本發(fā)明涉及固化膜形成用組合物、取向材料和相位差材料。
背景技術(shù):
近年來(lái),在使用了液晶面板的電視等的顯示器的領(lǐng)域中,作為針對(duì)高性能化的努力,不斷對(duì)可以欣賞3D圖像的3D顯示器進(jìn)行開(kāi)發(fā)。在3D顯示器中,例如,通過(guò)使觀察者的右眼可見(jiàn)右眼用圖像,使觀察者的左眼可見(jiàn)左眼用圖像,從而可以顯示具有立體感的圖像。
顯示3D圖像的3D顯示器的方式多種多樣,作為不需要專用眼鏡的方式,已知雙凸透鏡方式和視差屏障方式等。
而且,作為觀察者佩戴眼鏡來(lái)觀察3D圖像的顯示器的方式之一,已知圓偏光眼鏡方式等(例如,參照專利文獻(xiàn)1。)。
在圓偏光眼鏡方式的3D顯示器的情況下,通常在液晶面板等形成圖像的顯示元件上配置相位差材料。該相位差材料上,多個(gè)相位差特性不同的2種相位差區(qū)域分別規(guī)則地配置著,構(gòu)成形成了圖案的相位差材。另外,下面在本說(shuō)明書中,將以配置這樣的相位差特性不同的多個(gè)相位差區(qū)域的方式而被圖案化了的相位差材料稱為圖案化相位差材料。
關(guān)于圖案化相位差材料,例如如專利文獻(xiàn)2所公開(kāi)地那樣,可以通過(guò)將包含聚合性液晶的相位差材料進(jìn)行光學(xué)圖案形成來(lái)制作。包含聚合性液晶的相位差材料的光學(xué)圖案形成,利用在液晶面板的取向材料形成中已知的光取向技術(shù)。即,在基板上設(shè)置由光取向性的材料形成的涂膜,對(duì)其照射偏光方向不同的2種偏光。然后,作為形成了液晶的取向控制方向不同的2種液晶取向區(qū)域的取向材料,獲得光取向膜。在該光取向膜上涂布包含聚合性液晶的溶液狀相位差材料,實(shí)現(xiàn)聚合性液晶的取向。然后,將取向了的聚合性液晶固化而形成圖案化相位差材料。
在液晶面板的使用了光取向技術(shù)的取向材料形成中,作為可利用的光取向性的材料,已知側(cè)鏈具有肉桂?;筒槎裙舛刍课坏谋┧嵯禈渲?、聚酰亞胺樹脂等。報(bào)告了:這些樹脂通過(guò)進(jìn)行偏光UV照射而顯示控制液晶取向的性能(以下,也稱為液晶取向性。)(參照專利文獻(xiàn)3~專利文獻(xiàn)5。)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平10-232365號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2005-49865號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)3:日本特許第3611342號(hào)說(shuō)明書
專利文獻(xiàn)4:日本特開(kāi)2009-058584號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)5:日本特表2001-517719號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的課題
如上所述,圖案化相位差材料是將固化了的聚合性液晶的層在作為取向材料的光取向膜上疊層而構(gòu)成的。而且,具有這樣的疊層結(jié)構(gòu)的圖案化相位差材料可以以該疊層狀態(tài)直接用于3D顯示器的構(gòu)成。
3D顯示器有時(shí)也用作家庭用的電視,要求高可靠性,特別是歷經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的耐久性。因此,對(duì)于3D顯示器的構(gòu)成構(gòu)件,也要求耐久性。因此,在圖案化相位差材料中,在以高精度進(jìn)行光學(xué)圖案形成、具有高光透射特性等的同時(shí),長(zhǎng)期耐久性成為必需的性能。
然而,對(duì)于以往的圖案化相位差材料而言,光取向膜與聚合性液晶層之間的密合性存在問(wèn)題。例如,在光取向膜與聚合性液晶層之間,存在從形成初期開(kāi)始就容易產(chǎn)生剝離的問(wèn)題、或者雖然在形成初期密合性優(yōu)異,但隨著時(shí)間經(jīng)過(guò),密合性下降而容易產(chǎn)生剝離的問(wèn)題。
其中,隨著時(shí)間經(jīng)過(guò)而產(chǎn)生的、光取向膜與聚合性液晶層之間的剝離成為在實(shí)際中使用的3D顯示器的缺陷,成為使3D顯示器的顯示品質(zhì)下降的原因。因此,要求能夠進(jìn)行高精度的光學(xué)圖案形成,光透射特性優(yōu)異,進(jìn)而耐久性優(yōu)異的圖案化相位差材料。特別要求在形成初期的光取向膜與聚合性液晶層之間的密合性優(yōu)異,同時(shí)具備長(zhǎng)時(shí)間維持該優(yōu)異的密合性的耐久性(以下,在本說(shuō)明書中為密合耐久性。)的圖案化相位差材料。
本發(fā)明是基于以上的認(rèn)識(shí)、研究結(jié)果而提出的。即,本發(fā)明的目的是提供,適合于形成具有優(yōu)異的液晶取向性和光透射特性,密合耐久性優(yōu)異的固化膜的固化膜形成用組合物。特別是提供形成下述固化膜的固化膜形成用組合物,所述固化膜在作為取向材料使用,且在其上配置了聚合性液晶層時(shí),顯示優(yōu)異的液晶取向性和光透射性,同時(shí)能夠長(zhǎng)期維持與聚合性液晶層之間的密合性,密合耐久性優(yōu)異。
本發(fā)明的目的是提供,液晶取向性和光透射特性優(yōu)異、密合耐久性優(yōu)異的取向材料。
本發(fā)明的目的是提供,能夠進(jìn)行高精度的光學(xué)圖案形成、耐久性優(yōu)異的相位差材料。
本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)可以由以下的記載明確。
用于解決課題的方法
本發(fā)明的第1方案涉及一種固化膜形成用組合物,含有(A)成分和(B)成分,
(A)成分是具有光取向性基團(tuán)和熱交聯(lián)性基團(tuán)的化合物中的至少一種,
(B)成分是包含以下重復(fù)單元的聚合物,
具有N-烷氧基甲基的重復(fù)單元、和
具有包含聚合性C=C雙鍵的側(cè)鏈的重復(fù)單元。
在本發(fā)明的第1方案中,(A)成分的光取向性基團(tuán)優(yōu)選為能夠進(jìn)行光二聚化或光異構(gòu)化的結(jié)構(gòu)的官能團(tuán)。
在本發(fā)明的第1方案中,(A)成分的光取向性基團(tuán)優(yōu)選為肉桂酰基或偶氮苯結(jié)構(gòu)的基團(tuán)。
在本發(fā)明的第1方案中,優(yōu)選其還含有(C)成分,所述(C)成分為選自(C-1)、(C-2)以及(C-3)中的至少一種聚合物,
(C-1):具有選自羥基、羧基、酰胺基、氨基和烷氧基甲硅烷基中的至少一種取代基的聚合物,
(C-2):具有可與(A)成分進(jìn)行熱反應(yīng)的取代基、且可進(jìn)行自交聯(lián)的聚合物,
(C-3):三聚氰胺-甲醛樹脂。
在本發(fā)明的第1方案中,優(yōu)選其還含有(D)交聯(lián)催化劑。
在本發(fā)明的第1方案中,優(yōu)選其還含有(E)交聯(lián)劑。
在本發(fā)明的第1方案中,優(yōu)選在(B)成分的聚合物中,具有N-烷氧基甲基的重復(fù)單元的存在比例相對(duì)于該聚合物的全部重復(fù)單元100摩爾為40摩爾%~90摩爾%,具有包含聚合性C=C雙鍵的側(cè)鏈的重復(fù)單元的存在比例相對(duì)于該聚合物的全部重復(fù)單元100摩爾為10摩爾%~60摩爾%。
在本發(fā)明的第1方案中,優(yōu)選(A)成分和(B)成分的含量比以質(zhì)量比計(jì)為5:95~60:40。
在本發(fā)明的第1方案中,基于(A)成分和(B)成分的合計(jì)量100質(zhì)量份,前述固化膜形成用組合物優(yōu)選含有5質(zhì)量份~500質(zhì)量份的(C)成分。
本發(fā)明的第2方案涉及一種取向材料,其特征在于,是使用本發(fā)明的第1方案的熱固化膜形成用組合物得到的。
本發(fā)明的第3方案涉及一種相位差材料,其特征在于,是使用由本發(fā)明的第1方案的固化膜形成用組合物獲得的固化膜而形成的。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明的第1方案,能夠提供一種固化膜形成用組合物,其用于提供具備優(yōu)異的光反應(yīng)效率和耐溶劑性,即使在樹脂膜上也能夠使聚合性液晶以高靈敏度進(jìn)行取向的取向材料。
根據(jù)本發(fā)明的第2方案,能夠提供具備優(yōu)異的光反應(yīng)效率和耐溶劑性,即使在樹脂膜上也能夠使聚合性液晶以高靈敏度進(jìn)行取向的取向材料。
根據(jù)本發(fā)明的第3方案,能夠提供即使在樹脂膜上也能夠以高效率形成且可以進(jìn)行光學(xué)圖案形成的相位差材料。
具體實(shí)施方式
如上所述,為了制造優(yōu)異的耐久性的圖案化相位差材料,要求密合耐久性優(yōu)異的取向材料,特別是與固化的聚合性液晶層之間的密合耐久性優(yōu)異的取向材料。而且,要求適合形成那樣性能的取向材料的固化膜形成用組合物。
本發(fā)明者為了響應(yīng)上述的要求而進(jìn)行了深入研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),由具有特定組成的固化膜形成用組合物獲得的固化膜的光透射性優(yōu)異,此外,可以用作顯示通過(guò)偏光曝光來(lái)控制液晶取向的液晶取向性的取向材料。而且,本發(fā)明者發(fā)現(xiàn),該由具有特定組成的固化膜形成用組合物獲得的固化膜在與其上聚合固化的聚合性液晶層之間顯示優(yōu)異的密合耐久性。即,本發(fā)明的由具有特定組成的固化膜形成用組合物獲得的固化膜可以構(gòu)成與聚合性液晶層之間的密合耐久性優(yōu)異的光取向膜。
以下針對(duì)本發(fā)明的固化膜形成用組合物,一邊舉出成分等的具體例一邊詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。然后,針對(duì)使用本發(fā)明的固化膜形成用組合物的本發(fā)明的固化膜和取向材料、以及使用該取向材料而形成的相位差材料和液晶顯示元件等進(jìn)行說(shuō)明。
<固化膜形成用組合物>
本發(fā)明的固化膜形成用組合物可以含有(A)成分、(B)成分、(C)成分以及作為(D)成分的交聯(lián)催化劑,所述(A)成分為具有光取向性基團(tuán)和熱交聯(lián)性基團(tuán)的化合物的至少一種,所述(B)成分為包含具有N-烷氧基甲基的重復(fù)單元和具有包含聚合性C=C雙鍵的側(cè)鏈的重復(fù)單元的聚合物,所述(C)成分為選自(C-1)、(C-2)以及(C-3)中的至少一種聚合物,(C-1):具有選自羥基、羧基、酰胺基、氨基和烷氧基甲硅烷基中的至少一種取代基的聚合物,(C-2):具有可與(A)成分進(jìn)行熱反應(yīng)的取代基、且可進(jìn)行自交聯(lián)的聚合物,(C-3):三聚氰胺-甲醛樹脂。此外,可以含有作為(E)成分的交聯(lián)劑。進(jìn)而,在不損害本發(fā)明的效果的范圍內(nèi),可以含有其他添加劑??梢赃M(jìn)一步含有溶劑。
以下說(shuō)明各成分的詳細(xì)內(nèi)容。
[(A)成分]
本發(fā)明的固化膜形成用組合物中的(A)成分是具有光取向性基團(tuán)和熱交聯(lián)性基團(tuán)的化合物的至少一種。作為(A)成分,可以使用聚合物,也可以使用聚合物以外的化合物。在此,所謂聚合物以外的化合物,具體地表示分子中不具有重復(fù)單元的化合物,通常為低分子的化合物。因此,(A)成分可以是具有光取向性基團(tuán)和熱交聯(lián)性基團(tuán)的聚合物的至少一種、具有光取向性基團(tuán)和熱交聯(lián)性基團(tuán)的聚合物以外的化合物的至少一種、或具有光取向性基團(tuán)和熱交聯(lián)性基團(tuán)的聚合物與具有光取向性基團(tuán)和熱交聯(lián)性基團(tuán)的聚合物以外的化合物的混合物。
(A)成分是對(duì)由本發(fā)明的固化膜形成用組合物獲得的固化膜賦予光取向性的成分,在本說(shuō)明書中,也將(A)成分稱為光取向成分。
以下說(shuō)明(A)成分為聚合物以外的化合物的情況的詳細(xì)內(nèi)容。
在(A)成分為聚合物以外的化合物的情況下,通常,與作為基礎(chǔ)的后述的(B)成分的聚合物相比為低分子量的光取向成分。
在本發(fā)明的固化膜形成用組合物中,在(A)成分為聚合物以外的化合物的情況下,(A)成分為具有光取向性基團(tuán)的化合物,進(jìn)而可以使其為具有選自羥基、羧基、酰胺基、氨基和烷氧基甲硅烷基中的一種基團(tuán)的化合物。
另外,在本發(fā)明中,所謂光取向性基團(tuán),一般是指通過(guò)光照射而發(fā)揮取向的性質(zhì)的官能團(tuán),代表性的是指進(jìn)行光二聚化或光異構(gòu)化的結(jié)構(gòu)部位的官能團(tuán)。作為其他的光取向性基團(tuán),可舉出例如引起光弗利斯重排(photo Fries rearrangement)反應(yīng)的官能團(tuán)(例示化合物:苯甲酸酯化合物等)、引起光分解反應(yīng)的基團(tuán)(例示化合物:環(huán)丁烷環(huán)等)等。
(A)成分的聚合物以外的化合物的作為光取向性基團(tuán)可以具有的進(jìn)行光二聚化的結(jié)構(gòu)部位,是能夠通過(guò)光照射形成二聚體的部位,作為其具體例,可舉出肉桂酰基、查耳酮基、香豆素基、蒽基等。其中,從可見(jiàn)光區(qū)域的透明性的高度、光二聚化反應(yīng)性的高度出發(fā),優(yōu)選為肉桂酰基。
此外,(A)成分的聚合物以外的化合物的作為光取向性基團(tuán)可以具有的進(jìn)行光異構(gòu)化的結(jié)構(gòu)部位,是指通過(guò)光照射而變?yōu)轫樖襟w和反式體的結(jié)構(gòu)部位,作為其具體例,可舉出包含偶氮苯結(jié)構(gòu)、茋結(jié)構(gòu)等的部位。其中,從反應(yīng)性的高度出發(fā),優(yōu)選為偶氮苯結(jié)構(gòu)。
具有光取向性基團(tuán)和選自羥基、羧基、酰胺基、氨基和烷氧基甲硅烷基中的一種基團(tuán)的聚合物以外的化合物是例如,下述式所示的化合物。
