JP2019119807A - Curable composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示素子における弱アンカリング能を有する領域及び強アンカリング能を有する領域の両方の領域を有する両アンカリング層を形成可能な硬化膜を与える硬化性組成物、それによる硬化膜、両アンカリング層、及びその両アンカリング層を備えた液晶表示素子に関する。 The present invention is a curable composition which provides a cured film capable of forming both anchoring layers having both a region having weak anchoring ability and a region having strong anchoring ability in a liquid crystal display device, and a cured film thereby. The present invention relates to a liquid crystal display device having both anchoring layers and both anchoring layers.
液晶表示素子は、薄型、軽量、低消費電力などの特性を有していることから、携帯電話、コンピュータ及びテレビの表示素子等の幅広い領域に用途が拡大している。液晶表示素子の表示原理として、TN(Twisted Nematic)、IPS(In−Plane Switching)、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)等様々な表示モードが提案されているが、そのほとんどは、配向基板によって液晶分子の配向方向を予め規制する必要がある。 Since liquid crystal display elements have characteristics such as thinness, lightness, and low power consumption, their application is being expanded to a wide range of display elements of mobile phones, computers, and televisions. Various display modes such as TN (Twisted Nematic), IPS (In-Plane Switching), FLC (Ferroelectric Liquid Crystal), etc. have been proposed as display principles of liquid crystal display elements, but most of them are liquid crystal molecules depending on the alignment substrate. The orientation direction needs to be regulated in advance.
液晶分子の配向方向を強制する方法として、基板上にポリイミド又はポリイミド前駆体を含む溶液を用いて形成される配向膜を形成した後に、レーヨンや綿などの布を巻いたローラーを、回転数並びにローラー及び基板の距離を一定に保った状態で回転させ、配向膜の表面を一方向に擦る手法(ラビング法)や、直線偏光紫外線を照射してポリイミドの分子配向に異方性を発生させる手法(光配向法)等が採用されている。これらの配向処理により、液晶分子は配向膜付き基板表面に強く束縛され、一定方向に配向するようになる。以下、この液晶分子が配向膜付き基板表面に束縛され、配向する方向を、「配向容易軸」と表記することとする。 As a method of forcing the alignment direction of liquid crystal molecules, after forming an alignment film formed using a solution containing a polyimide or a polyimide precursor on a substrate, a roller wound with a cloth such as rayon or cotton is rotated at A method in which the surface of the alignment film is rubbed in one direction by rotating while keeping the distance between the roller and the substrate constant (rubbing method) or a method of generating anisotropy in molecular orientation of polyimide by irradiating linearly polarized ultraviolet light (Photo alignment method) etc. are adopted. By these alignment processes, liquid crystal molecules are strongly bound to the surface of the alignment film-attached substrate, and are aligned in a certain direction. Hereinafter, the direction in which the liquid crystal molecules are bound to the surface of the alignment film-attached substrate and aligned is referred to as “alignment easy axis”.
近年、液晶表示素子の低駆動電圧性を高めるための改善策として、基板の一方に強アンカリング膜を有し、他方に弱アンカリング膜を有する液晶表示素子(例えば、特許文献1参照)が提案されている。尚、本明細書では、上述の配向膜のような液晶分子の配向方向を規制する膜を「強アンカリング膜」と表記し、規制する能力を「強アンカリング能」と表記する。同様に、基板表面の配向規制力(アンカリング)が弱く、膜近傍でも電界等によって液晶分子の向きを変化させることができる膜を「弱アンカリング膜」と表記し、膜近傍でも電界等によって液晶分子の向きを変化させることができる能力を「弱アンカリング能」と表記する。即ち、「強アンカリング膜」とは「強アンカリング能を有する膜」である。「弱アンカリング膜」とは「弱アンカリング能を有する膜」である。又、強アンカリング能を有する膜を形成可能な材料を「強アンカリング膜形成用材料」と表記し、弱アンカリング能を有する膜を形成可能な材料を「弱アンカリング膜形成用材料」表記する。強アンカリング能及び弱アンカリング能の評価方法の具体例は、後述の実施例に記載されている。 In recent years, as an improvement measure for improving the low drive voltage property of a liquid crystal display element, a liquid crystal display element having a strong anchoring film on one side of the substrate and a weak anchoring film on the other side (see, for example, Patent Document 1) Proposed. In the present specification, a film that regulates the alignment direction of liquid crystal molecules, such as the alignment film described above, is referred to as “strong anchoring film”, and the ability to regulate is referred to as “strong anchoring ability”. Similarly, a film having weak alignment control force (anchoring) on the surface of the substrate and capable of changing the direction of liquid crystal molecules by an electric field or the like in the vicinity of the film is referred to as a "weak anchoring film". The ability to change the orientation of liquid crystal molecules is referred to as "weak anchoring ability". That is, the "strong anchoring membrane" is a "membrane having a strong anchoring ability". "Weak anchoring membrane" is a "membrane having weak anchoring ability". In addition, a material capable of forming a film having strong anchoring ability is referred to as "a material for forming a strong anchoring film", and a material capable of forming a film having a weak anchoring ability is a "material for forming weak anchoring film" write. Specific examples of the method for evaluating the strong anchoring ability and the weak anchoring ability are described in the following examples.
又、弱アンカリング能を有する領域及び強アンカリング能を有する領域の両方の領域を有する層のことを「両アンカリング層」と表記する。尚、通常、液晶表示素子用「配向膜」とは上述の強アンカリング膜を表すが、本明細書では両アンカリング層も「配向膜」の一つの形態であるとする。 In addition, a layer having both a region having weak anchoring ability and a region having strong anchoring ability is referred to as “both anchoring layers”. In addition, although the "alignment film" for liquid crystal display elements usually represents the above-mentioned strong anchoring film, in this specification, both anchoring layers also assume one form of an "alignment film".
特許文献1の実施例では、一方に基板表面にポリマーブラシを形成した弱アンカリング膜、及び他方にラビング処理を施したポリイミド膜である強アンカリング膜を備えた液晶表示素子が記載されている。弱アンカリング膜は、液晶分子の配向規制力が弱いため、一方に弱アンカリング膜、他方に強アンカリング膜を備えた液晶表示素子は、両方に強アンカリング膜を備えた液晶表示素子と比較して、低駆動電圧性が高いというメリットがあるが、同時に電圧OFF時の表示応答性が低いというデメリットがある。
The example of
情報端末に用いられる液晶表示素子では、動画を再生する等の電圧OFF時の表示応答性を重視する領域、及び時刻を表示する等の電圧OFF時の表示応答性はさほど重要ではないが、使用時間が長く省電力性を重視する領域が存在する。 In the liquid crystal display element used for the information terminal, the area that emphasizes the display responsiveness at voltage OFF such as reproducing a moving image, and the display responsiveness at voltage OFF such as displaying time are not so important, but they are used There are areas where time is long and power saving is important.
電圧OFF時の表示応答性が高いことに対しては両方に強アンカリング膜を備えた液晶表示素子が有効であり、省電力性に優れることに対しては一方に強アンカリング膜、他方に弱アンカリング膜を備えた液晶表示素子が有効である。 A liquid crystal display element provided with a strong anchoring film on both sides is effective for high display response when the voltage is off, and a strong anchoring film on one side and the other for excellent power saving. A liquid crystal display element provided with a weak anchoring film is effective.
通常、単一の液晶表示素子中において、電圧OFF時の表示応答性及び省電力性をそれぞれ重視する2種類の領域が存在する場合には、電圧OFF時の表示応答性を優先し、両方に強アンカリング膜を備えた液晶表示素子が用いられている。そのため、弱アンカリング膜を備えていることによる液晶表示素子の低駆動電圧性向上のメリットは知られていたが、電圧OFF時の表示応答性低下が障壁となり、その特性を重視する領域の存在する液晶表示素子には弱アンカリング膜を使用できない状況であった。 In general, in a single liquid crystal display element, when there are two types of regions that emphasize display responsiveness at the time of voltage OFF and power saving, priority is given to display responsiveness at the time of voltage OFF. A liquid crystal display element provided with a strong anchoring film is used. Therefore, although the merit of the low drive voltage property improvement of the liquid crystal display element by having a weak anchoring film was known, the display responsiveness fall at the time of voltage OFF becomes a barrier, and the existence of the field which emphasizes the characteristic In such a liquid crystal display element, a weak anchoring film can not be used.
単一の液晶表示素子中において、低駆動電圧性が高い領域及び電圧OFF時の表示応答性が高い領域の両方の領域を備えた液晶表示素子の構成例は、対向する第1の配向基板及び第2の配向基板に挟まれた液晶層を有する構成であり、第1の配向基板が単一基板上に弱アンカリング能を有する領域及び強アンカリング能を有する領域の両方の領域を有する配向基板であり、第2の配向基板が強アンカリング膜を備えた配向基板である構成である。 In a single liquid crystal display element, a configuration example of a liquid crystal display element including both a region having high low driving voltage and a region having high display response at the time of voltage OFF includes a facing first alignment substrate and An alignment having a liquid crystal layer sandwiched between a second alignment substrate, wherein the first alignment substrate has both a region having weak anchoring ability and a region having strong anchoring ability on a single substrate. The substrate is a substrate, and the second alignment substrate is a alignment substrate provided with a strong anchoring film.
この構成例に用いられる第1の配向基板の例は、弱アンカリング能を有する領域がメインである画素、及び強アンカリング能を有する領域がメインである画素の、両方の画素を備えた配向基板、並びに弱アンカリング能を有する領域がメインであり、且つ電極領域の近傍に強アンカリング能を有する領域が存在する画素を備えた配向基板である。 An example of the first alignment substrate used in this configuration example is an alignment having both pixels of a pixel in which a region having weak anchoring ability is a main and a pixel in which a region having strong anchoring ability is a main It is an alignment substrate provided with a substrate and a pixel in which a region having weak anchoring ability is main and a region having strong anchoring ability exists near the electrode region.
単一基板上に弱アンカリング能を有する領域及び強アンカリング能を有する領域の両方の領域を有する配向基板の作製方法として特許文献2で提唱されている作製方法は、強アンカリング膜上に、フォトリソグラフィ法を用いて、弱アンカリング能を有するパターン体であるポリマーブラシのパターン体を形成する方法;強アンカリング膜上にインクジェット法を用いて弱アンカリング能を有するパターン体であるポリマーブラシのパターン体を形成する方法;フォトリソグラフィ法を用いて弱アンカリング能を有するパターン体であるポリマーブラシのパターン体を形成し、その上にはじくように強アンカリング能を有するパターン体であるポリイミドのパターン体を形成する方法である。
The production method proposed in
これらの方法では、フォトリソグラフィ法、又はインクジェット法を使用している。フォトリソグラフィ法を用いる作製方法では、現像後のリンスが不十分な場合において、現像液由来の成分残存による表示不良のリスクがある。一方インクジェット法を用いた作製方法では、静電気の影響によってインク着滴位置が変化し、パターン形状変化のリスクがある。 In these methods, a photolithography method or an inkjet method is used. In the manufacturing method using the photolithography method, when the rinse after development is insufficient, there is a risk of display failure due to the remaining component derived from the developer. On the other hand, in the manufacturing method using the inkjet method, the ink deposition position changes due to the influence of static electricity, and there is a risk of pattern shape change.
上記のリスクを低減させるための具体的な作製方法は、基板上に弱アンカリング能を有する膜を形成する弱アンカリング膜形成工程、弱アンカリング膜上の一部に紫外線を照射する第1の紫外線照射工程、強アンカリング能を有する膜を形成可能な材料を塗布する強アンカリング膜形成用材料塗布工程、及び直線偏光紫外線を照射する第2の紫外線照射工程の4つの工程を含む作製方法である。この作製方法では、弱アンカリング膜上に第1の紫外線照射を行うことで、弱アンカリング膜付き基板の強アンカリング膜形成用材料に対するリコート性の制御が可能である。そのために、現像工程を行わずとも、パターン形状変化のリスクが低い作製が可能となる。 In the specific manufacturing method for reducing the risk described above, a weak anchoring film forming step of forming a film having a weak anchoring ability on a substrate, and a step of irradiating ultraviolet rays to a part on the weak anchoring film. Of ultraviolet light irradiation process, a material application process of forming a strong anchoring film forming a material capable of forming a film having a strong anchoring ability, and a second ultraviolet irradiation process of irradiating linearly polarized ultraviolet light It is a method. In this manufacturing method, by performing the first ultraviolet irradiation on the weak anchoring film, it is possible to control the recoating property of the substrate with the weak anchoring film to the material for forming a strong anchoring film. Therefore, it is possible to make a product with a low risk of pattern shape change without performing the development step.
上述の作製方法で用いられる弱アンカリング膜形成用材料に必要なことは、形成された膜が弱アンカリング能を有していること;形成された膜の強アンカリング膜形成用材料に対するリコート性が不良であること;形成された膜の強アンカリング膜形成用材料に対するリコート性が紫外線照射により向上すること;並びに、前記第1の紫外線照射工程、前記強アンカリング膜形成用材料塗布工程、及び
前記第2の紫外線照射工程の3つの工程後においても、強アンカリング能を有するパターン体が形成されていない領域において弱アンカリング能を有していること、である。
What is necessary for the material for forming a weak anchoring film used in the above-mentioned manufacturing method is that the formed film has a weak anchoring ability; recoating of the material for forming a strongly anchoring film of the formed film Property is poor; recoating property of the formed film to a material for forming a strong anchoring film is improved by ultraviolet irradiation; and the first ultraviolet irradiation process, the material application process for forming a strong anchoring film And, even after the three steps of the second ultraviolet irradiation step, it has weak anchoring ability in a region where a pattern body having strong anchoring ability is not formed.
本明細書中の「リコート性」とは、膜上への塗液の塗布に対する膜の特性であり、膜が塗液をはじくことで、塗膜が形成できない膜の状態を「リコート性が不良である」と表し、膜上の塗液の塗れ広がり性が高く、塗膜が形成できる膜の状態を「リコート性が良好である」と表す。 "Recoatability" in the present specification is the property of the film to the application of the coating solution on the film, and the film can not form a coating when the film repels the coating solution. The state of the film on which the coating liquid spreads on the film is high and the coating film can be formed is expressed as "good recoatability".
上述の、形成された膜の強アンカリング能を有する膜形成用材料に対するリコート性が不良であること、及び形成された膜の強アンカリング能を有する膜形成用材料に対するリコート性が紫外線照射により向上することに加えて、強アンカリング膜形成用材料によって形成されたパターン体の強アンカリング能を阻害しないことの諸特性を総合して、「強アンカリング能を有するパターン体形成性」と表記する。又、上述の、形成された膜が弱アンカリング能を有していること、並びに前記第1の紫外線照射工程、前記強アンカリング膜形成用材料塗布工程、及び前記第2の紫外線照射工程後においても、強アンカリング能を有するパターン体が形成されていない領域において弱アンカリング能を有していることの諸特性を総合して、「強アンカリング能を有するパターン体非形成部の弱アンカリング性」と表記する。 The recoating property of the film forming material having the strong anchoring ability of the formed film is poor, and the recoating property of the film forming material having the strong anchoring ability of the formed film by ultraviolet irradiation In addition to the improvement, various characteristics of not inhibiting the strong anchoring ability of the pattern body formed by the material for forming a strong anchoring film are combined to obtain “pattern body forming property having strong anchoring ability” and write. In addition, the formed film described above has weak anchoring ability, and after the first ultraviolet irradiation step, the strong anchoring film forming material application step, and the second ultraviolet irradiation step Even in the case where the pattern body having strong anchoring ability is not formed, the various characteristics of having weak anchoring ability in the region where no pattern body having strong anchoring ability is formed are combined. It is described as "anchorability".
強アンカリング能を有するパターン体形成性が優れ、且つ強アンカリング能を有するパターン体非形成部の弱アンカリング性が優れる材料は、これまで示されてこなかった。 Materials having excellent pattern forming ability with strong anchoring ability and excellent weak anchoring ability of the non-patterned part having strong anchoring ability have not been shown so far.
本発明の課題は、強アンカリング能を有するパターン体形成性が優れ、且つ強アンカリング能を有するパターン体非形成部の弱アンカリング性が優れる硬化膜を形成可能な硬化性組成物を提供することである。 An object of the present invention is to provide a curable composition capable of forming a cured film which is excellent in pattern forming ability having strong anchoring ability and excellent in weak anchoring ability of a non-patterned body forming portion having strong anchoring ability. It is to be.
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、多官能カルボキシル化合物(A)、多官能エポキシ化合物(B)及び界面活性剤(C)を含む硬化性組成物により、上記目的を達することができることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors achieve the above objects by a curable composition containing a polyfunctional carboxyl compound (A), a polyfunctional epoxy compound (B) and a surfactant (C). It can be found that the present invention has been completed.
本発明は以下の構成を含む。
[1] 多官能カルボキシル化合物(A)、多官能エポキシ化合物(B)及び界面活性剤(C)を含む硬化性組成物であって;
前記多官能カルボキシル化合物(A)が、1分子当り3個以上のカルボキシル基を有する化合物であり;
前記多官能エポキシ化合物(B)が、1分子当り3個以上のエポキシ基を有する化合物であり;
前記界面活性剤(C)の含有量が、前記多官能カルボキシル化合物(A)及び多官能エポキシ化合物(B)の総量100重量部に対して3〜100重量部である硬化性組成物。
The present invention includes the following configurations.
[1] A curable composition comprising a polyfunctional carboxyl compound (A), a polyfunctional epoxy compound (B) and a surfactant (C);
The polyfunctional carboxyl compound (A) is a compound having three or more carboxyl groups per molecule;
The polyfunctional epoxy compound (B) is a compound having three or more epoxy groups per molecule;
Curable composition whose content of the said surfactant (C) is 3-100 weight part with respect to 100 weight part of total amounts of the said polyfunctional carboxyl compound (A) and polyfunctional epoxy compound (B).
