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

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(Α)成分、(Β)成分、(C)成分及(D)成 分W外,还可W含有作为化)成分的交联催化剂。
[0230] 作为化)成分的交联催化剂,例如可W为酸或热酸产生剂。该化)成分在使用本实 施方式的固化膜形成用组合物形成固化膜时,对热固化反应的促进有效。
[0231] 在使用酸或热酸产生剂作为化)成分的情况下,化)成分只要为含横酸基的化合 物、盐酸或其盐、预烘烤或后烘烤时热分解产生酸的化合物、即在溫度80°C~250°C下热分 解产生酸的化合物就没有特别限定。
[0232] 作为运样的化合物,例如可W举出:盐酸、甲横酸、乙横酸、丙横酸、下横酸、戊横 酸、辛横酸、苯横酸、对甲苯横酸、精脑横酸、Ξ氣甲横酸、对苯酪横酸、2-糞横酸、均Ξ甲苯 横酸、对二甲苯-2-横酸、间二甲苯-2-横酸、4-乙基苯横酸、1H,1H,2H,2H-全氣辛横酸、全氣 (2-乙氧基乙烧)横酸、五氣乙横酸、九氣下烧-1-横酸、十二烷基苯横酸等横酸或其水合物 及盐等。
[0233] 另外,作为利用热产生酸的化合物,例如可W举出:双(甲苯横酷氧基)乙烧、双(甲 苯横酷氧基)丙烷、双(甲苯横酷氧基)下烧、甲苯横酸对硝基节醋、甲苯横酸邻硝基节醋、1, 2,3-亚苯基Ξ(甲基横酸醋)、对甲苯横酸化晚鐵盐、对甲苯横酸吗嘟絲盐、对甲苯横酸乙 醋、对甲苯横酸丙醋、对甲苯横酸下醋、对甲苯横酸异下醋、对甲苯横酸甲醋、对甲苯横酸苯 乙醋、对甲苯横酸氯基甲醋、对甲苯横酸氣乙醋、对甲苯横酸2-径基下醋、N-乙基- 4-甲苯横胺及下述式[TAG-1]~式[TAG-41]所示的化合物等。
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[0237] 至于本发明的实施方式的固化膜形成用组合物中的化)成分的含量,相对于(A)成 分的选自低分子化合物W及聚合物中的至少一种、(B)成分的聚合物、(C)成分的交联剂及 (D)成分的低分子化合物的总量100质量份,优选为0.01质量份~10质量份,更优选为0.05 质量份~8质量份,进一步优选为0.1质量份~6质量份。通过将化)成分的含量设为0.01质 量份W上可W赋予充分的热固性和溶剂耐性,也可W赋予针对曝光的高灵敏度。另外,通过 设为10质量份W下可W使固化膜形成用组合物的保存稳定性变得良好。
[023引[其它的添加剂]
[0239] 本发明的实施方式的固化膜形成用组合物只要不损害本发明的效果就可W含有 其它的添加剂。
[0240] 作为其它的添加剂,例如可W含有敏化剂。敏化剂在由本实施方式的固化膜形成 用组合物形成本发明的实施方式的固化膜时对促进其光反应是有效的。
[0241] 作为敏化剂,可W举出:二苯甲酬、蔥、蔥酿及嚷吨酬等的衍生物W及硝基苯基化 合物等。在运些物质中,特别优选作为二苯甲酬的衍生物的N,N-二乙基氨基二苯甲酬及作 为硝基苯基化合物的2-硝基巧、2-硝基巧酬、5-硝基起、4-硝基联苯、4-硝基肉桂酸、4-硝基 均二苯乙締、4-硝基二苯甲酬、5-硝基吗I噪。
[0242] 运些敏化剂并不特别限定于上述物质。运些物质可单独使用或将巧巾W上的化合 物并用。
[0243] 在本发明的实施方式中,至于敏化剂的使用比例,相对于(A)成分、(B)成分、(C)成 分及(D)成分的总量100质量份,优选为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,有时无法充分地得到作为敏化剂的效果,在过大的情况下, 有时所形成的固化膜的透射率降低或者涂膜粗糖。
[0244] 另外,本发明的实施方式的固化膜形成用组合物只要不损害本发明的效果就可W 含有硅烷偶联剂、表面活性剂、流变调整剂、颜料、染料、保存稳定剂、消泡剂、抗氧化剂等作 为其它的添加剂。
[02例[溶剂]
[0246] 本发明的实施方式的固化膜形成用组合物在溶解于溶剂中而成的溶液状态下使 用的情况较多。此时所使用的溶剂为溶解(A)成分、(B)成分、(C)成分及(D)成分、根据需要 的化)成分和/或其它的添加剂的物质即可,只要为具有运样的溶解能力的溶剂,其种类及 结构等就没有特别限定。
