本發(fā)明涉及適合于使液晶分子垂直進(jìn)行取向的垂直取向材料的固化膜形成用組合物。特別是本發(fā)明涉及用于改善液晶顯示裝置(liquidcrystaldisplay;lcd)的視角特性的、具體而言是用于改善填充有具有正介電各向異性的液晶(△ε>0)的ips液晶顯示裝置(in-planeswitchinglcd;面內(nèi)取向轉(zhuǎn)換lcd)的視角特性的、對制作+c板(正c板)有用的固化膜形成用組合物、取向材料以及相位差材料。
背景技術(shù):
ips-lcd的特征在于,由于不發(fā)生液晶分子垂直方向的傾斜,所以視角引起的亮度變化/色彩變化少;但是作為弱點(diǎn)可舉出難以提高對比率和亮度、響應(yīng)速度。例如,如專利文獻(xiàn)1公開的那樣,在提案初期的ips-lcd中沒有使用視角補(bǔ)償膜,在這樣不使用視角補(bǔ)償膜的ips-lcd中,由于在傾斜角的暗狀態(tài)中相對大的漏光,因此存在顯示對比率的值低的缺點(diǎn)。
專利文獻(xiàn)2中公開了使用+c板和+a板(正a板)的ips-lcd補(bǔ)償膜。本文獻(xiàn)中,關(guān)于所記載的液晶顯示元件,顯示有以下的構(gòu)成。
1)在由能夠?qū)σ壕用媸┘悠叫须妶龅碾姌O提供的兩基板之間夾著具有水平取向的液晶層。
2)兩偏光板間夾著一張以上+a板與+c板。
3)+a板的主光軸與液晶層的主光軸垂直。
4)液晶層的相位差值rlc、+c板的相位差值r+c、+a板的相位差值r+a按照滿足下式那樣來確定。
rlc:r+c:r+a≒1:0.5:0.25
5)未顯示偏光板的保護(hù)膜的厚度方向的相位差值相對于+a板與+c板的相位差值的關(guān)系(tac、cop、pnb)。
此外,公開了具有+a板和+c板的ips-lcd,其目的在于提供通過使傾斜角下的暗狀態(tài)的漏光最小化,從而在正面和傾斜角下具有高對比率特性、低色彩偏移(colorshift)的ips-lcd(專利文獻(xiàn)3)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開平2-256023號公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:日本特開平11-133408號公報(bào)
專利文獻(xiàn)3:日本特開2009-122715號公報(bào)
專利文獻(xiàn)4:日本特開2001-281669號公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的課題
正如以往提出的那樣,由于+c板能夠補(bǔ)償偏光板的視角大時的漏光,因此作為ips-lcd的光學(xué)補(bǔ)償膜非常有用。然而,通過以往通常已知的基于拉伸處理的方法,難以使其表現(xiàn)垂直取向(正c板)性。
此外,關(guān)于以往提出的使用聚酰亞胺的垂直取向膜,在制作膜時需要使用n-甲基-2-吡咯烷酮等聚酰亞胺的溶劑。因此,雖然對于玻璃基材不成問題,但是在基材為膜的情況下,存在在形成取向膜時對基材造成損壞的問題。而且,對于使用聚酰亞胺的垂直取向膜,需要高溫下的燒成,存在膜基材不能耐受高溫這樣的問題。
進(jìn)而,還提出了通過利用具有長鏈烷基的硅烷偶聯(lián)劑等對基材進(jìn)行直接處理,從而形成垂直取向膜的方法,但是在基材表面不存在羥基的情況下,存在難以處理、基材受到限制這樣的問題(專利文獻(xiàn)4)。
此外,在使用光取向技術(shù)制造3d顯示器的圖案化相位差材料的情況下,一直以來在玻璃基板上形成。然而,近年來,隨著降低制造成本的需求,要求在tac(三乙酰纖維素)膜、cop(環(huán)烯烴聚合物)膜等廉價(jià)的樹脂膜上通過所謂的卷對卷(rolltoroll)進(jìn)行生產(chǎn)。
然而,對于由上述那樣的現(xiàn)有材料形成的光取向膜而言,對樹脂膜的密合性弱,難以在樹脂膜上制造可靠性高的圖案化相位差材料。
因此,需求密合性優(yōu)異、即使在tac膜等樹脂膜上也能夠形成可靠性高的相位差材料、可適用于光取向技術(shù)的取向材料、以及用于形成這樣的取向材料的固化膜形成用組合物。
本發(fā)明是基于以上的見解、研究結(jié)果而提出的,其所要解決的課題是提供一種固化膜形成用組合物,該固化膜形成用組合物用于提供具有優(yōu)異的垂直取向性、并且具備光學(xué)補(bǔ)償膜所要求的透明性、耐溶劑性、即使在樹脂膜上也能夠在低溫短時間的燒成條件下穩(wěn)定地使聚合性液晶進(jìn)行垂直地取向的取向材料。
而且,本發(fā)明的另一目的在于提供取向材料和使用該取向材料形成的對+c板有用的相位差材料,所述取向材料是由上述固化膜形成用組合物獲得的、在具備優(yōu)異的垂直取向性的同時具備耐溶劑性、即使在樹脂膜上也能夠在低溫短時間的燒成條件下穩(wěn)定地使聚合性液晶進(jìn)行垂直地取向。
本發(fā)明的其他目的和優(yōu)勢由以下的記載表明。
用于解決課題的方法
本發(fā)明人等為了實(shí)現(xiàn)上述目的,進(jìn)行了深入研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),通過選擇含有側(cè)鏈具有長鏈烷基的低分子化合物的固化膜形成用材料,無論基材的種類,均能夠形成具有優(yōu)異的垂直取向性固化膜,從而完成了本發(fā)明。
即,作為本發(fā)明的第1觀點(diǎn),涉及一種固化膜形成用組合物,含有:
(a)具有垂直取向性基團(tuán)和能夠熱交聯(lián)的官能團(tuán)的低分子化合物,以及
(b)交聯(lián)劑,
其特征在于,所述垂直取向性基團(tuán)是下述式[1]所示的基團(tuán),
(式[1]中,y1表示單鍵或結(jié)合基團(tuán),
y2表示單鍵、碳原子數(shù)為1~15的亞烷基或-ch2-ch(oh)-ch2-,或者表示選自苯環(huán)、環(huán)己烷環(huán)和雜環(huán)中的2價(jià)環(huán)狀基團(tuán),所述環(huán)狀基團(tuán)上的任意的氫原子可以被碳原子數(shù)為1~3的烷基、碳原子數(shù)為1~3的烷氧基、碳原子數(shù)為1~3的含氟烷基、碳原子數(shù)為1~3的含氟烷氧基或氟原子取代,
y3表示單鍵或碳原子數(shù)為1~15的亞烷基,
y4表示單鍵、或表示選自苯環(huán)、環(huán)己烷環(huán)和雜環(huán)中的2價(jià)環(huán)狀基團(tuán),或者表示碳原子數(shù)為17~30的具有類固醇骨架的2價(jià)有機(jī)基團(tuán),所述環(huán)狀基團(tuán)上的任意的氫原子可以被碳原子數(shù)為1~3的烷基、碳原子數(shù)為1~3的烷氧基、碳原子數(shù)為1~3的含氟烷基、碳原子數(shù)為1~3的含氟烷氧基或氟原子取代,
y5表示選自苯環(huán)、環(huán)己烷環(huán)和雜環(huán)中的2價(jià)環(huán)狀基團(tuán),這些環(huán)狀基團(tuán)上的任意的氫原子可以被碳原子數(shù)為1~3的烷基、碳原子數(shù)為1~3的烷氧基、碳原子數(shù)為1~3的含氟烷基、碳原子數(shù)為1~3的含氟烷氧基或氟原子取代,
n表示0~4的整數(shù),在n為2以上的情況下,y5彼此可以相同也可以不同,
y6表示氫原子、碳原子數(shù)為1~18烷基、碳原子數(shù)為1~18的含氟烷基、碳原子數(shù)為1~18的烷氧基或碳原子數(shù)為1~18的含氟烷氧基,
y2和y3中的亞烷基、以及所述環(huán)狀基團(tuán)上的取代基或y6中的烷基、含氟烷基、烷氧基和含氟烷氧基,可以是直鏈狀、分支狀或環(huán)狀中的任一種或它們的組合,
此外,y2和y3中的亞烷基以及y6中的烷基、含氟烷基、烷氧基和含氟烷氧基可以被1~3個結(jié)合基團(tuán)中斷,且所述結(jié)合基團(tuán)彼此不相鄰,
此外,在y2、y4或y5表示2價(jià)環(huán)狀基團(tuán)、或y4表示具有類固醇骨架的2價(jià)有機(jī)基團(tuán)、或y2表示-ch2-ch(oh)-ch2-、或y2或y3表示亞烷基、或y6表示烷基或含氟烷基時,該2價(jià)環(huán)狀基團(tuán)、該具有類固醇骨架的2價(jià)有機(jī)基團(tuán)、該-ch2-ch(oh)-ch2-、該亞烷基、該烷基和該含氟烷基可以經(jīng)由結(jié)合基團(tuán)而與它們相鄰的基團(tuán)結(jié)合,
而且,上述結(jié)合基團(tuán)表示選自-o-、-ch2o-、-coo-、-oco-、-nhco-、-nh-co-o-和-nh-co-nh-中的基團(tuán),
其中,在y2~y6分別表示碳原子數(shù)為1~15的亞烷基、苯環(huán)、環(huán)己烷環(huán)、雜環(huán)、具有類固醇骨架的2價(jià)有機(jī)基團(tuán)、-ch2-ch(oh)-ch2-、碳原子數(shù)為1~18的烷基、碳原子數(shù)為1~18的含氟烷基、碳原子數(shù)為1~18的烷氧基和碳原子數(shù)為1~18的含氟烷氧基的情況下,y2~y6的碳原子數(shù)的合計(jì)為6~30。
作為第2觀點(diǎn),涉及第1觀點(diǎn)所述的固化膜形成用組合物,(a)成分的能夠熱交聯(lián)的官能團(tuán)是羥基、羧基、氨基或烷氧基甲硅烷基。
作為第3觀點(diǎn),涉及第1觀點(diǎn)或第2觀點(diǎn)所述的固化膜形成用組合物,(b)成分的交聯(lián)劑是具有羥甲基或烷氧基甲基的交聯(lián)劑。
作為第4觀點(diǎn),涉及第1觀點(diǎn)~第3觀點(diǎn)中任一項(xiàng)所述的固化膜形成用組合物,其還含有與所述(b)成分的交聯(lián)劑不同的具有熱交聯(lián)性基團(tuán)的聚合物作為(c)成分。
作為第5觀點(diǎn),涉及第1觀點(diǎn)~第4觀點(diǎn)中任一項(xiàng)所述的固化膜形成用組合物,其還含有密合促進(jìn)劑作為(d)成分。
作為第6觀點(diǎn),涉及第1觀點(diǎn)~第5觀點(diǎn)中任一項(xiàng)所述的固化膜形成用組合物,其還含有交聯(lián)催化劑作為(e)成分。
作為第7觀點(diǎn),涉及第1觀點(diǎn)~第6觀點(diǎn)中任一項(xiàng)所述的固化膜形成用組合物,基于100質(zhì)量份的(a)成分,其含有1質(zhì)量份~500質(zhì)量份的(b)成分。
作為第8觀點(diǎn),涉及第4觀點(diǎn)~第7觀點(diǎn)中任一項(xiàng)所述的固化膜形成用組合物,其含有相對于(a)成分和(b)成分的合計(jì)量100質(zhì)量份為1質(zhì)量份~400質(zhì)量份的(c)成分。
作為第9觀點(diǎn),涉及第5觀點(diǎn)~第8觀點(diǎn)中任一項(xiàng)所述的固化膜形成用組合物,其含有相對于(a)成分和(b)成分的合計(jì)量100質(zhì)量份為0.1質(zhì)量份~100質(zhì)量份的(d)成分。
作為第10觀點(diǎn),涉及第6觀點(diǎn)~第9觀點(diǎn)中任一項(xiàng)所述的固化膜形成用組合物,其含有相對于(a)成分和(b)成分的合計(jì)量100質(zhì)量份為0.01質(zhì)量份~20質(zhì)量份的(e)成分。
作為第11觀點(diǎn),涉及一種取向材料,其特征在于,是使第1觀點(diǎn)~第10觀點(diǎn)中任一項(xiàng)所述的固化膜形成用組合物固化而得的。
