(57)【要約】【課題】基板上に塗布されたリオトロピック液晶化合物の水溶液が等方相から液晶相に相転移した後、液晶相から水分が蒸発して配向膜が形成される過程においてリオトロピック液晶分子相互間に配向欠陥を生じ難い、リオトロピック液晶化合物の配向層を有する光学積層体の製造方法を提供する。【解決手段】基板と、リオトロピック液晶化合物の配向層とを有する光学積層体の製造方法であって、リオトロピック液晶化合物と、酸性官能基を有するアゾ系色素化合物と、水とを混合して、等方相状態の水溶液を調製する工程Ａと、前記工程Ａにより調製された水溶液をラビング処理された基板上に一方向に塗布し、水分を蒸発させることにより、リオトロピック液晶化合物の配向層を形成する工程Ｂとを含む光学積層体の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、リオトロピック液晶化合物の配向層とを有する光学積層体の製造方法であって、
リオトロピック液晶化合物と、酸性官能基を有するアゾ系色素化合物と、水とを混合して、等方相状態の水溶液を調製する工程Ａと、
前記工程Ａにより調製された水溶液をラビング処理された基板上に一方向に塗布し、水分を蒸発させることにより、リオトロピック液晶化合物の配向層を形成する工程Ｂとを含む光学積層体の製造方法。
【請求項２】
前記アゾ系色素化合物は、スルホン酸基、カルボン酸基又はこれらの塩基を含有することを特徴とする請求項１に記載の光学積層体の製造方法。
【請求項３】
前記水溶液におけるリオトロピック化合物の濃度は、５重量％以上１５重量％未満であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学積層体の製造方法。
【請求項４】
前記水溶液が等方相から液晶相に転移する相転移濃度は、２３℃において１５重量％以上３０重量％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光学積層体の製造方法。
【請求項５】
前記配向層の厚みは、０．１μｍ〜１０μｍで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光学積層体の製造方法。
【請求項６】
前記配向層の二色比は、５０以上で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光学積層体の製造方法。
【請求項７】
前記配向層の二色比は、５５〜６５であることを特徴とする請求項６に記載の光学積層体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学積層体の製造方法に関し、特に、配向欠陥が生じにくい光学積層体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、各種のディスプレイに使用される光学積層体の製造方法が種々提案されている。例えば、特開２００２−３１１２４６号には、透明基板の表面をラビング処理し、次いでそのラビング処理面に平板状色素を含有する水溶液を塗布し、乾燥して偏光層を形成することにより偏光板を製造する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３１１２４６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来の偏光板の製造方法では、透明基板上に塗布された直後において平板状色素を含有する水溶液は光学的に等方相であり、その後乾燥により徐々に水分が蒸発されて高濃度となっていくと、等方相から液晶相への相転移が発生する。
【０００５】
かかる相転移後、液晶相においては、水分が蒸発していくに従い液晶を形成している平板状色素分子相互が接近し過ぎることに起因して、平板状色素分子間で分子間相互作用が強くなってしまう。この結果、平板状色素分子の結晶性が高くなり過ぎ、適正な配向状態が崩れる、所謂、配向欠陥が発生してしまう問題がある。
【０００６】
本発明は前記従来の問題点を解消するためになされたものであり、基板上に塗布されたリオトロピック液晶化合物の水溶液が等方相から液晶相に相転移した後、液晶相から水分が蒸発して配向膜が形成される過程においてリオトロピック液晶分子相互間に配向欠陥を生じ難い、リオトロピック液晶化合物の配向層を有する光学積層体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため請求項１に係る光学積層体の製造方法は、基板と、リオトロピック液晶化合物の配向層とを有する光学積層体の製造方法であって、リオトロピック液晶化合物と、酸性官能基を有するアゾ系色素化合物と、水とを混合して、等方相状態の水溶液を調製する工程Ａと、前記工程Ａにより調製された水溶液をラビング処理された基板上に一方向に塗布し、水分を蒸発させることにより、リオトロピック液晶化合物の配向層を形成する工程Ｂとを含む。
【０００８】
ここに、前記アゾ系色素化合物は、スルホン酸基、カルボン酸基又はこれらの塩基を含有することが望ましい。
前記水溶液におけるリオトロピック化合物の濃度は、５重量％以上１５重量％未満であることが望ましい。
前記水溶液が等方相から液晶相に転移する相転移濃度は、２３℃において１５重量％以上３０重量％未満であることが望ましい。