前述式中,A1和A2分別獨(dú)立地表示氫原子或甲基。
X11是選自單鍵、醚鍵、酯鍵、酰胺鍵、脲鍵、氨基甲酸酯鍵、氨基鍵、羰基或它們的組合中的1種或2種以上的鍵,或選自碳原子數(shù)為1~18的亞烷基、亞苯基、亞聯(lián)苯基或它們的組合中的1~3種取代基經(jīng)由該1種或2種以上的鍵結(jié)合而成的結(jié)構(gòu),也可以是將前述取代基經(jīng)由前述鍵分別連接多個(gè)而成的結(jié)構(gòu)。
X12表示氫原子、鹵素原子、氰基、碳原子數(shù)為1~18的烷基、苯基、聯(lián)苯基或環(huán)己基。此時(shí),碳原子數(shù)為1~18的烷基、苯基、聯(lián)苯基和環(huán)己基中的2種以上基團(tuán)可以經(jīng)由共價(jià)鍵、醚鍵、酯鍵、酰胺鍵或脲鍵而結(jié)合。
X13表示羥基、巰基、碳原子數(shù)為1~10的烷氧基、碳原子數(shù)為1~10的烷硫基、苯氧基、聯(lián)苯氧基或苯基。
X14表示單鍵、碳原子數(shù)為1~20的亞烷基、2價(jià)的芳香族環(huán)基、或2價(jià)的脂肪族環(huán)基。在此,碳原子數(shù)為1~20的亞烷基可以是支鏈狀也可以是直鏈狀。
X15表示羥基、羧基、酰胺基、氨基或烷氧基甲硅烷基。但是,在X14為單鍵時(shí),X15為羥基或氨基。
X表示單鍵、氧原子或硫原子。但是,在X14為單鍵時(shí),X也是單鍵。
另外,在這些取代基中包含苯環(huán)的情況下,該苯環(huán)可以被選自碳原子數(shù)為1~4的烷基、碳原子數(shù)為1~4的烷氧基、鹵素原子、三氟甲基和氰基中的相同或不同的1個(gè)或多個(gè)取代基取代。
上述式中,R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17和R18分別獨(dú)立地表示氫原子、碳原子數(shù)為1~4的烷基、碳原子數(shù)為1~4的烷氧基、鹵素原子、三氟甲基或氰基。
此外,作為上述中定義的碳原子數(shù)為1~18的烷基,可舉出例如,甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、1-甲基-正丁基、2-甲基-正丁基、3-甲基-正丁基、1,1-二甲基-正丙基、1,2-二甲基-正丙基、2,2-二甲基-正丙基、1-乙基-正丙基、正己基、1-甲基-正戊基、2-甲基-正戊基、3-甲基-正戊基、4-甲基-正戊基、1,1-二甲基-正丁基、1,2-二甲基-正丁基、1,3-二甲基-正丁基、2,2-二甲基-正丁基、2,3-二甲基-正丁基、3,3-二甲基-正丁基、1-乙基-正丁基、2-乙基-正丁基、1,1,2-三甲基-正丙基、1,2,2-三甲基-正丙基、1-乙基-1-甲基-正丙基、1-乙基-2-甲基-正丙基、正庚基、1-甲基-正己基、2-甲基-正己基、3-甲基-正己基、1,1-二甲基-正戊基、1,2-二甲基-正戊基、1,3-二甲基-正戊基、2,2-二甲基-正戊基、2,3-二甲基-正戊基、3,3-二甲基-正戊基、1-乙基-正戊基、2-乙基-正戊基、3-乙基-正戊基、1-甲基-1-乙基-正丁基、1-甲基-2-乙基-正丁基、1-乙基-2-甲基-正丁基、2-甲基-2-乙基-正丁基、2-乙基-3-甲基-正丁基、正辛基、1-甲基-正庚基、2-甲基-正庚基、3-甲基-正庚基、1,1-二甲基-正己基、1,2-二甲基-正己基、1,3-二甲基-正己基、2,2-二甲基-正己基、2,3-二甲基-正己基、3,3-二甲基-正己基、1-乙基-正己基、2-乙基-正己基、3-乙基-正己基、1-甲基-1-乙基-正戊基、1-甲基-2-乙基-正戊基、1-甲基-3-乙基-正戊基、2-甲基-2-乙基-正戊基、2-甲基-3-乙基-正戊基、3-甲基-3-乙基-正戊基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基和正十八烷基等。同樣地作為碳原子數(shù)為1~4的烷基,可舉出上述例舉的基團(tuán)中有對(duì)應(yīng)的碳原子數(shù)的基團(tuán)。此外,作為碳原子數(shù)為1~10的烷氧基、碳原子數(shù)為1~4的烷氧基、碳原子數(shù)為1~10的烷硫基,可舉出將上述例舉的烷基進(jìn)行氧化或硫化而得的基團(tuán)中有對(duì)應(yīng)的碳原子數(shù)的基團(tuán)。進(jìn)而,作為碳原子數(shù)為1~20的亞烷基,可舉出從上述烷基以及正十九烷基、正二十烷基等碳原子數(shù)為1~20的烷基中去掉1個(gè)氫原子而得的二價(jià)基團(tuán)。
作為(A)成分的具有光取向性基團(tuán)和羥基的聚合物以外的化合物的具體例,例如作為上述式[A11]~[A15]所示的化合物以及該式以外的化合物,可舉出例如,4-(8-羥基辛基氧基)肉桂酸甲酯、4-(6-羥基己基氧基)肉桂酸甲酯、4-(4-羥基丁基氧基)肉桂酸甲酯、4-(3-羥基丙基氧基)肉桂酸甲酯、4-(2-羥基乙基氧基)肉桂酸甲酯、4-羥基甲基氧基肉桂酸甲酯、4-羥基肉桂酸甲酯、4-(8-羥基辛基氧基)肉桂酸乙酯、4-(6-羥基己基氧基)肉桂酸乙酯、4-(4-羥基丁基氧基)肉桂酸乙酯、4-(3-羥基丙基氧基)肉桂酸乙酯、4-(2-羥基乙基氧基)肉桂酸乙酯、4-羥基甲基氧基肉桂酸乙酯、4-羥基肉桂酸乙酯、4-(8-羥基辛基氧基)肉桂酸苯酯、4-(6-羥基己基氧基)肉桂酸苯酯、4-(4-羥基丁基氧基)肉桂酸苯酯、4-(3-羥基丙基氧基)肉桂酸苯酯、4-(2-羥基乙基氧基)肉桂酸苯酯、4-羥基甲基氧基肉桂酸苯酯、4-羥基肉桂酸苯酯、4-(8-羥基辛基氧基)肉桂酸聯(lián)苯酯、4-(6-羥基己基氧基)肉桂酸聯(lián)苯酯、4-(4-羥基丁基氧基)肉桂酸聯(lián)苯酯、4-(3-羥基丙基氧基)肉桂酸聯(lián)苯酯、4-(2-羥基乙基氧基)肉桂酸聯(lián)苯酯、4-羥基甲基氧基肉桂酸聯(lián)苯酯、4-羥基肉桂酸聯(lián)苯酯、肉桂酸8-羥基辛酯、肉桂酸6-羥基己酯、肉桂酸4-羥基丁酯、肉桂酸3-羥基丙酯、肉桂酸2-羥基乙酯、肉桂酸羥基甲酯、4-(8-羥基辛基氧基)偶氮苯、4-(6-羥基己基氧基)偶氮苯、4-(4-羥基丁基氧基)偶氮苯、4-(3-羥基丙基氧基)偶氮苯、4-(2-羥基乙基氧基)偶氮苯、4-羥基甲基氧基偶氮苯、4-羥基偶氮苯、4-(8-羥基辛基氧基)查耳酮、4-(6-羥基己基氧基)查耳酮、4-(4-羥基丁基氧基)查耳酮、4-(3-羥基丙基氧基)查耳酮、4-(2-羥基乙基氧基)查耳酮、4-羥基甲基氧基查耳酮、4-羥基查耳酮、4’-(8-羥基辛基氧基)查耳酮、4’-(6-羥基己基氧基)查耳酮、4’-(4-羥基丁基氧基)查耳酮、4’-(3-羥基丙基氧基)查耳酮、4’-(2-羥基乙基氧基)查耳酮、4’-羥基甲基氧基查耳酮、4’-羥基查耳酮、7-(8-羥基辛基氧基)香豆素、7-(6-羥基己基氧基)香豆素、7-(4-羥基丁基氧基)香豆素、7-(3-羥基丙基氧基)香豆素、7-(2-羥基乙基氧基)香豆素、7-羥基甲基氧基香豆素、7-羥基香豆素、6-羥基辛基氧基香豆素、6-羥基己基氧基香豆素、6-(4-羥基丁基氧基)香豆素、6-(3-羥基丙基氧基)香豆素、6-(2-羥基乙基氧基)香豆素、6-羥基甲基氧基香豆素、6-羥基香豆素、4-[4-(8-羥基辛基氧基)苯甲?;鵠肉桂酸甲酯、4-[4-(6-羥基己基氧基)苯甲?;鵠肉桂酸甲酯、4-[4-(4-羥基丁基氧基)苯甲?;鵠肉桂酸甲酯、4-[4-(3-羥基丙基氧基)苯甲?;鵠肉桂酸甲酯、4-[4-(2-羥基乙基氧基)苯甲酰基]肉桂酸甲酯、4-[4-羥基甲基氧基苯甲?;鵠肉桂酸甲酯、4-[4-羥基苯甲?;鵠肉桂酸甲酯、4-[4-(8-羥基辛基氧基)苯甲?;鵠肉桂酸乙酯、4-[4-(6-羥基己基氧基)苯甲?;鵠肉桂酸乙酯、4-[4-(4-羥基丁基氧基)苯甲?;鵠肉桂酸乙酯、4-[4-(3-羥基丙基氧基)苯甲酰基]肉桂酸乙酯、4-[4-(2-羥基乙基氧基)苯甲?;鵠肉桂酸乙酯、4-[4-羥基甲基氧基苯甲?;鵠肉桂酸乙酯、4-[4-羥基苯甲?;鵠肉桂酸乙酯、4-[4-(8-羥基辛基氧基)苯甲?;鵠肉桂酸叔丁酯、4-[4-(6-羥基己基氧基)苯甲?;鵠肉桂酸叔丁酯、4-[4-(4-羥基丁基氧基)苯甲?;鵠肉桂酸叔丁酯、4-[4-(3-羥基丙基氧基)苯甲酰基]肉桂酸叔丁酯、4-[4-(2-羥基乙基氧基)苯甲酰基]肉桂酸叔丁酯、4-[4-羥基甲基氧基苯甲酰基]肉桂酸叔丁酯、4-[4-(8-羥基辛基氧基)苯甲酰基]肉桂酸苯酯、4-[4-(6-羥基己基氧基)苯甲?;鵠肉桂酸苯酯、4-[4-(4-羥基丁基氧基)苯甲?;鵠肉桂酸苯酯、4-[4-(3-羥基丙基氧基)苯甲?;鵠肉桂酸苯酯、4-[4-(2-羥基乙基氧基)苯甲酰基]肉桂酸苯酯、4-[4-羥基甲基氧基苯甲酰基]肉桂酸苯酯、4-[4-羥基苯甲?;鵠肉桂酸苯酯、4-[4-(8-羥基辛基氧基)苯甲?;鵠肉桂酸聯(lián)苯酯、4-[4-(6-羥基己基氧基)苯甲?;鵠肉桂酸聯(lián)苯酯、4-[4-(4-羥基丁基氧基)苯甲?;鵠肉桂酸聯(lián)苯酯、4-[4-(3-羥基丙基氧基)苯甲酰基]肉桂酸聯(lián)苯酯、4-[4-(2-羥基乙基氧基)苯甲?;鵠肉桂酸聯(lián)苯酯、4-[4-羥基甲基氧基苯甲?;鵠肉桂酸聯(lián)苯酯、4-[4-羥基苯甲?;鵠肉桂酸聯(lián)苯酯、4-苯甲?;夤鹚?-羥基辛酯、4-苯甲?;夤鹚?-羥基己酯、4-苯甲?;夤鹚?-羥基丁酯、4-苯甲酰基肉桂酸3-羥基丙酯、4-苯甲酰基肉桂酸2-羥基乙酯、4-苯甲酰基肉桂酸羥基甲酯、4-[4-(8-羥基辛基氧基)苯甲?;鵠查耳酮、4-[4-(6-羥基己基氧基)苯甲酰基]查耳酮、4-[4-(4-羥基丁基氧基)苯甲酰基]查耳酮、4-[4-(3-羥基丙基氧基)苯甲?;鵠查耳酮、4-[4-(2-羥基乙基氧基)苯甲?;鵠查耳酮、4-(4-羥基甲基氧基苯甲酰基)查耳酮、4-(4-羥基苯甲?;?查耳酮、4’-[4-(8-羥基辛基氧基)苯甲?;鵠查耳酮、4’-[4-(6-羥基己基氧基)苯甲?;鵠查耳酮、4’-[4-(4-羥基丁基氧基)苯甲酰基]查耳酮、4’-[4-(3-羥基丙基氧基)苯甲?;鵠查耳酮、4’-[4-(2-羥基乙基氧基)苯甲酰基]查耳酮、4’-(4-羥基甲基氧基苯甲?;?查耳酮、4’-(4-羥基苯甲?;?查耳酮等。
作為(A)成分的、具有光取向性基團(tuán)和羧基的聚合物以外的化合物的具體例,可舉出肉桂酸、阿魏酸、4-甲氧基肉桂酸、4-乙氧基肉桂酸、4-正丙基氧基肉桂酸、3,4-二甲氧基肉桂酸、香豆素-3-甲酸、4-(N,N-二甲基氨基)肉桂酸等。
作為(A)成分的、具有光取向性基團(tuán)和酰胺基的聚合物以外的化合物的具體例,可舉出肉桂酸酰胺、4-甲基肉桂酸酰胺、4-乙基肉桂酸酰胺、4-甲氧基肉桂酸酰胺、4-乙氧基肉桂酸酰胺等。
作為(A)成分的、具有光取向性基團(tuán)和氨基的聚合物以外的化合物的具體例,可舉出4-氨基肉桂酸甲酯、4-氨基肉桂酸乙酯、3-氨基肉桂酸甲酯、3-氨基肉桂酸乙酯等。
作為(A)成分的、具有光取向性基團(tuán)和烷氧基甲硅烷基的聚合物以外的化合物的具體例,可舉出4-(3-三甲氧基甲硅烷基丙基氧基)肉桂酸甲酯、4-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基氧基)肉桂酸甲酯、4-(3-三甲氧基甲硅烷基丙基氧基)肉桂酸乙酯、4-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基氧基)肉桂酸乙酯、4-(3-三甲氧基甲硅烷基己基氧基)肉桂酸甲酯、4-(3-三乙氧基甲硅烷基己基氧基)肉桂酸甲酯、4-(3-三甲氧基甲硅烷基己基氧基)肉桂酸乙酯和4-(3-三乙氧基甲硅烷基己基氧基)肉桂酸乙酯等。
作為(A)成分,進(jìn)一步優(yōu)選為在下述式(1)所示的光取向性部位與熱反應(yīng)性部位結(jié)合而得的基團(tuán)上經(jīng)由間隔物結(jié)合了聚合性基團(tuán)而得的聚合物以外的化合物。
(式中,R101表示羥基、氨基、羥基苯氧基、羧基苯氧基、氨基苯氧基、氨基羰基苯氧基、苯基氨基、羥基苯基氨基、羧基苯基氨基、氨基苯基氨基、羥基烷基氨基或雙(羥基烷基)氨基,X101表示亞苯基,這些取代基的定義中的苯環(huán)可以被取代基取代。)
作為苯環(huán)可以被取代基取代的情況下的取代基,可舉出甲基、乙基、丙基、丁基、異丁基等烷基;三氟甲基等鹵烷基;甲氧基、乙氧基等烷氧基;碘、溴、氯、氟等鹵素原子;氰基;硝基等。
上述R101中,優(yōu)選為羥基和氨基,特別優(yōu)選為羥基。
作為間隔物,表示選自直鏈狀亞烷基、支鏈亞烷基、環(huán)狀亞烷基和亞苯基中的二價(jià)基團(tuán)、或者多個(gè)該二價(jià)基團(tuán)結(jié)合而成的基團(tuán)。在該情況下,作為構(gòu)成間隔物的二價(jià)基團(tuán)彼此之間的鍵、間隔物與上述式(1)所示的基團(tuán)之間的鍵、間隔物與聚合性基團(tuán)之間的鍵,可舉出單鍵、酯鍵、酰胺鍵、脲鍵或醚鍵。在上述二價(jià)基團(tuán)為多個(gè)的情況下,二價(jià)基團(tuán)彼此可以相同或不同,在上述鍵為多個(gè)的情況下,鍵彼此可以相同或不同。
作為這樣的(A)成分的、在光取向性部位與熱反應(yīng)性部位結(jié)合而得的基團(tuán)上結(jié)合了聚合性基團(tuán)而得的單體的具體例,可舉出4-(6-甲基丙烯酰氧基己基-1-氧基)肉桂酸、4-(6-丙烯酰氧基己基-1-氧基)肉桂酸、4-(3-甲基丙烯酰氧基丙基-1-氧基)肉桂酸、4-(4-(3-甲基丙烯酰氧基丙基-1-氧基)丙烯酰氧基)苯甲酸、4-(4-(6-甲基丙烯酰氧基己基-1-氧基)苯甲?;趸?肉桂酸、4-(6-甲基丙烯酰氧基己基-1-氧基)肉桂酰胺、4-(6-甲基丙烯酰氧基己基-1-氧基)-N-(4-氰基苯基)肉桂酰胺、4-(6-甲基丙烯酰氧基己基-1-氧基)-N-雙羥基乙基肉桂酰胺等。
作為(A)成分的聚合物以外的化合物的光取向成分可舉出以上的具體例,但并不受這些具體例限定。
接下來(lái)說(shuō)明(A)成分為聚合物,即高分子量的聚合物時(shí)的詳細(xì)內(nèi)容。
在本發(fā)明的固化膜形成用組合物中含有的(A)成分為高分子量的聚合物的情況下,優(yōu)選(A)成分為具有光取向性基團(tuán)的聚合物,即,具有作為光取向性基團(tuán)的進(jìn)行光二聚化或光異構(gòu)化的結(jié)構(gòu)部位的官能團(tuán)的聚合物,特別優(yōu)選至少具有光二聚化部位的丙烯酸系共聚物。進(jìn)而優(yōu)選的是,除了光二聚化部位以外,具有選自羥基、羧基、酰胺基、氨基和烷氧基甲硅烷基中的一種基團(tuán)(以下,包括這些基團(tuán)在內(nèi)也稱為熱交聯(lián)部位)的丙烯酸系共聚物。
