CN105051133B - 固化膜形成用组合物、取向材料及相位差材料 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题是提供一种适于形成具有优异的液晶取向性的固化膜的固化膜形成用组合物,提供一种取向材料,使用该取向材料提供相位差材料。解决手段是一种固化膜形成用组合物含有:(A)成分:具有光取向性基团和羟基等的化合物的一种或多种,(B)成分:具有选自羟基、羧基、氨基及烷氧基甲硅烷基中的至少一种取代基的等聚合物,以及(C)成分:交联剂,(A)成分至少含有具有下述式[1]所示的基团作为光取向性基团的化合物。(式中,A1和A2分别独立地表示氢原子或甲基,A3表示羟基等。)使用该固化膜形成用组合物形成固化膜,利用光取向技术形成取向材料。在取向材料上涂布聚合性液晶并使其固化而得到相位差材料。
Description
技术领域
本发明涉及固化膜形成用组合物、取向材料及相位差材料。
背景技术
近年来,在使用了液晶面板的电视机等显示器的领域中,作为面向高性能化的对策,一直在进行可以欣赏3D图像的3D显示器的开发。在3D显示器中,通过例如使观察者的右眼识别右眼用图像,使观察者的左眼识别左眼用图像,可以显示具有立体感的图像。
在显示3D图像的3D显示器的方式中有多种方式,作为不需要专用的眼镜的方式,已知有双凸透镜方式及视差屏方式等。
而且,作为观察者佩戴眼镜观察3D图像的显示器的方式之一,已知有圆偏振光眼镜方式等(例如参照专利文献1。)。
圆偏振光眼镜方式的3D显示器的情况下,通常在形成液晶面板等图像的显示元件上配置相位差材料。该相位差材料分别规则地配置有多个相位差特性不同的2种相位差区域,构成图案形成的相位差材料。另外,以下,在本说明书中,将以配置这种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料称为图案化相位差材料。
图案化相位差材料可以通过例如以专利文献2中所公开的方式对由聚合性液晶构成的相位差材料进行光学图案形成来制作。由聚合性液晶构成的相位差材料的光学图案形成利用在液晶面板的取向材料形成中已知的光取向技术。即,在基板上设置由光取向性的材料构成的涂膜,对其照射偏振光方向不同的2种偏振光。而且,作为形成有液晶的取向控制方向不同的2种液晶取向区域的取向材料,得到光取向膜。在该光取向膜上涂布含有聚合性液晶的溶液状的相位差材料,实现聚合性液晶的取向。然后,将进行了取向的聚合性液晶进行固化而形成图案化相位差材料。
在使用了液晶面板的光取向技术的取向材料形成中,作为可利用的光取向性的材料,已知有在侧链上具有肉桂酰基及查耳酮基等光二聚化部位的丙烯酸系树脂或聚酰亚胺树脂等。报道了通过对这些树脂进行偏振光UV照射,显示控制液晶的取向的性能(以下,也称为液晶取向性。)(参照专利文献3~专利文献5。)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平10-232365号公报
专利文献2:日本特开2005-49865号公报
专利文献3:日本专利第3611342号说明书
专利文献4:日本特开2009-058584号公报
专利文献5:日本特表2001-517719号公报
发明内容
发明所要解决的课题
如上所述,图案化相位差材料在作为取向材料的光取向膜上层叠固化了的聚合性液晶的层而构成。而且,具有这种层叠结构的图案化相位差材料可以在保持其层叠状态的情况下用于3D显示器的构成。
因此,需要开发可以作为兼具优异的液晶取向性和光透射特性的取向材料使用的固化膜、及用于形成该固化膜的固化膜形成用组合物。
本发明的目的是基于以上的见解或研究结果而完成的发明。即,本发明的目的在于,提供一种适于形成具有优异的液晶取向性和光透射特性的固化膜的固化膜形成用组合物。尤其是,本发明的目的在于,提供一种作为取向材料而使用、在其上配置聚合性液晶的层时形成显示优异的液晶取向性和光透射性的固化膜的固化膜形成用组合物。
本发明的目的在于,提供一种液晶取向性和光透射特性优异的取向材料。
本发明的目的在于,提供一种可进行高精度的光学图案化的相位差材料。
本发明的其它目的及优点由以下的记载得知。
用于解决课题的手段
本发明的第1方式涉及一种固化膜形成用组合物,含有:
(A)成分:具有光取向性基团和选自羟基、羧基、氨基及烷氧基甲硅烷基中的一种基团的化合物中的一种或多种;
(B)成分:选自(B-1)、(B-2)或(B-3)中的至少一种聚合物,(B-1):具有选自羟基、羧基、氨基及烷氧基甲硅烷基中的至少一种取代基的聚合物,(B-2):具有可与(A)成分进行热反应的取代基且可进行自交联的聚合物,(B-3):三聚氰胺甲醛树脂;以及
(C)成分:交联剂(其中,(B)成分为上述(B-2)时,可以与(B-2)成分相同。),(A)成分至少含有具有下述式[1]所示的基团作为光取向性基团的化合物。
(式[1]中,A1和A2分别独立地表示氢原子或甲基,A3表示羟基、巯基、氨基、碳原子数1~10的烷氧基、碳原子数1~10的烷基硫基、碳原子数1~10的烷基氨基、苯氧基、苯基硫基、苯基氨基、联苯基氨基、苯基或联苯基,
亚苯基上及苯基上的氢原子可以分别独立地被选自碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基、卤素原子、氰基或硝基中的至少一种取代基取代。)
在本发明的第1方式中,优选(A)成分的化合物为具有光取向性基团和羟基的化合物。
在本发明的第1方式中,优选含有(D)成分:(A)成分以外的具有羟基及丙烯酰基的化合物。
在本发明的第1方式中,优选含有(E)成分:交联催化剂。
本发明的第2方式涉及一种取向材料,其特征在于,是使用本发明的第1方式的固化膜形成用组合物形成的。
本发明的第3方式涉及一种相位差材料,其特征在于,具有由本发明的第1方式的固化膜形成用组合物得到的固化膜。
发明效果
根据本发明的第1方式,可以提供一种适于形成具有优异的液晶取向性和光透射性的固化膜的固化膜形成用组合物。
根据本发明的第2方式,可以提供一种液晶取向性和光透射性优异的取向材料。
根据本发明的第3方式,可以提供一种可进行高精度的光学图案化的相位差材料。
根据本发明,可以提供一种具有下述式[1]所示的基团和选自羟基、羧基、氨基及烷氧基甲硅烷基中的一种基团的化合物。
(式[1]中,A1和A2分别独立地表示氢原子或甲基,A3表示羟基、巯基、氨基、碳原子数1~10的烷氧基、碳原子数1~10的烷基硫基、碳原子数1~10的烷基氨基、苯氧基、苯基硫基、苯基氨基、联苯基氨基、苯基或联苯基,
亚苯基上及苯基上的氢原子可以分别独立地被选自碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基、卤素原子、氰基或硝基中的至少一种取代基取代。)
根据本发明,可以提供下述式[2]所示的化合物。
(式[2]中,A1和A2分别独立地表示氢原子或甲基,A3表示羟基、巯基、氨基、碳原子数1~10的烷氧基、碳原子数1~10的烷基硫基、碳原子数1~10的烷基氨基、苯氧基、苯基硫基、苯基氨基、联苯基氨基、苯基或联苯基,
亚苯基上及苯基上的氢原子可以分别独立地被选自碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基、卤素原子、氰基或硝基中的至少一种取代基取代,n表示2~20的整数。)
具体实施方式
以下,对本发明的固化膜形成用组合物(以下,也称为本发明组合物),列举成分等具体例,并进行详细说明。而且,对使用了本发明的固化膜形成用组合物的本发明的固化膜及取向材料、以及使用该取向材料所形成的相位差材料及液晶显示元件等进行说明。
[(A)成分]
本发明的组合物的(A)成分为低分子取向成分。(A)成分为对由本发明的组合物得到的本实施方式的固化膜赋予光取向性的成分,与成为基础的后述的(B)成分的聚合物相比成为低分子的光取向成分。
在本发明的组合物中,作为(A)成分的低分子取向成分可以为具有光取向性基团、以及选自羟基、羧基、氨基及烷氧基甲硅烷基中的一种基团的化合物。
此外,在本发明中,光取向性基团是指可进行光二聚化或光异构化的结构部位的官能团。
(A)成分的化合物可以作为光取向性基团具有的进行光二聚化的结构部位为通过光照射形成二聚物的部位,作为其具体例,可列举:肉桂酰基、查耳酮基、香豆素基、蒽基等。其中,从可见光区域中的透明性高、光二聚化反应性高的方面考虑,优选肉桂酰基。
另外,(A)成分的化合物可以作为光取向性基团具有的进行光异构化的结构部位是指通过光照射而变化为顺式体和反式体的结构部位,作为其具体例,可列举含有偶氮苯结构、茋结构等的部位。其中,从反应性高的方面考虑,优选偶氮苯结构。
具有光取向性基团和选自羟基、羧基、氨基及烷氧基甲硅烷基中的一种基团的化合物例如用下述式表示。将这种单体的具体例示于下述式[A1]~式[A5]。
上述式中,A1和A2分别独立地表示氢原子或甲基,X1表示经由选自单键、醚键、酯键、酰胺键、氨酯键、氨基键或它们的组合中的1种或2种以上的键而键合选自碳原子数1~18的亚烷基、亚苯基、联亚苯基或它们的组合中的1~3种取代基而成的结构。X2表示氢原子、卤素原子、氰基、碳原子数1~18的烷基、苯基、联苯基或环己基。此时,碳原子数1~18的烷基、苯基、联苯基及环己基可以经由共价键、醚键、酯键、酰胺键或脲键而键合。X3表示羟基、巯基、氨基、碳原子数1~10的烷氧基、碳原子数1~10的烷基硫基、碳原子数1~10的烷基氨基、苯氧基、苯基硫基、苯基氨基、联苯基氨基、苯基或联苯基。X4分别独立地表示单键、碳原子数1~20的亚烷基、芳香族环基、或脂肪族环基。在此,碳原子数1~20的亚烷基可以为支链状,也可以为直链状。X5表示羟基、羧基、氨基或烷氧基甲硅烷基。X表示单键、氧原子或硫原子。另外,在这些取代基中,苯基上、联苯基上、亚苯基上及联亚苯基上的氢原子可以被选自碳原子数1~4的烷基、碳原子数1~4的烷氧基、卤素原子、三氟甲基及氰基中的相同或不同的1种或多种取代基取代。
上述式中,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及R8分别独立地表示氢原子、碳原子数1~4的烷基、碳原子数1~4的烷氧基、卤素原子、三氟甲基或氰基。
