TW201900705A - 硬化膜形成組成物、配向材料及相位差材料 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於提供一種硬化膜形成組成物,其作為配向材料使用,於該配向材料上配置聚合性液晶之層時,形成顯示優良液晶配向性與光透過性之硬化膜。 本發明係關於含有(A)具有環氧基的聚合物與下述式(1)所示桂皮酸衍生物之反應生成物,以及(B)交聯劑之硬化膜形成組成物、使用該組成物所形成者為特徵的配向材料、具有使用該組成物所得之硬化膜者為特徵之相位差材料。(式(1)中,A1
與A2
為各獨立表示氫原子或甲基,R1
表示氫原子、鹵素原子等,R2
表示2價芳香族基、2價脂環族基、2價雜環式基或2價縮合環式基,R3
表示單鍵、氧原子等,R4
~R7
為各獨立表示氫原子、鹵素原子等,n為0~3的整數)。
Description
本發明係關於可作為液晶分子進行配向的光配向用液晶配向劑而使用的硬化膜形成組成物、配向材料及相位差材料。特別為本發明係關於,使用於圓偏光眼鏡方式的3D顯示上的經製圖之相位差材料,或製造作為有機EL顯示器的反射防止膜使用的圓偏光板上所使用的相位差材料時,可作為有用光配向用液晶配向劑使用的硬化膜形成組成物、配向材料及相位差材料。
圓偏光眼鏡方式之3D顯示時,於形成液晶面板等圖像之顯示元件上通常配置有相位差材料。該相位差材料為,相位差特性相異的2種類相位差區域各以複數個、規則地被配置,構成經製圖的相位差材料。且,以下對於本說明書,欲配置如此相位差特性相異的複數個相位差區域,將經圖型化的相位差材料稱為圖型化相位差材料。
圖型化相位差材料為,例如如專利文獻1中揭示,可將由聚合性液晶所成的相位差材料作為光學製圖而製作。由聚合性液晶所成的相位差材料之光學製圖可利用在液晶面板之配向材料形成中為已知的光配向技術。即,於基板上設置由光配向性材料所成的塗膜,於此照射偏光方向相異的2種類偏光。而得到作為形成液晶的配向控制方向相異的2種類液晶配向區域之配向材料的光配向膜。於該光配向膜上塗布含有聚合性液晶之溶液狀之相位差材料,實現聚合性液晶的配向。其後,將經配向的聚合性液晶進行硬化後形成圖型化相位差材料。
有機EL顯示的反射防止膜係由直線偏光板、1/4波長相位差板所構成,將面向圖像顯示面板的面板面之外來光,藉由直線偏光板使其變換為直線偏光,接著藉由1/4波長相位差板使其變換為圓偏光。其中,藉由該圓偏光之外來光係在圖像顯示面板表面等上反射者,但該反射時會逆轉偏光面之轉動方向。其結果,該反射光與到來時相反,藉由1/4波長相位差板,變換為經直線偏光板被遮光之方向的直線偏光後,繼續藉由直線偏光板使其遮光,其結果對外部之射出顯著地被抑制。
有關該1/4波長相位差板,如專利文獻2所記載,藉由組合1/2波長板、1/4波長板而構成1/4波長相位差板時,使該光學薄膜藉由逆分散特性構成之方法。該方法之情況時,對於提供於彩色圖像之顯示的較廣波長帶區,使用藉由正分散特性之液晶材料,可構成藉由逆分散特性之光學薄膜。
又,近年來,作為可適用於該相位差層之液晶材料,已有人提出具備逆分散特性者(專利文獻3、4)。依據如此逆分散特性之液晶材料,組合1/2波長板、1/4波長板而藉由2層的相位差層構成1/4波長相位差板,反而可使相位差層由單層所構成而確保逆分散特性,藉此可確保對於較廣波長帶區中之所望相位差的光學薄膜可簡易構成而實現。
欲使液晶配向使用配向層。作為配向層之形成方法,例如已知有摩擦法或光配向法,由光配向法中沒有摩擦法的問題點之靜電或灰塵的產生,且可控制定量的配向處理的觀點來看為有用。
在使用光配向法之配向材料形成中,作為可利用之光配向性材料,已知有於側鏈上具有肉桂醯基及查爾酮基等光二聚化部位的丙烯酸樹脂或聚醯亞胺樹脂等。有報告指出這些樹脂可藉由進行偏光UV照射,顯示控制液晶的配向之性能(以下亦稱為液晶配向性)(參照專利文獻5~專利文獻7)。
又,對於配向層除液晶配向能以外,亦要求耐溶劑性。例如配向層在相位差材料之製造過程中有暴露於熱或溶劑之情況。配向層於溶劑中暴露時,恐怕有液晶配向能顯著降低之疑慮。
其中,例如專利文獻8中記載,欲得到經安定之液晶配向能,提出含有具有藉由光可交聯反應的結構,與藉由熱進行交聯的結構之聚合物成分之液晶配向劑,及含有具有藉由光可交聯反應的結構之聚合物成分,與具有藉由熱進行交聯的結構之化合物的液晶配向劑。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]特開2005-49865號公報 [專利文獻2]特開平10-68816號公報 [專利文獻3]美國專利第8119026號說明書 [專利文獻4]特開2009-179563號公報 [專利文獻5]專利第3611342號公報 [專利文獻6]特開2009-058584號公報 [專利文獻7]特表2001-517719號公報 [專利文獻8]專利第4207430號公報
[發明所解決的問題]
由以上所示,相位差材料係於配向材料的光配向膜上面,層合經硬化的聚合性液晶之層而構成。因此,必須開發出兼具優良液晶配向性與耐溶劑性之配向材料。
然而,依據本發明者的檢討,發現於側鏈具有肉桂醯基或查爾酮基等光二聚化部位的丙烯酸樹脂在適用於相位差材料的形成時,無法得到充分的特性。特別為對於這些樹脂照射偏光UV而形成配向材料,欲使用該配向材料製作由聚合性液晶所成的相位差材料時,必須大量的偏光UV曝光量。該偏光UV曝光量必須以欲使一般液晶面板用之液晶進行配向之充分偏光UV曝光量(例如30mJ/cm2
左右。)更為多。
作為偏光UV曝光量變多的理由,在相位差材料形成之情況時,與液晶面板用之液晶相異,聚合性液晶在溶液狀態下使用,塗布於配向材料上者。
使用於側鏈具有肉桂醯基等光二聚化部位的丙烯酸樹脂等而形成配向材料,欲使聚合性液晶進行配向時,對於該丙烯酸樹脂等,進行藉由光二聚化反應之光交聯。而顯現對於聚合性液晶溶液的耐性前,必須進行較多曝光量之偏光照射。欲使液晶面板的液晶進行配向,通常僅將光配向性配向材料的表面進行二聚化反應即可。然而,使用上述丙烯酸樹脂等過去材料,欲於配向材料上表現溶劑耐性時,必須反應至配向材料內部,而必須要有更多量的曝光量。其結果,有著過去材料之配向感度變的非常小之問題產生。
又,欲於上述過去材料的樹脂上表現如此溶劑耐性時,已知有添加交聯劑的技術。然而,進行藉由交聯劑之熱硬化反應後,於所形成的塗膜內部形成3次元結構,會產生光反應性降低之問題。即,會使配向感度大幅度地降低,即使將交聯劑添加於過去材料而使用,亦無法得到所望效果。
由以上得知,可作為提高配向材料之配向感度,可減低偏光UV曝光量之光配向技術與使用於形成該配向材料之光配向用液晶配向劑使用的硬化膜形成組成物被期待著。而可高效率地提供相位差材料之技術被期待著。
本發明之目的係依據以上見解或檢討結果所得者。即,本發明之目的為欲提供一種具有優良耐溶劑性,且在高感度下可使聚合性液晶進行配向的配向材料,進而提供一種可作為光配向用液晶配向劑使用的硬化膜形成組成物。
本發明之其他目的及優點可由以下記載明瞭。 [解決課題的手段]
本發明者們欲達成上述目的,重複進行詳細檢討結果,發現藉由選自將(A)具有環氧基之聚合物與特定桂皮酸衍生物的反應生成物、(B)交聯劑作為基礎的硬化膜形成材料,可形成具有優良耐溶劑性,且在高感度可使聚合性液晶進行配向的硬化膜(配向材料),而完成本發明。
即,作為本發明的第1觀點,其係關於含有(A)具有環氧基的聚合物與下述式(1)所示桂皮酸衍生物之反應生成物,以及(B)交聯劑的硬化膜形成組成物;(式(1)中,A1
與A2
各獨立表示氫原子或甲基、R1
表示選自由氫原子、鹵素原子、碳原子數1~6的烷基、碳原子數1~6的鹵烷基、碳原子數3~8的環烷基、碳原子數3~8的鹵環烷基、碳原子數2~6的烯基、碳原子數2~6的鹵烯基、碳原子數3~8的環烯基、碳原子數3~8的鹵環烯基、碳原子數2~6的炔基、碳原子數2~6的鹵炔基、碳原子數1~6的烷氧基、碳原子數1~6的鹵烷氧基、(碳原子數1~6的烷基)羰基、(碳原子數1~6的鹵烷基)羰基、(碳原子數1~6的烷氧基)羰基、(碳原子數1~6的鹵烷氧基)羰基、(碳原子數1~6的烷基胺基)羰基、(碳原子數1~6的鹵烷基)胺基羰基、二(碳原子數1~6的烷基)胺基羰基、氰基及硝基所成群的取代基,R2
表示2價芳香族基、2價脂環族基、2價雜環式基或2價的縮合環式基,R3
表示單鍵、氧原子、-COO-或-OCO-,R4
~R7
各獨立表示選自由氫原子、鹵素原子、碳原子數1~6的烷基、碳原子數1~6的鹵烷基、碳原子數1~6的烷氧基、碳原子數1~6的鹵烷氧基、氰基,及硝基所成群的取代基,n為0~3的整數)。 作為第2觀點係有關(B)交聯劑為具有羥甲基或烷氧基甲基的交聯劑之第1觀點所記載的硬化膜形成組成物。 作為第3觀點係有關進一步含有(C)具有選自由羥基、羧基、醯胺基、胺基,及烷氧基矽基所成群的至少1種基的聚合物之第1觀點或第2觀點所記載的硬化膜形成組成物。 作為第4觀點係關於進一步含有(D)交聯觸媒之第1觀點至第3觀點中任一項所記載的硬化膜形成組成物。 作為第5觀點係關於含有(E)具有1個以上的聚合性基,與選自由羥基、羧基、醯胺基、胺基及烷氧基矽基所成群的至少1種基A,或與該基A進行反應的至少1個基之化合物的第1觀點至第4觀點中任一項所記載的硬化膜形成組成物。 作為第6觀點係關於以(A)成分100質量份為基準,含有1質量份~500質量份的(B)成分之第1觀點至第5觀點中任一項所記載的硬化膜形成組成物。 作為第7觀點係關於對於(A)成分及(B)成分之合計量100質量份而言,含有1質量份~400質量份的(C)成分之第3觀點至第6觀點中任一項所記載的硬化膜形成組成物。 作為第8觀點係關於對於(A)成分及(B)成分之合計量100質量份而言,含有0.01質量份~20質量份的(D)成分之第4觀點至第7觀點中任一項所記載的硬化膜形成組成物。 作為第9觀點係關於對於(A)成分及(B)成分之合計量100質量份而言,含有1質量份~100質量份的(E)成分之第5觀點至第8觀點中任一項所記載的硬化膜形成組成物。 作為第10觀點係關於使用如第1觀點至第9觀點中任一項所記載的硬化膜形成組成物所得之硬化膜。 作為第11觀點係關於使用如第1觀點至第9觀點中任一項所記載的硬化膜形成組成物所形成的配向材料。 作為第12觀點係關於具有使用如第1觀點至第9觀點中任一項所記載的硬化膜形成組成物而得之硬化膜的相位差材料。 [發明之效果]
