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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-02-15
(45)【発行日】2022-02-24
(54)【発明の名称】異方性色素膜形成用組成物、異方性色素膜及び偏光素子
(51)【国際特許分類】
G02B 5/30 20060101AFI20220216BHJP
C09B 44/06 20060101ALI20220216BHJP
C09B 67/44 20060101ALI20220216BHJP
【ＦＩ】
G02B5/30
C09B44/06
C09B67/44 C
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2018015847
(22)【出願日】2018-01-31
(65)【公開番号】P2018163333
(43)【公開日】2018-10-18
【審査請求日】2020-08-14
(31)【優先権主張番号】P 2017061968
(32)【優先日】2017-03-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000006035
【氏名又は名称】三菱ケミカル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100152146
【弁理士】
【氏名又は名称】伏見 俊介
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(72)【発明者】
【氏名】金子 祐三
【審査官】沖村 美由
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１０－０２６４７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－１９９０７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－１８０９７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－００３８６４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－２０４５２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－２１７９６４（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１６／１７１１２６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００８－１０１１５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０４７８５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６２－１４５２０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１７／１７０９４７（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ５／３０
Ｇ０２Ｆ１／１３３５；１／１３３６３
Ｃ０９Ｂ１／００－６９／１０
Ｃ０８Ｆ６／００－２４６／００；３０１／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
酸性基又は塩基性基を有する二色性色素、酸性基及び塩基性基を有する、線状又は分岐状の高分子化合物、並びに親水基及び疎水基を有する水溶性有機化合物を含み、前記二色性色素に対する前記水溶性有機化合物の重量比が０．００００１以上であり、前記高分子化合物は、繰り返し単位を有するポリマーである、異方性色素膜形成用組成物。
【請求項2】
前記高分子化合物が有する前記塩基性基がアミノ基を含む、請求項１に記載の異方性色素膜形成用組成物。
【請求項3】
前記高分子化合物が有する前記酸性基がスルホ基を含む、請求項１又は２に記載の異方性色素膜形成用組成物。
【請求項4】
前記高分子化合物が有する前記酸性基の少なくとも一部が塩型の酸性基であり、前記塩型の酸性基の対カチオンが、リチウムイオン及び／又はナトリウムイオンである、請求項１～３のいずれか１項に記載の異方性色素膜形成用組成物。
【請求項5】
前記高分子化合物が有する前記塩基性基及び／又は前記酸性基が、芳香族性の部分構造を有さない、請求項１～４のいずれか１項に記載の異方性色素膜形成用組成物。
【請求項6】
前記高分子化合物が、不飽和結合及び芳香族性を有する部分構造のいずれをも主鎖に有さない、請求項１～５のいずれか一項に記載の異方性色素膜形成用組成物。
【請求項7】
前記高分子化合物の重量平均分子量が１４００以上である、請求項１～６のいずれか一項に記載の異方性色素膜形成用組成物。
【請求項8】
前記高分子化合物における前記酸性基及び前記塩基性基の同一主鎖中の比率が、（塩基性基のモル数／（塩基性基のモル数＋酸性基のモル数））として０．０５より大きい、請求項１～７のいずれか一項に記載の異方性色素膜形成用組成物。
【請求項9】
前記高分子化合物が有する前記酸性基がスルホ基を含む、請求項１～８のいずれか一項に記載の異方性色素膜形成用組成物から形成されてなる、異方性色素膜。
【請求項10】
酸性基又は塩基性基を有する二色性色素、酸性基及び塩基性基を有する、線状又は分岐状の高分子化合物、並びに親水基及び疎水基を有する水溶性有機化合物を含み、前記二色性色素に対する前記水溶性有機化合物の重量比が０．００００１以上であり、前記高分子化合物は、繰り返し単位を有するポリマーであり、前記高分子化合物が有する前記酸性基がスルホ基を含む、異方性色素膜。
【請求項11】
請求項９又は１０に記載の異方性色素膜を含む、偏光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、湿式成膜法により形成される異方性色素膜、特に、調光素子、液晶素子（ＬＣＤ）及び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膜等に有用な高い二色性を示す異方性色素膜形成用組成物、異方性色素膜及び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膜及び円偏光膜が用いられている。ＯＬＥＤにおいても、外光の反射防止のために円偏光膜が使用されている。
従来、これらの偏光膜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、偏光膜を用いた偏光素子として使用した場合、その耐熱性や耐光性が十分ではなかった。また、その消光色が深い青色となるため、全可視スペクトル領域に亘って、理想的な無彩色の偏光素子とは言えなかった。
従来、これらの偏光膜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、偏光膜を用いた偏光素子として使用した場合、その耐熱性や耐光性が十分ではなかった。また、その消光色が深い青色となるため、全可視スペクトル領域に亘って、理想的な無彩色の偏光素子とは言えなかった。
【0003】
理想的な無彩色の偏光素子を得るために、有機系の色素を二色性物質に使用する異方性色素膜が検討されている。有機系の色素を使用する異方性色素膜としては、従来のポリマーに有機系の色素を含浸させた膜、基板等の上に有機系の色素を塗布することで膜を得る方法（湿式成膜法）を用いて形成させた膜等が挙げられる。
従来のポリマーに有機系の色素を含浸させた異方性色素膜を用いる場合、該異方性色素膜に接着層を設け、接着層の保護フィルムを貼り合わせ、該保護フィルムを貼り合せた偏光膜をディスプレイ製造ラインに移送し、ディスプレイ製造ラインで保護フィルムを剥がし、異方性色素膜を基板等に貼合するというプロセスが取られている。これをガラスや透明フィルム等の基板上に、湿式成膜法を用いて異方性色素膜を形成する方法に置き換えれば、前記の従来のポリマーに有機系の色素を含浸させた異方性色素膜を用いる方法と比較して、製造プロセスを簡略化でき、生産性向上に寄与するものと考えられる。
従来のポリマーに有機系の色素を含浸させた異方性色素膜を用いる場合、該異方性色素膜に接着層を設け、接着層の保護フィルムを貼り合わせ、該保護フィルムを貼り合せた偏光膜をディスプレイ製造ラインに移送し、ディスプレイ製造ラインで保護フィルムを剥がし、異方性色素膜を基板等に貼合するというプロセスが取られている。これをガラスや透明フィルム等の基板上に、湿式成膜法を用いて異方性色素膜を形成する方法に置き換えれば、前記の従来のポリマーに有機系の色素を含浸させた異方性色素膜を用いる方法と比較して、製造プロセスを簡略化でき、生産性向上に寄与するものと考えられる。
【0004】
特許文献１には二色比の高い異方性色素膜を得るための、トリスアゾ色素を含む異方性色素膜形成用組成物が示されている。
また、異方性色素膜の高い二色比を得るために、特定の色素を組み合わせて用いることが示されている。例えば、アントラキノン環を有するアゾ化合物と、ナフタレン環を有するジスアゾ色素とを含む異方性色素膜形成用組成物（特許文献２）、ジスアゾ色素とモノアゾ化合物とを含む異方性色素膜形成用組成物（特許文献３）、ジスアゾ色素を２種組み合わせて用いて異方性色素膜を得たことも示されている（特許文献４及び５）。
また、異方性色素膜の高い二色比を得るために、特定の色素を組み合わせて用いることが示されている。例えば、アントラキノン環を有するアゾ化合物と、ナフタレン環を有するジスアゾ色素とを含む異方性色素膜形成用組成物（特許文献２）、ジスアゾ色素とモノアゾ化合物とを含む異方性色素膜形成用組成物（特許文献３）、ジスアゾ色素を２種組み合わせて用いて異方性色素膜を得たことも示されている（特許文献４及び５）。
【0005】
異方性色素膜の性能を向上させるため、添加材の開発が同時に進められている。例えば、二色性の向上や耐熱性の向上を目的としてアミノ酸などを添加する組成物が開発されている（特許文献６）。また、アミノ酸以外にも、界面活性剤の添加により塗布時の基板への濡れ性を向上させると同時に、乾燥過程で界面活性剤が気液界面に集積することで色素の異方性を阻害せずに、二色比が向上する検討がなされている（特許文献７）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２０１０－１６８５７０号公報
【文献】特開２００８－１０１１５４号公報
【文献】特開２０１２－１９４３５７号公報
【文献】特開２００７－１２６６２８号公報
【文献】国際公開第２０１５／０８７９７８号
【文献】国際公開第２００５／０６９０４８号
【文献】特開２００９－１８０９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
一方、化合物を添加することにより発生する耐湿性低下に対して、色素と特定の高分子化合物を含む異方性色素膜形成用組成物を用いることで、耐湿性の問題を解決できることが示されている（特願２０１７－２４３２６４号）。
【0008】
本発明者達は、特願２０１７－２４３２６４号等に記載の高分子化合物を含む異方性色素膜形成用組成物用いて異方性色素膜を形成する場合、高分子化合物の添加により、吸湿により発生する膜欠陥を抑制し、膜硬度が高くなることを見出した。一方、高分子化合物の添加により、粘度増加が発生し、塗布膜厚が不均一化する場合があることも見出した。具体的には、塗布装置にバーコーター等を用いる場合、塗布時に形成される塗布スジにより塗布膜の均一性が不足する場合があった。量産性向上のためロールツーロール方式等を用いる場合、高い塗布速度を維持するためにはバーコーター等が有用であり、上記問題を含む場合には生産性において問題となる。
また、特許文献７等に記載の界面活性剤を添加すると、異方性色素膜形成用組成物の粘度変動、異方性色素の会合及び配向状態への影響が無視できず、異方性色素膜形成用組成物を塗布する際の量産性向上と異方性色素膜の二色比維持を両立させることが困難であった。
さらに、量産時においては異方性色素膜形成用組成物の保管安定性が高いことも求められる。
本発明は、上記の方法で得られる効果と課題を両立させる異方性色素膜形成用組成物及び異方性色素膜を提供するものである。具体的には、保管安定性に優れ、均一塗布が可能である異方性色素膜形成用組成物、並びに、耐湿性に優れることで経時での膜欠陥を抑制し、膜硬度が高く、さらに二色比に優れた異方性色素膜を提供することを課題とする。
また、特許文献７等に記載の界面活性剤を添加すると、異方性色素膜形成用組成物の粘度変動、異方性色素の会合及び配向状態への影響が無視できず、異方性色素膜形成用組成物を塗布する際の量産性向上と異方性色素膜の二色比維持を両立させることが困難であった。
さらに、量産時においては異方性色素膜形成用組成物の保管安定性が高いことも求められる。
本発明は、上記の方法で得られる効果と課題を両立させる異方性色素膜形成用組成物及び異方性色素膜を提供するものである。具体的には、保管安定性に優れ、均一塗布が可能である異方性色素膜形成用組成物、並びに、耐湿性に優れることで経時での膜欠陥を抑制し、膜硬度が高く、さらに二色比に優れた異方性色素膜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】
【0009】
本発明者らは、色素と特定の高分子化合物、並びに特定の水溶性有機化合物を含む異方性色素膜形成用組成物を用いることにより、前記課題を解決できることを見出した。
すなわち、本発明は以下を要旨とする。
すなわち、本発明は以下を要旨とする。
【0010】
［１］色素、酸性基及び塩基性基を有する高分子化合物、並びに水溶性有機化合物を含むものである、異方性色素膜形成用組成物。
［２］前記塩基性基がアミノ基を含むものである、［１］に記載の異方性色素膜形成用組成物。
［３］前記酸性基がスルホ基を含むものである、［１］又は［２］に記載の異方性色素膜形成用組成物。