作為第12觀點(diǎn),涉及一種相位差材料,其特征在于,是使用由第1觀點(diǎn)~第10觀點(diǎn)中任一項(xiàng)所述的固化膜形成用組合物獲得的固化膜而形成的。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明,能夠提供對用于提供取向材料有用的固化膜形成用組合物,所述取向材料具備優(yōu)異的垂直取向性、且即使在樹脂膜上也能夠在低溫短時間的燒成條件下穩(wěn)定地使聚合性液晶進(jìn)行垂直地取向。
根據(jù)本發(fā)明,能夠提供具備優(yōu)異的垂直取向性、且能夠在低溫短時間的燒成條件下穩(wěn)定地使聚合性液晶進(jìn)行垂直地取向的取向材料。
根據(jù)本發(fā)明,能夠提供即使在樹脂膜上也能高效率地形成、高度透明且具有高耐溶劑性和與基板和液晶膜的密合性的相位差材料。
具體實(shí)施方式
<固化膜形成用組合物>
本發(fā)明的固化膜形成用組合物含有(a)具有垂直取向性基團(tuán)和能夠熱交聯(lián)的官能團(tuán)的低分子化合物、和(b)交聯(lián)劑。除了上述(a)成分和(b)成分以外,本發(fā)明的固化膜形成用組合物還可以含有具有熱交聯(lián)性基團(tuán)的聚合物作為(c)成分。此外,還可以含有密合促進(jìn)劑作為(d)成分。此外,還可以含有交聯(lián)催化劑作為(e)成分。而且,只要在不損害本發(fā)明的效果的范圍,可以含有其他添加劑。
以下說明各成分的詳細(xì)內(nèi)容。
<(a)成分>
本發(fā)明的固化膜形成用組合物中含有的(a)成分是具有垂直取向性基團(tuán)和能夠熱交聯(lián)的官能團(tuán)(以下也稱為熱交聯(lián)性基團(tuán))的低分子化合物。
在本說明書中,垂直取向性基團(tuán)表示例如包含碳原子數(shù)為6~20程度的烴基的基團(tuán),具體地是指下述式[1]所示的基團(tuán)。
式[1]中,y1表示單鍵或結(jié)合基團(tuán)。上述結(jié)合基團(tuán)表示選自-o-、-ch2o-、-coo-、-oco-、-nhco-、-nh-co-o-和-nh-co-nh-中的基團(tuán)。
式[1]中,y2表示單鍵、碳原子數(shù)為1~15的亞烷基或-ch2-ch(oh)-ch2-。
此外,作為y2,可舉出選自苯環(huán)、環(huán)己烷環(huán)和雜環(huán)中的2價(jià)環(huán)狀基團(tuán),這些環(huán)狀基團(tuán)上任意的氫原子可以被碳原子數(shù)為1~3的烷基、碳原子數(shù)為1~3的烷氧基、碳原子數(shù)為1~3的含氟烷基、碳原子數(shù)為1~3的含氟烷氧基或氟原子取代。
作為上述雜環(huán),可舉出吡咯環(huán)、咪唑環(huán)、
作為上述取代基例舉的烷基,可舉出甲基、乙基、正丙基、異丙基、環(huán)丙基,作為上述烷氧基,可舉出在作為前述烷基的具體例子例舉的基團(tuán)上結(jié)合氧原子-o-而得的基團(tuán)。此外,作為上述含氟烷基、含氟烷氧基,可舉出,前述烷基和烷氧基中任意的氫原子被氟原子取代而得的基團(tuán)。
這些選自苯環(huán)、環(huán)己烷環(huán)和雜環(huán)中的2價(jià)環(huán)狀基團(tuán)中,從合成的容易度的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選選自苯環(huán)和環(huán)己烷環(huán)中的2價(jià)環(huán)狀基團(tuán)。
上述式[1]中,y3表示單鍵或碳原子數(shù)為1~15的亞烷基。
上述式[1]中,y4表示單鍵、或者表示選自苯環(huán)、環(huán)己烷環(huán)和雜環(huán)中的2價(jià)環(huán)狀基團(tuán),這些環(huán)狀基團(tuán)上的任意的氫原子可以被碳原子數(shù)為1~3的烷基、碳原子數(shù)為1~3的烷氧基、碳原子數(shù)為1~3的含氟烷基、碳原子數(shù)為1~3的含氟烷氧基或氟原子取代。
上述雜環(huán)和作為取代基例舉的烷基等可以是在前述y2例舉的基團(tuán)。
進(jìn)而,作為y4,也可以是碳原子數(shù)為17~30的具有類固醇骨架的2價(jià)有機(jī)基團(tuán)。其優(yōu)選例子是具有從選自膽甾烯、雄甾烯、β-膽甾烯、表雄甾酮、麥角甾烯、雌甾酮、11α-羥基甲基甾醇、11α-孕甾酮、羊毛甾烯、炔雌醇甲醚、甲基睪酮、炔諾酮、孕烯醇酮(プレグレノロニル)、β-谷甾烯、豆甾烯、睪酮以及乙酸膽甾醇酯等的結(jié)構(gòu)中去掉2個氫原子而成的結(jié)構(gòu)的2價(jià)基團(tuán)。更具體而言,例如如下所述。
(式中,*表示結(jié)合位置。)
其中,從合成的容易度的觀點(diǎn)出發(fā),y4優(yōu)選為選自苯環(huán)和環(huán)己烷環(huán)中的2價(jià)環(huán)狀基團(tuán)、以及碳原子數(shù)為17~30的具有類固醇骨架的2價(jià)有機(jī)基團(tuán)。
式[1]中,y5表示選自苯環(huán)、環(huán)己烷環(huán)和雜環(huán)中的2價(jià)環(huán)狀基團(tuán),這些環(huán)狀基團(tuán)上的任意的氫原子可以被碳原子數(shù)為1~3的烷基、碳原子數(shù)為1~3的烷氧基、碳原子數(shù)為1~3的含氟烷基、碳原子數(shù)為1~3的含氟烷氧基或氟原子取代。可以使上述雜環(huán)和作為取代基例舉的烷基等為在前述的y4例舉的雜環(huán)和烷基。
其中,y5優(yōu)選為選自苯環(huán)和環(huán)己烷環(huán)中的2價(jià)環(huán)狀基團(tuán)。
此外,式[1]中,n表示0~4的整數(shù),在n為2以上的情況下,y5彼此可以是相同的基團(tuán),也可以是不同的基團(tuán)。其中,從原料的獲得性、合成的容易度的觀點(diǎn)出發(fā),n優(yōu)選為0~3。更優(yōu)選為0~2。
式[1]中,y6表示氫原子、碳原子數(shù)為1~18的烷基、碳原子數(shù)為1~18的含氟烷基、碳原子數(shù)為1~18的烷氧基或碳原子數(shù)為1~18的含氟烷氧基。
其中,y6優(yōu)選為碳原子數(shù)為1~18的烷基、碳原子數(shù)為1~10的含氟烷基、碳原子數(shù)為1~18的烷氧基和碳原子數(shù)為1~10的含氟烷氧基。y6更優(yōu)選為碳原子數(shù)為1~12的烷基和碳原子數(shù)為1~12的烷氧基。y6特別優(yōu)選為碳原子數(shù)為1~9的烷基和碳原子數(shù)為1~9的烷氧基。
需要說明的是,在y4是具有類固醇骨架的2價(jià)有機(jī)基團(tuán)的情況下,y6優(yōu)選為氫原子。
在上述式[1]中的定義中例舉的亞烷基、烷基、含氟烷基、烷氧基和含氟烷氧基是直鏈狀、分支狀、或環(huán)狀中的任一種或它們的組合。
上述烷基可舉出例如,甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、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。
作為上述亞烷基,可舉出從前述烷基中除去任意1個氫原子而得的二價(jià)基團(tuán)。
作為上述烷氧基,可舉出在作為前述烷基的具體例子例舉的基團(tuán)上結(jié)合氧原子-o-而得的基團(tuán)。
此外,作為上述含氟烷基、含氟烷氧基,可舉出前述烷基和烷氧基中任意的氫原子被氟原子取代而得的基團(tuán)。
上述y2和y3中的亞烷基、以及上述環(huán)狀基團(tuán)上的取代基或y6中的烷基、含氟烷基、烷氧基和含氟烷氧基可以是直鏈狀、分支狀、或環(huán)狀中的任一種或它們的組合。
此外,y2和y3中的亞烷基、以及y6中的烷基、含氟烷基、烷氧基和含氟烷氧基可以被1~3個結(jié)合基團(tuán)中斷,所述結(jié)合基團(tuán)彼此不相鄰。
此外,在y2、y4或y5表示2價(jià)環(huán)狀基團(tuán)、或y4表示具有類固醇骨架的2價(jià)有機(jī)基團(tuán)、或y2表示-ch2-ch(oh)-ch2-、或y2或y3表示亞烷基、或y6表示烷基或含氟烷基時,該2價(jià)環(huán)狀基團(tuán)、該具有類固醇骨架的2價(jià)有機(jī)基團(tuán)、該-ch2-ch(oh)-ch2-、該亞烷基、該烷基和該含氟烷基可以經(jīng)由結(jié)合基團(tuán)而與它們相鄰的基團(tuán)結(jié)合。
此外,上述結(jié)合基團(tuán)表示選自-o-、-ch2o-、-coo-、-oco-、-nhco-、-nh-co-o-和-nh-co-nh-中的基團(tuán)。
需要說明的是,在y2~y6分別表示碳原子數(shù)1~15的亞烷基、苯環(huán)、環(huán)己烷環(huán)、雜環(huán)、具有類固醇骨架的2價(jià)有機(jī)基團(tuán)、-ch2-ch(oh)-ch2-、碳原子數(shù)1~18的烷基、碳原子數(shù)1~18的含氟烷基、碳原子數(shù)1~18的烷氧基和碳原子數(shù)1~18的含氟烷氧基的情況下,y2~y6的碳原子數(shù)的合計(jì)是6~30,例如是6~20。
其中,如果考慮垂直取向性和聚合性液晶的涂布性,則垂直取向性基團(tuán)優(yōu)選為包含碳原子數(shù)7~18、特別是8~15的烷基的基團(tuán)。
作為優(yōu)選的垂直取向性基團(tuán),可舉出例如碳原子數(shù)為6~20程度的烴基。作為碳原子數(shù)為6~20的烴基,可舉出直鏈狀、分支狀或環(huán)狀的碳原子數(shù)為6~20的烷基或包含芳香族基團(tuán)的碳原子數(shù)為6~20的烴基。
作為垂直取向性基團(tuán),例如,優(yōu)選上述y1、y2和y4為單鍵、y3為單鍵或碳原子數(shù)為1~15的亞烷基、n為0、y6為碳原子數(shù)為1~18的烷基、y3與y6的碳原子數(shù)的合計(jì)為6~20的烷基。作為這樣的烷基,可舉出前述的烷基中、碳原子數(shù)的合計(jì)為6~20的烷基(a-1)。
作為垂直取向性基團(tuán),除了上述以外,例如,優(yōu)選上述y1~y4為單鍵、n為2~3、y5為選自苯環(huán)和環(huán)己烷環(huán)中的2價(jià)環(huán)狀基團(tuán)、y6為碳原子數(shù)為1~18的烷基的垂直取向性基團(tuán)(a-2)。作為這樣的基團(tuán)(a-2),優(yōu)選下述(a-2-1)~(a-2-7)等。
(式中、y6是碳原子數(shù)為1~18的烷基。)
作為垂直取向性基團(tuán),除了上述以外,例如,優(yōu)選上述y1~y3為單鍵、y4為碳原子數(shù)為17~30的具有類固醇骨架的2價(jià)有機(jī)基團(tuán)、n為0、y6為氫原子的垂直取向性基團(tuán)(a-3)。作為這樣的基團(tuán)(a-3),可舉出例如,下述式所示的垂直取向性基團(tuán)(a-3-1)~(a-3-8)。
(式中,*表示結(jié)合位置。)
作為熱交聯(lián)性基團(tuán),可舉出羥基、羧基、氨基、封端型異氰酸酯基、乙烯基、烯丙基、丙烯?;⒓谆;?、烷氧基甲硅烷基。從以低溫短時間形成熱固化膜這樣的觀點(diǎn)出發(fā),作為優(yōu)選的熱交聯(lián)性基團(tuán)是羥基、羧基、氨基、烷氧基甲硅烷基。