依據本發明為可提供一種具有優良耐溶劑性,且在高感度下可使聚合性液晶進行配向的硬化膜,與適用於該形成的硬化膜形成組成物。 依據本發明為可提供一種具有優良液晶配向性與光透過性的配向材料及可高精度光學製圖之相位差材料。
[實施發明的形態]
<硬化膜形成組成物> 本發明之硬化膜形成組成物為含有(A)具有環氧基之聚合物與特定桂皮酸衍生物的反應生成物,及(B)交聯劑。本發明之硬化膜形成組成物為除上述(A)成分及(B)成分以外,進一步可含有作為(C)成分之具有選自由羥基、羧基、醯胺基、胺基,及烷氧基矽基所成群的至少1種基的聚合物。進一步可含有作為(D)成分之交聯觸媒。更進一步可含有作為(E)成分的具有1個以上之聚合性基,與選自由羥基、羧基、醯胺基、胺基及烷氧基矽基所成群的至少1個基A或與該基A進行反應的至少1個基之化合物。而在不損害本發明之效果下,可含有其他添加劑。 以下詳細說明各成分。
<(A)成分> 本發明之硬化膜形成組成物中所含的(A)成分為具有環氧基之聚合物與上述式(1)所示桂皮酸衍生物的反應生成物。
<具有環氧基之聚合物> 具有環氧基之聚合物,例如其可為具有環氧基的聚合性不飽和化合物之聚合物,或具有環氧基的聚合性不飽和化合物與其他聚合性不飽和化合物之共聚物。
作為具有環氧基之聚合性不飽和化合物的具體例子,例如可舉出丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、α-乙基丙烯酸縮水甘油酯、α-n-丙基丙烯酸縮水甘油酯、α-n-丁基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸-3,4-環氧丁酯、甲基丙烯酸-3,4-環氧丁酯、丙烯酸-6,7-環氧庚酯、甲基丙烯酸-6,7-環氧庚酯、α-乙基丙烯酸-6,7-環氧庚酯、o-乙烯基苯甲基縮水甘油基醚、m-乙烯基苯甲基縮水甘油基醚、p-乙烯基苯甲基縮水甘油基醚等。
作為其他聚合性不飽和化合物,可舉出(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸環狀烷基酯、甲基丙烯酸芳基酯、丙烯酸芳基酯、不飽和二羧酸二酯、聯環不飽和化合物類、馬來醯亞胺化合物類、不飽和芳香族化合物、共軛二烯系化合物、不飽和單羧酸、不飽和二羧酸、不飽和二羧酸酐、此以外的聚合性不飽和化合物。
作為這些具體例子的甲基丙烯酸烷基酯,例如可舉出羥基甲基甲基丙烯酸酯、2-羥基乙基甲基丙烯酸酯、3-羥基丙基甲基丙烯酸酯、4-羥基丁基甲基丙烯酸酯、二乙二醇單甲基丙烯酸酯、2,3-二羥基丙基甲基丙烯酸酯、2-甲基丙烯醯氧基乙基糖苷、4-羥基苯基甲基丙烯酸酯、甲基甲基丙烯酸酯、乙基甲基丙烯酸酯、n-丁基甲基丙烯酸酯、sec-丁基甲基丙烯酸酯、2-乙基己基甲基丙烯酸酯、異癸基甲基丙烯酸酯、n-月桂基甲基丙烯酸酯、十三烷基甲基丙烯酸酯、n-硬脂基甲基丙烯酸酯等;作為丙烯酸烷基酯,例如可舉出甲基丙烯酸酯、異丙基丙烯酸酯等;作為甲基丙烯酸環狀烷基酯,例如可舉出環己基甲基丙烯酸酯、2-甲基環己基甲基丙烯酸酯、三環[5.2.1.02,6
]癸烷-8-基甲基丙烯酸酯、三環[5.2.1.02,6
]癸烷-8-基氧基乙基甲基丙烯酸酯、異冰片基甲基丙烯酸酯、膽甾甲基丙烯酸酯等;作為丙烯酸環狀烷基酯,例如可舉出環己基丙烯酸酯、2-甲基環己基丙烯酸酯、三環[5.2.1.02,6
]癸烷-8-基丙烯酸酯、三環[5.2.1.02,6
]癸烷-8-基氧基乙基丙烯酸酯、異冰片基丙烯酸酯、膽甾丙烯酸酯等;作為甲基丙烯酸芳基酯,可舉出苯基甲基丙烯酸酯、苯甲基甲基丙烯酸酯等;作為丙烯酸芳基酯,例如可舉出苯基丙烯酸酯、苯甲基丙烯酸酯等;作為不飽和二羧酸二酯,例如可舉出馬來酸二乙基、富馬酸二乙基、衣康酸二乙基等;
作為聯環不飽和化合物類,例如可舉出聯環[2.2.1]庚-2-烯基、5-甲基聯環[2.2.1]庚-2-烯基、5-乙基聯環[2.2.1]庚-2-烯基、5-甲氧基聯環[2.2.1]庚-2-烯基、5-乙氧基聯環[2.2.1]庚-2-烯基、5,6-二甲氧基聯環[2.2.1]庚-2-烯基、5,6-二乙氧基聯環[2.2.1]庚-2-烯基、5-(2’-羥基乙基)聯環[2.2.1]庚-2-烯基、5,6-二羥基聯環[2.2.1]庚-2-烯基、5,6-二(羥基甲基)聯環[2.2.1]庚-2-烯基、5,6-二(2’-羥基乙基)聯環[2.2.1]庚-2-烯基、5-羥基-5-甲基聯環[2.2.1]庚-2-烯基、5-羥基-5-乙基聯環[2.2.1]庚-2-烯基、5-羥基甲基-5-甲基聯環[2.2.1]庚-2-烯基等;作為馬來醯亞胺化合物類,例如可舉出苯基馬來醯亞胺、環己基馬來醯亞胺、苯甲基馬來醯亞胺、N-琥珀醯亞胺-3-馬來醯亞胺苯甲酸酯、N-琥珀醯亞胺-4-馬來醯亞胺丁酸酯、N-琥珀醯亞胺-6-馬來醯亞胺己酸酯、N-琥珀醯亞胺-3-馬來醯亞胺丙酸酯、N-(9-吖啶基)馬來醯亞胺等;作為不飽和芳香族化合物,例如可舉出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、m-甲基苯乙烯、p-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、p-甲氧基苯乙烯等;作為共軛二烯系化合物,可舉出1,3-丁二烯、異戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯等;作為不飽和單羧酸,例如可舉出丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等;作為不飽和二羧酸,可舉出馬來酸、富馬酸、檸康酸、中康酸、衣康酸等;作為不飽和二羧酸酐,可舉出上述不飽和二羧酸之各酐;作為上述以外之聚合性不飽和化合物,例如可舉出丙烯腈、甲基丙烯腈、氯化乙烯基、氯化亞乙烯基、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、乙酸乙烯酯等。
具有環氧基的聚合物中之具有環氧基的聚合性不飽和化合物之共聚合比例,以30質量%以上為佳,較佳為50質量%以上。
具有環氧基的聚合物之合成,較佳為在溶劑中,可藉由適當聚合起始劑之存在下的公知自由基聚合法進行。
作為具有環氧基之聚合物,可使用市售品。作為該市售品,例如可舉出EHPE3150、EHPE3150CE(以上為(股)大賽璐製)、UG-4010、UG-4035、UG-4040、UG-4070(以上為東亞合成(股)製ARUFON系列)、ECN-1299(旭化成(股)製)、DEN431、DEN438(以上為陶氏化學公司製)、jER-152(Japan Epoxy Resin(股)製)、EPICLONN-660、N-665、N-670、N-673、N-695、N-740、N-770、N-775(以上為大日本油墨化學工業(股)製)、EOCN-1020、EOCN-102S、EOCN-104S(以上為日本化藥(股)製)等。
<具有羧基之桂皮酸衍生物> 作為上述具有羧基的桂皮酸衍生物,可舉出上述式(1)所示化合物。
作為上述式(1)中之鹵素原子,可舉出氟原子、氯原子、溴原子及碘原子。且本說明書中之「鹵」的表示方式亦指這些鹵素原子。
上述式(1)中之碳原子數a~b的烷基之標記表示由碳原子數a~b個所成的直鏈狀或分支鏈狀之烴基,例如可舉出甲基、乙基、n-丙基、i-丙基、n-丁基、i-丁基、s-丁基、t-丁基、n-戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1-乙基丙基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基、n-己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、1,1-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基等具體例子,在各指定的碳原子數之範圍內選擇。
上述式(1)中之碳原子數a~b的鹵烷基之標記表示鍵結於碳原子之氫原子藉由鹵素原子而做任意取代之碳原子數a~b個所成的直鏈狀或分支鏈狀烴基,此時由2個以上的鹵素原子進行取代時,這些鹵素原子可彼此相同,或彼此相異。例如可舉出氟甲基、氯甲基、溴甲基、碘甲基、二氟甲基、氯氟甲基、二氯甲基、溴氟甲基、三氟甲基、氯二氟甲基、二氯氟甲基、三氯甲基、溴二氟甲基、溴氯氟甲基、二溴氟甲基、2-氟乙基、2-氯乙基、2-溴乙基、2,2-二氟乙基、2-氯-2-氟乙基、2,2-二氯乙基、2-溴-2-氟乙基、2,2,2-三氟乙基、2-氯-2,2-二氟乙基、2,2-二氯-2-氟乙基、2,2,2-三氯乙基、2-溴-2,2-二氟乙基、2-溴-2-氯-2-氟乙基、2-溴-2,2-二氯乙基、1,1,2,2-四氟乙基、五氟乙基、1-氯-1,2,2,2-四氟乙基、2-氯-1,1,2,2-四氟乙基、1,2-二氯-1,2,2-三氟乙基、2-溴-1,1,2,2-四氟乙基、2-氟丙基、2-氯丙基、2-溴丙基、2-氯-2-氟丙基、2,3-二氯丙基、2-溴-3-氟丙基、3-溴-2-氯丙基、2,3-二溴丙基、3,3,3-三氟丙基、3-溴-3,3-二氟丙基、2,2,3,3-四氟丙基、2-氯-3,3,3-三氟丙基、2,2,3,3,3-五氟丙基、1,1,2,3,3,3-六氟丙基、七氟丙基、2,3-二氯-1,1,2,3,3-五氟丙基、2-氟-1-甲基乙基、2-氯-1-甲基乙基、2-溴-1-甲基乙基、2,2,2-三氟-1-(三氟甲基)乙基、1,2,2,2-四氟-1-(三氟甲基)乙基、2,2,3,3,4,4-六氟丁基、2,2,3,4,4,4-六氟丁基、2,2,3,3,4,4,4-七氟丁基、1,1,2,2,3,3,4,4-八氟丁基、九氟丁基、4-氯-1,1,2,2,3,3,4,4-八氟丁基、2-氟-2-甲基丙基、2-氯-1,1-二甲基乙基、2-溴-1,1-二甲基乙基、5-氯-2,2,3,4,4,5,5-七氟戊基、十三氟己基等具體例子,在各指定的碳原子數之範圍內選擇。
上述式(1)中之碳原子數a~b的環烷基之標記表示由碳原子數a~b個所成的環狀烴基,可形成3員環至6員環為止的單環或複合環結構。又,各環在指定的碳原子數之範圍內可藉由烷基做任意取代。例如可舉出環丙基、1-甲基環丙基、2-甲基環丙基、2,2-二甲基環丙基、2,2,3,3-四甲基環丙基、環丁基、環戊基、2-甲基環戊基、3-甲基環戊基、環己基、2-甲基環己基、3-甲基環己基、4-甲基環己基、聯環[2.2.1]庚烷-2-基等具體例子,在各指定之碳原子數的範圍內選擇。
