JP2006047966A - 異方性色素膜用色素、異方性色素膜用色素組成物、異方性色素膜及び偏光素子 - Google Patents

Abstract

【課題】
湿式成膜法で形成される異方性色素膜に用いる高二色性及び分子配向度を示す色素を提供し、更に該色素と溶剤を含む組成物、該色素を有する異方性色素膜及びその異方性色素膜を用いた偏光素子を提供する。
【解決手段】
遊離酸の形が下記一般式（０）で表され、湿式成膜法により形成される異方性色素膜用色素、該色素及び溶剤を含有する異方性色素膜用色素組成物、異方性色素膜、及び該異方性色素膜を用いた偏光素子。
【化１】

（式中、Ａｒ^１〜Ａｒ^３は、それぞれ独立に置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基を表す。Ｘ^１、Ｙ^１はそれぞれ独立に任意の置換基を表す。Ｚ^１は水素原子または任意の置換基を表す。）
【選択図】 なし

Description

本発明は、湿式成膜法により形成される異方性色素膜に用いる色素に関するものであり、特に、調光素子や液晶素子（ＬＣＤ）、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板等に有用な高い二色性を示す異方性色素膜用色素、該色素組成物、並びにこれらの色素を用いて形成される異方性色素膜及び偏光素子に関するものである。

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板や円偏光板が用いられており、また、ＯＬＥＤ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（偏光板）に使用した場合、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になり、全可視スペクトル領域にわたって理想的な無彩色偏光板とは言えなかった。
そのため、ヨウ素に代えて有機系の色素を二色性物質とする偏光膜としての異方性色素膜が検討されている。しかし、これまでの有機系の色素を用いた偏光膜においてはヨウ素を用いた場合に比べると二色性がかなり劣る程度の偏光素子しか得られないなどの問題点があった。

特に、光の旋光性や複屈折性を表示原理に用いているＬＣＤにおいて偏光素子は重要な構成要素であり、例えば非特許文献１に記載の様に、表示性能などの向上を目的とする新たな偏光素子の開発が従前より進められて来ている。
偏光膜を製造する一つの方法として、ヨウ素を含む偏光膜と同様に、二色性を有する有機色素（二色性色素）をポリビニルアルコールのような高分子材料に溶解または吸着させて膜を形成し、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方法が挙げられている。しかしながら、該方法では延伸処理等のプロセスに手間がかかる等の問題点があった。
そこで、最近では延伸法とは別の方法が着目されるようになってきた。その方法として、非特許文献２〜３には、ガラスや透明フィルムなどの基板上に、二色性有機色素分子の特性に基づく分子間相互作用などを利用して二色性色素を配向させる方法が挙げられている。しかしながら、該文献に記載の方法では、使用する二色性色素を基板上に配向させるための操作条件、例えば温度や溶媒除去速度等の制御が煩雑である問題がある。

また、上記ガラスや透明フィルムなどの基板上に有機色素分子の分子間相互作用などを利用して二色性色素を配向させ異方性色素膜を製作する方法としては、湿式成膜法が挙げられる。この湿式成膜法で異方性色素膜が作製される場合、この色素膜に使用される色素分子は、高い二色性の他に、湿式成膜法のプロセスに適した色素であることが要求される。ここで湿式製膜法とは、色素及び液媒体を含む組成物の基板上への積載工程、該液媒体の除去及び該色素の基板上での配向工程を含むプロセスからなり、該色素分子の分子間相互作用などにより配向させるために各工程の操作条件を適宜制御することよりなる方法である。従って、上記の延伸処理により配向させるプロセスと異なり、色素には、その自己組織化によるリオトロピック液晶性が求められるため、上記延伸処理を経る偏光膜に使用される色素であっても、必ずしも湿式成膜法に適するとは限らない。

また、特許文献１〜３には、湿式成膜法のプロセスに適した材料が提案されているが、これらの材料は該プロセスに適してはいても、高い二色性を示すことができないという問題点があった。
入江正浩監修 「機能性色素の応用」 株式会社シーエムシー出版、１９９６年４月１５日発行、９６ページから１０６ページ Dreyer,J.F., Phys. and Colloid Chem., 1948, 52, 808., "The Fixing of Molecular Orientation" Dreyer,J.F., Journal de Physique, 1969, 4, 114.,"Light Polarization From Films of Lyotropic Nematic Liquid Crystals" 特開２００２−１８００５２号公報 特表２００２−５２８７５８号公報 特開２００２−３３８８３８号公報

本発明は、湿式成膜法を用いて形成される異方性色素膜に適用される、高い二色性及び分子配向度を有する異方性色素膜用色素を提供し、更に該色素と溶剤を含む異方性色素膜用の組成物、該色素を有する異方性色素膜及びその異方性色素膜を用いた偏光素子を提供することを課題とする。

本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討した結果、下記一般式（０）で表される色素を用いることにより、湿式成膜法で形成される異方性色素膜において、高い二色性と高い分子配向度を示すことができることを見出したが、これは下記一般式（０）で表される色素が、自己組織化によるリオトロピック液晶性を示すことによるものと推測し、本発明に到達した。
すなわち、本発明の要旨は、遊離酸の形が下記一般式（０）で表され、湿式成膜法により形成される異方性色素膜用色素、該色素及び溶剤を含有する異方性色素膜用色素組成物、異方性色素膜、及び該異方性色素膜を用いた偏光素子に存する。

（式中、Ａｒ^１、Ａｒ^２およびＡｒ^３は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基を表す。Ｘ^１およびＹ^１はそれぞれ独立に、任意の置換基を表す。Ｚ^１は、水素原子または任意の置換基を表す。）

本発明の異方性色素膜用色素は、溶剤溶解性に優れ、且つ溶剤安定性が高いので、湿式成膜法による異方性色素膜の形成性が良い。又、本発明の色素を用い、湿式成膜法により形成された異方性色素膜は耐熱性及び耐光性に優れており、波長分散性の小さい二色性、および高い分子配向度を示すことが出来るので、この異方性色素膜を用いて偏光素子を提供することができる。

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、これらの内容に特定されるものではない。
本発明の色素は、湿式成膜法により形成される異方性色素膜用の色素であり、遊離酸の形が下記一般式（０）又は一般式（Ｉ）で表される。

（式中、Ａｒ^１、Ａｒ^２およびＡｒ^３は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基を表す。Ｘ^１およびＹ^１はそれぞれ独立に、任意の置換基を表す。Ｚ^１は、水素原子または任意の置換基を表す。）

