形成固化膜的組合物、取向材及相位差材的製作方法
2023-12-03 17:10:26 2
形成固化膜的組合物、取向材及相位差材的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種形成具備優異的光反應效率和耐溶劑性和高密合性的固化膜的形成固化膜的組合物，提供一種光取向用的取向材和使用該取向材而形成的相位差材。形成固化膜的組合物含有下述(A)成分、(B)成分和(C)成分，(A)成分：具有光取向性基團與選自羥基、羧基和氨基中的任一種取代基的化合物，(B)成分：具有選自羥基、羧基和氨基中的1種或2種以上取代基的親水性聚合物，(C)成分：與(A)成分和(B)成分進行反應，並且在比(A)成分的升華溫度低的溫度進行反應的交聯劑，但在(B)成分為丙烯酸系聚合物的情況下，還含有(E)密合提高成分。(C)成分的交聯劑可以比(A)成分更具親水性。使用該形成固化膜的組合物，形成固化膜，利用光取向技術來形成取向材10。在取向材10上塗布聚合性液晶，進行固化而獲得相位差材。
【專利說明】形成固化膜的組合物、取向材及相位差材
【技術領域】
[0001]本發明涉及形成固化膜的組合物、取向材以及相位差材。
【背景技術】
[0002]近年來，在使用了液晶面板的電視等顯示器的領域中，作為針對高性能化的努力，可以欣賞3D圖像的3D顯示器的開發進展。在3D顯示器中，例如，通過使觀察者的右眼可見右眼用圖像，使觀察者的左眼可見左眼用圖像，從而可以顯示具有立體感的圖像。
[0003]顯示3D圖像的3D顯示器的方式有多種多樣的方式，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。
[0004]而且，作為觀察者戴眼鏡來觀察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I。)。
[0005]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。該相位差材分別多個規則地配置相位差特性不同的2種相位差區域，構成進行了圖案形成的相位差材。另外，以下，在本說明書中，將以配置這樣的相位差特性不同的多個相位差區域的方式而被圖案化了的相位差材稱為圖案化相位差材。
[0006]關於圖案化相位差材，例如，如專利文獻2所公開地那樣，可以通過將由聚合性液晶形成的相位差材料進行光學圖案形成來製作。由聚合性液晶形成的相位差材料的光學圖案形成利用在液晶面板的取向材形成中已知的光取向技術。即，在基板上設置由光取向性的材料形成的塗膜，對其照射偏光方向不同的2種偏光。而且，作為形成了液晶的取向控制方向不同的2種液晶取向區域的取向材，獲得光取向膜。在該光取向膜上塗布包含聚合性液晶的溶液狀的相位差材料，從而實現聚合性液晶的取向。然後，將取向了的聚合性液晶進行固化而形成圖案化相位差材。
[0007]在使用了液晶面板的光取向技術的取向材形成中，作為能夠利用的光取向性的材料，已知側鏈具有肉桂醯基和查耳酮基等光二聚化部位的丙烯酸系樹脂、聚醯亞胺樹脂等。報告了這些樹脂通過進行偏光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3~專利文獻5。)。
[0008]現有技術文獻
[0009]專利文獻
[0010]專利文獻1:日本特開平10-232365號公報
[0011]專利文獻2:日本特開2005-49865號公報
[0012]專利文獻3:日本特許第3611342號公報
[0013]專利文獻4:日本特開2009-058584號公報
[0014]專利文獻5:日本特表2001-517719號公報
【發明內容】