作為(a)成分的、具有垂直取向性基團(tuán)和熱交聯(lián)性基團(tuán)的低分子化合物,可舉出選自在上述式(1)所示的垂直取向性基團(tuán)上結(jié)合了羥基而得的醇化合物a-1、酚化合物a-2、結(jié)合了羧基而得的羧酸化合物a-3、結(jié)合了氨基而得的胺化合物a-4和結(jié)合了烷氧基甲硅烷基而得的烷氧基硅烷化合物a-5中的結(jié)合了熱交聯(lián)性基團(tuán)而得的化合物。
作為(a)成分優(yōu)選的化合物如下所示。
作為醇化合物a-1,可舉出在上述烷基(a-1)上結(jié)合了羥基而得的化合物,具體地可舉出辛醇、1-癸醇、月桂醇、肉豆蔻醇、棕櫚醇、硬脂醇、花生醇等。
作為醇化合物a-1,可舉出在上述(a-3-1)~(a-3-8)上結(jié)合了羥基而得的醇。具體地可舉出例如膽固醇、羊毛甾醇、麥角甾醇等。
此外,作為醇化合物a-1,可舉出在上述(a-2-3)、(a-2-6)或(a-2-7)上結(jié)合了羥基而得的化合物。
作為酚化合物a-2,可舉出在上述(a-2-1)、(a-2-2)、(a-2-4)或(a-2-5)上結(jié)合了羥基而得的化合物。
作為羧酸化合物a-3,可舉出在上述烷基(a-1)上結(jié)合了羧基而得的化合物。作為這樣的化合物,可舉出庚酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、花生酸等長鏈羧酸。
此外,作為羧酸化合物a-3,可舉出在上述(a-2-1)~(a-2-7)上結(jié)合了羧基而得的化合物。
作為胺化合物a-4,可舉出在上述烷基(a-1)上結(jié)合了氨基而得的化合物。作為這樣的化合物,可舉出ch3(ch2)5nh2、ch3(ch2)6nh2、ch3(ch2)7nh2、ch3(ch2)8nh2、ch3(ch2)9nh2、ch3(ch2)10nh2、ch3(ch2)11nh2、ch3(ch2)12nh2、ch3(ch2)13nh2、ch3(ch2)14nh2、ch3(ch2)15nh2、ch3(ch2)16nh2、ch3(ch2)17nh2、ch3(ch2)18nh2、ch3(ch2)19nh2等長鏈胺。
此外,作為胺化合物a-4,可舉出在上述(a-2-1)~(a-2-7)上結(jié)合了氨基而得的化合物。
作為烷氧基硅烷化合物a-5,可舉出在上述烷基(a-1)上結(jié)合了烷氧基甲硅烷基而得的化合物。作為這樣的化合物,可舉出ch3(ch2)5nhsi(och3)3、ch3(ch2)6si(och3)3、ch3(ch2)7si(och3)3、ch3(ch2)8si(och3)3、ch3(ch2)9si(och3)3、ch3(ch2)10si(och3)3、ch3(ch2)11si(och3)3、ch3(ch2)12si(och3)3、ch3(ch2)13si(och3)3、ch3(ch2)14si(och3)3、ch3(ch2)15si(och3)3、ch3(ch2)16si(och3)3、ch3(ch2)17si(och3)3、ch3(ch2)18si(och3)3、ch3(ch2)19si(och3)3、ch3(ch2)5si(och2ch3)3、ch3(ch2)6si(och2ch3)3、ch3(ch2)7si(och2ch3)3、ch3(ch2)8si(och2ch3)3、ch3(ch2)9si(och2ch3)3、ch3(ch2)10si(och2ch3)3、ch3(ch2)11si(och2ch3)3、ch3(ch2)12si(och2ch3)3、ch3(ch2)13si(och2ch3)3、ch3(ch2)14si(och2ch3)3、ch3(ch2)15si(och2ch3)3、ch3(ch2)16si(och2ch3)3、ch3(ch2)17si(och2ch3)3、ch3(ch2)18si(och2ch3)3、ch3(ch2)19si(och2ch3)3等。
此外,作為(a)成分的低分子化合物,可舉出使上述酚化合物a-2或羧酸化合物a-3、與具有選自環(huán)氧基和環(huán)硫基中的基團(tuán)的化合物發(fā)生反應(yīng)而得的化合物a-6。
作為分子內(nèi)具有1個環(huán)氧基的化合物,可舉出2-乙基己基縮水甘油醚、月桂醇的縮水甘油醚、脂肪族醇的環(huán)氧烷烴(alkyleneoxide)改性縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚、對(叔丁基)苯基縮水甘油醚、苯酚的環(huán)氧烷烴改性縮水甘油醚、烯丙基縮水甘油醚、烯丙醇的環(huán)氧烷烴改性縮水甘油醚等。
作為分子內(nèi)具有2個以上環(huán)氧基的化合物,可舉出例如,乙二醇二縮水甘油醚、1,6-己二醇二縮水甘油醚、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚、二縮水甘油基苯胺、雙酚a二縮水甘油醚、雙酚f二縮水甘油醚、三(2,3-環(huán)氧丙基)異氰脲酸酯、n,n,n’,n’-四縮水甘油基-間苯二甲胺、1,3-雙(n,n’-二縮水甘油基氨基甲基)環(huán)己烷等。
上述具有環(huán)氧基的化合物中,作為市售的化合物,可舉出例如,エピコート828el、エピコート1004(均為ジャパンエポキシレジン社制)等雙酚a型環(huán)氧樹脂、エピコート806、エピコート4004(均為ジャパンエポキシレジン社制)等雙酚f型環(huán)氧樹脂、r-710等雙酚e型環(huán)氧樹脂(三井石油化學(xué)工業(yè)(株)社制)、エピクロンexa1514(大日本インキ社制)等雙酚s型環(huán)氧樹脂、re-810nm(日本化藥社制)等2,2’-二烯丙基雙酚a型環(huán)氧樹脂、エピクロンexa7015(大日本インキ社制)等氫化雙酚型環(huán)氧樹脂、ep-4000s(旭電化社制)等環(huán)氧丙烷加成雙酚a型環(huán)氧樹脂、ex-201(ナガセケムテックス社制)等間苯二酚型環(huán)氧樹脂、エピコートyx-4000h(ジャパンエポキシレジン社制)等聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂、yslv-50te(東都化成社制)等硫化物型環(huán)氧樹脂、yslv-80de(東都化成社制)等聯(lián)苯基醚型環(huán)氧樹脂、ep-4088s(旭電化社制)等二環(huán)戊二烯型環(huán)氧樹脂、エピクロンhp4032、エピクロンexa-4700(均為大日本インキ社制)等萘型環(huán)氧樹脂、エピコート630(ジャパンエポキシレジン社制)、エピクロン430(大日本インキ社制)、tetrad-x(三菱ガス化學(xué)社制)等縮水甘油胺型環(huán)氧樹脂、zx-1542(東都化成社制)、エピクロン726(大日本インキ社制)、エポライト80mfa(共榮社化學(xué)社制)、デナコールex-611(ナガセケムテックス社制)等烷基多元醇型環(huán)氧樹脂、デナコールex-147(ナガセケムテックス社制)等縮水甘油酯化合物、其他ydc-1312、yslv-80xy、yslv-90cr(均為東都化成社制)、xac4151(旭化成社制)、エピコート1031、エピコート1032(均為ジャパンエポキシレジン社制)、exa-7120(大日本インキ社制)、tepic(日產(chǎn)化學(xué)社制)等。
此外,也可以使用將這些具有環(huán)氧基的化合物的氧原子置換成硫原子而得的環(huán)硫化物。
這些具有環(huán)氧基的化合物中,優(yōu)選エピコート828el(ジャパンエポキシレジン社制)、tepic(日產(chǎn)化學(xué)社制)等具有多個環(huán)氧基的低分子的化合物。
在使上述羧酸化合物a-2或酚化合物a-3與上述具有環(huán)氧基的化合物發(fā)生反應(yīng)而獲得上述化合物a-6時,在使相對于具有環(huán)氧基的化合物的環(huán)氧基為1~1.2等量的羧酸化合物a-2或酚化合物a-3與反應(yīng)催化劑等共存的溶劑中,在50~150℃的溫度下使其進(jìn)行反應(yīng)而得到。此時,所使用的溶劑只要溶解羧酸化合物a-2、酚化合物a-3、具有環(huán)氧基的化合物、和反應(yīng)催化劑等就不受特別限定。作為其具體例子,可以優(yōu)選使用后述的<溶劑>中例舉的溶劑。作為反應(yīng)催化劑,可舉出芐基三甲基氯化銨、芐基三甲基溴化銨、芐基三乙基氯化銨、芐基三乙基溴化銨、芐基三丙基氯化銨、芐基三丙基溴化銨、四甲基氯化銨、四乙基溴化銨、四丙基氯化銨、四丙基溴化銨等季銨鹽;四苯基氯化
此外,在本發(fā)明中,(a)成分的低分子化合物可以是多種低分子化合物的混合物。
<(b)成分>
本發(fā)明的固化膜形成用組合物中的(b)成分是交聯(lián)劑。
作為(b)成分的交聯(lián)劑優(yōu)選是具有能與前述(a)成分的能夠熱交聯(lián)的官能團(tuán)形成交聯(lián)的基團(tuán)的交聯(lián)劑,例如,具有羥甲基或烷氧基甲基的交聯(lián)劑。
作為具有這些基團(tuán)的化合物,可舉出例如,烷氧基甲基化甘脲、烷氧基甲基化苯胍胺以及烷氧基甲基化三聚氰胺等羥甲基化合物。
作為烷氧基甲基化甘脲的具體例子,可舉出例如,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(羥基甲基)甘脲、1,3-雙(羥甲基)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-雙(羥基甲基)-4,5-二羥基-2-咪唑啉酮以及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,可舉出日本サイテック·インダストリーズ(株)(舊三井サイテック(株))制甘脲化合物(商品名:サイメル(注冊商標(biāo))1170、パウダーリンク(注冊商標(biāo))1174)等化合物、甲基化脲樹脂(商品名:ufr(注冊商標(biāo))65)、丁基化脲樹脂(商品名:ufr(注冊商標(biāo))300、u-van10s60、u-van10r、u-van11hv)、dic(株)(舊大日本インキ化學(xué)工業(yè)(株))制脲/甲醛系樹脂(高縮合型,商品名:ベッカミン(注冊商標(biāo))j-300s、ベッカミンp-955、ベッカミンn)等。
作為烷氧基甲基化苯胍胺的具體例子,可舉出四甲氧基甲基苯胍胺等。作為市售品,可舉出日本サイテック·インダストリーズ(株)(舊三井サイテック(株))制(商品名:サイメル(注冊商標(biāo))1123)、(株)三和ケミカル制(商品名:ニカラック(注冊商標(biāo))bx-4000、ニカラックbx-37、ニカラックbl-60、ニカラックbx-55h)等。
作為烷氧基甲基化三聚氰胺的具體例子,可舉出例如,六甲氧基甲基三聚氰胺等。作為市售品,可舉出日本サイテック·インダストリーズ(株)(舊三井サイテック(株))制甲氧基甲基型三聚氰胺化合物(商品名:サイメル(注冊商標(biāo))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(注冊商標(biāo))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(注冊商標(biāo))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(注冊商標(biāo))mx-45、ニカラックmx-410、ニカラックmx-302)等。
此外,也可以是使這種氨基的氫原子被羥甲基或烷氧基甲基取代的三聚氰胺化合物、脲化合物、甘脲化合物和苯胍胺化合物縮合而獲得的化合物。可舉出例如,美國專利第6323310號記載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。作為前述三聚氰胺化合物的市售品,可舉出商品名:サイメル(注冊商標(biāo))303等,作為前述苯胍胺化合物的市售品,可舉出商品名:サイメル(注冊商標(biāo))1123(以上、日本サイテック·インダストリーズ(株)(舊三井サイテック(株))制)等。