上述式(1)中之碳原子數a~b的鹵環烷基之標記表示鍵結於碳原子的氫原子可由鹵素原子做任意取代的碳原子數a~b個所成的環狀烴基,可形成3員環至6員環為止的單環或複合環結構。又,各環在指定的碳原子數之範圍內可藉由烷基做任意取代,亦可為由鹵素原子取代的環結構部分,或亦可側鏈部分,或這些雙方亦可,進一步由2個以上的鹵素原子進行取代時,這些鹵素原子可彼此為相同或彼此為相異。例如可舉出2,2-二氟環丙基、2,2-二氯環丙基、2,2-二溴環丙基、2,2-二氟-1-甲基環丙基、2,2-二氯-1-甲基環丙基、2,2-二溴-1-甲基環丙基、2,2,3,3-四氟環丁基、2-(三氟甲基)環己基、3-(三氟甲基)環己基、4-(三氟甲基)環己基等具體例子,在各指定之碳原子數的範圍內選擇。
上述式(1)中之碳原子數a~b的烯基之標記表示由碳原子數為a~b個所成的直鏈狀或分支鏈狀,且於分子內具有1個或2個以上的雙鍵之不飽和烴基,例如可舉出乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-甲基乙烯基、2-丁烯基、1-甲基-2-丙烯基、2-甲基-2-丙烯基、2-戊烯基、2-甲基-2-丁烯基、3-甲基-2-丁烯基、2-乙基-2-丙烯基、1,1-二甲基-2-丙烯基、2-己烯基、2-甲基-2-戊烯基、2,4-二甲基-2,6-庚二烯基、3,7-二甲基-2,6-辛二烯基等具體例子,在各指定之碳原子數的範圍內選擇。
上述式(1)中之碳原子數a~b的鹵烯基之標記表示鍵結於碳原子之氫原子可藉由鹵素原子做任意取代的碳原子數為a~b個所成的直鏈狀或分支鏈狀,且於分子內具有1個或2個以上之雙鍵的不飽和烴基。此時,藉由2個以上的鹵素原子進行取代時,這些鹵素原子可彼此為相同或彼此為相異。例如可舉出2,2-二氯乙烯基、2-氟-2-丙烯基、2-氯-2-丙烯基、3-氯-2-丙烯基、2-溴-2-丙烯基、3-溴-2-丙烯基、3,3-二氟-2-丙烯基、2,3-二氯-2-丙烯基、3,3-二氯-2-丙烯基、2,3-二溴-2-丙烯基、2,3,3-三氟-2-丙烯基、2,3,3-三氯-2-丙烯基、1-(三氟甲基)乙烯基、3-氯-2-丁烯基、3-溴-2-丁烯基、4,4-二氟-3-丁烯基、3,4,4-三氟-3-丁烯基、3-氯-4,4,4-三氟-2-丁烯基、3-溴-2-甲基-2-丙烯基等具體例子,在各指定之碳原子數的範圍內選擇。
上述式(1)中之碳原子數a~b的環烯基之標記表示具有由碳原子數為a~b個所成的環狀,且具有1個或2個以上之雙鍵的不飽和烴基,可形成3員環至6員環為止的單環或複合環結構。又,各環可在指定之碳原子數的範圍內藉由烷基做任意取代,且雙鍵可為endo-或exo-中任一種形式。例如可舉出2-環戊烯-1-基、3-環戊烯-1-基、2-環己烯-1-基、3-環己烯-1-基、聯環[2.2.1]-5-庚烯-2-基等具體例子,在各指定之碳原子數的範圍內選擇。
上述式(1)中之碳原子數a~b的鹵環烯基之標記表示鍵結於碳原子之氫原子可由鹵素原子做任意取代之碳原子數為a~b個所成的環狀,且具有1個或2個以上之雙鍵的不飽和烴基,可形成3員環至6員環為止的單環或複合環結構。又,各環在指定的碳原子數之範圍內可藉由烷基做任意取代,且雙鍵可為endo-或exo-中任一種形式。又,藉由鹵素原子進行取代可為環結構部分,亦可為側鏈部分,或亦可為這些雙方,藉由2個以上的鹵素原子進行取代時,這些鹵素原子可彼此為相同,亦可彼此為相異。例如可舉出2-氯聯環[2.2.1]-5-庚烯-2-基等具體例子,在各指定之碳原子數的範圍內選擇。
上述式(1)中之碳原子數a~b的炔基之標記表示由碳原子數為a~b個所成的直鏈狀或分支鏈狀,且於分子內具有1個或2個以上的參鍵之不飽和烴基,例如可舉出乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、2-丁炔基、1-甲基-2-丙炔基、2-戊炔基、1-甲基-2-丁炔基、1,1-二甲基-2-丙炔基、2-己炔基等具體例子,在各指定之碳原子數的範圍內選擇。
上述式(1)中之碳原子數a~b的鹵炔基之標記表示鍵結於碳原子之氫原子由鹵素原子做任意取代之由碳原子數為a~b個所成的直鏈狀或分支鏈狀,且於分子內具有1個或2個以上之參鍵的不飽和烴基。此時,由2個以上的鹵素原子進行取代時,這些鹵素原子可彼此為相同或彼此為相異者為佳。例如可舉出2-氯乙炔基、2-溴乙炔基、2-碘乙炔基、3-氯-2-丙炔基、3-溴-2-丙炔基、3-碘-2-丙炔基等具體例子,在各指定之碳原子數的範圍內選擇。
上述式(1)中之碳原子數a~b的烷氧基之標記表示由碳原子數為a~b個所成的前述意思的烷基-O-基,例如可舉出甲氧基、乙氧基、n-丙基氧基、i-丙基氧基、n-丁基氧基、i-丁基氧基、s-丁基氧基、t-丁基氧基、n-戊基氧基、n-己基氧基等具體例子,在各指定之碳原子數的範圍內選擇。
上述式(1)中之碳原子數a~b的鹵烷氧基之標記表示由碳原子數為a~b個所成的前述意思的鹵烷基-O-基,例如可舉出二氟甲氧基、三氟甲氧基、氯二氟甲氧基、溴二氟甲氧基、2-氟乙氧基、2-氯乙氧基、2,2,2-三氟乙氧基、1,1,2,2,-四氟乙氧基、2-氯-1,1,2-三氟乙氧基、2-溴-1,1,2-三氟乙氧基、五氟乙氧基、2,2-二氯-1,1,2-三氟乙氧基、2,2,2-三氯-1,1-二氟乙氧基、2-溴-1,1,2,2-四氟乙氧基、2,2,3,3-四氟丙基氧基、1,1,2,3,3,3-六氟丙基氧基、2,2,2-三氟-1-(三氟甲基)乙氧基、七氟丙基氧基、2-溴-1,1,2,3,3,3-六氟丙基氧基等具體例子,在各指定之碳原子數的範圍內選擇。
上述式(1)中之(碳原子數a~b的烷基)羰基之標記表示,由碳原子數為a~b個所成的前述意思之烷基-C(O)-基,例如可舉出乙醯基、丙醯基、丁醯基、異丁醯基、香草基、異香草基、2-甲基丁醯基、新戊醯基、己醯基、庚醯基等具體例子,在各指定之碳原子數的範圍內選擇。
上述式(1)中之(碳原子數a~b的鹵烷基)羰基之標記表示,由碳原子數為a~b個所成的前述意思之鹵烷基-C(O)-基,例如可舉出氟乙醯基、氯乙醯基、二氟乙醯基、二氯乙醯基、三氟乙醯基、氯二氟乙醯基、溴二氟乙醯基、三氯乙醯基、五氟丙醯基、七氟丁醯基、3-氯-2,2-二甲基丙醯基等具體例子,在各指定之碳原子數的範圍內選擇。
上述式(1)中之(碳原子數a~b的烷氧基)羰基之標記表示,由碳原子數為a~b個所成的前述意思之烷基-O-C(O)-基,例如可舉出甲氧基羰基、乙氧基羰基、n-丙基氧羰基、i-丙基氧羰基、n-丁氧基羰基、i-丁氧基羰基、t-丁氧基羰基等具體例子,在各指定之碳原子數的範圍內選擇。
上述式(1)中之(碳原子數a~b的鹵烷氧基)羰基之標記表示,由碳原子數為a~b個所成的前述意思之鹵烷基-O-C(O)-基,例如可舉出2-氯乙氧基羰基、2,2-二氟乙氧基羰基、2,2,2-三氟乙氧基羰基、2,2,2-三氯乙氧基羰基等具體例子,在各指定之碳原子數的範圍內選擇。
上述式(1)中之(碳原子數a~b的烷基胺基)羰基之標記表示,氫原子的一方由碳原子數為a~b個所成的前述意思之烷基所取代的胺基甲醯基,例如可舉出甲基胺基甲醯基、乙基胺基甲醯基、n-丙基胺基甲醯基、i-丙基胺基甲醯基、n-丁基胺基甲醯基、i-丁基胺基甲醯基、s-丁基胺基甲醯基、t-丁基胺基甲醯基等具體例子,在各指定之碳原子數的範圍內選擇。
上述式(1)中之(碳原子數a~b的鹵烷基)胺基羰基之標記表示,氫原子的一方由碳原子數a~b個所成的前述意思之鹵烷基所取代的胺基甲醯基,例如可舉出2-氟乙基胺基甲醯基、2-氯乙基胺基甲醯基、2,2-二氟乙基胺基甲醯基、2,2,2-三氟乙基胺基甲醯基等具體例子,在各指定之碳原子數的範圍內選擇。
上述式(1)中之二(碳原子數a~b的烷基)胺基羰基之標記表示,氫原子的雙方皆可由可相同或彼此可相異的碳原子數為a~b個所成的前述意思之烷基所取代的胺基甲醯基,例如可舉出N,N-二甲基胺基甲醯基、N-乙基-N-甲基胺基甲醯基、N,N-二乙基胺基甲醯基、N,N-二-n-丙基胺基甲醯基、N,N-二-n-丁基胺基甲醯基等具體例子,在各指定之碳原子數的範圍內選擇。
作為式(1)所示桂皮酸衍生物之取代基R1
、R4
、R5
、R6
及R5
,其中亦以各獨立選自由氫原子、鹵素原子、碳原子數1~6的烷基、碳原子數1~6的鹵烷基、碳原子數1~6的烷氧基、碳原子數1~6的鹵烷氧基、氰基及硝基所成群的取代基者為佳。
又,作為取代基R1
,在上述定義中為氫原子以外的取代基,由配向感度的觀點來看為佳,以選自由鹵素原子、碳原子數1~6的烷基、碳原子數1~6的鹵烷基、碳原子數1~6的烷氧基、碳原子數1~6的鹵烷氧基、氰基及硝基所成群的取代基為更佳。
作為取代基R2
之2價芳香族基,例如可舉出1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、2,3,5,6-四氟-1,4-伸苯基等;作為R2
的2價脂環族基,例如可舉出1,2-環伸丙基、1,3-亞環伸丁基、1,4-亞環伸己基等;作為R2
的2價雜環式基,例如可舉出1,4-伸吡啶基、2,5-伸吡啶基、1,4-伸呋喃基等;作為R2
的2價縮合環式基,例如可舉出2,6-亞萘基等。作為R2
以1,4-伸苯基為佳。
作為上述式(1)所示化合物的較佳例子,例如可舉出下述式(1-1)~(1-5)(上式中,R1
各與上述式(1)中之R1
同義)各所示桂皮酸衍生物等。
上述式(1)所示桂皮酸衍生物可由藉由適宜地組合有機化學的常規方法而合成。
<具有環氧基之聚合物與特定桂皮酸衍生物之反應> 本發明之硬化膜形成組成物中所含有的具有環氧基之聚合物與特定桂皮酸衍生物的反應生成物係可由將如上述具有環氧基之聚合物與特定桂皮酸衍生物,較佳為在觸媒存在下,較佳為在適當有機溶劑中進行反應而合成。 在反應時所使用的桂皮酸衍生物之使用比例,對於具有環氧基之聚合物所含之環氧基1莫耳而言,以0.01~1.5莫耳為佳,較佳為0.05~1.3莫耳,更佳為0.1~1.1莫耳。 且,作為與桂皮酸衍生物進行反應之環氧基的比例,雖以上述使用比例之結果所達成之範圍為佳,但由光配向性之觀點來看,以環氧基全體之80莫耳%~100莫耳%者為特佳。 作為於此可使用的有機觸媒,可使用作為欲促進有機鹼或環氧化合物與酸酐的反應之所謂硬化促進劑的公知化合物。