[2] 前記界面活性剤(C)の含有量が、前記多官能カルボキシル化合物(A)及び多官能エポキシ化合物(B)の総量100重量部に対して5〜50重量部である、[1]項に記載の硬化性組成物。 [2] The content of the surfactant (C) is 5 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the polyfunctional carboxyl compound (A) and the polyfunctional epoxy compound (B), [1] The curable composition as described in a term.
[3] 前記界面活性剤(C)が重合性界面活性剤である、[1]項又は[2]項に記載の硬化性組成物。 [3] The curable composition according to [1] or [2], wherein the surfactant (C) is a polymerizable surfactant.
[4] 前記重合性界面活性剤が反応性含フッ素オリゴマーである、[3]項に記載の硬化性組成物。 [4] The curable composition according to [3], wherein the polymerizable surfactant is a reactive fluorine-containing oligomer.
[5] 前記多官能カルボキシル化合物(A)が、ポリエステルアミド酸(A1)及びカルボキシル基含有重合体(A2)から選択される1つ以上である、[1]項に記載の硬化性組成物。 [5] The curable composition according to [1], wherein the polyfunctional carboxyl compound (A) is at least one selected from polyesteramide acid (A1) and carboxyl group-containing polymer (A2).
[6] 前記多官能エポキシ化合物(B)が、グリシジルエーテル型エポキシ化合物(B1)及びエポキシ基含有重合体(B2)から選択される1つ以上である、[1]項に記載の硬化性組成物。 [6] The curable composition according to [1], wherein the polyfunctional epoxy compound (B) is one or more selected from a glycidyl ether type epoxy compound (B1) and an epoxy group-containing polymer (B2) object.
[7] [1]〜[6]のいずれか1項に記載の硬化性組成物からなる硬化膜。 [7] A cured film comprising the curable composition according to any one of [1] to [6].
[8] [7]項に記載の硬化膜を備えた液晶表示素子であって;
前記硬化膜が液晶層と接しており;
前記硬化膜近傍でも電界の影響で液晶分子の向きが変化可能な液晶表示素子。
[8] A liquid crystal display device provided with the cured film according to item [7];
The cured film is in contact with the liquid crystal layer;
A liquid crystal display device in which the direction of liquid crystal molecules can be changed by the influence of an electric field even in the vicinity of the cured film.
[9] [7]項に記載の硬化膜及び液晶分子の配向方向を規制するパターン体を備えた配向基板。 [9] An alignment substrate comprising the cured film according to the item [7] and a pattern body which regulates the alignment direction of liquid crystal molecules.
[10] [9]項に記載の配向基板を備えた液晶表示素子。 [10] A liquid crystal display device comprising the alignment substrate according to the item [9].
本発明の好ましい態様に係る硬化性組成物は、強アンカリング能を有するパターン体形成性が優れ、且つ強アンカリング能を有するパターン体非形成部の弱アンカリング性が優れる硬化膜を与える硬化性組成物である。該硬化膜を用いることで、現像液由来の成分残存による表示不良のリスクがなく、インクジェット法を用いた場合におけるパターン形状の変化のリスクを低減させることが可能となる。 The curable composition according to the preferred embodiment of the present invention is a curable composition which is excellent in pattern formability having strong anchoring ability and which is excellent in weak anchoring ability of a pattern non-formed portion having strong anchoring ability. Sex composition. By using the cured film, there is no risk of display failure due to the remaining component derived from the developer, and it becomes possible to reduce the risk of change in pattern shape when using the inkjet method.
本明細書中、「アクリル」及び「メタクリル」の一方又は両方を示すために、「(メタ)アクリル」のように表記することがある。同様に、「アクリレート」及び「メタクリレート」の一方又は両方を示すために、「(メタ)アクリレート」のように表記することがあり、「アクリロキシ」及び「メタクリロキシ」の一方又は両方を示すために、「(メタ)アクリロキシ」のように表記することがある。 In the present specification, in order to indicate one or both of "acrylic" and "methacrylic", it may be written as "(meth) acrylic". Similarly, it may be written as "(meth) acrylate" to indicate one or both of "acrylate" and "methacrylate", and to indicate one or both of "acryloxy" and "methacryloxy". It may be written as "(meth) acryloxy".
<1.本発明の硬化性組成物>
本発明の硬化性組成物は、多官能カルボキシル化合物(A)、多官能エポキシ化合物(B)及び界面活性剤(C)を含む硬化性組成物である。
<1. Curable composition of the present invention>
The curable composition of the present invention is a curable composition containing a polyfunctional carboxyl compound (A), a polyfunctional epoxy compound (B) and a surfactant (C).
本発明の硬化性組成物の界面活性剤(C)の含有量は、多官能カルボキシル化合物(A)及び多官能エポキシ化合物(B)の総量100重両部に対して、3〜100重両部である。この範囲である場合、本発明の硬化性組成物からなる硬化膜は、紫外線未照射部のリコート性が不良であり、紫外線照射によりリコート性を向上させることが可能である。本発明の硬化性組成物の界面活性剤(C)の含有量が、多官能カルボキシル化合物(A)及び多官能エポキシ化合物(B)の総量100重両部に対して、5〜50重両部の場合、少ない露光量で、紫外線照射によるリコート性の変化を大きくできるので更に好ましい。 The content of the surfactant (C) in the curable composition of the present invention is 3 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the polyfunctional carboxyl compound (A) and the polyfunctional epoxy compound (B). It is. When it is in this range, the recoatability of the portion not irradiated with ultraviolet light is poor in the recoatability of the curable composition of the present invention, and it is possible to improve the recoatability by ultraviolet irradiation. The content of the surfactant (C) in the curable composition of the present invention is 5 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the total of the polyfunctional carboxyl compound (A) and the polyfunctional epoxy compound (B). In the case of the above, it is further preferable because the change in recoatability by ultraviolet irradiation can be increased with a small exposure amount.
本発明の硬化性組成物の多官能エポキシ化合物(B)の含有量は、多官能カルボキシル化合物(A)及び多官能エポキシ化合物(B)の総量中、20〜80重両%であることが好ましい。この範囲である場合、本発明の硬化性組成物からなる硬化膜の、強アンカリング膜形成用材料に含まれる溶剤に対する耐性が良好となる。そのため、強アンカリング膜形成用材料を塗布する際に、硬化膜の紫外線を照射されていない領域への浸み込みを防ぐことができる。 The content of the polyfunctional epoxy compound (B) in the curable composition of the present invention is preferably 20 to 80 wt% of the total amount of the polyfunctional carboxyl compound (A) and the polyfunctional epoxy compound (B). . Within this range, the cured film made of the curable composition of the present invention has good resistance to the solvent contained in the strong anchoring film-forming material. Therefore, when applying the material for forming a strong anchoring film, it is possible to prevent the penetration of the cured film into the region not irradiated with the ultraviolet light.
<1−1.多官能カルボキシル化合物(A)>
本発明に用いられる多官能カルボキシル化合物(A)は、1分子当り3個以上のカルボキシル基を有する化合物である。
<1-1. Polyfunctional Carboxyl Compound (A)>
The polyfunctional carboxyl compound (A) used in the present invention is a compound having three or more carboxyl groups per molecule.
多官能カルボキシル化合物(A)は、単独で用いてもよく、2つ以上を混合して用いてもよい。 The polyfunctional carboxyl compounds (A) may be used alone or in combination of two or more.
多官能カルボキシル化合物(A)の例は、ポリエステルアミド酸(A1)及びカルボキシル基含有重合体(A2)である。これらの多官能カルボキシル化合物(A)は原料の入手及び化合物の製造が容易であり、且つ該多官能カルボキシル化合物(A)を含有する硬化性組成物は、多官能エポキシ化合物(B)及び界面活性剤(C)に対する相溶性が良好である。更に、ポリエステルアミド酸(A1)は紫外線吸収性が高いため、本発明の硬化膜形成後の紫外線照射工程における、下地への紫外線ダメージを低減させる効果があるため、ポリエステルアミド酸(A1)が特に好ましい。 Examples of polyfunctional carboxyl compounds (A) are polyesteramide acid (A1) and carboxyl group-containing polymer (A2). These polyfunctional carboxyl compounds (A) are easy to obtain raw materials and manufacture of compounds, and a curable composition containing the polyfunctional carboxyl compound (A) has a multifunctional epoxy compound (B) and surface activity. The compatibility with the agent (C) is good. Furthermore, since polyester amic acid (A1) has high ultraviolet absorptivity, it has an effect of reducing ultraviolet ray damage to the base in the ultraviolet irradiation step after forming a cured film of the present invention, polyester amic acid (A1) is particularly preferable. preferable.
<1−1−1.ポリエステルアミド酸(A1)>
本発明に用いられるポリエステルアミド酸(A1)は、テトラカルボン酸二無水物(a11)、ジアミン(a12)、及び多価ヒドロキシ化合物(a13)を必須原料として反応させることにより得られる反応生成物である。更に、これらに加えて、1価アルコール(a14)及びスチレン−無水マレイン酸共重合体(a15)から選択される1つ以上を原料に加えてもよい。
<1-1-1. Polyester amic acid (A1)>
The polyesteramide acid (A1) used in the present invention is a reaction product obtained by reacting tetracarboxylic acid dianhydride (a11), diamine (a12) and polyvalent hydroxy compound (a13) as essential raw materials is there. Furthermore, in addition to these, one or more selected from a monohydric alcohol (a14) and a styrene-maleic anhydride copolymer (a15) may be added to the raw material.
ポリエステルアミド酸(A1)を本発明の硬化性組成物へ加える方法は、重合反応後の溶液をそのまま加えてもよく、同溶液を濃縮して固形分を取り出し、固形分のみを加えてもよい。 The method of adding polyesteramide acid (A1) to the curable composition of the present invention may add the solution after polymerization reaction as it is, or concentrate the solution to take out the solid content and add only the solid content. .
<1−1−1−1.テトラカルボン酸二無水物(a11)>
本発明で用いられるテトラカルボン酸二無水物(a11)の例は、芳香族テトラカルボン酸二無水物、脂環式テトラカルボン酸二無水物、及び脂肪族テトラカルボン酸二無水物である。
<1-1-1-1. Tetracarboxylic acid dianhydride (a11)>
Examples of tetracarboxylic acid dianhydrides (a11) used in the present invention are aromatic tetracarboxylic acid dianhydrides, alicyclic tetracarboxylic acid dianhydrides, and aliphatic tetracarboxylic acid dianhydrides.
芳香族テトラカルボン酸二無水物の具体例は、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、2,2−[ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)]ヘキサフルオロプロパン二無水物、及びエチレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)であり;脂環式テトラカルボン酸二無水物の具体例は、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、メチルシクロブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、及びシクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物であり;脂肪族テトラカルボン酸二無水物の具体例は、エタンテトラカルボン酸二無水物、及びブタンテトラカルボン酸二無水物である。 Specific examples of the aromatic tetracarboxylic acid dianhydride are 3,3 ', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid dianhydride, 2,2', 3,3'-benzophenonetetracarboxylic acid dianhydride, 2 3,3,3 ', 4'-benzophenonetetracarboxylic acid dianhydride, 3,3', 4,4'-diphenyl sulfone tetracarboxylic acid dianhydride, 2,2 ', 3,3'-diphenyl sulfone tetracarboxylic acid Acid dianhydride, 2,3,3 ', 4'-diphenyl sulfone tetracarboxylic acid dianhydride, 3,3', 4,4'-diphenyl ether tetracarboxylic acid dianhydride, 2,2 ', 3,3 '-Diphenylether tetracarboxylic acid dianhydride, 2,3,3', 4'-diphenylethertetracarboxylic acid dianhydride, 2,2- [bis (3,4-dicarboxyphenyl)] hexafluo Propane dianhydride, and ethylene glycol bis (anhydrotrimellitate); specific examples of alicyclic tetracarboxylic acid dianhydride are cyclobutane tetracarboxylic acid dianhydride, methyl cyclobutane tetracarboxylic acid dianhydride, Cyclopentane tetracarboxylic acid dianhydride and cyclohexane tetracarboxylic acid dianhydride; specific examples of aliphatic tetracarboxylic acid dianhydride are ethane tetracarboxylic acid dianhydride and butane tetracarboxylic acid dianhydride is there.
これらの中でも、3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、2,2−[ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)]ヘキサフルオロプロパン二無水物、エチレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)、及びブタンテトラカルボン酸二無水物が好ましく、3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、及びブタンテトラカルボン酸二無水物が特に好ましい。これらから選択される1つ以上を原料として含むポリエステルアミド酸(A1)を含有する硬化性組成物を用いて形成された硬化膜は、光透過性が高い。 Among these, 3,3 ′, 4,4′-diphenyl sulfone tetracarboxylic acid dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-diphenyl ether tetracarboxylic acid dianhydride, 2,2- [bis (3, 4-Dicarboxyphenyl)] hexafluoropropane dianhydride, ethylene glycol bis (anhydrotrimellitate), and butanetetracarboxylic acid dianhydride are preferred, and 3,3 ', 4,4'-diphenyl sulfone tetracarboxylic acid Acid dianhydride, 3,3 ', 4,4'-diphenylethertetracarboxylic acid dianhydride, and butanetetracarboxylic acid dianhydride are particularly preferred. The cured film formed using the curable composition containing polyester amic acid (A1) which contains one or more selected from these as a raw material has high light transmittance.
テトラカルボン酸二無水物(a11)は、上記の化合物を単独で用いてもよく、2つ以上を混合して用いてもよい。 As the tetracarboxylic acid dianhydride (a11), the above compounds may be used alone, or two or more may be mixed and used.
<1−1−1−2.ジアミン(a12)>
本発明で用いられるジアミン(a12)の例は、ベンゼン環を2つ有するジアミン及びベンゼン環を4つ有するジアミンである。
<1-1-1-2. Diamine (a12)>
Examples of the diamine (a12) used in the present invention are diamines having two benzene rings and diamines having four benzene rings.
ベンゼン環を2つ有するジアミンの具体例は、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、及び3,4’−ジアミノジフェニルスルホンであり;ベンゼン環を2つ有するジアミンの具体例は、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[3−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル][3−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル][3−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、及び2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパンである。 Specific examples of diamines having two benzene rings are 3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone and 3,4'-diaminodiphenyl sulfone; diamines having two benzene rings Specific examples thereof include bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [3- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, [4- (4 4-aminophenoxy) phenyl] [3- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, [4- (3-aminophenoxy) phenyl] [3- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, and 2,2-bis [4- (4-Aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane.
これらの中でも、3,3’−ジアミノジフェニルスルホンが好ましい。これを原料として含むポリエステルアミド酸(A1)は、溶剤への溶解性が良好である。 Among these, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone is preferable. The polyesteramide acid (A1) containing this as a raw material has good solubility in a solvent.
ジアミン(a12)は、上記の化合物を単独で用いてもよく、2つ以上を混合して用いてもよい。 As the diamine (a12), the above compounds may be used alone, or two or more may be mixed and used.
<1−1−1−3.多価ヒドロキシ化合物(a13)>
本発明で用いられる多価ヒドロキシ化合物(a13)の具体例は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、重量平均分子量1,000以下のポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラプロピレングリコール、重量平均分子量1,000以下のポリプロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオール、1,2,5−ペンタントリオール、1,2−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2−ヘプタンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,2,7−ヘプタントリオール、1,2−オクタンジオール、1,8−オクタンジオール、3,6−オクタンジオール、1,2,8−オクタントリオール、1,2−ノナンジオール、1,9−ノナンジオール、1,2,9−ノナントリオール、1,2−デカンジオール、1,10−デカンジオール、1,2,10−デカントリオール、1,2−ドデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ビスフェノールA、ビスフェノールS、ビスフェノールF、ジエタノールアミン、及びトリエタノールアミンである。
<1-1-1-3. Multivalent Hydroxy Compound (a13)>
Specific examples of the polyvalent hydroxy compound (a13) used in the present invention are ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol having a weight average molecular weight of 1,000 or less, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene Glycol, tetrapropylene glycol, polypropylene glycol having a weight average molecular weight of 1,000 or less, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,2-pentanediol, 1,5-pentane Diol, 2,4-pentanediol, 1,2,5-pentanetriol, 1,2-hexanediol, 1,6-hexanediol, 2,5-hexanediol, 1,2,6-hexanetriol, 1,2. 2-hep Diol, 1,7-heptanediol, 1,2,7-heptanetriol, 1,2-octanediol, 1,8-octanediol, 3,6-octanediol, 1,2,8-octanetriol, 1, 2-nonanediol, 1,9-nonanediol, 1,2,9-nonanetriol, 1,2-decanediol, 1,10-decanediol, 1,2,10-decanetriol, 1,2-
これらの中でも、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、及び1,8−オクタンジオールが好ましく、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、及び1,6−ヘキサンジオールが特に好ましい。これらから選択される1つ以上を原料として含むポリエステルアミド酸(A1)は、溶剤への溶解性が良好である。 Among these, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol and 1,8-octanediol are preferable, Particular preference is given to 4-butanediol, 1,5-pentanediol and 1,6-hexanediol. The polyesteramide acid (A1) containing one or more selected from these as a raw material has good solubility in a solvent.
多価ヒドロキシ化合物(a13)は、上記の化合物を単独で用いてもよく、2つ以上を混合して用いてもよい。 As the polyvalent hydroxy compound (a13), the above compounds may be used alone, or two or more may be used as a mixture.
<1−1−1−4.1価アルコール(a14)>
ポリエステルアミド酸(A1)の合成には、テトラカルボン酸二無水物(a11)、ジアミン(a12)、及び多価ヒドロキシ化合物(a13)に加え、更に1価アルコール(a14)を反応させてもよい。
<1-1-1-4.1 valent alcohol (a14)>
In addition to tetracarboxylic acid dianhydride (a11), diamine (a12), and polyhydric hydroxy compound (a13), monohydric alcohol (a14) may be further reacted for synthesis of polyesteramide acid (A1) .
