(57)【要約】【課題】ナフタレン環を有するビスアゾ系リオトロピック液晶化合部と溶媒とを含有する塗布液を流延して偏光膜を生成する際に、塗布液の流延条件を調整することにより溶媒の蒸発過程における析出物の発生を有効に抑制して光学的に均一な偏光膜を製造する偏光膜の製造方法を提供する。【解決手段】ナフタレン環を有するビスアゾ系リオトロピック液晶化合物を含有する偏光膜の製造方法であって、ナフタレン環を有するビスアゾ系リオトロピック液晶化合物と溶媒とを混合して混合液を得る工程Ａと、前記混合液を加熱処理して、溶媒に未溶解のナフタレン環を有するビスアゾ系リオトロピック液晶化合物を溶解させて塗布液を得る工程Ｂと、前記塗布液を、液温が４０℃以上を維持したまま薄膜状に流延するか、又は液温が４０℃を下回ってから１２時間以内に薄膜状に流延して、偏光膜を得る工程Ｃとを含むことを特徴とする、偏光膜の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナフタレン環を有するビスアゾ系リオトロピック液晶化合物を含有する偏光膜の製造方法であって、
ナフタレン環を有するビスアゾ系リオトロピック液晶化合物と溶媒とを混合して混合液を得る工程Ａと、
前記混合液を加熱処理して、溶媒に未溶解のナフタレン環を有するビスアゾ系リオトロピック液晶化合物を溶解させて塗布液を得る工程Ｂと、
前記塗布液を、液温が４０℃以上を維持したまま薄膜状に流延するか、又は液温が４０℃を下回ってから１２時間以内に薄膜状に流延して、偏光膜を得る工程Ｃとを含むことを特徴とする、偏光膜の製造方法。
【請求項２】
前記ナフタレン環を有するビスアゾ系リオトロピック液晶化合物は、下記化１で表わされる化合物であることを特徴とする請求項１に記載の偏光膜の製造方法。
【化１】
2011128294.tif 000006
化１中、Ｍは、対イオンであり、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、フェニル基、又はそれらの誘導体基であり、Ｘは、水素原子、ハロゲン原子、ニト口基、シアノ基、炭素数１〜３のアルキル基、又は炭素数１〜４のアルコキシ基である。
【請求項３】
前記溶媒は、水、アルコール類、セロソルブ類又はこれらの混合溶媒からなる親水性溶媒であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の偏光膜の製造方法。
【請求項４】
前記工程Ｂにて行われる加熱処理の温度は、８５℃以上１００℃未満であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の偏光膜の製造方法。
【請求項５】
前記工程Ｂで得られる塗布液におけるビスアゾ系リオトロピック液晶化合物の濃度は、２重量％〜４０重量％の範囲にあることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の偏光膜の製造方法。
【請求項６】
前記工程Ｃにて維持される塗布液の液温は、４０℃〜９０℃の範囲にあることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の偏光膜の製造方法。
【請求項７】
前記工程Ｃにて前記塗布液は、その液温が４０℃を下回ってから６時間以内に流延されることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の偏光膜の製造方法。
【請求項８】
前記工程Ｃにて前記塗布液の液温が４０℃を下回ってから流延されるのまでに塗布液が保持される保持温度は、１０℃以上４０℃未満であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の偏光膜の製造方法。
【請求項９】