[0015]發明所要解決的課題[0016]然而，根據本發明人的研究可知，引用文獻3~引用文獻5所記載的側鏈具有肉桂醯基、查耳酮基等光二聚化部位的丙烯酸系樹脂在應用於相位差材的形成的情況下得不到充分的特性。
[0017]在要使用這樣的丙烯酸系樹脂來形成取向材，使聚合性液晶取向的情況下，進行利用光二聚化反應的光交聯。
[0018]相位差材的製造的情況，與僅將光取向性的取向材的表面進行二聚化反應即可的液晶面板的製造的情況不同，溶液狀態的聚合性液晶被塗布至取向材上，因此到取向材表現對聚合性液晶溶液的耐性為止，需要進行大曝光量的偏光照射。
[0019]特別是在對上述丙烯酸系樹脂照射偏光UV來形成取向材，使用該取向材來進行包含聚合性液晶的相位差材料的光學圖案形成時，需要大偏光UV曝光量。該偏光UV曝光量與對於使通常的液晶面板用的液晶取向而言充分的偏光UV曝光量(例如，100mJ/cm2左右。)相比顯著地多。
[0020]其結果是，以往的取向材存在取向靈敏度會變得非常地小這樣的問題。
[0021]此外，為了使作為上述以往材料的樹脂表現這樣的耐溶劑性，已知添加交聯劑的技術。然而可知，進行由交聯劑引起的熱固化反應後，在所形成的塗膜的內部形成三維結構，光反應性降低。即，取向靈敏度會大幅降低，即使在以往材料中添加交聯劑來使用，也得不到所期望的效果。
[0022]由以上可知，要求可以使取向材的取向靈敏度提高，將偏光UV曝光量降低的光取向技術，以及該取向材 的形成中使用的形成固化膜的組合物。而且，要求可以高效率地提供圖案化相位差材的技術。
[0023]此外，在使用光取向技術來製造3D顯示器的圖案化相位差材的情況下，以往進行了在玻璃基板上的形成。然而，近年來響應製造成本降低的要求，要求在TAC(三乙醯纖維素)膜、COP(環烯烴聚合物)膜等便宜的樹脂膜上，通過所謂卷對捲來生產。
[0024]然而，在由上述那樣的以往材料形成的光取向膜中，對樹脂膜的密合性弱，在樹脂膜上製造高可靠的圖案化相位差材困難。
[0025]因此，要求密合性優異，即使在TAC膜等樹脂膜上也可以形成高可靠的相位差材，能夠適用於光取向技術的取向材，以及用於形成那樣的取向材的形成固化膜的組合物。
[0026]本發明是基於以上的認識、研究結果而提出的。即，本發明的目的是提供形成固化膜的組合物，所述固化膜的組合物用於提供具有優異的光反應效率並且具備耐溶劑性，即使在樹脂膜上也可以以高靈敏度使聚合性液晶取向的取向材。
[0027]而且，本發明的其它目的是提供由該形成固化膜的組合物獲得，具有優異的光反應效率並且具備耐溶劑性，即使在樹脂膜上也可以以高靈敏度使聚合性液晶取向的取向材和使用該取向材形成的相位差材。
[0028]本發明的其它目的和優點將由以下的記載明確。
[0029]用於解決課題的方法
[0030]本發明的第I方式涉及一種形成固化膜的組合物，其特徵在於，含有下述(A)成分、⑶成分和(C)成分，
[0031](A)成分:具有光取向性基團與選自羥基、羧基和氨基中的任一種取代基的化合物，[0032](B)成分:具有選自羥基、羧基和氨基中的I種或2種以上取代基的親水性聚合物(但三聚氰胺甲醛樹脂、苯酚酚醛清漆樹脂、環糊精和聚酯多元羧酸除外)，
[0033](C)成分；與(A)成分和⑶成分進行反應，並且在比㈧成分的升華溫度低的溫度進行反應的交聯劑，但在(B)成分為丙烯酸系聚合物的情況下，還含有(E)密合提高成分。
[0034]在本發明的第I方式中，優選(A)成分的光取向性基團為能夠進行光二聚化或光異構化的結構的官能團。
[0035]在本發明的第I方式中，優選(A)成分的光取向性基團為肉桂醯基。
[0036]在本發明的第I方式中，優選㈧成分的光取向性基團為偶氮苯結構的基團。
