图案偏振膜及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及图案偏振膜及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 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。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1 :美国专利第5327285号说明书
[0006] 专利文献2 :日本特开2006-337892号公报
【发明内容】
[0007] 发明要解决的问题
[0008] 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。
[0009] 用于解决问题的手段
[0010] 本发明包含以下发明。
[0011] [1] -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，
[0012] 所述图案偏振膜具有：
[0013] 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
[0014] 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)。
[0015] [2]如[1]所述的图案偏振膜，其中，区域⑶具有上述液晶固化膜。
[0016] [3]如[1]或[2]所述的图案偏振膜，其中，区域（A)以及区域⑶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。
[0017] [4]如[3]所述的图案偏振膜，其中，区域（A)为线状，宽度为1ym~10mm。
[0018] [5]如[3]所述的图案偏振膜，其中，区域⑶为线状，宽度为1ym~10mm。
[0019] [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500_2以下。
[0020] [7]如[3]所述的图案偏振膜，其中，区域⑶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500_2以下。
[0021] [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)。
[0022] [9]如[8]所述的图案偏振膜，其中，区域⑶的宽度为1ym~10mm。
[0023] [10]如[8]所述的图案偏振膜，其中，区域⑶的宽度为1ym~1mm。
[0024] [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。
[0025] [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。
[0026] [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。
[0027] [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。
[0028] [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 (positiveCfilm)〇
[0029] [16] [1]所述的图案偏振膜的制造方法，其包含下述工序（1)~（4):
[0030] (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；
[0031] (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；
[0032] (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；
[0033] (4)利用上述二色性色素在23°C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。
[0034] [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。
[0035] [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。
[0036] [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。
[0037] [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。
[0038] 发明效果
[0039] 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】
[0040] 图1是本发明的图案偏振膜的截面的不意图。
[0041] 图2是具有条纹状图案区域的图案圆偏振板的示意图。
[0042] 图3是具有圆状图案区域的图案圆偏振板的示意图。
[0043] 图4是图案圆偏振板的不意图。
[0044] 图5是表示图案偏振膜的连续性制造方法（卷对卷（RolltoRoll)形式）的主 要部分的示意图。
[0045]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】
[0046] <图案偏振膜>
[0047] 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。
[0048] 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。
[0049] 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。
[0050] 偏振度（％ ) = {(f-TW+T2)}X100 (11)
[0051] (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。）
[0052] 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，可取〇~100%的值。如果该值为1〇〇%，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。
[0053] 单体透射率（％ ) = (f+T2)/〗 (10)
[0054] (式中，T1和T2表示与上文相同的含义。）
[0055] 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。
[0056] 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。
[0057] 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 尚。
[0058] 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。
[0059]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。
[0060] 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。
[0061] 区域（A)的形状为线状的情况下，该区域的宽度优选为lym~10mm、更优选为 1ym~1mm、进一步优选为lym~lOOum。
[0062] 区域⑶的形状为线状的情况下，该区域的宽度优选为lym~10mm、更优选为 1ym~1mm、进一步优选为lym~lOOum。
[0063] 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 1ym~10mm、更优选为1ym~1謹、进一步优选为lym~lOOum。
[0064] 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。
[0065] 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。
[0066] 区域（A)的表面积和区域⑶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。
[0067] 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。
[0068] 图案偏振膜的层叠有液晶固化膜的区域的厚度通常为6~310ym、优选为20~ 200ym〇
[0069] 液晶固化膜的厚度通常为0. 5~10ym、优选为1~5ym。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。
[0070] 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。
[0071] 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。
[0072] 〈图案圆偏振板〉
[0073] 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。。
[0074]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⑶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。
[0075] 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。
[0076] 100nm < Re (550) < 160nm (40)
[0077] 130nm < Re (550) < 150nm (40-1)
[0078] Re (550)表示对于波长550nm的光的面内相位差值。
[0079] 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( A) 表不对于波长Xnm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。
[0080] Re (450)/Re (550)彡1. 00 (50)
[0081] 1. 00彡Re (630)/Re (550) (51)
[0082] 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。
[0083] 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。
[0084] 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。
[0085] 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。
[0086] 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。
[0087] 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。
[0088] 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。
[0089] 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。
[0090] 1/2波片通常具有满足式（60)的光学特性。
[0091] 200 <Re(550) < 320 (60)
[0092] Re(550)表示对于波长550nm的光的面内相位差值。
[0093] 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。
[0094] 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。
[0095] nx~ny<nz(70)
[0096] 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。
[0097] 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。
[0098] 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。
[0099] 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