前記配向層の厚みは、０．１μｍ〜１０μｍであることが望ましい。
前記配向層の二色比は、５０以上であることが望ましい。
前記配向層の二色比は、５５〜６５であることが望ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る光学積層体の製造方法によれば、配向欠陥の少ないリオトロピック液晶化合物の配向層を有する光学積層体が得られる。さらに、配向欠陥が減少した結果、リオトロピック液晶化学物の配向の度合い（二色比）の高い配向層を有する光学積層体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例に係る光学積層体の偏光顕微鏡写真である。
【図２】比較例に係る光学積層体の偏光顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
１．本発明に係る光学積層体の製造方法
本発明は、基板と、リオトロピック液晶化合物の配向層とを有する光学積層体の製造方法であって、後述する工程Ａと工程Ｂとを含む。
【００１２】
２．工程Ａ
本発明に用いられる工程Ａは、リオトロピック液晶化合物と、酸性官能基を有するアゾ系色素化合物と、水とを混合して、等方相状態の水溶液を調製する工程である。このような水溶液では、酸性官能基を有するアゾ系色素化合物を混合することにより、基板上に塗布されたリオトロピック液晶化合物の水溶液が等方相から液晶相に相転移した後、液晶相から水分が蒸発して配向膜が形成される過程においてリオトロピック液晶分子相互間の結晶性が高まり過ぎるのを防止できる。
【００１３】
尚、従来における光学積層体の製造方法では、基板上に塗布されたリオトロピック液晶化合物の水溶液が等方相から液晶相に相転移した後、液晶相から水分が蒸発して配向膜が形成される過程において、リオトロピック液晶化合物の結晶性が高くなり過ぎてリオトロピック液晶化合物が高密度に配列する結果、ジグザグ構造を形成することに起因して配向欠陥が発生するものと考えられる。
【００１４】
これに対して、本発明の工程Ａにより得られる水溶液を使用すれば、リオトロピック液晶化合物が、より直線状に配列しやすく、結果として配向欠陥が少なくなり、配向の度合いが高くなると考えられる。
なお、上記工程Ａにより得られる水溶液の結晶性の低下は、Ｘ線回折（Ｘ−ray diffraction）測定により、入射光を中心とする回折パターンの数が減少することから確認できる。
【００１５】
また、上記工程Ａにより得られる水溶液は、酸性官能基を有するアゾ系色素化合物だけを含まない水溶液に比べて、２３℃における等方相一液晶相転移濃度（Ｔｌｍ）が、高濃度側に移動する傾向がある。酸性官能基を有するアゾ系色素化合物を含む水溶液のＴｌｍは、好ましくは１５重量％〜３０重量％である。
【００１６】
本発明において、リオトロピック液晶化合物とは、溶媒に溶解した状態で液晶性を示す化合物をいう。上記リオトロピック液晶化合物としては、好ましくは、アゾ系化合物、アントラキノン系化合物、ペリレン系化合物、キノフタロン系化合物、ナフトキノン系化合物、メロシアニン系化合物、及びそれらの混合物である。さらに好ましくは、芳香族ジスアゾ系化合物である。
【００１７】
本発明に用いられる酸性官能基を有するアゾ系色素化合物は、例えば、スルホン酸基、カルボン酸基、又はそれらの塩基を有するアゾ系色素化合物である。これらの化合物は、水に対する溶解性に優れ、リオトロピック液晶化合物と混合しても相分離を生じにくい。上記アゾ系色素化合物としては、それ単独では液晶性を示さないものが、上記リオトロピック液晶化合物の結晶性を適度に低下させる上で好ましい。アゾ系色素化合物は、特に好ましくは、2,7−Naphthalenedisulfonic acid, 5-amino-3-[(5-chloro-2-hydroxyphenyl) azo]-4-hydroxy-,disodium salt （通称：モーダント・グリーン２８(Mordant Green ２８）である。
【００１８】
本発明の工程Ａで得られる水溶液は、リオトロピック液晶化合物の濃度が、等方相−液晶相転移濃度（Ｔｌｍ）よりも低く、等方相状態を示す。このような水溶液は、塗布される際にコータの剪断力の影響を受けにくく、ラビング処理によって均一に配向しやすい。上記水溶液の濃度は、好ましくは５重量％以上１５重量％未満である。
【００１９】
３．工程Ｂ
本発明に用いられる工程Ｂは、上記工程Ａにより調製された水溶液をラピング処理された基板上に一方向に塗布し、水分を蒸発させることにより、リオトロピック液晶化合物の配向層を形成する工程である。本工程Ｂにおいて、水溶液は水分が蒸発することによって、リオトロピック液晶化合物の濃度が、等方相−液晶相転移濃度（Ｔｌｍ）よりも高くなり、液晶相状態を示す。そして、液晶相状態において、リオトロピック液晶化合物は、基板のラビング処理の影響を受け、ラビング処理方向に対して直交方向に光学紬が発現するように配向する（リオトロピック液晶化合物の種類によっては、ラビング処理方向に対して平行方向に光学軸が発現するように配向する場合もある）。
【００２０】
