(57)【要約】      （修正有）【課題】従来のアゾ化合物を含む液晶性コーティング液を、流延して得られる偏光膜は、乾燥過程で、膜中に微細結晶が析出して、偏光膜のヘイズ（光散乱）が大きくなり、透明性が悪化する。このヘイズの問題を解決した、新規なアゾ化合物を含む液晶性コーティング液を提供する。【解決手段】液晶性コーティング液は、下記一般式（１）で表わされるアゾ化合物と、このアゾ化合物を溶解する溶媒とを含む。一般式（１）中、Ｑ１は、置換基を有していてもよいアリール基を表わす。Ｑ２は、置換基を有していてもよいアリーレン基を表わす。Ｒは水素原子、炭素数１〜３のアルキル基、アセチル基、ベンゾイル基または、置換基を有していてもよいフェニル基を表わす。Ｍは対イオンを表わす。2011012152.tif 000011【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表わされるアゾ化合物と、前記アゾ化合物を溶解する溶媒とを含むことを特徴とする液晶性コーティング液。
【化１】
2011012152.tif 000010
（一般式（１）中、Ｑ１は、置換基を有していてもよいアリール基を表わし、Ｑ２は、置換基を有していてもよいアリーレン基を表わし、Ｒは水素原子、炭素数１〜３のアルキル基、アセチル基、ベンゾイル基または、置換基を有していてもよいフェニル基を表わし、Ｍは対イオンを表わす。）
【請求項２】
前記溶媒が、親水性溶媒であることを特徴とする、請求項１に記載の液晶性コーティング液。
【請求項３】
前記アゾ化合物の濃度が、０．５重量％〜５０重量％であることを特徴とする、請求項１または２に記載の液晶性コーティング液。
【請求項４】
前記液晶性コーティング液のｐＨが、５〜９であることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の液晶性コーティング液。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の液晶性コーティング液を、薄膜状に流延し、乾燥して得られることを特徴とする偏光膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶性コーティング液と、それを用いて作製される偏光膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルの偏光板として、ポリビニルアルコール等の樹脂フィルムを、ヨウ素や二色性色素で染色し、一方向に延伸した偏光板が広く使用されている。しかし上記の偏光板は、色素や樹脂フィルムの種類によっては、耐熱性や耐光性が十分でなく、また液晶パネルの大型化にともない、フィルムの製造装置を大型化しなければならない。
【０００３】
これに対して、ガラス板や樹脂フィルムなどの基材上に、リオトロピック液晶化合物を含む液晶性コーティング液を流延し、リオトロピック液晶化合物を配向させて、偏光膜を形成する方法が知られている。
【０００４】
リオトロピック液晶化合物は、溶液中で、液晶性を示す超分子会合体を形成している。これを含む液晶性コーティング液に、剪断応力を加えて流延させると、超分子会合体の長軸方向が流延方向に配向する。
【０００５】
そのようなリオトロピック液晶化合物として、アゾ化合物がある（特許文献１）。リオトロピック液晶化合物の偏光膜は、延伸する必要がない。また膜厚を格段に薄くすることができるので、将来性が期待されている。
【０００６】
しかし、従来のアゾ化合物を含む液晶性コーティング液を、流延して得られる偏光膜は、乾燥過程で、膜中に微細結晶が析出して、偏光膜のヘイズ（光散乱）が大きくなり、透明性が悪化する。そのためヘイズの問題を解決できる、新規なアゾ化合物を含む液晶性コーティング液が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３２３３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のアゾ化合物を含む液晶性コーティング液を、流延して得られる偏光膜は、乾燥過程で、膜中に微細結晶が析出して、偏光膜のヘイズ（光散乱）が大きくなり、透明性が悪化する。本発明は、このヘイズの問題を解決した、新規なアゾ化合物を含む液晶性コーティング液を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の要旨は次の通りである。
