光聚合性液晶组合物、光学补偿膜、光学补偿层叠膜、电极基板、液晶显示装置用基板以及...的制作方法_4

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面活性剂:月桂基硫酸钠、月桂基硫酸铵、月桂基硫酸三乙醇胺、聚氧 乙烯烷基醚硫酸盐、烷基醚磷酸盐、油酰基琥珀酸钠、肉豆蔻酸钾、椰子油脂肪酸钾、月桂酰 肌氨酸钠等。
[0213] 非离子型表面活性剂:聚乙二醇单月桂酸酯、硬脂酸脱水山梨糖醇酯、肉豆蔻酸甘 油酯、二油酸甘油酯、脱水山梨糖醇硬脂酸酯、脱水山梨糖醇油酸酯等。
[0214] 阳离子性表面活性剂:氯化硬脂基三甲基铵、氯化二十二烷基三甲基铵、氯化硬脂 基二甲基苄基铵、氯化十六烷基三甲基铵等。
[0215] 两性表面活性剂:月桂基甜菜碱、烷基磺基甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱以及烷基 二甲基氨基乙酸甜菜碱等烷基甜菜碱,烷基咪唑啉,月桂酰肌氨酸钠,椰油酰两性基乙酸钠 等。
[0216] 这些表面活性剂可以单独使用任一种,也可以2种以上并用。
[0217] 作为溶剂(E),可例举环己酮、乙基溶纤剂乙酸酯、丁基溶纤剂乙酸酯、1-甲氧 基-2-乙酸丙酯、二乙二醇二甲基醚、乙苯,乙二醇二乙醚、二甲苯、乙基溶纤剂、甲基-n酰 基酮、丙二醇单甲基醚、甲苯、甲乙酮、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇以及异丁基酮等。
[0218] 这些溶剂可以单独使用任一种,也可以2种以上并用。
[0219] 作为其他任意成分,可例举抗氧化剂、紫外线吸收剂、硅烷偶联剂以及光稳定剂 等。
[0220] 在将组合物(Y)中溶剂(E)以外物质的总计作为100质量%的情况下,组合物(Y) 中的第一光聚合性液晶(A)和第二光聚合性液晶(B)的总量优选80质量%以上且低于100 质量%,特别优选90质量%以上且低于100质量%。
[0221] [光学补偿膜]
[0222] 本发明的光学补偿膜由上述的本发明的光聚合性液晶组合物的涂布膜光固化而 成,是显示正的单轴各向异性的光学补偿膜(正A板)。
[0223] 本发明的正A板的Re(450)/Re(590)优选1.07以下,更优选1.05以下。
[0224] 在对本发明的正A板进行230°C下30分钟的烧成时,烧成前后的Re(590)的变化 率优选5%以下。
[0225] [光学补偿层叠膜]
[0226] 本发明的光学补偿层叠膜通过将显示负的单轴各向异性的光学补偿膜(负C板) 和上述的本发明的显示正的单轴各向异性的光学补偿膜(正A板)进行层积而得。
[0227] 本发明的光学补偿层叠膜中,对光学补偿膜的层积顺序没有限定。此外,可在负C 板和正A板之间设置取向膜。即,本发明的光学补偿膜可以上述(i)~(iv)的任一种形态 来形成光学补偿层叠膜。其中,从光学补偿层叠膜的薄膜化的观点考虑,优选(iv)的形态, 即在具有取向性的负C板上直接层积正A板的形态。
[0228] 作为用于形成具有取向性的负C板的材料的组合物(以下有时称为组合物(X)。), 优选含有聚酰亚胺(PI)或其前体聚酰胺酸(PAA)。从热酰亚胺化时体现厚度方向的双折射 的方面出发,组合物(X)优选含有聚酰胺酸(PAA)。
[0229] 这里,聚酰亚胺膜基本上全都具有取向性。因此,优选在用于形成液晶显示装置的 取向膜的聚酰亚胺(PI)或聚酰胺酸(PAA)中选择制成负C板、即体现厚度方向的双折射的 材料。
[0230] 聚酰亚胺均耐热性良好。因此,如果使用聚酰亚胺作为负C板,则由于作为光学补 偿膜的耐热性良好而优选。
[0231] 聚酰亚胺通过酸酐和二胺的聚合反应而得。从提高聚酰亚胺的透光性的观点出 发,优选在骨架中具有脂肪族环。在该情况下,只要选择骨架中具有脂肪族环的酸酐或二胺 即可。
[0232] 在酸酐具有脂肪族环的情况下,作为酸酐可例举1,2, 3, 4- 丁烷四羧酸二酐、 1,3-二甲基-1,2, 3, 4-环丁烷四羧酸二酐、1,2, 3, 4-环戊烷四羧酸二酐、2, 3, 5-三羧基环 戊基乙酸二酐、1,2, 4, 5-环己烷四羧酸二酐以及3, 3',4, 4' -二环己烷四羧酸二酐等,作为 二胺可例举2, 2' -双(三氟甲基)联苯胺以及p-亚苯基二胺等。
