CN106796373B - 固化膜形成用组合物、取向材及相位差材 - Google Patents
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Abstract
本发明提供固化膜形成用组合物,其用于提供具有优异的垂直取向性,并且具备光学补偿膜所要求的透明性、耐溶剂性、以及与基材和聚合性液晶层的密合性,即使在树脂膜上也可以在低温短时间的烧成条件下稳定地使聚合性液晶垂直地取向的取向材。作为解决本发明课题的方法涉及:固化膜形成用组合物,其特征在于,含有(A)使具有羧基和垂直取向性基团的化合物的羧基对侧链或末端具有1个以上环氧基的聚合物的环氧基进行反应而得的聚合物、(B)交联剂、以及(C)密合促进剂和(D)具有热交联性基团的聚合物中的任一者或两者;取向材,其特征在于,是使用该组合物而获得的;相位差材,其特征在于,是使用该组合物而获得的。
Description
技术领域
本发明涉及适合于使液晶分子垂直取向的垂直取向材的固化膜形成用组合物。特别是本发明涉及对于制成为了改善液晶显示装置(liquid crystal display;LCD)、具体为填充有具有正介电各向异性的液晶(△ε>0)的IPS液晶显示装置(In-plane SwitchingLCD;面内取向转换LCD)的视角特性而使用的+C板(正C板)而言有用的固化膜形成用组合物、取向材和相位差材。
背景技术
IPS-LCD的特征在于,由于不发生液晶分子的垂直方向的倾斜,因此由视角带来的亮度变化/颜色变化少,但是作为弱点可举出不易提高对比度比和亮度、响应速度这点。例如如专利文献1所公开的那样,对于提案初期的IPS-LCD,未使用视角的补偿膜,对于这样的未使用视角的补偿膜的IPS-LCD,由于倾斜角在暗状态下相对大的漏光,因此具有显示低对比度比的值这样的缺点。
专利文献2中公开使用了+C板和+A板(正A板)的IPS-LCD补偿膜。该文献中,对于其中记载的液晶显示元件,示出了以下的构成。
1)在由可以施加与液晶层面平行的电场的电极供给的两基板之间夹着具有水平取向的液晶层。
2)一块以上的+A板和+C板被两偏振板夹着。
3)+A板的主光轴与液晶层的主光轴垂直。
4)确定液晶层的相位差值RLC、+C板的相位差值R+C、+A板的相位差值R+A以使其满足下式。
RLC:R+C:R+A≒1:0.5:0.25
5)未示出偏振板的保护膜的厚度方向的相位差值相对于+A板和+C板的相位差值的关系(TAC、COP、PNB)。
此外,以提供通过将倾斜角时的暗状态的漏光最小化从而具有正面和倾斜角时的高对比度特性、低色移(Color Shift)的IPS-LCD为目的,公开了具有+A板和+C板的IPS-LCD(专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平2-256023号公报
专利文献2:日本特开平11-133408号公报
专利文献3:日本特开2009-122715号公报
专利文献4:日本特开2001-281669号公报
发明内容
发明所要解决的课题
如以往所提出的那样,+C板由于可以补偿偏振板的视角大的地方的漏光,由此作为IPS-LCD的光学补偿膜是非常有用的。然而,在利用以往通常已知的拉伸处理的方法中,难以表现垂直取向(正C板)性。
此外,以往所提出的使用了聚酰亚胺的垂直取向膜在膜制成时需要使用N-甲基-2-吡咯烷酮等聚酰亚胺的溶剂。因此对于玻璃基材而言没有问题,但在基材为膜的情况下,有取向膜形成时会对基材带来破坏这样的问题。而且,对于使用了聚酰亚胺的垂直取向膜,需要高温下的烧成,有膜基材不耐受高温这样的问题。
进一步,还提出了通过用具有长链烷基的硅烷偶联剂等将基材进行直接处理,从而形成垂直取向膜的方法,但在基材表面不存在羟基的情况下,有处理困难,基材受到限制这样的问题(专利文献4)。
本发明是基于以上认识、研究结果而提出的,其所要解决的课题在于提供一种固化膜形成用组合物,所述固化膜形成用组合物用于提供在具有优异的垂直取向性的同时,具备光学补偿膜所要求的透明性、耐溶剂性,进一步具备与基材和聚合性液晶层的密合性,即使在树脂膜上也可以在低温短时间的烧成条件下稳定地使聚合性液晶垂直取向的取向材。
而且,本发明的其它目的在于提供由上述固化膜形成用组合物获得,具备优异的垂直取向性,即使在树脂膜上也可以在低温短时间的烧成条件下稳定地使聚合性液晶垂直取向的取向材以及对于使用该取向材而形成的+C板而言有用的相位差材。
用于解决课题的方法
本发明人等为了达成上述目的,进行了反复深入研究,结果发现,通过选择将侧链具有长链烷基的丙烯酸系共聚物作为基础的固化膜形成用材料,从而不论基材的种类如何都可以形成具有优异的垂直取向性、以及与基材和聚合性液晶层的密合性的固化膜,由此完成本发明。
即,本发明中,作为第1观点,涉及一种固化膜形成用组合物,其特征在于,含有:
(A)聚合物,所述聚合物为使具有羧基和垂直取向性基团的化合物的羧基对侧链或末端具有1个以上环氧基的聚合物的环氧基进行反应而得的聚合物,
(B)交联剂,以及
(C)密合促进剂和(D)具有热交联性基团的聚合物中的任一者或两者,上述垂直取向性基团为下述式[1]所示的基团。
(式[1]中,
*表示结合位置,
Y1表示单键,
Y2表示单键或碳原子数1~15的亚烷基,或者表示选自苯环、环己烷环或杂环中的2价环状基团,上述环状基团上的任意的氢原子可以被碳原子数1~3的烷基、碳原子数1~3的烷氧基、碳原子数1~3的含氟烷基、碳原子数1~3的含氟烷氧基或氟原子取代,
Y3表示单键或碳原子数1~15的亚烷基,
Y4表示单键,或者表示选自苯环、环己烷环或杂环中的2价环状基团,或碳原子数17~30且具有甾族化合物骨架的2价有机基团,上述环状基团上的任意的氢原子可以被碳原子数1~3的烷基、碳原子数1~3的烷氧基、碳原子数1~3的含氟烷基、碳原子数1~3的含氟烷氧基或氟原子取代,
Y5表示选自苯环、环己烷环或杂环中的2价环状基团,这些环状基团上的任意的氢原子可以被碳原子数1~3的烷基、碳原子数1~3的烷氧基、碳原子数1~3的含氟烷基、碳原子数1~3的含氟烷氧基或氟原子取代,
n表示0~4的整数,在n为2以上的情况下,Y5彼此可以相同也可以不同,
Y6表示氢原子、碳原子数1~18的烷基、碳原子数1~18的含氟烷基、碳原子数1~18的烷氧基或碳原子数1~18的含氟烷氧基,
作为Y2和Y3的亚烷基、以及作为环状基团上的取代基或Y6的烷基、含氟烷基、烷氧基和含氟烷氧基,可以为直链状、分支状或环状中的任一种或者它们的组合,
此外只要结合基团彼此不邻接,作为Y2和Y3的亚烷基、以及作为Y6的烷基、含氟烷基、烷氧基和含氟烷氧基就可以被1~3个结合基团中断,
进一步在Y2、Y4或Y5表示2价环状基团,或Y4表示具有甾族化合物骨架的2价有机基团,或Y2或Y3表示亚烷基,或Y6表示烷基或含氟烷基时,该2价环状基团、该具有甾族化合物骨架的2价有机基团、该亚烷基、该烷基和该含氟烷基可以经由结合基团而与它们所相邻的基团结合,
而且上述结合基团表示选自-O-、-CH2O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-NH-CO-O-、-O-CO-NH-中的基团,
其中,Y2~Y6分别表示碳原子数1~15的亚烷基、苯环、环己烷环、杂环、具有甾族化合物骨架的2价有机基团、碳原子数1~18的烷基、碳原子数1~18的含氟烷基、碳原子数1~18的烷氧基和碳原子数1~18的含氟烷氧基的情况下,Y2~Y6的碳原子数的合计为6~30)。
作为第2观点,涉及第1观点所述的固化膜形成用组合物,上述侧链或末端具有1个以上环氧基的聚合物为主链具有环结构的数均分子量300~20,000的聚合物。
作为第3观点,涉及第1观点或第2观点所述的固化膜形成用组合物,上述侧链或末端具有1个以上环氧基的聚合物为选自双酚A型环氧树脂、双酚F环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、双酚A酚醛清漆型环氧树脂和多元醇的1,2-环氧-4-(2-环氧乙烷基)环己烷加成物中的任一种聚合物。
作为第4观点,涉及第1观点~第3观点的任一项所述的固化膜形成用组合物,(B)成分的交联剂为具有羟甲基或烷氧基甲基的交联剂。
作为第5观点,涉及第1观点~第4观点中的任一项所述的固化膜形成用组合物,其进一步含有(E)交联催化剂。
作为第6观点,涉及第1观点~第5观点中的任一项所述的固化膜形成用组合物,基于(A)成分100质量份,含有1质量份~300质量份的(B)成分。
作为第7观点,涉及第1观点~第6观点中的任一项所述的固化膜形成用组合物,相对于作为(A)成分的聚合物和(B)成分的交联剂的合计量100质量份,含有0.1质量份~100质量份的(C)成分和1质量份~400质量份的(D)成分中的任一者或两者。
作为第8观点,涉及第5观点~第7观点的任一项所述的固化膜形成用组合物,其含有0.01质量份~20质量份的(E)成分。
作为第9观点,涉及一种取向材,其特征在于,是通过使第1观点~第8观点中的任一项所述的固化膜形成用组合物固化而获得的。
作为第10观点,涉及一种相位差材,其特征在于,是使用由第1观点~第8观点中的任一项所述的固化膜形成用组合物获得的固化膜而形成的。
发明的效果
根据本发明的第1方案,可以提供对于为了提供具备优异的垂直取向性,即使在树脂膜上也可以在低温短时间的烧成条件下稳定地使聚合性液晶垂直取向的取向材而言有用的固化膜形成用组合物。
根据本发明的第2方案,可以提供具备优异的垂直取向性,可以在低温短时间的烧成条件下稳定地使聚合性液晶垂直取向的取向材。
根据本发明的第3方案,可以提供即使在树脂膜上也可以高效率形成,具有高透明且高耐溶剂性的相位差材。
具体实施方式
<固化膜形成用组合物>
本发明的固化膜形成用组合物含有:(A)具有羧基和垂直取向性基团的化合物的羧基对侧链或末端具有1个以上环氧基的聚合物的环氧基进行反应而得的聚合物、(B)交联剂、以及(C)密合促进剂和(D)具有热交联性基团的聚合物中的任一者或两者。本发明的固化膜形成用组合物中,除了上述(A)成分、(B)成分、(C)成分和(D)成分以外,还可以进一步含有交联催化剂作为(E)成分。而且,只要不损害本发明的效果,可以含有其它添加剂。
以下,说明各成分的详细情况。
<(A)成分>
本发明的固化膜形成用组合物所含有的(A)成分为使具有羧基和垂直取向性基团的化合物的羧基对侧链或末端具有1个以上环氧基的聚合物的环氧基进行反应而得的聚合物。另外,在以下说明书中,也将(A)成分的聚合物称为“垂直取向聚合物”。
侧链或末端具有1个以上环氧基的聚合物可以通过使用了具有环氧基的加聚性单体的加聚进行制造。或者侧链或末端具有1个以上环氧基的聚合物可以通过具有羟基酸基的高分子化合物与表氯醇、缩水甘油基甲苯磺酸酯等具有环氧基的化合物的反应进行制造。
作为侧链或末端具有1个以上环氧基的聚合物的具体例,可举出例如,聚甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、聚(3,4-环氧环己基甲基丙烯酸甲酯)、3,4-环氧环己基甲基丙烯酸甲酯共聚物。双酚A型环氧树脂、双酚F环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、双酚A酚醛清漆型环氧树脂、三羟甲基丙烷的1,2-环氧-4-(2-环氧乙烷基)环己烷加成物等。
在这些侧链或末端具有1个以上环氧基的聚合物中,优选为主链具有环结构的聚合物,具体而言,从液晶的涂布性提高方面出发,优选为双酚A型环氧树脂、双酚F环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、双酚A酚醛清漆型环氧树脂、多元醇的1,2-环氧-4-(2-环氧乙烷基)环己烷加成物等。