（式中、Ａｒ^１、Ａｒ^２およびＡｒ^３は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基を表す。Ｘ^１およびＹ^１はそれぞれ独立に、任意の置換基を表す。Ｚ^１は、水素原子または任意の置換基を表す。ｍは、１または２を表す。）

本発明でいう異方性色素膜とは、色素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色素膜である。電磁気学的性質としては、光の吸収、屈折などの光学的性質、電気の抵抗、容量などの電気的性質などが挙げられる。光の吸収、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、位相差板、導電異方性膜などがある。特に、本発明の異方性色素膜は偏光膜に用いられることが好ましい。

本発明における、湿式成膜法により形成される異方性色素膜用の色素である、前記一般式（０）又は一般式（Ｉ）で表される色素について以下に説明する。
一般式（０）又は一般式（Ｉ）におけるＡｒ^１〜Ａｒ^３で表される芳香族炭化水素環基としては、各々独立に、好ましくは炭素数６〜２０程度の芳香族炭化水素環基が挙げられる。更に好ましくは炭素数６〜１５、特に好ましくは炭素数６〜１２の芳香族炭化水素環基である。中でも好ましくはそれぞれ独立に、ベンゼン環またはナフタレン環由来の基である。
これらの芳香族炭化水素環基のうち、Ａｒ^３については、Ａｒ^３がフェニレン基の場合、１，４−フェニレン基であることが好ましく、ナフチレン基の場合は、２，６−ナフチレン基であることが好ましく、また、１−ナフトール環または２−ナフトール環由来の２価の基であることがより好ましく、色調が深い色素が得られる点から１−ナフトール環由来の基が特に好ましい。
Ａｒ^１〜Ａｒ^３の芳香族炭化水素環基が有しうる置換基としては、色調を調節するために導入される電子吸引性基や電子供与性基から適宜選択された基或いは溶剤への溶解性を高めるために導入される親水性基などが挙げられる。

該芳香族炭化水素環基が有し得る置換基としては、該芳香族炭化水素環基がベンゼン環由来の基の場合、スルホ基、カルボキシル基、水酸基、ニトロ基、ハロゲン原子、−ＰＯ_３Ｈ_２（リン酸基）、置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基などが挙げられる。これらの置換基のうち、溶剤に対する溶解性及び色調の観点から、スルホ基、カルボキシル基、ハロゲン原子、−ＰＯ_３Ｈ_２（リン酸基）、置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよいアルキル基、及び置換基を有していてもよいアルコキシ基がより好ましく、スルホ基、カルボキシル基、アシルアミノ基、及びアルキル基が特に好ましい。また、これらの置換基から選ばれる１〜３個の置換基を有していることが好ましい。
また、一般式（Ｉ）におけるｍは１又は２の整数を表す。

これら置換基の具体例としては、ハロゲン原子として、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子が挙げられ、置換基を有していてもよいアミノ基としては、アミノ基；Ｎ−メチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ基などの炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜８）のアルキルアミノ基；Ｎ−フェニルアミノ基、Ｎ−ナフチルアミノ基などの炭素数６〜１８（好ましくは炭素数６〜１０）のアリールアミノ基およびアセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基などの炭素数２〜１８（好ましくは炭素数２〜１１）のアシルアミノ基等が挙げられる。

更に、置換基を有していてもよいアルキル基および置換基を有していてもよいアルコキシ基のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ドデシル基などの炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜１２）のアルキル基が挙げられ、アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ｉ−プロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｎ−ドデシルオキシ基などの炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜１２）のアルコキシ基などが挙げられる。
上記した各種アミノ基が有する置換基、並びにアルキル基及びアルコキシ基は更に置換基を有していてもよく、該置換基としては、水酸基、またはアルコキシ基などが挙げられる。

芳香族炭化水素環基がナフタレン環由来の基の場合、該環が有し得る置換基として、好ましくはスルホ基、カルボキシル基、水酸基等が挙げられ、これらの置換基から選ばれる１〜３個の置換基を有していることが好ましい。

一般式（０）又は一般式（Ｉ）におけるＺ^１としては、水素原子、色調を調整するために導入される電子吸引性基や電子供与性基から適宜選択された基或いは溶剤への溶解性を高めるために導入される親水性基などが挙げられる。具体的には、水素原子または置換基を有していてもよい炭素数１〜５のアルキル基が挙げられ。好ましくは、水素原子または置換基を有していてもよい炭素数１〜４のアルキル基、特に好ましくは水素原子である。
アルキル基として、具体的には、メチル基、エチル基等が挙げられ、該アルキル基が有しうる置換基としては、水酸基、スルホ基、カルボキシ基などが挙げられる。

一般式（０）又は一般式（Ｉ）におけるＸ^１及びＹ^１は、それぞれ独立に任意の置換基を表すが、溶剤への溶解性を調節するために導入される親水性基や疎水性基などが挙げられ、例えば、−ＮＲ^１Ｒ^２基、−ＯＲ^３基、または−ＳＲ^４基等が挙げられる。但し、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３及びＲ^４は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数１〜１８のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数２〜１８のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数３〜１５の芳香族若しくは脂環族炭化水素基、または置換基を有していてもよい、５若しくは６員環の単環または２〜３単環の縮合環からなる複素環基を表す。なお、Ｘ^１及びＹ^１は、安定性の点からハロゲン原子を有さないことが好ましい。

上記の置換基を有していてもよい炭素数１〜１８のアルキル基のアルキル基として、具体的には、メチル基、エチル基、ｉ−プロポキシ基、ｎ−ブチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ドデシル基等の炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜１２）のアルキル基が挙げられ、置換基を有していてもよい炭素数２〜１８のアルケニル基のアルケニル基として、具体的には、ビニル基、アリル基などの炭素数２〜１８（好ましくは炭素数２〜８）のアルケニル基が挙げられる。
置換基を有していてもよい炭素数３〜１５の芳香族若しくは脂環族炭化水素基における芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基などの炭素数６〜１８（好ましくは炭素数６〜１２）のアリール基が、また脂環族炭化水素基としては、シクロヘキシル基、シクロヘキセニル基等の炭素数６〜１８（好ましくは炭素数６〜１０）のアリサイクリック基が挙げられる。

