專利名稱：各向異性染料膜用染料組合物、各向異性染料膜和偏振元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及各向異性染料膜用染料組合物、使用所述各向異性染料膜用染料組合物形成的各向異性染料膜和使用所述各向異性染料膜的偏振元件，所述各向異性染料膜用染料組合物能形成二色性高的各向異性染料膜，所述各向異性染料膜用于例如配置在控光裝置、液晶裝置(LCD)或有機(jī)電致發(fā)光裝置(OLED)等顯示裝置上的偏振板等。
背景技術(shù)：
在LCD中，使用直線偏振板或圓偏振板來控制顯示時(shí)的旋光性或雙折射率。在OLED中還使用圓偏振板來防止外面的光反射。直到目前，對于這樣的偏振板(偏振元件)，已經(jīng)廣泛地使用碘作為二色性物質(zhì)。但是，由于碘具有高的升華性，所以其缺點(diǎn)是，當(dāng)?shù)庥糜谄衲r(shí)，其耐熱性或耐光性不足。
因此，正像例如專利文獻(xiàn)1或非專利文獻(xiàn)1和2中的記載，已經(jīng)研究了作為偏振膜的各向異性染料膜，其中使用有機(jī)染料作為二色性物質(zhì)。但是，常規(guī)的有機(jī)染料膜存在的問題是，僅可以得到二色性遠(yuǎn)比使用碘的染料膜或偏振元件低劣染料膜或偏振元件。
專利文獻(xiàn)1美國專利第2,400,877號說明書非專利文獻(xiàn)1Dreyer，J.F.，Phys.And Colloid Chem.，1948，52，808.，“The Fixing of Molecular Orientation”非專利文獻(xiàn)2Dreyer，J.F.，Journal de Physique，1969，4，114.，“LightPolarization From Films of Lyotropic Nematic Liquid Crystals”發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種能形成耐熱性好、缺陷少和二色性高的各向異性染料膜的各向異性染料膜用染料組合物、使用所述各向異性染料膜用染料組合物形成的各向異性染料膜和使用所述各向異性染料膜的偏振元件。
為了解決上述問題，本發(fā)明人進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，使用含有具有選自由酸性基團(tuán)、堿性基團(tuán)和中性基團(tuán)組成的組中的至少兩個(gè)基團(tuán)并且所述的至少兩個(gè)基團(tuán)中的至少一個(gè)是堿性基團(tuán)的化合物(此后稱為“本發(fā)明的化合物”)的各向異性染料膜用染料組合物，可以提供一種耐熱性好、缺陷少和二色性高的各向異性染料膜。這樣完成了本發(fā)明。
本發(fā)明的要旨如下(1)一種各向異性染料膜用染料組合物，所述染料組合物包含染料；和化合物，所述化合物具有選自由酸性基團(tuán)、堿性基團(tuán)和中性基團(tuán)組成的組中的至少兩個(gè)基團(tuán)，并且所述的至少兩個(gè)基團(tuán)中的至少一個(gè)是堿性基團(tuán)。
(2)如(1)所述的各向異性染料膜用染料組合物，其中以摩爾濃度比計(jì)，所述化合物相對于所述染料的含量為0.05～4。
(3)如(1)或(2)所述的各向異性染料膜用染料組合物，其中所述化合物是環(huán)狀化合物。
(4)如(1)或(2)所述的各向異性染料膜用染料組合物，其中所述化合物是羥胺。
(5)如(1)或(2)所述的各向異性染料膜用染料組合物，其中所述化合物是氨基酸。
(6)如(1)～(5)中任一項(xiàng)所述的各向異性染料膜用染料組合物，其中所述組合物是還含有溶劑的溶液。
(7)如(1)～(6)中任一項(xiàng)所述的各向異性染料膜用染料組合物，其中所述染料是酸性染料。
(8)如(1)～(7)中任一項(xiàng)所述的各向異性染料膜用染料組合物，其中所述染料是偶氮染料。
(9)一種各向異性染料膜，所述各向異性染料膜是使用(1)～(8)中任一項(xiàng)所定義的各向異性染料膜用染料組合物形成的。
(10)如(9)所述的各向異性染料膜，所述各向異性染料膜是用濕式成膜法形成的。
(11)如(9)或(10)所述的各向異性染料膜，其中膜厚度為至多30μm。
(12)一種各向異性染料膜，所述各向異性染料膜包含染料；和化合物，所述化合物具有選自由酸性基團(tuán)、堿性基團(tuán)和中性基團(tuán)組成的組中的至少兩個(gè)基團(tuán)，并且所述的至少兩個(gè)基團(tuán)中的至少一個(gè)是堿性基團(tuán)。
(13)如(9)～(12)中任一項(xiàng)所述的各向異性染料膜，所述各向異性染料膜的二色比至少是5。
(14)如(9)～(12)中任一項(xiàng)所述的各向異性染料膜，其中在170℃下30分鐘的耐熱試驗(yàn)前的有序參數(shù)為至少0.5，在耐熱試驗(yàn)后有序參數(shù)的降低率為至多7％。
(15)一種使用(9)～(14)中任一項(xiàng)所定義的各向異性染料膜的偏振元件。
本發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，提供一種耐熱性好、缺陷少和二色性高的各向異性染料膜，并且使用所述各向異性染料膜，提供一種耐熱性和耐光性優(yōu)異以及偏振性能也優(yōu)異的偏振元件。


圖1是表示實(shí)施例1-1～1-4和對比例1-1～1-3中得到的各向異性染料膜的缺陷的顯微鏡照片。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參照實(shí)施方案詳細(xì)地解釋本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，下列構(gòu)成要素的描述僅僅是本發(fā)明的實(shí)施方案的示例(代表例)，本發(fā)明決不由此受到限制。
本發(fā)明的各向異性染料膜是這樣的染料膜在包含染料膜的厚度方向和平面內(nèi)相互垂直的任意兩個(gè)方向的三維坐標(biāo)系中，在選自該總共三個(gè)方向的任意兩個(gè)方向上具有電磁特性的各向異性。電磁特性有例如吸收或折射等光學(xué)特性，或例如電阻或電容等電特性。作為具有例如吸收或折射等光學(xué)各向異性的膜，可以提及例如直線偏振膜、圓偏振膜、相位差膜或?qū)щ姼飨虍愋阅ぁ?br> 本發(fā)明的各向異性染料膜優(yōu)選用于偏振膜、相位差膜或?qū)щ姼飨虍愋阅?。特別優(yōu)選用于偏振膜。各向異性染料膜用染料組合物首先解釋本發(fā)明的各向異性染料膜用染料組合物。