［４］前記酸性基の少なくとも一部が塩型の酸性基であり、前記塩型の酸性基の対カチオンが、リチウムイオン及び／又はナトリウムイオンである、［１］～［３］のいずれか１項に記載の異方性色素膜形成用組成物。
［５］前記塩基性基及び／又は前記酸性基が、芳香族性の部分構造を有さないものである、［１］～［４］のいずれか１項に記載の異方性色素膜形成用組成物。
［６］前記水溶性有機化合物が親水基及び疎水基を有するものである、［１］～［５］のいずれか１項に記載の異方性色素膜形成用組成物。
［７］色素、酸性基及び塩基性基を有する高分子化合物、並びに水溶性有機化合物を含むものである、異方性色素膜。
［８］［７］に記載の異方性色素膜を含む、偏光素子。
［２］前記塩基性基がアミノ基を含むものである、［１］に記載の異方性色素膜形成用組成物。
［３］前記酸性基がスルホ基を含むものである、［１］又は［２］に記載の異方性色素膜形成用組成物。
［４］前記酸性基の少なくとも一部が塩型の酸性基であり、前記塩型の酸性基の対カチオンが、リチウムイオン及び／又はナトリウムイオンである、［１］～［３］のいずれか１項に記載の異方性色素膜形成用組成物。
［５］前記塩基性基及び／又は前記酸性基が、芳香族性の部分構造を有さないものである、［１］～［４］のいずれか１項に記載の異方性色素膜形成用組成物。
［６］前記水溶性有機化合物が親水基及び疎水基を有するものである、［１］～［５］のいずれか１項に記載の異方性色素膜形成用組成物。
［７］色素、酸性基及び塩基性基を有する高分子化合物、並びに水溶性有機化合物を含むものである、異方性色素膜。
［８］［７］に記載の異方性色素膜を含む、偏光素子。
【発明の効果】
【0011】
本発明は、保管安定性に優れ、均一塗布が可能である異方性色素膜形成用組成物を提供するものである。また、耐湿性に優れることで経時での膜欠陥を抑制し、膜硬度が高く、さらに二色比に優れた異方性色素膜を提供するものである。
具体的には、水溶性有機化合物を含有する本発明の異方性色素膜形成用組成物を用いることにより、形成された異方性色素膜の耐湿性及び硬度の向上、経時での膜欠陥の抑制が期待できる。また、製造時における保管環境に対するマージンの向上により安定製造に寄与するほか、保管環境の安価化が図れるものである。さらに、異方性色素膜組成物を塗布する際の膜厚分布により形成される塗布膜の不均一性を抑制し、量産性に優れた異方性色素膜を形成するものである。
具体的には、水溶性有機化合物を含有する本発明の異方性色素膜形成用組成物を用いることにより、形成された異方性色素膜の耐湿性及び硬度の向上、経時での膜欠陥の抑制が期待できる。また、製造時における保管環境に対するマージンの向上により安定製造に寄与するほか、保管環境の安価化が図れるものである。さらに、異方性色素膜組成物を塗布する際の膜厚分布により形成される塗布膜の不均一性を抑制し、量産性に優れた異方性色素膜を形成するものである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施の形態を具体的に説明するが、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に変更して実施することができる。
【0013】
本発明でいう異方性色素膜とは、異方性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、屈折等の光学的性質、抵抗、容量等の電気的性質等が挙げられる。
吸収、屈折等の光学的異方性を有する膜としては、例えば、直線偏光膜、円偏光膜等の偏光膜、位相差膜、導電異方性色素膜等がある。本発明の異方性色素膜は、偏光膜、位相差膜及び導電異方性色素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。
吸収、屈折等の光学的異方性を有する膜としては、例えば、直線偏光膜、円偏光膜等の偏光膜、位相差膜、導電異方性色素膜等がある。本発明の異方性色素膜は、偏光膜、位相差膜及び導電異方性色素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。
【0014】
［異方性色素膜形成用組成物］
まず、本発明の異方性色素膜形成用組成物について説明する。
本発明の異方性色素膜形成用組成物は、色素、酸性基及び塩基性基を有する高分子化合物、並びに水溶性有機化合物を含むものである。
本発明の異方性色素膜形成用組成物が効果を奏する理由は定かではないが、以下が考えられる。
本発明の異方性色素膜形成用組成物及び異方性色素膜中において、色素はその異方性を発現するため、ある程度の大きさを有する集合体を形成する。特許文献６に記載のアミノ酸等の化合物は、この色素集合体をつなぎ、固定していると推定される。
本発明の異方性色素膜形成用組成物が含む高分子化合物が有する酸性基又は塩基性基は、水分子との相性が良く、吸湿性を持つため、異方性色素膜は水分を吸着しやすい性質がある。前記色素集合体のつなぎとなっているアミノ酸などの化合物同士は弱い水素結合で結ばれており、吸湿によりその会合力が弱くなる。つまり、吸湿により、色素集合体の固定が緩和され、析出やひび割れが起こってしまうと推定される。
一方で、本発明の高分子化合物を用いることにより、アミノ酸などの化合物同士の弱い水素結合のネットワークの一部を強固な原子結合に置き換えることになる。つまり、吸湿しても、色素の集合体の固定状態を維持できると推定される。従って、耐湿性に優れた、吸湿による経時での膜欠陥の発生が抑制される。
また、色素単独で形成する異方性色素膜は脆くなる傾向にあるため硬度が低くなるが、本願発明の高分子化合物を添加することで可塑剤的な効果により脆さが解消され、硬度が向上すると推定される。
一方、上記高分子化合物を含む異方性色素膜形成用組成物用は、高分子添加による粘度増加により塗布膜厚が不均一化し、生産性において大きな問題となる傾向にある。
本発明では、異方性色素膜形成用組成物に水溶性有機化合物を含むことで、高分子化合物を含むことにより得られる効果を損なうことなく、上記課題を解決する。具体的には、異方性色素膜形成用組成物の粘度や表面張力を最適化し、塗布特性を向上しながらも異方性色素の会合及び配向状態も最適な状態とすることが可能となる。さらに具体的には、水溶性有機化合物を添加することで、保管安定性が向上し、基板への濡れ性改善、粘度や表面張力低下による塗布膜厚不均一化を解消しながらも、得られた塗布膜の二色比は高い状態となる。
まず、本発明の異方性色素膜形成用組成物について説明する。
本発明の異方性色素膜形成用組成物は、色素、酸性基及び塩基性基を有する高分子化合物、並びに水溶性有機化合物を含むものである。
本発明の異方性色素膜形成用組成物が効果を奏する理由は定かではないが、以下が考えられる。
本発明の異方性色素膜形成用組成物及び異方性色素膜中において、色素はその異方性を発現するため、ある程度の大きさを有する集合体を形成する。特許文献６に記載のアミノ酸等の化合物は、この色素集合体をつなぎ、固定していると推定される。
本発明の異方性色素膜形成用組成物が含む高分子化合物が有する酸性基又は塩基性基は、水分子との相性が良く、吸湿性を持つため、異方性色素膜は水分を吸着しやすい性質がある。前記色素集合体のつなぎとなっているアミノ酸などの化合物同士は弱い水素結合で結ばれており、吸湿によりその会合力が弱くなる。つまり、吸湿により、色素集合体の固定が緩和され、析出やひび割れが起こってしまうと推定される。
一方で、本発明の高分子化合物を用いることにより、アミノ酸などの化合物同士の弱い水素結合のネットワークの一部を強固な原子結合に置き換えることになる。つまり、吸湿しても、色素の集合体の固定状態を維持できると推定される。従って、耐湿性に優れた、吸湿による経時での膜欠陥の発生が抑制される。
また、色素単独で形成する異方性色素膜は脆くなる傾向にあるため硬度が低くなるが、本願発明の高分子化合物を添加することで可塑剤的な効果により脆さが解消され、硬度が向上すると推定される。
一方、上記高分子化合物を含む異方性色素膜形成用組成物用は、高分子添加による粘度増加により塗布膜厚が不均一化し、生産性において大きな問題となる傾向にある。
本発明では、異方性色素膜形成用組成物に水溶性有機化合物を含むことで、高分子化合物を含むことにより得られる効果を損なうことなく、上記課題を解決する。具体的には、異方性色素膜形成用組成物の粘度や表面張力を最適化し、塗布特性を向上しながらも異方性色素の会合及び配向状態も最適な状態とすることが可能となる。さらに具体的には、水溶性有機化合物を添加することで、保管安定性が向上し、基板への濡れ性改善、粘度や表面張力低下による塗布膜厚不均一化を解消しながらも、得られた塗布膜の二色比は高い状態となる。
【0015】
上記異方性色素膜形成用組成物の態様としては、上記の高分子化合物、水溶性有機化合物及び色素を含めば特に限定されない。異方性色素膜形成用組成物が相分離を引き起こさない状態であれば、溶液であっても、液晶であっても、分散状態であってもよいが、異方性色素膜形成用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が高配向度に形成される観点から好ましい。なお、本実施の形態において、液晶相の状態であるとは、具体的には、『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ように、液体と結晶の双方の性質を示す液晶状態であり、ネマティック相、コレステリック相、スメクティック相又はディスコティック相であることをいう。特に、溶液中での秩序性が低く、粘度が低い傾向にあるため、液晶相はネマティック相が好ましい。
【0016】
（高分子化合物）
本発明の異方性色素膜形成用組成物に用いることができる高分子化合物は、酸性基及び塩基性基を有する高分子化合物（以下、本明細書において「高分子化合物」と表すことがある。）である。
本発明の異方性色素膜形成用組成物に用いることができる高分子化合物は、酸性基及び塩基性基を有する高分子化合物（以下、本明細書において「高分子化合物」と表すことがある。）である。
【0017】
本発明の異方性色素膜形成用組成物に含まれる高分子化合物が有する置換基については、以下のように説明できる。
本発明の異方性色素膜を形成するには、相分離を起こさない液晶性の組成物を形成する事が好ましい。そのためには、色素と高分子化合物が会合体を形成し、且つ、色素同士が積層した色素集合体が形成されることが必要である。後述するが、色素は、水溶性を発現させるために、酸性基又は塩基性基を有する場合がある。塩基性基は通常正電荷又はカチオン性を、酸性基は通常負電荷又はアニオン性を有する。そのため、色素と高分子化合物が会合対を形成するためには、高分子化合物は酸性基又は塩基性基を有する必要がある。このとき、高分子化合物が酸性基又は塩基性基のどちらか一方の基のみを有する場合、色素と強く会合するか、強く反発を引き起こすかのいずれかが起こると推定される。前者の場合、高分子化合物を介して色素会合体同士が架橋され、均一な液晶相の形成が困難となる。一方後者の場合、同じ電荷を有するが故に色素と高分子化合物がそれぞれ独自の凝集体を形成し、相分離状態となってしまうと推定される。そのため、高分子化合物は酸性基と塩基性基を同時に有することが好ましい。
本発明の異方性色素膜を形成するには、相分離を起こさない液晶性の組成物を形成する事が好ましい。そのためには、色素と高分子化合物が会合体を形成し、且つ、色素同士が積層した色素集合体が形成されることが必要である。後述するが、色素は、水溶性を発現させるために、酸性基又は塩基性基を有する場合がある。塩基性基は通常正電荷又はカチオン性を、酸性基は通常負電荷又はアニオン性を有する。そのため、色素と高分子化合物が会合対を形成するためには、高分子化合物は酸性基又は塩基性基を有する必要がある。このとき、高分子化合物が酸性基又は塩基性基のどちらか一方の基のみを有する場合、色素と強く会合するか、強く反発を引き起こすかのいずれかが起こると推定される。前者の場合、高分子化合物を介して色素会合体同士が架橋され、均一な液晶相の形成が困難となる。一方後者の場合、同じ電荷を有するが故に色素と高分子化合物がそれぞれ独自の凝集体を形成し、相分離状態となってしまうと推定される。そのため、高分子化合物は酸性基と塩基性基を同時に有することが好ましい。
【0018】
高分子化合物が有する酸性基及び塩基性基は、以下の通りである。
酸性基及び塩基性基とは、それぞれ、酸性基は７未満、塩基性基は７以上のｐＫａを有する官能基のことである。なお、ｐＫａとは、濃度酸解離定数Ｋａの逆数の対数値、すなわち－ｌｏｇ Ｋａである。
酸性基及び塩基性基とは、それぞれ、酸性基は７未満、塩基性基は７以上のｐＫａを有する官能基のことである。なお、ｐＫａとは、濃度酸解離定数Ｋａの逆数の対数値、すなわち－ｌｏｇ Ｋａである。
【0019】
高分子化合物が有する酸性基としては、例えば、スルホ基、カルボキシル基、リン酸基などが挙げられる。これらの中でも、色素の積層崩壊を抑制するため、酸性基は、芳香族性の部分構造を有しないことが好ましい。また、水溶性の維持と秩序性の向上の観点では、酸性基はスルホ基を含むことが好ましく、とりわけスルホ基が望ましい。
【0020】
塩基性基としては、含窒素塩基性基（電子供与性の窒素原子を含み、該窒素原子が正電荷又はカチオン性を有しやすい性質を持つものが好ましい。）が挙げられ、アミノ基、アルキルアミノ基（メチルアミノ基、エチルアミノ基等）、ピロリル基、３-ピロリニル基、ピロリジニル基、ピラゾーリル基、２－ピラゾリニル基、ピラゾリジニル基、イミダゾリル基、１，２，３－トリアゾリル基、１，２，４－トリアゾリル基、ピリジニル基、ピリダジニル基、ピペリジニル基、ピラジニル基、ピペラジニル基、ピリミジニル基、トリアジニル基等が挙げられる。これらの中でも、色素の積層崩壊を抑制するため、塩基性基は、芳香族性の部分構造を有しないことが好ましく、特にアミノ基を含むことが好ましく、とりわけアミノ基が望ましい。
【0021】
高分子化合物に含まれる酸性基と塩基性基は、それぞれその一部または全部が塩型をとってもよい。
