專利名稱：偏振片生成用涂布液及偏振片的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及能夠維持較高的透射率且透射率的膜內(nèi)均勻性高的偏振片生成用涂 布液以及由該涂布液生成的偏振片。
背景技術：
以往，如以往日本特開2000-061755號公報所記載的那樣，已知有在基材上涂布 含有溶致液晶化合物和水的水溶液(涂布液)，并使其干燥及發(fā)生取向，從而形成偏振片的 方法。如此地，由含有溶致液晶化合物的水溶液制成的偏振片，與通常被廣泛使用的用 碘染色聚乙烯醇而得到的偏振片相比，其膜厚可制得特別薄，有望在將來得到應用。專利文獻1 日本特開2000-061755號公報(第2頁 第15頁，

圖1，圖2)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題然而，前述的以往的由溶致液晶化合物所生成的偏振片，由于其具有高的吸光度 而使得單位膜厚的吸光度(光學密度)變得過高，會導致透射光強度相對于入射光強度極 度地降低。偏振片越厚則該傾向變得越大，因此為了獲得一定程度以上的透射光強度，例 如，需要將干燥后的膜厚涂布成薄至0. 5 y m以下。此外，由于膜厚較薄，因而存在因些微的 涂布不均(膜厚的偏差)而損害偏振片的透射率的膜內(nèi)均勻性的問題。在上述情況下，期望出現(xiàn)降低光學密度且能夠涂布成適度的膜厚的偏振片生成用 涂布液，以及維持較高的透射率且透射率的膜內(nèi)均勻性良好的偏振片。本發(fā)明是為了解決前述現(xiàn)有的問題而作出的，其目的在于提供能夠維持高的透射 率且透射率的膜內(nèi)均勻性高的偏振片生成用涂布液及由該涂布液所生成的偏振片。用于解決問題的方案為了達成前述目的，本發(fā)明所述的偏振片生成用涂布液，其特征在于，含有在波長 400nm以上的可見光區(qū)域內(nèi)具有光吸收特性的溶致液晶化合物(A)、在波長400nm以上的可 見光區(qū)域內(nèi)不具有光吸收特性或者光吸收特性小的溶致液晶化合物(B)、和溶解前述溶致 液晶化合物㈧和溶致液晶化合物⑶的溶劑。另外，本說明書中，所述“可見光區(qū)域”是指波長380nm 780nm的區(qū)域。在優(yōu)選的實施方式中，理想的是前述偏振片生成用涂布液在1重量％ 50重量％ 的全部固體成分濃度的至少一部分中表現(xiàn)出液晶性。在優(yōu)選的實施方式中，理想的是前述溶致液晶化合物(A)與前述溶致液晶化合物 (B)的重量比(A B)為 90 10 50 50。在優(yōu)選的實施方式中，理想的是前述溶致液晶化合物(A)為偶氮系化合物、蒽醌 系化合物、茈系化合物、喹酞酮系化合物、萘醌系化合物或部花青系化合物。在優(yōu)選的實施方式中，理想的是前述溶致液晶化合物(B)為芳香族三聚氰胺系化
3合物、苯并咪唑系化合物、菲并喹喔啉系化合物、苊并喹喔啉系化合物、長鏈烷基系化合物 或纖維素系化合物。此外，本發(fā)明所述的偏振片，其特征在于，其是通過在基材上涂布上述任意的偏振 片生成用涂布液并進行干燥而得到的。發(fā)明的效果能夠獲得維持較高的透射率且透射率的膜內(nèi)均勻性較高的偏振片。
具體實施例方式[本發(fā)明的概要]本發(fā)明所述的偏振片生成用涂布液，其特征在于，含有(1)在波長400nm以上的可見光區(qū)域內(nèi)具有光吸收特性的溶致液晶化合物㈧、(2)在波長400nm以上的可見光區(qū)域內(nèi)不具有光吸收特性或者光吸收特性小的溶 致液晶化合物(B)、和(3)溶解前述溶致液晶化合物(A)及溶致液晶化合物(B)的溶劑。在此種偏振片生成用涂布液中，通過混合在波長400nm以上的可見光區(qū)域內(nèi)具有 光吸收特性的溶致液晶化合物(A)和在波長400nm以上的可見光區(qū)域內(nèi)不具有光吸收特 性或者光吸收特性小的溶致液晶化合物(B)，即使每單位膜厚的溶致液晶化合物(A)的含 量減少，溶致液晶化合物(B)也能夠補充其減少的部分并發(fā)生取向，從而能夠形成穩(wěn)定的 液晶相。