにより積層形成し、積層体として使用してもよい。これら光学機能を有する層は、例えば以下の様な方法により形成することができる。
【００７８】
位相差フィルムとしての機能を有する層は、例えば特開平２−５９７０３号公報、特開平４−２３０７０４号公報などに記載の延伸処理を施したり、特開平７−２３０００７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。
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。
【００７９】
反射フィルムまた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。
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。
【００８０】
本実施態様における異方性色素膜をＬＣＤやＯＬＥＤ等の各種の表示素子に異方性色素膜等として用いる場合には、これらの表示素子を構成する電極基板等の表面に直接異方性色素膜を形成したり、異方性色素膜を形成した基板をこれら表示素子の構成部材として用いたりすることができる。
偏光素子は、ガラスなどの高耐熱性基板上に直接形成することで、高耐熱性の偏光素子を得ることができるという点から、液晶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だけでなく液晶プロジェクタや車載用表示パネル等、高耐熱性が求められる用途にも好適に使用することができる。
【００８１】
本発明の第四の実施態様は、前記光学素子を含む液晶素子である。
【００８２】
（液晶素子）
本実施態様の液晶素子は、通常、２枚の基板により液晶材料を挟持してなる。液晶素子の基本構成は、例えば、株式会社工業調査会「フラットパネルディスプレイ大辞典」（内田龍男、内池平樹監修、２００１年１２月２５日発行）の４５頁の図１に示されている通りである。即ち、本実施態様の液晶素子は、対向して配置される一対の基板と、各基板の内側に設けられる一対の配向膜（液晶材料を配向させる配向層）と、基板間（液晶セル）に介装される液晶層（液晶材料を有する層）と、液晶層に電界を印加する電極（例えばＩＴＯ電極等）とを少なくとも備えてなり、電極により液晶層に電界を印加して液晶の配列を変化させることによって、光の透過・遮断を制御するものである。
【００８３】
液晶素子の具体的な表示方式としては、株式会社工業調査会「フラットパネルディスプレイ大辞典」（内田龍男、内池平樹監修、２００１年１２月２５日発行）の５４頁から８３頁に記載された、ＴＮモード、ＳＴＮモード、ＤＳＭモード、ＥＣＢモード、ＶＡモード、πセル、ＯＣＢモード、ＨＡＮモード、相転移−コレステリック液晶モード、ＥＣＥモード、強誘電性液晶モード、反強誘電性液晶モード、ゲスト−ホスト液晶モード、ＩＰＳモード、高分子複合型モード、高分子液晶モード、フォトルミネッセントモードなどの各種液晶モードを用いた液晶素子が挙げられるが、本実施態様の液晶素子は、これらの何れに対しても適用可能である。
【００８４】
液晶素子としての機能を損なわない限り、その用途に応じて各構成要素の配置・形状・積層順等を変更したり、一部の構成要素を省略したり、複数の構成要素を一体に構成したり、他の構成要素を追加したり等、適宜変形を加えて実施することが可能である。
【００８５】
例えば、バックライトなどの補助光源を有しない反射型液晶素子や、フロントライトやサイドエッジライトを具備した透過型・半透過型液晶素子、マイクロカラーフィルターを具備しないモノクロ液晶素子や、フィールドシーケンシャル方式の液晶素子として、液晶素子を構成することも可能である。
【実施例】
【００８６】
以下実施例により、本発明をより詳細に説明するが、本発明の範囲が実施例のみに限定されないことはいうまでもない。なお、以下に記載する「部」は、「重量部」を示す。【００８７】
［粘度の測定方法］
粘度の測定は、レオメーターＶＡＲ−５０（ＲＥＯＬＯＧＩＣＡ社製）を使用し、パラレルプレート（直径４０ｍｍ、ギャップ０．８ｍｍ）にて行った。測定温度を２５℃とし、せん断速度１０００ｓ−１で５秒間プレシェアを行った後、せん断速度を１０００ｓ−１から１００ｓ−１まで１８０秒間で変化させて、せん断速度掃引測定を行った。
一般に液晶性物質の粘度はせん断速度によって変化するので、代表値としてせん断速度１０００ｓ−１における粘度を各試料の粘度とした。【００８８】
[異方性色素膜の吸収軸方向の偏光に対する透過率、二色比及び偏光度の測定方法]
実施例及び比較例において、異方性色素膜の吸収軸方向の偏光に対する透過率、二色比及び偏光度は、グラムトムソン偏光子を備える分光光度計（大塚電子（株）製、製品名「ＭＣＰＤ−２０００」）を用いて測定した。まず、異方性色素膜に直線偏光の測定光を入射し、異方性色素膜の吸収軸方向の偏光に対する透過率及び偏光軸方向の偏光に対する透過率を測定した後、次式により二色比を計算した。
二色比（ Ｄ ） ＝ 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【００８９】
さらに、ＪＩＳ Ｚ８７０１によりＴｚおよびＴｙのＤ６５光源２°視野における刺激値Ｙから異方性色素膜の吸収軸方向の偏光に対する視感度補正透過率および異方性色素膜の偏光軸方向の偏光に対する視感度補正透過率を算出し、下式により偏光度を算出した。
偏光度（Ｐ）（％）＝｛（Ｙｙ−Ｙｚ）／（Ｙｙ＋Ｙｚ）｝1/2×１００    