更に、置換基を有していてもよい、５若しくは６員環の単環または２〜３単環の縮合環からなる複素環基における複素環基としては、ピリジル基、チアジアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、モルホニル基、ピペリジニル基、ピペラジニル基等の５又は６員環の単環または２〜３単環の縮合環からなる、芳香族または非芳香族のヘテロサイクリック基が挙げられる。
上記アルキル基、アルケニル基、アリール基、アリサイクリック基、およびヘテロサイクリック基が有しうる置換基としては、水酸基、カルボキシル基、スルホ基、アリール基などが挙げられ、より好ましくは、水酸基、カルボキシル基、またはスルホ基である。

Ｒ^１及びＲ^２としては、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数１〜１８のアルキル基、または置換基を有していてもよい炭素数６〜１８のアリール基がより好ましく、置換基を有していてもよいアリール基が特に好ましい。また、Ｒ^１及びＲ^２のうち、一方が水素原子であり、他方が水素原子以外の基である場合が好ましい。Ｒ^３及びＲ^４としては、水素原子または置換基を有していてもよい炭素数１〜１８のアルキル基が好ましい。

Ｘ^１及びＹ^１は、両方が−ＮＲ^１Ｒ^２基である（但し、Ｒ^１、Ｒ^２は同一であっても異なっていてもよい）場合か、あるいは一方が−ＮＲ^１Ｒ^２基であり、他方が−ＯＲ^３基である場合がより好ましい。
なお、Ｘ^１及びＹ^１は、−ＮＲ^１Ｒ^２におけるＲ^１とＲ^２とが互いに結合し、窒素原子を含む５または６員環を形成していてもよく、Ｒ^１およびＲ^２が結合して形成される環は、更に置換基を有していてもよい。Ｒ^１とＲ^２とが互いに結合して窒素原子含む５または６員環を形成する場合、この環としては、モルホリン環、ピペラジン環、ピペリジン環が好ましく、これらの環が有し得る置換基としては、置換基を有していてもよい炭素数１〜４のアルキル基が挙げられる。

本発明で使用される色素としては、遊離酸の形が下記一般式（ＩＩ）で表される、色素であることが好ましい。

［式中、Ａｒ^１１は、置換基を有していてもよいフェニル基または置換基を有していてもよいナフチル基を表す。
Ａｒ^１２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。
Ｚ^１１は、水素原子また炭素数１〜５の置換基を有していてもよいアルキル基を表す。
Ｘ^１１およびＹ^１１は、それぞれ独立に、−ＮＲ^１Ｒ^２基、−ＯＲ^３基、または−ＳＲ^４基を表す。（但し、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３及びＲ^４は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数１〜１８のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数２〜１８のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数３〜１５の芳香族若しくは脂環族炭化水素基、または置換基を有していてもよい、５若しくは６員環の単環または２〜３単環の縮合環からなる複素環基を表すか、あるいはＲ^１とＲ^２とが結合し、窒素原子を含む５または６員環を形成していてもよく、Ｒ^１およびＲ^２が結合して形成される環は、更に置換基を有していてもよい。）ｍは１または２を表す。］

上記一般式（ＩＩ）において、Ａｒ^１１は置換基を有していてもよいフェニル基または置換基を有していてもよいナフチル基を表す。
Ａｒ^１１がフェニル基の場合、フェニル基が有し得る置換基としてはスルホ基、カルボキシル基、水酸基、ニトロ基、ハロゲン原子、−ＰＯ_３Ｈ_２（リン酸基）、置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基などが挙げられる。
具体的には、ハロゲン原子として、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子が挙げられ、置換基を有していてもよいアミノ基としては、アミノ基；Ｎ−メチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ基などの炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜８）のアルキルアミノ基；Ｎ−フェニルアミノ基、Ｎ−ナフチルアミノ基などの炭素数６〜１８（好ましくは炭素数６〜１０）のアリールアミノ基およびアセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基などの炭素数２〜１８（好ましくは炭素数２〜１１）のアシルアミノ基等が挙げられる。

更に、置換基を有していてもよいアルキル基および置換基を有していてもよいアルコキシ基のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ドデシル基などの炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜１２）のアルキル基が挙げられ、アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ｉ−プロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｎ−ドデシルオキシ基などの炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜１２）のアルコキシ基などが挙げられる。
上記した各種アミノ基が有する置換基、並びにアルキル基及びアルコキシ基は更に置換基を有していてもよく、該置換基としては、水酸基、またはアルコキシ基などが挙げられる。

Ａｒ^１１が置換基を有していてもよいフェニル基の場合、該フェニル基が有する置換基としては、溶剤に対する溶解性及び色調の観点から、スルホ基、カルボキシル基、ハロゲン原子、−ＰＯ_３Ｈ_２（リン酸基）、置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよいアルキル基、及び置換基を有していてもよいアルコキシ基がより好ましく、スルホ基、カルボキシル基、アシルアミノ基、及びアルキル基が特に好ましい。Ａｒ^１１のフェニル基は、これらの置換基から選ばれる１〜３個の置換基を有していることが好ましい。

Ａｒ^１１が置換基を有していてもよいナフチル基の場合、該ナフチル基が有する置換基として、好ましくはスルホ基、カルボキシル基、水酸基等が挙げられ、Ａｒ^１１のナフチル基は、これらの置換基から選ばれる１〜３個の置換基を有していることが好ましい。

上記一般式（ＩＩ）において、Ａｒ^１２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が、フェニレン基としては１，４−フェニレン基、ナフチレン基としては１，４−ナフチレン基であるのが分子構造の直線性を保ちリオトロピック液晶性を発現させるため好ましい。
Ａｒ^１２がフェニレン基の場合、該フェニレン基が有し得る置換基としては、溶剤へ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基が好ましく、具体的には、スルホ基、カルボキシル基、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアミノ基等が挙げられる。

上記置換基を有していてもよいアルキル基のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基等の炭素数１〜４のアルキル基が挙げられ、置換基を有していてもよいアルコキシ基のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、ｉ−プロポキシ基、ｎ−ブトキシ基等の炭素数１〜４のアルコキシ基が挙げられる。また、置換基を有していてもよいアミノ基としては、アミノ基；Ｎ−メチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ基等の炭素数１〜８のアルキルアミノ基；Ｎ−フェニルアミノ基等のアリールアミノ基；アセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基等の炭素数２〜８のアシルアミノ基等が挙げられる。
上記したアルキル基、アルコキシ基及び各種アミノ基の置換基は、更に置換基を有していてもよく、該置換基としては、水酸基、アルコキシ基、ハロゲン原子等が挙げられる。