其結果，由于作為膜整體的取向結構得以維持，因而，能降低每單位膜厚的吸光度 (光學密度)而不會降低二色性比，能夠生成可維持良好的透射率的膜內(nèi)均勻性的偏振片。[溶致液晶化合物]本發(fā)明中所述的溶致液晶化合物是指，通過改變溫度或溶液濃度而發(fā)生各向同性 相-液晶相的相轉變的化合物。對于液晶相沒有特別的限制，例如，可列舉出向列型液晶 相、近晶型液晶相、膽留型液晶相等。這些液晶相可通過用偏振光顯微鏡所觀察到的液晶相 的光學形態(tài)來進行識別。[溶致液晶化合物(A)]本發(fā)明所述的溶致液晶化合物(A)通常在波長處于350nm SOOnm的范圍的可見 光區(qū)域之內(nèi)的、波長400nm以上的可見光區(qū)域內(nèi)具有光吸收特性。所述溶致液晶化合物(A) 理想的是在波長400nm 700nm的范圍、優(yōu)選波長460nm 660nm、更優(yōu)選520nm 620nm 的可見光區(qū)域內(nèi)表現(xiàn)出最大吸收。此外，溶致液晶化合物(A)理想的是，其分子的長軸方向 的躍遷矩比短軸方向的躍遷矩大，或者分子的短軸方向的躍遷矩比長軸方向的躍遷矩大， 換言之，其為表現(xiàn)出吸收二色性的液晶化合物。此種表現(xiàn)出吸收二色性的溶致液晶化合物 (A)可以通過使其發(fā)生取向而生成偏振片。作為前述溶致液晶化合物(A)理想的是從偶氮系化合物、蒽醌系化合物、茈系化 合物、喹酞酮系化合物、萘醌系化合物或部花青系化合物中來進行選擇。此種化合物在溶液 狀態(tài)下表現(xiàn)出液晶性(溶致液晶性)，且可以表現(xiàn)出吸收二色性。前述溶致液晶化合物(A)優(yōu)選為偶氮系化合物或茈系化合物。這是由于其取向性 優(yōu)異，可增大可見光區(qū)域的吸收二色性的緣故。偶氮系化合物優(yōu)選為下述化學通式1表示的化合物。式中，Ql表示苯基或萘基(這些基團也可以具有取代基)，Q2和Q3各自獨立地表示亞苯基或亞萘基(這些基團可以 具有取代基)，R表示氫原子、碳原子數(shù)1 3的烷基、乙酰基、苯甲酰基或苯基(也可以有 取代基)，k表示O 4的整數(shù)，I表示O 4的整數(shù)(其中，滿足k+l<4)，m表示O 2 的整數(shù)，M表示抗衡離子。前述化學通式1表示的偶氮系化合物，可以根據(jù)細田豐著《理論制造染料化學》 (參照昭和43年7月15日，技法堂發(fā)行，第5版，第135頁 第152頁)，例如，通過將各自 具有氨基的2種化合物進行重氮化、及偶聯(lián)反應來獲得。另外，由偶氮鍵連接的取代基Q2 的數(shù)量可以通過反復進行重氮化、及偶聯(lián)反應來使其增加。[化學式1] 茈化合物優(yōu)選為下述化學通式2表示的化合物。式中，Q4表示式(a)或(b) ；Li、 L2、L3和L4各自獨立地表示氫原子、碳原子數(shù)1 5的烷基、碳原子數(shù)1 5的烷氧基、鹵 素原子、羥基、或氨基；O、p、q、r分別表示O 2的整數(shù)；s表示O 4的整數(shù)(其中，滿足 o+p+q+r+s ^ 8)，M表示抗衡離子。式(a)中，Q5分別獨立地表示苯基、苯基烷基、或萘基 (這些基團可以具有取代基)，L5表示氫原子、碳原子數(shù)1 5的烷基、碳原子數(shù)1 5的 烷氧基、鹵素原子、羥基或氨基；t表示O 4的整數(shù)?；瘜W通式2表示的茈系化合物，例如，可以按照日本特表平8-511109號公報中記 載的方法來獲得。[化學式2] 前述化學通式1和2表示的溶致液晶化合物，由于其本身單獨形成穩(wěn)定的液晶相， 因而發(fā)生高度取向。其結果可以獲得可見光區(qū)域的吸收二色性大的偏振片。