相位差薄膜及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种高精度地控制了相位差层的取向方向，且制造成本低的相位差薄膜及其制造方法。参照图１进行说明：准备在透明基材（１０）上层叠光学各向异性层（１１）得到的带有基材的各向异性层（１２）。然后，在光学各向异性层（１１）上，涂覆含有在偏振紫外线光下发生反应的聚合物和液晶性化合物的溶液，干燥。之后用偏振紫外线光照射，对上述液晶性化合物进行取向，再根据需要，用非偏振紫外线光照射，交联上述液晶性化合物，从而在上述光学各向异性层（１１）上直接形成相位差层（１３），制得相位差薄膜（１）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种优选用于图象显示装置，例如液晶显示装置(LCD)等的。
技术介绍
相位差薄膜(也称之为光学补偿薄膜，补偿薄片等)是在通过光学补偿实现的液晶显示装置等图象显示装置的对比度提高和视角扩大的重要部件。近来，在使用上述相位差薄膜进行的光学补偿中，为得到更高度的补偿，已有使光轴方向不同的多层相重叠的技术提出。例如，尤其是为了补偿航空设备用的LCD的视角，已经报道了放入A-片相位差薄膜和O-片相位差薄膜是有效的(参见美国专利US6266114)。此外，还提出了通过A-片、O-片、C-片层叠的组合，对LCD的视角进行补偿(参见美国专利US5504603)。此外，还提出了通过光取向膜层叠由液晶性化合物构成的补偿层(相位差层)而成的补偿薄片(相位差薄膜)(例如参照特开2002-14223号公报)。另外，上述A-片、C-片和O-片之中的任一个均是具有所谓的单轴性的光学各向异性的层。上述A-片的光轴存在于其面内的方向上，其光学特性满足下述式(I)时，称之为正的A-片，而满足下述式(II)时，称之为负的A-片。nx＞ny＝nz (I)nx＜ny＝nz (II)此外，上述C-片的光轴存在于与其面内方向垂直的厚度方向上，其光学特性满足下述式(III)时，称之为正的C-片，而满足下述式(IV)时，称之为负的C-片。nx＝ny＜nz (III)nx＝ny＞nz (IV)在上述式(I)-(IV)中，nx、ny和nz表示上述层中的X轴、Y轴和Z轴方向的折射率。然而，上述X轴和Y轴的任一个均是在上述层的面内中显示出最大折射率的轴方向，另一个是与该轴垂直的上述面内的轴方向。Z轴表示与上述X轴和Y轴垂直的厚度方向。另外，在上述O-片中，当从面内方向和Z轴方向(与面内方向垂直的厚度方向)看时，光轴方向是倾斜的。为使上述多层重叠，可以考虑使用多个相位差薄膜的方法和在单一的相位差膜上使上述多层层叠的方法，为使液晶显示装置薄型化，优选后一种方法。对于相位差薄膜，有通过拉伸而使之具有折射率各向异性的拉伸薄膜和在薄膜上涂覆液晶性化合物并取向后得到的涂覆薄膜等，可以在单一的相位差薄膜上层叠上述多层的是涂覆薄膜。近年来，强烈要求液晶显示装置更薄型化和高性能，尤其是含有光学各向异性层和一层或多层的相位差层的涂覆薄膜的开发受到关注。在上述涂覆薄膜中，为形成含有液晶性化合物的相位差层，必须将上述液晶性化合物取向为某个特定的轴方向。作为这样的方法，有使用取向膜的方法(例如参照特开2002-14233号公报)和使用取向基板的方法。使用取向膜的方法的概要是例如如下所述。即，首先，准备在其上形成了光学各向异性层的基材。作为该基材，例如，使用透明且光学各向同性的高分子薄膜等。然后，在上述光学各向异性层上涂覆取向膜形成用溶液，形成平滑的膜。再在该膜上进行研磨处理和光照射等，从而赋予液晶取向控制力，形成取向膜。之后，在该取向膜上，涂覆液晶性化合物的溶液或熔融的液晶性化合物，形成相位差层。在层叠两层或更多层的相位差层时，在相位差层上进一步涂覆取向膜形成用溶液，之后重复与上述相同的操作，从而形成取向膜和相位差层。该方法在每次形成各个相位差层时，都必须进行形成取向膜的工序，也必须每次都进行研磨处理和光照射等处理。因此，材料和制造工序数必须较多，这会增加成本。此外，通常光学各向异性层由高分子化合物构成，容易被取向膜形成用溶液中所含的有机溶剂浸蚀。因此，即使涂覆取向膜形成用溶液，也有如下的担心上述液体会渗透到光学各向异性层中，而无法实现作为取向膜的功能。