CN102565912A - 偏光膜的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种偏光膜的制造方法,其包括如下工序:(1)将含有显示近晶相的聚合性液晶化合物、二色性色素、光聚合引发剂和溶剂的聚合性液晶组合物涂布到基板上,除去溶剂,从而形成干燥涂膜的第1工序;(2)将干燥涂膜保持在由第1工序制得的干燥涂膜所含的液晶性成分成为液晶状态的温度,从而使该液晶性成分进行取向的第2工序;和(3)对在第2工序中进行了取向的涂膜照射液晶性成分的取向方向与偏振光的振动方向所形成的角度为45度~90度的范围的偏振光,从而得到形成于基板上的偏光膜的第3工序。
Description
技术领域
本发明涉及偏光膜的制造方法。
背景技术
在液晶显示装置中使用偏光膜,作为这种偏光膜的制造方法,日本特开2010-120886号公报中公开了采用旋涂法涂布聚合性液晶组合物,使该聚合性液晶组合物进行取向后,照射无偏光的UV的方法。
发明内容
本发明提供如下技术方案等。
[1]一种偏光膜的制造方法,其特征在于,包括如下工序:
(1)将含有显示近晶相的聚合性液晶化合物、二色性色素、光聚合引发剂和溶剂的聚合性液晶组合物涂布到基板上,除去溶剂,从而形成干燥涂膜的第1工序;
(2)将干燥涂膜保持在由第1工序制得的干燥涂膜所含的液晶性成分成为液晶状态的温度,从而使该液晶性成分进行取向的第2工序;和
(3)对在第2工序中进行了取向的涂膜照射液晶性成分的取向方向与偏振光的振动方向所形成的角度为45度~90度范围的偏振光,从而得到形成于基板上的偏光膜的第3工序。
[2]根据[1]所述的制造方法,其中,第1工序中的基板是形成有取向膜的基板。
[3]根据[1]或[2]所述的制造方法,其中,偏振光的最大输出波长在300nm~500nm的范围内。
[4]根据[1]~[3]中任一项所述的制造方法,其中,二色性色素是偶氮色素。
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的制造方法,其中,在第2工序中,液晶性成分成为液晶状态的温度是液晶性成分成为显示近晶相的液晶状态的温度。
[6]根据[5]所述的制造方法,其中,近晶相是高度有序(高次)的近晶相。
[7]一种显示装置,其特征在于,包含采用[1]~[6]中任一项所述的制造方法制得的偏光膜。
附图说明
图1是表示作为本发明的显示装置之一的液晶显示装置10的示意图。
图2是表示作为本发明的显示装置之一的液晶显示装置24的示意图。
图3是表示作为本发明的显示装置之一的EL显示装置30的示意图。
图4是表示作为本发明的显示装置之一的EL显示装置44的示意图。
图5是表示作为本发明的显示装置之一的投射型液晶显示装置的示意图。
符号说明
10、24:液晶显示装置
11:防反射膜
12a、12b、31、142、143:偏光膜
13a、13b、32:相位差膜
14a、14b、33:基板
15:滤色器
16:透明电极
17:液晶层
18、34:层间绝缘膜
19:背光单元
20:黑矩阵
21:薄膜晶体管
22、35:像素电极
23:隔板
30、44:EL显示装置
36:有机功能层
37:阴极电极
38:干燥剂
39:封装盖
40:薄膜晶体管
41:肋
42:薄膜封装膜
111:光源
112:第1透镜阵列
112a:透镜
113:第2透镜阵列
114:偏光转换元件
115:重叠透镜
121、123、132:分色镜
122:反射镜
140R、140G、140B:液晶面板
150:交叉分色棱镜
170:投射透镜
180:屏幕
具体实施方式
本发明的偏光膜的制造方法包括:将聚合性液晶组合物涂布到基板上而形成干燥涂膜的第1工序;将干燥涂膜保持在由第1工序制得的干燥涂膜所含的液晶性成分(聚合性液晶化合物)成为液晶状态的温度,从而使该液晶性成分进行取向的第2工序;和对在第2工序中进行了取向的涂膜照射液晶性成分的取向方向与偏振光的振动方向所形成的角度为45度~90度范围的偏振光,从而得到形成于基板上的偏光膜的第3工序;采用所述的制造方法可得到二色性比高的偏光膜。
上述偏光膜是具有选择性地透射来自自然光的某一方向的偏振光的功能的膜。应予说明,在偏光膜中,将与透射的偏振光成分平行的轴方向称为透射轴,将与吸收的偏振光成分平行的轴方向称为吸收轴。
首先,对聚合性液晶组合物进行说明。聚合性液晶组合物含有显示近晶相的聚合性液晶化合物、二色性色素、光聚合引发剂和溶剂。
(聚合性液晶化合物)
在本发明中使用的聚合性液晶化合物具有聚合性基团并且显示液晶性。聚合性基团是指参与聚合性液晶化合物的聚合反应的基团。本发明的聚合性液晶化合物是显示近晶相的聚合性液晶化合物,优选是在显示近晶相的温度与显示各向同性相的温度之间显示向列相的聚合性液晶化合物。若聚合性液晶化合物为这种化合物,则存在容易得到水平取向的近晶相的趋势。
作为上述近晶相,可举出近晶A相、近晶B相、近晶D相、近晶E相、近晶F相、近晶G相、近晶H相、近晶I相、近晶J相和近晶K相。其中,优选作为高度有序近晶相的近晶B相、近晶F相和近晶I相,更优选近晶B相。若聚合性液晶化合物所显示的液晶相为这些液晶相,则可得到取向有序度高的偏光膜。
作为聚合性液晶化合物,例如,可举出式(1)表示的化合物(下面有时称为“化合物(1)”)。
U1-V1-W1-X1-Y1-X2-Y2-X3-W2-V2-U2 (1)
[式(1)中,X1、X2和X3表示对亚苯基或环己烷-1,4-二基。其中,X1、X2和X3中的至少1个表示对亚苯基。
Y1和Y2相互独立地表示-CH2CH2-、-CH2O-、-COO-、-OCOO-、单键、-N=N-、-CRa=CRb-、-C≡C-或者-CRa=N-。
Ra和Rb相互独立地表示氢原子或者碳原子数为1~4的烷基。
U1表示氢原子或聚合性基团。
U2表示聚合性基团。
W1和W2相互独立地表示单键、-O-、-S-、-COO-或-OCOO-。
V1和V2相互独立地表示碳原子数为1~20的烷二基,该烷二基所含的-CH2-可以用-O-、-S-或-NH-代替。]
X1、X2和X3相互独立地表示对亚苯基或环己烷-1,4-二基。其中,X1、X2和X3中的至少1个是对亚苯基。优选X1、X2和X3中的至少2个是对亚苯基。
X1、X2和X3表示的对亚苯基和环己烷-1,4-二基可以具有取代基。作为这些取代基,可举出甲基、乙基、丁基等碳原子数为1~4的烷基,氰基,氟基(氟原子)、氯基(氯原子)、溴基(溴原子)等卤素基团(卤素原子)等。另外,环己烷-1,4-二基的-CH2-可以用-O-、-S-或-NH-代替。R是碳原子数为1~6的烷基或苯基。
上述对亚苯基和环己烷-1,4-二基优选为无取代。另外,上述环己烷-1,4-二基优选为反式-环己烷-1,4-二基。