作为(A)成分即具有光取向性基团及羟基的化合物的具体例,可列举例如:4-(8-羟基辛氧基)肉桂酸甲酯、4-(6-羟基己氧基)肉桂酸甲酯、4-(4-羟基丁氧基)肉桂酸甲酯、4-(3-羟基丙氧基)肉桂酸甲酯、4-(2-羟基乙氧基)肉桂酸甲酯、4-羟基甲氧基肉桂酸甲酯、4-羟基肉桂酸甲酯、4-(8-羟基辛氧基)肉桂酸乙酯、4-(6-羟基己氧基)肉桂酸乙酯、4-(4-羟基丁氧基)肉桂酸乙酯、4-(3-羟基丙氧基)肉桂酸乙酯、4-(2-羟基乙氧基)肉桂酸乙酯、4-羟基甲氧基肉桂酸乙酯、4-羟基肉桂酸乙酯、4-(8-羟基辛氧基)肉桂酸苯酯、4-(6-羟基己氧基)肉桂酸苯酯、4-(4-羟基丁氧基)肉桂酸苯酯、4-(3-羟基丙氧基)肉桂酸苯酯、4-(2-羟基乙氧基)肉桂酸苯酯、4-羟基甲氧基肉桂酸苯酯、4-羟基肉桂酸苯酯、4-(8-羟基辛氧基)肉桂酸联苯酯、4-(6-羟基己氧基)肉桂酸联苯酯、4-(4-羟基丁氧基)肉桂酸联苯酯、4-(3-羟基丙氧基)肉桂酸联苯酯、4-(2-羟基乙氧基)肉桂酸联苯酯、4-羟基甲氧基肉桂酸联苯酯、4-羟基肉桂酸联苯酯、肉桂酸8-羟基辛基酯、肉桂酸6-羟基己基酯、肉桂酸4-羟基丁酯、肉桂酸3-羟丙基酯、肉桂酸2-羟基乙酯、肉桂酸羟基甲酯、4-(8-羟基辛氧基)偶氮苯、4-(6-羟基己氧基)偶氮苯、4-(4-羟基丁氧基)偶氮苯、4-(3-羟基丙氧基)偶氮苯、4-(2-羟基乙氧基)偶氮苯、4-羟基甲氧基偶氮苯、4-羟基偶氮苯、4-(8-羟基辛氧基)查耳酮、4-(6-羟基己氧基)查耳酮、4-(4-羟基丁氧基)查耳酮、4-(3-羟基丙氧基)查耳酮、4-(2-羟基乙氧基)查耳酮、4-羟基甲氧基查耳酮、4-羟基查耳酮、4’-(8-羟基辛氧基)查耳酮、4’-(6-羟基己氧基)查耳酮、4’-(4-羟基丁氧基)查耳酮、4’-(3-羟基丙氧基)查耳酮、4’-(2-羟基乙氧基)查耳酮、4’-羟基甲氧基查耳酮、4’-羟基查耳酮、7-(8-羟基辛氧基)香豆素、7-(6-羟基己氧基)香豆素、7-(4-羟基丁氧基)香豆素、7-(3-羟基丙氧基)香豆素、7-(2-羟基乙氧基)香豆素、7-羟基甲氧基香豆素、7-羟基香豆素、6-羟基辛氧基香豆素、6-羟基己氧基香豆素、6-(4-羟基丁氧基)香豆素、6-(3-羟基丙氧基)香豆素、6-(2-羟基乙氧基)香豆素、6-羟基甲氧基香豆素、6-羟基香豆素。
作为(A)成分即具有光取向性基团及羧基的化合物的具体例,可列举:肉桂酸、阿魏酸、4-硝基肉桂酸、4-甲氧基肉桂酸、3,4-二甲氧基肉桂酸、香豆素-3-甲酸、4-(N,N-二甲基氨基)肉桂酸等。
作为(A)成分即具有光取向性基团及氨基的化合物的具体例,可列举:4-氨基肉桂酸甲酯、4-氨基肉桂酸乙酯、3-氨基肉桂酸甲酯、3-氨基肉桂酸乙酯等。
作为(D)成分即具有光取向性基团和烷氧基甲硅烷基的化合物的具体例,可列举:4-(3-三甲氧基甲硅烷基丙氧基)肉桂酸甲酯、4-(3-三乙氧基甲硅烷基丙氧基)肉桂酸甲酯、4-(3-三甲氧基甲硅烷基丙氧基)肉桂酸乙酯、4-(3-三乙氧基甲硅烷基丙氧基)肉桂酸乙酯、4-(6-三甲氧基甲硅烷基己氧基)肉桂酸甲酯、4-(6-三乙氧基甲硅烷基己氧基)肉桂酸甲酯、4-(6-三甲氧基甲硅烷基己氧基)肉桂酸乙酯及4-(6-三乙氧基甲硅烷基己氧基)肉桂酸乙酯等。
作为(A)成分的低分子取向成分可以列举以上的具体例,但并不限定于这些。
另外,作为(A)成分的低分子取向成分为具有光取向性基团及羟基的化合物时,作为(A)成分可以使用分子内具有2个以上光取向性基团和/或2个以上羟基的化合物。具体而言,作为(A)成分,可以使用分子内具有1个羟基和2个以上的光取向性基团的化合物、或分子内具有1个光取向性基团和2个以上的羟基的化合物、或分子内分别具有2个以上光取向性基团和羟基的化合物。例如,关于分子内分别具有2个以上光取向性基团和羟基的化合物,可以例示下述式所示的化合物。
通过适当选择这种化合物,可以将作为(A)成分的低分子取向成分的分子量控制在所期望范围的值。为了使用本发明的组合物形成本实施方式的固化膜,需要加热固化,但在进行该加热时,可以抑制作为(A)成分的低分子取向成分升华。
另外,作为本发明的组合物中的(A)成分的化合物,可以为具有光取向性基团和羟基、羧基、氨基及烷氧基甲硅烷基中的任一种基团的多种化合物的混合物。
本发明的组合物含有具有下述式[1]所示的光取向性基团的化合物作为(A)成分,
(式[1]中,A1和A2分别独立地表示氢原子或甲基,A3表示羟基、巯基、氨基、碳原子数1~10的烷氧基、碳原子数1~10的烷基硫基、碳原子数1~10的烷基氨基、苯氧基、苯基硫基、苯基氨基、联苯基氨基、苯基或联苯基,
亚苯基上及苯基上的氢原子可以分别独立地被选自碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基、卤素原子、氰基或硝基中的至少一种取代基取代。)。
作为A1,优选氢原子或甲基,作为A2,优选氢原子,作为A3,优选碳原子数1~10的烷氧基、苯基等。
作为具有式[1]所示的光取向性基团及羟基的化合物的具体例,可列举例如:4-[4-(8-羟基辛氧基)苯甲酰]肉桂酸甲酯、4-[4-(6-羟基己氧基)苯甲酰]肉桂酸甲酯、4-[4-(4-羟基丁氧基)苯甲酰]肉桂酸甲酯、4-[4-(3-羟基丙氧基)苯甲酰]肉桂酸甲酯、4-[4-(2-羟基乙氧基)苯甲酰]肉桂酸甲酯、4-[4-羟基甲氧基苯甲酰]肉桂酸甲酯、4-[4-羟基苯甲酰]肉桂酸甲酯、4-[4-(8-羟基辛氧基)苯甲酰]肉桂酸乙酯、4-[4-(6-羟基己氧基)苯甲酰]肉桂酸乙酯、4-[4-(4-羟基丁氧基)苯甲酰]肉桂酸乙酯、4-[4-(3-羟基丙氧基)苯甲酰]肉桂酸乙酯、4-[4-(2-羟基乙氧基)苯甲酰]肉桂酸乙酯、4-[4-羟基甲氧基苯甲酰]肉桂酸乙酯、4-[4-羟基苯甲酰]肉桂酸乙酯、4-[4-(8-羟基辛氧基)苯甲酰]肉桂酸叔丁酯、4-[4-(6-羟基己氧基)苯甲酰]肉桂酸叔丁酯、4-[4-(4-羟基丁氧基)苯甲酰]肉桂酸叔丁酯、4-[4-(3-羟基丙氧基)苯甲酰]肉桂酸叔丁酯、4-[4-(2-羟基乙氧基)苯甲酰]肉桂酸叔丁酯、4-[4-羟基甲氧基苯甲酰]肉桂酸叔丁酯、4-[4-(8-羟基辛氧基)苯甲酰]肉桂酸苯酯、4-[4-(6-羟基己氧基)苯甲酰]肉桂酸苯酯、4-[4-(4-羟基丁氧基)苯甲酰]肉桂酸苯酯、4-[4-(3-羟基丙氧基)苯甲酰]肉桂酸苯酯、4-[4-(2-羟基乙氧基)苯甲酰]肉桂酸苯酯、4-[4-羟基甲氧基苯甲酰]肉桂酸苯酯、4-[4-羟基苯甲酰]肉桂酸苯酯、4-[4-(8-羟基辛氧基)苯甲酰]肉桂酸联苯酯、4-[4-(6-羟基己氧基)苯甲酰]肉桂酸联苯酯、4-[4-(4-羟基丁氧基)苯甲酰]肉桂酸联苯酯、4-[4-(3-羟基丙氧基)苯甲酰]肉桂酸联苯酯、4-[4-(2-羟基乙氧基)苯甲酰]肉桂酸联苯酯、4-[4-羟基甲氧基苯甲酰]肉桂酸联苯酯、4-[4-羟基苯甲酰]肉桂酸联苯酯、4-苯甲酰肉桂酸8-羟基辛基酯、4-苯甲酰肉桂酸6-羟基己基酯、4-苯甲酰肉桂酸4-羟基丁酯、4-苯甲酰肉桂酸3-羟丙基酯、4-苯甲酰肉桂酸2-羟基乙酯、4-苯甲酰肉桂酸羟基甲酯、4-[4-(8-羟基辛氧基)苯甲酰]查耳酮、4-[4-(6-羟基己氧基)苯甲酰]查耳酮、4-[4-(4-羟基丁氧基)苯甲酰]查耳酮、4-[4-(3-羟基丙氧基)苯甲酰]查耳酮、4-[4-(2-羟基乙氧基)苯甲酰]查耳酮、4-(4-羟基甲氧基苯甲酰)查耳酮、4-(4-羟基苯甲酰)查耳酮、4’-[4-(8-羟基辛氧基)苯甲酰]查耳酮、4’-[4-(6-羟基己氧基)苯甲酰]查耳酮、4’-[4-(4-羟基丁氧基)苯甲酰]查耳酮、4’-[4-(3-羟基丙氧基)苯甲酰]查耳酮、4’-[4-(2-羟基乙氧基)苯甲酰]查耳酮、4’-(4-羟基甲氧基苯甲酰)查耳酮、4’-(4-羟基苯甲酰)查耳酮等。
作为具有上述式[1]所示的光取向性基团及羧基的化合物的具体例,可列举:4-苯甲酰肉桂酸、4-(4-硝基苯甲酰)肉桂酸、4-(4-甲氧基苯甲酰)肉桂酸、4-(3,4-二甲氧基苯甲酰)肉桂酸等。
作为具有上述式[1]所示的光取向性基团及氨基的化合物的具体例,可列举:4-(4-氨基苯甲酰)肉桂酸甲酯、4-(4-氨基苯甲酰)肉桂酸乙酯、4-(4-氨基苯甲酰)肉桂酸叔丁酯、4-(3-氨基苯甲酰)肉桂酸甲酯、4-(3-氨基苯甲酰)肉桂酸乙酯、4-(3-氨基苯甲酰)肉桂酸叔丁酯等。
作为具有上述式[1]所示的光取向性基团和烷氧基甲硅烷基的化合物的具体例,可列举:4-[4-(3-三甲氧基甲硅烷基丙氧基)苯甲酰]肉桂酸甲酯、4-[4-(3-三乙氧基甲硅烷基丙氧基)苯甲酰]肉桂酸甲酯、4-[4-(3-三甲氧基甲硅烷基丙氧基)苯甲酰]肉桂酸乙酯、4-[4-(3-三乙氧基甲硅烷基丙氧基)苯甲酰]肉桂酸乙酯、4-[4-(3-三甲氧基甲硅烷基丙氧基)苯甲酰]肉桂酸叔丁酯、4-[4-(3-三乙氧基甲硅烷基丙氧基)苯甲酰]肉桂酸叔丁酯、4-[4-(6-三甲氧基甲硅烷基己氧基)苯甲酰]肉桂酸甲酯、4-[4-(6-三乙氧基甲硅烷基己氧基)苯甲酰]肉桂酸甲酯、4-[4-(6-三甲氧基甲硅烷基己氧基)苯甲酰]肉桂酸乙酯、4-[4-(6-三乙氧基甲硅烷基己氧基)苯甲酰]肉桂酸乙酯、4-[4-(6-三甲氧基甲硅烷基己氧基)苯甲酰]肉桂酸叔丁酯及4-[4-(6-三乙氧基甲硅烷基己氧基)苯甲酰]肉桂酸叔丁酯等。
另外,作为具有上述式[1]所示的基团作为光取向性基团的化合物,可列举例如下述式[2]所示的化合物。
(式[2]中,A1和A2分别独立地表示氢原子或甲基,A3表示羟基、巯基、氨基、碳原子数1~10的烷氧基、碳原子数1~10的烷基硫基、碳原子数1~10的烷基氨基、苯氧基、苯基硫基、苯基氨基、联苯基氨基、苯基或联苯基,
亚苯基上及苯基上的氢原子可以分别独立地被选自碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基、卤素原子、氰基或硝基中的至少一种取代基取代,n表示2~20的整数。)
该化合物为文献未记载的新型化合物,可以用例如下述的方案中所示的方法制造。
式5所示的化合物可以通过将式3所示的二苯甲酮化合物和选自式4所示的(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸硫酯、乙烯基酮等中的化合物在金属络合物催化剂、配体和碱的共存下进行赫克反应等偶联反应来合成。
