TW201842170A - 液晶配向膜及其製造方法 - Google Patents

液晶配向膜及其製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201842170A
TW201842170A TW107113322A TW107113322A TW201842170A TW 201842170 A TW201842170 A TW 201842170A TW 107113322 A TW107113322 A TW 107113322A TW 107113322 A TW107113322 A TW 107113322A TW 201842170 A TW201842170 A TW 201842170A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
liquid crystal
alignment film
film
side chain
polymer
Prior art date
Application number
TW107113322A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI770162B (zh
Inventor
鈴木暢
飯田敏行
Original Assignee
日商日東電工股份有限公司
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 日商日東電工股份有限公司 filed Critical 日商日東電工股份有限公司
Publication of TW201842170A publication Critical patent/TW201842170A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI770162B publication Critical patent/TWI770162B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C08J7/043—Improving the adhesiveness of the coatings per se, e.g. forming primers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/30—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10—Esters
    • C08F220/12—Esters of monohydric alcohols or phenols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C08J7/046—Forming abrasion-resistant coatings; Forming surface-hardening coatings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • 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
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本發明之液晶配向膜含有側鏈型熱致性液晶聚合物、及熱致性液晶化合物之聚合物。側鏈型熱致性液晶聚合物具有含有液晶性片段側鏈之單體單元與含有非液晶性片段側鏈之單體單元。本發明之液晶配向膜之面內之遲相軸方向之折射率nx、面內之進相軸方向之折射率ny、及厚度方向之折射率nz滿足nx＞nz＞ny。NZ＝(nx－nz)/(nx－ny)所表示之NZ係數較佳為0.2～0.8。

Description

液晶配向膜及其製造方法
本發明係關於一種液晶配向膜及其製造方法。
為了液晶顯示裝置之光學補償、有機EL(Electroluminescence，電致發光)元件之抗外界光反射等，業界使用有各種具有折射率各向異性之光學膜(相位差膜)。作為相位差膜，通常係將聚合物膜進行延伸而成者。就薄型化或輕量化之觀點而言，業界亦使用有使液晶分子以特定方向進行配向之液晶配向膜。 作為液晶配向膜，已知有於設置有配向膜之基板上，使液晶分子進行水平配向或垂直配向而成者。於專利文獻1中記載有於不具有垂直配向膜之基板上，自發地進行垂直配向之液晶性組合物。 關於厚度方向之折射率nz為面內之遲相軸方向之折射率nx與進相軸方向之折射率ny之中間值的相位差膜，由視認方向之變化所引起之延遲之變化較小，而用於顯示器之視角補償等。為了以1片膜實現nx＞nz＞ny之折射率各向異性，必須於膜內使分子沿面內方向與厚度方向配向。 對於聚合物膜，藉由將熱收縮性膜貼合於兩面，並以利用熱收縮性膜之收縮力使聚合物膜於厚度方向上膨脹之方式進行延伸之方法，可獲得具有nx＞nz＞ny之折射率各向異性之相位差膜。另一方面，不易使液晶分子沿多方向配向。具有nx＞nz＞ny之折射率各向異性之液晶配向膜僅為積層有複數個液晶配向膜之例(例如專利文獻2)、或使用有複數種向液性液晶化合物之例(例如專利文獻3)等。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利第4174192號 [專利文獻2]日本專利特開2008-122851號公報 [專利文獻3]WO2011/138869號說明書