前記保持温度は、２０℃以上であることを特徴とする請求項８に記載の偏光膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナフタレン環を有するビスアゾ系リオトロピック液晶化合部と溶媒とを含有する塗布液を流延して偏光膜を生成する際に、塗布液の流延条件を調整することにより溶媒の蒸発過程における析出物の発生を有効に抑制して光学的に均一な偏光膜を製造する偏光膜の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ナフタレン環を有するビスアゾ系リオトロピック液晶化合物を含む塗布液を薄膜状に流延して得られる偏光膜が知られている（特開２００９−１７３８４９号）。このような偏光膜を生成する液晶性コーティング液では、これに含有されるアゾ化合物構造中溶解性に乏しいアミノナフトール骨格にスルホン酸基を導入して溶解性を向上することにより微細結晶の析出が抑制され、これによりヘイズ（光散乱）が小さい偏光膜を得ることができる。また、かかる偏光膜は、ポリビニルアルコールフィルムを延伸染色して得られる汎用の偏光フィルムに比べて、厚みを格段に薄くすることができるため、将来期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１７３８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１の液晶性コーティング液から得られる偏光膜は、その成膜時における液晶性コーティング液の流延条件によっては、溶媒が蒸発する過程で析出物が生じる場合があり、これにより光学的均一性が低下してしまう課題がある。
そこで、ナフタレン環を有するビスアゾ系リオトロピック液晶化合部と溶媒とを含有する塗布液を流延して偏光膜を生成する際に、溶媒の蒸発過程における析出物の発生を有効に抑制するための塗布液の流延条件を確立することが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は前記従来における問題点を解消するためになされたものであり、ナフタレン環を有するビスアゾ系リオトロピック液晶化合部と溶媒とを含有する塗布液を流延して偏光膜を生成する際に、塗布液の流延条件を調整することにより溶媒の蒸発過程における析出物の発生を有効に抑制して光学的に均一な偏光膜を製造することが可能な偏光膜の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
前記目的を達成するため請求項１に係る偏光膜の製造方法は、ナフタレン環を有するビスアゾ系リオトロピック液晶化合物を含有する偏光膜の製造方法であって、
ナフタレン環を有するビスアゾ系リオトロピック液晶化合物と溶媒とを混合して混合液を得る工程Ａと、
前記混合液を加熱処理して、溶媒に未溶解のナフタレン環を有するビスアゾ系リオトロピック液晶化合物を溶解させて塗布液を得る工程Ｂと、
前記塗布液を、液温が４０℃以上を維持したまま薄膜状に流延するか、又は液温が４０℃を下回ってから１２時間以内に薄膜状に流延して、偏光膜を得る工程Ｃとを含むことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る偏光膜の製造方法は、請求項１の偏光膜の製造方法において、前記ナフタレン環を有するビスアゾ系リオトロピック液晶化合物は、下記化１で表わされる化合物であることを特徴とする。
【化１】
2011128294.tif 000002
化１中、Ｍは、対イオンであり、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、フェニル基、又はそれらの誘導体基であり、Ｘは、水素原子、ハロゲン原子、ニト口基、シアノ基、炭素数１〜３のアルキル基、又は炭素数１〜４のアルコキシ基である。
【０００８】
請求項３に係る偏光膜の製造方法は、請求項１又は請求項２の偏光膜の製造方法において、前記溶媒は、水、アルコール類、セロソルブ類又はこれらの混合溶媒からなる親水性溶媒であることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る偏光膜の製造方法は、請求項１乃至請求項３のいずかの偏光膜の製造方法において、前記工程Ｂにて行われる加熱処理の温度は、８５℃以上１００℃未満であることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に係る偏光膜の製造方法は、請求項１乃至請求項４のいずれかの偏光膜の製造方法において、前記工程Ｂで得られる塗布液におけるビスアゾ系リオトロピック液晶化合物の濃度は、２重量％〜４０重量％の範囲にあることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に係る偏光膜の製造方法は、請求項１乃至請求項５のいずれかの偏光膜の製造方法において、前記工程Ｃにて維持される塗布液の液温は、４０℃〜９０℃の範囲にあることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に係る偏光膜の製造方法は、請求項１乃至請求項６のいずれかの偏光膜の製造方法において、前記工程Ｃにて前記塗布液は、その液温が４０℃を下回ってから６時間以内に流延されることを特徴とする。