式3所示的化合物中,Y为具有离去能力的取代基,可使用例如F、Cl、Br、I的卤素原子;对甲苯磺酸酯基(-OSO2C6H4-p-CH3)、甲磺酸酯基(-OSO2CH3)、三氟甲磺酸酯基(-OSO2CF3)等磺酸酯基等。其中,从反应性方面考虑,优选Br、I、或三氟甲磺酸酯基。
式4所示的化合物相对于式3所示的化合物的使用量没有特别限定,优选1.0当量~3.0当量。进一步优选为1.0当量~1.2当量。
本反应中,使用适当的金属络合物和配体形成金属络合物催化剂并使用。通常,作为金属络合物,使用钯络合物或镍络合物,根据反应,优选使铜催化剂作为助催化剂共存。
作为金属络合物催化剂,可以使用各种结构的金属络合物催化剂,但优选使用所谓的低原子价的钯络合物或镍络合物,特别优选以叔膦或叔亚磷酸酯为配体的零价金属络合物催化剂。另外,也可以在反应体系中使用容易变换为零价金属络合物催化剂的适当的前体。进而,也可以在反应体系中将不含有叔膦或叔亚磷酸酯作为配体的金属络合物和作为配体的叔膦或叔亚磷酸酯进行混合,生成以叔膦或叔亚磷酸酯为配体的低原子价金属络合物催化剂。
作为配体即叔膦或叔亚磷酸酯,可列举例如:三苯基膦、三-邻甲苯基膦、二苯基甲基膦、苯基二甲基膦、1,2-双(二苯基膦基)乙烷、1,3-双(二苯基膦基)丙烷、1,4-双(二苯基膦基)丁烷、1,1’-双(二苯基膦基)二茂铁、三甲基亚磷酸酯、三乙基亚磷酸酯、三苯基亚磷酸酯等。也可以很好地使用将这些配体的2种以上混合而含有的金属络合物催化剂。
作为金属络合物催化剂,也优选将不含有叔膦或叔亚磷酸酯的钯络合物和含有叔膦或叔亚磷酸酯的金属络合物组合而使用。该情况下,可以进一步组合上述配体。作为不含有叔膦或叔亚磷酸酯的钯络合物,可列举:双(苯亚甲基丙酮)钯、三(苯亚甲基丙酮)二钯、双(乙腈)二氯钯、双(苯甲腈)二氯钯、醋酸钯、氯化钯、钯-活性炭等。另外,作为含有叔膦或叔亚磷酸酯作为配体的钯络合物,可列举:(亚乙基)双(三苯基膦)钯、四(三苯基膦)钯、双(三苯基膦)二氯化钯等。
作为金属络合物催化剂,也可以仅使用不含有上述的叔膦或叔亚磷酸酯的钯络合物。
这些钯络合物的使用量可以为所谓的催化剂量,优选相对于式3所示的化合物为20摩尔%以下,特别优选为10摩尔%以下。同时,作为助催化剂使用的铜催化剂优选为1价的铜催化剂,可列举例如:氯化亚铜(I)、溴化亚铜、碘化亚铜、醋酸亚铜等。
作为碱,可以使用氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸氢钠、碳酸氢钾、磷酸钠、磷酸钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂、碳酸铯等无机碱;甲胺、二甲基胺、三甲基胺、乙胺、二乙基胺、三乙基胺、丙胺、二丙基胺、三丙基胺、异丙基胺、二异丙基胺、三异丙基胺、丁胺、二丁基胺、三丁基胺、二异丙基乙基胺、吡啶、咪唑、喹啉、三甲基吡啶、吡咯烷、哌啶、吗啉、N-甲基吗啉等胺;醋酸钠、醋酸钾、醋酸锂等。这些碱可以考虑反应的引起容易程度等而适当选择,该情况下,上述碱可以单独使用1种,或混合使用2种以上。
这些碱的使用量优选相对于式3所示的化合物为20摩尔%以下,特别优选为10摩尔%以下。
作为反应溶剂,只要是在该反应条件下稳定、且为惰性、不妨碍反应的反应溶剂,均可以使用。作为反应溶剂,可以使用水、醇类(例如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、辛醇等)、胺类(吡啶、三乙基胺等)、非质子性极性有机溶剂(DMF(二甲基甲酰胺)、DMSO(二甲基亚砜)、DMAc(二甲基乙酰胺)、NMP(N-甲基吡咯烷酮)等)、醚类(Et2O、i-Pr2O、TBME、CPME、THF、二烷等)、脂肪族烃类(戊烷、己烷、庚烷、石油醚等)、芳香族烃类(苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯、氯苯、二氯苯、硝基苯、四氢化萘等)、卤系烃类(氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷等)、低级脂肪酸酯类(醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、丙酸甲酯等)、腈类(乙腈、丙腈、丁腈等)等。这些溶剂可以考虑反应的引起容易程度等而适当选择,可以单独使用1种,或混合使用2种以上。另外,根据情况,上述溶剂也可以使用适当的脱水剂或干燥剂形成不含有水的溶剂而使用。
溶剂的使用量(反应浓度)没有特别限定,可以在不使用溶剂的情况下而实施反应,另外,在使用溶剂的情况下,相对于式3所示的化合物,可以使用0.1~100质量倍的溶剂。优选为1~10质量倍,进一步优选为2~5质量倍。
反应温度可以优选选择从-100℃以上至使用的反应溶剂的沸点的温度的温度范围,更优选为-50~200℃,特别优选为20~150℃。反应时间为0.1~1000小时,更优选为0.5~100小时。
通过上述反应式中所示的方法得到的式5所示的化合物优选通过蒸馏、重结晶、或硅胶等柱色谱法等进行纯化。另外,重结晶优选尽可能在低温下进行。
式[2]所示的化合物可以通过将式5和式6在碱的共存下进行威廉姆斯醚合成法来合成。
式6所示的化合物中,X为具有离去能力的取代基,可使用例如:F、Cl、Br、I的卤素原子;对甲苯磺酸酯基(-OSO2C6H4-p-CH3)、甲磺酸酯基(-OSO2CH3)、三氟甲磺酸酯基(-OSO2CF3)等磺酸酯基等。其中,从反应性或成本方面考虑,优选Cl、Br、I、或三氟甲磺酸酯基。
式6所示的化合物相对于式5所示的化合物的使用量没有特别限定,优选1.0当量~3.0当量。进一步优选为1.0当量~1.2当量。
在本反应中使用适当的碱。通常,作为碱,可以使用氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸氢钠、碳酸氢钾、磷酸钠、磷酸钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂、碳酸铯等无机碱、叔丁醇钠、叔丁醇钾、氢化钠、氢化钾之类的碱或三甲基胺、三乙基胺、三丙基胺、三异丙基胺、三丁基胺、二异丙基乙基胺、吡啶、咪唑、喹啉、三甲基吡啶等胺类等。这些碱可以考虑反应的引起容易程度等而适当选择,该情况下,上述碱可以单独使用1种,或混合使用2种以上。
这些碱的使用量优选相对于式5所示的化合物为1.0当量~3.0当量。进一步优选为1.0当量~1.5当量。
作为反应溶剂,只要是在该反应条件下稳定、且为惰性、不妨碍反应的反应溶剂,均可以使用。可以使用非质子性极性有机溶剂(DMF、DMSO、DMAc、NMP等)、醚类(Et2O、i-Pr2O、TBME、CPME、THF、二烷等)、脂肪族烃类(戊烷、己烷、庚烷、石油醚等)、芳香族烃类(苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯、氯苯、二氯苯、硝基苯、四氢化萘等)、卤系烃类(氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷等)、低级脂肪酸酯类(醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、丙酸甲酯等)、腈类(乙腈、丙腈、丁腈等)。这些溶剂可以考虑反应的引起容易程度等而适当选择,该情况下,上述溶剂可以单独使用1种,或混合使用2种以上。另外,根据情况,也可以使用适当的脱水剂或干燥剂作为非水溶剂使用。
溶剂的使用量(反应浓度)没有特别限定,可以在不使用溶剂的情况下而实施反应,另外,在使用溶剂的情况下,相对于式5所示的化合物,可以使用0.1~100质量倍的溶剂。优选为1~10质量倍,进一步优选为2~5质量倍。
为了使反应更有效地进行,有时添加碘化四-正丁铵、碘化钠、碘化钾等。
反应温度可以优选在从-100℃以上至使用的反应溶剂的沸点的温度的温度范围选择,更优选为-50~200℃,特别优选为20~150℃。反应时间为0.1~1000小时,更优选为0.5~100小时。
通过上述反应式中所示的方法得到的式5所示的化合物优选通过蒸馏、重结晶、或硅胶等柱色谱法等进行纯化。另外,重结晶优选尽可能在低温下进行。
作为制造式[2]所示的化合物的方法,除上述所示的方案之外,也可以通过使用式3和式6进行威廉姆斯醚合成法、接着在金属络合物催化剂、配体和碱的共存下进行式4和赫克反应等偶联反应来制造。
[(B)成分]
本发明的组合物中所含有的(B)成分为选自(B-1)、(B-2)或(B-3)中的至少一种聚合物,(B-1):具有选自羟基、羧基、氨基及烷氧基甲硅烷基中的至少一种取代基的聚合物,(B-2):具有可与(A)成分进行热反应的取代基且可进行自交联的聚合物,(B-3):三聚氰胺甲醛树脂。以下,对各成分详细地进行叙述。
[(B-1)成分]
(B-1)成分为具有选自羟基、羧基、氨基及烷氧基甲硅烷基中的至少一种取代基的聚合物(以下,也称为特定(共)聚合物1。)。
作为(B-1)成分的聚合物,可列举例如:丙烯酸系聚合物、聚酰胺酸、聚酰亚胺、聚乙烯基醇、聚酯、聚酯多元酸、聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚己内酯多元醇、聚亚烷基亚胺、聚烯丙基胺、纤维素类(纤维素或其衍生物)、酚醛清漆树脂等具有直链结构或支链结构的聚合物、环糊精类等环状聚合物等。
其中,作为丙烯酸系聚合物,可适用将丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯等具有不饱和双键的单体进行聚合而得到的聚合物。
作为(B-1)成分的实例的丙烯酸系聚合物的合成方法,将具有选自羟基、羧基、氨基及烷氧基甲硅烷基中的至少一种取代基的单体和根据所期望其以外的单体进行(共)聚合的方法为简便的。