[發明所欲解決之問題] 本發明之目的在於提供一種可實現薄型化且控制了折射率各向異性之液晶配向膜。 [解決問題之技術手段] 本發明係關於一種含有側鏈型熱致性液晶聚合物、及熱致性液晶化合物之聚合物之液晶配向膜。側鏈型熱致性液晶聚合物可較佳地使用具有含有液晶性片段側鏈之單體單元與含有非液晶性片段側鏈之單體單元者。熱致性液晶化合物之聚合物之含量較佳為側鏈型熱致性液晶聚合物之含量之1.2～20倍。 本發明之液晶配向膜之一實施形態中，面內之遲相軸方向之折射率nx、面內之進相軸方向之折射率ny、及厚度方向之折射率nz滿足nx＞nz＞ny。較佳為NZ＝(nx－nz)/(nx－ny)所表示之NZ係數為0.2～0.8。 液晶配向膜可藉由在未設置垂直配向膜之膜基板上，塗佈含有側鏈型熱致性液晶聚合物及光聚合性之熱致性液晶化合物之液晶性組合物(塗佈步驟)、對側鏈型熱致性液晶聚合物及熱致性液晶化合物進行加熱而使之配向(液晶配向步驟)、藉由光照射使熱致性液晶化合物進行聚合或交聯(光聚合步驟)而製作。 於本發明中，作為膜基板可使用延伸膜。用作膜基板之延伸膜之面內延遲例如較佳為10～1000 nm。有膜基板之面內延遲及面內雙折射越大，液晶配向膜之NZ係數越增大(接近1)之傾向。作為膜基板，例如可使用降烯系聚合物膜。 有利用加熱之液晶配向時之加熱溫度越高，液晶分子之水平配向性越增高，液晶配向膜之NZ係數越增大之傾向。較佳為液晶配向時之加熱溫度T(℃)與膜基板之面內雙折射Δn滿足T≧90－5×103 Δn。藉由將加熱溫度T調整為該範圍，容易獲得NZ係數大於0之液晶配向膜。 [發明之效果] 根據本發明，可獲得控制了折射率各向異性之液晶配向膜。
本發明之液晶配向膜含有側鏈型液晶聚合物與液晶化合物之聚合物。側鏈型液晶聚合物及液晶化合物(光聚合性液晶單體)均顯示出熱致性液晶性。液晶配向膜係藉由將包含液晶聚合物與液晶單體之液晶性組合物塗佈於基板上，並使其配向固定而製作。 [液晶性組合物] 液晶配向膜之製作中所使用之液晶性組合物包含側鏈型熱致性液晶聚合物、及光聚合性之熱致性液晶化合物(單體)。 ＜側鏈型液晶聚合物＞ 作為側鏈型熱致性液晶聚合物，可使用具有含有熱致性液晶性片段側鏈之單體單元與含有非液晶性片段側鏈之單體單元之共聚物。藉由聚合物於側鏈具有熱致性液晶性片段，於將液晶性組合物加熱至特定溫度時，側鏈型液晶聚合物進行配向。又，藉由側鏈型聚合物於側鏈具有非液晶性片段，非液晶性片段與光聚合性液晶單體相互作用，而產生使光聚合性液晶單體進行垂直配向之作用。 作為具有液晶性片段側鏈之單體，可列舉具有包含液晶原基之向列型液晶性之取代基之聚合性化合物。作為液晶原基，可列舉：聯苯基、苯基苯甲酸酯基、苯基環己烷基、氧化偶氮苯基、次甲基偶氮基、偶氮苯基、苯基嘧啶基、二苯基乙炔基、二苯基苯甲酸酯基、雙環己烷基、環己基苯基、聯三苯基等環狀結構。該等環狀單元之末端亦可具有氰基、烷基、烷氧基、鹵基等取代基。其中，作為液晶原基，較佳為具有聯苯基、苯基苯甲酸酯基者。 作為具有非液晶性片段側鏈之單體，可列舉具有碳數7以上之長鏈烷基等直鏈狀之取代基之聚合性化合物。作為液晶性單體及非液晶性單體之聚合性官能基，例如可列舉(甲基)丙烯醯基。 作為側鏈型熱致性液晶聚合物，可較佳地使用具有通式(I)所表示之液晶性單體單元與通式(II)所表示之非液晶性單體單元之共聚物。 [化1][化2]於式(I)中，R1 為氫原子或甲基，R2 為氰基、氟基、碳數1～6之烷基、或碳數1～6之烷氧基，X1 為-CO2 -或-OCO-。a為1～6之整數，b及c分別獨立地為1或2。 於式(II)中，R3 為氫原子或甲基，R4 為碳數7～22之烷基、碳數1～22之氟烷基、或下述通式(III)所表示之基。 [化3]於式(III)中，R5 為碳數1～5之烷基，d為1～6之整數。 側鏈型液晶聚合物中之液晶性單體單元與非液晶性單體單元之比率並無特別限定，於非液晶性單體單元之比率較少之情形時，有伴隨側鏈型液晶聚合物之配向之光聚合性液晶單體之配向變得不充分之傾向，於液晶性單體單元之比率較少之情形時，側鏈型液晶聚合物不易顯示出液晶單域配向性。因此，非液晶性單體相對於液晶性單體單元與非液晶性單體單元之合計之比率以莫耳比計較佳為0.05～0.8，更佳為0.1～0.6，進而較佳為0.15～0.5。就同時實現液晶性組合物之成膜性與配向性之觀點而言，側鏈型液晶聚合物之重量平均分子量較佳為2000～100000左右，更佳為2500～50000左右。 側鏈型液晶聚合物可藉由各種公知之方法進行聚合。例如，於單體單元具有(甲基)丙烯醯基作為聚合性官能基之情形時，藉由利用光或熱之自由基聚合，可獲得具有液晶性片段及非液晶性片段之側鏈型液晶聚合物。 ＜光聚合性熱致性液晶單體＞ 光聚合性熱致性液晶單體於1分子中具有液晶原基與至少1個光聚合性官能基。作為液晶原基，可列舉上文作為側鏈型液晶聚合物之液晶性片段所述者。作為光聚合性官能基，可列舉：(甲基)丙烯醯基、環氧基、乙烯醚基等。