專利名稱：形成偏振光膜所用的組合物以及偏振光膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及形成偏振光膜所用的組合物以及由形成該偏振光膜所用的組合物制造出的偏振光膜及其制造方法等。
背景技術(shù)：
近年來(lái)的液晶顯示裝置，對(duì)其薄膜化的要求越來(lái)越高，與此同時(shí)，也要求該液晶顯示裝置中所使用的偏振鏡為更薄型的材料。為了實(shí)現(xiàn)更薄型的偏振鏡，開(kāi)始研究含有聚合性液晶化合物的組合物所成膜代替以往經(jīng)過(guò)碘染色的聚乙烯醇所成膜作為偏振光膜應(yīng)用于液晶顯示裝置中。含有聚合性液晶化合物的組合物形成的偏振光膜，例如，專利文獻(xiàn)I公開(kāi)的只由聚合性近晶相液晶化合物、二向色性色素、光聚合引發(fā)劑與阻礙劑形成的偏振光膜，同時(shí)，專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了只由聚合性液晶化合物、二向色性色素、聚合引發(fā)劑、抑制劑、凝膠化劑與溶劑形成的偏振光膜。現(xiàn)有技術(shù)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本專利第4719156號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本專利特表2008-547062號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題然而，對(duì)偏振光膜，要求其更薄型化和高度透明化。本發(fā)明的目的是提供一種能夠制造薄型且具有高度透明性的偏振光膜所用的組合物以及由形成該偏振光膜所用的組合物形成的偏振光膜。解決課題的手段本發(fā)明包括以下發(fā)明，[I] 一種形成偏振光膜所用的組合物，其特征在于，含有聚合性液晶化合物、聚合性非液晶化合物、二向色性色素、聚合引發(fā)劑以及溶劑，滿足以下㈧必要條件以及⑶必要條件。⑷聚合性液晶化合物以及聚合性非液晶化合物均含有聚合性基團(tuán)；(B)由形成偏振光膜所用的組合物得到的涂布膜中所含聚合性液晶化合物不會(huì)出現(xiàn)相分離狀態(tài)，而是呈現(xiàn)向列液晶相和近晶液晶相。(這些(A)與⑶必要條件，分別在以下稱之為“(必要條件A)以及“(必要條件B)，，。)[2]根據(jù)[I]所 述的形成偏振光膜所用的組合物，聚合性液晶化合物是式⑴所示的化合物。U1-V1-W1-X1-Y1-X2-Y2-X3-W2-V2-U2 (I)
(式中，X\X2以及X3分別獨(dú)立地表示可以含有取代基團(tuán)的1，4_亞苯基或者可以含有取代基團(tuán)的環(huán)己烷-1，4-二基。但是，X^X2以及X3中至少一個(gè)是可以含有取代基團(tuán)的I，4-亞苯基。構(gòu)成環(huán)己燒_1，4- 二基的-CH2-可以被-O-、-S-或者-NR-取代。R表不碳原子數(shù)I飛的烷基或者苯基。Y1以及Y2分別獨(dú)立地表示-CH2CH2-、-CH20-、-coo-、-0C00-、單鍵、-N=N-、-CRa=CRb-、-C = C-或者-CRa=N-。Ra以及Rb分別獨(dú)立地表示氫原子或者碳原子數(shù)廣4的烷基。U1表示氫原子或者聚合性基。U2表示聚合性基。W1以及W2相互獨(dú)立地表不單鍵、-O-、-S-、-C00-或者-0C00-。V1以及V2相互獨(dú)立地表不可以含有取代基的碳原子數(shù)I 20的亞燒基,構(gòu)成該亞燒基的-CH2-可以被-O-、-S-或者-NH-取代。[3]根據(jù)[I]或者[2]所述的形成偏振光膜所用的組合物，其聚合性非液晶化合物為單官能丙烯酸酯或者多官能丙烯酸酯。[4]根據(jù)[1Γ[3]任一項(xiàng)所述的形成偏振光膜所用的組合物，其聚合性液晶化合物含有的聚合性基團(tuán)與聚合性非液晶化合物含有的聚合性基團(tuán)分別獨(dú)立地為丙烯酰氧基(CH2=CHCOO-)或者甲基丙烯酰氧基(CH2=C(CH3)COO-)。[5]根據(jù)[1 Γ[4]任一項(xiàng)所述的形成偏振光膜所用的組合物，其聚合性液晶化合物含有的聚合性基團(tuán)與聚合性非液晶化合物含有的聚合性基團(tuán)是相同的。