作为具有选自羟基、羧基、氨基及烷氧基甲硅烷基中的至少一种取代基的单体,可列举例如:丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丙酯、甲基丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸4-羟基丁酯、甲基丙烯酸4-羟基丁酯、丙烯酸2,3-二羟基丙酯、甲基丙烯酸2,3-二羟基丙酯、二乙二醇单丙烯酸酯、二乙二醇单甲基丙烯酸酯、己内酯2-(丙烯酰氧基)乙酯、己内酯2-(甲基丙烯酰氧基)乙酯、聚(乙二醇)乙基醚丙烯酸酯、聚(乙二醇)乙基醚甲基丙烯酸酯、5-丙烯酰氧基-6-羟基降冰片烯-2-羧基-6-内酯、5-甲基丙烯酰氧基-6-羟基降冰片烯-2-羧基-6-内酯等具有羟基的单体、丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、单-(2-(丙烯酰氧基)乙基)邻苯二甲酸酯、单-(2-(甲基丙烯酰氧基)乙基)邻苯二甲酸酯、乙烯基苯甲酸、N-(羧基苯基)马来酰亚胺、N-(羧基苯基)甲基丙烯酰胺、N-(羧基苯基)丙烯酰胺等具有羧基的单体、及对羟基苯乙烯、间羟基苯乙烯、邻羟基苯乙烯、N-(羟基苯基)甲基丙烯酰胺、N-(羟基苯基)丙烯酰胺、N-(羟基苯基)马来酰亚胺及、N-(羟基苯基)马来酰亚胺等具有酚性羟基的单体、丙烯酸氨基乙酯、甲基丙烯酸氨基乙酯、丙烯酸氨基丙酯及甲基丙烯酸氨基丙酯等具有氨基的单体、三甲氧基甲硅烷基丙基丙烯酸酯、三甲氧基甲硅烷基丙基甲基丙烯酸酯、三乙氧基甲硅烷基丙基丙烯酸酯及三乙氧基甲硅烷基丙基甲基丙烯酸酯等具有三乙基烷氧基甲硅烷基的单体等。
另外,在本发明中,在得到作为(B-1)成分的实例的丙烯酸系聚合物时,除具有选自羟基、羧基、氨基及烷氧基甲硅烷基中的至少一种取代基的单体之外,可以并用能够与该单体共聚的不具有选自羟基、羧基、氨基及烷氧基甲硅烷基中的取代基的单体。
作这样的种单体的具体例,可列举:丙烯酸酯化合物、甲基丙烯酸酯化合物、马来酰亚胺化合物、丙烯酰胺化合物、丙烯腈、马来酸酐、苯乙烯化合物及乙烯基化合物等。
以下,列举上述单体的具体例,但并不限定于这些。
作为上述丙烯酸酯化合物,可列举例如:丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸萘酯、丙烯酸蒽酯、丙烯酸蒽基甲酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、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2-氨基乙酯、丙烯酸四氢糠基酯、丙烯酸3-甲氧基丁酯、丙烯酸2-甲基-2-金刚烷基酯、丙烯酸2-丙基-2-金刚烷基酯、丙烯酸8-甲基-8-三环癸酯及丙烯酸8-乙基-8-三环癸酯等。
作为上述甲基丙烯酸酯化合物,可列举例如:甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、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、甲基丙烯酸缩水甘油酯、2,2,2-三氟乙基甲基丙烯酸酯、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2-氨基甲酯、甲基丙烯酸四氢糠基酯、甲基丙烯酸3-甲氧基丁酯、甲基丙烯酸2-甲基-2-金刚烷基酯、γ-丁内酯甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸2-丙基-2-金刚烷基酯、甲基丙烯酸8-甲基-8-三环癸酯、及甲基丙烯酸8-乙基-8-三环癸酯等。
作为上述乙烯基化合物,可列举例如:甲基乙烯基醚、苄基乙烯基醚、乙烯基萘、乙烯基咔唑、烯丙基缩水甘油醚、3-乙烯基-7-氧杂双环[4.1.0]庚烷、1,2-环氧基-5-己烯、及1,7-辛二烯单环氧化物等。
作为上述苯乙烯化合物,可列举例如:苯乙烯、甲基苯乙烯、氯苯乙烯、溴苯乙烯等。
作为上述马来酰亚胺化合物,可列举例如:马来酰亚胺、N-甲基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺及N-环己基马来酰亚胺等。
为了得到作为(B-1)成分的实例的丙烯酸系聚合物而使用的具有选自羟基、羧基、氨基及烷氧基甲硅烷基中的至少一种取代基的单体的使用量,基于为了得到作为(B-1)成分的实例的丙烯酸系聚合物而使用的总单体的合计量,优选为5摩尔%~100摩尔%。
得到作为(B-1)成分的实例的丙烯酸系聚合物的方法没有特别限定,例如在使具有选自羟基、羧基、氨基及烷氧基甲硅烷基中的至少一种取代基的单体、根据所期望的不具有选自羟基、羧基、氨基及烷氧基甲硅烷基中的取代基的单体和聚合引发剂等共存的溶剂中,在50℃~110℃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具有选自羟基、羧基、氨基及烷氧基甲硅烷基中的至少一种取代基的单体、根据所期望的不具有选自羟基、羧基、氨基及烷氧基甲硅烷基构成的组中的取代基的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]的项中。
通过以上的方法得到的作为(B-1)成分的实例的丙烯酸系聚合物通常为溶解于溶剂的溶液的状态。
另外,将作为用上述方法得到的(B-1)成分的实例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,可以制成作为(B-1)成分的实例的丙烯酸系聚合物的粉体。通过上述的操作,可以除去与作为(B-1)成分的实例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,可得到作为纯化的(B-1)成分的实例的丙烯酸系聚合物的粉体。通过一次的操作不能充分地纯化的情况下,只要使得到的粉体再溶解于溶剂,重复进行上述的操作即可。
作为(B-1)成分的实例的丙烯酸系聚合物的重均分子量优选为3000~200000,更优选为4000~150000,进一步优选为5000~100000。重均分子量超过200000而过大时,则有时相对于溶剂的溶解性降低且操作性降低,重均分子量低于3000而过小时,则有时在热固化时成为固化不足,溶剂耐性及耐热性降低。另外,重均分子量为利用凝胶渗透色谱法(GPC)、作为标准试样使用聚苯乙烯而得到的值。以下,在本说明书中也为同样。
接着,作为(B-1)成分的特定(共)聚合物1的优选的一例的聚醚多元醇,可列举将聚乙二醇、聚丙二醇、丙二醇或双苯酚A、三乙二醇、山梨糖醇等多元醇与环氧丙烷或聚乙二醇、聚丙二醇等加成而成的聚醚多元醇。作为聚醚多元醇的具体例,可列举:ADEKA制アデカ聚醚P系列、G系列、EDP系列、BPX系列、FC系列、CM系列、日油制ユニオックス(注册商标)HC-40、HC-60、ST-30E、ST-40E、G-450、G-750、ユニオール(注册商标)TG-330、TG-1000、TG-3000、TG-4000、HS-1600D、DA-400、DA-700、DB-400、ノニオン(注册商标)LT-221、ST-221、OT-221等。
作为(B-1)成分的特定(共)聚合物的优选的一例的聚酯多元醇,可列举使乙二醇、丙二醇、丁二醇、聚乙二醇、聚丙二醇等二醇与己二酸、癸二酸、间苯二甲酸等多元羧酸反应而形成的聚酯多元醇。作为聚酯多元醇的具体例,可列举:DIC制ポリライト(注册商标)OD-X-286、OD-X-102、OD-X-355、OD-X-2330、OD-X-240、OD-X-668、OD-X-2108、OD-X-2376、OD-X-2044、OD-X-688、OD-X-2068、OD-X-2547、OD-X-2420、OD-X-2523、OD-X-2555、OD-X-2560、クラレ制多元醇P-510、P-1010、P-2010、P-3010、P-4010、P-5010、P-6010、F-510、F-1010、F-2010、F-3010、P-1011、P-2011、P-2013、P-2030、N-2010、PNNA-2016等。
作为(B-1)成分的特定(共)聚合物的优选的一例的聚己内酯多元醇,可列举将三羟甲基丙烷或乙二醇等多元醇作为引发剂,使ε-己内酯进行开环聚合而形成的聚己内酯多元醇。作为聚己内酯多元醇的具体例,可列举:DIC制ポリライト(注册商标)OD-X-2155、OD-X-640、OD-X-2568、ダイセル化学制プラクセル(注册商标)205、L205AL、205U、208、210、212、L212AL、220、230、240、303、305、308、312、320等。
作为(B-1)成分的特定(共)聚合物的优选的一例的聚碳酸酯多元醇,可列举使三羟甲基丙烷或乙二醇等多元醇和碳酸二乙酯、碳酸二苯酯、碳酸亚乙酯等反应而形成的聚碳酸酯多元醇。作为聚碳酸酯多元醇的具体例,可列举ダイセル化学制プラクセル(注册商标)CD205、CD205PL、CD210、CD220、クラレ制的C-590、C-1050、C-2050、C-2090、C-3090等。
作为(B-1)成分的特定(共)聚合物1的优选的一例的纤维素,可列举:羟乙基纤维素、羟丙基纤维素等羟基烷基纤维素类、羟乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基乙基纤维素等羟基烷基烷基纤维素类及纤维素等,例如,优选羟乙基纤维素、羟丙基纤维素等羟基烷基纤维素类。
作为(B-1)成分的特定(共)聚合物1的优选的一例的环糊精,可列举:α-环糊精、β-环糊精及γ环糊精等环糊精、甲基-α-环糊精、甲基-β-环糊精以及甲基-γ-环糊精等甲基化环糊精、羟甲基-α-环糊精、羟甲基-β-环糊精、羟甲基-γ-环糊精、2-羟乙基-α-环糊精、2-羟乙基-β-环糊精、2-羟乙基-γ-环糊精、2-羟丙基-α-环糊精、2-羟丙基-β-环糊精、2-羟丙基-γ-环糊精、3-羟丙基-α-环糊精、3-羟丙基-β-环糊精、3-羟丙基-γ-环糊精、2,3-二羟丙基-α-环糊精、2,3-二羟丙基-β-环糊精、2,3-二羟丙基-γ-环糊精等羟基烷基环糊精等。
作为(B-1)成分的特定(共)聚合物1的优选的一例的酚醛树脂,可列举例如苯酚-甲醛缩聚物等。
在本发明的组合物中,(B-1)成分的聚合物可以以粉体形态、或以将纯化的粉末再溶解于后述的溶剂而形成的溶液形态使用。
另外,在本发明的组合物中,(B-1)成分可以为作为(B-1)成分所例示的聚合物中的多种的混合物。
