(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に配向処理された基材上に光学膜形成用組成物を塗布して形成される異方性光学膜の製造方法であって、
前記光学膜形成用組成物が液晶相の状態の色素溶液であり、
前記基材上の配向処理方向に対して、塗布方向が平行ではない角度とする、
塗布方向とも基材上の配向処理方向とも異なる配向方向を有する異方性光学膜の製造方法。
【請求項２】
前記基材上の配向処理方向に対して、塗布方向を８９度から１度の角度とすることを特
徴とする、請求項１に記載の異方性光学膜の製造方法。
【請求項３】
前記塗布方向が、基材方向と平行であることを特徴とする、請求項１または２に記載の
異方性光学膜の製造方法。
【請求項４】
前記基材が枚葉基板であることを特徴とする、請求項１乃至３何れか１項記載の異方性光学膜の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４何れか１項記載の異方性光学膜の製造方法により製造された異方性光学膜。
【請求項６】
入射時の偏光軸と出射時の偏光軸のなす角度が８９度から１度であることを特徴とする、請求項５に記載の異方性光学膜。
【請求項７】
請求項５または６に記載の異方性光学膜を有する光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異方性光学膜および製造方法に係り、より詳しくは、塗布方向とは異なる配向方向をもつ異方性光学膜およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＣＤ（液晶表示ディスプレイ）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（有機ＥＬ素子）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、ヨウ素や二色性を有する有機色素を、ポリビニルアルコール等の高分子材料に溶解または吸着させ、その膜を一方向にフィルム状に延伸して、二色性色素を配向させることにより得られる偏光素子が広く使用されてきた。しかしながら、このようにして製造される従来の偏光素子では、用いる色素や高分子材料によっては耐熱性や耐光性が十分でないことが問題となっていた。また、液晶装置製造時における膜の貼り合わせの歩留りが悪いことも問題となっていた。
【０００３】
そのため、公報記載の従来技術では、ガラスや透明フィルムなどの基材上に、二色性色素を含む溶液を塗布する際のせん断力等の機械的な力で、二色性色素を配向させることにより、偏光膜を製造する方法が検討されている（例えば、特許文献１参照。）。 しかしながら、この方法で得られた偏光膜は、塗布方向と同じ方向に配向したものであり、例えば、通常使用される４５度の偏光軸方向の長方形チップを得るためには、４５度の偏光軸方向となるよう加工しなければならず、歩留まりが非常に悪いという問題点があった。
そこで、他の公報記載の技術として、基材に対して斜めにバーコート法で溶液を塗布する方法が提案されている（例えば、特許文献２、３参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特表平８−５１１１０９号公報
【特許文献２】特開２００２−９０５２６号公報
【特許文献３】特開２００２−１８００５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、上記特許文献２および３に記載の塗布方法によれば、例えば、上記４５度の偏光軸方向の長尺の偏光板をバーコート法により作ることが可能となる。しかしながら、このバーコート法では、縦スジ状の特有の欠陥が出たり、バーが回転することにより回転変動による段ムラが発生する問題があった。また、枚葉基板に対応するには装置構造が複雑で高価になることも問題となる。更に、塗布始めと塗布終わりとで塗工具がはみ出すことにより塗布が不安定になり配向ムラなどの欠陥が発生する問題がある。特に枚葉基板では、配向ムラなどの欠陥の問題が顕著に現れる。従って、このバーコート法を実際の製造に適用するのには問題があった。
【０００６】
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、塗布方向とは異なる方向に配向方向をもつ異方性光学膜を、高い生産性で製造することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らが鋭意検討した結果、光学膜形成用組成物を用いて湿式成膜法にて異方性光学膜を形成する際に、基材の下地の配向処理方向を基材から８９度〜１度の角度にし、基材と略平行に光学膜形成用組成物を塗布することにより、高い二色比を持ち光学的欠陥のない、下地の配向処理方向から８５度〜５度の角度で配向する異方性光学膜が得られることがわかり、本発明に到達した。