另一方面，使用取向基板的方法的概要是如下所述。即，首先，准备具有光学各向异性的取向基板。然后，在其上涂覆液晶性化合物的溶液或熔融的液晶性化合物等，形成相位差层。另一方面，准备在其上形成了光学各向异性层的基材。作为该基材，例如使用透明且光学各向同性的高分子薄膜等。然后，在上述光学各向异性层上涂覆粘接剂。接着，使上述相位差层和上述粘接剂贴合后，除去上述取向基板(以下，有时将该操作称为“转印”)。在层叠两层或更多层的相位差层时，在相位差层上进一步涂覆粘接剂，再在其上进一步转印另外制作的相位差层。然而，上述方法在每次形成相位差层时，都必须进行在取向基板上涂覆液晶性化合物的工序和转印的工序，相位差薄膜的制造方法复杂，因此成本较高。此外，对于每一个相位差层都必须准备取向性不同的取向基板，因而材料成本进一步增加。另外，作为取向基板，通常从成本等的观点出发，使用拉伸塑料薄膜例如聚对苯二甲酸乙二酯等，但存在难以任意控制液晶性化合物的取向的问题。如上所述，使用取向膜和取向基板的方法存在制造工序数多，材料成本也会增加的问题。此外，取向膜和粘接剂等从相位差薄膜的光学性能的观点出发是不需要的，为实现薄型化，优选尽可能地省去。迄今为止，已经多次报道了不使用取向膜和取向基板对液晶进行取向的技术，尤其是使用偏振紫外线光的方法(例如，参见特表2002-517605号公报，以及川月等，Jpn.J.Appl.Phys.，2002，Vol.41，p.198-200)。例如，公开了使用直线光聚合性聚合物和光聚合性液晶单体的混合物，制备液晶取向层的方法。该方法中，首先在玻璃片上涂覆上述混合物，然后照射偏振紫外线光，而使上述聚合物聚合。另外，如果通过非偏振光的紫外线使上述液晶单体固化，就可以在上述偏振紫外线光的偏振光面上得到具有平行取向的液晶取向层(参见特表2002-517605号公报)。此外，还有用偏振紫外线光照射光反应性液晶聚合物和液晶单体的混合物，之后进行热处理，从而得到液晶取向层的方法(参见川月等，Jpn.J.Appl.Phys.，2002，Vol.41，p.198-200)。然而，这些例子中的液晶取向层均在玻璃片等上单独形成，无法制备为薄膜上的相位差层。此外，上述液晶取向层均以单层形成，无法示出在光学各向异性层上形成相位差层的例子和重复形成两层或更多层相位差层的例子。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种可以高精度地控制相位差层的取向方向，且制造成本低的。为解决上述课题，本专利技术的相位差薄膜包含光学各向异性层和相位差层，上述相位差层包含取向了的液晶性化合物，其特征在于，上述相位差层被直接层叠在上述光学各向异性层上。附图说明图1是实施例1的相位差薄膜的纵剖面图。图2是示意性地表示实施例1中的偏振紫外线光的照射状态的图。图3是实施例2的相位差薄膜的透视图。图4是比较例1的相位差薄膜的纵剖面图。图5是比较例2的相位差薄膜的透视图。图6是分析偏振的示意图。图7是表示实施例1的相位差薄膜中的相位差和选通角(对应日文为あおり角；gate angle)的关系的图。图8是表示实施例2的相位差薄膜中的相位差和选通角的关系的图。图9是表示比较例1的相位差薄膜中的相位差和选通角的关系的图。图10是表示比较例2的相位差薄膜中的相位差和选通角的关系的图。具体实施例方式接下来，对本专利技术的实施方式进行说明。由于本专利技术的相位差薄膜是不用取向膜和粘接剂、而直接在光学各向异性层上层叠相位差层得到，因此可以节约取向膜和粘接剂的材料成本。此外，由于不使用取向膜和粘接剂等，可以实现薄型化。另外，本专利技术中，将光学各向异性层中，直接层叠在另一层光学各向异性层上并含有取向了的液晶性化合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种相位差薄膜，其包含光学各向异性层和相位差层，所述相位差层包含取向了的液晶性化合物，其特征在于，所述相位差层被直接层叠在所述光学各向异性层上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：首藤俊介，小林弘明，松永卓也，
申请(专利权)人：日东电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]