酸性基の少なくとも一部は塩型の酸性基であってもよく、酸性基の対カチオンとしては、ナトリウム、リチウム、カリウム等のアルカリ金属、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、有機アミン等が挙げられる。有機アミンの例として、炭素数１以上、６以下の低級アルキルアミン、ヒドロキシ置換された炭素数１以上、６以下の低級アルキルアミン、カルボキシ置換された炭素数１以上、６以下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。溶解性の観点から、イオン化傾向が高いアルカリ金属の塩が望ましい。特に、リチウム及び／又はナトリウムが好ましく、色素と高分子化合物とを含む組成物の相分離を抑制し、溶解性を向上する観点から、リチウムが特に好ましい。また、色素と高分子化合物とを含む組成物からなる膜の二色比を高める観点からも、リチウムが特に好ましい。
塩基性基の少なくとも一部は塩型の塩基性基であってもよく、塩基性基の塩型としては、例えば、塩酸、硫酸等の無機酸の塩、酢酸、ギ酸等の有機酸の塩が挙げられる。
酸性基の少なくとも一部は塩型の酸性基であってもよく、酸性基の対カチオンとしては、ナトリウム、リチウム、カリウム等のアルカリ金属、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、有機アミン等が挙げられる。有機アミンの例として、炭素数１以上、６以下の低級アルキルアミン、ヒドロキシ置換された炭素数１以上、６以下の低級アルキルアミン、カルボキシ置換された炭素数１以上、６以下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。溶解性の観点から、イオン化傾向が高いアルカリ金属の塩が望ましい。特に、リチウム及び／又はナトリウムが好ましく、色素と高分子化合物とを含む組成物の相分離を抑制し、溶解性を向上する観点から、リチウムが特に好ましい。また、色素と高分子化合物とを含む組成物からなる膜の二色比を高める観点からも、リチウムが特に好ましい。
塩基性基の少なくとも一部は塩型の塩基性基であってもよく、塩基性基の塩型としては、例えば、塩酸、硫酸等の無機酸の塩、酢酸、ギ酸等の有機酸の塩が挙げられる。
【0022】
高分子化合物の分子量（重量平均分子量）としては、通常８００以上が好ましく、１０００以上がさらに好ましく、１４００以上が特に好ましい。また、通常１００００以下が好ましく、７０００以下がさらに好ましく、５０００以下が特に好ましい。例えば、８００以上１００００以下が好ましく、１０００以上７０００以下がより好ましく、１４００以上５０００以下がさらに好ましい。分子量が上記下限値以上であることで耐湿性が得られる傾向にあり、分子量が上記上限値以下であることで溶解性が得られる傾向にある。
【0023】
高分子化合物の主鎖は、特に限定されるものではないが、後述する色素の相性から、アミド結合、エステル結合、エーテル結合、－ＮＲ1－基（Ｒ1は、水素原子、メチル基又はエチル基を表す。）及びスルホニル基からなる群から選ばれる少なくとも１つを含む炭素鎖、飽和結合のみからなる炭素鎖等が好ましく、特に、飽和結合のみからなる炭素鎖、アミド結合及び／又は－ＮＲ1－基を含む炭素鎖の構造を有することが望ましい。なお、主鎖は、上記結合又は上記基を複数有していてもよい。
一方で、不飽和結合やフェニレンのような芳香族性を有する部分構造を有さない方が望ましい。不飽和結合や芳香族性を有する部分構造を有さないことで、不飽和結合部が色素のπ-πスタックを阻害することを抑制し、異方性色素膜形成用組成物が液晶性を得て、異方性色素膜の偏光度を向上できる傾向にある。
一方で、不飽和結合やフェニレンのような芳香族性を有する部分構造を有さない方が望ましい。不飽和結合や芳香族性を有する部分構造を有さないことで、不飽和結合部が色素のπ-πスタックを阻害することを抑制し、異方性色素膜形成用組成物が液晶性を得て、異方性色素膜の偏光度を向上できる傾向にある。
【0024】
高分子化合物の側鎖に関しても、主鎖と同様に特に限定されるものではないが、主鎖同様、後述する色素との相性から、アミド結合、エステル結合、エーテル結合、－ＮＲ1－基（Ｒ1は、水素原子、メチル基又はエチル基を表す。）及びスルホニル基からなる群から選ばれる少なくとも１つを含む炭素鎖、飽和結合のみからなる炭素鎖等が望ましい。特に、飽和結合のみからなる炭素鎖、アミド結合及び－ＮＲ1－基からなる群から選ばれる少なくとも１つを含む炭素鎖を有することが望ましい。
一方で、不飽和結合やフェニレンのような芳香族性を有する部分構造を有さない方が望ましい。不飽和結合やフェニレンのような芳香族性を有する部分構造を有さないことで、色素のπ-πスタックを阻害することを抑制し、異方性色素膜形成用組成物が液晶性を得て、異方性色素膜の偏光度を向上できる傾向にある。
同様に、側鎖の鎖長は短い方が好ましい。側鎖が短いことで、色素の会合を阻害することを抑制できる傾向にある。そのため、側鎖は、最も主鎖から離れた原子（Ｈ原子を除く）までの原子数が２以上、１０以下であることが好ましく、より好ましくは８以下である。
一方で、不飽和結合やフェニレンのような芳香族性を有する部分構造を有さない方が望ましい。不飽和結合やフェニレンのような芳香族性を有する部分構造を有さないことで、色素のπ-πスタックを阻害することを抑制し、異方性色素膜形成用組成物が液晶性を得て、異方性色素膜の偏光度を向上できる傾向にある。
同様に、側鎖の鎖長は短い方が好ましい。側鎖が短いことで、色素の会合を阻害することを抑制できる傾向にある。そのため、側鎖は、最も主鎖から離れた原子（Ｈ原子を除く）までの原子数が２以上、１０以下であることが好ましく、より好ましくは８以下である。
【0025】
酸性基及び塩基性基の同一主鎖中の比率は、特に限定されない。液晶性を維持する観点からは、塩基性基／（塩基性基＋酸性基）の数値が０．０５より大きいことが好ましく、より好ましくは０．１以上、さらに好ましくは０．２以上であり、０．８以下が好ましく、０．７以下がより好ましく、０．６以下がさらに好ましく、０．５以下がよりさらに好ましく、０．４以下がことさら好ましい。例えば、０．０５より大きく０．８以下が好ましく、０．１以上０．７以下がより好ましく、０．２以上０．６以下がさらに好ましく、０．２以上０．５以下がよりさらに好ましく、０．２以上０．４以下がことさら好ましい。上記下限値以上とすることで、色素と高分子化合物との相溶性が向上する傾向にある。上記上限値以下とすることで、色素と高分子化合物との会合より色素間の積層が進み、組成物の液晶性が向上し、異方性色素膜の偏光度が向上する傾向にある。
【0026】
高分子化合物が有する酸性基及び塩基性基の種類の組合せも特に限定されない。塩基性基がアミノ基であり、酸性基がスルホ基、カルボキシ基及び／又はリン酸基であることが好ましい。さらに、塩基性基がアミノ基であり、酸性基がスルホ基であることが好ましい。塩基性基としては、骨格が小さく、カチオン化した場合にＨＳＡＢ則における堅いカチオンが発生するアミノ基は、色素との相互作用が強くなり、相分離を起こしにくくなる。色素と静電反発し、色素と高分子化合物の過度な相互作用による相分離を抑制する観点から、酸性基はスルホ基又はリン酸基が好ましい。
なお、本発明の高分子化合物が、複数の種類の酸性基及び塩基性基を有する場合、二つ以上の基は、同一の基であっても異なる基であってもよい。
なお、本発明の高分子化合物が、複数の種類の酸性基及び塩基性基を有する場合、二つ以上の基は、同一の基であっても異なる基であってもよい。
【0027】
本発明の高分子化合物は、ランダム構造であってもブロック構造であってもよく、特にランダム構造であることが好ましい。ランダム構造であることで、高分子化合物及び色素の相溶性が高くなる傾向にある。また線状の高分子であっても、分岐状の高分子であってもよい。
【0028】
高分子化合物の具体例としては、特開２００４－０２７１６２号公報、特開２００２－２９３８４２号公報、特開昭５２－１０１２９１号公報、特公平０３－０２０１２７号公報、特開２００４－１１５６７５号公報等に記載の高分子化合物が挙げられ、また、上記公報記載の方法で製造することができる。
高分子化合物の例示化合物を下記に示すが、下記構造に限定されるものではない。なお、すべて対カチオンがプロトン体での記載だが、対カチオンがアルカリ金属等の上述した対カチオンであるものも含まれる。また、プロトン体と塩型が混合していてもよいし、塩型が複数含まれていてもよい。下記例示化合物中のｌ、ｍ、ｎ及びｐは任意の整数を表す。
高分子化合物の例示化合物を下記に示すが、下記構造に限定されるものではない。なお、すべて対カチオンがプロトン体での記載だが、対カチオンがアルカリ金属等の上述した対カチオンであるものも含まれる。また、プロトン体と塩型が混合していてもよいし、塩型が複数含まれていてもよい。下記例示化合物中のｌ、ｍ、ｎ及びｐは任意の整数を表す。
【0029】
【化1】
【0030】
【化2】
【0031】
高分子化合物の含有量（全固形分中の重量％）は特に制限されない。高分子化合物は異方性色素膜形成用組成物中の全固形分に対して、９０質量部以下が好ましく、８０質量部以下であることがより好ましく、７０質量部以下であることがさらに好ましく、６０質量部以下であることが特に好ましい。一方、０．１質量部以上が好ましく、１質量部以上がより好ましく、３質量部以上がさらに好ましく、５質量部以上がより好ましく、１０質量部以上がより好ましく、２０質量部以上がより好ましく、３０質量部以上がとりわけ好ましく、４０質量部以上がことさら好ましい。例えば、０．１重量％以上９０重量％以下が好ましく、１重量％以上９０重量％以下がより好ましく、５重量％以上８０重量％以下がさらに好ましく、１０重量％以上７０重量％以下がよりさらに好ましく、２０重量％以上６０重量％以下がことさら好ましく、３０重量％以上６０重量％以下がよりことさら好ましく、４０重量％以上６０重量％以下がさらにことさら好ましい。上記上限値以下とすることで、異方性色素膜の偏光度が高くなる傾向がある。上記下限値以上とすることで、異方性色素膜の脆さを抑制し、硬度を向上し、反射率を低減する傾向がある。上記範囲であることで、耐湿性に優れる傾向にある。
【0032】
本発明の異方性色素膜形成用組成物における高分子化合物と色素の配合比は特に制限されない。色素：高分子化合物＝１０：９０～９９．９：０．１であることが好ましい。さらに２０：８０～９０：１０であることがより好ましく、２５：７５～８０：２０であることがさらに好ましく、３０：７０～６０：４０であることが特に好ましい。上記範囲であることで、異方性色素膜は偏光性、耐湿性に優れ、さらに異方性色素膜の脆さを抑制し、硬度を向上する傾向にある。
【0033】
（水溶性有機化合物）
本発明の異方性色素膜形成用組成物に用いることができる水溶性有機化合物としては、後述の色素（配合用色素を使用する場合、配合用色素を含む。）を除いた化合物であることが好ましい。
水溶性有機化合物は特に限定されないが、異方性色素膜形成用組成物の塗膜の気液界面に集積しやすく、その表面張力を均一化させる作用のある化合物であることが好ましい。異方性色素膜形成用組成物の塗膜の膜厚を均一化するため、レベリング作用のある化合物を用いることができる。
なお、本発明において水溶性とは、水中で水和して分散する分子状態となることをいう。
本発明の異方性色素膜形成用組成物に用いることができる水溶性有機化合物としては、後述の色素（配合用色素を使用する場合、配合用色素を含む。）を除いた化合物であることが好ましい。
水溶性有機化合物は特に限定されないが、異方性色素膜形成用組成物の塗膜の気液界面に集積しやすく、その表面張力を均一化させる作用のある化合物であることが好ましい。異方性色素膜形成用組成物の塗膜の膜厚を均一化するため、レベリング作用のある化合物を用いることができる。
なお、本発明において水溶性とは、水中で水和して分散する分子状態となることをいう。
【0034】
水溶性有機化合物は特に限定されないが、親水基及び疎水基の両基を有することが好ましい。水溶性有機化合物が親水基と疎水基を有することで、異方性色素膜形成用組成物の塗膜乾燥時に水溶性有機化合物の疎水基部分が膜界面側に、親水基部分が膜中側に集まることにより、水溶性有機化合物が気液界面に集積する傾向にある。この結果、異方性色素膜形成用組成物の状態では異方性色素と混合していたが、塗布時には異方性色素の層と水溶性有機化合物層に相分離を生じて、基板側に集積した異方性色素の秩序性を損なうことなく、高分子化合物等を添加しない場合と同等にその二色比を維持させることができる。
加えて、異方性色素膜形成用組成物の塗膜乾燥後に表面に緻密に集積した水溶性有機化合物が、異方性色素膜内部への水の浸入を防ぎ、耐湿性を向上させる傾向にあるとともに、表面張力を下げる。これらの結果から、従来不可能であった異方性色素膜形成用組成物を塗布する際の量産性の向上と異方性色素膜の二色比の維持を両立させることができる。
加えて、異方性色素膜形成用組成物の塗膜乾燥後に表面に緻密に集積した水溶性有機化合物が、異方性色素膜内部への水の浸入を防ぎ、耐湿性を向上させる傾向にあるとともに、表面張力を下げる。これらの結果から、従来不可能であった異方性色素膜形成用組成物を塗布する際の量産性の向上と異方性色素膜の二色比の維持を両立させることができる。
【0035】
親水基としては、ノニオン性基及びイオン性基が挙げられる。
ノニオン性基は、ヒドロキシ基、炭素数が１～４のアルキルオキシ基、ポリエチレンオキシ基、ポリプロピレンオキシ基等が挙げられる。
イオン性基は、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、カルボキシ基、スルホ基、ピリジニウム基、第４級アンモニウム基、リン酸基、ポリエチレンイミノ基等が挙げられる。
疎水基としては、直鎖アルキル基、分岐鎖アルキル基、置換基を有していても良いフェニルアルキル基、パープロピレンオキサイド、ポリオルガノシロキシ基、パーフルオロアルキル基等が挙げられる。
ノニオン性基は、ヒドロキシ基、炭素数が１～４のアルキルオキシ基、ポリエチレンオキシ基、ポリプロピレンオキシ基等が挙げられる。