ここで、塗布方向や下地の配向方向とも異なる配向方向を持つ異方性光学膜を得られる理由は、以下の通りであると推測される。下地の配向方向とも異なる方向に異方性光学膜を形成後、膜の下層では下地の配向方向に異方性光学膜が配向し膜の上層では塗布方向に異方性光学膜が配向し、経時的に下地の配向方向と塗布方向の間に異方性光学膜の配向方向が変化したと考えられる。
【０００８】
即ち、本発明は、一方向に配向処理された基材上に光学膜形成用組成物を塗布して形成される異方性光学膜の製造方法であって、基材上の配向処理方向に対して、塗布方向が平行ではない角度とすることを特徴としている。このように、基材にあらかじめ基材方向とは異なる配向処理を施しておき、例えば基材方向に平行に塗布することで、色素分子の並ぶ方向（偏光軸）を塗布方向（基材方向）とは異なる方向にすることができる。
【０００９】
ここで、「平行ではない角度」は、この基材上の配向処理方向に対して、塗布方向を８９度から１度の角度とすることを特徴とすることができる。また角度の取り方によっては、３５９度から２７１度、２６９度から１８１度、１７９度から９１度とすることを特徴とすることができる。
また、この塗布方向が、基材方向と平行であることを特徴とすれば、例えば生産性を向上させることができる点で好ましい。
更に、光学膜形成用組成物として液晶相の状態の色素溶液等の異方性光学材料溶液を塗布して形成されることを特徴とすることができる。
また更に、この基材が枚葉基板であることを特徴とすることができる。
【００１０】
尚、本発明は、これらの製造方法により製造された異方性光学膜についても適用することができる。
【００１１】
一方、本発明は、一方向に配向処理された基材上に光学膜形成用組成物を塗布して形成される異方性光学膜であって、この異方性光学膜の配向方向が、基材の配向処理方向と塗布方向との中間の角度に位置し、かつ、異方性光学膜の配向方向が、塗布方向に対して８５度から５度の角度であることを特徴とすることができる。
【００１２】
また他の観点から捉えると、本発明は、一方向に配向処理された基材上に光学膜形成用組成物を塗布して形成される異方性光学膜であって、この異方性光学膜の配向方向が、基材の配向処理方向と基材方向との中間に位置し、かつ、この異方性光学膜の配向方向が、基材方向に対して８５度から５度の角度であることを特徴とすることができる。
【００１３】
更に別の観点から捉えると、本発明が適用される異方性光学膜は、入射時の偏光軸と出射時の偏光軸のなす角度が８９度から１度であることを特徴とすることができる。
【００１４】
尚、これらの異方性光学膜は、位相差機能および偏光機能を有することを特徴とすることができる。
【００１５】
更に本発明は、これらの異方性光学膜を有する光学素子に対して適用することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、基材に略平行（基材の縦または横方向と略一致する方向）に塗布しながら、光学的な欠陥がなく高い二色比を持ち、塗布方向と異なる配向方向を持つ異方性光学膜を得ることができる。
また、配向方向と塗布方向のなす角度、膜厚、乾燥条件等を変えることにより配向方向を膜厚方向により制御することができるので、例えば視野角特性の改善、旋光性、位相差性能、円偏光性または楕円偏光性を有することが期待できる。
更に、基材に略平行に塗布でき、塗布後、必要な偏光角度を持たせるために基材を切り出す必要がなく、生産性が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
尚、以下に記載する構成要件の説明は本発明の実施態様の一例(代表例)であり、本発明がこれらの内容に特定されることはない。
【００１８】
ここで、本発明でいう異方性光学膜とは、膜の厚み方向およ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、本発明の異方性光学膜は、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。
ここで、本発明の異方性光学膜は、通常湿式成膜法により製造される。本発明でいう湿式成膜法とは、塗布液を基材上に塗布し、塗布液に含まれる化合物（色素）を配向および/または積層して得る方法をいう。
【００１９】
（基材）
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、ノルボン系、環状ポレオレフィン系またはウレタン系のフィルム等が挙げられる。枚葉基板であってもよいし、フィルム状の基材であってもよい。また、通常、切断することにより４５度の偏光軸を持つ長方形形状の偏光板を得ているので、塗布後、必要な偏光角度を持たせるために基材を切り出す必要がなく、切断による工程を省き生産性を向上できる点から枚葉基板が好ましい。また、基材の膜厚としては、通常０．０１ｍｍ以上、好ましくは０．０２ｍｍ以上、通常３ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下である。
