固化膜形成用组合物、取向材料及相位差材料的制作方法_5

文档序号:9731535阅读:来源:国知局
丙烯酸苯酯、丙烯酸2,2,2_三氟乙 酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸2-甲氧基乙酯、甲氧基三乙二醇 丙烯酸酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、丙烯酸四氢糠基酯、丙烯酸3-甲氧基丁酯、2-甲基-2-金刚 烷基丙烯酸酯、γ_丁内酯丙烯酸酯、2-丙基-2-金刚烷基丙烯酸酯、8-甲基-8-三环癸基丙 烯酸酯、8-乙基-8-三环癸基丙烯酸酯、2,3_二羟基丙基丙烯酸酯、二乙二醇单丙烯酸酯、己 内酯2_(丙烯酰氧基)乙酯、聚(乙二醇)乙基醚丙烯酸酯及5-丙烯酰氧基-6-羟基降冰片烯- 2-駿酸-6_内酯等。
[0156] 作为甲基丙烯酸酯化合物,可举出例如:甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基 丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸苄酯、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2,2,2_三氟乙酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸环己酯、甲 基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸2-甲氧基乙酯、甲氧基三乙二醇甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸 2-乙氧基乙酯、甲基丙烯酸四氢糠基酯、甲基丙烯酸3-甲氧基丁酯、2-甲基-2-金刚烷基甲 基丙烯酸酯、γ_丁内酯甲基丙烯酸酯、2-丙基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯、8-甲基-8-三环 癸基甲基丙烯酸酯、8-乙基-8-三环癸基甲基丙烯酸酯、2,3_二羟基丙基甲基丙烯酸酯、二 乙二醇单甲基丙烯酸酯、己内酯2-(甲基丙烯酰氧基)乙酯、聚(乙二醇)乙基醚甲基丙烯酸 酯及5-甲基丙烯酰氧基-6-羟基降冰片烯-2-羧酸-6-内酯等。
[0157] 作为马来酰亚胺化合物,可举出例如:马来酰亚胺、Ν-甲基马来酰亚胺、Ν-苯基马 来酰亚胺及Ν-环己基马来酰亚胺等。
[0158] 作为苯乙烯化合物,可举出例如:苯乙烯、甲基苯乙烯、氯苯乙烯、溴苯乙烯、4-叔 丁基苯乙烯等苯乙烯化合物。
[0159] 作为乙烯基化合物,可举出例如:甲基乙烯基醚、苄基乙烯基醚、乙烯基萘、乙烯基 蒽、乙烯基联苯、乙烯基咔唑、2-羟基乙基乙烯基醚、苯基乙烯基醚及丙基乙烯基醚等。
[0160] 作为其它单体,在上述化合物中,优选丙烯酸酯化合物、甲基丙烯酸酯化合物,特 别是在获得性及溶解性等方面,优选甲基丙烯酸甲基酯(甲基丙烯酸甲酯)。
[0161] 为了得到(D)成分的丙烯酸系聚合物而使用上述其它单体的情况下,该其它单体 的使用量,基于为了得到(D)成分的丙烯酸系聚合物而使用的全部单体的合计量,优选为5 ~100摩尔%。上述其它单体的使用量过小时,有时无法得到相对于液晶溶剂的所期望的耐 性,即耐性降低。
[0162] 得到用于本发明的(D)成分的丙烯酸系聚合物的方法没有特别限定,例如,使上述 单体、根据所期望的上述以外的其它单体与聚合引发剂等共存的溶剂中、在50~110°C的温 度下通过聚合反应而得到。此时,所使用的溶剂只要是溶解单体及聚合引发剂等的溶剂,就 没有特别限定。作为具体例,记载于后述的<溶剂> 中。
[0163] 通过上述方法得到的(D)成分的丙烯酸系聚合物通常为溶解于溶剂的溶液的状 ??τ 〇
[0164] 另外,将用上述方法得到的(D)成分的丙烯酸系聚合物的溶液投入于搅拌下的二 乙基醚或水等而使其再沉淀,将生成的沉淀物进行过滤、清洗之后,在常压或减压下进行常 温干燥或加热干燥,可以制成(D)成分的丙烯酸系聚合物的粉体。通过所述操作,可以除去 与(D)成分的丙烯酸系聚合物共存的聚合引发剂及未反应的单体,其结果,可得到精制的 (D)成分的丙烯酸系聚合物的粉体。通过一次的操作不能充分地精制的情况下,使得到的粉 体再溶解于溶剂,重复进行上述的操作即可。