[0233]在二胺具有脂肪族环的情况下,作为酸酐可举例3, 3',4, 4' -联苯四羧酸二酐、 2, 3, 3',4' -联苯四羧酸二酐以及1,2, 5, 6-萘四羧酸二酐等,作为二胺可例举反-1,4-二氨 基环己烷、顺-1,4-二氨基环己烷以及4, 4' -二氨基-1,1' -双环己烷等。
[0234] 组合物(X)可含有1种或2种以上的公知的溶剂,或者1种或2种以上的其他任 意成分。
[0235] 相对于组合物(X)整体,聚酰亚胺(PI)或聚酰胺酸(PAA)的含量优选10~30质 量%。
[0236] 具有取向性的负C板的形成工序例如包括
[0237]在基板上优选通过旋涂法等涂布含有聚酰胺酸(PAA)和溶剂的组合物(X),形成 第一涂布膜的工序(S1),和
[0238] 通过150°C左右的加热干燥(预烘培)、减压干燥、或减压加热干燥等来去除第一 涂布膜中的溶剂的工序(S2),和
[0239] 将涂布膜中的聚酰胺酸在230°C左右下进行烧成(后烘培),生成聚酰亚胺膜的工 序(S3),和
[0240] 对聚酰亚胺膜实施摩擦处理的工序(S4)。
[0241] 正A板的形成工序例如包括
[0242] 在上述负C板上涂布含有第一光聚合性液晶(A)和第二光聚合性液晶(B)的上述 的本发明的光聚合性液晶组合物(Y),形成第二涂布膜的工序(S5),和
[0243] 通过80°C左右的加热干燥(预烘培)、减压干燥、或减压加热干燥等来去除第二涂 布膜中的溶剂的工序(S6),和
[0244]对第二涂布膜照射紫外光(UV)等光,对光聚合性液晶(A)、(B)进行光聚合的工序 (S7)。
[0245] 有时仅进行光照射,会残留未反应的光聚合性液晶(A)、(B)。在该情况下,可以在 工序(S7)后,在230°C左右下实施烧成工序(S8)。
[0246] 本发明的光学补偿层叠膜适用于垂直取向(VA)模式的液晶显示装置。
[0247] 光学补偿层叠膜中,作为z方向的双折射的指标的延迟Rth优选100~500nm,特 别优选200~300nm。
[0248] 光学补偿层叠膜中,作为x_y平面的双折射的指标的延迟Re优选超过Onm超且在 lOOnm以下,特别优选40~60nm。
[0249] 本发明的光学补偿层叠膜由于不需要基材膜,因此能够实现液晶显示装置的薄型 化。
[0250] 尤其,在由具有取向性的负C板和直接层积在其上的正A板构成的光学补偿层叠 膜中,光学补偿层叠膜中不需要取向膜,可实现进一步的薄型化。此外,如果减少膜数,则制 造工序数变少,能实现制造成本的降低。
[0251] 本发明中,负C板以及正A板的厚度da、db均优选10ym以下,进一步,更优选5ym 以下。因此,光学补偿层叠膜的厚度d可制成20ym以下,进一步可制成10ym以下。
[0252] 本发明的光学补偿层叠膜中,波长40011111~80011111的平均透射率优选80%以上,更 优选85%以上。本说明书中,"平均透射率"是以JISK7361-1为基准测定的值。
[0253] 本发明的光学补偿层叠膜改善了Re的波长分散特性,光学特性良好。并且,其光 学特性对液晶显示装置的制造工艺而言具有良好的耐热性。
[0254] [液晶显示装置]
[0255] 本发明的一实施形态的液晶显示装置为VA模式的彩色透射型TFT液晶显示装置。
[0256] 本实施形态能够适用于单色液晶显示装置、反射型或半透射反射型的液晶显示装 置、TFD液晶显示装置等其他源矩阵型,或无源矩阵型。
[0257] 如图1所不,本实施形态的液晶显不装置1具有液晶晶胞1A,附着在其外侧的偏振 子51、52,和背光源BL。
[0258] 液晶晶胞1具备滤色基板10、作为对向基板的TFT基板20、以及被这一对基板所 挟持的液晶层30。
[0259] 滤色基板(电极基板,液晶显示装置用基板)10具备透光性基板11、在该液晶层 30侧依次层积的黑底层BM、滤色层CF、光学补偿层叠膜12、共同电极13以及取向膜14。
[0260] TFT基板20在透光性基板的液晶层30侧具备将多个像素电极和作为像素电极的 开关元件的多个TFT(薄膜晶体管)形成为矩阵状的像素电极基板21,和形成在该液晶层 30侧的取向膜22。
[0261] 作为用于滤色基板10以及TFT基板20的透光性基板,优选玻璃基板。