在本發(fā)明中,所謂丙烯酸系共聚物,是指使丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯等具有不飽和雙鍵的單體聚合而得的共聚物。
(A)成分的具有光二聚化部位和熱交聯(lián)部位的丙烯酸系共聚物(以下也稱為特定共聚物。)只要是具有涉及的結(jié)構(gòu)的丙烯酸系共聚物即可,對(duì)于構(gòu)成丙烯酸系共聚物的高分子的主鏈的骨架和側(cè)鏈的種類等不特別限定。
作為光二聚化部位,可舉出肉桂?;?、查耳酮基、香豆素基、蒽基等。其中,從可見(jiàn)光區(qū)域中的透明性的高度、和光二聚化反應(yīng)性的高度出發(fā),優(yōu)選肉桂酰基。作為更優(yōu)選的肉桂酰基和包含肉桂酰結(jié)構(gòu)的取代基,可舉出下述式[1]或式[2]所示的結(jié)構(gòu)。另外,在本說(shuō)明書中,肉桂?;械谋江h(huán)為萘環(huán)的基團(tuán)也包含在“肉桂酰基”和“包含肉桂酰結(jié)構(gòu)的取代基”中。
上述式[1]中,X1表示氫原子、碳原子數(shù)為1~18的烷基、苯基或聯(lián)苯基。此時(shí),苯基和聯(lián)苯基可以被鹵素原子和氰基中的任一種取代。作為碳原子數(shù)為1~18的烷基,可舉出與作為碳原子數(shù)為1~18的烷基在上述中所例示的基團(tuán)同樣的基團(tuán)。
上述式[2]中,X2表示氫原子、氰基、碳原子數(shù)為1~18的烷基、苯基、聯(lián)苯基、環(huán)己基。作為碳原子數(shù)為1~18的烷基,與作為碳原子數(shù)為1~18的烷基在上述中所例示的基團(tuán)同樣的基團(tuán)。此時(shí),碳原子數(shù)為1~18的烷基、苯基、聯(lián)苯基、環(huán)己基可以經(jīng)由選自共價(jià)鍵、醚鍵、酯鍵、酰胺鍵、脲鍵、氨基甲酸酯鍵、氨基鍵、羰基或它們的組合中的1種或2種以上的鍵而結(jié)合多種。
上述式[1]和式[2]中,A表示式[A1]、式[A2]、式[A3]、式[A4]、式[A5]和式[A6]中的任一種。
上述式[A1]、式[A2]、式[A3]、式[A4]、式[A5]和式[A6]中,R31、R32、R33、R34、R35、R36、R37和R38分別獨(dú)立地表示氫原子、碳原子數(shù)為1~4的烷基、碳原子數(shù)為1~4的烷氧基、鹵素原子、三氟甲基或氰基。
熱交聯(lián)部位是通過(guò)加熱而與(B)成分結(jié)合的部位,作為其具體例,可舉出羥基、羧基、酰胺基、氨基、烷氧基甲硅烷基等。
(A)成分的丙烯酸系共聚物的重均分子量?jī)?yōu)選為3,000~200,000。如果重均分子量超過(guò)200,000而過(guò)大,則在溶劑中的溶解性有時(shí)會(huì)下降,操作性有時(shí)會(huì)下降,另一方面,如果重均分子量小于3,000而過(guò)小,則在熱固化時(shí)有時(shí)會(huì)固化不足,耐溶劑性會(huì)下降,或者耐熱性會(huì)下降。
(A)成分的具有光二聚化部位和熱交聯(lián)部位的丙烯酸系共聚物的合成方法中,使具有光二聚化部位的單體、與具有熱交聯(lián)部位的單體共聚的方法是簡(jiǎn)便的。
作為具有光二聚化部位的單體,可舉出例如,具有肉桂?;?、查耳酮基、香豆素基、蒽基等的單體。其中,從在可見(jiàn)光區(qū)域中的透明性的高度和光二聚化反應(yīng)性的高度出發(fā),特別優(yōu)選具有肉桂酰基的單體。
其中,更優(yōu)選具有上述式[1]或式[2]所示的結(jié)構(gòu)的肉桂酰基和包含肉桂酰結(jié)構(gòu)的取代基的單體。如果舉出這樣的單體的具體例,則為下述式[3]或式[4]所示的單體。
上述式[3]中,X1表示氫原子、碳原子數(shù)為1~18的烷基、苯基或聯(lián)苯基。此時(shí),苯基和聯(lián)苯基可以被鹵素原子和氰基中的任一種取代。作為碳原子數(shù)為1~18的烷基,可舉出與作為碳原子數(shù)為1~18的烷基在上述中所例示的基團(tuán)同樣的基團(tuán)。
L1和L2分別獨(dú)立地表示共價(jià)鍵、醚鍵、酯鍵、酰胺鍵、脲鍵或氨基甲酸酯鍵。
上述式[4]中,X2表示氫原子、氰基、碳原子數(shù)為1~18的烷基、苯基、聯(lián)苯基、環(huán)己基。作為碳原子數(shù)為1~18的烷基,可舉出與作為碳原子數(shù)為1~18的烷基在上述中所例示的基團(tuán)同樣的基團(tuán)。此時(shí),碳原子數(shù)為1~18的烷基、苯基、聯(lián)苯基、環(huán)己基可以經(jīng)由共價(jià)鍵、醚鍵、酯鍵、酰胺鍵、脲鍵進(jìn)行結(jié)合。
上述式[3]和式[4]中,X3和X5分別獨(dú)立地表示單鍵、碳原子數(shù)為1~20的亞烷基、2價(jià)的芳香族環(huán)、2價(jià)的脂肪族環(huán)。在此,碳原子數(shù)為1~20的亞烷基可以是支鏈狀或直鏈狀。作為碳原子數(shù)為1~20的亞烷基,可舉出與作為碳原子數(shù)為1~20的亞烷基在上述中規(guī)定的基團(tuán)同樣的基團(tuán)。
上述式[3]和式[4]中,X4和X6表示聚合性基團(tuán)。作為該聚合性基團(tuán)的具體例,可舉出例如,丙烯?;?、甲基丙烯酰基、苯乙烯基、馬來(lái)酰亞胺基、丙烯酰胺基、甲基丙烯酰胺基等。
上述式[3]和式[4]中,A與前述同樣地表示式[A1]、式[A2]、式[A3]、式[A4]、式[A5]和式[A6]中的任一種。
作為具有熱交聯(lián)部位的單體,可舉出例如,丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸2-羥基丙酯、甲基丙烯酸2-羥基丙酯、丙烯酸4-羥基丁酯、甲基丙烯酸4-羥基丁酯、丙烯酸2,3-二羥基丙酯、甲基丙烯酸2,3-二羥基丙酯、二乙二醇單丙烯酸酯、二乙二醇單甲基丙烯酸酯、己內(nèi)酯2-(丙烯酰氧基)乙酯、己內(nèi)酯2-(甲基丙烯酰氧基)乙酯、聚(乙二醇)乙基醚丙烯酸酯、聚(乙二醇)乙基醚甲基丙烯酸酯、5-丙烯酰氧基-6-羥基降冰片烯-2-羧基-6-內(nèi)酯、5-甲基丙烯酰氧基-6-羥基降冰片烯-2-羧基-6-內(nèi)酯等具有羥基的單體;丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、單-(2-(丙烯酰氧基)乙基)苯二甲酸酯、單-(2-(甲基丙烯酰氧基)乙基)苯二甲酸酯、N-(羧基苯基)馬來(lái)酰亞胺、N-(羧基苯基)甲基丙烯酰胺、N-(羧基苯基)丙烯酰胺等具有羧基的單體;羥基苯乙烯、N-(羥基苯基)甲基丙烯酰胺、N-(羥基苯基)丙烯酰胺、N-(羥基苯基)馬來(lái)酰亞胺、N-(羥基苯基)馬來(lái)酰亞胺等具有酚性羥基的單體;丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺等具有酰胺基的單體;甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷等具有烷氧基甲硅烷基的單體等。
關(guān)于為了獲得特定共聚物而使用的具有光二聚化部位的單體和具有熱交聯(lián)部位的單體的使用量,基于為了獲得特定共聚物而使用的全部單體的合計(jì)量,具有光二聚化部位的單體優(yōu)選為40質(zhì)量%~95質(zhì)量%,具有熱交聯(lián)部位的單體優(yōu)選為5質(zhì)量%~60質(zhì)量%。通過(guò)使具有光二聚化部位的單體含量為40質(zhì)量%以上,能夠賦予高靈敏度和良好的液晶取向性。另一方面,通過(guò)使具有光二聚化部位的單體含量為95質(zhì)量%以下,能夠賦予充分的熱固化性,能夠維持高靈敏度和良好的液晶取向性。
此外,在本發(fā)明的固化膜形成用組合物中,在獲得特定共聚物時(shí),可以并用能夠與具有光二聚化部位和熱交聯(lián)部位(以下也將它們稱為特定官能團(tuán))的單體發(fā)生共聚的單體(以下也稱為具有非反應(yīng)性官能團(tuán)的單體)。
作為這樣的單體的具體例,可舉出丙烯酸酯化合物、甲基丙烯酸酯化合物、馬來(lái)酰亞胺化合物、丙烯酰胺化合物、丙烯腈、馬來(lái)酸酐、苯乙烯化合物以及乙烯系化合物等。
以下舉出上述單體的具體例,但是并不受這些例子限定。
作為上述丙烯酸酯化合物,可舉出例如,丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸芐酯、丙烯酸萘酯、丙烯酸蒽酯、丙烯酸蒽基甲酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸環(huán)己酯、丙烯酸異冰片酯、丙烯酸2-甲氧基乙酯、丙烯酸甲氧基三乙二醇酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、丙烯酸四氫糠酯、丙烯酸3-甲氧基丁酯、2-甲基-2-金剛烷基丙烯酸酯、2-丙基-2-金剛烷基丙烯酸酯、丙烯酸8-甲基-8-三環(huán)癸酯、和丙烯酸8-乙基-8-三環(huán)癸酯等。
作為上述甲基丙烯酸酯化合物,可舉出例如,甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸芐酯、甲基丙烯酸萘酯、甲基丙烯酸蒽酯、甲基丙烯酸蒽基甲酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯、甲基丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸2-甲氧基乙酯、甲基丙烯酸甲氧基三乙二醇酯、甲基丙烯酸2-乙氧基乙酯、甲基丙烯酸四氫糠酯、甲基丙烯酸3-甲氧基丁酯、甲基丙烯酸2-甲基-2-金剛烷酯、γ-丁內(nèi)酯甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸2-丙基-2-金剛烷酯、甲基丙烯酸8-甲基-8-三環(huán)癸酯和甲基丙烯酸8-乙基-8-三環(huán)癸酯等。
作為上述乙烯系化合物,可舉出例如,甲基乙烯基醚、芐基乙烯基醚、乙烯基萘、乙烯基咔唑、烯丙基縮水甘油基醚、3-乙烯基-7-氧雜雙環(huán)[4.1.0]庚烷、1,2-環(huán)氧基-5-己烯以及1,7-辛二烯單環(huán)氧化物等。
作為上述苯乙烯化合物,可舉出例如,苯乙烯、甲基苯乙烯、氯苯乙烯和溴苯乙烯等。
作為上述馬來(lái)酰亞胺化合物,可舉出例如,馬來(lái)酰亞胺、N-甲基馬來(lái)酰亞胺、N-苯基馬來(lái)酰亞胺和N-環(huán)己基馬來(lái)酰亞胺等。
對(duì)獲得用于本發(fā)明的固化膜形成用組合物的特定共聚物的方法不特別限定,例如,可以通過(guò)在使具有特定官能團(tuán)的單體(具有光二聚化部位的單體和具有熱交聯(lián)部位的單體)、根據(jù)期望的具有非反應(yīng)性官能團(tuán)的單體和聚合引發(fā)劑等共存的溶劑中,在50~110℃的溫度下進(jìn)行聚合反應(yīng)而獲得。此時(shí),所使用的溶劑只要是溶解具有特定官能團(tuán)的單體、根據(jù)期望使用的具有非反應(yīng)性官能團(tuán)的單體和聚合引發(fā)劑等的溶劑就不特別限定。作為具體例,可舉出后述的溶劑中記載的溶劑。
由此獲得的特定共聚物通常是在溶劑中溶解了的溶液的狀態(tài),在本發(fā)明中,可以作為(A)成分的溶液直接使用。
此外,將如上所述獲得的特定共聚物的溶液投入到攪拌下的乙醚、水等中,使其再沉淀,將生成的沉淀物進(jìn)行過(guò)濾、洗滌,然后在常壓或減壓下進(jìn)行常溫干燥或加熱干燥,從而可以制成特定共聚物的粉體。通過(guò)這樣的操作,可以除去與特定共聚物共存的聚合引發(fā)劑和未反應(yīng)的單體,其結(jié)果能夠獲得純化了的特定共聚物的粉體。在通過(guò)一次操作不能充分地純化的情況下,使所獲得的粉體再溶解于溶劑中,重復(fù)進(jìn)行上述的操作即可。
在本發(fā)明的固化膜形成用組合物中,作為(A)成分,可以直接使用上述特定共聚物的粉體,或者可以將該粉體再溶解于例如后述的溶劑中,以溶液的狀態(tài)使用。
此外,在本實(shí)施方式中,(A)成分的丙烯酸系共聚物可以是多種特定共聚物的混合物。
如上所述,在本發(fā)明中,作為(A)成分,可以使用低分子量的化合物、或高分子量的特定共聚物。此外,(A)成分也可以是分別為1種以上的低分子量的化合物和高分子量的特定共聚物的混合物。
[(B)成分]
本發(fā)明的固化膜形成用組合物中含有的(B)成分是包含具有N-烷氧基甲基的重復(fù)單元和具有包含聚合性C=C雙鍵的側(cè)鏈的重復(fù)單元的聚合物(以下也稱為特定共聚物2)。
作為N-烷氧基甲基的N,即氮原子,可舉出酰胺的氮原子、硫代酰胺的氮原子、脲的氮原子、硫脲的氮原子、氨基甲酸酯的氮原子、結(jié)合在含氮雜環(huán)的氮原子的鄰位上的氮原子等。因此,作為N-烷氧基甲基,可舉出烷氧基甲基與選自酰胺的氮原子、硫代酰胺的氮原子、脲的氮原子、硫脲的氮原子、氨基甲酸酯的氮原子、結(jié)合在含氮雜環(huán)的氮原子的鄰位上的氮原子等中的氮原子結(jié)合而得的結(jié)構(gòu)。
作為賦予具有N-烷氧基甲基的重復(fù)單元的單體(以下也稱為特定單體X1),只要是具有上述基團(tuán)的單體就不特別限定,但優(yōu)選可舉出例如下述的式(b1)所示的化合物。
(式中,R1表示氫原子或甲基,R2表示氫原子或直鏈或支鏈的碳原子數(shù)為1~10的烷基。)
