INOUE TETSUO (JP)
MATSUDA SHOICHI (JP)
IWAKAWA YASUKO (JP)
INOUE TETSUO (JP)
MATSUDA SHOICHI (JP)
JP2007291060A | 2007-11-08 | |||
JP2007178993A | 2007-07-12 | |||
JP2006323377A | 2006-11-30 | |||
JP2005068367A | 2005-03-17 |
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てなる偏光膜であって、前記偏光膜がアセナフト[1,2-b]キノキサリン系化合物を含有し、前記アセナフト[1,2-b]キノキサリン系化合物の含有量が前記有機色素100重量部に対して10重量部未満であることを特徴とする偏光膜。 |
前記アセナフト[1,2-b]キノキサリン系化合物が下記一般式(I)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。 |
前記有機色素がアゾ系化合物、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のいずれかであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の偏光膜。 |
前記偏光膜の厚みが0.05μm~5μmであることを特徴とする請求項1~請求項3のいずれかに記載の偏光膜。 |
本発明はリオトロピック液晶化合物を配 させてなる偏光膜に関する。
液晶ディスプレイにおいては液晶を通過 る光線の旋光性を制御するため偏光板が用 られている。従来これらの偏光板にはポリ ニルアルコール等の樹脂フィルムをヨウ素 二色性色素で染色し、一方向に延伸した偏 子が広く使用されている。しかし上記の偏 子は色素や樹脂フィルムの種類によっては 熱性や耐光性が十分でなく、また液晶ディ プレイの大型化にともないフィルムの延伸 置が大型化するという問題がある。
これに対してガラス板や樹脂フィルムな の基材上にリオトロピック液晶化合物を含 コーティング液を塗布し、リオトロピック 晶化合物を配向させて偏光膜を形成する方 が知られている。リオトロピック液晶化合 は溶液中で液晶性を示す超分子会合体を形 しており、これを含むコーティング液に剪 応力を加えて流動させると、超分子会合体 長軸方向が流動方向に配向する。そのよう リオトロピック液晶化合物としてアゾ系化 物(特許文献1)、ペリレン系化合物(特許文献 2、3)、アセナフト[1,2-b]キノキサリン系化合 (特許文献4)などがある。リオトロピック液 化合物の偏光膜は延伸する必要がないため ポリビニルアルコールフィルムによる偏光 よりも広幅の偏光膜を得やすく、また薄く きる特徴がある。
通常、リオトロピック液晶化合物は剪断応
やラビング処理などの配向規制力により配
する。しかし従来の偏光膜は配向が不十分
すなわちリオトロピック液晶化合物分子の
向が十分揃っていないため二色比が低いこ
が問題であった。このためかかる問題の解
された高い二色比を示す偏光膜が求められ
いた。
本発明の目的はリオトロピック液晶化合 を配向させてなる、二色比の高い偏光膜を 現することである。
本発明者らはリオトロピック液晶化合物 らなる有機色素を配向させた偏光膜の二色 を向上させるべく鋭意検討した結果、アセ フト[1,2-b]キノキサリン系化合物を少量添加 することにより二色比の高い偏光膜が得られ ることを見出した。少量とはアセナフト[1,2-b ]キノキサリン系化合物の含有量が有機色素10 0重量部に対して0重量部を超え10重量部未満 いう意味である。
従来の偏光膜において二色比が低くなる 因は、有機色素からなる超分子会合体が完 には同じ方向に配向しておらず、互いに若 ずれた方向を向いて配向しているためであ と考えられる。本発明者らの推測によれば 発明の偏光膜はアセナフト[1,2-b]キノキサリ ン系化合物を少量添加することにより、アセ ナフト[1,2-b]キノキサリン系化合物が隣接す 超分子会合体の間隙に入り込み、超分子会 体どうしをつなぐ新たな静電気的結合が生 て、隣接する超分子会合体が同じ方向に配 しやすくなり、二色比が高くなるものと考 られる。
本発明の要旨は次の通りである。