作为这些侧链或末端具有1个以上环氧基的聚合物的分子量,聚苯乙烯换算数均分子量(以下,称为数均分子量。)优选为300~20,000。优选为400~10,000,更优选为500~8,000。
上述侧链或末端具有1个以上环氧基的聚合物能够适合使用市售品,作为具体例,作为双酚A型环氧树脂,可举出jER1001、jER1002、jER1003、jER1004、jER1055、jER1007、jER1009、jER1010、jER834、jER828(以上,三菱化学(株)制)等,作为双酚F型环氧树脂,可举出jER806、jER 807(以上,三菱化学(株)制)等,作为苯酚酚醛清漆型环氧树脂,可举出jER152、jER 154(以上,三菱化学(株)制)、EPPN201、EPPN 202(以上,日本化药(株)制)等,作为甲酚酚醛清漆型环氧树脂,可举出ECN-1299(旭化成(株)制)、EOCN-102、EOCN-103S、EOCN-104S、EOCN-1020、EOCN-1025、EOCN-1027(以上,日本化药(株)制)、jER80S75(三菱化学(株)制)等,作为双酚A酚醛清漆型环氧树脂,可举出jER157S70(三菱化学(株)制)等,作为多元醇的1,2-环氧-4-(2-环氧乙烷基)环己烷加成物,可举出EHPE-3150((株)ダイセル制)等。
在本说明书中,所谓垂直取向性基团,表示例如包含碳原子数为6~20左右的烃基的基团,具体而言是指后述的式[1]所示的基团。
因此,作为具有羧基和垂直取向性基团的化合物,可举出例如具有羧基和碳原子数6~20左右的烃基的化合物。
作为碳原子数6~20的烃基,可举出直链状、分支状或环状的碳原子数6~20的烷基或包含芳香族基团的碳原子数6~20的烃基。
更具体而言,垂直取向性基团为下述式[1]所示的基团。
(式中,*表示结合位置。)
式[1]中,Y1表示单键。
式[1]中,Y2表示碳原子数1~15的亚烷基。
此外作为Y2,可举出选自苯环、环己烷环或杂环中的2价环状基团,这些环状基团上的任意的氢原子可以被碳原子数1~3的烷基、碳原子数1~3的烷氧基、碳原子数1~3的含氟烷基、碳原子数1~3的含氟烷氧基或氟原子取代。
作为上述杂环,可举出吡咯环、咪唑环、唑环、噻唑环、吡唑环、吡啶环、嘧啶环、喹啉环、吡唑啉环、异喹啉环、咔唑环、嘌呤环、噻二唑环、哒嗪环、吡唑啉环、三嗪环、吡唑烷环、三唑环、吡嗪环、苯并咪唑环、噌啉环、菲咯啉环、吲哚环、喹喔啉环、苯并噻唑环、吩噻嗪环、二唑环、吖啶环等,更优选为吡咯环、咪唑环、吡唑环、吡啶环、嘧啶环、吡唑啉环、咔唑环、哒嗪环、吡唑啉环、三嗪环、吡唑烷环、三唑环、吡嗪环、苯并咪唑环。
作为上述取代基而举出的烷基,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、环丙基,作为上述烷氧基,可举出在作为上述烷基的具体例举出的基团上结合有氧原子-O-的基团。此外作为上述含氟烷基、含氟烷氧基,可举出上述烷基和烷氧基中任意的氢原子被氟原子取代了的基团。
其中,从合成的容易性方面出发,Y2优选为苯环或环己烷环。
上述式[1]中,Y3表示单键或碳原子数1~15的亚烷基。
上述式[1]中,Y4表示单键,或者表示选自苯环、环己烷环或杂环中的2价环状基团,这些环状基团上的任意的氢原子可以被碳原子数1~3的烷基、碳原子数1~3的烷氧基、碳原子数1~3的含氟烷基、碳原子数1~3的含氟烷氧基或氟原子取代。
作为上述杂环以及取代基举出的烷基等可以为上述Y2所举出的烷基。
进一步,作为Y4,可以为选自碳原子数17~30且具有甾族化合物骨架的有机基团中的2价有机基团。其优选例为具有从选自胆甾烯、雄甾烯、β-胆甾烯、表雄甾酮、麦角甾烯、雌甾酮、11α-羟基甲基甾醇、11α-孕甾酮、羊毛甾烯、炔雌醇甲醚、甲基睾酮、炔诺酮、孕烯醇酮、β-谷甾烯、豆甾烯、睾丸酮以及乙酸胆甾醇酯等结构中除去了2个氢原子的结构的2价基团。更具体而言,例如如下所述。
(式中,*表示与Y3和Y5(或Y6)的结合位置。)
其中,从合成的容易性方面出发,Y4优选为苯环、环己烷环或碳原子数17~30且具有甾族化合物骨架的2价有机基团。
式[1]中,Y5表示选自苯环、环己烷环或杂环中的2价环状基团,这些环状基团上的任意的氢原子可以被碳原子数1~3的烷基、碳原子数1~3的烷氧基、碳原子数1~3的含氟烷基、碳原子数1~3的含氟烷氧基或氟原子取代。作为上述杂环以及取代基举出的烷基等可以为上述Y4所举出的烷基。
其中,Y5优选为苯环或环己烷环。
此外式[1]中,n表示0~4的整数,在n为2以上的情况下,Y5彼此可以为相同的基团也可以为不同的基团。其中,从原料的获得性、合成的容易性方面出发,n优选为0~3。更优选为0~2。
式[1]中,Y6表示氢原子、碳原子数1~18的烷基、碳原子数1~18的含氟烷基、碳原子数1~18的烷氧基或碳原子数1~18的含氟烷氧基。
其中,Y6优选为碳原子数1~18的烷基、碳原子数1~10的含氟烷基、碳原子数1~18的烷氧基或碳原子数1~10的含氟烷氧基。Y6更优选为碳原子数1~12的烷基或碳原子数1~12的烷氧基。Y6特别优选为碳原子数1~9的烷基或碳原子数1~9的烷氧基。
另外,在Y4为具有甾族化合物骨架的2价有机基团的情况下,Y6优选为氢原子。
上述式[1]中的定义中举出的亚烷基、烷基、含氟烷基、烷氧基或含氟烷氧基可以为直链状、分支状或环状中的任一种或者它们的组合。
例如上述烷基可举出例如,甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、1-甲基-正丁基、2-甲基-正丁基、3-甲基-正丁基、1,1-二甲基-正丙基、1,2-二甲基-正丙基、2,2-二甲基-正丙基、1-乙基-正丙基、正己基、1-甲基-正戊基、2-甲基-正戊基、3-甲基-正戊基、4-甲基-正戊基、1,1-二甲基-正丁基、1,2-二甲基-正丁基、1,3-二甲基-正丁基、2,2-二甲基-正丁基、2,3-二甲基-正丁基、3,3-二甲基-正丁基、1-乙基-正丁基、2-乙基-正丁基、1,1,2-三甲基-正丙基、1,2,2-三甲基-正丙基、1-乙基-1-甲基-正丙基、1-乙基-2-甲基-正丙基、正庚基、1-甲基-正己基、2-甲基-正己基、3-甲基-正己基、1,1-二甲基-正戊基、1,2-二甲基-正戊基、1,3-二甲基-正戊基、2,2-二甲基-正戊基、2,3-二甲基-正戊基、3,3-二甲基-正戊基、1-乙基-正戊基、2-乙基-正戊基、3-乙基-正戊基、1-甲基-1-乙基-正丁基、1-甲基-2-乙基-正丁基、1-乙基-2-甲基-正丁基、2-甲基-2-乙基-正丁基、2-乙基-3-甲基-正丁基、正辛基、1-甲基-正庚基、2-甲基-正庚基、3-甲基-正庚基、1,1-二甲基-正己基、1,2-二甲基-正己基、1,3-二甲基-正己基、2,2-二甲基-正己基、2,3-二甲基-正己基、3,3-二甲基-正己基、1-乙基-正己基、2-乙基-正己基、3-乙基-正己基、1-甲基-1-乙基-正戊基、1-甲基-2-乙基-正戊基、1-甲基-3-乙基-正戊基、2-甲基-2-乙基-正戊基、2-甲基-3-乙基-正戊基、3-甲基-3-乙基-正戊基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基等。
作为上述亚烷基,可举出从上述烷基中除去了1个任意的氢原子的二价基团。
作为上述烷氧基,可举出在作为上述烷基的具体例举出的基团上结合有氧原子-O-的基团。
此外作为上述含氟烷基、含氟烷氧基,可举出在上述烷基和烷氧基中任意的氢原子被氟原子取代了的基团。
作为上述Y2和Y3的亚烷基、以及作为环状基团上的取代基或Y6的烷基、含氟烷基、烷氧基和含氟烷氧基,可以为直链状、分支状或环状中的任一种或者它们的组合。
此外,只要结合基团彼此不邻接,作为Y2和Y3的亚烷基、以及作为Y6的烷基、含氟烷基、烷氧基和含氟烷氧基就可以被1~3个结合基团中断。
进一步,在Y2、Y4或Y5表示2价环状基团,或Y4表示具有甾族化合物骨架的2价有机基团,或Y2或Y3表示亚烷基,或Y6表示烷基或含氟烷基时,该2价环状基团、该具有甾族化合物骨架的2价有机基团、该亚烷基、该烷基和该含氟烷基可以经由结合基团而与它们所相邻的基团结合。
此外上述结合基团表示选自-O-、-CH2O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-NH-CO-O-、-O-CO-NH-和-NH-CO-NH-中的基团。
另外,在Y2~Y6分别表示碳原子数1~15的亚烷基、苯环、环己烷环、杂环、具有甾族化合物骨架的2价有机基团、碳原子数1~18的烷基、碳原子数1~18的含氟烷基、碳原子数1~18的烷氧基和碳原子数1~18的含氟烷氧基的情况下,Y2~Y6的碳原子数的合计为6~30,例如为6~20。
其中,如果考虑垂直取向性和聚合性液晶的涂布性,则垂直取向性基团优选为包含碳原子数7~18,特别是8~15的烷基的基团。
作为优选的垂直取向性基团,可举出例如碳原子数6~20左右的烃基。作为碳原子数6~20的烃基,可举出直链状、分支状或环状的碳原子数6~20的烷基或包含芳香族基团的碳原子数6~20的烃基。
作为垂直取向性基团,可举出例如,上述Y1~Y4为单键,Y3为单键或碳原子数1~15的亚烷基,n为0,Y6为碳原子数1~18的烷基的基团,其中,优选为式[1]所示的基团是碳原子数的合计为6~20的烷基的垂直取向性基团(a-1)。作为这样的烷基的具体例,可举出上述烷基中的碳原子数的合计为6~20的烷基。
作为垂直取向性基团,除了上述基团以外,还优选为例如,上述Y1~Y4为单键,n为2~3,Y5为选自苯环和环己烷环中的基团,Y6为碳原子数1~18的烷基的垂直取向性基团(a-2)。作为这样的基团(a-2),优选为下述(a-2-1)~(a-2-6)等。
(式中,Y6为碳原子数1~18的烷基。此外*表示结合位置。)
作为垂直取向性基团,除了上述基团以外,优选为例如,上述Y1~Y3为单键,Y4为甾族化合物骨架,n为0,Y6为氢原子的垂直取向性基团(a-3)。作为这样的基团(a-3),可举出例如,下述式所示的垂直取向性基团(a-3-1)~(a-3-8)。
(式中,*表示结合位置。)
所谓具有羧基和垂直取向性基团的化合物,优选为羧基与上述垂直取向性基团结合了的化合物。
本发明中的(A)成分的垂直取向聚合物为使具有羧基和垂直取向性基团的化合物的羧基对上述侧链或末端具有1个以上环氧基的聚合物的环氧基进行反应而得的聚合物。通过使该环氧基与羧基进行反应,从而产生-CH2-CH(OH)-CH2-这样的结合。
优选用于获得上述垂直取向聚合物的、侧链或末端具有1个以上环氧基的聚合物与具有羧基和垂直取向性基团的化合物的使用量以相对于侧链或末端具有1个以上环氧基的聚合物的环氧1当量,具有羧基和垂直取向性基团的化合物的羧基成为5~60当量的方式进行使用。
在相对于侧链或末端具有1个以上环氧基的聚合物的环氧1当量,具有羧基和垂直取向性基团的化合物的羧基小于5当量的情况下,有时所得的垂直取向聚合物未充分获得所期望的垂直取向性。此外如果具有羧基和垂直取向性基团的化合物的羧基超过60当量,则在使用该垂直取向聚合物来形成固化膜(取向材),要在其上涂布聚合性液晶溶液等时,有液晶的涂布性降低(发生液晶的凹陷)的担忧。
此外,可以使与具有羧基和垂直取向性基团的化合物进行了反应的侧链或末端具有1个以上环氧基的聚合物的环氧残基、与不含有垂直取向性基团而具有羧基的化合物进行反应。在该情况下,相对于侧链或末端具有1个以上环氧基的聚合物的环氧1当量,羧基的量以具有羧基和垂直取向性基团的化合物的羧基、以及不含有垂直取向性基团而具有羧基的化合物的羧基的合计量计,优选为5~60当量。