Y1和Y2相互独立地表示-CH2CH2-、-CH2O-、-COO-、-OCOO-、单键、-N=N-、-CRa=CRb-、-C≡C-或者-CRa=N-。
上述基团的结合位置可以为任意方向。Ra和Rb相互独立地表示氢原子或者碳原子数为1~4的烷基。作为碳原子数为1~4的烷基,可举出甲基、乙基、丁基等。
Y1优选为-CH2CH2-、-COO-或单键。
Y2优选为-CH2CH2-、-COO-或-CH2O-。
U1为氢原子或聚合性基团,优选为聚合性基团。U2为聚合性基团。U1和U2优选均为光聚合性基团。在此,光聚合性基团是指利用由光聚合引发剂产生的活性自由基、酸等能够参与聚合的基团。另外,U1和U2优选为相同种类的基团。
作为聚合性基团,可举出乙烯基、乙烯氧基、1-氯乙烯基、异丙烯基、4-乙烯基苯基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、环氧乙烷基、氧杂环丁烷基等。其中,优选丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯氧基、环氧乙烷基和氧杂环丁烷基,更优选丙烯酰氧基。
V1和V2相互独立地表示碳原子数为1~20的烷二基,该烷二基所含的-CH2-可以用-O-、-S-或-NH-代替。
作为碳原子数为1~20的烷二基,可以为直链状、支链状、环状中的任一种,作为具体例,可举出亚甲基、亚乙基、丙烷-1,3-二基、丁烷-1,3-二基、丁烷-1,4-二基、戊烷-1,5-二基、己烷-1,6-二基、庚烷-1,7-二基、辛烷-1,8-二基、癸烷-1,10-二基、十四烷-1,14-二基和二十烷-1,20-二基等,优选是碳原子数为2~12的烷二基,更优选是碳原子数为6~12的烷二基。烷二基优选为直链状。
作为该烷二基可以具有的取代基,可举出氰基;氟基(氟原子)、氯基(氯原子)、溴基(溴原子)等卤素基团(卤素原子)等。
作为烷二基,优选无取代的烷二基、更优选无取代的直链状烷二基。
W1和W2相互独立地为单键、-O-、-S-、-COO-或-OCOO-,优选为单键或-O-。
作为化合物(1),可举出式(1-1)~式(1-23)表示的化合物等。式中,环己烷-1,4-二基优选为反式型。
相对于聚合性液晶组合物中的固体成分,化合物(1)的含量优选为70质量%~99.9质量%、更优选为90质量%~99.9质量%。只要在上述范围内,就存在化合物的取向性变高的趋势。在此,固体成分是指从聚合性液晶组合物中除去溶剂而得的成分的总量。化合物(1)可以单独使用,也可以并用多种。
(二色性色素)
本发明的偏光膜含有二色性色素。二色性色素具有分子的长轴方向的吸光度与短轴方向的吸光度不同的性质,通过使二色性色素进行取向,可获得偏振作用。
作为二色性色素,优选在300nm~700nm具有极大吸收波长。作为二色性色素,例如,可举出偶氮色素、蒽醌色素、吖啶色素、嗪色素、花青色素或萘色素等。二色性色素可以单独使用,也可以组合多种二色性色素来使用。其中,作为二色性色素,优选偶氮色素。作为偶氮色素,可举出单偶氮色素、双偶氮色素、三偶氮色素、四偶氮色素、芪偶氮色素等,优选为双偶氮色素、三偶氮色素。
作为偶氮色素,例如,可举出式(2)表示的化合物。
A1(-N=N-A2)p-N=N-A3 (2)
[式(2)中,A1和A3各自独立地表示苯基、萘基或1价的杂环基。A2表示对亚苯基、萘-1,4-二基或者2价的杂环基。p表示1~4的整数。p为2以上的整数时,多个A2相互可以相同也可以不同。]
作为A1和A3表示的1价的杂环基,可举出从喹啉环、咪唑环、苯并咪唑环等含有氮原子的杂环;噻唑环、苯并噻唑环、噻吩并噻唑环等含有氮原子和硫原子的杂环;唑环、苯并唑环等含有氮原子和氧原子的杂环等杂环中除去1个氢原子而得的基团。另外,作为2价的杂环基,可举出从上述的杂环中除去2个氢原子而得的基团。
A1和A3中的苯基、萘基和1价的杂环基,以及A2中的对亚苯基、萘-1,4-二基和2价的杂环基可以具有取代基。作为这些基团可以具有的取代基,可举出甲基、乙基、丁基等碳原子数为1~4的烷基;甲氧基、乙氧基、丁氧基等碳原子数为1~4的烷氧基;三氟甲基等碳原子数为1~4的氟代烷基;氰基;硝基;氟基(氟原子)、氯基(氯原子)、溴基(溴原子)等卤素基团(卤素原子);氨基;二乙基氨基、吡咯烷基等被碳原子数为1~4的烷基取代的氨基(氨基上取代的2个烷基可以相互结合而形成碳原子数2~8的烷二基)。
作为偶氮色素,优选下式(2-1)~(2-6)表示的化合物。在式(2-1)~(2-6)中,B1~B20表示氢原子、碳原子数为1~4的烷基、碳原子数为1~4的烷氧基、氰基、硝基、氨基、被碳原子数为1~4的烷基取代的氨基(这2个烷基可以相互结合而形成碳原子数2~8的烷二基)、氯基(氯原子)或者三氟甲基。n1~n4表示0~3的整数。n1为2以上的整数时,多个B2相互可以相同也可以不同,同样地,在n2~n4为2以上的整数时,多个B6、B9和B14相互可以相同也可以不同。
作为上述蒽醌色素,优选式(2-7)表示的化合物。
[式(2-7)中,R1~R8各自独立地表示氢原子、-RX、氨基、-NHRX、-NRX 2、-SRX或者卤素原子。RX表示碳原子数为1~4的烷基或者碳原子数为6~12的芳基。]
作为上述吖啶色素,优选式(2-8)表示的化合物。
[式(2-8)中,R9~R15各自独立地表示氢原子、-RX、氨基、-NHRX、-NRX 2、-SRX或者卤素原子。RX表示碳原子数为1~4的烷基或者碳原子数为6~12的芳基。]
[式(2-9)中,R16~R23各自独立地表示氢原子、-RX、氨基、-NHRX、-NRX 2、-SRX或者卤素原子。RX表示碳原子数为1~4的烷基或者碳原子数为6~12的芳基。]
作为RX表示的碳原子数为1~4的烷基,可举出甲基、乙基、丙基、丁基等。另外,作为RX表示的碳原子数为6~12的芳基,可举出苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基等。
作为上述花青色素,优选由式(2-10)表示的化合物和式(2-11)表示的化合物。
[式(2-10)中,D1和D2各自独立表示式(2-10a)~式(2~10d)表示的基团。n5表示1~3的整数。]
[式中,*表示结合位点。]
[式(2~11)中,D3和D4各自独立地表示式(2-11a)~式(2~11h)表示的基团。n6表示1~3的整数。]
[式中,*表示结合位点。]
相对于聚合性液晶化合物100质量份,二色性色素的含量优选为50质量份以下,更优选为0.1质量份~20质量份,进一步优选为0.1质量份~10质量份。只要在上述范围内,就可以不扰乱聚合性液晶化合物的取向地进行聚合。若二色性色素的含量超过50质量份,则有可能扰乱聚合性液晶化合物的取向。
(聚合引发剂)