(1)本発明の偏光膜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てなる偏光膜
であって、前記偏光膜がアセナフト[1,2-b]キ
キサリン系化合物を含有し、前記アセナフ
[1,2-b]キノキサリン系化合物の含有量が前記
機色素100重量部に対して10重量部未満であ
ことを特徴とする。
(2)本発明の偏光膜は前記アセナフト[1,2-b]キ
キサリン系化合物が下記一般式(I)で表わさ
る化合物であることを特徴とする。
(3)本発明の偏光膜は前記有機色素がアゾ系化
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のいずれ
かであることを特徴とする。
(4)本発明の偏光膜は前記偏光膜の厚みが0.05μ
m~5μmであることを特徴とする。
リオトロピック液晶化合物からなる有機 素にアセナフト[1,2-b]キノキサリン系化合物 を少量添加することにより二色比の高い偏光 膜が得られるようになった。
[偏光膜]
本発明の偏光膜はリオトロピック液晶化合
からなる有機色素を配向させてなる偏光膜
あって、偏光膜がアセナフト[1,2-b]キノキサ
リン系化合物を含有し、アセナフト[1,2-b]キ
キサリン系化合物の含有量が有機色素100重
部に対して10重量部未満である。本発明の偏
光膜は従来の偏光膜に比べて二色比が高いと
いう特徴を有する。本発明の偏光膜の二色比
は、好ましくは25以上である。
本発明の偏光膜の厚みは、好ましくは0.05 μm~5μmであり、より好ましくは0.1μm~3μmであ 。前記の範囲の厚みとすることにより二色 の高い偏光膜を得ることができる。
本発明の偏光膜はリオトロピック液晶化 物からなる有機色素とアセナフト[1,2-b]キノ キサリン系化合物以外に他の液晶化合物や界 面活性剤、酸化防止剤、帯電防止剤などの任 意の添加剤を含むことができる。添加剤の含 有量は有機色素100重量部に対して10重量部未 が好ましい。
[有機色素]
本発明に用いられる有機色素はリオトロピ
ク液晶化合物からなる。リオトロピック液
化合物とは溶媒に溶解させた溶液状態で温
や濃度を変化させることにより、等方相-液
晶相の相転移を起こす性質をもつ液晶化合物
をいう。発現す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主に炭素 水素、窒素、酸素などの原子で構成される 機化合物であって、可視光の波長380nm~780nm いずれかの波長の光を吸収するものをいう 有機色素は金属錯体として金属イオンを含 ものであってもよい。
本発明に用いられる有機色素は、好まし 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 物のいずれかである。
本発明に用いられる有機色素は、好ましく
ペリレン系化合物である。ペリレン系化合
は、好ましくは下記一般式(II)で表わされる
化合物である。一般式(II)中、Q 4
は式(a)または式(b)を表わす。L 1
、L 2
、L 3
、L 4
はそれぞれ独立して水素原子、炭素数1~5のア
ルキル基、炭素数1~5のアルコキシ基、ハロゲ
ン原子、ヒドロキシル基またはアミノ基を表
わす。o、p、q、rはそれぞれ0~2の整数、sは1~4
整数を表わし、o+p+q+r+s≦8を満足する。Mは
イオンを表わす。式(a)中、Q 5
はそれぞれ独立してフェニル基、フェニルア
ルキル基またはナフチル基を表わす(これら
基は置換基を有していてもよい)。L 5
は水素原子、炭素数1~5のアルキル基、炭素数
1~5のアルコキシ基、ハロゲン原子、ヒドロキ
シル基またはアミノ基を表わし、tは0~4の整
を表わす。
上記一般式(II)で表わされるペリレン系化 合物は、例えば特表平8-511109号公報、特開2005 -154746号公報、特開2006-098927号公報に記載の方 法に従って得ることができる。
上記一般式(II)中、対イオンMは、好ましく 水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土 金属原子、金属イオンまたは置換もしくは 置換のアンモニウムイオンである。金属イ ンとしては、例えばNa + 、Ni 2+ 、Fe 3+ 、Cu 2+ 、Ag + 、Zn 2+ 、Al 3+ 、Pd 2+ 、Cd 2+ 、Sn 2+ 、Co 2+ 、Mn 2+ 、Ce 3+ などが挙げられる。例えば本発明の偏光膜が 水溶液から生成される場合、対イオンMは当 水への溶解性を向上させる基を選択してお 、成膜後は耐水性を高めるため水に不溶性 たは難溶性の基に置換することもできる。