[0247] 若举出溶剂的具体例,例如可W举出:乙二醇单甲基酸、乙二醇单乙基酸、甲基溶 纤剂乙酸醋、乙基溶纤剂乙酸醋、二乙二醇单甲基酸、二乙二醇单乙基酸、丙二醇、丙二醇单 甲基酸、丙二醇单甲基酸乙酸醋、丙二醇丙基酸乙酸醋、环戊基甲基酸、异丙醇、甲苯、二甲 苯、甲基乙基酬、环戊酬、环己酬、2-下酬、3-甲基-2-戊酬、2-戊酬、2-庚酬、丫-下内醋、2-径 基丙酸乙醋、2-径基-2-甲基丙酸乙醋、乙氧基醋酸乙醋、径基醋酸乙醋、2-径基-3-甲基下 酸甲醋、3-甲氧基丙酸甲醋、3-甲氧基丙酸乙醋、3-乙氧基丙酸乙醋、3-乙氧基丙酸甲醋、丙 酬酸甲醋、丙酬酸乙醋、醋酸乙醋、醋酸下醋、乳酸乙醋、乳酸下醋、N,N-二甲基甲酯胺、N,N- 二甲基乙酷胺及N-甲基化咯烧酬等。
[0248] 运些溶剂可W单独使用一种或二种W上组合使用。在运些溶剂中,丙二醇单甲基 酸、丙二醇单甲基酸乙酸醋、环己酬、2-庚酬、丙二醇丙基酸、丙二醇丙基酸乙酸醋、乳酸乙 醋、乳酸下醋、3-甲氧基丙酸甲醋、3-甲氧基丙酸乙醋、3-乙氧基丙酸乙醋及3-乙氧基丙酸 甲醋的成膜性良好且安全性高,故而优选。
[0249] <固化膜形成用组合物的制备〉
[0250] 本发明的实施方式的固化膜形成用组合物为具有光取向性的热固性的固化膜形 成用组合物。如上所述,本实施方式的固化膜形成用组合物含有作为(A)成分的选自低分子 化合物W及聚合物中的至少一种、(B)成分的具有选自径基、簇基、酷胺基、氨基、烷氧基甲 娃烷基及上述式(2)所示的基团中的至少一种取代基的聚合物、作为(C)成分的交联剂W及 (D)成分的在1分子中具有至少1个含有C = C双键的聚合性基团且具有至少1个N-烷氧基甲 基的低分子化合物。另外,可W含有作为巧)成分的交联催化剂。而且,只要不损害本发明的 效果就可W含有其它的添加剂,进而,可W含有溶剂。
[0251] 至于(A)成分和(B)成分的配合比,优选W质量比计为5:95~80:20。在(B)成分的 含量过大的情况下,液晶取向性容易降低,在过小的情况下,溶剂耐性降低而使取向性容易 降低。
[0252] 本实施方式的固化膜形成用组合物的优选的例子如下。
[0253] [1]:-种固化膜形成用组合物,其中,作为(A)成分的具有光取向性基团和选自径 基、簇基、酷胺基、氨基、烷氧基甲娃烷基及上述式(2)所示的基团中的至少一个取代基的低 分子化合物(低分子光取向成分)、与作为(B)成分的具有选自径基、簇基、酷胺基、氨基、烧 氧基甲娃烷基及上述式(2)所示的基团中的至少一种取代基的聚合物的配合比W质量比计 为5:95~80:20,相对于作为(A)成分的选自低分子化合物W及聚合物中的至少一种和(B) 成分的聚合物的总量100质量份,含有10质量份~100质量份作为(C)成分的交联剂,相对于 作为(A)成分的选自低分子化合物W及聚合物中的至少一种、作为(B)成分的聚合物和作为 (C)成分的交联剂的总量100质量份,含有0.1质量份~40质量份作为(D)成分的1分子中具 有至少1个含有C=C双键的聚合性基团且具有至少1个N-烷氧基甲基的低分子化合物。
[0254] [2]:-种固化膜形成用组合物,其中,(A)成分与(B)成分的配合比W质量比计为 5:95~80: 20,相对于作为(A)成分的选自低分子化合物W及聚合物中的至少一种和作为 (B)成分的聚合物的总量100质量份,含有10质量份~100质量份的(C)成分,相对于作为(A) 成分的选自低分子化合物W及聚合物中的至少一种、作为(B)成分的聚合物和作为(C)成分 的交联剂的总量100质量份,含有0.1质量份~40质量份的(D)成分,并含有溶剂。
[0255] [3]:-种固化膜形成用组合物,其中,(A)成分与(B)成分的配合比W质量比计为 5:95~80: 20,相对于作为(A)成分的选自低分子化合物W及聚合物中的至少一种和作为 (B)成分的聚合物的总量100质量份,含有10质量份~100质量份的(C)成分、相对于作为(A) 成分的选自低分子化合物W及聚合物中的至少一种、作为(B)成分的聚合物和作为(C)成分 的交联剂的总量100质量份,含有0.1质量份~40质量份的(D)成分,相对于作为(A)成分的 选自低分子化合物W及聚合物中的至少一种、作为(B)成分的聚合物、作为(C)成分的交联 剂和作为(D)成分的化合物的总量100质量份,含有0.01质量份~10质量份的巧)成分,并含 有溶剂。