作為上述有機鹼,例如可舉出乙基胺、二乙基胺、哌嗪、哌啶、吡咯烷、吡咯等1~2級有機胺;三乙基胺、三-n-丙基胺、三-n-丁基胺、吡啶、4-二甲基胺基吡啶、二氮雜雙環十一碳烯等3級有機胺;四甲基銨氫氧化物等4級有機胺等。這些有機鹼之中,以三乙基胺、三-n-丙基胺、三-n-丁基胺、吡啶、4-二甲基胺基吡啶等3級有機胺為佳;以四甲基銨氫氧化物等4級有機胺為佳。
作為上述硬化促進劑,例如可舉出苯甲基二甲基胺、2,4,6-參(二甲基胺基甲基)酚、環己基二甲基胺、三乙醇胺等3級胺;2-甲基咪唑、2-n-庚基咪唑、2-n-十一烷基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-苯甲基-2-甲基咪唑、1-苯甲基-2-苯基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1-(2-氰基乙基)-2-甲基咪唑、1-(2-氰基乙基)-2-n-十一烷基咪唑、1-(2-氰基乙基)-2-苯基咪唑、1-(2-氰基乙基)-2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羥基甲基咪唑、2-苯基-4,5-二(羥基甲基)咪唑、1-(2-氰基乙基)-2-苯基-4,5-二[(2’-氰基乙氧基)甲基]咪唑、1-(2-氰基乙基)-2-n-十一烷基咪唑鎓偏苯三酸酯、1-(2-氰基乙基)-2-苯基咪唑鎓偏苯三酸酯、1-(2-氰基乙基)-2-乙基-4-甲基咪唑鎓偏苯三酸酯、2,4-二胺基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]乙基-s-三嗪、2,4-二胺基-6-(2’-n-十一烷基咪唑基)乙基-s-三嗪、2,4-二胺基-6-[2’-乙基-4’-甲基咪唑基-(1’)]乙基-s-三嗪、2-甲基咪唑的異氰脲酸加成物、2-苯基咪唑的異氰脲酸加成物、2,4-二胺基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]乙基-s-三嗪之異氰脲酸加成物等咪唑化合物;二苯基膦、三苯基膦、亞磷酸三苯基等有機磷化合物;
苯甲基三苯基鏻氯化物、四-n-丁基鏻溴化物、甲基三苯基鏻溴化物、乙基三苯基鏻溴化物(乙基三苯基鏻溴化物)、n-丁基三苯基鏻溴化物、四苯基鏻溴化物、乙基三苯基鏻碘化物、乙基三苯基鏻乙酸酯、四-n-丁基鏻o,o-二乙基二硫代磷酸鹽、四-n-丁基鏻苯並三唑鹽、四-n-丁基鏻四氟硼酸鹽、四-n-丁基鏻四苯基硼酸鹽、四苯基鏻四苯基硼酸鹽等4級鏻鹽;1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一碳烯-7或其有機酸鹽等二氮雜雙環鏈烯;辛基酸鋅、辛基酸錫、鋁乙醯丙酮錯體等有機金屬化合物;四乙基銨溴化物、四-n-丁基銨溴化物、四乙基銨氯化物、四-n-丁基銨氯化物、苯甲基三乙基銨氯化物等4級銨鹽;三氟化硼、硼酸三苯基等硼化合物;氯化鋅、氯化第二錫等金屬鹵素化合物;二氰二醯胺或胺與環氧樹脂之加成物等胺加成型促進劑等高熔點分散型潛在性硬化促進劑;前述咪唑化合物、有機磷化合物或4級鏻鹽等硬化促進劑的表面以聚合物包覆之微膠囊型潛在性硬化促進劑;胺鹽型潛在性硬化劑促進劑;路易氏酸鹽、布朗斯台德酸鹽等高溫解離型熱陽離子聚合型潛在性硬化促進劑等潛在性硬化促進劑等。 彼等中,以乙基三苯基鏻溴化物(乙基三苯基鏻溴化物)等4級鏻鹽,及四乙基銨溴化物、四-n-丁基銨溴化物、四乙基銨氯化物、四-n-丁基銨氯化物、苯甲基三乙基銨氯化物等4級銨鹽為佳。
作為觸媒之使用比例,對於具有環氧基之聚合物100質量份,以100質量份以下為佳,較佳為0.01~100質量份,更佳為0.1~20質量份。
作為上述有機溶劑,例如可舉出烴化合物、醚化合物、酯化合物、酮化合物、醯胺化合物、醇化合物等。彼等中,醚化合物、酯化合物、酮化合物、醇化合物由原料及生成物之溶解性以及生成物之純化容易度的觀點來看為佳。溶劑中固體成分濃度(反應溶液中之溶劑以外的成分之質量佔據溶液全質量之比例)以0.1質量%以上為佳,較佳為5~50質量%的使用量。
反應溫度以0~200℃為佳,較佳為50~150℃。反應時間以0.1~50小時為佳,較佳為0.5~20小時。
如此可得到含有具有環氧基之聚合物與特定桂皮酸衍生物的反應生成物之溶液。該溶液可直接供應於硬化膜形成組成物之調製上,亦可分離含於溶液中之反應生成物後,供應於硬化膜形成組成物之調製上,或純化經分離的反應生成物後供應於硬化膜形成組成物之調製上。
<(B)成分> 本發明之硬化膜形成組成物中的(B)成分為交聯劑。 作為(B)成分之交聯劑,具有2個以上與前述(A)成分的可進行熱交聯之官能基可形成交聯之基的化合物為佳,例如具有2個以上的羥甲基或烷氧基甲基之交聯劑為佳。作為具有這些基之化合物,例如可舉出烷氧基甲基化乙二醇脲、烷氧基甲基化苯並胍胺及烷氧基甲基化三聚氰胺等羥甲基化合物。
作為烷氧基甲基化乙二醇脲之具體例子,例如可舉出1,3,4,6-肆(甲氧基甲基)乙二醇脲、1,3,4,6-肆(丁氧基甲基)乙二醇脲、1,3,4,6-肆(羥基甲基)乙二醇脲、1,3-雙(羥基甲基)尿素、1,1,3,3-肆(丁氧基甲基)尿素、1,1,3,3-肆(甲氧基甲基)尿素、1,3-雙(羥基甲基)-4,5-二羥基-2-咪唑啉酮,及1,3-雙(甲氧基甲基)-4,5-二甲氧基-2-咪唑啉酮等。作為市售品,可舉出Japan Cytec Industries(股) (Former Mitsui Cytec(股))製乙二醇脲化合物(商品名:Cymel(註冊商標)1170、Powder link(註冊商標)1174)等化合物、甲基化尿素樹脂(商品名:UFR(註冊商標)65)、丁基化尿素樹脂(商品名:UFR(註冊商標)300、U-VAN10S60、U-VAN10R、U-VAN11HV)、DIC(股)(原大日本油墨化學工業(股))製尿素/甲醛系樹脂(高縮合型、商品名:Beccamine(註冊商標)J-300S、同P-955、同N)等。
作為烷氧基甲基化苯並胍胺之具體例子,可舉出四甲氧基甲基苯並胍胺等。作為市售品,可舉出Japan Cytec Industries(股)(Former Mitsui Cytec(股))製(商品名:Cymel(註冊商標)1123)、(股)三和化學製(商品名:Nicarac(註冊商標)BX-4000、同BX-37、同BL-60、同BX-55H)等。
作為烷氧基甲基化三聚氰胺之具體例子,例如可舉出六甲氧基甲基三聚氰胺等。作為市售品,可舉出Japan Cytec Industries(股)(Former Mitsui Cytec(股))製甲氧基甲基型三聚氰胺化合物(商品名:Cymel(註冊商標)300、同301、同303、同350)、丁氧基甲基型三聚氰胺化合物(商品名:My coat(註冊商標)506、同508)、(股)三和化學製甲氧基甲基型三聚氰胺化合物(商品名:Nicarac(註冊商標)MW-30、同MW-22、同MW-11、同MS-001、同MX-002、同MX-730、同MX-750、同MX-035)、丁氧基甲基型三聚氰胺化合物(商品名:Nicarac(註冊商標)MX-45、同MX-410、同MX-302)等。
又,作為交聯劑,亦可為將胺基之氫原子由羥甲基或烷氧基甲基所取代的三聚氰胺化合物、尿素化合物、乙二醇脲化合物及苯並胍胺化合物經縮合後所得之化合物。例如可舉出美國專利第6323310號說明書所記載的由三聚氰胺化合物及苯並胍胺化合物所製造的高分子量之化合物。作為前述三聚氰胺化合物之市售品,可舉出商品名:Cymel(註冊商標)303等,作為前述苯並胍胺化合物之市售品,可舉出商品名:Cymel(註冊商標)1123(以上為Japan Cytec Industries(股)(Former Mitsui Cytec(股))製)等。
且,作為(B)成分的交聯劑亦可使用以下聚合物,其為使用以N-羥基甲基丙烯醯胺、N-甲氧基甲基甲基丙烯醯胺、N-乙氧基甲基丙烯醯胺、N-丁氧基甲基甲基丙烯醯胺等羥基甲基(即羥甲基)或烷氧基甲基所取代的丙烯醯胺化合物或甲基丙烯醯胺化合物而製造的聚合物。
作為如此聚合物,例如可舉出聚(N-丁氧基甲基丙烯醯胺)、N-丁氧基甲基丙烯醯胺與苯乙烯之共聚物、N-羥基甲基甲基丙烯醯胺與甲基甲基丙烯酸酯之共聚物、N-乙氧基甲基甲基丙烯醯胺與苯甲基甲基丙烯酸酯之共聚物,及N-丁氧基甲基丙烯醯胺與苯甲基甲基丙烯酸酯與2-羥基丙基甲基丙烯酸酯之共聚物等。
又作為如此聚合物,可使用具有含N-烷氧基甲基與C=C雙鍵之聚合性基的聚合物。
作為含有C=C雙鍵之聚合性基,可舉出丙烯酸基、甲基丙烯酸基、乙烯基、烯丙基、馬來醯亞胺基等。
欲得到如上述聚合物之方法並無特別限定。若要舉出一例,其為預先藉由自由基聚合等聚合方法,生成具有特定官能基之丙烯酸聚合物。其次藉由將丙烯酸聚合物所具有的特定官能基與於末端具有不飽和鍵之化合物(以下稱為特定化合物)進行反應,於(B)成分的聚合物可導入含有C=C雙鍵之聚合性基。
於此,所謂特定官能基表示,羧基、縮水甘油基、羥基、具有活性氫之胺基、酚性羥基或者異氰酸酯基等官能基,或選自此等的複數種官能基。
對於上述反應,丙烯酸聚合物所具有的特定官能基,與特定化合物所具有的官能基之與反應相關的基之較佳組合為羧基與環氧基、羥基與異氰酸酯基、酚性羥基與環氧基、羧基與異氰酸酯基、胺基與異氰酸酯基或羥基與酸氯化物基等。更佳的組合為羧基與縮水甘油基甲基丙烯酸酯中之環氧基,或羥基與異氰酸酯乙基甲基丙烯酸酯中之異氰酸酯基。
如此聚合物之重量平均分子量(聚苯乙烯換算值)為1,000~500,000,以2,000~200,000為佳,較佳為3,000~150,000,更佳為3,000~50,000。
這些交聯劑可單獨或組合2種以上後使用。
本發明之硬化膜形成組成物中的(B)成分之交聯劑的含有量以依據(A)成分之反應生成物100質量份時為1質量份~500質量份者為佳,較佳為5質量份~400質量份。交聯劑的含有量過小時,由硬化膜形成組成物所得之硬化膜的溶劑耐性會降低,且液晶配向性會降低。另一方面,含有量過大時,液晶配向性及保存安定性會降低。
<(C)成分> 本發明之硬化膜形成組成物中作為(C)成分,含有具有選自由羥基、羧基、醯胺基、胺基,及烷氧基矽基所成群的至少1個基之聚合物亦佳。