尚、本発明において、基材方向とは、長尺基材の場合は巻き出しまたは巻き取り方向、枚葉基板の場合は、長方形の長手方向または短辺方向である。
【００２０】
（配向処理）
この基材表面には、化合物（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頁などに記載の公知の方法により、一方向に配向処理を施す。本発明においては、この配向処理された方向を、配向処理方向という。詳しくは、基材表面に均一性の薄膜を形成後、方向性を付与する方法がある。あるいは基材表面に方向性を付与しながら薄膜を形成する方法がある。
【００２１】
前者においては、ポリイミドの前駆体モノマーであるポリアミック酸モノマーや光硬化性樹脂モノマー、ポリエステルなどのポリマー等を溶液状にて塗布し、乾燥など後処理により均一性の薄膜を形成する。更にこの薄膜をレーヨン布などでラビングする、紫外線や電子線などの電磁線を照射するなどにより薄膜表面の全体もしくは一部に方向性を付与する方法、などが挙げられる。
【００２２】
また、後者においては、基材面に酸化ケイ素の斜方蒸着を施す、ＰＴＦＥなどの樹脂片を基材表面に一方向へ擦って基材表面に樹脂薄膜を転写させる、ポリマー製基材を一軸方向に延伸する、などが挙げられる。
具体的には、ガラス製基材（例：旭ガラス製ＡＮ１００、厚さ０．７〜１．１ｍｍ）上に、下地層として、ポリアミック酸（例：日産化学製サンエバー１５０等）をシルク印刷、スピンコート法またはスロットダイコート方により形成した膜（５００ｎｍ〜２０００ｎｍ）を１００〜１５０℃で予備加熱し、２００〜３００℃で共重合反応をさせてポリイミド膜を得る。下地層としては他にポリエステル、ＰＶＡ、ポリアセテート等でも可能である。この下地層がついた基板を固定して、この基板に一定の押し込み量（例えば、０．２〜１ｍｍ）でラビング布（例：ポリエチレン、レイヨン、コットン）を巻いたロール(例えば、直径３０〜１００ｍｍ)を押し付け、基板を移動させながら（例えば、３〜５００ｍｍ/ｓ）、ロールを回転させる（例えば、１００〜５０００ｒｐｍ）ことにより、ポリイミド膜の配向処理膜を得ることができる。他に配向層の作成方法としては二酸化珪素の斜方蒸着膜またはダイヤモンドライクカーボンを真空蒸着したものにイオンビームを照射したものがある。
特に好ましいのは、日立化成製ＬＸ-１４００を１２０℃で０.５時間予備加熱し、２６０℃で１時間焼成してできたポリイミドにレーヨンのラビング布（ＹＡ-２０Ｒ）を直径４６ｍｍロールに巻いたものを使って、押し込み量０．４ｍｍ、基材送り速度７．５ｍｍ/ｓ、ロール回転数１０００ｒｐｍの条件でラビングしたものである。
【００２３】
(光学膜形成用組成物) 
本発明は、一方向に配向処理された基材上に光学膜形成用組成物を塗布して異方性光学膜を製造する。塗布する材料（光学膜形成用組成物）としては、光学膜を構成できる有機化合物を含む材料であればよく、溶液であっても、ゲル状の材料であってもよい。
具体的には、色素を含有する色素組成物であることが好ましく、特に色素溶液を用いることが好ましい。二色性色素を使用することにより、異方性光学膜を偏光膜として使用することが可能となる。以下、本発明の好ましい態様として、色素溶液を用いて異方性光学膜を製造する例をとって説明する。色素溶液には、通常色素と溶剤が含有される。色素溶液は、液晶相の状態であることが、溶媒が蒸発した色素膜の高配向度のために好ましい。ここで、本発明において、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。
【００２４】
（色素）
色素については、通常二色性色素が用いられる。また、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する。
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。これら色素の中でも、異方性光学膜中で高い分子配列を取り得る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個以上持つ色素をいう。その一分子中のアゾ基の数は、色調および製造面の観点から、２以上が好ましく、６以下が好ましく、更に好ましくは４以下である。
【００２５】
色素としては、下記式（１）で表される色素が好ましい。
【化１】
0004654882.tif 000002
【００２６】
上記式（１）おいて、 