イオン性基は、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、カルボキシ基、スルホ基、ピリジニウム基、第４級アンモニウム基、リン酸基、ポリエチレンイミノ基等が挙げられる。
疎水基としては、直鎖アルキル基、分岐鎖アルキル基、置換基を有していても良いフェニルアルキル基、パープロピレンオキサイド、ポリオルガノシロキシ基、パーフルオロアルキル基等が挙げられる。
【0036】
水溶性有機化合物としては、シリコーン系、フッ素系、アクリル系、ビニル系化合物等が挙げられる。異方性色素膜形成用組成物の気液界面に素早く物質移動して集積しやすくするため、一般的に比較的低分子量であり、且つ、高極性の物質が、レベリング作用が大きくなるため好ましい。気液界面に集積し、塗膜均一性を向上する観点で、特にシリコーン系、フッ素系化合物が好ましい。
水溶性有機化合物の分子量は特に限定されないが、１００００以下であることが好ましく、５０００以下であることがより好ましく、２０００以下であることがさらに好ましい。また、下限は特に限定されない。
水溶性有機化合物の分子量は特に限定されないが、１００００以下であることが好ましく、５０００以下であることがより好ましく、２０００以下であることがさらに好ましい。また、下限は特に限定されない。
【0037】
水溶性有機化合物は具体的には以下が挙げられる。
シリコーン系化合物は、化合物中にＳｉ原子を含むものであり、具体的にはポリジメチルシロキサン、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、ポリメチルアルキルシロキサン、変性ポリシロキサン、反応性シリコーン、シリコーン系界面活性剤等が挙げられる。
シリコーン系化合物は、化合物中にＳｉ原子を含むものであり、具体的にはポリジメチルシロキサン、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、ポリメチルアルキルシロキサン、変性ポリシロキサン、反応性シリコーン、シリコーン系界面活性剤等が挙げられる。
【0038】
フッ素系化合物は、化合物中にＦ原子を含むものであり、具体的には、フッ素基含有オリゴマーまたはポリマー、パーフルオロ基含有オリゴマーまたはポリマー、パーフルオロアルキル基含有カルボン酸塩、パーフルオロアルキル基・リン酸含有リン酸エステル、フッ素基およびカルボキシル基含有オリゴマー等が挙げられる。また、熱やＵＶにより反応する反応性基を含むものも挙げられる。
【0039】
アクリル系化合物は、アクリレートやメタクリレートなどのアクリルを骨格としたオリゴマーまたはポリマーで、側鎖カルボキシ基の水素原子を他の官能基と置換したアクリル酸エステルである。側鎖カルボキシ基の水素原子を置換した他の官能基は、アルキル基、ポリエチレンオキシエチル基、ポリエステル基、アミノ基、水酸基などの反応基などが挙げられる。
【0040】
ビニル系は、ビニル基を含む化合物を重合したオリゴマーまたはポリマーであり、具体的には酢酸ビニルが挙げられる。
【0041】
水溶性有機化合物の異方性色素膜形成用組成物中の濃度は本発明の効果を著しく損なわない範囲であれば特に限定されない。好ましくは０．００１質量％以上であり、より好ましくは０．００３質量％以上である。また、好ましくは０．１質量％以下であり、より好ましくは０．０５質量％以下である。例えば、０．００１質量％以上０．１質量％以下が好ましく、０．００３質量％以上０．０５質量％以下がより好ましい。この範囲であることで、レベリング作用効果が得られ、且つ、色素分子の配向を阻害しない傾向にある。
【0042】
本発明の異方性色素膜形成用組成物における水溶性有機化合物と色素の配合比は特に制限されない。色素と水溶性有機化合物の配合比（色素に対する水溶性有機化合物の重量比）が、好ましくは０．００００１以上、より好ましくは０．０００１以上、さらに好ましくは０．０００５以上である。また好ましくは０．５以下、より好ましくは０．１以下、さらに好ましくは０．０１以下、よりさらに好ましくは０．００５以下である。例えば、０．００００１以上０．５以下が好ましく、０．００００１以上０．１以下がより好ましく、０．０００１以上０．０１以下がさらに好ましく、０．０００５以上０．００５以下がよりさらに好ましい。上記範囲であることでレベリング作用効果が得られ、且つ、色素分子の配向を阻害しない傾向にある。
【0043】
（色素）
本明細書において色素とは、可視光領域の波長の少なくとも一部を吸収する物質又は化合物を意味する。
本発明の異方性色素膜形成用組成物に用いることができる色素としては、水溶性有機色素又は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性を有する色素であることが好ましい。ここで、液晶性を有する色素とは、溶剤中でリオトロピック液晶性を示す色素を意味する。
本発明で用いられるリオトロピック液晶性を示す色素としては、塗布により異方性色素膜を形成するために、水又は有機溶媒に可溶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。なお、水溶性とは、室温で色素が水に、通常０．１重量％以上、好ましくは１重量％以上溶解することをいう。
本明細書において色素とは、可視光領域の波長の少なくとも一部を吸収する物質又は化合物を意味する。
本発明の異方性色素膜形成用組成物に用いることができる色素としては、水溶性有機色素又は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性を有する色素であることが好ましい。ここで、液晶性を有する色素とは、溶剤中でリオトロピック液晶性を示す色素を意味する。
本発明で用いられるリオトロピック液晶性を示す色素としては、塗布により異方性色素膜を形成するために、水又は有機溶媒に可溶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。なお、水溶性とは、室温で色素が水に、通常０．１重量％以上、好ましくは１重量％以上溶解することをいう。
【0044】
色素は、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い。また、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。例えば、２００以上１５００以下であるのが好ましく、３００以上１２００以下であるのが特に好ましい。
また、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。
また、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。
【0045】
色素として、具体的には、アゾ系色素（以下、単に「アゾ色素」とも言う。）、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、異方性色素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、色調及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、４以下がより好ましく、３以下がさらに好ましい。特にアゾ色素において、スルホ基、カルボキシル基、ホスホ基及びホスフィン酸基からなる群より選ばれる少なくとも１つの基を有することが、異方性色素膜の水への溶解、脱落、割れ等の発生を抑制し、さらに光学特性の劣化を小さくする効果を得ることができる傾向にある。これらの中でも、アゾ色素がスルホ基を有することが特に好ましい。
【0046】
本発明に用いることができる色素は特に限定されず、公知の色素を用いることができる。
色素としては、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０９－２３０１４２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２０１０－０３１２６８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、特開２０１１－１９０３１３号公報、特表平０８－５１１１０９号公報、特表２００１－５０４２３８号公報、特開２００６－４８０７８号公報、特開２００６－９８９２７号公報、特開２００６－１９３７２２号公報、特開２００６－２０６８７８号公報、特開２００５－２５５８４６号公報、特開２００７－１４５９９５号公報、特開２００７－１２６６２８号公報、特開２００８－１０２４１７号公報、特開２０１２－１９４３５７号公報、特開２０１２－１９４２９７号公報、特開２０１１－０３４０６１号公報、特開２００９－１１０９０２号公報、特開２０１１－１０００５９号公報、特開２０１２－１９４３６５号公報、特開２０１１－０１６９２０号公報等に記載の色素が挙げられる。
色素としては、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０９－２３０１４２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２０１０－０３１２６８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、特開２０１１－１９０３１３号公報、特表平０８－５１１１０９号公報、特表２００１－５０４２３８号公報、特開２００６－４８０７８号公報、特開２００６－９８９２７号公報、特開２００６－１９３７２２号公報、特開２００６－２０６８７８号公報、特開２００５－２５５８４６号公報、特開２００７－１４５９９５号公報、特開２００７－１２６６２８号公報、特開２００８－１０２４１７号公報、特開２０１２－１９４３５７号公報、特開２０１２－１９４２９７号公報、特開２０１１－０３４０６１号公報、特開２００９－１１０９０２号公報、特開２０１１－１０００５９号公報、特開２０１２－１９４３６５号公報、特開２０１１－０１６９２０号公報等に記載の色素が挙げられる。
【0047】
本発明に用いられる色素は、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。
製造時に色素が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（塩交換）してもよい。塩交換の方法としては、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。
製造時に色素が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（塩交換）してもよい。塩交換の方法としては、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。
【0048】
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する方法。
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する方法。
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、塩交換する方法。
【0049】
また、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。前記の塩型の例としては、ナトリウム、リチウム、カリウム等のアルカリ金属の塩、アルキル基又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、有機アミンの塩等が挙げられる。
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種類に限らず複数種混在していてもよい。また、本発明において、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前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。
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種類に限らず複数種混在していてもよい。また、本発明において、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前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。
【0050】
他の色素を配合する場合の配合用色素（「配合用色素」とも言う。）の例としては、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｙｅｌｌｏｗ １２、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｙｅｌｌｏｗ ３４、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＹｅｌｌｏｗ ８６、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｙｅｌｌｏｗ １４２、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＹｅｌｌｏｗ １３２、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｗ ９、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．ＤｉｒｅｃｔＲｅｄ
８１、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｒｅｄ ８３、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｒｅｄ８９、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、特許５０９２３４５号公報等に記載の色素等が挙げられる。
