TW201416424A - 液晶層形成用組成物及使用此製造之延遲器 - Google Patents

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Jong-Kwan Lim
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Abstract

本發明係關於一種液晶層形成用組成物及使用此製造之延遲器(retarder)，更詳細而言，本發明係關於一種藉由包含化學式1所示之氟系界面活性劑，而配向力優異、即便曝光量低亦可提高硬化度提高生產性的液晶層形成用組成物、及使用此製造之延遲器。

Description

液晶層形成用組成物及使用此製造之延遲器
本發明係關於一種液晶層形成用組成物及使用此製造之延遲器，更詳細而言，本發明係關於一種配向力優異、即便曝光量低亦可提高硬化度提高生產性的液晶層形成用組成物、及使用此製造之延遲器。
目前所使用之各種圖像顯示裝置係使用有偏光膜、延遲器等各種光學膜。上述光學膜係積層複數層薄膜而形成。
若列舉延遲器之情形作為例，則延遲器通常係依序積層基材膜、配向膜、及硬化液晶層而形成。此種延遲器係與如偏光膜之其他膜接合而形成顯示面板等。
延遲器之硬化液晶層中，液晶因所接觸之配向膜而開始具有配向性，藉由使其直接硬化可確保相位差功能。然而，硬化液晶層中，與配向膜接觸之部分之液晶性化合物係配向能力優異，但隨著遠離配向膜(自硬化液晶層之配向膜側越接近相反側之表面)液晶性化合物之配向能力下降。此種硬化液晶層之液晶配向性之由厚度所致的偏差成為延遲器之性能低下之主要原因。
為了解決上述問題，提出有於液晶層形成用組成物添加界面 活性劑之手段，目前正進行大量研究。然而，若於液晶層形成用組成物添加界面活性劑，則有以下問題：液晶性化合物之配向能力得以改善，但界面活性劑主要位於液晶層之表面，而表面之粗度下降。
因此，需要一種可使延遲器等光學膜所要求之光學性能不降低而確保抗靜電性的新解決方案。
本發明之目的在於提供一種可形成液晶配向性受到改善並且表面粗度亦受到改善之液晶層的組成物。
又，本發明之目的在於提供一種具備上述液晶層之延遲器。
1.一種液晶層形成用組成物，其包含下述化學式1所示之氟系界面活性劑。
[式中，n為1至10之整數]
2.如上述項目1中之液晶層形成用組成物，其中上述氟系界面活性劑為下述化學式2、化學式3、或該等之混合物。
3.如上述項目1中之液晶層形成用組成物，其中上述界面活性劑係相對於液晶層形成用組成物之總重量而包含0.01至10重量%。
4.如上述項目1中之液晶層形成用組成物，其中進而包含液晶性化合物、聚合起始劑、及有機溶劑。
5.一種延遲器，其係依順序積層有基材膜、配向膜、及由上述項目1至4中任一項所記載之組成物形成之硬化液晶層。
6.一種圖像顯示裝置，其具備上述項目5中記載之延遲器。
本發明之液晶層形成用組成物藉由包含特定結構之氟系界面活性劑，可改善液晶層之配向性，並且可使液晶層之表面粗度下降。
本發明之液晶層形成用組成物係配向性優異，因此即便曝光量相對低亦可形成液晶層，可提高生產性。
本發明係關於一種藉由包含化學式1所示之氟系界面活性 劑，而配向力優異、即便曝光量低亦可提高硬化度提高生產性的液晶層形成用組成物、及使用此製造之延遲器。
以下，對本發明進行詳細說明。
本發明之液晶層形成用組成物之特徵在於：其包含下述化學式1所示之氟系界面活性劑。
[式中，n為1至10之整數]
本發明之氟系界面活性劑之特徵在於：其中於-CF2-鍵間存在氧(O)。氧之鍵結鍵之角度較大，較碳鏈更柔軟，因此可使包含本發明之氟系界面活性劑之液晶層表面之粗度下降。
又，本發明之界面活性劑具有丙烯酸酯基作為末端基，因此可與其他界面活性劑或具有反應性基之液晶性化合物形成化學鍵。此種化學鍵會提高液晶層之可靠度，故可防止藉由在使用延遲器之製造步驟等中產生之黏著劑或外部有機溶劑之滲透等導致之液晶配向性下降。
於上述化學式中，n較佳為1至10。若n超過10，則界面活性劑容易阻礙液晶性化合物之配向性。作為上述化學式1之更佳例示，可列舉下述化學式2及化學式3所示之化合物中之至少一種。
本發明之界面活性劑係相對於液晶層形成用組成物之總重量可包含0.01至10重量%。若含量未達0.01重量%，則無法充分地發揮液晶配向性之改善效果，若超過10重量%，則容易阻礙液晶性化合物之配向性。
本發明之液晶層形成用組成物係除上述界面活性劑以外亦包含液晶性化合物、聚合起始劑、有機溶劑等而形成，上述成分可無特別限制地選擇使用該領域中所使用者。