获得本发明所使用的垂直取向聚合物的步骤没有特别限定,例如,通过在使侧链或末端具有1个以上环氧基的聚合物、具有羧基和垂直取向性基团的化合物、根据情况不含有垂直取向性基团而具有羧基的化合物、和反应催化剂等共存的溶剂中,在50~150℃的温度下进行反应而获得。此时,所使用的溶剂只要溶解侧链或末端具有1个以上环氧基的聚合物、具有羧基和垂直取向性基团的化合物和反应催化剂等,就没有特别限定。作为其具体例,可以适合使用后述的<溶剂>中所举出的溶剂。作为反应催化剂,可举出苄基三甲基氯化铵、苄基三甲基溴化铵、苄基三乙基氯化铵、苄基三乙基溴化铵、苄基三丙基氯化铵、苄基三丙基溴化铵、四甲基氯化铵、四乙基溴化铵、四丙基氯化铵、四丙基溴化铵等季铵盐;四苯基氯化四苯基溴化苄基三苯基氯化苄基三苯基溴化乙基三苯基氯化乙基三苯基溴化等季盐等。
通过上述方法获得的垂直取向聚合物通常为溶解于溶剂的溶液的状态。如后述那样,可以将所得的垂直取向聚合物的溶液直接作为(A)成分(的溶液)来使用。
此外,可以将通过上述方法获得的垂直取向聚合物的溶液投入至搅拌下的乙醚、水等中使其再沉淀,将生成的沉淀物进行过滤、洗涤,然后在常压或减压下,进行常温干燥或加热干燥,制成垂直取向聚合物的粉体。通过上述操作,可以除去与垂直取向聚合物共存的反应催化剂和未反应的化合物,其结果是获得精制了的垂直取向聚合物的粉体。在不能以一次操作充分地精制的情况下,只要使所得的粉体再溶解于溶剂,反复进行上述操作即可。
在本发明中,垂直取向聚合物可以以粉体形态使用,或以将精制了的粉末再溶解于后述溶剂的溶液形态使用。
此外,在本发明中,(A)成分的垂直取向聚合物可以为多种垂直取向聚合物的混合物。
<(B)成分>
本发明的固化膜形成用组合物中的(B)成分为交联剂。
作为(B)成分的交联剂优选为与上述(A)成分的能够热交联的官能团形成交联的基团,例如具有羟甲基或烷氧基甲基的交联剂。
作为具有这些基团的化合物,可举出例如,烷氧基甲基化甘脲、烷氧基甲基化苯胍胺和烷氧基甲基化三聚氰胺等羟甲基化合物。
作为烷氧基甲基化甘脲的具体例,可举出例如,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(羟基甲基)甘脲、1,3-双(羟基甲基)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(羟基甲基)-4,5-二羟基-2-咪唑啉酮和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,可举出日本サイテック·インダストリーズ(株)(旧三井サイテック(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)、DIC(株)(旧大日本インキ化学工业(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、ベッカミンP-955、ベッカミンN)等。
作为烷氧基甲基化苯胍胺的具体例,可举出四甲氧基甲基苯胍胺等。作为市售品,可举出日本サイテック·インダストリーズ(株)(旧三井サイテック(株))制(商品名:サイメル(注册商标)1123)、(株)三和ケミカル制(商品名:ニカラック(注册商标)BX-4000、ニカラックBX-37、ニカラックBL-60、ニカラックBX-55H)等。
作为烷氧基甲基化三聚氰胺的具体例,可举出例如,六甲氧基甲基三聚氰胺等。作为市售品,可举出日本サイテック·インダストリーズ(株)(旧三井サイテック(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)、(株)三和ケミカル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。
此外,可以为使这样的氨基的氢原子被羟甲基或烷氧基甲基取代了的三聚氰胺化合物、脲化合物、甘脲化合物和苯胍胺化合物进行缩合而得的化合物。可举出例如,美国专利第6323310号所记载的由三聚氰胺化合物和苯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,可举出商品名:サイメル(注册商标)303等,作为上述苯胍胺化合物的市售品,可举出商品名:サイメル(注册商标)1123(以上,日本サイテック·インダストリーズ(株)(旧三井サイテック(株))制)等。
进一步,作为(B)成分的交联剂,还可以采用使用N-羟基甲基丙烯酰胺、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基甲基(即羟甲基)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。
作为这样的聚合物,可举出例如,聚(N-丁氧基甲基丙烯酰胺)、N-丁氧基甲基丙烯酰胺与苯乙烯的共聚物、N-羟基甲基甲基丙烯酰胺与甲基丙烯酸甲酯的共聚物、N-乙氧基甲基甲基丙烯酰胺与甲基丙烯酸苄酯的共聚物、和N-丁氧基甲基丙烯酰胺与甲基丙烯酸苄酯与甲基丙烯酸2-羟基丙酯的共聚物等。这样的聚合物的重均分子量(聚苯乙烯换算值)为1,000~500,000,优选为2,000~200,000,更优选为3,000~150,000,进一步优选为3,000~50,000。
这些交联剂可以单独使用或将2种以上组合使用。此外,也可以兼作(B)成分的交联剂,而使用后述的(C)成分中例示的、具有N-烷氧基甲基、和包含C=C双键的聚合性基团作为单元结构的聚合物(特定共聚物2)。
本发明的固化膜形成用组合物中的(B)成分的交联剂的含量基于作为(A)成分的聚合物100质量份,优选为1质量份~300质量份,更优选为5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获得的固化膜的耐溶剂性降低,垂直取向性降低。另一方面,在含量过大的情况下,有时垂直取向性和保存稳定性降低。
<(C)成分>
本发明的固化膜形成用组合物含有(C)成分:密合促进剂和后述的(D)成分:具有热交联性基团的聚合物中的任一者或两者。
本发明的(C)成分是使所形成的固化膜的粘接性提高的成分(以下,也称为密合提高成分。)。
另外如后述那样,在使用特定共聚物2作为上述(B)成分的情况下,(C)成分可以与(B)成分相同。
在使用由含有(C)成分的本实施方式的固化膜形成用组合物形成的固化膜作为取向材的情况下,为了使取向材与聚合性液晶的层的密合性提高,可以使聚合性液晶的聚合性官能团与取向材的交联反应部位通过共价键而连接。其结果是在本实施方式的取向材上叠层固化了的聚合性液晶而成的本实施方式的相位差材即使在高温高湿的条件下,也可以维持强密合性,对于剥离等可以显示高耐久性。
作为(C)成分,优选为具有选自羟基和N-烷氧基甲基中的基团、以及聚合性基团的单体和聚合物。
作为这样的(C)成分,可举出具有羟基和(甲基)丙烯酰基的化合物、具有N-烷氧基甲基和(甲基)丙烯酰基的化合物、具有N-烷氧基甲基和(甲基)丙烯酰基的聚合物等。以下,分别示出具体例。
作为(C)成分的一例,可举出含有羟基的多官能丙烯酸酯(以下,也称为含羟基多官能丙烯酸酯。)。
作为(C)成分的例子的含羟基多官能丙烯酸酯,可举出例如,季戊四醇三丙烯酸酯和二季戊四醇五丙烯酸酯等。
作为(C)成分的一例,还可举出具有1个丙烯酰基和1个以上羟基的化合物。举出这样的、具有1个丙烯酰基和1个以上羟基的化合物的优选例。另外,(C)成分的化合物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。)
此外,作为(C)成分的化合物,可举出1分子中具有至少1个包含C=C双键的聚合性基团、以及至少1个N-烷氧基甲基的化合物。
作为包含C=C双键的聚合性基团,可举出丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基、烯丙基、马来酰亚胺基等。
作为N-烷氧基甲基的N,即氮原子,可举出酰胺的氮原子、硫代酰胺的氮原子、脲的氮原子、硫脲的氮原子、氨基甲酸酯的氮原子、含氮杂环的氮原子的相邻位所结合的氮原子等。因此,作为N-烷氧基甲基,可举出在选自酰胺的氮原子、硫代酰胺的氮原子、脲的氮原子、硫脲的氮原子、氨基甲酸酯的氮原子、含氮杂环的氮原子的相邻位所结合的氮原子等中的氮原子上结合有烷氧基甲基的结构。
作为(C)成分,只要是具有上述基团的化合物即可,优选可举出例如下述式(X1)所示的化合物。
(式中,R1表示氢原子或甲基,R2表示氢原子、或直链或支链的碳原子数1~10的烷基)
作为上述碳原子数1~10的烷基,可举出例如,甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、1-甲基-正丁基、2-甲基-正丁基、3-甲基-正丁基、1,1-二甲基-正丙基、1,2-二甲基-正丙基、2,2-二甲基-正丙基、1-乙基-正丙基、正己基、1-甲基-正戊基、2-甲基-正戊基、3-甲基-正戊基、4-甲基-正戊基、1,1-二甲基-正丁基、1,2-二甲基-正丁基、1,3-二甲基-正丁基、2,2-二甲基-正丁基、2,3-二甲基-正丁基、3,3-二甲基-正丁基、1-乙基-正丁基、2-乙基-正丁基、1,1,2-三甲基-正丙基、1,2,2-三甲基-正丙基、1-乙基-1-甲基-正丙基、1-乙基-2-甲基-正丙基、正庚基、1-甲基-正己基、2-甲基-正己基、3-甲基-正己基、1,1-二甲基-正戊基、1,2-二甲基-正戊基、1,3-二甲基-正戊基、2,2-二甲基-正戊基、2,3-二甲基-正戊基、3,3-二甲基-正戊基、1-乙基-正戊基、2-乙基-正戊基、3-乙基-正戊基、1-甲基-1-乙基-正丁基、1-甲基-2-乙基-正丁基、1-乙基-2-甲基-正丁基、2-甲基-2-乙基-正丁基、2-乙基-3-甲基-正丁基、正辛基、1-甲基-正庚基、2-甲基-正庚基、3-甲基-正庚基、1,1-二甲基-正己基、1,2-二甲基-正己基、1,3-二甲基-正己基、2,2-二甲基-正己基、2,3-二甲基-正己基、3,3-二甲基-正己基、1-乙基-正己基、2-乙基-正己基、3-乙基-正己基、1-甲基-1-乙基-正戊基、1-甲基-2-乙基-正戊基、1-甲基-3-乙基-正戊基、2-甲基-2-乙基-正戊基、2-甲基-3-乙基-正戊基、3-甲基-3-乙基-正戊基、正壬基、正癸基等。
作为上述式(X1)所示的化合物的具体例,可举出N-羟基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-甲氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺等被羟基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。另外所谓(甲基)丙烯酰胺,是指甲基丙烯酰胺和丙烯酰胺这两者。
作为(C)成分的具有包含C=C双键的聚合性基团和N-烷氧基甲基的化合物的其它形态,优选可举出例如下述式(X2)所示的化合物。
式中,R51表示氢原子或甲基。R52和R53各自独立地表示直链或支链的碳原子数2~20的亚烷基、碳原子数5~6的脂肪族环基团、或包含碳原子数5~6的脂肪族环的脂肪族基团,结构中可以包含醚键。R54表示直链或支链的碳原子数1~20的烷基、碳原子数5~6的脂肪族环基团、或包含碳原子数5~6的脂肪族环的脂肪族基团,这些基团的一个亚甲基或不邻接的多个亚甲基可以被置换为醚键。Z表示>NCOO-或-OCON<(这里“-”表示结合键为1个。此外,“>”“<”表示结合键为2个,并且表示任何1个结合键结合了烷氧基甲基。)。r为2以上9以下的自然数。
