CN105022111A - 图案偏振膜及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供用于得到薄且防反射特性优异的图案圆偏振板的图案偏振膜。一种图案偏振膜,该图案偏振膜中层叠有基材和含有聚合性液晶化合物的聚合物及二色性色素的经图案化后的液晶固化膜,所述图案偏振膜具有:偏振度为10%以下且单体透射率为80%以上的区域(A)、和偏振度为90%以上且单体透射率为40%以上的区域(B)。

Description

图案偏振膜及其制造方法
技术领域
本发明涉及图案偏振膜及其制造方法。
背景技术
引用文献1中记载了使用聚乙烯醇偏振膜得到的图案偏振膜、以及包含该偏振膜的圆偏振板。然而,对于上述偏振膜而言,制造方法复杂,还存在膜厚较厚的问题。专利文献2中记载了包含得自涂布膜的偏振片的偏振膜、以及包含该偏振膜的圆偏振板。然而,尚未知包含得自涂布膜的经图案化后的偏振片的图案偏振膜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:美国专利第5327285号说明书
专利文献2:日本特开2006-337892号公报
发明内容
发明要解决的问题
要求用于得到薄且防反射特性优异的图案圆偏振板的图案偏振膜。另外,要求具有偏振度高的区域和单体透射率高的区域的图案偏振膜的制造方法。
用于解决问题的手段
本发明包含以下发明。
[1]一种图案偏振膜,该图案偏振膜中层叠有基材、和含有聚合性液晶化合物的聚合物和二色性色素的经图案化后的液晶固化膜,
所述图案偏振膜具有:
一个以上的偏振度为10%以下且单体透射率为80%以上的区域(A)、和
一个以上的偏振度为90%以上且单体透射率为40%以上的区域(B)。
[2]如[1]所述的图案偏振膜,其中,区域(B)具有上述液晶固化膜。
[3]如[1]或[2]所述的图案偏振膜,其中,区域(A)以及区域(B)各自独立地呈选自线状、带状、圆状、文字状和图形状中的至少一种形状。
[4]如[3]所述的图案偏振膜,其中,区域(A)为线状,宽度为1μm~10mm。
[5]如[3]所述的图案偏振膜,其中,区域(B)为线状,宽度为1μm~10mm。
[6]如[3]所述的图案偏振膜,其中,区域(A)各自具有带状、圆状、文字状或图形状的形状,连续的区域(A)的面积为500mm2以下。
[7]如[3]所述的图案偏振膜,其中,区域(B)各自具有带状、圆状、文字状或图形状的形状,连续的区域(B)的面积为500mm2以下。
[8]如[1]或[2]所述的图案偏振膜,其中,以条纹状具有区域(A)和区域(B)。
[9]如[8]所述的图案偏振膜,其中,区域(B)的宽度为1μm~10mm。
[10]如[8]所述的图案偏振膜,其中,区域(B)的宽度为1μm~1mm。
[11]如[1]所述的图案偏振膜,其中,基材为具有1/4波片功能的相位差膜。
[12]如[1]所述的图案偏振膜,其还具备具有1/4波片功能的相位差膜。
[13]如[11]或[12]所述的图案偏振膜,其中,具有1/4波片功能的相位差膜具有逆波长分散特性。
[14]如[1]所述的图案偏振膜,其中,基材为具有1/2波片功能的相位差膜,且上述基材上还层叠有具有1/4波片功能的相位差膜。
[15]如[11]、[12]和[14]中任一项所述的图案偏振膜,其中,还具有正C膜(positive C film)。
[16][1]所述的图案偏振膜的制造方法,其包含下述工序(1)~(4):
(1)在基材的表面上或形成有取向膜的基材的表面上涂布含有聚合性液晶化合物和二色性色素的组合物的工序;
(2)使所涂布的聚合性液晶化合物和二色性色素取向的工序;
(3)隔着光掩模对取向后的聚合性液晶化合物照射活性能量射线,由此得到含有聚合性液晶化合物的聚合物、和未聚合的聚合性液晶化合物的液晶固化膜的工序;
(4)利用上述二色性色素在23℃的饱和溶解度为1质量%以下的溶剂清洗上述液晶固化膜,除去上述未聚合的聚合性液晶化合物,由此得到经图案化后的液晶固化膜的工序。
[17]如[16]所述的图案偏振膜的制造方法,其中,基材为树脂基材。
[18]如[16]或[17]所述的图案偏振膜的制造方法,其中,溶剂为含有醇溶剂的溶剂。
[19]如[16]所述的图案偏振膜的制造方法,其中,在将光掩模压接于取向后的聚合性液晶化合物的状态下照射活性能量射线。
[20]如[16]所述的图案偏振膜的制造方法,其中,活性能量射线是与基材面的法线方向平行的紫外线。
发明效果
根据本发明的图案偏振膜,可得到薄且防反射特性优异的图案圆偏振板。另外,根据本发明的图案偏振膜的制造方法,可得到具有偏振度高的区域和单体透射率高的区域的图案偏振膜。
附图说明
图1是本发明的图案偏振膜的截面的示意图。
图2是具有条纹状图案区域的图案圆偏振板的示意图。
图3是具有圆状图案区域的图案圆偏振板的示意图。
图4是图案圆偏振板的示意图。
图5是表示图案偏振膜的连续性制造方法(卷对卷(Roll to Roll)形式)的主要部分的示意图。
图6是表示图案圆偏振板的连续性制造方法的主要部分的示意图。
具体实施方式
<图案偏振膜>
本发明的图案偏振膜是基材和经图案化后的液晶固化膜的层叠体。此处,经图案化后的液晶固化膜是指液晶固化膜形成了所期望的图纹。在上述层叠体中,液晶固化膜在基材上形成了所期望的图纹。
优选在基材和上述液晶固化膜之间还层叠有取向膜。即,本发明的图案偏振膜优选为基材、取向膜和上述液晶固化膜的层叠体。
本说明书中的偏振度是指将自然光转化为线偏振光的程度,由下述式(11)所定义,可取0~100%的值。如果该值为100%,则从偏振膜出射的光为完全线偏振光,越接近100%,从偏振膜出射的光越为高选择性的偏振光,因此越可以说是优异的偏振膜。
偏振度(%)={(T1-T2)/(T1+T2)}×100  (11)
(在此,T1和T2分别为对偏振膜入射线偏振光时的透射率,T1为出射与透射轴方向平行的线偏振光来进行测定时的透射率、T2为出射与吸收轴方向平行的线偏振光来进行测定时的透射率。)
本说明书中的单体透射率是表示偏振膜中入射的光以何种程度透过的值,由下述式(10)所定义,可取0~100%的值。如果该值为100%,则偏振膜会使入射光的全部光透过,如果为0%,则偏振膜吸收或者反射了入射光的全部光。
单体透射率(%)=(T1+T2)/2  (10)
(式中,T1和T2表示与上文相同的含义。)
本说明书中,对于为了仅控制某特定波长的光而混合色素的、作为所谓的彩色偏振膜的图案偏振膜而言,将在显示出光吸收的最大波长下的测定值定义为图案偏振膜的偏振度和单体透射率。另外,对于通过混合多种色素而得到的、作为所谓的中性灰的偏振膜的图案偏振膜而言,为了体现出在整个可见光区域的偏振性能,将能见度(視感度)校正偏振度和能见度校正单体透射率定义为图案偏振膜的偏振度和单体透射率。
利用光掩模进行掩蔽而得到的区域(下文有时称作区域(A))的偏振度通常为10%以下、优选为5%以下、更优选为1%以下。存在于该区域的上述液晶固化膜的量越少,则该偏振度越趋于下降。即,区域(A)优选不具有上述液晶固化膜。
对于区域(A)的单体透射率而言,越接近100%,则透明性越高,越可以说在应用于显示器等时是实用的。另一方面,该单体透射率是包含空气界面与偏振膜之间的折射率差带来的界面反射损失在内的值,因此也与基材等材料有关,但理论上的最大值约为88~94%。区域(A)的单体透射率通常为80%以上、优选为85%以上、更优选为88%以上。存在于该区域的上述液晶固化膜的量越少,则本发明的图案偏振膜中的单体透射率越趋于提高。
形成有液晶固化膜的区域(下文有时称作区域(B))的偏振度通常为65%以上、优选为85%以上、更优选为90%以上、进一步优选为92%以上、特别优选为95%以上。区域(B)通常具有上述液晶固化膜。液晶固化膜中含有的聚合性液晶化合物的聚合物的取向有序度越高,则区域(B)的偏振度越趋于提高。
对于区域(B)的单体透射率而言,由于与透射轴方向正交的方向的偏振光的大半因吸收而损失,因此理论上的最大值约为44~47%。区域(B)的单体透射率通常为40%以上、优选为42%以上、更优选为44%以上。
作为区域(A)的形状,可以举出线状、带状、圆状、文字状和图形状等,可以设为任意的形状,优选的形状为线状。另外,作为区域(B)的形状,可以举出线状、带状、圆状、文字状和图形状等,可以设为任意的形状,优选的形状为线状。另外,图案偏振膜优选以条纹状具有区域(A)和区域(B)。图案偏振膜中的图案是指图纹,可以仅存在于一个区域,也可以存在于多个区域。图案优选为规则的图纹。
区域(A)的形状为线状的情况下,该区域的宽度优选为1μm~10mm、更优选为1μm~1mm、进一步优选为1μm~100μm。
区域(B)的形状为线状的情况下,该区域的宽度优选为1μm~10mm、更优选为1μm~1mm、进一步优选为1μm~100μm。
图案偏振膜以条纹状具有区域(A)和区域(B)的情况下,区域(B)的宽度优选为1μm~10mm、更优选为1μm~1mm、进一步优选为1μm~100μm。
连续的区域(A)的面积优选为100mm2以下。连续的区域(A)的面积不是指图案偏振膜整体中的区域(A)的面积的合计,而是指平均每个连续地形成的区域(A)的面积。
连续的区域(B)的面积优选为100mm2以下。连续的区域(B)的面积不是指图案偏振膜整体中的区域(B)的面积的合计,而是指平均每个连续地形成的区域(B)的面积。
区域(A)的表面积和区域(B)的表面积的合计相对于本发明的图案偏振膜的表面积优选为90%以上、更优选为95%以上、进一步优选为99%以上。
图1中示出本发明的图案偏振膜400的截面示意图。图案偏振膜400中,层叠有基材420和液晶固化膜410,液晶固化膜410是经图案化后的液晶固化膜。图中,H表示层叠有液晶固化膜410的区域的厚度,h表示液晶固化膜的厚度。
图案偏振膜的层叠有液晶固化膜的区域的厚度通常为6~310μm、优选为20~200μm。
液晶固化膜的厚度通常为0.5~10μm、优选为1~5μm。液晶固化膜的厚度可以利用干涉膜厚计、激光显微镜或触针式膜厚计进行测定。
另外,液晶固化膜优选为在X射线衍射测定中可得到布拉格峰的液晶固化膜。这种可得到布拉格峰的液晶固化膜例如具有显示源自六角相或液晶相的衍射峰、并且显示高偏振度的趋势。
液晶固化膜通常由含有聚合性液晶化合物和二色性色素的组合物形成。本说明书中,有时将该组合物称作液晶固化膜形成用组合物。
<图案圆偏振板>
通过采用具有1/4波片功能的相位差膜作为上述图案偏振膜的基材、或者将上述图案偏振膜和该相位差膜层叠,可以得到表现出圆偏振特性的图案圆偏振板。该层叠例如优选使具有1/4波片功能的相位差膜的慢轴(光轴)和区域(B)的透射轴之间实质上呈45°。
通过将本发明的图案偏振膜、和具有1/4波片功能的相位差膜(下文有时称作1/4波片)层叠,可得到图案圆偏振板。此时,优选以图案偏振膜中的区域(B)的透射轴与1/4波片的慢轴(光轴)之间实质上呈45°的方式层叠。实质上呈45°通常是指45±5°的范围。另外,通过使区域(B)的透射轴与相位差膜的光轴一致或正交,可以得到作为光学补偿膜发挥功能的图案偏振膜。
1/4波片通常具有由式(40)表示的光学特性,优选具有由式(40-1)表示的光学特性。
100nm<Re(550)<160nm  (40)
130nm<Re(550)<150nm  (40-1)
Re(550)表示对于波长550nm的光的面内相位差值。
此外,1/4波片优选具有逆波长分散特性。逆波长分散特性是指短波长下的面内相位差值大于长波长下的面内相位差值的光学特性,优选为满足式(50)和式(51)。Re(λ)表示对于波长λnm的光的面内相位差值。具备具有满足式(50)和式(51)的光学特性的1/4波片的图案圆偏振板对于可见光区域中各波长的光可以得到同样的偏振转换的特性,因此具有防反射特性优异的趋势。
Re(450)/Re(550)≤1.00  (50)
1.00≤Re(630)/Re(550)  (51)