本發(fā)明的各向異性染料膜用染料組合物的特征在于，它包含染料；和具有選自由酸性基團(tuán)、堿性基團(tuán)和中性基團(tuán)組成的組中的至少兩個(gè)基團(tuán)并且所述的至少兩個(gè)基團(tuán)中的至少一個(gè)是堿性基團(tuán)的化合物(此后稱為本發(fā)明的化合物)。
本發(fā)明的化合物本發(fā)明的化合物是具有選自由酸性基團(tuán)、堿性基團(tuán)和中性基團(tuán)組成的組中的至少兩個(gè)基團(tuán)并且所述的至少兩個(gè)基團(tuán)中的至少一個(gè)是堿性基團(tuán)的化合物，即是下列化合物中的一個(gè)。
(1)具有至少兩個(gè)堿性基團(tuán)的化合物。
(2)具有至少一個(gè)堿性基團(tuán)和至少一個(gè)酸性基團(tuán)的化合物。
(3)具有至少一個(gè)堿性基團(tuán)和至少一個(gè)中性基團(tuán)的化合物。
(4)具有至少一個(gè)堿性基團(tuán)、至少一個(gè)酸性基團(tuán)和至少一個(gè)中性基團(tuán)的化合物。
盡管通過加入本發(fā)明的化合物來改進(jìn)各向異性染料膜的二色性或耐熱性的作用機(jī)理的詳細(xì)情況尚不清楚，但據(jù)認(rèn)為是如下原因。
本發(fā)明的化合物具有至少一個(gè)堿性基團(tuán)。在染料分子具有酸性基團(tuán)的情況中，據(jù)認(rèn)為所述的至少一個(gè)堿性基團(tuán)與各向異性染料膜中的染料分子的酸性基團(tuán)相互作用。據(jù)認(rèn)為通過這種相互作用，本發(fā)明的化合物增加了染料的分子取向。還認(rèn)為因染料的分子取向增加，各向異性染料膜的缺陷減少，二色性增加。
另外，除了與染料分子相互作用的上述一個(gè)堿性基團(tuán)外，本發(fā)明的化合物還具有至少一個(gè)酸性基團(tuán)、堿性基團(tuán)或中性基團(tuán)。據(jù)認(rèn)為通過這樣的酸性基團(tuán)、堿性基團(tuán)或中性基團(tuán)，染料和本發(fā)明的化合物將成鹽或凝聚，從而防止各向異性染料膜用染料組合物不穩(wěn)定。
尤其是對于末端具有酸性基團(tuán)的染料分子，具有堿性基團(tuán)的本發(fā)明的化合物存在時(shí)，將形成酸-堿鍵，從而染料分子會(huì)規(guī)則地取向，從而提供作為偏振板的功能。但是，如果酸-堿的成鍵頻率太高，反而發(fā)生凝聚，從而難以制備膜。因此，據(jù)認(rèn)為在本發(fā)明中，例如通過使用含有堿性基團(tuán)比酸性基團(tuán)多的化合物，將適度地防止堿性基團(tuán)與染料分子末端的酸性基團(tuán)鍵合，從而提供適度的酸-堿成鍵頻率，進(jìn)而可以制備染料分子規(guī)則地取向而不凝聚的膜。
另外，據(jù)認(rèn)為因加熱而損壞各向異性染料膜的性能的原因是，當(dāng)膜中取向的染料受到加熱的熱波動(dòng)時(shí)，該染料的分子取向產(chǎn)生混亂，或分子取向變化至不理想的方向。如上述，本發(fā)明的化合物與上述染料的官能團(tuán)發(fā)生例如靜電引力、排斥力和氫鍵等分子間相互作用。這種吸引力和排斥力的相互作用同時(shí)在化合物與染料之間起作用，從而可以防止因與染料的太多鍵合而凝聚或因太多的排斥而發(fā)生相分離。
這樣，據(jù)認(rèn)為在本發(fā)明的各向異性染料膜中，這種分子間相互作用在本發(fā)明的化合物與染料之間非常平衡地起作用，起著將染料的分子取向固定在最佳方向上的作用。據(jù)認(rèn)為通過這種染料分子取向的固定化，可以抑制染料分子的取向因加熱而變化，從而改進(jìn)各向異性染料膜的耐熱性。
該本發(fā)明的化合物通常是水溶性化合物。
本發(fā)明的組合物具有的堿性基團(tuán)、酸性基團(tuán)和中性基團(tuán)如下。
酸性基團(tuán)和堿性基團(tuán)是如下官能團(tuán)在加入0.1摩爾/升～3摩爾/升的惰性支持電解質(zhì)的水溶液中，酸性基團(tuán)是pka小于7的官能團(tuán)，堿性基團(tuán)是pka為至少7的官能團(tuán)。另外，中性基團(tuán)是沒有解離常數(shù)的基團(tuán)。并且，如Kagaku Binran Kisohen(化學(xué)手冊基礎(chǔ)編)II第331頁(日本化學(xué)會(huì)編，由丸善出版)中的報(bào)道，pka是濃度酸解離常數(shù)ka的倒數(shù)的對數(shù)值，即-log ka。
就本發(fā)明化合物具有的酸性基團(tuán)而言，可以提及例如磺基、羧基或磷酸基。
就堿性基團(tuán)而言，可以提及例如氨基、锍基、吡咯基、3-吡咯啉基、吡咯烷基、吡唑基、2-吡唑啉基、吡唑烷基、咪唑基、1，2，3-三唑基、1，2，4-三唑基、吡啶基、噠嗪基、哌啶基、吡嗪基、哌嗪基、嘧啶基或三嗪基。
就中性基團(tuán)而言，可以提及例如羥基、氧化氨基、亞砜基或氧化膦基。
上述基團(tuán)還可以具有取代基，只要這些取代基基本上不改變本發(fā)明的各向異性染料膜用染料組合物的性能就可以。
本發(fā)明的化合物含有的酸性和堿性基團(tuán)可以部分或全部是鹽的形式。堿性基團(tuán)的鹽形式例如可以是諸如鹽酸或硫酸等無機(jī)酸的鹽或諸如乙酸或甲酸等有機(jī)酸的鹽。另外，酸性基團(tuán)的鹽形式例如可以是諸如Na、Li或K等堿金屬的鹽、可以被烷基或羥烷基取代的銨鹽或有機(jī)胺鹽。在這些鹽形式的情況中，它們的形式不局限于一種類型，可以是多種不同類型混合存在。
本發(fā)明的化合物的分子量通常為至少60，優(yōu)選至少75，更優(yōu)選至少100，特別優(yōu)選至少140，且優(yōu)選至多300，更優(yōu)選至多250，特別優(yōu)選至多200。
本發(fā)明的化合物的碳原子數(shù)優(yōu)選為至少1，更優(yōu)選至少3，特別優(yōu)選至少6，且優(yōu)選至多15，更優(yōu)選至多12，特別優(yōu)選至多10。
為了通過本發(fā)明的化合物有效地得到上述效果，從分子取向性和凝聚性等角度來看，本發(fā)明的化合物具有的堿性基團(tuán)的數(shù)目可以為至少1，優(yōu)選至少2和至多5，更優(yōu)選至多4。另外，在本發(fā)明的化合物僅僅具有堿性基團(tuán)，即沒有中性基團(tuán)或酸性基團(tuán)的情況中，堿性基團(tuán)的數(shù)目優(yōu)選為至少3和至多5，更優(yōu)選至多4。
當(dāng)本發(fā)明的化合物具有酸性基團(tuán)時(shí)，酸性基團(tuán)的數(shù)目可以為至少1，優(yōu)選至多4，更優(yōu)選至多3。另外，本發(fā)明的化合物中堿性基團(tuán)的數(shù)目/酸性基團(tuán)的數(shù)目的相對比值優(yōu)選為至少1.3和至多4。