８１、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｒｅｄ ８３、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｒｅｄ８９、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、特許５０９２３４５号公報等に記載の色素等が挙げられる。
【0051】
（異方性色素膜形成用組成物中の色素濃度）
異方性色素膜形成用組成物中の色素（配合用色素を使用する場合、配合用色素を含む。）の濃度としては、異方性色素膜の成膜条件にもよるが、好ましくは０．０１重量％以上、さらに好ましくは０．１重量％以上であり、好ましくは５０重量％以下、さらに好ましくは３０重量％以下である。例えば、０．０１重量％以上５０重量％以下が好ましく、０．１重量％以上３０重量％以下がより好ましい。色素濃度が前記範囲であることで、均一な薄膜塗布ができる異方性色素膜形成用組成物の粘度が得られ、且つ、色素が析出しない傾向にある。また、異方性色素膜において十分な二色比等の異方性を得られる傾向にある。
異方性色素膜形成用組成物中の色素（配合用色素を使用する場合、配合用色素を含む。）の濃度としては、異方性色素膜の成膜条件にもよるが、好ましくは０．０１重量％以上、さらに好ましくは０．１重量％以上であり、好ましくは５０重量％以下、さらに好ましくは３０重量％以下である。例えば、０．０１重量％以上５０重量％以下が好ましく、０．１重量％以上３０重量％以下がより好ましい。色素濃度が前記範囲であることで、均一な薄膜塗布ができる異方性色素膜形成用組成物の粘度が得られ、且つ、色素が析出しない傾向にある。また、異方性色素膜において十分な二色比等の異方性を得られる傾向にある。
【0052】
（異方性色素膜形成用組成物の溶剤）
溶剤としては、水、水混和性のある有機溶剤又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が挙げられる。これらは、単独で用いても、２種以上を混合して用いてもよい。
上記溶剤を用いた場合、異方性色素膜形成用組成物の全固形分濃度は好ましくは５質量％以上、より好ましくは１０質量％以上、さらに好ましくは１５質量％以上、また、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは４０質量％以下、さらに好ましくは３０質量％以下、特に好ましくは２５質量％以下、例えば、好ましくは５質量％以上５０質量％以下、より好ましくは１０質量％以上４０質量％以下、さらに好ましくは１５質量％以上３０質量％以下、よりさらに好ましくは１５質量％以上２５質量％以下となるように調液して使用される。前記下限値以上とすることで所望の膜厚の異方性色素膜を形成できる傾向があり、また、前記上限値以下とすることで異方性色素膜の膜厚均一性が向上する傾向がある。
溶剤としては、水、水混和性のある有機溶剤又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が挙げられる。これらは、単独で用いても、２種以上を混合して用いてもよい。
上記溶剤を用いた場合、異方性色素膜形成用組成物の全固形分濃度は好ましくは５質量％以上、より好ましくは１０質量％以上、さらに好ましくは１５質量％以上、また、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは４０質量％以下、さらに好ましくは３０質量％以下、特に好ましくは２５質量％以下、例えば、好ましくは５質量％以上５０質量％以下、より好ましくは１０質量％以上４０質量％以下、さらに好ましくは１５質量％以上３０質量％以下、よりさらに好ましくは１５質量％以上２５質量％以下となるように調液して使用される。前記下限値以上とすることで所望の膜厚の異方性色素膜を形成できる傾向があり、また、前記上限値以下とすることで異方性色素膜の膜厚均一性が向上する傾向がある。
【0053】
本発明の異方性色素膜形成用組成物は、リオトロピック液晶相の発現有無は問わないが、リオトロピック液晶相を発現していない場合において、異方性色素膜形成用組成物中の溶剤量のみを変更することでリオトロピック液晶相が発現することが好ましい。リオトロピック液晶相が発現することで、異方性色素膜中で色素が高い配向度を発現し、高い二色性の異方性色素膜が得られる傾向にあるため好ましい。
異方性色素膜形成用組成物がリオトロピック液晶相を発現していれば、より異方性色素膜中での高い配向が得られる傾向にあるため、さらに好ましい。
異方性色素膜形成用組成物がリオトロピック液晶相を発現していれば、より異方性色素膜中での高い配向が得られる傾向にあるため、さらに好ましい。
【0054】
（異方性色素膜形成用組成物のｐＨ）
異方性色素膜形成用組成物のｐＨは、特に限定されるものではないが、好ましくは、４．０以上、さらに好ましくは５．０以上、最も好ましくは５．５以上である。また、好ましくは１２以下、さらに好ましくは１１以下、最も好ましくは１０以下である。ｐＨの数値が上記上限値以下であることで、高分子化合物の塩基性基がカチオン化され、色素との相溶性が向上し、相分離（析出）を抑制する傾向にある。また、ｐＨの数値が上記下限値以上であることで、酸性基がアニオン化され、異方性色素膜形成用組成物中において、色素と高分子化合物の過度な相互作用による相分離を抑制できる傾向にある。
異方性色素膜形成用組成物のｐＨは、特に限定されるものではないが、好ましくは、４．０以上、さらに好ましくは５．０以上、最も好ましくは５．５以上である。また、好ましくは１２以下、さらに好ましくは１１以下、最も好ましくは１０以下である。ｐＨの数値が上記上限値以下であることで、高分子化合物の塩基性基がカチオン化され、色素との相溶性が向上し、相分離（析出）を抑制する傾向にある。また、ｐＨの数値が上記下限値以上であることで、酸性基がアニオン化され、異方性色素膜形成用組成物中において、色素と高分子化合物の過度な相互作用による相分離を抑制できる傾向にある。
【0055】
（異方性色素膜形成用組成物の添加剤）
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、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、グリシン、グリシルグリシン、グリシルグリシルグリシン、セリン、プロリン、システイン、シスチン、グルタミン、６－アミノヘキサン酸、国際公開第２００５／０６９０４８号公報に記載のアミノ酸、３－アミノ－１－プロパンスルホン酸、タウリン等の酸性基及び塩基性基を有する低分子化合物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、異方性色素膜形成用組成物の安定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、カチオン性及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、異方性色素膜形成用組成物中の濃度として、好ましくは０．００１質量％以上、より好ましくは０．０１質量％以上、さらに好ましくは０．０５質量％以上である。また、好ましくは０．８質量％以下であり、より好ましくは０．５質量％以下である。例えば、０．００１質量％以上０．８質量％以下が好ましく、０．０１質量％以上０．５質量％以下がより好ましく、０．０５質量％以上０．５質量％以下がさらに好ましい。この範囲であることで、界面活性剤の添加効果が得られ、且つ、色素分子の配向を阻害しない傾向にある。
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等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、前記以外の添加剤として“Ａｄｄｉｔｉｖｅ ｆｏｒ Ｃｏａｔｉｎｇ”，Ｅｄｉｔｅｄ ｂｙ Ｊ．Ｂｉｅｌｅｍａｎ，Ｗｉｌｌｅｙ－ＶＣＨ（２０００）に記載の公知の添加剤を用いることもできる。
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、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、グリシン、グリシルグリシン、グリシルグリシルグリシン、セリン、プロリン、システイン、シスチン、グルタミン、６－アミノヘキサン酸、国際公開第２００５／０６９０４８号公報に記載のアミノ酸、３－アミノ－１－プロパンスルホン酸、タウリン等の酸性基及び塩基性基を有する低分子化合物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、異方性色素膜形成用組成物の安定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、カチオン性及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、異方性色素膜形成用組成物中の濃度として、好ましくは０．００１質量％以上、より好ましくは０．０１質量％以上、さらに好ましくは０．０５質量％以上である。また、好ましくは０．８質量％以下であり、より好ましくは０．５質量％以下である。例えば、０．００１質量％以上０．８質量％以下が好ましく、０．０１質量％以上０．５質量％以下がより好ましく、０．０５質量％以上０．５質量％以下がさらに好ましい。この範囲であることで、界面活性剤の添加効果が得られ、且つ、色素分子の配向を阻害しない傾向にある。
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等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、前記以外の添加剤として“Ａｄｄｉｔｉｖｅ ｆｏｒ Ｃｏａｔｉｎｇ”，Ｅｄｉｔｅｄ ｂｙ Ｊ．Ｂｉｅｌｅｍａｎ，Ｗｉｌｌｅｙ－ＶＣＨ（２０００）に記載の公知の添加剤を用いることもできる。
【0056】
［異方性色素膜形成用組成物の製造方法］
本発明の異方性色素膜形成用組成物の製造方法は特に限定されない。例えば、色素、その他の添加剤及び溶剤等を混合し、０～１００℃で撹拌、振盪して色素を溶解する。難溶性の場合は、ホモジナイザー、ビーズミル分散機等を用いてもよい。
本発明の異方性色素膜形成用組成物の製造方法として、組成物中の異物等を除去する目的でろ過工程を有していてもよい。ろ過以外の組成物中の異物等を除去する方法としては、特開２０１２－５３３８８号公報に記載の遠心分離を用いる方法もある。
本発明の異方性色素膜形成用組成物の製造方法は特に限定されない。例えば、色素、その他の添加剤及び溶剤等を混合し、０～１００℃で撹拌、振盪して色素を溶解する。難溶性の場合は、ホモジナイザー、ビーズミル分散機等を用いてもよい。
本発明の異方性色素膜形成用組成物の製造方法として、組成物中の異物等を除去する目的でろ過工程を有していてもよい。ろ過以外の組成物中の異物等を除去する方法としては、特開２０１２－５３３８８号公報に記載の遠心分離を用いる方法もある。
【0057】
［異方性色素膜の形成方法］
本発明の異方性色素膜は、湿式成膜法により作製することが好ましい。
本発明でいう湿式成膜法とは、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付与し、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。湿式成膜法では、異方性色素膜形成用組成物を基板上に付与すると、すでに異方性色素膜形成用組成物中で、又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、磁場等が挙げられ、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。
本発明の異方性色素膜は、湿式成膜法により作製することが好ましい。
本発明でいう湿式成膜法とは、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付与し、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。湿式成膜法では、異方性色素膜形成用組成物を基板上に付与すると、すでに異方性色素膜形成用組成物中で、又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、磁場等が挙げられ、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。
【0058】
また、異方性色素膜形成用組成物を基板上に付与し成膜する過程、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。
湿式成膜法における異方性色素膜形成用組成物を基板上へ付与する方法としては、例えば、塗布法、ディップコート法、ＬＢ膜形成法、公知の印刷法等が挙げられる。またこのようにして得た異方性色素膜を別の基板に転写する方法もある。これらの中でも、本発明は塗布法を用いることが好ましい。
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、本実施の形態において異方性色素膜の配向方向とは、例えば、偏光膜であれば、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。
湿式成膜法における異方性色素膜形成用組成物を基板上へ付与する方法としては、例えば、塗布法、ディップコート法、ＬＢ膜形成法、公知の印刷法等が挙げられる。またこのようにして得た異方性色素膜を別の基板に転写する方法もある。これらの中でも、本発明は塗布法を用いることが好ましい。
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、本実施の形態において異方性色素膜の配向方向とは、例えば、偏光膜であれば、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。
【0059】
