固化膜形成用组合物、取向材以及相位差材的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种固化膜形成用组合物，其用于提供取向材，该取向材具有优异的光反应效率并且具备耐溶剂性以及密合耐久性，即使在树脂膜上也可以以高灵敏度使聚合性液晶进行取向。一种固化膜形成用组合物，其特征在于，含有：(A)具有光取向性基团的丙烯酸类聚合物、(B)在结合于主链的基团的至少2个末端具有羟基、羧基以及氨基中的任一个基团的聚合物、以及(C)交联剂。一种取向材，其通过使用该组合物而获得。一种相位差材，其特征在于，通过使用该组合物而获得。
【专利说明】固化膜形成用组合物、取向材以及相位差材
【技术领域】
[0001] 本发明涉及固化膜形成用组合物、取向材以及相位差材。
【背景技术】
[0002] 近年来，在使用了液晶面板的电视等的显示器领域中，作为朝向高性能化的努力， 正在推进着对于可观赏3D图像的3D显示器的开发。在3D显示器方面，例如，可通过在观察 者的右眼视认右眼用图像，在观察者的左眼视认左眼用图像，从而显示具有立体感的图像。
[0003] 在显示3D图像的3D显示方式中存在有多种方式，作为不需要专用眼镜的方式，已 知有双凸透镜方式以及视差屏障方式等。
[0004] 而且，作为观察者戴眼镜而观察3D图像的显示方式之一，已知有圆偏光眼镜方式 等（例如参照专利文献1。）。
[0005] 在圆偏光眼镜方式的3D显示器的情况下，通常在液晶面板等形成图像的显示元 件之上配置图案化了的相位差材。该图案化了的相位差材，通过分别多个地、规则地配置相 位差特性不同的2种相位差区域来构成。另外，以下，在本说明书中，将按照配置这样的相 位差特性不同的多个相位差区域的方式进行了图案化的相位差材称为图案化相位差材。
[0006] 图案化相位差材，例如，如专利文献2中公开的那样，可通过将包含聚合性液晶的 相位差材料进行光学图案化从而制作。在包含聚合性液晶的相位差材料的光学图案化中， 利用在液晶面板的取向材形成方面所获知到的光取向技术。即，在基板上设置由光取向性 的材料形成的涂膜，对其照射偏光方向不同的2种偏光。于是，作为形成了液晶的取向控制 方向不同的2种液晶取向区域的取向材，获得光取向膜。在该光取向膜之上涂布包含聚合 性液晶的溶液状相位差材料，实现聚合性液晶的取向。其后，将取向了的聚合性液晶进行固 化从而形成图案化相位差材。
[0007] 在使用了液晶面板的光取向技术的取向材形成中，作为可利用的光取向性的材 料，已知有：在侧链具有肉桂酰基以及查耳酮基等光二聚化部位的丙烯酸类树脂和/或聚 酰亚胺树脂等。报告了，这些树脂通过照射偏光UV而显示出控制液晶取向的性能（以下也 称为液晶取向性）（参照专利文献3?专利文献5。）。
[0008] 现有技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献1 :日本特开平10-232365号公报
[0011] 专利文献2 :日本特开2005-49865号公报
[0012] 专利文献3 :日本特许第3611342号公报
[0013] 专利文献4 :日本特开2009-058584号公报
[0014] 专利文献5 :日本特表2001-517719号公报
【发明内容】
[0015] 发明所要解决的课题
[0016] 但是，根据本发明人等的研究可知，这样的在侧链具有肉桂酰基和/或查耳酮基 等光二聚化部位的丙烯酸类树脂，在适用于相位差材形成的情况下无法获得充分的特性 (取向灵敏度）。特别是，对这些树脂照射偏光UV而形成取向材，使用该取向材，将包含聚 合性液晶的相位差材料进行光学图案化，为此需要大的偏光UV曝光量。该偏光UV曝光量， 与对于使通常的液晶面板用的液晶进行取向而言充分的偏光UV曝光量（例如，100mJ/cm2左右）相比显著地变多。
