CN101568429B

CN101568429B - 层压体的制造方法及层压体

Info

Publication number: CN101568429B
Application number: CN2008800013589A
Authority: CN
Inventors: 梅本彻; 龟山忠幸; 河村和典
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2007-08-13
Filing date: 2008-06-19
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2028-06-19
Also published as: WO2009022494A1; JP5209252B2; US20100062259A1; KR20090086390A; TW200907430A; JP2009040020A; TWI409510B; CN101568429A; KR101069490B1

Abstract

本发明涉及一种具备疏水性树脂基材和含有机染料的取向层的层压体的制造方法，该方法包括如下工序：工序(1)，在氮气浓度80％以上的气氛下，将前述疏水性树脂基材的表面进行等离子体处理；以及工序(2)，通过将包含显示溶致液晶性的有机染料和亲水性溶剂的溶液涂布于前述疏水性树脂基材的等离子体处理的表面上并干燥，在疏水性树脂基材上形成含前述有机染料的取向层。根据本发明的层压体的制造方法，可以在疏水性树脂基材表面上大致均匀地涂布溶液，并且可以形成缺陷少的良好取向层。

Description

层压体的制造方法及层压体

技术领域

本发明涉及制造在疏水性树脂基材的表面上层压有含有机染料的取向层的层压体的方法以及该层压体。

背景技术

以往，已知有通过将含有显示溶致液晶性的有机染料和水的溶液涂布在基材上并干燥，从而在基材上形成取向层的方法(专利文献1)。

然而，在上述基材是以疏水性树脂为主成分的薄膜时，上述溶液有可能在基材表面上被排斥。其结果，在所形成的取向层上有时产生直径约数毫米左右的圆形孔。例如，在将前述取向层组装到液晶显示装置中时，前述圆形孔成为装置显示特性降低的原因。另外，该取向层与基材的粘合性差，因此有可能产生层间剥离。

因此，正在寻求通过在以疏水性树脂为主成分的基材表面上大致均匀涂布含有机染料的溶液来制造无缺陷的取向层。

专利文献1：日本专利申请公表2004-528603号公报

发明内容

本发明的目的在于，提供一种层压体的制造方法，其通过在疏水性树脂基材的表面上涂布含有机染料的溶液而形成取向层时，可以在该基材表面上大致均匀地涂布溶液，从而可以形成良好的取向层。

另外，本发明的另一个目的在于，提供一种层压体，其中，在疏水性树脂基材的表面上层压有含有机染料的取向层的层压体中，取向层与疏水性树脂基材良好地粘合。

本发明的层压体的制造方法的特征在于，该层压体具备疏水性树脂基材和含有机染料的取向层，该方法包括如下工序：工序(1)：在氮气浓度80％以上的气氛下，将前述疏水性树脂基材的表面进行等离子体处理；以及工序(2)，通过将包含显示溶致液晶性的有机染料和亲水性溶剂的溶液涂布于前述疏水性树脂基材的等离子体处理的表面上并干燥，在前述疏水性树脂基材上形成含前述有机染料的取向层。

根据上述制造方法，在含有大量氮气的气氛下将含有机染料和亲水性溶剂的溶液涂布于等离子体处理的疏水性树脂基材表面上时，可以防止前述溶液从基材表面上被排斥。结果，可以将前述溶液大致均匀地涂布于基材表面上。通过干燥该涂布的溶液，在面内难以产生圆形孔等，而且可以在基材上形成大致均匀厚度的取向层。

据推测能够形成这种良好的取向层的原因如下所述。

通过在含有大量氮气的气氛下等离子体处理上述疏水性树脂基材的表面，可以在疏水性树脂基材的表面导入许多诸如C-O基团之类的含氧基团以及诸如C-N基团之类的含氮基团。据推测，这种基团与显示溶致液晶性的有机染料形成强的氢键，因此可以形成良好的取向层。

本发明的一种优选制造方法，在上述工序(1)中，上述等离子体处理前的、所述疏水性树脂基材的表面的碳比率为70％～100％。其中，前述碳比率是通过X射线光电子能谱分析测定的值。

本发明的另一种优选制造方法，在上述工序(1)中，前述等离子体处理前的、所述疏水性树脂基材的表面的水的接触角为70°～130°。

本发明的另一优选制造方法，上述亲水性溶剂包含水。

本发明的另一优选制造方法，在上述工序(1)中，等离子体处理的气氛的氧气浓度为15％以下。

本发明的另一优选制造方法，上述有机染料在分子结构中具有亲水性取代基。

本发明的另一优选制造方法，上述亲水性取代基是选自-COOM、-SO₃M、-PO₃M(其中，M表示抗衡离子)、-OH和-NH₂所组成的组中的至少一种。

本发明的另一优选制造方法，上述疏水性树脂基材是以降冰片烯系树脂为主成分的薄膜。

本发明的另一优选制造方法，在上述工序(2)中，在涂布上述溶液前的、所述疏水性树脂基材的等离子体处理的表面的水的接触角为10°～60°。

本发明的另一优选制造方法，在上述工序(2)中，在涂布上述溶液前的、所述疏水性树脂基材的等离子体处理表面的氮比率为3～25％。其中，前述氮比率是通过X射线光电子能谱分析测定的值。