進(jìn)而,作為(b)成分的交聯(lián)劑,也可以使用n-羥基甲基丙烯酰胺、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羥基甲基(即羥甲基)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制造的聚合物。
作為這樣的聚合物,可舉出例如,聚(n-丁氧基甲基丙烯酰胺)、n-丁氧基甲基丙烯酰胺與苯乙烯的共聚物、n-羥基甲基甲基丙烯酰胺與甲基丙烯酸甲酯的共聚物、n-乙氧基甲基甲基丙烯酰胺與甲基丙烯酸芐酯的共聚物、以及n-丁氧基甲基丙烯酰胺與甲基丙烯酸芐酯與甲基丙烯酸2-羥丙酯的共聚物等。這樣的聚合物的重均分子量(聚苯乙烯換算值)是1,000~500,000,優(yōu)選為2,000~200,000,更優(yōu)選為3,000~150,000,進(jìn)一步優(yōu)選為3,000~50,000。
這些交聯(lián)劑可以單獨(dú)使用或組合2種以上使用。此外,還可以使用兼為(b)成分的交聯(lián)劑、在后述的(d)成分中例示的具有n-烷氧基甲基和包含c=c雙鍵的聚合性基團(tuán)作為單元結(jié)構(gòu)的聚合物(特定共聚物)。
關(guān)于本發(fā)明的固化膜形成用組合物中的(b)成分的交聯(lián)劑的含量,基于作為(a)成分的低分子化合物100質(zhì)量份優(yōu)選為1質(zhì)量份~500質(zhì)量份,更優(yōu)選為1質(zhì)量份~300質(zhì)量份,進(jìn)一步優(yōu)選為5質(zhì)量份~200質(zhì)量份。在交聯(lián)劑的含量過小的情況下,由固化膜形成用組合物獲得的固化膜的耐溶劑性降低、垂直取向性降低。另一方面,在交聯(lián)劑的含量過大的情況下,有時垂直取向性和保存穩(wěn)定性降低。
<(c)成分>
本發(fā)明的固化膜形成用組合物可以含有與上述(b)成分的交聯(lián)劑不同的具有熱交聯(lián)性基團(tuán)的聚合物作為(c)成分。作為(c)成分的聚合物,可舉出例如,丙烯酸類聚合物、聚酰胺酸、聚酰亞胺、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、聚己內(nèi)酯多元醇、聚亞烷基亞胺、聚烯丙基胺、纖維素類(纖維素及其衍生物)、苯酚酚醛清漆樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂等具有直鏈結(jié)構(gòu)或分支結(jié)構(gòu)的聚合物、以及環(huán)糊精類等環(huán)狀聚合物等。
作為(c)成分的聚合物,優(yōu)選的可舉出丙烯酸類聚合物、環(huán)糊精類、纖維素類、聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇和聚己內(nèi)酯多元醇。
作為(c)成分的聚合物的優(yōu)選的一例的丙烯酸類聚合物,只要是將丙烯酸、甲基丙烯酸、苯乙烯、乙烯系化合物等具有不飽和雙鍵的單體聚合而得的聚合物、通過使包含具有熱交聯(lián)性基團(tuán)的單體的單體或其混合物聚合而得的聚合物即可,對構(gòu)成丙烯酸類聚合物的高分子的主鏈的骨架和側(cè)鏈的種類等不特別限定。
作為具有熱交聯(lián)性基團(tuán)的單體,可舉出具有聚乙二醇酯基的單體、具有碳原子數(shù)為2~5的羥基烷基酯基的單體、具有酚性羥基的單體、具有羧基的單體、具有氨基的單體、和具有烷氧基甲硅烷基的單體。
作為上述具有聚乙二醇酯基的單體,可舉出h-(och2ch2)n-oh的單丙烯酸酯或單甲基丙烯酸酯。它的n值為2~50,優(yōu)選為2~10。
作為上述具有碳原子數(shù)為2~5的羥基烷基酯基的單體,可舉出例如,甲基丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基丙酯、丙烯酸2-羥基丙酯、丙烯酸4-羥基丁酯、甲基丙烯酸4-羥基丁酯。
作為上述具有酚性羥基的單體,可舉出例如,對羥基苯乙烯、間羥基苯乙烯、鄰羥基苯乙烯。
作為上述具有羧基的單體,可舉出例如,丙烯酸、甲基丙烯酸、乙烯基苯甲酸。
作為上述具有氨基的單體,可舉出例如,丙烯酸2-氨基乙基酯、甲基丙烯酸2-氨基乙基酯、丙烯酸氨基丙基酯和甲基丙烯酸氨基丙基酯。
作為上述具有烷氧基甲硅烷基的單體,可舉出例如,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。
此外,在本實(shí)施方式中,在合成作為(c)成分的例子的丙烯酸類聚合物時,只要不損害本發(fā)明的效果,就可以并用不具有上述的熱交聯(lián)性基團(tuán)、例如羥基、羧基、酰胺基、氨基、和烷氧基甲硅烷基等熱交聯(lián)性基團(tuán)的單體。
作為這樣的單體的具體例子,可舉出丙烯酸酯化合物、甲基丙烯酸酯化合物、馬來酰亞胺化合物、丙烯腈、馬來酸酐、苯乙烯系化合物和乙烯系化合物等。
作為丙烯酸酯化合物,可舉出例如,丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸芐酯、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2,2,2-三氟乙酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸環(huán)己酯、丙烯酸異冰片酯、丙烯酸2-甲氧基乙酯、丙烯酸甲氧基三乙二醇酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、丙烯酸四氫糠酯、丙烯酸3-甲氧基丁酯、丙烯酸2-甲基-2-金剛烷酯、丙烯酸2-丙基-2-金剛烷酯、丙烯酸8-甲基-8-三環(huán)癸酯、和丙烯酸8-乙基-8-三環(huán)癸酯等。
作為甲基丙烯酸酯化合物,可舉出例如,甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸芐酯、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2,2,2-三氟乙酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯、甲基丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸2-甲氧基乙酯、甲基丙烯酸甲氧基三乙二醇酯、甲基丙烯酸2-乙氧基乙酯、甲基丙烯酸四氫糠酯、甲基丙烯酸3-甲氧基丁酯、甲基丙烯酸2-甲基-2-金剛烷酯、甲基丙烯酸2-丙基-2-金剛烷酯、甲基丙烯酸8-甲基-8-三環(huán)癸酯、和甲基丙烯酸8-乙基-8-三環(huán)癸酯等。
作為馬來酰亞胺化合物,可舉出例如,馬來酰亞胺、n-甲基馬來酰亞胺、n-苯基馬來酰亞胺和n-環(huán)己基馬來酰亞胺等。
作為苯乙烯系化合物,可舉出例如,苯乙烯、甲基苯乙烯、氯苯乙烯、溴苯乙烯等。
作為乙烯系化合物,可舉出例如,乙烯基醚、甲基乙烯基醚、芐基乙烯基醚、苯基乙烯基醚、和丙基乙烯基醚等。
關(guān)于為了獲得作為(c)成分的例子的丙烯酸類聚合物而使用的具有熱交聯(lián)性基團(tuán)的單體的使用量,基于為了獲得作為(c)成分的丙烯酸類聚合物而使用的全部單體的合計(jì)量優(yōu)選為2摩爾%~98摩爾%。在具有熱交聯(lián)性基團(tuán)的單體過少的情況下,所得的固化膜的液晶取向性容易變得不充分,在過多的情況下,與(a)成分的相容性容易下降。
獲得作為(c)成分的例子的丙烯酸類聚合物的方法不受特別限定,例如,在使包含具有熱交聯(lián)性基團(tuán)的單體的單體、和根據(jù)期望添加的不具有熱交聯(lián)性基團(tuán)的單體、和聚合引發(fā)劑等共存的溶劑中,在50℃~110℃的溫度下使其發(fā)生聚合反應(yīng)而得到。此時,所使用的溶劑只要是溶解具有熱交聯(lián)性基團(tuán)的單體、和根據(jù)期望使用的不具有熱交聯(lián)性基團(tuán)的單體和聚合引發(fā)劑等的溶劑就不特別限定。作為具體例子,記載于后述的[溶劑]項(xiàng)中。
通過以上的方法獲得的作為(c)成分的例子的丙烯酸類聚合物,通常是溶解于溶劑的溶液的狀態(tài)。
此外,將由上述方法獲得的作為(c)成分的例子的丙烯酸類聚合物的溶液投入到攪拌下的乙醚、水等中使其再沉淀,將生成的沉淀物進(jìn)行過濾、洗滌,然后在常壓或減壓下,進(jìn)行常溫干燥或加熱干燥,可以制成作為(c)成分的例子的丙烯酸類聚合物的粉體。通過上述操作,能夠除去與作為(c)成分的例子的丙烯酸類聚合物共存的聚合引發(fā)劑和未反應(yīng)的單體,其結(jié)果是,獲得純化了的作為(c)成分的例子的丙烯酸類聚合物的粉體。在通過一次的操作不能充分地純化的情況下,只要使所得的粉體再溶解于溶劑,反復(fù)進(jìn)行上述的操作即可。
作為(c)成分的優(yōu)選的例子的丙烯酸類聚合物,重均分子量優(yōu)選為3000~200000,更優(yōu)選為4000~150000,進(jìn)一步還優(yōu)選為5000~100000。如果重均分子量超過200000而過大,則有時對溶劑的溶解性下降、操作性下降;如果重均分子量小于3000而過小,則有時熱固化時變得固化不足、耐溶劑性和耐熱性下降。另外,在本說明書中,重均分子量是通過凝膠滲透色譜法(gpc)、使用聚苯乙烯作為標(biāo)準(zhǔn)試樣而獲得的值。
接著,作為(c)成分的聚合物的優(yōu)選的一例的聚醚多元醇,可舉出對聚乙二醇、聚丙二醇、丙二醇、雙酚a、三乙二醇、山梨糖醇等多元醇加成了環(huán)氧丙烷、聚乙二醇、聚丙二醇等而得的聚合物。作為聚醚多元醇的具體例子,可舉出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、日油制ユニオックス(注冊商標(biāo))hc-40、hc-60、st-30e、st-40e、g-450、g-750、ユニオール(注冊商標(biāo))tg-330、tg-1000、tg-3000、tg-4000、hs-1600d、da-400、da-700、db-400、ノニオン(注冊商標(biāo))lt-221、st-221、ot-221等。
作為(c)成分的聚合物的優(yōu)選的一例的聚酯多元醇,可舉出使己二酸、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、聚丙二醇等二醇反應(yīng)而得的聚合物。作為聚酯多元醇的具體例子,可舉出dic制ポリライト(注冊商標(biāo))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。
作為(c)成分的聚合物的優(yōu)選的一例的聚己內(nèi)酯多元醇,可舉出以三羥甲基丙烷、乙二醇等多元醇為引發(fā)劑,使ε-己內(nèi)酯開環(huán)聚合而得的聚合物。作為聚己內(nèi)酯多元醇的具體例子,可舉出dic制ポリライト(注冊商標(biāo))od-x-2155、od-x-640、od-x-2568、ダイセル化學(xué)制プラクセル(注冊商標(biāo))205、l205al、205u、208、210、212、l212al、220、230、240、303、305、308、312、320等。