液晶性化合物為可進行聚合反應之液晶，可並無限制地使用該領域中眾所周知之化合物。例如，可使用Cordula Mock-Knoblauch,Olivier S.Enger,Ulrich D.Schalkowsky,「L-7 Novel Polymerisable Liquid Crys talline Acrylates for the Manufacturing of Ultrathin Optical Films」,SID Symposium Digest of Technical Papers,2006年，37卷，1673頁、或日本特開2010-24438號公報所揭示之液晶性化合物，作為市售品可列舉LC242(BASF公司製造)等，但並不限於該等。
液晶性化合物之含量係相對於液晶層形成用組成物之總重量可為10至50重量%，較佳可為15至40重量%。
聚合起始劑可無特別限制地使用光聚合起始劑或熱聚合起始劑，較佳為可使用光聚合起始劑。
作為光聚合起始劑之更具體之例，可使用：三碍系化合物、苯乙酮系化合物、聯咪唑(biimidazole)系化合物、肟系化合物、安息香系化合物、二苯甲酮系化合物、9-氧硫系化合物、蒽系化合物等，但並不 限定於該等。
作為上述三碍系化合物，例如可列舉：2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三碍、2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基萘基)-1,3,5-三碍、2,4-雙(三氯甲基)-6-向日葵基-1,3,5-三碍、2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-1,3,5-三碍、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三碍、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-呋喃-2-基]乙烯基]-1,3,5-三碍、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(4-二乙基胺基-2-甲基苯基)乙烯基]-1,3,5-三碍、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-1,3,5-三碍等。
作為上述苯乙酮系化合物，例如可列舉：二乙氧基苯乙酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、苯偶醯二甲基縮酮、2-羥基-1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]-2-甲基丙烷-1-酮、1-羥基環己基苯基酮、2-甲基-1-(4-甲基噻吩基)-2-嗎啉基丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)丁烷-1-酮、2-羥基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙烷-1-酮之低聚物、2-甲基-2-胺基(4-嗎啉基苯基)乙烷-1-酮、2-乙基-2-胺基(4-嗎啉基苯基)乙烷-1-酮、2-丙基-2-胺基(4-嗎啉基苯基)乙烷-1-酮、2-丁基-2-胺基(4-嗎啉基苯基)乙烷-1-酮、2-甲基-2-胺基(4-嗎啉基苯基)丙烷-1-酮、2-甲基-2-胺基(4-嗎啉基苯基)丁烷-1-酮、2-乙基-2-胺基(4-嗎啉基苯基)丙烷-1-酮、2-乙基-2-胺基(4-嗎啉基苯基)丁烷-1-酮、2-甲基-2-甲基胺基(4-嗎啉基苯基)丙烷-1-酮、2-甲基-2-二甲基胺基(4-嗎啉基苯基)丙烷-1-酮、2-甲基-2-二乙基胺基(4-嗎啉基苯基)丙烷-1-酮等。
又，可列舉下述化學式7及8所示之化合物。
於上述化學式8中，R1至R4互相獨立為氫原子、鹵素原子、羥基、碳數1至12之烷基、經碳數1至12之烷基取代而得之苯基、經碳數1至12之烷基取代而得之苄基、或經碳數1至12之烷基取代而得之萘基。
作為上述化學式8所示之化合物之較佳具體例，可列舉下述化學式9及10之化合物。