[溶致液晶化合物(B)]本發(fā)明所述的溶致液晶化合物(B)，通常在波長處于350nm SOOnm的范圍的可見 光區(qū)域之內(nèi)的、波長400nm以上的可見光區(qū)域內(nèi)不具有光吸收特性或者光吸收特性小。所 述溶致液晶化合物(B)理想的是在波長400nm以上不具有光吸收特性，但也可以為在波長 400nm附近的可見光區(qū)域內(nèi)顯示微小的光吸收特性的化合物(在波長400nm以上光吸收特 性小的化合物)。另外，本說明書中所述“光吸收特性小”包括溶致液晶化合物(B)單體的 吸收光譜在波長400nm下摩爾吸光系數(shù)為50以下的物質(zhì)。波長400nm附近的吸收帶，由于難以給在其后生成的偏振片的光學特性帶來不良 影響，因此能夠使用在波長400nm以上光吸收特性小的化合物。前述溶致液晶化合物(B)理想的是在波長200nm 400nm，優(yōu)選240nm 400nm， 更優(yōu)選290nm 390nm內(nèi)表現(xiàn)出最大吸收。此外，溶致液晶化合物(B)理想的是，其分子的 長軸方向的躍遷矩比短軸方向的躍遷矩大，或者分子的短軸方向的躍遷矩比長軸方向的躍 遷矩大，換言之，其為表現(xiàn)出吸收二色性的液晶化合物。此種溶致液晶化合物(B)由于其單 獨發(fā)生取向，因而能夠作為相位差膜來使用。作為前述溶致液晶化合物(B)理想的是芳香族三聚氰胺系化合物、苯并咪唑系化 合物、菲并喹喔啉系化合物、苊并喹喔啉系化合物、長鏈烷基系化合物或纖維素系化合物。 此種化合物在溶液狀態(tài)下表現(xiàn)出液晶性(溶致液晶性)，且在波長400nm以上的可見光區(qū)域 內(nèi)不具有光吸收特性或光吸收特性小。只要是這樣的溶致液晶化合物(B)，則不會阻礙前述 溶致液晶化合物㈧的取向，且與溶致液晶化合物㈧的相容性也良好，也能夠相應于其混 合比例而使溶致液晶化合物㈧的光學密度降低。前述溶致液晶化合物(B)優(yōu)選為苊并喹喔啉系化合物。所述苊并喹喔啉系化合物 優(yōu)選為下述化學通式3表示的化合物。式中，k為0 4的整數(shù)，1和m各自為0 3的整數(shù)，η為1 4的整數(shù)(這里，k、l、m和η的值，滿足式k+l+m+n ( 10)。[化學式3] 前述化學通式3的化合物，由于其本身單獨形成穩(wěn)定的液晶相，因而不會擾亂溶 致液晶化合物(A)的取向。其結果可以在維持偏振片形成能力的狀態(tài)下得到光學密度小的 涂布液。前述苊并喹喔啉系化合物，如日本特表2007-512236號公報中記載的那樣，例如， 可通過苊醌或其衍生物與鄰苯二胺或其衍生物的縮合反應來獲得?；瘜W通式3中，M優(yōu)選為氫原子、堿金屬原子、堿土金屬原子、金屬離子、或者取代 或非取代的銨離子。作為金屬離子，例如，可列舉出Ni2+、Fe3+、CU2+、Ag+、Zn2+、Al3+、Pd2+、Cd2+、 Sn2+、Co2+、Mn2+、Ce3+等。例如，在本發(fā)明的偏振片由水溶液來生成的情況下，前述M也可以 最初選擇可以提高在水中的溶解性的基團，成膜后為了提高耐水性而替換成對水不溶性或 難溶性的基團。[溶劑]本發(fā)明中的作為溶解溶致液晶化合物(A)和溶致液晶化合物(B)的溶劑，只要是 可溶解兩溶致液晶化合物(A)、⑶的溶劑，則沒有特別的限制。具體而言，作為溶劑理想的 是親水性溶劑。作為親水性溶劑，例如，可列舉出水、醇類、溶纖劑類等。[偏振片生成用涂布液]在通過溶劑溶解前述溶致液晶化合物(A)和溶致液晶化合物(B)而成的偏振片生 成用涂布液中，可以含有例如，表面活性劑、抗氧劑、抗靜電劑等任意的添加物。所述偏振片 生成用涂布液理想的是在1重量％ 50重量％的全部固體成分濃度的至少一部分中表現(xiàn) 出液晶性。此外，偏振片生成用涂布液中的前述溶致液晶化合物(A)和前述溶致液晶化合 物(B)的重量比(A B)理想的是90 10 50 50。該重量比(A B)更理想的是 80 20 70 30。只要是此種混合比，就能夠調(diào)制出光學密度降低、且能以適度的涂布 厚度進行涂布的偏振片生成用涂布液，此外，由所述涂布液所生成的偏振片，能夠生成膜內(nèi) 的透射率的均勻性良好的溶致液晶化合物的偏振片。此外，按前述那樣調(diào)制出的偏振片生成用涂布液，在其吸收光譜測定(波長400nm 以上的可見光區(qū)域)中，能夠使?jié)舛?摩爾％ (光程長度0.5mm)下的吸光度優(yōu)選成為 2. 0 3. 5，更優(yōu)選為2. 5 3. 0。