そして、本実施の形態における異方性色素膜は、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又は位相差膜として機能する他、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、屈折異方性や伝導異方性等の各種異方性色素膜として機能化が可能である。
【0060】
異方性色素膜形成用組成物を塗布し、異方性色素膜を得る方法としては、特に限定されないが、例えば、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頁に記載の方法、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頁に記載の方法、段差構造を有する基板（予め配向処理を施してもよい）上にスロットダイコート法、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、ディップ法等で塗布する方法が挙げられる。中でも、スロットダイコート法を採用すると、均一性の高い異方性色素膜が得られるため好適である。
スロットダイコート法に用いるダイコーターは、一般的に塗布液を吐出する塗布機、いわゆるスリットダイを備えている。該スリットダイは、例えば、特開平2-164480号公報、特開平6-154687号公報、特開平9-131559号公報、「分散・塗布・乾燥の基礎と応用」（2014年、株式会社テクノシステ、ISBN9784924728707 C 305）、「ディスプレイ・光学部材における湿式コーティング技術」（2007年、情報機構、ISBN9784901677752）、「エレクトロニクス分野における精密塗布・乾燥技術」（2007年、技術情報教会、ISBN9784861041389）等に開示されている。これら公知のスリットダイは、フィルムやテープなどの可撓性を有した部材やガラス基板のような硬い部材であっても塗布が実施できる。
本発明の異方性色素膜形成用組成物は、塗布装置への給液が容易であり、スロットダイコート法での塗布を行う場合にも、実用に耐える塗布速度で塗布することができ、生産性の高い異方性色素膜製造プロセスを構築することができる。一方で近年、設備投資やメンテナンスに関して低コストで、かつ高速塗布により生産性の向上を両立できる方法として、バーコーターによる塗布プロセスの構築が課題となっており、本発明の異方性色素膜形成用組成物はバーコーターにも好適に用いることができる。
スロットダイコート法に用いるダイコーターは、一般的に塗布液を吐出する塗布機、いわゆるスリットダイを備えている。該スリットダイは、例えば、特開平2-164480号公報、特開平6-154687号公報、特開平9-131559号公報、「分散・塗布・乾燥の基礎と応用」（2014年、株式会社テクノシステ、ISBN9784924728707 C 305）、「ディスプレイ・光学部材における湿式コーティング技術」（2007年、情報機構、ISBN9784901677752）、「エレクトロニクス分野における精密塗布・乾燥技術」（2007年、技術情報教会、ISBN9784861041389）等に開示されている。これら公知のスリットダイは、フィルムやテープなどの可撓性を有した部材やガラス基板のような硬い部材であっても塗布が実施できる。
本発明の異方性色素膜形成用組成物は、塗布装置への給液が容易であり、スロットダイコート法での塗布を行う場合にも、実用に耐える塗布速度で塗布することができ、生産性の高い異方性色素膜製造プロセスを構築することができる。一方で近年、設備投資やメンテナンスに関して低コストで、かつ高速塗布により生産性の向上を両立できる方法として、バーコーターによる塗布プロセスの構築が課題となっており、本発明の異方性色素膜形成用組成物はバーコーターにも好適に用いることができる。
【0061】
本発明の異方性色素膜形成に使用される基板として、ガラスやトリアセテート、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が挙げられる。また、この基板表面には、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頁から２３９頁等に記載の公知の方法により、配向処理層（配向膜）を施していてもよい。配向処理層を設けた場合、配向処理層の配向処理の影響と塗布時に異方性色素膜形成用組成物にかかるせん断力とによって色素が配向すると考えられる。
【0062】
異方性色素膜形成用組成物を塗布する際の、異方性色素膜形成用組成物の供給方法、供給間隔は特に限定されない。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、連続的に異方性色素膜形成用組成物を供給しながら塗布することが望ましい。
【0063】
異方性色素膜形成用組成物を塗布する速度としては、通常１ｍｍ／秒以上であり、好ましくは５ｍｍ／秒以上である。また、通常１０００ｍｍ／秒以下であり、好ましくは２００ｍｍ／秒以下である。塗布速度が適当な範囲であることで、異方性色素膜の異方性が得られ、均一に塗布できる傾向にある。
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８０％ＲＨ以下である。
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８０％ＲＨ以下である。
【0064】
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、膜内で色素の均一な配向及び均一な膜厚を得られる傾向にある。
【0065】
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。
これらの中でも、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、耐久性等の点から好ましい。
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。
これらの中でも、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、耐久性等の点から好ましい。
【0066】
［異方性色素膜］
本発明の異方性色素膜は、本発明の異方性色素膜形成用組成物を用いて形成することができる。
また、本発明の異方性色素膜は、色素、酸性基及び塩基性基を有する高分子化合物、並びに、水溶性有機化合物を含むものであってもよい。
本発明の異方性色素膜を液晶ディスプレイ用の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、１５以上が好ましく、２０以上がさらに好ましく、２５以上がさらに好ましく、３０以上が特に好ましい。また、二色比は高いほど好ましい。二色比が特定値以上であることで、後述する光学素子、特に偏光素子として有用である。
本発明の異方性色素膜は、本発明の異方性色素膜形成用組成物を用いて形成することができる。
また、本発明の異方性色素膜は、色素、酸性基及び塩基性基を有する高分子化合物、並びに、水溶性有機化合物を含むものであってもよい。
本発明の異方性色素膜を液晶ディスプレイ用の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、１５以上が好ましく、２０以上がさらに好ましく、２５以上がさらに好ましく、３０以上が特に好ましい。また、二色比は高いほど好ましい。二色比が特定値以上であることで、後述する光学素子、特に偏光素子として有用である。
【0067】
本発明で言う二色比（Ｄ）とは、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。
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。
【0068】
また、本発明の異方性色素膜の可視光波長域における透過率は、好ましくは２５％以上である。３５％以上がさらに好ましく、４０％以上が特に好ましい。また、透過率は用途に応じた上限であればよい。
例えば、偏光度を高くする場合には、透過率は５０％以下であることが好ましい。透過率が特定範囲であることで、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。
例えば、偏光度を高くする場合には、透過率は５０％以下であることが好ましい。透過率が特定範囲であることで、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。
【0069】
［光学素子］
本発明の光学素子は、本発明の異方性色素膜を含む。
本発明において、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を表す。これらの機能は、異方性色素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。本発明では、偏光素子として用いることが最も好ましい。
本発明の光学素子は、本発明の異方性色素膜を含む。
本発明において、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を表す。これらの機能は、異方性色素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。本発明では、偏光素子として用いることが最も好ましい。
【0070】
［偏光素子］
本発明の偏光素子は、本発明の異方性色素膜を含む。
本発明の偏光素子は、本発明の異方性色素膜を有するものであれば他の如何なる膜（層）を有するものであってもよい。例えば、基板上に配向膜を設け、該配向膜の表面に、異方性色素膜を形成することにより製造することができる。
また、偏光素子は異方性色素膜だけに限らず、偏光性能を向上させる、機械的強度を向上させる等の機能を有するオーバーコート層；粘着層又は反射防止層；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、反射又は反射防止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有する層；等、と組み合わせて使用してもよい。具体的には、前述の様々な機能を有する層を塗布や貼合等により積層形成し、積層体として使用してもよい。
これらの層は、製造プロセス、特性及び機能に合わせ適宜設けることができ、その積層の位置、順番等は特に限定されない。例えば、上記各層を形成する位置は、異方性色素膜の上に形成してもよく、また、異方性色素膜を設けた基板の反対面に形成してもよい。一方、上記各層を形成する順番は、異方性色素膜を形成する前でも形成した後でもよい。
本発明の偏光素子は、本発明の異方性色素膜を含む。
本発明の偏光素子は、本発明の異方性色素膜を有するものであれば他の如何なる膜（層）を有するものであってもよい。例えば、基板上に配向膜を設け、該配向膜の表面に、異方性色素膜を形成することにより製造することができる。
また、偏光素子は異方性色素膜だけに限らず、偏光性能を向上させる、機械的強度を向上させる等の機能を有するオーバーコート層；粘着層又は反射防止層；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、反射又は反射防止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有する層；等、と組み合わせて使用してもよい。具体的には、前述の様々な機能を有する層を塗布や貼合等により積層形成し、積層体として使用してもよい。
これらの層は、製造プロセス、特性及び機能に合わせ適宜設けることができ、その積層の位置、順番等は特に限定されない。例えば、上記各層を形成する位置は、異方性色素膜の上に形成してもよく、また、異方性色素膜を設けた基板の反対面に形成してもよい。一方、上記各層を形成する順番は、異方性色素膜を形成する前でも形成した後でもよい。
【0071】
これら光学機能を有する層は、以下の様な方法により形成することができる。
位相差フィルムとしての機能を有する層は、以下のような方法で得られた位相差フィルムを、偏光素子を構成する他の層に貼合等を行うことにより、形成することができる。
位相差フィルムは、例えば、特開平２－５９７０３号公報、特開平４－２３０７０４号公報等に記載の延伸処理を施したり、特開平７－２３０００７号公報等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。
位相差フィルムとしての機能を有する層は、以下のような方法で得られた位相差フィルムを、偏光素子を構成する他の層に貼合等を行うことにより、形成することができる。
位相差フィルムは、例えば、特開平２－５９７０３号公報、特開平４－２３０７０４号公報等に記載の延伸処理を施したり、特開平７－２３０００７号公報等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。
【0072】
輝度向上フィルムとしての機能を有する層は、以下のような方法で得られた輝度向上フィルムを、偏光素子を構成する他の層に貼合等を行うことにより、形成することができる。
輝度向上フィルムは、例えば、特開２００２－１６９０２５号公報及び特開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、又は、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。
輝度向上フィルムは、例えば、特開２００２－１６９０２５号公報及び特開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、又は、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。
【0073】
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、例えば、蒸着やスパッタリングなどで得られた金属薄膜を、偏光素子を構成する他の層に貼合等を行うことにより、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、例えば、偏光素子を構成する他の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。