本发明的另一优选制造方法，上述取向层的厚度为0.1μm～2μm。

另外，根据本发明的其它方面，提供一种层压体。

本发明的层压体的特征在于，该层压体具备疏水性树脂基材和含有溶解在亲水性溶剂中而且显示溶致液晶性的有机染料的取向层，其中，前述疏水性树脂基材的、层压有前述取向层的表面的氮比率为3～25％。

其中，前述氮比率是通过X射线光电子能谱分析测定的值。

所述层压体由于在上述疏水性树脂基材表面中的氮比率为3～25％，因此该基材表面上存在较多的含氮基团。可溶解在亲水性溶剂中的有机染料通过氢键可牢固结合于所述具有含氮基团的基材表面。因此，上述层压体中的均匀厚度的取向层与基材牢固粘合。因此，例如，即使将该层压体组装到液晶显示装置中并长时间使用时，也很难发生取向层与基材的层间剥离。

上述层压体即使在高温下长时间使用，基材与取向层也很难发生层间剥离。因此，上述层压体具有优异的耐久性。

具体实施方式

[A.本发明的概述]

本发明的层压体的制造方法具有如下工序(1)和工序(2)，其中，所述层压体具备疏水性树脂基材和含有机染料的取向层。工序(1)是在氮气浓度80％以上的气氛下，将疏水性树脂基材的表面进行等离子体处理的工序。工序(2)是通过将包含显示溶致液晶性的有机染料和亲水性溶剂的溶液涂布于上述工序(1)中等离子体处理的疏水性树脂基材表面上，然后干燥，在疏水性树脂基材上形成含有机染料的取向层的工序。

本发明的制造方法除了具有上述工序(1)和(2)以外还可以具有其它工序。

以下具体说明本发明的实施方式。

[B.工序(1)]

工序(1)是在氮气浓度80％以上的气氛下将疏水性树脂基材的表面进行等离子体处理。

其中，疏水性树脂基材的表面是指通过涂布溶液来层压取向层的面。

等离子体处理针对疏水性树脂基材的至少一个面(表面)来进行。

在本说明书中，疏水性树脂基材是指，至少在其表面上与水之间的相互作用弱且亲合力小的树脂薄膜。这种疏水性树脂基材例如包含表面的碳比率为70％以上、尤其碳比率为80～100％的薄膜。例如，前述疏水性树脂基材例如包含表面氮比率为0％以上且不足3％、尤其是氮比率为0～2％的薄膜。另外，前述疏水性树脂基材例如包含表面氧比率为0％～15％、尤其是氧比率为0％～5％的薄膜。

另外，上述疏水性树脂基材例如包含表面的水的接触角为70°以上，尤其为70°～130°的薄膜。再有，上述碳比率、氮比率和氧比率以及水的接触角是等离子体处理之前的、疏水性树脂基材表面的测定值。前述碳比率、氮比率和氧比率均为通过X射线光电子能谱分析测定的值(下同)。

对上述疏水性树脂基材的材质和层构成等没有特定限制，只要涂布溶液的表面具有疏水性。上述疏水性树脂基材尤其优选是透明性优异的薄膜。前述疏水性树脂基材在可见光区的透光率优选为80％以上，更优选为90％以上。其中，透光率是基于用分光光度计(日立制作所制造，商品名“U-4100型”)针对厚度100μm的基材测定的光谱数据进行可见度修正而获得的Y值。另外，疏水性树脂基材的浊度值优选为3％以下，更优选为1％以下。其中，浊度值是根据JIS-K7105测定的值。

作为构成上述基材的疏水性树脂，例如可以列举在分子结构中基本上没有亲水性取代基的聚合物。该疏水性树脂优选是主链为直链状的热塑性聚合物。具体地说，作为疏水性树脂，可列举出降冰片烯系树脂、烯烃系树脂、丙烯酸系树脂、酰胺系树脂、酰亚胺系树脂、酯系树脂、碳酸酯系树脂、苯乙烯系树脂等。尤其，疏水性树脂基材优选是以降冰片烯系树脂为主成分的薄膜。

这里，降冰片烯系树脂包含起始原料(单体)的一部分和全部使用具有降冰片烯环的降冰片烯系单体所获得的(共)聚合物。另外，所述(共)聚合物表示均聚物或共聚物(copolymer)。

以上述降冰片烯系树脂为主成分的疏水性树脂基材的C[550](波长550nm下的光弹性系数的绝对值)优选为1×10^-12m²/N～20×10^-12m²/N，更优选为1×10^-12m²/N～10×10^-12m²/N。在使用具有所述光弹性系数的绝对值的疏水性树脂基材时，可以形成光学不均匀性小的层压体。

作为上述降冰片烯系树脂，例如可以列举：(a)对降冰片烯系单体的开环(共)聚合物进行加氢而获得的聚合物，(b)对降冰片烯系单体进行加成(共)聚合而获得的聚合物等。上述降冰片烯系单体的开环共聚物包含一种以上的降冰片烯系单体与α-烯烃类、环烯烃类和/或非共轭二烯类的开环共聚物的加氢聚合物。对上述降冰片烯系单体进行加成共聚而获得的聚合物包含一种以上的降冰片烯系单体与α-烯烃类、环烯烃类和/或非共轭二烯类的加成型共聚的聚合物。