1/4波片可以是通过使聚合性液晶化合物聚合而形成的涂布膜,也可以是拉伸膜。具有满足式(50)和式(51)的光学特性的1/4波片可以通过使特定的聚合性液晶化合物聚合或者将包含具有特定结构的高分子的膜进行拉伸而得到。作为聚合性液晶化合物,可以与液晶固化膜形成用组合物中含有的聚合性液晶化合物相同,也可以不同。可以使用市售的聚合性液晶化合物。作为市售品的例子,可以举出BASF公司制的产品名“LC242”。另外,作为满足式(50)和(51)的特定的聚合性液晶化合物,可以举出日本专利5463666号记载的化合物。
1/4波片的慢轴方向优选相对于1/4波片的长度方向呈0°±10°或90°±10°。如果使用这种1/4波片,则可以容易地得到图案圆偏振板。
1/4波片为通过使聚合性液晶化合物聚合而形成的涂布膜的情况下,其慢轴方向由聚合性液晶化合物的取向方向所决定。
1/4波片为拉伸膜的情况下,其慢轴方向因拉伸方法而异,慢轴和光轴由其拉伸方法如单轴、双轴或斜向拉伸等确定。在长度方向上单轴拉伸而成的拉伸膜的生产率高、通用性充分,因而优选。
图案偏振膜与1/4波片之间的层叠优选利用胶粘剂进行贴合来进行。
也可以从图案偏振膜去除基材或者基材及取向膜后进行使用。例如,可以使用胶粘剂将图案偏振膜的形成有经图案化后的液晶固化膜的面和1/4波片等其它部件贴合后,将该图案偏振膜的基材或者基材及取向膜去除。此时,胶粘剂可以涂布于图案偏振膜,也可以涂布于其它部件。优选涂布于图案偏振膜所具有的经图案化后的液晶固化膜或者其它部件。
上述图案圆偏振板还可以具有选自具有1/2波片功能的相位差膜(以下有时称作1/2波片)和正C膜中的一种以上,此外还可以具有防反射层、增亮膜和保护层。
保护层发挥保护液晶固化膜免于外部刺激的作用。作为形成保护层的成分,只要在形成时不会侵入液晶固化膜即可,可优选举出(甲基)丙烯酸系树脂、环氧树脂、氨基甲酸酯树脂、脲醛树脂、硅树脂、聚乙烯醇等水溶性高分子。可以将它们分别以聚合物的形态溶解于溶剂,并涂布形成在液晶固化膜上,也可以以单体的形态溶解于溶剂中并涂布形成后、或者将单体本身直接涂布形成后进行聚合。
1/2波片通常具有满足式(60)的光学特性。
200<Re(550)<320  (60)
Re(550)表示对于波长550nm的光的面内相位差值。
正C膜通常具有满足式(70)的光学特性。式中,nx表示在正C膜所形成的折射率椭圆体中与膜平面平行的方向上的主折射率。ny表示在正C膜所形成的折射率椭圆体中与膜平面平行且与该nx的方向正交的方向上的折射率。nz表示在正C膜所形成的折射率椭圆体中与膜平面垂直的方向上的折射率。
1/2波片和正C膜可以是通过使聚合性液晶化合物聚合而形成的涂布膜,也可以是拉伸膜。
nx≈ny<nz  (70)
作为属于通过使聚合性液晶化合物聚合而形成的涂布膜的1/4波片、1/2波片和正C膜,可以举出日本特开2010-31223号公报、日本特开2010-270108号公报、日本特开2011-6360号公报和日本特开2011-207765号公报记载的相位差膜等。
作为属于拉伸膜的1/4波片,可以举出“PURE-ACE(注册商标)WR”(帝人株式会社制)等。
作为属于拉伸膜的正C膜,可以举出日本特开2008-129465号公报所述的拉伸膜和公知的多层挤出膜等。
上述图案圆偏振板的防反射特性优异。在本发明中,图案圆偏振板的防反射特性优异是指可以给所期望的区域赋予防反射特性。图案圆偏振板在隔着图案圆偏振板向反射板入射可视区域的光并测定反射率时,具有反射率高的区域和反射率低的区域。具有上述区域(A)的区域相当于反射率高的区域,层叠有上述区域(B)的区域相当于反射率低的区域。
通过使用具有这种特性的图案圆偏振板,可以仅给显示装置的所需区域赋予防反射特性。
防反射特性可以通过测定上述反射率来进行评价,此外也可以通过测定各波长下的椭圆率来进行评价。椭圆率可由圆偏振光的偏振光截面中短轴相对长轴之比求出,具体来说,完全圆偏振光时的椭圆率为100%,线偏振光时的椭圆率为0%。各波长下的椭圆率越接近100%,越成为优异的圆偏振板,防反射特性越优异。即,具有区域(A)的区域的椭圆率越接近0%、层叠有区域(B)的区域的椭圆率越接近100%,作为图案圆偏振板就越优异。
图案圆偏振板中,将不隔着图案圆偏振板向反射板入射光并测定的反射率定为100%,则具有区域(A)的区域的反射率优选为75%以上、更优选为80%以上、进一步优选为85%以上。同样地,层叠有区域(B)的区域的反射率优选为15%以下、更优选为10%以下、进一步优选为5%以下。
图案圆偏振板中,具有区域(A)的区域的对于波长450nm的光的椭圆率优选为20%以下、更优选为5%以下。同样地,对于波长550nm的光的椭圆率优选为20%以下、更优选为5%以下。同样地,对于波长590nm的光的椭圆率优选为20%以下、更优选为5%以下。同样地,对于波长630nm的光的椭圆率优选为20%以下、更优选为5%以下。
图案圆偏振板中,层叠有区域(B)的区域的椭圆率优选为80%以上、更优选为90%以上。尤其是,中性灰的图案偏振膜中,对于波长450nm的光的椭圆率优选为60%以上、更优选为70%以上。同样地,对于波长550nm的光的椭圆率优选为80%以上、更优选为90%以上。同样地,对于波长590nm的光的椭圆率优选为80%以上、更优选为90%以上。同样地,对于波长630nm的光的椭圆率优选为60%以上、更优选为70%以上。
图4中以截面示意图的方式示出图案圆偏振板10的构成例。
图4(a)和(b)是具有经图案化后的液晶固化膜1、基材2和1/4波片6的图案圆偏振板10。
图4(c)和(d)是具有经图案化后的液晶固化膜1、基材2、1/4波片6和1/2波片3的图案圆偏振板10。
图4(e)是具有经图案化后的液晶固化膜1、1/4波片6和1/2波片3的图案圆偏振板10。该图案圆偏振板可以如下得到:使用1/2波片3作为基材,在其表面形成经图案化后的液晶固化膜,由此得到该图案圆偏振板。另外,也可以如下得到:将图案偏振膜具有的经图案化后的液晶固化膜贴合于1/2波片3后,去除图案偏振膜具有的基材,进一步层叠1/4波片6,由此得到该图案圆偏振板。
图4(f)~(h)是具有经图案化后的液晶固化膜1、1/4波片6、1/2波片3和正C膜4的图案圆偏振板10。这些图案圆偏振板可以以与由图4(e)表示的图案圆偏振板同样的方法进行制造。
将1/4波片与1/2波片层叠而制成图案圆偏振板的情况下,优选先将1/2波片按照其慢轴相对于图案偏振膜具有的图案化液晶固化膜的吸收轴呈75°的方式层叠,接着将1/4波片按照其慢轴相对于图案偏振膜具有的图案化液晶固化膜的吸收轴呈15°的方式层叠。
对正C膜的层叠顺序没有限制,但需要将图案偏振膜具有的经图案化后的液晶固化膜、1/2波片和1/4波片依该顺序层叠。通过如此进行层叠,所得到的图案圆偏振板对于可见光区域中各波长的光可以得到同样的偏振转换特性,因此具有防反射特性优异的趋势。
本发明的图案偏振膜和上述图案圆偏振板可以根据需要进行裁切后用于各种各样的显示装置。图案偏振膜和图案圆偏振板通常借助胶粘剂或压敏式胶粘剂而贴合于显示装置。
显示装置是指具有显示元件且包含作为发光源的发光元件或发光装置的装置。作为具备该图案偏振膜或该图案圆偏振板的显示装置,可以举出例如: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(例如场发射显示装置(FED)、表面传导电子显示装置(SED))、电子纸(使用电子墨水或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、具有数字微镜器件(DMD)的显示装置)和压电陶瓷显示器等。液晶显示装置也包括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和投影型液晶显示装置等中的任一种。这些显示装置可以是显示二维图像的显示装置,也可以是显示三维图像的立体显示装置。该图案偏振膜以及该图案圆偏振板尤其能够有效地用于有机电致发光(EL)显示装置和无机电致发光(EL)显示装置等显示装置、以及包含触控面板的显示装置。
<基材>
基材可以是玻璃基材也可以是树脂基材,但优选为树脂基材。通过使用包含树脂的膜基材,可以得到薄的图案偏振膜。
树脂基材优选为透明树脂基材。透明树脂基材是指可透过光、特别是可见光的具有透光性的基材,透光性是指对于波长380nm~780nm整个范围的光线的能见度校正透射率为80%以上的特性。
基材优选为1/4波片。通过将1/4波片用于基材,可以在不用将图案偏振膜和1/4波片层叠的情况下得到图案圆偏振板。
作为用作基材的优选的1/4波片,可以举出与上文所述的1/4波片相同的1/4波片。
另外,基材也可以是1/2波片。
作为构成基材的树脂,可以举出例如:聚乙烯、聚丙烯、降冰片烯系聚合物等聚烯烃;环状烯烃系树脂;聚乙烯醇;聚对苯二甲酸乙二酯;聚甲基丙烯酸酯;聚丙烯酸酯;三乙酰纤维素、二乙酰纤维素和醋酸丙酸纤维素等纤维素酯;聚萘二甲酸乙二酯;聚碳酸酯;聚砜;聚醚砜;聚醚酮;聚苯硫醚;和聚苯醚等。优选为纤维素酯、环状烯烃系树脂、聚碳酸酯、聚醚砜、聚对苯二甲酸乙二酯、或聚甲基丙烯酸酯。
纤维素酯是指纤维素中含有的羟基的至少一部分被酯化后的纤维素,可以从市场上获得。另外,包含纤维素酯的基材也可以从市场上获得。作为市售的包含纤维素酯的基材,可以举出Fujitac(注册商标)膜(富士照相胶片株式会社)、KC8UX2M(Konica Minolta Opto公司)、KC8UY(Konica Minolta Opto公司)和、KC4UY(Konica Minolta Opto公司)等。
环状烯烃系树脂是指含有降冰片烯或多环降冰片烯系单体等环状烯烃的聚合物或它们的共聚物的树脂。该环状烯烃系树脂也可以包含开环结构,还可以是对包含开环结构的环状烯烃系树脂进行加氢而成的物质。另外,该环状烯烃系树脂在不显著损害透明性且不显著增加吸湿性的范围内可以含有源自链状烯烃和乙烯基化芳香族化合物的结构单元。另外,对于该环状烯烃系树脂而言,其分子内也可以导入有极性基团。
作为链状烯烃,可以举出乙烯和丙烯等,作为乙烯基化芳香族化合物,可以举出苯乙烯、α-甲基苯乙烯和烷基取代苯乙烯等。
环状烯烃系树脂为环状烯烃与链状烯烃或乙烯基化芳香族化合物的共聚物的情况下,源自环状烯烃的结构单元的含量相对于共聚物的全部结构单元通常为50摩尔%以下、优选为15~50摩尔%。
环状烯烃系树脂为环状烯烃、链状烯烃与乙烯基化芳香族化合物的三元共聚物的情况下,源自链状烯烃的结构单元的含量相对于共聚物的全部结构单元通常为5~80摩尔%、源自乙烯基化芳香族化合物的结构单元的含有比例相对于共聚物的全部结构单元通常为5~80摩尔%。这种三元共聚物具有可以使价格昂贵的环状烯烃的使用量较少这样的优点。
环状烯烃系树脂可以从市场上获得。作为市售的环状烯烃系树脂,可以举出Topas(注册商标)(Ticona公司(德))、Arton(注册商标)(JSR公司)、ゼオノア(ZEONOR)(注册商标)(日本ZEON株式会社)、ゼオネックス(ZEONEX)(注册商标)(日本ZEON株式会社)和APEL(注册商标)(三井化学株式会社)等。可以将这样的环状烯烃系树脂通过例如溶剂流延法、熔融挤出法等公知的方法进行制膜后作为基材。作为市售的包含环状烯烃系树脂的基材,可以举出エスシーナ(注册商标)(积水化学工业株式会社)、SCA40(注册商标)(积水化学工业株式会社)、ZEONOR膜(注册商标)(Optes公司)和Arton膜(注册商标)(JSR公司)等。
可以对基材实施表面处理。作为表面处理的方法,可以举出例如:在真空~大气压的气氛下用电晕或等离子体对基材表面进行处理的方法;对基材表面进行激光处理的方法;对基材表面进行臭氧处理的方法;对基材表面进行皂化处理的方法;对基材表面进行火焰处理的方法;在基材表面上涂布偶联剂的方法;对基材表面进行底涂处理的方法;和使反应性单体、具有反应性的聚合物附着于基材表面后照射放射线、等离子体或紫外线使之反应的接枝聚合法等。其中,优选为在真空~大气压的气氛下对基材表面进行电晕或等离子体处理的方法。
作为用电晕或等离子体进行基材的表面处理的方法,可以举出:在大气压附近的压力下将基材设置在对置的电极间并产生电晕或等离子体来进行基材的表面处理的方法;在对置的电极间流通气体,在电极间将气体等离子体化,将等离子体化的气体喷至基材的方法;和在低压条件下产生辉光放电等离子体来进行基材的表面处理的方法。