作为R53和R54的定义中的碳原子数2~20的亚烷基的具体例,可举出从碳原子数2~20的烷基中,进一步除去1~8个氢原子后的2价~9价的基团。
作为该碳原子数2~20的烷基的具体例,可举出乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、1-甲基-正丁基、2-甲基-正丁基、3-甲基-正丁基、1,1-二甲基-正丙基、正己基、1-甲基-正戊基、2-甲基-正戊基、1,1-二甲基-正丁基、1-乙基-正丁基、1,1,2-三甲基-正丙基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基、正二十烷基、环戊基、环己基、它们的一种或多种在碳原子数20为止的范围内结合而得的基团、以及这些基团的一个亚甲基或不邻接的多个亚甲基被置换为醚键的基团等作为一例。
其中,优选为碳原子数2~10的亚烷基,从原料的获得性等方面出发,特别优选R53为亚乙基,R54为亚己基。
作为R52的定义中的碳原子数1~20的烷基的具体例,可举出R53和R54的定义中的碳原子数2~20的烷基的具体例和甲基。其中,优选为碳原子数1~6的烷基,特别优选为甲基、乙基、正丙基或正丁基。
作为r,可举出2以上9以下的自然数,其中,优选为2~6。
化合物(X2)通过下述反应方案所示的制造方法而获得。即,使下述式(X2-1)所示的具有丙烯酰基或甲基丙烯酰基的氨基甲酸酯化合物(以下,也称为化合物(X2-1))在添加有氯化三甲基硅烷和低聚甲醛(一般以化学式(CH2O)n表示)的溶剂中进行反应,合成下述式(X2-2)所示的中间体,在该反应液中添加R52-OH所示的醇,进行反应来制造。
式中,R51、R52、R53、R54、Z和r表示上述含义,X表示-NHCOO-或-OCONH-。
氯化三甲基硅烷和低聚甲醛相对于化合物(X2-1)的使用量没有特别限定,为了使反应结束,优选相对于分子中的氨基甲酸酯键1个,氯化三甲基硅烷使用1.0~6.0当量倍,低聚甲醛使用1.0~3.0当量倍,氯化三甲基硅烷的使用当量更优选比低聚甲醛的使用当量多。
作为反应溶剂,只要是对反应为非活性的反应溶剂,就没有特别限定,可举出例如,己烷、环己烷、苯、甲苯等烃类;二氯甲烷、四氯化碳、氯仿、1,2-二氯乙烷等卤素系烃类;乙醚、二异丙基醚、1,4-二烷、四氢呋喃等醚类;乙腈、丙腈等腈类;N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮等含氮非质子性极性溶剂;吡啶、皮考啉等吡啶类等。这些溶剂可以单独使用,也可以混合使用其中的2种以上。优选为二氯甲烷、氯仿,进一步优选为二氯甲烷。
上述溶剂的使用量(反应浓度)没有特别限定,可以不使用溶剂而实施反应,此外在使用溶剂的情况下,可以相对于化合物(X2-1),使用0.1~100质量倍的溶剂。优选为1~30质量倍,进一步优选为2~20质量倍。
反应温度没有特别限定,例如为-90~200℃,优选为-20~100℃,进一步优选为-10~50℃。
反应时间通常为0.05~200小时,优选为0.5~100小时。
反应可以在常压或加压下进行,此外可以为间歇式也可以为连续式。
进行反应时,可以添加阻聚剂。作为这样的阻聚剂,可以使用BHT(2,6-二-叔丁基-对-甲酚)、氢醌、对-甲氧基苯酚等,只有不阻碍丙烯酰基、甲基丙烯酰基的聚合,就没有特别限定。
添加阻聚剂的情况下的添加量没有特别限定,相对于化合物(X2-1)的总使用量(质量),为0.0001~10wt%,优选为0.01~1wt%。本说明书中,wt%是指质量%。
在使醇与中间体(X2-2)进行反应的工序中,为了抑制酸性条件下的水解,可以添加碱。作为碱的例子,可举出吡啶、皮考啉等吡啶类;三甲胺、三乙胺、二异丙基乙基胺、三丁胺等叔胺等。优选为三乙胺、二异丙基乙基胺,更优选为三乙胺。添加碱的情况下的添加量没有特别限定,相对于反应时所使用的氯化三甲基硅烷的添加量,只要使用0.01~2.0当量倍即可,更优选为0.5~1.0当量。
此外,由化合物(X2-1)获得中间体(X2-2)之后,可以不将中间体(X2-2)离析,而添加醇使其反应。
化合物(X2-1)的合成法没有特别限定,可以通过使异氰酸(甲基)丙烯酰氧基烷基酯与多元醇化合物进行反应;或者使(甲基)丙烯酸羟基烷基酯化合物与多异氰酸酯化合物进行反应,从而制造。
作为异氰酸(甲基)丙烯酰氧基烷基酯的具体例,可举出例如异氰酸2-甲基丙烯酰氧基乙酯(昭和电工(株)制,商品名:カレンズMOI[注册商标])、异氰酸2-丙烯酰氧基乙酯(昭和电工(株)制,商品名:カレンズAOI[注册商标])等。
作为多元醇化合物的具体例,可举出乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇等二醇化合物、甘油、三羟甲基丙烷等三醇化合物、季戊四醇、二季戊四醇、双甘油等。
作为(甲基)丙烯酸羟基烷基酯化合物的具体例,可举出丙烯酸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、二甘醇单丙烯酸酯、二甘醇单甲基丙烯酸酯、聚(乙二醇)乙基醚丙烯酸酯、聚(乙二醇)乙基醚甲基丙烯酸酯等具有羟基的单体等。
作为多异氰酸酯化合物的具体例,可举出1,6-己二异氰酸酯、2,4,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、二聚酸二异氰酸酯等脂肪族二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4’-亚甲基双(环己基异氰酸酯)、ω,ω’-二异氰酸酯二甲基环己烷等脂环族二异氰酸酯、赖氨酸酯三异氰酸酯、1,6,11-十一烷三异氰酸酯、1,8-二异氰酸酯-4-异氰酸酯甲基辛烷、1,3,6-六亚甲基三异氰酸酯、二环庚烷三异氰酸酯等三异氰酸酯等。
这些异氰酸(甲基)丙烯酰氧基烷基酯化合物、多元醇化合物、(甲基)丙烯酸羟基烷基酯化合物和多异氰酸酯化合物通常被市售,此外,可以通过公知的方法来合成。
此外作为(C)成分的一例,还可举出具有N-烷氧基甲基、和包含C=C双键的聚合性基团作为单元结构的聚合物(以下也称为特定共聚物2)。其如上述那样也可以兼作(B)成分的交联剂,即在该情况下,(C)成分可以与(B)成分相同。
上述特定共聚物可以是包含含有N-烷氧基甲基和包含C=C双键的聚合性基团这两者基团的重复单元结构的聚合物;或者包含含有N-烷氧基甲基的重复单元结构与含有包含C=C双键的聚合性基团的重复单元的聚合物,此外,可以是含有包含N-烷氧基甲基和包含C=C双键的聚合性基团这两者基团的重复单元结构、与包含N-烷氧基甲基的重复单元结构和含有包含C=C双键的聚合性基团的重复单元中的至少一个重复单元结构的聚合物。其中,作为特定共聚物2,可以适合使用包含含有N-烷氧基甲基的重复单元结构、与含有包含C=C双键的聚合性基团的重复单元的聚合物。
以下,对作为(C)成分的一例的特定共聚物2(也称为(C)成分的聚合物)进行描述。
作为N-烷氧基甲基的N,即氮原子,可举出酰胺的氮原子、硫代酰胺的氮原子、脲的氮原子、硫脲的氮原子、氨基甲酸酯的氮原子、含氮杂环的氮原子的相邻位所结合的氮原子等。因此,作为N-烷氧基甲基,可举出在选自酰胺的氮原子、硫代酰胺的氮原子、脲的氮原子、硫脲的氮原子、氨基甲酸酯的氮原子、含氮杂环的氮原子的相邻位所结合的氮原子等中的氮原子上结合有烷氧基甲基的结构。
作为提供N-烷氧基甲基的单体(以下,也称为特定单体X1),只要是具有上述基团的单体即可,优选可举出例如上述式(X1)所示的化合物(式中的R2表示直链或支链的碳原子数1~10的烷基的化合物)。
作为包含C=C双键的聚合性基团,可举出丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基、烯丙基、马来酰亚胺基等。
上述包含C=C双键的聚合性基团可以并入到聚合物的主骨架的侧链,即,作为具有包含C=C双键的聚合性基团的特定侧链,可以并入到(C)成分的聚合物的侧链。
(C)成分的具有包含C=C双键的聚合性基团的特定侧链优选碳原子数为3~16,并且末端具有不饱和键,特别优选为下述式(b2)所示的特定侧链。式(b2)所示的特定侧链,例如如式(b2-1)所示那样,结合于丙烯酸系聚合物的酯键部分。
式(b2)中,R41是碳原子数为1~14,选自由脂肪族基团、包含环式结构的脂肪族基团和芳香族基团所组成的组中的有机基团,或由选自该组中的多个有机基团的组合形成的有机基团。R41可以包含酯键、醚键、酰胺键或氨基甲酸酯键等。
在式(b2)所示的特定侧链中,R42为氢原子或甲基,特别优选R42为氢原子的特定侧链。更优选末端为丙烯酰基、甲基丙烯酰基或乙烯基苯基的特定侧链。
式(b2-1)中,R43为氢原子或甲基。
获得如上述那样的具有特定侧链的聚合物的方法没有特别限定。
如果举出一例,则可以预先通过自由基聚合等聚合方法,生成后述的具有特定官能团的丙烯酸系聚合物(以下,也称为具有特定官能团的聚合物)(另外,在该具有特定官能团的丙烯酸系共聚物中,如后述那样,已经导入了N-烷氧基甲基)。接着,使该特定官能团与末端具有不饱和键(C=C双键)的化合物(以下,称为特定化合物。)进行反应而生成特定侧链,从而导入包含C=C双键的聚合性基团,获得(C)成分的聚合物。
这里,所谓特定官能团,是指羧基、缩水甘油基、羟基、具有活性氢的氨基、酚性羟基或异氰酸酯基等官能团、或选自它们中的多种官能团。
在上述生成特定侧链的反应中,特定官能团、与作为特定化合物所具有的官能团(生成特性侧链)并且参与反应的基团的优选组合为:羧基与环氧基、羟基与异氰酸酯基、酚性羟基与环氧基、羧基与异氰酸酯基、氨基与异氰酸酯基、或羟基与酰氯等。进一步,更优选的组合为羧基与甲基丙烯酸缩水甘油酯、或羟基与甲基丙烯酸异氰酸酯基乙酯。
此外,上述生成特定侧链的反应中所使用的具有特定官能团的聚合物优选为具有N-烷氧基甲基和特定官能团的聚合物。即,优选上述具有特定官能团的聚合物是:将作为提供N-烷氧基甲基的单体的特定单体X1与具有用于与作为末端具有不饱和键(C=C双键)的化合物的特定化合物进行反应的官能团(特定官能团)的单体,即,具有羧基、缩水甘油基、羟基、具有活性氢的氨基、酚性羟基或异氰酸酯基等的单体(以下,也称为特定单体X3)作为必须成分而获得的共聚物,此外,其数均分子量优选为2,000~25,000。这里,聚合所使用的具有特定官能团的单体可以单独使用,如果是聚合中未反应的组合,则可以并用多种。
以下,举出用于获得具有特定官能团的聚合物而必要的单体,即,特定单体X3的具体例。但是,不限定于此。
作为具有羧基的单体,可举出例如,丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、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、N-(羧基苯基)马来酰亚胺、N-(羧基苯基)甲基丙烯酰胺和N-(羧基苯基)丙烯酰胺等。
作为具有缩水甘油基的单体,可举出例如,甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油基醚、3-乙烯基-7-氧杂二环[4.1.0]庚烷、1,2-环氧-5-己烯和1,7-辛二烯单环氧化物等。
作为具有羟基的单体,可举出例如,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、二甘醇单丙烯酸酯、二甘醇单甲基丙烯酸酯、己内酯2-(丙烯酰氧基)乙基酯、己内酯2-(甲基丙烯酰氧基)乙基酯、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-内酯和5-甲基丙烯酰氧基-6-羟基降冰片烯-2-羧基-6-内酯等。
