WO2009096087A1 - 光学積層体 - Google Patents

光学積層体 Download PDF

Info

Publication number
WO2009096087A1
WO2009096087A1 PCT/JP2008/071379 JP2008071379W WO2009096087A1 WO 2009096087 A1 WO2009096087 A1 WO 2009096087A1 JP 2008071379 W JP2008071379 W JP 2008071379W WO 2009096087 A1 WO2009096087 A1 WO 2009096087A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
group
water
polarizing film
soluble organic
organic compound
Prior art date
Application number
PCT/JP2008/071379
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Toru Umemoto
Toshimasa Nishimori
Yasuko Iwakawa
Tetsuo Inoue
Tadayuki Kameyama
Original Assignee
Nitto Denko Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nitto Denko Corporation filed Critical Nitto Denko Corporation
Publication of WO2009096087A1 publication Critical patent/WO2009096087A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3025—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
    • G02B5/3033—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/32—Non-steroidal liquid crystal compounds containing condensed ring systems, i.e. fused, bridged or spiro ring systems
    • C09K19/322—Compounds containing a naphthalene ring or a completely or partially hydrogenated naphthalene ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/52—Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • C09K19/60—Pleochroic dyes
    • C09K19/601—Azoic
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation

Definitions

  • the present invention relates to an optical laminate, and more particularly to an optical laminate having a polarization function.
  • a polarizing plate In a liquid crystal panel, a polarizing plate is used to control the optical rotation of light passing through the liquid crystal.
  • polarizing plates in which a polymer film such as polyvinyl alcohol is dyed with iodine or a dichroic dye and stretched in one direction are widely used as these polarizing plates.
  • the above-mentioned polarizing plate has a problem that heat resistance and light resistance are not sufficient depending on the type of the dye or polymer film, and the film thickness is relatively thick.
  • a polarizing film is formed by casting a liquid crystalline coating solution containing a dichroic lyotropic liquid crystal compound on a substrate such as a glass plate or a polymer film in a thin film, and orienting the lyotropic liquid crystal compound in one direction.
  • a forming method is known (for example, Patent Document 1).
  • a lyotropic liquid crystal compound forms a supramolecular aggregate exhibiting liquid crystallinity in a solution, and when the liquid crystalline coating solution containing this is cast by applying a shear stress, the major axis direction of the supramolecular aggregate is cast. Oriented in the direction. If the orientation treatment is performed on the substrate surface before casting, the degree of orientation is further increased. Since the polarizing film of the lyotropic liquid crystal compound does not need to be stretched, it is easy to obtain a wide polarizing film, and the future can be expected because the film thickness can be remarkably reduced as compared with the stretched film.
  • the lyotropic liquid crystal compound is aligned by a shearing stress during casting or an alignment regulating force by an alignment treatment on the substrate surface.
  • the conventional polarizing film has a problem in that the dichroic ratio of the polarizing film does not increase because the degree of orientation of the lyotropic liquid crystal compound in one direction is low due to such shear stress and alignment regulating force.
  • JP 2006-323377 A JP 2006-323377 A
  • An object of the present invention is to provide a polarizing film having a large dichroic ratio by increasing the degree of orientation of the lyotropic liquid crystal compound in a polarizing film obtained by aligning the lyotropic liquid crystal compound.
  • the optical layered body of the present invention includes a base material and a polarizing film formed on the surface of the base material.
  • the polarizing film contains an organic dye composed of a lyotropic liquid crystal compound and a water-soluble organic compound.
  • the water-soluble organic compound is unevenly distributed on the opposite side of the substrate within the polarizing film, and when the degree of uneven distribution is high, an unevenly distributed layer whose main component is a water-soluble organic compound is formed.
  • the gist of the present invention is as follows.
  • the optical layered body of the present invention is an optical layered body comprising a base material and a polarizing film formed on the surface of the base material, and the polarizing film comprises an organic dye comprising a lyotropic liquid crystal compound and a water-soluble material.
  • the water-soluble organic compound is unevenly distributed on the opposite side of the substrate in the polarizing film.
  • the water-soluble organic compound in the polarizing film forms an uneven distribution layer containing the water-soluble organic compound as a main component on the opposite side of the substrate of the polarizing film. It is characterized by being.
  • the organic dye when the water-soluble organic compound is mixed with the organic dye and the solvent, the organic dye is temporarily dissolved or uniformly dispersed, and the organic dye is temporally dissolved in the volatilization process of the solvent. It is characterized by having the property of phase separation.
  • the optical layered body of the present invention is characterized in that the water-soluble organic compound has a molecular weight of 400 to 500,000.
  • the water-soluble organic compound is a polyalkylene oxide-modified polysiloxane, polyoxyalkylene octylphenyl ether, polyoxyalkylene sorbitan monolaurate, or a mixture of two or more thereof.
  • the optical layered body of the present invention is characterized in that the organic dye is an azo compound represented by the following general formula (I).
  • R represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an acetyl group, a benzoyl group or a phenyl group (these groups may have a substituent), and X represents a hydrogen atom.
  • the optical layered body of the present invention is characterized in that the organic dye is an azo compound represented by the following general formula (II).
  • R represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an acetyl group, a benzoyl group or a phenyl group (these groups may have a substituent), and X represents a hydrogen atom.
  • a polarizing film having a large dichroic ratio and no alignment failure of the lyotropic liquid crystal compound could be realized.
  • the present inventors have sought the cause of the low dichroic ratio in a conventional polarizing film in which an organic dye composed of a lyotropic liquid crystal compound is aligned.
  • the organic dye was oriented, the organic dye contacted the interface between the polarizing film and the air and the orientation was incomplete.
  • This phenomenon is considered to be because the organic dye is hydrophilic and has a poor affinity with the hydrophobic air interface, and the orientation is disturbed by the influence of the air interface. Therefore, in the present invention, the polarizing film contains a water-soluble organic compound, the water-soluble organic compound is unevenly distributed near the interface with air, and the organic dye is not in contact with the air interface, so that the orientation of the organic dye is It was prevented from being disturbed.
  • an optical laminate having a large dichroic ratio could be obtained.
  • the structure of the optical laminated body 10 of this invention is demonstrated using FIG.
  • the optical layered body 10 of the present invention includes a base material 11 and a polarizing film 12 formed on the surface of the base material.
  • the polarizing film 12 includes an organic dye made of a lyotropic liquid crystal compound and a water-soluble organic compound.
  • the water-soluble organic compound 13 is unevenly distributed on the opposite side of the substrate 11 inside the polarizing film 12.
  • the uneven distribution layer 14 mainly composed of the water-soluble organic compound is formed.
  • the water-soluble organic compound 13 or the unevenly distributed layer 14 prevents the organic dye in the polarizing film 12 from coming into direct contact with the air interface. As a result, it is possible to prevent the incomplete alignment of the organic dye generated at the air interface in the conventional polarizing film, and to obtain a polarizing film having a large dichroic ratio.
  • the thickness of the optical layered body 10 of the present invention is usually 10 ⁇ m to 300 ⁇ m although it depends on the thickness of the substrate 11 used. In FIG. 1, the polarizing film 12 is formed on one side of the substrate 11, but may be formed on both sides.
  • the substrate used in the present invention has a function of preventing the organic dye in the polarizing film from contacting the air interface on the surface of the polarizing film in contact with the substrate in the process of forming the polarizing film.
  • the thing of a single layer may be sufficient and the thing of a multilayer, for example, a laminated body with an alignment film may be sufficient.