當(dāng)本發(fā)明的化合物具有中性基團(tuán)時(shí)，中性基團(tuán)的數(shù)目可以為至少1，不特別地限定該數(shù)目，但是通常為至多8，優(yōu)選至多6。
另外，在本發(fā)明的化合物具有至少兩個(gè)堿性基團(tuán)、酸性基團(tuán)或中性基團(tuán)的情況中，所述的至少兩個(gè)基團(tuán)可以是相同基團(tuán)或不同基團(tuán)。
本發(fā)明的化合物可以是直鏈化合物或環(huán)狀化合物。
就本發(fā)明的化合物而言，優(yōu)選胺，特別優(yōu)選氨基酸、甜菜堿、羥胺或具有堿性基團(tuán)的環(huán)狀化合物。
從酸性基團(tuán)和堿性基團(tuán)的性質(zhì)和數(shù)目的角度看，氨基酸分類為中性氨基酸、酸性氨基酸和堿性氨基酸。
中性氨基酸的具體例子包括甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、脯氨酸、4-羥基脯氨酸、半胱氨酸、胱氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、β-丙氨酸、瓜氨酸、肌酸和犬尿氨酸。在它們中，特別優(yōu)選苯丙氨酸、天冬酰胺、4-羥基脯氨酸和β-丙氨酸。
另外，酸性氨基酸的具體例子包括天冬氨酸、谷氨酸等。在它們中，特別優(yōu)選天冬氨酸和谷氨酸。
另外，堿性氨基酸的具體例子包括賴氨酸、精氨酸和組氨酸。
氨基酸的分子量通常為至少60，優(yōu)選至少75，通常至多300，優(yōu)選至多250。如果氨基酸的分子量太大，則分子尺寸大，從而染料分子的取向可能受干擾。另一方面，如果分子量太小，則不能充分地得到固定染料分子取向的效果。
甜菜堿包括例如氫氧化羧烷基三烷基銨、氫氧化羧烷基吡啶鎓、氫氧化磺烷基三烷基銨、氫氧化磺烷基吡啶鎓、氫氧化磷酸烷基三烷基銨、氫氧化磷酸烷基吡啶鎓和這些化合物的衍生物。在它們中，優(yōu)選氫氧化羧甲基三甲基銨和氫氧化磺丙基吡啶鎓。
甜菜堿的分子量通常為至少60，優(yōu)選至少75，通常至多300，優(yōu)選至多250。如果甜菜堿的分子量太大，則分子尺寸大，從而染料分子的取向可能受干擾。另一方面，如果分子量太小，則不能充分地得到固定染料分子取向的效果。
羥胺包括例如氨基烷基醇、二氨基烷基醇、氨基烷基二醇和二氨基烷基二醇。在它們中，優(yōu)選氨基丙二醇。
羥胺的分子量通常為至少60，優(yōu)選至少75，通常至多300，優(yōu)選至多250。如果羥胺的分子量太大，則分子尺寸大，從而染料分子的取向可能受干擾。另一方面，如果分子量太小，則不能充分地得到固定染料分子取向的效果。
具有堿性基團(tuán)的環(huán)狀化合物包括例如氨基吡啶、二氨基吡啶、三氨基吡啶、氨基噠嗪、二氨基噠嗪、三氨基噠嗪、氨基嘧啶、二氨基嘧啶、三氨基嘧啶、氨基哌嗪、二氨基哌嗪、三氨基哌嗪、氨基三嗪、二氨基三嗪和三氨基三嗪。在它們中，優(yōu)選三氨基嘧啶。
具有堿性基團(tuán)的環(huán)狀化合物的分子量通常為至少60，優(yōu)選至少75，通常至多300，優(yōu)選至多250。如果具有堿性基團(tuán)的環(huán)狀化合物的分子量太大，則分子尺寸大，從而染料分子的取向可能受干擾。另一方面，如果分子量太小，則不能充分地得到固定染料分子取向的效果。
關(guān)于上述本發(fā)明的化合物，可以單獨(dú)地使用一種，或者可以組合使用兩種或兩種以上的同種化合物或不同種化合物。另外，可以單獨(dú)地或組合地使用例如氨基酸的光學(xué)異構(gòu)體。并且，它可以含有鹽形式化合物和游離化合物，或含有不同鹽形式的化合物。
為了充分地得到改進(jìn)耐熱性等效果和為了不阻止染料分子的取向，以相對于染料的摩爾濃度比(本發(fā)明的化合物與染料的摩爾濃度比)計(jì)，本發(fā)明的上述化合物在本發(fā)明的各向異性染料膜用染料組合物中的混和量優(yōu)選為至少0.05，特別優(yōu)選至少0.1，且優(yōu)選至多4，特別優(yōu)選至多3。如果本發(fā)明的化合物的混和量太小，不能通過加入本發(fā)明的化合物充分得到改進(jìn)耐熱性等的效果。另一方面，如果混和量太大，本發(fā)明的化合物可能在各向異性染料膜中沉淀。
染料和其它組分用于本發(fā)明的各向異性染料膜用染料組合物的染料通常為具有400～700nm的吸收波長的染料。
從有效地得到上述與本發(fā)明的化合物的分子間相互作用的角度考慮，用于本發(fā)明的各向異性染料膜用染料組合物的染料優(yōu)選為具有酸性基團(tuán)作為官能團(tuán)的染料。這樣的酸性基團(tuán)例如為磺基、羧基或磷酸基，這樣的基團(tuán)還可以具有取代基。從高的溶解度和與本發(fā)明的化合物的分子間相互作用的強(qiáng)度的角度考慮，酸性基團(tuán)優(yōu)選為磺基或羧基。
這些酸性基團(tuán)可以是游離酸形式或它們中的一部分和全部是鹽形式。或者鹽形式的染料和游離酸形式的染料混和存在。鹽形式例如為諸如Na、Li或K等堿金屬的鹽、可以被烷基或羥烷基取代的銨鹽或有機(jī)銨鹽。有機(jī)胺例如為C1-6低級烷基胺、羥基取代的C1-6低級烷基胺或羧基取代的C1-6低級烷基胺。這些鹽形式可以單獨(dú)地使用或以它們中多種的混合物組合地使用。
本發(fā)明使用的染料優(yōu)選為偶氮染料，這樣當(dāng)與本發(fā)明的化合物組合時(shí)可以得到明顯的效果。從色調(diào)和生產(chǎn)效率的角度考慮，偶氮染料中偶氮基的數(shù)目優(yōu)選為2～4，更優(yōu)選3。
另外，為了用于后面提及的濕式成膜方法，本發(fā)明使用的染料優(yōu)選為水溶性。
另外，從染料的生產(chǎn)效率和偏振性能的角度考慮，本發(fā)明使用的染料在游離態(tài)而不是鹽形式時(shí)的分子量通常為至少200，優(yōu)選至少300，通常至多1,500，優(yōu)選至多1,200。
這樣的染料的具體例子包括上述專利文獻(xiàn)1、非專利文獻(xiàn)1和2以及非專利文獻(xiàn)3(J.Lydon，“Handbook of Liquid Crystals Vol.2BLowMolecular Weight Liquid Crystals II”中的“Chromonics”，D.Demus，J.Goodby，G.W.Gray，H.W.Spiessm V.Vill編輯，Willey-VCH出版，第981～1007頁，(1998))中公開的染料和具有下式(I-1)～(I-15)和(II-1)～(II-4)所示結(jié)構(gòu)的染料。但是，所述染料不局限于這些具體例子。