【００１３】
請求項８に係る偏光膜の製造方法は、請求項１乃至請求項７のいずれかの偏光膜の製造方法において、前記工程Ｃにて前記塗布液の液温が４０℃を下回ってから流延されるのまでに塗布液が保持される保持温度は、１０℃以上４０℃未満であることを特徴とする。
【００１４】
請求項９に係る偏光膜の製造方法は、請求項８の偏光膜の製造方法において、前記保持温度は、２０℃以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る偏光膜の製造方法では、工程Ａにてナフタレン環を有するビスアゾ系リオトロピック液晶化合物と溶媒との混合液を得るとともに、工程Ｂにて混合液を加熱処理して未溶解のナフタレン環を有するビスアゾ系リオトロピック液晶化合物を溶媒に溶解させることにより塗布液を得、かかる塗布液を薄膜状に流延して偏光膜を生成する際における流延条件を、塗布液の液温が４０℃以上に維持したまま薄膜状に流延するか、又は、塗布液の液温が４０℃を下回ってから１２時間以内に薄膜状に流延する条件に設定することにより、流延後の薄膜状の塗布液に含有される溶媒の蒸発過程において析出物の発生を有効に抑制して光学的に均一な偏光膜を製造することができる。
【００１６】
ここに、前記塗布液の流延条件に従って塗布液を薄膜状に流延して偏光膜を生成することにより、偏光膜における析出物の発生を有効に抑制することが可能となるメカニズムについては、以下の通りである。
先ず、偏光膜に発現する光学的均一性を損なう析出物は、ナフタレン環を有するビスアゾ系リオトロピック液晶化合物の結晶化が原因であると推測し、かかる結晶化を抑制するための塗布液の流延条件を見出すことが必要との認識に至った。
ナフタレン環を有するビスアゾ系リオトロピック液晶化合物は結晶性が高いので、塗布液中その濃度を高くすると、僅かに含まれる不純物などの影響で、結晶化する場合があると考えられる。結晶成長は、塗布液（溶液）の過飽和状態が高いほど速くなり、また、塗布液の温度が低下すると結晶化が加速される。
【００１７】
そこで、塗布液の温度に着目して種々実験を行った結果、ナフタレン環を有するビスアゾ系リオトロピック液晶化合物を溶媒に溶解した塗布液では、塗布液の液温が４０℃以上に保持されていればナフタレン環を有するビスアゾ系リオトロピック液晶化合物の結晶化を有効に抑制でき、また、塗布液の液温が４０℃を下回った場合でも１２時間以内であれば同様にビスアゾ系リオトロピック液晶化合物の結晶化を抑制できることを見出した。
これにより、塗布液の流延条件を、塗布液の液温が４０℃以上に維持したまま薄膜状に流延するか、又は、塗布液の液温が４０℃を下回ってから１２時間以内に薄膜状に流延する条件に設定することにより、流延後の薄膜状の塗布液に含有される溶媒の蒸発過程において析出物の発生を有効に抑制して光学的に均一な偏光膜を製造することが可能になったものである。
尚、塗布液を流延した後塗布液の液温が４０℃以下となっても析出物が生じないのは、溶媒の蒸発が、結晶成長に比べて極短時間で完了するからである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を具体化した実施形態に基づき本発明に係る偏光膜の製造方法について説明する。
［偏光膜の製造方法］
本実施形態に係る偏光膜の製造方法は、ナフタレン環を有するビスアゾ系リオトロピック液晶化合物を含有する偏光膜の製造方法であって、後述する工程Ａ〜工程Ｃをこの順に含む。かかる製造方法は、本発明の効果を奏する限りにおいて、任意の工程を含んでいてもよい。
【００１９】
［工程Ａ］
本実施形態の製造方法に用いられる工程Ａは、ナフタレン環を有するビスアゾ系リオトロピック液晶化合物と溶媒とを混合して混合液を得る工程である。
本明細書において「ビスアゾ系リオトロピック液晶化合物」とは、アゾ基（−Ｎ＝Ｎ−）を２つ有し、且つ溶媒に溶解した状態で液晶相を示す化合物をいう。本実施形態に用いられるビスアゾ系リオトロピック液晶化合物はナフタレン環を有する。このような化合物は、配向性に優れ、可視光の幅広い領域で吸収二色性を示す。