作為上述聯咪唑系化合物，例如可列舉：2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基聯咪唑、2,2'-雙(2,3-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基聯咪唑、2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四(烷氧基苯基)聯咪唑、2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四(三烷氧基苯基)聯咪唑、4,4',5,5'位之苯基經羰基烷氧基取代之咪唑化合物等。於該等中，可較佳地使用2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基聯咪唑、2,2'-雙(2,3-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基聯咪唑。
作為上述肟系化合物，可列舉：O-乙氧羰基-α-羥亞胺基-1-苯基丙烷-1-酮、下述化學式11至13所示之化合物等。
作為上述安息香系化合物，例如可列舉：安息香、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香異丙醚、安息香異丁醚等。
作為上述二苯甲酮系化合物，例如可列舉：二苯甲酮、鄰苯甲醯基苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4-苯甲醯基-4'-甲基二苯硫醚、3,3',4,4'-四(過氧化第三丁基羰基)二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯甲酮等。
作為上述9-氧硫系化合物，例如可列舉：2-異丙基9-氧硫、2,4-二乙基9-氧硫、2,4-二氯9-氧硫、1-氯-4-丙氧基9-氧硫等。
作為上述蒽系化合物，例如可列舉：9,10-二甲氧基蒽、2-乙基-9,10-二甲氧基蒽、9,10-二乙氧基蒽、2-乙基-9,10-二乙氧基蒽等。
除此以外，亦可列舉：2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦、10-丁基-2-氯吖啶酮、2-乙基蒽醌、9,10-菲醌、樟腦醌、苯基乙醛酸甲酯、二茂鈦化合物、日本特表2002-544205號公報所記載之具有引起鏈轉移之基的光聚合起始劑等。
又，光聚合起始劑亦可組合光聚合起始助劑而使用。若將光聚合起始劑與光聚合起始助劑一併使用，則含有該等之液晶層形成用組成物之感度進一步變高，使用該組成物形成液晶層時之生產性提高，故而較佳。
作為光聚合起始助劑，可較佳地使用胺化合物、羧酸化合物。
於光聚合起始助劑中，作為胺化合物之具體例，可列舉：三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三異丙醇胺等脂肪族胺化合物；4-二甲基胺基苯甲酸甲酯、4-二甲基胺基苯甲酸乙酯、4-二甲基胺基苯甲酸異戊酯、4-二甲基胺基苯甲酸2-乙基己酯、苯甲酸2-二甲基胺基乙酯、N,N-二甲基對甲苯胺、4,4'-雙(二甲基胺基)二苯甲酮(通稱：米其勒酮)、4,4'-雙(二乙基胺基)二苯甲酮等芳香族胺化合物。作為胺化合物，可較佳地使用芳香族胺化合物。
作為羧酸化合物之具體例，可列舉：苯基硫乙酸、甲基苯基硫乙酸、乙基苯基硫乙酸、甲基乙基苯基硫乙酸、二甲基苯基硫乙酸、甲氧基苯基硫乙酸、二甲氧基苯基硫乙酸、氯苯基硫乙酸、二氯苯基硫乙酸、N-苯基甘胺酸、苯氧基乙酸、萘基硫乙酸、N-萘基甘胺酸、萘氧基乙酸等芳香族雜乙酸類。
聚合起始劑之使用量係相對於液晶層形成用組成物之總重量為0.1至10重量%，較佳為1至10重量%，光聚合起始助劑之使用量係以上述基準計通常為0.1至10重量%，較佳為1至10重量%。
作為本發明之有機溶劑，可並無特別限制地使用該領域中通常所使用之有機溶劑。