对上述降冰片烯系单体的开环(共)聚合物进行加氢而获得的聚合物例如可以通过日本专利申请公开平11-116780号公报的[0059]～[0060]段落中记载的方法、日本专利申请公开2001-350017号公报的[0035]～[0037]段落中记载的方法等来获得。

上述降冰片烯系树脂的重均分子量(Mw)优选为20000～500000。另外，前述重均分子量是通过利用四氢呋喃溶剂的凝胶渗透色谱法(聚苯乙烯标准)测定的值。上述降冰片烯系树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选为120℃～170℃。另外，玻璃化转变温度是根据JIS K7121通过DSC法算出的值。

上述以降冰片烯系树脂等为主成分的疏水性树脂基材可以通过任何适当的成形加工法获得。作为前述成形加工法，可以列举溶剂流延法、熔融挤出法等。优选通过对由前述成形加工法所制成的薄膜进行拉伸来获得上述疏水性树脂基材。拉伸处理的实例是纵向单轴拉伸法、横向单轴拉伸法、纵横向同时双轴拉伸法、纵横向顺序双轴拉伸法等。

上述以降冰片烯树脂为主成分的疏水性树脂基材可以原样采用市售的薄膜。或者可以对市售的薄膜进行拉伸处理和/或收缩处理等二次加工。市售的降冰片烯系薄膜的实例包括JSR(株)制造的ARTON系列和日本ゼオン(株)制造的ZEONOR系列等。

上述疏水性树脂基材可以是单层，或者是两层以上的层压薄膜。在疏水性树脂基材为层压薄膜时，构成涂布溶液的面(表面)的薄膜采用疏水性薄膜。

另外，在上述疏水性树脂基材的表面不具有取向性时，优选的是，在进行等离子体处理前(进行工序(1)前)，对该基材表面进行取向处理。

作为取向处理，可以例举(a)对前述基材表面进行取向而形成膜，(b)对前述基材表面进行摩擦处理等机械取向处理，(c)对前述基材表面进行光取向处理等化学取向处理等。

上述疏水性树脂基材的厚度没有特定限制，只要该厚度使得基材具有能够涂布溶液的机械强度。通常，前述基材的厚度为30μm～200μm，优选为50μm～120μm。

在氮气浓度80％以上的气氛下，对上述疏水性树脂基材的表面进行等离子体处理。通过该处理，可以在疏水性树脂基材的表面导入大量的含氮基团。

这里，等离子体处理是指，通过在气体中发生辉光放电而产生的低温等离子体来改性基材表面的处理。本发明的等离子体处理例如可以在9.8kPa(0.1kgf/cm²)～107.9kPa(1.1kgf/cm²)的压力下、10℃～80℃范围的放电处理时的温度下进行。上述等离子体处理的照射强度例如为0.1W·秒/cm²～50W·秒/cm²，优选为1.0W·秒/cm²～10W·秒/cm²。

上述等离子体处理时的气氛只要是氮气浓度为80％以上即可。前述气氛可以只充满氮气(在该情况下，氮气浓度约100％)。或者，前述气氛可以含有除了氮气以外的其它气体。作为其它气体，例如可以例举氦气、氩气等稀有气体、氧气、水蒸汽、二氧化碳、氨气、甲烷等气体。在这些当中，优选的其它气体是氨气。这是因为在含有氨气的气氛下，疏水性树脂基材的表面上可以导入更多的含氮基团(C-N基团等)。

上述气氛中的氮气浓度优选为90％以上，更优选为95％以上。另一方面，该氮气浓度的上限为100％(100％以下)。通过提高氮气浓度，在疏水性树脂基材的表面可以导入更多的含氮基团。

在上述气氛的氮气浓度低于100％时，除了氮气以外的其它气体优选尽可能不含氧气。这是因为在等离子体处理时电极附近存在许多氧的情况下，由于氧比氮的活性高，在疏水性树脂基材的表面有可能很难导入氮气来源的含氮基团。

从这种观点来看，上述气氛中的氧气浓度优选为15％以下，更优选为10％以下，尤其优选为5％以下。另外，氧气浓度的下限为0％(0％以上)。

在上述进行等离子体处理后，在基材表面上导入了大量的含氮基团。

前述等离子体处理后的基材表面的氮比率为3～25％，优选为10％～25％。另外，等离子体处理后的基材表面的氧比率为0％～15％，优选为0％～10％。等离子体处理后的基材表面的碳比率为65％～97％，优选为70％～85％。

导入了含氮基团的基材表面由于成为亲水性倾向，水的接触角变小。具体地说，上述等离子体处理后的基材表面的水的接触角为10°～60°，优选为10°～40°。

通过在基材表面导入含氮基团，后述的有机染料可以与前述含氮基团形成氢键。因此，在将含有机染料和亲水性溶剂的溶液涂布在等离子体处理后的基材表面时，有机染料和亲水性溶剂可以与基材表面的含氮基团良好地结合。因此，所涂布的溶液在基材表面上很难被排斥。因而，可以在基材上以大致均匀的厚度涂布溶液。

[C.工序(2)]