本发明的聚合性液晶组合物含有光聚合引发剂。光聚合引发剂是引发聚合性液晶化合物的聚合的化合物,利用光的作用产生活性自由基、酸。其中,优选通过照射光而产生活性自由基的光聚合引发剂。
作为苯偶姻化合物,例如,可举出苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚、苯偶姻异丁基醚等。
作为二苯甲酮化合物,例如,可举出二苯甲酮、邻苯甲酰苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4-苯甲酰-4’-甲基二苯基硫化物、3,3’,4,4’-四(叔丁基过氧化羰基)二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯甲酮等。
作为烷基苯酮化合物,例如,可举出二乙氧基苯乙酮、2-甲基-2-吗啉基-1-(4-甲硫基苯基)丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1,2-二苯基-2,2-二甲氧基乙烷-1-酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]丙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙烷-1-酮的低聚物等。
作为酰基氧化膦化合物,可举出2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦等。
作为三嗪化合物,例如,可举出2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基萘基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(4-二乙基氨基-2-甲基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪等。
作为光聚合引发剂,还可以使用Irgacure(注册商标)907、Irgacure184、Irgacure651、Irgacure819、Irgacure250、Irgacure369(以上全部为BASF JAPAN(株)制),Seikuol(注册商标)BZ、Seikuol Z、Seikuol BEE(以上全部为精工化学(株)制),Kayacure(注册商标)BP100(日本化药(株)制),UV I-6992(Dow Chemical公司制)、ADEKAOPTOMER SP-152、ADEKA OPTOMER SP-170(以上全部为(株)ADEKA制),TAZ-A、TAZ-PP(以上为Nihon Siber Hegner公司制),TAZ-104(三和化学公司制)等的市售的光聚合引发剂。
相对于聚合性液晶化合物100质量份,光聚合引发剂的含量优选为0.1质量份~30质量份,更优选为0.5质量份~10质量份,进一步优选为0.5质量份~8质量份。只要在上述范围内,就可以不扰乱聚合性液晶化合物的取向地进行聚合。
(光敏剂)
可以与光聚合引发剂一起使用光敏剂。通过使用光敏剂,能够使聚合性液晶化合物的聚合高灵敏化。作为光敏剂,例如,可举出呫吨酮、噻吨酮等呫吨酮化合物(例如,2,4-二乙基噻吨酮、2-异丙基噻吨酮等);蒽、含有烷氧基的蒽(例如,二丁氧基蒽等)等蒽化合物;吩噻嗪;红荧烯等。
相对于聚合性液晶化合物100重量份,光敏剂的使用量优选为0.1质量份~30质量份,更优选为0.5质量份~10质量份,进一步优选为0.5质量份~8质量份。
(聚合抑制剂)
本发明的聚合性液晶组合物可以含有聚合抑制剂。通过使本发明的聚合性液晶组合物含有聚合抑制剂,能够抑制聚合性液晶化合物的聚合,能够提高本发明的聚合性液晶组合物的稳定性。
作为聚合抑制剂,例如,可举出对苯二酚、含烷氧基的对苯二酚、含有烷氧基的邻苯二酚(例如丁基邻苯二酚等)、邻苯三酚、2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基等自由基捕捉剂、苯硫酚类、β-萘胺类和β-萘酚类等。
相对于聚合性液晶化合物100重量份,聚合抑制剂的含量优选为0.1质量份~30质量份,更优选为0.5质量份~10质量份,进一步优选为0.5质量份~8质量份。只要在上述范围内,就可以不扰乱聚合性液晶化合物的取向地进行聚合。
(流平剂)
本发明的聚合性液晶组合物优选含有流平剂。流平剂是指调整聚合性液晶组合物的流动性、具有使涂布得到的膜平坦的功能的物质,可举出表面活性剂等。作为流平剂,优选是选自以聚丙烯酸酯化合物为主成分的流平剂和以含氟原子化合物为主成分的流平剂中的至少1种。
作为以聚丙烯酸酯化合物为主成分的流平剂,可举出BYK(注册商标)-350、BYK-352、BYK-353、BYK-354、BYK-355、BYK-358N、BYK-361N、BYK-380、BYK-381、BYK-392(以上均为BYK Chemie公司制)等。
作为以含氟原子化合物为主成分的流平剂,可举出MEGAFAC(注册商标)R-08、MEGAFAC R-30、MEGAFAC R-90、MEGAFAC F-410、MEGAFAC F-411、MEGAFAC F-443、MEGAFAC F-445、MEGAFACF-470、MEGAFAC F-471、MEGAFAC F-477、MEGAFAC F-479、MEGAFAC F-482、MEGAFAC F-483(以上全部为DIC(株)制),SURFLON(注册商标)S-381、SURFLON S-382、SURFLON S-383、SURFLON S-393、SURFLON SC-101、SURFLON SC-105、KH-40、SA-100(以上均为AGC SEMICHEMICAL(株)制),商品名E1830、商品名E5844(以上全部为(株)DAIKIN FINE CHEMICAL研究所制)),EFTOP(商品名)EF301、EFTOP EF303、EFTOP EF351、EFTOPEF352(以上均为三菱材料电子化成(株)制)等。
相对于聚合性液晶化合物100重量份,流平剂的含量为0.3质量份~5质量份,优选为0.5质量份~3质量份。若流平剂的含量在上述范围内,则容易使聚合性液晶组合物所含的成分进行水平取向,并且,存在得到的偏光膜变平滑的趋势。若流平剂的含量超过5质量份,则得到的偏光膜容易产生不均。上述流平剂可以并用2种以上进行使用。
(溶剂)
本发明的聚合性液晶组合物合有溶剂。作为溶剂,优选能够溶解聚合性液晶组合物所含的除溶剂以外的成分的溶剂。另外,优选是对偏光膜的聚合反应为惰性的溶剂。