作為(c)成分的聚合物的優(yōu)選的一例的聚碳酸酯多元醇,可舉出使三羥甲基丙烷、乙二醇等多元醇與碳酸二乙酯、碳酸二苯酯、碳酸亞乙酯等反應(yīng)而得的聚合物。作為聚碳酸酯多元醇的具體例子,可舉出ダイセル化學(xué)制プラクセル(注冊商標(biāo))cd205、cd205pl、cd210、cd220、クラレ制的c-590、c-1050、c-2050、c-2090、c-3090等。
作為(c)成分的聚合物的優(yōu)選的一例的纖維素類,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和纖維素等,例如,優(yōu)選羥基乙基纖維素、羥基丙基纖維素等羥基烷基纖維素類。
作為(c)成分的聚合物的優(yōu)選的一例的環(huán)糊精類,可舉出α-環(huán)糊精、β-環(huán)糊精和γ-環(huán)糊精等環(huán)糊精;甲基-α-環(huán)糊精、甲基-β-環(huán)糊精和甲基-γ-環(huán)糊精等甲基化環(huán)糊精;羥基甲基-α-環(huán)糊精、羥基甲基-β-環(huán)糊精、羥基甲基-γ-環(huán)糊精、2-羥基乙基-α-環(huán)糊精、2-羥基乙基-β-環(huán)糊精、2-羥基乙基-γ-環(huán)糊精、2-羥基丙基-α-環(huán)糊精、2-羥基丙基-β-環(huán)糊精、2-羥基丙基-γ-環(huán)糊精、3-羥基丙基-α-環(huán)糊精、3-羥基丙基-β-環(huán)糊精、3-羥基丙基-γ-環(huán)糊精、2,3-二羥基丙基-α-環(huán)糊精、2,3-二羥基丙基-β-環(huán)糊精和2,3-二羥基丙基-γ-環(huán)糊精等羥基烷基環(huán)糊精等。
作為(c)成分的聚合物的優(yōu)選的一例的三聚氰胺甲醛樹脂,是將三聚氰胺與甲醛縮聚而得的樹脂,由下述式表示。
上述式中、r21表示氫原子或碳原子數(shù)為1~4的烷基,n1是表示重復(fù)單元數(shù)目的自然數(shù)。
從保存穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選(c)成分的三聚氰胺甲醛樹脂在三聚氰胺與甲醛縮聚時生成的羥甲基被烷基化。
獲得(c)成分的三聚氰胺甲醛樹脂的方法不受特別限定,但通常通過將三聚氰胺與甲醛混合,使用碳酸鈉、氨等使其為弱堿性,然后在60~100℃下加熱而合成。通過使其進(jìn)一步與醇發(fā)生反應(yīng),可以將羥甲基烷氧化。
(c)成分的三聚氰胺甲醛樹脂的重均分子量優(yōu)選為250~5000,更優(yōu)選為300~4000,進(jìn)一步優(yōu)選為350~3500。如果重均分子量超過5000而過大,則有時對溶劑的溶解性下降、操作性下降;如果重均分子量小于250而過小,則有時熱固化時變得固化不足,耐溶劑性和耐熱性的提高效果不會充分顯現(xiàn)。
在本發(fā)明的實(shí)施方式中,(c)成分的三聚氰胺甲醛樹脂可以以液體形態(tài)使用、或者以將純化后的液體再溶解于后述溶劑中的溶液形態(tài)使用。
作為(c)成分的聚合物的優(yōu)選的一例的苯酚酚醛清漆樹脂,可舉出例如,苯酚-甲醛縮聚物等。
在本發(fā)明的固化膜形成用組合物中,(c)成分的聚合物可以以粉體形態(tài)使用、或以將純化后的粉末再溶解于后述溶劑中的溶液形態(tài)使用。
本發(fā)明的固化膜形成用組合物中的(c)成分的含量相對于作為(a)成分的低分子化合物和(b)成分的交聯(lián)劑的合計(jì)量的100質(zhì)量份優(yōu)選為400質(zhì)量份以下,更優(yōu)選為10質(zhì)量份~380質(zhì)量份,進(jìn)一步優(yōu)選為40質(zhì)量份~360質(zhì)量份。在(c)成分的含量過大的情況下,液晶取向性容易下降,在過小的情況下,密合性容易下降。
此外,在本發(fā)明的固化膜形成用組合物中,(c)成分可以是多種作為(c)成分所例示的聚合物的混合物。
<(d)成分>
本發(fā)明的固化膜形成用組合物可以含有使所形成的固化膜的粘接性提高的密合促進(jìn)劑。
在將由含有(d)成分的本發(fā)明的固化膜形成用組合物形成的固化膜用作取向材料的情況下,(d)成分的密合促進(jìn)劑能夠?qū)⒕酆闲砸壕У木酆闲怨倌軋F(tuán)與取向材料的交聯(lián)反應(yīng)部位通過共價(jià)鍵連接,從而使取向材料與聚合性液晶層的密合性提高。其結(jié)果是,將固化了的聚合性液晶疊層在本實(shí)施方式的取向材料上而成的本實(shí)施方式的相位差材料,即使在高溫高濕的條件下也能夠維持強(qiáng)的密合性,能夠?qū)冸x等顯示高耐久性。
作為(d)成分,優(yōu)選具有選自羥基和n-烷氧基甲基的基團(tuán)、以及聚合性基團(tuán)的單體和聚合物。
作為這樣的(d)成分,可舉出具有羥基和(甲基)丙烯?;幕衔铩⒕哂衝-烷氧基甲基和(甲基)丙烯?;幕衔铩⒕哂衝-烷氧基甲基和(甲基)丙烯?;木酆衔锏?。以下分別顯示出具體例子。
作為(d)成分的一例,可舉出含有羥基的多官能丙烯酸酯(以下也稱為含羥基多官能丙烯酸酯。)。
作為(d)成分的例子的含羥基多官能丙烯酸酯,可舉出例如,季戊四醇三丙烯酸酯和二季戊四醇五丙烯酸酯等。
作為(d)成分的一例,還可以舉出具有1個(甲基)丙烯?;?個以上羥基的化合物??梢岳e這樣的、具有1個(甲基)丙烯?;?個以上羥基的化合物的優(yōu)選的例子。需要說明的是,(d)成分的化合物不受以下的化合物例限定。
(上述式中,r11表示氫原子或甲基,m表示1~10的整數(shù)。)
此外,作為(d)成分的化合物,可舉出1分子中具有至少1個包含c=c雙鍵的聚合性基團(tuán)和至少1個n-烷氧基甲基的化合物。
作為包含c=c雙鍵的聚合性基團(tuán),可舉出丙烯?;?、甲基丙烯?;⒁蚁┗?、烯丙基、馬來酰亞胺基等。
在上述具有至少1個包含c=c雙鍵的聚合性基團(tuán)和至少1個n-烷氧基甲基的化合物中,作為n-烷氧基甲基的n,即氮原子,可舉出酰胺的氮原子、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、結(jié)合在含氮雜環(huán)的氮原子的鄰位上的氮原子等。因此,作為n-烷氧基甲基,可舉出烷氧基甲基與選自酰胺的氮原子、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、結(jié)合在含氮雜環(huán)的氮原子的鄰位上的氮原子等中的氮原子結(jié)合而得的結(jié)構(gòu)。
作為(d)成分,只要是具有上述基團(tuán)的化合物即可,但優(yōu)選地可舉出例如下述的式(x1)所示的化合物。
(式中,r1表示氫原子或甲基,r2表示氫原子、或直鏈狀或分支狀的碳原子數(shù)為1~10的烷基)
作為上述烷基,可舉出例如,甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、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。
作為上述式(x1)所示的化合物的具體例子,可舉出n-羥基甲基(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)丙烯酰胺等被羥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。需要說明的是,(甲基)丙烯酰胺表示甲基丙烯酰胺和丙烯酰胺兩者。
作為(d)成分的具有包含c=c雙鍵的聚合性基團(tuán)和n-烷氧基甲基的化合物的另一方案,優(yōu)選可舉出例如下述的式(x2)所示的化合物。
(式中,r51表示氫原子或甲基。r52和r53分別獨(dú)立地表示碳原子數(shù)為2~20的直鏈狀或分支狀的亞烷基、碳原子數(shù)為5~6的脂肪族環(huán)基、或包含碳原子數(shù)為5~6的脂肪族環(huán)的脂肪族基團(tuán),這些基團(tuán)中的一個亞甲基或者不相鄰的多個亞甲基可以置換為醚鍵。r54表示碳原子數(shù)為1~20的直鏈狀或分支狀的烷基、碳原子數(shù)為5~6的脂肪族環(huán)基、或包含碳原子數(shù)為5~6的脂肪族環(huán)的脂肪族基團(tuán),這些基團(tuán)中的一個亞甲基或者不相鄰的多個亞甲基可以置換為醚鍵。z表示>ncoo-、或表示-ocon<(在這里,“-”表示結(jié)合鍵為1個。此外,“>”“<”表示結(jié)合鍵為2個,而且任一個結(jié)合鍵均與-ch2or54結(jié)合。)。r為2以上且9以下的自然數(shù)。)
作為r52和r53的定義中的碳原子數(shù)為2~20的亞烷基的具體例子,可舉出從碳原子數(shù)為2~20的烷基中再去除1~8個氫原子而得的2價(jià)~9價(jià)的基團(tuán)。
作為該碳原子數(shù)為2~20的烷基的具體例子,可舉出乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、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、環(huán)戊基、環(huán)己基、和它們中的一種或多種結(jié)合而得的碳原子數(shù)為20以內(nèi)的基團(tuán)、以及這些基團(tuán)中的一個亞甲基或不相鄰的多個亞甲基置換為醚鍵而得的基團(tuán)等作為一例。
其中,優(yōu)選碳原子數(shù)為2~10的亞烷基,從原料的獲得性等觀點(diǎn)出發(fā),特別優(yōu)選r52為亞乙基、r53為亞己基。
作為r54的定義中的碳原子數(shù)為1~20的烷基的具體例子,可舉出上述碳原子數(shù)為2~20的烷基的具體例子和甲基。其中,優(yōu)選碳原子數(shù)為1~6的烷基,特別優(yōu)選甲基、乙基、正丙基或正丁基。
作為r,可舉出2以上且9以下的自然數(shù),但其中優(yōu)選為2~6。
化合物(x2)是通過下述的反應(yīng)方案所示的制造方法獲得的。即,通過使下述式(x2-1)所示的具有丙烯酰基或甲基丙烯?;陌被姿狨セ衔?以下也稱為化合物(x2-1))在添加了三甲基氯甲硅烷和低聚甲醛的溶劑中進(jìn)行反應(yīng),合成下述式(x2-2)所示的中間體,向該反應(yīng)液中添加r54-oh所示的醇使其發(fā)生反應(yīng)而制造。
(式中,r51、r52、r53、r54、z和r表示前述的意思,x表示-nhcoo-或-oconh-。)
三甲基氯甲硅烷和低聚甲醛相對于化合物(x2-1)的使用量不受特別限定,但為了完成反應(yīng),相對于分子中的1個氨基甲酸酯鍵,優(yōu)選使用1.0~6.0當(dāng)量倍的三甲基氯甲硅烷、1.0~3.0當(dāng)量倍的低聚甲醛,更優(yōu)選三甲基氯甲硅烷的使用當(dāng)量比低聚甲醛的使用當(dāng)量多。
作為反應(yīng)溶劑,只要是對反應(yīng)惰性的溶劑就沒有特別限定,可舉出例如,己烷、環(huán)己烷、苯、甲苯等烴類;二氯甲烷、四氯化碳、氯仿、1,2-二氯乙烷等鹵系烴類;乙醚、二異丙基醚、1,4-二
溶劑的使用量(反應(yīng)濃度)不受特別限定,可以不使用溶劑地實(shí)施反應(yīng),或者在使用溶劑的情況下,可以使用相對于化合物(x2-1)為0.1~100質(zhì)量倍的溶劑。優(yōu)選為1~30質(zhì)量倍,進(jìn)一步優(yōu)選為2~20質(zhì)量倍。
反應(yīng)溫度不受特別限定,例如為-90~200℃,優(yōu)選為-20~100℃,進(jìn)一步優(yōu)選為-10~50℃。
反應(yīng)時間通常為0.05~200小時,優(yōu)選為0.5~100小時。
反應(yīng)可以在常壓或加壓下進(jìn)行,此外,可以是分批式,也可以是連續(xù)式。
