专利名称：形成偏振光膜所用的组合物以及偏振光膜的制作方法
技术领域：
本发明涉及形成偏振光膜所用的组合物以及由形成该偏振光膜所用的组合物制造出的偏振光膜及其制造方法等。
背景技术：
近年来的液晶显示装置，对其薄膜化的要求越来越高，与此同时，也要求该液晶显示装置中所使用的偏振镜为更薄型的材料。为了实现更薄型的偏振镜，开始研究含有聚合性液晶化合物的组合物所成膜代替以往经过碘染色的聚乙烯醇所成膜作为偏振光膜应用于液晶显示装置中。含有聚合性液晶化合物的组合物形成的偏振光膜，例如，专利文献I公开的只由聚合性近晶相液晶化合物、二向色性色素、光聚合引发剂与阻碍剂形成的偏振光膜，同时，专利文献2中公开了只由聚合性液晶化合物、二向色性色素、聚合引发剂、抑制剂、凝胶化剂与溶剂形成的偏振光膜。现有技术专利文献专利文献1:日本专利第4719156号公报专利文献2:日本专利特表2008-547062号公报
发明内容
发明要解决的课题然而，对偏振光膜，要求其更薄型化和高度透明化。本发明的目的是提供一种能够制造薄型且具有高度透明性的偏振光膜所用的组合物以及由形成该偏振光膜所用的组合物形成的偏振光膜。解决课题的手段本发明包括以下发明，[I] 一种形成偏振光膜所用的组合物，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、聚合引发剂以及溶剂，满足以下㈧必要条件以及⑶必要条件。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团；(B)由形成偏振光膜所用的组合物得到的涂布膜中所含聚合性液晶化合物不会出现相分离状态，而是呈现向列液晶相和近晶液晶相。(这些(A)与⑶必要条件，分别在以下称之为“(必要条件A)以及“(必要条件B)，，。)[2]根据[I]所 述的形成偏振光膜所用的组合物，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分别独立地表示可以含有取代基团的1，4_亚苯基或者可以含有取代基团的环己烷-1，4-二基。但是，X^X2以及X3中至少一个是可以含有取代基团的I，4-亚苯基。构成环己烧_1，4- 二基的-CH2-可以被-O-、-S-或者-NR-取代。R表不碳原子数I飞的烷基或者苯基。Y1以及Y2分别独立地表示-CH2CH2-、-CH20-、-coo-、-0C00-、单键、-N=N-、-CRa=CRb-、-C = C-或者-CRa=N-。Ra以及Rb分别独立地表示氢原子或者碳原子数广4的烷基。U1表示氢原子或者聚合性基。U2表示聚合性基。W1以及W2相互独立地表不单键、-O-、-S-、-C00-或者-0C00-。V1以及V2相互独立地表不可以含有取代基的碳原子数I 20的亚烧基,构成该亚烧基的-CH2-可以被-O-、-S-或者-NH-取代。[3]根据[I]或者[2]所述的形成偏振光膜所用的组合物，其聚合性非液晶化合物为单官能丙烯酸酯或者多官能丙烯酸酯。[4]根据[1Γ[3]任一项所述的形成偏振光膜所用的组合物，其聚合性液晶化合物含有的聚合性基团与聚合性非液晶化合物含有的聚合性基团分别独立地为丙烯酰氧基(CH2=CHCOO-)或者甲基丙烯酰氧基(CH2=C(CH3)COO-)。[5]根据[1 Γ[4]任一项所述的形成偏振光膜所用的组合物，其聚合性液晶化合物含有的聚合性基团与聚合性非液晶化合物含有的聚合性基团是相同的。[6]根据[1Γ[5]任一项所述的形成偏振光膜所用的组合物，其聚合性液晶化合物分子内含有Γ2个聚合性基团，聚合性非液晶化合物分子内含有2飞个聚合性基团。[7]根据[1Γ[6]任一项所述的形成偏振光膜所用的组合物，其聚合性非液晶化合物的含量相对于聚合性液晶化合物100质量份，为3质量份以上，10质量份以下。[8]含有以下(I)、(II)以及(III)工序的偏振光膜的制造方法。(I)将[1Γ[7]任一项所述的形成偏振光膜所用的组合物涂布在基材上或者基材上形成的取向膜上，除去溶剂形成涂布膜的工序；(II)使(I)中形成的涂布膜中所含的聚合性液晶化合物成为近晶液晶相状态的