  • Specific examples include a glass plate and a polymer film.
  • the alignment film is preferably subjected to an alignment treatment.
  • a base material of a laminated body with an alignment film for example, there is a glass plate coated with a polyimide film.
  • This polyimide film is provided with orientation by a known method, for example, mechanical orientation treatment such as rubbing or photo-alignment treatment.
  • a glass base material the alkali free glass used for a liquid crystal cell is preferable.
  • Polymer film substrates are suitable for applications that require flexibility.
  • the surface of the polymer film may be aligned by rubbing or the like, or an alignment film may be laminated on the surface of the polymer film.
  • the material of the polymer film is not particularly limited as long as it is a film-forming polymer, but a styrene polymer, a (meth) acrylic acid polymer, an ester polymer, an olefin polymer, a norbornene polymer, an imide polymer, a cellulose polymer There are polymers, vinyl alcohol polymers, carbonate polymers, and the like.
  • the polarizing film used in the present invention is formed on the surface of a substrate and contains an organic dye composed of a lyotropic liquid crystal compound and a water-soluble organic compound.
  • the water-soluble organic compound is unevenly distributed on the opposite side of the substrate inside the polarizing film, and when the degree of uneven distribution is high, an unevenly distributed layer mainly composed of the water-soluble organic compound is formed.
  • the polarizing film exhibits absorption dichroism in the visible light region (wavelength 380 nm to 780 nm). This absorption dichroism is obtained by aligning an organic dye composed of a lyotropic liquid crystal compound in one direction in a polarizing film.
  • the thickness of the polarizing film used in the present invention is preferably 0.1 ⁇ m to 1 ⁇ m, more preferably 0.1 ⁇ m to 0.8 ⁇ m.
  • a polarizing film having an appropriate transmittance (for example, 30% to 50%) can be obtained within the above thickness range.
  • the dichroic ratio of the polarizing film is preferably 25 or more.
  • the polarizing film used in the present invention is not particularly limited as long as it contains an organic dye composed of a lyotropic liquid crystal compound and a water-soluble organic compound, and may contain any other additive.
  • the additive include a surfactant, an antioxidant, and an antistatic agent.
  • the amount of the additive is usually less than 10% by weight of the total weight of the polarizing film.
  • the organic dye used in the present invention comprises a lyotropic liquid crystal compound.
  • a lyotropic liquid crystal compound is a liquid crystal compound having a property of causing a phase transition between an isotropic phase and a liquid crystal phase when temperature and concentration are changed in a solution state dissolved in a solvent.
  • the liquid crystal phase is not particularly limited, but is preferably a nematic liquid crystal phase or a hexagonal liquid crystal phase. The liquid crystal phase is confirmed and identified by an optical pattern observed with a polarizing microscope.
  • the organic dye used in the present invention is preferably one that exhibits absorption at any wavelength in the visible light region (wavelength 380 nm to 780 nm).
  • the organic dye used in the present invention is preferably an azo compound, an anthraquinone compound, a perylene compound, a quinophthalone compound, a naphthoquin compound, or a merocyanine compound.
  • the organic dye used in the present invention is preferably an azo compound represented by the following general formula (I).
  • Such an azo compound exhibits a stable liquid crystal phase in a solution, and a polarizing film having a large dichroic ratio can be obtained in a wide range in the visible light region (wavelength 380 nm to 780 nm).
  • R represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an acetyl group, a benzoyl group, or a phenyl group (these groups may have a substituent).
  • X represents a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group, an amino group, a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a sulfonate group or a sulfonate group.
  • k represents an integer of 0 to 4
  • l represents an integer of 0 to 4 (where k + 1 ⁇ 4)
  • m represents an integer of 0 to 2
  • o represents an integer of 0 to 2.
  • M represents a counter ion.
  • the counter ion M is preferably a hydrogen atom, an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, a metal ion, or a substituted or unsubstituted ammonium ion.
  • the metal ions include Li + , Ni 2+ , Fe 3+ , Cu 2+ , Ag + , Zn 2+ , Al 3+ , Pd 2+ , Cd 2+ , Sn 2+ , Co 2+ , Mn 2+ , and Ce 3+ .
  • the counter ion M is a multivalent ion, a plurality of azo compounds share one multivalent ion (counter ion).
  • the organic dye used in the present invention is more preferably an azo compound represented by the following general formula (II).
  • R, X and M are the same as in formula (I).
  • a polarizing film having a particularly large dichroic ratio can be obtained.
  • the water-soluble organic compound used in the present invention is unevenly distributed on the opposite side of the substrate inside the polarizing film, and when the degree of uneven distribution is high, an unevenly distributed layer mainly composed of the water-soluble organic compound is formed.
  • the water-soluble organic compound is unevenly distributed on the opposite side of the substrate inside the polarizing film means that the concentration distribution of the water-soluble organic compound inside the polarizing film is low on the substrate side and high on the opposite side of the substrate. means.
  • the concentration distribution of the water-soluble organic compound in the polarizing film may be continuously increased from the substrate side to the opposite side of the substrate, or the phase is separated in the polarizing film and the water-soluble organic compound is the main component.
  • the uneven distribution layer may be formed.
  • the water-soluble organic compound prevents most of the organic dye from coming into contact with the air interface on the side opposite to the substrate, and the orientation of the organic dye is disturbed by the air interface. Can be prevented.
  • the degree of orientation of the organic dye can be increased, and the dichroic ratio of the polarizing film can be increased.
  • the polarizing film has an unevenly distributed layer mainly composed of a water-soluble organic compound on the opposite side of the substrate.
  • the uneven distribution layer preferably contains 95% or more of a water-soluble organic compound, but a desired effect can be obtained even if it contains a small amount of an organic dye.
  • the thickness of the uneven distribution layer is preferably 1% to 10%, more preferably 1% to 5% of the total thickness of the polarizing film.
  • the thickness of the uneven distribution layer is preferably 1 nm to 40 nm, more preferably 1 nm to 20 nm. If the uneven distribution layer is too thick, the dichroic ratio of the polarizing film may be reduced, and if it is too thin, the effect of increasing the dichroic ratio may not be obtained.
  • the water-soluble organic compound there are no particular restrictions on the water-soluble organic compound, but those which dissolve or uniformly disperse temporarily when mixed with an organic dye (lyotropic liquid crystal compound) and a solvent and phase-separate with the organic dye over time during the volatilization process of the solvent are preferred.
  • the molecular weight of the water-soluble organic compound is preferably 400 to 500,000, more preferably 400 to 10,000. A water-soluble organic compound having such a molecular weight tends to exhibit the above phase separation when mixed with an organic dye.
  • the water-soluble organic compound is preferably polyalkylene oxide-modified polysiloxane, polyoxyalkylene octyl phenyl ether, polyoxyalkylene sorbitan monolaurate or a mixture of two or more thereof. Such a water-soluble organic compound is particularly suitable for obtaining a polarizing film having a large dichroic ratio.
  • polydimethylsiloxane-alkylene oxide copolymer As the polyalkylene oxide-modified polysiloxane, a polydimethylsiloxane-alkylene oxide copolymer is preferably used.
  • An example of the polydimethylsiloxane-alkylene oxide copolymer is polydimethylsiloxane-Co- [3 ⁇ 2- (2-hydroxyethoxy) ethoxy ⁇ propyl] methylsilane.
  • JP-A 61-282478. Are used.
  • polyoxyalkylene octyl phenyl ether examples include polyoxyethylene octyl phenyl ether and polyoxypropylene octyl phenyl ether.
  • polyoxyalkylene sorbitan monolaurate examples include polyoxymethylene sorbitan monolaurate.
  • the optical layered body of the present invention typically includes a base material so that a coating liquid containing an organic dye composed of a lyotropic liquid crystal compound, a water-soluble organic compound, and a solvent has a thickness after drying of 0.1 ⁇ m to 1 ⁇ m. It can be obtained by casting, coating and drying.
  • the state where the water-soluble organic compound is unevenly distributed can be appropriately formed by adjusting the type, molecular weight, and mixing amount of the water-soluble organic compound.
