感光性聚合物、光取向性相位差剂、相位差膜、光学膜、显示元件及叠层体的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种感光性聚合物、光取向性相位差剂、相位差膜、光学膜、显示元件及叠层体。本发明的感光性聚合物含有式(1)所表示的结构单元：
【专利说明】感光性聚合物、光取向性相位差剂、相位差膜、光学膜、显示元件及叠层体
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有肉桂酸部分作为感光性基的聚合物、使用该聚合物的相位差膜、及使用该相位差膜的光学膜，进而涉及一种使用该聚合物的取向膜。更详细来说，本发明是一种在有机溶剂中的溶解性良好且具有液晶性的感光性聚合物，通过使用该聚合物，无需液晶取向膜便可制作具有所需光学特性的相位差膜。该相位差膜适合用于光学用途中，特别适于液晶显示器中的光学补偿膜或相位差膜、被动式眼镜(passive glasses)方式的3D显示中所用的图案化相位差膜等。进而，所述感光性聚合物也能使液晶材料进行取向，因此适于聚合性液晶或液晶性聚合物等光学各向异性材料的叠层。
【背景技术】
[0002]液晶显示元件被用于以笔记本个人计算机(note personal computer)或台式个人计算机(desk-top personal computer)的监视器(monitor)为代表的摄像机(video camera)的取景器(view finder)、投影式显示器、电视(television)等各种液晶显示装置中。进而，也被用作光打印头(optical printer head)、光傅里叶变换元件(optical Fourier transformation device)、灯泡(light bulb)等光电子学(opticalelectronics)相关元件。关于以前的液晶显示元件，使用向列(nematic)液晶的显示元件为主流，已将以下模式的液晶显示元件实用化:位于一片基板附近的液晶的取向方向与位于另一基板附近的液晶的取向方向以90°的角度扭转的扭转向列(Twisted Nematic, TN)模式、取向方向通常以180°以上的角度扭转的超扭转向列(Super Twisted Nematic,STN)模式、使用薄膜晶体管的所谓薄膜晶体管(Thin-Film-Transistor，TFT)模式。
[0003]然而，对于这些液晶显示元件来说，能适当认知图像的视角狭窄，当从倾斜方向观察时，有时亮度或对比度(contrast)降低，另外有时在半色调(halftone)下发生亮度反转。近年来，利用以下模式的液晶显示元件来改良该视角的问题:将使用了光学补偿膜的TN型液晶显示元件、垂直取向与突起结构物的技术并用的多象限垂直取向(Mult1-domainVertical Alignment,MVA)模式(参考专利文献I)或横向电场方式的共面切换(In-PlaneSwitching, IPS)模式(参考专利文献2)等。
[0004]液晶显示元件的技术发展不仅仅是通过改良这些液晶显示元件的驱动方式或元件结构来达成，而且也通过改良显示元件中使用的构件来达成。显示元件中使用的构件中，为了实现图像显示装置的对比度提高或视角范围的扩大，光学补偿膜或相位差膜为与图像显示品质相关的重要的要素之一，伴随着显示元件的高品质化而扮演逐年重要的角色。这种光学补偿膜或相位差膜可以使用具有折射率各向异性的延伸膜或使聚合性液晶化合物进行取向并进行聚合而成的膜。