上記一般式(II)のリオトロピック液晶化合 物は水などの親水性溶媒に可溶で、かつそれ 自身が単独で安定な液晶相を形成するため高 度に配向する。その結果二色比の高い偏光膜 を得ることができる。
[アセナフト[1,2-b]キノキサリン系化合物]
本発明に用いられるアセナフト[1,2-b]キノキ
サリン系化合物は偏光膜中に有機色素100重量
部に対して10重量部未満含まれる。アセナフ
[1,2-b]キノキサリン系化合物の含有量は、好
ましくは1重量部以上、6重量部未満である。
セナフト[1,2-b]キノキサリン系化合物の含有
量は上記の範囲で適宜決定される。例えば個
々の超分子会合体を形成する有機色素分子が
多数である、すなわち個々の超分子会合体の
分子量が大きい場合はアセナフト[1,2-b]キノ
サリン系化合物の含有量は少なめに設定さ
る。逆に個々の超分子会合体を形成する有
色素分子が少数である、すなわち個々の超
子会合体の分子量が小さい場合はアセナフ
[1,2-b]キノキサリン系化合物の含有量は多め
設定される。
アセナフト[1,2-b]キノキサリン系化合物の 含有量が0重量部すなわち含有されない場合 、隣接する超分子会合体の間隙にアセナフ [1,2-b]キノキサリン系化合物が入って超分子 合体が同じ方向に配向する効果は得られな 。一方10重量部以上である場合はアセナフ [1,2-b]キノキサリン系化合物が過剰に存在す ことにより超分子会合体の配向が阻害され 場合がある。
アセナフト[1,2-b]キノキサリン系化合物は、
好ましくは下記一般式(I)で表わされる化合物
である。
一般式(I)で表わされるアセナフト[1,2-b]キ ノキサリン系化合物は、例えば特表2007-512236 公報(0054段落~0072段落)に記載の方法により ることができる。
[製法]
本発明の偏光膜の製造方法に特に制限はな
が、例えば、リオトロピック液晶化合物か
なる有機色素と、アセナフト[1,2-b]キノキサ
リン系化合物と、前記の有機色素とアセナフ
ト[1,2-b]キノキサリン系化合物とを溶解する
媒とを含むコーティング液を基材に塗布し
燥させて製造される。溶媒に特に制限はな
が、好ましくは親水性溶媒が用いられる。
水性溶媒は、好ましくは水、アルコール類
セロソルブ類である。コーティング液は、
ましくは全固形分濃度が1重量%~50重量%であ
。またコーティング液は全固形分濃度が1重
%~50重量%の範囲のいずれかで液晶相を示す
とが好ましい。コーティング液を塗布する
材に特に制限はなくガラス板や樹脂フィル
が用いられる。ガラス板としては液晶セル
用いられる無アルカリガラス板が好ましい
樹脂フィルムの素材としてはスチレン系樹
、(メタ)アクリル系樹脂、ポリエステル系樹
脂、ポリオレフィン系樹脂、ノルボルネン系
樹脂、ポリイミド系樹脂、セルロース系樹脂
、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリカーボ
ネート系樹脂などが挙げられる。コーティン
グ液の塗布方法に特に制限はなく任意のコー
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、カーテン
コータ、スプレイコータなどを用いた塗布方
法が用いられる。コーティング液の乾燥方法
に特に制限はなく任意の乾燥方法、例えば自
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。
[偏光膜の用途]
本発明の偏光膜は任意の光学用途に用いら
る。特にパソコンモニター、ノートパソコ
、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
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、バックモニ
ー、カーナビゲーション、カーオーディオ
どの車載用機器、店舗用モニターなどの展
機器、監視用モニターなどの警備機器、介