[0165] 在本发明中,(D)成分的丙烯酸系聚合物可以以粉体形态、或以将精制的粉末再溶 解于后述的溶剂的溶液形态使用。
[0166] 另外,在本发明中,(D)成分的丙烯酸系聚合物可以为多种(D)成分的丙烯酸系聚 合物的混合物。
[0167] < 溶剂 >
[0168] 本实施方式的固化膜形成用组合物主要以溶解于溶剂的溶液状态使用。此时使用 的溶剂为可以溶解(A)成分及(B)成分、(C)成分、此外根据需要的(D)成分及后述的其它添 加剂即可,其种类及结构等没有特别限定。
[0169] 作为溶剂的具体例,可举出例如:甲醇、乙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、乙二醇单甲 基醚、乙二醇单乙基醚、甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、二乙二醇单甲基醚、二乙二 醇单乙基醚、丙二醇、丙二醇单甲基醚、丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇丙基醚乙酸酯、甲 苯、二甲苯、甲基乙基酮、环戊酮、环己酮、2-丁酮、3-甲基-2-戊酮、2-戊酮、2-庚酮、γ-丁内 酯、2-羟基丙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、乙氧基醋酸乙酯、羟基醋酸乙酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸 甲酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、Ν,Ν-二甲基甲酰 胺、Ν,Ν-二甲基乙酰胺及Ν-甲基吡咯烷酮等。其中,由于(Β)成分的溶解性高,因此,优选甲 醇、乙醇、2-丙醇、丙二醇单甲基醚等溶剂。
[0170] 这些溶剂可以单独使用1种,或以2种以上的组合使用,可以进一步与水混合而使 用。
[0171] <其它添加剂>
[0172] 此外,本实施方式的固化膜形成用组合物可以在不损害本发明的效果的限度内根 据需要含有敏化剂、硅烷偶联剂、表面活性剂、流变调整剂、颜料、染料、保存稳定剂、消泡 剂、抗氧化剂等。
[0173] 例如,敏化剂在使用本实施方式的固化膜形成用组合物形成热固化膜之后,在促 进光反应方面是有效的。
[0174] 作为其它添加剂的一例的敏化剂,可举出:二苯甲酮、蒽、蒽醌、噻吨酮等及其衍生 物、以及硝基苯基化合物等。其中,优选二苯甲酮衍生物及硝基苯基化合物。作为优选的化 合物的具体例,可举出:Ν,Ν_二乙基氨基二苯甲酮、2-硝基芴、2-硝基芴酮、5-硝基苊、4-硝 基联苯、4-硝基肉桂酸、4-硝基芪、4-硝基二苯甲酮、5-硝基吲哚等。特别优选作为二苯甲酮 的衍生物的Ν,Ν-二乙基氨基二苯甲酮。
[0175] 这些敏化剂并不特别限定于上述的敏化剂。另外,敏化剂可以单独使用,或组合2 种以上的化合物而并用。
[0176] 就本实施方式的固化膜形成用组合物中的敏化剂的优选的使用比例而言,相对于 (Α)成分的化合物和(Β)成分的酰胺基的氮原子中的至少一部分进行了烷氧基甲基化或烷 硫基甲基化的聚酰胺的合计质量的100质量份,为0.1质量份~20质量份,更优选为0.2质量 份~10质量份。在该比例过小的情况下,有时不能充分地得到作为敏化剂的效果,在其过大 的情况下,有时产生透过率的降低及涂膜的皴裂。
[0177] <固化膜形成用组合物的制备>
[0178] 本实施方式的固化膜形成用组合物是作为(A)成分的低分子的光取向成分、作为 (B)成分的酰胺基的氮原子中的至少一部分进行了烷氧基甲基化或烷硫基甲基化的聚酰胺 及作为(C)成分的交联催化剂溶解于溶剂而得到的。进而,本实施方式的固化膜形成用组合 物可以含有作为(D)成分的具有碳原子数2~5的羟基烷基酯基、烷氧基甲硅烷基、N-烷氧基 甲基、羧基及酚性羟基中的至少一种的丙烯酸系聚合物。而且,在不损害本发明的效果的限 度内,可以含有其它的添加剂。
[0179] (A)成分和(B)成分的配合比优选以质量比计为(A)成分:(B)成分=5:95~60:40。 (B)成分的含量比上述数值范围过大的情况下,液晶取向性容易降低,当其过小的情况下, 溶剂耐性降低,由此,取向性容易降低。
[0180] 本实施方式的固化膜形成用组合物的优选的实例如下所述。
[0181] [1]:(A)成分和(B)成分的配合比以质量比计为5:95~60:40,基于(A)成分和(B) 成分的合计量的100质量份,含有0.01质量份~10质量份的(C)成分,并含有溶剂的固化膜 形成用组合物。