作为具有氨基的单体,可举出例如,丙烯酸2-氨基乙酯和甲基丙烯酸2-氨基甲酯等。
作为具有酚性羟基的单体,可举出例如,羟基苯乙烯、N-(羟基苯基)丙烯酰胺、N-(羟基苯基)甲基丙烯酰胺和N-(羟基苯基)马来酰亚胺等。
作为具有异氰酸酯基的单体,可举出例如,异氰酸丙烯酰基乙酯、异氰酸甲基丙烯酰基乙酯和间四甲基二甲苯异氰酸酯等。
如上述那样,通过与上述特定官能团的反应而获得的上述式(b2)所示的特定侧链中,作为R41的具体例,可举出下述式(B-1)~式(B-11)等。
(式中,*表示与形成R42所结合的双键的碳原子的结合处。)
此外,在本发明中,获得(C)成分的聚合物时,除了特定单体X1、和特定单体X3以外,可以并用能够与该单体共聚,并且不具有上述(A)成分的能够热交联的官能团(即,羟基、羧基、氨基、烷氧基甲硅烷基等)的单体。
作为这样的单体的具体例,可举出具有与特定单体X1、以及特定单体X3不同结构的丙烯酸酯化合物或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、苯乙烯化合物和乙烯基化合物等(以下,也称为单体X4)。
以下,举出上述单体X4的具体例,但不限定于此。
作为上述单体X4的例子的丙烯酸酯化合物,可举出例如,丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、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、甲氧基三甘醇丙烯酸酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、丙烯酸四氢糠酯、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-8-三环癸基酯和丙烯酸8-乙基-8-三环癸基酯等。
作为上述单体X4的例子的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、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、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、甲基丙烯酸蒽甲酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、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、甲氧基三甘醇甲基丙烯酸酯、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-8-三环癸基酯和甲基丙烯酸8-乙基-8-三环癸基酯等。
作为上述单体X4的例子的乙烯基化合物,可举出例如,甲基乙烯基醚、苄基乙烯基醚、乙烯基萘、乙烯基咔唑、烯丙基缩水甘油基醚、3-乙烯基-7-氧杂二环[4.1.0]庚烷、1,2-环氧-5-己烯和1,7-辛二烯单环氧化物等。
作为上述单体X4的例子的苯乙烯化合物,可举出例如,苯乙烯、甲基苯乙烯、氯苯乙烯、溴苯乙烯等。
作为上述单体X4的例子的马来酰亚胺化合物,可举出例如,马来酰亚胺、N-甲基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺和N-环己基马来酰亚胺等。
(C)成分的聚合物中,N-烷氧基甲基的存在比例是该聚合物的全部重复单元每100摩尔,优选为40摩尔%~90摩尔%,进一步优选为50摩尔%~85摩尔%。
即,用于获得作为(C)成分的特定共聚物2的特定单体X1(提供N-烷氧基甲基的单体)的使用量基于用于获得作为(C)成分的特定共聚物2的全部单体的合计量,优选为40摩尔%~90摩尔%,进一步优选为50摩尔%~85摩尔%。
在合计小于40摩尔%的情况下,有时通过与(A)成分的热交联进行的固化变得不充分,在与90摩尔%相比过大的情况下,有时对与液晶层的密合性带来不良影响。
(C)成分的聚合物中,包含C=C双键的聚合性基团的存在比例是该聚合物的全部重复单元每100摩尔,优选为10摩尔%~60摩尔%,进一步优选为15摩尔%~50摩尔%。
即,用于获得作为(C)成分的特定共聚物2的特定单体X3(具有用于与作为末端具有不饱和键(C=C双键)的化合物的特定化合物进行反应的官能团(特定官能团)的单体)的使用量基于用于获得作为(C)成分的特定共聚物2的全部单体的合计量,优选为10摩尔%~60摩尔%,进一步优选为15摩尔%~50摩尔%。
在合计小于10摩尔%的情况下,有时与液晶层的密合性变得不充分,在与60摩尔%相比过大的情况下,有时通过与(A)成分的热交联进行的固化变得不充分。
获得作为(C)成分的例子的特定共聚物2的方法没有特别限定,例如,通过在使特定单体X1、特定单体X3、以及根据需要除了特定单体X1和特定单体X3以外的单体(例如单体X4)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获得。此时,所使用的溶剂只要溶解上述特定单体X1、特定单体X3、根据需要所使用的除了该特定单体X1和特定单体X3以外的单体和聚合引发剂等,就没有特别限定。作为具体例,记载于后述的[溶剂]项中。
通过以上方法获得的作为(C)成分的例子的丙烯酸系聚合物通常为溶解于溶剂的溶液的状态,在本发明中,作为(C)成分的溶液可以直接使用。
此外,可以将由上述方法获得的作为(C)成分的例子的丙烯酸系聚合物的溶液投入到搅拌下的乙醚、水等使其再沉淀,过滤并洗涤生成的沉淀物后,在常压或减压下,常温干燥或加热干燥,制成(C)成分的特定共聚物2的粉体。通过上述操作,可以除去与(C)成分的特定共聚物2共存的聚合引发剂和未反应的单体,其结果是可以获得精制了的作为(C)成分的例子的特定共聚物2的粉体。在以一次操作不能充分地精制的情况下,只要使得到的粉体再溶解于溶剂,重复进行上述操作即可。
在形成本发明的光学膜中的表面的固化膜的组合物中,(C)成分的特定共聚物2可以以粉体形态使用,或可以以将精制了的粉末再溶解于后述的溶剂的溶液形态使用。
此外,在形成本发明的光学膜中的表面的固化膜的组合物中,(C)成分的特定共聚物2可以为多种的混合物。
这样的聚合物的重均分子量为1,000~500,000,优选为2,000~200,000,更优选为3,000~150,000,进一步优选为3,000~50,000。
本发明的实施方式的固化膜形成用组合物中的(C)成分的含量相对于作为(A)成分的聚合物和(B)成分的交联剂的合计量100质量份,优选为0.1质量份~100质量份,进一步优选为5质量份~70质量份。通过使(C)成分的含量为0.1质量份以上,从而可以对所形成的固化膜赋予充分的密合性。然而,在多于100质量份的情况下,液晶取向性易于降低。
另外,在为(B)成分的上述特定共聚物2,(C)成分和(B)成分相同(同一化合物)的情况下,将(C)成分的配合量作为(B)成分的配合量对待(在该情况下,配合上将(C)成分的配合量作为0对待)。
此外,在本实施方式的固化膜形成用组合物中,(C)成分可以为(C)成分的化合物多种的混合物。
<(D)成分>
本发明的固化膜形成用组合物含有上述(C)成分:密合促进剂和(D)成分:具有热交联性基团的聚合物中的任一者或两者。
作为本发明的(D)成分的聚合物(以下,也称为特定聚合物),可举出例如,丙烯酸系聚合物、聚酰胺酸、聚酰亚胺、聚乙烯醇、聚酯、聚酯多元羧酸、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)、苯酚酚醛清漆树脂、三聚氰胺甲醛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。
作为(D)成分的特定聚合物,优选可举出丙烯酸系聚合物、羟基烷基环糊精类、纤维素类、聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇以及聚己内酯多元醇。
作为(D)成分的特定聚合物的优选一例的丙烯酸系聚合物,是将丙烯酸、甲基丙烯酸、苯乙烯、乙烯基化合物等具有不饱和双键的单体进行聚合而得的聚合物,只要是通过使包含下述具有特定官能团D的单体的单体或其混合物进行聚合而得的聚合物即可,关于构成丙烯酸系聚合物的高分子的主链的骨架和侧链的种类等,没有特别限定。
作为具有特定官能团D的单体,可举出具有聚乙二醇酯基的单体、具有碳原子数2~5的羟基烷基酯基的单体、具有酚性羟基的单体、具有羧基的单体、具有氨基的单体、具有烷氧基甲硅烷基的单体、具有乙酰乙酰氧基的单体、以及具有酰胺基的单体等。
作为上述具有聚乙二醇酯基的单体,可举出H-(OCH2CH2)p-OH的单丙烯酸酯或单甲基丙烯酸酯。其p的值为2~50,优选为2~10。
作为上述具有碳原子数2~5的羟基烷基酯基的单体,可举出例如,甲基丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基丙酯、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。
作为上述具有酚性羟基的单体,可举出例如,对羟基苯乙烯、间羟基苯乙烯、邻羟基苯乙烯。
作为上述具有羧基的单体,可举出例如,丙烯酸、甲基丙烯酸、乙烯基苯甲酸。
作为上述侧链具有氨基的单体,可举出例如,丙烯酸2-氨基乙酯、甲基丙烯酸2-氨基乙酯、丙烯酸氨基丙酯和甲基丙烯酸氨基丙酯。
作为上述侧链具有烷氧基甲硅烷基的单体,可举出例如,3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、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、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷和烯丙基三乙氧基硅烷等。
作为上述侧链具有乙酰乙酰氧基的单体,可举出例如,丙烯酸2-乙酰乙酰氧基乙酯、甲基丙烯酸2-乙酰乙酰氧基乙酯等。
此外,本实施方式中,合成作为(D)成分的例子的丙烯酸系聚合物时,只要不损害本发明的效果,就可以并用不具有上述特定官能团D的单体,例如羟基、羧基、酰胺基、氨基、烷氧基甲硅烷基和乙酰乙酰氧基的任一者都不具有的单体。
作为这样的单体的具体例,可举出丙烯酸酯化合物、甲基丙烯酸酯化合物、马来酰亚胺化合物、丙烯腈、马来酸酐、苯乙烯化合物和乙烯基化合物等。
作为丙烯酸酯化合物,可举出例如,丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸萘酯、丙烯酸蒽酯、丙烯酸蒽甲酯、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、甲氧基三甘醇丙烯酸酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、丙烯酸四氢糠酯、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-8-三环癸基酯和丙烯酸8-乙基-8-三环癸基酯等。
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、甲氧基三甘醇甲基丙烯酸酯、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、甲基丙烯酸2-丙基-2-金刚烷基酯、甲基丙烯酸8-甲基-8-三环癸基酯和甲基丙烯酸8-乙基-8-三环癸基酯等。