用モニター、医療用モニターなどの医療機
の液晶表示装置に好適に用いられる。
[合成例1]
<アセナフト[1,2-b]キノキサリン-2-スルホ
酸の合成>
攪拌器を備えた反応容器に、氷酢酸12.5リッ
トルとo-フェニレンジアミン275gとアセナフテ
ンキノン490gとを入れて混合し、混合物を室
(23℃)窒素雰囲気下で3時間攪拌して下記の反
応経路に示すように反応させた。次に反応容
器内の沈殿物を濾過してアセナフト[1,2-b]キ
キサリンを含む粗生成物を得た。この粗生
物を熱氷酢酸で再結晶を行なって精製しア
ナフト[1,2-b]キノキサリン系化合物を単離し
。
反応容器にアセナフト[1,2-b]キノキサリン300
gと30%発煙硫酸2.1リットルを入れて混合し、
温(23℃)で48時間攪拌して混合物を反応させ
。次に反応容器内の沈殿物を濾過してアセ
フト[1,2-b]キノキサリン-2-スルホン酸を含む
生成物を得た。この粗生成物をイオン交換
に溶解し、さらに水酸化ナトリウム水溶液
加えて中和した。得られた水溶液を逆浸透
フィルター(日東電工社製 商品名「NTR-7430
)を備えた高圧逆浸透膜エレメント試験装置
用いて残存硫酸を除去して精製し、アセナ
ト[1,2-b]キノキサリン-2-スルホン酸ナトリウ
ムを得た。
[合成例2]
<アセナフト[1,2-b]キノキサリン-9-カルボ
酸の合成>
攪拌器を備えた反応容器に、ジメチルホル
アミド500mlと3,4-ジアミノ安息香酸8.4gとアセ
ナフテンキノン10gとを入れて混合し、混合物
を室温(23℃)窒素雰囲気下で21時間攪拌して下
記の反応経路に示すように反応させた。次に
反応容器内の沈殿物を濾過してアセナフト[1,
2-b]キノキサリン-9-カルボン酸を含む粗生成
を得た。この粗生成物をジメチルホルムア
ド、水およびアセトンで洗浄して精製し、
セナフト[1,2-b]キノキサリン-9-カルボン酸を
離した。これをイオン交換水に溶解し、さ
に水酸化ナトリウム水溶液を加えて中和し
アセナフト[1,2-b]キノキサリン-9-カルボン酸
を得た。
[実施例1]
リオトロピック液晶化合物からなる有機色
を含む水溶液A(オプティバ社製 商品名「NO1
5」)100重量部とアセナフト[1,2-b]キノキサリン
-2-スルホン酸ナトリウムを含む水溶液B1.6重
部を混合し、室温(23℃)でネマチック液晶相
示すコーティング液Aを調整した。このコー
ティング液Aをガラス板(松浪ガラス社製 商
名「MATSUNAMI MICRO SLIDE GLASS」)の表面にバー
ータ(BUSCHMAN社製 製品名「Mayer rot HS1.5」)
用いて23℃の恒温室内で剪断応力をかけなが
ら一方向に塗布し、コーティング液A中のリ
トロピック液晶化合物を配向させ、自然乾
させて厚み0.42μmの偏光膜を作製した。
上記水溶液Aの有機色素の濃度は12.9重量% 上記水溶液Bのアセナフト[1,2-b]キノキサリ -2-スルホン酸ナトリウムの濃度は8重量%であ る。また上記偏光膜中、アセナフト[1,2-b]キ キサリン-2-スルホン酸ナトリウムの含有量 有機色素100重量部に対して1重量部である。 の偏光膜の二色比は表1および図1に示すよ に27.1であった。
[実施例2]
アセナフト[1,2-b]キノキサリン-2-スルホン酸
ナトリウムを含む水溶液Bの混合量を8.0重量
とした以外は実施例1と同様の方法で厚み0.48
μmの偏光膜を作製した。上記偏光膜中、アセ
ナフト[1,2-b]キノキサリン-2-スルホン酸ナト
ウムの含有量は有機色素100重量部に対して5
量部である。この偏光膜の二色比は表1およ
び図1に示すように28.2であった。
[比較例1]
アセナフト[1,2-b]キノキサリン-2-スルホン酸
ナトリウムを含む水溶液Bを混合しなかった
外は実施例1と同様の方法で厚み0.45μmの偏光
膜を作製した。上記偏光膜にアセナフト[1,2-b
]キノキサリン-2-スルホン酸ナトリウムは含
されない。この偏光膜の二色比は表1および
1に示すように22.7であった。
[比較例2]
アセナフト[1,2-b]キノキサリン-2-スルホン酸
ナトリウムを含む水溶液Bの混合量を16重量部
とした以外は実施例1と同様の方法で厚み0.41
mの偏光膜を作製した。上記偏光膜中、アセ
フト[1,2-b]キノキサリン-2-スルホン酸ナトリ