1価アルコール(a14)の具体例は、メタノール、エタノール、1−プロパノール、イソプロピルアルコール、アリルアルコール、ベンジルアルコール、ヒドロキシエチルメタクリレート、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジ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モノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、フェノール、ボルネオール、マルトール、リナロール、テルピネオール、ジメチルベンジルカルビノール、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタンである。 Specific examples of the monohydric alcohol (a14) are methanol, ethanol, 1-propanol, isopropyl alcohol, allyl alcohol, benzyl alcohol, hydroxyethyl methacrylate, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, Dipropylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, phenol, borneol, maltol, linalool, terpineol, dimethylbenzyl carbinol, 3-ethyl-3-hydroxymethyl oxetane It is.
これらの中でも、イソプロピルアルコール、アリルアルコール、ベンジルアルコール、ヒドロキシエチルメタクリレート、プロピレングリコールモノエチルエーテル、及び3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタンが好ましく、ベンジルアルコールが特に好ましい。これらから選択される1つ以上を原料として含むポリエステルアミド酸(A1)は、多官能エポキシ化合物(B)に対する相溶性が良好である。 Among these, isopropyl alcohol, allyl alcohol, benzyl alcohol, hydroxyethyl methacrylate, propylene glycol monoethyl ether, and 3-ethyl-3-hydroxymethyl oxetane are preferable, and benzyl alcohol is particularly preferable. The polyesteramide acid (A1) containing one or more selected from these as a raw material has good compatibility with the polyfunctional epoxy compound (B).
1価アルコール(a14)は、上記の化合物を単独で用いてもよく、2つ以上を混合して用いてもよい。 As the monohydric alcohol (a14), the above-mentioned compounds may be used alone, or two or more may be mixed and used.
<1−1−1−5.スチレン−無水マレイン酸共重合体(a15)>
ポリエステルアミド酸(A1)の合成には、テトラカルボン酸二無水物(a11)、ジアミン(a12)、及び多価ヒドロキシ化合物(a13)に加え、更に酸無水物基を3個以上有する化合物を反応させてもよい。
<1-1-1-5. Styrene-maleic anhydride copolymer (a15)>
In addition to tetracarboxylic acid dianhydride (a11), diamine (a12), and polyvalent hydroxy compound (a13) for the synthesis of polyesteramide acid (A1), a compound having three or more acid anhydride groups is further reacted You may
酸無水物基を3個以上有する化合物の具体例は、スチレン−無水マレイン酸共重合体(a15)である。スチレン−無水マレイン酸共重合体(a15)を加えることで、ポリエステルアミド酸(A1)の多官能エポキシ化合物(B)に対する相溶性を向上させることができる。スチレン/無水マレイン酸のモル比が0.5〜4、好ましくは1〜3であり、具体的には、約1、約2又は約3がより好ましく、約1又は約2が更に好ましく、約1が特に好ましい。 A specific example of the compound having three or more acid anhydride groups is styrene-maleic anhydride copolymer (a15). By adding the styrene-maleic anhydride copolymer (a15), the compatibility of the polyesteramic acid (A1) with the polyfunctional epoxy compound (B) can be improved. The styrene / maleic anhydride molar ratio is from 0.5 to 4, preferably from 1 to 3, specifically about 1, about 2 or about 3 is more preferred, about 1 or about 2 is more preferred, about 1 is particularly preferred.
スチレン−無水マレイン酸共重合体(a15)の市販品の例は、SMA1000、SMA2000、及びSMA3000(いずれも商品名、川原油化株式会社)である。これらの中でも溶剤への溶解性が良好なSMA1000が特に好ましい。 Examples of commercial products of the styrene-maleic anhydride copolymer (a15) are SMA 1000, SMA 2000, and SMA 3000 (all trade names, Kawa Crude Oil Co., Ltd.). Among these, SMA 1000 having good solubility in a solvent is particularly preferable.
スチレン−無水マレイン酸共重合体(a15)は、上記の化合物を単独で用いてもよく、2つ以上を混合して用いてもよい。 As the styrene-maleic anhydride copolymer (a15), the above compounds may be used alone, or two or more of them may be mixed and used.
<1−1−1−6.ポリエステルアミド酸(A1)の製造方法>
本発明に用いられるポリエステルアミド酸(A1)は、既知の製造方法で製造される(例えば、特開2015−163685に記載されている)。好ましい製造方法は重合反応に用いる溶剤(以下「重合溶剤」と表記する)を用いた溶液重合である。
<1-1-1-6. Method for Producing Polyester Amic Acid (A1)>
The polyesteramide acid (A1) used in the present invention is produced by a known production method (for example, described in JP-A-2015-163685). A preferred production method is solution polymerization using a solvent used for the polymerization reaction (hereinafter referred to as "polymerization solvent").
<1−1−2.カルボキシル基含有重合体(A2)>
本発明に用いられるカルボキシル基含有重合体(A2)は、カルボキシル基を有するラジカル重合性化合物(a21)、並びにカルボキシル基及びエポキシ基を有さない他のラジカル重合性化合物(a22)の共重合体である。
<1-1-2. Carboxyl group-containing polymer (A2)>
The carboxyl group-containing polymer (A2) used in the present invention is a copolymer of a radically polymerizable compound (a21) having a carboxyl group, and another radically polymerizable compound (a22) not having a carboxyl group and an epoxy group. It is.
<1−1−2−1.カルボキシル基を有するラジカル重合性化合物(a21)>
上記カルボキシル基を有するラジカル重合性モノマー(a21)は、1分子中に、少なくとも1個のカルボキシル基を有し、且つ少なくとも1個のラジカル重合性基を有する化合物である。
<1-1-2-1. Radically polymerizable compound having a carboxyl group (a21)>
The radically polymerizable monomer (a21) having a carboxyl group is a compound having at least one carboxyl group in one molecule and having at least one radically polymerizable group.
本発明で用いられるカルボキシル基を有するラジカル重合性モノマー(a21)の具体例は、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、シトラコン酸、フマル酸、及びマレイン酸である。 Specific examples of the radically polymerizable monomer (a21) having a carboxyl group used in the present invention are (meth) acrylic acid, itaconic acid, citraconic acid, fumaric acid and maleic acid.
これらの中でも、(メタ)アクリル酸、及びイタコン酸が好ましく、(メタ)アクリル酸が特に好ましい。これらから選択される1つ以上を含む混合物を重合して得られるカルボキシル基含有重合体(A2)を含有する硬化性組成物は硬化性が良好である。 Among these, (meth) acrylic acid and itaconic acid are preferable, and (meth) acrylic acid is particularly preferable. The curable composition containing a carboxyl group-containing polymer (A2) obtained by polymerizing a mixture containing one or more selected from these is excellent in curability.
<1−1−2−2.他のラジカル重合性化合物(a22)>
本発明で用いられる他のラジカル重合性モノマー(a22)は、カルボキシル基及びエポキシ基を有さず、且つ1分子中に少なくとも1個のラジカル重合性基を有する化合物である。
<1-1-2-2. Other radically polymerizable compound (a22)>
The other radically polymerizable monomer (a22) used in the present invention is a compound having no carboxyl group and no epoxy group and having at least one radically polymerizable group in one molecule.
このようなラジカル重合性モノマーの例は、脂肪族基を有する(メタ)アクリレート化合物、芳香族基を有する(メタ)アクリレート化合物、下記式(B−11)で表される構造を有する(メタ)アクリレート化合物、他の(メタ)アクリレート化合物、N−置換マレイミド化合物、マクロモノマー、スチレン、メチルスチレン、ビニルトルエン、クロルメチルスチレン、インデン、(メタ)アクリルアミド、及びN−アクリロイルモルホリンである。
脂肪族基を有する(メタ)アクリレート化合物の具体例は、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、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、ジシクロペンタニル(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)アクリレートであり;芳香族基を有する(メタ)アクリレート化合物の具体例は、フェニル(メタ)アクリレート、及びベンジル(メタ)アクリレートであり;式(B−11)で表される構造を有する(メタ)アクリレート化合物の具体例は、3−[トリス(トリメチルシリルオキシ)シリル]プロピル(メタ)アクリレート、及びモノ(メタ)アクリロキシプロピル変性ポリジメチルシロキサンであり;他の(メタ)アクリレート化合物の具体例は、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、及びグリセロールモノ(メタ)アクリレートである。N−置換マレイミド化合物の具体例は、N−フェニルマレイミド及びN−シクロヘキシルマレイミドである。マクロモノマーの具体例は、ポリスチレンマクロモノマー及びポリメチルメタクリレートマクロモノマーである。 Specific examples of (meth) acrylate compounds having an aliphatic group include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, sec -Butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, dicyclopentenyl (meth) acrylate, dicyclopentenyl oxyethyl (meth) Specific examples of (meth) acrylate compounds having an aromatic group; and phenyl (meth) acrylates and benzyl (meth) acrylates; (meth) having a structure represented by Formula (B-11) Acrylate Specific examples of compounds are 3- [tris (trimethylsilyloxy) silyl] propyl (meth) acrylate and mono (meth) acryloxypropyl modified polydimethylsiloxane; specific examples of other (meth) acrylate compounds are Methoxy polyethylene glycol (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, and glycerol mono (meth) acrylate. Specific examples of N-substituted maleimide compounds are N-phenyl maleimide and N-cyclohexyl maleimide. Specific examples of macromonomers are polystyrene macromonomers and polymethyl methacrylate macromonomers.
これらの中でも、メチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(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、及びジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、及びN−シクロヘキシルマレイミドが好ましく、メチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、及びN−シクロヘキシルマレイミドが更に好ましい。これらから選択される1つ以上を含む混合物を重合して得られるカルボキシル基含有重合体(A2)を含む硬化性組成物は、耐薬品性が良好である。 Among these, methyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, and dicyclopentenyl oxyethyl (meth) acrylate, and N-cyclohexyl maleimide are preferable, and methyl (meth) Acrylate, n-butyl (meth) acrylate and N-cyclohexyl maleimide are more preferred. The curable composition containing the carboxyl group-containing polymer (A2) obtained by polymerizing a mixture containing one or more selected from these is excellent in chemical resistance.
本発明で用いられる他のラジカル重合性モノマー(a22)は、上記の化合物を単独で用いてもよく、2つ以上を混合して用いてもよい。 As the other radical polymerizable monomer (a22) used in the present invention, the above-mentioned compounds may be used alone, or two or more may be mixed and used.
<1−1−2−3.カルボキシル基含有重合体(A2)の製造方法>
本発明に用いられるカルボキシル基含有重合体(A2)は、既知の製造方法で製造される。好ましい製造方法は溶剤を用いた溶液中でのラジカル重合方法である。重合温度は使用する重合開始剤からラジカルが十分発生する温度であれば特に限定されないが、通常50〜150℃の範囲である。重合時間も特に限定されないが、通常1〜24時間の範囲である。又、当該重合は、加圧、減圧又は大気圧のいずれの圧力下でも行うことができる。製造方法は重合溶剤を用いた溶液重合である。
<1-1-2-3. Method for producing carboxyl group-containing polymer (A2)>
The carboxyl group-containing polymer (A2) used in the present invention is produced by a known production method. The preferred production method is a radical polymerization method in solution using a solvent. The polymerization temperature is not particularly limited as long as radicals are sufficiently generated from the polymerization initiator to be used, but it is usually in the range of 50 to 150 ° C. The polymerization time is also not particularly limited, but is usually in the range of 1 to 24 hours. Also, the polymerization can be carried out under any pressure, reduced pressure or atmospheric pressure. The production method is solution polymerization using a polymerization solvent.
<1−2.多官能エポキシ化合物(B)>
本発明に用いられる多官能エポキシ化合物(B)は、1分子当り3個以上のエポキシ基を有する化合物である。
<1-2. Multifunctional Epoxy Compound (B)>
The polyfunctional epoxy compound (B) used in the present invention is a compound having three or more epoxy groups per molecule.
多官能エポキシ化合物(B)は、単独で用いてもよく、2つ以上を混合して用いてもよい。 The polyfunctional epoxy compounds (B) may be used alone or in combination of two or more.
多官能エポキシ化合物(B)の例は、フェノールノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、グリシジルエーテル型エポキシ化合物(B1)、ビスフェノールAノボラック型エポキシ化合物、脂肪族ポリグリシジルエーテル、脂環式脂肪族エポキシ化合物、及びエポキシ基含有重合体(B2)である。 Examples of polyfunctional epoxy compounds (B) are phenol novolac type epoxy compounds, cresol novolac type epoxy compounds, glycidyl ether type epoxy compounds (B1), bisphenol A novolac type epoxy compounds, aliphatic polyglycidyl ether, alicyclic aliphatic It is an epoxy compound and an epoxy group containing polymer (B2).
これらの中でも、グリシジルエーテル型エポキシ化合物(B1)、及びエポキシ基含有重合体(B2)が好ましい。これらの多官能エポキシ化合物(B)を含有する硬化性組成物は、多官能カルボキシル化合物(A)及び界面活性剤(C)に対する組成物中の相溶性が良好である。更に、本発明の硬化膜形成後の強アンカリング膜形成時の加熱による、熱分解耐性の高いグリシジルエーテル型エポキシ化合物(B1)が特に好ましい。 Among these, glycidyl ether type epoxy compounds (B1) and epoxy group-containing polymers (B2) are preferable. The curable composition containing these polyfunctional epoxy compounds (B) has good compatibility in the composition with respect to the polyfunctional carboxyl compound (A) and the surfactant (C). Furthermore, a glycidyl ether type epoxy compound (B1) having high thermal decomposition resistance by heating at the time of forming a strong anchoring film after forming a cured film of the present invention is particularly preferable.
<1−2−1.グリシジルエーテル型エポキシ化合物(B1)>
グリシジルエーテル型エポキシ化合物(B1)の好ましい具体例は、1,3−ビス[4−[1−[4−(2,3−エポキシプロポキシ)フェニル]−1−[4−[1−[4−(2,3−エポキシプロポキシ)フェニル]−1−メチルエチル]フェニル]エチル]フェノキシ]−2−プロパノール、及び2−[4−(2,3−エポキシプロポキシ)フェニル]−2−[4−[1,1−ビス[4−(2,3−エポキシプロポキシ)フェニル]エチル]フェニル]プロパンである。
<1-2-1. Glycidyl ether type epoxy compound (B1)>
Preferred specific examples of the glycidyl ether type epoxy compound (B1) are 1,3-bis [4- [1- [4- (2,3-epoxypropoxy) phenyl] -1- [4- [1- [4-]. (2,3-Epoxypropoxy) phenyl] -1-methylethyl] phenyl] ethyl] phenoxy] -2-propanol, and 2- [4- (2,3-epoxypropoxy) phenyl] -2- [4- [4- [4 1,1-bis [4- (2,3-epoxypropoxy) phenyl] ethyl] phenyl] propane.
これらのグリシジルエーテル型エポキシ化合物(B1)の市販品の例は、テクモアVG3101L(商品名、株式会社プリンテック)、EPPN−501H、502H(いずれも商品名、日本化薬株式会社)及びjER 1032H60(商品名、三菱ケミカル株式会社)である。尚、テクモアVG3101Lは、2−[4−(2,3−エポキシプロポキシ)フェニル]−2−[4−[1,1−ビス[4−(2,3−エポキシプロポキシ)フェニル]エチル]フェニル]プロパン及び1,3−ビス[4−[1−[4−(2,3−エポキシプロポキシ)フェニル]−1−[4−[1−[4−(2,3−エポキシプロポキシ)フェニル]−1−メチルエチル]フェニル]エチル]フェノキシ]−2−プロパノールの混合物である。 Examples of commercial products of these glycidyl ether type epoxy compounds (B1) are Techmore VG3101L (trade name, PRINTEC CO., LTD.), EPPN-501H, 502H (all trade names, Nippon Kayaku Co., Ltd.) and jER 1032H60 (JAPAN) Brand name, Mitsubishi Chemical Corporation). Techmore VG 3101 L is 2- [4- (2,3-epoxypropoxy) phenyl] -2- [4- [1,1-bis [4- (2,3-epoxypropoxy) phenyl] ethyl] phenyl] Propane and 1,3-bis [4- [1- [4- (2,3-epoxypropoxy) phenyl] -1- [4- [1- [4- (2,3-epoxypropoxy) phenyl] -1 It is a mixture of -methylethyl] phenyl] ethyl] phenoxy] -2-propanol.
<1−2−2.エポキシ基含有重合体(B2)>
本発明に用いられるエポキシ基含有重合体(B2)は、エポキシ基を有するラジカル重合性化合物(b21)を原料に含む重合体である。
<1-2-2. Epoxy group-containing polymer (B2)>
The epoxy group-containing polymer (B2) used in the present invention is a polymer containing a radically polymerizable compound (b21) having an epoxy group as a raw material.
上記エポキシ基を有するラジカル重合性化合物(b21)を原料に含む重合体の中でも、エポキシ基を有するラジカル重合性化合物(b21)、並びにカルボキシル基及びエポキシ基を有さない他のラジカル重合性化合物(b22)の共重合体が、多官能カルボキシル化合物(A)及び界面活性剤(C)に対する相溶性が高いため好ましい。 Among polymers containing the radically polymerizable compound (b21) having an epoxy group as a raw material, a radically polymerizable compound (b21) having an epoxy group, and other radically polymerizable compounds having no carboxyl group and no epoxy group ( The copolymer of b22) is preferable because of high compatibility with the polyfunctional carboxyl compound (A) and the surfactant (C).
<1−2−2−1.エポキシ基を有するラジカル重合性化合物(b21)>
上記エポキシ基を有するラジカル重合性モノマー(b21)は、1分子中に、少なくとも1個のエポキシ基を有し、且つ少なくとも1個のラジカル重合性基を有する化合物である。
<1-2-2-1. Radically Polymerizable Compound Having an Epoxy Group (b21)>
The radically polymerizable monomer (b21) having an epoxy group is a compound having at least one epoxy group in one molecule and having at least one radically polymerizable group.
本発明で用いられるカルボキシル基を有するラジカル重合性モノマー(a21)の具体例は、グリシジル(メタ)アクリレート、及びメチルグリシジル(メタ)アクリレートである。 Specific examples of the radically polymerizable monomer (a21) having a carboxyl group used in the present invention are glycidyl (meth) acrylate and methyl glycidyl (meth) acrylate.