作為上述烷基,可舉出例如,甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、1-甲基-正丁基、2-甲基-正丁基、3-甲基-正丁基、1,1-二甲基-正丙基、1,2-二甲基-正丙基、2,2-二甲基-正丙基、1-乙基-正丙基、正己基、1-甲基-正戊基、2-甲基-正戊基、3-甲基-正戊基、4-甲基-正戊基、1,1-二甲基-正丁基、1,2-二甲基-正丁基、1,3-二甲基-正丁基、2,2-二甲基-正丁基、2,3-二甲基-正丁基、3,3-二甲基-正丁基、1-乙基-正丁基、2-乙基-正丁基、1,1,2-三甲基-正丙基、1,2,2-三甲基-正丙基、1-乙基-1-甲基-正丙基、1-乙基-2-甲基-正丙基、正庚基、1-甲基-正己基、2-甲基-正己基、3-甲基-正己基、1,1-二甲基-正戊基、1,2-二甲基-正戊基、1,3-二甲基-正戊基、2,2-二甲基-正戊基、2,3-二甲基-正戊基、3,3-二甲基-正戊基、1-乙基-正戊基、2-乙基-正戊基、3-乙基-正戊基、1-甲基-1-乙基-正丁基、1-甲基-2-乙基-正丁基、1-乙基-2-甲基-正丁基、2-甲基-2-乙基-正丁基、2-乙基-3-甲基-正丁基、正辛基、1-甲基-正庚基、2-甲基-正庚基、3-甲基-正庚基、1,1-二甲基-正己基、1,2-二甲基-正己基、1,3-二甲基-正己基、2,2-二甲基-正己基、2,3-二甲基-正己基、3,3-二甲基-正己基、1-乙基-正己基、2-乙基-正己基、3-乙基-正己基、1-甲基-1-乙基-正戊基、1-甲基-2-乙基-正戊基、1-甲基-3-乙基-正戊基、2-甲基-2-乙基-正戊基、2-甲基-3-乙基-正戊基、3-甲基-3-乙基-正戊基、正壬基、正癸基等。
作為這樣的單體的具體例,可舉出N-羥基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-甲氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺等被羥基甲基或烷氧基甲基取代了的丙烯酰胺化合物或甲基丙烯酰胺化合物。另外,所謂(甲基)丙烯酰胺,表示甲基丙烯酰胺和丙烯酰胺兩者。
作為包含聚合性C=C雙鍵的基團(tuán),可舉出丙烯酸基、甲基丙烯酸基、乙烯基、烯丙基、馬來(lái)酰亞胺基等。
(B)成分的具有包含聚合性C=C雙鍵的側(cè)鏈的重復(fù)單元中的特定側(cè)鏈優(yōu)選碳原子數(shù)為3~16、末端具有不飽和鍵的側(cè)鏈,特別優(yōu)選式(b2)那樣所示的特定側(cè)鏈。如式(b2-1)所示,式(b2)所示的特定側(cè)鏈與丙烯酸系聚合物的酯鍵部分結(jié)合。
式(b2)中,R51是碳原子數(shù)為1~14,且是從脂肪族基團(tuán)、包含環(huán)式結(jié)構(gòu)的脂肪族基團(tuán)和芳香族基團(tuán)的組中選擇的有機(jī)基團(tuán)、或包含從該組中選擇多個(gè)有機(jī)基團(tuán)的組合的有機(jī)基團(tuán)。R51可以包含酯鍵、醚鍵、酰胺鍵或氨基甲酸酯鍵等。
在式(b2)中,R52為氫原子或甲基,優(yōu)選R52為氫原子的特定側(cè)鏈,更優(yōu)選的是末端為丙烯?;⒓谆;虮揭蚁┗奶囟▊?cè)鏈。
在式(b2-1)中,R53為氫原子或甲基。
對(duì)獲得上述那樣具有特定側(cè)鏈的聚合物的方法不特別限定。若舉出一例,則預(yù)先通過(guò)自由基聚合等聚合方法生成具有特定官能團(tuán)的丙烯酸系聚合物。接著,使該特定官能團(tuán)、與末端具有不飽和鍵的化合物(以下稱為特定化合物。)進(jìn)行反應(yīng)而生成特定側(cè)鏈,從而可以向作為(B)成分的聚合物中導(dǎo)入包含聚合性C=C雙鍵的側(cè)鏈。
在此,所謂特定官能團(tuán),是指羧基、縮水甘油基、羥基、具有活性氫的氨基、酚性羥基或異氰酸酯基等官能團(tuán),或選自這些官能團(tuán)的多種官能團(tuán)。
在上述生成特定側(cè)鏈的反應(yīng)中,特定官能團(tuán)、與特定化合物具有的與反應(yīng)相關(guān)的基團(tuán)的優(yōu)選的組合為,羧基與環(huán)氧基、羥基與異氰酸酯基、酚性羥基與環(huán)氧基、羧基與異氰酸酯基、氨基與異氰酸酯基、或羥基與酰氯等。進(jìn)而,更優(yōu)選的組合為羧基與甲基丙烯酸縮水甘油基酯、或羥基與異氰酸酯基甲基丙烯酸乙酯。
此外,在上述生成特定側(cè)鏈的反應(yīng)中,具有特定官能團(tuán)的聚合物是以特定單體X1與具有用于與特定化合物進(jìn)行反應(yīng)的官能團(tuán)(特定官能團(tuán))的單體,即具有羧基、縮水甘油基、羥基、具有活性氫的氨基、酚性羥基或異氰酸酯基等的單體(以下也稱為特定單體X2)為必需成分而得的共聚物,其數(shù)均分子量為2,000~25,000。在此,用于聚合的具有特定官能團(tuán)的單體可以單獨(dú)使用,只要是在聚合中不發(fā)生反應(yīng)的組合也可以并用多種。
以下舉出為了獲得具有特定官能團(tuán)的聚合物所必要的單體,即特定單體X2的具體例。但是,不受這些具體例限定。
作為具有羧基的單體,可舉出例如,丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、單-(2-(丙烯酰氧基)乙基)苯二甲酸酯、單-(2-(甲基丙烯酰氧基)乙基)苯二甲酸酯、N-(羧基苯基)馬來(lái)酰亞胺、N-(羧基苯基)甲基丙烯酰胺和N-(羧基苯基)丙烯酰胺等。
作為具有縮水甘油基的單體,可舉出例如,縮水甘油基甲基丙烯酸酯、丙烯酸縮水甘油酯、烯丙基縮水甘油基醚、3-乙烯基-7-氧雜雙環(huán)[4.1.0]庚烷、1,2-環(huán)氧基-5-己烯和1,7-辛二烯單環(huán)氧化物等。
作為具有羥基的單體,可舉出例如,丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸2-羥基丙酯、甲基丙烯酸2-羥基丙酯、丙烯酸4-羥基丁酯、甲基丙烯酸4-羥基丁酯、丙烯酸2,3-二羥基丙酯、甲基丙烯酸2,3-二羥基丙酯、二乙二醇單丙烯酸酯、二乙二醇單甲基丙烯酸酯、己內(nèi)酯2-(丙烯酰氧基)乙酯、己內(nèi)酯2-(甲基丙烯酰氧基)乙酯、聚(乙二醇)乙基醚丙烯酸酯、聚(乙二醇)乙基醚甲基丙烯酸酯、5-丙烯酰氧基-6-羥基降冰片烯-2-羧基-6-內(nèi)酯以及5-甲基丙烯酰氧基-6-羥基降冰片烯-2-羧基-6-內(nèi)酯等。
作為具有氨基的單體,可舉出例如,丙烯酸2-氨基乙酯以及甲基丙烯酸2-氨基甲酯等。
作為具有酚性羥基的單體,可舉出例如,羥基苯乙烯、N-(羥基苯基)丙烯酰胺、N-(羥基苯基)甲基丙烯酰胺和N-(羥基苯基)馬來(lái)酰亞胺等。
作為具有異氰酸酯基的單體,可舉出例如,丙烯酰乙基異氰酸酯、甲基丙烯酰乙基異氰酸酯和間四甲基二甲苯異氰酸酯等。
在由此得到的式(b2)所示的側(cè)鏈中,作為R51的具體例,可舉出下述式(B-1)~式(B-11)等。
此外,在本發(fā)明中,在獲得(B)成分的聚合物時(shí),除了特定單體X1和特定單體X2以外,可以并用能夠與該單體共聚的、不具有前述可熱交聯(lián)的取代基的單體。
作為這樣的單體的具體例,可舉出具有與特定單體X1和特定單體X2不同的結(jié)構(gòu)的丙烯酸酯化合物或甲基丙烯酸酯化合物、馬來(lái)酰亞胺化合物、丙烯酰胺化合物、丙烯腈、馬來(lái)酸酐、苯乙烯化合物和乙烯系化合物等。
以下舉出前述單體的具體例,但不受這些具體例限定。
作為具有與前述特定單體X1等不同的結(jié)構(gòu)的丙烯酸酯化合物,可舉出例如,丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸芐酯、丙烯酸萘酯、丙烯酸蒽酯、丙烯酸蒽基甲酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、丙烯酸環(huán)己酯、丙烯酸異冰片酯、丙烯酸2-甲氧基乙酯、丙烯酸甲氧基三乙二醇酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、丙烯酸四氫糠酯、丙烯酸3-甲氧基丁酯、丙烯酸2-甲基-2-金剛烷酯、丙烯酸2-丙基-2-金剛烷酯、丙烯酸8-甲基-8-三環(huán)癸酯、以及丙烯酸8-乙基-8-三環(huán)癸酯等。
作為具有與前述特定單體X1等不同的結(jié)構(gòu)的甲基丙烯酸酯化合物,可舉出例如,甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸芐酯、甲基丙烯酸萘酯、甲基丙烯酸蒽酯、甲基丙烯酸蒽基甲酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯、甲基丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸2-甲氧基乙酯、甲基丙烯酸甲氧基三乙二醇酯、甲基丙烯酸2-乙氧基乙酯、甲基丙烯酸四氫糠酯、甲基丙烯酸3-甲氧基丁酯、甲基丙烯酸2-甲基-2-金剛烷酯、γ-丁內(nèi)酯甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸2-丙基-2-金剛烷酯、甲基丙烯酸8-甲基-8-三環(huán)癸酯、以及甲基丙烯酸8-乙基-8-三環(huán)癸酯等。
作為前述乙烯系化合物,可舉出例如,甲基乙烯基醚、芐基乙烯基醚、乙烯基萘、乙烯基咔唑、烯丙基縮水甘油基醚、3-乙烯基-7-氧雜雙環(huán)[4.1.0]庚烷、1,2-環(huán)氧基-5-己烯、以及1,7-辛二烯單環(huán)氧化物等。
作為前述苯乙烯化合物,可舉出例如,苯乙烯、甲基苯乙烯、氯苯乙烯、溴苯乙烯等。
作為前述馬來(lái)酰亞胺化合物,可舉出例如,馬來(lái)酰亞胺、N-甲基馬來(lái)酰亞胺、N-苯基馬來(lái)酰亞胺、以及N-環(huán)己基馬來(lái)酰亞胺等。
在(B)成分的聚合物中,具有N-烷氧基甲基的重復(fù)單元的存在比例相對(duì)于該聚合物的全部重復(fù)單元100摩爾優(yōu)選為40摩爾%~90摩爾%,進(jìn)一步優(yōu)選為50摩爾%~85摩爾%。
即,基于為了獲得作為(B)成分的特定共聚物2而使用的全部單體的合計(jì)量,為了獲得作為(B)成分的特定共聚物2而使用的特定單體X1的使用量?jī)?yōu)選為40摩爾%~90摩爾%,進(jìn)一步優(yōu)選為50摩爾%~85摩爾%。
在合計(jì)小于40摩爾%的情況下,與(A)成分的熱交聯(lián)引起的固化有時(shí)會(huì)變得不充分;在合計(jì)比90摩爾%大的情況下,有時(shí)會(huì)對(duì)與基材的密合性產(chǎn)生不良影響。
在(B)成分的聚合物中,具有包含聚合性C=C雙鍵的側(cè)鏈的重復(fù)單元的存在比例相對(duì)于該聚合物的全部重復(fù)單元100摩爾優(yōu)選為10摩爾%~60摩爾%,進(jìn)一步優(yōu)選為15摩爾%~50摩爾%。
即,基于為了獲得作為(B)成分的特定共聚物2而使用的全部單體的合計(jì)量,為了獲得作為(B)成分的特定共聚物2而使用的特定單體X2的使用量?jī)?yōu)選為10摩爾%~60摩爾%,進(jìn)一步優(yōu)選為15摩爾%~50摩爾%。
在合計(jì)小于10摩爾%的情況下,與液晶層的密合性有時(shí)會(huì)變得不充分;在合計(jì)比60摩爾%大的情況下,與(A)成分的熱交聯(lián)引起的固化有時(shí)會(huì)變得不充分。
對(duì)獲得作為(B)成分的例子的特定共聚物2的方法不特別限定,但例如,可以通過(guò)在使特定單體X1、特定單體X2、以及根據(jù)期望添加的除特定單體以外的單體和聚合引發(fā)劑等共存的溶劑中,在50~110℃的溫度下進(jìn)行聚合反應(yīng)而獲得。此時(shí),所使用的溶劑只要是溶解上述式X所示的單體、根據(jù)期望使用的除特定單體以外的單體、以及聚合引發(fā)劑等的溶劑就不特別限定。作為其具體例,記載在后述<溶劑>項(xiàng)中。
通過(guò)以上的方法獲得的作為(B)成分的例子的丙烯酸系聚合物通常是在溶劑中溶解了的溶液的狀態(tài),在本發(fā)明中,可以作為(B)成分的溶液直接使用。
此外,將由上述方法獲得的作為(B)成分的例子的丙烯酸系聚合物的溶液投入到攪拌下的乙醚、水等中,使其再沉淀,將生成的沉淀物進(jìn)行過(guò)濾、洗滌,然后在常壓或減壓下進(jìn)行常溫干燥或加熱干燥,從而可以制成(B)成分的特定共聚物2的粉體。通過(guò)上述的操作,可以除去與(B)成分的特定共聚物2共存的聚合引發(fā)劑和未反應(yīng)的單體,其結(jié)果能夠獲得純化了的作為(B)成分的例子的特定共聚物2的粉體。在通過(guò)一次操作不能充分地純化的情況下,使所獲得的粉體再溶解于溶劑中,重復(fù)進(jìn)行上述的操作即可。
在本發(fā)明的形成光學(xué)膜的表面的固化膜的組合物中,(B)成分的特定共聚物2可以以粉體形態(tài)、或以將純化后的粉末再溶解于后述的溶劑中而得的溶液形態(tài)使用。
此外,在本發(fā)明的形成光學(xué)膜的表面的固化膜的組合物中,(B)成分可以是作為(B)成分的例子所示的特定共聚物2的多種的混合物。
這樣的聚合物的重均分子量為1,000~500,000,優(yōu)選為2,000~200,000,更優(yōu)選為3,000~150,000,進(jìn)一步優(yōu)選為3,000~50,000。
這些聚合物可以單獨(dú)或組合2種以上使用。
關(guān)于本發(fā)明的固化膜形成用組合物中的(B)成分的含量,優(yōu)選(A)成分和(B)成分的含量比以質(zhì)量比計(jì)為5:95~60:40。在(B)成分的聚合物的含量過(guò)小的情況下,由固化膜形成用組合物得到的固化膜的耐溶劑性和耐熱性下降,光取向時(shí)的取向靈敏度下降。另一方面,在(B)成分的聚合物的含量過(guò)大的情況下,光取向性和保存穩(wěn)定性有時(shí)會(huì)下降。
[(C)成分]
本發(fā)明的組合物中含有的(C)成分是選自(C-1)、(C-2)或(C-3)中的至少一種聚合物,(C-1):具有選自羥基、羧基、酰胺基、氨基和烷氧基甲硅烷基中的至少一種取代基的聚合物,(C-2):具有可與(A)成分進(jìn)行熱反應(yīng)的取代基、且可進(jìn)行自交聯(lián)的聚合物,(C-3):三聚氰胺-甲醛樹脂。以下對(duì)各成分進(jìn)行詳細(xì)敘述。
[(C-1)成分]
(C-1)成分為具有選自羥基、羧基、酰胺基、氨基和烷氧基甲硅烷基中的至少一種取代基的聚合物(以下也稱為特定(共)聚合物1。)。
作為(C-1)成分的聚合物,可舉出例如,丙烯酸系聚合物、氨基甲酸酯改性丙烯酸系聚合物、聚酰胺酸、聚酰亞胺、聚乙烯醇、聚酯、聚酯多元羧酸、聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚己內(nèi)酯多元醇、聚亞烷基亞胺、聚烯丙基胺、纖維素類(纖維素或其衍生物)、苯酚酚醛清漆樹脂等具有直鏈結(jié)構(gòu)或支鏈結(jié)構(gòu)的聚合物、環(huán)糊精類等環(huán)狀聚合物等。
