宽带胆甾醇型液晶薄膜、制造方法、圆偏振片、直线偏振镜、照明装置及液晶显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术的宽带胆甾醇型液晶薄膜，是在２张基材之间对含有聚合性液晶原化合物（ａ）、聚合性手性剂（ｂ）和光聚合引发剂（ｃ）的液晶混合物进行紫外线聚合而得到的胆甾醇型液晶薄膜，其反射带宽度为２００ｎｍ以上。本发明专利技术的宽带胆甾醇型液晶薄膜具有宽带的反射带且耐久性良好。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及宽带胆甾醇型液晶薄膜及其制造方法。本专利技术的宽带胆甾醇型液晶薄膜作为圆偏振片(反射型偏振镜)比较有用。另外，本专利技术还涉及使用了该圆偏振片的直线偏振镜、照明装置和液晶显示装置。
技术介绍
液晶显示器通常具有在形成了透明电极的玻璃板之间注入液晶，并在上述玻璃板的前后配置偏振镜的构造。这种液晶显示器中使用的偏振镜，是通过在聚乙烯醇薄膜上吸附碘或二色性染料等，并使其在一定方向上拉伸而制得。如此制造的偏振镜，其自身吸收在一个方向上振动的光，仅通过在其他方向上振动的光，形成直线偏振光。由此，偏振镜的效率理论上不超过50％，这就是液晶显示器效率降低的一个主要原因。另外，由于这种吸收光线的缘故，当液晶显示装置的光源功率增大到某个程度以上时，由吸收光线的热转换而产生的热量，偏振镜被破坏，或者是单元内部的液晶层受到热的影响，会导致显示等级劣化等问题。具有圆偏振光分离功能的胆甾醇型液晶，其液晶的螺旋旋转方向与圆偏振方向一致，具有选择反射特性，只反射波长为液晶的螺旋间距那样的圆偏振光的光。根据这种选择反射特性，通过只对一定波段的自然光的特定圆偏振光进行透过分离，反射残余光进行再利用，由此可以制造出高效率的偏振光膜。这时，透过的圆偏振光通过λ/4波长板而转变成直线偏振光，通过使这种直线偏振光的方向与液晶显示器中所用的吸收型偏振镜的透过方向一致，可以获得高透过率的液晶显示装置。即，当将胆甾醇型液晶薄膜与λ/4波长板组合而用作直线偏振镜时，从理论上讲没有光的损失，与单独使用吸收50％光的以前的吸收型偏振镜的情况比较，理论上亮度可明显提高2倍。但是，胆甾醇型液晶的选择反射特性，只限定于特定的波段，所以较难覆盖可见光线全域。胆甾醇型液晶的选择反射波段宽Δλ以下式表示，Δλ＝2λ·(ne-no)/(ne+no)no胆甾醇型液晶分子对正常光的折射率ne胆甾醇型液晶分子对异常光的折射率λ选择反射的中心波长它依赖于胆甾醇型液晶本身的分子结构。根据上式，若增大ne-no，可扩展选择反射波段宽Δλ，但是ne-no通常在0.3以下。当增大该值时，作为液晶的其他功能(取向特性，液晶温度等)则很不充分，所以较难达到实用。因此，实际中，即使增大选择反射波段宽Δλ，最大也只达到150nm左右。作为胆甾醇型液晶，多数可实用的也只是30-100nm左右的。另外，选择反射中心波长λ以下式表示，λ＝(ne+no)P/2P胆甾醇型液晶在一个旋转扭曲中所需要的螺旋间距长度若间距一定，该选择反射中心波长λ取决于液晶分子的平均折射率和间距长度。因此，为了覆盖可见光全域，层叠具有不同选择反射中心波长的多层，或者在厚度方向上连续改变间距长度，形成选择反射中心波长本身的存在分布。例如，可以举出在厚度方向上连续改变间距长度的方法(例如，参照特开平6-281814号公报、特许第3272668号说明书、特开平11-248943号公报)。此方法在用紫外线曝光使胆甾醇型液晶组合物固化时，通过对曝光面侧和射出面侧的曝光强度赋予差异，对聚合速度赋予差异，在厚度方向上设置反应速度不同的液晶组合物的组成比变化。该方法的要点是加大曝光面侧和射出面侧的曝光强度差异。为此，上述现有技术的实施例，多数情况是采用在液晶组合物中混合紫外线吸收剂并在厚度方向上产生吸收，放大光程造成的曝光量差异的方法。但是，重新对上述现有技术进行试验，所得到的胆甾醇型液晶薄膜，在耐久试验(加热试验或加湿试验)中，可以看到紫外线吸收剂从胆甾醇型液晶薄膜表面或与其它层的贴合界面析出的现象。这是由于紫外线吸收剂是低分子量，在长时间的耐久试验中向薄膜内移动而凝集产生的物质。