  • the mixing amount of the water-soluble organic compound is preferably 0.1 to 5 parts by weight, more preferably 0.1 to 2 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the organic dye.
  • the water-soluble organic compound can be unevenly distributed by appropriately adjusting the mixing amount.
  • the solvent used in the present invention is not particularly limited as long as it dissolves the organic dye and the water-soluble organic compound, and examples thereof include water, alcohols, cellosolves, and mixed solvents thereof.
  • a water-soluble compound such as glycerin or ethylene glycol may be added to the solvent. These additives are used to adjust the solubility of the organic dye and the drying speed of the coating solution.
  • the concentration of the organic dye is preferably 0.5% by weight to 50% by weight.
  • the lyotropic liquid crystal compound forms a supramolecular aggregate exhibiting liquid crystallinity in the coating liquid, and when the coating liquid is flowed by applying a shear stress, the major axis direction of the supramolecular aggregate is aligned in the flow direction.
  • an alignment treatment such as rubbing or photo-alignment, alignment by a magnetic field or an electric field, and the like may be combined.
  • the coating liquid application method is not particularly limited as long as the coating liquid can be cast uniformly, and suitable coaters such as a slide coater, a slot die coater, a bar coater, a rod coater, a roll coater, a curtain coater, a spray coater, etc. Used.
  • suitable coaters such as a slide coater, a slot die coater, a bar coater, a rod coater, a roll coater, a curtain coater, a spray coater, etc.
  • suitable coaters such as a slide coater, a slot die coater, a bar coater, a rod coater, a roll coater, a curtain coater, a spray coater, etc.
  • suitable coaters such as a slide coater, a slot die coater, a bar coater, a rod coater, a roll coater, a curtain coater, a spray coater, etc.
  • limiting in particular in a drying method Natural drying, reduced pressure drying, heat
  • Polarizing elements are various liquid crystal panels, for example, OA equipment such as computers and copiers, portable equipment such as mobile phones, watches, digital cameras, personal digital assistants, portable game machines, household equipment such as video cameras, televisions, and microwave ovens. It is used in LCD panels for car equipment such as car navigation and car audio, display equipment such as store monitors, security equipment such as monitoring monitors, medical equipment such as nursing monitors and medical monitors.
  • Example 1 4-azoaniline and 8-amino-2-naphthalenesulfonic acid are treated according to conventional methods (Toyo Hosoda, “Theoretical Manufacturing, Dye Chemistry, 5th Edition”, issued July 15, 1968, Technique Hall, pages 135-152). And a coupling reaction to obtain a monoazo compound. Similarly, this monoazo compound is diazotized by a conventional method and further subjected to a coupling reaction with 7-amino-1-naphthol-3,6-disulfonic acid lithium salt to obtain a crude product containing an azo compound of the following structural formula (III). Obtained. The crude product was salted out with lithium chloride to obtain an azo compound having the following structural formula (III). This azo compound is a lyotropic liquid crystal compound.
  • FIG. 3 shows the distribution of Li + derived from an organic dye and C 2 H 5 O + derived from a water-soluble organic compound on the oblique cut surface of the optical laminate. This is the distribution of secondary ions obtained by SIMS analysis.
  • the horizontal axis represents the distance ( ⁇ m) along the oblique cut surface, and the vertical axis represents the concentration of secondary ions (logarithmic scale).
  • Li + derived from the organic dye is distributed at a substantially constant concentration on the cross section of the polarizing film, and distributed at a substantially constant concentration lower than that on the surface of the polarizing film.
  • C 2 H 5 O + derived from a water-soluble organic compound is distributed at a substantially constant high concentration on the surface, rapidly decreases from the surface to the polarizing film cross section, and is distributed at a small but almost constant concentration on the polarizing film cross section. . It is not distributed in the cross section of the substrate. Since C 2 H 5 O + derived from the water-soluble organic compound is rapidly decreased from the surface to the cross section of the polarizing film, it is considered that the water-soluble organic compound forms an unevenly distributed layer on the surface.
  • Example 2 instead of polydimethylsiloxane-Co- [3 ⁇ 2- (2-hydroxyethoxy) ethoxy ⁇ propyl] methylsilane, polyoxyethylene octylphenyl ether having a molecular weight of 646 (trade name “Triton X-100” manufactured by Aldrich) was used. A coating solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that an optical laminate was produced. As shown in Table 1, the obtained optical layered product had an unevenly distributed layer on the surface (the surface opposite to the substrate), had no orientation failure, and had a dichroic ratio of 28. It was.
  • Example 3 instead of polydimethylsiloxane-Co- [3 ⁇ 2- (2-hydroxyethoxy) ethoxy ⁇ propyl] methylsilane, polyoxyethylene sorbitan monolaurate with a molecular weight of 1,228 (trade name “Tween20” manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) is used. A coating solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that the optical laminate was produced. As shown in Table 1, the obtained optical layered product had an unevenly distributed layer on the surface (the surface opposite to the substrate), had no orientation failure, and had a dichroic ratio of 36. It was.
  • Example 1 Example except that 1.0 part by weight of dodecylbenzenesulfonic acid (manufactured by SIGMA Aldrich) having a molecular weight of 326 was used instead of polydimethylsiloxane-Co- [3 ⁇ 2- (2-hydroxyethoxy) ethoxy ⁇ propyl] methylsilane A coating solution was prepared in the same manner as in Example 1 to prepare an optical laminate. As shown in Table 1, the obtained optical laminate had a water-soluble organic compound uniformly distributed in the polarizing film, an orientation defect, and a dichroic ratio of 23.
  • Example 3 A coating solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that a water-soluble organic compound such as polydimethylsiloxane-Co- [3 ⁇ 2- (2-hydroxyethoxy) ethoxy ⁇ propyl] methylsilane was not mixed. Was made. As shown in Table 1, the obtained optical laminate had an orientation failure and the dichroic ratio was 20.
  • the water-soluble organic compound prevents most of the organic dye from coming into contact with the air interface on the surface opposite to the substrate, and the orientation of the organic dye is disturbed by the air interface. Can be prevented. As a result, it is considered that disorder of the orientation of the organic dye was prevented and the dichroic ratio of the polarizing film could be increased. Since the water-soluble organic compounds of Comparative Examples 1 and 2 did not have the property of phase separation from the organic dye over time during the volatilization process of the solvent and uneven distribution on the surface opposite to the substrate, such an effect could not be obtained. .
  • the water-soluble organic compounds of Examples 1 to 3 have molecular weights of 3,000, 646, and 1,228, respectively, and the water-soluble organic compounds of Comparative Examples 1 and 2 have molecular weights of 326 and 266, respectively. It is considered that the property that the compound phase-separates with the organic dye over time during the volatilization process of the solvent and is unevenly distributed on the surface opposite to the substrate is affected by the molecular weight of the water-soluble organic compound. This property is also affected by the type of water-soluble organic compound and the amount of the water-soluble organic compound and organic dye mixed.
  • Dichroic ratio log (1 / k 2 ) / log (1 / k 1 ) Where k 1 is the transmittance of the maximum transmittance direction of linearly polarized light, k 2 represents a transmittance of a linearly polarized light in a direction perpendicular to the maximum transmittance direction.
  • FIG. 2A is a view of the produced optical laminate 10 as viewed from the vertical direction of the inclined surface.
  • FIG. 2 (b) is a view of the inclined surface of FIG. 2 (a) as viewed from the vertical direction of the inclined surface.
  • the enlarged cross section is used with TOF-SIMS (product name “TOF-SIMS5” manufactured by ION-TOF).
  • the distribution of the water-soluble organic compound 13 was examined.
  • the measurement conditions were a primary ion acceleration voltage of 25 kV and a measurement range of 250 ⁇ m ⁇ 250 ⁇ m.
  • the schematic diagram which shows the structure of the optical laminated body of this invention The schematic diagram which shows the investigation method of distribution of the water-soluble organic compound in the optical laminated body of this invention.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