[6]根據(jù)[1Γ[5]任一項(xiàng)所述的形成偏振光膜所用的組合物，其聚合性液晶化合物分子內(nèi)含有Γ2個(gè)聚合性基團(tuán)，聚合性非液晶化合物分子內(nèi)含有2飛個(gè)聚合性基團(tuán)。[7]根據(jù)[1Γ[6]任一項(xiàng)所述的形成偏振光膜所用的組合物，其聚合性非液晶化合物的含量相對(duì)于聚合性液晶化合物100質(zhì)量份，為3質(zhì)量份以上，10質(zhì)量份以下。[8]含有以下(I)、(II)以及(III)工序的偏振光膜的制造方法。(I)將[1Γ[7]任一項(xiàng)所述的形成偏振光膜所用的組合物涂布在基材上或者基材上形成的取向膜上，除去溶劑形成涂布膜的工序；(II)使(I)中形成的涂布膜中所含的聚合性液晶化合物成為近晶液晶相狀態(tài)的
工序；(III)在(II)中形成的、聚合性液晶化合物呈近晶液晶相狀態(tài)的涂布膜中，使聚合性液晶化合物與聚合性非液晶化合物共聚的工序；[9]根據(jù)[8]所述的偏振光膜的制造方法，其基材是實(shí)施了取向處理的透明基材。[10]根據(jù)[8]或者[9]所述的偏振光膜的制造方法，其中，(II)工序包含，加熱處理直至(I)工序中形成的涂布膜中所含的聚合性液晶化合物顯示向列液晶相狀態(tài)的工序(1-1)，與將工序(1-1)中形成的該聚合性液晶化合物為向列液晶相狀態(tài)的涂布膜冷卻，直至該聚合性液晶化合物顯示近晶液晶相的工序(1-2)。[11] 一種偏振光膜，通過(guò)[8Γ[10]的任一項(xiàng)所述的制造方法制造。[12]根據(jù)[11]所述的偏振光膜，其X射線衍射測(cè)定顯示布拉格峰。[13] 一種顯示裝置，含有[11]或者[12]所述的偏振光膜。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的形成偏振光膜所用的組合物，可以制造出薄型并且高透明性的偏振光膜。


圖1顯示本發(fā)明的偏振光膜的連續(xù)制造方法(卷對(duì)卷(Roll to Roll)形式)的關(guān)鍵部分的不意圖。圖2顯示使用含有本發(fā)明的偏振光膜的偏振鏡的液晶顯示裝置的截面構(gòu)成的示意圖。圖3顯示液晶顯示裝置中設(shè)置的含有本發(fā)明的偏振光膜的偏振鏡的層順序的示意圖。圖4顯示液晶顯示裝置中設(shè)置的含有本發(fā)明的偏振光膜的偏振鏡的層順序的示意圖。圖5顯示使用含有本發(fā)明的偏振光膜的偏振鏡的液晶顯示裝置(內(nèi)嵌式)的構(gòu)成的示意圖。

圖6含有本發(fā)明的偏振光膜的圓偏振光板的截面不意圖。圖7含有本發(fā)明的偏振光膜的圓偏振光板的連續(xù)制造方法的示意圖。圖8顯示使用含有本發(fā)明的偏振光膜的圓偏振光板的EL顯示裝置的構(gòu)成的示意圖。圖9顯示EL顯示裝置中設(shè)置的含有本發(fā)明的偏振光膜的圓偏振光板的層順序的示意圖。圖10顯示使用含有本發(fā)明的偏振光膜的圓偏振光板的EL顯示裝置的構(gòu)成的示意圖。圖11顯示使用含有本發(fā)明的偏振光膜的偏振鏡的投射型液晶顯示裝置的構(gòu)成的示意圖。符號(hào)的說(shuō)明I透明基材2光取向膜3本偏振光膜4相位差層100偏振光膜210第I滾筒2IOA卷芯220第2滾筒220A卷芯230第3滾筒230A卷芯240第4滾筒240A卷芯211A，21IB 涂布裝置212A，212B 干燥爐213A偏振光UV照射裝置213B光照射裝置300輔助滾筒10液晶顯示裝置11反射防止層12a, 12b 偏振光膜13a，13b 相位差膜
14a, 14b 基材15濾色器16透明電極17液晶層18層間絕緣膜19背光模組20黑色矩陣 21薄膜晶體管22 像素電極23間隔物24液晶顯示裝置30 EL顯示裝置31圓偏振光板33 基材34層間絕緣膜35像素電極36發(fā)光層37陰極電極38干燥劑39封裝蓋40薄膜晶體管41肋狀物42薄膜封止膜110圓偏振光板111 光源112第I透鏡陣列112a 透鏡113第2透鏡陣列114偏振光轉(zhuǎn)換元件115復(fù)合透鏡121，123，132 分色鏡122反射鏡140R, 140G, 140B 液晶面板142，143 偏振鏡150十字分色棱鏡170投影透鏡180投影屏具體實(shí)施形態(tài)<形成偏振光膜所用的組合物>