作為(C)成分之聚合物,例如可舉出丙烯酸聚合物、聚醯胺酸、聚醯亞胺、聚乙烯醇、聚酯、聚酯聚羧酸、聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚己內酯多元醇、聚亞烷基亞胺、聚烯丙基胺、纖維素類(纖維素或其衍生物)、酚酚醛清漆樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂等具有直鏈結構或分支結構之聚合物,以及環糊精類等的環狀聚合物等。
作為(C)成分之聚合物,較佳可舉出丙烯酸聚合物、環糊精類、纖維素類、聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇及聚己內酯多元醇。
作為(C)成分的聚合物之較佳一例的丙烯酸聚合物,其為將具有丙烯酸、甲基丙烯酸、苯乙烯、乙烯基化合物等不飽和雙鍵之單體經聚合所得之聚合物,若為將含有具有特定官能基2[選自由羥基、羧基、醯胺基、胺基烷氧基矽基,及下述式(2)所示基所成群的基]的單體之單體或其混合物進行聚合所得之聚合物即可,構成丙烯酸聚合物之高分子的主鏈之骨架及側鏈的種類等並無特別限定。
作為具有特定官能基2之單體,可舉出具有聚乙二醇酯基之單體、具有碳原子數2~5的羥基烷基酯基之單體、具有酚性羥基之單體、具有羧基之單體、具有胺基之單體、具有烷氧基矽基之單體,及具有下述式(2)(式中,R41
表示碳原子數1~12的烷基、碳原子數1~12的烷氧基或苯基)所示基的單體。
作為上述具有聚乙二醇酯基之單體,可舉出H-(OCH2
CH2
)n
-OH的單丙烯酸酯或單甲基丙烯酸酯。該n值為2~50,較佳為2~10。
作為上述具有碳原子數2~5的羥基烷基酯基之單體,例如可舉出2-羥基乙基甲基丙烯酸酯、2-羥基乙基丙烯酸酯、2-羥基丙基甲基丙烯酸酯、2-羥基丙基丙烯酸酯、4-羥基丁基丙烯酸酯、4-羥基丁基甲基丙烯酸酯。
作為上述具有酚性羥基的單體,例如可舉出p-羥基苯乙烯、m-羥基苯乙烯、o-羥基苯乙烯。
作為上述具有羧基之單體,例如可舉出丙烯酸、甲基丙烯酸、乙烯基安息香酸。
作為上述具有胺基之單體,例如可舉出2-胺基乙基丙烯酸酯、2-胺基乙基甲基丙烯酸酯、胺基丙基丙烯酸酯及胺基丙基甲基丙烯酸酯。
作為上述具有烷氧基矽基之單體,例如可舉出3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、烯丙基三甲氧基矽烷及烯丙基三乙氧基矽烷等。
上述式(2)中,作為R41
中之碳原子數1~12的烷基及碳原子數1~12的烷氧基,可舉出相當於上述例示的烷基或烷氧基中之碳原子數的基。 作為上述具有式(2)所示基之單體,例如可舉出具有下式[2-1]至[2-5]所示基的單體等。
又,對於本實施形態,在合成(C)成分之例子的丙烯酸聚合物時,以不損害本發明之效果下,可併用不具有羥基、羧基、醯胺基、胺基、烷氧基矽基,及上述式(2)所示基中任一種的單體。
作為該單體之具體例子,可舉出丙烯酸酯化合物、甲基丙烯酸酯化合物、馬來醯亞胺化合物、丙烯腈、馬來酸酐、苯乙烯化合物及乙烯基化合物等。
作為丙烯酸酯化合物,例如舉出甲基丙烯酸酯、乙基丙烯酸酯、異丙基丙烯酸酯、苯甲基丙烯酸酯、萘丙烯酸酯、蒽基丙烯酸酯、蒽基甲基丙烯酸酯、苯基丙烯酸酯、2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、tert-丁基丙烯酸酯、環己基丙烯酸酯、異冰片基丙烯酸酯、2-甲氧基乙基丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇丙烯酸酯、2-乙氧基乙基丙烯酸酯、四氫糠基丙烯酸酯、3-甲氧基丁基丙烯酸酯、2-甲基-2-金剛烷基丙烯酸酯、2-丙基-2-金剛烷基丙烯酸酯、8-甲基-8-三環癸基丙烯酸酯,及8-乙基-8-三環癸基丙烯酸酯等。
作為甲基丙烯酸酯化合物,例如可舉出甲基甲基丙烯酸酯、乙基甲基丙烯酸酯、異丙基甲基丙烯酸酯、苯甲基甲基丙烯酸酯、萘甲基丙烯酸酯、蒽基甲基丙烯酸酯、蒽基甲基甲基丙烯酸酯、苯基甲基丙烯酸酯、2,2,2-三氟乙基甲基丙烯酸酯、tert-丁基甲基丙烯酸酯、環己基甲基丙烯酸酯、異冰片基甲基丙烯酸酯、2-甲氧基乙基甲基丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇甲基丙烯酸酯、2-乙氧基乙基甲基丙烯酸酯、四氫糠基甲基丙烯酸酯、3-甲氧基丁基甲基丙烯酸酯、2-甲基-2-金剛烷基甲基丙烯酸酯、2-丙基-2-金剛烷基甲基丙烯酸酯、8-甲基-8-三環癸基甲基丙烯酸酯,及8-乙基-8-三環癸基甲基丙烯酸酯等。
作為馬來醯亞胺化合物,例如可舉出馬來醯亞胺、N-甲基馬來醯亞胺、N-苯基馬來醯亞胺,及N-環己基馬來醯亞胺等。
作為苯乙烯化合物,例如可舉出苯乙烯、甲基苯乙烯、氯苯乙烯、溴苯乙烯等。
作為乙烯基化合物,例如可舉出乙烯基醚、甲基乙烯基醚、苯甲基乙烯基醚、2-羥基乙基乙烯基醚、苯基乙烯基醚,及丙基乙烯基醚等。
欲得到(C)成分之例子的丙烯酸聚合物時所使用的具有特定官能基2之單體的使用量為,依據欲得到(C)成分之丙烯酸聚合物時所使用全單體的合計量,以2莫耳%以上者為佳。具有特定官能基2之單體若過小時,所得之硬化膜的耐溶劑性容易變得不充分。
欲得到(C)成分之例子的丙烯酸聚合物之方法並無特別限定,例如對於將含有具有特定官能基2之單體的單體、依據所需不具有特定官能基2之單體與聚合起始劑等共存的溶劑,在50℃~110℃的溫度下進行聚合反應而得。此時所使用的溶劑若為可溶解具有特定官能基2之單體、依據所需使用的不具有特定官能基2之單體及聚合起始劑等者即可,並無特別限定。作為具體例子,如後述[溶劑]之項所記載。
由以上方法所得之(C)成分的例子之丙烯酸聚合物,通常為溶解於溶劑之溶液狀態。
又,將由上述方法所得之(C)成分的例子之丙烯酸聚合物的溶液投入於在攪拌下之二乙基醚或水等中,使其再沈澱,將所生成的沈澱物經過濾・洗淨後,在常壓或減壓下使其常溫乾燥或加熱乾燥,可得到(C)成分之例子的丙烯酸聚合物之粉體。藉由上述操作,可除去與(C)成分的例子之丙烯酸聚合物共存之聚合起始劑及未反應的單體,其結果,可得到經純化之(C)成分的例子之丙烯酸聚合物的粉體。若在一次操作下無法充分純化時,可將所得之粉體再次溶解於溶劑中,重複上述操作進行即可。
(C)成分的較佳例子之丙烯酸聚合物中的重量平均分子量以3000~200000者為佳,以4000~150000者為較佳,以5000~100000者為更佳。若為重量平均分子量超過200000之過大者時,對溶劑之溶解性降低而使處理性降低之情況產生,重量平均分子量若未達3000之較小者時,於熱硬化時變得硬化不足而降低溶劑耐性之情況產生。且,重量平均分子量為藉由凝膠滲透層析法(GPC),且使用聚苯乙烯作為標準試料所得之值。以下本說明書中所記載亦同樣。
其次,作為(C)成分之聚合物的一較佳例子之聚醚多元醇,可舉出聚乙二醇、聚丙二醇、丙二醇或雙酚A、三乙二醇、山梨醇等多元醇中加成環氧丙烷或聚乙二醇、聚丙二醇等者。作為聚醚多元醇的具體例子,可舉出ADEKA製Adeka polyetherP系列、G系列、EDP系列、BPX系列、FC系列、CM系列、日油製UNIOX(註冊商標)HC-40、HC-60、ST-30E、ST-40E、G-450、G-750、UNIOL(註冊商標)TG-330、TG-1000、TG-3000、TG-4000、HS-1600D、DA-400、DA-700、DB-400、非離子(註冊商標)LT-221、ST-221、OT-221等。
作為(C)成分的聚合物之較佳一例子的聚酯多元醇,可舉出將己二酸、癸二酸、間苯二甲酸等多元羧酸與乙二醇、丙二醇、丁二醇、聚乙二醇、聚丙二醇等二醇進行反應者。作為聚酯多元醇之具體例子,可舉出DIC製之Polylite(註冊商標)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、Kuraray製多元醇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。
作為(C)成分之聚合物的較佳一例子的聚己內酯多元醇,可舉出將三羥甲基丙烷或乙二醇等多元醇作為起始劑之使ε-己內酯進行開環聚合者。作為聚己內酯多元醇之具體例子,可舉出DIC製Polylite(註冊商標)OD-X-2155、OD-X-640、OD-X-2568、大賽璐製Plaxel(註冊商標)205、L205AL、205U、208、210、212、L212AL、220、230、240、303、305、308、312、320等。
作為(C)成分的聚合物之較佳一例子的聚碳酸酯多元醇,可舉出將三羥甲基丙烷或乙二醇等多元醇,與碳酸二乙基、碳酸二苯基、伸乙基碳酸酯等進行反應者。作為聚碳酸酯多元醇的具體例子,可舉出大賽璐製Plaxel(註冊商標)CD205、CD205PL、CD210、CD220、Kuraray製的C-590、C-1050、C-2050、C-2090、C-3090等。
作為(C)成分的聚合物之較佳一例子的纖維素類,可舉出羥基乙基纖維素、羥基丙基纖維素等羥基烷基纖維素類、羥基乙基甲基纖維素、羥基丙基甲基纖維素、羥基乙基乙基纖維素等羥基烷基烷基纖維素類及纖維素等,例如以羥基乙基纖維素、羥基丙基纖維素等羥基烷基纖維素類為佳。
作為(C)成分的聚合物之較佳一例子的環糊精類,可舉出α-環糊精、β-環糊精及γ-環糊精等的環糊精、甲基-α-環糊精、甲基-β-環糊精及甲基-γ-環糊精等甲基化環糊精、羥基甲基-α-環糊精、羥基甲基-β-環糊精、羥基甲基-γ-環糊精、2-羥基乙基-α-環糊精、2-羥基乙基-β-環糊精、2-羥基乙基-γ-環糊精、2-羥基丙基-α-環糊精、2-羥基丙基-β-環糊精、2-羥基丙基-γ-環糊精、3-羥基丙基-α-環糊精、3-羥基丙基-β-環糊精、3-羥基丙基-γ-環糊精、2,3-二羥基丙基-α-環糊精、2,3-二羥基丙基-β-環糊精、2,3-二羥基丙基-γ-環糊精等羥基烷基環糊精等。
(C)成分的聚合物之較佳一例子的三聚氰胺甲醛樹脂為聚縮合三聚氰胺與甲醛而得之樹脂。
(C)成分的三聚氰胺甲醛樹脂由保存安定性之觀點來看,以三聚氰胺與甲醛之聚縮合時所生成的羥甲基經烷基化者為佳,作為如此三聚氰胺甲醛樹脂,例如可舉出下述式所示化合物。上述式中,R21
表示氫原子或碳原子數1~4的烷基,n表示重複單位之次數的自然數。
欲得到(C)成分的三聚氰胺甲醛樹脂之方法並無特別限定,一般為混合三聚氰胺與甲醛,使用碳酸鈉或氨等弱鹼性後,在60℃~100℃進行加熱而合成。可進一步與醇進行反應後使羥甲基進行烷氧基化。