　【課題】　通常、リオトロピック液晶化合物は流延時の剪断応力や基材表面の配向処理による配向規制力によって配向する。しかし従来の偏光膜においては、このような剪断応力や配向規制力によってリオトロピック液晶化合物が一方向に配向する度合いが低かったため、偏光膜の二色比が大きくならないことが問題であった。 　【解決手段】　本発明の光学積層体１０においては偏光膜１２内に水溶性有機化合物１３、１４を含有させておき、水溶性有機化合物１３、１４を空気との界面近傍に偏在させ、有機色素が空気界面と接触しないようにして、有機色素の配向が乱れるのを防いだ。その結果二色比の大きい光学積層体１０を得ることができた。 　

Description

光学積層体
　本発明は光学積層体、特に偏光機能を有する光学積層体に関する。
　液晶パネルでは液晶を通過する光線の旋光性を制御するため偏光板が用いられる。従来これらの偏光板として、ポリビニルアルコール等のポリマー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ポリマー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、また膜厚が比較的厚いという問題がある。
　これに対してガラス板やポリマーフィルムなどの基材上に二色性を有する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薄膜状に流延し、リオトロピック液晶化合物を一方向に配向させて偏光膜を形成する方法が知られている（例えば特許文献１）。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おり、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。流延前の基材表面に配向処理をおこなっておくと更に配向の度合いが高くなる。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ため広幅の偏光膜を得やすく、また延伸フィルムに比べ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。
　通常、リオトロピック液晶化合物は流延時の剪断応力や基材表面の配向処理による配向規制力によって配向する。しかし従来の偏光膜においては、このような剪断応力や配向規制力によってリオトロピック液晶化合物が一方向に配向する度合いが低かったため、偏光膜の二色比が大きくならないことが問題であった。この問題を解決するため、リオトロピック液晶化合物の配向の度合いが大きく、二色比が大きい偏光膜が求められていた。
特開２００６－３２３３７７号公報
　本発明の目的はリオトロピック液晶化合物を配向して得られる偏光膜において、リオトロピック液晶化合物の配向の度合いを高くし、二色比の大きい偏光膜を提供することである。
　本発明の光学積層体は基材と、基材の表面に形成された偏光膜とを備える。偏光膜はリオトロピック液晶化合物からなる有機色素と水溶性有機化合物とを含む。水溶性有機化合物は偏光膜の内部で基材の反対側に偏在し、偏在の程度が高い場合は主成分が水溶性有機化合物からなる偏在層を形成する。
　本発明の要旨は次の通りである。
（１）本発明の光学積層体は、基材と前記基材の表面に形成された偏光膜とを備えた光学積層体であって、前記偏光膜はリオトロピック液晶化合物からなる有機色素と水溶性有機化合物とを含み、前記偏光膜内において前記水溶性有機化合物が前記基材の反対側に偏在していることを特徴とする。
（２）本発明の光学積層体は、前記偏光膜内の前記水溶性有機化合物が、前記偏光膜の前記基材の反対側に前記水溶性有機化合物を主成分とする偏在層を形成していることを特徴とする。
（３）本発明の光学積層体は、前記水溶性有機化合物が、前記有機色素と溶媒に混合されたとき、一時的に溶解または均一分散し、前記溶媒の揮発過程で経時的に前記有機色素と相分離する性質を有することを特徴とする。
（４）本発明の光学積層体は、前記水溶性有機化合物の分子量が４００～５００，０００であることを特徴とする。
（５）本発明の光学積層体は、前記水溶性有機化合物が、ポリアルキレンオキサイド変性ポリシロキサン、ポリオキシアルキレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンソルビタンモノラウラートまたはそれらの２種以上の混合物であることを特徴とする。
（６）本発明の光学積層体は、前記有機色素が下記一般式（I）で表わされるアゾ化合物であることを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 式（I）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フェニル基（これらの基は置換基を有していてもよい）を表わし、Ｘは水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、ヒドロキシル基、炭素数１～４のアルコキシ基、スルホン酸基またはスルホン酸塩基を表わし、ｋは０～４の整数、ｌは０～４の整数（ただしｋ＋ｌ≦４）、ｍは０～２の整数、ｏは０～２の整数を表わし（ただしｋ、ｌ、ｍ、ｏの少なくとも一つは０でない）、Ｍは対イオンを表わす。
（７）本発明の光学積層体は、前記有機色素が下記一般式（II）で表わされるアゾ化合物であることを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 式（II）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フェニル基（これらの基は置換基を有していてもよい）を表わし、Ｘは水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、ヒドロキシル基、炭素数１～４のアルコキシ基、スルホン酸基またはスルホン酸塩基を表わし、Ｍは対イオンを表わす。
　本発明により、リオトロピック液晶化合物を配向して得られる偏光膜において、リオトロピック液晶化合物の配向不良がなく、二色比が大きい偏光膜を実現することができた。
　本発明者らは、リオトロピック液晶化合物からなる有機色素を配向させた従来の偏光膜において二色比が小さい原因を追求した。その結果、有機色素が配向するさいに、有機色素が偏光膜と空気の界面に接触して配向が不完全になることが原因であることを突き止めた。この現象は有機色素が親水性であるため疎水性である空気界面との親和性が悪く、空気界面から影響を受けて配向が乱れるためであると考えられる。そこで本発明においては偏光膜内に水溶性有機化合物を含有させておき、水溶性有機化合物を空気との界面近傍に偏在させ、有機色素が空気界面と接触しないようにして、有機色素の配向が乱れるのを防いだ。その結果二色比の大きい光学積層体を得ることができた。