[(B-2)成分]
在本实施方式的固化膜形成用组合物中,(B-2)成分也可以为具有可与(A)成分进行热反应的取代基且可进行自交联的聚合物(以下,也称为特定(共)聚合物2)。
更详细而言,特定(共)聚合物2为引起与(A)成分的热反应及自交联反应、且具有在(A)成分的升华温度更低温下反应的交联性取代基(以下,将交联性取代基和羟基、羧基、氨基及烷氧基甲硅烷基归纳在一起也称为特定官能团)的聚合物。通过(A)成分和(B-2)成分的热反应,可以抑制(A)成分升华。而且,本实施方式的固化膜形成用组合物作为固化膜,如上所述,可以形成光反应效率高的取向材料。
作为(B-2)成分的聚合物含有的优选的交联性取代基,可列举烷氧基甲基酰胺基、烷氧基甲硅烷基等。至于所述的交联性取代基的含量,(B-2)成分的重复单元每1单元优选为0.5~1个,从取向材料的耐溶剂性的观点出发,进一步优选为0.8~1个。
作为(B-2)成分的聚合物,可以采用例如使用N-羟甲基丙烯酰胺、N-甲氧基甲基甲基丙烯酰胺、N-乙氧基甲基丙烯酰胺、N-丁氧基甲基甲基丙烯酰胺等被羟甲基或烷氧基甲基取代了的丙烯酰胺化合物或甲基丙烯酰胺化合物而制造的聚合物。
作这样的种聚合物,可列举例如:聚(N-丁氧基甲基丙烯酰胺)、N-丁氧基甲基丙烯酰胺和苯乙烯的共聚物、N-羟甲基甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸甲酯的共聚物、N-乙氧基甲基甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸苄酯和的共聚物、及N-丁氧基甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸苄酯和2-羟丙基甲基丙烯酸酯的共聚物等。
另外,作为(B-2)成分,也可以采用使用具有烷氧基甲硅烷基的化合物而制造的聚合物。
作这样的种聚合物,可列举例如:聚(3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和苯乙烯的共聚物、聚(3-丙烯氧基丙基三甲氧基硅烷)、3-丙烯氧基丙基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酸甲酯的共聚物等。
另外,在本实施方式的固化膜形成用组合物中使用的特定(共)聚合物2中,可以并用能够与具有特定官能团的单体共聚的单体(以下,也称为具有非反应性官能团的单体)。
作这样的种单体的具体例,可列举:丙烯酸酯化合物、甲基丙烯酸酯化合物、马来酰亚胺化合物、丙烯酰胺化合物、丙烯腈、马来酸酐、苯乙烯化合物及乙烯基化合物等。
上述单体的具体例如在(B-1)成分处所记载的那样。
得到本实施方式的固化膜形成用组合物中所使用的特定(共)聚合物2的方法没有特别限定,例如,在使具有特定官能团的单体、根据所期望的具有非反应性官能团的单体及聚合引发剂等共存的溶剂中,在50℃~110℃的温度下进行聚合反应而得到。此时,所使用的溶剂只要是溶解具有特定官能团的单体、根据所期望所使用的具有非反应性官能团的单体及聚合引发剂等的溶剂,就没有特别限定。作为具体例,可列举后述的溶剂中所记载的溶剂。
这样得到的特定(共)聚合物2通常为溶解于溶剂的溶液的状态。
另外,将如上述那样得到的特定(共)聚合物2的溶液投入于二乙基醚或水等搅拌下而使其再沉淀,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或加热干燥,由此可以制成特定(共)聚合物2的粉体。通过这样的操作,可以除去与特定(共)聚合物2共存的聚合引发剂或未反应单体,其结果,可得到纯化的特定(共)聚合物2的粉体。通过一次的操作不能充分地纯化的情况下,将得到的粉体再溶解于溶剂,重复进行上述的操作即可。
在本实施方式的固化膜形成用组合物中,可以直接使用上述特定(共)聚合物2的粉体,或将其粉体再溶解于例如后述的溶剂而作为溶液的状态使用。
另外,在本实施方式中,(B-2)成分的聚合物可以为多种特定(共)聚合物2的混合物。
这种聚合物的重均分子量为1000~500000,优选为1000~200000,更优选为1000~100000,进一步优选为2000~50000。
这些聚合物可以单独使用或组合使用2种以上。
作为(B-3)成分的三聚氰胺甲醛树脂,为将三聚氰胺和甲醛进行缩聚而得到的树脂,用下述式表示。
上述式中,R21表示氢原子或碳原子数1~4的烷基。
就(B-3)成分的三聚氰胺甲醛树脂而言,从保存稳定性的观点出发,优选将在三聚氰胺和甲醛的缩聚时生成的羟甲基进行烷基化。
得到(B-3)成分的三聚氰胺甲醛树脂的方法没有特别限定,一般而言,通过将三聚氰胺和甲醛进行混合、使用碳酸钠或氨等形成弱碱性之后在60℃~100℃下进行加热来合成。进而可以通过与醇反应而将羟甲基烷氧基化。
(B-3)成分的三聚氰胺甲醛树脂的重均分子量优选为250~5000,更优选为300~4000,进一步优选为350~3500。重均分子量超过5000而过大时,有时相对于溶剂的溶解性降低,操作性降低,重均分子量低于250而过小时,有时在热固化时成为固化不足,不能充分地显现溶剂耐性及耐热性的提高效果。
在本发明的实施方式中,(B-3)成分的三聚氰胺甲醛树脂可以以液体形态、或以将纯化的液体再溶解于后述的溶剂而形成的溶液形态使用。
另外,在本发明的实施方式中,(B)成分可以为选自(B-1)、(B-2)或(B-3)中的多种聚合物的混合物。
如上所述,本发明的组合物作为(C)成分,含有交联剂。因此,在由本发明的组合物得到的固化膜的内部,可以在(A)成分的化合物的光取向性基团引起的光反应之前进行使用了(C)交联剂的热反应引起的交联反应。其结果,在用作取向材料的情况下,可以提高对涂布于其上的聚合性液晶、溶剂的耐性。
[(C)成分]
本发明的组合物作为(C)成分,含有交联剂。
更详细而言,(C)成分为与上述的(A)成分或(B)成分或它们两者反应、且在比(A)成分的升华温度低的温度下反应的交联剂。另外,本实施方式的固化膜形成用组合物含有密合成分作为(D)成分时,(C)成分也可以与(D)成分反应。(C)成分在比(A)成分的升华温度低的温度下与作为(A)成分的化合物的选自羟基、羧基、氨基及烷氧基甲硅烷基中的至少一种取代基、(B)成分所含的选自羟基、羧基、氨基及烷氧基甲硅烷基中的至少一种取代基、作为(D)成分的化合物的羟基键合。其结果,如后所述,在(A)成分、(B)成分及(D)成分和作为(C)成分的交联剂进行热反应时,可以抑制(A)成分升华。而且,本发明的组合物作为固化膜,如上所述,可以形成光反应效率高的取向材料。
作为(C)成分的交联剂,可列举环氧化合物、羟甲基化合物及异氰酸酯化合物等化合物,但优选为羟甲基化合物。
作为上述的羟甲基化合物的具体例,可列举例如:烷氧基甲基化甘脲、烷氧基甲基化苯并胍胺及烷氧基甲基化三聚氰胺等化合物。
作为烷氧基甲基化甘脲的具体例,可列举例如:1,3,4,6-四(甲氧基甲基)甘脲、1,3,4,6-四(丁氧基甲基)甘脲、1,3,4,6-四(羟甲基)甘脲、1,3-双(羟甲基)脲、1,1,3,3-四(丁氧基甲基)脲、1,1,3,3-四(甲氧基甲基)脲、1,3-双(羟甲基)-4,5-二羟基-2-咪唑啉酮、及1,3-双(甲氧基甲基)-4,5-二甲氧基-2-咪唑啉酮等。作为市售品,可列举:三井サイテック(株)制甘脲化合物(商品名:サイメル(注册商标)1170、パウダーリンク(注册商标)1174)等化合物、甲基化脲树脂(商品名:UFR(注册商标)65)、丁基化脲树脂(商品名:UFR(注册商标)300、U-VAN10S60、U-VAN10R、U-VAN11HV)、大日本油墨化学工業(株)制脲/甲醛系树脂(高缩合型、商品名:ベッカミン(注册商标)J-300S、同P-955、同N)等。
作为烷氧基甲基化苯并胍胺的具体例,可列举例如四甲氧基甲基苯并胍胺等。作为市售品,可列举:三井サイテック(株)制(商品名:サイメル(注册商标)1123)、(株)三和化学制(商品名:ニカラック(注册商标)BX-4000、同BX-37、同BL-60、同BX-55H)等。
作为烷氧基甲基化三聚氰胺的具体例,可列举例如六甲氧基甲基三聚氰胺等。作为市售品,可列举:三井サイテック(株)制甲氧基甲基型三聚氰胺化合物(商品名:サイメル(注册商标)300、サイメル301、サイメル303、サイメル350)、丁氧基甲基型三聚氰胺化合物(商品名:マイコート(注册商标)506、マイコート508)、三和化学制甲氧基甲基型三聚氰胺化合物(商品名:ニカラック(注册商标)MW-30、ニカラックMW-22、ニカラックMW-11、ニカラックMS-001、ニカラックMX-002、ニカラックMX-730、ニカラックMX-750、ニカラックMX-035)、丁氧基甲基型三聚氰胺化合物(商品名:ニカラック(注册商标)MX-45、ニカラックMX-410、ニカラックMX-302)等。
另外,可以为使这种氨基的氢原子被羟甲基或烷氧基甲基取代的三聚氰胺化合物、脲化合物、甘脲化合物及苯并胍胺化合物缩合而得到的化合物。可列举例如由美国专利第6323310号中所记载的三聚氰胺化合物及苯并胍胺化合物制造的高分子量的化合物。作为上述三聚氰胺化合物的市售品,可列举商品名:サイメル(注册商标)303(三井サイテック(株)制)等,作为上述苯并胍胺化合物的市售品,可列举商品名:サイメル(注册商标)1123(三井サイテック(株)制)等。
进而,作为(C)成分,也可以采用使用N-羟甲基丙烯酰胺、N-甲氧基甲基甲基丙烯酰胺、N-乙氧基甲基丙烯酰胺、N-丁氧基甲基甲基丙烯酰胺等被羟甲基或烷氧基甲基取代的丙烯酰胺化合物或甲基丙烯酰胺化合物而制造的聚合物。该情况下,(B)成分为上述(B-2)时,可以与(B-2)成分相同。
作这样的种聚合物,可列举例如:聚(N-丁氧基甲基丙烯酰胺)、N-丁氧基甲基丙烯酰胺和苯乙烯的共聚物、N-羟甲基甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸甲酯的共聚物、N-乙氧基甲基甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸苄酯的共聚物、及N-丁氧基甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸苄酯和2-羟丙基甲基丙烯酸酯的共聚物等。这种聚合物的重均分子量为1000~500000,优选为2000~200000,更优选为3000~150000,进一步优选为3000~50000。