（１）本発明の液晶性コーティング液は、下記一般式（１）で表わされるアゾ化合物と、このアゾ化合物を溶解する溶媒とを含む。
【化１】
2011012152.tif 000002
一般式（１）中、Ｑ１は、置換基を有していてもよいアリール基を表わす。Ｑ２は、置換基を有していてもよいアリーレン基を表わす。Ｒは水素原子、炭素数１〜３のアルキル基、アセチル基、ベンゾイル基または、置換基を有していてもよいフェニル基を表わす。Ｍは対イオンを表わす。
（２）本発明の液晶性コーティング液は、溶媒が、親水性溶媒である。
（３）本発明の液晶性コーティング液は、アゾ化合物の濃度が、０．５重量％〜５０重量％である。
（４）本発明の液晶性コーティング液は、液晶性コーティング液のｐＨが、５〜９である。
（５）本発明の偏光膜は、上記の液晶性コーティング液を薄膜状に流延し、乾燥して得られる。
【００１０】
本発明者らは、アゾ化合物を含む液晶性コーティング液の、微細結晶の析出について、鋭意検討した。その結果、スルホン酸基などの置換基が特定の位置に置換した、アミノナフトール骨格を含むアゾ化合物を用いることにより、ヘイズの小さい偏光膜が得られることを見出した。
【００１１】
アミノナフトール骨格は、平面性が高いため、溶解性に乏しい部位となる可能性が高い。本発明の液晶性コーティング液は、特定位置にスルホン酸基を導入して、アミノナフトール骨格を溶解しやすくした。これにより、微細結晶の析出を抑制できると考えられる。
【００１２】
上記のアゾ化合物を含む、本発明の液晶性コーティング液は、流延し、乾燥させる際、微細結晶の析出が抑制される。その結果、ヘイズの原因となる微細結晶の大きさが、従来に比べ、はるかに小さくなる。これにより、ヘイズが減少すると考えられる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のアゾ化合物を含む液晶性コーティング液を、流延し、乾燥して得られる偏光膜は、乾燥過程で、膜中に微細結晶が析出することが抑制される。本発明のアゾ化合物を含む液晶性コーティング液を用いることにより、ヘイズの小さい偏光膜が得られる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［液晶性コーティング液］
本発明の液晶性コーティング液は、下記一般式（１）で表わされるアゾ化合物と、このアゾ化合物を溶解する溶媒とを含む。
【００１５】
【化１】
2011012152.tif 000003
【００１６】
一般式（１）中、Ｑ１は、置換基を有していてもよいアリール基を表わす。Ｑ２は、置換基を有していてもよいアリーレン基を表わす。Ｒは水素原子、炭素数１〜３のアルキル基、アセチル基、ベンゾイル基または、置換基を有していてもよいフェニル基を表わす。Ｍは対イオンを表わす。
【００１７】
本発明の液晶性コーティング液は、上記のアゾ化合物が、液中で超分子会合体を形成し、液晶相を示す。液晶相に特に制限はなく、ネマチック液晶相、ヘキサゴナル液晶相などが挙げられる。これらの液晶相は、偏光顕微鏡で光学模様を観察して、識別、確認することができる。
【００１８】
本発明の液晶性コーティング液における、アゾ化合物の濃度は、好ましくは、０．５重量％〜５０重量％である。上記濃度範囲の少なくとも一部で、安定な液晶相を示す液晶性コーティング液が得られ、目的の厚みの偏光膜が容易に得られる。
【００１９】
本発明の液晶性コーティング液のｐＨは、好ましくは、５〜９である。ｐＨが上記範囲であると、配向度の高い偏光膜が得られる。また、ステンレスなどの、金属製のコータを腐食しないため、生産性に優れる。
【００２０】
本発明の液晶性コーティング液は、上記のアゾ化合物と溶媒を含むものであれば、他に任意のもの、例えば、他の液晶化合物や添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、例えば、界面活性剤、酸化防止剤、帯電防止剤が挙げられる。これらの添加剤の濃度は、通常１０重量％未満である。
【００２１】
本発明の液晶性コーティング液の調製方法に、特に制限はなく、例えば溶媒に、アゾ化合物を加えてもよいし、逆にアゾ化合物に溶媒を加えてもよい。
【００２２】
［アゾ化合物］
本発明の液晶性コーティング液に用いられるアゾ化合物は、上記一般式（１）で表わされる化合物である。このアゾ化合物は、溶媒に溶解させた溶液状態で、濃度を変化させると、等方相−液晶相の相転移を起こす性質（リオトロピック液晶性）を有する。