[0037]在本發明的第I方式中，優選(A)成分具有2個以上羥基。
[0038]在本發明的第I方式中，優選(B)成分為選自聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇和聚己內酯多元醇中的至少I種聚合物。
[0039]在本發明的第I方式中，優選(B)成分為纖維素或其衍生物。
[0040]在本發明的第I方式中，優選(B)成分為具有聚乙二醇酯基和碳原子數2~5的羥基烷基酯基中的至少一者、與羧基和酚性羥基中的至少一者的丙烯酸系聚合物。
[0041]在本發明的第I方式中，優選(B)成分為通過下述單體的聚合反應而得的丙烯酸系共聚物，所述單體包含具有聚乙二醇酯基的單體和具有碳原子數2~5的羥基烷基酯基的單體中的至少一者、與具有羧基的單體和具有酚性羥基的單體中的至少一者。
[0042]在本發明的第I方式中，優選(B)成分為羥基烷基環糊精或其衍生物。
[0043]在本發明的第I方式中，優選作為(C)成分的交聯劑比㈧成分更具親水性。
[0044]在本發明的第I方式中，優選作為(C)成分的交聯劑為具有羥甲基或烷氧基羥甲基的交聯劑。
[0045]在本發明的第I方式中，優選還含有交聯催化劑作為(D)成分。
[0046]在本發明的第I方式中，優選還包含含有羥基的多官能丙烯酸酯作為(E)成分。
[0047]在本發明的第I方式中，優選還含有無機粒子作為(E)成分。
[0048]在本發明的第I方式中，優選還含有乙酸乙酯作為(E)成分。
[0049]在本發明的第I方式中，優選㈧成分與⑶成分的比率以質量比計為5:95~60:40。
[0050]在本發明的第I方式中，優選基於(A)成分和(B)成分的合計量100質量份，含有10質量份~100質量份的作為(C)成分的交聯劑。
[0051]在本發明的第I方式中，優選基於(A)成分和(B)成分的合計量100質量份，含有0.01質量份~10質量份的作為(D)成分的交聯催化劑。
[0052]在本發明的第I方式中，優選基於(A)成分和(B)成分的合計量100質量份，含有
0.1質量份~20質量份的作為(E)成分的含有羥基的多官能丙烯酸酯。
[0053]在本發明的第I方式中，優選基於(A)成分和(B)成分的合計量100質量份，含有10質量份~50質量份的作為(E)成分的無機粒子。
[0054]在本發明的第I方式中，優選還含有乙酸乙酯。
[0055]本發明的第2方式涉及一種取向材，其特徵在於，是使用本發明的第I方式的形成固化膜的組合物得到的。[0056]本發明的第3方式涉及一種相位差材，其特徵在於，是使用由本發明的第I方式的形成固化膜的組合物得到的固化膜形成的。
[0057]發明的效果
[0058]本發明的第I方式的形成熱固化膜的組合物含有:具有疏水性光取向性基團和親水性熱反應部的化合物、親水性聚合物以及交聯劑，因此由該組合物形成的取向材在表面附近偏置光取向性基團且在其內部具有交聯結構。
[0059]即，根據本發明的第I方式，可以提供形成固化膜的組合物，所述形成固化膜的組合物用於提供具備優異的光反應效率和耐溶劑性，即使在樹脂膜上也可以以高靈敏度使聚合性液晶取向的取向材。
[0060]根據本發明的第2方式，可以提供具備優異的光反應效率和耐溶劑性，即使在樹脂膜上也可以以高靈敏度使聚合性液晶取向的取向材。
[0061]根據本發明的第3方式，可以提供即使在樹脂膜上也可以以高效率形成而能夠進行光學圖案形成的相位差材。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0062]圖1為說明本實施方式的取向材的圖，(a)為示意性地說明光取向成分的結構的圖，(b)為示意性地說明本實施方式的取向材的結構的截面圖。