這些染料可以根據(jù)本身公知的方法生產(chǎn)。例如式(I-1)表示的染料可以用下列步驟(A)～(C)生產(chǎn)。
(A)由3-氨基苯磺酸(間氨基苯磺酸)和2-甲氧基苯胺(鄰茴香胺)，根據(jù)普通方法(例如，細(xì)田豐著的“新染料化學(xué)”，由技報(bào)堂于1973年12月21日出版，第396～409頁)，通過重氮化和偶合步驟生產(chǎn)單偶氮化合物。
(B)同樣用普通方法將得到的單偶氮化合物重氮化，接著與3-甲基苯胺(間甲苯胺)進(jìn)行偶合反應(yīng)，得到雙偶氮化合物。
(C)同樣用普通方法將得到的雙偶氮化合物重氮化，接著與7-氨基-1-萘酚-3，6-二磺酸(RR酸)進(jìn)行偶合反應(yīng)，用氯化鈉鹽析，得到目的染料(I-1)。
在本發(fā)明的各向異性染料膜用染料組合物中，可以單獨(dú)地使用上述染料，但是也可以組合地使用它們中的兩種或多種。并且，也可以以不降低取向的程度摻加上面列舉的染料以外的染料。這樣，可以生產(chǎn)具有各種顏色的各向異性染料膜。
在混和其它染料的情況中，混和用的染料的例子包括C.I.直接黃12、C.I.直接黃34、C.I.直接黃86、C.I.直接黃142、C.I.直接黃132、C.I.酸性黃25、C.I.直接橙39、C.I.直接橙72、C.I.直接橙79、C.I.酸性橙28、C.I.直接紅39、C.I.直接紅79、C.I.直接紅81、C.I.直接紅83、C.I.直接紅89、C.I.酸性紅37、C.I.直接紫9、C.I.直接紫35、C.I.直接紫48、C.I.直接紫57、C.I.直接藍(lán)1、C.I.直接藍(lán)67、C.I.直接藍(lán)83、C.I.直接藍(lán)90、C.I.直接綠42、C.I.直接綠51和C.I.直接綠59。
在上述混和用的染料具有酸性基團(tuán)的情況中，所述酸性基團(tuán)可以是游離酸形式，或一部分或全部酸性基團(tuán)是鹽形式。另外，鹽形式的染料和游離酸形式的染料可以混和存在。
如上述，本發(fā)明使用的具有酸性基團(tuán)的染料可以以游離酸形式使用，或一部分酸性基團(tuán)可以是鹽形式。另外，鹽形式的染料和游離酸形式的染料可以混和存在。因此，當(dāng)在生產(chǎn)時(shí)得到鹽形式的染料時(shí)，可以將其直接使用，或者轉(zhuǎn)化成所需要的鹽形式。作為轉(zhuǎn)化為鹽形式的方法，可以任意地使用已知方法。例如，可以提及下列方法(1)～(4)。
方法(1)將例如鹽酸等強(qiáng)酸加到以鹽形式得到的染料的水溶液中，使染料以游離酸形式沉淀，然后用具有所需要的反離子的堿溶液(例如氫氧化鋰水溶液)中和染料的酸性基團(tuán)，以便轉(zhuǎn)化為鹽。
方法(2)將具有所需要的反離子的大量過量的中性鹽(例如氯化鋰)加到以鹽形式得到的染料的水溶液中，以鹽析餅的形式進(jìn)行鹽交換。
方法(3)用強(qiáng)酸型離子交換樹脂處理以鹽形式得到的染料的水溶液，使染料以游離酸形式沉淀，然后用具有所需要的反離子的堿溶液(例如氫氧化鋰水溶液)中和染料的酸性基團(tuán)，以便轉(zhuǎn)化為鹽。
方法(4)使以鹽形式得到的染料的水溶液與事先用具有所需要的反離子的堿溶液(例如氫氧化鋰水溶液)處理的強(qiáng)酸型離子交換樹脂作用，以便進(jìn)行鹽交換。
本發(fā)明的各向異性染料膜用染料組合物包含上述本發(fā)明的化合物和染料，但是根據(jù)情況需要，可以加入例如溶劑、表面活性劑和pH調(diào)節(jié)劑等添加劑。
就本發(fā)明使用的溶劑而言，水、與水互溶的有機(jī)溶劑或它們的混合物是合適的。有機(jī)溶劑的具體例子例如為選自例如甲醇、乙醇和異丙醇等醇類、例如乙二醇和二乙二醇等二元醇和例如甲基溶纖劑和乙基溶纖劑等溶纖劑中的單一溶劑或兩種或多種的混合溶劑。
在本發(fā)明的各向異性染料膜用染料組合物是含有這種溶劑的溶液的情況中，染料在各向異性染料膜用染料組合物中的濃度取決于后述的成膜法，通常優(yōu)選為至少0.01重量％，特別優(yōu)選至少0.1重量％，通常優(yōu)選至多50重量％，特別優(yōu)選至多30重量％。如果染料濃度太低，各向異性染料膜不能得到充分的二色性，如果濃度太高，染料可能析出。
在用例如后面描述的濕式成膜方法將本發(fā)明的各向異性染料膜用染料組合物以染料溶液的形式涂布到基材上的情況中，為了改進(jìn)對基材的潤濕性或涂布性，可以根據(jù)情況需要加入例如表面活性劑等添加劑。就這樣的表面活性劑而言，可以使用陰離子、陽離子或非離子表面活性劑。作為在各向異性染料膜用染料組合物中的濃度，和作為充分得到所需效果而不損害染料分子的取向的量，所加入的表面活性劑的濃度通常優(yōu)選為0.05重量％～0.5重量％。
另外，為了防止例如本發(fā)明的各向異性染料膜用染料組合物中的染料和本發(fā)明的化合物凝聚或形成鹽等不穩(wěn)定的目的，通?？梢栽诨旌徒M成組分之前或之后加入例如已知的酸或堿等pH調(diào)節(jié)劑來進(jìn)行pH調(diào)節(jié)。
另外，作為上述以外的添加劑，可以使用J.Bieleman編輯的“Additivefor Coating”(Willey-VCH(2000))中公開的已知添加劑。
各向異性染料膜現(xiàn)在解釋使用所述的本發(fā)明的各向異性染料膜用染料組合物形成的各向異性染料膜。
使用上述包含本發(fā)明的化合物和染料的本發(fā)明的各向異性染料膜用染料組合物，染料表現(xiàn)出高水平的分子取向。因此，使用本發(fā)明的各向異性染料膜用染料組合物形成的本發(fā)明的各向異性染料膜是表現(xiàn)出高的二色性的有用的染料膜。
本發(fā)明的各向異性染料膜表現(xiàn)出高的二色比，該二色比優(yōu)選為至少5，更優(yōu)選至少10，特別優(yōu)選至少15。
另外，如上述，在包含本發(fā)明的化合物和染料的本發(fā)明的各向異性染料膜用染料組合物中，在本發(fā)明的化合物和染料之間存在分子間相互作用。并且在使用所述的各向異性染料膜用染料組合物形成的各向異性染料膜中，分子間相互作用發(fā)揮作用，從而固定染料分子的取向，加熱時(shí)取向的干擾或方向變化得到抑制，從而得到耐熱性高的有用的各向異性染料膜。
實(shí)際需要的各向異性染料膜的耐熱性取決于各向異性染料膜的使用環(huán)境和配置了各向異性染料膜的顯示裝置等的制造方法。在本發(fā)明中，作為耐熱性的比較標(biāo)準(zhǔn)，使用表示分子取向程度的有序參數(shù)經(jīng)耐熱試驗(yàn)的降低率。就具體耐熱試驗(yàn)而言，試驗(yàn)條件例如為該膜在170℃的環(huán)境下保持30分鐘。就各向異性染料膜的充分耐熱性而言，有序參數(shù)在該條件下的降低率優(yōu)選為至多7％，更優(yōu)選至多5％，特別優(yōu)選至多4.6％。