另外，由于以往的含有溶致液晶化合物的涂布液在濃度1摩爾％ (光程長度 0. 5mm)下的吸光度為4. 0左右，由此可見本實施方式所述的偏振片生成用涂布液的光學密 度與以往的涂布液相比，可以稱得上足夠小。對于前述溶致液晶化合物(A)和溶致液晶化合物(B)的混合方法，沒有特別的限 制。例如，可以將溶致液晶化合物㈧和⑶混合后，加入溶劑而制成涂布液。此外，也可以 先將溶致液晶化合物(A)和(B)之一與溶劑混合，再向其中混合另一溶致液晶化合物。另 夕卜，還可以將溶致液晶化合物(A)和(B)分別與溶劑混合，然后再將兩者混合制成涂布液。[偏振片] 本實施方式所述的偏振片是通過在基材上涂布前述涂布液并進行干燥而得到的。這里，基材是為了均勻地涂布涂布液而使用的，作為所述基材，例如，可以使用玻 璃基板、石英基板、高分子薄膜、塑料基板、鋁或鐵等的金屬板、陶瓷基板、硅晶圓等能夠使 用、且可任意選擇的適當?shù)幕?。此外，在偏振片的生成時采用的涂布液的涂布方法和干燥 方法，可以采用任意適當?shù)姆椒āＧ笆鋈苤乱壕Щ衔?A)和(B)可以在溶劑的揮發(fā)過程中采用任意的方法使其發(fā) 生取向。例如，通過使用實施了取向處理的基材，可以使各溶致液晶化合物在與該取向處理 方向平行或垂直方向上發(fā)生取向。這里，作為溶致液晶化合物的取向方法，除了通常的取向 處理以外，可以采用磁場、電場等任意的方法。根據(jù)本實施方式，偏振片的膜厚可以為例如0.6μπι以上。具體而言，作為偏振片 的膜厚，優(yōu)選為0. 6 μ m 1. 5 μ m，更優(yōu)選為0. 7 μ m 0. 9 μ m。此外，偏振片的平均透射率理想的是30%以上，更理想的是40%以上。此外，偏振片的平均二色性比理想的是10以上，更理想的是15以上。此外，偏振片理想的是其平均透射率為40%以上，且[平均透射率/膜厚]的值為 40 70的范圍。如前述那樣所生成的偏振片適于在液晶顯示裝置中使用。作為液晶顯示裝置，可 列舉出電腦監(jiān)視器、筆記本電腦、復印機等的顯示器中使用的液晶顯示裝置。實施例在波長570nm下表現(xiàn)出最大吸收、且含有茈系的溶致液晶化合物(向列型液晶化 合物)的濃度16重量％的水溶液(Optivalnc.制造的商品名“N015”)65份中，混合在波 長400nm以上的可見光區(qū)域內(nèi)基本上不表現(xiàn)出光吸收特性、且在波長380nm下表現(xiàn)出最大 吸收的含有喹喔啉苊-2，5-二磺酸鹽(苊并喹喔啉系化合物)的濃度16重量％的水溶液 35份，在室溫(23°C )下調(diào)制成表現(xiàn)出向列型液晶相的涂布液。采用滑動式涂料器在玻璃基板上涂布該涂布液，使涂布厚度為5 μ m，將其在23°C 下自然干燥。將這樣得到的偏振片帶玻璃基板(光學上的各向同性)一起測得的各物性示 于表1中。比較例1采用滑動式涂布器在玻璃基板上涂布在波長570nm下表現(xiàn)出最大吸收的濃度16 重量％的溶致液晶化合物(向列型液晶化合物)的水溶液(Optiva Inc.制造的商品名“NO 15”)，使得涂布厚度為5 μ m，將其在23°C下自然干燥。將這樣得到的偏振片帶玻璃基板(光 學上的各向同性)一起測得的各物性示于表1中。 比較例2采用滑動式涂布器在玻璃基板上涂布在波長570nm下表現(xiàn)出最大吸收的濃度16 重量％的溶致液晶的水溶液(Optiva Inc.制造的商品名“NO 15”)，使涂布厚度為3 μ m，將 其在23°C下自然干燥。