作为马来酰亚胺化合物,可举出例如,马来酰亚胺、N-甲基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺和N-环己基马来酰亚胺等。
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、溴苯乙烯等。
作为乙烯基化合物,可举出例如,乙烯基醚、甲基乙烯基醚、苄基乙烯基醚、2-羟基乙基乙烯基醚、苯基乙烯基醚和丙基乙烯基醚等。
用于获得作为(D)成分的例子的丙烯酸系聚合物的具有特定官能团D的单体的使用量基于用于获得作为(D)成分的丙烯酸系聚合物的全部单体的合计量,优选为2摩尔%~98摩尔%。在具有特定官能团D的单体过小的情况下,所得的固化膜的液晶取向性易于变得不充分,过大的情况下,与(A)成分的相容性易于降低。
获得作为(D)成分的例子的丙烯酸系聚合物的方法没有特别限定,例如,在使包含具有特定官能团D的单体的单体、根据需要不具有特定官能团D的单体以及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获得。此时,所使用的溶剂只要溶解具有特定官能团D的单体、根据需要使用的不具有特定官能团D的单体和聚合引发剂等,就没有特别限定。作为具体例,记载于后述的[溶剂]项中。
通过以上的方法获得的作为(D)成分的例子的丙烯酸系聚合物通常为溶解于溶剂的溶液的状态。
此外,可以将由上述方法获得的作为(D)成分的例子的丙烯酸系聚合物的溶液投入到搅拌下的乙醚、水等使其再沉淀,过滤并洗涤生成的沉淀物后,在常压或减压下,常温干燥或加热干燥,制成作为(D)成分的例子的丙烯酸系聚合物的粉体。通过上述操作,可以除去与作为(D)成分的例子的丙烯酸系聚合物共存的聚合引发剂和未反应的单体,其结果是可获得精制了的作为(B)成分的例子的丙烯酸系聚合物的粉体。在以一次操作不能充分地精制的情况下,只要使所得的粉体再溶解于溶剂,重复进行上述操作即可。
作为(D)成分的优选例的丙烯酸系聚合物,其重均分子量优选为3,000~200,000,更优选为4,000~150,000,进一步优选为5,000~100,000。如果重均分子量超过200,000而过大,则在溶剂中的溶解性降低,有时操作性降低,如果重均分子量小于3,000而过小,则热固化时变得固化不足,有时耐溶剂性和耐热性降低。另外,重均分子量是通过凝胶渗透色谱(GPC),使用聚苯乙烯作为标准试样而获得的值。以下,本说明书中,也同样。
接下来,作为(D)成分的特定聚合物的优选一例的聚醚多元醇,可举出对聚乙二醇、聚丙二醇、丙二醇、双酚A、三甘醇、山梨糖醇等多元醇加成有氧化丙烯、聚乙二醇、聚丙二醇等的聚醚多元醇。作为聚醚多元醇的具体例,可举出(株)ADEKA制アデカポリエーテルP系列、G系列、EDP系列、BPX系列、FC系列、CM系列、日油(株)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(D)成分的特定聚合物的优选一例的聚酯多元醇,可举出使乙二醇、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得的聚酯多元醇。作为聚酯多元醇的具体例,可举出DIC(株)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、(株)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(D)成分的特定聚合物的优选一例的聚己内酯多元醇,可举出将三羟甲基丙烷、乙二醇等多元醇作为引发剂使ε-己内酯开环聚合而得的聚己内酯多元醇。作为聚己内酯多元醇的具体例,可举出DIC(株)制ポリライト(注册商标)OD-X-2155、OD-X-640、OD-X-2568、(株)ダイセル制プラクセル(注册商标)205、L205AL、205U、208、210、212、L212AL、220、230、240、303、305、308、312、320等。
作为(D)成分的特定聚合物的优选一例的聚碳酸酯多元醇,可举出使三羟甲基丙烷、乙二醇等多元醇与碳酸二乙酯、碳酸二苯酯、碳酸亚乙酯等进行反应而得的聚碳酸酯多元醇。作为聚碳酸酯多元醇的具体例,可举出(株)ダイセル制プラクセル(注册商标)CD205、CD205PL、CD210、CD220、(株)クラレ制的C-590、C-1050、C-2050、C-2090、C-3090等。
作为(D)成分的特定聚合物的优选一例的纤维素,可举出羟基乙基纤维素、羟基丙基纤维素等羟基烷基纤维素类、羟基乙基甲基纤维素、羟基丙基甲基纤维素、羟基乙基乙基纤维素等羟基烷基烷基纤维素类和纤维素等,优选为例如,羟基乙基纤维素、羟基丙基纤维素等羟基烷基纤维素类。
作为(D)成分的特定聚合物的优选一例的环糊精,可举出α-环糊精、β-环糊精和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、羟基甲基-α-环糊精、羟基甲基-β-环糊精、羟基甲基-γ-环糊精、2-羟基乙基-α-环糊精、2-羟基乙基-β-环糊精、2-羟基乙基-γ-环糊精、2-羟基丙基-α-环糊精、2-羟基丙基-β-环糊精、2-羟基丙基-γ-环糊精、3-羟基丙基-α-环糊精、3-羟基丙基-β-环糊精、3-羟基丙基-γ-环糊精、2,3-二羟基丙基-α-环糊精、2,3-二羟基丙基-β-环糊精、2,3-二羟基丙基-γ-环糊精等羟基烷基环糊精等。
作为(D)成分的特定聚合物的优选一例的三聚氰胺甲醛树脂,是将三聚氰胺与甲醛缩聚而得的树脂,以下述式表示。
上述式中,R21表示氢原子或碳原子数1~4的烷基,q是表示重复单元数的自然数。
关于(D)成分的三聚氰胺甲醛树脂,从保存稳定性的观点出发,优选三聚氰胺与甲醛的缩聚时生成的羟甲基被烷基化了。
获得(D)成分的三聚氰胺甲醛树脂的方法没有特别限定,一般而言,可以将三聚氰胺与甲醛进行混合,使用碳酸钠、氨等使其成为弱碱性后,在60℃~100℃进行加热来合成。进一步使其与醇反应,从而将羟甲基进行烷氧基化。
(D)成分的三聚氰胺甲醛树脂的重均分子量优选为250~5,000,更优选为300~4,000,进一步优选为350~3,500。如果重均分子量超过5,000而过大,则在溶剂中的溶解性降低,有时操作性降低,如果重均分子量小于250而过小,则热固化时变得固化不足,有时耐溶剂性和耐热性的提高效果未充分地显现。
本发明的实施方式中,(D)成分的三聚氰胺甲醛树脂可以以液体形态使用,或可以以将精制了的液体再溶解于后述的溶剂的溶液形态使用。
作为(D)成分的特定聚合物的优选一例的苯酚酚醛清漆树脂,可举出例如,苯酚-甲醛缩聚物等。
在本实施方式的固化膜形成用组合物中,(D)成分的聚合物可以以粉体形态使用,或可以以将精制了的粉末再溶解于后述的溶剂的溶液形态使用。
本发明的固化膜形成用组合物中的(D)成分的含量相对于作为(A)成分的聚合物和(B)成分的交联剂的合计量100质量份,优选为400质量份以下,更优选为10质量份~380质量份,进一步优选为40质量份~360质量份。在(D)成分的含量过大的情况下,液晶取向性易于降低,在过小的情况下,密合性易于降低。
此外,在本实施的形态的固化膜形成用组合物中,(D)成分可以为作为(D)成分例示的聚合物多种的混合物。
<(E)成分>
本发明的固化膜形成用组合物除了上述(A)成分、(B)成分、(C)成分和/或(D)成分以外,可以进一步含有交联催化剂作为(E)成分。
作为(E)成分的交联催化剂,可以适合使用例如,酸或热产酸剂。该(E)成分在促进本发明的固化膜形成用组合物的热固化反应方面是有效的。
关于(E)成分,具体而言,作为上述酸,可举出含有磺酸基的化合物、盐酸或其盐。而且作为上述热产酸剂,只要是在加热处理时热分解而产生酸的化合物,即在温度80℃~250℃热分解而产生酸的化合物,就没有特别限定。
作为上述酸的具体例,可举出例如,盐酸或其盐;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、十二烷基苯磺酸等含有磺酸基的化合物或其水合物、盐等。
此外作为通过热而产生酸的化合物,可举出例如,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-对甲苯磺酰胺、以及下述式所示的化合物:
本发明的固化膜形成用组合物中的(E)成分的含量相对于作为(A)成分的聚合物和(B)成分的交联剂的合计量100质量份,优选为0.01质量份~20质量份,更优选为0.1质量份~15质量份,进一步优选为0.5质量份~10质量份。通过使(E)成分的含量为0.01质量份以上,从而可以赋予充分的热固性和耐溶剂性。然而,在多于20质量份的情况下,有时组合物的保存稳定性降低。
<溶剂>
本发明的固化膜形成用组合物主要以溶解于溶剂的溶液状态来使用。此时所使用的溶剂只要可以溶解(A)成分、(B)成分、(C)成分和/或(D)成分、以及根据需要的(E)成分和/或后述其它添加剂即可,其种类和结构等没有特别限定。
作为溶剂的具体例,可举出例如,甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、2-甲基-1-丁醇、正戊醇、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、二甘醇、二甘醇单甲基醚、二甘醇单乙基醚、丙二醇、丙二醇单甲基醚、丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚、丙二醇丙基醚、丙二醇丙基醚乙酸酯、甲苯、二甲苯、甲基乙基酮、异丁基甲基酮、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、乙氧基乙酸乙酯、羟基乙酸乙酯、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-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、环戊基甲基醚、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基-2-吡咯烷酮等。
在使用本发明的固化膜形成用组合物,在树脂膜上形成固化膜来制造取向材的情况下,从为树脂膜显示耐性的溶剂这样的方面出发,优选为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、2-甲基-1-丁醇、2-庚酮、异丁基甲基酮、二甘醇、丙二醇、丙二醇单甲基醚、丙二醇单甲基醚乙酸酯等。
这些溶剂可以单独使用1种或2种以上组合使用。
<其它添加剂>
进一步,关于本发明的固化膜形成用组合物,只要不损害本发明的效果,可以根据需要含有密合改进剂、硅烷偶联剂、表面活性剂、流变调节剂、颜料、染料、保存稳定剂、消泡剂、抗氧化剂等。
<固化膜形成用组合物的调制>
本发明的固化膜形成用组合物为含有(A)成分的聚合物、(B)成分的交联剂、以及(C)成分的密合促进剂和/或(D)成分的具有热交联性基团的聚合物,根据需要可以含有(E)成分的交联催化剂,进一步只要不损害本发明的效果就可以含有其它添加剂的组合物。而且通常以它们溶解于溶剂的溶液的形态来使用。
本发明的固化膜形成用组合物的优选例如以下所述。
[1]:含有(A)成分、基于(A)成分100质量份为1质量份~300质量份的(B)成分、以及相对于作为(A)成分的聚合物和(B)成分的交联剂的合计量100质量份为0.1质量份~100质量份的(C)成分和1质量份~400质量份的(D)成分中的至少一者的固化膜形成用组合物。
