相位差膜、偏光板、液晶顯示裝置以及相位差膜的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種相位差膜，其生產(chǎn)性、密接性、面狀、耐摩擦性及薄膜狀態(tài)下的操作優(yōu)異，具有適于液晶顯示裝置的光學(xué)補償?shù)墓鈱W(xué)特性。本發(fā)明的相位差膜具有支撐體、丙烯酸系樹脂層、以及在支撐體與丙烯酸系樹脂層之間含有支撐體的主成分與丙烯酸系樹脂層的主成分的中間層，在丙烯酸系樹脂層的與中間層為相反側(cè)的表面上，直接具有液晶化合物的取向狀態(tài)經(jīng)固定的相位差層；并且支撐體含有選自酰化纖維素樹脂、環(huán)狀烯烴樹脂、聚碳酸酯樹脂、丙烯酸系樹脂及苯乙烯樹脂中的至少一種樹脂，丙烯酸系樹脂層含有具有極性基的丙烯酸系樹脂，中間層具有0.1μm以上、10μm以下的厚度，相位差層是使含有垂直取向劑的聚合性液晶化合物聚合而成。
【專利說明】相位差膜、偏光板、液晶顯示裝置以及相位差膜的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種具有相位差層的光學(xué)膜及其制造方法，上述相位差層被用于適于 各種取向模式的液晶顯示裝置的光學(xué)補償?shù)南辔徊钅?、偏光板等中，且是使其中所使用?液晶化合物的取向狀態(tài)固定而形成。

【背景技術(shù)】
[0002] 在液晶顯示裝置中，為了實現(xiàn)廣視角化、對比度提高或色彩偏移（color shift)的 抑制等畫質(zhì)的提高，而進行光學(xué)補償。光學(xué)補償是指修正雙折射性的功能，是通過配置使所 產(chǎn)生的雙折射性消除般的光學(xué)各向異性層來進行，上述雙折射性是當(dāng)光在液晶顯示裝置顯 示圖像時所構(gòu)成的具有雙折射性的構(gòu)件中通過時產(chǎn)生。
[0003] 所述光學(xué)各向異性層是通過使具有雙折射性的原材料表現(xiàn)出雙折射性而獲得。
[0004] 例如已知有以下方法：將如環(huán)狀聚烯烴或纖維素（cellulose)般的表現(xiàn)出雙折射 性的原材料成膜，以膜的形式獲得光學(xué)各向異性層（相位差層）的方法；或使具有雙折射性 的液晶化合物取向而獲得相位差層的方法。
[0005] 后者的相位差層的相位差的表現(xiàn)性高于前者的相位差層的相位差的表現(xiàn)性，大多 情況下成為形成于膜等支撐體上的相位差膜的形態(tài)。
[0006] 例如在專利文獻1揭示有一種積層型的相位差膜，其是在?；w維素膜（支撐體） 上設(shè)置含有聚乙烯醇樹脂的取向膜（中間層）、以及使棒狀液晶化合物垂直取向而成的層 所得。
[0007] 另外，在專利文獻2中揭示有一種相位差膜，其使用含有環(huán)狀烯烴樹脂而成的支 撐體。
[0008] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0009] 專利文獻
[0010] 專利文獻1 :日本專利特開2007-279083號公報
[0011] 專利文獻2 :日本專利特開2010-42623號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 發(fā)明要解決的課題
[0013] 然而，如專利文獻1般在?；w維素膜（支撐體）上設(shè)置液晶層的情形時，必須對 ?；w維素進行阜化（saponification)處理，并在其上涂布聚乙烯醇（Polyvinylalcohol， PVA)膜后，進一步涂布液晶層。由此，皂化處理、水洗工序、PVA膜涂布、液晶層涂布及必要 的處理數(shù)量多，操作繁瑣復(fù)雜，因此就生產(chǎn)性的觀點而言需要改善。進而，由于PVA層為水 溶性，因此若浸漬于熱水（溫水）中后以布擦拭，則有液晶層剝離的問題。除此以外，在皂化 處理、水洗工序中，水洗后的水去除變得不均一，而產(chǎn)生以所述部分作為起點的光學(xué)不均， 或水洗工序中薄膜膜（60 μ m以下）的操作（handling)也有問題，必須解決這些問題。
[0014] 另外，對于如專利文獻2般的包含環(huán)狀烯烴樹脂的支撐體而言，已揭示了使用聚 酰亞胺樹脂來作為用以使液晶層取向的取向膜，但通常已知聚酰亞胺帶有黃色調(diào)，且為昂 貴的材料。
[0015] 因此，鑒于上述情況，本發(fā)明的目的在于提供一種相位差膜，其生產(chǎn)性、密接性、面 狀、在溫水中的耐摩擦性及薄膜狀態(tài)下的操作優(yōu)異，具有適于液晶顯示裝置的光學(xué)補償?shù)?光學(xué)特性。
[0016] 另外，本發(fā)明的目的在于提供一種具有此種相位差膜的偏光板以及液晶顯示裝 置。