將這樣得到的偏振片帶玻璃基板(光學上的各向同性)一起測得的 個物性示于表1中。[表 1] 另外，在表1中，偏振片的透射率采用分光光度計(日本分光公司制造的制品名 “V-7100”)進行了測定。此外，有關偏振片的透射率的面內(nèi)偏差，制作縱ScmX橫8cm的樣品，自邊緣起每 間隔2cm在縱方向取3點，在橫方向取3點，共計9點，測定透射率，求得平均值及面內(nèi)偏差。 另外，面內(nèi)偏差為透射率的(最大值-最小值)。此外，使用帶有格蘭_湯普森(Glan-Thompson)起偏振器的分光光度計(日本分 光公司制造的制品名“U-4100”)，入射波長600nm的直線偏振光的測定光，求出k 1和k2， 按下述式算出偏振片的二色比。[公式1]這里，上述kl表示最大透射率方向的直線偏振光的透射率，k2表示與最大透射率 方向垂直的方向的直線偏振光的透射率。接著，通過自縱ScmX橫8cm的樣品的邊緣起每間隔2cm在縱方向取3點，在橫方 向取3點，共計9點測定的值的平均值來求得。表1中，實施例所述的偏振片的平均透射率為41%，并且，透射率的面內(nèi)偏差為 1%。由此可知實施例的偏振片，其平均透射率高，且透射率的面內(nèi)偏差小。與此相對，比較例1的偏振片，雖然其透射率的面內(nèi)偏差小為1%，但是其平均透 射率低為28%。此外，比較例2的偏振片，雖然其平均透射率高為41%，但是其透射率的面 內(nèi)偏差大為3%，此外，[平均透射率/膜厚]的值為82，成為70以上的值。產(chǎn)業(yè)上的可利用件綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的偏振片生成用涂布液，可以獲得能夠維持高的透射率且 透射率的膜內(nèi)均勻性高的偏振片，所述偏振片在例如液晶顯示裝置的顯示特性的提高方面極為有用 。
權利要求
一種偏振片生成用涂布液，其含有在波長400nm以上的可見光區(qū)域內(nèi)具有光吸收特性的溶致液晶化合物(A)、在波長400nm以上的可見光區(qū)域內(nèi)不具有光吸收特性或者光吸收特性小的溶致液晶化合物(B)、和溶解前述溶致液晶化合物(A)及溶致液晶化合物(B)的溶劑。
2.根據(jù)權利要求1所述的偏振片生成用涂布液，其中，所述偏振片生成用涂布液在1重 量％ 50重量％的全部固體成分濃度的至少一部分中表現(xiàn)出液晶性。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的偏振片生成用涂布液，其中，所述溶致液晶化合物(A)與 所述溶致液晶化合物(B)的重量比A B為90 10 50 50。
4.根據(jù)權利要求1 3中任一項所述的偏振片生成用涂布液，其中，所述溶致液晶化合 物(A)為偶氮系化合物、蒽醌系化合物、茈系化合物、喹酞酮系化合物、萘醌系化合物或部 花青系化合物。
5.根據(jù)權利要求1 4中任一項所述的偏振片生成用涂布液，其中，所述溶致液晶化合 物(B)為芳香族三聚氰胺系化合物、苯并咪唑系化合物、菲并喹喔啉系化合物、苊并喹喔啉 系化合物、長鏈烷基系化合物或纖維素系化合物。
6.一種偏振片，其是通過在基材上涂布權利要求1 5中任一項所述的偏振片生成用 涂布液并進行干燥而得到的。
全文摘要
一種偏振片生成用涂布液，其含有在波長400nm以上的可見光區(qū)域內(nèi)具有光吸收特性的溶致液晶化合物(A)、在波長400nm以上的可見光區(qū)域內(nèi)不具有光吸收特性或者光吸收特性小的溶致液晶化合物(B)、和溶解前述溶致液晶化合物(A)及溶致液晶化合物(B)的溶劑。
文檔編號G02B5/30GK101861534SQ20088011663
公開日2010年10月13日 申請日期2008年10月14日 優(yōu)先權日2007年11月19日
發(fā)明者井上徹雄, 松田祥一, 福留有希 申請人:日東電工株式會社