JP2015212819A - Method for manufacturing polarizing element, polarizing element obtained by the method, and display device including the polarizing element - Google Patents

Method for manufacturing polarizing element, polarizing element obtained by the method, and display device including the polarizing element Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a polarizing element, by which a homogeneous polarizing layer having no coating defects can be easily patterned, and influences of water or solvent used in a manufacturing process after a polarizing layer is formed are prevented.SOLUTION: The method for manufacturing a polarizing element comprising a substrate, a polarizing layer and a protective layer includes the following steps: (I) a step of forming the polarizing layer by continuously applying a composition for forming a polarizing layer on the substrate and subsequently forming the protective layer on the polarizing layer by continuously applying a photosensitive resin composition; (II) a step of patterning the polarizing layer and the protective layer by exposure and development with a developer; and (III) a step of heating the patterned protective layer to melt and flow.

Description

本発明は、液晶表示装置等に用いる偏光素子に関し、詳しくは基板上に形成する偏光層及びその保護層を含む偏光素子の製造方法に存する。   The present invention relates to a polarizing element used in a liquid crystal display device and the like, and more particularly to a polarizing element manufacturing method including a polarizing layer formed on a substrate and a protective layer thereof.

LCD(液晶表示ディスプレイ)では、表示における旋光性や複屈折性を制御するために直線偏光板や円偏光板が用いられている。OLED(有機EL素子)においても、外光の反射防止のために円偏光板が使用されている。従来、これらの偏光板(偏光素子)には、ヨウ素や二色性を有する有機色素をポリビニルアルコール等の高分子材料に溶解または吸着させ、その膜を一方向にフィルム状に延伸して二色性色素を配向させることにより得られる偏光層が広く使用されてきた。しかしながら、このようにして製造される従来の偏光層では、用いる色素や高分子材料によっては耐熱性や耐光性が十分でない、液晶装置製造時における偏光層の貼り合せの歩留まりが悪い等の問題があった。また、素子構造の簡略化により輝度向上をさせるためセル内に偏光層を形成する試みがなされている。   In an LCD (liquid crystal display), a linearly polarizing plate and a circularly polarizing plate are used to control optical rotation and birefringence in display. Also in OLED (organic EL element), a circularly polarizing plate is used to prevent reflection of external light. Conventionally, in these polarizing plates (polarizing elements), iodine or a dichroic organic dye is dissolved or adsorbed in a polymer material such as polyvinyl alcohol, and the film is stretched into a film in one direction to obtain two colors. A polarizing layer obtained by orienting a functional dye has been widely used. However, the conventional polarizing layer manufactured in this way has problems such as insufficient heat resistance and light resistance depending on the dye and polymer material used, and poor yield of bonding of the polarizing layer when manufacturing a liquid crystal device. there were. In addition, attempts have been made to form a polarizing layer in the cell in order to improve luminance by simplifying the element structure.

一方、ガラスや透明フィルム等の基材上に二色性色素を含む溶液を、剪断力を加えつつ塗布することにより、二色性色素を配向させて偏光層を製造する方法が検討されている(特許文献1〜7参照)。   On the other hand, a method of producing a polarizing layer by orienting a dichroic dye by applying a solution containing the dichroic dye on a substrate such as glass or a transparent film while applying a shearing force has been studied. (See Patent Documents 1 to 7).

特表平8−511109号公報JP-T 8-511109 特開2002−277636号公報JP 2002-277636 A 特開2007−272211号公報JP 2007-72221 A 特開2007−186428号公報JP 2007-186428 A 特開2008−69300号公報JP 2008-69300 A 特表2001−504238号公報JP-T-2001-504238 特開2006−48078号公報JP 2006-48078 A

1枚の基板母材から複数個の液晶セル用の基板を切り出す場合、偏光層は所定のパターンに形状化したものを基板上に複数形成し、これを各々分割して基板として用いることが多い。また、基板の内面側に偏光層を備えたIn-Cell型の液晶表示装置として用いる場合は、偏光層は、予め電極やカラーフィルター等の液晶セル内に設けられる各層が基板に積層された後、基板に対して凸状となった部分(段差構造部分)に形成することになる。
しかしながら、特許文献1〜7等に記載の方法を用いて基板母材全体に二色性色素を含む溶液を塗布する場合、上述した段差構造以外の部分、つまり塗布不要の部分にまで塗布することになる。従って、塗布後、不要部分を削除する作業が必要であった。
When a plurality of substrates for liquid crystal cells are cut out from a single substrate base material, a plurality of polarizing layers formed in a predetermined pattern are formed on the substrate, and these are divided and used as a substrate in many cases. . In addition, when used as an In-Cell type liquid crystal display device provided with a polarizing layer on the inner surface side of the substrate, the polarizing layer is formed after each layer previously provided in a liquid crystal cell such as an electrode or a color filter is laminated on the substrate. Then, it is formed in a portion (step structure portion) that is convex with respect to the substrate.
However, when a solution containing a dichroic dye is applied to the entire substrate base material using the methods described in Patent Documents 1 to 7 and the like, it is applied to a portion other than the above-described step structure, that is, a portion that does not require application. become. Accordingly, it is necessary to delete unnecessary portions after application.

1枚の基板母材から複数個の液晶セル用の基板を切り出す方法として、例えば間欠塗布方法を用いて上記の段差構造のみを選択して、偏光層形成用組成物を塗布することも考えられる。しかし、基板母材上に複数設けられた段差構造の間隔が短いと、偏光層形成用組成物の吐出制御が難しく塗布欠陥が生じる。それにより、光学的に均質な偏光層、ひいては光学的に均質な偏光素子が得られないという問題がある。   As a method for cutting out a plurality of liquid crystal cell substrates from a single substrate base material, for example, it is also possible to select only the above step structure using an intermittent coating method and apply the polarizing layer forming composition. . However, when the interval between the plurality of step structures provided on the substrate base material is short, it is difficult to control the discharge of the composition for forming a polarizing layer, resulting in coating defects. As a result, there is a problem that an optically homogeneous polarizing layer, and thus an optically homogeneous polarizing element cannot be obtained.

一方、偏光層は、水や溶剤からの影響を受けやすく、偏光層の欠損等が発生する傾向にあった。これらを防止するために、偏光層の不溶化や保護層を設けることが従来なされてきたが、十分ではなかった。
また、偏光層を形成後の工程によって、偏光層が剥離しやすくなるという問題もあった。
On the other hand, the polarizing layer is easily affected by water and a solvent, and the polarizing layer tends to be damaged. In order to prevent these problems, the polarizing layer has been insolubilized and a protective layer has been conventionally provided, but it has not been sufficient.
Moreover, there also existed a problem that a polarizing layer became easy to peel according to the process after forming a polarizing layer.

本発明は、上記のような技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的 とするところは、塗布欠陥がなく、均質な偏光層を容易にパターニングすることができ、偏光層形成後の製造工程で用いられる水や溶剤の影響を受けない偏光素子の製造方法を提供することにある。また、偏光層の剥離が発生しない偏光素子の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in order to solve the technical problems as described above. The object of the present invention is to provide a polarizing layer which can be easily patterned without any coating defects and can be easily patterned. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a polarizing element which is not affected by water or a solvent used in the manufacturing process after formation. Moreover, it is providing the manufacturing method of the polarizing element which peeling of a polarizing layer does not generate | occur | produce.

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、基板上に偏光層形成用組成物を連続塗布して成膜した偏光層上に、感光性樹脂組成物で保護層を設け部分的に露光現像することで、偏光層及び保護層をパターニングし、未露光の保護層をメルトフローさせ、偏光層の輪郭部側面を封止することによって上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明の要旨は以下の通りである。
[1]以下の工程を有する、基板、偏光層及び保護層を含む偏光素子の製造方法。
(I)基板に偏光層形成用組成物を連続塗布し、偏光層を形成し、次いで前記偏光層上に、感光性樹脂組成物を連続塗布して保護層を形成する工程。
(II)露光及び現像液による現像により、偏光層及び保護層をパターニングする工程。
(III)前記パターニングされた保護層を、加熱によりメルトフローさせる工程。
[2]前記(II)工程において、偏光層は保護層の輪郭部より内側まで浸食させることを含む、[1]に記載の偏光素子の製造方法。
[3]前記(III)工程において、偏光層の輪郭部の側面は、保護層により封止されることを含む、[1] 又は[2]に記載の偏光素子の製造方法。
[4] 前記(III)工程の加熱が、90℃以上、200℃以下である、[1]乃至[3]の何れか1に記載の偏光素子の製造方法。
[5] [1] 乃至[4]の何れか1に記載の製造方法を用いて製造した偏光素子。
[6]パターニングされたパターンが、Rが50μm以上のコーナーアールを含むものである、 [5]に記載の偏光素子。
[7] [5]又は[6]に記載の偏光素子を備えた画像表示装置。
As a result of intensive investigations to achieve the above object, the present inventors have made a protective layer with a photosensitive resin composition on a polarizing layer formed by continuously coating a polarizing layer forming composition on a substrate. It is found that the above-mentioned problem can be solved by patterning the polarizing layer and the protective layer, melt-flowing the unexposed protective layer, and sealing the contour side surface of the polarizing layer by partially exposing and developing The present invention has been completed.
That is, the gist of the present invention is as follows.
[1] A method for producing a polarizing element comprising a substrate, a polarizing layer and a protective layer, comprising the following steps.
(I) A step of continuously applying a composition for forming a polarizing layer on a substrate to form a polarizing layer, and then forming a protective layer by continuously applying a photosensitive resin composition on the polarizing layer.
(II) A step of patterning the polarizing layer and the protective layer by exposure and development with a developer.
(III) A step of melt-flowing the patterned protective layer by heating.
[2] The method for manufacturing a polarizing element according to [1], wherein in the step (II), the polarizing layer includes erosion from the contour portion of the protective layer to the inside.
[3] The method for manufacturing a polarizing element according to [1] or [2], wherein, in the step (III), the side surface of the contour portion of the polarizing layer is sealed with a protective layer.
[4] The method for manufacturing a polarizing element according to any one of [1] to [3], wherein the heating in the step (III) is 90 ° C. or higher and 200 ° C. or lower.
[5] A polarizing element manufactured using the manufacturing method according to any one of [1] to [4].
[6] The polarizing element according to [5], wherein the patterned pattern includes a corner radius with R of 50 μm or more.
[7] An image display device comprising the polarizing element according to [5] or [6].

本発明の偏光素子の製造方法によれば、基板上に連続塗布した偏光層を保護層の形成と共に区画することができ、しかもその後のプロセスからも保護することが出来る。従って、特に偏光層形成後に、配向膜形成用の溶媒(N―メチルピロリドン等)や洗浄溶媒である水を用いるプロセスを有するIn-Cell型偏光素子を1枚の基板母材から複数個に区画して分割した基板を切り出すにあたり有用である。   According to the method for producing a polarizing element of the present invention, the polarizing layer continuously applied on the substrate can be partitioned together with the formation of the protective layer, and can be protected from subsequent processes. Accordingly, after the polarizing layer is formed, an In-Cell type polarizing element having a process using a solvent for forming an alignment film (N-methylpyrrolidone, etc.) or water as a cleaning solvent is partitioned into a plurality of substrates from one substrate base material. This is useful for cutting out the divided substrate.

本発明の現像工程において、偏光層を浸食させた状態を表す概略図である。It is the schematic showing the state which eroded the polarizing layer in the image development process of this invention. 保護層をメルトフローさせた状態を表す概略図である。It is the schematic showing the state which made the protective layer melt-flow. パターンのコーナーアールを表す概略図である。It is the schematic showing the corner radius of a pattern. 実施例の偏光層の輪郭部の断面SEM図である。It is a cross-sectional SEM figure of the outline part of the polarizing layer of an Example. 実施例の偏光層を直交及び平行になるように重ね合せた図である。It is the figure which piled up the polarizing layer of an Example so that it might become orthogonal and parallel.

以下に本発明を実施するための代表的な態様を具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の態様に限定されるものではない。
本発明において、「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸とメタクリル酸の双方を含み、「(メタ)アクリレート」、「(メタ)アクリロイル」等も同様の意味を表す。また、モノマー名の前に「(ポリ)」をつけたものは、該モノマー及び該ポリマーを意味する。
Although the typical aspect for implementing this invention is demonstrated concretely below, this invention is not limited to the following aspects, unless the summary is exceeded.
In the present invention, “(meth) acrylic acid” includes both acrylic acid and methacrylic acid, and “(meth) acrylate”, “(meth) acryloyl” and the like have the same meaning. Moreover, what added "(poly)" before the monomer name means this monomer and this polymer.

本発明は、基板、偏光層及び保護層を含む偏光素子の製造方法である。該製造方法は、少なくとも以下の工程を有する(以下、下記(I)の工程を「(I)工程」と表すことがある。また、(I)工程と同様に、「(II)工程」、「(III)工程」と表すことがある)。(I)基板に偏光層形成用組成物を連続塗布して形成した偏光層上に、感光性樹脂組成物を連続塗布して保護層を形成する工程。
(II)露光及び現像液による現像により、偏光層及び保護層をパターニングする工程。
(III)(II)工程でパターニングされた保護層を、加熱によりメルトフローさせる工程。
The present invention is a method for manufacturing a polarizing element including a substrate, a polarizing layer, and a protective layer. The production method has at least the following steps (hereinafter, the following step (I) may be referred to as “(I) step”. Similarly to step (I), “(II) step”, (It may be expressed as “(III) step”). (I) A step of forming a protective layer by continuously applying a photosensitive resin composition on a polarizing layer formed by continuously applying a composition for forming a polarizing layer on a substrate.
(II) A step of patterning the polarizing layer and the protective layer by exposure and development with a developer.
(III) A step of melt-flowing the protective layer patterned in the step (II) by heating.

本発明の製造方法は、(I)〜(III)工程を有しており、(I)工程→(II)工程→(III)工程の順で実施されれば特に限定されない。また、それぞれの工程の間に、その他の工程を有していても良く、例えば(I)工程と(II)工程の間に他の工程を有していてもよい。   The production method of the present invention includes the steps (I) to (III), and is not particularly limited as long as it is performed in the order of step (I) → (II) step → (III) step. Moreover, you may have another process between each process, for example, you may have another process between the (I) process and the (II) process.

(偏光素子)
本発明の偏光素子は、基板面に連続塗布により得られた偏光層及び偏光層上に設けられた保護層を含むものである。また、偏光素子は偏光層及び保護層だけに限られず、偏光性能を向上させる、機械的強度を向上させる等の目的で他の層を有していてもよい。
また、本発明におけるパターンとは、基板上に面付けされた偏光層の形状パターンを表し、パターニングとはパターンを形成させることを表す。また、輪郭部とは、偏光層のパターンの外周部を指す。なお、本発明におけるパターニングは、1枚の基板母材から複数個の液晶セル用の基板を切り出すにあたっての偏光層の区画を意図したものであるが、これに限定されるものではない。
(Polarizing element)
The polarizing element of the present invention includes a polarizing layer obtained by continuous coating on a substrate surface and a protective layer provided on the polarizing layer. Further, the polarizing element is not limited to the polarizing layer and the protective layer, and may have other layers for the purpose of improving the polarization performance and improving the mechanical strength.
Moreover, the pattern in this invention represents the shape pattern of the polarizing layer surfaced on the board | substrate, and patterning represents forming a pattern. Moreover, an outline part points out the outer peripheral part of the pattern of a polarizing layer. The patterning in the present invention is intended to define a polarizing layer for cutting out a plurality of liquid crystal cell substrates from one substrate base material, but is not limited to this.

(基板)
本発明の基板としては、特に限定されるものではないが、良好な表面性状、接触角特性と吸水特性を有する基板であることが好ましい。そのような基板を形成する基材としては、例えば、ガラス等の無機材料;トリアセテート系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、トリアセチルセルロース系樹脂、ノルボルネン系樹脂、環状ポレオレフィン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ウレタン系樹脂等の高分子材料;等を挙げることができる。これらは1種を単独で、または2種以上を併用してもよい。特に基板は高分子材料を含有する高分子基材を含む基板であることが好ましい。
基板の吸水率としては、通常、5%以下、好ましくは3%以下、より好ましくは1%以下である。吸水率が過度に大きいと、湿式成膜法にて異方性偏光材料の膜を形成する際に基板が吸湿して基板が反り、塗布欠陥が生じやすくなる場合がある。また、塗布法にて偏光層が形成された後に基板が膨潤して光学欠陥が発生する場合がある。なお、本実施の形態における「吸水率」とは、ASTM D570の試験方法を用い、23℃の水に4時間浸漬させたときの重量変化率を測定した値である。
(substrate)
Although it does not specifically limit as a board | substrate of this invention, It is preferable that it is a board | substrate which has favorable surface property, a contact angle characteristic, and a water absorption characteristic. As a base material for forming such a substrate, for example, inorganic materials such as glass; triacetate resin, acrylic resin, polyester resin, polycarbonate resin, polyethylene terephthalate resin, triacetyl cellulose resin, norbornene resin , Polymer materials such as cyclic polyolefin resin, polyimide resin, urethane resin, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. In particular, the substrate is preferably a substrate including a polymer base material containing a polymer material.
The water absorption rate of the substrate is usually 5% or less, preferably 3% or less, more preferably 1% or less. If the water absorption is excessively large, the substrate may absorb moisture when the anisotropic polarizing material film is formed by a wet film formation method, and the substrate may be warped, which may easily cause coating defects. In addition, after the polarizing layer is formed by a coating method, the substrate may swell and optical defects may occur. The “water absorption rate” in the present embodiment is a value obtained by measuring the rate of change in weight when immersed in water at 23 ° C. for 4 hours using the test method of ASTM D570.

基板面の、偏光層が形成される面には、偏光層に含まれる色素等の異方性偏光材料をよりよく一定方向に配向させる観点から、予め配向処理層等を設けることができる。配向処理層の形成方法については「液晶便覧」(丸善株式会社、平成12年10月30日発行)226頁〜239頁等に記載の公知の方法によることができる。また、基板の形状としては、一定寸法のフィルム状(枚葉状)であってもよいし、連続フィルム状(帯状)であってもよい。また、基板の膜厚としては、通常、0.01mm〜3mm、好ましくは0.02mm〜2mmである。   An orientation-treated layer or the like can be provided in advance on the surface of the substrate surface on which the polarizing layer is formed from the viewpoint of better orienting an anisotropic polarizing material such as a dye contained in the polarizing layer in a certain direction. About the formation method of an orientation processing layer, it can be based on the well-known method as described in "Liquid Crystal Handbook" (Maruzen Co., Ltd., issued on October 30, 2000) pp. 226-239. Moreover, as a shape of a board | substrate, the film form (sheet-fed form) of a fixed dimension may be sufficient, and a continuous film form (strip | belt shape) may be sufficient. Moreover, as a film thickness of a board | substrate, it is 0.01 mm-3 mm normally, Preferably it is 0.02 mm-2 mm.

基板の全光線透過率としては、通常、80%以上、好ましくは85%以上、より好ましくは90%以上である。なお、本実施の形態における「全光線透過率」とは、積分球色測定装置を使用して測定されるもので、拡散透過光と平行光線透過光とをあわせた値である。   The total light transmittance of the substrate is usually 80% or more, preferably 85% or more, more preferably 90% or more. The “total light transmittance” in the present embodiment is measured using an integrating sphere color measuring device, and is a value obtained by combining diffuse transmission light and parallel light transmission light.