[0256] 下面,对在W溶液形式使用本实施方式的固化膜形成用组合物时的配合比例、审U 备方法等进行详细叙述。
[0257] 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各成分均匀地溶解 在溶剂中就没有特别限定,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溶剂后 的成分。
[0258] 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,例如 可W举出:在溶解于溶剂而成的(B)成分的溶液中W规定的比例混合(A)成分及(C)成分、 (D)成分W及化)成分,制成均匀的溶液的方法或在该制备法的适当的阶段中,根据需要再 添加其它添加剂混合的方法。
[0259] 在本实施方式的固化膜形成用组合物的制备中,可W直接使用通过溶剂中的聚合 反应得到的特定共聚物的溶液。在运样的情况下,例如在制备(B)成分丙締酸系聚合物的溶 液中加入(A)成分、(C)成分、(D)成分W及化)成分等制成均匀的溶液。此时,出于调整浓度 的目的可W再追加投入溶剂。此时,(B)成分的制备过程中所使用的溶剂和固化膜形成用组 合物的浓度调整中所使用的溶剂可W相同,也可W不同。
[0260] 另外,所制备的固化膜形成用组合物的溶液优选采用孔径0.化m左右的过滤器等 过滤后使用。
[0261] 如上所述,本发明的本实施方式的固化膜形成用组合物含有(A)选自具有光取向 性基团及选自径基、簇基、酷胺基、氨基、烷氧基甲娃烷基及上述式(2)所示的基团中的至少 一种取代基的低分子化合物W及聚合物中的至少一种、(B)具有选自径基、簇基、酷胺基、氨 基、烷氧基甲娃烷基及上述式(2)所示的基团中的至少一种取代基的聚合物而构成。在作为 (A)成分的选自低分子化合物W及聚合物中的至少一种中,光取向性基团构成疏水性的光 反应部,选自径基、簇基、酷胺基、氨基、烷氧基甲娃烷基及上述式(2)所示的基团中的至少 一种取代基构成亲水性的热反应部。(B)成分的聚合物的选自径基、簇基、酷胺基、氨基、烧 氧基甲娃烷基及上述式(2)所示的基团中的至少一种取代基也为亲水性。
[0262] 因此,由本实施方式的固化膜形成用组合物所形成的固化膜因(B)成分的性质而 使其内部成为亲水性,从而使膜结构稳定化。而且,固化膜中的作为(A)成分的选自低分子 化合物W及聚合物中的至少一种偏在地存在于固化膜的表面附近。更具体而言,作为(A)成 分的选自低分子化合物W及聚合物中的至少一种成为亲水性的热反应部朝向固化膜的内 部侧、疏水性的光反应部朝向表面侧的结构,并且偏在存在固化膜的表面附近。其结果,本 实施方式的固化膜实现了使表面附近存在的(A)成分的光反应性基团的比例增加的结构。 而且,本实施方式的固化膜在用作取向材料时可W提高用于光取向的光反应的效率,可W 具有优异的取向灵敏度。进而,成为适合形成图案化相位差材料的取向材料,使用它制造的 图案化相位差材料可W具有优异的图案形成性。
[0263] 另外,如上所述,本实施方式的固化膜形成用组合物含有交联剂作为(C)成分。因 此,在由本实施方式的固化膜形成用组合物得到的固化膜的内部中,在作为(A)成分的选自 低分子化合物W及聚合物中的至少一种的光取向性基团进行光反应之前,可W通过与(C) 交联剂的热反应进行交联反应。其结果,在用作取向材料的情况下,可W提高对其上所涂布 的聚合性液晶及其溶剂的耐性。
[0264] 而且,本发明的本实施方式的固化膜形成用组合物含有(A)成分及(B)成分、(C)成 分W及作为(D)成分的1分子中具有至少1个含有C = C双键的聚合性基团且具有至少1个N- 烷氧基甲基的低分子化合物。作为(D)成分的化合物在将由本实施方式的固化膜形成用组 合物得到的固化膜用作取向材料的情况下发挥强化其上所形成的固化聚合性液晶层之间 的密合性的作用。
[0265] <固化膜、取向材料及相位差材料〉
[0266] 将本实施方式的固化膜形成用组合物的溶液通过棒涂布、旋转涂布、流动涂布、漉 涂布、狭缝涂布、狭缝后旋转涂布、喷墨涂布、印刷等涂布在基板(例如、娃/二氧化娃被覆基 板、氮化娃基板、被覆有金属、例如侣、钢、铭等的基板、玻璃基板、石英基板、IT0基板等)或 薄膜(例如、Ξ乙酷基纤维素(TAC)薄膜、环締控聚合物薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇醋薄膜、 丙締酸薄膜等树脂薄膜)等上,形成涂膜,然后,用加热板或烘箱等加热干燥,由此,可W形 成固化膜。