[0005]近年来，关于这些光学补偿膜或相位差膜，为了进一步实现图像显示装置的对比度提高或视角范围的扩大，要求更精密地控制折射率各向异性。在这种现状下，延伸膜有制造时的延伸方向受到限定、且难以精密地控制折射率各向异性的问题。[0006]对于使聚合性液晶化合物取向并进行聚合而成的膜来说，具有聚合性的液晶性化合物在液晶状态下显示出光学各向异性，通过进行聚合而将该取向固定。该聚合物的经固定的取向状态可以举出:水平取向(homogeneous)、倾斜取向(tilt)、垂直取向(homeotropic)及扭转取向(twist)等。通过控制这些聚合性液晶化合物的取向，可以精密地控制折射率各向异性(参考专利文献3?专利文献4)。
[0007]进而，作为3D显示器的方式之一，已将被动式眼镜方式的3D显示器实用化，该3D显示器中，将相位差板安装在液晶显示器的面板上。作为该相位差板，正在研究通过以下方式制作的图案化相位差板:在通过光取向法实施了取向处理的液晶取向膜上，使聚合性液晶化合物进行取向。
[0008]然而，包含聚合性液晶化合物的光学补偿膜或相位差膜为了表现出所需的光学特性，必须使聚合性液晶化合物进行取向。通常，为了在实施了取向处理的液晶取向膜上涂布聚合性液晶化合物并控制取向，存在需要液晶取向膜的问题。
[0009]最近，提出了对液晶性聚合物照射光来控制分子取向的相位差膜(参考专利文献5?专利文献9)。该液晶性聚合物具有通过光照射而反应的感光性基，由此可以控制取向轴。因此，可以在不使用取向膜的情况下制作相位差膜。另外，该相位差膜可以实现以前的延伸膜或聚合性液晶材料难以实现的三维取向(参考专利文献7或专利文献8)。为了使用这种聚合物来制造相位差膜，首先将聚合物溶解在溶剂中，将该溶液涂布到基板上并使其干燥，照射直线偏光等并进行加热，由此制作相位差膜。作为这种制程中使聚合物溶解的溶剂，理想的是毒性或环境负荷尽可能低的溶剂，所述专利文献5?专利文献8中记载的聚合物有以下问题:使用溶解性差、毒性或环境负荷相对较高的溶剂。进而，关于光学补偿膜或相位差膜的基板，有时使用聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate, PET)、三乙酰纤维素(Triacetyl Cellulose, TAC)、环状烯烃系聚合物等塑料。这种塑料基板由于耐溶剂性低于玻璃，因此必须使用不易侵蚀(溶解、膨润)基板的溶剂。
[0010]专利文献9中记载的聚合物的溶解性相对良好，有可能可以解决所述问题。但是，在由该聚合物来制作相位差膜的情况下，若不经过繁琐复杂的制造工序，则有时光学各向异性等相位差膜的特性不充分，而期望能更简便且确实地制作高品质的相位差膜的材料。
[0011][现有技术文献]
[0012][专利文献]
[0013][专利文献I]日本专利特开1999-242225号公报
[0014][专利文献2]日本专利特开1994-160878号公报
[0015][专利文献3]日本专利特开1984-188483号公报
[0016][专利文献4]日本专利特开2005-113131号公报
[0017][专利文献5]日本专利特开2008-276149号公报
[0018][专利文献6]日本专利特开2002-202409号公报
[0019][专利文献7]日本专利特开2003-307619号公报
[0020][专利文献8]日本专利特开2008-50440号公报
[0021][专利文献9]国际公开2012/115017A1号
【发明内容】
[0022]本发明的目的在于提供一种感光性聚合物及使用该聚合物的高品质的相位差膜，所述感光性聚合物可以在不经过繁琐复杂的制造工序的情况下，制作无需液晶取向膜便具有所需光学特性的相位差膜，在该相位差膜的膜厚大的情况下也显示出高的光学各向异性，且在毒性低或环境负荷低的溶剂中的溶解性优异。进而，本发明也提供一种在该相位差膜上涂布液晶材料而成的叠层体。
[0023]本
