相位差薄膜及其制造方法、采用其的偏振片及图像显示装置、使用该装置的3d图像显示系统的制作方法_4

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[0237] [比较例 1-6]
[0238] 除了相对于光取向材料100质量份以5. 0质量份的比率包含折射率为1. 62的丙 烯酸酯(商品名:EA-0200,日本大阪燃气化学株式会社制造)之外,其他与实施例1-1相同 地获得了相位差薄膜。
[0239] [比较例 1-7]
[0240] 除了相对于光取向材料100质量份以5. 0质量份的比率包含折射率为1. 48的 PETA(商品名:PET-30,日本化药株式会社制造)之外,其他与实施例1-1相同地获得了相 位差薄膜。
[0241] [比较例 1_8]
[0242] 除了相对于光取向材料100质量份以5.0质量份的比率包含折射率1.49的 DPHA(商品名:A-DPH,日本新中村化学工业株式会社制造)之外,其他与实施例1-1相同地 获得了相位差薄膜。
[0243] [比较例 1_9]
[0244] 除了相对于光取向材料100质量份以5. 0质量份的比率包含折射率为1. 49的丙 稀酸类聚合物(商品名:Banarejin GH-1203,日本新中村化学工业株式会社制造)之外,其 他与实施例1-1相同地获得了相位差薄膜。
[0245] [比较例 1-10]
[0246] 除了相对于光取向材料100质量份以2. 0质量份的比率包含与实施例1-1相同的 环氧单体之外,其他与实施例1-1相同地获得了相位差薄膜。
[0247] [比较例 1-11]
[0248] 除了相对于光取向材料100质量份以9. 0质量份的比率包含与实施例1-1相同的 环氧单体之外,其他与实施例1-1相同地获得了相位差薄膜。
[0249] 《评价》
[0250] 对于在实施例以及比较例中获得的相位差薄膜,评价了干涉条纹的产生程度以及 取向性。
[0251] 关于干涉条纹,在黑亚克力板上粘贴相位差层表面侧,在荧光灯下进行了来自基 材侧的干涉条纹的目测评价(外观评价),干涉条纹的产生被大幅改善的标记为"◎",干涉 条纹的产生被少许改善的标记为"〇",干涉条纹的产生的改善效果小的标记为" Λ ",干涉 条纹的产生的改善效果完全没有的标记为" X ",并将" ◎"和"〇"评价为良好,将" Λ "和 " X "评价为不良。此外,表示对于干涉条纹的产生未能作出评价。
[0252] 关于取向性,基于使用相位差测量装置AxoSt印(日本AX0METRICS(日文夕y y卜y夕只)公司制造)对九个测量样品进行光轴测量时的、其微小区域内的光轴的面内 色散进行了评价。光轴的色散通过所测量的样品的光轴的标准偏差(σ)来定义,将σ值 (单位:° )低于I. 0的标记为"◎",将I. 0以上低于1. 5的标记为"〇",将1. 5以上低于 2. 0的标记为"Λ",将2. 0以上的标记为" X ",将" ◎"和"〇"评价为取向性良好,将"Λ " 和" X "评价为取向性不良。
[0253] 在下表1中总结示出了向图案取向层中添加的化合物及其添加量(相对于光取向 材料100质量份的比率)和相位差薄膜的干涉条纹的产生以及取向性的评价结果。
[0254]【表1】
[0255]
[0256] 如表1的实施例的结果所示那样,在图案取向层中包含环氧单体的实施例1-1~ 1-3的相位差薄膜中,有效地抑制了干涉条纹的产生,并且具有良好的取向性。