[0182] [2] :(A)成分和(B)成分的配合比以质量比计为5:95~60:40,基于(A)成分和(B) 成分的合计量的100质量份,含有0.01质量份~10质量份的(C)成分,基于(A)成分和(B)成 分的合计量的100质量份,含有5质量份~100质量份的(D)成分,并含有溶剂的固化膜形成 用组合物。
[0183] 以下,详述将本实施方式的固化膜形成用组合物用作溶液时的配合比例、制备方 法等。
[0184] 本实施方式的固化膜形成用组合物中的固体成分的比例只要是各成分均匀地溶 解于溶剂,就没有特别限定,为1质量%~80质量%,优选为3质量%~60质量%,更优选为5 质量%~40质量%。在此,固体成分是指从固化膜形成用组合物的全部成分中除去了溶剂 的成分。
[0185] 本实施方式的固化膜形成用组合物的制备方法没有特别限定。作为制备法,可举 出例如:在溶解于溶剂的(B)成分的溶液中以规定的比例混合(A)成分及(C)成分并制成均 匀的溶液的方法、或者在该制备法的适当的阶段根据需要进一步添加其它添加剂而进行混 合的方法。
[0186] 在本实施方式的固化膜形成用组合物的制备中,可以直接使用通过溶剂中的聚合 反应得到的聚合物或共聚物的溶液。该情况下,例如,在(B)成分的溶液中与上述同样地加 入(A)成分及(C)成分并制成均匀的溶液。此时,可以以浓度调整为目的进一步追加投入溶 剂。此时,在(B)成分的生成过程中所使用的溶剂和在固化膜形成用组合物的浓度调整中所 使用的溶剂可以相同,另外也可以不同。
[0187] 另外,所制备的固化膜形成用组合物的溶液优选使用孔径为0.2μπι左右的过滤器 等进行过滤之后使用。
[0188] <固化膜、取向材料及相位差材料>
[0189] 将本实施方式的固化膜形成用组合物的溶液在基板(包覆有例如硅/二酸化硅包 覆基板、氮化硅基板、金属、例如铝、钼、铬等的基板、玻璃基板、石英基板、ΙΤ0基板等)或膜 (例如三醋酸纤维素(TAC)膜、环烯烃聚合物膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、丙烯酸膜等树脂 膜)等上通过棒涂、旋转涂布、流动涂布、辊涂布、狭缝涂布、继狭缝后的旋转涂布、喷墨涂 布、印刷等涂布而形成涂膜,其后,用加热板或烘箱等进行加热干燥,由此可以形成固化膜。
[0190] 作为加热干燥的条件,以构成由固化膜形成的取向材料的成分不向其上所涂布的 聚合性液晶溶液溶出的程度进行交联反应(加热固化)即可,例如,可采用从温度60°C~200 °C、时间0.4分钟~60分钟的范围中适当选择的加热温度及加热时间。加热温度及加热时间 优选为7〇°C~160°C、0 · 5分钟~10分钟。
[0191] 使用本实施方式的固化膜形成用组合物而形成的固化膜的膜厚例如为0.05μπι~5 Μ1,可以考虑使用的基板的段差或光学的、电性质适当选择。
[0192] 这样形成的固化膜可以通过进行偏光UV照射而作为取向材料、即作为使具有液晶 等液晶性的化合物取向的部件起作用。
[0193] 作为偏光UV的照射方法,通常使用150nm~450nm的波长的紫外光~可见光,通过 在室温或加热的状态下从垂直或倾斜方向照射直线偏振光而进行。
[0194] 由本实施方式的固化膜组合物形成的取向材料具有耐溶剂性及耐热性。因此,在 该取向材料上涂布由后述的聚合性液晶溶液构成的相位差材料之后,通过加热至液晶的相 转变温度而使相位差材料成为液晶状态,在取向材料上进行取向,其后使成为取向状态的 相位差材料直接固化,由此可以形成作为具有光学各向异性的层的相位差材料。
[0195] 作为相位差材料,可使用例如具有聚合性基团的液晶单体及含有其的组合物(即 聚合性液晶溶液)等。而且,在形成取向材料的基板为膜的情况下,具有本实施方式的相位 差材料的膜作为相位差膜是有用的。在形成这种相位差材料的相位差材料中,有在形成液 晶状态时在取向材料上采用水平取向、胆留取向、垂直取向、混合取向等取向状态的相位差 材料,可以分别根据所需要的相位差分开使用。
[0196] 另外,在制造3D显示器中所使用的图案化相位差材料的情况下,对由本实施方式 的固化膜组合物用上述的方法形成的固化膜,经由线宽及间隔图案的掩模
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