從實(shí)際的角度考慮，本發(fā)明的各向異性染料膜優(yōu)選具有高度的分子取向，在耐熱試驗(yàn)前，優(yōu)選具有至少0.5，更優(yōu)選至少0.6，特別優(yōu)選至少0.7的有序參數(shù)值。
使用本發(fā)明的各向異性染料膜用染料組合物，用干式成膜方法或濕式成膜方法制備所述的本發(fā)明的各向異性染料膜。在本發(fā)明中，在含有染料的溶液可能表現(xiàn)出液晶性的情況中，優(yōu)選使用濕式成膜方法。
干式成膜方法例如為拉伸未伸展的膜的方法，所述未伸展的膜例如由下列方法得到將高分子量聚合物制成膜，然后用本發(fā)明的各向異性染料膜用染料組合物染色的方法，或者將本發(fā)明的各向異性染料膜用染料組合物加到高分子量聚合物的溶液中給原料溶液染色，接著制成膜的方法。所述染色、成膜和拉伸可以用下列普通方法進(jìn)行。
將高分子膜浸在含有本發(fā)明的各向異性染料膜用染料組合物和必要時(shí)的例如氯化鈉或芒硝等無機(jī)鹽和例如表面活性劑等染色輔劑的染料浴中，通常在至少20℃，優(yōu)選至少30℃且通常至多80℃，優(yōu)選至多50℃的溫度下進(jìn)行染色，通常進(jìn)行至少1分鐘，優(yōu)選至少3分鐘，通常至多60分鐘，優(yōu)選至多20分鐘，然后根據(jù)需要進(jìn)行硼酸處理，接著干燥。或者，將高分子量聚合物溶解在水和/或例如醇、甘油或二甲基甲酰胺等親水性有機(jī)溶劑中，加入本發(fā)明的各向異性染料膜用染料組合物進(jìn)行原料溶液的染色，使用流延方法、溶液涂布方法或擠壓方法將該染色的原料溶液制成膜，得到染色的膜。溶解在溶劑中的高分子量聚合物的濃度隨聚合物的種類而變化，但是它通常為至少5重量％，優(yōu)選至少10重量％，通常至多30重量％，優(yōu)選至多20重量％。另外，以聚合物為基礎(chǔ)，溶解在溶劑中的染料的濃度通常為至少0.1重量％，優(yōu)選至少0.8重量％，通常至多5重量％，優(yōu)選至多2.5重量％。
用合適的方法，在單軸方向上拉伸由上述染色和成膜得到的未拉伸的膜。經(jīng)這樣的拉伸處理，使染料分子取向，得到二色性。就在單軸方向上拉伸的方法而言，可以提及例如用濕式方法進(jìn)行拉伸的方法、用干式方法進(jìn)行拉伸的方法或用干式方法進(jìn)行輥間壓縮拉伸的方法，可以使用任何方法。通常拉伸比為2～9倍。但是，在使用聚乙烯醇或其衍生物作高分子量聚合物的情況中，拉伸比優(yōu)選在2.5～6倍的范圍。為了改進(jìn)拉伸膜的耐水性和偏振度的目的，在拉伸和取向處理之后進(jìn)行硼酸處理。通過硼酸處理，各向異性染料膜的透光性和偏振度得到改進(jìn)。硼酸處理的條件隨使用的親水性高分子量聚合物和染料的類型變化。但是，通常硼酸濃度為至少1重量％，優(yōu)選至少5重量％，通常至多15重量％，優(yōu)選至多10重量％。另外，處理溫度優(yōu)選在通常至少30℃，優(yōu)選至少50℃且通常至多80℃的范圍。如果硼酸濃度小于1重量％或處理溫度低于30℃，處理效果不大，如果硼酸濃度超過15重量％或處理溫度超過80℃，各向異性染料膜將變脆，這是不理想的。
用所述的干式成膜方法得到的各向異性染料膜的厚度優(yōu)選為至少50μm，特別優(yōu)選至少80μm，且優(yōu)選至多200μm，特別優(yōu)選至多100μm。
另一方面，就濕式成膜方法而言，可以提及已知的方法，例如將本發(fā)明的各向異性染料膜用染料組合物制成涂布溶液，然后涂布到例如玻璃板等各種基板上，干燥，使染料取向，然后層壓的方法。涂布方法例如為在原崎勇次著并由株式會(huì)社朝倉書店在1971年3月20日出版的“Coating Engineering”中第253～277頁或由市村國宏主編并由株式會(huì)社CMC在1998年3月3日出版的“Preparation and Application ofa moleculeAdjusting Material”中第118～149頁報(bào)道的已知方法，或者用例如旋涂法、噴涂法、棒涂法、輥涂法或刮刀涂布法等在例如事先經(jīng)過取向處理的基材等上進(jìn)行涂布的方法。在這種情況中，各向異性染料膜用染料組合物中的染料濃度太低時(shí)，不能得到足夠的二色性，如果染料濃度太高，將難以成膜。在濕式成膜方法中，各向異性染料膜用染料組合物中的染料濃度優(yōu)選為至少0.1重量％，特別優(yōu)選至少1重量％，且優(yōu)選至多50重量％，特別優(yōu)選至多30重量％。涂布時(shí)的溫度優(yōu)選為0℃～80℃，濕度優(yōu)選為10％RH～80％RH。
另外，涂布膜干燥時(shí)的溫度優(yōu)選為0℃～120℃，濕度優(yōu)選為10％RH～80％RH。
在用濕式成膜方法在基材上形成各向異性染料膜的情況中，以干燥后的厚度計(jì)，各向異性染料膜通常優(yōu)選為至少50nm，更優(yōu)選至少100nm，且優(yōu)選至多30μm，更優(yōu)選至多20μm，更優(yōu)選至多1μm。
另外，就用于濕式成膜方法的基材而言，可以提及例如玻璃或三乙酸酯、丙烯酸類、聚酯、三乙?；w維素或聚氨酯類型的膜。另外，為了控制二色性染料的取向方向，可以在該基材的表面上用例如丸善株式會(huì)社于2000年10月30日出版的“Liquid Crystal Handbook”第226～239頁中報(bào)道的已知方法施加取向處理層。
根據(jù)情況需要，可以在用干式成膜方法或濕式成膜方法得到的二色性染料的各向異性染料膜上布置保護(hù)層?？梢越?jīng)層壓例如三乙酸酯、丙烯酸類、聚酯、聚酰亞胺、三乙?；w維素或聚氨酯型膜等透明高分子膜形成該保護(hù)層，然后進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。
另外，在本發(fā)明的各向異性染料膜用染料組合物用于例如LCD和OLED等各種顯示裝置用的偏振濾光片等的情況中，可以在例如構(gòu)成該顯示裝置的電極基板等上直接形成本發(fā)明的各向異性染料膜，或者其上形成有本發(fā)明的各向異性染料膜的基材可以用作該顯示裝置的構(gòu)成部件。