在進(jìn)行反應(yīng)時,可以添加聚合抑制劑。作為這樣的聚合抑制劑,可以使用bht(2,6-二叔丁基對甲酚)、氫醌、對甲氧基苯酚等,只要是阻礙丙烯?;⒓谆;木酆系木酆弦种苿┚筒皇芴貏e限定。
添加聚合抑制劑時的添加量不受特別限定,相對于化合物(x2-1)的總使用量(質(zhì)量)為0.0001~10wt%,優(yōu)選為0.01~1wt%。在本說明書中,wt%表示質(zhì)量%。
在使中間體(x2-2)與醇發(fā)生反應(yīng)的工序中,可以添加用于抑制酸性條件下的水解的堿。作為堿的例子,可舉出吡啶、甲基吡啶等吡啶類、三甲基胺、三乙基胺、二異丙基乙基胺、三丁基胺等叔胺等。優(yōu)選為三乙基胺、二異丙基乙基胺,更優(yōu)選為三乙基胺。在添加堿時的添加量不受特別限定,相對于反應(yīng)時使用的三甲基氯甲硅烷的添加量使用0.01~2.0當(dāng)量倍即可,更優(yōu)選為0.5~1.0當(dāng)量。
此外,在由化合物(x2-1)獲得中間體(x2-2)后,可以在不分離中間體(x2-2)的條件下添加醇來進(jìn)行反應(yīng)。
化合物(x2-1)的合成法不受特別限定,可以通過使(甲基)丙烯酰氧基烷基異氰酸酯與多元醇化合物進(jìn)行反應(yīng)、或使(甲基)丙烯酸羥基烷基酯化合物與多異氰酸酯化合物進(jìn)行反應(yīng)來制造。
作為(甲基)丙烯酰氧基烷基異氰酸酯的具體例子,可舉出例如2-甲基丙烯酰氧基乙基異氰酸酯(昭和電工(株)制,商品名:カレンズmoi[注冊商標(biāo)])、2-丙烯酰氧基乙基異氰酸酯(昭和電工(株)制,商品名:カレンズaoi[注冊商標(biāo)])等。
作為多元醇化合物的具體例子,可舉出乙二醇、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-環(huán)己烷二甲醇等二元醇化合物、甘油、三羥甲基丙烷等三元醇化合物、季戊四醇、二季戊四醇、二甘油等。
作為(甲基)丙烯酸羥基烷基酯化合物的具體例子,可舉出丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸2-羥基丙酯、甲基丙烯酸2-羥基丙酯、丙烯酸4-羥基丁酯、甲基丙烯酸4-羥基丁酯、單丙烯酸二乙二醇酯、單甲基丙烯酸二乙二醇酯、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羥基的單體等。
作為多異氰酸酯化合物的具體例子,可舉出六亞甲基二異氰酸酯、2,4,4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯、二聚酸二異氰酸酯等脂肪族二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、4,4’-亞甲基雙(環(huán)己基異氰酸酯)、ω,ω’-二異氰酸酯二甲基環(huán)己烷等脂環(huán)族二異氰酸酯、賴氨酸酯三異氰酸酯、1,6,11-十一烷三異氰酸酯、1,8-二異氰酸酯-4-異氰酸酯甲基辛烷、1,3,6-六亞甲基三異氰酸酯、二環(huán)庚烷三異氰酸酯等三異氰酸酯等。
這些(甲基)丙烯酰氧基烷基異氰酸酯化合物、多元醇化合物、(甲基)丙烯酸羥基烷基酯化合物和多異氰酸酯化合物通常市售,此外,可以通過公知的方法合成。
作為(d)成分的一例,還可以舉出具有n-烷氧基甲基和包含c=c雙鍵的聚合性基團(tuán)作為單元結(jié)構(gòu)的聚合物(以下也稱為特定共聚物)。如上所述,其還可以兼為(b)成分的交聯(lián)劑。
在上述的特定共聚物中,作為n-烷氧基甲基的n,即氮原子,可舉出酰胺的氮原子、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、結(jié)合在含氮雜環(huán)的氮原子的鄰位上的氮原子等。因此,作為n-烷氧基甲基,可舉出烷氧基甲基與選自酰胺的氮原子、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、結(jié)合在含氮雜環(huán)的氮原子的鄰位上的氮原子等中的氮原子結(jié)合而得的結(jié)構(gòu)。
作為賦予n-烷氧基甲基的單體(以下也稱為特定單體x1),只要是具有上述的基團(tuán)的單體即可,但優(yōu)選地可舉出例如上述式(x1)所示的化合物。
作為包含c=c雙鍵的聚合性基團(tuán),可舉出丙烯?;⒓谆;?、乙烯基、烯丙基、馬來酰亞胺基等。
(d)成分的具有包含c=c雙鍵的聚合性基團(tuán)的特定側(cè)鏈優(yōu)選碳原子數(shù)為3~16、末端具有不飽和鍵的側(cè)鏈,特別優(yōu)選式(b2)那樣所示的特定側(cè)鏈。式(b2)所示的特定側(cè)鏈,如式(b2-1)所示,與丙烯酸類聚合物的酯鍵部分結(jié)合。
式(b2)中,r61是碳原子數(shù)為1~14、且是從脂肪族基團(tuán)、包含環(huán)式結(jié)構(gòu)的脂肪族基團(tuán)和芳香族基團(tuán)的組中選擇的有機(jī)基團(tuán)、或包含從該組中選擇多個有機(jī)基團(tuán)的組合的有機(jī)基團(tuán)。r61可以包含酯鍵、醚鍵、酰胺鍵或氨基甲酸酯鍵等。
式(b2)中,r62為氫原子或甲基,優(yōu)選r62為氫原子的特定側(cè)鏈,更優(yōu)選的是末端為丙烯酰基、甲基丙烯?;虮揭蚁┗奶囟▊?cè)鏈。
式(b2-1)中,r63為氫原子或甲基。
對獲得具有上述那樣的特定側(cè)鏈的聚合物的方法不特別限定。若舉出一例,則預(yù)先通過自由基聚合等聚合方法生成具有特定官能團(tuán)的丙烯酸類聚合物。接著,使該特定官能團(tuán)、與末端具有不飽和鍵的化合物(以下稱為特定化合物。)進(jìn)行反應(yīng)而生成特定側(cè)鏈,從而可以向作為(d)成分的聚合物中導(dǎo)入包含c=c雙鍵的聚合性基團(tuán)。
在此,特定官能團(tuán)是指羧基、縮水甘油基、羥基、具有活性氫的氨基、酚性羥基或異氰酸酯基等官能團(tuán),或選自這些官能團(tuán)中的多種官能團(tuán)。
在上述特定側(cè)鏈生成的反應(yīng)中,特定官能團(tuán)、與特定化合物具有的與反應(yīng)相關(guān)的官能團(tuán)的優(yōu)選的組合為,羧基與環(huán)氧基、羥基與異氰酸酯基、酚性羥基與環(huán)氧基、羧基與異氰酸酯基、氨基與異氰酸酯基、或羥基與酰氯等。進(jìn)而,更優(yōu)選的組合為羧基與甲基丙烯酸縮水甘油酯、或羥基與甲基丙烯酸異氰酸酯基乙酯。
此外,在上述特定側(cè)鏈的生成反應(yīng)中,具有特定官能團(tuán)的聚合物是以特定單體x1、以及具有用于與特定化合物進(jìn)行反應(yīng)的官能團(tuán)(特定官能團(tuán))的單體,即具有羧基、縮水甘油基、羥基、具有活性氫的氨基、酚性羥基或異氰酸酯基等的單體(以下也稱為特定單體x3)為必需成分而得的共聚物,其數(shù)均分子量為2,000~25,000。在此,用于聚合的具有特定官能團(tuán)的單體可以單獨(dú)使用,只要是在聚合中不發(fā)生反應(yīng)的組合也可以并用多種。
以下舉出為了獲得具有特定官能團(tuán)的聚合物所必要的單體,即特定單體x3的具體例子。但是,不受這些具體例子限定。
作為具有羧基的單體,可舉出例如,丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、單-(2-(丙烯酰氧基)乙基)苯二甲酸酯、單-(2-(甲基丙烯酰氧基)乙基)苯二甲酸酯、n-(羧基苯基)馬來酰亞胺、n-(羧基苯基)甲基丙烯酰胺和n-(羧基苯基)丙烯酰胺等。
作為具有縮水甘油基的單體,可舉出例如,甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸縮水甘油酯、烯丙基縮水甘油醚、3-乙烯基-7-氧雜雙環(huán)[4.1.0]庚烷、1,2-環(huán)氧基-5-己烯和1,7-辛二烯單環(huán)氧化物等。
作為具有羥基的單體,可舉出例如,丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸2-羥基丙酯、甲基丙烯酸2-羥基丙酯、丙烯酸4-羥基丁酯、甲基丙烯酸4-羥基丁酯、丙烯酸2,3-二羥基丙酯、甲基丙烯酸2,3-二羥基丙酯、二乙二醇單丙烯酸酯、二乙二醇單甲基丙烯酸酯、己內(nèi)酯2-(丙烯酰氧基)乙酯、己內(nèi)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-羥基降冰片烯-2-羧基-6-內(nèi)酯和5-甲基丙烯酰氧基-6-羥基降冰片烯-2-羧基-6-內(nèi)酯等。
作為具有氨基的單體,可舉出例如,丙烯酸2-氨基乙酯和甲基丙烯酸2-氨基甲酯等。
作為具有酚性羥基的單體,可舉出例如,羥基苯乙烯、n-(羥基苯基)丙烯酰胺、n-(羥基苯基)甲基丙烯酰胺和n-(羥基苯基)馬來酰亞胺等。
作為具有異氰酸酯基的單體,可舉出例如,丙烯酰基乙基異氰酸酯、甲基丙烯酰基乙基異氰酸酯和間四甲基二甲苯異氰酸酯等。
在由此得到的式(b2)所示的側(cè)鏈中,作為r61的具體例子,可舉出下述式(b-1)~式(b-11)等。
此外,在本發(fā)明中,在獲得(d)成分的聚合物時,除了特定單體x1和特定單體x3以外,可以并用能夠與該單體共聚、不具有前述能夠熱交聯(lián)的官能團(tuán)的單體。
作為這樣的單體的具體例子,可舉出具有與特定單體x1和特定單體x3不同的結(jié)構(gòu)的丙烯酸酯化合物或甲基丙烯酸酯化合物、馬來酰亞胺化合物、丙烯酰胺化合物、丙烯腈、馬來酸酐、苯乙烯化合物和乙烯系化合物等(以下也稱為單體x4)。
以下例舉前述單體x4的具體例子,但不受這些例子限定。
作為前述單體x4的例子的丙烯酸酯化合物,可舉出例如,丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸芐酯、丙烯酸萘酯、丙烯酸蒽酯、丙烯酸蒽基甲酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、丙烯酸環(huán)己酯、丙烯酸異冰片酯、丙烯酸2-甲氧基乙酯、丙烯酸甲氧基三乙二醇酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、丙烯酸四氫糠酯、丙烯酸3-甲氧基丁酯、丙烯酸2-甲基-2-金剛烷酯、丙烯酸2-丙基-2-金剛烷酯、丙烯酸8-甲基-8-三環(huán)癸酯、以及丙烯酸8-乙基-8-三環(huán)癸酯等。
作為前述單體x4的例子的甲基丙烯酸酯化合物,可舉出例如,甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸芐酯、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、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯、甲基丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸2-甲氧基乙酯、甲基丙烯酸甲氧基三乙二醇酯、甲基丙烯酸2-乙氧基乙酯、甲基丙烯酸四氫糠酯、甲基丙烯酸3-甲氧基丁酯、甲基丙烯酸2-甲基-2-金剛烷酯、γ-丁內(nèi)酯甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸2-丙基-2-金剛烷酯、甲基丙烯酸8-甲基-8-三環(huán)癸酯、以及甲基丙烯酸8-乙基-8-三環(huán)癸酯等。
作為前述單體x4的例子的乙烯系化合物,可舉出例如,甲基乙烯基醚、芐基乙烯基醚、乙烯基萘、乙烯基咔唑、烯丙基縮水甘油醚、3-乙烯基-7-氧雜雙環(huán)[4.1.0]庚烷、1,2-環(huán)氧基-5-己烯、以及1,7-辛二烯單環(huán)氧化物等。