本發(fā)明的形成偏振光膜所用的組合物(以下有時(shí)稱之為“本組合物”。)，含有聚合性液晶化合物、聚合性非液晶化合物、二向色性色素、聚合引發(fā)劑、溶劑。由本組合物通過(guò)后述制造方法形成的偏振光膜(以下，有時(shí)稱之為“本偏振光膜”。)，可以制造不僅適用于液晶顯示裝置，還適用于有機(jī)EL顯示裝置的圓偏振光板(以下，有時(shí)稱之為“本圓偏振光板”。)首先，對(duì)本組合物進(jìn)行說(shuō)明。<聚合性液晶化合物>本發(fā)明的聚合性液晶化合物含有聚合性基團(tuán)，并且由本組合物形成的涂布膜不會(huì)出現(xiàn)相分離狀態(tài)，是具有顯示為向列液晶相以及近晶液晶相的特性的液晶化合物。由本組合物形成的涂布膜，用下述方式確認(rèn)其是否滿足(必要條件B)。在玻璃基材上涂布本組合物，涂布的本組合物在聚合性液晶化合物以及聚合性非液晶化合物不聚合的條件下實(shí)施加熱處理以及/或者減壓處理，除去溶劑。接著，加熱玻璃基材上形成的涂布膜，確認(rèn)該涂布膜中含有的聚合性液晶化合物是否未發(fā)生相分離，是否顯示向列液晶相。之后，慢慢冷卻加熱的涂布膜，確認(rèn)該涂布膜中含有的聚合性液晶化合物是否未發(fā)生相分離，是否顯示近晶液晶相。向列液晶相以及近晶液晶相的確認(rèn)通過(guò)例如偏振光顯微鏡的織構(gòu)觀察、X射線衍射測(cè)定或者示差掃描熱量測(cè)定進(jìn)行。通過(guò)例如各種顯微鏡的表面觀察或濁度儀的散射度測(cè)定確認(rèn)其是否形成相分離。聚合性液晶化合物顯示的近晶液晶相優(yōu)選高次近晶相。此處所稱的高次近晶相有近晶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相以及近晶L相,其中，優(yōu)選近晶B相、近晶F相以及近晶I相。聚合性液晶化合物顯示的近晶液晶相為這些高次近晶相時(shí)，可以制造出取向有序度更高的本偏振光膜。同時(shí)，上述取向有序度更高的本偏振光膜在X射線衍射測(cè)定中得到來(lái)自六角相(hexatic)或結(jié)晶相等高次構(gòu)造的布拉格峰。作為聚合性液晶化合物，優(yōu)選由向列液晶相相轉(zhuǎn)變至近晶液晶相的溫度為40^2000C的化合物，更優(yōu)選6(Tl40°C的化合物。作為優(yōu)選的聚合性液晶化合物，例如舉例有式(1)所示的化合物(以下有時(shí)稱為“化合物⑴”)。U1-V1-W1-X1-Y1-X2-Y2-X3-W2-V2-U2 (1)[式⑴中，X1,X2以及X3分別獨(dú)立地表示可以含有取代基團(tuán)的1，4_亞苯基或者可以含有取代基團(tuán)的環(huán)己烷-1，4- 二基。但是，X1、X2以及X3中至少I個(gè)為可以含有取代基團(tuán)的1，4_亞苯基。構(gòu)成環(huán)己燒-1，4_ 二基的-CH2-,可以被-O-、-S-或者-NR-取代。R表示碳原子數(shù)f 6的燒基或者苯基。Y1 以及 Y2 分別獨(dú)立地表示-CH2CH2-' -CH2O-' -COO-, -0C00-、單鍵、-N=N-、-CRa=CRb-, -C ^ C-或者-CRa=N-。Ra以及Rb分別獨(dú)立地表示氫原子或者碳原子數(shù)f 4的燒基。U1表不氫原子或者聚合性基團(tuán)。U2表不聚合性基團(tuán)。W1以及W2分別獨(dú)立地表示單鍵、-O-、-S-、-coo-或者-ocoo-。V1以及V2分別獨(dú)立地表示可以含有取代基團(tuán)的碳原子數(shù)廣20的亞烷基，構(gòu)成該亞燒基的-CH2-可以被-O-、-S-或者-NH-取代。
化合物⑴中，X\X2以及X3中，優(yōu)選至少2個(gè)為可以含有取代基的I，4-亞苯基。可以含有取代基團(tuán)的I，4-亞苯基，優(yōu)選沒(méi)有取代基團(tuán)的。可以含有取代基團(tuán)的環(huán)己烷-1，4- 二基優(yōu)選可以含有取代基團(tuán)的反式-環(huán)己烷-1，4- 二基，可以含有取代基團(tuán)的反式-環(huán)己烷-1，4- 二基優(yōu)選無(wú)取代基團(tuán)的?？梢院腥〈鶊F(tuán)的I，4-亞苯基或者可以含有取代基團(tuán)的環(huán)己烷-1，4-二基的任意取代基團(tuán)例如舉例有甲基、乙基以及丁基等碳原子數(shù)廣4的烷基；氰基；鹵素原子等。