　［光学積層体］
　図１を用いて本発明の光学積層体１０の構成を説明する。本発明の光学積層体１０は基材１１と、基材の表面に形成された偏光膜１２とを備える。偏光膜１２はリオトロピック液晶化合物からなる有機色素と水溶性有機化合物とを含む。図１（ａ）のように、水溶性有機化合物１３は偏光膜１２の内部で基材１１の反対側に偏在する。さらに水溶性有機化合物の偏在の程度が高い場合は図１（ｂ）のように、水溶性有機化合物を主成分とする偏在層１４を形成する。本発明の光学積層体１０の偏光膜１２においては、偏光膜１２内の有機色素が空気界面と直接触れることが水溶性有機化合物１３ないしは偏在層１４により防止される。この結果、従来の偏光膜において空気界面で発生していた有機色素の配向の不完全性を防ぐことができ、二色比の大きい偏光膜を得ることができる。本発明の光学積層体１０の厚みは、用いる基材１１の厚みにもよるが、通常１０μｍ～３００μｍである。なお図１では基材１１の片側に偏光膜１２が形成されているが両側に形成されていてもよい。
　［基材］
　本発明に用いられる基材は偏光膜を形成する過程において、偏光膜の基材と接している側の面で偏光膜内の有機色素が空気界面と接触するのを防ぐ機能を有する。用いられる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、例えば配向膜との積層体でもよい。具体的にはガラス板やポリマーフィルムが挙げられる。基材が配向膜との積層体の場合、配向膜は配向処理の施されたものが好ましい。配向膜との積層体の基材としては、例えばガラス板にポリイミド膜がコーティングされたものがある。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。ガラス基材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。可撓性の必要な用途にはポリマーフィルム基材が好適である。ポリマー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、ポリマーフィルムの表面に配向膜が積層されていてもよい。ポリマーフィルムの素材としてはフィルム形成性を有するポリマーであれば特に限定されないが、スチレン系ポリマー、（メタ）アクリル酸系ポリマー、エステル系ポリマー、オレフィン系ポリマー、ノルボルネン系ポリマー、イミド系ポリマー、セルロース系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、カーボネート系ポリマーなどがある。
　［偏光膜］
　本発明に用いられる偏光膜は基材の表面に形成されたものであり、リオトロピック液晶化合物からなる有機色素と水溶性有機化合物とを含む。水溶性有機化合物は偏光膜の内部で基材の反対側に偏在し、偏在の程度が高い場合は水溶性有機化合物を主成分とする偏在層を形成する。偏光膜は可視光領域（波長３８０ｎｍ～７８０ｎｍ）で吸収二色性を示す。この吸収二色性は偏光膜中でリオトロピック液晶化合物からなる有機色素が一方向に配向することによって得られる。
　本発明に用いられる偏光膜の厚みは、好ましくは０．１μｍ～１μｍ、より好ましくは０．１μｍ～０．８μｍである。上記の厚みの範囲内で適切な透過率（例えば３０％～５０％）の偏光膜が得られる。偏光膜の二色比は２５以上が好ましい。
　本発明に用いられる偏光膜はリオトロピック液晶化合物からなる有機色素と水溶性有機化合物を含むものであれば特に制限はなく、他に任意の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、帯電防止剤などが挙げられる。添加剤の量は通常、偏光膜の総重量の１０重量％未満である。
　［有機色素］
　本発明に用いられる有機色素はリオトロピック液晶化合物からなる。リオトロピック液晶化合物は溶媒に溶解させた溶液状態で温度や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をもつ液晶化合物である。液晶相に特に制限はないが、好ましくはネマチック液晶相またはヘキサゴナル液晶相である。液晶相は偏光顕微鏡で観察される光学模様により確認、識別される。
　本発明に用いられる有機色素は、好ましくは可視光領域（波長３８０ｎｍ～７８０ｎｍ）のいずれかの波長で吸収を示すものが用いられる。本発明に用いられる有機色素は、好ましくはアゾ化合物、アントラキノン化合物、ペリレン化合物、キノフタロン化合物、ナフトキン化合物、メロシアニン化合物である。
　本発明に用いられる有機色素は、好ましくは下記一般式（I）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溶液中で安定な液晶相を示し、可視光領域（波長３８０ｎｍ～７８０ｎｍ）内の広い範囲で二色比の大きい偏光膜を得ることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
　式（I）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フェニル基（これらの基は置換基を有していてもよい）を表わす。Ｘは水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、ヒドロキシル基、炭素数１～４のアルコキシ基、スルホン酸基またはスルホン酸塩基を表わす。ｋは０～４の整数、ｌは０～４の整数（ただしｋ＋ｌ≦４）、ｍは０～２の整数、ｏは０～２の整数を表わす。ただしｋ、ｌ、ｍ、ｏの少なくとも一つは０でない。Ｍは対イオンを表わす。対イオンＭは、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、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。
　本発明に用いられる有機色素は、さらに好ましくは下記一般式（II）で表わされるアゾ化合物である。式（II）中、Ｒ、Ｘ、Ｍは式（I）と同様である。式（II）で表わされるアゾ化合物によれば、特に二色比の大きい偏光膜を得ることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
　［水溶性有機化合物］
　本発明に用いられる水溶性有機化合物は偏光膜の内部で基材の反対側に偏在し、偏在の程度が高い場合は水溶性有機化合物を主成分とする偏在層を形成する。「水溶性有機化合物が偏光膜の内部で基材の反対側に偏在する」とは、偏光膜内部の水溶性有機化合物の濃度分布が基材側で低く、基材の反対側で高いことを意味する。偏光膜中の水溶性有機化合物の濃度分布は基材側から基材の反対側にかけて連続的に濃度が高くなっていてもよいし、偏光膜中で相分離して水溶性有機化合物を主成分とする偏在層を形成していてもよい。