Ａは、置換基を有していてもよいフェニレン基または置換基を有していてもよいナフチレン基を表す。
Ｒ1は、水素原子、水酸基または置換基を有していてもよいアルコキシ基を表す。
Ｒ２およびＲ３は、それぞれ独立に、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。
ｎは、０または１を表す。
Ｘは、１または２を表す。
なお、Ｘが２の場合、１分子中に含まれる複数のＡは、同一であっても異なっていてもよい。
【００２７】
また、下記式（２）で表される色素も好ましい。
【化２】
0004654882.tif 000003
【００２８】
上記式（２）において、
Ｂは、置換基を有していてもよいフェニレン基または置換基を有していてもよいナフチレン基を表す。
Ｒ4は、水素原子、水酸基または置換基を有していてもよいアルコキシ基を表す。
Ｒ５およびＲ６は、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。
ｍは、０または１を表す。
Ｙは、１または２を表す。
なお、Ｙが２の場合、１分子中に含まれる複数のＢは、同一であっても異なっていてもよい。
【００２９】
更に、下記式（３）で表される色素も好ましい。
【化３】
0004654882.tif 000004
【００３０】
上記式（３）において、
Ｄ１は、置換基を有していてもよいフェニル基、置換基を有していてもよいナフチル基または置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表す。
Ａ１は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基を表す。
Ｒ７およびＲ８は、それぞれ独立に、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。
ｐは、０または１を表す。
【００３１】
本発明で言う置換基を有していてもよいとは、置換基を１以上有していてもよいことを意味する。 
本発明の上記式（１）〜（３）で表される色素は、分子中の親水性基の数にもよるが、通常水溶性の色素であり、また、通常、二色性色素である。
【００３２】
前記式（３）において、Ｄ１が、置換基を有していてもよい芳香族複素環基である場合、芳香族複素環基のヘテロ原子としては、窒素原子、硫黄原子等が挙げられるが、窒素原子を有する芳香族複素環基が液晶性発現濃度低下のため好ましい。芳香族複素環基として具体的には、ピリジル基、キノリル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基などが挙げられ、好ましくは、ピリジル基である。
【００３３】
前記式（３）において、Ａ１は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基を表す。芳香族炭化水素基としては、具体的にはフェニレン基或いはナフチレン基が挙げられる。  フェニレン基としては１，４−フェニレン基であることが好ましく、ナフチレン基としては１，４−ナフチレン基であることが、色素どうしが相互作用を示すために好ましい。
【００３４】
また、前記式（１）〜（３）における、Ａ，Ｂ，Ｄ１およびＡ１のフェニレン基、ナフチレン基、芳香族炭化水素基或いは芳香族複素環基が有していてもよい置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、アミノ基、アシル基、カルバモイル基、カルボキシ基、スルホ基、水酸基およびシアノ基が挙げられる。特に、色素の溶解性を高めるために導入される親水性基や色調を調節するために導入される電子供与性基や電子吸引性を有する基が好ましい。これら置換基は更に置換基を有していてもよく、その例としては同様にアルキル基、アルコキシ基、アミノ基、アシル基、カルバモイル基、カルボキシ基、スルホ基、水酸基およびシアノ基が挙げられる。
【００３５】
具体的には、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ヒドロキシエチル基、１，２−ジヒドロキシプロピル基等の置換基を有していてもよいアルキル基（好ましくは、炭素数１〜４のアルキル基）；
メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、ヒドロキシエトキシ基、１，２−ジヒドロキシプロポキシ基等の置換基を有していてもよいアルコキシ基（好ましくは、炭素数１〜４のアルコキシ基）；
また、メチルアミノ基、エチルアミノ基、プロピルアミノ基、ジメチルアミノ基等のアルキルアミノ基（好ましくは炭素数１〜４のアルキル基で置換されたアミノ基）；フェニルアミノ基；アセチル基、ベンゾイル基等のアシルアミノ基（好ましくは炭素数２〜７のアシル基で置換されたアミノ基）等の置換基を有していてもよいアミノ基；
フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基等の置換カルバモイル基；
カルボキシ基；
スルホ基；
水酸基；
およびシアノ基等が挙げられる。
【００３６】
これらの置換基のうち、好ましくはスルホ基、水酸基、カルボキシ基である。
前記式（１）〜（３）における、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ５〜Ｒ８がアルキル基である場合、該アルキル基としては、炭素数１〜４のアルキル基が好ましい。該アルキル基は置換基を有していてもよい。
前記式（１）〜（２）における、Ｒ１およびＲ４がアルコキシ基である場合、該アルコキシ基としては、炭素数１〜４のアルコキシ基が好ましい。該アルコキシ基は置換基を有していてもよい。
また、前記式（１）〜（３）における、Ｒ１〜Ｒ８のアルキル基、アルコキシ基或いはフェニル基が有していてもよい置換基としては、水酸基、カルボキシ基およびスルホ基が挙げられる。
前記式（１）〜（３）で表される色素の分子量としては、遊離酸の形で、好ましくは４５０以上、好ましくは１５００以下、更に好ましくは１１００以下である。
前記式（１）〜（３）で表される色素は、湿式成膜法により形成される異方性色素膜用の色素として適しており、また波長分散性が低く、その二色比も高いので、該色素を用いて高い分子配向度を示す異方性色素膜を得ることができる。
従って、該色素を用いた色素組成物を異方性色素膜に使用すれば、偏光特性の高い異方性色素膜を得ることが出来る。
【００３７】
本発明で使用される色素は、前記式（１）〜（３）で示されるような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。
【００３８】
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。
【００３９】
また、本発明で使用される色素は、ここで、酸性基が遊離酸型を取るか、塩型を取るかは、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。
【００４０】
本発明の式（１）〜（３）で表される色素の遊離酸の形での好ましい例としては、例えば以下に示す構造の色素が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００４１】
【化４】
0004654882.tif 000005
【００４２】
【化５】
0004654882.tif 000006
【００４３】
本発明において、上述したような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、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。
【００４４】
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。
【００４５】
（溶剤）
溶剤としては、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などの単独または２種以上の混合溶剤が挙げられる。
【００４６】
（濃度）
色素溶液中の色素の濃度としては、通常０．０１重量％以上、特に０．１重量％以上であることが好ましく、通常５０重量％以下、特に３０重量％以下であることが好ましい。色素濃度が低すぎると得られる異方性色素膜において十分な光透過性や二色性を得ることができず、高すぎると色素溶液中で色素が析出する恐れがある。
【００４７】
（添加剤）
色素溶液には、更に必要に応じて、界面活性剤、ｐＨ調整剤等の添加剤が配合されていてもよい。添加剤により、濡れ性、塗布性を向上させることができる。
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何れも使用可能である。その添加濃度は、目的の効果を得るために十分であって、かつ色素分子の配向を阻害しない量として、色素溶液中の濃度として通常０．０５重量％以上、０．５重量％以下が好ましい。
また、色素溶液中での色素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、通常公知の酸、アルカリ等のｐＨ調整剤などを、色素溶液の構成成分の混合の前後或いは混合中の何れかで添加してｐＨ調整を行ってもよい。
更に、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。
【００４８】
（塗布）    
図１は、本実施の形態が適用される光学膜の製造方法を説明するための図であり、スロットダイコート法を用いて異方性光学膜を製造する場合の、配向処理方向と塗布方向の関係を示している。