工序(2)是在进行了上述等离子体处理的疏水性树脂基材的表面上涂布溶液，然后干燥，从而形成含有机染料的取向层。

上述溶液包含显示溶致液晶性的有机染料和亲水性溶剂。

上述有机染料是具有溶致液晶性而且在亲水性溶剂中可溶解的染料。所谓溶致液晶性是指通过改变温度、溶液浓度而产生各向同性相-液晶相的相变的性质。对前述液晶相没有特定限制，例如是向列液晶相、近晶状液晶性、胆甾液晶相等。其中，优选使用显示向列液晶相的有机染料。这是因为显示向列液晶相的有机染料具有优异的取向性。另外，向列液晶相可以根据用偏光显微镜观察的液晶相的光学图案来确认和识别。

相对于100质量份水，上述有机染料在亲水性溶剂(以水为基准)中的溶解度优选为0.1质量份～40质量份，更优选为1质量份～20质量份。上述有机染料优选为在分子结构中具有亲水性取代基的染料。这是因为具有亲水性取代基的有机染料在亲水性溶剂中显示了良好的溶解性。对前述亲水性取代基没有特定限制，只要是极性大的取代基。前述亲水性取代基优选是选自-COOM、-SO₃M、-PO₃M、-OH和-NH₂所组成的组中的至少一种。

其中，上述亲水性取代基的M表示抗衡离子。前述M优选为氢原子、碱金属原子、碱土类金属原子、金属离子或者取代或未取代的铵离子等。作为前述金属离子，可以例举Ni²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Ag⁺、Zn²⁺、Al³⁺、Pd²⁺、Cd²⁺、Sn²⁺、Co²⁺、Mn²⁺、Ce³⁺等。

作为上述有机染料，吸收波长380nm～780nm的任何波长的光的化合物是优选的。这是由于所述含有机染料的取向层具有起偏振器的功能。另外，起偏振器是指具有使自然光或偏振光透过特定的直线偏振光的功能的光学部件。

根据化学结构，上述有机染料可以被分类为偶氮系色素、蒽醌系色素、苝系色素、阴丹酮系色素、咪唑系色素、靛系色素、噁嗪系色素、酞菁系色素、三苯基甲烷系色素、吡唑啉酮系色素、芪系色素、二苯基甲烷系色素、萘醌系色素、部花青系色素、喹酞酮系色素、呫吨系色素、茜素系色素、吖啶系色素、醌亚胺系色素、噻唑系色素、次甲基系色素、硝基系色素、亚硝基系色素等。在这些当中，优选的有机染料是偶氮系色素、蒽醌系色素、苝系色素、阴丹酮系色素、咪唑系色素。这些有机染料可以使用单独一种或使用两种以上。

具体地说，作为上述有机染料，优选是用下述通式(1)表示的溶致液晶性的染料。

式(1)：(发色团)-X_n。

式(1)的X是亲水性取代基。该亲水性取代基如上所述是极性大的取代基。前述X优选是选自-COOM、-SO₃M、-PO₃M、-OH和-NH₂所组成的组中的至少一种。M如上所述表示抗衡离子。式(1)的n表示取代数(0以上的整数，通常为1～6的整数)。作为式(1)的发色团部位，优选包含偶氮衍生物单元、蒽醌衍生物单元、苝衍生物单元、阴丹酮衍生物单元和/或咪唑衍生物单元。

上述通式(1)表示的有机染料的偶氮衍生物单元、多环化合物单元等发色团在溶液中形成疏水性部位，而且亲水性取代基及其盐形成亲水性部位，通过二者的平衡，疏水性部位和亲水性部位相互聚集，总体上表现溶致液晶相。

作为用通式(1)表示的有机染料的具体实例，可以例举用下述通式(2)～(8)表示的化合物。

[化学式1]

式(2)

在式(2)中，R¹为氢或氯，R²和R为氢、烷基、ArNH或ArCONH。作为前述烷基，优选为碳数1～4的烷基，其中甲基、乙基是更优选的。作为前述芳基(Ar)，优选为取代或未取代的苯基，其中未取代或者4位被氯取代的苯基是更优选的。另外，X与上述通式(1)的定义相同。

[化学式2]

式(3)

式(4)A；

式(5)

在式(3)～(5)中，A为用式(A)或式(B)表示的基团，n为2或3。式(B)的R³表示氢、烷基、卤素或烷氧基。式(A)的Ar表示取代或未取代的芳基。作为前述烷基，碳数1～4的烷基是优选的，其中甲基、乙基是更优选的。作为前述卤素，溴或氯是优选的。作为前述烷氧基，碳数为1个或2个的烷氧基是优选的，其中甲氧基是更优选的。作为前述芳基，取代或未取代的苯基是优选的，其中未取代的苯基、4位被甲氧基、乙氧基、氯或丁基取代的苯基或者3位被甲基取代的苯基是更优选的。X与上述通式(1)的定义相同。

[化学式3]

式(6)

在式(6)中，n为3～5，X与上述通式(1)的定义相同。

[化学式4]

式(7)

在式(7)中，X与上述通式(1)的定义相同。

[化学式5]

式(8)

在式(8)中，X与上述通式(1)的定义相同。

除了上述化合物以外，上述有机染料例如还可以使用在日本专利申请公开2006-47966号公报、日本专利申请公开2005-255846号公报、日本专利申请公开2005-154746号公报、日本专利申请公开2002-90526号公报、日本专利申请公表平8-511109号公报、日本专利申请公表2004-528603号公报等中所记载的化合物。