例如，可分別單獨使用下述物質，或可將該等之兩種以上混合使用：乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丙醚、及乙二醇單丁醚之類之乙二醇單烷基醚類；二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇乙基甲基醚、二乙二醇二丙醚、二乙二醇二丁醚等二乙二醇二烷基醚類；乙酸甲基賽路蘇、乙酸乙基賽路蘇、乙二醇單丁醚乙酸酯、乙二醇單乙醚乙酸酯等乙二醇烷基醚乙酸酯類；丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單丙醚乙酸酯、乙酸甲氧基丁酯、乙酸甲氧基戊酯等伸烷基二醇烷基醚乙酸酯類；丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單丙醚、丙二醇單丁醚等丙二醇單烷基醚類；丙二醇二甲醚、丙二醇二乙醚、丙二醇乙基甲基醚、丙二醇二丙醚、丙二醇丙基甲基醚、丙二醇乙基丙基醚等丙二醇二烷基醚類；丙二醇甲醚丙酸酯、丙二醇乙醚丙酸酯、丙二醇丙醚丙酸酯、丙二醇丁醚丙酸酯等丙二醇烷基醚丙酸酯類；甲氧基丁醇、乙氧基丁醇、丙氧基丁醇、丁氧基丁醇等丁二醇單烷基醚類；乙酸甲氧基丁酯、乙酸乙氧基丁酯、乙酸丙氧基丁酯、乙酸丁氧基丁酯等丁二醇單烷基醚乙酸酯類；丙酸甲氧基丁酯、丙酸乙氧基丁酯、丙酸丙氧基丁酯、丙酸丁氧基丁酯等丁二醇單烷基醚丙酸酯類；二丙二醇二甲醚、二丙二醇二乙醚、二丙二醇甲基乙基醚等二丙二醇二烷基醚類；苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯(mesitylene)等芳香族烴類；甲基乙基酮、丙酮、甲基戊基酮、甲基異丁基酮、環己酮等酮類；乙醇、丙醇、丁醇、己醇、環己醇、乙二醇、甘油等醇類；乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、2-羥基丙酸乙酯、2-羥基-2-甲基丙酸甲酯、2-羥基-2-甲基丙酸乙酯、羥基乙酸甲酯、羥 基乙酸乙酯、羥基乙酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丙酯、乳酸丁酯、3-羥基丙酸甲酯、3-羥基丙酸乙酯、3-羥基丙酸丙酯、3-羥基丙酸丁酯、2-羥基-3-甲基丁酸甲酯、甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯、乙氧基乙酸丙酯、乙氧基乙酸丁酯、丙氧基乙酸甲酯、丙氧基乙酸乙酯、丙氧基乙酸丙酯、丙氧基乙酸丁酯、丁氧基乙酸甲酯、丁氧基乙酸乙酯、丁氧基乙酸丙酯、丁氧基乙酸丁酯、2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-甲氧基丙酸丁酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸丁酯、2-丁氧基丙酸甲酯、2-丁氧基丙酸乙酯、2-丁氧基丙酸丙酯、2-丁氧基丙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸丙酯、3-甲氧基丙酸丁酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸丙酯、3-乙氧基丙酸丁酯、3-丙氧基丙酸甲酯、3-丙氧基丙酸乙酯、3-丙氧基丙酸丙酯、3-丙氧基丙酸丁酯、3-丁氧基丙酸甲酯、3-丁氧基丙酸乙酯、3-丁氧基丙酸丙酯、3-丁氧基丙酸丁酯等酯類；四氫呋喃、吡喃等環狀醚類；γ-丁內酯等環狀酯類等。
於本發明中，為了維持適當之黏度，可以組成物之總重量100重量%為基準而以上述成分之含量之剩餘量包含有機溶劑。
本發明之液晶層形成用組成物視需要可進而包含聚合抑制劑、光敏劑、填充劑、硬化劑、調平劑、密接促進劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、抗凝聚劑、鏈轉移劑等添加劑。
包含如上所述之成分之本發明之液晶層形成用組成物可形成光學功能不降低而可抑制靜電之產生的硬化液晶層，此種硬化液晶層可 作為設置於光學膜、例如延遲器之配向膜上之硬化液晶層而有用地使用。
作為本發明之光學膜之一具體例，延遲器具有依順序積層有基材膜、配向膜、及硬化液晶層之結構，以下對其進行具體說明。
本發明之基材膜可無特別限制地使用該領域中通常所使用之基材膜。
於該領域中，作為基材膜，通常使用透明之膜，例如包含TAC(triacetyl cellulose，三乙醯纖維素)系、COP(cyclo-olefin polymer，環烯烴聚合物)系、PMMA(poly(methyl methacrylate)，聚甲基丙烯酸甲酯)系聚合體等之膜。基材膜可為實施有皂化(saponification)處理、遠程電漿(remote plasma)處理、直接電漿(direct plasma)處理、單體電漿(monomer plasma)處理等表面處理者。於使用PMMA系基材膜之情形時，較佳為使如胺酯顆粒之高分子顆粒分散於基材膜內而使用。