(C)成分的三聚氰胺甲醛樹脂之重量平均分子量以250~5000者為佳,以300~4000者為較佳,以350~3500者為更佳。重量平均分子量若超過5000之過大者時,對於溶劑之溶解性會降低且處理性降低之情況會產生,若重量平均分子量未達250之過小者時,於熱硬化時會變的硬化不足且無法充分地提高溶劑耐性之情況會產生。
對於本發明之實施形態為(C)成分的三聚氰胺甲醛樹脂可在液體形態下,或者將經純化的液體再溶解於後述溶劑中的溶液形態下使用。
作為(C)成分的聚合物之較佳一例子的酚酚醛清漆樹脂,例如可舉出酚-甲醛聚縮合物等。
對於本實施形態之硬化膜形成組成物,(C)成分的聚合物可在粉體形態下,或在將經純化的粉末再溶解於後述溶劑之溶液形態下使用。
又,對於本實施形態之硬化膜形成組成物,(C)成分可為作為(C)成分而例示之聚合物的複數種之混合物。
本發明之硬化膜形成組成物中的(C)成分之含有量對於(A)成分之反應生成物及(B)成分的交聯劑之合計量100質量份而言,通常為400質量份以下,以1~400質量份為佳,較佳為10質量份~380質量份,更佳為40質量份~360質量份。(C)成分的含有量過大時,液晶配向性容易降低。
<(D)成分> 本發明之硬化膜形成組成物除前述(A)成分及(B)成分以外,可進一步含有作為(D)成分之交聯觸媒。 作為(D)成分之交聯觸媒,例如可適用酸或熱酸產生劑。該(D)成分在促進本發明之硬化膜形成組成物的熱硬化反應上為有效。 (D)成分,作為上述酸,具體可舉出含有磺酸基的化合物、鹽酸或其鹽。而作為上述熱酸產生劑,若為於加熱處理時進行熱分解後產生酸的化合物,即在溫度80℃至250℃下進行熱分解而產生酸的化合物即可,並無特別限定。
作為上述酸的具體例子,例如可舉出鹽酸或其鹽;甲磺酸、乙磺酸、丙烷磺酸、丁烷磺酸、戊烷磺酸、辛烷磺酸、苯磺酸、p-甲苯磺酸、樟腦磺酸、三氟甲磺酸、p-酚磺酸、2-萘磺酸、三甲苯磺酸、p-二甲苯-2-磺酸、m-二甲苯-2-磺酸、4-乙基苯磺酸、1H,1H,2H,2H-全氟辛烷磺酸、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基含有化合物或其水合物或鹽等。
又,作為藉由熱而產生酸的化合物,例如可舉出雙(甲苯磺醯基氧基)乙烷、雙(甲苯磺醯基氧基)丙烷、雙(甲苯磺醯基氧基)丁烷、p-硝基苯甲基甲苯磺酸酯、o-硝基苯甲基甲苯磺酸酯、1,2,3-伸苯基參(甲基磺酸鹽)、p-甲苯磺酸吡啶鎓鹽、p-甲苯磺酸莫耳鎓鹽、p-甲苯磺酸乙基酯、p-甲苯磺酸丙基酯、p-甲苯磺酸丁基酯、p-甲苯磺酸異丁基酯、p-甲苯磺酸甲基酯、p-甲苯磺酸苯乙基酯、氰基甲基p-甲苯磺酸鹽、2,2,2-三氟乙基p-甲苯磺酸鹽、2-羥基丁基p-甲苯磺酸鹽、N-乙基-p-甲苯磺醯胺,進一步可舉出下述式所示化合物:
等。
本發明之硬化膜形成組成物中之(D)成分的含有量對於(A)成分之反應生成物及(B)成分的交聯劑合計量100質量份而言,以0.01質量份~20質量份為佳,較佳為0.1質量份~15質量份,更佳為0.5質量份~10質量份。將(D)成分的含有量設定在0.01質量份以上時,可賦予充分熱硬化性及溶劑耐性。然而,若比20質量份多時,組成物之保存安定性會降低之情況會產生。
<(E)成分> 作為本發明之(E)成分,可含有提高所要形成之硬化膜的接著性之成分(以下亦稱為提高密著之成分)。
將由含有(E)成分的本實施形態之硬化膜形成組成物所形成的硬化膜作為配向材料使用時,欲提高配向材料與聚合性液晶之層的密著性,聚合性液晶之聚合性官能基與配向材料之交聯反應部位可藉由共價鍵而連接。其結果,於本實施形態的配向材料上層合經硬化的聚合性液晶而成的本實施形態的相位差材料,即使在高溫高質之條件下,亦可維持強密著性,可對剝離等顯示高耐久性。
作為(E)成分,可使用具有1個以上聚合性基、選自由羥基、羧基、醯胺基、胺基,及烷氧基矽基所成群的至少1個基A或與該基A進行反應的至少1個基的化合物。 作為(E)成分,以具有選自羥基及N-烷氧基甲基的基,與聚合性基的單體及聚合物為佳。 作為如此(E)成分,可舉出具有羥基與(甲基)丙烯酸基之化合物、具有N-烷氧基甲基與(甲基)丙烯酸基之化合物、具有N-烷氧基甲基與(甲基)丙烯酸基之聚合物等。以下為各具體例子。
作為(E)成分之一例子,可舉出含有羥基之多官能丙烯酸酯(以下亦稱為含有羥基之多官能丙烯酸酯)。 作為(E)成分的例子之含有羥基之多官能丙烯酸酯,例如可舉出季戊四醇三丙烯酸酯及二季戊四醇五丙烯酸酯等。
作為(E)成分的一例子,亦可舉出具有1個(甲基)丙烯酸基與1個以上羥基之化合物。如此可舉出具有1個(甲基)丙烯酸基與1個以上羥基之化合物的較佳例子。且,(E)成分的化合物並未限定於以下化合物例者。
(上述式中,R11
表示氫原子或甲基,m表示1~10的整數)。
又,作為(E)成分之化合物,可舉出具有至少一個於1分子中含有C=C雙鍵之聚合性基與至少一個N-烷氧基甲基之化合物。
作為含有C=C雙鍵之聚合性基,可舉出丙烯酸基、甲基丙烯酸基、乙烯基、烯丙基、馬來醯亞胺基等。
作為N-烷氧基甲基的N,即氮原子,可舉出醯胺的氮原子、硫代醯胺的氮原子、脲的氮原子、硫代脲的氮原子、胺基甲酸酯的氮原子、於含氮雜環的氮原子之鄰接位上鍵結的氮原子等。因此,作為N-烷氧基甲基,可選自由醯胺的氮原子、硫代醯胺的氮原子、脲的氮原子、硫代脲的氮原子、胺基甲酸酯的氮原子、於含氮雜環之氮原子的鄰接位上鍵結的氮原子等氮原子上鍵結烷氧基甲基之結構。
作為(E)成分,若為具有上述基者即可,例如較佳為下述式(X1)所示化合物。
(式中,R31
表示氫原子或甲基,R32
表示氫原子或直鏈狀或者分支鏈狀碳原子數1至10的烷基)。
作為上述烷基,例如可舉出甲基、乙基、n-丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、n-戊基、1-甲基-n-丁基、2-甲基-n-丁基、3-甲基-n-丁基、1,1-二甲基-n-丙基、1,2-二甲基-n-丙基、2,2-二甲基-n-丙基、1-乙基-n-丙基、n-己基、1-甲基-n-戊基、2-甲基-n-戊基、3-甲基-n-戊基、4-甲基-n-戊基、1,1-二甲基-n-丁基、1,2-二甲基-n-丁基、1,3-二甲基-n-丁基、2,2-二甲基-n-丁基、2,3-二甲基-n-丁基、3,3-二甲基-n-丁基、1-乙基-n-丁基、2-乙基-n-丁基、1,1,2-三甲基-n-丙基、1,2,2-三甲基-n-丙基、1-乙基-1-甲基-n-丙基、1-乙基-2-甲基-n-丙基、n-庚基、1-甲基-n-己基、2-甲基-n-己基、3-甲基-n-己基、1,1-二甲基-n-戊基、1,2-二甲基-n-戊基、1,3-二甲基-n-戊基、2,2-二甲基-n-戊基、2,3-二甲基-n-戊基、3,3-二甲基-n-戊基、1-乙基-n-戊基、2-乙基-n-戊基、3-乙基-n-戊基、1-甲基-1-乙基-n-丁基、1-甲基-2-乙基-n-丁基、1-乙基-2-甲基-n-丁基、2-甲基-2-乙基-n-丁基、2-乙基-3-甲基-n-丁基、n-辛基、1-甲基-n-庚基、2-甲基-n-庚基、3-甲基-n-庚基、1,1-二甲基-n-己基、1,2-二甲基-n-己基、1,3-二甲基-n-己基、2,2-二甲基-n-己基、2,3-二甲基-n-己基、3,3-二甲基-n-己基、1-乙基-n-己基、2-乙基-n-己基、3-乙基-n-己基、1-甲基-1-乙基-n-戊基、1-甲基-2-乙基-n-戊基、1-甲基-3-乙基-n-戊基、2-甲基-2-乙基-n-戊基、2-甲基-3-乙基-n-戊基、3-甲基-3-乙基-n-戊基、n-壬基、n-癸基等。
作為上述式(X1)所示化合物之具體例子,可舉出N-羥基甲基(甲基)丙烯醯胺、N-甲氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、N-乙氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、N-丁氧基甲基(甲基)丙烯醯胺等羥基甲基或者由烷氧基甲基所取代的丙烯醯胺化合物或甲基丙烯醯胺化合物。且所謂(甲基)丙烯醯胺為表示甲基丙烯醯胺與丙烯醯胺之雙方意思。
作為(E)成分的具有含有C=C雙鍵之聚合性基與N-烷氧基甲基之化合物的另一態樣,例如較佳可舉出下述式(X2)所示化合物。式中,R51
表示氫原子或甲基。 R52
表示含有碳原子數2至20的烷基、碳原子數5至6的1價脂肪族環基或碳原子數5至6的脂肪族環之1價脂肪族基,亦可於結構中含有醚鍵。 R53
表示直鏈狀或分支鏈狀碳原子數2至20的伸烷基、碳原子數5至6的2價脂肪族環基,或含有碳原子數5至6的脂肪族環之2價脂肪族基,亦可於結構中含有醚鍵。 R54
表示直鏈狀或分支鏈狀碳原子數1至20的2價至9價脂肪族基、碳原子數5至6的2價至9價脂肪族環基,或含有碳原子數5至6的脂肪族環之2價至9價脂肪族基,這些基之一個伸甲基或不相鄰的複數伸甲基可取代為醚鍵。 Z表示>NCOO-或-OCON<(其中,「-」表示1個結合鍵。又,「>」「<」表示2個結合鍵,且任1個結合鍵與烷氧基甲基(即-OR52
基)鍵結)。 r為2以上9以下的自然數。
作為R53
定義中之碳原子數2至20的伸烷基之具體例子,可舉出自碳原子數2至20的烷基中進一步取出1個氫原子之2價基。 又,作為R54
定義中之碳原子數1至20的2價至9價脂肪族基之具體例子,可舉出自碳原子數1至20的烷基中進一步取出1至8個氫原子的2價至9價之基。
碳原子數1的烷基為甲基,又作為碳原子數2至20的烷基之具體例子,可舉出乙基、n-丙基、i-丙基、n-丁基、i-丁基、s-丁基、t-丁基、n-戊基、1-甲基-n-丁基、2-甲基-n-丁基、3-甲基-n-丁基、1,1-二甲基-n-丙基、n-己基、1-甲基-n-戊基、2-甲基-n-戊基、1,1-二甲基-n-丁基、1-乙基-n-丁基、1,1,2-三甲基-n-丙基、n-庚基、n-辛基、n-壬基、n-癸基、n-十一烷基、n-十二烷基、n-十三烷基、n-十四烷基、n-十五烷基、n-十六烷基、n-十七烷基、n-十八烷基、n-十九烷基、n-二十烷基、環戊基、環己基、這些一種或複數種在碳原子數至20的範圍進行鍵結的基,與這些基之一的伸甲基或未相鄰的複數個伸甲基可取代為醚鍵的基等可作為一例子舉出。
此等中,以碳原子數2至10的伸烷基為佳,R53
表示伸乙基,R54
表示伸己基由原料容易獲得等觀點來看為特佳。
作為R52