Ａｒ^１２が、置換基を有していてもよいフェニレン基の場合、該フェニレン基の置換基としては、上記の中でもスルホ基、カルボキシル基、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアシルアミノ基が好ましく、疎水結合性（分子間の相互作用）及び色調の観点から、アルキル基、アルコキシ基、アシルアミノ基が特に好ましい。Ａｒ^１２のフェニレン基は、上記置換基から選ばれる１〜３個の置換基を有していることが好ましく、１〜２個の置換基を有していることがより好ましい。

Ａｒ^１２が置換基を有していてもよいナフチレン基である場合、ナフチレン基が有し得る置換基としては、水酸基、スルホ基、または置換基を有していてもよいアルコキシ基等が挙げられ、特にスルホ基または置換基を有していてもよいアルコキシ基がより好ましい。
アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜４のアルコキシ基が挙げられ、該アルコキシ基が有しうる置換基としては、水酸基、ヒドロキシアルキル基、またはアルコキシ基等が好ましい。
Ａｒ^１２のナフチレン基はこれらの置換基から選ばれる１〜６個の置換基を有していることが好ましく、１〜３個有していることがより好ましい。

上記一般式（ＩＩ）において、Ｚ^１１は水素原子または置換基を有していてもよい炭素数１〜５のアルキル基であるが、好ましくは、水素原子または置換基を有していてもよい炭素数１〜４のアルキル基であり、特に好ましくは水素原子である。
アルキル基として、具体的には、メチル基、エチル基等が挙げられ、該アルキル基が有しうる置換基としては、水酸基、スルホ基、カルボキシ基などが挙げられる。

Ｘ^１１及びＹ^１１は、それぞれ独立に、−ＮＲ^１Ｒ^２基、−ＯＲ^３基、または−ＳＲ^４基を表す。但し、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３及びＲ^４は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数１〜１８のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数２〜１８のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数３〜１５の芳香族若しくは脂環族炭化水素基、または置換基を有していてもよい、５若しくは６員環の単環または２〜３単環の縮合環からなる複素環基を表す。

上記の置換基を有していてもよい炭素数１〜１８のアルキル基のアルキル基として、具体的には、メチル基、エチル基、ｉ−プロポキシ基、ｎ−ブチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ドデシル基等の炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜１２）のアルキル基が挙げられ、置換基を有していてもよい炭素数２〜１８のアルケニル基のアルケニル基として、具体的には、ビニル基、アリル基などの炭素数２〜１８（好ましくは炭素数２〜８）のアルケニル基が挙げられる。
置換基を有していてもよい炭素数３〜１５の芳香族若しくは脂環族炭化水素基における芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基などの炭素数６〜１８（好ましくは炭素数６〜１２）のアリール基が、また脂環族炭化水素基としては、シクロヘキシル基、シクロヘキセニル基等の炭素数６〜１８（好ましくは炭素数６〜１０）のアリサイクリック基が挙げられる。

更に、置換基を有していてもよい、５若しくは６員環の単環または２〜３単環の縮合環からなる複素環基における複素環基としては、ピリジル基、チアジアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、モルホニル基、ピペリジニル基、ピペラジニル基等の５又は６員環の単環または２〜３単環の縮合環からなる、芳香族または非芳香族のヘテロサイクリック基が挙げられる。
上記アルキル基、アルケニル基、アリール基、アリサイクリック基、およびヘテロサイクリック基が有しうる置換基としては、水酸基、カルボキシル基、スルホ基、アリール基などが挙げられ、より好ましくは、水酸基、カルボキシル基、またはスルホ基である。

Ｒ^１及びＲ^２としては、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数１〜１８のアルキル基、または置換基を有していてもよい炭素数６〜１８のアリール基がより好ましく、置換基を有していてもよいアリール基が特に好ましい。また、Ｒ^１及びＲ^２のうち、一方が水素原子であり、他方が水素原子以外の基である場合が好ましい。
Ｒ^３及びＲ^４としては、水素原子または置換基を有していてもよい炭素数１〜１８のアルキル基が好ましい。

Ｘ^１１及びＹ^１１は、いずれもが−ＮＲ^１Ｒ^２基である（但し、Ｒ^１、Ｒ^２は同一であっても異なっていてもよい）場合か、あるいは一方が−ＮＲ^１Ｒ^２基であり、他方が−ＯＲ^３基である場合がより好ましい。
なお、Ｘ^１１及びＹ^１１は、−ＮＲ^１Ｒ^２におけるＲ^１とＲ^２とが互いに結合し、窒素原子を含む５または６員環を形成していてもよく、Ｒ^１およびＲ^２が結合して形成される環は、更に置換基を有していてもよい。Ｒ^１とＲ^２とが互いに結合して窒素原子含む５または６員環を形成する場合、この環としては、モルホリン環、ピペラジン環、ピペリジン環が好ましく、これらの環が有し得る置換基としては、置換基を有していてもよい炭素数１〜４のアルキル基が挙げられる。

本発明で使用される異方性色素膜用色素は、より好ましくは、遊離酸の形が下記一般式（ＩＩＩ）で表されるものである。

（式中、Ａｒ^２１は置換基を有していてもよいフェニル基又は置換基を有していてもナフチル基を表す。
Ａｒ^２２は置換基を有していてもよいフェニレン基又は置換基を有していてもよいナフチレン基を表す。
Ｚ^２１は、水素原子、炭素数１〜４の置換基を有していてもよいアルキル基を表す。
Ｘ^２１及びＹ^２１は、それぞれ独立に、−ＮＲ^５Ｒ^６基、−ＯＲ^７基又は−ＳＲ^８基を表す。ここで、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^７及びＲ^８は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数１〜１８のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数２〜１８のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数３〜１５の芳香族若しくは脂環族炭化水素基、または置換基を有していてもよい、５若しくは６員環の単環または２〜３単環の縮合環からなる複素環基を表すか、あるいはＲ^５とＲ^６とが結合し、窒素原子を含む５または６員環を形成していてもよく、Ｒ^５およびＲ^６が結合して形成される環は、更に置換基を有していてもよい。ｎは０又は１の数を表す。）