本發明之配向膜可由包含該領域中通常所使用之配向劑、聚合起始劑、及有機溶劑之配向膜形成用組成物構成。作為配向劑，可無特別限制地使用該領域中通常所使用之配向劑。例如，可使用具有肉桂酸酯基、且重量平均分子量為10000~500000左右之高分子，但並不限定於該等。作為聚合起始劑，可使用該領域中通常所使用之光聚合起始劑或熱聚合起始劑。作為光聚合起始劑，可使用上述例示之光聚合起始劑。又，有機溶劑亦可自上述例示之有機溶劑中適當選擇而使用。
本發明之延遲器可有用地用於圖像顯示裝置。作為可應用之圖像顯示裝置，並不限定於特定之圖像顯示裝置，具體而言，可用於立體圖像實現用或半穿透式液晶顯示裝置、無機/有機EL(Electroluminescence， 電致發光)顯示裝置、軟性顯示裝置、LED(Light Emitting Diode，發光二極體)、FED(Field Emission Display，場發射顯示裝置)、VFD(Vacuum Fluorescent Display，真空螢光顯示器)、電漿顯示裝置等。
以下，為了對本發明進行具體說明，而列舉實施例進行詳細說明。然而，本發明之實施例可變形為其他各種形態，本發明之範圍不應解析為限定於下文後述之實施例。本發明之實施例係為了對該業界中具有平均知識者更全面地說明本發明而提供者。
[實施例1~4及比較例1~4]
關於液晶組成物，係按照下述表1中記載之組成而製備液晶層形成用組成物(單位：重量%)
[實驗例]
對TAC膜塗佈配向膜形成用組成物，並於100℃乾燥1分鐘，此後分別實施曝光而製造配向膜。於上述配向膜上塗佈上述實施例1~4及比較例1~4之液晶層形成用組成物，並於60℃之溫度乾燥1分鐘，此後以0.5J進行曝光而誘導硬化反應，製造延遲器。
對所製備之液晶層形成用組成物及所製造之延遲器進行下述項目之評價，將其結果示於下述表2。
1.表面粗度 利用AFM(Atomic Force Microscope，原子力顯微鏡)裝置PSI-II測定經硬化之液晶表面之粗度。
◎：Ra值未達1.5nm
○：Ra值為1.5nm以上且未達3.0nm
△：Ra值為3.0nm以上且未達5.0nm
×：Ra值為5.0nm以上
2.液晶配向度
利用Luceo公司之WPA-100L裝置測定所製造之延遲器之相位差。
◎：相位差未達125nm±4，且液晶配向角未達135°±4
○：相位差為125nm±4以上且未達125nm±6，且液晶配向角為135°±4以上且未達135°±6
×：相位差為125nm±6以上，且液晶配向角為135°±6以上
3.可靠性
液晶硬化後，利用Luceo公司之WPA-100L裝置測定所製造之延遲器之相位差作為初始相位差，此後於80℃定置500小時，利用同一裝置再次測定相位差。
◎：與初始相位差相比，相位差下降未達2%
○：與初始相位差相比，相位差下降2%以上且未達5%
×：與初始相位差相比，相位差下降8%以上
4.低溫穩定性之評價
於低溫腔室中，放入30ml之透明小瓶中各裝有每份15g之上述甲苯溶劑之固形物成分30%之液晶層形成用組成物之3份樣品，於低溫-5℃觀察1 週。
○：於-5℃之保管條件下7天以上不發生結晶化之情形
×：於-5℃之保管條件下未達7天發生結晶化之情形
如上述表2中記載般，可理解為：應用UV硬化型氟系界面活性劑之界面活性劑不僅表面粗度特性優異，而且於液晶配向、可靠性、及低溫穩定性之方面亦優異。

Claims (6)

  1. 一種液晶層形成用組成物，其包含下述化學式1所示之氟系界面活性劑， [式中，n為1至10之整數]。
  2. 如申請專利範圍第1項之液晶層形成用組成物，其中上述氟系界面活性劑為下述化學式2、化學式3、或該等之混合物，
  3. 如申請專利範圍第1項之液晶層形成用組成物，其中上述界面活性劑係相對於液晶層形成用組成物之總重量而包含0.01至10重量%。
  4. 如申請專利範圍第1項之液晶層形成用組成物，其中進而包含液晶性化合物、聚合起始劑、及有機溶劑。
  5. 一種延遲器，其係依順序積層有基材膜、配向膜、及由申請專利範圍第1至4項中任一項之組成物形成之硬化液晶層。
  6. 一種圖像顯示裝置，其具備申請專利範圍第5項之延遲器。
TW102136494A 2012-10-23 2013-10-09 液晶層形成用組成物及使用此製造之延遲器 TW201416424A (zh)

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