　このようにすれば偏光膜を形成する過程において、基材と反対側で有機色素の多くが空気界面と接触するのを水溶性有機化合物により防ぐことができ、空気界面により有機色素の配向が乱されるのを防ぐことができる。その結果、有機色素の配向の度合いを高くでき偏光膜の二色比を大きくすることができる。
　偏光膜には、基材の反対側に水溶性有機化合物を主成分とする偏在層が形成されていることがより好ましい。偏在層は水溶性有機化合物を９５％以上含むことが好ましいが、有機色素を少量含んでいても所望の効果を得ることはできる。偏在層の厚みは、好ましくは偏光膜の総厚みの１％～１０％、より好ましくは１％～５％である。偏在層の厚みは、好ましくは１ｎｍ～４０ｎｍ、より好ましくは１ｎｍ～２０ｎｍである。偏在層が厚すぎると偏光膜の二色比が小さくなるおそれがあり、薄すぎると二色比を大きくする効果が得られないおそれがある。
　水溶性有機化合物に特に制限はないが、有機色素（リオトロピック液晶化合物）と溶媒に混合したとき一時的に溶解または均一分散し、溶媒の揮発過程で経時的に有機色素と相分離するものが好ましく用いられる。水溶性有機化合物の分子量は、好ましくは４００～５００，０００、より好ましくは４００～１０，０００である。このような分子量の水溶性有機化合物は有機色素と混合したさいに上記の相分離を示しやすい。水溶性有機化合物は、好ましくはポリアルキレンオキサイド変性ポリシロキサン、ポリオキシアルキレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンソルビタンモノラウラートまたはそれらの２種以上の混合物である。このような水溶性有機化合物は、特に二色比の大きい偏光膜を得るのに適している。
　上記のポリアルキレンオキサイド変性ポリシロキサンとしては、ポリジメチルシロキサン－アルキレンオキサイド共重合体が好ましく用いられる。ポリジメチルシロキサン－アルキレンオキサイド共重合体としては、例えばポリジメチルシロキサン－Ｃｏ－［３｛２－（２－ヒドロキシエトキシ）エトキシ｝プロピル］メチルシランがあり、この他にも特開昭６１－２８２４７８号公報に記載のものが用いられる。
　上記のポリオキシアルキレンオクチルフェニルエーテルとしては、例えばポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシプロピレンオクチルフェニルエーテルなどがある。
　上記のポリオキシアルキレンソルビタンモノラウラートとしては、例えばポリオキシメチレンソルビタンモノラウラートなどがある。
　［製法］
　本発明の光学積層体は、代表的にはリオトロピック液晶化合物からなる有機色素と水溶性有機化合物と溶媒とを含むコーティング液を、乾燥後の厚みが０．１μｍ～１μｍとなるように、基材に流延、塗布し、乾燥させて得ることができる。
　水溶性有機化合物が偏在する状態は水溶性有機化合物の種類、分子量、混合量を調整することにより適宜形成することができる。水溶性有機化合物の混合量は有機色素１００重量部に対して、好ましくは０．１重量部～５重量部であり、さらに好ましくは０．１重量部～２重量部である。混合量を適宜調整することにより水溶性有機化合物を偏在させることができる。
　本発明に用いられる溶媒としては上記の有機色素と水溶性有機化合物を溶解するものであれば特に制限はないが、例えば水、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。これらの添加物は有機色素の易溶性やコーティング液の乾燥速度を調整するために用いられる。
　本発明に用いられるコーティング液において有機色素（リオトロピック液晶化合物）の濃度は、好ましくは０．５重量％～５０重量％である。リオトロピック液晶化合物はコーティング液中で液晶性を示す超分子会合体を形成しており、コーティング液に剪断応力を加えて流動させると、超分子会合体の長軸方向が流動方向に配向する。リオトロピック液晶化合物を配向させるため、剪断応力以外に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。
　コーティング液の塗布方法は、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。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。
　［光学積層体の用途］
　本発明の光学積層体は偏光素子として好適に用いられる。偏光素子は各種の液晶パネル、例えばコンピュータ、コピー機などのＯＡ機器、携帯電話、時計、デジタルカメラ、携帯情報端末、携帯ゲーム機などの携帯機器、ビデオカメラ、テレビ、電子レンジなどの家庭用機器、カーナビゲーション、カーオーディオなどの車載用機器、店舗用モニターなどの展示機器、監視用モニターなどの警備機器、介護用モニター、医療用モニターなどの医療機器などの液晶パネルに使われる。
　［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とを常法（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ページ～１５２ページ）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７－アミノ－１－ナフトール－３，６－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（III）のアゾ化合物を含む粗生成物を得た。この粗生成物を塩化リチウムで塩析することにより下記の構造式（III）のアゾ化合物を得た。このアゾ化合物はリオトロピック液晶化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
　上記の構造式（III）のアゾ化合物１００重量部と、分子量が３，０００のポリジメチルシロキサン－Ｃｏ－［３｛２－（２－ヒドロキシエトキシ）エトキシ｝プロピル］メチルシラン（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）０．５重量部をイオン交換水に溶解し、アゾ化合物の濃度が２０重量％のコーティング液を調製した。このコーティング液は室温（２３℃）において、アゾ化合物の濃度が１７重量％～３０重量％の範囲でネマチック液晶相を示した。