上記一般式（ＩＩＩ）における、Ａｒ^２１、Ａｒ^２２、Ｚ^２１、Ｘ^２１及びＹ^２１の具体的置換基及び好ましい置換基の例としては、それぞれ、前記一般式（ＩＩ）における、Ａｒ^１１、Ａｒ^１２、Ｚ^１１、Ｘ^１１及びＹ^１１で例示した置換基及び好ましい置換基として挙げたものと同様である。また、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^７及びＲ^８は、前記一般式（ＩＩ）のＸ^１１及びＹ^１１におけるＲ^１、Ｒ^２、Ｒ^３及びＲ^４にそれぞれ相当するものであり、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３及びＲ^４として例示された置換基及び好ましい置換基と同様である。
一般式（ＩＩＩ）で示される好ましい色素は、分子中に少なくとも３個の−ＳＯ_３Ｈ基を有する色素である。

本発明においてより好ましく使用される異方性色素膜用色素は、遊離酸の形が下記一般式（ＩＶ）で表されるものである。

（式中、Ａｒ^３１は、フェニル基又はナフチル基であり、該基は少なくとも１個のスルホ基を有する。
Ａｒ^３２は、炭素数１〜４のアルキル基及び／又は炭素数１〜４のアルコキシ基を有する１，４−フェニレン基である。
Ｘ^３１及びＹ^３１は、それぞれ独立に、−ＮＲ^５Ｒ^６基又は−ＯＨ基を表し、同時に同じ基を示さない。ここでＲ^５及びＲ^６は、水素原子、又はスルホ基を有するフェニル基であり、同じでも異なっていてもよい。）

本発明の異方性色素膜用色素としては、遊離酸の形が下記一般式（Ｖ）で表される色素も好適である。

（式中、Ａｒ^２及びＡｒ^３は、それぞれ独立に置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基を表し、Ｄ_１は、置換基を有していてもよいアミノ基または水酸基を表し、Ｂ_１は、水素原子、置換基を有していてもよいアミノ基または水酸基を表す。Ｘ^１およびＹ^１はそれぞれ独立に、任意の置換基を表し、Ｚ^１は水素原子または任意の置換基を表す。ｍ１は、１または２を表す。）

上記一般式（Ｖ）で表される色素は、トリアジニル基を有し、１分子中にアゾ結合を２個有し、これに、分子末端に有するナフタレン環のアゾ基と結合する炭素を含む環側の部分に、アミノ基または水酸基（Ｄ_１）を有することを特徴とする。この特徴を有することにより、溶剤への溶解性が高く、基材への親和性が高く、偏光膜とした時に二色性の高い偏光膜を得ることができるものと推測される。

一般式（Ｖ）におけるＤ_１は、置換基を有していてもよいアミノ基または水酸基を表すが、水酸基であることが好ましい。
置換基を有していてもよいアミノ基としては、アミノ基；Ｎ−メチルアミノ基、Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノ基、Ｎ、Ｎ−ジエチルアミノ基などの、炭素数１〜１８（好ましくは１〜８）のアルキルアミノ基；Ｎ−フェニルアミノ基、Ｎ−ナフチルアミノ基などの、炭素数６〜１８（好ましくは６〜１０）のアリールアミノ基；アセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基などの、炭素数２〜１８（好ましくは２〜１１）のアシルアミノ基；が挙げられる。
また、Ｄ_１が結合するナフタレン環が、７位でアゾ基と結合することが好ましく、その際、Ｄ_１はナフタレン環の８位に結合することが更に好ましい。

また、該分子末端に有するナフタレン環は、更に置換基Ｂ_１を有する。Ｂ_１は、水素原子、置換基を有していてもよいアミノ基または水酸基を表すが、置換基を有していてもよいアミノ基であることが好ましい。
置換基を有していてもよいアミノ基としては、上記Ｄ_１の置換基を有していてもよいアミノ基として例示したものが挙げられる。中でも無置換のアミノ基が好ましい。
また、Ｂ_１が結合するナフタレン環が、７位でアゾ基と結合することが好ましいが、その際、Ｂ_１はナフタレン環の２位に結合することが更に好ましい。
特に好ましい色素では、該ナフタレン環が、７位でアゾ基、８位でＤ_１、２位でＢ_１と結合することである。本発明の二色性アゾ色素は、より好ましくは前記式中のＤ_１またはＢ_１で表される置換基が水酸基で表される色素である。
更に、一般式（Ｖ）において、ｍ１は該ナフタレン環に結合するスルホ基の数を表すが、ｍ１は１〜３の整数であることが好ましく、１または２であることがより好ましい。

Ａｒ^２、Ａｒ^３で表される芳香族炭化水素環基としては、各々独立に、好ましくは炭素数６〜２０程度の芳香族炭化水素環基が挙げられる。更に好ましくは炭素数６〜１５、特に好ましくは炭素数６〜１２の芳香族炭化水素環基である。中でも好ましくはそれぞれ独立に、フェニレン基またはナフチレン基である。
これらの芳香族炭化水素環基のうち、Ａｒ^３については、Ａｒ^３がフェニレン基の場合、１，４−フェニレン基であることが好ましく、ナフチレン基の場合は、２，６−ナフチレン基であることが好ましく、また、１−ナフトール環または２−ナフトール環由来の２価の基であることがより好ましく、色調が深い色素が得られる点から１−ナフトール環由来の基が特に好ましい。
Ａｒ^２、Ａｒ^３の芳香族炭化水素環基が有しうる置換基としては、色調を調節するために導入される電子吸引性基や電子供与性基から適宜選択された基或いは溶剤への溶解性を高めるために導入される親水性基などが挙げられる。これらの置換基及び好ましい置換基は、前記一般式（Ｉ）におけると同様である。

Ｚ^１は、水素原子または任意の置換基を表すが、任意の置換基としては、色調を調整するために導入される電子吸引性基や電子供与性基から適宜選択された基或いは溶剤への溶解性を高めるために導入される親水性基などが挙げられる。具体的には、水素原子または置換基を有していてもよい炭素数１〜５のアルキル基が挙げられ。好ましくは、水素原子または置換基を有していてもよい炭素数１〜４のアルキル基、特に好ましくは水素原子である。アルキル基として具体的には、メチル基、エチル基等が挙げられ、該アルキル基が有しうる置換基としては、水酸基、スルホ基、カルボキシ基などが挙げられる。
Ｘ^１およびＹ^１は、それぞれ独立に任意の置換基を表し、前記一般式（Ｉ）におけるＸ^１およびＹ^１として例示された置換基及び好ましい置換基と同様である。