[0017] 解決問題的技術(shù)手段
[0018] 因此，本發(fā)明人等人對在簡化層形成工藝的形態(tài)下使液晶化合物進行垂直取向 (homeotropic alignment)的方法進行了各種研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過將具有極性基的丙烯酸 系樹脂層設(shè)于支撐體與液晶層之間，進而在所述丙烯酸系樹脂層與支撐體之間設(shè)置混合存 在兩者的原材料的中間層，進而在液晶化合物的取向狀態(tài)經(jīng)固定的相位差層中添加垂直取 向劑，而在支撐體層、丙烯酸系樹脂層、液晶化合物的取向狀態(tài)經(jīng)固定的相位差層的任一界 面上均無剝離，可利用簡便的方法來制造著色少、具有高的透明性、在溫水中的耐摩擦性優(yōu) 異的相位差膜。
[0019] SP，本發(fā)明為下述構(gòu)成。
[0020] [1] 一種相位差膜，其具有支撐體、丙烯酸系樹脂層、以及在上述支撐體與上述丙 烯酸系樹脂層之間含有上述支撐體的主成分與上述丙烯酸系樹脂層的主成分的中間層，進 而在上述丙烯酸系樹脂層的與上述中間層為相反側(cè)的表面上，直接具有液晶化合物的取向 狀態(tài)經(jīng)固定的相位差層；并且
[0021] 上述支撐體含有選自?；w維素樹脂、環(huán)狀烯烴樹脂、聚碳酸酯樹脂、丙烯酸系樹 脂及苯乙烯樹脂中的至少一種樹脂，
[0022] 上述丙烯酸系樹脂層含有丙烯酸系樹脂，上述丙烯酸系樹脂具有選自由羥基、 羰基、羧基、氨基、硝基、銨基及氰基所組成的組群中的至少一個極性基，上述中間層具有 0. Ιμπι以上、ΙΟμπι以下的厚度，
[0023] 上述相位差層是含有垂直取向劑及聚合性液晶化合物的聚合物而成。
[0024] [2]如[1]所記載的相位差膜，其中相位差膜的光學(xué)特性滿足下述式（1)、式（2) 及式（3)，
[0025] 80nm ^ Re ^ 150nm 式（I)
[0026] -IOOnm < Rth < IOnm 式（2)
[0027] 0· 05 彡 I Rth/Re I 彡 0· 5 式（3)
[0028] 此處，Re及Rth分別為在25°C、60% RH下利用波長550nm的光測定的面內(nèi)延遲值 (retardation)及厚度方向的延遲值。
[0029] [3]如[1]或[2]所記載的相位差膜，其中上述丙烯酸系樹脂層的表面的水滴接觸 角為25°以上、60°以下。
[0030] [4]如[1]至[3]中任一項所記載的相位差膜，其中上述丙烯酸系樹脂所具有的極 性基為羥基。
[0031] [5]如[1]至[4]中任一項所記載的相位差膜，其中上述丙烯酸系樹脂層是由組合 物所形成的層，上述組合物含有至少一種具有2個以上的官能基的丙烯酸酯單體。
[0032] [6]如[1]至[5]中任一項所記載的相位差膜，其中上述支撐體含有?；w維素。
[0033] [7]如[6]所記載的相位差膜，其中上述酰化纖維素為乙酸纖維素。
[0034] [8]如[6]或[7]所記載的相位差膜，其中上述?；w維素的平均酰基取代度DS 滿足 2. 0 < DS < 2. 6。
[0035] [9]如[1]至[5]中任一項所記載的相位差膜，其中上述支撐體含有環(huán)狀烯烴樹 月旨，上述環(huán)狀烯烴樹脂含有下述通式（4)或通式（5)所表示的結(jié)構(gòu)單元，
[0036] [化 1]

【權(quán)利要求】
1. 一種相位差膜，其具有支撐體、丙烯酸系樹脂層、以及在所述支撐體與所述丙烯酸 系樹脂層之間含有所述支撐體的主成分與所述丙烯酸系樹脂層的主成分的中間層，進而在 所述丙烯酸系樹脂層的與所述中間層為相反側(cè)的表面上，直接具有液晶化合物的取向狀態(tài) 經(jīng)固定的相位差層；并且所述支撐體含有選自?；w維素樹脂、環(huán)狀烯烴樹脂、聚碳酸酯樹 月旨、丙烯酸系樹脂及苯乙烯樹脂中的至少一種樹脂， 所述丙烯酸系樹脂層含有丙烯酸系樹脂，所述丙烯酸系樹脂具有選自由羥基、羰基、羧 基、氨基、硝基、銨基及氰基所組成的組群中的至少一個極性基， 所述中間層具有0.Iym以上、IOym以下的厚度， 所述相位差層是含有垂直取向劑及聚合性液晶化合物的聚合物而成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位差膜，其中所述相位差膜的光學(xué)特性滿足下述式（1)、式 ⑵及式（3)， 80nm^Re^ 150nm式（I) -IOOnm<Rth<IOnm式（2) 0· 05 彡IRth/ReI彡 0· 5 式（3) 其中，Re及Rth分別為在25°C、60%RH下利用波長550nm的光測定的面內(nèi)延遲值及厚 度方向的延遲值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的相位差膜，其中所述丙烯酸系樹脂層的表面的水滴接觸 角為25°以上、60°以下。