[0257] 另一方面,在相位差层中包含高折射率树脂(折射率I. 61)、含无机粒子树脂(折 射率1. 79)、环氧酯(折射率1. 53)、丙烯酸酯(折射率1. 62)以此来代替环氧单体的比较例 1-1~1-6中,例如,在将高折射率树脂包含7. 0质量份的比较例1-2、将丙烯酸酯包含5. 0 质量份的比较例1-6时,虽获得降低干涉条纹的产生的效果,但是降低了取向性,在其他例 子中未能有效地抑制干涉条纹的产生。
[0258] 另外,可知即使在图案取向层中包含高折射率的环氧单体时,如果其含量为2.0 质量份(比较例1-10),则抑制干涉条纹的产生的效果较小。另外,可知如果其含量为9.0 质量份(比较例1-11),则虽抑制干涉条纹的产生的效果充分高,但是显示出取向性下降的 趋势。
[0259] <第二实施方式>
[0260] 图5是示出本发明的第二实施方式的图案相位差薄膜101的一例的图。在该实施 方式中,由该图案相位差薄膜101构成图像显示装置、3D图像显示系统。图案相位差薄膜 101包括基材111、具有取向图案的取向层、即图案取向层12、以及包含液晶化合物的相位 差层113。而且,该图案相位差薄膜101的特征在于,在相位差层113中以预定比率包含烷 氧基硅烷。
[0261] [基材]
[0262] 基材111构成为与在第一实施方式中说明的图案相位差薄膜的基材11相同。
[0263] [图案取向层]
[0264] 图案取向层112构成为除了不包含在第一实施方式中说明的高折射率的环氧单 体之外,其他与在第一实施方式中说明的图案取向层12相同。此外,还可以构成为包含高 折射率的环氧单体。
[0265] [相位差层]
[0266] 相位差层113构成为除了以预定比率包含烷氧基硅烷之外,其他与在第一实施方 式中说明的相位差层13相同。
[0267] (低折射率材料)
[0268] 在此,探讨各层的折射率,一般情况下,基材的折射率例如当使用TAC基材作为基 材时为1.48左右,另外,构成图案取向层的取向膜的折射率为1.54左右。另一方面,聚合 性液晶的折射率一般为1. 55至1. 75左右,高于基材、图案取向层的折射率。因此,由于基 材、图案取向膜与相位差层的折射率差,产生相位差层与基材的薄膜干涉导致的斑纹,从而 产生干涉条纹。
[0269] 为此,本实施方式的图案相位差薄膜101的特征在于,在相位差层113中以预定的 比率包含低折射率材料,具体地,分子量在300以下的烷氧基硅烷。在聚合性液晶组成物中 包含液晶化合物的同时以预定的比率包含烷氧基硅烷,可以利用该液晶组成物涂敷在图案 取向层12上来获得上述的相位差层113。
[0270] 在图案相位差薄膜101中,如上所述,在相位差层113中以预定的比率包含烷氧基 硅烷,从而,有效地降低相位差层113的折射率,能够抑制上述的膜的折射率差带来的干涉 条纹的产生。可认为该烷氧基硅烷在相位差层113内形成一定的分布,由此可以有效地降 低相位差层113的折射率。根据这样的图案相位差薄膜101,无需缩小构成基材111、图案 取向层12、相位差层113的材料的选择范围,能够有效地抑制干涉条纹。
[0271] 而且,根据这样的烷氧基硅烷,即使添加在相位差层113中,也不会对液晶化合物 的取向性带来影响,能够在维持良好的取向性的状态下有效地抑制干涉条纹。具体地,在该 图案相位差薄膜101中,成为光轴测量时的微小区域内的光轴的面内色散(与光轴垂直的 面内的色散)以标准偏差(σ)计算低于1.5且维持良好的取向性的相位差薄膜。此外,光 轴色散可以以光轴的标准偏差(σ )(单位:° )定义。