　上記の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　商品名「ゼオノア」）の表面にバーコータ（ＢＵＳＣＨＭＡＮ社製　商品名「Ｍａｙｅｒｒｏｔ　ＨＳ４」）を用いて剪断応力をかけながら一方向に流延、塗布し、２３℃の恒温室内で自然乾燥させて、厚み０．４μｍの偏光膜を有する光学積層体を作製した。得られた光学積層体は表１に示すように、水溶性有機化合物は表面（基材と反対側の面）に偏在層を形成しており、配向不良は無く、二色比は３３であった。なお基材のノルボルネン系ポリマーフィルムは光学的に等方性であるため、光学積層体の光学特性は偏光膜の光学特性とほぼ等しい。図３に光学積層体の斜め切削面における、有機色素由来のＬｉ＋と水溶性有機化合物由来のＣ２Ｈ５Ｏ＋の分布を示す。これはＳＩＭＳ分析により得られた二次イオンの分布である。横軸は斜め切断面に沿った距離（μｍ）、縦軸は二次イオンの濃度（対数目盛り）である。有機色素由来のＬｉ＋は偏光膜断面にほぼ一定の濃度で分布し、偏光膜表面にはそれより低いほぼ一定の濃度で分布する。基材断面には分布していない。水溶性有機化合物由来のＣ２Ｈ５Ｏ＋は表面にほぼ一定の高い濃度で分布し、表面から偏光膜断面にかけて急激に減少し、偏光膜断面では僅かであるがほぼ一定の濃度で分布する。基材断面には分布していない。水溶性有機化合物由来のＣ２Ｈ５Ｏ＋が表面から偏光膜断面にかけて急激に減少していることから、水溶性有機化合物は表面に偏在層を形成していると考えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　［実施例２］
　ポリジメチルシロキサン－Ｃｏ－［３｛２－（２－ヒドロキシエトキシ）エトキシ｝プロピル］メチルシランの代わりに分子量６４６のポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル（Ａｌｄｒｉｃｈ社製　商品名「Ｔｒｉｔｏｎ　Ｘ－１００」）を用いた以外は実施例１と同様にしてコーティング液を調製し光学積層体を作製した。得られた光学積層体は表１に示すように、水溶性有機化合物は表面（基材と反対側の面）に偏在層を形成しており、配向不良は無く、二色比は２８であった。
　［実施例３］
　ポリジメチルシロキサン－Ｃｏ－［３｛２－（２－ヒドロキシエトキシ）エトキシ｝プロピル］メチルシランの代わりに分子量１，２２８のポリオキシエチレンソルビタンモノラウラート（東京化成社製　商品名「Ｔｗｅｅｎ２０」）を用いた以外は実施例１と同様にしてコーティング液を調製し光学積層体を作製した。得られた光学積層体は表１に示すように、水溶性有機化合物は表面（基材と反対側の面）に偏在層を形成しており、配向不良は無く、二色比は３６であった。
　［比較例１］
　ポリジメチルシロキサン－Ｃｏ－［３｛２－（２－ヒドロキシエトキシ）エトキシ｝プロピル］メチルシランの代わりに分子量３２６のドデシルベンゼンスルホン酸（ＳＩＧＭＡ　Ａｌｄｒｉｃｈ社製）を１．０重量部用いた以外は実施例１と同様にしてコーティング液を調製し光学積層体を作製した。得られた光学積層体は表１に示すように、水溶性有機化合物は偏光膜内に均一に分布しており、配向不良が有り、二色比は２３であった。
　［比較例２］
　ポリジメチルシロキサン－Ｃｏ－［３｛２－（２－ヒドロキシエトキシ）エトキシ｝プロピル］メチルシランの代わりに分子量２６６のチタンラクテートアンモニウム塩（マツモトファインケミカル社製　商品名「ＴＣ－３００」）を０．１重量部用いた以外は実施例１と同様にしてコーティング液を調製し光学積層体を作製した。得られた光学積層体は表１に示すように、水溶性有機化合物は偏光膜内に均一に分布しており、配向不良が有り、二色比は２２であった。
　［比較例３］
　ポリジメチルシロキサン－Ｃｏ－［３｛２－（２－ヒドロキシエトキシ）エトキシ｝プロピル］メチルシランなどの水溶性有機化合物を混合しなかった以外は実施例１と同様にしてコーティング液を調製し光学積層体を作製した。得られた光学積層体は表１に示すように、配向不良が有り、二色比は２０であった。
　［評価］
　偏光膜中の水溶性有機化合物が偏光膜の基材と反対側の表面に偏在層を形成した実施例１～３の光学積層体は、水溶性有機化合物が偏光膜中で均一に分布する比較例１、２の光学積層体、ならびに水溶性有機化合物を偏光膜中に含まない比較例３の光学積層体に比べ、配向不良が発生せず、二色比が大きい。実施例１～３の水溶性有機化合物は有機色素と溶媒とに混合したとき一時的に溶解または均一分散し、溶媒の揮発過程で経時的に有機色素と相分離して基材と反対側の表面に偏在する性質がある。それにより偏光膜を形成する過程において、基材と反対側の表面で有機色素の多くが空気界面と接触するのを水溶性有機化合物により防ぐことができ、空気界面により有機色素の配向が乱されるのを防ぐことができる。その結果、有機色素の配向の乱れを防ぎ、偏光膜の二色比を大きくすることができたものと考えられる。比較例１、２の水溶性有機化合物は溶媒の揮発過程で経時的に有機色素と相分離して基材と反対側の表面に偏在する性質がないため、このような効果が得られなかった。
　実施例１～３の水溶性有機化合物の分子量がそれぞれ３，０００、６４６、１，２２８であり、比較例１、２の水溶性有機化合物の分子量がそれぞれ３２６、２６６であるから、水溶性有機化合物が溶媒の揮発過程で経時的に有機色素と相分離して基材と反対側の表面に偏在する性質は、水溶性有機化合物の分子量に影響されると考えられる。またこの性質は水溶性有機化合物の種類、水溶性有機化合物と有機色素の混合量にも影響される。
　［測定方法］
　［配向不良の観察］
　作製した偏光膜を１００倍対物レンズを備えた偏光顕微鏡（オリンパス社製　商品名「ＯＰＴＩＰＨＯＴ－ＰＯＬ」）を用いて観察し、配向不良の有無を判定した。
　［厚みの測定］
　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　製品名「Ｍｉｃｒｏｍａｐ　ＭＭ５２００」）を用いて段差を測定し、厚みを求めた。
　［二色比の測定］
　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　製品名「Ｕ－４１００」）を用いて、波長３８０ｎｍ～７８０ｎｍの直線偏光の測定光を入射させ、各波長ごとに視感度補正係数をかけて積分することにより、上記の波長領域の平均のｋ１およびｋ２を求め、次式により算出した。
式：二色比＝ｌｏｇ（１／ｋ２）／ｌｏｇ（１／ｋ１）
ここでｋ１は最大透過率方向の直線偏光の透過率を、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わす。
　［水溶性有機化合物の分布調査］
　図２（ａ）に示すように、作製した光学積層体１０をＭＥＫＯＮＧ社製精密切断機を用いて、主面に対して斜めに切削し、図２（ｂ）に示す、基材１１、偏光膜１２、水溶性有機化合物１３の偏在部の一方向の拡大断面を得た。（図２（ｂ）は図２（ａ）の斜面を斜面の垂直方向から見た図である。）その拡大断面をＴＯＦ－ＳＩＭＳ（ＩＯＮ－ＴＯＦ社製　製品名「ＴＯＦ－ＳＩＭＳ５」）を用いて分析し、水溶性有機化合物１３の分布を調べた。測定条件は、一次イオン加速電圧は２５ｋＶ、測定範囲は２５０μｍ×２５０μｍとした。
本発明の光学積層体の構成を示す模式図。 本発明の光学積層体における水溶性有機化合物の分布の調査方法を示す模式図。 本発明の光学積層体における有機色素と水溶性有機化合物の分布を示すグラフ。