其中，較佳為(甲基)丙烯醯基。 光聚合性液晶單體較佳為於1分子中具有2個以上之光聚合性官能基者。藉由使用包含2個以上之光聚合性官能基之液晶單體，而向光聚合後之液晶層中導入交聯結構，故而有液晶配向膜之耐久性提高之傾向。 作為於1分子中具有液晶原基與複數個(甲基)丙烯醯基之光聚合性液晶化合物，例如可列舉下述通式(IV)所表示之化合物。 [化4]於式(IV)中，R為氫原子或甲基，A及D分別獨立地為1,4-伸苯基或1,4-伸環己基，B為1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、4,4'-伸聯苯基或4,4'-伸聯環己基，Y及Z分別獨立地為-COO-、-OCO-或-O-。g及h分別獨立地為2～6之整數。 作為上述通式(IV)所表示之光聚合性液晶單體之市售品，可例示BASF公司製造之「Paliocolor LC242」。 ＜組成＞ 液晶性組合物中之光聚合性液晶化合物與側鏈型液晶聚合物之比率並無特別限制。於側鏈型液晶聚合物之含量較多之情形時，由與聚合物之相互作用引起之垂直配向佔優勢，而有(nx－nz)/(nx－ny)所表示之NZ係數減小之傾向。另一方面，於光聚合性液晶化合物之含量較多之情形時，由基板之配向限制力所引起之液晶化合物之水平配向佔優勢，而有(nx－nz)/(nx－ny)所表示之NZ係數增大之傾向。為了獲得NZ係數為0.2～0.8之範圍之液晶配向膜，較佳為光聚合性液晶化合物之含量為側鏈型液晶聚合物之含量之1.2～20倍。為了獲得NZ係數接近0.5之液晶配向膜，光聚合性液晶化合物之含量較佳為側鏈型液晶聚合物之含量之1.3～10倍，更佳為1.4～9倍，進而較佳為1.5～8倍。 為了促進利用光照射之光聚合性液晶化合物之硬化，液晶性組合物較佳為含有光聚合起始劑。作為光聚合起始劑，例如可例示：BASF公司製造之Irgacure 907、Irgacure 184、Irgacure 651、Irgacure 369等。關於液晶性組合物中之光聚合起始劑之含量，相對於光聚合性液晶化合物100重量份，通常為0.5～20重量份左右，較佳為3～15重量份左右，更佳為5～10重量份左右。 藉由將側鏈型液晶聚合物、光聚合性液晶化合物及光聚合起始劑與溶劑混合，可製備液晶性組合物。溶劑只要係可溶解側鏈型液晶聚合物及光聚合性液晶化合物，且不會侵蝕膜基板(或侵蝕性較低)者，則並無特別限定，可列舉：氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、四氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、氯苯、鄰二氯苯等鹵化烴類；苯酚、對氯苯酚等酚類；苯、甲苯、二甲苯、甲氧基苯、1,2-二甲氧基苯等芳香族烴類；丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮、環戊酮、2-吡咯啶酮、N-甲基-2-吡咯啶酮等酮系溶劑；乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯系溶劑；第三丁醇、甘油、乙二醇、三乙二醇、乙二醇單甲醚、二乙二醇二甲醚、丙二醇、二丙二醇、2-甲基-2,4-戊二醇等醇系溶劑；二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺等醯胺系溶劑；乙腈、丁腈等腈系溶劑；二乙醚、二丁醚、四氫呋喃等醚系溶劑；乙基賽路蘇、丁基賽路蘇等。液晶性組合物之濃度通常為3～50重量%左右，較佳為7～35重量%左右。 [膜基板] 為了獲得具有nx＞nz＞ny之折射率各向異性之液晶配向膜，作為供塗佈液晶性組合物之基板，較佳為使用未設置垂直配向膜之延伸膜。藉由使用延伸膜基板，於光聚合性液晶化合物中，發揮由與側鏈型液晶聚合物之相互作用所引起之垂直配向作用、及由構成延伸膜基板之聚合物之分子配向所引起之水平配向作用。藉由使該等配向作用達到平衡，可調整光聚合性液晶化合物之配向，而控制液晶配向膜之折射率各向異性。 用作膜基板之延伸膜之面內延遲R0 通常為10 nm以上。有膜基板之面內延遲越大，構成膜之聚合物沿特定方向(遲相軸方向或進相軸方向)之配向性越大，伴隨其形成於膜基板上之液晶配向層之水平配向性越增大，NZ係數越增大(接近1)之傾向。於延伸膜之面內延遲過大之情形時，有不易控制液晶分子之配向性之傾向，故而延伸膜之面內延遲R0 較佳為1000 nm以下，更佳為500 nm以下，進而較佳為400 nm以下。 膜基板之厚度並無特別限定，若考慮處理性等，則通常為10～200 μm左右。延伸膜之面內雙折射Δn(將面內延遲R0 除以厚度而得之值)較佳為0.0001～0.05，更佳為0.0005～0.03，進而較佳為0.001～0.02。 構成膜基板之樹脂材料只要不溶解於液晶性組合物之溶劑中，且具有用以使液晶性組合物配向之加熱時之耐熱性，則並無特別限制，可列舉：聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯等聚酯；聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴；降烯系聚合物等環狀聚烯烴；二乙醯纖維素、三乙醯纖維素等纖維素系聚合物；丙烯酸系聚合物；苯乙烯系聚合物；聚碳酸酯、聚醯胺、聚醯亞胺等。