上記の一般式（Ｉ）〜（Ｖ）で表される色素の分子量は、遊離酸の形で、通常３５０以上、２５００以下、好ましくは２０００以下である。
本発明の前記一般式（Ｉ）〜（Ｖ）で表される色素は、自己組織化による高いリオトロピック液晶状態を形成するが、高い分子間相互作用により、会合や集合などの多分子構造体を形成しやすいので、該色素を含有する溶液を基板上に塗布などの極めて簡単な手法により高次の分子配向状態を呈せしめることが出来、高い二色性も示すことができる。
従って、二色性の高い異方性色素膜、特に湿式成膜法で形成される色素膜用の色素として極めて有用である。

本発明の色素は前記一般式（Ｉ）〜（Ｖ）で示されるような遊離酸型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。

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のち、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のち、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。

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とるか、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、又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。

本発明におけるこれらの色素の具体例としては、例えば以下の（Ｉ−１）から（Ｉ−２４）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。

本発明における上記一般式（Ｉ）〜（Ｖ）で表されるジスアゾ色素は、それ自体公知の慣用方法に従って製造することができる。例えば（Ｉ−１）で示される色素は、下記（Ａ）〜（Ｄ）の工程で製造できる。
（Ａ）４−アミノベンゼンスルホン酸（スルファニル酸）と２，５−ジメトキシアニリンとから常法［例えば、細田豊著「新染料化学」（昭和４８年１２月２１日、技報堂発行）第３９６頁第４０９頁参照］に従って、ジアゾ化、カップリング工程を経てモノアゾ化合物を製造する。
（Ｂ）一方で、６−アミノ−１−ナフトール−３−スルホン酸（Ｊ酸）を水にｐＨ６として溶かし、０〜５℃に冷却する。このものに塩化シアヌルを加え、温度０〜５℃を保持して、２時間反応を行い、反応を完結させる。次いで室温にて、３−アミノベンゼンスルホン酸（メタニル酸）水溶液を加えて、ｐＨ６〜７で数時間縮合反応を行う。

（Ｃ）工程（Ａ）で得られたモノアゾ化合物を同様に、常法によりジアゾ化し、工程（Ｂ）で得られた化合物とカップリング反応を行って、ジスアゾ化合物を製造する。反応終了後、６０℃に昇温し、２５％水酸化ナトリウム水溶液を加え、強アルカリ性とし、加水分解反応を行い、反応を完結させる。
（Ｄ）冷却後、塩化ナトリウムで塩析することにより目的の色素Ｎｏ．（Ｉ−１）のＮａ塩が得られる。
このようにして得られる前示構造式（Ｉ−１）で示される本発明の色素は、水溶液中でリオトロピック液晶を形成するため、高い二色性を示す異方性色素膜を作製するのに使用可能であり、特に湿式成膜法に適した有用な色素である。

本発明の色素および色素と溶剤を含有する組成物は、湿式成膜法特有のプロセス、すなわち、基材表面に塗布などによる積層プロセスを経ることによって、高次の分子配向状態を呈示し得るものである。それは、本発明の色素を含む組成物を用いて湿式成膜法により高い異方性を有する色素膜（異方性色素膜）を形成することが可能であることを意味するのである。
本発明の色素を含む異方性色素膜用色素組成物は、少なくとも前記一般式（Ｉ）〜（Ｖ）で表される色素及び溶剤を含むものである。なお、以下において、前記一般式（Ｉ）〜（Ｖ）で表される色素を包括して本発明の色素と称する。
本発明の色素は、異方性色素膜用の色素組成物中に、単独で含むことができるが、これらの色素同士、あるいは配向を低下させない程度に他の色素と混合して用いることができる。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。
また、本発明の異方性色素膜用色素組成物は、後述する溶剤の他に、界面活性剤等の添加剤が配合されていてもよい。

本発明の色素に配合され得る好ましい色素の例としては、例えば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。

本発明の色素組成物に使用される溶剤としては、湿式成膜法における該色素組成物の操作性、色素のリオトロピック液晶状態の発現性等を考慮して選定されるが、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等の炭素数１〜４の低級アルコール類、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、これらは単独又は二種以上の混合溶剤として使用することができる。

色素組成物における色素の濃度としては、色素の溶解性やリオトロピック液晶状態などの超分子構造の形成濃度にも依存するが、好ましくは０．１重量％以上、より好ましくは０．５重量％以上、好ましくは３０重量％以下、より好ましくは２０重量％以下である。
色素濃度が、少なすぎると高い二色比を示す異方性色素膜が形成されず、高濃度過ぎると色素組成物の粘性が増し取扱に不適となる。

又、異方性色素膜の形成に際し、本発明の異方性色素膜用色素組成物を基材に塗布する場合は、基材表面への濡れ性、塗布性を向上させるため、必要に応じて界面活性剤等の添加剤を加えることができる。界面活性剤としては、アニオン系、カチオン系、ノニオン系界面活性剤のいずれも使用可能である。組成物中におけるその添加濃度は通常０．０５重量％以上、０．５重量％以下が好ましい。

また、本発明によれば、本発明の色素を含む上記異方性色素膜用色素組成物を用い、湿式成膜法によって形成された本発明の色素を有する異方性色素膜を提供することが出来る。前記した様に、上記一般式（Ｉ）〜（Ｖ）で表されるジスアゾ色素は、特定の色素構造を有することから高いリオトロピック液晶状態を形成し、高次の分子配向状態を示すことができ、しかも高い二色性を示すことができる。従って、本発明の異方性色素膜は、高い二色性を示す有用な色素膜である。
本発明の異方性色素膜は高い二色比を示すが、二色比は５以上のものが好ましく、より好ましくは１２以上、特に好ましくは１５以上のものである。

本発明においては、異方性色素膜は湿式成膜法により形成される。湿式成膜法は、前記したように、色素及び液媒体を含む組成物の基材への積層工程、該液媒体の除去及び該色素の基材での配向工程を含むプロセスからなるが、具体的には二色性色素溶液などの色素を含有する組成物を調製後、ガラス板などの各種基材に塗布し、次いで色素を配向、積層して形成する方法など公知の方法が挙げられる。

湿式成膜法として詳細には、原崎勇次著 「コーティング方式」：（槇書店、１９７９年１０月３０日発行）第３ページ（表１−２）および第６ページから第１５４ページに記載の各コータ方式、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）、第１１８ページから第１４９ページなどに記載の公知の方法、更には、例えば、あらかじ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、ブレードコート法などで色素組成物を塗布することが挙げられる。

