专利名称：形成具有光取向性的热固化膜的组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及形成具有光取向性的热固化膜的组合物和由该组合物形成的固化膜。 更详细地说，本发明涉及能够形成具有高透明性、液晶取向能力、高耐溶剂性和耐热性的热固化膜的形成热固化膜的组合物及其固化膜。本发明的形成具有光取向性的热固化膜的组合物特别适合作为用于形成液晶显示器中的内装相位差层的兼具聚合性液晶取向功能的滤色器外覆剂。
背景技术：
一般而言，在液晶显示元件、有机EL(电致发光)元件、固体摄像元件等光学器件中，为了防止元件表面在制造工序中暴露于溶剂和/或热而设置有保护膜。对于该保护膜， 不仅要求与所保护的基板的附着性高、且耐溶剂性高，还要求耐热性等性能优异。另外，这样的保护膜在作为用于彩色液晶显示装置、固体摄像元件的滤色器的保护膜使用的情况下，为了维持透过滤色器的光的透射率，需要是具有高透明性的膜。另一方面，近年来已研究通过向液晶显示器的液晶盒内导入相位差材料来实现低成本化、轻量化，作为这样的相位差材料，一般使用涂布聚合性液晶溶液并使其取向、然后使其光固化而得的材料。为了使该相位差材料取向，需要下层膜是在摩擦处理或者偏振光 UV照射之后具有取向性的材料。因此在滤色器的外覆层上成膜出液晶取向层之后形成相位差材料(参照图1(a))。如果能够形成兼任该液晶取向层和滤色器的外覆层的膜(参照图1(b))，则可以获得成本降低、工艺数减少等较大的优势，因此强烈期望能兼任液晶取向层和滤色器的外覆层的材料。一般而言，滤色器的外覆层使用透明性高的丙烯酸系树脂。而且，从操作性、涂布性的观点出发，溶解该丙烯酸系树脂时广泛使用丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯等二醇系溶剂、乳酸乙酯、乳酸丁酯等酯系溶剂、环己酮、甲基戊基酮等酮系溶剂。另外，采取了将该丙烯酸系树脂通过热固化或光固化来提高耐热性和耐溶剂性的方法(专利文献1、2)。 然而，虽然现有的热固化性或光固化性的丙烯酸系树脂具有适当的透明性和耐溶剂性，但是即使对由这种丙烯酸系树脂形成的外覆层进行摩擦处理或者偏振光UV照射也不能显示充分的取向性。另一方面，液晶取向层通常使用包含溶剂可溶性聚酰亚胺或聚酰胺酸的材料。已报告了这些材料通过后烘烤而完全酰亚胺化，从而赋予耐溶剂性，通过摩擦处理而显示充分的取向性(专利文献3)。另外，已报告了通过对侧链具有肉桂酰基和查耳酮基等光二聚化部位的丙烯酸系树脂进行偏振光UV照射而显示充分的液晶取向性(专利文献4)。专利文献1 日本特开2000-103937号公报专利文献2 日本特开2000-119472号公报专利文献3 日本特开2005-037920号公报专利文献4 日本特开平9-118717号公报
发明内容
发明要解决的课题然而，将专利文献3所述的液晶取向层用作滤色器的外覆材时存在透明性低这样的问题。另外，聚酰亚胺和聚酰胺酸可溶于N-甲基吡咯烷酮、Y-丁内酯等溶剂，但对二醇系溶剂、酯系溶剂和酮系溶剂的溶解性低，难以应用于使用这样的溶剂的外覆层生产线。另外，在照射光而赋予液晶取向性的技术中，如果对液晶取向层照射通常的偏振光UV曝光量(例如lOOmJ/cm2)，则光二聚化反应率低而不能充分交联，因而形成耐溶剂性和耐热性低的产物。因此，在为了在上述液晶取向层上形成相位差材层而涂布聚合性液晶时，该液晶取向层溶解，不能显示充分的取向性。另外，如果为了提高光二聚化反应率而将曝光量增大到lj/cm2以上，则虽然聚合性液晶的取向性提高，但曝光时间变得非常长，因而不能说是实用的方法。而且，现有的用于液晶取向层的材料是仅具有光二聚化部位作为交联化部位的材料，因而整体的交联部位的数较少，制成的液晶取向层不具有充分的耐热性。 因此，在形成相位差材之后在200°C以上进行显示元件的制造工序时，液晶取向层大幅收缩也令人担心。本发明是鉴于上述情形而做出的，其要解决的课题是提供一种材料，该材料在固化膜形成后显示高耐溶剂性、对聚合性液晶优异的光取向能力、充分的耐热性、以及高透明性，并且在固化膜形成时能够在可用于制作滤色器的外覆层的二醇系溶剂、酮系溶剂或乳酸酯系溶剂中溶解的材料。