【具體實施方式】
[0063]如上述那樣，為了高效率地製造圖案化相位差材等，要求可以使控制液晶取向的取向材的取向靈敏度提高而降低偏光UV曝光量的光取向技術，以及在該取向材的形成中使用的形成固化膜的組合物。
[0064]本發明人為了響應那樣的要求，進行了深入研究，結果對於適合於相位差材的製造等的取向靈敏度高的取向材的結構獲得了認識。以下對於本實施方式的取向材及其結構，參照附圖進行說明。
[0065]以往所使用的光取向膜等的技術中，如上述那樣，例如，通常使用側鏈具有肉桂醯基和查耳酮基等光二聚化部位的丙烯酸系樹脂、聚醯亞胺樹脂等，使用在聚合物的側鏈結合有光取向性基團的單一聚合物。
[0066]在該情況下，所形成的塗膜中的組成實質上變得均勻，在所形成的膜的內部偏置光取向性基團等沒有發生。而且，使用位於塗膜內部的光取向性基團，通過曝光實現光交聯，但在該情況下，為了表現對聚合性液晶溶液等的耐性，需要非常多的曝光量，取向靈敏度變低。
[0067]與此相對，本實施方式的取向材中，具有使取向材表面所存在的光取向性基團的比例增加的結構。而且此外，在取向材的內部，在通過光取向性基團進行的光反應之前，通過使用了交聯劑的熱反應進行交聯反應，使取向材對聚合性液晶、其溶劑的耐性提高。
[0068]圖1為說明本實施方式的取向材的圖，圖1 (a)為示意性地說明光取向成分的結構的圖，圖1(b)為示意性地說明本實施方式的取向材的結構的截面圖。
[0069]如後述那樣，用於形成本實施方式的取向材的本實施方式的形成固化膜的組合物含有低分子的光取向成分、比該低分子的光取向成分更具親水性的聚合物以及交聯劑來構成，它們形成固化膜，形成取向材。低分子的取向成分優選為不是以聚合物的方式形成的化合物的化合物，優選為與上述親水性聚合物相比為低分子的化合物。
[0070]低分子的光取向成分，如圖1 (a)所示那樣，為分子內具有光反應部2和熱反應部3的光取向成分I。光取向成分I的光反應部2，如後述那樣，例如，包含肉桂醯基、偶氮苯結構、香豆素基、蒽結構來構成，成為疏水性的光反應部2。另一方面,光取向成分I的熱反應部3，例如，包含羥基、羧基、氨基等能夠與交聯劑進行反應的基團來構成，由於具有那樣的基團，因此成為親水性的熱反應部3。聚合物優選為具有羥基和羧基中的至少一者的聚合物。
[0071]而且，由本實施方式的形成固化膜的組合物形成圖1(b)所示的本實施方式的取向材10。
[0072]如圖1(b)所示那樣，本實施方式的取向材10，以其內部的主要成分為上述聚合物4的方式來構成，以在其表面附近上述光取向成分I為主要成分的方式來構成。即，在取向材10中，具有在其表面附近偏置光取向成分I的結構，以表面附近所存在的光取向成分I的比例與上述以往的光取向膜等取向材相比增加的方式來構成。
[0073]在取向材10中，如上述那樣,光取向成分I具有疏水性的光反應部2。另一方面，作為取向材10內部的主要成分的聚合物4，如上述那樣，比光反應性部I更具親水性。因此，關於取向材10,為了使膜結構穩定化,在取向材10的表面附近偏置光取向成分I。此時，光取向成分I具有親水性的熱反應部3，如圖1(b)所示那樣，形成熱反應部3向取向材10的內部側，疏水性的光反應部2向表面側的結構。這樣在本實施方式的取向材10中，如圖1(b)所示那樣，可實現使表面附近所存在的光取向成分I的光反應部2的比例增加了的結構。