作為前述單體x4的例子的苯乙烯化合物,可舉出例如,苯乙烯、甲基苯乙烯、氯苯乙烯、溴苯乙烯等。
作為前述單體x4的例子的馬來酰亞胺化合物,可舉出例如,馬來酰亞胺、n-甲基馬來酰亞胺、n-苯基馬來酰亞胺、以及n-環(huán)己基馬來酰亞胺等。
(d)成分的聚合物中、n-烷氧基烷基的存在比例相對于該聚合物的全部重復(fù)單元100摩爾優(yōu)選為40摩爾%~90摩爾%,進(jìn)一步優(yōu)選為50摩爾%~85摩爾%。
即,基于為了獲得作為(d)成分的特定共聚物而使用的全部單體的合計(jì)量,為了獲得作為(d)成分的特定共聚物而使用的特定單體x1的使用量優(yōu)選為40摩爾%~90摩爾%,進(jìn)一步優(yōu)選為50摩爾%~85摩爾%。在合計(jì)量小于40摩爾%的情況下,與(a)成分的熱交聯(lián)引起的固化有時會變得不充分;在合計(jì)量比90摩爾%過大的情況下,有時會對與基材的密合性產(chǎn)生不良影響。
(d)成分的聚合物中,包含c=c雙鍵的聚合性基團(tuán)的存在比例相對于該聚合物的全部重復(fù)單元100摩爾優(yōu)選為10摩爾%~60摩爾%,進(jìn)一步優(yōu)選為15摩爾%~50摩爾%。
即,基于為了獲得作為(d)成分的特定共聚物而使用的全部單體的合計(jì)量,為了獲得作為(d)成分的特定共聚物而使用的特定單體x3的使用量優(yōu)選為10摩爾%~60摩爾%,進(jìn)一步優(yōu)選為15摩爾%~50摩爾%。在合計(jì)量小于10摩爾%的情況下,與液晶層的密合性有時會變得不充分;在合計(jì)量比60摩爾%過大的情況下,與(a)成分的熱交聯(lián)引起的固化有時會變得不充分。
對獲得作為(d)成分的例子的特定共聚物的方法不特別限定,例如,可以如下獲得:在使特定單體x1、特定單體x3、以及根據(jù)期望添加的除它們以外的單體和聚合引發(fā)劑等共存的溶劑中,在50~110℃的溫度下通過聚合反應(yīng)而獲得作為前體的聚合物,然后使該特定官能團(tuán)與末端具有不飽和鍵的特定化合物進(jìn)行反應(yīng),生成特定側(cè)鏈,從而在作為(d)成分的聚合物中導(dǎo)入包含c=c雙鍵的聚合性基團(tuán)。此時,使用的溶劑只要是溶解特定單體x1、特定單體x3、根據(jù)期望使用的該除特定單體以外的單體和聚合引發(fā)劑等的溶劑就不特別限定。作為其具體例子,記載在后述<溶劑>項(xiàng)中。
通過以上的方法獲得的作為(d)成分的例子的丙烯酸類聚合物通常是在溶劑中溶解了的溶液的狀態(tài),在本發(fā)明中,可以作為(d)成分的溶液直接使用。
此外,將由上述方法獲得的作為(d)成分的例子的丙烯酸類聚合物的溶液投入到攪拌下的乙醚、水等中,使其再沉淀,將生成的沉淀物進(jìn)行過濾、洗滌,然后在常壓或減壓下進(jìn)行常溫干燥或加熱干燥,從而可以制成(d)成分的特定共聚物的粉體。通過上述的操作,可以除去與(d)成分的特定共聚物共存的聚合引發(fā)劑和未反應(yīng)的單體,其結(jié)果能夠獲得純化了的作為(b)成分的例子的特定共聚物的粉體。在通過一次操作不能充分地純化的情況下,使所獲得的粉體再溶解于溶劑中,重復(fù)進(jìn)行上述的操作即可。
在本發(fā)明的形成光學(xué)膜的表面的固化膜的組合物中,(d)成分的特定共聚物可以以粉體形態(tài)、或以將純化后的粉末再溶解于后述的溶劑中而得的溶液形態(tài)使用。
此外,在本發(fā)明的形成光學(xué)膜的表面的固化膜的組合物中,(d)成分的特定共聚物可以是多種的混合物。
這樣的聚合物的重均分子量為1,000~500,000,優(yōu)選為2,000~200,000,更優(yōu)選為3,000~150,000,進(jìn)一步優(yōu)選為3,000~50,000。
關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式的固化膜形成用組合物中的(d)成分的含量,相對于作為(a)成分的低分子化合物和(b)成分的交聯(lián)劑的合計(jì)量100質(zhì)量份,優(yōu)選為0.1質(zhì)量份~100質(zhì)量份,進(jìn)一步優(yōu)選為5質(zhì)量份~70質(zhì)量份。需要說明的是,在前述(b)成分和(d)成分相同(同一化合物)的情況下,將(d)成分的配合量作為(b)成分的配合量(此時(d)成分的配合量為0)。通過使(d)成分的含量為0.1質(zhì)量份以上,能夠?qū)π纬傻墓袒べx予充分的密合性。然而,在多于100質(zhì)量份的情況下,液晶取向性容易下降。
此外,在本實(shí)施方式的固化膜形成用組合物中,(d)成分可以是多種(d)成分的化合物的混合物。
<(e)成分>
除了前述(a)成分和(b)成分以外,本發(fā)明的固化膜形成用組合物還可以含有交聯(lián)催化劑作為(e)成分。
作為(e)成分的交聯(lián)催化劑,可以優(yōu)選使用例如,酸或熱產(chǎn)酸劑。該(e)成分在促進(jìn)本發(fā)明的固化膜形成用組合物的熱固化反應(yīng)中有效。
作為(e)成分的上述酸,具體地可舉出,含有磺酸基的化合物、鹽酸及其鹽。而且,作為上述熱產(chǎn)酸劑,只要是在加熱處理時發(fā)生熱分解并產(chǎn)生酸的化合物、即在溫度80℃~250℃下發(fā)生熱分解并產(chǎn)生酸的化合物,就不特別限定。
作為上述酸的具體例子,可舉出例如,鹽酸或其鹽;甲磺酸、乙磺酸、丙磺酸、丁磺酸、戊磺酸、辛磺酸、苯磺酸、對甲苯磺酸、樟腦磺酸、三氟甲磺酸、對苯酚磺酸、2-萘磺酸、均三甲苯磺酸、對二甲苯-2-磺酸、間二甲苯-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、鹽等。
此外,作為通過熱而產(chǎn)生酸的化合物,可舉出例如,雙(甲苯磺酰氧基)乙烷、雙(甲苯磺酰氧基)丙烷、雙(甲苯磺酰氧基)丁烷、對硝基芐基甲苯磺酸酯、間硝基芐基甲苯磺酸酯、1,2,3-亞苯基三(甲基磺酸酯)、對甲苯磺酸吡啶
等。
本發(fā)明的固化膜形成用組合物中的(e)成分的含量相對于作為(a)成分的低分子化合物和(b)成分的交聯(lián)劑的合計(jì)量的100質(zhì)量份優(yōu)選為0.01質(zhì)量份~20質(zhì)量份,更優(yōu)選為0.1質(zhì)量份~15質(zhì)量份,進(jìn)一步優(yōu)選為0.5質(zhì)量份~10質(zhì)量份。通過使(e)成分的含量為0.01質(zhì)量份以上,能夠賦予充分的熱固化性和耐溶劑性。然而,在比20質(zhì)量份多的情況下,組合物的保存穩(wěn)定性有時降低。
<溶劑>
本發(fā)明的固化膜形成用組合物主要以溶解于溶劑的溶液狀態(tài)使用。此時使用的溶劑只要能夠溶解(a)成分、(b)成分以及根據(jù)需要的(c)成分、(d)成分、(e)成分和/或后述其他添加劑即可,對其種類和結(jié)構(gòu)等不特別限定。
作為溶劑的具體例子,可舉出例如,甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、2-甲基-1-丁醇、正戊醇、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(huán)戊酮、環(huán)己酮、2-丁酮、3-甲基-2-戊酮、2-戊酮、2-庚酮、γ-丁內(nèi)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(huán)戊基甲基醚、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺以及n-甲基-2-吡咯烷酮等。
在使用本發(fā)明的固化膜形成用組合物在樹脂膜上形成固化膜來制造取向材料的情況下,從是樹脂膜顯示出耐性的溶劑的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、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、丙二醇單甲基醚乙酸酯等。
這些溶劑可以以單獨(dú)1種或2種以上組合的形式使用。
<其他添加劑>
進(jìn)而,本發(fā)明的固化膜形成用組合物只要在不損害本發(fā)明的效果的范圍中,可以根據(jù)需要含有密合性改進(jìn)劑、硅烷偶聯(lián)劑、表面活性劑、流變調(diào)節(jié)劑、顏料、染料、保存穩(wěn)定劑、消泡劑、抗氧化劑等。
<固化膜形成用組合物的調(diào)制>
本發(fā)明的固化膜形成用組合物是含有(a)成分的低分子化合物和(b)成分的交聯(lián)劑、可以含有根據(jù)期望添加的(c)成分的具有熱交聯(lián)性基團(tuán)的聚合物、(d)成分的密合促進(jìn)劑和(e)成分的交聯(lián)催化劑、以及在只要不損害本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)添加的其他添加劑的組合物。而且,通常它們是以在溶劑中溶解了的溶液的形態(tài)使用的。
本發(fā)明的固化膜形成用組合物的優(yōu)選的例子如下所示。
[1]:含有(a)成分、基于100質(zhì)量份的(a)成分為1質(zhì)量份~300質(zhì)量份的(b)成分、以及相對于作為(a)成分的低分子化合物和(b)成分的交聯(lián)劑的合計(jì)量100質(zhì)量份為1~400質(zhì)量份的(c)成分的固化膜形成用組合物。
[2]:含有(a)成分、基于100質(zhì)量份的(a)成分為1質(zhì)量份~300質(zhì)量份的(b)成分、相對于作為(a)成分的低分子化合物和(b)成分的交聯(lián)劑的合計(jì)量100質(zhì)量份為1~400質(zhì)量份的(c)成分、以及溶劑的固化膜形成用組合物。
[3]:含有(a)成分、基于100質(zhì)量份的(a)成分為1質(zhì)量份~300質(zhì)量份的(b)成分、相對于作為(a)成分的低分子化合物和(b)成分的交聯(lián)劑的合計(jì)量100質(zhì)量份為1~400質(zhì)量份的(c)成分、相對于作為(a)成分的低分子化合物和(b)成分的交聯(lián)劑的合計(jì)量100質(zhì)量份為0.01質(zhì)量份~20質(zhì)量份的(e)成分、以及溶劑的固化膜形成用組合物。
[4]:含有(a)成分、基于100質(zhì)量份的(a)成分為1質(zhì)量份~300質(zhì)量份的(b)成分、相對于作為(a)成分的低分子化合物和(b)成分的交聯(lián)劑的合計(jì)量100質(zhì)量份為1~400質(zhì)量份的(c)成分、相對于作為(a)成分的低分子化合物和(b)成分的交聯(lián)劑的合計(jì)量100質(zhì)量份為0.1質(zhì)量份~100質(zhì)量份的(d)成分、相對于作為(a)成分的低分子化合物和(b)成分的交聯(lián)劑的合計(jì)量100質(zhì)量份為0.01質(zhì)量份~20質(zhì)量份的(e)成分、以及溶劑的固化膜形成用組合物。
以下對在將本發(fā)明的固化膜形成用組合物以溶液形式使用的情況下的配合比例、調(diào)制方法等進(jìn)行詳述。
對于本發(fā)明的固化膜形成用組合物中的固體成分的比例,只要各成分均勻地溶解于溶劑中就不特別限定,為1質(zhì)量%~60質(zhì)量%,優(yōu)選為2質(zhì)量%~50質(zhì)量%,更優(yōu)選為2質(zhì)量%~20質(zhì)量%。這里,所謂固體成分,是指從固化膜形成用組合物的全部成分中除去溶劑的成分。
