形成固化膜的组合物、取向材及相位差材的制作方法
【专利摘要】本发明的课题是提供一种形成固化膜的组合物、光取向用取向材和使用该取向材形成的相位差材，所述固化膜具备优异的光反应效率、耐溶剂性、高密合性、取向均一性。解决手段是一种形成固化膜的组合物，其含有：(A)成分，具有光取向性基团和选自羟基、羧基和氨基中的任一种取代基的化合物；(B)成分，具有选自羟基、羧基和氨基中的1种或2种以上取代基的亲水性聚合物；以及(C)成分，将含有N-羟甲基化合物或N-(烷氧基甲基)(甲基)丙烯酰胺化合物的单体聚合而成的聚合物；根据需要，还含有交联催化剂作为(D)成分。使用该形成固化膜的组合物形成固化膜，利用光取向技术形成取向材。在取向材上涂布聚合性液晶，使其固化而得到相位差材。
【专利说明】形成固化膜的组合物、取向材及相位差材
【技术领域】
[0001] 本发明涉及形成固化膜的组合物、取向材及相位差材。
【背景技术】
[0002] 近年来，在使用了液晶面板的电视机等显示器的领域中，作为针对高性能化方面 的努力，可以欣赏3D图像的3D显示器的开发正在发展。在3D显示器中，例如，通过使观察 者的右眼目视到右眼用图像，使观察者的左眼目视到左眼用图像，可以显示具有立体感的 图像。
[0003] 显示3D图像的3D显示器的方式有多种方式，作为不需要专用眼镜的方式，已知有 双凸透镜方式及视差屏障方式等。
[0004] 而且，作为观察者佩戴眼镜来观察3D图像的显示器的方式中的一种，已知有圆偏 光眼镜方式等（例如参照专利文献1。）。
[0005] 在圆偏光眼镜方式的3D显示器的情况下，通常在液晶面板等形成图像的显示元 件上配置相位差材。该相位差材分别规则地配置有多个相位差特性不同的2种相位差区 域，构成图案化了的相位差材。另外，下面，在本说明书中，将以配置这样的相位差特性不同 的多个相位差区域的方式而图案化了的相位差材称为图案化相位差材。
[0006] 就图案化相位差材而言，例如像专利文献2所公开的那样，可以通过将由聚合性 液晶构成的相位差材料进行光学图案化来制作。由聚合性液晶构成的相位差材料的光学图 案化利用在液晶面板的取向材形成中已知的光取向技术。即，在基板上设置由光取向性的 材料形成的涂膜，对其照射偏光方向不同的2种偏光。而且，获得光取向膜，作为形成有液 晶的取向控制方向不同的2种液晶取向区域的取向材。在该光取向膜上涂布含有聚合性液 晶的溶液状的相位差材料，从而实现聚合性液晶的取向。然后，将取向了的聚合性液晶固化 从而形成图案化相位差材。
[0007] 在使用了液晶面板的光取向技术的取向材形成中，作为可利用的光取向性的材 料，已知有侧链具有肉桂酰基和查耳酮基等光二聚化部位的丙烯酸系树脂或聚酰亚胺树脂 等。报道了这些树脂通过进行偏光UV照射而显示控制液晶取向的性能（以下，也称为液晶 取向性。）（参照专利文献3?专利文献5。）。另外，已知通过使用具有这种光二聚化部 位的低分子化合物代替侧链具有肉桂酰基及查耳酮基等光二聚化部位的丙烯酸树脂或聚 酰亚胺树脂等，可以提高取向灵敏度（专利文献6)。在专利文献6中虽然记载了也可以使 用通过使用由羟甲基或烷氧基取代了的（甲基）丙烯酰胺化合物作为交联剂而制造的聚合 物，但没有具体的实施例的记载。
[0008] 现有技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献1:特开平10-232365号公报
[0011] 专利文献2:特开2005-49865号公报
[0012] 专利文献3:特许第3611342号公报
[0013] 专利文献4:特开2009-058584号公报
[0014] 专利文献5:特表2001-517719号公报