【００２３】
一般式（１）で表わされるアゾ化合物は、可視光領域（波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）で吸収二色性を示す。一般式（１）で表わされるアゾ化合物は、特定位置にスルホン酸基などの置換基を有するので、微細結晶の析出が抑制され、ヘイズの小さい偏光膜を得ることができる。
【００２４】
一般式（１）中、Ｑ１は、置換基を有していてもよいアリール基を表わす。Ｑ２は、置換基を有していてもよいアリーレン基を表わす。Ｑ１およびＱ２の置換基としては、吸収波長の範囲を調整するのに適した置換基が用いられる。
【００２５】
Ｒは水素原子、炭素数１〜３のアルキル基、アセチル基、ベンゾイル基または、置換基を有していてもよいフェニル基を表わす。
【００２６】
Ｍは対イオンを表わし、好ましくは、水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、その他の金属イオン、置換もしくは無置換のアンモニウムイオンである。金属イオンとしては、例えば、Ｌｉ＋、Ｎｉ２＋、Ｆｅ３＋、Ｃｕ２＋、Ａｇ＋、Ｚｎ２＋、Ａｌ３＋、Ｐｄ２＋、Ｃｄ２＋、Ｓｎ２＋、Ｃｏ２＋、Ｍｎ２＋、Ｃｅ３＋などが挙げられる。対イオンＭが多価イオンの場合は、複数のアゾ化合物が一つの多価イオン（対イオン）を共有する。
【００２７】
一般式（１）で表わされるアゾ化合物は、例えば、アニリン誘導体とナフタレン誘導体とを、常法により、ジアゾ化およびカップリング反応させて、モノアゾ化合物としたのち、さらにジアゾ化し、１−アミノ−８−ナフトール誘導体とカップリング反応させて得ることができる。
【００２８】
［溶媒］
本発明に用いられる溶媒は、上記のアゾ化合物を溶解するものであり、好ましくは、親水性溶媒が用いられる。親水性溶媒は、好ましくは、水、アルコール類、セロソルブ類、およびそれらの混合溶媒である。溶媒にはグリセリン、エチレングリコールなどの、水溶性の化合物が添加されていてもよい。これらの添加物は、アゾ化合物の易溶性や、液晶性コーティング液の乾燥速度を調整するために用いることができる。
【００２９】
［偏光膜］
本発明の偏光膜は、本発明の液晶性コーティング液を、基材や金属ドラム表面に流延し、乾燥して得られる。
【００３０】
流延手段は、液晶性コーティング液を均一に流延できるものであれば、特に制限はなく、適切なコータ、例えば、スライドコータ、スロットダイコータ、バーコータ、ロッドコータ、ロールコータ、カーテンコータ、スプレイコータなどが用いられる。
【００３１】
乾燥方法に特に制限はなく、自然乾燥、減圧乾燥、加熱乾燥、減圧加熱乾燥などが用いられる。加熱乾燥手段としては、空気循環式乾燥オーブンや熱ロールなどの、任意の乾燥装置が用いられる。加熱乾燥の場合の乾燥温度は、好ましくは５０℃〜１２０℃である。本発明の偏光膜は、残存溶剤量が、膜の総重量に対して、５重量％以下となるように乾燥されることが好ましい。
【００３２】
本発明の偏光膜は、好ましくは、可視光領域（波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）で、吸収二色性を示す。この特性は、偏光膜中で、アゾ化合物が配向することにより得られる。アゾ化合物は、液晶性コーティング液中で超分子会合体を形成している。液晶性コーティング液に、剪断応力を加えながら流延させると、超分子会合体の長軸方向が、流延方向に配向する。配向手段として、剪断応力だけではなく、ラビング処理や光配向などの配向処理、磁場や電場による配向などを組み合わせてもよい。
【００３３】
本発明の偏光膜の厚みは、好ましくは、０．１μｍ〜３μｍである。本発明の偏光膜の偏光度は、好ましくは９５％以上、より好ましくは９７％以上である。本発明によれば、偏光膜のヘイズ値を、好ましくは１０％以下、より好ましくは５％以下、さらに好ましくは２％以下とすることができる。
【００３４】
［基材］
本発明の液晶性コーティング液を流延するための基材に、特に制限はなく、単層のものでもよいし、複層のもの（例えば、配向膜を含む積層体）でもよい。
【００３５】
具体的な基材としては、ガラス板や樹脂フィルムが挙げられる。基材が配向膜を含む場合、配向膜は、配向処理の施されたものが好ましい。
【００３６】