これらの中でも、グリシジル(メタ)アクリレートが好ましく、グリシジルメタクリレートが特に好ましい。これらから選択される1つ以上を含む混合物を重合して得られるエポキシ基含有重合体(B2)を含有する硬化性組成物は硬化性が良好である。 Among these, glycidyl (meth) acrylate is preferable, and glycidyl methacrylate is particularly preferable. The curable composition containing the epoxy group-containing polymer (B2) obtained by polymerizing a mixture containing one or more selected from these is excellent in curability.
<1−2−2−2.他のラジカル重合性化合物(b22)>
他のラジカル重合性化合物(b22)は、カルボキシル基及びエポキシ基を有さず、且つ1分子当たり1つ以上のラジカル重合性基を有する化合物である。
<1-2-2-2. Other radically polymerizable compounds (b22)>
Another radically polymerizable compound (b22) is a compound which does not have a carboxyl group and an epoxy group, and has one or more radically polymerizable groups per molecule.
他のラジカル重合性化合物(b22)の具体例は、上述の他のラジカル重合性化合物(a22)の具体例に記載の化合物である。 The specific example of another radically polymerizable compound (b22) is a compound as described in the specific example of the above-mentioned other radically polymerizable compound (a22).
これらの中でも、メチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(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、及びジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、及びN−シクロヘキシルマレイミドが好ましく、メチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、及びN−シクロヘキシルマレイミドが更に好ましい。これらから選択される1つ以上を含む混合物を重合して得られるカルボキシル基含有重合体(B2)を含む硬化性組成物は、耐薬品性が良好である。 Among these, methyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, and dicyclopentenyl oxyethyl (meth) acrylate, and N-cyclohexyl maleimide are preferable, and methyl (meth) Acrylate, n-butyl (meth) acrylate and N-cyclohexyl maleimide are more preferred. The curable composition containing the carboxyl group-containing polymer (B2) obtained by polymerizing a mixture containing one or more selected from these is excellent in chemical resistance.
<1−2−2−3.エポキシ基含有重合体(B2)の製造方法>
本発明に用いられるエポキシ基含有重合体(B2)は、既知の製造方法で製造される。好ましい製造方法は溶剤を用いた溶液中でのラジカル重合方法である。重合温度は使用する重合開始剤からラジカルが十分発生する温度であれば特に限定されないが、通常50〜150℃の範囲である。重合時間も特に限定されないが、通常1〜24時間の範囲である。又、当該重合は、加圧、減圧又は大気圧のいずれの圧力下でも行うことができる。製造方法は重合溶剤を用いた溶液重合である。
<1-2-2-3. Method of producing epoxy group-containing polymer (B2)>
The epoxy group-containing polymer (B2) used in the present invention is produced by a known production method. The preferred production method is a radical polymerization method in solution using a solvent. The polymerization temperature is not particularly limited as long as radicals are sufficiently generated from the polymerization initiator to be used, but it is usually in the range of 50 to 150 ° C. The polymerization time is also not particularly limited, but is usually in the range of 1 to 24 hours. Also, the polymerization can be carried out under any pressure, reduced pressure or atmospheric pressure. The production method is solution polymerization using a polymerization solvent.
<1−3.界面活性剤(C)>
本発明に用いられる界面活性剤(C)の例は、アニオン系、カチオン系、ノニオン系及びフッ素系等の界面活性剤である。
<1-3. Surfactant (C)>
Examples of the surfactant (C) used in the present invention are anionic, cationic, nonionic and fluorinated surfactants.
本発明の硬化性組成物からなる硬化膜を備えた配向基板は、本発明の硬化膜形成後に強アンカリング膜形成用材料塗布工程を経て作製される。そのために本発明の硬化性組成物に用いられる界面活性剤(C)は、強アンカリング膜形成用材料に含まれる溶剤に対する耐性が良好な硬化膜を与える、重合性界面活性剤が好ましい。重合性界面活性剤は、加熱及び紫外線照射等によって重合するために、このような特性が得られる。 An alignment substrate provided with a cured film made of the curable composition of the present invention is produced through the step of applying a material for forming a strong anchoring film after the formation of the cured film of the present invention. Therefore, the surfactant (C) used for the curable composition of the present invention is preferably a polymerizable surfactant which gives a cured film having a good resistance to the solvent contained in the material for forming a strong anchoring film. Such properties are obtained because the polymerizable surfactant is polymerized by heating and ultraviolet irradiation.
重合性界面活性剤の例は、反応性含フッ素オリゴマー、含フッ素プレポリマー、シリコンポリエーテルアクリレートである。 Examples of the polymerizable surfactant are a reactive fluorine-containing oligomer, a fluorine-containing prepolymer, and a silicon polyether acrylate.
反応性含フッ素オリゴマーを含む溶液の市販品の例は、メガファックRS−72−K(商品名、DIC株式会社)であり、含フッ素プレポリマーを含む溶液の市販品の例は、フタージェント601AD(商品名、株式会社ネオス)であり、シリコンポリエーテルアクリレートの市販品の例は、TEGO Rad2200N(商品名、エボニック・ジャパン株式会社)である。 A commercial example of a solution containing a reactive fluorine-containing oligomer is Megafuck RS-72-K (trade name, DIC Corporation), and a commercial example of a solution containing a fluorine-containing prepolymer is Tergent 601 AD. (Trade name, Neos Co., Ltd.), and a commercial example of silicone polyether acrylate is TEGO Rad 2200N (trade name, Evonik Japan Ltd.).
これらの重合性界面活性剤の内、硬化性組成物塗布時の段差起因のスジムラを抑制可能な硬化性組成物を与える反応性含フッ素オリゴマー、及び硬化膜のスリップ性に優れ傷が付きにくい硬化性組成物を与えるシリコンポリエーテルアクリレートが、液晶表示素子量産時に表示不良領域を低減できるため特に好ましい。 Among these polymerizable surfactants, reactive fluorine-containing oligomers giving a curable composition capable of suppressing streak unevenness caused by a difference in level during application of a curable composition, and excellent in slip property of a cured film, and curing with less damage It is particularly preferable to use a silicone polyether acrylate which gives a liquid composition, because it can reduce the display defect area at the time of mass production of liquid crystal display elements.
<1−4.添加剤(D)>
本発明の硬化性組成物には、密着性、耐熱性、硬化性、紫外線劣化耐性、硬化性、耐傷性、及び低温硬化性を向上させるために各種の添加剤(D)を添加することができる。添加剤(D)の例は、シランカップリング剤等のカップリング剤、ヒンダードフェノール系、ヒンダードアミン系、リン系、イオウ系化合物等の酸化防止剤、エポキシ硬化剤、紫外線吸収剤、熱架橋剤、多官能エポキシ化合物(B)以外のエポキシ化合物、多官能(メタ)アクリレート化合物、及び光重合開始剤である。
<1-4. Additive (D)>
Various additives (D) may be added to the curable composition of the present invention to improve adhesion, heat resistance, curability, resistance to ultraviolet light degradation, curability, scratch resistance, and low temperature curability. it can. Examples of the additive (D) include coupling agents such as silane coupling agents, antioxidants such as hindered phenols, hindered amines, phosphorus and sulfur compounds, epoxy curing agents, ultraviolet light absorbers, thermal crosslinking agents And epoxy compounds other than polyfunctional epoxy compounds (B), polyfunctional (meth) acrylate compounds, and photopolymerization initiators.
<1−4−1.カップリング剤>
本発明の硬化性組成物は、形成される硬化膜及び基板の密着性を更に向上させる観点から、カップリング剤を更に含有してもよい。
<1-4-1. Coupling agent>
The curable composition of the present invention may further contain a coupling agent from the viewpoint of further improving the adhesion of the formed cured film and the substrate.
このようなカップリング剤の具体例は、3−グリシジルオキシプロピルジメチルエトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン(例えば、商品名;サイラエースS510、JNC株式会社)、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン(例えば、商品名;サイラエースS530、JNC株式会社)、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(例えば、商品名;サイラエースS810、JNC株式会社)、及び3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシランの重合体(例えば、商品名;COATOSIL MP200、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ合同会社)等のシラン系カップリング剤;アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート等のアルミニウム系カップリング剤;並びにテトライソプロピルビス(ジオクチルホスファイト)チタネート等のチタネート系カップリング剤である。 Specific examples of such coupling agents are 3-glycidyloxypropyldimethylethoxysilane, 3-glycidyloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane (eg, trade name; Thyraace S510, JNC Co., Ltd.) ), 2- (3,4-Epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane (for example, trade name: Thyraace S530, JNC Corporation), 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (for example, trade name: Thyraace S810, JNC Corporation) And silane-based coupling agents such as polymers of 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane (eg, trade name; COATOSIL MP 200, Momentive Performance Materials GK); Mini um aluminum coupling agent diisopropylate; and tetraisopropyl bis (dioctyl phosphite) is a titanate coupling agents such as titanates.
これらの中でも、3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシランの重合体が、密着性を向上させる効果が大きいため好ましい。 Among these, a polymer of 3-glycidyl oxypropyl trimethoxysilane is preferable because the effect of improving the adhesion is large.
カップリング剤の含有量は、多官能カルボキシル化合物(A)、多官能エポキシ化合物(B)及び界面活性剤(C)の総量100重量部に対して、0.01重量部以上、且つ10重量部以下であることが、他の特性を保ちながら形成される硬化膜及び基板の密着性が向上するので好ましい。 The content of the coupling agent is 0.01 parts by weight or more and 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight in total of the polyfunctional carboxyl compound (A), the polyfunctional epoxy compound (B) and the surfactant (C). The following is preferable because the adhesion of the formed cured film and the substrate is improved while maintaining other properties.
<1−4−2.酸化防止剤>
本発明の硬化性組成物は、耐熱性の向上の観点から、酸化防止剤を更に含有してよい。
<1-4-2. Antioxidant>
The curable composition of the present invention may further contain an antioxidant from the viewpoint of improving heat resistance.
本発明の硬化性組成物には、ヒンダードフェノール系、ヒンダードアミン系、リン系、イオウ系化合物などの酸化防止剤を添加してもよい。これらの中でもヒンダードフェノール系が耐候性の観点から好ましい。酸化防止剤の具体例は、Irganox1010、Irganox1010FF、Irganox1035、Irganox1035FF、Irganox1076、Irganox1076FD、Irganox1098、Irganox1135、Irganox1330、Irganox1726、Irganox1425 WL、Irganox1520L、Irganox245、Irganox245FF、Irganox259、Irganox3114、Irganox565、(いずれも商品名、BASFジャパン株式会社)、ADK STAB AO−20、ADK STAB AO−30、ADK STAB AO−50、ADK STAB AO−60、ADK STAB AO−80(いずれも商品名、株式会社ADEKA)である。これらの中でもIrganox1010、ADK STAB AO−60がより好ましい。 To the curable composition of the present invention, an antioxidant such as a hindered phenol type, hindered amine type, phosphorus type or sulfur type compound may be added. Among these, hindered phenols are preferred from the viewpoint of weatherability. Specific examples of the antioxidant include Irganox 1010, Irganox 1010 FF, Irganox 1035, Irganox 1035 FF, Irganox 1076, Irganox 1076 FD, Irganox 1098, Irganox 1135, Irganox 1330, Irganox 1526, Irganox 1520 L, Irganox 24510, Uhrivatives Japan KK), ADK STAB AO-20, ADK STAB AO-30, ADK STAB AO-50, ADK STAB AO-60, ADK STAB AO-80 (all trade names, ADEK Co., Ltd.) A). Among these, Irganox 1010 and ADK STAB AO-60 are more preferable.
酸化防止剤は、多官能カルボキシル化合物(A)、多官能エポキシ化合物(B)及び界面活性剤(C)の総量100重量部に対して、0.1〜10重量部添加して用いられる。 The antioxidant is added in an amount of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the polyfunctional carboxyl compound (A), the polyfunctional epoxy compound (B) and the surfactant (C).
<1−4−3.エポキシ硬化剤>
本発明の硬化性組成物は、硬化性を更に向上させる観点から、エポキシ硬化剤を更に含有してもよい。
1-4-3. Epoxy curing agent>
The curable composition of the present invention may further contain an epoxy curing agent from the viewpoint of further improving the curability.
エポキシ硬化剤の例は、酸無水物系硬化剤、アミン系硬化剤、フェノール系硬化剤、イミダゾール系硬化剤、触媒型硬化剤、及びスルホニウム塩、ベンゾチアゾニウム塩、アンモニウム塩、ホスホニウム塩等の感熱性酸発生剤であり、多官能カルボキシル化合物(A)、多官能エポキシ化合物(B)及び界面活性剤(C)に対する相溶性の高い、酸無水物系硬化剤又はイミダゾール系硬化剤が好ましい。 Examples of epoxy curing agents are acid anhydride curing agents, amine curing agents, phenol curing agents, imidazole curing agents, catalytic curing agents, and sulfonium salts, benzothiazonium salts, ammonium salts, phosphonium salts, etc. Acid anhydride-based curing agent or imidazole-based curing agent, which is highly heat-sensitive acid generator, highly compatible with polyfunctional carboxyl compound (A), multifunctional epoxy compound (B) and surfactant (C) .
酸無水物系硬化剤の具体例は、無水マレイン酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水メチルヘキサヒドロフタル酸、及びヘキサヒドロトリメリット酸無水物等の脂肪族ジカルボン酸無水物;並びに無水フタル酸及びトリメリット酸無水物等の芳香族多価カルボン酸無水物である。これらの中でも、他の特性を保ちながら硬化性を向上させることができる、トリメリット酸無水物及びヘキサヒドロトリメリット酸無水物が特に好ましい。 Specific examples of the acid anhydride curing agent are maleic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methyl hexahydrophthalic anhydride, and aliphatic dicarboxylic acid anhydrides such as hexahydrotrimellitic acid anhydride; And aromatic polyhydric carboxylic acid anhydrides such as phthalic anhydride and trimellitic anhydride. Among these, trimellitic acid anhydride and hexahydrotrimellitic acid anhydride are particularly preferable, which can improve the curability while maintaining other properties.
イミダゾール系硬化剤の具体例は、2−ウンデシルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2,3−ジヒドロ−1H−ピロロ[1,2−a]ベンズイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイトである。これらの中でも、多官能カルボキシル化合物(A)に対する相溶性が良好な2−ウンデシルイミダゾールが特に好ましい。 Specific examples of the imidazole-based curing agent are 2-undecylimidazole, 2-heptadecylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 2,3-dihydro-1H-pyrrolo [1,2-a Benzimidazole, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazolium trimellitate. Among these, 2-undecylimidazole, which has good compatibility with the polyfunctional carboxyl compound (A), is particularly preferable.
多官能エポキシ化合物(B)に対するエポキシ硬化剤の好ましい割合は、多官能エポキシ化合物(B)100重量部に対し、エポキシ硬化剤0.1〜60重量部である。 The preferable ratio of the epoxy curing agent to the polyfunctional epoxy compound (B) is 0.1 to 60 parts by weight of the epoxy curing agent to 100 parts by weight of the polyfunctional epoxy compound (B).
<1−4−4.紫外線吸収剤>
本発明の硬化性組成物は、形成した硬化膜の紫外線劣化耐性を更に向上させる観点から、紫外線吸収剤を更に含有してもよい。
1-4-4. UV absorber>
The curable composition of the present invention may further contain an ultraviolet absorber, from the viewpoint of further improving the ultraviolet deterioration resistance of the formed cured film.
紫外線吸収剤の具体例は、TINUVIN P、TINUVIN 120、TINUVIN 144、TINUVIN 213、TINUVIN 234、TINUVIN 326、TINUVIN 571、TINUVIN 765(いずれも商品名、BASFジャパン株式会社)である。
Specific examples of UV absorbers are TINUVIN P, TINUVIN 120, TINUVIN 144, TINUVIN 213,
紫外線吸収剤は多官能カルボキシル化合物(A)、多官能エポキシ化合物(B)及び界面活性剤(C)の総量100重量部に対して、0.01〜10重量部添加して用いられる。 The ultraviolet absorber is used by adding 0.01 to 10 parts by weight to 100 parts by weight of the total amount of the polyfunctional carboxyl compound (A), the polyfunctional epoxy compound (B) and the surfactant (C).
<1−4−5.熱架橋剤>
本発明の硬化性組成物は、硬化性及び耐熱性を更に向上させる観点から、熱架橋剤を更に含有してもよい。
1-4-5. Thermal crosslinker>
The curable composition of the present invention may further contain a thermal crosslinking agent from the viewpoint of further improving the curability and heat resistance.
熱架橋剤の市販品の具体例は、ニカラックMW−30HM、ニカラックMW−100LM、ニカラックMX−270、ニカラックMX−280、ニカラックMX−290、ニカラックMW−390、ニカラックMW−750LM、(いずれも商品名、株式会社三和ケミカル)である。 Specific examples of commercially available thermal crosslinking agents include Nikalac MW-30HM, Nikalac MW-100LM, Nikalac MX-270, Nikalac MX-280, Nikalac MX-290, Nikalac MW-390, Nikalac MW-750LM (all of which are commercial products) Name, Sanwa Chemical Co., Ltd.).
熱架橋剤は多官能カルボキシル化合物(A)、多官能エポキシ化合物(B)及び界面活性剤(C)の総量100重量部に対して、0.1〜10重量部添加して用いられる。 The thermal crosslinking agent is used by adding 0.1 to 10 parts by weight to 100 parts by weight of the total amount of the polyfunctional carboxyl compound (A), the polyfunctional epoxy compound (B) and the surfactant (C).
<1−4−6.多官能エポキシ化合物(B)以外のエポキシ化合物>
本発明の硬化性組成物は、硬化性を向上させる観点から、多官能エポキシ化合物(B)以外のエポキシ化合物を更に含有してもよい。
1-4-6. Epoxy compounds other than polyfunctional epoxy compounds (B)>
The curable composition of the present invention may further contain an epoxy compound other than the polyfunctional epoxy compound (B) from the viewpoint of improving the curability.