其中，就容易獲得成形時之流動性優異，且平滑性較高之膜之方面而言，尤佳為使用降烯系聚合物膜作為膜基板。就將液晶配向膜轉印至其他基材等時之剝離性優異之方面而言，亦較佳為降烯系聚合物膜。作為降烯系聚合物，可列舉：日本Zeon製造之Zeonor、Zeonex、JSR製造之Arton等。 膜基板具有第一主面及第二主面，且於第一主面上塗佈液晶性組合物。膜基板之第一主面之算術平均粗糙度Ra較佳為3 nm以下，更佳為2 nm以下，進而較佳為1.5 nm以下。藉由在Ra較小而平滑性較高之膜基板面塗佈液晶性組合物，有液晶配向膜之配向缺陷減少之傾向。 藉由將膜進行延伸，使成膜時之模線等凹凸平滑化，故而有膜基板之Ra減小之傾向。因此，藉由使用延伸膜基板，可控制液晶配向膜之折射率各向異性，除此以外，有配向缺陷減少之傾向。就表面之均一性較高之方面而言，尤佳為使用雙軸延伸膜作為膜基板。 為了將算術平均粗糙度設為上述範圍，膜基板較佳為於內部不含填料者。不含填料而表面之平滑性較高之膜由於滑動性較低，故而存在產生黏連，或產生卷對卷製程中之搬送不良或捲繞不良之情形。為了防止由高平滑性所引起之黏連或搬送不良等，可列舉於膜基板貼合滑動性較高之其他膜之方法、或於膜基板設置易滑層之方法。於膜基板貼合其他膜之情形時，就抑制由接著層等向第一主面(供塗佈液晶性組合物之面)之轉印所引起之不良情況(液晶之配向不良或光學缺陷等)之觀點而言，較佳為貼合於第二主面(與液晶性組合物之塗佈面相反之側之面)。其中，於卷對卷製程中，於膜基板之捲取時，附著於第二主面之黏著劑等轉移至第一主面，而有可能導致配向不良或光學之缺陷。 因此，較佳為藉由在膜基板之至少一面設置易滑層，而改善滑動性。作為易滑層，例如可列舉於聚酯、聚胺基甲酸酯等黏合劑中含有平均粒徑為100 nm以下之微小填料者。就維持將垂直配向液晶膜轉印至其他基材等時之剝離性，且抑制自膜基板剝離時易滑層向垂直配向液晶膜之轉印等不良情況之觀點而言，膜基板較佳為於供塗佈液晶性組合物之面不具有易滑層。即，較佳為使用於第二主面具有易滑層，且於第一主面不具有易滑層之膜基板。 [於膜基板上之液晶配向膜之形成] 於膜基板上塗佈液晶性組合物，藉由加熱形成為液晶狀態而使液晶性分子配向，其後藉由冷卻使配向固定化，並藉由光照射使液晶單體進行聚合或交聯，藉此可獲得液晶配向膜。因此，液晶配向膜含有液晶聚合物與液晶化合物之聚合物。 於膜基板上塗佈液晶性組合物之方法並無特別限定，可採用旋轉塗佈、模嘴塗佈、接觸輥式塗佈、凹版塗佈、反向塗佈、噴塗、邁耶棒式塗佈、輥刀塗佈、氣刀塗佈等。於塗佈溶液後，去除溶劑，藉此於膜基板上形成液晶性組合物層。塗佈厚度較佳為以使溶劑乾燥後之液晶性組合物層之厚度(液晶配向膜之厚度)成為0.5～5 μm左右之方式加以調整。液晶配向膜之面內延遲係由面內雙折射(nx－ny)與厚度之積所表示，故而厚度越大，面內延遲越增大。又，如於下述實驗例中顯示結果般，有塗佈厚度越大，液晶配向膜之NZ係數越增大之傾向。 藉由對形成於膜基板上之液晶性組合物層進行加熱而成為液晶相，側鏈型液晶聚合物進行垂直配向。此時，藉由與側鏈型液晶聚合物之非液晶性片段之相互作用，於光聚合性液晶化合物中產生垂直配向作用。於使用無延伸膜基板之情形時，基板之配向限制力未起作用，故而側鏈型液晶聚合物與光聚合性液晶化合物之兩者進行垂直配向，而形成垂直配向液晶層。另一方面，於使用延伸膜基板之情形時，根據加熱溫度而液晶配向膜之折射率各向異性有所不同，有溫度越高，厚度方向之折射率nz越減小，(nx－nz)/(nx－ny)所表示之NZ係數越增大之傾向。 可認為加熱溫度越高則厚度方向之折射率nz越減小係由根據加熱溫度，光聚合性液晶化合物之配向行為有所不同所導致。即，可認為於加熱溫度較低之情形時，液晶單體之非液晶片段與光聚合性液晶化合物之相互作用較強，光聚合性液晶化合物中垂直配向佔優勢，相對於此，隨著加熱溫度增高，延伸膜基板之配向限制力之影響增強，光聚合性液晶化合物中水平配向佔優勢。作為溫度越高則膜基板之配向限制力之影響越增大之一個原因，可認為於高溫下，聚合性液晶化合物進行各向同性相轉移，藉由冷卻恢復至液晶相時容易受到膜基板之配向限制力之影響。 於本發明中，藉由利用上述見解，可控制液晶性組合物之配向，製作厚度方向之折射率nz具有面內之遲相軸方向之折射率nx與進相軸方向之折射率ny之中間值(NZ係數大於0且小於1)之液晶配向膜。 於使用延伸膜基板之情形時，除加熱溫度以外，液晶性組合物之組成、或延伸膜基板之面內延遲及面內雙折射亦會對液晶配向膜之折射率各向異性造成影響。因此，無法將於延伸膜基板上塗佈液晶性組合物後使液晶性化合物配向時之適當之溫度範圍一概而定，用於獲得NZ係數大於0之液晶配向膜之加熱溫度T較佳為70℃以上，更佳為75℃以上，進而較佳為80℃以上。又，加熱溫度T(℃)與膜基板之面內雙折射Δn較佳為滿足T≧90－5×103 Δn。加熱溫度T(℃)更佳為95－5×103 Δn以上，更佳為100－5×103 Δn以上，進而較佳為105－5×103 Δn以上。 於液晶分子均勻地進行水平配向之情形時，液晶配向膜成為nx＞nz＝ny(NZ＝1)之正A板。