其中,优选为:在大气压附近的压力下将基材设置在对置的电极间并产生电晕或等离子体来进行基材的表面处理的方法;或者,在对置的电极间流通气体,在电极间将气体等离子体化,将等离子体化的气体喷至基材的方法。该利用电晕或等离子体的表面处理通常利用市售的表面处理装置来进行。
基材可以在与涂布液晶固化膜形成用组合物的面相反的面上具有保护膜。作为保护膜,可以举出聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯和聚烯烃等的膜、以及在该膜上进一步具有粘合层的膜等。其中,由于聚对苯二甲酸乙二酯在干燥时的热变形小,因此优选聚对苯二甲酸乙二酯。由于在与涂布液晶固化膜形成用组合物的面相反的面具有保护膜,可以抑制基材传送时的膜的摆动(ゆれ)、涂布面的细微振动,可以提高涂膜的均匀性。
从处于可实用操作的程度的重量的方面考虑,基材的厚度优选薄,但过薄时有强度下降、加工性变差的趋势。基材的厚度通常为5~300μm、优选为20~200μm。
基材的长度方向的长度通常为10~3000m、优选为100~2000m。基材的短边方向的长度通常为0.1~5m、优选为0.2~2m。
<取向膜>
本发明中的取向膜是指可使聚合性液晶化合物沿所期望的方向进行液晶取向的具有取向约束力的膜。
作为取向膜,优选具有不会因液晶固化膜形成用组合物的涂布等而发生溶解的溶剂耐性、并且具有对于用于除去溶剂或使聚合性液晶化合物取向的加热处理的耐热性。作为该取向膜,可以举出包含取向性聚合物的取向膜、光取向膜以及表面形成凹凸图案或多个槽并进行取向的沟槽取向膜等。
作为取向性聚合物,可以举出在分子内具有酰胺键的聚酰胺或明胶类;作为在分子内具有酰亚胺键的聚酰亚胺及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、聚噁唑、聚亚乙基亚胺、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸和聚丙烯酸酯类。其中,优选为聚乙烯醇。也可以组合使用两种以上取向性聚合物。
包含取向性聚合物的取向膜通常如下形成:将溶剂中溶解有取向性聚合物的组合物(以下有时称作取向性聚合物组合物)涂布于基材并除去溶剂、或者将取向性聚合物组合物涂布于基材并除去溶剂,进行摩擦(摩擦(ラビング)法),由此在基材表面形成包含取向性聚合物的取向膜。
作为上述溶剂,可以举出水、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、甲乙酮、环戊酮、环己酮、甲基戊基酮、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;以及氯仿、氯苯等氯化烃溶剂。这些溶剂可以单独使用,也可以组合使用二种以上。
取向性聚合物组合物中的取向性聚合物的浓度只要是能够将取向性聚合物完全溶解于溶剂的范围即可,但是相对于溶液,以固体成分计,取向性聚合物组合物中的取向性聚合物的浓度优选为0.1~20质量%、进一步优选为约0.1~约10质量%。
作为取向性聚合物组合物,可以直接使用市售的取向膜材料。作为市售的取向膜材料,可以举出Sunever(注册商标、日产化学工业株式会社制)、OPTMER(注册商标、JSR公司制)等。
作为将取向性聚合物组合物涂布于基材的方法,可以举出旋涂法、挤压涂敷法、凹版涂布法、模涂法、狭缝涂布法、棒涂法、涂布器(applicator)法等涂布法;柔性板(flexo)法等印刷法等公知的方法。在通过后述的卷对卷(Roll to Roll)形式的连续性制造方法制造图案偏振膜的情况下,该涂布方法通常采用凹版涂布法、模涂法或柔性板法等印刷法。
作为除去取向性聚合物组合物中含有的溶剂的方法,可以举出自然干燥法、通风干燥法、加热干燥和减压干燥法等。
为了对取向膜赋予取向约束力,根据需要进行摩擦(摩擦法)。通过选择进行摩擦的方向,可以任意控制取向约束力的方向。
作为通过摩擦法赋予取向约束力的方法,可以举出:使将取向性聚合物组合物涂布于基材并进行退火而在基材表面形成的取向性聚合物的膜与卷绕有摩擦布的正在旋转的摩擦辊接触的方法。
光取向膜通常如下形成:将含有具有光反应性基团的聚合物或单体、和溶剂的组合物(以下有时称作“光取向膜形成用组合物“)涂布于基材,照射光(优选为偏振UV),由此在基材表面形成光取向膜。从可以通过选择照射光的偏振方向来任意控制取向约束力的方向的方面考虑,更优选光取向膜。
光反应性基团是指可通过光照射而产生液晶取向能力的基团。具体来说,可以举出可参与因光照射产生的分子的取向诱导或者异构化反应、二聚化反应、光交联反应或光解反应等作为液晶取向能力的起源的光反应的基团。其中,从取向性优异方面考虑,优选为可参与二聚化反应或光交联反应的基团。作为光反应性基团,优选为具有不饱和键、特别是双键的基团,特别优选为具有选自碳-碳双键(C=C键)、碳-氮双键(C=N键)、氮-氮双键(N=N键)和碳-氧双键(C=O键)中至少之一的基团。
作为具有C=C键的光反应性基团,可以举出乙烯基、多烯基、茋基、芪唑基(stilbazole)、芪唑盐基(stilbazolium)、查耳酮基和肉桂酰基。作为具有C=N键的光反应性基团,可以举出具有芳香族席夫碱、芳香族腙等结构的基团。作为具有N=N键的光反应性基团,可以举出偶氮苯基、偶氮萘基、芳香族杂环偶氮基、双偶氮基、甲(formazan)基、和具有氧化偶氮苯结构的基团。作为具有C=O键的光反应性基团,可以举出二苯甲酮基、香豆素基、蒽醌基和马来酰亚胺基。这些基团也可以具有烷基、烷氧基、芳基、烯丙氧基、氰基、烷氧羰基、羟基、磺酸基、卤代烷基等取代基。
其中,优选可参与光二聚化反应的光反应性基团,从光取向所需的偏振光照射量较少且容易得到热稳定性、经时稳定性优异的光取向膜的方面考虑,优选肉桂酰基和查尔酮基。作为具有光反应性基团的聚合物,特别优选为该聚合物侧链的末端部成为肉桂酸结构的具有肉桂酰基的聚合物。
作为光取向膜形成用组合物中含有的溶剂,可以举出与上文中取向性聚合物组合物中含有的溶剂同样的溶剂,可以根据具有光反应性基团的聚合物或单体的溶解性进行适当选择。
光取向膜形成用组合物中的具有光反应性基团的聚合物或单体的含量可以根据聚合物或单体的种类、目标光取向膜的厚度来进行适当调节,但优选至少为0.2质量%、更优选为0.3~10质量%的范围。在不显著损害光取向膜的特性的范围内,光取向膜形成用组合物还可以含有聚乙烯醇、聚酰亚胺等高分子材料和光敏剂。
作为将光取向膜形成用组合物涂布于基材的方法,可以举出与将取向性聚合物组合物涂布于基材的方法同样的方法。作为从所涂布的光取向膜形成用组合物除去溶剂的方法,可以举出例如与从取向性聚合物组合物除去溶剂的方法同样的方法。
要照射偏振光时,可以以从涂布在基材上的光取向膜形成用组合物除去溶剂后直接照射偏振UV的形式,也可以以从基材侧照射偏振光,使偏振光透射而进行照射的形式。另外,该偏振光特别优选实质上为平行光。照射的偏振光的波长可以是具有光反应性基团的聚合物或单体的光反应性基团可吸收光能的波长区域的波长。具体来说,特别优选为波长250~400nm的范围的UV(紫外线)。作为用于该偏振光照射的光源,可以举出氙灯;高压汞灯;超高压汞灯;金属卤化物灯;KrF、ArF等的紫外光激光等,更优选为高压汞灯、超高压汞灯和金属卤化物灯。这些灯由于波长313nm的紫外线的发光强度大而优选。通过穿过适当的偏振片来进行照射来自上述光源的光,可以照射偏振UV。作为该偏振片,可以使用偏振过滤器;格兰-汤姆逊(Glan-thompson)、格兰-泰勒(Glan-Taylor)等偏振棱镜;或线栅型的偏振片。
需要说明的是,如果在进行摩擦或偏振光照射时进行掩蔽,则还可以形成液晶取向方向不同的多个区域(图案)。
沟槽取向膜是可利用表面的凹凸图案或多个槽得到液晶取向功能的膜。H.V.等人报道了如下事实:在将液晶分子置于具有多个等间隔排列的直线状槽(groove)的基材上的情况下,液晶分子以沿着该槽的方向取向(Physical Review A24(5)、2713页、1981年)。
作为在基材的表面形成沟槽取向膜的具体方法,可以举出:隔着具有周期性图案形状的狭缝的曝光用掩模对感光性聚酰亚胺表面进行曝光后,进行显影和漂洗处理除去不需要的聚酰亚胺膜从而形成凹凸图案的方法;在表面具有槽的板状原盘上形成UV固化树脂层,将树脂层移至基材后进行固化的方法;运送形成有UV固化树脂层的基材膜,将具有多个槽的辊状原盘压靠在UV固化树脂层表面而形成凹凸后进行固化的方法等,可以使用日本特开平6-34976号公报、日本特开2011-242743号公报记载的方法等。
上述方法之中,优选将具有多个槽的辊状原盘压靠在UV固化树脂层表面而形成凹凸后进行固化的方法。作为辊状原盘,从耐久性的观点出发可以使用不锈钢(SUS)。
作为UV固化树脂,可以使用单官能丙烯酸酯的聚合物、多官能丙烯酸酯的聚合物或它们的混合物的聚合物。
单官能丙烯酸酯是指在分子内具有一个选自丙烯酰氧基(CH2=CH-COO-)和甲基丙烯酰氧基(CH2=C(CH3)-COO-)中的基团(以下有时也记为(甲基)丙烯酰氧基)的化合物。
作为具有一个(甲基)丙烯酰氧基的单官能丙烯酸酯,可以举出碳原子数为4~16的烷基(甲基)丙烯酸酯、碳原子数为2~14的β羧基烷基(甲基)丙烯酸酯、碳原子数为2~14的烷基化(甲基)丙烯酸苯酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸异冰片酯等。
多官能丙烯酸酯通常是指在分子内具有2个~6个(甲基)丙烯酰氧基的化合物。
作为具有两个(甲基)丙烯酰氧基的二官能丙烯酸酯,可列举1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯;1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯;乙二醇二(甲基)丙烯酸酯;二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯;新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯;三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯;四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯;聚乙二醇二丙烯酸酯;双酚A的双(丙烯酰氧基乙基)醚;乙氧基化双酚A二(甲基)丙烯酸酯;丙氧基化新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯;乙氧基化新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯和3-甲基戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等。
作为具有3个~6个(甲基)丙烯酰氧基的多官能丙烯酸酯,可以举出:
三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯;季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯;三(2-羟基乙基)异氰脲酸酯三(甲基)丙烯酸酯;乙氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯;丙氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯;季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯;二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯;二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯;三季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯;三季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯;三季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯;三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯;三季戊四醇八(甲基)丙烯酸酯;