[0272] 在此,烷氧基硅烷是具有烷氧基的同时具有烷基、苯基等芳基作为官能团的化合 物,另外,包含将这些官能团的末端以氟等进行了卤素取代的物质。具体地,对于该烷氧基 硅烷并不特别限定,可以列举例如甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅 烷、正丙基三甲氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、正己基三甲氧基硅烷、正癸基三甲氧基硅烷、 十二烷基三甲氧基硅烷、三氟丙基三甲氧基硅、苯基三乙氧基硅等。
[0273] 根据所使用的基材、图案取向层的种类,烷氧基硅烷的折射率的恰当范围有所不 同,优选1. 50以下,更加优选1. 48以下。如果折射率超过1. 50,则难以调整折射率,并且, 有可能无法充分地抑制干涉条纹的产生。例如,在使用TAC基材作为基材111时,其TAC基 材的折射率在1. 48左右,因此,优选米用折射率在1. 48以下的烷氧基硅烷。此外,对于烧 氧基硅烷的折射率的下限值,不特别限定。但是,难以获得折射率较低的烷氧基硅烷,因此, 使用大致1. 30左右以上的即可。
[0274] 另外,该相位差层113中的烷氧基硅烷的含量也很重要,相对于包含在相位差层 113中的液晶化合物100质量份,设为2. 0质量份以上14. 0质量份以下的范围。另外,相对 于液晶化合物100质量份,该含量优选在3. 0质量份以上7. 0质量份以下的范围,更加优选 在5. 0质量份左右。如果含量低于2. 0质量份,则无法充分地降低相位差层113的折射率, 无法有效地抑制干涉条纹的产生。另一方面,如果含量超过14. 0质量份,则不仅无法有效 地抑制干涉条纹,而且,有可能恶化其取向性,因此,不理想。
[0275] (溶剂)
[0276] 作为低折射率材料的烷氧基硅烷通常溶解于溶剂中。对于溶剂,只要能够均匀地 分散液晶化合物等即可,不特别限定,可以适用第一实施方式中所说明的各种溶剂。
[0277] 相对于液晶化合物100质量份,溶剂的量优选在66质量份以上900质量份以下。 如果溶剂的量少于66质量份,则有可能无法均匀地溶解液晶化合物,因此,不理想。另一方 面,如果超过900质量份,则一部分溶剂残留下来,有可能降低可靠性,并存在无法均匀涂 敷的可能性,因此,不理想。
[0278] < 2.相位差薄膜的制造方法>
[0279] 图案相位差薄膜101可以制作成与第一实施方式中说明的图案相位差薄膜1相 同。
[0280] 此外,在本实施方式中,作为相位差层形成用涂敷液、即液晶组成物,使用包含液 晶化合物的同时,相对于液晶化合物100质量份包含2. 0质量份以上14. 0质量份以下范 围的烷氧基硅烷的组成物。将这样的液晶组成物涂敷在图案取向层12上而形成相位差层 113,由此,通过添加于该相位差层113中的烷氧基硅烷来降低相位差层113的折射率,能够 抑制膜的折射率差带来的干涉条纹的产生。
[0281] [实施例 2_1]
[0282] 作为基材,使用对表面进行了防眩处理的TAC薄膜60 μm(折射率1. 48),在其背面 侧通过模具涂敷法涂敷含有光取向材料的光取向膜组成物(溶剂使用了乙酸异丁酯),使 得固化后的膜厚度达到200nm,其中,该光取向膜组成物具有聚乙烯醇肉桂酸酯(PVCi)基。 之后,在调整为100°C的烘干机内干燥2分钟,蒸发掉溶剂的同时使得组成物热固化,从而 形成了光取向膜(折射率1.56)。
[0283] 接着,对于该光取向膜,在与原料的输送方向平行的方向以隔开约500 μm间隔的 图案状照射累计光量为40mJ/cm2的偏振光紫外线,形成了厚度200nm的图案取向层。此外, 偏振光紫外线的偏振光轴相对于薄膜的输送方向保持±45度的角度。