[0015] 专利文献6:国际专利申请公开第2011/126022号小册子
【发明内容】
[0016] 发明要解决的课题
[0017] 然而，根据本
【发明者】的研宄可知，这种侧链具有肉桂酰基或查耳酮基等光二聚化 部位的丙烯酸系树脂，在应用于相位差材的形成的情况下不能得到充分的特性。特别是，为 了对这些树脂照射偏光UV来形成取向材，使用该取向材来进行由聚合性液晶形成的相位 差材料的光学图案化，需要大的偏光UV曝光量。该偏光UV曝光量与对于使通常的液晶面 板用的液晶取向而言充分的偏光UV曝光量（例如lOOmJ/cm 2左右。）相比显著地多。
[0018] 作为偏光UV曝光量增多的理由可举出：在形成相位差材的情况下，与液晶面板用 的液晶不同，聚合性液晶以溶液的状态被使用，被涂布于取向材上。
[0019] 在使用侧链具有肉桂酰基等光二聚化部位的丙烯酸系树脂等来形成取向材，使聚 合性液晶取向的情况下，在该丙烯酸系树脂等中，通过光二聚化反应进行光交联。而且，需 要进行大的曝光量的偏光照射，直到显示出对聚合性液晶溶液的耐性为止。为使液晶面板 的液晶取向，通常只要仅使光取向性的取向材的表面进行二量化反应即可。但是，如果使用 上述的丙烯酸系树脂等现有材料使取向材显示耐溶剂性，则需要使反应进行至取向材的内 部，需要更多的曝光量。其结果，存在现有材料取向灵敏度变得非常小这样的问题。
[0020] 另外，为了使作为上述现有材料的树脂显示这样的耐溶剂性，已知有添加交联剂 的技术。然而，可知，在进行了由交联剂引起的热固化反应后，在所形成的涂膜的内部形成 三维结构，光反应性降低。即，取向灵敏度会大幅降低，即使在现有材料中添加交联剂而使 用，也得不到所期望的效果。
[0021] 如上所述，要求可以使取向材的取向灵敏度提高，降低偏光UV曝光量的光取向技 术，和该取向材的形成中使用的形成固化膜的组合物。而且，要求可以高效率地提供图案化 相位差材的技术。
[0022] 另外，在使用光取向技术来制造3D显示器的图案化相位差材的情况下，以往一直 进行在无碱玻璃基板上的形成。但是，近年来响应降低制造成本的要求，正在寻求在碱玻璃 等廉价的基材上来生产。
[0023] 但是，在由上述那样的现有材料形成的光取向膜中，因碱玻璃中的Na成分的影响 而不能更好地进行取向。
[0024] 另外，虽然可以通过使用具有光二聚化部位的低分子化合物，使取向灵敏度提高， 但在这样的体系中，存在因具有光二聚化部位的低分子化合物和液晶的相溶性而导致在液 晶显示元件的边缘产生不均的情况。因此，寻求具有优异的取向灵敏度、图案形成性及透明 性并且在取向均一性方面也优异的取向材、和用于形成这样的取向材的形成固化膜的组合 物。
[0025] 本发明是基于以上的见解、研宄结果而做出的。即，本发明的目的在于，提供形成 固化膜的组合物，所述固化膜的组合物用于提供具有优异的光反应效率并且具备耐溶剂 性，即使在碱玻璃上也可以以高灵敏度使聚合性液晶取向，且取向均一性优异的取向材。
[0026] 而且，本发明的另一目的在于，提供取向材和使用该取向材形成的相位差材，所述 取向材得自该形成固化膜的组合物，具有优异的光反应效率并且具备耐溶剂性，即使在碱 玻璃上也可以以高灵敏度使聚合性液晶取向，且取向均一性优异。
[0027] 本发明的其它目的和优点将由以下的记载明确。
[0028] 用于解决课题的手段
[0029] 本发明的第一方面涉及一种形成固化膜的组合物，其特征在于，含有：
[0030] (A)成分，具有光取向性基团和选自羟基、羧基和氨基中的任一种取代基的化合 物；
[0031] (B)成分，具有选自羟基、羧基和氨基中的1种或2种以上取代基的亲水性聚合物； 以及
[0032] (C)成分，将含有N-羟甲基化合物或N-烷氧基（甲基）丙烯酰胺化合物的单体聚 合而成的聚合物。