((I)工程)
本発明は、(I)工程として、基板に偏光層形成用組成物を連続塗布し、偏光層を形成し、次いで前記偏光層上に、感光性樹脂組成物を連続塗布して保護層を形成する工程を有する。
(Process (I))
In the present invention, as the step (I), a polarizing layer forming composition is continuously applied to a substrate to form a polarizing layer, and then a photosensitive resin composition is continuously applied on the polarizing layer to form a protective layer. The process of carrying out.

(偏光層)
偏光層とは、膜の厚み方向及び任意の直交する面内2方向の立体座標系における合計3方向から選ばれる任意の2方向における電磁気学的性質に、異方性を有する光学膜である。電磁気学的性質としては、吸収、屈折等の光学的性質、抵抗、容量等の電気的性質等が挙げられる。吸収、屈折等の光学的異方性を有する膜としては、例えば、直線偏光層、円偏光層、位相差膜、導電異方性膜等がある。本実施の形態における異性偏光層は、偏光層以外にも、位相差膜及び導電異方性膜としても好適に用いることが可能である。
(Polarizing layer)
The polarizing layer is an optical film having anisotropy in the electromagnetic properties in any two directions selected from a total of three directions in the three-dimensional coordinate system of the thickness direction of the film and any two orthogonal in-plane directions. Examples of the electromagnetic property include optical properties such as absorption and refraction, and electrical properties such as resistance and capacitance. Examples of the film having optical anisotropy such as absorption and refraction include a linearly polarizing layer, a circularly polarizing layer, a retardation film, and a conductive anisotropic film. In addition to the polarizing layer, the isopolarizing layer in the present embodiment can be suitably used as a retardation film and a conductive anisotropic film.

(偏光材料及び偏光層形成用組成物)
本発明の偏光層に用いられる偏光材料は、上記異方性を発現する材料であれば特に限定 されない。また、基板上に湿式塗布で偏光層を作製することから、偏光材料および溶剤を含む組成物(以下、偏光層形成用組成物と表す事がある。)であることが好ましい。
偏光層形成用組成物の態様としては、溶液状であってもよいし、ゲル状であっても良く、偏光材料が溶剤中に分散している状態であってもよい。また、これら以外にも必要に応じ、バインダー樹脂、モノマー、硬化剤、添加剤等を含んでいてもよい。
(Polarizing material and polarizing layer forming composition)
The polarizing material used for the polarizing layer of the present invention is not particularly limited as long as the material exhibits the above anisotropy. Moreover, since a polarizing layer is produced on a substrate by wet coating, a composition containing a polarizing material and a solvent (hereinafter sometimes referred to as a polarizing layer forming composition) is preferable.
As an aspect of the composition for forming a polarizing layer, it may be in the form of a solution, a gel, or a state in which a polarizing material is dispersed in a solvent. In addition to these, a binder resin, a monomer, a curing agent, an additive, and the like may be included as necessary.

偏光層形成用組成物は、組成物として液晶相の状態であることが、溶剤が蒸発した後に形成される偏光層を高配向度に形成する観点から好ましい。なお、本実施の形態において、液晶相の状態であるとは、『液晶の基礎と応用』(松本正一・角田市良著、1991)の1〜16ページに記載されている状態のことをいう。特に3ページに記載されているネマティック相が好ましい。偏光材料としては、異方性を有する偏光層を形成できるものであればよく、色素、透明材料等が挙げられる。   The composition for forming a polarizing layer is preferably in a liquid crystal phase as a composition from the viewpoint of forming a polarizing layer formed after the solvent evaporates with a high degree of orientation. In the present embodiment, the state of the liquid crystal phase refers to the state described on pages 1 to 16 of “Basics and Applications of Liquid Crystal” (Shoichi Matsumoto and Ryo Tsunoda, 1991). Say. In particular, the nematic phase described on page 3 is preferred. Any polarizing material may be used as long as it can form a polarizing layer having anisotropy, and examples thereof include a dye and a transparent material.

(色素)
本発明の色素としては、二色性色素が用いられる。また、色素は、配向制御のため液晶相を有する色素であることが好ましい。ここで、液晶相を有する色素とは、溶剤中でリオトロピック液晶性を示す色素を意味する。本発明で用いられるリオトロピック液晶性化合物としては、塗布により偏光層を形成するために、水や有機溶媒に可溶であることが好ましく、特に水溶性であることが好ましい。さらに好ましいものは、「有機概念図−基礎と応用」(甲田善生著、三共出版、1984年)で定義される無機性値が有機性値よりも小さな化合物である。また、塩型をとらない遊離の状態で、その分子量が200以上であるのが好ましく、300以上であるのが特に好ましく、又、1500以下であるのが好ましく、1200以下であるのが特に好ましい。なお、水溶性とは、室温で化合物が水に、通常0.1重量%以上、好ましくは1重量%以上溶解することをいう。
色素は1種のみを用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(Dye)
A dichroic dye is used as the dye of the present invention. The dye is preferably a dye having a liquid crystal phase for alignment control. Here, the dye having a liquid crystal phase means a dye exhibiting lyotropic liquid crystallinity in a solvent. The lyotropic liquid crystalline compound used in the present invention is preferably soluble in water or an organic solvent, and particularly preferably water-soluble, in order to form a polarizing layer by coating. Further preferred are compounds having an inorganic value smaller than the organic value as defined in “Organic Conceptual Diagram—Basics and Applications” (Yoshio Koda, Sankyo Publishing, 1984). Further, in a free state that does not take a salt form, the molecular weight is preferably 200 or more, particularly preferably 300 or more, and preferably 1500 or less, particularly preferably 1200 or less. . The term “water-soluble” means that the compound dissolves in water at room temperature, usually 0.1% by weight or more, preferably 1% by weight or more.
Only 1 type may be used for a pigment | dye and it may use it in combination of 2 or more type.

色素として、具体的には、アゾ系色素、スチルベン系色素、シアニン系色素、フタロシアニン系色素、縮合多環系色素(ペリレン系、オキサジン系)等が挙げられる。これら色素の中でも、異方性偏光層中で高い分子配列を取り得るアゾ系色素が好ましい。アゾ系色素とは、アゾ基を少なくとも1個以上持つ色素をいう。その一分子中のアゾ基の数は、色調および製造面の観点から、2以上が好ましく、6以下が好ましく、さらに好ましくは4以下である。本発明に用いられる色素は特に限定されず、公知の色素を用いることができる。   Specific examples of the dye include azo dyes, stilbene dyes, cyanine dyes, phthalocyanine dyes, and condensed polycyclic dyes (perylene and oxazine dyes). Among these dyes, azo dyes that can take a high molecular arrangement in the anisotropic polarizing layer are preferable. An azo dye means a dye having at least one azo group. The number of azo groups in one molecule is preferably 2 or more, preferably 6 or less, more preferably 4 or less, from the viewpoint of color tone and production. The dye used in the present invention is not particularly limited, and a known dye can be used.

色素としては、例えば、特開2007−272211号公報、特開2007−186428号公報、特開2008−69300号公報、特表2001−504238号公報、特開2006−48078号公報等に記載の色素が挙げられる。   Examples of the dye include dyes described in JP-A-2007-272211, JP-A-2007-186428, JP-A-2008-69300, JP-T-2001-504238, JP-A-2006-48078, and the like. Is mentioned.

本実施の形態における色素は、遊離酸の形のまま使用してもよく、酸基の一部が塩型を取っているものであってもよい。また、塩型の色素と遊離酸型の色素が混在していてもよい。また、製造時に塩型で得られた場合はそのまま使用してもよいし、所望の塩型に変換してもよい。塩型の交換方法としては、公知の方法を任意に用いることができ、例えば以下の方法が挙げられる。   The dye in the present embodiment may be used in the form of a free acid, or a part of the acid group may have a salt form. Further, a salt-type dye and a free acid-type dye may be mixed. Moreover, when it is obtained in a salt form at the time of production, it may be used as it is or may be converted into a desired salt form. As the salt-type exchange method, a known method can be arbitrarily used, and examples thereof include the following methods.

1)塩型で得られた色素の水溶液に塩酸等の強酸を添加し、色素を遊離酸の形で酸析せしめた後、所望の対イオンを有するアルカリ溶液(例えば水酸化リチウム水溶液)で色素酸性基を中和し塩交換する方法。
2)塩型で得られた色素の水溶液に、所望の対イオンを有する大過剰の中性塩(例えば、塩化リチウム)を添加し、塩析ケーキの形で塩交換を行う方法。
3)塩型で得られた色素の水溶液を、強酸性陽イオン交換樹脂で処理し、色素を遊離酸の形で酸析せしめた後、所望の対イオンを有するアルカリ溶液(例えば水酸化リチウム水溶液)で色素酸性基を中和し塩交換する方法。
4)予め所望の対イオンを有するアルカリ溶液(例えば水酸化リチウム水溶液)で処理した強酸性陽イオン交換樹脂に、塩型で得られた色素の水溶液を作用させ、塩交換を行う方法。
1) A strong acid such as hydrochloric acid is added to an aqueous solution of a dye obtained in a salt form, the dye is acidified in the form of a free acid, and then the dye is added with an alkaline solution having a desired counter ion (for example, an aqueous lithium hydroxide solution). A method of neutralizing acidic groups and salt exchange.
2) A method of performing salt exchange in the form of a salting-out cake by adding a large excess of a neutral salt (eg, lithium chloride) having a desired counter ion to an aqueous dye solution obtained in a salt form.
3) An aqueous solution of a dye obtained in a salt form is treated with a strongly acidic cation exchange resin, and the dye is acidified in the form of a free acid, and then an alkali solution having a desired counter ion (for example, an aqueous lithium hydroxide solution). ) To neutralize the acidic group of the dye and perform salt exchange.
4) A method of performing salt exchange by allowing an aqueous solution of a dye obtained in a salt form to act on a strongly acidic cation exchange resin previously treated with an alkaline solution having a desired counter ion (for example, an aqueous lithium hydroxide solution).

また、本実施の形態における色素が有する酸性基が遊離酸型となるか、塩型となるかは、色素のpKaと色素水溶液のpHに依存する。上記の塩型の例としては、Na、Li、K等のアルカリ金属の塩、アルキル基又はヒドロキシアルキル基で置換されていてもよいアンモニウムの塩、有機アミンの塩等が挙げられる。有機アミンの例として、炭素数1〜6の低級アルキルアミン、ヒドロキシ置換された炭素数1〜6の低級アルキルアミン、カルボキシ置換された炭素数1〜6の低級アルキルアミン等が挙げられる。これらの塩型の場合、その種類は1種類に限られず複数種混在していてもよい。また、本発明において、色素は単独で使用することができるが、これらの2種以上を併用してもよく、また、配向を低下させない程度に上記例示色素以外の色素を配合して用いることもできる。これにより各種の色相を有する異方性色素膜を製造することができる。   Whether the acidic group of the dye in the present embodiment is a free acid type or a salt type depends on the pKa of the dye and the pH of the aqueous dye solution. Examples of the salt type include salts of alkali metals such as Na, Li and K, ammonium salts optionally substituted with an alkyl group or hydroxyalkyl group, and salts of organic amines. Examples of the organic amine include a lower alkyl amine having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxy substituted lower alkyl amine having 1 to 6 carbon atoms, a carboxy substituted lower alkyl amine having 1 to 6 carbon atoms, and the like. In the case of these salt types, the type is not limited to one type, and a plurality of types may be mixed. Moreover, in this invention, although a pigment | dye can be used independently, these 2 or more types may be used together, and pigment | dyes other than the said exemplary pigment | dye may be mix | blended and used to such an extent that orientation is not reduced. it can. Thereby, anisotropic dye films having various hues can be produced.

他の色素を配合する場合の配合用色素の例としては、C.I.Direct Yellow 12、C.I.Direct Yellow 34、C.I.DirectYellow 86、C.I.Direct Yellow 142、C.I.DirectYellow 132、C.I.Acid Yellow 25、C.I.Direct Orange 39、C.I.Direct Orange 72、C.I.Direct Orange 79、C.I.Acid Orange 28、C.I.Direct Red 39、C.I.Direct Red 79、C.I.DirectRed 81、C.I.Direct Red 83、C.I.Direct Red89、C.I.Acid Red 37、C.I.Direct Violet 9、C.I.Direct Violet 35、C.I.Direct Violet 48、C.I.Direct Violet57、C.I.Direct Blue 1、C.I.Direct Blue 67、C.I.Direct Blue 83、C.I.Direct Blue 90、C.I.Direct Green 42、C.I.Direct Green 51、C.I.Direct Green 59等が挙げられる。   Examples of blending dyes when blending other dyes include C.I. I. Direct Yellow 12, C.I. I. Direct Yellow 34, C.I. I. Direct Yellow 86, C.I. I. Direct Yellow 142, C.I. I. Direct Yellow 132, C.I. I. Acid Yellow 25, C.I. I. Direct Orange 39, C.I. I. Direct Orange 72, C.I. I. Direct Orange 79, C.I. I. Acid Orange 28, C.I. I. Direct Red 39, C.I. I. Direct Red 79, C.I. I. DirectRed 81, C.I. I. Direct Red 83, C.I. I. Direct Red 89, C.I. I. Acid Red 37, C.I. I. Direct Violet 9, C.I. I. Direct Violet 35, C.I. I. Direct Violet 48, C.I. I. Direct Violet 57, C.I. I. Direct Blue 1, C.I. I. Direct Blue 67, C.I. I. Direct Blue 83, C.I. I. Direct Blue 90, C.I. I. Direct Green 42, C.I. I. Direct Green 51, C.I. I. Direct Green 59 etc. are mentioned.

(偏光層形成用組成物の溶媒)
溶媒としては、水、水混和性のある有機溶剤又はこれらの混合物が適している。有機溶剤の具体例としては、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、グリセリン等のアルコール類、エチレングリコール、ジエチレングリコール等のグリコール類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等のセロソルブ類等の単独又は2種以上の混合溶剤が挙げられる。
(Solvent of composition for forming polarizing layer)
As the solvent, water, a water-miscible organic solvent, or a mixture thereof is suitable. Specific examples of the organic solvent include alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol and glycerin, glycols such as ethylene glycol and diethylene glycol, cellosolves such as methyl cellosolve and ethyl cellosolve, or a mixture of two or more. A solvent is mentioned.

(偏光層形成用組成物中の偏光材料の濃度)
偏光層形成用組成物中の偏光材料の濃度としては、成膜条件にもよるが、好ましくは0.01重量%以上、さらに好ましくは0.1重量%以上であり、好ましくは50重量%以下、さらに好ましくは30重量%以下である。偏光材料濃度が上記範囲であることで、均一な薄膜塗布ができる偏光層形成用組成物の粘度が得られ、且つ、偏光材料が析出しない傾向にある。また、偏光層において十分な二色比等の異方性を得られる傾向にある。
(Concentration of polarizing material in polarizing layer forming composition)
The concentration of the polarizing material in the polarizing layer forming composition is preferably 0.01% by weight or more, more preferably 0.1% by weight or more, and preferably 50% by weight or less, although it depends on the film forming conditions. More preferably, it is 30% by weight or less. When the concentration of the polarizing material is within the above range, the viscosity of the composition for forming a polarizing layer capable of applying a uniform thin film is obtained, and the polarizing material tends not to precipitate. In addition, sufficient anisotropy such as a dichroic ratio tends to be obtained in the polarizing layer.

(偏光層形成用組成物の添加剤)
偏光層形成用組成物には、必要に応じて、界面活性剤、レベリング剤、カップリング剤、pH調整剤等の添加剤を配合することができる。添加剤により、濡れ性、塗布性等を向上させ得る場合がある。界面活性剤としては、アニオン性、カチオン性及びノニオン性のいずれも使用可能である。その添加濃度は、特に限定されるものではないが、添加した効果を得るために十分であって、かつ分子の配向を阻害しない量として、異方性偏光層形成用組成物中の濃度として通常、0.05重量%以上、0.5重量%以下が好ましい。また、偏光層形成用組成物中での異方性偏光材料の造塩や凝集等の不安定性を抑制する等の目的のために、公知の酸/アルカリ等のpH調整剤等を、偏光層形成用組成物の構成成分の混合の前後又は混合中に添加してもよい。なお、上記以外の添加剤として“Additive for Coating”, Edited by J.Bieleman,Willey−VCH(2000)記載の公知の添加剤を用いることもできる。
(Additive for composition for forming polarizing layer)
In the composition for forming a polarizing layer, additives such as a surfactant, a leveling agent, a coupling agent, and a pH adjuster can be blended as necessary. Depending on the additive, wettability, applicability and the like may be improved. As the surfactant, any of anionic, cationic and nonionic properties can be used. The concentration of the additive is not particularly limited, but is usually sufficient to obtain the added effect and does not inhibit the molecular orientation, and is usually used as the concentration in the composition for forming an anisotropic polarizing layer. 0.05 wt% or more and 0.5 wt% or less is preferable. In addition, for the purpose of suppressing instability such as salt formation and aggregation of the anisotropic polarizing material in the composition for forming a polarizing layer, a pH adjusting agent such as a known acid / alkali is added to the polarizing layer. It may be added before or after or during the mixing of the constituents of the forming composition. As additives other than those mentioned above, “Additive for Coating”, Edited by J. et al. Known additives described in Bieleman, Willy-VCH (2000) can also be used.

(偏光層の塗布方法)
本発明の偏光層の塗布方法は連続塗布であれば特に限定されない。本発明において連続塗布とは、パターンごとの間欠塗布ではなく、複数のパターン(区画)になるべき領域を連続で塗布することを指す。基板上に複数のパターンを設ける場合でも、1回で連続塗布出き、複数のパターンごとに分けて塗布する必要はない。
偏光層形成用組成物を連続塗布し、偏光層を形成する方法としては、特に限定されるものではない。例えば、原崎勇次著「コーティング工学」(株式会社朝倉書店、1971年3月20日発行)253頁〜277頁に記載の方法、市村國宏監修「分子協調材料の創製と応用」(株式会社シーエムシー出版、1998年3月3日発行)118頁〜149頁に記載の方法、段差構造を有する基板(予め配向処理を施してもよい)上にスロットダイコート法、スピンコート法、スプレーコート法、バーコート法、ロールコート法、ブレードコート法、カーテンコート法、ファウンテン法、ディップ法等で塗布する方法が挙げられる。中でも、スロットダイコート法を採用すると、均一性の高い異方性偏光層が得られるため好適である。
(Applying method of polarizing layer)
The method for applying the polarizing layer of the present invention is not particularly limited as long as it is a continuous application. In the present invention, the term “continuous application” refers to the continuous application of regions to be a plurality of patterns (sections), not intermittent application for each pattern. Even when a plurality of patterns are provided on the substrate, it is not necessary to apply the coating continuously at one time and to divide the coating into a plurality of patterns.
The method for continuously applying the polarizing layer forming composition to form the polarizing layer is not particularly limited. For example, Yuji Harasaki, “Coating Engineering” (Asakura Shoten Co., Ltd., published on March 20, 1971), pages 253-277, supervised by Kunihiro Ichimura, “Creation and Application of Molecular Cooperative Materials” MC Publishing, published on March 3, 1998) The method described on pages 118 to 149, a slot die coating method, a spin coating method, a spray coating method on a substrate having a step structure (which may be previously subjected to orientation treatment), Examples of the coating method include a bar coating method, a roll coating method, a blade coating method, a curtain coating method, a fountain method, and a dip method. Among these, the slot die coating method is preferable because an anisotropic polarizing layer with high uniformity can be obtained.