[0017] 作为偏光UV曝光量变多的原由，列举出：在相位差材形成的情况下与液晶面板用 的液晶不同，聚合性液晶在溶液的状态下使用，在取向材之上涂布。
[0018] 具体而言，在想要通过使用在侧链具有肉桂酰基等光二聚化部位的丙烯酸类树脂 等而形成取向材，使用该取向材而使聚合性液晶进行取向的情况下，首先对丙烯酸类树脂 等实施基于光二聚化反应的光交联。而且，直至显示出对聚合性液晶溶液的耐性为止，需要 进行大的曝光量的偏光照射。
[0019] 另一方面，为了使液晶面板的液晶进行取向，通常，仅将光取向性的取向材的表面 进行二聚化反应即可。
[0020] 然而，在想要通过使用上述的丙烯酸类树脂等以往材料而使取向材显示出对聚合 性液晶溶液的耐溶剂性时，则需要进行反应直至取向材的内部，需要更多的曝光量。其结 果，存在有以往材料的取向灵敏度非常变小这样的问题。
[0021] 另外，为了使作为上述的以往材料的树脂显现出这样的耐溶剂性，已知有添加交 联剂的技术。然而已知，进行了基于交联剂的热固化反应后，在所形成的涂膜的内部形成三 维结构，光反应性降低。即，即使向以往材料中添加交联剂而使用，作为结果，取向灵敏度也 大大降低，也无法获得所希望的效果。
[0022] 根据以上，要求可提高取向材的取向灵敏度，可减低偏光UV曝光量的光取向技 术，以及用于形成该取向材的固化膜形成用组合物。而且，要求可高效率地提供图案化相位 差材的技术。
[0023] 另外，使用光取向技术而制造3D显示器的图案化相位差材的情况下，以往在玻 璃基板上形成。然而近年来，根据减低制造成本的要求，要求在TAC(三乙酰纤维素）膜、 COP(环烯烃聚合物）膜等廉价的树脂膜上，利用所谓的辊对辊（roll-to-roll)进行生产。 [0024] 但是，由上述那样的以往材料形成的光取向膜，对树脂膜的密合性弱，不易在树脂 膜之上制造高可靠的图案化相位差材。
[0025] 因此，要求对树脂膜的密合性优异，即使在TAC膜等树脂膜上也可形成高可靠的 相位差材，可适用于光取向技术的取向材以及用于形成这样的取向材的固化膜形成用组合 物。另外要求在这些基材上制成的相位差膜即使在高温高湿下也不降低密合性和/或相位 差特性。
[0026] 本发明基于以上的见解和/或研究结果而完成。即，本发明的目的在于提供用于 提供取向材的固化膜形成用组合物，该取向材具有优异的光反应效率并且具备耐溶剂性以 及密合耐久性，即使在树脂膜上也可以以高灵敏度使聚合性液晶进行取向。
[0027] 而且，本发明的另一目的在于提供取向材以及使用该取向材而形成的相位差材， 该取向材由该固化膜形成用组合物获得，具有优异的光反应效率并且具备耐溶剂性以及密 合耐久性，即使在树脂膜上也可以以高灵敏度使聚合性液晶进行取向。
[0028] 本发明的另一目的以及优点根据以下的记载而变得明确。
[0029] 用于解决问题的方案
[0030] 本发明的第1实施方式涉及一种固化膜形成用组合物，其特征在于，含有：
[0031] (A)具有光取向性基团的丙烯酸类聚合物、
[0032] (B)在结合于主链的基团的至少2个末端具有羟基、羧基或氨基中的任一个基团 的聚合物、以及
[0033] (C)交联剂。
[0034] 本发明的第1实施方式中，（A)成分的光取向性基团优选为具有光二聚化或光异 构化的结构的官能团。
[0035] 本发明的第1实施方式中，（A)成分的光取向性基团优选为肉桂酰基。
[0036] 本发明的第1实施方式中，（A)成分的光取向性基团优选为具有偶氮苯结构的基 团。
[0037] 本发明的第一实施方式中，（A)成分优选为进一步具有选自由羟基、羧基以及氨基 组成的组中的至少一个取代基的丙烯酸类聚合物。
[0038] 本发明的第1实施方式中，（B)成分优选为选自由聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳 酸酯多元醇以及聚己内酯多元醇组成的组中的至少1种聚合物。