[0033] 在本发明的第一方面中，优选（A)成分的光取向性基团为进行光二聚化或光异构 化的结构的官能团。
[0034] 在本发明的第一方面中，优选（A)成分的光取向性基团为肉桂酰基。
[0035] 在本发明的第一方面中，优选（A)成分的光取向性基团为偶氮苯结构的基团。
[0036] 在本发明的第一方面中，优选（B)成分为选自聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯 多元醇和聚己内酯多元醇中的至少1种聚合物。
[0037] 在本发明的第一方面中，优选（B)成分为纤维素或其衍生物。
[0038] 在本发明的第一方面中，优选（B)成分为具有聚乙二醇酯基及碳原子数2?5的 羟基烷基酯基中的至少一者、羧基及酚性羟基中的至少一者的丙烯酸系聚合物。
[0039] 在本发明的第一方面中，优选（B)成分为通过含有具有聚乙二醇酯基的单体及具 有碳原子数2?5的羟基烷基酯基的单体中的至少一者、具有羧基的单体及具有酚性羟基 的单体中的至少一者的单体的聚合反应而得到的丙烯酸系共聚物。
[0040] 另外，在本发明的第一方面中，优选（B)成分为侧链具有羟基烷基的丙烯酸系聚 合物。
[0041] 在本发明的第一方面中，优选还含有交联催化剂作为（D)成分。
[0042] 在本发明的第一方面中，优选（A)成分和（B)成分的比率以质量比计为5:95? 60:40。
[0043] 在本发明的第一方面中，优选基于（A)成分和（B)成分合计量100质量份，含有10 质量份?150质量份的（C)成分。
[0044] 在本发明的第一方面中，优选相对于（A)成分的化合物和（B)成分的聚合物的合 计量100质量份，含有0. 01质量份?10质量份的（D)成分。
[0045] 本发明的第二方面涉及一种取向材，其特征在于，是使用本发明的第一方面的形 成固化膜的组合物得到的。
[0046] 本发明的第三方面涉及一种相位差材，其特征在于，是使用固化膜而形成的，所述 固化膜是通过第一方面的形成固化膜的组合物得到的。
[0047] 发明效果
[0048] 根据本发明的第一方面，可以提供一种形成固化膜的组合物，所述形成固化膜的 组合物用于提供具有优异的取向灵敏度、图案形成性及透明性，且取向均一性也优异的取 向材。
[0049] 根据本发明的第二方面，可以提供具有优异的取向灵敏度、图案形成性及透明性， 且取向均一性也优异的取向材。
[0050] 根据本发明的第三方面，可以提供即使在碱玻璃上也可以以高的效率形成而能够 进行光学图案化的相位差材。
【具体实施方式】
[0051] <形成固化膜的组合物>
[0052] 本实施方式的形成固化膜的组合物含有：作为（A)成分的低分子的光取向成分、 作为（B)成分的亲水性聚合物、和作为（C)成分的将含有N-羟甲基化合物或N-烷氧基（甲 基）丙烯酰胺化合物的单体聚合而成的聚合物。本实施方式的形成固化膜的组合物，除了 (A)成分、(B)成分、（C)成分以外，还可以含有作为（D)成分的交联催化剂、作为（E)成分的 使固化膜的粘接性提高的成分。而且，只要不损害本发明的效果，就可以含有其它添加剂。
[0053] 以下，对各成分的详细情况进行说明。
[0054] <⑷成分>
[0055] 本实施方式的形成固化膜的组合物中含有的（A)成分为上述的低分子的光取向 成分。
[0056] 而且，作为（A)成分的低分子的光取向成分可以为具有光取向性基团、和选自羟 基、羧基及氨基中的任一种取代基的化合物。在具有光取向性基团、和选自羟基、羧基及氨 基中的任一种取代基的化合物中，如上所述，光反应性基团构成光反应成分中的疏水性的 光反应部，羟基等构成亲水性的热反应部。