另外，本發(fā)明的各向異性染料膜是包括染料和具有選自由酸性基團(tuán)、堿性基團(tuán)和中性基團(tuán)組成的組中的至少兩個(gè)基團(tuán)并且所述的至少兩個(gè)基團(tuán)中的至少一個(gè)是堿性基團(tuán)的化合物的各向異性染料膜。在該各向異性染料膜中，具有選自由酸性基團(tuán)、堿性基團(tuán)和中性基團(tuán)組成的組中的至少兩個(gè)基團(tuán)并且所述的至少兩個(gè)基團(tuán)中的至少一個(gè)是堿性基團(tuán)的化合物和染料可以和本發(fā)明的各向異性染料膜用的上述染料組合物中所含有的本發(fā)明的化合物和染料相同。即，即使不像上述那樣利用本發(fā)明的各向異性染料膜用染料組合物來生產(chǎn)各向異性染料膜，包含染料和本發(fā)明的化合物的膜也能表現(xiàn)出本發(fā)明的效果。
本發(fā)明的各向異性染料膜起偏振膜的作用，從而利用光吸收的各向異性可以得到直線偏振光、圓偏振光或橢圓偏振光，此外，通過合適地選擇成膜方法和包含基材和染料的組合物，還能提供作為例如折射各向異性和傳導(dǎo)各向異性等各種各向異性膜的功能，從而可以制備可用于各種目的的各種偏振元件。
偏振元件本發(fā)明的偏振元件是使用例如本發(fā)明的各向異性染料膜的偏振元件。在將本發(fā)明的各向異性染料膜形成在基材上以得到本發(fā)明的偏振元件的情況中，可以使用所形成的各向異性染料膜本身，或者不僅可以層壓上述保護(hù)層，而且可以層壓例如粘合層和防反射層等具有各種功能的層，因此可以以層壓體的形式使用。
實(shí)施例現(xiàn)在參照實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)地描述本發(fā)明。但是，應(yīng)該理解本發(fā)明決不局限于這些具體實(shí)施例。
下面按如下方式對所形成的染料膜進(jìn)行各種評價(jià)。
(1)二色比用在入射光學(xué)系統(tǒng)中布置碘型偏振元件的分光光度計(jì)測定各向異性染料膜的透光率，用下式計(jì)算二色比。
二色比(D)＝Az/AyAz＝-log(Tz)Ay＝-log(Ty)Tz染料膜對吸收軸方向上的偏振光的透光率Ty染料膜對偏振軸方向上的偏振光的透光率(2)缺陷使用偏振顯微鏡Nikon Optiphot-POL，使用放大倍數(shù)為100的物鏡和放大倍數(shù)為10的目鏡，在消光位置進(jìn)行觀察，用Nikon Coolpix 950拍攝照片。這時(shí)，放置樣品使照片的橫向?yàn)橥坎挤较颉?br> (3)有序參數(shù)(S)用在入射光學(xué)系統(tǒng)中布置碘型偏振元件的分光光度計(jì)(“instantmultilight measuring system MCPD 2000”，由大塚電子社生產(chǎn))測定各向異性染料膜的透光率，用下式計(jì)算有序參數(shù)。
有序參數(shù)(S)＝(Az-Ay)/(Az+2×Ay)Az＝-log(Tz)Ay＝-log(Ty)Tz染料膜對吸收軸方向上的偏振光的透光率Ty染料膜對偏振軸方向上的偏振光的透光率(4)加熱后有序參數(shù)的降低率(單位％)用下式計(jì)算該降低率。
有序參數(shù)的降低率＝(S1-S2)×100/S1S1加熱前的有序參數(shù)S2加熱后的有序參數(shù)以下“份”是指“重量份”。
實(shí)施例1-1
將5份染料(II-1)和2.5份L-(+)賴氨酸單鹽酸鹽(堿性基團(tuán)數(shù)2；酸性基團(tuán)數(shù)1)(由東京化成工業(yè)社生產(chǎn))加到92.5份水(染料與L-(+)賴氨酸單鹽酸鹽的摩爾比為1∶1)中，攪拌并溶解，接著過濾，得到pH為7的本發(fā)明的各向異性染料膜用染料組合物。在表面上用旋涂方法形成聚酰亞胺取向膜的玻璃基板(75mm×25mm，厚度1.1mm，具有厚度為約800的聚酰亞胺膜的聚酰亞胺取向膜事先用布進(jìn)行摩擦處理)上，用具有10μm間隙的涂布器(由井元制作所社生產(chǎn))涂布上述各向異性染料膜用染料組合物，接著自然干燥，得到具有約0.4μm厚度的各向異性染料膜。
所得到的各向異性染料膜的缺陷的照片表示在圖1中。并且，所得到的各向異性染料膜的最大吸收波長(λmax)和二色比(D)表示在表1中。
本實(shí)施例得到的各向異性染料膜的缺陷十分少，該膜具有高的二色比(光吸收各向異性)，可以充分地起偏振膜的作用。
實(shí)施例1-2將14份上面例舉的染料(II-2)和3.1份L-(+)賴氨酸單鹽酸鹽(堿性基團(tuán)數(shù)2；酸性基團(tuán)數(shù)1)(由東京化成工業(yè)社生產(chǎn))加到82.9份水(染料與L-(+)賴氨酸單鹽酸鹽的摩爾比為1∶1)中，攪拌并溶解，接著過濾，得到pH為7的本發(fā)明的各向異性染料膜用染料組合物。在與實(shí)施例1-1相同的基板上在相同條件下涂布該各向異性染料膜用染料組合物，得到具有約0.9μm厚度的各向異性染料膜。
所得到的各向異性染料膜的缺陷的照片表示在圖1中。并且，所得到的各向異性染料膜的最大吸收波長(λmax)和其二色比(D)表示在表1中。
本實(shí)施例得到的各向異性染料膜的缺陷十分少，該膜具有高的二色比(光吸收各向異性)，可以充分地起偏振膜的作用。
實(shí)施例1-3
將15份上面例舉的染料(II-3)和3.3份L-(+)賴氨酸單鹽酸鹽(堿性基團(tuán)數(shù)2；酸性基團(tuán)數(shù)1)(由東京化成工業(yè)社生產(chǎn))加到81.7份水(染料與L-(+)賴氨酸單鹽酸鹽的摩爾比為1∶1)中，攪拌并溶解，接著過濾，得到pH為7的本發(fā)明的各向異性染料膜用染料組合物。在與實(shí)施例1-1相同的基板上在相同條件下涂布該各向異性染料膜用染料組合物，得到具有約0.9μm厚度的各向異性染料膜。
所得到的各向異性染料膜的缺陷的照片表示在圖1中。并且，所得到的各向異性染料膜的最大吸收波長(λmax)和其二色比(D)表示在表1中。
本實(shí)施例得到的各向異性染料膜的缺陷十分少，該膜具有高的二色比(光吸收各向異性)，可以充分地起偏振膜的作用。
實(shí)施例1-4將14份上面例舉的染料(II-2)和3.5份L-(+)精氨酸鹽酸鹽(堿性基團(tuán)數(shù)4；酸性基團(tuán)數(shù)1)(由東京化成工業(yè)社生產(chǎn))加到82.5份水(染料與L-(+)精氨酸鹽酸鹽的摩爾比為1∶1)中，攪拌并溶解，接著過濾，得到pH為7的本發(fā)明的各向異性染料膜用染料組合物。在與實(shí)施例1-1相同的基板上在相同條件下涂布該各向異性染料膜用染料組合物，得到具有約0.9μm厚度的各向異性染料膜。
所得到的各向異性染料膜的缺陷的照片表示在圖1中。并且，所得到的各向異性染料膜的最大吸收波長(λmax)和其二色比(D)表示在表1中。
本實(shí)施例得到的各向異性染料膜的缺陷十分少，該膜具有高的二色比(光吸收各向異性)，可以充分地起偏振膜的作用。
對比例1-1以與實(shí)施例1-1相同的方式制備染料膜用染料組合物，不同的是不加入L-(+)賴氨酸單鹽酸鹽，在相同條件下將它涂布到相同基板上，得到染料膜。