本発明においては、基板上への色素組成物の塗布工程、及び乾燥工程を経て色素膜を形成するが、これらの工程の操作条件は、色素の自己組織化による高いリオトロピック液晶性に基づいて形成される高次の分子配向状態を維持するように制御することが望ましく、特に乾燥工程での急速な温度上昇は好ましくない。
色素組成物の基材上への塗布時の温度は、通常、０〜８０℃、好ましくは０℃以上、４０℃以下であり、湿度は、通常１０〜８０％ＲＨ、好ましくは３０％ＲＨ以上、８０％ＲＨ以下程度である。
塗布後の乾燥時の温度は、通常０〜１２０℃、好ましくは１０℃以上、１１０℃以下であり、湿度は、通常１０〜８０％ＲＨ、好ましくは３０％ＲＨ以上、８０％ＲＨ以下程度である。

本発明の異方性色素膜の形成に使用される基材としては、ガラス板やトリアセテート、アクリル系ポリマー、ポリエステル、トリアセチルセルロース又はウレタン系ポリマーのシート或いはフィルム等が挙げられる。また、この基材表面には、二色性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）、第２２６ページから２３９ページなどに記載の公知の方法により、配向処理層が施されていてもよい。

上記のような方法で、塗布により形成された二色性色素の異方性色素膜は、通常機械的強度が低いので、必要に応じ、保護層を設けて使用される。この保護層は、例えば、トリアセテート、アクリル系ポリマー、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ポリマーのフィルム等の透明な高分子膜を色素膜上にラミネーションして形成され、実用に供される。

また、本発明の異方性色素膜をＬＣＤやＯＬＥＤなどの各種の表示素子に偏光フィルター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などに直接色素膜を形成したり、色素膜を形成した基材をこれら表示素子の構成部材として用いることができる。
前記の方法等で基材上に異方性色素膜を形成する場合、通常乾燥後の膜厚で、好ましくは５０ｎｍ以上、更に好ましくは１００ｎｍ以上、好ましくは５０μｍ以下、更に好ましくは１μｍ以下である。

本発明の異方性色素膜は、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として機能する他、膜形成プロセスと基材や色素含有組成物を適宜選択することにより、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偏光素子とすることができる。
本発明の異方性色素膜を基材上に形成し偏光素子として使用する場合、形成された異方性色素膜そのものを使用してもよく、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よい。

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越えない限り以下の実施例に限定されるものではない。

尚、以下の実施例中、二色比は、ヨウ素系偏光素子を入射光学系に配した分光光度計で異方性色素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

（実施例１）
水９５部に前記の色素Ｎｏ．（Ｉ−１）のリチウム塩を５部、ノニオン系界面活性剤［商品名：エマルゲン１０９Ｐ（花王（株）社製）］を０．２部加え、撹拌溶解後濾過して色素水溶液（異方性色素膜用色素組成物）を得た。
一方、基材としてガラス基板上にスピンコート法によりポリイミドの配向膜が形成されたガラス製基板（７５ｍｍ×２５ｍｍ、厚さ１．１ｍｍ、膜厚約８００Åのポリイミド配向膜をあらかじめ布でラビング処理を施したもの）を用意しておき、これに上記の色素水溶液をスピンコーター（押鐘社製 ＳＣ−２００）で塗布（1000rpmで５秒後、2500rpmで15秒）した後、自然乾燥することによりラビング方向に色素が配向した異方性色素膜を得た。

得られた異方性色素膜における色素膜面内の吸収軸方向に振動面を有する偏光に対する透過率（Ｔｚ）および色素膜面内の偏光軸方向に振動面を有する偏光に対する透過率（Ｔｙ）を図１に示す。また、各波長における二色比（Ｄ）を図３に示す。
本発明の色素膜は、約５４０ｎｍから約７００ｎｍの広帯域でほぼ一定な二色比（光吸収異方性）を有していた。

（比較例１）
実施例１において色素Ｎｏ．（Ｉ−１）の色素の代わりに、下記構造式を有する色素を使用した以外は同様にして色素膜用色素組成物を調製し、実施例１と同様の基板に同様の条件で塗布を行い色素膜を得た。

得られた色素膜について、実施例１と同様にして透過率を測定した。結果を図２に示す。得られた透過率から算出された二色比（Ｄ）は図３に示す通り１程度であり、実施例１に比べても充分な異方性を示さなかった。

（実施例２）
水９０部に色素Ｎｏ．（Ｉ−５）のナトリウム塩を１０部、ノニオン系界面活性剤［商品名：エマルゲン１０９Ｐ（花王（株）社製）］を０．２部加え、撹拌溶解後濾過して色素水溶液（異方性色素膜用色素組成物）を得た。この組成物を実施例１で用いた配向処理済みの基板と同じ基板に、番手：No.３のバーコータ−（テスター産業社製）で塗布した後、自然乾燥することにより異方性色素膜を得た。
得られた異方性色素膜の吸収軸方向に振動面を有する偏光に対する透過率（Ｔｚ）および色素膜面内の偏光軸方向に振動面を有する偏光に対する透過率（Ｔｙ）を図４に示す。また、各波長における二色比（Ｄ）を図６に示す。本発明の色素膜は、約５００ｎｍから約７００ｎｍの広帯域でほぼ一定な二色比（光吸収異方性）を有していた。

（比較例２）
実施例２において色素Ｎｏ．（Ｉ−５）の色素の代わりに、下記構造式を有するＣ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｌｕｅ−６７を使用した以外は同様にして異方性色素膜用色素組成物（色素水溶液）を調製し、実施例２で用いた基板と同様の基板に同様の条件で色素水溶液の塗布を行い異方性色素膜膜を得た。

得られた異方性色素膜（偏光膜）について、実施例２と同様にして各透過率を測定し、二色比を算出した。結果を図５（透過率）および図６（二色比）に示す。本比較例の色素膜は、視感度の高い５５０ｎｍから６２０ｎｍの領域における二色性が実施例２の色素膜と比べて低く、偏光膜としての光学特性が劣っていた。