對本發(fā)明的固化膜形成用組合物的調(diào)制方法不特別限定。作為調(diào)制法,可舉出例如,對在溶劑中溶解了(a)成分的溶液以規(guī)定的比例混合(b)成分以及(c)成分、(d)成分、(e)成分等,使其成為均勻的溶液的方法;或者在該調(diào)制法的適當(dāng)階段,根據(jù)需要進(jìn)一步添加其他添加劑并混合的方法。
在本發(fā)明的固化膜形成用組合物的調(diào)制中,可以直接使用通過溶劑中的聚合反應(yīng)而獲得的特定共聚物(聚合物)的溶液。在這種情況下,例如,與前述同樣地向(a)成分的溶液中加入(b)成分以及(c)成分、(d)成分、(e)成分等并使其成為均勻的溶液。此時,也可以以調(diào)整濃度為目的再追加投入溶劑。此時,在(a)成分的生成過程中所使用的溶劑、與固化膜形成用組合物的濃度調(diào)整中所使用的溶劑可以相同、也可以不同。
此外,所調(diào)制的固化膜形成用組合物的溶液優(yōu)選在使用孔徑為0.2μm左右的膜等進(jìn)行過濾之后使用。
<固化膜、取向材料以及相位差材料>
通過棒涂、旋轉(zhuǎn)涂布、流涂、輥涂、狹縫涂布、接續(xù)于狹縫的旋轉(zhuǎn)涂布、噴墨涂布、印刷等將本發(fā)明的固化膜形成用組合物的溶液涂布于基板(例如、硅/二氧化硅被覆基板、氮化硅基板、被覆有金屬例如鋁、鉬、鉻等的基板、玻璃基板、石英基板、ito基板等)、膜基板(例如,三乙酰纖維素(tac)膜、聚碳酸酯(pc)膜、環(huán)烯烴聚合物(cop)膜、環(huán)烯烴共聚物(coc)膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)膜、丙烯酸類膜、聚乙烯膜等樹脂膜)等上,從而形成涂膜,然后,通過利用加熱板或烘箱等進(jìn)行加熱干燥,可以形成固化膜。該固化膜可以直接作為取向材料應(yīng)用。
作為加熱干燥的條件,只要是在使固化膜(取向材料)的成分在涂布于其上的聚合性液晶溶液中不溶出的程度下,基于交聯(lián)劑的交聯(lián)反應(yīng)進(jìn)行即可,例如,采用從溫度60℃~200℃、時間0.4分鐘~60分鐘的范圍中適當(dāng)選擇的加熱溫度和加熱時間。加熱溫度和加熱時間優(yōu)選為70℃~160℃、0.5分鐘~10分鐘。
使用本發(fā)明的固化性組合物而形成的固化膜(取向材料)的膜厚,例如,為0.05μm~5μm,可以考慮所使用的基板的高低差、光學(xué)性質(zhì)、電性質(zhì)而適當(dāng)選擇。
由于由本發(fā)明的固化膜組合物形成的取向材料具有耐溶劑性和耐熱性,因此可以在該取向材料上涂布具有垂直取向性的聚合性液晶溶液等相位差材料,使其在取向材料上進(jìn)行取向。而且,通過使成為取向狀態(tài)的相位差材料直接固化,能夠形成相位差材料作為具有光學(xué)各向異性的層。而且,在形成取向材料的基板是膜的情況下,作為相位差膜變得有用。
此外,使用如上所述形成的、具有本發(fā)明的取向材料的2張基板,經(jīng)由間隔物以使兩基板上的取向材料互相面對的方式貼合,然后,在這些基板之間注入液晶,還可以制成液晶進(jìn)行了取向的液晶顯示元件。
如此、本發(fā)明的固化膜形成用組合物可以適用于各種相位差材料(相位差膜)、液晶顯示元件等的制造。
實(shí)施例
以下舉出例子對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)地進(jìn)行說明,但是本發(fā)明不受這些實(shí)施例限定。
[在實(shí)施例中使用的縮略號]
以下的在實(shí)施例中使用的縮略號的意思如下所示。
<聚合物原料>
laa:丙烯酸月桂酯
hema:甲基丙烯酸2-羥基乙酯
mma:甲基丙烯酸甲酯
dcpma:二環(huán)戊烷基甲基丙烯酸酯
ibma:甲基丙烯酸異冰片酯(isobornylmethacrylate)
bmaa:n-丁氧基甲基丙烯酰胺
tepic-l:日產(chǎn)化學(xué)工業(yè)(株)制3官能環(huán)氧化合物
laua:月桂酸
aibn:α,α’-偶氮二異丁腈
bteac:芐基三乙基氯化銨
<(a)成分>
a1:正辛醇
a2:正十二烷醇
a3:4-(4-戊基苯基)環(huán)己醇
a4:4-(4’-戊基-[1,1’-二(環(huán)己烷)]-4-基)苯酚
a5:4’-戊基-[1,1’-二(環(huán)己烷)]-4-羧酸
<(b)成分>
hmm:下述的結(jié)構(gòu)式所示的三聚氰胺交聯(lián)劑[サイメル(cymel)(注冊商標(biāo))303(三井サイテック(株)制)]
<(c)成分>
pepo:聚酯多元醇聚合物(具有下述結(jié)構(gòu)單元的己二酸/二乙二醇共聚物。分子量4,800。)
(上述式中,r表示亞烷基。)
<(d)成分>
bmaa:n-丁氧基甲基丙烯酰胺
dm-1:
<(e)成分>
ptsa:對甲苯磺酸一水合物
<溶劑>
pm:丙二醇單甲基醚
pma:丙二醇單甲基醚乙酸酯
chn:環(huán)己酮
<聚合物的分子量的測定>
按照以下的合成例而獲得的丙烯酸類共聚物的數(shù)均分子量和重均分子量是在使用日本分光(株)制gpc裝置(shodex(注冊商標(biāo))柱kf803l以及kf804l),以1ml/分鐘的流量使溶出溶劑四氫呋喃在柱中(柱溫40℃)流動并洗脫這樣的條件下測定的。需要說明的是,下述的數(shù)均分子量(以下稱為mn。)和重均分子量(以下稱為mw。)通過聚苯乙烯換算值表示。
<1h-nmr的測定>
用于1h-nmr分析的分析裝置和分析條件如下所示。
核磁共振裝置:variannmrsystem400nb(400mhz)
測定溶劑:cdcl3
基準(zhǔn)物質(zhì):四甲基硅烷(tms)(δ0.0ppmfor1h)
<(a)成分的合成>
<合成例1>
將tepic-l19.5g、laua39.4g、bteac1.12g溶解于pm240.0g中,在110℃下反應(yīng)16小時,從而獲得垂直取向成分(固體成分濃度20質(zhì)量%)(a6)。測定所得的垂直取向聚合物的環(huán)氧值,確認(rèn)laua全部反應(yīng)了所對應(yīng)量的環(huán)氧基消失。
<合成例2>
將tepic-l15.4g、a543.7g、bteac0.88g溶解于pm240.0g中,在110℃下反應(yīng)16小時,從而獲得垂直取向成分(固體成分濃度20質(zhì)量%)(a7)。測定所得的垂直取向聚合物的環(huán)氧值,確認(rèn)a5全部反應(yīng)了所對應(yīng)量的環(huán)氧基消失。
<(b)成分的合成>
<合成例3>
將bmaa100.0g、作為聚合催化劑的aibn4.2g溶解于pm193.5g中,在90℃下反應(yīng)20小時,從而獲得丙烯酸類聚合物溶液(固體成分濃度35質(zhì)量%)(pb1)。所得的丙烯酸類共聚物的mn為2,700,mw為3,900。
<(c)成分的合成>
<合成例4>
將mma100.0g、hema11.1g、作為聚合催化劑的aibn5.6g溶解于pm450.0g中,在80℃下反應(yīng)20小時,從而獲得丙烯酸類共聚物溶液(固體成分濃度20質(zhì)量%)(pc1)。所得的丙烯酸類共聚物的mn為4,200,mw為7,600。
<合成例5>
將dcpma68.6g、hema7.62g、作為聚合催化劑的aibn3.81g溶解于pma160.0g和chn160.0g中,在80℃下反應(yīng)20小時,從而獲得丙烯酸類共聚物溶液(固體成分濃度20質(zhì)量%)(pc2)。所得的丙烯酸類共聚物的mn為4,500,mw為8,100。
<合成例6>
將ibma68.6g、hema7.62g、作為聚合催化劑的aibn3.81g溶解于pma160.0g和chn160.0g中,在80℃下反應(yīng)20小時,從而獲得丙烯酸類共聚物溶液(固體成分濃度20質(zhì)量%)(pc3)。所得的丙烯酸類共聚物的mn為4,700,mw為8,400。
<化合物合成例1>化合物[dm-1]的合成
在氮?dú)鈿饬髦校瑢⒁宜嵋阴?00g、1,6-己二醇35.5g(0.300mol)、1,8-二氮雜雙環(huán)[5.4.0]-7-十一碳烯(dbu)1.80g(11.8mmol)、2,6-二叔丁基對甲酚(bht)0.45g(2.04mmol)在室溫下加入2l的四頸燒瓶中,在磁力攪拌器攪拌下升溫至55℃。向反應(yīng)液中滴加2-異氰酸酯乙基丙烯酸酯95.9g(0.679mol),攪拌2小時,然后利用高效液相色譜法分析反應(yīng)液,在中間體以面積百分率計(jì)變?yōu)?%以下時結(jié)束反應(yīng)。添加己烷328g,冷卻至室溫,然后利用己烷229g將析出的固體洗滌2次,使其干燥,獲得化合物[a-a](104g,0.260mol,收率86.7%)。
在氮?dú)鈿饬髦校瑢⒍燃淄?330g、化合物[a-a]100g(0.250mol)、低聚甲醛22.5g(0.749mol)加入2l的四頸燒瓶中,在冰浴中滴加三甲基氯甲硅烷122g(1.12mol)。攪拌2小時,然后滴加三乙基胺63.2g(0.625mol)與甲醇240g的混合液。攪拌30分鐘,然后轉(zhuǎn)移至5l的分液漏斗,添加水1500g,進(jìn)行分液操作。利用硫酸鎂將所得的有機(jī)層干燥,通過過濾將硫酸鎂除去,將所得的濾液進(jìn)行濃縮、干燥,獲得化合物[dm-1](110g,0.226mol,收率90.3%)。
化合物[dm-1]的結(jié)構(gòu)是通過1h-nmr分析得到以下的光譜數(shù)據(jù)從而確認(rèn)的。
1h-nmr(cdcl3):δ6.42(d,2hj=17.2),6.17-6.08(m,2h),5.86(d,2hj=10.0),4.77(d,4hj=19.6),4.30(m,4h),4.12(t,4hj=6.4),3.61(m,4h),3.30(d,6hj=12.8),1.67(m,4h),1.40(m,4h).
<實(shí)施例、比較例>
根據(jù)表1所示的組成調(diào)制實(shí)施例和比較例的各固化膜形成用組合物。接著,使用各固化膜形成用組合物形成固化膜,對所得的固化膜分別進(jìn)行垂直取向性的評價(jià)。
表1
[垂直取向性的評價(jià)]
<實(shí)施例1~15、比較例1~2>
使用棒涂機(jī)將實(shí)施例1~15和比較例1~2的各固化膜形成用組合物以濕膜厚為4μm的方式涂布在各種膜基材上。然后,分別在溫度110℃、在熱循環(huán)式烘箱中加熱干燥60秒,在基材上分別形成了固化膜。
使用棒涂機(jī)將メルク(株)制垂直取向用聚合性液晶溶液rms03-015以濕膜厚為6μm的方式涂布在該固化膜上。將該基板上的涂膜在600mj/cm2下進(jìn)行曝光,制成相位差材料。
使用大塚電子(株)制相位差測定裝置rets100對所制作的這些相位差材料測定了面內(nèi)相位差的入射角度依賴性。將在入射角度為0度時面內(nèi)相位差值為0、入射角度為±50度時面內(nèi)相位差在38±5nm的范圍內(nèi)的材料判斷為垂直取向。評價(jià)結(jié)果在之后的表2中作為“垂直取向性”匯總顯示。
表2
如表2所示,將由實(shí)施例的固化膜形成用組合物得到的固化膜作為取向材料使用而得的相位差材料,與將由比較例的固化膜形成用組合物得到的固化膜作為取向材料使用而得的相位差材料相比,顯示了良好的垂直取向性。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的固化膜形成用組合物作為用于形成液晶顯示元件的液晶取向膜、液晶顯示元件中設(shè)置于內(nèi)部、外部的光學(xué)各向異性膜的取向材料的材料是非常有用的,特別適合作為針對ips-lcd的光學(xué)補(bǔ)償膜的材料。