作为溶剂,可举出甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丙二醇、乙二醇甲醚、乙二醇丁醚、丙二醇单甲醚等醇溶剂;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、乙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇甲醚乙酸酯、γ-丁内酯等酯溶剂;丙酮、甲基乙基酮、环戊酮、环己酮、2-庚酮、甲基异丁基酮等酮溶剂;戊烷、己烷、庚烷等脂肪族烃溶剂;甲苯、二甲苯等芳香族烃溶剂;乙腈等腈溶剂;四氢呋喃、二甲氧基乙烷等醚溶剂;氯仿、氯苯等含氯溶剂等。这些溶剂可以单独使用,也可以组合多个进行使用。其中,优选酮溶剂(优选环戊酮)。
相对于聚合性液晶化合物的总量,溶剂的含量优选为50质量%~98质量%。换言之,本发明的聚合性液晶组合物中的固体成分优选为2质量%~50质量%。若固体成分在2质量%以上,则膜厚不会变得过薄,可得到偏光膜所需要的二向色性。另外,若在50质量%以下,则因为组合物的粘度低,所以存在涂膜的膜厚不易产生不匀的趋势。
聚合性组合物可以通过在60℃~90℃将上述显示近晶相的聚合性液晶组合物、光聚合引发剂、二色性色素和溶剂以及根据需要而添加的流平剂等搅拌0.5小时~2小时左右来制备。
1、第1工序
在第1工序中,由聚合性液晶组合物形成干燥涂膜。
由上述聚合性液晶组合物形成干燥涂膜的方法,具体如下:将上述聚合性液晶组合物涂布到基板上,除去溶剂,从而形成干燥涂膜。
作为上述基板,例如,可举出玻璃、塑料膜等。作为上述塑料膜,例如,可举出聚乙烯、聚丙烯、降冰片烯系聚合物等的聚烯烃膜,聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜等聚酯膜,聚乙烯醇膜,聚甲基丙烯酸酯膜,聚丙烯酸酯膜,纤维素酯膜,聚碳酸酯膜,聚砜膜,聚醚砜膜,聚醚酮膜,聚苯硫醚膜,聚苯醚膜等。通过使用基板,能够在制造、搬运或保管偏光膜时不发生破损等地容易进行操作。
为了在后述的第2工序中使聚合性液晶化合物进行水平取向,优选对基板的表面实施取向处理,或在表面形成取向膜。应予说明,在基板形成取向膜时,聚合性液晶组合物涂布于取向膜上。作为上述取向处理,例如,可举出在基板表面形成微细的沟结构的处理(对玻璃基板表面进行离子蚀刻的方法等)。
上述取向膜优选具有不因本发明的聚合性液晶组合物的涂布等而溶解的耐溶剂性。另外,优选具有在用于除去溶剂或液晶取向的加热处理中的耐热性。进而,优选是在摩擦时不发生因摩擦等导致的剥离等的取向膜。作为所述的取向膜,优选由取向性聚合物或含有取向性聚合物的组合物形成。
作为上述取向性聚合物,例如,可举出分子内具有酰胺键的聚酰胺、明胶类;分子内具有酰亚胺键的聚酰亚胺及作为其水解物的聚酰胺酸;聚乙烯醇、烷基改性聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚唑、聚乙烯亚胺、聚苯乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯类等聚合物。其中,优选聚乙烯醇。这些聚合物可以单独使用,也可以混合2种以上使用或者形成共聚物。这些聚合物可以由采用脱水或脱胺等的缩聚、自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合等链型聚合、配位聚合、开环聚合等容易地制得。
取向性聚合物可以溶解于溶剂而进行涂布。溶剂没有特别的限制,具体而言,可举出水;甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丙二醇、甲基溶纤剂、丁基溶纤剂、丙二醇单甲醚等醇溶剂;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲基醚乙酸酯、γ-丁内酯、丙二醇甲基醚乙酸酯、乳酸乙酯等酯溶剂;丙酮、甲基乙基酮、环戊酮、环己酮、甲基戊基酮、甲基异丁基酮等酮溶剂;戊酮、己酮、庚酮等脂肪族烃溶剂;甲苯、二甲苯等芳香族烃溶剂;乙腈等腈溶剂;四氢呋喃、二甲氧基乙烷等醚溶剂;氯仿、氯苯等氯取代烃溶剂等。这些溶剂可以单独使用,也可以组合多个进行使用。
另外,为了形成取向膜,可以直接使用市售的取向膜材料。作为市售的取向膜材料,可举出SUNEVER(注册商标)(日产化学工业(株)制)或者OPTOMER(注册商标)(JSR(株)制)等。只要使用这种取向膜,则不均得到降低,所以能够提供环境耐性和机械耐性更加提高的偏光膜。
作为在上述基板上形成取向膜的方法,例如,可通过将上述取向性聚合物的溶液或市售的取向膜材料涂布到上述基板上,然后进行退火,从而在基板上形成取向膜。这样制得的取向膜的厚度例如为10nm~10000nm,优选为10nm~1000nm。
为了对上述取向膜赋予取向规整性,优选根据需要进行摩擦处理或偏光UV照射。通过赋予取向规整性,容易使聚合性液晶化合物向所需的方向取向。作为对取向膜进行摩擦处理的方法,例如,可举出使卷绕有摩擦布且旋转的摩擦辊与载置于载物台而运送的取向膜接触的方法。在进行摩擦处理或偏光UV照射时,若进行掩蔽,则也可以在得到的偏光膜上形成迟相轴的方向不同的多个区域(图案)。
在基板上涂布上述聚合性液晶组合物的方法没有特别限定,例如,可举出挤出涂布法、直接凹版涂布法、反转凹版涂布法、CAP涂布法、模涂法、浸涂法、刮棒涂布法、旋涂法等。
对于在基板上进行涂布而得的涂布膜,通过对涂布膜中所含的溶剂等挥发性成分进行干燥,从而形成干燥涂膜。作为干燥方法,例如,可举出自然干燥法、通风干燥法、减压干燥法等。作为干燥温度,优选0℃~250℃、更优选50℃~220℃。另外,作为干燥时间,优选10秒~60分钟,更优选30秒~30分钟。
2、第2工序
在第2工序中,保持在干燥涂膜中的液晶性成分(聚合性液晶化合物)成为液晶状态的温度,使液晶性成分在一定方向水平取向。利用上述干燥涂膜所含的聚合性液晶组合物的成分形成液晶相时,加热至干燥涂膜所含的聚合性液晶组合物显示液晶相的温度即可。应予说明,在上述第1工序中,除去溶剂时的干燥(加热)可以兼并第2工序。液晶性成分成为液晶状态的温度优选是液晶性成分成为显示近晶相的液晶状态的温度。另外,更优选通过加热至涂布膜所含的聚合性液晶化合物转变成向列相的温度以上,然后,冷却至该聚合性液晶化合物显示近晶相的温度,从而得到形成了近晶相的膜。通过经由向列相,能够使聚合性液晶组合物所含的流平剂变得容易流动,能够容易得到进行了水平取向的膜。进而,液晶性成分成为液晶状态的温度更优选是液晶性成分成为显示高度有序近晶相的液晶状态的温度。
作为加热的温度,优选向列相转变温度以上,更优选比向列相转变温度高2℃的温度以上,进一步优选比向列相转变温度高4℃的温度以上,优选比向列相转变温度高100℃的温度以下,更优选向列相转变温度以上且比向列型转变温度高50℃的温度以下,进一步优选比向列相转变温度高20℃的温度以下。通常,取向工序中的保持温度为60℃(优选90℃、更优选110℃)~200℃(优选160℃、更优选140℃)。