化合物(I)的Y1 優(yōu)選-CH2CH2_、-C00-或者單鍵，Y2 優(yōu)選-CH2CH2-或者 _CH20_。U2是聚合性基團(tuán)。U1是氫原子或者聚合性基團(tuán)，優(yōu)選聚合性基團(tuán)。優(yōu)選U1以及U2均為聚合性基團(tuán)，同時(shí)，優(yōu)選均為光聚合性基團(tuán)。此處的光聚合性基團(tuán)是指通過(guò)吸收光能參與聚合的基團(tuán)。含有光聚合性基團(tuán)的聚合性液晶化合物即使在更低溫條件下也可以聚合，在這一點(diǎn)上是有利的。作為光聚合性基團(tuán)，優(yōu)選自由基聚合性基團(tuán)。自由基聚合性基團(tuán)是指能夠通過(guò)由后述的聚合引發(fā)劑產(chǎn)生的活性自由基參與聚合反應(yīng)的基團(tuán)?；衔铫胖?，U1以及U2的聚合性基團(tuán)可以各自不同，但優(yōu)選相同的。作為聚合性基團(tuán)，例如舉例有乙烯基、乙烯氧基、1-氯乙烯基、異丙烯基、4-乙烯苯基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、環(huán)氧乙烷基以及氧雜環(huán)丁基等。其中，優(yōu)選丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基以及乙烯氧基，更優(yōu)選丙烯酰氧基以及甲基丙烯酰氧基。作為V1以及V2的亞烷基，例如舉例有亞甲基、亞乙基、1，3_亞丙基、1，3_亞丁基、
I,4-亞丁基、I, 5-亞戊基、I, 6-亞己基、I, 7-亞庚基、I, 8-亞辛基、I, 10-亞癸基、I, 14-亞十四烷基及1，20-亞二十烷基等。V1以及V2優(yōu)選碳原子數(shù)2 12的亞烷基，更優(yōu)選碳原子數(shù)6 12的亞烷基。
`
作為可以含有取代基團(tuán)的碳原子數(shù)廣20的亞烷基中任意的取代基團(tuán)，例如舉例有氰基以及鹵素原子等，但該亞烷基優(yōu)選無(wú)取代基團(tuán)的，更優(yōu)選無(wú)取代基團(tuán)且直鏈狀的亞燒基。W1以及W2分別獨(dú)立地優(yōu)選單鍵或者-O-。作為化合物⑴的具體例，例如舉例有式(1-1Γ式(1-23)分別表示的化合物等。這樣的化合物(I)的具體例中含有環(huán)己烷-1，4-二基時(shí)，其環(huán)己烷-1，4-二基優(yōu)選反式體。
權(quán)利要求
1.一種形成偏振光膜所用的組合物，其特征在于，含有聚合性液晶化合物、聚合性非液晶化合物、二向色性色素、聚合引發(fā)劑以及溶劑，且滿足以下㈧必要條件以及⑶必要條件， (A)聚合性液晶化合物以及聚合性非液晶化合物均含有聚合性基團(tuán)； (B)由形成偏振光膜所用的組合物得到的涂布膜中所含聚合性液晶化合物不會(huì)出現(xiàn)相分離狀態(tài)，而是呈現(xiàn)向列液晶相和近晶液晶相。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成偏振光膜所用的組合物，其特征在于，聚合性液晶化合物是式(I)所示的化合物，U1-V1-W1-X1-Y1-X2-Y2-X3-W2-V2-U2 (I) 式中，X1、X2以及X3是相互獨(dú)立地表示含有取代基或不含取代基的1，4_亞苯基或者含有取代基或不含取代基的環(huán)己烷-1，4-二基，但是，X1, X2以及X3之中至少I個(gè)是含有取代基或不含取代基的1，4_亞苯基；構(gòu)成環(huán)己烷-1，4-二基的-CH2-被-O-、-S-或者-NR-取代或不被取代；R表示碳原子數(shù)f 6的烷基或者苯基J1以及Y2相互獨(dú)立地表示-CH2CH2-、-CH2O-, -COO-、-0C00-、單鍵、-N=N-, -CRa=CRb-, -C = C-或者-CRa=N- ；Ra 以及Rb相互獨(dú)立地表示氫原子或者碳原子數(shù)廣4的烷基#表示氫原子或者聚合性基；U2表示聚合性基。W1以及W2相互獨(dú)立地表示單鍵、-O-、-S-、-C00-或者-0C00-J1以及V2相互獨(dú)立地表示含有取代基或不含取代基的碳原子數(shù)廣20的亞烷基，構(gòu)成該亞烷基的-CH2-被-O-、-S-或者-NH-取代或不被取代。