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的相位差膜，其中所述丙烯酸系樹脂所具有的極 性基為羥基。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的相位差膜，其中所述丙烯酸系樹脂層是由組合 物所形成的層，所述組合物含有至少一種具有2個以上的官能基的丙烯酸酯單體。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的相位差膜，其中所述支撐體含有酰化纖維素。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的相位差膜，其中所述酰化纖維素為乙酸纖維素。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的相位差膜，其中所述?；w維素的平均?；〈菵S滿 足 2. 0 <DS< 2. 6。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的相位差膜，其中所述支撐體含有環(huán)狀烯烴樹脂， 所述環(huán)狀烯烴樹脂含有下述通式（4)或通式（5)所表示的結(jié)構(gòu)單元， 在通式（4)及通式（5)中，m表示0
?4的整數(shù)；R3?R6分別獨立地表示氫原子或碳數(shù) 1?1〇的烴基；#43、￥2、￥3分別獨立地表示氫原子、碳數(shù)1?1〇的烴基、鹵素原子、經(jīng)鹵素 原子取代的碳數(shù) 1 ?10 的烴基、-(CH2)nCOORn、_ (CH2)nOCOR12、-(CH2)nNCO、_ (CH2)nN02、_ (CH2) nCN、_(CH2)nCONR13R14、_(CH2)nNR13R14、_(CH2)nOZ、_(CH2)nW、或者包含X2 與Y2 或X3 與Y3 的 (-CO) 20、（-CO) 2NR15 ;再者，R11、R12、R13、R14及R15分別獨立地表示氫原子、碳數(shù)1?20的烴 基，Z表示烴基或經(jīng)鹵素取代的烴基，W表示SiR16pD3_p(R16為碳數(shù)1?10的烴基，D為鹵素 原子、-OCOR16或-OR16,p表示0?3的整數(shù)），η表示0?10的整數(shù)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的相位差膜，其中所述支撐體含有丙烯酸系樹 月旨，所述丙烯酸系樹脂含有選自由內(nèi)酯環(huán)單元、順丁烯二酸酐單元以及戊二酸酐單元所組 成的組群中的至少一種結(jié)構(gòu)單元。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的相位差膜，其中所述支撐體含有苯乙烯樹脂， 所述苯乙烯樹脂含有下述通式（S)所表示的結(jié)構(gòu)單元， 通式（S)
通式⑶中，Rsl?Rsa分別獨立地表示氫原子或碳數(shù)1?3的烴基、羥基、羧基、鹵素原 子、或經(jīng)鹵素原子取代的碳數(shù)1?3的烴基；η表示重復(fù)數(shù)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項所述的相位差膜，其中形成所述相位差層的聚合性 液晶化合物為選自由下述通式（IIA)所表示的化合物、及下述通式（IIB)所表示的化合物 所組成的組群中的至少一種化合物，
R1?R4分別獨立地為-(CH2)n-OOC-CH=CH2,η表示2?5的整數(shù)；X及Y分別獨立地 表不氫原子或甲基。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項所述的相位差膜，其中所述相位差層為將所述聚合 性液晶化合物以垂直取向狀態(tài)固定的層。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的相位差膜，其中相對于所述相位差層的總固體成分， 所述相位差層分別含有3質(zhì)量％以上的所述通式（IIA)所表示的化合物、及所述通式（IIB) 所表示的化合物。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項所述的相位差膜，其中所述相位差層中所含的垂直 取向劑為下述通式（I)所表示的鎗化合物，