聚合性液晶组合物含有2种以上的聚合性液晶化合物时,通过对将该聚合性液晶化合物调整为聚合性液晶组合物中含有的含量比的混合物测定显示液晶相的温度,能够确定利用聚合性液晶组合物的成分形成液晶相的温度。
3、第3工序
在第3工序中,通过对取向涂膜照射光而使聚合性液晶化合物聚合,从而得到偏光膜。通过聚合,成为具有耐久性的偏光膜。在第2工序中,保持在液晶性成分成为近晶型液晶状态的温度时,液晶性成分、即聚合性液晶化合物以近晶型液晶的状态进行聚合。光照射在干燥涂膜形成液晶相的状态下进行。如上所述,可以在显示液晶相的温度下进行光照射。此时,也可以通过进行掩蔽、显影等对偏光膜进行图案形成。
在此,在本发明的偏光膜的制造方法中,将偏振光用作照射对干燥涂膜进行照射的光,并且,将聚合性液晶化合物的取向方向(对基板进行正面观察时的取向方向)与偏振光的振动方向所形成的角度设为45度~90度。通过在这种条件下进行聚合,可得到二色性比高的偏光膜。聚合性液晶化合物的取向方向与偏振光的振动方向所形成的角度优选70度以上,更优选80度以上,进一步优选为85度以上。
偏振光的振动方向是指光波的振动方向。此外,“聚合性液晶化合物的取向方向与偏振光的振动方向所形成的角度”是指聚合性液晶化合物的取向方向与偏振光的振动方向所形成的角度中小的角度。
应予说明,在对基板实施取向处理或形成取向膜的情况下,只要使该取向方向成为聚合性液晶化合物的取向方向即可。在未实施取向处理的情况下或没有取向膜的情况下,聚合性液晶化合物的偏振方向可以通过由安装有高灵敏度光度计的偏振光显微镜的观察来确定。具体而言,在正交尼科耳法中,最透光的配置是将聚合性液晶化合物的取向方向设为45度的情况,消光的配置是0度和90度。
用于照射的光源没有特别限定,例如可举出氙灯、低压汞灯、中压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、金属卤化物灯、KrF准分子激光器、ArF准分子激光器等。偏振光在二色性比(有时也称消光比)这一点上优选直线偏振光。偏振光可以通过使来自上述光源的光通过偏光元件、例如偏光滤光片或格兰汤普森棱镜、格兰泰勒棱镜等偏振光棱镜(棱镜型起偏镜)、线栅型起偏镜、碘PVA型起偏镜等而获得。偏光滤光片等的透射轴与偏振光的振动方向相当。另外,进行照射的光优选为大体平行光。
进行照射的偏振光的最大输出波长优选为300nm~500nm的范围内。另外,在射出的光量中,来自波长为300nm~500nm的光的光量优选为50%以上。通过使用该范围的波长的偏振光,聚合性液晶组合物所含的光聚合引发剂高效地产生活性自由基、酸。偏振光照射优选为来自与基板的法线成为0度~80度的照射,更优选为来自与基板面近似垂直方向的照射。在此,与基板面垂直的方向意味着与基板的法线成为0度。
在聚合性液晶组合物中所含的光聚合引发剂的最大吸收波长中,光源的照度优选为10mW/cm2~10,000mW/cm2。在聚合性液晶组合物含有多种光聚合引发剂时或者含有光敏剂时,以这些混合物的最大吸收波长为基准。若光照射强度不足10mW/cm2,则有可能因照射时间变长而生产率降低。另外,若超过10,000mW/cm2,则有可能因来自光源的辐射热而导致偏光膜发生劣化。由照射强度与照射时间的乘积表示的累计光量优选为10mJ/cm2~10,000mJ/cm2。若累计光量不足10mJ/cm2,则有可能膜的固化未充分进行;另一方面,若累计光量超过10,000mJ/cm2,则有可能发生偏光膜的劣化。
在基板上形成的偏光膜可以从基板剥离。另外,除了剥离基板的工序之外,还可以进一步包括剥离取向膜的工序。由此,能够得到单层的本发明的偏光膜。本发明的偏光膜的厚度优选为0.3μm以上,更优选为0.5μm以上;且优选为20μm以下,更优选为10μm以下,进一步优选为5μm以下,特别优选为3μm以下。若膜厚在上述的范围内,则能够容易地获得水平取向成近晶相的偏光膜。
(显示装置)
如上所述地得到的本发明的偏光膜可以用于各种显示装置。显示装置是指具有显示元件的装置,含有发光元件或者发光装置作为发光源。作为显示装置,例如,可举出液晶显示装置、有机电致发光(EL)显示装置、无机电致发光(EL)显示装置、电子发射显示装置(例如,电场发射显示装置(FED))、表面电导发射显示装置(SED)、电子纸(使用电子油墨、电泳元件的显示装置)、等离子体显示装置、投射型显示装置(例如光栅光阀(GLV)显示装置、具有数字微镜设备(DMD)的显示装置)、压电陶瓷显示器等。作为液晶显示装置,可举出透射型液晶显示装置、半透射型液晶显示装置、反射型液晶显示装置、直视型液晶显示装置、投射型液晶显示装置等。上述显示装置可以为显示二维图像的显示装置,也可以为显示三维图像的立体显示装置。
参照图1对上述液晶显示装置进行说明。图1为表示液晶显示装置10的示意图。
液晶层17由2片基板14a和基板14b夹持。在基板14a的液晶层17侧配置有滤色器15。滤色器15配置于夹持液晶层17而与像素电极22对置的位置,黑矩阵20配置于与像素电极间的边界对置的的位置。透明电极16以覆盖滤色器15和黑矩阵20的方式配置于液晶层17侧。滤色器15与透明电极16之间可以具有保护涂层。
薄膜晶体管21与像素电极22有规则地配置于基板14b的液晶层17侧。像素电极22配置于夹持液晶层17而与滤色器15对置的位置。具有连接孔(未图示)的层间绝缘膜18配置于薄膜晶体管21与像素电极22之间。
作为基板14a和基板14b,可举出玻璃基板和塑料基板。在制造形成于这些基板上的滤色器15、薄膜晶体管21时,需要加热至高温的工序的情况下,优选玻璃基板。
作为薄膜晶体管21,可举出形成于石英基板上的高温多晶硅晶体管、形成于玻璃基板上的低温多晶硅晶体管、形成于玻璃基板或塑料基板上的非晶硅晶体管。为了液晶显示装置的小型化,可以在基板14b上形成驱动IC。
液晶层17配置于透明电极16与像素电极22之间。为了将基板14a和基板14b之间的距离保持一定,液晶层17配置有隔板23。
在基板14a和基板14b形成的层中与液晶层17接触的面,可以分别配置有用于使液晶向所需方向进行取向的取向膜。
各构件按照基板14a、滤色器15和黑矩阵20、透明电极16、液晶层17、像素电极22、层间绝缘层18和薄膜晶体管21以及基板14b的顺序层叠。
在这样的夹持有液晶层17的基板14a和基板14b的外侧依次层叠有作为光学膜的偏光膜(例如直线偏光膜)12a和12b、相位差膜(例如1/4波长板、光学补偿膜)13a和13b。选自该偏光膜12a和12b中的至少1种是本发明的偏光膜。通过配置本发明的偏光膜,能够对液晶显示装置10赋予将入射光转换为直线偏振光的功能。应予说明,根据液晶显示装置的结构、液晶层17所含的液晶化合物的种类,也可以不配置相位差膜13a和13b。可以在偏光膜12a的外侧配置用于防止外光反射的防反射膜11。利用本发明的偏光膜能够实现显示装置的薄型化。