拡散フィルムとしての機能を有する層は、例えば、偏光素子を構成する他の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。
【0074】
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等の液晶性化合物を、偏光素子を構成する他の層に塗布して配向させることにより形成することができる。
【0075】
本実施の形態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。
本発明の光学素子は、基板上に塗布などにより異方性色素膜を形成することで偏光素子を得ることができるという点から、フレキシブルディスプレイ等の用途にも好適に使用することができる。
本発明の光学素子は、基板上に塗布などにより異方性色素膜を形成することで偏光素子を得ることができるという点から、フレキシブルディスプレイ等の用途にも好適に使用することができる。
【実施例】
【0076】
実施例により本発明をさら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、下記の実施例における物性、製造条件および評価結果等の各種数値は、本発明の実施態様における上限または下限の好ましい値としての意味を持つものであり、好ましい範囲は前記した上限または下限の値と下記実施例の値との組合せまたは実施例同士の値の組合せで規定される範囲であってもよい。
以下の記載において、「部」は「質量部」を示し、「％」は「重量％」を示す。
なお、下記の実施例における物性、製造条件および評価結果等の各種数値は、本発明の実施態様における上限または下限の好ましい値としての意味を持つものであり、好ましい範囲は前記した上限または下限の値と下記実施例の値との組合せまたは実施例同士の値の組合せで規定される範囲であってもよい。
以下の記載において、「部」は「質量部」を示し、「％」は「重量％」を示す。
【0077】
Ｄｙｅ－１の合成
４－アミノベンズアミド５．４５質量部、および水２００質量部に塩酸酸性条件下、亜硝酸ナトリウム３．００質量部を加えてジアゾ化し、水２４０質量部に溶解した８－アミノ－２－ナフタレンスルホン酸（１，７－クレーブ酸）８．９３質量部とｐＨ＝２～３でカップリングを行った後、中和、塩析して析出固体を濾過分離し、モノアゾ化合物のウエットケーキを得た。
このモノアゾ化合物のウエットケーキをＮ－メチルピロリドン２２０質量部、および水１１０質量部に溶解し、塩酸酸性条件下、亜硝酸ナトリウム３．００質量部を加えてジアゾ化し、水２００質量部に溶解した８－アミノ－２－ナフタレンスルホン酸（１，７－クレーブ酸）８．９３質量部とｐＨ＝２～３でカップリングを行った後、塩析して析出物を取り出した。水に溶解して水酸化ナトリウムで中和し、イソプロピルアルコールを加えて析出固体を濾過分離し、得られたウエットケーキを乾燥することにより、下記式（Ｉ－１）で表されるアゾ色素のナトリウム塩３１．１質量部を得た。
４－アミノベンズアミド５．４５質量部、および水２００質量部に塩酸酸性条件下、亜硝酸ナトリウム３．００質量部を加えてジアゾ化し、水２４０質量部に溶解した８－アミノ－２－ナフタレンスルホン酸（１，７－クレーブ酸）８．９３質量部とｐＨ＝２～３でカップリングを行った後、中和、塩析して析出固体を濾過分離し、モノアゾ化合物のウエットケーキを得た。
このモノアゾ化合物のウエットケーキをＮ－メチルピロリドン２２０質量部、および水１１０質量部に溶解し、塩酸酸性条件下、亜硝酸ナトリウム３．００質量部を加えてジアゾ化し、水２００質量部に溶解した８－アミノ－２－ナフタレンスルホン酸（１，７－クレーブ酸）８．９３質量部とｐＨ＝２～３でカップリングを行った後、塩析して析出物を取り出した。水に溶解して水酸化ナトリウムで中和し、イソプロピルアルコールを加えて析出固体を濾過分離し、得られたウエットケーキを乾燥することにより、下記式（Ｉ－１）で表されるアゾ色素のナトリウム塩３１．１質量部を得た。
【0078】
【化3】
【0079】
式（Ｉ－１）で表されるアゾ色素のナトリウム塩３１．３質量部をＮ－メチルピロリドン２００質量部、及び水２６０質量部に溶解した。塩酸酸性条件下、さらに、亜硝酸ナトリウム３．０４質量部を加えてジアゾ化し、水４００質量部に溶解した７－アミノ－１－ナフトール－３，６－ジスルホン酸（ＲＲ酸）（純度：６５．５％）１９．５質量部とｐＨ＝９～１０でカップリングを行った。反応後、析出固体を濾過分離し、下記で表される（Ｉ－２）のナトリウム塩を得た。
【0080】
【化4】
【0081】
式（Ｉ－２）で表されるトリスアゾ色素のナトリウム塩の水溶液を陽イオン交換樹脂（三菱ケミカル社製ＳＫ１ＢＨ）に通し、遊離酸の水溶液とした後、水酸化リチウム水溶液で中和、濃縮乾燥することにより、下記Ｄｙｅ－１で表されるトリスアゾ色素のリチウム塩を得た。
【0082】
【化5】
【0083】
[比較例１]
Ｄｙｅ－１とアリルアミンとアリルスルホン酸が４：６のモル比で含まれる共重合体の対カチオンをリチウムに塩交換して得られた酸性基及び塩基性基を有する高分子化合物（ポリマーＡ）（質量平均分子量：１７００）を６０：４０の質量比率で混ぜ、固形分濃度が１８％の溶液になるように水を添加した。その後、８０℃で９０分攪拌して完全に溶解させ、異方性色素膜形成用組成物１を作製した。
偏光顕微鏡を用いて常温（２５℃）にて液晶性の確認をしたところ、均一な液晶状態であることが確認できた。昇温させた時の等方相出現温度は５１．３℃であった。また、常温の粘度をＥ型粘度計で測定したところ、ローター回転数１０ｒｐｍの条件で１１６ｃＰであった。
なお、合成したポリマーの対カチオンのリチウム塩への交換は、ナトリウム塩体のポリマー水溶液を陽イオン交換樹脂（三菱ケミカル社製ＳＫ１ＢＨ）に通し、遊離酸の水溶液とした後、水酸化リチウム水溶液でｐＨが７．０になるまで中和し、濃縮乾燥することにより実施した。
Ｄｙｅ－１とアリルアミンとアリルスルホン酸が４：６のモル比で含まれる共重合体の対カチオンをリチウムに塩交換して得られた酸性基及び塩基性基を有する高分子化合物（ポリマーＡ）（質量平均分子量：１７００）を６０：４０の質量比率で混ぜ、固形分濃度が１８％の溶液になるように水を添加した。その後、８０℃で９０分攪拌して完全に溶解させ、異方性色素膜形成用組成物１を作製した。
偏光顕微鏡を用いて常温（２５℃）にて液晶性の確認をしたところ、均一な液晶状態であることが確認できた。昇温させた時の等方相出現温度は５１．３℃であった。また、常温の粘度をＥ型粘度計で測定したところ、ローター回転数１０ｒｐｍの条件で１１６ｃＰであった。
なお、合成したポリマーの対カチオンのリチウム塩への交換は、ナトリウム塩体のポリマー水溶液を陽イオン交換樹脂（三菱ケミカル社製ＳＫ１ＢＨ）に通し、遊離酸の水溶液とした後、水酸化リチウム水溶液でｐＨが７．０になるまで中和し、濃縮乾燥することにより実施した。
【0084】
[比較例２]
比較例１において、固形分濃度が１７％の溶液になるように水を混ぜた以外は比較例１と同様に、異方性色素膜形成用組成物２を作製した。
偏光顕微鏡を用いて常温（２５℃）にて液晶性の確認をしたところ、均一な液晶状態であることが確認できた。昇温させた時の等方相出現温度は４６．４℃であった。また常温の粘度をＥ型粘度計で測定したところ、ローター回転数１０ｒｐｍの条件で１１１ｃＰであった。
比較例１において、固形分濃度が１７％の溶液になるように水を混ぜた以外は比較例１と同様に、異方性色素膜形成用組成物２を作製した。
偏光顕微鏡を用いて常温（２５℃）にて液晶性の確認をしたところ、均一な液晶状態であることが確認できた。昇温させた時の等方相出現温度は４６．４℃であった。また常温の粘度をＥ型粘度計で測定したところ、ローター回転数１０ｒｐｍの条件で１１１ｃＰであった。
【0085】
[比較例３]
比較例２において、Ｄｙｅ－１とポリマーＡを３０：７０の質量比率で混ぜた以外は比較例２と同様に、固形分濃度が１７％の異方性色素膜形成用組成物３を作製した。
偏光顕微鏡を用いて常温（２５℃）にて液晶性の確認をしたところ、均一な液晶状態であることが確認できた。昇温させた時の等方相出現温度は２９．７℃であった。また常温の粘度をＥ型粘度計で測定したところ、ローター回転数１０ｒｐｍの条件で１３９ｃＰであった。
比較例２において、Ｄｙｅ－１とポリマーＡを３０：７０の質量比率で混ぜた以外は比較例２と同様に、固形分濃度が１７％の異方性色素膜形成用組成物３を作製した。
偏光顕微鏡を用いて常温（２５℃）にて液晶性の確認をしたところ、均一な液晶状態であることが確認できた。昇温させた時の等方相出現温度は２９．７℃であった。また常温の粘度をＥ型粘度計で測定したところ、ローター回転数１０ｒｐｍの条件で１３９ｃＰであった。
【0086】
[実施例１]
比較例１において、異方性色素膜形成用組成物の固形分に対して０．０２％のフッ素系水溶性有機化合物（ＤＩＣ株式会社製メガファックＦ－４４４。親水基としてエチレンオキサイド基を有し、疎水基としてパーフルオロアルキルを有する。）をさらに添加した以外は比較例１と同様に、固形分濃度が１８％の異方性色素膜形成用組成物４を作製した。
偏光顕微鏡を用いて常温（２５℃）にて液晶性の確認をしたところ、均一な液晶状態であることが確認できた。昇温させた時の等方相出現温度は６５．２℃であった。また常温の粘度をＥ型粘度計で測定したところ、ローター回転数１０ｒｐｍの条件で１１５ｃＰであった。
比較例１において、異方性色素膜形成用組成物の固形分に対して０．０２％のフッ素系水溶性有機化合物（ＤＩＣ株式会社製メガファックＦ－４４４。親水基としてエチレンオキサイド基を有し、疎水基としてパーフルオロアルキルを有する。）をさらに添加した以外は比較例１と同様に、固形分濃度が１８％の異方性色素膜形成用組成物４を作製した。
偏光顕微鏡を用いて常温（２５℃）にて液晶性の確認をしたところ、均一な液晶状態であることが確認できた。昇温させた時の等方相出現温度は６５．２℃であった。また常温の粘度をＥ型粘度計で測定したところ、ローター回転数１０ｒｐｍの条件で１１５ｃＰであった。
【0087】
[実施例２]
比較例１において、異方性色素膜形成用組成物の固形分に対して０．０２％のフッ素系水溶性有機化合物（ＤＩＣ株式会社製メガファックＦ－４７７。親水基を有し、疎水基としてフッ素基を有する。）をさらに添加した以外は比較例１と同様に、固形分濃度が１８％の異方性色素膜形成用組成物５を作製した。
偏光顕微鏡を用いて常温（２５℃）にて液晶性の確認をしたところ、均一な液晶状態であることが確認できた。昇温させた時の等方相出現温度は４８．３℃であった。また常温の粘度をＥ型粘度計で測定したところ、ローター回転数１０ｒｐｍの条件で１１２ｃＰであった。
比較例１において、異方性色素膜形成用組成物の固形分に対して０．０２％のフッ素系水溶性有機化合物（ＤＩＣ株式会社製メガファックＦ－４７７。親水基を有し、疎水基としてフッ素基を有する。）をさらに添加した以外は比較例１と同様に、固形分濃度が１８％の異方性色素膜形成用組成物５を作製した。
偏光顕微鏡を用いて常温（２５℃）にて液晶性の確認をしたところ、均一な液晶状態であることが確認できた。昇温させた時の等方相出現温度は４８．３℃であった。また常温の粘度をＥ型粘度計で測定したところ、ローター回転数１０ｒｐｍの条件で１１２ｃＰであった。
【0088】
[実施例３]
比較例１において、異方性色素膜形成用組成物の固形分に対して０．０２％のフッ素系水溶性有機化合物（ＤＩＣ株式会社製メガファックＦ－５５３。親水基を有し、疎水基としてフッ素基を有する。）をさらに添加した以外は比較例１と同様に、固形分濃度が１８％の異方性色素膜形成用組成物６を作製した。
偏光顕微鏡を用いて常温（２５℃）にて液晶性の確認をしたところ、均一な液晶状態であることが確認できた。昇温させた時の等方相出現温度は５６．８℃であった。また常温の粘度をＥ型粘度計で測定したところ、ローター回転数１０ｒｐｍの条件で１０８ｃＰであった。
比較例１において、異方性色素膜形成用組成物の固形分に対して０．０２％のフッ素系水溶性有機化合物（ＤＩＣ株式会社製メガファックＦ－５５３。親水基を有し、疎水基としてフッ素基を有する。）をさらに添加した以外は比較例１と同様に、固形分濃度が１８％の異方性色素膜形成用組成物６を作製した。
偏光顕微鏡を用いて常温（２５℃）にて液晶性の確認をしたところ、均一な液晶状態であることが確認できた。昇温させた時の等方相出現温度は５６．８℃であった。また常温の粘度をＥ型粘度計で測定したところ、ローター回転数１０ｒｐｍの条件で１０８ｃＰであった。
【0089】
[実施例４]
比較例１において、異方性色素膜形成用組成物の固形分に対して０．０２％のフッ素系水溶性有機化合物（ＤＩＣ株式会社製メガファックＦ－５５６。親水基を有し、疎水基としてフッ素基を有する。）をさらに添加した以外は比較例１と同様に、固形分濃度が１８％の異方性色素膜形成用組成物７を作製した。
偏光顕微鏡を用いて常温（２５℃）にて液晶性の確認をしたところ、均一な液晶状態であることが確認できた。昇温させた時の等方相出現温度は４９．８℃であった。また常温の粘度をＥ型粘度計で測定したところ、ローター回転数１０ｒｐｍの条件で１０８ｃＰであった。
比較例１において、異方性色素膜形成用組成物の固形分に対して０．０２％のフッ素系水溶性有機化合物（ＤＩＣ株式会社製メガファックＦ－５５６。親水基を有し、疎水基としてフッ素基を有する。）をさらに添加した以外は比較例１と同様に、固形分濃度が１８％の異方性色素膜形成用組成物７を作製した。
偏光顕微鏡を用いて常温（２５℃）にて液晶性の確認をしたところ、均一な液晶状態であることが確認できた。昇温させた時の等方相出現温度は４９．８℃であった。また常温の粘度をＥ型粘度計で測定したところ、ローター回転数１０ｒｐｍの条件で１０８ｃＰであった。
【0090】
[実施例５]