異方性色素膜用組成物を塗布する際の、異方性色素膜用組成物の供給方法、供給間隔等は特に限定されない。塗布液の供給操作が繁雑になったり、塗布液の開始時と停止時に塗布膜厚の変動を生じてしまったりする場合があるため、異方性色素膜の膜厚が薄い時には、特に連続的に異方性色素膜用組成物を供給しながら塗布することが望ましい。   There are no particular limitations on the method for supplying the composition for anisotropic dye film, the supply interval, etc., when applying the composition for anisotropic dye film. Especially when the film thickness of the anisotropic dye film is thin because the supply operation of the coating liquid becomes complicated and the coating film thickness may fluctuate when the coating liquid starts and stops. It is desirable to apply while supplying the composition for anisotropic dye film.

異方性色素膜用組成物を塗布する速度としては、通常1mm/秒以上であり、好ましくは5mm/秒以上である。また、通常1000mm/秒以下であり、好ましくは800mm/秒以下である。塗布速度が上記範囲であることで、異方性色素膜の異方性を得ながら、均一に塗布できる傾向にある。
なお、異方性色素膜用組成物の塗布温度としては、通常0℃以上80℃以下、好ましくは40℃以下である。また、異方性色素膜用組成物の塗布時の湿度は、好ましくは10%RH以上、さらに好ましくは30%RH以上であり、好ましくは80RH%以下である。
The speed at which the composition for anisotropic dye film is applied is usually 1 mm / second or more, preferably 5 mm / second or more. Moreover, it is 1000 mm / sec or less normally, Preferably it is 800 mm / sec or less. It exists in the tendency which can apply | coat uniformly, obtaining the anisotropy of an anisotropic pigment | dye film because a coating speed is the said range.
In addition, as application | coating temperature of the composition for anisotropic dye films, it is 0 degreeC or more and 80 degrees C or less normally, Preferably it is 40 degrees C or less. Moreover, the humidity at the time of application | coating of the composition for anisotropic dye films becomes like this. Preferably it is 10% RH or more, More preferably, it is 30% RH or more, Preferably it is 80 RH% or less.

(不溶化)
本発明において、基板上に偏光層を形成した後に、偏光層を不溶化してもよい。本発明の不溶化とは、偏光層中の色素の溶解性を低下させることにより該偏光層からの溶出を抑制し、偏光層の安定性を高める処理工程を意味する。 具体的には、例えば、少ない価数のイオンをそれより大きい価数のイオンに置き換える(例えば、1価のイオンを多価のイオンに置き換える)処理が挙げられる。
(Insolubilization)
In the present invention, the polarizing layer may be insolubilized after the polarizing layer is formed on the substrate. The insolubilization of the present invention means a treatment step that suppresses elution from the polarizing layer by lowering the solubility of the dye in the polarizing layer and increases the stability of the polarizing layer. Specifically, for example, a process of replacing ions with a lower valence with ions with a higher valence (for example, replacing a monovalent ion with a multivalent ion).

(不溶化液)
本発明の不溶化に用いる不溶化液は、特に限定されない。例えば、特開2007−241267号公報、特開2009−199075号公報、特開2010−44130号公報、特開2010−197760号公報、特開2011−257489号公報、特開2012−058427号公報等に記載の不溶化液等を用いることができる。
(Insolubilized solution)
The insolubilization liquid used for the insolubilization of this invention is not specifically limited. For example, JP 2007-241267 A, JP 2009-199075 A, JP 2010-44130 A, JP 2010-197760 A, JP 2011-257489 A, JP 2012-058427 A, etc. The insolubilizing solution described in the above can be used.

本発明に用いられる不溶化液のpHは特に限定されないが、陽イオン交換の原理からイオン交換に寄与するカチオン濃度がある一定濃度以上でなくてはならない。このため材料に依存する、ある特定のpHより酸性側である必要がある場合がある。また、不溶化液の色調も特に制限されるものではないが、基本的には偏光度に影響を与えない無色、淡色である方が好ましい。   The pH of the insolubilized solution used in the present invention is not particularly limited, but the cation concentration contributing to ion exchange must be a certain concentration or higher from the principle of cation exchange. For this reason, it may be necessary to be more acidic than a certain pH depending on the material. Further, the color tone of the insolubilized liquid is not particularly limited, but basically, it is preferably colorless and light color that does not affect the degree of polarization.

本発明に用いられる不溶化液は特に限定されず、不溶化化合物と溶媒を含むことが好ましい。不溶化化合物及び溶媒は1種でも良く、複数用いてもよい。
不溶化化合物としては、硫酸イオン(SO3−)、カルボン酸及びホスホン酸に対して強いイオン選択性を有することが好ましい。具体的にはMg、Ca等の無機塩やポリアミン系化合物等が挙げられる。この中でもポリアミン系化合物が不溶化後のクラック低減のため好ましい。
The insolubilizing solution used in the present invention is not particularly limited, and preferably contains an insolubilizing compound and a solvent. The insolubilizing compound and the solvent may be used alone or in combination.
The insolubilizing compound preferably has strong ion selectivity for sulfate ion (SO 3- ), carboxylic acid, and phosphonic acid. Specific examples include inorganic salts such as Mg and Ca, polyamine compounds, and the like. Among these, a polyamine compound is preferable for reducing cracks after insolubilization.

ポリアミン系化合物とは、その分子内に2以上のアミノ基を有する化合物をいう。また ポリアミン系化合物一分子が有するアミノ基の数としては、通常2以上、また、その上限は、通常20以下、好ましくは10以下である。アミノ基の数適当な範囲であることで、ポリアミン系化合物が偏光層内に拡散し、偏光層を不溶化できる傾向にある。
ポリアミン系化合物としては、脂肪族ポリアミン系化合物、芳香族ポリアミン系化合物等が挙げられる。中でも、脂肪族ポリアミン系化合物が好ましい。
A polyamine compound refers to a compound having two or more amino groups in the molecule. The number of amino groups in one molecule of the polyamine compound is usually 2 or more, and the upper limit is usually 20 or less, preferably 10 or less. When the number of amino groups is in an appropriate range, the polyamine compound diffuses into the polarizing layer and tends to insolubilize the polarizing layer.
Examples of polyamine compounds include aliphatic polyamine compounds and aromatic polyamine compounds. Of these, aliphatic polyamine compounds are preferred.

脂肪族ポリアミン系化合物の具体例としては、ジアミノヘキサン、ジアミノデカン等のジアミノアルカン化合物;1,4−シクロヘキサンジアミン等のジアミノシクロヘキサン;4,4’−メチレンビスシクロヘキシルアミン等のジアミノシクロアルカン化合物;ジエチレントリアミン、ペンタエチレンヘキサミン、ビス(ヘキサメチレン)トリアミン等のポリエチレンポリアミン化合物;等が挙げられる。中でも、ポリエチレンポリアミン化合物が好ましく、ビス(ヘキサメチレン)トリアミンが特に好ましい。
芳香族ポリアミン系化合物の具体例としては、ジアミノベンゼン、キシリレンジアミン等が挙げられる。中でも、ジアミノベンゼンが好ましい。
Specific examples of the aliphatic polyamine compounds include diaminoalkane compounds such as diaminohexane and diaminodecane; diaminocyclohexanes such as 1,4-cyclohexanediamine; diaminocycloalkane compounds such as 4,4′-methylenebiscyclohexylamine; diethylenetriamine And polyethylenepolyamine compounds such as pentaethylenehexamine and bis (hexamethylene) triamine; Among these, a polyethylene polyamine compound is preferable, and bis (hexamethylene) triamine is particularly preferable.
Specific examples of the aromatic polyamine compound include diaminobenzene and xylylenediamine. Of these, diaminobenzene is preferred.

不溶化液の溶媒としては、イオンを溶解する極性溶媒であることが好ましい。具体的には水、イオン液体等が挙げられる。この中でも水が経済性、安全性の観点で好ましい。
不溶化液中の不溶化化合物の量はイオン交換能を持つ限り特に制限されないが、不溶化化合物及び溶媒の種類、25℃における不溶化液の粘度等に合わせ適宜調整することができる。好ましくは飽和濃度の10%以上であり、さらに好ましくは飽和濃度の20%以上である。また、好ましくは飽和濃度(=100%)以下であり、さらに好ましくは飽和濃度の90%以下である。この範囲にすることで不必要な不溶化化合物の析出を抑制し、かつ不溶化反応を速やかに行うことができる傾向がある。
The solvent of the insolubilizing solution is preferably a polar solvent that dissolves ions. Specifically, water, an ionic liquid, etc. are mentioned. Among these, water is preferable from the viewpoints of economy and safety.
The amount of the insolubilizing compound in the insolubilizing liquid is not particularly limited as long as it has ion exchange ability, but can be appropriately adjusted according to the kind of the insolubilizing compound and the solvent, the viscosity of the insolubilizing liquid at 25 ° C, and the like. Preferably, it is 10% or more of the saturation concentration, and more preferably 20% or more of the saturation concentration. Further, it is preferably a saturation concentration (= 100%) or less, more preferably 90% or less of the saturation concentration. By setting it within this range, there is a tendency that unnecessary precipitation of the insolubilized compound can be suppressed and the insolubilization reaction can be performed quickly.

(不溶化液の添加剤)
本発明の不溶化液は、増粘剤、保湿剤、界面活性剤等の添加剤を含んでいてもよい。また、不溶化液中の添加剤の量は、添加剤、不溶化化合物及び溶媒の種類等に合わせ適宜調整することができる。
(Insoluble solution additive)
The insolubilizing solution of the present invention may contain additives such as a thickener, a humectant, and a surfactant. Further, the amount of the additive in the insolubilized liquid can be appropriately adjusted according to the kind of the additive, the insolubilizing compound, the solvent, and the like.

本発明の不溶化液の調整方法は特に限定されない。例えば、上記不溶化化合物を上記濃度範囲となるように溶媒と混合し、必要に応じて撹拌等を行って溶媒に溶解させればよい。また、必要に応じて用いられる上記の添加剤をそれぞれ上記濃度範囲となるように、溶媒に混合してもよい。なお、混合の時期、順番等も任意である。   The method for adjusting the insolubilizing liquid of the present invention is not particularly limited. For example, the insolubilized compound may be mixed with a solvent so as to be in the above concentration range, and stirred or the like as necessary to dissolve in the solvent. Moreover, you may mix said solvent used as needed with a solvent so that it may become said concentration range, respectively. The mixing time, order, etc. are also arbitrary.

(不溶化方法)
偏光層を不溶化する方法は特に限定されず、浸漬;偏光層の上方から不溶化液を供給する方法;スプレー;カーテンコート、ロールコート、ディッピングコート、フローティングコート、吹き出しコート等の塗布;等が挙げられる。本発明の偏光層は、非常に薄く、物体との接触によりはがれ等が発生しやすい傾向にある。そのため、異方性色素膜の偏光性能の低下及び膜の剥離等の欠損を抑制できる方法を用いることが好ましい。
(Insolubilization method)
The method for insolubilizing the polarizing layer is not particularly limited, and examples include immersion; a method of supplying an insolubilizing solution from above the polarizing layer; spraying; application of curtain coat, roll coat, dipping coat, floating coat, blow-off coat, etc. . The polarizing layer of the present invention is very thin and tends to be peeled off by contact with an object. For this reason, it is preferable to use a method capable of suppressing a decrease in the polarization performance of the anisotropic dye film and defects such as film peeling.

(不溶化後の洗浄)
不溶化後の偏光層は洗浄することが好ましい。洗浄する方法は特に限定されず、ディッピング、異方性色素膜の上方から洗浄液を供給する流水洗浄、超音波洗浄等を用いることができる。また、洗浄中に特定周波数で搖動する等の洗浄を促進する効果を加えてもよい。あるいは、これらの方法を複数組み合わせて洗浄することも可能である。
上記の中でも、ディッピングが異方性色素膜の剥離や欠陥の原因となる不要な力を加えない点において好ましい。
洗浄液は特に限定されず、具体的には、純水、純水にメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコールを添加した液体等を使用してもよい。これらは洗浄性を高めるために洗浄助剤や界面活性剤等の洗浄性を制御する添加物を含んでいてもよい。
(Cleaning after insolubilization)
The insolubilized polarizing layer is preferably washed. The cleaning method is not particularly limited, and dipping, cleaning with running water supplying a cleaning liquid from above the anisotropic dye film, ultrasonic cleaning, and the like can be used. Moreover, you may add the effect which accelerates | stimulates washing | cleaning, such as rocking | fluctuating at a specific frequency during washing | cleaning. Alternatively, it is possible to perform cleaning by combining a plurality of these methods.
Among the above, dipping is preferable in that it does not apply an unnecessary force that causes peeling or defects of the anisotropic dye film.
The cleaning liquid is not particularly limited, and specifically, pure water, a liquid obtained by adding alcohol such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, or the like to pure water may be used. These may contain additives that control the cleaning properties such as cleaning aids and surfactants in order to enhance the cleaning properties.

洗浄液の温度は特に限定されないが、偏光層のひび割れ抑制の観点から低い方が好ましく、好ましくは30℃以下、さらに好ましくは20℃以下が好ましい。
洗浄液のpHは洗浄性を考慮の上、硫酸、塩酸、硝酸等の無機酸、酢酸、シュウ酸、クエン酸等の有機酸を用いて酸性に調整してもよい。また、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸塩、リン酸塩、その他のアルカリ性化合物等を用いてアルカリ性に調整してもよい。
The temperature of the cleaning liquid is not particularly limited, but is preferably lower from the viewpoint of suppressing cracking of the polarizing layer, preferably 30 ° C. or lower, more preferably 20 ° C. or lower.
The pH of the cleaning solution may be adjusted to be acidic using an inorganic acid such as sulfuric acid, hydrochloric acid or nitric acid, or an organic acid such as acetic acid, oxalic acid or citric acid in consideration of detergency. Moreover, you may adjust to alkalinity using sodium hydroxide, potassium hydroxide, carbonate, a phosphate, another alkaline compound, etc.

洗浄後の偏光層の乾燥方法は特に限定されず、風乾、エアーブロー乾燥、真空乾燥、加熱乾燥等が挙げられる。これらの中でも、偏光層のひび割れ抑制の観点から、風乾エアーブローを用いることが好ましい。また、これらの乾燥を組み合わせてもよい。   The method for drying the polarizing layer after washing is not particularly limited, and examples include air drying, air blow drying, vacuum drying, and heat drying. Among these, it is preferable to use air-dried air blow from the viewpoint of suppressing cracking of the polarizing layer. Moreover, you may combine these drying.

(保護層)
本発明の保護層は、偏光層をその後のプロセスや素子作成後の刺激や衝撃等から保護する目的で形成されるものであるが、同時に偏光層の不要部分を除去してパターニングするためのレジストとしての役割も果たす。
本発明の保護層は、偏光層上に感光性樹脂組成物を連続塗布することで形成されたものであれば特に限定さないが、光学異方性を有さないものが、偏光層の性能を阻害しないため好ましい。本発明における光学異方性とは、保護層の厚み方向及び任意の直行する面内2方向の立体座標系における合計3方向から選ばれる任意の2方向における電磁気学的性質に異方性を有することである。
本発明の保護層は、偏光層の光学特性を損なわないことから、保護層の厚さが500nmの時の、550nmの光線透過率が80%以上であること好ましく、さらに好ましくは85%以上であり、特に好ましくは90%以上である。上限は特になく、高い方が好ましい。
(Protective layer)
The protective layer of the present invention is formed for the purpose of protecting the polarizing layer from subsequent processes and stimulation and impact after the device is formed. At the same time, a resist for removing unnecessary portions of the polarizing layer and patterning the resist. Also plays a role as.
The protective layer of the present invention is not particularly limited as long as it is formed by continuously applying a photosensitive resin composition on the polarizing layer, but the one having no optical anisotropy is the performance of the polarizing layer. Is preferable because it does not inhibit the above. The optical anisotropy in the present invention has anisotropy in electromagnetic properties in any two directions selected from a total of three directions in the three-dimensional coordinate system of the thickness direction of the protective layer and any two orthogonal in-plane directions. That is.
Since the protective layer of the present invention does not impair the optical properties of the polarizing layer, the light transmittance at 550 nm when the thickness of the protective layer is 500 nm is preferably 80% or more, more preferably 85% or more. Yes, particularly preferably 90% or more. There is no particular upper limit, and a higher one is preferable.

(感光性樹脂組成物)
本発明の保護層を形成するために用いる感光性樹脂組成物は、光の照射によって現像液への溶解性が変化するものであれば特に限定されない。特に、光の照射によって架橋反応や重合反応を起こして硬化するネガ型感光性樹脂組成物が好ましい。
例えば、光ラジカル重合開始剤と、ラジカル重合性不飽和基含有化合物の組み合わせや、光カチオン重合開始剤とエポキシ基、オキセタニル基、ビニル基等のカチオン重合性基含有化合物との組み合わせ、さらにこれらの併用した系等も好ましく用いられる。
(Photosensitive resin composition)
The photosensitive resin composition used for forming the protective layer of the present invention is not particularly limited as long as the solubility in a developer is changed by light irradiation. In particular, a negative photosensitive resin composition that cures by causing a crosslinking reaction or a polymerization reaction by irradiation with light is preferable.
For example, a combination of a radical photopolymerization initiator and a radically polymerizable unsaturated group-containing compound, a combination of a photocationic polymerization initiator and a cationically polymerizable group-containing compound such as an epoxy group, oxetanyl group, vinyl group, and the like. A system used in combination is also preferably used.

本発明の感光性樹脂組成物は、(III)工程において、メルトフローをさせて偏光層の輪郭部の側面を封止するため、熱可塑性樹脂を含むことが好ましい。熱可塑性樹脂としてはアクリル樹脂、ノボラック樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル、ナイロン、ポリイミド、ポリカーボネート、それらの誘導体等が挙げられる。なお、これら樹脂には、重合性基又は架橋性基が付与されていてもよい。また、アルカリ現像液で現像する場合は、カルボキシル基、ヒドロキシフェニル基等の酸性基を付与することが好ましい。
この他、本発明の感光性樹脂組成物には、熱ラジカル重合開始剤、熱カチオン重合開始剤、増感色素、加速剤、熱重合開始剤、各種硬化剤、熱硬化性樹脂、レベリング剤等の界面活性剤、密着性向上剤、有機溶剤等を含んでいてもよい。
In the step (III), the photosensitive resin composition of the present invention preferably contains a thermoplastic resin in order to cause the melt flow to seal the side surface of the contour portion of the polarizing layer. Examples of the thermoplastic resin include acrylic resin, novolac resin, urethane resin, polyester, nylon, polyimide, polycarbonate, and derivatives thereof. These resins may be provided with a polymerizable group or a crosslinkable group. Moreover, when developing with an alkali developing solution, it is preferable to give acidic groups, such as a carboxyl group and a hydroxyphenyl group.
In addition, the photosensitive resin composition of the present invention includes a thermal radical polymerization initiator, a thermal cationic polymerization initiator, a sensitizing dye, an accelerator, a thermal polymerization initiator, various curing agents, a thermosetting resin, a leveling agent, and the like. Surfactants, adhesion improvers, organic solvents, and the like.