其中,作為丙烯酸系聚合物,可以應(yīng)用將丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯等具有不飽和雙鍵的單體聚合而得的聚合物。
作為(C-1)成分的例子的丙烯酸系聚合物的合成方法,使具有選自羥基、羧基、酰胺基、氨基和烷氧基甲硅烷基中的至少一種取代基的單體、與根據(jù)期望的除此以外的單體(共)聚合的方法是簡(jiǎn)便的。
作為具有選自羥基、羧基、酰胺基、氨基和烷氧基甲硅烷基中的至少一種取代基的單體,可舉出例如,丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸2-羥基丙酯、甲基丙烯酸2-羥基丙酯、丙烯酸4-羥基丁酯、甲基丙烯酸4-羥基丁酯、丙烯酸2,3-二羥基丙酯、甲基丙烯酸2,3-二羥基丙酯、二乙二醇單丙烯酸酯、二乙二醇單甲基丙烯酸酯、己內(nèi)酯2-(丙烯酰氧基)乙酯、己內(nèi)酯2-(甲基丙烯酰氧基)乙酯、聚(乙二醇)乙基醚丙烯酸酯、聚(乙二醇)乙基醚甲基丙烯酸酯、5-丙烯酰氧基-6-羥基降冰片烯-2-羧基-6-內(nèi)酯、5-甲基丙烯酰氧基-6-羥基降冰片烯-2-羧基-6-內(nèi)酯等具有羥基的單體,丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、單-(2-(丙烯酰氧基)乙基)苯二甲酸酯、單-(2-(甲基丙烯酰氧基)乙基)苯二甲酸酯、乙烯基苯甲酸、N-(羧基苯基)馬來(lái)酰亞胺、N-(羧基苯基)甲基丙烯酰胺、N-(羧基苯基)丙烯酰胺等具有羧基的單體、以及對(duì)羥基苯乙烯、間羥基苯乙烯、鄰羥基苯乙烯、N-(羥基苯基)甲基丙烯酰胺、N-(羥基苯基)丙烯酰胺和N-(羥基苯基)馬來(lái)酰亞胺等具有酚性羥基的單體,丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺等具有酰胺基的單體,丙烯酸氨基乙基酯、甲基丙烯酸氨基乙基酯、丙烯酸氨基丙基酯和甲基丙烯酸氨基丙基酯等具有氨基的單體,三甲氧基甲硅烷基丙基丙烯酸酯、三甲氧基甲硅烷基丙基甲基丙烯酸酯、三乙氧基甲硅烷基丙基丙烯酸酯和三乙氧基甲硅烷基丙基甲基丙烯酸酯等具有烷氧基甲硅烷基的單體等。
此外,在本發(fā)明中,在獲得作為(C-1)成分的例子的丙烯酸系聚合物時(shí),除了使用具有選自羥基、羧基、酰胺基、氨基和烷氧基甲硅烷基中的至少一種取代基的單體以外,可以并用能夠與該單體共聚的、不具有選自羥基、羧基、酰胺基、氨基和烷氧基甲硅烷基中的取代基的單體。
作為這樣的單體的具體例,可舉出丙烯酸酯化合物、甲基丙烯酸酯化合物、馬來(lái)酰亞胺化合物、丙烯腈、馬來(lái)酸酐、苯乙烯化合物和乙烯系化合物等。
以下舉出前述單體的具體例,但不受這些具體例限定。
作為前述丙烯酸酯化合物,可舉出例如,丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸芐酯、丙烯酸萘酯、丙烯酸蒽酯、丙烯酸蒽基甲酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、丙烯酸環(huán)己酯、丙烯酸異冰片酯、丙烯酸2-甲氧基乙酯、丙烯酸甲氧基三乙二醇酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、丙烯酸2-氨基乙酯、丙烯酸四氫糠酯、丙烯酸3-甲氧基丁酯、丙烯酸2-甲基-2-金剛烷酯、丙烯酸2-丙基-2-金剛烷酯、丙烯酸8-甲基-8-三環(huán)癸酯、以及丙烯酸8-乙基-8-三環(huán)癸酯等。
作為前述甲基丙烯酸酯化合物,可舉出例如,甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸芐酯、甲基丙烯酸萘酯、甲基丙烯酸蒽酯、甲基丙烯酸蒽基甲酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯、甲基丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸2-甲氧基乙酯、甲基丙烯酸甲氧基三乙二醇酯、甲基丙烯酸2-乙氧基乙酯、甲基丙烯酸2-氨基甲酯、甲基丙烯酸四氫糠酯、甲基丙烯酸3-甲氧基丁酯、甲基丙烯酸2-甲基-2-金剛烷酯、γ-丁內(nèi)酯甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸2-丙基-2-金剛烷酯、甲基丙烯酸8-甲基-8-三環(huán)癸酯、以及甲基丙烯酸8-乙基-8-三環(huán)癸酯等。
作為前述馬來(lái)酰亞胺化合物,可舉出例如,馬來(lái)酰亞胺、N-甲基馬來(lái)酰亞胺、N-苯基馬來(lái)酰亞胺、以及N-環(huán)己基馬來(lái)酰亞胺等。
作為前述苯乙烯化合物,可舉出例如,苯乙烯、甲基苯乙烯、氯苯乙烯、溴苯乙烯等。
作為前述乙烯系化合物,可舉出例如,甲基乙烯基醚、芐基乙烯基醚、乙烯基萘、乙烯基咔唑、烯丙基縮水甘油基醚、3-乙烯基-7-氧雜雙環(huán)[4.1.0]庚烷、1,2-環(huán)氧基-5-己烯、以及1,7-辛二烯單環(huán)氧化物等。
用于獲得作為(C-1)成分的例子的丙烯酸系聚合物的、具有選自羥基、羧基、酰胺基、氨基和烷氧基甲硅烷基中的至少一種取代基的單體的使用量,基于用于獲得作為(C-1)成分的例子的丙烯酸系聚合物的全部單體的合計(jì)量?jī)?yōu)選為5摩爾%~100摩爾%。
對(duì)獲得作為(C-1)成分的例子的丙烯酸系聚合物的方法不特別限定,例如,可以通過(guò)在使具有選自羥基、羧基、酰胺基、氨基和烷氧基甲硅烷基中的至少一種取代基的單體、根據(jù)期望添加的不具有選自羥基、羧基、酰胺基、氨基和烷氧基甲硅烷基中的取代基的單體、以及聚合引發(fā)劑等共存的溶劑中,在50℃~110℃的溫度下進(jìn)行聚合反應(yīng)而獲得。此時(shí),所使用的溶劑只要是溶解具有選自羥基、羧基、酰胺基、氨基和烷氧基甲硅烷基中的至少一種取代基的單體、根據(jù)期望添加的不具有選自羥基、羧基、酰胺基、氨基和烷氧基甲硅烷基中的取代基的單體、以及聚合引發(fā)劑等的溶劑就不特別限定。作為具體例,記載于后述的[溶劑]項(xiàng)。
通過(guò)以上的方法獲得的作為(C-1)成分的例子的丙烯酸系聚合物通常為在溶劑中溶解了的溶液狀態(tài)。
此外,將由上述方法獲得的作為(C-1)成分的例子的丙烯酸系聚合物的溶液投入到攪拌下的乙醚、水等中,使其再沉淀,將生成的沉淀物進(jìn)行過(guò)濾、洗滌,然后在常壓或減壓下進(jìn)行常溫干燥或加熱干燥,從而可以制成作為(C-1)成分的例子的丙烯酸系聚合物的粉體。通過(guò)上述的操作,可以除去與作為(C-1)成分的例子的丙烯酸系聚合物共存的聚合引發(fā)劑和未反應(yīng)的單體,其結(jié)果是能夠獲得純化了的作為(B)成分的例子的丙烯酸系聚合物的粉體。在通過(guò)一次操作不能充分地純化的情況下,使所獲得的粉體再溶解于溶劑中,重復(fù)進(jìn)行上述操作即可。
作為(C-1)成分的例子的丙烯酸系聚合物的重均分子量?jī)?yōu)選為3000~200000,更優(yōu)選為4000~150000,進(jìn)一步優(yōu)選為5000~100000。如果重均分子量超過(guò)200000而過(guò)大,則在溶劑中的溶解性有時(shí)會(huì)下降,操作性有時(shí)會(huì)下降;如果重均分子量小于3000而過(guò)小,則熱固化時(shí)有時(shí)會(huì)固化不足,耐溶劑性和耐熱性有時(shí)會(huì)下降。另外,重均分子量是通過(guò)凝膠滲透色譜法(GPC)、使用聚苯乙烯作為標(biāo)準(zhǔn)試樣而得的值。以下在本說(shuō)明書中都是同樣的。
接著,作為(C-1)成分的特定(共)聚合物1的優(yōu)選的一例的聚醚多元醇,可舉出對(duì)聚乙二醇、聚丙二醇、丙二醇、雙酚A、三乙二醇、山梨糖醇等多元醇加成了環(huán)氧丙烷和/或聚乙二醇、聚丙二醇等而得的聚醚多元醇。作為聚醚多元醇的具體例,可舉出ADEKA制アデカポリエーテルP系列、G系列、EDP系列、BPX系列、FC系列、CM系列、日油制ユニオックス(注冊(cè)商標(biāo))HC-40、HC-60、ST-30E、ST-40E、G-450、G-750、ユニオ一ル(注冊(cè)商標(biāo))TG-330、TG-1000、TG-3000、TG-4000、HS-1600D、DA-400、DA-700、DB-400、ノニオン(注冊(cè)商標(biāo))LT-221、ST-221、OT-221等。
作為(C-1)成分的特定(共)聚合物的優(yōu)選的一例的聚酯多元醇,可舉出使己二酸、癸二酸、間苯二甲酸等多元羧酸與乙二醇、丙二醇、丁二醇、聚乙二醇、聚丙二醇等二醇進(jìn)行反應(yīng)而得的聚酯多元醇。作為聚酯多元醇的具體例,可舉出DIC制ポリライト(注冊(cè)商標(biāo))OD-X-286、OD-X-102、OD-X-355、OD-X-2330、OD-X-240、OD-X-668、OD-X-2108、OD-X-2376、OD-X-2044、OD-X-688、OD-X-2068、OD-X-2547、OD-X-2420、OD-X-2523、OD-X-2555、OD-X-2560、クラレ制多元醇P-510、P-1010、P-2010、P-3010、P-4010、P-5010、P-6010、F-510、F-1010、F-2010、F-3010、P-1011、P-2011、P-2013、P-2030、N-2010、PNNA-2016等。
作為(C-1)成分的特定(共)聚合物的優(yōu)選的一例的聚己內(nèi)酯多元醇,可舉出以三羥甲基丙烷、乙二醇等多元醇為引發(fā)劑,使ε-己內(nèi)酯進(jìn)行開(kāi)環(huán)聚合而得的聚己內(nèi)酯多元醇。作為聚己內(nèi)酯多元醇的具體例,可舉出DIC制ポリライト(注冊(cè)商標(biāo))OD-X-2155、OD-X-640、OD-X-2568、ダイセル化學(xué)制プラクセル(注冊(cè)商標(biāo))205、L205AL、205U、208、210、212、L212AL、220、230、240、303、305、308、312、320等。
作為(C-1)成分的特定(共)聚合物的優(yōu)選的一例的聚碳酸酯多元醇,可舉出使三羥甲基丙烷、乙二醇等多元醇與碳酸二乙酯、碳酸二苯酯、碳酸亞乙酯等進(jìn)行反應(yīng)而得的聚碳酸酯多元醇。作為聚碳酸酯多元醇的具體例,可舉出ダイセル化學(xué)制プラクセル(注冊(cè)商標(biāo))CD205、CD205PL、CD210、CD220、クラレ制的C-590、C-1050、C-2050、C-2090、C-3090等。
作為(C-1)成分的特定(共)聚合物1的優(yōu)選的一例的纖維素,可舉出羥基乙基纖維素、羥基丙基纖維素等羥基烷基纖維素類,羥基乙基甲基纖維素、羥基丙基甲基纖維素、羥基乙基乙基纖維素等羥基烷基烷基纖維素類和纖維素等,例如,優(yōu)選為羥基乙基纖維素、羥基丙基纖維素等羥基烷基纖維素類。
作為(C-1)成分的特定(共)聚合物1的優(yōu)選的一例的環(huán)糊精,可舉出α-環(huán)糊精、β-環(huán)糊精和γ環(huán)糊精等環(huán)糊精,甲基-α-環(huán)糊精、甲基-β-環(huán)糊精以及甲基-γ-環(huán)糊精等甲基化環(huán)糊精,羥基甲基-α-環(huán)糊精、羥基甲基-β-環(huán)糊精、羥基甲基-γ-環(huán)糊精、2-羥基乙基-α-環(huán)糊精、2-羥基乙基-β-環(huán)糊精、2-羥基乙基-γ-環(huán)糊精、2-羥基丙基-α-環(huán)糊精、2-羥基丙基-β-環(huán)糊精、2-羥基丙基-γ-環(huán)糊精、3-羥基丙基-α-環(huán)糊精、3-羥基丙基-β-環(huán)糊精、3-羥基丙基-γ-環(huán)糊精、2,3-二羥基丙基-α-環(huán)糊精、2,3-二羥基丙基-β-環(huán)糊精、2,3-二羥基丙基-γ-環(huán)糊精等羥基烷基環(huán)糊精等。
作為(C-1)成分的特定(共)聚合物1的優(yōu)選例的氨基甲酸酯改性丙烯酸系聚合物,作為市售品,可舉出大成ファインケミカル制アクリット(注冊(cè)商標(biāo))8UA-017、8UA-239、8UA-239H、8UA-140、8UA―146、8UA-585H、8UA-301、8UA-318、8UA-347A、8UA-347H、8UA-366等。
作為(C-1)成分的特定(共)聚合物1的優(yōu)選例的苯酚酚醛清漆樹脂,可舉出例如,苯酚-甲醛縮聚物等。
在本發(fā)明的組合物中,(C-1)成分的聚合物可以以粉體形態(tài)、或?qū)⒓兓说姆勰┰偃芙庥诤笫龅娜軇┲卸玫娜芤盒螒B(tài)使用。
此外,在本發(fā)明的組合物中,(C-1)成分可以是作為(C-1)成分所例示的聚合物的多種混合物。
[(C-2)成分]
在本實(shí)施方式的固化膜形成用組合物中,也可以使(C-2)成分為具有可與(A)成分進(jìn)行熱反應(yīng)的取代基、且可進(jìn)行自交聯(lián)的聚合物(以下也稱為特定(共)聚合物2)。
更詳細(xì)而言,特定(共)聚合物2是發(fā)生與(A)成分的熱反應(yīng)和自交聯(lián)反應(yīng),且具有在比(A)成分的升華溫度低的溫度下進(jìn)行反應(yīng)的交聯(lián)性取代基(以下將交聯(lián)性取代基和羥基、羧基、氨基、酰胺基和烷氧基甲硅烷基一并稱為特定官能團(tuán))的聚合物。通過(guò)(A)成分與(C-2)成分的熱反應(yīng),可以抑制(A)成分升華。而且,如上所述,本實(shí)施方式的固化膜形成用組合物作為固化膜,可以形成光反應(yīng)效率高的取向材料。
作為(C-2)成分的聚合物含有的優(yōu)選的交聯(lián)性取代基,可舉出烷氧基甲基酰胺基、烷氧基甲硅烷基等。涉及的交聯(lián)性取代基的含量相對(duì)于(C-2)成分的重復(fù)單元1個(gè)單元為0.5~1個(gè),從取向材料的耐溶劑性的觀點(diǎn)出發(fā),進(jìn)一步優(yōu)選為0.8~1個(gè)。
作為(C-2)成分的聚合物,可以使用例如,使用N-羥基甲基丙烯酰胺、N-甲氧基甲基甲基丙烯酰胺、N-乙氧基甲基丙烯酰胺、N-丁氧基甲基甲基丙烯酰胺等被羥基甲基或烷氧基甲基取代的丙烯酰胺化合物或甲基丙烯酰胺化合物所制造的聚合物。