【００２０】
前記ビスアゾ系リオトロピック液晶化合物は、好ましくは、下記一般式化１で表されるものである。
【化１】
2011128294.tif 000003
前記化１中、Ｍは、対イオンであり、好ましくは水素原子又はアルカリ金属原子である。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、フェニル基、又はそれらの誘導体基であり、Ｘは、水素原子、ハロゲン原子、ニト口基、シアノ基、炭素数１〜３のアルキル基、又は炭素数１〜４のアルコキシ基である。
【００２１】
前記混合液は、代表的には、粉末状又は顆粒状のビスアゾ系リオトロピック液晶化合物を、溶媒に混合して得られるものである。このような混合液は、通常、ビスアゾ系リオトロピック液晶化合物が、溶媒中に一部溶解し、残りが分散又は沈殿してなる。
溶媒は、ビスアゾ系リオトロピック液晶化合物を溶解するものであり、好ましくは親水性溶媒である。かかる親水性溶媒は、好ましくは水、アルコール類、セロソルブ類又はこれらの混合溶媒である。
【００２２】
［工程Ｂ］
本実施形態の製造方法に用いられる工程Ｂは、前記混合液を加熱処理して、溶媒に未溶解のナフタレン環を有するビスアゾ系リオトロピック液晶化合物を溶解させて塗布液を得る工程である。
【００２３】
ここに、前記「加熱処理」は、工程Ａで得られた混合液中のビスアゾ系リオトロピック液晶化合物を溶解すべく、混合液の液温を好ましくは８５℃以上１００℃未満とする処理である。このような加熱処理によって、前記ビスアゾ系リオトロピック液晶化合物を溶媒に溶解させることができる。加熱処理が、８５℃未満であると、ビスアゾ系リオトロピック液晶化合物が溶け残り、異物の原因となる場合がある。また、加熱手段としては、ヒータ等の任意の手段が用いられる。
前記塗布液のビスアゾ系リオトロピック液晶化合物の濃度は、好ましくは２重量％〜４０重量％である。
【００２４】
［工程Ｃ］
本実施形態の製造方法に用いられる工程Ｃは、前記塗布液を、液温が４０℃以上を維持したまま薄膜状に流延するか、又は液温が４０℃を下回ってから１２時間以内に薄膜状に流延して、偏光膜を得る工程である。このような方法によれば、光学的均一性に優れた偏光膜を得ることができる。
前記塗布液を、液温が４０℃以上を維持したまま薄膜状に流延する場合、塗布液の液温は、好ましくは４０℃〜９０℃である。塗布液は、液温を４０℃以上で保つ限りは、長時間（例えば、２４時間以上）保存してから流延することもできる。
【００２５】
前記塗布液を、液温が４０℃を下回ってから流延する場合、４０℃を下回ってから流延までの時間は１２時間以内とする必要があり、好ましくは６時間以内である。１２時間を大幅に越える（例、２４時間）場合は、塗布液中に析出物が生じて、光学的均一性に優れた偏光膜を得ることができない。尚、塗布液の液温が４０℃を下回ってから流延されるまでに１２時間が経過していく間に、塗布液の液温は、１０℃以上４０℃未満に保持されるのが好ましく、更に２０℃以上に保持されるのが好ましい。
上記塗布液を流延する手段は、スライドコータやバーコータ、スロットダイコータ等が用いられる。
【００２６】
［偏光膜］
本実施形態に係る製造方法により得られる偏光膜は、ナフタレン環を有するビスアゾ系リオトロピック液晶化合物を含有する。
前記偏光膜は、可視光領域で吸収二色性を示すものであり、その厚みは、好ましくは０．１マイクロメートル〜１０マイクロメートルである。
【００２７】
［用途］
本実施形態の製造方法により得られる偏光膜は、テレビや携帯電話等の液晶ディスプレイに、好ましく用いられる。
【実施例】
【００２８】
［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（細田豊著「理論製造  染料化学（５版）」昭和４３年７月１５日、技法堂発行  １３５頁〜１５２頁）に従って、ジアゾ化及びカップリング反応させて、モノアゾ化合物を得た。このモノアゾ化合物を、同様に常法によりジアゾ化し、更に１−アミノ−８−ナフトール−２，４−ジスルホン酸リチウム塩とカップリング反応させて、下記化２で示す化学構造式のビスアゾ系リオトロピック液晶化合物を得た。このビスアゾ系リオトロピック液晶化合物は、濃度２０重量％の水溶液中でネマチック液晶相を示す。
【化２】
2011128294.tif 000004