Ｙｚ：異方性色素膜の吸収軸方向の偏光に対する視感度補正透過率
Ｙｙ：異方性色素膜の偏光軸方向の偏光に対する視感度補正透過率【００９０】
［膜厚ムラ及び塗布スジの発生有無］
得られた異方性色素膜を目視にて、膜厚ムラ及び塗布スジ発生の有無を確認し、以下のように評価した。
◎：膜厚ムラ及び塗布スジが全く無く、極めて均一な膜であった。
○：膜厚ムラ及び塗布スジが少し見られたが、許容できる程度の均一膜であった。
△：膜厚ムラ及び塗布スジが若干多く見られ、部分的に不均一な膜であった。
×：膜厚ムラ及び塗布スジが全面に見られ、全体的に不均一な膜であった。【００９１】
＜異方性色素膜形成用組成物の調製＞
＜異方性色素膜形成用組成物１の調製＞
水８１部に、式（Ｉ）で表わされるアゾ化合物１８部と、式（II）で表される化合物１部を加え、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより異方性色素膜形成用組成物１を得た。異方性色素膜形成用組成物１の粘度は１６．０ｃＰであった。【００９２】
【化３】
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【００９３】
【化４】
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【００９４】
＜異方性色素膜形成用組成物２の調製＞
水７９部に、式（Ｉ）で表わされるアゾ化合物２０部と、式（II）で表される化合物１部、を加え、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより異方性色素膜形成用組成物２を得た。異方性色素膜形成用組成物２の粘度は４０．０ｃＰであった。【００９５】
＜異方性色素膜形成用組成物３の調製＞
水７４部に、式（Ｉ）で表わされるアゾ化合物２５部と、式（II）で表される化合物１部を加え、撹拌して溶解させた後、濾過して不溶分を除去することにより異方性色素膜形成用組成物２を得た。異方性色素膜形成用組成物２の粘度は８２．５ｃＰであった。【００９６】
＜塗布基板の調製＞
ガラス製基材（１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚さ０．７ｍｍ）上にポリイミドの配向膜が形成された基材（ポリイミド膜厚 約８００Å）を、予め布でラビング処理を施したものを用意した。【００９７】
［実施例１］
上記塗布基板に、フロントリップのうち異方性色素膜の塗布面と平行をなす部分の長さＡを０．５ｍｍ、リアリップのうち異方性色素膜の塗布面と平行をなす部分の長さＢを０．１ｍｍ、ダイのスロット幅５０μｍとしたダイを用いて、異方性色素膜形成用組成物１を基材のラビング方向と塗布方向とを平行にし、塗布時の膜厚が３μｍとなるように塗布した。
基材全面に欠陥なく塗布できるような上限の塗布速度を求めたところ、１５ｍｍ/ｓで塗布ができ、その後、膜厚約０．３μｍの異方性色素膜１を得た。
尚、塗布条件は２４〜２６℃、４０％ＲＨ〜６０％ＲＨで作製した。得られた異方性色素膜１は、膜厚ムラや塗布スジが発生しておらず、異方性色素膜全体が均一であった。また、異方性色素膜１の透過率、二色比及び偏光度を測定した。表１に測定結果を示す。【００９８】
［実施例２〜６］
Ａ及びＢの長さ、塗布時の膜厚並びに用いる異方性色素膜形成用組成物を表１の値に変更した以外は実施例１と同様にして、異方性色素膜２〜６を得た。
異方性色素膜形成用組成物の塗布スピード、得られた異方性色素膜の膜厚、膜厚ムラや塗布スジの発生有無、異方性色素膜の透過率、二色比及び偏光度の測定結果を表１に測定結果を示す。【００９９】
［比較例１〜８］
Ａ及びＢの長さ、塗布時の膜厚並びに用いる異方性色素膜形成用組成物を表１の値に変更した以外は実施例１と同様にして、異方性色素膜７〜１４を得た。
異方性色素膜形成用組成物の塗布スピード、得られた異方性色素膜の膜厚、膜厚ムラや塗布スジの発生有無、異方性色素膜の透過率、二色比及び偏光度の測定結果を表１に測定結果を示す。【０１００】
実施例１〜３に示すように、同一のダイリップの長さで、粘度の異なる異方性色素膜形成用組成物を用いた場合、本発明の第一の実施態様に係る製造方法を用いることで、二色比及び偏光度に優れ、膜厚ムラや塗布スジの発生がない異方性色素膜を得られることが示された。
また、実施例１、４及び比較例１〜４に示すように、同一の異方性色素膜形成用組成物を用い、異なるダイリップの長さを用いた場合でも、本発明の第一の実施態様に係る製造方法を用いた場合は、二色比及び偏光度に優れ、膜厚ムラや塗布スジの発生がない異方性色素膜を得られることが示された。【０１０１】
【表１】
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【符号の説明】
【０１０２】
１００  ダイコーター
１０１  ダイ
１０１ａ  フロント側ダイ
１０１ｂ  リア側ダイ
１０２ａ  フロントリップ
１０２ｂ  リアリップ
１０３  異方性色素膜形成用組成物
１０４  吐出口
１０５  塗布テーブル
１０６  スロット
１０８ａ  ダイ駆動機構の保持部
１０８ｂ  ダイ駆動機構の駆動部
Ｓ  基板
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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