[0284] 接着,在所形成的图案取向层上,通过模具涂敷法涂敷相对于液晶化合物100质 量份以5. 0质量份的比率包含折射率为1. 37且分子量为136. 9的烷氧基硅烷(甲基三甲 氧基硅烷)(商品名:KBM13,日本信越化学工业株式会社制造)的光聚合性向列液晶(聚 合液晶单独的折射率为1.62,商品名=Iicrivue(注册商标)RMS03-013C,默克公司(Merck KGaA)制造)的液晶组成物(稀释溶剂使用了 MIBK),并进行干燥。之后,通过照射紫外线 使其聚合,形成了厚度为1 μπι的相位差层,获得了相位差薄膜。
[0285] [实施例 2_2]
[0286] 除了相对于液晶化合物100质量份以5. 0质量份的比率包含折射率为1. 42且分 子量为262. 5的烷氧基硅烷(正癸基三甲氧基硅烷)(商品名:ΚΒΜ3103,日本信越化学工业 株式会社制造)之外,其他与实施例2-1相同地获得了相位差薄膜。
[0287] [实施例 2-3]
[0288] 除了相对于液晶化合物100质量份以5. 0质量份的比率包含折射率为1. 35且分 子量为218. 2的烷氧基硅烷(三氟丙基三甲氧基硅)(商品名:ΚΒΜ7103,日本信越化学工业 株式会社制造)之外,其他与实施例2-1相同地获得了相位差薄膜。
[0289] [实施例 2-4]
[0290] 除了相对于液晶化合物100质量份以3. 0质量份的比率包含折射率为1. 42且分 子量为262. 5的烷氧基硅烷(正癸基三甲氧基硅烷)(商品名:ΚΒΜ3103,日本信越化学工业 株式会社制造)之外,其他与实施例2-1相同地获得了相位差薄膜。
[0291] [实施例 2_5]
[0292] 除了相对于液晶化合物100质量份以7. 0质量份的比率包含折射率为1. 42且分 子量为262. 5的烷氧基硅烷(正癸基三甲氧基硅烷)(商品名:ΚΒΜ3103,日本信越化学工业 株式会社制造)之外,其他与实施例2-1相同地获得了相位差薄膜。
[0293] [实施例 2_6]
[0294] 除了相对于液晶化合物100质量份以10. 0质量份的比率包含折射率为1. 42且分 子量为262. 5的烷氧基硅烷(正癸基三甲氧基硅烷)(商品名:ΚΒΜ3103,日本信越化学工业 株式会社制造)之外,其他与实施例2-1相同地获得了相位差薄膜。
[0295] [比较例 2_1]
[0296] 除了相对于液晶化合物100质量份以5. 0质量份的比率包含折射率为1. 39且分 子量为570. 3的丙烯酸单体(商品名:LINC-162A,日本共荣社化学株式会社制造)之外,其 他与实施例2-1相同地获得了相位差薄膜。
[0297] [比较例 2_2]
[0298] 除了相对于液晶化合物100质量份以5. 0质量份的比率包含折射率为1. 45且分 子量为114. 1的丙烯酸单体(商品名:LIGHT ESTER M-3F,日本共荣社化学株式会社制造) 之外,其他与实施例2-1相同地获得了相位差薄膜。
[0299] [比较例 2_3]
[0300] 除了相对于液晶化合物100质量份以5. 0质量份的比率包含折射率为1. 43且分 子量为236. 3的硅烷偶联剂(商品名:KBM403,日本信越化学工业株式会社制造)之外,其 他与实施例2-1相同地获得了相位差薄膜。
[0301] [比较例 2_4]
[0302] 除了相对于液晶化合物100质量份以5. 0质量份的比率包含折射率为1. 42且分 子量为221. 4的硅烷偶联剂(商品名:KBE903,日本信越化学工业株式会社制造)之外,其 他与实施例2-1相同地获得了相位差薄膜。
[0303] [比较例 2-5]
[0304] 除了相对于液晶化合物100质量份以0. 15质量份的比率包含Si类流平剂(商品 名:BYK323, BYK公司制造)之外,其他与实施例2-1相同地获得了相位差薄膜。