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的形成偏振光膜所用的組合物，其特征在于，聚合性非液晶化合物為單官能丙烯酸酯或者多官能丙烯酸酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求Γ3的任一項(xiàng)所述的形成偏振光膜所用的組合物，其特征在于，聚合性液晶化合物含有的聚 合性基團(tuán)與聚合性非液晶化合物含有的聚合性基團(tuán)相互獨(dú)立地為丙烯酰氧基(CH2=CHCOO-)或者甲基丙烯酰氧基(CH2=C (CH3) C00-)。
5.根據(jù)權(quán)利要求Γ4的任一項(xiàng)所述的形成偏振光膜所用的組合物，其特征在于，聚合性液晶化合物含有的聚合性基團(tuán)與聚合性非液晶化合物含有的聚合性基團(tuán)是相同基團(tuán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1飛的任一項(xiàng)所述的形成偏振光膜所用的組合物，其特征在于，聚合性液晶化合物分子內(nèi)含有Γ2個(gè)聚合性基團(tuán)，聚合性非液晶化合物分子內(nèi)含有2飛個(gè)聚合性基團(tuán)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1飛任一項(xiàng)所述的形成偏振光膜所用的組合物，其特征在于，聚合性非液晶化合物的含量相對(duì)于聚合性液晶化合物100質(zhì)量份，為3質(zhì)量份以上，10質(zhì)量份以下。
8.一種偏振光膜的制造方法，其特征在于，含有以下(I)、(II)以及(III)工序: (I)將權(quán)利要求廣7任一項(xiàng)所述的形成偏振光膜所用的組合物涂布在基材上或者基材上形成的取向膜上，除去溶劑形成涂布膜的工序； (II)使(I)工序中形成的涂布膜中所含的聚合性液晶化合物成為近晶液晶相狀態(tài)的工序； (III)在(II)工序中形成的、聚合性液晶化合物為近晶液晶相狀態(tài)的涂布膜中，使聚合性液晶化合物與聚合性非液晶化合物共聚的工序。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的偏振光膜的制造方法，其特征在于，基材是實(shí)施了取向處理的透明基材。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或者9所述的偏振光膜的制造方法，其特征在于，(II)工序包含，加熱處理直至(I)工序中形成的涂布膜中所含的聚合性液晶化合物顯示向列液晶相的工序(1-1)，與將工序(1-1)中形成的該聚合性液晶化合物為向列液晶相狀態(tài)的涂布膜冷卻，直至該聚合性液晶化合物顯示近晶液晶相的工序(1-2)。
11.一種偏振光膜，其特征在于，通過(guò)權(quán)利要求8 10的任一項(xiàng)所述的制造方法制造。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的偏振光膜，其X射線衍射測(cè)定中顯示布拉格峰。
13.—種顯示裝置，其 包括權(quán)利要求11或者12所述的偏振光膜。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種能夠制造形成薄型且具有高度透明性的偏振光膜所用的組合物以及由形成該偏振光膜所用的組合物形成的偏振光膜。本發(fā)明的解決手段是提供含有聚合性液晶化合物、聚合性非液晶化合物、二向色性色素、光聚合引發(fā)劑以及溶劑，滿足以下(A)以及(B)必要條件的形成偏振光膜所用的組合物以及由形成該偏振光膜所用的組合物形成的偏振光膜。(A)聚合性液晶化合物以及聚合性非液晶化合物均含有聚合性基團(tuán)；(B)由形成偏振光膜所用的組合物得到的涂布膜中所含聚合性液晶化合物不會(huì)出現(xiàn)相分離狀態(tài)，而是顯示向列液晶相和近晶液晶相。
文檔編號(hào)G02B5/30GK103173227SQ20121055290
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者幡中伸行 申請(qǐng)人:住友化學(xué)株式會(huì)社