この図１に示す製造方法では、一方向に配向処理が施された基材１０上にて、塗布具であるスロットダイ（ダイ）１１と基材１０とを図の塗布方向に相対的に移動することによって上記色素溶液を塗布し、異方性光学膜を生成している。本実施の形態では、基材１０にラビング処理で先に溝を作っておき、配向処理を施す。この配向処理の方向は、基材１０の方向（基材１０の縦または横方向と略一致する方向）と平行ではない角度となっている。そして、その基材１０の方向に略平行にスロットダイ１１と基材１０とを相対的に移動させて光学膜形成用組成物を塗布することで、配向処理方向と塗布方向との間の角度（θ）が、０度または９０度ではない、平行ではない角度となる。これによって、色素分子の並ぶ方向（偏光軸）を塗布方向とは異なる方向とすることができる。
【００４９】
この図１を用いた塗布方法について、更に詳細に説明する。
図１に示す角度（θ）、即ち、基材１０の配向処理方向と塗布方向とが、角度（θ）が１度〜８９度、９１度〜１７９度、１８１度〜２６９度、２７１度〜３５９度の、平行と垂直を除く角度となるように、基材１０の配向処理方向に対して上記色素溶液を塗布する。
ここで塗布方向とは、塗工具がスロットダイ１１やブレード等のように周速を持たない場合は、塗工具に対して相対的に基材１０が動く方向のことを言う。
【００５０】
尚、上述の角度は、更に好ましくは５度〜８５度、９５度〜１７５度、１８５度〜２６５度、２７５度〜３５５度である。より好ましくは１０度〜８０度、１００度〜１７０度、１９０度〜２６０度、２８０度〜３５０度である。特に好ましくは１０度〜８０度、１００度〜１７０度である。最も好ましくは１０度〜８０度である。上限を超えると配向方向が不均一になり易いため好ましくなく、下限を下回ると配向角度が不足し易くなるので好ましくない。
【００５１】
基材１０の配向処理方向と、塗布方向の関係を上記の通り設定することにより、所望の角度の偏光軸を得ることができる。例えば、化合物（１）（後述する実施例１の色素Ｉ）を用いた場合、塗布方向に対して、角度が４５度の偏光軸を作りたい場合には、基材１０の配向方向から８０度を塗布方向の条件とするとよい。
塗布方向は、基材方向と平行であれば、切断する必要がなく高生産性のため、好ましい。基材方向と平行とは、図２に示すように、長辺または短辺方向に平行の状態をいう。
【００５２】
基材に塗布する方法としては、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頁などに記載の公知の方法がある。また、例えば、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、カーテンコート法、ファウンテン法、ディップ法などで塗布する方法が挙げられる。中でも、図１に示すようなスロットダイコート法が好ましい。
尚、色素溶液の基材上への塗布時の温度は、通常０℃以上、８０℃以下、好ましくは４０℃以下である。また、湿度は、通常１０％ＲＨ以上、好ましくは３０％ＲＨ以上で、通常８０ＲＨ％以下である。
【００５３】
（膜厚）
本発明の製造方法で得られた異方性光学膜の膜厚は、通常乾燥後の膜厚で、好ましくは１０ｎｍ以上、更に好ましくは５０ｎｍ以上で、好ましくは３０μｍ以下、更に好ましくは１０μｍ以下である。異方性光学膜の膜厚が３０μｍを超えると、膜内で色素分子の配向を制御することが難しくなるおそれがあり、１０ｎｍを下回ると均一な膜厚とすることが難しくなるおそれがあるため好ましくない。
【００５４】
（異方性光学膜）
また、本発明は、一方向に配向処理された基材上に光学膜形成用組成物を塗布して形成される異方性光学膜であって、異方性光学膜の配向方向が、基材の配向処理方向と塗布方向の中間（中間の角度方向）に位置し、かつ、異方性光学膜の配向方向が、塗布方向に対して８５度から５度の角度であることを特徴とする、異方性光学膜に関する。このような異方性光学膜を用いることにより、光学欠陥がなく生産性に優れ光学性能の高い、配向軸がある角度を持った光学素子を得ることができる。この異方性光学膜は、上記本発明の製造方法により得ることができるが、この限りではない。
【００５５】
ここで、異方性光学膜の配向方向とは、偏光の透過軸または吸収軸のことを意味し、具体的には、クロスニコル下で異方性光学膜を観察して二つの消光位になる軸を見つけておき、基材方向または塗布方向の何れかと基材の配向処理方向（下地層の配向方向）の間に先ほどの二つの軸の一つの軸が存在する時、その軸の方向を配向方向とする。また、異方性光学膜の配向方向は、上記のように８５度から５度の角度であるが、好ましくは８０度から５度、更に好ましくは７５度から５度である。上限を超えると配向方向が不均一になり易いため好ましくなく、下限を下回ると配向角度が不足するため好ましくない。