季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯与酸酐的反应产物;二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯与酸酐的反应产物;
三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯与酸酐的反应产物;
己内酯改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯;己内酯改性季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯;己内酯改性三(2-羟基乙基)异氰脲酸酯三(甲基)丙烯酸酯;己内酯改性季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯;己内酯改性二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯;己内酯改性二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯;己内酯改性三季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯;己内酯改性三季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯;己内酯改性三季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯;己内酯改性三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯;己内酯改性三季戊四醇八(甲基)丙烯酸酯;己内酯改性季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯与酸酐的反应产物;己内酯改性二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯与酸酐的反应产物;以及己内酯改性三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯与酸酐的反应产物等。需要说明的是,此处所示的多官能丙烯酸酯的具体例中,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。另外,己内酯改性是指在(甲基)丙烯酸酯化合物的来自醇的部位与(甲基)丙烯酰氧基之间导入了己内酯的开环体或开环聚合物。
该多官能丙烯酸酯也可以使用市售品。作为该市售品,可以列举:A-DOD-N、A-HD-N、A-NOD-N、APG-100、APG-200、APG-400、A-GLY-9E、A-GLY-20E、A-TMM-3、A-TMPT、AD-TMP、ATM-35E、A-TMMT、A-9550、A-DPH、HD-N、NOD-N、NPG、TMPT(新中村化学株式会社制)、“ARONIX M-220”、“ARONIX M-325”、“ARONIXM-240”、“ARONIX M-270”、“ARONIX M-309”、“ARONIX M-310”、“ARONIX M-321”、“ARONIX M-350”、“ARONIX M-360”、“ARONIXM-305”、“ARONIX M-306”、“ARONIX M-450”、“ARONIX M-451”、“ARONIX M-408”、“ARONIX M-400”、“ARONIX M-402”、“ARONIXM-403”、“ARONIX M-404”、“ARONIX M-405”、“ARONIX M-406”(东亚合成株式会社制)、“EBECRYL 11”、“EBECRYL 145”、“EBECRYL150”、“EBECRYL 40”、“EBECRYL 140”、“EBECRYL 180”、DPGDA、HDDA、TPGDA、HPNDA、PETIA、PETRA、TMPTA、TMPEOTA、DPHA、EBECRYL系列(Daicel-Cytec公司制)等。
作为沟槽取向膜的凹凸,凸部的宽度优选为0.05~5μm、凹部的宽度优选为0.1~5μm、凹凸的阶差的深度优选为2μm以下、更优选为0.01~1μm以下。如果在该范围内,就可以得到取向无序度小的液晶取向。
取向膜的厚度通常为10nm~10000nm、优选为10nm~1000nm、更优选为10nm~500nm。
<聚合性液晶化合物>
聚合性液晶化合物是指具有聚合性基团且具有液晶性的化合物。
聚合性基团是指可参与聚合反应的基团,优选为光聚合性基团。此处,光聚合性基团是指可借助由后述的光聚合引发剂产生的活性自由基、酸等而参与聚合反应的基团。作为聚合性基团,可以举出乙烯基、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、环氧乙基、氧杂环丁基等。其中,优选为丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯氧基、环氧乙基和氧杂环丁基、更优选为丙烯酰氧基。液晶性可以是热致性液晶也可以是溶致液晶,另外,作为热致液晶中的相有序结构,可以是向列液晶也可以是近晶液晶。
作为聚合性液晶化合物,从得到更高偏振特性的方面考虑,优选近晶液晶化合物,更优选高次近晶液晶化合物。其中,更优选可形成近晶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、近晶K相或近晶L相的高次近晶液晶化合物,进一步优选可形成近晶B相、近晶F相或近晶I相的高次近晶液晶化合物。聚合性液晶化合物形成的液晶相是这些高次近晶相时,可以制造取向有序度更高的液晶固化膜,可得到高偏振度。另外,如此,取向有序度高的液晶固化膜在X射线衍射测定中可得到源自六角相、液晶相之类高次结构的布拉格峰。该布拉格峰是源自分子取向周期结构的峰,可得到其周期间隔为 的膜。作为这种化合物,具体来说,可以举出由下述式(1)表示的化合物(以下有时称作化合物(1))等。该聚合性液晶化合物可以单独使用,也可以进行组合。
U1-V1-W1-X1-Y1-X2-Y2-X3-W2-V2-U2  (1)
[式(1)中,
X1、X2和X3彼此独立地表示可以具有取代基的1,4-亚苯基或可以具有取代基的环己烷-1,4-二基。其中,X1、X2和X3中的至少之一为可以具有取代基的1,4-亚苯基。构成环己烷-1,4-二基的-CH2-可以置换成-O-、-S-或-NR-。R表示碳原子数为1~6的烷基或苯基。
Y1和Y2彼此独立地表示-CH2CH2-、-CH2O-、-COO-、-OCOO-、单键、-N=N-、-CRa=CRb-、-C≡C-或-CRa=N-。Ra和Rb彼此独立地表示氢原子或碳原子数为1~4的烷基。
U1和U2表示氢原子或聚合性基团,至少之一为聚合性基团。
W1和W2彼此独立地表示单键、-O-、-S-、-COO-或-OCOO-。
V1和V2彼此独立地表示可以具有取代基的碳原子数为1~20的链烷烃二基,构成该链烷烃二基的-CH2-可以置换成-O-、-S-或-NH-。]
化合物(1)中,X1、X2和X3中的至少之一优选为可以具有取代基的1,4-亚苯基。
可以具有取代基的1,4-亚苯基优选为不具有取代基。可以具有取代基的环己烷-1,4-二基优选为可以具有取代基的反式(trans)-环己烷-1,4-二基,可以具有取代基的反式-环己烷-1,4-二基优选为不具有取代基。
作为可以具有取代基的1,4-亚苯基或可以具有取代基的环己烷-1,4-二基可任意具有的取代基,可以举出甲基、乙基和丁基等碳原子数为1~4的烷基;氰基和卤原子等。
Y1优选为-CH2CH2-、-COO-或单键,Y2优选为-CH2CH2-或-CH2O-。
U2为氢原子或聚合性基团。U1为氢原子或聚合性基团,优选为聚合性基团。U1和U2优选均为聚合性基团,更优选均为光聚合性基团。具有光聚合性基团的聚合性液晶化合物在可在更低温条件下聚合的方面是有利的。
由U1和U2表示的聚合性基团可以不同,但优选相同。作为聚合性基团,可以举出乙烯基、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、环氧乙基、氧杂环丁基等。其中,优选为丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯氧基、环氧乙基和氧杂环丁基,更优选为丙烯酰氧基。
作为由V1和V2表示的链烷烃二基,可以举出亚甲基、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。V1和V2优选为碳原子数为2~12的链烷烃二基,更优选为碳原子数为6~12的链烷烃二基。
作为可以具有取代基的碳原子数为1~20的链烷烃二基可任意具有的取代基,可以举出氰基和卤原子等,但该链烷烃二基优选不具有取代基,更优选为不具有取代基且直链状的链烷烃二基。
W1和W2彼此独立地优选为单键或-O-。
作为化合物(1)的具体例,可以举出由式(1-1)~式(1-23)表示的化合物等。化合物(1)具有环己烷-1,4-二基的情况下,该环己烷-1,4-二基优选为反式体。
所例示的化合物(1)中,优选选自分别由式(1-2)、式(1-3)、式(1-4)、式(1-6)、式(1-7)、式(1-8)、式(1-13)、式(1-14)和式(1-15)表示的化合物中的至少一种。
所例示的化合物(1)可以单独地或组合后用于液晶固化膜形成用组合物。另外,组合两种以上聚合性液晶化合物的情况下,优选至少一种为化合物(1),更优选两种以上为化合物(1)。通过进行组合,有时即使在液晶-晶体相变温度以下的温度也可以暂时保持液晶性。作为组合两种聚合性液晶化合物时的混合比,通常为1:99~50:50、优选为5:95~50:50、更优选为10:90~50:50。
聚合性液晶化合物例如由Lub等Recl.Trav.Chim.Pays-Bas,115,321-328(1996)和日本专利第4719156号等所述的公知方法来制造。
从提高聚合性液晶化合物的取向性的观点出发,液晶固化膜形成用组合物中的聚合性液晶化合物的含有比例相对于液晶固化膜形成用组合物的固体成分100质量份通常为70~99.5质量份、优选为80~99质量份、更优选为80~94质量份、进一步优选为80~90质量份。本说明书中的固体成分是指从液晶固化膜形成用组合物除去溶剂后的成分的合计量。
液晶固化膜形成用组合物包含二色性色素,优选包含聚合引发剂和溶剂。另外,还可以含有敏化剂、阻聚剂、流平剂和聚合性非液晶化合物等。
<二色性色素>
二色性色素是指分子的长轴方向的吸光度与分子的短轴方向的吸光度具有不同性质的色素。
作为二色性色素,优选在300~700nm的范围内具有最大吸收波长(λMAX)。作为这种二色性色素,可以举出例如吖啶色素、噁嗪色素、花青色素、萘色素、偶氮色素和蒽醌色素等,但其中优选偶氮色素。作为偶氮色素,可以举出单偶氮色素、双偶氮色素、三偶氮色素、四偶氮色素和茋偶氮色素等,但优选为双偶氮色素和三偶氮色素。二色性色素可以单独也可以组合,但在整个可见光区域中要求偏振性能的情况下,优选组合三种以上。此时,特别优选组合三种以上偶氮化合物。
作为偶氮色素,可以举出例如由式(2)表示的化合物(以下根据情况称作“化合物(2)”)。
A1(-N=N-A2)p-N=N-A3  (2)
[式(2)中,
A1和A3彼此独立地表示可以具有取代基的苯基、可以具有取代基的萘基或可以具有取代基的一价杂环基。A2表示可以具有取代基的1,4-亚苯基、可以具有取代基的萘-1,4-二基或可以具有取代基的二价杂环基。p表示1~4的整数。p为2以上的整数时,存在的多个A2彼此独立,可以相同也可以不同。]
作为一价杂环基,可以举出从喹啉、噻唑、苯并噻唑、噻吩并噻唑、咪唑、苯并咪唑、噁唑和苯并噁唑等杂环化合物除去一个氢原子而成的基团。作为二价杂环基,可以举出从上述杂环化合物除去两个氢原子而成的基团。