用於使垂直配向成分與水平配向成分共存，而獲得nz＞ny(NZ＜1)之液晶配向膜之加熱溫度T較佳為150℃以下，更佳為140℃以下，進而較佳為130℃以下。又，較佳為加熱溫度T(℃)與膜基板之面內雙折射Δn滿足T≦150－3×103 Δn。加熱溫度T(℃)更佳為140－3×103 Δn以下，更佳為135－3×103 Δn以下，進而較佳為130－3×103 Δn以下。 就與上述同樣之觀點而言，為了獲得NZ係數大於0且小於1之液晶配向膜，加熱溫度T(℃)較佳為(90－0.1×R0 )～(150－0.06×R0 )，更佳為(95－0.1×R0 )～(140－0.06×R0 )，進而較佳為(100－0.1×R0 )～(135－0.06×R0 )，尤佳為(105－0.1×R0 )～(130－0.06×R0 )。R0 為延伸膜基材之面內延遲(nm)。 於對液晶性組合物層進行加熱後，冷卻至液晶聚合物之玻璃轉移溫度以下之溫度，藉此使液晶性化合物之配向固定。冷卻方法並無特別限定，例如，只要自加熱氛圍中取出至室溫下即可。亦可進行空氣冷卻、水冷等強制冷卻。 對配向經固定之液晶性組合物層進行光照射，使光聚合性液晶化合物進行聚合或交聯，藉此使光聚合性液晶化合物之配向固定，液晶配向膜之耐久性提高。作為所照射之光，只要選擇光聚合起始劑發生裂解之波長之光即可，通常可使用紫外線。為了促進光聚合反應，光照射較佳為於氮氣等惰性氣體氛圍下進行。 [液晶配向膜之特性及用途] 藉由上述而獲得之液晶配向膜具有nx＞nz＞ny之折射率各向異性，可用作以視角補償等為目的之顯示器用光學膜。液晶配向膜之面內延遲例如為50～500 nm。於本發明中，藉由調整液晶性組合物之組成、延伸膜基材之面內延遲及面內雙折射、液晶性組合物之塗佈厚度、以及液晶配向時之加熱溫度等，可獲得具有所需之延遲及NZ係數之液晶配向膜。根據本發明，僅藉由使用相同之膜基板及液晶性組合物，調整液晶配向時之加熱溫度，可製作具有各種正面延遲或NZ係數之液晶配向膜，故而可提高生產性，對小批量生產等之應對亦較容易。 為了減小由視認方向所引起之延遲之變化，液晶配向膜之NZ係數較佳為0.2～0.8，更佳為0.3～0.7，進而較佳為0.4～0.6，尤佳為0.45～0.55。 液晶配向膜之面內延遲Ro及NZ係數之較佳之範圍根據使用目的等而有所不同。例如，於Ro為200～350 nm，NZ係數為0.4～0.6之情形時，適合作為由視認方向所引起之延遲之變化較少之λ/2相位差板，可適宜地用於IPS(In-Plane Switching，橫向電場效應)液晶顯示裝置之視角補償膜等。於Ro為120～170 nm，NZ係數為0.4～0.6之情形時，適合作為由視認方向所引起之延遲之變化較少之λ/4相位差板，藉由與偏光板積層，可獲得廣視角圓偏光板。廣視角圓偏光板可適宜地用於OLED(Organic Light Emitting Diode，有機發光二極體)之抗外界光反射膜等。 液晶配向膜可於與膜基板積層之狀態下使用，亦可自膜基板剝離而使用。液晶配向膜亦可自膜基板剝離，並與相位差膜、偏光板、玻璃等基材積層而使用。 [實施例] 以下，列舉液晶配向膜之製作例更詳細地說明本發明，但本發明並不限定於下述例。 [評價方法] (算術平均粗糙度) 根據使用掃描式探針顯微鏡(AFM)之1 μm見方之AFM觀察圖像，求出算術平均粗糙度。 (延遲) 延遲之測定係使用偏光相位差測定系統(Axometrics製造 製品名「AxoScan」)，於23℃之環境下，測定波長590 nm之值。液晶配向膜之延遲之測定係使用於在表面設置有黏著劑之玻璃板之黏著劑附設面上轉印有液晶配向膜之樣品，測定面內延遲R0 、及40°傾斜時之延遲，並根據該等測定值，將液晶配向膜之平均折射率設為1.52而算出折射率nx、ny、nz，並求出NZ＝(nx－nz)/(nx－ny)。 [液晶性組合物1～8之製備] 使下述化學式(為n＝0.35，為了便於說明而利用嵌段聚合物體表示)之重量平均分子量5000之側鏈型液晶聚合物與顯示熱致性向列型液晶相之聚合性液晶單體(BASF製造之「Paliocolor LC242」)合計100重量份、及光聚合起始劑(BASF製造之「Irgacure 907」)5重量份溶解於環戊酮400重量份中而製備液晶性組合物。如表1所示，將聚合物與單體之比變更為100/0～20/80之比，而製成液晶性組合物1～8。 [化5][液晶性組合物9之製備] 使具有下述化學式所表示之重複單元之重量平均分子量5000之側鏈型液晶聚合物50重量份、BASF製造之「Paliocolor LC242」50重量份、及BASF製造之「Irgacure 907」5重量份溶解於環戊酮400重量份中而製備液晶性組合物9。 [化6][實驗例1] 於在一面具有易滑層之雙軸延伸降烯系膜(日本Zeon製造之「Zeonor Film」、厚度：52 μm、面內延遲：50 nm、未形成易滑層之面之算術平均粗糙度：1.2 nm)之未形成易滑層之面，使用邁耶棒(＃4)塗佈上述液晶性組合物1～9，並於100℃下加熱2分鐘而使液晶配向。其後，冷卻至室溫而使配向固定，並於氮氣氛圍下照射700 mJ/cm2 之紫外線，使液晶單體進行光硬化，而製作液晶配向膜。 [實驗例2、3] 於實驗例2中使用＃8之邁耶棒，於實驗例3中使用＃12之邁耶棒，除此以外，以與實驗例1同樣之方式，實施液晶性組合物1～8之塗佈、加熱、冷卻及光硬化，而製作液晶配向膜。 [實驗例4] 於在一面具有易滑層之雙軸延伸降烯系膜(日本Zeon製造之「Zeonor Film」、厚度：34 μm、面內延遲：270 nm、未形成易滑層之面之算術平均粗糙度：0.9 nm)之未形成易滑層之面，使用＃12之邁耶棒輥塗佈液晶性組合物1～8，以與實驗例3同樣之方式製作液晶配向膜。 [實驗例5] 於未延伸之降烯系膜(日本Zeon製造之「Zeonor Film」、厚度：34 μm、面內延遲：0 nm、算術平均粗糙度2.3 nm)，使用＃12之邁耶棒輥塗佈液晶性組合物4，以與實驗例3同樣之方式製作液晶配向膜。 將實驗例1～5中所使用之基材之面內延遲R0 、液晶配向膜之厚度、及液晶配向膜之延遲之測定結果(面內延遲R0 及NZ)示於表1。 [表1] [實驗例6～8] 於與實驗例1～3同樣之面內延遲為50 nm之雙軸延伸膜上，使用＃12之邁耶棒，塗佈液晶性組合物4(聚合物/單體之比為80/20)，並將其後之加熱溫度於70～120℃之範圍內變更。除此以外，以與實驗例3同樣之方式，製作液晶配向膜。將實驗例6～8之加熱溫度、及液晶配向膜之延遲之測定結果與實驗例3之結果(再次揭示)一併示於表2。 [表2] 於表1中，於將液晶性組合物中之熱致性液晶化合物之比率較小之液晶性組合物7、8塗佈於延伸膜基板上之情形時，於實驗例1～4中之任一者中，所獲得之液晶配向膜均為面內延遲R0 大致為0且NZ係數為負之正C板。於實驗例1～4中，可見隨著熱致性液晶化合物之比率增加，液晶配向膜之R0 增大，伴隨其而NZ係數增大之傾向。另一方面，於使用無延伸膜之實驗例5中，於熱致性液晶化合物之比率較大之情形時(單體/聚合物＝80/20)，液晶配向膜之R0 亦大致為0。 若對比實驗例1～3，則於使用相同之液晶性組合物之情形時，亦可見塗佈厚度越增大，液晶配向膜之NZ越增大之傾向。根據實驗例3與實驗例4之對比可知，延伸基板膜之面內雙折射越大，水平配向成分越增加，液晶配向膜之NZ係數越增大。 根據表2所示之結果可知，於使用相同之液晶性組合物之情形時，亦塗佈液晶性組合物後之加熱溫度越高，液晶配向膜之NZ係數越增大。 根據以上之結果可知，藉由調整於延伸膜基板上塗佈包含側鏈型熱致性液晶聚合物與熱致性液晶化合物之液晶性組合物後之加熱溫度等，可控制液晶配向膜之折射率各向異性。即，可知根據本發明，藉由調整液晶性組合物之組成、塗佈液晶性組合物之基板之面內延遲(面內雙折射)、塗佈厚度、及加熱溫度等，可獲得具有各種面內延遲及NZ係數之液晶配向膜。

Claims (8)

  1. 一種液晶配向膜，其含有側鏈型熱致性液晶聚合物、及熱致性液晶化合物之聚合物，且 上述側鏈型熱致性液晶聚合物具有含有液晶性片段側鏈之單體單元與含有非液晶性片段側鏈之單體單元， 面內之遲相軸方向之折射率nx、面內之進相軸方向之折射率ny、及厚度方向之折射率nz滿足0.2≦(nx－nz)/(nx－ny)≦0.8。
  2. 如請求項1之液晶配向膜，其中上述側鏈型熱致性液晶聚合物具有下述通式(I)所表示之液晶性單體單元與下述通式(II)所表示之非液晶性單體單元， [化1][化2]R1 及R3 分別獨立地為氫原子或甲基， X1 為-CO2 -基或-OCO-基， R2 為氰基、氟基、碳數1～6之烷基、或碳數1～6之烷氧基， a為1～6之整數，b及c分別獨立地為1或2， R4 為碳數7～22之烷基、碳數1～22之氟烷基、或下述通式(III)所表示之基， [化3]R5 為碳數1～5之烷基，d為1～6之整數。
  3. 如請求項1或2之液晶配向膜，其中上述熱致性液晶化合物之聚合物之含量為上述側鏈型熱致性液晶聚合物之含量之1.2～20倍。
  4. 如請求項1或2之液晶配向膜，其面內延遲為50～500 nm。
  5. 一種液晶配向膜之製造方法，其係如請求項1至4中任一項之液晶配向膜之製造方法，且具有： 塗佈步驟，其係於具有第一主面與第二主面且未設置垂直配向膜之膜基板之第一主面上，塗佈含有側鏈型熱致性液晶聚合物及光聚合性之熱致性液晶化合物之液晶性組合物； 液晶配向步驟，其係對上述側鏈型熱致性液晶聚合物及熱致性液晶化合物進行加熱而使之配向；及 光聚合步驟，其係藉由光照射使上述熱致性液晶化合物進行聚合或交聯；且 上述膜基板為延伸膜。
  6. 如請求項5之液晶配向膜之製造方法，其中上述膜基板具有10～1000 nm之面內延遲。
  7. 如請求項5或6之液晶配向膜之製造方法，其中上述液晶配向步驟中之加熱溫度T(℃)與上述膜基板之面內雙折射Δn滿足T≧90－5×103 Δn。
  8. 如請求項5或6之液晶配向膜之製造方法，其中上述膜基板為降烯系聚合物膜。
TW107113322A 2017-04-28 2018-04-19 液晶配向膜及其製造方法 TWI770162B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-090138 2017-04-28
JP2017090138A JP6769921B2 (ja) 2017-04-28 2017-04-28 液晶配向フィルムの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201842170A true TW201842170A (zh) 2018-12-01