また、異方性光学膜の配向方向が、基材の配向処理方向と基材方向の中間に位置し、かつ、異方性光学膜の配向方向が、基材方向に対して８５度から５度の角度であることも上記と同様の理由で好ましい。また、好ましい角度も同様であり、この異方性光学膜も本発明の製造方法により得られる。
尚、この代表的な角度である８５度から５度は、１７５度から９５度、２６５度から１８５度、３５５度から２７５度とすることができる。同様に、好ましい角度（５度〜８０度、５度〜７５度）もその角度の取り方によって表現が変わってくる。
【００５６】
（入射角）
また、本発明の異方性光学膜は、入射時の偏光軸と出射時の偏光軸のなす角度とが８９度から１度であることを特徴とする。このような異方性光学膜を用いることにより、偏光軸をある角度で回転することができる光学素子を得ることができる。この異方性光学膜は、上記本発明の製造方法により得ることができるが、この限りではない。
ここで、入射時の偏光軸と出射時の偏光軸のなす角度とは、偏光軸のわかっている直線偏光板と異方性光学膜を用意し、面光源に対して最初に直線偏光板を置き次にこの異方性光学膜を置いたときに最も暗くなる角度を入射時の偏光軸の角度とし、面光源に対して最初に異方性光学膜を置き次に直線偏光板を置いたときに最も暗くなる角度を出射時の偏光軸の角度とする。このとき、例えば化合物（１）の消光位は基材の配向処理方向に対して垂直にできるので、偏光軸の角度は基材の配向処理方向から直線偏光板の透過軸のなす角度とする。
【００５７】
また、入射時の偏光軸と出射時の偏光軸のなす角度とが８９度から１度の角度であるが、好ましくは５度〜８５度、更に好ましくは１０度〜８０度である。上限を超えると不均一になり易いので好ましくなく、下限を下回ると偏光軸を回転させる角度が小さくなるため好ましくない。
尚、この８９度〜１度は、１７９度〜９１度、２６９度〜１８１度、３５９度〜２７１度とすることができる。同様に、好ましい角度（５度〜８５度、１０度〜８０度）もその角度の取り方によって表現が変わってくる。
【００５８】
（位相差機能および偏光機能）
上記本発明の異方性光学膜は、位相差機能および偏光機能の両方を有するものであることが特に好ましい。ここで言う位相差機能とは、常光と異常光との屈折率差を利用して特定の波長をカットする機能や光学軸を回転させる機能のことを言う。また、ここで言う偏光機能とは、直線偏光性を持つことを言う。
上記入射時の偏光軸と出射時の偏光軸のなす角度とが８９度から１度であることを特徴とする本発明の異方性光学膜は、偏光機能を有するだけでなく、入射時と出射時の偏光軸が異なっており、位相差機能も有すると言える。
【００５９】
（保護層）
本発明の異方性光学膜は、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、ノルボン系、環状ポレオレフィン系またはウレタン系のフィルム等の透明な高分子膜によりラミネーションして形成され、実用に供される。
【００６０】
（素子）
本発明の異方性光学膜をＬＣＤやＯＬＥＤなどの各種の光学素子（表示素子）に偏光膜等として用いる場合には、これらの光学素子を構成する電極基板などの表面に配向処理を施した上で直接本発明の異方性光学膜を形成したり、本発明の異方性光学膜を形成した基材をこれら光学素子の構成部材として用いれば良い。
【００６１】
本発明の異方性光学膜は、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有機化合物（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光学素子とすることができる。
そして、本発明の光学素子は、このような本発明の異方性光学膜を用いたものであるが、本発明の異方性光学膜を基材上に形成して本発明の光学素子とする場合、形成された異方性光学膜そのものを使用しても良く、また上記の様な保護層のほか、粘着層、反射防止層など、様々な機能をもつ層を積層形成し、積層体として使用しても良い。
【００６２】
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。
まず、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。
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。
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。
【００６３】
本発明の異方性光学膜は、ガラスなどの高耐熱性基板上に直接形成することが可能であり、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ＥＬ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好適に使用することができる。