作為這樣的聚合物,可舉出例如,聚(N-丁氧基甲基丙烯酰胺)、N-丁氧基甲基丙烯酰胺與苯乙烯的共聚物、N-羥基甲基甲基丙烯酰胺與甲基丙烯酸甲酯的共聚物、N-乙氧基甲基甲基丙烯酰胺與甲基丙烯酸芐基酯的共聚物、以及(N-丁氧基甲基)丙烯酰胺與甲基丙烯酸芐酯與甲基丙烯酸2-羥基丙酯的共聚物等。
此外,作為(C-2)成分,也可以利用使用具有烷氧基甲硅烷基的化合物所制造的聚合物。
作為這樣的聚合物,可舉出例如,聚(3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷與苯乙烯的共聚物、聚(3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷與甲基丙烯酸甲酯的共聚物等。
此外,在本實(shí)施方式的固化膜形成用組合物中使用的特定(共)聚合物2中,可以并用能夠與具有特定官能團(tuán)的單體共聚的單體(以下也稱為具有非反應(yīng)性官能團(tuán)的單體)。
作為這樣的單體的具體例,可舉出丙烯酸酯化合物、甲基丙烯酸酯化合物、馬來(lái)酰亞胺化合物、丙烯腈、馬來(lái)酸酐、苯乙烯化合物和乙烯系化合物等。
上述單體的具體例如(C-1)成分那部分記載所示。
對(duì)獲得在本實(shí)施方式的固化膜形成用組合物中使用的特定(共)聚合物2的方法不特別限定,例如,可以通過(guò)在使具有特定官能團(tuán)的單體、根據(jù)期望添加的具有非反應(yīng)性官能團(tuán)的單體和聚合引發(fā)劑等共存的溶劑中,在50℃~110℃的溫度下使其進(jìn)行聚合反應(yīng)而獲得。此時(shí),所使用的溶劑只要是溶解具有特定官能團(tuán)的單體、根據(jù)期望使用的具有非反應(yīng)性官能團(tuán)的單體和聚合引發(fā)劑等的溶劑就不特別限定。作為具體例,可舉出在后述的溶劑中記載的溶劑。
如此獲得的特定(共)聚合物2通常為在溶劑中溶解了的溶液狀態(tài)。
此外,將如上所述獲得的特定(共)聚合物2的溶液投入到攪拌下的乙醚、水等中,使其再沉淀,將生成的沉淀物進(jìn)行過(guò)濾、洗滌,然后在常壓或減壓下進(jìn)行常溫干燥或加熱干燥,從而可以制成特定(共)聚合物2的粉體。通過(guò)這樣的操作,可以除去與特定(共)聚合物2共存的聚合引發(fā)劑和未反應(yīng)的單體,其結(jié)果是能夠獲得純化了的特定(共)聚合物2的粉體。在通過(guò)一次操作不能充分地純化的情況下,使所獲得的粉體再溶解于溶劑中,重復(fù)進(jìn)行上述的操作即可。
在本實(shí)施方式的固化膜形成用組合物中,可以直接使用上述特定(共)聚合物2的粉體,或者也可以將該粉體再溶解于例如后述的溶劑中,以溶液的狀態(tài)使用。
此外,在本實(shí)施方式中,(C-2)成分的聚合物可以是多種特定(共)聚合物2的混合物。
這樣的聚合物的重均分子量為1000~500000,優(yōu)選為1000~200000,更優(yōu)選為1000~100000,進(jìn)一步優(yōu)選為2000~50000。
這些聚合物可以單獨(dú)使用或組合2種以上來(lái)使用。
[(C-3)成分]
作為(C-3)成分的三聚氰胺-甲醛樹脂,是將三聚氰胺與甲醛縮聚而得的樹脂,由下述式表示。
上述式中,R21表示氫原子或碳原子數(shù)為1~4的烷基,n是表示重復(fù)單元的數(shù)目的自然數(shù)。作為碳原子數(shù)為1~4的烷基,可舉出上述所舉出的烷基中對(duì)應(yīng)的碳原子數(shù)的基團(tuán)。
關(guān)于(C-3)成分的三聚氰胺-甲醛樹脂,從保存穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā),在進(jìn)行三聚氰胺與甲醛的縮聚時(shí)優(yōu)選生成的羥甲基被烷基化。
對(duì)獲得(C-3)成分的三聚氰胺-甲醛樹脂的方法不特別限定,但一般通過(guò)將三聚氰胺與甲醛混合,使用碳酸鈉、氨氣等調(diào)成弱堿性,然后在60℃~100℃下進(jìn)行加熱而合成。通過(guò)進(jìn)一步使其與醇反應(yīng)可以將羥甲基烷氧基化。
關(guān)于(C-3)成分的三聚氰胺-甲醛樹脂,重均分子量?jī)?yōu)選為250~5000,更優(yōu)選為300~4000,進(jìn)一步優(yōu)選為350~3500。如果重均分子量超過(guò)5000而過(guò)大,則在溶劑中的溶解性有時(shí)會(huì)下降,操作性有時(shí)會(huì)下降;如果重均分子量小于250而過(guò)小,則熱固化時(shí)有時(shí)會(huì)固化不足,耐溶劑性和耐熱性的提高效果有時(shí)會(huì)不能充分顯現(xiàn)。
在本發(fā)明的實(shí)施方式中,(C-3)成分的三聚氰胺-甲醛樹脂可以以液體形態(tài)、或?qū)⒓兓说囊后w再溶解于后述的溶劑中而得的溶液形態(tài)使用。
此外,在本發(fā)明的實(shí)施方式中,(C)成分可以是選自(C-1)、(C-2)和(C-3)中的多種聚合物的混合物。
本發(fā)明的固化膜形成用組合物中的(C)成分的含量基于(A)成分和(B)成分的合計(jì)量100質(zhì)量份為5質(zhì)量份~500質(zhì)量份。在(C)成分的聚合物的含量過(guò)小的情況下,由固化膜形成用組合物獲得的固化膜的耐溶劑性和耐熱性下降,光取向時(shí)的取向靈敏度下降。另一方面,在(C)成分的聚合物的含量過(guò)大的情況下,光取向性和保存穩(wěn)定性有時(shí)會(huì)下降。
[(D)成分]
除了上述的(A)成分、(B)成分和(C)成分以外,本發(fā)明的形成光學(xué)膜的表面固化膜的組合物還可以含有交聯(lián)催化劑作為(D)成分。
作為(D)成分的交聯(lián)催化劑,可舉出例如,酸或熱產(chǎn)酸劑。在使用本發(fā)明的形成光學(xué)膜的表面固化膜的組合物來(lái)形成固化膜時(shí),該(D)成分對(duì)促進(jìn)熱固化反應(yīng)有效。
在使用酸或熱產(chǎn)酸劑作為(D)成分的情況下,(D)成分只要是含有磺酸基的化合物、鹽酸或其鹽、在預(yù)烘烤或后烘烤時(shí)進(jìn)行熱分解而產(chǎn)生酸的化合物即在溫度80℃~250℃下發(fā)生熱分解并產(chǎn)生酸的化合物,就不特別限定。
作為這樣的化合物,可舉出例如,鹽酸、甲磺酸、乙磺酸、丙磺酸、丁磺酸、戊磺酸、辛磺酸、苯磺酸、對(duì)甲苯磺酸、樟腦磺酸、三氟甲磺酸、對(duì)苯酚磺酸、2-萘磺酸、均三甲苯磺酸、對(duì)二甲苯-2-磺酸、間二甲苯-2-磺酸、4-乙基苯磺酸、1H,1H,2H,2H-全氟辛磺酸、全氟(2-乙氧基乙烷)磺酸、五氟乙磺酸、九氟丁烷-1-磺酸、十二烷基苯磺酸等磺酸或其水合物、鹽等。
此外,作為通過(guò)熱而產(chǎn)生酸的化合物,可舉出例如,雙(甲苯磺酰氧基)乙烷、雙(甲苯磺酰氧基)丙烷、雙(甲苯磺酰氧基)丁烷、對(duì)硝基芐基甲苯磺酸酯、鄰硝基芐基甲苯磺酸酯、1,2,3-苯三(甲基磺酸酯)、對(duì)甲苯磺酸吡啶鹽、對(duì)甲苯磺酸嗎啉鹽、對(duì)甲苯磺酸乙酯、對(duì)甲苯磺酸丙酯、對(duì)甲苯磺酸丁酯、對(duì)甲苯磺酸異丁酯、對(duì)甲苯磺酸甲酯、對(duì)甲苯磺酸苯乙酯、對(duì)甲苯磺酸氰基甲酯、對(duì)甲苯磺酸2,2,2-三氟乙酯、對(duì)甲苯磺酸2-羥基丁酯、N-乙基-4-甲苯磺酰胺、和下述式[TAG-1]~式[TAG-41]所示的化合物等。
本發(fā)明的實(shí)施方式的固化膜形成用組合物中的(D)成分的含量,相對(duì)于作為(A)成分的具有光取向性基團(tuán)和熱交聯(lián)性基團(tuán)的化合物的至少一種、作為(B)成分的聚合物、與作為(C)成分的聚合物的合計(jì)量的100質(zhì)量份為0.01質(zhì)量份~20質(zhì)量份,優(yōu)選為0.01質(zhì)量份~10質(zhì)量份,更優(yōu)選為0.05質(zhì)量份~8質(zhì)量份,進(jìn)一步優(yōu)選為0.1質(zhì)量份~6質(zhì)量份。通過(guò)使(D)成分的含量為0.01質(zhì)量份以上,可以賦予充分的熱固化性和耐溶劑性,還可以賦予對(duì)曝光的高靈敏度。此外,通過(guò)使(D)成分的含量為20質(zhì)量份以下,可以使固化膜形成用組合物的保存穩(wěn)定性良好。
[(E)成分]
本實(shí)施方式的固化膜形成用組合物根據(jù)需要含有交聯(lián)劑作為(E)成分。更詳細(xì)而言,(E)成分是與上述的(A)成分和(C)成分進(jìn)行反應(yīng)的交聯(lián)劑。(E)成分能夠與作為(A)成分的化合物的選自羥基、羧基、酰胺基、氨基和三烷氧基甲硅烷基中的取代基、(C)成分中包含的選自羥基、羧基、氨基和三烷氧基甲硅烷基中的取代基結(jié)合。而且,本實(shí)施方式的固化膜形成用組合物可以以固化膜的形式形成光反應(yīng)效率高的取向材料。
作為(E)成分的交聯(lián)劑,可舉出環(huán)氧基化合物、羥甲基化合物和異氰酸酯化合物等化合物,但優(yōu)選為羥甲基化合物。
作為上述的羥甲基化合物的具體例,可舉出例如,烷氧基甲基化甘脲、烷氧基甲基化苯胍胺和烷氧基甲基化三聚氰胺等化合物。
作為烷氧基甲基化甘脲的具體例,可舉出例如,1,3,4,6-四(甲氧基甲基)甘脲、1,3,4,6-四(丁氧基甲基)甘脲、1,3,4,6-四(羥基甲基)甘脲、1,3-雙(羥基甲基)脲、1,1,3,3-四(丁氧基甲基)脲、1,1,3,3-四(甲氧基甲基)脲、1,3-雙(羥基甲基)-4,5-二羥基-2-咪唑啉酮、以及1,3-雙(甲氧基甲基)-4,5-二甲氧基-2-咪唑啉酮等。作為市售品,可以列舉出三井サイテック(株)制甘脲化合物(商品名:サイメル(注冊(cè)商標(biāo))1170,パウダーリンク(注冊(cè)商標(biāo))1174)等化合物、甲基化脲樹脂(商品名:UFR(注冊(cè)商標(biāo))65)、丁基化脲樹脂(商品名:UFR(注冊(cè)商標(biāo))300、U-VAN10S60、U-VAN10R、U-VAN11HV)、大日本インキ化學(xué)工業(yè)(株)制脲/甲醛系樹脂(高縮合型,商品名:ベッカミン(注冊(cè)商標(biāo))J-300S、ベッカミンP-955、ベッカミンN)等。
作為烷氧基甲基化苯胍胺的具體例,可舉出例如,四甲氧基甲基苯胍胺等。作為市售品,可舉出三井サイテック(株)制(商品名:サイメル(注冊(cè)商標(biāo))1123)、(株)三和ケミカル制(商品名:ニカラック(注冊(cè)商標(biāo))BX-4000、ニカラックBX-37、ニカラックBL-60、ニカラックBX-55H)等。
作為烷氧基甲基化三聚氰胺的具體例,可舉出例如,六甲氧基甲基三聚氰胺等。作為市售品,可舉出三井サイテック(株)制甲氧基甲基型三聚氰胺化合物(商品名:サイメル(注冊(cè)商標(biāo))300、サイメル301、サイメル303、サイメル350)、丁氧基甲基型三聚氰胺化合物(商品名:マイコート(注冊(cè)商標(biāo))506、マイコート508)、三和ケミカル制甲氧基甲基型三聚氰胺化合物(商品名:ニカラック(注冊(cè)商標(biāo))MW-30、ニカラックMW-22、ニカラックMW-11、ニカラックMS-001、ニカラックMX-002、ニカラックMX-730、ニカラックMX-750、ニカラックMX-035)、丁氧基甲基型三聚氰胺化合物(商品名:ニカラック(注冊(cè)商標(biāo))MX-45、ニカラックMX-410、ニカラックMX-302)等。
此外,也可以是使氨基的氫原子被羥甲基或烷氧基甲基取代而得的這樣的三聚氰胺化合物、脲化合物、甘脲化合物和苯胍胺化合物進(jìn)行縮合而得的化合物。可舉出例如,美國(guó)專利第6323310號(hào)所記載的由三聚氰胺化合物和苯胍胺化合物制造的高分子量的化合物。作為前述三聚氰胺化合物的市售品,可舉出商品名:サイメル(注冊(cè)商標(biāo))303(三井サイテック(株)制)等,作為前述苯胍胺化合物的市售品,可舉出商品名:サイメル(注冊(cè)商標(biāo))1123(三井サイテック(株)制)等。
這些交聯(lián)劑可以單獨(dú)使用或組合2種以上來(lái)使用。
基于作為(A)成分的化合物、作為(B)成分的聚合物和(C)成分的聚合物的合計(jì)量100質(zhì)量份,本實(shí)施方式的固化膜形成用組合物中的(E)成分的交聯(lián)劑的含量?jī)?yōu)選為50質(zhì)量份以下,更優(yōu)選為30質(zhì)量份以下。在交聯(lián)劑的含量過(guò)大的情況下,光取向性和保存穩(wěn)定性有時(shí)會(huì)下降。
[其他添加劑]
本發(fā)明的實(shí)施方式的固化膜形成用組合物中,只要不損害本發(fā)明的效果,可以含有其他添加劑。
作為其他添加劑,可以含有例如,敏化劑。敏化劑在形成本發(fā)明的光學(xué)膜的表面的固化膜時(shí),在促進(jìn)其光反應(yīng)方面變得有效。
作為敏化劑,可舉出二苯甲酮、蒽、蒽醌和噻噸酮等的衍生物以及硝基苯基化合物等。其中特別優(yōu)選為作為二苯甲酮的衍生物的N,N-二乙基氨基二苯甲酮、以及作為硝基苯基化合物的2-硝基芴、2-硝基芴酮、5-硝基苊、4-硝基聯(lián)苯、4-硝基肉桂酸、4-硝基茋、4-硝基二苯甲酮、5-硝基吲哚。
這些敏化劑不受上述化合物限定。它們可以單獨(dú)使用或并用2種以上的化合物。
在本發(fā)明的實(shí)施方式中,敏化劑的使用比例相對(duì)于(A)成分的100質(zhì)量份優(yōu)選為0.1質(zhì)量份~20質(zhì)量份,更優(yōu)選為0.2質(zhì)量份~10質(zhì)量份。在該比例過(guò)小的情況下,有時(shí)不能充分地獲得作為敏化劑的效果;在該比例過(guò)大的情況下,所形成的固化膜的透射率有時(shí)會(huì)下降、或者涂膜有時(shí)會(huì)粗糙。
此外,只要不損害本發(fā)明的效果,本發(fā)明的實(shí)施方式的固化膜形成用組合物可以含有硅烷偶聯(lián)劑、表面活性劑、流變調(diào)節(jié)劑、顏料、染料、保存穩(wěn)定劑、消泡劑、抗氧化劑等作為其他添加劑。
[溶劑]
本發(fā)明的實(shí)施方式的固化膜形成用組合物多以在溶劑中溶解了的溶液狀態(tài)使用。此時(shí)所使用的溶劑是溶解(A)成分和(B)成分、根據(jù)期望添加的(C)成分、(D)成分、(E)成分、和/或其他添加劑的溶劑,只要是具有這樣的溶解能力的溶劑,則對(duì)其種類和結(jié)構(gòu)等不特別限定。