[0074]而且，在本實施方式的形成固化膜的組合物中，含有交聯劑。如圖1(b)所示那樣，交聯劑5為與光取向成分I的熱反應部3和聚合物4所具有的羥基等進行熱反應的交聯劑，並且為在比光取向成分I的升華溫度低的溫度進行那樣的反應的交聯劑。交聯劑5優選為比光取向成分I更具親水性。交聯劑5分散存在於取向材10中。在取向材10中，在通過曝光而光取向成分I進行光反應之前，通過交聯劑5進行的反應被促進，光取向成分I的熱反應部3和聚合物4與交聯劑5進行熱反應。此時，由於交聯劑5在比光取向成分I的升華溫度低的溫度進行反應，因此光取向成分I幾乎沒有升華。其結果是交聯劑5可以將多個聚合物4之間、光取向成分I與聚合物4之間進行交聯。這樣，通過交聯劑5，在取向材10的表面附近偏置的光反應成分I與聚合物4進行結合，並且即使在取向材10的內部也可實現通過熱進行的交聯反應，取向材10實現了牢固的內部結構。
[0075]具有以上結構的本實施方式的取向材可以使光取向成分偏置在取向材的上層，可以提高光反應的效率。而且，使用交聯劑來三維交聯後也不易引起光反應性的降低。此外，本實施方式的取向材通過利用交聯劑進行的交聯反應而內部的結構被強化。其結果是本實施方式的取向材具有耐溶劑性，可以抑制由於聚合性液晶、與其一起使用的溶劑等而受到損傷、構成成分溶出，可以以高靈敏度使聚合性液晶取向。
[0076]以上所說明的本實施方式的取向材的形成可以通過使用本實施方式的形成固化膜的組合物來實現。以下，關於本發明的形成固化膜的組合物，舉出具體例來詳細地說明，對使用了該組合物的取向材的形成，以及使用該取向材形成的相位差材進行說明。[0077]
[0078]本實施方式的形成固化膜的組合物含有:作為(A)成分的低分子的光取向成分、作為(B)成分的親水性聚合物以及作為(C)成分的交聯劑。本實施方式的形成固化膜的組合物，除了㈧成分、⑶成分、(C)成分以外，還可以含有作為⑶成分的交聯催化劑、作為(E)成分的使固化膜的粘接性提高的成分。而且，只要不損害本發明的效果，就可以含有其它添加劑。
[0079]以下，說明各成分的詳細情況。
[0080]
[0081]本實施方式的形成固化膜的組合物中含有的(A)成分為上述的低分子的光取向成分。
[0082]而且，作為(A)成分的低分子的光取向成分可以為具有光取向性基團與選自羥基、羧基和氨基中的任一種取代基的化合物。在具有光取向性基團與選自羥基、羧基和氨基中的任一種取代基的化合物中，如上述那樣，光取向性基團構成光反應成分中的疏水性的光反應部，羥基等構成親水性的熱反應部。
[0083]另外，在本發明中，作為光取向性基團，是指能夠進行光二聚化或光異構化的結構部位的官能團。
[0084]所謂能夠進行光二聚化的結構部位，為能夠通過光照射來形成二聚體的部位，作為其具體例，可舉出肉桂醯基、查耳酮基、香豆素基、蒽基等。其中，優選為在可見光區域具有高透明性和光二聚化反應性的肉桂醯基。此外，所謂能夠進行光異構化的結構部位，是指能夠通過光照射而在順式體和反式體中變化的結構部位，作為其具體例，可舉出由偶氮苯結構、茨結構等構成的部位。其中從反應性的高度出發，優選為偶氮苯結構。具有光取向性
基團和羥基的化合物例如以下述式表示。
[0085]
【權利要求】
1.一種形成固化膜的組合物，其特徵在於，含有下述㈧成分、⑶成分和(C)成分， (A)成分:具有光取向性基團與選自羥基、羧基和氨基中的任一種取代基的化合物， (B)成分:具有選自羥基、羧基和氨基中的I種或2種以上取代基的親水性聚合物，但三聚氰胺甲醛樹脂、苯酚酚醛清漆樹脂、環糊精和聚酯多元羧酸除外， (C)成分 ?與(A)成分和(B)成分進行反應，並且在比(A)成分的升華溫度低的溫度進行反應的交聯劑， 但在(B)成分為丙烯酸系聚合物的情況下，還含有(E)密合提高成分。
2.根據權利要求1所述的形成固化膜的組合物，其特徵在於，(A)成分的光取向性基團為能夠進行光二聚化或光異構化的結構的官能團。
3.根據權利要求1或2所述的形成固化膜的組合物，其特徵在於，(A)成分的光取向性基團為肉桂醯基。