作为A1和A3中的苯基、萘基基和一价杂环基以及A2中的对亚苯基、萘-1,4-二基和二价杂环基可任意具有的取代基,可以举出碳原子数为1~4的烷基;甲氧基、乙氧基和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;卤原子;氨基、二乙氨基和吡咯烷基等取代或无取代氨基(取代氨基是指具有一个或两个碳原子数为1~6的烷基的氨基、或者两个取代烷基彼此键合而形成碳原子数为2~8的链烷烃二基的氨基。无取代氨基为-NH2。)。需要说明的是,碳原子数为1~6的烷基的具体例与由化合物(1)的亚苯基等可任意具有的取代基所例示的相同。
化合物(2)之中,优选分别由以下式(2-1)~式(2-6)表示的化合物。
[式(2-1)~(2-6)中,
B1~B20彼此独立地表示氢原子、碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~4的烷氧基、氰基、硝基、取代或无取代的氨基(取代氨基和无取代氨基的定义如上所述)、氯原子或三氟甲基。
n1~n4彼此独立地表示0~3的整数。
n1为2以上的情况下,多个B2彼此独立,可以相同也可以不同,
n2为2以上的情况下,多个B6彼此独立,可以相同也可以不同,
n3为2以上的情况下,多个B9彼此独立,可以相同也可以不同,
n4为2以上的情况下,多个B14彼此独立,可以相同也可以不同。]
作为上述蒽醌色素,优选为由式(2-7)表示的化合物。
[式(2-7)中,
R1~R8彼此独立地表示氢原子、-Rx、-NH2、-NHRx、-NRx 2、-SRx或卤原子。
Rx表示碳原子数为1~4的烷基或碳原子数为6~12的芳基。]
作为上述噁嗪色素,优选为由式(2-8)表示的化合物。
[式(2-8)中,
R9~R15彼此独立地表示氢原子、-Rx、-NH2、-NHRx、-NRx 2、-SRx或卤原子。
Rx表示碳原子数为1~4的烷基或碳原子数为6~12的芳基。]
作为上述吖啶色素,优选为由式(2-9)表示的化合物。
[式(2-9)中,
R16~R23彼此独立地表示氢原子、-Rx、-NH2、-NHRx、-NRx 2、-SRx或卤原子。
Rx表示碳原子数为1~4的烷基或碳原子数为6~12的芳基。]
作为式(2-7)、式(2-8)和式(2-9)中的由Rx表示的碳原子数为1~4的烷基,可以举出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基和己基等,作为碳原子数为6~12的芳基,可以举出苯基、甲苯基、二甲苯基和萘基等。
作为上述花青色素,优选为由式(2-10)表示的化合物和由式(2-11)表示的化合物。
[式(2-10)中,
D1和D2彼此独立地表示由式(2-10a)~式(2-10d)中任意之一表示的基团。
n5表示1~3的整数。]
[式(2-11)中,
D3和D4彼此独立地表示由式(2-11a)~式(2-11h)中任意之一表示的基团。
n6表示1~3的整数。]
从使二色性色素良好地取向的观点出发,液晶固化膜形成用组合物中二色性色素的含量相对于液晶固化膜形成用组合物的固体成分100质量份优选为0.1质量份以上且30质量份以下、更优选为0.1质量份以上且20质量份以下、进一步优选为0.1质量份以上且10质量份以下、特别优选为0.1质量份以上且5质量份以下。如果二色性色素的含量在该范围内,则难以打乱聚合性液晶化合物的液晶取向,因而是优选的。
<聚合引发剂>
聚合引发剂是可引发聚合性液晶化合物等的聚合反应的化合物。作为聚合引发剂,优选为在光的作用下产生活性自由基的光聚合引发剂。
作为聚合引发剂,可以举出例如苯偶姻化合物、二苯甲酮化合物、烷基苯基酮化合物、酰基膦氧化物化合物、三嗪化合物、碘鎓盐和锍盐等。
作为苯偶姻化合物,可以举出例如苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙醚和苯偶姻异丁醚等。
作为二苯甲酮化合物,可以举出例如二苯甲酮、邻苯甲酰苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4-苯甲酰基-4’-甲基二苯硫醚、3,3’,4,4’-四(叔丁基过氧基羰基)二苯甲酮和2,4,6-三甲基二苯甲酮等。
作为烷基苯基酮化合物,可以举出例如二乙氧基苯乙酮、2-甲基-2-吗啉代基-1-(4-甲硫基苯基)-丙-1-酮、2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代基苯基)-丁-1-酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮、1,2-二苯基-2,2-二甲氧基-乙-1-酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-丙-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、以及2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]-丙-1-酮的低聚物等。
作为酰基膦氧化物化合物,可以举出2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦和双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦等。
作为三嗪化合物,可以举出例如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-(4-二乙氨基-2-甲基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪和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。
聚合引发剂可以使用市售品。作为市售的聚合引发剂,可以举出IRGACURE(Irgacure)(注册商标)907、184、651、819、250及、369(Ciba Japan公司);SEIKUOL(注册商标)BZ、Z及、BEE(精工化学株式会社);カヤキュアー(kayacure)(注册商标)BP100及、UVI-6992(Dow公司制);ADEKA Optomer SP-152和、SP-170(ADEKA公司);TAZ-A及、TAZ-PP(日本Siberhegner公司);以及TAZ-104(SanwaChemical公司)等。
从难以打乱聚合性液晶化合物的取向的观点出发,聚合引发剂的含量相对于聚合性液晶化合物的含量100质量份通常为0.1~30质量份、优选为0.5~10质量份、更优选为0.5~8质量份。
<溶剂>
作为溶剂,优选为可将聚合性液晶化合物和二色性色素完全溶解的溶剂,另外,优选为对聚合性液晶化合物的聚合反应惰性的溶剂。
作为溶剂,可以举出甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丙二醇、乙二醇甲醚、乙二醇丁醚和丙二醇单甲醚等醇溶剂;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲醚乙酸酯、γ-丁内酯、丙二醇甲醚乙酸酯和乳酸乙酯等酯溶剂;丙酮、甲乙酮、环戊酮、环己酮、2-庚酮和甲基异丁基酮等酮溶剂;戊烷、己烷和庚烷等脂肪族烃溶剂;甲苯和二甲苯等芳香族烃溶剂;乙腈等腈溶剂;四氢呋喃和二甲氧基乙烷等醚溶剂;氯仿和氯苯等含氯溶剂;等等。这些溶剂可以单独使用,也可以进行组合。
溶剂的含量相对于液晶固化膜形成用组合物的总量优选为50~98质量%。换而言之,液晶固化膜形成用组合物中的固体成分优选为2~50质量%。该固体成分为50质量%以下时,由于液晶固化膜形成用组合物的粘度降低,液晶固化膜的厚度会大致均匀,由此该液晶固化膜趋于难以产生不均。另外,该固体成分可以考虑到欲制造的液晶固化膜的厚度来进行确定。
<敏化剂>
作为敏化剂,优选为光敏剂。作为敏化剂,可以举出例如占吨酮和噻吨酮等占吨酮化合物(例如2,4-二乙基噻吨酮、2-异丙基噻吨酮等);蒽和含烷氧基蒽(例如二丁氧基蒽等)等蒽化合物;吩噻嗪和红荧烯等。
液晶固化膜形成用组合物中的敏化剂的含量相对于聚合性液晶化合物的含量100质量份通常为0.1~30质量份、优选为0.5~10质量份、更优选为0.5~8质量份。
<阻聚剂>
作为上述阻聚剂,可以举出氢醌、含烷氧基氢醌、含烷氧基邻苯二酚(例如丁基邻苯二酚等)、邻苯三酚、2,2,6,6-四甲基-1-哌啶氧自由基等自由基捕捉剂;硫代苯酚类;β-萘基胺类和β-萘酚类等。
液晶固化膜形成用组合物中的阻聚剂的含量相对于聚合性液晶化合物的含量100质量份通常为0.1~30质量份、优选为0.5~10质量份、更优选为0.5~8质量份。
<流平剂>
流平剂是指具有调整液晶固化膜形成用组合物的流动性、使液晶固化膜形成用组合物的涂布膜更平坦的功能的物质,例如可以列举表面活性剂。作为优选的流平剂,可以举出以聚丙烯酸酯化合物为主要成分的流平剂和以含氟原子化合物为主要成分的流平剂。
作为以聚丙烯酸酯化合物为主成分的流平剂,可以举出BYK-350、BYK-352、BYK-353、BYK-354、BYK-355、BYK-358N、BYK-361N、BYK-380、BYK-381和、BYK-392(BYK Chemie公司)等。
作为以含氟原子化合物为主成分的流平剂,可以举出Megafac(注册商标)R-08、R-30、R-90、F-410、F-411、F-443、F-445、F-470、F-471、F-477、F-479、F-482、F-483(DIC公司);Surflon(注册商标)S-381、S-382、S-383、S-393、SC-101、SC-105、KH-40和SA-100(AGC SeimiChemical公司);E1830和E5844(Daikin Fine Chemical Laboratory公司);F top EF301、EF303、EF351和EF352(Mitsubishi Materials ElectronicChemicals公司)等。
液晶固化膜形成用组合物中的流平剂的含量相对于聚合性液晶化合物的含量100质量份通常为0.3质量份以上且5质量份以下、优选为0.5质量份以上且3质量份以下。
流平剂的含量在上述范围内时,容易使聚合性液晶化合物水平取向,并且所得到的液晶固化膜趋于变得更平滑,因而是优选的。流平剂相对于聚合性液晶化合物的含量超出上述范围时,所得到的液晶固化膜趋于易产生不均,因此是不优选的。液晶固化膜形成用组合物可以含有两种以上流平剂。
<聚合性非液晶化合物>
液晶固化膜形成用组合物可以含有聚合性非液晶化合物。通过含有聚合性非液晶化合物,可以提高聚合反应性部位的交联密度,提高上述液晶固化膜的强度。
聚合性非液晶化合物优选具有选自丙烯酰基、甲基丙烯酰基、异氰酸酯基中的至少一个以上聚合性基团。更优选具有2个以上且10个以下的聚合性基团,进一步优选具有3个以上且8个以下的聚合性基团。
液晶固化膜形成用组合物中的聚合性非液晶化合物的含量相对于液晶固化膜形成用组合物的固体成分100质量份通常为0.1~30质量份、优选为0.5~10质量份。
通过聚合性液晶化合物发生聚合可以得到液晶固化膜。与以往的宾主(host-guest)型偏振膜、即在保持向列相的液晶相的状态下将聚合性液晶化合物等聚合而得到的偏振膜相比,包含在保持近晶相的液晶相的状态下聚合的聚合性液晶化合物的液晶固化膜的偏振度等偏振性能高,另外,与仅涂布了二色性色素或溶致液晶的情况相比,偏振度等偏振性能及强度优异。
<图案偏振膜的制造方法>
图案偏振膜通常通过包含下述工序(1)~(4)的制造方法进行制造。
(1)在基材的表面或形成有取向膜的基材的表面涂布含有聚合性液晶化合物和二色性色素的组合物的工序;
(2)使所涂布的聚合性液晶化合物和二色性色素取向的工序;
(3)隔着光掩模对取向后的聚合性液晶化合物照射活性能量射线,由此得到含有聚合性液晶化合物的聚合物、和未聚合的聚合性液晶化合物的液晶固化膜的工序;