另外，有机染料还可以使用市售商品。作为市售的有机染料，可以例举C.I.Direct B67、DSCG(INTAL)、RU31.156、甲基橙、AH6556、Sirius Supra Brown RLL、苯并红紫、四羧基酞菁铜(Copper-tetracarboxyphthalocyanine)、酸性红266、菁染料、紫色20、苝双羧酰亚胺(Perylenebiscarboximides)、苯并红紫4B、亚甲蓝(碱性蓝9)、亮黄、酸性红18、酸性红27等。

上述亲水性溶剂用于溶解上述有机染料而表现溶致液晶相。作为亲水性溶剂，可以例举水；甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等伯醇类；异丙醇、异丁醇等仲醇类；叔丁醇等叔醇类；乙二醇、丙二醇、丁二醇等二醇类；聚乙二醇等聚醇类；吡啶、咪唑等环状胺类；四氢呋喃等环状醚类；甲基溶纤剂、乙基溶纤剂等溶纤剂类；丙酮等。这些亲水性溶剂可以单独使用一种或者将两种以上混合使用。

特别优选的是，作为上述亲水性溶剂，单独使用水或者使用水与除了水以外的上述亲水性溶剂的混合溶剂。另外，在亲水性溶剂包含水的情况下，优选使用导电率为20μS/cm以下，更优选为0.001μS/cm～10μS/cm，特别优选为0.001μS/cm～5μS/cm的水。通过使用导电率在上述范围内的水，可以形成厚度偏差小、耐久性优异的取向层。其中，前述导电率表示物质通过电的容易程度，是指相对于截面积1cm²、距离1cm的、存在于电极间的物质的传导率。上述导电率(μS/cm)是使用溶液传导率计(京都电子工业(株)制造，商品名“CM-117”)测定的值。

存在于上述溶液中的有机染料浓度根据所使用的有机染料的种类调节至显示溶致液晶相的范围内。该有机染料浓度优选为1％～40质量％，更优选为1％～30质量％。这种浓度的溶液通常显示了稳定的液晶状态。另外，上述溶液在溶液制备时至少显示液晶性即可。因此，在将上述溶液涂布于基材表面时，可以显示或不显示液晶性。

除了有机染料以外，根据需要，上述溶液可以混合任意的添加剂。作为前述添加剂，可以例举表面活性剂、增塑剂、热稳定剂、光稳定剂、润滑剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、阻燃剂、着色剂、抗静电剂、相容化剂、交联剂、增粘剂等。在混合这些添加剂时，相对于100质量份溶液，该添加剂的添加量优选为大于0且10质量份以下。在前述添加剂中，表面活性剂提高了溶液的性质(对基材表面的润湿性、涂布性等)。因此，优选在溶液中混合表面活性剂。作为表面活性剂，非离子表面活性剂是优选的。相对于100质量份溶液，表面活性剂的添加量优选为大于0且5质量份以下。

上述溶液涂布于上述等离子体处理了的基材表面。

作为将上述溶液涂布于基材表面上的装置，可以使用适合的涂布机。作为涂布机，可以例举逆辊涂布机、正旋转辊涂机、凹版涂布机、刮刀涂布机、棒涂器、缝口模头涂布机、槽孔(slotorifice)涂布机、帘涂器、喷涂器、气刮刀涂布机、辊舔涂布机、浸涂机、珠涂布机、刮板涂布机、流延涂布机、喷涂机、旋转涂布机、挤出涂布机、热熔型涂布机等。优选的涂布机是逆辊涂布机、正旋转辊涂机、凹版涂布机、棒涂机、缝口模头涂布机、槽孔涂布机、帘涂器、喷涂器。在使用上述涂布机涂布溶液时，可以获得厚度偏差小的取向层。

对上述溶液的涂布速度没有特定限制，优选为100mm/秒以上，更优选为500mm/秒～8000mm/秒，尤其优选为800mm/秒～6000mm/秒，最优选为1000mm/秒～4000mm/秒。在用所述涂布速度涂布溶液时，施加了适于溶液中的有机染料取向的剪切力。因此，可以获得具有高二色性比且厚度偏差小的取向层。

另外，即使在基材表面没有取向性的情况下，通过在涂布上述含有机染料的溶液时施加剪切力，也能使有机染料向一个方向取向。其中，为了通过使有机染料良好地取向而形成二色性比优异的取向层，优选的是，在进行等离子体处理之前(进行工序(1)之前)对疏水性树脂基材的表面进行取向处理。

干燥上述溶液的方法采用适宜的方法。例如可以采用自然干燥、热风或冷风循环的空气循环式恒温烘箱、利用微波或远红外线等的加热器、被加热为温度调节用的辊、加热的热管辊、加热的金属带等各种干燥装置来进行干燥。

上述溶液的干燥温度是上述溶液的各向同性相转变温度以下，从低温缓慢升温至高温的干燥方法是优选的。上述干燥温度优选为10℃～80℃，更优选为20℃～60℃。在上述温度范围内时，可以获得厚度偏差小的取向层。

