JP2010032740A - 光学積層体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のゴム成形物を用いた配向処理法ではリオトロピック液晶化合物を配向させるのに十分な配向力が得られていない。本発明はゴム成形物を用いた配向処理法において、リオトロピック液晶化合物を配向させるのに十分な配向力を得る方法を実現する。
【解決手段】ゴム成形物を用いた配向処理法で、基材としてオレフィン系樹脂フィルムを用いることにより、リオトロピック液晶化合物を配向させるのに十分な配向力を得ることができる。これにより配向欠陥の少ないリオトロピック液晶化合物の配向層が得られる。
【選択図】なし

Description

本発明は基材上にリオトロピック液晶化合物の配向層を形成した光学積層体の製造方法に関する。

基材の表面にゴム成形物を接触させながら一定方向に移動させて、液晶化合物を配向させるための配向処理を基材に施す製法が従来から知られている（特許文献１）。この製法によれば現在工業的に汎用されている、コットンやナイロンなどの起毛布で基材表面をこするラビング処理で問題となる発塵がない。そのため配向欠陥の少ない液晶化合物の配向層を得ることが期待できる。しかし従来のゴム成形物を用いた配向処理法ではリオトロピック液晶化合物を配向させるのに十分な配向力が得られていない。
特開平５−２２４２０９号公報

従来のゴム成形物を用いた配向処理法ではリオトロピック液晶化合物を配向させるのに十分な配向力が得られていない。本発明の目的はゴム成形物を用いた配向処理法においてリオトロピック液晶化合物を配向させるのに十分な配向力を得る製法を実現することである。

本発明者らは上記の課題を解決するため鋭意検討し、ゴム成形物を用いた配向処理法において、基材としてオレフィン系樹脂フィルムを用いることによりリオトロピック液晶化合物を配向させるのに十分な配向力を得ることを見出した。これにより配向欠陥の少ないリオトロピック液晶化合物の配向層が得られるようになった。

基材としてオレフィン系樹脂フィルムを用いると十分な配向力を得ることができる理由は次のように推測される。
（１）オレフィン系樹脂フィルムはゴム成形物の接触によって表面状態が変化しやすい。
（２）オレフィン系樹脂フィルムは水に膨潤しにくいため、一旦変化した表面状態はリオトロピック液晶化合物を含む水溶液によって乱されにくく長時間維持される。

本発明の要旨は次の通りである。
（１）本発明の光学積層体の製造方法は、基材と基材上に積層されたリオトロピック液晶化合物の配向層を備えた光学積層体の製造方法であって、ゴム成形物を基材の表面に接触させながら一方向に移動させて基材の表面を配向処理する工程Ａと、基材の配向処理された表面にリオトロピック液晶化合物を含む水溶液を塗布したのち、水分を蒸発させてリオトロピック液晶化合物の配向層を形成する工程Ｂを含み、基材がオレフィン系樹脂フィルムであることを特徴とする。
（２）本発明の光学積層体の製造方法は、オレフィン系樹脂フィルムがノルボルネン系ポリマーを含むオレフィン系樹脂フィルムであることを特徴とする。
（３）本発明の光学積層体の製造方法は、リオトロピック液晶化合物が下記一般式（１）で表わされるアゾ化合物であることを特徴とする。

一般式（１）中、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は対イオンで水素原子、アルカリ金属原子またはアルカリ土類金属原子であり、Ｘは水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基、または−ＳＯ_３Ｍ基を表わす。

ゴム成形物を用いた配向処理法において、基材としてオレフィン系樹脂フィルムを用いることにより、リオトロピック液晶化合物を配向させるのに十分な配向力が得られ、配向欠陥の少ないリオトロピック液晶化合物の配向層が得られるようになった。

［光学積層体の製造方法］
本発明は基材とその上に積層されたリオトロピック液晶化合物の配向層を備えた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を含み、基材がオレフィン系樹脂フィルムである。この製造方法によればリオトロピック液晶化合物を配向させるのに十分な配向力が得られ、配向欠陥の少ないリオトロピック液晶化合物の配向層が得られる。本発明の光学積層体の製造方法は工程Ａと工程Ｂを含むものであれば他の任意の工程を含んでいてもよい。