(光ラジカル重合開始剤)
本発明の感光性樹脂組成物に好適に用いられる光ラジカル重合開始剤は、特に限定されない。例えば、特開昭59−152396号公報、特開昭61−151197号各公報等に記載のチタノセン化合物を含むメタロセン化合物;特開2000−56118号公報等に記載のヘキサアリールビイミダゾール誘導体;特開平10−39503号公報等に記載のハロメチル化オキサジアゾール誘導体、ハロメチル−s−トリアジン誘導体、N−フェニルグリシン等のN−アリール−α−アミノ酸類、N−アリール−α−アミノ酸塩類、N−アリール−α−アミノ酸エステル類等のラジカル活性剤、α−アミノアルキルフェノン誘導体;特開2000−80068号公報、特開2006−36750号公報等に記載のオキシムエステル誘導体等が挙げられる。
これらの中でも、オキシムエステル誘導体類又はα−アミノアルキルフェノン誘導体類が好ましい。これらは1種でも、複数組み合せて用いてもよい。
(Photo radical polymerization initiator)
The radical photopolymerization initiator suitably used for the photosensitive resin composition of the present invention is not particularly limited. For example, metallocene compounds including titanocene compounds described in JP-A-59-152396, JP-A-61-151197, etc .; hexaarylbiimidazole derivatives described in JP-A-2000-56118; Halomethylated oxadiazole derivatives, halomethyl-s-triazine derivatives, N-aryl-α-amino acids such as N-phenylglycine, N-aryl-α-amino acid salts, N-aryl -Radical activators such as -α-amino acid esters, α-aminoalkylphenone derivatives; oxime ester derivatives described in JP-A No. 2000-80068, JP-A No. 2006-36750, and the like.
Among these, oxime ester derivatives or α-aminoalkylphenone derivatives are preferable. These may be used alone or in combination.

オキシムエステル誘導体類としては例えば、特開2000−80068号公報、特開2006−36750号公報等に記載されているオキシム及び/又はケトオキシムエステル系化合物が挙げられる。
α−アミノアルキルフェノン誘導体類としては、例えば、2−メチル−1〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタン−1−オン、4−ジメチルアミノエチルベンゾエ−ト、4−ジメチルアミノイソアミルベンゾエ−ト、4−ジエチルアミノアセトフェノン、4−ジメチルアミノプロピオフェノン、2−エチルヘキシル−1,4−ジメチルアミノベンゾエート、2,5−ビス(4−ジエチルアミノベンザル)シクロヘキサノン、7−ジエチルアミノ−3−(4−ジエチルアミノベンゾイル)クマリン、4−(ジエチルアミノ)カルコン等が挙げられる。
Examples of the oxime ester derivatives include oximes and / or ketoxime ester compounds described in JP 2000-80068 A, JP 2006-36750 A, and the like.
Examples of α-aminoalkylphenone derivatives include 2-methyl-1 [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4- Morpholinophenyl) -butanone-1,2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) butan-1-one, 4-dimethylaminoethylbenzoate, 4-dimethylaminoisoamylbenzoe -To, 4-diethylaminoacetophenone, 4-dimethylaminopropiophenone, 2-ethylhexyl-1,4-dimethylaminobenzoate, 2,5-bis (4-diethylaminobenzal) cyclohexanone, 7-diethylamino-3- (4 -Diethylaminobenzoyl) coumarin, 4- (diethylamino) chalcone, etc. It is below.

(光カチオン重合開始剤)
本発明の感光性樹脂組成物に好適に用いられる光カチオン重合開始剤は、可視光線、紫外線等の照射にカチオン種又はルイス酸を発生し、カチオン硬化性成分の重合反応を開始するものである。
光カチオン重合開始剤としては、例えば、芳香族ヨードニウム塩、芳香族スルホニウム塩等のオニウム塩、芳香族ジアゾニウム塩、鉄−アレーン錯体等を挙げることができる。これらの中でも硬化性の点で、芳香族ヨードニウム塩又は芳香族スルホニウム塩が好ましい。
(Photocationic polymerization initiator)
The photocationic polymerization initiator suitably used for the photosensitive resin composition of the present invention is one that generates a cationic species or a Lewis acid upon irradiation with visible light, ultraviolet light or the like, and initiates a polymerization reaction of a cationically curable component. .
Examples of the photocationic polymerization initiator include onium salts such as aromatic iodonium salts and aromatic sulfonium salts, aromatic diazonium salts, and iron-arene complexes. Among these, aromatic iodonium salts or aromatic sulfonium salts are preferable from the viewpoint of curability.

芳香族ヨードニウム塩は、ジアリールヨードニウムカチオンを有する化合物であり、芳香族スルホニウム塩は、トリアリールスルホニウムカチオンを有する化合物である。これらカチオンは、アニオン(陰イオン)と対になって光カチオン重合開始剤を構成する。
光カチオン重合開始剤を構成するアニオンとしては、ヘキサフルオロホスフェートアニオンPF6 -、ヘキサフルオロアンチモネートアニオンSbF6 -、ペンタフルオロヒドロキシアンチモネートアニオンSbF5(OH)-、ヘキサフルオロアーセネートアニオンAsF6 -、テトラフルオロボレートアニオンBF4 -、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートアニオンB(C65)4 -等が挙げられる。
An aromatic iodonium salt is a compound having a diaryl iodonium cation, and an aromatic sulfonium salt is a compound having a triarylsulfonium cation. These cations are paired with anions (anions) to form a photocationic polymerization initiator.
As anions constituting the photocationic polymerization initiator, hexafluorophosphate anion PF 6 , hexafluoroantimonate anion SbF 6 , pentafluorohydroxyantimonate anion SbF 5 (OH) , hexafluoroarsenate anion AsF 6 , Tetrafluoroborate anion BF 4 , tetrakis (pentafluorophenyl) borate anion B (C 6 F 5 ) 4 − and the like.

芳香族スルホニウム塩としては、例えばサンアプロ社のCPI−100P、CPI−101A、CPI−200K、CPI−210S、ADEKA社のアデカオプトマーSP−150、SP−170、SP−171等が具体例として挙げられる。   Specific examples of the aromatic sulfonium salt include CPI-100P, CPI-101A, CPI-200K, CPI-210S, Adeka Optomer SP-150, SP-170, SP-171, etc. of ADEKA. It is done.

芳香族ヨードニウム塩としては、ソルベイジャパン社のPHOTOINITIATOR2074、BASFジャパン社のIRGACURE250、日本曹達社のCI−5102、和光純薬社のWPI−113、WPI−116等が具体例として挙げられる。   Specific examples of the aromatic iodonium salt include PHOTOINITITOR 2074 of Solvay Japan, IRGACURE 250 of BASF Japan, CI-5102 of Nippon Soda Co., Ltd., WPI-113 and WPI-116 of Wako Pure Chemical Industries.

(ラジカル重合性不飽和基含有化合物)
本発明の感光性樹脂組成物に好適に用いられるラジカル重合性不飽和基含有化合物は、分子内にエチレン性不飽和基を少なくとも1個有する化合物である。エチレン性不飽和基は、反応性の点より、アリル基及び/又は(メタ)アクリロイル基であることが好ましい。
(Radically polymerizable unsaturated group-containing compound)
The radically polymerizable unsaturated group-containing compound suitably used for the photosensitive resin composition of the present invention is a compound having at least one ethylenically unsaturated group in the molecule. The ethylenically unsaturated group is preferably an allyl group and / or a (meth) acryloyl group from the viewpoint of reactivity.

ラジカル重合性不飽和基含有化合物として、例えば、不飽和カルボン酸とポリヒドロキシ化合物とのエステル類;ヒドロキシ(メタ)アクリレート化合物とポリイソシアネート化合物とのウレタン(メタ)アクリレート類;(メタ)アクリル酸又はヒドロキシ(メタ)アクリレート化合物とポリエポキシ化合物とのエポキシ(メタ)アクリレート類;等が挙げられる。具体的には、東亜合成社のアロニックスシリーズ、新中村化学社のNKシリーズ、日本油脂社のブレンマーシリーズ、共栄社化学社のライトアクリレートシリーズ、大阪有機社のビスコートシリーズ等が挙げられる。   Examples of radically polymerizable unsaturated group-containing compounds include esters of unsaturated carboxylic acids and polyhydroxy compounds; urethane (meth) acrylates of hydroxy (meth) acrylate compounds and polyisocyanate compounds; (meth) acrylic acid or And epoxy (meth) acrylates of a hydroxy (meth) acrylate compound and a polyepoxy compound. Specific examples include Aronix series from Toa Gosei Co., Ltd., NK series from Shin Nakamura Chemical Co., Ltd., Blemmer series from Nippon Oil & Fats Co., Ltd., Light acrylate series from Kyoeisha Chemical Co., Ltd., and Biscoat series from Osaka Organic Chemical Co., Ltd.

(カチオン重合性基含有化合物)
カチオン重合性基含有化合物としては、エポキシ基含有化合物、オキセタニル基含有化合物、ビニル基含有化合物等が挙げられる。中でもエポキシ樹脂が好ましく、例えば、三菱化学社のJERシリーズ、ダイセル社のセロキサイドシリーズ、新日鉄住金化学社のエポトートシリーズ、日本化薬社のNC−、XD−、EPPN−、EOCN−等のシリーズ、DIC社のEPICLON等が挙げられる。
また、エポキシ基を有する側鎖αを含むビニル重合体も特に好ましく用いることができる。エポキシ基を有する側鎖αを含むビニル重合体を含有することで、フォトリソグラフィー法によりパターンを形成する際の光硬化性や現像パターン形成性、光・熱硬化時の収縮の低減、柔軟性や浸透性を抑えた優れた膜質等を達成しやすい傾向がある。
オキセタニル基含有化合物としては、東亜合成社のOXTシリーズ、大阪有機社のOXE−10、OXE−30、それらを用いた共重合樹脂等が挙げられる。
(Cationically polymerizable group-containing compound)
Examples of the cationic polymerizable group-containing compound include an epoxy group-containing compound, an oxetanyl group-containing compound, and a vinyl group-containing compound. Among them, epoxy resins are preferable, for example, JER series of Mitsubishi Chemical Corporation, Celoxide series of Daicel Corporation, Epototo series of Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd., NC-, XD-, EPPN-, EOCN- of Nippon Kayaku Co., Ltd. Series, EPICLON of DIC, etc. are mentioned.
A vinyl polymer containing a side chain α having an epoxy group can also be particularly preferably used. By containing a vinyl polymer containing a side chain α having an epoxy group, photocurability and development pattern formability when forming a pattern by photolithography, shrinkage reduction during light / thermosetting, flexibility, There is a tendency to achieve excellent film quality with reduced permeability.
Examples of the oxetanyl group-containing compound include OXT series manufactured by Toa Gosei Co., Ltd., OXE-10 and OXE-30 manufactured by Osaka Organic Chemical Co., Ltd., and copolymer resins using them.

エポキシ基を有する側鎖αを含むビニル重合体の化学構造は特に限定されないが、例えば、エポキシ基を有する側鎖αを含む、下記一般式(1)で表される繰り返し単位構造を含むものを挙げることができる。   The chemical structure of the vinyl polymer containing the side chain α having an epoxy group is not particularly limited. For example, the vinyl polymer containing the side chain α having an epoxy group and having a repeating unit structure represented by the following general formula (1) Can be mentioned.

Figure 2015212819
Figure 2015212819

上記一般式(1)中、R1は水素原子又はメチル基を表す。
Xは、直接結合又は2価の連結基を表す。ただし、式(1)中のエポキシ基のXと結合していない炭素原子が、Xと結合して環を形成していてもよい。
In the general formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group.
X represents a direct bond or a divalent linking group. However, the carbon atom which is not couple | bonded with X of the epoxy group in Formula (1) may couple | bond with X, and may form the ring.

Xにおける2価の連結基としては、例えば置換基を有していてもよいアルキレン基が挙げられる。アルキレン基におけるメチレン基は、不飽和結合、エーテル結合、チオエーテル結合、エステル結合、チオエステル結合、アミド結合及びウレタン結合からなる群から選ばれる少なくとも1種の結合により置換されていてもよい。例えば、エステル結合やアミド結合を含む連結基が挙げられる。
アルキレン基の炭素数は特に限定されないが、合成のし易さの観点からは1以上であることが好ましく、また、製膜性の観点からは9以下であることが好ましく、7以下であることがより好ましく、5以下であることがさらに好ましい。
アルキレン基が有していてもよい置換基としては、例えば、ハロゲン原子、炭素数2〜8のアルケニル基、炭素数1〜8のアルコキシル基、フェニル基、メシチル基、トリル基、ナフチル基、シアノ基、アセチルオキシ基、炭素数2〜9のアルキルカルボニルオキシ基、スルファモイル基、炭素数2〜9のアルキルスルファモイル基、炭素数2〜9のアルキルカルボニル基、フェネチル基、ヒドロキシエチル基、アセチルアミド基、炭素数1〜4のアルキル基が結合してなるジアルキルアミノエチル基、トリフルオロメチル基、炭素数1〜8のトリアルキルシリル基、ニトロ基、炭素数1〜8のアルキルチオ基等が挙げられる。これらの中でも好ましくは、炭素数1〜8のアルコキシル基、シアノ基、アセチルオキシ基、炭素数2〜8のアルキルカルボキシ基、スルファモイル基、炭素数2〜9のアルキルスルファモイル基又はハロゲン原子である。合成のし易さの観点からは、アルキレン基が無置換であることがより好ましい。
As a bivalent coupling group in X, the alkylene group which may have a substituent is mentioned, for example. The methylene group in the alkylene group may be substituted with at least one bond selected from the group consisting of an unsaturated bond, an ether bond, a thioether bond, an ester bond, a thioester bond, an amide bond and a urethane bond. For example, the coupling group containing an ester bond and an amide bond is mentioned.
The number of carbon atoms of the alkylene group is not particularly limited, but is preferably 1 or more from the viewpoint of ease of synthesis, and is preferably 9 or less from the viewpoint of film forming properties, and is 7 or less. Is more preferable and 5 or less is still more preferable.
Examples of the substituent that the alkylene group may have include, for example, a halogen atom, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms, a phenyl group, a mesityl group, a tolyl group, a naphthyl group, and a cyano group. Group, acetyloxy group, C2-C9 alkylcarbonyloxy group, sulfamoyl group, C2-C9 alkylsulfamoyl group, C2-C9 alkylcarbonyl group, phenethyl group, hydroxyethyl group, acetyl An amide group, a dialkylaminoethyl group formed by bonding an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a trifluoromethyl group, a trialkylsilyl group having 1 to 8 carbon atoms, a nitro group, an alkylthio group having 1 to 8 carbon atoms, etc. Can be mentioned. Among these, preferably an alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms, a cyano group, an acetyloxy group, an alkylcarboxy group having 2 to 8 carbon atoms, a sulfamoyl group, an alkylsulfamoyl group having 2 to 9 carbon atoms, or a halogen atom. is there. From the viewpoint of ease of synthesis, the alkylene group is more preferably unsubstituted.

Xの中でも、合成のし易さの観点からは、直接結合、エーテル結合で中断されたアルキレン基又はエステル結合で中断されたアルキレン基が好ましい。これらの中でも、エステル結合で中断されたアルキレン基がより好ましく、−(C=O)−O−CH2−基であることがさらに好ましい。なお、エーテル結合で中断されたアルキレン基とは、アルキレン基を構成するC−C結合の間にエーテル結合(−O−結合)を有するアルキレン基を意味する。同様に、エステル結合で中断されたアルキレン基とは、アルキレン基を構成するC−C結合の間にエーテル結合(−(C=O)−O−結合)を有するアルキレン基を意味する。 Among X, from the viewpoint of easy synthesis, an alkylene group interrupted by a direct bond, an ether bond, or an alkylene group interrupted by an ester bond is preferable. Among these, an alkylene group interrupted by an ester bond is more preferable, and a — (C═O) —O—CH 2 — group is more preferable. The alkylene group interrupted by an ether bond means an alkylene group having an ether bond (—O— bond) between C—C bonds constituting the alkylene group. Similarly, an alkylene group interrupted by an ester bond means an alkylene group having an ether bond (— (C═O) —O— bond) between C—C bonds constituting the alkylene group.

エポキシ基を有する側鎖αを含むビニル重合体を得るには、重合成分としてエポキシ基含有ビニル化合物を用いる方法が挙げられる。エポキシ基含有ビニル化合物としては、例えば次の様な化合物が挙げられる。   In order to obtain a vinyl polymer containing the side chain α having an epoxy group, a method using an epoxy group-containing vinyl compound as a polymerization component can be mentioned. Examples of the epoxy group-containing vinyl compound include the following compounds.

エポキシ基含有ビニル化合物としては、アリルグリシジルエーテル、グリシジル(メタ)アクリレート、2−メチルグリシジル(メタ)アクリレート、α−エチルグリシジル(メタ)アクリレート、α−n−プロピルグリシジル(メタ)アクリレート、α−n−ブチルグリシジル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシブチル(メタ)アクリレート、6,7−エポキシヘプチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、グリシジルエーテルグリシジルクロトネート、グリシジルイソクロトネート、クロトニルグリシジルエーテル、イタコン酸モノアルキルモノグリシジルエステル、フマル酸モノアルキルモノグリシジルエステル、マレイン酸モノアルキルモノグリシジルエステル、o−ビニルベンジルグリシジルエーテル、m−ビニルベンジルグリシジルエーテル、p−ビニルベンジルグリシジルエーテル等の脂肪族エポキシ基含有、エポキシ基含有ビニル化合物、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル(メタ)アクリレート、2,3−エポキシシクロペンチルメチル(メタ)アクリレート、7,8−エポキシ〔トリシクロ[5.2.1.0]デシ−2−イル〕オキシメチル(メタ)アクリレート等の脂環式エポキシ基含有ビニル化合物等が挙げられる。   Examples of the epoxy group-containing vinyl compound include allyl glycidyl ether, glycidyl (meth) acrylate, 2-methylglycidyl (meth) acrylate, α-ethylglycidyl (meth) acrylate, α-n-propylglycidyl (meth) acrylate, α-n. -Butyl glycidyl (meth) acrylate, 3,4-epoxybutyl (meth) acrylate, 6,7-epoxyheptyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate glycidyl ether, glycidyl ether glycidyl crotonate, glycidyl isocroto Crotonyl glycidyl ether, monoalkyl monoglycidyl itaconate, monoalkyl monoglycidyl fumarate, monoalkyl monoglycidyl maleate, o-vinyl Aliphatic epoxy group-containing compounds such as benzyl glycidyl ether, m-vinylbenzyl glycidyl ether, p-vinylbenzyl glycidyl ether, epoxy group-containing vinyl compounds, 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate, 2- (3,4 -Epoxycyclohexyl) ethyl (meth) acrylate, 2,3-epoxycyclopentylmethyl (meth) acrylate, 7,8-epoxy [tricyclo [5.2.1.0] dec-2-yl] oxymethyl (meth) acrylate And alicyclic epoxy group-containing vinyl compounds.

これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組合せと比率で用いてもよい。これらの中でも、基板との接着性との観点から、脂肪族エポキシ基含有ビニル化合物を用いることが好ましい。さらに、(メタ)アクリレート化合物を用いることがより好ましく、グリシジル(メタ)アクリレート又は4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテルを用いることが特に好ましい。   One of these may be used alone, or two or more thereof may be used in any combination and ratio. Among these, it is preferable to use an aliphatic epoxy group-containing vinyl compound from the viewpoint of adhesion to the substrate. Furthermore, it is more preferable to use a (meth) acrylate compound, and it is particularly preferable to use glycidyl (meth) acrylate or 4-hydroxybutyl (meth) acrylate glycidyl ether.

エポキシ基を有する側鎖αを含むビニル重合体におけるエポキシ基含有ビニル化合物由来の繰り返し単位構造(前記一般式(1)で表される繰り返し単位構造)の含有割合は、30mol%以上であることが好ましく、40mol%以上であることがより好ましく、50mol%以上であることがさらに好ましく、60mol%以上であることが特に好ましい。また、通常100mol%以下であり、99mol%以下であることが好ましく、90mol%以下であることがより好ましく、80mol%以下であることがさらに好ましく、70mol%以下であることが特に好ましい。前記下限値以上とすることで露光感度、電気信頼性及び耐薬品性を確保できる傾向があり、前記上限値以下とすることで優れた膜質及び現像時のパターニング性を確保することができる傾向がある。   The content ratio of the repeating unit structure derived from the epoxy group-containing vinyl compound (the repeating unit structure represented by the general formula (1)) in the vinyl polymer including the side chain α having an epoxy group is 30 mol% or more. Preferably, it is 40 mol% or more, more preferably 50 mol% or more, and particularly preferably 60 mol% or more. Moreover, it is 100 mol% or less normally, It is preferable that it is 99 mol% or less, It is more preferable that it is 90 mol% or less, It is further more preferable that it is 80 mol% or less, It is especially preferable that it is 70 mol% or less. There is a tendency that exposure sensitivity, electrical reliability, and chemical resistance can be ensured by setting the above lower limit value or more, and there is a tendency that excellent film quality and patterning property during development can be ensured by setting the upper limit value or less. is there.

エポキシ基を有する側鎖αを含むビニル重合体はさらに、環状脂肪族基を有していてもよい。側鎖βを含むことで、均一な優れた膜質となる傾向がある。   The vinyl polymer containing the side chain α having an epoxy group may further have a cyclic aliphatic group. By including the side chain β, there is a tendency that uniform and excellent film quality is obtained.

環状脂肪族基を有する側鎖βを含むビニル重合体の化学構造は特に限定されないが、例えば、環状脂肪族基を有する側鎖βを含む、下記一般式(2)で表される繰り返し単位構造を含むものを挙げることができる。   The chemical structure of the vinyl polymer containing the side chain β having a cycloaliphatic group is not particularly limited. For example, the repeating unit structure represented by the following general formula (2) containing the side chain β having a cycloaliphatic group Can be included.

Figure 2015212819
Figure 2015212819

上記一般式(2)中、R2は水素原子又はメチル基を表す。
Yは、直接結合又は2価の連結基を表す。
3は、置換基を有していてもよい環状脂肪族基を表す。
In the general formula (2), R 2 represents a hydrogen atom or a methyl group.
Y represents a direct bond or a divalent linking group.
R 3 represents a cyclic aliphatic group which may have a substituent.

Yにおける2価の連結基としては、例えば、エーテル結合、チオエーテル結合、エステル結合、チオエステル結合、アミド結合、ウレタン結合、置換基を有していてもよいアルキレン基等が挙げられる。アルキレン基の一部のメチレン基は、不飽和結合、エーテル結合、チオエーテル結合、エステル結合、チオエステル結合、アミド結合及びウレタン結合からなる群から選ばれる少なくとも1種の結合により置換されていてもよい。例えばエステル結合やアミド結合を含む連結基が挙げられる。
アルキレン基の炭素数は特に限定されないが、合成のし易さの観点からは1以上であることが好ましく、また、製膜性の観点からは9以下であることが好ましく、7以下であることがより好ましい。
Examples of the divalent linking group for Y include an ether bond, a thioether bond, an ester bond, a thioester bond, an amide bond, a urethane bond, and an alkylene group that may have a substituent. A part of the methylene group of the alkylene group may be substituted with at least one bond selected from the group consisting of an unsaturated bond, an ether bond, a thioether bond, an ester bond, a thioester bond, an amide bond and a urethane bond. Examples thereof include a linking group containing an ester bond or an amide bond.
The number of carbon atoms of the alkylene group is not particularly limited, but is preferably 1 or more from the viewpoint of ease of synthesis, and is preferably 9 or less from the viewpoint of film forming properties, and is 7 or less. Is more preferable.

アルキレン基が有していてもよい置換基としては、例えば、ハロゲン原子、炭素数2〜8のアルケニル基、炭素数1〜8のアルコキシル基、フェニル基、メシチル基、トリル基、ナフチル基、シアノ基、アセチルオキシ基、炭素数2〜9のアルキルカルボニルオキシ基、スルファモイル基、炭素数2〜9のアルキルスルファモイル基、炭素数2〜9のアルキルカルボニル基、フェネチル基、ヒドロキシエチル基、アセチルアミド基、炭素数1〜4のアルキル基が結合してなるジアルキルアミノエチル基、トリフルオロメチル基、炭素数1〜8のトリアルキルシリル基、ニトロ基、炭素数1〜8のアルキルチオ基等が挙げられる。これらの中でも好ましくは、炭素数1〜8のアルコキシル基、シアノ基、アセチルオキシ基、炭素数2〜8のアルキルカルボキシ基、スルファモイル基、炭素数2〜9のアルキルスルファモイル基、ハロゲン原子である。合成のし易さの観点からは、アルキレン基が無置換であることが好ましい。   Examples of the substituent that the alkylene group may have include, for example, a halogen atom, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms, a phenyl group, a mesityl group, a tolyl group, a naphthyl group, and a cyano group. Group, acetyloxy group, C2-C9 alkylcarbonyloxy group, sulfamoyl group, C2-C9 alkylsulfamoyl group, C2-C9 alkylcarbonyl group, phenethyl group, hydroxyethyl group, acetyl An amide group, a dialkylaminoethyl group formed by bonding an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a trifluoromethyl group, a trialkylsilyl group having 1 to 8 carbon atoms, a nitro group, an alkylthio group having 1 to 8 carbon atoms, etc. Can be mentioned. Among these, preferably, an alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms, a cyano group, an acetyloxy group, an alkylcarboxy group having 2 to 8 carbon atoms, a sulfamoyl group, an alkylsulfamoyl group having 2 to 9 carbon atoms, and a halogen atom. is there. From the viewpoint of ease of synthesis, the alkylene group is preferably unsubstituted.

Yの中でも、合成のし易さの観点からは、直接結合、エーテル結合、エステル結合、エーテル結合で中断されたアルキレン基又はエステル結合で中断されたアルキレン基が好ましく、エステル結合がより好ましい。なお、エーテル結合で中断されたアルキレン基及びエステル結合で中断されたアルキレン基は、一般式(1)Xで示したものとそれぞれ同義である。   Among Y, from the viewpoint of ease of synthesis, a direct bond, an ether bond, an ester bond, an alkylene group interrupted by an ether bond, or an alkylene group interrupted by an ester bond is preferable, and an ester bond is more preferable. In addition, the alkylene group interrupted by the ether bond and the alkylene group interrupted by the ester bond are respectively synonymous with those represented by the general formula (1) X.

3における環状脂肪族基の炭素数は特に限定されないが、膜の強度の観点からは5以上であることが好ましく、6以上であることがより好ましく、8以上であることがさらに好ましい。また、ビニル重合体の反応性の観点からは20以下であることが好ましく、15以下であることがより好ましく、12以下であることがさらに好ましい。
また、環状脂肪族基は単環であっても、多環であってもよいが、膜の強度の観点からは多環であることが好ましい。
環状脂肪族基の具体例としては、シクロヘキシル基、ジシクロペンタニル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基等が挙げられ、これらの中でも膜の強度の観点から、ジシクロペンタニル基又はアダマンチル基が好ましく、ジシクロペンタニル基がより好ましい。
The number of carbon atoms of the cyclic aliphatic group in R 3 is not particularly limited, but is preferably 5 or more, more preferably 6 or more, and still more preferably 8 or more from the viewpoint of film strength. Further, from the viewpoint of the reactivity of the vinyl polymer, it is preferably 20 or less, more preferably 15 or less, and further preferably 12 or less.
The cyclic aliphatic group may be monocyclic or polycyclic, but is preferably polycyclic from the viewpoint of film strength.
Specific examples of the cycloaliphatic group include a cyclohexyl group, a dicyclopentanyl group, an adamantyl group, a norbornyl group, a tetracyclodecanyl group, etc. Among these, from the viewpoint of the strength of the film, a dicyclopentanyl group Or an adamantyl group is preferable and a dicyclopentanyl group is more preferable.

環状脂肪族基を有する側鎖βを含むビニル重合体を得るには、重合成分として環状脂肪族基含有ビニル化合物を用いることが好ましい。環状脂肪族基含有ビニル化合物としては、例えば、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、t−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ノルボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、1−アダマンチル(メタ)アクリレート、2−メチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート、2−エチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組合せと比率で用いてもよい。
これらの中でも、製膜した膜の強度の観点からは多環式の環状脂肪族基含有ビニル化合物を用いることが好ましく、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート又は2−メチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートを用いることがさらに好ましい。
In order to obtain a vinyl polymer containing a side chain β having a cycloaliphatic group, it is preferable to use a cycloaliphatic group-containing vinyl compound as a polymerization component. Examples of the cyclic aliphatic group-containing vinyl compound include cyclohexyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, t-butylcyclohexyl (meth) acrylate, norbornyl (meth) acrylate, dicyclopentenyl (meth) acrylate, and dicyclopentenyl. Examples include oxyethyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, 1-adamantyl (meth) acrylate, 2-methyl-2-adamantyl (meth) acrylate, 2-ethyl-2-adamantyl (meth) acrylate, and the like. It is done. One of these may be used alone, or two or more thereof may be used in any combination and ratio.
Among these, it is preferable to use a polycyclic cycloaliphatic group-containing vinyl compound from the viewpoint of the strength of the film formed, and dicyclopentanyl (meth) acrylate or 2-methyl-2-adamantyl (meth). More preferably, acrylate is used.

エポキシ基を有する側鎖αを含むビニル重合体におけるこれら環状脂肪族基含有ビニル化合物由来の繰り返し単位構造(前記一般式(2)で表される繰り返し単位構造)の含有割合は、1mol%以上であることが好ましく、10mol%以上であることがより好ましく、20mol%以上であることがさらに好ましい。また、40mol%以下であることが好ましく、35mol%以下であることがより好ましく、30mol%以下であることがさらに好ましい。前記下限値以上とすることで塗布形成した膜の強度や電気信頼性を確保出来る傾向があり、前記上限値以下とすることで露光感度を確保できる傾向がある。   The content ratio of the repeating unit structure derived from these cyclic aliphatic group-containing vinyl compounds (the repeating unit structure represented by the general formula (2)) in the vinyl polymer containing the side chain α having an epoxy group is 1 mol% or more. It is preferably 10 mol% or more, more preferably 20 mol% or more. Moreover, it is preferable that it is 40 mol% or less, It is more preferable that it is 35 mol% or less, It is further more preferable that it is 30 mol% or less. There exists a tendency which can ensure the intensity | strength and electric reliability of the film | membrane which carried out application | coating formation by setting it as the said lower limit or more, and there exists a tendency which can ensure exposure sensitivity by setting it as the said upper limit or less.

エポキシ基を有する側鎖αを含むビニル重合体は、アルカリ現像性を付与させる目的で、カルボキシ基又は芳香族性水酸基を有する側鎖γを含んでいてもよい。   The vinyl polymer containing the side chain α having an epoxy group may contain a side chain γ having a carboxy group or an aromatic hydroxyl group for the purpose of imparting alkali developability.

カルボキシ基又は芳香族性水酸基を有する側鎖γを含むビニル重合体の化学構造は特に限定されないが、例えば、カルボキシ基又は芳香族性水酸基を有する側鎖γを含む、下記一般式(3)で表される繰り返し単位構造を含むものを挙げることができる。   The chemical structure of the vinyl polymer including a side chain γ having a carboxy group or an aromatic hydroxyl group is not particularly limited. For example, in the following general formula (3) including a side chain γ having a carboxy group or an aromatic hydroxyl group The thing containing the repeating unit structure represented can be mentioned.

Figure 2015212819
Figure 2015212819

上記一般式(3)中、R4は水素原子又はメチル基を表す。
Zは、直接結合又は2価の連結基を表す。
5は、カルボキシ基又は芳香族性水酸基を有する基を表す。
In the general formula (3), R 4 represents a hydrogen atom or a methyl group.
Z represents a direct bond or a divalent linking group.
R 5 represents a carboxy group or a group having an aromatic hydroxyl group.

Zにおける2価の連結基としては、例えば、エーテル結合、チオエーテル結合、エステル結合、チオエステル結合、アミド結合、ウレタン結合、置換基を有していてもよいアルキレン基等が挙げられる。アルキレン基の一部のメチレン基は、不飽和結合、エーテル結合、チオエーテル結合、エステル結合、チオエステル結合、アミド結合及びウレタン結合からなる群から選ばれる少なくとも1種の結合により置換されていてもよい。例えばエステル結合やアミド結合を含む連結基が挙げられる。
アルキレン基の炭素数は特に限定されないが、合成のし易さの観点からは1以上であることが好ましく、また、製膜性の観点からは9以下であることが好ましく、7以下であることがより好ましい。
アルキレン基が有していてもよい置換基としては、例えば、ハロゲン原子、炭素数2〜8のアルケニル基、炭素数1〜8のアルコキシル基、フェニル基、メシチル基、トリル基、ナフチル基、シアノ基、アセチルオキシ基、炭素数2〜9のアルキルカルボニルオキシ基、スルファモイル基、炭素数2〜9のアルキルスルファモイル基、炭素数2〜9のアルキルカルボニル基、フェネチル基、ヒドロキシエチル基、アセチルアミド基、炭素数1〜4のアルキル基が結合してなるジアルキルアミノエチル基、トリフルオロメチル基、炭素数1〜8のトリアルキルシリル基、ニトロ基、炭素数1〜8のアルキルチオ基等が挙げられる。好ましくは、炭素数1〜8のアルコキシル基、シアノ基、アセチルオキシ基、炭素数2〜8のアルキルカルボキシ基、スルファモイル基、炭素数2〜9のアルキルスルファモイル基、ハロゲン原子である。合成のし易さの観点からは、アルキレン基が無置換であることが好ましい。
Examples of the divalent linking group in Z include an ether bond, a thioether bond, an ester bond, a thioester bond, an amide bond, a urethane bond, and an alkylene group that may have a substituent. A part of the methylene group of the alkylene group may be substituted with at least one bond selected from the group consisting of an unsaturated bond, an ether bond, a thioether bond, an ester bond, a thioester bond, an amide bond and a urethane bond. Examples thereof include a linking group containing an ester bond or an amide bond.
The number of carbon atoms of the alkylene group is not particularly limited, but is preferably 1 or more from the viewpoint of ease of synthesis, and is preferably 9 or less from the viewpoint of film forming properties, and is 7 or less. Is more preferable.
Examples of the substituent that the alkylene group may have include, for example, a halogen atom, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms, a phenyl group, a mesityl group, a tolyl group, a naphthyl group, and a cyano group. Group, acetyloxy group, C2-C9 alkylcarbonyloxy group, sulfamoyl group, C2-C9 alkylsulfamoyl group, C2-C9 alkylcarbonyl group, phenethyl group, hydroxyethyl group, acetyl An amide group, a dialkylaminoethyl group formed by bonding an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a trifluoromethyl group, a trialkylsilyl group having 1 to 8 carbon atoms, a nitro group, an alkylthio group having 1 to 8 carbon atoms, etc. Can be mentioned. Preferred are an alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms, a cyano group, an acetyloxy group, an alkylcarboxy group having 2 to 8 carbon atoms, a sulfamoyl group, an alkylsulfamoyl group having 2 to 9 carbon atoms, and a halogen atom. From the viewpoint of ease of synthesis, the alkylene group is preferably unsubstituted.

Zの中でも、合成のし易さの観点からは、直接結合、エーテル結合、エステル結合、エーテル結合で中断されたアルキレン基又はエステル結合で中断されたアルキレン基が好ましく、直接結合又はエステル結合がより好ましく、エステル結合がさらに好ましい。なお、エーテル結合で中断されたアルキレン基及びエステル結合で中断されたアルキレン基は、一般式(1)のXで示したものとそれぞれ同義である。   Among Z, from the viewpoint of ease of synthesis, a direct bond, an ether bond, an ester bond, an alkylene group interrupted by an ether bond or an alkylene group interrupted by an ester bond is preferable, and a direct bond or an ester bond is more preferable. Preferably, an ester bond is more preferable. In addition, the alkylene group interrupted by the ether bond and the alkylene group interrupted by the ester bond are respectively synonymous with those represented by X in the general formula (1).

5における芳香族性水酸基を含む基としては、例えばヒドロキシフェニル基、ヒドロキシカルボキシルフェニル基、ジヒドロキシフェニル基、トリヒドロキシフェニル基、ブロモフェニル基、ジブロモフェニル基、ヒドロキシナフチル基、ヒドロキシニトロフェニル基、ヒドロキシベンジル基等が挙げられる。R5の中でも、コストや製膜性の観点からは、ヒドロキシフェニル基が好ましく、p−ヒドロキシフェニル基がより好ましい。 Examples of the group containing an aromatic hydroxyl group in R 5 include a hydroxyphenyl group, a hydroxycarboxylphenyl group, a dihydroxyphenyl group, a trihydroxyphenyl group, a bromophenyl group, a dibromophenyl group, a hydroxynaphthyl group, a hydroxynitrophenyl group, a hydroxy group. A benzyl group etc. are mentioned. Among R 5, a hydroxyphenyl group is preferable and a p-hydroxyphenyl group is more preferable from the viewpoints of cost and film formability.

カルボキシ基又は芳香族性水酸基を有する側鎖γを含むビニル重合体を得るには、重合成分としてカルボキシ基含有ビニル化合物又は芳香族性水酸基含有ビニル化合物を用いることが好ましい。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組合せと比率で用いてもよい。
カルボキシ基含有ビニル化合物としては、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸等の不飽和カルボン酸等が挙げられる。
芳香族性水酸基含有ビニル化合物としては、o−ヒドロキシスチレン、m−ヒドロキシスチレン、p−ヒドロキシスチレン、o−ヒドロキシフェニル(メタ)アクリレート、m−ヒドロキシフェニル(メタ)アクリレート、p−ヒドロキシフェニル(メタ)アクリレート、N−(4−ヒドロキシフェニル)(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
これらの中でも、充分なアルカリ現像性の観点からはカルボキシ基含有ビニル化合物を用いることが好ましく、一方でより高い電気信頼性を達成するためには芳香族性水酸基含有ビニル化合物を用いることが好ましい。カルボキシ基含有ビニル化合物としては(メタ)アクリル酸を、芳香族性水酸基含有ビニル化合物としてはp−ドロキシスチレンやp−ヒドロキシフェニル(メタ)アクリレートを用いることがより好ましい。
In order to obtain a vinyl polymer containing a side chain γ having a carboxy group or an aromatic hydroxyl group, it is preferable to use a carboxy group-containing vinyl compound or an aromatic hydroxyl group-containing vinyl compound as a polymerization component. One of these may be used alone, or two or more thereof may be used in any combination and ratio.
Examples of the carboxy group-containing vinyl compound include (meth) acrylic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid, maleic anhydride, itaconic acid, citraconic acid and other unsaturated carboxylic acids.
Examples of the aromatic hydroxyl group-containing vinyl compound include o-hydroxystyrene, m-hydroxystyrene, p-hydroxystyrene, o-hydroxyphenyl (meth) acrylate, m-hydroxyphenyl (meth) acrylate, and p-hydroxyphenyl (meth). An acrylate, N- (4-hydroxyphenyl) (meth) acrylamide, etc. are mentioned.
Among these, from the viewpoint of sufficient alkali developability, it is preferable to use a carboxy group-containing vinyl compound. On the other hand, in order to achieve higher electrical reliability, it is preferable to use an aromatic hydroxyl group-containing vinyl compound. More preferably, (meth) acrylic acid is used as the carboxy group-containing vinyl compound, and p-droxystyrene or p-hydroxyphenyl (meth) acrylate is used as the aromatic hydroxyl group-containing vinyl compound.