(4)利用上述二色性色素在23℃的饱和溶解度为1质量%以下的溶剂清洗上述液晶固化膜,除去上述未聚合的聚合性液晶化合物,由此得到经图案化后的液晶固化膜的工序。
<工序(1)>
作为涂布含有聚合性液晶化合物和二色性色素的组合物(液晶固化膜形成用组合物)的方法,可以举出与作为将取向性聚合物组合物涂布于基材的方法所例示的方法相同的方法。本工序中,形成有取向膜的基材的表面是指在基材上形成的取向膜的表面。
<工序(2)>
液晶固化膜形成用组合物含有溶剂的情况下,通常从所涂布的液晶固化膜形成用组合物除去溶剂。作为溶剂的除去方法,可以举出自然干燥法、通风干燥法、加热干燥和减压干燥法等。
所涂布的聚合性液晶化合物通常加热至转移成溶液状态的温度以上,接着冷却至发生液晶取向的温度,由此进行取向,形成液晶相。
二色性色素通常伴随聚合性液晶化合物进行取向。
所涂布的聚合性液晶化合物进行取向的温度可以事先使用含有该聚合性液晶化合物的组合物通过织构观察等求出。另外,可以同时进行溶剂的除去和液晶取向。作为此时的温度,虽然也与要除去的溶剂和聚合性液晶化合物的种类有关,但优选为50~200℃的范围,基材为树脂基材的情况下,更优选为80~130℃的范围。
使用属于1/4波片的基材来得到可作为圆偏振板发挥功能的图案偏振膜时,聚合性液晶化合物的取向方向优选设为所得到的液晶固化膜的透射轴与该基材的慢轴(光轴)实质上呈45°。实质上45°通常是指45±5°的范围。另外,通过使该液晶固化膜与基材的光轴一致或正交,还可以得到可作为光学补偿膜发挥功能的图案偏振膜。
<工序(3)>
隔着光掩模对取向后的聚合性液晶化合物照射活性能量射线,由此使聚合性液晶化合物发生聚合。此时,被光掩模所掩蔽的区域的聚合性液晶化合物不发生聚合。
活性能量射线的照射优选在将光掩模压接于取向后的聚合性液晶化合物的状态下进行。通过在压接的状态下进行,可以得到边缘清楚的经图案化后的液晶固化膜。
聚合后的聚合性液晶化合物形成液晶固化膜。与以往的宾主型偏振膜、即在保持向列相的液晶相的状态下将聚合性液晶化合物等聚合而得到的偏振膜相比,含有在保持近晶相的液晶相的状态下聚合的聚合性液晶化合物和二色性色素的液晶固化膜的偏振度等偏振性能高,另外,与仅涂布了二色性色素或溶致液晶的情况相比,偏振度等偏振性能及强度优异。
光掩模具有的未掩蔽区域的形状可以设成任意形状,能够通过将光掩模加工成线状、带状、圆状、文字状或图形状来进行各种各样的设计。另外,光掩模具有的掩蔽区域的形状也可以设成任意形状。
为了达到所设定的光掩模的图案的形状以及宽度,活性能量射线的光源优选使用平行光。作为活性能量射线的光源,只要可产生紫外线、电子射线、X射线等即可。优选为低压汞灯、中压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、化学灯、黑光灯、微波激发汞灯、金属卤化物灯等在波长400nm以下具有发光分布的光源。活性能量射线更优选为与基材的法线方向平行的紫外线。
活性能量射线的照射能量优选按照对聚合引发剂活化有效的波长区域的照射量达到10~5000mJ/cm2的方式进行设定,更优选为100~2000mJ/cm2。照射量过于低于10mJ/cm2时,聚合性液晶化合物的固化不充分,在清洗工序中液晶固化膜有溶解的趋势。
<工序(4)>
被光掩模所掩蔽的区域的未聚合的聚合性液晶化合物通过用溶剂对含有聚合性液晶化合物的聚合物和未聚合的聚合性液晶化合物的液晶固化膜进行清洗而被除去。该溶剂中,该液晶固化膜中含有的二色性色素在23℃的饱和溶解度为1质量%以下。该饱和溶解度优选为0.4质量%以下、更优选为0.1质量%以下。
通过利用上述溶剂进行清洗,可得到经图案化后的液晶固化膜。此处,经图案化后的液晶固化膜是指与上文的经图案化后的液晶固化膜相同的液晶固化膜。
通过利用上述溶剂进行清洗,可以在保持经图案化后的液晶固化膜中含有的二色性色素的情况下除去未聚合的聚合性液晶化合物,因此可得到偏振度高的区域。另外,可以将该区域中含有的二色性色素与未聚合的聚合性液晶化合物一起充分除去,因此可得到单体透射率高的区域。另外,上述溶剂优选为不溶解基材的溶剂,如果是这种溶剂则不会侵入基材,因此可得到单体透射率更高的区域。
作为利用溶剂进行清洗的方法,可以举出:将形成有含有聚合性液晶化合物的聚合物和未聚合的聚合性液晶化合物的液晶固化膜的基材浸渍于溶剂中,从而将未聚合的聚合性液晶化合物溶解于溶剂的方法;以及将溶剂喷至上述形成有液晶固化膜的基材,从而将未聚合的聚合性液晶化合物溶解于溶剂的方法等。
用于清洗的溶剂优选为可溶解聚合性液晶化合物且不溶解液晶固化膜的溶剂。上述溶剂根据液晶固化膜形成用组合物中含有的二色性色素进行适当选择。
作为上述溶剂,可以举出水;甲醇、乙醇、1-丙醇、异丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇、十一醇、乙二醇、丙二醇、甲基溶纤剂、丁基溶纤剂和丙二醇单甲醚等醇溶剂;二乙醚等醚溶剂;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲醚乙酸酯、γ-丁内酯或丙二醇甲醚乙酸酯和乳酸乙酯等酯溶剂;丙酮、甲乙酮、环戊酮、环己酮、2-庚酮和甲基异丁基酮等酮溶剂;戊烷、己烷和庚烷等脂肪族烃溶剂;甲苯和二甲苯等芳香族烃溶剂;乙腈等腈溶剂;等。优选为含有醇溶剂的溶剂,更优选为含有选自甲醇、乙醇和异丙醇中至少之一的溶剂。另外,从易于对聚合性液晶化合物的溶解进行调整的方面考虑,优选水与醇溶剂的混合溶剂。
含有醇溶剂的溶剂中的醇溶剂的含有比例通常为10~100%、优选为30~100%、更优选为50~100%、进一步优选为80~100%。
利用溶剂进行了清洗的情况下,也可以进行干燥。
由此,可得到具有经图案化后的液晶固化膜的图案偏振膜。此处,在图案偏振膜中,上述工序(4)中未聚合的聚合性液晶化合物和其中含有的二色性色素被除去的区域相当于上述的区域(A),具有经图案化后的液晶固化膜的区域相当于上述的区域(B)。
通过本发明的制造方法得到的图案偏振膜具有偏振度高的区域和单体透射率高的区域,因此可以在显示装置等中仅给所需区域赋予高偏振特性。该图案偏振膜的偏振度达到上述的范围。
根据由这种制造方法所得到的图案偏振膜,可以在显示装置等中仅给所需区域印刷赋予高偏振特性。
图2是具有条纹状图案区域的本发明的图案偏振膜100的示意图。
由灰色的涂绘表示的部分110表示形成有液晶固化膜的区域,由空白表示的部分120表示利用光掩模进行掩蔽而得到的区域,由点表示的部分130表示未涂布有液晶固化膜形成用组合物的区域(单纯的边缘部分)。
图3是具有圆状图案区域的本发明的图案偏振膜101的示意图。图中的部分110、120和130表示与图2相同的意义。
<图案偏振膜的连续性制造方法>
图案偏振膜优选通过卷对卷形式连续进行制造。参照图5,对通过卷对卷形式连续进行制造的方法的主要部分的一个示例进行说明。
将基材卷绕于第一卷芯210A的第一辊210例如可容易地从市场获得。作为这种可以以辊的形态从市场获得的基材,可以举出已例示过的基材之中的包含纤维素酯、环状烯烃系树脂、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯或聚甲基丙烯酸酯的膜等。
接着,从上述第一辊210将基材送出。将基材送出的方法如下进行:对该第一辊210的卷芯210A设置适当的旋转单元,通过该旋转单元使第一辊210旋转,由此进行送出。另外,也可以是在从第一辊210传送基材的方向上设置适当的辅助辊300,利用该辅助辊300的旋转单元将基材送出的形式。此外,还可以是对第一卷芯210A和辅助辊300均设置旋转单元,由此在对基材赋予适度的张力的同时将基材送出的形式。
从上述第一辊210送出的基材在通过涂布装置211A时,利用该涂布装置211A在其表面上涂布光取向膜形成用组合物。作为用于像这样连续地涂布光取向膜形成用组合物的涂布装置211A,优选凹版涂布法、模涂法和柔性板法。
通过涂布装置211A的基材被传送至干燥炉212A,被干燥炉212A所干燥,在基材表面连续地形成第一涂布膜。干燥炉212A可使用例如组合通风干燥法和加热干燥法的热风式干燥炉。干燥炉212A的设定温度可根据上述光取向膜形成用组合物中含有的溶剂的种类等来确定。干燥炉212A即可以是包含设定温度彼此不同的多个区域的干燥炉,也可以串联设置有设定温度彼此不同的多个干燥炉。
利用偏振UV照射装置213A对所得到的第一涂布膜照射偏振光,得到光取向膜。
接着,形成有光取向膜的基材通过涂布装置211B。利用涂布装置211B在光取向膜上涂布含有聚合性液晶化合物、二色性色素和溶剂的组合物后,通过干燥炉212B,由此得到该聚合性液晶化合物和该二色性色素进行取向后的第二涂布膜。干燥炉212B担负如下作用:从涂布于光取向膜上的含有聚合性液晶化合物、二色性色素和溶剂的组合物除去溶剂的作用;以及提供热能量使得该组合物中含有的聚合性液晶化合物进行取向的作用。与干燥炉212A同样,干燥炉212B即可以是包含设定温度彼此不同的多个区域的干燥炉,也可以串联设置有设定温度彼此不同的多个干燥炉。
在第二涂布膜中含有的聚合性液晶化合物进行取向后的状态下,被传送至活性能量射线照射装置213B。在活性能量射线照射装置213B中,对第二涂布膜加以光掩模(未图示),进而进行活性能量射线照射。借助利用活性能量射线照射装置213B的活性能量射线照射,未掩蔽区域的聚合性液晶化合物在发生了取向的状态下进行聚合,可得到含有聚合性液晶化合物的聚合物和未聚合的聚合性液晶化合物的液晶固化膜。
形成有含有聚合性液晶化合物的聚合物和未聚合的聚合性液晶化合物的液晶固化膜的基材通过被上述二色性色素在23℃的饱和溶解度为1质量%以下的溶剂所填充的溶剂槽214中。将上述活性能量射线照射时被掩蔽的区域的未聚合的聚合性液晶化合物清洗除去,由此形成区域(A)。
进而,通过干燥炉212C,由此除去附着于表面的溶剂。
像这样连续地制造的图案偏振膜被卷绕于第二卷芯220A,以第二辊220的形态得到。需要说明的是,在进行卷绕时,也可以进行使用适当隔离件的共卷绕(供巻き)。
如此,基材从第一辊210出发依次通过涂布装置211A、干燥炉212A、偏振UV照射装置213A、涂布装置211B、干燥炉212B、活性能量射线照射装置213B、溶剂槽214和干燥炉212C,由此可以以卷对卷形式连续地制造图案偏振膜。
另外,如图5所示的制造方法中,示出了从基材到图案偏振膜的连续性制造方法,例如还可以从第一辊出发,使基材依次通过涂布装置211A、干燥炉212A和偏振UV照射装置213A,将基材卷绕于卷芯,由此制造辊状的基材与光取向膜的层叠体,进而,送出该辊状的层叠体,使之依次通过涂布装置211B、干燥炉212B、活性能量射线照射装置213B、溶剂槽214中以及干燥炉212C,由此连续地制造图案偏振膜。
以第二辊220的形态制作图案偏振膜的情况下,也可以从第二辊220送出长的图案偏振膜,裁切成规定尺寸后,在裁切出的图案偏振膜上贴合1/4波片,由此制造图案圆偏振板,但也可以准备将长的1/4波片卷绕于卷芯的第三辊,由此连续地制造长的图案圆偏振板。
参照图6对连续地制造长的图案圆偏振板的方法进行说明。
该制造方法包括:
从第二辊220连续地送出图案偏振膜,并且从卷绕有长的1/4波片的第三辊230连续地送出长的1/4波片的工序;
将图案偏振膜和上述长的1/4波片连续地贴合而得到长的图案圆偏振板的工序;和
将所得到的长的图案圆偏振板卷绕于第四卷芯240A,从而得到第四辊240的工序。
该方法即所谓的卷对卷贴合。需要说明的是,贴合可以使用胶粘剂。
实施例
以下,通过实施例进一步对本发明进行详细说明。例中的“%”和“份”只要没有特别记载就指质量%和质量份。
[饱和溶解度测定方法]
各二色性色素在23℃下于规定溶剂的饱和溶解度由以下方法进行测定。在样品管中称量各溶剂5g和二色性色素0.2g,在设定于23℃的水浴中搅拌24小时,制成饱和溶解度溶液。对该溶液进行取样,与标准液5mL一起溶解于四氢呋喃中制成测定溶液。将该测定溶液注入液相色谱(岛津制作所制;LC-10AT),根据各自的峰面积值的比率和另行制成的标准曲线,计算二色性色素在23℃下于规定溶剂中的饱和溶解度。需要说明的时,标准液使用由己基苯10ml和乙腈1000ml所制成的标准液。