作为选自偏光膜12a和12b中的至少1种,可以使用层叠有在制造本发明的偏光膜时使用的基板、取向膜而成的层叠体。
在偏光膜12b的外侧配置有作为发光源的背光单元19。背光单元19包括光源、导光板、反射板、扩散片和视角调整片。作为光源,可举出电致发光、冷阴极管、热阴极管、发光二极管(LED)、激光光源、汞灯等。与光源的特性匹配地选择本发明的偏光膜即可。
在液晶显示装置10为透射型液晶显示装置时,由背光单元19中的光源发出的白色光射入导光体,通过反射板改变路线,被扩散片扩散。扩散光利用视角调整片调整成具有所需的指向性后,从背光单元19射入偏光膜12b。
在作为无偏振光的入射光中仅使某一方的直线偏振光透过液晶面板的偏光膜12b。该直线偏振光被相位差膜13b转换为圆偏振光,依次透过基板14b、像素电极22等而到达液晶层17。
在此,根据像素电极22与对置的透明电极16之间有无电位差,液晶层17所含的液晶分子的取向状态发生变化,从而控制由液晶显示装置10射出的光的亮度。若液晶层17是使利用相位差膜13b转换得到的圆偏振光直接透过的取向状态时,该圆偏振光透过液晶层17、透明电极16,某种特定波长范围的光透过滤光器15而到达相位差膜13a,进而通过偏光膜12a和防反射膜11,则液晶显示装置最明亮地显示由滤色器决定的颜色。
相反,液晶层17是对利用相位差膜13b转换得到的圆偏振光进行转换而使其透过的取向状态时,透过液晶层17、透明电极16和滤色器15的光被相位差膜13a和偏光膜12a吸收。由此,该像素显示黑色。在这两种状态的中间的取向状态时,由液晶显示装置10射出的光的亮度也处于上述两者中间,所以该像素显示中间色。
液晶显示装置10为半透射型液晶显示装置时,像素电极22具有由透明材料形成的透射部和由反射光的材料形成的反射部,在透射部中,与上述透射型液晶显示装置相同地显示像素。另一方面,在反射部中,外光从防反射膜11的方向射入至液晶显示装置,透过了偏光膜12a与相位差膜13a的圆偏振光通过液晶层17,被像素电极22反射而用于显示。
参照图2对液晶显示装置的其他方式进行说明。图2为表示液晶显示装置24的示意图。应予说明,对与上述图1相同的构成部分标以相同的符号,且省略说明。
在液晶显示装置24中,光学膜(偏光膜12和相位差膜13)配置于基板14的内部(液晶层17侧)。在液晶显示装置24中,各构件按照防反射膜11、基板14a、偏光膜12a、相位差膜13a、滤色器15和黑矩阵20、透明电极16、液晶层17、像素电极22、层间绝缘膜18和薄膜晶体管21、相位差膜13b、偏光膜12b、基板14b、背光单元19的顺序进行层叠。选自该偏光膜12a和12b中的至少1种是本发明的偏光膜,可以使用上述层叠体。通过配置本发明的偏光膜,能够对液晶显示装置24赋予使入射光变为直线偏振光的功能。另外,根据液晶显示装置的结构、液晶层17所含的液晶化合物的种类,也可以不配置相位差膜13a和13b。
参照图3对上述EL显示装置进行说明。图3是表示作为本发明的显示装置的一例的EL显示装置的示意图。EL显示装置30是在形成有像素电极35的基板33上层叠有作为发光源的有机功能层(发光层)36和阴极电极37的装置。在夹持基板33而与有机功能层36相反侧配置有相位差膜32和偏光膜31。偏光膜31是本发明的偏光膜。通过对像素电极35施加正电压,对阴极电极37施加负电压,在像素电极35和阴极电极37之间施加直流电流,从而有机功能层36发光。作为发光源的有机功能层36由电子输送层、发光层、空穴输送层等构成。由有机功能层36射出的光通过像素电极35、层间绝缘层34、基板33、相位差膜32和偏光膜31。虽然对具有有机功能层36的有机EL显示装置进行说明,但也可以用于具有无机功能层的无机EL显示装置。
制造EL显示装置30时,首先,在基板33上以所需形状形成薄膜晶体管40。然后,形成层间绝缘膜34,接着采用溅射法将像素电极35成膜,进行图案形成。然后,层叠有机功能层36。
作为基板33,可举出蓝宝石玻璃基板、石英玻璃基板、钠钙玻璃基板、氧化铝等陶瓷基板;铜等金属基板;塑料基板等。可以在基板上形成导热膜。作为导热膜,可举出金刚石薄膜(DLC等)。使像素电极35为反射型时,光向与基板33相反的方向射出。因而,不仅可以使用透明材料,也可以使用不锈钢等非透射材料。基板可以单独形成,也可以用粘合剂贴合多个基板而以层叠基板的方式形成。这些基板并不限定于板,也可以是膜。
作为薄膜晶体管40,可以使用普通的多晶硅晶体管。薄膜晶体管40设置于像素电极35的端部,其大小为10μm~30μm左右。应予说明,像素电极35的大小为20μm×20μm~300μm×300μm左右。
在基板33上设有薄膜晶体管40的配线电极。配线电极的电阻低,具有与像素电极35电连接而将电阻值抑制到较低的功能,一般而言,该配线电极可使用含有Al、Al和过渡金属(其中不包括Ti)、Ti或氮化钛(TiN)中的任一种或者2种以上的配线电极。
层间绝缘层34设置于薄膜晶体管40与像素电极35之间。层间绝缘膜34只要是利用溅射、真空蒸镀将SiO2等氧化硅、氮化硅等无机系材料形成的膜,由SOG(旋涂玻璃)形成的氧化硅层,光刻胶、聚酰亚胺、丙烯酸类树脂等树脂系材料的涂膜等具有绝缘性的膜则都可以。
在层间绝缘膜34上形成肋41。肋41配置于像素电极35的周边部(相邻像素之间)。作为肋41的材料,可举出丙烯酸类树脂、聚酰亚胺树脂等。肋41的厚度优选为1.0μm~3.5μm,更优选为1.5μm~2.5μm。
接着,对由作为透明电极的像素电极35、作为发光源的有机功能层36和阴极电极37构成的EL元件进行说明。有机功能层36分别具有至少1层的空穴输送层和发光层,例如,依次具有电子注入输送层、发光层、空穴输送层、空穴注入层。
作为像素电极35,例如,可举出ITO(掺锡氧化铟)、IZO(掺锌氧化铟)、IGZO、ZnO、SnO2、In2O3等,特别优选ITO、IZO。像素电极35的厚度只要具有能够充分地进行空穴注入的一定以上的厚度即可,优选设为10~500nm左右。
像素电极35可以通过蒸镀法(优选溅射法)形成。作为溅射气体,没有特别的限制,只要使用Ar、He、Ne、Kr、Xe等惰性气体或者它们的混合气体即可。
作为阴极电极37的构成材料,例如,优选使用K、Li、Na、Mg、La、Ce、Ca、Sr、Ba、Al、Ag、In、Sn、Zn、Zr等金属元素单体,或者为了提高稳定性而含有上述金属元素单体的2种成分、3种成分的合金系。作为合金系,例如,优选Ag-Mg(Ag:1at%~20at%)、Al-Li(Li:0.3at%~14at%)、In-Mg(Mg:50at%~80at%)、Al-Ca(Ca:5at%~20at%)等。