用于解决课题的方法本发明者为了解决上述课题而进行了深入研究，结果发现了本发明。S卩，作为第1观点，涉及一种形成具有光取向性的热固化膜的组合物，其含有下述 (A)成分、⑶成分和(C)成分，(A)成分具有光二聚化部位和热交联部位的丙烯酸系共聚物，(B)成分具有碳原子数2 5的烷基酯基和碳原子数2 5的羟基烷基酯基中的至少一者、以及羧基和酚羟基中的至少一者的丙烯酸系聚合物，(C)成分交联剂。作为第2观点，涉及根据第1观点所述的形成具有光取向性的热固化膜的组合物， 其中，(A)成分是通过包含具有光二聚化部位的单体和具有热交联部位的单体的单体之间的聚合反应而得到的丙烯酸系共聚物。作为第3观点，涉及根据第1观点或第2观点所述的形成具有光取向性的热固化膜的组合物，其中，(A)成分的光二聚化部位是肉桂酰基。作为第4观点，涉及根据第1观点 第3观点的任一项所述的形成具有光取向性的热固化膜的组合物，其中，(A)成分的热交联部位是羟基。作为第5观点，涉及根据第1观点 第4观点的任一项所述的形成具有光取向性的热固化膜的组合物，其中，(B)成分是通过具有碳原子数2 5的烷基酯基的单体和具有碳原子数2 5的羟基烷基酯基的单体中的至少一者、与具有羧基的单体和具有酚羟基的单体中的至少一者的聚合反应而得到的丙烯酸系共聚物。作为第6观点，涉及根据第1观点 第5观点的任一项所述的形成具有光取向性的热固化膜的组合物，其中，作为(C)成分的交联剂是具有羟甲基或烷氧基羟甲基的交联剂。作为第7观点，涉及根据第1观点 第6观点的任一项所述的形成具有光取向性的热固化膜的组合物，其中，还含有作为(D)成分的酸或热产酸剂。作为第8观点，涉及根据第1观点 第7观点的任一项所述的形成具有光取向性的热固化膜的组合物，其中，还含有作为(E)成分的敏化剂。作为第9观点，涉及根据第1观点 第8观点的任一项所述的形成具有光取向性的热固化膜的组合物，其中，基于(A)成分和(B)成分的合计量100质量份，含有1 40质量份的(C)成分。作为第10观点，涉及根据第7观点 第9观点的任一项所述的形成具有光取向性的热固化膜的组合物，其中，基于(A)成分和(B)成分的合计量100质量份，含有0. 01 5 质量份的(D)成分。作为第11观点，涉及根据第8观点 第10观点的任一项所述的形成具有光取向性的热固化膜的组合物，其中，基于(A)成分和(B)成分的合计量100质量份，含有0.1 20质量份的(E)成分。作为第12观点，涉及由第1观点 第11观点的任一项所述的形成具有光取向性的热固化膜的组合物所形成的液晶取向层。作为第13观点，涉及一种光学器件，同时具备由第1观点 第11观点的任一项所述的形成具有光取向性的热固化膜的组合物所形成的液晶取向层、和位于该液晶取向层之上的相位差层。发明的效果本发明的形成具有光取向性的热固化膜的组合物能够形成具有高透明性、高耐溶剂性、高耐热性、以及利用光照射的液晶取向能力(光取向性)的固化膜，因此可以作为光取向性的液晶取向膜和外覆层的形成材料使用。特别是能够在显示器的液晶盒内一次形成兼具使用于形成相位差材的聚合性液晶取向的层、和滤色器的外覆层两者的特性的“聚合性液晶取向层”，从而能够通过制造工序的简化和工艺数降低来实现低成本化等。另外，由于本发明的形成具有光取向性的热固化膜的组合物可溶于二醇系溶剂、 酮系溶剂和乳酸酯系溶剂，因而可以适合用于主要使用这些溶剂的滤色器的外覆层生产线。
图1是显示通过现有技术形成了液晶取向膜的液晶盒(a)与使用本发明的形成具有光取向性的热固化膜的组合物形成了具有取向性的滤色器(CF)外覆层的液晶盒(b)的对比的示意图。