配向膜を含む基材としては、例えば、ガラス板に、ポリイミド膜がコーティングされた基材が挙げられる。このポリイミド膜には公知の方法、例えば、ラビングなどの機械的配向処理や、光配向処理などにより配向性が付与される。基材のガラスとしては液晶セルに用いられる無アルカリガラスが好ましい。
【００３７】
可撓性の必要な用途には、樹脂フィルム基材が好適である。樹脂フィルムの表面が、ラビングなどにより配向処理されていてもよいし、樹脂フィルムの表面に、他の素材からなる配向膜が形成されていてもよい。
【００３８】
基材に用いる樹脂フィルムの素材としては、フィルム形成性を有する樹脂であれば特に限定されないが、例えば、スチレン系樹脂、（メタ）アクリル酸系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ノルボルネン系樹脂、ポリイミド系樹脂、セルロース系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂が挙げられる。基材の厚みは、用途によるほかは特に限定されないが、一般的には１μｍ〜１０００μｍの範囲である。
【００３９】
［偏光膜の用途］
本発明の偏光膜は、偏光素子として好適に用いられる。偏光素子は各種機器の液晶パネル、例えば、液晶テレビ、コンピューターディスプレイ、携帯電話、デジタルカメラ、ビデオカメラ、ゲーム機、カーナビゲーション、ＯＡ機器、ＦＡ機器、医療機器、警備機器などの、液晶パネルに用いられる。
【００４０】
本発明の偏光膜は、基材から剥離して用いてもよいし、基材と積層したまま用いてもよい。基材と積層したまま光学用途に用いる場合、基材は可視光に透明なものが好ましい。基材から剥離した場合は、好ましくは、他の支持体や光学素子に積層して用いられる。
【実施例】
【００４１】
［実施例１］
４−ニトロアニリンと８−アミノ−２−ナフタレンスルホン酸とを、常法に従って、ジアゾ化およびカップリング反応させ、モノアゾ化合物を得た。「常法」は、細田豊著「理論製造  染料化学  第５版」昭和４３年７月１５日  技法堂発行、１３５ページ〜１５２ページによる。
【００４２】
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、さらに１−アミノ−８−ナフトール−４,６−ジスルホン酸リチウム塩とカップリング反応させて、下記構造式（２）のアゾ化合物を含む粗生成物を得た。これを塩化リチウムで塩析することにより、構造式（２）のアゾ化合物を得た。
【００４３】
【化２】
2011012152.tif 000004
【００４４】
構造式（２）のアゾ化合物をイオン交換水に溶解させ、２０重量％の液晶性コーティング液を調製した。この液晶性コーティング液のｐＨは７．４であった。この液晶性コーティング液をポリエチレンスポイトで採取し、二枚のスライドガラスの間に挟んで、室温（２３℃）にて、偏光顕微鏡で観察したところ、ネマチック液晶相が観察された。
【００４５】
上記液晶性コーティング液をイオン交換水で希釈し、５重量％となるように調製した。この液晶性コーティング液を、ラビング処理およびコロナ処理の施されたノルボルネン系ポリマーフィルム（日本ゼオン社製ゼオノア）上に、バーコータ（ＢＵＳＣＨＭＡＮ社製Ｍａｙｅｒｒｏｔ  ＨＳ９）を用いて塗布した。その後、２３℃の恒温室内で自然乾燥させて、厚み０．６μｍの偏光膜を作製した。得られた偏光膜の光学特性を、表１に示す。
【００４６】
［実施例２］
８−アミノ−２−ナフタレンスルホン酸に代えて、５−アミノ−２−ナフタレンスルホン酸を用いた以外は、実施例１と同様の方法で、構造式（３）のアゾ化合物を得た。
【００４７】
【化３】
2011012152.tif 000005
【００４８】
構造式（３）のアゾ化合物をイオン交換水に溶解させ、２０重量％の液晶性コーティング液を調製した。この液晶性コーティング液のｐＨは７．２であった。この液晶性コーティング液をポリエチレンスポイトで採取し、二枚のスライドガラスの間に挟んで、室温（２３℃）にて、偏光顕微鏡で観察したところ、ネマチック液晶相が観察された。
【００４９】
上記液晶性コーティング液をイオン交換水で希釈し、５重量％となるように調製した。この液晶性コーティング液を用いて、実施例１と同様の方法で、厚み０．６μｍの偏光膜を作製した。得られた偏光膜の光学特性を、表１に示す。
【００５０】
［比較例１］
１−アミノ−８−ナフトール−２，４−ジスルホン酸リチウム塩に代えて、７−アミノ−１−ナフトール−３，６−ジスルホン酸リチウム塩を用いた以外は、実施例１と同様の方法で、構造式（４）のアゾ化合物を得た。