液相色谱(LC)测定在以下所示的条件下进行。
使用柱:KinetexC18、2.6μm、100mm×4.6mm直径
柱温:40℃
流动相:(A液)0.1%(v/v)-TFA/水
        (B液)0.1%(v/v)-TFA/乙腈50%/THF50%
       梯度条件0分钟A液60%、B液40%
                        30分钟A液0%、B液100%
                        35分钟A液0%、B液100%
                        35.1分钟A液60%、B液40%
                        45分钟停止
                        总共45分钟
流量:1.0mL/分钟
注入量:5μL
检测方法:UV(254nm)
实施例1
[光取向膜形成用组合物的制造]
将下述成分混合,将所得到的混合物在80℃搅拌1小时,得到了光取向膜形成用组合物。下述具有光反应性基团的聚合物按照日本特开2013-33248号公报记载的方法进行合成。
具有光反应性基团的聚合物:
溶剂:邻二甲苯98份
[液晶固化膜形成用组合物1的制造]
将下述成分混合,在80℃搅拌1小时,由此得到了液晶固化膜形成用组合物。二色性色素使用日本特开2013-101328号公报的实施例所述的偶氮系色素。由式(1-6)和(1-7)表示的聚合性液晶化合物依据日本专利第4719156号公报记载的方法进行合成。
聚合性液晶化合物:
75份
25份
二色性色素1:
2.8份
聚合引发剂;
2-二甲氨基-2-苄基-1-(4-吗啉代基苯基)-丁-1-酮(IRGACURE 369;Ciba Speciality Chemicals公司制)6份
流平剂;
聚丙烯酸酯化合物(BYK-361N;BYK-Chemie公司制)
1.2份
溶剂;邻二甲苯250份
[图案偏振膜(1)的制造]
将三乙酰纤维素膜(Konica Minolta公司制KC4UY-TAC、厚度为40μm)裁切成80mm×80mm,对其表面实施电晕处理(AGF-B10、春日电机株式会社制)。使用棒涂机在实施电晕处理后的膜表面涂布光取向膜形成用组合物后,在设定为120℃的干燥烘箱中干燥1分钟,得到了第一涂布膜。使用偏振UV照射装置(SPOT CURE SP-7;USHIO INC.公司制),以50mJ/cm2(313nm基准)的累积光量对第一涂布膜照射相对于膜的长度方向呈0°方向的偏振UV,从而形成了光取向膜。使用棒涂机在所得到的光取向膜上于70mm×80mm的区域涂布液晶固化膜形成用组合物后,在设定为110℃的干燥烘箱中干燥1分钟,由此得到了聚合性液晶化合物和二色性色素进行取向后的第二涂布膜。使用高压汞灯(UnicureVB-15201BY-A、USHIO INC.公司制)隔着40mm×40mm的光掩模(线宽275μm)对第二涂布膜中央部照射紫外线(氮气氛下、波长:365nm、波长365nm下的累积光量:1000mJ/cm2),由此得到了含有聚合性液晶化合物的聚合物和未聚合的聚合性液晶化合物的液晶固化膜。将所得到的具有液晶固化膜的膜在乙醇中浸渍3分钟,将未聚合的聚合性液晶化合物清洗除去,得到了具有条纹状图案的图案偏振膜(1)。所得到的图案偏振膜(1)呈与图2所示的本发明的图案偏振膜的示意图同样的形状。
二色性色素1在乙醇中的饱和溶解度为0.003质量%。
[图案偏振膜(1)的评价]
[偏振度、单体透射率的测定]
如下,对于图案偏振膜(1)的形成有经图案化后的液晶固化膜的区域和、利用光掩模进行掩蔽而得到的区域测定偏振度和单体透射率。使用在分光光度计(岛津制作所株式会社制UV-3150)上安装有带偏振片的组件的装置,通过双光束法以2nm步长在380~680nm的波长范围内对透射轴方向的透射率(T1)和吸收轴方向的透射率(T2)进行测定。使用下述式(10)和式(11),根据吸收轴方向的吸光度最大的波长(λMAX)下的透射轴方向的透射率(T1)和吸收轴方向的透射率(T2)的值算出偏振度和单体透射率。其结果,形成有经图案化后的液晶固化膜的区域的λMAX为520nm、偏振度为92.8%、单体透射率为44.0%。另外,利用光掩模进行掩蔽而得到的区域中没有测定到光的吸收,偏振度为0%、单体透射率为92%。
单体透射率(%)=(T1+T2)/2  (10)
偏振度(%)={(T1-T2)/(T1+T2)}×100  (11)
[膜厚测定]
使用激光显微镜(LEXT、奥林巴斯株式会社制)对图案偏振膜(1)中的经图案化后的液晶固化膜的厚度进行测定,结果为2.0μm。
图案偏振膜(1)的厚度为42μm。
[线宽测定]
用偏振显微镜对图案偏振膜(1)中形成成条纹状的液晶固化膜的宽度进行测定。对各不相同的液晶固化膜的5个点的宽度进行测定,结果宽度分别为271μm、275μm、275μm、274μm、278μm。与光掩模的线宽(275μm)基本一致,确认到能以光掩模的线宽进行图案化。另外,形成成条纹状的液晶固化膜的连续面积为8.3mm2
[椭圆率测定]
借助粘合剂将属于环状烯烃系树脂的单轴拉伸膜的1/4波片(ZEONOR膜、日本ZEON株式会社、面内相位差值Ro:138nm)贴合于图案偏振膜(1),得到了图案圆偏振板(1)。使用王子计测机器株式会社制的自动双折射计“KOBRA(注册商标)”,对于图案圆偏振板(1)的层叠有经图案化后的液晶固化膜的区域以及具有利用光掩模进行掩蔽而得到的区域的区域测定对于波长550nm的光的椭圆率。结果,层叠有经图案化后的液晶固化膜的区域在波长550nm下的椭圆率为92%。利用光掩模进行掩蔽而得到的区域在波长550nm下的椭圆率为0%。即,由图案偏振膜(1)得到了对于特定波长的光的防反射特性优异的图案圆偏振板。
实施例2
[液晶固化膜形成用组合物2的制造]
在实施例1的液晶固化膜形成用组合物1中进一步添加以下二色性色素,制造液晶固化膜形成用组合物2并用作涂布液,除此以外与实施例1同样地制造了图案偏振膜(2)。
二色性色素2:
2.8份
二色性色素3:
2.8份
二色性色素2在乙醇中的饱和溶解度为0.001质量%。
二色性色素3在乙醇中的饱和溶解度为0.061质量%。
[图案偏振膜的评价]
[偏振度、单体透射率的测定]
与实施例1同样地测定偏振度和单体透射率。通过JIS Z 8701的2度视野(C光源)进行能见度校正,算出能见度校正偏振度(Py)和能见度校正单体透射率(Ty)。其结果为,形成有经图案化后的液晶固化膜的区域的Py=92.3%、Ty=43.7%。利用光掩模进行掩蔽而得到的区域的Py=0%、Ty=92.0%。
[膜厚测定]
使用激光显微镜(LEXT、奥林巴斯株式会社制)对图案偏振膜(2)中的经图案化后的液晶固化膜的厚度进行测定,结果为2.0μm,含有聚合性液晶化合物的聚合物的液晶固化膜在清洗前后的减膜率为0%。图案偏振膜(2)的厚度为42μm。
[线宽测定]
用偏振显微镜对图案偏振膜(2)中形成成条纹状的液晶固化膜的宽度进行测定。对各不相同的液晶固化膜的5个点的宽度进行测定,结果宽度分别为275μm、272μm、275μm、274μm、274μm。与光掩模的线宽(275μm)基本一致,确认到能以光掩模的线宽进行图案化。另外,形成成条纹状的液晶固化膜的连续面积为8.3mm2
[椭圆率测定]
借助粘合剂将属于单轴拉伸膜的1/4波片(PURE-ACE WRF-S、帝人株式会社制)贴合于图案偏振膜(2),得到了图案圆偏振板(2)。
使用王子计测机器株式会社制的自动双折射计“KOBRA(注册商标)”对上述1/4波片的延迟(Re(λ))进行测定,结果为Re(450)=132nm、Re(550)=145nm、Re(590)=147nm、Re(630)=148nm、Re(750)=151nm,表现出逆波长分散特性。使用王子计测机器株式会社制的自动双折射计“KOBRA(注册商标)”,对于图案圆偏振板(2)的层叠有经图案化后的液晶固化膜的区域和具有利用光掩模进行掩蔽而得到的区域的区域,测定了对于波长450nm、550nm、590nm、630nm、和750nm的光的椭圆率。结果,层叠有经图案化后的液晶固化膜的区域在波长450nm下的椭圆率为77%、在550nm下的椭圆率为91%、在590nm下的椭圆率为99%、在630nm下的椭圆率为92%。具有利用光掩模进行掩蔽而得到的区域的区域在波长450nm下的椭圆率为0%、在550nm下的椭圆率为0%、在590nm下的椭圆率为0%、在630nm下的椭圆率为0%。即,由图案偏振膜(2)得到了防反射特性优异的图案圆偏振板。
实施例3
将实施例2中作为清洗液晶固化膜的溶剂的乙醇变为甲醇,除此以外与实施例2同样地得到了图案偏振膜(3)。
二色性色素1在甲醇中的饱和溶解度为0.001质量%。
二色性色素2在甲醇中的饱和溶解度为0.001质量%。
二色性色素3在甲醇中的饱和溶解度为0.015质量%。
[图案偏振膜的评价]
[偏振度、单体透射率的测定]
与实施例2同样地算出能见度校正偏振度(Py)和能见度校正单体透射率(Ty)。其结果为形成有经图案化后的液晶固化膜的区域的Py=92.7%、Ty=43.9%。利用光掩模进行掩蔽而得到的区域的Py=0%、Ty=92.0%。
[膜厚测定]
使用激光显微镜(LEXT、奥林巴斯株式会社制)对图案偏振膜(3)中的经图案化后的液晶固化膜的厚度进行测定,结果为2.1μm,含有聚合性液晶化合物的聚合物的液晶固化膜在清洗前后的减膜率为0%。图案偏振膜(3)的厚度为43μm。
[线宽测定]
用偏振显微镜对图案偏振膜(3)中形成成条纹状的液晶固化膜的宽度进行测定。对各不相同的液晶固化膜的5个点的宽度进行测定,宽度分别为278μm、275μm、277μm、278μm、274μm。与光掩模的线宽(275μm)基本一致,确认到能以光掩模的线宽进行图案化。形成成条纹状的液晶固化膜的连续面积为8.3mm2
实施例4
将实施例2中作为清洗液晶固化膜的溶剂的乙醇变为异丙醇,除此以外与实施例2同样地得到了图案偏振膜(4)。
二色性色素1的在异丙醇中的饱和溶解度为0.002质量%。
二色性色素2的在异丙醇中的饱和溶解度为0.043质量%。
二色性色素3的在异丙醇中的饱和溶解度为0.001质量%。
[图案偏振膜的评价]
[偏振度、单体透射率的测定]
与实施例2同样地算出能见度校正偏振度(Py)和能见度校正单体透射率(Ty)。其结果为形成有经图案化后的液晶固化膜的区域的Py=93.8%、Ty=43.6%。利用光掩模进行掩蔽而得到的区域的Py=0%、Ty=92.0%。
[膜厚测定]
使用激光显微镜(LEXT、奥林巴斯株式会社制)对图案偏振膜(4)中的经图案化后的液晶固化膜的厚度进行测定,结果为2.0μm,含有聚合性液晶化合物的聚合物的液晶固化膜在清洗前后的减膜率为0%。图案偏振膜(4)的厚度为43μm。
[线宽测定]
用偏振显微镜对图案偏振膜(4)中的形成成条纹状的液晶固化膜的宽度进行测定。对各不相同的液晶固化膜的5个点的宽度进行测定,结果宽度分别为274μm、278μm、275μm、277μm、278μm。与光掩模的线宽(275μm)基本一致,确认到能以光掩模的线宽进行图案化。另外,形成成条纹状的液晶固化膜的连续面积为8.3mm2
实施例5
将实施例2中作为清洗液晶固化膜的溶剂的乙醇变为丙二醇1-单甲醚,将浸渍在该溶剂中来清洗除去未聚合的聚合性液晶化合物的时间设为20秒,除此以外与实施例2同样地得到了图案偏振膜(5)。
二色性色素1在丙二醇1-单甲醚中的饱和溶解度为0.028质量%。
二色性色素2在丙二醇1-单甲醚中的饱和溶解度为0.336质量%。
二色性色素3在丙二醇1-单甲醚中的饱和溶解度为0.017质量%。
[图案偏振膜的评价]
[偏振度、单体透射率的测定]
与实施例2同样地算出能见度校正偏振度(Py)和能见度校正单体透射率(Ty)。其结果为形成有经图案化后的液晶固化膜的区域的Py=93.7%、Ty=44.2%。利用光掩模进行掩蔽而得到的区域的Py=0%、Ty=92.0%。
[膜厚测定]
使用激光显微镜(LEXT、奥林巴斯株式会社制)对图案偏振膜(5)中的经图案化后的液晶固化膜的厚度进行测定,结果为2.0μm,含有聚合性液晶化合物的聚合物的液晶固化膜在清洗前后的减膜率为0%。图案偏振膜(5)的厚度为42μm。