多官能エポキシ化合物(B)以外のエポキシ化合物は、多官能カルボキシル化合物(A)及び多官能エポキシ化合物(B)の総量100重量部に対し、50重量部以下添加することが好ましい。 It is preferable to add 50 parts by weight or less of an epoxy compound other than the polyfunctional epoxy compound (B) with respect to 100 parts by weight of the total amount of the polyfunctional carboxyl compound (A) and the polyfunctional epoxy compound (B).
多官能エポキシ化合物(B)以外のエポキシ化合物の例は、ビスフェノールA型エポキシ化合物及びビスフェノールF型エポキシ化合物である。 Examples of epoxy compounds other than the polyfunctional epoxy compound (B) are bisphenol A epoxy compounds and bisphenol F epoxy compounds.
ビスフェノールA型エポキシ化合物の市販品の具体例は、jER 828、1004、1009(いずれも商品名、三菱ケミカル株式会社)であり;ビスフェノールF型エポキシ化合物の市販品の具体例は、jER 806、4005P(いずれも商品名、三菱ケミカル株式会社)である。 Specific examples of commercial products of bisphenol A type epoxy compounds are jER 828, 1004, 1009 (all are trade names, Mitsubishi Chemical Corporation); specific examples of commercial products of bisphenol F type epoxy compounds are jER 806, 4005P (All trade names are Mitsubishi Chemical Corporation).
<1−4−7.多官能(メタ)アクリレート化合物>
本発明の硬化性組成物は、耐傷性を向上させる観点から、多官能アクリレート化合物を更に含有してもよい。
1-4-7. Multifunctional (Meth) Acrylate Compound>
The curable composition of the present invention may further contain a polyfunctional acrylate compound from the viewpoint of improving the scratch resistance.
多官能(メタ)アクリレート化合物は、多官能カルボキシル化合物(A)及び多官能エポキシ化合物(B)の総量100重量部に対し、20〜200重量部以下添加することが好ましい。 The polyfunctional (meth) acrylate compound is preferably added in an amount of 20 to 200 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the total amount of the polyfunctional carboxyl compound (A) and the polyfunctional epoxy compound (B).
多官能(メタ)アクリレート化合物の具体例は、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンEO変性トリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンPO変性トリ(メタ)アクリレート、グリセロールトリ(メタ)アクリレート、グリセロールEO変性トリ(メタ)アクリレート、グリセロールPO変性トリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、エトキシ化イソシアヌル酸トリ(メタ)アクリレート、及びε−カプロラクトン変性トリス−(2−(メタ)アクリロキシエチル)イソシアヌレート等の3官能の(メタ)アクリレート化合物;
ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールアルコキシテトラ(メタ)アクリレート、及びジグリセリンEO変性テトラアクリレート等の4官能の(メタ)アクリレート化合物;
ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等の5官能の(メタ)アクリレート化合物;
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等の6官能の(メタ)アクリレート化合物;
並びにカルボキシル基を有する多官能(メタ)アクリレート化合物である。これらの内1種以上を用いることができる。
Specific examples of the polyfunctional (meth) acrylate compound include trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane EO modified tri (meth) acrylate, trimethylolpropane PO modified tri (meth) acrylate, glycerol tri (meth) acrylate, Glycerol EO modified tri (meth) acrylate, glycerol PO modified tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, ethoxylated isocyanurate tri (meth) acrylate, and ε-caprolactone modified tris- (2- (meth) acrylate Trifunctional (meth) acrylate compounds such as hydroxyethyl (isocyanurate);
Tetrafunctional (meta) such as ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, ethoxylated pentaerythritol tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, pentaerythritol alkoxy tetra (meth) acrylate, and diglycerin EO modified tetraacrylate ) Acrylate compounds;
A pentafunctional (meth) acrylate compound such as dipentaerythritol penta (meth) acrylate;
Hexafunctional (meth) acrylate compounds such as dipentaerythritol hexaacrylate;
And polyfunctional (meth) acrylate compounds having a carboxyl group. One or more of these can be used.
これらの具体例の中でも、耐傷性向上効果の高い、4官能の(メタ)アクリレート化合物、5官能の(メタ)アクリレート化合物、6官能の(メタ)アクリレート化合物、及びカルボキシル基を有する多官能(メタ)アクリレート化合物が好ましく、5官能の(メタ)アクリレート化合物、6官能の(メタ)アクリレート化合物が更に好ましい。
<1−4−8.光重合開始剤>
本発明の硬化性組成物は、低温硬化性を向上させる観点から、光重合開始剤を更に含有してもよい。光重合開始剤を添加する場合には、多官能(メタ)アクリレート化合物と併用し、紫外線照射工程を行うことで焼成温度を低減可能である。
Among these specific examples, a tetrafunctional (meth) acrylate compound, a pentafunctional (meth) acrylate compound, a hexafunctional (meth) acrylate compound, and a polyfunctional (meth) compound having a carboxyl group are highly effective in improving the scratch resistance. Acrylate compounds are preferred, and pentafunctional (meth) acrylate compounds and hexafunctional (meth) acrylate compounds are more preferred.
1-4-8. Photopolymerization initiator>
The curable composition of the present invention may further contain a photopolymerization initiator from the viewpoint of improving the low temperature curability. When adding a photoinitiator, it can be used together with a polyfunctional (meth) acrylate compound, and can reduce a calcination temperature by performing an ultraviolet irradiation process.
光重合開始剤の具体例は、ベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、キサントン、チオキサントン、イソプロピルキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2−エチルアントラキノン、アセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−4’−イソプロピルプロピオフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、イソプロピルベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエーテル、2,2−ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、カンファーキノン、ベンズアントロン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン(例えば、商品名;IRGACURE 907、BASFジャパン株式会社)、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン−1(例えば、商品名;IRGACURE 369、BASFジャパン株式会社)、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、4,4’−ジ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,4,4’−トリ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、1,2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−2−(O−ベンゾイルオキシム)(例えば、商品名;IRGACURE OXE01、BASFジャパン株式会社)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−1−(O−アセチルオキシム)(例えば、商品名;IRGACURE OXE02、BASFジャパン株式会社)、IRGACURE OXE03(商品名、BASFジャパン株式会社)、1,2−プロパンジオン,1−[4−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニルチオ]フェニル]−2−(O−アセチルオキシム)(例えば、商品名;アデカアークルズ NCI−930、株式会社ADEKA)、アデカアークルズ NCI−831(商品名、株式会社ADEKA)、アデカオプトマー N−1919(商品名、株式会社ADEKA)、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、2−(4’−メトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3’,4’−ジメトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(2’,4’−ジメトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(2’−メトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4’−ペンチルオキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−[p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)]−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、1,3−ビス(トリクロロメチル)−5−(2’−クロロフェニル)−s−トリアジン、1,3−ビス(トリクロロメチル)−5−(4’−メトキシフェニル)−s−トリアジン、2−(p−ジメチルアミノスチリル)ベンズオキサゾール、2−(p−ジメチルアミノスチリル)ベンズチアゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール、3,3’−カルボニルビス(7−ジエチルアミノクマリン)、2−(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス(4−エトキシカルボニルフェニル)−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4−ジクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4−ジブロモフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4,6−トリクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、3−(2−メチル−2−ジメチルアミノプロピオニル)カルバゾール、3,6−ビス(2−メチル−2−モルホリノプロピオニル)−9−n−ドデシルカルバゾール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、及びビス(η5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)−フェニル)チタニウムである。これらの内1種以上を用いることができる。 Specific examples of the photopolymerization initiator are benzophenone, Michler's ketone, 4,4'-bis (diethylamino) benzophenone, xanthone, thioxanthone, isopropyl xanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2-ethyl anthraquinone, acetophenone, 2-hydroxy-2 -Methylpropiophenone, 2-hydroxy-2-methyl-4'-isopropylpropiophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, isopropyl benzoin ether, isobutyl benzoin ether, 2,2-diethoxyacetophenone, 2,2-dimethoxy -2-phenylacetophenone, camphorquinone, benzanthrone, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one (eg, trade name; IRG) CURE 907, BASF Japan Ltd.), 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1 (eg, trade name; IRGACURE 369, BASF Japan Ltd.), 4-dimethylaminobenzoic acid Ethyl acetate, isoamyl 4-dimethylaminobenzoate, 4,4'-di (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 3,4,4'-tri (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio) phenyl] -2- (O-benzoyloxime) (for example, trade name; IRGACURE OXE01, BASF Japan Ltd.), ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) ) -9H-Carbazol-3-yl] -1- (O-acetylene) Oxime (for example, trade name; IRGACURE OXE 02, BASF Japan Ltd.), IRGACURE OXE 03 (trade name, BASF Japan Ltd.), 1,2-propanedione, 1- [4- [4- (2-hydroxyethoxy) Phenylthio] phenyl] -2- (O-acetyloxime) (for example, trade name; Adeka Cruz NCI-930, ADEKA Corporation), Adeka Arcules NCI-831 (trade name, ADEKA Corporation), Adeka Optomer N -1919 (trade name, ADEKA Co., Ltd.), 2,4,6-trimethylbenzoyl diphenyl phosphine oxide, 2- (4'-methoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (3 ', 4'-dimethoxystyryl) -4,6-bis ( Lichloromethyl) -s-triazine, 2- (2 ′, 4′-dimethoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (2′-methoxystyryl) -4,6-bis ( Trichloromethyl) -s-triazine, 2- (4'-pentyloxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 4- [p-N, N-di (ethoxycarbonylmethyl)]- 2,6-Di (trichloromethyl) -s-triazine, 1,3-bis (trichloromethyl) -5- (2′-chlorophenyl) -s-triazine, 1,3-bis (trichloromethyl) -5- ( 4'-methoxyphenyl) -s-triazine, 2- (p-dimethylaminostyryl) benzoxazole, 2- (p-dimethylaminostyryl) benzthiazole, 2-mercap Benzothiazole, 3,3′-carbonylbis (7-diethylaminocoumarin), 2- (o-chlorophenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole, 2,2 ′ -Bis (2-chlorophenyl) -4,4 ', 5,5'-tetrakis (4-ethoxycarbonylphenyl) -1,2'-biimidazole, 2,2'-bis (2,4-dichlorophenyl) -4 , 4 ', 5,5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole, 2,2'-bis (2,4-dibromophenyl) -4,4', 5,5'-tetraphenyl-1, 2′-biimidazole, 2,2′-bis (2,4,6-trichlorophenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole, 3- (2-methyl) -2-Dimethylaminopropionyl) carbazole, 3,6-bi (2-Methyl-2-morpholinopropionyl) -9-n-dodecylcarbazole, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, and bis (η 5 -2,4-cyclopentadien-1-yl) -bis (2,6-) Difluoro-3- (1H-pyrrol-1-yl) -phenyl) titanium. One or more of these can be used.
これらの光重合開始剤の具体例の中でも、1,2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−2−(O−ベンゾイルオキシム)及び1,2−プロパンジオン,1−[4−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニルチオ]フェニル]−2−(O−アセチルオキシム)から選択される1種以上を用いると、硬化性組成物の低温硬化性の向上効果が、より少ない露光量で発現される。この効果を発現させるのに適した光重合開始剤の添加量は、多官能カルボキシル化合物(A)、多官能エポキシ化合物(B)及び界面活性剤(C)の総量100重量部に対して、1〜20重量部である。 Among the specific examples of these photopolymerization initiators, 1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio) phenyl] -2- (O-benzoyloxime) and 1,2-propanedione, 1- [4 When one or more selected from-[4- (2-hydroxyethoxy) phenylthio] phenyl] -2- (O-acetyloxime) is used, the effect of improving the low temperature curability of the curable composition is less Expressed in quantity. The addition amount of the photopolymerization initiator suitable for expressing this effect is 1 with respect to 100 parts by weight in total of the polyfunctional carboxyl compound (A), the polyfunctional epoxy compound (B) and the surfactant (C). To 20 parts by weight.
<1−5.硬化性組成物に任意に添加される溶剤>
本発明の硬化性組成物には、前記重合溶剤以外に、溶剤が添加されてもよい。本発明の硬化性組成物に任意に添加される溶剤(以下「希釈用溶剤(E)」と記載、今後重合溶剤及び希釈用溶剤(E)を総称して「組成物用溶剤」と表記する)は、多官能カルボキシル化合物(A)、多官能エポキシ化合物(B)及び界面活性剤(C)を溶解できる溶剤が好ましい。硬化性組成物が上述の添加剤(D)を含有する場合には、希釈用溶剤(E)は更に添加剤(D)を溶解できる溶剤が好ましい。
<1-5. Solvent optionally added to the curable composition>
A solvent may be added to the curable composition of the present invention in addition to the polymerization solvent. The solvent optionally added to the curable composition of the present invention (hereinafter referred to as “solvent for dilution (E)”, hereinafter the polymerization solvent and the solvent for dilution (E) are generically referred to as “solvent for composition” Preferably, the solvent can dissolve the polyfunctional carboxyl compound (A), the polyfunctional epoxy compound (B) and the surfactant (C). When the curable composition contains the above-mentioned additive (D), the solvent for dilution (E) is preferably a solvent capable of further dissolving the additive (D).
当該希釈用溶剤(E)は沸点が100〜200℃である化合物の少なくとも1つ、又はこの化合物を20重量%以上含有する混合溶剤であることが好ましい。沸点が100〜200℃である化合物の具体例は、1−ブタノール、1−ペンタノール、1−ヘキサノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、酢酸ブチル、プロピオン酸ブチル、乳酸エチル、オキシ酢酸メチル、オキシ酢酸エチル、オキシ酢酸ブチル、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル、3−オキシプロピオン酸メチル、3−オキシプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、2−オキシプロピオン酸メチル、2−オキシプロピオン酸エチル、2−オキシプロピオン酸プロピル、2−メトキシプロピオン酸メチル、2−メトキシプロピオン酸エチル、2−メトキシプロピオン酸プロピル、2−エトキシプロピオン酸メチル、2−エトキシプロピオン酸エチル、2−オキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−オキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、2−メトキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−エトキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2−オキソブタン酸メチル、2−オキソブタン酸エチル、ジオキサン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下「PGMEA」と略記)、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノ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、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ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、トルエン、キシレン、γ−ブチロラクトン、及びN,N−ジメチルアセトアミドである。 The diluting solvent (E) is preferably a mixed solvent containing at least one of compounds having a boiling point of 100 to 200 ° C. or 20% by weight or more of the compound. Specific examples of the compound having a boiling point of 100 to 200 ° C. are 1-butanol, 1-pentanol, 1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, butyl acetate, butyl propionate, ethyl lactate, methyl oxyacetate, oxy oxy Ethyl acetate, butyl oxyacetate, methyl methoxyacetate, ethyl methoxyacetate, butyl methoxyacetate, methyl ethoxyacetate, ethyl ethoxyacetate, methyl 3-oxypropionate, ethyl 3-oxypropionate, methyl 3-methoxypropionate, 3- Ethyl methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 2-oxypropionate, ethyl 2-oxypropionate, propyl 2-oxypropionate, methyl 2-methoxypropionate, 2-methoxy Propion Ethyl, propyl 2-methoxypropionate, methyl 2-ethoxypropionate, ethyl 2-ethoxypropionate, methyl 2-oxy-2-methylpropionate, ethyl 2-oxy-2-methylpropionate, 2-methoxy-2 -Methyl methylpropionate, ethyl 2-ethoxy-2-methylpropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl 2-oxobutanoate, ethyl 2-oxobutanoate, dioxane Ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, 1,4-butanediol, ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol monob Ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate (hereinafter abbreviated as “PGMEA”), propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, cyclohexanone, cyclopentanone, diethylene glycol monomethyl ether Diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, Tyrene glycol methyl ethyl ether, toluene, xylene, γ-butyrolactone, and N, N-dimethylacetamide.
これらの中でも、硬化性組成物塗布時の塗れ広がり性が良好であり、汎用性の高いPGMEAが好ましい。 Among these, PGMEA having good spreadability at the time of application of the curable composition and high versatility is preferable.
<1−6.硬化性組成物の保存>
本発明の硬化性組成物は、−30℃〜25℃の範囲で遮光して保存すると、組成物の経時安定性が良好となり好ましい。−10℃〜20℃で保存することがより好ましい。
<1-6. Storage of Curable Composition>
When the curable composition of the present invention is stored in the dark at a temperature of -30 ° C to 25 ° C, the stability over time of the composition becomes good, which is preferable. It is more preferable to store at -10 ° C to 20 ° C.
<2.硬化性組成物から得られる硬化膜>
本発明の硬化性組成物は、多官能カルボキシル化合物(A)、多官能エポキシ化合物(B)、及び界面活性剤(C)を混合し、目的とする特性によっては、更に添加剤(D)及び希釈用溶剤(E)を必要により選択して添加し、それらを均一に混合溶解することにより得ることができる。
<2. Cured film obtained from curable composition>
The curable composition of the present invention mixes the polyfunctional carboxyl compound (A), the polyfunctional epoxy compound (B), and the surfactant (C), and further, according to the intended properties, further additives (D) and The solvent for dilution (E) can be selected and added if necessary, and they can be obtained by mixing and dissolving them uniformly.
上記のようにして得られた硬化性組成物を、基板表面に塗布することで、硬化性組成物が組成物用溶剤を含む場合には更に加熱工程及び減圧工程等の工程により組成物用溶剤を除去することで、塗膜を形成することができる。基板表面への硬化性組成物の塗布の方法の具体例は、スピンコート法、ロールコート法、ディッピング法、及びスリットコート法である。次いでこの塗膜はホットプレート及びオーブン等でプリベークされる。プリベーク条件は各成分の種類及び配合割合によって異なるが、通常70〜150℃で、ホットプレートなら1〜5分間、オーブンなら5〜15分間である。 By applying the curable composition obtained as described above to the surface of the substrate, when the curable composition contains a solvent for the composition, the solvent for the composition is further subjected to steps such as a heating step and a pressure reducing step. The coating film can be formed by removing the Specific examples of the method of applying the curable composition to the substrate surface are a spin coating method, a roll coating method, a dipping method, and a slit coating method. The coating is then prebaked in a hot plate, an oven or the like. Pre-bake conditions vary depending on the types and blending proportions of the components, but are usually 70 to 150 ° C., 1 to 5 minutes for a hot plate, and 5 to 15 minutes for an oven.