这些交联剂可以单独使用或组合使用2种以上。
本发明的组合物中的(C)成分的交联剂的含量基于作为(A)成分的化合物和(B)成分的聚合物的合计量的100质量份,优选为10质量份~400质量份,更优选为15质量份~200质量份。在交联剂的含量过小的情况下,由固化膜形成用组合物得到的固化膜的溶剂耐性及耐热性降低,光取向时的取向灵敏度降低。另一方面,在含量过大的情况下,有时光取向性及保存稳定性降低。
本发明的组合物含有(A)成分、(B)成分及(C)成分同时,还可以含有(A)成分以外的具有羟基及丙烯酰基的化合物作为(D)成分。在将本实施方式的膜用作取向材料的情况下,作为(D)成分的化合物发挥强化与其上所形成的固化的聚合性液晶的层之间的密合性的作用。下面,对本发明的组合物中所含有的(D)成分进行说明。
[(D)成分]
本发明的组合物中所含有的(D)成分为具有可与(C)成分进行热交联的基团和丙烯酰基的化合物。优选为(A)成分以外的、具有羟基及丙烯酰基的化合物。
在将由含有(D)成分的本发明的组合物形成的固化膜用作取向材料的情况下,可以以取向材料和聚合性液晶的层的密合性提高的方式使聚合性液晶的聚合性官能团和取向材料的交联反应部位通过共价键而连接。其结果,在本实施方式的取向材料上层叠固化的聚合性液晶而成的本实施方式的相位差材料即使在高温高质的条件下也可以维持强的密合性,可以显示对剥离等的高的耐久性。
本发明的组合物中的(D)成分的含量相对于作为(A)成分的化合物和(B)成分的合计量的100质量份,优选为0.1质量份~40质量份,进一步优选为5质量份~35质量份。通过将(D)成分的含量设为0.1质量份以上,可以对所形成的固化膜赋予充分的密合性。但是,当其大于40质量份的情况下,有时固化膜形成用组合物的保存稳定性降低。
另外,在本发明的组合物中,(D)成分可以为(D)成分的化合物中的多种的混合物。
以下,列举(D)成分的化合物的优选的实例。另外,(D)成分的化合物并不限定于以下的化合物例。
(上述式中,R11表示氢原子或甲基,m表示1~10的整数。)
[(E)成分]
本发明的组合物除上述的(A)成分、(B)成分及(C)成分之外,可以含有上述的(D)成分,进而,可以含有交联催化剂作为(E)成分。
作为(E)成分的交联催化剂,例如可以为酸或热产酸剂。该(E)成分在使用了本发明的组合物的固化膜的形成中,对热固化反应的促进是有效的。
使用酸或热产酸剂作为(E)成分时,(E)成分只要是含磺酸基的化合物、盐酸或其盐、在预焙烤或后焙烤时发生热分解而产生酸的化合物、即在温度80℃~250℃下发生热分解而产生酸的化合物,就没有特别限定。
作这样的种化合物,可列举例如:盐酸、甲磺酸、乙磺酸、丙磺酸、丁磺酸、戊磺酸、辛磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、樟脑磺酸、三氟甲磺酸、对苯酚磺酸、2-萘磺酸、均三甲苯磺酸、对二甲苯-2-磺酸、间二甲苯-2-磺酸、4-乙基苯磺酸、1H,1H,2H,2H-全氟辛磺酸、全氟(2-乙氧基乙烷)磺酸、五氟乙磺酸、九氟丁烷-1-磺酸、十二烷基苯磺酸等磺酸或其水合物或盐等。
另外,作为通过热而产生酸的化合物,可以列举例如:双(甲苯磺酰氧基)乙烷、双(甲苯磺酰氧基)丙烷、双(甲苯磺酰氧基)丁烷、对硝基苄基甲苯磺酸酯、邻硝基苄基甲苯磺酸酯、1,2,3-亚苯基三(甲基磺酸酯)、对甲苯磺酸吡啶盐、对甲苯磺酸吗啉盐、对甲苯磺酸乙酯、对甲苯磺酸丙基酯、对甲苯磺酸丁酯、对甲苯磺酸异丁酯、对甲苯磺酸甲酯、对甲苯磺酸苯乙酯、氰基甲基对甲苯磺酸酯、2,2,2-三氟乙基对甲苯磺酸酯、2-羟基丁基对甲苯磺酸酯、N-乙基-4-甲苯磺酰胺、及下述式[TAG-1]~式[TAG-41]所示的化合物等。
本发明的组合物中的(E)成分的含量相对于作为(A)成分的化合物和(B)成分的聚合物的合计量的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(E)成分的含量设为0.01质量份以上,可以赋予充分的热固化性和溶剂耐性,也可以赋予对曝光的高的灵敏度。另外,通过设为10质量份以下,可以使固化膜形成用组合物的保存稳定性良好。
[其它的添加剂]
本发明的组合物在不损害本发明的效果的限度内,可以含有其它的添加剂。
作为其它的添加剂,例如可以含有敏化剂。敏化剂,在由本发明的组合物形成本发明的实施方式的固化膜时,在促进其光反应方面是有效的。
作为敏化剂,可列举:二苯甲酮、蒽、蒽醌及噻吨酮等的衍生物以及硝基苯基化合物等。其中,特别优选作为二苯甲酮的衍生物的N,N-二乙基氨基二苯甲酮及作为硝基苯基化合物的2-硝基芴、2-硝基芴酮、5-硝基苊、4-硝基联苯基、4-硝基肉桂酸、4-硝基茋、4-硝基二苯甲酮、5-硝基吲哚。
这些敏化剂并不特别限定于上述的物质。这些物质可以单独使用或并用2种以上的化合物。
在本发明的实施方式中,就敏化剂的使用比例而言,相对于(A)成分的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,有时所形成的固化膜的透过率降低,或涂膜皴裂。
另外,本发明的组合物在不损害本发明的效果的限度内,可以含有作为其它的添加剂的硅烷偶联剂、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。
[溶剂]
本发明的组合物大多以溶解于溶剂的溶液状态使用。此时所使用的溶剂为溶解(A)成分、(B)成分及(C)成分、根据需要的(D)成分、(E)成分、和/或其它的添加剂的溶剂,只要是具有这种溶解能力的溶剂,其种类及结构等没有特别限定。
列举溶剂的具体例时,可列举例如:乙二醇单甲醚、乙二醇单乙基醚、甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙基醚、丙二醇、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇丙醚乙酸酯、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、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺及N-甲基吡咯烷酮等。
这些溶剂可以单独使用一种,或以两种以上的组合使用。这些溶剂中,丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、环己酮、2-庚酮、丙二醇丙醚、丙二醇丙醚乙酸酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸乙酯及3-乙氧基丙酸甲酯由于成膜性良好且安全性高,因此更优选。
<固化膜形成用组合物的制备>
本发明的组合物为具有光取向性的热固化性的固化膜形成用组合物。如上所述,本发明的组合物含有:
作为(A)成分的低分子取向成分;
作为(B)成分的选自(B-1)、(B-2)或(B-3)中的至少一种聚合物,(B-1):具有选自羟基、羧基、氨基及烷氧基甲硅烷基中的至少一种取代基的聚合物,(B-2):具有可与(A)成分进行热反应的取代基且可进行自交联的聚合物,(B-3):三聚氰胺甲醛树脂;以及
作为(C)成分的交联剂。
进而,可以含有(A)成分以外的具有羟基及丙烯酰基的化合物作为(D)成分,可以含有作为(E)成分的交联催化剂。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,进而,可以含有溶剂。
(A)成分和(B)成分的配合比优选以以质量比计为5:95~60:40。(B)成分的含量过大时,液晶取向性容易降低,当其过小时,溶剂耐性降低,由此,取向性容易降低。
本发明的组合物的优选的实例如下所述。
[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10质量份~400质量份的(C)成分的固化膜形成用组合物。
[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10质量份~400质量份的(C)成分、溶剂的固化膜形成用组合物。
[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10质量份~400质量份的(C)成分、0.1质量份~40质量份的(D)成分、溶剂的固化膜形成用组合物。
[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0.1质量份~40质量份的(C)成分、10质量份~400质量份的(D)成分、0.01质量份~10质量份的(E)成分、溶剂的固化膜形成用组合物。
以下,详述将本发明的组合物用作溶液时的配合比例、制备方法等。
就本发明的组合物中的固体成分的比例而言,只要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总成分中除去了溶剂的成分。
本发明的组合物的制备方法没有特别限定。作为制备方法,可列举例如:在溶解于溶剂的(B)成分的溶液中将(A)成分及(C)成分、进而(D)成分、(E)成分以规定的比例进行混合,制成均匀的溶液的方法;或者,在该制备方法的适当的阶段根据需要进一步添加其它添加剂并进行混合的方法。
在本发明的组合物的制备中,可以直接使用通过溶剂中的聚合反应而得到的特定共聚物的溶液。该情况下,例如,在(B)成分的溶液中以与上述同样的方式加入(A)成分及(C)成分、进而(D)成分、(E)成分等并制成均匀的溶液。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用于固化膜形成用组合物的浓度调整的溶剂可以相同,另外也可以不同。
另外,所制备的固化膜形成用组合物的溶液优选用孔径为0.2μm左右的过滤器等进行过滤之后使用。
<固化膜、取向材料及相位差材料>