ウムの含有量は有機色素100重量部に対して10
量部である。この偏光膜の二色比は表1およ
び図1に示すように24.4であった。
[実施例3]
リオトロピック液晶化合物からなる有機色
を含む水溶液A(オプティバ社製 商品名「NO1
5」)100重量部とアセナフト[1,2-b]キノキサリン
-2-カルボン酸ナトリウムを含む水溶液C1.6重
部を混合し、室温(23℃)でネマチック液晶相
示すコーティング液Bを調整した。このコー
ティング液Aをガラス板(松浪ガラス社製 商
名「MATSUNAMI MICRO SLIDE GLASS」)の表面にバー
ータ(BUSCHMAN社製 製品名「Mayer rot HS1.5」)
用いて23℃の恒温室内で剪断応力をかけなが
ら一方向に塗布し、コーティング液B中のリ
トロピック液晶化合物を配向させ、自然乾
させて厚み0.50μmの偏光膜を作製した。
上記水溶液Aの有機色素の濃度は12.9重量% 上記水溶液Cのアセナフト[1,2-b]キノキサリ -2-カルボン酸ナトリウムの濃度は8重量%であ る。また上記偏光膜中、アセナフト[1,2-b]キ キサリン-2-カルボン酸ナトリウムの含有量 有機色素100重量部に対して1重量部である。 の偏光膜の二色比は表2および図2に示すよ に27.4であった。
[実施例4]
アセナフト[1,2-b]キノキサリン-2-カルボン酸
ナトリウムを含む水溶液Cの混合量を8.0重量
とした以外は実施例3と同様の方法で厚み0.45
μmの偏光膜を作製した。上記偏光膜中、アセ
ナフト[1,2-b]キノキサリン-2-カルボン酸ナト
ウムの含有量は有機色素100重量部に対して5
量部である。この偏光膜の二色比は表2およ
び図2に示すように25.5であった。
[比較例3]
アセナフト[1,2-b]キノキサリン-2-カルボン酸
ナトリウムを含む水溶液Cを混合しなかった
外は実施例3と同様の方法で厚み0.47μmの偏光
膜を作製した。上記偏光膜にアセナフト[1,2-b
]キノキサリン-2-カルボン酸ナトリウムは含
されない。この偏光膜の二色比は表2および
2に示すように22.7であった。
[比較例4]
アセナフト[1,2-b]キノキサリン-2-カルボン酸
ナトリウムを含む水溶液Cの混合量を16重量部
とした以外は実施例3と同様の方法で厚み0.43
mの偏光膜を作製した。上記偏光膜中、アセ
フト[1,2-b]キノキサリン-2-カルボン酸ナトリ
ウムの含有量は有機色素100重量部に対して10
量部である。この偏光膜の二色比は表2およ
び図2に示すように23.0であった。
[評価]
(1)コーティング液がアセナフト[1,2-b]キノキ
リン-2-スルホン酸ナトリウムまたはアセナ
ト[1,2-b]キノキサリン-2-カルボン酸ナトリウ
を含まないと二色比が25よりかなり低い。
(2)アセナフト[1,2-b]キノキサリン-2-スルホン
ナトリウムの場合、二色比は含有量が5重量
のとき最も高く、1重量部のときは少し低く
なるがまだ25より高い。10重量部のときは25よ
り低くなるが、含まないときよりは高い。
(3)アセナフト[1,2-b]キノキサリン-2-カルボン
ナトリウムの場合、二色比は含有量が1重量
のとき最も高く、5重量部のときは少し低く
なるがまだ25より高い。10重量部のときは25よ
り低くなるが、含まないときよりは高い。
[測定方法]
[液晶相の偏光顕微鏡観察]
二枚のスライドガラスでアゾ系化合物を含
溶液を挟み込み、偏光顕微鏡(オリンパス社
製 商品名「BX50」)を用いて温度を変化させ
がら液晶相を観察した。
[偏光膜の厚みの測定方法]
偏光膜の一部を剥離し、三次元非接触表面
状計測システム(菱化システム社製 製品名
Micormap MM5200」)を用いて、段差を計測して
光膜の厚みを求めた。
[二色比の測定方法]
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600nmの直線偏光の測定光を入射させ、最大
過率方向の直線偏光の透過率k 1
および最大透過率方向に直交する方向の直線
偏光の透過率k 2
を求め、次式により二色比を算出した。
二色比=log(1/k 2
)/log(1/k 1
)
Next Patent: STEEL CORD FOR TIRE AND PNEUMATIC TIRE EMPLOYING IT