エポキシ基を有する側鎖αを含むビニル重合体にカルボキシ基や芳香族性水酸基を導入してアルカリ現像性を付与する場合において、これらカルボキシ基含有ビニル化合物や芳香族性水酸基含有ビニル化合物由来の繰り返し単位構造(前記一般式(1)で表される繰り返し単位構造)の含有割合は、5mol%以上であることが好ましく、10mol%以上であることがより好ましく、15mol%であることがさらに好ましい。また40mol%以下であることが好ましく、35mol%以下であることが特に好ましく、30mol%以下であることがさらに好ましい。前記下限値以上とすることでアルカリ現像性を確保し易くなる傾向があり、前記上限値以下とすることでエポキシ基を有する側鎖αを含むビニル重合体の製造安定性が確保され易くなる傾向がある。   In the case where a carboxyl group or an aromatic hydroxyl group is introduced into a vinyl polymer containing a side chain α having an epoxy group to impart alkali developability, the carboxy group-containing vinyl compound and the aromatic hydroxyl group-containing vinyl compound are repeatedly used. The content ratio of the unit structure (repeating unit structure represented by the general formula (1)) is preferably 5 mol% or more, more preferably 10 mol% or more, and further preferably 15 mol%. Further, it is preferably 40 mol% or less, particularly preferably 35 mol% or less, and further preferably 30 mol% or less. There exists a tendency which becomes easy to ensure alkali developability by setting it as the said lower limit or more, and it becomes easy to ensure the manufacture stability of the vinyl polymer containing the side chain alpha which has an epoxy group by setting it as the said upper limit or less. There is.

エポキシ基を有する側鎖αを含むビニル重合体を得る際には、前記3種類の重合成分の他にその他の共重合成分として、その他のビニル化合物を用いてもよい。その他のビニル化合物としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン等のスチリル化合物、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N−(メタ)アクリロイルモルホリン、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリレート系化合物、酢酸ビニル等のビニル化合物等が挙げられる。これらはエポキシ基を有する側鎖αを含むビニル重合体中に、それに由来する繰り返し単位構造として50mol%より少ない量で、任意の組み合わせと比率で用いることができる。これらの中でも反応性の観点からは(メタ)アクリレート化合物を用いることが好ましい。   When obtaining a vinyl polymer containing a side chain α having an epoxy group, other vinyl compounds may be used as other copolymerization components in addition to the three kinds of polymerization components. Examples of other vinyl compounds include styryl compounds such as styrene and α-methylstyrene, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate, Hexyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, hydroxymethyl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, polyethylene glycol (meth) acrylate, polypropylene glycol (meth) acrylate, benzyl ( (Meth) acrylate, N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N- (meth) acryloylmorpholine, (meth) acrylonitrile, (meth) acrylamide, N- Chiroru (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylamide, (meth) acrylate compound, vinyl compounds such as vinyl acetate and the like. These can be used in a vinyl polymer containing a side chain α having an epoxy group in an amount less than 50 mol% as a repeating unit structure derived from the vinyl polymer, in any combination and ratio. Among these, it is preferable to use a (meth) acrylate compound from the viewpoint of reactivity.

エポキシ基含有ビニル化合物、環状脂肪族基含有ビニル化合物、カルボキシ基含有ビニル化合物、芳香族性水酸基含有ビニル化合物、その他のビニル化合物等を重合させる方法については何ら限定されないが、例えば、有機溶剤中でラジカル重合開始剤を用いて、必要に応じて連鎖移動剤を添加し、ラジカル重合開始剤の活性温度で加熱する等の周知の方法で合成することが出来る。   The method of polymerizing the epoxy group-containing vinyl compound, the cycloaliphatic group-containing vinyl compound, the carboxy group-containing vinyl compound, the aromatic hydroxyl group-containing vinyl compound, other vinyl compounds, etc. is not limited at all. For example, in an organic solvent Using a radical polymerization initiator, it can be synthesized by a known method such as adding a chain transfer agent as necessary and heating at the activation temperature of the radical polymerization initiator.

エポキシ基を有する側鎖αを含むビニル重合体は、各種重合成分を重合して重合体を得た後、その側鎖に他の官能基を付加させてもよい。例えば、側鎖のエポキシ基の一部に、芳香族性水酸基を有するカルボキシ基含有化合物を付加させて芳香族性水酸基を側鎖に導入したり、カルボキシ基や水酸基を含有するビニル化合物を共重合させておいて、そのカルボキシ基や水酸基に、ビニル基を有するイソシアネート基含有化合物を付加させて側鎖に二重結合を導入したりする等が挙げられる。   The vinyl polymer containing the side chain α having an epoxy group may be obtained by polymerizing various polymerization components to obtain a polymer, and then adding another functional group to the side chain. For example, a carboxy group-containing compound having an aromatic hydroxyl group is added to a part of the side chain epoxy group to introduce an aromatic hydroxyl group into the side chain, or a vinyl compound containing a carboxy group or a hydroxyl group is copolymerized For example, an isocyanate group-containing compound having a vinyl group may be added to the carboxy group or the hydroxyl group to introduce a double bond into the side chain.

本発明のエポキシ基を有する側鎖αを含むビニル重合体の重量平均分子量(Mw)は、3000以上であることが好ましく、5000以上であることがより好ましく、7000以上であることがさらに好ましい。また、エポキシ基を有する側鎖αを含むビニル重合体の重量平均分子量(Mw)は100000以下であることが好ましく、70000以下であることがより好ましく、50000以下であることがさらに好ましい。前記下限値以上とすることで耐薬品性等の膜強度を確保することができる傾向があり、前記上限値以下とすることで優れたパターニング特性を確保することができる傾向がある。
なお、本発明における重量平均分子量(Mw)は、株式会社島津製作所製「ゲル浸透クロマトグラフシステムLS Solution」で、株式会社島津製作所製「カラムGPC−804」を用いて測定したポリスチレン換算の値とする。
The weight average molecular weight (Mw) of the vinyl polymer containing the side chain α having an epoxy group of the present invention is preferably 3000 or more, more preferably 5000 or more, and further preferably 7000 or more. Moreover, it is preferable that the weight average molecular weight (Mw) of the vinyl polymer containing the side chain (alpha) which has an epoxy group is 100,000 or less, It is more preferable that it is 70000 or less, It is further more preferable that it is 50000 or less. There exists a tendency which can ensure film | membrane strength, such as chemical resistance, by setting it as the said lower limit or more, and there exists a tendency which can ensure the outstanding patterning characteristic by setting it as the said upper limit or less.
In addition, the weight average molecular weight (Mw) in the present invention is a value in terms of polystyrene measured using “Column GPC-804” manufactured by Shimadzu Corporation with “Gel Permeation Chromatograph System LS Solution” manufactured by Shimadzu Corporation. To do.

(熱可塑性樹脂)
熱可塑性樹脂は、(III)工程で実施する加熱時の温度で軟化する樹脂であれば特に制限されないが、他の成分との親和性や塗布溶剤への溶解性の点でアクリル樹脂、ウレタン樹脂、ノボラック樹脂等が好ましい例として挙げられる。なお、これらの樹脂にはラジカル重合性不飽和基やカチオン重合性基、その他の架橋基が導入されていても良く、その場合、上で説明したラジカル重合性不飽和基含有化合物や、カチオン重合性基含有化合物の役割も兼ね備えることが出来る。
(Thermoplastic resin)
The thermoplastic resin is not particularly limited as long as it is a resin that softens at the temperature at the time of heating performed in the step (III), but acrylic resin and urethane resin in terms of affinity with other components and solubility in a coating solvent. , Novolak resins and the like are preferable examples. In addition, radical polymerizable unsaturated groups, cationic polymerizable groups, and other crosslinking groups may be introduced into these resins. In such a case, the radical polymerizable unsaturated group-containing compound described above or cationic polymerization may be used. It can also serve as a functional group-containing compound.

ラジカル重合性不飽和基含有化合物と熱可塑性樹脂を兼ね備えた樹脂としては、例えば、日本化薬社のZAR、ZCR、CCR等のエポアク樹脂、グリシジル(メタ)アクリレート等を共重合成分として重合させた樹脂を(メタ)アクリル酸等で開環させた樹脂等が挙げられる。
カチオン重合性基含有化合物と熱可塑性樹脂を兼ね備える樹脂としては、上述のエポキシ基を有する側鎖αを含むビニル重合体の他、例えば、日本化薬社のNC、EOCN、XD、EPPN等のノボラックエポキシ樹脂等が挙げられる。
As a resin having both a radically polymerizable unsaturated group-containing compound and a thermoplastic resin, for example, Nippon Kayaku's ZAR, ZCR, CCR, etc., Epoac resin, glycidyl (meth) acrylate, etc. were polymerized as a copolymerization component. Examples thereof include resins obtained by ring opening of resins with (meth) acrylic acid or the like.
As a resin having both a cationic polymerizable group-containing compound and a thermoplastic resin, in addition to the vinyl polymer containing the side chain α having the above-described epoxy group, for example, novolaks such as NC, EOCN, XD, EPPN of Nippon Kayaku Co., Ltd. An epoxy resin etc. are mentioned.

本発明の感光性樹脂組成物は、特に限定されないが、上述の光ラジカル重合開始剤、光カチオン重合開始剤、ラジカル重合性不飽和基含有化合物及びエポキシ基を有する側鎖αを含むビニル重合体の少なくとも4成分を含有してなるものが特に好ましい。それぞれの含有割合として好ましい範囲は、感光性樹脂組成物の全固形分に対して、光ラジカル重合開始剤は0.2質量%以上、15質量%以下である。光カチオン重合開始剤は0.2質量%以上、10質量%以下である。ラジカル重合性不飽和基含有化合物は5質量%以上、70質量%以下である。エポキシ基を有する側鎖αを含むビニル重合体は5質量%以上80質量%以下である。   Although the photosensitive resin composition of the present invention is not particularly limited, the above-mentioned photo radical polymerization initiator, photo cationic polymerization initiator, radical polymerizable unsaturated group-containing compound, and vinyl polymer containing an epoxy group-containing side chain α Those containing at least four components are particularly preferred. A preferable range as each content ratio is 0.2% by mass or more and 15% by mass or less of the radical photopolymerization initiator with respect to the total solid content of the photosensitive resin composition. Photocationic polymerization initiator is 0.2 mass% or more and 10 mass% or less. A radically polymerizable unsaturated group containing compound is 5 mass% or more and 70 mass% or less. The vinyl polymer containing the side chain α having an epoxy group is 5% by mass or more and 80% by mass or less.

(感光性樹脂組成物の溶媒)
本発明の感光性樹脂組成物は、偏光層の上に塗布するため、偏光層に対して悪影響を与えないものであれば特に限定されない。
本発明の感光性樹脂組成物の溶媒は、有機溶剤を含むことが好ましい。有機溶剤は単独でも、2種以上を併用してもよい。
(Solvent for photosensitive resin composition)
Since the photosensitive resin composition of this invention is apply | coated on a polarizing layer, if it does not have a bad influence with respect to a polarizing layer, it will not specifically limit.
The solvent of the photosensitive resin composition of the present invention preferably contains an organic solvent. The organic solvent may be used alone or in combination of two or more.

有機溶剤としては、例えばグリコールモノアルキルエーテル類;グリコールジアルキルエーテル類;グリコールジアセテート類;アルキルアセテート類;エーテル類;ケトン類;1価又は多価アルコール類;脂肪族炭化水素類;脂環式炭化水素類;芳香族炭化水素類;鎖状又は環状エステル類;アルコキシカルボン酸類;ハロゲン化炭化水素類;エーテルケトン類;ニトリル類等が挙げられる。これらの中でも、エーテル結合及びエステル結合を含む有機溶剤、ケトン等が好ましい。
エーテル結合及びエステル結合を含む有機溶剤としては、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセテート等が挙げられる。
ケトンとしては、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、アセチルアセトン等が挙げられる。
Examples of organic solvents include glycol monoalkyl ethers; glycol dialkyl ethers; glycol diacetates; alkyl acetates; ethers; ketones; mono- or polyhydric alcohols; Examples thereof include hydrogens; aromatic hydrocarbons; chain or cyclic esters; alkoxycarboxylic acids; halogenated hydrocarbons; ether ketones; Among these, an organic solvent containing an ether bond and an ester bond, a ketone, and the like are preferable.
Examples of the organic solvent containing an ether bond and an ester bond include ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol momethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol mono-n-butyl ether acetate and the like.
Examples of the ketone include methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, diisobutyl ketone, cyclohexanone, acetylacetone and the like.

本発明の感光性樹脂組成物に有機溶剤を用いる場合には、全固形分の含有率を3重量%以上とすることが好ましく、5重量%以上とすることがより好ましい。また、30重量%以下にすることが好ましく、20重量%以下にすることがより好ましい。前記下限値以上とすることで膜厚の制御を容易にすることが出来る傾向にあり、前記上限値以下とすることで、感光性樹脂組成物のポットライフを維持し易くなる傾向にある。   When using the organic solvent for the photosensitive resin composition of the present invention, the total solid content is preferably 3% by weight or more, and more preferably 5% by weight or more. Moreover, it is preferable to set it as 30 weight% or less, and it is more preferable to set it as 20 weight% or less. When it is at least the lower limit value, the film thickness tends to be easily controlled, and when it is at most the upper limit value, the pot life of the photosensitive resin composition tends to be easily maintained.

(感光性樹脂組成物の調製)
本発明の感光性樹脂組成物の調製方法は特に限定されない。例えば、上述の各成分を有機溶剤と共に混合し撹拌や超音波印加を行うことで、溶解又は分散させ調製することができる。なお、組成物を調製する時に、ラジカル重合性不飽和基含有化合物及び/又はカチオン重合性基含有化合物が液体状である場合は、それらを有機溶剤の代わりとしてもよい。
(Preparation of photosensitive resin composition)
The method for preparing the photosensitive resin composition of the present invention is not particularly limited. For example, it can be prepared by dissolving or dispersing each of the above-mentioned components together with an organic solvent and stirring or applying ultrasonic waves. In addition, when preparing a composition, when a radically polymerizable unsaturated group containing compound and / or a cation polymerizable group containing compound are liquid, they are good also as a substitute for an organic solvent.

本発明の感光性樹脂組成物は、上述の各成分を有機溶剤と共に混合した後に、フィルターを用いて濾過することにより、不溶物、樹脂等の合成時に生じる可能性のあるゲル成分、ゴミ、微量金属等を除去することが好ましい。
用いるフィルターとしては、例えば、インテグリスオプチマイザー、CUNOナノシールド、ゼータプラスEC等を使用することが出来る。なお、不溶物、ゲル成分、ゴミ、微量金属等は、保護層を成膜する際のハジキの原因となる場合がある。保護層を貫通する異物やハジキ等の欠陥がある場合、現像液がそこから下層の偏光層に侵入し偏光層を溶かしてしまうため、フィルターの目のサイズはなるべく小さいことが好ましい。具体的には、少なくとも保護層の膜厚より小さいことが好ましい。
The photosensitive resin composition of the present invention is prepared by mixing the above-described components together with an organic solvent, followed by filtration using a filter, so that gel components, dust, and traces that may occur during synthesis of insoluble materials, resins, etc. It is preferable to remove metals and the like.
As the filter to be used, for example, Integris Optimizer, CUNO Nanoshield, Zeta Plus EC, or the like can be used. Note that insoluble materials, gel components, dust, trace metals, and the like may cause repellency when forming the protective layer. When there is a defect such as foreign matter or repellency penetrating the protective layer, the developer enters the lower polarizing layer from there and dissolves the polarizing layer. Therefore, it is preferable that the filter eye size is as small as possible. Specifically, it is preferably at least smaller than the thickness of the protective layer.

(保護層の塗布方法)
本発明の保護層は、感光性樹脂組成物を偏光層上に偏光層の塗布方法に示した方法等で連続塗布することができる。この後、感光性樹脂組成物が有機溶剤を含む場合はこれを乾燥させてもよい。乾燥は、クリーンオーブン、ホットプレート、赤外線、ハロゲンヒーター、マイクロ波照射等の加熱機器を用いて加熱することにより行うことができる。中でも、膜全体を均等に加熱しやすいことから、クリーンオーブン又はホットプレートが好ましい。
乾燥条件は、有機溶剤の種類や偏光層の耐熱性等に応じて、適宜選択すればよい。十分に乾燥させた方が安定した硬化性を得やすい点では、高温で長時間乾燥させることが好ましいが、一方で、乾燥に要する時間が短い方が生産性に優れ、偏光層や基板に加熱の影響を及ぼし難い点では、低温で短時間乾燥させることが好ましい。そこで、乾燥温度は、通常40℃以上、好ましくは50℃以上であり、また、一方、通常150℃以下、好ましくは130℃以下である。
乾燥時間は、15秒以上が好ましく、30秒以上がさらに好ましい。また、5分以下が好ましく、3分以下がさらに好ましい。乾燥は、減圧乾燥法により行ってもよく、加熱法と減圧乾燥法を併用してもよい。
(Method of applying protective layer)
In the protective layer of the present invention, the photosensitive resin composition can be continuously applied onto the polarizing layer by the method described in the method for applying the polarizing layer. Thereafter, when the photosensitive resin composition contains an organic solvent, it may be dried. Drying can be performed by heating using a heating apparatus such as a clean oven, a hot plate, an infrared ray, a halogen heater, or microwave irradiation. Among these, a clean oven or a hot plate is preferable because the entire film can be easily heated uniformly.
What is necessary is just to select drying conditions suitably according to the kind of organic solvent, the heat resistance of a polarizing layer, etc. It is preferable to dry at a high temperature for a long time because it is easier to obtain stable curability when it is sufficiently dried. On the other hand, the shorter the time required for drying, the higher the productivity and the heating of the polarizing layer and the substrate. It is preferable to dry at a low temperature for a short time from the viewpoint of hardly affecting the above. Therefore, the drying temperature is usually 40 ° C. or higher, preferably 50 ° C. or higher, and is usually 150 ° C. or lower, preferably 130 ° C. or lower.
The drying time is preferably 15 seconds or more, and more preferably 30 seconds or more. Moreover, 5 minutes or less are preferable and 3 minutes or less are more preferable. Drying may be performed by a vacuum drying method, or a heating method and a vacuum drying method may be used in combination.