［工程Ａ］
本発明の光学積層体の製造方法に用いられる工程Ａは、ゴム成形物を基材の表面に接触させながら一方向に移動させて、基材の表面を配向処理する工程である。

これに用いるゴム成形物の形状に特に制限はなく、ゴム素材で成形されたロール、シート、棒、ヘラなどが用いられる。ゴム素材としては、例えば天然ゴム、合成天然ゴム（イソプレンゴム）、スチレンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、ハイパロンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴムなどが挙げられる。

リオトロピック液晶化合物を良好に配向させるため、基材はオレフィン系樹脂フィルムであることが必要である。オレフィン系樹脂は、代表的には環状オレフィンポリマーまたは直鎖状オレフィンポリマーを含み、任意で酸化防止剤、界面活性剤、紫外線吸収剤などを含む。オレフィン系樹脂はノルボルネン系ポリマーを含むものが好ましい。ノルボルネン系ポリマーを含むものは透明性、耐熱性、低吸湿性に優れる。基材の厚みは好ましくは５μｍ〜２００μｍである。基材の吸水率は好ましくは０．５％以下、より好ましくは０．０１％以下である。

ゴム成形物を基材の表面に接触させる際の圧力に特に制限はないが、好ましくは１０，０００Ｐａ（約０．１ｋｇｗ／ｃｍ^２）〜１，０００，０００Ｐａ（約１０ｋｇｗ／ｃｍ^２）である。ゴム成形物は基材の表面を少なくとも一方向に移動させればよい。移動させる回数に特に制限はなく、例えば１回〜２０回である。

［工程Ｂ］
本発明の光学積層体の製造方法で用いられる工程Ｂは、工程Ａで得られた基材の配向処理された表面にリオトロピック液晶化合物を含む水溶液を塗布し、水分を蒸発させて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。

リオトロピック液晶化合物を含む水溶液はリオトロピック液晶化合物が水に溶解しているものであり、好ましくは室温（２３℃）で液晶相を呈するものである。リオトロピック液晶化合物を含む水溶液中のリオトロピック液晶化合物の濃度は、好ましくは０．１重量％〜２０重量％である。リオトロピック液晶化合物を含む水溶液は他に界面活性剤、酸化防止剤などの任意の添加剤を含有していてもよい。また水のほかにアルコール類やセロソルブ類のような親水性溶媒を含んでいてもよい。

上記のリオトロピック液晶化合物としては、例えば特開２００７−１２６６２８号公報、特開２００６−３２３３７７号公報などに記載されているものが挙げられる。これらの公報に記載されたリオトロピック液晶化合物は可視光領域（波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）の少なくとも一波長で吸収二色性を示すため、配向させることで偏光膜として利用できる。

上記のリオトロピック液晶化合物は好ましくは下記一般式（１）で表わされるアゾ化合物である。このようなアゾ化合物は水溶液中で安定な液晶相を示し配向性に優れる。さらに上記のアゾ化合物は−ＳＯ_３Ｍ基を特定の位置に有することにより−ＳＯ_３Ｍ基同士の立体障害が小さくなり、耐水化処理前後で分子の直線性が維持され、結果的に配向度の高い偏光膜が得られる。

一般式（１）中、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は対イオンを表わし、好ましくは水素原子、アルカリ金属原子またはアルカリ土類金属原子である。Ｘは水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基、または−ＳＯ_３Ｍ基を表わす。

上記のリオトロピック液晶化合物は代表的には水溶液中で超分子会合体を形成する。上記のリオトロピック液晶化合物を含む水溶液を配向処理された基材上に塗布すると、水分が蒸発する過程で超分子会合体の長軸方向が配向処理方向に配向する。その結果リオトロピック液晶化合物の配向層が得られる。

リオトロピック液晶化合物を含む水溶液を塗布する方法に制限はなく、スライド式コータ、スロットダイコータ、テンショウエブコータ、バーコータなどが用いられる。水分を蒸発させる方法は自然乾燥、減圧乾燥、加熱乾燥などの任意の手段が用いられる。リオトロピック液晶化合物の配向層内の残存水分量は配向層の総重量の５重量％以下であることが好ましい。