[0267] 作为加热干燥的条件,只要W由固化膜所形成的取向材料的成分不溶出到涂布在 其上的聚合性液晶溶液中的程度下进行固化反应即可,例如可采用从溫度60°C~200°C、时 间0.4分钟~60分钟的范围中适宜选择的加热溫度及加热时间。加热溫度及加热时间优选 为70 °C~160 °C、0.5分钟~10分钟。
[0268] 使用本实施方式的固化性组合物所形成的固化膜的膜厚例如为0.05WI1~扣m,可 W考虑使用的基板的平坦度及光电性质适宜选择。
[0269] 运样所形成的固化膜可W作为通过进行偏振UV照射使取向材料、即含有聚合性液 晶等的具有液晶性的化合物取向的部件起作用。
[0270] 作为偏振UV的照射方法,通常通过采用150皿~450皿的波长的紫外光~可见光, 在室溫或加热的状态下,从垂直或倾斜方向照射直线偏振光来进行。
[0271] 由本实施方式的固化膜组合物所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聚合性液晶溶液构成的相位差材料后,加热至其液晶的相变溫度, 由此,使相位差材料成为液晶状态,使其在取向材料上取向。然后,可W使成为了期望的取 向状态的相位差材料直接固化,形成具备具有光学各向异性的层的相位差材料。
[0272] 作为相位差材料,例如可使用具有聚合性基团的液晶单体及含有它的组合物等。 而且,在形成有取向材料的基板为薄膜的情况下,具有本实施方式的相位差材料的薄膜作 为相位差薄膜是有用的。形成运样的相位差材料的相位差材料成为液晶状态,在取向材料 上采取水平取向、胆酱型取向、垂直取向、混合取向等取向状态,可W根据各自需要的相位 差特性分开使用。
[0273] 另外,在制作3D显示屏中所使用的图案化相位差材料的情况下,在由本实施方式 的固化膜组合物利用上述的方法所形成的固化膜上,经由线条和间隔图案的掩膜,按照规 定的基准例如在+45度的方向进行偏振UV曝光,接着,除去掩膜后,在-45度的方向进行偏振 UV曝光,形成了形成有巧巾液晶的取向控制方向不同的液晶取向区域的取向材料。然后,涂 布含有聚合性液晶溶液的相位差材料后,加热至液晶的相变溫度,由此,使相位差材料成为 液晶状态。成为液晶状态的聚合性液晶在形成有巧巾液晶取向区域的取向材料上取向,形成 与各液晶取向区域分别对应的取向状态。然后,使实现了运样的取向状态的相位差材料直 接固化,对上述的取向状态进行固定化,可W得到分别W多个且规则地配置相位差特性不 同的巧巾相位差区域的图案化相位差材料。
[0274] 另外,由本实施方式的固化膜组合物所形成的取向材料也可用作液晶显示元件的 液晶取向膜。例如使用如上所述形成的具有本实施方式的取向材料的2张基板,经由间隔件 W两基板上的取向材料互为对向的方式贴合后,在运些基板之间注入液晶,可制造液晶取 向的液晶显示元件。
[0275] 因此,本实施方式的固化膜形成用组合物可W优选用于各种相位差材料(相位差 薄膜)及液晶显示元件等的制造。
[0276] [实施例]
[0277] 下面,举出实施例对本实施方式进一步详细地进行说明。但是,本发明并不限定于 运些实施例。
[0278] [实施例等中使用的组成成分和其简称]
[0279] W下的实施例及比较例中所使用的各组成成分如下。下述式中,Me表示甲基,t-Bu 表示叔下基。
[0280] <成分(A):低分子光取向成分〉
[0281] CIN1:4-(6-径基己氧基)肉桂酸甲醋
[0282]
[0283] CIN2:3-甲氧基-4-(6-径基己氧基)肉桂酸甲醋
[0284]
[0285] CIN3:4-[4-(6-径基己氧基)苯甲酯基]肉桂酸叔下醋
[ο巧1 ] <特定聚合物原料〉
[0巧2] ΜΑΑ:甲基丙締酸
[0巧3] ΜΜΑ:甲基丙締酸甲醋
[0294] ΗΕΜΑ:甲基丙締酸2-径基乙醋
[0巧5] CIM :4-(6-甲基丙締酷氧基己基-1-氧基)肉桂酸
[0巧6] ΑΙΒΝ:α,α'-偶
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