((II)工程)
本発明の製造方法は(II)工程として、露光及び現像液による現像により、偏光層及び保護層をパターニングする工程を有する。
露光及び現像によりパターニングする方法は、 (I)で形成した保護層に露光マスクを介して露光又はレーザーで直接描画し保護層の一部分を重合反応させる。さらに、露光による光照射を受けずに重合反応しなかった部分の保護層と、その下に位置する偏光層を取り除く現像処理を行って、偏光層と保護層をパターニングするものである。
露光に使用される光源は、保護層を重合できれば特に限定されない。具体的には、例えば、キセノンランプ、ハロゲンランプ、タングステンランプ、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、中圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、蛍光ランプ、LED等のランプ光源及びアルゴンイオンレーザー、YAGレーザー、エキシマレーザー、窒素レーザー、ヘリウムカドミニウムレーザー、青紫色半導体レーザー、近赤外半導体レーザー等のレーザー光源等が挙げられる。ここで、特定波長の光を使用する場合には、光学フィルターを用いてもよい。
露光量は、通常0.01mJ/cm2以上、好ましくは0.1mJ/cm2以上、より好ましくは1mJ/cm2以上である。また、通常1000mJ/cm2以下、好ましくは800mJ/cm2以下、より好ましくは500mJ/cm2以下である。
(Process (II))
The production method of the present invention includes, as the step (II), a step of patterning the polarizing layer and the protective layer by exposure and development with a developer.
In the patterning method by exposure and development, the protective layer formed in (I) is directly drawn by exposure or laser through an exposure mask, and a part of the protective layer is polymerized. Furthermore, the polarizing layer and the protective layer are patterned by performing a developing process for removing the protective layer in the portion that has not undergone the polymerization reaction without being exposed to light by exposure and the polarizing layer located therebelow.
The light source used for exposure is not particularly limited as long as the protective layer can be polymerized. Specifically, for example, a xenon lamp, a halogen lamp, a tungsten lamp, a high-pressure mercury lamp, an ultrahigh-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a medium-pressure mercury lamp, a low-pressure mercury lamp, a carbon arc, a fluorescent lamp, a lamp light source such as an LED, an argon ion laser, YAG Examples include laser light sources such as lasers, excimer lasers, nitrogen lasers, helium cadmium lasers, blue-violet semiconductor lasers, and near infrared semiconductor lasers. Here, when using light of a specific wavelength, an optical filter may be used.
Exposure is usually 0.01 mJ / cm 2 or more, preferably 0.1 mJ / cm 2 or more, more preferably 1 mJ / cm 2 or more. Also, typically 1000 mJ / cm 2 or less, preferably 800 mJ / cm 2 or less, more preferably 500 mJ / cm 2 or less.

本発明のパターニングの主な目的は、大きな基板母材に連続塗布された偏光層を必要な基板サイズに分割するにあたり、塗布不要な部分の偏光層を除去することにある。パターニングの形状やサイズは特に限定されない。パターニングされたパターンが、図3の様にRが50μm以上のコーナーアールを含むものであることも好ましい。さらに好ましくは、Rが55μm以上であり、さらに好ましくは60μm以上である。また、Rの上限は無く、パターンの形状に応じて適宜調整することができるが、基板母材からの分割における塗布不要部の除去という目的において、可能な限り大きく確保したいディスプレイの表示領域を無駄なくカバーする必要がある。この点から、表示領域のサイズにもよるが、好ましくは5cm以下であり、さらに好ましくは2cm以下であり、特に好ましくは5mm以下である。偏光層や保護層によっては、現像する際に角の部分の偏光層や保護層が下地から剥離し易い場合があるからで、Rを上記範囲のコーナーアールにすることで、欠陥が大幅に改善出来る傾向にある。   The main purpose of the patterning of the present invention is to remove a portion of the polarizing layer that does not require coating when the polarizing layer continuously applied to a large substrate base material is divided into necessary substrate sizes. The shape and size of patterning are not particularly limited. It is also preferable that the patterned pattern includes a corner radius having R of 50 μm or more as shown in FIG. More preferably, R is 55 μm or more, more preferably 60 μm or more. In addition, there is no upper limit of R, and it can be adjusted as appropriate according to the shape of the pattern. However, the display area of the display that is desired to be as large as possible is wasted for the purpose of removing unnecessary portions in the division from the substrate base material. It is necessary to cover without. From this point, although it depends on the size of the display area, it is preferably 5 cm or less, more preferably 2 cm or less, and particularly preferably 5 mm or less. Depending on the polarizing layer or protective layer, the corner polarizing layer or protective layer may be easily peeled off from the base during development. By making R a corner radius in the above range, the defects are greatly improved. It tends to be possible.

(現像液)
本発明の現像液は、保護層の非露光部と偏光層の両方を溶解させると共に、露光部の保護層や、その下部に位置する偏光層にダメージ等の悪影響を与えないものであれば、特に限定はされない。
本発明の現像液は、用いる偏光層の特徴に応じて適宜選ばれる。偏光層が水溶性である場合は有機溶剤を含有する現像液を用いることが好ましい。一方、偏光層を不溶化処理する等を行い偏光層が非水溶性若しくは難溶性の場合は、アルカリ現像液を使用することが好ましい。
(Developer)
The developer of the present invention, as long as it dissolves both the non-exposed portion of the protective layer and the polarizing layer, and does not adversely affect the protective layer of the exposed portion and the polarizing layer located thereunder, such as damage, There is no particular limitation.
The developer of the present invention is appropriately selected according to the characteristics of the polarizing layer used. When the polarizing layer is water-soluble, it is preferable to use a developer containing an organic solvent. On the other hand, when the polarizing layer is insoluble or sparingly soluble by, for example, insolubilizing the polarizing layer, an alkali developer is preferably used.

有機溶剤を含有する現像液を用いる場合は、特に偏光層への影響や溶解速度の点で、有機溶剤を80容量%以上含有することが好ましく、90容量%以上含有することがさらに好ましい。また、上限はなく100容量%でもよい。
また、この現像液は、有機溶剤以外に、水やノニオン系の界面活性剤等を含有してもよい。
現像液が含有する水は20容量%以下であることが好ましく、10容量%以下であることが好ましい。水が多すぎないことで、偏光層に与える影響を抑制しながら、保護層の現像を行うことができる傾向にある。
In the case of using a developer containing an organic solvent, the organic solvent is preferably contained in an amount of 80% by volume or more, and more preferably 90% by volume or more, particularly from the viewpoint of the influence on the polarizing layer and the dissolution rate. Moreover, there is no upper limit and 100 volume% may be sufficient.
In addition to the organic solvent, the developer may contain water, a nonionic surfactant, or the like.
The water contained in the developer is preferably 20% by volume or less, and preferably 10% by volume or less. By not having too much water, the protective layer tends to be developed while suppressing the influence on the polarizing layer.

本発明の現像液に用いられる有機溶剤としては、例えば、アルコール、エーテル、エステル、ケトン、ラクタム、アミド、アミン、スリホキシド、カルボン酸等の極性溶媒が好適に用いることが出来る。具体的には、偏光層を緩やかに溶解し、保護層を白化させない程度の極性である必要があることから、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、メチルグリコールアセテート、エチルジグリコールアセテート、3−メトキシブタノール、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーチル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、グリセリン等が挙げられる。
本発明の現像液に用いる有機溶剤は、単品でもいくつかを混合して用いてもよい。
As the organic solvent used in the developer of the present invention, for example, polar solvents such as alcohols, ethers, esters, ketones, lactams, amides, amines, sulphoxides, and carboxylic acids can be suitably used. Specifically, since the polarizing layer needs to be dissolved so slowly that the protective layer is not whitened, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol, diethylene glycol monomethyl ether, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methyl Examples include pyrrolidone, methyl glycol acetate, ethyl diglycol acetate, 3-methoxybutanol, methyl isobutyl ketone, methyl ethyl ketone, diethylene glycol mono-n-butyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, glycerin and the like.
The organic solvent used in the developer of the present invention may be used alone or in combination.

アルカリ現像液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム等の無機アルカリ類;エチルアミン、nープロピルアミン等の脂肪族2級アミン類;トリメチルアミン、メチルジエチルアミン、ジメチルエチルアミン、トリエチルアミン等の脂肪族3級アミン類;ピリジン、コリジン、ルチジン、キノリン等の芳香族3級アミン類;エタノールジメチルアミン、メチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン類;テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の4級アンモニウム塩等のアルカリ性化合物の水溶液を挙げることができる。これらは、単独又は混合して調整して用いても良く、また、アルカリ現像液と水溶性有機溶剤を混合して用いてもよい。   Examples of the alkali developer include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium silicate, and sodium metasilicate; aliphatic secondary amines such as ethylamine and n-propylamine; trimethylamine, Aliphatic tertiary amines such as methyldiethylamine, dimethylethylamine and triethylamine; aromatic tertiary amines such as pyridine, collidine, lutidine and quinoline; alkanolamines such as ethanoldimethylamine, methyldiethanolamine and triethanolamine; tetramethyl Examples include aqueous solutions of alkaline compounds such as quaternary ammonium salts such as ammonium hydroxide and tetraethylammonium hydroxide. These may be used alone or mixed and adjusted, or an alkali developer and a water-soluble organic solvent may be mixed and used.

本発明に用いる現像液には、他に、界面活性剤、消泡剤、緩衝剤、錯化剤等が含まれていてもよい。界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルエステル類、ソルビタンアルキルエステル類、モノグリセリドアルキルエステル類等のノニオン系界面活性剤;アルキルベンゼンスルホン酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、アルキル硫酸塩類、アルキルスルホン酸塩類、スルホコハク酸エステル塩類等のアニオン性界面活性剤;アルキルベタイン類、アミノ酸類等の両性界面活性剤等が挙げられる。   In addition, the developer used in the present invention may contain a surfactant, an antifoaming agent, a buffering agent, a complexing agent, and the like. Examples of the surfactant include nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl aryl ethers, polyoxyethylene alkyl esters, sorbitan alkyl esters, monoglyceride alkyl esters; and alkylbenzene sulfonic acids. Anionic surfactants such as salts, alkylnaphthalene sulfonates, alkyl sulfates, alkyl sulfonates, sulfosuccinic acid ester salts; amphoteric surfactants such as alkylbetaines and amino acids.

(現像方法)
現像方法及びその条件ついては、特に制限は無い。現像方法としては、浸漬現像、パドル式現像、スプレー現像、ブラシ現像、超音波現像等が挙げられる。中でも、浸漬現像及びスプレー現像は、汚れが付き難く、保護層及び偏光層へのダメージが生じ難く、均一に現像しやすいことから好ましい。また、パドル式現像は現像液の使用量が抑えられる点で好ましい。
現像温度は、通常10℃以上、好ましくは15℃以上であり、また、一方、通常50℃以下、好ましくは45℃以下である。現像後はそのまま、又は他の溶剤で洗浄した上で、圧空等によって乾燥させることが好ましい。ここで他の溶媒とは、露光後の保護層や偏光層を溶かさずに、現像液とは混合する様な溶剤を選択することが好ましい。
(Development method)
There are no particular restrictions on the development method and its conditions. Examples of the development method include immersion development, paddle development, spray development, brush development, and ultrasonic development. Of these, immersion development and spray development are preferred because they are difficult to get smudged, hardly cause damage to the protective layer and the polarizing layer, and are easily developed uniformly. Further, paddle development is preferable in that the amount of developer used can be suppressed.
The development temperature is usually 10 ° C. or higher, preferably 15 ° C. or higher, and usually 50 ° C. or lower, preferably 45 ° C. or lower. After the development, it is preferable to dry it by compressed air or the like as it is or after washing with another solvent. Here, as the other solvent, it is preferable to select a solvent that is mixed with the developer without dissolving the protective layer and the polarizing layer after exposure.

本発明の現像工程において、図1に示す様に、偏光層は、保護層の輪郭部より内側まで浸食させることが好ましい。浸食された偏光層の輪郭より外側の保護層部分が、(III)工程におけるメルトフローの充分な糊代となることで、保護層が偏光層輪郭部の側面を封止することができる。
偏光層の輪郭部が保護層の輪郭部より内側まで入り込む距離としては、偏光層の膜厚以上が好ましく、5mm以下が好ましい。上記下限以上であることで、偏光層の輪郭部側面をその後工程から充分に保護出来る傾向にあり、一方、上記上限以下であることで、現像に要する時間を抑制することができる傾向にある。本発明の保護層は、偏光層よりも現像液への溶解速度が小さいため、この浸食距離の調整は、適宜現像時間で調整が可能である。
In the development step of the present invention, as shown in FIG. 1, the polarizing layer is preferably eroded from the contour of the protective layer to the inside. Since the protective layer portion outside the contour of the eroded polarizing layer becomes a sufficient margin for the melt flow in the step (III), the protective layer can seal the side surface of the polarizing layer contour portion.
The distance by which the contour portion of the polarizing layer enters from the contour portion of the protective layer to the inside is preferably not less than the thickness of the polarizing layer, and preferably not more than 5 mm. When it is at least the above lower limit, the side surface of the contour portion of the polarizing layer tends to be sufficiently protected from the subsequent process, and when it is at most the above upper limit, the time required for development tends to be suppressed. Since the protective layer of the present invention has a lower dissolution rate in the developer than the polarizing layer, the erosion distance can be adjusted as appropriate by the development time.

((III)工程)
本発明の製造方法は、(III)工程として、前記パターニングされた保護層を、加熱によりメルトフローさせる工程を有する。図2に示すように、保護層をメルトフローさせることで、現像後露出した偏光層輪郭部の側面を封止する。
メルトフローの方法は、現像後の保護層が軟化して、偏光層の輪郭部側面を封止することが出来れば特に条件は限定されない。偏光層の耐熱性の点から、加熱温度が200℃以下であることが好ましく、180℃以下が特に好ましい。また、保護層の硬化を加熱によってさらに促進する目的で、90℃以上が好ましく、110℃以上が特に好ましい。
加熱時間は偏光層の劣化を回避する点でなるべく短い方が好ましいが、保護層の硬化をさらに促進する目的では長い方が好ましいため、通常1分以上、好ましくは10分以上であり、通常120分以下、好ましくは60分以下である。
加熱方法は、公知の方法を自由に選択することが出来るが、例えばホットプレート、IRオーブン、コンベクションオーブン等が挙げられる。
(Process (III))
The production method of the present invention includes, as the step (III), a step of melt-flowing the patterned protective layer by heating. As shown in FIG. 2, the protective layer is melt-flowed to seal the side surface of the contour portion of the polarizing layer exposed after development.
The condition of the melt flow method is not particularly limited as long as the protective layer after development is softened and the side surface of the contour portion of the polarizing layer can be sealed. From the viewpoint of heat resistance of the polarizing layer, the heating temperature is preferably 200 ° C. or lower, and particularly preferably 180 ° C. or lower. Moreover, 90 degreeC or more is preferable and 110 degreeC or more is especially preferable in order to further accelerate | stimulate hardening of a protective layer by heating.
The heating time is preferably as short as possible in order to avoid deterioration of the polarizing layer, but is preferably longer for the purpose of further promoting the curing of the protective layer, and is usually 1 minute or more, preferably 10 minutes or more, and usually 120 Min or less, preferably 60 min or less.
A known method can be freely selected as the heating method, and examples thereof include a hot plate, an IR oven, and a convection oven.

(その他の工程)
本発明の偏光素子を得るために、上記の(I)〜(III)工程以外にも工程を有していてもよい。例えば、基板上に配向膜を設ける工程、基板の濡れ性を付与する工程等が挙げられる。
(Other processes)
In order to obtain the polarizing element of this invention, you may have a process besides said (I)-(III) process. For example, the process of providing an alignment film on a board | substrate, the process of providing the wettability of a board | substrate, etc. are mentioned.

(基板上に配向膜を設ける工程)
偏光層の配向性を向上させるため、上記(I)工程の前に、基板上に配向膜を設けてもよい。具体的には、「液晶便覧」(丸善株式会社、平成12年10月30日発行、226頁から239頁)等に記載の公知の方法を用いることができる。
(Process of providing alignment film on substrate)
In order to improve the orientation of the polarizing layer, an alignment film may be provided on the substrate before the step (I). Specifically, a known method described in “Liquid Crystal Handbook” (Maruzen Co., Ltd., issued on October 30, 2000, pages 226 to 239) can be used.

(基板の濡れ性を付与する工程)
塗布による偏光層の形成に際して、偏光層形成用組成物のはじきを抑制するため、基板に濡れ性を付与してもよい。濡れ性を付与し親液部分を形成する処理としては、特に限定されるものではないが、物理的又は化学的改質処理手段であるコロナ処理、プラズマ処理、紫外線照射(UVオゾン)処理等の表面処理を施す。この際、ガス組成や処理時間を調整するとこにより親液状態を調整してもよい。
(Process for imparting wettability to the substrate)
In forming a polarizing layer by coating, wettability may be imparted to the substrate in order to suppress repelling of the composition for forming a polarizing layer. The treatment for imparting wettability and forming the lyophilic portion is not particularly limited, but includes corona treatment, plasma treatment, ultraviolet irradiation (UV ozone) treatment, which is a physical or chemical modification treatment means. Apply surface treatment. At this time, the lyophilic state may be adjusted by adjusting the gas composition and processing time.

以下、本発明を実施例によって詳細に説明する。但し、本発明は、以下の実施例に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲において、任意に変更して実施できる。   Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. However, the present invention is not limited to the following examples, and can be arbitrarily modified and implemented without departing from the gist thereof.

<カチオン重合性基含有樹脂−1の製造方法>
還流冷却器、攪拌機及び窒素吹込み管を備えたフラスコに、トリシクロデカン骨格を有するモノメタクリレート(日立化成(株)製「FA−513M」)47質量部、グリシジルメタクリレート61質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート400質量部、ジメチル2,2′−アゾビス(2−メチルプロピオネート)8.0質量部を仕込んだ。仕込み後のフラスコを窒素置換した後、攪拌しながら液温を80℃に上昇させ、80℃で6時間反応させた。さらに、100℃で1時間ジメチル2,2′−アゾビス(2−メチルプロピオネート)の分解処理を行った。その後、80℃の減圧下でプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを蒸留して、固形分濃度50質量%程度まで濃縮し、カチオン重合性基含有化合物−1を得た。この樹脂の重量平均分子量(Mw)は、約11,000であった。
なお、重量平均分子量は、島津製作所製「ゲル浸透クロマトグラフシステムLS Solution」で、島津製作所製「カラムGPC−804」を用いて測定した。
<Method for Producing Cationic Polymerizable Group-Containing Resin-1>
In a flask equipped with a reflux condenser, a stirrer, and a nitrogen blowing tube, 47 parts by mass of monomethacrylate having a tricyclodecane skeleton (“FA-513M” manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), 61 parts by mass of glycidyl methacrylate, propylene glycol monomethyl 400 parts by mass of ether acetate and 8.0 parts by mass of dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate) were charged. After the purged flask was replaced with nitrogen, the liquid temperature was raised to 80 ° C. while stirring, and the reaction was carried out at 80 ° C. for 6 hours. Further, dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate) was decomposed at 100 ° C. for 1 hour. Thereafter, propylene glycol monomethyl ether acetate was distilled under reduced pressure at 80 ° C. and concentrated to a solid concentration of about 50% by mass to obtain a cationically polymerizable group-containing compound-1. The weight average molecular weight (Mw) of this resin was about 11,000.
The weight average molecular weight was measured using “Column GPC-804” manufactured by Shimadzu Corporation with “Gel Permeation Chromatograph System LS Solution” manufactured by Shimadzu Corporation.