【发明者】等人努力地进行了研究开发，结果发现，通过使用含有以下结构单元、SP具有特定的间隔(spacer)结构且具有显示出光取向性的感光性基的结构单元的感光性聚合物，可以解决所述问题。另外，通过使用该聚合物，可以使用毒性或环境负荷低的溶剂，且实现提供一种不使用液晶取向膜的高品质的相位差膜。进而也发现，该相位差膜可以使液晶材料取向，可以容易地形成聚合性液晶或液晶性聚合物等光学各向异性材料的叠层体。即，本发明如下。
[0024][I] 一种感光性聚合物，含有式(I)所表示的结构单元，
[0025][化I]
[0026]
【权利要求】
1.一种感光性聚合物，其特征在于:含有式(I)所表示的结构单元，
2.根据权利要求1所述的感光性聚合物，其特征在于:所述式(I)中，P独立地为I~4的整数J1独立地为-O-、-C00-或-0C0- ;b为I~3的整数A1独立地为选自1，4-亚苯基或萘-2，6- 二基中的任一个二价基，所述二价基中，至少一个氢可经氟、碳数I~5的烷基或碳数I~5的烷氧基所取代<?独立地为单键、-coo-、-ch=ch-coo-、-ch2ch2-coo-、-ch2O-或-CONH- ；t及W2独立地为氢、氟、碳数I~5的烷基或碳数I~5的烷氧基J1为-O-；R2为碳数I~10的烷基，所述烷基中的至少一个-CH2-可经-O-所取代。
3.根据权利要求1所述的感光性聚合物，其特征在于:含有由具有氢键性基的单体所形成的结构单元。
4.根据权利要求3所述的感光性聚合物，其特征在于:所述氢键性基为羧基。
5.一种感光性聚合物，其特征在于:其是由具有感光性基的式(I)所表示的结构单元、与末端具有氢键性基的式(2)所表示的结构单元所形成，
6.根据权利要求5所述的感光性聚合物，其特征在于:所述式(2)中，Q为碳数I~12的亚烷基，所述亚烷基中的至少一个-CH2-可经-O-、-C00-或-0C0-所取代； X2为-0-、-C00-或 -0C0- ；A2独立地为选自I，4-亚苯基或萘-2，6- 二基中的任一个二价基，所述二价基中，任意的氢可经氟、碳数I~5的烷基或碳数I~5的烷氧基所取代；Z2独立地为单键、-COO-, -CH=CH-COO-, -CH2CH2-COO-, -CH2O-, -CONH-或-CH2CH2- ；Y2 为单键。
7.根据权利要求1所述的感光性聚合物，其特征在于:具有液晶性。
8.根据权利要求5所述的感光性聚合物，其特征在于:具有液晶性。
9.根据权利要求1所述的感光性聚合物，其特征在于:重量平均分子量为1000~500000。
10.根据权利要求5所述的感光性聚合物，其特征在于:重量平均分子量为1000~500000。
11.一种光取向性相位差剂，其特征在于:含有至少一种根据权利要求1所述的感光性聚合物。
12.—种光取向性相位差剂,其特征在于:含有至少一种根据权利要求5所述的感光性聚合物。
13.—种相位差膜，其特征在于:其是将根据权利要求11所述的光取向性相位差剂涂布到基板上，照射含有直线偏光的光，进而对其进行加热，由此赋予光学各向异性而成。
14.一种相位差膜，其特征在于:其是将根据权利要求12所述的光取向性相位差剂涂布到基板上，照射含有直线偏光的光，进而对其进行加热，由此赋予光学各向异性而成。
15.一种光学膜，其特征在于:其是使用根据权利要求14所述的相位差膜而制造。
16.一种显示元件，其特征在于:其是使用根据权利要求15所述的光学膜而制造。
17.一种叠层体，其特征在于:其是在根据权利要求14所述的相位差膜上进一步涂布光学各向异性材料而成。
18.根据权利要求17所述的叠层体，其特征在于:所述光学各向异性材料为包含聚合性液晶组合物 的各向异性聚合物。
【文档编号】G03F7/004GK103984207SQ201410044943
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年2月7日 优先权日:2013年2月8日
【发明者】大槻大辅 申请人:捷恩智株式会社, 捷恩智石油化学株式会社