上述溶液的干燥时间根据干燥温度、溶剂的种类来适当选择。为了获得厚度偏差小的取向层，前述干燥时间例如为1分钟～60分钟，优选为5分钟～40分钟。

通过基本上除去溶剂，在上述疏水性树脂基材的表面上可以形成含有上述有机染料的取向层。这样获得的层压体是具有疏水性树脂基材和在该基材表面上层压的取向层的结构。

上述取向层的厚度优选为0.1μm～2μm，更优选为0.2μm～0.5μm。

所得层压体是：疏水性树脂基材的、层压有取向层的表面(即，疏水性树脂基材与取向层的界面中的疏水性树脂基材的表面)的氮比率为3％～25％，优选为10％～25％。而且，由于取向层含有上述有机染料，该有机染料与疏水性树脂基材的含氮基团形成氢键。因此，上述层压体中的疏水性树脂基材与取向层牢固粘附。

另外，上述疏水性树脂基材的、层压有取向层的表面的氧比率为0％～15％，优选为0％～10％。所述表面的碳比率为65％～97％，优选为70％～85％。

另外，在溶液涂布时，在上述层压体中，该溶液在基材表面难以被排斥。因此，干燥溶液所形成的取向层在其面内不产生圆形孔等，形成大致均匀的厚度。

此外，在上述有机染料是吸收波长380nm～780nm的任意波长光的化合物时，在波长380nm～780nm的任何波长下，含有该染料的取向层显示了吸收二色性。所述显示了二色性的取向层可以用作起偏振器。前述取向层的二色性比在有机染料的最大吸收波长下优选为5以上，更优选为10～50。另外，该二色性比通过下述实施例中记载的测定法来求出。

此外，上述可以用作起偏振器的取向层的偏光度为90％以上，优选为95％以上。另外，上述可以用作起偏振器的取向层的单片透射率为35％以上，更优选为40％以上。其中，前述单片透射率是基于JIS Z 8701-1995的2度视野的三刺激值的Y值。偏光度通过测定平行透射率(H₀)和正交透射率(H₉₀)并根据式：偏光度(％)＝{(H₀-H₉₀)/(H₀+H₉₀)}^1/2×100来求得。平行透射率(H₀)是通过将2片属于测定对象的层压体以彼此的吸收轴平行的方式重叠而制成的平行型层压体的透射率值。正交透射率(H₉₀)是将2片属于测定对象的光学层压体以彼此的吸收轴正交的方式重叠而制成的正交型层压体的透射率值。另外，这些透过率根据JIS Z 8701-1982的2度视野(C光源)进行可见度修正的Y值。单片透射率和偏光度可以使用分光光度计[村上色彩技术研究所(株)制造，商品名“DOT-3”]在23℃下以500nm波长为基准来测定。

[D.其它工序]

本发明的层压体的制造方法优选在上述工序(2)之后具有下述工序(3)。

工序(3)是让含有选自铝盐、钡盐、铅盐、铬盐、锶盐和在分子内具有两个以上氨基的化合物盐所组成的组中的至少一种化合物盐的溶液与上述工序(2)中获得的取向层的表面(与基材的层压面相反的面)接触的工序。

在本发明中，上述工序(3)用于使取向层不被水溶解或者难以被水溶解。具体地说，作为上述化合物盐，可以例举氯化铝、氯化钡、氯化铅、氯化铬、氯化锶、4，4’-四甲基二氨基二苯基甲烷盐酸盐、2，2’-二吡啶盐酸盐、4，4’-二吡啶盐酸盐、三聚氰胺盐酸盐、四氨基嘧啶盐酸盐等。通过让这种化合物盐与取向层接触，可以获得耐水性优异的取向层。

包含上述化合物盐的溶液的化合物盐浓度优选为3质量％～40质量％，更优选为5质量％～30质量％。通过让含有所述浓度的化合物盐的溶液与取向层接触，可以获得耐水性优异的取向层。

作为让包含上述化合物盐的溶液与取向层表面接触的方法，例如可以列举：(a)在前述取向层的表面涂布含有上述化合物盐的溶液的方法；(b)将前述取向层的表面浸渍于含有上述化合物盐的溶液中的方法等。在采用这些方法时，为了除去含有化合物盐的溶液，优选用水或任意的溶剂洗涤处理后的取向层的表面。

[E.层压体及其用途]

由于取向层可以形成起偏振器，因而由本发明的制造方法获得的层压体可以用作偏光板。

本发明的层压体可以单独使用，或者可以进一步层压其它层。

作为上述其它层，可以列举双折射层、保护层、粘合层等。

上述双折射层是显示规定相位差的层，还可以称为相位差板或者补偿层等。双折射层由一层或者两层以上构成。双折射层设置在本发明的层压体的基材的背面(与层压有取向层的面相反一侧的面)。或者，双折射层设置在层压体的取向层的背面(与层压在基材上的面相反一侧的面)。上述保护层是用于保护层压体的层。上述疏水性树脂基材由于具有保护取向层的功能，因此，前述保护层通常设置在层压体的取向层的背面即可。上述粘合层是用于将邻接的物体的面与面相互粘合，以实用上充分的粘合力和粘合时间使之一体化的层。作为形成该粘合层的材料，例如可以例举粘合剂、锚固涂层剂等。作为粘合剂的具体实例，根据形状分类，可以列举溶剂型粘合剂、乳液型粘合剂、压敏型粘合剂、再湿性粘合剂、缩聚型粘合剂、无溶剂型粘合剂、薄膜状粘合剂、热熔型粘合剂等。根据化学结构分类，可以列举合成树脂粘合剂、橡胶系粘合剂和天然物粘合剂等。另外，上述粘合剂包含在常温下显示在加压接触下可感知的粘合力的粘弹性物质(还称为粘结剂)。