通式（I)中，環(huán)A表示包含含氮雜環(huán)的四級銨離子；X表示陰離子；L1表示二價連結(jié)基；L2表示單鍵或二價連結(jié)基；Y1表示具有5元環(huán)或6元環(huán)作為部分結(jié)構(gòu)的二價連結(jié)基；Z表示 具有2?20的亞烷基作為部分結(jié)構(gòu)的二價連結(jié)基；P1及P2分別獨立地表示具有聚合性乙 烯性不飽和基的一價取代基。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項所述的相位差膜，其中在所述相位差層中含有選自 溴、硼及硅中的至少一種元素。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的相位差膜，其中在所述相位差層中，選自溴、硼及硅中的至 少一種元素大多偏向靠近所述丙烯酸系樹脂層的一側(cè)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1至17中任一項所述的相位差膜，其中所述相位差層的膜厚為 0· 5μm?2· 0μm〇
19. 根據(jù)權(quán)利要求1至18中任一項所述的相位差膜，其中所述支撐體的Re為80nm? 150nm，Rth大于Re且為 80nm?150nm, 其中，Re及Rth分別為在25°C、60%RH下利用波長550nm的光測定的面內(nèi)延遲值及厚 度方向的延遲值。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1至19中任一項所述的相位差膜，其中在所述相位差層中，Re 為-IOnm?10nm，Rth為 _250nm?-lOOnm， 其中，Re及Rth分別為在25°C、60%RH下利用波長550nm的光測定的面內(nèi)延遲值及厚 度方向的延遲值。
21. -種偏光板，其具有偏光膜及保護所述偏光膜的兩面的2片保護膜，并且所述保護 膜的至少一片為根據(jù)權(quán)利要求1至20中任一項所述的相位差膜。
22. -種偏光板，在所述2片保護膜中，其中一片為根據(jù)權(quán)利要求1至20中任一項所述 的相位差膜，另一片為包含丙烯酸系樹脂的膜。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的偏光板，其膜厚為50μm?120μm。
24. -種液晶顯示裝置，其具有根據(jù)權(quán)利要求1至20中任一項所述的相位差膜、或根據(jù) 權(quán)利要求21至23中任一項所述的偏光板。
25. -種橫向電場模式的液晶顯示裝置，其使用根據(jù)權(quán)利要求1至20中任一項所述的 相位差膜。
26. -種橫向電場模式的液晶顯示裝置，其使用根據(jù)權(quán)利要求21至23中任一項所述的 偏光板。
27. -種相位差膜的制造方法，其制造相位差膜，所述相位差膜具有支撐體、丙烯酸系 樹脂層、以及在所述支撐體與所述丙烯酸系樹脂層之間含有所述支撐體的主成分與所述丙 烯酸系樹脂層的主成分的中間層，進而在所述丙烯酸系樹脂層的與所述支撐體為相反側(cè)的 表面上，直接具有液晶化合物的取向狀態(tài)經(jīng)固定的相位差層；并且所述相位差膜的制造方 法包括以下工序： 在支撐體上涂布丙烯酸系樹脂層形成用組合物，所述丙烯酸系樹脂層形成用組合物是 使丙烯酸系樹脂層形成材料溶解具有對支撐體材料的溶解能力及膨潤能力的溶劑而成； 設(shè)置將支撐體材料與丙烯酸系樹脂層形成材料混合而成的區(qū)域； 使丙烯酸系樹脂層形成材料硬化；以及 在所述丙烯酸系樹脂層上涂布含有聚合性液晶化合物及至少一種垂直取向劑的相位 差層形成用組合物，使其聚合而形成固定了取向狀態(tài)的相位差層。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的相位差膜的制造方法，其中所述具有對支撐體的溶解能力 及膨潤能力的溶劑是選自乙酸甲酯、甲基乙基酮及丙酮中的至少一種。
29. 根據(jù)權(quán)利要求27或28所述的相位差膜的制造方法，其中對所述支撐體在至少一 個方向上進行30%以上、150 %以下的延伸處理，制作支撐體的光學(xué)特性為Re= 80nm? 150nm、Rth至少大于Re且滿足80nm?150nm的支撐體， 其中，Re及Rth分別為在25°C、60%RH下利用波長550nm的光測定的面內(nèi)延遲值及厚 度方向的延遲值。
【文檔編號】G02B5/30GK104246554SQ201380020767
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月13日
【發(fā)明者】武田淳, 松田由紀, 一原信彥 申請人:富士膠片株式會社