對于所得到的染料膜，以與實(shí)施例1-1相同的方式進(jìn)行各種測試，缺陷的觀察結(jié)果表示在圖1中，二色性的評價(jià)結(jié)果表示在表1中。
對于該對比例得到的染料膜，與實(shí)施例1-1的各向異性染料膜相比，條紋狀缺陷是明顯的，二色比低于實(shí)施例1-1。
對比例1-2以與實(shí)施例1-2相同的方式制備染料膜用染料組合物，不同的是不加入L-(+)賴氨酸單鹽酸鹽，在相同條件下將它涂布到相同基板上，得到染料膜。
對于所得到的染料膜，以與實(shí)施例1-1相同的方式進(jìn)行各種測試，缺陷的觀察結(jié)果表示在圖1中，二色性的評價(jià)結(jié)果表示在表1中。
對于該對比例得到的染料膜，與實(shí)施例1-2和實(shí)施例1-4的各向異性染料膜相比，條紋狀缺陷更加明顯，二色比低于實(shí)施例1-1和實(shí)施例1-4。
對比例1-3以與實(shí)施例1-3相同的方式制備染料膜用染料組合物，不同的是不加入L-(+)賴氨酸單鹽酸鹽，在相同條件下將它涂布到相同基板上，得到染料膜。
對于所得到的染料膜，以與實(shí)施例1-1相同的方式進(jìn)行各種測試，缺陷的觀察結(jié)果表示在圖1中，二色性的評價(jià)結(jié)果表示在表1中。
對于該對比例得到的染料膜，與實(shí)施例1-3的各向異性染料膜相比，條紋狀缺陷是明顯的，二色比低于實(shí)施例1-3。
表1
實(shí)施例2-1將15份上面例舉的染料(I-3)和1.5份作為中性氨基酸的L-苯丙氨酸(由關(guān)東化學(xué)社生產(chǎn))加到83.5份水(染料與氨基酸的摩爾比為1∶0.5)中，攪拌并溶解，接著過濾，得到本發(fā)明的各向異性染料膜用染料組合物。在表面上用旋涂方法形成聚酰亞胺取向膜的玻璃基板(75mm×25mm，厚度1.1mm，具有厚度為約800的聚酰亞胺膜的聚酰亞胺取向膜事先用布進(jìn)行摩擦處理)上，用No.2棒式涂布機(jī)(由Tester Sangyo Co.，Ltd.生產(chǎn))涂布上述各向異性染料膜用染料組合物，接著進(jìn)行自然干燥，得到具有約0.4μm厚度的各向異性染料膜。
就耐熱試驗(yàn)而言，將該各向異性染料膜放在加熱到170℃的恒溫器(“Fine Oven DF-42”，由Yamato Scientific Co.，Ltd.生產(chǎn))中30分鐘，從而測定加熱前后的有序參數(shù)變化。
所得到的各向異性染料膜在耐熱試驗(yàn)前后測定的有序參數(shù)和其降低率表示在表2中。
從表2明顯看到，本實(shí)施例得到的各向異性染料膜是具有高的有序參數(shù)、加熱后有序參數(shù)降低率低且耐熱性良好的各向異性染料膜。
實(shí)施例2-2將15份上面例舉的染料(I-3)和0.32份作為中性氨基酸的β-丙氨酸(由東京化成工業(yè)社生產(chǎn))加到84.68份水(染料與氨基酸的摩爾比為1∶0.2)中，攪拌并溶解，接著過濾，得到本發(fā)明的各向異性染料膜用染料組合物。以與實(shí)施例2-1相同的方式，將該各向異性染料膜用染料組合物涂布到基板上，對所得到的各向異性染料膜進(jìn)行耐熱試驗(yàn)。
所得到的各向異性染料膜在耐熱試驗(yàn)前后測定的有序參數(shù)和其降低率表示在表2中。
從表2明顯看到，本實(shí)施例得到的各向異性染料膜是具有高的有序參數(shù)、加熱后有序參數(shù)降低率低且耐熱性良好的各向異性染料膜。
實(shí)施例2-3將15份上面例舉的染料(I-3)和1.2份作為中性氨基酸的4-羥基-L-脯氨酸(由東京化成工業(yè)社生產(chǎn))加到83.8份水(染料與氨基酸的摩爾比為1∶0.5)中，攪拌并溶解，接著過濾，得到本發(fā)明的各向異性染料膜用染料組合物。以與實(shí)施例2-1相同的方式，將該各向異性染料膜用染料組合物涂布到基板上，對所得到的各向異性染料膜進(jìn)行耐熱試驗(yàn)。
所得到的各向異性染料膜在耐熱試驗(yàn)前后測定的有序參數(shù)和其降低率表示在表2中。
從表2明顯看到，本實(shí)施例得到的各向異性染料膜是具有高的有序參數(shù)、加熱后有序參數(shù)降低率低且耐熱性良好的各向異性染料膜。
實(shí)施例2-4將15份上面例舉的染料(I-3)和2.7份作為中性氨基酸的L-天冬酰胺一水化合物(由和光純藥工業(yè)社生產(chǎn))加到82.3份水(染料與氨基酸的摩爾比為1∶1)中，攪拌并溶解，接著過濾，得到本發(fā)明的各向異性染料膜用染料組合物。以與實(shí)施例2-1相同的方式，將該各向異性染料膜用染料組合物涂布到基板上，對所得到的各向異性染料膜進(jìn)行耐熱試驗(yàn)。
所得到的各向異性染料膜在耐熱試驗(yàn)前后測定的有序參數(shù)和其降低率表示在表2中。
從表2明顯看到，本實(shí)施例得到的各向異性染料膜是具有高的有序參數(shù)、加熱后有序參數(shù)降低率低且耐熱性良好的各向異性染料膜。
實(shí)施例2-5將15份上面例舉的染料(I-3)和2.3份作為酸性氨基酸的L-天冬氨酸(由東京化成工業(yè)社生產(chǎn))加到82.7份水(染料與氨基酸的摩爾比為1∶1)中，攪拌并溶解，接著過濾，得到本發(fā)明的各向異性染料膜用染料組合物。以與實(shí)施例2-1相同的方式，將該各向異性染料膜用染料組合物涂布到基板上，對所得到的各向異性染料膜進(jìn)行耐熱試驗(yàn)。
所得到的各向異性染料膜在耐熱試驗(yàn)前后測定的有序參數(shù)和其降低率表示在表2中。
從表2明顯看到，本實(shí)施例得到的各向異性染料膜是具有高的有序參數(shù)、加熱后有序參數(shù)降低率低且耐熱性良好的各向異性染料膜。
實(shí)施例2-6將15份上面例舉的染料(I-3)和2.7份作為酸性氨基酸的L-谷氨酸(由和光純藥工業(yè)社生產(chǎn))加到82.3份水(染料與氨基酸的摩爾比為1∶1)中，攪拌并溶解，接著過濾，得到本發(fā)明的各向異性染料膜用染料組合物。以與實(shí)施例2-1相同的方式，將該各向異性染料膜用染料組合物涂布到基板上，對所得到的各向異性染料膜進(jìn)行耐熱試驗(yàn)。
所得到的各向異性染料膜在耐熱試驗(yàn)前后測定的有序參數(shù)和其降低率表示在表2中。
從表2明顯看到，本實(shí)施例得到的各向異性染料膜是具有高的有序參數(shù)、加熱后有序參數(shù)降低率低且耐熱性良好的各向異性染料膜。
實(shí)施例2-7將15份上面例舉的染料(I-15)和5份作為中性氨基酸的L-脯氨酸(由東京化成工業(yè)社生產(chǎn))加到80份水(染料與氨基酸的摩爾比為1∶2.5)中，攪拌并溶解，接著過濾，得到本發(fā)明的各向異性染料膜用染料組合物。以與實(shí)施例2-1相同的方式，將該各向異性染料膜用染料組合物涂布到基板上，對所得到的各向異性染料膜進(jìn)行耐熱試驗(yàn)。