工序；(III)在(II)中形成的、聚合性液晶化合物呈近晶液晶相状态的涂布膜中，使聚合性液晶化合物与聚合性非液晶化合物共聚的工序；[9]根据[8]所述的偏振光膜的制造方法，其基材是实施了取向处理的透明基材。[10]根据[8]或者[9]所述的偏振光膜的制造方法，其中，(II)工序包含，加热处理直至(I)工序中形成的涂布膜中所含的聚合性液晶化合物显示向列液晶相状态的工序(1-1)，与将工序(1-1)中形成的该聚合性液晶化合物为向列液晶相状态的涂布膜冷却，直至该聚合性液晶化合物显示近晶液晶相的工序(1-2)。[11] 一种偏振光膜，通过[8Γ[10]的任一项所述的制造方法制造。[12]根据[11]所述的偏振光膜，其X射线衍射测定显示布拉格峰。[13] 一种显示装置，含有[11]或者[12]所述的偏振光膜。发明的效果根据本发明的形成偏振光膜所用的组合物，可以制造出薄型并且高透明性的偏振光膜。
图1显示本发明的偏振光膜的连续制造方法(卷对卷(Roll to Roll)形式)的关键部分的不意图。图2显示使用含有本发明的偏振光膜的偏振镜的液晶显示装置的截面构成的示意图。图3显示液晶显示装置中设置的含有本发明的偏振光膜的偏振镜的层顺序的示意图。图4显示液晶显示装置中设置的含有本发明的偏振光膜的偏振镜的层顺序的示意图。图5显示使用含有本发明的偏振光膜的偏振镜的液晶显示装置(内嵌式)的构成的示意图。
图6含有本发明的偏振光膜的圆偏振光板的截面不意图。图7含有本发明的偏振光膜的圆偏振光板的连续制造方法的示意图。图8显示使用含有本发明的偏振光膜的圆偏振光板的EL显示装置的构成的示意图。图9显示EL显示装置中设置的含有本发明的偏振光膜的圆偏振光板的层顺序的示意图。图10显示使用含有本发明的偏振光膜的圆偏振光板的EL显示装置的构成的示意图。图11显示使用含有本发明的偏振光膜的偏振镜的投射型液晶显示装置的构成的示意图。符号的说明I透明基材2光取向膜3本偏振光膜4相位差层100偏振光膜210第I滚筒2IOA卷芯220第2滚筒220A卷芯230第3滚筒230A卷芯240第4滚筒240A卷芯211A，21IB 涂布装置212A，212B 干燥炉213A偏振光UV照射装置213B光照射装置300辅助滚筒10液晶显示装置11反射防止层12a, 12b 偏振光膜13a，13b 相位差膜
14a, 14b 基材15滤色器16透明电极17液晶层18层间绝缘膜19背光模组20黑色矩阵 21薄膜晶体管22 像素电极23间隔物24液晶显示装置30 EL显示装置31圆偏振光板33 基材34层间绝缘膜35像素电极36发光层37阴极电极38干燥剂39封装盖40薄膜晶体管41肋状物42薄膜封止膜110圆偏振光板111 光源112第I透镜阵列112a 透镜113第2透镜阵列114偏振光转换元件115复合透镜121，123，132 分色镜122反射镜140R, 140G, 140B 液晶面板142，143 偏振镜150十字分色棱镜170投影透镜180投影屏具体实施形态<形成偏振光膜所用的组合物>
本发明的形成偏振光膜所用的组合物(以下有时称之为“本组合物”。)，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、聚合引发剂、溶剂。由本组合物通过后述制造方法形成的偏振光膜(以下，有时称之为“本偏振光膜”。)，可以制造不仅适用于液晶显示装置，还适用于有机EL显示装置的圆偏振光板(以下，有时称之为“本圆偏振光板”。)首先，对本组合物进行说明。<聚合性液晶化合物>本发明的聚合性液晶化合物含有聚合性基团，并且由本组合物形成的涂布膜不会出现相分离状态，是具有显示为向列液晶相以及近晶液晶相的特性的液晶化合物。由本组合物形成的涂布膜，用下述方式确认其是否满足(必要条件B)。在玻璃基材上涂布本组合物，涂布的本组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条件下实施加热处理以及/或者减压处理，除去溶剂。接着，加热玻璃基材上形成的涂布膜，确认该涂布膜中含有的聚合性液晶化合物是否未发生相分离，是否显示向列液晶相。之后，慢慢冷却加热的涂布膜，确认该涂布膜中含有的聚合性液晶化合物是否未发生相分离，是否显示近晶液晶相。向列液晶相以及近晶液晶相的确认通过例如偏振光显微镜的织构观察、X射线衍射测定或者示差扫描热量测定进行。通过例如各种显微镜的表面观察或浊度仪的散射度测定确认其是否形成相分离。聚合性液晶化合物显示的近晶液晶相优选高次近晶相。此处所称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，优选近晶B相、近晶F相以及近晶I相。聚合性液晶化合物显示的近晶液晶相为这些高次近晶相时，可以制造出取向有序度更高的本偏振光膜。