[0039] 本发明的第1实施方式中，（C)成分的交联剂优选为相比于（A)成分而言为亲水 性。
[0040] 本发明的第1实施方式中，（C)成分的交联剂优选为具有羟甲基或烷氧基甲基的 交联剂。
[0041] 本发明的第1实施方式中，优选进一步含有（D)交联催化剂。
[0042] 本发明的第1实施方式中，（A)成分与（B)成分的比率以质量比计优选为5 :95? 95 :5〇
[0043] 本发明的第1实施方式中，基于（A)成分与（B)成分的合计量100质量份，优选含 有10质量份?100质量份的（C)成分。
[0044] 本发明的第1实施方式中，基于（A)成分与（B)成分的合计量100质量份，优选含 有0. 01质量份?20质量份的（D)成分。
[0045] 本发明的第2实施方式涉及一种取向材，其特征在于，通过使用本发明的第1实施 方式的固化膜形成用组合物而获得。
[0046] 本发明的第3实施方式涉及一种相位差材，其特征在于，通过使用由本发明的第1 实施方式的固化膜形成用组合物获得的固化膜而形成。
[0047] 发明的效果
[0048] 根据本发明的第1实施方式，可提供用于提供取向材的固化膜形成用组合物，该 取向材具备优异的密合性、取向灵敏度、图案形成性以及密合耐久性，即使在树脂膜上也可 以以高灵敏度使聚合性液晶进行取向。
[0049] 根据本发明的第2实施方式，可提供取向材，其具备优异的密合性、取向灵敏度、 图案形成性以及密合耐久性，可以以高灵敏度使性液晶进行取向。
[0050] 根据本发明的第3实施方式，可提供相位差材，其即使在树脂膜上也可以以高的 效率形成，且可进行光学图案化。
【具体实施方式】
[0051] <固化膜形成用组合物>
[0052] 本实施方式的固化膜形成用组合物含有：作为（A)成分的具有光取向性基团的丙 烯酸类聚合物、作为（B)成分的在结合于主链的基团的至少2个末端具有羟基、羧基或氨基 中的任一个基团的聚合物、以及作为（C)成分的交联剂。本实施方式的固化膜形成用组合 物中，除了（A)成分、（B)成分、（C)成分以外，也可进一步含有交联催化剂作为（D)成分。 而且，只要不损害本发明的效果，可含有其它的添加剂。
[0053] 以下，说明各成分的细节。
[0054] <⑷成分>
[0055] 本实施方式的固化膜形成用组合物中含有的（A)成分是具有光取向性基团的丙 烯酸类聚合物。（A)成分由于是聚合物、即高分子化合物，因而提高由本发明获得的取向材 对基板的密合耐久性。即，取向成分是具有光反应性基团的低分子化合物的情况下，存在有 在高温高湿下未反应的取向成分发生剥离而使密合性降低的情况，但是在高分子取向成分 的情况下不容易剥离，因此密合性不降低。另外，在本发明中在"聚合物"中，除了包含将单 一的单体聚合而获得的聚合物以外，还包含将多种单体进行共聚而获得的共聚物。
[0056] 作为本发明中的丙烯酸类聚合物，可适用通过将丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯聚合而 获得的聚合物、通过将这些单体与苯乙烯等具有不饱和双键的单体进行聚合而获得的共聚 物。
[0057] 作为（A)成分的具有光取向性基团的丙烯酸类聚合物（以下也简称为特定共聚 物），只要是具有这样的结构的丙烯酸类聚合物即可，构成丙烯酸类聚合物的高分子的主链 的骨架以及侧链的种类等没有特别限制。
[0058] (A)成分的丙烯酸类聚合物的重均分子量优选为1，000至200, 000,更优选为 2, 000至150, 000,进一步更优选为3, 000至100, 000。重均分子量超过200, 000而为过大的 分子量时，则存在有在溶剂中的溶解性降低，操作性降低的情况，重均分子量小于1，〇〇〇而 为过小的分子量时，则存在有在热固化时变为固化不足，耐溶剂性以及耐热性降低的情况。 另外，重均分子量是利用凝胶渗透色谱法（GPC)，使用聚苯乙烯作为标准试样而获得的值。