最後に塗膜を完全に硬化させるために100〜250℃、好ましくは120〜230℃で、ホットプレートなら5〜60分間、オーブンなら20〜90分間、加熱処理することによって硬化膜を得ることができる。 Finally, the cured film may be obtained by heat treatment at 100 to 250 ° C., preferably 120 to 230 ° C., for a hot plate for 5 to 60 minutes, or for an oven for 20 to 90 minutes to completely cure the coating. it can.
このようにして得られた硬化膜は、界面活性剤(C)の表面自由エネルギー低下能により、弱アンカリング性が優れ、且つ硬化膜上に対する強アンカリング膜形成用材料のリコート性が不良である。更に、紫外線を照射することで、硬化膜上に対する強アンカリング膜形成用材料のリコート性を向上させることが可能である。以下、紫外線を照射された該硬化膜の領域を「露光部」と表記し、照射されていない該硬化膜の領域を「未露光部」と表記する。 The cured film thus obtained is excellent in weak anchoring property due to the surface free energy reducing ability of the surfactant (C), and the recoating property of the material for forming a strong anchoring film on the cured film is poor. is there. Furthermore, it is possible to improve the recoat property of the material for strong anchoring film formation with respect to a cured film by irradiating an ultraviolet-ray. Hereinafter, the region of the cured film irradiated with ultraviolet light is referred to as "exposed part", and the region of the cured film not irradiated is referred to as "unexposed part".
又、このようにして得られた硬化膜は、多官能カルボキシル化合物(A)及び多官能エポキシ化合物(B)の硬化による分子間架橋により耐薬品性が高い。従って、硬化膜上に強アンカリング膜形成用材料を塗布する際に、強アンカリング膜形成用材料に含まれる溶剤(例えばN−メチルピロリドン)が硬化膜に触れることによる弱アンカリング性低下を抑えることが可能である。更に、カルボキシル基及びエポキシ基が反応で生じるアルコール性水酸基により、硬化膜上に対する強アンカリング膜形成用材料のリコート性を向上させる。従って、露光部のリコート性は良好になる。 Further, the cured film thus obtained has high chemical resistance due to intermolecular crosslinking by curing of the polyfunctional carboxyl compound (A) and the polyfunctional epoxy compound (B). Therefore, when the material for forming a strong anchoring film is applied onto the cured film, the weak anchoring property is reduced due to the solvent (for example, N-methylpyrrolidone) contained in the material for forming a strong anchoring film touching the cured film. It is possible to suppress. Furthermore, the recoatability of the material for strong anchoring film formation with respect to a cured film is improved by the alcoholic hydroxyl group which a carboxyl group and an epoxy group produce by reaction. Therefore, the recoatability of the exposed area is improved.
以上のように、上記硬化膜の未露光部は弱アンカリング性が高く、リコート性が不良である。露光部はリコート性が良好である。未露光部と露光部のいずれも耐溶剤性が高い。従って、上記硬化膜の未露光部上及び露光部上に対するリコート性の差が大きくすることが可能であり、該硬化膜は強アンカリング能を有するパターン体形成性が優れると共に、強アンカリング能を有するパターン体非形成部は、強アンカリング膜形成用材料の溶剤に耐えるため弱アンカリング性が優れる。 As described above, the unexposed area of the cured film has high weak anchoring property and poor recoatability. The exposed portion has good recoatability. Both the unexposed area and the exposed area have high solvent resistance. Therefore, it is possible to increase the difference in recoatability on the unexposed area and the exposed area of the cured film, and the cured film is excellent in pattern formation ability with strong anchoring ability and strong anchoring ability. Since the non-patterned portion having the above-mentioned structure withstands the solvent of the material for forming a strong anchoring film, the weak anchoring property is excellent.
<3.両アンカリング層付き基板>
前記硬化膜を形成した基板(以下「硬化膜付き基板」と表記)に以下の工程(P1)〜(P3)を含む強アンカリング能を有するパターン体形成工程を行うことで、単一の基板上に弱アンカリング能を有する領域及び強アンカリング能を有する領域の両方の領域を有する基板(以下「両アンカリング層付き基板」と表記)を得られる。
(P1)前記硬化膜(101)の一部に紫外線(201)を照射する第1の紫外線照射工程、
(P2)硬化膜(101)上に強アンカリング膜形成用材料を塗布する工程、
(P3)直線偏光紫外線(202)を照射する第2の紫外線照射工程。
<3. Substrate with Both Anchoring Layers>
A single substrate is obtained by performing a pattern forming step with strong anchoring ability including the following steps (P1) to (P3) on the substrate on which the cured film is formed (hereinafter referred to as "substrate with cured film") A substrate (hereinafter referred to as “substrate with both anchoring layers”) having regions of both the region having weak anchoring ability and the region having strong anchoring ability can be obtained.
(P1) a first ultraviolet irradiation step of irradiating a part of the cured film (101) with ultraviolet light (201);
(P2) applying a material for forming a strong anchoring film on the cured film (101);
(P3) A second ultraviolet irradiation step of irradiating linearly polarized ultraviolet light (202).
前記工程(P1)〜(P3)の順番は、途中に他の工程を含んでもよいが、(P1)、(P2)、(P3)の順に行われる。 Although the order of the said process (P1)-(P3) may include another process on the way, it is performed in order of (P1), (P2), (P3).
工程(P1)〜(P3)の概略図を図1に示す。 The schematic of process (P1)-(P3) is shown in FIG.
工程(P1)は弱アンカリング膜上の一部に紫外線を照射する第1の紫外線照射工程であり、紫外線(201)の露光部(101A)及び未露光部(101B)を形成する。弱アンカリング膜上の一部に紫外線を照射する方法の例は、フォトマスクを使用する方法である。 The step (P1) is a first ultraviolet irradiation step of irradiating a part of the weak anchoring film with ultraviolet rays, and forms an exposed portion (101A) and an unexposed portion (101B) of the ultraviolet rays (201). An example of a method of irradiating a part of the weak anchoring film with ultraviolet light is a method of using a photomask.
工程(P2)は、強アンカリング膜形成用材料を膜(101)上に塗布する工程である。強アンカリング膜は、液晶配向膜の既知の形成方法で形成可能である。即ち、液晶配向剤は上述の強アンカリング膜形成用材料である。 The step (P2) is a step of applying a material for forming a strong anchoring film on the film (101). The strong anchoring film can be formed by a known method of forming a liquid crystal alignment film. That is, the liquid crystal aligning agent is the above-mentioned strong anchoring film forming material.
液晶配向膜の形成方法の例は、上述のラビング法及び光配向法である。これらの2つの方法の内、配向処理工程(P4)時に本発明の配向基板の弱アンカリング能を有する領域の弱アンカリング能の低下を抑えることのできる光配向法が好ましい。第2の紫外線照射工程(P3)は光配向法の配向処理工程である。 The example of the formation method of a liquid crystal aligning film is the above-mentioned rubbing method and the photo-alignment method. Among these two methods, preferred is the photoalignment method capable of suppressing the decrease in the weak anchoring ability of the region of the alignment substrate of the present invention having weak anchoring ability in the alignment treatment step (P4). The second ultraviolet irradiation step (P3) is an alignment treatment step of the photoalignment method.
光配向法の例は、光異性化型の材料を使用する方法(例えば、特開2005−275364)、光二量化型の材料を使用する方法(例えば、特開平10−251646)、及び光分解型の材料を使用する方法(例えば、特開平9−297313)である。弱アンカリング能を有する領域の弱アンカリング能を保つためには、これらの光配向法の内、露光波長300nm以上で感度の高い光異性型の材料を使用する方法及び光二量化型の材料を使用する方法が好ましく、露光波長350nm以上で感度の高い光異性化型の材料を使用する方法が特に好ましい。尚、後述の実施例では光異性化型の材料を使用する方法を用いている。 Examples of the photoalignment method include a method using a photoisomerization-type material (for example, JP-A-2005-275364), a method using a photodimerization-type material (for example, JP-A-10-251646), and a photolysis type The method of using the material of (For example, Unexamined-Japanese-Patent No. 9-297313). In order to maintain weak anchoring ability of the region having weak anchoring ability, a method using a photoisomer type material having high sensitivity at an exposure wavelength of 300 nm or more and a light dimerization type material among these light alignment methods The method to be used is preferable, and the method to use a photoisomerizable material having high sensitivity at an exposure wavelength of 350 nm or more is particularly preferable. In the following examples, a method of using a photoisomerization type material is used.
工程(P2)における塗布方法は、既知の塗布方法が使用できる。既知の塗布方法の例は、スピンコート法、スリットコート法、グラビアオフセット印刷法、フレキソ印刷法、及びインクジェット法である。 A known application method can be used as the application method in the step (P2). Examples of known coating methods are spin coating, slit coating, gravure offset printing, flexographic printing, and inkjet.
上述の工程(P1)によって未露光部(101B)及び露光部(101A)上のリコート性の差が生じているため、露光部(101A)上に塗膜が形成されやすい状態となっているが、未露光部(101B)上に塗布された液を遠心力で排除可能なスピンコート法、及び露光部(101A)上に選択的に塗布可能なグラビアオフセット印刷法、フレキソ印刷法、及びインクジェット法が好ましい。 Since a difference in recoatability on the unexposed area (101B) and the exposed area (101A) is generated by the above-mentioned process (P1), a coating film is easily formed on the exposed area (101A). Spin-coating method capable of removing the liquid applied on the unexposed portion (101B) by centrifugal force, and gravure offset printing method, flexographic printing method, and inkjet method capable of selectively applying on the exposed portion (101A) Is preferred.
工程(P3)における直線偏光紫外線(202)は波長250nm以上、450nm以下の光が好ましく、波長300nm以上、400nm以下の光が更に好ましい。その理由は、照射される直線偏光紫外線(202)によって未露光部(101B)の弱アンカリング能の低下を抑えるため、及び可視光下での露光を防止するためである。 The linearly polarized ultraviolet light (202) in the step (P3) is preferably light with a wavelength of 250 nm or more and 450 nm or less, and more preferably light with a wavelength of 300 nm or more and 400 nm or less. The reason is to suppress the decrease in weak anchoring ability of the unexposed area (101B) by the linearly polarized ultraviolet light (202) to be irradiated and to prevent the exposure under visible light.
上記の工程(P1)〜(P3)の他に、工程(P2)及び(P3)の間、又は工程(P3)の後に、強アンカリング膜形成用材料を塗布することで形成される塗膜(102)を加熱焼成する工程(P4)を含むことが望ましい。工程(P4)を実施することで、強アンカリング能を有するパターン体(103)の耐傷性が向上する。通常、光配向法が光二量化型の材料を使用する方法又は光分解型の材料を使用する方法である場合は、工程(P2)及び(P3)の間に工程(P4)を実施する。又、光配向法が光異性化型の材料を使用する方法である場合は、工程(P3)の後に工程(P4)を実施する。尚、後述の実施例では工程(P3)の後に工程(P4)を実施している。 In addition to the above steps (P1) to (P3), a coating film formed by applying a material for forming a strong anchoring film between the steps (P2) and (P3) or after the step (P3) It is desirable to include the step (P4) of heating and firing (102). By carrying out the step (P4), the scratch resistance of the pattern body (103) having strong anchoring ability is improved. In general, when the photoalignment method is a method using a photodimerization type material or a method using a photolytic type material, step (P4) is performed between steps (P2) and (P3). When the photoalignment method is a method using a photoisomerization type material, the step (P4) is carried out after the step (P3). In the embodiment described later, the step (P4) is carried out after the step (P3).
<3.両アンカリング層付き基板を備えた液晶表示素子>
液晶化合物には誘電率異方性が正であるポジ型、及び誘電率異方性が負であるネガ型が存在する。ポジ型の液晶化合物は、誘電的性質が液晶分子の長軸方向に大きく、長軸方向に直交する方向に小さい。ネガ型の液晶化合物は、誘電的性質が液晶分子の長軸方向に小さく、長軸方向に直交する方向に大きい。以下の液晶表示素子の説明では、ポジ型の液晶化合物を用いた事例について説明する。
<3. Liquid Crystal Display Device Having Substrates with Both Anchoring Layers>
The liquid crystal compounds include a positive type in which the dielectric anisotropy is positive and a negative type in which the dielectric anisotropy is negative. In the positive type liquid crystal compound, dielectric properties are large in the long axis direction of liquid crystal molecules and small in the direction orthogonal to the long axis direction. In a negative liquid crystal compound, dielectric properties are small in the long axis direction of liquid crystal molecules and large in the direction orthogonal to the long axis direction. In the following description of the liquid crystal display element, an example using a positive liquid crystal compound will be described.
液晶表示素子には液晶分子の配向方向を制御するための配向膜として、上述の強アンカリング膜、上述の弱アンカリング膜、及び上述の両アンカリング層が存在する。本発明の液晶表示素子は、互いに対向する2つの配向膜の一方が強アンカリング膜であり、他方が両アンカリング層である。 In the liquid crystal display element, the above-mentioned strong anchoring film, the above-mentioned weak anchoring film, and the above-mentioned both anchoring layers are present as an alignment film for controlling the alignment direction of liquid crystal molecules. In the liquid crystal display element of the present invention, one of two alignment films facing each other is a strong anchoring film, and the other is both anchoring layers.
本発明の硬化性組成物を用いて形成される硬化膜は、弱アンカリング膜として使用することができる。 A cured film formed using the curable composition of the present invention can be used as a weak anchoring film.
<3−1.第1実施形態>
図2は、本発明の液晶表示素子10の第1実施形態、並びに表示のためのバックライトユニット11、偏光板12A、及び偏光板12Bの概略構成を示す断面図である。図3は、前記第1実施形態において、誘電率異方性が正の液晶化合物Lpを用い、電界Eを印加した状態における液晶分子の配向方向の分布を示す図である。図4は、前記第1実施形態において、誘電率異方性が正の液晶化合物Lpを用い、電界を印加しない状態における電極線の配線方向、及び両アンカリング層近傍の液晶分子の配向方向の関係を示す図である。図5は、前記第1実施形態において、誘電率異方性が正の液晶化合物Lpを用い、電界Eを印加した状態における電極線の配線方向、及び液晶分子の配向の関係を示す図である。
<3-1. First embodiment>
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the first embodiment of the liquid
図2に示すように、本発明の液晶表示素子は、両アンカリング層13が形成された第1基板(LCP−1)、前記両アンカリング層との間に間隔を空けて対向配置される強アンカリング膜14が形成された第2基板(LCP−2)、前記両アンカリング層及び前記強アンカリング膜の間に配置され、液晶分子が駆動されることによって前記光を透過又は遮断する液晶層(LCP−3)、並びに前記液晶分子に前記第1基板(LCP−1)及び第2基板(LCP−2)に沿った方向の電界を印加する駆動電極層(LCP−4)を備えている。
As shown in FIG. 2, the liquid crystal display device of the present invention is disposed opposite to the first substrate (LCP-1) on which both anchoring
第1基板(LCP−1)及び第2基板(LCP−2)は、それぞれガラス等の基板からなり、所定の間隔を空けて互いに平行に配置されている。 The first substrate (LCP-1) and the second substrate (LCP-2) are each made of a substrate such as glass and are arranged in parallel with each other at a predetermined interval.
偏光板12A及び12Bは、クロスニコルに配置されている。例えば、偏光板12Aの偏光方向は方向Yであり、偏光板12Bの偏光方向は方向Xである。 The polarizing plates 12A and 12B are disposed in cross nicol. For example, the polarization direction of the polarizing plate 12A is the direction Y, and the polarization direction of the polarizing plate 12B is the direction X.
駆動電極層(LCP−4)は、前記第1基板(LCP−1)及び第2基板(LCP−2)のいずれか一方に設けられる。図2に示すように、第1実施形態において駆動電極層(LCP−4)は、前記第1基板(LCP−1)に設けられている。駆動電極層(LCP−4)は、前記第1基板(LCP−1)の表面に沿って、複数本の電極線15Aが並設されることで形成されている。図2において、各電極線15Aは、その配線方向が第1基板(LCP−1)表面に平行な面内で方向Yに沿って延びるよう直線状に形成されている。駆動電極層(LCP−4)は、このような電極線15Aが、第1基板(LCP−1)の表面に平行な面内で方向Xに沿って一定間隔に並んでいる。
The drive electrode layer (LCP-4) is provided on one of the first substrate (LCP-1) and the second substrate (LCP-2). As shown in FIG. 2, in the first embodiment, the drive electrode layer (LCP-4) is provided on the first substrate (LCP-1). The drive electrode layer (LCP-4) is formed by arranging a plurality of
<3−2.第2実施形態>
第2実施形態は、図8に示すように、駆動電極層(LCP−4)が前記第2基板(LCP−2)に設けられている。他の構成は第1実施形態と同様である。
<3-2. Second embodiment>
In the second embodiment, as shown in FIG. 8, a drive electrode layer (LCP-4) is provided on the second substrate (LCP-2). The other configuration is the same as that of the first embodiment.
次に本発明を合成例、比較合成例、実施例、及び比較例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定されるものではない。 Next, the present invention will be specifically described by way of Synthesis Examples, Comparative Synthesis Examples, Examples, and Comparative Examples, but the present invention is not limited at all by these Examples.
合成例、比較合成例、実施例、及び比較例に使用した化合物を成分毎に記しておく。 The compounds used in Synthesis Examples, Comparative Synthesis Examples, Examples, and Comparative Examples are described for each component.