所得到的各向異性染料膜在耐熱試驗(yàn)前后測定的有序參數(shù)和其降低率表示在表2中。
從表2明顯看到，本實(shí)施例得到的各向異性染料膜是具有高的有序參數(shù)、加熱后有序參數(shù)降低率低且耐熱性良好的各向異性染料膜。
對比例2-1將15份上面例舉的染料(I-3)加到85份水中，攪拌并溶解，接著過濾，得到各向異性染料膜用染料組合物。以與實(shí)施例2-1相同的方式，將該各向異性染料膜用染料組合物涂布到基板上，對所得到的各向異性染料膜進(jìn)行耐熱試驗(yàn)。
所得到的各向異性染料膜在耐熱試驗(yàn)前后測定的有序參數(shù)和其降低率表示在表2中。
從表2明顯看到，所得到的各向異性染料膜與實(shí)施例2-1～2-6相比，加熱后有序參數(shù)的降低率較大，是耐熱性低劣的各向異性染料膜。
對比例2-2將15份上面例舉的染料(I-15)加到85份水中，攪拌并溶解，接著過濾，得到各向異性染料膜用染料組合物。以與實(shí)施例2-1相同的方式，將該各向異性染料膜用染料組合物涂布到基板上，對所得到的各向異性染料膜進(jìn)行耐熱試驗(yàn)。
所得到的各向異性染料膜在耐熱試驗(yàn)前后測定的有序參數(shù)和其降低率表示在表2中。
從表2明顯看到，所得到的各向異性染料膜與實(shí)施例2-7相比，加熱后有序參數(shù)的降低率較大，是耐熱性低劣的各向異性染料膜。
對比例2-3將16份上面例舉的染料(I-15)和5份甘油加到79份水中，攪拌并溶解，接著過濾，得到各向異性染料膜用染料組合物。以與實(shí)施例2-1相同的方式，將該各向異性染料膜用染料組合物涂布到基板上，對所得到的各向異性染料膜進(jìn)行耐熱試驗(yàn)。
所得到的各向異性染料膜在耐熱試驗(yàn)前后測定的有序參數(shù)和其降低率表示在表2中。
從表2明顯看到，所得到的各向異性染料膜與實(shí)施例2-7相比，其耐熱試驗(yàn)前的有序參數(shù)低，加熱后有序參數(shù)的降低率大，是耐熱性低劣的各向異性染料膜。
表2

工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的各向異性染料膜用于各種偏振元件，所述偏振元件有例如配置在如控光裝置、液晶裝置(LCD)或有機(jī)電致發(fā)光裝置(OLED)等顯示裝置上的偏振板等。
本發(fā)明是以日本專利申請第2004-10283號(2004年1月19日提交)、日本專利申請第2004-149375號(2004年5月19日提交)和日本專利申請第2004-376442號(2004年12月27日提交)為基礎(chǔ)的，這里參考地包括它們的全部內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種各向異性染料膜用染料組合物，所述染料組合物包含染料；和化合物，所述化合物具有選自由酸性基團(tuán)、堿性基團(tuán)和中性基團(tuán)組成的組中的至少兩個(gè)基團(tuán)，并且所述的至少兩個(gè)基團(tuán)中的至少一個(gè)是堿性基團(tuán)。
2.如權(quán)利要求1所述的各向異性染料膜用染料組合物，其中以摩爾濃度比計(jì)，所述化合物相對于所述染料的含量為0.05～4。
3.如權(quán)利要求1或2所述的各向異性染料膜用染料組合物，其中所述化合物是環(huán)狀化合物。
4.如權(quán)利要求1或2所述的各向異性染料膜用染料組合物，其中所述化合物是羥胺。
5.如權(quán)利要求1或2所述的各向異性染料膜用染料組合物，其中所述化合物是氨基酸。
6.如權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的各向異性染料膜用染料組合物，其中所述組合物是還含有溶劑的溶液。
7.如權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)所述的各向異性染料膜用染料組合物，其中所述染料是酸性染料。
8.如權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)所述的各向異性染料膜用染料組合物，其中所述染料是偶氮染料。
9.一種各向異性染料膜，所述各向異性染料膜是使用權(quán)利要求1～8中任一項(xiàng)所定義的各向異性染料膜用染料組合物形成的。
10.如權(quán)利要求9所述的各向異性染料膜，所述各向異性染料膜是用濕式成膜法形成的。
11.如權(quán)利要求9或10所述的各向異性染料膜，其中膜厚度為至多30μm。
12.一種各向異性染料膜，所述各向異性染料膜包含染料；和化合物，所述化合物具有選自由酸性基團(tuán)、堿性基團(tuán)和中性基團(tuán)組成的組中的至少兩個(gè)基團(tuán)，并且所述的至少兩個(gè)基團(tuán)中的至少一個(gè)是堿性基團(tuán)。
13.如權(quán)利要求9～12中任一項(xiàng)所述的各向異性染料膜，所述各向異性染料膜的二色比至少是5。
14.如權(quán)利要求9～12中任一項(xiàng)所述的各向異性染料膜，其中在170℃下30分鐘的耐熱試驗(yàn)前的有序參數(shù)為至少0.5，在耐熱試驗(yàn)后有序參數(shù)的降低率為至多7％。
15.一種使用權(quán)利要求9～14中任一項(xiàng)所定義的各向異性染料膜的偏振元件。
全文摘要
本發(fā)明提供各向異性染料膜用染料組合物，該組合物能形成具有良好的耐熱性、少的缺陷和表現(xiàn)出高的二色性的各向異性染料膜；還提供使用所述的各向異性染料膜用染料組合物形成的各向異性染料膜和使用所述各向異性染料膜的偏振元件。本發(fā)明特別公開了一種各向異性染料膜用染料組合物，所述染料組合物包含染料；和化合物，所述化合物具有選自由酸性基團(tuán)、堿性基團(tuán)和中性基團(tuán)組成的組中的至少兩個(gè)基團(tuán)，并且所述的至少兩個(gè)基團(tuán)中的至少一個(gè)是堿性基團(tuán)。本發(fā)明還公開了使用所述的各向異性染料膜用染料組合物形成的各向異性染料膜和使用所述各向異性染料膜的偏振元件。
文檔編號G02B5/30GK1910484SQ20058000266
公開日2007年2月7日 申請日期2005年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月19日
發(fā)明者長谷川龍一, 大泉淳一, 門脇雅美, 米山富雄, 佐野秀雄 申請人:三菱化學(xué)株式會(huì)社