【００５１】
【化４】
2011012152.tif 000006
【００５２】
構造式（４）のアゾ化合物をイオン交換水に溶解させ、２０重量％の液晶性コーティング液を調製した。この液晶性コーティング液のｐＨは６．７であった。この液晶性コーティング液をポリエチレンスポイトで採取し、二枚のスライドガラスの間に挟んで、室温（２３℃）にて、偏光顕微鏡で観察したところ、ネマチック液晶相が観察された。
【００５３】
上記の液晶性コーティング液を用いて、実施例１と同様の方法で、厚み０．６μｍの偏光膜を作製した。得られた偏光膜の光学特性を、表１に示す。
【００５４】
［比較例２］
４−ニトロアニリンに代えて、ｐ−アニシジンを用いた以外は、比較例１と同様の方法で、構造式（５）のアゾ化合物を得た。
【００５５】
【化５】
2011012152.tif 000007
【００５６】
構造式（５）のアゾ化合物をイオン交換水に溶解させ、２０重量％の液晶性コーティング液を調製した。この液晶性コーティング液のｐＨは６．０であった。この液晶性コーティング液をポリエチレンスポイトで採取し、二枚のスライドガラスの間に挟んで、室温（２３℃）にて、偏光顕微鏡で観察したところ、ネマチック液晶相が観察された。
【００５７】
上記液晶性コーティング液をイオン交換水で希釈し、１０重量％となるように調製した。この液晶性コーティング液を用いて、実施例１と同様の方法で、厚み０．６μｍの偏光膜を作製した。得られた偏光膜の光学特性を、表１に示す。
【００５８】
［比較例３］
４−ニトロアニリンに代えて、ｐ−トルイジンを用いた以外は、比較例１と同様の方法で、構造式（６）のアゾ化合物を得た。
【００５９】
【化６】
2011012152.tif 000008
【００６０】
構造式（６）のアゾ化合物をイオン交換水に溶解させ、２０重量％の液晶性コーティング液を調製した。この液晶性コーティング液のｐＨは６．０であった。この液晶性コーティング液をポリエチレンスポイトで採取し、二枚のスライドガラスの間に挟んで、室温（２３℃）にて、偏光顕微鏡で観察したところ、ネマチック液晶相が観察された。
【００６１】
上記液晶性コーティング液をイオン交換水で希釈し、１０重量％となるように調製した。この液晶性コーティング液を用いて、実施例１と同様の方法で、厚み０．６μｍの偏光膜を作製した。得られた偏光膜の光学特性を、表１に示す。
【００６２】
【表１】
2011012152.tif 000009
【００６３】
［測定方法］
［厚み］
偏光膜の一部を剥離し、三次元非接触表面形状計測システム（菱化システム社製Ｍｉｃｒｏｍａｐ  ＭＭ５２００）を用いて段差を測定し、偏光膜の厚みを求めた。
【００６４】
［液晶相］
液晶性コーティング液を、少量、ポリエチレンスポイトで採取し、二枚のスライドガラスに挟み、顕微鏡用大型試料加熱冷却ステージ（ジャパンハイテック社製１００１３Ｌ）を備えた偏光顕微鏡（オリンパス社製ＯＰＴＩＰＨＯＴ−ＰＯＬ）を用いて、液晶相を観察した。
【００６５】
［ｐＨ］
液晶性コーティング液のｐＨは、ｐＨメーター（ＤＥＮＶＥＲ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ社製Ｕｌｔｒａ  ＢＡＳＩＣ）を用いて測定した。
【００６６】
［偏光度］
グラントムソン偏光子を備えた分光光度計（日本分光社製Ｖ−７１００）を用いて、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲の偏光透過スペクトルを測定した。このスペクトルから、視感度補正を行なった透過率Ｙ１、Ｙ２を求め、
偏光度＝（Ｙ１−Ｙ２）／（Ｙ１＋Ｙ２）
により、偏光度を求めた。透過率Ｙ１は、最大透過率方向の直線偏光の透過率であり、透過率Ｙ２は、最大透過率方向に直交する方向の透過率である。
【００６７】
［ヘイズ］
ヘイズは、ヘイズ測定装置（村上色彩研究所製ＨＲ−１００）を用いて、室温（２３℃）にて測定した。繰り返し回数３回測定し、その平均値を測定値とした。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の偏光膜は、偏光素子として好適に用いられる。偏光素子は各種機器の液晶パネル、例えば、液晶テレビ、コンピューターディスプレイ、携帯電話、デジタルカメラ、ビデオカメラ、ゲーム機、カーナビゲーション、ＯＡ機器、ＦＡ機器、医療機器、警備機器などの、液晶パネルに用いられる。