在基板(包覆有例如硅/二氧化硅的基板、氮化硅基板、包覆了金属、例如、铝、钼、铬等的基板、玻璃基板、石英基板、ITO基板等)、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、丙烯酸系膜等树脂膜)等上利用棒涂机、旋转涂布、流动涂布、辊涂、狭缝涂布、狭缝涂布接旋转涂布、喷墨涂布、印刷等涂布本发明的组合物的溶液而形成涂膜,然后,在通过电热板或烘箱等进行加热干燥,由此可以形成固化膜。
作为加热干燥的条件,只要由固化膜形成的取向材料的成分不向在其上所涂布的聚合性液晶溶液溶出的程度进行固化反应即可,例如,可采用从温度60℃~200℃、小时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70℃~160℃、0.5分钟~10分钟。
使用本发明的组合物而形成的固化膜的膜厚例如为0.05μm~5μm,可以考虑使用的基板的高度差或光学的电性质而适当选择。
这样形成的固化膜可以通过进行偏振光UV照射而作为取向材料、即使含有聚合性液晶等具有液晶性的化合物取向的部件起作用。
作为偏振光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。
由本发明的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含有聚合性液晶溶液的相位差材料之后,加热至其液晶的相转移温度,由此,使相位差材料成为液晶状态,在取向材料上使其取向。然后,可以使成为所期望的取向状态的相位差材料直接固化,形成持有具有光学各项异性的层的相位差材料。
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其的组合物等。而且,在形成有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。形成这样的相位差材料的相位差材料成为液晶状态,有在在取向材料上采用水平取向、胆甾取向、垂直取向、混合取向等取向状态的材料,可以分别根据所需要的相位差特性而分开使用。
另外,在制造用于3D显示器的图案化相位差材料的情况下,在由本发明的组合物用上述的方法形成的固化膜上,经由线和间隔图案的掩模根据规定的基准在例如以+45度的方向进行偏振光UV曝光,接着,取下掩模之后,再以-45度的方向将偏振光UV曝光,形成形成有液晶的取向控制方向不同的2种液晶取向区域的取向材料。然后,涂布由聚合性液晶溶液形成的相位差材料之后,加热至液晶的相转移温度,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由2种液晶取向区域的取向材料上进行取向,形成分别对应于各液晶取向区域的取向状态。然后,使实现了这种取向状态的相位差材料直接固化,将上述的取向状态固定化,可以得到分别规则地配置有多个相位差特性的不同的2种相位差区域的、图案化相位差材料。
另外,由本发明的组合物形成的取向材料也可以作为液晶显示元件的液晶取向膜利用。例如,可以使用如上述那样所形成的具有本实施方式的取向材料的2张基板,经由间隔件以两基板上的取向材料相对的方式贴合之后,在这些基板之间注入液晶,制造液晶进行了取向的液晶显示元件。
因此,本发明的组合物可以优选用于各种相位差材料(相位差膜)或液晶显示元件等制造。
实施例
以下,列举实施例,对本实施方式进一步详细地说明。但是,本发明并不限定于这些实施例。
[实施例等中使用的组成成分和其简称]
以下的实施例及比较例中所使用的各组成成分如下所述。
<具有光取向性基团和羟基的化合物>
CIN1:4-(6-羟基己氧基)肉桂酸甲酯
CIN11:4-[4-(6-羟基己氧基)苯甲酰]肉桂酸叔丁酯
<(B)成分的聚合物>
PEPO:聚酯多元醇聚合物(具有下述结构单元的己二酸/二乙二醇共聚物。分子量4800。)
(上述式中,R表示亚烷基。)
<交联剂>
HMM:下述的结构式所示的三聚氰胺交联剂
<交联催化剂>
PTSA:对甲苯磺酸
<具有羟基及丙烯酰基的化合物>
D-1:
D-2:下述的结构式所示的具有羟基及丙烯酰基的化合物
<聚合物原料>
MAA:甲基丙烯酸
MMA:甲基丙烯酸甲酯
HEMA:甲基丙烯酸2-羟基乙酯
BMAA:N-丁氧基甲基丙烯酰胺
AIBN:α,α’-偶氮双异丁腈
<溶剂>
实施例及比较例的各固化膜形成用组合物含有溶剂,作为该溶剂,使用丙二醇单甲醚(PGME)。
<聚合物的分子量的测定>
合成例中的聚酰亚胺、聚酰胺酸或丙烯酸系聚合物的分子量使用(株)Shodex社制常温凝胶渗透色谱(GPC)装置(GPC-101)、Shodex社制柱(KD-803、KD-805),如下地进行测定。
另外,下述的数均分子量(以下,称为Mn。)及重均分子量(以下,称为Mw。)用聚苯乙烯换算值表示。
柱温:50℃
洗脱液:N,N-二甲基甲酰胺(作为添加剂,溴化锂一水合物(LiBr·H2O)为30mmol/L,磷酸·无水结晶(o-磷酸)为30mmol/L,四氢呋喃(THF)为10mL/L)
流速:1.0mL/分钟
标准曲线制作用标准样品:东曹社制TSK标准聚环氧乙烷(分子量约900000、150000、100000、30000)、及ポリマーラボラトリー社制聚乙二醇(分子量约12000、4000、1000)。
<1HNMR的测定>
装置:傅立叶变换型超传导核磁共振装置(FT-NMR)INOVA-400(Varian制)400MHz
溶剂:氘代二甲基亚砜(DMSO-d6)、氘代氯仿(CDCl3)
标准物质:四甲基硅烷(TMS)
<实施例及比较例>
(合成例1)CIN11的合成
(合成例1-1)CIN11的前体CIN11-1的合成
在1L四口烧瓶中加入4-溴-4’-羟基二苯甲酮80.0g、N,N-二甲基乙酰胺500mL、丙烯酸叔丁酯55.4g、三丁基胺160.2g、醋酸钯1.29g、三(邻甲苯基)膦3.50g,一边加热至100℃,一边进行搅拌。反应结束后,将反应体系注入于2L的醋酸乙酯中,使用1N-盐酸水溶液、饱和食盐水进行萃取。在萃取的有机层中加入无水硫酸镁进行脱水干燥,过滤无水硫酸镁。将得到的滤液用旋转式蒸发器进行溶剂馏去,得到109.4g的目标物CIN11-1(红褐色粘体)。得到的CIN11-1不进行纯化而用于下一反应。
(合成例1-2)CIN11的合成
在2L四口烧瓶中加入93.4g的CIN11-1、N,N-二甲基甲酰胺1L、6-氯-1-己醇39.3g、碳酸钾119.4g、碘化钾4.8g,一边加热至100℃,一边进行搅拌。反应结束后,将反应体系注入于5L的水中,用1N-盐酸水溶液进行中和,使用醋酸乙酯进行萃取。在萃取的有机层中加入无水硫酸镁进行脱水干燥,过滤无水硫酸镁。将得到的滤液用旋转式蒸发器进行溶剂馏去。将残渣使用异丙醇/己烷=1/10进行重结晶,得到CIN11(黄土色固体)113.8g。以下表示用目标物的1H-NMR测定的结果。由该结果确认:得到的固体为目标的CIN11。
1H NMR(400MHz,[D6]-DMSO):δ7.86-7.88(d,2H),7.73-7.75(d,2H),7.69-7.71(d,2H),7.62-7.66(d,1H),7.08-7.10(d,2H),6.65-6.69(d,1H),4.35-4.37(t,1H),4.06-4.09(t,2H),3.37-3.42(q,2H),1.73-1.77(m,2H),1.50(s,9H),1.37-1.46(m,6H)
<聚合例1>
将MAA 3.5g、MMA 7.0g、HEMA 7.0g、作为聚合催化剂的AIBN 0.5g溶解于PGME53.9g,在70℃下使其反应20小时,由此得到丙烯酸系共聚物溶液(固体成分浓度25质量%)(P1)。得到的丙烯酸系共聚物的Mn为10300,Mw为24600。
<聚合例2>
将MMA 100.0g、HEMA 11.1g、作为聚合催化剂的AIBN 5.6g溶解于PGME 450.0g,在80℃下使其反应20小时,由此得到丙烯酸系共聚物溶液(固体成分浓度20质量%)(P2)。得到的丙烯酸共聚物的Mn为4200,Mw为7600。
<聚合例3>
将BMAA 100.0g、作为聚合催化剂的AIBN 4.2g溶解于PGME 193.5g,在90℃下使其反应20小时,由此得到丙烯酸系聚合物溶液(固体成分浓度35质量%)(P3)。得到的丙烯酸系共聚物的Mn为2700,Mw为3900。
<实施例1~11、比较例1>
以表1所示的组成制备实施例及比较例的各固化膜形成用组合物,对各自进行取向灵敏度、图案形成性、透过率的评价。
表1
[取向灵敏度的评价]
在TAC膜上使用棒涂机涂布实施例及比较例的各固化膜形成用组合物之后,在温度110℃下在热循环式烘箱中进行加热干燥120秒,形成固化膜。对该各固化膜垂直地照射313nm的直线偏振光,形成取向材料。在基板上的取向材料上使用棒涂机涂布水平取向用聚合性液晶溶液,接着,在70℃下在电热板上进行预焙烤60秒,形成膜厚1.0μm的涂膜。将该基板上的涂膜以300mJ/cm2进行曝光,制作相位差材料。用一对偏振片夹持制作的基板上的相位差材料,观察相位差材料中的相位差特性的显现状况,将取向材料显示液晶取向性所需要的偏振光UV的曝光量作为取向灵敏度。然后将评价结果归纳示于表2。
[图案形成性的评价]
在TAC膜上使用棒涂机涂布实施例及比较例的各固化膜形成用组合物之后,在温度110℃下在热循环式烘箱中进行加热干燥120秒,形成固化膜。在该固化膜上经由350μm的线和间隔掩模以40mJ/cm2垂直地照射313nm的直线偏振光。接着,取下掩模,使基板旋转90度之后,以20mJ/cm2垂直地照射313nm的直线偏振光,得到形成有液晶的取向控制方向相差90度的2种液晶取向区域的取向材料。在基板上的取向材料上使用棒涂机涂布水平取向用聚合性液晶溶液,接着,在70℃下在电热板上进行预焙烤60秒,形成膜厚1.0μm的涂膜。将该基板上的涂膜以300mJ/cm2进行曝光,制作规则地配列有具有不同的相位差特性的2种区域的图案化相位差材料。使用偏振光显微镜观察制作的基板上的图案化相位差材料,将没有取向缺陷地形成相位差图案的相位差材料评价为○,将看到取向缺陷的相位差材料评价为×。然后将评价结果归纳示于表2。
[光透射率(透明性)的评价]