テトラカルボン酸二無水物(a11):
a11−1:ブタンテトラカルボン酸二無水物(商品名;リカシッド BT−100、新日本理化株式会社、以下「BT−100」と略記)
ジアミン(a12):
a12−1:3,3’−ジアミノジフェニルスルホン(以下「DDS」と記載)
多価ヒドロキシ化合物(a13):
a13−1:1,4−ブタンジオール
1価アルコール(a14):
a14−1:ベンジルアルコール
スチレン−無水マレイン酸共重合体(a15):
a15−1:SMA1000(川原油化株式会社製)
ポリエステルアミド酸(A1)の反応に用いる重合溶剤:
PGMEA
Tetracarboxylic acid dianhydride (a11):
a11-1: butanetetracarboxylic acid dianhydride (trade name: RIKACID BT-100, Shin Nippon Rika Co., Ltd., hereinafter abbreviated as “BT-100”)
Diamine (a12):
a12-1: 3,3'-diaminodiphenyl sulfone (hereinafter referred to as "DDS")
Polyvalent hydroxy compound (a13):
a13-1: 1,4-butanediol
Monohydric alcohol (a14):
a14-1: benzyl alcohol
Styrene-maleic anhydride copolymer (a15):
a15-1: SMA 1000 (manufactured by Kawa Crude Oil Co., Ltd.)
Polymerization solvent used for the reaction of polyesteramide acid (A1):
PGMEA
カルボキシル基含有重合体(A2):
A2−1:メタクリル酸及びブチルメタクリレートの共重合体(原料重量比メタクリル酸/n−ブチルメタクリレート=20/80、重量平均分子量10,000)の固形分濃度30重量%PGMEA溶液(以下「共重合体溶液(A2−1)」と記載)
Carboxyl group-containing polymer (A2):
A2-1: solid content concentration of 30% by weight PGMEA solution (hereinafter referred to as “co-weight”: copolymer of methacrylic acid and butyl methacrylate (raw material weight ratio methacrylic acid / n-butyl methacrylate = 20/80, weight average molecular weight 10,000) Described as combined solution (A2-1)
3官能以上のグリシジルエーテル型エポキシ化合物(B1):
B1−1:テクモアVG3101L(商品名、株式会社プリンテック、以下「VG3101L」と略記)
Trifunctional or higher glycidyl ether type epoxy compound (B1):
B1-1: Techmore VG3101L (trade name, PRINTEC, Inc., hereinafter abbreviated as "VG3101L")
エポキシ基含有重合体(B2):
B2−1:グリシジルメタクリレート及びブチルメタクリレートの共重合体(原料重量比グリシジルメタクリレート/n−ブチルメタクリレート=20/80、重量平均分子量10,000)の固形分濃度30重量%PGMEA溶液(以下「共重合体溶液(B2−1)」と記載)
Epoxy group-containing polymer (B2):
B2-1: solid content concentration of 30 wt% PGMEA solution (hereinafter "co-weight": copolymer of glycidyl methacrylate and butyl methacrylate (raw material weight ratio glycidyl methacrylate / n-butyl methacrylate = 20/80, weight average molecular weight 10,000) Described as combined solution (B2-1)
界面活性剤(C):
C−1:反応性含フッ素オリゴマーを含む溶液である、メガファックRS−72−K(商品名、DIC株式会社、以下「RS−72−K」と略記、有効成分30重量%、溶媒PGMEA)
C−2:含フッ素プレポリマーを含む溶液である、フタージェント601AD(商品名、株式会社ネオス、以下「601AD」と略記、有効成分25重量%、溶媒PGMEA)
C−3:シリコンポリエーテルアクリレートである、TEGO Rad2200N(商品名、エボニック・ジャパン株式会社、以下「Rad2200N」と略記)
Surfactant (C):
C-1: A solution containing a reactive fluorine-containing oligomer, Megafuck RS-72-K (trade name, DIC Corporation, hereinafter abbreviated as "RS-72-K", active ingredient 30% by weight, solvent PGMEA)
C-2: a solution containing a fluorine-containing prepolymer, Ftergent 601 AD (trade name, Neos, Inc., hereinafter abbreviated as “601 AD”, 25 wt% of active ingredient, solvent PGMEA)
C-3: TEGO Rad 2200 N (trade name, Evonik Japan Ltd., hereinafter abbreviated as “Rad 2200 N”), which is a silicone polyether acrylate
添加剤(D):
D−1:3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシランの重合体である、COATOSIL MP200(商品名、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ合同会社)
D−2: 5官能のアクリレートであるジペンタエリスリトールペンタアクリレート、及び6官能のアクリレートであるジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物である、アロニックス M−402(商品名、東亞合成株式会社、以下「M−402」と略記)
D−3:1,2−プロパンジオン,1−[4−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニルチオ]フェニル]−2−(O−アセチルオキシム)であるアデカアークルズ NCI−930(商品名、株式会社ADEKA、以下「NCI−930」と略記)
Additive (D):
D-1: COATOSIL MP 200 (trade name, Momentive Performance Materials GK) which is a polymer of 3-glycidyl oxypropyl trimethoxysilane
D-2: Alonix M-402 (trade name, Toagosei Co., Ltd., "M-" below, which is a mixture of dipentaerythritol pentaacrylate which is a pentafunctional acrylate and dipentaerythritol hexaacrylate which is a hexafunctional acrylate Abbreviated as "402"
D-3: 1,2-propanedione, 1- [4- [4- (2-hydroxyethoxy) phenylthio] phenyl] -2- (O-acetyloxime) and Adekarkles NCI-930 (trade name, ADEKA Corporation, hereafter abbreviated as "NCI-930")
本明細書中の重量平均分子量は、GPC法(カラム温度:35℃、流速:1mL/min)により求めたポリスチレン換算での値である。標準のポリスチレンには分子量が645〜132,900のポリスチレン(例えば、アジレント・テクノロジー株式会社のポリスチレンキャリブレーションキットPL2010−0102)、カラムにはPLgel MIXED−D(商品名、アジレント・テクノロジー株式会社)を用い、移動相としてテトラヒドロフランを使用して測定することができる。尚、本明細書中の市販品の重量平均分子量はカタログ掲載値である。 The weight average molecular weight in the present specification is a value in terms of polystyrene calculated by the GPC method (column temperature: 35 ° C., flow rate: 1 mL / min). Standard polystyrene includes polystyrene having a molecular weight of 645 to 132,900 (for example, polystyrene calibration kit PL2010-0102 from Agilent Technologies, Inc.), and PLgel MIXED-D (trade name, Agilent Technologies, Inc.) for columns. It can be used and measured using tetrahydrofuran as the mobile phase. In addition, the weight average molecular weight of the commercial item in this specification is a catalog published value.
[硬化性組成物の調製]
[合成例1]
ポリエステルアミド酸の固形分濃度30重量%PGMEA溶液(A1−1)を以下のように合成した。
温度計、攪拌機、原料投入仕込み口及び窒素ガス導入口を備えた1,000mLの4つ口フラスコに、重合溶剤として脱水精製したPGMEAを604.80g、テトラカルボン酸二無水物(a11)としてBT−100を34.47g、スチレン−無水マレイン酸共重合体(a15)としてSMA1000を164.11g、1価アルコール(a14)としてベンジルアルコールを50.17g、多価ヒドロキシ化合物(a13)として1,4−ブタンジオールを10.45g仕込み、乾燥窒素気流下130℃で3時間攪拌した。その後、反応後の溶液を25℃まで冷却し、ジアミン(a12)としてDDSを10.80g、PGMEAを25.20g投入し、20〜30℃で2時間攪拌した後、115℃で1時間攪拌、30℃以下に冷却することにより淡黄色透明なポリエステルアミド酸の固形分濃度30重量%PGMEA溶液(A1−1)を得た。GPCで測定した固形分の重量平均分子量は10,000であった。
[Preparation of a curable composition]
Synthesis Example 1
A solid content concentration of 30% by weight PGMEA solution (A1-1) of polyesteramide acid was synthesized as follows.
In a 1,000 mL four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a raw material charging port, and a nitrogen gas inlet, 604.80 g of PGMEA dehydrated and purified as a polymerization solvent, and BT as a tetracarboxylic acid dianhydride (a11) 34.47 g of -100, 164.11 g of SMA 1000 as the styrene-maleic anhydride copolymer (a15), 50.17 g of benzyl alcohol as the monohydric alcohol (a14), 1,4 as the polyhydroxy compound (a13) 10.45 g of butanediol was charged and stirred at 130 ° C. for 3 hours under a dry nitrogen stream. Thereafter, the solution after reaction is cooled to 25 ° C., 10.80 g of DDS and 25.20 g of PGMEA are added as diamine (a12), stirred at 20-30 ° C. for 2 hours, and then stirred at 115 ° C. for 1 hour By cooling to 30 ° C. or less, a solid content concentration 30% by weight PGMEA solution (A1-1) of pale yellow transparent polyester amic acid was obtained. The weight average molecular weight of the solid content measured by GPC was 10,000.
[実施例1]
合成例1で得られたポリエステルアミド酸の固形分濃度30重量%PGMEA溶液(A1−1)、VG3101L、RS−72−K、及びPGMEAを表1−1に記載の割合(単位:g)で混合溶解し、メンブランフィルター(0.2μm)で濾過して硬化性組成物を得た。
Example 1
Solid content concentration of 30% by weight PGMEA solution (A1-1), VG3101L, RS-72-K, and PGMEA of polyesteramide acid obtained in Synthesis Example 1 in proportions (unit: g) described in Table 1-1 The mixture was dissolved and filtered through a membrane filter (0.2 μm) to obtain a curable composition.
尚、この硬化性組成物に含まれる溶剤の総量は、ポリエステルアミド酸の固形分濃度30重量%PGMEA溶液(A1−1)に含まれる重合溶剤、RS−72−Kに含まれる溶剤、及び希釈用溶剤(E)のPGMEAの総量であり、この工程で固形分濃度が凡そ2.5重量%となるよう調製した。実施例2以下及び比較例においても同様である。 Incidentally, the total amount of the solvent contained in this curable composition is the polymerization solvent contained in the 30% by weight PGMEA solution (A1-1) having a solid content concentration of polyesteramide acid, the solvent contained in RS-72-K, and the dilution. The total amount of PGMEA for the solvent (E) was prepared so that the solid concentration would be about 2.5% by weight in this step. The same applies to the second embodiment and below and the comparative example.
[硬化膜付き櫛歯電極基板の作製]
得られた硬化性組成物をIPSセル用Cr櫛歯電極付きガラス基板(以下「櫛歯電極基板」を記載)上に2,000rpmで10秒間スピンコートし、100℃のホットプレート上で2分間プリベークすることで、塗膜付き櫛歯電極基板を得た。次に、230℃のオーブン中で30分間ポストベークし、膜厚略50nmである硬化膜付き櫛歯電極基板を得た。
[Fabrication of a cured comb electrode substrate]
The resulting curable composition is spin-coated at 2,000 rpm for 10 seconds on a glass substrate with Cr comb electrode for IPS cell (hereinafter referred to as "comb electrode substrate"), and heated for 2 minutes on a hot plate at 100 ° C. By prebaking, a coated comb electrode substrate was obtained. Next, post-baking was performed in an oven at 230 ° C. for 30 minutes to obtain a cured film-attached comb electrode substrate having a film thickness of about 50 nm.
[強アンカリング膜形成用材料(S1)の調製]
温度計、攪拌機、原料投入仕込み口及び窒素ガス導入口を備えた200mLの4つ口フラスコに、4,4’−ジアミノアゾベンゼン1.4184g、1,4−ビス(4−アミノフェニル)ブタン0.5736g、1,4−ビス(4−アミノフェニル)ピペラジン0.1281g、及び脱水N−メチルピロリドン(以下「NMP」と表記)44.0gを仕込み、乾燥窒素気流下攪拌溶解した。次いで、1,8−ビス(3,4−ジカルボン酸)オクタン二無水物3.8799g及び脱水NMP20.0gを仕込み、室温で24時間攪拌を続け、反応溶液を得た。この反応溶液にエチレングリコールモノブチルエーテル20.0gを加えて、固形分濃度が6重量%のポリアミド酸溶液を得た。このポリアミド酸溶液を(PA1)とする。(PA1)に含まれるポリアミド酸の重量平均分子量は10,000であった。
[Preparation of a material for forming a strong anchoring film (S1)]
In a 200 mL four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a raw material charging inlet, and a nitrogen gas inlet, 1.4184 g of 4,4'-diaminoazobenzene, 1,4-bis (4-aminophenyl) butane, 0.1. 5736 g, 0.1281 g of 1,4-bis (4-aminophenyl) piperazine, and 44.0 g of dehydrated N-methylpyrrolidone (hereinafter referred to as "NMP") were charged, and dissolved by stirring under a stream of dry nitrogen. Next, 3.8799 g of 1,8-bis (3,4-dicarboxylic acid) octane dianhydride and 20.0 g of dehydrated NMP were charged, and stirring was continued at room temperature for 24 hours to obtain a reaction solution. To the reaction solution was added 20.0 g of ethylene glycol monobutyl ether to obtain a polyamic acid solution having a solid concentration of 6% by weight. This polyamic acid solution is referred to as (PA1). The weight average molecular weight of the polyamic acid contained in (PA1) was 10,000.
温度計、攪拌機、原料投入仕込み口及び窒素ガス導入口を備えた200mLの4つ口フラスコに、1,4−ビス(4−アミノフェニル)ピペラジン1.9123g、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル0.8561g、1,4−フェニレンジアミン0.3082g、及び脱水NMP44.0gを入れ、乾燥窒素気流下攪拌溶解した。1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物1.8354g、ピロメリット酸二無水物1.0880g、更に脱水NMP20.0gを入れ、室温で24時間攪拌を続けた。この反応溶液にエチレングリコールモノブチルエーテル30.0gを加えて、ポリマー固形分濃度が6重量%のポリアミド酸溶液を得た。このポリアミド酸溶液を(PA2)とする。(PA2)に含まれるポリアミド酸の重量平均分子量は50,000であった。 In a 200 mL four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a raw material charging inlet, and a nitrogen gas inlet, 1.9123 g of 1,4-bis (4-aminophenyl) piperazine, 4,4'-diaminodiphenyl ether 0. 8561 g, 0.3082 g of 1,4-phenylenediamine, and 44.0 g of dehydrated NMP were added, and dissolved by stirring under a stream of dry nitrogen. The mixture was charged with 1.8354 g of 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid dianhydride, 1.0880 g of pyromellitic dianhydride, and 20.0 g of dehydrated NMP, and stirring was continued at room temperature for 24 hours. To the reaction solution was added 30.0 g of ethylene glycol monobutyl ether to obtain a polyamic acid solution having a polymer solid concentration of 6% by weight. This polyamic acid solution is referred to as (PA2). The weight average molecular weight of the polyamic acid contained in (PA2) was 50,000.
ポリアミド酸溶液(PA1)、ポリアミド酸溶液(PA2)、及びNMPを下記の重量で仕込み、混合溶解することでポリマー固形分濃度4重量%の強アンカリング膜形成用材料(S1)を調製した。
固形分濃度が6重量%のポリアミド酸溶液(PA1) 9.00g
固形分濃度が6重量%のポリアミド酸溶液(PA2) 21.00g
NMP 15.00g
A polyamic acid solution (PA1), a polyamic acid solution (PA2), and NMP were charged at the following weight, mixed and dissolved to prepare a material (S1) for forming a strong anchoring film having a polymer solid concentration of 4% by weight.
9.00 g of polyamic acid solution (PA1) with a solid concentration of 6% by weight
Polyamide acid solution (PA2) with a solid concentration of 6% by weight 21.00 g
NMP 15.00g
[未露光部上塗膜形成の有無の判断]
工程(P1)として、得られた硬化膜付き櫛歯電極基板に、波長185nmの光及び波長254nmの光を含む紫外線を照射する低圧水銀灯EUV200WS−60(商品名、セン特殊光源株式会社)を備えた露光装置PHOTO SURFACE PROCESSOR PL2003N−12(商品名、セン特殊光源株式会社)及び二区画パターンのフォトマスクを使用してパターン露光し、露光部及び未露光部でリコート性が異なるパターン露光膜付き基板を得た。露光量は紫外線積算光量計UIT−150(商品名、ウシオ電機株式会社)、受光器UVD−S254(商品名、ウシオ電機株式会社)で測定し、波長254nmの光換算で10J/cm2とした。
[Determination of presence or absence of coating film formation on unexposed area]
As a process (P1), the low pressure mercury lamp EUV200WS-60 (brand name, sen special light source Ltd.) which irradiates the ultraviolet-ray containing light with a wavelength of 185 nm and light with a wavelength of 254 nm The pattern exposure is performed using a photoexposure apparatus PHOTO SURFACE PROCESSOR PL 2003 N-12 (trade name, Sen Special Light Source Co., Ltd.) and a photomask of a two-section pattern, and a substrate with a pattern exposure film having different recoatability in exposed and unexposed areas. I got The exposure dose was measured with a UV integrated actinometer UIT-150 (trade name, Ushio Electric Co., Ltd.) and a light receiver UVD-S254 (trade name, Ushio Electric Co., Ltd.) and was 10 J / cm 2 in light conversion at a wavelength of 254 nm. .
続いて工程(P2)として、得られた露光部及び未露光部でリコート性が異なるパターン露光膜付き櫛歯電極基板上に、前記強アンカリング膜形成用材料(S1)を3,000rpmで10秒間スピンコートし、70℃のホットプレート上で80秒間プリベークすることで、ポリアミド酸塗膜及びパターン露光膜付き櫛歯電極基板を得た。ポリアミド酸塗膜は黄色の着色が見られたため、未露光部上塗膜形成の有無を目視で確認した。未露光部上にポリアミド酸塗膜が形成されていない場合を、未露光部上塗膜形成「無」と判断し、未露光部と露光部関係なくポリアミド酸塗膜が形成されている場合を未露光部上塗膜形成「有」と判断した。判断結果を表1−1に示す。 Subsequently, as the step (P2), the material for forming the strong anchoring film (S1) is applied at 3,000 rpm on the comb-tooth electrode substrate with a pattern exposure film having different recoatability in the exposed area and unexposed area obtained. The film was spin-coated for 2 seconds and prebaked on a hot plate at 70 ° C. for 80 seconds to obtain a polyamic acid coating film and a comb electrode substrate with a pattern exposure film. Since the polyamide acid coating film was observed to have a yellow color, the presence or absence of the coating film formation on the unexposed area was visually confirmed. When the polyamide acid coating film is not formed on the unexposed area, it is judged that the coating film is not formed on the unexposed area, and the polyamide acid coating film is formed regardless of the unexposed area and the exposed area. It was judged that "unformed" was the film formation on the unexposed area. The judgment results are shown in Table 1-1.