阴极电极37通过蒸镀法、溅射法等形成。阴极电极37的厚度优选为0.1nm以上,更优选为1nm~500nm。
空穴注入层具有使来自像素电极35的空穴的注入变得容易的功能,空穴输送层具有输送空穴的功能和阻碍电子的功能,也称为电荷注入层、电荷输送层。
发光层的厚度、合并空穴注入层和空穴输送层的厚度以及电子注入输送层的厚度没有特别的限定,根据形成方法而不同,优选设为5~100nm左右。空穴注入层和空穴输送层可以使用各种有机化合物。由于能够形成均质的薄膜,所以空穴注入输送层、发光层和电子注入输送层的形成优选使用真空蒸镀法。
作为发光源的有机功能层36,可以使用利用来自单线态激子的发光(荧光)的有机功能层;利用来自三线态激子的发光(磷光)的有机功能层;包含利用来自单线态激子的发光(荧光)的有机功能层和利用来自三线态激子的发光(磷光)的有机功能层的有机功能层;由有机物形成的有机功能层;由无机物形成的有机功能层;包含由有机物形成的有机功能层和由无机物形成的有机功能层的有机功能层;高分子材料、低分子材料、包含高分子材料和低分子材料的有机功能层等。但是,并不限于此,可以使用作为EL元件利用了各种物质的EL显示装置。
在阴极电极37与封装盖39之间的空间中配置干燥剂38。这是因为有机功能层36不耐湿。利用干燥剂38吸收水分,防止有机功能层36的劣化。
形成于EL显示装置30的光入射面或光射出面的偏光膜31并不限于转换为直线偏振光的偏光膜,也可以是转换为椭圆偏光的偏光膜。偏光膜31是本发明的偏光膜。
参照图4对EL显示装置的其他方式进行说明。图4是表示EL显示装置44的示意图。应予说明,对与上述图3相同的构成部分标以相同的符号,并省略说明。
EL显示装置44具有使用了薄膜封装膜42的封装结构,也可以从阵列基板的相反面得到射出光。作为薄膜封装膜42,优选使用在电解电容器的膜上蒸镀有DLC(类金刚石碳)的DLC膜。DLC膜的水分渗透性极小,防湿性能高。另外,可以在阴极电极37的表面直接进行蒸镀而形成DLC膜等。另外,多层地层叠树脂薄膜和金属薄膜,可以形成薄膜封装膜42。
参照图5对投影型液晶显示装置进行说明。图5是表示投射型液晶显示装置的示意图。
本发明的偏光膜142和偏光膜143例如可以用于投射型液晶显示装置(投影仪)。
由作为发光源的光源(例如高压汞灯)111射出的光束首先通过第1透镜阵列112、第2透镜阵列113、偏振光转换元件114、重叠透镜115,从而进行在反光束剖面中的亮度的均匀化和偏振化。
具体而言,从光源111射出的光束被第1透镜阵列112分割成多个微小的光束,所述第1透镜阵列112是将微小的透镜112a形成为矩阵状而得的。第2透镜阵列113和重叠透镜115设成各个分割的光束照射作为照明对象的3个液晶面板140R、140G、140B的整体,因此,各液晶面板入射侧表面整体成基本均一的照度。
偏振光转换元件114由偏光分光束镜阵列构成,并配置于第2透镜阵列113与重叠透镜115之间。由此,将来自光源的无规则偏振光预先转换为具有特定偏振方向的偏振光,降低后述的入射侧偏光膜的光量损失,起到提高画面亮度的作用。
如上所述地进行了亮度均匀化和偏振化的光经由反射镜122被用于分离为RGB三原色的分色镜121、123、132依次分离为红色通道、绿色通道、蓝色通道,分别射入液晶面板140R、140G、140B。
对于液晶面板140R、140G、140B,分别在其入射侧配置本发明的偏光膜142,在出射侧配置本发明的偏光膜143。
配置于RGB各光路的偏光膜142和偏光膜143配置成各自的吸收轴正交。配置于各光路的各液晶面板140R、140G、140B具有通过图像信号将各像素控制的偏振状态转换为光量的功能。
本发明的偏光膜通过选择适于对应通道的二色性色素的种类,从而即使在蓝色通道、绿色通道、红色通道的任一光路中也作为耐久性优异的偏光膜而有用。
根据液晶面板140R、140G、140B的图像数据,以每个像素不同的透射率使入射光透射而制成的光学像利用交叉分色棱镜150合成,通过投射透镜170而扩大投射到屏幕180。
作为上述电子纸,可举出利用光学各向异性和染料分子取向这样的分子进行显示的电子纸;利用电泳、粒子移动、粒子旋转、相变化这样的粒子进行显示的电子纸;通过膜的一端移动而进行显示的电子纸;通过分子的发色/相变化而进行显示的电子纸;利用分子的光吸收而进行显示的电子纸;通过电子和空穴结合而自发光来进行显示的电子纸等。更具体而言,可举出微囊型电泳、水平移动型电泳、垂直移动型电泳、球状扭转向列球方式、磁扭转向列球方式、圆柱扭转向列球方式、带电调色剂方式、电子粉流体方式、磁泳方式、磁热敏方式、电润湿方式、光散射(透明/白浊变化)方式、胆甾相液晶/光导电层方式、胆甾相液晶方式、双稳定性向列相液晶方式、强介电性液晶方式、二色性色素·液晶分散方式、可动膜方式、利用无色染料的发消色方式、光致变色方式、电致彩色显示方式、电解沉淀方式、挠性有机EL方式等。电子纸不仅可以是个人利用文本、图像的电子纸、也可以是用于广告显示(指示牌)等的电子纸。利用本发明的偏光膜,能够使电子纸的厚度变薄。
作为上述立体显示装置,例如,已提出了使不同的相位差膜交替配置成微球方式的方法(日本特开2002-185983号公报),但是若使用本发明的偏光膜,则容易利用印刷、喷墨、光刻法等进行图案形成,因此,能够缩短显示装置的制造工序,并且不需要相位差膜。
实施例
下面列举实施例对本发明进行更具体的说明,但本发明并不限于下述实施例,还可以在能符合前后所述的主旨的范围进行适当改变而加以实施,这些变更均包含在本发明的技术范围内。例中的“%”和“份”只要没有特别记载,就是指质量%和质量份。
在实施例中,使用下述的聚合性液晶化合物。
<化合物(1-6)(由式(1-6)表示的化合物)>
化合物(1-6)利用Lub et al.Recl,Trav.Chim.Pays-Bas,115,321-328(1996)记载的方法合成。
[相转变温度的测定]
一边在形成有取向膜的玻璃基板上对化合物进行加热,一边通过利用偏光显微镜(BX-51、奥林巴斯公司制)的组织观察确认相转变温度。确认了:在升温时,化合物(1-6)在95℃从结晶相呈现为近晶A相,在111℃相转变为向列相,在113℃向各向同性液体相进行相转变。在降温时,在112℃相转变为向列相,在110℃相转变为近晶A相,在94℃向近晶B相进行相转变。
<化合物(1-7)(由式(1-7)表示的化合物)>
化合物(1-7)利用Lub et al.Recl,Trav.Chim.Pays-Bas,115,321-328(1996)记载的方法合成。
[相转变温度的测定]
通过利用偏光显微镜的组织观察确认相转变温度。确认了:在升温时,化合物(1-7)在81℃由结晶相呈现为近晶A相,在121℃相转变为向列相,在137℃向各向同性液体相进行相转变。在降温时,在133℃相转变为向列相,在118℃相转变为近晶A相,在78℃向近晶B相进行相转变。