【００２９】
このようにして得たビスアゾ系リオトロピック液晶化合物とイオン交換水とを混合して混合液を得た。この混合液を攪拌しながら、ヒータを用いて液温が９０℃となるまで加熱処理し、未溶解のビスアゾ系リオトロピック液晶化合物を溶解させて、ビスアゾ系リオトロピック液晶化合物の濃度が８重量％の塗布液を得た。
【００３０】
前記塗布液を２３℃の恒温室内で放冷し、液温が４０℃を下回ってから１時間経過した時点で、ラビング処理及びコロナ処理が施されたシクロオレフィン系ポリマーフィルム（日本ゼオン社製  商品名「ゼオノア」）上に、バーコータ（ＢＵＳＨＭＡＮ社製  商品名「Ｍａｙｅｒ  ｒｏｔ  ＨＳ５」）を用いて塗布し、自然乾操させて、厚み０．３マイクロメートルの偏光膜を作製した。
【００３１】
得られた偏光膜を偏光顕微鏡（オリンパス社製  製品名「ＯＰＴＩＰＨＯＴ−ＰＯＬ」）で観察したところ、直径５マイクロメートル以上の析出物は観察されなかった。表１に前記偏光膜の偏光顕微鏡写真を示す。
【００３２】
［実施例２］
実施例１と同様にして得られた塗布液を密閉容器に移して４０℃の恒温室に投入し、２４時間経過した後、恒温室から塗布液を取り出して直ぐに、実施例１で用いたものと同様のシクロオレフィン系ポリマーフィルム上に塗布した。これ以外は、実施例１と同様の方法で、偏光膜を作製した。この偏光膜には、直径５マイクロメートル以上の析出物は観察されなかった。表１に上記偏光膜の偏光顕微鏡写真を示す。
【００３３】
［実施例３］
実施例１と同様にして得られた塗布液を密閉容器に移して４０℃の恒温室に投入し、４８時間経過した後、恒温室から塗布液を取り出して直ぐに、実施例１で用いたものと同様のシクロオレフィン系ポリマーフィルム上に塗布した。これ以外は、実施例１と同様の方法で偏光膜を作製した。この偏光膜には、直径５マイクロメートル以上の析出物は観察されなかった。表１に上記偏光膜の偏光顕微鏡写真を示す。
【００３４】
［実施例４］
実施例１と同様にして得られた塗布液を２３℃の恒温室内で放冷し、液温が４０℃を下回ってから５時間経過した時点で、実施例１で用いたものと同様のシクロオレフィン系ポリマーフィルム上に塗布した。これ以外は、実施例１と同様の方法で偏光膜を作製した。この偏光膜には、直径５マイクロメートル以上の析出物は観察されなかった。表１に上記偏光膜の偏光顕微鏡写真を示す。
【００３５】
［実施例５］
実施例１と同様にして得られた塗布液を２３℃の恒温室内で放冷し、液温が４０℃を下回ってから１２時間経過した時点で、実施例１で用いたものと同様のシクロオレフィン系ポリマーフィルム上に塗布した。これ以外は、実施例１と同様の方法で偏光膜を作製した。この偏光膜には、直径５マイクロメートル以上の析出物は観察されなかった。表１に上記偏光膜の偏光顕微鏡写真を示す。
【００３６】
［比較例１］
実施例１と同様にして得られた塗布液を密閉容器に移して、２３℃の恒温室内で放冷し、液温が４０℃を下回ってから２４時間経過した時点で、実施例１で用いたものと同様のシクロオレフィン系ポリマーフィルム上に塗布した。これ以外は、実施例１と同様の方法で偏光膜を作製した。この偏光膜には、直径５マイクロメートル以上の析出物が多数観察された。表１に上記偏光膜の偏光顕微鏡写真を示す。
【００３７】
［比較例２］
実施例１と同様にして得られた塗布液を密閉容器に移して、２３℃の恒温室内で放冷し、液温が４０℃を下回ってから４８時間経過した時点で、実施例１で用いたものと同様のシクロオレフィン系ポリマーフィルム上に塗布した。これ以外は、実施例１と同様の方法で偏光膜を作製した。この偏光膜には、直径５マイクロメートル以上の析出物が多数観察された。表１に上記偏光膜の偏光顕微鏡写真を示す。
【００３８】
【表１】
2011128294.tif 000005
【００３９】
［評価］
実施例１〜５に示すように、ナフタレン環を有するビスアゾ系リオトロピック液晶化合物を溶解した塗布液を、液温が４０℃以上を維持したまま薄膜状に流延するか（実施例２、３）、又は液温が４０℃を下回ってから１２時間以内に薄膜状に流延する（実施例１、４、５）と、析出物が発生することはなく、この結果、光学的均一性に優れた偏光膜が得られる。
一方、比較例１及び２に示すように、塗布液の液温が４０℃を下回ってから１２時間を大きく越えて薄膜状に流延すると、析出物が発生して、光学的均一性に優れた偏光膜が得られない。