[线宽测定]
用偏振显微镜对图案偏振膜(5)中形成成条纹状的液晶固化膜的宽度进行测定。对各不相同的液晶固化膜的5个点的宽度进行测定,结果宽度分别为272μm、278μm、277μm、274μm、275μm。与光掩模的线宽(275μm)基本一致,确认到能以光掩模的线宽进行图案化。另外,形成成条纹状的液晶固化膜的连续面积为8.3mm2
实施例6
使用实施例2中使用的单轴拉伸膜(PURE-ACE WRF-S、帝人株式会社制、厚度50μm)代替三乙酰纤维素膜,并且按照将偏振UV的照射设成偏振UV的偏振光振动方向相对于上述单轴拉伸膜的慢轴呈45°的方式进行照射,除此以外与实施例1同样地制作了图案偏振膜(6)。
[图案偏振膜(6)的评价]
[偏振度、单体透射率的测定]
与实施例2同样地测定能见度校正偏振度(Py)和能见度校正单体透射率(Ty)。其结果为形成有经图案化后的液晶固化膜的区域的Py=95.7%、Ty=41.7%。利用光掩模进行掩蔽而得到的区域的Py=0%、Ty=89.0%。
[膜厚测定]
使用激光显微镜(LEXT、奥林巴斯株式会社制)对图案偏振膜(6)中的经图案化后的液晶固化膜的厚度进行测定,结果为2.5μm。图案偏振膜(6)的厚度为53μm。
[线宽测定]
用偏振显微镜对图案偏振膜(6)中形成成条纹状的液晶固化膜的宽度进行测定。对各不相同的液晶固化膜的5个点的宽度进行测定,结果宽度分别为276μm、277μm、276μm、274μm、273μm。与光掩模的线宽(275μm)基本一致,确认到能以光掩模的线宽进行图案化。另外,形成成条纹状的液晶固化膜的连续面积为8.3mm2
[椭圆率测定]
使用王子计测机器株式会社制的自动双折射计“KOBRA(注册商标)”,对于图案偏振膜(6)的形成有经图案化后的液晶固化膜的区域和利用光掩模进行掩蔽而得到的区域,测定对于波长450nm、550nm、590nm、630nm、和750nm的光的椭圆率。结果,形成有经图案化后的液晶固化膜的区域在波长450nm下的椭圆率为78%、在550nm下的椭圆率为92%、在590nm下的椭圆率为96%、在630nm下的椭圆率为88%。利用光掩模进行掩蔽而得到的区域在波长450nm下的椭圆率为0%、在550nm下的椭圆率为0%、在590nm下的椭圆率为0%、在630nm下的椭圆率为0%。即,图案偏振膜(6)是防反射特性优异的图案圆偏振板。
参考例1
将实施例2中作为清洗液晶固化膜的溶剂的乙醇变为丙二醇1-单甲醚2-乙酸酯,除此以外与实施例2同样地得到了图案偏振膜(7)。
二色性色素1在丙二醇1-单甲醚2-乙酸酯中的饱和溶解度为0.077质量%。
二色性色素2在丙二醇1-单甲醚2-乙酸酯中的饱和溶解度为0.89质量%。
二色性色素3在丙二醇1-单甲醚2-乙酸酯中的饱和溶解度为0.026质量%。
[图案偏振膜的评价]
[偏振度、单体透射率的测定]
与实施例2同样地算出能见度校正偏振度(Py)和能见度校正单体透射率(Ty)。其结果为形成有经图案化后的液晶固化膜的区域的Py=66.4%、Ty=49.8%。利用光掩模进行掩蔽而得到的区域的Py=0%、Ty=92.0%。
[膜厚测定]
使用激光显微镜(LEXT、奥林巴斯株式会社制)对图案偏振膜(7)中的经图案化后的液晶固化膜的厚度进行测定,结果为1.85μm,含有聚合性液晶化合物的聚合物的液晶固化膜在清洗前后的减膜率为5%。图案偏振膜(7)的厚度为42μm。
[线宽测定]
使用偏振显微镜对图案偏振膜(7)中形成成条纹状的液晶固化膜的宽度进行测定。对各不相同的液晶固化膜的5个点的宽度进行测定,结果宽度分别为282μm、270μm、272μm、279μm、277μm。与光掩模的线宽(275μm)基本一致,确认到能以光掩模的线宽进行图案化。另外,形成成条纹状的液晶固化膜的连续面积为8.3mm2
参考例2
将实施例2中作为清洗液晶固化膜的溶剂的乙醇变为乙酸乙酯,除此以外与实施例2同样地制作了图案偏振膜(8),结果作为基材膜的三乙酰纤维素膜溶解,未能得到样品。因此,使用旋涂机在代替三乙酰纤维素膜的50mm×50mm的玻璃基板(厚度1mm)上涂布光取向膜形成用组合物后,用设定为120℃的加热板干燥1分钟,得到了第一涂布膜。使用偏振UV照射装置(SPOT CURE SP-7;USHIO INC.公司制),以50mJ/cm2(313nm基准)的累积光量对第一涂布膜照射相对于膜的长度方向呈0°方向的偏振UV,从而形成了光取向膜。使用旋涂机在所得到的光取向膜上于50mm×50mm的区域涂布液晶固化膜形成用组合物后,用设定为110℃的加热板干燥1分钟,得到了聚合性液晶化合物和二色性色素进行取向后第二涂布膜。
使用高压汞灯(Unicure VB-15201BY-A、USHIO INC.公司制)隔着40mm×40mm的光掩模(线宽275μm)对第二涂布膜中央部照射紫外线(氮气氛下、波长:365nm、在波长365nm处的累积光量:1000mJ/cm2),得到了含有聚合性液晶化合物的聚合物和未聚合的聚合性液晶化合物的液晶固化膜。
二色性色素1在乙酸乙酯中的饱和溶解度为0.059质量%。
二色性色素2在乙酸乙酯中的饱和溶解度为1.3质量%。
二色性色素3在乙酸乙酯中的饱和溶解度为0.023质量%。
[图案偏振玻璃的评价]
[偏振度、单体透射率的测定]
与实施例2同样地算出能见度校正偏振度(Py)和能见度校正单体透射率(Ty)。其结果为形成有经图案化后的液晶固化膜的区域的Py=33.1%、Ty=58.7%。利用光掩模进行掩蔽而得到的区域的Py=0%、Ty=92.0%。
[膜厚测定]
使用激光显微镜(LEXT、奥林巴斯株式会社制)对图案偏振膜(8)中的经图案化后的液晶固化膜的厚度进行测定,结果为1.85μm,含有聚合性液晶化合物的聚合物的液晶固化膜在清洗前后的减膜率为8%。图案偏振膜(8)的厚度为1002μm。
[线宽测定]
用偏振显微镜对图案偏振膜(8)中形成成条纹状的液晶固化膜的宽度进行测定。对各不相同的液晶固化膜的5个点的宽度进行测定,结果宽度分别为277μm、274μm、278μm、274μm、273μm。与光掩模的线宽(275μm)基本一致,确认到能以光掩模的线宽进行图案化。另外,形成成条纹状的液晶固化膜的连续面积为8.3mm2
参考例3
将实施例2中作为清洗液晶固化膜的溶剂的乙醇变为四氢呋喃,除此以外与实施例2同样地制作了图案偏振膜(9),结果作为基材膜的三乙酰纤维素膜溶解,未能得到样品。因此,与参考例2同样地在玻璃基板上制作经图案化后的液晶固化膜。
二色性色素1在四氢呋喃中的饱和溶解度为0.33质量%。
二色性色素2在四氢呋喃中的饱和溶解度为4.5质量%。
二色性色素3在四氢呋喃中的饱和溶解度为0.33质量%。
[图案偏振玻璃的评价]
[偏振度、单体透射率的测定]
与实施例2同样地算出能见度校正偏振度(Py)和能见度校正单体透射率(Ty)。其结果为形成有经图案化后的液晶固化膜的区域的Py=0.1%、Ty=92.1%。利用光掩模进行掩蔽而得到的区域的Py=0%、Ty=92.0%。连聚合性液晶化合物的聚合物也发生溶解,几乎得不到经图案化后的液晶固化膜。
产业上的可利用性
本发明的图案偏振膜在得到薄且防反射特性优异的图案圆偏振板方面有用。另外,根据本发明的图案偏振膜的制造方法,可以制造具有偏振度高的区域和单体透射率高的区域的图案偏振膜。
标号说明
1  经图案化后的液晶固化膜
2                基材
3                1/2波片
4                正C膜
6                1/4波片
10               图案圆偏振板
100              具有条纹状图案区域的图案偏振膜
101              具有圆状图案区域的图案偏振膜
110              形成有液晶固化膜的区域
120              利用光掩模进行掩蔽而得到的区域
130              未涂布液晶固化膜形成用组合物的区域
210              第一辊
210A             卷芯
220              第二辊
220A             卷芯
211A、211B       涂布装置
212A、212B、212C 干燥炉
213A             偏振UV照射装置
213B             活性能量射线照射装置
214              溶剂槽
300              辅助辊
230              第三辊
230A             卷芯
240              第四辊
240A             卷芯
300              辅助辊
400              图案偏振膜的截面
410              液晶固化膜
420              基材
H                层叠有液晶固化膜的区域的厚度
h                液晶固化膜的厚度

Claims (20)

1.一种图案偏振膜,该图案偏振膜中层叠有基材、以及含有聚合性液晶化合物的聚合物及二色性色素的经图案化后的液晶固化膜,
所述图案偏振膜具有:
一个以上的偏振度为10%以下且单体透射率为80%以上的区域(A)、和
一个以上的偏振度为90%以上且单体透射率为40%以上的区域(B)。
2.如权利要求1所述的图案偏振膜,其中,
区域(B)具有所述液晶固化膜。
3.如权利要求1或2所述的图案偏振膜,其中,
区域(A)以及区域(B)各自独立地呈选自线状、带状、圆状、文字状和图形状中的至少一种形状。
4.如权利要求3所述的图案偏振膜,其中,
区域(A)为线状,宽度为1μm~10mm。
5.如权利要求3所述的图案偏振膜,其中,
区域(B)为线状,宽度为1μm~10mm。
6.如权利要求3所述的图案偏振膜,其中,
各区域(A)具有带状、圆状、文字状或图形状的形状,连续的区域(A)的面积为500mm2以下。
7.如权利要求3所述的图案偏振膜,其中,
各区域(B)具有带状、圆状、文字状或图形状的形状,连续的区域(B)的面积为500mm2以下。
8.如权利要求1或2所述的图案偏振膜,其中,
以条纹状具有区域(A)和区域(B)。
9.如权利要求8所述的图案偏振膜,其中,
区域(B)的宽度为1μm~10mm。
10.如权利要求8所述的图案偏振膜,其中,
区域(B)的宽度为1μm~1mm。
11.如权利要求1所述的图案偏振膜,其中,
基材为具有1/4波片功能的相位差膜。
12.如权利要求1所述的图案偏振膜,其还具备具有1/4波片功能的相位差膜。
13.如权利要求11或12所述的图案偏振膜,其中,
具有1/4波片功能的相位差膜具有逆波长分散特性。
14.如权利要求1所述的图案偏振膜,其中,
基材为具有1/2波片功能的相位差膜,且所述基材上还层叠有具有1/4波片功能的相位差膜。
15.如权利要求11、12和14中任一项所述的图案偏振膜,其还具有正C膜。
16.权利要求1所述的图案偏振膜的制造方法,其包括下述工序(1)~(4):
(1)在基材的表面或形成有取向膜的基材的表面涂布含有聚合性液晶化合物和二色性色素的组合物的工序;
(2)使所涂布的聚合性液晶化合物和二色性色素取向的工序;
(3)隔着光掩模对取向后的聚合性液晶化合物照射活性能量射线,由此得到含有聚合性液晶化合物的聚合物、和未聚合的聚合性液晶化合物的液晶固化膜的工序;
(4)利用所述二色性色素在23℃的饱和溶解度为1质量%以下的溶剂清洗所述液晶固化膜,除去所述未聚合的聚合性液晶化合物,由此得到经图案化后的液晶固化膜的工序。
17.如权利要求16所述的图案偏振膜的制造方法,其中,
基材为树脂基材。
18.如权利要求16或17所述的图案偏振膜的制造方法,其中,
溶剂为含有醇溶剂的溶剂。
19.如权利要求16所述的图案偏振膜的制造方法,其中,
在将光掩模压接于取向后的聚合性液晶化合物的状态下照射活性能量射线。
20.如权利要求16所述的图案偏振膜的制造方法,其中,
活性能量射线是与基材面的法线方向平行的紫外线。
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