本発明に用いられる基板は、特に制限はないが、平滑性や透明性が高いものが好ましい。上記基板を形成する材料としては、例えば、シクロオレフィン系ポリマーフィルムや、セルロース系ポリマーフィルムが挙げられる。また、基板のラビング処理される表面には、リオトロピック液晶化合物の配向能を高めるための、ビニルアルコール系ポリマーなどからなる配向膜が形成されていてもよい。上記基板の総厚みは、好ましくは２５μｍ〜２００μｍである。
【００２１】
本発明に用いられるラビング処理は、リオトロピック液晶化合物を一方向に配向させるために、基板の表面をラビング布で擦る処理である。上記ラビング処理は、例えば起毛パイルを有するラビング布を巻きつけたラビングローラを一方向に回転させながら、基板の表面に押しつけることにより行なわれる。ラビング布の材質に特に制限はなく、例えばコットンやレーヨンなどが用いられる。
【００２２】
本発明に用いられる塗布手段は、リオトロピック液晶化合物を含む水溶液を基板の表面に均一に塗布できるものであれば特に制限はなく、例えば、ワイヤーバー、ギャップコーター、コンマコーター、グラビアコーター、スロットダイなどを使用することができる。塗布された水溶液の水分を蒸発きせる手段は、自然乾燥、加熱乾燥、又は減圧乾燥である。
【００２３】
４．本発明の製造方法により得られる光学積層体
本発明の製造方法により得られる光学積層体は、基板と、リオトロピック液晶化合物の配向層とを有する。上記配向層の厚みは、特に制限はないが、例えば０．１μｍ〜１０μｍである。上記配向層は、リオトロピック液晶化合物が可視光領域に吸収を有する場合は、偏光膜として用いられ得る。この場合、配向層の二色比は好ましくは５０以上であり、さらに好ましくは５５〜６５である。
【００２４】
５．用途
本発明の製造方法により得られる光学積層体の用途は、特に制限はないが、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等である。
【００２５】
６．実施例と比較例
［実施例］
特開２００９−１７３８４９号の実施例１に準じて作製した芳香族ジスアゾ系化合物を水に溶解して９重量％濃度の水溶液を作製し、これにモーダント・グリーン２８を上記芳香族ジスアゾ系化合物１００重量部に対して２重量部混合して、水溶液を調整した。次に、厚み１００μｍのシクロオレフィン系ポリマーフィルム（日本ゼオン社製「ＺＥＯＮＯＲ」）からなる基材フィルムの一方の側をラビング処理し、このラビング処理面に上記水溶液を塗布し、自然乾燥で水分を蒸発させて、厚み０．４μｍの配向層を形成した。このようにして得られた光学積層体の評価結果を表１に示す。
【００２６】
［比較例〕
モーダント・グリーン２８を含まないことだけが異なる水溶液を調整し、実施例と同様の方法で光学積層体を作製した。得られた光学積層体の評価結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
上記表１において、酸性官能基を有するアゾ系色素化合物を含有する実施例とアゾ系色素化合物を含有しない比較例とを比較すると、２３℃における等方相−液晶相転移濃度（Ｔｌｍ）は、実施例の方が比較例よりも高くなる。比較例のようにアゾ系色素化合物が含有されていない場合には、水分の蒸発に従ってリオトロピック液晶化合物としての芳香族ジスアゾ系化合物は相互に近接していき比較的低濃度で等方相から液晶相への相転移が発生するが、実施例のようにアゾ系色素化合物を含有していると、アゾ系色素化合物の存在に起因して液晶分子相互が近接できないことから液晶構造の生成を阻害しているために、水がより蒸発して濃度が高くならないと液晶構造を生成できないからであると考えられる。これにより、実施例の場合には、比較例の場合と比較して、水が蒸発しても芳香族ジスアゾ系化合物相互が近接し難くなり、配向欠陥が生じにくくなるものと考えられる。
【００２９】
前記のように実施例の方が比較例よりも配向欠陥が生じにくいことから、実施例の二色比は比較例の二色比よりも高くなる。
また、配向欠陥は偏光顕微鏡下において縞模様で観察されるが、実施例に係る光学積層体の偏光顕微鏡写真では、図１に示すように、縞模様は殆ど観察されず、配向欠陥が少ないことが分かる。これに対して、比較例に係る光学積層体の偏光顕微鏡写真では、図２に示すように、多くの縞模様が観察され、配向欠陥が多いことが分かる。
【００３０】
７．実施例、比較例で用いた測定方法
（１）等方相−液晶相転移濃度の測定
各種濃度の水溶液のサンプルを複数準備し、２枚のスライドガラスに水溶液を少量挟み込み、冷却加熱ステージ（ジャパンハイテック株式会社製、製品名「１００３９Ｌ」）に設置し、偏光顕微鏡（オリンパス社製  製品名「ＯＰＴＩＰＨＯＴ−ＰＯＬ」）を用いて観察した。
【００３１】
（２）二色比の測定
クラントムソン偏光子を備える分光光度計（日本分光社製  製品名「Ｕ−４１００」）を用いて、直線偏光の測定光を入射させ、視感度補正したＹ値のｋ1及びk2を求め、下式より算出した。
式；二色比＝ｌｏｇ（1／k2）／ｌｏｇ（1／ｋ1）
ここで、上記ｋ1は、最大透過率方向の直線偏光の透過率を表し、k2は、最大透過率方向に直交する方向の直線偏光の透過率を表す。
【図１】
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【図２】
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