的定義中之碳原子數1至20的烷基之具體例子,可舉出R53
的定義中之碳原子數2至20的烷基之具體例子及甲基。此等中,以碳原子數1至6的烷基為佳,以甲基、乙基、n-丙基或n-丁基為特佳。
作為r,可舉出2以上9以下之自然數,其中亦以2至6之自然數為佳。
本發明之實施形態的硬化膜形成組成物中之(E)成分的含有量對於(A)成分之反應生成物及(B)成分的交聯劑合計量100質量份而言,以1質量份~100質量份為佳,更佳為5質量份~70質量份。將(E)成分之含有量作為1質量份以上時,所形成的硬化膜可賦予充分的密著性。但若比100質量份多時,液晶配向性容易降低。
又,對於本實施形態之硬化膜形成組成物,(E)成分可為(E)成分之化合物的複數種類之混合物。
<溶劑> 本發明之硬化膜形成組成物中,主要在溶解於溶劑之溶液狀態下使用。此時所使用的溶劑僅可溶解(A)成分、(B)成分及視必要的(C)成分、(D)成分、(E)成分及/或後述之其他添加劑即可,對於其種類及結構等並無特別限定。
作為溶劑之具體例子,例如可舉出甲醇、乙醇、n-丙醇、異丙醇、n-丁醇、異丁醇、2-甲基-1-丁醇、n-戊醇、乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、甲基溶纖劑乙酸酯、乙基溶纖劑乙酸酯、二乙二醇、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、丙二醇、丙二醇單甲基醚、丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單乙基醚、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、異丁基甲基酮、環戊酮、環己酮、2-丁酮、3-甲基-2-戊酮、2-戊酮、2-庚酮、γ-丁內酯、2-羥基丙酸乙酯、2-羥基-2-甲基丙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、羥基乙酸乙酯、2-羥基-3-甲基丁烷酸甲酯、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、環戊基甲基醚、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺,及N-甲基-2-吡咯啶酮等。
使用本發明之硬化膜形成組成物,於樹脂薄膜上形成硬化膜,製造配向材料時,由甲醇、乙醇、n-丙醇、異丙醇、n-丁醇、2-甲基-1-丁醇、2-庚酮、異丁基甲基酮、二乙二醇、丙二醇、丙二醇單甲基醚、環戊基甲基醚、丙二醇單甲基醚乙酸酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等為樹脂薄膜顯示耐性的溶劑之觀點來看為佳。
這些溶劑可單獨使用1種或組合2種以上使用。
<其他添加劑> 且本發明之硬化膜形成組成物中不損害本發明之效果下,視必要可含有密著向上劑、矽烷偶合劑、界面活性劑、流變調整劑、顏料、染料、保存安定劑、消泡劑、抗氧化劑等。
<硬化膜形成組成物之調製> 本發明之硬化膜形成組成物為含有(A)成分之反應生成物及(B)成分之交聯劑,視必要可含有(C)成分的聚合物、(D)成分之交聯觸媒及(E)成分之化合物,進一步不損害本發明之效果下,可含有其他添加劑之組成物。通常以將這些溶解於溶劑之溶液的形態下使用。
本發明之硬化膜形成組成物的較佳例子如以下所示。 [1]:含有(A)成分、依據(A)成分100質量份為1質量份~500質量份之(B)成分的硬化膜形成組成物。 [2]:含有(A)成分、依據(A)成分100質量份為1質量份~500質量份的(B)成分,以及對於(A)成分之反應生成物及(B)成分的交聯劑之合計量100質量份而言為1~400質量份之(C)成分的硬化膜形成組成物。 [3]:含有(A)成分、依據(A)成分100質量份為1質量份~500質量份的(B)成分,以及溶劑之硬化膜形成組成物。 [4]:含有(A)成分、依據(A)成分100質量份為1質量份~500質量份之(B)成分、對於(A)成分之反應生成物及(B)成分的交聯劑之合計量100質量份而言為1~400質量份之(C)成分,以及溶劑之硬化膜形成組成物。 [5]:含有(A)成分、依據(A)成分100質量份為1質量份~500質量份之(B)成分、對於(A)成分之反應生成物及(B)成分的交聯劑之合計量100質量份而言為1~400質量份之(C)成分、對於(A)成分之反應生成物及(B)成分的交聯劑之合計量100質量份而言為0.01質量份~20質量份之(D)成分,以及溶劑之硬化膜形成組成物。 [6]:含有(A)成分、依據(A)成分100質量份為1質量份~500質量份之(B)成分、對於(A)成分之反應生成物及(B)成分的交聯劑之合計量100質量份為1~400質量份之(C)成分、對於(A)成分之反應生成物及(B)成分的交聯劑之合計量100質量份而言為0.01質量份~20質量份之(D)成分、對於(A)成分之反應生成物及(B)成分的交聯劑之合計量100質量份為1質量份~100質量份之(E)成分,以及溶劑之硬化膜形成組成物。
將本發明之硬化膜形成組成物作為溶液使用時的配合比例、調製方法等如以下詳述。 本發明之硬化膜形成組成物中之固體成分的比例以可將各成分均勻地溶解於溶劑者即可,並無特別限定,但以1質量%~60質量%為佳,較佳為2質量%~50質量%,更佳為2質量%~20質量%。其中所謂固體成分表示自硬化膜形成組成物的全成分除去溶劑者。
本發明之硬化膜形成組成物的調製方法並無特別限定。作為調製法,例如於溶劑中溶解(A)成分之溶液中,將(B)成分、進一步為(C)成分、(D)成分、(E)成分等以所定比例進行混合,成為均勻溶液之方法,或對於該調製法之適當階段,視必要可進一步添加其他添加劑而混合之方法可舉出。
對於本發明之硬化膜形成組成物的調製,藉由溶劑中之聚合反應所得之特定共聚物(聚合物)的溶液可直接使用。此時,例如於(A)成分之溶液中加入與前述相同的(B)成分、進一步為(C)成分、(D)成分、(E)成分等後成為均勻溶液。此時,將濃度調整作為目的,可再追加投入溶劑。此時,在(A)成分之生成過程所使用的溶劑與使用於硬化膜形成組成物之濃度調整的溶劑可為相同或相異。
又,所調製之硬化膜形成組成物的溶液可使用孔徑為0.2μm程度之濾器等進行過濾後使用為佳。
<硬化膜、配向材料及相位差材料> 將本發明之硬化膜形成組成物的溶液於基板(例如矽/二酸化矽被覆基板、氮化矽基板、金屬,例如鋁、鉬、鉻等包覆的基板、玻璃基板、石英基板、ITO基板等)或薄膜基板(例如三乙醯纖維素(TAC)薄膜、聚碳酸酯(PC)薄膜、環烯烴聚合物(COP)薄膜、環烯烴共聚物(COC)薄膜、聚乙烯對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、丙烯酸薄膜、聚乙烯薄膜等樹脂薄膜)等上以棒塗布、轉動塗布、流動塗布、輥塗布、狹縫塗布、狹縫繼續以轉動塗布、噴墨塗布、印刷等進行塗布後形成塗膜,其後以加熱板或烤箱等進行加熱乾燥後,可形成硬化膜。該硬化膜可直接作為配向材料使用。
作為加熱乾燥之條件,僅將硬化膜(配向材料)的成分塗布於上面後不會溶離於聚合性液晶溶液之程度下可藉由交聯劑進行交聯反應者即可,例如在溫度60℃~200℃,時間為0.4分鐘~60分鐘之範圍中採用適宜地選擇之加熱溫度及加熱時間。加熱溫度及加熱時間較佳為70℃~160℃,0.5分鐘~10分鐘。
使用本發明之硬化性組成物所形成的硬化膜(配向材料)之膜厚,例如0.05μm~5μm,可考慮到所使用之基板的段差或光學性、電性性質下適宜地選擇。
欲使由本發明之硬化膜組成物所形成的配向材料具有耐溶劑性及耐熱性,於該配向材料上塗布具有垂直配向性之聚合性液晶溶液等相位差材料,可再配向材料上進行配向。而將成為配向狀態之相位差材料直接使其硬化後,可形成作為具有光學各向異性之層的相位差材料。而形成配向材料之基板為薄膜時,可作為相位差薄膜使用。
又,使用如上述所形成的具有本發明之配向材料的2片基板,介著間隔物,使兩基板上之配向材料成彼此面對面的方式貼合後,於這些基板之間注入液晶,液晶亦可作為經配向之液晶顯示元件。 如此本發明之硬化膜形成組成物可適用於各種相位差材料(相位差薄膜)或液晶顯示元件等製造上。 [實施例]
以下舉出本發明之實施例,具體說明本發明,本發明並未限定於此等解釋者。 [在實施例使用的簡稱] 在以下實施例所使用的簡稱之意思如下所示。 <原料> GMA:縮水甘油基甲基丙烯酸酯 M100:3,4-環氧環己基甲基甲基丙烯酸酯 AIBN:α,α’-偶氮二異丁腈 BMAA:N-丁氧基甲基丙烯醯胺 MMA:甲基丙烯酸甲酯 HEMA:2-羥基乙基甲基丙烯酸酯 <B成分> HMM:下述結構式所示三聚氰胺交聯劑[Cymel (CYMEL) (註冊商標)303(Mitsui Cytec(股)製)]PL:四甲氧基甲基乙二醇脲[POWDERLINK(註冊商標)1174(Mitsui Cytec(股)製)]<D成分> PTSA:p-甲苯磺酸・一水合物 <E成分> E-1:具有下述結構式所示羥基及丙烯酸基之化合物E-2:具有下述結構式所示N-烷氧基甲基及丙烯酸基之化合物<溶劑> 實施例及比較例的各樹脂組成物為含有溶劑,作為該溶劑使用丙二醇單甲基醚(PM)。
<聚合物的分子量之測定> 聚合例中之丙烯酸共聚物的分子量可使用(股)Shodex公司製常溫凝膠滲透層析法(GPC)裝置(GPC-101)、Shodex公司製管柱(KD-803、KD-805)如以下所示進行測定。 且,下述數平均分子量(以下稱為Mn)及重量平均分子量(以下稱為Mw)表示聚苯乙烯換算值。 管柱溫度:40℃ 溶離液:四氫呋喃 流速:1.0mL/分 標準曲線作成用標準試樣:昭和電工公司製之標準聚苯乙烯(分子量約197,000、55,100、12,800、3,950、1,260、580)。
<A成分之合成> <聚合例1> 將GMA 15.0g、作為聚合觸媒之AIBN 0.5g溶解於四氫呋喃 46.4g,在加熱迴流下進行20小時反應後得到丙烯酸聚合物溶液。將所得之丙烯酸聚合物溶液徐徐滴入於己烷500.0g中,析出固體,經過濾及減壓乾燥後,得到具有環氧基之丙烯酸聚合物(P1)。所得之丙烯酸聚合物的Mn為25,000,Mw為9,800。