本发明的层压体可以用于任何适当的用途。优选的是，本发明的层压体(和层压有其它层的层压体)组装到液晶显示装置中。

具备本发明的层压体的液晶显示装置的用途例如有：OA器材如个人电脑监视器、笔记本式个人计算机、复印机等；便携式器材如手机、手表、数码相机、便携式信息终端(PDA)、便携式游戏机等；家用电器如摄像机、电视、微波炉等；安装在车辆上的器材如后面监视器、汽车导航系统用监视器、汽车声频装置等；展示器材如商店用信息用监视器等；警戒器材如监视用监视器等；护理和医疗器材如护理用监视器、医疗用监视器等。

实施例

以下说明本发明的实施例和比较例。另外，本发明不仅仅限于这些实施例。另外，实施例和比较例中所使用的各种分析方法如下所述。

(1)通过X射线光电子能谱分析测定基材的碳比率、氧比率和氮比率的方法：

将实施例等中使用的基材切断为5mm×5mm左右。通过用Mo板按压将该样品固定在台上，使用ESCA(アルバツク·フアイ公司制造，Quantum2000)测定样品的碳等。作为X射线源，使用单色(monochrome)AIK_α，在相对于样品表面的45°的光电子出射角下进行。由各样品的宽扫描测定进行定性分析，对检测到的元素进行窄扫描测定，计算各样品的各元素比率。

(2)基材的水的接触角的测定方法：

将在实施例等中使用的基材切断为5mm×50mm左右的长方形。将前述长方形的样品固定于平滑面上，使得测定面(在实施例和比较例3中为等离子体处理面，在比较例1中为未处理面，在比较例2中为电晕放电处理面)成为表面。使用接触角计(协和界面化学公司制造)，测定前述样品的静态接触角。使用蒸馏水作为用于测定的检查液。也就是说，在样品的测定面上由微型注射器滴加1微升左右的微小水滴，根据2θ法算出1秒后的水滴的接触角。该操作重复5次，计算其平均值。

(3)取向层的缺陷数的测定方法：

将实施例等中获得的层压体切断为50mm×50mm，调查该取向层的缺陷数。缺陷数通过目测取向层的表面，计数在取向层表面上产生的直径1mm以上的大致圆形孔的数目来获得。

(4)等离子体处理强度的测定方法：

等离子体处理的强度由下式算出。

等离子体处理量[W·秒/cm²]＝功率[W]÷放电面积[cm²]×处理时间[s]

在功率＝60W、放电面积＝180mm×30mm(与电极的有效面积一致)下进行。处理时间由基材的输送速度2m/分钟与流动方向的电极宽度30mm计算。

(5)电晕处理强度的测定方法：

在比较例2中进行的电晕放电处理的放电量由下式算出。

电晕放电量[W·分钟/m²]＝功率[W]÷输送速度[m/分钟]÷电极宽度[m]。

由功率＝0.15W、输送速度6m/分钟、电极宽度＝350mm计算。

(6)二色性比的测定方法：

使用带有积分球的分光光度计((株)日立制作所制造，商品名“U-4100”)，以通过格兰-汤普森棱镜起偏振器所获得的完全偏振光为100％，计算对各直线偏振光的透射率k₁和透射率k₂。

二色性比(DR)由式：DR＝log(1/k₂)/log(1/k₁)来算出。这里k₁表示入射光线的偏光面与取向层的吸收轴为垂直方向时的透射率，k₂表示入射光线的偏光面与取向层的吸收轴平行时的透射率。

(7)厚度的测定方法：

剥离取向层的一部分，使用三维非接触表面形状测量系统((株)菱化システム制造，商品名“Micromap MM5200”)，测定取向层与基材的高低平面的差异，这作为厚度。

[实施例]

在厚度100μm的包含降冰片烯系树脂的疏水性树脂基材(日本ゼオン(株)制造的商品名“ZEONOR”)表面上，使用直流型等离子体表面处理装置(积水化学(株)制造，商品名“AP-T05-L150”)，边充分填充氮气直至氧气几乎被排除，边进行等离子体处理。前述等离子体处理在1.0W·秒/cm²的强度下进行。

测定该等离子体处理的基材表面的碳比率、氧比率、氮比率和水的接触角。结果在表1中示出。

接着，在上述等离子体处理了的基材表面上，使用线棒大致均匀地涂布下述水溶液(涂布速度250mm/秒)，在25℃下自然干燥3分钟。水溶液使用有机染料(オプテイバ公司制造，商品名“NO.15”)与水(导电率：1μS/cm)充分搅拌混合的溶液。该溶液的有机染料浓度为20质量％。

通过进行以上工序，获得在上述基材表面上形成有有机染料的取向层的层压体。测定所得取向层的二色性比，结果在540nm波长下为16.8。另外，该取向层的厚度为300nm。