【実施例】
【００６４】
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。
また、二色比（Ｄ）はヨウ素系偏光素子を入射光学系に配した分光光度計（島津製作所社製SolidSpec3700）で異方性光学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：色素膜の吸収軸方向の偏光に対する透過率
Ｔｙ：色素膜の偏光軸方向の偏光に対する透過率
【００６５】
以下において「部」は「重量部」を示す。 
（実施例１）
水７８部に下記例示色素（ I ）のＬｉ塩２１部と下記例示色素（ II ）１部を撹拌溶解させて色素溶液（光学膜形成用組成物）を得た。
【００６６】
【化６】
0004654882.tif 000007
【００６７】
【化７】
0004654882.tif 000008
【００６８】
ガラス製基材（７５ｍｍ×１５０ｍｍ、厚さ１ｍｍ）上にシルク印刷法により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、予め布で基材の長辺方向から３０度の角度を持たせてラビング処理を施したものを用意した。これに前述した色素溶液をアプリケータ（井元製作所社製）５μｍで基材の長辺方向に基材方向と塗布方向とを平行にして２３５ｍｍ/ｓで塗布した後、膜厚約０．４μｍの異方性光学膜を得た。
【００６９】
尚、塗布条件は２４〜２６℃、４０％ＲＨ〜６０％ＲＨで作製した。得られた異方性光学膜を測定したところ、図３のような結果を得、二色比を持つことがわかった。この図３の結果から、光学膜の配向方向が基材の配向処理方向から１６度の方向に配向して二色比は４３であった。この図３は、配向処理方向と塗布方向との関係を示す図である。横軸は基材を配置する角度を示し、縦軸は塗布後の結晶度合いを示している。この図３には塗布方向と、基材上にある基材の配向処理方向と、結果として得られた異方性光学膜の配向方向とが示されている。図３の例では、基材の配向処理方向から見て、異方性光学膜の配向方向は１６度、塗布方向は３０度となっており、異方性光学膜の配向方向は下地の配向方向（基材の配向処理方向）と塗布方向との中間に位置していることがわかる。また、異方性光学膜の配向方向に対して結晶が最も多く存在していることが理解できる。
【００７０】
（実施例２）
実施例１と同様にして色素溶液を得た。 実施例１と同様の基材を用意し、スロットダイで色素溶液を基材の長辺方向に基材方向と塗布方向とを平行にして６ｍｍ/ｓで塗布した後、膜厚約０．６μｍの異方性光学膜を得た。基材の配向処理方向から２０度の方向に配向した。
偏光軸のわかっている直線偏光板（（株）テックジャム社製  偏光フィルム  商品Ｎｏ．３１１５８２０）を用意し、面光源（キング製ブライトボックス５０００）に対して、直線偏光板を置き、次に得られた異方性光学膜を置いたときに最も暗くなる角度を測定したところ、約１０度であった（入射時の偏光軸の角度）。また、面光源に対して、まず該異方性光学膜を置き、次に該直線偏光板を置いたときに、最も暗くなる角度を測定したところ、約２度であった（出射時の偏光軸の角度）。即ち、入射時の偏光軸と出射時の偏光軸とのなす角度は約２度であった。
【００７１】
（比較例１）
実施例１と同様にして色素溶液を得た。７５×７５×０．７ｔサイズのガラス基材（コーニング製１７５７）にアプリケータ（井元製作所製）で基材に斜め方向に塗布したところ、塗布始めと塗布終わりの塗布幅の狭いところではアプリケータが基材からはみ出し塗布が不安定になり膜厚ムラや配向ムラなどの欠陥が発生し塗布膜の均一性が極めて悪かった。
【００７２】
（比較例２）
実施例１と同様にして色素溶液を得た。７５×７５×０．７ｔサイズのガラス基材（コーニング製１７５７）に基材方向に対して角度を持たせて＃２のワイヤーバー（松尾産業社製）を回転させながら塗布したところ、ワイヤーバーの回転ムラ起因の塗布方向とは垂直方向の周期的なムラと塗布方向に沿ったスジ状の欠陥が多く見られ、均一性が極めて悪かった。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本実施の形態が適用される光学膜の製造方法を説明するための図である。
【図２】長方形をした基材の基材方向を示す図である。
【図３】配向処理方向と塗布方向との関係を示した図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０…基材、１１…スロットダイ
【図１】
0004654882.tif 000009
【図２】
0004654882.tif 000010
【図３】
0004654882.tif 000011