如果是一般的工业材料用途，该程度的表面析出作为外观异常而未引起注意，即使析出到界面上也不会发生直至导致界面剥离的问题。但是，用于液晶显示装置的胆甾醇型液晶薄膜位于强透过光线的光路上，当产生这样的析出物时，除了可直接看见析出颗粒以外，还有析出物的偏振光消除导致的光利用效率降低，或者析出物产生的浊度导致的光源的光散射分布的变化等光学上的问题。胆甾醇型液晶薄膜如果被用于常温环境下的用途中，原本几乎不至于产生该种析出物。但是，在被装入到液晶显示装置中使用的情况下，来自光源背光灯的辐射热量较强，被长期曝露时，不可避免地发生紫外线吸收剂的析出。这样的析出物如果在面内均匀析出，则难以辨识，作为缺陷也难以识别，但从光源发出的辐射热量只在相对于液晶显示装置面内偏移大且辐射热量多的区域的析出量增加，所以可以看到被辨识认为面内的不均匀的情况。而且，近年的液晶显示装置所要求的显示亮度超过200坎(candela)，光源侧被曝光在1万坎左右的光照射强度中。由于该照射强度，液晶显示装置的光源侧也基于使用环境温度，但持续付与40～60℃左右的热量。为此，不仅在加热可靠性试验中，而且在安装于液晶显示装置中的连续亮灯试验中，也都可以看到紫外线吸收剂的析出。例如，将从配合了紫外线吸收剂的胆甾醇型液晶组合物而得到的紫外线聚合物，在80℃×500小时、60℃、90％RH×500小时的环境下投入后，明显可以看到白浊、浊度上升、粉状物质向表面析出。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种具有宽带的反射带的宽带胆甾醇型液晶薄膜及其制造方法。另外，本专利技术的目的还在于，提供具有宽带的反射带且耐久性良好的宽带胆甾醇型液晶薄膜及其制造方法。本专利技术的目的在于，提供一种使用了该宽带胆甾醇型液晶薄膜的圆偏振片，进而提供使用了该圆偏振片的直线偏振镜、照明装置和液晶显示装置。本专利技术者们为了解决上述课题，进行了深入研究，结果发现可以利用如下所示的宽带胆甾醇型液晶薄膜及其制造方法达到上述目的，从而完成本专利技术。即，本专利技术为一种宽带胆甾醇型液晶薄膜，是在2张基材之间对含有聚合性液晶原(mesogen)化合物(a)、聚合性手性剂(b)和光聚合引发剂(c)的液晶混合物进行紫外线聚合而得到的胆甾醇型液晶薄膜，其特征在于，反射带宽度为200nm以上。上述本专利技术的宽带胆甾醇型液晶薄膜是通过对聚合性的液晶混合物进行紫外线聚合而获得的，其选择反射波长的反射带宽度较宽为200nm以上，具有以往没有的宽带的反射带宽度。反射带宽度优选在300nm以上，进一步优选在400nm以上。200nm以上的反射带宽度优选在可见光区域，特别优选在400～800nm的波段。还有，对于反射带宽度，利用分光光度计(大塚电子株式会社制，瞬间多重测光系统MCPD-2000)测定宽带胆甾醇型液晶薄膜的反射光谱，作为具有最大反射率的一半的反射率的反射带。上述宽带胆甾醇型液晶薄膜，优选胆甾醇型液晶薄膜的间距长度从紫外线放射侧按照连续变窄的方式发生变化。另外，在上述宽带胆甾醇型液晶薄膜中，优选聚合性液晶原化合物(a)具有一个的聚合性官能团，聚合性手性剂(b)具有2个以上的聚合性官能团。如在Broer等，Nature，378卷，467项(1995)中所公开的那样，使具有手性(chirality)的液晶原化合物扩散，可以获得连续发生间距变化的宽带胆甾醇型液晶薄膜。另一方面，在本专利技术中，通过使具有1个聚合性官能团的液晶原化合物扩散，得到连续发生间距变化的宽带胆甾醇型液晶，所以手性(chiral)间距的变化的顺序发生反转。即，在本专利技术中，可以得到具有间距长度从紫外线照射侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽带胆甾醇型液晶薄膜，是在２张基材之间对含有聚合性液晶原化合物（ａ）、聚合性手性剂（ｂ）和光聚合引发剂（ｃ）的液晶混合物进行紫外线聚合而得到的胆甾醇型液晶薄膜，其特征在于，反射带宽度为２００ｎｍ以上。

【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：福冈孝博，高桥直树，原和孝，
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]