同时，上述取向有序度更高的本偏振光膜在X射线衍射测定中得到来自六角相(hexatic)或结晶相等高次构造的布拉格峰。作为聚合性液晶化合物，优选由向列液晶相相转变至近晶液晶相的温度为40^2000C的化合物，更优选6(Tl40°C的化合物。作为优选的聚合性液晶化合物，例如举例有式(1)所示的化合物(以下有时称为“化合物⑴”)。U1-V1-W1-X1-Y1-X2-Y2-X3-W2-V2-U2 (1)[式⑴中，X1,X2以及X3分别独立地表示可以含有取代基团的1，4_亚苯基或者可以含有取代基团的环己烷-1，4- 二基。但是，X1、X2以及X3中至少I个为可以含有取代基团的1，4_亚苯基。构成环己烧-1，4_ 二基的-CH2-,可以被-O-、-S-或者-NR-取代。R表示碳原子数f 6的烧基或者苯基。Y1 以及 Y2 分别独立地表示-CH2CH2-' -CH2O-' -COO-, -0C00-、单键、-N=N-、-CRa=CRb-, -C ^ C-或者-CRa=N-。Ra以及Rb分别独立地表示氢原子或者碳原子数f 4的烧基。U1表不氢原子或者聚合性基团。U2表不聚合性基团。W1以及W2分别独立地表示单键、-O-、-S-、-coo-或者-ocoo-。V1以及V2分别独立地表示可以含有取代基团的碳原子数广20的亚烷基，构成该亚烧基的-CH2-可以被-O-、-S-或者-NH-取代。
化合物⑴中，X\X2以及X3中，优选至少2个为可以含有取代基的I，4-亚苯基。可以含有取代基团的I，4-亚苯基，优选没有取代基团的。可以含有取代基团的环己烷-1，4- 二基优选可以含有取代基团的反式-环己烷-1，4- 二基，可以含有取代基团的反式-环己烷-1，4- 二基优选无取代基团的。可以含有取代基团的I，4-亚苯基或者可以含有取代基团的环己烷-1，4-二基的任意取代基团例如举例有甲基、乙基以及丁基等碳原子数广4的烷基；氰基；卤素原子等。化合物(I)的Y1 优选-CH2CH2_、-C00-或者单键，Y2 优选-CH2CH2-或者 _CH20_。U2是聚合性基团。U1是氢原子或者聚合性基团，优选聚合性基团。优选U1以及U2均为聚合性基团，同时，优选均为光聚合性基团。此处的光聚合性基团是指通过吸收光能参与聚合的基团。含有光聚合性基团的聚合性液晶化合物即使在更低温条件下也可以聚合，在这一点上是有利的。作为光聚合性基团，优选自由基聚合性基团。自由基聚合性基团是指能够通过由后述的聚合引发剂产生的活性自由基参与聚合反应的基团。化合物⑴中，U1以及U2的聚合性基团可以各自不同，但优选相同的。作为聚合性基团，例如举例有乙烯基、乙烯氧基、1-氯乙烯基、异丙烯基、4-乙烯苯基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、环氧乙烷基以及氧杂环丁基等。其中，优选丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基以及乙烯氧基，更优选丙烯酰氧基以及甲基丙烯酰氧基。作为V1以及V2的亚烷基，例如举例有亚甲基、亚乙基、1，3_亚丙基、1，3_亚丁基、
I,4-亚丁基、I, 5-亚戊基、I, 6-亚己基、I, 7-亚庚基、I, 8-亚辛基、I, 10-亚癸基、I, 14-亚十四烷基及1，20-亚二十烷基等。V1以及V2优选碳原子数2 12的亚烷基，更优选碳原子数6 12的亚烷基。
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作为可以含有取代基团的碳原子数广20的亚烷基中任意的取代基团，例如举例有氰基以及卤素原子等，但该亚烷基优选无取代基团的，更优选无取代基团且直链状的亚烧基。W1以及W2分别独立地优选单键或者-O-。作为化合物⑴的具体例，例如举例有式(1-1Γ式(1-23)分别表示的化合物等。这样的化合物(I)的具体例中含有环己烷-1，4-二基时，其环己烷-1，4-二基优选反式体。
权利要求
1.一种形成偏振光膜所用的组合物，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、聚合引发剂以及溶剂，且满足以下㈧必要条件以及⑶必要条件， (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团； (B)由形成偏振光膜所用的组合物得到的涂布膜中所含聚合性液晶化合物不会出现相分离状态，而是呈现向列液晶相和近晶液晶相。