TWI770162B TWI770162B (zh) 2022-07-11

Family

ID=63918859

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107113322A TWI770162B (zh) 2017-04-28 2018-04-19 液晶配向膜及其製造方法

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP6769921B2 (zh)
KR (1) KR102275287B1 (zh)
CN (1) CN110573915B (zh)
TW (1) TWI770162B (zh)
WO (1) WO2018198434A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113845849A (zh) * 2021-10-18 2021-12-28 北京化工大学 一种掺杂热致液晶聚合物可热剥离光固化压敏胶

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05241019A (ja) * 1992-02-27 1993-09-21 Sumitomo Chem Co Ltd 複合位相差フィルム
US6885423B2 (en) * 2000-12-06 2005-04-26 Nitto Denko Corporation Method for manufacturing homeotropic alignment liquid crystal film
JP4174192B2 (ja) * 2001-05-08 2008-10-29 日東電工株式会社 ホメオトロピック配向液晶性組成物、ホメオトロピック配向液晶フィルムの製造方法およびホメオトロピック配向液晶フィルム
JP4207180B2 (ja) * 2001-11-15 2009-01-14 日東電工株式会社 位相差板およびその製造方法、光学フィルム
JP2003226682A (ja) * 2002-02-01 2003-08-12 Nitto Denko Corp コレステリック液晶性デンドリマーおよびその製造方法
JP2004287416A (ja) * 2003-03-06 2004-10-14 Nitto Denko Corp 傾斜配向フィルムの製造方法、傾斜配向フィルムおよびそれを用いた画像表示装置
ATE328982T1 (de) * 2003-10-15 2006-06-15 Nippon Oil Corp Polymerisierbare flüssigkristallmischung und daraus hergestellter flüssigkristallfilm
JP3880996B2 (ja) * 2004-05-26 2007-02-14 日東電工株式会社 楕円偏光板および液晶表示装置
JP2007206605A (ja) * 2006-02-06 2007-08-16 Nitto Denko Corp 液晶パネルおよび液晶表示装置
KR20080034405A (ko) * 2006-10-16 2008-04-21 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤 위상차 필름 및 편광판
JP2008122851A (ja) 2006-11-15 2008-05-29 Nitto Denko Corp 光学積層体、光学積層体の製造方法、及び光学積層体の用途
JP2008164925A (ja) * 2006-12-28 2008-07-17 Hayashi Telempu Co Ltd 位相差フィルムおよびその製造方法
US20120133882A1 (en) * 2009-08-10 2012-05-31 Jx Nippon Oil & Energy Corporation Liquid crystal film and optical element produced using same
CN102884456B (zh) 2010-05-07 2014-12-31 日本化药株式会社 光学元件和使用该光学元件改良偏光薄膜的视角的方法
JP6369942B2 (ja) * 2012-11-14 2018-08-08 日産化学株式会社 光反応性組成物、それを用いた光配向膜、及び光学異方性膜
JP2014197119A (ja) * 2013-03-29 2014-10-16 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 光学フィルム、偏光板、画像表示装置及び光学フィルムの製造方法
JP6131709B2 (ja) * 2013-05-16 2017-05-24 東ソー株式会社 ポリマー組成物を用いた光学フィルム
CN105531353B (zh) * 2013-09-13 2021-02-12 默克专利股份有限公司 可聚合的液晶材料和经聚合的液晶膜