如果舉出溶劑的具體例,則可舉出例如,乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、甲基溶纖劑乙酸酯、乙基溶纖劑乙酸酯、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、丙二醇、丙二醇單甲基醚、丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇丙基醚、丙二醇丙基醚乙酸酯、環(huán)戊基甲基醚、甲苯、二甲苯、丁酮、環(huán)戊酮、環(huán)己酮、2-丁酮、3-甲基-2-戊酮、2-戊酮、2-庚酮、γ-丁內(nèi)酯、2-羥基丙酸乙酯、2-羥基-2-甲基丙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、羥基乙酸乙酯、2-羥基-3-甲基丁酸甲酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、乙酸正丙酯、乙酸異丙酯、異丙醇、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基-2-吡咯烷酮等。
這些溶劑可以單獨(dú)使用一種,或組合兩種以上來(lái)使用。這些溶劑中,丙二醇單甲基醚、丙二醇單甲基醚乙酸酯、丁酮、環(huán)己酮、2-庚酮、丙二醇丙基醚、丙二醇丙基醚乙酸酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸乙酯和3-乙氧基丙酸甲酯的成膜性良好且安全性高,因此更優(yōu)選。
<固化膜形成用組合物的調(diào)制>
本發(fā)明的實(shí)施方式的固化膜形成用組合物是具有光取向性的熱固化性的固化膜形成用組合物。如上所述,本實(shí)施方式的固化膜形成用組合物含有:作為(A)成分的具有光取向性基團(tuán)和熱交聯(lián)性基團(tuán)的化合物的至少一種、作為(B)成分的包含具有N-烷氧基甲基的重復(fù)單元和具有包含聚合性C=C雙鍵的側(cè)鏈的重復(fù)單元的聚合物,根據(jù)需要含有選自(C-1)、(C-2)以及(C-3)中的至少一種聚合物作為(C)成分,(C-1):具有選自羥基、羧基、酰胺基、氨基和烷氧基甲硅烷基中的至少一種取代基的聚合物,(C-2):具有可與(A)成分進(jìn)行熱反應(yīng)的取代基、且可進(jìn)行自交聯(lián)的聚合物,(C-3):三聚氰胺-甲醛樹脂,并且根據(jù)需要含有交聯(lián)催化劑作為(D)成分。此外,可以根據(jù)需要含有交聯(lián)劑作為(E)成分。而且,只要不損害本發(fā)明的效果,可以含有其他添加劑,進(jìn)一步可以含有溶劑。
本實(shí)施方式的固化膜形成用組合物的優(yōu)選的例子如下。
[1]:一種固化膜形成用組合物,含有(A)成分、(B)成分、(C)成分以及溶劑,作為(A)成分的具有光取向性基團(tuán)和熱交聯(lián)性基團(tuán)的化合物的至少一種與作為(B)成分的包含具有N-烷氧基甲基的重復(fù)單元和具有包含聚合性C=C雙鍵的側(cè)鏈的重復(fù)單元的聚合物的配合比以質(zhì)量比計(jì)為5:95~60:40,基于作為(A)成分的化合物的至少一種與(B)成分的聚合物的合計(jì)量100質(zhì)量份,含有5質(zhì)量份~500質(zhì)量份的(C)成分,所述(C)成分為選自(C-1)、(C-2)以及(C-3)中的至少一種聚合物,(C-1):具有選自羥基、羧基、酰胺基、氨基和烷氧基甲硅烷基中的至少一種取代基的聚合物,(C-2):具有可與(A)成分進(jìn)行熱反應(yīng)的取代基、且可進(jìn)行自交聯(lián)的聚合物,(C-3):三聚氰胺-甲醛樹脂。
[2]:一種固化膜形成用組合物,含有(A)成分、(B)成分、(C)成分、(D)成分以及溶劑,(A)成分與(B)成分的配合比以質(zhì)量比計(jì)為5:95~60:40,基于作為(A)成分的化合物與(B)成分的聚合物的合計(jì)量100質(zhì)量份,含有5質(zhì)量份~500質(zhì)量份的(C)成分,相對(duì)于作為(A)成分的化合物、(B)成分的聚合物和(C)成分的聚合物的合計(jì)量100質(zhì)量份,含有0.1質(zhì)量份~40質(zhì)量份的交聯(lián)催化劑作為(D)成分。
[3]:一種固化膜形成用組合物,含有(A)成分、(B)成分、(C)成分、(D)成分、(E)成分以及溶劑,(A)成分與(B)成分的配合比以質(zhì)量比計(jì)為5:95~60:40,基于作為(A)成分的化合物與(B)成分的聚合物的合計(jì)量100質(zhì)量份,含有5質(zhì)量份~500質(zhì)量份的(C)成分,相對(duì)于作為(A)成分的化合物、(B)成分的聚合物和(C)成分的聚合物的合計(jì)量100質(zhì)量份,含有0.1質(zhì)量份~40質(zhì)量份的(D)成分,相對(duì)于作為(A)成分的化合物、(B)成分的聚合物和(C)成分的聚合物的合計(jì)量100質(zhì)量份,含有0.01質(zhì)量份~10質(zhì)量份的(E)成分。
以下詳述在以溶液的形式使用本實(shí)施方式的固化膜形成用組合物的情況下的配合比例、調(diào)制方法等。
只要各成分均勻地溶解在溶劑中,就對(duì)本實(shí)施方式的固化膜形成用組合物中的固體成分的比例不特別限定,為1質(zhì)量%~80質(zhì)量%,優(yōu)選為2質(zhì)量%~60質(zhì)量%,更優(yōu)選為3質(zhì)量%~40質(zhì)量%。在此,所謂固體成分,是指從固化膜形成用組合物的全部成分中除去溶劑而得的成分。
對(duì)本實(shí)施方式的固化膜形成用組合物的調(diào)制方法不特別限定。作為調(diào)制法,可舉出例如,向溶解于溶劑的(B)成分的溶液中以規(guī)定的比例混合(A)成分和(C)成分、(D)成分、以及(E)成分,制成均勻的溶液的方法,或者在該調(diào)制法的適當(dāng)?shù)碾A段,根據(jù)需要進(jìn)一步添加其他添加劑并混合的方法。
在調(diào)制本實(shí)施方式的固化膜形成用組合物時(shí),可以直接使用通過(guò)溶劑中的聚合反應(yīng)而得的特定共聚物的溶液。此時(shí),例如,在調(diào)制了(B)成分丙烯酸系聚合物的溶液中添加(A)成分、(C)成分、(D)成分、以及(E)成分等而制成均勻的溶液。此時(shí),可以以濃度調(diào)整為目的而進(jìn)一步追加投入溶劑。此時(shí),(B)成分的調(diào)制過(guò)程中所使用的溶劑、與固化膜形成用組合物的濃度調(diào)整中所使用的溶劑可以相同,此外也可以不同。
此外,關(guān)于所調(diào)制的固化膜形成用組合物的溶液,優(yōu)選在使用孔徑0.2μm左右的過(guò)濾器等進(jìn)行過(guò)濾后使用。
如上所述,本發(fā)明的本實(shí)施方式的固化膜形成用組合物含有(A)成分、(B)成分、(C)成分以及(D)成分而被構(gòu)成,作為(A)成分為具有光取向性基團(tuán)和熱交聯(lián)性基團(tuán)的化合物的至少一種,作為(B)成分為包含具有N-烷氧基甲基的重復(fù)單元和具有包含聚合性C=C雙鍵的側(cè)鏈的重復(fù)單元的聚合物,作為(C)成分為選自(C-1)、(C-2)以及(C-3)中的至少一種聚合物,(C-1):具有選自羥基、羧基、酰胺基、氨基和烷氧基甲硅烷基中的至少一種取代基的聚合物,(C-2):具有可與(A)成分進(jìn)行熱反應(yīng)的取代基、且可進(jìn)行自交聯(lián)的聚合物,(C-3):三聚氰胺-甲醛樹脂,作為(D)成分為交聯(lián)催化劑。在作為(A)成分的化合物中,光取向性基團(tuán)構(gòu)成疏水性的光反應(yīng)部,選自羥基、羧基、氨基和三烷氧基甲硅烷基中的至少一種取代基構(gòu)成親水性的熱反應(yīng)部。(C)成分的聚合物的選自羥基、羧基、氨基和三烷氧基甲硅烷基中的至少一種取代基也是親水性的。
因此,關(guān)于由本實(shí)施方式的固化膜形成用組合物形成的固化膜,由于(C)成分的性質(zhì),其內(nèi)部變?yōu)橛H水性而被形成,使得膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定化。而且,固化膜中的(A)成分的化合物偏向分布在固化膜的表面附近。更具體而言,(A)成分的化合物采取親水性的熱反應(yīng)部朝向固化膜的內(nèi)部側(cè)、疏水性的光反應(yīng)部朝向表面?zhèn)鹊慕Y(jié)構(gòu),并且偏向分布在固化膜的表面附近。其結(jié)果是:本實(shí)施方式的固化膜實(shí)現(xiàn)了使存在于表面附近的(A)成分的光反應(yīng)性基團(tuán)的比例增加的結(jié)構(gòu)。而且,本實(shí)施方式的固化膜在作為取向材料使用的情況下,可以使為了光取向而進(jìn)行的光反應(yīng)的效率提高,可以具有優(yōu)異的取向靈敏度。進(jìn)而,成為適合圖案化相位差材料的形成的取向材料,使用該取向材料制造的圖案化相位差材料可以具有優(yōu)異的圖案形成性。
此外,如上所述,本實(shí)施方式的固化膜形成用組合物含有包含具有N-烷氧基甲基的重復(fù)單元和具有包含聚合性C=C雙鍵的側(cè)鏈的重復(fù)單元的聚合物作為(B)成分。因此,在由本實(shí)施方式的固化膜形成用組合物獲得的固化膜的內(nèi)部,在(A)成分的化合物進(jìn)行光取向性基團(tuán)引起的光反應(yīng)前,可以通過(guò)與(B)成分的熱反應(yīng)進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)。其結(jié)果是:在作為取向材料使用的情況下,可以提高對(duì)涂布于該材料上的聚合性液晶和/或其溶劑的耐性。
此外,在由本實(shí)施方式的固化膜形成用組合物獲得的固化膜作為取向材料使用的情況下,作為(B)成分的聚合物發(fā)揮強(qiáng)化與在該材料上形成并固化的聚合性液晶層之間的密合性的功能。
<固化膜、取向材料和相位差材料>
將本實(shí)施方式的固化膜形成用組合物的溶液在基板(例如,硅/二氧化硅被覆基板、氮化硅基板、被金屬例如鋁、鉬、鉻等被覆了的基板、玻璃基板、石英基板、ITO基板等)、膜(例如,三乙酰纖維素(TAC)膜、環(huán)烯烴聚合物膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜、丙烯酸系膜等樹脂膜)等上,通過(guò)棒涂、旋涂、流涂、輥涂、狹縫涂布、狹縫涂布之后旋涂、噴墨涂布、印刷等進(jìn)行涂布而形成涂膜,然后在加熱板或烘箱等中進(jìn)行加熱干燥,從而可以形成固化膜。
作為加熱干燥的條件,只要由固化膜形成的取向材料的成分以不溶出到涂布于其上的聚合性液晶溶液中的程度進(jìn)行固化反應(yīng)即可,例如,采用從溫度60℃~200℃、時(shí)間0.4分鐘~60分鐘的范圍中適當(dāng)選擇的加熱溫度和加熱時(shí)間。加熱溫度和加熱時(shí)間優(yōu)選為70℃~160℃、0.5分鐘~10分鐘。
使用本實(shí)施方式的固化性組合物所形成的固化膜的膜厚為例如0.05μm~5μm,可以考慮使用的基板的高低差、光學(xué)性質(zhì)、電性質(zhì)而適當(dāng)選擇。
如此形成的固化膜可以通過(guò)進(jìn)行偏光UV照射而作為取向材料,即,使包含聚合性液晶等在內(nèi)的具有液晶性的化合物進(jìn)行取向的構(gòu)件而發(fā)揮功能。
作為偏光UV的照射方法,通常使用波長(zhǎng)150nm~450nm的紫外光~可見(jiàn)光,通過(guò)在室溫或加熱了的狀態(tài)下從垂直或傾斜方向照射直線偏光而進(jìn)行。
由于由本實(shí)施方式的固化膜組合物形成的取向材料具有耐溶劑性和耐熱性,因此在該取向材料上涂布包含聚合性液晶溶液的相位差材料后,通過(guò)加熱至該液晶的相轉(zhuǎn)變溫度而使相位差材料為液晶狀態(tài),使其在取向材料上進(jìn)行取向。然后,使成為期望的取向狀態(tài)的相位差材料直接固化,可以形成具有光學(xué)各向異性的層的相位差材料。
作為相位差材料,例如,可以使用具有聚合性基團(tuán)的液晶單體和含有該液晶單體的組合物等。而且,在形成取向材料的基板為膜的情況下,具有本實(shí)施方式的相位差材料的膜作為相位差膜是有用的。能夠形成這樣的相位差材料的相位差材料有變?yōu)橐壕顟B(tài),在取向材料上采取水平取向、膽甾醇取向、垂直取向、混合取向等取向狀態(tài)的材料,可以分別根據(jù)需要的相位差特性而分開(kāi)使用。
此外,在制造3D顯示器中所使用的圖案化相位差材料的情況下,對(duì)由本實(shí)施方式的固化膜組合物通過(guò)上述方法形成的固化膜,經(jīng)由線與間隙圖案的掩模按照規(guī)定的基準(zhǔn),例如,以+45度的方向進(jìn)行偏光UV曝光,接著,除去掩模后以-45度的方向曝光偏光UV,從而獲得形成了液晶的取向控制方向不同的2種液晶取向區(qū)域的取向材料。然后,涂布包含聚合性液晶溶液的相位差材料后,加熱至液晶的相轉(zhuǎn)變溫度,從而使相位差材料為液晶狀態(tài)。變?yōu)橐壕顟B(tài)的聚合性液晶在形成有2種液晶取向區(qū)域的取向材料上進(jìn)行取向,形成分別與各液晶取向區(qū)域?qū)?yīng)的取向狀態(tài)。然后,使這樣的實(shí)現(xiàn)了取向狀態(tài)的相位差材料直接固化,將上述的取向狀態(tài)固定化,可以獲得由相位差特性不同的2種相位差區(qū)域分別規(guī)則地配置多個(gè)而成的圖案化相位差材料。
此外,由本實(shí)施方式的固化膜組合物形成的取向材料也可以用作液晶顯示元件的液晶取向膜。例如,使用具有如上所述形成的、本實(shí)施方式的取向材料的2片基板,以經(jīng)由間隔物使兩基板上的取向材料互相面對(duì)的方式貼合,然后在這些基板之間注入液晶,可以制造液晶進(jìn)行了取向的液晶顯示元件。
因此,本實(shí)施方式的固化膜形成用組合物可以適用于制造各種相位差材料(相位差膜)、液晶顯示元件等。
實(shí)施例
以下舉出實(shí)施例進(jìn)一步對(duì)本實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。但是,本發(fā)明不受這些實(shí)施例限定。