比較例１において、異方性色素膜形成用組成物の固形分に対して０．０２％のシリコーン系水溶性有機化合物（ビックケミー社製ＢＹＫ－３４８。親水基としてポリエーテル基を有し、疎水基としてシロキサン基を有する。）をさらに添加した以外は比較例１と同様に、固形分濃度が１８％の異方性色素膜形成用組成物８を作製した。
偏光顕微鏡を用いて常温（２５℃）にて液晶性の確認をしたところ、均一な液晶状態であることが確認できた。昇温させた時の等方相出現温度は５１．２℃であった。また常温の粘度をＥ型粘度計で測定したところ、ローター回転数１０ｒｐｍの条件で１１２ｃＰであった。
比較例１において、異方性色素膜形成用組成物の固形分に対して０．０２％のシリコーン系水溶性有機化合物（ビックケミー社製ＢＹＫ－３４８。親水基としてポリエーテル基を有し、疎水基としてシロキサン基を有する。）をさらに添加した以外は比較例１と同様に、固形分濃度が１８％の異方性色素膜形成用組成物８を作製した。
偏光顕微鏡を用いて常温（２５℃）にて液晶性の確認をしたところ、均一な液晶状態であることが確認できた。昇温させた時の等方相出現温度は５１．２℃であった。また常温の粘度をＥ型粘度計で測定したところ、ローター回転数１０ｒｐｍの条件で１１２ｃＰであった。
【0091】
[実施例６]
比較例１において、異方性色素膜形成用組成物の固形分に対して０．０２％のシリコーン系水溶性有機化合物（ビックケミー社製ＢＹＫ－３４９。親水基としてポリエーテル基を有し、疎水基としてシロキサン基を有する。）をさらに添加した以外は比較例１と同様に、固形分濃度が１８％の異方性色素膜形成用組成物９を作製した。
偏光顕微鏡を用いて常温（２５℃）にて液晶性の確認をしたところ、均一な液晶状態であることが確認できた。昇温させた時の等方相出現温度は５１．５℃であった。また常温の粘度をＥ型粘度計で測定したところ、ローター回転数１０ｒｐｍの条件で１０３ｃＰであった。
比較例１において、異方性色素膜形成用組成物の固形分に対して０．０２％のシリコーン系水溶性有機化合物（ビックケミー社製ＢＹＫ－３４９。親水基としてポリエーテル基を有し、疎水基としてシロキサン基を有する。）をさらに添加した以外は比較例１と同様に、固形分濃度が１８％の異方性色素膜形成用組成物９を作製した。
偏光顕微鏡を用いて常温（２５℃）にて液晶性の確認をしたところ、均一な液晶状態であることが確認できた。昇温させた時の等方相出現温度は５１．５℃であった。また常温の粘度をＥ型粘度計で測定したところ、ローター回転数１０ｒｐｍの条件で１０３ｃＰであった。
【0092】
[実施例７]
比較例１において、異方性色素膜形成用組成物の固形分に対して０．０２％のシリコーン系水溶性有機化合物（信越化学工業株式会社製ＫＰ－１０４。親水基としてポリオール基を有し、疎水基としてシロキサン基を有する。）をさらに添加した以外は比較例１と同様に、固形分濃度が１８％の異方性色素膜形成用組成物１０を作製した。
偏光顕微鏡を用いて常温（２５℃）にて液晶性の確認をしたところ、均一な液晶状態であることが確認できた。昇温させた時の等方相出現温度は５１．０℃であった。また常温の粘度をＥ型粘度計で測定したところ、ローター回転数１０ｒｐｍの条件で１１６ｃＰであった。
比較例１において、異方性色素膜形成用組成物の固形分に対して０．０２％のシリコーン系水溶性有機化合物（信越化学工業株式会社製ＫＰ－１０４。親水基としてポリオール基を有し、疎水基としてシロキサン基を有する。）をさらに添加した以外は比較例１と同様に、固形分濃度が１８％の異方性色素膜形成用組成物１０を作製した。
偏光顕微鏡を用いて常温（２５℃）にて液晶性の確認をしたところ、均一な液晶状態であることが確認できた。昇温させた時の等方相出現温度は５１．０℃であった。また常温の粘度をＥ型粘度計で測定したところ、ローター回転数１０ｒｐｍの条件で１１６ｃＰであった。
【0093】
[実施例８]
比較例２において、異方性色素膜形成用組成物の固形分に対して０．０１％のシリコーン系水溶性有機化合物（ビックケミー社製ＢＹＫ－３４９。親水基としてポリエーテル基を有し、疎水基としてシロキサン基を有する。）をさらに添加した以外は比較例２と同様に、固形分濃度が１７％の異方性色素膜形成用組成物１１を作製した。
偏光顕微鏡を用いて常温（２５℃）にて液晶性の確認をしたところ、均一な液晶状態であることが確認できた。昇温させた時の等方相出現温度は４５．１℃であった。また常温の粘度をＥ型粘度計で測定したところ、ローター回転数１０ｒｐｍの条件で１１０ｃＰであった。
比較例２において、異方性色素膜形成用組成物の固形分に対して０．０１％のシリコーン系水溶性有機化合物（ビックケミー社製ＢＹＫ－３４９。親水基としてポリエーテル基を有し、疎水基としてシロキサン基を有する。）をさらに添加した以外は比較例２と同様に、固形分濃度が１７％の異方性色素膜形成用組成物１１を作製した。
偏光顕微鏡を用いて常温（２５℃）にて液晶性の確認をしたところ、均一な液晶状態であることが確認できた。昇温させた時の等方相出現温度は４５．１℃であった。また常温の粘度をＥ型粘度計で測定したところ、ローター回転数１０ｒｐｍの条件で１１０ｃＰであった。
【0094】
[実施例９]
比較例２において、異方性色素膜形成用組成物の固形分に対して０．０１％のアクリル系水溶性有機化合物（ビックケミー社製ＢＹＫ－３８０Ｎ。親水基及び疎水基を有し、これらをブロック構造で有する。）をさらに添加した以外は比較例２と同様に、固形分濃度が１７％の異方性色素膜形成用組成物１２を作製した。
偏光顕微鏡を用いて常温（２５℃）にて液晶性の確認をしたところ、均一な液晶状態であることが確認できた。昇温させた時の等方相出現温度は４５．５℃であった。また常温の粘度をＥ型粘度計で測定したところ、ローター回転数１０ｒｐｍの条件で１１１ｃＰであった。
比較例２において、異方性色素膜形成用組成物の固形分に対して０．０１％のアクリル系水溶性有機化合物（ビックケミー社製ＢＹＫ－３８０Ｎ。親水基及び疎水基を有し、これらをブロック構造で有する。）をさらに添加した以外は比較例２と同様に、固形分濃度が１７％の異方性色素膜形成用組成物１２を作製した。
偏光顕微鏡を用いて常温（２５℃）にて液晶性の確認をしたところ、均一な液晶状態であることが確認できた。昇温させた時の等方相出現温度は４５．５℃であった。また常温の粘度をＥ型粘度計で測定したところ、ローター回転数１０ｒｐｍの条件で１１１ｃＰであった。
【0095】
[実施例１０]
比較例３において、異方性色素膜形成用組成物の固形分に対して０．００６％のシリコーン系水溶性有機化合物（ビックケミー社製ＢＹＫ－３４８。親水基としてポリエーテル基を有し、疎水基としてアルキル基を有する。）をさらに添加した以外は比較例３と同様に、固形分濃度が１７％の異方性色素膜形成用組成物１３を作製した。
偏光顕微鏡を用いて常温（２５℃）にて液晶性の確認をしたところ、均一な液晶状態であることが確認できた。昇温させた時の等方相出現温度は３０．７℃であった。また常温の粘度をＥ型粘度計で測定したところ、ローター回転数１０ｒｐｍの条件で１３４ｃＰであった。
比較例３において、異方性色素膜形成用組成物の固形分に対して０．００６％のシリコーン系水溶性有機化合物（ビックケミー社製ＢＹＫ－３４８。親水基としてポリエーテル基を有し、疎水基としてアルキル基を有する。）をさらに添加した以外は比較例３と同様に、固形分濃度が１７％の異方性色素膜形成用組成物１３を作製した。
偏光顕微鏡を用いて常温（２５℃）にて液晶性の確認をしたところ、均一な液晶状態であることが確認できた。昇温させた時の等方相出現温度は３０．７℃であった。また常温の粘度をＥ型粘度計で測定したところ、ローター回転数１０ｒｐｍの条件で１３４ｃＰであった。
【0096】
[実施例１１]
比較例３において、異方性色素膜形成用組成物の固形分に対して０．００６％のシリコーン系水溶性有機化合物（ビックケミー社製ＢＹＫ－３４９。親水基としてポリエーテル基を有し、疎水基としてシロキサン基を有する。）をさらに添加した以外は比較例３と同様に、固形分濃度が１７％の異方性色素膜形成用組成物１４を作製した。
偏光顕微鏡を用いて常温（２５℃）にて液晶性の確認をしたところ、均一な液晶状態であることが確認できた。昇温させた時の等方相出現温度は３０．４℃であった。また常温の粘度をＥ型粘度計で測定したところ、ローター回転数１０ｒｐｍの条件で１３２ｃＰであった。
比較例３において、異方性色素膜形成用組成物の固形分に対して０．００６％のシリコーン系水溶性有機化合物（ビックケミー社製ＢＹＫ－３４９。親水基としてポリエーテル基を有し、疎水基としてシロキサン基を有する。）をさらに添加した以外は比較例３と同様に、固形分濃度が１７％の異方性色素膜形成用組成物１４を作製した。
偏光顕微鏡を用いて常温（２５℃）にて液晶性の確認をしたところ、均一な液晶状態であることが確認できた。昇温させた時の等方相出現温度は３０．４℃であった。また常温の粘度をＥ型粘度計で測定したところ、ローター回転数１０ｒｐｍの条件で１３２ｃＰであった。
【0097】
[実施例１２]
比較例３において、異方性色素膜形成用組成物の固形分に対して０．００６％のアクリル系水溶性有機化合物（ビックケミー社製ＢＹＫ－３８０Ｎ。親水基及び疎水基を有し、これらをブロック構造で有する。）をさらに添加した以外は比較例３と同様に、固形分濃度が１７％の異方性色素膜形成用組成物１５を作製した。
偏光顕微鏡を用いて常温（２５℃）にて液晶性の確認をしたところ、均一な液晶状態であることが確認できた。昇温させた時の等方相出現温度は３２．０℃であった。また常温の粘度をＥ型粘度計で測定したところ、ローター回転数１０ｒｐｍの条件で１５８ｃＰであった。
比較例３において、異方性色素膜形成用組成物の固形分に対して０．００６％のアクリル系水溶性有機化合物（ビックケミー社製ＢＹＫ－３８０Ｎ。親水基及び疎水基を有し、これらをブロック構造で有する。）をさらに添加した以外は比較例３と同様に、固形分濃度が１７％の異方性色素膜形成用組成物１５を作製した。
偏光顕微鏡を用いて常温（２５℃）にて液晶性の確認をしたところ、均一な液晶状態であることが確認できた。昇温させた時の等方相出現温度は３２．０℃であった。また常温の粘度をＥ型粘度計で測定したところ、ローター回転数１０ｒｐｍの条件で１５８ｃＰであった。
【0098】
［塗布試験］
実施例１～１２、比較例１～３で調製した異方性色素膜形成用組成物をそれぞれＵＶオゾン処理装置で６００秒間処理したガラス基板上にバーコーター（松尾産業製ＯＳＰシリーズ）を用いて速度４０ｍｍ/ｓの速度で機械塗布し、風乾して、異方性色素膜１～１５
を作製した。異方性色素膜を目視で観察し、バーによる塗布スジがみられない場合はＡ、塗布スジがみられる場合はＢと評価した。
実施例１～１２、比較例１～３で調製した異方性色素膜形成用組成物をそれぞれＵＶオゾン処理装置で６００秒間処理したガラス基板上にバーコーター（松尾産業製ＯＳＰシリーズ）を用いて速度４０ｍｍ/ｓの速度で機械塗布し、風乾して、異方性色素膜１～１５
を作製した。異方性色素膜を目視で観察し、バーによる塗布スジがみられない場合はＡ、塗布スジがみられる場合はＢと評価した。
【0099】
［偏光性評価］
得られた各異方性色素膜について大塚電子製ＲＥＴＳ－ＴＳ１００を用いて、空気の透過率を１００％とした時の単体透過率（Ｔｓ）及び偏光度（Ｐｅ）を測定し、光学特性について評価した。
Ｔｓは２５％以上５０％以下であり、且つ、Ｐｅが１５以上であるものはＡ、Ｐｅが１５未満の場合をＢと評価した。
得られた各異方性色素膜について大塚電子製ＲＥＴＳ－ＴＳ１００を用いて、空気の透過率を１００％とした時の単体透過率（Ｔｓ）及び偏光度（Ｐｅ）を測定し、光学特性について評価した。
Ｔｓは２５％以上５０％以下であり、且つ、Ｐｅが１５以上であるものはＡ、Ｐｅが１５未満の場合をＢと評価した。
【0100】
［フィルム転写試験］
温度２３℃、相対湿度７０％に調整した恒湿環境に、得られた各異方性色素膜を１日放置した。その後、３ｃｍ角にカットしたＰＥＴ製フィルムを塗膜の上に載せ、さらにそのフィルム上に直径２ｃｍの円柱状の２００ｇの錘を載せて１０秒間荷重を負荷した。フィルムをはがしてその裏移りを目視で評価し、異方性色素膜からの転写試験を実施した。フィルムへの転写が無い場合はＡ、フィルムに異方性色素膜の一部が転写する場合はＢとして、塗膜の機械特性を評価した。
温度２３℃、相対湿度７０％に調整した恒湿環境に、得られた各異方性色素膜を１日放置した。その後、３ｃｍ角にカットしたＰＥＴ製フィルムを塗膜の上に載せ、さらにそのフィルム上に直径２ｃｍの円柱状の２００ｇの錘を載せて１０秒間荷重を負荷した。フィルムをはがしてその裏移りを目視で評価し、異方性色素膜からの転写試験を実施した。フィルムへの転写が無い場合はＡ、フィルムに異方性色素膜の一部が転写する場合はＢとして、塗膜の機械特性を評価した。
【0101】
上記の評価結果から、色素及び特定の高分子化合物を含む比較例１～３、並びに、本発明の異方性色素膜形成用組成物は、いずれも常温で均一な液晶状態であり、耐湿性が改良されたものであった。
特に水溶性有機化合物を含む本発明の異方性色素膜形成用組成物は、塗布スジを有意に減少させ、また、フィルムへの転写性を有意に低下させた。さらに、粘度が大きく増加することなく、異方性色素膜形成用組成物の液晶性（等方相出現温度）や異方性色素膜の光学特性は維持されていた。これは塗布・乾燥の過程で水溶性有機化合物が塗膜表面に集積して表面張力を低下させると同時に、色素と酸性基及び塩基性基を有する高分子化合物からなる組成物の表面をカバーするためである。このことから、本発明の異方性色素膜形成用組成物は、塗膜の均一塗布化を実現し、さらにハンドリング性が高いことが示された。
特に水溶性有機化合物を含む本発明の異方性色素膜形成用組成物は、塗布スジを有意に減少させ、また、フィルムへの転写性を有意に低下させた。さらに、粘度が大きく増加することなく、異方性色素膜形成用組成物の液晶性（等方相出現温度）や異方性色素膜の光学特性は維持されていた。これは塗布・乾燥の過程で水溶性有機化合物が塗膜表面に集積して表面張力を低下させると同時に、色素と酸性基及び塩基性基を有する高分子化合物からなる組成物の表面をカバーするためである。このことから、本発明の異方性色素膜形成用組成物は、塗膜の均一塗布化を実現し、さらにハンドリング性が高いことが示された。
【0102】
【表1】
【0103】
【表2】