该层压体的取向层的缺陷数在表1中示出。如表1所示，由实施例的方法获得的层压体的缺陷数非常少。据认为，这是由于涂布水溶液的基材表面的氮比率高，因而水溶液不被排斥，有机染料与基材表面牢固结合的结果。

然后，将实施例中所得层压体在80℃、50％RH的环境下静置1000小时。此后，观察该层压体，结果基材与取向层没有发生层间剥离。

表1

[比较例1]

除了不进行等离子体处理以外，用与实施例同样的方法在基材表面涂布水溶液。

另外，在比较例1中，由于不进行等离子体处理，测定涂布水溶液之前的基材表面的碳比率、氧比率、氮比率和水的接触角。也就是说，表1所示的比较例1的碳比率、氧比率、氮比率和水的接触角是所使用的疏水性树脂基材表面本身的测定值。

另外，在比较例1中，由于水溶液基本上从基材表面被排斥，在基材表面上不能形成取向层。因此，在比较例1中不能测定取向层的缺陷数。

[比较例2]

除了进行电晕放电处理(放电量＝75W·分钟/cm²)代替等离子体处理以外，用与实施例同样的方法获得层压体。比较例2的取向层的厚度为300nm。

另外，在比较例2中，测定电晕放电处理后的基材表面的碳比率、氧比率、氮比率和水的接触角。

该层压体的取向层的缺陷数在表1中示出。用比较例2的方法获得的层压体的缺陷数非常多。据认为，其原因是由于涂布水溶液的基材表面的氮比率很低，有机染料不能与基材表面良好结合。

[比较例3]

除了在空气气氛下进行等离子体处理代替在填充氮气的同时进行等离子体处理以外，用与实施例相同的方法获得层压体。比较例3的取向层的厚度为300nm。

上述空气的气体组成为氮气约78％，氧气约21％，剩余部分为氩气和二氧化碳气体等。该气体组成可以利用沸点差进行分离来测定。

另外，在比较例3中，测定进行等离子体处理后的基材表面的氧比率、氮比率和水的接触角。

比较例3的层压体的取向层的缺陷数在表1中示出。用比较例3的方法获得的层压体的缺陷数很多。据认为，其原因是由于基材表面的氧比率高，虽然基材表面的水的接触角较小，但基材表面的氮比率非常低，有机染料不能与基材表面良好结合。

产业上的可利用性

如上所述，根据本发明的层压体的制造方法，可以在基材上形成良好的取向层。本发明的层压体可以用于各种光学用途，例如用作液晶显示装置的构成部件。

Claims

1.一种层压体的制造方法，其特征在于，

其为制造具备疏水性树脂基材和含有机染料的取向层的层压体的方法，该方法包括如下工序：

工序(1)，在氮气浓度80％以上的气氛下，将前述疏水性树脂基材的表面进行低温等离子体处理；以及

工序(2)，通过将包含显示溶致液晶性的有机染料和亲水性溶剂的溶液涂布于前述疏水性树脂基材的低温等离子体处理的表面上并干燥，在前述疏水性树脂基材上形成含前述有机染料的取向层。

2.根据权利要求1所述的层压体的制造方法，其中，在前述工序(1)中，前述等离子体处理前的、所述疏水性树脂基材的表面的碳比率为70％～100％，

其中，所述碳比率通过X射线光电子能谱分析测定。

3.根据权利要求1所述的层压体的制造方法，其中，在前述工序(1)中，前述等离子体处理前的、所述疏水性树脂基材的表面的水的接触角为70°～130°。

4.根据权利要求1所述的层压体的制造方法，其中，前述亲水性溶剂包含水。

5.根据权利要求1所述的层压体的制造方法，其中，在前述工序(1)中，等离子体处理的气氛的氧气浓度为15％以下。

6.根据权利要求1所述的层压体的制造方法，其中，前述有机染料在分子结构中具有亲水性取代基。

7.根据权利要求6所述的层压体的制造方法，其中，前述亲水性取代基是选自-COOM、-SO₃M、-PO₃M、-OH和-NH₂所组成的组中的至少一种；其中，M表示抗衡离子。

8.根据权利要求1所述的层压体的制造方法，其中，前述疏水性树脂基材是以降冰片烯系树脂为主成分的薄膜。

9.根据权利要求1所述的层压体的制造方法，其中，在前述工序(2)中，在涂布前述溶液前的、所述疏水性树脂基材的等离子体处理的表面的水的接触角为10°～60°。

10.根据权利要求1所述的层压体的制造方法，其中，在前述工序(2)中，在涂布前述溶液前的、所述疏水性树脂基材的等离子体处理的表面的氮比率为3％～25％，

其中，所述氮比率通过X射线光电子能谱分析测定。

11.根据权利要求1所述的层压体的制造方法，其中，前述取向层的厚度为0.1μm～2μm。

12.一种层压体，其特征在于，所述层压体具备疏水性树脂基材和含有溶解在亲水性溶剂中而且显示溶致液晶性的有机染料的取向层，其中，

前述疏水性树脂基材的、层压有前述取向层的表面的氮比率为3％～25％，

其中，所述氮比率通过X射线光电子能谱分析测定。