[在實(shí)施例等中使用的組成成分及其簡(jiǎn)稱]
在以下的實(shí)施例和比較例中使用的各組成成分如下。
<成分(A)>
CIN1:4-(6-甲基丙烯酰氧基己基-1-氧基)肉桂酸
CIN2:4-(3-甲基丙烯酰氧基丙基-1-氧基)肉桂酸
CIN3:4-丙基氧基肉桂酸
CIN4:4-(6-羥基己基氧基)肉桂酸甲酯
CIN5:3-甲氧基-4-(6-羥基己基氧基)肉桂酸甲酯
<成分(C)>
PEPO:聚酯多元醇聚合物(具有下述結(jié)構(gòu)單元的己二酸/二乙二醇共聚物。分子量4800。)
(上述式中,R表示亞烷基。)
<成分(D)>
PTSA:對(duì)甲苯磺酸
<成分(E)>
HMM:下述的結(jié)構(gòu)式所示的三聚氰胺交聯(lián)劑[サイメル(CYMEL)(注冊(cè)商標(biāo))303(三井サイテック(株)制)]
<成分(A)(B)(C)的聚合物原料>
CIN1:4-(6-甲基丙烯酰氧基己基-1-氧基)肉桂酸
HEMA:甲基丙烯酸2-羥基乙酯
MMA:甲基丙烯酸甲酯
BMAA:N-(丁氧基甲基)丙烯酰胺
AIBN:α,α’-偶氮二異丁腈
<溶劑>
實(shí)施例和比較例的各相位差材料形成用組合物含有溶劑,作為該溶劑,使用丙二醇單甲基醚(PM)、乙酸丁酯(BA)、丁酮(MEK)、環(huán)己酮(CHN)。
<聚合物的分子量的測(cè)定>
合成例中的聚酰亞胺、聚酰胺酸或丙烯酸系聚合物的分子量使用(株)Shodex社制常溫凝膠滲透色譜法(GPC)裝置(GPC-101)、Shodex社制柱(KD―803、KD-805),如下進(jìn)行測(cè)定。
柱溫:50℃
洗脫液:N,N-二甲基甲酰胺(作為添加劑,溴化鋰一水合物(LiBr·H2O)為30mmol/L,磷酸·無(wú)水結(jié)晶(正磷酸)為30mmol/L,四氫呋喃(THF)為10mL/L)
流速:1.0mL/分鐘
制作標(biāo)準(zhǔn)曲線用標(biāo)準(zhǔn)樣品:東ソー社制TSK標(biāo)準(zhǔn)聚環(huán)氧乙烷(分子量約900,000,150,000,100,000,30,000)、和ポリマーラボラトリー社制聚乙二醇(分子量約12,000,4,000,1,000)。
<1H-NMR分析>
用于1H-NMR分析的分析裝置和分析條件如下。
核磁共振裝置:Varian NMR System 400NB(400MHz)
測(cè)定溶劑:DMSO-d6
基準(zhǔn)物質(zhì):四甲基硅烷(TMS)(δ0.0ppm for 1H)
<聚合例1>
將M6CA 4.0g、苯乙烯4.0g、HEMA 2.0g、作為聚合催化劑的AIBN0.1g溶解于PM 90.9g中,通過(guò)在80℃下使其進(jìn)行20小時(shí)反應(yīng),從而獲得丙烯酸系共聚物溶液(固體成分濃度10質(zhì)量%)(CIN6)。所得的丙烯酸系共聚物的Mn為20,000,Mw為55,000。
<聚合例2>
將BMAA 32.0g、HEMA 8.0g、作為聚合催化劑的AIBN 0.8g溶解于四氫呋喃204.0g中,通過(guò)在60℃下使其進(jìn)行20小時(shí)反應(yīng),從而獲得丙烯酸系共聚物溶液。將丙烯酸系共聚物溶液慢慢滴加到己烷1000.0g中,使固體析出,進(jìn)行過(guò)濾和減壓干燥,從而獲得丙烯酸系共聚物(PB-1)。所得的丙烯酸系共聚物的Mn為7,000,Mw為20,000。
<聚合例3>
將BMAA 28.0g、HEMA 12.0g、作為聚合催化劑的AIBN 0.8g溶解于四氫呋喃204.0g中,通過(guò)在60℃下使其進(jìn)行20小時(shí)反應(yīng),從而獲得丙烯酸系共聚物溶液。將丙烯酸系共聚物溶液慢慢滴加到己烷1000.0g中,使固體析出,進(jìn)行過(guò)濾和減壓干燥,從而獲得丙烯酸系共聚物(PB-2)。所得的丙烯酸系共聚物的Mn為8,300,Mw為25,000。
<聚合例4>
將BMAA 24.0g、HEMA 16.0g、作為聚合催化劑的AIBN 0.8g溶解于四氫呋喃204.0g中,通過(guò)在60℃下使其進(jìn)行20小時(shí)反應(yīng),從而獲得丙烯酸系共聚物溶液。將丙烯酸系共聚物溶液慢慢滴加到己烷1000.0g中,使固體析出,進(jìn)行過(guò)濾和減壓干燥,從而獲得丙烯酸系共聚物(PB-3)。所得的丙烯酸系共聚物的Mn為9,800,Mw為35,000。
<聚合例5>
將BMAA 32.0g、GMA 8.0g、作為聚合催化劑的AIBN 0.8g溶解于四氫呋喃204.0g中,通過(guò)在60℃下使其進(jìn)行20小時(shí)反應(yīng),從而獲得丙烯酸系共聚物溶液。將丙烯酸系共聚物溶液慢慢滴加到己烷1000.0g中,使固體析出,進(jìn)行過(guò)濾和減壓干燥,從而獲得丙烯酸系共聚物(PB-4)。所得的丙烯酸系共聚物的Mn為7,000,Mw為18,000。
<聚合例6>
將GMA 40.0g、作為聚合催化劑的AIBN 0.8g溶解于四氫呋喃204.0g中,通過(guò)在60℃下使其進(jìn)行20小時(shí)反應(yīng),從而獲得丙烯酸系聚合物溶液。將丙烯酸系聚合物溶液慢慢滴加到己烷1000g中,使固體析出,進(jìn)行過(guò)濾和減壓干燥,從而獲得丙烯酸系聚合物(PB-5)。所得的丙烯酸系聚合物的Mn為8,000,Mw為20,000。
<聚合例7>
將MMA 100.0g、HEMA 11.1g、作為聚合催化劑的AIBN 5.6g溶解于PM 450.0g中,在80℃下使其進(jìn)行20小時(shí)反應(yīng),從而獲得丙烯酸系共聚物溶液(固體成分濃度20質(zhì)量%)(PC-1)。所得的丙烯酸系共聚物的Mn為4,200,Mw為7,600。
<聚合例8>
將BMAA 100.0g、作為聚合催化劑的AIBN 4.2g溶解于PM 193.5g中,在90℃下使其進(jìn)行20小時(shí)反應(yīng),從而獲得丙烯酸系聚合物溶液(固體成分濃度35質(zhì)量%)(PC-2)。所得的丙烯酸系共聚物的Mn為2,700,Mw為3,900。
<合成例1>
使由聚合例2獲得的丙烯酸系共聚物(PB-1)10.0g、2-丙烯酰氧基乙基異氰酸酯4.3g、二丁基羥基甲苯0.4g、作為反應(yīng)催化劑的二月桂酸二丁基錫10mg溶解于四氫呋喃60g中,在60℃下使其進(jìn)行5小時(shí)反應(yīng)。將該溶液慢慢滴加到己烷500g中,使固體析出,進(jìn)行過(guò)濾和減壓干燥,從而獲得具有丙烯?;谋┧嵯倒簿畚?PB-6)。進(jìn)行1H-NMR分析,確認(rèn)丙烯酸系共聚物(PB-6)具有丙烯?;?/p>
<合成例2>
使由聚合例2獲得的丙烯酸系共聚物(PB-1)10.0g、2-甲基丙烯酰氧基乙基異氰酸酯4.3g、二丁基羥基甲苯0.4g、作為反應(yīng)催化劑的二月桂酸二丁基錫10mg溶解于四氫呋喃60g中,在60℃下使其進(jìn)行5小時(shí)反應(yīng)。將該溶液慢慢滴加到己烷500g中,使固體析出,進(jìn)行過(guò)濾和減壓干燥,從而獲得具有甲基丙烯?;谋┧嵯倒簿畚?PB-7)。進(jìn)行1H-NMR分析,確認(rèn)丙烯酸系共聚物(PB-7)具有甲基丙烯?;?。
<合成例3>
使由聚合例3獲得的丙烯酸系共聚物(PB-2)10.0g、2-丙烯酰氧基乙基異氰酸酯6.5g、二丁基羥基甲苯0.6g、作為反應(yīng)催化劑的二月桂酸二丁基錫10mg溶解于四氫呋喃60g中,在60℃下使其進(jìn)行5小時(shí)反應(yīng)。將該溶液慢慢滴加到己烷500g中,使固體析出,進(jìn)行過(guò)濾和減壓干燥,從而獲得具有丙烯?;谋┧嵯倒簿畚?PB-8)。進(jìn)行1H-NMR分析,確認(rèn)丙烯酸系共聚物(PB-8)具有丙烯?;?/p>
<合成例4>
使由聚合例4獲得的丙烯酸系共聚物(PB-3)10.0g、2-丙烯酰氧基乙基異氰酸酯8.7g、二丁基羥基甲苯0.9g、作為反應(yīng)催化劑的二月桂酸二丁基錫10mg溶解于四氫呋喃60g中,在60℃下使其進(jìn)行5小時(shí)反應(yīng)。將該溶液慢慢滴加到己烷500g中,使固體析出,進(jìn)行過(guò)濾和減壓干燥,從而獲得具有丙烯酰基的丙烯酸系共聚物(PB-9)。進(jìn)行1H-NMR分析,確認(rèn)丙烯酸系共聚物(PB-9)具有丙烯?;?/p>
<合成例5>
使由聚合例5獲得的丙烯酸系共聚物(PB-4)10.0g、丙烯酸2.2g、二丁基羥基甲苯0.2g、作為反應(yīng)催化劑的芐基三乙基氯化銨10mg溶解于PM60g中,在90℃下使其進(jìn)行20小時(shí)反應(yīng)。將該溶液慢慢滴加到己烷500g中,使固體析出,進(jìn)行過(guò)濾和減壓干燥,從而獲得具有丙烯?;谋┧嵯倒簿畚?PB-10)。進(jìn)行1H-NMR分析,確認(rèn)丙烯酸系共聚物(PB-10)具有丙烯?;?/p>
<合成例6>
使由聚合例5獲得的丙烯酸系共聚物(PB-4)10.0g、甲基丙烯酸2.2g、二丁基羥基甲苯0.2g、作為反應(yīng)催化劑的芐基三乙基氯化銨10mg溶解于PM 60g中,在90℃下使其進(jìn)行20小時(shí)反應(yīng)。將該溶液慢慢滴加到己烷500g中,使固體析出,進(jìn)行過(guò)濾和減壓干燥,從而獲得具有甲基丙烯酰基的丙烯酸系共聚物(PB-11)。進(jìn)行1H-NMR分析,確認(rèn)丙烯酸系共聚物(PB-11)具有甲基丙烯?;?/p>
<合成例7>
使由聚合例6獲得的丙烯酸系共聚物(PB-5)10.0g、丙烯酸2.0g、二丁基羥基甲苯0.2g、作為反應(yīng)催化劑的芐基三乙基氯化銨10mg溶解于PM60g中,在90℃下使其進(jìn)行20小時(shí)反應(yīng)。將該溶液慢慢滴加到己烷500g中,使固體析出,進(jìn)行過(guò)濾和減壓干燥,從而獲得具有丙烯?;谋┧嵯倒簿畚?PB-12)。進(jìn)行1H-NMR分析,確認(rèn)丙烯酸系共聚物(PB-12)具有丙烯酰基。
<基材膜的作成>
作為基材使用的丙烯酸系膜可以通過(guò)例如以下的方法制成。即,使包含以甲基丙烯酸甲酯為主成分的共聚物等的原料顆粒在250℃下在擠出機(jī)中熔融,使其通過(guò)T型模具,經(jīng)過(guò)澆鑄輥和干燥輥等,可以制成厚度40μm的丙烯酸系膜。
<實(shí)施例、比較例>
按照表1所示的組成調(diào)制實(shí)施例和比較例的各固化膜形成用組合物。接著,使用各相位差材料形成用組合物來(lái)形成固化膜,針對(duì)各所得的固化膜分別進(jìn)行取向性和密合性的評(píng)價(jià)。
[表1]
[取向性的評(píng)價(jià)]
使用棒涂機(jī)將實(shí)施例和比較例的各固化膜形成用組合物涂布在膜上,然后在溫度100℃下、在熱循環(huán)式烘箱中進(jìn)行2分鐘加熱干燥,形成固化膜。對(duì)該各固化膜以20mJ/cm2的曝光量垂直地照射313nm的直線偏光,形成取向材料。使用棒涂機(jī)在基板上的取向材料上涂布水平取向用聚合性液晶溶液,接著,在70℃下、在加熱板上進(jìn)行60秒預(yù)烘烤,形成膜厚1.0μm的涂膜。以300mJ/cm2對(duì)該基板上的涂膜進(jìn)行曝光,制作相位差材料。將制作的基板上的相位差材料用一對(duì)偏光板夾住,觀察相位差材料的相位差特性的表現(xiàn)狀況,將相位差無(wú)缺陷地表現(xiàn)出來(lái)的情況記為○,將相位差沒(méi)有表現(xiàn)的情況記為×,并將它們記載在“取向性”欄。
[密合性的評(píng)價(jià)]
使用棒涂機(jī)將實(shí)施例和比較例的各固化膜形成用組合物涂布在膜上,然后在溫度100℃下、在熱循環(huán)式烘箱中進(jìn)行2分鐘加熱干燥,形成固化膜。對(duì)該各固化膜以20mJ/cm2的曝光量垂直地照射313nm的直線偏光,形成取向材料。使用棒涂機(jī)在基板上的取向材料上涂布水平取向用聚合性液晶溶液,接著,在70℃下、在加熱板上進(jìn)行60秒預(yù)烘烤,形成膜厚1.0μm的涂膜。以300mJ/cm2對(duì)該基板上的涂膜進(jìn)行曝光,制作相位差材料。使用切割刀對(duì)該相位差材料以縱橫1mm的間隔劃入10×10方格。使用透明膠帶(Scotch tape)在該劃入方格上進(jìn)行賽璐玢帶剝離試驗(yàn)。將評(píng)價(jià)結(jié)果作為“初期”,將100個(gè)方格全部未剝離而殘留下來(lái)的情況記為○,將即使有1個(gè)方格剝離的情況記為×。評(píng)價(jià)結(jié)果匯總示于之后的表2中。
[耐久密合性的評(píng)價(jià)]
將通過(guò)與上述的密合性的評(píng)價(jià)同樣的方法制作的膜上的相位差材料放入設(shè)定為溫度80℃、濕度90%的烘箱中,進(jìn)行72小時(shí)以上靜置。然后,取出相位差材料,通過(guò)與上述的密合性的評(píng)價(jià)同樣的方法,評(píng)價(jià)密合性。評(píng)價(jià)結(jié)果作為“耐久”匯總示于表2中。
[評(píng)價(jià)的結(jié)果]
如上所述,將進(jìn)行以上的評(píng)價(jià)的結(jié)果示于表2中。
[表2]
使用實(shí)施例1~17、比較例1~2的各相位差材料形成用組合物而獲得的固化膜可以通過(guò)低至20mJ/cm2的曝光量形成相位差材料。與此相對(duì),使用比較例3的各相位差材料形成用組合物獲得的固化膜未獲得取向性。
使用實(shí)施例1~17的各相位差材料形成用組合物獲得的固化膜在初期和即使高溫高濕處理后也維持高密合性,顯示了優(yōu)異的密合性。
與此相對(duì),使用比較例1~3的固化膜形成用組合物而獲得的固化膜在初期和高溫高濕處理后都難以維持密合性。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的相位差材料形成用組合物作為用于形成液晶顯示元件的液晶取向膜、設(shè)置在液晶顯示元件的內(nèi)部或外部的光學(xué)各向異性膜的取向材料是非常有用的,特別是作為3D顯示器的圖案化相位差材料的形成材料是適合的。進(jìn)而,作為形成薄膜晶體管(TFT)型液晶顯示元件、有機(jī)EL元件等各種顯示器中的保護(hù)膜、平坦膜和絕緣膜等固化膜的材料,特別是作為形成TFT型液晶顯示元件的層間絕緣膜、濾色器的保護(hù)膜或有機(jī)EL元件的絕緣膜等的材料也是適合的。