（実施例３）
実施例２において色素水溶液（異方性色素膜用色素組成物）の組成を、水８６部に色素Ｎｏ．（Ｉ−５）のナトリウム塩を１４部、ノニオン系界面活性剤（商品名：エマルゲン１０９Ｐ（花王（株）社製））を０．２部加え、撹拌溶解後濾過して調製した以外は同様にして色素水溶液（異方性色素膜用色素組成物）を調製し、実施例２で用いた基板と同様の基板に番手：No.２のバーコータ−（テスター産業社製）で色素水溶液を塗布した後、自然乾燥することにより異方性色素膜を得た。
得られた異方性色素膜（偏光膜）について、実施例２と同様にして各透過率を測定し、二色比を算出した。結果を図７（透過率）および図８（二色比）に示す。本実施例の色素膜は、視感度の高い５５０ｎｍから６２０ｎｍの領域における二色性が高く、偏光膜としての光学特性が優れていた。

実施例１の異方性色素膜における色素膜面内の吸収軸方向に振動面を有する偏光に対する透過率（Ｔｚ）、該色素膜面内の偏光軸方向に振動面を有する偏光に対する透過率（Ｔｙ）を示す。図中、実線は透過率（Ｔｚ）、点線は透過率（Ｔｙ）を表す。 比較例１の異方性色素膜について測定した透過率（Ｔｚ）及び透過率（Ｔｙ）を示す。図中、実線は透過率（Ｔｚ）、点線は透過率（Ｔｙ）を表す。 実施例１及び比較例１の異方性色素膜についての各波長における二色比（Ｄ）を示す。 実施例２異方性色素膜について測定した透過率（Ｔｚ）及び透過率（Ｔｙ）を示す。図中、実線は透過率（Ｔｙ）、点線は透過率（Ｔｚ）を表す。 比較例２異方性色素膜について測定した透過率（Ｔｚ）及び透過率（Ｔｙ）を示す。図中、実線は透過率（Ｔｚ）、点線は透過率（Ｔｙ）を表す。 実施例２及び比較例２の異方性色素膜についての各波長における二色比（Ｄ）を示す。 実施例３の異方性色素膜について測定した透過率（Ｔｚ）及び透過率（Ｔｙ）を示す。図中、実線は透過率（Ｔｚ）、点線は透過率（Ｔｙ）を表す。 実施例３の異方性色素膜についての各波長における二色比（Ｄ）を示す。

Claims (10)

1. 遊離酸の形が下記一般式（０）で表され、湿式成膜法により形成される異方性色素膜用色素。
   

   

   （式中、Ａｒ^１、Ａｒ^２およびＡｒ^３は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基を表す。Ｘ^１およびＹ^１はそれぞれ独立に、任意の置換基を表す。
   Ｚ^１は、水素原子または任意の置換基を表す。）
2. 遊離酸の形が下記一般式（Ｉ）で表され、湿式成膜法により形成される異方性色素膜用色素。
   

   

   （式中、Ａｒ^１、Ａｒ^２およびＡｒ^３は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基を表す。Ｘ^１およびＹ^１はそれぞれ独立に、任意の置換基を表す。Ｚ^１は、水素原子または任意の置換基を表す。ｍは、１または２を表す。）
3. 遊離酸の形が下記一般式（ＩＩ）で表される、請求項１又は２に記載の異方性色素膜用色素。
   

   

   ［式中、Ａｒ^１１は、置換基を有していてもよいフェニル基または置換基を有していてもよいナフチル基を表す。
   Ａｒ^１２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。
   Ｚ^１１は、水素原子また置換基を有していてもよい炭素数１〜５のアルキル基を表す。
   Ｘ^１１およびＹ^１１は、それぞれ独立に、−ＮＲ^１Ｒ^２基、−ＯＲ^３基または−ＳＲ^４基を表す。（但し、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３及びＲ^４は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数１〜１８のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数２〜１８のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数３〜１５の芳香族若しくは脂環族炭化水素基、または置換基を有していてもよい、５若しくは６員環の単環または単環の２〜３縮合環からなる複素環基を表すか、あるいはＲ^１とＲ^２とが結合し、窒素原子を含む５または６員環を形成していてもよく、Ｒ^１およびＲ^２が結合して形成される環は、更に置換基を有していてもよい。ｍは１または２を表す。］
4. 遊離酸の形が下記一般式（ＩＩＩ）で表される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の異方性色素膜用色素。
   

   

   （式中、Ａｒ^２１は置換基を有していてもよいフェニル基又は置換基を有していてもよいナフチル基を表し、Ａｒ^２２は置換基を有していてもよいフェニレン基又は置換基を有していてもよいナフチレン基を表す。
   Ｚ^２１は、水素原子または置換基を有していてもよい炭素数１〜４のアルキル基を表す。
   Ｘ^２１及びＹ^２１は、それぞれ独立に、−ＮＲ^５Ｒ^６基、−ＯＲ^７基又は−ＳＲ^８基を表す。ここで、Ｒ^５，Ｒ^６，Ｒ^７及びＲ^８は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数１〜１８のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数２〜１８のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数３〜１５の芳香族若しくは脂環族炭化水素基、または置換基を有していてもよい５若しくは６員環の単環または単環の２〜３縮合環からなる複素環基を表すか、あるいはＲ^５とＲ^６とが結合し、窒素原子を含む５または６員環を形成していてもよく、Ｒ^５およびＲ^６が結合して形成される環は、更に置換基を有していてもよい。ｎは０又は１の数を表す。）
5. 遊離酸の形が上記一般式（ＩＩＩ）で表され、分子中に少なくとも３個の−ＳＯ_３Ｈ基を有する請求項４に記載の異方性色素膜用色素。
6. 遊離酸の形が下記一般式（Ｖ）で表される、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の異方性色素膜用色素。
   

   

   （式中、Ａｒ^２およびＡｒ^３は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基を表す。Ｄ_１は、置換されていてもよいアミノ基または水酸基を表し、Ｂ_１は、水素原子、置換されていてもよいアミノ基または水酸基を表す。Ｘ^１およびＹ^１はそれぞれ独立に、任意の置換基を表し、Ｚ^１は、水素原子または任意の置換基を表す。ｍ１は、１または２を表す。）
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の異方性色素膜用色素及び溶剤を含有する、湿式製膜法により形成される異方性色素膜用の色素組成物。
8. 請求項１乃至６のいずれかに記載の異方性色素膜用色素を有する、湿式製膜法により形成された異方性色素膜。
9. 請求項７に記載の異方性色素膜用色素組成物を用い、湿式製膜法により形成された異方性色素膜。
10. 請求項８または９に記載の異方性色素膜を用いた、偏光素子。
    
    

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