[液晶表示素子作製用基板1の作製]
工程(P3)として、超高圧水銀灯を備えたマルチライトML−501C/B(商品名、ウシオ電機株式会社)及び偏光板を用い、得られたポリアミド酸塗膜及びパターン露光膜付き櫛歯電極基板に対して鉛直方向から、直線偏光紫外線を照射した。露光量は紫外線積算光量計UIT−150(商品名、ウシオ電機株式会社)、受光器UVD−S365(商品名、ウシオ電機株式会社)で測定し、波長365nmの光換算で2J/cm2とした。更に230℃のオーブン中で20分間ポストベークすることで、強アンカリング能を有するパターン体及び硬化膜付き櫛歯電極基板を得た。以下、この基板を「液晶表示素子作製用基板1」と表記する。尚、直線偏光紫外線の偏光方向は、Cr櫛歯電極の配線方向に垂直とした。この方向にすることで、作製される液晶表示素子作製用電極付き配向基板1aの両アンカリング層の内、強アンカリング能を有する領域の配向容易軸は、Cr櫛歯電極の配線方向に平行となる。
[Production of
As a step (P3), using the multilight ML-501C / B (trade name, Ushio Inc.) equipped with an ultra-high pressure mercury lamp and a polarizing plate, the obtained polyamic acid coating film and a comb electrode substrate with a pattern exposure film The light was irradiated with linearly polarized ultraviolet light from the vertical direction. The exposure dose was measured with a UV integrated actinometer UIT-150 (trade name, Ushio Inc.) and a light receiver UVD-S365 (trade name, Ushio Inc.), and it was 2 J / cm 2 in light conversion at a wavelength of 365 nm. . Further, post-baking was performed in an oven at 230 ° C. for 20 minutes to obtain a pattern body having a strong anchoring ability and a comb electrode substrate with a cured film. Hereinafter, this substrate is referred to as “
[液晶表示素子作製用基板2の作製]
強アンカリング膜形成用材料(S1)をガラス基板上に2,000rpmで10秒間スピンコートし、70℃のホットプレート上で80秒間プリベークすることで、塗膜付きガラス基板を得た。次いで、超高圧水銀灯を備えたマルチライトML−501C/B(商品名、ウシオ電機株式会社)及び偏光板を用い、塗膜付きガラス基板に対して鉛直方向から、直線偏光紫外線を照射した。露光量は紫外線積算光量計UIT−150(商品名、ウシオ電機株式会社)、受光器UVD−S365(商品名、ウシオ電機株式会社)で測定し、波長365nmの光換算で2J/cm2とした。更に230℃のオーブン中で20分間ポストベークし、膜厚略100nmの強アンカリング膜付き基板を得た。以下、得られたこの強アンカリング膜付きガラス基板を、「液晶表示素子作製用基板2」と表記する。
[Production of
A strong anchoring film forming material (S1) was spin-coated at 2,000 rpm for 10 seconds on a glass substrate, and prebaked on a 70 ° C. hot plate for 80 seconds to obtain a coated glass substrate. Next, using a multilight ML-501C / B (trade name, Ushio Inc.) equipped with an ultra-high pressure mercury lamp and a polarizing plate, a linearly polarized ultraviolet ray was irradiated from the vertical direction to the coated glass substrate. The exposure dose was measured with a UV integrated actinometer UIT-150 (trade name, Ushio Inc.) and a light receiver UVD-S365 (trade name, Ushio Inc.), and it was 2 J / cm 2 in light conversion at a wavelength of 365 nm. . Further, the substrate was post-baked in an oven at 230 ° C. for 20 minutes to obtain a substrate with a strongly anchoring film having a film thickness of about 100 nm. Hereinafter, the obtained glass substrate with a strong anchoring film is referred to as “
[ポジ型液晶組成物(LC−1)調製]
下記一般式(2−1)〜(2−9)の化合物を記載の重量比で混合溶解することで、ポジ型液晶組成物(LC−1)を調製した。
The positive type liquid crystal composition (LC-1) was prepared by mixing and dissolving the compounds of the following general formulas (2-1) to (2-9) in the weight ratio described.
[液晶表示素子の作製]
液晶表示素子作製用基板1及び液晶表示素子作製用基板2の2枚の基板を、それぞれ強アンカリング能を有するパターン体及び硬化膜側並びに強アンカリング膜側を向き合わせ、液晶表示素子作製用基板1のCr櫛歯電極の配線方向及び液晶表示素子作製用基板2の強アンカリング膜の配向容易軸が平行になるように配置した。このように配置することで、液晶表示素子作製用基板1の両アンカリング層の内、強アンカリング能を有する領域の配向容易軸及び液晶表示素子作製用基板2の強アンカリング膜の配向容易軸が平行となる。更に両アンカリング層及び強アンカリング膜の間にポジ型液晶組成物(LC−1)を注入させるための空隙を形成して貼り合わせ、セル厚4μmの空セルを作製した。作製した空セルにポジ型液晶組成物(LC−1)を真空注入して、液晶表示素子を作製した。尚、この液晶表示素子を図2に対応させると、電極線15Aの配線方向及び強アンカリング膜14の配向容易軸が方向Yである。
[Production of Liquid Crystal Display Device]
The liquid crystal display
[配向有無の判断]
ライトビュアー7000PRO(商品名、ハクバ写真産業株式会社、以下「バックライト装置」と表記)上にクロスニコルに配置した2枚の偏光板の間に作製した液晶表示素子を狭持した。続いてバックライト装置を点灯させ、上述の2枚の偏光板及び作製した液晶表示素子を通った光を目視で2つの条件で観察した。第1の条件は、作製した液晶表示素子の櫛歯電極の配線方向、即ち液晶表示素子作製用基板2の強アンカリング膜の配向容易軸が、偏光子の偏光方向と平行である条件である。この条件を図2に対応させると、バックライト装置側の偏光板12Aの偏光方向が方向Yであり、他の1枚の偏光板12Bの偏光方向が方向Xである。電極線15Aの配線方向及び偏光板12Aの偏光方向の関係を図10に示す。第2の条件は、第1の条件の2枚の偏光板12A及び12Bを、X−Y平面内を反時計回りに45°回転させた条件である。つまり、第2の条件では、櫛歯電極の配線方向、即ち液晶表示素子作製用基板2の強アンカリング膜の配向容易軸及びバックライト装置側の偏光板の偏光方向のなす角が45°である。電極線15Aの配線方向及び偏光板12Aの偏光方向の関係を図11に示す。
[Determination of orientation]
On a light viewer 7000PRO (trade name, Hakuba Photographic Industries, Ltd., hereinafter referred to as "backlight device"), a liquid crystal display element produced was sandwiched between two polarizing plates arranged in cross nicol. Subsequently, the backlight device was turned on, and the light passing through the above-described two polarizing plates and the manufactured liquid crystal display element was visually observed under two conditions. The first condition is that the wiring direction of the comb electrode of the manufactured liquid crystal display element, that is, the easy alignment axis of the strong anchoring film of the
強アンカリング能を有するパターン体形成部(図9のT1)及び強アンカリング能を有するパターン体非形成部(図9のT2)のそれぞれにおいて、第1の条件において光り抜けがなく、且つ、第2の条件において光透過が見られる場合を、配向「有」と判断し、第1の条件において光り抜けがある場合、及び第2の条件において光透過が見られない場合の1つ以上の場合を、配向「無」と判断した。判断結果を表1−1に示す。 In each of the pattern body forming portion having strong anchoring ability (T1 in FIG. 9) and the pattern body non-forming portion having strong anchoring ability (T2 in FIG. 9), there is no light leakage under the first condition, and When light transmission is observed under the second condition, it is determined that the orientation is "present", and one or more cases where light leakage is observed under the first condition and light transmission is not observed under the second condition The case was judged to be orientation "none". The judgment results are shown in Table 1-1.
<強アンカリング能を有するパターン体形成性の評価方法>
上述の未露光部上塗膜形成の有無の判断において「無」と判断され、且つ上述の強アンカリング能を有するパターン体形成部の配向有無の判断において「有」と判断された場合、強アンカリング能を有するパターン体形成性「○」と評価し、他の場合を、強アンカリング能を有するパターン体形成性「×」と評価した。
<Method of evaluating pattern formability having strong anchoring ability>
Strong when judged as "No" in the judgment of the presence or absence of the coating film formation on the above-mentioned unexposed part, and in the judgment of the presence or absence of the orientation of the pattern forming part having the strong anchoring ability. It was evaluated that the pattern forming ability "A" having the anchoring ability was obtained, and the other cases were evaluated as "P" forming ability having the strong anchoring ability.
<強アンカリング能を有するパターン体非形成部の弱アンカリング性の評価方法>
該硬化膜に上述のラビング法及び光配向法等の手法により硬化膜表面に異方性を持たせるのではない場合、仮に硬化膜のアンカリングが強いとすると、硬化膜近傍の液晶分子がランダムに配向し、上述の強アンカリング能を有するパターン体非形成部の配向有無を判断する過程において、光り抜けが見られる。そのため、上述の強アンカリング能を有するパターン体非形成部の配向「有」と判断された場合を、強アンカリング能を有するパターン体非形成部の弱アンカリング性「○」、上述の強アンカリング能を有するパターン体非形成部の配向「無」と判断された場合を、強アンカリング能を有するパターン体非形成部の弱アンカリング性「×」と評価した。
<Method of evaluating weak anchoring property of non-patterned area having strong anchoring ability>
In the case where the cured film is not anisotropic on the surface of the cured film by the above-mentioned method such as rubbing method and photo alignment method, if the anchoring of the cured film is strong, the liquid crystal molecules in the vicinity of the cured film will be random. Light leakage is observed in the process of determining the orientation of the non-patterned portion having the strong anchoring ability as described above. Therefore, the weak anchoring property of the non-patterned portion having strong anchoring ability, "○", and the above-mentioned strongness, when it is judged that the orientation of the non-patterned portion having strong anchoring ability is "Yes". The case where it was judged that the orientation of the non-patterned portion having anchoring ability was "absent" was evaluated as the weak anchoring property "X" of the non-patterned portion having strong anchoring ability.
[実施例2〜11及び比較例1〜3]
実施例1の方法に準じて、表1−1及び表1−2に記載の割合(単位:g)で各成分を混合溶解し、硬化性組成物を得た。実施例1の方法に準じて、未露光部上塗膜形成の有無、強アンカリング能を有するパターン体形成部の配向の有無、及び強アンカリング能を有するパターン体非形成部の配向の有無を判断することで、強アンカリング能を有するパターン体形成性、及び強アンカリング能を有するパターン体非形成部の弱アンカリング性を評価し、結果を表1−1及び表1−2に示した。但し、未露光部上塗膜形成の有無「無」と判断した場合には、液晶表示素子の作製に関して液晶表示素子作製用基板1の代わりに、工程(P1)及び(P2)を省略して作製した硬化膜付き櫛歯電極基板を備えた液晶表示素子を作製し、実施例1の方法に準じて、弱アンカリング性の参考評価を行った。参考評価結果として、強アンカリング能を有するパターン体非形成部の弱アンカリング性「○」に対応する「(○)」、又は強アンカリング能を有するパターン体非形成部の弱アンカリング性「×」に対応する「(×)」と記載した。
[Examples 2 to 11 and Comparative Examples 1 to 3]
Each component was mixed and dissolved in proportions (unit: g) described in Tables 1-1 and 1-2 according to the method of Example 1 to obtain a curable composition. According to the method of Example 1, the presence or absence of the coating film formation on the unexposed area, the presence or absence of the orientation of the pattern body forming part having strong anchoring ability, and the presence or absence of the pattern body non-formation part having strong anchoring ability The weak anchoring property of the non-patterned part having a strong anchoring ability and the pattern forming ability with a strong anchoring ability is evaluated, and the results are shown in Table 1-1 and Table 1-2. Indicated. However, when it is judged that there is no film formation on the unexposed area “No”, the steps (P1) and (P2) are omitted instead of the liquid crystal display
但し、実施例4においては、強アンカリング能を有するパターン体形成性評価用基板作製方法を、100℃のホットプレート上で2分間プリベーク後に、露光する工程を追加し、オーブン温度を230℃から200℃に変更する作製方法とした。露光する工程では、空気中にて、超高圧水銀灯を備えたプロキシミティー露光機TME−150PRC(商品名、株式会社トプコン)を使用し、露光量は積算光量計UIT−102(商品名、ウシオ電機株式会社)、受光器UVD−365PD(商品名、ウシオ電機株式会社)で測定し、波長365nmの光換算で100mJ/cm2とした。 However, in Example 4, a process for preparing a substrate for evaluation of pattern formability having strong anchoring ability is prebaked on a hot plate at 100 ° C. for 2 minutes, and then an exposure step is added, and the oven temperature is from 230 ° C. The production method was changed to 200 ° C. In the process of exposure, a proximity exposure machine TME-150PRC (trade name, Topcon Co., Ltd.) equipped with an extra-high pressure mercury lamp is used in the air, and the exposure dose is an integrated actinometer UIT-102 (trade name, Ushio Electric Ltd., and a light receiver UVD-365PD (trade name, Ushio Electric Co., Ltd.), and it was 100 mJ / cm 2 in light conversion at a wavelength of 365 nm.
以上から明らかなように、実施例1〜11はいずれも強アンカリング能を有するパターン体形成性、及び強アンカリング能を有するパターン体非形成部の弱アンカリング性が良好である。それらに対し、多官能エポキシ化合物(B)を含まない組成物を用いた比較例1、及び多官能カルボキシル化合物(A)を含まない組成物を用いた比較例2は、強アンカリング能を有するパターン体非形成部の弱アンカリング性は良好であるが、強アンカリング能を有するパターン体形成性が不良である。又、界面活性剤(C)の含有量が少ない組成物を用いた比較例3は、強アンカリング能を有するパターン体形成性、及び強アンカリング能を有するパターン体非形成部の弱アンカリング性の両方が不良である。 As is apparent from the above, all of Examples 1 to 11 have good pattern forming ability with strong anchoring ability and weak anchoring ability of the non-patterned portion having strong anchoring ability. On the other hand, Comparative Example 1 using a composition containing no polyfunctional epoxy compound (B) and Comparative Example 2 using a composition containing no polyfunctional carboxyl compound (A) have strong anchoring ability. Although the weak anchoring property of the non-patterned portion is good, the pattern forming property having strong anchoring ability is poor. In addition, Comparative Example 3 using a composition containing a small amount of surfactant (C) is weakly anchoring of a non-patterned portion having a strong anchoring ability and a patternable ability to form a strong anchoring ability. Both sex are bad.
本発明の硬化性組成物を用いて形成される硬化膜は、強アンカリング能を有するパターン体形成性に優れ、且つ強アンカリング能を有するパターン体非形成部の弱アンカリング性に優れることから、単一の液晶表示素子中において、電圧OFF時の表示応答性が高い領域及び低駆動電圧性が高い領域の両方の領域が存在する液晶表示素子を作製可能である。 The cured film formed using the curable composition of the present invention is excellent in patternability with strong anchoring ability and excellent in weak anchoring ability of non-patterned portion with strong anchoring ability. Thus, it is possible to manufacture a liquid crystal display element in which a region having high display response when the voltage is off and a region having low driving voltage property exist in a single liquid crystal display device.
10 液晶表示素子
11 バックライトユニット
12A、12B 偏光板
LCP−1 第1基板
LCP−2 第2基板
LCP−3 液晶層
LCP−4 駆動電極層
13 両アンカリング層
13A 両アンカリング層の弱アンカリング能を有する領域
13B 両アンカリング層の強アンカリング能を有する領域
14 強アンカリング膜
15A 電極線
16 画素電極
17 共通電極
18 画素
19 電極領域
20 非電極領域
Lp 液晶化合物
X、Y 第1基板及び第2基板に平行な平面上に仮想する座標軸
100 基板
101 弱アンカリング膜
101A 露光部
101B 未露光部
102 強アンカリング膜形成用材料の塗膜
103 強アンカリング能を有するパターン体
201 紫外線
202 直線偏光紫外線
203 フォトマスク
DESCRIPTION OF
100 substrate 101 weak anchoring film 101A exposed portion 101B
Claims (10)
前記多官能カルボキシル化合物(A)が、1分子当り3個以上のカルボキシル基を有する化合物であり;
前記多官能エポキシ化合物(B)が、1分子当り3個以上のエポキシ基を有する化合物であり;
前記界面活性剤(C)の含有量が、前記多官能カルボキシル化合物(A)及び多官能エポキシ化合物(B)の総量100重量部に対して3〜100重量部である硬化性組成物。 A curable composition comprising a polyfunctional carboxyl compound (A), a polyfunctional epoxy compound (B) and a surfactant (C);
The polyfunctional carboxyl compound (A) is a compound having three or more carboxyl groups per molecule;
The polyfunctional epoxy compound (B) is a compound having three or more epoxy groups per molecule;
Curable composition whose content of the said surfactant (C) is 3-100 weight part with respect to 100 weight part of total amounts of the said polyfunctional carboxyl compound (A) and polyfunctional epoxy compound (B).
前記硬化膜が液晶層と接しており;
前記硬化膜近傍でも電界の影響で液晶分子の向きが変化可能な液晶表示素子。 A liquid crystal display device comprising the cured film according to claim 7;
The cured film is in contact with the liquid crystal layer;
A liquid crystal display device in which the direction of liquid crystal molecules can be changed by the influence of an electric field even in the vicinity of the cured film.
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