[0262] 透射型液晶显示装置1中,作为共同电极13以及像素电极的材料,使用IT0(铟锡 氧化物)等透光性导电材料。
[0263] 黑底层BM是对相互邻接的像素点之间进行遮光的遮光层。
[0264]滤色层CF例如包括红(R)、绿(G)以及蓝⑶的着色层。在该情况下,3个像素电 极和3个颜色的着色层形成1个像素(1像素=3像素点)。
[0265] 光学补偿层叠膜12是上述的本发明的光学补偿层叠膜,如图3所示,优选负C板 12A和正A板12B的层叠膜。
[0266] 本实施形态中,光学补偿层叠膜12上紧接着形成共同电极13,在其上形成取向膜 14〇
[0267] 滤色基板10的层积结构能够进行适当的设计变更。
[0268] 例如,如图2所示的设计变更的滤色基板40、液晶晶胞2A以及液晶显示装置2所 示,可在透光性基板11上依次设置光学补偿层叠膜12、黑底层BM、滤色层CF、共同电极13 以及取向膜14进行构成。
[0269] 本实施形态的滤色基板(电极基板、液晶显示装置用基板)10以及液晶显示装置1 的光学特性及其耐热性良好。本实施形态的滤色基板10以及液晶显示装置1由于在液晶 晶胞1A内具备光学补偿层叠膜12,因此能够进行薄型化以及低成本化。
[0270] 实施例
[0271] 以下,基于实施例对本发明进行说明,但本发明并不限定于这些实施例。例11、12 以及例21、22为实施例,例13、14以及例23、24为比较例。
[0272] 作为正A板用的光聚合性液晶,准备以下化合物(Al)、(A2)、(B1)。
[0273] [化 11]
[0275] 正A板的其他材料如下。
[0276] 光聚合引发剂(C1):巴斯夫公司(BASF社)制"Irgacure907"。
[0277] 表面活性剂(Dl) :AGC清美化学株式会社(AGC七<S^S力;14土)制氟类非离子 表面活性剂"SurflonS420"。
[0278] 溶剂(El):环戊酮。
[0279] [例11 :正A板用涂布液(Y1)的制备]
[0280] 将光聚合性液晶(A1) 0. 75g、光聚合性液晶(B1) 0. 25g混合,得到液晶组合物。分 别秤量相对于该组合物为5质量%的光聚合引发剂(C1)以及1质量%的表面活性剂(D1), 进行混合。之后,添加溶剂(E1)并混合,制成15质量%溶液。将其用开口径0. 5ym的过 滤器进行过滤,得到涂布液(Y1)。
[0281] 配比组成示于表1。
[0282] [例12 :正A板用涂布液(Y2)的制备]
[0283] 除了配合组成如表1所示以外,以与例11相同的方式得到涂布液(Y2)。
[0284] [例13、14:正A板用涂布液(Zl)、(Z2)的制备]
[0285] 除了配合组成如表1所示以外,以与例11相同的方式得到涂布液(Zl)、(Z2)。
[0286] [例21 :光学补偿层叠膜的制作]
[0287] 〈负C板(NC1)的成膜〉
[0288] 将反-1,4-二氨基环己烷1. 14g溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮17. 44g中,加入 3, 3',4, 4' -联苯四羧酸二酐2. 83g和N-甲基-2-吡咯烷酮4. 00g,在60°C下搅拌3小时。 然后加入邻苯二甲酸酐0. 12g后,在60°C搅拌3小时,得到聚酰胺酸(PAA1)溶液。将其用 开口径0. 5ym的过滤器进行过滤,得到涂布液(XI)。将该涂布液用旋涂法涂布在玻璃基板 上(3000rpm,30秒),用加热板在90°C下干燥2分钟。再在230°C下进行30分钟的加热后 进行摩擦处理,对具有取向膜的功能的负C板(NC1)进行成膜。膜厚为3.lym,厚度方向的 590nm下的双折射率P为 0? 090,Rth= 279nm。
[0289] 〈正A板(PA1)的成膜〉
[0290]在上述负C板(NC1)上,用旋涂法涂布上述涂布液(Y1),进行80°C2分钟干燥,调 整取向。之后,从垂直方向对基板面照射紫外线60秒,使涂布膜固化,形成正A板(PA1)。 用于光固化的高压采灯的照度以波长365nm计为190mW/cm2。
[0291] 如上得到光学补偿层叠膜。
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