[0057] 另外，在本发明中，作为光取向性基团，是指进行光二聚化或光异构化的结构部位 的官能团。
[0058] 进行光二聚化的结构部位，是指通过光照射来形成二聚体的部位，作为其具体例， 可举出肉桂酰基、查耳酮基、香豆素基、蒽基等。它们当中，优选在可见光区域具有高的透明 性和光二聚化反应性的肉桂酰基。另外，进行光异构化的结构部位，是指通过光照射而在顺 式体和反式体中变化的结构部位，作为其具体例，可举出由偶氮苯结构、芪结构等形成的部 位。它们当中，从反应性的高度出发，优选偶氮苯结构。具有光取向性基团和羟基的化合物 例如以下述式表示。
[0059]
【权利要求】
1. 一种形成固化膜的组合物，其特征在于，含有： (A) 成分，具有光取向性基团和选自羟基、羧基及氨基中的任一种取代基的化合物； (B) 成分，具有选自羟基、羧基及氨基中的1种或2种以上取代基的亲水性聚合物；以 及 (C) 成分，将含有N-羟基甲基化合物或N-烷氧基甲基（甲基）丙烯酰胺化合物的单体 聚合而成的聚合物。
2. 根据权利要求1所述的形成固化膜的组合物，其特征在于， (A)成分的光取向性基团为进行光二聚化或光异构化的结构的官能团。
3. 根据权利要求1或2所述的形成固化膜的组合物，其特征在于， (A)成分的光取向性基团为肉桂酰基。
4. 根据权利要求1或2所述的形成固化膜的组合物，其特征在于， (A)成分的光取向性基团为偶氮苯结构的基团。
5. 根据权利要求1?4中任一项所述的形成固化膜的组合物，其特征在于， (A) 成分具有2个以上的羟基。
6. 根据权利要求1?5中任一项所述的形成固化膜的组合物，其特征在于， (B) 成分为选自聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇及聚己内酯多元醇中的至少 1种聚合物。
7. 根据权利要求1?5中任一项所述的形成固化膜的组合物，其特征在于， (B)成分为纤维素或其衍生物。
8. 根据权利要求1?5中任一项所述的形成固化膜的组合物，其特征在于， (B)成分为具有聚乙二醇酯基及碳原子数2?5的羟基烷基酯基中的至少一者、和羧基 及酚性羟基中的至少一者的丙烯酸系聚合物。
9. 根据权利要求1?5中任一项所述的形成固化膜的组合物，其特征在于， (B)成分为侧链具有羟基烷基的丙烯酸系聚合物。
10. 根据权利要求1?9中任一项所述的形成固化膜的组合物，其特征在于， 还含有交联催化剂作为（D)成分。
11. 根据权利要求1?10中任一项所述的形成固化膜的组合物，其特征在于， (A)成分和⑶成分的比率以质量比计为5:95?60:40。
12. 根据权利要求1?11中任一项所述的形成固化膜的组合物，其特征在于， 基于⑷成分和⑶成分的合计量100质量份，含有10质量份?150质量份的（C)成 分。
13. 根据权利要求9?12中任一项所述的形成固化膜的组合物，其特征在于， 相对于（A)成分的化合物和（B)成分的聚合物的合计量100质量份，含有0. 01质量 份?10质量份的⑶成分。
14. 一种取向材料，其特征在于，是使用权利要求1?13中任一项所述的形成固化膜的 组合物获得的。
15. -种相位差材料，其特征在于，是使用固化膜形成的，所述固化膜是通过权利要求 1?13中任一项所述的形成固化膜的组合物获得的。
【文档编号】C08L101/02GK104487510SQ201380037032
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2013年7月11日 优先权日:2012年7月12日
【发明者】畑中真, 石田智久, 汤川升志郎 申请人:日产化学工业株式会社