在石英基板上使用旋涂机涂布实施例及比较例的各固化膜形成用组合物之后,在温度110℃下在电热板上进行加热干燥焙烤120秒,形成膜厚200nm的固化膜。使用FILMETRICS社制F20测定膜厚。将该固化膜使用紫外线可视分光光度计((株)岛津制作所制SHIMADZU UV-2550型号)测定对波长400nm的光的透过率。
[评价的结果]
将进行了以上的评价的结果如上述那样示于表2。
[表2]
使用实施例1~11的固化膜形成用组合物得到的取向材料,显示液晶取向性所需要的偏振光UV的曝光量均为低至10mJ/cm2的值,与比较例相比,显示良好的取向灵敏度。
使用实施例1~11的固化膜形成用组合物得到的取向材料与使用比较例的固化膜形成用组合物得到的取向材料同样地,显示良好的图案形成性。另一方面,在比较例1中,通过使照射量为实施例的2倍而进行图案形成。
使用实施例1~11的固化膜形成用组合物得到的固化膜与使用比较例的固化膜形成用组合物得到的固化膜同样地,对波长400nm的光,显示100%或接近于其的透过率,显示良好的光透射特性。
产业上的可利用性
本发明的固化膜形成用组合物作为液晶显示元件的液晶取向膜、或用于形成在液晶显示元件中设置于内部或外部的光学各项异性膜的取向材料非常是有用的,尤其是作为3D显示器的图案化相位差材料的形成材料是适合的。进而,作为形成薄膜晶体管(TFT)型液晶显示元件或有机EL元件等各种显示器中的保护膜、平坦化膜及绝缘膜等固化膜的材料、尤其是作为形成TFT型液晶元件的层间绝缘膜、彩色滤光片的保护膜或有机EL元件的绝缘膜等的材料也是适合的。
Claims (10)
1.一种固化膜形成用组合物,含有:
(A)成分:具有光取向性基团和选自羟基、羧基、氨基及烷氧基甲硅烷基中的一个基团的化合物的一种或多种;
(B)成分:选自(B-1)、(B-2)或(B-3)中的至少一种聚合物,(B-1):具有选自羟基、羧基、氨基及烷氧基甲硅烷基中的至少一个取代基的聚合物,(B-2):具有可与(A)成分进行热反应的取代基且可进行自交联的聚合物,(B-3):三聚氰胺甲醛树脂;以及
(C)成分:交联剂;
(A)成分至少含有具有下述式[1]所示的基团作为光取向性基团的化合物,
式[1]中,A1和A2分别独立地表示氢原子或甲基,
A3表示羟基、巯基、氨基、碳原子数1~10的烷氧基、碳原子数1~10的烷基硫基、碳原子数1~10的烷基氨基、苯氧基、苯基硫基、苯基氨基、联苯基氨基、苯基或联苯基,
亚苯基上的氢原子及苯基上的氢原子可以分别独立地被选自碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基、卤素原子、氰基或硝基中的至少一种取代基取代。
2.根据权利要求1所述的固化膜形成用组合物,(B)成分为上述(B-2)时,交联剂与(B-2)成分相同。
3.根据权利要求1或2所述的固化膜形成用组合物,(A)成分的化合物为含有具有上述式[1]所示的光取向性基团的基团和羟基的化合物。
4.根据权利要求1或2所述的固化膜形成用组合物,还含有(D)成分:(A)成分以外的具有羟基及丙烯酰基的化合物。
5.根据权利要求3所述的固化膜形成用组合物,还含有(D)成分:(A)成分以外的具有羟基及丙烯酰基的化合物。
6.根据权利要求1或2所述的固化膜形成用组合物,还含有(E)成分:交联催化剂。
7.一种取向材料,是使用权利要求1~6中任一项所述的固化膜形成用组合物而形成的。
8.一种相位差材料,具有由权利要求1~6中任一项所述的固化膜形成用组合物得到的固化膜。
9.一种化合物,具有下述式[1]所示的基团和选自羟基、羧基、氨基及烷氧基甲硅烷基中的一个基团,
式[1]中,A1和A2分别独立地表示氢原子或甲基,
A3表示羟基、巯基、氨基、碳原子数1~10的烷氧基、碳原子数1~10的烷基硫基、碳原子数1~10的烷基氨基、苯氧基、苯基硫基、苯基氨基、联苯基氨基、苯基或联苯基,
亚苯基上的氢原子及苯基上的氢原子可以分别独立地被选自碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基、卤素原子、氰基或硝基中的至少一种取代基取代。
10.一种化合物,用下述式[2]表示,
式[2]中,A1和A2分别独立地表示氢原子或甲基,
A3表示羟基、巯基、氨基、碳原子数1~10的烷氧基、碳原子数1~10的烷基硫基、碳原子数1~10的烷基氨基、苯氧基、苯基硫基、苯基氨基、联苯基氨基、苯基或联苯基,
亚苯基上的氢原子及苯基上的氢原子可以分别独立地被选自碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基、卤素原子、氰基或硝基中的至少一种取代基取代,n表示2~20的整数。
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EP3257872B1 (en) * | 2015-02-10 | 2020-04-22 | Nissan Chemical Corporation | Orientation material and retardation material |
WO2016143865A1 (ja) * | 2015-03-11 | 2016-09-15 | 日産化学工業株式会社 | 硬化膜形成組成物、配向材及び位相差材 |
KR102587604B1 (ko) * | 2015-03-11 | 2023-10-11 | 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 | 경화막 형성 조성물, 배향재 및 위상차재 |
KR20230120675A (ko) * | 2015-03-13 | 2023-08-17 | 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 | 경화막 형성 조성물, 배향재 및 위상차재 |
JP6648462B2 (ja) * | 2015-09-30 | 2020-02-14 | 大日本印刷株式会社 | 光配向性を有する熱硬化性組成物、配向層、配向層付基板及びその製造方法、並びに、位相差板及びその製造方法 |
WO2017102051A1 (en) * | 2015-12-17 | 2017-06-22 | Merck Patent Gmbh | Method for manufacturing a liquid crystal display device and liquid crystal mixture |
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KR102534902B1 (ko) * | 2016-12-28 | 2023-05-19 | 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 | 액정 배향제, 액정 배향막, 및 액정 표시 소자 |
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KR102159503B1 (ko) * | 2017-09-29 | 2020-09-25 | 주식회사 엘지화학 | 광학 디바이스의 제조 방법 |
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US20200081398A1 (en) * | 2018-09-06 | 2020-03-12 | Facebook Technologies, Llc | Photosensitive polymers for volume holography |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102241991A (zh) * | 2010-05-14 | 2011-11-16 | Jsr株式会社 | 液晶取向剂、液晶取向膜的制造方法和液晶显示元件 |
CN102460288A (zh) * | 2009-06-23 | 2012-05-16 | 日产化学工业株式会社 | 形成具有光取向性的热固化膜的组合物 |
CN102471629A (zh) * | 2009-07-21 | 2012-05-23 | 日产化学工业株式会社 | 形成具有光取向性的热固化膜的组合物 |
CN104603650A (zh) * | 2012-09-12 | 2015-05-06 | 日产化学工业株式会社 | 取向材的制造方法、取向材、相位差材的制造方法及相位差材 |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2009067861A (ja) * | 2007-09-12 | 2009-04-02 | Fujifilm Corp | ポリビニルアルコール膜、光学フィルム、偏光板、及び液晶表示装置 |
JP5747515B2 (ja) * | 2010-03-01 | 2015-07-15 | Jsr株式会社 | 有機el発光体配向制御用組成物、有機el発光体配向制御膜、有機el素子及びその製造方法 |
KR101796954B1 (ko) * | 2010-04-08 | 2017-11-13 | 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 | 광배향성을 가지는 열경화막 형성 조성물 |
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Patent Citations (4)
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---|---|---|---|---|
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CN102471629A (zh) * | 2009-07-21 | 2012-05-23 | 日产化学工业株式会社 | 形成具有光取向性的热固化膜的组合物 |
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