4.根據權利要求1~3的任一項所述的形成固化膜的組合物，其特徵在於，(A)成分的光取向性基團為具有偶氮苯結構的基團。
5.根據權利要求1~4的任一項所述的形成固化膜的組合物，其特徵在於，(A)成分具有2個以上羥基。
6.根據權利要求1~5的任一項所述的形成固化膜的組合物，其特徵在於，(B)成分為選自聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇和聚己內酯多元醇中的至少I種親水性聚合物。
7.根據權利要求1~5的任一項所述的形成固化膜的組合物，其特徵在於，(B)成分為纖維素或其衍生物。
8.根據權利要求1~5的任一項所述的形成固化膜的組合物，其特徵在於，(B)成分為具有聚乙二醇酯基和碳原子數2~5的羥基烷基酯基中的至少一者、與羧基和酚性羥基中的至少一者的丙烯酸系聚合物。
9.根據權利要求1~5的任一項所述的形成固化膜的組合物，其特徵在於，(B)成分為通過下述單體的聚合反應而得的丙烯酸系共聚物，所述單體包含具有聚乙二醇酯基的單體和具有碳原子數2~5的羥基烷基酯基的單體中的至少一者、與具有羧基的單體和具有酚性羥基的單體中的至少一者。
10.根據權利要求1~5的任一項所述的形成固化膜的組合物，其特徵在於，(B)成分為羥基烷基環糊精或其衍生物。
11.根據權利要求1~10的任一項所述的形成固化膜的組合物，其特徵在於，作為(C)成分的交聯劑比(A)成分更具親水性。
12.根據權利要求1~11的任一項所述的形成固化膜的組合物，其特徵在於，作為(C)成分的交聯劑為具有羥甲基或烷氧基羥甲基的交聯劑。
13.根據權利要求1~12的任一項所述的形成固化膜的組合物，其特徵在於，還含有交聯催化劑作為(D)成分。
14.根據權利要求1~13的任一項所述的形成固化膜的組合物，其特徵在於，(E)成分為含有羥基的多官能丙烯酸酯。
15.根據權利要求1~13的任一項所述的形成固化膜的組合物，其特徵在於，(E)成分為無機粒子。
16.根據權利要求1~13的任一項所述的形成固化膜的組合物，其特徵在於，(E)成分為乙酸乙酯。
17.根據權利要求1~16的任一項所述的形成固化膜的組合物，其特徵在於，(A)成分與⑶成分的比率以質量比計為5:95~60:40。
18.根據權利要求1~17的任一項所述的形成固化膜的組合物，其特徵在於，基於(A)成分和(B)成分的合計量100質量份，含有10質量份~100質量份的作為(C)成分的交聯劑。
19.根據權利要求13~18所述的形成固化膜的組合物，其特徵在於，基於(A)成分和(B)成分的合計量100質量份，含有0.01質量份~10質量份的作為(D)成分的交聯催化劑。
20.根據權利要求14~19所述的形成固化膜的組合物，其特徵在於，基於(A)成分和(B)成分的合計量100質量份，含有0.1質量份~20質量份的作為(E)成分的含有羥基的多官能丙烯酸酯。
21.根據權利要求15~19所述的形成固化膜的組合物，其特徵在於，基於(A)成分和(B)成分的合計量100質量份，含有10質量份~50質量份的作為(E)成分的無機粒子。
22.—種取向材，其特徵在於，是使用權利要求1~21的任一項所述的形成固化膜的組合物得到的。
23.一種相位差材，其 特徵在於，是使用由權利要求1~21的任一項所述的形成固化膜的組合物得到的固化膜形成的。
【文檔編號】G02B5/30GK103842447SQ201280046766
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年10月9日 優先權日:2011年10月11日
【發明者】畑中真, 石田智久, 湯川升志郎 申請人:日產化學工業株式會社