[2]:含有(A)成分、基于(A)成分100质量份为1质量份~300质量份的(B)成分、相对于作为(A)成分的聚合物和(B)成分的交联剂的合计量100质量份为0.1质量份~100质量份的(C)成分和1质量份~400质量份的(D)成分中的至少一者、以及溶剂的固化膜形成用组合物。
[3]:含有(A)成分、基于(A)成分100质量份为1质量份~300质量份的(B)成分、相对于作为(A)成分的聚合物和(B)成分的交联剂的合计量100质量份为0.1质量份~100质量份的(C)成分和1质量份~400质量份的(D)成分中的至少一者、相对于作为(A)成分的聚合物和(B)成分的交联剂的合计量100质量份为0.01质量份~20质量份的(E)成分、溶剂的固化膜形成用组合物。
[4]:含有(A)成分、基于(A)成分100质量份为1质量份~300质量份的(B)成分、相对于作为(A)成分的聚合物和(B)成分的交联剂的合计量100质量份为0.1质量份~100质量份的(C)成分、相对于作为(A)成分的聚合物和(B)成分的交联剂的合计量100质量份为1~400质量份的(D)成分、相对于作为(A)成分的聚合物和(B)成分的交联剂的合计量100质量份为0.01质量份~20质量份的(E)成分、以及溶剂的固化膜形成用组合物。
以下详述将本发明的固化膜形成用组合物作为溶液使用的情况下的配合比例、调制方法等。
本发明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于溶剂,就没有特别限定,为1质量%~60质量%,优选为2质量%~50质量%,更优选为2质量%~20质量%。这里,所谓固体成分,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。
本发明的固化膜形成用组合物的调制方法没有特别限定。作为调制法,可举出例如,在溶解于溶剂的(A)成分的溶液中以规定的比例混合(B)成分、(C)成分和/或(D)成分、以及(E)成分等,制成均匀的溶液的方法;或者在该调制法的适当的阶段,根据需要进一步添加其它添加剂并进行混合的方法。
在本发明的固化膜形成用组合物的调制中,可以将通过溶剂中的聚合反应而获得的特定共聚物(聚合物)的溶液直接使用。在该情况下,例如,在(A)成分的溶液中与上述同样地加入(B)成分、(C)成分、(D)成分、以及(E)成分等而制成均匀的溶液。此时,可以以浓度调整为目的进一步追加投入溶剂。此时,(A)成分的生成过程中所使用的溶剂与固化膜形成用组合物的浓度调整所使用的溶剂可以相同,此外也可以不同。
此外,所调制的固化膜形成用组合物的溶液优选使用孔径为0.2μm左右的过滤器等进行过滤,然后使用。
<固化膜、取向材以及相位差材>
可以通过将本发明的固化膜形成用组合物的溶液在基板(也称为基材)(例如,硅/二氧化硅被覆基板、氮化硅基板、被覆有金属例如铝、钼、铬等的基板、玻璃基板、石英基板、ITO基板等)、膜基板(例如,三乙酰纤维素(TAC)膜、聚碳酸酯(PC)膜、环烯烃聚合物(COP)膜、环烯烃共聚物(COC)膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、丙烯酸系膜、聚乙烯膜等树脂膜)等上,利用棒涂、旋涂、流涂、辊涂、狭缝涂布、狭缝涂布之后旋涂、喷墨涂布、印刷等进行涂布而形成涂膜,然后,利用电热板或烘箱等进行加热干燥,从而形成固化膜。该固化膜可以直接作为取向材应用。
作为加热干燥的条件,只要是以固化膜(取向材)的成分在其上所涂布的聚合性液晶溶液中不溶出的程度,利用交联剂进行交联反应即可,例如,可以采用从温度60℃~200℃、时间0.4分钟~60分钟的范围中适当选择的加热温度和加热时间。加热温度和加热时间优选为70℃~160℃、0.5分钟~10分钟。
使用本发明的固化性组合物而形成的固化膜(取向材)的膜厚为例如,0.05μm~5μm,可以考虑所使用的基板的高低差、光学性质、电性质进行来适当选择。
由本发明的固化膜组合物形成的取向材具有耐溶剂性和耐热性,因此可以在该取向材上,涂布具有垂直取向性的聚合性液晶溶液等相位差材料,在取向材上使其取向。而且,通过使形成取向状态的相位差材料直接固化,从而可以作为具有光学各向异性的层形成相位差材。而且,在形成取向材的基板为膜的情况下,作为相位差膜是有用的。
此外,也可以使用如上述那样操作而形成的、具有本发明的取向材的2块基板,隔着间隔物以两基板上的取向材彼此相对的方式粘合后,在这些基板之间注入液晶,制成液晶取向了的液晶显示元件。
这样本发明的固化膜形成用组合物可以适合用于各种相位差材(相位差膜)、液晶显示元件等的制造。
实施例
以下,举出例子,进一步详细地说明本发明,但本发明不限定于这些实施例。
[实施例中使用的简写符号]
以下的实施例中使用的简写符号的含义如下。
<各成分的原料>
jER-1001:三菱化学(株)制双酚A型环氧树脂分子量900
jER-1055:三菱化学(株)制双酚A型环氧树脂分子量1,600
jER-157S70:三菱化学(株)制环氧化双酚A酚醛清漆树脂
ECN-1299:旭化成(株)制甲酚酚醛清漆树脂
EHPE-3150:(株)ダイセル制三羟甲基丙烷的1,2-环氧-4-(2-环氧乙烷基)环己烷加成物
LAUA:月桂酸
5CCA:4-(4’-戊基-[1,1’-二(环己烷)]-4-甲酸
BMAA:N-丁氧基甲基丙烯酰胺
BTEAC:苄基三乙基氯化铵
AIBN:α,α’-偶氮二异丁腈
HEMA:甲基丙烯酸2-羟基乙酯
MMA:甲基丙烯酸甲酯
<(B)成分>
HMM:下述结构式所示的三聚氰胺交联剂[サイメル(CYMEL)(注册商标)303(三井サイテック(株)制)]
<(C)成分>
BMAA:N-丁氧基甲基丙烯酰胺
DM-1:
<(D)成分>
PUA:聚氨酯接枝丙烯酸系聚合物[アクリット(注册商标)8UA-146(大成ファインケミカル(株)制)]
PCDO:聚碳酸酯二醇[C-590(クラレ(株)制)]
PEPO:聚酯多元醇聚合物(具有下述结构单元的己二酸/二甘醇共聚物。分子量4,800。)
(上述式中,R表示亚烷基。)
<(E)成分>
PTSA:对甲苯磺酸·一水合物
<溶剂>
PM:丙二醇单甲基醚
BA:乙酸丁酯
MEK:甲基乙基酮
CPME:环戊基甲基醚
按照以下的合成例获得的丙烯酸系共聚物的数均分子量和重均分子量使用日本分光(株)制GPC装置(Shodex(注册商标)柱KF803L和KF804L),在将洗脱溶剂四氢呋喃以流量1mL/分钟流经柱中(柱温度40℃)进行洗脱这样的条件下进行测定。另外,下述数均分子量(以下,称为Mn。)和重均分子量(以下,称为Mw。)以聚苯乙烯换算值来表示。
<(A)成分的合成>(1)
<合成例1>
将jER-1001 50.0g、LAUA 6.25g、BTEAC 0.14g溶解于PM 131.58g,在110℃使其反应16小时,从而获得了垂直取向聚合物(固体成分浓度30质量%)(PA1)。测定所得的垂直取向聚合物的环氧值,确认了LAUA全部反应了的程度的环氧基消失了。
<合成例2>
将jER-1055 50.0g、LAUA 3.54g、BTEAC 0.079g溶解于PM 125.0g,在110℃使其反应16小时,从而获得了垂直取向聚合物(固体成分浓度30质量%)(PA2)。测定所得的垂直取向聚合物的环氧值,确认了LAUA全部反应了的程度的环氧基消失了。
<合成例3>
将jER-157S70 50.0g、LAUA 14.3g、BTEAC 0.33g溶解于PM 150.8g,在110℃使其反应16小时,从而获得了垂直取向聚合物(固体成分浓度30质量%)(PA3)。测定所得的垂直取向聚合物的环氧值,确认了LAUA全部反应了的程度的环氧基消失了。
<合成例4>
将ECN-1299 50.0g、LAUA 14.0g、BTEAC 0.32g溶解于PM 150.2g,在110℃使其反应16小时,从而获得了垂直取向聚合物(固体成分浓度30质量%)(PA4)。测定所得的垂直取向聚合物的环氧值,确认了LAUA全部反应了的程度的环氧基消失了。
<合成例5>
将EHPE-3150 50.0g、LAUA 5.59g、BTEAC 0.036g溶解于PM 129.8g,在110℃使其反应16小时,从而获得了垂直取向聚合物(固体成分浓度30质量%)(PA5)。测定所得的垂直取向聚合物的环氧值,确认了LAUA全部反应了的程度的环氧基消失了。
<合成例6>
将jER-1001 50.0g、5CCA 8.88g、BTEAC 0.14g溶解于PM 137.73g,在110℃使其反应16小时,从而获得了垂直取向聚合物(固体成分浓度30质量%)(PA6)。测定所得的垂直取向聚合物的环氧值,确认了5CCA全部反应了的程度的环氧基消失了。
<(B)成分的合成>(1)
<合成例7>
将BMAA 25.0g、作为聚合催化剂的AIBN 1.04g溶解于PM 48.4g,在85℃使其反应20小时,从而获得了丙烯酸系共聚物溶液(固体成分浓度35质量%)(PB1)。所得的丙烯酸系共聚物的Mn为4,800,Mw为3,100。
<(C)成分的合成>
<合成例8>
将BMAA32.0g、GMA8.0g、作为聚合催化剂的AIBN 0.8g溶解于四氢呋喃204.0g,在60℃使其反应20小时,从而获得了丙烯酸系共聚物溶液。将丙烯酸系共聚物溶液缓慢地滴加至己烷1000.0g,使固体析出,通过过滤和减压干燥,从而获得了丙烯酸系共聚物(PC1)。所得的丙烯酸系共聚物的Mn为7,000,Mw为18,000。
<合成例9>
使由合成例7获得的丙烯酸系共聚物(PC1)10.0g、丙烯酸2.2g、二丁基羟基甲苯0.2g、作为反应催化剂的苄基三乙基氯化铵10mg溶解于PM60g,在90℃使其反应20小时。将该溶液缓慢地滴加至己烷500g,使固体析出,通过过滤和减压干燥,从而获得了具有丙烯酰基的丙烯酸系共聚物(PC2)。进行1H-NMR分析,确认了丙烯酸系共聚物(PC2)具有丙烯酰基。
另外,PC2还作为本发明中的(B)成分起作用。
化合物[DM-1]的合成
在氮气气流下,在2L四口烧瓶中,在室温下加入乙酸乙酯500g、1,6-己二醇35.5g(0.300mol)、1,8-二氮杂二环[5.4.0]-7-十一碳烯(DBU)1.80g(11.8mmol)、2,6-二-叔丁基-对-甲酚(BHT)0.45g(2.04mmol),在电磁搅拌器搅拌下,升温至55℃。向反应液中滴加丙烯酸2-异氰酸酯基乙酯95.9g(0.679mol),搅拌2小时后,将反应液利用高效液相色谱进行分析,在中间体以面积百分率计成为1%以下时,使反应完成。添加己烷328g,使其冷却至室温,然后将析出的固体用己烷229g洗涤2次,干燥,获得了化合物[A-a](104g,0.260mol,收率86.7%)。
在氮气气流下,在2L四口烧瓶中,加入二氯甲烷1330g、化合物[A-a]100g(0.250mol)、低聚甲醛22.5g(0.749mol),在冰浴中,滴加氯化三甲基硅烷122g(1.12mol)。搅拌2小时后,滴加三乙胺63.2g(0.625mol)和甲醇240g的混合液。搅拌30分钟后,转移至5L分液漏斗,添加水1500g,进行了分液操作。将所得的有机层用硫酸镁干燥,将硫酸镁通过过滤来除去,使所得的滤液进行浓缩、干燥,获得了化合物[DM-1](110g,0.226mol,收率90.3%)。化合物[DM-1]的结构通过1H-NMR分析获得以下的光谱数据来进行了确认。
1H-NMR(CDCl3):δ6.42(d,2H J=17.2),6.17-6.08(m,2H),5.86(d,2H J=10.0),4.77(d,4H J=19.6),4.30(m,4H),4.12(t,4H J=6.4),3.61(m,4H),3.30(d,6H J=12.8),1.67(m,4H),1.40(m,4H).