Figure 2015212819
Figure 2015212819

<カチオン重合性基含有樹脂−2の製造方法>
還流冷却器、攪拌機及び窒素吹込み管を備えたフラスコに、ジシクロペンタニルメタクリレート(日立化成(株)製「FA−513M」)44質量部、グリシジルメタクリレート46質量部、メタクリル酸11質量部、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル300質量部、ジメチル2,2′−アゾビス(2−メチルプロピオネート)9質量部を仕込んだ。仕込み後のフラスコを窒素置換した後、攪拌しながら液温を80℃に上昇させ、80℃で6時間反応して、カチオン重合性基含有樹脂−2を得た。この樹脂の重量平均分子量(Mw)は、約9,000であった。
<Method for Producing Cationic Polymerizable Group-Containing Resin-2>
In a flask equipped with a reflux condenser, a stirrer and a nitrogen blowing tube, 44 parts by mass of dicyclopentanyl methacrylate (“FA-513M” manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), 46 parts by mass of glycidyl methacrylate, 11 parts by mass of methacrylic acid, 300 parts by mass of diethylene glycol methyl ethyl ether and 9 parts by mass of dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate) were charged. The purged flask was purged with nitrogen, and then the liquid temperature was raised to 80 ° C. while stirring and reacted at 80 ° C. for 6 hours to obtain a cationically polymerizable group-containing resin-2. The resin had a weight average molecular weight (Mw) of about 9,000.

カチオン重合性基含有樹脂−2に含まれる繰り返し単位の構造は以下のとおりである。
カチオン重合性基含有樹脂−2におけるグリシジルメタクリレート由来の繰り返し単位構造の含有割合は50モル%であり、ジシクロペンタニルメタクリレート由来の繰り返し単位構造の含有割合は30モル%であり、メタクリル酸由来の繰り返し単位の含有割合は20モル%であった。
The structure of the repeating unit contained in the cationically polymerizable group-containing resin-2 is as follows.
The content of the repeating unit structure derived from glycidyl methacrylate in the cationically polymerizable group-containing resin-2 is 50 mol%, the content of the repeating unit structure derived from dicyclopentanyl methacrylate is 30 mol%, and is derived from methacrylic acid. The content ratio of the repeating unit was 20 mol%.

Figure 2015212819
Figure 2015212819

<感光性樹脂組成物−1の調整>
表1の成分の内、まず光カチオン重合開始剤(Irg250)、光ラジカル重合開始剤(Irg907)及び熱ラジカル重合開始剤(VAm−110)をそれぞれ量り取り、そこに有機溶剤のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)を加えて、マグネチックスターラーを用いて撹拌し完全に溶解させた。
次に、上記以外の表1の成分を加え、さらに10分間撹拌を続けた。次にインテグリス社のオプチマイザーV47 0.02μm FD5A XFRを用いて濾過して、感光性樹脂組成物−1を得た。
<Preparation of photosensitive resin composition-1>
Of the components in Table 1, first, a photocationic polymerization initiator (Irg250), a photoradical polymerization initiator (Irg907), and a thermal radical polymerization initiator (VAm-110) were weighed, and propylene glycol monomethyl ether as an organic solvent was measured there. Acetate (PGMEA) was added and stirred with a magnetic stirrer to completely dissolve.
Next, the components in Table 1 other than the above were added, and stirring was further continued for 10 minutes. Next, it filtered using Integris Optimizer V47 0.02 micrometer FD5A XFR, and obtained the photosensitive resin composition-1.

Figure 2015212819
Figure 2015212819

<感光性樹脂組成物−2の調整>
表2の成分の内、まず光カチオン重合開始剤(Irg250)、光ラジカル重合開始剤(Irg907)、増感剤(UVS−1331)及び加速剤(ET−2201)をそれぞれ量り取り、そこに有機溶剤のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)を加えて、マグネチックスターラーを用いて撹拌し完全に溶解させた。
次に、上記以外の表2の成分を加え、さらに10分間撹拌を続けた。次にインテグリス社のオプチマイザーV47 0.02μm FD5A XFRを用いて濾過して、感光性樹脂組成物−2を得た。
<Adjustment of photosensitive resin composition-2>
Among the components in Table 2, first, a photocationic polymerization initiator (Irg250), a photoradical polymerization initiator (Irg907), a sensitizer (UVS-1331), and an accelerator (ET-2201) were weighed and organically contained therein. The solvent, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), was added and stirred with a magnetic stirrer to completely dissolve it.
Next, the components in Table 2 other than the above were added and stirring was continued for another 10 minutes. Next, it filtered using the Optimizer V47 0.02 micrometer FD5A XFR of Entegris, and obtained the photosensitive resin composition-2.

Figure 2015212819
Figure 2015212819

<不溶化液1の調整>
ビス(ヘキサメチレン)トリアミン(東京化成社製)24.4質量部に、6規定の硫酸75.6質量部を加えて撹拌溶解させ、不溶化液1を調製した。不溶化液1の粘度は50cPであった。
<Adjustment of insolubilized liquid 1>
Insoluble solution 1 was prepared by adding 75.6 parts by mass of 6N sulfuric acid to 24.4 parts by mass of bis (hexamethylene) triamine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and dissolving with stirring. The viscosity of insolubilized solution 1 was 50 cP.

[実施例1]
水79部に、下記式(a)で表される色素のリチウム塩20部と、下記式(b)で表される色素1部とを撹拌溶解させることにより、偏光層形成用組成物1を調製した。
[Example 1]
A composition 1 for forming a polarizing layer is prepared by stirring and dissolving 20 parts of a lithium salt of a dye represented by the following formula (a) and 1 part of a dye represented by the following formula (b) in 79 parts of water. Prepared.

Figure 2015212819
Figure 2015212819

ガラス製基板(10x10cm、厚さ0.7mm)上に配向膜(ポリイミド膜厚約60nm)を形成し、端面に水平な方向にラビング処理を施したものを基板として用意した。この配向膜の上に、偏光層形成用組成物1をダイコーター(ウェット膜厚2um、ヘッド速度15mm/s)で塗布し、自然乾燥させることにより、膜厚約0.4μmの偏光層を形成した。なお、塗布時の環境条件は23℃、50RH%であった。   An alignment film (polyimide film thickness of about 60 nm) formed on a glass substrate (10 × 10 cm, thickness 0.7 mm) and subjected to a rubbing treatment in a horizontal direction on the end surface was prepared as a substrate. A polarizing layer having a film thickness of about 0.4 μm is formed on this alignment film by applying the polarizing layer forming composition 1 with a die coater (wet film thickness 2 μm, head speed 15 mm / s) and naturally drying. did. In addition, the environmental conditions at the time of application | coating were 23 degreeC and 50RH%.

得られた偏光層の上に、感光性樹脂組成物−1を約0.5cc滴下し、(III)工程のメルトフロー後の膜厚が500nmとなるようにスピンコーターの回転数を調整し、50秒間回転させて塗布した。その後、ホットプレート上で90℃、90秒間加熱乾燥して、保護層を形成させた。 このサンプルを、3kW高圧水銀灯を用いて、500mJ/cm2の露光量でネガパターンのあるマスクを介して露光させた。
次にこのサンプルを、プロピレングリコールモノメチルエーテルを95容量%、水を5容量%の比率で混合させた現像液に30秒間揺らしながら浸漬し、現像した。現像後、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートでかけ流した後、圧空で乾かした。
現像後のサンプルを顕微鏡で観察したところ、保護層の輪郭部から、偏光層の輪郭部までの距離は3μm程度であった。
On the obtained polarizing layer, about 0.5 cc of photosensitive resin composition-1 is dropped, and the rotational speed of the spin coater is adjusted so that the film thickness after the melt flow in step (III) is 500 nm, The coating was performed by rotating for 50 seconds. Thereafter, it was dried by heating on a hot plate at 90 ° C. for 90 seconds to form a protective layer. This sample was exposed through a mask having a negative pattern at a dose of 500 mJ / cm 2 using a 3 kW high-pressure mercury lamp.
Next, this sample was developed by immersing in a developer mixed with 95% by volume of propylene glycol monomethyl ether and 5% by volume of water while shaking for 30 seconds. After development, the film was poured with propylene glycol monomethyl ether acetate and then dried with compressed air.
When the sample after development was observed with a microscope, the distance from the contour of the protective layer to the contour of the polarizing layer was about 3 μm.

次に、このサンプルを180℃のオーブンで30分加熱し、偏光素子を得た。
得られた偏光素子の、偏光層の輪郭部に該当する部分の断面SEMを観察したところ、図4の通り、保護層がメルトフローして偏光層の輪郭部側面を封止していることを確認した(倍率5万倍)。なお、図4では倍率(倍率5万倍)の関係で保護層の輪郭部が見られないが、偏光層の輪郭部から3μm程度外側で途切れていた。
Next, this sample was heated in an oven at 180 ° C. for 30 minutes to obtain a polarizing element.
When the cross-sectional SEM of the part corresponding to the outline part of a polarizing layer of the obtained polarizing element was observed, as shown in FIG. 4, the protective layer melt-flowed and sealed the outline part side surface of the polarizing layer. Confirmed (50,000 times magnification). In FIG. 4, the contour portion of the protective layer was not seen due to the magnification (magnification 50,000 times), but was interrupted about 3 μm from the contour portion of the polarizing layer.

<偏光特性の評価>
得られた偏光素子を半分に分割し、それぞれの偏光層が直交になる様に、又は平行になる様に重ね合せた時の様子を観察した。結果を図5に示した。なお、黒い線で囲った部分が2枚の板のベタパターンが重なっている部分である。
<耐溶剤性の評価>
得られた偏光素子にN−メチルピロリドンを滴下し、滴下後5分間保持した後滴下したN−メチルピロリドンを吸い取り、乾燥後、保護層や偏光層の様子を観察したところ特に異常は見られなかった。
<Evaluation of polarization characteristics>
The obtained polarizing element was divided in half, and the appearance when the polarizing layers were superposed so as to be orthogonal or parallel was observed. The results are shown in FIG. The portion surrounded by the black line is the portion where the solid patterns of the two plates overlap.
<Evaluation of solvent resistance>
N-methylpyrrolidone was dropped onto the obtained polarizing element, held for 5 minutes after dropping, and then the dripped N-methylpyrrolidone was sucked off. After drying, the state of the protective layer and polarizing layer was observed, and no abnormality was observed. It was.

[実施例2]
実施例1と同様にして基板に偏光層を形成した基板を、不溶化液1中に5秒間含浸させた。基板を取り出した後に脱塩水を用いて洗浄し、その後、基板の風乾を行ない、不溶化させた偏光層を得た。
[Example 2]
A substrate having a polarizing layer formed on the substrate in the same manner as in Example 1 was impregnated in the insolubilizing solution 1 for 5 seconds. After removing the substrate, the substrate was washed with demineralized water, and then the substrate was air-dried to obtain an insolubilized polarizing layer.

得られた不溶化させた偏光層の上に、感光性樹脂組成物−2を約0.5cc滴下し、(III)工程のメルトフロー後の膜厚が1.2μmとなるようにスピンコーターの回転数を調整し、10秒間回転させて塗布した。その後1分間真空乾燥し、次にホットプレート上で120℃、90秒間加熱乾燥して、保護層を形成させた。 このサンプルを、3kW高圧水銀灯を用いて、200mJ/cm2の露光量でネガパターンのあるマスクを介して露光させた。なお、マスクのパターンは、1cm×1cmの□パターンを18個と、そのパターンの角をRが70μmのコーナーアールにしたネガパターンである。
次にこのサンプルを、シャワー式現像機にて、0.04重量%の水酸化カリウム水溶液で60秒間現像し、20秒間水洗した。プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートでかけ流した後、圧空で乾かした。
About 0.5 cc of photosensitive resin composition-2 is dropped on the insolubilized polarizing layer, and the spin coater is rotated so that the film thickness after the melt flow in step (III) is 1.2 μm. The number was adjusted and applied by rotating for 10 seconds. Thereafter, the film was vacuum-dried for 1 minute, and then heated and dried on a hot plate at 120 ° C. for 90 seconds to form a protective layer. This sample was exposed through a mask having a negative pattern at a dose of 200 mJ / cm 2 using a 3 kW high pressure mercury lamp. The mask pattern is a negative pattern in which 18 square patterns of 1 cm × 1 cm are used, and the corner of the pattern is a corner radius with R of 70 μm.
Next, this sample was developed with a 0.04% by weight aqueous potassium hydroxide solution for 60 seconds in a shower type developing machine and washed with water for 20 seconds. After pouring with propylene glycol monomethyl ether acetate, it was dried with compressed air.

現像後のサンプルを顕微鏡で観察したところ、保護層の輪郭部から、偏光層の輪郭部までの距離は2.5μm程度であった。また、得られたパターンの全四隅(4×18=72個)を顕微鏡(5倍)で観察したところ、コーナーアールにした方には剥離は無かったが、72個の90°角の内の15個に偏光層や保護層の剥がれが見られた。   When the sample after development was observed with a microscope, the distance from the contour of the protective layer to the contour of the polarizing layer was about 2.5 μm. In addition, when all four corners (4 × 18 = 72) of the obtained pattern were observed with a microscope (5 times), there was no peeling in the case of the corner radius, but there were 72 of 90 ° angles. In 15 samples, peeling of the polarizing layer and the protective layer was observed.

次に、このサンプルを180℃のオーブンで30分加熱し、偏光素子を得た。
得られた偏光素子の、偏光層の輪郭部に該当する部分の断面SEMを観察したところ、保護層がメルトフローして偏光層の輪郭部側面を封止していることを確認した。
Next, this sample was heated in an oven at 180 ° C. for 30 minutes to obtain a polarizing element.
When the cross-sectional SEM of the part corresponding to the outline part of a polarizing layer of the obtained polarizing element was observed, it confirmed that the protective layer melt-flowed and sealed the outline part side surface of the polarizing layer.

<偏光特性の評価>
得られた偏光素子を半分に分割し、それぞれの偏光層が直交になる様に、又は平行になる様に重ね合せた時の様子を観察したところ、偏光層にダメージ等は認められず、良好な偏光特性が認められた。
<Evaluation of polarization characteristics>
Dividing the obtained polarizing element in half and observing the state where each polarizing layer was overlapped so as to be orthogonal or parallel, the damage was not observed in the polarizing layer, it was good Polarization characteristics were observed.

<耐溶剤性の評価>
得られた偏光素子にN−メチルピロリドンを滴下し、滴下後5分間保持した後滴下したN−メチルピロリドンを吸い取り、乾燥後、保護層や偏光層の様子を観察したところ特に異常は見られなかった。
<Evaluation of solvent resistance>
N-methylpyrrolidone was dropped onto the obtained polarizing element, held for 5 minutes after dropping, and then the dripped N-methylpyrrolidone was sucked off. After drying, the state of the protective layer and polarizing layer was observed, and no abnormality was observed. It was.

以上の結果から、偏光層の上に、感光性樹脂組成物から形成させた保護層を施し、上下の層を同時に現像することで、偏光層にダメージを与えずにパターニングすることが可能であることが示された。また、現像後露出した偏光層の輪郭部側面は、保護層のメルトフローによって封止され、その後の工程で用いられる溶剤(液晶用配向膜の塗布溶剤(N−メチルピロリドン))から偏光層を保護出来ることが確認された。
また、コーナーアールのパターンであると、シャワー現像の様な負荷がかかりやすい条件でも、欠陥が無く良好なパターニングが可能であることが確認された。
From the above results, it is possible to perform patterning without damaging the polarizing layer by applying a protective layer formed from a photosensitive resin composition on the polarizing layer and developing the upper and lower layers simultaneously. It was shown that. Further, the side surface of the contoured portion of the polarizing layer exposed after development is sealed by the melt flow of the protective layer, and the polarizing layer is removed from the solvent used in the subsequent steps (the coating solvent for the alignment film for liquid crystal (N-methylpyrrolidone)). It was confirmed that it could be protected.
Further, it was confirmed that the corner R pattern can be satisfactorily patterned without defects even under conditions where a load such as shower development is likely to be applied.

本発明の偏光素子の製造方法によれば、基板上に連続塗布した偏光層を保護層の形成と共にパターニング出来、しかもその後のプロセスからも保護することが出来るため、特に偏光層形成後に、配向膜形成用の溶剤(N−メチルピロリドン等)との接触や洗浄工程を有するIn−Cell型偏光素子を、1枚の基板母材から複数個に区画して、分割基板を切り出すにあたり有用である。   According to the method for producing a polarizing element of the present invention, the polarizing layer continuously applied on the substrate can be patterned together with the formation of the protective layer, and can be protected from subsequent processes. This is useful for cutting out a divided substrate by partitioning a plurality of In-Cell type polarizing elements having a contact with a forming solvent (N-methylpyrrolidone or the like) and a cleaning step from one substrate base material.

Claims (7)

以下の工程を有する、基板、偏光層及び保護層を含む偏光素子の製造方法。
(I)基板に偏光層形成用組成物を連続塗布し、偏光層を形成し、次いで前記偏光層上に、感光性樹脂組成物を連続塗布して保護層を形成する工程。
(II)露光及び現像液による現像により、偏光層及び保護層をパターニングする工程。
(III)前記パターニングされた保護層を、加熱によりメルトフローさせる工程。
The manufacturing method of the polarizing element containing a board | substrate, a polarizing layer, and a protective layer which has the following processes.
(I) A step of continuously applying a composition for forming a polarizing layer on a substrate to form a polarizing layer, and then forming a protective layer by continuously applying a photosensitive resin composition on the polarizing layer.
(II) A step of patterning the polarizing layer and the protective layer by exposure and development with a developer.
(III) A step of melt-flowing the patterned protective layer by heating.
前記(II)工程において、偏光層は保護層の輪郭部より内側まで浸食させることを含む、請求項1に記載の偏光素子の製造方法。 2. The method for manufacturing a polarizing element according to claim 1, wherein, in the step (II), the polarizing layer includes erosion from the outline of the protective layer to the inside. 前記(III)工程において、偏光層の輪郭部の側面は、保護層により封止されることを含む、請求項1又は2に記載の偏光素子の製造方法。 3. The method for manufacturing a polarizing element according to claim 1, wherein in the step (III), the side surface of the contour portion of the polarizing layer is sealed with a protective layer. 前記(III)工程の加熱が、90℃以上、200℃以下である、請求項1乃至3の何れか1項に記載の偏光素子の製造方法。 The manufacturing method of the polarizing element of any one of Claim 1 thru | or 3 whose heating of the said (III) process is 90 to 200 degreeC. 請求項1乃至4の何れか1項に記載の製造方法を用いて製造した偏光素子。 The polarizing element manufactured using the manufacturing method of any one of Claims 1 thru | or 4. パターニングされたパターンが、Rが50μm以上のコーナーアールを含むものである、請求項5に記載の偏光素子。 The polarizing element according to claim 5, wherein the patterned pattern includes a corner radius in which R is 50 μm or more. 請求項5又は6に記載の偏光素子を備えた画像表示装置。 An image display device comprising the polarizing element according to claim 5.
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