具体实施例方式本发明除了上述的透明性、耐溶剂性、耐热性之外，具有实现利用光照射的液晶取向能力(光取向性)的性能提高方面的特征。即，本发明涉及形成具有光取向性的热固化膜的组合物，其含有(A)成分具有光二聚化部位和热交联部位的丙烯酸系共聚物，(B)成分具有碳原子数2 5的烷基酯基和碳原子数2 5的羟基烷基酯基中的至少一者、以及羧基和酚羟基中的至少一者的丙烯酸系聚合物，以及(C)成分交联剂。另外，还涉及形成具有光取向性的热固化膜的组合物，其中，除了(A)成分、(B)成分、(C)成分之外，还可以含有作为(D)成分的酸或热产酸剂、作为(E)成分的敏化剂。其中，具有光取向性的热固化膜是指通过照射直线偏振光来引发光学各向异性、通过加热而固化而得的膜。以下，详细说明各成分。< (A)成分 > (A)成分是具有光二聚化部位和热交联部位的丙烯酸系共聚物。在本发明中，作为丙烯酸系共聚物，可以应用丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯等具有不饱和双键的单体聚合而得的共聚物。作为(A)成分的具有光二聚化部位和热交联部位的丙烯酸系共聚物(以下称为特定共聚物)只要是具有该结构的丙烯酸系共聚物即可，对于构成丙烯酸系共聚物的高分子的主链的骨架和侧链的种类等不特别限定。光二聚化部位是指通过光照射而形成二聚体的部位，作为其具体例可列举具有肉桂酰基、查耳酮基、香豆素基、蒽基等的结构。其中优选在可见光区域显示高透明性和光二聚化反应性的具有肉桂酰基的结构。特别优选肉桂酰基的部分结构示于下述式[Al]或式 [A2]。
权利要求
1.一种形成具有光取向性的热固化膜的组合物，其含有下述(A)成分、(B)成分和(C) 成分，(A)成分具有光二聚化部位和热交联部位的丙烯酸系共聚物，(B)成分具有碳原子数2 5的烷基酯基和碳原子数2 5的羟基烷基酯基中的至少一者、以及羧基和酚羟基中的至少一者的丙烯酸系聚合物，(C)成分交联剂。
2.根据权利要求1所述的形成具有光取向性的热固化膜的组合物，其中，(A)成分是通过包含具有光二聚化部位的单体和具有热交联部位的单体的单体之间的聚合反应而得到的丙烯酸系共聚物。
3.根据权利要求1或2所述的形成具有光取向性的热固化膜的组合物，其中，(A)成分的光二聚化部位是肉桂酰基。
4.根据权利要求1 3的任一项所述的形成具有光取向性的热固化膜的组合物，其中，(A)成分的热交联部位是羟基。
5.根据权利要求1 4的任一项所述的形成具有光取向性的热固化膜的组合物，其中，(B)成分是通过具有碳原子数2 5的烷基酯基的单体和具有碳原子数2 5的羟基烷基酯基的单体中的至少一者、与具有羧基的单体和具有酚羟基的单体中的至少一者的聚合反应而得到的丙烯酸系共聚物。
6.根据权利要求1 5的任一项所述的形成具有光取向性的热固化膜的组合物，其中， 作为(C)成分的交联剂是具有羟甲基或烷氧基羟甲基的交联剂。
7.根据权利要求1 6的任一项所述的形成具有光取向性的热固化膜的组合物，其中， 还含有作为(D)成分的酸或热产酸剂。
8.根据权利要求1 7的任一项所述的形成具有光取向性的热固化膜的组合物，其中， 还含有作为(E)成分的敏化剂。
9.根据权利要求1 8的任一项所述的形成具有光取向性的热固化膜的组合物，其中， 基于㈧成分和⑶成分的合计量100质量份，含有1 40质量份的(C)成分。
10.根据权利要求7 9的任一项所述的形成具有光取向性的热固化膜的组合物，其中，基于㈧成分和⑶成分的合计量100质量份，含有0. 01 5质量份的⑶成分。
11.根据权利要求8 10的任一项所述的形成具有光取向性的热固化膜的组合物，其中，基于㈧成分和⑶成分的合计量100质量份，含有0. 1 20质量份的(E)成分。
12.由权利要求1 11的任一项所述的形成具有光取向性的热固化膜的组合物所形成的液晶取向层。
13.一种光学器件，同时具备由权利要求1 11的任一项所述的形成具有光取向性的热固化膜的组合物所形成的液晶取向层、和位于该液晶取向层之上的相位差层。
全文摘要
本发明的课题是提供在形成固化膜之后显示高耐溶剂性、液晶取向性、耐热性以及高透明性的材料。作为本发明的解决课题的方法是，一种形成具有光取向性的热固化膜的组合物，其含有(A)成分具有光二聚化部位和热交联部位的丙烯酸系共聚物，(B)成分具有碳原子数2～5的烷基酯基和碳原子数2～5的羟基烷基酯基中的至少一者、和羧基和酚羟基中的至少一者的丙烯酸系聚合物，以及(C)成分交联剂。
文档编号C09D133/14GK102471629SQ20108003257
公开日2012年5月23日 申请日期2010年7月20日 优先权日2009年7月21日
发明者安达勲, 畑中真 申请人:日产化学工业株式会社