<(D)成分的合成>
<合成例10>
将MMA 100.0g、HEMA11.1g、作为聚合催化剂的AIBN 5.6g溶解于PM 450.0g,在80℃使其反应20小时,从而获得了丙烯酸系共聚物溶液(固体成分浓度20质量%)(PD1)。所得的丙烯酸系共聚物的Mn为4,200,Mw为7,600。
<(A)成分的合成>(2)
<合成例11>
将EHPE-3150 44.2g、LAUA 15.4g、BTEAC 0.44g溶解于PM 240.0g,在110℃使其反应16小时,从而获得了垂直取向聚合物(固体成分浓度20质量%)(PA7)。测定所得的垂直取向聚合物的环氧值,确认了LAUA全部反应了的程度的环氧基消失了。
<合成例12>
将EHPE-3150 40.1g、5CCA 19.5g、BTEAC 0.40g溶解于PM 240.0g,在110℃使其反应16小时,从而获得了垂直取向聚合物(固体成分浓度20质量%)(PA8)。测定所得的垂直取向聚合物的环氧值,确认了A5全部反应了的程度的环氧基消失了。
<(B)成分的合成>(2)
<合成例13>
将BMAA 100.0g、作为聚合催化剂的AIBN 4.2g溶解于PM 193.5g,在90℃使其反应20小时,从而获得了丙烯酸系聚合物溶液(固体成分浓度35质量%)(PB2)。所得的丙烯酸系共聚物的Mn为2,700,Mw为3,900。
<基材膜的制成>
作为基材使用的丙烯酸系膜可以采用例如以下的方法来制成。即,可以将包含甲基丙烯酸甲酯作为主成分的共聚物等的原料颗粒在250℃利用挤出机熔融,使其通过T-模头,经由流延辊和干燥辊等,制成厚度40μm的丙烯酸系膜。
<实施例、比较例>
以表1所示的组成,调制出实施例和比较例的各固化膜形成用组合物。另外,表1中的(A)~(E)成分的配合量全部为固体成分换算(调制时作为溶液获得的情况下,将溶剂除去后的成分)。接下来,使用各相位差材形成用组合物,形成固化膜,关于所得的各个固化膜,进行了垂直取向性和密合性的评价。
[表1]
表1
[垂直取向性的评价]
<实施例1~18、比较例1~4>
在表2或表3所示的基材上,使用棒式涂布机,以湿膜厚4μm涂布实施例1~18和比较例1~4的各固化膜形成用组合物。然后,分别在温度110℃,在热循环式烘箱中进行加热干燥60秒,在各基材上分别形成了固化膜。
在该固化膜上,使用棒式涂布机,以湿膜厚6μm涂布メルク(株)制的垂直取向用聚合性液晶溶液RMS03-015。将该基材上的涂膜以600mJ/cm2进行曝光,制作出相位差材。
对于制作的这些相位差材,使用大塚电子(株)制相位差测定装置RETS100,测定出面内相位差的入射角度依赖性。将入射角度0度的面内相位差值为0,入射角度±50度时的面内相位差为38±5nm的范围的情况判断为垂直取向了。将实施例1~实施例15和比较例1~2的评价结果在表2中设为“垂直取向性”,将实施例16~实施例18和比较例3~4的评价结果示于表3中。
[密合性的评价]
<实施例1~15、比较例1~2>
在表2所示的基材上,使用棒式涂布机,以湿膜厚4μm涂布实施例和比较例的各固化膜形成用组合物。然后,分别在温度110℃在热循环式烘箱中进行加热干燥60秒,在基材上分别形成了固化膜。
在该固化膜上,使用棒式涂布机以湿膜厚6μm涂布メルク(株)制的垂直取向用聚合性液晶溶液RMS03-015。将该基材上的涂膜以600mJ/cm2进行曝光,制作出相位差材。
在该相位差材上以纵横1mm间隔以成为5×5块的方式用割刀形成切口。在该切口上,使用Scotch带进行赛璐玢带剥离试验。评价中,将25块全部未剥落而残留的情况设为○,将即使1块剥落的情况设为×。评价结果在下表2中作为“密合性”来归纳出。
[表2]
表2
垂直取向性 | 密合性 | 基材 | |
实施例1 | ○ | ○ | PC |
实施例2 | ○ | ○ | PC |
实施例3 | ○ | ○ | PC |
实施例4 | ○ | ○ | PC |
实施例5 | ○ | ○ | PC |
实施例6 | ○ | ○ | PC |
实施例7 | ○ | ○ | PC |
实施例8 | ○ | ○ | PC |
实施例9 | ○ | ○ | PC |
实施例10 | ○ | ○ | PC |
实施例11 | ○ | ○ | PC |
实施例12 | ○ | ○ | PC |
实施例13 | ○ | ○ | 丙烯酸系 |
实施例14 | ○ | ○ | TAC |
实施例15 | ○ | ○ | PC |
比较例1 | ○ | × | PC |
比较例2 | ○ | × | TAC |
[表3]
表3
如表2所示那样,使用实施例1~15的固化膜形成用组合物而获得的取向材与使用比较例1~2的固化膜形成用组合物而获得的取向材同样地,显示出良好的垂直取向性。此外如表3所示那样,使用实施例16~18的固化膜形成用组合物而获得的取向材与使用比较例3和4的固化膜形成用组合物而获得的取向材相比,对于各种基材,显示出良好的垂直取向性。
此外,使用实施例1~15的固化膜形成用组合物而获得的固化膜显示出优异的密合性。与此相对,使用比较例1~2的固化膜形成用组合物而获得的固化膜难以获得密合性。
产业可利用性
本发明的固化膜形成用组合物作为形成用于形成液晶显示元件的液晶取向膜、对液晶显示元件设置于内部、外部的光学各向异性膜的取向材的材料是非常有用的,特别是作为面向IPS-LCD的光学补偿膜的材料是适合的。
Claims (10)
1.一种固化膜形成用组合物,其特征在于,含有:
(A)聚合物,所述聚合物为使羧基与垂直取向性基团结合了的化合物的羧基对侧链或末端具有1个以上环氧基的聚合物的环氧基进行反应而得的聚合物,
(B)交联剂,以及
(C)密合促进剂和(D)具有热交联性基团的聚合物中的任一者或两者,
所述垂直取向性基团为下述式[1]所示的基团,
式[1]中,
*表示结合位置,
Y1表示单键,
Y2表示单键或碳原子数1~15的亚烷基,或者表示选自苯环、环己烷环或杂环中的2价环状基团,所述环状基团上的任意的氢原子可以被碳原子数1~3的烷基、碳原子数1~3的烷氧基、碳原子数1~3的含氟烷基、碳原子数1~3的含氟烷氧基或氟原子取代,
Y3表示单键或碳原子数1~15的亚烷基,
Y4表示单键,或者表示选自苯环、环己烷环或杂环中的2价环状基团,或碳原子数17~30且具有甾族化合物骨架的2价有机基团,所述环状基团上的任意的氢原子可以被碳原子数1~3的烷基、碳原子数1~3的烷氧基、碳原子数1~3的含氟烷基、碳原子数1~3的含氟烷氧基或氟原子取代,
Y5表示选自苯环、环己烷环或杂环中的2价环状基团,这些环状基团上的任意的氢原子可以被碳原子数1~3的烷基、碳原子数1~3的烷氧基、碳原子数1~3的含氟烷基、碳原子数1~3的含氟烷氧基或氟原子取代,
n表示0~4的整数,在n为2以上的情况下,Y5彼此可以相同也可以不同,
Y6表示氢原子、碳原子数1~18的烷基、碳原子数1~18的含氟烷基、碳原子数1~18的烷氧基或碳原子数1~18的含氟烷氧基,
作为Y2和Y3的亚烷基、以及作为环状基团上的取代基或Y6的烷基、含氟烷基、烷氧基和含氟烷氧基,可以为直链状、分支状或环状中的任一种或者它们的组合,
此外只要结合基团彼此不邻接,作为Y2和Y3的亚烷基、以及作为Y6的烷基、含氟烷基、烷氧基和含氟烷氧基就可以被1~3个结合基团中断,
进一步在Y2、Y4或Y5表示2价环状基团,或Y4表示具有甾族化合物骨架的2价有机基团,或Y2或Y3表示亚烷基,或Y6表示烷基或含氟烷基时,该2价环状基团、该具有甾族化合物骨架的2价有机基团、该亚烷基、该烷基和该含氟烷基可以经由结合基团而与它们所相邻的基团结合,
而且所述结合基团表示选自-O-、-CH2O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-NH-CO-O-、-O-CO-NH-和-NH-CO-NH-中的基团,
其中,Y2~Y6分别表示碳原子数1~15的亚烷基、苯环、环己烷环、杂环、具有甾族化合物骨架的2价有机基团、碳原子数1~18的烷基、碳原子数1~18的含氟烷基、碳原子数1~18的烷氧基和碳原子数1~18的含氟烷氧基的情况下,Y2~Y6的碳原子数的合计为6~30。
2.根据权利要求1所述的固化膜形成用组合物,所述侧链或末端具有1个以上环氧基的聚合物为主链具有环结构的数均分子量300~20,000的聚合物。
3.根据权利要求1或2所述的固化膜形成用组合物,所述侧链或末端具有1个以上环氧基的聚合物为选自双酚A型环氧树脂、双酚F环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、双酚A酚醛清漆型环氧树脂和多元醇的1,2-环氧-4-(2-环氧乙烷基)环己烷加成物中的任一种聚合物。
4.根据权利要求1或2所述的固化膜形成用组合物,(B)成分的交联剂为具有羟甲基或烷氧基甲基的交联剂。
5.根据权利要求1或2所述的固化膜形成用组合物,其进一步含有(E)交联催化剂。
6.根据权利要求1或2所述的固化膜形成用组合物,基于(A)成分100质量份,含有1质量份~300质量份的(B)成分。
7.根据权利要求1或2所述的固化膜形成用组合物,相对于作为(A)成分的聚合物和(B)成分的交联剂的合计量100质量份,含有0.1质量份~100质量份的(C)成分和1质量份~400质量份的(D)成分中的任一者或两者。
8.根据权利要求5所述的固化膜形成用组合物,相对于作为(A)成分的聚合物和(B)成分的交联剂的合计量100质量份,含有0.01质量份~20质量份的(E)成分。
9.一种取向材,其特征在于,是通过使权利要求1~8中的任一项所述的固化膜形成用组合物固化而获得的。
10.一种相位差材,其特征在于,是使用由权利要求1~8中的任一项所述的固化膜形成用组合物获得的固化膜而形成的。
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