2.根据权利要求1所述的形成偏振光膜所用的组合物，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是相互独立地表示含有取代基或不含取代基的1，4_亚苯基或者含有取代基或不含取代基的环己烷-1，4-二基，但是，X1, X2以及X3之中至少I个是含有取代基或不含取代基的1，4_亚苯基；构成环己烷-1，4-二基的-CH2-被-O-、-S-或者-NR-取代或不被取代；R表示碳原子数f 6的烷基或者苯基J1以及Y2相互独立地表示-CH2CH2-、-CH2O-, -COO-、-0C00-、单键、-N=N-, -CRa=CRb-, -C = C-或者-CRa=N- ；Ra 以及Rb相互独立地表示氢原子或者碳原子数广4的烷基#表示氢原子或者聚合性基；U2表示聚合性基。W1以及W2相互独立地表示单键、-O-、-S-、-C00-或者-0C00-J1以及V2相互独立地表示含有取代基或不含取代基的碳原子数广20的亚烷基，构成该亚烷基的-CH2-被-O-、-S-或者-NH-取代或不被取代。
3.根据权利要求1或2所述的形成偏振光膜所用的组合物，其特征在于，聚合性非液晶化合物为单官能丙烯酸酯或者多官能丙烯酸酯。
4.根据权利要求Γ3的任一项所述的形成偏振光膜所用的组合物，其特征在于，聚合性液晶化合物含有的聚 合性基团与聚合性非液晶化合物含有的聚合性基团相互独立地为丙烯酰氧基(CH2=CHCOO-)或者甲基丙烯酰氧基(CH2=C (CH3) C00-)。
5.根据权利要求Γ4的任一项所述的形成偏振光膜所用的组合物，其特征在于，聚合性液晶化合物含有的聚合性基团与聚合性非液晶化合物含有的聚合性基团是相同基团。
6.根据权利要求1飞的任一项所述的形成偏振光膜所用的组合物，其特征在于，聚合性液晶化合物分子内含有Γ2个聚合性基团，聚合性非液晶化合物分子内含有2飞个聚合性基团。
7.根据权利要求1飞任一项所述的形成偏振光膜所用的组合物，其特征在于，聚合性非液晶化合物的含量相对于聚合性液晶化合物100质量份，为3质量份以上，10质量份以下。
8.一种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)将权利要求广7任一项所述的形成偏振光膜所用的组合物涂布在基材上或者基材上形成的取向膜上，除去溶剂形成涂布膜的工序； (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为近晶液晶相状态的工序； (III)在(II)工序中形成的、聚合性液晶化合物为近晶液晶相状态的涂布膜中，使聚合性液晶化合物与聚合性非液晶化合物共聚的工序。
9.根据权利要求8所述的偏振光膜的制造方法，其特征在于，基材是实施了取向处理的透明基材。
10.根据权利要求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，加热处理直至(I)工序中形成的涂布膜中所含的聚合性液晶化合物显示向列液晶相的工序(1-1)，与将工序(1-1)中形成的该聚合性液晶化合物为向列液晶相状态的涂布膜冷却，直至该聚合性液晶化合物显示近晶液晶相的工序(1-2)。
11.一种偏振光膜，其特征在于，通过权利要求8 10的任一项所述的制造方法制造。
12.根据权利要求11所述的偏振光膜，其X射线衍射测定中显示布拉格峰。
13.—种显示装置，其 包括权利要求11或者12所述的偏振光膜。
全文摘要
本发明的目的是提供一种能够制造形成薄型且具有高度透明性的偏振光膜所用的组合物以及由形成该偏振光膜所用的组合物形成的偏振光膜。本发明的解决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、光聚合引发剂以及溶剂，满足以下(A)以及(B)必要条件的形成偏振光膜所用的组合物以及由形成该偏振光膜所用的组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团；(B)由形成偏振光膜所用的组合物得到的涂布膜中所含聚合性液晶化合物不会出现相分离状态，而是显示向列液晶相和近晶液晶相。
文档编号G02B5/30GK103173227SQ20121055290
公开日2013年6月26日 申请日期2012年12月18日 优先权日2011年12月20日
发明者幡中伸行 申请人:住友化学株式会社