<化合物(1-8)(由式(1-8)表示的化合物)>
化合物(1-8)用与化合物(1-7)相同的方法合成。
[相转变温度的测定]
通过利用偏光显微镜的组织观察确认相转变温度。确认了:在升温时,化合物(1-8)在76℃由结晶相呈现为近晶A相,在94℃相转变为向列相,在107℃向各向同性液体相进行相转变。在降温时,在107℃相转变为向列相,在94℃相转变为近晶A相,在74℃向近晶B相进行相转变。
<化合物(1-13)(由式(1-13)表示的化合物)>
化合物(1-13)用与化合物(1-7)相同的方法合成。
[相转变温度的测定]
通过利用偏光显微镜的组织观察确认相转变温度。确认了:在升温时,化合物(1-13)在78℃由结晶相呈现为近晶A相,在102℃相转变为向列相,在120℃向各向同性液体相进行相转变。在降温时,在120℃相转变为向列相,在101℃相转变为近晶A相,在76℃向近晶B相进行相转变。
实施例1
[聚合性液晶组合物的制备]
混合下述成分,在80℃搅拌1小时,得到聚合性液晶组合物。
聚合性液晶化合物:化合物(1-6)和(1-7)50∶50混合物 100份
二色性色素:偶氮色素(NKX2029;林原生物化学研究所制) 2份
聚合引发剂:2-二甲基氨基-2-苄基-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮(Irgacure369;BASF JAPAN公司制) 6份
流平剂:聚丙烯酸酯化合物(BYK-361N;BYK-Chemie公司制) 1.5份
溶剂:环戊酮 250份
[干燥涂膜的制作]
在玻璃基板上,采用旋涂法涂布聚乙烯醇(聚乙烯醇1000完全皂化型、和光纯药工业株式会社制)的2质量%水溶液,进行干燥后,形成厚89nm的取向膜。接着,对得到的取向膜的表面实施摩擦处理。摩擦处理是利用半自动摩擦装置(商品名:LQ-008型、常阳工学株式会社制),采用布(商品名:YA-20-RW、吉川化工株式会社制),在压入量0.15mm、转数500rpm、载物台速度16.7mm/s的条件下进行的。
采用旋涂法在摩擦处理后的取向膜上涂布聚合性液晶组合物,在120℃的加热板上加热干燥3分钟后,迅速地移动到常温的加热板上,冷却至25℃,得到干燥涂膜。
[偏光膜的制作]
通过对干燥涂膜照射偏光紫外线来进行聚合,得到在形成于玻璃基板的取向膜上制成的偏光膜。具体而言,利用带偏振光照射器具的UV照射装置(SPOT CURE SP-7;USHIO电机株式会社制;照度20mW/cm2),以曝光量2400mJ/cm2(365nm基准)对干燥涂膜照射在与对取向膜实施了摩擦处理的方向垂直的方向(取向方向与偏振光的振动方向所成的角度为90°)振动的紫外线(直线偏振光)。
参考例1
在与实施例1同样地制作了干燥涂膜后,如下所述仅改变聚合条件制作偏光膜。
[偏光膜的制作]
具体而言,利用带偏振光照射器具的UV照射装置(SPOT CURESP-7;USHIO电机株式会社制),以曝光量2400mJ/cm2(365nm基准)对干燥涂膜照射在与取向膜平行的方向(取向方向与偏振光的振动方向所成的角度为0°)振动的紫外线(直线偏振光),从而得到偏光膜。
实施例2
使用偶氮色素(G205;林原生物化学研究所制(日本特开平9-73015(参照表1的式(9)))代替偶氮色素(NKX2029;林原生物化学研究所制)作为二色性色素,除此以外,进行与实施例1相同的操作,制作干燥涂膜和偏光膜。
实施例3
使用化合物(1-8)代替化合物(1-7),除此以外,进行与实施例1相同的操作,制作干燥涂膜和偏光膜。
实施例4
使用化合物(1-13)代替化合物(1-7),除此以外,进行与实施例1相同的操作,制作干燥涂膜和偏光膜。
实施例5~7
使用与实施例1相同的聚合性液晶组合物,进行与实施例1相同的操作,制作干燥涂膜。然后,将取向方向与偏振光的振动方向所成的角度改变为表1所示的值,除此以外,进行与实施例1相同的操作,制作偏光膜。
比较例1
[聚合性液晶组合物的制备]
混合下述的成分,得到聚合性液晶组合物。
聚合性液晶化合物:化合物(1-5) 97份
二色性色素:偶氮色素(NKX2029;林原生物化学研究所制) 2份
聚合引发剂:Irgacure184(BASF JAPAN公司制) 0.9份
阻碍剂:对甲氧基苯酚 0.1份
溶剂:氯仿 400份
[光学膜的制作]
利用不带偏振光照射器具的UV照射装置(SPOT CURE SP-7;USHIO电机株式会社制),以曝光量2400mJ/cm2(365nm基准)对干燥涂膜照射无偏光的紫外线,从而得到偏光膜。
对于上述得到的干燥涂膜和偏光膜测定二色性比和厚度,结果由表1所示。
[二色性比的测定]
对于上述得到的干燥涂膜和偏光膜,采用在紫外可见分光光度计(UV-3150、岛津制作所制)中安装了带有偏光膜的折弯器的装置,以双光束法测定极大吸收波长处的透射轴方向的吸光度(A1)和吸收轴方向的吸光度(A2)。该折弯器在基准点侧设置了减少50%光量的筛网。由测得的透射轴方向的吸光度(A1)和吸收轴方向的吸光度(A2)的值,算出比(A2/A1)作为二色性比。可以说二色性比越高,越适合作为偏光膜。
[膜厚测定]
对于得到的偏光膜,利用激光显微镜(LEXT3000、奥林巴斯公司制)测定膜厚。
[表1]
产业上的可利用性
根据本发明的制造方法,能够得到二色性比高的偏光膜。
Claims (7)
1.一种偏光膜的制造方法,其特征在于,包括如下工序:
(1)将含有显示近晶相的聚合性液晶化合物、二色性色素、光聚合引发剂和溶剂的聚合性液晶组合物涂布到基板上,除去溶剂,从而形成干燥涂膜的第1工序;
(2)将干燥涂膜保持在由第1工序制得的干燥涂膜所含的液晶性成分成为液晶状态的温度,从而使该液晶性成分进行取向的第2工序;和
(3)对在第2工序中进行了取向的涂膜照射液晶性成分的取向方向与偏振光的振动方向所形成的角度为45度~90度的范围的偏振光,从而得到形成于基板上的偏光膜的第3工序。
2.根据权利要求1所述的制造方法,其中,第1工序中的基板是形成有取向膜的基板。
3.根据权利要求1所述的制造方法,其中,偏振光的最大输出波长在300nm~500nm的范围内。
4.根据权利要求1所述的制造方法,其中,二色性色素是偶氮色素。
5.根据权利要求1所述的制造方法,其中,在第2工序中,液晶性成分成为液晶状态的温度是液晶性成分成为显示近晶相的液晶状态的温度。
6.根据权利要求5所述的制造方法,其中,近晶相是高度有序的近晶相。
7.一种显示装置,其特征在于,包含采用权利要求1~6中任一项所述的制造方法制造得到的偏光膜。
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