[0305] [比较例 2-6]
[0306] 除了相对于液晶化合物100质量份以5. 0质量份的比率包含Si类流平剂(商品 名:BYK323, BYK公司制造)之外,其他与实施例2-1相同地获得了相位差薄膜。
[0307] [比较例 2-7]
[0308] 除了相对于液晶化合物100质量份以0. 15质量份的比率包含Si类流平剂(商品 名:KP341,日本信越化学工业株式会社制造)之外,其他与实施例2-1相同地获得了相位差 薄膜。
[0309] [比较例 2-8]
[0310] 除了相对于液晶化合物100质量份以5. 0质量份的比率包含Si类流平剂(商品 名:KP341,日本信越化学工业株式会社制造)之外,其他与实施例2-1相同地获得了相位差 薄膜。
[0311] [比较例 2-9]
[0312] 除了相对于液晶化合物100质量份以I. 0质量份的比率包含折射率为1. 42且分 子量为262. 5的烷氧基硅烷(正癸基三甲氧基硅烷)(商品名:KBM3103,日本信越化学工业 株式会社制造)之外,其他与实施例2-1相同地获得了相位差薄膜。
[0313] [比较例 2-10]
[0314] 除了相对于液晶化合物100质量份以15. 0质量份的比率包含折射率为1. 42且分 子量为262. 5的烷氧基硅烷(正癸基三甲氧基硅烷)(商品名:KBM3103,日本信越化学工业 株式会社制造)之外,其他与实施例2-1相同地获得了相位差薄膜。
[0315] 《评价》
[0316] 对于在实施例以及比较例中获得的相位差薄膜,评价了干涉条纹的产生程度以及 取向性。
[0317] 关于干涉条纹,在黑亚克力板上粘贴相位差层表面侧,在荧光灯下进行了来自基 材侧的干涉条纹的目测评价(外观评价),干涉条纹的产生被大幅改善的标记为"◎",干涉 条纹的产生被少许改善的标记为"〇",干涉条纹的产生的改善效果小的标记为" Λ ",干涉 条纹的产生的改善效果完全没有的标记为" X ",并将" ◎"和"〇"评价为良好,将"Λ"和 " X "评价为不良。
[0318] 关于取向性,基于使用相位差测量装置AxoSt印(AX0METRICS公司制造)对九个 测量样品进行光轴测量时的、其微小区域内的光轴的面内色散进行了评价。光轴的色散通 过所测量的样品的光轴的标准偏差(σ)来定义,将σ值(单位:° )低于1.0的标记为 "◎",将I. 0以上低于1. 5的标记为"〇",将1. 5以上低于2. 0的标记为"Λ",将2. 0以上 的标记为" X ",并且,将" ◎"和"〇"评价为取向性良好,将" Λ "和" X "评价为取向性不 良。
[0319] 在下表1中总结示出了向相位差层中添加的化合物及其添加量(相对于液晶化合 物100质量份的比率)和相位差薄膜的干涉条纹的产生以及取向性的评价结果。
[0320]【表2】
[0321]

[0323] 如表1的实施例的结果所示那样,在相位差层中包含烷氧基硅烷(折射率I. 35~ 1. 42)的实施例2-1~2-6的相位差薄膜中,有效地抑制了干涉条纹的产生,并且具有良好 的取向性。
[0324] 另一方面,可知在相位差层中包含丙烯酸单体以此来代替烷氧基硅烷的比较例 2-U2-2中,即使其绝对折射率为1. 4左右,与烷氧基硅烷相同,但也无法抑制干涉条纹的 产生。另外,相同地,可知在相位差层中包含具有相同的绝对折射率的硅烷偶联剂、Si类流 平剂时(比较例2-3~2-8),也无法有效地抑制干涉条纹的产生。另外,还可知如果添加与 实施例中的烷氧基硅烷相同的添加量(5.0质量份左右)的流平剂等,则无法实现取向
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