［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、オレフィン系樹脂フィルムからなる基材と基材上に積層されたリオトロピック液晶化合物の配向層を備える。リオトロピック液晶化合物の配向層は好ましくは可視光領域（波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）の少なくとも一波長で吸収二色性を示す。そのためこの配向層は偏光膜として利用できる。この場合、液晶配向層の視感度補正したＹ値から求めた偏光度は９５％以上であることが好ましい。液晶配向層の厚みに特に制限はないが、好ましくは０．１μｍ〜１０μｍである。

［光学積層体の用途］
本発明の製造方法により得られる光学積層体は偏光素子として好適に用いられる。偏光素子は、例えば液晶テレビ、液晶ディスプレイ、携帯電話、デジタルカメラ、携帯ゲーム機、ビデオカメラ、カーナビゲーション、時計、電子レンジ、コピー機などの液晶パネルに好適に使用される。

［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を常法（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頁〜１５２頁）に従って、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、さらに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構造式（２）のアゾ化合物を含む粗生成物を得、これを塩化リチウムで塩析することにより下記構造式（２）で表わされるアゾ化合物を得た。

上記構造式（２）のアゾ化合物をイオン交換水に溶解させ２０重量％の水溶液を調製した。このコーティング液をポリスポイトで採取し、２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。この水溶液にイオン交換水を加えて５重量％まで希釈しリオトロピック液晶化合物を含む水溶液を調製した。

ノルボルネン系ポリマーを含むオレフィン系樹脂フィルム（日本ゼオン社製 ゼオノア、吸水率＝０．０１％以下）の表面にニトリルゴムシート（アズワン社製）を接触させながら一方向に移動させて配向処理を施した。ニトリルゴムシートの硬度はＨｓ＝７０、形状は１００ｍｍ×１０ｍｍ×０．５ｍｍのヘラ状であり、接触圧力は１００，０００Ｐａであり、移動速度は１０ｍｍ／秒、移動回数は５回であった。

配向処理をしたオレフィン系樹脂フィルムの表面にコロナ処理を行なったのち、バーコータ（ＢＵＳＣＨＭＡＮ社製 Ｍａｙｅｒ ｒｏｔ ＨＳ４）を用いて上記のアゾ化合物を含む水溶液を塗布し、２３℃の恒温室内で自然乾燥させて、基材とその表面に形成されたアゾ化合物の層からなる光学積層体を作製した。このアゾ化合物の層は配向処理方向と直交する方向に光吸収軸を有しており、一方向に良好に配向をした配向層であった。

［比較例］
基材としてトリアセチルセルロースフィルム（富士写真フィルム社製 ＺＲＦ８０Ｓ、吸水率＝７％）を用いた以外は実施例と同様の方法で光学積層体を作製した。この光学積層体のアゾ化合物の層はいずれの方向にも光吸収軸を有しておらず、配向をしていない層であった。

［測定方法］
［液晶相の観察］
２枚のスライドガラスに水溶液を少量挟み込み、偏光顕微鏡（オリンパス社製 ＯＰＴＩＰＨＯＴ−ＰＯＬ）を用いて観察した。

［光学異方性の観察］
作製した光学積層体を市販の偏光板（光吸収軸が既知であるもの）を透して目視観察した。

［基材の吸水率］
ＪＩＳ Ｋ ７２０９（２０００）「プラスチック−吸水率の求め方」に準じて測定した。

Claims (3)

1. 基材と前記基材上に積層されたリオトロピック液晶化合物の配向層を備えた光学積層体の製造方法であって、
   ゴム成形物を基材の表面に接触させながら一方向に移動させて前記基材の表面を配向処理する工程Ａと、
   前記基材の配向処理された表面にリオトロピック液晶化合物を含む水溶液を塗布したのち、水分を蒸発させて前記リオトロピック液晶化合物の配向層を形成する工程Ｂを含み、
   前記基材がオレフィン系樹脂フィルムであることを特徴とする光学積層体の製造方法。
2. 前記オレフィン系樹脂フィルムがノルボルネン系ポリマーを含むオレフィン系樹脂フィルムであ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。
3. 前記リオトロピック液晶化合物が下記一般式（１）で表わされるアゾ化合物であることを特徴とする請求項１または２に記載の光学積層体の製造方法。
   

   

   （一般式（１）中、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は対イオンで水素原子、アルカリ金属原子またはアルカリ土類金属原子であり、Ｘは水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基、または−ＳＯ_３Ｍ基を表わす。）