US9678384B2 (en) * 2014-10-20 2017-06-13 Fujifilm Corporation Retardation film, composition, method of manufacturing retardation film, polarizing plate and liquid crystal display device
JP6448979B2 (ja) * 2014-10-20 2019-01-09 富士フイルム株式会社 位相差フィルム、組成物、位相差フィルムの製造方法、偏光板および液晶表示装置
JP6616963B2 (ja) * 2015-05-22 2019-12-04 富士フイルム株式会社 着色組成物、光吸収異方性膜、積層体、偏光板、画像表示装置及び化合物
KR102473676B1 (ko) * 2016-01-21 2022-12-01 삼성전자주식회사 광학 필름용 조성물, 광학 필름, 반사방지 필름 및 표시 장치
JP2018151535A (ja) * 2017-03-14 2018-09-27 大日本印刷株式会社 位相差フィルム、転写用積層体、光学部材、光学部材の製造方法、及び、表示装置
JP6363252B1 (ja) * 2017-04-24 2018-07-25 日東電工株式会社 ホメオトロピック配向液晶フィルムの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018189724A (ja) 2018-11-29
CN110573915B (zh) 2022-02-18
WO2018198434A1 (ja) 2018-11-01
KR20190141124A (ko) 2019-12-23
TWI770162B (zh) 2022-07-11
KR102275287B1 (ko) 2021-07-12
CN110573915A (zh) 2019-12-13
JP6769921B2 (ja) 2020-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110799868B (zh) 液晶薄膜、光学层叠体、圆偏振片、有机电致发光显示装置
WO2007122888A1 (ja) フィルムおよびフィルムの製造方法、並びにその利用
US20110058127A1 (en) Optical compensation sheet, polarizing plate, liquid crystal display and method of manufacturing optical compensation sheet
WO2016121856A1 (ja) 複層フィルム、その用途、及び製造方法
KR101560040B1 (ko) 액정 조성물
JP6724297B2 (ja) 光学積層体の製造方法、円偏光板の製造方法及び有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法
US20220214484A1 (en) Optically anisotropic layer, optical film, polarizing plate, and image display device
WO2018216806A1 (ja) 重合性液晶組成物、光学異方性層、光学積層体、光学積層体の製造方法および画像表示装置
TWI645020B (zh) 垂直配向液晶膜之製造方法
CN110431457A (zh) 光学薄膜、光学薄膜层叠体、偏振片及图像显示装置
KR101607730B1 (ko) 배향막용 조성물
TWI770162B (zh) 液晶配向膜及其製造方法
CN111727206B (zh) 聚合性液晶组合物、光学各向异性膜、光学膜、偏振片及图像显示装置
KR20200090097A (ko) 배향 액정 필름 및 그의 제조 방법, 및 화상 표시 장치
JP2006039164A (ja) 光学フィルムの製造方法、光学フィルム、偏光板、液晶パネル及び液晶表示装置
KR101719056B1 (ko) 광학 필름의 제조 방법, 이를 이용하여 제조되는 광학 필름, 이를 포함하는 편광판 및 액정표시장치
JP4592046B2 (ja) 光学フィルムの製造方法
TWI405829B (zh) 液晶層形成用油墨組成物，使用該油墨組成物製作之光學膜，偏光膜及液晶顯示裝置
JP4224390B2 (ja) 複屈折フィルムの製造方法
JP2004029062A (ja) 液晶組成物およびこれを用いた液晶位相差フィルム
WO2022202268A1 (ja) 視角制御システム、画像表示装置、光学異方性層、積層体
TW202403363A (zh) 圓偏光板及影像顯示裝置
TW202208522A (zh) 配向液晶膜之製造方法
TW202248730A (zh) 配向液晶膜之製造方法
WO2005089958A1 (ja) 被膜シートの製造方法、光学機能層、光学フィルムおよび画像表示装置