<聚合例2> 將M100 15.0g、作為聚合觸媒之AIBN 0.5gを溶解於四氫呋喃 46.4g,在加熱迴流下進行20小時反應後,得到丙烯酸聚合物溶液。將所得之丙烯酸聚合物溶液徐徐滴入於己烷500.0g中,析出固體,經過濾及減壓乾燥後,得到具有環氧基之丙烯酸聚合物(P2)。所得之丙烯酸聚合物的Mn為35,000,Mw為15,000。
<合成例1> 將在聚合例1所得之具有環氧基的丙烯酸聚合物(P1)10.0g、4-甲氧基肉桂酸 11.3g、作為反應觸媒的苯甲基三乙基銨氯化物 0.4g溶解於PM 50.8g,在120℃進行20小時反應。將該溶液徐徐滴入於二乙基醚 500g後,析出固體,經過濾及減壓乾燥後得到聚合物(PA-1)。測定所得之聚合物的環氧價,確認環氧基已消失。
<合成例2> 將在聚合例1所得之具有環氧基的丙烯酸聚合物(P1)10.0g、4-丙氧基肉桂酸 12.0g、作為反應觸媒的苯甲基三乙基銨氯化物 0.4g溶解於PM 50.8g,在120℃進行20小時反應。將該溶液徐徐滴入於二乙基醚 500g後,析出固體,經過濾及減壓乾燥後得到聚合物(PA-2)。測定所得之聚合物的環氧價,確認環氧基已消失。
<合成例3> 將在聚合例1所得之具有環氧基的丙烯酸聚合物(P1)10.0g、3-(1,1’-聯苯基-4-基)丙烯酸 14.5g、作為反應觸媒的苯甲基三乙基銨氯化物 0.4g溶解於PM 58.8g,在120℃進行20小時反應。將該溶液徐徐滴入於二乙基醚 500g後,析出固體,經過濾及減壓乾燥後得到聚合物(PA-3)。測定所得之聚合物的環氧價,確認環氧基已消失。
<合成例4> 將在聚合例2所得之具有環氧基的丙烯酸聚合物(P2)10.0g、4-甲氧基肉桂酸 8.2g、作為反應觸媒的苯甲基三乙基銨氯化物 0.3g溶解於PM 43.2g,在120℃進行20小時反應。將該溶液徐徐滴入於二乙基醚 500g後,析出固體,經過濾及減壓乾燥後得到聚合物(PA-4)。測定所得之聚合物的環氧價,確認環氧基已消失。
<合成例5> 將具有環氧基的聚合物UG-4035(東亞合成(股)製ARUFON系列)10.0g、4-甲氧基肉桂酸 3.1g、作為反應觸媒的苯甲基三乙基銨氯化物 0.1g溶解於PM 52.7g,在120℃進行20小時反應。將該溶液徐徐滴入於二乙基醚 500g後,析出固體,經過濾及減壓乾燥後得到聚合物(PA-5)。測定所得之聚合物的環氧價,確認環氧基已消失。
<合成例6> 將具有環氧基之聚合物EHPE3150((股)大賽璐製)10.0g、4-甲氧基肉桂酸 9.9g、作為反應觸媒的苯甲基三乙基銨氯化物 0.4g溶解於PM 47.2g,在120℃進行20小時反應。將該溶液徐徐滴入於二乙基醚 500g後,析出固體,經過濾及減壓乾燥後得到聚合物(PA-6)。測定所得之聚合物的環氧價,確認環氧基已消失。
<合成例7> 將具有環氧基之聚合物ECN-1299(旭化成(股)製)10.0g、4-甲氧基肉桂酸 10.3g、作為反應觸媒的苯甲基三乙基銨氯化物 0.3g溶解於PM 61.9g,在120℃進行20小時反應。將該溶液徐徐地滴入於二乙基醚 700g,析出固體,經過濾及減壓乾燥後得到聚合物(PA-7)。測定所得之聚合物的環氧價,確認環氧基已消失。
<合成例8> 將在聚合例1所得之具有環氧基的丙烯酸聚合物(P1)10.0g、4-甲氧基肉桂酸 7.3g、丙烯酸 1.3g、二丁基羥基甲苯0.2g、作為反應觸媒的乙基三苯基鏻溴化物 0.2g溶解於PM 44.6g,在90℃進行20小時反應。將該溶液徐徐滴入於二乙基醚 500g後,析出固體,經過濾及減壓乾燥後得到聚合物(PA-8)。測定所得之聚合物的環氧價,確認環氧基已消失。該聚合物(PA-8)的環氧基中,與4-甲氧基肉桂酸進行反應的比例為70莫耳%。
<B成分之合成> <聚合例3> 將BMAA 100.0g、作為聚合觸媒的AIBN 4.2g溶解於PM 193.5g,在90℃進行20小時反應後得到丙烯酸聚合物溶液。將丙烯酸聚合物溶液徐徐滴入於己烷2000.0g,析出固體,經過濾及減壓乾燥後得到聚合物(PB-1)。所得之丙烯酸聚合物的Mn為2,700,Mw為3,900。
<聚合例4> 將BMAA32.0g、GMA8.0g、作為聚合觸媒的AIBN 0.8g溶解於四氫呋喃 204.0g,在60℃進行20小時反應後得到丙烯酸共聚物溶液。將丙烯酸共聚物溶液徐徐滴入於己烷1000.0g,析出固體,經過濾及減壓乾燥後得到丙烯酸共聚物(P-3)。所得之丙烯酸共聚物的Mn為7,000,Mw為18,000。
<合成例9> 將在聚合例4所得之丙烯酸共聚物(P-3)10.0g、丙烯酸2.2g、二丁基羥基甲苯0.2g、作為反應觸媒的苯甲基三乙基銨氯化物10mg溶解於PM60g,在90℃進行20小時反應。將該溶液徐徐滴入於己烷500g,析出固體,經過濾及減壓乾燥後,得到具有丙烯醯基之聚合物(PB-2)。進行1
H-NMR分析後,確認聚合物(PB-2)為具有丙烯醯基者。
<C成分之合成> <聚合例5> 將MMA 30.0g、HEMA 3.0g、作為聚合觸媒的AIBN 0.3g溶解於PM146.0g,在80℃進行20小時反應後得到丙烯酸共聚物溶液。將丙烯酸共聚物溶液徐徐滴入於己烷1000.0g,析出固體,經過濾及減壓乾燥後得到丙烯酸共聚物(PC-1)。所得之丙烯酸共聚物的Mn為18,000,Mw為32,800。
<聚合性液晶溶液之調製> <調製例1> 加入聚合性液晶LC242(BASF公司製)29.0g、作為聚合起始劑之IRGACURE907(BASF公司製)0.9g、作為塗平劑之BYK-361N(BYK公司製)0.2g、作為溶劑之甲基異丁基酮,得到固體成分濃度為30質量%之聚合性液晶溶液(RM-1)。
<調製例2> 加入聚合性液晶LC242(BASF公司製)29.0g、作為聚合起始劑之IRGACURE907(BASF公司製)0.9g、作為塗平劑之BYK-361N(BYK公司製)0.2g、作為溶劑之CP(環戊酮),得到固體成分濃度為30質量%之聚合性液晶溶液(RM-2)。
<實施例、比較例> 調製出如表1所示組成的實施例及比較例之各硬化膜形成組成物。其次,使用各硬化膜形成組成物形成硬化膜,對各所得之硬化膜進行配向性之評估。
[配向性之評估] 將實施例及比較例的各硬化膜形成組成物於TAC薄膜上使用棒塗布塗布至Wet膜厚4μm。在各溫度90℃或110℃下進行60秒的熱循環式烤箱中之加熱乾燥,於TAC薄膜上形成各硬化膜。於該各硬化膜上將313nm的直線偏光以5mJ/cm2
或者30mJ/cm2
之曝光量於垂直方向照射,形成配向材料。於TAC薄膜上之配向材料的上面,將聚合性液晶溶液(RM-1)或(RM-2)使用棒塗布塗布至Wet膜厚6μm。將該塗膜在溫度90℃之加熱板上進行60秒乾燥後,以300mJ/cm2
進行曝光,製作出相位差材料。將所製作之基板上的相位差材料以一對偏光板夾住,觀察於相位差材料中之相位差特性之顯示狀況,將相位差無缺陷下顯示者評估為○,未顯示相位差者評估為×,記載於「配向性」欄上。評估結果歸納於後面的表2所示。
如表2所示,使用實施例1~18的硬化膜形成組成物而得之相位差材料即使在偏光曝光量5mJ/cm2
下亦顯示良好液晶配向性。
相對於此,使用比較例1~3的硬化膜形成組成物所得之相位差材料即在使偏光曝光量30mJ/cm2
下亦無法得到良好液晶配向性。 [產業上可利用性]
由本發明所得之硬化膜形成組成物為,作為形成液晶顯示元件之液晶配向膜,或欲形成設置於液晶顯示元件之內部或外部的光學各向異性薄膜時的配向材料的材料上非常有用,特別作為IPS-LCD或有機EL顯示器的反射防止膜使用之圓偏光板的以相位差材料為主的材料上為適當。
Claims (12)
- 一種硬化膜形成組成物,其特徵為含有(A)具有環氧基的聚合物與下述式(1)所示桂皮酸衍生物之反應生成物,以及(B)交聯劑者;(式(1)中,A1 與A2 各獨立表示氫原子或甲基,R1 表示選自由氫原子、鹵素原子、碳原子數1~6的烷基、碳原子數1~6的鹵烷基、碳原子數3~8的環烷基、碳原子數3~8的鹵環烷基、碳原子數2~6的烯基、碳原子數2~6的鹵烯基、碳原子數3~8的環烯基、碳原子數3~8的鹵環烯基、碳原子數2~6的炔基、碳原子數2~6的鹵炔基、碳原子數1~6的烷氧基、碳原子數1~6的鹵烷氧基、(碳原子數1~6的烷基)羰基、(碳原子數1~6的鹵烷基)羰基、(碳原子數1~6的烷氧基)羰基、(碳原子數1~6的鹵烷氧基)羰基、(碳原子數1~6的烷基胺基)羰基、(碳原子數1~6的鹵烷基)胺基羰基、二(碳原子數1~6的烷基)胺基羰基、氰基及硝基所成群的取代基,R2 表示2價芳香族基、2價脂環族基、2價雜環式基或2價縮合環式基,R3 表示單鍵、氧原子、-COO-或-OCO-,R4 ~R7 各獨立表示選自由氫原子、鹵素原子、碳原子數1~6的烷基、碳原子數1~6的鹵烷基、碳原子數1~6的烷氧基、碳原子數1~6的鹵烷氧基、氰基及硝基所成群的取代基,n為0~3的整數)。
- 如請求項1之硬化膜形成組成物,其中(B)交聯劑為具有羥甲基或烷氧基甲基的交聯劑。
- 如請求項1或2之硬化膜形成組成物,其中進一步含有(C)具有選自由羥基、羧基、醯胺基、胺基,及烷氧基矽基所成群的至少1個基之聚合物者。
- 如請求項1~3中任一項之硬化膜形成組成物,其中進一步含有(D)交聯觸媒。
- 如請求項1~4中任一項之硬化膜形成組成物,其中含有(E)具有1個以上聚合性基,與選自由羥基、羧基、醯胺基、胺基及烷氧基矽基所成群的至少1個基A,或與該基A進行反應的至少1個基之化合物。
- 如請求項1~5中任一項之硬化膜形成組成物,其中以(A)成分100質量份為基準,含有1質量份~500質量份之(B)成分。
- 如請求項3~6中任一項之硬化膜形成組成物,其中對於(A)成分及(B)成分的合計量100質量份而言,含有1質量份~400質量份之(C)成分。
- 如請求項4~7中任一項之硬化膜形成組成物,其中對於(A)成分及(B)成分的合計量100質量份而言,含有0.01質量份~20質量份的(D)成分。
- 如請求項5~8中任一項之硬化膜形成組成物,其中對於(A)成分及(B)成分的合計量100質量份而言,含有1質量份~100質量份的(E)成分。
- 一種硬化膜,其特徵為使用如請求項1~9中任一項之硬化膜形成組成物而得者。
- 一種配向材料,其特徵為使用如請求項1~9中任一項之硬化膜形成組成物而形成者。
- 一種相位差材料,其特徵為具有使用如請求項1~9中任一項之硬化膜形成組成物而得之硬化膜。
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