Claims (7)

  1. 　基材と前記基材の表面に形成された偏光膜とを備えた光学積層体であって、前記偏光膜はリオトロピック液晶化合物からなる有機色素と水溶性有機化合物とを含み、前記偏光膜内において前記水溶性有機化合物が前記基材の反対側に偏在していることを特徴とする光学積層体。
  2. 　前記偏光膜内の前記水溶性有機化合物が、前記偏光膜の前記基材と反対側に前記水溶性有機化合物を主成分とする偏在層を形成していることを特徴とする光学積層体。
  3. 　前記水溶性有機化合物が、前記有機色素と溶媒に混合されたとき、一時的に溶解または均一分散し、前記溶媒の揮発過程で経時的に前記有機色素と相分離する性質を有す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。
  4. 　前記水溶性有機化合物の分子量が４００～５００，０００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光学積層体。
  5. 　前記水溶性有機化合物が、ポリアルキレンオキサイド変性ポリシロキサン、ポリオキシアルキレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンソルビタンモノラウラートまたはそれらの２種以上の混合物であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光学積層体。
  6. 　前記有機色素が下記一般式（I）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から５のいずれかに記載の光学積層体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     （式（I）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フェニル基（これらの基は置換基を有していてもよい）を表わし、Ｘは水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、ヒドロキシル基、炭素数１～４のアルコキシ基、スルホン酸基またはスルホン酸塩基を表わし、ｋは０～４の整数、ｌは０～４の整数（ただしｋ＋ｌ≦４）、ｍは０～２の整数、ｏは０～２の整数を表わし（ただしｋ、ｌ、ｍ、ｏの少なくとも一つは０でない）、Ｍは対イオンを表わす。）
  7. 　前記有機色素が下記一般式（II）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から６のいずれかに記載の光学積層体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     （式（II）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フェニル基（これらの基は置換基を有していてもよい）を表わし、Ｘは水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、ヒドロキシル基、炭素数１～４のアルコキシ基、スルホン酸基またはスルホン酸塩基を表わし、Ｍは対イオンを表わす。）
PCT/JP2008/071379 2008-01-31 2008-11-26 光学積層体 WO2009096087A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008-020447 2008-01-31
JP2008020447A JP2009180975A (ja) 2008-01-31 2008-01-31 光学積層体

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009096087A1 true WO2009096087A1 (ja) 2009-08-06

Family

ID=40912447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2008/071379 WO2009096087A1 (ja) 2008-01-31 2008-11-26 光学積層体

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2009180975A (ja)
TW (1) TW200938887A (ja)
WO (1) WO2009096087A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011048311A (ja) * 2009-08-28 2011-03-10 Fujifilm Corp 二色性色素、光吸収異方性膜、偏光子及びその製造方法、並びに表示装置
JP2011208079A (ja) * 2010-03-30 2011-10-20 Hoya Corp 二色性色素含有液および偏光素子
KR101688716B1 (ko) * 2012-05-23 2016-12-21 코니카 미놀타 가부시키가이샤 편광판, 편광판의 제조 방법 및 화상 표시 장치
JP7024379B2 (ja) * 2016-12-27 2022-02-24 三菱ケミカル株式会社 異方性色素膜形成用組成物、異方性色素膜及び偏光素子
JP7024458B2 (ja) * 2017-03-27 2022-02-24 三菱ケミカル株式会社 異方性色素膜形成用組成物、異方性色素膜及び偏光素子

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002357720A (ja) * 2001-03-15 2002-12-13 Nippon Kayaku Co Ltd 新規なマイクロパターン偏光素子の製造方法及びこれを用いる立体表示液晶表示装置
JP2003082352A (ja) * 2001-09-17 2003-03-19 Fuji Photo Film Co Ltd 液晶組成物、選択反射膜、及びその製造方法
JP2004020658A (ja) * 2002-06-12 2004-01-22 Jsr Corp 光学部材の作製方法および光学部材
JP2007126628A (ja) * 2005-04-04 2007-05-24 Mitsubishi Chemicals Corp 異方性色素膜用色素、該色素を含む組成物、異方性色素膜及び偏光素子
JP2007186428A (ja) * 2006-01-11 2007-07-26 Nippon Kayaku Co Ltd 新規リオトロピック液晶性化合物およびその水溶液、それを用いる偏光素子の製造法
JP2007241269A (ja) * 2006-02-10 2007-09-20 Mitsubishi Chemicals Corp 樹脂組成物、並びに光学素子及び液晶表示素子

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002357720A (ja) * 2001-03-15 2002-12-13 Nippon Kayaku Co Ltd 新規なマイクロパターン偏光素子の製造方法及びこれを用いる立体表示液晶表示装置
JP2003082352A (ja) * 2001-09-17 2003-03-19 Fuji Photo Film Co Ltd 液晶組成物、選択反射膜、及びその製造方法
JP2004020658A (ja) * 2002-06-12 2004-01-22 Jsr Corp 光学部材の作製方法および光学部材
JP2007126628A (ja) * 2005-04-04 2007-05-24 Mitsubishi Chemicals Corp 異方性色素膜用色素、該色素を含む組成物、異方性色素膜及び偏光素子
JP2007186428A (ja) * 2006-01-11 2007-07-26 Nippon Kayaku Co Ltd 新規リオトロピック液晶性化合物およびその水溶液、それを用いる偏光素子の製造法
JP2007241269A (ja) * 2006-02-10 2007-09-20 Mitsubishi Chemicals Corp 樹脂組成物、並びに光学素子及び液晶表示素子

Also Published As

Publication number Publication date
TW200938887A (en) 2009-09-16
JP2009180975A (ja) 2009-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5153445B2 (ja) 液晶性コーティング液および偏光膜
JP4915699B2 (ja) 液晶性コーティング液および偏光膜
JP5336751B2 (ja) 液晶性コーティング液および偏光膜
JP5153436B2 (ja) 耐水性偏光膜の製造方法
WO2012124400A1 (ja) 偏光フィルム、コーティング液、及び画像表示装置
WO2009096087A1 (ja) 光学積層体
CN102471691A (zh) 液晶性涂布液及偏光膜
WO2013128950A1 (ja) 偏光フィルム、画像表示装置、及び偏光フィルムの製造方法
JP2013174925A (ja) 光学積層体の製造方法
JP5021387B2 (ja) 積層体の製造方法
JP2009192577A (ja) 偏光膜
KR101191689B1 (ko) 액정성 코팅액 및 편광막
JP5340630B2 (ja) コーティング液および偏光膜
JP2009080250A (ja) 積層体の製造方法
JP2009104113A (ja) コーティング液および偏光膜
JP2009115866A (ja) コーティング液と偏光膜および偏光膜の製造方法
JP5695298B2 (ja) 液晶性コーティング液および偏光膜
JP2009053631A (ja) 積層体の製造方法
JP2018163333A (ja) 異方性色素膜形成用組成物、異方性色素膜及び偏光素子

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08872016

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 08872016

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1