[0059] 作为（A)成分的具有光取向性基团的丙烯酸类聚合物的合成方法，将具有光取向 性基团的单体进行聚合的方法是简便的。
[0060] 在本发明中，作为光取向性基团，例如列举出具有光二聚化的结构部位和光异构 化的结构的官能团。
[0061] 光二聚化的结构是指通过光照射而形成二聚物的部位，作为其具体例子，列举出 肉桂酰基、查耳酮基、香豆素基、蒽基等。它们之中优选为在可见光区域具有高的透明性以 及光二聚化反应性的肉桂酰基。
[0062] 另外，光异构化的结构是指通过光照射而变化为顺式体和反式体的部位，作为其 具体例子，列举出偶氮苯结构、芪结构等。它们之中从反应性的高度考虑优选为偶氮苯结 构。
[0063] 将具有这样的光取向性基团的单体的具体例子示于下述式[Al]?式[A3]。另外， 在合成本发明的（A)成分的具有光取向性基团的丙烯酸类聚合物之时，使用下述式[Al]? 式[A3]所示的单体的情况下，在下述单体中，必需使用具有丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基 的单体。
[0064]
【权利要求】
1. 一种固化膜形成用组合物，其特征在于，含有： (A) 具有光取向性基团的丙烯酸类聚合物、 (B) 在结合于主链的基团的至少2个末端具有羟基、羧基或氨基中的任一个基团的聚 合物、以及 (C) 交联剂。
2. 根据权利要求1所述的固化膜形成用组合物，其中，所述（A)成分的光取向性基团是 具有光二聚化或光异构化的结构的官能团。
3. 根据权利要求1所述的固化膜形成用组合物，其中，所述（A)成分的光取向性基团是 肉桂酰基。
4. 根据权利要求1所述的固化膜形成用组合物，其中，所述（A)成分的光取向性基团是 具有偶氮苯结构的基团。
5. 根据权利要求1?4中任一项所述的固化膜形成用组合物，其中，所述（A)成分是进 一步具有选自由羟基、羧基以及氨基组成的组中的至少一个取代基的丙烯酸类聚合物。
6. 根据权利要求1?5中任一项所述的固化膜形成用组合物，其中，所述（B)成分是 选自由聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇以及聚己内酯多元醇组成的组中的至少1 种聚合物。
7. 根据权利要求1?6中任一项所述的固化膜形成用组合物，其中，所述（C)成分的交 联剂相比于（A)成分而言为亲水性。
8. 根据权利要求1?7中任一项所述的固化膜形成用组合物，其中，所述（C)成分的交 联剂是具有羟甲基或烷氧基甲基的交联剂。
9. 根据权利要求1?8中任一项所述的固化膜形成用组合物，其进一步含有（D)交联 催化剂。
10. 根据权利要求1?9中任一项所述的固化膜形成用组合物，其中，所述（A)成分与 所述⑶成分的比率以质量比计为5 :95?95 :5。
11. 根据权利要求1?10中任一项所述的固化膜形成用组合物，其中，基于所述（A)成 分与所述（B)成分的合计量100质量份，含有10质量份?100质量份的所述（C)成分。
12. 根据权利要求9?11中任一项所述的固化膜形成用组合物，其中，基于所述（A)成 分与所述（B)成分的合计量100质量份，含有0. 01质量份?20质量份的所述（D)成分。
13. -种取向材，其特征在于，通过使用权利要求1?12中任一项所述的固化膜形成用 组合物而获得。
14. 一种相位差材，其特征在于，通过使用由权利要求1?12中任一项所述的固化膜形 成用组合物获得的固化膜而形成。
【文档编号】C08L69/00GK104379666SQ201380030686
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2013年6月20日 优先权日:2012年6月20日
【发明者】畑中真, 石田智久, 汤川升志郎 申请人:日产化学工业株式会社